(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
動作クロック周波数が夫々非同期であるタイマーを夫々有し該タイマーによって自装置の時間を管理する親装置および複数の子装置を備え、親装置が第１の特定信号の送出時刻および子装置での第２の特定信号の送出予定時刻を含む第１の特定信号を各子装置に送信し、各子装置は第１の特定信号を受信すると、自装置のタイマーの時刻を第１の特定信号に含まれる該第１の特定信号の送出時刻に時刻合わせするとともに、この時刻合わせ時点から第１の特定信号に含まれる第２の特定信号の送出予定時刻までの時間をタイマーによって計時することにより前記送出予定時刻に第２の特定信号の送出時刻を含む第２の特定信号を親装置に送信し、親装置は子装置からの前記第２の特定信号に含まれる送出時刻と該第２の特定信号の親装置での受信時刻とに基づいて各子装置との距離に応じた伝送時間を測定するようにした光バースト送受信網における上り帯域使用方法において、
親装置は、前記第１の特定信号の受信時刻から前記第２の特定信号の送出時刻までの遅延時間が各子装置毎に固定の常に一定の時間となるような前記第２の特定信号の送出予定時刻を前記第１の特定信号に含ませて各子装置に送信するようにしたことを特徴とする光バースト送受信網における上り帯域使用方法。
【請求項２】
前記第１の特定信号を、各子装置毎に所定の一定間隔で、各子装置に送信することにより、前記伝送時間の測定を一定間隔で実行することを特徴とする請求項１に記載の光バースト送受信網における上り帯域使用方法。
【請求項３】
前記第１の特定信号の受信時刻から前記第２の特定信号の送出時刻までの遅延時間が、適用可能な範囲の最小値となるようにしたことを特徴とする請求項１または２に記載の光バースト送受信網における上り帯域使用方法。
【請求項４】
親装置との周波数偏差が大きい子装置ほど、前記第１の特定信号の受信時刻から前記第２の特定信号の送出時刻までの遅延時間が小さくなるような前記第２の特定信号の送出予定時刻を前記第１の特定信号に含ませて各子装置に送信するようにしたことを特徴とする請求項１または２に記載の光バースト送受信網における上り帯域使用方法。
【請求項５】
親装置は、前記第１の特定信号の受信時刻から前記第２の特定信号の送出時刻までの遅延時間として２つの異なる値を設定し、前記遅延時間が設定した２つの異なる値をなるような前記第２の特定信号の送出予定時刻を夫々含む２つの第１の特定信号を各子装置に送信し、該２つの第１の特定信号に従って子装置から送信される第２特定信号の受信に基づく２つの伝送時間の測定結果を基に親装置と子装置との動作クロック周波数の偏差を演算し、この演算結果に基づいて前記所定の一定時間を決定することを特徴とする請求項１または２に記載の光バースト送受信網における上り帯域使用方法。
【請求項６】
前記第１の特定信号には、各子装置に割り当てるスロット長も含まれており、
親装置は、第１の特定信号に含まれるスロット長と、第１の特定信号に含まれる前記第１の特定信号の送出時刻から子装置に割り当てたスロットの送出予定時刻までの時間長とに基づいて、次に割り当てるスロットの送出予定時刻を設定することを特徴とする請求項１または２に記載の光バースト送受信網における上り帯域使用方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数の子装置が伝送媒体および伝送帯域を共用し、親装置が各子装置との距離に応じた伝送時間を測定して各子装置にそれぞれの測定値に応じた上り信号の送出予定時刻を通知し、各子装置がその値に従って親装置への伝送信号の送出時刻を制御し、親装置が各子装置の使用帯域の割り当てを制御し、各子装置が親装置の前記制御に基づいて親装置へデータを伝送するようにした光バースト送受信網における上り帯域使用方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光バースト送受信網とは、複数の子装置が伝送媒体および伝送帯域を共用し、各子装置との距離に応じた伝送時間を親装置が測定し、各子装置にそれぞれの測定値に応じた遅延時間を通知し、各子装置がその値に従って親装置への伝送信号に遅延を付加し、各子装置の使用帯域の割り当てを親装置が制御し、各子装置が親装置の前記制御に基づいて親装置へのデータを伝送する方式によるネットワークのことである。
【０００３】
このような光バースト送受信網において、複数の子装置が伝送媒体および伝送帯域を共用し、親装置の帯域制御により各子装置が親装置へのデータを伝送する方式として、非特許文献１に記載の技術がある。図９は、非特許文献１のFigure５に示されたネットワーク構成を示すもので、ｎ個のＯＮＵ（Optical Network Unit）と、１つのＯＬＴ（Optical Line Termination）とを備えている。ここで、ＯＬＴは親装置に、ＯＮＵは子装置に相当する。ＯＤＮ（Optical Distribution Network）は、光ファイバおよび光合分波器等によって構成される伝送媒体である。
【０００４】
また、図１０はＯＬＴからＯＮＵ方向の（以後、下りと言う）データ、およびＯＮＵからＯＬＴ方向の（以後、上りと言う）データのフォーマットを示すものである（例えば、非特許文献１のFigure 11参照）。この構成においては、下り方向が５３バイト、上り方向が５６バイトの固定長セルの伝送を前提とし、下り方向のデータはＯＬＴから全てのＯＮＵへの同報、上り方向は各セルのタイムスロット毎に一つのＯＮＵの伝送がＯＬＴによって事前に許可される方式で、データの伝送が行われる。また、各ＯＮＵから伝送される上り方向への各セルデータは、全てＯＬＴから伝送される下りデータの周波数に従属同期して生成されるクロックによって伝送されることを前提としている。
【０００５】
上りフレームにおけるタイムスロットの割り当ては、ＯＬＴによってそのＯＬＴに接続されたＯＮＵの全てに対して制御されるため、各ＯＮＵがこの制御に従う限りにおいては、上りの各タイムスロットはある１つのＯＮＵによってのみ使用され得る。しかし、この帯域制御機能だけでは実際に上り伝送路を共有してデータを伝送することは出来ない。その理由は、各ＯＮＵとＯＬＴとの距離はまちまちであり、各ＯＮＵが認識している上り方向フレームの位相がＯＬＴから見た場合に一致しないからである。非特許文献１によれば、各ＯＮＵとＯＬＴとの距離は０〜２０ｋｍの範囲でばらついて良いことになっており、この距離差のばらつきは、実際の収容局と加入者宅の地理的位置関係を考慮すれば当然対応しなければならない条件である。
【０００６】
この距離差はデータの伝送遅延の差となって現れるので、各ＯＮＵが送出する上り方向データがＯＬＴに到着する時点で衝突せずに多重化されるためには、ＯＬＴがこの伝送遅延を各ＯＮＵそれぞれに対して測定し、その測定結果に基づいたＯＮＵにおける付加遅延量を決定し、各ＯＮＵに通知することが必要である。また同時に、各ＯＮＵはこの通知された遅延量を上りデータに付加してＯＬＴに向けて送出することも必要である。この付加遅延量は測定値が大きいＯＮＵほど小さく、測定値が小さいＯＮＵほど大きくし、ＯＬＴから送出される下りフレームを基準とした際の、各ＯＮＵが認識している上りフレームの位相がＯＬＴから見て一致するように設定する。前記非特許文献１において、ＯＬＴが行う前記遅延測定動作をレンジングと言う。
【０００７】
この非特許文献１に示される従来技術においては、前述したように、各ＯＮＵがＯＬＴに従属同期する方式であるので、前記で測定した遅延時間そのものに変化がない限りは、ＯＬＴで見た際のＯＮＵからのデータは実際に一致して受信される。ただし前記非特許文献１では、伝送路の環境条件などによる伝送遅延時間の変化にも考慮し、前記遅延測定終了後も周期的に測定時間の更新を行うことにしている。この周期的な更新はＯＬＴの待ち受け位相からの僅かな位相のずれを補正するもので、前記遅延測定の再実行ではない。
【０００８】
上り方向のデータ５６バイトは、下り方向と同じ５３バイトのＡＴＭセルに加え、ＰＯＮオーバヘッドと呼ばれる３バイトの領域がある。この中には各ＯＮＵからの上りデータの位相が多少ずれても前後のデータと衝突しないよう、データ伝送としては未使用の部分が含まれる。この領域をガードタイムと言い、この長さはＯＬＴが各ＯＮＵに対して共通値を通知することにより設定される。
【０００９】
遅延測定は伝送速度のビット単位まで正確に行われるため、前記の位相のずれは数ビットであり、ガードタイムも高々８ビット程度までしか必要はない。従ってこの方式では上り方向のバーストデータの時分割多重が非常に効率良く行われる。
【００１０】
一方、ＭＡＣフレーム（Ethernet（登録商標）フレーム）のフォーマットにて伝送を行うＰＯＮシステムを構成する方式もある。この方式は、伝送データはＭＡＣフレームに限られるが、簡易および安価にＩＰネットワークに接続出来るため、インタネットが普及した近年においては、非特許文献１で示したITU-T勧告G.983.1方式とは別に、重要なアクセスネットワーク構成方式である。この方式では、従来のＭＡＣフレームの伝送方式をそのままＰＯＮ上の伝送に使用するため、前記ITU-T勧告G.983.1方式の前提条件である、固定長データ伝送や上りデータの下りデータへの従属同期方式は用いられず、可変長フレームで独立クロック動作となる。この方式は主にIEEE802.3ah Ethernet（登録商標） in the First Mile（EFM）Task Force等で標準化に向けた議論を行っており、前記のITU-T勧告G.983.1規格による従来例とは異なる遅延測定方法が用いられる。この方式によるＯＬＴ〜ＯＮＵの伝送遅延（ＲＴＴ：Round Trip Time）の測定方法は図１１に示すようにして行われる（例えば、非特許文献２参照）。
【００１１】
この非特許文献２による方式では、前提条件として、ＯＬＴとＯＮＵはそれぞれの持つクロックにより動作するタイマーによって時刻を管理している。図１１において、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ５はＯＬＴのタイマーによる時刻、Ｔ４はＯＮＵのタイマーによる時刻である。ＯＬＴのタイマーは動作中にリセットや補正を実施されることはないが、ＯＮＵのタイマーはＯＬＴからの時刻情報により時刻を合わせる動作を行う。
【００１２】
ＯＬＴは下り方向にGATEというメッセージ信号を送信する。本メッセージ内にはこのメッセージを送信した時刻としてＴ１が書き込まれる。この送信時刻を“タイムスタンプ；Time Stamp(ＴＳ)”と言う。ＯＮＵはこのメッセージを受信すると、自装置のタイマーの現在時刻をこの時刻Ｔ１に設定する。GATEメッセージにはこのタイムスタンプ（ＴＳ）の他、ＯＮＵが上り方向にデータを送信する時刻である“スロットスタートタイム；Slot Start Time（ＳＳＴ）”と、データの長さである“スロットレングス；Slot Length(ＳＬ)”の情報が書き込まれている。
【００１３】
図１２は、非特許文献３に示されるGATEメッセージの送受信処理を示したものである。ＯＮＵは自タイマーがこのＳＳＴになると、上り方向にデータを送信するが、その中にREPORTというメッセージを送信する。この際、ＯＬＴがGATEを送信した場合と同様に、送信時刻をメッセージ内に書き込む。図１１においては、タイムスタンプ（ＴＳ）として時刻Ｔ１が書き込まれたGATEメッセージをＯＮＵが受信した時刻は、ＯＬＴタイマーで見てＴ２となる。また、ＯＮＵがREPORTメッセージを送信した時刻はＯＬＴタイマーで見てＴ３となり、ＯＮＵタイマーで見てＴ４となる。また、REPORTメッセージをＯＬＴが受信した時刻はＯＬＴタイマーで見てＴ５となる。この時、伝送遅延（ＲＴＴ）は、ＲＴＴ=T2-T1+T5-T3，T3-T2=T4-T1、の関係から、ＲＴＴ＝Ｔ５-Ｔ４で計算できることになる。
【００１４】
前記計算方式によれば、伝送遅延（ＲＴＴ）はREPORTメッセージの送受信時刻のみで求められ、ＯＬＴの出力する特定信号（例えばGATEメッセージ）に対するREPORTメッセージの相対位相などは無関係になる。このため、ＯＬＴは前記ITU-T勧告G.983.1方式のような、基準位相に対する遅延値を測定する必要はなく、単純なタイムスタンプ値の比較のみで測定結果が得られる。また初期におけるＯＮＵ起動時の遅延測定、および運用時の遅延値の補正を同一の計算方式で行うことが出来る。
【００１５】
しかし、以上のような遅延測定を行う方式においては、ＯＬＴとＯＮＵのクロックに周波数偏差がある場合には、伝送遅延（ＲＴＴ）の値が正確に得られない場合がある。
【００１６】
図１３は、ＯＬＴのクロック周波数がＯＮＵに比べ１/２０、即ち５％高い場合に、ＲＴＴの計算値がどのように得られるかを示したものである。説明の簡単のため、ＯＬＴおよびＯＮＵにおけるそれぞれのタイマーの時刻を１０:００などのように〜時〜分表示とした。ここで、実際にＯＬＴのクロックで見たＲＴＴの値は２０分であるとする。図１３において、１０:００に送出されたGATEメッセージは１０分後の１０:１０にＯＮＵに受信され、同時にＯＮＵタイマーは１０:００に設定される。ここで、GATEメッセージに書き込まれたＳＳＴに従い、ＯＮＵがREPORTメッセージを出力した時刻は２０分後の１０:２０であったとする。ただしこの時刻はＯＮＵのタイマー上のものであり、ＯＬＴのタイマーはＯＮＵより５％早く進んでいるためGATEメッセージ受信からREPORTメッセージ送信までは２１分であり、さらにＯＬＴからＯＮＵへの片道分の伝送時間である１０分が余分に経過しているため、ＯＬＴのタイマーでは１０:３１である。ここからＯＬＴへ伝送される時間はＯＬＴのタイマーで１０分のため、REPORTメッセージの受信時刻はＯＬＴタイマーで１０:４１となる。この場合、図１３に示した計算方法ではＲＴＴの値は２１分となる。
【００１７】
同様に、GATEメッセージの受信からREPORTメッセージの送信までの時間が更に２倍の４０分となった場合の例を図１４に示す。この場合のＲＴＴの計算値は同様に処理を行った結果、２２分となる。
【００１８】
ＯＬＴは、各ＯＮＵからの上り方法データの受信時刻については、GATEメッセージに書き込んだＳＳＴにＲＴＴを加えた値を想定することになる。即ちＯＬＴが実際のＲＴＴの値を正確に認識していた場合、図１３の例ではＯＬＴは本来１０:４０から、図１４の例では１１:００からデータ受信用のスロットを用意すれば良い。しかし前記例で示したようにＯＬＴとＯＮＵ間にクロックの周波数偏差があり、またGATEメッセージの受信とREPORTメッセージの送信の時間差にばらつきがある場合には、各々の差が大きいほどＲＴＴの測定誤差が大きくなる。従ってＯＬＴから見たＯＮＵからの上りデータの受信時刻についても誤差が大きくなり、他のＯＮＵからの上りデータと多重化するための、マージン期間としてのガードタイムを大きく取る必要がある。
【００１９】
ガードタイムを大きくすると、同じデータ量を伝送するために必要とする時間が長くなるため、実際の伝送速度に対する使用効率が低くなる。
【００２０】
また、このＭＡＣフレーム方式では、ガードタイムを余分に取る別の要因として、可変データ長がある。ただし、この要因はやはり周波数偏差がある場合に問題となる。
【００２１】
図１５には図１３と類似した例として、GATEメッセージによりＯＮＵが１０:２０に上りデータを送出する動作を示す。図１３と異なるのは、上り方向のスロットレングス（ＳＬ）が２０分相当であることだけである。ＯＬＴはGATEメッセージ中のＳＬとして２０を書き込んでＯＮＵに送信したため、ＯＮＵはこの指示通りに自タイマーにて１０:２０から２０分間データを送信する。従ってそのデータの送信が終了するのはＯＮＵタイマーにて１０:４０である。しかし、図１３の例と同様、ＯＬＴのタイマーで見ればこの時刻は１０:５２である。また、ＯＬＴでのデータ受信終了時刻は１１:０２となる。正確なＲＴＴ＝２０、Slot Length=２０から得られるデータ受信開始、および終了時刻はそれぞれ１０:４０および１１:００であるから、データ送受信終了時刻は開始時刻に比べて、更に誤差が大きくなる。
【００２２】
さらに、図１６はＳＬが４０分相当の場合であるが、この場合も同様に計算すると、データ受信終了時刻は１１:２３であり、論理的な終了時刻１１:２０からのずれは３分となり、図１４、図１５の例に比べずれが大きくなっている。
【００２３】
このようなＯＬＴにおける上りデータ受信終了時刻のずれが発生すると、次のスロットに割り当てるＯＮＵデータの受信開始時刻を後方にずらす必要が生じ、即ちガードタイムを拡大することになる。このずれの大きさもまた、周波数偏差とスロットレングス（ＳＬ）の可変範囲が大きいほど大きくなる。
【００２４】
【非特許文献１】
ＩＴＵ-Ｔ勧告Ｇ．９８３．１、「Broadband optical access systems based on Passive Optical Networks (PON)」、1998/10
【非特許文献２】
Onn Haran 他著、「Presentation Materials  MPCP: Timing Model」、IEEE802.3ah Ethernet（登録商標） in the First Mile（EFM）Task Force March, 2002、p.6
【非特許文献３】
Dolors Sara 他著、「Presentation Materials  MPCP: MPCP Baseline Proposal Architecture and Layering Model」、IEEE802.3ah Ethernet （登録商標）in the First Mile（EFM）Task Force March, 2002、p.7
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】
以上まとめると、非特許文献１に示されたITU-T方式は、上り伝送帯域を効率良く使用するが、その前提は固定長セルで、かつＯＬＴとＯＮＵの完全同期であり、ＭＡＣフレームを直接伝送できないため、インタネット接続サービスを簡易に提供することが出来ない。
【００２６】
また、非特許文献２，３に示されたIEEE方式は、直接ＭＡＣフレームを伝送できるが、周波数偏差と、下りGATEメッセージに対する上りデータの受信開始時刻および受信終了時刻の変動量により、ガードタイムを大きく取る必要が生じ、効率的に伝送帯域を使用できない。
【００２７】
この発明は前記に鑑みてなされたもので、ＯＬＴとＯＮＵ間に周波数偏差があり、可変長のフレームデータを伝送する場合にも、上り伝送帯域を効率的に使用することができる光バースト送受信網における上り帯域使用方法を得ることを目的とする。
【００２８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、この発明にかかる光バースト送受信網における上り帯域使用方法は、動作クロック周波数が夫々非同期であるタイマーを夫々有し該タイマーによって自装置の時間を管理する親装置および複数の子装置を備え、親装置が第１の特定信号の送出時刻および子装置での第２の特定信号の送出予定時刻を含む第１の特定信号を各子装置に送信し、各子装置は第１の特定信号を受信すると、自装置のタイマーの時刻を第１の特定信号に含まれる該第１の特定信号の送出時刻に時刻合わせするとともに、この時刻合わせ時点から第１の特定信号に含まれる第２の特定信号の送出予定時刻までの時間をタイマーによって計時することにより前記送出予定時刻に第２の特定信号の送出時刻を含む第２の特定信号を親装置に送信し、親装置は子装置からの前記第２の特定信号に含まれる送出時刻と該第２の特定信号の親装置での受信時刻とに基づいて各子装置との距離に応じた伝送時間を測定するようにした光バースト送受信網における上り帯域使用方法において、親装置は、前記第１の特定信号の受信時刻から前記第２の特定信号の送出時刻までの遅延時間が各子装置毎に所定の一定時間となるような前記第２の特定信号の送出予定時刻を前記第１の特定信号に含ませて各子装置に送信するようにしたことを特徴とする。
【００２９】
この発明によれば、親装置は、第１の特定信号の受信時刻から第２の特定信号の送出時刻までの遅延時間が各子装置毎に所定の一定時間となるような第２の特定信号の送出予定時刻を第１の特定信号に含ませて各子装置に送信するようにしたので、親装置から見た上りデータの受信予定時刻が変動することはなく、従来では必要である伝送遅延時間の変動によるガードタイムが不要となる。したがって、上り方向の伝送帯域を効率的に使用することが可能となる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる光バースト送受信網における上り帯域使用方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００３１】
実施の形態１．
実施の形態１では、従来技術においては任意の間隔としていた、GATEメッセージ受信時刻からREPORT送信時刻までの間隔Ｔofstを、ＯＮＵ毎に固定（常に所定の一定時間）とするようにしたものである。
【００３２】
以下、図１〜図４を用いて実施の形態１について説明する。図１は本発明を適用する光バースト送受信網（ＰＯＮ：Passive Optical Network)の構成を示すものである。この光バースト送受信網は、複数の子装置が伝送媒体および伝送帯域を共用し、親装置の帯域制御により各子装置が親装置へのデータを伝送するものであり、ｎ個の子装置としてのＯＮＵ（Optical Network Unit）１０−１〜１０−ｎ（以下１つのＯＮＵを代表させるときは、ＯＮＵ１０と符号を付ける）と、１つの親装置としてのＯＬＴ（Optical Line Termination）２０と、光ファイバおよび光合分波器等によって構成される伝送媒体としてのＯＤＮ（Optical Distribution Network）３０とを備えている。
【００３３】
ＯＬＴ２０とＯＮＵ１０との動作クロック周波数は非同期であり、また、伝送されるフレーム形式としては、基本的には、ＭＡＣフレームなどの可変長フレームを使用する。
【００３４】
図２を用いて、本実施の形態１におけるＯＬＴ２０〜ＯＮＵ１０間の伝送遅延（ＲＴＴ：Round Trip Time）すなわち伝送時間の測定方法の基本的な動作について説明する。本測定方法においては、前提条件として、ＯＬＴ２０とＯＮＵ１０−１〜１０−ｎとはそれぞれが独立に持つクロックにより動作するタイマーによって時刻を管理しており、動作クロックは非同期である。図２において、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ５はＯＬＴ２０のタイマーによる時刻、Ｔ４はＯＮＵ１０のタイマーによる時刻である。ＯＬＴ２０のタイマーは動作中にリセットや補正を実施されることはないが、ＯＮＵ１０側のタイマーはＯＬＴ２０からの時刻情報により時刻を合わせる動作を行う。
【００３５】
ＯＬＴ２０は下り方向にGATEというメッセージ信号（第１の特定信号）を送信する。Gateメッセージ内にはこのGateメッセージを送信した時刻として、この場合、Ｔ１が書き込まれる。この送出時刻情報を“タイムスタンプ；Time Stamp(ＴＳ)”と言う。この場合、GATEメッセージ中に含まれるＴＳ値を“ＴＳd”とする。ＯＮＵ１０はGATEメッセージを受信すると、自装置のタイマーの現在時刻を送出時刻情報ＴＳdで指定された値（この場合はＴ１）に設定（時刻合わせ）する。GATEメッセージには、送出時刻情報ＴＳdの他、ＯＮＵ１０が上り方向にデータを送信する時刻である送出予定時刻情報としての“スロットスタートタイム；Slot Start Time（ＳＳＴ）”と、スロット（データ）の長さであるスロット長情報としての“スロットレングス；Slot Length(ＳＬ)”とが書き込まれている。
【００３６】
図３はこのGATEメッセージの送受信処理を示したものである。ＯＮＵ１０は自タイマーの計時値がスロットスタートタイム（ＳＳＴ）で指定された時刻になると、上り方向にデータを送信するが、この送信データの送信の際にREPORTというメッセージ信号（第２の特定信号）を送信する。このREPORTメッセージには、ＯＬＴ２０がGATEメッセージを送信した場合と同様に、REPORTメッセージを送出した時刻を示すREPORTメッセージの送出時刻情報（ここでは“ＴＳu”とする）が書き込まれる。
【００３７】
図２においては、送出時刻情報ＴＳdとして時刻Ｔ１が書き込まれたGATEメッセージをＯＮＵ１０が受信した時刻は、ＯＬＴタイマーで見てＴ２（＝Ｔ１＋ＲＴＴ/２）となる。なお、ＲＴＴは、ＯＬＴ２０からＯＮＵ１０への伝送遅延時間（伝送時間）とＯＮＵ１０からＯＬＴ２０までの伝送遅延時間（伝送時間）とを合計した、誤差のない純粋な伝送遅延時間（伝送時間）のことである。また、ＯＮＵ１０がREPORTメッセージを送信した時刻はＯＬＴタイマーで見てＴ３（＝Ｔ１＋ＲＴＴ/２＋Ｔofst(１＋Δｆ)）となり、ＯＮＵタイマーで見てＴ４（＝ＳＳＴ＝ＴＳu）となる。ΔｆはＯＬＴ２０とＯＮＵ１０との間の周波偏差である。また、REPORTメッセージをＯＬＴ２０が受信した時刻はＯＬＴタイマーで見てＴ５（Ｔ１＋ＲＴＴ＋Ｔofst(１＋Δｆ)）となる。この時、ＯＬＴ２０で実際に計算される伝送遅延時間ＲＴＴｍ（ＲＴＴ値）は、前述したように、ＲＴＴｍ=Ｔ２−Ｔ１＋Ｔ５−Ｔ３，Ｔ３−Ｔ２＝Ｔ４−Ｔ１、の関係から、ＲＴＴｍ＝Ｔ５-Ｔ４で計算できることになる。
【００３８】
ここで、ＯＬＴ２０とＯＮＵ１０に周波数偏差Δｆが存在する場合、前記計算方法で得られるＲＴＴ値（ＲＴＴｍ）は、ＯＮＵ１０がGATEメッセージ受信により自装置のタイマーをセットする時刻（Ｔ１）からこれに対応したREPORTメッセージを送出する送出時刻Ｔ４までの時間Ｔofstの値に応じて異なり、ＲＴＴｍは純粋な伝送遅延時間としてのＲＴＴに対してＴofst×Δfだけ加えたものとなる。すなわち、
ＲＴＴｍ＝ＲＴＴ＋Ｔofst×Δf
となる。
【００３９】
この理由は、ＯＮＵ１０がGATEメッセージを受信してからGATEメッセージ内の上り信号の送出予定時刻（ＳＳＴ）Ｔ４までのＴofst分だけ、ＯＮＵ１０のタイマーにてカウントする期間に、ＯＬＴ２０のタイマーではＴofst×(１＋Δｆ)だけ時間が経過するからである。すなわち、この期間における両タイマーの誤差はＴofst×Δfとなる。
【００４０】
そこで、本発明によるＰＯＮにおける上り帯域使用方法では、GATEメッセージおよび各ＯＮＵのREPORTメッセージの位相関係を、図４に示すように、それぞれ固定位相となるように制御する。別言すれば、ＯＬＴ２０は、GATEメッセージのＯＮＵ１０での受信時刻からREPORTメッセージの送出時刻までの遅延時間Ｔofstが各ＯＮＵ毎に所定の一定時間となるようなREPORTメッセージの送出時刻の送出予定時刻（ＳＳＴ）を各ＯＮＵ毎に設定し、該設定した送出予定時刻（ＳＳＴ）を含むGATEメッセージを各ＯＮＵに送信するようにする。
【００４１】
図４を用いてＯＬＴ２０およびＯＮＵ１０−１、ＯＮＵ１０−２の動作を説明する。ＯＬＴ２０はＯＮＵ１０−１、ＯＮＵ１０−２に対し、それぞれGATEメッセージを送信し、GATEメッセージのＯＮＵ１０での受信時刻からREPORTメッセージの送出時刻までの遅延時間Ｔofstが常に一定になるよう、ＳＳＴの値を設定する。この場合、ＯＮＵ１０−１に対するＳＳＴはＴofst１（固定値）であり、ＯＮＵ１０−２に対するＳＳＴはＴofst２（固定値）である。
【００４２】
ＯＮＵ１０−１およびＯＮＵ１０−２は、それぞれに対するGATEメッセージを受信すると、そのＳＳＴの値を基に得られるデータ送信開始時刻（送出予定時刻）の時点にREPORTメッセージを送信する。その結果、１つのＯＮＵに着目した場合、GATE受信時刻からREPORT送信時刻までの時間間隔は常に一定となる。例えば、ＯＮＵ１０−１の場合はＴofst１で常に一定となり、ＯＮＵ１０−２の場合はＴofst２で常に一定となる。
【００４３】
ＯＬＴ２０とＯＮＵ１０−１との周波数偏差をΔｆ１とし、ＯＬＴ２０とＯＮＵ１０−２との周波数偏差をΔｆ２とし、ＯＬＴクロックで測定したＯＮＵ１０−１およびＯＮＵ１０−２の本来のＲＴＴをＲＴＴ１、ＲＴＴ２とし、実際に遅延測定処理をした結果をＲＴＴｍ１、ＲＴＴｍ２とすると、
ＲＴＴｍ１=ＲＴＴ１+Ｔofst１×Δｆ１、
ＲＴＴｍ２=ＲＴＴ２+Ｔofst２×Δｆ２
であるから、Ｔofst１およびＴofst２が固定値であれば、遅延測定結果ＲＴＴｍ１、ＲＴＴｍ２も夫々固定値となる。
【００４４】
実際には伝送路遅延の経時変化などにより実際の遅延時間が変動する要素もある。このため、本実施の形態１においては、ＯＬＴ２０は、GATEメッセージを、各ＯＮＵ毎に所定の一定間隔で、各ＯＮＵに送信することにより、伝送遅延時間ＲＴＴｍの測定を一定間隔で繰り返し実行するようにしている。そして、測定周期を適切に選択することにより、長周期変動に追従し、短周期変動を抑圧することで、遅延変動への対応を最適化することが出来る。
【００４５】
ＯＮＵ毎の遅延測定結果が一定であれば、ガードタイムの要素は、GATEメッセージ受信時とREPORT送信時刻との相対時間差による誤差と、前のデータスロットにおけるデータ終了時刻とGATEメッセージ送信時との相対時間差による誤差だけであり、ＯＬＴ２０から見た上りデータの受信予定時刻が変動することはない。従って、本実施の形態１によれば、従来では必要である伝送遅延時間の変動によるガードタイムが不要となる。
【００４６】
以上のように、本実施の形態１によれば、各ＯＮＵ１０−１〜１０−ｎのＲＴＴ測定値の変動に起因するガードタイムが不要となるため、上り方向の伝送帯域を効率的に使用することが可能となる。また、ＲＴＴ測定を周期的に実施するため、実際の伝送遅延の変動にも対応可能となる。
【００４７】
実施の形態２．
本実施の形態２は、実施の形態１における遅延測定方式において、GATEメッセージのＯＮＵ１０での受信時刻からREPORTメッセージの送出時刻までの遅延時間Ｔofst、すなわちＳＳＴの値を適用可能範囲の最小値としたものである。
【００４８】
図５に、実施の形態２によるGATEメッセージと各ＯＮＵのREPORTメッセージとの位相関係を示す。実施の形態２においては、ＯＬＴ２０はＲＴＴ測定用として各ＯＮＵに対して与えるスロットを通知するＳＳＴの値を、適用可能な範囲内の最小値として設定する。その他のＯＬＴ２０、ＯＮＵ１０の動作は実施の形態１と同じである。
【００４９】
実施の形態１の説明から分かるように、実際に遅延測定処理をした結果のＲＴＴｍは、本来のＲＴＴと周波数偏差Δｆ、GATEメッセージとREPORTメッセージとの間隔Ｔofstを用いて、ＲＴＴｍ=ＲＴＴ＋Ｔofst×Δｆで表される。従って、このＴofstが適用可能な最小値Ｍｉｎである場合に、ＲＴＴｍは本来のＲＴＴ値に最も近い値となる。
【００５０】
このＲＴＴｍとＲＴＴの差と、Ｔofstの関係をグラフに表すと、図６のようになる。周波数偏差Δfの範囲を±Ｌｉｍとし、Ｔofstの適用可能な最大値をＭａｘとした場合、ＲＴＴｍとＲＴＴの差が最小値Ｍｉｎの場合のＲＴＴｍとＲＴＴの差を±Ｐminとし、最大値Ｍａｘの場合は±Ｐmaxとする。
【００５１】
ＲＴＴｍとＲＴＴの差が帯域使用効率に与える影響について説明する。図１３などで説明したように、ＲＴＴｍとＲＴＴのずれは、ＯＬＴ２０から見たＲＴＴを基準にした上りデータの受信予定時刻と、実際の受信時刻のずれに等しい。従って、図６のＲＴＴｍ-ＲＴＴの値は、ＲＴＴを基準にした上りデータの受信時刻のずれをも表す。つまりＲＴＴを基準に受信予定時刻を計算した場合、周波数偏差が未知であるなら±Ｐmaxのずれが実際には生じる可能性がある。またＴofst=Ｍａｘで測定したＲＴＴｍを基準に受信予定時刻を計算した場合には、例えば周波数偏差が−Ｌｉｍの場合、ＲＴＴｍ-ＲＴＴは図中の点Ｂの値であり、実際には全ての上りデータは全てプラス方向にしか到着しないのであるが、周波数偏差は未知であるため、ＯＬＴ２０はマイナス側のずれも考慮しなくてはならない。この場合に想定するずれは±２Ｐmaxとなる。同様にＴofst＝Ｍｉｎで計算したＲＴＴｍを基準に受信予定時刻を計算した場合には想定しなければならないずれは±(Ｐmax+Ｐmin)である。
【００５２】
図６からも明らかなように、２Ｐmax＞Ｐmax+Ｐminであり、Ｔofst＝Ｍｉｎで測定したＲＴＴｍを用いた場合に、最も受信予定時刻とデータの実際の受信時刻とのずれの想定値を最も小さくすることができる。従って、前後の上りデータとのガードタイムも最小化できるため、伝送帯域をより効率的に使用できる。
【００５３】
このように、実施の形態２によれば、遅延測定値ＲＴＴｍと実際の伝送路遅延との誤差を最も小さくできるため、その誤差に基づくデータの受信予定時刻の誤差も最小化でき、ガードタイムも最小化できるため、伝送帯域をより効率的に使用することができる。
【００５４】
また、ＯＬＴ２０では、ＯＬＴ２０との周波数偏差Δｆが大きいＯＮＵほど、GATEメッセージとREPORTメッセージとの間隔Ｔofstが小さくなるようなＳＳＴ値をGATEメッセージに含ませて各ＯＮＵに送信するようにすれば、各ＯＮＵ間で遅延測定値ＲＴＴｍと実際の伝送路遅延との誤差を一定にすることができ、これによりガードタイムの設定の際にマージンを大きくとる必要がなくなり、結果的にガードタイムを小さくすることができる。
【００５５】
実施の形態３．
本実施の形態３においては、実施の形態２における遅延測定方式をさらに拡張し、GATEメッセージからREPORTメッセージまでの間隔Ｔofstを適用可能範囲の最小値Ｍｉｎとした場合と、最大値Ｍａｘとした場合とで、ＲＴＴｍをそれぞれ測定し、各測定結果を用いて、実際のＲＴＴ値および周波数偏差Δｆを推定するようにしている。
【００５６】
図７に、実施の形態３によるGATEメッセージと各ＯＮＵのREPORTメッセージとの位相関係を示す。
【００５７】
実施の形態３においては、ＯＬＴ２０は各ＯＮＵ１０−１〜１０−ｎに対して、Ｔofst＝Ｍｉｎ、およびＴofst＝Ｍａｘの両方でREPORT送信のためのGATEメッセージを送る。各ＯＮＵ１０−１〜１０−ｎは、これら各２つのGATEメッセージに従ってREPORTメッセージを返送する。この際、上りスロットの割り当ては１つのGATEメッセージで同時に行っても良いし、別々のGATEメッセージによって行っても良い。そして、ＯＬＴ２０はＴofst＝Ｍｉｎの時の遅延測定値ＲＴＴｍａと、Ｔofst＝Ｍａｘの時の遅延測定値ＲＴＴｍｂをそれぞれ記憶する。
【００５８】
ＲＴＴｍａおよびＲＴＴｍｂは、本来の伝送遅延時間ＲＴＴ、周波数偏差Δｆを用いて、
ＲＴＴｍａ＝ＲＴＴ＋ＭＩＮ×Δｆ        …（１）
ＲＴＴｍｂ＝ＲＴＴ＋Ｍａｘ×Δｆ        …（２）
と表され、これらの関係式を用いて
Δf＝(ＲＴＴｍｂ−ＲＴＴｍａ)／(Ｍａｘ-Ｍｉｎ)        …（３）
が成立する。したがって、この式（３）から周波数偏差Δｆが求められる。また、求められたΔfを用いれば、上記式（１）あるいは式（２）を用いて、ＲＴＴの値が求められる。
【００５９】
実施の形態２でも説明したように、データ受信予定時刻と実際のデータ受信時刻のずれは、周波数偏差ΔｆとGATEメッセージ−REPORTメッセージ間の時間差つまりＴofstで定まるため、上記で得られたＲＴＴおよびΔｆを用いれば、データ受信予定時刻と実際のデータ受信時刻のずれを予測して、データ受信予定時刻を実際の受信時刻に一致させることができる。すなわち、上記で得られたＲＴＴおよびΔｆを用いて、実施の形態１でのＴofst値、すなわちＳＳＴ値を決定するようにする。
【００６０】
例えば、図５に示したように、時刻Ｔ１に送信したGATEメッセージにＳＳＴ＝Ｔofstで上りデータを送信するように指示した場合、受信時刻Ｔ５は、既知のＴ１，Ｔofst，ＲＴＴ，Δｆを用いて
Ｔ５＝Ｔ１＋ＲＴＴ＋Ｔofst×(１+Δｆ)で求められる。
【００６１】
この際には、ＲＴＴ測定およびＴofstの可変範囲に基づく、受信時刻の誤差の要因は０にできるため、それに対応したガードタイムの配置も不要となる。また、各ＯＮＵに割り当てたＳＬ値を用いれば、さらに受信データの終了時刻も予測可能であり、データ長の可変範囲に基づくデータ終了時刻の誤差も０にすることができる。
【００６２】
このように実施の形態３によれば、周波数偏差Δｆ、GATEメッセージ−REPORTメッセージ間時間差Ｔofst、上りデータ長ＳＬの可変範囲に基づく、上りデータの受信開始時刻および受信終了時刻を誤差なく予測可能となるので、ガードタイムをほぼ０にすることができ、伝送帯域を効率的に使用することができる。
【００６３】
なお、上記実施の形態３では、２つの異なるＴofst値として、最大値Ｍａｘおよび最小値Ｍｉｎを用いるようにしたが、異なる２つの値であれば、最大値Ｍａｘおよび最小値Ｍｉｎに限らず、最大値Ｍａｘ〜最小値Ｍｉｎ間の任意の値を用いるようにしてもよい。
【００６４】
実施の形態４．
本実施の形態４では、Ｔofst値の大小とデータ長（スロット長）ＳＬの大小に応じて、ＯＬＴ２０におけるデータ受信開始時刻のずれ量の最大値とデータ受信終了時刻のずれ量の最大値を予測し、予測値に応じたガードタイムを設定する。
【００６５】
図８に実施の形態４によるGATEメッセージと各ＯＮＵのREPORTメッセージとの位相関係を示す。
【００６６】
実施の形態４においては、ＯＬＴ２０は、自己が送信したGATEメッセージ内の情報、すなわち、GATEメッセージの送出時刻情報（ＴＳ）、送出予定時刻情報（ＳＳＴ）およびスロット長情報(ＳＬ)を記憶しておき、記憶したＳＳＴ値とＴＳ値との差から各ＯＮＵからの上りデータがGATEメッセージからどのくらいの時間差をもって送信されるか、すなわちＴofst値を求め、さらに記憶したＳＬ値から各ＯＮＵからの上りデータの長さを求め、求めたＴofst値およびデータ長さの値が小さいほど上りデータの受信予定時刻からのずれが小さく、大きいほど受信予定時刻からのずれが大きくなるようにガードタイムを設定する。
【００６７】
図８において、ＤＡＴＡａの受信開始はＴofstＡによって、またＤＡＴＡａの受信終了はＴofstＡ＋ＳＬによって、またＤＡＴＡｂの開始はＴofstＢによってその誤差の可能性の範囲が決まる、このため、これら誤差の可能性の範囲を例えば順にＴｊ２〜Ｔｊ４とした場合、図８の場合はＴｊ２＜Ｔｊ３＜Ｔｊ４となる。また同様にＤＡＴＡｃの終了のずれ量をＴｊ１とすれば、ＤＡＴＡｃとＤＡＴＡａ間のガードタイムＧＴａは、(Ｔｊ１＋Ｔｊ２)／２に、ＤＡＴＡａとＤＡＴＡｂ間のガードタイムＧＴｂは、(Ｔｊ３＋Ｔｊ４)／２となる。
【００６８】
このように実施の形態４によれば、常に最大のＴofstあるいはデータ長ＳＬを想定したガードタイムではなく、その時々のＴofstあるいはデータ長ＳＬに応じて必要最小限のガードタイムを可変設定できるため、伝送帯域の効率的な使用が可能となる。
【００６９】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、親装置は、第１の特定信号の受信時刻から第２の特定信号の送出時刻までの遅延時間が各子装置毎に所定の一定時間となるような第２の特定信号の送出予定時刻を第１の特定信号に含ませて各子装置に送信するようにしたので、親装置から見た上りデータの受信予定時刻が変動することはなく、従来では必要である伝送遅延時間の変動によるガードタイムが不要となる。したがって、上り方向の伝送帯域を効率的に使用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明を適用する光バースト送受信網の構成例を示す概念的ブロック図である。
【図２】  ＯＬＴ〜ＯＮＵ間の伝送遅延ＲＴＴの基本的な測定動作を説明するためのタイムチャートである。
【図３】  ＯＬＴ〜ＯＮＵ間でのGATEメッセージの送受信処理を示した図である。
【図４】  実施の形態１による伝送遅延ＲＴＴｍの測定動作を説明するためのタイムチャートである。
【図５】  実施の形態２による伝送遅延ＲＴＴｍの測定動作を説明するためのタイムチャートである。
【図６】  ＲＴＴｍとＲＴＴの差とＴofstの関係を表す図である。
【図７】  実施の形態３による伝送遅延ＲＴＴｍの測定動作を説明するためのタイムチャートである。
【図８】  実施の形態４の動作を説明するためのタイムチャートである。
【図９】  従来技術を示す図である。
【図１０】  従来技術によるデータのフォーマットを示す図である。
【図１１】  他の従来技術によるＯＬＴ〜ＯＮＵ間の伝送遅延ＲＴＴの基本的な測定動作を説明するためのタイムチャートである。
【図１２】  ＯＬＴ〜ＯＮＵ間でのGATEメッセージの送受信処理を示した図である。
【図１３】  従来技術の問題点を説明するためのタイムチャートである。
【図１４】  従来技術の問題点を説明するためのタイムチャートである。
【図１５】  従来技術の問題点を説明するためのタイムチャートである。
【図１６】  従来技術の問題点を説明するためのタイムチャートである。
【符号の説明】
１０（１０−１〜１０−ｎ）  ＯＮＵ（子装置）、２０  （ＯＬＴ）親装置、３０  ＯＤＮ。
【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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