(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つ以上の子局装置と光通信路により接続され、前記子局装置から自身へ向かう方向である上り方向の通信の帯域を論理リンク単位で前記子局装置へそれぞれ割当てる親局装置であって、
前記子局装置から上りデータの送信のための帯域を要求する帯域要求信号を受信し、前記帯域要求信号から論理リンクごとの要求帯域を抽出する解析部と、
前記要求帯域に基づいて前記上りデータの送信のための上り帯域を計算する帯域計算部と、
論理リンクごとの上り方向の通信に対する許容遅延時間を保持し、論理リンクごとに前記許容遅延時間と前記上りデータの前記子局装置における滞在時間の推定値とに基づいて余裕時間を求める余裕時間計算部と、
論理リンクごとに前記余裕時間に基づいて前記帯域要求信号により要求された前記上りデータを送信するための帯域割当要求の優先度を求める優先度計算部と、
論理リンクごとに、帯域要求信号を送信するための上り帯域の割当てを要求する帯域割当要求を生成し、生成した帯域割当要求の優先度を決定する帯域要求生成部と、
前記優先度に基づいて前記帯域割当要求に対応する割当順を決定する割当順決定部と、
前記割当順と前記帯域割当要求ごとの前記上り帯域とに基づいて前記帯域割当要求に対応する送信許可時間帯を決定し、前記送信許可時間帯を前記子局装置へ通知する送信許可生成部と、
を備えることを特徴とする親局装置。
【請求項２】
前記優先度計算部は、前記余裕時間を前記許容遅延時間から前記上りデータの前記子局装置における滞在時間の推定値を減じた値とし、前記余裕時間が少ないほど高優先となるように前記優先度を計算することを特徴とする請求項１に記載の親局装置。
【請求項３】
前記優先度計算部は、前記上りデータの帯域割当要求の優先度を、さらに前記上り帯域に基づいて求めることを特徴とする請求項１または２に記載の親局装置。
【請求項４】
前記優先度計算部は、前記上り帯域が少ないほど高優先となるように前記優先度を計算することを特徴とする請求項３に記載の親局装置。
【請求項５】
前記帯域要求生成部は、前記許容遅延時間に基づいて定められた帯域要求信号の送信に要求される最小送信間隔から前回の帯域要求信号の送信からの経過時間を減じた時間が少ないほど高優先となるように前記優先度を計算することを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の親局装置。
【請求項６】
前記帯域要求ごとの、当該帯域割当要求が帯域要求信号を送信するための帯域割当要求である第１の割当要求と上りデータを送信するための帯域割当要求である第２の割当要求とのうちいずれの帯域割当要求であるかを示すフラグと論理リンクの識別子と前記優先度と前記上り帯域とを割当情報として保持し、前記割当情報内の優先度の値を更新する割当情報更新部と、
前記帯域要求信号を受信した場合に、第２の割当要求であることを示す値を設定した前記フラグと論理リンクの識別子と前記帯域計算部により計算された上り帯域とを前記割当情報として登録するデータ要求生成部と、
をさらに備え、
前記割当順決定部は、前記割当情報を前記優先度の高い順に読み出し、読み出した情報を前記送信許可生成部へ出力することにより前記割当順を決定し、
前記帯域要求生成部は、前記帯域割当要求の生成時に、第１の割当要求であることを示す値を設定した前記フラグと論理リンクの識別子と前記帯域要求信号を送信するための上り帯域とを前記割当情報として登録し、
前記送信許可生成部は、前記割当順決定部から出力された前記割当情報に基づいて前記送信許可時間帯を決定することを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の親局装置。
【請求項７】
前記割当情報更新部は、前記割当情報の登録時に、登録された前記割当情報以外の登録済みの前記割当情報内の優先度の値を更新することを特徴とする請求項６に記載の親局装置。
【請求項８】
前記割当情報更新部は、所定の周期ごとに前記割当情報内の優先度の値を更新することを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載の親局装置。
【請求項９】
前記帯域要求生成部は、論理リンクごとに、前記許容遅延時間より短い一定周期で前記帯域割当要求を生成することを特徴とする請求項１から８のいずれか１つに記載の親局装置。
【請求項１０】
前記帯域要求生成部は、前記帯域要求信号を受信した場合に、受信した前記帯域要求信号に対応する論理リンクの前記帯域割当要求を生成することを特徴とする請求項１から８のいずれか１つに記載の親局装置。
【請求項１１】
前記上りデータの前記子局装置における滞在時間の推定値を前回の帯域要求信号を受信してからの経過時間とすることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１つに記載の親局装置。
【請求項１２】
前記上りデータの前記子局装置における滞在時間の推定値を前回指示した送信許可時間帯の送信開始時間からの経過時間から往復遅延時間の２分の１を減じた値とすることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１つに記載の親局装置。
【請求項１３】
親局装置と光通信路により接続され、前記親局装置へ向かう方向である上り方向の通信の帯域を前記親局装置から論理リンク単位で割当てられる子局装置であって、
前記親局装置へ論理リンクごとに、自装置から上りデータを送信するための要求帯域を格納した帯域要求信号を送信し、
前記親局装置において前記帯域要求信号に基づく帯域割当要求と前記帯域要求信号の送信のための帯域割当要求とに対して論理リンクごとの上り方向の通信に対する許容遅延時間に基づいて決定された割当順に従って論理リンクごとに定められた送信許可時間帯を前記親局装置から受信し、前記送信許可時間帯に基づいて前記帯域要求信号および前記上りデータの送信を行うことを特徴とする子局装置。
【請求項１４】
親局装置と光通信路により前記親局装置に接続される１つ以上の子局装置とを備え、前記子局装置が、前記子局装置から前記親局装置へ向かう方向である上り方向の通信の帯域を前記親局装置から割当てられる光通信システムであって、
前記子局装置は、前記親局装置へ論理リンクごとに、自装置から上りデータを送信するための要求帯域を格納した帯域要求信号を送信し、
前記親局装置は、
前記子局装置から前記帯域要求信号を受信し、前記帯域要求信号から論理リンクごとの前記要求帯域を抽出する解析部と、
前記要求帯域に基づいて前記上りデータの送信のための上り帯域を計算する帯域計算部と、
論理リンクごとの上り方向の通信に対する許容遅延時間を保持し、論理リンクごとに前記許容遅延時間と前記上りデータの前記子局装置における滞在時間の推定値とに基づいて余裕時間を求める余裕時間計算部と、
論理リンクごとに前記余裕時間に基づいて前記帯域要求信号により要求された前記上りデータを送信するための帯域割当要求の優先度を求める優先度計算部と、
論理リンクごとに、帯域要求信号を送信するための上り帯域の割当てを要求する帯域割当要求を生成し、生成した帯域割当要求の優先度を決定する帯域要求生成部と、
前記優先度に基づいて前記帯域割当要求に対応する割当順を決定する割当順決定部と、
前記割当順と前記帯域割当要求ごとの前記上り帯域とに基づいて前記帯域割当要求に対応する送信許可時間帯を決定し、前記送信許可時間帯を前記子局装置へ通知する送信許可生成部と、
を備え、
前記子局装置は、前記親局装置から通知された前記送信許可時間帯に基づいて前記帯域要求信号および前記上りデータの送信を行うことを特徴とする光通信システム。
【請求項１５】
１つ以上の子局装置と光通信路により接続され、前記子局装置から自身へ向かう方向である上り方向の通信の帯域を論理リンク単位で前記子局装置へそれぞれ割当てる親局装置における制御装置であって、
前記子局装置から上りデータの送信のための帯域を要求する帯域要求信号を受信し、前記帯域要求信号から論理リンクごとの要求帯域を抽出する解析部と、
前記要求帯域に基づいて前記上りデータの送信のための上り帯域を計算する帯域計算部と、
論理リンクごとの上り方向の通信に対する許容遅延時間を保持し、論理リンクごとに前記許容遅延時間と前記上りデータの前記子局装置における滞在時間の推定値とに基づいて余裕時間を求める余裕時間計算部と、
論理リンクごとに前記余裕時間に基づいて前記帯域要求信号により要求された前記上りデータを送信するための帯域割当要求の優先度を求める優先度計算部と、
論理リンクごとに、帯域要求信号を送信するための上り帯域の割当てを要求する帯域割当要求を生成し、生成した帯域割当要求の優先度を決定する帯域要求生成部と、
前記優先度に基づいて前記帯域割当要求に対応する割当順を決定する割当順決定部と、
前記割当順と前記帯域割当要求ごとの前記上り帯域とに基づいて前記帯域割当要求に対応する送信許可時間帯を決定し、前記送信許可時間帯を前記子局装置へ通知する送信許可生成部と、
を備えることを特徴とする制御装置。
【請求項１６】
親局装置と光通信路により接続され、前記親局装置へ向かう方向である上り方向の通信の帯域を前記親局装置から論理リンク単位で割当てられる子局装置における制御装置であって、
前記親局装置へ論理リンクごとに、自装置から上りデータを送信するための要求帯域を格納した帯域要求信号を送信し、
前記親局装置において前記帯域要求信号に基づく帯域割当要求と前記帯域要求信号の送信のための帯域割当要求とに対して論理リンクごとの上り方向の通信に対する許容遅延時間に基づいて決定された割当順に従って論理リンクごとに定められた送信許可時間帯を前記親局装置から受信し、前記送信許可時間帯に基づいて前記帯域要求信号および前記上りデータの送信を行うことを特徴とする制御装置。
【請求項１７】
親局装置と光通信路により前記親局装置に接続される１つ以上の子局装置とを備え、前記子局装置が、前記子局装置から前記親局装置へ向かう方向である上り方向の通信の帯域を前記親局装置から割当てられる光通信システムにおける帯域割当方法であって、
前記子局装置が、前記親局装置へ論理リンクごとに、自装置から上りデータを送信するための要求帯域を格納した帯域要求信号を送信する要求信号送信ステップと、
前記親局装置が、前記子局装置から前記帯域要求信号を受信し、前記帯域要求信号から論理リンクごとの前記要求帯域を抽出する解析ステップと、
前記親局装置が、前記要求帯域に基づいて前記上りデータの送信のための上り帯域を計算する帯域計算ステップと、
前記親局装置が、論理リンクごとの上り方向の通信に対する許容遅延時間を保持し、論理リンクごとに前記許容遅延時間と前記上りデータの前記子局装置における滞在時間の推定値とに基づいて余裕時間を求める余裕時間計算ステップと、
前記親局装置が、論理リンクごとに前記余裕時間に基づいて前記帯域要求信号により要求された前記上りデータを送信するための帯域割当要求の優先度を求める優先度計算ステップと、
前記親局装置が、論理リンクごとに、帯域要求信号を送信するための上り帯域の割当てを要求する帯域割当要求を生成し、生成した帯域割当要求の優先度を決定する帯域要求生成ステップと、
前記親局装置が、前記優先度に基づいて前記帯域割当要求に対応する割当順を決定する割当順決定ステップと、
前記親局装置が、前記割当順と前記帯域割当要求ごとの前記上り帯域とに基づいて前記帯域割当要求に対応する送信許可時間帯を決定し、前記送信許可時間帯を前記子局装置へ通知する送信許可生成ステップと、
前記子局装置が、前記親局装置から通知された前記送信許可時間帯に基づいて前記帯域要求信号および前記上りデータの送信を行う送信制御ステップと、
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、親局装置、子局装置、光通信システム、制御装置および帯域割当方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
各家庭や企業などと上位ネットワークとを結ぶアクセス系ネットワークの１つとして、親局装置（以下、ＯＬＴ（Optical  Line  Terminal）という）と多数の子局装置（以下、ＯＮＵ（Optical  Network  Unit）という）を光ファイバおよびスプリッタにて１対多接続するＰＯＮ（Passive  Optical  Network）システムが用いられている。このような１対多のＰＯＮシステムにおいてＯＮＵからＯＬＴへの上りデータ通信を行う場合、ＯＮＵは自装置への上りデータ通信の帯域割当を要求する帯域要求信号をＯＬＴへ送信する。ＯＬＴは各ＯＮＵの帯域要求信号に基づいて各ＯＮＵに帯域（送信を許可する時間帯）を割り当て、ＯＮＵごとに割り当てた結果である送信開始時刻と送信時間を示した送信許可信号を送信する。その後、ＯＮＵはＯＬＴから自装置宛の送信許可信号を受信し、送信許可信号の内容にしたがって上りデータを送信する。ＰＯＮシステムでは、上りデータ通信に対して以上のような帯域割当処理が実施される。【０００３】
帯域割当方法の１つとして、動的帯域割当（ＤＢＡ：Dynamic  Bandwidth  Allocation）が知られている。ＤＢＡは、ＯＬＴが、各ＯＮＵからの帯域要求量を受信し、この帯域要求量を考慮して通信帯域を各ＯＮＵに対し動的に割当てる帯域割当方法である。特に、割り当てる帯域を、各ＯＮＵから要求されたキュー長に応じて決定する方法をＳＲ（Status  Reporting）−ＤＢＡという。ＳＲ−ＤＢＡでは、一定周期ごとに割り当てる帯域を更新する。ＳＲ−ＤＢＡにはこの周期を固定とするものと、可変するものがある（例えば、特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３７６８４２２号公報
【特許文献２】特開２０１２−１７５２６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、複数の遅延保証クラスが混在するＰＯＮシステムにおいて、上記従来の技術を適用して、一定周期（帯域割当周期）で帯域を割り当てた場合、遅延時間を保証するには最も厳しい遅延時間に合わせた周期で帯域割当を行うこととなる。遅延保証クラスは、保証する遅延時間の程度を示すクラスである。保証する遅延時間（遅延保証時間）は、提供するサービス等に応じて決定される。遅延保証クラスが混在する場合に、最も厳しい遅延時間に合わせた周期で帯域割当を行うと、遅延時間の要求の緩い遅延保証クラスのデータ送信にとっては必要以上に短い帯域割当周期となる。ＰＯＮシステムで伝送される光バースト信号には、伝送するデータ以外に、光送受信器のオンオフに必要な時間、フレーム同期のために必要な同期時間等に相当するオーバーヘッドが付随している。そのため、単位時間当たりのバースト数を増加させると、これに比例してバーストオーバーヘッド量が増加し、ユーザデータのスループットは低下する。このため、必要以上に短い帯域割当周期で帯域割当を行うと、帯域の利用効率が低下して帯域不足が発生し、結果的に遅延時間の保証ができなくなるという問題がある。【０００６】
これを解決するためには、複数の帯域割当周期を用いて、帯域割当周期ごとにＯＮＵへの帯域割当を行うことが考えられる。例えば、保証する遅延時間の短い１番目のＯＮＵには、帯域割当周期Ａで帯域割当を行い、保証する遅延時間の長い２番目のＯＮＵには、帯域割当周期Ｂ（Ａ＜Ｂ）で帯域割当を行う。しかしながら、この方法では、帯域割当周期Ａを用いた帯域割当と帯域割当周期Ｂを用いた帯域割当との間で割当てる上り帯域に競合が生じることがある。この場合、上り帯域が割当てられないＯＮＵが生じ、遅延時間の保証ができなくな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、複数の遅延保証クラスが混在する場合に、遅延時間を保証し、帯域の利用効率を向上させることができる親局装置、子局装置、光通信システム、制御装置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、１つ以上の子局装置と光通信路により接続され、前記子局装置から自身へ向かう方向である上り方向の通信の帯域を論理リンク単位で前記子局装置へそれぞれ割当てる親局装置であって、前記子局装置から上りデータの送信のための帯域を要求する帯域要求信号を受信し、前記帯域要求信号から論理リンクごとの要求帯域を抽出する解析部と、前記要求帯域に基づいて前記上りデータの送信のための上り帯域を計算する帯域計算部と、論理リンクごとの上り方向の通信に対する許容遅延時間を保持し、論理リンクごとに前記許容遅延時間と前記上りデータの前記子局装置における滞在時間の推定値とに基づいて余裕時間を求める余裕時間計算部と、論理リンクごとに前記余裕時間に基づいて前記帯域要求信号により要求された前記上りデータを送信するための帯域割当要求の優先度を求める優先度計算部と、論理リンクごとに、帯域要求信号を送信するための上り帯域の割当てを要求する帯域割当要求を生成し、生成した帯域割当要求の優先度を決定する帯域要求生成部と、前記優先度に基づいて前記帯域割当要求に対応する割当順を決定する割当順決定部と、前記割当順と前記帯域割当要求ごとの前記上り帯域とに基づいて前記帯域割当要求に対応する送信許可時間帯を決定し、前記送信許可時間帯を前記子局装置へ通知する送信許可生成部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、複数の遅延保証クラスが混在する場合に、遅延時間を保証し、帯域の利用効率を向上させ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、本発明にかかるＰＯＮシステム（光通信システム）の構成例を示す図である。
【図２】図２は、ＯＮＵの構成例を示す図である。
【図３】図３は、遅延保証クラスの異なるＬＬＩＤが混在するＰＯＮシステムの一例を示す図である。
【図４】図４は、最小の遅延時間にあわせて帯域割当周期を設定した場合の帯域割当の動作の一例を示す図である。
【図５】図５は、最小の遅延時間にあわせて帯域割当周期を設定した場合の帯域割当結果の一例を示す図である。
【図６】図６は、複数の帯域割当周期を用いた場合の帯域割当結果の一例を示す図である。
【図７】図７は、実施の形態の帯域割当結果の一例を示す図である。
【図８】図８は、実施の形態の帯域割当処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図９】図９は、割当順テーブルの構成例を示す図である。
【図１０】図１０は、前回のレポート受信からの経過時間を説明する図である。
【図１１】図１１は、実施の形態の効果を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明にかかる親局装置、子局装置、光通信システム、制御装置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．
図１は、本発明にかかるＰＯＮシステム（光通信システム）の構成例を示す図である。以下、本発明にかかる光通信システムについて、ＰＯＮシステムを例にとり説明する。図１に示すように、本実施の形態のＰＯＮシステムは、親局装置として動作する局側光通信装置（“Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｌｉｎｅ  Ｔｅｒｍｉｎａｌ”とも言い、以降「ＯＬＴ」と称す。）１と、子局装置として動作する複数の利用者側光通信装置（“Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｕｎｉｔ”とも言い、以降「ＯＮＵ」と称す。）２−１〜２−３と、を備える。ＯＬＴ１は、光ファイバ４およびカプラ３経由でＯＮＵ２−１〜２−３に接続される。図１では、ＯＮＵが３台の例を示しているがＯＮＵの数はこれに限定されない。本実施の形態のＰＯＮシステムは、ＩＥＥＥ（The  Institute  of  Electrical  and  Electronics  Engineers）８０２．３ａｈをベースとしたＧＥ−ＰＯＮシステムでもよいし、ＩＴＵ−Ｔ（International  Telecommunication  Union  Telecommunication  Standardization  Sector）  Ｇ．９８３．１のＧ−ＰＯＮシステムなどでもよい。また、以下では、ＰＯＮシステムを例に説明するが、本発明はＰＯＮシステムに限定されず、親局装置が子局装置へ帯域を割当てる光通信システムであればＰＯＮシステム以外にも適用できる。さらには、親局装置が子局装置へ帯域を割当てる通信システムであれば光通信システム以外の通信システムであっても同様に本発明を適用できる。
【００１３】
図１には、本実施の形態のＯＬＴ１の構成例も記載している。図１に示すように、ＯＬＴ１は、光受信部１１、ＰＯＮ制御部（制御装置）１２、上りデータ送信部１３、下りデータ受信部１４および光送信部１５を備える。ＰＯＮ制御部１２は、上りデータ振り分け部１０１、Reportフレーム解析部（解析部）１０２、余裕時間計算部１０３、優先度計算部１０４、Report要求登録部（帯域要求生成部）１０５、割当順更新部（割当情報更新部）１０６、割当順読出部（割当順決定部）１０７、Gateフレーム作成部（送信許可生成部）１０８、下りデータ多重部１０９、データ要求登録部（データ要求生成部）１１０および上り帯域計算部（帯域計算部）１１１を備える。なお、図１では、上りデータ振り分け部１０１、下りデータ多重部１０９をＰＯＮ制御部１２内に備える例を示しているが、上りデータ振り分け部１０１、下りデータ多重部１０９のうちの一方または両方をＰＯＮ制御部１２外に備えるようにしてもよい。
【００１４】
光受信部１１は、ＯＮＵ２−１〜２−３から送信された光信号を受信して電気信号に変換する。ＰＯＮ制御部１２の上りデータ振り分け部１０１は、各ＯＮＵ２−１〜２−３からの上りデータ（光受信部１１から入力される電気信号）をユーザデータ（ユーザデータフレーム）と制御データ（制御データフレーム）に振り分け、ユーザデータ（上りデータ）を上りデータ送信部１３へ出力し、制御データフレームのうちReportフレーム（Reportメッセージともいう）をReportフレーム解析部１０２へ出力する。Reportフレームは、各ＯＮＵから送信される帯域要求フレーム（帯域要求信号）であり、Reportフレームには送信元のＯＮＵにおけるユーザデータの送信キュー長（要求帯域）が格納される。帯域割当をＬＬＩＤ（Logical  Link  ID（IDentifier）；論理リンク識別子）単位で実施する場合には、ＬＬＩＤごとにReportフレームが送信される。以下では、ＬＬＩＤごとに帯域割当を実施する例を説明する。ＯＮＵ単位で帯域割当を実施する場合は、１つのＯＮＵが１つのＬＬＩＤに相当すると考えればよい。なお、本実施の形態では、帯域割当の動作について主として説明するため、図１では、制御データフレームとして帯域割当に関するフレームを処理する構成要素を図示している。その他の制御データを処理するための構成や動作に限定はないため、その他の制御データを処理するための構成要素の図示は省略し、動作の説明も省略する。
【００１５】
上りデータ送信部１３は、上りデータ振り分け部１０１から入力されたユーザデータを上位ネットワークへ送信する。Reportフレーム解析部１０２は、Reportフレームを解析して各ＯＮＵのＬＬＩＤごとの送信キュー蓄積量を抽出して、上り帯域計算部１１１へ出力し、余裕時間計算部１０３へReportフレームの受信時刻を通知する。上り帯域計算部１１１は、各ＬＬＩＤの送信キュー蓄積量と上り通信のデータレートとに基づいて各ＬＬＩＤへ割当てる上り帯域（送信を許可する時間の長さ）を計算する。余裕時間計算部１０３は、各ＯＮＵのＬＬＩＤごとにReportフレームの受信時刻に基づいて保障する遅延時間を満たすための残り時間である余裕時間を計算する。優先度計算部１０４は、上り帯域計算部１１１により計算された上り帯域と余裕時間計算部１０３により計算された余裕時間とに基づいて、各ＬＬＩＤのユーザデータに対する帯域割当の優先度を計算する。Report要求登録部１０５は、Report要求であることを示す情報とＬＬＩＤと各ＬＬＩＤに対して予め定められた遅延保証クラスに基づいて決定される優先度とReport用帯域とを関連付けて割当順更新部１０６内の割当順テーブルへ登録する。データ要求登録部１１０は、データ要求であることを示す情報とＬＬＩＤと優先度計算部１０４により計算された優先度と各ＬＬＩＤの上り帯域割当量とを関連付けて割当順テーブルへ登録する。割当順更新部１０６は、割当順テーブルを保持し、割当順テーブルに登録された各エントリ（帯域割当要求）の優先度を更新し、優先度の高い順に並び変える。
【００１６】
割当順読出部１０７は、割当順テーブルから優先度の高い順にエントリの情報を読み出し（すなわち、各帯域割当要求の割当順を決定し）、読み出した情報をGateフレーム作成部１０８へ出力する。割当順読出部１０７は、読み出し済みのエントリは割当順テーブルから削除する。割当順読出部１０７が読み出しを行うタイミングはどのように設定してもよいが、例えば、前のエントリのGateフレームの作成が終了した場合に、次のエントリを読み出すようにしてもよいし、割当順テーブルの更新があった際に割当順テーブルの最も優先度の高いエントリを読み出すようにしてもよい。Gateフレーム作成部１０８は、割当順読出部１０７から入力される情報に基づいて、ＬＬＩＤごとに帯域割当結果（送信を許可する時間帯）を通知するGateフレームを作成して、下りデータ多重部１０９へ出力する。Gateフレーム（またはGrantフレーム）は、上り方向の送信を許可する時間帯を通知する送信許可信号であり、送信を許可する時間帯（例えば、送信開始時刻と送信時間）が格納される。この際、Gateフレームには、ユーザデータの送信に対する帯域割当結果であるか、Reportフレームに対する帯域割当結果であるかを示す情報を格納するようにしてもよい。なお、ここでは、帯域割当結果を通知する送信許可信号としてGateフレームを用いる例を説明するが、Grantフレーム等の他の形式の送信許可信号を用いてもよい。
【００１７】
下りデータ多重部１０９は、Gateフレームと、下りデータ受信部１４から受け取ったユーザデータとを多重して光送信部１５へ出力する。光送信部１５は、下りデータ多重部１０９から入力される信号を光信号に変換して、ＯＮＵ２−１〜２−３へ送信する。
【００１８】
図２は、本実施の形態のＯＮＵ２−１の構成例を示す図である。図２に示すように、ＯＮＵ２−１は、光受信部２１、ＰＯＮ制御部（制御装置）２２、光送信部２３、送受信部２４−１，２４−２および送信バッファ２５を備え、端末５−１，５−２に接続される。なお、図２では、２台の端末に接続する例を示しているが、接続する端末の数はこれに限定されない。ＯＮＵ２−２，２−３も、ＯＮＵ２−１と同様の構成である。
【００１９】
光受信部２１は、ＯＬＴ１から送信された光信号を電気信号に変換し、ＰＯＮ制御部２２へ渡す。ＰＯＮ制御部２２は、光受信部２１から受け取った電気信号を制御データとユーザデータ（下りデータ）に振り分け、ユーザデータをユーザデータの宛先に対応する送受信部２４−１，２４−２へ出力する。送受信部２４−１，２４−２は、ユーザデータを端末５−１，５−２へ送信する。
【００２０】
また、送受信部２４−１，２４−２は、それぞれ端末５−１，５−２から受信したユーザデータ（上りデータ）をＰＯＮ制御部２２経由で送信バッファ２５へ格納する。送信バッファ２５では、ＬＬＩＤごとに送信キューが設けられている。ＰＯＮ制御部２２は、ユーザデータの送信に対する帯域割当結果であるか、Reportフレームに対する帯域割当結果であるかを示す情報が格納されている場合、当該情報に基づいてユーザデータの送信に対する帯域割当結果であるか、Reportフレームに対する帯域割当結果であるかを判断する。この情報が格納されていない場合、例えば、送信時間が一定値以下であるか否かに基づいてReportフレームに対する帯域割当結果であるか否かを判断する。ＰＯＮ制御部２２は、Gateフレームがユーザデータに対する帯域割当を通知するものである場合、ＯＬＴ１から受信した制御データの一種であるGateフレームに格納された送信開始時刻と送信時間に基づいて、ＬＬＩＤごとに送信バッファ２５からユーザデータを読み出して光送信部２３へ出力する。ＰＯＮ制御部２２は、GateフレームがReportフレームに対する帯域割当を通知するものである場合、Gateフレームに格納された送信開始時刻と送信時間に基づいてReportフレームを送信する。また、ＰＯＮ制御部２２は、ＬＬＩＤごとの送信バッファ２５の送信キュー長を監視し、Gateフレームにより通知された送信開始時刻と送信時間に基づいて、ＬＬＩＤごとに送信キュー長を格納したReportフレームを生成して光送信部２３へ出力する。光送信部２３は、ＰＯＮ制御部２２から受け取ったデータを光信号に変換してＯＬＴ１へ送信する。
【００２１】
ここで、複数の遅延保証クラスの混在するＰＯＮシステムにおける従来の帯域割当について説明する。遅延保証クラスとは、保証する遅延時間に応じて定められたクラスである。保証する遅延時間には、例えば、サービスの種類（例えば、ＶｏＩＰ（Voice  over  Internet  Protocol）、Video等）等に応じて定められる。
【００２２】
図３は、遅延保証クラスの異なるＬＬＩＤが混在するＰＯＮシステムの一例を示す図である。図３は、図１、２で示したＰＯＮシステムにおいて、ＯＮＵ２−１，ＯＮＵ２−２がそれぞれ複数のＬＬＩＤを有し、ＬＬＩＤごとに遅延保証クラスが定められている例を示している。ＯＮＵ２−１は、ＬＬＩＤ＃１とＬＬＩＤ＃２を有し、ＬＬＩＤ＃１は保証する遅延時間が３ｍｓであり、ＬＬＩＤ＃２は保証する遅延時間が１ｍｓである。ＯＮＵ２−２は、ＬＬＩＤ＃３とＬＬＩＤ＃４を有し、ＬＬＩＤ＃３は保証する遅延時間が３ｍｓであり、ＬＬＩＤ＃４は保証する遅延時間が１ｍｓである。
【００２３】
ＰＯＮシステムでは、ＯＮＵは、送信するユーザデータが発生した場合、上り帯域の割当を要求する帯域要求信号（Reportフレーム）をＯＬＴへ送信し、ＯＬＴはＯＮＵからの帯域要求信号に基づいて各ＯＮＵへ上り帯域の割当を行う。ＯＬＴは、上り帯域の割当を一定周期（帯域割当周期）ごとに次の帯域割当周期内の上り帯域の割当を行ってＯＮＵへ通知する。このため、ＯＮＵから送信するユーザデータの遅延時間は、帯域割当周期に依存する。
【００２４】
複数の遅延保証クラスが混在する場合に、遅延時間を保証するためには、最小の遅延時間にあわせて帯域割当周期を設定する方法が考えられる。図４は、最小の遅延時間にあわせて帯域割当周期を設定した場合の帯域割当の動作の一例を示す図である。図４では、図の簡略化のため、図３のＯＮＵ２−１（ＬＬＩＤ＃１，ＬＬＩＤ＃２）のみが動作している例を示している。ＬＬＩＤ＃１とＬＬＩＤ＃２のうち保証する遅延時間の短いＬＬＩＤ＃２にあわせて帯域割当周期を１ｍｓに設定した例である。図中のＲはReportフレームを示し、ＧはGateフレームを示し、ＤはData（上りのユーザデータ）を示している。なお、図４では、ＬＬＩＤごとに、Reportフレームに対する上り帯域とDataに対する上り帯域が連続するように帯域割当を行う例を示している。Reportフレームは、ＬＬＩＤごとに送信され、Reportフレームには送信キュー長が格納される。ＬＬＩＤ＃１，ＬＬＩＤ＃２ともに、Reportフレームは、帯域割当周期（ここでは１ｍｓ）ごとに送信されており、保証する遅延時間が３ｍｓであるＬＬＩＤ＃１についても、送信キュー長が０でない場合には、１ｍｓ以下の周期でデータを送信することになる。
【００２５】
図５は、最小の遅延時間にあわせて帯域割当周期を設定した場合の帯域割当結果の一例を示す図である。図５では、図３に示した構成を前提としている。また、図５では、簡略化のため、ＬＬＩＤ＃１を＃１、ＬＬＩＤ＃２を＃２、ＬＬＩＤ＃３を＃３、ＬＬＩＤ＃４を＃４とそれぞれ略して記載している。図５は、図４と同様にＬＬＩＤごとに、Reportフレームに対する上り帯域とDataに対する上り帯域とが連続するように帯域割当を行う例を示している。図５では、ＬＬＩＤごとの割当結果（割当てた上り帯域）をＬＬＩＤの番号（＃１等）が記載された四角で示しており、Reportフレームに対する上り帯域とDataに対する上り帯域をまとめて１つの上り帯域として記載している。
【００２６】
図５に示したｎ番目からｎ＋２番目までの３つの帯域割当周期のうち、ｎ番目の帯域割当周期で各ＬＬＩＤのユーザデータに関する送信キュー長を格納したReportフレームが送信されたとする。図５に示した「３ｍｓ（＃１に許容される遅延時間）」等の矢印は、ユーザデータが発生した時点（ここでは、ユーザデータに関する送信キュー長を格納したReportフレームの送信時点にほぼ等しいとする）から当該ユーザデータを送信するまでに許容される遅延時間を示している。なお、実際には、ＯＮＵが上りのユーザデータを受信してからReportフレームまでの時間等が遅延時間として加算されるがここでは説明の簡略化のためユーザデータを受信してからReportフレームまでの時間等をほぼゼロとして記載している。図５に示すように、ＬＬＩＤ＃１とＬＬＩＤ＃３については、許容される遅延時間（３ｍｓ）より短い遅延時間（１ｍｓ）でデータの送信が実施されることになる。
【００２７】
ＰＯＮシステムで伝送される光バースト信号には、伝送するデータ以外に、光送受信器のオンオフに必要な時間、フレーム同期のために必要な同期時間等に相当するオーバーヘッドが付随している。そのため、単位時間当たりのバースト数を増加させると、これに比例してバーストオーバーヘッド量が増加し、ユーザデータのスループットは低下する。したがって、図５に示したＬＬＩＤ＃１とＬＬＩＤ＃３の例のように、許容される遅延時間（３ｍｓ）に比べ必要以上に短い帯域割当周期で帯域割当を行うと、帯域の利用効率が低下する。
【００２８】
上記のような帯域利用効率の低下を防ぐために、複数の帯域割当周期を用いることが考えられる。図６は、複数の帯域割当周期を用いた場合の帯域割当結果の一例を示す図である。図６では、図５と同様に、図３に示した構成を前提としている。また、図６では、図５と同様に、簡略化のため、ＬＬＩＤ＃１を＃１、ＬＬＩＤ＃２を＃２、ＬＬＩＤ＃３を＃３、ＬＬＩＤ＃４を＃４とそれぞれ略して記載している。また、図６では、図４，５と同様にＬＬＩＤごとに、Reportフレームに対する上り帯域とDataに対する上り帯域とが連続するように帯域割当を行う例を示している。
【００２９】
図６の例では、ＯＬＴ１は、遅延保証クラスごとに帯域割当周期を定め、遅延保証クラスごとに帯域割当を実施する。具体的には、図６の例では、ＬＬＩＤ＃２、＃４については、第１帯域割当周期（１ｍｓ）で上り帯域を割当て、ＬＬＩＤ＃１、＃３については、第２帯域割当周期（３ｍｓ）で、当該周期内の最初の第１帯域割当周期で上り帯域を割当てるとしている。この場合、第２帯域割当周期の最初の第１帯域割当周期については、ＬＬＩＤ＃１、＃２、＃３、＃４に対して上り帯域が割当られる。図６の例のように、例えば、ＬＬＩＤ＃４の送信キュー長が長かった場合、図の右端に示すように、ＬＬＩＤ＃３に対して上り帯域が割当られない。ＬＬＩＤ＃３に対しては、次の第２帯域割当周期で割当てが実施されることになるが、次の第２帯域割当周期で割当てが実施されたとしても、ＬＬＩＤ＃３の遅延時間は許容される遅延時間を超えてしまう。
【００３０】
本実施の形態では、ユーザデータのスループットの低下を防ぎつつ、遅延時間を保証するために、以下に述べるように許容遅延時間を満たすようにReportフレームおよびユーザデータに対して優先度を設定して優先度の高い順に上り帯域を割当てるよう帯域割当処理を実施する。図７は、本実施の形態の帯域割当結果の一例を示す図である。図７の最上段は、図６に示した複数の帯域割当周期を用いる方式（複数周期方式）の割当結果を示している。本実施の形態の帯域割当処理では、図７の中段に示すように、ＬＬＩＤ＃１に割当てる最後の上り帯域を前倒しして割当てることができる。これにより、最下段に示すように、複数周期方式では割当てができなかったＬＬＩＤ＃３の上り帯域（右端の上り帯域）の割当が可能となる。
【００３１】
次に、本実施の形態の帯域割当処理の詳細動作について説明する。図８は、本実施の形態の帯域割当処理手順の一例を示すフローチャートである。図９は、割当順テーブルの構成例を示す図である。本実施の形態のＯＬＴ１は、図１の説明で述べたように、割当順テーブルを保持する。
【００３２】
本実施の形態では、帯域割当周期を設定せず、許容遅延時間までの残り時間（余裕時間）に基づいて決定される優先度に従って、上り帯域の送信順序を決定する。このため、上り帯域計算部１１１は、送信許可を与える順序については決定せず、上り帯域として送信キュー量と上り通信のデータレートとに基づいて送信を許可する時間の長さ（またはデータ量）を計算する。
【００３３】
割当順テーブルの一行（１エントリ）は、１回の帯域割当要求に対応し、当該帯域割当要求の内容を示す割当情報が格納される。割当順テーブルに登録される帯域割当要求は、Reportフレームを送信するための帯域割当要求であるReport要求とユーザデータを送信するための帯域割当要求であるデータ要求とを含む。図９に示すように、割当順テーブルは、Report要求（第１の要求）であるかデータ要求（第２の要求）であるかを示すReport要求フラグと、帯域割当の要求元を示すＬＬＩＤと、割当を要求する帯域の量を示す帯域要求量と、優先度とで構成される。すなわち、図９の例では、各帯域割当要求に対応する割当情報としてReport要求フラグ、帯域要求量、優先度が割当順テーブルに格納される。Report要求フラグは、図９の例では、Report要求フラグがＯＮ（“１”）の場合にReport要求を示し、Report要求フラグがＯＦＦ（“０”）の場合にデータ要求を示す。なお、図９は一例であり、割当順テーブルのフォーマット、Report要求フラグの定義方法等は図９の例に限定されない。
【００３４】
Report要求については、Report要求登録部１０５が割当順テーブルに登録し、データ要求については、データ要求登録部１１０が割当順テーブルに登録する。データ要求は、ＬＬＩＤごとに当該ＬＬＩＤに上り帯域が割り当てられた場合に登録される。
【００３５】
データ要求登録部１１０は、データ要求の登録時に、ＬＬＩＤごとに、データ要求フラグとしてはＯＦＦ（“０”）を登録し、帯域要求量として上り帯域計算部１１により計算された各ＬＬＩＤに割当られた上り帯域（送信を許可するデータ量または送信を許可する時間長）を登録する。データ要求登録部１１０は、余裕時間計算部１０３、優先度計算部１０４により以下の方法で算出された優先度を登録する。
【００３６】
余裕時間計算部１０３は、たとえば、余裕時間を次の式（１）により算出する。
余裕時間
＝許容遅延時間（Ｔａ）−前回のReportフレーム受信からの経過時間（Ｔｅ）  
…（１）
【００３７】
許容遅延時間（Ｔａ）は、ＯＮＵ２−１〜２−３が送受信部２４−１，２４−２からデータを受信してから、そのデータをＯＬＴ１が受信するまでの時間（遅延時間）に対する許容時間であって、例えばリンクアップ時にＯＬＴ１が算出したデータを基に決定される。余裕時間計算部１０３はＬＬＩＤごとの許容遅延時間（Ｔａ）を保持する。この許容遅延時間は、ユーザデータに対して保証する遅延時間（保証する遅延時間≧許容遅延時間）内に収まるように決定する。例えば、保証する遅延時間がＴｐである場合、あらかじめＯＮＵ２−１〜２−３における上りのユーザデータ到着から当該ユーザデータに関するReportフレームの送信までに要する時間の最大値を求めておき、求めた最大値をＴｐから減じた値を用いる。保証する遅延時間は、サービスの種類等によって決まる。ＯＬＴ１は、ＬＬＩＤごとの保証する遅延時間を取得して、保証する遅延時間から許容遅延時間を求めてもよいが、サービスの種類等に基づいて直接許容遅延時間を求めてもよい。許容遅延時間の設定方法は、例えば、以下のように複数考えられる。この許容遅延時間の設定方法は以下の例に限定されない。
（i）オペレータからサービスレベルパラメータとして、ＬＬＩＤごとに許容遅延時間が設定される。またはオペレータからＬＬＩＤごとに遅延クラスが設定され、ＯＬＴ１が遅延クラスと許容遅延時間の対応を保持し、遅延クラスに応じて許容遅延時間を算出
（ii）オペレータからサービスの種類（VoIP／映像（Video）など）が設定され、ＯＬＴ１がサービスの種類と許容遅延時間の対応を保持しておき、ＬＬＩＤごとに設定されたサービスの種類に基づいてＯＬＴ１が許容遅延時間を算出
（iii）ＯＬＴ１が、送信フレーム内に格納されるサービスの種類を示す情報（例えば、Ｔｏｓ（Type  of  Service）値、Ｃｏｓ（Class  of  Service）値、ＶＩＤ（ＶＬＡＮ（Virtual  Local  Area  Network）  IDentifier）値など）の値と許容遅延時間の対応を保持しておき、各ＬＬＩＤの上り送信フレーム内に格納された情報（例えば、Ｔｏｓ値、Ｃｏｓ値、ＶＩＤ値など）に基づいてＬＬＩＤごとに許容遅延時間を算出
【００３８】
前回のReportフレーム受信からの経過時間（Ｔｅ）は、当該ＬＬＩＤの前回のReportフレーム受信からの経過時間である。余裕時間計算部１０３は、ＬＬＩＤごとに前回のReportフレームの受信時刻を保持している。前回のReportフレームの受信時刻が存在しない場合（最初のReportフレーム受信時）は、Ｔｅは所定の初期値（例えば０）とする。
【００３９】
なお、前回のReportフレーム受信からの経過時間（Ｔｅ）は、Reportフレームにより割当が要求されたユーザデータがＯＮＵ２−１〜２−３へ到着してからの経過時間（ＯＮＵ２−１〜２−３におけるユーザデータの滞在時間）の推定値として用いるものであり、前回のReportフレーム受信からの経過時間以外の値を用いてもよい。例えば、上記Ｔｅとして、前回のReportフレーム受信からの経過時間の代わりに、当該ＬＬＩＤに指示した送信開始時間からの経過時間からＲＴＴ（Round  Trip  Time）／２を引いた値を用いてもよい。ＲＴＴについては、ＯＬＴ１は通常ＲＴＴを計測しており、この計測値を用いる。
【００４０】
優先度計算部１０４は、上記式（１）により求めた余裕時間を用いて、以下の式（２）に従って優先度を求める。
優先度＝（ａ−余裕時間）×ｂ
＋当該ＬＬＩＤの上り帯域×c              …（２）
なお、ａ，ｂ，ｃはあらかじめ定めた定数とし、当該ＬＬＩＤの上り帯域は、上り帯域計算部１１１により計算された上り帯域とする。ａ，ｂ，ｃを変更可能としてもよい。また、ここでは、優先度は、数値が大きいほど高優先であるとする。なお、上記式（２）は一例であり、優先度の決定方法は、上記式（２）に限定されず、余裕時間が少なくなるほど優先度が高くなるような優先度の決定方法であればよい。また、余裕時間と当該ＬＬＩＤの上り帯域のそれぞれの範囲ごとに優先度をあらかじめ求めておき、テーブルとして保持し、テーブルを参照して優先度を求めるようにしてもよい。
【００４１】
Report要求登録部１０５は、Report要求の登録時に、Report要求フラグとしてはＯＮ（“１”）を登録し、帯域要求量として、Reportフレームの送信に要する時間（またはReportフレームのデータ量）を登録する。割当順テーブルへのReport要求の登録方法としては様々な方法が考えられる。以下に２つの例を挙げるが、これら以外の他の方法であってもかまわない。
【００４２】
登録方法１：Report要求を周期的に登録する。Report要求を登録する周期（以下、Report登録周期という）としては、許容遅延時間に基づいて決定されるReport要求を送信すべき周期Ｔｒ（ユーザデータの遅延時間が許容遅延時間以内となるようにReportフレームを送信する送信間隔）より短い周期とする。周期Ｔｒについては、許容遅延時間以下とする。例えば、周期ＴｒをあらかじめＯＮＵ２−１〜２−３における上りのユーザデータ到着から当該ユーザデータに関するReportフレームの送信までに要する時間の最大値を求めておき、許容遅延時間から求めた最大値を減じた値を用いることが考えられる。そして、Report要求の登録時には、優先度については十分に高い優先度（例えば、後述するデータ要求における優先度の最大値と同程度の値）を登録する。また、Report要求の優先度をＬＬＩＤのサービスの種類等に応じて決定してもよい。Report要求の登録時点で、当該Report要求より高い優先度の帯域割当要求が割当順テーブルにあった場合に、当該Report要求への割当ては後回しになる。このように他の帯域割当要求が優先されることによりReport要求への割当が登録時からある程度遅れたとしても前回のReportフレームの送信からＴｒが経過するまでの間にReport要求への割当てが実施されるように、Report登録周期は周期Ｔｒより短く設定しておく。また、Report登録周期は周期Ｔｒより短く設定しておくことにより、図７で示したように、上り通信が輻輳しない空き時間に前倒しでReport要求を送信することができる。また、Report要求の優先度は、前回のReportフレーム送信からの経過時間（Ｔｆ）がＴｒとなった時点で高い優先度となるように設定されることが望ましい。
【００４３】
例えば、前回のReportフレーム送信からの経過時間（Ｔｆ）を用いてＴｒ−Ｔｆを求め、Report要求の余裕時間とする。そして、Report要求の余裕時間が小さくなるほど優先度が高くなるような算出式を定めておき、Report要求の余裕時間を算出式に代入することにより優先度を求める。この算出式としては、例えば、以下の式（３）を用いることが考えられる。
優先度＝（ａ´−Report要求の余裕時間）×ｂ´＋ｄ          …（３）
なお、ａ´，ｂ´，ｄはあらかじめ定めた定数とする。ａ´，ｂ´，ｄを変更可能としてもよい。
【００４４】
登録方法２：Reportフレームを受信した際に、当該Reportフレームに対応するＬＬＩＤの次のReport要求を登録する。優先度は、前回のReportフレームの受信からの経過時間が、ＬＬＩＤごとの許容遅延時間に基づいて決定されるReport要求を送信すべき周期Ｔｒとなった際に、十分に高い優先度となるように優先度を決定する。一例として、登録時には初期値として優先度はそれほど高くない値を設定しておき、当該Report要求の優先度を割当順テーブルの更新タイミングで更新する際には、当該Report要求登録時（すなわち、前回のReportフレーム受信時）からの経過時間がＴｒに近づくほど優先度を高くなるよう更新することが考えられる。例えば、登録方法１で述べたように上記式（３）を用いることが考えられる。
【００４５】
図８を用いてＯＬＴ１の帯域割当処理を説明する。ＯＬＴ１では、割当順読出部１０７が、割当順テーブルを参照してもっとも優先度の高いエントリの情報を読み出してGateフレーム作成部１０８へ出力する（ステップＳ１）。Gateフレーム作成部１０８は入力された情報に基づいてGateフレームを生成し、下りデータ多重部１０９、光送信部１５経由でＯＮＵ２−１〜２−３へ送信する（Gateを発行する）（ステップＳ２）。この際、次に、Reportフレーム解析部１０２は、Reportフレームを受信したか否かを判断し（ステップＳ３）、Reportフレームを受信した場合（ステップＳ３  Ｙｅｓ）、Reportフレーム解析部１０２は、Reportフレームに格納された送信キュー量を上り帯域計算部１１１へ渡し、上り帯域計算部１１１は上り帯域を計算する（ステップＳ５）。
【００４６】
また、余裕時間計算部１０３は、Reportフレームの受信時刻に基づいて上述したように式（１）に基づいて余裕時間を計算する（ステップＳ６）。優先度計算部１０４は、上述のように余裕時間に基づいて優先度を計算する（ステップＳ７）。データ要求登録部１１０は、ステップＳ７で計算された優先度を用いて、割当順テーブルにデータ要求を登録すし（ステップＳ８）、ステップＳ１へ戻る。また、ステップＳ８では、割当順更新部１０６は、すでに登録されていたエントリについて優先度を再計算し、再計算した結果で割当順テーブルを更新する。再計算では、例えば、割当順更新部１０６からの再計算の指示に基づいて、その時点でのＴａ，Ｔｅに基づいて余裕時間計算部１０３および優先度計算部１０４により優先度を計算する。Report要求についても、優先度を再計算する場合には、割当順更新部１０６からの再計算の指示に基づいてReport要求登録部１０５が優先度を再計算する。または、割当順更新部１０６が、その時点でのＴａ，Ｔｅ等に基づいて、余裕時間計算部１０３および優先度計算部１０４、またはReport要求登録部１０５と同じ計算を行って優先度を求めてもよい。
【００４７】
また、ステップＳ３で、Reportフレームを受信していない場合（ステップＳ３  Ｎｏ）、Report要求登録部１０５は、Report要求の登録タイミングであるか否かを判断し（ステップＳ４）、登録タイミングでない場合（ステップＳ４  Ｎｏ）、ステップＳ１へ戻る。Report要求の登録タイミングである場合（ステップＳ４  Ｙｅｓ）、ステップＳ８へ進み、割当順テーブルにReport要求を登録する。この際、割当順更新部１０６は、すでに登録されていたエントリについて優先度を再計算し、再計算した結果で割当順テーブルを更新する。
【００４８】
なお、上記のフローチャートでは、各帯域割当要求の割当順テーブルへの登録時に、すでに登録されていたエントリの優先度についても更新するようにした。割当順読出部１０７が一定値以上の優先度のエントリを読み出すように設定される場合は、各帯域割当要求の割当順テーブルへの登録時以外にも、余裕時間（Reportフレームの場合はReport要求の余裕時間）に近づいた帯域割当要求について優先度を高くするために更新を行うことになる。また、登録済みのエントリの優先度の更新のタイミングは上記の例に限定されず、割当順テーブルへの登録とは独立して、例えば、一定時間ごとに更新するようにしてもよい。
【００４９】
図１０は、前回のレポート受信からの経過時間を説明する図である。図中のＲはReportフレームを示し、ＧはGateフレームを示し、ＤはData（上りのユーザデータ）を示している。図１０のＡ点では、ＯＬＴ１はＬＬＩＤ＃２からのReportフレームを受信し、割当順テーブルが更新される。この際、Ａ点ではＬＬＩＤ＃１の前回のReportフレームを受信した時刻からの経過時間は図１０に示したＴｅ１であることから、ＬＬＩＤ＃１のデータ要求およびReport要求の優先度の算出（更新）において上記式（１）のＴｅとしてＴｅ１が用いられる。また、図１０のＢ点では、ＯＬＴ１はＬＬＩＤ＃１からのReportフレームを受信し、割当順テーブルが更新される。この際、Ｂ点ではＬＬＩＤ＃２の前回のReportフレームを受信した時刻からの経過時間は図１０に示したＴｅ２であることから、ＬＬＩＤ＃２のデータ要求およびReport要求の優先度の算出（更新）において上記式（１）のＴｅとしてＴｅ２が用いられる。
【００５０】
なお、本実施の形態では、データ要求については許容遅延時間までの余裕時間と上り帯域に基づいて優先度を決定し、Report要求にも許容遅延時間に基づくReport要求の送信間隔までの時間に基づいて優先度を決定した。これに限らず、データ要求について、上り帯域を考慮せず、余裕時間に基づいて優先度を決定するようにしてもよい。この場合、割当順テーブルには優先度の代わりに余裕時間（Report要求についてはReport要求の余裕時間）を格納しておき、割当順更新部１０６が、割当順テーブルの更新時に余裕時間に基づいて優先度を計算して、優先度の高い順に割当順テーブルを並び替えるようにしてもよい。
【００５１】
また、Gateフレームを用いて帯域割当結果を通知する場合、Gateフレームフォーマットの規格上、割当可能なＬＬＩＤごとの送信時間の最大値は0xFFFF［tq］（約1.049［ms］）となる。このように１回に各ＬＬＩＤに割当可能な送信時間に制約がある場合、各ＬＬＩＤに割当てる上り帯域はこの送信時間の最大値以下とする。また、１つのＬＬＩＤが一度に多くの帯域の割当てを要求すると、他のＬＬＩＤへの割当てが遅延する可能性があるため、１つのＬＬＩＤに１回に割当てる上り帯域に上限を設けておいてもよい。
【００５２】
また、本実施の形態では、帯域割当周期を設けずに帯域を割当てるようにしたが、帯域割当周期を設けてもよい。この場合、帯域割当周期ごとに、上記のように余裕時間に基づいて割当優先順を決定すればよい。
【００５３】
以上のように、本実施の形態では、固定の割当周期を設けずに、データ要求については許容遅延時間までの余裕時間と上り帯域とに基づいて優先度を決定し、Reportフレームの許容遅延時間に基づいて決定されたReportフレームの送信タイミングまでの余裕時間に基づいて優先度を決定し、優先度に基づいて帯域を割当てる順序（上り送信順）を決定するようにした。このため、単位時間当たりのバースト数とＬＬＩＤごとの割当周期とを回線の輻輳状態によって動的に変動することが可能となり、必要な帯域利用効率を維持しつつ遅延保証を行うことができる。本実施の形態の優先度で割当順を制御する方法を用いると、帯域の通信状態によって割当周期が変動することになる。
【００５４】
図１１は、本実施の形態の効果を説明するための図である。帯域利用効率３０１は、従来の帯域割当方法を用いた場合の帯域利用効率を示し、帯域利用効率３０２は、本実施の形態の帯域割当方法を用いた場合の帯域利用効率を示す。図１１に示すように、本実施の形態では、従来の帯域割当方法に比べ帯域利用効率を向上させることができる。特に、ＬＬＩＤ数が多いほど、帯域利用効率の向上が顕著となる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
以上のように、本発明にかかる親局装置、子局装置、光通信システム、制御装置および帯域割当方法は、ＰＯＮシステムに有用であり、特に、上り通信の遅延時間を保証するＰＯＮシステムに適している。
【符号の説明】
【００５６】
１  ＯＬＴ、２−１〜２−３  ＯＮＵ、３  カプラ、４  光ファイバ、１１  光受信部、１２，２２  ＰＯＮ制御部、１３  上りデータ送信部、１４  下りデータ受信部、１５  光送信部、２１  光受信部、２３  光送信部、２４−１，２４−２  送受信部、２５  送信バッファ、１０１  上りデータ振り分け部、１０２  Reportフレーム解析部、１０３  余裕時間計算部、１０４  優先度計算部、１０５  Report要求登録部、１０６  割当順更新部、１０７  割当順読出部、１０８  Gateフレーム作成部、１０９  下りデータ多重部、１１０  データ要求登録部、１１１  上り帯域計算部。
【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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