(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、各装置に対し通信可能状況を通知することによりアドレスの衝突を防ぎ、引いては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ＯＬＴ１０及びＯＮＵ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ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、アドレス通知メッセージ送信手段１５ｂ等を備え、ＯＮＵのＣＰＵ２５は、自装置が通信中であるか否かを判断する使用状況判断手段２５ｄ、自装置が通信中でないと判断された際に、受信するべきアドレス通知メッセージのランダム値設定をするランダム値設定手段２５ｅ、上り送信の開始、一時中止及び停止等を制御する上り送信制御手段２５ｆ等を備え、各ＣＰＵ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
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
サーバ側へ対し上り送信にて要求を行うことで、要求した情報を提供されるクライアント側の通信装置であって、
前記サーバ側への前記上り送信を許可する上り許可メッセージを受信する上り許可メッセージ受信手段と、
前記サーバ側より特定期間毎に送信される、サーバ側及びクライアント側間で使用するアドレスの内使用中のアドレスを通知するアドレス通知メッセージを受信するアドレス通知メッセージ受信手段と、
前記上り許可メッセージを受信しており、前記サーバ側との通信接続を希望しており、且つ前記アドレス通知メッセージにおいて自装置が使用中であるとの通知を受けるか若しくは前記自装置が使用中でないとの通知を受けていても前記自装置が使用中でない情報を含む前記アドレス通知メッセージを特定回数受信した際に、前記上り許可回答メッセージを送信する上り許可回答メッセージ送信手段と、
前記アドレス通知メッセージにおいて前記自装置が使用中でないとの通知を受けた場合に受信するべき前記特定回数をランダム設定するランダム値設定手段と、
前記アドレス通知メッセージの受信毎に、前記アドレス通知メッセージを前記特定回数受信したか否かを判断する使用状況判断手段と、
前記特定回数受信後の前記上り許可回答メッセージの上り送信の開始を含む前記上り送信の動作を制御する上り送信制御手段
とを備えることを特徴とする通信装置。
【請求項２】
前記特定回数の分前記アドレス通知メッセージを受信した後に前記上り許可回答メッセージを送信すると、前記アドレス通知メッセージ受信手段は前記自装置を使用中であるとの通知を含む前記アドレス通知メッセージ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３】
前記特定回数の分前記アドレス通知メッセージを受信した後に前記上り許可回答メッセージを送信したが前記アドレス通知メッセージ受信手段が前記自装置を使用中であるとの通知を含む前記アドレス通知メッセージを受信しない場合、前記ランダム値設定手段は、受信するべき前記特定回数を再設定す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】
上り送信にて情報の要求を行うクライアント側の複数の第１通信装置と、前記第１通信装置より要求された情報を提供するサーバ側の第２通信装置を備える通信システムであって、
前記第２通信装置への前記上り送信を許可する上り許可メッセージを受信する上り許可メッセージ受信手段、前記第２通信装置より特定期間毎に送信される、第１通信装置及び第２通信装置間で使用するアドレスの内使用中のアドレスを通知するアドレス通知メッセージを受信するアドレス通知メッセージ受信手段、前記上り許可メッセージを受信しており前記第２通信装置との通信接続を希望しており且つ前記アドレス通知メッセージにおいて自装置が使用中であるとの通知を受けるか若しくは前記自装置が使用中でないとの通知を受けていても前記自装置が使用中でない情報を含む前記アドレス通知メッセージを特定回数受信した際に、前記上り許可回答メッセージを送信する上り許可回答メッセージ送信手段、前記アドレス通知メッセージにおいて前記自装置が使用中でないとの通知を受けた場合に受信するべき前記特定回数をランダム設定するランダム値設定手段、前記アドレス通知メッセージの受信毎に、前記アドレス通知メッセージを前記特定回数受信したか否かを判断する使用状況判断手段、前記特定回数受信後の前記上り許可回答メッセージの上り送信の開始を含む前記上り送信の動作を制御する上り送信制御手段とを備える第１通信装置と、
前記複数の第１通信装置より送信された前記上り許可回答メッセージを受信する上り許可回答メッセージ受信手段、前記上り許可回答メッセージを格納するアドレス使用状況記憶装置、前記アドレス使用状況記憶装置内の前記上り許可回答メッセージを基に更新される前記アドレス通知メッセージを、前記特定期間毎に複数の前記第１通信装置へ送信するアドレス通知メッセージ送信手段とを備える第２通信装置
とを有することを特徴とする通信システム。
【請求項５】
前記特定回数の分前記アドレス通知メッセージを受信した後に前記上り許可回答メッセージを送信すると、前記アドレス通知メッセージ受信手段は前記自装置を使用中であるとの通知を含む前記アドレス通知メッセージを受信することを特徴とする請求項４に記載の通信システム。
【請求項６】
前記特定回数の分前記アドレス通知メッセージを受信した後に前記上り許可回答メッセージを送信したが前記アドレス通知メッセージ受信手段が前記自装置を使用中であるとの通知を含む前記アドレス通知メッセージを受信しない場合、前記ランダム値設定手段は、受信するべき前記特定回数を再設定することを特徴とする請求項４又は５に記載の通信システム。
【請求項７】
上り送信にてサーバ側の第２通信装置に情報の要求を行う際に、クライアント側の第１通信装置が、前記第２通信装置への前記上り送信を許可する上り許可メッセージを受信するステップと、
前記第２通信装置より特定期間毎に送信される、前記第１通信装置及び第２通信装置間で使用するアドレスの内使用中のアドレスを通知するアドレス通知メッセージを受信するステップと、
前記上り許可メッセージを受信しており、前記第２通信装置との通信接続を希望しており、且つ前記アドレス通知メッセージにおいて自装置が使用中であるとの通知を受けるか若しくは前記自装置が使用中でないとの通知を受けていても前記自装置が使用中でない情報を含む前記アドレス通知メッセージを特定回数受信した際に、前記上り許可回答メッセージを送信するステップと、
前記アドレス通知メッセージにおいて前記自装置が使用中でないとの通知を受けた場合に受信するべき前記特定回数をランダム設定するステップと、
前記複数の第１通信装置より送信された前記上り許可回答メッセージが受信され、アドレス使用状況記憶装置に格納されるステップと、
前記アドレス使用状況記憶装置内の前記上り許可回答メッセージを基に前記アドレス通知メッセージが更新されるステップと、
前記アドレス通知メッセージの受信毎に、前記アドレス通知メッセージを前記特定回数受信したか否かを判断するステップと、
前記特定回数受信後の前記上り許可回答メッセージの上り送信の開始を含む前記上り送信の動作を制御するステップ
とを備えることを特徴とする通信方法。
【請求項８】
前記特定回数の分前記アドレス通知メッセージを受信した後に前記上り許可回答メッセージを送信すると、前記使用中のアドレスを通知するアドレス通知メッセージを受信するステップにおいて、前記自装置を使用中であるとの通知を含む前記アドレス通知メッセージを受信することを特徴とする請求項７に記載の通信方法。
【請求項９】
前記特定回数の分前記アドレス通知メッセージを受信した後に前記上り許可回答メッセージを送信したが、前記使用中のアドレスを通知するアドレス通知メッセージを受信するステップにおいて、前記自装置を使用中であるとの通知を含む前記アドレス通知メッセージを受信しない場合、前記ランダム設定するステップにおいて、受信するべき前記特定回数を再設定することを特徴とする請求項７又は８に記載の通信方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多重アクセス方式を行う通信システムの装置の識別に使用されるアドレス付与手法に関するもので、システムの障害の原因となるアドレスの重複を検出し、通信システムの信頼性を向上させる為の通信装置、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、ＦＴＴＨ（ファイバートゥザホーム）型の通信媒体を介する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】
典型的な集中制御型時分割多重アクセス方式（以下、「時分割多重アクセス方式」と記載する）が実現する通信は、例えば、図１に示すように、情報を提供する通信事業局側の装置と、情報の提供を依頼するサービスの加入者側の装置群との「１対多」の通信である。通信事業局側装置とサービス加入者側装置群は、下り用通信媒体と上り用通信媒体にて相互に接続され、通信事業局側装置が送信する信号は下り用通信媒体を介して全てのサービス加入者側装置に到達する。全てのサービス加入者側装置が送信する信号は上り用通信媒体を介して通信事業局側装置に達する。この上りの通信の方式に時分割多重アクセス方式が使用される。
【０００６】
通信事業局側装置は下り用通信媒体を介して加入者側装置の上り送信を起動する信号を送信する。この信号には送信すべき１つの加入者側装置を特定する情報が含まれ、その加入者側装置が送信するタイミングや、送信期間を指定する情報が含まれる。この信号を受信した加入者側装置は、その信号が自装置を特定している場合、信号の指示に従って上り送信を開始し、終了する。通信事業局側装置は加入者側装置の上り送信を起動する信号を適切に送信することにより、加入者側装置群の時分割多重アクセス、即ち上り通信を集中的に制御する。
【０００７】
次に、時分割多重アクセス方式において、加入者宅側装置群の中から唯一の加入者宅側装置を特定する為の、加入者宅側装置の識別の仕組みについて説明する。通常の識別では、少なくとも同一の通信媒体に接続される加入者宅側装置群において、他の加入者宅側装置とは異なる番号もしくは文字列などの識別子を各加入者宅側装置に与える。通信事業局側装置はその識別子を加入者宅側装置への信号に含むことによって加入者宅側装置を特定する。自装置の識別子を含んだ通信事業局側装置からの信号を受信した加入者宅側装置は、その信号が自装置に宛てられていると理解する。また、加入者宅側装置から通信事業局側装置への信号も加入者宅側装置の識別子を含み、通信事業局側装置は信号を受信したならば、その信号に含まれる識別子を読んで、どの加入者宅側装置からの受信であるのかを判断する。
【０００８】
このように加入者宅側装置には上記の識別子を付与すること必要である。各加入者宅側装置は自装置の識別子の値を認知した上で動作しなければならず、その値は加入者宅側装置を構成する電子回路が認識できる形で加入者宅側装置内に保持される。識別子の付与の方法にはいくつかの種類があるが、最も代表的な例としては、アドレス型識別子付与方法がある。これは、加入者宅側装置を使用し始める際に、加入者宅側装置の加入者が所望する値を設定するタイプの識別子付与方法である。加入者及び加入者宅設置業者は、スイッチ等の入力装置を用いてアドレス型識別子（以下、「アドレス」と記載」）を加入者宅側装置に設定する。具体的には、伝送システムの多重アドレスのアドレス重複チェック方式（例えば、特許文献１参照。）や、複数の局からのアドレスが重複を回避する方式（例えば、特許文献２参照。）等がある。
【０００９】
【特許文献１】
特開平５−１３６７９２号公報
【００１０】
【特許文献２】
特開平１０−１２６４２９号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記した時分割多重アクセスの通信システムでは、アドレスのみによる識別を行って加入者宅側装置を特定し、通信を実現している。
【００１２】
しかしながら、アドレスの設定は人手による場合が多く、故意又は過失により、ある加入者宅側装置に本来付与されるべき値と異なる値のアドレスが付与されることがある。複数の加入者宅側装置のアドレスが重複してしまうと、これらの加入者宅側装置は正常に動作できなくなる。具体的に述べると、そのアドレスに宛てられた通信事業局側装置からの信号を、アドレスが重複しているすべての加入者宅側装置が自装置宛てと解釈し、結果として起動される上り信号の送信が媒体中で衝突するなどの問題が発生する。
【００１３】
このアドレスの重複は通信システムでは重篤な障害である。例えば、すでに稼動している通信システムに新たに加入者装置を接続する際に、追加する加入者宅側装置のアドレスを誤り、別の加入者宅側装置のアドレスと重複したならば、新たに接続しようとしている加入者宅側装置の通信が開始できないことのみならず、すでに接続されていた加入者宅側装置の通信が中断されてしまい、特に公衆通信においては大きな問題となる。
【００１４】
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、各装置に対し通信可能状況を通知することによりアドレスの衝突を防ぎ、引いては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。
【００１５】
【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）サーバ側へ対し上り送信にて要求を行うことで、要求した情報を提供されるクライアント側の通信装置であって、サーバ側への上り送信を許可する上り許可メッセージを受信する上り許可メッセージ受信手段と、（ロ）サーバ側より特定期間毎に送信される、サーバ側及びクライアント側間で使用するアドレスの内使用中のアドレスを通知するアドレス通知メッセージを受信するアドレス通知メッセージ受信手段と、（ハ）上り許可メッセージを受信しており、サーバ側との通信接続を希望しており、且つアドレス通知メッセージにおいて自装置が使用中であるとの通知を受けるか若しくは自装置が使用中でないとの通知を受けていても自装置が使用中でない情報を含むアドレス通知メッセージを特定回数受信した際に、上り許可回答メッセージを送信する上り許可回答メッセージ送信手段と、（ニ）アドレス通知メッセージにおいて自装置が使用中でないとの通知を受けた場合に受信するべき特定回数をランダム設定するランダム値設定手段と、（ホ）アドレス通知メッセージの受信毎に、アドレス通知メッセージを特定回数受信したか否かを判断する使用状況判断手段と、（ヘ）特定回数受信後の上り許可回答メッセージの上り送信の開始を含む上り送信の動作を制御する上り送信制御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、（ト）特定回数の分アドレス通知メッセージを受信した後に上り許可回答メッセージを送信すると、アドレス通知メッセージ受信手段は自装置を使用中であるとの通知を含むアドレス通知メッセージを受信し、（チ）特定回数の分アドレス通知メッセージを受信した後に上り許可回答メッセージを送信したがアドレス通知メッセージ受信手段が自装置を使用中であるとの通知を含むアドレス通知メッセージを受信しない場合、ランダム値設定手段は、受信するべき特定回数を再設定することを加えても良い。
【００１６】
本発明の第２の特徴は、（イ）上り送信にて情報の要求を行うクライアント側の複数の第１通信装置と、第１通信装置より要求された情報を提供するサーバ側の第２通信装置を備える通信システムであって、第２通信装置への上り送信を許可する上り許可メッセージを受信する上り許可メッセージ受信手段、第２通信装置より特定期間毎に送信される、第１通信装置及び第２通信装置間で使用するアドレスの内使用中のアドレスを通知するアドレス通知メッセージを受信するアドレス通知メッセージ受信手段、上り許可メッセージを受信しており第２通信装置との通信接続を希望しており且つアドレス通知メッセージにおいて自装置が使用中であるとの通知を受けるか若しくは自装置が使用中でないとの通知を受けていても自装置が使用中でない情報を含むアドレス通知メッセージを特定回数受信した際に、上り許可回答メッセージを送信する上り許可回答メッセージ送信手段、アドレス通知メッセージにおいて自装置が使用中でないとの通知を受けた場合に受信するべき特定回数をランダム設定するランダム値設定手段、アドレス通知メッセージの受信毎に、アドレス通知メッセージを特定回数受信したか否かを判断する使用状況判断手段、特定回数受信後の上り許可回答メッセージの上り送信の開始を含む上り送信の動作を制御する上り送信制御手段とを備える第１通信装置と、（ロ）複数の第１通信装置より送信された上り許可回答メッセージを受信する上り許可回答メッセージ受信手段、上り許可回答メッセージを格納するアドレス使用状況記憶装置、アドレス使用状況記憶装置内の上り許可回答メッセージを基に更新されるアドレス通知メッセージを、特定期間毎に複数の第１通信装置へ送信するアドレス通知メッセージ送信手段とを備える第２通信装置とを有する通信システムであることを要旨とする。
【００１７】
本発明の第３の特徴は、（イ）上り送信にてサーバ側の第２通信装置に情報の要求を行う際に、クライアント側の第１通信装置が、第２通信装置への上り送信を許可する上り許可メッセージを受信するステップと、（ロ）第２通信装置より特定期間毎に送信される、第１通信装置及び第２通信装置間で使用するアドレスの内使用中のアドレスを通知するアドレス通知メッセージを受信するステップと、（ハ）上り許可メッセージを受信しており、第２通信装置との通信接続を希望しており、且つアドレス通知メッセージにおいて自装置が使用中であるとの通知を受けるか若しくは自装置が使用中でないとの通知を受けていても自装置が使用中でない情報を含むアドレス通知メッセージを特定回数受信した際に、上り許可回答メッセージを送信するステップと、（ニ）アドレス通知メッセージにおいて自装置が使用中でないとの通知を受けた場合に受信するべき特定回数をランダム設定するステップと、（ホ）複数の第１通信装置より送信された上り許可回答メッセージが受信され、アドレス使用状況記憶装置に格納されるステップと、（ヘ）アドレス使用状況記憶装置内の上り許可回答メッセージを基にアドレス通知メッセージが更新されるステップと、（ト）アドレス通知メッセージの受信毎に、アドレス通知メッセージを特定回数受信したか否かを判断するステップと、（チ）特定回数受信後の上り許可回答メッセージの上り送信の開始を含む上り送信の動作を制御する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。以下に述べる通信事業者側とその加入者側間を結ぶ時分割多重アクセス方式として、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】
このアクセス方式による通信システムは、主に、第２通信装置である、通信事業局側装置内の光加入者線端局装置１０（ＯＬＴ：オプティカルラインターミナル。以下「ＯＬＴ」と記載）及び第１通信装置である、加入者宅側装置内の光加入者線終端装置２０ａ，２０ｂ，２０ｃ…（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。
【００２０】
又、ＰＯＮでは、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。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。信号は、光ファイバケーブル１を介してＯＬＴ１０とＯＮＵ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ…間を伝搬する。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。
【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、各々のＯＮＵ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ…にユニークな識別番号を割り当てることにより、同一の識別番号を保有するＯＮＵ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ…が通信を行なうことを防止する。
【００２６】
ＯＬＴ１０、ＯＮＵ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ…間において実際に通信を行う際の「接続」の処理について説明する。ＯＬＴ１０及びＯＮＵ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ…は自装置で制御用のメッセージ（以下、「制御メッセージ」と記載）を発生させ、ＯＬＴ１０及びＯＮＵ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ…間でこれを交換する。尚、上記の接続のあと、ＯＬＴ１０及びＯＮＵ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ…間では、ユーザからの要求等データが伝達される。
【００２７】
本発明の実施の形態では、ＯＬＴ１０が現在使用中であるＯＮＵ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ…のアドレスを定期的に送信し、ＯＮＵ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ…が、自装置のアドレスに宛てられた上り送信を許可する信号を、制御メッセージを用いて、ＯＬＴ１０から受信する。送信を開始する前に、ＯＮＵ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ…は、受信した上り送信許可の信号より、現在使用中であるＯＮＵ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ…のアドレスの値を確認する。
【００２８】
ＯＮＵ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ…は、自装置のアドレスが使用中アドレスとして確認された場合、ＯＬＴ１０と通信を開始する。自信のアドレスが使用中アドレスとして確認されない場合、使用するアドレスの衝突を避ける為、一定の待ち時間をおいて、ＯＬＴ１０からの制御メッセージを適切に受信した後に上り送信を行う。この待ち時間は、ＯＮＵ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ…毎に、ランダムに選択された数値を基に決定される。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。
【００２９】
（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、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、アドレス使用状況記憶装置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、アドレス通知メッセージ送信手段１５ｂ、上り許可回答メッセージ受信手段１５ｃ及び波長分割多重化手段１５ｄ等を備えている。
【００３０】
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。アドレス使用状況記憶装置１７は、現在通信を行なっている各ＯＮＵ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ…のアドレス等の情報を格納する。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。
【００３１】
上り許可メッセージ送信手段１５ａは、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ユニークな識別子及び上り送信が可能な期間を含む。アドレス通知メッセージ送信手段１５ｂは、全てのＯＮＵ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ…に対し、通信を行なっているＯＮＵ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ…または通信を行なっていないＯＮＵ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ…の情報をアドレス通知メッセージとして、一定期間毎に送信するモジュールである。
【００３２】
上り許可回答メッセージ受信手段１５ｃは、ＯＮＵ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ…から送信される上り許可メッセージに回答する、上り許可回答メッセージを受信するモジュールである。尚、上り許可回答メッセージは、アドレス通知メッセージにおいて「使用中」と通知された、若しくは、使用中ではないが使用を希望するＯＮＵ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ…のみから受信される。
【００３３】
波長分割多重化手段１５ｄ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１５ｄ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１５ｄ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。
【００３４】
入力装置１１は、加入者宅側装置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、加入者宅側装置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。
【００３５】
（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、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、アドレス通知メッセージ受信手段２５ｂ、上り許可回答メッセージ送信手段２５ｃ、使用状況判断手段２５ｄ、ランダム値設定手段２５ｅ及び上り送信制御手段２５ｆ等から構成される。
【００３６】
送信データ記憶装置２６は、ＯＬＴ１０から受信したアドレス通知メッセージ、ＯＬＴ１０へ送信する上り許可回答メッセージ等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。
【００３７】
上り許可メッセージ受信手段２５ａは、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。アドレス通知メッセージ受信手段２５ｂは、ＯＬＴ１０からのアドレス通知メッセージを受信するモジュールである。
【００３８】
上り許可回答メッセージ送信手段２５ｃは、各ＯＮＵ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ…を識別する為の各アドレス等の識別子を含んだ上り許可回答メッセージ等をＯＬＴ１０に送信するモジュールである。
【００３９】
使用状況判断手段２５ｄは、ＯＬＴ１０より受信したアドレス通知メッセージを基に、現在自装置が通信中であるか否かを判断するモジュールである。
【００４０】
ランダム値設定手段２５ｅは、自装置が通信中でないと判断された際に、上がり送信前に受信するべきアドレス通知メッセージの数をランダムに設定するモジュールである。上り送信制御手段２５ｆは、上り許可回答メッセージの上り送信の開始、一時中止及び停止等を制御するモジュールである。
【００４１】
入力装置２１は、通信事業局側装置方向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２２は、通信事業局側装置方向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２３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。尚、他の装置はＯＬＴ１０と同様である為説明を省略する。
【００４２】
（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４のフローチャートを用いて説明する。
【００４３】
（ａ）先ず、ステップＳ１０１において、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１５ｄ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。
【００４４】
（ｂ）ステップＳ１０２では、上り許可回答メッセージ受信手段１５ｃが、上り送信が可能な期間内に、データ送信を要求するＯＮＵ２０ａ，２０ｂ…のみから上り許可回答メッセージを受信する。受信したＯＮＵ２０ａ，２０ｂ…は、現在通信中と判断する。尚、上り送信が可能な期間内に回答のないＯＮＵ２０ｃ…は、非通信中と判断する。
【００４５】
（ｃ）ステップＳ１０３において、この通信中ＯＮＵ２０ａ，２０ｂ…及び非通信中ＯＮＵ２０ｃ…等のアドレスを含む使用状況情報は、アドレス使用状況記憶装置１７に格納される。
【００４６】
次に、ＯＬＴ１０の初回通信以降、ＯＮＵの通信状態を監視する為に定期的に送信する、アドレス通知メッセージ送信時の動作について図５のフローチャートを用いて説明する。
【００４７】
（ａ）先ず、ステップＳ２０１において、アドレス通知メッセージ送信手段１５ｂは、アドレス使用状況記憶装置１７の情報を基に、前回通信中と判断された加入者宅の通信中ＯＮＵ２０ａ，２０ｂ…の情報を含むアドレス通知メッセージを、全てのＯＮＵ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ…のアドレスに対して送信する。尚、アドレス通知メッセージは、上り送信が可能な期間を含む。
【００４８】
（ｂ）ステップＳ２０２において、上り許可回答メッセージ受信手段１５ｃは、上り送信が可能な期間内に、通信中若しくは通信を希望するＯＮＵ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ…から上り許可回答メッセージを受信する。受信したＯＮＵ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ…は、現在通信中と判断する。尚、上り送信が可能な期間内に回答のないＯＮＵ２０ｃ…は、非通信中と判断する。
【００４９】
（ｃ）ステップＳ２０３において、この通信中ＯＮＵ２０ａ，２０ｂ…及び非通信中ＯＮＵ２０ｃ…等の使用状況情報は、アドレス使用状況記憶装置１７に格納される。
【００５０】
（光加入者線終端装置による通信方法）
次に、通信を希望するＯＮＵ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ…が、ＯＬＴ１０よりアドレス通知メッセージを定期的に数回受信し、その受信後、上り許可回答メッセージを送信することにより通信を開始する際の動作について図６のフローチャートを用いて説明する。
【００５１】
（ａ）先ず、ステップＳ３０１において、初めてネットワーク接続する、又は一旦上り送信を中断した後に再起動して上り送信を再開する等の通信状態を切断していた非通信中ＯＮＵ２０ｃ…が、通信を開始すると、ステップＳ３０２において、非通信中ＯＮＵ２０ｃ…のランダム値設定手段２５ｅは、ロータリースイッチ等により、ランダム値Ｎを設定する。この値は、後述するアドレス衝突を避ける為に用いられる。
【００５２】
（ｂ）ステップＳ３０３においては、アドレス通知メッセージ受信手段２５ｂは、ステップＳ２０１にてＯＬＴ１０より定期的に発信される、アドレス通知メッセージを受信する。
【００５３】
（ｃ）ステップＳ３０４において、使用状況判断手段２５ｄは、自装置ＯＮＵのアドレスが、アドレス通知メッセージが通知する「使用中」ＯＮＵアドレスに含まれているか否かを判断する。使用中ＯＮＵに含まれていた場合、Ｓ３０６へ進み、ＯＬＴ１０に上り許可回答メッセージを送信する。使用中ＯＮＵに含まれていなかった場合、上り許可回答メッセージを送信データ記憶装置２６に一時格納し、ステップＳ３０３〜Ｓ３０４の動作を、ランダムに設定されたＮ回繰り返す。尚、アドレス通知メッセージをランダム値Ｎ回受信するまでは、例え別の上り許可メッセージを受信したとしても、非通信中ＯＮＵ２０ｃ…はこれを無視する。
【００５４】
（ｄ）ステップＳ３０５にて、使用状況判断手段２５ｄが、ランダム値Ｎ回分、アドレス通知メッセージを受信したと判断すると、ステップＳ３０６にて、一時格納してあった上り許可回答メッセージをＯＬＴ１０に送信する。ＯＬＴ１０は、ステップＳ２０２においてこの上り許可回答メッセージを受信する。
【００５５】
上記の通信方法によると、各々のＯＮＵ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ…が各々のランダム値を選択することにより、複数のＯＮＵ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ…が同時に上り送信を開始したとしても、ランダム値の差分上り送信がずれる為、通信媒体において衝突が発生することを回避することができる。更に、ＯＬＴ１０が、上り許可回答メッセージを受信できていないＯＮＵ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ…を検出し、それを全てのＯＮＵ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ…に通知する為、上り許可回答メッセージを送信したＯＮＵ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ…が、正常に上り送信を開始できているか否かを判断することができ、結果、アドレスの重複によるアドレス衝突を回避することが可能となる。
【００５６】
次に、本発明の実施の形態に係るＯＬＴ１０及びＯＮＵ２０ａ，２０ｂ，２０ｃの実施例について説明する。以下、ＯＮＵ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ…のアドレス重複がなかった際の通常の処理、アドレス重複が発生した際の処理及びアドレス重複があり且つランダム値が一致している際の処理についてそれぞれ説明する。
【００５７】
（実施例１）
先ず、アドレス重複がない際の通常の処理について図７を用いて説明する。
【００５８】
（ａ）ＯＬＴ１０は、同一のアドレス通知メッセージを全てのＯＮＵ２０ａ，２０ｂ，２０ｃに送信する。このアドレス通知メッセージは、図７（ａ）に示すように、アドレス「１，２，３」が使用中でないことを通知する。尚、ＯＬＴ１０は、上り送信許可メッセージも定期的に送信する。
【００５９】
（ｂ）ＯＮＵ２０ａ，２０ｂ，２０ｃは、ランダム値の回数、図７（ａ）に示すランダム値では、つまり１回のみ、自装置のアドレスが「使用中ではない」アドレス通知メッセージを受信すると、上り送信を行なう。
【００６０】
（ｃ）アドレス通知メッセージをランダム値の回数だけ受信すると、図７（ｂ）に示すように、上り送信許可メッセージに応じてＯＮＵ２０ａ，２０ｂ，２０ｃが上り送信を開始する。
【００６１】
（ｄ）ＯＬＴ１０はＯＮＵ２０ａ，２０ｂ，２０ｃの上り送信により、ＯＮＵ２０ａ，２０ｂ，２０ｃが使用中であると認識する。そしてアドレス通知メッセージにおいて、図７（ｃ）に示すように、そのアドレスを「使用中」とする。その後、アドレス「１，２，３」をもった別のＯＮＵが接続されても、上り送信はできない。
【００６２】
上記によると、あるＯＮＵにより使用されているアドレスは、「使用中」アドレスとして、他のＯＮＵに使用できないようにする為、ＯＬＴ１０及びＯＮＵ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ間の通信中のアドレスの衝突を防ぐことができる。
【００６３】
（実施例２）
次に、同一のアドレスをもつ複数のＯＮＵ２０ａ，２０ｂ，２０ｃが同時に接続され、アドレス重複が発生した際の処理について図８を用いて説明する。
【００６４】
（ａ）ＯＮＵ２０ａ，２０ｂ，２０ｃは、図８（ａ）に示すランダム値の回数、即ちＯＮＵ２０ａは１回、ＯＮＵ２０ｂは２回、ＯＮＵ２０ｃは３回、自装置のアドレスを「使用中ではない」アドレスに含むアドレス通知メッセージを受信すると、上り送信を開始する。
【００６５】
つまり、ＯＮＵ２０ａは、図８（ｂ）に示すように、１回目のアドレス通知メッセージを受信すると、上り送信を開始する。この上り送信を受信したＯＬＴ１０は、ＯＮＵ２０ａにアドレス「１」を付与する。この時、ＯＮＵ２０ｂ、２０ｃは、そのメッセージをランダム値の回数だけ受信していないので、上り送信を行なわず待機している。
【００６６】
更に、ＯＬＴ１０は、アドレス通知メッセージにおいて、アドレス「１」を「使用中」とし、図８（ｃ）に示すように、全てのＯＮＵに通知する。このアドレス通知メッセージにより、ＯＮＵ２０ｂ、２０ｃは、アドレス「１」がすでに使用されていることを知り、このアドレスの使用を中止する。
【００６７】
上記によると、あるＯＮＵにより使用されているアドレスは、「使用中」アドレスとして、他のＯＮＵに使用できないようにする為、ＯＬＴ１０及びＯＮＵ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ間の通信中のアドレスの衝突を防ぐことができる。
【００６８】
（実施例３）
最後に、同一のアドレスをもつ複数のＯＮＵ２０ａ，２０ｂ，２０ｃが同時に接続され、さらにランダム値も一致している状態において、アドレス重複が発生した際の処理について図９を用いて説明する。
【００６９】
（ａ）ＯＮＵ２０ａ，２０ｂ，２０ｃは、図９（ａ）に示すように、ランダム値の回数、つまり１回、自装置のアドレスを「使用中ではない」アドレスに含む、アドレス通知メッセージを受信したので、自装置のアドレス「１」を使用して同時に上り送信を開始する。しかし、図９（ｂ）に示すように衝突が発生する。
【００７０】
（ｂ）ＯＬＴ１０は、ＯＮＵ２０ａ，２０ｂ，２０ｃの上り送信が衝突の為に到達しないことにより、ＯＮＵ２０ａ，２０ｂ，２０ｃはいまだ使用中でないと認識したままである。よって、ＯＬＴ１０は、図９（ｃ）に示すように、アドレス「１」は「使用中ではない」というアドレス通知メッセージをＯＮＵ２０ａ，２０ｂ，２０ｃに送信する。
【００７１】
（ｃ）このアドレス通知メッセージにより、ＯＮＵ２０ａ，２０ｂ，２０ｃは、既に上り送信を行なったにもかかわらず、アドレス通知メッセージの「使用中でない」のアドレスの中に自装置のアドレスが含まれることを知る。これにより、先程のアドレス「１」による上り送信に衝突が発生したことを察し、上り送信を一時中断し、ランダム値を再設定する。このランダム値の再設定により、図８に示すように、ＯＮＵ２０ａがランダム値「１」、ＯＮＵ２０ｂがランダム値「２」、ＯＮＵ２０ｃがランダム値「３」等のように、それぞれのＯＮＵが異なるランダム値を有する為、ランダム値の差分上り送信のタイミングがずれることになり、アドレスの衝突が発生しない。また、仮に、ランダム値再設定の結果、再度ランダム値が同じＯＮＵが複数存在するとしても、全てのＯＮＵにユニークなランダム値が与えられるまで、上記したようにランダム値の設定を繰り返すこととなる。
【００７２】
上記によると、あるＯＮＵにより使用されているアドレス及び保有するランダム値が重なったとしても、再度ランダム値を設定しなおすことにより、全ての同時に上り送信を行なうＯＮＵは異なるランダム値を有することとなる。これによって上り送信のタイミングをずらし、ＯＬＴ１０及びＯＮＵ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ間の通信中のアドレスの衝突を防ぐことができる。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
【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、各装置に対し通信可能状況を通知することによりアドレスの衝突を防ぎ、引いては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光加入者線端局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光加入者線終端装置の内部構成図である。
【図４】光加入者線端局装置の上り許可メッセージ通知の動作を示すフロー図である。
【図５】光加入者線端局装置のアドレス通知メッセージ通知の動作を示すフロー図である。
【図６】光加入者線終端装置の動作を示すフロー図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る実施例１を説明する図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る実施例２を説明する図である。
【図９】本発明の実施の形態に係る実施例３を説明する図である。
【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…光加入者線端局装置（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…上り許可メッセージ送信手段
１５ｂ…アドレス通知メッセージ送信手段
１５ｃ…上り許可回答メッセージ受信手段
１５ｄ…波長分割多重化手段
１６…加入者情報記憶装置
１７…アドレス使用状況記憶装置
１８…プログラム記憶装置
２０ａ，２０ｂ，２０ｃ…光加入者線終端装置（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…アドレス通知メッセージ受信手段
２５ｃ…許可回答メッセージ送信手段
２５ｄ…使用状況判断手段
２５ｅ…ランダム値設定手段
２５ｆ…送信制御手段
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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