(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つの光加入者線終端装置（ＯＬＴ）が光ネットワーク終端装置（ＯＮＵ）と光ファイバ伝送路を介してポイントツーポイントまたはポイントツーマルチポイントの通信を行う光ネットワークにおける光ネットワーク終端装置（ＯＮＵ）であって、
前記ＯＬＴに送信するデータを一時的に格納するキューのキュー長および／または該キューに流入するデータの流入速度および／または該キューに流入するデータの流入加速度を推定し、
通信速度が第１の速度の状態において、前記キュー長が第１の閾値以上および／または前記流入速度が第２の閾値以上および／または前記キュー長と前記流入速度と前記流入加速度の関数で表される物理量が第３の閾値以上になった場合には、速度変更メッセージをＯＬＴへ送信し、ＯＬＴからの変更確認応答の受信を契機に通信速度を、第１の速度よりも速い第２の速度に切り替え、
通信速度が第２の速度の状態において、前記キュー長が第１の閾値よりも小さい第４の閾値以下および／または前記流入速度が第２の閾値よりも小さい第５の閾値以下および／または前記キュー長と前記流入速度と前記流入加速度の関数で表される物理量が第３の閾値よりも小さい第６の閾値以下になった場合には、速度変更メッセージをＯＬＴへ送信し、ＯＬＴからの変更確認応答の受信を契機に通信速度を、第１の速度に切り替える速度変更手段を有することを特徴とする光ネットワーク終端装置（ＯＮＵ）。
【請求項２】
１つの光加入者線終端装置（ＯＬＴ）が光ネットワーク終端装置（ＯＮＵ）と光ファイバ伝送路を介してポイントツーポイントまたはポイントツーマルチポイントの通信を行う光ネットワークにおける光ネットワーク終端装置（ＯＮＵ）であって、
前記ＯＬＴに送信するデータを一時的に格納するキューのキュー長および／または該キューに流入するデータの流入速度および／または該キューに流入するデータの流入加速度を推定し、
通信速度が第１の速度の状態において、前記キュー長が第７の閾値以上および／または前記流入速度が第８の閾値以上および／または前記キュー長と前記流入速度と前記流入加速度の関数で表される物理量が第９の閾値以上になった場合には、速度変更待機メッセージをＯＬＴへ送信し、ＯＬＴからの準備完了応答を受信した後に、前記キュー長が第１の閾値以上および／または前記流入速度が第２の閾値以上および／または前記キュー長と前記流入速度と前記流入加速度の関数で表される物理量が第３の閾値以上になった場合には、速度変更メッセージをＯＬＴへ送信し、ＯＬＴからの変更確認応答の受信を契機に通信速度を、第１の速度よりも速い第２の速度に切り替え、
通信速度が第２の速度の状態において、前記キュー長が第７の閾値よりも小さい第１０の閾値以下および／または前記流入速度が第８の閾値よりも小さい第１１の閾値以下および／または前記キュー長と前記流入速度と前記流入加速度の関数で表される物理量が第９の閾値よりも小さい第１２の閾値以下になった場合には、速度変更待機メッセージをＯＬＴへ送信し、ＯＬＴからの準備完了応答を受信した後に、前記キュー長が第１の閾値よりも小さい第４の閾値以下および／または前記流入速度が第２の閾値よりも小さい第５の閾値以下および／または前記キュー長と前記流入速度と前記流入加速度の関数で表される物理量が第３の閾値よりも小さい第６の閾値以下になった場合には、速度変更メッセージをＯＬＴへ送信し、ＯＬＴからの変更確認応答の受信を契機に通信速度を、第１の速度に切り替える速度変更手段を有することを特徴とする光ネットワーク終端装置（ＯＮＵ）。
【請求項３】
請求項１または２に記載の光ネットワーク終端装置（ＯＮＵ）において、
前記変更確認応答の受信後、未使用の速度の信号処理手段を休止させる機能休止手段を有することを特徴とする光ネットワーク終端装置（ＯＮＵ）。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の光ネットワーク終端装置（ＯＮＵ）において、
前記速度変更メッセージを送信してから前記変更確認応答を受信するまでの間、ＯＬＴへのデータ送信を一時的に停止して、ＯＬＴへ送信するデータを蓄積し、
前記変更確認応答の受信を契機としてＯＬＴへのデータ送信を再開することを特徴とする光ネットワーク終端装置（ＯＮＵ）。
【請求項５】
請求項１から３のいずれか１項に記載の光ネットワーク終端装置（ＯＮＵ）において、
前記変更確認応答の受信を契機としてＯＮＵに蓄積したデータ量をＯＬＴへ報告メッセージによって報告することを特徴とする光ネットワーク終端装置（ＯＮＵ）。
【請求項６】
請求項１から３のいずれか１項に記載の光ネットワーク終端装置（ＯＮＵ）において、
前記速度変更メッセージを送信してから、ＯＮＵの割当帯域を通知する帯域割当メッセージを受信するまでの間、ＯＬＴへのデータ送信を一時的に停止して、ＯＬＴへ送信するデータを蓄積し、
前記帯域割当メッセージの受信を契機としてＯＬＴへのデータ送信を再開することを特徴とする光ネットワーク終端装置（ＯＮＵ）。
【請求項７】
１つの光加入者線終端装置（ＯＬＴ）が光ネットワーク終端装置（ＯＮＵ）と光ファイバ伝送路を介してポイントツーポイントの通信を行う光ネットワークにおける光加入者線終端装置（ＯＬＴ）であって、
前記ＯＮＵから速度変更メッセージを受信した場合には、通信速度を指定された速度に切り替え、切り替えが完了した後に変更確認応答をＯＮＵへ送信する速度変更手段を有することを特徴とする光加入者線終端装置（ＯＬＴ）。
【請求項８】
１つの光加入者線終端装置（ＯＬＴ）が光ネットワーク終端装置（ＯＮＵ）と光ファイバ伝送路を介してポイントツーマルチポイントの通信を行う光ネットワークにおける光加入者線終端装置（ＯＬＴ）であって、
前記ＯＮＵから速度変更メッセージを受信した場合には、該ＯＮＵとの通信速度を指定された速度に切り替え、切り替えが完了した後に変更確認応答をＯＮＵへ送信する速度変更手段と、
ＯＮＵがＯＮＵのキューに蓄積されたデータ量をＯＬＴに報告するための帯域をＯＮＵに割り当て、前記変更確認応答に割当帯域を含める帯域割当手段と、
を有することを特徴とする光加入者線終端装置（ＯＬＴ）。
【請求項９】
１つの光加入者線終端装置（ＯＬＴ）が光ネットワーク終端装置（ＯＮＵ）と光ファイバ伝送路を介してポイントツーポイントの通信を行う光ネットワークにおける光加入者線終端装置（ＯＬＴ）であって、
前記ＯＮＵから速度変更待機メッセージを受信した場合には、指定された速度の信号処理手段を起動し、起動が完了した後に準備完了応答をＯＮＵへ送信し、
準備完了応答を送信した後に前記ＯＮＵから速度変更メッセージを受信した場合には、通信速度を指定された速度に切り替え、切り替えが完了した後に変更確認応答をＯＮＵへ送信する速度変更手段を有することを特徴とする光加入者線終端装置（ＯＬＴ）。
【請求項１０】
１つの光加入者線終端装置（ＯＬＴ）が光ネットワーク終端装置（ＯＮＵ）と光ファイバ伝送路を介してポイントツーマルチポイントの通信を行う光ネットワークにおける光加入者線終端装置（ＯＬＴ）であって、
前記ＯＮＵから速度変更待機メッセージを受信した場合には、指定された速度の信号処理手段を起動し、起動が完了した後に準備完了応答をＯＮＵへ送信し、
準備完了応答を送信した後に前記ＯＮＵから速度変更メッセージを受信した場合には、該ＯＮＵとの通信速度を指定された速度に切り替え、切り替えが完了した後に変更確認応答をＯＮＵへ送信する速度変更手段と、
ＯＮＵがＯＮＵのキューに蓄積されたデータ量をＯＬＴに報告するための帯域をＯＮＵに割り当て、前記変更確認応答に割当帯域を含める帯域割当手段と、
を有することを特徴とする光加入者線終端装置（ＯＬＴ）。
【請求項１１】
請求項７から１０のいずれか１項に記載の光加入者線終端装置（ＯＬＴ）において、
接続されているすべてのＯＮＵが使用していない通信速度の信号処理手段を休止させる機能休止手段を有することを特徴とする光加入者線終端装置（ＯＬＴ）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光アクセスネットワークに適用する光ネットワーク終端装置（ＯＮＵ）および光加入者線終端装置（ＯＬＴ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１に示すように、光ネットワークは、１つの光加入者線終端装置（ＯＬＴ：Optical Line Terminal）が１つの光ネットワーク終端装置（ＯＮＵ：Optical Network Unit）と光ファイバ伝送路を介してポイントツーポイントの通信を行うネットワークである。
【０００３】
また、図２に示すように、受動光ネットワーク（ＰＯＮ：Passive Optical Network）は、１つの光加入者線終端装置（ＯＬＴ：Optical Line Terminal）が複数の光ネットワーク終端装置（ＯＮＵ：Optical Network Unit）と光ファイバ伝送路および１対ｎの光スプリッタ（ｎは自然数）を介してポイントツーマルチポイントの通信を行うネットワークである。ギガビットクラスのＰＯＮの代表的な規格として、ＩＥＥＥ８０２．３にて標準化されたＥＰＯＮ（Ethernet（登録商標）PON）がある。また、ＩＥＥＥ８０２．３ａｖ検討グループでは、１０ギガビットクラスのＰＯＮとして１０Ｇ−ＥＰＯＮの検討がなされている。ＥＰＯＮの下り信号（ＯＬＴからＯＮＵへ流れる信号）と１０Ｇ−ＥＰＯＮの下り信号は、波長分割多重（ＷＤＭ）によって多重され、ＥＰＯＮの上り信号（ＯＮＵからＯＬＴへ流れる信号）と１０Ｇ−ＥＰＯＮの上り信号は、時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）によって多重される予定である。
【０００４】
図３にＥＰＯＮにおける従来のＯＮＵの機能ブロック図を示す。上り主信号は、ＵＮＩ（User Network Interface）ポート２０１、キュー管理手段２０２、ＰＯＮ信号処理手段２０３を介してＰＯＮ−ＩＦ（PON Interface）ポート２０４へと流れる。一方、下り主信号は、ＰＯＮ−ＩＦポート２０４、ＰＯＮ信号処理手段２０３、キュー管理手段２０２を介してＵＮＩポート２０１へと流れる。ＯＮＵ２００は、上り方向に対して複数のキューを備え、キュー監視手段として各キュー内のデータ量を監視する手段を有している。また、ＯＮＵ２００は、ＰＯＮ信号処理手段２０３に、ＯＬＴに対してキュー内のデータ量を報告するＭＰＣＰ（Multi-Point Control Protocol）部と、ＯＬＴと保守監視用の制御フレームをやり取りするＯＡＭ（Operations, Administration and Maintenance）部を有している。
【０００５】
図４にＥＰＯＮにおける従来のＯＬＴの機能ブロック図を示す。下り主信号は、ＳＮＩ（Service Node Interface）ポート１０４、キュー管理手段１０３、ＰＯＮ信号処理手段１０２を介してＰＯＮ−ＩＦポート１０１へと流れる。一方、上り主信号は、ＰＯＮ−ＩＦポート１０１、ＰＯＮ信号処理手段１０２、キュー管理手段１０３を介してＳＮＩポート１０４へと流れる。ＯＬＴ１００は、ＰＯＮ信号処理手段１０２に、ＯＮＵに対してＯＮＵに備えられたキュー内のデータ量を報告させるＭＰＣＰ部と、ＯＮＵから受信した報告メッセージをもとにＯＮＵ内のキューのデータ量を監視し、各ＯＮＵへ使用帯域を割り当てる帯域割当部と、ＯＮＵと保守監視用の制御フレームをやり取りするＯＡＭ部を有している。
【非特許文献１】技術基礎講座「ＧＥ−ＰＯＮ技術  第４回  ＧＥ−ＰＯＮのシステム化機能」，ＮＴＴ技術ジャーナル，２００５年１１月，ｐｐ．５９−６１
【非特許文献２】Tsutomu Tatsuta, Noriyuki Oota, Noriki Miki,and Kiyomi Kumozaki, “Design Philosophy and performance of a GE-PON system for mass deployment, ”Journal of Optical Netwoking,vol.6, no.6, June 2007.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ＯＬＴとＯＮＵとの間の通信速度が固定値であるため、使用帯域が少ない時間帯であっても最大使用帯域に合わせて通信速度を設定しなければならず、消費電力が大きいという課題があった。
【０００７】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、未使用の通信速度に関係する機能を休止させて消費電力を削減することができる光ネットワーク終端装置および光加入者線終端装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明は、１つの光加入者線終端装置（ＯＬＴ）が光ネットワーク終端装置（ＯＮＵ）と光ファイバ伝送路を介してポイントツーポイントまたはポイントツーマルチポイントの通信を行う光ネットワークにおける光ネットワーク終端装置（ＯＮＵ）であって、前記ＯＬＴに送信するデータを一時的に格納するキューのキュー長および／または該キューに流入するデータの流入速度および／または該キューに流入するデータの流入加速度を推定し、通信速度が第１の速度の状態において、前記キュー長が第１の閾値以上および／または前記流入速度が第２の閾値以上および／または前記キュー長と前記流入速度と前記流入加速度の関数で表される物理量が第３の閾値以上になった場合には、速度変更メッセージをＯＬＴへ送信し、ＯＬＴからの変更確認応答の受信を契機に通信速度を、第１の速度よりも速い第２の速度に切り替え、通信速度が第２の速度の状態において、前記キュー長が第１の閾値よりも小さい第４の閾値以下および／または前記流入速度が第２の閾値よりも小さい第５の閾値以下および／または前記キュー長と前記流入速度と前記流入加速度の関数で表される物理量が第３の閾値よりも小さい第６の閾値以下になった場合には、速度変更メッセージをＯＬＴへ送信し、ＯＬＴからの変更確認応答の受信を契機に通信速度を、第１の速度に切り替える速度変更手段を有することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は、１つの光加入者線終端装置（ＯＬＴ）が光ネットワーク終端装置（ＯＮＵ）と光ファイバ伝送路を介してポイントツーポイントまたはポイントツーマルチポイントの通信を行う光ネットワークにおける光ネットワーク終端装置（ＯＮＵ）であって、前記ＯＬＴに送信するデータを一時的に格納するキューのキュー長および／または該キューに流入するデータの流入速度および／または該キューに流入するデータの流入加速度を推定し、通信速度が第１の速度の状態において、前記キュー長が第７の閾値以上および／または前記流入速度が第８の閾値以上および／または前記キュー長と前記流入速度と前記流入加速度の関数で表される物理量が第９の閾値以上になった場合には、速度変更待機メッセージをＯＬＴへ送信し、ＯＬＴからの準備完了応答を受信した後に、前記キュー長が第１の閾値以上および／または前記流入速度が第２の閾値以上および／または前記キュー長と前記流入速度と前記流入加速度の関数で表される物理量が第３の閾値以上になった場合には、速度変更メッセージをＯＬＴへ送信し、ＯＬＴからの変更確認応答の受信を契機に通信速度を、第１の速度よりも速い第２の速度に切り替え、通信速度が第２の速度の状態において、前記キュー長が第７の閾値よりも小さい第１０の閾値以下および／または前記流入速度が第８の閾値よりも小さい第１１の閾値以下および／または前記キュー長と前記流入速度と前記流入加速度の関数で表される物理量が第９の閾値よりも小さい第１２の閾値以下になった場合には、速度変更待機メッセージをＯＬＴへ送信し、ＯＬＴからの準備完了応答を受信した後に、前記キュー長が第１の閾値よりも小さい第４の閾値以下および／または前記流入速度が第２の閾値よりも小さい第５の閾値以下および／または前記キュー長と前記流入速度と前記流入加速度の関数で表される物理量が第３の閾値よりも小さい第６の閾値以下になった場合には、速度変更メッセージをＯＬＴへ送信し、ＯＬＴからの変更確認応答の受信を契機に通信速度を、第１の速度に切り替える速度変更手段を有することを特徴とする。
【００１０】
本発明の光ネットワーク終端装置（ＯＮＵ）は、前記変更確認応答の受信後、未使用の速度の信号処理手段を休止させる機能休止手段を有することが好ましい。また、前記速度変更メッセージを送信してから前記変更確認応答を受信するまでの間、ＯＬＴへのデータ送信を一時的に停止して、ＯＬＴへ送信するデータを蓄積し、前記変更確認応答の受信を契機としてＯＬＴへのデータ送信を再開することが好ましい。また、本発明の光ネットワーク終端装置（ＯＮＵ）は、前記変更確認応答の受信を契機としてＯＮＵに蓄積したデータ量をＯＬＴへ報告メッセージによって報告することが好ましく、前記速度変更メッセージを送信してから、ＯＮＵの割当帯域を通知する帯域割当メッセージを受信するまでの間、ＯＬＴへのデータ送信を一時的に停止して、ＯＬＴへ送信するデータを蓄積し、前記帯域割当メッセージの受信を契機としてＯＬＴへのデータ送信を再開することが好ましい。
【００１１】
また、本発明は、１つの光加入者線終端装置（ＯＬＴ）が光ネットワーク終端装置（ＯＮＵ）と光ファイバ伝送路を介してポイントツーポイントの通信を行う光ネットワークにおける光加入者線終端装置（ＯＬＴ）であって、前記ＯＮＵから速度変更メッセージを受信した場合には、通信速度を指定された速度に切り替え、切り替えが完了した後に変更確認応答をＯＮＵへ送信する速度変更手段を有することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、１つの光加入者線終端装置（ＯＬＴ）が光ネットワーク終端装置（ＯＮＵ）と光ファイバ伝送路を介してポイントツーマルチポイントの通信を行う光ネットワークにおける光加入者線終端装置（ＯＬＴ）であって、前記ＯＮＵから速度変更メッセージを受信した場合には、該ＯＮＵとの通信速度を指定された速度に切り替え、切り替えが完了した後に変更確認応答をＯＮＵへ送信する速度変更手段と、ＯＮＵがＯＮＵのキューに蓄積されたデータ量をＯＬＴに報告するための帯域をＯＮＵに割り当て、前記変更確認応答に割当帯域を含める帯域割当手段とを有することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、１つの光加入者線終端装置（ＯＬＴ）が光ネットワーク終端装置（ＯＮＵ）と光ファイバ伝送路を介してポイントツーポイントの通信を行う光ネットワークにおける光加入者線終端装置（ＯＬＴ）であって、前記ＯＮＵから速度変更待機メッセージを受信した場合には、指定された速度の信号処理手段を起動し、起動が完了した後に準備完了応答をＯＮＵへ送信し、準備完了応答を送信した後に前記ＯＮＵから速度変更メッセージを受信した場合には、通信速度を指定された速度に切り替え、切り替えが完了した後に変更確認応答をＯＮＵへ送信する速度変更手段を有することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明は、１つの光加入者線終端装置（ＯＬＴ）が光ネットワーク終端装置（ＯＮＵ）と光ファイバ伝送路を介してポイントツーマルチポイントの通信を行う光ネットワークにおける光加入者線終端装置（ＯＬＴ）であって、前記ＯＮＵから速度変更待機メッセージを受信した場合には、指定された速度の信号処理手段を起動し、起動が完了し後に準備完了応答をＯＮＵへ送信し、準備完了応答を送信した後に前記ＯＮＵから速度変更メッセージを受信した場合には、該ＯＮＵとの通信速度を指定された速度に切り替え、切り替えが完了した後に変更確認応答をＯＮＵへ送信する速度変更手段と、ＯＮＵがＯＮＵのキューに蓄積されたデータ量をＯＬＴに報告するための帯域をＯＮＵに割り当て、前記変更確認応答に割当帯域を含める帯域割当手段とを有することを特徴とする。
【００１５】
本発明の光加入者線終端装置（ＯＬＴ）は、接続されているすべてのＯＮＵが使用していない通信速度の信号処理手段を休止させる機能休止手段を有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、ＯＮＵからＯＬＴへの上り通信速度を複数用意し、ＯＮＵの上りキューのキュー長および／またはキューへのデータの流入速度および／またはキューへのデータの流入加速度を監視して通信速度を切り替え、ＯＮＵおよびＯＬＴの未使用の通信速度に関係する機能を休止させることができるので、消費電力を削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
まず、本発明による光ネットワーク終端装置（ＯＮＵ）および光加入者線終端装置（ＯＬＴ）の機能について説明する。
図５に本発明のＯＮＵの機能ブロック図を示す。図５に示すＯＮＵ２は、ＵＮＩ（User Network Interface）ポート１３と、キュー管理手段１４と、ＰＯＮ信号処理手段１５と、ＰＯＮ−ＩＦ（PON Interface）ポート１６と、速度変更手段１８と、機能休止手段１９を備え、ＰＯＮ信号処理手段１５には、速度１の送信用ＰＯＮ信号処理手段２０と、速度２の送信用ＰＯＮ信号処理手段２１と、受信用ＰＯＮ信号処理手段２２を備える。
【００１８】
ＯＮＵ２は、図３に示した従来のＯＮＵの機能ブロック図に、さらに速度変更手段および機能休止手段を実装し、複数の異なる送信速度の送信用ＰＯＮ信号処理手段を用意した構成である。図５に示すように、ＯＮＵ２は、例えば、速度１および速度２の２種類の送信速度を用意し、速度変更手段（推定手段）１８によって上りキューのキュー長および／または上りキューへのデータの流入速度および／または上りキューへのデータの流入加速度を推定する。そして、速度変更手段１８は、キュー長および／または流入速度および／またはキュー長と流入速度と流入加速度の関数で表される物理量に基づいて送信速度を決定し、選択信号をＰＯＮ信号処理手段１５に入力する。キュー長と流入速度と流入加速度の関数で表される物理量としては、例えば（式１）で表される物理量ｘを用いる。
ｘ＝Ｇ１ｑ＋Ｇ２（Ｂ−Ｂ１）＋Ｇ３Ａ      ・・・（式１）
ただし、Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３は任意の利得であり、ｑ、Ｂ、Ｂ１、Ａはそれぞれキュー長、流入速度、速度１、流入加速度である。
また、速度変更手段１８は、ＯＬＴに速度変更を要求する速度変更メッセージまたはＯＬＴのＰＯＮ信号処理手段を起動させる速度変更待機メッセージを、ＯＮＵのＰＯＮ信号処理手段１５を介して制御信号としてＯＬＴへ送信する。機能休止手段１９は、選択されていない速度の送信用ＰＯＮ信号処理手段を休止できる。速度１の速度で受信している場合には速度２の速度のＰＯＮ信号処理手段を休止させることで、ＯＮＵの消費電力を削減できる。なお、速度２の速度で受信している場合にも速度１の速度のＰＯＮ信号処理手段を休止させることで、さらにＯＮＵの消費電力を削減できる。
【００１９】
図６にＯＮＵのＰＯＮ信号処理手段の構成例１を示す。図６は、下り速度が１０Ｇｂｐｓ、上り速度が１Ｇｂｐｓ（速度１）および１０Ｇｂｐｓ（速度２）の場合の構成例である。ＰＯＮ信号処理手段１５は、ＭＰＣＰ（Multi-Point Control Protocol）処理を行うＭＰＣＰ部５１と、下り１０Ｇｂｐｓ／上り１０Ｇｂｐｓに対応するメディアアクセス制御部（１０Ｇ／１０Ｇ ＭＡＣ部）５２と、速度選択部５３と、１０Ｇｂｐｓの信号を１Ｇｂｐｓの信号に変換する１０Ｇ−１Ｇ変換部５６と、１Ｇｂｐｓに対応する物理層部（１Ｇ ＰＨＹ部）５７と、１０Ｇｂｐｓに対応する物理層部（１０Ｇ ＰＨＹ部）５８，５９と、１Ｇｂｐｓの電気信号を光信号に変換する１Ｇ送信部６０と、１０Ｇｂｐｓの電気信号を光信号に変換する１０Ｇ送信部６１と、１０Ｇｂｐｓの光信号を電気信号に変換する１０Ｇ受信部６２と、波長多重分離部（ＷＤＭ）６４および時分割多重分離部（ＴＤＭ）６５を有する多重分離部６３を備える。
【００２０】
１０Ｇｂｐｓの下り信号は、波長多重分離部（ＷＤＭ）６４によって分雛され、１０Ｇ受信部６２により１０Ｇｂｐｓの速度で受信されて電気信号に変換される。その後、１０Ｇ ＰＨＹ部５９、１０Ｇ／１０Ｇ ＭＡＣ部５２、ＭＰＣＰ部５１を通してキュー管理手段１４へと転送される。１０Ｇｂｐｓの上り信号は、ＭＰＣＰ部５１、１０Ｇ／１０Ｇ ＭＡＣ部５２、速度選択部５３、１０Ｇ ＰＨＹ部５８を通して１０Ｇ送信部６１により光信号に変換されて１０Ｇｂｐｓで送信され、時分割多重分離部（ＴＤＭ）６５によって１Ｇｂｐｓの送信信号と多重される。また、波長多重分離部（ＷＤＭ）６４によって上り・下り信号が多重される。１Ｇｂｐｓの上り信号は、ＭＰＣＰ部５１、１０Ｇ／１０Ｇ ＭＡＣ部５２、速度選択部５３、１０Ｇ−１Ｇ変換部５６、１Ｇ ＰＨＹ部５７を通して１Ｇ送信部６０により光信号に変換されて１Ｇｂｐｓで送信され、時分割多重分離部（ＴＤＭ）６５によって１０Ｇｂｐｓの送信信号と多重される。また、波長多重分離部（ＷＤＭ）６４によって上り・下り信号が多重される。なお、速度選択部５３は、速度変更手段１８からの選択信号によって動作する。図６の構成では、ＯＮＵが上り１Ｇｂｐｓ（速度１）で通信を行っている場合、機能休止手段１９は、１０Ｇ ＰＨＹ部５８および１０Ｇ送信部６１（図５のＰＯＮ信号処理手段２１に相当）を休止させることができる。また、ＯＮＵが上り１０Ｇｂｐｓ（速度２）で通信を行っている場合、機能休止手段１９は、１Ｇ ＰＨＹ部５７および１Ｇ送信部６０（図５のＰＯＮ信号処理手段２０に相当）を休止させることができる。
【００２１】
図７にＯＮＵのＰＯＮ信号処理手段の構成例２を示す。図７は、下り速度が１０Ｇｂｐｓ、上り速度が１Ｇｂｐｓ（速度１）および１０Ｇｂｐｓ（速度２）の場合の構成例である。ＰＯＮ信号処理手段１５は、ＭＰＣＰ（Multi-Point Control Protocol）処理を行うＭＰＣＰ部５１と、速度選択部５３と、下り１０Ｇｂｐｓ／上り１Ｇｂｐｓに対応するメディアアクセス制御部（１０Ｇ／１Ｇ ＭＡＣ部）５４と、下り１０Ｇｂｐｓ／上り１０Ｇｂｐｓに対応するメディアアクセス制御部（１０Ｇ／１０Ｇ ＭＡＣ部）５５と、１Ｇｂｐｓに対応する物理層部（１Ｇ ＰＨＹ部）５７と、１０Ｇｂｐｓに対応する物理層部（１０Ｇ ＰＨＹ部）５８，５９と、１Ｇｂｐｓの電気信号を光信号に変換する１Ｇ送信部６０と、１０Ｇｂｐｓの電気信号を光信号に変換する１０Ｇ送信部６１と、１Ｇｂｐｓの光信号を電気信号に変換する１０Ｇ受信部６２と、波長多重分離部（ＷＤＭ）６４および時分割多重分離部（ＴＤＭ）６５を有する多重分離部６３を備える。
【００２２】
１０Ｇｂｐｓの下り信号は、波長多重分離部（ＷＤＭ）６４によって分離され、１０Ｇ受信部６２により１０Ｇｂｐｓの速度で受信されて電気信号に変換される。その後、１０Ｇ ＰＨＹ部５９、１０Ｇ／１Ｇ ＭＡＣ部５４または１０Ｇ／１０Ｇ ＭＡＣ部５５、速度選択部５３、ＭＰＣＰ部５１を通してキュー管理手段１４へと転送される。１０Ｇｂｐｓの上り信号は、ＭＰＣＰ部５１、速度選択部５３、１０Ｇ／１０Ｇ ＭＡＣ部５５、１０Ｇ ＰＨＹ部５８を通して１０Ｇ送信部６１により光信号に変換されて１０Ｇｂｐｓで送信され、時分割多重分離部（ＴＤＭ）６５によって１Ｇｂｐｓの送信信号と多重される。また、波長多重分離部（ＷＤＭ）６４によって上り・下り信号が多重される。１Ｇｂｐｓの上り信号は、ＭＰＣＰ部５１、速度選択部５３、１０Ｇ／１Ｇ ＭＡＣ部５４、１Ｇ ＰＨＹ部５７を通して１Ｇ送信部６０により光信号に変換されて１Ｇｂｐｓで送信され、時分割多重分離（ＴＤＭ）６５によって１０Ｇｂｐｓの送信信号と多重される。また、波長多重分離部（ＷＤＭ）６４によって上り・下り信号が多重される。なお、速度選択部５３は、速度変更手段１８からの選択信号によって動作する。図７の構成では、ＯＮＵが上り１Ｇｂｐｓ（速度１）で通信を行っている場合、機能休止手段１９は、１０Ｇ ＰＨＹ部５８および１０Ｇ／１０Ｇ ＭＡＣ部５５および１０Ｇ送信部６１（図５のＰＯＮ信号処理手段２１に相当）を休止させることができる。また、ＯＮＵが上り１０Ｇｂｐｓ（速度２）で通信を行っている場合、機能休止手段１９は、１Ｇ ＰＨＹ部５７および１０Ｇ／１Ｇ ＭＡＣ部５４および１Ｇ送信部６０（図５のＰＯＮ信号処理手段２０に相当）を休止させることができる。
【００２３】
図８に本発明のＯＬＴの機能ブロック図を示す。図８に示すＯＬＴ１は、ＰＯＮ−ＩＦ（PON Interface）ポート３と、ＰＯＮ信号処理手段４と、キュー管理手段５と、ＳＮＩ（Service Node Interface）ポート６と、速度変更手段８と、機能休止手段９を備え、ＰＯＮ信号処理手段４には、速度１の受信用ＰＯＮ信号処理手段１０と、速度２の受信用ＰＯＮ信号処理手段１１と、送信用ＰＯＮ信号処理手段１２を備える。
【００２４】
ＯＬＴ１は、図４に示した従来のＯＬＴの機能ブロック図に、さらに速度変更手段および機能休止手段を実装し、複数の異なる受信速度の受信用ＰＯＮ信号処理手段を用意した構成である。図８に示すように、ＯＬＴ１は、例えば、速度１および速度２の２種類の受信速度を用意し、速度変更手段８によって、ＯＮＵからの制御信号（ＯＬＴに速度変更を要求する速度変更メッセージまたはＯＬＴのＰＯＮ信号処理手段４を起動させる速度変更待機メッセージ）を監視する。そして、速度変更手段８は、ＯＮＵからの制御信号に基づいて受信速度を決定し、選択信号をＰＯＮ信号処理手段４に入力する。また、速度変更手段８は、ＯＮＵに対して速度変更の完了を通知する変更確認応答またはＯＮＵに対してＰＯＮ信号処理手段の起動完了を通知する準備完了応答を送信できる。さらに、機能休止手段９は、いずれのＯＮＵにも選択されていない速度の送信用ＰＯＮ信号処理手段を休止できることが望ましい。
【００２５】
図９にＯＬＴのＰＯＮ信号処理手段の構成例１を示す。図９は、下り速度が１０Ｇｂｐｓ、上り速度が１Ｇｂｐｓ（速度１）および１０Ｇｂｐｓ（速度２）の場合の構成例である。ＰＯＮ信号処理手段４は、波長多重分離部（ＷＤＭ）４５および時分割多重分離部（ＴＤＭ）４６を有する多重分離部３１と、１Ｇｂｐｓの光信号を電気信号に変換する１Ｇ受信部３２と、１０Ｇｂｐｓの光信号を電気信号に変換する１０Ｇ受信部３３と、１０Ｇｂｐｓの電気信号を光信号に変換する１０Ｇ送信部３４と、１Ｇｂｐｓに対応する物理層部（１Ｇ ＰＨＹ部）３５と、１０Ｇｂｐｓに対応する物理層部（１０Ｇ ＰＨＹ部）３６，３７と、１Ｇｂｐｓの信号を１０Ｇｂｐｓの信号に変換する１Ｇ−１０Ｇ変換部４０と、速度選択部４１と、下り１０Ｇｂｐｓ／上り１０Ｇｂｐｓに対応するメディアアクセス制御部（１０Ｇ／１０Ｇ ＭＡＣ部）４２と、ＭＰＣＰ（Multi-Point Control Protocol）処理を行うＭＰＣＰ部４３と、１Ｇｂｐｓないし１０Ｇｂｐｓの上り信号に帯域を割り当てる帯域割当部４４を備える。
【００２６】
１Ｇｂｐｓの上り信号は、波長多重分離部（ＷＤＭ）４５によって上り・下り信号が分離され、時分割多重分離部（ＴＤＭ）４６によって１０Ｇｂｐｓの受信信号と分離され、１Ｇ受信部３２により１Ｇｂｐｓの速度で受信されて電気信号に変換される。その後、１Ｇ ＰＨＹ部３５、１Ｇ−１０Ｇ変換部４０、速度選択部４１、１０Ｇ／１０Ｇ ＭＡＣ部４２、ＭＰＣＰ部４３を通してキュー管理手段５へと転送される。１０Ｇｂｐｓの上り信号は、波長多重分離部（ＷＤＭ）４５によって上り・下り信号が分離され、時分割多重分離部（ＴＤＭ）４６によって１Ｇｂｐｓの受信信号と分離され、１０Ｇ受信部３３により１０Ｇｂｐｓの速度で受信されて電気信号に変換される。その後、１０Ｇ ＰＨＹ部３６、速度選択部４１、１０Ｇ／１０Ｇ ＭＡＣ部４２、ＭＰＣＰ部４３を通してキュー管理手段５へと転送される。１０Ｇｂｐｓの下り信号は、ＭＰＣＰ部４３、１０Ｇ／１０Ｇ ＭＡＣ部４２、１０Ｇ ＰＨＹ部３７を通して１０Ｇ送信部３４により光信号に変換されて１０Ｇｂｐｓで送信され、波長多重分離部（ＷＤＭ）４５によって多重される。なお、速度選択部４１は、速度変更手段８からの選択信号によって動作する。図９の構成では、上り１Ｇｂｐｓ（速度１）で通信を行っている場合、機能休止手段９は、１０Ｇ ＰＨＹ部３６および１０Ｇ受信部３３（図８のＰＯＮ信号処理手段１１に相当）を休止させることができる。また、上り１０Ｇｂｐｓ（速度２）で通信を行っている場合、機能休止手段９は、１Ｇ ＰＨＹ部３５および１Ｇ受信部３２（図８のＰＯＮ信号処理手段１０に相当）を休止させることができる。
【００２７】
図１０にＯＬＴのＰＯＮ信号処理手段の構成例２を示す。図１０は、下り速度が１０Ｇｂｐｓ、上り速度が１Ｇｂｐｓ（速度１）および１０Ｇｂｐｓ（速度２）の場合の構成例である。ＰＯＮ信号処理手段４は、波長多重分離部（ＷＤＭ）４５および時分割多重分離部（ＴＤＭ）４６を有する多重分離部３１と、１Ｇｂｐｓの光信号を電気信号に変換する１Ｇ受信部３２と、１０Ｇｂｐｓの光信号を電気信号に変換する１０Ｇ受信部３３と、１０Ｇｂｐｓの電気信号を光信号に変換する１０Ｇ送信部３４と、１Ｇｂｐｓに対応する物理層部（１Ｇ ＰＨＹ部）３５と、１０Ｇｂｐｓに対応する物理層部（１０Ｇ ＰＨＹ部）３６，３７と、下り１０Ｇｂｐｓ／上り１Ｇｂｐｓに対応するメディアアクセス制御部（１０Ｇ／１Ｇ ＭＡＣ部）３８と、下り１０Ｇｂｐｓ／上り１０Ｇｂｐｓに対応するメディアアクセス制御部（１０Ｇ／１０Ｇ ＭＡＣ部）３９と、速度選択部４１と、ＭＰＣＰ（Multi-Point Control Protocol）処理を行うＭＰＣＰ部４３と、１Ｇｂｐｓないし１０Ｇｂｐｓの上り信号に帯域を割り当てる帯域割当部４４を備える。
【００２８】
１Ｇｂｐｓの上り信号は、波長多重分離部（ＷＤＭ）４５によって上り・下り信号が分離され、時分割多重分離（ＴＤＭ）４６によって１０Ｇｂｐｓの受信信号と分離され、１Ｇ受信部３２により１Ｇｂｐｓの速度で受信されて電気信号に変換される。その後、１Ｇ ＰＨＹ部３５、１０Ｇ／１Ｇ ＭＡＣ部３８、速度選択部４１、ＭＰＣＰ部４３を通してキュー管理手段５へと転送される。１０Ｇｂｐｓの上り信号は、波長多重分離部（ＷＤＭ）４５によって上り・下り信号が分離され、時分割多重分離部（ＴＤＭ）４６によって１Ｇｂｐｓの受信信号と分離され、１０Ｇ受信部３３により１０Ｇｂｐｓの速度で受信されて電気信号に変換される。その後、１０Ｇ ＰＨＹ部３６、１０Ｇ／１０Ｇ ＭＡＣ部３９、速度選択部４１、ＭＰＣＰ部４３を通してキュー管理手段５へと転送される。１０Ｇｂｐｓの下り信号は、ＭＰＣＰ部４３、速度選択部４１、１０Ｇ／１Ｇ ＭＡＣ部３８または１０Ｇ／１０Ｇ ＭＡＣ部３９、１０Ｇ ＰＨＹ部３７を通して１０Ｇ送信部３４により光信号に変換されて１０Ｇｂｐｓで送信され、波長多重分離部（ＷＤＭ）４５によって多重される。なお、速度選択部４１は、速度変更手段８からの選択信号によって動作する。図１０の構成では、上り１Ｇｂｐｓ（速度１）で通信を行っている場合、機能休止手段９は、１０Ｇ ＰＨＹ部３６および１０Ｇ／１０Ｇ ＭＡＣ部３９および１０Ｇ受信部３３（図８のＰＯＮ信号処理手段１１に相当）を休止させることができる。また、上り１０Ｇｂｐｓ（速度２）で通信を行っている場合、機能休止手段９は、１Ｇ ＰＨＹ部３５および１０Ｇ／１Ｇ ＭＡＣ部３８および１Ｇ受信部３２（図８のＰＯＮ信号処理手段１０に相当）を休止させることができる。
【００２９】
以下、本発明による光ネットワーク終端装置（ＯＮＵ）および光加入者線終端装置（ＯＬＴ）を用いた通信速度変更の実施例１について図面を参照して説明する。
（実施例１）
図１１および図１２に本発明による通信速度変更の実施例１のシーケンスを示す。
図１１は、速度１から速度２への通信速度変更のシーケンス図である。例えば、ＯＬＴ１に対して複数のＯＮＵが接続されていて、ＯＮＵ２の通信速度を変更する場合を考える。まず、ＯＬＴ１とＯＮＵ２は、速度１で上りデータを送受信している。ＯＮＵ２のキュー管理手段１４において、ＯＬＴ１へ送信するデータを格納するキューのキュー長が閾値１（第１の閾値）以上および／またはキューへのデータの流入速度が閾値３（第２の閾値）以上および／またはキュー長と流入速度と流入加速度の関数で表される物理量が閾値５（第３の閾値）以上になった場合、ＯＮＵ２は、速度変更メッセージをＯＬＴ１へ送信する。このとき、ＯＮＵ２において速度２の送信用ＰＯＮ信号処理手段２１を起動する。速度変更メッセージを受信したＯＬＴ１は、速度２の受信用ＰＯＮ信号処理手段１１が起動していない場合には、起動し、速度２への通信速度変更が完了したら変更確認応答をＯＮＵ２へ送信する。変更確認応答には、ＯＮＵ２に対して、ＯＮＵ２のキューに蓄積されているデータ量をＯＬＴ１へ報告させる報告メッセージを送信するための帯域割当情報を含めることが望ましい。ＯＮＵ２が変更確認応答を受信すると、報告メッセージを用いてＯＮＵ２のキューに蓄積されているデータ量をＯＬＴ１へ報告する。ＯＬＴ１は、ＯＬＴ１に接続されているすべてのＯＮＵからの報告メッセージをもとに各ＯＮＵの割当帯域を帯域割当部４４により決定し、帯域割当メッセージを用いてＯＮＵ２へ割当帯域を通知する。その後、ＯＮＵ２は、速度２で上りデータ送信を開始する。このとき、ＯＮＵ２において速度１の送信用ＰＯＮ信号処理手段２０を休止させて、ＯＮＵ２の消費電力を削減してもよい。また、ＯＬＴ１において、速度１の受信用ＰＯＮ信号処理手段１０が、ＯＬＴ１に接続されているすべてのＯＮＵに対して使用されていない場合、速度１の受信用ＰＯＮ信号処理手段１０を休止させて、ＯＬＴ１の消費電力を削減してもよい。
【００３０】
図１２は、速度２から速度１への通信速度変更のシーケンス図である。例えば、ＯＬＴ１に対して複数のＯＮＵが接続されていて、ＯＮＵ２の通信速度を変更する場合を考える。まず、ＯＬＴ１とＯＮＵ２は、速度２で上りデータを送受信している。ＯＮＵ２のキュー管理手段１４において、ＯＬＴ１へ送信するデータを格納するキューのキュー長が閾値２（第４の閾値）以下および／またはキューへのデータの流入速度が閾値４（第５の閾値）以下および／またはキュー長と流入速度と流入加速度の関数で表される物理量が閾値６（第６の閾値）以下になった場合、ＯＮＵ２は、速度変更メッセージをＯＬＴ１へ送信する。このとき、ＯＮＵ２において速度１の送信用ＰＯＮ信号処理手段２０を起動する。速度変更メッセージを受信したＯＬＴ１は、速度１の受信用ＰＯＮ信号処理手段１０が起動していない場合には、起動し、速度１への通信速度変更が完了したら変更確認応答をＯＮＵ２へ送信する。変更確認応答には、ＯＮＵ２に対して、ＯＮＵ２のキューに蓄積されているデータ量をＯＬＴ１へ報告させる報告メッセージを送信するための帯域割当情報を含めることが望ましい。ＯＮＵ２は、変更確認応答を受信すると、報告メッセージを用いてＯＮＵ２のキューに蓄積されているデータ量をＯＬＴ１へ報告する。ＯＬＴ１は、ＯＬＴ１に接続されているすべてのＯＮＵからの報告メッセージをもとに各ＯＮＵの割当帯域を帯域割当部４４により決定し、帯域割当メッセージを用いてＯＮＵ２へ割当帯域を通知する。その後、ＯＮＵ２は、速度１で上りデータ送信を開始する。このとき、ＯＮＵ２において速度２の送信用ＰＯＮ信号処理手段２１を休止させ、ＯＮＵ２の消費電力を削減する。また、ＯＬＴ１において、速度２の受信用ＰＯＮ信号処理手段１１が、ＯＬＴ１に接続されているすべてのＯＮＵに対して使用されていない場合、速度２の受信用ＰＯＮ信号処理手段１１を休止させて、ＯＬＴ１の消費電力を削減してもよい。
【００３１】
ＯＮＵは、速度変更メッセージを送信してから、ＯＮＵの割当帯域を通知する帯域割当メッセージを受信するまでの間、ＯＬＴへのデータ送信を一時的に停止して、ＯＬＴへ送信するデータを蓄積し、帯域割当メッセージの受信を契機としてＯＬＴへのデータ送信を再開する機能を具備してもよい。ポイントツーポイントの通信を行う光ネットワークのＯＮＵにおいては、速度変更メッセージを送信してから変更確認応答を受信するまでの間、ＯＬＴへのデータ送信を一時的に停止して、ＯＬＴへ送信するデータを蓄積し、変更確認応答の受信を契機としてＯＬＴへのデータ送信を再開する機能を具備してもよい。この場合、速度切り替え時のパケットロスを防ぐことができる。
【００３２】
速度１および速度２としては、例えば１Ｇｂｐｓおよび１０Ｇｂｐｓを用いる。つまり、上り信号としてＥＰＯＮと１０Ｇ−ＥＰＯＮで規定される光信号を用いる。制御信号としては、例えばＭＰＣＰ部あるいはＯＡＭ部で用いられるメッセージを利用できる。
速度１および速度２の切り替え条件としてはチャタリング（頻繁な速度の変更）を防ぐため、図１３に示すようなヒステリシス条件を用いることが望ましい。つまり、閾値１と閾値２には異なる値を用いることが望ましい。また、閾値３と閾値４あるいは閾値５と閾値６にも異なる値を用いることが望ましい。キュー長を切り替え条件として用いる場合、例えば、閾値１としてはバッファ容量（最大キュー長）を、閾値２としてはゼロを用いる。これは、キュー長がバッファ容量を超えるとバッファあふれを起こすためである。なお、閾値２としてバッファ容量よりも小さい値を用いることで、一時的なキュー長の減少による切り替えの頻発を防ぐことができる。また、流入速度を切り替え条件として用いる場合、例えば、閾値３としてしては１Ｇｂｐｓを、閾値４としては５００Ｍｂｐｓを用いる。これは、流入速度が１Ｇｂｐｓを超えるとキュー長が成長してバッファあふれを起こす可能性があるためである。なお、閾値４として１Ｇｂｐｓより小さい値を用いることで、一時的な流入速度の低下による切り替えの頻発を防ぐことができる。キュー長と流入速度と流入加速度の関数で表される物理量を切り替え条件として用いる場合、例えば、（式１）で表される物理量を定義し、Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３にはＧ１＋Ｇ２＋Ｇ３＝１となる任意の利得を、Ｂ１には１Ｇｂｐｓを代入する。
【００３３】
ＯＮＵが優先度毎に複数のキューを有している場合には、ＯＬＴへ送信するデータを格納する各優先度のキューのキュー長および／またはキューへのデータの流入速度および／またはキュー長と流入速度と流入加速度の関数で表される物理量の合計を切り替え条件として使用してもよいし、特定の優先度のキューのキュー長および／またはキューへのデータの流入速度および／またはキュー長と流入速度と流入加速度の関数で表される物理量のみを切り替え条件として使用してもよい。
【００３４】
フレームカウンタによってフレーム数を観測し、単位時間あたりの通過フレーム数（フレーム／秒）を流入速度として用いてもよいし、各フレームのデータ長を観測して、単位時間あたりの通過ビット数（ｂｐｓ）を流入速度として用いてもよい。ただし、イーサネット（登録商標）フレームなどの可変長フレームの場合には、単位時間あたりの通過ビット数（ｂｐｓ）を流入速度として用いることが望ましい。流入加速度は、流入速度を時間微分することで求められる。
【００３５】
キュー長だけではなく、流入速度や流入加速度を切り替え条件に加えることで、速度１と速度２の間の通信速度で安定しているフローに対して頻繁な速度切り替えを防ぐことが可能となる。流入速度や流入加速度を推定する代わりに、速度変更後に速度変更を行わない時間帯を設けることでチャタリングを防いでもよい。なお、切り替え条件としては、キュー長の条件のみを用いてもよいし、流入速度の条件のみを用いてもよいし、キュー長と流入速度と流入加速度の関数で表される物理量の条件のみを用いてもよいし、あるいはキュー長と流入速度、キュー長と流入速度と流入加速度の関数で表される物理量の条件を任意に組み合わせて用いてもよい。例えば、速度１から速度２への変更時にはキュー長の条件（キュー長≧閾値１）を用い、速度２から速度１の変更時には流入速度の条件（流入速度≦閾値４）を用いることができる。また、速度１から速度２への変更時にはキュー長の条件（キュー長≧閾値１）を用い、速度２から速度１の変更時にはキュー長と流入速度の条件（キュー長≦閾値２かつ流入速度≦閾値４）を合わせて用いることもできる。
【００３６】
以下、本発明による光加入者線終端装置（ＯＬＴ）および光ネットワーク終端装置（ＯＮＵ）を用いた通信速度変更の実施例２について図面を参照して説明する。
（実施例２）
図１４および図１５に本発明による通信速度変更の実施例２のシーケンスを示す。
図１４は、速度１から速度２への通信速度変更のシーケンス図である。例えば、ＯＬＴ１に対して複数のＯＮＵが接続されていて、ＯＮＵ２の通信速度を変更する場合を考える。まず、ＯＬＴ１とＯＮＵ２は、速度１で上りデータを送受信している。ＯＮＵ２のキュー管理手段１４において、ＯＬＴ１へ送信するデータを格納するキューのキュー長が閾値Ａ（第７の閾値）以上および／またはキューへのデータの流入速度が閾値Ｃ（第８の閾値）以上および／またはキュー長と流入速度と流入加速度の関数で表される物理量が閾値Ｅ（第９の閾値）以上になった場合、ＯＮＵ２は、速度変更待機メッセージをＯＬＴ１へ送信する。このとき、ＯＮＵ２において速度２の送信用ＰＯＮ信号処理手段２１を起動する。速度変更待機メッセージを受信したＯＬＴ１は、速度２の受信用ＰＯＮ信号処理手段１１が起動していない場合には、起動し、起動が完了したら準備完了応答をＯＮＵ２へ送信する。ＯＮＵ２が準備完了応答を受信し、かつＯＮＵ２のキュー管理手段１４において、ＯＬＴ１へ送信するデータを格納するキューのキュー長が閾値１以上および／またはキューへのデータの流入速度が閾値３以上および／またはキュー長と流入速度と流入加速度の関数で表される物理量が閾値５以上になった場合、ＯＮＵ２は、速度変更メッセージをＯＬＴ１へ送信する。速度変更メッセージを受信したＯＬＴ１は、ＯＮＵ２との通信速度を速度２へ変更し、変更確認応答をＯＮＵ２へ送信する。変更確認応答には、ＯＮＵ２に対して、ＯＮＵ２のキューに蓄積されているデータ量をＯＬＴ１へ報告させる報告メッセージを送信するための帯域割当情報を含めることが望ましい。ＯＮＵ２が変更確認応答を受信すると、報告メッセージを用いてＯＮＵ２のキューに蓄積されているデータ量をＯＬＴ１へ報告する。ＯＬＴ１は、ＯＬＴ１に接続されているすべてのＯＮＵからの報告メッセージをもとに各ＯＮＵの割当帯域を帯域割当部４４により決定し、帯域割当メッセージを用いてＯＮＵ２へ割当帯域を通知する。その後、ＯＮＵ２は、速度２で上りデータ送信を開始する。このとき、ＯＮＵ２において速度１の送信用ＰＯＮ信号処理手段２０を休止させて、ＯＮＵ２の消費電力を削減してもよい。また、ＯＬＴ１において、速度１の受信用ＰＯＮ信号処理手段１０が、ＯＬＴ１に接続されているすべてのＯＮＵに対して使用され
ていない場合、速度１の受信用ＰＯＮ信号処理手段１０を休止させて、ＯＬＴ１の消費電力を削減してもよい。
【００３７】
図１５は、速度２から速度１への通信速度変更のシーケンス図である。例えば、ＯＬＴ１に対して複数のＯＮＵが接続されていて、ＯＮＵ２の通信速度を変更する場合を考える。まず、ＯＬＴ１とＯＮＵ２は、速度２で上りデータを送受信している。ＯＮＵ２のキュー管理手段１４において、ＯＬＴ１へ送信するデータを格納するキューのキュー長が閾値Ｂ（第１０の閾値）以下および／またはキューへのデータの流入速度が閾値Ｄ（第１１の閾値）以下および／またはキュー長と流入速度と流入加速度の関数で表される物理量が閾値Ｆ（第１２の閾値）以下になった場合、ＯＮＵ２は、速度変更待機メッセージをＯＬＴ１へ送信する。このとき、ＯＮＵ２において速度１の送信用ＰＯＮ信号処理手段２０を起動する。速度変更待機メッセージを受信したＯＬＴ１は、速度１の受信用ＰＯＮ信号処理手段１０が起動していない場合には、起動し、起動が完了したら準備完了応答をＯＮＵ２へ送信する。ＯＮＵ２が準備完了応答を受信し、かつＯＮＵ２のキュー管理手段１４において、ＯＬＴ１へ送信するデータを格納するキューのキュー長が閾値２以下および／またはキューへのデータの流入速度が閾値４以下および／またはキュー長と流入速度と流入加速度の関数で表される物理量が閾値６以下になった場合、ＯＮＵ２は、速度変更メッセージをＯＬＴ１へ送信する。速度変更メッセージを受信したＯＬＴ１は、ＯＮＵ２との通信速度を速度１へ変更し、変更確認応答をＯＮＵ２へ送信する。変更確認応答には、ＯＮＵ２に対して、ＯＮＵ２のキューに蓄積されているデータ量をＯＬＴ１へ報告させる報告メッセージを送信するための帯域割当情報を含めることが望ましい。ＯＮＵ２が変更確認応答を受信すると、報告メッセージを用いてＯＮＵ２のキューに蓄積されているデータ量をＯＬＴ１へ報告する。ＯＬＴ１は、ＯＬＴ１に接続されているすべてのＯＮＵからの報告メッセージをもとに各ＯＮＵの割当帯域を帯域割当部４４により決定し、帯域割当メッセージを用いてＯＮＵ２へ割当帯域を通知する。その後、ＯＮＵ２は、速度１で上りデータ送信を開始する。このとき、ＯＮＵ２において速度２の送信用ＰＯＮ信号処理手段２１を休止させて、ＯＮＵ２の消費電力を削減する。また、ＯＬＴ１において、速度２の受信用ＰＯＮ信号処理手段１１が、ＯＬＴ１に接続されているすべてのＯＮＵに対して使用され
ていない場合、速度２の受信用ＰＯＮ信号処理手段１１を休止させて、ＯＬＴ１の消費電力を削減してもよい。
【００３８】
ＯＮＵは、速度変更メッセージを送信してから、ＯＮＵの割当帯域を通知する帯域割当メッセージを受信するまでの間、ＯＬＴへのデータ送信を一時的に停止して、ＯＬＴへ送信するデータを蓄積し、帯域割当メッセージの受信を契機としてＯＬＴへのデータ送信を再開する機能を具備してもよい。ポイントツーポイントの通信を行う光ネットワークのＯＮＵにおいては、速度変更メッセージを送信してから変更確認応答を受信するまでの間、ＯＬＴへのデータ送信を一時的に停止して、ＯＬＴへ送信するデータを蓄積し、変更確認応答の受信を契機としてＯＬＴへのデータ送信を再開する機能を具備してもよい。この場合、速度切り替え時のパケットロスを防ぐことができる。
【００３９】
速度１および速度２としては、例えば１Ｇｂｐｓおよび１０Ｇｂｐｓを用いる。つまり、上り信号としてＥＰＯＮと１０Ｇ−ＥＰＯＮで規定される光信号を用いる。制御信号としては、例えばＭＰＣＰ部あるいはＯＡＭ部で用いられるメッセージを利用できる。
【００４０】
速度１および速度２の切り替え条件としてはチャタリング（頻繁な速度の変更）を防ぐため、図１６に示すようなヒステリシス条件を用いることが望ましい。つまり、閾値１、閾値２、閾値Ａおよび閾値Ｂには異なる値を用い、閾値Ａよりも閾値１が大きな値、閾値Ｂよりも閾値２が小さな値に設定されることが望ましい。また、閾値３、閾値４、閾値Ｃおよび閾値Ｄにも異なる値を用い、閾値Ｃよりも閾値３が大きな値、閾値Ｄよりも閾値４が小さな値に設定されることが望ましい。
また、閾値５、閾値６、閾値Ｅおよび閾値Ｆにも異なる値を用い、閾値Ｅよりも閾値５が大きな値、閾値Ｆよりも閾値６が小さな値に設定されることが望ましい。キュー長と流入速度と流入加速度の関数で表される物理量を切り替え条件として用いる場合、例えば、（式１）で表される物理量を定義し、Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３にはＧ１＋Ｇ２＋Ｇ３＝１となる任意の利得を、Ｂ１には１Ｇｂｐｓを代入する。
【００４１】
キュー長を切り替え条件として用いる場合、例えば、閾値１としてはバッファ容量（最大キュー長）を、閾値２としてはゼロを用いる。これは、キュー長がバッファ容量を超えるとバッファあふれを起こすためである。なお、閾値２としてバッファ容量よりも小さい値を用いることで、一時的なキュー長の減少による切り替えの頻発を防ぐことができる。また、流入速度を切り替え条件として用いる場合、例えば、閾値３としては１Ｇｂｐｓを、閾値４としては５００Ｍｂｐｓを用いる。これは、流入速度が１Ｇｂｐｓを超えるとキュー長が成長してバッファあふれを起こす可能性があるためである。なお、閾値４として１Ｇｂｐｓよりも小さい値を用いることで、一時的な流入速度の低下による切り替えの頻発を防ぐことができる。
【００４２】
キュー長を切り替え条件として用いる場合、例えば、閾値Ａとしてはバッファ容量（最大キュー長）の８０％を、閾値Ｂとしてはバッファ容量（最大キュー長）の２０％を用いる。ある程度キュー長が増加あるいは減少した段階で速度切り替えが行える状態にしておくことで、切り替え時間を短縮することができる。また、流入速度を切り替え条件として用いる場合、例えば、閾値Ｃとしては９００Ｍｂｐｓを、閾値Ｄとしては６００Ｍｂｐｓを用いる。ある程度流入速度が増加あるいは減少した段階で速度切り替えが行える状態にしておくことで、切り替え時間を短縮することができる。
【００４３】
ＯＮＵが優先度毎に複数のキューを有している場合には、ＯＬＴへ送信するデータを格納する各優先度のキューのキュー長および／またはキューへのデータの流入速度および／またはキュー長と流入速度と流入加速度の関数で表される物理量の合計を切り替え条件として使用してもよいし、特定の優先度のキューのキュー長および／またはキューへのデータの流入速度および／またはキュー長と流入速度と流入加速度の関数で表される物理量のみを切り替え条件として使用してもよい。
【００４４】
フレームカウンタによってフレーム数を観測し、単位時間あたりの通過フレーム数（フレーム／秒）を流入速度として用いてもよいし、各フレームのデータ長を観測して、単位時間あたりの通過ビット数（ｂｐｓ）を流入速度として用いてもよい。ただし、イーサネット（登録商標）フレームなどの可変長フレームの場合には、単位時間あたりの通過ビット数（ｂｐｓ）を流入速度として用いることが望ましい。流入加速度は、流入速度を時間微分することで求められる。
【００４５】
キュー長だけではなく、流入速度や流入加速度を切り替え条件に加えることで、速度１と速度２の間の通信速度で安定しているフローに対して頻繁な速度切り替えを防くこことが可能となる。流入速度や流入加速度を推定する代わりに、速度変更後に速度変更を行わない時間帯を設けることでチャタリングを防いでもよい。なお、切り替え条件としては、キュー長の条件のみを用いてもよいし、流入速度の条件のみを用いてもよいし、キュー長と流入速度と流入加速度の関数で表される物理量の条件のみを用いてもよいし、あるいはキュー長と流入速度、キュー長と流入速度と流入加速度の関数で表される物理量の条件を任意に組み合わせて用いてもよい。例えば、速度１から速度２への変更時にはキュー長の条件（キュー長≧閾値１とキュー長≧閾値Ａ）を用い、速度２から速度１の変更時には流入速度の条件（流入速度≦閾値４と流入速度≦閾値Ｄ）を用いることができる。また、速度１から速度２への変更時にはキュー長の条件（キュー長≧閾値１とキュー長≧閾値Ａ）を用い、速度２から速度１の変更時にはキュー長と流入速度の条件（キュー長≦閾値２かつ流入速度≦閾値４とキュー長≦閾値Ｂかつ流入速度≦閾値Ｄ）を合わせて用いることもできる。
【００４６】
本実施例ではＥＰＯＮおよび１０Ｇ−ＥＰＯＮの場合について記述したが、他のＰＯＮ、例えばＩＴＵ−Ｔ勧告準拠のＢ−ＰＯＮおよびＧ−ＰＯＮ、さらにはＷＤＭ−ＰＯＮやＣＤＭ−ＰＯＮにおいてあらゆる種類の通信速度の変更を行う際にも本発明を適用できることは明らかである。また、図１で示したポイントツーポイントの通信を行う光ネットワークシステムにも本発明を適用できることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】光ネットワークシステムの構成を示す図である。
【図２】ＰＯＮシステムの構成を示す図である。
【図３】ＥＰＯＮにおける従来のＯＮＵの機能ブロック図である。
【図４】ＥＰＯＮにおける従来のＯＬＴの機能ブロック図である。
【図５】本発明のＯＮＵの機能ブロック図である。
【図６】ＯＮＵのＰＯＮ信号処理手段の構成例１を示す図である。
【図７】ＯＮＵのＰＯＮ信号処理手段の構成例２を示す図である。
【図８】本発明のＯＬＴの機能ブロック図である。
【図９】ＯＬＴのＰＯＮ信号処理手段の構成例１を示す図である。
【図１０】ＯＬＴのＰＯＮ信号処理手段の構成例２を示す図である。
【図１１】実施例１における速度１から速度２への通信速度変更のシーケンス図である。
【図１２】実施例１における速度２から速度１への通信速度変更のシーケンス図である。
【図１３】実施例１における切り替え条件を説明する図である。
【図１４】実施例２における速度１から速度２への通信速度変更のシーケンス図である。
【図１５】実施例２における速度２から速度１への通信速度変更のシーケンス図である。
【図１６】実施例２における切り替え条件を説明する図である。
【符号の説明】
【００４８】
１  ＯＬＴ
２  ＯＮＵ
３，１６，１０１，２０４  ＰＯＮ−ＩＦポート
４，１５，１０２，２０３  ＰＯＮ信号処理手段
５，１４，１０３，２０２  キュー管理手段
６，１０４  ＳＮＩポート
８，１８  速度変更手段
９，１９  機能休止手段
１２，２０，２１  送信用ＰＯＮ信号処理手段
１０，１１，２２  受信用ＰＯＮ信号処理手段
１３，２０１  ＵＮＩポート
３１，６３  多重分離部
３２  １Ｇ受信部
３３，６２  １０Ｇ受信部
３４，６１  １０Ｇ送信部
３５，５７  １Ｇ ＰＨＹ部
３６，３７，５８，５９  １０Ｇ ＰＨＹ部
３８，５４  １０Ｇ／１Ｇ ＭＡＣ部
３９，４２，５２，５５  １０Ｇ／１０Ｇ ＭＡＣ部
４０  １Ｇ−１０Ｇ変換部
４１，５３  速度選択部
４３，５１  ＭＰＣＰ部
４５，６４  波長多重分離部
４６，６５  時分割多重分離部
５６  １０Ｇ−１Ｇ変換部
６０  １Ｇ送信部
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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