JP6804695B1 - 光通信装置およびリソース管理方法 - Google Patents

Abstract

本発明にかかるＯＬＴ（１）は、スライスを管理するコントローラ（４）と接続され、ＰＯＮシステム内の帯域を複数の割当方式でＯＮＵ（２）へ割当て可能な帯域割当部（１２）と、割当方式ごとの保証遅延時間を算出し、スライスにＰＯＮシステム内で確保することが要求される要求帯域と要求遅延時間とを含むリソース確保要求をコントローラ（４）から受信し、リソース確保要求に対応する割当方式を、要求遅延時間と複数の割当方式ごとの保証遅延時間とに基づいて決定するスライス管理部（１１）と、各ＯＮＵ（２）の保証遅延時間ごとの利用可能帯域を抽象リソース情報として保持し、リソース確保要求に対応する割当方式と要求帯域とに基づいて、対応するＯＮＵ（２）の割当方式の利用可能帯域を算出して抽象リソース情報を更新し、抽象リソース情報をコントローラ（４）へ送信するリソース情報生成部（１５）と、を備える。

Description

本発明は、ＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ：受動光ネットワーク）システムにおける親局装置であってコントローラにＰＯＮシステムにおける通信リソースを通知する光通信装置およびこの光通信装置におけるリソース管理方法に関する。

近年、様々な形態の通信サービスが普及してきている。これに伴い、通信に対する要求条件が異なる複数のサービスを１つの通信ネットワークに収容して提供する技術の検討が進められている。通信に対する要求条件が異なる複数のサービスは、例えば、高データレートが要求されるモバイルブロードバンドサービス、高信頼性および低遅延が要求されるミッションクリティカルサービス、高密度なデバイスの収容が要求されるセンサ情報収集サービスなどである。

通信に対する要求条件が異なる複数のサービスを１つの通信ネットワークに収容して提供する技術の一例として、通信ネットワークを論理的に分割して得られる複数の仮想ネットワークのそれぞれに通信サービスを割当て、各通信サービスでは、割当てられた仮想ネットワークを使用してデータの送受信を行う技術がある。なお、通信ネットワークを論理的に分割して得られる仮想ネットワークはスライスとも呼ばれる。以下の説明では通信ネットワークを論理的に分割して得られる仮想ネットワークのそれぞれをスライスと呼ぶ。

スライスは、通信ネットワークを構成する各装置を制御するコントローラによって管理される。スライスを管理するコントローラは、各スライスに対応する通信サービスが必要とする通信リソースを、通信ネットワークを構成する各装置が利用可能な通信リソースから確保して各スライスに割当てる。

要求される通信サービスを実現するために必要な通信リソースをスライスに割当てるために、各装置が保有する通信リソースの情報を正確に、かつ効率よく収集して管理する技術が検討されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載の発明では、物理ネットワークを監視する網監視装置が、物理ネットワークを構成する各装置が保有する通信リソースの情報および各装置間の接続情報をテーブル形式で保持する。この網監視装置は、スライスの生成要求、更新要求、削除要求といったスライスの操作要求があると、テーブルを参照して操作者に必要な情報を提供し、操作者がスライス設定のために行った操作結果に従い、スライスが生成される通信経路の途中に存在する各装置が保有する通信リソースの情報および各装置間の接続情報を更新する。

特開２０１６−１１６１８４号公報

特許文献１に記載の発明では、新たにスライスの操作要求があると、コントローラである網監視装置は、物理ネットワークを構成する各装置に割当てた通信リソース情報を参照して、利用可能な通信リソースの判定を行う。通信ネットワークを構成する各装置が、例えばイーサネット（登録商標）フレームを入力ポートから出力ポートに単純に転送するレイヤ２スイッチ（Ｌａｙｅｒ ２ Ｓｗｉｔｃｈ）装置であれば、網監視装置は、当該装置の各ポートの伝送速度および当該装置内部のスイッチング容量の情報と、スライスに割当てた通信リソース情報とから、利用可能な通信リソースを算出することは容易である。しかしながら、通信ネットワークにＰＯＮシステムが存在する場合には、網監視装置が、利用可能な通信リソースを精度よく算出することは容易ではない。その理由を以下に記載する。

ＰＯＮシステムは、光通信装置であるＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）と、光通信装置であるＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）とで構成される。利用可能な通信リソースを網監視装置が精度よく算出することが容易でない第１の理由は、同一のＯＬＴに接続された複数のＯＮＵが通信リソースを共有していることである。例えば、あるＯＮＵの通信リソースがスライスに割当てられると、当該ＯＮＵだけでなく他のＯＮＵの利用可能リソースも減少する。この結果、網監視装置は、スライスが生成される通信経路上に存在する装置以外の装置が保有する通信リソースの情報も更新する必要があり、通信リソースの管理が煩雑になる。

利用可能な通信リソースを網監視装置が精度よく算出することが容易でない第２の理由は、ＰＯＮシステムにおける通信リソースの割当てにＤＢＡ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ）と呼ばれる機能が用いられることである。ＯＬＴは、ＯＬＴとＯＮＵの間の通信リソースをＤＢＡにより割当てる。ＤＢＡでは、複数の種類の割当て動作を行うことが可能であり、ＯＬＴはこれらの割当て動作を変更することができる。どのような割当て動作を行っているかにより、各ＯＮＵに割当てられる通信リソースも変化する。したがって、網監視装置は、各装置の利用可能な通信リソースを精度よく算出するには、ＤＢＡにおいてどのような割当て動作が行われるかを把握する必要があり、通信リソースの管理が複雑になる。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ＰＯＮシステムを含む通信ネットワークの通信リソースを管理するコントローラにおける通信リソースの管理を容易化することができる光通信装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる光通信装置は、複数の子局装置とともに受動光ネットワークシステムを構成する親局装置であるとともに、ネットワークを分割した仮想ネットワークであるスライスの通信リソースを管理するコントローラと接続される光通信装置であって、受動光ネットワークシステム内の帯域を複数の割当方式で複数の子局装置へ割当てることが可能な帯域割当部、を備える。光通信装置は、さらに、複数の割当方式にそれぞれ対応する保証遅延時間を算出し、複数の割当方式にそれぞれ対応する保証遅延時間を保持し、コントローラから、スライスに対して受動光ネットワークシステム内で確保することが要求される要求帯域と受動光ネットワークシステム内の要求遅延時間とを含むリソース確保要求を受信し、リソース確保要求に対応する割当方式を、リソース確保要求に含まれる要求遅延時間と複数の割当方式ごとの保証遅延時間とに基づいて決定するスライス管理部を備える。光通信装置は、さらに、複数の子局装置の保証遅延時間ごとの利用可能帯域をリソース情報として保持し、リソース確保要求に対応する割当方式と当該リソース確保要求に含まれる要求帯域とに基づいて、リソース確保要求に対応する子局装置の当該割当方式の利用可能帯域を算出し、算出した利用可能帯域でリソース情報を更新し、リソース情報を受動光ネットワークシステム全体のリソースを抽象化した情報としてコントローラへ送信するリソース情報生成部と、を備える。

本発明にかかる光通信装置は、ＰＯＮシステムを含む通信ネットワークの通信リソースを管理するコントローラにおける通信リソースの管理を容易化することができるという効果を奏する。

本発明の実施の形態にかかる通信システムの構成例を示す図 実施の形態のＯＬＴの機能ブロック構成の一例を示す図 実施の形態のＯＬＴにおける固定割当を説明するための図 実施の形態のＯＬＴにおけるステータスレポート割当を説明するための図 実施の形態のスライス管理部における処理手順の一例を示すフローチャート 実施の形態の各ＯＮＵの遅延クラスごとの保証遅延時間の一例を示す図 実施の形態のリソース確保要求の一例を示す図 実施の形態の仮想的なレイヤ２スイッチを説明するための図 実施の形態の分類情報の一例を示す図 実施の形態のリソース情報生成部における処理手順の一例を示すフローチャート 実施の形態の抽象リソース情報の一例を示す図 実施の形態のリソース確保要求が入力される前の通信リソースの状態を示す図 図７に示したリソース確保要求Ｎｏ．１を受信した後の通信リソースの状態を示す図 図７に示したリソース確保要求Ｎｏ．２を受信した後の通信リソースの状態を示す図 図７に示したリソース確保要求Ｎｏ．３を受信した後の通信リソースの状態を示す図 実施の形態のＰＯＮシステムがＮＧ−ＰＯＮ２システムである場合のＯＮＵごとの確保可能な総帯域の算出方法を模式的に示す図 実施の形態のＯＬＴのハードウェア構成例を示す図

以下に、本発明の実施の形態にかかる光通信装置およびリソース管理方法を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態．
図１は、本発明の実施の形態にかかる通信システムの構成例を示す図である。図１に示すように、本実施の形態にかかる通信システム２００は、ＰＯＮシステム１００と、レイヤ２スイッチ（図ではＬ２ＳＷと略す）３−１〜３−ｍと、ネットワーク管理および制御装置であるコントローラ４と、オーケストレータ５とを備える。ｍは２以上の整数である。なお、図１では、図示を省略しているが、通信システム２００はＰＯＮシステム１００を複数備える。また、以下の説明では、レイヤ２スイッチ３−１〜３−ｍに共通の事項の説明など、これらを個別に区別する必要が無い場合、レイヤ２スイッチ３−１〜３−ｍのそれぞれをレイヤ２スイッチ３とも記載する。図１では、１つのＰＯＮシステム１００を図示しているが、通信システム２００は、複数のＰＯＮシステム１００を備えていてもよい。

ＰＯＮシステム１００は、親局装置であるＯＬＴ１と、複数の子局装置であるＯＮＵ２−１〜２−ｎとで構成される。ＯＬＴ１およびＯＮＵ２−１〜２−ｎは、光通信装置である。ｎは２以上の整数である。なお、以下の説明では、ＯＮＵ２−１〜２−ｎに共通の事項の説明など、これらを個別に区別する必要が無い場合、ＯＮＵ２−１〜２−ｎのそれぞれをＯＮＵ２とも記載する。

ＯＬＴ１は、ＯＮＵ２−１〜２−ｎと光ファイバを介して接続される。図１に示す例では、ＯＬＴ１に接続された１本の光ファイバを受動素子にて分岐してＯＮＵ２−１〜２−ｎを接続している。また、ＯＬＴ１は、レイヤ２スイッチ３−１〜３−ｍと、コントローラ４とに接続される。ＯＬＴ１に接続されるＯＮＵ２およびレイヤ２スイッチ３の数は図１に示した内容に限定されない。ＯＬＴ１に接続されるＯＮＵ２が１台の場合もある。ＯＬＴ１に接続されるレイヤ２スイッチ３が１台の場合もある。

ＯＮＵ２−１にはセンサ６が接続され、ＯＮＵ２−ｎには基地局７が接続される。基地局７は、例えば移動通信システムの基地局である。なお、センサ６および基地局７はＯＮＵ２に接続される機器の例であり、ＯＮＵ２に接続される機器はこれらに限定されない。また、図１ではＯＮＵ２−１にセンサ６が直接接続される構成例を示しているが、これに限らず、例えば、ＯＮＵ２−１に無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）のアクセスポイントを接続し、このアクセスポイントにセンサ６が接続される構成でもよい。ＯＮＵ２−１に接続されるセンサ６は複数であってもよい。同様に、ＯＮＵ２−ｎに接続される基地局７は複数であってもよい。また、各ＯＮＵ２には複数種類の機器が接続されてもよい。

レイヤ２スイッチ３は、１つ以上のＯＬＴ１と接続され、各ＯＬＴ１からの通信データを集約し、コアネットワークへ転送する。また、レイヤ２スイッチ３は、コアネットワークからの通信データの宛先を識別し、宛先の機器が接続されているＯＮＵ２を収容しているＯＬＴ１へ当該通信データを転送する。レイヤ２スイッチ３は、利用可能な通信リソースすなわちレイヤ２スイッチ３が有するポートを用いて転送可能な帯域を示すリソース情報をコントローラ４へ送信する。

コントローラ４は、ＯＬＴ１および各レイヤ２スイッチ３と接続され、ＰＯＮシステム１００を構成するＯＬＴ１および各ＯＮＵ２と、各レイヤ２スイッチ３とを制御する。コントローラ４は、通信システム２００のネットワークを分割した仮想ネットワークであるスライスの通信リソースを管理する。ここで、コントローラ４は、各ＯＮＵ２の制御を、ＯＬＴ１を介して行う。なお、コントローラ４は、レイヤ２スイッチ３を介してＯＬＴ１および各ＯＮＵ２を制御してもよい。この場合、レイヤ２スイッチ３は、コントローラ４からの制御用の通信データをユーザデータと重畳してＯＬＴ１へ転送する処理と、ＯＬＴ１からの制御用の通信データをユーザデータと分離してコントローラ４へ転送する処理を行う。ユーザデータとは、通信システム２００によって送信元の装置から宛先の装置へ伝送されるデータであり、例えば、センサ６からＰＯＮシステム１００を介してコアネットワークへ送信されるデータ、コアネットワークからＰＯＮシステム１００を介して基地局７へ送信されるデータである。

コントローラ４は、制御対象機器、すなわち、通信システム２００を構成する各通信装置、具体的には、ＯＬＴ１およびレイヤ２スイッチ３から、利用可能な通信リソース情報を収集する。また、コントローラ４は、オーケストレータ５からスライスの生成要求があると、要求を満たすスライスの生成が可能か否かを通信リソース情報に基づいて判断し、生成が可能であれば、スライスの生成と、スライスへの通信リソースの割当てとを行う。ここでの通信リソースの割当てとは、生成したスライスでの通信で使用される通信リソースを確保するために、各通信装置にリソース確保要求を送信する処理を意味する。確保された通信リソースは、ＯＬＴ１によって各ＯＮＵ２に割当てられ、ＯＮＵ２によるユーザデータの送信で使用される。すなわち、ＯＬＴ１は、受信したリソース確保要求にしたがって、当該ＯＬＴ１に接続される各ＯＮＵ２に通信リソースを割当てる。

オーケストレータ５は、外部のアプリケーションまたはサービス需要者からの指示に従い、サービスの提供に必要なスライスの生成要求をコントローラ４に対して行う。なお、オーケストレータ５からのスライスに関する操作要求は、生成済みのスライスに対する更新要求あるいは削除要求の場合もあり得る。

なお、コントローラ４と通信システム２００を構成する各通信装置とを接続する物理的なネットワークは、制御用の通信データを伝送するための専用のネットワークであってもよいし、ユーザデータの伝送も行う共有のネットワークであってもよい。

図２は、本実施の形態のＯＬＴ１の機能ブロック構成の一例を示す図である。図２に示すように、ＯＬＴ１は、スライス管理部１１、帯域割当部１２、フレーム受信部１３、フレーム送信部１４、およびリソース情報生成部１５を備える。なお、図２において、破線の矢印はユーザデータの流れを表し、実線の矢印は制御に使用するデータである制御データの流れを表す。また、図２では記載を省略しているが、図１に示すように、コントローラ４には、ＯＬＴ１の他にレイヤ２スイッチ３が接続される。また、通信システム２００が複数のＰＯＮシステム１００を含む構成の場合、コントローラ４には複数のＯＬＴ１が接続される。また、図１ではＯＮＵ２を１台図示しているが、上述した通りＯＬＴ１には複数のＯＮＵ２が接続されていてもよい。

スライス管理部１１は、コントローラ４から入力されるリソース確保要求を、遅延クラスに分類して管理する。スライス管理部１１の動作の詳細については後述する。

帯域割当部１２は、ＰＯＮシステム１００内の帯域を複数の割当方式で複数のＯＮＵ２へ割当てることが可能である。各ＯＮＵ２に上り通信に対する帯域を割当て、割当結果をＰＯＮシステム１００の制御データとしてフレーム送信部１４およびリソース情報生成部１５へ出力する。なお、ここでいう帯域は、ＰＯＮシステム１００内で用いる通信リソースである。帯域割当部１２による帯域割当の方式には、例えば、固定割当、ステータスレポート割当、ベストエフォート割当の３種類がある。これらの割当の方式については後述する。帯域割当部１２は、ステータスレポート割当を行っている場合、各ＯＮＵ２から制御データとして送信される情報であって各ＯＮＵ２がＯＬＴ１への送信のために保持しているデータのデータ量を示す情報に基づいて、ＯＮＵ２ごとにデータ送信に用いる帯域の必要量を算出する。帯域割当部１２の動作の詳細は後述する。

フレーム受信部１３は、ＯＮＵ２から入力される上り方向のユーザデータと、ＰＯＮシステム１００内の制御に用いられる制御データとを分離し、ユーザデータをコアネットワークへ転送するとともに制御データを帯域割当部１２へ転送する機能を有する。

フレーム送信部１４は、コアネットワークからレイヤ２スイッチ３を介して入力される下り方向のユーザデータと、帯域割当部１２から入力されるＰＯＮシステム１００内の制御に用いられる制御データとを集約し、集約したデータをユーザデータの宛先に対応するＯＮＵ２へ転送する機能を有する。

リソース情報生成部１５は、各ＯＮＵ２のそれぞれの遅延クラスについて、利用可能な帯域を算出し、ＰＯＮシステム１００を１つの仮想的なレイヤ２スイッチとみなし、仮想的なレイヤ２スイッチとしてのリソース情報である抽象リソース情報を生成する。リソース情報生成部１５は、抽象リソース情報をコントローラ４へ送信する。遅延クラス、仮想的なレイヤ２スイッチおよびリソース情報生成部１５の動作の詳細については後述する。

なお、ＯＬＴ１に複数のＯＮＵ２が接続される場合、図１に示したフレーム受信部１３およびフレーム送信部１４には複数のＯＮＵ２が接続される。フレーム受信部１３は、複数のＯＮＵ２のそれぞれから受信したユーザデータと制御データを分離し、ユーザデータをコアネットワークへ転送するとともに制御データを帯域割当部１２へ転送する。また、フレーム送信部１４は、コアネットワーク入力される複数のＯＮＵ２のそれぞれに対応する下り方向のユーザデータと、帯域割当部１２から入力される制御データとを集約し、集約したデータをユーザデータの宛先に対応するＯＮＵ２へ転送する。

ここで、ＯＬＴ１における帯域割当について説明する。各ＯＮＵ２に、どのような帯域が割当てられるかは、ＰＯＮシステム１００で用いられる規格等によって異なる。例えば、ＩＥＥＥ（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）８０２．３で規定される１０Ｇ−ＥＰＯＮでは、上り通信はＴＤＭ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）方式である。このため、ＰＯＮシステム１００が１０Ｇ−ＥＰＯＮシステムである場合、各ＯＮＵ２には送信時間帯が割当てられる。ＩＴＵ−Ｔ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｕｎｉｏｎ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎ Ｓｅｃｔｏｒ） Ｇ．９８９シリーズで規定されるＮＧ−ＰＯＮ２では、上り通信は、波長分割方式とＴＤＭ方式を組み合わせたＴＷＤＭ（Ｔｉｍｅ ａｎｄ Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：時間および波長分割多重）方式である。このため、ＰＯＮシステム１００がＮＧ−ＰＯＮ２システムである場合、各ＯＮＵ２には送信時間帯と波長が割当てられる。

ここでは、まず、ＰＯＮシステム１００が１０Ｇ−ＥＰＯＮシステムである場合を例に挙げて説明する。この場合、帯域割当部１２は、各ＯＮＵ２に、送信時間帯を割当てる。送信時間帯は、例えば、各ＯＮＵ２からの送信を許可する開始タイミングと送信時間の長さとで指定される。

次に、帯域割当部１２による帯域割当の方式について説明する。図３は、本実施の形態のＯＬＴ１における固定割当を説明するための図である。図３に例示した方式では、割当周期と呼ばれる周期が定められており、帯域割当部１２は、割当周期ごとに、固定帯域を割当てる。詳細には、帯域割当部１２は、割当周期ごとに、各ＯＮＵ２に対して送信を許可する開始タイミングと時間の長さとを割当てる。以下、送信を許可する開始タイミングと時間の長さとを、割当量とも呼ぶ。詳細には、図３に示すように、帯域割当部１２は、割当周期ごとに、各ＯＮＵ２に割当量を通知する送信指示を示す制御データを生成して、フレーム送信部１４を介して各ＯＮＵ２へ送信する。各ＯＮＵ２は、割当周期ごとの割当量に示される時間帯で、保持している送信データ８を送信する。

なお、ここでは、ＯＮＵ２ごとに割当量を算出する例を記載するが、帯域割当部１２は、各ＯＮＵ２に関してスライスごとに割当量を算出することも可能である。この場合、各ＯＮＵ２が、スライスごとに送信データ８を管理し、スライスごとに当該スライスに割当てられた帯域を用いて送信データ８を送信する。送信データ８の各フレームには、スライスを識別可能な情報が含まれている。

帯域割当部１２が図３に例示した方式によって割当を行っている場合、各割当周期における各ＯＮＵ２の割当量は固定である。このため、ＯＮＵ２の送信に必要な帯域である必要量が、固定された割当量である固定割当帯域より少ない場合であっても、固定割当帯域がＯＮＵ２に割当てられることになる。このような場合、ＯＮＵ２に割当てられたものの送信に用いられない帯域が生じることになり、帯域の利用効率が低くなる。一方で、送信データ８がＯＮＵ２に蓄積されてから送信されるまでの最大の時間は、割当周期に等しい。また、例えば、割当周期内で各ＯＮＵ２に複数の送信許可開始タイミングを与える割当方式とすることも可能であり、このような場合には、ＯＮＵ２において送信データが送信を待たされる最大の時間を、割当周期よりも短くすることも可能である。

図４は、本実施の形態のＯＬＴ１におけるステータスレポート割当を説明するための図である。ステータスレポート割当では、各ＯＮＵ２は、保持している送信データ８のデータ量を集計してＯＬＴ１へ通知し、ＯＬＴ１は、各ＯＮＵ２から受け取ったデータ量に基づいて、各ＯＮＵ２の割当量を決定する。つまり、ステータスレポート割当では、帯域割当部１２は、ＯＮＵ２から通知されたＯＮＵ２における必要量に応じて帯域を割当てる。詳細には、割当周期ごとに、各ＯＮＵ２には、データ量を通知するための送信時間帯が割当てられ、各ＯＮＵ２はこの送信時間帯で保持している送信データ８のデータ量をＯＬＴ１へ通知する。帯域割当部１２は、割当周期ごとに、各ＯＮＵ２から通知されたデータ量に基づいて各ＯＮＵ２への割当量の計算である割当計算を行う。そして、帯域割当部１２は、各ＯＮＵ２に割当量を通知する送信指示を示す制御データを生成して、フレーム送信部１４を介して各ＯＮＵ２へ送信する。

ステータスレポート割当では、各ＯＮＵ２の必要量に応じて割当量が算出されるので、帯域利用効率を高くすることができる。一方で、ＯＮＵ２において、送信データ８が送信を待たされる最大の時間は、各ＯＮＵ２が送信のために保持しているデータのデータ量を集計する割当周期と、この割当周期に続く、データ量をＯＬＴ１に通知してＯＬＴ１が割当量を計算する割当周期と、他のＯＮＵ２の送信の待機時間との合計となる。つまり、ＯＮＵ２において、送信データ８が送信を待たされる最大の時間は、２割当周期と他のＯＮＵ２の送信を待機する時間との合計である。例えば、帯域割当部１２による割当計算で、ＯＬＴ１に接続される全ＯＮＵ２のうち最後の時間帯が割当られたＯＮＵ２では、他のＯＮＵ２の送信を待機する時間が割当周期に等しくなる。したがって、ステータスレポート割当では、送信データ８が送信を待たされる最大の時間は割当周期の３倍となり、固定割当と比較して保証可能な最短の時間が長い。なお、各ＯＮＵ２に対して、必要量に相当する割当量が必ず与えられるわけではない。ＯＮＵ２間で調整されることもあり得るし、各ＯＮＵ２に対して最大の割当量である最大割当帯域が設定され、最大割当帯域を超える割当ては行わない場合もあり得る。

一般的に、ＯＬＴ１の割当動作では、固定割当とステータス割当とを組み合わせることが可能である。本実施の形態のＯＬＴ１においても、帯域割当部１２は、固定割当とステータス割当とのそれぞれの動作を行うことが可能である。つまり、実施の形態１のＰＯＮシステム１００では、割当動作の方式に応じて、送信データに対して保証可能な遅延時間が、割当周期相当と割当周期の３倍相当との２種類ある。

ＰＯＮシステム１００における送信データの遅延時間としては、上述した帯域割当による遅延時間のほかに、各ＯＮＵ２での処理時間、各ＯＮＵ２からＯＬＴ１への伝送時間、ＯＬＴ１での処理時間がある。このため、各ＯＮＵ２について、帯域割当による遅延時間にそれらを加算したものが、ＰＯＮシステム１００として保証可能な遅延時間である。ＤＢＡの種類により保証可能な遅延時間の数だけＰＯＮシステム１００として保証可能な遅延時間があることになるが、それらを遅延クラスと呼ぶことにする。遅延クラスとしては、上述した固定割当とステータスレポート割当のそれぞれに対応する２つのクラスがある。これら以外に、さらに遅延を保証しないクラスも定義可能である。本実施の形態では、上述した固定割当とステータスレポート割当のそれぞれの対応する２つの遅延クラスと、遅延を保証しない遅延クラスとの３つの遅延クラスを定義する。なお、遅延保証なしの遅延クラスの通信データには、帯域割当において、遅延保証ありのクラスへの割当を行った余剰が割当てられることとする。

次に、スライス管理部１１の動作について説明する。図５は、本実施の形態のスライス管理部１１における処理手順の一例を示すフローチャートである。図５に示すように、まず、スライス管理部１１は、各ＯＮＵ２の遅延クラスごとの保証遅延時間を算出する（ステップＳ１）。スライス管理部１１は、算出した遅延クラスごとの保証遅延時間を保持する。保証遅延時間は、ＰＯＮシステム１００が通信データを転送する際に保証可能な遅延時間である。すなわち、保証遅延時間は、ＰＯＮシステム１００が通信データを転送する際に生じる最大の遅延時間である。

保証遅延時間には、ＯＮＵ２において送信データが送信を待たされる最大の時間すなわちＯＮＵ２における送信データの最大の待機時間の他に、各ＯＮＵ２およびＯＬＴ１での処理時間と、ＯＮＵ２からＯＬＴ１への伝送時間とが含まれる。ここでは、各ＯＮＵ２およびＯＬＴ１での処理時間は、ＯＮＵ２における送信データの最大の待機時間に比べて無視できるものとして、保証遅延時間はＯＮＵ２における送信データの最大の待機時間とＯＮＵ２からＯＬＴ１への伝送時間との和に等しいと近似する。一般に、ＰＯＮシステム１００では、ＯＬＴ１は、ＯＮＵ２との接続時などに、ＯＬＴ１と各ＯＮＵ２との間の往復時間であるＲＴＴ（Ｒｏｕｎｄ Ｔｒｉｐ Ｔｉｍｅ）を図示しない制御部などにより測定している。スライス管理部１１は、ＲＴＴに１／２を乗ずることにより、ＯＮＵ２からＯＬＴ１への伝送時間を算出することができる。ＯＮＵ２からＯＬＴ１への伝送時間の決定方法はこの例に限定されない。なお、実際の保証遅延時間を算出する際には、各ＯＮＵ２およびＯＬＴ１での処理時間を考慮してもよい。

ＯＮＵ２における最大の送信データの待機時間は、固定割当の場合には割当周期に相当し、ステータスレポート割当の場合には割当周期の３倍に相当する。また、ベストエフォート割当の場合には保証遅延時間は設定されない。以下では、固定割当に対応する遅延クラスを遅延クラス１と定義し、ステータスレポート割当に対応する遅延クラスを遅延クラス２と定義し、ベストエフォート割当に対応する遅延クラスを遅延クラス３と定義する。

図６は、本実施の形態の各ＯＮＵ２の遅延クラスごとの保証遅延時間の一例を示す図である。図６に示した例では、割当周期は１００μｓであり、ＯＬＴ１に接続されるＯＮＵ２は、ＯＮＵ２−１，ＯＮＵ２−２の２台である。また、ＯＮＵ２−１はＯＬＴ１の近傍に存在していると仮定し、ＯＮＵ２−１からＯＬＴ１への伝送時間は無視できるとし、ＯＮＵ２−２からＯＬＴ１への伝送時間は５０μｓとしている。図６は一例であり、ＯＮＵ２の数、割当周期、ＯＮＵ２からＯＬＴ１への伝送時間は図６に示した例に限定されない。

図５の説明に戻る。次に、スライス管理部１１は、割当周期が変更されたか否かを判断する（ステップＳ２）。なお、帯域割当部１２は、割当周期を変更することが可能である。また、帯域割当部１２は、割当周期を変更すると変更後の割当周期をスライス管理部１１へ通知する。割当周期の初期値に関しては、帯域割当部１２がスライス管理部１１に割当周期の初期値を通知してもよいし、スライス管理部１１が割当周期の初期値を保持していてもよい。

スライス管理部１１は、割当周期が変更された場合（ステップＳ２ Ｙｅｓ）、各ＯＮＵ２の遅延クラスごとの保証遅延時間を更新する（ステップＳ３）。スライス管理部１１は、リソース確保要求を受信したか否かを判断し（ステップＳ４）、リソース確保要求を受信した場合（ステップＳ４ Ｙｅｓ）、分類情報を更新する（ステップＳ５）。スライス管理部１１は、更新した分類情報を保持する。リソース確保要求は、上述したとおり、各スライスでの通信の通信リソースを確保するためにコントローラ４から送信される。リソース確保要求は、スライスに対してＰＯＮシステム１００内で確保することが要求される要求帯域とＰＯＮシステム１００内の要求遅延時間とを含む。分類情報は、リソース確保要求を各遅延クラスに分類した結果を示す情報である。分類情報の詳細は後述する。

図７は、本実施の形態のリソース確保要求の一例を示す図である。図７では、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４までの４つのリソース確保要求が例示されている。図７に示すように、リソース要求には、ポートペア、要求遅延時間、要求帯域が含まれる。ポートペアは、詳細は後述するが、ＰＯＮシステム１００を仮想的なレイヤ２スイッチとみなした場合のフレーム転送経路を示す情報である。

ここで、本実施の形態の仮想的なレイヤ２スイッチとポートペアについて説明する。図８は、本実施の形態の仮想的なレイヤ２スイッチを説明するための図である。図８の左側には、ＯＬＴ１に、ＯＮＵ２−１とＯＮＵ２−２の２台のＯＮＵ２が接続しているＰＯＮシステム１００の構成例を示している。図８の右側には、左側に示したＰＯＮシステム１００を１つの仮想的なレイヤ２スイッチである仮想スイッチ１００ａとみなした場合の仮想スイッチ１００ａを示している。レイヤ２スイッチでは、各ポートにどの通信装置が接続されているかを管理しており、フレームの宛先の通信装置に応じて、対応するポートにフレームを転送する。図８に示した仮想スイッチ１００ａでは、ＰＯＮ区間を隠蔽し、ＯＮＵ２−１およびＯＮＵ２−２のダウンリンク側すなわちＯＬＴ１と反対側のポートを、それぞれ仮想スイッチ１００ａのポート２−１および２−２とみなしている。また、仮想スイッチ１００ａでは、ＯＬＴ１のアップリンク側すなわちＯＮＵ２と反対側のポートを仮想スイッチ１００ａのポート１とみなしている。なお、ここでは、ポートペアにおけるポートの識別番号は、対応する各通信装置の識別番号と同一としている。なお、実際の識別番号としては、各通信装置の符号ではなく、ＰＯＮシステム１００において用いられるアドレス、仮想スイッチ１００ａのポート番号などの任意の識別情報を用いることができる。

例えば、図１に示したセンサ６がコアネットワークを介して宛先の通信装置へデータを送信する場合、ＯＮＵ２−１は、センサ６から受信したデータをＯＬＴ１へ転送する。このことは、仮想スイッチ１００ａがポート２−１から受信したデータをポート１から出力することに対応する。例えば、ポートペア（２−１，１）は、ＯＮＵ２−１からＯＬＴ１へのフレーム転送を示す。図８に示した例では、仮想スイッチ１００ａの上り方向の通信におけるポートペアは、（２−１，１）と（２−２，１）の２つとなる。このように、ポートペアの括弧内の前半の数値は、仮想的なレイヤ２スイッチにおける転送元に対応するポートの識別番号を示し、後半の数値は、仮想的なレイヤ２スイッチにおける転送先に対応するポートの識別番号を示す。

図７の説明に戻る。図７に示した要求遅延時間は、リソース確保要求に対応するスライスの通信で要求される遅延時間を示している。ＰＯＮシステム１００は、このリソース確保要求に対応するスライスの通信では、保証遅延時間を要求遅延時間以下とすることが望まれる。要求帯域は、リソース確保要求に対応するスライスの通信用に、ＰＯＮシステム１００が確保すべき帯域である。なお、図７は、各リソース確保要求に含まれる情報を表形式で一括して示しているが、各リソース確保要求は個別に送信され、それぞれのリソース確保要求に図７に示した情報が含まれる。

図７に示すように、リソース確保要求Ｎｏ．１では、ＯＮＵ２−１を用いた通信経路で１００μｓの要求遅延時間で１Ｇｂｐｓの帯域が要求されている。リソース確保要求Ｎｏ．２では、ＯＮＵ２−２を用いた通信経路の通信において３２５μｓの要求遅延時間で２Ｇｂｐｓの帯域を確保することが要求されている。リソース確保要求Ｎｏ．３では、ＯＮＵ２−１を用いた通信経路の通信において３２５μｓの要求遅延時間で３Ｇｂｐｓの帯域を確保することが要求されている。リソース確保要求Ｎｏ．４では、ＯＮＵ２−１を用いた通信経路において要求遅延時間は設定されず４Ｇｂｐｓの帯域を確保することが要求されている。なお、ここでは帯域は伝送速度で示されているが、実際にＯＬＴ１によって割当てられるのは各割当周期における送信時間帯（送信開始のタイミングと長さ）である。割当周期内でＯＮＵ２のデータの送信に使用される全期間を１つのＯＮＵ２に割当てた場合が当該ＯＮＵ２からＯＬＴ１への最大の伝送速度となる。この最大の伝送速度が１０Ｇｂｐｓであるとすると、２つのＯＮＵ２に上記の期間を均等に割当てた場合には、２つのＯＮＵ２はそれぞれ５Ｇｂｐｓで伝送を行うことができる。このように、送信時間帯の割当は伝送速度の割当に変換することができることから、送信時間帯を割当てることを、帯域を割当てるとも表現する。

図９は、本実施の形態の分類情報の一例を示す図である。スライス管理部１１は、図６に例示した各ＯＮＵ２の遅延クラスごとの保証遅延時間を用いて、受信したリソース確保要求を各遅延クラスに分類する。

例えば、リソース確保要求Ｎｏ．１は、ポートペアが（２−１，１）であることから、スライス管理部１１は、ＯＮＵ２−１の遅延クラスごとの保証遅延時間を参照する。ＯＮＵ２−１の遅延クラスごとの保証遅延時間は、図６に示した例では、遅延クラス１では１００μｓであり、遅延クラス２では３００μｓである。リソース確保要求Ｎｏ．１では要求遅延時間が１００μｓであるため、リソース確保要求Ｎｏ．１は、要求遅延時間を保証可能な遅延クラスである遅延クラス１に分類される。

また、リソース確保要求Ｎｏ．２は、ポートペアが（２−２，１）であることから、スライス管理部１１は、ＯＮＵ２−２の遅延クラスごとの保証遅延時間を参照する。ＯＮＵ２−２の遅延クラスごとの保証遅延時間は、図６に示した例では、遅延クラス１では１５０μｓであり、遅延クラス２では３５０μｓである。リソース確保要求Ｎｏ．２では要求遅延時間が３２５μｓであるため、リソース確保要求Ｎｏ．２は、要求遅延時間を保証可能な遅延クラス１に分類される。

また、リソース確保要求Ｎｏ．３は、ポートペアが（２−１，１）であることから、スライス管理部１１は、ＯＮＵ２−１の遅延クラスごとの保証遅延時間を参照する。リソース確保要求Ｎｏ．３では要求遅延時間が３２５μｓであるため、リソース確保要求Ｎｏ．３は、要求遅延時間を保証可能な遅延クラスのうち最大の許容遅延時間に対応する遅延クラスである遅延クラス２に分類される。このように、各リソース確保要求は、要求遅延時間を保証可能な遅延クラスのうち最大の許容遅延時間に対応する遅延クラスに分類される。

図５の説明に戻る。スライス管理部１１は、ステップＳ５で分類情報を更新すると、リソース確保要求ごとの帯域割当方式および割当帯域を決定する（ステップＳ６）。上述したとおり、遅延クラスは割当方式に対応している。このため、スライス管理部１１は、各リソース確保要求の遅延クラスに基づいて割当方式を決定することができる。また、スライス管理部１１は、リソース確保要求ごとに、決定された割当方式で用いる割当帯域を決定する。固定割当では、上述した通り、割当周期ごとの帯域は固定であるため、スライス管理部１１は、固定割当については、固定割当帯域を決定する。ステータスレポート割当については、スライス管理部１１は、ステータスレポート割当における割当て帯域の上限である最大割当帯域を決定する。ベストエフォート割当については、スライス管理部１１は、要求する帯域である要求割当帯域を決定する。具体的には、スライス管理部１１は、固定割当における固定割当帯域、ステータスレポート割当における最大割当帯域、およびベストエフォート割当における要求割当帯域を、それぞれリソース確保要求で要求された要求帯域に決定する。

ベストエフォート割当では遅延を許容しているため、例えば、連続する割当周期である第１周期、第２周期、第３周期において、第１周期および第２周期では固定割当とステータスレポート割当で使用されて帯域が余らず、第３周期で帯域が余れば第３周期では要求帯域範囲内で最大の帯域を送信する、といったような動作が行われてもよい。また、例えば、ステータスレポート割当において、上述したように最大割当帯域が設定され、余りがあれば最大割当帯域を超えて必要量まで割当てるが、余りがなければ最大割当帯域までの割当てが行われるようにしてもよい。これにより、ステータスレポート割当とベストエフォート割当との間で帯域を分け合うことになる。

スライス管理部１１は、リソース確保情報ごとの、対象のＯＮＵ２と、遅延クラス、要求帯域、帯域割当方式および割当帯域を、帯域割当部１２およびリソース情報生成部１５へ出力する。すなわち、スライス管理部１１は、分類情報と、帯域割当方式および割当帯域を、帯域割当部１２およびリソース情報生成部１５へ出力する。ステップＳ６の後、スライス管理部１１は、ステップＳ２からの処理を再度実施する。なお、ステップＳ６では、スライス管理部１１は、図８に例示したような有効な全てのリソース確保要求に関する情報を帯域割当部１２およびリソース情報生成部１５へ出力してもよいし、新たに受信したリソース確保要求に対応する情報のみを出力してもよい。

割当周期が変更されていない場合（ステップＳ２ Ｎｏ）、スライス管理部１１は、処理をステップＳ４へ進める。リソース確保要求を受信していない場合（ステップＳ４ Ｎｏ）、スライス管理部１１は、ステップＳ２からの処理を再度実施する。なお、ステップＳ１の後、スライス管理部１１は、定められた処理周期でステップＳ２の判断を実施することで、割当周期の更新とリソース確保要求の受信の有無に応じた処理を実施することができる。図５に示した処理手順は一例であり、同等の処理が実現できればよく、具体的な処理手順は図５に示した例に限定されない。例えば、ステップＳ２の前にステップＳ４の判断を実施し、リソース確保要求を受信したことを契機として、割当周期が前回のリソース確保要求を受信した時点から変更になったか否かを判断し、割当周期が更新されていた場合にステップＳ３を実施するようにしてもよい。

以上のように、スライス管理部１１は、複数の割当方式にそれぞれ対応する保証遅延時間を算出し、複数の割当方式にそれぞれ対応する保証遅延時間を保持する。そして、スライス管理部１１は、コントローラ４から、リソース確保要求を受信し、リソース確保要求に対応する割当方式を、リソース確保要求に含まれる要求遅延時間と複数の割当方式ごとの保証遅延時間とに基づいて決定する。上述したように、リソース確保要求を遅延クラスに分類することは、リソース確保要求に対応する割当方式を決定することに相当する。

以上の処理により、スライス管理部１１は、リソース確保要求ごとに、対象のＯＮＵ２と、遅延クラス、要求帯域、帯域割当方式および割当帯域を、帯域割当部１２およびリソース情報生成部１５へ通知することができる。なお、遅延クラスと割当方式に対応しているため、スライス管理部１１は、これらのうちの一方を帯域割当部１２およびリソース情報生成部１５へ通知してもよい。なお、図示は省略しているが、リソース確保要求には、スライスすなわち仮想ネットワークを識別するスライス識別情報が含まれている。これにより、各リソース確保要求に対応するスライスの通信リソースの削除要求、変更要求がコントローラ４からあった場合に、分類情報に反映することができる。スライス管理部１１は、分類情報にスライス識別情報を付加してもよい。

帯域割当部１２は、スライスごとに、スライス管理部１１から通知された帯域割当方式にしたがって、帯域割当を実施する。例えば、固定割当のスライスに関しては、帯域割当部１２は、割当周期ごとに、スライス管理部１１から通知された固定帯域割当量に対応する送信時間帯を割当てる。ステータスレポート割当のスライスに関しては、帯域割当部１２は、当該スライスに対応するＯＮＵ２の当該スライスの送信データの送信に必要な必要量に基づいて、割当周期ごとに、ＯＮＵ２へ送信時間帯を割当てる。必要量がスライス管理部１１から通知された最大割当帯域より少ない場合には、各割当周期で当該スライスに割当てる帯域は必要量であり、必要量が上記の最大割当帯域以上の場合には、各割当周期で当該スライスに割当てる帯域は最大割当帯域である。ベストストエフォート割当のスライスに関しては、帯域割当部１２は、割当周期ごとに、ベストエフォート割当のスライス以外のスライスへ帯域を割当てた後に、余った帯域である余剰帯域を当該スライスに割当てる。このときに、余剰帯域がスライス管理部１１から通知された要求帯域以上の場合には、スライスに割当てる帯域は当該要求帯域となり、余剰帯域が当該要求帯域未満の場合、スライスに割当てる帯域は余剰帯域となる。ベストエフォート割当のスライスが複数存在する場合には、余剰帯域が複数のスライスに配分される。

次に、リソース情報生成部１５の動作について説明する。リソース情報生成部１５は、複数のＯＮＵ２の割当方式ごとの利用可能帯域をリソース情報である抽象リソース情報として保持する。リソース情報生成部１５は、スライス管理部１１から入力される情報すなわち、リソース確保要求に対応する割当方式と当該リソース確保要求に含まれる要求帯域とに基づいて、リソース確保要求に対応する割当方式のＯＮＵ２の利用可能帯域を算出する。そして、リソース情報生成部１５は、算出した利用可能帯域で抽象リソース情報を更新し、抽象リソース情報をコントローラ４へ送信する。

図１０は、本実施の形態のリソース情報生成部１５における処理手順の一例を示すフローチャートである。ＯＬＴ１の起動後、リソース情報生成部１５は、抽象リソース情報の初期値である初期抽象リソース情報をコントローラ４に送信する（ステップＳ１１）。図１１は、本実施の形態の抽象リソース情報の一例を示す図である。図１１に示すように、抽象リソース情報は、ポートペアごとの、各遅延クラスの保証遅延時間および利用可能帯域を含む。初期抽象リソース情報は、利用可能帯域に初期値、すなわちリソース確保要求を受信する前の値が格納された抽象リソース情報である。保証遅延時間については、上述したとおり、ＯＬＴ１の起動後、ＲＴＴの測定が行われた後に決定される。

遅延クラス１すなわち固定割当では、ＯＮＵ２における送信データの蓄積量にかかわらず固定的に帯域が割当てられる。ＯＮＵ２では、固定割当用バッファを有しており、固定割当に対応する送信データは固定割当用バッファに蓄積される。したがって、１回の割当周期でＯＮＵ２が送信する最大の送信データ量は固定割当用バッファのサイズにより決まる。リソース確保要求を受信する前は、この最大の送信データ量を全て利用可能であるため、固定割当に対応する利用帯域の初期値は、固定割当用バッファのサイズに対応する帯域とする。また、遅延クラス２、遅延クラス３については、ＯＮＵ２の最大の上りの伝送速度に対応する帯域を利用帯域の初期値とする。ここでは、上述したように、１０Ｇ−ＥＰＮを仮定しており、ＯＮＵ２の最大の上りの伝送速度を１０Ｇｂｐｓとしている。なお、１０Ｇ−ＥＰＯＮにおいては、制御データ、ＦＥＣ（Ｆｏｒｗａｒｄ Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）領域の存在などにより、ユーザデータの伝送に使用可能な帯域は実際には１０Ｇｂｐｓより小さいが、ここでは説明の簡略化のため、制御データ、ＦＥＣなどは無視できるものとし、ＯＮＵ２−１とＯＮＵ２−２が１０Ｇｂｐｓの帯域を共有する例について説明する。

図１１に示すように、例えば、遅延クラス２では、２つのポートペアのそれぞれの利用可能帯域が１０Ｇｂｐｓである。したがって、合計では２０Ｇｂｐｓの利用可能帯域があるように見える。しかし、実際には、１０ＧｂｐｓをＯＮＵ２−１とＯＮＵ２−２とで共有しているため、ＯＮＵ２−１とＯＮＵ２−２の両方が１０Ｇｂｐｓで上り通信を行うことはない。一方で、ＯＮＵ２−１とＯＮＵ２−２のいずれかの単独であれば、最大で１０Ｇｂｐｓが利用可能であるため、初期値としては図１１に示した値に設定される。抽象リソース情報は、リソース確保要求の受信した場合に更新されるほか、割当周期の変更、帯域割当におけるＤＢＡの割当量算出アルゴリズムの変更によっても変更される。

図１０の説明に戻る。次に、リソース情報生成部１５は、抽象リソース情報の生成タイミングであるか否かを判断する（ステップＳ１２）。抽象リソース情報の送信は、抽象リソース情報が変更されるたびに行われる。したがって、抽象リソース情報の生成タイミングは、抽象リソース情報が変更されたタイミングである。また、抽象リソース情報が更新されなくても、コントローラ４の求めに応じて、あるいは、定期的に抽象リソース情報をコントローラ４に送信してもよい。このような場合、コントローラ４の求めがあった場合、または定期的なタイミングも抽象リソース情報の生成タイミングとなる。

リソース情報生成部１５は、抽象リソース情報の生成タイミングである場合（ステップＳ１２ Ｙｅｓ）、分類情報に新たなリソース確保要求が有るか否かを判断する（ステップＳ１３）。詳細には、ステップＳ１３では、リソース情報生成部１５は、前回、抽象リソース情報を生成してから、スライス管理部１１から、新たなリソース確保要求に関する分類情報などを受信したか否かを判断する。抽象リソース情報の生成タイミングでない場合（ステップＳ１２ Ｎｏ）、リソース情報生成部１５は、ステップＳ１２を繰り返す。

分類情報に新たなリソース確保要求が有る場合（ステップＳ１３ Ｙｅｓ）、リソース情報生成部１５は、選択したリソース確保要求に対応する帯域を確保ができるか否かを判断する（ステップＳ１４）。なお、リソース情報生成部１５は、新たなリソース確保要求が複数ある場合に、ステップＳ１４の処理を行っていないリソース確保要求のうち受信の早い順に、ステップＳ１４の処理対象とするリソース確保要求を選択する。ステップＳ１４では、前回抽象リソース情報を生成してから、割当周期の変更、帯域割当におけるＤＢＡの割当量算出アルゴリズムの変更など、利用可能帯域の算出に影響する変更があった場合、変更後の内容に基づいてステップＳ１４の処理を実施する。例えば、割当周期が変更されれば、図６に示した遅延クラスごとの保証遅延時間が変更される。スライス管理部１１は、帯域割当部１２からの通知により割当周期の変更、帯域割当におけるＤＢＡの割当量算出アルゴリズムの変更など検出すると、再度図５に示した処理を行ってリソース確保要求を分類する。これにより分類情報が変更される。

ステップＳ１４では、詳細には、リソース情報生成部１５は、保持している抽象リソース情報と選択された新たなリソース確保要求とに基づいて、選択したリソース確保要求に対応する帯域を確保ができるか否かを判断する。新たなリソース確保要求は、例えば、前回抽象リソース情報を生成した後に、受信したリソース確保要求であるが、上述したように、割当周期の変更などにより分類情報が更新され、分類情報に変更があったリソース確保情報については新たなリソース確保要求に含める。

例えば、初期抽象リソース情報を送信した後に、最初にリソース確保要求を受信した場合、上述したスライス管理部１１によりリソース確保要求が分類され、分類情報と割当方式および割当量がリソース情報生成部１５に入力される。このリソース確保要求に対応するＯＮＵ２の遅延クラスの初期抽象リソース情報における利用可能帯域が、スライス管理部１１から通知された割当帯域以上の場合には、選択したリソース確保要求に対応する帯域を確保ができる。例えば、初期抽象リソース情報が図１１に示したものであり、最初に受信したリソース確保要求が、図７のリソース確保要求Ｎｏ．１であった場合、ＯＮＵ２−１の遅延クラス１に対応する利用可能帯域は３Ｇｂｐｓであり、スライス管理部１１から通知される割当帯域は１Ｇｂｐｓであるから、リソース確保要求Ｎｏ．１に対応する帯域を確保可能である。一方で、例えば、リソース確保要求Ｎｏ．１を受信した後に、ＯＮＵ２−１の遅延クラス１に対応し要求帯域が３Ｇｂｐｓであるリソース確保要求を受信した場合には、当該リソース確保要求に対応する帯域は確保できない。

選択したリソース確保要求に対応する帯域を確保ができる場合（ステップＳ１４ Ｙｅｓ）、リソース情報生成部１５は、リソース確保要求に対応する帯域を確保する（ステップＳ１５）。すなわち、リソース情報生成部１５は、リソース確保要求に帯域を割当て、保持している抽象リソース情報に、帯域を割当てた結果を反映する。これにより、リソース情報生成部１５は、リソース確保要求に対応する帯域を確保後の利用可能帯域を算出することができる。リソース情報生成部１５は、保持している抽象リソース情報を、算出した利用可能帯域で更新する。リソース確保要求に応じた利用帯域の更新の詳細については後述する。

リソース情報生成部１５は、全てのリソース確保要求に関する割当てが終了したか否かを判断する（ステップＳ１６）。なお、この全てのリソース確保要求は、ステップＳ１３で説明した新たに受信した全てのリソース確保要求である。全てのリソース確保要求に関する割当てが終了した場合（ステップＳ１６ Ｙｅｓ）、リソース情報生成部１５は、抽象リソース情報をコントローラ４へ送信し（ステップＳ１７）、ステップＳ１２からの処理を繰り返す。ステップＳ１３でＮｏの場合も、リソース情報生成部１５は、抽象リソース情報をコントローラ４へ送信し（ステップＳ１７）、ステップＳ１２からの処理を繰り返す。なお、リソース情報生成部１５は、割当周期の変更、帯域割当におけるＤＢＡの割当量算出アルゴリズムの変更など、利用可能帯域の算出に影響する変更があった場合には、その都度、変更後の内容に基づいて抽象リソース情報を更新する。したがって、ステップＳ１３でＮｏとなってステップＳ１７へ進んだ場合には、リソース確保要求に基づいた抽象リソース情報の更新は実施されないが、割当周期の変更などによる変更があった場合には当該変更が反映された抽象リソース情報がステップＳ１７で送信される。

ステップＳ１６で、割当てが終了していないリソース確保要求があると判断された場合（ステップＳ１６ Ｎｏ）、リソース情報生成部１５は、選択するリソース確保要求を変更して、ステップＳ１４からの処理を繰り返す。

ステップＳ１４で、選択したリソース確保要求に対応する帯域を確保ができない場合（ステップＳ１４ Ｎｏ）、リソース情報生成部１５は、リソース確保要求に対応する帯域を確保できないことをコントローラ４へ通知する（ステップＳ１８）。すなわち、リソース情報生成部１５は、リソース確保が不可であることを示す応答をコントローラ４へ送信する。ステップＳ１８の後、リソース情報生成部１５は、ステップＳ１２からの処理を繰り返す。

コントローラ４は、スライス要求があると、ＯＬＴ１から受信した抽象リソース情報と、レイヤ２スイッチ３−１〜３−ｍから受信したリソース情報とに基づいて、スライス要求に対応するリソースが有るか否かを判定する。スライス要求は、通信システム２００内のある端点から別のある端点への通信で要求されるリソースを示すリソース要求であり、確保する帯域、要求される保証遅延時間などを含む。また、コントローラ４は、スライス要求に対応するリソースが有る場合、通信システム２００内のＯＬＴ１、レイヤ２スイッチ３−１〜３−ｍなどにリソース確保を要求する。例えば、コントローラ４は、ネットワークの経路探索を行った上で経路上のノードのリソース情報から経路単位のリソース情報を生成したり、経路を隠蔽してネットワークの端点間のリソース情報を生成したりするといった処理を行ってもよい。コントローラ４は、このように、通信システム２００内の各装置から受信したリソースに関する情報に基づいて、各スライスへのリソースの割当てなどの処理を行う。一般的には、ＰＯＮシステムでは動的な帯域割当てが行われたり割当方式が変更になったりするため、コントローラ４が一般的なＰＯＮシステム内のリソースを管理することは難しく、ＰＯＮシステム内の保証遅延時間などまで考慮して各スライスへのリソースを割当てることは容易ではない。これに対し、本実施の形態のＯＬＴ１は、保証遅延時間、利用可能帯域といったパラメタを含めた抽象リソース情報をコントローラ４へ送信している。このため、コントローラ４は、各スライスで要求される帯域、保証遅延時間などに応じた割当てを容易に行うことができる。

次に、リソース確保要求に対応する帯域を確保と利用可能帯域の算出について説明する。図１２は、本実施の形態のリソース確保要求が入力される前の通信リソースの状態を示す図である。１段目には、ＯＮＵ２−１とＯＮＵ２−２が共有して使用する共有帯域を示している。上述したように、ここでは、共有帯域は１０Ｇｂｐｓである。２段目は、ＯＮＵ２−１の遅延クラス１に関する帯域の状態を示し、３段目はＯＮＵ２−１の全遅延クラスに関する帯域の状態を示す。図１２では、リソース確保要求を受信する前であるため、２段目に示すように、ＯＮＵ２−１の遅延クラス１すなわち固定割当に対応する利用可能帯域２０１ａは、ＯＮＵ２−１の固定割当に確保可能な総帯域３Ｇｂｐｓに等しい。ＯＮＵ２−１の固定割当に確保可能な総帯域は、上述した固定割当用バッファのサイズから算出される帯域であり、図１１に示した利用可能帯域の初期値に対応する。３段目に示すように、ＯＮＵ２−１の全遅延クラスに対応する利用可能帯域２０１ｂは、ＯＮＵ２−１への割当に確保可能な総帯域１０Ｇｂｐｓに等しい。なお、遅延クラス２，３の利用可能帯域に関しては、図１１の３段目に示した全遅延クラスに関する利用可能帯域２０１ｂとなるが、遅延クラス１については、２段目に示した固定割当固有の利用可能帯域である利用可能帯域２０１ａと、全遅延クラスに関する利用可能帯域２０１ｂとのうち大きくない方である。したがって、図１２に示した状態では、ＯＮＵ２−１の遅延クラス１の利用可能帯域は３Ｇｂｐｓ、ＯＮＵ２−１の遅延クラス２，３の利用可能帯域は１０Ｇｂｐｓである。

同様に、図１２の４段目は、ＯＮＵ２−２の遅延クラス１に関する帯域の状態を示し、５段目はＯＮＵ２−２の全遅延クラスに関する帯域の状態を示す。４段目に示すように、ＯＮＵ２−２の遅延クラス１に対応する利用可能帯域２０２ａは、ＯＮＵ２−２の固定割当に確保可能な総帯域２Ｇｂｐｓに等しい。５段目に示すように、ＯＮＵ２−２の全遅延クラスに関する利用可能帯域２０２ｂは、ＯＮＵ２−２への割当に確保可能な総帯域１０Ｇｂｐｓに等しい。このように、リソース情報生成部１５は、リソース確保要求に対応する割当方式が固定割当である場合、当該リソース確保要求に対応する帯域を確保する前の当該リソース確保要求に対応するＯＮＵ２の固定帯域に対応する利用可能帯域から、当該リソース確保要求に含まれる要求帯域を減ずることで当該利用可能帯域を更新する。図１２に示した状態では、ＯＮＵ２−２の遅延クラス１の利用可能帯域は２Ｇｂｐｓ、ＯＮＵ２−２の遅延クラス２，３の利用可能帯域は１０Ｇｂｐｓである。

図１３は、図７に示したリソース確保要求Ｎｏ．１を受信した後の通信リソースの状態を示す図である。図１３では、リソース確保要求Ｎｏ．１をＮｏ．１と略して示している。図１３では、図１２の状態の後に、ＯＬＴ１が、図７に示したリソース確保要求Ｎｏ．１を受信し、リソース確保要求Ｎｏ．１に対応する帯域を確保した後の状態を示している。リソース確保要求Ｎｏ．１は、図９に示したように遅延クラス１すなわち固定割当に分類される。リソース確保要求Ｎｏ．１で要求される帯域の確保のためには、ＯＮＵ２−１に関して１Ｇｂｐｓの固定割当帯域の割当てが必要である。図１３の１段目は、ＯＮＵ２−１のために１Ｇｂｐｓの確保帯域２１１が確保されたため、利用可能な共有帯域が９Ｇｂｐｓとなったことを示している。２段目は、ＯＮＵ２−１の固定割当に確保可能な総帯域のうち確保帯域２１１が確保されたことにより、利用可能帯域２０１ａが２Ｇｂｐｓに減ったことを示している。３段目は、ＯＮＵ２−１が確保可能な総帯域のうち１Ｇｂｐｓの確保帯域２１１が確保されたことにより、全遅延クラスに関する利用可能帯域２０１ｂが９Ｇｂｐｓに減ったことを示している。このとき、ＯＮＵ２−１に関して、遅延クラス１，２，３の利用可能帯域は、それぞれ、２Ｇｂｐｓ，９Ｇｂｐｓ，９Ｇｂｐｓである。ＯＮＵ２−１が確保可能な総帯域は１０Ｇｂｐｓのままである。

図１３の４段目に示すように、ＯＮＵ２−２の遅延クラス１に対応する利用可能帯域２０２ａは図１２の状態から変化していない。一方、５段目に示すように、ＯＮＵ２−２の全遅延クラスに関する利用可能帯域２０２ｂは、共有帯域のうち、ＯＮＵ２−１のために１Ｇｂｐｓの確保帯域２１１が確保されたため、９Ｇｂｐｓに減っている。このとき、ＯＮＵ２−２に関して、遅延クラス１，２，３の利用可能帯域は、それぞれ、２Ｇｂｐｓ，９Ｇｂｐｓ，９Ｇｂｐｓである。ＯＮＵ２−２が確保可能な総帯域は、ＯＮＵ２−１により１Ｇｂｐｓが確保されることにより、９Ｇｂｐｓに減る。

図１４は、図７に示したリソース確保要求Ｎｏ．２を受信した後の通信リソースの状態を示す図である。図１４では、リソース確保要求Ｎｏ．２をＮｏ．２と略して示している。図１４では、図１３の状態の後に、ＯＬＴ１が、図７に示したリソース確保要求Ｎｏ．２を受信し、リソース確保要求Ｎｏ．２に対応する帯域を確保した後の状態を示している。リソース確保要求Ｎｏ．２は、図９に示したように遅延クラス１すなわち固定割当に分類される。リソース確保要求Ｎｏ．２で要求される帯域の確保のためには、ＯＮＵ２−２に関して２Ｇｂｐｓの固定割当帯域の割当てが必要である。図１４の１段目は、ＯＮＵ２−２のために２Ｇｂｐｓの確保帯域２１２が新たに確保されたため、利用可能な共有帯域が７Ｇｂｐｓとなったことを示している。２段目は、ＯＮＵ２−１の遅延クラス１で利用可能帯域２０１ａは図１３の状態から変化していないことを示している。３段目は、ＯＮＵ２−１が確保可能な総帯域から、新たにＯＮＵ２−２のために２Ｇｂｐｓが確保されたことにより、全遅延クラスに関する利用可能帯域２０１ｂが７Ｇｂｐｓに減ったことを示している。このとき、ＯＮＵ２−１に関して、遅延クラス１，２，３の利用可能帯域は、それぞれ、２Ｇｂｐｓ，７Ｇｂｐｓ，７Ｇｂｐｓである。ＯＮＵ２−１が確保可能な総帯域は、ＯＮＵ２−１により１Ｇｂｐｓが確保されることにより、８Ｇｂｐｓに減る。

図１４の４段目は、ＯＮＵ２−２のために２Ｇｂｐｓの確保帯域２１２が確保されたため、ＯＮＵ２−２の遅延クラス１に対応する利用可能帯域２０２ａが０Ｇｂｐｓとなったことを示している。また、５段目に示すように、ＯＮＵ２−２の全遅延クラスに関する利用可能帯域２０２ｂは、共有帯域のうち、ＯＮＵ２−２のために２Ｇｂｐｓの確保帯域２１２が新たに確保されたため、７Ｇｂｐｓに減っている。このとき、ＯＮＵ２−２に関して、遅延クラス１，２，３の利用可能帯域は、それぞれ、０Ｇｂｐｓ，７Ｇｂｐｓ，７Ｇｂｐｓである。このため、これ以降、ＯＮＵ２−２に対して遅延クラス１に分類されるリソース確保要求を受信しても、当該リソース確保要求に対応する帯域を確保することができない。ＯＮＵ２−２が確保可能な総帯域は、９Ｇｂｐｓのままである。

図１５は、図７に示したリソース確保要求Ｎｏ．３を受信した後の通信リソースの状態を示す図である。図１５では、リソース確保要求Ｎｏ．３をＮｏ．３と略して示している。図１５では、図１４の状態の後に、ＯＬＴ１が、図７に示したリソース確保要求Ｎｏ．３を受信し、リソース確保要求Ｎｏ．３に対応する帯域を確保した後の状態を示している。リソース確保要求Ｎｏ．３は、図９に示したように遅延クラス２すなわちステータスレポート割当に分類される。リソース確保要求Ｎｏ．３で要求される帯域の確保のためには、ＯＮＵ２−１に関してステータスレポート割当により３Ｇｂｐｓの帯域が必要である。

リソース情報生成部１５は、リソース確保要求に対応する割当方式がステータスレポート割当である場合、当該リソース確保要求に対応する帯域を確保する前の当該リソース確保要求に対応するＯＮＵ２のステータスレポート割当に対応する利用可能帯域から、当該リソース確保要求に含まれる要求帯域を減ずることで当該利用可能帯域を更新する。図１５の１段目は、ＯＮＵ２−２のために３Ｇｂｐｓの確保帯域２１３が新たに確保されたため、利用可能な共有帯域が４Ｇｂｐｓとなったことを示している。２段目は、ＯＮＵ２−１の遅延クラス１で利用可能帯域２０１ａは図１３の状態から変化していないことを示している。３段目は、ＯＮＵ２−１が確保可能な総帯域から、新たにＯＮＵ２−１のために３Ｇｂｐｓが確保されたことにより、全遅延クラスに関する利用可能帯域２０１ｂが４Ｇｂｐｓに減ったことを示している。このとき、ＯＮＵ２−１に関して、遅延クラス１，２，３の利用可能帯域は、それぞれ、２Ｇｂｐｓ，４Ｇｂｐｓ，４Ｇｂｐｓである。ＯＮＵ２−２が確保可能な総帯域は、８Ｇｂｐｓのままである。

また、４段目は、帯域割当部１２によって実際にＯＮＵ２−１に割当てられた割当量を反映した状態を示している。リソース確保要求Ｎｏ．３は、ステータスレポート割当であるため、リソース確保要求Ｎｏ．３によって確保した帯域より、帯域割当部１２がＯＮＵ２の必要量に応じて割当てた帯域の方が少ないことがある。図１５の４段目では、帯域割当部１２が、リソース確保要求Ｎｏ．３に対応するスライスに実際に割当てた割当量２１４が１Ｇｂｐｓであったことを示している。上述した確保帯域２１３のかわりに実際に割当てた割当量２１４を用いて算出される利用可能帯域２０１ｃは、６Ｇｐｓである。このように、ステータスレポート割当の場合には、確保した帯域より少ない帯域が割当てられることがある。リソース情報生成部１５は、帯域割当部１２からスライスごとの割当量を受け取ることにより、実際の割当量を反映して利用可能帯域を算出することもできる。ステータスレポート割当のために確保した帯域とステータスレポート割当における実際の割当量との差分の２Ｇｂｐｓは、ベストエフォート割当に使用することが可能である。すなわち、リソース情報生成部１５は、リソース確保要求に対応する割当方式がステータスレポート割当である場合、当該リソース確保要求に対応する帯域を確保する前の当該リソース確保要求に対応するＯＮＵ２のベストエフォート割当に対応する利用可能帯域から、当該リソース確保要求に対応するスライスに帯域割当部１２が実際に割当てた帯域を減ずることで当該利用可能帯域を更新してもよい。実際の割当量を反映して利用可能帯域を算出した場合、ＯＮＵ２−１に関して、遅延クラス１，２，３の利用可能帯域は、それぞれ、２Ｇｂｐｓ，４Ｇｂｐｓ，６Ｇｂｐｓである。

図１５の５段目は、ＯＮＵ２−２の遅延クラス１に対応する利用可能帯域２０２ａが０Ｇｂｐｓのままであることを示している。また、６段目に示すように、ＯＮＵ２−２の全遅延クラスに関する利用可能帯域２０２ｂは、共有帯域のうち、ＯＮＵ２−２のために３Ｇｂｐｓの確保帯域２１３が新たに確保されたため、４Ｇｂｐｓに減っている。このとき、ＯＮＵ２−２に関して、遅延クラス１，２，３の利用可能帯域は、それぞれ、０Ｇｂｐｓ，４Ｇｂｐｓ，４Ｇｂｐｓである。７段目は、実際に割当てた割当量２１４を用いて算出された例を示しており、ＯＮＵ２−２の利用可能帯域２０２ｃは６Ｇｂｐｓとなる。したがって、実際の割当量を反映して利用可能帯域を算出した場合、ＯＮＵ２−２に関して、遅延クラス１，２，３の利用可能帯域は、それぞれ、０Ｇｂｐｓ，４Ｇｂｐｓ，６Ｇｂｐｓである。

以上説明したように、本実施の形態にかかるＯＬＴ１は、ＰＯＮシステム１００内部の帯域割当部１２の割当方式を反映して、ＰＯＮシステム１００が保証可能な遅延時間のクラスごとの利用可能な帯域を算出する。そして、ＯＬＴ１は、ＰＯＮシステム１００を仮想的なレイヤ２スイッチとみなした場合のリソース情報である抽象リソース情報を生成し、コントローラ４に送信する。これにより、コントローラ４は、ＰＯＮシステム１００を、その内部動作を意識することなく、仮想的なレイヤ２スイッチとして、通信リソースを容易にかつ精度よく管理することが可能となる。一般に、レイヤ２スイッチでは、各ポートのリンク速度を示すポート情報を送信することが可能である。ＰＯＮシステム１００を単にレイヤ２スイッチとみなして、ＯＬＴ１がポート情報だけをコントローラ４へ送信したとしても、コントローラ４は、ＰＯＮシステム１００における複雑なリソース管理を把握することがでない。したがって、コントローラ４は、ＯＬＴ１からポート情報を受信しただけでは、要求される通信サービスを実現するための通信リソースを保証遅延時間なども考慮してスライスに割当てることができない。本実施の形態では、保証遅延時間、利用可能帯域といったパラメタを含めた抽象リソース情報をＯＬＴ１がコントローラ４へ送信するため、コントローラ４は、ＰＯＮシステム１００の内部動作を意識することなく、スライスへの通信リソースの割当てにおいてＰＯＮシステム１００における保証遅延時間などを考慮することができる。

なお、以上の説明では、ＯＬＴ１は、割当方式として、固定割当、ステータスレポート割当、ベストエフォート割当を実施可能としたが、これら以外の割当方式の帯域割当を実施可能であってもよい。この場合、スライス管理部１１は、他の割当方式についても、方式に応じた保証遅延時間を算出し、当該割当方式に遅延クラスを割当てておく。例えば、無線連携ＤＢＡと呼ばれる割当方式を実施可能であってもよい。無線連携ＤＢＡは、親局において無線端末のデータ送信タイミングおよび送信データ量を制御している無線基地局のモバイルフロントホールにＰＯＮシステム１００を適用する場合に、ＯＬＴ１が、親局の制御情報に基づいて、無線端末のデータ送信タイミングおよび送信データ量に相当する割当てをＯＮＵ２に対して行う。このように、無線連携ＤＢＡは、他の装置と連携する連携割当の一例であり、連携割当では、帯域割当部１２は、ＯＮＵ２からのデータ送信のタイミングおよび送信量に関連する情報を管理する制御装置から、当該情報を受信する。ＯＮＵ２からのデータ送信のタイミングおよび送信量に関連する情報は、例えば、ＯＮＵ２の下位の装置からＯＮＵ２への送信タイミングと送信量である。受信した、データ送信のタイミングおよび送信量に基づいてＯＮＵ２へ帯域を割当てる。制御装置は、無線連携ＤＢＡの場合上述した親局である。この割当方式を適用すると、あるＯＮＵ２に対するＤＢＡによる送信データの送信待ち時間を、他のＯＮＵ２との競合による送信待ち時間のみにできて、かつ、送信データ量以上の送信時間を無駄に割当てることがない。このため、この割当方式は、保証遅延が小さく、かつ、帯域を有効利用可能な遅延クラスに対応することになる。

また、帯域割当部１２が、ベストエフォート割当と、連携割当とを実施可能である場合、上述したステータスレポート割当と同様に実際の割当量を反映して利用可能帯域を求めてもよい。すなわち、リソース情報生成部１５は、リソース確保要求に対応する割当方式が連携割当である場合、当該リソース確保要求に対応する帯域を確保する前の当該リソース確保要求に対応するＯＮＵ２のベストエフォート割当に対応する利用可能帯域から、当該リソース確保要求に対応するスライスに帯域割当部１２が実際に割当てた帯域を減ずることで当該利用可能帯域を更新してもよい。

また、以上述べた例では、ＰＯＮシステム１００を１０Ｇ−ＥＰＯＮシステムとしたため、ＯＬＴ１とＯＮＵ２の間の光通信区間に用いられる波長数は１つであったが、ＰＯＮシステム１００はＯＬＴ１とＯＮＵ２の間の光通信区間に用いられる波長数が複数であるＴＷＤＭ−ＰＯＮシステムであってもよい。ＴＷＤＭ−ＰＯＮの一例であるＮＧ−ＰＯＮ２では、波長あたりの通信速度が１０Ｇｂｐｓの波長を４波使用することで、総帯域４０Ｇｂｐｓを実現する。ＯＬＴ１は４波長を同時に使用することが可能であるのに対し、ＯＮＵ２は一度に使用可能な波長は１波長であり、同じ波長を使用するＯＮＵ２の間では、１０Ｇ−ＥＰＯＮのように１０Ｇｂｐｓの帯域を共有する。ＯＮＵ２は使用する波長を切り替え可能であるが、波長切り替え中はＯＬＴ１と通信できないため、実際に使用波長を切り替えると、当該ＯＮＵ２の波長切り替え時間に応じて、当該ＯＮＵ２とＯＬＴ１の間のデータ送受信が一時的に停止する。このため、波長切り替えを行うと遅延が生じることになる。

ＰＯＮシステム１００がＴＷＤＭ−ＰＯＮシステムである場合、リソース情報生成部１５は、帯域割当部１２から各ＯＮＵ２が使用する波長を取得して波長も管理した上で、抽象リソース情報を生成する。波長ごとの帯域の確保の方法は、基本的には１０Ｇ−ＥＰＯＮシステムの例と同様であるが、さらに、以下のとおり、波長切り替えを考慮する。なお、各ＯＮＵ２が最初に使用する波長については、どのように決定されてもよいが、例えば、ＩＴＵ−Ｔ Ｇ．９８９．３に規定される手順など標準的な手順を用いることができる。

図１６は、本実施の形態のＰＯＮシステム１００がＮＧ−ＰＯＮ２システムである場合のＯＮＵ２ごとの確保可能な総帯域の算出方法を模式的に示す図である。なお、ここでは、ＯＬＴ１に接続されるＯＮＵ２は、ＯＮＵ２−１〜ＯＮＵ２−８の８台であるとしている。

図１６の（ａ）は、ＯＮＵ２−１とＯＮＵ２−１が波長λ_１、ＯＮＵ２−３とＯＮＵ２−４が波長λ_２、ＯＮＵ２−５が波長λ_３、ＯＮＵ２−６とＯＮＵ２−７とＯＮＵ２−８が波長λ_４を、それぞれ使用し、各ＯＮＵ２にはリソース確保要求に応じた帯域が確保されている状態を示している。このときＯＮＵ２−２が確保可能な総帯域は、１０Ｇ−ＥＰＯＮの例と同様の考え方を用いて、１波長あたり帯域１０Ｇｂｐｓから波長λ_１を共有するＯＮＵ２−１が確保済みの帯域を除いた帯域である。

図１６の（ｂ）は、仮想的にＯＮＵ２−１が使用する波長を波長λ_１から波長λ_２に切り替えた状態を示している。この例では、ＯＮＵ２−１，ＯＮＵ２−３，ＯＮＵ２−４が確保済みの帯域の合計が１０Ｇｂｐｓを超えないため、ＯＮＵ２−１が使用する波長を波長λ_１から波長λ_２に切り替えることができる可能性がある。仮にこのように波長を変更すれば、ＯＮＵ２−２は波長λ_１を占有できるため、ＯＮＵ２−２が確保可能な総帯域は１０Ｇｂｐｓとなる。

そこで、ＯＮＵ２−１の波長切り替えに伴ってデータ送受信が一時的に停止しても、ＯＮＵ２−１が帯域を確保済みの全てのリソース確保要求に関して保証遅延時間が満たせる場合は、ＯＮＵ２−２が確保可能な総帯域を１０Ｇｂｐｓとし、ＯＬＴ１は、上記の波長切り替えを実施する。すなわち、リソース情報生成部１５は、ＯＮＵ２のうちの１つである切り替え候補装置の使用する光波長を、第１の波長から第２の波長へ切り替えたと仮定した場合の切り替え候補装置の利用可能帯域である第１帯域を求める。そして、リソース情報生成部１５は、第１帯域が、使用する光波長を切り替える前の利用可能帯域である第２帯域より大きい場合であり、かつ、第１の波長から第２の波長への切り替えを行っても切り替え候補装置に帯域が確保されているスライスの保証遅延時間を満たす場合、第１帯域を切り替え候補装置の利用可能帯域に決定する。一方、ＯＮＵ２−１が帯域を確保済みのリソース確保要求のうち、保証遅延時間を満たせないリソース確保要求がある場合は、ＯＮＵ２−１の波長切り替え不可とし、ＯＮＵ２−２が確保可能な総帯域を１０ＧｂｐｓからＯＮＵ２−１が確保済みの帯域を除いた帯域とする。以降、ＯＬＴ１は、使用波長が１波の場合と同様にして抽象リソース情報を生成し、コントローラ４に出力すればよい。

なお、上記の例では、保証遅延時間を満たせないリソース確保要求がある場合は、波長切り替え不可としたが、リソース確保要求の保証遅延時間を満たすことはできなくても、波長切り替えに伴う停止時間以上にわたって送信データがないことがわかっている時間帯があれば、その間に波長を切り替えてもよい。例えば、前述の通り、ＯＬＴ１は、ステータスレポート割当のリソース確保要求に対して確保した帯域については、実際の割当量はＯＮＵ２から通知される必要量に基づいて算出するので、ＯＮＵ２から通知される必要量に基づいてＯＬＴ１への送信データが発生しない時間帯を知ることができる。このように波長を切り替えた場合、ＯＬＴ１は、抽象リソース情報を更新してコントローラ４へ送信する。

ここで、実施の形態で説明したＯＬＴ１のハードウェア構成について、図１７を用いて説明する。図１７は、本実施の形態のＯＬＴ１のハードウェア構成例を示す図である。ＯＬＴ１は、例えば、図１７に示すように、プロセッサであるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）４０１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）４０２、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）４０３、通信インタフェース４０４および光トランシーバ４０５で実現される。ＣＰＵ４０１、ＲＯＭ４０２、ＲＡＭ４０３、通信インタフェース４０４および光トランシーバ４０５は、バスによってそれぞれ接続されている。ＣＰＵ４０１は、ＯＬＴ１全体の処理と制御を司る。ＲＯＭ４０２は、ブートプログラム、通信プログラム、データ解析プログラム等のプログラムを格納する。ＲＡＭ４０３は、ＣＰＵ４０１のワーク領域として使用される。通信インタフェース４０４は、レイヤ２スイッチ３およびコントローラ４に接続され、接続された各装置との間で信号を送受信する。

ＯＬＴ１のスライス管理部１１、帯域割当部１２、フレーム受信部１３、フレーム送信部１４およびリソース情報生成部１５は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。フレーム受信部１３、フレーム送信部１４の実現には、光トランシーバ４０５も用いられる。ソフトウェアおよびファームウェアはプログラムとして記述され、ＲＯＭ４０２に格納される。ＣＰＵ４０１は、ＲＯＭ４０２に格納されたプログラムを読み出して実行することにより、フレーム送信部１４、フレーム受信部１３、帯域割当部１２、スライス管理部１１、リソース情報生成部１５の機能を実現する。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１ ＯＬＴ、２，２−１〜２−ｎ ＯＮＵ、３−１〜３−ｍ レイヤ２スイッチ、４ コントローラ、５ オーケストレータ、６ センサ、７ 基地局、１１ スライス管理部、１２ 帯域割当部、１３ フレーム受信部、１４ フレーム送信部、１５ リソース情報生成部、１００ ＰＯＮシステム、２００ 通信システム。

Claims (8)

1. 複数の子局装置とともに受動光ネットワークシステムを構成する親局装置であるとともに、ネットワークを分割した仮想ネットワークであるスライスの通信リソースを管理するコントローラと接続される光通信装置であって、
   前記受動光ネットワークシステム内の帯域を複数の割当方式で前記複数の子局装置へ割当てることが可能な帯域割当部と、
   前記複数の割当方式にそれぞれ対応する保証遅延時間を算出し、前記複数の割当方式にそれぞれ対応する前記保証遅延時間を保持し、前記コントローラから、前記スライスに対して前記受動光ネットワークシステム内で確保することが要求される要求帯域と前記受動光ネットワークシステム内の要求遅延時間とを含むリソース確保要求を受信し、前記リソース確保要求に対応する前記割当方式を、前記リソース確保要求に含まれる前記要求遅延時間と前記複数の割当方式ごとの前記保証遅延時間とに基づいて決定するスライス管理部と、
   前記複数の子局装置の前記保証遅延時間ごとの利用可能帯域をリソース情報として保持し、前記リソース確保要求に対応する割当方式と当該リソース確保要求に含まれる前記要求帯域とに基づいて、前記リソース確保要求に対応する前記子局装置の当該割当方式の利用可能帯域を算出し、算出した利用可能帯域で前記リソース情報を更新し、前記リソース情報を前記受動光ネットワークシステム全体のリソースを抽象化した情報として前記コントローラへ送信するリソース情報生成部と、
   を備えることを特徴とする光通信装置。
2. 前記複数の割当方式として、割当周期ごとに固定帯域を割当てる固定割当を含み、
   前記リソース情報生成部は、前記リソース確保要求に対応する割当方式が固定割当である場合、当該リソース確保要求に対応する帯域を確保する前の当該リソース確保要求に対応する前記子局装置の固定帯域に対応する利用可能帯域から、当該リソース確保要求に含まれる要求帯域を減ずることで当該利用可能帯域を更新することを特徴とする請求項１に記載の光通信装置。
3. 前記複数の割当方式として、前記子局装置から通知された前記子局装置における必要量に応じて帯域を割当てるステータスレポート割当を含み、
   前記リソース情報生成部は、前記リソース確保要求に対応する割当方式がステータスレポート割当である場合、当該リソース確保要求に対応する帯域を確保する前の当該リソース確保要求に対応する前記子局装置のステータスレポート割当に対応する利用可能帯域から、当該リソース確保要求に含まれる要求帯域を減ずることで当該利用可能帯域を更新することを特徴とする請求項１または２に記載の光通信装置。
4. 前記複数の割当方式として、さらに、保証遅延時間が設定されないベストエフォート割当を含み、
   前記リソース情報生成部は、前記リソース確保要求に対応する割当方式がステータスレポート割当である場合、当該リソース確保要求に対応する帯域を確保する前の当該リソース確保要求に対応する前記子局装置のベストエフォート割当に対応する利用可能帯域から、当該リソース確保要求に対応するスライスに前記帯域割当部が実際に割当てた帯域を減ずることで当該利用可能帯域を更新することを特徴とする請求項３に記載の光通信装置。
5. 前記複数の割当方式として、保証遅延時間が規定されないベストエフォート割当と、前記子局装置からのデータ送信のタイミングおよび送信量を管理する制御装置から受信した、前記データ送信のタイミングおよび送信量に基づいて前記子局装置へ帯域を割当てる連携割当と、を含み、
   前記リソース情報生成部は、前記リソース確保要求に対応する割当方式が連携割当である場合、当該リソース確保要求に対応する帯域を確保する前の当該リソース確保要求に対応する前記子局装置のベストエフォート割当に対応する利用可能帯域から、当該リソース確保要求に対応するスライスに前記帯域割当部が実際に割当てた帯域を減ずることで当該利用可能帯域を更新することを特徴とする請求項１または２に記載の光通信装置。
6. 前記受動光ネットワークシステムは、複数の光波長を用いる時間および波長分割多重方式で通信を行い、
   前記リソース情報生成部は、前記複数の子局装置のうちの１つである切り替え候補装置の使用する光波長を、第１の波長から第２の波長へ切り替えたと仮定した場合の前記切り替え候補装置の利用可能帯域である第１帯域が、使用する光波長を切り替える前の利用可能帯域である第２帯域より大きい場合であり、かつ、前記第１の波長から前記第２の波長への切り替えを行っても前記切り替え候補装置に帯域が確保されているスライスの保証遅延時間を満たす場合、前記第１帯域を前記切り替え候補装置の利用可能帯域に決定することを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の光通信装置。
7. 前記リソース情報生成部は、前記コントローラから受信した前記リソース確保要求に含まれる要求帯域を確保できないと判断した場合、リソース確保が不可であることを示す応答を前記コントローラへ送信することを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載の光通信装置。
8. 複数の子局装置とともに受動光ネットワークシステムを構成する親局装置であるとともに、ネットワークを分割した仮想ネットワークであるスライスの通信リソースを管理するコントローラと接続される光通信装置におけるリソース管理方法であって、
   前記光通信装置は、前記受動光ネットワークシステム内の帯域を複数の割当方式で前記複数の子局装置へ割当てることが可能であり、
   前記光通信装置が、前記複数の割当方式にそれぞれ対応する保証遅延時間を算出し、前記複数の割当方式にそれぞれ対応する前記保証遅延時間を保持する第１のステップと、
   前記コントローラから、前記スライスに対して前記受動光ネットワークシステム内で確保することが要求される要求帯域と前記受動光ネットワークシステム内の要求遅延時間とを含むリソース確保要求を受信し、前記リソース確保要求に対応する前記割当方式を、前記リソース確保要求に含まれる前記要求遅延時間と前記複数の割当方式ごとの前記保証遅延時間とに基づいて決定する第２のステップと、
   前記複数の子局装置の前記保証遅延時間ごとの利用可能帯域をリソース情報として保持し、前記リソース確保要求に対応する割当方式と当該リソース確保要求に含まれる前記要求帯域とに基づいて、前記リソース確保要求に対応する前記子局装置の当該割当方式の利用可能帯域を算出し、算出した利用可能帯域で前記リソース情報を更新し、前記リソース情報を前記受動光ネットワークシステム全体のリソースを抽象化した情報として前記コントローラへ送信する第３のステップと、
   を含むことを特徴とするリソース管理方法。

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