(57)【要約】  上り１Ｇ伝送を行うＯＮＵおよび上り１０Ｇ伝送を行うＯＮＵとＯＬＴとの間の通信を中継するＯＣＵ６であって、上り１Ｇ伝送を行うＯＮＵから受信した光信号を電気信号へ変換する上り１Ｇ  Ｒｘ１８と、電気信号をバッファリングするバッファ１９と、自装置からＯＬＴへの通信の帯域割当を要求する帯域割当要求をＯＬＴへ送信し、ＯＬＴから割当られた送信許可時間帯内で、バッファ１９に格納された電気信号を読み出して１０Ｇの通信速度の光信号に変換して送信する上り１０Ｇ  Ｔｘ２０と、を備える。
2012090274.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加入者側光通信装置と前記加入者側光通信装置に対して帯域を割当てる局側光通信装置とを備える通信システムにおいて、第１の通信速度の光信号を送信する前記加入者側光通信装置である低速通信装置と前記第１の通信速度より高速の第２の通信速度の光信号を送信する前記加入者側光通信装置である高速通信装置と接続され、前記低速通信装置および前記高速通信装置と局側光通信装置との間の通信を中継する中継装置であって、
前記低速通信装置から受信した光信号を電気信号へ変換する低速受信処理部と、
前記電気信号をバッファリングするバッファと、
自装置から前記局側光通信装置への通信の帯域割当を要求する帯域割当要求を前記局側光通信装置へ送信し、前記局側光通信装置から割当られた送信許可時間帯内で、前記バッファに格納された電気信号を読み出して第２の通信速度の光信号に変換して送信する高速送信処理部と、
を備えることを特徴とする中継装置。
【請求項２】
前記高速通信装置から受信した光信号を増幅する光増幅部、
をさらに備え、
前記光増幅部により増幅された光信号を前記局側光通信装置へ送信する、ことを特徴とする請求項１に記載の中継装置。
【請求項３】
前記局側光通信装置から受信した光信号を増幅する下り光増幅部、
をさらに備え、
前記下り光増幅部により増幅された光信号を前記低速通信装置および前記高速通信装置へ送信する、ことを特徴とする請求項１または２に記載の中継装置。
【請求項４】
前記加入者側光通信装置から受信した光信号の入力先として前記光増幅部と前記低速受信処理部とのいずれか一方を選択し、選択した入力先へ前記加入者側光通信装置から受信した光信号を入力する上り信号選択部と、
前記局側光通信装置から受信した前記低速通信装置および前記高速通信装置に対する帯域割当通知に格納された送信許可時間帯に基づいて、前記上り信号選択部に対して選択する入力先の切り替えを制御する制御部と、
をさらに備える、ことを特徴とする請求項１、２または３に記載の中継装置。
【請求項５】
加入者側光通信装置と、前記加入者側光通信装置に対して帯域を割当てる局側光通信装置と、前記加入者側光通信装置のうちの一部の前記加入者側光通信装置と前記局側光通信装置との通信を中継する中継装置と、を備える通信システムにおける前記局側光通信装置であって、
前記中継装置が、第１の通信速度の光信号を送信する前記加入者側光通信装置である低速通信装置と前記第１の通信速度より高速の第２の通信速度の光信号を送信する前記加入者側光通信装置である高速通信装置と接続され、前記低速通信装置から送信された光信号を前記第２の通信速度の光信号に変換して送信する場合に、
前記加入者側光通信装置および前記中継装置から受信した帯域割当要求に基づいて、前記中継装置と接続される前記加入者側光通信装置で構成される組と、前記中継装置と接続されない前記加入者側光通信装置と前記中継装置とで構成される組と、に対して同一の割当周期内でそれぞれ独立に帯域割当を実施する帯域割当部、
を備えることを特徴とする局側光通信装置。
【請求項６】
加入者側光通信装置とともに通信システムを構成する局側光通信装置であって、
第１の通信速度の光信号を送信する前記加入者側光通信装置である低速通信装置と前記第１の通信速度より高速の第２の通信速度の光信号を送信する前記加入者側光通信装置である高速通信装置と接続される光集約通信部と、
前記加入者側光通信装置に対して帯域を割当て、前記加入者側光通信装置から受信した光信号に対して所定の処理を実施するＰＯＮインタフェース部と、
を備え、
前記光集約通信部は、
前記低速通信装置から受信した光信号を電気信号へ変換する低速受信処理部と、
前記電気信号をバッファリングするバッファと、
前記帯域割当部に対して、自装置から前記局側光通信装置への通信の帯域割当を要求する帯域割当要求を送信し、前記帯域割当部から自身に割当られた送信許可時間帯内で、前記バッファに格納された電気信号を読み出して第２の通信速度の光信号に変換して前記ＰＯＮインタフェース部へ送信する高速送信処理部と、
を備え、
前記ＰＯＮインタフェース部は、前記加入者側光通信装置および前記光集約通信部から受信した帯域割当要求に基づいて、前記光集約通信部と接続される前記加入者側光通信装置で構成される組と、前記光集約通信部と接続されない前記加入者側光通信装置と前記光集約通信部とで構成される組と、に対して同一の割当周期内でそれぞれ独立に帯域割当を実施する、ことを特徴とする局側光通信装置。
【請求項７】
前記帯域割当部は、前記中継装置と接続されない前記加入者側光通信装置に割当てる送信許可時間帯と、前記中継装置と接続される前記低速通信装置に割当てる送信許可時間帯と、を重複させるよう帯域割当を実施する、ことを特徴とする請求項５または６に記載の局側光通信装置。
【請求項８】
加入者側光通信装置と、前記加入者側光通信装置に対して帯域を割当てる局側光通信装置と、を備える通信システムであって、
第１の通信速度の光信号を送信する前記加入者側光通信装置である低速通信装置と前記第１の通信速度より高速の第２の通信速度の光信号を送信する前記加入者側光通信装置である高速通信装置と接続され、前記低速通信装置および前記高速通信装置と局側光通信装置との間の通信を中継する中継装置、
を備え、
前記中継装置は、
前記低速通信装置から受信した光信号を電気信号へ変換する低速受信処理部と、
前記電気信号をバッファリングするバッファと、
自装置から前記局側光通信装置への通信の帯域割当を要求する帯域割当要求を前記局側光通信装置へ送信し、前記局側光通信装置から割当られた送信許可時間帯内で、前記バッファに格納された電気信号を読み出して第２の通信速度の光信号に変換して送信する高速送信処理部と、
を備え、
前記局側光通信装置は、
前記加入者側光通信装置および前記中継装置から受信した帯域割当要求に基づいて、前記中継装置と接続される前記加入者側光通信装置で構成される組と、前記中継装置と接続されない前記加入者側光通信装置と前記中継装置とで構成される組と、に対して同一の割当周期内でそれぞれ独立に帯域割当を実施する帯域割当部、
を備える、ことを特徴とする通信システム。
【請求項９】
加入者側光通信装置と、前記加入者側光通信装置に対して帯域を割当てる局側光通信装置と、を備える通信システムであって、
前記局側光通信装置は、
第１の通信速度の光信号を送信する前記加入者側光通信装置である低速通信装置と前記第１の通信速度より高速の第２の通信速度の光信号を送信する前記加入者側光通信装置である高速通信装置と接続される光集約通信部と、
前記加入者側光通信装置に対して帯域を割当て、前記加入者側光通信装置から受信した光信号に対して所定の処理を実施するＰＯＮインタフェース部と、
を備え、
前記光集約通信部は、
前記低速通信装置から受信した光信号を電気信号へ変換する低速受信処理部と、
前記電気信号をバッファリングするバッファと、
前記帯域割当部に対して、自装置から前記局側光通信装置への通信の帯域割当を要求する帯域割当要求を送信し、前記帯域割当部から自身に割当られた送信許可時間帯内で、前記バッファに格納された電気信号を読み出して第２の通信速度の光信号に変換して前記ＰＯＮインタフェース部へ送信する高速送信処理部と、
を備え、
前記ＰＯＮインタフェース部は、前記加入者側光通信装置および前記光集約通信部から受信した帯域割当要求に基づいて、前記光集約通信部と接続される前記加入者側光通信装置で構成される組と、前記光集約通信部と接続されない前記加入者側光通信装置と前記光集約通信部とで構成される組と、に対して同一の割当周期内でそれぞれ独立に帯域割当を実施する、ことを特徴とする通信システム。
【請求項１０】
加入者側光通信装置と、前記加入者側光通信装置に対して帯域を割当てる局側光通信装置と、を備える通信システムにおける帯域割当方法であって、
前記通信システムは、第１の通信速度の光信号を送信する前記加入者側光通信装置である低速通信装置と前記第１の通信速度より高速の第２の通信速度の光信号を送信する前記加入者側光通信装置である高速通信装置と接続され、前記低速通信装置および前記高速通信装置と局側光通信装置との間の通信を中継する中継装置、を備え、
前記中継装置が、前記低速通信装置から受信した光信号を電気信号へ変換する低速受信処理ステップと、
前記中継装置が、前記電気信号をバッファリングするバッファリングステップと、
前記中継装置が、自装置から前記局側光通信装置への通信の帯域割当を要求する帯域割当要求を前記局側光通信装置へ送信し、前記局側光通信装置から割当られた送信許可時間帯内で、前記バッファに格納された電気信号を読み出して第２の通信速度の光信号に変換して送信する高速送信処理ステップと、
前記局側光通信装置が、前記加入者側光通信装置および前記中継装置から受信した帯域割当要求に基づいて、前記中継装置と接続される前記加入者側光通信装置で構成される組と、前記中継装置と接続されない前記加入者側光通信装置と前記中継装置とで構成される組と、に対して同一の割当周期内でそれぞれ独立に帯域割当を実施する帯域割当ステップと、
を含む、ことを特徴とする帯域割当方法。
【請求項１１】
加入者側光通信装置とともに通信システムを構成する局側光通信装置における帯域割当方法であって、
前記局側光通信装置は、第１の通信速度の光信号を送信する前記加入者側光通信装置である低速通信装置と前記第１の通信速度より高速の第２の通信速度の光信号を送信する前記加入者側光通信装置である高速通信装置と接続される光集約通信部と、
前記加入者側光通信装置に対して帯域を割当て、前記加入者側光通信装置から受信した光信号に対して所定の処理を実施するＰＯＮインタフェース部と、を備え、
前記光集約通信部が、前記低速通信装置から受信した光信号を電気信号へ変換する低速受信処理ステップと、
前記光集約通信部が、前記電気信号をバッファリングするバッファリングステップと、
前記光集約通信部が、前記帯域割当部に対して、自装置から前記局側光通信装置への通信の帯域割当を要求する帯域割当要求を送信し、前記帯域割当部から自身に割当られた送信許可時間帯内で、前記バッファに格納された電気信号を読み出して第２の通信速度の光信号に変換して前記ＰＯＮインタフェース部へ送信する高速送信処理ステップと、
前記ＰＯＮインタフェース部が、前記加入者側光通信装置および前記光集約通信部から受信した帯域割当要求に基づいて、前記光集約通信部と接続される前記加入者側光通信装置で構成される組と、前記光集約通信部と接続されない前記加入者側光通信装置と前記光集約通信部とで構成される組と、に対して同一の割当周期内でそれぞれ独立に帯域割当を実施する帯域割当ステップと、
を含む、ことを特徴とする帯域割当方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＰＯＮ（Passive  Optical  Network）システムにおける中継装置、局側光通信装置および帯域割当方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、加入者と局舎間のアクセスネットワークを利用した多種多様な情報サービス（データ、音声、放送、無線データ等）の提供が拡大している。このような情報サービスの拡大に伴って、メタル回線を用いた伝送方式であるｘＤＳＬ（Digital  Subscriber  Line）に代わり、安価で局舎から離れていても安定した高帯域を実現したＰ２ＭＰ（Point-to-Multi  Point）接続のＰＯＮ（Passive  Optical  Network）システムの利用が拡大している。【０００３】
ＰＯＮシステムを利用した商用アクセスネットワークでは、１本の光ファイバー伝送路で双方向通信を行うことができるＷＤＭ（Wave  Division  Multiplexing）を用い、さらに下り（ＯＬＴ（Optical  Line  Terminal）→ＯＮＵ（Optical  Network  Unit））ではＴＤＭ（Time  Division  Multiplexing）を、上り（ＯＮＵ→ＯＬＴ）にはＴＤＭＡ（Time  Division  Multiple  Access）を適用したＧＥ（Gigabit  Ethernet（登録商標））−ＰＯＮ（下記、非特許文献１参照)が現在サービスを開始している。【０００４】
また、高速ＴＤＭ技術を適用しＧＥ−ＰＯＮの１０倍のビットレートを持つ１０Ｇ−ＥＰＯＮ（下記、非特許文献２参照）の開発が進められている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】“技術基礎講座［ＧＥ−ＰＯＮ技術］，第一回  ＰＯＮとは”，ＮＴＴ技術ジャーナル  ２００５．８、Page.７１−７４
【非特許文献２】可児淳一、鈴木謙一，”「次世代１０Ｇ級ＰＯＮシステムの標準化動向」”，ＮＴＴ技術ジャーナル  ２００９．９、Page.９０−９３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の技術によれば、上り方向の伝送にはＴＤＭＡ方式を採用しているため、局舎側通信装置が、異なる上り通信速度を持つ加入者側光通信装置から送信された信号を終端する場合、上り通信が低速度の加入者側光通信装置が多いと上り通信のために多くの時間を割り当てる必要がある。そのため、結果として各加入者側光通信装置に対して最低保証帯域を確保できなくなる可能性がある、という問題がある。【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ＰＯＮシステム内に異なる上り通信速度を有する加入者側光通信装置が混在する場合に、加入者側光通信装置の上り通信の高帯域化を実現することができる中継装置、局側光通信装置、通信システムおよび帯域割当方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、加入者側光通信装置と前記加入者側光通信装置に対して帯域を割当てる局側光通信装置とを備える通信システムにおいて、第１の通信速度の光信号を送信する前記加入者側光通信装置である低速通信装置と前記第１の通信速度より高速の第２の通信速度の光信号を送信する前記加入者側光通信装置である高速通信装置と接続され、前記低速通信装置および前記高速通信装置と局側光通信装置との間の通信を中継する中継装置であって、前記低速通信装置から受信した光信号を電気信号へ変換する低速受信処理部と、前記電気信号をバッファリングするバッファと、自装置から前記局側光通信装置への通信の帯域割当を要求する帯域割当要求を前記局側光通信装置へ送信し、前記局側光通信装置から割当られた送信許可時間帯内で、前記バッファに格納された電気信号を読み出して第２の通信速度の光信号に変換して送信する高速送信処理部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明にかかる中継装置、局側光通信装置、通信システムおよび帯域割当方法は、ＰＯＮシステム内に異なる上り通信速度を有する加入者側光通信装置が混在する場合に、加入者側光通信装置の上り通信の高帯域化を実現することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施の形態１の通信システムの構成例を示す図である。
【図２】図２は、光集約通信装置（ＯＣＵ）の機能構成例を示す図である。
【図３】図３は、ＧＥ−ＰＯＮ，１０Ｇ−ＥＰＯＮにおける光波長割り当てを示す図である。
【図４】図４は、実施の形態１の通信システムの論理トポロジー図である。
【図５】図５は、Discovery  Handshakeのメッセージ交換の手順の一例を示すシーケンス図である。
【図６】図６は、ディスカバリーゲートフレームのフォーマットを示す図である。
【図７】図７は、ディスカバリーゲートフレームのディスカバリーインフォメーションフィールドにおけるビットアサインを示す図である。
【図８】図８は、レジスターリクエストフレームのフォーマットを示す図である。
【図９】図９は、通常のゲートフレームのフォーマットを示す図である。
【図１０】図１０は、実施の形態１のＲＴＴ算出手順の一例を示す図である。
【図１１】図１１は、レポートフレームのフォーマットを示す図である。
【図１２】図１２は、上りバースト送信のフォーマットの一例を示す図である。
【図１３】図１３は、実施の形態１のＯＮＵ２−１〜２−６のグループ分けの一例と同時発光の様子を示す図である。
【図１４】図１４は、ＯＮＵ２−１とＯＮＵ２−６の送信時間帯が重なる場合のフレーム転送の様子を示す図である。
【図１５】図１５は、帯域割り当てを行った結果の一例を示す図である。
【図１６】図１６は、実施の形態１のレポートフレームおよびゲートフレームの転送手順の一例を示すチャート図である。
【図１７】図１７は、実施の形態１のＯＬＴの機能構成例を示す図である。
【図１８】図１８は、ＯＬＴにおけるレポートフレームの受信からゲートフレームの送信までの処理手順の一例を示す図である。
【図１９】図１９は、実施の形態２のＯＬＴの機能構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明にかかる中継装置、局側光通信装置、通信システムおよび帯域割当方法の実施の形態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。
【００１２】
実施の形態１．
図１は、本発明にかかる通信システムの実施の形態１の構成例を示す図である。本実施の形態の通信システムは、ＥＰＯＮ（Ethernet（登録商標）  ＰＯＮ）システムとして構成されている。なお、本実施の形態では、ＥＰＯＮシステムを例に説明するが、これに限らず、本発明はＧＰＯＮ（Gigabit  ＰＯＮ）等、その他ＰＯＮ機構を採用するシステムに適用可能である。また、本実施の形態では、Ｐ２ＭＰ構成のＰＯＮシステムを例として説明するが、Ｐ２ＭＰ構成のＰＯＮシステムに限定されるものではない。
【００１３】
図１に示すように、本実施の形態の通信システムは、局側光通信装置（ＯＬＴ）１と、加入者側光通信装置（ＯＮＵ）２−１〜２−６と、クロージャ５と、光集約通信装置（ＯＣＵ：中継装置）６と、で構成される。ＯＬＴ１とＯＮＵ２−１〜２−６とは、地中や電信柱に敷設された光ファイバー４により接続されている。クロージャ５は、必要に応じて光ファイバー４を分岐させる。ＯＬＴ１は、コアネットワーク３に接続され、コアネットワーク３からＯＮＵ２−１〜２−６への下りデータを、光ファイバー４を介してＯＮＵ２−１〜２−４へ送信し、ＯＮＵ２−１〜２−４からコアネットワーク３への上りデータを、光ファイバー４を介して受信してコアネットワーク３へ送信する。なお、図１では、ＯＮＵ２−１〜２−６を６台としているが、ＯＮＵの数はこれに限定されない。
【００１４】
なお、ここでは、本実施の形態の通信システム内で、ＧＥ−ＰＯＮ（１Ｇ（ｂｐｓ）の上り通信速度）に対応するＯＮＵ（低速通信装置）と、１０Ｇ−ＥＰＯＮ（１０Ｇ（ｂｐｓ）の上り通信速度）に対応するＯＮＵ（高速通信装置）と、が混在する場合を例に説明する。ここで、通信速度とは１秒間にどれだけの量のデータを送受信できるかを示す値である。なお、通信速度は、２種類以上の通信速度が混在すればよく、通信速度の値は１Ｇ，１０Ｇに限定されない。また、通信システムに複数の波長を多重し高帯域化を実現するＷＤＭ等の他の技術を併用する場合に、本実施の形態の動作を適用してもよい。
【００１５】
ＯＣＵ６は、ＯＮＵ２−４〜２−６とＯＬＴ１との間の通信を中継する中継装置である。例えば、ＯＣＵ６は、ＯＬＴ１に対してＯＮＵ２−４〜２−６が遠隔地に存在する場合に、光信号を増幅する機能を有する。光ファイバー４により伝送される光信号は伝送距離が伸びるにつれて光強度が減少していく。例えば、ＯＬＴとＯＮＵの距離が２０ｋｍ以上離れている遠方地では、高速大容量の情報サービス提供が受けられない可能性がある。そこで、ＯＣＵ６が、ＯＬＴ１と遠隔地に存在するＯＮＵ２−４〜２−６との間で送受信される光信号を増幅することで、このような問題を防ぐ。なお、ＯＮＵ２−４〜２−６が遠隔地に存在しない場合は、ＯＣＵ６は光信号の増幅機能を有しなくてもよい。
【００１６】
図２は、本実施の形態のＯＣＵ６の機能構成例を示す図である。図２に示すように、本実施の形態のＯＮＵ６は、波長多重分離部（ＷＤＭ：Wavelength  Division  Multiplexing）１１と、光増幅器（ＡＭＰ）１２と、スプリッタ１３と、ＷＤＭ１４と、下り１Ｇ  ＣＤＲ（Clock  Data  Recovery）１５と、ＷＤＭ１６と、上り信号選択部１７と、上り１Ｇ受信処理部（Ｒｘ）（低速受信処理部）１８と、バッファ（Ｂｕｆｆｅｒ）１９と、上り１０Ｇ送信処理部（Ｔｘ）（高速送信処理部）２０と、下り１０Ｇ受信処理部（Ｒｘ）２１と、光増幅器（下り光増幅器：ＡＭＰ）２２と、制御部２３と、を備える。なお、本実施の形態では、ＡＭＰ１２をＷＤＭ１１とスプリッタ１３の間に配置するようにしたが、ＡＭＰ１２をスプリッタ１３とＷＤＭ１６の間に配置する等としてもよくＡＭＰ１２の配置は図２の例に限定されない。
【００１７】
次に、ＯＮＵ６の動作を説明する。まず、下り光信号受信時の動作について説明する。ＷＤＭ１１は、ＯＬＴ１側の光ファイバー４と接続され、ＯＬＴ１から送信された下り光信号（波長多重信号）を光ファイバー４経由で受信すると、受信した下り光信号をＡＭＰ１２へ出力する。ＡＭＰ１２は入力された下り光信号を増幅し、スプリッタ１３へ出力する。スプリッタ１３は、入力された下り光信号を２つに分離し、分離後の１つの光信号をＷＤＭ１４へ出力し、分離後の他方の光信号をＷＤＭ１６へ出力する。
【００１８】
ＷＤＭ１６は、ＯＮＵ２−４〜２−６側の光ファイバー４と接続され、スプリッタ１３から入力された下り光信号を光ファイバー４へ送出する。
【００１９】
また、ＷＤＭ１４は、スプリッタ１３から入力された下り光信号を、通信速度１Ｇの下り信号が伝送される波長の信号（以下、下り１Ｇ信号という）と、通信速度１０Ｇの下り信号が伝送される波長の信号（以下、下り１０Ｇ信号という）と、に分離し、下り１Ｇ信号を下り１Ｇ  ＣＤＲ１５へ出力し、下り１０Ｇ信号を下り１０Ｇ  Ｒｘ２１へ出力する。
【００２０】
図３は、ＧＥ−ＰＯＮ，１０Ｇ−ＥＰＯＮにおける光波長割り当てを示す図である。上りについては、ＧＥ−ＰＯＮへの割り当て波長の一部と１０Ｇ−ＥＰＯＮの割り当て波長が重なっている。一方下り光信号については、ＧＥ−ＰＯＮ、Ｖｉｄｅｏ、１０Ｇ−ＥＰＯＮにそれぞれ重ならない波長帯が割り当てられている。したがって、ＷＤＭ１４は、この光波長割り当てに基づいて、ＧＥ−ＰＯＮの下り１Ｇ信号の波長（１４９０ｎｍ帯）と、１０Ｇ−ＥＰＯＮの下り１０Ｇ信号の波長（１５７７ｎｍ帯）と、を分離することでＯＬＴ→ＯＮＵへの下り通信を実現する。なお、上り光信号については、ＧＥ−ＰＯＮ，１０Ｇ−ＥＰＯＮとで重なる波長帯が存在するため、ＯＮＵごとに送信時間帯が重ならないようにＴＤＭＡ方式により制御することによりＯＮＵ→ＯＬＴへの上り通信を実現している。
【００２１】
下り１Ｇ  ＣＤＲ１５は、入力された下り１Ｇ信号からクロックを抽出し、上り１Ｇ  Ｒｘ１８へ供給する。下り１０Ｇ  Ｒｘ２１は、入力された下り１Ｇ信号を光信号から電気信号へ変換し、変換後の電気信号を上り１０Ｇ  Ｔｘ２０へ出力する。
【００２２】
上り１０Ｇ  Ｔｘ２０は、１０Ｇ  ＯＮＵＭＡＣ（Media  Access  Control）２０１と、１０Ｇ  ＢｕｒｓｔＴｘ２０２と、で構成される。１０Ｇ  ＯＮＵＭＡＣ２０１は、入力された電気信号（ＯＬＴ１から送信された信号）に対してゲートフレーム解析等の解析を行い、ＯＬＴ１への上り光信号の送信タイミングを制御し、またゲートフレーム解析結果を制御部２３へ通知する。なお、ゲートフレーム解析については後述する。制御部２３は、ゲートフレーム解析結果に基づいて、上り信号選択部１７が選択する出力先を指示する。具体的には、ゲートフレーム解析結果に基づいて、通信速度１Ｇの上り光信号を受信する時間帯では、上り信号選択部１７に対して出力先を上り１Ｇ  Ｒｘ１８とするよう指示し、通信速度１０Ｇの上り光信号を受信する時間帯では、上り信号選択部１７に対して出力先を上りＡＭＰ２２とするよう指示する。
【００２３】
次に、上り光信号受信時の動作について説明する。ＷＤＭ１６は、ＯＮＵ２−４〜２−６側の光ファイバーから受信した上り光信号を上り信号選択部１７へ出力する。上り信号選択部１７は、制御部２３からの指示に基づいて、入力された上り光信号の出力先（ＡＭＰ２２または上り１Ｇ  Ｒｘ１８）を選択し、選択した出力先へ上り光信号を出力する。
【００２４】
上り信号選択部１７が出力先としてＡＭＰ２２を選択した場合、上り光信号は、ＡＭＰ２２により増幅されＷＤＭ１１経由でＯＬＴ１へ送信される。上り信号選択部１７が出力先として上り１Ｇ  Ｒｘ１８を選択した場合、上り１Ｇ  Ｒｘ１８の１Ｇ  ＢｕｒｓｔＲｘ１８１は、入力された上り光信号を電気信号に変換して１Ｇ  ＯＬＴＭＡＣ１８２に出力する。１Ｇ  ＯＬＴＭＡＣ１８２は、入力された電気信号に対してＯＬＴと同様の終端処理を行った後に、電気信号に含まれる上りデータをバッファ１９へ格納する。
【００２５】
そして、１０Ｇ  ＯＮＵＭＡＣ２０１は、ゲートフレーム解析結果に基づいて、自身に割り当てられた送信時間帯でバッファ１９に格納されたデータを読み出して１０Ｇ  ＢｕｒｓｔＴｘ２０２へ出力する。１０Ｇ  ＢｕｒｓｔＴｘ２０２は、入力されたデータを１０Ｇ-ＥＰＮの波長（１２６０〜１２９０ｎｍ）の光信号に変換して１０Ｇの通信速度でＷＤＭ１１経由でＯＬＴ１へ送信する。
【００２６】
このように、ＯＣＵ６は、上り下りの１０Ｇの通信速度の光信号と、下り１Ｇの通信速度の光信号と、はＡＭＰ１２またはＡＭＰ２２で強度を増幅する。また、上りの通信速度１Ｇの光信号については、一旦バッファ１９へ格納して、通信速度１０Ｇの上り信号としてＯＬＴ１へ送信している。
【００２７】
次に、本実施の形態の帯域割り当てについて説明する。図４は、ＯＬＴ１に直接接続するＯＮＵ２−１〜２−３とＯＮＵ６を介して接続するＯＮＵ２−４〜２−６との接続関係を示した論理トポロジー図である。スプリッタ７−１，７−２は、例えば図１に示したクロージャ５である。
【００２８】
ここでは、一例として、ＯＮＵ２−１，２−４は、上り通信速度１０Ｇ、下り通信速度１０Ｇの対称（上りと下りで通信速度が同じ）１０Ｇ−ＥＰＯＮに対応するＯＮＵであり、ＯＮＵ２−２，２−５は、上り通信速度１Ｇ、下り通信速度１０Ｇの非対称（上りと下りで通信速度が異なる）１０Ｇ−ＥＰＯＮに対応するＯＮＵであり、ＯＮＵ２−３，２−６は、上り通信速度１Ｇ、下り通信速度１ＧのＧＥ−ＰＯＮに対応するＯＮＵであるとする。
【００２９】
本実施の形態では、図４に示したように、上りの通信速度の異なるＯＮＵ２−１〜２−６が混在する場合に、ＯＣＵ６は、上述のように低速（通信速度１Ｇ）で伝送されるデータを一旦バッファ１９に格納して、高速（通信速度１０Ｇ）の光信号に変換してＯＬＴ１へ送信する。したがって、ＯＣＵ６は、配下のＯＮＵ２−４〜２−６の通信速度を把握しておく必要がある。また、ＯＣＵ６は、１Ｇの上り光信号を受信する時間帯であるか１０Ｇの上り光信号を受信する時間帯であるかの情報を把握する必要がある。本実施の形態では、ＯＮＵ６は、これらの情報をＯＬＴ１からＯＮＵ２−４〜２−６へ送信されるゲートフレーム（Ｇａｔｅフレーム：帯域割当通知）を解析するゲートフレーム解析により取得する。以下、本実施の形態のゲートフレーム解析について説明する。
【００３０】
図５は、ＯＬＴ１とＯＮＵ２−４〜２−６との間で実施されるDiscovery  Handshakeのメッセージ交換の手順の一例を示すシーケンス図である。図５は、ＩＥＥＥ（The  Institute  of  Electrical  and  Electronics  Engineers）８０２．３ａｖで規定されているDiscovery  Handshakeの手順を示している。
【００３１】
図５に示すように、従来のＰＯＮシステムと同様に、ＯＬＴ１は、ディスカバリーゲートフレーム（Discovery  Gate）をＯＮＵ２−１〜２−６へ送信する（ステップＳ１）。ＯＮＵ２−１〜２−６は、ディスカバリーゲートフレームを受信すると、レジスターリクエストフレーム（Register  Request）をＯＬＴ１へ送信する（ステップＳ２）。なお、ディスカバリーゲートフレームはブロードキャストにより送信される。そして、各ＯＮＵ２−１〜２−６は、ディスカバリーゲートフレームにより指定された送信許可時間帯の開始時間（Grant  Start  time）からそれぞれランダムな時間の後（送信許可時間帯の範囲で）にレジスターリクエストフレームを送信する。
【００３２】
図６は、ディスカバリーゲートフレームのフォーマットを示す図である。図７は、ディスカバリーゲートフレームのディスカバリーインフォメーションフィールドにおけるビットアサインを示す図である。図８は、レジスターリクエストフレームのフォーマットを示す図である。
【００３３】
図６に示すように、ディスカバリーゲートフレームには、送信許可時間帯を通知するGrant＃１  Start  time３１（送信許可時間帯の開始時間）とGrant＃１  Length３２（送信時間帯の長さ）が格納され、これにより送信許可時間帯を指定することができる。また、図７は、ディスカバリーゲートフレームのディスカバリーインフォメーションフィールド（Discovery  Information）３３の内容を示している。
【００３４】
図７に示すように、ディスカバリーインフォメーションフィールド３３には、ビット（Ｂｉｔ）０は、ＯＬＴ１が上りの１Ｇ信号を扱えるかを示し、ビット１は、ＯＬＴ１が上りの１０Ｇ信号を扱えるかを示しており、またこれらのビット状態に連動して、ビット４、ビット５のビット状態も決定される。ＯＬＴ１が、上りの１Ｇ信号と１０Ｇ信号の両方を扱える場合は、上り１Ｇに対応しているＯＮＵのディスカバリー時間（レジスターリクエストフレームを受け付ける時間）と、上り１０Ｇに対応しているＯＮＵのディスカバリー時間と、を分けて通知することで、同じ時間に２種類の信号が重複することを回避できる。図７では、Grant＃１について記載されているが、Grantは複数指定できるため、例えば、Grant＃１とGrant＃２で時間帯を分けて指定してもよい。
【００３５】
以上のことから、ＯＬＴ１とＯＮＵ２−４〜２−６との間で送受信される信号を中継するＯＣＵ６は、ディスカバリーゲートフレームの内容を解析（ゲートフレーム解析）することで、ＯＮＵ２−４〜２−６からＯＬＴ１へ１Ｇ信号が送信される可能性のある時間帯（上り１Ｇ送信時間帯）と、ＯＮＵ２−４〜２−６からＯＬＴ１へ１０Ｇ信号が送信される可能性のある時間帯（上り１０Ｇ送信時間帯）と、を把握することができる。具体的には、１０Ｇ  ＯＮＵＭＡＣ２０１が、上り１Ｇ送信時間帯と、上り１０Ｇ送信時間帯と、を把握する。そして、１０Ｇ  ＯＮＵＭＡＣ２０１は、これらの上り１Ｇ送信時間帯と、上り１０Ｇ送信時間帯と、を制御部２３に通知する。制御部２３は、通知された情報に基づいて上り信号選択部１７に対して、上り１０Ｇ送信時間帯には出力先をＡＭＰ２２とし、上り１Ｇ送信時間帯には出力先を上り１Ｇ  Ｒｘ１８とするよう指示する。
【００３６】
図５の説明に戻ると、ＯＬＴ１は、レジスターリクエストフレームを受信すると、その応答としてレジスタ（Register）フレームを返送し（ステップＳ３）、送信許可時間帯を通知するための通常のゲートフレームを送信する（ステップＳ４）。なお、レジスターフレームおよびゲートフレームは、ＯＮＵ２−１〜２−６へ送信されるが宛先のＬＬＩＤ（Logical  Link  Identifier））が指定されるため、受信した装置は、どのＯＮＵに対するゲートフレームであるかを把握することができる。自身が収容するＬＬＩＤに対応するゲートフレームを受信したＯＮＵ２−１〜２−６は、ゲートフレームにより通知された送信許可時間帯内でレジスターフレームに対する応答フレーム（Register  Ack）を送信し（ステップＳ５）、Discovery  Handshakeを完了する（ステップＳ６）。
【００３７】
図９は、通常のゲートフレーム（Normal  Gate）のフォーマットを示す図である。通常のゲートフレームは、ディスカバリーゲートフレームと同様にGrant＃１  Start  time，Grant＃１  Lengthといった送信許可時間帯を指定する情報が格納される。ＯＬＴ１とＯＮＵ２−４〜２−６との間で送受信される信号を中継するＯＣＵ６は、ゲートフレームの内容を解析（ゲートフレーム解析）することにより、ゲートフレームの宛先毎の送信許可時間帯を把握することができる。なお、ＯＣＵ６は、配下のＯＮＵ２−４〜２−６ごとに上り信号の通信速度（１Ｇであるか１０Ｇであるか）を予め保持しているとする。また、ＯＣＵ６は、ＬＬＩＤとＯＮＵ２−４〜２−６との対応も把握しているとする。
【００３８】
ＯＣＵ６の１０Ｇ  ＯＮＵＭＡＣ２０１は、保持しているＯＮＵ２−４〜２−６毎の通信速度と、上述のゲートフレームの宛先および送信許可時間帯と、ＬＬＩＤとＯＮＵの対応と、に基づいて、ゲートフレーム毎に上り１０Ｇ送信時間帯または上り１Ｇ送信時間帯と、を求め、制御部２３へ通知する。制御部２３は、上り１０Ｇ送信時間帯が通知された場合には上り信号選択部１７に対して当該時間帯の出力先をＡＭＰ２２とするよう指示し、上り１０Ｇ送信時間帯が通知された場合には上り信号選択部１７に対して当該時間帯の出力先を上り１Ｇ  Ｒｘ１８とするよう指示する。
【００３９】
なお、１０Ｇ  ＯＮＵＭＡＣ２０１は、上り１０Ｇ送信時間帯または上り１Ｇ送信時間帯を求めずに、ゲートフレームの宛先および送信許可時間帯を制御部２３に通知し、制御部２３が、保持しているＯＮＵ２−４〜２−６毎の通信速度と、上述のゲートフレームの宛先および送信許可時間帯と、ＬＬＩＤとＯＮＵの対応と、に基づいて、上り１０Ｇ送信時間帯と、上り１Ｇ送信時間帯と、に基づいて上り１０Ｇ送信時間帯または上り１Ｇ送信時間帯と、を求めるようにしてもよい。
【００４０】
なお、本実施の形態では、下り１０Ｇにより送信されるゲートフレームを解析することにより、配下のＯＮＵ２−４〜２−６の送信許可時間帯を全て把握できることを前提としているが、下り１Ｇにより送信されるゲートフレームを解析する必要がある場合には、同様に下り１Ｇにより送信されるゲートフレームを解析する機能を追加すればよい。
【００４１】
次に、Discovery  Handshakeが完了した後のデータのＯＣＵ６の動作について説明する。Discovery  Handshakeが完了した後、ＯＮＵ２−１〜２−６は、送信データが存在する場合に送信を要求するデータ量をレポートフレーム（帯域割当要求）によりＯＬＴ１へ通知する。ＯＬＴ１は、ＯＮＵ２−１〜２−６から送信されたレポートフレームに基づいてＯＮＵ２−１〜２−６に対して、例えばＤＢＡ（Dynamic  Bandwidth  Allocation）によりそれぞれ送信許可時間帯を割り当てる。なお、実際には、ＬＬＩＤ毎に送信許可時間帯が割り当てられるがここでは説明を簡単にするため、１つのＯＮＵが１つのＬＬＩＤに対応しているとする。本実施の形態のＯＬＴ１における帯域割り当て方法については後述する。
【００４２】
ＯＣＵ６の配下のＯＮＵ２−４〜２−６は、Discovery  Handshakeが完了した後に、送信データが存在する場合、ゲートフレームにより指定された送信許可時間帯で上り送信データおよびレポートフレームを通信速度１Ｇの光信号（上り１Ｇ信号）または通信速度１０Ｇの光信号（上り１０Ｇ信号）としてＯＬＴ１へ送信する。なお、ＯＮＵ２−４〜２−６の動作は従来と同様である。
【００４３】
ＯＣＵ６では、配下のＯＮＵ２−４〜２−６からＯＬＴ１へ送信される上り１Ｇ信号または上り１０Ｇ信号を受信すると、上り信号選択部１７が、制御部２３の指示に基づいて、上り１Ｇ信号については上り１Ｇ  Ｒｘ１８へ出力し、上り１０Ｇ信号についてはＡＭＰ２２へ出力する。ＡＭＰ２２へ出力された上り１０Ｇ信号は、増幅された後にＷＤＭ１１経由でＯＬＴ１へ送信される。
【００４４】
上り１Ｇ  Ｒｘ１８へ出力された上り１Ｇ信号は、１Ｇ  ＢｕｒｓｔＲｘ１８１および１Ｇ  ＯＬＴＭＡＣ１８２経由でバッファ１９に格納される。本実施の形態では、ＯＣＵ６もレポートフレームにより、ＯＬＴ１に対して上り通信の帯域割り当てを要求する。そして、ＯＣＵ６は、ＯＬＴ１からＯＣＵ６に対して送信されたゲートフレームに格納された送信許可時間帯で、バッファ１９に蓄積したデータを上り１０Ｇ信号として送信する。
【００４５】
ＰＯＮシステムでは、ＯＬＴが各ＯＮＵとの間の上りおよび下りの通信について、所定の帯域更新周期毎に帯域割り当てを行うが、この際、各ＯＮＵに対して上り通信に割当てた送信許可時間が重ならないように帯域割り当てを行う必要がある。ＯＬＴと各ＯＮＵとの伝送路はそれぞれ異なるため、ＯＬＴは、各ＯＮＵとの間のフレーム往復時間（ＲＴＴ：Round  Trip  Time）を計測し、計測したＲＴＴを用いて帯域割り当てを行っている。
【００４６】
具体的には、例えば、ＯＬＴが、ディスカバリーゲートフレームの送信時刻を保持しておく。そして、ＯＮＵは、当該ディスカバリーゲートフレームの応答であるレジスターリクエストフレームを受信した受信時刻と、保持している送信時刻に基づいてＲＴＴを求める。また、同様に、通常のゲートフレームの送信時刻を保持しておき、ＯＮＵから送信されたレポートフレームを受信した受信時刻と、保持している送信時刻に基づいてＲＴＴを求める。なお、ＲＴＴの計測に用いるフレームはこれらのフレームに限定されない。
【００４７】
一方、本実施の形態では、上述のように上り１Ｇ信号を一旦バッファ１９に格納してから送信するため、ＯＬＴ１では、通常と同様にＲＴＴを計測すると、ＯＣＵ６のバッファ１９での滞留時間が加算されるため、正しいＲＴＴを算出できない。本実施の形態では、ＲＴＴを正しく算出できるようレジスターリクエストフレームおよびレポートフレームのタイムスタンプを書き換える。
【００４８】
図１０は、本実施の形態のＲＴＴ算出手順の一例を示す図である。図１１は、レポートフレームのフォーマットを示す図である。まず、ＯＬＴ１は、ディスカバリーゲートフレームまたはゲートフレームをＯＮＵ２−５へ送信する。なお、図１１では、ＯＮＵ２−５を例として記載しているがＯＮＵ２−６についても同様である。なお、ＯＮＵ２−４は上り１０Ｇ信号を送信するため、ＯＬＴ１とＯＮＵ２−４の間ではＯＣＵ６における滞留時間は問題とならず、ＯＬＴ１とＯＮＵ２−４の間のＲＴＴの計測方法は従来と同様である。このとき、ディスカバリーゲートフレームまたはゲートフレームには、ＯＬＴ１における当該フレームの送信時刻ｔ０がタイムスタンプとして格納されている（図６のTimestamp３４または図８のTimestamp３５）。
【００４９】
ＯＣＵ６は、自装置のローカル時刻を、ＯＬＴ１から受信したディスカバリーゲートフレームまたはゲートフレームに格納されているタイムスタンプの値ｔ０に設定するとともに、受信したフレームをＯＮＵ２−５へ送信する。具体的には、ＷＤＭ１１経由で光信号として受信したフレーム（ディスカバリーゲートフレームまたはゲートフレーム）をＡＭＰ１２が増幅した後、スプリッタ１３が２つに分岐する。そして、分岐した一方の光信号をＷＤＭ１６経由でＯＮＵ２−５へ送信する。また、分岐した他方の光信号は、ＷＤＭ１４および下り１０Ｇ  Ｒｘ２１経由で１０Ｇ  ＯＮＵＭＡＣ２０１が、受信したフレームを解析して自装置のローカル時刻をタイムスタンプの値ｔ０に設定する。
【００５０】
ＯＮＵ２−４は、フレーム（ディスカバリーゲートフレームまたはゲートフレーム）を受信すると、自装置のローカル時刻を、受信したフレームに格納されているタイムスタンプの値ｔ０に設定し、ＯＮＵ２−４内の遅延時間Ｔwaitの後に応答フレーム（レジスターリクエストフレームまたはレポートフレーム）を送信する。このとき、応答フレームのタイムスタンプ（図９のTimestamp３６または図１１のTimestamp３７）に当該フレームの送信時刻ｔ１を格納する。
【００５１】
ＯＣＵ６は、ＯＮＵ２−５から応答フレームを受信すると当該フレームをバッファ１９に格納し、自身に割り当てられた送信許可時間帯で当該フレームを読み出して送信する。従って、応答フレームのＯＣＵ６内の滞留時間は変動する。ＯＣＵ６では、ＲＴＴの計測に対する滞留時間の影響を除去するため、１０Ｇ  ＯＮＵＭＡＣ２０１が、応答フレームの受信時刻と当該フレームの送信時刻との差を滞留時間αとして求め、当該フレームの送信時にタイムスタンプをｔ１からｔ１´＝ｔ１＋αに書き換えて送信する。
【００５２】
ＯＬＴ１では、当該フレームに対する応答フレームを受信した受信時刻ｔ２を取得し、以下の式（１）により、ｔ２と応答フレームに格納されているｔ１´とに基づいてＲＴＴを算出する。なお、Ｔdownは下り通信時間を示し、Ｔupは上り通信時間を示し、ＴresはＯＬＴ１がディスカバリーゲートフレームまたはゲートフレームを送信してから応答フレームを受信するまでの時間（ｔ２−ｔ０）である。
ＲＴＴ＝Ｔdown＋Ｔup−α＝Ｔres−Ｔwait−α＝（ｔ２−ｔ０）−（ｔ１−ｔ０）−α
＝ｔ２−（ｔ１＋α）＝ｔ２−ｔ１´              …（１）
【００５３】
なお、ＯＬＴ１がディスカバリーゲートフレームまたはゲートフレーム以外のフレームによりＲＴＴを計測する場合にも、同様に各フレームにタイムスタンプを格納し、ＯＣＵ６がＯＮＵ２−５から送信されたフレームのタイムスタンプを、滞留時間αを加算した値に書き換えるようにすればよい。なお、以上述べたＲＴＴの算出方法は一例であり、ＯＣＵ６における滞留時間を補正できる算出方法であればどのような算出方法としてもよい。
【００５４】
次に、本実施の形態のＯＬＴ１における帯域割り当て方法について説明する。図１２は、上りバースト送信のフォーマットの一例を示す図である。図１２に示すように、ＯＮＵ２−１〜２−６は、ゲートフレームにより自身に許可された送信許可時間帯（Grant  Start  TimeからGrant  Start  Time＋Grant  Lengthの間）で上り信号を送信する。
【００５５】
例えば、ＯＮＵ２−１〜２−６は、光信号を送信するためのレーザをGrant  Start  TimeでＯＮとして発光を開始させる。そして、同期時間（Sync  Time）の後に、データ（Preamble，Frame，ＩＰＧ（Inter Packet Gap），ＦＥＣ（Forward  Error  Correction）  Parity）を送信し、レーザをＯＦＦして、Grant  Start  Time＋Grant  Lengthまでに発光が停止するようにする。
【００５６】
通常のＰＯＮシステムでは、ＯＬＴは、配下の各ＯＮＵが発光する時間が重ならないように送信許可時間を割当てる。本実施の形態では、配下のＯＮＵ２−１〜２−６を、ＯＣＵ６を経由せずにＯＬＴ１と接続するＯＮＵ２−１〜２−３と、ＯＣＵ６を経由するＯＮＵ２−４〜２−６と、の２つのグループに分ける。そして、ＯＣＵ６を経由するＯＮＵ２−４〜２−６のうち上り１Ｇ信号を送信するＯＮＵ２−５，２−６については、ＯＣＵ６を経由せずにＯＬＴ１と接続するＯＮＵ２−１〜２−３との同時発光を許容する。
【００５７】
図１３は、本実施の形態のＯＮＵ２−１〜２−６のグループ分けの一例と同時発光の様子を示す図である。図１３の通信システムは図４で示した通信システムと同様とし、ここでは、ＯＣＵ６を経由せずにＯＬＴ１と接続するＯＮＵ２−１〜２−３をグループＡとし、ＯＣＵ６を経由するＯＮＵ２−４〜２−６をグループＢとしている。そして、グループＢのうちＯＮＵ２−６と、グループＡのＯＮＵ２−１が同時発光している（すなわち、送信許可時間帯が重なる）様子を示している。グループＢのうち上り１Ｇ信号を送信するＯＮＵ２−５，２−６は、一旦ＯＣＵ６のバッファ１９に格納された後に、ＯＣＵ６からＯＬＴ１へ送信する。このため、ＯＮＵ２−４〜２−６の送信許可時間帯が互いに重ならず、かつＯＣＵ６からＯＬＴ１への送信時間帯とグループＡのＯＮＵ２−１〜２−３の送信時間帯とが重ならなければ信号の重複の問題は発生しない。
【００５８】
図１４は、ＯＮＵ２−１とＯＮＵ２−６の送信時間帯が重なる場合のフレーム転送の様子を示す図である。ＯＮＵ２−１は、接続するユーザ装置等から受信したデータ（１０Ｇ−Ｄ３１）が蓄積すると、１つ前の帯域更新周期（帯域更新周期Ｔn-1）で図示しないゲートフレームで指示された送信許可時間帯で、要求するデータ量を格納したレポートフレーム（図１４ではＲと記載）をＯＬＴ１に送信する（ステップＳ１１）。そして、ＯＬＴ１は、当該帯域更新周期（帯域更新周期Ｔn）内に各ＯＮＵ２−１〜２−６からの受信したレポートに基づいて、次の帯域更新周期（帯域更新周期Ｔn+1）内の帯域割当てを実施し（ステップＳ１２）、割当て結果（送信許可時間帯）をゲートフレーム（図１４ではＧと記載）によりＯＮＵ２−１へ通知する（ステップＳ１３）。また、ＯＮＵ２−１は、帯域更新周期Ｔn-1で図示しないゲートフレームにより指示された送信許可時間帯で、データ（１０Ｇ−Ｄ３２）をＯＬＴ１に送信する（ステップＳ１４）。ゲートフレームを受信したＯＮＵ２−１は、当該ゲートフレームにより指示された帯域更新周期Ｔn+1内の送信許可時間帯で、レポートフレームを送信するとともに（ステップＳ１５）、１０Ｇ−ＤをＯＬＴ１へ送信する（ステップＳ１６）。
【００５９】
一方、ＯＮＵ２−６は、データ（１Ｇ−Ｄ４１）が自身に蓄積すると、帯域更新周期Ｔn-1で図示しないゲートフレームにより指示された送信許可時間帯で、送信を要求するデータ量を格納したレポートフレームをＯＬＴ１へ送信する（ステップＳ２１）。このレポートフレームは、ＯＣＵ６において一旦バッファ１９に格納される（ステップＳ２２）。そして、ＯＣＵ６が、帯域更新周期Ｔn-1で図示しないゲートフレームにより指示された送信許可時間帯で、バッファ１９に蓄積しているレポートフレームを送信する（ステップＳ２３）。そして、ＯＬＴ１は、帯域更新周期Ｔn内に各ＯＮＵ２−１〜２−６からの受信したレポートに基づいて、帯域更新周期Ｔn+1内の帯域割当てを実施し（ステップＳ１２）、割当て結果（送信許可時間帯）をゲートフレームによりＯＮＵ２−６へ通知する（ステップＳ２４）。
【００６０】
ＯＮＵ２−６は、通知されたゲートフレームにより指示された帯域更新周期Ｔn+1内の送信許可時間帯で、送信を要求するデータ量を格納したレポートフレームをＯＬＴ１へ送信する（ステップＳ２５）とともに、データ（１Ｇ−Ｄ４１）をＯＬＴ１へ送信する（ステップＳ２６）。
【００６１】
また、ＯＮＵ２−６は、帯域更新周期Ｔn-1で図示しないゲートフレームにより指示された送信許可時間帯で、帯域更新周期Ｔn-1の送信したレポートフレームにより送信を要求したデータ（１Ｇ−Ｄ４２）をＯＬＴ１へ送信する（ステップＳ３１）。このデータ（１Ｇ−Ｄ４２）は、ＯＣＵ６においてレポートフレームと同様に一旦バッファ１９に格納される（ステップＳ３２）。そして、ＯＣＵ６が、帯域更新周期Ｔn-1で図示しないゲートフレームにより指示された送信許可時間帯で、バッファ１９に蓄積しているデータ（１Ｇ−Ｄ４２）を送信する（ステップＳ３３）。
【００６２】
図１４の例では、帯域更新周期Ｔn+1内で、ＯＮＵ２−１とＯＮＵ２−６が同時に発光している時間帯（同時にデータを送信している時間帯）が存在するが、ＯＮＵ２−６のデータはＯＣＵ６のバッファ１９に一旦格納されてから送信されるため、信号の重複の問題は生じない。
【００６３】
なお、図１４の例では、ＯＣＵ６は、ＯＮＵ２−６からデータを受信した帯域更新周期内でＯＬＴ１へ当該データを送信している。ＯＬＴ１は、ＯＣＵ６についても１つ前の帯域更新周期で送信許可時間帯を割り当てておく必要がある。レポートフレームについては、データ量が一定のため、帯域更新周期毎に定期的に割り当てを行っておけばよいが、上りデータについては変動する。このため、ＯＣＵ６は、１つ前の帯域更新周期に送信するレポートフレームで、次の帯域更新周期で送信するデータ量を予測値として格納して送信しておく。予測値の求め方は、どのような方法を用いてもよいが、レポートフレームの時点で蓄積しているデータを予測値として用いてもよいし、蓄積しているデータにある程度の余裕分を加算して予測値としてもよい。
【００６４】
または、ＯＬＴ１が、ＯＣＵ６に当該周期で蓄積することが想定されるデータ量をＯＣＵ６の配下の上り１Ｇ伝送を行うＯＮＵ２−５，２−６から送信されたレポートフレームに基づいて把握してもよい。すなわち、ＯＬＴ１は、例えば、帯域更新周期Ｔnで受信したＯＮＵ２−５，２−６から送信されたレポートフレームで要求されたデータ量の合計を、ＯＮＵ６から要求されたデータ量として扱う。
【００６５】
なお、ＯＣＵ６が、ＯＮＵ２−６からデータを受信した帯域更新周期の次の帯域更新周期で、ＯＬＴ１へ当該データを送信する場合には、ＯＮＵ２−１〜２−６と同様に蓄積しているデータをレポートフレームで通知すればよい。
【００６６】
図１５は、ＯＬＴ１がＯＮＵ２−１〜２−６、ＯＣＵ６に対して帯域割り当てを行った結果の一例を示す図である。本実施の形態では、上述のように、ＯＮＵ２−１〜２−６を２つのグループに分ける。そして、ＯＬＴ１は、領域＃１の帯域割り当てとして、グループＡとＯＣＵ６とに対して帯域更新周期の割り当てを行う。また、ＯＬＴ１は、領域＃２の帯域割り当てとして、グループＢのＯＮＵ２−４〜２−６について、当該帯域更新周期内でＯＣＵ６に割り当てた送信許可時間帯より前でＯＣＵ６に割り当てた送信許可時間帯と重ならないよう送信許可時間帯を割り当てる。レポートフレーム、データに対してそれぞれこのように帯域割り当てを実施する。
【００６７】
なお、図１５では、ＯＣＵ６の送信許可時間帯を最後となるように割り当てている。これは、ＯＮＵ２−５，２−６から受信したレポートフレームまたはデータを、受信と同一の帯域更新周期内で送信できるようにするためであるが、ＯＬＴ１が各装置に割り当てる順番は図１５の例に限定されない。例えば、ＯＣＵ６が、ＯＮＵ２−５，２−６から受信したレポートフレームまたはデータを、受信した帯域更新周期の次の帯域更新周期以降に送信する場合には、ＯＣＵ６の送信許可時間帯を先頭としてもよい。
【００６８】
また、図１５では、領域＃２を領域＃１のうちＯＣＵ６に割り当てた送信許可時間帯を除いた時間帯としているが、ＯＮＵ２−５，２−６から受信したレポートフレームまたはデータを、受信と同一の帯域更新周期内で送信するという制約がない場合には、領域＃２がＯＣＵ６に割り当てた送信許可時間帯と重なっていてもよい。
【００６９】
ＯＮＵ２−１〜２−３の送信許可時間帯が互いに重ならず、かつＯＮＵ２−４〜２−６の送信許可時間帯が互いに重ならず、かつＯＮＵ６の送信許可時間帯がＯＮＵ２−１〜ＯＮＵ２−３の送信許可時間帯と重ならず、かつＯＮＵ６の送信許可時間帯が配下の上り１０Ｇ伝送を行うＯＮＵ（ＯＮＵ２−４）の送信許可時間帯と重ならないようにすれば、どのような帯域割り当てを行ってもよい。
【００７０】
図１６は、本実施の形態のレポートフレームおよびゲートフレームの転送手順の一例を示すチャート図である。図１６では、ＯＣＵ６とＯＣＵ６の配下のＯＮＵ２−４〜２−６についての転送手順を示している。ＯＮＵ２−１〜２−３については従来と同様である。
【００７１】
ＯＬＴ１は、ゲートフレームをＯＣＵ６およびＯＮＵ２−４〜２−６へ送信する（ステップＳ４１〜ステップＳ４４）。ＯＮＵ２−４は、ゲートフレームで自身に許可された送信許可時間帯でレポートフレームを送信する（ステップＳ４５）。ＯＣＵ６は、ＯＮＵ２−４から受信したレポートフレームは上り１０Ｇ信号であるため、増幅してそのままＯＬＴ１へ転送する。
【００７２】
ＯＮＵ２−５，２−６は、ゲートフレームで自身に許可された送信許可時間帯でそれぞれレポートフレームを送信する（ステップＳ４６，Ｓ４７）。ＯＣＵ６は、ＯＮＵ２−５，２−６から受信したレポートフレームは上り１Ｇ信号であるため、一旦バッファ１９へ格納し、ゲートフレームで自身に許可された送信許可時間帯で、自身のレポートフレームとともにバッファ１９へ格納されているレポートフレームを、上り１０Ｇ信号としてＯＬＴ１へ送信する（ステップＳ４８）。
【００７３】
図１７は、本実施の形態のＯＬＴ１の機能構成例を示す図である。ＯＮＵ２−１〜２−４から送信された上り信号およびＯＣＵ６から送信された上り信号は、ＷＤＭ５１を経由して、光Ｒｘ（光受信部）５３により電気信号に変換され、ＰＯＮ制御部（帯域割当部）５４に入力される。そして、上り信号のうちコアネットワーク３へ送信されるデータはインタフェース５５経由でコアネットワーク３へ送信され、ＯＬＴ１宛の信号（レポートフレーム等）は、ＰＯＮ制御部５４によって処理される。そして、上り信号のうちコアネットワーク３へ送信されるデータはインタフェース５５経由でコアネットワーク３へ送信され、ＯＬＴ１宛の信号（レポートフレーム等）は、ＰＯＮ制御部５４によって処理される。
【００７４】
コアネットワークから送信されたＯＮＵ２−１〜２−６宛の下り信号は、インタフェース５５を経由して、ＰＯＮ制御部５４が光Ｔｘ（光送信部）５２およびＷＤＭ５１を経由して各ＯＮＵ２−１〜２−６へ送信する。ＰＯＮ制御部５４は、受信したレポートフレームに基づいて帯域割り当てを行う等、ＰＯＮシステムにおける制御を実施し、帯域割り当て結果を通知するゲートフレームを生成して光Ｔｘ（光送信部）５２およびＷＤＭ５１を経由して各ＯＮＵ２−１〜２−６およびＯＣＵ６へ送信する。
【００７５】
図１８は、ＯＬＴ１におけるレポートフレームの受信からゲートフレームの送信までの処理手順の一例を示す図である。ＯＬＴ１は、レポートフレームを受信する（ステップＳ５１）と、受信したレポートフレームの送信元がＯＣＵ６の配下のＯＮＵであるか否かを判断する（ステップＳ５２）。ここでは、各ＯＮＵ２−１〜２−６がＯＣＵ６の配下であるか否かの情報は、予めＯＬＴ１に設定されているとする。なお、ＯＬＴ１が、この情報を取得する方法に限定はない。
【００７６】
受信したレポートフレームの送信元がＯＣＵ６であるか、ＯＮＵ６の配下でないＯＮＵである場合（ステップＳ５２  Ｎｏ）、当該レポートフレームに格納された情報（送信データ量等）を領域＃１の帯域割り当てのＤＢＡ計算の入力とする（ステップＳ５３）。
【００７７】
受信したレポートフレームの送信元がＯＣＵ６の配下のＯＮＵである場合（ステップＳ５２  Ｙｅｓ）、当該レポートフレームに格納された情報（送信データ量等）を領域＃２の帯域割り当てのＤＢＡ計算の入力とする（ステップＳ５４）。
【００７８】
そして、各ＤＢＡ計算を実施した後、帯域割り当て結果を格納したゲートフレームをＯＣＵ６および各ＯＮＵ２−１〜２−６へ送信する（ステップＳ５５）。
【００７９】
以上のように、本実施の形態では、ＯＬＴ１とＯＮＵ２−４〜２−６の間に配置されたＯＣＵ６が、低速（１Ｇ）の上り通信を行うＯＮＵ２−５，２−６から受信した上り信号をバッファ１９へ一旦格納し、格納した上り信号を高速信号としてＯＬＴ１へ送信し、高速（例えば１０Ｇ）の上り通信を行うＯＮＵ２−４から受信した上り信号はバッファ１９へ格納せずにＯＬＴ１へ送信するようにした。そのため、ＯＣＵ６の配下の低速（１Ｇ）の上り通信を行うＯＮＵ２−５，２−６と、それ以外のＯＮＵ２−１〜２−３とで、それぞれ独立に帯域割り当てを実施することができ、ＯＮＵ２−５，２−６の発光時間と、ＯＮＵ２−１〜２−４の発光時間とが重複可能となる。すなわち、時間的にシーケンシャルな帯域割り当て制御とは異なり、時間軸に多重化された帯域割り当て制御を行うことができる。
【００８０】
また、ＯＣＵ６の配下の低速（１Ｇ）の上り通信を行うＯＮＵ２−５，２−６に対して送信許可時間を長く割り当てても、他の高速の上り通信を行うＯＮＵ２−１〜２−４への割り当て帯域を圧迫せず、また全体として従来に比べ上り送信許可時間を長くすることができ、上り方向の最低帯域保証をより容易に実現できる。
【００８１】
さらに、上りおよび下りの１０Ｇ信号、および下り１Ｇ信号については、ＡＭＰ１２，２２により強度を増幅し、また上り１Ｇ信号は一旦電気信号に変換してから再度光変換して上り１０Ｇ信号として送信することで、従来により長距離の伝送を行うことができる。
【００８２】
実施の形態２．
図１９は、本発明にかかるＯＬＴ１ａの実施の形態２の構成例を示す図である。本実施の形態の通信システムの構成は、実施の形態１のＯＣＵ６を削除し、ＯＬＴ１の代わりにＯＬＴ１ａを備える以外は、実施の形態１の構成と同様である。実施の形態１と同様の機能を有する構成要素は、実施の形態１と同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００８３】
本実施の形態では、ＯＣＵ６が、低速伝送を行うＯＮＵ２−５，２−６から送信された上り信号をバッファ１９に格納した後に高速信号として送信するようにしたが、本実施の形態では、ＯＣＵ６を用いずにＯＬＴ１ａが実施の形態１のＯＣＵ６と同様に低速伝送を行うＯＮＵ２−５，２−６から送信された上り信号をバッファ１９に格納した後に高速信号に変換する。
【００８４】
図１９に示すように、本実施の形態のＯＬＴ１ａは、ＰＯＮ−ＩＦ（ＰＯＮインタフェース部）１０１と、光集約通信カード（ＯＣＵ−Ｃ）１０２と、を備える。ＰＯＮ−ＩＦ（インタフェース）１０１は、実施の形態１で述べたＯＬＴ１と同様の機能を有する。
【００８５】
ＰＯＮ−ＩＦ１０１は、上り高速伝送（例えば１０Ｇ伝送）を行うＯＮＵ２−１〜２−３と、ＯＣＵ−Ｃ１０２を経由せずに接続されている。ＯＣＵ−Ｃ１０２は、上り高速伝送を行うＯＮＵと上り低速伝送を行うＯＮＵとの両方に接続されている。そして、ＯＣＵ−Ｃ１０２のＷＤＭ１１は、ＰＯＮ−ＩＦ１０１と接続される光ファイバーと接続されている。本実施の形態の動作は、実施の形態１のＯＣＵ６の動作をＯＣＵ−Ｃ１０２が実施する以外は、実施の形態１と同様である。
【００８６】
ＰＯＮ−ＩＦ１０１では、実施の形態１と同様に、ＯＣＵ−Ｃ１０２の配下の低速の上り通信を行うＯＮＵと、それ以外のＯＮＵと、でそれぞれ独立に帯域割り当てを実施する。
【００８７】
以上のように本実施の形態では、実施の形態１のＯＣＵ６の代わりに、ＯＬＴ１ａが、光増幅機能を除いてＯＣＵ６と同様の機能を有するＯＣＵ−Ｃ１０２を備えるようにした。そのため、ＯＮＵ６を別の場所に設置することなく、実施の形態１と同様の機能を有することができる。低速伝送を行うＯＮＵとＯＬＴとの距離が離れていない場合に、簡易な方法で上り方向の最低帯域保証を実現できる。
【符号の説明】
【００８８】
１，１ａ  ＯＬＴ
２−１〜２−６  ＯＮＵ
３  コアネットワーク
４  光ファイバー
５  クロージャ
６  ＯＣＵ
７−１，７−２，１３  スプリッタ
１１，１４，１６  ＷＤＭ
１２，２２  ＡＭＰ
１５  下り１Ｇ  ＣＤＲ
１７  上り信号選択部
１８  上り１Ｇ  Ｒｘ
１９  バッファ（Ｂｕｆｆｅｒ）
２０  上り１０Ｇ  Ｔｘ
２１  下り１０Ｇ  Ｒｘ
２３  制御部
１０１  ＰＯＮ−ＩＦ
１０２  ＯＣＵ−Ｃ
１８１  １Ｇ  ＢｕｒｓｔＲｘ
１８２  １Ｇ  ＯＬＴＭＡＣ
２０１  １０Ｇ  ＯＮＵＭＡＣ
２０２  １０Ｇ  ＢｕｒｓｔＴｘ
３１，３２  １０Ｇ−Ｄ
４１，４２  １Ｇ−Ｄ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【国際調査報告】
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