JP6603195B2

JP6603195B2 - Ｐｏｎシステムおよび伝送方法

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Publication number: JP6603195B2
Application number: JP2016222184A
Authority: JP
Inventors: 直也西; 忍難波; 涼猪原; 公佐西村
Original assignee: KDDI Corp
Current assignee: KDDI Corp
Priority date: 2016-11-15
Filing date: 2016-11-15
Publication date: 2019-11-06
Anticipated expiration: 2036-11-15
Also published as: JP2018082260A

Description

本発明は、ＯＬＴ（Optical Line Terminal）と少なくとも一つのＯＮＵ（Optical Network Unit）とが光分岐器を介して接続され、光ファイバ伝送を実現する技術に関する。

近年、移動通信網が提供する無線アクセスネットワークの高速化に伴って、基地局装置がカバーする領域（セル）が狭くなり、その結果、移動通信網を構成するために設置すべき基地局装置数が増大している。このため、複数の基地局装置を収容するためのネットワークとして、１本の光伝送路を複数の加入者で共有する受動光網（PON：Passive Optical Network）システムが検討されている。

ＰＯＮシステムでは、通信事業者の局に設置された１つの光伝送路終端装置（OLT：Optical Line Terminal）が光分岐器を介して複数の加入者側宅内端末（ONU：Optical Network Unit）と接続されている。ＯＬＴは、複数のＯＮＵ、例えば、６４台のＯＮＵに対して時分割多重方式により動的に上り帯域を割り当てることで、高い帯域の利用効率を実現している。

特許文献１には、低遅延が求められる信号に対応する光ネットワークシステムが開示されている。

この光ネットワークシステムでは、ＯＮＵからＯＬＴへ上り信号を送信する際に、帯域割当周期内または特定の任意の帯域割当周期に、自由に信号を送信可能な時間帯（特許文献１では「ＣＡＰ」と呼称されている。）と、動的に帯域を割り当てる時間（特許文献１では「ＣＦＰ」と呼称されている。）を設け、複合的に上り送信手段を運用する。これにより、低遅延が要求される上りデータを送信するために、ＲｅｐｏｒｔやＧａｔｅを不要とし、またはタイムスロット待ちを不要として低遅延での通信を実現しようとしている。

特開２０１４−１６５５５８号公報

今後想定されている基地局装置や、Ｍ２Ｍ（Machine-to-Machine）等のアプリケーションでは、アクセス網における伝送遅延を１ミリ秒以内に収めることが要求されている。しかしながら、上り伝送がＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）ベースのＰＯＮシステムでは、ＯＬＴとＯＮＵ間の動的帯域割当（DBA :Dynamic Bandwidth Allocation）の制御により、最大でポーリング周期相当の遅延が生じてしまうため、上記アプリケーションの適用が困難であった。

図１１は、従来のＰＯＮシステムのシーケンスチャートである。ここでは、ＯＮＵ２１がＢＢＵ（Base Band Unit）／ＲＲＨ（Remote Radio Head）２９からデータを受信してから、そのデータをＯＬＴ１５に送信するまでのＰＯＮ伝送遅延が示されている。図１１において、ＰＯＮシステムにおけるポーリング周期は、通常、数ミリ秒程度である。このポーリング周期が短いと、制御フレームが通信帯域を圧迫してしまう。なお、図１１において、「Ｇａｔｅ」とは、ＯＬＴ１５が、ＯＮＵ２１に対し、いつからいつまでデータを送ってよいかを指示するフレームである。ＯＮＵ２１から要求がなければ、Ｒｅｐｏｒｔ分のみを指示する。「Ｒｅｐｏｒｔ」とは、ＯＮＵ２１からＯＬＴ１５へどれだけのデータを送りたいのかを帯域要求として送信するフレームである。すなわち、ＯＮＵ２１が配下のＢＢＵ／ＲＲＨ２９から取得するデータ量を通知する機能を有する。

図１２は、特許文献１に開示されている光ネットワークシステムのシーケンスチャートである。図１２において、「ＣＡＰ」とは、ＯＮＵ２１がＯＬＴ１５に対して自由に信号を送信できるように設定された時間帯であり、「ＣＦＰ」とは、ＯＬＴ１５がＯＮＵ２１に対して、動的に帯域を割り当てる時間帯を示す。特許文献１に開示されている技術では、ＣＡＰの時間帯で、任意のＯＮＵがデータを送信することができるため、データが同じタイミングでＯＬＴに到着すると、衝突が発生する。ＣＦＰの時間帯にデータを再送することにより遅延が生ずる場合がある。また、ＣＡＰの時間帯での衝突の影響を軽減するためにはＣＡＰの時間帯を大きくしなければならず、他のＯＮＵにおける帯域効率が低下する恐れがある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ＰＯＮシステムにおける帯域効率を維持しつつ、特定のＯＮＵから送信されるデータの低遅延化を図ることができるＰＯＮシステムおよび伝送方法を提供することを目的とする。

（１）上記の目的を達成するために、本発明は、以下のような手段を講じた。すなわち、本発明のＰＯＮシステムは、ＯＬＴ（Optical Line Terminal）と複数のＯＮＵ（Optical Network Unit）とが光分岐器を介して接続され、光ファイバ伝送を実現するＰＯＮ（Passive Optical Network）システムであって、前記ＯＬＴは、いずれのＯＮＵであってもＲｅｐｏｒｔのみを送信できる時間帯である帯域要求専用時間帯を設定すると共に、すべてのＯＮＵに対し、前記帯域要求専用時間帯を設定したことを、専用Ｇａｔｅを用いて通知し、前記帯域要求専用時間帯にいずれかのＯＮＵからＲｅｐｏｒｔを受信した場合、前記Ｒｅｐｏｒｔを送信したＯＮＵに対し、前記受信したＲｅｐｏｒｔに基づいて、ＤＢＡ（Dynamic Bandwidth Allocation）に基づく帯域割当を行なって、帯域割当情報を、Ｇａｔｅを用いて前記ＯＮＵに通知し、前記ＯＮＵは、前記Ｇａｔｅに従って、通常時間帯に前記ＯＬＴにデータを送信することを特徴とする。

このように、ＯＬＴは、いずれのＯＮＵであってもＲｅｐｏｒｔのみを送信できる時間帯である帯域要求専用時間帯を設定すると共に、すべてのＯＮＵに対し、帯域要求専用時間帯を設定したことを、専用Ｇａｔｅを用いて通知し、帯域要求専用時間帯にいずれかのＯＮＵからＲｅｐｏｒｔを受信した場合、Ｒｅｐｏｒｔを送信したＯＮＵに対し、受信したＲｅｐｏｒｔに基づいて、ＤＢＡに基づく帯域割当を行なって、帯域割当情報を、Ｇａｔｅを用いてＯＮＵに通知し、ＯＮＵは、Ｇａｔｅに従って、通常時間帯にＯＬＴにデータを送信するので、帯域要求専用時間帯でデータを送信することによる衝突の可能性を排除し、上り伝送の低遅延化を図ることが可能となる。

（２）また、本発明のＰＯＮシステムにおいて、前記ＯＬＴは、前記帯域要求専用時間帯にいずれかのＯＮＵからＲｅｐｏｒｔを受信した場合、前記Ｒｅｐｏｒｔを送信したＯＮＵに対し、直ちに受領信号を送信することを特徴とする。

このように、ＯＬＴは、帯域要求専用時間帯にいずれかのＯＮＵからＲｅｐｏｒｔを受信した場合、Ｒｅｐｏｒｔを送信したＯＮＵに対し、直ちに受領信号を送信するので、ＯＮＵは、帯域要求専用時間帯で送信されたＲｅｐｏｒｔがＯＬＴで受信できたことを即座に把握することが可能となる。その結果、ＯＬＴがＲｅｐｏｒｔを受信できなかった場合でも、短時間で再送を実行することが可能となる。

（３）また、本発明のＰＯＮシステムは、前記帯域要求専用時間帯に複数のＯＮＵが送信したＲｅｐｏｒｔが同じタイミングで前記ＯＬＴに到着した場合、前記ＯＬＴは、衝突が発生したとして前記受領信号を送信せず、前記帯域要求専用時間帯にＲｅｐｏｒｔを送信した各ＯＮＵは、所定時間内に前記ＯＬＴから受領信号を受信しなかった場合、前記帯域要求専用時間帯が終了するまではＲｅｐｏｒｔを前記ＯＬＴに対してランダムに再送することを特徴とする。

このように、帯域要求専用時間帯に複数のＯＮＵが送信したＲｅｐｏｒｔが同じタイミングでＯＬＴに到着した場合、ＯＬＴは、衝突が発生したとして受領信号を送信せず、帯域要求専用時間帯にＲｅｐｏｒｔを送信した各ＯＮＵは、所定時間内にＯＬＴから受領信号を受信しなかった場合、帯域要求専用時間帯が終了するまではＲｅｐｏｒｔをＯＬＴに対してランダムに再送するので、ＯＮＵは、帯域要求専用時間帯で送信されたＲｅｐｏｒｔがＯＬＴで受信できなかった場合でも、短時間で再送を実行することが可能となる。

（４）また、本発明のＰＯＮシステムは、前記帯域要求専用時間帯に複数のＯＮＵが送信したＲｅｐｏｒｔが同じタイミングで前記ＯＬＴに到着した場合、前記ＯＬＴは、衝突が発生したことを示す衝突通知を前記各ＯＮＵに対して送信し、前記帯域要求専用時間帯にＲｅｐｏｒｔを送信した各ＯＮＵは、前記衝突通知を受信した場合、前記帯域要求専用時間帯が終了するまではＲｅｐｏｒｔを前記ＯＬＴに対してランダムに再送することを特徴とする。

このように、帯域要求専用時間帯に複数のＯＮＵが送信したＲｅｐｏｒｔが同じタイミングでＯＬＴに到着した場合、ＯＬＴは、衝突が発生したことを示す衝突通知を各ＯＮＵに対して送信するので、ＯＮＵは、ＯＬＴがＲｅｐｏｒｔを受信できなかったことを即座に把握することが可能となる。その結果、ＯＮＵは、帯域要求専用時間帯で送信されたＲｅｐｏｒｔがＯＬＴで受信できなかった場合でも、短時間で再送を実行することが可能となる。また、ＯＮＵは、Ｇａｔｅに従って、通常時間帯にＯＬＴにデータを送信するので、帯域要求専用時間帯でデータを送信することによる衝突の可能性を排除し、上り伝送の低遅延化を図ることが可能となる。

（５）また、本発明のＰＯＮシステムにおいて、前記ＯＬＴは、前記帯域要求専用時間帯にいずれか１台以上の前記ＯＮＵからＲｅｐｏｒｔを受信した場合、即時にまたは一定時間経過後に、前記帯域要求専用時間帯が満了する前に終了する旨の終了通知をすべてのＯＮＵに通知し、前記受信したＲｅｐｏｒｔに基づいて、ＤＢＡ（Dynamic Bandwidth Allocation）に基づく帯域割当を行なって、帯域割当情報を、Ｇａｔｅを用いて前記ＯＮＵに通知し、前記ＯＮＵは、前記Ｇａｔｅに従って、通常時間帯に前記ＯＬＴにデータを送信することを特徴とする。

このように、ＯＬＴは、帯域要求専用時間帯にいずれかのＯＮＵからＲｅｐｏｒｔを受信した場合、即時にまたは一定時間経過後に、帯域要求専用時間帯が満了する前に終了する旨の終了通知をすべてのＯＮＵに通知し、受信したＲｅｐｏｒｔに基づいて、ＤＢＡに基づく帯域割当を行なって、帯域割当情報を、Ｇａｔｅを用いてＯＮＵに通知するので、Ｒｅｐｏｒｔのみを送信可能な帯域専用時間帯を短縮し、データを送信できる通常時間帯に早期に移行するため、データの低遅延化を図ることが可能となる。

（６）また、本発明のＰＯＮシステムにおいて、前記ＯＬＴは、複数の前記帯域要求専用時間帯を設定すると共に、各ＯＮＵに対して、各帯域要求専用時間帯を割り当てて、割り当てた帯域要求専用時間帯にそれぞれ対応する専用Ｇａｔｅを用いて、各ＯＮＵに前記帯域要求専用時間帯を設定したことを通知し、前記ＯＮＵは、前記ＯＬＴから受信した専用Ｇａｔｅに基づいて、自装置に割り当てられた帯域要求専用時間帯でＲｅｐｏｒｔを送信し得ることを特徴とする。

このように、ＯＬＴは、複数の帯域要求専用時間帯を設定すると共に、各ＯＮＵに対して、各帯域要求専用時間帯を割り当てて、割り当てた帯域要求専用時間帯にそれぞれ対応する専用Ｇａｔｅを用いて、各ＯＮＵに帯域要求専用時間帯を設定したことを通知するので、帯域要求専用時間帯におけるＲｅｐｏｒｔの衝突の可能性を低くすることが可能となる。その結果、データ伝送の低遅延化を図ることが可能となる。

（７）また、ＰＯＮシステムにおいて、前記ＯＬＴは、前記設定した帯域要求専用時間帯を複数のスロットに分割し、前記各ＯＮＵから送信されたＲｅｐｏｒｔを、各スロットでＲｅｐｏｒｔ毎に受信することを特徴とする。

このように、ＯＬＴは、設定した帯域要求専用時間帯を複数のスロットに分割し、各ＯＮＵから送信されたＲｅｐｏｒｔを、各スロットでＲｅｐｏｒｔ毎に受信するので、帯域要求専用時間帯に複数のＯＮＵから送信されたＲｅｐｏｒｔフレームの一部が重なることによる衝突を回避することができる。その結果、データ伝送の低遅延化を図ることが可能となる。

（８）また、本発明のＰＯＮシステムにおいて、前記各ＯＮＵが前記帯域要求専用時間帯に送信するＲｅｐｏｒｔのフレームサイズは、必要最低限のサイズであることを特徴とする。

このように、各ＯＮＵが帯域要求専用時間帯に送信するＲｅｐｏｒｔのフレームサイズは、必要最低限のサイズであるので、帯域要求専用時間帯に複数のＲｅｐｏｒｔが衝突する可能性が低くなると共に、帯域要求専用時間帯にデータを送信する場合よりも帯域要求専用時間帯を短くすることができる。その結果、低遅延化を図ることが可能となる。

（９）また、本発明の伝送方法は、ＯＬＴ（Optical Line Terminal）と複数のＯＮＵ（Optical Network Unit）とが光分岐器を介して接続され、光ファイバ伝送を実現するＰＯＮ（Passive Optical Network）システムの伝送方法であって、前記ＯＬＴにおいて、いずれのＯＮＵであってもＲｅｐｏｒｔのみを送信できる時間帯である帯域要求専用時間帯を設定するステップと、すべてのＯＮＵに対し、前記帯域要求専用時間帯を設定したことを、専用Ｇａｔｅを用いて通知するステップと、前記帯域要求専用時間帯にいずれかのＯＮＵからＲｅｐｏｒｔを受信した場合、前記Ｒｅｐｏｒｔを送信したＯＮＵに対し、前記受信したＲｅｐｏｒｔに基づいて、ＤＢＡ（Dynamic Bandwidth Allocation）に基づく帯域割当を行なって、帯域割当情報を、Ｇａｔｅを用いて前記ＯＮＵに通知するステップと、前記ＯＮＵにおいて、前記Ｇａｔｅに従って、通常時間帯に前記ＯＬＴにデータを送信するステップと、を少なくとも含むことを特徴とする。

（１０）また、本発明の伝送方法は、前記ＯＬＴにおいて、前記帯域要求専用時間帯にいずれかのＯＮＵからＲｅｐｏｒｔを受信した場合、前記Ｒｅｐｏｒｔを送信したＯＮＵに対し、直ちに受領信号を送信するステップをさらに含むことを特徴とする。

（１１）また、本発明の伝送方法は、前記帯域要求専用時間帯に複数のＯＮＵが送信したＲｅｐｏｒｔが同じタイミングで前記ＯＬＴに到着した場合、前記ＯＬＴにおいて、衝突が発生したことを示す衝突通知を前記各ＯＮＵに対して送信するステップと、前記帯域要求専用時間帯にＲｅｐｏｒｔを送信した各ＯＮＵにおいて、前記衝突通知を受信した場合、前記帯域要求専用時間帯が終了するまではＲｅｐｏｒｔを前記ＯＬＴに対してランダムに再送するステップと、を更に含むことを特徴とする。

本発明によれば、ＰＯＮシステムにおける帯域効率を維持しつつ、特定のＯＮＵから送信されるデータの低遅延化を図ることが可能となる。

本実施形態に係るＰＯＮシステムの概要を示す図である。ＴＤＭ−ＰＯＮシステムにおける上り伝送のシーケンスチャートである。実施例１のシーケンスチャートである。実施例１において、ＲＯＰ（Reservation Only Period：帯域要求専用時間帯）時間帯に複数のＯＮＵから送信されたＲｅｐｏｒｔが衝突した場合のシーケンスチャートである。実施例２のシーケンスチャートである。実施例２において、ＲＯＰ時間帯に複数のＯＮＵから送信されたＲｅｐｏｒｔが衝突した場合のシーケンスチャートである。実施例３において、ＯＬＴが低遅延化のためのＲｅｐｏｒｔを受領する前のシーケンスチャートを示す図である。実施例３のシーケンスチャートである。実施例４のシーケンスチャートである。ＲＯＰ時間帯におけるＲｅｐｏｒｔの衝突を示す図である。実施例５のシーケンスチャートである。従来のＰＯＮシステムのシーケンスチャートである。特許文献１に開示されている光ネットワークシステムのシーケンスチャートである。

本発明者らは、ＴＤＭ−ＰＯＮは、ＯＬＴ−ＯＮＵ間の帯域割当制御（ＤＢＡ）において、上り方向に最大でミリ秒オーダの遅延が生じるため、厳しい低遅延が求められるシステムへの適用が困難となっている点に着目し、通常の通信時間帯の他に、いずれのＯＮＵであってもＲｅｐｏｒｔのみを送信できる時間帯である帯域要求専用時間帯を設定し、ＯＬＴが帯域要求専用時間帯にいずれかのＯＮＵからＲｅｐｏｒｔを受信した場合、ＯＮＵに対し、直ちに受領信号を送信することによって、ＯＮＵが通常時間帯にデータをＯＬＴに送信することができることを見出し、本発明に至った。

すなわち、本発明のＰＯＮシステムは、ＯＬＴ（Optical Line Terminal）と複数のＯＮＵ（Optical Network Unit）とが光分岐器を介して接続され、光ファイバ伝送を実現するＰＯＮ（Passive Optical Network）システムであって、前記ＯＬＴは、いずれのＯＮＵであってもＲｅｐｏｒｔのみを送信できる時間帯である帯域要求専用時間帯を設定すると共に、すべてのＯＮＵに対し、前記帯域要求専用時間帯を設定したことを、専用Ｇａｔｅを用いて通知し、前記帯域要求専用時間帯にいずれかのＯＮＵからＲｅｐｏｒｔを受信した場合、前記Ｒｅｐｏｒｔを送信したＯＮＵに対し、直ちに受領信号を送信すると共に、前記受信したＲｅｐｏｒｔに基づいて、ＤＢＡ（Dynamic Bandwidth Allocation）に基づく帯域割当を行なって、帯域割当情報を、Ｇａｔｅを用いて前記ＯＮＵに通知し、前記ＯＮＵは、前記Ｇａｔｅに従って、通常時間帯に前記ＯＬＴにデータを送信することを特徴とする。

これにより、本発明者らは、ＯＮＵが、帯域要求専用時間帯で送信されたＲｅｐｏｒｔがＯＬＴで受信できたことを即座に把握することを可能とした。その結果、ＯＬＴがＲｅｐｏｒｔを受信できなかった場合でも、ＯＮＵが短時間で再送を実行することを可能とした。また、帯域要求専用時間帯でデータを送信することによる衝突の可能性を低くし、上り伝送の低遅延化を図ることを可能とした。以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。

本明細書において、「帯域要求専用時間帯（ROP :Reservation Only Period）」とは、任意のＯＮＵが帯域要求としてのＲｅｐｏｒｔをＯＬＴに送信することができる時間帯のことである。以下、帯域要求専用時間帯を「ＲＯＰ時間帯」と呼称する。また、「Ａ−Ｇａｔｅ」とは、「ＡｌｌｏｃａｔｅｄＧａｔｅ」の略称であり、帯域要求専用時間帯を各ＯＮＵに通知するための信号である。

図１は、本実施形態に係るＰＯＮシステムの概要を示す図である。このＰＯＮシステム１は、上位ネットワーク（NW）であるインターネット１１に接続されるＢＢＵ１３にＯＬＴ１５が接続されている。ＯＬＴ１５には、光ファイバ１７および光分岐器１９を介して、複数のＯＮＵ２１−１〜２１−４が接続されている。ＯＮＵ２１−１は、ＨＧＷ（Home Gateway）２３と接続され、ＵＥ２５と通信を行なう。ＯＮＵ２１−２は、ＲＲＨ２７と接続され、ＯＮＵ２１−３は、ＢＢＵ〜ＲＲＨ２９と接続され、それぞれ配下の端末装置と通信を行なう。また、ＯＮＵ２１−４は、ＵＥ３１と接続され、通信を行なう。本実施形態に係るＰＯＮシステムは、低遅延を必要とするサービスについて適用可能であるためＯＮＵ２１−１〜２１−４の配下には、どんな通信装置が接続されてもよい。

図２は、ＴＤＭ−ＰＯＮシステムにおける上り伝送のシーケンスチャートである。ＵＥからＯＮＵにフレーム（データ）が送信される（ステップＳ１）。次に、ＯＬＴからＯＮＵへＧａｔｅ（送信許可）が送信されると（ステップＳ２）、ＯＮＵは、ＯＬＴに対して、Ｒｅｐｏｒｔ（バッファ量通知）を送信する（ステップＳ３）。次に、ＯＬＴは、ＯＮＵから受信したＲｅｐｏｒｔに基づいて、ＯＮＵに対して、Ｇａｔｅ（送信タイミング通知）を送信する（ステップＳ４）。ＯＮＵは、ステップＳ４で受信したＧａｔｅに基づいて、Ｒｅｐｏｒｔ（バッファ量通知）（ステップＳ５）とＵＥから受信したフレーム（データ）をＯＬＴに送信する（ステップＳ６）。本実施形態は、このような基本的なシーケンスチャートに新たな手順を追加するものである。

図３は、実施例１のシーケンスチャートである。図３において、任意のＯＮＵ２１がＲｅｐｏｒｔ送信できる通信時間帯として、ＲＯＰ時間帯を設ける。ＯＬＴ１５は、ＲＯＰ時間帯を設けたことを、対象となるＯＮＵ（すべてのＯＮＵ）に「Ａ−Ｇａｔｅ」で通知する。ＯＮＵ２１は、ＲＯＰ時間帯はＲｅｐｏｒｔを任意のタイミングで送信することができる。ＯＬＴ１５は、ＲＯＰ時間帯にＲｅｐｏｒｔを受領した場合、直ちに「受領信号」をＯＮＵ２１に対して送信する。

ＯＬＴ１５は、ＲＯＰ時間帯に受領したＲｅｐｏｒｔについて、ＤＢＡを演算し、ＯＮＵ２１の送信帯域を割り当て、ＯＮＵ２１に対してＧａｔｅで通知する。ＯＮＵ２１は、ＯＬＴ１５から受領したＧａｔｅに従って、通常時間帯にＤａｔａを送信する。

このように、ＯＬＴ１５がＲＯＰ時間帯にＲｅｐｏｒｔを受信すると、直ちに「受領信号」をＯＮＵ２１に送信するので、ＯＮＵ２１は、ＲＯＰ時間帯に送信したＲｅｐｏｒｔがＯＬＴ１５に受信されたことを把握することができる。そして、ＯＮＵ２１は、通常時間帯に早期にデータを送信することが可能となる。なお、ＲＯＰ時間帯に送信するＲｅｐｏｒｔフレームサイズは、必要最低限の最小フレームサイズとする。

図４は、実施例１において、ＲＯＰ時間帯に複数のＯＮＵから送信されたＲｅｐｏｒｔが衝突した場合のシーケンスチャートである。ＯＬＴ１５にはＯＮＵ２１ＡおよびＯＮＵ２１Ｂが接続されており、ＯＮＵ２１Ａの配下にはＵＥ３３Ａが接続され、ＯＮＵ２１Ｂの配下にはＵＥ３３Ｂが接続されている。ＯＬＴ１５は、ＲＯＰ時間帯に複数のＯＮＵ２１ＡおよびＯＮＵ２１Ｂが送信したＲｅｐｏｒｔが同じタイミングでＯＬＴ１５に届いた場合、衝突が発生したとして、ＯＬＴ１５は「受領信号」をＯＮＵ２１ＡおよびＯＮＵ２１Ｂに送信しない。ＯＮＵ２１ＡおよびＯＮＵ２１Ｂは、受領信号が一定時間来なかった場合に、ＲＯＰ時間帯の間であれば、Ｒｅｐｏｒｔを再送する。ここで、受領信号を待機するための一定時間は、ランダムに定められ、再衝突を避けることができる。

このように、ＲＯＰ時間帯にＲｅｐｏｒｔを送信したＯＮＵ２１ＡおよびＯＮＵ２１Ｂは、所定時間内にＯＬＴ１５から受領信号を受信しなかった場合、ＲＯＰ時間帯が終了するまではＲｅｐｏｒｔをＯＬＴ１５に対してランダムに再送するので、ＯＮＵ２１ＡおよびＯＮＵ２１Ｂは、ＲＯＰ時間帯で送信されたＲｅｐｏｒｔがＯＬＴ１５で受信できなかった場合でも、短時間で再送を実行することが可能となる。

図５は、実施例２のシーケンスチャートである。図５において、任意のＯＮＵ２１がＲｅｐｏｒｔ送信できる通信時間帯として、ＲＯＰ時間帯を設ける。ＯＬＴ１５は、ＲＯＰ時間帯を設けたことを、対象となるＯＮＵ（すべてのONU）に「Ａ−Ｇａｔｅ」で通知する。ＯＮＵ２１は、ＲＯＰ時間帯はＲｅｐｏｒｔを任意のタイミングで送信することができる。

この構成により、ＯＮＵ２１は、通常時間帯に早期にデータを送信することが可能となる。なお、ＲＯＰ時間帯に送信するＲｅｐｏｒｔフレームサイズは、必要最低限の最小フレームサイズとする。

図６は、実施例２において、ＲＯＰ時間帯に複数のＯＮＵから送信されたＲｅｐｏｒｔが衝突した場合のシーケンスチャートである。ＯＬＴ１５にはＯＮＵ２１ＡおよびＯＮＵ２１Ｂが接続されており、ＯＮＵ２１Ａの配下にはＵＥ３３Ａが接続され、ＯＮＵ２１Ｂの配下にはＵＥ３３Ｂが接続されている。ＯＬＴ１５は、ＲＯＰ時間帯に複数のＯＮＵ２１ＡおよびＯＮＵ２１Ｂが送信したＲｅｐｏｒｔが同じタイミングでＯＬＴ１５に届いた場合、衝突が発生したとして、ＯＬＴ１５は「衝突通知」をＯＮＵ２１ＡおよびＯＮＵ２１Ｂに送信する。

ＯＮＵ２１ＡおよびＯＮＵ２１Ｂは、ＯＬＴ１５から衝突通知を受領した場合、ＲＯＰ時間帯の間であれば、ランダムの時間だけ待機し、Ｒｅｐｏｒｔを再送する。

このように、ＲＯＰ時間帯にＲｅｐｏｒｔを送信したＯＮＵ２１ＡおよびＯＮＵ２１Ｂは、衝突通知を受領したときは、ＲＯＰ時間帯が終了するまではＲｅｐｏｒｔをＯＬＴ１５に対してランダムの時間だけ待機した後に再送するので、ＯＮＵ２１ＡおよびＯＮＵ２１Ｂは、ＲＯＰ時間帯で送信されたＲｅｐｏｒｔがＯＬＴ１５で受信できなかった場合でも、短時間で再送を実行することが可能となる。

実施例３では、ＯＬＴ１５は、ＲＯＰ時間帯にＲｅｐｏｒｔを受領した場合、即時に、または一定時間経過後にＲＯＰ時間を終了させる。その他については、実施例１または実施例２と同様に構成することができる。すなわち、ＲＯＰ時間帯にＯＬＴ１５がＲｅｐｏｒｔを正しく受領したときは「受領信号」を送信する一方、ＲＯＰ時間帯にＯＬＴ１５がＲｅｐｏｒｔを正しく受領しなかったときは「受領信号」を送信しないようにしてもよい（実施例１）。また、ＲＯＰ時間帯にＯＬＴ１５がＲｅｐｏｒｔを正しく受領したときはなにも送信せず、ＲＯＰ時間帯にＯＬＴ１５がＲｅｐｏｒｔを正しく受領しなかったときは「衝突通知」を送信するようにしてもよい（実施例２）。なお、ここでは、実施例１を適用し、ＲＯＰ時間帯にＯＬＴ１５がＲｅｐｏｒｔを正しく受領したときは「受領信号」を送信する場合について説明する。

図７Ａは、実施例３において、ＯＬＴが低遅延化のためのＲｅｐｏｒｔを受領する前のシーケンスチャートを示す図であり、図７Ｂは、実施例３のシーケンスチャートを示す図である。図７Ａにおいて、ＯＬＴ１５は、任意のＯＮＵ２１が送信できる通信時間帯であるＲＯＰ時間帯を設ける。ＲＯＰ時間帯情報は、ＯＬＴ１５から対象ＯＮＵに「Ａ−Ｇａｔｅ」を用いて通知される。図７Ｂに示すように、ＯＮＵ２１は、ＲＯＰ時間帯においては、Ｒｅｐｏｒｔを任意のタイミングで送信することができる。ＯＬＴ１５は、ＲＯＰ時間帯にＲｅｐｏｒｔを受領した場合、すぐに受領信号を送出する。

ＯＬＴ１５は、ＲＯＰ時間帯にＲｅｐｏｒｔを受領した場合、即時に、または一定時間後に、終了通知としての「ＲＯＰ時間帯終了通知」を対象ＯＮＵ２１に送信する。ＲＯＰ時間帯終了通知は、「受領信号」と同じフレーム内に記載してもよい。ＯＬＴ１５は、ＲＯＰ時間帯に受領したＲｅｐｏｒｔについて、ＤＢＡを演算し送信帯域を割り当て、ＯＮＵ２１にＧａｔｅで通知する。ＯＮＵ２１は、Ｇａｔｅに従って、通常時間帯にＤａｔａを送信する。

このように、ＯＬＴ１５は、ＲＯＰ時間帯にいずれかのＯＮＵ２１からＲｅｐｏｒｔを受信した場合、即時にまたは一定時間経過後に、ＲＯＰ時間帯が満了する前に終了する旨の終了通知（ROP時間帯終了通知）を、対象となるすべてのＯＮＵに通知し、受信したＲｅｐｏｒｔに基づいて、ＤＢＡに基づく帯域割当を行なって、帯域割当情報を、Ｇａｔｅを用いてＯＮＵに通知するので、Ｒｅｐｏｒｔのみを送信可能なＲＯＰ時間帯を短縮し、データを送信できる通常時間帯に早期に移行することができる。その結果、データの低遅延化を図ることが可能となる。

図８は、実施例４のシーケンスチャートである。実施例４では、一定周期内に、複数のＲＯＰ時間帯を、複数（分割して）割り当てることが可能である。また、一つのＲＯＰ時間帯に送信できるＯＮＵを、任意に制限できるものとする。制限方法としては、「ＯＮＵの数」、「ＯＮＵＩＤの奇数・偶数」、「ＯＬＴ〜ＯＮＵ間の伝送距離」などに基づいて、任意に設定することができる。図８では、ＯＮＵ２１ＡおよびＯＮＵ２１Ｂについては、「ＲＯＰ１」のＲＯＰ時間帯に割り当て、ＯＮＵ２１Ｃについては、「ＲＯＰ２」のＲＯＰ時間帯に割り当てている。なお、ＯＮＵ２１Ｄについては、ＲＯＰ時間帯の割当てはないことを示している。

このように、実施例４では、ＯＬＴ１５は、分割された複数のＲＯＰ時間帯を設定すると共に、各ＯＮＵに対して、ＲＯＰ１またはＲＯＰ２のＲＯＰ時間帯を割り当てて、割り当てたＲＯＰ時間帯にそれぞれ対応する専用Ｇａｔｅを用いて、各ＯＮＵにＲＯＰ時間帯を設定したことを通知するので、ＲＯＰ時間帯におけるＲｅｐｏｒｔの衝突の可能性を低くすることが可能となる。その結果、データ伝送の低遅延化を図ることが可能となる。

実施例５では、ＲＯＰ時間帯におけるＲｅｐｏｒｔの衝突を回避するための方法を示す。図９は、ＲＯＰ時間帯におけるＲｅｐｏｒｔの衝突を示す図である。ＯＮＵ２１ＡとＯＮＵ２１Ｂからそれぞれ送信されたＲｅｐｏｒｔのフレームの一部の到着時間が、ＲＯＰ時間帯で重なってしまっている。この場合、両方のＲｅｐｏｒｔは衝突のため、フレーム損失となってしまう。実施例５では、このような衝突を回避するため、ＲＯＰ時間帯を複数のスロットで区切り、各ＯＮＵにスロットを割り当てる手法を採る。

図１０は、実施例５のシーケンスチャートである。ＲＯＰ時間帯は、任意のＯＮＵが送信可能であるが、ＲＯＰ時間帯に届くＲｅｐｏｒｔについて、到着時間をｓｌｏｔ単位に分割する。これにより、一部のフレームが衝突するような事象を回避する。

以上説明したように、本実施形態によれば、ＴＤＭ−ＰＯＮの上り伝送遅延を低遅延化し、低遅延ＳＬＡ（Service Level Agreement：サービス品質保証）を持つトラヒックに対しても適用することができる。また、ＴＤＭ−ＰＯＮと他のシステムを連携することなく、ＴＤＭ−ＰＯＮ単体で低遅延化を実現することができる。さらに、低遅延対象トラヒックを制限することで、低遅延が必要なもののみ優先させることができる。

１ＰＯＮシステム
１１インターネット
１３ＢＢＵ
１５ＯＬＴ
１７光ファイバ
１９光分岐器
２１−１〜２１−４ＯＮＵ
２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、２１ＤＯＮＵ
２３ＨＧＷ
２５ＵＥ
２９（２７）基地局装置
３１ＵＥ
３３ＵＥ
３３Ａ、３３ＢＵＥ

Claims

ＯＬＴ（Optical Line Terminal）と複数のＯＮＵ（Optical Network Unit）とが光分岐器を介して接続され、光ファイバ伝送を実現するＰＯＮ（Passive Optical Network）システムであって、
前記ＯＬＴは、
いずれのＯＮＵであってもＲｅｐｏｒｔのみを送信できる時間帯である帯域要求専用時間帯を設定すると共に、すべてのＯＮＵに対し、前記帯域要求専用時間帯を設定したことを、専用Ｇａｔｅを用いて通知し、
前記帯域要求専用時間帯にいずれかのＯＮＵからＲｅｐｏｒｔを受信した場合、前記Ｒｅｐｏｒｔを送信したＯＮＵに対し、前記受信したＲｅｐｏｒｔに基づいて、ＤＢＡ（Dynamic Bandwidth Allocation）に基づく帯域割当を行なって、帯域割当情報を、Ｇａｔｅを用いて前記ＯＮＵに通知し、
前記ＯＮＵは、
前記Ｇａｔｅに従って、通常時間帯に前記ＯＬＴにデータを送信することを特徴とするＰＯＮシステム。
前記ＯＬＴは、
前記帯域要求専用時間帯にいずれかのＯＮＵからＲｅｐｏｒｔを受信した場合、前記Ｒｅｐｏｒｔを送信したＯＮＵに対し、直ちに受領信号を送信することを特徴とする請求項１記載のＰＯＮシステム。
前記帯域要求専用時間帯に複数のＯＮＵが送信したＲｅｐｏｒｔが同じタイミングで前記ＯＬＴに到着した場合、前記ＯＬＴは、衝突が発生したとして前記受領信号を送信せず、
前記帯域要求専用時間帯にＲｅｐｏｒｔを送信した各ＯＮＵは、所定時間内に前記ＯＬＴから受領信号を受信しなかった場合、前記帯域要求専用時間帯が終了するまではＲｅｐｏｒｔを前記ＯＬＴに対してランダムに再送することを特徴とする請求項２記載のＰＯＮシステム。
前記帯域要求専用時間帯に複数のＯＮＵが送信したＲｅｐｏｒｔが同じタイミングで前記ＯＬＴに到着した場合、前記ＯＬＴは、衝突が発生したことを示す衝突通知を前記各ＯＮＵに対して送信し、
前記帯域要求専用時間帯にＲｅｐｏｒｔを送信した各ＯＮＵは、前記衝突通知を受信した場合、前記帯域要求専用時間帯が終了するまではＲｅｐｏｒｔを前記ＯＬＴに対してランダムに再送することを特徴とする請求項１記載のＰＯＮシステム。
前記ＯＬＴは、
前記帯域要求専用時間帯にいずれか1台以上の前記ＯＮＵからＲｅｐｏｒｔを受信した場合、即時にまたは一定時間経過後に、前記帯域要求専用時間帯が満了する前に終了する旨の終了通知をすべてのＯＮＵに通知し、
前記受信したＲｅｐｏｒｔに基づいて、ＤＢＡ（Dynamic Bandwidth Allocation）に基づく帯域割当を行なって、帯域割当情報を、Ｇａｔｅを用いて前記ＯＮＵに通知し、
前記ＯＮＵは、
前記Ｇａｔｅに従って、通常時間帯に前記ＯＬＴにデータを送信することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のＰＯＮシステム。
前記ＯＬＴは、
複数の前記帯域要求専用時間帯を設定すると共に、各ＯＮＵに対して、各帯域要求専用時間帯を割り当てて、割り当てた帯域要求専用時間帯にそれぞれ対応する専用Ｇａｔｅを用いて、各ＯＮＵに前記帯域要求専用時間帯を設定したことを通知し、
前記ＯＮＵは、
前記ＯＬＴから受信した専用Ｇａｔｅに基づいて、自装置に割り当てられた帯域要求専用時間帯でＲｅｐｏｒｔを送信し得ることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のＰＯＮシステム。
前記ＯＬＴは、
前記設定した帯域要求専用時間帯を複数のタイムスロットに分割し、前記各ＯＮＵから送信されたＲｅｐｏｒｔを、各スロットでＲｅｐｏｒｔ毎に受信することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載のＰＯＮシステム。
前記各ＯＮＵが前記帯域要求専用時間帯に送信するＲｅｐｏｒｔのフレームサイズは、必要最低限のサイズであることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載のＰＯＮシステム。
ＯＬＴ（Optical Line Terminal）と複数のＯＮＵ（Optical Network Unit）とが光分岐器を介して接続され、光ファイバ伝送を実現するＰＯＮ（Passive Optical Network）システムの伝送方法であって、
前記ＯＬＴにおいて、
いずれのＯＮＵであってもＲｅｐｏｒｔのみを送信できる時間帯である帯域要求専用時間帯を設定すると共に、すべてのＯＮＵに対し、前記帯域要求専用時間帯を設定したことを、専用Ｇａｔｅを用いて通知するステップと、
前記帯域要求専用時間帯にいずれかのＯＮＵからＲｅｐｏｒｔを受信した場合、前記Ｒｅｐｏｒｔを送信したＯＮＵに対し、前記受信したＲｅｐｏｒｔに基づいて、ＤＢＡ（Dynamic Bandwidth Allocation）に基づく帯域割当を行なって、帯域割当情報を、Ｇａｔｅを用いて前記ＯＮＵに通知するステップと、
前記ＯＮＵにおいて、
前記Ｇａｔｅに従って、通常時間帯に前記ＯＬＴにデータを送信するステップと、を少なくとも含むことを特徴とする伝送方法。
前記ＯＬＴにおいて、
前記帯域要求専用時間帯にいずれかのＯＮＵからＲｅｐｏｒｔを受信した場合、前記Ｒｅｐｏｒｔを送信したＯＮＵに対し、直ちに受領信号を送信するステップをさらに含むことを特徴とする請求項９記載の伝送方法。
前記帯域要求専用時間帯に複数のＯＮＵが送信したＲｅｐｏｒｔが同じタイミングで前記ＯＬＴに到着した場合、前記ＯＬＴにおいて、衝突が発生したことを示す衝突通知を前記各ＯＮＵに対して送信するステップと、
前記帯域要求専用時間帯にＲｅｐｏｒｔを送信した各ＯＮＵにおいて、前記衝突通知を受信した場合、前記帯域要求専用時間帯が終了するまではＲｅｐｏｒｔを前記ＯＬＴに対してランダムに再送するステップと、を更に含むことを特徴とする請求項９記載の伝送方法。