JP6667427B2 - 光伝送装置、光集線ネットワークシステム及びデータ送信指示方法 - 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、制御主体の光伝送装置に対する客体の光伝送装置にデータ送信指示を行う光伝送装置、光集線ネットワークシステム及びデータ送信指示方法に関する。

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。

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(Optical Line Terminal)と、ユーザ宅に配置されるＯＮＵ(Optical Network Unit)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、非特許文献１に記載のように、リング構成も検討されている。
図４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４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５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５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４）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。ここで、ＯＮＵ３２ａがホスト４３ａからデータＤ１を受信後にＯＬＴ２１へ送信するまでの待ち時間ｔｃは、Ｔ〜３Ｔとなる。ＴはＤＢＡ周期である。また、ＯＮＵ３２ａは、ＤＢＡ周期Ｔ内にトラフィック通知信号及び帯域割当結果通知信号の送受信を行って、受信データＤ１の送信を行う。例えば、ＯＮＵ３２ａの実効帯域を最大化するために、ＤＢＡ周期Ｔ内で光バースト信号１つを送るように割当がなされる。光バースト信号の中には複数のデータを格納できる。

このように、ＯＮＵ３２ａは、動的帯域割当を行った際のデータ伝送では、ＤＢＡ周期Ｔ内で光バースト信号１つを送るように割当がなされ、更に、その光バースト信号の受信から送信までの待ち時間ｔｃが長くなるといった欠点がある。待ち時間ｔｃは、ＯＮＵ３２ａのＴＤＭ動作に起因し、ＴＤＭ動作による最大遅延（待ち時間ｔｃ）は、アクセス系において、ＯＬＴ２１や光ファイバ帯域の利用効率の最大化を重視するため１ｍｓ以上となる場合が多い。本来、アクセス系では、設備（ＯＬＴ２１と光ファイバ帯域）利用効率の最大化のため、ＤＢＡ周期Ｔ内には１つのＯＮＵ３２ａにつき光バースト信号が１つである。また、ＤＢＡ周期Ｔは、制御信号授受のＲＴＴ(Round-TripTime)以上に設定する。伝送距離が延びるとＲＴＴは大きくなるため、待ち時間（遅延）が長くなる。この遅延に、信号伝送用の光ファイバ１６又は１７の伝搬遅延を加算した総遅延量は更に大きくなってしまう。このように大きな遅延が発生し、この遅延による遅延揺らぎも発生する。なお、ＲＴＴは、通信相手に信号を送信してから応答が帰ってくるまでに掛かる時間である。

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。このデータの受信から送信までの一定周期（待ち時間）は、上記ＤＢＡ周期Ｔ以下となる。しかし、待ち時間は、ＯＬＴ２１や光ファイバ帯域の利用効率の最大化を重視するため１ｍｓ以上となる場合が多いので、データ伝送時に、１ｍｓオーダ以上の遅延及び遅延揺らぎが発生してしまう。

光集線ネットワークシステム１０の伝送網において、低遅延化、低遅延揺らぎ化を図るための既存技術が存在し、例えば、非特許文献１〜４に記載されている。

非特許文献１は、固定帯域サービス混在収容のための帯域割当制御の技術を記載したものである。この内容として、固定帯域サービスへのＤＢＡの影響を回避するために、固定帯域サービスと後述のＢＥ(Best Effort)サービスを別々に扱っている技術が記載されている。ＢＥサービスとは、例えば、上限が１００Ｍｂｐｓの帯域に対して、空があれば有る程使用できるが、混んでいれば余り使用できないといった処理を提供するサービスのことである。

非特許文献２は、ＰＯＮ研究におけるＭＴＰ(Multi-Thread Polling)方式の技術を記載したものである。この内容として、制御信号としてのＲｅｐｏｒｔ（トラフィック通知信号に対応）及びＧｒａｎｔ（帯域割当結果通知信号に対応）の送受信頻度を高くして、後述のＲＴＴが大きい場合における待ち時間を低減する技術が記載されている。

非特許文献３は、長延化ＰＯＮ向けＤＢＡの技術を記載したものである。ＲＴＴが大きく、距離が遠いＯＮＵに対して、次に受信されるデータのトラフィック量を予測して帯域を割り当てる。この予測による帯域割当を行う遠いＯＮＵと、距離が近いＯＮＵと共存させることで待ち時間を低減する技術が記載されている。つまり、遠いＯＮＵはＯＬＴにトラフィック通知信号が届くまでの待ち時間が長いので、次に到来するデータのトラフィック量を予測して帯域を割当て、この帯域割当結果通知信号をＯＮＵへ通知するようになっている。

非特許文献４は、モバイル向け低遅延ＤＢＡの技術を記載したものである。この内容として、後述のＭＦＨ（モバイルフロントホール）にＰＯＮを適用するために、モバイル系装置（携帯電話機やスマートフォン等）から無線帯域割当の情報を貰うＩＦ（インタフェース）をＯＬＴに追加して、無線信号伝搬タイミングに合わせた帯域割当を行うことで待ち時間を低減する技術が記載されている。言い換えれば、ＲＲＨ（後述）とＢＢＵ（後述）間のＭＦＨをＰＯＮで繋ぐと、低コスト化が図れる技術が記載されている。ＲＲＨ（リモートレディオヘッド）は、携帯電話機と無線情報を遣り取りする装置である。ＢＢＵ（ブロードバンドユニット）は、ＲＲＨと通信を行って局舎側に送る装置である。

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ところで、非特許文献１の技術は、ＤＢＡ演算に伴う影響を抑制可能ではあるが、ＤＢＡ周期に依存した待ち時間の低減は不可能である。このため、低遅延化を図るには不十分である。

非特許文献２の技術は、ＯＬＴとＯＮＵ間の上り下り伝送の両方で制御信号による帯域消費が大きくなる。なお、下り信号の遅延揺らぎが発生する。

非特許文献３の技術は、遠いＯＮＵでは、上述したように、ＯＬＴが次に来るトラフィック量を予測して帯域を割り当て、この帯域割当結果通知信号をＯＮＵへ通知する。しかし、その予測に誤差が発生した場合、ＯＮＵから適正な帯域でデータ送信を行うことができない。ＯＬＴとＯＮＵ間の距離が遠いので、制御信号による帯域消費が大きくなり、下り信号の遅延揺らぎも発生する。

非特許文献４の技術は、ＭＦＨにＰＯＮを適用するために、ＯＬＴに、モバイル系装置から無線帯域割当の情報を貰うための、新たな専用のＩＦを追加する必要がある。このためコスト高となり、モバイルシステムに接続される外部装置との協調動作が必要となる。

このように、従来のアクセス系等で提案されている技術を用いた光集線ネットワークでは、ＯＬＴとＯＮＵ間の通信において、ＯＮＵからのデータ伝送時に、遅延及び遅延揺らぎが発生する。また、下り信号の遅延揺らぎが発生する。これは特に上記ＭＴＰ方式にあって発生する。更に、制御信号に伴う帯域消費が大きくなるという問題があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ＯＬＴとＯＮＵ間の通信において、ＯＮＵからのデータ伝送時の低遅延化及び低遅延揺らぎ化と、下り信号の遅延揺らぎ回避と、制御信号に伴う帯域消費の抑制とを同時に実現することができる光伝送装置、光集線ネットワークシステム及びデータ送信指示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の手段として、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)を有する上位の光伝送装置と、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)を有する少なくとも１つ以上の下位の光伝送装置とが、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から下位の光伝送装置へデータが下り送信され、下位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上位の光伝送装置であって、前記ＯＮＵが前記外部装置からのデータ受信時に送信してくるトラフィック量に応じた帯域を割り当てるＤＢＡ演算によって、当該ＤＢＡ演算が所定間隔で行われるＤＢＡ周期内で、当該ＯＮＵのデータ送信可能な帯域を割当帯域として割り当てるＤＢＡ演算部と、前記ＤＢＡ周期を、前記ＯＮＵが前記外部装置から受信したデータを送信する周期としての送信周期で除算して前記ＯＮＵのデータ送信数である分割数ｎを求め、当該分割数ｎで前記割当帯域をｎ分割して分割割当帯域を求め、前記ＯＮＵが前記送信周期に対応する送信タイミングで前記分割割当帯域により前記データを当該ＯＬＴへ送信する指示を、当該ＯＮＵに制御信号で行う送信指示部とを備えることを特徴とする光伝送装置である。

請求項５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)を有する上位の光伝送装置と、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)を有する少なくとも１つ以上の下位の光伝送装置とが、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から下位の光伝送装置へデータが下り送信され、下位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、前記上位の光伝送装置は、前記ＯＮＵが前記外部装置からのデータ受信時に送信してくるトラフィック量に応じた帯域を割り当てるＤＢＡ演算によって、当該ＤＢＡ演算が所定間隔で行われるＤＢＡ周期内で、当該ＯＮＵのデータ送信可能な帯域を割当帯域として割り当てるＤＢＡ演算部と、前記ＤＢＡ周期を、前記ＯＮＵが前記外部装置から受信したデータを送信する周期としての送信周期で除算して前記ＯＮＵのデータ送信数である分割数ｎを求め、当該分割数ｎで前記割当帯域をｎ分割して分割割当帯域を求め、前記ＯＮＵが前記送信周期に対応する送信タイミングで前記分割割当帯域により前記データを当該ＯＬＴへ送信する指示を、当該ＯＮＵに制御信号で行う送信指示部とを備える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７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)を有する上位の光伝送装置と、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)を有する少なくとも１つ以上の下位の光伝送装置とが、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から下位の光伝送装置へデータが下り送信され、下位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指示方法であって、前記上位の光伝送装置は、前記ＯＮＵが前記外部装置からのデータ受信時に送信してくるトラフィック量に応じた帯域を割り当てるＤＢＡ演算によって、当該ＤＢＡ演算が所定間隔で行われるＤＢＡ周期内で、当該ＯＮＵのデータ送信可能な帯域を割当帯域として割り当てるステップと、前記ＤＢＡ周期を、前記ＯＮＵが前記外部装置から受信したデータを送信する周期としての送信周期で除算して前記ＯＮＵのデータ送信数である分割数ｎを求め、当該分割数ｎで前記割当帯域をｎ分割して分割割当帯域を求め、前記ＯＮＵが前記送信周期に対応する送信タイミングで前記分割割当帯域により前記データを当該ＯＬＴへ送信する指示を、当該ＯＮＵに制御信号で行うステップとを実行することを特徴とするデータ送信指示方法である。

請求項１，５の構成及び請求項７の方法によれば、ＯＮＵは、ＯＬＴの送信指示部の指示により、外部装置からの受信データを、適正な分割割当帯域により所定間隔の送信周期で、待ち時間が極めて短く、言い換えれば、遅延が極めて短い状態で、ＯＬＴへ送信することができる。このため、ＯＮＵからのデータ伝送時に、待ち時間による遅延を抑制することができるので、遅延揺らぎの発生も抑制することができ、更に、下り信号の揺らぎも回避することができる。更には、ＯＮＵへの指示を分割割当帯域による制御信号で行うので、複数の分割割当帯域を１つの制御信号に格納して指示を行えば、下り伝送の帯域消費を抑制することができる。つまり、ＯＬＴとＯＮＵ間の通信において、ＯＮＵからのデータ伝送時の低遅延化及び低遅延揺らぎ化と、下り信号の遅延揺らぎ回避と、制御信号に伴う帯域消費の抑制とを同時に実現することができる。

請求項２に係る発明は、前記送信指示部は、前記分割割当帯域と、前記ＯＮＵの前記送信周期に対応する送信タイミングとを、前記ＯＮＵがキュー保持可能な送信指示情報の保持数と同数の送信指示情報毎に書き込み、この書込み後の送信指示情報を１又は複数格納した制御信号を、前記ＤＢＡ周期内で１又は複数、前記ＯＮＵへ送信して指示を行うことを特徴とする請求項１に記載の光伝送装置である。

請求項６に係る発明は、前記送信指示部は、前記分割割当帯域と、前記ＯＮＵの前記送信周期に対応する送信タイミングとを、前記ＯＮＵがキュー保持可能な送信指示情報の保持数と同数の送信指示情報毎に書き込み、この書込み後の送信指示情報を１又は複数格納した制御信号を、前記ＤＢＡ周期内で１又は複数、前記ＯＮＵへ送信して指示を行うことを特徴とする請求項５に記載の光集線ネットワークシステムである。

請求項２，６の構成によれば、分割割当帯域と、送信周期に対応する送信タイミングとを、送信指示情報に書き込み、この送信指示情報を１又は複数、制御信号に格納する。この格納後の制御信号をＤＢＡ周期内で１又は複数、ＯＮＵへ送信する。このため、ＯＮＵに対して、１つの制御信号で複数のデータ送信の指示を行うようにすれば、下り伝送の帯域消費を抑制することができる。

請求項３に係る発明は、前記ＯＮＵで新たに定義されて前記保持数が書き込まれた上り制御信号が受信された際に、この受信された上り制御信号中の保持数を保持する数管理部を備え、前記送信指示部は、前記ＯＮＵへ送信される１つの制御信号に、前記数管理部に保持された保持数と同数の送信指示情報を格納することを特徴とする請求項２に記載の光伝送装置である。

この構成によれば、ＯＬＴの数管理部が、ＯＮＵから受信した上り制御信号内に書き込まれた保持数を保持する。この後、ＯＬＴがＯＮＵへデータ送信指示を行う制御信号を通知した際に、制御信号には、ＯＮＵでキュー保持可能な送信指示情報の保持数と同数の送信指示情報が格納されている。このため、ＯＮＵは、制御信号中の１又は複数の送信指示情報を適正にキュー保持して、データ送信指示を受けることができる。

請求項４に係る発明は、前記ＯＬＴに接続された端末機から入力される前記保持数を保持する数管理部を備え、前記送信指示部は、前記ＯＮＵへ送信される１つの制御信号に、前記数管理部に保持された保持数と同数の送信指示情報を格納することを特徴とする請求項２に記載の光伝送装置である。

この構成によれば、ＯＬＴの数管理部が、パーソナルコンピュータ（パソコン）等の端末機から入力された保持数を保持する。但し、端末機で保持数を入力する場合は、例えば、該当ＯＮＵでキュー保持可能な送信指示情報の保持数が既知という前提のもとで、保持数を手設定する。即ち、端末機から入力される保持数が、ＯＮＵでキュー保持可能な送信指示情報の保持数以下であれば、ＯＬＴがＯＮＵへデータ送信指示を行う制御信号を通知した際に、制御信号には、ＯＮＵでキュー保持可能な送信指示情報の保持数以下の数の送信指示情報が格納されている。このため、ＯＮＵは、制御信号中の１又は複数の送信指示情報を適正にキュー保持して、データ送信指示を受けることができる。

本発明によれば、ＯＬＴとＯＮＵ間の通信において、ＯＮＵからのデータ伝送時の低遅延化及び低遅延揺らぎ化と、下り信号の遅延揺らぎ回避と、制御信号に伴う帯域消費の抑制とを同時に実現する光伝送装置、光集線ネットワークシステム及びデータ送信指示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。 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指示の動作を説明するため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４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１２，１３，１４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。

実施形態の特徴は、ＯＬＴ２１Ａが、ＯＮＵ（例えばＯＮＵ３２ａ）がホスト（例えば４３ａ）からのデータ受信時に送信してくるトラフィック量に応じた帯域を動的に割り当てるＤＢＡ演算によって、当該ＤＢＡ演算が所定間隔で行われるＤＢＡ周期Ｔ（図３参照）内で、当該ＯＮＵ３２ａのデータ送信可能な帯域を割り当てる。更に、ＤＢＡ周期Ｔを、ＯＮＵ３２ａがホスト４３ａから受信したデータを送信する予め定められた送信周期ｆで除算することにより、ＯＮＵ３２ａのデータ送信数である分割数ｎを求める。この分割数ｎにより、割り当てられた帯域をｎ分割して分割割当帯域を求め、ＯＮＵ３２ａが送信周期ｆに対応する送信タイミングで分割割当帯域によりデータを当該ＯＬＴ２１Ａへ送信する指示を、当該ＯＮＵ３２ａに制御信号で行うことを可能とした。なお、ＯＬＴ２１Ａは制御主体であり、ＯＮＵ３２ａ，３２ｂは制御主体に対する客体である。

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２７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〜２０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(application Server-Network Interface−Line Terminal)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、伝送されてきた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１２〜１４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１１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、各ＯＮＵ３２ａ，３２ｂへ光データ送信する。この構成では、ＯＬＴ２１ＡのＯＳＵ２６Ａａ，２６Ａｂと各ＯＮＵ３２ａ，３２ｂ間がＰＯＮ区間となっている。

ＯＳＵ２６Ａａ，２６Ａｂは、図２に示すように同構成であるため、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、トリガ部５５と、送信指示情報数管理部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、制御情報管理部６１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、送信指示情報数管理部５８を、数管理部５８とも称し、データＭＵＸ部５９を、ＭＵＸ部５９とも称す。

ＯＳＵ２６Ａａ，２６Ａｂの特徴は、トリガ部５５と、数管理部５８と、制御情報管理部６１とを備え、後述の特徴動作を行うようにした点にある。

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(dynamic bandwidth allocation：動的帯域割当)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ＩＦ７０とを備えて構成されている。なお、請求項記載の送信指示部は、制御情報管理部６１及びＤＢＡ演算部６７の双方、又は制御情報管理部６１のみにより構成されている。

ＯＡＭ関連処理部６０ａは、ＯＮＵ３２ａ，３２ｂ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。なお、ＯＮＵ３２ａ，３２ｂは、簡単のためＯＮＵ３２ａのみを記載する場合がある。

また、ＯＡＭ関連処理部６０ａは、ＯＡＭ信号に、ＯＮＵ３２ａから通知される後述の送信指示情報保持数（保持数ともいう）が含まれている場合、その保持数を数管理部５８へ渡す。但し、ＯＮＵ３２ａは、ＯＬＴ２１Ａから受信したゲート信号（図５の帯域割当結果通知信号に対応）内の送信指示情報｛図３（ａ）参照｝を、キュー部に保持するようになっている。この保持できる送信指示情報の数を、送信指示情報保持数（又は送信指示キュー）という。つまり、保持数は、キュー部の送信指示情報を保持できる容量（キューサイズ）に対応している。なお、ゲート信号は、請求項記載の制御信号を構成する。

送信指示情報は、ＯＬＴ２１Ａで生成される信号であり、次の割当帯域及びＯＮＵ３２ａへの割当送信タイミングが書き込まれる。割当帯域は、ＯＬＴ２１ＡがＯＮＵ３２ａから受信したトラフィック量に応じて当該ＯＮＵ３２ａに割り当てるデータ送信のための帯域である。割当送信タイミングは、図３（ｂ）に示すようにＯＮＵ３２ａがホスト４３ａからのデータＤ１〜Ｄ８をＯＬＴ２１Ａへ送信するための周期（送信周期ｆ）に対応するタイミングである。なお、送信周期ｆは、ＯＬＴ２１Ａと各々のＯＮＵ３２ａとの間で、所望周期に予め設定される。また、割当送信タイミングは、請求項記載の送信タイミングを構成する。

図２に示すクライアント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（ＯＮＵ３２ａ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６１から出力される各ノード１２〜１４のＯＮＵ３２ａ（各ＯＮＵ３２ａ）への送信指示情報を含むゲート信号と、ＯＡＭ関連処理部６０ａからのＯＡＭ関連情報（ＯＡＭ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６０を介して送信部６２から光多重分離部２３ａ，２３ｂを介して各ＯＮＵ３２ａへ送信される下りデータとなる。但し、ゲート信号は、制御信号であり、送信指示情報が１又は複数書き込まれる。

数管理部５８は、各ＯＮＵ３２ａへ送信されるゲート信号に書き込まれる送信指示情報の数（送信指示情報数）を保持して管理する。この管理は、次の（１）〜（３）の何れかのように行われる。
（１）上述したようにＯＡＭ関連処理部６０ａから送信指示情報保持数が通知された際に、この保持数と同じ送信指示情報数を保持して管理する。
（２）ＯＮＵ３２ａで新たに定義されて保持数が書き込まれた制御信号が、受信部６３で受信された際に、この受信された保持数が、制御情報管理部６１を介して数管理部５８に入力される。数管理部５８は、その保持数と同数の送信指示情報数を保持して管理する。
（３）制御ＩＦ６４を介して接続された図示せぬパソコンから、保守者等が保持数を入力し、この入力された保持数と同数の送信指示情報数を数管理部５８で保持して管理する。

数管理部５８は、ＯＮＵ３２ａが抜かれたり、交換されたり、新規に追加された場合の変更時に、送信指示情報数を上記（１）〜（３）の何れかで管理し、この管理する該当ＯＮＵ３２ａへの送信指示情報数をトリガ部５５及び制御情報管理部６１へ出力する。

トリガ部５５は、入力された送信指示情報数などを基に、ＯＮＵ３２ａへの送信指示情報を生成するタイミング（生成タイミング）と、送信指示情報をゲート信号で送信するためのタイミング（ゲート送信タイミング）とを制御情報管理部６１へ出力する。

制御情報管理部６１は、受信部６３での受信後にＰＯＮ−ＰＨＹ部６０を介して入力されるＯＮＵ３２ａ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、ＯＮＵ３２ａ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、ＯＮＵ３２ａにおいて、制御信号としてのレポート信号（図５のトラフィック通知信号に対応）に格納されてＯＬＴ２１Ａへ送信される。また、制御情報管理部６１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、ＯＮＵ３２ａ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、ＯＮＵ３２ａ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６１へ通知する。

ここで、前提条件として、各ＯＮＵ３２ａのデータ（又は主信号)の送信周期ｆ｛図３（ｂ）｝は、所望周期に設定されているとする。なお、図３（ａ）にＤＢＡ周期Ｔ（又は制御周期Ｔ）を示し、図３（ｂ）にＯＮＵ３２ａのデータ送信数である分割数ｎを示す。その条件の場合、制御情報管理部６１において、ＤＢＡ周期ＴにおけるＯＮＵ３２ａのデータ送信数（分割数）ｎは、Ｔ÷ｆより求められる。更に、制御情報管理部６１は、分割数ｎを基に分割された帯域割当結果（分割割当帯域）を送信指示情報に書き込んだ後、この送信指示情報をゲート信号に書き込んでＯＮＵ３２ａへ通知する処理を行う。

この一連の処理は、例えば、ＤＢＡ周期Ｔにおいて１Ｇｂｐｓの帯域を割り当てる場合、オーバヘッドを無視し、ワイヤレート＝１０Ｇｂｐｓ、ＤＢＡ周期Ｔ＝１ｍｓであれば、１００μｓの送信期間（送信周期）を割り当てれば良い。しかし、残り９００μsが待たされることになるため、送信周期ｆを１００μsとすると、１ｍｓ÷１００μsで分割数ｎは１０となる。この結果に基づき、１００μsの送信期間（送信周期）ｆを１０回割り当てることで、１Ｇｂｐｓの帯域割当が可能となる。なお、従来ではＤＢＡ周期Ｔ内に１つのバースト送信しか行なえず、上記分割（分割数ｎ）の概念は存在しなかった。

上記の割当帯域分割の方法としては、次の（１）又は（２）の方法がある。
（１）ＤＢＡ演算部６７が分割数ｎを認識して分割割当演算を行い、この分割された割当帯域の結果をそのまま制御情報管理部６１が保持する。
（２）ＤＢＡ演算部６７が従来と同様のＤＢＡ演算を行って割当帯域を求め、この割当帯域を制御情報管理部６１が送信周期ｆに応じて分割する。

上記分割された割当帯域を、ＯＬＴ２１ＡからＯＮＵ３２ａへゲート信号として送信する場合、分割数ｎと送信指示情報数を考慮し、後述の例のように、ゲート信号に格納する送信指示情報の数を決定すると共に、ＤＢＡ周期Ｔ内に送信するゲート信号の数を決定する。

例えば、制御情報管理部６１が行う場合、当該管理部６１は、ＤＢＡ周期Ｔ÷送信周期ｆより、ＯＮＵ３２ａのデータ送信数である分割数ｎを求める。この分割数ｎにより、ＤＢＡ演算による帯域をｎ分割してｎ個の分割割当帯域を求める。次に、ＯＮＵ３２ａの保持数｛図３（ａ）の［２］｝と同数の送信指示情報数「２」とし、この２つの送信指示情報をゲート信号に格納し、更に、ＤＢＡ周期Ｔ内でゲート信号を送信可能なゲート信号数（例えば２）を求める。

更に、制御情報管理部６１は、２つのゲート信号数に２つの送信指示情報数を乗算した４つの送信指示情報に、分割割当帯域を１つずつ書き込むと共に、送信周期ｆに対応する割当送信タイミングを書き込む。この際、割当波長も書き込む。この書込み後、１つのゲート信号に、２つの送信指示情報を格納する。

これにより、ＤＢＡ周期Ｔ内に、２つのゲート信号が、各々のゲート送信タイミングでＯＮＵ３２ａへ送信可能となる。また、１つのゲート信号内の２つの送信指示情報に書き込まれた各々の割当送信タイミングにより、図３（ｂ）に符号ｎａで示すように、送信周期ｆ間隔で２つのデータ（例えばＤ１，Ｄ２）がＯＮＵ３２ａから送信される。

また、ゲート信号内の送信指示情報の数と、ＤＢＡ周期Ｔ内のゲート信号の数との具体的な例を述べる。例えば、ＤＢＡ周期Ｔ＝１ｍｓ、送信周期ｆ＝１００μs、送信指示情報保持数（キューサイズ）＝２であるとする。この場合、１ｍｓ÷１００μｓ＝１０（分割数ｎ）となる。ゲート信号内の送信指示情報の数は「２」なので、１０÷２＝５より、ＤＢＡ周期Ｔ内のゲート信号の数は「５」となる。

この他の例としては、ＤＢＡ周期Ｔ＝４ｍｓ、送信周期ｆ＝１００μs、送信指示情報保持数（キューサイズ）＝４であるとする。この場合、４ｍｓ÷１００μｓ＝４０（分割数ｎ）となる。ゲート信号内の送信指示情報の数は「４」なので、４０÷４＝１０より、、ＤＢＡ周期Ｔ内のゲート信号の数は「１０」となる。

上記のＤＢＡ周期Ｔの帯域を分割するＤＢＡ演算を行うタイミング（分割タイミング）と、ＯＮＵ３２ａへゲート信号を送信するタイミング（ゲート送信タイミング）とは、前述したようにトリガ部５５が与える。基本的には、ＯＮＵ３２ａのキュー部の送信指示情報保持数（送信指示キュー）が「０」になるタイミングに合わせて、ゲート信号の送信タイミングを与える。

＜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ＯＮＵ３２ａに対するデータ送信指示の動作を、図３（ａ）及び（ｂ）のシーケンス図を参照して説明する。但し、前提条件として、ＯＬＴ２１ＡにおけるＤＢＡ周期Ｔ＝０．４ｍｓ、ＯＮＵ３２ａのデータＤ１〜Ｄ８…の送信周期ｆ＝１００μs、ＯＮＵ３２ａのキュー部の送信指示情報保持数（キューサイズ）＝２であるとする。

時刻ｔ２１において、ノード１３のＯＮＵ３２ａが、ホスト４３ａからのデータを受信後に、受信データのトラフィック量をレポート信号に書き込み、第１光ファイバ１６を介してＯＬＴ２１Ａへ上り送信したとする。この送信されたレポート信号は、時刻ｔ２２において、ＯＬＴ２１Ａで受信される。この受信後、ＯＬＴ２１ＡのＤＢＡ演算部６７は、ＤＢＡ演算により、レポート信号中のトラフィック量から割当帯域を演算し、この結果を制御情報管理部６１へ通知する。

制御情報管理部６１は、ＤＢＡ周期Ｔ（＝０．４ｍｓ）÷送信周期ｆ（＝１００μs）＝４より、ＯＮＵ３２ａのデータ送信数である分割数ｎ＝４を求める。この分割数ｎ＝４により、ＤＢＡ演算による帯域を４分割して４つの分割割当帯域を求める。次に、保持数＝２なので送信指示情報数＝２を求め、この数「２」の送信指示情報をゲート信号に格納した場合、４÷２＝２（ゲート信号数）より、ＤＢＡ周期Ｔ内での送信可能なゲート信号数＝２を求める。ゲート信号数「２」×送信指示情報数「２」より、ＤＢＡ周期Ｔ内にＯＮＵ３２ａへ送信される送信指示情報は４つであることが求められる。

制御情報管理部６１は、４つの送信指示情報の各々に、４つの分割割当帯域を１つずつ書き込むと共に、送信周期ｆ＝１００μｓに対応する割当送信タイミングを書き込む。この際、割当波長も書き込む。更に、この書込み後の送信指示情報の２つを、ゲート信号毎に格納する。この一連の処理は、図３（ａ）では、時刻ｔ２２〜ｔ２３間のＤＢＡ演算ｔａの処理に含まれるとする。

ＯＬＴ２１Ａは、ゲート送信タイミングに応じて、時刻ｔ２３において、１つ目のゲート信号を、第１光ファイバ１６を介してＯＮＵ３２ａへ下り送信する。この送信されたゲート信号は、時刻ｔ２４においてＯＮＵ３２ａで受信される。この受信後、ＯＮＵ３２ａは、ゲート信号の１つ目の送信指示情報内の割当送信タイミングである時刻ｔ２５で、分割割当帯域によりデータＤ１を送信する。この送信は、同じ送信指示情報内の割当波長にて行われる。更に、同様に、同ゲート信号の２つ目の送信指示情報内の送信周期ｆ＝１００μｓ後の割当送信タイミングである時刻ｔ２７で、分割割当帯域によりデータＤ２を送信する。各データＤ１，Ｄ２は、ＯＬＴ２１Ａにおいて時刻ｔ２６，ｔ２７で受信され、ホスト４１ａへ送信される。

一方、ＯＬＴ２１Ａは、時刻ｔ２９のゲート送信タイミングに応じて、２つ目のゲート信号をＯＮＵ３２ａへ送信する。このゲート信号は、時刻ｔ３０においてＯＮＵ３２ａで受信された後、ＯＮＵ３２ａが、その２つ目のゲート信号内の割当送信タイミングである時刻ｔ３１で、分割割当帯域によりデータＤ３を送信する。同様に、同じ２つ目のゲート信号の２つ目の割当送信タイミングである時刻ｔ３３で、分割割当帯域によりデータＤ４を送信する。各データＤ３，Ｄ４は、ＯＬＴ２１Ａにおいて時刻ｔ３２，ｔ３４で受信され、ホスト４１ａへ送信される。

また、ＯＮＵ３２ａは、時刻ｔ３０における２つ目のゲート信号受信後、時刻ｔ３１ａでホスト４３ａから受信したデータのトラフィック量をレポート信号に記載して送信する。このレポート信号は、時刻ｔ３２ａにおいて、ＯＬＴ２１Ａで受信される。以降、ＯＬＴ２１Ａ及びＯＮＵ３２ａは、時刻ｔ３２ａ〜ｔ４３において、上記時刻ｔ２２〜ｔ３２ａと同様な通信処理を行い、ＯＮＵ３２ａはＯＬＴ２１Ａへ、データＤ５〜Ｄ８を送信する。

この他、１つのゲート信号内に１つの送信指示情報及び割当送信タイミングが格納される場合、図３（ｂ）に示すデータの送信周期ｆが１００μｓであれば、ＯＬＴ２１Ａは、図３（ａ）に示すＤＢＡ周期Ｔ内に、４つのゲート信号を１００μｓ間隔で送信することになる。

＜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を有する上位の光伝送装置としての代表ノード１１を有する。この代表ノード１１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ＯＮＵ３２ａ，３２ｂを有する少なくとも１つの下位の光伝送装置としてのノード１２〜１４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から前記各ノード１２〜１４へデータが下り伝送され、前記各ノード１２〜１４から前記ＯＬＴ２１Ａへデータが上り伝送されるようになっている。

（１）上位の光伝送装置としての代表ノード１１は、ＯＮＵ（例えば３２ａ）がホスト（例えば４３ａ）からのデータ受信時に送信してくるトラフィック量に応じた帯域を動的に割り当てるＤＢＡ演算によって、当該ＤＢＡ演算が所定間隔で行われるＤＢＡ周期Ｔ内で、当該ＯＮＵ３２ａのデータ送信可能な帯域を割り当てるＤＢＡ演算部６７を備える。更に、ＤＢＡ周期Ｔを、ＯＮＵ３２ａがホスト４３ａから受信したデータを送信する予め定められた送信周期ｆで除算することにより、ＯＮＵ３２ａのデータ送信数である分割数ｎを求め、この分割数ｎにより、割り当てられた帯域をｎ分割して分割割当帯域を求め、ＯＮＵ３２ａが送信周期ｆに対応する送信タイミングで分割割当帯域によりデータを当該ＯＬＴ２１Ａへ送信する指示を、当該ＯＮＵ３２ａに制御信号で行う送信指示部としての制御情報管理部６１を備える構成とした。但し、送信指示部は、上記の分割割当帯域を求めるＤＢＡ演算部６７と、上記の指示を制御信号で行う制御情報管理部６１とにより構成されていてもよい。

（２）システム１０Ａにおいて、ＯＬＴ２１Ａは、ＯＮＵ（例えば３２ａ）がホスト（例えば４３ａ）からのデータ受信時に送信してくるトラフィック量に応じた帯域を動的に割り当てるＤＢＡ演算によって、当該ＤＢＡ演算が所定間隔で行われるＤＢＡ周期Ｔ内で、当該ＯＮＵ３２ａのデータ送信可能な帯域を割り当てるＤＢＡ演算部６７を備える。更に、ＤＢＡ周期Ｔを、ＯＮＵ３２ａがホスト４３ａから受信したデータを送信する予め定められた送信周期ｆで除算することにより、ＯＮＵ３２ａのデータ送信数である分割数ｎを求め、この分割数ｎにより、割り当てられた帯域をｎ分割して分割割当帯域を求め、ＯＮＵ３２ａが送信周期ｆに対応する送信タイミングで分割割当帯域によりデータを当該ＯＬＴ２１Ａへ送信する指示を、当該ＯＮＵ３２ａに制御信号で行う送信指示部としての制御情報管理部６１を備える構成とした。

上記（１）、（２）の構成によれば、ＯＮＵ３２ａは、ＯＬＴ２１Ａの送信指示部の指示により、ホスト４３ａからの受信データを、適正な分割割当帯域により所定間隔の送信周期ｆで、待ち時間が極めて短く、言い換えれば、遅延が極めて短い状態で、ＯＬＴ２１Ａへ送信することができる。このため、ＯＮＵ３２ａからのデータ伝送時に、待ち時間による遅延を抑制することができるので、遅延揺らぎの発生も抑制することができ、更に、下り信号の揺らぎも回避することができる。更には、ＯＮＵ３２ａへの指示を分割割当帯域による制御信号で行うので、複数の分割割当帯域を１つの制御信号に格納して指示を行えば、下り伝送の帯域消費を抑制することができる。つまり、ＯＬＴ２１ＡとＯＮＵ３２ａ間の通信において、ＯＮＵ３２ａからのデータ伝送時の低遅延化及び低遅延揺らぎ化と、下り信号の遅延揺らぎ回避と、制御信号に伴う帯域消費の抑制とを同時に実現することができる。

（３）上記（１）及び（２）の送信指示部は、分割割当帯域と、ＯＮＵ３２ａの送信周期ｆに対応する送信タイミングとを、ＯＮＵ３２ａがキュー保持可能な送信指示情報の保持数と同数の送信指示情報毎に書き込み、この書込み後の送信指示情報を１又は複数、制御信号に格納し、この格納後の制御信号を、ＤＢＡ周期Ｔ内で１又は複数、ＯＮＵ３２ａへ送信して指示を行うようにした。

この構成によれば、分割割当帯域と、送信周期ｆに対応する送信タイミングとを、送信指示情報に書き込み、この送信指示情報を１又は複数、制御信号に格納する。この格納後の制御信号をＤＢＡ周期Ｔ内で１又は複数、ＯＮＵ３２ａへ送信する。このため、ＯＮＵ３２ａに対して、１つの制御信号で複数のデータ送信の指示を行うようにすれば、下り伝送の帯域消費を抑制することができる。

（４）ＯＬＴ２１Ａは、ＯＮＵ３２ａで新たに定義されて保持数が書き込まれた上り制御信号が受信された際に、この受信された上り制御信号中の保持数を保持する数管理部５８を備え、送信指示部は、ＯＮＵ３２ａへ送信される１つの制御信号に、数管理部５８に保持された保持数と同数の送信指示情報を格納するようにした。

この構成によれば、ＯＬＴ２１Ａの数管理部５８が、ＯＮＵ３２ａから受信した上り制御信号内に書き込まれた保持数を保持する。この後、ＯＬＴ２１ＡがＯＮＵ３２ａへデータ送信指示を行う制御信号を通知した際に、制御信号には、ＯＮＵ３２ａでキュー保持可能な送信指示情報の保持数と同数の送信指示情報が格納されている。このため、ＯＮＵ３２ａは、制御信号中の１又は複数の送信指示情報を適正にキュー保持して、データ送信指示を受けることができる。

（５）ＯＬＴ２１Ａは、当該ＯＬＴ２１Ａに接続された端末機から入力される保持数を保持する数管理部５８を備え、送信指示部は、ＯＮＵ３２ａへ送信される１つの制御信号に、数管理部５８に保持された保持数と同数の送信指示情報を格納するようにした。

この構成によれば、ＯＬＴ２１Ａの数管理部５８が、パソコン等の端末機から入力された保持数を保持する。ここで、その端末機に入力される保持数が、ＯＮＵ３２ａでキュー保持可能な送信指示情報の保持数以下であれば、ＯＬＴ２１ＡがＯＮＵ３２ａへデータ送信指示を行う制御信号を通知した際に、制御信号には、ＯＮＵ３２ａでキュー保持可能な送信指示情報の保持数以下の数の送信指示情報が格納されている。このため、ＯＮＵ３２ａは、制御信号中の１又は複数の送信指示情報を適正にキュー保持して、データ送信指示を受けることができる。

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。上記実施形態では、ＯＬＴ２１Ａと各ノード１２〜１４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ＯＬＴ２１Ａからのデータ送信指示によるＯＮＵ３２ａのデータ送信を実施することが可能である。

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）
１２〜１４ 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（パス設定制御手段）
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 トリガ部
５８ 送信指示情報数管理部
５９ データＭＵＸ部
６０ ＰＯＮ−ＰＨＹ部
６０ａ ＯＡＭ関連処理部
６１ 制御情報管理部
６２ 送信部
６３ 受信部
６４，７０ 制御ＩＦ
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

Claims (7)

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)を有する上位の光伝送装置と、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)を有する少なくとも１つ以上の下位の光伝送装置とが、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から下位の光伝送装置へデータが下り送信され、下位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上位の光伝送装置であって、
   前記ＯＮＵが前記外部装置からのデータ受信時に送信してくるトラフィック量に応じた帯域を割り当てるＤＢＡ演算によって、当該ＤＢＡ演算が所定間隔で行われるＤＢＡ周期内で、当該ＯＮＵのデータ送信可能な帯域を割当帯域として割り当てるＤＢＡ演算部と、
   前記ＤＢＡ周期を、前記ＯＮＵが前記外部装置から受信したデータを送信する周期としての送信周期で除算して前記ＯＮＵのデータ送信数である分割数ｎを求め、当該分割数ｎで前記割当帯域をｎ分割して分割割当帯域を求め、前記ＯＮＵが前記送信周期に対応する送信タイミングで前記分割割当帯域により前記データを当該ＯＬＴへ送信する指示を、当該ＯＮＵに制御信号で行う送信指示部と
   を備えることを特徴とする光伝送装置。
2. 前記送信指示部は、
   前記分割割当帯域と、前記ＯＮＵの前記送信周期に対応する送信タイミングとを、前記ＯＮＵがキュー保持可能な送信指示情報の保持数と同数の送信指示情報毎に書き込み、この書込み後の送信指示情報を１又は複数格納した制御信号を、前記ＤＢＡ周期内で１又は複数、前記ＯＮＵへ送信して指示を行う
   ことを特徴とする請求項１に記載の光伝送装置。
3. 前記ＯＮＵで新たに定義されて前記保持数が書き込まれた上り制御信号が受信された際に、この受信された上り制御信号中の保持数を保持する数管理部
   を備え、
   前記送信指示部は、前記ＯＮＵへ送信される１つの制御信号に、前記数管理部に保持された保持数と同数の送信指示情報を格納する
   ことを特徴とする請求項２に記載の光伝送装置。
4. 前記ＯＬＴに接続された端末機から入力される前記保持数を保持する数管理部
   を備え、
   前記送信指示部は、前記ＯＮＵへ送信される１つの制御信号に、前記数管理部に保持された保持数と同数の送信指示情報を格納する
   ことを特徴とする請求項２に記載の光伝送装置。
5. 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)を有する上位の光伝送装置と、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)を有する少なくとも１つ以上の下位の光伝送装置とが、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から下位の光伝送装置へデータが下り送信され、下位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、
   前記上位の光伝送装置は、
   前記ＯＮＵが前記外部装置からのデータ受信時に送信してくるトラフィック量に応じた帯域を割り当てるＤＢＡ演算によって、当該ＤＢＡ演算が所定間隔で行われるＤＢＡ周期内で、当該ＯＮＵのデータ送信可能な帯域を割当帯域として割り当てるＤＢＡ演算部と、
   前記ＤＢＡ周期を、前記ＯＮＵが前記外部装置から受信したデータを送信する周期としての送信周期で除算して前記ＯＮＵのデータ送信数である分割数ｎを求め、当該分割数ｎで前記割当帯域をｎ分割して分割割当帯域を求め、前記ＯＮＵが前記送信周期に対応する送信タイミングで前記分割割当帯域により前記データを当該ＯＬＴへ送信する指示を、当該ＯＮＵに制御信号で行う送信指示部と
   を備えることを特徴とする光集線ネットワークシステム。
6. 前記送信指示部は、
   前記分割割当帯域と、前記ＯＮＵの前記送信周期に対応する送信タイミングとを、前記ＯＮＵがキュー保持可能な送信指示情報の保持数と同数の送信指示情報毎に書き込み、この書込み後の送信指示情報を１又は複数格納した制御信号を、前記ＤＢＡ周期内で１又は複数、前記ＯＮＵへ送信して指示を行う
   ことを特徴とする請求項５に記載の光集線ネットワークシステム。
7. 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)を有する上位の光伝送装置と、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)を有する少なくとも１つ以上の下位の光伝送装置とが、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から下位の光伝送装置へデータが下り送信され、下位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指示方法であって、
   前記上位の光伝送装置は、
   前記ＯＮＵが前記外部装置からのデータ受信時に送信してくるトラフィック量に応じた帯域を割り当てるＤＢＡ演算によって、当該ＤＢＡ演算が所定間隔で行われるＤＢＡ周期内で、当該ＯＮＵのデータ送信可能な帯域を割当帯域として割り当てるステップと、
   前記ＤＢＡ周期を、前記ＯＮＵが前記外部装置から受信したデータを送信する周期としての送信周期で除算して前記ＯＮＵのデータ送信数である分割数ｎを求め、当該分割数ｎで前記割当帯域をｎ分割して分割割当帯域を求め、前記ＯＮＵが前記送信周期に対応する送信タイミングで前記分割割当帯域により前記データを当該ＯＬＴへ送信する指示を、当該ＯＮＵに制御信号で行うステップと
   を実行することを特徴とするデータ送信指示方法。

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