JP6958172B2 - 局側装置、光アクセスネットワーク、及び、帯域割当方法 - Google Patents

Description

この発明は、局側装置、光アクセスネットワーク、及び、帯域割当方法に関するものである。

第５世代移動通信システム（５Ｇ）は、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）−Ａｄｖａｎｃｅｄに準拠する第４世代移動通信システムと違い、ＩｏＴ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ）と呼ばれる、インターネットに接続される種々の通信機器に今後利用される。ＩｏＴの普及に伴い、センシングデータなど、固定量のデータを周期的に送信する機器（センサ）が５Ｇネットワークを利用する状況が考えられる。

各センサは、無線ネットワークにより、リモート無線送受信部（ＲＲＨ：Ｒｅｍｏｔｅ Ｒａｄｉｏ Ｈｅａｄ）に接続されている。ＲＲＨは、アンテナを利用して、各センサと送受信を行う。

ベースバンド処理部（ＢＢＵ：Ｂａｓｅ Ｂａｎｄ Ｕｎｉｔ）は、上位ネットワークから受け取ったＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）パケットを変調して下り信号としてＲＲＨに送る。また、ＢＢＵは、ＲＲＨから受け取った上り信号をＩＰパケットに復調して上位ネットワークに送る。

ＢＢＵとＲＲＨとの間のネットワークとして、受動型光加入者ネットワーク（ＰＯＮ：Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）に代表される光アクセスネットワークを利用することが考えられる。

ＰＯＮは、局内に設けられる１つの局側装置（ＯＬＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）と、加入者宅にそれぞれ設けられる複数の加入者側装置（ＯＮＵ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）と、光カプラとを備えて構成される。ＯＬＴ及びＯＮＵと、光カプラとは、いわゆるスター型光ファイバで接続される。スター型光ファイバでは、ＯＬＴと光カプラの間の接続に、一芯の光ファイバが用いられる。この一芯の光ファイバは、光カプラによって分岐され複数のＯＮＵにより共有される。

ＰＯＮでは、各ＯＮＵからＯＬＴに送られる上り光信号は、光カプラで合波されてＯＬＴに送信される。一方、ＯＬＴから各ＯＮＵに送られる下り光信号は、光カプラで分波されて各ＯＮＵに送信される。なお、上り光信号と下り光信号との干渉を防ぐために、上り光信号と下り光信号には、それぞれ異なる波長が割り当てられる。この場合、ＢＢＵをＯＬＴと接続する。また、各ＲＲＨを、それぞれＯＮＵと一対一接続する。

ＰＯＮでは、様々な多重技術が用いられる。ＰＯＮで用いられる多重技術には、時間軸上の短い区間を各加入者に割り当てる時分割多重（ＴＤＭ：Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）技術、異なる波長を各加入者に割り当てる波長分割多重（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）技術、異なる符号を各加入者に割り当てる符号分割多重（ＣＤＭ：Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）技術などがある。

ＢＢＵとＲＲＨの間のネットワークとして、ＴＤＭを用いるＰＯＮ（ＴＤＭ−ＰＯＮ）を利用することができる。ＴＤＭ−ＰＯＮでは、各ＯＮＵの送信時間が重ならないよう、ＯＬＴ側で制御を行う。

具体的には、ＯＬＴは各ＯＮＵにグラントと呼ばれる制御信号を送信する。グラントには、送信開始時刻及び送信時間が含まれており、グラントを受信したＯＮＵはグラント内の送信開始時刻及び送信時間に則って上りデータ信号を送信する。これにより、ＯＬＴは接続されている全ＯＮＵの送信タイミングを制御することができる。

５Ｇ及びＩｏＴの普及に伴い、通常のＯＮＵ（以下、通信用ＯＮＵとも称する。）の他に、センサからのセンシングデータを送信するＯＮＵ（以下、センサ用ＯＮＵとも称する。）が、ＯＬＴに接続される場合が考えられる。

１又は２以上のセンサが１つのＲＲＨに接続されて構成されるセンサネットワークでは、消費電力を考慮し、各センサが同期して、同時期にセンシングデータを送る技術が用いられる。また、センサが取得するセンシングデータ量はほぼ変動しない。従って、センサ用ＯＮＵは、ある周期的な時間タイミングでのみ、固定量のデータ送信を行うことになり、通常の通信用ＯＮＵと異なり、大半の時間はデータ送信を行わない。

このように、可変量データを送信する通信用ＯＮＵと、センサ用ＯＮＵとが混在して、光アクセスネットワークに接続される状況が想定される。

ところで、光アクセスネットワークにおける上り信号では、割当周期と呼ばれる一定時間間隔ごとに各ＯＮＵに帯域が割り当てられる。割当方法としては、ＯＮＵから通知された要求量に基づいて帯域計算を行う動的帯域割当（ＳＲ−ＤＢＡ：Ｓｔａｔｕｓ Ｒｅｐｏｒｔｉｎｇ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ）とＯＮＵからの情報なしに帯域計算を行う固定帯域割当（ＦＢＡ：Ｆｉｘｅｄ Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ）の２種類がある。

ＳＲ−ＤＢＡにおいては、逐次報告される各ＯＮＵの要求量に基づいて帯域割当を行うため、各ＯＮＵに対しても適切な帯域割当が可能である。また、ＦＢＡにおいても、次回割当周期のトラヒックを推定することで各ＯＮＵに対して適切な帯域割当が可能である（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１６−２２００３３号公報

しかしながら、上述の従来例の帯域割当方法では、ＳＲ−ＤＢＡであっても、ＦＢＡであっても、割当周期ごとに、可変量のデータ送信を行う通信用ＯＮＵを想定している。ＩｏＴの普及により、センシングデータを単発的に送信し、多くの時間は送信しないセンサ用ＯＮＵの台数が増すことが想定される。これまでの光アクセスネットワークでは、センサ用ＯＮＵが接続されることは考慮されておらず、次の割当周期において、データを送信しないＯＮＵに対しても帯域割当の計算が行われ、また、不要なレポート及びグラントの送受信が行われている。これにより、帯域割当処理時間、特に、帯域割当計算時間において無駄が生じている。

この発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、この発明の目的は、センシングデータのような、周期的かつ固定量のデータ送信を行う加入者側装置が接続されていても、効率的に帯域割当を行うことができる局側装置、この局側装置を備える光アクセスネットワーク、及び、帯域割当方法を提供することにある。

上述した目的を達成するために、この発明の局側装置は、局側装置と光伝送路を介して接続された複数の加入者側装置を含んで構成される光アクセスネットワークで用いられ、管理テーブルと、割当対象選択手段と、帯域割当計算手段とを備えて構成される。

管理テーブルには、周期的に固定量のデータを送信するセンサ用加入者側装置の固定データ送信周期及び固定データ送信量が記録されている。割当対象選択手段は、固定データ送信周期から、各センサ用加入者側装置が次回割当周期時にデータ送信を行うか否かを判定し、データ送信を行う場合は、当該センサ用加入者側装置を割当対象に追加する。帯域割当計算手段は、割当対象のセンサ用加入者側装置に対して、帯域割当を行う。この発明の局側装置の実施に当たり、好ましくは、帯域割当計算手段が、割当対象のセンサ用加入者側装置に加えて、センサ用加入者側装置以外の通信用加入者側装置に対して帯域割当を行う。また、さらに、通信用加入者側装置と、割当対象のセンサ用加入者側装置のみに、上り送信データの送信を指示する下り制御信号を生成する制御信号生成手段を備えるのが好ましい。

また、この発明の局側装置の好適実施形態によれば、さらに、接続されている加入者側装置が、センサ用加入者側装置であるか否かを検知する検知手段を備えるのが良い。検知手段は、検知対象の加入者側装置を、センサ用加入者側装置として管理テーブルに記録し、管理テーブルに記録された、検知対象の加入者側装置から受信した２回の上り送信データの受信時間の差から固定データ送信周期を取得するとともに、２回の上り送信データのデータ量の最大値を固定データ送信量として、管理テーブルに記録し、管理テーブルに記録された固定データ送信周期に、固定データ送信量のデータ送信及び要求量の通知を検知対象の加入者側装置に指示し、要求量が予め定めたしきい値より大きい場合、データ送信が行われなかった場合、又は、当該局側装置が受信したデータ量が、固定データ送信量よりも小さく、かつ、固定データ送信量と受信したデータ量との差が予め定めたしきい値より大きい場合は、当該検知対象の加入者側装置を通信用加入者側装置として管理テーブルを更新する。

また、この発明の光アクセスネットワークは、上述の局側装置と、局側装置と光伝送路を介して接続された複数の加入者側装置を含んで構成される。

また、この発明の帯域割当方法は、複数の終端装置を有する局側装置と、該局側装置と光伝送路を介して接続された複数の加入者側装置を含んで構成される光アクセスネットワークで用いられる、局側装置が行い、以下の過程を備えて構成される。先ず、センサ用加入者側装置追加過程において、各センサ用加入者側装置に対して、周期的に固定量のデータを送信するセンサ用加入者側装置の固定データ送信周期及び固定データ送信量が記録されている管理テーブルを読み込み、固定データ送信周期から、次回割当周期時にデータ送信を行うか否かを判定し、データ送信を行う場合は、当該加入者側装置を割当対象に追加する。次に、割当対象の加入者側装置に対して、帯域割当を行う。

この発明の帯域割当方法は、さらに、帯域割当過程の前に行われる、センサ用加入者側装置以外の通信用加入者側装置を割当対象に追加する過程を備えるのが好ましい。また、この発明の帯域割当方法の好適実施形態は、さらに、以下の過程を備える。先ず、検知対象の加入者側装置を、センサ用加入者側装置として管理テーブルに記録する。次に、管理テーブルに記録された、検知対象の加入者側装置から受信した２回の上り送信データの受信時間の差から固定データ送信周期を取得するとともに、２回の上り送信データのデータ量の最大値を固定データ送信量として、管理テーブルに記録する。次に、管理テーブルに記録された固定データ送信周期に、固定データ送信量のデータ送信及び要求量の通知を検知対象の加入者側装置に指示する。次に、要求量が予め定めたしきい値より大きい場合、データ送信が行われなかった場合、又は、当該局側装置が受信したデータ量が、固定データ送信量よりも小さく、かつ、固定データ送信量と受信したデータ量との差が予め定めたしきい値より大きい場合は、当該検知対象の加入者側装置を通信用加入者側装置として管理テーブルを更新する。

この発明の局側装置、光アクセスネットワーク、及び、帯域割当方法によれば、固定データ周期でデータ送信を行うセンサ用加入者側装置に対しては、次回割当周期にデータ送信を行う場合にのみ、帯域割当を行う。この結果、帯域割当処理時間、特に、帯域割当計算時間を削減することができる。

光アクセスネットワークの構成例を示す模式図である。 センサ用ＯＮＵ及び通信用ＯＮＵの送受信の様子を模式的に示す図である。 局側装置が備える管理テーブルの例を示す図である。 センサ用ＯＮＵを検知する方法を説明するフローチャートである。 帯域割当方法を説明するフローチャートである。 センサ用ＯＮＵの台数と帯域割当計算時間の関係を示す図である。

以下、図を参照して、この発明の実施の形態について説明するが、各構成要素の形状、大きさ及び配置関係については、この発明が理解できる程度に概略的に示したものに過ぎない。また、以下、この発明の好適な構成例につき説明するが、各構成要素の材質及び数値的条件などは、単なる好適例にすぎない。従って、この発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、この発明の構成の範囲を逸脱せずにこの発明の効果を達成できる多くの変更又は変形を行うことができる。

（構成）
図１〜３を参照して、この発明の一実施形態に係る局側装置及び光アクセスネットワークを説明する。図１は、光アクセスネットワークの構成例を示す模式図である。図２は、センサ用ＯＮＵ及び通信用ＯＮＵの送受信の様子を模式的に示す図である。また、図３は、局側装置が備える管理テーブルの例を示す図である。

光アクセスネットワークは、１つのＯＬＴに、複数のＯＮＵが、光伝送路３００を介して接続されて構成されている。光伝送路３００は、例えば光ファイバ３１０及び３３０、並びに光カプラ３２０を含んで構成されている。

図１は、１台のセンサ用ＯＮＵ２００と１台の通信用ＯＮＵ２１０の、合わせて２台のＯＮＵを示している。なお、１つのＯＬＴ１００に接続されるセンサ用ＯＮＵ２００の台数は２台以上でも良い。また、通信用ＯＮＵ２１０の台数は、２台以上でも良いし、０台でも良い。

センサ用ＯＮＵ２００は、各機器（センサ）２０４からセンシングデータが到着する、ある周期的な時間タイミング（固定データ送信周期）でのみ、固定データ送信量のデータ送信を行う。

センサ用ＯＮＵ２００には、リモート無線送受信部（ＲＲＨ：Ｒｅｍｏｔｅ Ｒａｄｉｏ Ｈｅａｄ）２０２が接続されている。各センサ２０４は、無線ネットワークにより、ＲＲＨ２０２に接続されている。ＲＲＨ２０２は、アンテナを利用して、各センサ２０４と送受信を行う。ここでは、センサ用ＯＮＵ２００には、可変量のデータ送信を行う通信端末などが接続されることはないものとする。

センサ用ＯＮＵ２００は、ＯＬＴ１００から受け取るグラント（Ｇ）に応じて、上りデータ信号（Ｄａｔａ）をＯＬＴ１００に向けて送信する。センサ用ＯＮＵ２００が送信するデータ量は一定の固定データ送信量なので、センサ用ＯＮＵ２００は、要求量をレポート（Ｒ）として送信しなくてもよい。

通信用ＯＮＵ２１０には、いわゆる通信端末２１４が接続されている。通信用ＯＮＵ２１０は、ＯＬＴ１００から受け取るグラント（Ｇ）に応じて、上りデータ信号（Ｄａｔａ）と要求量を示すレポート（Ｒ）をＯＬＴ１００に向けて送信する。通信用ＯＮＵ２１０が通信端末２１４から受け取るデータは、周期及び量が一定ではなく、通信用ＯＮＵ２１０は、割当周期ごとに可変量のデータ送信を行う。

なお、センサ用ＯＮＵ２００及び通信用ＯＮＵ２１０は、同様の構成にすることができ、いずれも任意好適な従来公知のＯＮＵを用いることができるので、詳細な説明を省略する。

次に、ＯＬＴ１００の構成について説明する。

ＯＬＴ１００は、インタフェース（ＩＦ）１０２、下り信号送信部１０４、上り信号受信部１０６、ＯＬＴ制御部１１０、合分波部１０８を備えている。

下り信号送信部１０４は、上位ネットワーク（ＮＷ）１０からＢＢＵ２０及びＩＦ１０２を介して受け取った下りデータ信号、及び、ＯＬＴ制御部１１０から受け取った下り制御信号に基づいて下り電気信号を生成する。下り信号送信部１０４は、下り電気信号を、下り光信号に変換した後、合分波部１０８を経て、各ＯＮＵに送る。

上り信号受信部１０６は、合分波部１０８を経て送られる上り光信号を上り電気信号に変換する。上り信号受信部１０６は、上り電気信号のうち、上りデータ信号を、ＩＦ１０２を介して上位ＮＷ１０に送り、上り制御信号をＯＬＴ制御部１１０に送る。

ＯＬＴ制御部１１０は、予め組み込まれたプログラム等を実行することにより、後述する各機能手段を実現する。ＯＬＴ制御部１１０は、機能手段として、制御信号生成手段１１２、帯域割当計算手段１１４、及び、制御信号読取手段１１６を備えて構成される。制御信号読取手段１１６は、レポート（Ｒ）として送られる上り制御信号に含まれる、各ＯＮＵからの要求量を読み取る。帯域割当計算手段１１４は、制御信号読取手段１１６が読み取った要求量に基づいて、各ＯＮＵに対して帯域を割り当てる。制御信号生成手段１１２は、帯域割当計算手段１１４が割り当てた帯域を各ＯＮＵに通知する下り制御信号としてグラント（Ｇ）を生成する。

ＯＬＴの上述した構成は、従来のＰＯＮに用いられるＯＬＴと同様に実現できるのでここでは詳細な説明を省略する。

この発明のＯＬＴでは、ＯＬＴ制御部１１０が、さらに、管理テーブル１２０と、機能手段として、割当対象選択手段１２２、センサ用ＯＮＵ検知手段（以下、単に検知手段とも称する。）１２４、再検知タイマー手段１２６を備えている。

割当対象選択手段１２２は、割当周期ごとに、接続されているＯＮＵのいずれに、帯域割当を行うか選択する。検知手段１２４は、接続されているＯＮＵが周期的に固定量の、いわゆるセンシングデータを送信するセンサ用ＯＮＵ２００であるか、通常の通信を行う通信用ＯＮＵ２１０であるかを検知する。この検知手段１２４での検知結果は、管理テーブル１２０に記録される。

図３に示すように、管理テーブル１２０は、センサ用ＯＮＵと通信用ＯＮＵに区分けされている。通信用ＯＮＵについては、対応するＯＮＵのＩＤ番号が記録される。センサ用ＯＮＵについては、対応するＯＮＵのＩＤ番号、固定データ送信周期、及び、固定データ送信量が記録される。

ここで、センサ２０４の故障や増設、あるいは、設定変更等により、センサ用ＯＮＵ２００からの固定データ送信量や固定データ送信周期が変化する場合がある。そのため、定期的に、検知手段１２４が、センサ用ＯＮＵ２００の再検知を行い、管理テーブル１２０を更新する。再検知タイマー手段１２６は、この再検知までの時間を計数し、検知手段１２４に通知するのが良い。

（動作）
図４を参照して、センサ用ＯＮＵを検知する方法を説明する。図４は、センサ用ＯＮＵを検知する方法を説明するフローチャートである。

Ｓ１１において、検知手段１２４は、通常のディスカバリープロセスなどにより認識された、ＯＬＴに接続された全てのＯＮＵをセンサ用ＯＮＵとして管理テーブル１２０に記録する。Ｓ１１の段階では、固定データ送信周期及び固定データ送信量は未設定である。

Ｓ１２において、検知手段１２４からの指示で帯域割当計算手段１１４が固定帯域割当を行い、制御信号生成手段１１２がグラントを生成する。ＯＬＴは、グラントを各ＯＮＵに送り、ＯＮＵから第１回目の上りデータ信号を受信する。上りデータ信号に含まれるデータ量及び受信時刻がＲＡＭ等に記録される。

Ｓ１３において、Ｓ１２と同様に、ＯＬＴは、グラントを各ＯＮＵに送り、ＯＮＵから第２回目の上りデータ信号を受信する。上りデータ信号に含まれるデータ量及び受信時刻がＲＡＭ等に記録される。

Ｓ１４において、検知手段１２４は、ＲＡＭ等に記録された２回のデータ受信時刻の差を、固定データ送信周期として、管理テーブル１２０に記録する。また、検知手段１２４は、固定データ送信量も同じく管理テーブル１２０に記録する。ここで、固定データ送信量は、受信した２回の上りデータ信号に含まれるデータ量の最大値とする。

Ｓ１５において、検知手段１２４は、管理テーブル１２０の情報に基づいて、次回の送信時刻及び送信データ量を決定する。この決定に基づく検知手段１２４からの指示で、帯域割当計算手段１１４が固定帯域割当を行い、制御信号生成手段１１２がグラントを生成する。

このグラントを受けたＯＮＵは、上りデータ信号を送信するとともに、ＯＮＵに残るデータ量（要求量）をレポートとして、ＯＬＴに送る。

Ｓ１６において、検知手段１２４は、要求量がしきい値以上であるか否かを判定する。要求量が、あるしきい値より多い場合、ＯＬＴが予め定めた固定データ送信量よりも多い量のデータ送信を、ＯＮＵが要求したことになる。この場合（Ｎｏ）、検知手段１２４は、このＯＮＵが固定量のデータを送信しない、すなわち、センサ用ＯＮＵではないと判断し、Ｓ２０において、このＯＮＵを通信用ＯＮＵとして管理テーブル１２０を更新する。このしきい値については、固定量のデータ送信を行う場合に、生じうるデータ量のばらつきに基づいて適宜設定すればよい。

Ｓ１６の判定で、要求量がしきい値以下の場合（Ｙｅｓ）は、続いて、Ｓ１７において、検知手段１２４は、データ受信の有無を判定する。データ受信がなされなかった場合は、検知手段１２４は、このＯＮＵが周期的なデータ送信を行わない、すなわち、センサ用ＯＮＵではないと判断し、Ｓ２０において、通信用ＯＮＵとしてテーブルを更新する。

Ｓ１７の判定で、データを受信した場合（Ｙｅｓ）は、Ｓ１８において、実際に受信したデータ量と、管理テーブルに記載された固定データ送信量の差が、しきい値以下であるか否かを判定する。この差がしきい値より大きい場合は、ＯＬＴが予め定めた固定データ送信量よりも少ない量のデータを、ＯＮＵが送信したことになる。この場合（Ｎｏ）、検知手段１２４は、このＯＮＵが固定量のデータを送信しない、すなわち、センサ用ＯＮＵではないと判断し、Ｓ２０において、通信用ＯＮＵとして管理テーブル１２０を更新する。このしきい値については、Ｓ１６と同様に、固定量のデータ送信を行う場合に、生じうるデータ量のばらつきに基づいて適宜設定すればよい。

Ｓ１８の判定で、実際に受信したデータ量と、管理テーブルに記載された固定データ送信量の差が、あるしきい値以下である場合（Ｙｅｓ）は、検知手段１２４は、管理テーブル１２０を更新せずに処理を終了する。

Ｓ１２〜Ｓ２０の処理は、各ＯＮＵに対して、並列に又は順次にそれぞれ行われる。

なお、誤検知を避けるために、Ｓ１５〜Ｓ１９の処理は、複数回繰り返すのが良い。

図５を参照して、この実施形態の帯域割当方法を説明する。図５は帯域割当方法を説明するフローチャートである。

この処理は、割当周期ごとに行われる。

Ｓ２１において、割当対象選択手段１２２は、管理テーブル１２０を読み込み、その情報に基づいて、全ての通信用ＯＮＵを割当対象に追加する。

Ｓ２２において、割当対象選択手段１２２は、管理テーブル１２０を読み込み、その情報に基づいて、１つのセンサ用ＯＮＵを選択する。

Ｓ２３において、割当対象選択手段１２２は、選択したセンサ用ＯＮＵの固定データ送信周期から次回割当周期にデータ送信を行うか否かを判定する。データ送信を行わない場合（Ｎｏ）は、Ｓ２５において、全てのセンサ用ＯＮＵが選択済みか否かを判定し、選択済みでない場合（Ｎｏ）は、再び、Ｓ２２で他のセンサ用ＯＮＵを選択する。Ｓ２３において、データ送信を行う場合（Ｙｅｓ）は、Ｓ２４において、当該センサ用ＯＮＵを割当対象に追加して、Ｓ２５の判定を行う。

Ｓ２５の判定において、全てのデータ送信用ＯＮＵが選択済みの場合（Ｙｅｓ）、Ｓ２６において、帯域割当計算手段１１４は、動的帯域割当処理を行う。ここでは、割当対象のＯＮＵに対して、レポート用の帯域を割当て、残りの割当可能領域を、各ＯＮＵの要求量に応じて割り当てる、いわゆるベストエフォート式の帯域割当が行われる。この帯域割当は、従来公知の通り行うことができる。

ベストエフォート式の帯域割当は、例えば以下のように行われる。先ず、全ての割当対象のＯＮＵに対して、最低保証帯域を割り当てる。その後、最低保証帯域分を除いた割当可能帯域に対して、各ＯＮＵからの要求量の残りをその比率に応じて割り当てる。

その後、制御信号生成手段１１２は、割当対象のＯＮＵのみに、上り送信データの送信を指示する下り制御信号を生成する。

（効果）
この発明の帯域割当による効果を数値計算によって検討する。

図６は、センサ用ＯＮＵの台数と帯域割当計算時間の関係を示す図である。図６では、横軸にセンサ用ＯＮＵの台数を取って示し、縦軸に、帯域割当計算時間（ｎｓｅｃ）を取って示している。帯域割当計算時間は、主に、メモリへの書き込みやメモリからの読み出しなど、メモリへのアクセス時間に依存する。ここでは、メモリへのアクセス時間は、書き込み及び読み出しとも処理遅延を含め、４９．５ｎｓｅｃとしている。

ここでは、図４を参照して説明したセンサ用ＯＮＵを検知する方法は終了し、接続されている全てのＯＮＵについて、センサ用ＯＮＵであるか否か、センサ用ＯＮＵの場合は、固定データ送信周期及び固定データ送信量をＯＬＴが把握しているものとする。

本発明の処理は、図５に示すＳ２１〜Ｓ２６となり、従来技術での処理はＳ２６のみとなる。なお、Ｓ２６については、本発明では、次回割当対象のＯＮＵに対してのみ行われるが、従来技術では、全てのＯＮＵに対して行われる。

図６（Ａ）は、Ｎ（Ｎは２以上の整数）台のＯＮＵがＯＬＴに接続され、１台のＯＮＵが通信用ＯＮＵで、残りのＮ−１台がセンサ用ＯＮＵである場合を示している。図６（Ａ）中、本発明での帯域割当計算時間をＩで示し、従来技術の帯域割当計算時間をＩＩで示している。

メモリアクセス回数は、Ｓ２１〜Ｓ２５の処理では、１０Ｎ−９回となる。また、Ｓ２６の処理では、２５Ｎ＋１回となる。

例えば、次回割当周期において、全てのセンサ用ＯＮＵがデータ送信を行わない場合であっても、従来は、Ｓ２６の処理において、２５Ｎ＋１回のメモリアクセスがなされる。

これに対し、本発明では、Ｓ２６の処理は、１つの通信用ＯＮＵに対してのみ行われるので、２６（＝２５×１＋１）回のメモリアクセスとなる。従って、Ｓ２１〜Ｓ２６の全体では、メモリアクセス回数が１０Ｎ−９＋２６＝１０Ｎ＋１９となる。このため、従来技術での２５Ｎ＋１回よりもおよそ６０％のメモリアクセス回数の削減、すなわち、帯域割当計算時間の削減となる。

図６（Ｂ）は、１００台のＯＮＵがＯＬＴに接続され、Ｋ台のＯＮＵ（Ｋは１以上の整数）がセンサ用ＯＮＵで、残りの１００−Ｋ台が通信用ＯＮＵである場合を示している。図６（Ｂ）中、本発明での帯域割当計算時間をＩＩＩで示し、従来の帯域割当計算時間をＩＶで示している。

図６（Ａ）と同様に、次回割当周期において、全てのセンサ用ＯＮＵがデータ送信を行わない場合、従来の方法では、メモリアクセス回数、すなわち、帯域割当計算時間は、センサ用ＯＮＵの台数によらず一定となる。これに対し、本発明の方法では、センサ用ＯＮＵの台数（割合）が増えるにつれて、メモリアクセス回数、すなわち、帯域割当計算時間は減少する。

このように、本発明の帯域割当方法は、特に、センサ用ＯＮＵの割合が大きいときにより効果的である。

ここでは、帯域割当計算時間について説明したが、レポート（Ｒ）及びグラント（Ｇ）の送信時間や、複数のＯＮＵに対するグラント間の間隔（ＩＰＧ：Ｉｎｔｅｒ Ｐａｃｋｅｔ Ｇａｐ）などを考慮すると、本発明の帯域割当方法による、帯域割当処理時間の削減効果はさらに大きくなる。

１０ 上位ＮＷ
２０ ＢＢＵ
１００ ＯＬＴ
１０２ ＩＦ
１０４ 下り信号送信部
１０６ 上り信号受信部
１０８ 合分波部
１１０ ＯＬＴ制御部
１１２ 制御信号生成手段
１１４ 帯域割当計算手段
１１６ 制御信号読取手段
１２０ 管理テーブル
１２２ 割当対象選択手段
１２４ 検知手段
１２６ 再検知タイマー手段
２００ センサ用ＯＮＵ
２０２ ＲＲＨ
２０４ センサ
２１０ 通信用ＯＮＵ
２１４ 通信端末
３００ 光伝送路
３１０、３３０ 光ファイバ
３２０ 光カプラ

Claims (10)

1. 局側装置と、該局側装置と光伝送路を介して接続された複数の加入者側装置を含んで構成される光アクセスネットワークで用いられる当該局側装置であって、
   周期的に固定量のデータを送信するセンサ用加入者側装置の固定データ送信周期及び固定データ送信量が記録されている管理テーブルと、
   前記固定データ送信周期から、各センサ用加入者側装置が次回割当周期時にデータ送信を行うか否かを判定し、データ送信を行う場合は、当該センサ用加入者側装置を割当対象に追加する割当対象選択手段と、
   前記割当対象のセンサ用加入者側装置に対して、帯域割当を行う帯域割当計算手段と
   を備えることを特徴とする局側装置。
2. 前記管理テーブルには、前記センサ用加入者側装置以外の通信用加入者側装置も記録されており、
   前記割当対象選択手段は、全ての前記通信用加入者側装置を割当対象に追加し、
   前記帯域割当計算手段は、前記割当対象のセンサ用加入者側装置に加えて、前記通信用加入者側装置に対して帯域割当を行う
   ことを特徴とする請求項１に記載の局側装置。
3. さらに、
   前記通信用加入者側装置と、前記割当対象のセンサ用加入者側装置のみに、上り送信データの送信を指示する下り制御信号を生成する制御信号生成手段を
   備えることを特徴とする請求項２に記載の局側装置。
4. さらに、
   接続されている加入者側装置が、センサ用加入者側装置であるか否かを検知する検知手段を備え、
   前記検知手段は、
   検知対象の加入者側装置を、センサ用加入者側装置として管理テーブルに記録し、
   前記管理テーブルに記録された、検知対象の加入者側装置から受信した２回の上り送信データの受信時間の差から前記固定データ送信周期を取得するとともに、前記２回の上り送信データのデータ量の最大値を固定データ送信量として、前記管理テーブルに記録し、
   前記管理テーブルに記録された固定データ送信周期に、前記固定データ送信量のデータ送信及び要求量の通知を前記検知対象の加入者側装置に指示し、
   前記要求量が予め定めたしきい値より大きい場合、データ送信が行われなかった場合、又は、当該局側装置が受信したデータ量が、前記固定データ送信量よりも小さく、かつ、前記固定データ送信量と受信したデータ量との差が予め定めたしきい値より大きい場合は、当該検知対象の加入者側装置を前記通信用加入者側装置として前記管理テーブルを更新する
   ことを特徴とする請求項２又は３に記載の局側装置。
5. 局側装置と、該局側装置と光伝送路を介して接続された複数の加入者側装置を含んで構成される光アクセスネットワークで用いられる当該局側装置であって、
   検知対象の加入者側装置を、センサ用加入者側装置として管理テーブルに記録し、
   前記管理テーブルに記録された、検知対象の加入者側装置から受信した２回の上り送信データの受信時間の差から固定データ送信周期を取得するとともに、前記２回の上り送信データのデータ量の最大値を固定データ送信量として、前記管理テーブルに記録し、
   前記管理テーブルに記録された固定データ送信周期に、前記固定データ送信量のデータ送信及び要求量の通知を前記検知対象の加入者側装置に指示し、
   前記要求量が予め定めたしきい値より大きい場合、データ送信が行われなかった場合、又は、当該局側装置が受信したデータ量が、前記固定データ送信量よりも小さく、かつ、前記固定データ送信量と受信したデータ量との差が予め定めたしきい値より大きい場合は、当該検知対象の加入者側装置を前記通信用加入者側装置として前記管理テーブルを更新する
   検知手段を備える
   ことを特徴とする局側装置。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の局側装置と、該局側装置と光伝送路を介して接続された複数の加入者側装置を含んで構成される
   ことを特徴とする光アクセスネットワーク。
7. 複数の終端装置を有する局側装置と、該局側装置と光伝送路を介して接続された複数の加入者側装置を含んで構成される光アクセスネットワークで用いられる、前記局側装置が行う帯域割当方法であって、
   各センサ用加入者側装置に対して、周期的に固定量のデータを送信するセンサ用加入者側装置の固定データ送信周期及び固定データ送信量が記録されている管理テーブルを読み込み、固定データ送信周期から、次回割当周期時にデータ送信を行うか否かを判定し、データ送信を行う場合は、当該加入者側装置を割当対象に追加するセンサ用加入者側装置追加過程と、
   割当対象の加入者側装置に対して、帯域割当を行う帯域割当過程と
   を備える帯域割当方法。
8. さらに、
   前記帯域割当過程の前に行われる、センサ用加入者側装置以外の通信用加入者側装置を割当対象に追加する過程を
   備えることを特徴とする請求項７に記載の帯域割当方法。
9. 検知対象の加入者側装置を、センサ用加入者側装置として前記管理テーブルに記録する過程と、
   前記管理テーブルに記録された、検知対象の加入者側装置から受信した２回の上り送信データの受信時間の差から前記固定データ送信周期を取得するとともに、前記２回の上り送信データのデータ量の最大値を固定データ送信量として、前記管理テーブルに記録する過程と、
   前記管理テーブルに記録された固定データ送信周期に、前記固定データ送信量のデータ送信及び要求量の通知を前記検知対象の加入者側装置に指示する過程と、
   前記要求量が予め定めたしきい値より大きい場合、データ送信が行われなかった場合、又は、当該局側装置が受信したデータ量が、前記固定データ送信量よりも小さく、かつ、前記固定データ送信量と受信したデータ量との差が予め定めたしきい値より大きい場合は、当該検知対象の加入者側装置を前記通信用加入者側装置として前記管理テーブルを更新する過程と
   を備えることを特徴とする請求項８に記載の帯域割当方法。
10. 検知対象の加入者側装置を、センサ用加入者側装置として管理テーブルに記録する過程と、
    前記管理テーブルに記録された、検知対象の加入者側装置から受信した２回の上り送信データの受信時間の差から固定データ送信周期を取得するとともに、前記２回の上り送信データのデータ量の最大値を固定データ送信量として、前記管理テーブルに記録する過程と、
    前記管理テーブルに記録された固定データ送信周期に、前記固定データ送信量のデータ送信及び要求量の通知を前記検知対象の加入者側装置に指示する過程と、
    前記要求量が予め定めたしきい値より大きい場合、データ送信が行われなかった場合、又は、当該局側装置が受信したデータ量が、前記固定データ送信量よりも小さく、かつ、
    前記固定データ送信量と受信したデータ量との差が予め定めたしきい値より大きい場合は、当該検知対象の加入者側装置を前記通信用加入者側装置として前記管理テーブルを更新する過程と
    を備えることを特徴とする帯域割当方法。
    
    

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