トラフィック制御方法、トラフィック制御装置、制御プログラム、記録媒体、および光通信システム
【課題】ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮにおいて、子ノードのサービスのアップグレードに伴う設備の追加が既存の子ノードの帯域に与える影響を最小限に食い止め、子ノード間の公平性を確保する。
【解決手段】ｎ台の子ノードの光送信器から、ｍ台の光受信器を具備する親ノードに対して上り信号を送信する際に、親ノードの光受信器１台の伝送帯域をｎで除した値を基準帯域とし、各子ノードの有するｋ（１≦ｋ＜ｎ）の値に応じて、基準帯域のｋ倍の保証帯域を与えるために、各子ノードの送信可能な光受信器の番号を１番からｋ番として帯域を割り当て、子ノードからの保証帯域の増量の要求（サービスのアップグレードの申し込み）に対し、増量の要求をしない既存ユーザの帯域に影響を与えないように帯域割当を行う。
【解決手段】ｎ台の子ノードの光送信器から、ｍ台の光受信器を具備する親ノードに対して上り信号を送信する際に、親ノードの光受信器１台の伝送帯域をｎで除した値を基準帯域とし、各子ノードの有するｋ（１≦ｋ＜ｎ）の値に応じて、基準帯域のｋ倍の保証帯域を与えるために、各子ノードの送信可能な光受信器の番号を１番からｋ番として帯域を割り当て、子ノードからの保証帯域の増量の要求（サービスのアップグレードの申し込み）に対し、増量の要求をしない既存ユーザの帯域に影響を与えないように帯域割当を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、時分割多重と他の多重化方式を組み合わせた光アクセスシステムにおけるトラフィック制御技術および消費電力制御技術に関し、主に、一対多接続の双方向光通信システムの上り通信トラフィック制御を行うトラフィック制御方法、トラフィック制御装置、制御プログラム、記録媒体、および光通信システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インターネットの急速な普及により、大容量のアクセスサービスが求められるようになった。回線の伝送帯域を複数のユーザで共有するシェアドアクセス方式の光伝送システムであるＰＯＮ（Passive Optical Network）が実現され、装置の低コスト化が進展したことにより、ＦＴＴＨ（Fiber To The Home）サービスが現実的な料金で提供されるようになった。
【０００３】
図１０に典型的なＰＯＮの構成と上りトラフィックの流れを示す。図中、１は親ノード、２（１）〜２（ｎ）はｎ個の子ノード、３Ａはｎ対１分岐の光カプラ、４は主加入者光ファイバ回線、５（１）〜５（ｎ）はｎ本の分岐加入者光ファイバ回線、＃１〜＃ｎは子ノード２（１）〜２（ｎ）が送信した上り信号、を示す。子ノード２から親ノード１へ向かう通信を「上り通信」、その逆方向の通信を「下り通信」と呼ぶのが一般的であるので、本明細書でも特別にことわらない限り同様の表現を用いることとする。また、本発明は上り通信に関するもので、基本的に下り通信に依らないため、背景技術の説明も上り通信の説明に留める。
【０００４】
ＰＯＮにおいては、加入者間で親ノード１と主加入者ファイバ回線４を共有できるため、１加入者当たりの装置コストが低く経済的な光ネットワークを構成することができるが、その反面、元来ｎ個の受信器と集線スイッチで実現している機能を親ノード１台で代替するため、極めて複雑な制御機能が実装されている。
【０００５】
各子ノード２（１）〜２（ｎ）から送信される上り信号＃１〜＃ｎは、お互いの送信した光信号が親ノード１に届いたときに時間の重なりを生じないよう、送信タイミングとその送信時間を親ノード１によって制御されている。この送信タイミングと送信時間の割り当てを行う際に、あらかじめ決まった割り当て周期毎に各子ノード２（１）〜２（ｎ）への割り当て時間（割当帯域と呼ぶ）を決定し、また効率向上のために複数の異なる要求帯域を受け付けるＴＤＭ−ＰＯＮ方式が提案されている（特許文献１）。
【０００６】
しかしながら、ＰＯＮネットワークにおいては、上り信号に使われる光信号の波長が単一であるため、同時に使用する加入者が増加すると、１加入者あたりの割り当て時間は短くなってしまい、伝送速度の劣化を生じるという課題があった。
【０００７】
この課題を解決すべく、波長分割多重（ＷＤＭ: Wavelength Division Multiplexing）技術を用いたＷＤＭ−ＰＯＮの技術が提案されている（特許文献２）。図１１は図１０で示したＴＤＭ−ＰＯＮの技術にＷＤＭ技術を組み合わせたもので、ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮと呼ばれるネットワークの１例である。図１０に記載のものと同じものには同じ符号をつけた。
【０００８】
３Ｂは１：ｍ分岐の光カプラ、６は特許文献２に記載のＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの親ノード、７（１）〜７（ｍ）は親ノード６の有する光受信器、８（１）〜８（ｍ）は波長可変フィルタ、９（１）〜９(ｎ)は特許文献２に記載のＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの子ノード、１０Ａは波長合分波器、１１は特許文献２に記載のＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの制御装置としての光通信用集積回路、λ１〜λｎは子ノード９（１）〜９（ｎ）に各々割り当てられた上り伝送用の光源の波長、を示す。
【０００９】
このネットワーク構成では、ｎ個の子ノード９（１）〜９(ｎ)に対して各々１波長が上り伝送用に割り当てられており、子ノード９（１）〜９(ｎ)間での上り伝送用光信号の時間的重なりが、親ノード６内の光受信器７の台数ｍまで許される。すなわち、光受信器７の台数を増設することで、ネットワークの伝送帯域をｍ倍に増加させることができる。
【００１０】
最近ではさらなる経済化実現のために、より波長数が少なく同様の効果が得られるＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ構成が提案されている（非特許文献１）。図１２にその基本構成の例を示す。図１０，図１１に記載のものと同じものには同じ符号を付けた。１０Ｂは波長合分波器、１２は非特許文献１に記載のＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの親ノード、１３（１）〜１３（ｎ）は非特許文献１に記載のＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの子ノード、１４（１）〜１４（ｍ）は親ノード１２の光受信器、１５は非特許文献１に記載のＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの制御装置としての光通信用集積回路、を示す。
【００１１】
この例では、子ノード１３の有する光送信器に波長を切り替える機能が実装されており、波長数は図１１で示した構成がｎ（子ノード数）であるのに対しｍ（親ノードの光受信器数）で済むことになるため、一定の経済化を図ることが出来る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００３−０８７２８１号
【特許文献２】特開２００５−３５４２５２号
【非特許文献】
【００１３】
【非特許文献１】S. Kimura, “10-Gbit/s TDM-PON aｎd over-40-Gbit/s WDM/TDM-PON systems with OPEX-effective burst-mode technologies,” OFC2009, OWH-6, Mar. 2009.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
以上のように、特許文献２と非特許文献１に記載のＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ方式では、親ノードの有する光受信器数ｍを乗じたネットワークの伝送帯域を得ることができる。
【００１５】
しかしながら、これらの文献に記載されている帯域割当技術を用いた場合、サービスのアップグレードの過程における旧サービスユーザと新規サービスユーザの混在時に、異なるサービスのユーザ間の公平性を確保することが困難である。例として、非特許文献１に記載されているＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ（図１２）における、親ノード１２の光受信器１４を１台から２台に増設した場合を考える。
【００１６】
図１２に示すＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ構成で、親ノード１２の光受信器１４が１台の場合（１４（１）のみの場合）は、通常のＰＯＮと同一の動作となる。最も輻輳している場合には、親ノード１２の１台の光受信器の伝送帯域をｎユーザで均等に分配するので、親ノード１２の光受信器の伝送帯域をｎで除した値まで割当帯域が減少する。例えば、親ノード１２の受信器の伝送帯域を10 Gbit/s、ユーザ数ｎを20とすると、10G ÷ 20 = 0.5G bit/s が割当帯域となる。従って、この場合に各ユーザに保証可能な割当帯域（保証帯域）の上限は、0.5Ｇbit/sとなる。
【００１７】
ここで、２０人のユーザのなかで1人のユーザが２倍の保証帯域のサービスへ、アップグレードを希望したとする。この場合、最輻輳時に保証帯域として割当可能な帯域が足りなくなってしまうので、親ノード１２に２台目の光受信器１４（２）を増設することになる。
【００１８】
ここで簡単のために、ユーザの要求帯域はアップグレードしたユーザが２倍である以外は全て同じであると仮定する。特許文献２や非特許文献１に記載の波長帯域割当方法を用いると、アップグレードしたユーザには他のユーザの２倍の帯域を割り当てるとして、見かけ上２１人のユーザで帯域を分割することになる。すなわち光受信器１４（１）と１４（２）には、一方が１１ユーザ分、もう一方が１０人分の子ノードが割り当てられるため、ユーザに割り当てられる帯域は、既存ユーザの帯域が10/10=1 Gbit/s か10/11 Gbit/sとなり、結果として割当帯域は200/209 Gbit/sとなる。アップグレードユーザはこの２倍の帯域となるので、20/11 Gbit/sの割当帯域を得ることになる。
【００１９】
このような帯域割当手法は、一見公平性を有しているように見えるが、実際には公平であるとは言いがたい。アップグレードユーザは保証帯域２倍のサービスを求めて（既存サービスよりもおそらくは高価な）新規サービスへの加入を行っているので、他のユーザよりも高い利用料を支払っている。アップグレードによって他のユーザとは相対的に２倍の帯域を得てはいるが、このアップグレードに伴い、既存ユーザの保証帯域もほぼ２倍に拡大しており、既存ユーザは既存サービスの価格で実質２倍の保証帯域を得られることになってしまう。
【００２０】
本来、追加した設備は新規サービスのための追加投資であるので、光受信器１４（２）を新規サービスのユーザのみでシェアするべきと考えたとしよう。この場合、光受信器１４（２）を新規サービスへのアップグレードユーザでシェア、光受信器１４（１）を既存サービスユーザでシェア、という割当になるので、アップグレードユーザが10人に達した時点で、アップグレードユーザも既存サービスユーザも実効的な保証帯域が等しく２倍になってしまうことが分かる。
【００２１】
これは新規サービスにアップグレードしたユーザが、既存サービスとは異なる設備に移動してしまうことで、既存サービスの設備をシェアする既存ユーザ数が減少し、結果としてサービス品質が改善してしまうことによる。高いサービス利用料を払っているアップグレードユーザから見れば、これもまた不公平と言わざるを得ない。
【００２２】
本発明の目的は、ＰＯＮ(ＴＤＭ−ＰＯＮ)に他の多重化技術（例えばＷＤＭ）を用いて総帯域の拡張性を持たせたネットワークにおいて、ユーザのサービスアップグレードに伴う設備の追加が既存ユーザの帯域に与える影響を最小限に食い止め、公平性を確保することにある。
【問題を解決する手段】
【００２３】
請求項１にかかる発明は、１個の親ノードとｎ（ｎは２＜ｎなる正の整数）個の子ノードとの間を光伝送路で接続した一対多接続の光通信システムにおける、子ノードから親ノードへ向かう上り方向の光通信において、親ノードがｍ台（ｍは１＜ｍ＜ｎなる正の整数）の光受信器を具備し、前記ｎ個の子ノードが各々１台ずつ具備する計ｎ台の光送信器と、対向する前記ｍ台の光受信器の光送受信を行う組み合わせを決定するトラフィック制御方法であって、前記ｍ台の光受信器に１からｍまでの通し番号を付与したとき、前記ｎ個の子ノードの光送信器各々に対し、１からｋ（ｋは子ノード毎に異なって良い１≦ｋ＜ｎなる整数）番までの前記親ノードの光受信器との組み合わせを許可することで、前記親ノードの光受信器１台の伝送帯域をｎで除した値のｋ倍の保証帯域を前記子ノードに与えることを特徴とする法。
請求項２にかかる発明は、請求項１に記載のトラフィック制御方法において、組み合わせが決まっていない前記子ノードで、前記ｋの小さな子ノードから順に、組み合わせが許可されている前記親ノードのｋ台の光受信器の中で、組み合わせが終了していない前記通し番号の最も小さい光受信器に組み合わせ、組み合わせの結果、該光受信器に組み合わせられている全ての子ノードのｋの和がｎを越えた場合は、最後に組み合わせた子ノードとの組み合わせを取り消して該光受信器の組み合わせを終了するという工程を、全ての子ノードの光送信器が前記親ノードの光受信器のいずれかに組み合わせられるまで再帰的に繰り返すことを特徴とする。
請求項３にかかる発明は、請求項１に記載のトラフィック制御方法において、組み合わせが決まっていない前記子ノードで、前記ｋの小さな子ノードから順に、組み合わせが許可されている前記親ノードのｋ台の光受信器の中で、組み合わせが終了していない前記通し番号の最も小さい光受信器に組み合わせ、組み合わせの結果、該光受信器に組み合わせられている全ての子ノードのｋの和が、ｎを越えた場合は、最後に組み合わせた子ノードとの組み合わせを取り消して該光受信器の組み合わせを終了し、ｎを越えなかった場合で該光受信器の通し番号以上のｋを有する子ノードの数を越えた場合には該光受信器の組み合わせを終了するという工程を、全ての子ノードの光送信器が前記親ノードの光受信器のいずれかに組み合わせられるまで再帰的に繰り返すことを特徴とする。
請求項４にかかる発明は、請求項１に記載のトラフィック制御方法において、組み合わせが決まっていない前記子ノードで、前記ｋの小さな子ノードから順に、組み合わせが許可されている前記親ノードのｋ台の光受信器の中で、組み合わせが終了していない前記通し番号の最も小さい光受信器に組み合わせ、組み合わせの結果、該光受信器に組み合わせられている全ての子ノードのｋの和が、該光受信器の通し番号以上のｋを有する子ノードの数を越えた場合は、最後に組み合わせた子ノードとの組み合わせを取り消して該光受信器の組み合わせを終了するという工程を、全ての子ノードの光送信器が前記親ノードの光受信器のいずれかに組み合わせられるまで再帰的に繰り返すことを特徴とする。
請求項５にかかる発明は、請求項２乃至請求項４のいずれか１つに記載のトラフィック制御方法を用いて決定された組み合わせに対し、前記親ノードの光受信器毎に、各子ノードの保証帯域に応じたＴＤＭＡ方式の動的な帯域割り当てを行うことを特徴とする。
請求項６にかかる発明は、請求項５に記載のトラフィック制御方法において、請求項２乃至請求項４のいずれか１つに記載のトラフィック制御方法を用いた組み合わせの決定を、各子ノードの保証帯域に応じたＴＤＭＡ方式の動的な帯域割当のｐ（ｐは正の整数）周期毎に実行することを特徴とする法。
請求項７にかかる発明は、請求項５に記載のトラフィック制御方法において、請求項２乃至請求項４のいずれか１つに記載のトラフィック制御方法を用いて前記親ノードの光受信器と前記子ノードの光送信器の組み合わせを決定する際に、前記全ての子ノードではなく、送信する情報を有する子ノードの光送信器のみを対象として、前記組み合わせを、各子ノードの保証帯域に応じたＴＤＭＡ方式の動的な帯域割り当て周期毎に決定することを特徴とする法。
請求項８にかかる発明は、請求項７に記載のトラフィック制御方法において、前記組み合わせを、各子ノードの保証帯域に応じたＴＤＭＡ方式の動的な帯域割り当て周期毎に決定することに代えて、前記送信する情報を有する子ノードの組み合わせに変化があった場合に実行することを特徴とする。
請求項９にかかる発明は、請求項５又は請求項８に記載のトラフィック制御方法において、各子ノードの保証帯域に応じたＴＤＭＡ方式の動的な帯域割り当てのｐ（ｐは正の整数）周期毎に、組み合わせられた親ノードの光受信器をｋが同一の子ノード間で交換することを特徴とする。
請求項１０にかかる発明は、請求項５乃至９のいずれか１つに記載のトラフィック制御方法を用い、前記子ノードの光送信器と前記親ノードの光受信器の組み合わせが決定され、各子ノードの保証帯域に応じたＴＤＭＡ方式の動的な帯域割り当てが実行された際に、前記子ノードの光送信器が全く組み合わせられなかった、もしくは組み合わせられた全ての子ノードが送信する情報を有さない、親ノードの光受信器もしくはその一部の電源供給を調整することによって、消費電力を低減することを特徴とする。
請求項１１にかかる発明は、１個の親ノードとｎ（ｎは２＜ｎなる正の整数）個の子ノードとの間を光伝送路で接続した一対多接続の光通信システムにおける、子ノードから親ノードへ向かう上り方向の光通信において、親ノードがｍ台（ｍは１＜ｍ＜ｎなる正の整数）の光受信器を具備し、前記ｎ個の子ノードが各々１台ずつ具備する計ｎ台の光送信器と、対向する前記ｍ台の光受信器の光送受信を行う組み合わせを決定するトラフィック制御装置であって、前記ｍ台の光受信器に１からｍまでの通し番号を付与したとき、前記ｎ個の子ノードの光送信器各々に対し、１からｋ（ｋは子ノード毎に異なって良い１≦ｋ＜ｎなる整数）番までの前記親ノードの光受信器との組み合わせを許可することで、前記親ノードの光受信器１台の伝送帯域をｎで除した値のｋ倍の保証帯域を前記子ノードに与えることを特徴とする置。
請求項１２にかかる発明は、請求項１１に記載のトラフィック制御装置において、組み合わせが決まっていない前記子ノードで、前記ｋの小さな子ノードから順に、組み合わせが許可されている前記親ノードのｋ台の光受信器の中で、組み合わせが終了していない前記通し番号の最も小さい光受信器に組み合わせ、組み合わせの結果、該光受信器に組み合わせられている全ての子ノードのｋの和がｎを越えた場合は、最後に組み合わせた子ノードとの組み合わせを取り消して該光受信器の組み合わせを終了するという工程を、全ての子ノードの光送信器が前記親ノードの光受信器のいずれかに組み合わせられるまで再帰的に繰り返すことを特徴とする置。
請求項１３にかかる発明は、請求項１１に記載のトラフィック制御装置において、組み合わせが決まっていない前記子ノードで、前記ｋの小さな子ノードから順に、組み合わせが許可されている前記親ノードのｋ台の光受信器の中で、組み合わせが終了していない前記通し番号の最も小さい光受信器に組み合わせ、組み合わせの結果、該光受信器に組み合わせられている全ての子ノードのｋの和が、ｎを越えた場合は、最後に組み合わせた子ノードとの組み合わせを取り消して該光受信器の組み合わせを終了し、ｎを越えなかった場合で該光受信器の通し番号以上のｋを有する子ノードの数を越えた場合には該光受信器の組み合わせを終了するという工程を、全ての子ノードの光送信器が前記親ノードの光受信器のいずれかに組み合わせられるまで再帰的に繰り返すことを特徴とする。
請求項１４にかかる発明は、請求項１１に記載のトラフィック制御装置において、組み合わせが決まっていない前記子ノードで、前記ｋの小さな子ノードから順に、組み合わせが許可されている前記親ノードのｋ台の光受信器の中で、組み合わせが終了していない前記通し番号の最も小さい光受信器に組み合わせ、組み合わせの結果、該光受信器に組み合わせられている全ての子ノードのｋの和が、該光受信器の通し番号以上のｋを有する子ノードの数を越えた場合は、最後に組み合わせた子ノードとの組み合わせを取り消して該光受信器の組み合わせを終了するという工程を、全ての子ノードの光送信器が前記親ノードの光受信器のいずれかに組み合わせられるまで再帰的に繰り返すことを特徴とする。
請求項１５にかかる発明は、請求項１２乃至請求項１４のいずれか１つに記載のトラフィック制御装置を用いて決定された組み合わせに対し、前記親ノードの光受信器毎に、各子ノードの保証帯域に応じたＴＤＭＡ方式の動的な帯域割り当てを行うことを特徴とする。
請求項１６にかかる発明は、請求項１５に記載のトラフィック制御装置において、請求項１２乃至請求項１４のいずれか１つに記載のトラフィック制御装置を用いた組み合わせの決定を、各子ノードの保証帯域に応じたＴＤＭＡ方式の動的な帯域割当のｐ（ｐは正の整数）周期毎に実行することを特徴とする。
請求項１７にかかる発明は、請求項１５に記載のトラフィック制御装置において、請求項１２乃至請求項１４のいずれか１つに記載のトラフィック制御装置を用いて前記親ノードの光受信器と前記子ノードの光送信器の組み合わせを決定する際に、前記全ての子ノードではなく、送信する情報を有する子ノードの光送信器のみを対象として、前記組み合わせを各子ノードの保証帯域に応じたＴＤＭＡ方式の動的な帯域割り当て周期毎に決定することを特徴とする。
請求項１８にかかる発明は、請求項１７に記載のトラフィック制御装置において、前記組み合わせを、各子ノードの保証帯域に応じたＴＤＭＡ方式の動的な帯域割り当て周期毎に決定することに代えて、前記送信する情報を有する子ノードの組み合わせに変化があった場合に実行することを特徴とする。
請求項１９にかかる発明は、請求項１５又は請求項１８に記載のトラフィック制御装置において、各子ノードの保証帯域に応じたＴＤＭＡ方式の動的な帯域割り当てのｐ（ｐは正の整数）周期毎に、組み合わせられた親ノードの光受信器をｋが同一の子ノード間で交換することを特徴とする。
請求項２０にかかる発明は、請求項１５乃至１９のいずれか１つに記載のトラフィック制御装置を用い、前記子ノードの光送信器と前記親ノードの光受信器の組み合わせが決定され、各子ノードの保証帯域に応じたるＴＤＭＡ方式の動的な帯域割り当てが実行された際に、前記子ノードの光送信器が全く組み合わせられなかった、もしくは組み合わせられた全ての子ノードが送信する情報を有さない、親ノードの光受信器もしくはその一部の電源供給を調整することによって、消費電力を低減することを特徴とする。
請求項２１にかかる発明の制御プログラムは、コンピュータを請求項１１乃至２０のいずれか１つに記載のトラフィック制御装置として機能させることを特徴とする。
請求項２２にかかる発明の記録媒体は、請求項２１に記載の制御プログラムが記録されていることを特徴とする。
請求項２３にかかる発明の光通信システムは、請求項１乃至９のいずれか１つに記載のトラフィック制御方法を用い、子ノードの光送信器と、親ノードの光受信器の組み合わせを変更するとき、前記光送信器若しくは前記光受信器若しくはその両方の使用する光信号の波長を変化させることを特徴とする。
請求項２４にかかる発明の光通信システムは、請求項１乃至９のいずれか１つに記載のトラフィック制御方法を用い、子ノードの光送信器と、親ノードの光受信器の組み合わせを変更するとき、前記光送信器若しくは前記光受信器若しくはその両方の使用する光信号の符号を変化させることを特徴とする。
請求項２５にかかる発明の光通信システムは、請求項１乃至９のいずれか１つに記載のトラフィック制御方法を用い、子ノードの光送信器と、親ノードの光受信器の組み合わせを変更するとき、前記光送信器若しくは前記光受信器若しくはその両方の使用する光信号の周波数領域で直交する搬送波を変化させることを特徴とする。
請求項２６にかかる発明の光通信システムは、請求項２乃至９のいずれか１つに記載のトラフィック制御方法を用い、前記親ノードが具備する光受信器の台数ｍを、全子ノードのｋの平均値の小数点以下を切り上げた整数とすることを特徴とする。
請求項２７にかかる発明は、請求項２３乃至２６のいずれか１つに記載の光通信システムにおいて、請求項１０に記載のトラフィック制御方法を用いて消費電力を低減する機能を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、親ノードの有する光受信器と子ノードの光送信器の可能な組み合わせを、ユーザが利用しているサービスの保証帯域の大きさに応じて制限／許可することによって、より保証帯域の小さなサービスを利用しているユーザに過剰な保証帯域を与えないように制御することが出来るため、公平性を確保することが出来る。具体的には、既存設備は全ユーザ（既存サービスユーザとアップグレードユーザ）でシェアし、新規に追加した設備はアップグレードユーザのみでシェアする。
【００２５】
また、親ノードの光受信器に便宜上付与した通し番号の小さな順に、割り当てられる子ノードの保証帯域の総和が光受信器の伝送帯域を超えない範囲で可能な限り詰め込むことによって、複数の光受信器に同一の子ノードの帯域が分割されて割り当てられるのを防ぐとともに、親ノードの光受信器の増設数を最小化できる。
【００２６】
さらに、各子ノードの保証帯域に応じたＴＤＭＡ方式の動的な帯域割り当て実行時に、組み合わせられた子ノードの光送信器に送信する情報を有する子ノードのみを対象として組み合わせを決定することで、子ノードの光送信器が組み合わせられる親ノードの光受信器数を低減し、組み合わせられた子ノードに送信する情報を有するものが存在しない親ノードの光受信器の一部若しくは全ての電源供給を調整（休止）することで、消費電力を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１実施例のトラフィック制御方法による親ノードの光受信器と子ノードの光送信器の組み合わせ結果を用いた帯域割当の説明図である。
【図２】本発明の第２実施例のトラフィック制御方法による親ノードの光受信器と子ノードの光送信器の組み合わせ結果を用いた帯域割当の説明図である。
【図３】本発明の第２実施例のトラフィック制御方法を実施するフローチャートである。
【図４】(a)は本発明の第３実施例の条件下における第２実施例のトラフィック制御方法による親ノードの光受信器と子ノードの光送信器の組み合わせ結果を用いた帯域割当の説明図、(b)は本発明の第３実施例のトラフィック制御方法による親ノードの光受信器と子ノードの光送信器の組み合わせ結果を用いた帯域割当の説明図である。
【図５】本発明の第３実施例のトラフィック制御方法を実施するフローチャートである。
【図６】本発明の第４実施例のトラフィック制御方法による親ノードの光受信器と子ノードの光送信器の組み合わせ結果を用いた帯域割当の説明図である。
【図７】本発明の第４実施例のトラフィック制御方法を第２実施例に適用したときの親ノードの光受信器と子ノードの光送信器の組み合わせ結果を用いた帯域割当の説明図である。
【図８】本発明の光通信システムを示すブロック図である。
【図９】本発明のトラフィック制御装置を示すブロック図である。
【図１０】典型的なＴＤＭ−ＰＯＮの構成と上りトラフィックの流れを示す説明図である。
【図１１】特許文献２のＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの構成を示すブロック図である。
【図１２】非特許文献１のＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
＜第１実施例＞
図１に、本発明の第１実施例のトラフィック制御方法による親ノードの光受信器と子ノードの光送信器の組み合わせ結果を用いた、帯域割当の結果を示す。ここで、子ノードの数ｎは８とし、親ノードの光受信器数ｍを３とする。子ノード１番から８番までの保証帯域の倍数ｋを、番号の小さなものから順番に２，１，３，１，１，２，１，２とすると、親ノードの光受信器１番，２番，３番に各々組み合わせが許可されている子ノード番号は、光受信器１番：１，２，３，４，５，６，７，８、光受信器２番：１，３，６，８、光受信器３番：３となる。
【００２９】
本実施例では、親ノードの光受信器毎に各子ノードが帯域を固定で割り当てられているとし、各子ノードの割当帯域をサイクリックに子ノード１個分の帯域だけずらして割り当てることで同一番号の子ノードの帯域が時間の重なりを生じないようにすると、割り当てられた帯域は帯域割当周期を単位時間として図１のようになる。図１中の記号は、（１）から（８）は子ノード１番から８番までに割り当てられた送信帯域であり、[１]，[２]，[３]はそれぞれ親ノードの光受信器１番，２番，３番の受信帯域であり、Ｖで示した部分は空き帯域である。
【００３０】
図１から明らかなように、子ノードは自身の有する倍数ｋと同数の光受信器に対し帯域を割り当てられるので、結果としてｋ倍の保証帯域を得ることが出来る。また、光受信器１番は全ての子ノードに対して帯域を割り当てるので、保証帯域は光受信器１番の伝送帯域のｎ分の１（基準帯域）となり、ｋ＝１の子ノードのサービス性に変化が無い。ｋ＝２の子ノード１番，６番，８番は全ての子ノードが保証帯域２倍以上のサービスにアップグレードした場合に、光受信器の伝送帯域量のｎ分の２倍の保証帯域となり、ｋ＝１のユーザと同様に他のユーザがより高い保証帯域のサービスに何人移行しようとも、その保証帯域が保たれることになる。より高い倍数ｋの値をもつ子ノードに対しても同様であることは明確である。
【００３１】
本実施例では便宜上、各子ノードの割当帯域をサイクリックに子ノード１個分の帯域だけずらして割り当てた例を示したが、同一の子ノードの複数の帯域が時間の重なりをもたなければ、異なる並べ方をしても同様の効果が得られることは明白である。
【００３２】
しかしながら、この実施例では、１個の帯域割当周期内に同一の子ノードの光送信器が複数の光受信器に対し帯域を有するため、帯域間に時間の重なりが生じないように、帯域を固定で割り当てている。このため、必ずしも全てのユーザが送信時間を要求するわけではないアクセスネットワークにおいては、空き帯域が大きくなりすぎて伝送効率が得られないばかりか、保証帯域の倍数ｋの最大値と同数の光受信器が親ノード内に必要となるため、設備投資が大きくなるというデメリットがある。
【００３３】
＜第２実施例＞
図２に、本発明の第２実施例のトラフィック制御方法による親ノードの光受信器と子ノードの光送信器の組み合わせ結果を用いた、帯域割当の結果を示す。図中の記号は図１と同様であり、子ノードの倍数ｋも第１実施例と同一とする。倍数ｋの最も小さなｋ＝１の子ノードは、番号２，４，５，７であるので、組み合わせの終了していない１番の光受信器にランダムな順番で組み合わせた。このｋが等しい子ノードの順番は、子ノードの番号を若番順、老番順で巡回させるなど、公平性が得られる順番付けであればどのような方式で決めても構わない。次に倍数ｋが小さなｋ＝２の子ノードは、番号１，６，８であるので、例としてランダムに番号６，１，８の順で割り当てたが、番号１を割り当てた段階で１番の光受信器に組み合わせられた全ての子ノードのｋの和がｎ＝８となり、番号８の子ノードを組み合わせると倍数ｋの和が８を越えてしまうので、番号８の子ノードは組み合わせずに取り消し、次の２番の光受信器に組み合わせた。次に倍数ｋが小さなｋ＝３の子ノードは番号３であり、２番の光受信器に組み合せても倍数ｋの和が８を超えず、全ての子ノードの組み合わせが決定したため、ここで組み合わせを終了した。
【００３４】
この方法によれば各子ノードの光送信器に対し組み合わされた親ノードの光受信器は１つであるので、同一の子ノードの割当帯域間の時間の重なりを気にする必要が無い。したがって、光受信器毎に動的な帯域割当を実行することができる。ただし、ここで実行する動的帯域割当は、各子ノードの保証帯域に応じた方式である必要がある。なぜなら、本発明によって各子ノードへの保証帯域を満たせる送受信器間の組み合わせを決定する意味がなくなってしまうからである。例として全子ノードが十分な送信時間を要求し、各子ノードの有する倍数ｋの値に割当帯域が比例するように動的帯域割当を実行すると、図２のようになることが分かる。倍数ｋに比例した保証帯域に応じたＴＤＭＡの帯域割り当て方式としては、特許３７６８４２１号などがあるが、各子ノードの保証帯域に応じた方式であればどのような方式を用いても構わない。
【００３５】
図２で明白なように、この第２実施例の方法を用いれば、親ノードの光受信器数が２台で済むことになり、設備投資を抑えることができる。つまり、親ノードが具備する光受信器の台数ｍを、全子ノードのｋの平均値の小数点以下を切り上げた整数とすることができる。また、親ノードの光受信器毎に動的な帯域割当を実行することで、空き帯域の発生を防ぎ設備の利用効率を高めることができる。また、第１実施例と同様にｋ＝１の子ノードにとっては８台の子ノードで公平に帯域を共有しているのと変わらないため、サービス性に変化を生じない。
【００３６】
ｋ＝２以上の子ノードにとっては、どの光受信器と組み合わせられるかによって、与えられる帯域に差が生じる（子ノード番号１，６，８では図２に示すように番号８が最も大きな帯域を得ている）。この差を平均化するには、一定の周期で組み合わせの決定自体を実行しなおすか、倍数ｋが同一の子ノード間で割当帯域を交換するなどして、子ノードの順番を変えることで実現すればよい。ここでの子ノードの順番の変更も、ランダムに行ったり、子ノードの番号の若番順、老番順に巡回したり、子ノード間の公平性が得られる順番付けを用いればよい。なお、図２では光送受信器の組み合わせの決定順に帯域が割り当てられている例を示したが、どのような順番でも同様の効果が得られる。図３に本実施例をプログラム化したときのフローチャートを示す。ここではｋが等しい子ノードの順番をランダムに選択する例を示した。以降、全ての実施例でランダムに選択する例を中心に記述するが、他の方式で順番を決めても同様であることは明白である。
【００３７】
＜第３実施例＞
図４(b)に、本発明の第３実施例のトラフィック制御方法による、親ノードの光受信器と子ノードの光送信器の組み合わせ結果を用いた帯域割当の結果を示す。ここでは、第１実施例と同様に子ノードの数ｎは８とし、親ノードの光受信器数ｍを３とする。子ノード１番から８番までの保証帯域の倍数ｋは、番号の小さなものから順番に３，１，３，１，１，１，１，３とする。
【００３８】
第２実施例では保証帯域を確保しながら、可能な限り少ない台数の光受信器に割り当てる方法を示したが、本実施例では第２実施例と同程度にユーザを分散させる例について示す。具体的には第２実施例にくらべて組み合わせを終了する倍数ｋの和の数を小さくすることで、より通し番号の大きな光受信器へ分散させることができる。
【００３９】
第１実施例で示したように、光受信器に割り当てられる子ノードは、光受信器の通し番号以上の倍数ｋを有するものであるべきなので、組み合わせを終了する倍数ｋの和を、当該光受信器の通し番号以上の倍数ｋを有する子ノードの数とすれば、上記倍数ｋの条件を第１実施例の制御方法に当てはめた場合とほぼ同等の分散で組み合わせを決定できる。これにより、光受信器数の削減効果はある程度失われるが、子ノードの分散が進むことで割当帯域の期待値を第１実施例並みまで高めることができる。
【００４０】
ただし、最も大きな倍数ｋを有する子ノードの数が倍数ｋの値よりも小さいとき（例えばｋ＝３の子ノードが２台しかない場合）などは、通し番号最大の光受信器（例えば３番）に子ノードを組み合わせることが出来なくなってしまうので、当該光受信器の通し番号以上の倍数ｋを有する子ノードの数を超えた場合には組み合わせを取り消さずに、単純に組み合わせを終了することにすると、図４(b)のような結果が得られる。図４(a)は第２実施例と同様の制御方法で組み合わせを決定した例で、図４(b)と比べると、図４(b)のほうが子ノードの組み合わせが分散していることが分かる。図５に本実施例をプログラム化したときのフローチャートを示す。
【００４１】
＜第４実施例＞
図６に、本発明の第４実施例のトラフィック制御方法による親ノードの光受信器と子ノードの光送信器の組み合わせ結果を用いた、帯域割当の結果を示す。光通信システムにおいても近年低消費電力化、省電力化が求められている。稼動していない装置もしくはその一部を休止することで一定の消費電力削減が期待できる。
【００４２】
第３実施例までは、子ノードの光送信器と親ノードの光受信器の組み合わせを決定する方法が、組み合わせ決定後に実行される帯域割当の方法とは独立に実行されているので、ある光受信器と組み合わされた子ノードが全て送信する情報を有さなかった場合のみ、当該光受信器の装置を休止することができる。さらなる低消費電力化を実現するには、子ノードの光送信器を割り当てる親ノードの光受信器数を、保証帯域を満たせる範囲内で減らすことが効果的である。
【００４３】
本実施例では、送信する情報を有する子ノードのみを対象として、親ノードの光受信器に組み合わせるので、稼動状態の光受信器数を最低限に抑えることができ、より高い省電力効果が得られる。図６の第４実施例は第２実施例と同一条件ではあるが、送信する情報を有する子ノード番号２，５，６，８のみを対象として組み合わせを決定して動的帯域割当を実施した例で、図７のように、単純に、第２実施例の組み合わせをもとに送信時間を要求した子ノードに動的帯域割当を実行した例と比べて、必要な光受信器数が低減されていることが分かる。
【００４４】
本実施例のプログラムは、図３もしくは図５に示したフローチャートを帯域割当周期毎に用い（１回の動的帯域割り当てのステップの中に入れ）、対象とする子ノードを、送信する情報を有する子ノードのみとし、子ノードの数も送信する情報を有する子ノードの数として実行すればよい。
【００４５】
＜光通信システムの例＞
図８に本発明の光通信システムの第１の例を示す。図中の記号は図１２と同様で、１６は本発明の制御装置としての光通信用集積回路、を示す。本実施例は、親ノードの光受信器と子ノードの光送信器の組み合わせを変更する方法として、子ノード１３の送信波長を可変化している。図１２の従来例と同様に、親ノードの光受信器の受信波長を可変化したり、その両方を可変化したりしても同様の効果が得られることは明白である。また、波長多重（ＷＤＭ）を時間多重（ＴＤＭ）であるＰＯＮに適用した本実施例だけでなく、光符号多重（ＯＣＤＭ）方式を用いた例では、可変の符号器を光送信器に、可変の復号器を光受信器に実装すれば（どちらか一方でも両方でも良い）、同様の効果が得られる。また、直交周波数多重（ＯＦＤＭ）方式を用いた例では、光送受信器の用いる周波数領域で直交する搬送波を可変化すれば、同様の効果が得られる。
【００４６】
＜トラフィック制御装置の例＞
図９に本発明のトラフィック制御装置のブロック構成を示す。図中の記号は、１４（１）〜１４（ｍ）は親ノード１２の光受信器、１７（１）〜１７（ｍ）はクロックデータ再生回路、１８（１）〜１８（ｍ）は多重分離回路、１９（１）〜１９（ｍ）はメディアアクセス制御回路、２０はシステムネットワークインタフェース、２１は本発明の制御回路、を示す。各ブロックは全てが一つの集積回路に集積化されていても、一部若しくは全てが分割されて集積化されていても同様の効果が得られる。
【００４７】
本発明の制御回路２１は、第１から第４実施例のトラフィック制御方法を実現するために、子ノード１３との間で制御信号の送受を行い、子ノードの光送信器と親ノードの光受信器の組み合わせや、動的帯域割り当てによる帯域を決定する。また、多重化方式としてＷＤＭが用いられている場合には、送受信器の波長を変更する制御信号を、ＯＣＤＭが用いられているときには符号を変更する制御信号を発出する機能を有する。さらに、上記組み合わせの決定により、送信時間の要求がない光受信器の電源供給を調整し、電力消費を削減する制御信号の発出機能を有する。
【００４８】
これまで説明した全ての制御機能は、親ノード１２の制御装置としての光通信用集積回路１６に含まれる本発明の制御回路２１の回路動作により実行されるか、光通信用集積回路１６の記憶部に記録された図３、図５等に示したプログラムによりコンピュータを上記制御装置として機能させることによって実現されるか、ハードディスク装置や光磁気ディスク装置、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリやＲＡＭのような揮発性のメモリなどの記録媒体に書き込まれた図３、図５等に示したプログラムによりコンピュータを上記制御装置として機能させることによって実現されるものとする。
【００４９】
また、これらの記録媒体とは、インターネットなどのネットワークや電話回線などの通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部のＲＡＭ（揮発性メモリ）のように、一定時間プログラムを保持しているものを含む。制御装置と制御装置が接続されている部品の間のインターフェイスは、図中便宜上１本の線で示しているが、複数のインターフェイスを有していても構わないし、上記の記録媒体とのインターフェイスを有していても良い。
【００５０】
図中、便宜上、親ノードの光送信器は省略している。また、クロックデータ再生回路１７は親ノード１２の光受信器１４に含まれていても良い。図９の構成は一例であり、同様の機能を有していれば詳細な回路構成によらず有効である。
【００５１】
なお、これまで説明した全ての実施例の図において、各子ノードに割り当てられた帯域間の時間を０として表現し説明したが、本発明によるサービス性に変化の無い公平な帯域割り当ての効果は、単位時間と単位時間の間の時間の有無、固定、可変に因らず有効であることは明らかである。
【符号の説明】
【００５２】
１：親ノード
２（１）〜２（ｎ）：子ノード
３Ａ：ｎ対１分岐光カプラ
３Ｂ：１対ｋ分岐光カプラ
４：主加入者光ファイバ回線
５（１）〜５（ｎ）：分岐加入者光ファイバ回線
６：特許文献１に記載のＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの親ノード
７（１）〜７（ｍ）：親ノード６の有する光受信器
８（１）〜８（ｍ）：波長可変フィルタ
９（１）〜９（ｎ）：特許文献２に記載のＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの子ノード
１０Ａ：波長合分波器
１０Ｂ：波長合分波器
１１：特許文献２に記載のＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの制御装置としての光通信用集積回路
１２：非特許文献１に記載のＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの親ノード
１３（１）〜１３（ｎ）：非特許文献１に記載のＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの子ノード、
１４（１）〜１４（ｍ）：親ノード１２の光受信器
１５：非特許文献１に記載のＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの制御装置としての光通信用集積回路
１６：本発明の制御装置としての光通信用集積回路
１７（１）〜１７（ｍ）：クロックデータ再生回路
１８（１）〜１８（ｍ）：多重分離回路
１９（１）〜１９（ｍ）：メディアアクセス制御回路
２０：システムネットワークインタフェース
２１：本発明の制御回路
（１）〜（８）：子ノード番号１〜８に各々割当てられた上り伝送用帯域
［１］，［２］，［３］：親ノードの光受信器番号１〜３の単位時間（帯域割当周期）あたりの受信帯域
Ｖ：空き帯域
【技術分野】
【０００１】
本発明は、時分割多重と他の多重化方式を組み合わせた光アクセスシステムにおけるトラフィック制御技術および消費電力制御技術に関し、主に、一対多接続の双方向光通信システムの上り通信トラフィック制御を行うトラフィック制御方法、トラフィック制御装置、制御プログラム、記録媒体、および光通信システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インターネットの急速な普及により、大容量のアクセスサービスが求められるようになった。回線の伝送帯域を複数のユーザで共有するシェアドアクセス方式の光伝送システムであるＰＯＮ（Passive Optical Network）が実現され、装置の低コスト化が進展したことにより、ＦＴＴＨ（Fiber To The Home）サービスが現実的な料金で提供されるようになった。
【０００３】
図１０に典型的なＰＯＮの構成と上りトラフィックの流れを示す。図中、１は親ノード、２（１）〜２（ｎ）はｎ個の子ノード、３Ａはｎ対１分岐の光カプラ、４は主加入者光ファイバ回線、５（１）〜５（ｎ）はｎ本の分岐加入者光ファイバ回線、＃１〜＃ｎは子ノード２（１）〜２（ｎ）が送信した上り信号、を示す。子ノード２から親ノード１へ向かう通信を「上り通信」、その逆方向の通信を「下り通信」と呼ぶのが一般的であるので、本明細書でも特別にことわらない限り同様の表現を用いることとする。また、本発明は上り通信に関するもので、基本的に下り通信に依らないため、背景技術の説明も上り通信の説明に留める。
【０００４】
ＰＯＮにおいては、加入者間で親ノード１と主加入者ファイバ回線４を共有できるため、１加入者当たりの装置コストが低く経済的な光ネットワークを構成することができるが、その反面、元来ｎ個の受信器と集線スイッチで実現している機能を親ノード１台で代替するため、極めて複雑な制御機能が実装されている。
【０００５】
各子ノード２（１）〜２（ｎ）から送信される上り信号＃１〜＃ｎは、お互いの送信した光信号が親ノード１に届いたときに時間の重なりを生じないよう、送信タイミングとその送信時間を親ノード１によって制御されている。この送信タイミングと送信時間の割り当てを行う際に、あらかじめ決まった割り当て周期毎に各子ノード２（１）〜２（ｎ）への割り当て時間（割当帯域と呼ぶ）を決定し、また効率向上のために複数の異なる要求帯域を受け付けるＴＤＭ−ＰＯＮ方式が提案されている（特許文献１）。
【０００６】
しかしながら、ＰＯＮネットワークにおいては、上り信号に使われる光信号の波長が単一であるため、同時に使用する加入者が増加すると、１加入者あたりの割り当て時間は短くなってしまい、伝送速度の劣化を生じるという課題があった。
【０００７】
この課題を解決すべく、波長分割多重（ＷＤＭ: Wavelength Division Multiplexing）技術を用いたＷＤＭ−ＰＯＮの技術が提案されている（特許文献２）。図１１は図１０で示したＴＤＭ−ＰＯＮの技術にＷＤＭ技術を組み合わせたもので、ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮと呼ばれるネットワークの１例である。図１０に記載のものと同じものには同じ符号をつけた。
【０００８】
３Ｂは１：ｍ分岐の光カプラ、６は特許文献２に記載のＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの親ノード、７（１）〜７（ｍ）は親ノード６の有する光受信器、８（１）〜８（ｍ）は波長可変フィルタ、９（１）〜９(ｎ)は特許文献２に記載のＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの子ノード、１０Ａは波長合分波器、１１は特許文献２に記載のＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの制御装置としての光通信用集積回路、λ１〜λｎは子ノード９（１）〜９（ｎ）に各々割り当てられた上り伝送用の光源の波長、を示す。
【０００９】
このネットワーク構成では、ｎ個の子ノード９（１）〜９(ｎ)に対して各々１波長が上り伝送用に割り当てられており、子ノード９（１）〜９(ｎ)間での上り伝送用光信号の時間的重なりが、親ノード６内の光受信器７の台数ｍまで許される。すなわち、光受信器７の台数を増設することで、ネットワークの伝送帯域をｍ倍に増加させることができる。
【００１０】
最近ではさらなる経済化実現のために、より波長数が少なく同様の効果が得られるＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ構成が提案されている（非特許文献１）。図１２にその基本構成の例を示す。図１０，図１１に記載のものと同じものには同じ符号を付けた。１０Ｂは波長合分波器、１２は非特許文献１に記載のＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの親ノード、１３（１）〜１３（ｎ）は非特許文献１に記載のＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの子ノード、１４（１）〜１４（ｍ）は親ノード１２の光受信器、１５は非特許文献１に記載のＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの制御装置としての光通信用集積回路、を示す。
【００１１】
この例では、子ノード１３の有する光送信器に波長を切り替える機能が実装されており、波長数は図１１で示した構成がｎ（子ノード数）であるのに対しｍ（親ノードの光受信器数）で済むことになるため、一定の経済化を図ることが出来る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００３−０８７２８１号
【特許文献２】特開２００５−３５４２５２号
【非特許文献】
【００１３】
【非特許文献１】S. Kimura, “10-Gbit/s TDM-PON aｎd over-40-Gbit/s WDM/TDM-PON systems with OPEX-effective burst-mode technologies,” OFC2009, OWH-6, Mar. 2009.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
以上のように、特許文献２と非特許文献１に記載のＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ方式では、親ノードの有する光受信器数ｍを乗じたネットワークの伝送帯域を得ることができる。
【００１５】
しかしながら、これらの文献に記載されている帯域割当技術を用いた場合、サービスのアップグレードの過程における旧サービスユーザと新規サービスユーザの混在時に、異なるサービスのユーザ間の公平性を確保することが困難である。例として、非特許文献１に記載されているＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ（図１２）における、親ノード１２の光受信器１４を１台から２台に増設した場合を考える。
【００１６】
図１２に示すＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ構成で、親ノード１２の光受信器１４が１台の場合（１４（１）のみの場合）は、通常のＰＯＮと同一の動作となる。最も輻輳している場合には、親ノード１２の１台の光受信器の伝送帯域をｎユーザで均等に分配するので、親ノード１２の光受信器の伝送帯域をｎで除した値まで割当帯域が減少する。例えば、親ノード１２の受信器の伝送帯域を10 Gbit/s、ユーザ数ｎを20とすると、10G ÷ 20 = 0.5G bit/s が割当帯域となる。従って、この場合に各ユーザに保証可能な割当帯域（保証帯域）の上限は、0.5Ｇbit/sとなる。
【００１７】
ここで、２０人のユーザのなかで1人のユーザが２倍の保証帯域のサービスへ、アップグレードを希望したとする。この場合、最輻輳時に保証帯域として割当可能な帯域が足りなくなってしまうので、親ノード１２に２台目の光受信器１４（２）を増設することになる。
【００１８】
ここで簡単のために、ユーザの要求帯域はアップグレードしたユーザが２倍である以外は全て同じであると仮定する。特許文献２や非特許文献１に記載の波長帯域割当方法を用いると、アップグレードしたユーザには他のユーザの２倍の帯域を割り当てるとして、見かけ上２１人のユーザで帯域を分割することになる。すなわち光受信器１４（１）と１４（２）には、一方が１１ユーザ分、もう一方が１０人分の子ノードが割り当てられるため、ユーザに割り当てられる帯域は、既存ユーザの帯域が10/10=1 Gbit/s か10/11 Gbit/sとなり、結果として割当帯域は200/209 Gbit/sとなる。アップグレードユーザはこの２倍の帯域となるので、20/11 Gbit/sの割当帯域を得ることになる。
【００１９】
このような帯域割当手法は、一見公平性を有しているように見えるが、実際には公平であるとは言いがたい。アップグレードユーザは保証帯域２倍のサービスを求めて（既存サービスよりもおそらくは高価な）新規サービスへの加入を行っているので、他のユーザよりも高い利用料を支払っている。アップグレードによって他のユーザとは相対的に２倍の帯域を得てはいるが、このアップグレードに伴い、既存ユーザの保証帯域もほぼ２倍に拡大しており、既存ユーザは既存サービスの価格で実質２倍の保証帯域を得られることになってしまう。
【００２０】
本来、追加した設備は新規サービスのための追加投資であるので、光受信器１４（２）を新規サービスのユーザのみでシェアするべきと考えたとしよう。この場合、光受信器１４（２）を新規サービスへのアップグレードユーザでシェア、光受信器１４（１）を既存サービスユーザでシェア、という割当になるので、アップグレードユーザが10人に達した時点で、アップグレードユーザも既存サービスユーザも実効的な保証帯域が等しく２倍になってしまうことが分かる。
【００２１】
これは新規サービスにアップグレードしたユーザが、既存サービスとは異なる設備に移動してしまうことで、既存サービスの設備をシェアする既存ユーザ数が減少し、結果としてサービス品質が改善してしまうことによる。高いサービス利用料を払っているアップグレードユーザから見れば、これもまた不公平と言わざるを得ない。
【００２２】
本発明の目的は、ＰＯＮ(ＴＤＭ−ＰＯＮ)に他の多重化技術（例えばＷＤＭ）を用いて総帯域の拡張性を持たせたネットワークにおいて、ユーザのサービスアップグレードに伴う設備の追加が既存ユーザの帯域に与える影響を最小限に食い止め、公平性を確保することにある。
【問題を解決する手段】
【００２３】
請求項１にかかる発明は、１個の親ノードとｎ（ｎは２＜ｎなる正の整数）個の子ノードとの間を光伝送路で接続した一対多接続の光通信システムにおける、子ノードから親ノードへ向かう上り方向の光通信において、親ノードがｍ台（ｍは１＜ｍ＜ｎなる正の整数）の光受信器を具備し、前記ｎ個の子ノードが各々１台ずつ具備する計ｎ台の光送信器と、対向する前記ｍ台の光受信器の光送受信を行う組み合わせを決定するトラフィック制御方法であって、前記ｍ台の光受信器に１からｍまでの通し番号を付与したとき、前記ｎ個の子ノードの光送信器各々に対し、１からｋ（ｋは子ノード毎に異なって良い１≦ｋ＜ｎなる整数）番までの前記親ノードの光受信器との組み合わせを許可することで、前記親ノードの光受信器１台の伝送帯域をｎで除した値のｋ倍の保証帯域を前記子ノードに与えることを特徴とする法。
請求項２にかかる発明は、請求項１に記載のトラフィック制御方法において、組み合わせが決まっていない前記子ノードで、前記ｋの小さな子ノードから順に、組み合わせが許可されている前記親ノードのｋ台の光受信器の中で、組み合わせが終了していない前記通し番号の最も小さい光受信器に組み合わせ、組み合わせの結果、該光受信器に組み合わせられている全ての子ノードのｋの和がｎを越えた場合は、最後に組み合わせた子ノードとの組み合わせを取り消して該光受信器の組み合わせを終了するという工程を、全ての子ノードの光送信器が前記親ノードの光受信器のいずれかに組み合わせられるまで再帰的に繰り返すことを特徴とする。
請求項３にかかる発明は、請求項１に記載のトラフィック制御方法において、組み合わせが決まっていない前記子ノードで、前記ｋの小さな子ノードから順に、組み合わせが許可されている前記親ノードのｋ台の光受信器の中で、組み合わせが終了していない前記通し番号の最も小さい光受信器に組み合わせ、組み合わせの結果、該光受信器に組み合わせられている全ての子ノードのｋの和が、ｎを越えた場合は、最後に組み合わせた子ノードとの組み合わせを取り消して該光受信器の組み合わせを終了し、ｎを越えなかった場合で該光受信器の通し番号以上のｋを有する子ノードの数を越えた場合には該光受信器の組み合わせを終了するという工程を、全ての子ノードの光送信器が前記親ノードの光受信器のいずれかに組み合わせられるまで再帰的に繰り返すことを特徴とする。
請求項４にかかる発明は、請求項１に記載のトラフィック制御方法において、組み合わせが決まっていない前記子ノードで、前記ｋの小さな子ノードから順に、組み合わせが許可されている前記親ノードのｋ台の光受信器の中で、組み合わせが終了していない前記通し番号の最も小さい光受信器に組み合わせ、組み合わせの結果、該光受信器に組み合わせられている全ての子ノードのｋの和が、該光受信器の通し番号以上のｋを有する子ノードの数を越えた場合は、最後に組み合わせた子ノードとの組み合わせを取り消して該光受信器の組み合わせを終了するという工程を、全ての子ノードの光送信器が前記親ノードの光受信器のいずれかに組み合わせられるまで再帰的に繰り返すことを特徴とする。
請求項５にかかる発明は、請求項２乃至請求項４のいずれか１つに記載のトラフィック制御方法を用いて決定された組み合わせに対し、前記親ノードの光受信器毎に、各子ノードの保証帯域に応じたＴＤＭＡ方式の動的な帯域割り当てを行うことを特徴とする。
請求項６にかかる発明は、請求項５に記載のトラフィック制御方法において、請求項２乃至請求項４のいずれか１つに記載のトラフィック制御方法を用いた組み合わせの決定を、各子ノードの保証帯域に応じたＴＤＭＡ方式の動的な帯域割当のｐ（ｐは正の整数）周期毎に実行することを特徴とする法。
請求項７にかかる発明は、請求項５に記載のトラフィック制御方法において、請求項２乃至請求項４のいずれか１つに記載のトラフィック制御方法を用いて前記親ノードの光受信器と前記子ノードの光送信器の組み合わせを決定する際に、前記全ての子ノードではなく、送信する情報を有する子ノードの光送信器のみを対象として、前記組み合わせを、各子ノードの保証帯域に応じたＴＤＭＡ方式の動的な帯域割り当て周期毎に決定することを特徴とする法。
請求項８にかかる発明は、請求項７に記載のトラフィック制御方法において、前記組み合わせを、各子ノードの保証帯域に応じたＴＤＭＡ方式の動的な帯域割り当て周期毎に決定することに代えて、前記送信する情報を有する子ノードの組み合わせに変化があった場合に実行することを特徴とする。
請求項９にかかる発明は、請求項５又は請求項８に記載のトラフィック制御方法において、各子ノードの保証帯域に応じたＴＤＭＡ方式の動的な帯域割り当てのｐ（ｐは正の整数）周期毎に、組み合わせられた親ノードの光受信器をｋが同一の子ノード間で交換することを特徴とする。
請求項１０にかかる発明は、請求項５乃至９のいずれか１つに記載のトラフィック制御方法を用い、前記子ノードの光送信器と前記親ノードの光受信器の組み合わせが決定され、各子ノードの保証帯域に応じたＴＤＭＡ方式の動的な帯域割り当てが実行された際に、前記子ノードの光送信器が全く組み合わせられなかった、もしくは組み合わせられた全ての子ノードが送信する情報を有さない、親ノードの光受信器もしくはその一部の電源供給を調整することによって、消費電力を低減することを特徴とする。
請求項１１にかかる発明は、１個の親ノードとｎ（ｎは２＜ｎなる正の整数）個の子ノードとの間を光伝送路で接続した一対多接続の光通信システムにおける、子ノードから親ノードへ向かう上り方向の光通信において、親ノードがｍ台（ｍは１＜ｍ＜ｎなる正の整数）の光受信器を具備し、前記ｎ個の子ノードが各々１台ずつ具備する計ｎ台の光送信器と、対向する前記ｍ台の光受信器の光送受信を行う組み合わせを決定するトラフィック制御装置であって、前記ｍ台の光受信器に１からｍまでの通し番号を付与したとき、前記ｎ個の子ノードの光送信器各々に対し、１からｋ（ｋは子ノード毎に異なって良い１≦ｋ＜ｎなる整数）番までの前記親ノードの光受信器との組み合わせを許可することで、前記親ノードの光受信器１台の伝送帯域をｎで除した値のｋ倍の保証帯域を前記子ノードに与えることを特徴とする置。
請求項１２にかかる発明は、請求項１１に記載のトラフィック制御装置において、組み合わせが決まっていない前記子ノードで、前記ｋの小さな子ノードから順に、組み合わせが許可されている前記親ノードのｋ台の光受信器の中で、組み合わせが終了していない前記通し番号の最も小さい光受信器に組み合わせ、組み合わせの結果、該光受信器に組み合わせられている全ての子ノードのｋの和がｎを越えた場合は、最後に組み合わせた子ノードとの組み合わせを取り消して該光受信器の組み合わせを終了するという工程を、全ての子ノードの光送信器が前記親ノードの光受信器のいずれかに組み合わせられるまで再帰的に繰り返すことを特徴とする置。
請求項１３にかかる発明は、請求項１１に記載のトラフィック制御装置において、組み合わせが決まっていない前記子ノードで、前記ｋの小さな子ノードから順に、組み合わせが許可されている前記親ノードのｋ台の光受信器の中で、組み合わせが終了していない前記通し番号の最も小さい光受信器に組み合わせ、組み合わせの結果、該光受信器に組み合わせられている全ての子ノードのｋの和が、ｎを越えた場合は、最後に組み合わせた子ノードとの組み合わせを取り消して該光受信器の組み合わせを終了し、ｎを越えなかった場合で該光受信器の通し番号以上のｋを有する子ノードの数を越えた場合には該光受信器の組み合わせを終了するという工程を、全ての子ノードの光送信器が前記親ノードの光受信器のいずれかに組み合わせられるまで再帰的に繰り返すことを特徴とする。
請求項１４にかかる発明は、請求項１１に記載のトラフィック制御装置において、組み合わせが決まっていない前記子ノードで、前記ｋの小さな子ノードから順に、組み合わせが許可されている前記親ノードのｋ台の光受信器の中で、組み合わせが終了していない前記通し番号の最も小さい光受信器に組み合わせ、組み合わせの結果、該光受信器に組み合わせられている全ての子ノードのｋの和が、該光受信器の通し番号以上のｋを有する子ノードの数を越えた場合は、最後に組み合わせた子ノードとの組み合わせを取り消して該光受信器の組み合わせを終了するという工程を、全ての子ノードの光送信器が前記親ノードの光受信器のいずれかに組み合わせられるまで再帰的に繰り返すことを特徴とする。
請求項１５にかかる発明は、請求項１２乃至請求項１４のいずれか１つに記載のトラフィック制御装置を用いて決定された組み合わせに対し、前記親ノードの光受信器毎に、各子ノードの保証帯域に応じたＴＤＭＡ方式の動的な帯域割り当てを行うことを特徴とする。
請求項１６にかかる発明は、請求項１５に記載のトラフィック制御装置において、請求項１２乃至請求項１４のいずれか１つに記載のトラフィック制御装置を用いた組み合わせの決定を、各子ノードの保証帯域に応じたＴＤＭＡ方式の動的な帯域割当のｐ（ｐは正の整数）周期毎に実行することを特徴とする。
請求項１７にかかる発明は、請求項１５に記載のトラフィック制御装置において、請求項１２乃至請求項１４のいずれか１つに記載のトラフィック制御装置を用いて前記親ノードの光受信器と前記子ノードの光送信器の組み合わせを決定する際に、前記全ての子ノードではなく、送信する情報を有する子ノードの光送信器のみを対象として、前記組み合わせを各子ノードの保証帯域に応じたＴＤＭＡ方式の動的な帯域割り当て周期毎に決定することを特徴とする。
請求項１８にかかる発明は、請求項１７に記載のトラフィック制御装置において、前記組み合わせを、各子ノードの保証帯域に応じたＴＤＭＡ方式の動的な帯域割り当て周期毎に決定することに代えて、前記送信する情報を有する子ノードの組み合わせに変化があった場合に実行することを特徴とする。
請求項１９にかかる発明は、請求項１５又は請求項１８に記載のトラフィック制御装置において、各子ノードの保証帯域に応じたＴＤＭＡ方式の動的な帯域割り当てのｐ（ｐは正の整数）周期毎に、組み合わせられた親ノードの光受信器をｋが同一の子ノード間で交換することを特徴とする。
請求項２０にかかる発明は、請求項１５乃至１９のいずれか１つに記載のトラフィック制御装置を用い、前記子ノードの光送信器と前記親ノードの光受信器の組み合わせが決定され、各子ノードの保証帯域に応じたるＴＤＭＡ方式の動的な帯域割り当てが実行された際に、前記子ノードの光送信器が全く組み合わせられなかった、もしくは組み合わせられた全ての子ノードが送信する情報を有さない、親ノードの光受信器もしくはその一部の電源供給を調整することによって、消費電力を低減することを特徴とする。
請求項２１にかかる発明の制御プログラムは、コンピュータを請求項１１乃至２０のいずれか１つに記載のトラフィック制御装置として機能させることを特徴とする。
請求項２２にかかる発明の記録媒体は、請求項２１に記載の制御プログラムが記録されていることを特徴とする。
請求項２３にかかる発明の光通信システムは、請求項１乃至９のいずれか１つに記載のトラフィック制御方法を用い、子ノードの光送信器と、親ノードの光受信器の組み合わせを変更するとき、前記光送信器若しくは前記光受信器若しくはその両方の使用する光信号の波長を変化させることを特徴とする。
請求項２４にかかる発明の光通信システムは、請求項１乃至９のいずれか１つに記載のトラフィック制御方法を用い、子ノードの光送信器と、親ノードの光受信器の組み合わせを変更するとき、前記光送信器若しくは前記光受信器若しくはその両方の使用する光信号の符号を変化させることを特徴とする。
請求項２５にかかる発明の光通信システムは、請求項１乃至９のいずれか１つに記載のトラフィック制御方法を用い、子ノードの光送信器と、親ノードの光受信器の組み合わせを変更するとき、前記光送信器若しくは前記光受信器若しくはその両方の使用する光信号の周波数領域で直交する搬送波を変化させることを特徴とする。
請求項２６にかかる発明の光通信システムは、請求項２乃至９のいずれか１つに記載のトラフィック制御方法を用い、前記親ノードが具備する光受信器の台数ｍを、全子ノードのｋの平均値の小数点以下を切り上げた整数とすることを特徴とする。
請求項２７にかかる発明は、請求項２３乃至２６のいずれか１つに記載の光通信システムにおいて、請求項１０に記載のトラフィック制御方法を用いて消費電力を低減する機能を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、親ノードの有する光受信器と子ノードの光送信器の可能な組み合わせを、ユーザが利用しているサービスの保証帯域の大きさに応じて制限／許可することによって、より保証帯域の小さなサービスを利用しているユーザに過剰な保証帯域を与えないように制御することが出来るため、公平性を確保することが出来る。具体的には、既存設備は全ユーザ（既存サービスユーザとアップグレードユーザ）でシェアし、新規に追加した設備はアップグレードユーザのみでシェアする。
【００２５】
また、親ノードの光受信器に便宜上付与した通し番号の小さな順に、割り当てられる子ノードの保証帯域の総和が光受信器の伝送帯域を超えない範囲で可能な限り詰め込むことによって、複数の光受信器に同一の子ノードの帯域が分割されて割り当てられるのを防ぐとともに、親ノードの光受信器の増設数を最小化できる。
【００２６】
さらに、各子ノードの保証帯域に応じたＴＤＭＡ方式の動的な帯域割り当て実行時に、組み合わせられた子ノードの光送信器に送信する情報を有する子ノードのみを対象として組み合わせを決定することで、子ノードの光送信器が組み合わせられる親ノードの光受信器数を低減し、組み合わせられた子ノードに送信する情報を有するものが存在しない親ノードの光受信器の一部若しくは全ての電源供給を調整（休止）することで、消費電力を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１実施例のトラフィック制御方法による親ノードの光受信器と子ノードの光送信器の組み合わせ結果を用いた帯域割当の説明図である。
【図２】本発明の第２実施例のトラフィック制御方法による親ノードの光受信器と子ノードの光送信器の組み合わせ結果を用いた帯域割当の説明図である。
【図３】本発明の第２実施例のトラフィック制御方法を実施するフローチャートである。
【図４】(a)は本発明の第３実施例の条件下における第２実施例のトラフィック制御方法による親ノードの光受信器と子ノードの光送信器の組み合わせ結果を用いた帯域割当の説明図、(b)は本発明の第３実施例のトラフィック制御方法による親ノードの光受信器と子ノードの光送信器の組み合わせ結果を用いた帯域割当の説明図である。
【図５】本発明の第３実施例のトラフィック制御方法を実施するフローチャートである。
【図６】本発明の第４実施例のトラフィック制御方法による親ノードの光受信器と子ノードの光送信器の組み合わせ結果を用いた帯域割当の説明図である。
【図７】本発明の第４実施例のトラフィック制御方法を第２実施例に適用したときの親ノードの光受信器と子ノードの光送信器の組み合わせ結果を用いた帯域割当の説明図である。
【図８】本発明の光通信システムを示すブロック図である。
【図９】本発明のトラフィック制御装置を示すブロック図である。
【図１０】典型的なＴＤＭ−ＰＯＮの構成と上りトラフィックの流れを示す説明図である。
【図１１】特許文献２のＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの構成を示すブロック図である。
【図１２】非特許文献１のＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
＜第１実施例＞
図１に、本発明の第１実施例のトラフィック制御方法による親ノードの光受信器と子ノードの光送信器の組み合わせ結果を用いた、帯域割当の結果を示す。ここで、子ノードの数ｎは８とし、親ノードの光受信器数ｍを３とする。子ノード１番から８番までの保証帯域の倍数ｋを、番号の小さなものから順番に２，１，３，１，１，２，１，２とすると、親ノードの光受信器１番，２番，３番に各々組み合わせが許可されている子ノード番号は、光受信器１番：１，２，３，４，５，６，７，８、光受信器２番：１，３，６，８、光受信器３番：３となる。
【００２９】
本実施例では、親ノードの光受信器毎に各子ノードが帯域を固定で割り当てられているとし、各子ノードの割当帯域をサイクリックに子ノード１個分の帯域だけずらして割り当てることで同一番号の子ノードの帯域が時間の重なりを生じないようにすると、割り当てられた帯域は帯域割当周期を単位時間として図１のようになる。図１中の記号は、（１）から（８）は子ノード１番から８番までに割り当てられた送信帯域であり、[１]，[２]，[３]はそれぞれ親ノードの光受信器１番，２番，３番の受信帯域であり、Ｖで示した部分は空き帯域である。
【００３０】
図１から明らかなように、子ノードは自身の有する倍数ｋと同数の光受信器に対し帯域を割り当てられるので、結果としてｋ倍の保証帯域を得ることが出来る。また、光受信器１番は全ての子ノードに対して帯域を割り当てるので、保証帯域は光受信器１番の伝送帯域のｎ分の１（基準帯域）となり、ｋ＝１の子ノードのサービス性に変化が無い。ｋ＝２の子ノード１番，６番，８番は全ての子ノードが保証帯域２倍以上のサービスにアップグレードした場合に、光受信器の伝送帯域量のｎ分の２倍の保証帯域となり、ｋ＝１のユーザと同様に他のユーザがより高い保証帯域のサービスに何人移行しようとも、その保証帯域が保たれることになる。より高い倍数ｋの値をもつ子ノードに対しても同様であることは明確である。
【００３１】
本実施例では便宜上、各子ノードの割当帯域をサイクリックに子ノード１個分の帯域だけずらして割り当てた例を示したが、同一の子ノードの複数の帯域が時間の重なりをもたなければ、異なる並べ方をしても同様の効果が得られることは明白である。
【００３２】
しかしながら、この実施例では、１個の帯域割当周期内に同一の子ノードの光送信器が複数の光受信器に対し帯域を有するため、帯域間に時間の重なりが生じないように、帯域を固定で割り当てている。このため、必ずしも全てのユーザが送信時間を要求するわけではないアクセスネットワークにおいては、空き帯域が大きくなりすぎて伝送効率が得られないばかりか、保証帯域の倍数ｋの最大値と同数の光受信器が親ノード内に必要となるため、設備投資が大きくなるというデメリットがある。
【００３３】
＜第２実施例＞
図２に、本発明の第２実施例のトラフィック制御方法による親ノードの光受信器と子ノードの光送信器の組み合わせ結果を用いた、帯域割当の結果を示す。図中の記号は図１と同様であり、子ノードの倍数ｋも第１実施例と同一とする。倍数ｋの最も小さなｋ＝１の子ノードは、番号２，４，５，７であるので、組み合わせの終了していない１番の光受信器にランダムな順番で組み合わせた。このｋが等しい子ノードの順番は、子ノードの番号を若番順、老番順で巡回させるなど、公平性が得られる順番付けであればどのような方式で決めても構わない。次に倍数ｋが小さなｋ＝２の子ノードは、番号１，６，８であるので、例としてランダムに番号６，１，８の順で割り当てたが、番号１を割り当てた段階で１番の光受信器に組み合わせられた全ての子ノードのｋの和がｎ＝８となり、番号８の子ノードを組み合わせると倍数ｋの和が８を越えてしまうので、番号８の子ノードは組み合わせずに取り消し、次の２番の光受信器に組み合わせた。次に倍数ｋが小さなｋ＝３の子ノードは番号３であり、２番の光受信器に組み合せても倍数ｋの和が８を超えず、全ての子ノードの組み合わせが決定したため、ここで組み合わせを終了した。
【００３４】
この方法によれば各子ノードの光送信器に対し組み合わされた親ノードの光受信器は１つであるので、同一の子ノードの割当帯域間の時間の重なりを気にする必要が無い。したがって、光受信器毎に動的な帯域割当を実行することができる。ただし、ここで実行する動的帯域割当は、各子ノードの保証帯域に応じた方式である必要がある。なぜなら、本発明によって各子ノードへの保証帯域を満たせる送受信器間の組み合わせを決定する意味がなくなってしまうからである。例として全子ノードが十分な送信時間を要求し、各子ノードの有する倍数ｋの値に割当帯域が比例するように動的帯域割当を実行すると、図２のようになることが分かる。倍数ｋに比例した保証帯域に応じたＴＤＭＡの帯域割り当て方式としては、特許３７６８４２１号などがあるが、各子ノードの保証帯域に応じた方式であればどのような方式を用いても構わない。
【００３５】
図２で明白なように、この第２実施例の方法を用いれば、親ノードの光受信器数が２台で済むことになり、設備投資を抑えることができる。つまり、親ノードが具備する光受信器の台数ｍを、全子ノードのｋの平均値の小数点以下を切り上げた整数とすることができる。また、親ノードの光受信器毎に動的な帯域割当を実行することで、空き帯域の発生を防ぎ設備の利用効率を高めることができる。また、第１実施例と同様にｋ＝１の子ノードにとっては８台の子ノードで公平に帯域を共有しているのと変わらないため、サービス性に変化を生じない。
【００３６】
ｋ＝２以上の子ノードにとっては、どの光受信器と組み合わせられるかによって、与えられる帯域に差が生じる（子ノード番号１，６，８では図２に示すように番号８が最も大きな帯域を得ている）。この差を平均化するには、一定の周期で組み合わせの決定自体を実行しなおすか、倍数ｋが同一の子ノード間で割当帯域を交換するなどして、子ノードの順番を変えることで実現すればよい。ここでの子ノードの順番の変更も、ランダムに行ったり、子ノードの番号の若番順、老番順に巡回したり、子ノード間の公平性が得られる順番付けを用いればよい。なお、図２では光送受信器の組み合わせの決定順に帯域が割り当てられている例を示したが、どのような順番でも同様の効果が得られる。図３に本実施例をプログラム化したときのフローチャートを示す。ここではｋが等しい子ノードの順番をランダムに選択する例を示した。以降、全ての実施例でランダムに選択する例を中心に記述するが、他の方式で順番を決めても同様であることは明白である。
【００３７】
＜第３実施例＞
図４(b)に、本発明の第３実施例のトラフィック制御方法による、親ノードの光受信器と子ノードの光送信器の組み合わせ結果を用いた帯域割当の結果を示す。ここでは、第１実施例と同様に子ノードの数ｎは８とし、親ノードの光受信器数ｍを３とする。子ノード１番から８番までの保証帯域の倍数ｋは、番号の小さなものから順番に３，１，３，１，１，１，１，３とする。
【００３８】
第２実施例では保証帯域を確保しながら、可能な限り少ない台数の光受信器に割り当てる方法を示したが、本実施例では第２実施例と同程度にユーザを分散させる例について示す。具体的には第２実施例にくらべて組み合わせを終了する倍数ｋの和の数を小さくすることで、より通し番号の大きな光受信器へ分散させることができる。
【００３９】
第１実施例で示したように、光受信器に割り当てられる子ノードは、光受信器の通し番号以上の倍数ｋを有するものであるべきなので、組み合わせを終了する倍数ｋの和を、当該光受信器の通し番号以上の倍数ｋを有する子ノードの数とすれば、上記倍数ｋの条件を第１実施例の制御方法に当てはめた場合とほぼ同等の分散で組み合わせを決定できる。これにより、光受信器数の削減効果はある程度失われるが、子ノードの分散が進むことで割当帯域の期待値を第１実施例並みまで高めることができる。
【００４０】
ただし、最も大きな倍数ｋを有する子ノードの数が倍数ｋの値よりも小さいとき（例えばｋ＝３の子ノードが２台しかない場合）などは、通し番号最大の光受信器（例えば３番）に子ノードを組み合わせることが出来なくなってしまうので、当該光受信器の通し番号以上の倍数ｋを有する子ノードの数を超えた場合には組み合わせを取り消さずに、単純に組み合わせを終了することにすると、図４(b)のような結果が得られる。図４(a)は第２実施例と同様の制御方法で組み合わせを決定した例で、図４(b)と比べると、図４(b)のほうが子ノードの組み合わせが分散していることが分かる。図５に本実施例をプログラム化したときのフローチャートを示す。
【００４１】
＜第４実施例＞
図６に、本発明の第４実施例のトラフィック制御方法による親ノードの光受信器と子ノードの光送信器の組み合わせ結果を用いた、帯域割当の結果を示す。光通信システムにおいても近年低消費電力化、省電力化が求められている。稼動していない装置もしくはその一部を休止することで一定の消費電力削減が期待できる。
【００４２】
第３実施例までは、子ノードの光送信器と親ノードの光受信器の組み合わせを決定する方法が、組み合わせ決定後に実行される帯域割当の方法とは独立に実行されているので、ある光受信器と組み合わされた子ノードが全て送信する情報を有さなかった場合のみ、当該光受信器の装置を休止することができる。さらなる低消費電力化を実現するには、子ノードの光送信器を割り当てる親ノードの光受信器数を、保証帯域を満たせる範囲内で減らすことが効果的である。
【００４３】
本実施例では、送信する情報を有する子ノードのみを対象として、親ノードの光受信器に組み合わせるので、稼動状態の光受信器数を最低限に抑えることができ、より高い省電力効果が得られる。図６の第４実施例は第２実施例と同一条件ではあるが、送信する情報を有する子ノード番号２，５，６，８のみを対象として組み合わせを決定して動的帯域割当を実施した例で、図７のように、単純に、第２実施例の組み合わせをもとに送信時間を要求した子ノードに動的帯域割当を実行した例と比べて、必要な光受信器数が低減されていることが分かる。
【００４４】
本実施例のプログラムは、図３もしくは図５に示したフローチャートを帯域割当周期毎に用い（１回の動的帯域割り当てのステップの中に入れ）、対象とする子ノードを、送信する情報を有する子ノードのみとし、子ノードの数も送信する情報を有する子ノードの数として実行すればよい。
【００４５】
＜光通信システムの例＞
図８に本発明の光通信システムの第１の例を示す。図中の記号は図１２と同様で、１６は本発明の制御装置としての光通信用集積回路、を示す。本実施例は、親ノードの光受信器と子ノードの光送信器の組み合わせを変更する方法として、子ノード１３の送信波長を可変化している。図１２の従来例と同様に、親ノードの光受信器の受信波長を可変化したり、その両方を可変化したりしても同様の効果が得られることは明白である。また、波長多重（ＷＤＭ）を時間多重（ＴＤＭ）であるＰＯＮに適用した本実施例だけでなく、光符号多重（ＯＣＤＭ）方式を用いた例では、可変の符号器を光送信器に、可変の復号器を光受信器に実装すれば（どちらか一方でも両方でも良い）、同様の効果が得られる。また、直交周波数多重（ＯＦＤＭ）方式を用いた例では、光送受信器の用いる周波数領域で直交する搬送波を可変化すれば、同様の効果が得られる。
【００４６】
＜トラフィック制御装置の例＞
図９に本発明のトラフィック制御装置のブロック構成を示す。図中の記号は、１４（１）〜１４（ｍ）は親ノード１２の光受信器、１７（１）〜１７（ｍ）はクロックデータ再生回路、１８（１）〜１８（ｍ）は多重分離回路、１９（１）〜１９（ｍ）はメディアアクセス制御回路、２０はシステムネットワークインタフェース、２１は本発明の制御回路、を示す。各ブロックは全てが一つの集積回路に集積化されていても、一部若しくは全てが分割されて集積化されていても同様の効果が得られる。
【００４７】
本発明の制御回路２１は、第１から第４実施例のトラフィック制御方法を実現するために、子ノード１３との間で制御信号の送受を行い、子ノードの光送信器と親ノードの光受信器の組み合わせや、動的帯域割り当てによる帯域を決定する。また、多重化方式としてＷＤＭが用いられている場合には、送受信器の波長を変更する制御信号を、ＯＣＤＭが用いられているときには符号を変更する制御信号を発出する機能を有する。さらに、上記組み合わせの決定により、送信時間の要求がない光受信器の電源供給を調整し、電力消費を削減する制御信号の発出機能を有する。
【００４８】
これまで説明した全ての制御機能は、親ノード１２の制御装置としての光通信用集積回路１６に含まれる本発明の制御回路２１の回路動作により実行されるか、光通信用集積回路１６の記憶部に記録された図３、図５等に示したプログラムによりコンピュータを上記制御装置として機能させることによって実現されるか、ハードディスク装置や光磁気ディスク装置、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリやＲＡＭのような揮発性のメモリなどの記録媒体に書き込まれた図３、図５等に示したプログラムによりコンピュータを上記制御装置として機能させることによって実現されるものとする。
【００４９】
また、これらの記録媒体とは、インターネットなどのネットワークや電話回線などの通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部のＲＡＭ（揮発性メモリ）のように、一定時間プログラムを保持しているものを含む。制御装置と制御装置が接続されている部品の間のインターフェイスは、図中便宜上１本の線で示しているが、複数のインターフェイスを有していても構わないし、上記の記録媒体とのインターフェイスを有していても良い。
【００５０】
図中、便宜上、親ノードの光送信器は省略している。また、クロックデータ再生回路１７は親ノード１２の光受信器１４に含まれていても良い。図９の構成は一例であり、同様の機能を有していれば詳細な回路構成によらず有効である。
【００５１】
なお、これまで説明した全ての実施例の図において、各子ノードに割り当てられた帯域間の時間を０として表現し説明したが、本発明によるサービス性に変化の無い公平な帯域割り当ての効果は、単位時間と単位時間の間の時間の有無、固定、可変に因らず有効であることは明らかである。
【符号の説明】
【００５２】
１：親ノード
２（１）〜２（ｎ）：子ノード
３Ａ：ｎ対１分岐光カプラ
３Ｂ：１対ｋ分岐光カプラ
４：主加入者光ファイバ回線
５（１）〜５（ｎ）：分岐加入者光ファイバ回線
６：特許文献１に記載のＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの親ノード
７（１）〜７（ｍ）：親ノード６の有する光受信器
８（１）〜８（ｍ）：波長可変フィルタ
９（１）〜９（ｎ）：特許文献２に記載のＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの子ノード
１０Ａ：波長合分波器
１０Ｂ：波長合分波器
１１：特許文献２に記載のＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの制御装置としての光通信用集積回路
１２：非特許文献１に記載のＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの親ノード
１３（１）〜１３（ｎ）：非特許文献１に記載のＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの子ノード、
１４（１）〜１４（ｍ）：親ノード１２の光受信器
１５：非特許文献１に記載のＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの制御装置としての光通信用集積回路
１６：本発明の制御装置としての光通信用集積回路
１７（１）〜１７（ｍ）：クロックデータ再生回路
１８（１）〜１８（ｍ）：多重分離回路
１９（１）〜１９（ｍ）：メディアアクセス制御回路
２０：システムネットワークインタフェース
２１：本発明の制御回路
（１）〜（８）：子ノード番号１〜８に各々割当てられた上り伝送用帯域
［１］，［２］，［３］：親ノードの光受信器番号１〜３の単位時間（帯域割当周期）あたりの受信帯域
Ｖ：空き帯域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１個の親ノードとｎ（ｎは２＜ｎなる正の整数）個の子ノードとの間を光伝送路で接続した一対多接続の光通信システムにおける、子ノードから親ノードへ向かう上り方向の光通信において、
親ノードがｍ台（ｍは１＜ｍ＜ｎなる正の整数）の光受信器を具備し、前記ｎ個の子ノードが各々１台ずつ具備する計ｎ台の光送信器と、対向する前記ｍ台の光受信器の光送受信を行う組み合わせを決定するトラフィック制御方法であって、
前記ｍ台の光受信器に１からｍまでの通し番号を付与したとき、前記ｎ個の子ノードの光送信器各々に対し、１からｋ（ｋは子ノード毎に異なって良い１≦ｋ＜ｎなる整数）番までの前記親ノードの光受信器との組み合わせを許可することで、前記親ノードの光受信器１台の伝送帯域をｎで除した値のｋ倍の保証帯域を前記子ノードに与えることを特徴とするトラフィック制御方法。
【請求項２】
請求項１に記載のトラフィック制御方法において、
組み合わせが決まっていない前記子ノードで、前記ｋの小さな子ノードから順に、組み合わせが許可されている前記親ノードのｋ台の光受信器の中で、組み合わせが終了していない前記通し番号の最も小さい光受信器に組み合わせ、組み合わせの結果、該光受信器に組み合わせられている全ての子ノードのｋの和がｎを越えた場合は、最後に組み合わせた子ノードとの組み合わせを取り消して該光受信器の組み合わせを終了するという工程を、全ての子ノードの光送信器が前記親ノードの光受信器のいずれかに組み合わせられるまで再帰的に繰り返すことを特徴とするトラフィック制御方法。
【請求項３】
請求項１に記載のトラフィック制御方法において、
組み合わせが決まっていない前記子ノードで、前記ｋの小さな子ノードから順に、組み合わせが許可されている前記親ノードのｋ台の光受信器の中で、組み合わせが終了していない前記通し番号の最も小さい光受信器に組み合わせ、組み合わせの結果、該光受信器に組み合わせられている全ての子ノードのｋの和が、ｎを越えた場合は、最後に組み合わせた子ノードとの組み合わせを取り消して該光受信器の組み合わせを終了し、ｎを越えなかった場合で該光受信器の通し番号以上のｋを有する子ノードの数を越えた場合には該光受信器の組み合わせを終了するという工程を、全ての子ノードの光送信器が前記親ノードの光受信器のいずれかに組み合わせられるまで再帰的に繰り返すことを特徴とするトラフィック制御方法。
【請求項４】
請求項１に記載のトラフィック制御方法において、
組み合わせが決まっていない前記子ノードで、前記ｋの小さな子ノードから順に、組み合わせが許可されている前記親ノードのｋ台の光受信器の中で、組み合わせが終了していない前記通し番号の最も小さい光受信器に組み合わせ、組み合わせの結果、該光受信器に組み合わせられている全ての子ノードのｋの和が、該光受信器の通し番号以上のｋを有する子ノードの数を越えた場合は、最後に組み合わせた子ノードとの組み合わせを取り消して該光受信器の組み合わせを終了するという工程を、全ての子ノードの光送信器が前記親ノードの光受信器のいずれかに組み合わせられるまで再帰的に繰り返すことを特徴とするトラフィック制御方法。
【請求項５】
請求項２乃至請求項４のいずれか１つに記載のトラフィック制御方法を用いて決定された組み合わせに対し、前記親ノードの光受信器毎に、各子ノードの保証帯域に応じたＴＤＭＡ方式の動的な帯域割り当てを行うことを特徴とするトラフィック制御方法。
【請求項６】
請求項５に記載のトラフィック制御方法において、
請求項２乃至請求項４のいずれか１つに記載のトラフィック制御方法を用いた組み合わせの決定を、各子ノードの保証帯域に応じたＴＤＭＡ方式の動的な帯域割当のｐ（ｐは正の整数）周期毎に実行することを特徴とするトラフィック制御方法。
【請求項７】
請求項５に記載のトラフィック制御方法において、
請求項２乃至請求項４のいずれか１つに記載のトラフィック制御方法を用いて前記親ノードの光受信器と前記子ノードの光送信器の組み合わせを決定する際に、前記全ての子ノードではなく、送信する情報を有する子ノードの光送信器のみを対象として、前記組み合わせを、各子ノードの保証帯域に応じたＴＤＭＡ方式の動的な帯域割り当て周期毎に決定することを特徴とするトラフィック制御方法。
【請求項８】
請求項７に記載のトラフィック制御方法において、
前記組み合わせを、各子ノードの保証帯域に応じたＴＤＭＡ方式の動的な帯域割り当て周期毎に決定することに代えて、前記送信する情報を有する子ノードの組み合わせに変化があった場合に実行することを特徴とするトラフィック制御方法。
【請求項９】
請求項５又は請求項８に記載のトラフィック制御方法において、
各子ノードの保証帯域に応じたＴＤＭＡ方式の動的な帯域割り当てのｐ（ｐは正の整数）周期毎に、組み合わせられた親ノードの光受信器をｋが同一の子ノード間で交換することを特徴とするトラフィック制御方法。
【請求項１０】
請求項５乃至９のいずれか１つに記載のトラフィック制御方法を用い、前記子ノードの光送信器と前記親ノードの光受信器の組み合わせが決定され、各子ノードの保証帯域に応じたＴＤＭＡ方式の動的な帯域割り当てが実行された際に、前記子ノードの光送信器が全く組み合わせられなかった、もしくは組み合わせられた全ての子ノードが送信する情報を有さない、親ノードの光受信器もしくはその一部の電源供給を調整することによって、消費電力を低減することを特徴とするトラフィック制御方法。
【請求項１１】
１個の親ノードとｎ（ｎは２＜ｎなる正の整数）個の子ノードとの間を光伝送路で接続した一対多接続の光通信システムにおける、子ノードから親ノードへ向かう上り方向の光通信において、
親ノードがｍ台（ｍは１＜ｍ＜ｎなる正の整数）の光受信器を具備し、前記ｎ個の子ノードが各々１台ずつ具備する計ｎ台の光送信器と、対向する前記ｍ台の光受信器の光送受信を行う組み合わせを決定するトラフィック制御装置であって、
前記ｍ台の光受信器に１からｍまでの通し番号を付与したとき、前記ｎ個の子ノードの光送信器各々に対し、１からｋ（ｋは子ノード毎に異なって良い１≦ｋ＜ｎなる整数）番までの前記親ノードの光受信器との組み合わせを許可することで、前記親ノードの光受信器１台の伝送帯域をｎで除した値のｋ倍の保証帯域を前記子ノードに与えることを特徴とするトラフィック制御装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載のトラフィック制御装置において、
組み合わせが決まっていない前記子ノードで、前記ｋの小さな子ノードから順に、組み合わせが許可されている前記親ノードのｋ台の光受信器の中で、組み合わせが終了していない前記通し番号の最も小さい光受信器に組み合わせ、組み合わせの結果、該光受信器に組み合わせられている全ての子ノードのｋの和がｎを越えた場合は、最後に組み合わせた子ノードとの組み合わせを取り消して該光受信器の組み合わせを終了するという工程を、全ての子ノードの光送信器が前記親ノードの光受信器のいずれかに組み合わせられるまで再帰的に繰り返すことを特徴とするトラフィック制御装置。
【請求項１３】
請求項１１に記載のトラフィック制御装置において、
組み合わせが決まっていない前記子ノードで、前記ｋの小さな子ノードから順に、組み合わせが許可されている前記親ノードのｋ台の光受信器の中で、組み合わせが終了していない前記通し番号の最も小さい光受信器に組み合わせ、組み合わせの結果、該光受信器に組み合わせられている全ての子ノードのｋの和が、ｎを越えた場合は、最後に組み合わせた子ノードとの組み合わせを取り消して該光受信器の組み合わせを終了し、ｎを越えなかった場合で該光受信器の通し番号以上のｋを有する子ノードの数を越えた場合には該光受信器の組み合わせを終了するという工程を、全ての子ノードの光送信器が前記親ノードの光受信器のいずれかに組み合わせられるまで再帰的に繰り返すことを特徴とするトラフィック制御装置。
【請求項１４】
請求項１１に記載のトラフィック制御装置において、
組み合わせが決まっていない前記子ノードで、前記ｋの小さな子ノードから順に、組み合わせが許可されている前記親ノードのｋ台の光受信器の中で、組み合わせが終了していない前記通し番号の最も小さい光受信器に組み合わせ、組み合わせの結果、該光受信器に組み合わせられている全ての子ノードのｋの和が、該光受信器の通し番号以上のｋを有する子ノードの数を越えた場合は、最後に組み合わせた子ノードとの組み合わせを取り消して該光受信器の組み合わせを終了するという工程を、全ての子ノードの光送信器が前記親ノードの光受信器のいずれかに組み合わせられるまで再帰的に繰り返すことを特徴とするトラフィック制御装置。
【請求項１５】
請求項１２乃至請求項１４のいずれか１つに記載のトラフィック制御装置を用いて決定された組み合わせに対し、前記親ノードの光受信器毎に、各子ノードの保証帯域に応じたＴＤＭＡ方式の動的な帯域割り当てを行うことを特徴とするトラフィック制御装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載のトラフィック制御装置において、
請求項１２乃至請求項１４のいずれか１つに記載のトラフィック制御装置を用いた組み合わせの決定を、各子ノードの保証帯域に応じたＴＤＭＡ方式の動的な帯域割当のｐ（ｐは正の整数）周期毎に実行することを特徴とするトラフィック制御装置。
【請求項１７】
請求項１５に記載のトラフィック制御装置において、
請求項１２乃至請求項１４のいずれか１つに記載のトラフィック制御装置を用いて前記親ノードの光受信器と前記子ノードの光送信器の組み合わせを決定する際に、前記全ての子ノードではなく、送信する情報を有する子ノードの光送信器のみを対象として、前記組み合わせを各子ノードの保証帯域に応じたＴＤＭＡ方式の動的な帯域割り当て周期毎に決定することを特徴とするトラフィック制御装置。
【請求項１８】
請求項１７に記載のトラフィック制御装置において、
前記組み合わせを、各子ノードの保証帯域に応じたＴＤＭＡ方式の動的な帯域割り当て周期毎に決定することに代えて、前記送信する情報を有する子ノードの組み合わせに変化があった場合に実行することを特徴とするトラフィック制御装置。
【請求項１９】
請求項１５又は請求項１８に記載のトラフィック制御装置において、
各子ノードの保証帯域に応じたＴＤＭＡ方式の動的な帯域割り当てのｐ（ｐは正の整数）周期毎に、組み合わせられた親ノードの光受信器をｋが同一の子ノード間で交換することを特徴とするトラフィック制御装置。
【請求項２０】
請求項１５乃至１９のいずれか１つに記載のトラフィック制御装置を用い、前記子ノードの光送信器と前記親ノードの光受信器の組み合わせが決定され、各子ノードの保証帯域に応じたるＴＤＭＡ方式の動的な帯域割り当てが実行された際に、前記子ノードの光送信器が全く組み合わせられなかった、もしくは組み合わせられた全ての子ノードが送信する情報を有さない、親ノードの光受信器もしくはその一部の電源供給を調整することによって、消費電力を低減することを特徴とするトラフィック制御装置。
【請求項２１】
コンピュータを請求項１１乃至２０のいずれか１つに記載のトラフィック制御装置として機能させることを特徴とする制御プログラム。
【請求項２２】
請求項２１に記載の制御プログラムが記録されていることを特徴とする記録媒体。
【請求項２３】
請求項１乃至９のいずれか１つに記載のトラフィック制御方法を用い、子ノードの光送信器と、親ノードの光受信器の組み合わせを変更するとき、前記光送信器若しくは前記光受信器若しくはその両方の使用する光信号の波長を変化させることを特徴とする光通信システム。
【請求項２４】
請求項１乃至９のいずれか１つに記載のトラフィック制御方法を用い、子ノードの光送信器と、親ノードの光受信器の組み合わせを変更するとき、前記光送信器若しくは前記光受信器若しくはその両方の使用する光信号の符号を変化させることを特徴とする光通信システム。
【請求項２５】
請求項１乃至９のいずれか１つに記載のトラフィック制御方法を用い、子ノードの光送信器と、親ノードの光受信器の組み合わせを変更するとき、前記光送信器若しくは前記光受信器若しくはその両方の使用する光信号の周波数領域で直交する搬送波を変化させることを特徴とする光通信システム。
【請求項２６】
請求項２乃至９のいずれか１つに記載のトラフィック制御方法を用い、前記親ノードが具備する光受信器の台数ｍを、全子ノードのｋの平均値の小数点以下を切り上げた整数とすることを特徴とする光通信システム。
【請求項２７】
請求項２３乃至２６のいずれか１つに記載の光通信システムにおいて、請求項１０に記載のトラフィック制御方法を用いて消費電力を低減する機能を有することを特徴とする光通信システム。
【請求項１】
１個の親ノードとｎ（ｎは２＜ｎなる正の整数）個の子ノードとの間を光伝送路で接続した一対多接続の光通信システムにおける、子ノードから親ノードへ向かう上り方向の光通信において、
親ノードがｍ台（ｍは１＜ｍ＜ｎなる正の整数）の光受信器を具備し、前記ｎ個の子ノードが各々１台ずつ具備する計ｎ台の光送信器と、対向する前記ｍ台の光受信器の光送受信を行う組み合わせを決定するトラフィック制御方法であって、
前記ｍ台の光受信器に１からｍまでの通し番号を付与したとき、前記ｎ個の子ノードの光送信器各々に対し、１からｋ（ｋは子ノード毎に異なって良い１≦ｋ＜ｎなる整数）番までの前記親ノードの光受信器との組み合わせを許可することで、前記親ノードの光受信器１台の伝送帯域をｎで除した値のｋ倍の保証帯域を前記子ノードに与えることを特徴とするトラフィック制御方法。
【請求項２】
請求項１に記載のトラフィック制御方法において、
組み合わせが決まっていない前記子ノードで、前記ｋの小さな子ノードから順に、組み合わせが許可されている前記親ノードのｋ台の光受信器の中で、組み合わせが終了していない前記通し番号の最も小さい光受信器に組み合わせ、組み合わせの結果、該光受信器に組み合わせられている全ての子ノードのｋの和がｎを越えた場合は、最後に組み合わせた子ノードとの組み合わせを取り消して該光受信器の組み合わせを終了するという工程を、全ての子ノードの光送信器が前記親ノードの光受信器のいずれかに組み合わせられるまで再帰的に繰り返すことを特徴とするトラフィック制御方法。
【請求項３】
請求項１に記載のトラフィック制御方法において、
組み合わせが決まっていない前記子ノードで、前記ｋの小さな子ノードから順に、組み合わせが許可されている前記親ノードのｋ台の光受信器の中で、組み合わせが終了していない前記通し番号の最も小さい光受信器に組み合わせ、組み合わせの結果、該光受信器に組み合わせられている全ての子ノードのｋの和が、ｎを越えた場合は、最後に組み合わせた子ノードとの組み合わせを取り消して該光受信器の組み合わせを終了し、ｎを越えなかった場合で該光受信器の通し番号以上のｋを有する子ノードの数を越えた場合には該光受信器の組み合わせを終了するという工程を、全ての子ノードの光送信器が前記親ノードの光受信器のいずれかに組み合わせられるまで再帰的に繰り返すことを特徴とするトラフィック制御方法。
【請求項４】
請求項１に記載のトラフィック制御方法において、
組み合わせが決まっていない前記子ノードで、前記ｋの小さな子ノードから順に、組み合わせが許可されている前記親ノードのｋ台の光受信器の中で、組み合わせが終了していない前記通し番号の最も小さい光受信器に組み合わせ、組み合わせの結果、該光受信器に組み合わせられている全ての子ノードのｋの和が、該光受信器の通し番号以上のｋを有する子ノードの数を越えた場合は、最後に組み合わせた子ノードとの組み合わせを取り消して該光受信器の組み合わせを終了するという工程を、全ての子ノードの光送信器が前記親ノードの光受信器のいずれかに組み合わせられるまで再帰的に繰り返すことを特徴とするトラフィック制御方法。
【請求項５】
請求項２乃至請求項４のいずれか１つに記載のトラフィック制御方法を用いて決定された組み合わせに対し、前記親ノードの光受信器毎に、各子ノードの保証帯域に応じたＴＤＭＡ方式の動的な帯域割り当てを行うことを特徴とするトラフィック制御方法。
【請求項６】
請求項５に記載のトラフィック制御方法において、
請求項２乃至請求項４のいずれか１つに記載のトラフィック制御方法を用いた組み合わせの決定を、各子ノードの保証帯域に応じたＴＤＭＡ方式の動的な帯域割当のｐ（ｐは正の整数）周期毎に実行することを特徴とするトラフィック制御方法。
【請求項７】
請求項５に記載のトラフィック制御方法において、
請求項２乃至請求項４のいずれか１つに記載のトラフィック制御方法を用いて前記親ノードの光受信器と前記子ノードの光送信器の組み合わせを決定する際に、前記全ての子ノードではなく、送信する情報を有する子ノードの光送信器のみを対象として、前記組み合わせを、各子ノードの保証帯域に応じたＴＤＭＡ方式の動的な帯域割り当て周期毎に決定することを特徴とするトラフィック制御方法。
【請求項８】
請求項７に記載のトラフィック制御方法において、
前記組み合わせを、各子ノードの保証帯域に応じたＴＤＭＡ方式の動的な帯域割り当て周期毎に決定することに代えて、前記送信する情報を有する子ノードの組み合わせに変化があった場合に実行することを特徴とするトラフィック制御方法。
【請求項９】
請求項５又は請求項８に記載のトラフィック制御方法において、
各子ノードの保証帯域に応じたＴＤＭＡ方式の動的な帯域割り当てのｐ（ｐは正の整数）周期毎に、組み合わせられた親ノードの光受信器をｋが同一の子ノード間で交換することを特徴とするトラフィック制御方法。
【請求項１０】
請求項５乃至９のいずれか１つに記載のトラフィック制御方法を用い、前記子ノードの光送信器と前記親ノードの光受信器の組み合わせが決定され、各子ノードの保証帯域に応じたＴＤＭＡ方式の動的な帯域割り当てが実行された際に、前記子ノードの光送信器が全く組み合わせられなかった、もしくは組み合わせられた全ての子ノードが送信する情報を有さない、親ノードの光受信器もしくはその一部の電源供給を調整することによって、消費電力を低減することを特徴とするトラフィック制御方法。
【請求項１１】
１個の親ノードとｎ（ｎは２＜ｎなる正の整数）個の子ノードとの間を光伝送路で接続した一対多接続の光通信システムにおける、子ノードから親ノードへ向かう上り方向の光通信において、
親ノードがｍ台（ｍは１＜ｍ＜ｎなる正の整数）の光受信器を具備し、前記ｎ個の子ノードが各々１台ずつ具備する計ｎ台の光送信器と、対向する前記ｍ台の光受信器の光送受信を行う組み合わせを決定するトラフィック制御装置であって、
前記ｍ台の光受信器に１からｍまでの通し番号を付与したとき、前記ｎ個の子ノードの光送信器各々に対し、１からｋ（ｋは子ノード毎に異なって良い１≦ｋ＜ｎなる整数）番までの前記親ノードの光受信器との組み合わせを許可することで、前記親ノードの光受信器１台の伝送帯域をｎで除した値のｋ倍の保証帯域を前記子ノードに与えることを特徴とするトラフィック制御装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載のトラフィック制御装置において、
組み合わせが決まっていない前記子ノードで、前記ｋの小さな子ノードから順に、組み合わせが許可されている前記親ノードのｋ台の光受信器の中で、組み合わせが終了していない前記通し番号の最も小さい光受信器に組み合わせ、組み合わせの結果、該光受信器に組み合わせられている全ての子ノードのｋの和がｎを越えた場合は、最後に組み合わせた子ノードとの組み合わせを取り消して該光受信器の組み合わせを終了するという工程を、全ての子ノードの光送信器が前記親ノードの光受信器のいずれかに組み合わせられるまで再帰的に繰り返すことを特徴とするトラフィック制御装置。
【請求項１３】
請求項１１に記載のトラフィック制御装置において、
組み合わせが決まっていない前記子ノードで、前記ｋの小さな子ノードから順に、組み合わせが許可されている前記親ノードのｋ台の光受信器の中で、組み合わせが終了していない前記通し番号の最も小さい光受信器に組み合わせ、組み合わせの結果、該光受信器に組み合わせられている全ての子ノードのｋの和が、ｎを越えた場合は、最後に組み合わせた子ノードとの組み合わせを取り消して該光受信器の組み合わせを終了し、ｎを越えなかった場合で該光受信器の通し番号以上のｋを有する子ノードの数を越えた場合には該光受信器の組み合わせを終了するという工程を、全ての子ノードの光送信器が前記親ノードの光受信器のいずれかに組み合わせられるまで再帰的に繰り返すことを特徴とするトラフィック制御装置。
【請求項１４】
請求項１１に記載のトラフィック制御装置において、
組み合わせが決まっていない前記子ノードで、前記ｋの小さな子ノードから順に、組み合わせが許可されている前記親ノードのｋ台の光受信器の中で、組み合わせが終了していない前記通し番号の最も小さい光受信器に組み合わせ、組み合わせの結果、該光受信器に組み合わせられている全ての子ノードのｋの和が、該光受信器の通し番号以上のｋを有する子ノードの数を越えた場合は、最後に組み合わせた子ノードとの組み合わせを取り消して該光受信器の組み合わせを終了するという工程を、全ての子ノードの光送信器が前記親ノードの光受信器のいずれかに組み合わせられるまで再帰的に繰り返すことを特徴とするトラフィック制御装置。
【請求項１５】
請求項１２乃至請求項１４のいずれか１つに記載のトラフィック制御装置を用いて決定された組み合わせに対し、前記親ノードの光受信器毎に、各子ノードの保証帯域に応じたＴＤＭＡ方式の動的な帯域割り当てを行うことを特徴とするトラフィック制御装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載のトラフィック制御装置において、
請求項１２乃至請求項１４のいずれか１つに記載のトラフィック制御装置を用いた組み合わせの決定を、各子ノードの保証帯域に応じたＴＤＭＡ方式の動的な帯域割当のｐ（ｐは正の整数）周期毎に実行することを特徴とするトラフィック制御装置。
【請求項１７】
請求項１５に記載のトラフィック制御装置において、
請求項１２乃至請求項１４のいずれか１つに記載のトラフィック制御装置を用いて前記親ノードの光受信器と前記子ノードの光送信器の組み合わせを決定する際に、前記全ての子ノードではなく、送信する情報を有する子ノードの光送信器のみを対象として、前記組み合わせを各子ノードの保証帯域に応じたＴＤＭＡ方式の動的な帯域割り当て周期毎に決定することを特徴とするトラフィック制御装置。
【請求項１８】
請求項１７に記載のトラフィック制御装置において、
前記組み合わせを、各子ノードの保証帯域に応じたＴＤＭＡ方式の動的な帯域割り当て周期毎に決定することに代えて、前記送信する情報を有する子ノードの組み合わせに変化があった場合に実行することを特徴とするトラフィック制御装置。
【請求項１９】
請求項１５又は請求項１８に記載のトラフィック制御装置において、
各子ノードの保証帯域に応じたＴＤＭＡ方式の動的な帯域割り当てのｐ（ｐは正の整数）周期毎に、組み合わせられた親ノードの光受信器をｋが同一の子ノード間で交換することを特徴とするトラフィック制御装置。
【請求項２０】
請求項１５乃至１９のいずれか１つに記載のトラフィック制御装置を用い、前記子ノードの光送信器と前記親ノードの光受信器の組み合わせが決定され、各子ノードの保証帯域に応じたるＴＤＭＡ方式の動的な帯域割り当てが実行された際に、前記子ノードの光送信器が全く組み合わせられなかった、もしくは組み合わせられた全ての子ノードが送信する情報を有さない、親ノードの光受信器もしくはその一部の電源供給を調整することによって、消費電力を低減することを特徴とするトラフィック制御装置。
【請求項２１】
コンピュータを請求項１１乃至２０のいずれか１つに記載のトラフィック制御装置として機能させることを特徴とする制御プログラム。
【請求項２２】
請求項２１に記載の制御プログラムが記録されていることを特徴とする記録媒体。
【請求項２３】
請求項１乃至９のいずれか１つに記載のトラフィック制御方法を用い、子ノードの光送信器と、親ノードの光受信器の組み合わせを変更するとき、前記光送信器若しくは前記光受信器若しくはその両方の使用する光信号の波長を変化させることを特徴とする光通信システム。
【請求項２４】
請求項１乃至９のいずれか１つに記載のトラフィック制御方法を用い、子ノードの光送信器と、親ノードの光受信器の組み合わせを変更するとき、前記光送信器若しくは前記光受信器若しくはその両方の使用する光信号の符号を変化させることを特徴とする光通信システム。
【請求項２５】
請求項１乃至９のいずれか１つに記載のトラフィック制御方法を用い、子ノードの光送信器と、親ノードの光受信器の組み合わせを変更するとき、前記光送信器若しくは前記光受信器若しくはその両方の使用する光信号の周波数領域で直交する搬送波を変化させることを特徴とする光通信システム。
【請求項２６】
請求項２乃至９のいずれか１つに記載のトラフィック制御方法を用い、前記親ノードが具備する光受信器の台数ｍを、全子ノードのｋの平均値の小数点以下を切り上げた整数とすることを特徴とする光通信システム。
【請求項２７】
請求項２３乃至２６のいずれか１つに記載の光通信システムにおいて、請求項１０に記載のトラフィック制御方法を用いて消費電力を低減する機能を有することを特徴とする光通信システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１１−１３５２４１（Ｐ２０１１−１３５２４１Ａ）
【公開日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２９１６５１（Ｐ２００９−２９１６５１）
【出願日】平成２１年１２月２４日（２００９．１２．２４）
【出願人】（０００００４２２６）日本電信電話株式会社 (13,992)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月２４日（２００９．１２．２４）
【出願人】（０００００４２２６）日本電信電話株式会社 (13,992)
【Ｆターム（参考）】
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