JP6600293B2

JP6600293B2 - 光通信システム、子ノード及び光通信方法

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Publication number: JP6600293B2
Application number: JP2016237282A
Authority: JP
Inventors: 慶太高橋; 浩崇中村
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2016-12-07
Filing date: 2016-12-07
Publication date: 2019-10-30
Anticipated expiration: 2036-12-07
Also published as: JP2018093439A

Description

本発明は、光通信システム、子ノード及び光通信方法に関する。

ＯＬＴ（Optical Line Terminal）とＯＮＵ（Optical Network Unit)とがＧＥＭ（G-PON Encapsulation Method）フレームにより通信を行うＰＯＮ（Passive Optical Network；受動光ネットワーク）はＧ−ＰＯＮと呼ばれ、そのうち伝送速度が１０Ｇｂｐｓ（ギガビット毎秒）であるものはＸＧ−ＰＯＮ、４０ＧｂｐｓであるものはＮＧ−ＰＯＮ２と呼ばれている。

図７は、ＮＧ−ＰＯＮ２の構成例を示す図である。同図に示すＮＧ−ＰＯＮ２において、ＯＬＴから送信された光信号は、パワースプリッタのような光通信器を介してＯＮＵへ伝送される。一般に、ＯＬＴからＯＮＵへの通信のことを下り方向、ＯＮＵからＯＬＴへの通信のことを上り方向と呼ぶ。

下り方向では、各ＯＮＵへのデータが全ＯＮＵへブロードキャストされており、各ＯＮＵは自身が必要とするデータのみを選択して下位ネットワークへ送出する。一方、上り方向では、光通信器からＯＬＴの区間は各ＯＮＵの信号が時分割多重されるため、その区間において各ＯＮＵの信号が衝突しないように、ＯＮＵからの信号送出タイミングをＯＬＴにより制御する。具体的には、各ＯＮＵがＯＬＴに対して送信要求を行い、ＯＬＴはそれら送信要求に従って各ＯＮＵに送信許可タイミングと送信許可量を指定する。

上記の方式を使用した場合、上り方向の帯域割り当てでは、送信要求及び送信許可による制御を行うためにかかるＯＬＴ−ＯＮＵ間の信号往復分の時間、ＯＮＵにバッファリングされたデータは待機する必要があり、遅延が生じる。このような制御遅延を低減するためには、固定帯域割り当てにすればよい。

図８は、従来のＮＧ−ＰＯＮ２における固定帯域割り当て方式を示す図である。ＮＧ−ＰＯＮ２ではＯＬＴで生成される各ＯＮＵへの帯域割当情報は、ＯＬＴから１２５μｓ間隔で周期的に送出されるＰＨＹフレーム内のヘッダ情報にＢＷｍａｐ（bandwidth map）として格納される。ＢＷｍａｐには各ＯＮＵが出力するバースト単位（burst allocation series）毎に割当情報が格納されている。ＯＬＴはＯＮＵに入力するデータ量に依存せず、定期的なバースト数、バーストサイズを割り当てる。ＯＮＵはＯＬＴへ送信要求を行う必要がないため、送信要求及び許可の制御による遅延が発生せず、低遅延にＯＬＴへデータを送出することが可能となる。

"ITU-T G.989.3"，International Telecommunication Union，2015年

子ノードであるＯＮＵに、例えばＲＵ（radio unit）からユーザデータがバースト入力される場合、親ノードであるＯＬＴから割り当てられた一回のバースト許可ではすべてのユーザデータを送出することができず、次のバースト割り当てまで待機する必要がある。

上記事情に鑑み、本発明は、親ノードと通信する複数の子ノードに対して親ノードへ信号を送信可能な帯域を割り当てる場合に、子ノードにおける送信遅延を軽減することができる光通信システム、子ノード及び光通信方法を提供することを目的としている。

本発明の一態様は、光通信する親ノードと複数の子ノードとを有し、前記子ノードそれぞれに信号の出力開始を許可するタイミングである出力開始タイミングと、信号出力を許可する期間である許可期間とを前記親ノードにより割り当てる光通信システムであって、前記親ノードは、前記子ノードそれぞれに割り当てた前記出力開始タイミング及び前記許可期間の情報をブロードキャストする送信部を備え、複数の前記子ノードのうち一部の子ノードは、前記親ノードからブロードキャストされた他の前記子ノードの前記出力開始タイミング及び前記許可期間の情報を取得し、取得した前記出力開始タイミング及び前記許可期間の情報に基づいて他の前記子ノードから前記親ノードへの通信がない空き期間を算出する空き期間算出部と、前記空き期間算出部により算出された前記空き期間に前記親ノードへ信号を送出する送出部とを備える。

本発明の一態様は、上述の光通信システムであって、前記親ノードは、前記子ノードから当該子ノードに信号送信が許可されていないタイミングにおいて受信した前記信号を受け付ける受信部を備える。

本発明の一態様は、光通信する親ノードと複数の子ノードとを有し、前記子ノードそれぞれに信号の出力開始を許可するタイミングである出力開始タイミングと、信号出力を許可する期間である許可期間とを前記親ノードにより割り当てる光通信システムにおける前記子ノードであって、前記親ノードからブロードキャストされた他の前記子ノードの前記出力開始タイミング及び前記許可期間の情報を取得し、取得した前記出力開始タイミング及び前記許可期間の情報に基づいて他の前記子ノードから前記親ノードへの通信がない空き期間を算出する空き期間算出部と、前記空き期間算出部により算出された前記空き期間に前記親ノードへ信号を送出する送出部と、を備える。

本発明の一態様は、光通信する親ノードと複数の子ノードとを有し、前記子ノードそれぞれに信号の出力開始を許可するタイミングである出力開始タイミングと、信号出力を許可する期間である許可期間とを前記親ノードにより割り当てる光通信システムが実行する光通信方法であって、前記親ノードが、前記子ノードそれぞれに割り当てた前記出力開始タイミング及び前記許可期間の情報をブロードキャストする送信過程と、複数の前記子ノードのうち一部の子ノードが、前記親ノードからブロードキャストされた他の前記子ノードの前記出力開始タイミング及び前記許可期間の情報を取得し、取得した前記出力開始タイミング及び前記許可期間の情報に基づいて他の前記子ノードから前記親ノードへの通信がない空き期間を算出する空き期間算出過程と、前記空き期間算出過程において算出された前記空き期間に前記親ノードへ信号を送出する送出過程と、を有する。

本発明により、親ノードと通信する複数の子ノードに対して親ノードへ信号を送信可能な帯域を割り当てる場合に、子ノードにおける送信遅延を軽減することが可能となる。

本発明の実施形態による光通信システムの構成例を示す図である。同実施形態によるＯＬＴが帯域許可を発出してから各ＯＮＵが上りバースト信号を送出するまでの概要を示す図である。同実施形態のＯＮＵにおける上りバースト出力のための割込みタイミング検出の概要を示す図である。同実施形態のＯＮＵがＯＬＴへ上りＰＨＹバーストを出力する場合のフローを示す図である。同実施形態のＯＬＴの構成を示すブロック図である。同実施形態のＯＮＵの構成を示すブロック図である。従来のＮＧ−ＰＯＮ２の構成例を示す図である。ＮＧ−ＰＯＮ２における固定帯域割り当て方式を示す図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。
本発明の実施形態の光通信システムは、光通信する親ノードと複数の子ノードとを備える。以下では、光通信システムがＰＯＮ（Passive Optical Network；受動光ネットワーク）システムであり、親ノードがＯＬＴ（Optical Line Terminal）、子ノードがＯＮＵ（Optical Network Unit）である場合を例に説明する。

ＯＮＵは、ＯＬＴから周期的に送出されるフレームのヘッダ情報にＢＷｍａｐ（bandwidth map）として設定されている全情報を読み取り、自ＯＮＵの上り信号の送出タイミングに加え、他のＯＮＵの上り信号の送出タイミングも検出する。ＯＮＵは、検出したこれらの情報に基づいて他のＯＮＵがＯＬＴに上り信号を出力しない空き期間を検出し、その検出した空き期間に当該ＯＮＵが１回のバースト許可では送出できずにバッファリングしていたデータをＯＬＴに送出する。

本実施形態により、ＯＮＵは、蓄積した上り通信のデータを１回のバースト許可でＯＬＴに送出できなかった場合でも、その蓄積しているデータを、次のバースト許可まで待機することなく、低遅延で送出することができる。以下に、詳細な実施形態を説明する。

図１は、本発明の実施形態による光通信システム１０の構成例を示す図である。同図に示す光通信システム１０は、１台のＯＬＴ１と、（ｍ＋１）台（ｍは１以上の整数）のＯＮＵ２とが光通信器３を介して接続されたＮＧ−ＰＯＮ２システムである。光通信器３は、例えば、パワースプリッタである。以下では、（ｍ＋１）台のＯＮＵ２のうち、ｉ台目（ｉは１以上ｍ以下の整数）のＯＮＵ２をＯＮＵ（ｉ）と記載し、（ｍ＋１）台目のＯＮＵ２をＯＮＵ（ｎｅｗ）と記載する。

ＯＮＵ（１）〜ＯＮＵ（ｍ）は、ＯＮＵ（ｎｅｗ）が接続されるよりも前に、ＯＬＴ１と接続されていた従来技術のＯＮＵである。ＯＮＵ（ｎｅｗ）は、下り信号から他のＯＮＵ２の上り信号の送出タイミングをスヌープして空き時間を検知し、空き時間に上り信号を送信するＯＮＵである。ＯＮＵ２への帯域割り当て方式は、帯域要求・許可制御による方式でもよく、固定帯域割り当て方式でもよい。

ＯＬＴ１は、１以上の上位ネットワーク４と接続され、ＯＮＵ２はそれぞれ下位ネットワーク５と接続される。ＯＬＴ１及びＯＮＵ２により構成されるＮＧ−ＰＯＮ２システムは、上位ネットワーク４と下位ネットワーク５との間の通信（信号）を中継する。つまり、ＯＬＴ１は、上位ネットワーク４から受信した下り信号を全ＯＮＵ２にブロードキャストにより送信する。ＯＮＵ２は、ＯＬＴ１からブロードキャストにより受信した下り信号のうち、必要な信号のみを選択して下位ネットワーク５に送信する。また、ＯＮＵ２は、下位ネットワーク５から受信した上り信号をＯＬＴ１に送信し、ＯＬＴ１は、ＯＮＵ２から受信した上り信号を宛先に応じた上位ネットワーク４に送信する。同じ波長で上り通信を行う複数のＯＮＵ２は、ＴＤＭＡ（時分割多重アクセス）によりＯＬＴ１に上り信号を送信する。

図２は、ＯＬＴ１が帯域許可を発出してから各ＯＮＵ２が上りバースト信号を送出するまでの概要を示す図である。同図を用いて、ＮＧ−ＰＯＮ２における上り方向の出力タイミングの制御を説明する。

ＯＬＴ１は、下り方向の出力タイミングにおいて１２５μｓ周期で定期的にＰＨＹ（Physical Interface）フレームを送出する。ＰＳＢｄ（Downstream Physical Synchronization Block）に続いて送出されるＰＨＹフレームのヘッダには、各ＯＮＵ２の上り方向送出許可情報がＢＷｍａｐとして格納されている。各ＯＮＵ２の上りの１バースト単位の割当情報は、Burst allocation series単位でＰＨＹフレームのヘッダに格納されている。各Burst allocation seriesには、該当ＯＮＵ２から出力されるＰＨＹバーストの送出開始時間Ｔ_{ｓｔａｒｔ}が格納される。ＯＬＴ１と接続される複数のＯＮＵ２のうちｉ台目のＯＮＵ（ｉ）の送出開始時間Ｔ_{ｓｔａｒｔ}を、送出開始時間Ｔ_{ｓｔａｒｔ＿ｉ}と記載する。

ＯＮＵ（ｉ）は、ＰＨＹフレーム内に格納されている情報から自装置に対応する送出開始時間Ｔ_{ｓｔａｒｔ＿ｉ}を検出する。ＯＮＵ（ｉ）は、ＰＨＹフレームに付与されたＰＳＢｄヘッダの先頭を受信したタイミングから、ＯＮＵ（ｉ）の応答時間Ｔ_{ｒｓｐ＿ｉ}、等価遅延ＥｑＤ_ｉ、送出開始時間Ｔ_{ｓｔａｒｔ＿ｉ}を経たタイミングで、上りＰＨＹフレームをＯＬＴ１に向けて送出する。

ここで、ＯＮＵ２の応答時間は、下りのＰＨＹフレームを受信し、上りＰＨＹフレームの出力準備ができるまでの時間であり、ＩＴＵ−ＴＧ．９８９．３標準にて固定値（３５±１μｓ）と決められている。

一方、等価遅延はＯＬＴ１と各ＯＮＵ２間の伝送距離差を補正するための遅延であり、各ＯＮＵ２で固有の値となる。ＯＬＴ１に接続される複数のＯＮＵ２のうちＯＬＴ１との間の距離が最大のＯＮＵ２を、ＯＮＵ（ｍａｘ）とする。ＯＮＵ（ｍａｘ）は、片方向の伝搬時間Ｔ_{ｐｒｏ＿ｍａｘ}が複数のＯＮＵ２の中で最大であり、ＰＳＢｄヘッダの先頭が送信されたタイミングから応答時間Ｔ_{ｒｓｐ＿ｍａｘ}が終了するまでの時間も最大である。ＯＬＴ１がＰＳＢｄヘッダを出力したタイミングから、ＯＮＵ（ｍａｘ）がＰＳＢｄヘッダの先頭を受信し、送出開始時間がゼロのタイミングでＯＬＴ１へ上りＰＨＹフレームを送出し、ＯＬＴ１にＯＮＵ（ｍａｘ）が送信したＰＨＹフレームの先頭が到着するまでの時間をオフセット時間Ｔ_ｅｑｄと定義する。すなわちオフセット時間Ｔ_ｅｑｄは、式（１）で示される。

Ｔ_ｅｑｄ＝２×Ｔ_{ｐｒｏ＿ｍａｘ}＋Ｔ_{ｒｓｐ＿ｍａｘ} …（１）

この場合、ＯＮＵ（ｉ）の等価遅延ＥｑＤ_ｉは、式（２）となる。

ＥｑＤ_ｉ＝Ｔ_ｅｑｄ−（２×Ｔ_{ｐｒｏ＿ｉ}＋Ｔ_{ｒｓｐ＿ｉ}） …（２）

また、ＯＬＴ１がＰＳＢｄヘッダを出力し、ＰＨＹフレームに格納された各ＯＮＵ２の開始時刻を基にＯＮＵ（ｉ）が上りＰＨＹフレームを送出し、その上りＰＨＹフレームがＯＬＴ１に到着するまでの時間Ｔは、式（３）となる。

Ｔ＝Ｔ_{ｐｒｏ＿ｉ}＋Ｔ_{ｒｓｐ＿ｉ}＋ＥｑＤ_ｉ＋Ｔ_{ｓｔａｒｔ＿ｉ}＋Ｔ_{ｐｒｏ＿ｉ} …（３）

ここで、式（３）に式（２）を代入すると、式（４）となる。

Ｔ＝Ｔ_{ｐｒｏ＿ｉ}＋Ｔ_{ｒｓｐ＿ｉ}＋（Ｔ_ｅｑｄ−（２×Ｔ_{ｐｒｏ＿ｉ}＋Ｔ_{ｒｓｐ＿ｉ}））＋Ｔ_{ｓｔａｒｔ＿ｉ}＋Ｔ_{ｐｒｏ＿ｉ}
＝Ｔ_ｅｑｄ＋Ｔ_{ｓｔａｒｔ＿ｉ} …（４）

式（４）から、異なるＯＮＵ２が等しい送出開始時間で上りＰＨＹフレームを送出すると仮定した場合、ＯＬＴ１にはそれらＯＮＵ２からの上りＰＨＹフレームが同時に到着することになる。従って、ＯＬＴ１は各ＯＮＵ２の送出開始時間のみを考慮して、ＯＬＴ１にて各ＯＮＵ２からの信号が衝突しないよう上り送出タイミングを制御可能となる。

図３は、図１に記載のＯＮＵ（ｎｅｗ）における上りバースト出力のための割込みタイミング検出の概要を示す図である。
ＯＮＵ（ｎｅｗ）は、ＯＬＴ１から送信されたＰＨＹフレーム内に格納されている全ＯＮＵ２の上りＰＨＹフレームの送出開始時間と送出可能時間を検出する。送出可能時間は、バーストサイズに相当する。ここで、全ＯＮＵ２とは、ＯＮＵ（ｎｅｗ）と同一の波長を用いてＯＬＴ１と通信を行うＯＮＵ２である。例えば、ＮＧ−ＰＯＮ２のようなシステムでは、４波長がＯＬＴ〜ＯＮＵ区間で多重されるため、上りＰＨＹフレームの送出開始時間と送出可能時間を検出する対象の全ＯＮＵ２とはＯＮＵ（ｎｅｗ）が受信する波長と同じ波長でＯＬＴ１と通信しているＯＮＵ群のことを指す。

図３においては、ＯＮＵ（ｎｅｗ）以外のＯＮＵ２のうち、ＯＮＵ（ｉ）（ｉは１以上ｍ以下の整数）及びＯＮＵ（ｋ）（ｋ≠ｉ、ｋは１以上ｍ以下の整数）が、ＯＮＵ（ｎｅｗ）と同一の波長でＯＬＴ１と通信する。ＯＬＴ１により、ＯＮＵ（ｉ）に対して送出開始時間Ｔ_{ｓｔａｒｔ＿ｉ}及び送出可能時間Ｔ_{ｂｓｔ＿ｉ}が割り当てられ、ＯＮＵ（ｋ）に対して送出開始時間Ｔ_{ｓｔａｒｔ＿ｋ}及び送出可能時間Ｔ_{ｂｓｔ＿ｋ}が割り当てられている。ＯＮＵ（ｎｅｗ）は、取得した送出開始時間Ｔ_{ｓｔａｒｔ＿ｉ}、送出可能時間Ｔ_{ｂｓｔ＿ｉ}、送出開始時間Ｔ_{ｓｔａｒｔ＿ｋ}及び送出可能時間Ｔ_{ｂｓｔ＿ｋ}を基に、割込可能時間Ｔ_{ｂｌａｎｋ}を算出する。割込可能時間Ｔ_{ｂｌａｎｋ}は、ＯＮＵ（ｉ）もＯＮＵ（ｋ）も上りＰＨＹフレームを送信しない空き期間である。

図３に示すように、ＯＮＵ（ｉ）が出力する上りＰＨＹフレームの末尾からＯＮＵ（ｋ）が出力する上りＰＨＹフレームのオーバヘッド直前までが割込可能時間Ｔ_{ｂｌａｎｋ}となる。つまり、割込可能時間Ｔ_{ｂｌａｎｋ}は、式（５）のように計算される。

Ｔ_{ｂｌａｎｋ}＝Ｔ_{ｓｔａｒｔ＿ｋ}−（Ｔ_{ｓｔａｒｔ＿ｉ}＋Ｔ_{ｂｓｔ＿ｉ}） …（５）

算出された割込可能時間Ｔ_{ｂｌａｎｋ}と比較して、ＯＮＵ（ｎｅｗ）から送出される上りＰＨＹフレームとオーバヘッドサイズの合計のほうが小さい場合、ＯＮＵ（ｎｅｗ）は上りＰＨＹフレームを送信可能である。この送信可能条件は、式（６）で示される。

Ｔ_{ｂｌａｎｋ}≧Ｔ_ＯＨ＋Ｔ_{ｂｓｔ＿ｎｅｗ} …（６）

ここで、Ｔ_ＯＨは、上りＰＨＹフレームのオーバヘッドの送出にかかる時間であり、個々のＯＮＵ２に依存しない固定値である。また、Ｔ_{ｂｓｔ＿ｎｅｗ}は、ＯＮＵ（ｎｅｗ）から送出される上りＰＨＹフレームの送出時間である。

ＯＮＵ（ｎｅｗ）から送出される上りＰＨＹフレームの送出開始時間Ｔ_{ｓｔａｒｔ＿ｎｅｗ}は、式（７）の条件を満たす値となればよい。

Ｔ_{ｓｔａｒｔ＿ｉ}＋Ｔ_ＯＨ＜Ｔ_{ｓｔａｒｔ＿ｎｅｗ}＜Ｔ_{ｓｔａｒｔ＿ｋ}−（Ｔ_ＯＨ＋Ｔ_{ｂｓｔ＿ｎｅｗ}） …（７）

ＯＮＵ（ｎｅｗ）は、式（７）の条件を満たす場合に、自装置がバッファリングしているデータを、上りＰＨＹフレームとしてＯＬＴ１に送信する。ＯＬＴ１は、ＯＮＵ（ｎｅｗ）から、ＯＮＵ（ｎｅｗ）に割り当てていないタイミングで信号を受信した場合でも、その信号を、割り当てを行ったタイミングで信号を受信した場合と同様に、通常の受信処理を行う。

図４は、ＯＬＴ１とＯＮＵ（ｎｅｗ）との間のフロー図である。同図では、上記の割込み手法を基に、ＯＮＵ（ｎｅｗ）がＯＬＴ１へ上りＰＨＹバーストを出力する場合のフローを示す。なお、本方式でのＯＮＵ２は、既にＯＬＴ１とアクティベーション処理がされており、ＯＮＵ２にはアクティベーション処理で算出された等価遅延を保持しているものとする。

ＯＬＴ１は、定期的に全ＯＮＵ２の上りＰＨＹフレームの送出開始時間及び送出可能時間の情報が設定されたＰＨＹフレームをブロードキャストにより送信する（ステップＳ１０）。ＯＮＵ（ｎｅｗ）は、ＯＬＴ１から定期的に送信されるＰＨＹフレームを受信し、自装置と同じ波長で光伝送する全ＯＮＵ２それぞれの上りＰＨＹフレームの送出開始時間及び送出可能時間の情報を取得する。ＯＮＵ（ｎｅｗ）は、取得した情報を基に、式（５）により、他のＯＮＵ２からの上り信号が送出されない割込可能時間を検出する。自装置と同じ波長で光伝送するＯＮＵ２が３台以上ある場合、ＯＮＵ（ｎｅｗ）は、送出開始時間が隣接するＯＮＵ２の組ごとに、式（５）により割込可能時間を検出する。ＯＮＵ（ｎｅｗ）は、割込可能時間の検出後、自装置の上り方向のバッファにデータが蓄積されている場合、割込可能時間にそのデータを送出する(ステップＳ２０）。

上記では、光通信システム１０が、ＯＮＵ（ｎｅｗ）を１台のみ備える場合を例に説明したが、異なる波長で通信する複数台のＯＮＵ（ｎｅｗ）を備えてもよい。

図５は、実施形態のＯＬＴ１００の構成を示す機能ブロック図であり、本実施形態と関係する機能ブロックのみを抽出して示してある。ＯＬＴ１００は、上記のＯＬＴ１として用いられる。ＯＬＴ１は、帯域割当部１０１、バッファリング部１０２、フレーム生成部１０３、光送信部１０４及び光受信部１０５を備える。

帯域割当部１０１は、各ＯＮＵ２へ上りＰＨＹフレームの送出開始時間及び送出可能時間を割り当て、割り当てた各ＯＮＵ２の送出開始時間及び送出可能時間の情報をフレーム生成部１０３に出力する。バッファリング部１０２は、上位ネットワーク４と接続するための上位側ＩＦ（インタフェース）が受信した上位ネットワーク４からの信号を一時的に格納し、格納している信号を下り信号の送出タイミングでフレーム生成部１０３に出力する。

フレーム生成部１０３は、バッファリング部１０２から入力した信号や、帯域割当部１０１から入力した各ＯＮＵ２の送出開始時間及び送出可能時間の情報から、ＯＮＵ２に送信する下り信号を生成する。フレーム生成部１０３は、各ＯＮＵ２の送出開始時間及び送出可能時間の情報を、下りＰＨＹフレームのヘッダに設定する。光送信部１０４は、フレーム生成部１０３が生成した下り信号を電気信号から光信号に変換し、ＯＮＵ２と接続するためのＰＯＮ−ＩＦを介してＯＮＵ２に送信する。

光受信部１０５は、ＯＮＵ２が送信した上りの光信号をＰＯＮ−ＩＦから受信し、電気信号に変換する。光受信部１０５は、変換した電気信号の受信処理を行い、上位側ＩＦを介して宛先の上位ネットワーク４に出力し、帯域要求を受信した場合は帯域割当部１０１に出力する。光受信部１０５は、ＯＮＵ２から送信された信号を、そのＯＮＵ２に帯域割当部１０１が割り当てていないタイミングで受信した場合も、そのＯＮＵ２に割り当てられたタイミングで信号を受信した場合と同様に受信処理を行う。

図６は、実施形態のＯＮＵ２００の構成を示す機能ブロック図であり、本実施形態と関係する機能ブロックのみを抽出して示してある。ＯＮＵ２００は、上記のＯＮＵ（ｎｅｗ）として用いられる。ＯＮＵ２００は、光受信部２０１、フレーム読取部２０２、空き期間算出部２０３、スケジュール調整部２０４、バッファリング部２０５、フレーム生成部２０６及び光送信部２０７を備える。

光受信部２０１は、ＯＬＴ１００が送信した光信号を、ＯＬＴ１００と光ファイバを介して接続するためのＰＯＮ−ＩＦから受信し、電気信号に変換する。フレーム読取部２０２は、光受信部２０１が出力した電気信号を入力し、入力した電気信号から下りＰＨＹフレームを検出する。フレーム読取部２０２は、下りＰＨＹフレーム内に格納された全ＯＮＵ２の上りＰＨＹフレームの送出開始時間及び送出可能時間の情報を取得する。フレーム読取部２０２は、取得した情報のうち、自装置と同じ波長を用いてＯＬＴ１と通信する全ＯＮＵ２の上りＰＨＹフレームの送出開始時間及び送出可能時間の情報を空き期間算出部２０３に送出する。また、フレーム読取部２０２は、取得した情報に、自装置の上りＰＨＹフレームの送出開始時間及び送出可能時間の情報がある場合、それらの情報をスケジュール調整部２０４へ送出する。

空き期間算出部２０３は、フレーム読取部２０２から自装置と同じ波長を用いる全ＯＮＵ２の上りＰＨＹフレームの送出開始時間及び送出可能時間の情報を入力し、バッファリング部２０５から、蓄積しているデータ量の情報を入力する。空き期間算出部２０３は、入力したこれらの情報に基づいて、自装置が空き期間に上りＰＨＹフレームを送出できるか否かを判断し、自装置の上りＰＨＹフレームの送出開始時間Ｔ_{ｓｔａｒｔ}と送出可能時間Ｔ_ｂｓｔを算出してスケジュール調整部２０４に出力する。

スケジュール調整部２０４は、バッファリング部２０５は、空き期間算出部２０３から出力された自装置の上りＰＨＹフレームの送出開始時間Ｔ_{ｓｔａｒｔ}及び送出可能時間Ｔ_ｂｓｔと、フレーム読取部２０２が下りＰＨＹフレームから取得した自装置の上りＰＨＹフレームの送出開始時間Ｔ_{ｓｔａｒｔ}及び送出可能時間Ｔ_ｂｓｔを入力する。スケジュール調整部２０４は、入力したこれらの情報を基に、バッファリング部２０５に格納している信号をフレーム生成部２０６へ送出することを許可するタイミングを制御する。

バッファリング部２０５は、下位ネットワーク５と接続するための下位側ＩＦが受信した信号を一時的に格納し、格納している信号のデータ量の情報を空き期間算出部２０３へ出力する。バッファリング部２０５は、スケジュール調整部２０４からの制御により、格納しているデータをフレーム生成部２０６に出力する。

フレーム生成部２０６は、バッファリング部２０５から入力した信号を基に上りＰＨＹフレームを作成し、光送信部２０７に出力する。光送信部２０７は、フレーム生成部２０６から入力した上りＰＨＹフレームの電気信号を光信号に変換し、ＰＯＮ−ＩＦを介してＯＬＴ１００に送信する。

本実施形態によれば、ＯＮＵは、ＯＬＴから上り方向の送出開始時間を割り当てられていないタイミングであっても、蓄積しているデータを送出できるため、下位ネットワークから受信したデータを低遅延にＯＬＴに転送することが可能となる。

以上説明した実施形態によれば、光通信システムは、光通信する親ノードと複数の子ノードとを有する。親ノードは、子ノードそれぞれに信号の出力開始を許可するタイミングである出力開始タイミングと、信号出力を許可する期間である許可期間とを割り当てる。例えば、親ノードはＯＬＴ１、ＯＬＴ１００であり、子ノードはＯＮＵ２、ＯＮＵ２００である。

親ノードは、送信部と受信部とを備える。例えば、親ノードの送信部はＯＬＴ１００の光送信部１０４であり、親ノードの受信部はＯＬＴ１００の光受信部１０５である。親ノードの送信部は、子ノードそれぞれに割り当てた出力開始タイミング及び許可期間の情報をブロードキャストする。例えば、各子ノードの出力開始タイミングは送出開始時間Ｔ_{ｓｔａｒｔ＿ｉ}であり、各子ノードの許可期間は送出可能時間Ｔ_{ｂｓｔ＿ｉ}である。親ノードの受信部は、子ノードから当該子ノードに信号送信が許可されていないタイミングにおいて受信した信号を受け付ける。

複数の子ノードのうち一部の子ノードは、空き期間算出部と、送出部とを備える。例えば、子ノードの空き期間算出部は、ＯＮＵ２００の空き期間算出部２０３であり、子ノードの送出部は、ＯＮＵ２００のフレーム生成部２０６及び光送信部２０７である。空き期間算出部は、親ノードからブロードキャストされた他の子ノードの出力開始タイミング及び許可期間の情報を取得し、取得した出力開始タイミング及び許可期間の情報に基づいて他の子ノードから親ノードへの通信がない空き期間を算出する。送出部は、空き期間算出部により算出された空き期間に親ノードへ信号を送出する。

上述した実施形態におけるＯＬＴ１、１００及びＯＮＵ２、２００の一部の機能をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

ＴＤＭＡ（時分割多重アクセス）により通信する通信システムに適用可能である。

１…ＯＬＴ，２…ＯＮＵ，３…光通信器，４…上位ネットワーク，５…下位ネットワーク，１０…光通信システム，１００…ＯＬＴ，１０１…帯域割当部，１０２…バッファリング部，１０３…フレーム生成部，１０４…光送信部，１０５…光受信部，２００…ＯＮＵ，２０１…光受信部，２０２…フレーム読取部，２０３…空き期間算出部，２０４…スケジュール調整部，２０５…バッファリング部，２０６…フレーム生成部，２０７…光送信部

Claims

光通信する親ノードと複数の子ノードとを有し、前記子ノードそれぞれに信号の出力開始を許可するタイミングである出力開始タイミングと、信号出力を許可する期間である許可期間とを前記親ノードにより割り当てる光通信システムであって、
前記親ノードは、
前記子ノードそれぞれに割り当てた前記出力開始タイミング及び前記許可期間の情報をブロードキャストする送信部を備え、
複数の前記子ノードのうち一部の子ノードは、
前記親ノードからブロードキャストされた他の前記子ノードの前記出力開始タイミング及び前記許可期間の情報を取得し、取得した前記出力開始タイミング及び前記許可期間の情報に基づいて他の前記子ノードから前記親ノードへの通信がない空き期間を算出する空き期間算出部と、
前記空き期間算出部により算出された前記空き期間に前記親ノードへ信号を送出する送出部とを備える、
ことを特徴とする光通信システム。
前記親ノードは、前記子ノードから当該子ノードに信号送信が許可されていないタイミングにおいて受信した前記信号を受け付ける受信部を備える、
ことを特徴とする請求項１の光通信システム。
光通信する親ノードと複数の子ノードとを有し、前記子ノードそれぞれに信号の出力開始を許可するタイミングである出力開始タイミングと、信号出力を許可する期間である許可期間とを前記親ノードにより割り当てる光通信システムにおける前記子ノードであって、
前記親ノードからブロードキャストされた他の前記子ノードの前記出力開始タイミング及び前記許可期間の情報を取得し、取得した前記出力開始タイミング及び前記許可期間の情報に基づいて他の前記子ノードから前記親ノードへの通信がない空き期間を算出する空き期間算出部と、
前記空き期間算出部により算出された前記空き期間に前記親ノードへ信号を送出する送出部と、
を備えることを特徴とする子ノード。
光通信する親ノードと複数の子ノードとを有し、前記子ノードそれぞれに信号の出力開始を許可するタイミングである出力開始タイミングと、信号出力を許可する期間である許可期間とを前記親ノードにより割り当てる光通信システムが実行する光通信方法であって、
前記親ノードが、
前記子ノードそれぞれに割り当てた前記出力開始タイミング及び前記許可期間の情報をブロードキャストする送信過程と、
複数の前記子ノードのうち一部の子ノードが、
前記親ノードからブロードキャストされた他の前記子ノードの前記出力開始タイミング及び前記許可期間の情報を取得し、取得した前記出力開始タイミング及び前記許可期間の情報に基づいて他の前記子ノードから前記親ノードへの通信がない空き期間を算出する空き期間算出過程と、
前記空き期間算出過程において算出された前記空き期間に前記親ノードへ信号を送出する送出過程と、
を有することを特徴とする光通信方法。