(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれサービス種別に応じたＣＥＳ化周期でＴＤＭ信号をパケット信号に変換する複数の終端装置と、
前記複数の終端装置に対して前記パケット信号を送信するタイムスロットをそれぞれ割り当て、前記複数の終端装置との間で前記パケット信号の多重化伝送を行う端局装置と
を備えた分岐光アクセスシステムにおいて、
前記端局装置は、前記終端装置のＣＥＳ化周期に応じた周期で前記パケット信号を送信するタイムスロットを割り当てる際に、異なるＣＥＳ化周期をもつ終端装置には隣接するタイムスロットを割り当て、同じＣＥＳ化周期をもつ終端装置には最小ＣＥＳ化周期分ずらしたタイムスロットに空きがあれば当該タイムスロットに割り当て、空きがなければ隣接するタイムスロットを割り当て、前記終端装置からの送信を許可する手段を備え、
前記終端装置は、前記端局装置から通知される送信許可の周期に同期して前記ＴＤＭ信号をパケット信号に変換し、割り当てられたタイムスロットで送信する手段を備えた
ことを特徴とする分岐光アクセスシステム。
【請求項２】
それぞれサービス種別に応じたＣＥＳ化周期でＴＤＭ信号をパケット信号に変換する複数の終端装置と、
前記複数の終端装置に対して前記パケット信号を送信するタイムスロットをそれぞれ割り当て、前記複数の終端装置との間で前記パケット信号の多重化伝送を行う端局装置と
を備えた分岐光アクセスシステムにおいて、
前記端局装置は、前記終端装置のＣＥＳ化周期に応じた周期で前記パケット信号を送信するタイムスロットを割り当てる際に、異なるＣＥＳ化周期をもつ終端装置には隣接するタイムスロットを割り当て、同じＣＥＳ化周期をもつ終端装置には最小ＣＥＳ化周期分ずらしたタイムスロットに空きがあれば当該タイムスロットに割り当て、空きがなければ隣接するタイムスロットを割り当て、前記終端装置からの送信を許可する手段を備え、
前記終端装置は、前記端局装置から割り当てられた前記タイムスロットを基準に前記ＣＥＳ化周期に同期して前記ＴＤＭ信号をパケット信号に変換し、前記ＣＥＳ化周期に同期したタイムスロットで送信する手段を備えた
ことを特徴とする分岐光アクセスシステム。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の分岐光アクセスシステムにおいて、
前記端局装置は、前記ＴＤＭ信号を変換した固定帯域のパケット信号を送信する終端装置に加えて、帯域が変化する動的帯域のパケット信号を送信する終端装置が接続されるときに、当該動的帯域のパケット信号を他の終端装置に割り当てられていない空きタイムスロットに割り当てる構成である
ことを特徴とする分岐光アクセスシステム。
【請求項４】
請求項３に記載の分岐光アクセスシステムにおいて、
前記端局装置は、前記動的帯域のパケット信号を送信するタイムスロットがすでに割り当てられ、さらに前記固定帯域のパケット信号または前記動的帯域のパケット信号を送信する終端装置が接続されるときに、すでに割り当てられている前記動的帯域のパケット信号を送信するタイムスロットの一部を開放して当該パケット信号に割り当てる構成である  ことを特徴とする分岐光アクセスシステム。
【請求項５】
複数の終端装置でそれぞれサービス種別に応じたＣＥＳ化周期でＴＤＭ信号をパケット信号に変換し、端局装置から前記複数の終端装置に対して前記パケット信号を送信するタイムスロットをそれぞれ割り当て、前記複数の終端装置との間で前記パケット信号の多重化伝送を行う分岐光アクセス方法において、
前記端局装置は、前記終端装置のＣＥＳ化周期に応じた周期で前記パケット信号を送信するタイムスロットを割り当てる際に、異なるＣＥＳ化周期をもつ終端装置には隣接するタイムスロットを割り当て、同じＣＥＳ化周期をもつ終端装置には最小ＣＥＳ化周期分ずらしたタイムスロットに空きがあれば当該タイムスロットに割り当て、空きがなければ隣接するタイムスロットを割り当て、前記終端装置からの送信を許可し、
前記終端装置は、前記端局装置から通知される送信許可の周期に同期して前記ＴＤＭ信号をパケット信号に変換し、割り当てられたタイムスロットで送信する
ことを特徴とする分岐光アクセス方法。
【請求項６】
複数の終端装置でそれぞれサービス種別に応じたＣＥＳ化周期でＴＤＭ信号をパケット信号に変換し、端局装置から前記複数の終端装置に対して前記パケット信号を送信するタイムスロットをそれぞれ割り当て、前記複数の終端装置との間で前記パケット信号の多重化伝送を行う分岐光アクセス方法において、
前記端局装置は、前記終端装置のＣＥＳ化周期に応じた周期で前記パケット信号を送信するタイムスロットを割り当てる際に、異なるＣＥＳ化周期をもつ終端装置には隣接するタイムスロットを割り当て、同じＣＥＳ化周期をもつ終端装置には最小ＣＥＳ化周期分ずらしたタイムスロットに空きがあれば当該タイムスロットに割り当て、空きがなければ隣接するタイムスロットを割り当て、前記終端装置からの送信を許可し、
前記終端装置は、前記端局装置から割り当てられた前記タイムスロットを基準に前記ＣＥＳ化周期に同期して前記ＴＤＭ信号をパケット信号に変換し、前記ＣＥＳ化周期に同期したタイムスロットで送信する
ことを特徴とする分岐光アクセス方法。
【請求項７】
請求項５または請求項６に記載の分岐光アクセス方法において、
前記端局装置は、前記ＴＤＭ信号を変換した固定帯域のパケット信号を送信する終端装置に加えて、帯域が変化する動的帯域のパケット信号を送信する終端装置が接続されるときに、当該動的帯域のパケット信号を他の終端装置に割り当てられていない空きタイムスロットに割り当てる
ことを特徴とする分岐光アクセス方法。
【請求項８】
請求項７に記載の分岐光アクセス方法において、
前記端局装置は、前記動的帯域のパケット信号を送信するタイムスロットがすでに割り当てられ、さらに前記固定帯域のパケット信号または前記動的帯域のパケット信号を送信する終端装置が接続されるときに、すでに割り当てられている前記動的帯域のパケット信号を送信するタイムスロットの一部を開放して当該パケット信号に割り当てる
ことを特徴とする分岐光アクセス方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、局側の端局装置（ＯＬＴ：Optical Line Terminaｌ）とユーザ側の終端装置（ＯＮＵ：Optical Network Unit）の間を、光ファイバおよび光スプリッタを用いて接続した受動型光ネットワーク（ＰＯＮ：Passive Optical Network ）システムにおいて、ＯＮＵでＴＤＭ信号をパケット化して伝送する際の遅延を低減し、さらにフレームへの信号収容効率を向上させる分岐光アクセスシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１０は、ＰＯＮシステムの構成例を示す。
図１０において、ＰＯＮシステムは、局側のＯＬＴとユーザ側の複数のＯＮＵが光ファイバおよび光スプリッタを介して接続される構成である。
ＯＮＵは、ＵＮＩ側にＴＤＭ端末と接続されるＴＤＭ−ＩＦおよびデータ通信端末と接続されるEthernet（登録商標）−ＩＦを備え、ＯＬＴ側にＯＬＴ側ＰＯＮ−ＩＦと接続するＰＯＮ−ＩＦを備える。ＴＤＭ−ＩＦおよびEthernet−ＩＦとＰＯＮ−ＩＦはＬ２ＳＷを介して接続される。Ｌ２ＳＷは、ＴＤＭ−ＩＦおよびEthernet−ＩＦからの信号をＰＯＮ−ＩＦへ転送し、ＰＯＮ−ＩＦからの信号をＴＤＭ−ＩＦまたはEthernet−ＩＦへ転送する。
【０００３】
ＯＬＴは、ＮＮＩ側に回線交換網と接続されるＴＤＭ−ＩＦおよびパケット交換網と接続されるEthernet−ＩＦを備え、ＯＮＵ側にＯＮＵ側ＰＯＮ−ＩＦと接続するＰＯＮ−ＩＦを備える。ＴＤＭ−ＩＦおよびEthernet−ＩＦとＰＯＮ−ＩＦはＬ２ＳＷを介して接続される。Ｌ２ＳＷは、ＴＤＭ−ＩＦおよびEthernet−ＩＦからの信号をそれぞれ宛先となるＰＯＮ−ＩＦへ転送し、ＰＯＮ−ＩＦからの信号をＴＤＭ−ＩＦまたはEthernet−ＩＦへ転送する。
【０００４】
ＯＮＵのＰＯＮ−ＩＦとＯＬＴのＰＯＮ−ＩＦとの間は、各ＯＮＵの送信フレーム量と帯域割当アルゴリズム（ＤＢＡ：Dynamic Bandwidth Allocation）に従って各ＯＮＵに帯域割当を行う動的帯域割当方式（非特許文献１）、または各ＯＮＵに固定の帯域割当を行う固定帯域割当方式（非特許文献２）に基づき、ＴＤＭ信号およびEthernet信号がそれぞれＯＮＵごとに割り当てられた帯域（タイムスロット）で時分割多重伝送される。
【０００５】
図１１は、動的帯域割当方式の帯域割当処理例を示す。
図１１において、ＯＬＴとＯＮＵは、DISCOVERY GATEフレームとRESISTER REQUESTフレームをやりとりしてＲＴＴ計測および時刻同期をとり、ＯＬＴはRESISTER REQUESTフレームを応答したＯＮＵに対して固有のＬＬＩＤを割り当て、RESISTERフレームで当該ＯＮＵに通知する。続いて、ＯＬＴは当該ＯＮＵに対して、次フレームの送信開始時刻（ＧＳＴ：Grant Start Time）を記載したGATEフレームを送信し、それを受信したＯＮＵが当該ＧＳＴにRESISTER ACKフレームを送信し、それをＯＬＴが受信すると、ＯＬＴとＯＮＵとのリンクが確立する。以上が DISCOVERYプロセスである。
【０００６】
ＯＮＵとのリンクが確立したＯＬＴは、ＯＮＵの上りフレームの送信開始時刻ＧＳＴ０を記載したGATEフレームを送信する。ＯＮＵはGATEフレームを受信すると、指定されたＧＳＴ０まで送信待機となり、上りデータをパケット化してバッファに蓄積する。そして、ＯＬＴから指定されたＧＳＴ０までに蓄積したフレーム量を計算し、当該ＧＳＴ０になったときにREPORTフレームで蓄積フレーム量をＯＬＴに通知する。この期間がパケット化に要する遅延（以下に示す「ＣＥＳ化遅延」）である。
【０００７】
ＯＬＴは、当該ＯＮＵからREPORTフレームで通知される蓄積フレーム量と他のＯＮＵの使用帯域をもとに、ＤＢＡに従って当該ＯＮＵに割り当てる帯域（送信開始時刻ＧＳＴ１と送信許可量ＧＬ）を計算し、当該ＯＮＵに対してGATEフレームで通知する。この期間が帯域割当に要する「ＤＢＡ遅延」である。当該ＯＮＵは、GATEフレームで指定された送信開始時刻ＧＳＴ１と送信許可量ＧＬに基づいて蓄積した上りフレームを送信する。この期間が帯域割当から上りフレームを送信するまでに要する「バッファ遅延」である。このとき、前回のREPORTフレームの送信後の蓄積フレーム量を通知するREPORTフレームをＯＬＴに送信し、次の帯域割当を要求する。
【０００８】
図１２は、固定帯域割当方式の帯域割当処理例を示す。
図１２において、各ＯＮＵには、 125μsec 周期の固定的なタイムスロットが割り当てられ、各タイムスロットごとに送信が可能になっている。すなわち、各ＯＮＵでの送信待ちによる最大遅延は 125μsec となる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】IEEE802.3ah-2004
【非特許文献２】ITU-T G.984.3, “Gigabit-capable passive optical networks(GPON) : Transmission convergence layer specification ”
【非特許文献３】RFC 5086,“Structure-Aware Time Division Multiplexed (TDM) Circuit Emulation Service over Packet Switched Network (CESoPSN)”
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
近年、ＴＤＭ信号をパケット化する技術（ＣＥＳ： Circuit Emulation Service, 非特許文献３）が標準化され、ＳＴＭ（Synchronous Transfer Mode)専用線などＴＤＭ方式を採用しているシステムに採用され始めている。しかし、ＴＤＭ方式に比べてＣＥＳ方式はパケット化に要するＣＥＳ化周期（ 125μsec 〜８ｍsec ）だけ遅延が増大することや、パケット伝送に特有の遅延揺らぎが発生する。これは、専用線など低遅延化への要望（例：エンド−エンド回線で10ｍsec 以下）が厳しいサービスで用いる場合の課題となっている。
【００１１】
そのため、ＴＤＭ信号をＣＥＳ化して伝送するＰＯＮシステムに動的帯域割当方式を適用する場合、ＣＥＳ化遅延以外の遅延を極力低減しなければならない。しかし、一般的に帯域割当制御時に約１ｍsec 程度のＤＢＡ遅延や、帯域割当で通知された送信開始時刻まで送信できないバッファ遅延が生じる動的帯域割当方式は、専用線のような低遅延化への要求が厳しいサービスへの利用が困難な場合がある。
【００１２】
一方、固定帯域割当方式は、上りトラヒックの有無に依らず固定的に上り帯域を割り当てる方式であり、一定の周期で繰り返しＯＮＵに上り送信機会を与える。しかし、ＴＤＭ信号をパケット化するＣＥＳ化周期はサービスごとにいろいろあり、割り当てられている 125μsec 周期の固定帯域に比べて長い、例えば１ｍsec の場合は、図１２に示すＯＮＵ１のように帯域が割り当てられている８タイムスロットに１回の割合で送信されることになる。すなわち、未使用のタイムスロットが生じてしまい、フレームへの信号収容効率が低下することになる。
【００１３】
本発明は、低遅延化の要求が厳しい専用線などのＴＤＭ信号をＣＥＳ化して伝送するＰＯＮシステムにおいて、動的帯域割当方式が有するＤＢＡ遅延およびバッファ遅延による遅延増加を抑え、さらに固定帯域割当方式が有するフレームへの信号収容効率の低下を改善することができる分岐光アクセスシステムおよび方法に関する。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
第１の発明は、それぞれサービス種別に応じたＣＥＳ化周期でＴＤＭ信号をパケット信号に変換する複数の終端装置と、複数の終端装置に対してパケット信号を送信するタイムスロットをそれぞれ割り当て、複数の終端装置との間でパケット信号の多重化伝送を行う端局装置とを備えた分岐光アクセスシステムにおいて、端局装置は、終端装置のＣＥＳ化周期に応じた周期でパケット信号を送信するタイムスロットを割り当てる際に、異なるＣＥＳ化周期をもつ終端装置には隣接するタイムスロットを割り当て、同じＣＥＳ化周期をもつ終端装置には最小ＣＥＳ化周期分ずらしたタイムスロットに空きがあれば当該タイムスロットに割り当て、空きがなければ隣接するタイムスロットを割り当て、終端装置からの送信を許可する手段を備え、終端装置は、端局装置から通知される送信許可の周期に同期してＴＤＭ信号をパケット信号に変換し、割り当てられたタイムスロットで送信する手段を備える。
【００１５】
第２の発明は、それぞれサービス種別に応じたＣＥＳ化周期でＴＤＭ信号をパケット信号に変換する複数の終端装置と、複数の終端装置に対してパケット信号を送信するタイムスロットをそれぞれ割り当て、複数の終端装置との間でパケット信号の多重化伝送を行う端局装置とを備えた分岐光アクセスシステムにおいて、端局装置は、終端装置のＣＥＳ化周期に応じた周期でパケット信号を送信するタイムスロットを割り当てる際に、異なるＣＥＳ化周期をもつ終端装置には隣接するタイムスロットを割り当て、同じＣＥＳ化周期をもつ終端装置には最小ＣＥＳ化周期分ずらしたタイムスロットに空きがあれば当該タイムスロットに割り当て、空きがなければ隣接するタイムスロットを割り当て、終端装置からの送信を許可する手段を備え、終端装置は、端局装置から割り当てられたタイムスロットを基準にＣＥＳ化周期に同期してＴＤＭ信号をパケット信号に変換し、ＣＥＳ化周期に同期したタイムスロットで送信する手段を備えた
【００１６】
第１または第２の発明の分岐光アクセスシステムにおいて、端局装置は、ＴＤＭ信号を変換した固定帯域のパケット信号を送信する終端装置に加えて、帯域が変化する動的帯域のパケット信号を送信する終端装置が接続されるときに、当該動的帯域のパケット信号を他の終端装置に割り当てられていない空きタイムスロットに割り当てる構成である。
【００１７】
さらに、端局装置は、動的帯域のパケット信号を送信するタイムスロットがすでに割り当てられ、さらに固定帯域のパケット信号または動的帯域のパケット信号を送信する終端装置が接続されるときに、すでに割り当てられている動的帯域のパケット信号を送信するタイムスロットの一部を開放して当該パケット信号に割り当てる構成である。
【００１８】
第３の発明は、複数の終端装置でそれぞれサービス種別に応じたＣＥＳ化周期でＴＤＭ信号をパケット信号に変換し、端局装置から複数の終端装置に対してパケット信号を送信するタイムスロットをそれぞれ割り当て、複数の終端装置との間でパケット信号の多重化伝送を行う分岐光アクセス方法において、端局装置は、終端装置のＣＥＳ化周期に応じた周期でパケット信号を送信するタイムスロットを割り当てる際に、異なるＣＥＳ化周期をもつ終端装置には隣接するタイムスロットを割り当て、同じＣＥＳ化周期をもつ終端装置には最小ＣＥＳ化周期分ずらしたタイムスロットに空きがあれば当該タイムスロットに割り当て、空きがなければ隣接するタイムスロットを割り当て、終端装置からの送信を許可し、終端装置は、端局装置から通知される送信許可の周期に同期してＴＤＭ信号をパケット信号に変換し、割り当てられたタイムスロットで送信する。
【００１９】
第４の発明は、複数の終端装置でそれぞれサービス種別に応じたＣＥＳ化周期でＴＤＭ信号をパケット信号に変換し、端局装置から複数の終端装置に対してパケット信号を送信するタイムスロットをそれぞれ割り当て、複数の終端装置との間でパケット信号の多重化伝送を行う分岐光アクセス方法において、端局装置は、終端装置のＣＥＳ化周期に応じた周期でパケット信号を送信するタイムスロットを割り当てる際に、異なるＣＥＳ化周期をもつ終端装置には隣接するタイムスロットを割り当て、同じＣＥＳ化周期をもつ終端装置には最小ＣＥＳ化周期分ずらしたタイムスロットに空きがあれば当該タイムスロットに割り当て、空きがなければ隣接するタイムスロットを割り当て、終端装置からの送信を許可し、終端装置は、端局装置から割り当てられたタイムスロットを基準にＣＥＳ化周期に同期してＴＤＭ信号をパケット信号に変換し、ＣＥＳ化周期に同期したタイムスロットで送信する。
【００２０】
第３または第４の発明の分岐光アクセス方法において、端局装置は、ＴＤＭ信号を変換した固定帯域のパケット信号を送信する終端装置に加えて、帯域が変化する動的帯域のパケット信号を送信する終端装置が接続されるときに、当該動的帯域のパケット信号を他の終端装置に割り当てられていない空きタイムスロットに割り当てる。
【００２１】
さらに、端局装置は、動的帯域のパケット信号を送信するタイムスロットがすでに割り当てられ、さらに固定帯域のパケット信号または動的帯域のパケット信号を送信する終端装置が接続されるときに、すでに割り当てられている動的帯域のパケット信号を送信するタイムスロットの一部を開放して当該パケット信号に割り当てる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は、異なるＣＥＳ化周期をもつＯＮＵのパケット信号は隣接するタイムスロットに割り当て、同じＣＥＳ化周期をもつＯＮＵのパケット信号は最小ＣＥＳ化周期分ずらした空きタイムスロットまたは隣接するタイムスロットに割り当てることにより、各ＯＮＵのパケット信号を多重化して収容する。これにより、従来の固定帯域割当方式が有していた割当帯域とＣＥＳ化周期のミスマッチによるフレームへの信号収容効率の低下を改善することができる。
【００２３】
また、動的帯域のパケット信号を収容する際には空きタイムスロットを割り当てたり、既存の動的帯域のパケット信号に割り当てていたタイムスロットをシェアすることにより、当該パケット信号を終端装置から端局装置へ遅延なく転送することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の分岐光アクセスシステムにおける帯域割当処理例を示す図である。
【図２】本発明の分岐光アクセスシステムにおける帯域割当処理例を示す図である。
【図３】ＴＤＭ回線のみの場合の帯域割当例１を示す図である。
【図４】ＴＤＭ回線と Ether回線が混在する場合の帯域割当例２を示す図である。
【図５】ＴＤＭ回線と Ether回線が混在する場合の帯域割当例３を示す図である。
【図６】本発明におけるＯＮＵおよびＯＬＴのＰＯＮ−ＩＦの構成例を示す図である。
【図７】ＯＬＴのＰＯＮ−ＩＦが備えるＤＢの例を示す図である。
【図８】帯域割当処理部２６における帯域割当処理手順例を示すフローチャートである。
【図９】ＯＮＵのＣＥＳ化開始時刻の算出処理手順例を示すフローチャートである。
【図１０】ＰＯＮシステムの構成例を示す図である。
【図１１】動的帯域割当方式の帯域割当処理例を示す図である。
【図１２】固定帯域割当方式の帯域割当処理例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図１は、本発明の分岐光アクセスシステムにおける帯域割当処理例を示す。
図１において、ＯＬＴとＯＮＵは DISCOVERYプロセスにより時刻同期をとってリンクを確立する。ＯＬＴは、リンクを確立したＯＮＵのＭＡＣアドレスに基づきＯＬＴ内のデータベースを参照し、当該ＯＮＵにおけるクライアント信号のＣＥＳ化周期、サービス種別（ＴＤＭ系（ＬＤ／ＤＡ／ＨＳＤ）かEthernet系）等の帯域割当を行うための情報を取得する。さらにＯＬＴは、当該ＯＮＵのサービス種別がＴＤＭ系の場合にそのＣＥＳ化周期に応じて、ＯＮＵにバッファリングされる時間が最小になる送信開始時刻（ＧＳＴ：Grant Start Time）と送信許可量（ＧＬ：Grant Length）を決定する。ここで、他のＯＮＵで使用しているタイムスロットと重複しないタイムスロットに対するＧＳＴ１を決定し、当該ＯＮＵに対してＣＥＳ化周期と、ＧＳＴ１およびＧＬを含む送信許可を通知する。
【００２６】
ＯＮＵは、到着するクライアント信号がＴＤＭ信号の場合にＣＥＳ化する。このとき、ＯＬＴから通知されるＧＳＴからＣＥＳ化周期を逆算してＣＥＳ化開始時刻を決定し、ＴＤＭ信号のＣＥＳ化を開始する。これにより、ＯＮＵにおけるバッファ遅延が最小となるようにＣＥＳ化完了時刻とＧＳＴが同期し、ＣＥＳ化完了とともにＣＥＳ化信号が送信される。このように本発明における帯域割当は、従来の動的帯域割当方式のように、ＯＮＵから蓄積フレーム量の通知を受けてＯＬＴが帯域割当を行うのと違って、ＤＢＡ遅延は発生せず、バッファ遅延も最小限になる。
【００２７】
ＯＬＴは、ＣＥＳ化周期分だけシフトしたＧＳＴ２，ＧＳＴ３，…を順次更新し、ＣＥＳ化周期と同じ送信許可周期でＯＮＵへ繰り返し通知する。これにより、ＯＮＵは動的帯域割当制御を行わずに、ＴＤＭ信号をＣＥＳ化した信号をＣＥＳ化周期で繰り返しＯＬＴへ送信することができる。ＯＬＴに接続される複数のＯＮＵに対しても、図２に示すように、各ＯＮＵのＣＥＳ化周期と送信許可周期が同期し、各ＯＮＵからＣＥＳ化完了とともにＣＥＳ化信号が送信される。なお、各ＯＮＵが複数のＣＥＳ化周期に対応する場合は、ＯＬＴから通知されるＣＥＳ化周期でＴＤＭ信号のＣＥＳ化を行う。
【００２８】
なお、ＯＬＴがＯＮＵに対してＣＥＳ化周期と同じ周期で送信許可を繰り返し通知する代わりに、ＯＮＵが最初に通知されたＣＥＳ化周期、ＧＳＴ、ＧＬに基づき、その後は装置内クロックでＣＥＳ化周期をカウントして自律的に次のＧＳＴを更新し、ＴＤＭ信号をＣＥＳ化した信号をＣＥＳ化周期で繰り返しＯＬＴへ送信するようにしてもよい。
【００２９】
このように、本発明における帯域割当制御は、送信許可周期が固定であるために従来の固定帯域割当制御に近いが、ＣＥＳ化周期に応じた送信許可周期であることから、従来の固定帯域割当方式が有していた割当帯域とＣＥＳ化周期のミスマッチによるフレームへの信号収容効率の低下を改善することができる。これは、図２に示すように、各ＯＮＵのＣＥＳ化周期に応じた帯域割当を行い際に、他のＯＮＵで使用しているタイムスロットと重複しないタイムスロットを割り当てることにより可能となる。以下、図３〜図５を参照して具体的に説明する。
【００３０】
本発明では、ＴＤＭ信号を一定周期でＣＥＳ化した固定帯域を有するパケット信号と、Ethernet信号のようなトラフィックがバースト的に変化する動的帯域を有するパケット信号の両方を取り扱うことを想定している。ＯＬＴに時刻同期した各ＯＮＵは、ＯＮＵに収容したこれらのクライアント信号をＯＬＴに割り当てられた帯域（ＧＳＴ，ＧＬ）で送信する。ここで、各ＯＮＵに割り当てられる帯域の最小単位を「タイムスロット（ＴＳ）」と定義する。本実施例では、各ＴＳの大きさは固定とし、1500byteのパケットを１Ｇbps で伝送した場合に必要な12.5μs 程度と仮定する。
【００３１】
（帯域割当例１）
図３は、ＴＤＭ回線のみの場合の帯域割当例１を示す。ここでは、ＣＥＳ化周期が 500μs,１ｍs,２ｍs のＴＤＭ回線を収容する場合を考える。なお、ＣＥＳ化周期 500μs は、規定の最小ＣＥＳ化周期 125μs の４倍であり、本実施例の最小ＣＥＳ化周期となる。ＣＥＳ化周期 500μs のＯＮＵ１が初めに登録され、ＣＥＳ化周期１ｍs のＯＮＵ２，ＯＮＵ３およびＯＮＵ４、ＣＥＳ化周期２ｍs のＯＮＵ５の順に追加されるとする。この時の手順を以下に示す。
【００３２】
(1) ＯＮＵ１は送信許可周期の初めのＴＳに割り当て、ＯＮＵ１のＣＥＳ化周期 500μs ごとに当該ＴＳを割り当てる。ここでは、0, 500μs,1000μs,…の順にＧＳＴが更新される。
(2) ＯＮＵ２を追加するときは、既に収容されているＯＮＵ１のＣＥＳ化周期と異なるので、ＯＮＵ１に割り当てたＴＳに隣接するＴＳに、ＣＥＳ化周期１ｍs ごとにＯＮＵ２のＴＳを割り当てる。ここでは、ＧＳＴが12.5μs,1012.5μs,2012.5μs,…の順に更新される。
(3) ＯＮＵ３を追加するときは、すでに収容されているＯＮＵ２のＣＥＳ化周期１ｍs と同じため、ＯＮＵ２のＧＳＴから最小ＣＥＳ化周期分（ 500μs ）ずらしてＯＮＵ３のＴＳを割り当てる。ここでは、ＧＳＴが 512.5μs,1512.5μs,…の順に更新される。
(4) ＯＮＵ４を追加するときは、すでに収容されているＯＮＵ２，ＯＮＵ３のＣＥＳ化周期１ｍs と同じため、ＯＮＵ２，ＯＮＵ３のＧＳＴから最小ＣＥＳ化周期分（ 500μs ）ずらしてＴＳを割り当てようとするが空きＴＳがない。この場合には、例えばＯＮＵ２に割り当てたＴＳに隣接するＴＳに、ＣＥＳ化周期１ｍs ごとにＯＮＵ４のＴＳを割り当てる。ここでは、ＧＳＴが25μs,1025μs,2025μs,…の順に更新される。
(5) ＯＮＵ５を追加するときは、すでに既に収容されているＯＮＵ１〜ＯＮＵ４のＣＥＳ化周期と異なるので、例えばＯＮＵ３に割り当てたＴＳに隣接するＴＳに、ＣＥＳ化周期２ｍs ごとにＯＮＵ５のＴＳを割り当てる。ここでは、ＧＳＴが 525μs,2525μs,…の順に更新される。
【００３３】
このように、異なるＣＥＳ化周期をもつＯＮＵのクライアント信号は隣接するＴＳに割り当て、同じＣＥＳ化周期をもつＯＮＵのクライアント信号は最小ＣＥＳ化周期分ずらしたＴＳが空きＴＳであれば当該ＴＳに割り当て、または当該ＴＳが空きＴＳでなければ隣接するＴＳに割り当てることにより、従来の固定帯域割当方式が有していた割当帯域とＣＥＳ化周期のミスマッチによるフレームへの信号収容効率の低下を改善することができる。
【００３４】
また、ＣＥＳ化周期やＧＳＴ、ＧＬ等の回線・帯域管理情報はＯＬＴのデータベースで管理されており、後から回線を追加するときに参照される。
【００３５】
（帯域割当例２）
図４は、ＴＤＭ回線とEthernet回線が混在する場合の帯域割当例２を示す。ここでは、図３の帯域割当例１と同様のＯＮＵ１〜ＯＮＵ５に、Ethernet系のＯＮＵ６が加わるものとする。
【００３６】
Ethernet系サービスは広帯域なサービスメニューを用意していることがあるため、多くのＴＳを使用する可能性がある。ＯＮＵ６には、必要帯域に応じて複数ＴＳを連続して割り当て可能とする。この時、ＴＳごとに区切って上り帯域を割り当てるとガードタイムによる伝送効率低下を招くため、連続的に送信許可を与えるものとする。
【００３７】
また、Ethernet系サービスはトラフィックの発生が不規則であるため、ＯＮＵでのバッファ遅延が増える懸念があるが、他のＯＮＵに割り当てられていない空き帯域を割り当て、クライアント信号がＯＮＵに到着すると遅延無くＯＬＴに転送可能とする。ただし、遅延揺らぎに敏感なユーザに対してはＴＳを定期的に配置する。また、中継ネットワークで帯域が制限されている場合、アクセス区間でも中継ネットワークで確保されている帯域と同量の帯域を提供する、ＯＮＵで上り方向への転送を制限する等、パケット廃棄が起こらない措置をとるものとする。
【００３８】
（帯域割当例３）
図５は、ＴＤＭ回線とEthernet回線が混在する場合の帯域割当例３を示す。ここでは、図４の帯域割当例２と同様のＯＮＵ１〜ＯＮＵ６に、Ethernet系のＯＮＵ７が加わるものとする。
【００３９】
ＴＤＭ系サービスが追加される場合、図３の帯域割当例１と同様の方法で、それまでEthernet系サービスが占有していたＴＳの一部を開放して割り当てる。
【００４０】
一方、Ethernet系サービスが追加される場合、バースト的に到着するパケットのバッファ遅延を低減するため、ＯＮＵ６とＯＮＵ７に交互に帯域を割り当てる。この時、Ethernet系サービスのＳＬＡなど品質規定を満足するＴＳの配置とする。
【００４１】
このように、新規回線が追加された場合は契約帯域、遅延品質規定を満足する範囲で、占有していた帯域を一旦開放して他の回線の追加収容を可能とする。
【００４２】
（ＯＮＵおよびＯＬＴのＰＯＮ−ＩＦの構成例）
図６は、本発明におけるＯＮＵおよびＯＬＴのＰＯＮ−ＩＦの構成例を示す。ここでは、図１0 に示すＰＯＮシステムにおけるＯＮＵおよびＯＬＴのＰＯＮ−ＩＦを抽出して示す。
【００４３】
図６において、ＯＮＵ側のＰＯＮ−ＩＦは、下り方向（ＮＮＩからＵＮＩ方向）、上り方向（ＵＮＩからＮＮＩ方向）通信の主信号フレームそれぞれに対応するＴＤＭ回線終端部１１およびEther 回線終端部１２を備える。ＴＤＭ回線終端部１１で終端された主信号フレームは、ＣＥＳ化処理部１３でＯＬＴから指定されたＣＥＳ化周期でＣＥＳ化処理が行われる。Ether 回線終端部１２およびＣＥＳ化処理部１３から出力されるＣＥＳ化された主信号フレームはフレーム保持部１４に格納され、ＯＬＴより指定されたＧＳＴにフレーム送信部１５から遅延なくＯＬＴに送信される。ＯＮＵの装置内時刻はＯＬＴと同期しており、送信指示部１６でＯＬＴより指示されたＧＳＴに正確にフレームを送信可能である。
【００４４】
また、ＯＬＴから送信された主信号フレームおよび制御信号フレーム（ＣＥＳ化周期、ＧＳＴおよびＧＬを伝送するフレーム）はフレーム受信部１７で受信されたのち、フレーム保持部１４に格納される。制御信号フレームは制御信号生成／処理部１８で処理され、ＣＥＳ化処理部１３および送信指示部１６を制御する。ＴＤＭ系の主信号フレームは、ＣＥＳ化処理部１３でパケット信号からＴＤＭ信号に変換され、ＴＤＭ回線終端部１１からユーザ端末に転送される。Ether 系の主信号フレームは、Ether 回線終端部１２からユーザ端末に転送される。
【００４５】
ＯＬＴ側のＰＯＮ−ＩＦは、ＯＮＵ側のＰＯＮ−ＩＦから受信した主信号フレームおよび制御信号フレームはフレーム受信部２１を介してフレーム保持部２２に格納される。主信号フレームはフレーム処理部２３を介してＬ２ＳＷに出力される。
【００４６】
ＯＮＵからの制御信号フレームは制御信号生成／処理部２５で処理され、ＯＮＵのＭＡＣアドレスや時刻情報など帯域割当処理に必要な情報が帯域割当処理部２６を介してＤＢの回線情報記憶部２７に記憶される。帯域割当処理部２６は、ＤＢの帯域管理情報記憶部２８から利用可能なＴＳを検索し、サービス種別に応じてＣＥＳ化周期および割当帯域（ＧＳＴ，ＧＬ）、ＴＳ配置を決定する。制御信号生成／処理部２５から出力される制御信号フレームおよびＬ２ＳＷからフレーム処理部２３を介して入力する主信号フレームは、フレーム保持部２２を介してフレーム送信部２４からＯＮＵに送信される。
【００４７】
回線情報記憶部２７の一例を図７(1) に示す。ＯＮＵに対応するＬＬＩＤ、ＭＡＣアドレス、サービス種別、契約帯域、ＣＥＳ化周期が設定される。帯域管理情報記憶部２８の一例を図７(2) に示す。ＯＮＵに対応するＬＬＩＤ、ＲＴＴ、ＧＬ、使用ＴＳ数、ＧＳＴが設定される。
【００４８】
図８は、ＯＬＴの帯域割当処理部２６における帯域割当処理手順例を示す。
図８において、帯域割当処理部２６は、 DISCOVERYプロセスを経てリンクを確立したＯＮＵのＭＡＣアドレスに基づき、回線情報記憶部２７からサービス種別、ＣＥＳ化周期、契約帯域等の回線情報を読み出し（Ｓ１）、これらの回線情報を元に必要ＴＳ数を算出し（Ｓ２）、帯域管理情報記憶部２８から利用可能なＴＳを検索する（Ｓ３）。
【００４９】
既存回線の有無を判断し（Ｓ４）、既存回線がなければ任意のＴＳを割り当てる（Ｓ５）。図３の帯域割当例１のＯＮＵ１に割り当てるＴＳに相当する。一方、既存回線があれば既存回線のサービス種別に応じてＴＳの割当を行う（Ｓ６）。
【００５０】
ここで、既存回線がＴＤＭ回線のみであれば追加回線のサービス種別を判断し（Ｓ７）、追加回線がEther 回線であれば空きＴＳを連続して割り当てる（Ｓ８）。図４の帯域割当例２のＯＮＵ６に割り当てるＴＳに相当する。
【００５１】
既存回線がＴＤＭ回線のみであり、追加回線がＴＤＭ回線であればそのＣＥＳ化周期が既存回線と同じか否かを確認する（Ｓ９）。既存回線と異なるＣＥＳ化周期のＴＤＭ回線を追加する場合は、既存回線に割り当てられているＴＳの前後のＴＳを割り当てる（Ｓ10）。図３の帯域割当例１では、ＯＮＵ２やＯＮＵ４に割り当てるＴＳに相当する。
【００５２】
既存回線がＴＤＭ回線のみであり、追加回線がＴＤＭ回線であり、そのＣＥＳ化周期が既存回線と同じであれば、既存回線を収容しているＴＳからＰＯＮシステム収容の回線の中で最小ＣＥＳ化周期（図３の帯域割当例１では 500μs ）だけずらしたＴＳに空きがあるか否かを探索する（Ｓ11）。空きＴＳの探索は、最小ＣＥＳ化周期ずつずらしながら最大ＣＥＳ化周期（同２ｍs ）に渡って行う。最小ＣＥＳ化周期ずらしたＴＳに空きがあれば、ＣＥＳ化周期が同じ既存回線に割り当てのＴＳから最小ＣＥＳ化周期ずらしたＴＳを割り当てる（Ｓ12）。図３の帯域割当例１では、ＯＮＵ３やＯＮＵ５に割り当てるＴＳに相当する。一方、最小ＣＥＳ化周期ずらしたＴＳに空きがなければ、既存回線に割り当てられているＴＳの前後のＴＳを割り当てる（Ｓ10）。
【００５３】
既存回線がＴＤＭ回線とEther 回線であれば追加回線のサービス種別を判断し（Ｓ13）、追加回線がEther 回線であれば、既存のEther 回線が占有しているＴＳの一部を開放し、既存のEther 回線と交互にＴＳを割り当てる（Ｓ14）。図５の帯域割当例３のＯＮＵ７に割り当てるＴＳに相当する。既存回線がＴＤＭ回線とEther 回線であり、追加回線がＴＤＭ回線であれば、既存のEther 回線が占有しているＴＳの一部を開放し（Ｓ15）、ステップＳ９以降の処理を行う。
【００５４】
既存回線がEther 回線のみであれば追加回線のサービス種別を判断し（Ｓ16）、追加回線がEther 回線であれば、既存のEther 回線が占有しているＴＳの一部を開放し、既存のEther 回線と交互にＴＳを割り当てる（Ｓ17）。既存回線がEther 回線のみであり、追加回線がＴＤＭ回線であれば、既存のEther 回線が占有しているＴＳの一部を開放して割り当てる（Ｓ18）。
【００５５】
以上の処理において、Ether 回線のＴＳの一部を開放する場合は、契約帯域や品質規定を損なわない場合に限る。
【００５６】
ステップＳ５、Ｓ８、Ｓ10、Ｓ12、Ｓ14、Ｓ17によるＴＳ割当が完了すると、追加回線に割り当てたＴＳから当該ＯＮＵのＧＳＴ、ＧＬを算出し（Ｓ19）、帯域管理情報記憶部２８を更新して帯域割当処理を終了する。そして、追加回線がＴＤＭ回線であれば当該ＯＮＵにＣＥＳ化周期、ＧＳＴ、ＧＬを通知し、追加回線がEther 回線であれば当該ＯＮＵにＧＳＴ、ＧＬを通知する。
【００５７】
図９は、ＯＮＵのＣＥＳ化開始時刻の算出処理手順例を示す。
図９において、ＯＮＵは電源を入れて起動すると（Ｓ21）、 Discoveryプロセスを実行してＯＬＴと時刻同期をとる（Ｓ22）。そして、ＯＬＴからＣＥＳ化周期、ＧＳＴ、ＧＬが通知されると（Ｓ23，Ｓ24）、ＯＮＵはＧＳＴからＣＥＳ化周期を逆算してＣＥＳ化開始時刻を決定し（Ｓ25）、当該ＣＥＳ化開始時刻からＣＥＳ化処理を開始する（Ｓ26，Ｓ27）。ＣＥＳ化処理で生成されたパケットは、指定されたＧＳＴでＯＬＴに向けて送信される。
【符号の説明】
【００５８】
ＯＮＵ  終端装置
ＯＬＴ  端局装置
１１  ＴＤＭ回線終端部
１２  Ether 回線終端部
１３  ＣＥＳ化処理部
１４  フレーム保持部
１５  フレーム送信部
１６  送信指示部
１７  フレーム受信部
１８  制御信号生成／処理部
２１  フレーム受信部
２２  フレーム保持部
２３  フレーム処理部
２４  フレーム送信部
２５  制御信号生成／処理部
２６  帯域割当処理部
２７  回線情報記憶部
２８  帯域管理情報記憶部
【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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【図１２】
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