(57)【要約】【課題】  リングを含むネットワークの動的帯域割当を適切に実行できる通信システムを提供する。【解決手段】  本発明の一態様に係るシステムは、リングを含むネットワークを構成するマスタノードと複数のスレーブノードとを備える通信システムであって、前記スレーブノードから前記マスタノードへのユーザフレームの上り帯域が、前記マスタノードによる動的帯域割当により時分割多重されており、前記マスタノード及び前記スレーブノードには、通信ポリシーが異なる複数の通信レイヤが定義されている。【選択図】      図１４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リングを含むネットワークを構成するマスタノードと複数のスレーブノードとを備える通信システムであって、
前記スレーブノードから前記マスタノードへのユーザフレームの上り帯域が、前記マスタノードによる動的帯域割当により時分割多重されており、
前記マスタノード及び前記スレーブノードには、通信ポリシーが異なる複数の通信レイヤが定義されている通信システム。
【請求項２】
前記複数の通信レイヤには、第１レイヤが含まれ、
前記第１レイヤの通信ポリシーは、
前記マスタノードと前記スレーブノードの間の遅延が少ない通信経路により、前記両ノードが前記動的帯域割当に必要な情報を含む制御フレームを送受信することである請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
前記制御フレームの送受信に用いられる前記通信経路は、
前記リングを含むネットワークの物理的な接続形態が同じである場合は変動しない、固定された通信経路である請求項２に記載の通信システム。
【請求項４】
前記複数の通信レイヤには、第２レイヤが含まれ、
前記第２レイヤの通信ポリシーは、
前記マスタノードと前記スレーブノードの間の通信帯域に空きがある通信経路を選択して、前記スレーブノードが前記マスタノードに前記ユーザフレームを送信することである請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の通信システム。
【請求項５】
前記ユーザフレームの送受信に用いられる前記通信経路は、
前記動的帯域割当のサイクルごとに変動し得る通信経路である請求項４に記載の通信システム。
【請求項６】
マスタノードと、前記マスタノードから複数の通信経路で接続されるスレーブノードとを含む通信システムにおいて実行される通信方法であって、
前記マスタノード及び前記スレーブノードが、制御フレーム用の通信経路の判定に用いる経路情報を自ノードに保持する第１ステップと、
前記マスタノード及び前記スレーブノードが、前記経路情報に基づいて判定した遅延が少ない通信経路により制御フレームを送受信する第２ステップと、
前記マスタノードが、前記スレーブノードが要求する送信データ量に基づいて、前記スレーブノードから自ノードへのユーザフレームの送信開始時刻、送信許可量、及び通信経路を動的に割り当てる第３ステップと、を含む通信方法。
【請求項７】
前記第３ステップにおいて割り当てられる前記ユーザフレームの通信経路は、
前記マスタノードと前記スレーブノードの間の通信帯域に空きがある通信経路として選択された通信経路である請求項６に記載の通信方法。
【請求項８】
前記第１ステップは、
前記スレーブノードが、前記マスタノードと自ノードの間の複数の通信経路のＲＴＴを測定するステップと、
前記スレーブノードが、測定された前記複数の通信経路のＲＴＴを、自ノードに保持するとともに前記マスタノードに通知するステップと、
前記マスタノードが、通知された前記複数の通信経路のＲＴＴを、自ノードに保持するステップと、を含む請求項６又は請求項７に記載の通信方法。
【請求項９】
前記第１ステップは、
前記マスタノードが、自ノードと前記スレーブノードの間の複数の通信経路に、当該スレーブノード宛ての所定の通信フレームを同時に送信するステップと、
前記スレーブノードが、いずれの前記通信フレームを最初に受信したかを判定し、その判定結果を前記マスタノードに通知するステップと、
前記マスタノード及び前記スレーブノードが、前記判定結果に基づいて、前記複数の通信経路の遅延時間の長短を表す遅延情報を自ノードに保持するステップと、を含む請求項６又は請求項７に記載の通信方法。
【請求項１０】
前記第１ステップは、
前記マスタノードが、自ノードと前記スレーブノードの間の複数の通信経路のＲＴＴを測定するステップと、
前記マスタノードが、測定された前記複数の通信経路のＲＴＴを、自ノードに保持するとともに前記スレーブノードに通知するステップと、
前記スレーブノードが、通知された前記複数の通信経路のＲＴＴを、自ノードに保持するステップと、を含む請求項６又は請求項７に記載の通信方法。
【請求項１１】
前記第３ステップは、
前記マスタノードが、前記ユーザフレームの優先度を判定するステップと
前記マスタノードが、高優先の前記ユーザフレームについては、遅延が少ない通信経路を割り当てるステップと、
前記マスタノードが、高優先でない前記ユーザフレームについては、前記マスタノードと前記スレーブノードの間の通信帯域に空きがある通信経路を選択して割り当てるステップと、を含む請求項６から請求項１０のいずれか１項に記載の通信方法。
【請求項１２】
マスタノードとスレーブノードが複数の通信経路で通信できる通信システムに用いられる制御フレームのデータ構造であって、
前記制御フレームには、前記スレーブノードから前記マスタノードへのユーザフレームの上り帯域の割当結果を、前記マスタノードが前記スレーブノードに通知するための送信許可が含まれ、
前記送信許可には、前記ユーザフレームの送信開始時刻、送信許可量、及び通信経路が含まれる制御フレームのデータ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信システム、通信方法、及び制御フレームのデータ構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、複数のリモートノードとＯＬＴ（Optical Line Terminal）がリング状に接続されたメトロ網と、リモートノードに接続されたＯＮＵ（Optical Subscriber Unit）と、を備えるＰＯＮ（Passive Optical Network）システムが記載されている。
特許文献１のＯＬＴは、複数のＯＮＵからの帯域要求に基づいて、ＯＮＵからリモートノードへの第１の通信帯域を割り当てる帯域割当処理を実行する。
【０００３】
特許文献１のＯＬＴは、複数のＯＮＵからの帯域要求に基づいて、メトロ網のリモートノード間の通信に用いる第２の通信帯域を割り当てる帯域割当処理も実行する。
メトロ網のリモートノードは、ＯＬＴが割り当てた第２の通信帯域に基づいて、ＯＬＴが割り当てた第１の通信帯域によりＯＮＵから送信されるデータをＯＬＴに転送する。
【０００４】
特許文献２には、リング状のメトロ網を構成するゲートウェイと、ゲートウェイに接続された１又は複数のＯＬＴと、ＯＬＴのＰＯＮ回線（受動光ネットワーク）に収容された複数のＯＮＵと、を備えるＰＯＮシステムが記載されている。
特許文献２のＯＬＴは、ゲートウェイ側で輻輳が発生した場合に、ＰＯＮ回線の上り帯域を有効に利用した輻輳制御が可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−０４６１３２号公報
【特許文献２】特開２００８−１６７４８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１及び２に記載のメトロ網のような、比較的大規模なリング型ネットワークでは、リング内の通常の通信経路を右回り（時計回り）又は左回り（反時計回り）のいずれか一方に限定するのが一般的である。
しかし、リング型ネットワークの通信ノードが、例えばＯＮＵとＰＯＮ通信するリモートノードである場合には、リモートノードの通信経路を一方向に限定すると、一部のＯＮＵの上り通信に制限がかかり易くなり、上り通信のスループットが低下する場合がある。
【０００７】
従って、リング型ネットワークの場合には、リング内のマスタノードが、リング内の複数のスレーブノードが送信するユーザフレームの上り帯域を制御する動的帯域割当を実行することが好ましい。
この場合、動的帯域割当に用いる制御フレームについては、遅延が少ない方の通信経路に限定して通信することが好ましいが、ユーザフレームについても低遅延の通信経路に固定すると、ユーザフレームのスループットが低下するという問題がある。
【０００８】
本発明は、かかる問題点に鑑み、リングを含むネットワークの動的帯域割当を適切に実行できる通信システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）  本発明の一態様に係る通信システムは、リングを含むネットワークを構成するマスタノードと複数のスレーブノードとを備える通信システムであって、前記スレーブノードから前記マスタノードへのユーザフレームの上り帯域が、前記マスタノードによる動的帯域割当により時分割多重されており、前記マスタノード及び前記スレーブノードには、通信ポリシーが異なる複数の通信レイヤが定義されている。
【００１０】
（６）  本発明の一態様に係る方法は、マスタノードと、前記マスタノードから複数の通信経路で接続されるスレーブノードとを含む通信システムにおいて実行される通信方法であって、前記マスタノード及び前記スレーブノードが、制御フレーム用の通信経路の判定に用いる経路情報を自ノードに保持する第１ステップと、前記マスタノード及び前記スレーブノードが、前記経路情報に基づいて判定した遅延が少ない通信経路により制御フレームを送受信する第２ステップと、前記マスタノードが、前記スレーブノードが要求する送信データ量に基づいて、前記スレーブノードから自ノードへのユーザフレームの送信開始時刻、送信許可量及び通信経路を動的に割り当てる第３ステップと、を含む。
【００１１】
（１２）  本発明の一態様に係るデータ構造は、マスタノードとスレーブノードが複数の通信経路で通信できる通信システムに用いられる制御フレームのデータ構造であって、前記制御フレームには、前記スレーブノードから前記マスタノードへのユーザフレームの上り帯域の割当結果を、前記マスタノードが前記スレーブノードに通知するための送信許可が含まれ、前記送信許可には、前記ユーザフレームの送信開始時刻、送信許可量、及び通信経路が含まれる。
【００１２】
本発明は、上記のような特徴的な構成を備えるシステム及び装置として実現できるだけでなく、かかる特徴的な構成をコンピュータに実行させるためのプログラムとして実現することができる。
また、本発明は、システム及び装置の一部又は全部を実現する半導体集積回路として実現することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、リングを含むネットワークの動的帯域割当を適切に実行できる通信システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係るＰＯＮシステムの概略構成図である。
【図２】管理カードの構成例を示すブロック図である。
【図３】回線カードの構成例を示すブロック図である。
【図４】中継カードの構成例を示すブロック図である。
【図５】リモートノードの構成例を示すブロック図である。
【図６】ＰＯＮシステムの比較例に係る接続形態を示す説明図である。
【図７】ＰＯＮシステムの好ましい接続形態を示す説明図である。
【図８】ＰＯＮシステムの好ましい接続形態を示すブロック図である。
【図９】ＰＯＮシステムの好ましい接続形態を示すブロック図である。
【図１０】ＰＯＮシステムの好ましい接続形態を示すブロック図である。
【図１１】ＰＯＮシステムの好ましい接続形態を示すブロック図である。
【図１２】リモートノードによるＰＯＮ通信を遠隔制御で起動するための処理の流れを示すシーケンス図である。
【図１３】リモートノードがリング状に接続されたＰＯＮシステムの概略構成図である。
【図１４】リング型ネットワークの通信ポリシーの一例を示す説明図である。
【図１５】制御フレームの通信経路の判定に使用される経路情報テーブルの一例を示す説明図である。
【図１６】制御フレームの通信経路の判定に使用される経路情報テーブルの別例を示す説明図である。
【図１７】経路情報テーブルの第１作成方法を示す説明図である。
【図１８】経路情報テーブルの第２作成方法を示す説明図である。
【図１９】経路情報テーブルの第３作成方法を示す説明図である。
【図２０】制御フレームの経路判定処理の一例を示すフローチャートである。
【図２１】ユーザフレームの経路判定処理の一例を示すフローチャートである。
【図２２】動的帯域割当の手順の一例を示すシーケンス図である。
【図２３】複数のリング型ネットワークを含むＰＯＮシステムの概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
＜本発明の実施形態の概要＞
以下、本発明の実施形態の概要を列記して説明する。
【００１６】
（１）  本実施形態の通信システムは、リングを含むネットワークを構成するマスタノードと複数のスレーブノードとを備える通信システムであって、前記スレーブノードから前記マスタノードへのユーザフレームの上り帯域が、前記マスタノードによる動的帯域割当により時分割多重されており、前記マスタノード及び前記スレーブノードには、通信ポリシーが異なる複数の通信レイヤが定義されている。
【００１７】
本実施形態の通信システムによれば、マスタノード及びスレーブノードに通信ポリシーが異なる複数の通信レイヤが定義されているので、リングを含むネットワークの動的帯域割当を適切に実行できる通信システムを提供することができる。
【００１８】
（２）  具体的には、本実施形態の通信システムにおいて、前記複数の通信レイヤには、第１レイヤが含まれ、前記第１レイヤの通信ポリシーは、前記スレーブノードと前記マスタノードの間の遅延が少ない通信経路により、前記両ノードが前記動的帯域割当に必要な情報を含む制御フレームを送受信することとするのが好ましい。
その理由は、遅延が少ない通信経路を制御フレームの通信経路とすれば、制御フレームによる通信時間が短くなり、動的帯域割当のサイクルを短縮できるからである。
【００１９】
（３）  本実施形態の通信システムにおいて、前記制御フレームの送受信に用いられる前記通信経路は、前記リングを含むネットワークの物理的な接続形態が同じである場合は変動しない、固定された通信経路であることが好ましい。
その理由は、ＲＴＴなどの通信遅延を判定するためのパラメータは、リングを含むネットワークの物理的な接続形態が同じであれば変化しないので、当該接続形態が同じであれば制御フレームの通信経路を変動させる要がないからである。
【００２０】
（４）  本実施形態の通信システムにおいて、前記複数の通信レイヤには、第２レイヤが含まれ、前記第２レイヤの通信ポリシーは、前記マスタノードと前記スレーブノードの間の通信帯域に空きがある通信経路を選択して、前記スレーブノードが前記マスタノードに前記ユーザフレームを送信することとするのが好ましい。
その理由は、通信帯域に空きがある通信経路をユーザフレームの通信経路として選択すれば、通信帯域に空きがない通信経路にユーザフレームが送信されることに伴う、スループットの低下を抑制できるからである。
【００２１】
（５）  本実施形態の通信システムにおいて、前記ユーザフレームの送受信に用いられる前記通信経路は、前記動的帯域割当のサイクルごとに動的に変動し得る通信経路であることが好ましい。
その理由は、通信帯域の空き状況は、各スレーブノードが要求する送信データ量によって変動し得るので、ユーザフレームの通信経路については動的帯域割当のサイクルごとに変動する可能性があるからである。
【００２２】
（６）  本実施形態の通信方法は、マスタノードと、前記マスタノードから複数の通信経路で接続されるスレーブノードとを含む通信システムにおいて実行される通信方法であって、前記マスタノード及び前記スレーブノードが、制御フレーム用の通信経路の判定に用いる経路情報を自ノードに保持する第１ステップと、前記マスタノード及び前記スレーブノードが、前記経路情報に基づいて判定した遅延が少ない通信経路により制御フレームを送受信する第２ステップと、前記マスタノードが、前記スレーブノードが要求する送信データ量に基づいて、前記スレーブノードから自ノードへのユーザフレームの送信開始時刻、送信許可量、及び通信経路を動的に割り当てる第３ステップと、を含む。
【００２３】
本実施形態の通信方法によれば、第２ステップにおいて、マスタノードとスレーブノードが、遅延が少ない通信経路により制御フレームを送受信するので、制御フレームによる通信時間が短くなり、動的帯域割当のサイクルを短縮できる。
本実施形態の通信方法によれば、第３ステップにおいて、マスタノードが、ユーザフレームの送信開始時刻と送信許可量だけでなく、ユーザフレームの通信経路を動的に割り当ので、複数方向の帯域を活用でき、ユーザフレームの通信経路を一方向に限定する場合に比べて、ユーザフレームのスループットの低下を抑制することができる。
従って、本実施形態の通信方法によれば、リングを含むネットワークの動的帯域割当を適切に実行できる通信システムを提供することができる。
【００２４】
（７）  具体的には、本実施形態の通信方法において、前記第３ステップにおいて割り当てられる前記ユーザフレームの通信経路は、前記マスタノードと前記スレーブノードの間の通信帯域に空きがある通信経路として選択された通信経路であることが好ましい。
このようにすれば、通信帯域に空きがない通信経路にユーザフレームが送信されることに伴う、スループットの低下を抑制することができる。
【００２５】
（８）  本実施形態の通信方法において、前記第１ステップは、例えば、前記スレーブノードが、前記マスタノードと自ノードの間の複数の通信経路のＲＴＴを測定するステップと、前記スレーブノードが、測定された前記複数の通信経路のＲＴＴを、自ノードに保持するとともに前記マスタノードに通知するステップと、前記マスタノードが、通知された前記複数の通信経路のＲＴＴを、自ノードに保持するステップと、を含む。
【００２６】
本実施形態の通信方法によれば、スレーブノードが測定したＲＴＴに基づいて、マスタノード及びスレーブノードが、自ノードに保持する経路情報の内容を自律的に決定することができる。
【００２７】
（９）  本実施形態の通信方法において、前記第１ステップは、例えば、前記マスタノードが、自ノードと前記スレーブノードの間の複数の通信経路に、当該スレーブノード宛ての所定の通信フレームを同時に送信するステップと、前記スレーブノードが、いずれの前記通信フレームを最初に受信したかを判定し、その判定結果を前記マスタノードに通知するステップと、前記マスタノード及び前記スレーブノードが、前記判定結果に基づいて、前記複数の通信経路の遅延時間の長短を表す遅延情報を自ノードに保持するステップと、を含む。
【００２８】
本実施形態の通信方法によれば、スレーブノードによる通信フレームの先着の判定結果に基づいて、マスタノード及びスレーブノードが、自ノードに保持する経路情報の内容を自律的に決定することができる。
【００２９】
（１０）  本実施形態の通信方法において、前記第１ステップは、例えば、前記マスタノードが、自ノードと前記スレーブノードの間の複数の通信経路のＲＴＴを測定するステップと、前記マスタノードが、測定された前記複数の通信経路のＲＴＴを、自ノードに保持するとともに前記スレーブノードに通知するステップと、前記スレーブノードが、通知された前記複数の通信経路のＲＴＴを、自ノードに保持するステップと、を含む。
【００３０】
本実施形態の通信方法によれば、マスタノードが測定したＲＴＴに基づいて、マスタノード及びスレーブノードが、自ノードに保持する経路情報の内容を自律的に決定することができる。
【００３１】
（１１）  本実施形態の通信方法において、前記第３ステップは、前記マスタノードが、前記ユーザフレームの優先度を判定するステップと、前記マスタノードが、高優先の前記ユーザフレームについては、遅延が少ない通信経路を割り当てるステップと、前記マスタノードが、高優先でない前記ユーザフレームについては、前記マスタノードと前記スレーブノードの間の通信帯域に空きがある通信経路を選択して割り当てるステップと、を含むことが好ましい。
【００３２】
本実施形態の通信方法によれば、マスタノードが、高優先のユーザフレーム（例えば音声データや映像データを含む通信フレーム）については、遅延が少ない通信経路を割り当てるので、スレーブノードが、高優先のユーザフレームを低遅延でマスタノードに送信できるようになる。
【００３３】
（１２）  本実施形態のデータ構造は、マスタノードとスレーブノードが複数の通信経路で通信できる通信システムに用いられる制御フレームのデータ構造であって、前記制御フレームには、前記スレーブノードから前記マスタノードへのユーザフレームの上り帯域の割当結果を、前記マスタノードが前記スレーブノードに通知するための送信許可が含まれ、前記送信許可には、前記ユーザフレームの送信開始時刻、送信許可量、及び通信経路が含まれる。
【００３４】
本実施形態のデータ構造によれば、マスタノードがスレーブノードに割当結果を通知する送信許可に、ユーザフレームの送信開始時刻と送信許可量だけでなく、ユーザフレームの通信経路が含まれるので、マスタノードが、上り帯域の割り当てごとにユーザフレームの通信経路をスレーブノードに指示することができる。このため、複数方向の帯域を活用でき、ユーザフレームの通信経路を一方向に限定する場合に比べて、ユーザフレームのスループットの低下を抑制できる。
従って、本実施形態のデータ構造によれば、リングを含むネットワークの動的帯域割当を適切に実行できる通信システムを提供することができる。
【００３５】
＜本発明の実施形態の詳細＞  
以下、図面を参照して、本発明の実施形態の詳細を説明する。なお、以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
【００３６】
〔用語の定義等〕
一般に、レイヤ２の通信で用いるＰＤＵ（Protocol Data Unit）を「フレーム」と呼び、レイヤ３の通信で用いるＰＤＵを「パケット」と呼ぶが、本実施形態では、両者を特に明確に区別しない。
本実施形態では、局側（通信事業者側）の光回線終端装置の集合体を「局側装置」といい、宅側（加入者側）の光回線終端装置（ＯＮＵ）を「宅側装置」という。また、局側装置を「ＯＬＴ」と略記し、宅側装置を「ＯＮＵ」と略記することがある。
【００３７】
本実施形態では、ＰＯＮは、イーサネットベース（「イーサネット」は登録商標である。）のＥＰＯＮ（例えば１０Ｇ−ＥＰＯＮ）よりなるものとする。
ＥＰＯＮでは、ＩＥＥＥ８０２．３ａｈで定義されたＭＰＣＰ（Multi-Point Control Protocol）フレームにより、ＯＮＵの登録、離脱、ＯＮＵからの帯域要求、及び帯域要求に応じたＯＮＵへの帯域割当などが実行される。
【００３８】
〔ＰＯＮシステムの全体構成〕
図１は、本発明の実施形態に係る通信システムの概略構成図である。
図１に示すように、本実施形態の通信システムは、例えばＰＯＮシステムよりなる。ＰＯＮシステムは、通信事業者の局舎などに設置される局側装置（ＯＬＴ）１と、複数の宅側装置（ＯＮＵ）２と、支線側に宅側装置２が接続されるＰＯＮ回線３とを備える。
ＰＯＮ回線３の幹線側は、局側装置１に収容された回線カード３０、或いは、局側装置１から離れたリモートノード５０に接続される。
【００３９】
ＰＯＮ回線３は、受動光分岐ノードである光スプリッタ４により、光ファイバ５，６を分岐させたツリー構造の光ファイバ網よりなる。
すなわち、ＰＯＮ回線３は、幹線ファイバ５と、幹線ファイバ５に接続された光スプリッタ４と、光スプリッタ４から分岐する複数本の支線ファイバ６とを備える。ＰＯＮ回線３には、２つ以上の光スプリッタ４が存在してもよい。この場合は、分岐点が複数箇所のＰＯＮ回線となる。
【００４０】
局側装置１は、幅方向に並ぶ複数のスロットＳＬを有するシャーシ型のＯＬＴである。局側装置１は、同じ形状の複数のスロットＳＬを有する筐体１０と、筐体１０に収容された管理カード２０、回線カード３０及び中継カード４０とを備える。
回線カード３０及び中継カード４０は、筐体１０のいずれかのスロットＳＬに装着される。図１の構成例では、管理カード２０がスロットＳＬの奥側（上位側）に収容されているが、管理カード２０をスロットＳＬに装着してもよい。
【００４１】
管理カード２０は、ＰＯＮシステムの全体的な管理及び制御を担う通信ノードである。管理カード２０は、Ｌ２及びＬ３スイッチを含む上位装置１１に接続されている。上位装置１１は、コアネットワークなどよりなる上位網１２に接続されている。
管理カード２０には、パーソナルコンピュータなどよりなる通信事業者の管理用の端末装置１３が接続される。端末装置１３は、所定の通信プロトコルに則って管理カード２０と通信可能である。  
【００４２】
端末装置１３は、上位網１２又は上位装置１１に接続されていてもよい。この場合、端末装置１３は、Ｔｅｌｎｅｔ又はＳＳＨ（Secure SHell）などの遠隔操作の通信プロトコルに則って管理カード２０と通信すればよい。
【００４３】
回線カード３０は、ＰＯＮ回線３の幹線ファイバ５が接続される局側の光回線終端装置であり、従来のＯＳＵ（Optical Subscriber Unit）に相当する。従って、回線カード３０は、ＭＰＣＰフレームにより宅側装置２とＰＯＮ通信を行うＰＯＮ制御部３６を有する通信ノードである。
リモートノード５０は、局舎から離れた遠隔地に設置され、ＰＯＮ回線３の幹線ファイバ５が接続される光回線終端装置である。従って、リモートノード５０は、ＭＰＣＰフレームにより宅側装置２とＰＯＮ通信を行うＰＯＮ制御部５５を有する通信ノードである。
【００４４】
中継カード４０とリモートノード５０は、光ファイバ７を介して通信可能に接続されており、光ファイバ７に伝送される光信号を搬送信号とするイーサネット通信を行う。
従って、中継カード４０は、光信号を用いたイーサネット通信の局側（上位側）の光回線終端装置であり、リモートノード５０は、光信号を用いたイーサネット通信の宅側（下位側）の光回線終端装置である。
【００４５】
図１に例示するＰＯＮシステムでは、回線カード３０及び中継カード４０がそれぞれ１つずつ筐体１０のスロットＳＬに装着されているが、筐体１０のすべてのスロットＳＬに回線カード３０又は中継カード４０を装着することもできる。
すなわち、通信事業者は、所望するシステムの接続形態を実現できるように、筐体１０のスロットＳＬに回線カード３０及び中継カード４０のいずれを装着するかを、任意に選択することができる。
【００４６】
宅側装置２には、イーサネット通信が可能なユーザ端末１４が接続される。宅側装置２に接続されるユーザ端末１４の数及び種類は特に限定されない。
ユーザ端末１４を宅側装置２に直接接続することも必須ではない。すなわち、宅側装置２には、ユーザネットワーク（図示せず）が接続されてもよい。ユーザ端末１４は、ユーザネットワークを介して宅側装置２に接続されてもよい。
【００４７】
支線ファイバ６に伝送される上り方向の光信号は、光スプリッタ４において合流する。従って、同じ波長の光信号が合流後に衝突しないための多重化が必要である。
ＰＯＮ通信では、ＭＰＣＰに則った時分割多重化が行われる。具体的には、ＰＯＮ制御部３６，５５は、宅側装置２から受信したレポートに基づいて、宅側装置２によるデータの上り方向の送信開始時刻及び送信許可量を演算する。
【００４８】
ＰＯＮ制御部３６，５５は、上記の時刻及び許可量を含むグラントを、ＰＯＮ回線３を用いて宅側装置２にそれぞれ送信する。
各宅側装置２は、グラントをＰＯＮ制御部３６，５５から受信すると、グラントにより指定された時刻に、許可量に相当するデータと、自機のバッファ内のデータ量に相当する次回送信分のデータ量を要求するレポートをＰＯＮ制御部３６，５５に送信する。
【００４９】
その他、ＰＯＮ制御部３６，５５は、自身が担当するＰＯＮ回線３の宅側装置２を検出するディスカバリ処理、及び、検出した宅側装置２のＬＬＩＤ（Logical Link ID）を自機に登録する登録処理などを実行する。
【００５０】
〔管理カードの構成〕
図２は、管理カード２０の構成例を示すブロック図である。
図２に示すように、管理カード２０は、リジッドなプリント基板よりなる回路基板２１と、回路基板２１に実装された各種の回路部品とを備える。管理カード２０の回路部品には、管理通信ポート２２、上位通信ポート２３、制御部２４、フレーム処理部２５、制御通信ポート２６、ユーザ通信ポート２７、及び記憶部２８が含まれる。
【００５１】
管理通信ポート２２は、制御部２４と電気的に接続された管理通信のためのコネクタよりなる。管理通信ポート２２には、所定規格の通信ケーブル（図示せず）が接続される。この通信ケーブルは、端末装置１３に接続される。
上位通信ポート２３は、フレーム処理部２５と電気的に接続されたユーザ通信のためのコネクタよりなる。上位通信ポート２３には、所定規格の通信ケーブル（図示せず）が接続される。この通信ケーブルは、上位装置１１に接続される。
【００５２】
制御部２４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を含む情報処理装置よりなる。制御部２４のＣＰＵの数は１つ又は複数のいずれでもよい。制御部２４は、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などの集積回路を含んでもよい。
制御部２４は、ＲＡＭ（Random Access Memory）を含む。ＲＡＭは、ＳＲＡＭ（Static ＲＡＭ）又はＤＲＡＭ（Dynamic ＲＡＭ）などのメモリ素子で構成され、ＣＰＵなどが実行するコンピュータプログラム及びその実行に必要なデータを一時的に記憶する。
【００５３】
記憶部２８は、フラッシュメモリ若しくはＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）などの不揮発性のメモリ素子を有する。
記憶部２８は、ネットワークＯＳや当該ＯＳ上で動作する種々のアプリケーションソフトウェア（以下、「アプリケーション」と略記する。）を記憶している。記憶部２８が記憶するアプリケーションには、制御部２４を、「ＤＨＣＰ（Dynamic Host Configuration Protocol）サーバ」として機能させるためのソフトウェアが含まれる。
【００５４】
制御通信ポート２６は、制御部２４と電気的に接続された制御通信のためのバックプレーンコネクタよりなる。制御通信ポート２６には、バックプレーン伝送路Ｃ１の上位側端部が接続される。
バックプレーン伝送路Ｃ１の下位側端部は、回線カード３０の制御通信ポート３２（図３参照）又は中継カード４０の制御通信ポート４２（図４参照）に接続される。
【００５５】
ユーザ通信ポート２７は、フレーム処理部２５と電気的に接続されたユーザ通信のためのバックプレーンコネクタよりなる。ユーザ通信ポート２７には、バックプレーン伝送路Ｃ２の上位側端部が接続される。
バックプレーン伝送路Ｃ２の下位側端部は、回線カード３０のユーザ通信ポート３３（図３参照）又は中継カード４０のユーザ御通信ポート４３（図４参照）に接続される。
【００５６】
フレーム処理部２５は、例えばＬ２スイッチよりなる。このスイッチは、例えばＦＰＧＡなどの集積回路を含む。
フレーム処理部２５は、受信したレイヤ２の通信フレームの宛先に応じて、自身の出力ポートのうちのどの出力ポートから通信フレームを送出するかを決定する。
【００５７】
図２において、直線の帯状矢印で示す管理通信経路Ｒ１は、端末装置１３と制御部２４の間で行われる管理通信のための通信経路である。
破線の帯状矢印で示す制御通信経路Ｒ２は、制御部２４と回線カード３０又は中継カード４０の間で行われる制御通信のための通信経路である。
【００５８】
管理通信経路Ｒ１により伝送される管理情報には、どのスロットＳＬにどのカード（通信ノード）を搭載するかを表す「マウント情報」が含まれる。
端末装置１３は、通信事業者の作業員によるコマンド入力に応じてマウント情報を生成し、生成したマウント情報を制御部２４に送信する。マウント情報には、スロットＳＬのスロット番号ｉの番号値（例えばｉ＝♯１〜♯８までのいずれかの値）と、所定の番号値に対応させるカードの識別情報（以下、「ノードＩＤ」という。）が含まれる。
【００５９】
記憶部２８は、スロット番号ｉとノードＩＤの対応関係を纏めたマウント管理テーブルＭＴを記憶している。マウント管理テーブルＭＴには、スロット番号ｉの番号値ごとのエントリと、各番号値に対応させるノードＩＤの値（例えばＭＡＣアドレスのアドレス値）が含まれる。
制御部２４は、端末装置１３から受信したマウント情報から、スロット番号ｉの番号値とノードＩＤの値を抽出し、抽出した番号値のエントリに、抽出したノードＩＤの値を記録する。
【００６０】
管理通信経路Ｒ１により伝送される管理情報には、ＰＯＮ通信に関する設定情報である「ＰＯＮ設定情報」が含まれる。端末装置１３は、通信事業者の作業員によるコマンド入力に応じてＰＯＮ設定情報を生成し、生成したＰＯＮ設定情報を制御部２４に送信する。制御部２４は、受信したＰＯＮ設定情報を制御通信ポート２６から送出する。
従って、制御通信経路Ｒ２により伝送される制御情報には、上記のＰＯＮ設定情報が含まれる。ＰＯＮ制御情報には、例えば次の情報が含まれる。
【００６１】
ＰＯＮ通信ポートのオン／オフ情報：ＰＯＮ通信ポート３７，５６を有効又は無効にするための設定情報
動作パラメータ：ＰＯＮ制御部３６，５５が上り方向の動的帯域割当（ＤＢＡ）を実行する場合に必要となる、最低保証帯域などのパラメータ
ＯＮＵ設定情報：ＰＯＮ制御部３６，５５がＰＯＮ回線３を開通する際に必要となる、課金情報などのＯＮＵごとの設定情報
【００６２】
制御通信経路Ｒ２により伝送される制御情報には、各ノード３０，４０，５０に固有の状態情報である「ノード固有情報」が含まれる。
制御部２４は、ＰＯＮシステムに含まれる各ノード３０，４０，５０にそれぞれノード固有情報の送信要求を送信し、各ノード３０，４０，５０のノード固有情報を収集する。制御部２４は、収集したノード固有情報に基づいて、ＰＯＮシステム全体の接続形態（トポロジ）を把握する。
【００６３】
仮想線の帯状矢印で示すユーザ通信経路Ｒ３は、宅側装置２に接続されたユーザ端末１４（図１参照）が送受信するユーザフレームの通信経路である。ユーザフレームは、上位網１２からユーザ端末１４まで流通する必要がある。
従って、ユーザ通信経路Ｒ３は、管理カード２０の上位通信ポート２３、フレーム処理部２５及びユーザ通信ポート２７を経由する。
【００６４】
図２では、図示の簡略化のため、制御通信ポート２６及びユーザ通信ポート２７を１つだけ有する管理カード２０が例示されている。
もっとも、管理カード２０は、局側装置１に収容可能なカード数（例えば８枚）と同数の制御通信ポート２６及びユーザ通信ポート２７を備え、制御部２４は、複数の通信ノードとのバックプレーン通信を実行可能である。従って、管理カード２０には、回線カード３０及び中継カード４０のうちの少なくとも２つを接続することができる。
【００６５】
〔回線カードの構成〕
図３は、回線カード３０の構成例を示すブロック図である。
図３に示すように、回線カード３０は、リジッドなプリント基板よりなる回路基板３１と、回路基板３１に実装された各種の回路部品とを備える。回線カード３０の回路部品には、制御通信ポート３２、ユーザ通信ポート３３、制御部３４、フレーム処理部３５、ＰＯＮ制御部３６、ＰＯＮ通信ポート３７、及び記憶部３８が含まれる。
【００６６】
制御通信ポート３２は、制御部３４と電気的に接続された制御通信のためのバックプレーンコネクタよりなる。制御通信ポート３２には、バックプレーン伝送路Ｃ１の下位側端部が接続される。
バックプレーン伝送路Ｃ１の上位側端部は、管理カード２０の制御通信ポート２６（図２参照）に接続される。
【００６７】
ユーザ通信ポート３３は、フレーム処理部３５と電気的に接続されたユーザ通信のためのバックプレーンコネクタよりなる。ユーザ通信ポート３３には、バックプレーン伝送路Ｃ２の下位側端部が接続される。
バックプレーン伝送路Ｃ２の上位側端部は、管理カード２０のユーザ通信ポート２７（図２参照）に接続される。
【００６８】
制御部３４は、ＣＰＵを含む情報処理装置よりなる。制御部３４のＣＰＵの数は１つ又は複数のいずれでもよい。制御部３４は、ＦＰＧＡやＡＳＩＣなどの集積回路を含んでもよい。
制御部３４は、ＲＡＭを含む。ＲＡＭは、ＳＲＡＭ又はＤＲＡＭなどのメモリ素子で構成され、ＣＰＵなどが実行するコンピュータプログラム及びその実行に必要なデータを一時的に記憶する。
【００６９】
記憶部３８は、フラッシュメモリ若しくはＥＥＰＲＯＭなどの不揮発性のメモリ素子を有する。記憶部３８は、ネットワークＯＳや当該ＯＳ上で動作する種々のアプリケーションを記憶している。
記憶部３８は、自ノードに固有の状態情報である「ノード固有情報」を記憶している。回線カード３０のノード固有情報には、例えば次の情報ａ１〜ａ５が含まれる。
【００７０】
情報ａ１）  自ノードの識別情報（例えばＭＡＣアドレスのアドレス値）
情報ａ２）  自ノードのカードタイプ（図３の例では「回線カード」）
情報ａ３）  ＰＯＮ通信ポート３７のポート数
情報ａ４）  ＰＯＮ通信ポート３７に繋がるＯＮＵの数
情報ａ５）  ファームウェア（ＯＳ）のバーション
【００７１】
フレーム処理部３５は、例えばＬ２スイッチよりなる。このスイッチは、例えばＦＰＧＡなどの集積回路を含む。
フレーム処理部３５は、受信したレイヤ２の通信フレームの宛先に応じて、自身の出力ポートのうちのどの出力ポートから通信フレームを送出するかを決定する。
【００７２】
ＰＯＮ制御部３６は、宅側装置２とのＰＯＮ通信に関する情報処理を施す集積回路よりなる。例えば、ＰＯＮ制御部３６は、フレーム処理部３５から入力された下りのユーザフレームを、対応するＰＯＮ通信ポート３７に送信する。
【００７３】
ＰＯＮ制御部３６は、光トランシーバ３９からの上りの電気信号に、上位網１２に送信すべきユーザフレームが含まれる場合には、そのユーザフレームをフレーム処理部３５に送信する。
ＰＯＮ制御部３６は、光トランシーバ３９からの上りの電気信号に、宅側装置２が送信元の制御フレーム（レポート）が含まれる場合には、そのレポートに基づいて送信元の宅側装置２のための制御フレーム（グラント）を生成し、光トランシーバ３９に送信する。
【００７４】
ＰＯＮ通信ポート３７は、ＰＯＮ制御部３６と電気的に接続されたＰＯＮ通信のためのコネクタよりなる。ＰＯＮ通信ポート３７には、光トランシーバ３９を着脱自在に装着することができる。
光トランシーバ３９は、光信号の送受信回路を含む光デバイス（例えば、プラガブル光トランシーバ）よりなり、ＰＯＮ回線３から入力される上りの光信号を電気信号に変換し、ＰＯＮ制御部３６から入力される下りの電気信号を光信号に変換する。
【００７５】
図３において、破線の帯状矢印で示す制御通信経路Ｒ２は、管理カード２０と制御部３４の間で行われる制御通信のための通信経路である。
制御通信経路Ｒ２により伝送される制御情報には、上述の「ＰＯＮ設定情報」が含まれる。制御部３４は、管理カード２０からＰＯＮ設定情報を受信すると、受信したＰＯＮ設定情報をＰＯＮ制御部３６に通知する。
【００７６】
ＰＯＮ制御部３６は、通知されたＰＯＮ設定情報に応じた所定の処理を実行する。例えば、ＰＯＮ制御部３６は、通知されたＰＯＮ通信ポート３７のオン／オフ情報に従って、ＰＯＮ通信ポート３７を有効化又は無効化する。
ＰＯＮ制御部３６は、通知された動作パラメータに基づいて、宅側装置２が送出する上りフレームの動的帯域割当を実行する。
【００７７】
制御通信経路Ｒ２により伝送される制御情報には、自ノードの「ノード固有情報」が含まれる。制御部３４は、管理カード２０の制御部２４からの送信要求に応じて、自ノードのノード固有情報を管理カード２０に送信する。
【００７８】
仮想線の帯状矢印で示すユーザ通信経路Ｒ３は、宅側装置２に接続されたユーザ端末１４（図１参照）が送受信するユーザフレームの通信経路である。ユーザフレームは、上位網１２からユーザ端末１４まで流通する必要がある。
従って、ユーザ通信経路Ｒ３は、回線カード３０内のユーザ通信ポート３３、フレーム処理部３５、ＰＯＮ制御部３６及びＰＯＮ通信ポート３７を経由する。
【００７９】
〔中継カードの構成〕
図４は、中継カード４０の構成例を示すブロック図である。
図４に示すように、中継カード４０は、リジッドなプリント基板よりなる回路基板４１と、回路基板４１に実装された各種の回路部品とを備える。中継カード４０の回路部品には、制御通信ポート４２、ユーザ通信ポート４３、制御部４４、フレーム処理部４５、イーサネット通信ポート４６、及び記憶部４７が含まれる。
【００８０】
制御通信ポート４２は、制御部４４と電気的に接続された制御通信のためのバックプレーンコネクタよりなる。制御通信ポート４２には、バックプレーン伝送路Ｃ１の下位側端部が接続される。
バックプレーン伝送路Ｃ１の上位側端部は、管理カード２０の制御通信ポート２６（図２参照）に接続される。
【００８１】
ユーザ通信ポート４３は、フレーム処理部４５と電気的に接続されたユーザ通信のためのバックプレーンコネクタよりなる。ユーザ通信ポート４３には、バックプレーン伝送路Ｃ２の下位側端部が接続される。
バックプレーン伝送路Ｃ２の上位側端部は、管理カード２０のユーザ通信ポート２７（図２参照）に接続される。
【００８２】
制御部４４は、ＣＰＵを含む情報処理装置よりなる。制御部４４のＣＰＵの数は１つ又は複数のいずれでもよい。制御部４４は、ＦＰＧＡやＡＳＩＣなどの集積回路を含んでもよい。
制御部４４は、ＲＡＭを含む。ＲＡＭは、ＳＲＡＭ又はＤＲＡＭなどのメモリ素子で構成され、ＣＰＵなどが実行するコンピュータプログラム及びその実行に必要なデータを一時的に記憶する。
【００８３】
記憶部４７は、フラッシュメモリ若しくはＥＥＰＲＯＭなどの不揮発性のメモリ素子を有する。記憶部４７は、ネットワークＯＳや当該ＯＳ上で動作する種々のアプリケーションを記憶している。記憶部４７が記憶するアプリケーションには、制御部４４を、「ＤＨＣＰサーバ」として機能させるためのソフトウェアが含まれていてもよい。
記憶部４７は、自ノードに固有の状態情報である「ノード固有情報」を記憶している。中継カード４０のノード固有情報には、例えば次の情報ｂ１〜ｂ５が含まれる。
【００８４】
情報ｂ１）  自ノードの識別情報（例えばＭＡＣアドレスのアドレス値）
情報ｂ２）  自ノードのカードタイプ（図４の例では「中継カード」）
情報ｂ３）  イーサネット通信ポート４６のポート数
情報ｂ４）  動作中のイーサネット通信ポート４６のポート番号
情報ｂ５）  動作中のイーサネット通信ポート４６に繋がる接続先ノード（リモートノード５０）のカードタイプ
【００８５】
情報ｂ６）  動作中のイーサネット通信ポート４６に繋がる接続先ノード（リモートノード５０）の識別情報（例えばＭＡＣアドレスのアドレス値）及びポート番号
情報ｂ７）  ファームウェア（ＯＳ）のバーション
【００８６】
フレーム処理部４５は、例えばＬ２スイッチよりなる。このスイッチは、例えばＦＰＧＡなどの集積回路を含む。
フレーム処理部４５は、受信したレイヤ２の通信フレームの宛先に応じて、自身の出力ポートのうちのどの出力ポートから通信フレームを送出するかを決定する。
【００８７】
イーサネット通信ポート４６は、フレーム処理部４５と電気的に接続されたイーサネット通信のためのコネクタよりなる。イーサネット通信ポート４６には、光トランシーバ４８を着脱自在に装着することができる。
光トランシーバ４８は、光信号の送受信回路を含む光デバイス（例えば、プラガブル光トランシーバ）よりなり、光ファイバ７から入力される上りの光信号を電気信号に変換し、フレーム処理部４５から入力される下りの電気信号を光信号に変換する。
【００８８】
図４において、破線の帯状矢印で示す制御通信経路Ｒ２は、管理カード２０と制御部４４の間で行われる制御通信のための通信経路である。
ハッチング付きの帯状矢印で示す制御通信経路Ｒ４は、制御部４４とリモートノード５０の間で行われる制御通信のための通信経路である。
【００８９】
制御通信経路Ｒ２により伝送される制御情報には、上述の「ＰＯＮ設定情報」が含まれる。制御部４４は、自ノードに繋がるリモートノード５０のＰＯＮ設定情報を受信すると、受信したＰＯＮ設定情報をフレーム処理部４５に入力する。フレーム処理部４５は、入力されたＰＯＮ設定情報をリモートノード５０に転送する。
従って、制御通信経路Ｒ４により伝送される制御情報には、上述の「ＰＯＮ設定情報」が含まれる。
【００９０】
制御通信経路Ｒ２により伝送される制御情報には、自ノードの「ノード固有情報」が含まれる。制御部４４は、管理カード２０の制御部２４からの送信要求に応じて、自ノードのノード固有情報を管理カード２０に送信する。
【００９１】
制御通信経路Ｒ４により伝送される制御情報には、自ノードに繋がるリモートノード５０が送信した「ノード固有情報」が含まれる。制御部４４は、自ノードに繋がるリモートノード５０からノード固有情報を受信すると、受信したノード固有情報を制御通信ポート４２に入力する。
従って、制御通信経路Ｒ２により伝送される制御情報には、リモートノード５０の「ノード固有情報」が含まれる。
【００９２】
仮想線の帯状矢印で示すユーザ通信経路Ｒ３は、宅側装置２に接続されたユーザ端末１４（図１参照）が送受信するユーザフレームの通信経路である。ユーザフレームは、上位網１２からユーザ端末１４まで流通する必要がある。
従って、ユーザ通信経路Ｒ３は、中継カード４０内のユーザ通信ポート４３、フレーム処理部４５及びイーサネット通信ポート４６を経由する。
【００９３】
〔リモートノードの構成〕
図５は、リモートノード５０の構成例を示すブロック図である。
図５に示すように、リモートノード５０は、リジッドなプリント基板よりなる回路基板５１と、回路基板５１に実装された各種の回路部品とを備える。リモートノード５０の回路部品には、イーサネット通信ポート５２、制御部５３、フレーム処理部５４、ＰＯＮ制御部５５、ＰＯＮ通信ポート５６、及び記憶部５７が含まれる。
【００９４】
イーサネット通信ポート５２は、フレーム処理部５４と電気的に接続されたイーサネット通信のためのコネクタよりなる。イーサネット通信ポート５２には、光トランシーバ５８を着脱自在に装着することができる。
光トランシーバ５８は、光信号の送受信回路を含む光デバイス（例えば、プラガブル光トランシーバ）よりなり、光ファイバ７から入力される下りの光信号を電気信号に変換し、フレーム処理部５４から入力される上りの電気信号を光信号に変換する。
【００９５】
制御部５３は、ＣＰＵを含む情報処理装置よりなる。制御部５３のＣＰＵの数は１つ又は複数のいずれでもよい。制御部５３は、ＦＰＧＡやＡＳＩＣなどの集積回路を含んでもよい。
制御部５３は、ＲＡＭを含む。ＲＡＭは、ＳＲＡＭ又はＤＲＡＭなどのメモリ素子で構成され、ＣＰＵなどが実行するコンピュータプログラム及びその実行に必要なデータを一時的に記憶する。
【００９６】
記憶部５７は、フラッシュメモリ若しくはＥＥＰＲＯＭなどの不揮発性のメモリ素子を有する。記憶部５７は、ネットワークＯＳや当該ＯＳ上で動作する種々のアプリケーションを記憶している。記憶部５７が記憶するアプリケーションには、制御部５３を、「ＤＨＣＰクライアント」として機能させるためのソフトウェアが含まれる。
記憶部５７は、自ノードに固有の状態情報である「ノード固有情報」を記憶している。リモートノード５０のノード固有情報には、例えば次の情報ｃ１〜ｃ７が含まれる。
【００９７】
情報ｃ１）  自ノードの識別情報（例えばＭＡＣアドレスのアドレス値）
情報ｃ２）  自ノードのカードタイプ（図５の例では「リモートノード」）
情報ｃ３）  イーサネット通信ポート５２のポート数
情報ｃ４）  動作中のイーサネット通信ポート５２のポート番号
情報ｃ５）  動作中のイーサネット通信ポート５２に繋がる接続先ノード（中継カード４０又はリモートノード５０）のカードタイプ
【００９８】
情報ｃ６）  動作中のイーサネット通信ポート５２に繋がる接続先ノード（中継カード４０又はリモートノード５０）の識別情報（例えばＭＡＣアドレスのアドレス値）及びポート番号
情報ｃ７）  ＰＯＮ通信ポート５６のポート数
情報ｃ８）  ＰＯＮ通信ポート５６に繋がるＯＮＵの数
情報ｃ９）  ファームウェア（ＯＳ）のバーション
【００９９】
フレーム処理部５４は、例えばＬ２スイッチよりなる。このスイッチは、例えばＦＰＧＡなどの集積回路を含む。
フレーム処理部５４は、受信したレイヤ２の通信フレームの宛先に応じて、自身の出力ポートのうちのどの出力ポートから通信フレームを送出するかを決定する。
【０１００】
ＰＯＮ制御部５５は、宅側装置２とのＰＯＮ通信に関する情報処理を施す集積回路よりなる。例えば、ＰＯＮ制御部５５は、フレーム処理部５４から入力された下りのユーザフレームを、対応するＰＯＮ通信ポート５６に送信する。
【０１０１】
ＰＯＮ制御部５５は、光トランシーバ５９からの上りの電気信号に、上位網１２に送信すべきユーザフレームが含まれる場合には、そのユーザフレームをフレーム処理部５４に送信する。
ＰＯＮ制御部５５は、光トランシーバ５９からの上りの電気信号に、宅側装置２が送信元の制御フレーム（レポート）が含まれる場合には、そのレポートに基づいて送信元の宅側装置２のための制御フレーム（グラント）を生成し、光トランシーバ５９に送信する。
【０１０２】
ＰＯＮ通信ポート５６は、ＰＯＮ制御部５５と電気的に接続されたＰＯＮ通信のためのコネクタよりなる。ＰＯＮ通信ポート５６には、光トランシーバ５９を着脱自在に装着することができる。
光トランシーバ５９は、光信号の送受信回路を含む光デバイス（例えば、プラガブル光トランシーバ）よりなり、ＰＯＮ回線３から入力される上りの光信号を電気信号に変換し、ＰＯＮ制御部５５から入力される下りの電気信号を光信号に変換する。
【０１０３】
図５において、ハッチング付きの帯状矢印で示す制御通信経路Ｒ４は、中継カード４０と制御部５３の間で行われる制御通信のための通信経路である。
制御通信経路Ｒ４により伝送される制御情報には、上述の「ＰＯＮ設定情報」が含まれる。制御部５５は、中継カード４０からＰＯＮ設定情報を受信すると、受信したＰＯＮ設定情報をＰＯＮ制御部５５に通知する。
【０１０４】
ＰＯＮ制御部５５は、通知されたＰＯＮ設定情報に応じた所定の処理を実行する。例えば、ＰＯＮ制御部５５は、通知されたＰＯＮ通信ポート５６のオン／オフ情報に従って、ＰＯＮ通信ポート５６を有効化又は無効化する。
ＰＯＮ制御部５５は、通知された動作パラメータに基づいて、宅側装置２が送出する上りフレームの動的帯域割当を実行する。
【０１０５】
制御通信経路Ｒ４により伝送される制御情報には、自ノードの「ノード固有情報」が含まれる。制御部５３は、管理カード２０の制御部２４からの送信要求に応じて、自ノードのノード固有情報を管理カード２０に送信する。
具体的には、制御部５３は、管理カード２０に宛てたノード固有情報をフレーム処理部５４に入力する。フレーム処理部５４は、入力されたノード固有情報を中継カード４０に送信し、中継カード４０は、受信したノード固有情報を管理カード２０に転送する。
【０１０６】
仮想線の帯状矢印で示すユーザ通信経路Ｒ３は、宅側装置２に接続されたユーザ端末１４（図１参照）が送受信するユーザフレームの通信経路である。ユーザフレームは、上位網１２からユーザ端末１４まで流通する必要がある。
従って、ユーザ通信経路Ｒ３は、リモートノード５０内のイーサネット通信ポート５２、フレーム処理部５４、ＰＯＮ制御部５５及びＰＯＮ通信ポート５６を経由する。
【０１０７】
〔比較例に係るＰＯＮシステムの問題点〕
図６は、本実施形態のＰＯＮシステムの比較例に係る接続形態を示す説明図である。
図６の接続形態では、回線カード（ＯＳＵ）３０のみが局側装置１のスロットＳＬに収容され、当該回線カード３０に複数（図例では３つ）のＰＯＮ回線３が接続されている。
【０１０８】
１０Ｇ−ＥＰＯＮでは、１つのＰＯＮ回線３を延伸できる最大距離は２０ｋｍである。
このため、図６の接続形態を採用すると、宅側装置２の設置可能範囲は、局側装置１が設置される局舎を中心とした半径２０ｋｍ以内の範囲に限定されるという問題（以下、「問題点１」という。）がある。
【０１０９】
図６の接続形態では、局舎に設置される局側装置１に、複数の回線カード（ＯＳＵ）３０を集中的に収容する方式を採用している。
このため、局側装置１の消費電力が増大し、電源容量が大きな局側装置１が必要になる。また、消費電力の増大に応じて発熱量も増大するので、大規模な冷却設備を局舎に設置せねばならない。従って、ＰＯＮシステムの設備コストが大きくなるという問題（以下、「問題点２」という。）がある。
【０１１０】
１０Ｇ−ＥＰＯＮでは、１つのＰＯＮ回線３における支線ファイバ６の最大分岐数（＝宅側装置２の最大収容数）は１２８である。
このため、図６の接続形態を採用すると、多数の加入者が存在する密集エリアにおいて、更に加入者が増加したためＰＯＮ回線３を増設する必要が生じた場合には、局側装置１を起点として複数の幹線ファイバ５を密集エリアまで敷設せねばならず、大規模な敷設工事が必要になるという問題（以下、「問題点３」という。）がある。
【０１１１】
上記の問題点１を解決する方策、すなわち、宅側装置２の設置可能範囲を広げる方策として、従来、光信号を増幅する中継装置を幹線ファイバ５の途中に挿入することが行われている。
しかし、光信号を途中で増幅する中継装置を採用する方策では、上記の問題点１のみを解決できるに止まり、上記の問題点２及び３を同時に解決することはできない。
【０１１２】
〔ＰＯＮシステムの好適な接続形態〕
図７は、本実施形態のＰＯＮシステムの好ましい接続形態を示す説明図である。
図７の接続形態では、回線カード３０の他に中継カード４０が局側装置１のスロットＳＬに収容されている。また、中継カード４０は、局舎から離れた屋外に設置されたリモートノード５０と光ファイバ７により接続され、屋外のリモートノード５０に複数（図例では２つ）のＰＯＮ回線３が接続されている。
【０１１３】
中継カード４０とリモートノード５０との間の光信号を用いたイーサネット通信では、１０Ｇベースの通信の場合には、最大で４０ｋｍまで延伸可能である。
このため、図７の接続形態を採用すると、宅側装置２の設置可能範囲は、局側装置１が設置される局舎を中心として、半径６０ｋｍ以内の範囲にまで拡大することができる。従って、上述の問題点１を解決することができる。
【０１１４】
本実施形態のリモートノード５０は、消費電力が比較的大きいＰＯＮ制御部５５（図５参照）を有する。
このため、図７の接続形態を採用すると、回線カード３０を局側装置１に集中させる図６の接続形態に比べて、ＰＯＮシステムの運用に必要な消費電力を局側装置１からリモートノード５０に分散できる。従って、局側装置１の電源容量が少量で足り、局舎の冷房設備もより簡便化できる。よって、上述の問題点２を解決することができる。
【０１１５】
例えば、複数のスロットＳＬのすべてに回線カード３０を装着した局側装置１の消費電力が、約１０ｋｗになる場合を想定する。
この場合、回線カード３０の代わりに中継カード４０を装着し、中継カード４０に接続したリモートノード５０によりＰＯＮ通信を行うことにすれば、局側装置１の消費電力をほぼ１／５の約２ｋｗに削減することができる。これに伴い、局舎における給電系の設備も大幅に簡素化することができ、波及的な効果も大きくなる。
【０１１６】
本実施形態のリモートノード５０は、複数のＰＯＮ通信ポート５６（図５参照）を有するので、複数のＰＯＮ回線３の幹線ファイバ５をリモートノード５０に接続できる。
このため、図７の接続形態を採用すると、多数の加入者が存在する密集エリアに複数のＰＯＮ回線３を増設する必要が生じた場合は、密集エリアの近傍にリモートノード５０を設置し、リモートノード５０に複数のＰＯＮ回線３を接続すればよい。
【０１１７】
この場合、局側装置から１本の光ファイバ７を密集エリアまで敷設し、敷設した光ファイバ７の先端にリモートノード５０に接続すれば足りる。
このため、局側装置１を起点として複数の幹線ファイバ５を敷設する必要がなくなり、敷設工事が簡便になる。従って、上述の問題点３を解決することができる。
【０１１８】
〔ＰＯＮシステムの好適な接続態様のバリエーション〕
図８〜図１１は、本実施形態のＰＯＮシステムの好ましい接続形態を示すブロック図である。
本実施形態の中継カード４０及びリモートノード５０は、イーサネット通信とＰＯＮ通信の通信インタフェースをそれぞれ複数備えているので、図８〜図１１に示すように、種々の接続形態のＰＯＮシステムを構成することができる。
【０１１９】
図８の構成例では、１つの中継カード４０と１つのリモートノード５０が１対１で接続されている。
図８の中央のリモートノード５０には、１つのＰＯＮ回線３が接続されている。もっとも、本実施形態のリモートノード５０は、複数のＰＯＮ通信ポート５６を有するので（図５参照）、図８の下側のリモートノード５０のように、１つのリモートノード５０に複数（図例では２つ）のＰＯＮ回線３を接続することもできる。
【０１２０】
図９の構成例では、１つの中継カード４０と複数（図例では２つ）が１対多で接続されている。本実施形態の中継カード４０は、複数のイーサネット通信ポート４６を有するので（図４参照）、図９の構成例が可能となる。
【０１２１】
図１０の構成例では、１つのリモートノード５０に別のリモートノード５０がカスケード接続されている。本実施形態のリモートノード５０は、複数のイーサネット通信ポート５２を有するので（図５参照）、図１０の構成例が可能となる。
図１０の構成例を採用すれば、リモートノード５０の設置範囲を、局側装置１から最大で８０ｋｍ（＝４０ｋｍ＋４０ｋｍ）まで遠隔化することができる。
【０１２２】
図１０の構成例は、互いに遠距離にある複数のサービスエリアＡ１〜Ａ３が、河川などに沿って点在する場合に特に有効である。
例えば、河川の下流域にある局舎の近隣にサービスエリアＡ１が存在し、そこから４０ｋｍ離れた河川の中流域にサービスエリアＡ２が存在し、そこから更に４０ｋｍ離れた河川の上流域にサービスエリアＡ３が存在する場合を想定する。
【０１２３】
この場合、サービスエリアＡ１については、回線カード３０のＰＯＮ回線３により通信サービスを提供し、サービスエリアＡ２については、１段目のリモートノード５０のＰＯＮ回線３により通信サービスを提供し、サービスエリアＡ３については、２段目のリモートノード５０のＰＯＮ回線３により通信サービスを提供すればよい。
【０１２４】
図１１の構成例では、複数（図例では２つ）の中継カード４０と１つのリモートノード５０が多対１で接続されている。本実施形態の中継カード４０は、複数のイーサネット通信ポート４６を有するので（図４参照）、図１１の構成例が可能となる。
図１１の構成例を採用すれば、中継カード４０とリモートノード５０の間のイーサネット通信の通信経路が冗長化される。このため、イーサネット通信の耐障害性を高めたり、イーサネット通信の通信帯域を拡張したりすることができる。
【０１２５】
〔遠隔制御によるリモートノードの起動〕
図１２は、リモートノード５０によるＰＯＮ通信を遠隔制御で起動するための処理の流れを示すシーケンス図である。
図１２では、各処理の動作主体が「管理カード２０」、「中継カード４０」及び「リモートノード５０」となっているが、実際の動作主体は、各ノードに搭載された制御部２４，４４，５３である。
【０１２６】
管理カード２０と回線カード３０又は中継カード４０との間の制御通信経路Ｒ２は、バックプレーン伝送路Ｃ１よりなる（図２及び図３参照）。
従って、管理カード２０の制御部２４は、バックプレーン通信のプラグアンドプレイ機能により、バックプレーン伝送路Ｃ１を介して回線カード３０又は中継カード４０と接続されると、接続先の回線カード３０又は中継カード４０からノード固有情報などを自動的に取得し、接続先との制御通信を自動的に開始することができる。
【０１２７】
これに対して、管理カード２０からリモートノード５０までの通信経路には、中継カード４０／リモートノード５０間のイーサネット通信が介在する。従って、管理カード２０は、通信相手がリモートノード５０であるか否かを自動的に認識することはできない。
すなわち、イーサネット通信は汎用的な通信方法であるため、通信インタフェースのリンクアップのみでは、管理カード２０の制御部２４は、接続相手が管理対象のリモートノード５０であるか否かを判定できない。
【０１２８】
そこで、本実施形態では、リモートノード５０は、イーサネット通信ポート５２のリンクアップ後にＤＨＣＰパケットを中継カード４０に送出し、管理カード２０が、受信したＤＨＣＰパケットに基づいてリモートノード５０の個体識別を行うこととした。
リモートノード５０には、固有のＭＡＣアドレスが割り当てられている。従って、管理カード２０の制御部２４は、ＤＨＣＰパケットに含まれるＭＡＣアドレスがマウント管理テーブルＭＴに存在するか否かにより、送信元の通信ノードの適否を判定する。
【０１２９】
管理カード２０の制御部２４は、接続を要求してきた通信ノードが管理対象のリモートノード５０であると判定すると、ＰＯＮ通信の開設に必要なＰＯＮ設定情報を含むリモートノード５０宛ての制御フレームを、中継カード４０に送信する。
従って、上記の制御フレームを取得したリモートノード５０は、ＰＯＮ設定情報に従って自ノードのＰＯＮ制御部５５の設定などを実行することにより、配下の宅側装置２とのＰＯＮ通信を開始できるようになる。
【０１３０】
図１２に示すように、管理カード２０には、マウント管理テーブルＭＴを既に作成済みであるとする（ステップＳＴ１０）。
リモートノード５０は、中継カード４０と物理的に接続されたあと（ステップＳＴ１１）、自身のイーサネット通信ポート５２のリンクアップを検知すると（ステップＳＴ１２）、ＤＨＣＰパケットを上り方向にブロードキャストし、自ノードで使用するローカルＩＰアドレスの割り当てを要求する（ステップＳＴ１３）。
【０１３１】
次に、管理カード２０は、マウント管理テーブルＭＴを参照し、受信したＤＨＣＰパケットに含まれるＭＡＣアドレスの適否を確認する（ステップＳＴ１４）。
具体的には、管理カード２０は、ＤＨＣＰパケットに含まれるＭＡＣアドレスが、マウント管理テーブルＭＴに存在する場合には、送信元の通信ノードを、管理対象のリモートノード５０であると判定する。存在しない場合には、管理カード２０は、ステップＳＴ１５以降の処理を実行せず、送信元の通信ノードにＩＰアドレスを割り当てない。
【０１３２】
ＤＨＣＰパケットの送信元の通信ノードを、管理対象のリモートノード５０であると判定した場合は、管理カード２０は、ＤＨＣＰプロトコルに準じて、制御通信に用いるローカルＩＰアドレスの払い出しを実行する（ステップＳＴ１５）。
具体的には、管理カード２０は、リモートノード５０用に定めたローカルＩＰアドレスを、ＤＨＣＰパケットの送信元の通信ノード宛てに送信する。これにより、リモートノード５０は、制御通信に用いるローカルＩＰアドレスを取得する。
【０１３３】
なお、管理カード２０は、中継カード４０の個体識別とローカルＩＰアドレスの割り当てについては、バックプレーン通信によって個別に実行する。
また、図１２のシーケンスにおいて、中継カード４０がＤＨＣＰサーバとして機能する場合には、リモートノード５０に対するローカルＩＰアドレスの割り当てを中継カード４０が実行することにしてもよい。
【０１３４】
次に、管理カード２０は、リモートノード５０のノード固有情報の取得処理を実行する（ステップＳＴ１６）。
具体的には、管理カード２０は、ノード固有情報を要求する制御フレームをリモートノード５０に送信する（ステップＳＴ１７）。上記の制御フレームを受信したリモートノード５０は、自ノードのノード固有情報を含む制御フレームを生成し、生成した制御フレームを管理カード２０に返信する（ステップＳＴ１８）。
【０１３５】
次に、管理カード２０は、リモートノード５０から取得したノード固有情報に基づいて、当該リモートノード５０に対する初期設定を実施する（ステップＳＴ１９）。
具体的には、管理カード２０は、ＰＯＮ設定情報を含む制御フレームをリモートノード５０に送信する（ステップＳＴ２０）。ＰＯＮ設定情報を受信したリモートノード５０は、ＰＯＮ設定情報に含まれるＯＮＵ設定情報などに従ってＰＯＮ回線３を開通し、宅側装置２とのＰＯＮ通信を開始する。
【０１３６】
〔リング型ネットワークの場合の問題点とその解決策〕
図１３は、リモートノード５０がリング状に接続されたＰＯＮシステムの概略構成図である。以下の説明では、リモートノード５０を「ＲＮ」ともいう。
図１３の例では、ＲＮ♯Ａを含む４つのＲＮ♯Ａ〜♯Ｄが、光ファイバ７Ａ〜７Ｄを伝送路とするリング型ネットワークを構成している。ネットワークに含まれる１つのＲＮ♯Ａは、光ファイバ７Ａを介して局側装置１の中継カード４０に接続されている。
【０１３７】
換言すると、ＰＯＮシステムよりなる通信システムには、複数のリモートノード５０の隣接ノード同士をリング状に接続する複数の光ファイバ７Ａ〜７Ｄと、複数のリモートノード５０のうちの１つと中継カード４０とを直結する光ファイバ７Ｘとが含まれる。なお、リング型ネットワークを構成するＲＮの数は４つに限定されない。
図１３に示すように、ＲＮ♯Ａ〜♯Ｄに接続されたＰＯＮ回線３には、それぞれ少なくとも１つのＯＮＵ♯Ａ〜♯Ｄが接続される。
【０１３８】
本実施形態では、リモートノード５０のイーサネット通信に用いる光回線７Ａ〜７Ｄ，７Ｘにより伝送可能な最大通信帯域、すなわち、光トランシーバ５８が発揮し得る最大の物理速度を１０Ｇｂｐｓとする。
また、図１３のＰＯＮシステムでは、局側装置１とＲＮ♯Ａの間の通信経路は、例えば２本の直結回線７Ｘで冗長化されている。このため、当該通信経路の上り方向の最大通信帯域は２０Ｇｂｐｓとなる。
【０１３９】
リング型ネットワークでは、例えばＩＥＥＥ８０２．１Ｄのスパニングツリー方式のように、リング内の通常の通信経路を右回り（時計回り）又は左回り（反時計回り）のいずれか一方に限定し、他方の通信経路を障害発生時に使用する冗長経路とする場合がある。
しかし、リング型ネットワークの通信ノードが、ＯＮＵとＰＯＮ通信するＲＮである場合には、リング内のＲＮの通信経路を一方向に限定する通信方式を採用すると、一部のＯＮＵの上り方向のデータ通信に制限がかかり易くなる場合がある。
【０１４０】
例えば、図１３のＰＯＮシステムにおいて、ＯＮＵ♯Ａ〜♯Ｄによる上り方向のデータ通信（局側装置１へのユーザフレームの伝送）に必要な通信帯域（以下、「上り帯域」という。）が、それぞれ次の通りであるとする。
ＯＮＵ♯Ａ→３Ｇｂｐｓ
ＯＮＵ♯Ｂ→２Ｇｂｐｓ
ＯＮＵ♯Ｃ→１Ｇｂｐｓから３Ｇｂｐｓに増加
ＯＮＵ♯Ｄ→８Ｇｂｐｓ
【０１４１】
ＯＮＵ♯Ｃの上り帯域が１Ｇｂｐｓである場合は、ＯＮＵ♯Ｃの上り帯域を確保するために必要となる、ＲＮ♯Ｃを起点とする通信経路ごとの光回線７Ａ〜７Ｄの通信帯域は、下記の通りである。
【０１４２】
左回りの場合：
光回線７Ｂの通信帯域＝１Ｇｂｐｓ
光回線７Ａの通信帯域＝１Ｇｂｐｓ＋２Ｇｂｐｓ＝３Ｇｂｐｓ
右回りの場合：
光回線７Ｃの通信帯域＝１Ｇｂｐｓ
光回線７Ｄの通信帯域＝１Ｇｂｐｓ＋８Ｇｂｐｓ＝９Ｇｂｐｓ
【０１４３】
この場合、ＲＮ♯Ｃの通信経路が右回り及び左回りのいずれであっても、光回線７Ａ〜７Ｄの通信帯域が最大通信帯域（＝１０Ｇｂｐｓ）を超えない。
このため、ＲＮ♯Ｃによるリング内の通信経路を左回り又は右回りのいずれかに限定しても、ＯＮＵ♯Ｃの上り帯域を確保できる。
【０１４４】
ＯＮＵ♯Ｃの上り帯域が１Ｇｂｐｓから３Ｇｂｐｓに変化した場合は、ＯＮＵ♯Ｃの上り帯域を確保するために必要となる、ＲＮ♯Ｃを起点とする通信経路ごとの光回線７Ａ〜７Ｄの通信帯域は、下記の通りである。
【０１４５】
左回りの場合：
光回線７Ｂの通信帯域＝３Ｇｂｐｓ
光回線７Ａの通信帯域＝３Ｇｂｐｓ＋２Ｇｂｐｓ＝５Ｇｂｐｓ
右回りの場合：
光回線７Ｃの通信帯域＝３Ｇｂｐｓ
光回線７Ｄの通信帯域＝３Ｇｂｐｓ＋８Ｇｂｐｓ＝１１Ｇｂｐｓ＞１０Ｇｂｐｓ
【０１４６】
この場合、ＲＮ♯Ｃの通信経路が右回りであると、光回線７Ｄの通信帯域が最大通信帯域（＝１０Ｇｂｐｓ）を超える。
このため、ＲＮ♯Ｃによるリング内の通信経路を右回りに固定すると、ＯＮＵ♯Ｄの上り帯域が低下しない限りＯＮＵ♯Ｃの上り帯域を確保できない。従って、ＯＮＵ♯Ｃの上り通信よりもＯＮＵ♯Ｄの上り通信が常に優先され、ＯＮＵの上り通信が不公平になる。
【０１４７】
上記の問題点を解決するため、本実施形態では、局側装置１に直結されるＲＮ♯Ａが、リングに含まれるＲＮ♯Ｂ〜♯Ｄが要求する送信データ量に基づいて、ユーザフレームの送信開始時刻、送信許可量、及び通信経路をＲＮ♯Ａ〜♯Ｄごとに動的に割り当てる。
この場合、ＲＮ♯Ａが、ユーザフレームの送信開始時刻と送信許可量だけでなく、ユーザフレームの通信経路をＲＮ♯Ｂ〜♯Ｄごとに割り当てるので、左右両方向の帯域を活用でき、スパニングツリー方式に比べてスループットが向上する。従って、ＯＮＵ♯Ｂ〜♯Ｄの上り通信の公平性を確保できる。
【０１４８】
〔帯域割当処理の概要〕
本実施形態において、リング型ネットワークのＲＮ♯Ａが他のＲＮ♯Ｂ〜♯Ｄのために実行する帯域割当処理の主な特徴を纏めると、次の通りである。
【０１４９】
１）リング型ネットワークを構成する複数のＲＮ♯Ａ〜♯Ｄのうち、局側装置１に直接接続されるＲＮ♯Ａが、スレーブ（子局）の上り帯域を制御するマスタ（親局）となる。すなわち、マスタＲＮ♯Ａは、スレーブＲＮ♯Ｂ〜♯Ｄから局側装置１に伝送する上り方向のユーザデータの帯域割当処理を一括して行う。
以下において、マスタＲＮを「マスタノード」と記載し、スレーブＲＮを「スレーブノード」と記載することがある。
【０１５０】
２）マスタＲＮ♯Ａは、スレーブＲＮ♯Ｂ〜♯Ｄから自ノードへの上り帯域を時分割多重方式により割り当てる動的帯域割当（以下、「ＤＢＡ」ともいう。）を実行する。
具体的には、マスタＲＮ♯Ａが実行する帯域割当処理は、スレーブＲＮ♯Ｂ〜♯Ｄが申告するユーザフレーム（ユーザデータを含む通信フレーム）の送信データ量に基づいて、各スレーブＲＮ♯Ｂ〜♯Ｄに許可するユーザフレームの送信開始時刻、送信許可量及び通信経路（右回り又は左回り）を時分割で割り当てる処理である。
【０１５１】
３）マスタＲＮ♯Ａは、動的帯域割当が終了するごとに、ユーザフレームを局側装置１に上り送信する。スレーブＲＮ♯Ｂ〜♯Ｄは、マスタＲＮ♯Ａが決定した送信許可量だけ、ＲＮ♯Ａが決定した通信経路にユーザフレームを上り送信する。
このため、ＲＮ♯Ａ〜♯Ｄは、ＯＮＵ♯Ａ〜♯Ｄから受信するユーザデータの上りバッファを有する。ＲＮ♯Ａ〜♯Ｄの上りバッファが蓄積可能なデータ量は、ＲＮ♯Ａによる動的帯域割当の演算周期（以下、「ＤＢＡサイクル」という。）内にＯＮＵ♯Ａ〜♯Ｄから受信するユーザデータのデータ量より大きい。
【０１５２】
４）ユーザフレームがリング内でループするのを防止するため、マスタＲＮ♯Ａは、自ノードの一方のリング接続ポートから自ノードの他方のリング接続ポートへの、ユーザフレームのトラフィックをブロックする。
このため、マスタＲＮ♯Ａは、スレーブＲＮ♯Ｂ〜♯Ｄから受信したＯＮＵ♯Ｂ〜♯Ｄのユーザフレームと、自ノードのＯＮＵ♯Ａから受信したユーザフレームを、すべて局側装置１に上り送信する。
【０１５３】
５）マスタＲＮ♯Ａは、動的帯域割当において、電話サービスの音声データや映像データなどのリアルタイム性が求められるユーザデータの送信を要求するスレーブＲＮ♯Ｂ〜♯Ｄについては、優先的に通信帯域を割り当てる。
６）マスタＲＮ♯Ａは、音声データや映像データなどの高優先のユーザデータについては、通信遅延が小さい方の通信経路を固定的に採用することにしてもよい。
【０１５４】
７）マスタＲＮ♯Ａは、ＲＳＶＰ（Resource reSerVation Protocol）などの帯域予約プロトコルに準拠する通信ノードよりなる。
従って、マスタＲＮ♯Ａの制御部５３は、ＲＮ♯Ｂ〜♯Ｄから受信したユーザフレームを直結回線７Ｘに送出するフレーム処理部５４の通信帯域を、スレーブＲＮ♯Ｂ〜♯Ｄごとに予約可能である。
【０１５５】
ところで、マスタノード♯Ａがスレーブノード♯Ｂ〜♯Ｄのユーザフレームに関するＤＢＡを行うためには、少なくとも次の「送信要求」と「送信許可」を含む制御フレームを、マスタ／スレーブ間で送受信する必要がある。
送信要求：スレーブノード♯Ｂ〜♯Ｄが、ユーザフレームに含める送信データ量をマスタノード♯Ａに申告するための制御フレーム
送信許可：マスタノード♯Ａが、ユーザフレームの送信開始時刻及び送信許可量（例えば時間相当値）などを通知するための制御フレーム
【０１５６】
マスタ／スレーブ間の制御フレームの通信経路として、なるべく遅延が小さい通信経路を採用すれば、送信要求の収集時間及び送信許可の配信時間が短くなる。このため、ＤＢＡサイクルを可及的に短縮でき、ユーザフレームの上り送信の遅延を小さくできる。
従って、リング型ネットワークのＤＢＡに用いる制御フレームの場合には、各通信ノード♯Ａ〜♯Ｄが、マスタ／スレーブ間の遅延（例えばＲＴＴ：Round Trip Time）が小さい方の通信経路に通じる送信ポートから送信するポリシーとすることが好ましい。
【０１５７】
しかし、ユーザフレームについても、制御フレームと同様に、マスタ／スレーブ間の遅延が小さい方の通信経路を採用するとすれば、前述の通り、ユーザフレームの通信経路が左回り又は右回りに固定され、スループットが低下する可能性がある。
従って、リング型ネットワークのマスタノード♯ＡがＤＢＡを行う場合には、マスタノード♯Ａが、スレーブノード♯Ｂ〜♯Ｄに許可するユーザフレームの通信経路を、ＤＢＡごとに動的に変更し得るポリシーとすることが好ましい。
【０１５８】
〔リング型ネットワークの通信ポリシー〕
図１４は、リング型ネットワークの通信ポリシーの一例を示す説明図である。
上述の通り、リング型ネットワークにおけるＤＢＡの場合には、ＤＢＡに必要な情報をやり取りするための制御フレームと、マスタノード♯Ａに宛てて送信されるユーザフレームとで、異なる通信ポリシーを採用することが好ましい。
【０１５９】
このため、本実施形態のリング型ネットワークでは、通信ポリシーが異なる下記の通信レイヤＬ１，Ｌ２がリング内の通信ノード♯Ａ〜♯Ｄに定義されている。
すなわち、リング内の通信ノード♯Ａ〜♯Ｄには、リング型ネットワークに送出する通信フレームの通信経路に関して、下記の第１及び第２レイヤＬ１，Ｌ２にそれぞれ定義された異なる通信ポリシーが適用される。
【０１６０】
第１レイヤＬ１：第１ポリシーを採用する通信レイヤである。
第１ポリシーは、リング内のマスタノード♯Ａとスレーブノード♯Ｂ〜♯Ｄが、マスタ／スレーブ間の遅延が小さい方の通信経路により通信することである。
第１ポリシーは、例えば、リング内で伝送される制御フレーム（送信要求及び送信許可など）の通信経路に適用される。
【０１６１】
第２レイヤＬ２：第２ポリシーを採用する通信レイヤである。
第２ポリシーは、リング内のスレーブノード♯Ｂ〜♯Ｄが、マスタ／スレーブ間の通信帯域に空きがある方の通信経路に通信フレームを送信することである。
第２ポリシーは、例えば、スレーブノード♯Ｂ〜♯Ｄがリング内に送信するユーザフレームの通信経路に適用される。
【０１６２】
通信遅延を判定するためパラメータ（例えばＲＴＴ）は、リング型ネットワークの物理的な接続形態が同じであれば変化しないので、第１レイヤＬ１により決定される制御フレームの通信経路（左回り又は右回り）は、接続形態が同じ場合は変動しない固定的な通信経路とすれば足りる。
これに対して、通信帯域の空き状況は、各スレーブノード♯Ｂ〜♯Ｄが要求する送信データ量によって変動し得るので、第２レイヤＬ２により決定される通信経路（左回り又は右回り）は、ＤＢＡサイクルごとに動的に変動する可能性がある。
【０１６３】
〔通信経路判定用の経路情報テーブル〕
図１５は、制御フレームの通信経路の判定に使用される経路情報テーブルＴａ〜Ｔｄの一例を示す説明図である。
経路情報テーブルＴａ〜Ｔｄは、各通信ノード♯Ａ〜♯Ｄの記憶部５７（図５参照）にそれぞれ格納される。図１５に示すように、マスタノード♯Ａの経路情報テーブルＴａには、左側から順に、「スレーブＩＤ」、「マスタポート番号」、「スレーブポート番号」、及び「ＲＴＴ」の列が含まれる。
【０１６４】
経路情報テーブルＴａのスレーブＩＤのエントリには、リングを構成するスレーブノード♯Ｂ〜♯Ｄの識別情報（例えばＭＡＣアドレスなど）が格納される。
経路情報テーブルＴａのマスタポート番号のエントリには、マスタノード♯Ａに接続された光回線７Ａ，７Ｄのポート番号Ｐ１，Ｐ２が格納される。経路情報テーブルＴａのスレーブポート番号のエントリには、スレーブノード♯Ｂ〜♯Ｄにそれぞれ接続された光回線７Ａ〜７Ｄのポート番号Ｐ３〜Ｐ８が格納される。
【０１６５】
経路情報テーブルＴａのＲＴＴのエントリには、マスタ／スレーブ間の２種類の通信経路のＲＴＴ値が格納される。図例では、スレーブノード♯Ｂに関して、Ｐ１／Ｐ３間のＲＴＴ値は１００μ秒であり、Ｐ２／Ｐ４間のＲＴＴ値は１０００μ秒である。
同様に、スレーブノード♯Ｃに関して、Ｐ１／Ｐ５間のＲＴＴ値は４００μ秒であり、Ｐ２／Ｐ６間のＲＴＴ値は６００μ秒である。スレーブノード♯Ｄに関して、Ｐ１／Ｐ７間のＲＴＴ値は１０００μ秒であり、Ｐ２／Ｐ８間のＲＴＴ値は１００μ秒である。
【０１６６】
スレーブノード♯Ｂの経路情報テーブルＴｂには、「マスタポート番号」、「スレーブポート番号」、及び「ＲＴＴ」の列が含まれる。
経路情報テーブルＴｂのマスタポート番号のエントリには、マスタノード♯Ａに接続された光回線７Ａ，７Ｄのポート番号Ｐ１，Ｐ２が格納される。経路情報テーブルＴｂのスレーブポート番号のエントリには、スレーブノード♯Ｂに接続された光回線７Ａ，７Ｂのポート番号Ｐ３，Ｐ４が格納される。
【０１６７】
経路情報テーブルＴｂのＲＴＴのエントリには、スレーブノード♯Ｂに関するマスタ／スレーブ間の２種類の通信経路のＲＴＴ値が格納される。図例では、Ｐ１／Ｐ３間のＲＴＴ値は１００μ秒であり、Ｐ２／Ｐ４間のＲＴＴ値は１０００μ秒である。
【０１６８】
スレーブノード♯Ｃの経路情報テーブルＴｃには、「マスタポート番号」、「スレーブポート番号」、及び「ＲＴＴ」の列が含まれる。
経路情報テーブルＴｃのマスタポート番号のエントリには、マスタノード♯Ａに接続された光回線７Ａ，７Ｄのポート番号Ｐ１，Ｐ２が格納される。経路情報テーブルＴｃのスレーブポート番号のエントリには、スレーブノード♯Ｃに接続された光回線７Ｂ，７Ｃのポート番号Ｐ５，Ｐ６が格納される。
【０１６９】
経路情報テーブルＴｃのＲＴＴのエントリには、スレーブノード♯Ｃに関するマスタ／スレーブ間の２種類の通信経路のＲＴＴ値が格納される。図例では、Ｐ１／Ｐ５間のＲＴＴ値は４００μ秒であり、Ｐ２／Ｐ６間のＲＴＴ値は６００μ秒である。
【０１７０】
スレーブノード♯Ｄの経路情報テーブルＴｄには、「マスタポート番号」、「スレーブポート番号」、及び「ＲＴＴ」の列が含まれる。
経路情報テーブルＴｄのマスタポート番号のエントリには、マスタノード♯Ａに接続された光回線７Ａ，７Ｄのポート番号Ｐ１，Ｐ２が格納される。経路情報テーブルＴｄのスレーブポート番号のエントリには、スレーブノード♯Ｄに接続された光回線７Ｃ，７Ｄのポート番号Ｐ７，Ｐ８が格納される。
【０１７１】
経路情報テーブルＴｄのＲＴＴのエントリには、スレーブノード♯Ｄに関するマスタ／スレーブ間の２種類の通信経路のＲＴＴ値が格納される。図例では、Ｐ１／Ｐ７間のＲＴＴ値は１０００μ秒であり、Ｐ２／Ｐ８間のＲＴＴ値は１００μ秒である。
【０１７２】
図１６は、制御フレームの通信経路の判定に使用される経路情報テーブルＴａ〜Ｔｄの別例を示す説明図である。
経路情報テーブルＴａ〜Ｔｄは、各通信ノード♯Ａ〜♯Ｄの記憶部５７（図５参照）にそれぞれ格納される。図１６の経路情報テーブルＴａ〜Ｔｄでは、「ＲＴＴ」の列の代わりに「遅延情報」の列が採用されている。
【０１７３】
図１６の経路情報テーブルＴａ〜Ｔｄにおいて、遅延情報は、通信経路の遅延時間の長短を表す情報である。図例では、遅延情報の値が「１」であるエントリは、マスタ／スレーブ間の通信の遅延時間が短い方の通信経路であることを意味する。
逆に、遅延情報の値が「０」であるエントリは、マスタ／スレーブ間の通信の遅延時間が長い方の通信経路であることを意味する。図１６の例では、各スレーブノード♯Ｂ〜♯Ｃに関するマスタ／スレーブ間の遅延情報は、次の通りである。
【０１７４】
マスタノード♯Ａとスレーブノード♯Ｂとの通信に関して、Ｐ１／Ｐ３間の遅延情報＝１（遅延時間が短い）であり、Ｐ２／Ｐ４間の遅延情報＝０（遅延時間が長い）である。
マスタノード♯Ａとスレーブノード♯Ｃとの通信に関して、Ｐ１／Ｐ５間の遅延情報＝１（遅延時間が短い）であり、Ｐ２／Ｐ６間の遅延情報＝０（遅延時間が長い）である。
マスタノード♯Ａとスレーブノード♯Ｄとの通信に関して、Ｐ１／Ｐ７間の遅延情報＝０（遅延時間が長い）であり、Ｐ２／Ｐ８間の遅延情報＝１（遅延時間が短い）である。
【０１７５】
〔経路情報テーブルの第１作成方法〕
図１７は、経路情報テーブルＴａ，Ｔｂの第１作成方法を示す説明図である。
具体的には、図１７Ａは、第１作成方法のフローチャートである。図１７Ｂは、第１作成方法に用いる制御フレームのシーケンス図である。
図１７では、スレーブノードが「♯Ｂ」である場合を例示しているが、その他のスレーブノード♯Ｃ，♯Ｄの場合も同様である。
【０１７６】
図１７に示すように、スレーブノード♯Ｂは、所定のポート番号Ｐ３のイーサネット通信ポート５２（図５参照）に光回線７Ａが接続されると（ステップＳＴ３０）、マスタノード♯Ａに接続要求を送信する（ステップＳＴ３１）。
具体的には、スレーブノード♯Ｂは、タイムスタンプｔ１と送信ポートのポート番号Ｐ３を含むマスタノード♯Ａ宛ての接続要求を、光回線７Ａに送出する。
【０１７７】
次に、接続要求を受信したマスタノード♯Ａは、接続要求の受信ポートＰ１と同じポートからスレーブノード♯Ｂに接続応答を返信する（ステップＳＴ３２）。
具体的には、マスタノード♯Ａは、タイムスタンプｔ２とポート番号Ｐ１を含むスレーブノード♯Ｂ宛ての接続応答を光回線７Ａに送出する。
【０１７８】
接続応答を受信したスレーブノード♯Ｂは、タイムスタンプｔ１，ｔ２を用いてＰ１／Ｐ３間のＲＴＴを算出し（ステップＳＴ３３）、算出したＰ１／Ｐ３間のＲＴＴを経路情報テーブルＴｂに保持するとともにマスタノード♯Ａに通知する（ステップＳＴ３４）。
Ｐ１／Ｐ３間のＲＴＴを通知されたマスタノード♯Ａは、通知されたＲＴＴを自ノードの経路情報テーブルＴａに保持する（ステップＳＴ３５）。
【０１７９】
同様に、スレーブノード♯Ｂは、所定のポート番号Ｐ４のイーサネット通信ポート５２（図５参照）に光回線７Ｂが接続されると（ステップＳＴ３０）、マスタノード♯Ａに接続要求を送信する（ステップＳＴ３１）。
具体的には、スレーブノード♯Ｂは、タイムスタンプｔ３と送信ポートのポート番号Ｐ４を含むマスタノード♯Ａ宛ての接続要求を、光回線７Ｂに送出する。
【０１８０】
次に、接続要求を受信したマスタノード♯Ａは、接続要求の受信ポートＰ２と同じポートからスレーブノード♯Ｂに接続応答を返信する（ステップＳＴ３２）。
具体的には、マスタノード♯Ａは、タイムスタンプｔ４とポート番号Ｐ２を含むスレーブノード♯Ｂ宛ての接続応答を光回線７Ｄに送出する。
【０１８１】
接続応答を受信したスレーブノード♯Ｂは、タイムスタンプｔ３，ｔ４を用いてＰ２／Ｐ４間のＲＴＴを算出し（ステップＳＴ３３）、算出したＰ２／Ｐ４間のＲＴＴを経路情報テーブルＴｂに保持するとともにマスタノード♯Ａに通知する（ステップＳＴ３４）。
Ｐ２／Ｐ４間のＲＴＴを通知されたマスタノード♯Ａは、通知されたＲＴＴを自ノードの経路情報テーブルＴａに保持する（ステップＳＴ３５）。
【０１８２】
以上の処理により、スレーブノード♯Ｂは、図１５の経路情報テーブルＴｂを自律的に作成可能となる。また、マスタノード♯Ａは、図１５の経路情報テーブルＴａにおけるスレーブノード♯Ｂに関するエントリを自律的に作成可能となる。
なお、スレーブノード♯Ｂは、算出したＲＴＴから遅延情報を生成し、図１６の経路情報テーブルＴｂを採用してもよい。同様に、マスタノード♯Ａは、通知されたＲＴＴから遅延情報を生成し、図１６の経路情報テーブルＴａを採用してもよい。
【０１８３】
〔経路情報テーブルの第２作成方法〕
図１８は、経路情報テーブルＴａ，Ｔｂの第２作成方法を示す説明図である。
具体的には、図１８Ａは、第２作成方法のフローチャートである。図１８Ｂは、第２作成方法に用いる制御フレームのシーケンス図である。
図１８では、スレーブノードが「♯Ｂ」である場合を例示しているが、その他のスレーブノード♯Ｃ，♯Ｄの場合も同様である。
【０１８４】
図１８に示すように、マスタノード♯Ａは、自ノードの起動を契機として（ステップＳＴ４０）、左回り及び右回りの２種類の各通信経路に、スレーブノード♯Ｂ宛ての接続要求を同時に送信する（ステップＳＴ４１）。
具体的には、マスタノード♯Ａは、ポート番号Ｐ１を含むスレーブノード♯Ｂ宛ての接続要求を光回線７Ａに送出するとともに、これと同時に、ポート番号Ｐ２を含むスレーブノード♯Ｂ宛ての接続要求を光回線７Ｄに送出する。
【０１８５】
２種類の接続要求を受信したスレーブノード♯Ｂは、最初に受信した接続要求に基づいて最短経路を判定し（ステップＳＴ４２）、判定した最短経路をマスタノード♯Ａに通知する（ステップＳＴ４３）。
具体的には、スレーブノード♯Ｂは、先着の接続要求に含まれる送信ポート番号Ｐ１、先着の接続要求を受信した自ノードの受信ポート番号Ｐ３、及び自ノードのスレーブＩＤ（＝Ｂ）を含む接続応答を、マスタノード♯Ａに送信する。
【０１８６】
接続応答を受信したマスタノード♯Ａは、図１６の経路情報テーブルＴａにおいて、スレーブＩＤ＝ＢであるＰ１／Ｐ３間の通信経路の遅延情報を１（遅延時間が短い）に設定する。最短経路を判定したスレーブノード♯Ｂは、図１６の経路情報テーブルＴｂにおいて、Ｐ１／Ｐ３間の通信経路の遅延情報を１（遅延時間が短い）に設定する。また、各ノード♯Ａ，♯Ｂは、最短経路と反対側の遅延情報を０（遅延時間が長い）に設定する。
以上の処理により、マスタノード♯Ａは、図１６の経路情報テーブルＴａにおけるスレーブノード♯Ｂに関するエントリを自律的に作成可能となる。また、スレーブノード♯Ｂは、図１６の経路情報テーブルＴｂを自律的に作成可能となる。
【０１８７】
〔経路情報テーブルの第３作成方法〕
図１９は、経路情報テーブルＴａ〜Ｔｄの第３作成方法を示すフローチャートである。  図１９の第３作成方法では、図１７の第１作成方法とは逆に、マスタノード♯ＡがＲＴＴの計算を実行する。
【０１８８】
図１９に示すように、マスタノード♯Ａは、接続検知の制御フレームを定期的にリング型ネットワークにポーリングし（ステップＳＴ５０）、スレーブノード♯Ｂ〜♯Ｄから検知応答があったか否かを判定する（ステップＳＴ５１）。
この場合、マスタノード♯Ａは、タイムスタンプと送信ポートのポート番号を接続検知に含める。また、スレーブノード♯Ｂ〜♯Ｄは、タイムスタンプと受信ポートのポート番号を検知応答に含める。
【０１８９】
ステップＳＴ５１の判定結果が肯定的である場合は、マスタノード♯Ａは、接続検知に含めたタイムスタンプと検知応答に含まれるタイムスタンプを用いて、通信経路のＲＴＴを算出し、算出したＲＴＴを経路情報テーブルＴａに保持する（ステップＳＴ５２）。
また、マスタノード♯Ａは、算出した通信経路のＲＴＴをスレーブノード♯Ｂ〜♯Ｄに通知し（ステップＳＴ５３）、スレーブノード♯Ｂ〜♯Ｄは、通知された通信経路のＲＴＴを経路情報テーブルＴｂ〜Ｔｄに保持する（ステップＳＴ５４）。
【０１９０】
以上の処理により、マスタノード♯Ａは、図１５の経路情報テーブルＴａを自律的に作成可能となる。また、スレーブノード♯Ｂ〜♯Ｄは、図１５の経路情報テーブルＴｂ〜Ｔｄを自律的に作成可能となる。
なお、スレーブノード♯Ｂ〜♯Ｄは、通知されたＲＴＴから遅延情報を生成し、図１６の経路情報テーブルＴｂ〜Ｔｄを採用してもよい。同様に、マスタノード♯Ａは、算出したＲＴＴから遅延情報を生成し、図１６の経路情報テーブルＴａを採用してもよい。
【０１９１】
ステップＳＴ５１の判定結果が否定的である場合は、マスタノード♯Ａは、接続応答なしのスレーブノード♯Ｂ〜♯Ｄが自ノードの経路情報テーブルＴａに存在するか否かを判定する（ステップＳＴ５５）。
ステップＳＴ５５の判定結果が否定的である場合は、マスタノード♯Ａは、処理を終了する（ステップＳＴ５６）。
【０１９２】
ステップＳＴ５５の判定結果が肯定的である場合は、マスタノード♯Ａは、検知応答なしのスレーブノードを経路情報テーブルＴａから削除する（ステップＳＴ５７）。
その理由は、今回周期で検知応答がないスレーブノード♯Ｂ〜♯Ｄは、リング型ネットワークから取り除かれたと推定されるからである。
【０１９３】
〔制御フレームの経路判定処理〕
図２０は、制御フレームの経路判定処理の一例を示すフローチャートである。
図２０に示す経路判定処理は、第１レイヤＬ１に定義された第１ポリシーに基づく処理である。この経路判定処理は、リング型ネットワークを構成する各通信ノード♯Ａ〜♯Ｄの制御部５３により実行される。
【０１９４】
図２０に示すように、通信ノード♯Ａ〜♯Ｄの制御部５３は、送信要求及び送信許可などの制御フレームを生成すると（ステップＳＴ６０）、自ノードの経路情報テーブルＴａ〜Ｔｄを参照してマスタ／スレーブ間の最短経路を検索する（ステップＳＴ６１）。
次に、通信ノード♯Ａ〜♯Ｄの制御部５３は、検索した最短経路に対応する送信ポートを制御フレームの送信ポートとするように、自ノードのフレーム処理部５４（図５参照）を制御する（ステップＳＴ６２）。
【０１９５】
例えば、スレーブノード♯Ｂがマスタノード♯Ａに「送信要求」を送信する場合、スレーブノード♯Ｂは、Ｐ１／Ｐ３間の通信経路とＰ２／Ｐ４間の通信経路のうち、遅延が小さい方の最短経路（ＲＴＴが小さい方の経路又は遅延情報が１の経路）を自ノードの経路情報テーブルＴｂから検索する。
この場合、Ｐ１／Ｐ３間の通信経路が最短経路となるので、スレーブノード♯Ｂは、ポート番号Ｐ３のイーサネット通信ポート５２から送信要求を送信する。
【０１９６】
マスタノード♯Ａがスレーブノード♯Ｂに「送信許可」を送信する場合、マスタノード♯Ａは、スレーブＩＤが「Ｂ」であるＰ１／Ｐ３間の通信経路とＰ２／Ｐ４間の通信経路のうち、遅延が小さい方の最短経路（ＲＴＴが小さい方の経路又は遅延情報が１の経路）を自ノードの経路情報テーブルＴａから検索する。
この場合、Ｐ１／Ｐ３間の通信経路が最短経路となるので、マスタノード♯Ａは、ポート番号Ｐ１のイーサネット通信ポート５２から送信許可を送信する。
【０１９７】
電話サービスの音声データなどの低遅延が要求されるユーザフレームについては、制御フレームと同等に取り扱い、各通信ノード♯Ａ〜♯Ｄが図２０に示す経路判定処理を実行してもよい。
この場合、音声データを含むユーザフレームについては、マスタノード♯ＡによるＤＢＡの対象ではなくなり、各スレーブノード♯Ｂ〜♯Ｄは、自ノードの経路情報テーブルＴｂ〜Ｔｄに従って遅延が小さい方の通信経路にユーザフレームを送信する。
【０１９８】
〔ユーザフレームの経路判定処理〕
図２１は、ユーザフレームの経路判定処理の一例を示すフローチャートである。
図２１に示す経路判定処理は、第２レイヤＬ２に定義された第２ポリシーに基づく判定処理である。この経路判定処理は、リング型ネットワークを構成する通信ノード♯Ａ〜♯Ｄのうち、マスタノード♯Ａの制御部５３により実行される。
【０１９９】
図２１に示すように、マスタノード♯Ａの制御部５３は、スレーブノード♯Ｂ〜♯Ｄから送信要求を受信すると（ステップＳＴ７０）、自ノードの経路情報テーブルＴａを参照してマスタ／スレーブ間の最短経路を検索する（ステップＳＴ７１）。
次に、送信要求に含まれる優先度情報に基づいて、スレーブノード♯Ｂ〜♯Ｄが上り送信を要求するユーザデータの優先度が高いか否かを判定する（ステップＳＴ７２）。高優先のユーザデータには、例えば音声データ、映像データ、及びプレミアムなユーザデータなどが含まれる。
【０２００】
ステップＳＴ７２の判定結果が肯定的である場合は、マスタノード♯Ａの制御部５３は、最短経路によるユーザフレームの上り送信をスレーブノード♯Ｂ〜♯Ｄに許可する（ステップＳＴ７３）。
具体的には、マスタノード♯Ａの制御部５３は、最短経路に対応するポート番号（Ｐ３〜Ｐ８のいずれか）をスレーブノード♯Ｂ〜♯Ｄに通知する送信許可に含める。これにより、スレーブノードはユーザデータを最短経路に送信可能となる。
【０２０１】
ステップＳＴ７２の判定結果が否定的である場合は、マスタノード♯Ａの制御部５３は、最短経路の通信帯域に空きがあるか否かを判定する（ステップＳＴ７４）。
例えば、送信許可の対象がスレーブノード♯Ｂの場合は、申告された送信データ量を受け付けると光回線７Ａの最大通信帯域を超過するか否かにより、通信帯域に空きがあるか否かを判定すればよい。この場合、最大通信帯域より少ない最大制御帯域を基準として、光回線７Ａの通知帯域に空きがあるか否かを判定してもよい。
【０２０２】
ステップＳＴ７４の判定結果が肯定的である場合は、マスタノード♯Ａの制御部５３は、最短経路によるユーザフレームの上り送信をスレーブノード♯Ｂ〜♯Ｄに許可する（ステップＳＴ７５）。
具体的には、マスタノード♯Ａの制御部５３は、最短経路に対応するポート番号（Ｐ３〜Ｐ８のいずれか）をスレーブノード♯Ｂ〜♯Ｄに通知する送信許可に含める。これにより、スレーブノードはユーザデータを最短経路に送信可能となる。
【０２０３】
ステップＳＴ７４の判定結果が否定的である場合は、マスタノード♯Ａの制御部５３は、最短経路と反対方向の非最短経路によるユーザフレームの上り送信をスレーブノード♯Ｂ〜♯Ｄに許可する（ステップＳＴ７６）。
例えば、送信許可の対象がスレーブノード♯Ｂの場合は、マスタノード♯Ａの制御部５３は、非最短経路である光回線７Ｂに対応するポート番号Ｐ４を、スレーブノード♯Ｂに通知する送信許可に含める。
【０２０４】
これにより、スレーブノード♯Ｂは、最短経路（光回線７Ａ）の通信帯域に空きがない場合でも、通信帯域に空きがある方の非最短経路（光回線７Ｂ）にユーザフレームを送信可能となる。
このように、一方の通信経路の通信帯域に空きがない場合は他方の通信経路を利用するので、リング内のユーザフレームの通信経路を一方向に限定する場合に比べて、スループットの低下を抑制することができる。
【０２０５】
〔動的帯域割当の手順〕
図２２は、動的帯域割当の手順の一例を示すシーケンス図である。
図２２において、細い実線矢印は「制御フレーム」（送信要求又は送信許可）を示し、太いハッチング付き矢印は「ユーザフレーム」を示す。
【０２０６】
図２２に示すように、各スレーブノード♯Ｂ〜♯Ｄは、所定のＤＢＡサイクルごとにマスタノード♯Ａに「送信要求」の制御フレームを送信する（ステップＳＴ８０）。
送信要求は、ユーザデータの「送信データ量」と「優先度情報」を含むデータ構造を有する。スレーブノード♯Ｂ〜♯Ｄは、ＯＮＵ♯Ｂ〜♯Ｄから受信して自ノードの上りバッファに蓄積されたユーザデータのデータ量に基づいて、送信データ量を決定する。優先度情報は、ユーザデータの優先度（高優先又は低優先など）を表す識別情報である。
【０２０７】
次に、マスタノード♯Ａは、各スレーブノード♯Ｂ〜♯Ｄから収集した送信要求を用いて、所定のＤＢＡアルゴリズムに基づくＤＢＡ処理を実行する（ステップＳＴ８１）。
マスタノード♯Ａが実行するＤＢＡアルゴリズムには、例えば、最低保証帯域と最大帯域に基づく帯域制御アルゴリズムなどの他、スレーブノード♯Ｂ〜♯Ｄごとにユーザフレームの通信経路を判定するアルゴリズム（例えば図２１の経路判定処理）が含まれる。
【０２０８】
マスタノード♯Ａは、ＤＢＡ処理の算出結果に基づいて、ユーザフレームの「送信開始時刻」、ユーザフレームの「送信許可量」、及びユーザフレームの「通信経路」をスレーブノード♯Ｂ〜♯Ｄごとに決定する。
次に、マスタノード♯Ａは、上記の送信開始時刻、送信許可量、及び通信経路を含むデータ構造の「送信許可」の制御フレームをスレーブノード♯Ｂ〜♯Ｄごとに生成し、生成した送信許可を各スレーブノード♯Ｂ〜♯Ｄにそれぞれ送信する（ステップＳＴ８２）。
【０２０９】
送信許可量の表現形式は、例えば、データ相当値（例えばバイト値）であってもよいし、時間相当値（例えば秒値）であってもよい。
通信経路の表現形式は、例えば、スレーブノード♯Ｂ〜♯Ｄによるユーザフレームの送信ポートのポート番号Ｐ３〜Ｐ８よりなる。もっとも、通信経路の表現形式は、スレーブノード♯Ｂ〜♯Ｄから見て左回りの通信経路又は右回りの通信経路のいずれであるかを特定可能な形式であればよく、ポート番号に限定されない。
【０２１０】
送信許可を受信した各スレーブノード♯Ｂ〜♯Ｄは、送信許可に記された送信開始時刻に、送信許可に記された送信許可量のユーザデータを含むユーザフレームを、送信許可に記された通信経路に送信する（ステップＳＴ８３）。
その後、マスタノード♯Ａは、スレーブノード♯Ｂ〜♯Ｄから受信したユーザフレームを上位側の通信装置（本実施形態では局側装置１）に転送する。スレーブノード♯Ｂ〜♯Ｄとマスタノード♯Ａは、上記のステップＳＴ８０〜ＳＴ８３までの処理を、所定のＤＢＡサイクルごとに繰り返す。
【０２１１】
〔複数のリング型ネットワークを含むＰＯＮシステム〕
図２３は、複数のリング型ネットワークを含むＰＯＮシステムの概略構成図である。
図２３の例では、ＯＬＴ１内の中継カード４０と複数のリモートノード５０とにより、下記の３種類のリング型ネットワークが構成されている。なお、通信システムには、例えばＲＮ♯Ｆに接続されたＲＮ♯Ｇのように、リング型ネットワークから分岐するリング外のＲＮ♯Ｇが接続されていてもよい。
【０２１２】
第１ネットワーク：
５つの通信ノード♯Ａ，♯Ｂ，♯Ｃ，♯Ｄ，♯Ｅよりなるリング型ネットワーク
第２ネットワーク：
５つの通信ノード♯Ａ，♯Ｆ，♯Ｃ，♯Ｂ，♯Ａよりなるリング型ネットワーク
第３ネットワーク３：
５つの通信ノード♯Ａ，♯Ｆ，♯Ｃ，♯Ｄ，♯Ｅよりなるリング型ネットワーク
【０２１３】
複数のリング型ネットワークを含む図２３の接続形態は、ＯＬＴ１とリモートノード５０との間の通信経路が複数存在する、冗長構成の接続形態であると言える。
例えば、ＲＮ♯ＣからＯＬＴ１に至る通信経路としては、♯Ｃ→♯Ｂ→♯Ａ、♯Ｃ→♯Ｄ→♯Ｅ、及び、♯Ｃ→♯Ｆ→♯Ａの３種類の通信経路が存在する。
【０２１４】
本実施形態の通信システムは、１つのリング型ネットワークを含む図１３のＰＯＮシステムだけでなく、例えば図２３に示すような２つ以上のリング型ネットワークを含む、通信経路が冗長化されたＰＯＮシステムであってもよい。
この場合、例えば、ＯＬＴ１に含まれる１つの通信ノード♯Ａをマスタノードとし、その他の通信ノード♯Ｂ〜♯Ｇをスレーブノードとして、図１４の第１及び第２ポリシーと概ね同様の通信ポリシーを採用することにより、複数のリングを含むネットワークの動的帯域割当を適切に実行できる通信システムが得られる。
【０２１５】
具体的には、制御フレームに適用する第１レイヤＬ１の第１ポリシーとして、マスタノード♯Ａとスレーブノード♯Ｂ〜♯Ｇが、マスタ／スレーブ間の遅延が最も小さい通信経路により通信することを採用すればよい。
もっとも、必ずしも遅延が最も小さい通信経路とする必要はなく、第１ポリシーの通信経路は、遅延が２番目に小さい通信経路、或いは、最も大きい遅延に比べて所定時間以上小さい遅延の通信経路など、遅延の観点から適正化された通信経路であってもよい。
【０２１６】
また、ユーザフレームに適用する第２レイヤＬ２の第２ポリシーとして、スレーブノード♯Ｂ〜♯Ｇが、マスタ／スレーブ間の通信帯域に空きがある通信経路に通信フレームを送信することにより、各光回線７の通信帯域を均等化することを採用すればよい。
第２ポリシーを採用すれば、スレーブノード♯Ｂ〜♯Ｇからマスタノード♯Ａに至る通信経路の途中で、光回線７の通信帯域の制限値（例えば最大通信帯域）を超えるのを防止でき、スループットの低下を抑制することができる。
【０２１７】
〔その他の変形例〕
上述の実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の権利範囲は、特許請求の範囲によって示され、その範囲と均等の意味及びその範囲内でのすべての変更が含まれる。
例えば、上述の実施形態において、通信システムはＰＯＮシステムに限定されるものではなく、通信フレームの伝送路は光ファイバ以外のケーブルであってもよい。
【０２１８】
上述の実施形態において、リング型ネットワークのマスタノード♯Ａは、例えば図２３に示すように、局側装置１などの上位側の通信装置と一体化された通信ノード（例えば中継カード４０など）であってもよい。
上述の実施形態において、マスタノード♯Ａは、リング型ネットワークを構成する複数のリモートノード５０のうちのいずれか１つであればよく、必ずしも局側装置１と直結された通信ノードでなくてもよい。
【０２１９】
上述の実施形態において、端末装置１３が、図１２に示すシーケンスを実行することにより、回線カード３０及びリモートノード５０のＰＯＮ通信を管理してもよい。
すなわち、回線カード３０及びリモートノード５０が行うＰＯＮ通信を管理する管理部は、局側装置１に収容される管理カード２０であってもよいし、局側装置１と通信可能に接続される端末装置１３であってもよい。
【０２２０】
上述の実施形態において、局側装置１の筐体１０構造は、スロットタイプに限定されない。従って、筐体１０に収納する通信ノードの構造も、必ずしもカードタイプ（管理カード２０、回線カード３０及び中継カード４０）である必要はなく、筐体１０内に形成された所定形状の収納部に収まる構造であればよい。
【符号の説明】
【０２２１】
１  局側装置（ＯＬＴ）
２  宅側装置（ＯＮＵ）
３  ＰＯＮ回線
４  光スプリッタ
５  幹線ファイバ
６  支線ファイバ
７  光ファイバ
７Ａ  光ファイバ（光回線）
７Ｂ  光ファイバ（光回線）
７Ｃ  光ファイバ（光回線）
７Ｄ  光ファイバ（光回線）
７Ｘ  光ファイバ（直結回線）
１０  筐体
１１  上位装置
１２  上位網
１３  端末装置
１４  ユーザ端末
２０  管理カード
２１  回路基板
２２  管理通信ポート
２３  上位通信ポート
２４  制御部
２５  フレーム処理部
２６  制御通信ポート
２７  ユーザ通信ポート
２８  記憶部
３０  回線カード（回線ノード）
３１  回路基板
３２  制御通信ポート
３３  ユーザ通信ポート
３４  制御部
３５  フレーム処理部
３６  ＰＯＮ制御部
３７  ＰＯＮ通信ポート
３８  記憶部
３９  光トランシーバ
４０  中継カード（中継ノード）
４１  回路基板
４２  制御通信ポート
４３  ユーザ通信ポート
４４  制御部
４５  フレーム処理部
４６  イーサネット通信ポート
４７  記憶部
４８  光トランシーバ
５０  リモートノード
５１  回路基板
５２  イーサネット通信ポート
５３  制御部
５４  フレーム処理部
５５  ＰＯＮ制御部
５６  ＰＯＮ通信ポート
５７  記憶部
５８  光トランシーバ
５９  光トランシーバ
ＳＬ  スロット
ＭＴ  マウント管理テーブル
Ｒ１  管理通信経路
Ｒ２  制御通信経路
Ｒ３  ユーザ通信経路
Ｒ４  制御通信経路
ＲＮ  リモートノード
ＲＮ♯Ａ  マスタノード
ＲＮ♯Ｂ  スレーブノード
ＲＮ♯Ｃ  スレーブノード
ＲＮ♯Ｄ  スレーブノード
【図１】
2020205511.tif 000003
【図２】
2020205511.tif 000004
【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】
2020205511.tif 000010
【図９】
2020205511.tif 000011
【図１０】
2020205511.tif 000012
【図１１】
2020205511.tif 000013
【図１２】
2020205511.tif 000014
【図１３】
2020205511.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2020205511.tif 000018
【図１７】
2020205511.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
2020205511.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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