(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一つまたは複数の接続回線を介して一つまたは複数の光加入者装置とデータを送受信する伝送装置であって、
前記光加入者装置の各々から送信される小フレームを多重した基本周期フレームを受信する受信部と、
プログラムが保持されたメモリと、
前記メモリに格納されたプログラムを実行することによって前記受信した基本周期フレームを処理するＣＰＵと、
前記ＣＰＵで算出され、前記受信した第１の前記基本周期フレームの後続の第２の前記基本周期フレームへの帯域割当情報を、前記光加入者装置に送信する送信部と、を備え、
前記第２の基本周期フレームには、前記光加入者装置に帯域が割り当てられるデータである、前記基本周期フレーム中の送信位置及び送信帯域が固定された固定帯域データと、可変長パケットで構成され、前記基本周期フレーム中の送信帯域が固定されていない可変帯域データを含み、
前記固定帯域データは、前記光加入者装置のＴＤＭインターフエースで受信するものであって、前記固定帯域データの周期は前記基本周期フレームの周期であり、
前記ＣＰＵは、
固定帯域制御テーブルを参照して、前記光加入者装置が前記基本周期フレームの周期の第１の整数倍の間隔で前記固定帯域データを送出するように、前記基本周期フレームの第１の整数倍のフレーム毎に前記固定帯域データに送信位置を割り当て、
前記固定帯域データに前記送信位置を割り当てた後に、前記固定帯域制御テーブルと異なる周期で更新される可変帯域制御テーブルを参照して、前記基本周期フレームの第２の整数倍を単位とするフレーム内において該固定帯域データと重ならない位置で前記可変帯域データへの帯域割当量を計算し、前記可変帯域データの前記基本周期フレームの送信位置を割り当て、前記倍数として用いられる第２の整数は、前記倍数として用いられる第１の整数と異なる数であって、
前記可変帯域データの割り当て位置が前記基本周期フレームの境界をまたぐ場合、既に前記第１の基本周期フレームに割り当て済みの前記可変帯域データのサイズ及び既に前記第１の基本周期フレームに割り当てられていない前記可変帯域データのサイズを前記メモリに保持し、前記未割当分を前記第２の基本周期フレームに割り当てることを特徴とする伝送装置。
【請求項２】
前記倍数として用いられる第１の整数は、前記倍数として用いられる第２の整数より小さいことを特徴とする請求項１に記載の伝送装置。
【請求項３】
前記可変帯域データの繰り返し周期は、前記固定帯域データの繰り返し周期の前記第２の整数倍であることを特徴とする請求項１に記載の伝送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フレームあるいはパケット単位にデータを分割して送受信する伝送装置に関し、特に複数の端末装置と物理的あるいは論理的に接続され、複数の端末装置との接続を多重化して収容する伝送装置において、個々の端末装置のデータ送信量を制御する帯域割当て装置に関する。具体的には、ユーザ宅あるいはオフィスビル、集合住宅からキャリアのユーザ回線収容局までの接続回線を提供する加入者回線終端装置であって、アクセス回線に光ケーブルを使用し、波長多重方式若しくは時間多重方式によってユーザ端末からのデータを多重し、ユーザからのデータ送信要求に応じて動的に割当て帯域を制御する回線終端装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ｘＤＳＬからＦＴＴＨへとアクセス回線の伝送容量が拡大し、ネットワーク上で提供される情報サービスが多様化している。これは、Ｗｅｂ閲覧やダウンロードといったデータ系トラフィックの送信量が年々増大していること、ＩＰ電話サービスに代表されるリアルタイム性の要求されるトラフィック制御の必要性が高まってきたことによる。
【０００３】
サービス多様化の影響はコア網よりも、ユーザ端末に近いアクセス回線及びアクセス網において顕著である。アクセス系インフラサービスでは、ユーザ契約やサービス種別に応じて、従来よりもさらに複雑なＱｏＳ制御が要求される。ここで、ＱｏＳ機能はパケット網においてパケット毎の処理優先度を決定しており、リアルタイム性の高いデータは優先データとして処理する。しかしながら優先制御において優先度設定レベルには限りがあり、常に一定レートでリアルタイム系パケットを処理することは困難である。つまり、リアルタイム系データは従来の電話網やＳＤＨ（Synchronous Digital Hierarchy）方式を用
いた同期多重通信網で実現されていたように、常時一定のれーと（送信量）を一定のタイミングで送信する必要がある。この制御により、同期多重通信網は通信品質の安定性と網管理の信頼性を確保できる。しかし、ＱｏＳ制御ではこの制御を行うことが困難である。
【０００４】
以上より、サービスの多様化によりアクセス網におけるトラフィック制御条件は大きく二通りに分類できる。一つは厳密な通信タイミング制御、他方はオンデマンドで広帯域確保である。現在アクセス環境は、キャリアの収容局においてＷＡＮ側にＳＤＨ網とＩＰ網とを併設したハイブリッド型になっている。そのためアクセス系インフラにおけるサービス品質向上には、この二極化するアクセス系トラフィックをアクセス回線上で多重する必要がある。その一方、網の非同期化（ＩＰ化）に呼応する形でＧＥ−ＰＯＮの実用化が進みつつある。現状は既存インフラとの並行運用となっているが、いずれパケット網を中心とする次世代網への統合が見込まれる。網移行期の措置及び広域接続サービス提供に際し、既存同期網との親和性は不可欠な機能といえる。
【０００５】
データ通信の普及に着目し、可変長パケットをアクセス網に使用するＧＥ−ＰＯＮ（Gigabit Ethernet-Passive Optical Network）が標準化され、その導入が進んでいる。近年、従来の固定電話をＩＰネットワークを用いたサービス（いわゆるＩＰ電話）に置き換えようという動きが大きく、Ethernet（登録商標、以下同じ）をベースとするアクセス網の整備が着実に進んでいる。Ethernetはその扱いの容易さから今後のアクセス網整備の主要技術となることが見込まれる。
【０００６】
しかし、Ethernetでは従来のＳＤＨ網のように網管理機能が十分に整理されていない。さらには、完全ベストエフォートのパケット通信網であるため、設置の容易さの裏には、
通信の信頼性を保証することが困難であるという側面を持つ。サービス多様化と平衡してネットワークが不可欠な情報インフラとなる今後において、通信の信頼性、さらには通信の安全性、秘匿性（セキュリティ）に関しても、今後需要が高まることが予想される。特に企業活動において、非同期通信網における信頼性、安全性に対する保証が実現されるまでは、従来から専用線サービスなどで使用されてきた同期通信網は必要と考えられる。
【０００７】
この流れを受けＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．９８４に規定されるＧ−ＰＯＮ（Gigabit-capable Passive Optical Network）システムでも、従来専用線サービスで用いられてきたＥ１、Ｔ
１回線の固定帯域通信（同期多重フレーム）と、データサービスに用いるEthernetの可変帯域データ（非同期可変長フレーム）の同時収容が求められる。この多重化では、（音声通信などに用いる）固定帯域通信の品質確保が課題となる。そこで本発明では、固定／可変帯域データ通信の二つのトラフィック特性を識別し、段階的にタイムスケジューリングを行う帯域管理方法を提案する。
【０００８】
尚、本発明は、対象を特にＰＯＮシステムのみに限るものではなく、一般に時分割多重方式により通信を行うシステムにおける帯域制御装置及びその動的帯域制御方法に対して適用できる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
現在ネットワーク上を流れるトラフィックは、送信タイムスロット（送信タイミング）が固定されるリアルタイム型と、通信量によって送信タイムスロットが変化するベストエフォート型とに大別できる。可変長データを用いるパケット通信路における帯域制御のために、従来、例えばＢ−ＰＯＮ（Broadband Passive Optical Network）のＯＬＴ（Optical Line Terminal）では、一つの帯域制御テーブルを帯域制御装置内に設け、固定帯域データと可変帯域データとを同列に扱ってきた。
【００１０】
可変帯域データについては、一定周期毎に割当帯域を計算し、これを動的に割り当てる必要がある。しかし、固定帯域データと可変帯域データとを一つの帯域制御テーブルで扱った場合、固定帯域データが可変帯域データの影響を受け、固定帯域データへの動的帯域割当てが困難であり、ビットレートが一定の通信ＣＢＲ（Constant Bit Rate）通信を安
定して行うことができない。具体的には、全トラフィックを同等に扱う場合、固定帯域割当て時にも可変帯域の利用状況を参照する必要が生じ、固定帯域データと可変帯域データとが混在する場合に、固定帯域データに確保したはずのリソースが他のデータの送信に使用されてしまうことがある。よって、ＴＤＭＡ（Time Division Multiplexing Access）
において可変帯域データと固定帯域データを同列に制御しながら、固定帯域データのトラフィックに一定帯域を保証することが困難である。そのため、固定帯域データのパケット到着時間間隔が変化しジッタが発生する。また、固定帯域データは、通信中は使用帯域が普遍かつ通信周期も一定であるにも関わらず、帯域割り当て量計算時に可変帯域データと同様の方法・頻度で帯域設定を行うことは処理効率の低下を招く可能性がある。
【００１１】
Ethernetのような可変長データを用いるパケット通信では、一定周期内に一定量のデータを送ることはできず、ジッタを抑止できない。またＡＴＭにおいても完全にジッタを抑止することはできず、これに対応するには固定通信セッションの間、セルの到着間隔を一定に保つための仕組みが必要である。ジッタを抑止するには、周期的な通信制御が不可欠であり、これは従来のＳＤＨで使用されてきた方式である。非同期通信における帯域利用効率を損なわないよう、ＴＤＭＡをベースとする周期帯域制御において、非同期通信に用いる可変長フレームの特徴を活かした動的帯域割り当て方法を提案する。
【００１２】
本発明は、要求品質の異なる各種ネットワークサービストラフィックが混在するネット
ワークにおいて、電話線やリアルタイム性の求められるデータ通信をサポートするために、遅延を一定に保つ通信技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、伝送帯域が保証される固定帯域通信と、伝送帯域が保証されない可変帯域通信の双方を収容する通信網、さらに一般的には、帯域制御要件あるいは帯域割り当て優先度が異なる複数のトラフィックを収容する通信網に用いられる帯域制御装置であって、前記装置に備える帯域制御部は、ＴＤＭＡによって周期的に固定帯域通信用及び可変帯域通信用の帯域を割当て、特に前記固定帯域通信のために、毎周期同量の通信帯域を、同タイミングで確保する機能を有し、さらに固定帯域通信に帯域を割り当てた後、可変帯域通信に残りの利用可能な帯域を割り当てる機能を有する。
【００１４】
上記の制御を実現するため、前記帯域制御装置は、固定帯域割当テーブルと可変帯域割当テーブルを個別に備えることで、種別の異なるトラフィックの制御を分割し、固定帯域制御への可変帯域制御の影響を排除することを可能とする。さらには、固定帯域制御と可変帯域制御の割り当て周期を個別に設定することができ、より柔軟な帯域制御を実現する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明では、一定周期での送信が要求されるデータ（固定帯域データ）に対して固定されるべき送信タイミングと送信帯域を優先的に確保することにより、固定帯域データのタイムスロットの位置の変動を無くし、データの到着遅延時間の揺らぎを生じさせない。また遅延可能なデータ（可変帯域データ）に対しては動的に割り当て帯域サイズを変更することによって帯域を有効に活用できる。また、トラフィックの種類毎に帯域割当テーブルを複数用意することにより各々のトラフィックに対して独立した帯域割当て計算が可能であり、アクセス回線等でトラフィック制御のための要求条件が異なる複数のサービスを多重する場合にトラフィック相互の影響を抑制し安定した通信品質を確保できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明は、帯域割り当て方法に関するものであり、ＯＳＩ参照モデルの物理レイヤにおける伝送媒体として光信号を用いるか電気信号を用いるかは問わない。但しここでは、本発明の最も好適な一適用例として、ユーザアクセス回線に用いられるＰＯＮシステムにおける帯域割当て方法及び装置を想定し、説明を行う。
【００１７】
図１は、本発明の実施の１形態である、ＰＯＮシステムを用いて構成される加入者終端ネットワークの構成を示すブロック図である。
【００１８】
本ネットワークは、ＯＬＴ１−１〜１−３、ＯＮＵ２−１〜２−３、光スプリッタ３−１〜３−３、光ファイバ１０−１〜１０−３、及び１１−１−１〜１１−３−３を備える。複数のＯＬＴ１−１〜１−３をユーザ収容網のエッジに備え、個々のＯＬＴはそれぞれ複数のＯＮＵを収容する。ＯＬＴ１−１〜１−３は、それぞれ複数のＰＯＮ−ＩＦ（図２の説明にて後述）を備え、例えばＯＬＴ１−２は光ファイバ１０−１、スプリッタ３−１、光ファイバ１１−１−２を介してＯＮＵ２−１と、また光ファイバ１０−２、スプリッタ３−２、光ファイバ１１−２−２を介してＯＮＵ２−２と、さらに光ファイバ１０−３、スプリッタ３−３、光ファイバ１１−３−２を介してＯＮＵ２−３と接続される。
【００１９】
スプリッタ３−１〜３−３は、ＯＬＴ１−２から光ファイバ１０−１〜１０−３を通じて送出される信号を、それぞれＯＮＵ側に分岐した光ファイバ１１−１−１〜１１−１−３、１１−２−１〜１１−２−３、１１−３−１〜１１−３−３に分岐（コピー）する。またスプリッタは、光ファイバ１１−１−１〜１１−１−３、１１−２−１〜１１−２−３、１１−３−１〜１１−３−３を通じて送られるＯＮＵからＯＬＴ１−２への信号（上り方向の信号）を、それぞれ共通の光ファイバ１０−１、１０−２、１０−３に載せてＯＬＴ１−２へ伝達する。
【００２０】
このとき、例えば光ファイバ１０−２に着目すると、ＯＮＵ２−２はじめとする複数のＯＮＵから光ファイバ１１−２−１〜１１−２−３を通じて送られる上り信号を、それぞれ受信したタイミングで共通の光ファイバ１０−２に伝達する。各ＯＮＵからの上り信号が重ならないようにＴＤＭＡによる多重方式を用いる。ＯＬＴ１−２は、光ファイバ１０−１〜１０−３それぞれに接続されるＯＮＵとの通信において、個々のＯＮＵに対して上り方向の通信に用いる送信タイミングと送信可能データ量を通知する、すなわち個々のＯＮＵに通信帯域を割当てるＴＤＭＡ方式を用いた送信タイミング制御を行う。
【００２１】
ＯＮＵ２−１〜２−３は、それぞれ加入者データ通信端末装置２０−１〜２０−３及びＴＤＭ（Time Division Multiplexing）端末装置３０−１〜３０−３を収容する。前者はＰＣやモバイル通信端末といった、ＷＷＷ（World Wide Web）情報の閲覧やデータダウンロードなどデータ送信効率が要求されるサービスを対象とする。主な接続サービスとしてEthernetが挙げられる。またＴＤＭ端末装置は、ＯＮＵのＴＤＭインタフェース（後述）に接続される。
【００２２】
本インタフェースによって、ＯＮＵ２−１〜２−３はＴ１回線もしくはＥ１回線による同期多重フレーム通信（ＴＤＭ通信）を収容する。本サービスは情報送信側と受信側の装置で通信制御を同期することで情報の多重化を行う通信方式であり、その代表例として回線交換方式を使用する電話サービスが挙げられる。データ通信端末、ＴＤＭ端末共にＯＮＵ毎に複数収容することができる。
【００２３】
図２は、図１のネットワークを構成するＯＬＴ１−１〜１−３（以下、ＯＬＴを記述する際は代表してＯＬＴ１と記述）及びＯＮＵ２−１−１、２−１−ｉ（以下、代表してＯＮＵ２と記述）の装置構成と、それによって構成されるネットワークの接続形態を示す。本図面は、ＰＯＮシステムのおける加入者通信データの流れを説明する機能ブロック図である。
【００２４】
ＯＬＴ１は、ＰＯＮインタフェース２００−１〜２００−ｎ、Ｌ２ＳＷ１３０、Ethernetインタフェース１１０−１〜１１０−ｎ１、及びＴＤＭインタフェース１２０−１〜１２０−ｎ２を備える。ＰＯＮインタフェース２００−１〜２００−ｎは、光ファイバ回線を通じて送信される光信号を終端する。ＰＯＮインタフェース２００−１〜２００−ｎで行う処理には、データをＯＬＴ１からＯＮＵ２へ送信する際の、EthernetフレームもしくはＴＤＭデータとＰＯＮ区間（ＯＬＴとＯＮＵのＰＯＮインタフェース間）の通信制御に用いるデータフォーマットとの相互変換、下りデータ配信のための帯域制御、上りデータ通信のためのＯＮＵへの帯域割当て、電気信号と光信号の相互変換が含まれる。
【００２５】
Ｌ２ＳＷ（Ｌ２スイッチ）１３０は、Ethernetインタフェース１１０からの信号及びＴＤＭインタフェース１２０からの信号を多重化して、ＰＯＮインタフェース２００に送る。また、Ｌ２ＳＷ１３０は、ＰＯＮインタフェース２００からの信号を分解し、Ethernetインタフェース１１０又はＴＤＭインタフェース１２０に送る。
【００２６】
Ethernetインタフェース１１０は、データ系のインタフェースを備え、パケット交換網２００１に接続されている。Ethernetインタフェース１１０は、パケット交換網２００１から入力されたパケットをＬ２ＳＷ１３０に送る。また、ＰＯＮインタフェース２００で受信したデータをＬ２ＳＷ１３０より受け取る。パケット交換網２００１は、例えば、Ethernetのように、データの伝送終了まで回線を占有する必要がないネットワークである。
【００２７】
ＴＤＭインタフェース１２０は、Ｅ１やＴ１などのＴＤＭ回線インタフェースを備え、回線交換網２００２に接続されている。ＴＤＭインタフェース１２０は、回線交換網２００２から入力されたパケットをＬ２ＳＷ１３０に送る。また、ＰＯＮインタフェース２００で受信したデータをＬ２ＳＷ１３０より受け取る。回線交換網２００２は、例えばＳＤＨ網、ＩＳＤＮ網のように、データの伝送終了まで回線を占有するネットワークである。
【００２８】
ＰＯＮインタフェース間（ＰＯＮ区間）では、帯域管理ＩＤ毎に帯域が割り当てられる。帯域とは、時分割されたタイムスロットにおけるデータ量である。ＯＬＴ１は、管理ＩＤ毎の帯域の割り当てを、ＯＮＵ２に通知する。ＯＮＵ２は、ＯＬＴ１から通知された帯域でデータを送信する。
【００２９】
スプリッタ３は、光ファイバ網の途中に設けられる分岐装置であり、例えば、スターカプラが使用される。スプリッタ３が複数のＯＮＵ２からの信号を多重化する。スプリッタ３からＯＬＴ１の間では、固定帯域データ（ＴＤＭ系データ）及び可変帯域データ（Ethernet系データ）が同一ファイバ上に混在する。
【００３０】
ＯＮＵ２は、送信キューのパケット蓄積状況をＯＬＴ１に対して送信し、送信帯域を要求する。ＯＬＴ１は、ＯＮＵ２からパケット蓄積状況を受信すると、ＴＤＭＡを用いた動的帯域制御によってＯＮＵ２のデータ送信タイミングを調整して、ＯＮＵ２に送信タイミングを通知する。ＯＮＵ２は、ＯＬＴ１から通知されたタイミングで、ＯＬＴ１にパケットを送信する。これによって、スプリッタ３とＯＬＴ１間の回線における上りパケットの衝突を防止している。
【００３１】
ＯＮＵ（Optical Network Unit）２は、光ファイバの加入者側の終端装置である。ＯＮＵ２は、ＰＯＮ終端部３１１、信号多重部（ＭＵＸ）４１１、Ethernetインタフェース部５１１−１〜５１１−ｎ１、ＴＤＭインタフェース部６１１−１〜６１１−ｎ２を備える。ＯＮＵ２は、Ethernetインタフェース部５１１及びＴＤＭインタフェース部６１１を介して、データ通信端末２１１０−１〜２１１０−ｎ１、ＴＤＭ端末２１１１−１〜２１１１−ｎ２と接続されている。 Ethernetインタフェース５１１及びＴＤＭインタフェース６１１は複数接続することができる。ＰＯＮ終端部３１１で行う機能には、ＯＬＴ１から送信された光信号を電気信号に変換する光−電気変換、データをＯＮＵ２の加入者側（ＵＮＩ：User Network Interface）へ送信する際の、EthernetフレームもしくはＴＤＭデータとＰＯＮ区間の通信制御に用いるデータフォーマットとの相互変換、下りデータ配信のための帯域制御、ＯＬＴ１の送信タイミング指示に従う上り送信フレームの生成、が含まれる。Ｌ２ＳＷ（多重部）４１１は、ＯＬＴのＬ２ＳＷ１３０と同様の動作となる。
【００３２】
Ｌ２ＳＷ１３０は、ＰＯＮインタフェース２００から受信した信号を、Ｌ２フレームに付与された信号の宛先情報に従い、Ethernetインタフェース１１０かＴＤＭインタフェース１２０のいずれかに転送する。また、Ethernetインタフェース１１０またはＴＤＭインタフェース１２０から受信したデータを、それぞれの宛先となるＰＯＮインタフェース２００へ転送する。EthernetデータとＴＤＭデータの多重は、ＰＯＮインタフェース２００において行われる。このＬ２ＳＷ１３０の機能は、ＯＮＵ２においても同様であり、ＰＯＮインタフェース３１１からの信号をEthernet/TDMインタフェース（５１１／６１１）に振り分け、またEthernet/TDMインタフェース（５１１／６１１）からの信号をＰＯＮインタフェース３１１へ転送する。
【００３３】
図３は図１のＯＬＴ１及びＯＮＵ２における、ＰＯＮインタフェース部（２００、３１１）の機能ブロックを示す。特に、ＰＯＮ区間における帯域制御に関わる機能を説明する図である。
【００３４】
ＯＬＴ１のＰＯＮインタフェース部２００は、ＯＬＴ１のEthernetインタフェース１１０及びＴＤＭインタフェース１２０を備えるアクセス網側（ＳＮＩ：Service Network Interface）に、下り方向（加入者端末向け）通信、上り方向（アクセス網向け）通信それ
ぞれに対応するEthernetフレーム処理部２１０、同じく上り、下りそれぞれのＴＤＭデータ通信処理を行うＴＤＭ処理部２２０、ＰＯＮ区間における通信制御と外部ネットワークにおけるEthernetもしくはＴＤＭ通信制御とを相互接続するＰＯＮ終端部２３０、ＰＯＮ終端部２３０における下りフレームの生成後に光ファイバに信号を載せ、また光ファイバを通じて上り信号を受信した場合に光信号を電気信号に変換しＰＯＮ終端部２３０に伝達する光モジュール２４０、ＣＰＵ２５０、通信制御のためのデータ管理及びプログラム保持を行うメモリ２６０を備える。メモリ２６０はさらにフレーム解析結果、帯域制御状況をといった情報も保持することができる。
【００３５】
ＳＮＩ側回線２０１によって入力したデータは、Ethernetフレーム処理部２１０に備えられるデータキュー２１２に一旦蓄積される。蓄積されたデータは、キュー制御部２１１の指示で読み出され、ＰＯＮ終端部２３０にてＰＯＮ区間通信用の下りフレームに再構成される。キュー制御部２１１はＰＯＮ終端部２３０の指示に従いデータキュー２１２に保持されるフレームを読み出す。
【００３６】
ＴＤＭ処理部２２０もEthernetフレーム処理部２１０と同様に上り方向通信と下り方向通信のための処理ブロックを備える。ＴＤＭ回線２０２を通じて受信したデータは、ＴＤＭ処理部２２０に備えられるバッファに一旦保持した後、下りフレーム構成のためＰＯＮ終端部２３０に転送する。ＴＤＭは同期多重フレームによる転送方式のため、Ethernetよりも伝送遅延の許容条件が厳しく、ＴＤＭ回線２０２にて一定周期で受信するデータを、それと同等のレートでＰＯＮ終端部２３０に送出する。ＴＤＭ回線におけるデータ送受信周期は、ＳＤＨ（Synchronized Digital Hierarchy）の場合は１２５マイクロ秒周期であり、またＧ−ＰＯＮの標準化勧告においてもＰＯＮ区間の周期送受信制御を１２５マイクロ秒単位で行う（非特許文献「Ｇ−ＰＯＮ勧告」参照）。
【００３７】
ＰＯＮ終端部２３０では、Ethernetフレーム処理部２１０及びＴＤＭ処理部２２０に蓄えられた受信データからＰＯＮ区間（ＮＮＩ）に送出する下りフレームを生成する。ＰＯＮ区間はＴＤＭＡを用いた通信制御に従い、フレーム生成は周期的に行われる。Ｇ−ＰＯＮでは１２５マイクロ秒周期に下り及び上りフレームが送受信される。このフレームを、以下では基本周期及び基本周期フレームと呼ぶ。Ethernetフレーム処理部２１０及びＴＤＭ処理部２２０に蓄えたデータは、この基本周期フレームフォーマットに再構成する。基本周期フレームには複数のＯＮＵ２（加入者、もしくは加入者端末）宛てデータが多重され、データとともに宛先ＯＮＵ２を示す識別子が挿入される。基本周期フレームのフォーマットについては後述する。
【００３８】
またＰＯＮ終端部２３０では、上りフレーム解析部２３１にて、上り方向に送られてくるフレームの転送先EthernetポートもしくはＴＤＭポートを決定する。また上りフレームに含まれるトラフィック状況、すなわちＯＮＵ２内部に設ける上りフレーム送信キューにおける送信待ちデータ蓄積状況を抽出する。この情報は、帯域要求情報２６３としてメモリ２６０内に保持する。この帯域要求はＯＬＴ１からＯＮＵ２への通信帯域割り当てに使用する。ＰＯＮ区間における上り方向のデータ送信タイミングはＯＬＴ１がＯＮＵ２に与えるデータ送信許可に従う。ＯＮＵ２は、スプリッタでの多重後に送信データが重ならないように設定した送信スケジュールに従って指定されたデータ量を指定されたタイミングで送出する。これによりＯＬＴ１は個々のフレームについて、その送信元を識別できる。
【００３９】
メモリ２６０には、ポインタ計算部２６１と帯域計算部２６２を備える。帯域計算部２
６２は、上りフレームから抽出した帯域要求情報２６３に基づき各ＯＮＵ２に、次の基本周期で割り当てるべき帯域を計算する。ここで計算された割り当て帯域は、可変帯域割当テーブル２６５に保持される。尚、可変帯域とは、Ethernetフレームにより送受信される、送信タイミングが任意で、かつネットワークリソースの使用状況によって送信レートが変動するトラフィックに動的に割り当てる帯域を指す。ＤＢＡは帯域要求に基づく動的帯域割当方法であり、可変帯域制御を対象とするものである。またメモリ２６０には、固定帯域割当テーブル２６４を保持する。本テーブルは、電話網など回線交換網における同期多重通信用帯域の割当て量を保持する。
【００４０】
これらはセッション開始から終了まで通信に必要な帯域は一定であるため、ＯＮＵへの帯域割り当て量が変動することはない。但し固定帯域の利用状況が変化する場合として、ＯｐＳ（Operations System）により同期多重通信の回線に予め設定しておくチャンネル
数を変更する場合が考えられる。固定帯域割当てテーブル２６４は、ＰＯＮ終端部２３０の下りフレーム生成部２３２及び帯域演算部２６２より参照されるため、ＯｐＳにより半固定的に設定される固定帯域使用状態を保持しておく。
【００４１】
メモリ２６０内のポインタ計算部２６１は、ＤＢＡによる帯域割当てを行う場合に、可変帯域の送信スケジュールを計算する。本機能は、ＰＯＮ終端部２３０における下りフレーム生成２３２において、下りフレーム内の帯域指示フィールド（後述）を生成する際に動作する。ポインタ計算部２６１は、可変帯域割当てにおいて必要となる。先ず固定的に割り当て帯域サイズ及び送信タイミングが決まっている同期多重フレーム用の通信帯域（固定帯域）を、固定帯域割当てテーブル２６４に基づき割当てる。
【００４２】
次に可変帯域割当てテーブル２６５から帯域設定単位毎の割当量を読み出し、テーブルエントリ（帯域設定単位）毎に、固定帯域及び先行する可変帯域エントリに対する送信タイミング割当て処理後の空き帯域（空き送信タイミング、空き送信位置）を指定する。このときポインタ計算部２６１は上りフレームへの送信タイミング割当状況を管理し、上りフレーム上の空き帯域を示す開始ポインタ、若しくは開始及び終了ポインタを与える。
【００４３】
ＯＮＵ２は、光ファイバを終端する光モジュール３４０、ＰＯＮ終端部３３０、メモリ３５０、Ethernet回線３０１を収容するEthernet回線終端部３１０、ＴＤＭ回線３０２を収容するＴＤＭ回線終端部３２０により構成する。
【００４４】
Ethernet回線終端部３１０は、Ethernet回線３０１を介して入力される信号からEthernetフレームを抽出し、ＰＯＮ終端部３３０に通知する。Ethernet回線終端部３１０で抽出されたEthernetフレームは、メモリ３５０のデータキュー３５２に格納される。データキュー３５２は、キュー制御部３５１で管理し、ＰＯＮ終端部３３０の上りフレーム生成部３３２からメモリ３５０に通知される指示に従い読み出される。また光モジュール３４０で受信した下りフレームから再構成されるEthernetフレームを、メモリ３５０のデータキュー３５２内に備える下りEthernetフレーム用のデータキュー（送信キュー）に格納する。キュー制御部３５１内の下りキュー制御部は、Ethernet回線終端部３１０からの読み出し指示に従い、データキューから順次フレームをEthernet回線終端部３１０に転送する。
【００４５】
ＴＤＭ回線終端部３２０は、ＯＬＴ１のＴＤＭ回線終端部２２０と同様、一定周期で一定量ずつ送信されるＴＤＭデータを抽出する。ここでＴＤＭ回線終端部３２０で抽出される情報には、ＴＤＭデータの送信周期情報、ユーザデータ、当該データで使用するＴＤＭチャンネル情報を含む。受信したＴＤＭデータは、一旦バッファに蓄積し、ＰＯＮ制御部３３０で上りフレームを生成するため、一定レートでバッファより読み出しＰＯＮ終端部３３０に転送する。
【００４６】
ＯＮＵ２ではEthernet及びＴＤＭデータ送信キュー３５２を、それぞれ回線終端部（３１０／３２０）と分離して備える構成を示す。データキュー３５２は回線終端部３１０、３２０に備えてあってもよく、回線終端部３１０、３２０と主信号転送路が確保できていれば、ＰＯＮ−ＩＦ３００の機能に影響ない。ＰＯＮ−ＩＦはＡＳＩＣ上に構成される一連の機能ブロックの集合であり、上述する処理を行える構成であれば、どの構成を採用しても構わない。
【００４７】
ＰＯＮ終端部３３０の下りフレーム解析部３３１は、下りフレームバッファ３３３に蓄積された下りＰＯＮ区間通信フレームからEthernet及びＴＤＭデータを抽出し、回線終端部３１０、３２０より送出できるフォーマットにデータを再構成する。再構成後のデータフレーム処理は前述の通りである。下りフレーム解析部３３１はまた、ＯＬＴ１から通知される装置制御情報及び帯域割当情報を抽出する。
【００４８】
装置制御情報は装置外部もしくは内部に接続されるＣＰＵで処理される。上りフレームへの帯域割当（個々のＯＮＵ２に対する送信許可）情報は、ＰＯＮ終端部３３０に備えた帯域割当情報データベース３３４に保持される。このデータベースは、上りフレーム生成部３３２より参照され、上りフレームでの送信データ量（帯域割当サイズ）はキュー制御部３５１と連動しデータキュー３５２の読み出し量の制御に使用する。
【００４９】
ＰＯＮ区間の帯域制御は上りフレームを対象とするものと下りフレームを対象とするものとに分割される。下り方向についてはＯＬＴ１にEthernetもしくはＴＤＭインタフェース１１０、１２０を通じて入力したフレームをＰＯＮ終端部２３０の下りフレーム生成部２３２においてＰＯＮ区間通信用の基本周期フレーム（１２５マイクロ秒周期フレーム）に載せかえる。ここで、フレーム生成時にEthernetフレーム処理部２１０に備えるデータキュー２１２及びＴＤＭ処理部２２０に備えるデータキューからのデータ読み出し制御を行う際に帯域制御を行う。
【００５０】
例えば、データを一つもしくは複数のキューに振り分け、キュー毎に設定する読み出し優先度により下り通信帯域を制御する。ＯＮＵ２では、下りフレーム解析部３３１において、ＰＯＮ区間通信フレームからEthernetフレームもしくはＴＤＭフレームを抽出した後、回線終端部３１０、３２０のデータキューに蓄えられたフレームの読み出し制御を行う際に帯域制御を行う。ここで、下りＰＯＮフレーム生成時には、回線終端部３１０、３２０に設けられたデータキューの読み出し順位は任意に設定できる。ＴＤＭの通信品質を確保するため、ＴＤＭデータに要求される送信帯域を優先的にフレームに割り当てる方法も可能である。これ以外にもデータキューの読み出し順は、任意に設定できる。
【００５１】
上りフレームに対する帯域制御は、ＯＮＵ２における上りフレーム生成部３３２により制御される上りデータキュー３５２読み出し制御、及びＯＬＴ１における回線終端部２１０、２２０でのデータキュー読み出し制御による。下りフレームに対する帯域制御では、受信データ種別（EthernetかＴＤＭか）、受信データが振り分けられたキューの読み出し優先度により決定されるが、上りフレームはフレーム生成時に帯域制御を行う。上りフレーム生成部３３２は、帯域割当情報データベース３３４に保持される、当該上りフレーム送信周期毎に割り当てられたデータ送信量に従い、送信可能なデータ分を上りデータキューから読み出してフレームを生成する。
【００５２】
尚、帯域の制御はＯＮＵ２毎に一つまたは複数設定する帯域割当単位（以下、Ａｌｌｏｃ−ＩＤ）別に行われる。そのため、固定帯域割当テーブル２６４、可変帯域割当テーブル２６５共に、Ａｌｌｏｃ−ＩＤ毎の帯域割当量を設定したエントリを保持する。
【００５３】
また、下り及び上りフレームは複数のＡｌｌｏｃ−ＩＤ毎の小フレームを生成し、それ
を組合わせる（多重する）ことによってＰＯＮ区間の基本周期フレームを生成する。よって、ＰＯＮ区間での送信帯域制御に関し、ＯＬＴ１側のＰＯＮ−ＩＦ２００における送信帯域制御は、Ａｌｌｏｃ−ＩＤを単位とするデータキュー読み出し制御を行うことが望ましい。
【００５４】
もちろん、同一の読み出し優先度を持つ複数のＡｌｌｏｃ−ＩＤを一つのデータキューに割当てることも可能である。ＯＮＵ２のＰＯＮ−ＩＦ３００における上りフレーム送出制御においても同様に、Ａｌｌｏｃ−ＩＤ単位にデータキューを設定するか、同一優先度の複数のＡｌｌｏｃ−ＩＤがデータキューを共用することにより、フレーム生成から送出制御まで一貫した帯域制御を行うことも可能である。
【００５５】
フレーム生成後に参照するデータキュー毎の優先度を等しく設定しておき、ＤＢＡ計算が他の要因に左右されることなく、実際の帯域利用率を反映するよう運用することもできる。
【００５６】
図４は、ＤＢＡの基本動作と、本発明を適用した場合の固定帯域、可変帯域それぞれの制御タイミングとの関係を説明するシーケンス図である。ＯＬＴ１がＯＮＵ２に対して上りフレームの帯域割当てを行う場合の動作を説明する。
【００５７】
ＯＬＴ１は下りフレームの帯域指示フィールドを用いて配下のＯＮＵ２に対し送信帯域及びタイミングを指示する。図４では下りフレーム＃ｉでの送信指示４０１に相当する。このフレームは、これに先立つ上りフレームにおいてＯＬＴ１が取得した各ＯＮＵ２の送信待ちデータ量に基づき決定されている。下りフレーム４０１は送信指示に加えて、ＯＬＴ１から配下のＯＮＵ２に対するキュー状態通知指示を含む場合がある。このキュー状態送信通知のタイミングはＯＬＴ１の帯域割当周期に依存するが、ＯＬＴ１は帯域割当て周期内で少なくとも１度は各ＯＮＵ２からのキュー状態通知（送信帯域要求）を受信する。
【００５８】
下りフレーム４０１を受け、ＯＮＵ２はＥｑＤ（Equalization Delay）４２１と、そこを基準とした送信開始時点までの時間（ＢＷｓｔａｒｔ）４２２の合計値４２０後に上りフレームを送信する。ここでＥｑＤ４２１は、ＯＬＴ１が配下に複数のＯＮＵ２を抱える場合に、全ＯＮＵ２からの上りフレームを光ファイバ上でＴＤＭＡにより多重するために指定する送信待ち時間である。通常、ＯＮＵ２毎にＯＬＴ１からの距離が異なるため、ＯＮＵ２からのフレーム到着タイミングはまちまちであるが、距離の異なるＯＮＵ２からの上りフレームをスプリッタ通過後（ＯＬＴ１での受信時）に多重するため、到着タイミングの基準点を一致させる必要がある。
【００５９】
ＯＮＵ２毎の距離測定によって、ＯＬＴ１からの下りフレーム送信時点からそれに対する上りフレームをＯＬＴ１が受信するまでの往復時間を測定し、最も遅延の大きいＯＮＵ２に合わせて各ＯＮＵ２からの上りフレーム到着までの時間を決定する。この応答フレーム到着までの共通の所要時間から、ＯＮＵ２毎に光ファイバ伝送遅延、Ｏ／Ｅ・Ｅ／Ｏ変換による遅延を除いた信号処理時間をＥｑＤ４２１として、ＯＮＵ２内に保持しておく。ＢＷｓｔａｒｔは、当該ＯＮＵがデータを送信開始するタイミングであり、ＥｑＤで指定される、上りフレーム送信の基準点からの経過時間を示すパラメータである。このパラメータは、例えばバイト単位で表され、ＯＬＴ１からＯＮＵ２へのフレーム４０１で通知される。
【００６０】
下りフレーム４０１でキュー状態通知指示が出ている場合は、上りフレーム４０２にて送信待ちデータ量を通知する。
【００６１】
以下、上りフレームによるキュー状態通知を受け、次の下りフレームでその送信待ちデ
ータ量に基づき計算した帯域割当を行う流れを繰り返す。ＰＯＮにおける基本周期１２５マイクロ秒毎にこれらの処理を行う場合は、ＯＬＴ１を基準とするとＥｑＤ４２１間隔でそれぞれ対応する上りフレームと下りフレームの制御周期が生じ、それぞれの下りフレームに対応する上りフレームのＯＬＴへの到達時間は、ＰＯＮ区間の信号伝達時間と、ＯＮＵ内部での上りフレーム生成に要する処理時間と、ＥｑＤとを含む時間だけ遅れる。そのため、ＰＯＮ区間において、ある時刻には、複数のＯＬＴ１からの指示（下りフレーム）が蓄積され、それに対するＯＮＵ２からの応答（上りフレーム）が一定周期ずつ遅れて発生する。
【００６２】
固定帯域割当周期と可変帯域割当周期は、等しく設定する必要はない。固定帯域割当周期は、ＰＯＮ−ＩＦ２００内のＴＤＭ処理部２２０、及びＰＯＮ−ＩＦ３００のＴＤＭ処理部３２０におけるＴＤＭデータのサンプリング周期設定に依存する。１２５マイクロ秒単位で全ＴＤＭ通信チャンネルに対して帯域を割り当てる必要はなく、一定周期での一定帯域割当てが可能であればよいため、基本周期１２５マイクロ秒の整数倍を一つの固定帯域割当周期に設定できる。
【００６３】
可変帯域は、上りフレームに割り当てられている固定帯域送信位置と重ならないように割り当てる。従って、可変帯域割当時に、その対象とする上りフレームにおける固定帯域割当状況を知ることができればよく、可変帯域割当の周期に関してはどのように設定しても構わない。
【００６４】
これはテーブルを分離し、回線上の帯域を分割管理したことによって実現する方法である。固定帯域はＯｐＳの設定に従う位置に割り付けるためジッタの発生を抑止でき、また可変帯域のみを帯域算出部にて扱うため、固定帯域データに対する優先処理や割り付け位置算出など、事実上不要な処理に負荷をかけることがないため、通信品質の安定と処理の効率化につながる。
【００６５】
図４には、固定帯域割当周期４４０として１２５マイクロ秒を、可変帯域割当周期４５０として、１２５マイクロ秒フレーム（固定帯域割当周期４４０）のｍ倍としたときの、帯域割当タイミングを示す。このとき、固定通信帯域は固定帯域割当テーブルに保持されるチャンネル設定状況に基づき、固定的に毎上りフレームに対して直前の下りフレームによって帯域割当（送信許可）が行われるが、可変通信帯域に関しては可変帯域割当周期４５０のうちで一度だけ送信帯域を設定する。
【００６６】
すなわち、可変通信帯域に関しては、帯域割当周期内で送信できるデータ量を、各ＯＮＵ２から通知される送信待ちデータ量から計算する。ここで帯域割当周期は可変帯域割当テーブル２６５の更新周期を言う。可変帯域割当テーブル２６５に設定された帯域は、テーブル更新周期で使い切ればよいため、その割り当て方法には、複数の実装が考えられる。一つは可変帯域割当テーブル２６５に記載されたエントリ（Ａｌｌｏｃ−ＩＤ）毎に可能な全送信帯域を一連の（大きな）帯域として順に割当てる方法であり、もう一つは特定のＡｌｏｃ−ＩＤに割当てる帯域を可変帯域割当テーブル２６５の更新周囲内で複数の上りフレームに分割して割当てる方法である。これらの方法については後述する。
【００６７】
図５〜図７は、本発明における帯域割当て処理を説明するフローチャートである。
【００６８】
図５は、本発明の実施の形態の上りフレーム受信処理のフローチャートであり、ＯＬＴ１で実行される。本フローチャートは、帯域制御に関連する一連の処理を説明するため、ＯＮＵの上り送信待ちデータ量情報を含むフレームをＯＬＴ１が受信した場合について処理手順を示す。
【００６９】
ＯＬＴ１のＰＯＮ終端部２３０において、上りフレーム解析部２３１は、上りフレームを受信すると、当該フレームを受信したタイミングの抽出を行う（Ｓ１０１）。フレームの受信タイミングはＥｑＤ４２１の調整に用いる。ＯＬＴ１が個々のＯＮＵ２に対して指示したデータ送信量とデータ送信開始タイミングをＯＬＴ１内の可変帯域割当状況テーブル２６５に保持しており、そのデータが受信フレームのものと一致しているか否かを確認する（Ｓ１０２）。
【００７０】
意図したＯＮＵ２の送信タイミングと実際の上りフレーム受信位置が一致しない（差異が一定の閾値を超える）場合、ＥｑＤ４２１の再設定により当該ＯＮＵ２の送信タイミングを補正する（Ｓ１０３）。送信位置が正しい（意図したＯＮＵ２の送信タイミングとの差異が一定の閾値内にある）場合、及びステップＳ１０４にて位置補正後にも当該フレームのヘッダ解析が可能であった場合は、当該ヘッダに含まれるＯＮＵ２のキューに蓄積された未送信データ量を抽出する（Ｓ１０５）。抽出した未送信データ量は、対応する帯域制御ＩＤ（Ａｌｌｏｃ−ＩＤ）と共に帯域要求情報２６３に保持する（Ｓ１０６）。
【００７１】
図６は、本発明における可変帯域割当テーブル２６５の設定処理を示すフローチャートである。可変帯域割当周期（可変帯域割当テーブル更新周期）毎に、ＯＬＴ１の帯域演算部２６２で実行される。前述したように、帯域割当周期は、一つの上りフレームの周期でもよいし、複数の上りフレームを集めたマルチフレームの周期でもよい。
【００７２】
まず、帯域演算部２６２は、固定帯域割当テーブル２６４を参照し（Ｓ２０１）、帯域設定対象となる上りフレームでの固定帯域割当状況を取得する（Ｓ２０２）。ここで、前述のように固定帯域割当テーブルの更新周期と、可変帯域割当テーブルの更新周期とがそれぞれ異なる場合に、制御対象とする上りフレーム送信周期において可変帯域通信に利用できる帯域の総計を取得するため、当該周期に含まれる全ての上りフレームについて固定帯域割当状況を取得する。次に、新たに受信したＯＮＵ２送信キューの情報を、帯域要求情報２６３から読み出す（Ｓ２０３）。
【００７３】
帯域要求情報２６３は、ＯＮＵ２への帯域割当単位Ａｌｌｏｃ−ＩＤ毎の要求帯域情報を格納している。固定帯域状況の取得結果に基づいて、Ａｌｌｏｃ−ＩＤ単位に次の可変帯域割当テーブル更新までに送信を許可する帯域を計算し（Ｓ２０４）、計算された可変帯域割当量を可変帯域割当テーブルに記入する（Ｓ２０５）。ステップＳ２０４にて、帯域計算部２３２は、帯域要求情報に加え、Ａｌｌｏｃ−ＩＤ毎に設定された制御ポリシーを反映して帯域制御ＩＤ毎の可変帯域割当量を計算することもできる。制御ポリシーは、可変帯域の帯域制御ＩＤ毎を均等に扱う場合や、帯域制御ＩＤ毎に優先度を定め、優先度に基づいて帯域を非均等的に割り当てる場合が考えられる。
【００７４】
図７は、本発明の実施例における、上りフレームへの帯域許可情報割当て処理のフローチャートである。尚、帯域割当は、図４のシーケンスの説明で示すように基本周期（１２５マイクロ秒フレーム）で行う。
【００７５】
ＯＬＴ１のＰＯＮ終端部２３０において、下りフレーム生成部２３２は、メモリ２６０に保持される固定帯域割当テーブル２６４を読み出す。本テーブルにはＡｌｌｏｃ−ＩＤ毎に帯域割り当てサイズ及び割当開始位置が保持されており、先ず読み出した帯域送信量および送信タイミング（ポインタ）に従い、固定帯域送信位置を設定する。具体的には、下りフレームの帯域通知フィールドへ当該情報を記入する。
【００７６】
次に、ＤＢＡ周期（可変帯域割当テーブル更新周期）が、これに先立つ上りフレームへの帯域割当処理と連続しているか否かを判断する（Ｓ３０３）。ここで、もしＤＢＡ周期が前フレームから継続中であった場合には、ＤＢＡ周期が固定帯域割当て周期と一致して
おらず、大きな帯域を割り当てる場合などに、テーブル内特定エントリの帯域割当を前フレームへの割当と継続して行う状況が生じ得る。帯域割当を正しく行うため、ここでＤＢＡ周期の境界点か否かを確認する。継続中でない場合、すなわち、当該ＤＢＡ周期内で帯域未割当てのＡｌｌｏｃ−ＩＤが存在しない場合は、そのまま処理を終了する。
【００７７】
次に、前述のようにフレームを跨いで割り当て中の帯域があるか否かを判定する（Ｓ３０４）。この判定は、可変帯域割当テーブル内に割り当て状況フラグを定義してもよいし、割り当て中のＡｌｌｏｃ−ＩＤエントリを一時的に記録しておくレジスタを用いてもよい。ここで、割り当て中のエントリが存在する場合には、当該エントリの残りの帯域を、可変帯域割当テーブル２６５もしくはレジスタより読み出す（Ｓ３０６）。割り当て中のエントリが存在しないときは、未割当てのエントリを新たに読み出す（Ｓ３０５）。
【００７８】
読み出した帯域サイズについて、当該上りフレーム上の残り利用可能領域と比較して小さい（上りフレーム上に全て割当て可能）か否かを判断する（Ｓ３０７）。全帯域を割当て不可能な場合には、当該フレーム上に割りつけ可能なサイズを抽出し（Ｓ３０８）、残りをテーブル内もしくは未割当レジスタへ記録する（Ｓ３０９）。
【００７９】
全帯域を割当できる場合、あるいは帯域分割処理が終了した後、上りフレームの空き帯域状況から送信開始位置を計算し（Ｓ３１０）、当該帯域を割り当てる（Ｓ３１１）。帯域割当処理は、前述の固定帯域割当処理と同様、下りフレームの帯域指示フィールドへの送信開始位置、送信データ量か送信終了位置のいずれかを用いて帯域指示の記述を追加する。
【００８０】
最後に、可変帯域割当テーブルに記述された全エントリについて割当完了したかどうかを確認する（Ｓ３１２）。同ＤＢＡ周期で未割当てエントリが存在する場合は、ステップＳ３０３からの処理を行う。ステップＳ３１２の時点で全割当て処理を完了した場合、当該ＤＢＡ周期における可変帯域割当処理を終了する。
【００８１】
図８（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の階層化帯域制御方法における固定帯域割当テーブル２６４の説明図である。
【００８２】
固定帯域データは、固定帯域割当テーブルに基づいて、各フレーム毎に同じ位置に同じ量だけ割り当てられる。そのため、本テーブルは、ＰＯＮシステムのＴＤＭ回線終端部に接続されるＥ１、Ｔ１回線などの同期多重通信に使用する通信チャンネル設定状況を反映し、通常は半固定的に用いる。固定帯域割当テーブルは、その保持する情報の組み合わせにより、図８（Ａ）、（Ｂ）の二通りの実装が可能である。
【００８３】
図８（Ａ）に示す固定帯域割当テーブルには、帯域割当量及び割当開始位置によって定められた固定帯域データの割当位置が格納される。本テーブルは、帯域制御ＩＤ（Ａｌｌｏｃ−ＩＤ）８０１、帯域割当量８０２及び割当開始位置８０３を含む。帯域制御ＩＤ（Ａｌｌｏｃ−ＩＤ）８０１は、ＰＯＮ区間における帯域制御の基本単位であり、サービスＩＤやユーザＩＤに関連付けることができる。但し、固定帯域通信の特徴として、ＯＬＴ１―ＯＮＵ２間のチャンネル数は半固定であり、またチャンネル毎に帯域制御を必要とする性質のものではないため、ＯＮＵ２単位でＴＤＭデータ対応のＡｌｌｏｃ−ＩＤを一つ設定し、ＯＮＵ２毎に全チャンネル数を合計した固定通信帯域を割当てる方法も可能である。
【００８４】
帯域割当量８０２は、当該Ａｌｌｏｃ−ＩＤのデータに割り当てられる帯域であり、後述する割当て開始位置と割当て終了位置に挟まれるスロットでの送信を許可するデータ量である。割当開始位置８０３は、上り周期フレーム中で、当該帯域制御ＩＤのデータの割り当てが始まる位置であり、本実施例では上りフレームのペイロード開始位置からのバイト数で表現する。割当開始位置８０３及び帯域割当８０２によって、当該帯域制御ＩＤのデータの上りフレーム中の送信タイミングが定まる。固定帯域データは各フレーム送信周期内での送信タイミングも固定されていなければならないため、例えば送信開始位置８０３を固定的に帯域割当テーブル２６４に設定しておくと帯域設定時の処理負荷を低減できる。
【００８５】
図８（Ｂ）は、固定帯域割当テーブル２６４の別の実施例を示す。図８（Ｂ）の固定帯域割当テーブル２６４では、固定帯域データの割当位置を割当開始位置８０３及び割当終了位置８０４によって定める。割当終了位置８０４は、上り周期フレーム中で、当該帯域制御ＩＤのデータの割り当てが終わる位置であり、本実施例では上りフレームの開始位置からのバイト数で表現する。割当開始位置８０３及び割当終了位置８０４によって、当該Ａｌｌｏｃ−ＩＤに対して割当てられる送信可能帯域幅（データ量）が定まる。
【００８６】
図９は、可変帯域割当テーブル２６５の一実施例である。可変帯域データは、固定帯域データを割り当てた後に空いている領域に割り当てられる。さらに、可変帯域データの割当サイズはＤＢＡ周期（可変帯域割当テーブル更新周期）毎に変更される上、連続して複数のＡｌｌｏｃ−ＩＤに対し可変帯域割当を行う場合、後に割り当てる帯域の送信位置と、場合によっては送信許可サイズも影響を受ける。
【００８７】
そのため、可変帯域の割当開始及び終了位置に関する情報を予め可変帯域割当テーブル２６５に設定するには、帯域要求情報２６３を参照して帯域演算部２６２が割当て帯域を算出する段階で、同時に固定帯域割当テーブル２６４に保持される固定帯域の帯域割当位置も考慮しなければならない。ここではＤＢＡ処理の負荷を低減し、帯域演算部２６２と下りフレーム生成部２３１との機能を分割し処理を効率化するため、帯域割当て量のみを可変帯域割当テーブル２６５に設定する。帯域割当て位置は、下りフレーム生成部２３１によって帯域指示フィールドを生成する際に、それまでの帯域割当状況と可変帯域割当テーブル２６５に規定した送信許可帯域から、ポインタ計算部２６１により帯域割当位置を計算して割当てる。
【００８８】
可変帯域割当テーブル２６５は、帯域制御ＩＤ（Ａｌｌｏｃ−ＩＤ）９０１、割当帯域９０２を含む。また、その他フラグ９０３を含む構成も可能である。帯域割当量９０２は、当該Ａｌｌｏｃ−ＩＤで制御される帯域に割り当てる帯域サイズであり、帯域計算部２６２において、帯域要求情報データベース２６３に基づき計算される。尚、ＤＢＡの対象とする上りフレーム全体で送信可能な帯域量と、帯域要求情報２６３で示されるキュー状態によっては、送信待ちデータの全てに送出可能な帯域を割当てることが可能とは限らない。
【００８９】
また、ＯＮＵ２から通知される上り送信待ちデータ量は、必ずしもこのＡｌｌｏｃ−ＩＤ別に通知される必要はなく、可変帯域データに対応するＡｌｌｏｃ−ＩＤのうち、例えば最低帯域保証を必要分をそれぞれまとめて受信、保持しておいてもよい。従って、個々のＡｌｌｏｃ−ＩＤに帯域を割当てる場合に、複数の条件を参照した上で上りフレームで送信可能な帯域を分割する手段が必要である。本発明ではアルゴリズムの詳細には立ち至らないが、装置内にキュー情報収集単位、帯域割当て単位、上りフレームへの帯域マッピング情報を相互に対応付けなければならない。
【００９０】
尚、本テーブルはそのＤＢＡ周期に送信すべきデータ総量を規定する。基本周期フレームを跨ぐ帯域割当が生じる場合、すなわち帯域割り当てが一フレームに収まらない場合には、帯域割り当て残量を記録する外部レジスタと、テーブルフィールド９０３に含まれる送信完了か否かを示すフラグを用いることにより対応できる。
【００９１】
図１０は、可変帯域割当テーブル２６５の別の構成例を示す。本テーブルは、Ａｌｌｏｃ−ＩＤ９０１、割当帯域９０２、未割当帯域１００１を含む。
【００９２】
未割当帯域１００１は、当該Ａｌｌｏｃ−ＩＤの制御するフローで、そのＤＢＡ周期内で送信すべき帯域のうち、未だ割当てが完了していない残り帯域を示す。このフィールドを使用する状況として、大きな可変帯域を、基本周期フレームを跨いで割当てる場合、及び当該Ａｌｌｏｃ−ＩＤの割当に先立つ他のＡｌｌｏｃ−ＩＤ帯域割当てによって、上りフレームで送信可能な帯域を消費し、当該Ａｌｌｏｃ−ＩＤの割り当ての一部が次の基本周期フレームに跨る場合が考えられる。図９の説明に述べたフレーム跨ぎ割当の場合に、未割当帯域を可変帯域割当テーブル２６５内に記録する方法である。
【００９３】
また、Ａｌｌｏｃ−ＩＤに対して、一基本周期フレーム毎に割当て可能な最大帯域１００２を指定する実装も可能である。本実施例では、Ａｌｌｏｃ−ＩＤ毎に指定された当該ＤＢＡ周期における帯域割当量９０２うち、該周期内に未だ割り当てが完了していない帯域サイズを表す。すなわち、当該Ａｌｌｏｃ−ＩＤで送信するデータのうち、次以後のフレームに割り当てるデータの量である。
【００９４】
図１１は、本発明の実施の形態の帯域要求情報２６３の説明図である。
【００９５】
帯域要求情報２６３は、ＯＮＵ２からパケット蓄積状況を受信すると作成される。本情報は、帯域演算部２６２において、次の周期で上りフレームに割り当てるべきタイムスロット（各Ａｌｌｏｃ−ＩＤへの帯域割当タイミング及びサイズ）を決定する際に参照される。
【００９６】
本帯域要求情報２６３は、帯域制御ＩＤ（Ａｌｌｏｃ−ＩＤ）１１０１、蓄積データ量１１０２を含む。
【００９７】
帯域制御ＩＤ１１０１は、サービスやユーザを識別する識別子で、ＰＯＮ区間の帯域制御の単位である。本実施の形態では、帯域制御ＩＤ１１０１にアロケーションＩＤ（Ａｌｌｏｃ−ＩＤ）を使用するが、Ａｌｌｏｃ−ＩＤはＯＮＵ番号やキュー番号と関連して設定されるため、これらの識別子とみなすこともでき、また受信フレームに含まれるＡｌｌｏｃ−ＩＤからこれら他の識別子に変換した帯域制御ＩＤ（帯域管理単位）を用いて各エントリを構成することもできる。蓄積データ量１１０２は、ＯＮＵ２についてその帯域制御ＩＤ１１０１で管理される送信キューに蓄積されている未送信データの量である。
【００９８】
ＯＮＵ２から送信される、各Ａｌｌｏｃ−ＩＤに対応するデータが、固定帯域通信データか、可変帯域通信データかを示す帯域制御方法１１０３をテーブルに加えてもよい。実際には固定帯域通信データの場合、実際にはＯｐＳによるスタティック設定に基づいてＰＯＮ区間で使用するチャンネルが決まるため、動的にキュー状況を管理する必要はない。
【００９９】
しかしながら、例えば、Ａｌｌｏｃ−ＩＤによっては最低保証帯域を設定するための固定的に割当てる帯域量と、空き帯域がある場合に送信効率を向上するためのベストエフォート帯域を割当て、これらの組み合わせで帯域を制御する場合などに、このパラメータを参照することによって固定的に優先して割当てるべきＡｌｌｏｃ−ＩＤ及びその帯域量を識別でき、詳細に帯域制御を行うことができる。
【０１００】
なお、帯域計算時に参照するための帯域割当優先度フラグをエントリ毎に付してもよい。本パラメータは、テーブルのその他パラメータ１１０４に含むパラメータの一実装例である。可変帯域通信データ同士、及び上述した保証帯域を割当てる際の固定帯域通信データ同士で優先度を設定する必要がある場合に用いる。優先度は通信トラフィック（すなわ
ちサービス又はアプリケーション）種別か、ユーザの契約内容により決定してもよい。この場合、帯域割当優先度フラグは、ユーザとの契約等に基づいて予め定めておく。
【０１０１】
図１２は上りフレームへの帯域割当情報を通知するため、ＯＬＴ１からＯＮＵ２に送信される下りフレームの構成を示す。図では右にＯＬＴ１、左にＯＮＵ２が配置される状況を想定して説明する。
【０１０２】
ＴＤＭＡを用いた通信により、下りフレームは基本フレーム周期（例えば１２５マイクロ秒）１２０１単位に周期的にフレームが送信される。図１２の最上段において下りフレームのヘッダ部１２１０及びペイロード部１２２０がＯＮＵ２へ向かって繰り返し現れることで、その様子を示している。
【０１０３】
ヘッダ部１２１０には、受信側（すなわちＯＮＵ２側）でフレーム同期を取るための特定の信号パターンを格納するＰｓｙｎｃフィールド１２１１、各ＯＮＵ２へ上りフレームへの帯域割り当て情報を通知するための帯域情報フィールド１２３０、各ＯＮＵ２の起動、停止など制御情報を通知するためのＯＮＵ制御情報フィールド１２１３、その他受信側で参照するためのフレーム情報として、当該フレームへのＦＥＣ処理の有無やフレームカウンタ、ＢＩＰ、ヘッダ長を含むフレーム情報フィールド１２１２を含む。フレーム情報フィールド１２１２及びＯＮＵ制御情報フィールド１２１３は必要に応じて書き替えられるか、もしくは削除される場合がある。
【０１０４】
帯域情報フィールド１２３０は、帯域制御ＩＤ（Ａｌｌｏｃ−ＩＤ）１２３１−１〜１２３１−ｆＮ、及び１２３２−１〜１２３２−ｖＮ、当該Ａｌｌｏｃ−ＩＤへ割り当てる帯域について、その送信開始位置１２３２−ｉ（ｉ＝１〜ｆＮ、１〜ｖＮ）、送信終了位置１２３３、その他各Ａｌｌｏｃ−ＩＤ毎にキュー状態通知指示の要否と上りフレームにおけるＦＥＣ使用の有無を含む帯域制御情報フィールド１２３４を含む。帯域情報フィールド１２３０は、当該下りフレームにより指示されるタイミングで送信を許可する全てのＡｌｌｏｃ−ＩＤに対する帯域割当て情報を含む。例えば、ペイロード部に特定のＡｌｌｏｃ−ＩＤ（ＯＮＵ２）宛てデータしか含まれていない場合にも、ヘッダ１２１０の帯域制御部１２３０には、ＤＢＡメカニズムに基づいて同一の上りフレーム上でのデータ送信を許可する全てのＡｌｌｏｃ−ＩＤに向けた帯域割り当て情報を通知する。
【０１０５】
本実施例では、帯域情報に関して固定通信帯域通知領域１２０２と可変データ送信帯域通知領域１２０３を分離した場合を説明しているが、Ａｌｌｏｃ−ＩＤ毎の帯域通知の順位は特にこの順でなくてもよい。特に最低帯域を保証する場合は、固定帯域と可変帯域が混在した形でＡｌｌｏｃ−ＩＤ宛てに送信帯域を指示する場合があってもよい。但し、実用上、先着順に処理することが便利であることから、電話など固定チャネルを使用するデータに関しては、帯域情報フィールド１２３０の前方に配置することもできる。
【０１０６】
また、ＤＢＡ基本シーケンスの説明で示したように、電話等固定チャネルを使用するトラフィックに関して、必ずしも基本フレーム周期１２０１毎に固定帯域割当テーブル２６４を更新する必要はなく、基本フレーム周期の整数倍を一周期として固定帯域割当テーブル２６４を更新しても構わない。
【０１０７】
図１３は、上りフレーム中のデータ割り当て状態を示す。図１３の上段は、ＰＯＮ区間の下りフレームを示し、図の左側がＯＮＵ２、右側がＯＬＴ１である。下りフレームのヘッダ１２１０、ペイロード１２２０及び基本フレーム周期１２０１は図１２と同様である。下りフレームのヘッダ中には、図１２で示したように帯域制御情報フィールド１２３０を含む。
【０１０８】
ＯＮＵ２では下りフレームを受信すると、ＤＢＡシーケンスで説明したように予め設定された特定遅延時間ＥｑＤ（Ｅｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎ  Ｄｅｌａｙ）１３１０後を基準点とするタイムスロット指定に従ってデータを送信する。図の下段は上りフレームの送信状況である。ここでは、個々のフレーム送信タイミングを説明するため、スプリッタによって複数のＯＮＵ２（Ａｌｌｏｃ−ＩＤ）からのデータが多重された後、ＯＬＴ１が受信する際の、上りフレームへのデータ多重状況を示す。フレーム＃ｉ  １３０３−ｉは、上段の最右端にある下りフレームに対し各ＯＮＵ２から送信されたフレームが多重された状況を示している。
【０１０９】
上りフレーム中には固定帯域データ１３０１及び可変帯域データ１３０２が含まれている。ＳＤＨ網を収容する場合を仮定すると、ＯｐＳにより固定帯域通信用チャネルの設定が変更されない限り、各フレームの同じ位置には同量の固定帯域データが含まれる。すなわち、本実施の形態のＯＬＴ１は、複数のフレーム間で、同量の固定帯域データを同じ位置に割り当てる。よって、フレーム毎に固定帯域データの位置は変化せず、固定帯域データの送信周期は一定になる。
【０１１０】
一方、可変帯域データの割当はフレーム毎に変わる可能性がある。なぜなら、割り当てる必要がある可変帯域データは、刻々と変化するトラフィック状況により基本フレーム周期毎に変化するからである。本実施の形態のＯＬＴ１は、固定帯域データが割り当てられていない位置に可変帯域データを割り当てる。
【０１１１】
図１３の最下段は、個別フレームの拡大図を示す。フレームは、そのフレームにより運ばれるトラフィック（フロー）を識別するための識別情報を含むヘッダ部１３２１、実際に運ぶデータを載せるデータ部１３２２から構成される。帯域制御ＩＤ毎にデータ及びヘッダが設けられるが、場合によっては、Ａｌｌｏｃ−ＩＤ毎に複数のフロー識別子を使用する場合もある。その際には一つのＡｌｌｏｃ−ＩＤに対して割当てられた帯域内に複数の個別フレームが含まれる。
【０１１２】
なお、図１３では、帯域固定データ領域はフレームの先頭側に設けられているが、必ずしも帯域固定データ領域をフレームの先頭側に設ける必要はない。また、一つの帯域固定データ領域と、一つの帯域可変データ領域とを設けているが、各々複数設けてもよい。
【０１１３】
図１４は、ＯＮＵ２からＯＬＴ１への上りフレーム送信時の、ファイバ上へのフレーム多重方式を説明する図である。図の左側から図の右側のＯＬＴ１へフレームが送信される状況を示す。尚、図１４は、図の右側が最も早く送信されたデータであり、左側に向かってＯＮＵ２からの送出時間が遅いフレームの配置状況の一例を示す。点線が基本フレーム周期（例えば１２５マイクロ秒）を示す。
【０１１４】
ＯＮＵ２からそれぞれ発信されたフレームは、スプリッタ３を通過して一本のファイバに多重される。図中、１４０１−１〜１４０１−ｎは、それぞれＯＮＵ２＃１〜ＯＮＵ２＃ｎより送出された固定帯域通信データの送信位置及びサイズを表す。スプリッタ通過前に複数のファイバに分散していたデータ１４０１−１〜ｎが、スプリッタ通過後に多重されている。フレーム１４０２〜フレーム１４０７は、各ＯＮＵ２から送出される可変帯域データを示す。可変帯域データは、ＤＢＡメカニズムにより固定帯域データと多重化時に重ならないよう挿入する。
【０１１５】
図１５は、ＯＮＵ２における、ＴＤＭ−ＩＦで受信したＴＤＭデータを固定通信チャネルに載せてＰＯＮ区間へ送信する場合の固定帯域通信データ生成タイミングを示す図である。本図面は、固定帯域通信帯域の割当周期（すなわち固定帯域割当テーブル更新周期）を基本フレーム周期にとる場合を想定して記入しているが、基本フレーム周期の整数倍を
前提とした場合にも、サンプリング周期が短くなるだけで原理的には全く同等である。
【０１１６】
ＴＤＭ−ＩＦによってそれぞれの固定帯域通信チャネルを通じて受信されたデータは、図に示すようにデータ受信周期１５０１−１〜１５０１−３は等しいものの、受信タイミングそのものは分散している。
【０１１７】
ＯＮＵ２では上りフレーム送信周期の一周期に送信するデータ量を一時的にバッファに蓄積し、これを固定帯域割当テーブル更新周期間隔で上りフレームに載せて送出する。ここでは、１５１０−１が１５２０−１に、１５１０−２が１５２０−２に、１５１０−３が１５２０−３に、それぞれタイミングを載せ変えて送信される様子を示す。尚、ＯＬＴ１において、ＳＮＩ側から受信するＴＤＭデータを下りフレームに載せてＰＯＮ区間に送信する場合も同様の処理を行う。
【０１１８】
図１６から図１９を用いて、本発明を適用した場合のキュー状態の変化を説明する。動作は図４のシーケンスに従うものとする。
【０１１９】
図１６では、ＯＬＴ１に対し複数のＯＮＵ２（＃１〜＃３）が接続され、それぞれのＯＮＵ２には端末装置２１〜２３及び電話器３１〜３３が各１台ずつ接続されている。ＯＬＴ１のＳＮＩ側には、データ通信のためのEthernet網１１００と電話網を含むＴＤＭ網１２００が接続される。
【０１２０】
また、ＰＯＮ区間の制御管理端末として、ＯｐＳ５０００がEthernet網あるいはＴＤＭ網を介して、または直接にＯＬＴ１に接続されている。また、上り方向に使用する通信セッションの設定状況を模式的に示す。
【０１２１】
ＯＬＴ１から各ＯＮＵ２に対してそれぞれ各１本の固定帯域通信セッション１６１０−１〜１６１０−３が設定されている。この固定帯域通信セッションは、それぞれ帯域制御ＩＤであるＡｌｌｏｃ−ＩＤ＃ｆ１〜Ａｌｌｏｃ−ＩＤ＃ｆ３によって、ＰＯＮ区間内で識別される。また、ファイバ１０上の上り帯域のうち、固定帯域通信に使用しない帯域はＤＢＡによる制御対象となり、必要に応じて動的に使用される。
【０１２２】
図１６ではＯＮＵ２＃１が二つの可変帯域用Ａｌｌｏｃ−ＩＤ＃ｖ１、＃ｖ２を収容し、固定帯域とあわせて計三つの帯域制御ＩＤによってデータを転送しており、ＯＮＵ２＃２が一つの可変帯域用Ａｌｌｏｃ−ＩＤ＃ｖ３と一つの固定帯域とで計二つの帯域制御ＩＤによりデータを転送し、ＯＮＵ２＃３が一つの可変帯域用Ａｌｌｏｃ−ＩＤ＃ｖ４と固定帯域用Ａｌｌｏｃ−ＩＤ＃ｆ３を合わせて計二つの帯域制御ＩＤによりデータを転送している場合について説明する。
【０１２３】
尚、Ａｌｌｏｃ−ＩＤは帯域制御用のＩＤであり、実用上はＡｌｌｏｃ−ＩＤ毎に複数のセッションＩＤを関連付けることができる。ここでは、簡単のためＡｌｌｏｃ−ＩＤ毎に一つのセッションが存在する場合を仮定して説明する。セッションＩＤはＰＯＮ区間における帯域制御の最小単位であり、通常は帯域制御キュー（送出キュー）と関連付けて制御することもできる。セッションＩＤとキューを関連付けて制御することにより、本発明の帯域管理方法と、さらに一段階細かいレベルでのＱｏＳ制御とを組合わせることにより、帯域を共用するＰＯＮ区間において、帯域の有効活用を図ることが可能である。
【０１２４】
さらに、送出キューは、その制御機能により複数の種類を用いることができる。例えば、固定通信用に最優先処理を行い、一定レートを保つ固定帯域キュー、ある時間幅に渡って平均通信レートを保つ一定帯域保証キュー、最小帯域を確保し、それを超えるフローに関してはベストエフォートとして扱う最小帯域保証キュー、逆に一定の上限レートを設定
しておき、それを超えないようにフィルタをかける最大帯域制限キュー、またこれらの組み合わせによって、最小帯域以上最大帯域以下のレートを保持する複合型のキューなどが考えられる。
【０１２５】
さらには、優先制御のみを用いるベストエフォート型のキューも利用できる。これらキューの性能によりそれぞれキュー状態を分類してＯＬＴ１へ通知することにより、理論上はより複雑なＤＢＡ制御が可能となる。但しここでは、基本シーケンスに則った固定帯域／可変帯域の制御方法を示すことを目的とするため、可変帯域に使用するキューは基本的にベストエフォート型のみと仮定して説明する。
【０１２６】
例として、図１６の構成においては、Ａｌｌｏｃ−ＩＤ毎に、固定帯域用には固定レートキュー、可変帯域用にはベストエフォートキューをそれぞれ一つ対応付けられるものとする。
【０１２７】
図１７はＯＮＵ２における、上り方向へのフレーム送出キューの状態管理テーブルの構成例を示す。図１６の構成に限らず一般的に記述しているが、固定帯域用Ａｌｌｏｃ−ＩＤを一つ、可変帯域用Ａｌｌｏｃ−ＩＤを一つまたは二つとすることで図１６に対応する。
【０１２８】
また本実施例では、Ａｌｌｏｃ−ＩＤに対して複数のキューを割当てる場合を包含するため、管理ＩＤ１７０１とキューＩＤ１７０２との対応付けを行っている。Ａｌｌｏｃ−ＩＤｔｏキューＩＤが一対一に対応するならば、これらの列のいずれかは不要である。それぞれのキューＩＤ１７０２につき、キューへのフレーム（データ）蓄積量１７０３、及びキューの制御方法１７０４が設定されている。キューの制御方法を動的に設定することが装置構成上困難である場合もあり、その場合にはキューＩＤ１７０２と制御方法１７０４は固定的に対応付けてもよい。その場合は制御方法１７０４は不要となる。その他、キュー毎に通知優先度などをパラメータとしてテーブルに記載しておいてもよい。ＯＬＴ１はＯＮＵ２側からの通知に従い帯域を割当てるため、ＯＮＵ２側で自装置の動作に関わる制御パラメータを設定しておくことで、ＯＬＴ１で対応しきれない部分を補うことができる。
【０１２９】
図１７（ａ）〜（ｃ）はキュー状態通知前のＯＮＵ２＃１〜ＯＮＵ２＃３におけるキュー状態を示している。
【０１３０】
図１７のキュー状態が、ＯＬＴ１からのキュー状態通知指示４０１を受信すると、図４の上りフレーム＃ｉ  ４０２によってＯＬＴ１へ通知される。ＯＬＴ１では、受信した情報を帯域要求情報２６３に保持し、これに基づいて帯域計算を行う。尚、図４に従うため、ここでは固定帯域割り当ては基本フレーム周期（１２５マイクロ秒）にとった場合を想定している。図１８は、帯域割り当てサイズ計算後に、固定帯域、可変帯域それぞれの帯域割当テーブル２６４、２６５に記入される内容を示す。
【０１３１】
ＤＢＡは可変帯域を対象とする機能であり、固定帯域の帯域制御ＩＤの送信キューの状態はＯＬＴ１に通知されない。図１８に示す固定帯域割当テーブル２６４の内容は、前出のようにＯｐＳにより固定帯域通信チャネルの設定が変更された場合にのみ更新される。通常運用時には下りフレームへの帯域情報フィールド生成時に参照する。一方可変帯域割当テーブル２６５の内容は、可変帯域割当テーブル更新周期（ＤＢＡによる帯域割り当て周期）の境界点において更新される。受信したキュー状態と、Ａｌｌｏｃ−ＩＤ＃ｖ１〜Ａｌｌｏｃ−ＩＤ＃ｖ４の優先度等に基づき、ＤＢＡ周期に含まれる上りフレーム上で使用可能な帯域の、各Ａｌｌｏｃ−ＩＤへの割り当てを決定する。
【０１３２】
図１８の固定帯域割当テーブル２６４に基づき、図４の下りフレーム＃ｉ＋１によって各ＯＮＵ２（正確には各Ａｌｌｏｃ−ＩＤ）に固定通信用帯域が通知される。上りフレーム＃ｉにより通知された帯域要求に基づく可変帯域の割り当ては、図４の可変帯域割当テーブル更新周期４５０の間に計算される。図１８に示す計算結果は、上りフレーム＃ｉ＋ｍに続くくだりフレームから割当を開始し、次の可変帯域割当周期の境界点までの間に、場合によっては複数の基本フレームに分割して可変帯域割当てを行う。従って、下りフレーム＃ｉ＋１によって割当てられる可変帯域は、一つ前の可変帯域割当テーブル更新周期に計算された値である。
【０１３３】
図１９は図１８の可変帯域割当テーブルに従い可変帯域通信データを送出した後の、各ＯＮＵ２におけるキュー状態を示す。各Ａｌｌｏｃ−ＩＤとも新たにＯＮＵ２のＵＮＩ側インタフェースより受信するデータをI_v1 〜 I_v4とすると、キューに蓄積されているデータサイズは、L_vN + I_vN − BW_vN （Ｎ＝１〜４）となる。
【０１３４】
ＤＢＡの処理対象としない、ＴＤＭを使用する固定帯域通信データに関しては、常時一定レートでの通信が行われるため、理論的にはキュー状態は通信中に変化しない。
【０１３５】
以上説明したように、本発明の実施の形態の帯域制御装置では、時分割多重  （ＴＤＭ：Time Division Multiplexing）  通信において、複数のデータ送信装置に対する割当帯域を制御する。この帯域制御装置は、通信トラフィックの利用状況（セッション数、チャネル数及び送信側装置の送出キュー長等）に応じて、各送信側装置に割り当てる帯域を動的に変更する。
【０１３６】
このため、固定帯域割当テーブルと可変帯域割当テーブルを別に用意する。そして、固定帯域データを優先的に、一定データ量の帯域を一定周期に毎回割り当てる。その後、残りの帯域に可変帯域データに割り当てる。これによって、遅延時間の変動を抑制する必要がある固定帯域トラフィックと、遅延時間に対する制限が比較的緩い可変帯域トラフィック（ベストエフォート系トラフィック）とを、同時に効率的に取り扱う。また、一定時間に同量の固定帯域データが到着するので固定帯域データのジッタを抑制することができる。また、帯域割当周期中の同じタイミングに固定帯域データを割り当てることによってジッタをさらに抑制することができる。
【０１３７】
従来技術では、固定帯域データと可変帯域データとが混在して制御されていたが、固定帯域データの割当量及び送信タイミングを確保するため、ダイナミックに変わる可変帯域データに対応する動的な帯域制御と、固定帯域データに対応する静的な帯域制御とを分離した。
【０１３８】
また、固定帯域データを定められた位置に割り当てた後、可変帯域データを割り当てるので、従来のように異種トラフィックを混在した形で扱う場合に比較して、固定帯域データの割り当てに関する計算が不要となり、データ割り当ての計算量を減少することができる。
【０１３９】
特許請求の範囲に記載した以外の本発明の観点の代表的なものとして、次のものがあげられる。
【０１４０】
（１）一つまたは複数の接続回線を介して一つまたは複数の端末装置とのデータ送受信を行う伝送装置であって、
前記端末装置から送信されたフレームを受信する受信部と、
前記フレーム内に含まれ、前記端末装置が送信しようとするデータ量を示す情報を格納する記憶部と、
前記データ量に基づいて前記端末装置に割り当てる帯域割当量を算出する演算部と、
前記算出された帯域割当量を前記端末装置に送信する送信部とを備え、
前記演算部は、互いに伝送要求品質の異なる複数種類のフローに対して、前記フローの種類毎に設定された優先度に従って前記帯域割当量を算出することを特徴とする伝送装置。
（２）前記受信部は、一定周期毎に前記端末装置が送信しようとするデータ量を示す情報が含まれるフレームを受信し、
前記送信部は、該一定周期毎に前記端末装置に対して帯域割当量を送信することを特徴とする（１）記載の伝送装置。
【０１４１】
（３）前記演算部は、帯域割当量を決定する手段と、前記端末装置から送信されるフレーム内のデータ送信許可位置を決定する手段とを備えることを特徴とする（１）記載の伝送装置。
【０１４２】
（４）前記演算部は、複数の前記フレームを単位として帯域割当量を算出することを特徴とする（１）記載の伝送装置。
【０１４３】
（５）前記フレームには、送信タイミング及び送信帯域が固定された固定帯域データと、可変長パケットで構成され、送信帯域が固定されていない可変帯域データとが含まれ、
前記演算部は、前記固定帯域データに対しては、フロー毎に一定量の帯域を割り当て、かつ、該固定帯域データが一定タイミング送信されるように前記端末装置が送信するフレーム内での該固定帯域データの送信位置を決定することを特徴とする（１）記載の伝送装置。
【０１４４】
（６）前記端末装置宛ての前記固定帯域データを一定の周期でサンプリングして、送信のタイミングに合わせて並び替えた上で、一定帯域を割り当て、かつ一定タイミングで送信することを特徴とする（５）記載の伝送装置。
【０１４５】
（７）前記演算部は、前記固定帯域データと重ならない位置に前記可変帯域データの帯域を割り当てることを特徴とする（５）記載の伝送装置。
【０１４６】
（８）前記演算部は、前記固定帯域データへ帯域を割り当てた後に、前記可変帯域データへ帯域を割り当てることを特徴とする（５）記載の伝送装置。
【０１４７】
（９）前記演算部は、複数の前記フレームを単位として帯域を割り当てることを特徴とする（５）記載の伝送装置。
【０１４８】
（１０）前記演算部は、前記固定帯域データと前記可変帯域データとに対して、それぞれ異なる数の前記フレームを単位として帯域を割り当てることを特徴とする（９）記載の伝送装置。
【０１４９】
（１１）前記演算部は、前記固定帯域データへ帯域を割り当てる単位のフレーム数の整数倍の数のフレームを単位として前記可変帯域データへ帯域を割り当てることを特徴とする（１０）記載の伝送装置。
【０１５０】
（１２）前記固定帯域割当テーブルには、帯域制御単位ＩＤと対応付けて、少なくとも帯域割当量及び前記フレーム内での前記固定帯域データの送信位置が格納されていることを特徴とする（１１）記載の伝送装置。
【０１５１】
（１３）前記可変帯域割当テーブルには、帯域制御単位ＩＤと対応付けて、帯域割当量が格納されており、
前記演算部は、前記固定帯域データに帯域を割り当てた後に、前記可変帯域割当テーブルに格納された帯域割当量に基づき、前記フレーム内での前記可変帯域データの送信位置を決定することを特徴とする（１１）記載の伝送装置。
【０１５２】
（１４）前記固定帯域データの帯域割当量の算出に必要な情報を格納する固定帯域割当テーブルと、
前記可変帯域データの帯域割当量の算出に必要な情報を格納する可変帯域割当テーブルとをさらに備えたことを特徴とする（５）記載の伝送装置。
【０１５３】
（１５）前記可変帯域割当テーブルに設定された帯域割当量の割り当て位置が前記フレームの境界をまたぐ場合、帯域割当が完了した帯域サイズと、未割当て分の帯域サイズとを保持しておき、次に送信する前記フレームに対して残りの未割当分を割り当てることを特徴とする（１４）記載の伝送装置。
【０１５４】
（１６）前記固定及び可変帯域割当テーブルには、データ送信時の暗号化有無を表すフラグ、ＦＥＣ処理の有無を表すフラグ、接続先端末装置への特殊フレーム伝送有無を表すフラグのうち少なくともいずれか一つのフラグが格納されており、前記少なくともいずれか一つのフラグと関連付けられた帯域情報が格納されていることを特徴とする（１４）記載の伝送装置。
【図面の簡単な説明】
【０１５５】
【図１】本発明の実施の形態の加入者終端ネットワークのブロック図である。
【図２】図１に示すネットワークを構成するＯＬＴ及びＯＮＵのブロック図である。
【図３】図２に示すＰＯＮインタフェース部の機能ブロックである。
【図４】本発明の実施の形態のＤＢＡの基本動作及び制御タイミングを示すシーケンス図である。
【図５】本発明の実施の形態の上りフレーム受信処理のフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態の可変帯域割当テーブルの設定処理のフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態の上りフレームへの帯域許可情報割当て処理のフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態の固定帯域割当テーブルの説明図である。
【図９】本発明の実施の形態の可変帯域割当テーブルの説明図である。
【図１０】本発明の実施の形態の可変帯域割当テーブル別の構成の説明図である。
【図１１】本発明の実施の形態の帯域要求情報の説明図である。
【図１２】本発明の実施の形態の下りフレームの構成の説明図である。
【図１３】本発明の実施の形態の上りフレーム中のデータ割り当て状態の説明図である。
【図１４】本発明の実施の形態の上りフレーム送信時のフレーム多重方式の説明図である。
【図１５】本発明の実施の形態のＴＤＭデータを固定通信チャネルに載せてＰＯＮ区間へ送信する場合の固定帯域通信データ生成タイミングの説明図である。
【図１６】本発明の実施の形態のＯＬＴとＯＮＵの接続関係の説明図である。
【図１７】本発明の実施の形態の上り方向へのフレーム送出キューの状態管理テーブルの説明図である。
【図１８】本発明の実施の形態の固定帯域割当テーブルの説明図である。
【図１９】本発明の実施の形態の可変帯域通信データ送出後の各ＯＮＵにおけるキュー状態の説明図である。
【符号の説明】
【０１５６】
１  ＯＮＵ（Optical Network Unit）
２  ＯＬＴ（Optical Line Terminal）
３  スプリッタ
４  光ファイバー網
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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