(57)【要約】  加入者側装置（１０１−１〜１０１−ｎ）に帯域を割り当てる周期であるグラント周期を複数設定可能な受動光ネットワークシステム（１）の局側装置（１００）であって、加入者側装置（１０１−１〜１０１−ｎ）との通信に用いるネットワークを分割して作成される複数のスライスそれぞれについて、スライスを使用して行う通信の要求遅延に基づいて、当該スライスに帯域を割り当てる際のグラント周期の最大値である最大グラント周期の候補となる第１グラント周期および第２グラント周期を算出するグラント周期算出部（１２）と、グラント周期算出部（１２）が算出した複数のスライスそれぞれの第１グラント周期および第２グラント周期に基づいて、複数のスライスそれぞれに帯域を割り当てる際に使用するグラント周期を設定するグラント周期割当部（１３）と、を備える。
2021001971.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加入者側装置に帯域を割り当てる周期であるグラント周期を複数設定可能な受動光ネットワークシステムの局側装置であって、
前記加入者側装置との通信に用いるネットワークを分割して作成される複数のスライスそれぞれについて、スライスを使用して行う通信の要求遅延に基づいて、当該スライスに帯域を割り当てる際のグラント周期の最大値である最大グラント周期の候補となる第１グラント周期および第２グラント周期を算出するグラント周期算出部と、
前記グラント周期算出部が算出した前記複数のスライスそれぞれの第１グラント周期および第２グラント周期に基づいて、前記複数のスライスそれぞれに帯域を割り当てる際に使用するグラント周期を設定するグラント周期割当部と、
を備えることを特徴とする局側装置。
【請求項２】
設定可能なグラント周期の数が前記複数のスライスの数以上の場合、
前記グラント周期割当部は、グラント周期を設定する対象の複数のリソースの一部または全てに前記スライスを１つずつ割り当て、スライスを割り当てたリソースのグラント周期を、割り当てたスライスの第１グラント周期または第２グラント周期である最大グラント周期と同じになるように設定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の局側装置。
【請求項３】
設定可能なグラント周期の数が前記複数のスライスの数よりも少ない場合、
前記グラント周期割当部は、前記スライスをグループ化して、グラント周期を設定する対象の複数のリソースの数以下の数のグループを作成し、前記複数のリソースの一部または全てに前記グループを１つずつ割り当て、グループを割り当てたリソースのグラント周期を、割り当てたグループに属するスライスの第１グラント周期または第２グラント周期である最大グラント周期のうち、最も値が小さい最大グラント周期と同じになるように設定する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の局側装置。
【請求項４】
前記グラント周期割当部は、前記複数のスライスそれぞれの最大グラント周期に基づいて、前記複数のスライスをグループ化する、
ことを特徴とする請求項３に記載の局側装置。
【請求項５】
前記グラント周期割当部は、前記複数のスライスそれぞれについて、前記グラント周期算出部が算出した第２グラント周期が定められた閾値よりも大きい場合、使用する帯域割当方式を、前記加入者側装置が保持する上りデータのデータ量の情報を取得して当該取得した情報に基づいて帯域を割り当てる第１の帯域割当方式に決定し、前記第２グラント周期が前記閾値以下の場合、使用する帯域割当方式を、前記加入者側装置が保持する上りデータのデータ量の情報を取得することなく固定帯域を割り当てる第２の帯域割当方式に決定する、
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の局側装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一つに記載の局側装置を備えることを特徴とする光通信システム。
【請求項７】
加入者側装置に帯域を割り当てる周期であるグラント周期を複数設定可能な受動光ネットワークシステムの局側装置が実行する帯域割当方法であって、
前記加入者側装置との通信に用いるネットワークを分割して作成される複数のスライスそれぞれについて、スライスを使用して行う通信の要求遅延に基づいて、当該スライスに帯域を割り当てる際のグラント周期の最大値である最大グラント周期の候補となる第１グラント周期および第２グラント周期を算出する第１のステップと、
前記第１のステップで算出した前記複数のスライスそれぞれのとなる第１グラント周期および第２グラント周期に基づいて、前記複数のスライスそれぞれに帯域を割り当てる際に使用するグラント周期を設定する第２のステップと、
前記第２のステップで設定したグラント周期に従って前記複数のスライスそれぞれに帯域を割り当てる第３のステップと、
を含むことを特徴とする帯域割当方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、局側装置、光通信システムおよび帯域割当方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
受動光ネットワーク（ＰＯＮ：Passive  Optical  Network）システムにおける帯域割当方式の一つとして動的帯域割当とも呼ばれるＳＲ−ＤＢＡ（Status  Reporting  Dynamic  Bandwidth  Allocation）が知られている。ＳＲ−ＤＢＡは、局側装置（ＯＬＴ：Optical  Line  Terminal）が、自己に接続された加入者側装置（ＯＮＵ：Optical  Network  Unit）のそれぞれからの送信帯域要求（ステータスレポートとも呼ばれる）を受信し、それぞれの送信帯域要求を考慮して、各ＯＮＵに信号送信用の帯域を動的に割り当てる方法である。【０００３】
ＳＲ−ＤＢＡでは、ＯＬＴへのＯＮＵの接続数が増加するとステータスレポートの受信時間および帯域割当の計算量が増加する。ＯＬＴは、このステータスレポートの受信時間および帯域割当計算の時間はデータの送受信ができない。したがって、ＯＬＴへのＯＮＵの接続数が増加すると、データの送受信ができない時間である非データ転送時間が増大し、データ送信効率が悪化してしまう。【０００４】
これに対し、特許文献１には、ＰＯＮシステムにおいてＯＬＴへのＯＮＵの接続数増加に伴いデータ送信効率が悪化する問題を解決する発明が開示されている。【０００５】
特許文献１に記載の発明では、ＯＬＴに接続されたＯＮＵをグループ分けし、ＯＬＴは、帯域割当を実施する周期であるグラント周期ごとに、ＳＲ−ＤＢＡで帯域割当を行うグループとＮＳＲ−ＤＢＡ（Non  Status  Reporting  ＤＢＡ）で帯域割当を行うグループとを切り替えながら、各ＯＮＵに帯域を割り当てる。ＮＳＲ−ＤＢＡは固定帯域割当とも呼ばれる。このＮＳＲ−ＤＢＡは、ＯＮＵによるステータスレポートの送信を必要としない帯域割当方法である。すなわち、ＮＳＲ−ＤＢＡでは、ＯＬＴは、各ＯＮＵからの要求を考慮することなく、各ＯＮＵに固定帯域を割り当てる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第５７２３６３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来、ＰＯＮシステムではグラント周期を固定としていた。ここで、グラント周期は、例えば、ＰＯＮの１つである、「ＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．９８４．３」で規定されているＧ−ＰＯＮ（Gigabit−capable  PON）の場合、Ｔ−ＣＯＮＴ（Transmission  Container）毎に設定される。よって、Ｇ−ＰＯＮでは各Ｔ−ＣＯＮＴに異なるグラント周期を予め設定することで、複数のグラント周期でＯＮＵに帯域を割り当てることが可能である。なお、Ｇ−ＰＯＮにおけるＴ−ＣＯＮＴはＯＮＵの持つリソースであり、ＥＰＯＮ（Ethernet(登録商標)  PON）の論理リンクに相当する。ＥＰＯＮにおいては１台のＯＮＵが持つ論理リンクの数は３〜４とされており、Ｇ−ＰＯＮの１台のＯＮＵが持つＴ−ＣＯＮＴの数も同様である。ＥＰＯＮの場合も論理リンクに異なるグラント周期を設定することで、複数のグラント周期でＯＮＵに帯域を割り当てることが可能である。【０００８】
このようなＰＯＮシステムに対して、ネットワークを複数の仮想ネットワークに分割して使用するネットワークスライシングを適用した場合、帯域割当を効率的に行うのが難しいという課題がある。なお、仮想ネットワークはスライスとも呼ばれ、以下の説明では「仮想ネットワーク」を「スライス」と表現する場合がある。【０００９】
すなわち、ネットワークスライシングをＰＯＮシステムに適用した場合、異なる要求遅延を持った複数のスライスが時々刻々と作成および削除される状況では、グラント周期が固定であると、異なる要求遅延を持つ個々のスライスに対して適切なグラント周期を割り当てることができないため、帯域割り当てに無駄が生じてデータ送信効率が悪化してしまう。【００１０】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ネットワークスライシングを適用した受動光ネットワークシステムにおけるデータ送信効率を向上させることが可能な局側装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、加入者側装置に帯域を割り当てる周期であるグラント周期を複数設定可能な受動光ネットワークシステムの局側装置であって、加入者側装置との通信に用いるネットワークを分割して作成される複数のスライスそれぞれについて、スライスを使用して行う通信の要求遅延に基づいて、当該スライスに帯域を割り当てる際のグラント周期の最大値である最大グラント周期の候補となる第１グラント周期および第２グラント周期を算出するグラント周期算出部を備える。また、局側装置は、グラント周期算出部が算出した複数のスライスそれぞれの第１グラント周期および第２グラント周期に基づいて、複数のスライスそれぞれに帯域を割り当てる際に使用するグラント周期を設定するグラント周期割当部を備える。
【発明の効果】
【００１２】
本発明にかかる局側装置は、ネットワークスライシングを適用した受動光ネットワークシステムにおけるデータ送信効率を向上させることができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態にかかる局側装置を適用して実現される光通信システムであるＰＯＮシステムの構成例を示す図
【図２】ＯＬＴが帯域割当方式を決定する動作の一例を示すフローチャート
【図３】ＰＯＮシステムにＳＲ−ＤＢＡを適用したときの上りデータ送信動作の一例を示す図
【図４】ＰＯＮシステムにＮＳＲ−ＤＢＡを適用したときの上りデータ送信動作の一例を示す図
【図５】ＯＬＴが各スライスに帯域を割り当てる動作の一例を示すフローチャート
【図６】ＯＬＴによる帯域割当動作の具体例を示す図
【図７】ＯＬＴがスライスをグループ化することなくＴ−ＣＯＮＴに割り当てる場合の例を示す図
【図８】ＯＬＴがスライスをグループ化してＴ−ＣＯＮＴに割り当てる場合の例を示す図
【図９】ＯＬＴがスライスをグループ化する動作の一例を示すフローチャート
【図１０】ＯＬＴを実現するハードウェアの一例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明の実施の形態にかかる局側装置、光通信システムおよび帯域割当方法を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１５】
実施の形態．
図１は、本発明の実施の形態にかかる局側装置を適用して実現される光通信システムであるＰＯＮシステムの構成例を示す図である。
【００１６】
図１に示すように、本実施の形態にかかるＰＯＮシステム１は、局側装置であるＯＬＴ１００と、加入者側装置であるＯＮＵ１０１−１〜１０１−ｎとを含んで構成される。ｎは１以上の整数である。ＯＬＴ１００とＯＮＵ１０１−１〜１０１−ｎとは光伝送路を介して接続される。光伝送路は、光スプリッタ１２２および光ファイバ１２３で構成される。なお、以下の説明においてＯＮＵ１０１−１〜１０１−ｎを区別しない場合、ＯＮＵ１０１と称する場合がある。本実施の形態では、Ｇ−ＰＯＮ方式を適用した場合について説明するがこの方式に限定するものではない。
【００１７】
図１では、ＯＬＴ１００に接続されるコントローラ１０２および上位装置１２１についても併せて記載している。一方、各ＯＮＵ１０１には１台以上の端末が接続されるが図１では端末の記載を省略している。
【００１８】
ＰＯＮシステム１は、ＯＬＴ１００と各ＯＮＵ１０１との通信に用いる光通信ネットワークを分割して複数のスライスを作成することを可能とする。ＯＬＴ１００は、複数のスライスのそれぞれを使用して各ＯＮＵ１０１と通信する。
【００１９】
コントローラ１０２は、上位レイヤのアプリケーションから送られてくるスライス要求に基づいて光通信ネットワークを分割し、スライスを作成する。また、コントローラ１０２は、作成したスライスの管理および制御を行う。スライス要求とは、スライスの作成を要求する信号である。スライス要求は、作成するスライスに関する情報、例えば、スライスを使用した通信の許容遅延時間の情報を含む。
【００２０】
上位装置１２１は、図示を省略した上位ネットワークに接続された通信装置であり、ＯＬＴ１００との間でデータを送受信する。
【００２１】
ＯＬＴ１００は、ＯＮＵ１０１に対する帯域割当の実施周期を複数設定可能な受動光ネットワークシステムの局側装置である。
【００２２】
ＯＬＴ１００は、スライス情報取得部１１、グラント周期算出部１２、グラント周期割当部１３、Ｔ−ＣＯＮＴ情報管理部１４、割当帯域算出部１５および帯域割当部１６を含む制御部１０と、動的帯域割当部２１と、調停部２２と、マルチプレクサ２３と、デマルチプレクサ２４と、光電変換部２５と、データ送信部２６と、データ受信部２７とを備える。
【００２３】
スライス情報取得部１１は、スライス情報をコントローラ１０２から取得する処理、および、グラント周期算出部１２で算出されるグラント周期をコントローラ１０２へ送信する処理を行う。スライス情報は、コントローラ１０２によって生成されたスライスの優先度情報、生成されたスライスの要求遅延情報、などを含む。優先度情報は、スライスを使用した通信の優先度を示す。要求遅延情報は、スライスを使用した通信で許容される伝送遅延の最大値を示す。以下の説明では、許容される伝送遅延の最大値を「要求遅延」と称する。
【００２４】
グラント周期算出部１２は、スライスの要求遅延情報に基づき、その要求遅延を満たす第１グラント周期および第２グラント周期、すなわち、伝送遅延が要求遅延以下となるグラント周期を算出する。
【００２５】
グラント周期割当部１３は、グラント周期算出部１２が算出した第１グラント周期および第２グラント周期に基づき、スライスのグループ化、および、Ｔ−ＣＯＮＴに割り当てるグラント周期の決定を行う。
【００２６】
Ｔ−ＣＯＮＴ情報管理部１４は、各Ｔ−ＣＯＮＴに設定されているグラント周期の情報、および、Ｔ−ＣＯＮＴの使用状況の情報を管理する。
【００２７】
割当帯域算出部１５は、ＯＮＵ１０１から受信する送信要求に含まれる、ＯＮＵ１０１が送信を希望するデータのデータ量情報と、Ｔ−ＣＯＮＴに設定されているグラント周期とに基づいて、ＯＮＵ１０１に割り当てる帯域である割当帯域を算出する。この割当帯域は、ＯＮＵ１０１からＯＬＴ１００へ向かう方向である上り方向の帯域を示す。
【００２８】
帯域割当部１６は、割当帯域算出部１５による算出結果に従い、各スライスに帯域を割り当てる。
【００２９】
動的帯域割当部２１は、グラント周期割当部１３で決定された各Ｔ−ＣＯＮＴのグラント周期と、帯域割当部１６による各スライスへの帯域割当結果に基づいて、各Ｔ−ＣＯＮＴに動的に帯域を割り当てる。
【００３０】
調停部２２は、各Ｔ−ＣＯＮＴの優先度に基づいて、各Ｔ−ＣＯＮＴに帯域を割り当てるタイミングを調整する。調停部２２は、各Ｔ−ＣＯＮＴに異なるグラント周期が設定されていると帯域の割当タイミングが重なる場合があるため、各Ｔ−ＣＯＮＴへの帯域の割当タイミングが重なるときに、１つ以上のＴ−ＣＯＮＴへの帯域の割当タイミングを調整して重なりを解消させる。
【００３１】
マルチプレクサ２３は、上位装置１２１から受信したデータと調停部２２から入力されたデータを多重する。
【００３２】
デマルチプレクサ２４は、光電変換部２５から入力される、複数のデータが多重化された状態の多重データをデータ毎に分離し、各データの出力先に向けて振り分ける。
【００３３】
光電変換部２５は、マルチプレクサ２３から電気信号が入力されると光信号に変換して光伝送路へ出力し、光伝送路から光信号が入力されると電気信号に変換してデマルチプレクサ２４に出力する。
【００３４】
データ送信部２６は、デマルチプレクサ２４から入力されるデータを上位装置１２１へ送信する。
【００３５】
データ受信部２７は、上位装置１２１からデータを受信する。
【００３６】
ＯＮＵ１０１−１〜１０１−ｎは同様の構成であり、ここではＯＮＵ１０１−１について説明を行う。
【００３７】
ＯＮＵ１０１−１は、光電変換部１１１−１と、通信部１１２−１とを備える。
【００３８】
光電変換部１１１−１は、光伝送路から光信号が入力されると電気信号に変換して通信部１１２−１へ出力し、通信部１１２−１から電気信号が入力されると光信号に変換して光伝送路へ出力する。
【００３９】
通信部１１２−１は、Ｔ−ＣＯＮＴ１１３−１−１〜１１３−１−３を使用してＯＬＴ１００との間でデータを送受信する。なお、本実施の形態では３つのＴ−ＣＯＮＴを使用する例について説明するがＴ−ＣＯＮＴの数を３つに限定するものではない。
【００４０】
つづいて、本実施の形態にかかるＯＬＴ１００の動作、具体的には、ＯＮＵ１０１に帯域を割り当てる動作を説明する。
【００４１】
ＯＬＴ１００は、ＯＮＵ１０１への帯域割当動作では、ＯＮＵ１０１との間に設けられている仮想ネットワークであるスライスのそれぞれに対して帯域を割り当てる。また、ＯＬＴ１００は、各スライスに対して、上述したＳＲ−ＤＢＡおよびＮＳＲ−ＤＢＡのいずれかの帯域割当方式を使用して帯域を割り当てる。ＯＬＴ１００は、ＳＲ−ＤＢＡおよびＮＳＲ−ＤＢＡのどちらを使用して帯域を割り当てるかをスライスごとに決定し、決定した帯域割当方式（ＳＲ−ＤＢＡまたはＮＳＲ−ＤＢＡ）を使用して各スライスに帯域を割り当てる。
【００４２】
まず、ＯＬＴ１００が各スライスに帯域を割り当てる際に使用する帯域割当方式を決定する動作について説明する。図２は、ＯＬＴ１００が帯域割当方式を決定する動作の一例を示すフローチャートである。
【００４３】
図２に示す動作は、コントローラ１０２がユーザからスライスの作成または変更の要求を受けることに伴い開始となる。すなわち、ＯＬＴ１００は、スライスの作成または変更の要求を受けたことがコントローラ１０２から通知されると、図２に示す動作を開始する。
【００４４】
ＯＬＴ１００が帯域割当方式を決定する場合、まず、スライス情報取得部１１がコントローラ１０２からスライスの要求遅延情報を取得する（ステップＳ１１）。このステップＳ１１において、スライス情報取得部１１は、コントローラ１０２が作成または変更するスライスの要求遅延情報を取得し、取得した要求遅延情報をグラント周期算出部１２に出力する。
【００４５】
次に、グラント周期算出部１２が、スライス情報取得部１１から受け取った要求遅延情報に基づいて第１グラント周期および第２グラント周期を算出してコントローラ１０２に通知する（ステップＳ１２）。グラント周期算出部１２は、スライス情報取得部１１を介してコントローラ１０２に第１グラント周期および第２グラント周期を通知する。また、グラント周期算出部１２は、以下の式（１）および式（２）に従って第１グラント周期Ｔgc1および第２グラント周期Ｔgc2を算出する。
【００４６】
Ｔgc1＝Ｔreq−（Ｔoh＋Ｔｐ＋Ｔd）    …（１）
Ｔgc2＝Ｔgc1−２Ｔd    …（２）
【００４７】
式（１）において、Ｔreqは要求遅延情報が示すスライスの要求遅延である。また、ＴohはＰＯＮオーバーヘッド、Ｔpは通信処理時間、Ｔdは光信号が光伝送路を伝搬するときの伝送遅延時間を表す。Ｔoh、ＴpおよびＴdは予め決まった値が与えられる。なお、必ずしも予め決めた値である必要はなくモニター値を用いてもよい。第１グラント周期は帯域割当方式をＮＳＲ−ＤＢＡとしたときの最大グラント周期に相当し、第２グラント周期は帯域割当方式をＳＲ−ＤＢＡとしたときに使用する最大グラント周期に相当する。最大グラント周期は、要求遅延を実現可能なグラント周期の最大値である。
【００４８】
グラント周期算出部１２がコントローラ１０２に通知する第１グラント周期および第２グラント周期は、コントローラ１０２において、作成または変更されるスライスが所望の通信効率および要求遅延を満たせるかの判定処理に用いられる。所望の通信効率とは、スライスを使用する通信で要求される通信効率である。コントローラ１０２は、第１グラント周期および第２グラント周期のそれぞれと予め定められた閾値とを比較し、作成または変更されるスライスが所望の通信効率および要求遅延を満たせるか否かを判定する。具体的には、コントローラ１０２は、第１グラント周期が閾値以上の場合はスライスが所望の通信効率を満たせると判定し、また、第２グラント周期が閾値以上の場合はスライスが要求遅延を満たせると判定する。
【００４９】
本実施の形態では、グラント周期算出部１２はコントローラ１０２による判定結果を受け取るものとする。
【００５０】
コントローラ１０２が作成または変更するスライスが所望の通信効率を満たせない場合、すなわち、ステップＳ１２でグラント周期算出部１２が算出した第１グラント周期が閾値よりも小さいことをコントローラ１０２が検出した場合（ステップＳ１３：Ｎｏ）、ＯＬＴ１００が帯域割当方式を決定する動作は終了となる。
【００５１】
コントローラ１０２が作成または変更するスライスが所望の通信効率を満たせる場合、すなわち、ステップＳ１２でグラント周期算出部１２が算出した第１グラント周期が閾値以上であることをコントローラ１０２が検出した場合（ステップＳ１３：Ｙｅｓ）、グラント周期割当部１３が、第２グラント周期が閾値以上であるかを確認する（ステップＳ１４）。第２グラント周期と閾値の比較は、グラント周期割当部１３が行ってもよいし、コントローラ１０２が行うようにして、グラント周期割当部１３は、比較結果をコントローラ１０２から取得するようにしてもよい。グラント周期割当部１３は、第２グラント周期が閾値以上の場合（ステップＳ１４：Ｙｅｓ）、コントローラ１０２が作成または変更するスライスにＳＲ−ＤＢＡを適用する（ステップＳ１５）。一方、第２グラント周期が閾値よりも小さい場合（ステップＳ１４：Ｎｏ）、グラント周期割当部１３は、コントローラ１０２が作成または変更するスライスにＮＳＲ−ＤＢＡを適用する（ステップＳ１６）。
【００５２】
ここで、グラント周期割当部１３がステップＳ１４〜Ｓ１６を実行してスライスに適用する帯域割当方式を決定する理由を説明する。
【００５３】
グラント周期算出部１２が算出した第２グラント周期よりも短いグラント周期を設定すれば、すべてのスライスに対してＳＲ−ＤＢＡを用いた帯域割り当てを実行できる。しかし、グラント周期が短くなるほどＴoh、ＴpおよびＴdといったデータを送信できない時間が増えるため、通信効率が悪化してしまう。そのため、本実施の形態にかかるＯＬＴ１００は、一定以上の通信効率を維持するため、割り当てるグラント周期に閾値を設ける。すなわち、図２のステップＳ１４〜Ｓ１６に示すように、ＯＬＴ１００は、第１グラント周期および第２グラント周期が定められた閾値以上の場合に第１の帯域割当方式であるＳＲ−ＤＢＡを適用し、第１グラント周期が閾値以上、かつ第２グラント周期が閾値よりも小さい場合は第２の帯域割当方式であるＮＳＲ−ＤＢＡを適用する。閾値は、データ送信可能な時間がデータ送信不可能な時間よりも長くなるように設定する。
【００５４】
つづいて、ＳＲ−ＤＢＡを適用した場合の上りデータ送信動作と、ＮＳＲ−ＤＢＡを適用した場合の上りデータ送信動作との違いについて説明する。なお、上りデータとは、上り方向に送信されるデータ、すなわち、ＯＮＵ１０１からＯＬＴ１００に向けて送信されるデータである。
【００５５】
図３は、ＰＯＮシステム１にＳＲ−ＤＢＡを適用したときの上りデータ送信動作の一例を示す図であり、ＯＮＵ１０１とＯＬＴ１００との間のやり取りを示している。説明を簡単化するため、ＯＮＵ１０１は１台としている。
【００５６】
ＳＲ−ＤＢＡを適用した場合の上りデータの送信では、ＯＮＵ１０１は、接続されている端末から受信した上りデータを保持している場合、保持している上りデータのデータ量の情報を送信要求信号に含ませてＯＬＴ１００に送る。なお、送信要求信号はレポート信号と称される場合もあり、図３では送信要求信号をレポートと表記している。
【００５７】
ＯＬＴ１００は、受信したレポート信号に基づいて、すなわち、上りデータのデータ量に基づいて、要求元のＯＮＵ１０１に割り当てる帯域である割当帯域を計算する。ＯＬＴ１００は、計算した割当帯域を示す情報（以下、割当帯域情報とする）を送信許可信号（図３では「送信許可」と表記）に含ませてＯＮＵ１０１に送る。割当帯域は、例えば、送信開始時刻および送信時間で表される。ここでの送信時間は上りデータの送信が許可された時間の長さすなわち期間を意味する。
【００５８】
ＯＮＵ１０１は、受信した送信許可信号に基づき上りデータの送信を行う。具体的には、ＯＮＵ１０１は、送信許可信号に含まれる割当帯域情報が示す送信開始時刻および送信時間によって決まるタイミングで上りデータを送信する。
【００５９】
このように、ＳＲ−ＤＢＡを適用したときの上りデータ送信では、ＯＬＴ１００はレポート信号で通知された上りデータのデータ量に基づいて割当帯域を決定する。そのため、ＯＮＵ１０１が送信する上りデータが少ないときは割り当てる帯域を減らし、上りデータが多いときには割り当てる帯域を増やすことができ、帯域を効率的に割り当てることができる。しかし、ＯＮＵ１０１がレポート信号を送信し、ＯＬＴ１００はレポート信号を受信してから割当帯域を計算する分だけ遅延が増加する。
【００６０】
図４は、ＰＯＮシステム１にＮＳＲ−ＤＢＡを適用したときの上りデータ送信動作の一例を示す図であり、ＯＮＵ１０１とＯＬＴ１００との間のやり取りを示している。図３と同様に、説明を簡単化するため、ＯＮＵ１０１は１台としている。
【００６１】
ＮＲ−ＤＢＡを適用した場合の上りデータの送信では、ＯＬＴ１００はＯＮＵ１０１に対して一定間隔で送信許可信号を送り、固定帯域を定期的に割り当てる。
【００６２】
ＯＮＵ１０１は、送信許可信号を受信したとき、接続されている端末から受信した上りデータを保持していれば、保持している上りデータを、受信した送信許可信号が示す固定帯域を使用して送信する。
【００６３】
このように、ＮＳＲ−ＤＢＡを適用したときの上りデータ送信では、ＯＬＴ１００は、ＯＮＵ１０１からレポート信号を受信することなく送信許可信号を送るためＳＲ−ＤＢＡを適用したときと比べて遅延が少ない。一方で、ＯＮＵ１０１が上りデータを保持していない場合でも固定帯域を割り当てるために、ＳＲ−ＤＢＡと比べて帯域割当に無駄が生じることがある。
【００６４】
つづいて、ＯＬＴ１００が各スライスに帯域を割り当てる動作について説明する。図５は、ＯＬＴ１００が各スライスに帯域を割り当てる動作の一例を示すフローチャートである。ＯＬＴ１００は、図５に示すフローチャートに従った動作をＴ−ＣＯＮＴごとに実行し、各Ｔ−ＣＯＮＴを使用するスライスに帯域を割り当てる。すなわち、図５は、１つのＴ−ＣＯＮＴについての帯域割り当て動作を示す。また、ＯＬＴ１００は、Ｔ−ＣＯＮＴに設定されているグラント周期に基づくタイミングで図５に示す動作を繰り返し実行する。ＯＬＴ１００は、例えば、グラント周期が５ｍｓに設定されているＴ−ＣＯＮＴを使用する各スライスに対して、５ｍｓが経過するごとに図５に示す動作を実行して帯域を割り当てる。
【００６５】
ＯＬＴ１００において、グラント周期割当部１３は、帯域を割り当てるタイミングになると、帯域を割り当てる対象のスライスの中にＮＳＲ−ＤＢＡを適用したスライスがあるかを確認する（ステップＳ２１）。ＮＳＲ−ＤＢＡを適用したスライスがある場合（ステップＳ２１：Ｙｅｓ）、ＮＳＲ−ＤＢＡを適用したスライスに対して固定帯域を割り当てる（ステップＳ２２）。ステップＳ２２において、グラント周期割当部１３は、ＮＳＲ−ＤＢＡを適用したスライスの１つに固定帯域を割り当てることを想定するが、ＮＳＲ−ＤＢＡを適用したスライスのすべてに対して固定帯域を割り当てるようにしても構わない。グラント周期割当部１３は、次に、すべてのスライスに帯域を割り当てたかを確認し（ステップＳ２８）、帯域を割り当てていないスライスがある場合（ステップＳ２８：Ｎｏ）、ステップＳ２１に戻って動作を継続する。一方、すべてのスライスに帯域を割り当てたとグラント周期割当部１３が判断した場合（ステップＳ２８：Ｙｅｓ）、ＯＬＴ１００は動作を終了する。
【００６６】
また、グラント周期割当部１３は、ＮＳＲ−ＤＢＡを適用したスライスが無い場合（ステップＳ２１：Ｎｏ）、帯域の割り当てが済んでいないスライスの中にＳＲ−ＤＢＡを適用したスライスがあるかを確認する（ステップＳ２３）。グラント周期割当部１３は、ＳＲ−ＤＢＡを適用したスライスが無い場合（ステップＳ２３：Ｎｏ）、ステップＳ２８に進む。
【００６７】
グラント周期割当部１３は、ＳＲ−ＤＢＡを適用したスライスがある場合（ステップＳ２３：Ｙｅｓ）、レポート用帯域割当のタイミングであるかを確認する（ステップＳ２４）。レポート用帯域割当のタイミングの場合（ステップＳ２４：Ｙｅｓ）、グラント周期割当部１３は、ＳＲ−ＤＢＡを適用したスライスに、図３に示すレポート信号を送信するための帯域であるレポート用帯域を割り当てる（ステップＳ２５）。ステップＳ２５において、グラント周期割当部１３は、ＳＲ−ＤＢＡを適用したスライスのすべてに対してレポート用帯域を割り当てる。
【００６８】
一方、レポート用帯域割当のタイミングではない場合（ステップＳ２４：Ｎｏ）、およびステップＳ２５を実行した後、割当帯域算出部１５が、受信済みレポートの未送信データがあるかを確認する（ステップＳ２６）。受信済みレポートの未送信データとは、過去にレポート信号を受信して上りデータのデータ量の通知を受けたが当該上りデータを送信するための帯域を割り当てておらず、送信されずにＯＮＵ１０１に滞留している上りデータである。
【００６９】
受信済みレポートの未送信データがない場合（ステップＳ２６：Ｎｏ）、ステップＳ２８に進む。一方、受信済みレポートの未送信データがある場合（ステップＳ２６：Ｙｅｓ）、割当帯域算出部１５および帯域割当部１６が、スライスの優先度に基づいて、スライスに帯域を割り当てる（ステップＳ２７）。このステップＳ２７では、割当帯域算出部１５が、スライスの優先度に基づいて、受信済みレポートの未送信データの送信を許可する時間の長さを算出し、帯域割当部１６が、割当帯域算出部１５で算出された時間をグラント周期に対応する期間内に配置することで帯域を割り当てる。
【００７０】
図６は、ＯＬＴ１００による帯域割当動作の具体例を示す図である。図６に示す例では、Ｔ−ＣＯＮＴ＃１はＮＳＲ−ＤＢＡにより固定帯域を割り当て、Ｔ−ＣＯＮＴ＃２およびＴ−ＣＯＮＴ＃３はＳＲ−ＤＢＡにより動的に帯域を割り当てる。また、Ｔ−ＣＯＮＴ＃１は最も優先度が高く、以下、Ｔ−ＣＯＮＴ＃２、Ｔ−ＣＯＮＴ＃３の順に優先度が高い。
【００７１】
Ｔ−ＣＯＮＴ＃１〜＃３のそれぞれに対して図５のフローチャートが示す各処理を実行したときの帯域割当結果と実際の帯域割当では、各Ｔ−ＣＯＮＴへの帯域割当のタイミングが若干異なる。実際の帯域割当は「ＯＬＴ上での割当」に示すものとなる。ＯＬＴ１００は、Ｔ−ＣＯＮＴ＃２の帯域割当におけるＡ点では最優先のＴ−ＣＯＮＴ＃１と帯域割当のタイミングが重なったため、優先度に基づきＴ−ＣＯＮＴ＃１に先に帯域を割り当て、本来のタイミングからわずかに遅れてＴ−ＣＯＮＴ＃２に帯域を割り当て、実際の帯域割当とする。これは、Ｔ−ＣＯＮＴごとに決定したタイミングでは、Ｔ−ＣＯＮＴ＃１から送信される上りデータとＴ−ＣＯＮＴ＃２から送信される上りデータとが衝突を起こしてしまうため、衝突を回避するためである。ＯＬＴ１００においては、調停部２２が、上りデータの送信タイミングが重ならないかを確認し、重なる場合、送信タイミングが重ならないよう、帯域割当のタイミングを調整する。なお、各Ｔ−ＣＯＮＴにおける帯域割当結果を示す情報は、動的帯域割当部２１において生成されて調停部２２に入力される。動的帯域割当部２１には、ＮＳＲ−ＤＢＡによる固定帯域の割当結果がグラント周期割当部１３から入力されるとともに、ＳＲ−ＤＢＡによる帯域割当結果が帯域割当部１６から入力される。動的帯域割当部２１は、ＮＳＲ−ＤＢＡによる固定帯域の割当結果と、ＳＲ−ＤＢＡによる帯域割当結果とに基づいて、各Ｔ−ＣＯＮＴにおける帯域割当結果、すなわち、図６に示すＴ−ＣＯＮＴ＃１〜＃３のそれぞれにおける帯域割当結果を示す情報を生成する。
【００７２】
また、図６に示す例では、Ｂ点において、Ｔ−ＣＯＮＴ＃１〜＃３に割り当てられた帯域が重なっており、Ｔ−ＣＯＮＴ＃２およびＴ−ＣＯＮＴ＃３の帯域の割り当てタイミングを調整している。このとき、Ｔ−ＣＯＮＴ＃３の帯域は、Ｔ−ＣＯＮＴ＃２の帯域に続くように配置が調整されるが、次のＴ−ＣＯＮＴ＃１の帯域と一部が重なってしまうので、次のＴ−ＣＯＮＴ＃１の帯域と重ならないよう、分割して配置されている。
【００７３】
また、各Ｔ−ＣＯＮＴのグラント周期は変更が可能であり、図６に示す例では、Ｔ−ＣＯＮＴ＃３のＢ点においてグラント周期が４ｍｓから３ｍｓに変更されている。
【００７４】
つづいて、ＯＬＴ１００がスライスをグループ化する動作の例について、図７および図８を用いて説明する。Ｇ−ＰＯＮシステムのＴ−ＣＯＮＴの数は３〜４程度である。一方、ネットワークスライシングを適用する場合に作成可能なスライスの数はＴ−ＣＯＮＴの数よりも多い。そのため、ＯＬＴ１００は、スライスの数がＴ−ＣＯＮＴの数よりも大きい場合、スライスをグループ化してＴ−ＣＯＮＴに割り当てる。
【００７５】
図７は、ＯＬＴ１００がスライスをグループ化することなくＴ−ＣＯＮＴに割り当てる場合の例を示す図、図８は、ＯＬＴ１００がスライスをグループ化してＴ−ＣＯＮＴに割り当てる場合の例を示す図である。
【００７６】
スライスの数がＴ−ＣＯＮＴの数以下の場合、ＯＬＴ１００は、異なる第１グラント周期および第２グラント周期を持ったスライスＡ、ＢおよびＣについて帯域割当方式を決定する。帯域割当方式の決定は、図２に示したステップＳ１１〜Ｓ１６に従って行う。次に、ＯＬＴ１００は、帯域割当方式の決定結果に基づき、各スライスに第１グラント周期または第２グラント周期を設定する。具体的には、ＯＬＴ１００は、ＮＳＲ−ＤＢＡを適用したスライスに対して第１グラント周期を設定し、ＳＲ−ＤＢＡを適用したスライスに対して第２グラント周期を設定する。設定した第１グラント周期または第２グラント周期がスライスの最大グラント周期となる。そして、ＯＬＴ１００は、図７に示すように、それぞれのスライスの最大グラント周期を設定したＴ−ＣＯＮＴ＃１、＃２および＃３に収容する。具体的には、ＯＬＴ１００は、Ｔ−ＣＯＮＴ＃１のグラント周期を１．０ｍｓに設定し、第２グラント周期が１．０ｍｓのスライスＡを収容する。また、ＯＬＴ１００は、Ｔ−ＣＯＮＴ＃２のグラント周期を２．０ｍｓに設定し、第２グラント周期が２．０ｍｓのスライスＢを収容する。さらに、ＯＬＴ１００は、Ｔ−ＣＯＮＴ＃３のグラント周期を４．０ｍｓに設定し、第２グラント周期が４．０ｍｓのスライスＣを収容する。図７に示す例では各スライスの第２グラント周期が閾値以上であり帯域割当方式がＳＲ−ＤＢＡとなったため、すなわち、各スライスの最大グラント周期が第２グラント周期となるため、第２グラント周期を各Ｔ−ＣＯＮＴのグラント周期に用いたが、条件によっては帯域割当方式がＮＳＲ−ＤＢＡとなり第１グラント周期を用いることになる。
【００７７】
このような、スライスの数がＴ−ＣＯＮＴの数以下の場合、ＯＬＴ１００は、複数のスライスそれぞれを、各Ｔ−ＣＯＮＴに１つずつ割り当て、各Ｔ−ＣＯＮＴのグラント周期を、各スライスで使用する帯域割当方式の決定結果に基づき、割り当てたスライスの第１グラント周期または第２グラント周期と同じになるように設定する。各Ｔ−ＣＯＮＴのグラント周期の設定はグラント周期割当部１３が行う。
【００７８】
図８は、図７に示す状態からスライスＤおよびスライスＥが追加された状態となっている。図８に示すように、スライスの数がＴ−ＣＯＮＴの数よりも大きい状態の場合、ＯＬＴ１００は、スライスをグループ化してグループごとにＴ−ＣＯＮＴに収容する。具体的には、ＯＬＴ１００は、スライスＡのグループと、スライスＢおよびＣのグループと、スライスＤおよびＥのグループとに分ける。そして、ＯＬＴ１００は、Ｔ−ＣＯＮＴ＃１のグラント周期を１．０ｍｓに設定し、第２グラント周期が１．０ｍｓのスライスＡを収容する。また、ＯＬＴ１００は、Ｔ−ＣＯＮＴ＃２のグラント周期を２．０ｍｓに設定し、第２グラント周期が２．０ｍｓのスライスＢおよび第２グラント周期が４．０ｍｓのスライスＣのグループを収容する。さらに、ＯＬＴ１００は、Ｔ−ＣＯＮＴ＃３のグラント周期を３．０ｍｓに設定し、第２グラント周期が３．０ｍｓのスライスＤおよび第２グラント周期が６．０ｍｓのスライスＥのグループを収容する。このように、図８の例において、ＯＬＴ１００は、グループ化を行う場合、グループ内の各スライスの第２グラント周期が、最も小さい第２グラント周期の整数倍となるようにする。なお、グループ化の方法をこれに限定するものではない。また、ＯＬＴ１００は、各Ｔ−ＣＯＮＴのグラント周期を、収容するグループに属するスライスの第２グラント周期のうち、最も値が小さい第２グラント周期と同じになるように設定する。なお、図８に示す例では、簡単化のために各スライスの最大グラント周期が第２グラント周期となる場合について示したが、各スライスの最大グラント周期が第１グラント周期となる場合もある。また、最大グラント周期が第１グラント周期のスライスと最大グラント周期が第２グラント周期のスライスとが混在する場合もある。
【００７９】
図８に示す例では、スライスをグループ化してＴ−ＣＯＮＴの数と同じ数のグループを作成しているが、作成するグループの数はＴ−ＣＯＮＴの数以下であればいくつでもよい。
【００８０】
図９は、ＯＬＴ１００がスライスをグループ化する動作の一例を示すフローチャートである。ＯＬＴ１００は、コントローラ１０２によりスライスが新たに作成され、かつスライスの総数がＴ−ＣＯＮＴの数よりも大きい場合、図９に示すグループ化処理を行う。また、ＯＬＴ１００は、スライスのグループ化が済んでいる状態で１つ以上のグラント周期の異なるスライスのグラント周期が変更された場合にも図９に示すグループ化処理を行う。なお、上述したように、スライスのグループ化はグラント周期割当部１３が行う。
【００８１】
スライスのグループ化を行う場合、グラント周期割当部１３は、帯域割当方式に基づき決定した全スライスの最大グラント周期の情報を取得し（ステップＳ３１）、各スライスの最大グラント周期を用いてグループ化を行う（ステップＳ３２）。上述したように、帯域割当方式がＮＳＲ−ＤＢＡのスライスの最大グラント周期は第１グラント周期となり、帯域割当方式がＳＲ−ＤＢＡのスライスの最大グラント周期は第２グラント周期となる。グラント周期割当部１３は、例えば、上述したように、グループ内の各スライスの第１グラント周期または第２である最大グラント周期が、グループ内で最も小さい最大グラント周期の整数倍となるようにグループ化を行う。
【００８２】
グラント周期割当部１３は、次に、Ｔ−ＣＯＮＴのグラント周期を変更する必要があるかを確認し（ステップＳ３３）、変更する必要が無い場合（ステップＳ３３：Ｎｏ）、グループ化処理を終了する。ステップＳ３３において、グラント周期割当部１３は、Ｔ−ＣＯＮＴに収容されているグループに属するスライスの最大グラント周期のうち、最も値が小さい最大グラント周期がＴ−ＣＯＮＴのグラント周期と一致するかを確認し、一致しない場合、グラント周期の変更が必要と判断する。
【００８３】
グラント周期割当部１３は、Ｔ−ＣＯＮＴのグラント周期を変更する必要がある場合（ステップＳ３３：Ｙｅｓ）、グラント周期を変更する（ステップＳ３４）。ステップＳ３４において、グラント周期割当部１３は、グループに属するスライスの最大グラント周期のうち、最も値が小さい最大グラント周期と同じになるよう、Ｔ−ＣＯＮＴのグラント周期を変更する。
【００８４】
以上のように、本実施の形態にかかるＯＬＴ１００は、ＯＮＵ１０１との通信に使用する複数のスライスそれぞれについて、スライスを使用した通信の要求遅延に基づいて第１グラント周期および第２グラント周期を算出するとともに最大グラント周期を決定し、各スライスの最大グラント周期に基づいて、各Ｔ−ＣＯＮＴに設定するグラント周期を決定する。また、ＯＬＴ１００は、スライスの数がＴ−ＣＯＮＴの数よりも大きい場合、スライスをグループ化し、各グループをＴ−ＣＯＮＴに割り当て、さらに、Ｔ−ＣＯＮＴに割り当てたグループに属するスライスそれぞれの最大グラント周期の中の最も小さい最大グラント周期と同じになるよう、Ｔ−ＣＯＮＴのグラント周期を決定する。また、ＯＬＴ１００は、複数のスライスそれぞれの最大グラント周期に基づいて、スライスのグループ化を行う。
【００８５】
これにより、本実施の形態にかかるＯＬＴ１００は、スライスの要求遅延に応じてＴ−ＣＯＮＴのグラント周期を動的に変更することができる。すなわち、ＯＬＴ１００は、効率的にスライスに帯域を割り当てて上りデータの送信効率を向上させることができる。また、ＯＬＴ１００は、各スライスの最大グラント周期に基づいて各スライスをグループ化してＴ−ＣＯＮＴに割り当てるため、Ｔ−ＣＯＮＴの数よりも多くのスライスを収容することができる。
【００８６】
つづいて、本実施の形態にかかるＯＬＴ１００のハードウェア構成について説明する。ＯＬＴ１００は、例えば、図１０に示すプロセッサ９１、メモリ９２、インタフェース回路９３および光インタフェース回路９４で実現することができる。図１０は、ＯＬＴ１００を実現するハードウェアの一例を示す図である。
【００８７】
プロセッサ９１は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、ＤＳＰ（Digital  Signal  Processor）ともいう）である。メモリ９２は、例えば、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、フラッシュメモリー、ＥＰＲＯＭ（Erasable  Programmable  Read  Only  Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）（Electrically  Erasable  Programmable  Read  Only  Memory）等の、不揮発性または揮発性の半導体メモリである。インタフェース回路９３は、ネットワークを介して電気信号を送受信する回路、光インタフェース回路９４は、光ネットワークを介して光信号を送受信する回路である。
【００８８】
ＯＬＴ１００の制御部１０、動的帯域割当部２１、調停部２２、マルチプレクサ２３およびデマルチプレクサ２４は、プロセッサ９１およびメモリ９２で実現される。すなわち、制御部１０、動的帯域割当部２１、調停部２２、マルチプレクサ２３およびデマルチプレクサ２４として動作するためのプログラムをメモリ９２に予め格納しておき、このプログラムをプロセッサ９１がメモリ９２から読み出して実行することにより、制御部１０、動的帯域割当部２１、調停部２２、マルチプレクサ２３およびデマルチプレクサ２４が実現される。
【００８９】
また、ＯＬＴ１００のデータ送信部２６およびデータ受信部２７は、インタフェース回路９３で実現される。ＯＬＴ１００の光電変換部２５は、光インタフェース回路９４で実現される。
【００９０】
なお、ＯＬＴ１００を実現するハードウェアについて説明したが、ＯＮＵ１０１も同様のハードウェアで実現することができる。
【００９１】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００９２】
１  ＰＯＮシステム、１０  制御部、１１  スライス情報取得部、１２  グラント周期算出部、１３  グラント周期割当部、１４  Ｔ−ＣＯＮＴ情報管理部、１５  割当帯域算出部、１６  帯域割当部、２１  動的帯域割当部、２２  調停部、２３  マルチプレクサ、２４  デマルチプレクサ、２５，１１１−１，１１１−ｎ  光電変換部、２６  データ送信部、２７  データ受信部、１００  ＯＬＴ、１０１−１，１０１−ｎ  ＯＮＵ、１０２  コントローラ、１１２−１，１１２−ｎ  通信部、１１３−１−１，１１３−１−２，１１３−１−３，１１３−ｎ−１，１１３−ｎ−２，１１３−ｎ−３  Ｔ−ＣＯＮＴ、１２１  上位装置、１２２  光スプリッタ、１２３  光ファイバ。
【図１】
2021001971.tif 000003
【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】
2021001971.tif 000011
【図１０】
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【国際調査報告】
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