JP6667426B2 - 光集線ネットワークシステム及びデータ送信割当方法 - Google Patents

Description

本発明は、ＰＯＮ(Passive Optical Network)に代表される、光ＴＤＭ(Time Division Multiplexing)技術を用いたネットワークにおいて、ＯＮＵ(Optical Network Unit)が増設や故障交換により新規に設置された際に、ＯＬＴ(Optical Line Terminal)が新規ＯＮＵとの距離を測定して新規ＯＮＵを登録する処理により、新規ＯＮＵにデータ送信の為のタイムスロットの割り当てを行う光集線ネットワークシステム及びデータ送信割当方法に関する。

従来、光ＴＤＭ技術を用いたネットワークとして、例えばＰＯＮがブロードバンドアクセス網を構成する一手段として検討又は導入されている。ＰＯＮは、光ファイバ網の途中に分岐装置（光カプラ）が挿入された、１本の光ファイバが複数の加入者で共有可能な光ネットワークである。但し、上述したＯＬＴが新規ＯＮＵとの距離を測定してＩＤ（ＯＮＵの識別子）を付与し新規ＯＮＵを登録する処理を、以降、ＩＥＥＥ系のＰＯＮにおける呼称であるディスカバリ処理と称す。

ブロードバンドアクセス網におけるＰＯＮでは、局舎に配置されるＯＬＴと、ユーザ宅に配置されるＯＮＵとが光ファイバ及び光カプラを介して接続される。通常、１台のＯＬＴに対して複数台のＯＮＵが接続され、このＯＬＴ−ＯＮＵ間において、ＴＤＭ又はＴＤＭＡ(Time Division Multiple Access)を適用して光の領域でデータの多重分離を行いつつデータを伝送することにより、光ファイバ心線やＯＬＴ等のリソースが複数ユーザで共用可能となっている。なお、ＯＬＴは局舎側の光回線終端装置であり、ＯＮＵは、ユーザ宅側の光回線終端装置としての加入者装置である。

ＰＯＮの物理トポロジとしては、ツリー構成が多く採用されているが、リング構成も検討されている。
図５はリングトポロジにＰＯＮを適用した場合の光集線ネットワークシステム１０の構成を示すブロック図である。

図５に示す光集線ネットワークシステム１０は、代表ノードとしての光伝送装置１１と、ノードとしての複数の光伝送装置１２，１３，１４とが、物理的に独立した２本の信号伝送路としての第１光ファイバ（第１光伝送路）１６及び第２光ファイバ（第２光伝送路）１７によってリング状に接続されている。この２本のリング状の光ファイバ１６，１７の伝送路によって、互いに異なる方向（相反方向）又は同一方向の、右回り方向と左回り方向にデータを伝送できる。なお、光伝送装置１１は代表ノード１１とも称し、各光伝送装置１２，１３，１４はノード１２，１３，１４とも称す。

代表ノード１１は、複数のＩＯ（入出力処理）部２０ａ〜２０ｎと、ＯＬＴ２１と、光多重分離部２３ａ，２３ｂとを備えて構成されている。ＯＬＴ２１は、ＳＷ（スイッチ）部２５と、ＯＳＵ(Optical Subscriber Unit)２６ａ，２６ｂと、ＤＷＢＡ(Dynamic Wavelength and Bandwidth Assignment)機能部２７とを備えて構成されている。

ノード１２，１３，１４は何れも同構成であり、ノード１３に代表して示すように、光多重分離部３１ａ，３１ｂと、ＯＮＵ(Optical Network Unit)３２ａ，３２ｂと、ＳＷ部３３と、複数のＩＯ部３４ａ〜３４ｎとを備えて構成されている。

代表ノード１１において、複数のＩＯ部２０ａ〜２０ｎは、代表ノード１１の外部の複数のホストコンピュータ（ホストともいう）４１ａ〜４１ｎと１対１で接続され、ホスト４１ａ〜４１ｎと信号送受信を行う。ノード１３においても、上記と同じ複数のＩＯ部３４ａ〜３４ｎに、ノード１３の外部の複数のホスト４３ａ〜４３ｎが、１対１で接続されている。他のノード１２，１４においても、同様に図示せぬＩＯ部にホスト４２ａ〜４２ｎ，４４ａ〜４４ｎ（図示は１つのみ）が１対１で接続されている。

代表ノード１１のＩＯ部２０ａ〜２０ｎは、ホスト４１ａ〜４１ｎから送信されて来たクライアント信号（又はクライアントデータ）を終端してＳＷ部２５へ送信し、また、ＳＷ部２５からの信号をクライアント信号としてホスト４１ａ〜４１ｎへ送信する。

ＳＷ部２５は、通常の電気パケットスイッチであり、Ｌ２−ＳＷ(レイヤ２スイッチ)と同等なスイッチである。このＳＷ部２５は、事前に設定されたＭＡＣアドレス(Media Access Control address)とポートとの対応テーブルに従い、ＭＡＣアドレスによる宛先のホスト（例えば４１ａ）へ、ＯＳＵ２６ａからのパケットデータをＳＷ部２５及びＩＯ部２０ａを介して転送する。

ＯＳＵ２６ａ，２６ｂは、ＰＤＳ(Passive Double Star)方式の光回線終端装置である。このＯＳＵ２６ａ，２６ｂは、ノード１２〜１４のＯＮＵ３２ａ，３２ｂからの光バーストデータを受信してＳＷ部２５へ出力し、また、ＳＷ部２５からのパケットデータを受け取り、ＯＮＵ３２ａ，３２ｂへ光データ送信する。この構成では、ＯＳＵ２６ａ，２６ｂとＯＮＵ３２ａ，３２ｂ間がＰＯＮ区間となっている。なお、光データ送信（又は伝送）を、単にデータ送信（又は伝送）ともいう。

ＤＷＢＡ機能部２７は、動的波長帯域割当の機能を有する。動的波長帯域割当とは、ノード１２〜１４のＯＮＵ３２ａ，３２ｂに対して複数波長を総合した総帯域を効率良く分配すべく、動的な波長切替も考慮しながらトラヒック量に応じて動的に帯域を割り当てることである。

代表ノード１１の光多重分離部２３ａ，２３ｂは、第１及び第２光ファイバ１６，１７を介して伝送される光信号としてのデータに対して、多重化、分離、スルー（通過）の何れかの処理を行う。例えば、光多重分離部２３ａは、ＯＳＵ２６ａからのパケットデータを多重化して第１光ファイバ１６を介してノード１２へ伝送し、この伝送と異なる波長によるノード１２からの第１光ファイバ１６を介した光バーストデータを分離してＯＳＵ２６ａへ出力する処理を行う。

ノード１２〜１４における光多重分離部３１ａ，３１ｂも、上記同様に多重化、分離、スルーの何れかの処理を行う。例えば、ノード１３の光多重分離部３１ａは、ＯＮＵ３２ａからのパケットデータを多重化して第１光ファイバ１６を介してノード１２へ伝送する。ノード１３の光多重分離部３１ａは、ノード１４からの光バーストデータを分離してＯＮＵ３２ａへ出力し、又は、ノード１４からの光バーストデータをスルーしてノード１２へ伝送する処理を行う。

ＯＮＵ３２ａ，３２ｂは、ＰＯＮに係るデータの送受信を行う。このＯＮＵ３２ａ，３２ｂは、代表ノード１１のＯＳＵ２６ａ，２６ｂからの光データを受信してＳＷ部３３へ出力し、また、ＳＷ部３３からのパケットデータを受信して、ＯＳＵ２６ａ，２６ｂへ光バースト送信する。ＩＯ部３４ａ〜３４ｎは、ホスト４３ａ〜４３ｎから送信されて来たクライアント信号を終端してＳＷ部３３へ送信し、また、ＳＷ部３３からの信号をクライアント信号としてホスト４３ａ〜４３ｎへ送信する。

このような構成のシステム１０において、例えば図６に示すノード１３のＯＮＵ３２ａが、ホスト４３ａからの受信データをＯＬＴ２１へ送信する場合、制御信号としてのトラフィック通知信号（後述）及び帯域割当結果通知信号（後述）を、ＯＮＵ３２ａとＯＬＴ２１間で送受信した後に、その受信データをＯＬＴ２１へ送信する。これは、他のノード１２，１４のＯＮＵ３２ａにおいても同様である。この通信動作は、動的帯域割当を行った際のデータ伝送である。

トラフィック通知信号は、ＯＮＵ３２ａがホスト４３ａから受信するデータのトラフィック量をＯＬＴ２１へ通知する信号であり、トラフィック量が書き込まれる。

帯域割当結果通知信号は、ＯＬＴ２１が、トラフィック通知信号を受信後に、後述のＤＢＡ(dynamic bandwidth allocation：動的帯域割当)演算により割り当てられた帯域を該当ＯＮＵ３２ａへ通知する信号である。ＤＢＡ演算とは、トラフィック量に応じた帯域を動的に割り当てる演算であり、ここでは、トラフィック通知信号に含まれるトラフィック量に応じた帯域を動的に割り当てる処理を行う。この帯域割当結果通知信号は、ノード３１への割当帯域が書き込まれる。
ＯＮＵ３２ａは、帯域割当結果通知信号で通知される割当帯域を使用してホスト４３ａからの受信データを、ＯＬＴ２１へ送信する。

次に、動的帯域割当を行った際のデータ伝送によって、ＯＮＵ３２ａが、ホスト４３ａからのデータを受信後にＯＬＴ２１へ送信するまでの動作を、図６に示すシーケンス図を参照して説明する。
時刻ｔ１において、ノード１３のＯＮＵ３２ａが、ホスト４３ａからのデータを受信したとする。この受信後、ＯＮＵ３２ａが、受信データのトラフィック量をトラフィック通知信号に書き込んで、時刻ｔ２において、第１光ファイバ１６を介してＯＬＴ２１へ送信する。この送信されたトラフィック通知信号は、時刻ｔ３において、ＯＬＴ２１で受信される。この受信後、ＯＬＴ２１のＯＳＵ２６ａ（図５）は、ＤＢＡ演算によって、トラフィック通知信号を送信してきたノード１３への割当帯域を演算し、この帯域を、帯域割当結果通知信号に書き込み、時刻ｔ５において、第１光ファイバ１６を介して該当ＯＮＵ３２ａへ送信する。ＤＢＡ演算の時間ｔａは、時刻ｔ３〜ｔ５間の時間であるとする。

その送信された帯域割当結果通知信号は、時刻ｔ６においてＯＮＵ３２ａで受信される。ここで、ＯＮＵ３２ａは、上記時刻ｔ２でのトラフィック通知信号の送信後、時刻ｔ４でホスト４３ａからデータＤ２を受信しているとする。このため、ＯＮＵ３２ａは、時刻ｔ２〜ｔ７で受信したデータに係るトラフィック量が書き込まれたトラフィック通知信号をＯＬＴ２１へ送信する。このトラフィック通知信号は、時刻ｔ２での最初の送信以降、一定間隔でＯＬＴ２１へ送信される。

この送信されたデータＤ２に係るトラフィック通知信号は、時刻ｔ８においてＯＬＴ２１で受信されて、ＤＢＡ演算が行われる。ここで、前回のＤＢＡ演算の開始時刻ｔ３から、今回のＤＢＡ演算の開始時刻ｔ８の間の時間ＴがＤＢＡ周期となる。なお、時刻ｔ６〜ｔ１３間の時間もＤＢＡ周期Ｔとなる。

一方、ＯＮＵ３２ａは、上記時刻ｔ６での帯域割当結果通知信号の受信後に、上記時刻ｔ１でホスト４３ａから受信したデータＤ１を、その帯域割当結果通知信号で示される割当帯域にて、時刻ｔ９においてＯＬＴ２１へ送信する。ここで、データＤ１の受信時刻ｔ１から、データＤ１の送信時刻ｔ９の間の時間ｔｃが、ＯＮＵ３２ａのデータＤ１の受信から送信までの待ち時間となる。

上記時刻ｔ９で送信されたデータＤ１は、時刻ｔ１０においてＯＬＴ２１で受信される。ＯＬＴ２１は、受信データＤ１を時刻ｔ１１でホスト４１ａへ送信する。また、ＯＬＴ２１は、上記時刻ｔ８で受信したトラフィック通知信号に基づきＤＢＡ演算を行って割当帯域を求め、この割当帯域を帯域割当結果通知信号に書き込み、時刻ｔ１２において該当ＯＮＵ３２ａへ送信する。この送信された帯域割当結果通知信号が時刻ｔ１３において、ＯＮＵ３２ａで受信され、その割当帯域でデータＤ２が時刻ｔ１６にてＯＬＴ２１へ送信される。ＯＬＴ２１は、時刻ｔ１７でデータＤ２を受信し、時刻ｔ１８でホスト４１ａへ送信する。

なお、ＯＮＵ３２ａは、上記時刻ｔ１６でのデータＤ２の送信前に、時刻ｔ１４において、一定周期のトラフィック通知信号をＯＬＴ２１へ送信しており、時刻ｔ１５でＯＬＴ２１が受信しているとする。

このような動的帯域割当を行った際のデータ伝送での通信においては、ＯＮＵ３２ａがホスト４３ａからのデータ（例えばデータＤ１）を受信後に、トラフィック通知信号を送信し、ＯＬＴ２１でのＤＢＡ演算（演算時間ｔａ）を経た帯域割当結果通知信号の受信後に、データＤ１をＯＬＴ２１へ送信するようになっている。

一方、ＯＮＵ３２ａからのデータ伝送の帯域を１００Ｍｂｐｓ等に固定する固定帯域割当モードによる通信もある。この固定帯域割当モードでは、帯域が固定されるのでＯＬＴ２１でのＤＢＡ演算は無く、ＯＬＴ２１からＯＮＵ３２ａへ送信される制御信号に一定周期のデータ送信タイミングが格納されている。このため、ＯＮＵ３２ａはホスト４３ａからの受信データを一定周期のタイミングでＯＬＴ２１へ送信する。

ＰＯＮでは、新規のＯＮＵが増設された際に、プラグ＆プレイにより新規ＯＮＵがネットワークに接続された際に自動的に使用可能となるように設計されている。この自動的な使用を可能とするために、ＯＬＴが、新規ＯＮＵとの距離に相当するＲＴＴ(Round-TripTime)をレンジング処理により測定して、新規ＯＮＵの接続情報を登録するディスカバリ処理が行われるようになっている。ＲＴＴ処理とは、ＯＬＴが通信相手のＯＳＵ等に信号を発信してから応答が帰ってくるまでに掛かる時間を測定して、ＯＳＵとの距離を測定するものである。

図７に従来のＯＬＴとＯＮＵ間のディスカバリ動作のシーケンス図を示し、その説明を行う。図７に符号３２ａで既存ＯＮＵを示し、符号３２ｃで新規ＯＮＵを示す。
前提条件として、破線で示す新規ＯＮＵ３２ｃが、ノード１３内に新規に増設され、この際、新規ＯＮＵ３２ｃにホスト４３ｂが接続されたとする。なお、新規にノード及びＯＮＵの双方が増設される場合もある。また、以降の説明において、ディスカバリをＤｉｓと省略する場合もある。

時刻ｔ２１において、既存ＯＮＵ３２ａが、ホスト４３ａからのデータＤ１を受信したとする。この後、ＯＬＴ２１が、時刻ｔ２２において、ディスカバリゲート信号（Ｄｉｓゲート信号）を第１光ファイバ１６を介してＯＮＵ側へ送信したとする。Ｄｉｓゲート信号には、新規ＯＮＵ３２ｃをディスカバリ処理で検索するためのディスカバリ実行指示情報（Ｄｉｓ実行指示情報）と、送信禁止指示情報とが格納される。この送信禁止を指示する他に、送信指示を与えないで送信禁止状態を作り出すという方法でもよい。送信禁止指示情報は、ＯＬＴ２１が新規ＯＮＵ３２ｃとの間でディスカバリ処理を実行可能とする時間（期間）である。言い換えれば、既存ＯＮＵ３２ａをデータ送信禁止状態とするための情報である。

ＯＬＴ２１から送信されたＤｉｓゲート信号は、時刻ｔ２２ａにおいて、新規ＯＮＵ３２ｃ及び既存ＯＮＵ３２ａで受信される。既存ＯＮＵ３２ａは、Ｄｉｓゲート信号内の送信禁止指示情報を受信した時刻ｔ２２ａから送信禁止状態となる。この送信禁止指示情報を受信して送信禁止状態とする方法は、一例であって、上述したように、送信指示が来ない状態としても送信禁止状態を作り出すことができる。この送信禁止状態は、後述のように割当帯域及びデータの送信タイミングを格納したゲート信号を受信する時刻２７ａまでの間、送信禁止期間（時刻ｔ２２ａ〜２７ａ）として継続する。

つまり、ＯＬＴ２１は、ＯＮＵ側へＤｉｓゲート信号を送信(時刻ｔ２２)後に、既存ＯＮＵ３２ａを送信禁止状態とし、ディスカバリ処理を実行可能な時間経過後に、既存ＯＮＵ３２ａへゲート信号を送信（時刻ｔ２７）して送信禁止状態を解除する。言い換えれば、Ｄｉｓゲート信号の受信時刻ｔ２２ａと、ゲート信号の受信時刻ｔ２７ａとの間の時間帯に、既存ＯＮＵ３２ａのデータ送信禁止期間を設定する。

一方、新規ＯＮＵ３２ｃは、時刻ｔ２２ａでＤｉｓゲート信号内のＤｉｓ実行指示情報を受信すると、時刻ｔ２４において、ディスカバリリクエスト信号（Ｄｉｓリクエスト信号）をＯＬＴ２１へ送信する。Ｄｉｓリクエスト信号は、新規ＯＮＵ３２ｃがノード１３に新規に接続設定された際の接続通知情報が格納されている。なお、ディスカバリリクエスト信号の呼称は一例である。

ＯＬＴ２１は、時刻ｔ２４ａでＤｉｓリクエスト信号を受信すると、その中の接続通知情報から、新規ＯＮＵ３２ｃに係る接続情報を図示せぬ記憶手段に記憶する。更に、ＯＬＴ２１は、その記憶された新規ＯＮＵ３２ｃの接続情報をレジスタ信号に格納し、時刻ｔ２５において新規ＯＮＵ３２ｃへ送信する。この送信されたレジスタ信号が、時刻ｔ２５ａにおいて新規ＯＮＵ３２ｃで受信されると、新規ＯＮＵ３２ｃは、そのレジスタ信号中の自ＯＮＵ３２ｃの接続情報を図示せぬ記憶手段に記憶して設定する。なお、レジスタ信号の呼称は一例である。

一方、レジスタ信号を送信したＯＬＴ２１は、時刻ｔ２６において、接続情報設定確認を行うゲート信号を新規ＯＮＵ３２ｃへ送信する。このゲート信号を時刻ｔ２６ａで受信した新規ＯＮＵ３２ｃは、接続情報設定の確認を行い、設定済みであれば、設定済み情報を格納したレジスタ応答信号を、時刻ｔ２８において送信する。このレジスタ応答信号は、時刻ｔ２８ａにおいて、ＯＬＴ２１で受信される。なお、レジスタ応答信号の呼称は一例である。

一方、ＯＬＴ２１は、上記時刻ｔ２６でゲート信号を送信した直後の時刻ｔ２７において、既存ＯＮＵ３２ａへ、当該既存ＯＮＵ３２ａに対する割当帯域及び送信タイミングを格納したゲート信号を送信する。このゲート信号が時刻ｔ２７ａにて既存ＯＮＵ３２ａで受信されると、既存ＯＮＵ３２ａは、送信禁止状態を解除する。この解除によりデータ送信が可能となる。この後、時刻ｔ２９において、既存ＯＮＵ３２ａは、ホスト４３ａから受信したデータＤ１をＯＬＴ２１へ送信し、この後、時刻ｔ３０において、データＤ２を送信する。これら送信されたデータＤ１は、時刻ｔ２９ａにてＯＬＴ２１で受信され、時刻ｔ２９ｂにてホスト４１ａへ送信される。データＤ２は、時刻ｔ３０ａにてＯＬＴ２１で受信され、時刻ｔ３０ｂにてホスト４１ａへ送信される。
この種の従来技術として特許文献１に記載の装置がある。

特開２０１６−１４６５８５号公報

ところで、ＯＬＴ２１によるディスカバリ処理は、いつ新規ＯＮＵが増設されるか分からないので定期的に実行される。このため、既存ＯＮＵ３２ａには定期的に送信禁止期間（時刻ｔ２２ａ〜ｔ２７ａ間）が設定されるので、既存ＯＮＵ３２ａ内でデータ伝送時に待ち時間（遅延時間）が延びると共に、遅延の延びに応じて、遅延ゆらぎが発生するという問題が生じる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、新規ＯＮＵの設定時において、既存ＯＮＵのデータ伝送時の低遅延化及び低遅延揺らぎ化を実現することができる光集線ネットワークシステム及びデータ送信割当方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、外部装置との間で送受信される信号を終端し、制御主体となる光回線終端装置としてのＯＬＴ(Optical Line Terminal)を有する代表の光伝送装置と、前記制御主体に対して客体となる光回線終端装置としてのＯＮＵ(Optical Network Unit)を有する複数の光伝送装置とが、少なくとも１本の光伝送路でリング状に接続され、当該光伝送路を経由して、前記ＯＬＴから前記複数の光伝送装置へデータが下り送信され、前記複数の光伝送装置から前記ＯＬＴへデータが上り送信される光集線ネットワークシステムであって、前記ＯＬＴは、前記複数の光伝送装置の各ＯＮＵまでの往復遅延時間であるＲＴＴ情報と、各ＯＮＵのタイムスロットとしてのＴＳの情報とを取得し、取得されたＲＴＴ情報の中から既存ＯＮＵ以外の新規ＯＮＵに係るＲＴＴ情報を検知した際に、この検知されたＲＴＴ情報に係る新規ＯＮＵに、未割当ＴＳを新規割当ＴＳとして割り当て、この割り当てられた新規割当ＴＳの時間幅を送信禁止期間として導出する導出手段を備え、前記新規ＯＮＵは、前記導出された送信禁止期間に対応する新規割当ＴＳの周期タイミングを、自ＯＮＵのデータ送信期間として設定する設定手段を備え、前記導出手段は、前記取得されたＲＴＴ情報が既存ＯＮＵのＲＴＴ情報と同じで、且つ当該ＲＴＴ情報に係るＯＮＵの固有情報が新規の場合に、当該新規の固有情報を有するＯＮＵが、既存ＯＮＵを交換した新規ＯＮＵであると検知し、当該新規ＯＮＵに、交換前の既存ＯＮＵに割り当てられていたＴＳを割り当てる処理を行うことを特徴とする光集線ネットワークシステムである。

請求項３に係る発明は、外部装置との間で送受信される信号を終端し、制御主体となる光回線終端装置としてのＯＬＴ(Optical Line Terminal)を有する代表の光伝送装置と、前記制御主体に対して客体となる光回線終端装置としてのＯＮＵ(Optical Network Unit)を有する複数の光伝送装置とが、少なくとも１本の光伝送路でリング状に接続され、当該光伝送路を経由して、前記ＯＬＴから前記複数の光伝送装置へデータが下り送信され、前記複数の光伝送装置から前記ＯＬＴへデータが上り送信される光集線ネットワークシステムのデータ送信割当方法であって、前記ＯＬＴは、前記複数の光伝送装置の各ＯＮＵまでの往復遅延時間であるＲＴＴ情報と、各ＯＮＵのタイムスロットとしてのＴＳの情報とを取得し、取得されたＲＴＴ情報の中から既存ＯＮＵ以外の新規ＯＮＵに係るＲＴＴ情報を検知した際に、この検知されたＲＴＴ情報に係る新規ＯＮＵに、未割当ＴＳを新規割当ＴＳとして割り当て、この割り当てられた新規割当ＴＳの時間幅を送信禁止期間として導出するステップと、前記取得されたＲＴＴ情報が既存ＯＮＵのＲＴＴ情報と同じで、且つ当該ＲＴＴ情報に係るＯＮＵの固有情報が新規の場合に、当該新規の固有情報を有するＯＮＵが、既存ＯＮＵを交換した新規ＯＮＵであると検知し、当該新規ＯＮＵに、交換前の既存ＯＮＵに割り当てられていたＴＳを割り当てる処理を行うステップとを実行し、前記新規ＯＮＵは、前記導出された送信禁止期間に対応する新規割当ＴＳの周期タイミングを、自ＯＮＵのデータ送信期間として設定するステップを実行することを特徴とするデータ送信割当方法である。

上記請求項１の構成及び請求項３の方法によれば、ＯＬＴで導出された送信禁止期間に対応する新規割当ＴＳの周期タイミングが、新規ＯＮＵに対してデータ送信期間として設定される。その新規割当ＴＳは、未割当ＴＳ中の何れかに該当しており、既存ＯＮＵが使用しないＴＳの時間帯である。このため、既存ＯＮＵのデータ送信を妨げないように、新規ＯＮＵにデータ送信のための新規割当ＴＳを割り当てることができる。つまり、新規ＯＮＵが増設された際に、ディスカバリ処理によって、既存ＯＮＵにおいて従来のような比較的長いデータ送信禁止期間（待ち時間）が発生することが無くなり、データ送信の待ち時間による遅延を抑制することができる。このため、遅延が発生しないので、遅延の延びによる遅延ゆらぎも抑制することができる。従って、新規ＯＮＵの設定時において、既存ＯＮＵのＯＮＵデータ伝送時の低遅延化及び低遅延揺らぎ化を実現することができる。
また、新規ＯＮＵが、故障した既存ＯＮＵと交換されたものである場合、その既存ＯＮＵに割り当てられていたＴＳを新規ＯＮＵに割り当てるので、従来のような比較的長いデータ送信禁止期間（待ち時間）が発生することが無くなる。このため、新規ＯＮＵの設定時において、既存ＯＮＵのＯＮＵデータ伝送時の低遅延化及び低遅延揺らぎ化を実現することができる。

請求項２に係る発明は、前記設定手段が、前記新規ＯＮＵ以外の既存ＯＮＵに対して、前記導出された送信禁止期間に対応する新規割当ＴＳの周期タイミングをデータ送信禁止期間として設定することを特徴とする請求項１に記載の光集線ネットワークシステムである。

請求項４に係る発明は、前記ＯＮＵが、前記新規ＯＮＵ以外の既存ＯＮＵに対して、前記導出された送信禁止期間に対応する新規割当ＴＳの周期タイミングをデータ送信禁止期間として設定するステップを実行することを特徴とする請求項３に記載のデータ送信割当方法である。

上記請求項２の構成及び請求項４の方法によれば、ＯＬＴで導出された送信禁止期間に対応する新規割当ＴＳの周期タイミングが、既存ＯＮＵに対してデータ送信禁止期間として設定される。この設定されたデータ送信禁止期間は、新規ＯＮＵに対して設定された新規割当ＴＳと同じ周期タイミングであるため、新規ＯＮＵがデータ送信を行う時には、既存ＯＮＵからはデータ送信が行われないので、確実にデータの衝突を防止することができる。

本発明によれば、新規ＯＮＵの設定時において、既存ＯＮＵのＯＮＵデータ伝送時の低遅延化及び低遅延揺らぎ化を実現する光集線ネットワークシステム及びデータ送信割当方法を提供することができる。

本発明の実施形態に係る光集線ネットワークシステムの構成を示すブロック図である。 実施形態のＯＬＴの構成を示すブロック図である。 実施形態のＯＮＵの構成を示すブロック図である。 本実施形態の光集線ネットワークシステムにおいて、ＯＬＴのＯＮＵに対するデータ送信割当指示の動作を説明するためのシーケンス図である。 従来の光集線ネットワークシステムの構成を示すブロック図である。 従来の光集線ネットワークシステムにおいて、ＯＬＴのＯＮＵに対するデータ送信割当指示の動作を説明するためのシーケンス図である。 従来の光集線ネットワークシステムにおけるＯＬＴとＯＮＵ間のディスカバリ動作のシーケンス図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
＜実施形態の構成＞
図１は、本発明の実施形態に係る光集線ネットワークシステムの構成を示すブロック図である。但し、図１に示す光集線ネットワークシステム（システム）１０Ａにおいて、図５に示した従来のシステム１０に対応する部分には同一符号を付し、その説明を省略する。

図１に示す実施形態のシステム１０Ａは、従来のシステム１０と同様に、代表ノード１１Ａ及び複数のノード１２Ａ，１３Ａ，１４Ａが、物理的に独立した２本の信号伝送路としての第１光ファイバ１６及び第２光ファイバ１７によってリング状に接続されている。この２本のリング状の光ファイバ１６，１７の伝送路によって、互いに異なる方向（相反方向）又は同一方向の、右回り方向と左回り方向にデータを伝送できる。なお、光伝送装置１１Ａは代表ノード１１Ａとも称し、各光伝送装置１２，１３，１４はノード１２，１３，１４とも称す。

代表ノード１１Ａは、複数のＩＯ部２０ａ〜２０ｎと、ＯＬＴ２１Ａと、光多重分離部２３ａ，２３ｂとを備えて構成されている。ＯＬＴ２１Ａは、ＳＷ部２５と、複数のＯＳＵ２６Ａａ，２６Ａｂと、ＤＷＢＡ機能部２７Ａとを備えて構成されている。ＤＷＢＡ機能部２７Ａは、制御ＩＦ（インターフェイス）２８を介してＳＷ部２５に接続されると共に、各ＯＳＵ２６Ａａ，２６Ａｂにも接続されている。更に、ＤＷＢＡ機能部２７Ａは、制御ＩＦ２８を介して代表ノード１１Ａの外部のＯｐＳ（オペレーションシステム）５０に接続されている。制御ＩＦ２８はＩＯ部２０ａ〜２０ｎにも接続されている。

代表ノード１１Ａにおいて、複数のＩＯ部２０ａ〜２０ｎは、背景技術で説明したように、外部装置としての複数のホストコンピュータ（ホスト）４１ａ〜４１ｎと１対１で接続されて、ホスト４３ａ〜４３ｎと信号送受信を行うＳＮＩ−ＬＴである。これらのＩＯ部２０ａ〜２０ｎは、ホスト４１ａ〜４１ｎから送信されて来たクライアント信号（又はクライアントデータ）を終端してＳＷ部２５へ送信し、また、ＳＷ部２５からの光バーストデータをクライアント信号に変換してホスト４１ａ〜４１ｎへ送信する。

ノード１２Ａ〜１４Ａの各ＩＯ部３４ａ〜３４ｎにも、外部の複数のホスト４２ａ〜４２ｎ，４３ａ〜４３ｎ，４４ａ〜４４ｎが１対１で接続されている。

代表ノード１１ＡのＳＷ部２５は、前述したように、事前に設定されたＭＡＣアドレスとポートとの対応テーブルに従い、ＭＡＣアドレスによる宛先のホスト（例えば４１ａ）へ、ＯＳＵ２６ＡａからのフレームデータをＩＯ部２０ａを介して転送する。

ＯＬＴ２１Ａ内のＯＳＵ２６Ａａ，２６Ａｂは、各ノード１２Ａ〜１４ＡのＯＮＵ３２Ａａ，３２Ａｂからの光バーストデータを受信してＳＷ部２５へ出力し、また、ＳＷ部２５からのパケットデータを受け取り、各ＯＮＵ３２Ａａ，３２Ａｂへ光データ送信する。この構成では、ＯＬＴ２１ＡのＯＳＵ２６Ａａ，２６Ａｂと各ＯＮＵ３２Ａａ，３２Ａｂ間がＰＯＮ区間となっている。

図２にＯＳＵ２６Ａａ，２６Ａｂの構成を示す。ＯＳＵ２６Ａａ，２６Ａｂは、同構成であるため、基本的には一方のＯＳＵ２６Ａａを代表して説明を行う。ＯＳＵ２６Ａａは、ポート１ａ，１ｂを介してＳＷ部２５に接続されたクライアントＰＨＹ部（符号化／復号化等を行うレイヤ１の処理機能部）５１と、クラシファイア部５２と、バッファ部としてのキュー部５２ａ，５２ｂと、キュー読出部５３，５４と、制御情報管理部５５と、ＲＴＴ情報管理部５６と、ＴＳ（タイムスロット）割当情報管理部５７と、送信禁止時間算出部５８と、データＭＵＸ（マルチプレクサ）部５９と、ＰＯＮ−ＰＨＹ部６０と、ＯＡＭ(Operations, Administration, Maintenance)関連処理部６０ａと、送信部６２と、受信部６３と、制御ＩＦ６４とを備えて構成されている。なお、送信禁止時間算出部５８を、算出部５８とも称し、データＭＵＸ部５９を、ＭＵＸ部５９とも称す。

図２には、ＯＬＴ２１Ａ内のＤＷＢＡ機能部２７Ａの構成も示す。ＤＷＢＡ機能部２７Ａは、演算結果通知部６５と、ＤＢＡ演算部６７と、ＤＷＡ(Dynamic Wavelength Allocation：動的波長割当)演算部６８と、トラフィック情報保持部６９と、制御ＩＦ部７０とを備えて構成されている。

図３にＯＮＵ３２Ａａ，３２Ａｂの構成を示す。ＯＮＵ３２Ａａ，３２Ａｂは、同構成であるため、基本的には一方のＯＮＵ３２Ａａを代表して説明を行う。ＯＮＵ３２Ａａは、ポート２ａ，２ｂを介してＳＷ部３３に接続されたクライアントＰＨＹ部（符号化／復号化、等を行うレイヤ１の処理機能部）７１と、クラシファイア部７２と、バッファ部としてのキュー部７２ａ，７２ｂと、キュー読出部７３，７４と、キューモニタ部７５と、通知信号作成部７７と、トラフィック情報作成指示部７８と、データＭＵＸ部（ＭＵＸ部ともいう）７９と、ＰＯＮ−ＰＨＹ部８０と、ＯＡＭ関連処理部８０ａと、送信指示情報キュー部８１と、送信部８２と、受信部８３と、制御情報管理部８４と、ディスカバリゲート処理部（Ｄｉｓゲート処理部）８５と、待ち時間設定部８６と、ディスカバリリクエスト生成部（Ｄｉｓリクエスト生成部）８７と、制御ＩＦ部８８とを備えて構成されている。

ここで、システム１０Ａの特徴処理について説明する。
ＯＳＵ２６Ａａの制御ＩＦ６４（図２）には、パーソナルコンピュータ（パソコン）等の端末機が接続される。端末機では、保守者等の操作により、ディスカバリ処理のオン／オフ設定が可能となっている。このディスカバリ処理のオン時に、新規ＯＮＵ検索が定期的に行われる。なお、パソコンでディスカバリ処理をオンとする場合、メトロ網であれば、ディスカバリ処理を実施するビルやＮＥを指定可能とするのが好ましい。

ＴＳ割当情報は、各ノード１２Ａ〜１４Ａの既存のＯＮＵ３２Ａａ（各ＯＮＵ３２Ａａ）に割り当てられたＴＳ情報である。ＴＳ割当情報管理部５７（図２）で管理されるＴＳの情報には、ＯＬＴ２１Ａと各ＯＮＵ３２Ａａとの通信に用いられるＴＳの内、各ＯＮＵ３２Ａａに割り当てられた割当ＴＳ情報と、未だ何も割り当てられていない未割当ＴＳ情報と、故障時に新規ＯＮＵに交換される前の交換前ＯＮＵに割り当てられていた交換前ＴＳ情報とが含まれている。

ＴＳについて図４を参照して更に説明する。但し、図４に符号３２Ａ４で示すＯＮＵは新規ＯＮＵであり、符号３２Ａ１，３２Ａ２，３２Ａ３で示すＯＮＵは既存ＯＮＵであるとする。割当ＴＳ情報は、既存ＯＮＵ３２Ａ１のＴＳ１と、既存ＯＮＵ３２Ａ２のＴＳ２と、既存ＯＮＵ３２Ａ３のＴＳ３とである。ＴＳ１は、時刻ｔ４１−ｔ４２間、時刻ｔ４９−ｔ５０間で示すように、所定時間間隔（例えば一定時間間隔）に割り当てられている。ＴＳ２は、時刻ｔ４２−ｔ４３間、時刻ｔ５０−ｔ５１間、ＴＳ３は、時刻ｔ４３−ｔ４４間、時刻ｔ５１−ｔ５２間で示すように、各々所定時間間隔（例えば一定時間間隔）に割り当てられている。

未割当ＴＳ情報は、ＴＳ５，ＴＳ６，ＴＳ７，ＴＳ８が該当する。交換前ＴＳ情報は、例えばＴＳｂ（図示せず）とする。更に、ＴＳ４は、後述のように新規ＯＮＵ３２Ａ４に割り当てられる新規割当ＴＳである。

図２に示すＯＬＴ２１Ａは、上記オン時のＲＴＴ情報（遅延情報）及びＴＳ割当情報の取得により、ＲＴＴ情報から新規ＯＮＵ３２Ａ４が増設又は交換により新規に設定された状態を検知する。ＯＬＴ２１Ａは、ＲＴＴ情報からＯＬＴ２１Ａと新規ＯＮＵ３２Ａ４間の往復遅延時間による距離を検知し、この距離（又は往復遅延時間）から新規ＯＮＵ３２Ａ４の増設又は交換を検知する。つまり、既に設置されている既存ＯＮＵ３２Ａ１〜３２Ａ３の距離以外の距離が検知されれば、この検知された距離のＯＮＵが新規ＯＮＵ３２Ａ４として検知される。

ここで、新規ＯＮＵ３２Ａ４が増設により新規に設定されたとすると、ＯＬＴ２１Ａは、新規ＯＮＵ３２Ａ４までのＲＴＴ情報に応じた未割当ＴＳ（例えば、図４に示すＴＳ４）を、未割当ＴＳ情報の中から検索して新規ＯＮＵ３２Ａ４（図４）に割り当てる。この新規に割り当てられるＴＳ４が、新規割当ＴＳ４である。

ＯＬＴ２１Ａは、新規割当ＴＳ４の時間幅の時刻、即ち図４の時刻ｔ４４とｔ４５とを、送信禁止期間Ｐの情報として既存ＯＮＵ３２Ａ１〜３２Ａ３へ通知する。この通知を受けた既存ＯＮＵ３２Ａ１〜３２Ａ３は、通知時刻ｔ４４とｔ４５の時間幅の周期タイミング（新規割当ＴＳ４に対応）をデータの送信禁止期間Ｐとして保持する。この保持された送信禁止期間Ｐは、上述したように未割当ＴＳ中の何れかに該当しており、既存ＯＮＵ３２Ａ１〜３２Ａ３に割り当てられたＴＳ割当時間帯とは異なる新規割当ＴＳ４に対応している。このため、新規ＯＮＵ３２Ａ４がデータ送信中に、既存ＯＮＵ３２Ａ１〜３２Ａ３のデータ送信を禁止することができる。

また、ＯＬＴ２１Ａは、新規割当ＴＳ４の上記周期タイミングを新規ＯＮＵ３２Ａ４へ通知する。この通知を受けた新規ＯＮＵ３２Ａ４は、新規割当ＴＳ４の周期タイミングをデータの送信期間として保持する。この保持された送信期間は、上述したように未割当ＴＳ中の何れかに該当しており、既存ＯＮＵ３２Ａ１〜３２Ａ３が使用しないＴＳの時間帯なので、既存ＯＮＵ３２Ａ１〜３２Ａ３のデータ送信を妨げることが無くなる。

一方、新規ＯＮＵ３２Ａ４が交換により新規に設定されたとすると、ＯＬＴ２１Ａは、交換前ＴＳ情報の中から、新規ＯＮＵ３２Ａ４の交換前のＯＮＵ３２Ａａが使用していたＴＳｂ（図示せず）を新規ＯＮＵ３２Ａ４に割り当てる。

但し、新規ＯＮＵ３２Ａ４が交換されたものであることは、次のように検知される。例えば、あるＯＮＵのＲＴＴ情報と、これに対応付けられたＯＮＵのＩＤ番号（ＯＮＵ固有情報）とが取得されたとする。この際に、取得ＲＴＴ情報は既存ＲＴＴ情報と同じであるが、取得ＩＤ番号は既存ＩＤ番号と異なっている場合に、その取得情報のＯＮＵが、旧ＯＮＵから新規ＯＮＵに交換されたものであることが検知できる。

上述した未割当ＴＳ情報及び交換前ＴＳ情報の双方が使用可能で何れか一方を割り当てる処理は、ブロードバンドアクセス網に適用可能である。一方、交換前ＴＳ情報のみを用いる処理は、都市レベルのエリアを対象としたメトロリング網（メトロ網）に適用可能である。

図２に示すＯＳＵ２６Ａａ，２６Ａｂの特徴は、制御情報管理部５５と、ＲＴＴ情報管理部５６と、ＴＳ割当情報管理部５７と、送信禁止時間算出部５８とを備え、後述の特徴処理を行うようにした点にある。なお、制御情報管理部５５、ＲＴＴ情報管理部５６、ＴＳ割当情報管理部５７及び送信禁止時間算出部５８は、請求項記載の導出手段を構成する。

図２に示すＯＡＭ関連処理部６０ａは、ＯＮＵ３２Ａａ，３２Ａｂとの間で送受するＯＡＭ信号の処理を行う。ＯＡＭ信号とは、ネットワークの運用・管理・保守を行うために流れる信号であり、イーサネット（登録商標）の場合は、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ ＯＡＭ情報（ＯＡＭフレーム）として経路に流れる。

クライアントＰＨＹ部５１は、ポート１ａ，１ｂを介してホスト４１ａ（図１）との間で送受信されるデータの符号化及び復号化等を行うレイヤ１の処理機能部である。
クラシファイア部５２は、ホスト４１ａから受信した下りのデータ（ＯＮＵ３２Ａａへのデータ）をキュー部５２ａに格納する。この格納されるデータは、キュー読出部５３で読み出され、ＭＵＸ部５９へ入力される。

ＭＵＸ部５９は、その入力されるデータと、制御情報管理部５５から出力される各ＯＮＵ３２Ａａへの制御信号としてのゲート信号、ディスカバリゲート信号（Ｄｉｓゲート信号）及びレジスタ信号と、ＯＡＭ関連処理部６０ａからのＯＡＭ関連情報（ＯＡＭ信号）とを多重化する。この多重化されたデータ信号は、ＰＯＮ−ＰＨＹ部６０を介して送信部６２から光多重分離部２３ａ，２３ｂを介して各ＯＮＵ３２Ａａへ送信される下りデータとなる。

キュー部５２ｂは、受信部６３での受信後にＰＯＮ−ＰＨＹ部６０を介して入力される各ＯＮＵ３２Ａａからのデータを順次保持する。この保持されたデータは、キュー読出部５４で順次読み出されてクライアントＰＨＹ部５１からポート１ｂ，１ａを介してホスト４１ａ（図１）へ送信される。

制御情報管理部５５は、受信部６３での受信後にＰＯＮ−ＰＨＹ部６０を介して入力されるＯＮＵ３２Ａａからのトラフィック情報を抽出し、ＤＷＢＡ機能部２７Ａのトラフィック情報保持部（保持部ともいう）６９へ出力する。ここで、トラフィック情報とは、ＯＮＵ３２Ａａがホスト４３ａから受信したデータのトラフィック量を示す。このトラフィック量は、ＯＮＵ３２Ａａからトラフィック通知信号（図６参照）としてＯＬＴ２１Ａへ送信される。また、制御情報管理部５５は、ＯＡＭ関連処理部６０ａからの情報を、制御情報に反映する処理を行う。

ＤＷＢＡ機能部２７Ａにおいて、ＤＢＡ演算部６７は、保持部６９に保持されたトラフィック量に応じて、ＯＮＵ３２Ａａがデータ送信を行う際に使用する帯域（割当帯域）をＤＢＡ演算によって求め、この割当帯域を演算結果通知部６５へ出力する。

ＤＷＡ演算部６８は、保持部６９に保持されたトラフィック量に応じて、ＯＮＵ３２Ａａがデータ送信を行う際に使用する波長（割当波長）をＤＢＡ演算によって求め、この割当波長を演算結果通知部６５へ出力する。

演算結果通知部６５は、割当帯域及び割当波長を制御情報管理部５５へ通知する。この際、制御情報管理部５５は、その通知された割当帯域及び割当波長と、ＯＮＵ送信タイミングとを、制御信号としてのゲート信号に格納してＯＮＵ３２Ａａへ送信する指示を行う。

ＯＳＵ２６Ａａの制御ＩＦ６４には、パソコン等の端末機が接続され、保守者等の端末機の操作により、ディスカバリ処理のオン／オフ設定が可能となっている。

制御情報管理部５５は、上記ディスカバリ処理のオン時に、システム１０Ａ内の各ＯＮＵ３２ＡａのＲＴＴ情報と、割当中ＴＳ情報及び未割当ＴＳ情報を含むＴＳ割当情報とを取得して管理する。この際、増設又は変更により新規に接続された新規ＯＮＵ３２Ａ４の接続位置のＲＴＴ情報も取得されて管理される。

更に、制御情報管理部５５は、ＲＴＴ情報管理部５６に、新規ＯＮＵ３２Ａ４が接続された位置のＲＴＴ情報を算出部５８へ出力させると共に、ＴＳ割当情報管理部５７に、ＴＳ割当情報内の未割当ＴＳ情報を算出部５８へ出力させる。

算出部５８は、新規ＯＮＵ３２Ａ４までのＲＴＴ情報に応じた未割当ＴＳを、未割当ＴＳ情報の中から検索して、新規割当ＴＳ４（図４）とする。更に、算出部５８は、新規割当ＴＳ４の時間幅の時刻ｔ４４とｔ４５（図４）との間を送信禁止期間Ｐとして算出し、制御情報管理部５５へ出力する。

制御情報管理部５５は、新規割当ＴＳ４の時間幅の時刻ｔ４４とｔ４５間の送信禁止期間Ｐの情報をＤｉｓゲート信号（図４）に格納して、新規ＯＮＵ３２Ａ４及び既存ＯＮＵ３２Ａ１〜３２Ａ３へ通知する。なお、送信禁止期間Ｐの情報は、この開始時刻又は開始タイミング（ｔ４４）と終了時刻又は終了タイミング（ｔ４５）とで表される。

制御情報管理部５５は、Ｄｉｓゲート信号の送信後に、新規ＯＮＵ３２Ａ４から、上記開始タイミング（時刻ｔ４４）で返信されて来るＤｉｓリクエスト信号（図４）を受信した際に、新規ＯＮＵ３２Ａ４の新規割当ＴＳ４を含む接続情報を格納するレジスタ信号（図４）を、新規ＯＮＵ３２Ａ４へ通知する。この通知後、制御情報管理部５５は、新規ＯＮＵ３２Ａ４への情報設定確認を行うゲート信号と、既存ＯＮＵ３２Ａ１〜３２Ａ３の各々の割当帯域及び割当波長と、ＯＮＵ送信タイミングとを格納するゲート信号とを該当ＯＮＵ３２Ａ１〜３２Ａ４へ送信する。この送信後、制御情報管理部５５は、新規ＯＮＵ３２Ａ４から送信されて来たレジスタ応答信号を受信した際に、新規ＯＮＵ３２Ａ４への新規割当ＴＳ４をこの周期タイミングと共に管理する。

また、制御情報管理部５５は、新規ＯＮＵ３２Ａ４が交換により新規に設定された場合は、交換前ＴＳ情報の中から、新規ＯＮＵ３２Ａ４の交換前のＯＮＵ３２Ａａが使用していたＴＳｂ（図示せず）を新規ＯＮＵ３２Ａ４に割り当てる。この割り当てられたＴＳｂは新規ＯＮＵ３２Ａ４へ送信されて設定される。

次に、図３に示すＯＮＵ３２Ａａ，３２Ａｂの特徴は、制御情報管理部８４と、Ｄｉｓゲート処理部８５と、待ち時間設定部（設定部ともいう）８６と、Ｄｉｓリクエスト生成部（生成部ともいう）８７とを備え、後述の特徴処理を行うようにした点にある。なお、制御情報管理部８４、Ｄｉｓゲート処理部８５、待ち時間設定部８６及びＤｉｓリクエスト生成部８７は、請求項記載の設定手段を構成する。

クライアントＰＨＹ部７１は、ポート２ａ，２ｂを介してホスト４３ａ（図１）との間で送受信されるデータの符号化及び復号化等を行うレイヤ１の処理機能部である。
クラシファイア部７２は、ホスト４３ａから受信したデータをバッファ部としてのキュー部７２ａに格納する。この格納されるデータは、キューモニタ部７５でその格納量等が監視されると共に、キュー読出部７３で読み出され、ＭＵＸ部７９へ入力される。

ＭＵＸ部７９は、その入力される通常のデータと、後述の通知信号作成部７７で作成された通知信号である上りキュー情報、下りキュー情報、遅延情報、並びに、ＯＡＭ関連処理部８０ａからのＯＡＭ関連情報、更には、レポート信号を多重化する。この多重化されたデータ信号は、ＰＯＮ−ＰＨＹ部８０を介して送信部８２から光多重分離部３１ａ又は３１ｂを介してＯＬＴ２１Ａ（図１）へ送信される上りデータとなる。

トラフィック情報作成指示部７８は、ホスト４３ａからの受信データのトラフィック量の情報をレポート信号に格納する指示を、通知信号作成部７７へ出力する。
通知信号作成部７７は、キューモニタ部７５からの入力情報及びトラフィック情報作成指示部７８からの指示情報に応じて通知信号を作成してＭＵＸ部７９へ入力する。また、レポート信号をＭＵＸ部７９へ入力する。

ＯＡＭ関連処理部８０ａは、ＯＬＴ２１Ａとの間で送受するＯＡＭ信号の処理を行う。ＯＡＭ信号とは、ネットワークの運用・管理・保守を行うために流れる信号であり、イーサネット（登録商標）の場合は、ＯＡＭフレームとして経路に流れる。

一方、ＯＬＴ２１Ａからのゲート信号等を含む下りデータは、光多重分離部３１ａ，３１ｂを介して受信部８３で受信され、ＰＯＮ−ＰＨＹ部８０へ入力される。ＰＯＮ−ＰＨＹ部８０は、入力データからＯＡＭフレームを分離してＯＡＭ関連処理部８０ａへ出力する。ＯＡＭ関連処理部８０ａは、そのＯＡＭフレームからＯＬＴ２１Ａとの間の伝送路の遅延を検出し、この検出された遅延情報をＭＵＸ部７９へ入力する。この入力される遅延情報は、最終的にＯＬＴ２１のＤＷＢＡ機能部２７（図１）へ通知される。

ＰＯＮ−ＰＨＹ部８０は、受信部８３で受信されたＯＬＴ２１Ａからのデータをキュー部７２ｂへ出力する。キュー部７２ｂは、その各ＯＮＵ３２Ａａからのデータを順次保持する。この保持されたデータは、キュー読出部７４で順次読み出されてクライアントＰＨＹ部７１からポート２ｂ，２ａを介してホスト４３ａ（図１）へ送信される。

また、ＰＯＮ−ＰＨＹ部８０は、ＯＬＴ２１Ａからの下り信号としてのＤｉｓゲート信号、レジスタ信号、ゲート信号等を含む下り制御信号が受信部８３から入力された際に、下り制御信号を制御情報管理部８４へ出力する。

制御情報管理部８４は、下り制御信号の中のＤｉｓゲート信号をＤｉｓゲート処理部８５へ出力する。

Ｄｉｓゲート処理部８５は、Ｄｉｓゲート信号に格納された新規割当ＴＳ４の送信禁止期間Ｐの情報を設定部８６へ出力する。

設定部８６は、既存ＯＮＵ３２Ａ１〜３２Ａ３のものであれば、入力された送信禁止期間Ｐの開始時刻（図４のｔ４４）と終了時刻（図４のｔ４５）とを検知し、この開始時刻と終了時刻とを送信禁止期間Ｐとして保持して設定する。一方、新規ＯＮＵ３２Ａ４のものであれば、送信禁止期間Ｐの開始時刻（ｔ４４）でＤｉｓリクエスト信号（図４）を送信するまでの待ち時間を保持して設定、言い換えれば、Ｄｉｓリクエスト信号を送信する送信タイミング（ｔ４４）を保持して設定する。

生成部８７は、既存ＯＮＵ３２Ａ１〜３２Ａ３のものであれば、上記設定された送信禁止期間Ｐの時間帯では、データ送信を行わないように指示する情報を送信指示情報キュー部８１に格納する。一方、生成部８７は、新規ＯＮＵ３２Ａ４のものであれば、上記設定された送信タイミングとなった場合に、新規ＯＮＵ登録のリクエストを行うＤｉｓリクエスト信号を生成して、送信指示情報キュー部８１に格納する。これにより送信指示情報キュー部８１は、送信部８２にＤｉｓリクエスト信号の送信指示を行い、この指示に応じてレジスタ応答信号がＯＬＴ２１Ａへ送信される。

また、設定部８６は、ＯＬＴ２１Ａからの新規ＯＮＵ３２Ａ４の新規割当ＴＳ４（図４）を含む接続情報を格納するレジスタ信号を受信した際に、新規割当ＴＳ４を含む接続情報を保持して設定する。生成部８７は、設定部８６に新規割当ＴＳ４を含む接続情報が設定された際に、レジスタ応答信号を送信する指示情報を送信指示情報キュー部８１へ格納する。これにより送信指示情報キュー部８１は、送信部８２にレジスタ応答信号の送信指示を行い、この指示に応じてレジスタ応答信号がＯＬＴ２１Ａへ送信される。

また、生成部８７は、設定部８６に新規割当ＴＳ４が設定された際に、この設定された新規割当ＴＳ４の時間幅のタイミングでデータ送信を行う指示情報を送信指示情報キュー部８１へ格納する。これにより送信指示情報キュー部８１は、キュー読出部７３及び送信部８２にデータ送信指示を行い、この指示に応じてホスト４３ａから受信されてキュー部７２ａに保持されたデータが、ＯＬＴ２１Ａへ送信される。

また、設定部８６は、交換により新規に設定された新規ＯＮＵ３２Ａ４のものである場合、ＯＬＴ２１Ａから送信されて来た、交換前のＯＮＵ３２Ａａに割り当てられていたＴＳｂ（図示せず）を保持して設定する。生成部８７は、そのＴＳｂの時間幅のタイミングでデータ送信を行う指示情報を送信指示情報キュー部８１へ格納する。

＜実施形態の動作＞
次に、本実施形態の光集線ネットワークシステム１０Ａにおいて、ＯＬＴ２１ＡのＯＮＵ３２Ａａに対するデータ送信割当の動作を、図４のシーケンス図を参照して説明する。

まず、図２に示すＯＳＵ２６Ａａの制御ＩＦ６４に接続されたパソコンにおいて、保守者の操作によりディスカバリ処理のオン設定が行われたとする。このオン時に、ＯＬＴ２１ＡにおけるＯＳＵ２６Ａａの制御情報管理部５５は、システム１０Ａ内の全ＯＮＵ３２Ａａ（図１）のＲＴＴ情報及びＴＳ割当情報を取得し、この全ＲＴＴ情報からＯＮＵ３２Ａ４（図４）が新規に増設された状態を検知したとする。この検知した制御情報管理部５５の制御により、ＲＴＴ情報管理部５６から新規ＯＮＵ３２Ａ４の接続位置のＲＴＴ情報が算出部５８へ出力され、ＴＳ割当情報管理部５７からＴＳ割当情報内の未割当ＴＳ情報が算出部５８へ出力される。

次に、算出部５８は、新規ＯＮＵ３２Ａ４までのＲＴＴ情報に応じた未割当ＴＳを、未割当ＴＳ情報の中から検索して新規割当ＴＳ４とする。更に、算出部５８は、新規割当ＴＳ４の時間幅の時刻ｔ４４とｔ４５（図４）を送信禁止期間Ｐとして算出し、制御情報管理部５５へ出力する。

制御情報管理部５５は、新規割当ＴＳ４の時間幅の時刻ｔ４４とｔ４５間の送信禁止期間Ｐを図４に示すＤｉｓゲート信号に格納し、時刻ｔ４２ａにおいて、新規ＯＮＵ３２Ａ４及び既存ＯＮＵ３２Ａ１〜３２Ａ３へ送信する。この送信された送信禁止期間Ｐの情報が時刻ｔ４３において、新規ＯＮＵ３２Ａ４及び既存ＯＮＵ３２Ａ１〜３２Ａ３で受信される。

既存ＯＮＵ３２Ａ１〜３２Ａ３では、受信されたＤｉｓゲート信号が、図３に示す受信部８３で受信され、ＰＯＮ−ＰＨＹ部８０及び制御情報管理部８４を経由してＤｉｓゲート処理部８５へ出力される。Ｄｉｓゲート処理部８５は、Ｄｉｓゲート信号に格納された新規割当ＴＳ４の送信禁止期間Ｐの情報を待ち時間設定部（設定部）８６へ出力する。設定部８６は、その送信禁止期間Ｐの情報である図４に示す開始時刻ｔ４４と終了時刻ｔ４５とを検知し、この間を、送信禁止期間Ｐとして設定する。この設定された送信禁止期間Ｐでは、既存ＯＮＵ３２Ａ１〜３２Ａ３のデータ送信が禁止状態となる。

一方、新規ＯＮＵ３２Ａ４では、受信されたＤｉｓゲート信号が上記同様にＤｉｓゲート処理部８５に入力される。この処理部８５は、図４に示す送信禁止期間Ｐの開始時刻ｔ４４でＤｉｓリクエスト信号を送信する送信タイミングｔ４４を設定部８６に保持して設定する。

この設定後、生成部８７は、上記設定された送信タイミングの時刻ｔ４４において、新規ＯＮＵ登録のリクエストを行うＤｉｓリクエスト信号を生成し、送信指示情報キュー部８１へ出力することにより、送信部８２からＤｉｓリクエスト信号をＯＬＴ２１Ａへ送信する。この送信されたＤｉｓリクエスト信号が、時刻ｔ４４ｂにおいて、ＯＬＴ２１Ａで受信される。

ＯＬＴ２１Ａの制御情報管理部５５は、新規ＯＮＵ３２Ａ４から送信されて来たＤｉｓリクエスト信号を基に、新規ＯＮＵ３２Ａ４の新規割当ＴＳ４を含む接続情報をレジスタ信号に格納し、このレジスタ信号を、時刻ｔ４６ａにおいて、新規ＯＮＵ３２Ａ４へ送信する指示を行う。この指示に応じて送信されたレジスタ信号が、時刻ｔ４６ｂにおいて、新規ＯＮＵ３２Ａ４で受信されたとする。

新規ＯＮＵ３２Ａ４において、設定部８６は、その受信されたレジスタ信号に基づき、新規割当ＴＳ４を保持して設定する。この新規割当ＴＳ４の設定は、時刻ｔ５２−ｔ５３間を参照する。

一方、ＯＬＴ２１Ａの制御情報管理部５５は、上記時刻ｔ４６ａでレジスタ信号を送信後に、時刻ｔ４７ａにおいて情報設定確認を行うゲート信号を新規ＯＮＵ３２Ａ４へ送信し、時刻ｔ４８ａにおいて既存ＯＮＵ３２Ａ１〜３２Ａ３の各々の割当帯域及び割当波長と、ＯＮＵ送信タイミングとを格納させたゲート信号を、既存ＯＮＵ３２Ａ１〜３２Ａ３へ送信する。これら送信されたゲート信号は、時刻ｔ４８ｂにおいて新規ＯＮＵ３２Ａ４で受信され、時刻ｔ４９において既存ＯＮＵ３２Ａ１〜３２Ａ３で受信される。

次に、既存ＯＮＵ３２Ａ１は、時刻ｔ４９−ｔ５０間のＴＳ１において、ゲート信号中の割当帯域及び割当波長と、ＯＮＵ送信タイミングとに基づき、ホスト４３ａ（図２）から受信したデータをＯＬＴ２１Ａへ送信する。同様に、既存ＯＮＵ３２Ａ２は、時刻ｔ５０−ｔ５１間のＴＳ２において、データをＯＬＴ２１Ａへ送信し、既存ＯＮＵ３２Ａ３は、時刻ｔ５１−ｔ５２間のＴＳ３において、データをＯＬＴ２１Ａへ送信する。

一方、上記時刻ｔ４８ｂでゲート信号を受信した新規ＯＮＵ３２Ａ４において、生成部８７が、設定部８６における新規割当ＴＳ４を含む接続情報の設定を確認すると、レジスタ応答信号を送信する指示情報を送信指示情報キュー部８１へ格納する。これにより、時刻ｔ５１ａにおいて、送信指示情報キュー部８１の指示に応じて送信部８２がレジスタ応答信号をＯＬＴ２１Ａへ送信する。この送信されたレジスタ信号は、時刻ｔ５１ｂにてＯＬＴ２１Ａで受信され、ＯＬＴ２１Ａの制御情報管理部５５が新規ＯＮＵ３２Ａ４への新規割当ＴＳ４をこの周期タイミングと共に管理する。

この他、制御情報管理部５５が、ディスカバリ処理のオン時に取得したシステム１０Ａ内の全ＯＮＵ３２ＡａのＲＴＴ情報及びＴＳ割当情報の取得により、新規ＯＮＵ３２Ａ４が交換により新規に設定されたことを検知したとする。この場合、ＴＳ割当情報内の交換前ＴＳ情報の中から、新規ＯＮＵ３２Ａ４の交換前のＯＮＵ３２Ａａが使用していたＴＳｂ（図示せず）を新規ＯＮＵ３２Ａ４に割り当てる。この割り当てられたＴＳｂは新規ＯＮＵ３２Ａ４へ送信されて設定される。

上記実施形態では、ＯＬＴ２１Ａと各ノード１２Ａ〜１４ＡのＯＮＵ３２Ａａとが２本の光ファイバ１６，１７で接続された構成で説明したが、１本の光ファイバ１６又は１７で接続された構成においても、同様に新規ＯＮＵ３２Ａ４へのＴＳ割当によるデータ送信を実施することが可能である。

＜実施形態の効果＞
以上説明した実施形態の特徴及びその効果を説明する。
本実施形態のシステム１０Ａは、外部装置としてのホスト４１ａ〜４１ｎ，…，４４ａ〜４４ｎとの間で送受信される信号を終端し、制御主体となる光回線終端装置としてのＯＬＴ２１Ａを有する。このＯＬＴ２１Ａと、制御主体に対して客体となる光回線終端装置としてのＯＮＵ３２Ａａ，３２Ａｂを有する複数の光伝送装置としてのノード１２Ａ〜１４Ａとが、少なくとも１本の光伝送路としての光ファイバ１６でリング状に接続されている。光ファイバ１６を経由して、ＯＬＴ２１Ａから各ノード１２Ａ〜１４Ａへデータが下り伝送され、各ノード１２Ａ〜１４ＡからＯＬＴ２１Ａへデータが上り伝送されるようになっている。

（１）ＯＬＴ２１Ａは、複数のノード１２Ａ〜１４ＡのＯＮＵ３２Ａａ（各ＯＮＵ３２Ａａ）までの往復遅延時間であるＲＴＴ情報と、各ＯＮＵ３２Ａａに割り当てられたタイムスロットを示すＴＳの情報であるＴＳ割当情報とを取得する。この取得されたＲＴＴ情報の中から新規に設定された新規ＯＮＵ３２Ａ４のＲＴＴ情報を検知した際に、この検知されたＲＴＴ情報に応じた未割当ＴＳを新規割当ＴＳ４として当該新規ＯＮＵ３２Ａ４に割り当てる。この割り当てられた新規割当ＴＳ４の時間幅を送信禁止期間として導出する導出手段を備える。なお、導出手段は、制御情報管理部５５、ＲＴＴ情報管理部５６、ＴＳ割当情報管理部５７及び送信禁止時間算出部５８で構成されている。

ＯＮＵ３２Ａａは、導出された送信禁止期間に対応する新規割当ＴＳ４の周期タイミングを、新規ＯＮＵ３２Ａ４のデータ送信期間として設定する設定手段を備える構成とした。なお、設定手段は、制御情報管理部８４、Ｄｉｓゲート処理部８５、待ち時間設定部８６及びＤｉｓリクエスト生成部８７で構成されている。

この構成によれば、ＯＬＴ２１Ａで導出された送信禁止期間に対応する新規割当ＴＳ４の周期タイミングが、新規ＯＮＵ３２Ａ４に対してデータ送信期間として設定される。その新規割当ＴＳ４は、未割当ＴＳ中の何れかに該当しており、既存ＯＮＵ３２Ａ１〜３２Ａ３が使用しないＴＳの時間帯である。このため、既存ＯＮＵ３２Ａ１〜３２Ａ３のデータ送信を妨げないように、新規ＯＮＵ３２Ａ４にデータ送信のための新規割当ＴＳ４を割り当てることができる。

つまり、新規ＯＮＵ３２Ａ４が増設された際に、ディスカバリ処理によって、既存ＯＮＵ３２Ａ１〜３２Ａ３において従来のような比較的長いデータ送信禁止期間（待ち時間）が発生することが無くなり、データ送信の待ち時間による遅延を抑制することができる。遅延が発生しないので、遅延の延びによる遅延ゆらぎも抑制することができる。従って、新規ＯＮＵ３２Ａ４の設定時において、既存ＯＮＵ３２Ａ１〜３２Ａ３のＯＮＵ３２Ａａデータ伝送時の低遅延化及び低遅延揺らぎ化を実現することができる。

（２）設定手段が、新規ＯＮＵ３２Ａ４以外の既存ＯＮＵ３２Ａ１〜３２Ａ３に対して、導出された送信禁止期間に対応する新規割当ＴＳ４の周期タイミングをデータ送信禁止期間として設定するようにした。

この構成によれば、ＯＬＴ２１Ａで導出された送信禁止期間に対応する新規割当ＴＳ４の周期タイミングが、既存ＯＮＵ３２Ａ１〜３２Ａ３にはデータ送信禁止期間として設定される。この設定されたデータ送信禁止期間は、新規ＯＮＵ３２Ａ４に対して設定された新規割当ＴＳ４と同じ周期タイミングであるため、新規ＯＮＵ３２Ａ４がデータ送信を行う時には、既存ＯＮＵ３２Ａ１〜３２Ａ３からはデータ送信が行われないので、確実にデータの衝突を防止することができる。

（３）導出手段は、前記取得されたＲＴＴ情報の中から、ＲＴＴ情報は既存ＯＮＵ３２Ａ１〜３２Ａ３のＲＴＴ情報と同じだが、ＯＮＵ３２Ａａ固有情報が既存ＯＮＵ３２Ａ１〜３２Ａ３には存在しない新規ＯＮＵ３２Ａ４を検知した際に、新規ＯＮＵ３２Ａ４が交換により新規に設定されたことを検知し、この検知時に、交換前のＯＮＵ３２Ａａに割り当てられていたＴＳを新規ＯＮＵ３２Ａ４に割り当てる処理を行うようにした。

この構成によれば、新規ＯＮＵ３２Ａ４が、故障した既存ＯＮＵ３２Ａ１〜３２Ａ３と交換されたものである場合、その既存ＯＮＵ３２Ａ１〜３２Ａ３に割り当てられていたＴＳを新規ＯＮＵ３２Ａ４に割り当てるので、従来のような比較的長いデータ送信禁止期間（待ち時間）が発生することが無くなる。このため、新規ＯＮＵ３２Ａ４の設定時において、既存ＯＮＵ３２Ａ１〜３２Ａ３のＯＮＵ３２Ａａデータ伝送時の低遅延化及び低遅延揺らぎ化を実現することができる。

その他、具体的な構成について、本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。

１０Ａ 光集線ネットワークシステム
１１Ａ 代表ノード（上位の光伝送装置）
１２Ａ〜１４Ａ ノード（下位の光伝送装置）
１６，１７ 光ファイバ（光伝送路）
２１Ａ ＯＬＴ
２０ａ〜２０ｎ ＩＯ部
２３ａ，２３ｂ，３１ａ，３１ｂ 光多重分離部
２５ ＳＷ部
２６Ａａ，２６Ａｂ ＯＳＵ
２７Ａ ＤＷＢＡ機能部
２８，３６，６４，７０，８８ 制御ＩＦ
３２ａ，３２ｂ ＯＮＵ
３３ ＳＷ部
３４ａ〜３４ｎ ＩＯ部
４１ａ〜４１ｎ，４２ａ〜４２ｎ，４３ａ〜４３ｎ，４４ａ〜４４ｎ ホストコンピュータ（外部装置）
５０ ＯｐＳ
５１ クライアントＰＨＹ部
５２ クラシファイア部
５２ａ，５２ｂ， キュー部
５３，５４ キュー読出部
５５ 制御情報管理部
５６ ＲＴＴ情報管理部
５７ ＴＳ割当情報管理部
５８ 送信禁止時間算出部
５９ データＭＵＸ部
６０ ＰＯＮ−ＰＨＹ部
６０ａ ＯＡＭ関連処理部
６２ 送信部
６３ 受信部
６５ 演算結果通知部
６７ ＤＢＡ演算部
６８ ＤＷＡ演算部
６９ トラフィック情報保持部
７１ クライアントＰＨＹ部
７２ クラシファイア部
７２ａ，７２ｂ キュー部
７３，７４ キュー読出部
７５ キューモニタ部
７７ 通知信号作成部
７８ トラフィック情報作成指示部
７９ データＭＵＸ部
８０ ＰＯＮ−ＰＨＹ部
８０ａ ＯＡＭ関連処理部
８１ 送信指示情報キュー部
８２ 送信部
８３ 受信部
８４ 制御情報管理部
８５ ディスカバリゲート処理部
８６ 待ち時間設定部
８７ ディスカバリリクエスト生成部

Claims (4)

1. 外部装置との間で送受信される信号を終端し、制御主体となる光回線終端装置としてのＯＬＴ(Optical Line Terminal)を有する代表の光伝送装置と、前記制御主体に対して客体となる光回線終端装置としてのＯＮＵ(Optical Network Unit)を有する複数の光伝送装置とが、少なくとも１本の光伝送路でリング状に接続され、当該光伝送路を経由して、前記ＯＬＴから前記複数の光伝送装置へデータが下り送信され、前記複数の光伝送装置から前記ＯＬＴへデータが上り送信される光集線ネットワークシステムであって、
   前記ＯＬＴは、
   前記複数の光伝送装置の各ＯＮＵまでの往復遅延時間であるＲＴＴ情報と、各ＯＮＵのタイムスロットとしてのＴＳの情報とを取得し、取得されたＲＴＴ情報の中から既存ＯＮＵ以外の新規ＯＮＵに係るＲＴＴ情報を検知した際に、この検知されたＲＴＴ情報に係る新規ＯＮＵに、未割当ＴＳを新規割当ＴＳとして割り当て、この割り当てられた新規割当ＴＳの時間幅を送信禁止期間として導出する導出手段
   を備え、
   前記新規ＯＮＵは、
   前記導出された送信禁止期間に対応する新規割当ＴＳの周期タイミングを、自ＯＮＵのデータ送信期間として設定する設定手段
   を備え、
   前記導出手段は、
   前記取得されたＲＴＴ情報が既存ＯＮＵのＲＴＴ情報と同じで、且つ当該ＲＴＴ情報に係るＯＮＵの固有情報が新規の場合に、当該新規の固有情報を有するＯＮＵが、既存ＯＮＵを交換した新規ＯＮＵであると検知し、当該新規ＯＮＵに、交換前の既存ＯＮＵに割り当てられていたＴＳを割り当てる処理を行う
   ことを特徴とする光集線ネットワークシステム。
2. 前記設定手段は、
   前記新規ＯＮＵ以外の既存ＯＮＵに対して、前記導出された送信禁止期間に対応する新規割当ＴＳの周期タイミングをデータ送信禁止期間として設定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の光集線ネットワークシステム。
3. 外部装置との間で送受信される信号を終端し、制御主体となる光回線終端装置としてのＯＬＴ(Optical Line Terminal)を有する代表の光伝送装置と、前記制御主体に対して客体となる光回線終端装置としてのＯＮＵ(Optical Network Unit)を有する複数の光伝送装置とが、少なくとも１本の光伝送路でリング状に接続され、当該光伝送路を経由して、前記ＯＬＴから前記複数の光伝送装置へデータが下り送信され、前記複数の光伝送装置から前記ＯＬＴへデータが上り送信される光集線ネットワークシステムのデータ送信割当方法であって、
   前記ＯＬＴは、
   前記複数の光伝送装置の各ＯＮＵまでの往復遅延時間であるＲＴＴ情報と、各ＯＮＵのタイムスロットとしてのＴＳの情報とを取得し、取得されたＲＴＴ情報の中から既存ＯＮＵ以外の新規ＯＮＵに係るＲＴＴ情報を検知した際に、この検知されたＲＴＴ情報に係る新規ＯＮＵに、未割当ＴＳを新規割当ＴＳとして割り当て、この割り当てられた新規割当ＴＳの時間幅を送信禁止期間として導出するステップと、
   前記取得されたＲＴＴ情報が既存ＯＮＵのＲＴＴ情報と同じで、且つ当該ＲＴＴ情報に係るＯＮＵの固有情報が新規の場合に、当該新規の固有情報を有するＯＮＵが、既存ＯＮＵを交換した新規ＯＮＵであると検知し、当該新規ＯＮＵに、交換前の既存ＯＮＵに割り当てられていたＴＳを割り当てる処理を行うステップと
   を実行し、
   前記新規ＯＮＵは、
   前記導出された送信禁止期間に対応する新規割当ＴＳの周期タイミングを、自ＯＮＵのデータ送信期間として設定するステップ
   を実行することを特徴とするデータ送信割当方法。
4. 前記ＯＮＵは、
   前記新規ＯＮＵ以外の既存ＯＮＵに対して、前記導出された送信禁止期間に対応する新規割当ＴＳの周期タイミングをデータ送信禁止期間として設定するステップ
   を実行することを特徴とする請求項３に記載のデータ送信割当方法。

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