(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回線の帯域を所定時間で分割した時間帯である割当グラントを用いて前記回線の帯域割当を制御する帯域割当装置であって、
前記割当グラントの一部の時間帯と、当該割当グラントと隣接する隣接割当グラントの一部の時間帯とが共有グラントとして重複するようにスケジューリングする割当グラントスケジューリング部、
を備えることを特徴とする帯域割当装置。
【請求項２】
前記割当グラントスケジューリング部は、
前記回線を用いてパケットデータによる通信を行う複数の通信端末のなかから任意の２つの通信端末をペアとして選択し、前記選択した２つの通信端末の一方を他方の通信端末に先駆けて通信を行う先の通信端末とし、他方の通信端末を当該先の通信端末の次に通信を行う後の通信端末とし、当該先の通信端末の通信終了時刻よりも前の時刻を当該後の通信端末の通信開始時刻とすることで、当該先の通信端末に割り当てられる先の割当グラントの最後の時間帯と当該後の通信端末に割り当てられる後の割当グラントの最初の時間帯とが前記共有グラントとして重複するようにスケジューリングする、
ことを特徴とする請求項１に記載の帯域割当装置。
【請求項３】
前記複数の通信端末は、
前記割当グラントのうち前記共有グラントの時間帯には、前記共有グラント以外の時間帯に前記パケットデータを配置した後に前記パケットデータを配置するように構成されている、
ことを特徴とする請求項２に記載の帯域割当装置。
【請求項４】
前記割当グラントスケジューリング部は、
前記回線を用いてパケットデータによる通信を行う複数の通信端末のなかから少なくとも３つを選択してｎ（ｎは自然数）番目、（ｎ＋１）番目、（ｎ＋２）番目に通信を行う通信端末とし、当該ｎ番目の通信端末の通信終了時刻よりも前の時刻を当該（ｎ＋１）番目の通信端末の通信開始時刻とし、当該（ｎ＋１）番目の通信端末の通信終了時刻よりも前の時刻を当該（ｎ＋２）番目の通信端末の通信開始時刻とすることで、当該ｎ番目の通信端末に割り当てられるｎ番目の割当グラントの最後の時間帯と当該（ｎ＋１）番目の通信端末に割り当てられる（ｎ＋１）番目の割当グラントの最初の時間帯とが第１の共有グラントとして重複し、当該（ｎ＋１）番目の割当グラントの最後の時間帯と当該（ｎ＋２）番目の通信端末に割り当てられる（ｎ＋２）番目の割当グラントの最初の時間帯とが第２の共有グラントとして重複するようにスケジューリングする、
ことを特徴とする請求項１に記載の帯域割当装置。
【請求項５】
前記複数の通信端末は、
前記割当グラントのうち前記第１及び前記第２の共有グラントの時間帯には、前記第１及び第２の共有グラント以外の時間帯に前記パケットデータを配置した後に前記パケットデータを配置するように構成されている、
ことを特徴とする請求項４に記載の帯域割当装置。
【請求項６】
前記通信開始時刻、前記通信開始時刻から前記通信終了時刻までの時間である通信可能時間、及び前記共有グラントが前記割当グラントの最初と最後とのどちらの時間帯に存在するのかを示す共有グラントに関する共有グラント情報で構成される割当グラント情報を、前記通信端末に通信部を介して送信する通信制御部、をさらに備え、
前記通信制御部が前記割当グラント情報を送信する前記通信端末は、
当該割当グラントの最後の時間帯に共有グラントが存在すると判定した場合に、受信した前記通信開始時刻から前記パケットデータを順次埋める左詰めで配置し、
当該割当グラントの最初の時間帯に共有グラントが存在すると判定した場合に、受信した前記通信可能時間に通信できる前記パケットデータの通信に要する通信時間を計算し、当該通信可能時間から当該通信時間を引いた差分時間をさらに計算し、前記通信開始時刻から当該差分時間を加えた時刻から前記パケットデータを順次埋める右詰めで配置するように構成されている、
ことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の帯域割当装置。
【請求項７】
前記通信開始時刻、前記通信開始時刻から前記通信終了時刻までの時間である前記通信可能時間、及び前記第１及び第２の共有グラントが前記割当グラントの最初と最後の両方の時間帯に存在することを示す共有グラントに関する共有グラント情報で構成される割当グラント情報を、前記通信端末に通信部を介して送信する通信制御部、をさらに備え、
前記通信制御部が前記割当グラント情報を送信する前記通信端末は、
受信した前記通信可能時間に通信できる前記パケットデータの通信に要する通信時間を計算し、当該通信可能時間から計算した当該通信時間を引いた差分時間を２で割った２分の１差分時間をさらに計算し、前記通信開始時刻から当該２分の１差分時間を加えた時刻から前記パケットデータを順次埋める中央詰めで配置するように構成されている、
ことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の帯域割当装置。
【請求項８】
前記回線の帯域利用効率が最大になるように、前記共有グラントのサイズを計算する共有グラント決定部をさらに備え、
前記割当グラントスケジューリング部は、
前記共有グラント決定部が計算した前記共有グラントのサイズを用いて、前記通信端末の前記割当グラントをスケジューリングする、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項７の何れか１項に記載の帯域割当装置。
【請求項９】
前記共有グラント決定部は、
ｎを通信端末の総数、Ｍｉを割当グラントのサイズ、Ｘ(αi)はパケットデータのサイズの和の期待値、αiを共有グラントのサイズ、Eff(αi)を回線の帯域利用効率とする（数式１）を用いて共有グラントのサイズを計算する、
【数１】
0005503464.tif 000006
ことを特徴とする請求項８に記載の帯域割当装置。
【請求項１０】
前記割当グラントスケジューリング部は、
前記通信端末が前記回線を用いて通信を要求する通りの前記パケットデータのデータ量と同等の割当グラントを割り当てられる通信端末を除外し、要求する通りの前記パケットデータのデータ量と同等の割当グラントを割り当てられない通信端末のなかから前記ペアとして選択する、
ことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の帯域割当装置。
【請求項１１】
回線の帯域を所定時間で分割した時間帯である割当グラントを用いて前記回線の帯域割当を制御する帯域割当装置に用いられる帯域割当方法であって、
前記割当グラントの一部の時間帯と、当該割当グラントと隣接する隣接割当グラントの一部の時間帯とが共有グラントとして重複するようにスケジューリングする、
ことを特徴とする帯域割当方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の帯域割当方法を、帯域割当装置に実行させるための帯域割当プログラム。
【請求項１３】
回線を利用してパケットデータによる通信を行う通信端末であって、
前記通信端末が前記回線を利用することができる時間帯であると共に前記回線の帯域を所定時間で分割した時間帯である割当グラントに関する情報であり、当該割当グラントの一部の時間帯と他の通信端末が前記回線を利用することができる時間帯である他の割当グラントの一部の時間帯とが重複する時間帯である共有グラントに関する共有グラント情報を含む割当グラント情報を、前記回線の帯域割当を制御する帯域割当装置から通信部を介して受信する通信制御部と、
前記割当グラントのうち前記共有グラントの時間帯には、前記共有グラント以外の時間帯に前記パケットデータを配置した後に前記パケットデータを配置するパケットデータ配置部と、
を備えることを特徴とする通信端末。
【請求項１４】
前記割当グラント情報は、前記通信開始時刻、前記通信開始時刻から前記通信終了時刻までの時間である通信可能時間、及び前記共有グラントが前記割当グラントの最初と最後のどちらの時間帯に存在するのかを示す共有グラントに関する共有グラント情報で構成され、
前記パケットデータ配置部は、
当該割当グラントの最後の時間帯に共有グラントが存在すると判定した場合に、受信した前記通信開始時刻から前記パケットデータを順次埋める左詰めで配置し、
当該割当グラントの最初の時間帯に共有グラントが存在すると判定した場合に、受信した前記通信可能時間に送信できる前記パケットデータの通信に要する通信時間を計算し、当該通信可能時間から当該通信時間を引いた差分時間をさらに計算し、前記通信開始時刻から当該差分時間を加えた時刻から前記パケットデータを順次埋める右詰めで配置する、
ことを特徴とする請求項１３に記載の通信端末。
【請求項１５】
前記割当グラント情報は、前記通信開始時刻、前記通信開始時刻から前記通信終了時刻までの時間である前記通信可能時間、及び前記共有グラントが前記割当グラントの最初と最後の両方の時間帯に第１の共有グラント及び第２の共有グラントとして存在することを示す共有グラントに関する共有グラント情報で構成され、
前記パケットデータ配置部は、
受信した前記通信可能時間に通信できる前記パケットデータの通信に要する通信時間を計算し、当該通信可能時間から計算した当該通信時間を引いた差分時間を２で割った２分の１差分時間をさらに計算し、前記通信開始時刻から当該２分の１差分時間を加えた時刻から前記パケットデータを順次埋める中央詰めで配置する、
ことを特徴とする請求項１３に記載の通信端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＴＤＭＡ方式の通信における、帯域割当装置、帯域割当方法、帯域割当プログラム、及び通信端末に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１２（ａ）は、ＴＤＭ−ＰＯＮ方式(Time Division Multiple-Passive Optical Network方式（非特許文献１参照）)を用いた従来のＰＯＮネットワーク（光通信ネットワーク）の構成を図示したものである。
【０００３】
ＰＯＮネットワーク（光通信ネットワーク）９１０は、局に配備される光加入者線終端装置(Optical Line Terminal:OLT)９２０と複数の加入者宅に配備される光加入者線ネットワーク装置(Optical Network Unit:ONU)９３０−１，９３０−２，９３０−３，・・（以下、まとめて「ＯＮＵ９３０」と呼ぶときがある）とを光スプリッタ９４０を介して接続した形態をとる。以下、加入者側であるＯＮＵ９３０から局側であるＯＬＴ９２０へ向かう通信（信号）を上り通信（信号）と呼び、その逆を下り通信（信号）と呼ぶ。
【０００４】
ＴＤＭ−ＰＯＮ方式における上り通信には、ＴＤＭＡ方式(Time Division Multiple Access方式)が用いられている。ＴＤＭＡ方式は、ＯＬＴ９２０がＯＮＵ９３０に対して送信を許可するタイミングを管理し、ＯＮＵ９３０が送信した信号がＯＬＴ９２０と光スプリッタ９４０とを接続する光回線９８０において、互いに衝突しないように制御する方式である（特許文献１参照）。
【０００５】
以下、ＯＬＴ９２０がＯＮＵ９３０に対して一定期間の上り信号送信の許可を与えることを「帯域（タイムスロット）を割り当てる」と表現する。また、ＯＮＵ９３０に割り当てられた帯域のことを「割当グラント」と呼ぶことがある。したがって、ここでいう「帯域」及び「割当グラント」は、送信許可される時間長を表し、「帯域」及び「割当グラント」の単位は、時間（例えば「秒」）である。また、ＯＮＵ９３０が割り当てられた割当グラントに送信可能な情報量を「割当グラントのサイズ」又は「割当グラントサイズ」と呼ぶことがあり、単位は情報量（例えば「byte」）である。
【０００６】
図１２（ｂ）は、ＯＬＴによりＯＮＵに割り当てられた割当グラントの配置例（スケジューリング例）を示す。図中の符号９５０−１は、ＯＮＵ９３０−１に割り当てられた割当グラントを示し、Ｍ１は割当グラント９５０−１のサイズを示す。符号９５０−２は、ＯＮＵ９３０−２に割り当てられた割当グラントを示し、Ｍ２は割当グラント９５０−２のサイズを示す。符号９５０−３は、ＯＮＵ９３０−３に割り当てられた割当グラントを示し、Ｍ３は割当グラント９５０−３のサイズを示す。
【０００７】
図１２（ｂ）に示すスケジューリングでは、割当グラント９５０−１の期間中にＯＮＵ９３０−１が信号の送信を行い、次に、割当グラント９５０−２の期間中にＯＮＵ９３０−２が信号の送信を行い、次に、割当グラント９５０−３の期間中にＯＮＵ９３０−３が信号の送信を行う。信号の衝突を回避するために、割当グラント９５０−１，９５０−２，９５０−３は重なり合っていない。
なお、割当グラントの割り当て方としては、ＯＮＵ９３０に対し固定的に割り当てる方法や、各ＯＮＵ３０の上り送信要求量に応じて動的に割り当てる方法などがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−１２９４２９号公報（段落０００２〜００１６）
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】「技術基礎講座[ＧＥ−ＰＯＮ技術]」、ＮＴＴ技術ジャーナル、２００５年８月、p.71−p.74
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
図１３は、ＯＮＵ９３０−１に割り当てられた割当グラント９５０−１を使用して上り信号を送信する様子を示したものである。図１３（Ａ）は、ＯＮＵ９３０−１の上り送信データを一時的に保存するデータバッファの様子を示したものである。Ｐ１−１，Ｐ２−１，Ｐ３−１，Ｐ４−１は、可変長サイズのパケットデータである。図１３（Ｂ）は、割り当てられた割当グラント９５０−１の割当グラントサイズＭ１を示したものである。割当グラントサイズＭ１は、データバッファ内のパケットデータＰ１−１，Ｐ２−１，Ｐ３−１，Ｐ４−１の合計よりも少ないデータサイズである。
【００１１】
ＯＮＵ９３０−１は、この割当グラント９５０−１を用いてデータバッファ中のパケットデータＰ１−１ないしＰ４−１の送信を行う。パケットデータＰ１−１から順に送信を行うとすると、パケットデータＰ４−１を送信する途中で割当グラント９５０−１の割当グラントサイズＭ１を使い切ってしまうことがわかる。このとき、ＯＮＵ９３０−１は、パケットデータＰ４−１の送信を次の機会に行うことになる。
【００１２】
実際に送信される信号は、図１３（Ｃ）のようになり、割り当てられた割当グラント９５０−１をすべて使い切ることができない。この未使用帯域を割当ロスと呼ぶこととする。割当ロスが発生すると上り通信帯域の利用効率が低下するという問題が発生する。
【００１３】
本発明は、前記問題に鑑みてなされたものであり、割当グラントに割り当てられない割当ロスを低減することができる、帯域割当装置、帯域割当方法、帯域割当プログラム、及び通信端末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】
【００１４】
前記目的を達成するため、本発明に係る帯域割当装置は、回線の帯域を所定時間で分割した時間帯である割当グラントを用いて前記回線の帯域割当を制御する帯域割当装置であって、前記割当グラントの一部の時間帯と、当該割当グラントと隣接する隣接割当グラントの一部の時間帯とが共有グラントとして重複するようにスケジューリングする割当グラントスケジューリング部、を備えることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明に係る帯域割当方法は、回線の帯域を所定時間で分割した時間帯である割当グラントを用いて前記回線の帯域割当を制御する帯域割当装置に用いられる帯域割当方法であって、前記割当グラントの一部の時間帯と、当該割当グラントと隣接する隣接割当グラントの一部の時間帯とが共有グラントとして重複するようにスケジューリングする、ことを特徴とする。
【００１６】
また、本発明に係る帯域割当プログラムは、前記帯域割当方法を、帯域割当装置に実行させることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明に係る通信端末は、回線を利用してパケットデータによる通信を行う通信端末であって、前記通信端末が前記回線を利用することができる時間帯であると共に前記回線の帯域を所定時間で分割した時間帯である割当グラントに関する情報であり、当該割当グラントの一部の時間帯と他の通信端末が前記回線を利用することができる時間帯である他の割当グラントの一部の時間帯とが重複する時間帯である共有グラントに関する共有グラント情報を含む割当グラント情報を、前記回線の帯域割当を制御する帯域割当装置から通信部を介して受信する通信制御部と、前記割当グラントのうち前記共有グラントの時間帯には、前記共有グラント以外の時間帯に前記パケットデータを配置した後に前記パケットデータを配置するパケットデータ配置部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、割当グラントに割り当てられない割当ロスを低減することができる。したがって、本発明によれば、通信帯域の利用効率を上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る帯域割当システムの構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る帯域割当装置による割当グラントのスケジューリング処理の概要を説明するための説明図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る通信端末によるパケットデータの配置処理の概要を説明するための説明図である。（ａ）は左詰処理、（ｂ）は右詰処理、（ｃ）は実際の上り送信信号の説明図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る帯域割当装置による割当グラントのスケジューリング動作を説明するためのフローチャートである。
【図５】本発明の第１実施形態に係る通信端末によるパケットデータの配置動作を説明するためのフローチャートである。
【図６】本発明の第１実施形態に係る帯域割当システムによる帯域利用効率の一例を示す図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る帯域割当システムの構成図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る帯域割当装置による割当グラントのスケジューリング処理の概要を説明するための説明図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る通信端末によるパケットデータの配置処理の概要を説明するための説明図である。（ａ）は中央詰処理、（ｂ）は実際の上り送信信号の説明図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る帯域割当装置による割当グラントのスケジューリング動作を説明するためのフローチャートである。
【図１１】本発明の第２実施形態に係る通信端末によるパケットデータの配置動作を説明するためのフローチャートである。
【図１２】従来の帯域割当方式を説明するための説明図である。（ａ）はＰＯＮネットワークの構成図、（ｂ）はＯＬＴによる割当グラントのスケジューリング処理の概要を説明するための説明図である。
【図１３】従来の帯域割当方式におけるＯＮＵのパケットデータの配置処理の概要を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
[第１実施形態]
≪帯域割当システムの構成≫
図１は、本発明の第１実施形態に係る帯域割当システム１０の構成図である。帯域割当システム１０は、ＯＬＴ２０、ＯＮＵ３０−１，３０−２，３０−３，・・，３０−ｎ（以下、まとめて「ＯＮＵ３０」と呼ぶときがある）を備えて構成されており、各装置は、光スプリッタ４０並びに光通信回線７０−１，７０−２，７０−３，・・,７０−ｎ（以下、まとめて「光通信回線７０」と呼ぶときがある）及び光通信回線８０を介して接続されている。
ＯＮＵ３０−２，３０−３，・・，３０−ｎの構成は、ＯＮＵ３０−１の構成と同様であり、記載は省略する。
【００２１】
ここで、帯域割当システム１０とは、ＴＤＭ−ＰＯＮ方式における上り通信に用いられるＴＤＭＡ方式が行う光通信回線８０の帯域の制御システムを指し、図１には上り通信に用いられるＴＤＭＡ方式を実現するための機能のみを記載している。したがって、図１には、ＴＤＭ−ＰＯＮ方式における下り通信（信号）に用いられるＴＤＭ方式を実現するための機能については記載しておらず、詳細な説明も省略する。
【００２２】
なお、以下説明する帯域割当システム１０の説明の中で、ＯＬＴ２０からＯＮＵ３０へ下り信号を送る旨の記載があるが、その場合は、例えばＯＬＴ２０がすべてのＯＮＵ３０へ同じ下り信号を送信し、光スプリッタ４０で下り信号が分岐されて各ＯＮＵ３０に転送される。
以下、帯域割当システム１０を構成する各装置について説明する。
【００２３】
＜ＯＬＴ＞
ＯＬＴ（帯域割当装置）２０は、ＴＤＭ−ＰＯＮ方式の上り通信で用いられるＴＤＭＡ方式において、各ＯＮＵ３０に対して光通信回線７０に信号を送信するタイミングを指定することで、光通信回線８０の帯域を制御する装置である。ＯＬＴ２０は、制御部２１及びＰＯＮインタフェース部２４を備えて構成される。
【００２４】
（制御部)
制御部２１は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)、及びこれらの周辺回路等（いずれも図示せず）から構成される。制御部２１は図示しないプログラムを実行することで機能を実現する。制御部２１は、ＰＯＮインタフェース制御部２２及び割当グラントスケジューリング部２３を備えて構成される。
【００２５】
（ＰＯＮインタフェース制御部）
ＰＯＮインタフェース制御部（第１の通信制御部）２２は、ＰＯＮインタフェース部２４を介して光通信回線８０の帯域を制御するための情報を各ＯＮＵ３０と交換する。具体的には、ＰＯＮインタフェース制御部２２は、高速広帯域なイーサネット（登録商標）通信をアクセスネットワークに適用するための規格であるＩＥＥＥ８０２.３ａｈにしたがって種々の情報をＯＮＵ３０と送受信する。
なお、本発明の実施形態は、かかるＩＥＥＥ８０２.３ａｈ（ＧＥ−ＰＯＮ）に限定されず、例えば、ＩＥＥＥ８０２.３ａｖ（１０ＧＥ−ＰＯＮ）等のＴＤＭＡ方式のＰＯＮに広く適用可能である。
【００２６】
例えば、ＰＯＮインタフェース制御部２２は、ＯＮＵ３０から、ＲＥＰＯＲＴメッセージを受信する。ＲＥＰＯＲＴメッセージには、ＯＮＵ３０が備えるデータバッファ３１に蓄積される上り通信待ちのパケットデータＰのデータ量が記されている。
【００２７】
また、ＰＯＮインタフェース制御部２２は、ＯＮＵ３０へ、ＧＡＴＥメッセージを送信する。ＧＡＴＥメッセージには、ＯＮＵ３０に割り当てるべき割当グラントが送信開始時刻及び送信可能時間として記されている。さらに、ＧＡＴＥメッセージには、隣り合う割当グラントの重なり合う領域（以下、「共有グラント」と呼ぶこととする）が割当グラントの最初の時間帯なのか又は最後の時間帯なのかを示す共有グラント情報が記されている。共有グラントの詳細については後記する。本実施形態の送信開始時刻、送信可能時刻、及び共有グラント情報は、割当グラント情報に該当する。
【００２８】
（割当グラントスケジューリング部）
割当グラントスケジューリング部２３は、ＲＥＰＯＲＴメッセージに記されるＯＮＵ３０の上り通信待ちのパケットデータＰのデータ量をＰＯＮインタフェース制御部２２から取得し、ＯＮＵ３０に割り当てるべき割当グラントをスケジューリングする。
【００２９】
具体的には、割当グラントスケジューリング部２３は、任意の２つのＯＮＵ３０をペアとして選択し、選択したそれらのＯＮＵ３０に対して割り当てる割当グラントを時間軸上で隣り合うように配置し、さらにそれらの割当グラントに一部重なり合う領域である共有グラントを設けるようにスケジューリングする。
【００３０】
図２は、ＯＬＴ（帯域割当装置）２０による割当グラントのスケジューリング処理の概要を説明するための説明図である。
図２では、ＯＮＵ３０−１とＯＮＵ３０−２とがペアとして選択されている。図２中の符号５０−１は、ＯＮＵ３０−１に割り当てられた割当グラントを示し、符号Ｔ１Ｓ及びＴ１Ｅは割当グラント５０−１の通信開始時刻及び通信終了時刻を示し、符号Ｍ１は割当グラント５０−１のサイズを示す。符号５０−２は、ＯＮＵ３０−２に割り当てられた割当グラントを示し、符号Ｔ２Ｓ及びＴ２Ｅは割当グラント５０−２の通信開始時刻及び通信終了時刻を示し、符号Ｍ２は割当グラント５０−２のサイズを示す。
【００３１】
ここで、割当グラント５０−１と割当グラント５０−２の矢印方向は、ＯＮＵ３０が備える後記するパケットデータ配置部３４のパケットデータＰ−１，Ｐ−２の配置方法を示すものであり、詳細は後記する。
【００３２】
図２中の符号６０は、隣り合う割当グラント５０−１と割当グラント５０−２との重なり合う時間帯である共有グラントを示し、符号α（図２中の斜線の領域）は共有グラント６０のサイズを示す。共有グラント６０がある時間帯は、割当グラント５０−１との関係では割当グラントの最後の時間帯に存在し、割当グラント５０−２との関係では割当グラントの最初の時間帯に存在する。
【００３３】
図２に示すスケジューリングでは、割当グラント５０−１の期間中にＯＮＵ３０−１が信号の送信を行い、次に、割当グラント５０−２の期間中にＯＮＵ３０−２が信号の送信を行う。
共有グラント６０では、ペアとして選択したＯＮＵ３０−１，３０−２のどちらもがデータを送信し得ることを意味するが、万一、共有グラント６０で送信データの衝突が発生した場合には、送信データの一部または全部を喪失する可能性がある。衝突が発生した場合には、エラーとなるので再送信が行われる。
【００３４】
割当グラントスケジューリング部２３は、スケジューリングした割当グラント５０−１，５０−２の通信開始時刻Ｔ１Ｓ，Ｔ２Ｓ、通信可能時間（Ｔ１Ｅ−Ｔ１Ｓ），（Ｔ２Ｅ−Ｔ２Ｓ）、及び共有グラント６０に関する情報をＰＯＮインタフェース制御部２２に渡す。ＰＯＮインタフェース制御部２２は、通信開始時刻Ｔ１Ｓ，Ｔ２Ｓ、通信可能時間（Ｔ１Ｅ−Ｔ１Ｓ），（Ｔ２Ｅ−Ｔ２Ｓ）、及び共有グラント６０に関する情報を、ＧＡＴＥメッセージに記しＯＮＵ３０−１，３０−２へ送信する。
【００３５】
なお、図２では省略してあるが、割当グラントスケジューリング部２３は、実際はＲＥＰＯＲＴメッセージを受信したＯＮＵ３０−１，３０−２，・・３０−ｎについてスケジューリングし、スケジューリングしたＯＮＵ３０−１，３０−２，・・３０−ｎへＧＡＴＥメッセージを送信する。
【００３６】
（ＰＯＮインタフェース部）
ＰＯＮインタフェース部（第１の通信部）２４は、光通信回線８０をＯＬＴ２０に物理的に接続するための装置である。
以上で、ＯＬＴ２０の説明を終了する。
【００３７】
＜ＯＮＵ＞
ＯＮＵ（通信端末）３０は、ＴＤＭ−ＰＯＮ方式の上り通信で用いられるＴＤＭＡ方式において、ＯＬＴ２０から指定されたタイミングに光通信回線８０に信号を送信する装置である。ＯＮＵ３０は、データバッファ３１、制御部３２、及びＰＯＮインタフェース部３５を備えて構成さえる。
【００３８】
（データバッファ）
データバッファ３１は、図示しないメモリ上で一定の領域として確保され、キュー構造をしている。データバッファ３１には、ＯＮＵ３０に接続される図示しないユーザ端末から送信されるパケットデータＰが到着順に格納される。本実施形態でのＯＮＵ３１−１のパケットデータＰの到着順序は、Ｐ１−１→Ｐ２−１→Ｐ３−１→Ｐ４−１である。
【００３９】
（制御部）
制御部３２は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)、及びこれらの周辺回路等（いずれも図示せず）から構成される。制御部３２は図示しないプログラムを実行することで機能を実現する。制御部３２は、ＰＯＮインタフェース制御部３３及びパケットデータ配置部３４を備えて構成される。
【００４０】
（ＰＯＮインタフェース制御部）
ＰＯＮインタフェース制御部（第２の通信制御部）３３は、ＰＯＮインタフェース部３５を介して光通信回線８０の帯域を制御するための情報をＯＬＴ２０と交換する。
具体的には、ＰＯＮインタフェース制御部３３は、高速広帯域なイーサネット（登録商標）通信をアクセスネットワークに適用するための規格であるＩＥＥＥ８０２．３ａｈにしたがって種々の情報をＯＬＴ２０と送受信する。
なお、本発明の実施形態は、かかるＩＥＥＥ８０２.３ａｈ（ＧＥ−ＰＯＮ）に限定されず、例えば、ＩＥＥＥ８０２.３ａｖ（１０ＧＥ−ＰＯＮ）等のＴＤＭＡ方式のＰＯＮに広く適用可能である。
【００４１】
例えば、ＰＯＮインタフェース制御部３３は、ＯＬＴ２０に、ＲＥＰＯＲＴメッセージを送信する。ＲＥＰＯＲＴメッセージには、ＯＮＵ３０が備えるデータバッファ３１に蓄積される上り通信待ちのパケットデータＰのデータ量が記されている。
また、ＰＯＮインタフェース制御部３２は、ＯＬＴ２０から、ＧＡＴＥメッセージを受信する。ＧＡＴＥメッセージには、データバッファ３１に格納されるパケットデータＰを光通信回線８０に送信するタイミングである割当グラントが、送信開始時刻、送信可能時間、及び共有グラント情報として記されている。本実施形態の送信開始時刻、送信可能時刻、及び共有グラント情報は、割当グラント情報に該当する。
【００４２】
（パケットデータ配置部）
パケットデータ配置部３４は、ＧＡＴＥメッセージに記される割当グラント情報をＰＯＮインタフェース制御部３３から取得し、割当グラントにデータバッファ３１に格納されるパケットデータＰを配置する。
【００４３】
ここで、パケットデータ配置部３４のパケットデータ配置方法の考え方について、図２を用いて説明する。
図２では、ＯＮＵ３０−１とＯＮＵ３０−２とがペアとなり、それらに対する割当グラント５０−１，５０−２がそれぞれ時間軸上の左側から順にスケジューリングされている。時間軸上左側にスケジューリングされたＯＮＵ３０−１のパケットデータ配置部３４は、時間軸上の左端に上り送信データを詰めて配置する。以後、このような上り信号の配置方法を「左詰」と称することがある。図２の割当グラント５０−１を示す矢印の始点（黒丸印「●印」）が割当グラント５０−１の左端にあることは、上り送信データが左詰であることを意味している。
【００４４】
一方、時間軸上右側にスケジューリングされたＯＮＵ３０−２のパケットデータ配置部３４は、時間軸上右側に上り送信データを詰めて配置する。以後、このような上り信号の配置方法を「右詰」と称することがある。図２の割当グラント５０−２を示す矢印の始点（黒丸印「●印」）が割当グラントの右端にあることは、上り送信データが右詰であることを意味している。
【００４５】
図３は、ＯＮＵ（通信端末）３０によるパケットデータＰの配置処理の概要を説明するための説明図である。（ａ）は左詰処理、（ｂ）は右詰処理、（ｃ）は実際の上り送信信号の説明図である。以下、図３を参照して、パケットデータ配置部３４が行う処理の一例を示す。
【００４６】
パケットデータ配置部３４は、ＧＡＴＥメッセージに記される共有グラント情報を参照し、「左詰」を行うのか、それとも「右詰」を行うのかを決定する。具体的には、パケットデータ配置部３４は、割当グラントの最後の時間帯に共有グラントが存在する場合に図３（ａ）に示す「左詰」の処理を行い、割当グラントの最初の時間帯に共有グラントが存在する場合に図３（ｂ）に示す「右詰」の処理を行う。
【００４７】
（左詰処理）
図３（ａ）を参照し、ＯＮＵ３０−１が備えるパケットデータ配置部３４−１は、ＧＡＴＥメッセージに記される通信可能時間に光通信回線８０の通信速度を掛けた割当グラントサイズＭ１を算出し、算出した割当グラントサイズＭ１にパケットデータＰ−１を通信開始時刻Ｔ１ｓから配置可能な限り配置する。
【００４８】
割当グラントサイズＭ１は、パケットデータＰ１−１，Ｐ２−１，Ｐ３−１，Ｐ４−１の合計よりも少ないデータサイズであるので、パケットデータ配置部３４−１は、パケットデータＰ１−１，Ｐ２−１，Ｐ３−１までを左詰で配置する。
以上で、左詰処理の説明を終了する。
【００４９】
（右詰処理）
図３（ｂ）を参照し、ＯＮＵ３０−２が備える図示しないパケットデータ配置部３４−２は、ＧＡＴＥメッセージに記される通信可能時間に光通信回線８０の通信速度を掛けた割当グラントサイズＭ２を算出し、次に算出した割当グラントサイズＭ２に配置可能なパケットデータＰ−２の通信に要する通信時間を算出し、次にＧＡＴＥメッセージに記される通信可能時間から算出した通信に要する通信時間を引いた差分時間ｄをさらに計算する。そして、算出した割当グラントサイズＭ２にパケットデータＰ−２を通信開始時刻Ｔ２Ｓに計算した差分時間ｄを加えた時刻から配置する。
【００５０】
割当グラントサイズＭ２は、パケットデータＰ１−２，Ｐ２−２，Ｐ３−２，Ｐ４−２の合計よりも少ないデータサイズであるので、パケットデータ配置部３４−２は、パケットデータＰ１−２，Ｐ２−２，Ｐ３−２までを右詰で配置する。
以上で、右詰処理の説明を終了する。
【００５１】
図３（ｃ）は、ＯＮＵ３０−１及びＯＮＵ３０−２から送信される通信信号であり、光通信回線８０を流れる実際の上り送信信号を図示したものである。
【００５２】
（ＰＯＮインタフェース部)
ＰＯＮインタフェース部（第２の通信部）３５は、光通信回線７０をＯＮＵ３０に物理的に接続するための装置である。
以上で、ＯＮＵ３０の説明を終了する。
【００５３】
＜光スプリッタ＞
光スプリッタ４０は、一心の光通信回線８０を複数の光通信回線７０に分岐する装置である。
【００５４】
＜光通信回線＞
光通信回線７０,８０は、例えば光ファイバで構成され、光通信の伝送路の役割を果たす。
以上で、第１実施形態に係る帯域割当システム１０の構成の説明を終了する。
【００５５】
≪帯域割当システムの動作≫
図４及び図５を参照して、第１実施形態に係る帯域割当システム１０の動作について説明する。
最初に、図１に示すＯＬＴ（帯域割当装置）２０による割当グラントのスケジューリング動作を説明し、次に、ＯＮＵ（通信端末）３０によるパケットデータの配置動作を説明する。
【００５６】
＜ＯＬＴ（帯域割当装置）による割当グラントのスケジューリング動作＞
図４は、ＯＬＴ（帯域割当装置）２０による割当グラントのスケジューリング動作を説明するためのフローチャートである。
最初に、ＯＬＴ２０が備えるＰＯＮインタフェース制御部２２は、ＯＮＵ３０からＲＥＰＯＲＴメッセージを受信する（ステップＳ０１０）。
【００５７】
次に、割当グラントスケジューリング部２３は、ステップＳ０１０でＲＥＰＯＲＴメッセージを受信したＯＮＵ３０のなかから任意の２つをペアとして選択する（ステップＳ０１１）。ここで、割当グラントスケジューリング部２３は、選択したペアの一方を他方に先駆けて通信を行う先のＯＮＵ３０として選択し、他方のＯＮＵ３０を先のＯＮＵ３０の次に通信を行う後のＯＮＵ３０として選択する。
【００５８】
次に、割当グラントスケジューリング部２３は、先のＯＮＵ３０に割り当てる割当グラントの最後の時間帯と、後のＯＮＵ３０に割り当てる割当グラントの最初の時間帯とが共有グラントとして重複するように割当グラントのスケジューリングを行う（ステップＳ０１２）。
【００５９】
次に、ＰＯＮインタフェース制御部２２は、ステップＳ０１２でスケジューリングした割当グラントに関する情報である割当グラント情報をＧＡＴＥメッセージに記してＯＮＵ３０へ送信する（ステップＳ０１３）。
以上で、ＯＬＴ（帯域割当装置）２０による割当グラントのスケジューリング動作の説明を終了する。
【００６０】
＜ＯＮＵ（通信端末）によるパケットデータの配置動作＞
図５は、ＯＮＵ（通信端末）３０によるパケットデータの配置動作を説明するためのフローチャートである。
最初に、ＯＮＵ３０が備えるＰＯＮインタフェース制御部３３は、ＯＬＴ２０からＧＡＴＥメッセージ（図４のステップＳ０１３参照）を受信する（ステップＳ０５０）。
【００６１】
次に、パケットデータ配置部３４は、ステップＳ０５０で受信したＧＡＴＥメッセージに記されている割当グラント情報を参照し、共有グラントが割当グラントの最後の時間帯に存在するか否かを判定する（ステップＳ０５１）。割当グラントの最後の時間帯に存在すると判定された場合（ステップＳ０５１“Ｙｅｓ”）に、処理はステップＳ０５２に進む。一方、割当グラントの最後の時間帯に存在すると判定されなかった場合（ステップＳ０５１“Ｎｏ”）に、処理はステップＳ０５３に進む。
【００６２】
ステップＳ０５１“Ｙｅｓ”の場合、パケットデータ配置部３４は、データバッファ３１に格納されるパケットデータＰを割当グラントに左詰に配置する左詰処理を行う（ステップＳ０５２）。そして、処理はステップＳ０５４に進む。
ステップＳ０５１“Ｎｏ”の場合、パケットデータ配置部３４は、データバッファ３１に格納されるパケットデータＰを割当グラントに右詰に配置する右詰処理を行う（ステップＳ０５２）。そして、処理はステップＳ０５４に進む。
【００６３】
次に、ＰＯＮインタフェース制御部３３は、ステップＳ０５２で左詰処理されたパケットデータＰの配置又はステップＳ０５３で右詰処理されたパケットデータＰの配置に従って、光通信回線８０にパケットデータＰを送信する（ステップＳ０５４）。
以上で、ＯＮＵ（通信端末）３０によるパケットデータＰの配置動作の説明を終了する。
【００６４】
≪効果の説明≫
本実施形態を適用したときの効果の一例を図２を用いて説明する。なお、以下に示す前提条件、計算式及び計算結果は一例に過ぎず、動作環境により変化する。
【００６５】
上り送信データを構成する上りパケットデータサイズの下限値をＰｍｉｎ[byte]、上限値をＰｍａｘ[byte]とする。次に、上りパケットデータはＰｍｉｎからＰｍａｘまで一様に分布すると仮定する。また、Ｎ[byte]の割当グラントに、上記上りパケットデータを詰めていき、割当ロスがｘ[byte]になる確率をＰ(Ｎ，ｘ)とする。
【００６６】
今、割当グラント５０−１のサイズをＭ1[byte]、割当グラント５０−２のサイズをＭ2[byte]、共有グラントサイズをα[byte]とするとき、ＯＮＵ３０−１及びＯＮＵ３０−２の上り送信データサイズの和の期待値Ｘ(α)[byte]は次の式１で表される。
【００６７】
【数１】
0005503464.tif 000002
【００６８】
ただし、共有グラント内で上り送信データが衝突した場合に、すべてのデータが損失すると仮定した。また、ｚ＝ｘ＋ｙであり、ｘ，ｙはそれぞれＯＮＵ３０−１及びＯＮＵ３０−２に対する割当ロスを表す。Ｑ(ｚ)は、ＯＮＵ３０−１及びＯＮＵ３０−２に対する割当ロスの和がｚになる確率を表し、以下の式２となる。
【００６９】
【数２】
0005503464.tif 000003
【００７０】
上式の和の記号は、ｘ＋ｙ＝ｚを満たすすべてのｘ，ｙの組み合わせについて加算することを示す。
【００７１】
帯域利用効率を評価するために、評価式Eff(α)を以下の式３で定める。
【００７２】
【数３】
0005503464.tif 000004
【００７３】
Ｐｍｉｎ＝６４[byte]，Ｐｍａｘ＝１５２２[byte]，Ｍ1＝Ｍ2＝１６２２[byte]としてEff(α)を計算した結果を図６に示す。共有グラントサイズαを適切に選べば、従来例(α＝０[byte])のときよりも帯域利用効率が向上することがわかる。
【００７４】
以上のように、第１実施形態に係る帯域割当システム１０は、ＯＬＴ２０が割当グラントの最初の時間帯又は最後の時間帯のどちらか一方を共有グラントとして、隣接する割当グラントと重複するようにスケジューリングすることで、未使用帯域である割当ロスを低減することができる。よって、第１実施形態に係る帯域割当システム１０によれば、光通信回線８０の通信帯域の利用効率を上げることができる。
【００７５】
[第２実施形態]
≪概要≫
第１実施形態に係る帯域割当システム１０では、ＯＬＴ２０が割当グラントの最初の時間帯又は最後の時間帯のどちらか一方を共有グラントとして、隣接する割当グラントと重ね合わせてスケジューリングすることで、光通信回線の帯域利用効率を上げることが可能であった。
第２実施形態に係る帯域割当システム１１０では、ＯＬＴ１２０が割当グラントの最初の時間帯及び最後の時間帯の両方を共有グラントとして、隣接する割当グラントと重ね合わせてスケジューリングすることで、光通信回線８０の帯域利用効率を上げる。
【００７６】
≪帯域割当システムの構成≫
図７は、本発明の第２実施形態に係る帯域割当システム１１０の構成図である。
帯域割当システム１１０は、ＯＬＴ１２０、ＯＮＵ１３０−１，１３０−２，１３０−３，・・，１３０−ｎ（以下、まとめて「ＯＮＵ１３０」と呼ぶときがある）を備えて構成されており、各装置は、光スプリッタ４０並びに７０−１，７０−２，７０−３，・・，７０−ｎ（以下、まとめて「光通信回線７０」と呼ぶときがある）及び光通信回線８０を介して接続されている。
ＯＮＵ１３０−２，１３０−３の構成は、ＯＮＵ１３０−１の構成と同様であり、記載を省略する。また、第１実施形態に係る帯域割当システム１０と同様の構成については、同一符号を付して説明を省略する。
【００７７】
＜ＯＬＴ＞
ＯＬＴ（帯域割当装置）１２０の構成と、第１実施形態に係るＯＬＴ２０との構成の違いは、割当グラントスケジューリング部１２３の処理内容が変更されている点である。
【００７８】
（割当グラントスケジューリング部）
割当グラントスケジューリング部１２３は、ＲＥＰＯＲＴメッセージに記されるＯＮＵ１３０の上り通信待ちのパケットデータＰのデータ量をＰＯＮインタフェース制御部２２から取得し、ＯＮＵ１３０に割り当てるべき割当グラントをスケジューリングする。
【００７９】
割当グラントスケジューリング部１２３は、複数のＯＮＵ１３０に対して割り当てる割当グラントを時間軸上に一列に配置し、隣接する割当グラント間に一部重なり合う領域である共有グラントを設けるようにスケジューリングする。
【００８０】
図８は、ＯＬＴ（帯域割当装置）１２０による割当グラントのスケジューリング処理の概要を説明するための説明図である。
図８では、ｎ体（ｎは自然数）のＯＮＵ１３０にｎ個（ｎは自然数）の割当グラント１５０がスケジューリングされている。
【００８１】
図８中の符号１５０−１は、ＯＮＵ１３０−１に割り当てられた割当グラントを示し、符号Ｔ１Ｓ及びＴ１Ｅは割当グラント１５０−１の通信開始時刻及び通信終了時刻を示し、符号Ｍ１は割当グラント１５０−１のサイズを示す。符号１５０−２は、ＯＮＵ１３０−２に割り当てられた割当グラントを示し、符号Ｔ２Ｓ及びＴ２Ｅは割当グラント１５０−２の通信開始時刻及び通信終了時刻を示し、符号Ｍ２は割当グラント１５０−２のサイズを示す。符号１５０−３は、ＯＮＵ１３０−３に割り当てられた割当グラントを示し、符号Ｔ３Ｓは割当グラント１５０−３の通信開始時刻を示す。
【００８２】
ここで、割当グラント１５０−１，１５０−２等の矢印方向は、ＯＮＵ１３０が備え、後記するパケットデータ配置部１３４のパケットデータＰの配置方法を示すものであり、詳細は後記する。
【００８３】
図８中の符号１６０−１は、隣り合う割当グラント１５０−１と割当グラント１５０−２との重なり合う時間帯である共有グラントを示し、符号α１は共有グラント１６０−１のサイズを示す。符号１６０−２は、隣り合う割当グラント１５０−２と割当グラント１５０−３との重なり合う時間帯である共有グラントを示し、符号α２は共有グラント１６０−２のサイズを示す。
【００８４】
共有グラント１６０−１は、割当グラント１５０−１との関係では割当グラントの最後の時間帯に存在し、割当グラント１５０−２との関係では割当グラントの最初の時間帯に存在する。共有グラント１６０−２は、割当グラント１５０−２との関係では割当グラントの最後の時間帯に存在し、割当グラント１５０−３との関係では割当グラントの最初の時間帯に存在する。
【００８５】
図８に示すスケジューリングでは、割当グラント１５０−１の期間中にＯＮＵ１３０−１が信号の送信を行い、次に、割当グラント１５０−２の期間中にＯＮＵ１３０−２が信号の送信を行い、次に、割当グラント１５０−３の期間中にＯＮＵ１３０−３が信号の送信を行う。
【００８６】
共有グラント１６０−１では、ＯＮＵ１３０−１，１３０−２のどちらもがデータを送信し得ることを意味する。共有グラント１６０−２では、ＯＮＵ１３０−２，１３０−３のどちらもがデータを送信し得ることを意味する。万一、共有グラント１６０−１，１６０−２で送信データの衝突が発生した場合には、送信データの一部又は全部を喪失する可能性がある。衝突が発生した場合には、エラーとなるので再送信が行われる。
【００８７】
割当グラントスケジューリング部１２３は、スケジューリングした割当グラント１５０−１，１５０−２の通信開始時刻Ｔ１Ｓ，Ｔ２Ｓ，・・ＴｎＳ、通信可能時間（Ｔ１Ｅ−Ｔ１Ｓ），（Ｔ２Ｅ−Ｔ２Ｓ），・・，（ＴｎＥ−ＴｎＳ）をＰＯＮインタフェース制御部２２に渡す。ＰＯＮインタフェース制御部２２は、通信開始時刻Ｔ１Ｓ，Ｔ２Ｓ，・・ＴｎＳ、通信可能時間（Ｔ１Ｅ−Ｔ１Ｓ），（Ｔ２Ｅ−Ｔ２Ｓ），・・，（ＴｎＥ−ＴｎＳ）を、ＧＡＴＥメッセージに記しＯＮＵ１３０−１，１３０−２，・・１３０−ｎへ送信する。なお、本実施形態の送信開始時刻、送信可能時刻、及び共有グラント情報は、割当グラント情報に該当する。
以上で、ＯＬＴ１２０の説明を終了する。
【００８８】
＜ＯＮＵ＞
ＯＮＵ（通信端末）１３０の構成と、第１実施形態に係るＯＮＵ３０との構成の違いは、パケットデータ配置部１３４の処理内容が変更されている点である。
【００８９】
（パケットデータ配置部）
パケットデータ配置部１３４は、ＧＡＴＥメッセージに記される割当グラント情報をＰＯＮインタフェース制御部３３から取得し、割当グラントにデータバッファ３１に格納されるパケットデータＰを配置する。
【００９０】
ここで、パケットデータ配置部１３４のパケットデータ配置方法の考え方について、図８を用いて説明する。
図８では、ＯＮＵ１３０に対して割り当てる割当グラントを時間軸上に一列に配置し、隣接する割当グラント間に一部重なり合う領域である共有グラントを設けるようにスケジューリングされている。パケットデータ配置部１３４は、時間軸上の中央に上り送信データを詰めて配置する。つまり、割当ロスが発生したときは、割当グラント１５０の左端及び右端に均等に未使用領域が存在するように配置する。このような上り信号の配置方法を「中央詰」と称することがある。図８の割当グラント１５０を示す矢印の始点（●印）が割当グラントの中央にあることは、上り送信データが中央詰であることを意味している。
【００９１】
図９は、ＯＮＵ（通信端末）１３０によるパケットデータＰの配置処理の概要を説明するための説明図である。（ａ）は中央詰処理、（ｂ）は実際の上り送信信号の説明図である。
【００９２】
（中央詰処理）
図９（ａ）は、ＯＮＵ１３０−２が備える図示しないパケットデータ配置部１３４−２の中央詰処理を示すものである。なお、中央詰処理は、ＯＮＵ１３０−１〜ＯＮＵ−ｎで行われる。
【００９３】
ＯＮＵ１３０−２が備える図示しないパケットデータ配置部１３４−２は、ＧＡＴＥメッセージに記される通信可能時間に光通信回線８０の通信速度を掛けた割当グラントサイズＭ２を算出し、次に算出した割当グラントサイズＭ２に配置可能なパケットデータＰ−２の通信に要する通信時間を算出し、次にＧＡＴＥメッセージに記される通信可能時間から算出した通信に要する通信時間を引いた差分時間ｄを計算する。そして、算出した割当グラントサイズＭ２にパケットデータＰ−２を、通信開始時刻Ｔ２Ｓに計算した差分時間ｄを２で割った２分の１差分時間ｄ１／２を加えた時刻から配置する。
【００９４】
割当グラントサイズＭ２は、パケットデータＰ１−２，Ｐ２−２，Ｐ３−２，Ｐ４−２の合計よりも少ないデータサイズであるので、パケットデータ配置部１３４−２は、パケットデータＰ１−２，Ｐ２−２，Ｐ３−２までを中央詰で配置する。
以上で、「中央詰」処理の説明を終了する。
【００９５】
図９（ｂ）は、説明を省略したがＯＮＵ１３０−２と同様の処理を行ったＯＮＵ１３０−１、及び上記説明したＯＮＵ１３０−２から送信される通信信号であり、光通信回線８０を流れる実際の上り送信信号を図示したものである。
以上で、ＯＮＵ１３０の説明を終了する。
【００９６】
≪帯域割当システムの動作≫
図１０及び図１１を参照して、第２実施形態に係る帯域割当システム１１０の動作について説明する。
最初に、図７に示すＯＬＴ（帯域割当装置）１２０による割当グラントのスケジューリング動作を説明し、次に、ＯＮＵ（通信端末）１３０によるパケットデータの配置動作を説明する。説明は、第１実施形態に係る帯域割当システム１０と相違する点のみ説明し、同一の動作については同一ステップを付して説明を省略する。
【００９７】
＜ＯＬＴ（帯域割当装置）による割当グラントのスケジューリング動作＞
図１０は、ＯＬＴ（帯域割当装置）１２０による割当グラントのスケジューリング動作を説明するためのフローチャートである。
【００９８】
ステップＳ０１０の次に、ＯＮＵ１３０が備える割当グラントスケジューリング部１２３は、ステップＳ０１０でＲＥＰＯＲＴメッセージを受信したＯＮＵ１３０の中から少なくとも３つを選択し、さらに選択したＯＮＵ１３０をｎ（ｎは自然数）番目、（ｎ＋１）番目、（ｎ＋２）番目に通信を行うＯＮＵ１３０とする。そして、割当グラントスケジューリング部１２３は、ｎ番目に割り当てる割当グラントの最後の時間帯と、（ｎ＋１）番目に割り当てる割当グラントの最初の時間帯とが第１の共有グラントとして重複し、また、（ｎ＋１）番目に割り当てる割当グラントの最後の時間帯と、（ｎ＋２）番目に割り当てる割当グラントの最初の時間帯とが第２の共有グラントとして重複するように割当グラントのスケジューリングを行う（ステップＳ１１２）。
以上で、ＯＬＴ（帯域割当装置）１２０による割当グラントのスケジューリング動作の説明を終了する。
【００９９】
＜ＯＮＵ（通信端末）によるパケットデータの配置動作＞
図１１は、ＯＮＵ（通信端末）１３０によるパケットデータの配置動作を説明するためのフローチャートである。
ステップＳ０５０の次に、パケットデータ配置部１３４は、データバッファ３１に格納されるパケットデータＰを割当グラントに中央詰に配置する中央詰処理を行う（ステップＳ１５１）。
以上で、ＯＮＵ（通信端末）１３０によるパケットデータＰの配置動作の説明を終了する。
【０１００】
≪効果の説明≫
本実施形態を適用したときの効果の一例を図８を用いて説明する。なお、以下に示す前提条件、計算式及び計算結果は一例に過ぎず、動作環境により変化する。
【０１０１】
割当グラント１５０−ｉ（ｉ＝１，２，・・，ｎ。ｎはＯＮＵ１３０の総数に相当）のサイズをＭi[byte]、割当グラント１５０−ｉと割当グラント１５０−（ｉ＋１）との間に配置する共有グラントサイズをαi[byte]とする。このとき、帯域利用効率Effは式４で表現される。
【０１０２】
【数４】
0005503464.tif 000005
【０１０３】
なお、ｎ＝２とすると、第１実施形態で説明した帯域利用効率Effの式３と同様になる。したがって、第１実施形態と同様に、帯域利用効率が向上する効果が得られる。
【０１０４】
以上のように、第２実施形態に係る帯域割当システム１１０は、ＯＬＴ１２０が割当グラントの最初の時間帯及び最後の時間帯の両方を共有グラントとして、隣接する割当グラントと重複するようにスケジューリングすることで、未使用帯域である割当ロスを低減することができる。よって、第２実施形態に係る帯域割当システム１１０によれば、光通信回線８０の通信帯域の利用効率を上げることができる。
【０１０５】
[変形例]
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その趣旨を変えない範囲で実施することができる。実施形態の一例を以下に示す。
【０１０６】
＜共有グラント＞
第１実施形態及び第２実施形態の共有グラントは、均一として所定の時間長を設定することも可能であるし、可変の時間長を設定することも可能である。
【０１０７】
＜共有グラント決定部＞
共有グラントの時間長を決定するために、第１実施形態のＯＬＴ２０又は第２実施形態のＯＬＴ１２０の制御部２１に共有グラント決定部（図示しない）のような機能を備える構成として、共有グラント決定部が決定した共有グラントを用いて割当グラントのスケジューリングをすることが可能である。この場合に、共有グラント決定部は、例えば、前記式３又は式４を用いて共有グラントの時間長を決定する。
【０１０８】
＜割当グラントスケジューリング部＞
第１実施形態に係る割当グラントスケジューリング部２３は、通信を要求する通りのパケットデータＰのデータ量と同等の割当グラントを割り当てられるＯＮＵ３０を除外し、要求する通りのパケットデータＰのデータ量と同等の割当グラントを割り当てられないＯＮＵ３０の中からペアを選択するようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１０９】
１０，１１０    帯域割当システム
２０，１２０    ＯＬＴ（帯域割当装置）
２１            制御部
２２            ＰＯＮインタフェース制御部（通信制御部）
２３，１２３    割当グラントスケジューリング部
２４            ＰＯＮインタフェース部（通信部）
３０，１３０    ＯＮＵ（通信端末）
３１            データバッファ
３２            制御部
３３            ＰＯＮインタフェース制御部（通信制御部）
３４，１３４    パケットデータ配置部
３５            ＰＯＮインタフェース部（通信部）
４０            光スプリッタ
５０，１５０    割当グラント
６０，１６０    共有グラント
７０，８０      光通信回線
【図１】
0005503464.tif 000007
【図２】
0005503464.tif 000008
【図３】
0005503464.tif 000009
【図４】
0005503464.tif 000010
【図５】
0005503464.tif 000011
【図６】
0005503464.tif 000012
【図７】
0005503464.tif 000013
【図８】
0005503464.tif 000014
【図９】
0005503464.tif 000015
【図１０】
0005503464.tif 000016
【図１１】
0005503464.tif 000017
【図１２】
0005503464.tif 000018
【図１３】
0005503464.tif 000019