(57)【要約】【課題】  下りのＴＣＰスループットを改善する。【解決手段】  局側の光終端装置（１０）は、光ファイバ（１６）、光カップラ（１８）及び光ファイバ（２２−１〜２２−Ｎ）からなる光伝送路を介して、各ユーザ宅に設置されるユーザ側光終端装置（２２−１〜２２−Ｎ）と光学的に接続する。光終端装置（１０）は、制御信号を含み光伝送路の帯域の全部をユーザ側光終端装置（２２−１〜２２−Ｎ）の内の１つに割り当てる。通信が終了したら、別のＯＮＵに光伝送路の帯域の全部を割り当てる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
局側光終端装置と、各ユーザ宅に設置される複数のユーザ側光終端装置と、当該局側光終端装置と当該複数のユーザ側光終端装置とを接続する光伝送路とからなるＰＯＮシステムであって、
当該局側光終端装置が、制御信号を含み当該光伝送路の帯域の全部を当該複数のユーザ側光終端装置の内の１つに割り当てる
ことを特徴とするＰＯＮシステム。
【請求項２】
当該光伝送路の帯域の全部を割り当てられたユーザ側光終端装置は、上り信号の間にアイドル信号を当該光伝送路に送出することを特徴とする請求項１に記載のＰＯＮシステム。
【請求項３】
当該局側光終端装置は、当該光伝送路の帯域の全部を割り当てられたユーザ側光終端装置を循環的に切り替えることを特徴とする請求項１又は２に記載のＰＯＮシステム。
【請求項４】
当該局側光終端装置は、当該複数のユーザ側光終端装置の内、最も多くの帯域を要求するユーザ側光終端装置に、当該光伝送路の帯域の全部を割り当てることを特徴とする請求項１又は２に記載のＰＯＮシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受動光ネットワーク（ＰＯＮ）システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバを用いたアクセス技術としては、代表的には、１ユーザに1本の光ファイバを割り当てるポイント・ツー・ポイント方式と、１本の光ファイバを複数ユーザで共有し、Ｌ２スイッチ、ＤＳＬＡＭ及び光スイッチなどの能動デバイスを用いて光信号を振り分けるアクティブ・ダブル・スター方式と、１本の光ファイバを複数ユーザで共有し、光カプラなどの受動デバイスを用いて光信号を振り分ける受動光ネットワーク（Passive Optical Network）方式がある。
【０００３】
ポイント・ツー・ポイント方式は、光ファイバの芯線コスト及び配線コストが高くつき、また、局側装置の装置容量も大きくなる。アクティブ・ダブル・スター方式では、能動デバイスの信頼性は受動デバイスに比べて低く、能動デバイスの故障による影響が大きい。ＰＯＮ方式は、コスト及び信頼性の観点で上記２方式よりも優れている。
【０００４】
ＰＯＮシステムでは、ユーザ側装置である光終端装置（ＯＮＵ：Optical Network Unit）から、局側装置である光終端装置（ＯＬＴ：Optical Line Terminal）への上り光信号の伝送に、時分割多元アクセス（ＴＤＭＡ）が利用される。ＯＬＴは、各光終端装置（ＯＮＵ：Optical Network Unit）の上り通信を時分割で許可する。従って、ＰＯＮシステムの光伝送路上には、無通信時でも、帯域管理のためのフレームが行き交っている。
【０００５】
一般的に、ＰＯＮシステムでは、１つのＯＬＴに３２台のＯＮＵが接続されるが、技術的には、６４台、又は１２８台のＯＮＵも接続可能である。ＯＮＵの台数が増えると、それに伴って、帯域管理用のフレームも増えることとなる。
【０００６】
ＰＯＮシステムでは、各ＯＮＵからＯＬＴまでの距離差に起因して、ＯＬＴが受信する上り光信号の光パワーがＯＮＵ毎に異なる。加えて、クロック精度もＯＮＵによって異なる。これらをＯＬＴが吸収できるように、上り光信号は、データに先行して、ＣＤＲ（Clock and Data Recovery）のための期間、及びＡＧＣ（Automatic Gain Control）のための期間を装備するように規定されている。ＥＰＯＮ（ＩＥＥＥ８０２．３）では、ＣＤＲ及びＡＧＣはそれぞれ４００ｎｓ以下と規定されている。ＯＮＵ数が増えるに従い、ＣＤＲ及びＡＧＣの総時間が増加する。
【０００７】
図９は、４台のＯＮＵ１，２，３，４が接続するＰＯＮシステムで、ＯＮＵ１のみが上りデータを送信し、残るＯＮＵ２，３，４は上りデータを送信しない状況のシーケンス例を示す。ＯＮＵ１は、ＯＬＴによる帯域割り当てに応じて、ＯＬＴにより指示される送信タイミングでデータＤａｔａ＿１を送信する。その上り光信号は、ＡＧＣ，ＣＤＲ及びデータＤａｔａ＿１を含む。他のＯＮＵ２，３，４は、ＯＬＴにより許可された送信タイミングで、「通信無し」を示す上り光信号（Ｒｅｐｏｒｔメッセージ）を送信する。このＲｅｐｏｒｔメッセージも、ＡＧＣ，ＣＤＲ及びデータ部を含む。
【０００８】
ＯＬＴは、各ＯＮＵが送信する上り光信号間に一定のガードバンド期間が入るように、各ＯＮＵの上り光信号の送信タイミング及び期間を設定する。ガードバンド期間により、共有される光伝送路上での衝突を避けることができる。
【０００９】
ＴＤＭＡの１基準サイクル期間内に、全ＯＮＵ１，２，３，４からの上り光信号が配分される。従って、データを送信したいＯＮＵ１は、１基準サイクル期間内の割り当てられた帯域内で送信しきれなかったデータを、次の基準サイクル期間まで待たなければいけなくなる。これは、ＯＮＵ１の出力する上りデータにとって、遅延となる。即ち、基準サイクル期間に比例した遅延が上り信号に生じる。
【００１０】
この遅延は下り通信で問題となる。通常、ＨＴＴＰやＦＴＰではＴＣＰが使われる。ＴＣＰのスループットは、ＷＳ／ＲＴＴで表される。ＷＳはフレーム受信のウインドウサイズ（バイト）であり、ＲＴＴはラウンドトリップタイム（ｓ）である。ＷＳは通常、一定であるので、ＴＣＰのスループットは伝送遅延に反比例する。この結果、ＰＯＮにおける上り通信の遅延の増大は、ＨＴＴＰ／ＦＴＰのダウンロード速度の低下に帰結する。
【００１１】
特許文献１には、ＱｏＳ（Quality of Service）を保証するための帯域割当方法が記載されている。特許文献２には、電話トラフィックなど、遅延に敏感なトラヒックを収容するために、固定帯域割当と可変帯域割当を組み合わせる技術が記載されている。
【特許文献１】特開２００７−０９７１１２号公報
【特許文献２】特願２００７−０７４７４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
利用状況により、速度優先で大量のデータをダウンロード又はアップロードしたい場合がある。例えば、遠隔医療で高精細な画像データを診断用に転送する場合である。
【００１３】
常時、上り帯域を共有する従来のＰＯＮシステムでは、先に説明したように、上り通信を必要としないＯＮＵも、帯域管理用のフレームを送信しており、これが、光伝送路の転送レートの最大利用を妨げている。
【００１４】
本発明は、１台のＯＮＵが低遅延で高スループットを享受できるＰＯＮシステムを提示することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明に係るＰＯＮシステムは、局側光終端装置と、各ユーザ宅に設置される複数のユーザ側光終端装置と、当該局側光終端装置と当該複数のユーザ側光終端装置とを接続する光伝送路とからなるＰＯＮシステムであって、当該局側光終端装置が、制御信号を含み当該光伝送路の帯域の全部を当該複数のユーザ側光終端装置の内の１つに割り当てることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、一時的に１つのユーザ側光終端装置が光伝送路を専用できる。これにより、遅延が小さくなり、下りのＴＣＰスループットが劇的に改善する。大容量のデータを送る場合、上りの実効帯域において改善が見込める。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。
【実施例１】
【００１８】
図１は、本発明の一実施例の概略構成ブロック図を示す。
【００１９】
センター局に配置される光終端装置（ＯＬＴ）１０のアップリンクポート１０ａは上位ネットワーク１２に接続し、上位ネットワーク１２には、サーバ１４が接続する。アップリンクポート１０ａと上位ネットワーク１２のインターフェースは、１０００Ｂａｓｅ−Ｔ又は１０００Ｂａｓｅ−ＳＸ等である。
【００２０】
ＯＬＴ１０のＰＯＮポート１０ｂは、光ファイバ１６を介して１：Ｎの光カップラ１８に接続する。光カップラ１８は、光ファイバ１６からの下り光信号をＮ分割し、各分割光信号を光ファイバ２０−１〜２０−Ｎに出力する。各光ファイバ２０−１〜２０−Ｎの他端は、各ユーザ宅に配置される光終端装置（ＯＮＵ）２２−１〜２２−Ｎに接続する。各ＯＮＵ２２−１〜２２−Ｎには、コンピュータ（ＰＣ）２４−１〜２４−Ｎが接続する。勿論、１台のＯＮＵに、ルータ又はゲートウエイを介して複数のコンピュータを接続することもできる。
【００２１】
ＯＬＴ１０は、各ＯＮＵ２２−１〜２２−Ｎの送信タイミングと送信期間を制御し、ＯＮＵ２２−１〜２２−３と上位ネットワーク１２との間のデータ伝送を中継する。本実施例では、ＯＬＴ１０は、各ＯＮＵ２２−１〜２２−ＮにＴＤＭＡによる上り送信の機会を与える共用モードと、特定の１台のＯＮＵのみに通信機会を与える専用モードを選択可能である。
【００２２】
上位ネットワーク１２からの下りデータ信号は、アップリンクポート１０ａを介してＬＡＮインターフェース３０に入力する。ＬＡＮインターフェース３０は、下りデータ信号をバッファ３２に格納する。ＯＬＴ１０を制御するＯＬＴ制御装置３４は、下り通信状況を監視するために、ＬＡＮインターフェース３０からバッファ３２への下りデータ信号をモニタ又はスヌープする。バッファ３２は、記憶した下りデータ信号を、それらの優先順位順等で多重装置３６に出力する。詳細は後述するが、専用モードでは、ＯＬＴ制御装置３４は、専用を許可したＯＮＵ宛ての下りデータ信号以外の下りデータ信号をバッファ３２から削除する。
【００２３】
ＯＬＴ制御装置３４は、ＯＮＵ２２−１〜２２−Ｎに対する種々の制御信号（例えば、各ＯＮＵ２２−１〜２２−Ｎの送信タイミングと送信期間を指示するＧａｔｅメッセージ等）を多重装置３６に出力する。
【００２４】
多重装置３６は、バッファ３２からの下りデータ信号にＯＬＴ制御装置３４からの制御信号を時間軸上で多重し、多重信号を電気／光（Ｅ／Ｏ）変換器３８に印加する。多重装置３６は常に、ＯＬＴ制御装置３４からの制御信号を、バッファ３２からの下りデータ信号よりも優先する。電気／光変換器３８は、多重装置３６からの多重信号を光信号（下り光信号）に変換し、ＷＤＭ光カップラ４０に印加する。ＷＤＭ光カップラ４０は、電気／光変換器３８からの下り光信号を、ＰＯＮポート１０ｂを介して光ファイバ１６に出力する。一般的なＰＯＮでは、下り光信号には１．４９μｍのレーザ光が使用され、上り光信号には１．３１μｍのレーザ光が用いられる。
【００２５】
ＯＬＴ１０のＰＯＮポート１０ｂから出力される下り光信号は、光ファイバ１６、光カップラ１８、光ファイバ２０−１〜２０−Ｎを介して各ＯＮＵ２２−１〜２２−Ｎに入力する。
【００２６】
各ＯＮＵ２２−１〜２２−Ｎは、関連する光ファイバ２０−１〜２０−Ｎから入力する下り光信号を電気信号に変換し、各ＯＮＵ２２−１〜２２−Ｎに宛てた制御信号（ＰＯＮシステムの管理に関わる信号）については、自分宛かどうかにかかわらず取り込み、その他のデータ信号については、それぞれ、自分の配下のコンピュータ２４−１〜２４−Ｎ宛のものだけを取り込む。各ＯＮＵ２２−１〜２２−Ｎは、取り込んだ制御信号を後述するように内部処理し、取り込んだＰＣ２４−１〜２４−Ｎ宛のデータ信号を配下のＰＣ−２４−１〜２４−Ｎに供給する。
【００２７】
他方、コンピュータ２４−１〜２４−Ｎは、上位ネットワーク１２に向けたデータ信号をそれぞれＯＮＵ２２−１〜２２−Ｎに出力する。各ＯＮＵ２２−１〜２２−Ｎは、ＯＬＴ１０により許可された送信タイミング及び送信期間で、上り光信号をそれぞれ光ファイバ２０−１〜２０−Ｎに出力する。この上り光信号は、配下のコンピュータ２４−１〜２４−Ｎからの、上位ネットワーク１２に接続する機器（例えば、サーバ１４）に宛てたデータ信号（サーバ１４等に対する制御信号及び応答信号を含む）と、各ＯＮＵ２２−１〜２２−ＮがＯＬＴ１０に向けて出力する制御信号を搬送する。ＯＬＴユニット１０に宛てた制御信号は、論理リンク確立のための制御信号及び応答信号（例えば、Ｇａｔｅメッセージに応答するＲｅｐｏｒｔメッセージ等）などを含む。
【００２８】
光カップラ１８は、各光ファイバ２０−１〜２０−Ｎからの上り光信号を光ファイバ１６に出力する。光ファイバ１６がＯＮＵ２２−１〜２２−Ｎにより共有される。このようにして、各ＯＮＵ２２−１〜２２−Ｎから出力される上り光信号が、ＯＬＴ１０のＰＯＮポート１０ｂを介してＷＤＭ光カップラ４０に入力する。
【００２９】
ＷＤＭ光カップラ４０は、ＰＯＮポート１０ｂからの上り光信号を光／電（Ｏ／Ｅ）気変換器４２に供給する。光／電気変換器４２は、ＷＤＭ光カップラ４０からの上り光信号を電気上り信号に変換する。分離装置４４は、光／電気変換器４２から出力される電気上り信号の全てをＯＬＴ制御装置３４に供給し、上位ネットワーク１２に宛てた上り信号をＬＡＮインターフェース３０に供給する。ＯＬＴ制御装置３４は、分離装置４４から電気上り信号の全てを受信することで、個々のＯＮＵの上位ネットワーク１２との間の通信の開始・終了をモニタできる。
【００３０】
ＬＡＮインターフェース３０は、分離装置４４からの上り信号を上位ネットワーク１２に出力する。
【００３１】
図２は、ＯＮＵ２２−１の概略構成ブロック図を示す。他のＯＮＵ２２−２〜２２−Ｎの構成も、ＯＮＵ２２−１と同じである。
【００３２】
光ファイバ２０−１からの下り光信号は、ＷＤＭ光カップラ５０を介して光／電気（Ｏ／Ｅ）変換器５２に入射する。光／電気変換器５２は、ＷＤＭ光カップラ５０からの下り光信号を電気下り信号に変換する。分離装置５４は、光／電気変換器５２から出力される電気下り信号の全てをＯＮＵ制御装置５６に供給し、コンピュータ２４−１に宛てた下り信号をＬＡＮインターフェース５８に供給する。ＯＮＵ制御装置５４は、分離装置５４から電気下り信号の全てを受信することで、配下のコンピュータ２４−１の上位ネットワーク１２との間の通信の開始・終了をモニタでき、また、他のＯＮＵ２２−２〜２２−Ｎに対するＯＬＴ１０の制御状況を知ることができる。ＯＮＵ制御装置５４は、ＯＮＵ２２−１の全体を制御する。
【００３３】
ＬＡＮインターフェース５８は、コンピュータ２４−１からの上りデータ信号をバッファ６０に格納する。ＯＮＵ制御装置５６は、上り通信状況を監視するために、ＬＡＮインターフェース５８からバッファ６０への上りデータ信号をモニタ又はスヌープする。
【００３４】
ＯＮＵ制御装置５６は、ＯＬＴ１０からの送信許可信号（ＥＰＯＮでは、ＯＮＵ２２−１に対する論理リンクに送信許可を与えるＧＡＴＥフレーム）に従い、バッファ６０の上りデータを多重装置６２に読み出させる。多重装置６２は、バッファ６０からの上りデータを電気／光変換器６４に出力する。ＯＬＴ１０により上り通信を許可された期間内にバッファ６０に上りデータがない場合、ＯＮＵ制御装置５６は、所定パターンのアイドル信号を多重装置６２に出力し、多重装置６２は、ＯＮＵ制御装置５６からのアイドル信号を電気／光変換器６４に出力する。勿論、多重装置６２がアイドル信号発生装置を内蔵しても良い。アイドル信号の信号パターンは、ＥＰＯＮであればＩＥＥＥ８０２．３に準拠したアイドルパターンからなる。
【００３５】
ＯＮＵ制御装置５６が常時、アイドル信号を多重装置６２に供給し、多重装置６２が、バッファ６０に上りデータがあるときには、その上りデータを、上りデータが無い時にはアイドル信号を、電気／光変換器６４に供給するようにしてもよい。
【００３６】
ＯＮＵ制御装置５６は、上述したＯＬＴ１０への制御信号又は応答信号を多重装置６２に供給する。多重装置６２は一般的には、制御信号、データ信号及びアイドル信号の順に優先的に電気／光変換器６４に出力する。
【００３７】
ＯＮＵ制御装置５６は、配下のコンピュータ２４−１からの上り通信が終了したと判断した場合、ＯＬＴ１０に通信終了を通知する信号を送信する。例えば、ＩＥＥＥ８０２．３準拠のＥＰＯＮでは、ＯＮＵ２２−１は、「要求帯域＝０」のＲｅｐｏｒｔフレームをＯＬＴ１０に送信する。ＯＮＵ制御装置５６は、この後、多重装置６２に信号の電気／光変換器６４への出力を停止させる。
【００３８】
このように、上り通信を許可された期間内では、上りデータ信号の合間にアイドル信号を挿入することで、ＯＬＴ１０は、バースト受信を避けることができる。
【００３９】
一般的には、ＯＮＵ制御装置５６は通信終了を示す信号以外にも、ＯＬＴ１０への種々の制御信号を多重装置６２に出力する。そのような制御信号は、一般的には、論理リンク確立のための応答信号や上り信号の帯域要求等、例えば、Ｇａｔｅメッセージに応答するＲｅｐｏｒｔメッセージなどを含む。
【００４０】
多重装置６２は、バッファ６０からの上りデータ信号にＯＬＴ制御装置５６からの制御信号及びアイドル信号を時間軸上で多重し、多重信号を電気／光（Ｅ／Ｏ）変換器６４に印加する。多重装置６２は、ＯＮＵ制御装置５６からの制御信号をバッファ６０からの上りデータ信号より優先し、アイドル信号を最低優先順位とする。
【００４１】
電気／光変換器６４は、多重装置６２からの多重信号を光信号（上り光信号）に変換し、ＷＤＭ光カップラ５０に印加する。ＷＤＭ光カップラ５０は、電気／光変換器６４からの上り光信号を、光ファイバ２０−１に出力する。
【００４２】
このように、ＯＮＵ２２−１から光ファイバ２０−１に出力された上り光信号は、先に説明したように、光ファイバ２０−１、光カップラ１８及び光ファイバ１６を介してＯＬＴ１０に入射する。
【００４３】
本実施例は、従来の共用モードでも動作するが、特定のＯＮＵに光ファイバ１６を専用させる専用モードでも動作する。本実施例の特徴的な動作である専用モードの動作を説明する。
【００４４】
図３は、共用モード（従来のＰＯＮシステム）と専用モードでの上り光信号のタイミングチャートを示す。図３（ａ）は、共用モード（従来のＰＯＮシステム）での上り光信号のタイミングチャートを示し、図３（ｂ）は、専用モードでの上り光信号のタイミングチャートを示す。共用モードでは、フレーム毎にＣＤＲとＡＧＣの期間が必要になる。これに対し、専用モードでは、フレーム間にアイドル信号を配置するので、ＣＤＲとＡＧＣの期間は最初に１つだけ必要とされるに過ぎない。
【００４５】
図４は、本実施例における専用モードでの帯域割当て動作のフローチャートを示す。ＯＬＴ制御装置３４は、先ず、専用を許可するＯＮＵを決定する（Ｓ１）。例えば、論理リンク識別子（ＬＬＩＤ）の小さい順、又は、通信の優先度順等によって決定する。
【００４６】
決定したＯＮＵにＯＬＴ１０から通信許可信号（又は上り信号の帯域を割り当てる信号）を送信する（Ｓ２）。この通信許可信号を受信したＯＮＵは、希望のサーバとの間で通信を開始し（Ｓ３）、ＯＬＴ１０は、専用を許可したＯＮＵの通信の終了をモニタする（Ｓ４）。専用モードでは、ＯＬＴ１０は、上位ネットワーク１２からの下りデータで、専用を許可したＯＮＵ向けでないデータは、バッファ３２から削除する。
【００４７】
ＴＣＰ通信では、ＩＥＴＦのＲＦＣ７９１で規定されるＩＰヘッダの’Ｐｒｏｔｏｃｏｌ’部には、ＴＣＰを表す’０００００１１０’（１６進数で０ｘ０６、１０進数で６）がセットされる。また、ＴＣＰのコネクション確立の際、送信装置（例えば、サーバ１４）は、ＲＦＣ７９３で規定されているＴＣＰヘッダの’Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｂｉｔｓ’部の中の’ＳＹＮ’ビットに’１’がセットされたＴＣＰフレームを受信装置（例えば、コンピュータ２４−１〜２４−Ｎの何れか）に送信する。ＴＣＰコネクションを切断するときには、送信装置は、ＴＣＰヘッダの’Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｂｉｔｓ’部の’ＦＩＮ’ビットに’１’がセットされたＴＣＰフレームを受信装置に送信する。従って、下り信号のＩＰヘッダの’Ｐｒｏｔｏｃｏｌ’部によりＴＣＰ通信を判別でき、ＴＣＰヘッダの’Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｂｉｔｓ’部の中の’ＳＹＮ’ビットによりＴＣＰ通信の開始を判別でき、ＴＣＰヘッダの’Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｂｉｔｓ’部の’ＦＩＮ’ビットによりＴＣＰ通信の終了を判別できる。
【００４８】
また、データの有無によっても、下りＴＣＰ通信の有無を判別できる。即ち、ＩＰヘッダにおける’Ｐｒｏｔｏｃｏｌ’部がＴＣＰを表す’０００００１１０’（１６進数で０ｘ０６、１０進数で６）であり、ＴＣＰヘッダにおける’Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｂｉｔｓ’部の’ＡＣＫ’ビットが’０’である場合、これは、下りＴＣＰ通信による下りデータの存在を示す。ＡＣＫビットは既定のパケットを受信したことを伝えるために用いられるので、’ＡＣＫ’ビットが’０’である場合、その下りＴＣＰフレームは、下りデータを搬送するフレームである。
【００４９】
ＯＬＴ１０は、専用を許可したＯＮＵの通信の終了を検出すると（Ｓ４）、次に専用を許可するＯＮＵを決定する（Ｓ５）。先に説明したように、例えば、論理リンク識別子（ＬＬＩＤ）の小さい順、又は、通信の優先度順等によって、次に専用を許可するＯＮＵを決定する。ステップＳ２に進み、新たに決定したＯＮＵに通信許可信号を送信する。
【００５０】
このようにして、各ＯＮＵ２２−１〜２２−Ｎに光伝送路を一時的に専用させる。勿論、通信を許可したＯＮＵが実際には、通信を必要としていない場合、当該ＯＮＵからの上り通信データが存在しない。ＯＬＴ１０は、この状態を検出すると、即座に、次のＯＮＵに通信を許可する。
【００５１】
専用モードのみのＰＯＮシステムでは、バーストレシーバが不要になる。代わりに、ＣＤＲ／ＡＧＣ期間が相対的に長くなり、帯域使用効率が低下する。しかし、高価なバーストレシーバが不要になるというコスト低減効果が大きく、システムコストを劇的に削減できる。
【００５２】
図５は、専用モードでのＯＬＴ制御装置３４の制御動作のフローチャートを示す。ＯＬＴ制御装置３４は、光伝送路の専用を許可するＯＮＵを指定する変数ｉを１で初期化する（Ｓ１１）。図５では、光伝送路の専用を許可されたＯＮＵをＯＮＵ（ｉ）と表記する。ＯＬＴ制御装置３４は、タイマＴ１を開始し（Ｓ１２）、タイマＴ０を開始する（Ｓ１３）。タイマＴ０は、通信途絶時にＯＮＵ（ｉ）を強制的に切り替えるためのタイマである。タイマＴ１は、ＯＮＵ（ｉ）が光伝送路を専用できる期間（専用期間）を規定するタイマである。タイマＴ０，Ｔ１の設定値は運用方針によるが、例えば、タイマＴ０を数十ｍｓ〜数秒といった短い時間とし、タイマＴ１を数分といった長い時間に設定するのが好ましい。即ち、Ｔ０＜Ｔ１が好ましい。
【００５３】
ＯＬＴ制御装置３４は、ＯＮＵ（ｉ）に定期的に通信許可信号を送信し（Ｓ１４）、ＯＮＵ（ｉ）からの通信要求信号を受け付ける（Ｓ１７）。この通信許可信号は、ＩＥＥＥ８０２．３のＥＰＯＮでは、ＬＬＩＤ（ｉ）に送信許可を与えるＧａｔｅ信号を相当する。ＯＮＵ（ｉ）からの通信要求信号を受信したら（Ｓ１７）、ＯＬＴ制御装置３４は、タイマＴ０を再度、開始し（Ｓ１３）、ＯＮＵ（ｉ）に定期的に通信許可信号を送信する（Ｓ１４）。
【００５４】
ＯＮＵ（ｉ）に通信を許可している間に、タイマＴ１がタイムアウトしたら（Ｓ１５）、変数ｉをインクリメントして、光伝送路を専用するＯＮＵを切り替える（Ｓ２０）。また、ＴＣＰのＦＩＮビットによるＴＣＰ通信の終了を検知した場合にも（Ｓ１６）、変数ｉをインクリメントして、光伝送路を専用するＯＮＵを切り替える（Ｓ２０）。ＯＮＵ（ｉ）から通信終了信号を受信した場合も（Ｓ１８）、変数ｉをインクリメントして、光伝送路を専用するＯＮＵを切り替える（Ｓ２０）。
【００５５】
ＴＣＰのＦＩＮビットによるＴＣＰ通信の終了を検知せず（Ｓ１６）、ＯＮＵ（ｉ）からの通信要求信号を受信せず（Ｓ１７）、しかも、ＯＮＵ（ｉ）から通信終了信号を受信しないままに（Ｓ１８）、タイマＴ０がタイムアウトした場合も（Ｓ１９）、変数ｉをインクリメントして、光伝送路を専用するＯＮＵを切り替える（Ｓ１９）。これは、典型的には、ＯＮＵ（ｉ）との間の通信が途絶した状態である。タイマＴ０がタイムアウトしなければ（Ｓ１９）、Ｓ１４以降を繰り返す。
【００５６】
変数ｉがＯＮＵの台数Ｎを越えない場合には（Ｓ２１）、ステップＳ１２に戻り、タイマＴ０，Ｔ１を再度、開始し（Ｓ１２，Ｓ１３）、ステップＳ１４以降を繰り返す。また、変数ｉがＯＮＵの台数Ｎを越えた場合には（Ｓ２１）、ステップＳ１１に戻り、変数ｉを１で初期化し（Ｓ１１）、タイマＴ０，Ｔ１を再度、開始し（Ｓ１２，Ｓ１３）、ステップＳ１４以降を繰り返す。
【００５７】
図６は、専用モードでのＯＮＵ制御装置５６の制御動作のフローチャートを示す。ＯＮＵ（ｉ）は、ＯＬＴ１０からの通信許可信号を待機する（Ｓ３１）。通信許可信号を受信すると（Ｓ３１）、まず、送信すべき上りデータ信号がバッファ６０にあるかどうかを確認する（Ｓ３２）。
【００５８】
送信すべき上りデータ信号がバッファ６０にある場合（Ｓ３２）、タイマＴ２を開始し（Ｓ３３）、ＯＬＴ１０に通信要求信号を送信する（Ｓ３５）。通信要求信号は、例えば、ＥＰＯＮの場合、帯域要求を非ゼロとしたＲｅｐｏｒｔフレームである。ＯＮＵ（ｉ）は、帯域を専用して、バッファ６０の上りデータ信号をＯＬＴ１０に送信する（Ｓ３６）。ＯＮＵ（ｉ）は、バッファ６０に上りデータ信号が無い場合には、上述のように、アイドル信号をＯＬＴ１０に送信する（Ｓ３６）。自ＯＮＵ宛ての通信許可信号を受信したら（Ｓ３７）、ステップＳ３２に戻る。上りデータが無い場合にアイドル信号をＯＬＴ１０に送信することで、ＯＬＴ１０は、バースト受信を避けることが出来る。
【００５９】
送信すべき上りデータ信号がバッファ６０にない場合（Ｓ３２）、タイマＴ２がタイムアウトしたかどうかを調べる（Ｓ３４）。タイマＴ２は、送信すべき上りデータが無いときに、専用を維持する期間を規定するタイマである。例えば、下りがファイルのダウンロードの場合、上り信号は受信を確認するＡＣＫパケットのように伝送容量が極めて小さいものになり、しばしば、バッファ６０が空になる。タイマＴ２を設定することで、一時的にバッファ６０に上り信号が無い場合に、通信終了と誤認してしまうことを防止できる。
【００６０】
タイマＴ２がタイムアウトしていなければ（Ｓ３４）、ＯＮＵ（ｉ）は、ＯＬＴ１０に通信要求信号を送信し（Ｓ３５）、帯域を専用した状態での上りデータ信号又はアイドル信号の送信を続ける（Ｓ３６）。
【００６１】
タイマＴ２がタイムアウトしていたら（Ｓ３４）、ＯＮＵ（ｉ）は、ＯＬＴ１０に通信終了信号を送信し（Ｓ４０）、上りデータ信号及びアイドル信号の光伝送路への送信を停止する（Ｓ４１）。ステップＳ３１に戻り、通信許可信号を待機する。
【００６２】
帯域を専用しているときに、他ＯＮＵ宛ての通信許可信号を受信したら（Ｓ３８）、即座に、上りデータ信号又はアイドル信号の光伝送路への送信を停止し（Ｓ４１）、通信許可信号を待機する（Ｓ３１）。
【００６３】
上りデータ信号中で、ＴＣＰのＦＩＮビットによるＴＣＰ通信の終了を検知したら（Ｓ３９）、ＯＮＵ（ｉ）は、ＯＬＴ１０に通信終了信号を送信し（Ｓ４０）、上りデータ信号及びアイドル信号の光伝送路への送信を停止する（Ｓ４１）。ステップＳ３１に戻り、通信許可信号を待機する。
【００６４】
自ＯＮＵ宛ての通信許可信号を受信せず（Ｓ３７）、他ＯＮＵ宛ての通信許可信号を受信せず（Ｓ３８）、且つ、ＴＣＰのＦＩＮビットによるＴＣＰ通信の終了を検知しないとき（Ｓ３９）、帯域の専用を継続する（Ｓ３６）。
【実施例２】
【００６５】
上記実施例１では、全ＯＮＵ２２−１〜２２−Ｎに順番に、例えば、ＬＬＩＤの順番に帯域占有許可を与えているので、通信不要のＯＮＵに対しても、一時的に帯域が割り当てられる。これは、帯域使用効率を悪化させる。
【００６６】
実施例２では、全ＯＮＵ２２−１〜２２−Ｎから帯域要求を徴収し、もっとも要求帯域の大きいＯＮＵに帯域占有を許可する。図7は、実施例２におけるＯＬＴ１０の動作フローチャートを示す。図８は、図７に対応するＯＮＵ２２−１〜２２−Ｎの動作フローチャートを示す。
【００６７】
ＯＬＴ１０は、全ＯＮＵ２−１〜〜２２−Ｎに帯域要求を問い合わせる（Ｓ５１）。例えば、ＩＥＥＥ８０２．３ａｈのＥＰＯＮでは、各ＯＮＵに、送信時刻と送信タイミングを指定するＧａｔｅフレームを送信する。各ＯＮＵ２２−１〜２２−Ｎは、ＯＬＴ１０からの帯域要求の問合せに対して、バッファ６０の上りデータの有無を調べ、指定された送信時刻と送信タイミングでバッファ６０の上りデータ量をＯＬＴ１０に帯域要求として回答する。ＩＥＥＥ８０２．３ａｈのＥＰＯＮでは、Ｒｅｐｏｒｔフレームを用いることで要求帯域情報を送信可能である。要求帯域が０の場合、「要求帯域＝０」としてＯＬＴ１０に通知する。
【００６８】
ＯＬＴ１０は各ＯＮＵ２２−１〜２２−Ｎからの帯域要求を受信し（Ｓ５２）、要求帯域の最も大きいＯＮＵを、帯域を専用するＯＮＵとして決定する（Ｓ５３）。ステップＳ５３に続くステップＳ５４〜Ｓ６１は、図５のステップＳ１３〜Ｓ１９と同じである。帯域を専用するＯＮＵの順送りをしないので、図５のステップＳ２０，Ｓ２１は不要になり、スルーされる。即ち、タイマＴ１がタイムアウトしたら（Ｓ５７）、ステップＳ５１に戻り、再度、全ＯＮＵから帯域を専用するＯＮＵ（ｉ）を決定する。ＴＣＰのＦＩＮビットによるＴＣＰ通信の終了を検知した場合にも（Ｓ５８）、ステップＳ５１に戻り、再度、全ＯＮＵから帯域を専用するＯＮＵ（ｉ）を決定する。ＯＮＵ（ｉ）から通信終了信号を受信したら（Ｓ６０）、ステップＳ５１に戻り、再度、全ＯＮＵから帯域を専用するＯＮＵ（ｉ）を決定する。タイマＴ０がタイムアウトした場合（Ｓ６１）、ステップＳ５１に戻り、再度、全ＯＮＵから帯域を専用するＯＮＵ（ｉ）を決定する。
【００６９】
各ＯＮＵ２２−１〜２２−Ｎの動作は、図６とは、ステップＳ５１の帯域要求の問合せに対応する回答処理が追加される点で異なり、帯域を専用するＯＮＵとい指定された後の処理は、図６と同じである。
【００７０】
ＯＬＴ１０からの帯域要求の問合せを受信したら（Ｓ７１）、帯域要求信号をＯＬＴ１０に送信する（Ｓ７２）。ＯＬＴ１０からの通信許可信号を受信したら（Ｓ７３）、その通信許可信号が自分宛か、他のＯＮＵ宛てかを調べる（Ｓ７４）。他のＯＮＵ宛てであれば（Ｓ７４）、再度、ＯＬＴからの帯域要求の問合せを待つ（Ｓ７１）。自分宛であれば、図６に示すフローのステップＳ３２以降と同様に、光伝送を専用する（Ｓ７５）。
【００７１】
上記各実施例では、簡単のため、ＩＥＥＥ８０２．３ａｈを例に説明したが、本発明では、光伝送路部分のビットレートは問わない。特に、実施例１は、１０ＧＥ-ＰＯＮのようにバーストレシーバの作成が難しい高速ＰＯＮにおいて効果を発揮する。
【００７２】
特定の説明用の実施例を参照して本発明を説明したが、特許請求の範囲に規定される本発明の技術的範囲を逸脱しないで、上述の実施例に種々の変更・修整を施しうることは、本発明の属する分野の技術者にとって自明であり、このような変更・修整も本発明の技術的範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の一実施例の概略構成ブロック図である。
【図２】ＯＮＵ２２−１の概略構成ブロック図である。
【図３】共用モードと専用モードでの上り光信号のタイミングチャートを示す。
【図４】本実施例の専用モードでの基本的な動作フローチャートである。
【図５】ＯＬＴ１０の動作フローチャートである。
【図６】ＯＮＵ２２−１〜２２−Ｎの動作フローチャートである。
【図７】ＯＬＴ１０の別の動作フローチャートである。
【図８】図７に対応するＯＮＵの動作フローチャートである。
【図９】４台のＯＮＵ１，２，３，４が接続するＰＯＮシステムで、ＯＮＵ１のみが上りデータを送信し、残るＯＮＵ２，３，４は上りデータを送信しない状況のシーケンス例を示す。
【符号の説明】
【００７４】
１０：光終端装置（ＯＬＴ）
１０ａ：アップリンクポート
１０ｂ：ＰＯＮポート
１２：上位ネットワーク
１４：サーバ
１６：光ファイバ
１８：光カップラ
２０−１〜２０−Ｎ：光ファイバ
２２−１〜２２−Ｎ：光終端装置（ＯＮＵ）
２４−１〜２４−Ｎ：コンピュータ
３０：ＬＡＮインターフェース
３２：バッファ
３４：ＯＬＴ制御装置
３６：多重装置
３８：電気／光変換器
４０：ＷＤＭ光カップラ
４２：光／電気変換器
４４：分離装置
５０：ＷＤＭ光カップラ
５２：光／電気変換器
５４：分離装置
５８：ＬＡＮインターフェース
６０：バッファ
６２：多重装置
６４：電気／光変換器
【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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