(57)【要約】【課題】複数装置が時分割多重アクセス型の通信を行なう際、各装置の通信可能状況を監視することにより通信の効率を改善することができる通信装置、通信システム及び通信方法を提供する。【解決手段】通信システムは加入者宅側のＯＮＵ及び通信事業局側のＯＬＴより構成され、ＯＬＴのＣＰＵ１５は、通信を許可する上り許可メッセージ送信手段１５ａ、ＯＮＵの通信状態を監視するための状態監視メッセージ送信手段１５ｂ、データ送信要求を受けるデータ送信要求受信手段１５ｃ、状態通知を受ける状態通知受信手段１５ｄ、通信中ＯＮＵの使用する帯域を算出する帯域算出手段１５ｅ及び帯域を割り当てる帯域割当手段１５ｆ等を備え、ＣＰＵ１５は、これらモジュールを適宜ロードして演算処理し、各機能を実行させる。【選択図】      図１
2004357237.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の他通信装置との間でネットワークを介して通信を行なう通信装置であって、
前記複数の他通信装置に対し、通信を許可する許可メッセージを送信する許可メッセージ送信手段と、
前記許可メッセージを受信した通信を希望する他通信装置より、前記通信を希望する他通信装置を識別可能な符号を含むデータ送信要求を受信するデータ送信要求受信手段と、
前記データ送信要求を受信しなかった通信を希望しない他通信装置に対し、通信状態を監視する状態監視メッセージを送信する状態監視メッセージ送信手段と、
前記状態監視メッセージを受信した前記通信を希望しない他通信装置より、前記許可メッセージの受信を希望する状態通知メッセージを受信する状態通知受信手段と、
前記データ送信要求受信毎及び前記状態通知メッセージ受信毎に更新された前記通信を希望する他通信装置及び前記通信を希望しない他通信装置の数を格納する帯域割当記憶装置と、
前記通信を希望する他通信装置の数を検出し、検出された数と前記ネットワークの帯域との関係により、各前記通信を希望する他通信装置が通信に使用する帯域を算出する帯域算出手段と、
前記帯域及び前記通信を希望する他通信装置を識別可能な符号を基に、通信に使用する全帯域の割り当てを行なう帯域割当手段
とを備えることを特徴とする通信装置。
【請求項２】
前記全帯域は、前記通信を希望する他通信装置との間において前記許可メッセージ及び前記データ送信要求を通信させる為の帯域と、前記通信を希望しない他通信装置との間において前記許可メッセージ、前記状態監視メッセージ及び前記状態通知メッセージの少なくとも１つを通信させる為の帯域とを含むことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
前記帯域割当手段は、前記許可メッセージ及び前記データ送信要求を通信させる為の帯域は前記通信を希望する他通信装置すべてに対し割り当て、前記許可メッセージ、前記状態監視メッセージ及び前記状態通知メッセージの少なくとも１つを通信させる為の帯域は前記通信を希望しない他通信装置のうち少なくとも１つに対し割り当てることを特徴とする請求項１又は２に記載の通信装置。
【請求項４】
前記許可メッセージには、前記データ送信要求の受信可能期間が含まれ、前記データ送信要求受信手段は、前記受信可能期間に受信した前記データ送信要求のみを受信することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項５】
他の通信装置に対しネットワークを介してデータ送信を依頼する通信装置であって、
前記他の通信装置より通信を許可する許可メッセージを受信する許可メッセージ受信手段と、
前記通信の許可を希望する場合、自通信装置を識別可能な符号を含む前記データ送信を依頼するデータ送信要求を前記他の通信装置に送信するデータ送信要求送信手段と、
前記データ送信要求を送信しなかった場合、前記他の通信装置より通信状態を問われる状態監視メッセージを受信する状態監視メッセージ受信手段と、
前記状態監視メッセージを受信し且つ前記許可メッセージの受信を希望する場合、状態通知メッセージを前記他の通信装置に送信する状態通知メッセージ送信手段
とを備えることを特徴とする通信装置。
【請求項６】
ネットワークを介して通信を行なう通信装置及びデータ送信を依頼する依頼通信装置を備えるシステムであって、
複数の前記依頼通信装置に対し、通信を許可する許可メッセージを送信する許可メッセージ送信手段、前記通信を希望する依頼通信装置を識別可能な符号を含むデータ送信要求を受信するデータ送信要求受信手段、前記通信を希望しない依頼通信装置に対し、通信状態を監視するメッセージを送信する状態監視メッセージ送信手段、前記通信を希望しない依頼通信装置より前記許可メッセージの受信を希望する状態通知メッセージを受信する状態通知受信手段、前記データ送信要求受信毎及び前記状態通知メッセージ受信毎に更新された前記通信を希望する依頼通信装置及び前記通信を希望しない依頼通信装置の数を格納する帯域割当記憶装置、前記通信を希望する依頼通信装置の数を検出し検出された数と前記ネットワークの帯域との関係により各前記通信を希望する依頼通信装置が通信に使用する帯域を算出する帯域算出手段、前記帯域及び前記通信を希望する依頼通信装置を識別可能な符号を基に、通信に使用する全帯域の割り当てを行なう帯域割当手段とを備える通信装置と、
前記通信装置より通信を許可する許可メッセージを受信する許可メッセージ受信手段、前記通信の許可を希望する場合、自通信装置を識別可能な符号を含む前記データ送信を依頼するデータ送信要求を前記通信装置に送信するデータ送信要求送信手段、前記データ送信要求を送信しなかった場合、前記通信装置より通信状態を問われる状態監視メッセージを受信する状態監視メッセージ受信手段、前記状態監視メッセージを受信し且つ前記許可メッセージの受信を希望する場合状態通知メッセージを前記通信装置に送信する状態通知メッセージ送信手段とを備える依頼通信装置
とを備えることを特徴とする通信システム。
【請求項７】
ネットワークを介して複数の他通信装置に対し、通信を許可する許可メッセージを送信するステップと、
前記許可メッセージを受信した通信を希望する他通信装置より、前記通信を希望する他通信装置を識別可能な符号を含むデータ送信要求を受信するステップと、
前記データ送信要求を受信しなかった通信を希望しない他通信装置に対し、通信状態を監視する状態監視メッセージを送信するステップと、
前記状態監視メッセージを受信した前記通信を希望しない他通信装置より、前記許可メッセージの受信を希望する状態通知メッセージを受信するステップと、
前記データ送信要求受信毎及び前記状態通知メッセージ受信毎に更新された前記通信を希望する他通信装置及び前記通信を希望しない他通信装置の数を帯域割当記憶装置に格納するステップと、
前記通信を希望する他通信装置の数を検出し、検出された数と前記ネットワークの帯域との関係により、各前記通信を希望する他通信装置が通信に使用する帯域を算出するステップと、
前記帯域及び前記通信を希望する他通信装置を識別可能な符号を基に、通信に使用する全帯域の割り当てを行なうステップ
とを備えることを特徴とする通信方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数装置が時分割多重アクセス型の通信を行なう通信システムの通信方式によるもので、特に、各装置の通信可能状況を監視することにより通信の効率を改善する為の通信装置、通信システム及び通信方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数の装置が単一の通信媒体を共用して互いに通信するためには、ある装置が送信した信号を他が送信した信号と区別して判読できることが必要である。この方式は一般に多重アクセス方式と呼ばれ、その１つとして時分割多重アクセス方式がある。
【０００３】
時分割多重アクセス方式は、各装置が送信する時間を違えることにより区別を可能とする方式である。時分割多重アクセス方式においては、ある時点で通信媒体に信号を送信する装置の数は常に１以下であり、信号の衝突が発生しないように制御される。従って、その通信媒体から信号を受信する装置は他の装置からのデータを全て判読することが可能となる。
【０００４】
時分割多重アクセス方式には、すべての装置が同一の手続きで多重アクセスを制御するものと、ある装置が一元的に多重アクセスを制御するものの二種類に大別される。ここで、前者を「自律型」時分割多重アクセス方式、後者を「集中制御型」時分割多重アクセス方式と定義する。「自律型」時分割多重アクセス方式の例としては、イーサネット（登録商標）やトークンリングなどがある。「集中制御型」時分割多重アクセス方式の例として、ＳＣＭ−ＰＤＳ（サブキャリアマルチプレクス−パッシブダブルスター）方式、ＡＴＭ−ＰＤＳ（アシンクロナストランスファーモード−パッシブダブルスター）方式がある。
【０００５】
ＳＣＭ−ＰＤＳ方式、ＡＴＭ−ＰＤＳ方式は、ＦＴＴＨ（ファイバートゥザホーム）型の通信媒体を介し、通信ないしは放送事業者側とその加入者側間を結ぶ通信システムとして利用されている。ＳＣＭ−ＰＤＳ方式、ＡＴＭ−ＰＤＳ方式において、通信システムは「光加入者線端局装置（ＯＬＴ：オプティカルラインターミナル。以下「ＯＬＴ」と記載）」と「光加入者線終端装置（ＯＮＵ：オプティカルネットワークユニット。以下「ＯＮＵ」と記載）」の二種類の装置で構成される。
【０００６】
この際、ＯＬＴに対し、ＯＮＵが複数存在する「１対多」の通信となる。ＯＬＴ及びＯＮＵは、下り用通信媒体と上り用通信媒体にて相互に接続される。ＯＬＴが送信する信号は下り用通信媒体を介して全てのＯＮＵに到達する。全てのＯＮＵが送信する信号は、上り用通信媒体を介してＯＬＴに達するが、この上りの通信の方式として「集中制御型」時分割多重アクセス方式が使用されている。
【０００７】
ＳＣＭ−ＰＤＳ方式、ＡＴＭ−ＰＤＳ方式では、ＯＬＴが時分割多重アクセスの一元的制御を担当する。その基本的な手続きとして、（１）ＯＬＴが下り用通信媒体を介して特定のＯＮＵの上り送信を許可する信号を送信する。この信号の中ではＯＮＵが上り信号を送信することができる期間が規定されている。（２）上り送信の許可の通知を受信したＯＮＵは、規定の送信期間の範囲内で上り信号を上り用通信媒体に送信することができる。
【０００８】
この光伝送システムにおける、通信事業局側の装置と複数の加入者宅側の装置が双方向通信を行う際のアクセスの制御方法（例えば、特許文献１参照。）については、様々な既存のシステムが存在する。
【０００９】
【特許文献１】
特開平１０−２４７８８８号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上り通信における送信期間は固定されてその帯域が割り当てされる。ＯＬＴに対してｎ台のＯＮＵが接続された場合について考えると、すべてのＯＮＵに対して送信期間ｔを与え、ｎ台のＯＮＵに対して１回ずつ送信機会を与えたときの上り用通信媒体の総送信期間はｔ×ｎとなる（図４参照）。
【００１１】
だが、一定の期間におけるＯＮＵの上り通信量は均等でない。このとき、ｎ台のＯＮＵに対して平等に送信期間を与えた場合、ＯＮＵは送信期間ｔを超える上り通信を行うことができない。つまり、与えられた送信期間ｔよりも短い期間しか通信を行わなかった他のＯＮＵがあり、上り用通信媒体にて使用する帯域の通信量に余りがあるような場合においても、送信期間ｔ以上使用したい加入者は、他のＯＮＵの帯域を使用することはできなかった。
【００１２】
このように、従来の時分割多重アクセス方式では、ＯＮＵ群の上り通信量が常に一定でないにもかかわらず、ＯＮＵ群に対して平等に送信期間を与え、上り通信全体の効率を低下させていた。
【００１３】
本発明は、上記問題点を解決する為になされたものであり、複数装置が時分割多重アクセス型の通信を行なう際、各装置の通信可能状況を監視することにより通信の効率を改善する為の通信装置、通信システム及び通信方法に関する。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の問題点を鑑みて本発明の第１の特徴は、（イ）複数の他通信装置との間でネットワークを介して通信を行なう通信装置であって、複数の他通信装置に対し、通信を許可する許可メッセージを送信する許可メッセージ送信手段と、（ロ）許可メッセージを受信した通信を希望する他通信装置より、通信を希望する他通信装置を識別可能な符号を含むデータ送信要求を受信するデータ送信要求受信手段と、（ハ）データ送信要求を受信しなかった通信を希望しない他通信装置に対し、通信状態を監視する状態監視メッセージを送信する状態監視メッセージ送信手段と、（ニ）状態監視メッセージを受信した通信を希望しない他通信装置より、許可メッセージの受信を希望する状態通知メッセージを受信する状態通知受信手段と、（ホ）データ送信要求受信毎及び状態通知メッセージ受信毎に更新された通信を希望する他通信装置及び通信を希望しない他通信装置の数を格納する帯域割当記憶装置と、（ヘ）通信を希望する他通信装置の数を検出し、検出された数とネットワークの帯域との関係により、各通信を希望する他通信装置が通信に使用する帯域を算出する帯域算出手段と、（ト）帯域及び通信を希望する他通信装置を識別可能な符号を基に、通信に使用する全帯域の割り当てを行なう帯域割当手段とを備える通信装置であることを要旨とする。更に、本発明の第１の特徴は、（チ）全帯域は、通信を希望する他通信装置との間において許可メッセージ及びデータ送信要求を通信させる為の帯域と、通信を希望しない他通信装置との間において許可メッセージ、状態監視メッセージ及び状態通知メッセージの少なくとも１つを通信させる為の帯域とを含み、（リ）帯域割当手段は、許可メッセージ及びデータ送信要求を通信させる為の帯域は通信を希望する他通信装置すべてに対し割り当て、許可メッセージ、状態監視メッセージ及び状態通知メッセージの少なくとも１つを通信させる為の帯域は通信を希望しない他通信装置のうち少なくとも１つに対し割り当て、（ヌ）許可メッセージには、データ送信要求の受信可能期間が含まれ、データ送信要求受信手段は、受信可能期間に受信したデータ送信要求のみを受信することを含んでも良い。
【００１５】
本発明の第２の特徴は、（イ）他の通信装置に対しネットワークを介してデータ送信を依頼する通信装置であって、他の通信装置より通信を許可する許可メッセージを受信する許可メッセージ受信手段と、（ロ）通信の許可を希望する場合、自通信装置を識別可能な符号を含むデータ送信を依頼するデータ送信要求を他の通信装置に送信するデータ送信要求送信手段と、（ハ）データ送信要求を送信しなかった場合、他の通信装置より通信状態を問われる状態監視メッセージを受信する状態監視メッセージ受信手段と、（ニ）状態監視メッセージを受信し且つ許可メッセージの受信を希望する場合、状態通知メッセージを他の通信装置に送信する状態通知メッセージ送信手段とを備える通信装置であることを要旨とする。
【００１６】
本発明の第３の特徴は、（イ）ネットワークを介して通信を行なう通信装置及びデータ送信を依頼する依頼通信装置を備えるシステムであって、複数の依頼通信装置に対し、通信を許可する許可メッセージを送信する許可メッセージ送信手段、通信を希望する依頼通信装置を識別可能な符号を含むデータ送信要求を受信するデータ送信要求受信手段、通信を希望しない依頼通信装置に対し、通信状態を監視するメッセージを送信する状態監視メッセージ送信手段、通信を希望しない依頼通信装置より許可メッセージの受信を希望する状態通知メッセージを受信する状態通知受信手段、データ送信要求受信毎及び状態通知メッセージ受信毎に更新された通信を希望する依頼通信装置及び通信を希望しない依頼通信装置の数を格納する帯域割当記憶装置、通信を希望する依頼通信装置の数を検出し検出された数とネットワークの帯域との関係により各通信を希望する依頼通信装置が通信に使用する帯域を算出する帯域算出手段、帯域及び通信を希望する依頼通信装置を識別可能な符号を基に、通信に使用する全帯域の割り当てを行なう帯域割当手段とを備える通信装置と、（ロ）通信装置より通信を許可する許可メッセージを受信する許可メッセージ受信手段、通信の許可を希望する場合、自通信装置を識別可能な符号を含むデータ送信を依頼するデータ送信要求を通信装置に送信するデータ送信要求送信手段、データ送信要求を送信しなかった場合、通信装置より通信状態を問われる状態監視メッセージを受信する状態監視メッセージ受信手段、状態監視メッセージを受信し且つ許可メッセージの受信を希望する場合状態通知メッセージを通信装置に送信する状態通知メッセージ送信手段とを備える依頼通信装置とを備える通信システムであることを要旨とする。
【００１７】
本発明の第４の特徴は、（イ）ネットワークを介して複数の他通信装置に対し、通信を許可する許可メッセージを送信するステップと、（ロ）許可メッセージを受信した通信を希望する他通信装置より、通信を希望する他通信装置を識別可能な符号を含むデータ送信要求を受信するステップと、（ハ）データ送信要求を受信しなかった通信を希望しない他通信装置に対し、通信状態を監視する状態監視メッセージを送信するステップと、（ニ）状態監視メッセージを受信した通信を希望しない他通信装置より、許可メッセージの受信を希望する状態通知メッセージを受信するステップと、（ホ）データ送信要求受信毎及び状態通知メッセージ受信毎に更新された通信を希望する他通信装置及び通信を希望しない他通信装置の数を帯域割当記憶装置に格納するステップと、（ヘ）通信を希望する他通信装置の数を検出し、検出された数とネットワークの帯域との関係により、各通信を希望する他通信装置が通信に使用する帯域を算出するステップと、（ト）帯域及び通信を希望する他通信装置を識別可能な符号を基に、通信に使用する全帯域の割り当てを行なうステップとを備える通信方法であることを要旨とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
（通信システムの概要）
始めに、本発明の実施の形態に係る通信システムの概要について図１を用いて説明する。以下に述べる通信方式として、特に効果を発揮する一例としてＰＯＮ（パッシブオプチカルネットワーク）を使用したインターネット接続用アクセス方式を使用することを前提として説明する。
【００１９】
ＰＯＮは、ネットワークとして、光ファイバケーブル１を使用する。一般に光ファイバケーブル１は放射状に分岐されている。時分割多重アクセスはこのネットワークを用いて通信事業者局から複数のサービス加入者までの通信を実現するのに適している。通信事業局は通信装置であるＯＬＴ１０を備え、加入者宅側は依頼通信装置であるＯＮＵ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ…を備えている。
【００２０】
ＯＬＴ１０は、通信事業者である電話会社の交換センターやケーブルテレビ会社の中継局（ヘッド・エンド）等のサービス・プロバイダの設備に設置される。一方、ＯＮＵ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ…は、住宅、マンション及びオフィスビル近隣に配置されるファイバー・ツー・ザ・カーブ構成の分散ハブに設置される。通信信号は、光ファイバケーブル１を介してＯＬＴ１０とＯＮＵ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ…間を伝搬し、この際、１台のＯＬＴ１０から３２台の固定されたＯＮＵへの通信が可能である。この為、各加入者のＬＡＮ５ａ、５ｂ、５ｃの状態を監視することは比較的容易である。
【００２１】
尚、ＯＮＵ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ…からＯＬＴ１０へ向かう上りの通信に１．３μｍ、ＯＬＴ１０からＯＮＵ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ…へ向かう下りの通信に１．４９μｍの波長を使用して上下１００Ｍｂｐｓのインターネット接続を可能にする。この他、１．５５μｍ等の波長にケーブルテレビの放送を重畳させることも可能である。
【００２２】
本発明の実施の形態に係る通信システムでは、図１に示すように、通信事業局側は、ＯＬＴ１０、光スプリッタ２、交換機３及び配信サーバ４等を配置し、加入者宅側は、ＯＮＵ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ…及びこれに接続されるパソコン、電話、ビデオ等の家庭内用機器を備える。
【００２３】
ＯＬＴ１０は光ファイバケーブル１を流れてきた信号を変換し、自装置内で使用できるようにする。交換機３は自社内の内線同士の電話接続及び公衆回線との接続を行なう。具体的にＰＢＸ（プライベートブランチエクスチェンジ）等を指す。配信サーバ４は、加入者に要求された映像等の動画、写真等の静画、文字等のテキストデータ等の情報を検索し、要求元加入者に配信するサーバである。光スプリッタ２は加入者網に対して送信する光信号を通信系の光信号と合流させ、それを分岐して、各加入者のＯＮＵ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ…へ送信する。
【００２４】
ＯＮＵ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ…では、光信号が終端され、電気信号に変換される。その後電気信号はＯＮＵ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ…から、ＬＡＮ５ａ、５ｂ、５ｃを介し、加入社宅のパソコン、電話及びビデオ等に出力され、ＳＴＢ（セットトップボックス）等を通じて各機器内に入力される。
【００２５】
本発明の実施の形態に係るＯＬＴ１０は、上記のように加入者に要求された情報を光信号にて送信する際、各ＯＮＵとの通信状態を監視し、その監視結果によって帯域の再割当を行なう。例えば、ある周期において通信を行なっていたのはＯＮＵ２０ａ、２０ｂ、２０ｃの３つであったが、次の周期にはＯＮＵ２０ｃからの通信が途絶え、ＯＮＵ２０ａ、２０ｂの２つと通信を行なっていることを検知した。この際、ＯＬＴ１０は、光信号の送信に用いる全帯域を再割当し、通信を行なわないＯＮＵ２０ｃの余剰帯域を、通信を行なっているＯＮＵ２０ａ、２０ｂが使用できるようにする。これにより余剰帯域を有効に活用することができる。以下に通信システムに関する装置についての詳細を述べる。
【００２６】
（光加入者線端局装置）
本発明の実施の形態に係るＯＬＴ１０は、図２に示すように、入力装置１１、出力装置１２、波長分割多重化手段１５ｇ、通信制御装置１３、主記憶装置１４、処理制御装置（ＣＰＵ）１５、加入者情報記憶装置１６、帯域割当記憶装置１７及びプログラム記憶装置１８等を備えている。ＣＰＵ１５は、上り許可メッセージ送信手段１５ａ、状態監視メッセージ送信手段１５ｂ、データ送信要求受信手段１５ｃ、状態通知受信手段１５ｄ、帯域算出手段１５ｅ及び帯域割当手段１５ｆ等を備えている。
【００２７】
加入者情報記憶装置１６は、加入者の、加入しているサービスの種類、属しているＯＮＵ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ…のアドレス、氏名、住所等を記憶する。更に、家庭内のＬＡＮ５ａ、５ｂ、５ｃに接続されたパソコン、電話、ビデオ等のＩＰアドレス等を記憶してもよい。帯域割当記憶装置１７は、帯域を使用している３２台のＯＮＵのうち、現在通信を行なっている装置、及びその合計数、更に、各ＯＮＵ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ…の通信を行なう頻度、よく使用する時間帯等を記憶する。プログラム記憶装置１８は、ＣＰＵ１５にて演算処理を行なう為のプログラムを格納する。
【００２８】
上り許可メッセージ送信手段１５ａは、許可メッセージ送信手段であり、ＯＮＵ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ…に対し、上りの通信を開始することを許可する為のメッセージを送信するモジュールである。このメッセージは、すべてのＯＮＵ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ…に対するアドレス等の符号及び上り送信が可能な期間を含む。状態監視メッセージ送信手段１５ｂは、通信を行なっていないＯＮＵ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ…に対しその状態を監視するメッセージを送信するモジュールである。
【００２９】
データ送信要求受信手段１５ｃは、上り許可メッセージに回答するＯＮＵ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ…から送信されるデータ送信要求を受信するモジュールである。尚、データ送信要求受信手段１５ｃは、データ送信要求に限らず、ＯＮＵ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ…から送信される他の上り送信データも受信する。状態通知受信手段１５ｄは、状態監視メッセージに回答するＯＮＵ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ…から送信される状態通知メッセージを受信するモジュールである。帯域算出手段１５ｅは、光ファイバ通信を介し、ＯＬＴ１０からのデータの送信を要求するＯＮＵ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ…の数を検出し、その数と帯域との関係により、一台のＯＮＵが使用可能な帯域枠を算出するモジュールである。帯域割当手段１５ｆは、一台のＯＮＵが使用可能な帯域枠に従い、帯域の割当を行なうモジュールである。
【００３０】
波長分割多重化手段１５ｇは、いわゆるＷＤＭ（ウェイブレングスディビジョンマルチプレクス）伝送技術による広帯域の光ネットワークを実現する手段である。具体的に、波長分割多重化手段１５ｇは、図示しない送信電気回路、発光素子、光合波器、光分波器、受光素子及び受光電気回路等から構成される。送信時には、波長の異なる光源からの光信号を光合波器により一本の光ファイバケーブル１に結合する。受信する時には、光ファイバケーブル１からの光信号により光分波器により波長毎に分岐し、これを受光素子により電気信号に変換する。波長分割多重化手段１５ｇは、１本の光ファイバケーブル１に異なる波長の光を通してチャネルを多重化し、大容量のデータを双方向で伝送する。また、波長数を増したり、チャネル間隔を狭めることでさらに大容量のデータ伝送もできる。
【００３１】
入力装置１１は、加入者宅側機器からの入力信号を受信するインターフェイスである。出力装置１２は、加入者宅側機器へ向けて出力信号を送信するインターフェイスである。通信制御装置１３は、無線、有線等のネットワーク及び光ファイバケーブル１を介してデータを送受信する為の制御信号を生成する。主記憶装置１４は、処理の手順を記述したプログラムや処理されるべきデータを一時的に記憶し、ＣＰＵ１５の要請に従ってプログラムの機械命令やデータを引き渡す。ＣＰＵ１５で処理されたデータは主記憶装置１４に書き込まれる。主記憶装置１４とＣＰＵ１５はアドレスバス、データバス、制御信号等で結ばれている。
【００３２】
（光加入者線終端装置）
本発明の実施の形態に係るＯＮＵ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ…は、図３に示すように、入力装置２１、出力装置２２、波長分割多重化手段２５ｅ、通信制御装置２３、主記憶装置２４、処理制御装置（ＣＰＵ）２５、送信データ記憶装置２６及びプログラム記憶装置２７等を備えている。ＣＰＵ２５は、上り許可メッセージ受信手段２５ａ、状態監視メッセージ受信手段２５ｂ、データ送信要求送信手段２５ｃ及び状態通知メッセージ送信手段２５ｄ等から構成される。
【００３３】
送信データ記憶装置２６は、ＯＮＵ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ…からＯＬＴ１０へ対するデータ送信要求等の送信データを一時記憶するためのバッファである。プログラム記憶装置２７はＣＰＵ２５にて演算処理を行なう為のプログラムを格納する。
【００３４】
上り許可メッセージ受信手段２５ａは、許可メッセージ受信手段であり、ＯＬＴ１０からの上り許可メッセージを受信するモジュールである。状態監視メッセージ受信手段２５ｂは、ＯＬＴ１０からの状態監視メッセージを受信するモジュールである。
【００３５】
データ送信要求送信手段２５ｃは、データ送信要求を代表とする上り送信データ及び各ＯＮＵ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ…を識別する為の各アドレス等の符号をＯＬＴ１０に送信するモジュールである。状態通知メッセージ送信手段２５ｄは、各ＯＮＵ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ…を識別する為の各アドレス等の符号を含む状態通知メッセージをＯＬＴ１０に送信するモジュールである。波長分割多重化手段２５ｅは、波長分割多重化手段１５ｇと同様である為説明を省略する。
【００３６】
（光加入者線端局装置による通信方法）
以下、ＯＬＴ１０の初回通信時の動作について図６のフローチャートを用いて説明する。
【００３７】
（ａ）先ず、ステップＳ１０１において、図２の上り許可メッセージ送信手段１５ａは、すべての加入者宅のＯＮＵ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ…に対し、通信状態の問い合わせを行なう。上り許可メッセージ送信手段１５ａは、波長分割多重化手段１５ｇにより光ファイバケーブル１を介して、上り送信が可能な期間を含む上り許可メッセージを送信する。
【００３８】
（ｂ）ステップＳ１０２では、図２のデータ送信要求受信手段１５ｃが、３２台のうちの、データ送信を要求する通信中のＯＮＵ２０ａ、２０ｂ…のみからデータ送信要求等の上り送信データを受信する。ステップＳ１０３では、帯域算出手段１５ｃが、受信したデータ送信要求等の上り送信データの数をカウントし、カウント数と全帯域との割合により一台の通信中ＯＮＵ２０ａ、２０ｂ…に割り当てる帯域を算出する。ステップＳ１０４では、帯域割当手段１５ｆは、この算出結果により全帯域の使用割り当てを行う。例えば、従来のように全帯域３２０Ｍｂｐｓを３２台の通信中ＯＮＵ２０ａ、２０ｂ…で使用する場合には、各通信中のＯＮＵ２０ａ、２０ｂ…が使用可能な帯域として１０Ｍｂｐｓを割り当てたり（図４参照）、全帯域３２０Ｍｂｐｓを１０台の通信中ＯＮＵ２０ａ、２０ｂ…で使用する場合、各通信中ＯＮＵ２０ａ、２０ｂ…が使用可能な帯域として３２Ｍｂｐｓを割り当てたりする。この時のカウント数、全帯域との割合、カウントされなかった非通信中ＯＮＵ２０ｃ…、及びその数（３２からカウント数を減算した値）、データ送信要求等は帯域割当記憶装置１７に格納する。尚、データ送信要求等は要求元ＯＮＵのアドレスを含んでいる。
【００３９】
（ｃ）最後にステップＳ１０５では、波長分割多重化手段１５ｇが、データ送信要求のあった通信中ＯＮＵ２０ａ、２０ｂ…のアドレスに対し、要求のあったデータを、光ファイバケーブルを介して送信する。
【００４０】
次に、ＯＬＴ１０の初回通信以降の通信時の動作について図７のフローチャートを用いて説明する。以下の説明では、前回のデータ通信要求受信時のカウント数が２０、カウントされなかった数が１２であったものとして、その通信状態の問い合わせについて説明する。
【００４１】
（ａ）先ず、ステップＳ２０１において、図２の上り許可メッセージ送信手段１５ａは、前回カウントされた加入者宅のＯＮＵ、つまり２０台の通信中ＯＮＵ２０ａ、２０ｂ…のアドレスに対し、波長分割多重化手段１５ｇにより光ファイバケーブル１を介して、上り送信が可能な期間を含む上り許可メッセージを送信する。これは例えば図５に示すように、すべての通信中ＯＮＵ２０ａ、２０ｂ…に１５Ｍｂｐｓの帯域（以下、「メインシーケンス帯域」と記載）を割り当てて送信する。尚、初回以降の上り許可メッセージ手段は、データ送信要求のあった通信中のＯＮＵ２０ａ、２０ｂ…のアドレスに対し、要求されたデータを送信する際にこのデータの一部として同時に送信することが好ましい。
【００４２】
（ｂ）更に、ステップＳ２０２において、状態監視メッセージ送信手段１５ｂは、前回カウントされなかった加入者宅のＯＮＵ、つまり１２台の非通信ＯＮＵ２０ｃ…のうちランダム若しくは一定規則に従い選択した１つのアドレスに対し状態監視メッセージを送信する。これは例えば図５に示すように、１つの非通信ＯＮＵ２０ｃに２０Ｍｂｐｓの帯域（以下、「テストシーケンス帯域」と記載）を割り当てて送信する。
【００４３】
（ｃ）ステップＳ２０３では、データ送信要求受信手段１５ｃが、前回の通信中ＯＮＵ２０ａ、２０ｂ…の２０台のうち、今回データ送信要求等の上り送信を希望する通信中ＯＮＵ２０ａ、２０ｂ…のみからデータ送信要求等を受信する。ステップＳ２０４では、状態通知受信手段１５ｄが、上り送信が可能な期間に１つの非通信ＯＮＵ２０ａ、２０ｂ…から状態通知メッセージを受信すると、このＯＮＵは非通信状態から通信状態に変化したと判断する。上り送信が可能な期間に状態通知メッセージを受信しない場合には依然非通信状態であると判断する。この判断結果は帯域割当記憶装置１７に記憶される。
【００４４】
（ｄ）ステップＳ２０５では、帯域算出手段１５ｅが、受信したデータ送信要求の数及び状態通知メッセージを通知した数をカウントし、カウント数と全帯域との割合により一台の通信中ＯＮＵ２０ａ、２０ｂ…に割り当てるメインシーケンス帯域及びテストシーケンス帯域を算出する。尚、テストシーケンス帯域は固定されている方が好ましい。ステップＳ２０６では、帯域割当手段１５ｆは、この算出結果により全帯域の使用帯域の再割り当てを行う。この時のカウント数及び全帯域との割合等は帯域割当記憶装置１７に格納する。
【００４５】
（ｃ）最後にステップＳ２０７では、波長分割多重化手段１５ｇが、データ送信要求のあった通信中ＯＮＵ２０ａ、２０ｂ…に対し、要求のあったデータを光ファイバケーブル１を介して送信する。この後、再びステップＳ２０１から同じ動作を繰り返す。
【００４６】
（光加入者線終端装置による通信方法）
次に、ＯＮＵ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ…の初回通信時の動作について図８のフローチャートを用いて説明する。
【００４７】
（ａ）先ず、ステップＳ３０１において、通信中ＯＮＵ２０ａ、２０ｂ…の上り許可メッセージ受信手段２５ａ（図３参照）は、光ファイバケーブル１を介して、上り送信が可能な期間を含む、通信状態の問い合わせの為の、上り許可メッセージを受信する。尚、非通信中ＯＮＵ２０ｃ…はこの上り許可メッセージを受信しない若しくは受信してもこれに対し回答しない。
【００４８】
（ｂ）ステップＳ３０２では、通信中ＯＮＵ２０ａ、２０ｂ…のデータ送信要求送信手段２５ｃが、データ送信要求等の上り送信データを作成し、上り送信が可能な期間内にＯＬＴ１０に対して送信する（ステップＳ３０３）。
【００４９】
次に、非通信ＯＮＵ２０ｃ…が通信を開始した時の動作について図９のフローチャートを用いて説明する。
【００５０】
（ａ）先ず、ステップＳ４０１において、非通信ＯＮＵ２０ｃ…が、電源投入、ネットワーク接続開始等により通信を開始する。ステップＳ４０２では、しばらく待機すると、状態監視メッセージ受信手段２５ｂは、光ファイバケーブル１を介して、自装置（ＯＮＵ）宛ての通信状態監視の為の状態監視メッセージを受信する。
【００５１】
尚、ＯＮＵ２０ｃは、通信を開始時にＯＬＴ１０に対して状態監視メッセージを要求しても良い。待機中の送信データは送信データ記憶装置２６に一時記憶される。この送信データ記憶装置２６内にデータがあるか否かを検知することにより、ＯＬＴ１０は状態監視メッセージを送信しても良い。
【００５２】
（ｂ）ステップＳ４０３では、通信待機中ＯＮＵ２０ｃの状態通知メッセージ送信手段２５ｄは、状態通知メッセージを作成し、ＯＬＴ１０に対して送信する（ステップＳ４０４）。この後、ステップＳ３０１に戻り、通信待機中ＯＮＵ２０ｃは通常の通信を開始する。
【００５３】
上記によると、ＯＬＴからの自身宛ての信号を受信しＯＮＵが上り送信を行う場合に、ＯＬＴは、ＯＮＵがデータ通信状態をＯＬＴに通知するよう監視する。この工夫により、ＯＬＴは、現在はメインシーケンス帯域を使用している通信中ＯＮＵのいくつかが、もはやデータ送信可能状態でなくなったことや、テストシーケンス帯域を使用して監視されていた非通信中ＯＮＵが、データ送信可能状態に変わったことを検出することができる。この検出後、ＯＬＴは全帯域に割り当てるメインシーケンス帯域、テストシーケンス帯域の組み合わせを必要に応じて変更する。これにより、従来のように帯域を固定して通信するときに発生していた非通信中ＯＮＵの余剰帯域を通信中ＯＮＵが使用できるため、全帯域を満遍なく使用した効率の良い通信を行なうことが可能となる。
【００５４】
尚、本発明の実施の形態においては便宜上「通信事業局側のＯＬＴ」、「加入者宅側のＯＮＵ」なる配置関係を用いるが、その物理的形態及び設置する位置には一切の制限はなく、これらがある物理的な装置の一機能部位であってもよい。又、これらの装置が物理的には単一の装置であっても構わない。
【００５５】
更に、本発明の実施の形態においては光ファイバ技術を使用するためにＯＬＴ及びＯＮＵを終端装置に用いているが、本発明はこの実施形態のみにとらわれず、インターネット、イントラネット、ＬＡＮ等のいずれの通信ネットワークケーブルにおいても応用できることは勿論である。この場合、ＤＴＥ（データターミナルエクイップメント）、ＤＣＥ（データサーキットターミネイティングエクイップメント）等の終端装置を用いればよい。
【００５６】
ステップＳ２０２のＯＮＵの通信接続状態検出においては、ＬＡＮ等のインターフェイスでは、対向の装置と接続されているかいなかが容易に検査できる。例えば、ＯＮＵの通信ポートが他の装置と接続されていないことが検査できた場合、ＯＮＵは明らかに上りデータ送信可能状態ではないと判断できる。ＯＮＵは時分割多重アクセスの通信装置であり、これはモデム等によって実現されて構わない。
【００５７】
【発明の効果】
本発明により、複数装置が時分割多重アクセス型の通信を行なう際、各装置の通信可能状況を監視することにより通信の効率を改善することができる通信装置、通信システム及び通信方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る通信装置を用いた通信システムの概要図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る通信装置の内部構成図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る通信装置の内部構成図である。
【図４】帯域の構成を表す構成図である。
【図５】帯域の構成を表す構成図である。
【図６】通信装置の初回時の動作を示すフロー図である。
【図７】通信装置の初回以降の動作を示すフロー図である。
【図８】通信装置の初回時の動作を示すフロー図である。
【図９】通信装置の初回以降の動作を示すフロー図である。
【符号の説明】
１…光ファイバケーブル
２…光スプリッタ
３…交換機
４…配信サーバ
５ａ、５ｂ、５ｃ…ＬＡＮ
１０…ＯＬＴ
１１…入力装置
１２…出力装置
１３…通信制御装置
１４…主記憶装置
１５…ＣＰＵ
１５ａ…許可メッセージ送信手段
１５ｂ…状態監視メッセージ送信手段
１５ｃ…データ送信要求受信手段
１５ｄ…状態通知受信手段
１５ｅ…帯域算出手段
１５ｆ…帯域割当手段
１５ｇ…波長分割多重化手段
１６…加入者情報記憶装置
１７…帯域割当記憶装置
１８…プログラム記憶装置
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ…ＯＮＵ
２１…入力装置
２２…出力装置
２３…通信制御装置
２４…主記憶装置
２５…ＣＰＵ
２５ａ…許可メッセージ受信手段
２５ｂ…状態監視メッセージ受信手段
２５ｃ…データ送信要求送信手段
２５ｄ…状態通知メッセージ送信手段
２５ｅ…波長分割多重化手段
２６…送信データ記憶装置
２７…プログラム記憶装置
【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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