局側集線装置およびアクセス制御方法
【課題】アップリンクにおいて帯域を有効に利用することが可能な局側集線装置を提供すること。
【解決手段】ＰＯＮ ＩＦ部２は、複数のＰＯＮ回線のそれぞれに接続される。アップリンクＩＦ部１は、複数のＰＯＮ ＩＦ部２によって受信されたユーザデータが、アップリンクにおいて稠密に並ぶように複数のＰＯＮ回線からのユーザデータの送信タイミングを制御する。したがって、アップリンクにおいて帯域を有効に利用することが可能となる。
【解決手段】ＰＯＮ ＩＦ部２は、複数のＰＯＮ回線のそれぞれに接続される。アップリンクＩＦ部１は、複数のＰＯＮ ＩＦ部２によって受信されたユーザデータが、アップリンクにおいて稠密に並ぶように複数のＰＯＮ回線からのユーザデータの送信タイミングを制御する。したがって、アップリンクにおいて帯域を有効に利用することが可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の宅側装置が媒体を共有してデータの伝送を行なう媒体共有型通信であるＰＯＮ（Passive Optical Network）に関し、特に、データをイーサネット（登録商標）フレームのまま伝送を行なうＥＰＯＮ（Ethernet（登録商標） PON）を複数回線収容し、上位ネットワーク（以下、アップリンクと呼ぶ。）に多重する局側集線装置、アクセス制御装置およびアクセス制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、インターネットが広く普及しており、利用者は世界各地で運営されているサイトの様々な情報にアクセスし、その情報を入手することが可能である。それに伴って、ＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）、ＦＴＴＨ（Fiber To The Home）などのブロードバンドアクセスが可能な装置も急速に普及してきている。
【０００３】
これに関連する先行技術として、下記の特許文献１および非特許文献１に開示された技術がある。特許文献１に開示された局側集線装置においては、バッファメモリ、受信部、送信部およびＰＯＮ ＩＦが、複数のＰＯＮ伝送路Ａ，Ｂ，…，Ｚのそれぞれに対応して設けられる。制御部は、ＰＯＮ伝送路Ａ，Ｂ，…，Ｚを介して受信される通常フレームが競合しないように制御フレームを生成し、ＰＯＮ伝送路Ａ，Ｂ，…，Ｚへ送出する。
【０００４】
また、非特許文献１には、ＥＰＯＮのアクセス制御プロトコル（ＭＰＣＰ（Multi-Point Control Protocol））やＯＡＭ（Operations, Administration and Maintenance）プロトコルが規定されており、ＭＰＣＰメッセージによる新規宅側装置の登録方法、帯域割当要求、送信指示などが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２５３８８１号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】ＩＥＥＥ Ｓｔｄ ８０２．３ａｈ（登録商標）−２００４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図２１は、特許文献１に開示された局側集線装置におけるアクセス制御方法の一例を示す図である。図２１においては、ＰＯＮ回線１およびＰＯＮ回線２からのユーザデータフレームを多重してアップリンクに送出する場合を示している。ＰＯＮ回線１におけるレーザオフ期間と、ＰＯＮ回線２におけるレーザオン期間とをオーバラップさせることにより、帯域を有効に利用するものである。
【０００８】
しかしながら、アップリンクにおいてＰＯＮ回線１からのユーザデータフレームとＰＯＮ回線２からのユーザデータフレームとの間には、ＰＯＮ回線２におけるレーザオン期間、同期期間、および管理用フレーム送出期間と同程度の未使用帯域が発生しており、帯域を十分に有効利用しているとは言えない。
【０００９】
また、たとえば、ＰＯＮ回線１の転送レートとＰＯＮ回線２の転送レートとが異なる場合には、アップリンクにおける未使用帯域がさらに多く発生してしまうことになる。
【００１０】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、アップリンクにおいて帯域を有効に利用することが可能な局側集線装置、アクセス制御装置およびアクセス制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のある局面に従えば、複数の受動的光ネットワークを収容する局側集線装置であって、複数の受動的光ネットワークのそれぞれに接続される複数の受信手段と、複数の受信手段によって受信されたユーザデータが、アップリンクにおいて稠密に並ぶように複数の受動的光ネットワークからのユーザデータの送信タイミングを制御するインタフェース手段とを含む。
【００１２】
インタフェース手段は、複数の受信手段によって受信されたユーザデータが、アップリンクにおいて稠密に並ぶように複数の受動的光ネットワークからのユーザデータの送信タイミングを制御するので、アップリンクにおいて帯域を有効に利用することが可能となる。
【００１３】
好ましくは、インタフェース手段は、受信手段による受信タイミングとアップリンクへの送信タイミングとのずれが小さくなるように送信タイミングを制御する。
【００１４】
インタフェース手段は、受信手段による受信タイミングとアップリンクへの送信タイミングとのずれが小さくなるように送信タイミングを制御するので、アップリンクの帯域をさらに有効に利用することが可能となる。
【００１５】
さらに好ましくは、受動的光ネットワークのすべての上り転送レートとアップリンクの上り転送レートとが同じであり、インタフェース手段は、複数の受信手段が受信したユーザデータをバッファに蓄積せずに、スルーでアップリンクに送信する。
【００１６】
インタフェース手段は、複数の受信手段が受信したユーザデータをバッファに蓄積せずに、スルーでアップリンクに送信するので、バッファが不要となり、装置のコストを削減することが可能となる。
【００１７】
さらに好ましくは、インタフェース手段は、第１の受動的光ネットワークのバースト信号と、第２の受動的光ネットワークのバースト信号とをオーバラップさせ、オーバラップする時間が、第２の受動的光ネットワークのバースト長からユーザデータフレーム期間およびレーザオフ期間に相当する時間を除いた時間の少なくとも一部となるように受信タイミングを制御する。
【００１８】
インタフェース手段は、第１の受動的光ネットワークのバースト信号と、第２の受動的光ネットワークのバースト信号とをオーバラップさせ、オーバラップする時間が、第２の受動的光ネットワークのバースト長からユーザデータフレーム期間およびレーザオフ期間に相当する時間を除いた時間の少なくとも一部となるように受信タイミングを制御するので、アップリンクにおいてユーザデータフレームを連続して送信することが可能となる。
【００１９】
さらに好ましくは、複数の受動的光ネットワークの中でアップリンクの上り転送レートよりも上り転送レートが遅い宅側装置を含む受動的光ネットワークがあり、インタフェース手段は、アップリンクよりも上り転送レートが遅い宅側装置からのユーザデータをアップコンバートしてアップリンクに送信する際、上り転送レートが遅い宅側装置からのユーザデータの最後が、アップコンバートしてアップリンクに送信されるユーザデータの最後よりも早くなるように受信タイミングを制御する。
【００２０】
複数の受動的光ネットワークの中でアップリンクの上り転送レートよりも上り転送レートが遅い宅側装置を含む受動的光ネットワークがあり、インタフェース手段は、アップリンクよりも上り転送レートが遅い宅側装置からのユーザデータをアップコンバートしてアップリンクに送信する際、上り転送レートが遅い宅側装置からのユーザデータの最後が、アップコンバートしてアップリンクに送信されるユーザデータの最後よりも早くなるように受信タイミングを制御するので、アップリンクの帯域をさらに有効に利用することが可能となる。
【００２１】
さらに好ましくは、インタフェース手段は、第１の受動的光ネットワークのバースト信号と、第２の受動的光ネットワークのバースト信号とをオーバラップさせ、オーバラップする時間が、第２の受動的光ネットワークのバースト長からユーザデータフレームをアップリンク速度で伝送するのに要する時間およびレーザオフ期間に相当する時間を除いた時間の少なくとも一部となるように受信タイミングを制御する。
【００２２】
インタフェース手段は、第１の受動的光ネットワークのバースト信号と、第２の受動的光ネットワークのバースト信号とをオーバラップさせ、オーバラップする時間が、第２の受動的光ネットワークのバースト長からユーザデータフレームをアップリンク速度で伝送するのに要する時間およびレーザオフ期間に相当する時間を除いた時間の少なくとも一部となるように受信タイミングを制御するので、アップリンクにおいてユーザデータフレームを連続して送信することが可能となる。
【００２３】
本発明の別の局面に従えば、複数の受動的光ネットワークからのユーザデータの受信タイミングを制御するアクセス制御装置であって、複数の受動的光ネットワークから受信されたユーザデータが、アップリンクにおいて稠密に並ぶように複数の受動的光ネットワークからのユーザデータの送信タイミングを制御する手段と、送信タイミングを含んだグラントを受動的光ネットワークに接続される宅側装置に送信指示する手段とを含む。
【００２４】
本発明のさらに別の局面に従えば、複数の受動的光ネットワークからのユーザデータの受信タイミングの制御をコンピュータに実行させるためのコンピュータ・プログラムであって、複数の受動的光ネットワークから受信されたユーザデータが、アップリンクにおいて稠密に並ぶように複数の受動的光ネットワークからのユーザデータの送信タイミングを制御するステップと、送信タイミングを含んだグラントを受動的光ネットワークに接続される宅側装置に送信指示するステップとをコンピュータに実行させる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明のある局面によれば、インタフェース手段は、複数の受信手段によって受信されたユーザデータが、アップリンクにおいて稠密に並ぶように複数の受動的光ネットワークからのユーザデータの送信タイミングを制御するので、アップリンクにおいて帯域を有効に利用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１の実施の形態における局側集線装置におけるアクセス制御方法の一例を説明するための図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における局側集線装置の構成例を示すブロック図である。
【図３】４ｔｏ１ＭＵＸ３１の構成例を示すブロック図である。
【図４】アクセス制御部１１をソフトウェアで実現する場合の構成例を示す図である。
【図５】アクセス制御部１１の初期化処理の手順を説明するためのフローチャートである。
【図６】割込み処理ルーチンの手順を説明するためのフローチャートである。
【図７】ディスカバリ処理の手順を説明するためのフローチャートである。
【図８】タイムアウト処理の手順を説明するためのフローチャートである。
【図９】ＴＯＣｎ処理の手順を説明するためのフローチャートである。
【図１０】メッセージ受信処理の手順を説明するためのフローチャートである。
【図１１】レジスタ要求処理の手順を説明するためのフローチャートである。
【図１２】レジスタ確認処理の手順を説明するためのフローチャートである。
【図１３】デレジスタ処理の手順を説明するためのフローチャートである。
【図１４】レポート受信処理の手順を説明するためのフローチャートである。
【図１５】ＲＴＴ更新処理の手順を説明するためのフローチャートである。
【図１６】帯域割当処理の手順を説明するためのフローチャートである。
【図１７】ＰＯＮ通信部２１の構成例を示すブロック図である。
【図１８】本発明の第２の実施の形態における局側集線装置におけるアクセス制御方法の一例を説明するための図である。
【図１９】本発明の実施の形態における局側集線装置１００の接続例を示す図である。
【図２０】本発明の第２の実施の形態におけるＰＯＮ通信部２１’の構成例を示すブロック図である。
【図２１】特許文献１に開示された局側集線装置におけるアクセス制御方法の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態における局側集線装置におけるアクセス制御方法の一例を説明するための図である。本実施の形態においては、ＰＯＮ回線１のユーザデータフレーム送出期間と、ＰＯＮ回線２のレーザオン期間、同期期間、レポートフレーム送出期間および管理用フレーム送出期間とがオーバラップするようにアクセス制御を行うものである。これによって、ＰＯＮ回線１からのユーザデータフレームと、ＰＯＮ回線２からのユーザデータフレームとが連続してアップリンクに送出されるようになる。ここで、連続して（または稠密に）とは、最小ＩＦＧ以上、最大オーバヘッド未満の間隔をもってアップリンク上に送出されることをいう。最大オーバヘッド時間は、レーザオン期間、同期期間、レポートフレームおよび管理フレーム送出期間に相当する時間のことである。
【００２８】
なお、図１においては同期期間の後にレポートフレーム、管理用フレーム、ユーザフレームの順に宅側装置から送信されるとしているが、フレームの順序は任意である。ＰＯＮ回線２のバースト長（時間）からＩＦＧおよびプリアンブルを含むユーザデータフレーム期間とレーザオフ期間に相当する時間を除いた時間だけオーバラップするようにアクセス制御を行えばよい。この場合、前後のバースト間でユーザデータフレームがオーバラップするかもしれないが、後述のＦＩＦＯで遅延調整した上でアップリンクに配置するので、ユーザデータフレームの衝突を回避できる。また、オーバラップさせる時間は上記例を最大として、それ以下の時間としてもよい。
【００２９】
図２は、本発明の第１の実施の形態における局側集線装置の構成例を示すブロック図である。この局側集線装置は、アップリンクＩＦ（Interface）部１と、Ｎ個のＰＯＮ ＩＦ部２とを含む。なお、図２においてＮ＝１６とし、１６のＰＯＮ回線ｉ（ｉ＝１〜１６）が集線される構成としているが、ＰＯＮ回線の数はこれに限定されるものではない。
【００３０】
ＰＯＮ回線は、Ｐａｓｓｉｖｅ（受動的）であることに限定されない。一般には分岐を光カプラで行うが、能動的な光スイッチで代替してもよい。ここでのＰＯＮ回線はＭＰＣＰによって複数の宅側装置を収容する回線という意味である。
【００３１】
アップリンクが１０ＧＥ（１０ギガビットイーサネット（登録商標））であり、ＰＯＮ回線が１０ＧＥＰＯＮ（１０ギガビットイーサネット（登録商標）ＰＯＮ）である場合について説明するが、アップリンクがＧＥ（ギガビットイーサネット（登録商標））であり、ＰＯＮ回線がＧＥＰＯＮ（ギガビットイーサネット（登録商標）ＰＯＮ）であってもよい。
【００３２】
アップリンクＩＦ部１は、アップリンクおよび各ＰＯＮ回線の上りアクセス制御を行なうアクセス制御部１１と、アップリンクとの間でフレームの送受信を行なうアップリンク送受信部１２と、アップリンク送受信部１２によって受信された下り信号を各ＰＯＮ ＩＦ部２へ出力するＤＥＭＵＸ１３と、各ＰＯＮ ＩＦ部２からの上り信号を多重してアップリンク送受信部１２へ出力する集線部１４とを含む。
【００３３】
また、ＰＯＮ ＩＦ部２は、ＰＯＮ回線との間で信号の送受信を行なうＰＯＮ送受信部２２と、ＰＯＮ回線に接続される宅側装置とのデータリンクを終端するとともにアップリンクへの主信号の中継を行なうＰＯＮ通信部２１とを含む。
【００３４】
ＤＥＭＵＸ１３は、アップリンク送受信部１２によって受信された下り信号を各ＰＯＮ
ＩＦ部２へ出力する。ＤＥＭＵＸ１３は、アップリンク送受信部１２からの下り信号をそのまま各ＰＯＮ ＩＦ部２に送出するようにしてもよいし、下りフレームの内容を解析してフレームの送信先を識別し、選択的にＰＯＮ ＩＦ部２に送出するようにしてもよい。識別方法としては、ＶＬＡＮ（Virtual Local Area Network）タグで識別するようにしてもよいし、ＭＡＣ（Media Access Control）アドレスで識別するようにしてもよい。
【００３５】
集線部１４は、４回線を多重する複数の４ｔｏ１ＭＵＸ３１によって構成され、この複数の４ｔｏ１ＭＵＸ３１を多段接続することにより所望の多重数Ｎを実現するものである。本実施の形態においては、５つの４ｔｏ１ＭＵＸ１４を多段接続することにより１６ｔｏ１ＭＵＸを実現している。
【００３６】
図３は、４ｔｏ１ＭＵＸ３１の構成例を示すブロック図である。この４ｔｏ１ＭＵＸ３１は、各ＰＯＮ ＩＦ部２に接続される４つの入力部４１と、各入力部４１に接続される４つのＦＩＦＯ（First In First Out）４２と、各ＦＩＦＯ４２からフレーム蓄積量の通知を受け、ＦＩＦＯ４２に蓄積されたフレームの出力を制御するＭＵＸ制御部４３と、マルチプレクサ４４と、マルチプレクサ４４からのフレームを次段の４ｔｏ１ＭＵＸ３１またはアップリンク送受信部１２に出力する出力部４５とを含む。
【００３７】
入力部４１は、ＰＯＮ ＩＦ部２からの高速なシリアル信号を低速なパラレルの内部信号に変換してＦＩＦＯ４２に蓄積する。内部信号は、６４ビット、１５６．２５Ｍｂｐｓとすることができる。ＦＩＦＯ４２は、フレームの蓄積状況をＭＵＸ制御部４３に通知する。
【００３８】
ＭＵＸ制御部４３は、ＦＩＦＯ４３の状態を監視しており、フレームが蓄積されているＦＩＦＯ２から排他的にフレームを取り出し、マルチプレクサ４４を制御しながら出力部４５に出力する。
【００３９】
出力部４５は、マルチプレクサ４４から受けたフレームを高速なシリアル信号、たとえばＸＡＵＩ（10Gbps Attachment Unit Interface）信号に変換して出力する。
【００４０】
後述のように、アクセス制御部１１は、ＰＯＮ回線の上り信号をそのままスルーしてアップリンクに出力できるようにアクセス制御を行なっているので、ＦＩＦＯの容量は少なくてもよい。すなわち、このＦＩＦＯは、精度に依存するぶれやバースト内でのユーザデータフレームの配置の差などによる一時的な衝突を回避したり、入出力間におけるクロック周波数の微小なずれを吸収したりするものである。なお、アクセス制御部１１がＰＯＮ回線間の割当間隔に余裕を持たせるようにすれば、４Ｔｏ１ＭＵＸ３１のＦＩＦＯ４２およびＭＵＸ制御部４３を削除し入力部４１からマルチプレクサ４４へスルーする構成も可能である。このとき、マルチプレクサ４４は入力部４１が制御するか、単に論理和のようなものでよい（データを出力しない期間は論理０の信号を出力する。）。
【００４１】
ＰＯＮ通信部２１とアクセス制御部１１とは制御線で接続されており、ＭＰＣＰフレームの送受信はＰＯＮ通信部２１が行なうが、ＭＰＣＰメッセージはＰＯＮ通信部２１をスルーし、アクセス制御部１１が終端する。このとき、ＰＯＮ受信時のタイムスタンプ追加やＰＯＮ送信時のタイムスタンプ上書きをＰＯＮ通信部２１で行なうようにしてもよい。そうすることにより、ＲＴＴやタイムスタンプドリフトがアクセス制御部１１の内部処理遅延に依存しなくなり、より正確となる。なお、アクセス制御部１１と各ＰＯＮ通信部２１とは共通の時計を有しているものとする。
【００４２】
図４は、アクセス制御部１１をソフトウェアで実現する場合の構成例を示す図である。なお、このアクセス制御部１１をハードウェアによって実現してもよいことは言うまでもない。
【００４３】
このアクセス制御部１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）５２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）５３と、共有メモリ５４と、入出力部５５と、時計タイマ５６とを含む。
【００４４】
ＣＰＵ５１がＲＯＭ５２に記憶されたアクセス制御プログラムを実行することにより、アクセス制御部１１の機能が実現される。また、ＲＡＭ５３は、アクセス制御を行なう際に使用される各種情報を保持する。この各種情報の詳細は後述する。
【００４５】
入出力部５５は、ＰＯＮ ＩＦ部２に接続され、メッセージの入出力を制御する。入出力部５５は、ＰＯＮ ＩＦ部２によって受信されたメッセージ信号を入力すると内部形式に変換し、共有ＲＡＭ５４の入力メッセージキュー（Ｑｉｎ）に追加する。このとき、Ｑｉｎが空の状態から空でない状態になると、ＣＰＵ５１に対して割込みをかける。
【００４６】
また、入出力部５５は、ＣＰＵ５１からの指示に応じて共有ＲＡＭ５４内の出力メッセージキュー（Ｑｅｇ）に蓄積されたメッセージをＰＯＮ ＩＦ部２に出力する。
【００４７】
時計タイマ５６は、現在時刻（ｃｔｉｍｅ）を計時する時計としての機能と、所定時間をカウントするカウンタの機能とを有している。時計タイマ５６のｃｔｉｍｅの値は、ＣＰＵ５１によって参照される。
【００４８】
時計タイマ５６は、後述するディスカバリタイマ（ＴＤ）およびロジカルリンクタイマ（ＴＬｉｊ：ｉ＝１，２，…，Ｎ：ｊ∈｛ＰＯＮ ＩＦ ｉのＬＬＩＤ｝）として機能する場合には、カウント値がＣＰＵ５１によって設定された値になると、ＣＰＵ５１に割込みをかけてカウントアウトを通知する。
【００４９】
図５〜図１５は、アクセス制御部１１の処理手順を説明するためのフローチャートである。ここで、ＲＡＭ５３に保持される各種情報について説明する。
【００５０】
最終割当時刻（ＴＥｉ：ｉ＝１，２，…，Ｎ）は、レーザオフ期間（Ｔｏｆｆ）とレーザオン期間（Ｔｏｎ）とのオーバラップを前提としており、グラント期間の最終時刻からＴｏｆｆ分を差し引いた時刻である。図１においては、たとえばＰＯＮ回線１のユーザデータフレームの終了時刻（レーザオフの開始時刻）が最終割当時刻となる。この最終割当時刻は、ＲＡＭ５３内にＮ個のＰＯＮ ＩＦ毎に保持される。
【００５１】
グラント期間に最終フレーム後の最小ＩＦＧ（フレーム間ギャップ）が含まれない場合には、最終割当時刻に最小ＩＦＧを加える。なお、オーバラップしないことを前提として、Ｔｏｆｆを差し引かないようにしてもよい。
【００５２】
全体最終割当時刻（ＴＥｚ）は、ＲＡＭ５３内にただ１つだけ保持される時刻であり、基本的には最後に割り当てたＰＯＮ ＩＦ ｋの最終割当時刻であるが、例外もあり得る。この例外については、後述する。
【００５３】
ディスカバリ順リスト（ｄＬＳＴ）は、ディスカバリ処理を行なうＰＯＮ ＩＦの順序をリスト形式で保持するものであり、たとえば１→２→…→Ｎ→１などのように設定される。
【００５４】
ロジカルリンク情報（ＬＬＴｉｊ：ｉ＝１，２，…，Ｎ：ｊ∈｛ＰＯＮ ＩＦ ｉのＬＬＩＤ｝）は、ロジカルリンク毎にテーブル形式でＲＡＭ５３内に保持される情報であり、ロジカルリンク状態（ＬＬｓｔａｔ）、レポート状態（ＲＰｓｔａｔ）、管理フレーム用レポート情報（ＲＰｍ）、ユーザデータ用レポート情報（ＲＰｕ）、およびＲＴＴ（Round Trip Time）情報を含む。レポート情報は、簡単には最新のレポートを反映するものでよいが、キュー形式になっていてもよい。
【００５５】
ロジカルリンク状態（ＬＬｓｔａｔ）は、ロジカルリンクの状態を示す情報であり、未登録、登録中、登録済の状態がある。
【００５６】
レポート状態（ＲＰｓｔａｔ）は、当該ロジカルリンクのレポートが有効であるか、無効であるかを示す情報である。
【００５７】
管理フレーム用レポート情報（ＲＰｍ）は、レポートされた管理用フレームの送出に要する時間を示す情報である。
【００５８】
ユーザデータ用レポート情報（ＲＰｕ）は、レポートされたユーザデータフレームの送出に要する時間を示す情報である。
【００５９】
アクセス制御部１１には、ＰＯＮ ＩＦ間の割当順と、ＰＯＮ ＩＦ内でのロジカルリンクの割当順とが与えられている。割当順は、単純なラウンドロビンでもよいが、重みを考慮したラウンドロビン、割当周期を差別化するために階層化したラウンドロビン、帯域計算に基づき割当て過ぎたロジカルリンクに対する割当をスキップするもの、などであってもよい。
【００６０】
割当順については、一般的なスケジューリング技術として体系化されており、本発明は特定のスケジューリング技術には依存しない。ただし、同一のＰＯＮ ＩＦへの割当を連続させないようにすることで、本発明の効果を高めることができる。
【００６１】
また、本発明は、割当を行なうタイミングとは無関係であり、レポートフレームを受信する度に割当を行なうようにしてもよいし、レポートフレームを集中的に集めてから割当を行なうようにしてもよい。
【００６２】
図５は、アクセス制御部１１の初期化処理の手順を説明するためのフローチャートである。まず、入力メッセージキューＱｉｎおよび出力メッセージキューＱｅｇを空にし、ロジカルリンク情報ＬＬＴｉｊ（ｉ＝１，２，…，Ｎ：ｊ∈｛ＰＯＮ ＩＦ ｉのＬＬＩＤ｝）をすべてＮＵＬＬにし、最終割当時刻ＴＥｉをすべて現在時刻ｃｔｉｍｅにし、全体最終割当時刻ＴＥｚをｃｔｉｍｅにし、ディスカバリ順リストｄＬＳＴに１→２→…→Ｎ→１を設定する（Ｓ１１）。
【００６３】
次に、ディスカバリタイマＴＤに、ディスカバリ周期ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ＿ｉｎｔｅｒｖａｌをＮで割った値を設定する（Ｓ１２）。このＴＤは、ＮのＰＯＮ回線に対して順番にディスカバリ処理を行なうときの間隔であり、ＴＤが経過する毎に次のＰＯＮ回線のディスカバリ処理を行なう。
【００６４】
次に、割込みが入るまで待機する（Ｓ１３）。割込みが入ると（Ｓ１３，Ｙｅｓ）、割込み処理ルーチンに移る（Ｓ１４）。
【００６５】
図６は、割込み処理ルーチンの手順を説明するためのフローチャートである。まず、割込みの種類によって分岐する（Ｓ２１）。割込みがＱｉが空でないことを示す場合には（Ｓ２１，Ｑｉｎ非空）、メッセージ受信処理に移る（Ｓ２２）。割込みがＴＤのカウントアウトを示す場合には（Ｓ２１，ＴＤ満了）、ディスカバリ処理に移る（Ｓ２３）。また、割込みがＴＬｉｊのカウントアウトを示す場合には（Ｓ２１，ＴＬｉｊ満了）、タイムアウト処理に移る（Ｓ２４）。
【００６６】
なお、割込みの優先順位は、Ｑｉｎが空でない場合の割込みが最も高く、ＴＤ満了、ＴＬｉｊ満了の順に低くなるものとする。
【００６７】
図７は、ディスカバリ処理の手順を説明するためのフローチャートである。まず、ｄＬＳＴの先頭をｋとすると、ＰＯＮ ＩＦ ｋに対するディスカバリゲートメッセージを構成し、Ｑｅｇに入れる。このとき、開始時刻はＴＥｋまたは現在時刻の遅いほうを基準とする（Ｓ３１）。
【００６８】
次に、ディスカバリ期間の終わりを新しいＴＥｋとし、ｄＬＳＴを次のＰＯＮ ＩＦ部に進める（Ｓ３２）。そして、ディスカバリタイマＴＤをセットし（Ｓ３３）、処理を終了する。
【００６９】
図８は、タイムアウト処理の手順を説明するためのフローチャートである。まず、ＬＬＴｉｊのＬＬｓｔａｔが登録中であるか否かを判定する（Ｓ４１）。登録中でなければ（Ｓ４１，Ｎｏ）、ＬＬＴｉｊにタイムアウト情報を記録する。そして、過去のタイムアウト情報を参照して、所定期間内におけるタイムアウト数ＴＯＣｉｊを求める。ここで、最大許容値をＴＯＣｍａｘとする（Ｓ４２）。
【００７０】
次に、ＴＯＣｉｊとＴＯＣｍａｘとを比較し、ＴＯＣｉｊがＴＯＣｍａｘ以下であれば（Ｓ４３，Ｎｏ）、図９に示すＴＯＣｎ処理に移る。また、ＴＯＣｉｊがＴＯＣｍａｘよりも大きければ（Ｓ４３、Ｙｅｓ）、デレジスタ処理が行なわれる（Ｓ４４）。
【００７１】
ステップＳ４１において、ＬＬＴｉｊのＬＬｓｔａｔが登録中であれば（Ｓ４１，Ｙｅｓ）、デレジスタ処理が行なわれる（Ｓ４４）。
【００７２】
図９は、ＴＯＣｎ処理の手順を説明するためのフローチャートである。まず、ＰＯＮ ＩＦ ｉのＬＬＩＤｊに対するゲートメッセージを構成し、Ｑｅｇに入れる。このとき、レポート強制フラグを立ててレポート強制指示を行なう。また、開始時刻はＴＥｉまたは現在時刻を基準とし、グラント長はレポートフレームのみを送信できる量とする（Ｓ５１）。
【００７３】
そして、当該グラントのレーザオフの始まりを新しいＴＥｉとし、これにある程度のずれ時間を見込んだ時刻をタイマＴＬｉｊにセットして（Ｓ５２）、処理を終了する。
【００７４】
図１０は、メッセージ受信処理の手順を説明するためのフローチャートである。なお、宅側装置がメッセージに記録したタイムスタンプをＴ１とし、ＰＯＮ通信部２１がメッセージの受信時に追加したタイムスタンプをＴ２とする。
【００７５】
まず、Ｑｉｎから先頭メッセージを取り出し（Ｓ６１）、メッセージの種別がレジスタ要求であれば（Ｓ６２，レジスタ要求）、レジスタ要求処理を行なう（Ｓ６３）。メッセージの種別がレジスタ確認であれば（Ｓ６２，レジスタ確認）、レジスタ確認処理を行なう（Ｓ６４）。
【００７６】
メッセージの種別がデレジスタ要求であれば（Ｓ６２，デレジスタ要求）、デレジスタ処理を行なう（Ｓ６５）。メッセージの種別がレポートであれば（Ｓ６２，レポート）、レポート受信処理を行ない（Ｓ６６）、帯域割当処理を行なう（Ｓ６７）。
【００７７】
ステップＳ６３〜Ｓ６５またはＳ６７の処理が終了すると、Ｑｉｎが空か否かを判定する（Ｓ６８）。Ｑｉｎが空でなければ（Ｓ６８，Ｎｏ）、ステップＳ６１に戻って以降の処理を行なう。また、Ｑｉｎが空であれば（Ｓ６８，Ｙｅｓ）、処理を終了する。
【００７８】
図１１は、レジスタ要求処理の手順を説明するためのフローチャートである。なお、このレジスタ要求は、ＰＯＮ ＩＦ ｉのＭＡＣアドレスがｍの宅側装置からの要求とする。
【００７９】
まず、レジスタ要求があった本ＰＯＮ ＩＦに対して新しいＬＬＩＤを割り当て、ＬＬＩＤｊとする。そして、ＬＬＴｉｊのＬＬｓｔａｔに登録中を設定し、ＲＰｓｔａｔをＮＵＬＬにし、ＲＴＴに（Ｔ２−Ｔ１）を設定する（Ｓ７１）。
【００８０】
次に、ＰＯＮ ＩＦ ｉに対するレジスタメッセージを構成し、Ｑｅｇに入れる。このとき、ＤＡ（Destination Address）をｍとし、ＬＬＩＤをｊとする（Ｓ７２）。なお、このＬＬＩＤはレジスタメッセージ内に記載し宅側装置へ通知するものであって、フレームのヘッダ部分に記載するＬＬＩＤはブロードキャストＬＬＩＤである。
【００８１】
次に、ＰＯＮ ＩＦ ｉ、ＬＬＩＤｊに対するゲートメッセージを構成し、Ｑｅｇに入れる。このとき、開始時刻はＴＥｉまたは現在時刻を基準とする。また、グラント長はレジスタ確認フレームだけを送信できる量とする（Ｓ７３）。
【００８２】
最後に、当該グラントのレーザオフの始まりを新しいＴＥｉとし、これにある程度ぶれ時間を見込んだ時刻をタイマＴＬｉｊにセットして（Ｓ７４）、処理を終了する。
【００８３】
図１２は、レジスタ確認処理の手順を説明するためのフローチャートである。まず、ＲＴＴの再計算を行ない、当該ロジカルリンクのＲＴＴ更新処理を行なう。このとき、ドリフトが規定値を超える場合（Ｓ８１，ＮＧ）、処理を終了する。
【００８４】
また、ドリフトが規定値以内であれば（Ｓ８１，ＯＫ）、ＬＬＴｉｊのＬＬｓｔａｔを登録済みにし、ＰＯＮ ＩＦ ｉ、ＬＬＩＤｊに対するゲートメッセージを構成し、Ｑｅｇに入れる。このとき、レポート強制フラグを立ててレポート強制指示を行なう。また、開始時刻はＴＥｉまたは現在時刻を基準とする。好ましくは、過去の予約順を参照して同じＰＯＮ ＩＦを間隔が開いた位置に配置するほうがよい。そして、グラント長はレポートフレームのみを送信できる量とする（Ｓ８２）。
【００８５】
次に、当該グラントのレーザオフの始まりを新しいＴＥｉとし、これにある程度ぶれ時間を見込んだ時刻にタイマＴＬｉｊをセットし（Ｓ８３）、処理を終了する。
【００８６】
図１３は、デレジスタ処理の手順を説明するためのフローチャートである。なお、ＰＯＮ ＩＦ ｉ、ＬＬＩＤｊをデレジスタするものとする。まず、ＰＯＮ ＩＦ ｉ、ＬＬＩＤｊに対するデレジスタメッセージを構成し、Ｑｅｇに入れる（Ｓ９１）。そして、ＬＬＴｉｊのＬＬｓｔａｔをＮＵＬＬにし（Ｓ９２）、処理を終了する。
【００８７】
図１４は、レポート受信処理の手順を説明するためのフローチャートである。なお、ＰＯＮ ＩＦ ｉ、ＬＬＩＤｊからのレポートを受信するものとする。まず、ＲＴＴの再計算を行ない、当該ロジカルリンクのＲＴＴ更新処理を行なう。このとき、ドリフトが規定値を超える場合（Ｓ１０１，ＮＧ）、処理を終了する。
【００８８】
また、ドリフトが規定値以内であれば（Ｓ１０１，ＯＫ）、ＬＬＴｉｊのＲＰｓｔａｔを有効にし、ＲＰｍを管理フレーム用レポートキューｑｕｅｕｅ０＿ｒｅｐｏｒｔに更新し、ＲＰｕをユーザフレーム用レポートキューｑｕｅｕｅＫ＿ｒｅｐｏｒｔの合計に更新し（Ｓ１０２），処理を終了する。
【００８９】
図１５は、ＲＴＴ更新処理の手順を説明するためのフローチャートである。まず、新たなＲＴＴを（Ｔ２−Ｔ１）に更新し（Ｓ１１１）、新たなＲＴＴと元のＲＴＴとの差がドリフトの最大値ＤＲＩＦＴｍａｘより大きいか否かを判定する（Ｓ１１２）。
【００９０】
新たなＲＴＴと元のＲＴＴとの差がＤＲＩＦＴｍａｘ以下であれば（Ｓ１１２，Ｎｏ）、ＬＬＴｉｊのＲＴＴに新たなＲＴＴを設定し（Ｓ１１３）、ＲＴＴ更新処理が成功したものとする（ＯＫ）。新たなＲＴＴと元のＲＴＴとの差がＤＲＩＦＴｍａｘよりも大きければ（Ｓ１１２，Ｙｅｓ）、デレジスタ処理を行ない（Ｓ１１４）、ＲＴＴ処理が失敗したものとする（ＮＧ）。
【００９１】
図１６は、帯域割当処理の手順を説明するためのフローチャートである。なお、ＰＯＮ ＩＦ ｉ、ＬＬＩＤｊに帯域を割り当てるものとする。まず、ＬＬＴｉｊの管理用フレーム送出に必要な時間ＲＰｍとレポートフレーム送出に必要な時間ＲＥＰＯＲＴ＿ｌｅｎｇｔｈとの和をＭＬとし、ＬＬＴｉｊのユーザデータフレーム送出に必要な時間ＲＰｕをＵＬとし、バースト先頭のオーバヘッド時間（レーザオン期間Ｔｏｎ＋同期期間ＳｙｎｃＴｉｍｅ）をＯＶＬとする。そして、ＭＬ、ＵＬ、ＯＶＬおよびＴｏｆｆの和と、グラント長の上限値ＧＬｍａｘとの小さい方の値をグラント長ＧＬとする。
【００９２】
全体最終割当時刻ＴＥｚからＯＶＬおよびＭＬを差し引いた時刻をＴＳｚとする。ＰＯＮ ＩＦ ｉの最終割当時刻ＴＥｉとバーストギャップｂｕｒｓｔ＿ｇａｐとの和をＴＳｉとする。また、現在時刻ｃｔｉｍｅとＲＴＴと宅側装置の処理時間ｐｒｏｃ＿ｔｉｍｅとの和をＴＳｃとする。そして、ＴＳｚ、ＴＳｉおよびＴＳｃの中で最も遅い時刻をＴＳとする（Ｓ１２１）。
【００９３】
次に、ＴＳから現在時刻ｃｔｉｍｅを差し引いた時間と、グラントが先行しすぎることを防ぐためのシステム定数ＴｏｏＦａｒとを比較する（Ｓ１２２）。ＴＳ−ｃｔｉｍｅがＴｏｏＦａｒよりも小さくなければ（Ｓ１２２，Ｎｏ）、ＴＳ−ｃｔｉｍｅがＴｏｏＦａｒよりも大きくなるまでウェイトまたはスリープを行ない（Ｓ１２３）、ステップＳ１２１に戻って以降の処理を繰り返す。
【００９４】
また、ＴＳ−ｃｔｉｍｅがＴｏｏＦａｒよりも小さければ（Ｓ１２２，Ｙｅｓ）、ＰＯＮ ＩＦ ｉ、ＬＬＩＤｊに対するゲートメッセージを構成し、Ｑｅｇに入れる。このとき、レポート強制フラグを立ててレポート強制指示を行なう。また、開始時刻を（ＴＳ−ＲＴＴ）とし、グラント長をＧＬとする（Ｓ１２４）。そして、ＴＥｉに、（ＴＳ＋ＧＬ−Ｔｏｆｆ）を設定する（Ｓ１２５）。
【００９５】
次に、ＵＬが０よりも大きいか否かを判定する（Ｓ１２６）。ＵＬが０であれば（Ｓ１２６，Ｎｏ）、ＴＥｚを更新せずにステップＳ１２８に進む。また、ＵＬが０よりも大きければ（Ｓ１２６，Ｙｅｓ）、ＴＥｚにＴＥｉを設定する（Ｓ１２７）。
【００９６】
最後に、ＴＥｉにある程度ぶれ時間を見込んだ時刻にタイマＴＬｉｊをセットして（Ｓ１２８）、処理を終了する。
【００９７】
なお、単純さを優先して、ＭＬをＵＬに含めるようにしてもよい。また、グラント開始時刻を最善のものから意図的にずらすようにしてもよい。
【００９８】
処理の最後に、ＬＬＴｉｊの当該ロジカルリンクのレポートを無効にする。ただし、レポート情報がキュー形式であって次のエントリがある場合には、レポート有効のままレポートキューを更新する。
【００９９】
図１７は、ＰＯＮ通信部２１の構成例を示すブロック図である。このＰＯＮ通信部２１は、ＤＥＭＵＸ１３からの信号（内部形式信号）を入力する入力部６１と、入力部６１に入力された信号を蓄積するＦＩＦＯ１（６２）と、ＦＩＦＯ１（６２）に蓄積されているデータを取り出して信号形式を変換した上でＰＯＮ送受信部２２に出力する送信処理部６３と、ＰＯＮ送受信部２２から入力されるフレームの種別を判断して選択的に出力する受信処理部６４と、受信処理部６４から管理フレームを受けて処理する管理フレーム処理部６５と、受信処理部６４からＭＰＣＰフレームを受けて処理するＭＰＣＰフレーム処理部６６と、受信処理部６４からのユーザデータフレームを受け取り信号形式を変換して集線部１４に出力する出力部６８とを含む。このＰＯＮ通信部２１は、１つまたは複数のＬＳＩで実現されるのが一般的である。
【０１００】
送信処理部６３は、ＦＩＦＯ１（６２）にデータが蓄積されている場合には、データを取り出して信号形式を変換した上でＰＯＮ送受信部２２に出力するが、管理フレーム処理部６５またはＭＰＣＰフレーム処理部６６が送信すべきフレームを有している場合には、そのフレームの出力を優先する。このとき、ＭＰＣＰフレームが最優先される。また、必要ならばタイムスタンプを上書きしてもよい。
【０１０１】
管理フレーム処理部６５は、ＯＡＭ、認証、暗号設定などの管理フレームを処理する。この処理の内容自体は本発明と無関係であるので、その詳細な説明は省略する。この処理の結果または自発的に必要となった管理フレームを構成し、送信処理部６３に送信を要求する。また、処理の結果として、あるロジカルリンクの維持ができない状態となれば、ＭＰＣＰフレーム処理部６６に当該ロジカルリンクのデレジスタを指示する。
【０１０２】
ＭＰＣＰフレーム処理部６６は、受信処理部６４から入力されるＭＰＣＰフレームの種別に応じた処理を行なう。ＭＰＣＰフレームがレジスタ要求フレームの場合には、認証を行なう。認証結果が正しければ、レジスタ要求メッセージをアクセス制御部１１に転送する。なお、認証を行なわずにアクセス制御部１１にメッセージを転送してもよい。また、まずアクセス制御部１１にメッセージを転送して登録させてから、管理フレーム処理部６５が別のプロトコルで認証を行なうようにしてもよい。
【０１０３】
ＭＰＣＰフレームがデレジスタ要求フレームまたはレジスタ確認フレームの場合、これらのメッセージをアクセス制御部１１に転送する。このとき、タイムスタンプを追加するようにしてもよい。
【０１０４】
ＭＰＣＰフレームがレポートフレームの場合、タイムスタンプドリフトをチェックし、違反していればデレジスタメッセージをアクセス制御部１１に転送する。なお、このチェックをアクセス制御部１１で行なうようにしてもよい。また、違反していなければ、レポートメッセージをアクセス制御部１１に転送する。
【０１０５】
ＭＰＣＰフレーム処理部６６は、これらのメッセージをアクセス制御部１１に転送するときに、タイムスタンプを追加するようにしてもよい。
【０１０６】
ＭＰＣＰフレーム処理部６６は、ロジカルリンク毎にレポートフレームのインターバルを監視し、接続性を判断する。そして、ロジカルリンクが切れたと判断した場合、または管理フレーム処理部６５からデレジスタ指示を受けた場合には、当該ロジカルリンクのデレジスタメッセージをアクセス制御部１１に転送する。なお、この処理をアクセス制御部１１で行なうようにしてもよい。
【０１０７】
なお、ＰＯＮ通信部２１が図示しないローカルアクセス制御部を有していてもよい。このローカルアクセス制御部は、ＰＯＮ回線の上りアクセス制御を単独で行なうものであり、そのアクセス制御方法は従来技術に従う。ＰＯＮ通信部２１およびＭＰＣＰフレーム処理部６６は、設定によってＭＰＣＰメッセージのやり取りを外部、たとえばアップリンクＩＦ部１のアクセス制御部１１と行なうか、ローカルアクセス制御部と行なうかを切替えることができる。
【０１０８】
以上説明したように、本実施の形態における局側集線装置によれば、アクセス制御部１１がＰＯＮ回線からのユーザデータフレームがアップリンクにおいて連続して送信されるように各ＰＯＮの帯域割当を行なうようにしたので、アップリンクにおける帯域を有効に利用することが可能となった。
【０１０９】
（第２の実施の形態）
図１８は、本発明の第２の実施の形態における局側集線装置におけるアクセス制御方法の一例を説明するための図である。図１８においては、ＰＯＮ回線１の上りバースト信号の転送レートが１０Ｇｂｐｓであり、ＰＯＮ回線２の上りバースト信号の転送レートが１Ｇｂｐｓの場合を示している。本実施の形態においては、ＰＯＮ回線１のユーザデータフレーム送出期間と、ＰＯＮ回線２のユーザデータフレーム送出期間とがオーバラップするようにアクセス制御を行なうことにより、アップリンクにおける帯域をさらに有効に利用するものである。
【０１１０】
ＰＯＮ回線２の転送レートがＰＯＮ回線１よりも遅いため、ＰＯＮ回線２のユーザデータフレーム列をアップリンク速度にアップコンバートして、アップリンクに隙間なくユーザデータフレームを配置するようにしている。
【０１１１】
図１９は、本発明の実施の形態における局側集線装置１００の接続例を示す図である。図１９（ａ）に示すように、このシステムは、局側集線装置１００と、転送レートαの宅側装置Ａ１０１−１と、転送レートβの宅側装置Ｂ１０１−２と、複数の光カプラ１０２とを含む。転送レートαと、転送レートβとはそれぞれ異なっている。
【０１１２】
図１９（ｂ）に示すように、上り光信号（波長Ｏ）と、転送レートαの下り光信号（波長Ｃ）および転送レートβの下り光信号（波長Ｌ）とは波長多重されており、１つのＰＯＮ回線上で独立した信号伝送が可能である。一方、転送レートαの上り光信号の波長と、転送レートベータの上り光信号の波長とがオーバラップしている。そのため、図１９（ｃ）に示すように、それぞれの光バースト信号が衝突しないように時分割多重することで、１つのＰＯＮ回線上で独立した信号伝送を行なうようにしている。
【０１１３】
たとえば、宅側装置Ａ１０１−１はＧＥ−ＰＯＮ用であり、宅側装置Ｂ１０１−２は１０ＧＥＰＯＮ用であり、転送レートαが１Ｇｂｐｓであり、転送レートβが１０Ｇｂｐｓである。これらの転送レートは総称であって、実際の転送レートは符号形式や符号処理の前後で若干変化する。ＰＯＮ回線に誤り訂正符号が用いられ、実際の有効データレートが減少する場合には、有効データレートをＰＯＮ回線のレートと考えればよい。
【０１１４】
また、本実施の形態においては、波長Ｏは１２６０〜１３６０ｎｍ、波長Ｃは１４８０〜１５００ｎｍ、波長Ｌは１５７４〜１５８０ｎｍとし、α＜βとするものとする。
【０１１５】
図２０は、本発明の第２の実施の形態におけるＰＯＮ通信部２１’の構成例を示すブロック図である。図１７に示す第１の実施の形態におけるＰＯＮ通信部２１と比較して、レートの異なるユーザデータフレームが蓄積されるＦＩＦＯ３（７１）およびＦＩＦＯ４（７２）が追加されている点と、ＰＯＮ送受信部、入力部、送信処理部、受信処理部、および出力部の機能が異なっている点のみが異なる。したがって、重複する構成および機能の詳細な説明は繰り返さない。
【０１１６】
ＰＯＮ送受信部２２’は、波長Ｃ・レートαの光信号と、波長Ｌ・レートβの光信号とを同時に送信することができる。ＰＯＮ送受信部２２’は、送信処理部６３’からレートαの信号とレートβの信号とを受け、波長Ｃ・レートαの光信号と波長Ｌ・レートβの光信号とに変換してＰＯＮ回線に出力する。
【０１１７】
また、ＰＯＮ送受信部２２’は、波長Ｏのデュアルレート光バースト信号を受信することができる。ＰＯＮ送受信部２２’は、ＰＯＮ回線から受信した光信号を電気信号に変換して、受信処理部６４’に出力する。
【０１１８】
図２０においては、ＰＯＮ送受信部２２’内でレートαおよびレートβに応じた同期処理を行ない、レート別の電気信号として受信処理部６４’に出力する。なお、これらの同期処理は受信処理部６４’で行なうようにしてもよい。レートの区別は、受信信号から自動認識してもよいし、当該バーストの送信をグラントした情報に基づいて予め受信するレートを決めておくようにしてもよい。
【０１１９】
アップリンクＩＦ部１のＤＥＭＵＸ１３および集線部１４との間の入出力信号は、アップリンクのレートに即した単一のレートであり、たとえば１０ギガビットイーサネット（登録商標）の１０Ｇｂｐｓである。ここではβに等しいとする。
【０１２０】
入力部６１’は、アップリンクＩＦ部１のＤＥＭＵＸ１３からの信号を受け、ロジカルリンクとそのレートとを判断し、レートに応じたＦＩＦＯに信号を出力する。この出力信号は、レートに応じた内部信号形式に変換される。
【０１２１】
送信処理部６３’は、ＦＩＦＯ１（６２）またはＦＩＦＯ３（７１）にデータが蓄積されている場合、個別にデータを取り出して信号形式を変換した上でＰＯＮ送受信部２２’に転送する。ＭＰＣＰフレーム処理部６６または管理フレーム処理部６５が送信すべきフレームを有している場合には、これらのフレームが優先されるが、フレームの宛先ロジカルリンクによってレートが判断され、そのレートの信号に挿入される。その信号にデータが流れている場合には、フレームの区切りに挿入される。
【０１２２】
受信処理部６４’は、ＰＯＮ送受信部２２’からの各レートのフレームの種別を判断し、レートαのユーザデータフレームの場合にはＦＩＦＯ４（７２）に蓄積する。受信処理部６４’は、受信時刻やＬＬＩＤによって不適切なフレームをフィルタリングしてもよい。
【０１２３】
出力部６８’は、受信処理部６４’からユーザデータフレームを受け取る他に、ＦＩＦＯ４（７２）からデータを取り出し、信号形式を変換した上でアップリンクＩＦ部１の集線部１４に出力する。ＦＩＦＯ４（７２）からデータを取り出す開始タイミングは、ＭＰＣＰフレーム処理部６６から指示される。
【０１２４】
以下に、アクセス制御部１１の処理において、第１の実施の形態と異なる点を説明する。本実施の形態においては、グラント長が時間を表すものとする。すなわち、１Ｇと１０Ｇとのロジカルリンクに同じグラント長を与えた場合、１０Ｇのロジカルリンクは１Ｇのロジカルリンクよりも１０倍の情報を伝送することができる。
【０１２５】
ディスカバリゲートは、レート単位で送出される。したがって、ディスカバリ期間に受信するレジスタ要求の信号レートは予約されており、単一レートとなる。さらに、ロジカルリンク情報にレート種別を加え、レジスタ要求を受付けるときに、当該レートをレート種別に記録する。アップリンクのレートがβであり、同じレート（β）を有するロジカルリンクと、これより遅いレート（αとする）を有するロジカルリンクがあることが前提となる。
【０１２６】
次に割当てるべきＰＯＮ ＩＦ ｋのロジカルリンク（Ｌとする）レート種別がαである場合、ＴＳｚの計算方法が次の通りとなる。すなわち、グラント長は時間単位なので、グラント長の計算は第１の実施の形態と同様である。レートαでＵＬ時間に伝送されるデータ量をレートβで伝送するときに要する時間をＵＬＢとする。ＴＥｚにＵＬＢを加えた時刻をＴＥｚｎとする。ＴＥｚｎをレーザオフの起点とし、グラント長とバーストオーバヘッド時間（Ｔｏｎ＋ＳｙｎｃＴｉｍｅ）とを差し引いた時刻をＴＳｚとする。
【０１２７】
グラント情報をＰＯＮ ＩＦ部２に送出する際に、レート種別と出力開始可能時刻ＴＵＳとを付加する。ＴＵＳは、新しい全体最終割当時刻からＵＬＢを引いたものとする。ＴＵＳはＰＯＮ通信部２１’の出力部６８’に通知され、ＦＩＦＯ４（７２）からデータを取り出すタイミングを指示する。ＦＩＦＯ４（７２）への書き込みは低速なため、読み出し側でＦＩＦＯのアンダーランが生じないようにするためである。
【０１２８】
図２０において、ＰＯＮ通信部の上り方向にレートごとに信号を分離したが、ＰＯＮ回線の上り信号は図１９に示すように多重されているので１つのＦＩＦＯを経由するパスに統合することも可能である。この場合、受信処理部６４’は、受信信号のレートに応じてＦＩＦＯに書き込む速度を加減する。
【０１２９】
α＞βの場合、ＴＳｚの計算と全体最終割当時刻の更新は次の通りとなる。すなわち、グラント長は時間単位なので、グラント長の計算は第１の実施の形態と同様となる。レートαでＭＬ時間、ＵＬ時間に伝送されるデータ量をレートβで伝送するときに要する時間をそれそれＭＬＢ、ＵＬＢとする。全体最終割当時刻ＴＥｚからＯＶＬとＭＬＢとを引いた時刻をＴＳｚとする。
【０１３０】
選択された開始時刻をＴＳとすると、ＴＳにＯＶＬ、ＭＬＢ、ＵＬＢを加えた時刻をＴＥとする。新しい全体最終割当時刻は、本割当がＵＬ＞０である場合はＴＥとする。ＵＬ＝０である場合は最終割当時刻を更新しない。
【０１３１】
以上説明したように、本実施に形態における局側集線装置においては、上りレートがアップリンクのレートより低速の宅側装置が存在する場合でも、当該宅側装置からの上りバースト信号を早く送出させるようにアクセス制御を行ない、転送レートの遅い当該宅側装置からのユーザデータフレーム列をＦＩＦＯに蓄積しアップリンクへ送出するタイミングを調整するとともに、アップリンク速度にアップコンバートして送出し、アップリンクに隙間なくユーザデータフレームを配置するようにしたので、アップリンクにおける帯域をさらに有効に利用することが可能となった。
【０１３２】
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１３３】
１ アップリンクＩＦ部、２ ＰＯＮ ＩＦ部、１１ アクセス制御部、１２ アップリンク送受信部、１３ ＤＥＭＵＸ、１４ 集線部、２１ ＰＯＮ通信部、２２ ＰＯＮ送受信部、３１ ４ｔｏ１ＭＵＸ、４１ 入力部、４２，６２，７１，７２ ＦＩＦＯ、４３ ＭＵＸ制御部、４４ マルチプレクサ、４５ 出力部、５１ ＣＰＵ、５２ ＲＯＭ、５３ ＲＡＭ、５４ 共有メモリ、５５ 入出力部、５６ 時計タイマ、６１ 入力部、６３ 送信処理部、６４ 受信処理部、６５ 管理フレーム処理部、６６ ＭＰＣＰフレーム処理部、６８ 出力部、１００ 局側集線装置、１０１ 宅側装置。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の宅側装置が媒体を共有してデータの伝送を行なう媒体共有型通信であるＰＯＮ（Passive Optical Network）に関し、特に、データをイーサネット（登録商標）フレームのまま伝送を行なうＥＰＯＮ（Ethernet（登録商標） PON）を複数回線収容し、上位ネットワーク（以下、アップリンクと呼ぶ。）に多重する局側集線装置、アクセス制御装置およびアクセス制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、インターネットが広く普及しており、利用者は世界各地で運営されているサイトの様々な情報にアクセスし、その情報を入手することが可能である。それに伴って、ＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）、ＦＴＴＨ（Fiber To The Home）などのブロードバンドアクセスが可能な装置も急速に普及してきている。
【０００３】
これに関連する先行技術として、下記の特許文献１および非特許文献１に開示された技術がある。特許文献１に開示された局側集線装置においては、バッファメモリ、受信部、送信部およびＰＯＮ ＩＦが、複数のＰＯＮ伝送路Ａ，Ｂ，…，Ｚのそれぞれに対応して設けられる。制御部は、ＰＯＮ伝送路Ａ，Ｂ，…，Ｚを介して受信される通常フレームが競合しないように制御フレームを生成し、ＰＯＮ伝送路Ａ，Ｂ，…，Ｚへ送出する。
【０００４】
また、非特許文献１には、ＥＰＯＮのアクセス制御プロトコル（ＭＰＣＰ（Multi-Point Control Protocol））やＯＡＭ（Operations, Administration and Maintenance）プロトコルが規定されており、ＭＰＣＰメッセージによる新規宅側装置の登録方法、帯域割当要求、送信指示などが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２５３８８１号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】ＩＥＥＥ Ｓｔｄ ８０２．３ａｈ（登録商標）−２００４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図２１は、特許文献１に開示された局側集線装置におけるアクセス制御方法の一例を示す図である。図２１においては、ＰＯＮ回線１およびＰＯＮ回線２からのユーザデータフレームを多重してアップリンクに送出する場合を示している。ＰＯＮ回線１におけるレーザオフ期間と、ＰＯＮ回線２におけるレーザオン期間とをオーバラップさせることにより、帯域を有効に利用するものである。
【０００８】
しかしながら、アップリンクにおいてＰＯＮ回線１からのユーザデータフレームとＰＯＮ回線２からのユーザデータフレームとの間には、ＰＯＮ回線２におけるレーザオン期間、同期期間、および管理用フレーム送出期間と同程度の未使用帯域が発生しており、帯域を十分に有効利用しているとは言えない。
【０００９】
また、たとえば、ＰＯＮ回線１の転送レートとＰＯＮ回線２の転送レートとが異なる場合には、アップリンクにおける未使用帯域がさらに多く発生してしまうことになる。
【００１０】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、アップリンクにおいて帯域を有効に利用することが可能な局側集線装置、アクセス制御装置およびアクセス制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のある局面に従えば、複数の受動的光ネットワークを収容する局側集線装置であって、複数の受動的光ネットワークのそれぞれに接続される複数の受信手段と、複数の受信手段によって受信されたユーザデータが、アップリンクにおいて稠密に並ぶように複数の受動的光ネットワークからのユーザデータの送信タイミングを制御するインタフェース手段とを含む。
【００１２】
インタフェース手段は、複数の受信手段によって受信されたユーザデータが、アップリンクにおいて稠密に並ぶように複数の受動的光ネットワークからのユーザデータの送信タイミングを制御するので、アップリンクにおいて帯域を有効に利用することが可能となる。
【００１３】
好ましくは、インタフェース手段は、受信手段による受信タイミングとアップリンクへの送信タイミングとのずれが小さくなるように送信タイミングを制御する。
【００１４】
インタフェース手段は、受信手段による受信タイミングとアップリンクへの送信タイミングとのずれが小さくなるように送信タイミングを制御するので、アップリンクの帯域をさらに有効に利用することが可能となる。
【００１５】
さらに好ましくは、受動的光ネットワークのすべての上り転送レートとアップリンクの上り転送レートとが同じであり、インタフェース手段は、複数の受信手段が受信したユーザデータをバッファに蓄積せずに、スルーでアップリンクに送信する。
【００１６】
インタフェース手段は、複数の受信手段が受信したユーザデータをバッファに蓄積せずに、スルーでアップリンクに送信するので、バッファが不要となり、装置のコストを削減することが可能となる。
【００１７】
さらに好ましくは、インタフェース手段は、第１の受動的光ネットワークのバースト信号と、第２の受動的光ネットワークのバースト信号とをオーバラップさせ、オーバラップする時間が、第２の受動的光ネットワークのバースト長からユーザデータフレーム期間およびレーザオフ期間に相当する時間を除いた時間の少なくとも一部となるように受信タイミングを制御する。
【００１８】
インタフェース手段は、第１の受動的光ネットワークのバースト信号と、第２の受動的光ネットワークのバースト信号とをオーバラップさせ、オーバラップする時間が、第２の受動的光ネットワークのバースト長からユーザデータフレーム期間およびレーザオフ期間に相当する時間を除いた時間の少なくとも一部となるように受信タイミングを制御するので、アップリンクにおいてユーザデータフレームを連続して送信することが可能となる。
【００１９】
さらに好ましくは、複数の受動的光ネットワークの中でアップリンクの上り転送レートよりも上り転送レートが遅い宅側装置を含む受動的光ネットワークがあり、インタフェース手段は、アップリンクよりも上り転送レートが遅い宅側装置からのユーザデータをアップコンバートしてアップリンクに送信する際、上り転送レートが遅い宅側装置からのユーザデータの最後が、アップコンバートしてアップリンクに送信されるユーザデータの最後よりも早くなるように受信タイミングを制御する。
【００２０】
複数の受動的光ネットワークの中でアップリンクの上り転送レートよりも上り転送レートが遅い宅側装置を含む受動的光ネットワークがあり、インタフェース手段は、アップリンクよりも上り転送レートが遅い宅側装置からのユーザデータをアップコンバートしてアップリンクに送信する際、上り転送レートが遅い宅側装置からのユーザデータの最後が、アップコンバートしてアップリンクに送信されるユーザデータの最後よりも早くなるように受信タイミングを制御するので、アップリンクの帯域をさらに有効に利用することが可能となる。
【００２１】
さらに好ましくは、インタフェース手段は、第１の受動的光ネットワークのバースト信号と、第２の受動的光ネットワークのバースト信号とをオーバラップさせ、オーバラップする時間が、第２の受動的光ネットワークのバースト長からユーザデータフレームをアップリンク速度で伝送するのに要する時間およびレーザオフ期間に相当する時間を除いた時間の少なくとも一部となるように受信タイミングを制御する。
【００２２】
インタフェース手段は、第１の受動的光ネットワークのバースト信号と、第２の受動的光ネットワークのバースト信号とをオーバラップさせ、オーバラップする時間が、第２の受動的光ネットワークのバースト長からユーザデータフレームをアップリンク速度で伝送するのに要する時間およびレーザオフ期間に相当する時間を除いた時間の少なくとも一部となるように受信タイミングを制御するので、アップリンクにおいてユーザデータフレームを連続して送信することが可能となる。
【００２３】
本発明の別の局面に従えば、複数の受動的光ネットワークからのユーザデータの受信タイミングを制御するアクセス制御装置であって、複数の受動的光ネットワークから受信されたユーザデータが、アップリンクにおいて稠密に並ぶように複数の受動的光ネットワークからのユーザデータの送信タイミングを制御する手段と、送信タイミングを含んだグラントを受動的光ネットワークに接続される宅側装置に送信指示する手段とを含む。
【００２４】
本発明のさらに別の局面に従えば、複数の受動的光ネットワークからのユーザデータの受信タイミングの制御をコンピュータに実行させるためのコンピュータ・プログラムであって、複数の受動的光ネットワークから受信されたユーザデータが、アップリンクにおいて稠密に並ぶように複数の受動的光ネットワークからのユーザデータの送信タイミングを制御するステップと、送信タイミングを含んだグラントを受動的光ネットワークに接続される宅側装置に送信指示するステップとをコンピュータに実行させる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明のある局面によれば、インタフェース手段は、複数の受信手段によって受信されたユーザデータが、アップリンクにおいて稠密に並ぶように複数の受動的光ネットワークからのユーザデータの送信タイミングを制御するので、アップリンクにおいて帯域を有効に利用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１の実施の形態における局側集線装置におけるアクセス制御方法の一例を説明するための図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における局側集線装置の構成例を示すブロック図である。
【図３】４ｔｏ１ＭＵＸ３１の構成例を示すブロック図である。
【図４】アクセス制御部１１をソフトウェアで実現する場合の構成例を示す図である。
【図５】アクセス制御部１１の初期化処理の手順を説明するためのフローチャートである。
【図６】割込み処理ルーチンの手順を説明するためのフローチャートである。
【図７】ディスカバリ処理の手順を説明するためのフローチャートである。
【図８】タイムアウト処理の手順を説明するためのフローチャートである。
【図９】ＴＯＣｎ処理の手順を説明するためのフローチャートである。
【図１０】メッセージ受信処理の手順を説明するためのフローチャートである。
【図１１】レジスタ要求処理の手順を説明するためのフローチャートである。
【図１２】レジスタ確認処理の手順を説明するためのフローチャートである。
【図１３】デレジスタ処理の手順を説明するためのフローチャートである。
【図１４】レポート受信処理の手順を説明するためのフローチャートである。
【図１５】ＲＴＴ更新処理の手順を説明するためのフローチャートである。
【図１６】帯域割当処理の手順を説明するためのフローチャートである。
【図１７】ＰＯＮ通信部２１の構成例を示すブロック図である。
【図１８】本発明の第２の実施の形態における局側集線装置におけるアクセス制御方法の一例を説明するための図である。
【図１９】本発明の実施の形態における局側集線装置１００の接続例を示す図である。
【図２０】本発明の第２の実施の形態におけるＰＯＮ通信部２１’の構成例を示すブロック図である。
【図２１】特許文献１に開示された局側集線装置におけるアクセス制御方法の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態における局側集線装置におけるアクセス制御方法の一例を説明するための図である。本実施の形態においては、ＰＯＮ回線１のユーザデータフレーム送出期間と、ＰＯＮ回線２のレーザオン期間、同期期間、レポートフレーム送出期間および管理用フレーム送出期間とがオーバラップするようにアクセス制御を行うものである。これによって、ＰＯＮ回線１からのユーザデータフレームと、ＰＯＮ回線２からのユーザデータフレームとが連続してアップリンクに送出されるようになる。ここで、連続して（または稠密に）とは、最小ＩＦＧ以上、最大オーバヘッド未満の間隔をもってアップリンク上に送出されることをいう。最大オーバヘッド時間は、レーザオン期間、同期期間、レポートフレームおよび管理フレーム送出期間に相当する時間のことである。
【００２８】
なお、図１においては同期期間の後にレポートフレーム、管理用フレーム、ユーザフレームの順に宅側装置から送信されるとしているが、フレームの順序は任意である。ＰＯＮ回線２のバースト長（時間）からＩＦＧおよびプリアンブルを含むユーザデータフレーム期間とレーザオフ期間に相当する時間を除いた時間だけオーバラップするようにアクセス制御を行えばよい。この場合、前後のバースト間でユーザデータフレームがオーバラップするかもしれないが、後述のＦＩＦＯで遅延調整した上でアップリンクに配置するので、ユーザデータフレームの衝突を回避できる。また、オーバラップさせる時間は上記例を最大として、それ以下の時間としてもよい。
【００２９】
図２は、本発明の第１の実施の形態における局側集線装置の構成例を示すブロック図である。この局側集線装置は、アップリンクＩＦ（Interface）部１と、Ｎ個のＰＯＮ ＩＦ部２とを含む。なお、図２においてＮ＝１６とし、１６のＰＯＮ回線ｉ（ｉ＝１〜１６）が集線される構成としているが、ＰＯＮ回線の数はこれに限定されるものではない。
【００３０】
ＰＯＮ回線は、Ｐａｓｓｉｖｅ（受動的）であることに限定されない。一般には分岐を光カプラで行うが、能動的な光スイッチで代替してもよい。ここでのＰＯＮ回線はＭＰＣＰによって複数の宅側装置を収容する回線という意味である。
【００３１】
アップリンクが１０ＧＥ（１０ギガビットイーサネット（登録商標））であり、ＰＯＮ回線が１０ＧＥＰＯＮ（１０ギガビットイーサネット（登録商標）ＰＯＮ）である場合について説明するが、アップリンクがＧＥ（ギガビットイーサネット（登録商標））であり、ＰＯＮ回線がＧＥＰＯＮ（ギガビットイーサネット（登録商標）ＰＯＮ）であってもよい。
【００３２】
アップリンクＩＦ部１は、アップリンクおよび各ＰＯＮ回線の上りアクセス制御を行なうアクセス制御部１１と、アップリンクとの間でフレームの送受信を行なうアップリンク送受信部１２と、アップリンク送受信部１２によって受信された下り信号を各ＰＯＮ ＩＦ部２へ出力するＤＥＭＵＸ１３と、各ＰＯＮ ＩＦ部２からの上り信号を多重してアップリンク送受信部１２へ出力する集線部１４とを含む。
【００３３】
また、ＰＯＮ ＩＦ部２は、ＰＯＮ回線との間で信号の送受信を行なうＰＯＮ送受信部２２と、ＰＯＮ回線に接続される宅側装置とのデータリンクを終端するとともにアップリンクへの主信号の中継を行なうＰＯＮ通信部２１とを含む。
【００３４】
ＤＥＭＵＸ１３は、アップリンク送受信部１２によって受信された下り信号を各ＰＯＮ
ＩＦ部２へ出力する。ＤＥＭＵＸ１３は、アップリンク送受信部１２からの下り信号をそのまま各ＰＯＮ ＩＦ部２に送出するようにしてもよいし、下りフレームの内容を解析してフレームの送信先を識別し、選択的にＰＯＮ ＩＦ部２に送出するようにしてもよい。識別方法としては、ＶＬＡＮ（Virtual Local Area Network）タグで識別するようにしてもよいし、ＭＡＣ（Media Access Control）アドレスで識別するようにしてもよい。
【００３５】
集線部１４は、４回線を多重する複数の４ｔｏ１ＭＵＸ３１によって構成され、この複数の４ｔｏ１ＭＵＸ３１を多段接続することにより所望の多重数Ｎを実現するものである。本実施の形態においては、５つの４ｔｏ１ＭＵＸ１４を多段接続することにより１６ｔｏ１ＭＵＸを実現している。
【００３６】
図３は、４ｔｏ１ＭＵＸ３１の構成例を示すブロック図である。この４ｔｏ１ＭＵＸ３１は、各ＰＯＮ ＩＦ部２に接続される４つの入力部４１と、各入力部４１に接続される４つのＦＩＦＯ（First In First Out）４２と、各ＦＩＦＯ４２からフレーム蓄積量の通知を受け、ＦＩＦＯ４２に蓄積されたフレームの出力を制御するＭＵＸ制御部４３と、マルチプレクサ４４と、マルチプレクサ４４からのフレームを次段の４ｔｏ１ＭＵＸ３１またはアップリンク送受信部１２に出力する出力部４５とを含む。
【００３７】
入力部４１は、ＰＯＮ ＩＦ部２からの高速なシリアル信号を低速なパラレルの内部信号に変換してＦＩＦＯ４２に蓄積する。内部信号は、６４ビット、１５６．２５Ｍｂｐｓとすることができる。ＦＩＦＯ４２は、フレームの蓄積状況をＭＵＸ制御部４３に通知する。
【００３８】
ＭＵＸ制御部４３は、ＦＩＦＯ４３の状態を監視しており、フレームが蓄積されているＦＩＦＯ２から排他的にフレームを取り出し、マルチプレクサ４４を制御しながら出力部４５に出力する。
【００３９】
出力部４５は、マルチプレクサ４４から受けたフレームを高速なシリアル信号、たとえばＸＡＵＩ（10Gbps Attachment Unit Interface）信号に変換して出力する。
【００４０】
後述のように、アクセス制御部１１は、ＰＯＮ回線の上り信号をそのままスルーしてアップリンクに出力できるようにアクセス制御を行なっているので、ＦＩＦＯの容量は少なくてもよい。すなわち、このＦＩＦＯは、精度に依存するぶれやバースト内でのユーザデータフレームの配置の差などによる一時的な衝突を回避したり、入出力間におけるクロック周波数の微小なずれを吸収したりするものである。なお、アクセス制御部１１がＰＯＮ回線間の割当間隔に余裕を持たせるようにすれば、４Ｔｏ１ＭＵＸ３１のＦＩＦＯ４２およびＭＵＸ制御部４３を削除し入力部４１からマルチプレクサ４４へスルーする構成も可能である。このとき、マルチプレクサ４４は入力部４１が制御するか、単に論理和のようなものでよい（データを出力しない期間は論理０の信号を出力する。）。
【００４１】
ＰＯＮ通信部２１とアクセス制御部１１とは制御線で接続されており、ＭＰＣＰフレームの送受信はＰＯＮ通信部２１が行なうが、ＭＰＣＰメッセージはＰＯＮ通信部２１をスルーし、アクセス制御部１１が終端する。このとき、ＰＯＮ受信時のタイムスタンプ追加やＰＯＮ送信時のタイムスタンプ上書きをＰＯＮ通信部２１で行なうようにしてもよい。そうすることにより、ＲＴＴやタイムスタンプドリフトがアクセス制御部１１の内部処理遅延に依存しなくなり、より正確となる。なお、アクセス制御部１１と各ＰＯＮ通信部２１とは共通の時計を有しているものとする。
【００４２】
図４は、アクセス制御部１１をソフトウェアで実現する場合の構成例を示す図である。なお、このアクセス制御部１１をハードウェアによって実現してもよいことは言うまでもない。
【００４３】
このアクセス制御部１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）５２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）５３と、共有メモリ５４と、入出力部５５と、時計タイマ５６とを含む。
【００４４】
ＣＰＵ５１がＲＯＭ５２に記憶されたアクセス制御プログラムを実行することにより、アクセス制御部１１の機能が実現される。また、ＲＡＭ５３は、アクセス制御を行なう際に使用される各種情報を保持する。この各種情報の詳細は後述する。
【００４５】
入出力部５５は、ＰＯＮ ＩＦ部２に接続され、メッセージの入出力を制御する。入出力部５５は、ＰＯＮ ＩＦ部２によって受信されたメッセージ信号を入力すると内部形式に変換し、共有ＲＡＭ５４の入力メッセージキュー（Ｑｉｎ）に追加する。このとき、Ｑｉｎが空の状態から空でない状態になると、ＣＰＵ５１に対して割込みをかける。
【００４６】
また、入出力部５５は、ＣＰＵ５１からの指示に応じて共有ＲＡＭ５４内の出力メッセージキュー（Ｑｅｇ）に蓄積されたメッセージをＰＯＮ ＩＦ部２に出力する。
【００４７】
時計タイマ５６は、現在時刻（ｃｔｉｍｅ）を計時する時計としての機能と、所定時間をカウントするカウンタの機能とを有している。時計タイマ５６のｃｔｉｍｅの値は、ＣＰＵ５１によって参照される。
【００４８】
時計タイマ５６は、後述するディスカバリタイマ（ＴＤ）およびロジカルリンクタイマ（ＴＬｉｊ：ｉ＝１，２，…，Ｎ：ｊ∈｛ＰＯＮ ＩＦ ｉのＬＬＩＤ｝）として機能する場合には、カウント値がＣＰＵ５１によって設定された値になると、ＣＰＵ５１に割込みをかけてカウントアウトを通知する。
【００４９】
図５〜図１５は、アクセス制御部１１の処理手順を説明するためのフローチャートである。ここで、ＲＡＭ５３に保持される各種情報について説明する。
【００５０】
最終割当時刻（ＴＥｉ：ｉ＝１，２，…，Ｎ）は、レーザオフ期間（Ｔｏｆｆ）とレーザオン期間（Ｔｏｎ）とのオーバラップを前提としており、グラント期間の最終時刻からＴｏｆｆ分を差し引いた時刻である。図１においては、たとえばＰＯＮ回線１のユーザデータフレームの終了時刻（レーザオフの開始時刻）が最終割当時刻となる。この最終割当時刻は、ＲＡＭ５３内にＮ個のＰＯＮ ＩＦ毎に保持される。
【００５１】
グラント期間に最終フレーム後の最小ＩＦＧ（フレーム間ギャップ）が含まれない場合には、最終割当時刻に最小ＩＦＧを加える。なお、オーバラップしないことを前提として、Ｔｏｆｆを差し引かないようにしてもよい。
【００５２】
全体最終割当時刻（ＴＥｚ）は、ＲＡＭ５３内にただ１つだけ保持される時刻であり、基本的には最後に割り当てたＰＯＮ ＩＦ ｋの最終割当時刻であるが、例外もあり得る。この例外については、後述する。
【００５３】
ディスカバリ順リスト（ｄＬＳＴ）は、ディスカバリ処理を行なうＰＯＮ ＩＦの順序をリスト形式で保持するものであり、たとえば１→２→…→Ｎ→１などのように設定される。
【００５４】
ロジカルリンク情報（ＬＬＴｉｊ：ｉ＝１，２，…，Ｎ：ｊ∈｛ＰＯＮ ＩＦ ｉのＬＬＩＤ｝）は、ロジカルリンク毎にテーブル形式でＲＡＭ５３内に保持される情報であり、ロジカルリンク状態（ＬＬｓｔａｔ）、レポート状態（ＲＰｓｔａｔ）、管理フレーム用レポート情報（ＲＰｍ）、ユーザデータ用レポート情報（ＲＰｕ）、およびＲＴＴ（Round Trip Time）情報を含む。レポート情報は、簡単には最新のレポートを反映するものでよいが、キュー形式になっていてもよい。
【００５５】
ロジカルリンク状態（ＬＬｓｔａｔ）は、ロジカルリンクの状態を示す情報であり、未登録、登録中、登録済の状態がある。
【００５６】
レポート状態（ＲＰｓｔａｔ）は、当該ロジカルリンクのレポートが有効であるか、無効であるかを示す情報である。
【００５７】
管理フレーム用レポート情報（ＲＰｍ）は、レポートされた管理用フレームの送出に要する時間を示す情報である。
【００５８】
ユーザデータ用レポート情報（ＲＰｕ）は、レポートされたユーザデータフレームの送出に要する時間を示す情報である。
【００５９】
アクセス制御部１１には、ＰＯＮ ＩＦ間の割当順と、ＰＯＮ ＩＦ内でのロジカルリンクの割当順とが与えられている。割当順は、単純なラウンドロビンでもよいが、重みを考慮したラウンドロビン、割当周期を差別化するために階層化したラウンドロビン、帯域計算に基づき割当て過ぎたロジカルリンクに対する割当をスキップするもの、などであってもよい。
【００６０】
割当順については、一般的なスケジューリング技術として体系化されており、本発明は特定のスケジューリング技術には依存しない。ただし、同一のＰＯＮ ＩＦへの割当を連続させないようにすることで、本発明の効果を高めることができる。
【００６１】
また、本発明は、割当を行なうタイミングとは無関係であり、レポートフレームを受信する度に割当を行なうようにしてもよいし、レポートフレームを集中的に集めてから割当を行なうようにしてもよい。
【００６２】
図５は、アクセス制御部１１の初期化処理の手順を説明するためのフローチャートである。まず、入力メッセージキューＱｉｎおよび出力メッセージキューＱｅｇを空にし、ロジカルリンク情報ＬＬＴｉｊ（ｉ＝１，２，…，Ｎ：ｊ∈｛ＰＯＮ ＩＦ ｉのＬＬＩＤ｝）をすべてＮＵＬＬにし、最終割当時刻ＴＥｉをすべて現在時刻ｃｔｉｍｅにし、全体最終割当時刻ＴＥｚをｃｔｉｍｅにし、ディスカバリ順リストｄＬＳＴに１→２→…→Ｎ→１を設定する（Ｓ１１）。
【００６３】
次に、ディスカバリタイマＴＤに、ディスカバリ周期ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ＿ｉｎｔｅｒｖａｌをＮで割った値を設定する（Ｓ１２）。このＴＤは、ＮのＰＯＮ回線に対して順番にディスカバリ処理を行なうときの間隔であり、ＴＤが経過する毎に次のＰＯＮ回線のディスカバリ処理を行なう。
【００６４】
次に、割込みが入るまで待機する（Ｓ１３）。割込みが入ると（Ｓ１３，Ｙｅｓ）、割込み処理ルーチンに移る（Ｓ１４）。
【００６５】
図６は、割込み処理ルーチンの手順を説明するためのフローチャートである。まず、割込みの種類によって分岐する（Ｓ２１）。割込みがＱｉが空でないことを示す場合には（Ｓ２１，Ｑｉｎ非空）、メッセージ受信処理に移る（Ｓ２２）。割込みがＴＤのカウントアウトを示す場合には（Ｓ２１，ＴＤ満了）、ディスカバリ処理に移る（Ｓ２３）。また、割込みがＴＬｉｊのカウントアウトを示す場合には（Ｓ２１，ＴＬｉｊ満了）、タイムアウト処理に移る（Ｓ２４）。
【００６６】
なお、割込みの優先順位は、Ｑｉｎが空でない場合の割込みが最も高く、ＴＤ満了、ＴＬｉｊ満了の順に低くなるものとする。
【００６７】
図７は、ディスカバリ処理の手順を説明するためのフローチャートである。まず、ｄＬＳＴの先頭をｋとすると、ＰＯＮ ＩＦ ｋに対するディスカバリゲートメッセージを構成し、Ｑｅｇに入れる。このとき、開始時刻はＴＥｋまたは現在時刻の遅いほうを基準とする（Ｓ３１）。
【００６８】
次に、ディスカバリ期間の終わりを新しいＴＥｋとし、ｄＬＳＴを次のＰＯＮ ＩＦ部に進める（Ｓ３２）。そして、ディスカバリタイマＴＤをセットし（Ｓ３３）、処理を終了する。
【００６９】
図８は、タイムアウト処理の手順を説明するためのフローチャートである。まず、ＬＬＴｉｊのＬＬｓｔａｔが登録中であるか否かを判定する（Ｓ４１）。登録中でなければ（Ｓ４１，Ｎｏ）、ＬＬＴｉｊにタイムアウト情報を記録する。そして、過去のタイムアウト情報を参照して、所定期間内におけるタイムアウト数ＴＯＣｉｊを求める。ここで、最大許容値をＴＯＣｍａｘとする（Ｓ４２）。
【００７０】
次に、ＴＯＣｉｊとＴＯＣｍａｘとを比較し、ＴＯＣｉｊがＴＯＣｍａｘ以下であれば（Ｓ４３，Ｎｏ）、図９に示すＴＯＣｎ処理に移る。また、ＴＯＣｉｊがＴＯＣｍａｘよりも大きければ（Ｓ４３、Ｙｅｓ）、デレジスタ処理が行なわれる（Ｓ４４）。
【００７１】
ステップＳ４１において、ＬＬＴｉｊのＬＬｓｔａｔが登録中であれば（Ｓ４１，Ｙｅｓ）、デレジスタ処理が行なわれる（Ｓ４４）。
【００７２】
図９は、ＴＯＣｎ処理の手順を説明するためのフローチャートである。まず、ＰＯＮ ＩＦ ｉのＬＬＩＤｊに対するゲートメッセージを構成し、Ｑｅｇに入れる。このとき、レポート強制フラグを立ててレポート強制指示を行なう。また、開始時刻はＴＥｉまたは現在時刻を基準とし、グラント長はレポートフレームのみを送信できる量とする（Ｓ５１）。
【００７３】
そして、当該グラントのレーザオフの始まりを新しいＴＥｉとし、これにある程度のずれ時間を見込んだ時刻をタイマＴＬｉｊにセットして（Ｓ５２）、処理を終了する。
【００７４】
図１０は、メッセージ受信処理の手順を説明するためのフローチャートである。なお、宅側装置がメッセージに記録したタイムスタンプをＴ１とし、ＰＯＮ通信部２１がメッセージの受信時に追加したタイムスタンプをＴ２とする。
【００７５】
まず、Ｑｉｎから先頭メッセージを取り出し（Ｓ６１）、メッセージの種別がレジスタ要求であれば（Ｓ６２，レジスタ要求）、レジスタ要求処理を行なう（Ｓ６３）。メッセージの種別がレジスタ確認であれば（Ｓ６２，レジスタ確認）、レジスタ確認処理を行なう（Ｓ６４）。
【００７６】
メッセージの種別がデレジスタ要求であれば（Ｓ６２，デレジスタ要求）、デレジスタ処理を行なう（Ｓ６５）。メッセージの種別がレポートであれば（Ｓ６２，レポート）、レポート受信処理を行ない（Ｓ６６）、帯域割当処理を行なう（Ｓ６７）。
【００７７】
ステップＳ６３〜Ｓ６５またはＳ６７の処理が終了すると、Ｑｉｎが空か否かを判定する（Ｓ６８）。Ｑｉｎが空でなければ（Ｓ６８，Ｎｏ）、ステップＳ６１に戻って以降の処理を行なう。また、Ｑｉｎが空であれば（Ｓ６８，Ｙｅｓ）、処理を終了する。
【００７８】
図１１は、レジスタ要求処理の手順を説明するためのフローチャートである。なお、このレジスタ要求は、ＰＯＮ ＩＦ ｉのＭＡＣアドレスがｍの宅側装置からの要求とする。
【００７９】
まず、レジスタ要求があった本ＰＯＮ ＩＦに対して新しいＬＬＩＤを割り当て、ＬＬＩＤｊとする。そして、ＬＬＴｉｊのＬＬｓｔａｔに登録中を設定し、ＲＰｓｔａｔをＮＵＬＬにし、ＲＴＴに（Ｔ２−Ｔ１）を設定する（Ｓ７１）。
【００８０】
次に、ＰＯＮ ＩＦ ｉに対するレジスタメッセージを構成し、Ｑｅｇに入れる。このとき、ＤＡ（Destination Address）をｍとし、ＬＬＩＤをｊとする（Ｓ７２）。なお、このＬＬＩＤはレジスタメッセージ内に記載し宅側装置へ通知するものであって、フレームのヘッダ部分に記載するＬＬＩＤはブロードキャストＬＬＩＤである。
【００８１】
次に、ＰＯＮ ＩＦ ｉ、ＬＬＩＤｊに対するゲートメッセージを構成し、Ｑｅｇに入れる。このとき、開始時刻はＴＥｉまたは現在時刻を基準とする。また、グラント長はレジスタ確認フレームだけを送信できる量とする（Ｓ７３）。
【００８２】
最後に、当該グラントのレーザオフの始まりを新しいＴＥｉとし、これにある程度ぶれ時間を見込んだ時刻をタイマＴＬｉｊにセットして（Ｓ７４）、処理を終了する。
【００８３】
図１２は、レジスタ確認処理の手順を説明するためのフローチャートである。まず、ＲＴＴの再計算を行ない、当該ロジカルリンクのＲＴＴ更新処理を行なう。このとき、ドリフトが規定値を超える場合（Ｓ８１，ＮＧ）、処理を終了する。
【００８４】
また、ドリフトが規定値以内であれば（Ｓ８１，ＯＫ）、ＬＬＴｉｊのＬＬｓｔａｔを登録済みにし、ＰＯＮ ＩＦ ｉ、ＬＬＩＤｊに対するゲートメッセージを構成し、Ｑｅｇに入れる。このとき、レポート強制フラグを立ててレポート強制指示を行なう。また、開始時刻はＴＥｉまたは現在時刻を基準とする。好ましくは、過去の予約順を参照して同じＰＯＮ ＩＦを間隔が開いた位置に配置するほうがよい。そして、グラント長はレポートフレームのみを送信できる量とする（Ｓ８２）。
【００８５】
次に、当該グラントのレーザオフの始まりを新しいＴＥｉとし、これにある程度ぶれ時間を見込んだ時刻にタイマＴＬｉｊをセットし（Ｓ８３）、処理を終了する。
【００８６】
図１３は、デレジスタ処理の手順を説明するためのフローチャートである。なお、ＰＯＮ ＩＦ ｉ、ＬＬＩＤｊをデレジスタするものとする。まず、ＰＯＮ ＩＦ ｉ、ＬＬＩＤｊに対するデレジスタメッセージを構成し、Ｑｅｇに入れる（Ｓ９１）。そして、ＬＬＴｉｊのＬＬｓｔａｔをＮＵＬＬにし（Ｓ９２）、処理を終了する。
【００８７】
図１４は、レポート受信処理の手順を説明するためのフローチャートである。なお、ＰＯＮ ＩＦ ｉ、ＬＬＩＤｊからのレポートを受信するものとする。まず、ＲＴＴの再計算を行ない、当該ロジカルリンクのＲＴＴ更新処理を行なう。このとき、ドリフトが規定値を超える場合（Ｓ１０１，ＮＧ）、処理を終了する。
【００８８】
また、ドリフトが規定値以内であれば（Ｓ１０１，ＯＫ）、ＬＬＴｉｊのＲＰｓｔａｔを有効にし、ＲＰｍを管理フレーム用レポートキューｑｕｅｕｅ０＿ｒｅｐｏｒｔに更新し、ＲＰｕをユーザフレーム用レポートキューｑｕｅｕｅＫ＿ｒｅｐｏｒｔの合計に更新し（Ｓ１０２），処理を終了する。
【００８９】
図１５は、ＲＴＴ更新処理の手順を説明するためのフローチャートである。まず、新たなＲＴＴを（Ｔ２−Ｔ１）に更新し（Ｓ１１１）、新たなＲＴＴと元のＲＴＴとの差がドリフトの最大値ＤＲＩＦＴｍａｘより大きいか否かを判定する（Ｓ１１２）。
【００９０】
新たなＲＴＴと元のＲＴＴとの差がＤＲＩＦＴｍａｘ以下であれば（Ｓ１１２，Ｎｏ）、ＬＬＴｉｊのＲＴＴに新たなＲＴＴを設定し（Ｓ１１３）、ＲＴＴ更新処理が成功したものとする（ＯＫ）。新たなＲＴＴと元のＲＴＴとの差がＤＲＩＦＴｍａｘよりも大きければ（Ｓ１１２，Ｙｅｓ）、デレジスタ処理を行ない（Ｓ１１４）、ＲＴＴ処理が失敗したものとする（ＮＧ）。
【００９１】
図１６は、帯域割当処理の手順を説明するためのフローチャートである。なお、ＰＯＮ ＩＦ ｉ、ＬＬＩＤｊに帯域を割り当てるものとする。まず、ＬＬＴｉｊの管理用フレーム送出に必要な時間ＲＰｍとレポートフレーム送出に必要な時間ＲＥＰＯＲＴ＿ｌｅｎｇｔｈとの和をＭＬとし、ＬＬＴｉｊのユーザデータフレーム送出に必要な時間ＲＰｕをＵＬとし、バースト先頭のオーバヘッド時間（レーザオン期間Ｔｏｎ＋同期期間ＳｙｎｃＴｉｍｅ）をＯＶＬとする。そして、ＭＬ、ＵＬ、ＯＶＬおよびＴｏｆｆの和と、グラント長の上限値ＧＬｍａｘとの小さい方の値をグラント長ＧＬとする。
【００９２】
全体最終割当時刻ＴＥｚからＯＶＬおよびＭＬを差し引いた時刻をＴＳｚとする。ＰＯＮ ＩＦ ｉの最終割当時刻ＴＥｉとバーストギャップｂｕｒｓｔ＿ｇａｐとの和をＴＳｉとする。また、現在時刻ｃｔｉｍｅとＲＴＴと宅側装置の処理時間ｐｒｏｃ＿ｔｉｍｅとの和をＴＳｃとする。そして、ＴＳｚ、ＴＳｉおよびＴＳｃの中で最も遅い時刻をＴＳとする（Ｓ１２１）。
【００９３】
次に、ＴＳから現在時刻ｃｔｉｍｅを差し引いた時間と、グラントが先行しすぎることを防ぐためのシステム定数ＴｏｏＦａｒとを比較する（Ｓ１２２）。ＴＳ−ｃｔｉｍｅがＴｏｏＦａｒよりも小さくなければ（Ｓ１２２，Ｎｏ）、ＴＳ−ｃｔｉｍｅがＴｏｏＦａｒよりも大きくなるまでウェイトまたはスリープを行ない（Ｓ１２３）、ステップＳ１２１に戻って以降の処理を繰り返す。
【００９４】
また、ＴＳ−ｃｔｉｍｅがＴｏｏＦａｒよりも小さければ（Ｓ１２２，Ｙｅｓ）、ＰＯＮ ＩＦ ｉ、ＬＬＩＤｊに対するゲートメッセージを構成し、Ｑｅｇに入れる。このとき、レポート強制フラグを立ててレポート強制指示を行なう。また、開始時刻を（ＴＳ−ＲＴＴ）とし、グラント長をＧＬとする（Ｓ１２４）。そして、ＴＥｉに、（ＴＳ＋ＧＬ−Ｔｏｆｆ）を設定する（Ｓ１２５）。
【００９５】
次に、ＵＬが０よりも大きいか否かを判定する（Ｓ１２６）。ＵＬが０であれば（Ｓ１２６，Ｎｏ）、ＴＥｚを更新せずにステップＳ１２８に進む。また、ＵＬが０よりも大きければ（Ｓ１２６，Ｙｅｓ）、ＴＥｚにＴＥｉを設定する（Ｓ１２７）。
【００９６】
最後に、ＴＥｉにある程度ぶれ時間を見込んだ時刻にタイマＴＬｉｊをセットして（Ｓ１２８）、処理を終了する。
【００９７】
なお、単純さを優先して、ＭＬをＵＬに含めるようにしてもよい。また、グラント開始時刻を最善のものから意図的にずらすようにしてもよい。
【００９８】
処理の最後に、ＬＬＴｉｊの当該ロジカルリンクのレポートを無効にする。ただし、レポート情報がキュー形式であって次のエントリがある場合には、レポート有効のままレポートキューを更新する。
【００９９】
図１７は、ＰＯＮ通信部２１の構成例を示すブロック図である。このＰＯＮ通信部２１は、ＤＥＭＵＸ１３からの信号（内部形式信号）を入力する入力部６１と、入力部６１に入力された信号を蓄積するＦＩＦＯ１（６２）と、ＦＩＦＯ１（６２）に蓄積されているデータを取り出して信号形式を変換した上でＰＯＮ送受信部２２に出力する送信処理部６３と、ＰＯＮ送受信部２２から入力されるフレームの種別を判断して選択的に出力する受信処理部６４と、受信処理部６４から管理フレームを受けて処理する管理フレーム処理部６５と、受信処理部６４からＭＰＣＰフレームを受けて処理するＭＰＣＰフレーム処理部６６と、受信処理部６４からのユーザデータフレームを受け取り信号形式を変換して集線部１４に出力する出力部６８とを含む。このＰＯＮ通信部２１は、１つまたは複数のＬＳＩで実現されるのが一般的である。
【０１００】
送信処理部６３は、ＦＩＦＯ１（６２）にデータが蓄積されている場合には、データを取り出して信号形式を変換した上でＰＯＮ送受信部２２に出力するが、管理フレーム処理部６５またはＭＰＣＰフレーム処理部６６が送信すべきフレームを有している場合には、そのフレームの出力を優先する。このとき、ＭＰＣＰフレームが最優先される。また、必要ならばタイムスタンプを上書きしてもよい。
【０１０１】
管理フレーム処理部６５は、ＯＡＭ、認証、暗号設定などの管理フレームを処理する。この処理の内容自体は本発明と無関係であるので、その詳細な説明は省略する。この処理の結果または自発的に必要となった管理フレームを構成し、送信処理部６３に送信を要求する。また、処理の結果として、あるロジカルリンクの維持ができない状態となれば、ＭＰＣＰフレーム処理部６６に当該ロジカルリンクのデレジスタを指示する。
【０１０２】
ＭＰＣＰフレーム処理部６６は、受信処理部６４から入力されるＭＰＣＰフレームの種別に応じた処理を行なう。ＭＰＣＰフレームがレジスタ要求フレームの場合には、認証を行なう。認証結果が正しければ、レジスタ要求メッセージをアクセス制御部１１に転送する。なお、認証を行なわずにアクセス制御部１１にメッセージを転送してもよい。また、まずアクセス制御部１１にメッセージを転送して登録させてから、管理フレーム処理部６５が別のプロトコルで認証を行なうようにしてもよい。
【０１０３】
ＭＰＣＰフレームがデレジスタ要求フレームまたはレジスタ確認フレームの場合、これらのメッセージをアクセス制御部１１に転送する。このとき、タイムスタンプを追加するようにしてもよい。
【０１０４】
ＭＰＣＰフレームがレポートフレームの場合、タイムスタンプドリフトをチェックし、違反していればデレジスタメッセージをアクセス制御部１１に転送する。なお、このチェックをアクセス制御部１１で行なうようにしてもよい。また、違反していなければ、レポートメッセージをアクセス制御部１１に転送する。
【０１０５】
ＭＰＣＰフレーム処理部６６は、これらのメッセージをアクセス制御部１１に転送するときに、タイムスタンプを追加するようにしてもよい。
【０１０６】
ＭＰＣＰフレーム処理部６６は、ロジカルリンク毎にレポートフレームのインターバルを監視し、接続性を判断する。そして、ロジカルリンクが切れたと判断した場合、または管理フレーム処理部６５からデレジスタ指示を受けた場合には、当該ロジカルリンクのデレジスタメッセージをアクセス制御部１１に転送する。なお、この処理をアクセス制御部１１で行なうようにしてもよい。
【０１０７】
なお、ＰＯＮ通信部２１が図示しないローカルアクセス制御部を有していてもよい。このローカルアクセス制御部は、ＰＯＮ回線の上りアクセス制御を単独で行なうものであり、そのアクセス制御方法は従来技術に従う。ＰＯＮ通信部２１およびＭＰＣＰフレーム処理部６６は、設定によってＭＰＣＰメッセージのやり取りを外部、たとえばアップリンクＩＦ部１のアクセス制御部１１と行なうか、ローカルアクセス制御部と行なうかを切替えることができる。
【０１０８】
以上説明したように、本実施の形態における局側集線装置によれば、アクセス制御部１１がＰＯＮ回線からのユーザデータフレームがアップリンクにおいて連続して送信されるように各ＰＯＮの帯域割当を行なうようにしたので、アップリンクにおける帯域を有効に利用することが可能となった。
【０１０９】
（第２の実施の形態）
図１８は、本発明の第２の実施の形態における局側集線装置におけるアクセス制御方法の一例を説明するための図である。図１８においては、ＰＯＮ回線１の上りバースト信号の転送レートが１０Ｇｂｐｓであり、ＰＯＮ回線２の上りバースト信号の転送レートが１Ｇｂｐｓの場合を示している。本実施の形態においては、ＰＯＮ回線１のユーザデータフレーム送出期間と、ＰＯＮ回線２のユーザデータフレーム送出期間とがオーバラップするようにアクセス制御を行なうことにより、アップリンクにおける帯域をさらに有効に利用するものである。
【０１１０】
ＰＯＮ回線２の転送レートがＰＯＮ回線１よりも遅いため、ＰＯＮ回線２のユーザデータフレーム列をアップリンク速度にアップコンバートして、アップリンクに隙間なくユーザデータフレームを配置するようにしている。
【０１１１】
図１９は、本発明の実施の形態における局側集線装置１００の接続例を示す図である。図１９（ａ）に示すように、このシステムは、局側集線装置１００と、転送レートαの宅側装置Ａ１０１−１と、転送レートβの宅側装置Ｂ１０１−２と、複数の光カプラ１０２とを含む。転送レートαと、転送レートβとはそれぞれ異なっている。
【０１１２】
図１９（ｂ）に示すように、上り光信号（波長Ｏ）と、転送レートαの下り光信号（波長Ｃ）および転送レートβの下り光信号（波長Ｌ）とは波長多重されており、１つのＰＯＮ回線上で独立した信号伝送が可能である。一方、転送レートαの上り光信号の波長と、転送レートベータの上り光信号の波長とがオーバラップしている。そのため、図１９（ｃ）に示すように、それぞれの光バースト信号が衝突しないように時分割多重することで、１つのＰＯＮ回線上で独立した信号伝送を行なうようにしている。
【０１１３】
たとえば、宅側装置Ａ１０１−１はＧＥ−ＰＯＮ用であり、宅側装置Ｂ１０１−２は１０ＧＥＰＯＮ用であり、転送レートαが１Ｇｂｐｓであり、転送レートβが１０Ｇｂｐｓである。これらの転送レートは総称であって、実際の転送レートは符号形式や符号処理の前後で若干変化する。ＰＯＮ回線に誤り訂正符号が用いられ、実際の有効データレートが減少する場合には、有効データレートをＰＯＮ回線のレートと考えればよい。
【０１１４】
また、本実施の形態においては、波長Ｏは１２６０〜１３６０ｎｍ、波長Ｃは１４８０〜１５００ｎｍ、波長Ｌは１５７４〜１５８０ｎｍとし、α＜βとするものとする。
【０１１５】
図２０は、本発明の第２の実施の形態におけるＰＯＮ通信部２１’の構成例を示すブロック図である。図１７に示す第１の実施の形態におけるＰＯＮ通信部２１と比較して、レートの異なるユーザデータフレームが蓄積されるＦＩＦＯ３（７１）およびＦＩＦＯ４（７２）が追加されている点と、ＰＯＮ送受信部、入力部、送信処理部、受信処理部、および出力部の機能が異なっている点のみが異なる。したがって、重複する構成および機能の詳細な説明は繰り返さない。
【０１１６】
ＰＯＮ送受信部２２’は、波長Ｃ・レートαの光信号と、波長Ｌ・レートβの光信号とを同時に送信することができる。ＰＯＮ送受信部２２’は、送信処理部６３’からレートαの信号とレートβの信号とを受け、波長Ｃ・レートαの光信号と波長Ｌ・レートβの光信号とに変換してＰＯＮ回線に出力する。
【０１１７】
また、ＰＯＮ送受信部２２’は、波長Ｏのデュアルレート光バースト信号を受信することができる。ＰＯＮ送受信部２２’は、ＰＯＮ回線から受信した光信号を電気信号に変換して、受信処理部６４’に出力する。
【０１１８】
図２０においては、ＰＯＮ送受信部２２’内でレートαおよびレートβに応じた同期処理を行ない、レート別の電気信号として受信処理部６４’に出力する。なお、これらの同期処理は受信処理部６４’で行なうようにしてもよい。レートの区別は、受信信号から自動認識してもよいし、当該バーストの送信をグラントした情報に基づいて予め受信するレートを決めておくようにしてもよい。
【０１１９】
アップリンクＩＦ部１のＤＥＭＵＸ１３および集線部１４との間の入出力信号は、アップリンクのレートに即した単一のレートであり、たとえば１０ギガビットイーサネット（登録商標）の１０Ｇｂｐｓである。ここではβに等しいとする。
【０１２０】
入力部６１’は、アップリンクＩＦ部１のＤＥＭＵＸ１３からの信号を受け、ロジカルリンクとそのレートとを判断し、レートに応じたＦＩＦＯに信号を出力する。この出力信号は、レートに応じた内部信号形式に変換される。
【０１２１】
送信処理部６３’は、ＦＩＦＯ１（６２）またはＦＩＦＯ３（７１）にデータが蓄積されている場合、個別にデータを取り出して信号形式を変換した上でＰＯＮ送受信部２２’に転送する。ＭＰＣＰフレーム処理部６６または管理フレーム処理部６５が送信すべきフレームを有している場合には、これらのフレームが優先されるが、フレームの宛先ロジカルリンクによってレートが判断され、そのレートの信号に挿入される。その信号にデータが流れている場合には、フレームの区切りに挿入される。
【０１２２】
受信処理部６４’は、ＰＯＮ送受信部２２’からの各レートのフレームの種別を判断し、レートαのユーザデータフレームの場合にはＦＩＦＯ４（７２）に蓄積する。受信処理部６４’は、受信時刻やＬＬＩＤによって不適切なフレームをフィルタリングしてもよい。
【０１２３】
出力部６８’は、受信処理部６４’からユーザデータフレームを受け取る他に、ＦＩＦＯ４（７２）からデータを取り出し、信号形式を変換した上でアップリンクＩＦ部１の集線部１４に出力する。ＦＩＦＯ４（７２）からデータを取り出す開始タイミングは、ＭＰＣＰフレーム処理部６６から指示される。
【０１２４】
以下に、アクセス制御部１１の処理において、第１の実施の形態と異なる点を説明する。本実施の形態においては、グラント長が時間を表すものとする。すなわち、１Ｇと１０Ｇとのロジカルリンクに同じグラント長を与えた場合、１０Ｇのロジカルリンクは１Ｇのロジカルリンクよりも１０倍の情報を伝送することができる。
【０１２５】
ディスカバリゲートは、レート単位で送出される。したがって、ディスカバリ期間に受信するレジスタ要求の信号レートは予約されており、単一レートとなる。さらに、ロジカルリンク情報にレート種別を加え、レジスタ要求を受付けるときに、当該レートをレート種別に記録する。アップリンクのレートがβであり、同じレート（β）を有するロジカルリンクと、これより遅いレート（αとする）を有するロジカルリンクがあることが前提となる。
【０１２６】
次に割当てるべきＰＯＮ ＩＦ ｋのロジカルリンク（Ｌとする）レート種別がαである場合、ＴＳｚの計算方法が次の通りとなる。すなわち、グラント長は時間単位なので、グラント長の計算は第１の実施の形態と同様である。レートαでＵＬ時間に伝送されるデータ量をレートβで伝送するときに要する時間をＵＬＢとする。ＴＥｚにＵＬＢを加えた時刻をＴＥｚｎとする。ＴＥｚｎをレーザオフの起点とし、グラント長とバーストオーバヘッド時間（Ｔｏｎ＋ＳｙｎｃＴｉｍｅ）とを差し引いた時刻をＴＳｚとする。
【０１２７】
グラント情報をＰＯＮ ＩＦ部２に送出する際に、レート種別と出力開始可能時刻ＴＵＳとを付加する。ＴＵＳは、新しい全体最終割当時刻からＵＬＢを引いたものとする。ＴＵＳはＰＯＮ通信部２１’の出力部６８’に通知され、ＦＩＦＯ４（７２）からデータを取り出すタイミングを指示する。ＦＩＦＯ４（７２）への書き込みは低速なため、読み出し側でＦＩＦＯのアンダーランが生じないようにするためである。
【０１２８】
図２０において、ＰＯＮ通信部の上り方向にレートごとに信号を分離したが、ＰＯＮ回線の上り信号は図１９に示すように多重されているので１つのＦＩＦＯを経由するパスに統合することも可能である。この場合、受信処理部６４’は、受信信号のレートに応じてＦＩＦＯに書き込む速度を加減する。
【０１２９】
α＞βの場合、ＴＳｚの計算と全体最終割当時刻の更新は次の通りとなる。すなわち、グラント長は時間単位なので、グラント長の計算は第１の実施の形態と同様となる。レートαでＭＬ時間、ＵＬ時間に伝送されるデータ量をレートβで伝送するときに要する時間をそれそれＭＬＢ、ＵＬＢとする。全体最終割当時刻ＴＥｚからＯＶＬとＭＬＢとを引いた時刻をＴＳｚとする。
【０１３０】
選択された開始時刻をＴＳとすると、ＴＳにＯＶＬ、ＭＬＢ、ＵＬＢを加えた時刻をＴＥとする。新しい全体最終割当時刻は、本割当がＵＬ＞０である場合はＴＥとする。ＵＬ＝０である場合は最終割当時刻を更新しない。
【０１３１】
以上説明したように、本実施に形態における局側集線装置においては、上りレートがアップリンクのレートより低速の宅側装置が存在する場合でも、当該宅側装置からの上りバースト信号を早く送出させるようにアクセス制御を行ない、転送レートの遅い当該宅側装置からのユーザデータフレーム列をＦＩＦＯに蓄積しアップリンクへ送出するタイミングを調整するとともに、アップリンク速度にアップコンバートして送出し、アップリンクに隙間なくユーザデータフレームを配置するようにしたので、アップリンクにおける帯域をさらに有効に利用することが可能となった。
【０１３２】
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１３３】
１ アップリンクＩＦ部、２ ＰＯＮ ＩＦ部、１１ アクセス制御部、１２ アップリンク送受信部、１３ ＤＥＭＵＸ、１４ 集線部、２１ ＰＯＮ通信部、２２ ＰＯＮ送受信部、３１ ４ｔｏ１ＭＵＸ、４１ 入力部、４２，６２，７１，７２ ＦＩＦＯ、４３ ＭＵＸ制御部、４４ マルチプレクサ、４５ 出力部、５１ ＣＰＵ、５２ ＲＯＭ、５３ ＲＡＭ、５４ 共有メモリ、５５ 入出力部、５６ 時計タイマ、６１ 入力部、６３ 送信処理部、６４ 受信処理部、６５ 管理フレーム処理部、６６ ＭＰＣＰフレーム処理部、６８ 出力部、１００ 局側集線装置、１０１ 宅側装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の受動的光ネットワークを収容する局側集線装置であって、
前記複数の受動的光ネットワークのそれぞれに接続される複数の受信手段と、
前記複数の受信手段によって受信されたユーザデータが、アップリンクにおいて稠密に並ぶように前記複数の受動的光ネットワークからのユーザデータの送信タイミングを制御するインタフェース手段とを含む、局側集線装置。
【請求項２】
前記インタフェース手段は、前記受信手段による受信タイミングとアップリンクへの送信タイミングとのずれが小さくなるように前記送信タイミングを制御する、請求項１記載の局側集線装置。
【請求項３】
前記受動的光ネットワークのすべての上り転送レートとアップリンクの上り転送レートとが同じであり、
前記インタフェース手段は、前記複数の受信手段が受信したユーザデータをバッファに蓄積せずに、スルーで前記アップリンクに送信する、請求項２記載の局側集線装置。
【請求項４】
前記インタフェース手段は、第１の受動的光ネットワークのバースト信号と、第２の受動的光ネットワークのバースト信号とをオーバラップさせ、オーバラップする時間が、前記第２の受動的光ネットワークのバースト長からユーザデータフレーム期間およびレーザオフ期間に相当する時間を除いた時間の少なくとも一部となるように前記受信タイミングを制御する、請求項３記載の局側集線装置。
【請求項５】
前記複数の受動的光ネットワークの中で前記アップリンクの上り転送レートよりも上り転送レートが遅い宅側装置を含む受動的光ネットワークがあり、
前記インタフェース手段は、前記アップリンクよりも上り転送レートが遅い宅側装置からのユーザデータをアップコンバートして前記アップリンクに送信する際、前記上り転送レートが遅い宅側装置からのユーザデータの最後が、前記アップコンバートしてアップリンクに送信されるユーザデータの最後よりも早くなるように前記受信タイミングを制御する、請求項２記載の局側集線装置。
【請求項６】
前記インタフェース手段は、第１の受動的光ネットワークのバースト信号と、第２の受動的光ネットワークのバースト信号とをオーバラップさせ、オーバラップする時間が、前記第２の受動的光ネットワークのバースト長からユーザデータフレームをアップリンク速度で伝送するのに要する時間およびレーザオフ期間に相当する時間を除いた時間の少なくとも一部となるように前記受信タイミングを制御する、請求項５記載の局側集線装置。
【請求項７】
複数の受動的光ネットワークからのユーザデータの受信タイミングを制御するアクセス制御装置であって、
前記複数の受動的光ネットワークから受信されたユーザデータが、アップリンクにおいて稠密に並ぶように前記複数の受動的光ネットワークからのユーザデータの送信タイミングを制御する手段と、
前記送信タイミングを含んだグラントを前記受動的光ネットワークに接続される宅側装置に送信指示する手段とを含む、アクセス制御装置。
【請求項８】
複数の受動的光ネットワークからのユーザデータの受信タイミングの制御をコンピュータに実行させるためのコンピュータ・プログラムであって、
前記複数の受動的光ネットワークから受信されたユーザデータが、アップリンクにおいて稠密に並ぶように前記複数の受動的光ネットワークからのユーザデータの送信タイミングを制御するステップと、
前記送信タイミングを含んだグラントを前記受動的光ネットワークに接続される宅側装置に送信指示するステップとをコンピュータに実行させる、コンピュータ・プログラム。
【請求項１】
複数の受動的光ネットワークを収容する局側集線装置であって、
前記複数の受動的光ネットワークのそれぞれに接続される複数の受信手段と、
前記複数の受信手段によって受信されたユーザデータが、アップリンクにおいて稠密に並ぶように前記複数の受動的光ネットワークからのユーザデータの送信タイミングを制御するインタフェース手段とを含む、局側集線装置。
【請求項２】
前記インタフェース手段は、前記受信手段による受信タイミングとアップリンクへの送信タイミングとのずれが小さくなるように前記送信タイミングを制御する、請求項１記載の局側集線装置。
【請求項３】
前記受動的光ネットワークのすべての上り転送レートとアップリンクの上り転送レートとが同じであり、
前記インタフェース手段は、前記複数の受信手段が受信したユーザデータをバッファに蓄積せずに、スルーで前記アップリンクに送信する、請求項２記載の局側集線装置。
【請求項４】
前記インタフェース手段は、第１の受動的光ネットワークのバースト信号と、第２の受動的光ネットワークのバースト信号とをオーバラップさせ、オーバラップする時間が、前記第２の受動的光ネットワークのバースト長からユーザデータフレーム期間およびレーザオフ期間に相当する時間を除いた時間の少なくとも一部となるように前記受信タイミングを制御する、請求項３記載の局側集線装置。
【請求項５】
前記複数の受動的光ネットワークの中で前記アップリンクの上り転送レートよりも上り転送レートが遅い宅側装置を含む受動的光ネットワークがあり、
前記インタフェース手段は、前記アップリンクよりも上り転送レートが遅い宅側装置からのユーザデータをアップコンバートして前記アップリンクに送信する際、前記上り転送レートが遅い宅側装置からのユーザデータの最後が、前記アップコンバートしてアップリンクに送信されるユーザデータの最後よりも早くなるように前記受信タイミングを制御する、請求項２記載の局側集線装置。
【請求項６】
前記インタフェース手段は、第１の受動的光ネットワークのバースト信号と、第２の受動的光ネットワークのバースト信号とをオーバラップさせ、オーバラップする時間が、前記第２の受動的光ネットワークのバースト長からユーザデータフレームをアップリンク速度で伝送するのに要する時間およびレーザオフ期間に相当する時間を除いた時間の少なくとも一部となるように前記受信タイミングを制御する、請求項５記載の局側集線装置。
【請求項７】
複数の受動的光ネットワークからのユーザデータの受信タイミングを制御するアクセス制御装置であって、
前記複数の受動的光ネットワークから受信されたユーザデータが、アップリンクにおいて稠密に並ぶように前記複数の受動的光ネットワークからのユーザデータの送信タイミングを制御する手段と、
前記送信タイミングを含んだグラントを前記受動的光ネットワークに接続される宅側装置に送信指示する手段とを含む、アクセス制御装置。
【請求項８】
複数の受動的光ネットワークからのユーザデータの受信タイミングの制御をコンピュータに実行させるためのコンピュータ・プログラムであって、
前記複数の受動的光ネットワークから受信されたユーザデータが、アップリンクにおいて稠密に並ぶように前記複数の受動的光ネットワークからのユーザデータの送信タイミングを制御するステップと、
前記送信タイミングを含んだグラントを前記受動的光ネットワークに接続される宅側装置に送信指示するステップとをコンピュータに実行させる、コンピュータ・プログラム。
【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１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２０１２−２１３２３８（Ｐ２０１２−２１３２３８Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１日（２０１２．１１．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１７４９３５（Ｐ２０１２−１７４９３５）
【出願日】平成２４年８月７日（２０１２．８．７）
【分割の表示】特願２００７−３２２２１２（Ｐ２００７−３２２２１２）の分割
【原出願日】平成１９年１２月１３日（２００７．１２．１３）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１日（２０１２．１１．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年８月７日（２０１２．８．７）
【分割の表示】特願２００７−３２２２１２（Ｐ２００７−３２２２１２）の分割
【原出願日】平成１９年１２月１３日（２００７．１２．１３）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
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