通信装置、通信システムおよび通信速度切り替え方法
【課題】通信データの速度を切り替える際における通信データの伝送能力を向上させることが可能な通信装置、通信システムおよび通信速度切り替え方法を提供する。
【解決手段】通信装置２０２は、他の装置から送信される複数種類の速度の通信データを受信して処理するためのマルチレート受信処理部３３と、速度切り替え情報が取得されると、マルチレート受信処理部３３を、切り替え元の速度の通信データを受信可能な状態から、切り替え元の速度の通信データおよび速度切り替え情報が示す切り替え先の速度の通信データを受信可能な速度切り替え用受信状態に遷移させ、マルチレート受信処理部３３が速度切り替え用受信状態へ遷移したことを示す状態遷移完了情報を出力するための受信制御部２０とを備える。
【解決手段】通信装置２０２は、他の装置から送信される複数種類の速度の通信データを受信して処理するためのマルチレート受信処理部３３と、速度切り替え情報が取得されると、マルチレート受信処理部３３を、切り替え元の速度の通信データを受信可能な状態から、切り替え元の速度の通信データおよび速度切り替え情報が示す切り替え先の速度の通信データを受信可能な速度切り替え用受信状態に遷移させ、マルチレート受信処理部３３が速度切り替え用受信状態へ遷移したことを示す状態遷移完了情報を出力するための受信制御部２０とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信装置、通信システムおよび通信速度切り替え方法に関し、特に、複数種類の速度の通信データを受信可能な通信装置、この通信装置を備えた通信システム、および通信速度切り替え方法に関する。
【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。これに伴って、ＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）およびＦＴＴＨ（Fiber To The Home）等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】
ＩＥＥＥ Ｓｔｄ ８０２．３ａｈ（登録商標）−２００４（非特許文献１）には、複数の宅側装置（ＯＮＵ：Optical Network Unit）が光通信回線を共有して局側装置（ＯＬＴ：Optical Line Terminal）とのデータ伝送を行なう媒体共有形通信である受動的光ネットワーク（ＰＯＮ：Passive Optical Network）の１つの方式が開示されている。すなわち、ＰＯＮを通過するユーザ情報およびＰＯＮを管理運用するための制御情報を含め、すべての情報がイーサネット（登録商標）フレームの形式で通信されるＥＰＯＮ（Ethernet（登録商標） PON）と、ＥＰＯＮのアクセス制御プロトコル（ＭＰＣＰ（Multi-Point Control Protocol））およびＯＡＭ（Operations Administration and Maintenance）プロトコルとが規定されている。局側装置と宅側装置との間でＭＰＣＰフレームをやりとりすることによって、宅側装置の加入、離脱、および上りアクセス多重制御などが行なわれる。また、非特許文献１では、ＭＰＣＰメッセージによる、新規宅側装置の登録方法、帯域割り当て要求を示すレポート、および送信指示を示すゲートについて記載されている。
【０００４】
なお、１ギガビット／秒の通信速度を実現するＥＰＯＮであるＧＥ−ＰＯＮの次世代の技術として、ＩＥＥＥ８０２．３ａｖ（登録商標）−２００９として標準化が行なわれた１０Ｇ−ＥＰＯＮすなわち通信速度が１０ギガビット／秒相当のＥＰＯＮにおいても、アクセス制御プロトコルはＭＰＣＰが前提となっている。
【０００５】
局側装置から宅側装置へのＰＯＮ回線において１ギガビット／秒の通信速度と１０ギガビット／秒の通信速度とを切り替える構成の一例として、たとえば、特開２００９−２９６２３１号公報（特許文献１）には、以下のような通信装置が開示されている。すなわち、この通信装置は、１つの光加入者線終端装置（ＯＬＴ）が光ネットワーク終端装置（ＯＮＵ）と光ファイバ伝送路を介してポイントツーポイントまたはポイントツーマルチポイントの通信を行なう光ネットワークにおける光加入者線終端装置（ＯＬＴ）である。このＯＬＴにおいて、速度変更手段は、上記ＯＮＵに送信するデータを一時的に格納するキューのキュー長および／または該キューに流入するデータの流入速度および／または該キューに流入するデータの流入加速度を推定する。速度変更手段は、通信速度が第１の速度の状態において、上記キュー長が第１の閾値以上および／または上記流入速度が第２の閾値以上および／または上記キュー長と上記流入速度と上記流入加速度の関数で表される物理量が第３の閾値以上になった場合には、速度変更メッセージをＯＮＵへ送信し、ＯＮＵからの変更確認応答の受信を契機に通信速度を、第１の速度よりも速い第２の速度に切り替える。また、速度変更手段は、通信速度が第２の速度の状態において、上記キュー長が第１の閾値よりも小さい第４の閾値以下および／または上記流入速度が第２の閾値よりも小さい第５の閾値以下および／または上記キュー長と上記流入速度と上記流入加速度の関数で表される物理量が第３の閾値よりも小さい第６の閾値以下になった場合には、速度変更メッセージをＯＮＵへ送信し、ＯＮＵからの変更確認応答の受信を契機に通信速度を、第１の速度に切り替える。また、機能休止手段は、接続されているすべてのＯＮＵが使用していない通信速度の信号処理手段を休止させる。
【０００６】
このように、特許文献１に記載の通信装置は、未使用の通信速度に関係する機能を休止させて消費電力を低減することを目的としている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】IEEE Std 802.3ah（登録商標）-2004
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−２９６２３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、特許文献１に記載の通信装置では、速度変更メッセージを送信してから変更確認応答を受信するまでの間、特定のＯＮＵへのデータ送信を一時的に停止し、ＯＮＵへ送信するデータを蓄積する。そして、変更確認応答の受信を契機として特定のＯＮＵへのデータ送信を再開する。
【００１０】
すなわち、特許文献１に記載の通信装置は、通信速度を切り替えるために、切り替え先の通信速度を有するデータの受信準備が可能となるまでＯＮＵへの下り送信を停止する構成である。これは、データのロス無しで通信速度を切り替えるために、通信速度の切り替え準備が完了したことを示す情報をＯＮＵがＯＬＴに伝えるまで、ＯＬＴからＯＮＵへの下り送信を停止させる必要があるからである。
【００１１】
このような特許文献１に記載の技術を超えて、通信データの速度を切り替える際における通信データの伝送能力を向上させる技術が望まれる。
【００１２】
この発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、通信データの速度を切り替える際における通信データの伝送能力を向上させることが可能な通信装置、通信システムおよび通信速度切り替え方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる通信装置は、他の装置から送信される複数種類の速度の通信データを受信可能な通信装置であって、上記通信データを受信して処理するためのマルチレート受信処理部と、上記通信データの速度の切り替えを示す速度切り替え情報を取得するための速度切り替え情報取得部と、上記速度切り替え情報取得部によって上記速度切り替え情報が取得されると、上記マルチレート受信処理部を、切り替え元の速度の上記通信データを受信可能な状態から、上記切り替え元の速度の上記通信データおよび上記速度切り替え情報が示す切り替え先の速度の上記通信データを受信可能な速度切り替え用受信状態に遷移させ、上記マルチレート受信処理部が上記速度切り替え用受信状態へ遷移したことを示す状態遷移完了情報を出力するための受信制御部とを備える。
【００１４】
このような構成により、通信速度を切り替える際に、通信データのロスが生じることを防ぐことができ、また、他の装置において通信データの送信が中断され、通信装置において通信データの受信の遅延が発生することを防ぐことができる。したがって、通信データの速度を切り替える際における通信データの伝送能力を向上させることができる。また、通信速度を切り替える際に、他の装置から通信装置へ送信すべき通信データが他の装置において滞留することを防ぐことができる。これにより、通信データを蓄積するための他の装置におけるバッファ容量を低減することができる。
【００１５】
好ましくは、上記マルチレート受信処理部は、上記通信データの速度に対応して設けられ、対応の上記速度の通信データを受信して処理するための複数のシングルレート受信処理部を含み、上記受信制御部は、上記速度切り替え情報取得部によって上記速度切り替え情報が取得されると、上記マルチレート受信処理部を、切り替え元の上記速度に対応する上記シングルレート受信処理部が動作可能な状態から、上記切り替え元の速度に対応する上記シングルレート受信処理部および上記速度切り替え情報が示す切り替え先の上記速度に対応する上記シングルレート受信処理部が動作可能な速度切り替え用受信状態に遷移させ、上記受信制御部は、上記切り替え先の速度に対応する上記シングルレート受信処理部が上記他の装置から対応の上記速度の通信データを受信すると、上記切り替え元の速度に対応する上記シングルレート受信処理部の動作を停止させる。
【００１６】
これにより、通信装置は、切り替え先の新しい速度で通信データを受信すると、瞬時に切り替え元の古い速度に対応するシングルレート受信処理部の動作を停止させることができる。すなわち、切り替え先の速度の通信データを受信したことに応答して、速度切り替え用受信状態から切り替え先の速度に対応するシングルレート受信処理部が動作可能な状態への切り替えを瞬時に行なうことができるため、多種類の速度の通信データを並行して受信する状態の期間を最小限にすることができる。したがって、通信装置の消費電力を低減することができる。また、通信装置の通信データの受信処理能力を、少種類の速度の通信データを処理可能なレベルに設定することが可能となる。
【００１７】
より好ましくは、上記受信制御部は、上記切り替え先の速度に対応する上記シングルレート受信処理部が、１つの通信装置を宛先とする上記通信データのうち、自己の上記通信装置を宛先とする上記通信データであって上記切り替え先の速度を有する上記通信データを上記他の装置から受信すると、上記切り替え元の速度に対応する上記シングルレート受信処理部の動作を停止させる。
【００１８】
このような構成により、複数の通信装置へブロードキャストするためのブロードキャスト通信データが他の装置から複数の速度で送信される場合でも、ブロードキャスト通信データのロス、および複数の速度のブロードキャスト通信データを同時受信することによる誤動作を防ぐことができる。すなわち、複数の速度のブロードキャスト通信データが送受信される通信システムにおいても、通信速度の切り替えを適切に行なうことが可能となる。
【００１９】
より好ましくは、上記通信装置は、さらに、各上記シングルレート受信処理部によって処理された通信データを受けて、上記通信データを受けた順番で上記通信データを出力するための通信データ多重化部を備える。
【００２０】
このような構成により、切り替え元または切り替え先の速度に対応するシングルレート受信処理部が動作可能な状態と速度切り替え用受信状態との間の切り替えの際に通信データの処理順序が狂うことを防ぐことができる。
【００２１】
より好ましくは、上記通信データはフレームであり、上記通信データ多重化部は、上記シングルレート受信処理部に対応して設けられ、対応の上記シングルレート受信処理部から受けた上記フレームを少なくとも１つ分蓄積しうるバッファを複数含む。
【００２２】
このような構成により、最小限の１フレーム分のバッファ容量で、速度切り替え用受信状態から切り替え先の速度に対応するシングルレート受信処理部が動作可能な状態へ切り替える際における通信データのロスを防ぐことができる。
【００２３】
好ましくは、上記速度切り替え情報取得部は、上記他の装置から送信される上記速度の切り替え指示を上記速度切り替え情報として受信し、上記通信装置は、さらに、上記受信制御部から上記状態遷移完了情報を受けて、上記通信データの速度の切り替え準備が完了したことを示す切り替え準備完了情報を上記他の装置へ送信するための切り替え報告部を備える。
【００２４】
このような構成により、他の装置からの通信速度の切り替え指示に従って通信装置が通信速度の切り替え準備を行ない、この準備完了を他の装置に報告する一連のシーケンスを実現することができる。
【００２５】
上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる通信システムは、複数種類の速度の通信データを送信可能な第１の通信装置と、上記第１の通信装置から送信される上記複数種類の速度の通信データを受信可能な第２の通信装置とを備え、上記第２の通信装置は、上記第１の通信装置から送信される上記通信データを受信して処理するためのマルチレート受信処理部と、上記通信データの速度の切り替えを示す速度切り替え情報を取得するための速度切り替え情報取得部と、上記速度切り替え情報取得部によって上記速度切り替え情報が取得されると、上記マルチレート受信処理部を、切り替え元の速度の上記通信データを受信可能な状態から、上記切り替え元の速度の上記通信データおよび上記速度切り替え情報が示す切り替え先の速度の上記通信データを受信可能な速度切り替え用受信状態に遷移させ、上記マルチレート受信処理部が上記速度切り替え用受信状態へ遷移したことを示す状態遷移完了情報を出力するための受信制御部とを含む。
【００２６】
このような構成により、通信速度を切り替える際に、通信データのロスが生じることを防ぐことができ、また、第１の通信装置において通信データの送信が中断され、第２の通信装置において通信データの受信の遅延が発生することを防ぐことができる。したがって、通信データの速度を切り替える際における通信データの伝送能力を向上させることができる。また、通信速度を切り替える際に、第１の通信装置から第２の通信装置へ送信すべき通信データが第１の通信装置において滞留することを防ぐことができる。これにより、通信データを蓄積するための第１の通信装置におけるバッファ容量を低減することができる。
【００２７】
好ましくは、上記第１の通信装置は、上記通信データの速度の切り替え指示を上記第２の通信装置へ送信し、上記速度切り替え情報取得部は、上記第１の通信装置から送信された上記速度の切り替え指示を上記速度切り替え情報として受信し、上記第２の通信装置は、さらに、上記受信制御部から上記状態遷移完了情報を受けて、上記通信データの速度の切り替え準備が完了したことを示す切り替え準備完了情報を上記第１の通信装置へ送信するための切り替え報告部を含み、上記第１の通信装置は、上記速度の切り替え指示を上記第２の通信装置へ送信した後、少なくとも上記切り替え準備完了情報を上記第２の通信装置から受信するまでの間、上記切り替え元の速度の通信データを上記第２の通信装置へ送信する。
【００２８】
このように、第１の通信装置が、速度切り替え指示を第２の通信装置へ送信した後、通信データの送信を停止せずに継続する構成により、通信データの速度を切り替える際における通信データの伝送能力を向上させることができる。
【００２９】
上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる通信速度切り替え方法は、複数種類の速度の通信データを送信可能な第１の通信装置と、上記第１の通信装置から送信される上記複数種類の速度の通信データを受信可能な第２の通信装置とを備える通信システムにおける通信速度切り替え方法であって、上記第１の通信装置が、上記通信データの速度の切り替え指示を上記第２の通信装置へ送信するステップと、上記第２の通信装置が、上記第１の通信装置から送信された上記速度の切り替え指示を受信するステップと、上記第２の通信装置が、切り替え元の速度の上記通信データを受信可能な状態から、上記切り替え元の速度の上記通信データおよび上記速度の切り替え指示が示す切り替え先の速度の上記通信データを受信可能な速度切り替え用受信状態に遷移するステップと、上記第２の通信装置が、上記通信データの速度の切り替え準備が完了したことを示す切り替え準備完了情報を上記第１の通信装置へ送信するステップと、上記第１の通信装置が、上記切り替え準備完了情報を上記第２の通信装置から受信して、上記切り替え先の速度の上記通信データを上記第２の通信装置へ送信するステップと、上記第２の通信装置が、上記切り替え先の速度の上記通信データを上記第１の通信装置から受信して、上記速度切り替え用受信状態から、上記切り替え先の速度の上記通信データを受信可能な状態に遷移するステップとを含む。
【００３０】
このような構成により、通信速度を切り替える際に、通信データのロスが生じることを防ぐことができ、また、第１の通信装置において通信データの送信が中断され、第２の通信装置において通信データの受信の遅延が発生することを防ぐことができる。したがって、通信データの速度を切り替える際における通信データの伝送能力を向上させることができる。また、通信速度を切り替える際に、第１の通信装置から第２の通信装置へ送信すべき通信データが第１の通信装置において滞留することを防ぐことができる。これにより、通信データを蓄積するための第１の通信装置におけるバッファ容量を低減することができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、通信データの速度を切り替える際における通信データの伝送能力を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムの概略構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る局側装置におけるＯＳＵの構成を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る局側装置における送信処理部およびその周辺構成を詳細に示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る宅側装置の構成を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムにおける局側装置および宅側装置が通信速度切り替え処理を行なう際の動作手順を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムにおける局側装置および宅側装置間のデータの流れ、ならびに通信速度切り替え処理のシーケンスを示す図である。
【図７】本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムにおける各速度のフレーム受信状態の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００３４】
［構成および基本動作］
図１は、本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムの概略構成を示す図である。
【００３５】
図１を参照して、ＰＯＮシステム３０１は、局側装置２０１と、光ファイバであるＮ本のＰＯＮ回線１〜Ｎ（２０３−１〜２０３−Ｎ）と、Ｎ個の光カプラ２０４−１〜２０４−Ｎと、複数の宅側装置（ＯＮＵ）２０２とを備える。局側装置２０１は、光回線ユニット（以下、ＯＳＵ（Optical Subscriber Unit）とも称する）１〜Ｎ（９２−１〜９２−Ｎ）と、集線部９３と、局側装置２０１の全体的な制御を行なう制御部９１とを含む。ここで、Ｎは１以上の整数である。また、宅側装置から上位ネットワーク（以下「アップリンク」とも称する。）への方向を上り方向と称し、アップリンクから宅側装置への方向を下り方向と称する。
【００３６】
ここでは、ＰＯＮシステム３０１において、各ＰＯＮ回線は１ギガビット／秒の通信速度を実現するＥＰＯＮであるＧＥ−ＰＯＮ、および１０ギガビット／秒の通信速度を実現するＥＰＯＮである１０Ｇ−ＥＰＯＮに対応しており、アップリンクは１０ギガビット／秒の通信速度を実現するイーサネット（登録商標）に対応すると仮定して説明する。また、ＭＰＣＰフレームによってＯＮＵの登録、離脱、ＯＮＵへの帯域割り当て、ＯＮＵからの帯域要求、通信速度の切り替え指示およびＯＮＵへのスリープ（動作停止）指示などが行なわれると仮定して説明する。
【００３７】
ＰＯＮシステム３０１は、１Ｇｂｐｓ（ギガビット／秒）および１０Ｇｂｐｓの速度のフレームすなわちパケットを送信可能な局側装置２０１と、局側装置２０１から送信される１Ｇｂｐｓおよび１０Ｇｂｐｓの速度のフレームを受信可能な複数の宅側装置２０２とを備える。たとえば、１フレームのデータ長は、６４バイト〜１５２２バイトの可変長である。
【００３８】
より詳細には、局側装置２０１は、ＧＥ−ＰＯＮおよび１０Ｇ−ＥＰＯＮに対応するＰＯＮ回線を複数回線収容する。１本のＰＯＮ回線には１または複数のＯＮＵが接続される。局側装置２０１は、これらのＰＯＮ回線からのデータを１または複数の通信回線を有するアップリンクに多重する。また、局側装置２０１は、アップリンクからのデータを振り分けて各ＰＯＮ回線における各宅側装置へ送信する。また、局側装置２０１は、ＰＯＮ回線の上り帯域および下り帯域を各宅側装置に割り当てる。
【００３９】
具体的には、局側装置２０１は、Ｎ本のＰＯＮ回線１〜Ｎに接続され、このＮ本のＰＯＮ回線を終端する。各ＯＳＵは、ＰＯＮ回線に対応して設けられ、対応のＰＯＮ回線に接続された１または複数のＯＮＵとフレームを送受信する。ＰＯＮ回線１〜Ｎは、光カプラ２０４−１〜２０４−Ｎにそれぞれ接続されており、これらの光カプラを介して各ＯＮＵ２０２に接続されている。
【００４０】
集線部９３は、複数のＯＳＵ経由で各ＯＮＵから受信した上りフレームをアップリンクへ送信する。具体的には、集線部９３は、ＯＳＵ１〜Ｎ（９２−１〜９２−Ｎ）からの上りフレームを多重してアップリンクに送信するとともに、アップリンクから受信した下りフレームを適切なＯＳＵに振り分ける処理を行なう。
【００４１】
図２は、本発明の実施の形態に係る局側装置におけるＯＳＵの構成を示す図である。
【００４２】
図２を参照して、ＯＳＵ９２は、集線ＩＦ（Interface）部８１と、制御ＩＦ部８２と、受信処理部８３と、送信処理部８４と、ＰＯＮ送受信部８５と、ＰＯＮ制御部６５と、上りフレームを蓄積するＦＩＦＯ８７と、下りフレームを蓄積するＦＩＦＯ８８とを含む。
【００４３】
ＰＯＮ送受信部８５は、ＰＯＮ線路の親局側起点として、対応のＰＯＮ回線である１本の光ファイバと接続される。ＰＯＮ送受信部８５は、この光ファイバを介して各ＯＮＵと双方向通信が行なえるように、特定の波長、たとえば１３１０ｎｍ帯の上り光信号を受信し、電気信号に変換して受信処理部８３に出力するとともに、送信処理部８４から受けた電気信号を別波長の下り光信号に変換して送信する。たとえば、ＰＯＮ送受信部８５は、送信処理部８４から受けた１Ｇｂｐｓの電気信号を１４９０ｎｍ帯の下り光信号に変換し、送信処理部８４から受けた１０Ｇｂｐｓの電気信号を１５７０ｎｍ帯の下り光信号に変換して送信する。
【００４４】
受信処理部８３は、ＰＯＮ送受信部８５から受けた電気信号からフレームを再構成するとともに、フレームの種別に応じてＰＯＮ制御部６５またはＦＩＦＯ８７にフレームを振り分ける。具体的には、データフレームをＦＩＦＯ８７に出力し、制御フレームをＰＯＮ制御部６５に出力する。
【００４５】
また、受信処理部８３は、どのロジカルリンクからフレームをいつ受信するかを示すグラント情報を送信処理部８４から受けて、バースト受信を支援するための制御信号をＰＯＮ送受信部８５へ出力してもよい。また、受信処理部８３は、このグラント情報を受けて、当該グラント情報に示されていない受信フレームをフィルタリングする、すなわち廃棄するようにしてもよい。また、受信処理部８３は、ＭＰＣＰフレームに対して、受信時のタイムスタンプを上書きして出力するようにしてもよい。
【００４６】
集線ＩＦ部８１は、ＦＩＦＯ８７に蓄積された上りフレームを集線部９３へ出力する。また、集線ＩＦ部８１は、集線部９３からフレームを受けると、当該フレームが通常のデータフレームである場合にはＦＩＦＯ８８に出力し、当該フレームが制御フレームである場合にはＰＯＮ制御部６５へ出力する。
【００４７】
集線ＩＦ部８１は、ＰＯＮ制御部６５から制御フレームを受けた場合には、ＦＩＦＯ８７からのフレーム列の合間において、当該制御フレームをＦＩＦＯ８７からのフレームよりも優先して集線部９３へ出力する。
【００４８】
送信処理部８４は、ＦＩＦＯ８８またはＰＯＮ制御部６５が送信すべきフレームを有する場合、優先順位に従ってそのフレームを受け取り、ＰＯＮ送受信部８５に出力する。このとき、送信処理部８４は、ＭＰＣＰフレームに対して、送信時のタイムスタンプを上書きして出力するようにしてもよい。
【００４９】
ＰＯＮ制御部６５は、ＭＰＣＰおよびＯＡＭなど、ＰＯＮ回線の制御および管理に関する局側処理を行なう。すなわち、ＰＯＮ回線に接続されている各ＯＮＵとＭＰＣＰメッセージおよびＯＡＭメッセージをやりとりすることによって、ＯＮＵの登録、離脱および帯域割り当てを含めた上りアクセス制御、帯域割り当ておよび下り通信速度の切り替えを含めた下りアクセス制御、ならびにＯＮＵへのスリープ指示を含めたＯＮＵの運用管理などを行なう。
【００５０】
制御ＩＦ部８２は、制御部９１からの指示に基づいて、集線ＩＦ部８１、受信処理部８３、送信処理部８４、およびＰＯＮ制御部６５への設定を行ない、これら各ユニットの状態を制御部９１に通知する。また、これら各ユニットに異常が発生した場合は、制御部９１からの指示に依らず、異常が発生したユニットの状態を制御部９１に通知する。ＰＯＮ送受信部８５への設定および状態通知は、受信処理部８３を経由して行なわれる。
【００５１】
図３は、本発明の実施の形態に係る局側装置における送信処理部およびその周辺構成を詳細に示す図である。
【００５２】
図３を参照して、バッファ部６６と、フレーム分離化部５１と、１Ｇ送信フォーマット変換部５２と、１０Ｇ送信フォーマット変換部５３と、１Ｇ符号化部５４と、１０Ｇ符号化部５５とが、図２に示す送信処理部８４の一部に相当する。また、１Ｇ送信部５６と、１０Ｇ送信部５７とが、図２に示すＰＯＮ送受信部８５の一部に相当する。
【００５３】
バッファ部６６と、フレーム分離化部５１と、１Ｇ送信フォーマット変換部５２と、１０Ｇ送信フォーマット変換部５３と、１Ｇ符号化部５４と、１０Ｇ符号化部５５とが、たとえば１つのＬＳＩ（Large Scale Integration）に含まれる。また、ＰＯＮ制御部６５は、たとえば１つのＣＰＵ（Central Processing Unit）に含まれる。
【００５４】
バッファ部６６は、ＦＩＦＯ８８を介して集線ＩＦ部８１から受けたデータフレーム、およびＰＯＮ制御部６５から受けた制御フレームを蓄積する。
【００５５】
フレーム分離化部５１は、バッファ部６６において蓄積されたフレームを取り出し、取り出したフレームを１Ｇｂｐｓ（ギガビット／秒）の速度で送信すべきフレームと１０Ｇｂｐｓ（ギガビット／秒）の速度で送信すべきフレームとに分離し、１Ｇ送信フォーマット変換部５２および１０Ｇ送信フォーマット変換部５３へそれぞれ出力する。
【００５６】
１Ｇ送信フォーマット変換部５２は、フレーム分離化部５１から受けたフレームを、たとえばＰＣＳ（Physical Coding Sublayer）に対応するフォーマットに変換し、変換したフレームを出力する。
【００５７】
１Ｇ符号化部５４は、１Ｇ送信フォーマット変換部５２から受けたフレームに対してたとえばＰＣＳに対応する誤り訂正等の符号化を行ない、符号化したフレームを出力する。
【００５８】
１Ｇ送信部５６は、１Ｇ符号化部５４から受けた１Ｇｂｐｓの電気信号であるフレームを１Ｇｂｐｓに対応する波長の下り光信号に変換してＰＯＮ回線２０３へ送信する。
【００５９】
１０Ｇ送信フォーマット変換部５３は、フレーム分離化部５１から受けたフレームを、たとえばＰＣＳに対応するフォーマットに変換し、変換したフレームを出力する。
【００６０】
１０Ｇ符号化部５５は、１０Ｇ送信フォーマット変換部５３から受けたフレームに対してたとえばＰＣＳに対応する誤り訂正等の符号化を行ない、符号化したフレームを出力する。
【００６１】
１０Ｇ送信部５７は、１０Ｇ符号化部５５から受けた１０Ｇｂｐｓの電気信号であるフレームを１０Ｇｂｐｓに対応する波長の下り光信号に変換してＰＯＮ回線２０３へ送信する。
【００６２】
図４は、本発明の実施の形態に係る宅側装置の構成を示す図である。
【００６３】
図４を参照して、宅側装置２０２は、マルチレート受信処理部３３と、１Ｇ受信フォーマット変換部１５と、１０Ｇ受信フォーマット変換部１６と、フレーム多重化部１９と、受信制御部２０と、ＰＯＮ制御部（速度切り替え情報取得部，切り替え報告部）２１とを備える。マルチレート受信処理部３３は、シングルレート受信処理部３１，３２を含む。シングルレート受信処理部３１は、１Ｇ受信部１１と、１Ｇ復号化部１３とを含む。シングルレート受信処理部３２は、１０Ｇ受信部１２と、１０Ｇ復号化部１４とを含む。フレーム多重化部１９は、バッファ１７，１８を含む。
【００６４】
１Ｇ復号化部１３と、１０Ｇ復号化部１４と、１Ｇ受信フォーマット変換部１５と、１０Ｇ受信フォーマット変換部１６と、フレーム多重化部１９と、受信制御部２０とが、たとえば１つのＬＳＩに含まれる。また、ＰＯＮ制御部２１は、たとえば１つのＣＰＵに含まれる。
【００６５】
マルチレート受信処理部３３は、局側装置２０１から送信される複数種類の速度のフレームたとえば１Ｇｂｐｓおよび１０Ｇｂｐｓのフレームを受信して処理する。マルチレート受信処理部３３において、シングルレート受信処理部３１，３２は、フレームの速度に対応して設けられ、対応の速度のフレームを受信して処理する。すなわち、シングルレート受信処理部３１は、対応の１Ｇｂｐｓの速度を有するフレームを受信して処理する。また、シングルレート受信処理部３２は、対応の１０Ｇｂｐｓの速度を有するフレームを受信して処理する。
【００６６】
より詳細には、１Ｇ受信部１１は、ＰＯＮ回線２０３経由で局側装置２０１から１Ｇｂｐｓに対応する波長の光信号を受信し、受信した光信号を電気信号である１Ｇｂｐｓのフレームに変換して出力する。このフレームは、たとえばＰＣＳに対応するフォーマットを有する。
【００６７】
１Ｇ復号化部１３は、１Ｇ受信部１１から受けたフレームに対してたとえばＰＣＳに対応する誤り訂正等の復号化を行ない、復号化したフレームを出力する。
【００６８】
１Ｇ受信フォーマット変換部１５は、１Ｇ復号化部１３から受けたフレームを所定のフォーマットに変換し、変換したフレームを出力する。また、１Ｇ受信フォーマット変換部１５は、１Ｇ復号化部１３からフレームを受けると、これに応答して対応の速度のフレームを受けたことを示す受信情報を受信制御部２０へ出力する。
【００６９】
１０Ｇ受信部１２は、ＰＯＮ回線２０３経由で局側装置２０１から１０Ｇｂｐｓに対応する波長の光信号を受信し、受信した光信号を電気信号である１０Ｇｂｐｓのフレームに変換して出力する。このフレームは、たとえばＰＣＳに対応するフォーマットを有する。
【００７０】
１０Ｇ復号化部１４は、１０Ｇ受信部１２から受けたフレームに対してたとえばＰＣＳに対応する誤り訂正等の復号化を行ない、復号化したフレームを出力する。
【００７１】
１０Ｇ受信フォーマット変換部１６は、１０Ｇ復号化部１４から受けたフレームを所定のフォーマットに変換し、変換したフレームを出力する。また、１０Ｇ受信フォーマット変換部１６は、１０Ｇ復号化部１４からフレームを受けると、これに応答して対応の速度のフレームを受けたことを示す受信情報を受信制御部２０へ出力する。
【００７２】
フレーム多重化部１９は、シングルレート受信処理部３１，３２の各々によって処理されたフレームを受ける。そして、フレーム多重化部１９は、これらのフレームを、受けた順番で出力する。フレーム多重化部１９において、バッファ１７，１８は、たとえばＦＩＦＯ（First In First Out）であり、シングルレート受信処理部３１，３２にそれぞれ対応して設けられ、対応のシングルレート受信処理部から受けたフレームを少なくとも１つ分蓄積する。
【００７３】
より詳細には、ＦＩＦＯ１７は、１Ｇ受信フォーマット変換部１５から受けたフレームを少なくとも１つ分蓄積する。ＦＩＦＯ１８は、１０Ｇ受信フォーマット変換部１６から受けたフレームを少なくとも１つ分蓄積する。フレーム多重化部１９は、ＦＩＦＯ１７から出力されるフレームおよびＦＩＦＯ１８から出力されるフレームを、その出力された順番で出力する。また、フレーム多重化部１９は、ＦＩＦＯ１７から出力されるフレームおよびＦＩＦＯ１８から出力されるフレームのうち、データフレームを図示しないパーソナルコンピュータ等のユーザ端末へ送信し、制御フレームをＰＯＮ制御部２１へ出力する。
【００７４】
受信制御部２０は、ＰＯＮ制御部２１とは別個の専用ハードウェアによって実現される。受信制御部２０は、電源供給制御およびクロック供給制御等を行なうことにより、１Ｇ受信部１１、１Ｇ復号化部１３、１０Ｇ受信部１２および１０Ｇ復号化部１４の動作開始および動作停止を切り替える。また、受信制御部２０は、ＰＯＮ制御部２１との間で制御情報の送受信を行なう。
【００７５】
ＰＯＮ制御部２１は、ＭＰＣＰおよびＯＡＭ等、ＰＯＮ回線の制御および管理に関する宅側処理を行なう。すなわち、ＰＯＮ回線に接続されているＯＬＴとＭＰＣＰメッセージおよびＯＡＭメッセージをやりとりすることによって、フレームの速度切り替え等のアクセス制御などを行なう。
【００７６】
［動作］
次に、本発明の実施の形態に係る局側装置および宅側装置が通信速度の切り替えを行なう際の動作について図面を用いて説明する。本発明の実施の形態では、局側装置２０１および宅側装置２０２を動作させることによって、本発明の実施の形態に係る通信速度切り替え方法が実施される。よって、本発明の実施の形態に係る通信速度切り替え方法の説明は、以下の局側装置２０１および宅側装置２０２の動作説明に代える。なお、以下の説明においては、適宜図１〜図４を参照する。
【００７７】
図５は、本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムにおける局側装置および宅側装置が通信速度切り替え処理を行なう際の動作手順を示すフローチャートである。
【００７８】
図６は、本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムにおける局側装置および宅側装置間のデータの流れ、ならびに通信速度切り替え処理のシーケンスを示す図である。
【００７９】
図５および図６を参照して、まず、局側装置２０１（ＯＬＴ）は、１Ｇｂｐｓの下りフレームを宅側装置（ＯＮＵ）２０２へ送信し（ステップＳ１）、宅側装置２０２は、局側装置２０１からの１Ｇｂｐｓの下りフレームを受信している状態である（ステップＳ２１）。
【００８０】
次に、局側装置２０１は、下りフレームの速度の切り替えを示す速度切り替え指示を宅側装置２０２へ送信する。より詳細には、ＯＳＵ９２におけるＰＯＮ制御部６５は、速度切り替え指示を示す制御フレームを生成し、ＰＯＮ送受信部８５を介して宅側装置２０２へ送信する（ステップＳ２）。
【００８１】
次に、局側装置２０１は、速度切り替え指示を宅側装置２０２へ送信した後、少なくとも切り替え準備完了情報を宅側装置２０２から受信するまでの間、すなわち、少なくとも図６に示す期間Ｔ１において、切り替え元の速度たとえば１Ｇｂｐｓのフレームを宅側装置２０２へ継続して送信する（ステップＳ３）。
【００８２】
次に、宅側装置２０２は、局側装置２０１から送信された速度切り替え指示を示す制御フレームを受信する。より詳細には、宅側装置２０２におけるＰＯＮ制御部２１は、速度切り替え指示を示す制御フレームをフレーム多重化部１９から受ける（ステップＳ１１）。
【００８３】
次に、宅側装置２０２は、局側装置２０１から速度の切り替え指示を受信すると、切り替え元の速度のフレームを受信可能な状態から、切り替え元の速度のフレームおよび速度切り替え指示が示す切り替え先の速度のフレームを受信可能な速度切り替え用受信状態に遷移する。たとえば、宅側装置２０２は、１Ｇｂｐｓのフレームを受信可能なシングルレート受信状態から、１Ｇｂｐｓのフレームおよび１０Ｇｂｐｓのフレームの両方を受信可能なマルチレート受信状態に遷移する。
【００８４】
より詳細には、ＰＯＮ制御部２１は、速度切り替え指示を示す制御フレームを受けて、状態遷移指示を受信制御部２０へ出力する（ステップＳ１２）。
【００８５】
受信制御部２０は、ＰＯＮ制御部２１から状態遷移指示を受けて、マルチレート受信処理部３３を、切り替え元の速度のフレームを受信可能な状態から、切り替え元の速度のフレームおよび速度切り替え情報が示す切り替え先の速度のフレームを受信可能な速度切り替え用受信状態に遷移させる。言い換えれば、受信制御部２０は、マルチレート受信処理部３３が現在受信可能な切り替え元の速度のフレームに加えて、速度切り替え情報が示す切り替え先の速度のフレームも受信可能な状態に遷移させる。
【００８６】
すなわち、受信制御部２０は、マルチレート受信処理部３３を、切り替え元の速度に対応するシングルレート受信処理部３１が動作可能な状態から、切り替え元の速度に対応するシングルレート受信処理部３１および速度切り替え情報が示す切り替え先の速度に対応するシングルレート受信処理部３２が動作可能な速度切り替え用受信状態に遷移させる。たとえば、受信制御部２０は、１Ｇ受信部１１および１Ｇ復号化部１３が動作するシングルレート受信状態から、１Ｇ受信部１１、１Ｇ復号化部１３、１０Ｇ受信部１２および１０Ｇ復号化部１４が動作するマルチレート受信状態に遷移させる（ステップＳ２２）。
【００８７】
そして、受信制御部２０は、マルチレート受信処理部３３が速度切り替え用受信状態へ遷移したことを示す状態遷移完了情報をＰＯＮ制御部２１へ出力する（ステップＳ２３）。
【００８８】
次に、宅側装置２０２におけるＰＯＮ制御部２１は、受信制御部２０から状態遷移完了情報を受けて、下りフレームの速度の切り替え準備が完了したことを示す切り替え準備完了情報を示す制御フレームを生成し、局側装置２０１へ送信する（ステップＳ１３）。
【００８９】
次に、局側装置２０１は、宅側装置２０２から切り替え準備完了情報を示す制御フレームを受信する（ステップＳ４）。
【００９０】
次に、局側装置２０１は、現在送信すべき下りフレームの中に、切り替え元の速度たとえば１Ｇｂｐｓを有するフレームが残っている場合には、当該未送信のフレームを宅側装置２０２へ送信する。すなわち、宅側装置２０２がマルチレート受信状態にあることから、局側装置２０１は、図６に示す期間Ｔ２において、未送信の１Ｇｂｐｓのフレームを宅側装置２０２へ送信することが可能となる（ステップＳ５）。
【００９１】
次に、局側装置２０１は、切り替え先の速度たとえば１０Ｇｂｐｓのフレームを宅側装置２０２へ送信する（ステップＳ６）。
【００９２】
次に、宅側装置２０２は、切り替え先の速度である１０Ｇｂｐｓのフレームを局側装置２０１から受信すると、速度切り替え用受信状態から、切り替え先の速度である１０Ｇｂｐｓのフレームを受信可能な状態に遷移する。
【００９３】
より詳細には、受信制御部２０は、切り替え先の速度に対応するシングルレート受信処理部３２が局側装置２０１から対応の速度のフレームすなわち１０Ｇｂｐｓのフレームを受信すると（ステップＳ２４）、切り替え元の速度すなわち１Ｇｂｐｓのフレームに対応するシングルレート受信処理部３１の動作を停止させる（ステップＳ２５）。
【００９４】
すなわち、受信制御部２０は、１Ｇ受信部１１、１Ｇ復号化部１３、１０Ｇ受信部１２および１０Ｇ復号化部１４が動作するマルチレート受信状態から、１０Ｇ受信部１２および１０Ｇ復号化部１４が動作するシングルレート受信状態に遷移させる。ただし、受信制御部２０は、受信中の１Ｇｂｐｓのフレームが存在する場合には、シングルレート受信処理部３１が当該フレームの受信処理を完了するまで待ち、当該フレームの受信処理の完了後、シングルレート受信処理部３１の動作を停止させる。
【００９５】
図７は、本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムにおける各速度のフレーム受信状態の一例を示す図である。
【００９６】
図７において、状態Ａは、宅側装置２０２においてユニキャストフレームおよびブロードキャストフレームの別を判断せずにマルチレート受信状態からシングルレート受信状態への遷移を行なうと仮定した構成における受信状態を示している。また、状態Ｂは、ユニキャストフレームおよびブロードキャストフレームの別を判断してマルチレート受信状態からシングルレート受信状態への遷移を行なう宅側装置２０２における受信状態を示している。
【００９７】
ここで、ユニキャストフレームは、１つの宅側装置を宛先とするフレームであり、たとえばフレームにおけるＬＬＩＤ（Logical Link Identification）が１つの宅側装置を示すフレームである。
【００９８】
また、ブロードキャストフレームには、たとえばディスカバリフレームおよびマルチキャストフレームが含まれる。
【００９９】
図７を参照して、たとえば、宅側装置２０２において、時刻ｔ１において１ＧｂｐｓのユニキャストフレームＵ１が到着し、時刻ｔ２において１Ｇｂｐｓおよび１０ＧｂｐｓのブロードキャストフレームＢＣ１がそれぞれ到着し、時刻ｔ３において１ＧｂｐｓのユニキャストフレームＵ２が到着し、時刻ｔ４において１０ＧｂｐｓのユニキャストフレームＵ３が到着し、時刻ｔ５において１Ｇｂｐｓおよび１０ＧｂｐｓのブロードキャストフレームＢＣ２がそれぞれ到着し、時刻ｔ６において１０ＧｂｐｓのユニキャストフレームＵ４が到着する。ここで、時刻ｔ１までに宅側装置２０２は速度切り替え用受信状態へ遷移していると仮定する。
【０１００】
前述のように、受信制御部２０は、１Ｇ受信フォーマット変換部１５または１０Ｇ受信フォーマット変換部１６から受けた受信情報に基づいて、切り替え先の速度を有するフレームを局側装置２０１から受信したことを検出する。
【０１０１】
ここで、受信制御部２０がユニキャストフレームおよびブロードキャストフレームの別を判断せずにマルチレート受信状態からシングルレート受信状態への遷移を行なう構成では、以下のような問題が生じる。すなわち、受信制御部２０は、１Ｇｂｐｓおよび１０Ｇｂｐｓのマルチレート受信状態において、１０ＧｂｐｓのブロードキャストフレームＢＣ１を受けた１０Ｇ受信フォーマット変換部１６から受信情報を受けると、時刻ｔ３において１Ｇｂｐｓおよび１０Ｇｂｐｓのマルチレート受信状態から１０Ｇｂｐｓのシングルレート受信状態へ遷移する。そうすると、宅側装置２０２は、時刻ｔ３において受信すべき１ＧｂｐｓのユニキャストフレームＵ２を受信できなくなってしまう（状態Ａ）。
【０１０２】
これに対して、本発明の実施の形態に係る宅側装置では、ユニキャストフレームおよびブロードキャストフレームの別を判断してマルチレート受信状態からシングルレート受信状態への遷移を行なう。たとえば、受信制御部２０は、時刻ｔ２において１０Ｇｂｐｓを有するブロードキャストフレームＢＣ１を受信した場合には、切り替え先の速度を有するフレームを局側装置２０１から受信したと判断しない。そして、受信制御部２０は、時刻ｔ４において１０Ｇｂｐｓを有するユニキャストフレームＵ３を受信した場合に、切り替え先の速度を有するフレームを局側装置２０１から受信したと判断する。
【０１０３】
すなわち、受信制御部２０は、切り替え先の速度に対応するシングルレート受信処理部３２が、１つの宅側装置２０２を宛先とするフレームのうち、自己の宅側装置２０２を宛先とするフレームであって切り替え先の速度を有するフレームを局側装置２０１から受信すると、切り替え元の速度に対応するシングルレート受信処理部３１の動作を停止させる。これにより、宅側装置２０２は、時刻ｔ３において受信すべき１ＧｂｐｓのユニキャストフレームＵ２を受信することができ、そして、時刻ｔ４においてシングルレート受信状態へ正しく遷移することができる（状態Ｂ）。
【０１０４】
このような構成により、ＰＯＮシステム３０１において、ブロードキャストフレームが複数の速度で送信される場合でも、当該ブロードキャストフレームのロス、および複数の速度のブロードキャストフレームを同時受信することによる誤動作を防ぐことができる。すなわち、複数の速度のブロードキャストフレームを送受信するＰＯＮシステムにおいても、通信速度の切り替えを適切に行なうことが可能となる。
【０１０５】
以上のように、本発明の実施の形態に係る宅側装置では、局側装置２０１から速度切り替え指示を受信すると、受信制御部２０は、マルチレート受信処理部３３を、切り替え元の速度のフレームを受信可能な状態から、切り替え元の速度のフレームおよび速度切り替え情報が示す切り替え先の速度のフレームを受信可能な速度切り替え用受信状態に遷移させる。すなわち、局側装置２０１がフレームの速度を切り替える際に、宅側装置２０２は、２つの速度のフレームを受信可能な状態とする。
【０１０６】
このような速度切り替え用受信状態を設ける構成により、通信速度を切り替える際に、下りフレームのロスが生じることを防ぐことができ、また、局側装置２０１の下りフレーム送信に空き時間が発生し、宅側装置２０２においてフレーム受信の遅延が発生することを防ぐことができる。したがって、本発明の実施の形態に係る宅側装置では、特許文献１に記載の技術を超えて、通信データの速度を切り替える際における通信データの伝送能力を向上させることができる。
【０１０７】
また、本発明の実施の形態に係る宅側装置では、通信速度を切り替える際に、局側装置２０１から宅側装置２０２へ送信すべき下りフレームが局側装置２０１において滞留することを防ぐことができる。これにより、下りフレームを蓄積するための局側装置２０１におけるバッファ容量を低減することができる。
【０１０８】
また、本発明の実施の形態に係る宅側装置では、受信制御部２０は、切り替え先の速度に対応するシングルレート受信処理部が局側装置２０１から対応の速度のフレームを受信すると、切り替え元の速度に対応するシングルレート受信処理部の動作を停止させる。すなわち、局側装置２０１がフレームの速度を切り替える際に、宅側装置２０２は、切り替え先の速度を有するフレームを受信するまでの間、２つの速度のフレームを受信可能な状態とする。
【０１０９】
ここで、宅側装置２０２において、受信制御部２０が設けられず、ＰＯＮ制御部２１がマルチレート受信状態からシングルレート受信状態への遷移を実行すると仮定した構成を考える。このような構成では、以下のような問題が生じる。すなわち、図６を参照して、ＰＯＮ制御部２１が、たとえば１０Ｇ受信フォーマット変換部１６からの受信情報を割り込みとして受けてから（ステップＳ３１）、シングルレート受信状態への切り替え指示をマルチレート受信処理部３３へ出力する（ステップＳ３２）までに時間Ｔ３を要してしまう。
【０１１０】
これに対して、本発明の実施の形態に係る宅側装置では、ＣＰＵ等が実行するプログラムで実現されるＰＯＮ制御部２１とは別に、ＬＳＩ等の専用ハードウェアで実現される受信制御部２０を設ける。これにより、宅側装置２０２は、切り替え先の新しい速度でフレームを受信すると、瞬時に切り替え元の古い速度に対応するシングルレート受信処理部の動作を停止させることができる。
【０１１１】
すなわち、切り替え先の速度のフレームを受信したことに応答して、マルチレート受信状態からシングルレート受信状態への切り替えを瞬時に行なうことができるため、並行して複数の速度のフレームを受信するマルチレート受信状態の期間を最小限にすることができる。
【０１１２】
したがって、ＰＯＮ制御部２１がマルチレート受信状態からシングルレート受信状態への遷移を実行する構成と比べて、マルチレート受信状態からシングルレート受信状態への遷移時間を時間Ｔ３短縮することができる。これにより、宅側装置２０２の消費電力を低減することができる。また、宅側装置２０２におけるＦＩＦＯ１７，１８の容量を最小限の１フレーム分にすることができる。さらに、宅側装置２０２のフレーム受信処理能力を、１種類の速度のフレームを処理可能なレベルに設定することが可能となる。
【０１１３】
また、本発明の実施の形態に係る宅側装置では、フレーム多重化部１９は、各シングルレート受信処理部によって処理されたフレームを受けて、フレームを受けた順番でフレームを出力する。
【０１１４】
このような構成により、シングルレート受信状態およびマルチレート受信状態間の切り替えの際にフレームの処理順序が狂うことを防ぐことができる。
【０１１５】
また、本発明の実施の形態に係る宅側装置では、フレーム多重化部１９は、シングルレート受信処理部に対応して設けられ、対応のシングルレート受信処理部から受けたフレームを少なくとも１つ分蓄積しうる複数のバッファ１７，１８を含む。
【０１１６】
このような構成により、最小限の１フレーム分のバッファ容量で、マルチレート受信状態からシングルレート受信状態へ切り替える際におけるフレームのロスを防ぐことができる。
【０１１７】
また、本発明の実施の形態に係る宅側装置では、ＰＯＮ制御部２１は、局側装置２０１から送信される速度の切り替え指示を受信する。そして、ＰＯＮ制御部２１は、受信制御部２０から状態遷移完了情報を受けて、フレームの速度の切り替え準備が完了したことを示す切り替え準備完了情報を局側装置２０１へ送信する。
【０１１８】
このような構成により、局側装置２０１からの通信速度の切り替え指示に従って宅側装置２０２が通信速度の切り替え準備を行ない、この準備完了を局側装置２０１に報告する一連のシーケンスを実現することができる。
【０１１９】
また、本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムでは、局側装置２０１は、速度切り替え指示を宅側装置２０２へ送信した後、少なくとも切り替え準備完了情報を宅側装置２０２から受信するまでの間、切り替え元の速度を有するフレームを宅側装置２０２へ送信する。
【０１２０】
このように、局側装置２０１が、速度切り替え指示を宅側装置２０２へ送信した後、下りフレーム送信を停止せずに継続する構成により、通信データの速度を切り替える際における通信データの伝送能力を向上させることができる。
【０１２１】
［変形例］
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、たとえば以下の変形例も含まれる。
【０１２２】
なお、本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムでは、局側装置２０１および宅側装置２０２は、１Ｇｂｐｓおよび１０Ｇｂｐｓの２種類のフレームを送受信する構成であるとしたが、これに限定するものではない。通信速度はこれら以外の値であってもよく、また、３種類以上の速度のフレームを送受信する構成であってもよい。すなわち、ＰＯＮシステム３０１は、複数種類の速度のフレームを送信可能な局側装置２０１と、局側装置２０１から送信される複数種類の速度のフレームを受信可能な１または複数の宅側装置２０２とを備える構成であればよい。
【０１２３】
また、本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムでは、下り方向において、１種類の速度のフレームを受信している状態から他の１種類の速度のフレームを受信している状態へ切り替える構成であるとしたが、これに限定するものではない。１または複数種類の速度のフレームを受信している状態から１または複数種類の速度のフレームを受信している状態へ切り替える場合でも、切り替え元の速度のフレームを受信可能な状態から、切り替え元の速度のフレームおよび速度切り替え情報が示す切り替え先の速度のフレームを受信可能な状態に遷移させる構成により、通信データの速度を切り替える際における通信データの伝送能力を向上させることが可能である。
【０１２４】
また、本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムでは、フレームすなわちバーストデータを送受信する構成であるとしたが、これに限定するものではない。局側装置および宅側装置間で連続的なデータが送受信される構成であってもよい。
【０１２５】
また、本発明の実施の形態に係る局側装置では、ＰＯＮ制御部２１は、局側装置２０１から送信される速度の切り替え指示を速度切り替え情報として受信する構成であるとしたが、これに限定するものではない。宅側装置２０２が、局側装置２０１以外の装置から速度切り替え情報を受信する構成であってもよいし、宅側装置２０２自身が自立的に速度の切り替えの必要性を判断し、速度切り替え情報を生成する構成であってもよい。
【０１２６】
上記実施の形態は、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、上記説明ではなく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】
【０１２７】
１１ １Ｇ受信部
１２ １０Ｇ受信部
１３ １Ｇ復号化部
１４ １０Ｇ復号化部
１５ １Ｇ受信フォーマット変換部
１６ １０Ｇ受信フォーマット変換部
１７，１８ バッファ
１９ フレーム多重化部
２０ 受信制御部
２１ ＰＯＮ制御部（速度切り替え情報取得部，切り替え報告部）
３１，３２ シングルレート受信処理部
３３ マルチレート受信処理部
５１ フレーム分離化部
５２ １Ｇ送信フォーマット変換部
５３ １０Ｇ送信フォーマット変換部
５４ １Ｇ符号化部
５５ １０Ｇ符号化部
５６ １Ｇ送信部
５７ １０Ｇ送信部
６５ ＰＯＮ制御部
６６ バッファ部
８１ 集線ＩＦ部
８２ 制御ＩＦ部
８３ 受信処理部
８４ 送信処理部
８５ ＰＯＮ送受信部
８７，８８ ＦＩＦＯ
９１ 制御部
９２−１〜９２−Ｎ 光回線ユニット
９３ 集線部
２０１ 局側装置（ＯＬＴ）
２０２ 宅側装置（ＯＮＵ）
２０３−１〜２０３−Ｎ ＰＯＮ回線
２０４−１〜２０４−Ｎ 光カプラ
３０１ ＰＯＮシステム。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信装置、通信システムおよび通信速度切り替え方法に関し、特に、複数種類の速度の通信データを受信可能な通信装置、この通信装置を備えた通信システム、および通信速度切り替え方法に関する。
【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。これに伴って、ＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）およびＦＴＴＨ（Fiber To The Home）等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】
ＩＥＥＥ Ｓｔｄ ８０２．３ａｈ（登録商標）−２００４（非特許文献１）には、複数の宅側装置（ＯＮＵ：Optical Network Unit）が光通信回線を共有して局側装置（ＯＬＴ：Optical Line Terminal）とのデータ伝送を行なう媒体共有形通信である受動的光ネットワーク（ＰＯＮ：Passive Optical Network）の１つの方式が開示されている。すなわち、ＰＯＮを通過するユーザ情報およびＰＯＮを管理運用するための制御情報を含め、すべての情報がイーサネット（登録商標）フレームの形式で通信されるＥＰＯＮ（Ethernet（登録商標） PON）と、ＥＰＯＮのアクセス制御プロトコル（ＭＰＣＰ（Multi-Point Control Protocol））およびＯＡＭ（Operations Administration and Maintenance）プロトコルとが規定されている。局側装置と宅側装置との間でＭＰＣＰフレームをやりとりすることによって、宅側装置の加入、離脱、および上りアクセス多重制御などが行なわれる。また、非特許文献１では、ＭＰＣＰメッセージによる、新規宅側装置の登録方法、帯域割り当て要求を示すレポート、および送信指示を示すゲートについて記載されている。
【０００４】
なお、１ギガビット／秒の通信速度を実現するＥＰＯＮであるＧＥ−ＰＯＮの次世代の技術として、ＩＥＥＥ８０２．３ａｖ（登録商標）−２００９として標準化が行なわれた１０Ｇ−ＥＰＯＮすなわち通信速度が１０ギガビット／秒相当のＥＰＯＮにおいても、アクセス制御プロトコルはＭＰＣＰが前提となっている。
【０００５】
局側装置から宅側装置へのＰＯＮ回線において１ギガビット／秒の通信速度と１０ギガビット／秒の通信速度とを切り替える構成の一例として、たとえば、特開２００９−２９６２３１号公報（特許文献１）には、以下のような通信装置が開示されている。すなわち、この通信装置は、１つの光加入者線終端装置（ＯＬＴ）が光ネットワーク終端装置（ＯＮＵ）と光ファイバ伝送路を介してポイントツーポイントまたはポイントツーマルチポイントの通信を行なう光ネットワークにおける光加入者線終端装置（ＯＬＴ）である。このＯＬＴにおいて、速度変更手段は、上記ＯＮＵに送信するデータを一時的に格納するキューのキュー長および／または該キューに流入するデータの流入速度および／または該キューに流入するデータの流入加速度を推定する。速度変更手段は、通信速度が第１の速度の状態において、上記キュー長が第１の閾値以上および／または上記流入速度が第２の閾値以上および／または上記キュー長と上記流入速度と上記流入加速度の関数で表される物理量が第３の閾値以上になった場合には、速度変更メッセージをＯＮＵへ送信し、ＯＮＵからの変更確認応答の受信を契機に通信速度を、第１の速度よりも速い第２の速度に切り替える。また、速度変更手段は、通信速度が第２の速度の状態において、上記キュー長が第１の閾値よりも小さい第４の閾値以下および／または上記流入速度が第２の閾値よりも小さい第５の閾値以下および／または上記キュー長と上記流入速度と上記流入加速度の関数で表される物理量が第３の閾値よりも小さい第６の閾値以下になった場合には、速度変更メッセージをＯＮＵへ送信し、ＯＮＵからの変更確認応答の受信を契機に通信速度を、第１の速度に切り替える。また、機能休止手段は、接続されているすべてのＯＮＵが使用していない通信速度の信号処理手段を休止させる。
【０００６】
このように、特許文献１に記載の通信装置は、未使用の通信速度に関係する機能を休止させて消費電力を低減することを目的としている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】IEEE Std 802.3ah（登録商標）-2004
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−２９６２３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、特許文献１に記載の通信装置では、速度変更メッセージを送信してから変更確認応答を受信するまでの間、特定のＯＮＵへのデータ送信を一時的に停止し、ＯＮＵへ送信するデータを蓄積する。そして、変更確認応答の受信を契機として特定のＯＮＵへのデータ送信を再開する。
【００１０】
すなわち、特許文献１に記載の通信装置は、通信速度を切り替えるために、切り替え先の通信速度を有するデータの受信準備が可能となるまでＯＮＵへの下り送信を停止する構成である。これは、データのロス無しで通信速度を切り替えるために、通信速度の切り替え準備が完了したことを示す情報をＯＮＵがＯＬＴに伝えるまで、ＯＬＴからＯＮＵへの下り送信を停止させる必要があるからである。
【００１１】
このような特許文献１に記載の技術を超えて、通信データの速度を切り替える際における通信データの伝送能力を向上させる技術が望まれる。
【００１２】
この発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、通信データの速度を切り替える際における通信データの伝送能力を向上させることが可能な通信装置、通信システムおよび通信速度切り替え方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる通信装置は、他の装置から送信される複数種類の速度の通信データを受信可能な通信装置であって、上記通信データを受信して処理するためのマルチレート受信処理部と、上記通信データの速度の切り替えを示す速度切り替え情報を取得するための速度切り替え情報取得部と、上記速度切り替え情報取得部によって上記速度切り替え情報が取得されると、上記マルチレート受信処理部を、切り替え元の速度の上記通信データを受信可能な状態から、上記切り替え元の速度の上記通信データおよび上記速度切り替え情報が示す切り替え先の速度の上記通信データを受信可能な速度切り替え用受信状態に遷移させ、上記マルチレート受信処理部が上記速度切り替え用受信状態へ遷移したことを示す状態遷移完了情報を出力するための受信制御部とを備える。
【００１４】
このような構成により、通信速度を切り替える際に、通信データのロスが生じることを防ぐことができ、また、他の装置において通信データの送信が中断され、通信装置において通信データの受信の遅延が発生することを防ぐことができる。したがって、通信データの速度を切り替える際における通信データの伝送能力を向上させることができる。また、通信速度を切り替える際に、他の装置から通信装置へ送信すべき通信データが他の装置において滞留することを防ぐことができる。これにより、通信データを蓄積するための他の装置におけるバッファ容量を低減することができる。
【００１５】
好ましくは、上記マルチレート受信処理部は、上記通信データの速度に対応して設けられ、対応の上記速度の通信データを受信して処理するための複数のシングルレート受信処理部を含み、上記受信制御部は、上記速度切り替え情報取得部によって上記速度切り替え情報が取得されると、上記マルチレート受信処理部を、切り替え元の上記速度に対応する上記シングルレート受信処理部が動作可能な状態から、上記切り替え元の速度に対応する上記シングルレート受信処理部および上記速度切り替え情報が示す切り替え先の上記速度に対応する上記シングルレート受信処理部が動作可能な速度切り替え用受信状態に遷移させ、上記受信制御部は、上記切り替え先の速度に対応する上記シングルレート受信処理部が上記他の装置から対応の上記速度の通信データを受信すると、上記切り替え元の速度に対応する上記シングルレート受信処理部の動作を停止させる。
【００１６】
これにより、通信装置は、切り替え先の新しい速度で通信データを受信すると、瞬時に切り替え元の古い速度に対応するシングルレート受信処理部の動作を停止させることができる。すなわち、切り替え先の速度の通信データを受信したことに応答して、速度切り替え用受信状態から切り替え先の速度に対応するシングルレート受信処理部が動作可能な状態への切り替えを瞬時に行なうことができるため、多種類の速度の通信データを並行して受信する状態の期間を最小限にすることができる。したがって、通信装置の消費電力を低減することができる。また、通信装置の通信データの受信処理能力を、少種類の速度の通信データを処理可能なレベルに設定することが可能となる。
【００１７】
より好ましくは、上記受信制御部は、上記切り替え先の速度に対応する上記シングルレート受信処理部が、１つの通信装置を宛先とする上記通信データのうち、自己の上記通信装置を宛先とする上記通信データであって上記切り替え先の速度を有する上記通信データを上記他の装置から受信すると、上記切り替え元の速度に対応する上記シングルレート受信処理部の動作を停止させる。
【００１８】
このような構成により、複数の通信装置へブロードキャストするためのブロードキャスト通信データが他の装置から複数の速度で送信される場合でも、ブロードキャスト通信データのロス、および複数の速度のブロードキャスト通信データを同時受信することによる誤動作を防ぐことができる。すなわち、複数の速度のブロードキャスト通信データが送受信される通信システムにおいても、通信速度の切り替えを適切に行なうことが可能となる。
【００１９】
より好ましくは、上記通信装置は、さらに、各上記シングルレート受信処理部によって処理された通信データを受けて、上記通信データを受けた順番で上記通信データを出力するための通信データ多重化部を備える。
【００２０】
このような構成により、切り替え元または切り替え先の速度に対応するシングルレート受信処理部が動作可能な状態と速度切り替え用受信状態との間の切り替えの際に通信データの処理順序が狂うことを防ぐことができる。
【００２１】
より好ましくは、上記通信データはフレームであり、上記通信データ多重化部は、上記シングルレート受信処理部に対応して設けられ、対応の上記シングルレート受信処理部から受けた上記フレームを少なくとも１つ分蓄積しうるバッファを複数含む。
【００２２】
このような構成により、最小限の１フレーム分のバッファ容量で、速度切り替え用受信状態から切り替え先の速度に対応するシングルレート受信処理部が動作可能な状態へ切り替える際における通信データのロスを防ぐことができる。
【００２３】
好ましくは、上記速度切り替え情報取得部は、上記他の装置から送信される上記速度の切り替え指示を上記速度切り替え情報として受信し、上記通信装置は、さらに、上記受信制御部から上記状態遷移完了情報を受けて、上記通信データの速度の切り替え準備が完了したことを示す切り替え準備完了情報を上記他の装置へ送信するための切り替え報告部を備える。
【００２４】
このような構成により、他の装置からの通信速度の切り替え指示に従って通信装置が通信速度の切り替え準備を行ない、この準備完了を他の装置に報告する一連のシーケンスを実現することができる。
【００２５】
上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる通信システムは、複数種類の速度の通信データを送信可能な第１の通信装置と、上記第１の通信装置から送信される上記複数種類の速度の通信データを受信可能な第２の通信装置とを備え、上記第２の通信装置は、上記第１の通信装置から送信される上記通信データを受信して処理するためのマルチレート受信処理部と、上記通信データの速度の切り替えを示す速度切り替え情報を取得するための速度切り替え情報取得部と、上記速度切り替え情報取得部によって上記速度切り替え情報が取得されると、上記マルチレート受信処理部を、切り替え元の速度の上記通信データを受信可能な状態から、上記切り替え元の速度の上記通信データおよび上記速度切り替え情報が示す切り替え先の速度の上記通信データを受信可能な速度切り替え用受信状態に遷移させ、上記マルチレート受信処理部が上記速度切り替え用受信状態へ遷移したことを示す状態遷移完了情報を出力するための受信制御部とを含む。
【００２６】
このような構成により、通信速度を切り替える際に、通信データのロスが生じることを防ぐことができ、また、第１の通信装置において通信データの送信が中断され、第２の通信装置において通信データの受信の遅延が発生することを防ぐことができる。したがって、通信データの速度を切り替える際における通信データの伝送能力を向上させることができる。また、通信速度を切り替える際に、第１の通信装置から第２の通信装置へ送信すべき通信データが第１の通信装置において滞留することを防ぐことができる。これにより、通信データを蓄積するための第１の通信装置におけるバッファ容量を低減することができる。
【００２７】
好ましくは、上記第１の通信装置は、上記通信データの速度の切り替え指示を上記第２の通信装置へ送信し、上記速度切り替え情報取得部は、上記第１の通信装置から送信された上記速度の切り替え指示を上記速度切り替え情報として受信し、上記第２の通信装置は、さらに、上記受信制御部から上記状態遷移完了情報を受けて、上記通信データの速度の切り替え準備が完了したことを示す切り替え準備完了情報を上記第１の通信装置へ送信するための切り替え報告部を含み、上記第１の通信装置は、上記速度の切り替え指示を上記第２の通信装置へ送信した後、少なくとも上記切り替え準備完了情報を上記第２の通信装置から受信するまでの間、上記切り替え元の速度の通信データを上記第２の通信装置へ送信する。
【００２８】
このように、第１の通信装置が、速度切り替え指示を第２の通信装置へ送信した後、通信データの送信を停止せずに継続する構成により、通信データの速度を切り替える際における通信データの伝送能力を向上させることができる。
【００２９】
上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる通信速度切り替え方法は、複数種類の速度の通信データを送信可能な第１の通信装置と、上記第１の通信装置から送信される上記複数種類の速度の通信データを受信可能な第２の通信装置とを備える通信システムにおける通信速度切り替え方法であって、上記第１の通信装置が、上記通信データの速度の切り替え指示を上記第２の通信装置へ送信するステップと、上記第２の通信装置が、上記第１の通信装置から送信された上記速度の切り替え指示を受信するステップと、上記第２の通信装置が、切り替え元の速度の上記通信データを受信可能な状態から、上記切り替え元の速度の上記通信データおよび上記速度の切り替え指示が示す切り替え先の速度の上記通信データを受信可能な速度切り替え用受信状態に遷移するステップと、上記第２の通信装置が、上記通信データの速度の切り替え準備が完了したことを示す切り替え準備完了情報を上記第１の通信装置へ送信するステップと、上記第１の通信装置が、上記切り替え準備完了情報を上記第２の通信装置から受信して、上記切り替え先の速度の上記通信データを上記第２の通信装置へ送信するステップと、上記第２の通信装置が、上記切り替え先の速度の上記通信データを上記第１の通信装置から受信して、上記速度切り替え用受信状態から、上記切り替え先の速度の上記通信データを受信可能な状態に遷移するステップとを含む。
【００３０】
このような構成により、通信速度を切り替える際に、通信データのロスが生じることを防ぐことができ、また、第１の通信装置において通信データの送信が中断され、第２の通信装置において通信データの受信の遅延が発生することを防ぐことができる。したがって、通信データの速度を切り替える際における通信データの伝送能力を向上させることができる。また、通信速度を切り替える際に、第１の通信装置から第２の通信装置へ送信すべき通信データが第１の通信装置において滞留することを防ぐことができる。これにより、通信データを蓄積するための第１の通信装置におけるバッファ容量を低減することができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、通信データの速度を切り替える際における通信データの伝送能力を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムの概略構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る局側装置におけるＯＳＵの構成を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る局側装置における送信処理部およびその周辺構成を詳細に示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る宅側装置の構成を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムにおける局側装置および宅側装置が通信速度切り替え処理を行なう際の動作手順を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムにおける局側装置および宅側装置間のデータの流れ、ならびに通信速度切り替え処理のシーケンスを示す図である。
【図７】本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムにおける各速度のフレーム受信状態の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００３４】
［構成および基本動作］
図１は、本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムの概略構成を示す図である。
【００３５】
図１を参照して、ＰＯＮシステム３０１は、局側装置２０１と、光ファイバであるＮ本のＰＯＮ回線１〜Ｎ（２０３−１〜２０３−Ｎ）と、Ｎ個の光カプラ２０４−１〜２０４−Ｎと、複数の宅側装置（ＯＮＵ）２０２とを備える。局側装置２０１は、光回線ユニット（以下、ＯＳＵ（Optical Subscriber Unit）とも称する）１〜Ｎ（９２−１〜９２−Ｎ）と、集線部９３と、局側装置２０１の全体的な制御を行なう制御部９１とを含む。ここで、Ｎは１以上の整数である。また、宅側装置から上位ネットワーク（以下「アップリンク」とも称する。）への方向を上り方向と称し、アップリンクから宅側装置への方向を下り方向と称する。
【００３６】
ここでは、ＰＯＮシステム３０１において、各ＰＯＮ回線は１ギガビット／秒の通信速度を実現するＥＰＯＮであるＧＥ−ＰＯＮ、および１０ギガビット／秒の通信速度を実現するＥＰＯＮである１０Ｇ−ＥＰＯＮに対応しており、アップリンクは１０ギガビット／秒の通信速度を実現するイーサネット（登録商標）に対応すると仮定して説明する。また、ＭＰＣＰフレームによってＯＮＵの登録、離脱、ＯＮＵへの帯域割り当て、ＯＮＵからの帯域要求、通信速度の切り替え指示およびＯＮＵへのスリープ（動作停止）指示などが行なわれると仮定して説明する。
【００３７】
ＰＯＮシステム３０１は、１Ｇｂｐｓ（ギガビット／秒）および１０Ｇｂｐｓの速度のフレームすなわちパケットを送信可能な局側装置２０１と、局側装置２０１から送信される１Ｇｂｐｓおよび１０Ｇｂｐｓの速度のフレームを受信可能な複数の宅側装置２０２とを備える。たとえば、１フレームのデータ長は、６４バイト〜１５２２バイトの可変長である。
【００３８】
より詳細には、局側装置２０１は、ＧＥ−ＰＯＮおよび１０Ｇ−ＥＰＯＮに対応するＰＯＮ回線を複数回線収容する。１本のＰＯＮ回線には１または複数のＯＮＵが接続される。局側装置２０１は、これらのＰＯＮ回線からのデータを１または複数の通信回線を有するアップリンクに多重する。また、局側装置２０１は、アップリンクからのデータを振り分けて各ＰＯＮ回線における各宅側装置へ送信する。また、局側装置２０１は、ＰＯＮ回線の上り帯域および下り帯域を各宅側装置に割り当てる。
【００３９】
具体的には、局側装置２０１は、Ｎ本のＰＯＮ回線１〜Ｎに接続され、このＮ本のＰＯＮ回線を終端する。各ＯＳＵは、ＰＯＮ回線に対応して設けられ、対応のＰＯＮ回線に接続された１または複数のＯＮＵとフレームを送受信する。ＰＯＮ回線１〜Ｎは、光カプラ２０４−１〜２０４−Ｎにそれぞれ接続されており、これらの光カプラを介して各ＯＮＵ２０２に接続されている。
【００４０】
集線部９３は、複数のＯＳＵ経由で各ＯＮＵから受信した上りフレームをアップリンクへ送信する。具体的には、集線部９３は、ＯＳＵ１〜Ｎ（９２−１〜９２−Ｎ）からの上りフレームを多重してアップリンクに送信するとともに、アップリンクから受信した下りフレームを適切なＯＳＵに振り分ける処理を行なう。
【００４１】
図２は、本発明の実施の形態に係る局側装置におけるＯＳＵの構成を示す図である。
【００４２】
図２を参照して、ＯＳＵ９２は、集線ＩＦ（Interface）部８１と、制御ＩＦ部８２と、受信処理部８３と、送信処理部８４と、ＰＯＮ送受信部８５と、ＰＯＮ制御部６５と、上りフレームを蓄積するＦＩＦＯ８７と、下りフレームを蓄積するＦＩＦＯ８８とを含む。
【００４３】
ＰＯＮ送受信部８５は、ＰＯＮ線路の親局側起点として、対応のＰＯＮ回線である１本の光ファイバと接続される。ＰＯＮ送受信部８５は、この光ファイバを介して各ＯＮＵと双方向通信が行なえるように、特定の波長、たとえば１３１０ｎｍ帯の上り光信号を受信し、電気信号に変換して受信処理部８３に出力するとともに、送信処理部８４から受けた電気信号を別波長の下り光信号に変換して送信する。たとえば、ＰＯＮ送受信部８５は、送信処理部８４から受けた１Ｇｂｐｓの電気信号を１４９０ｎｍ帯の下り光信号に変換し、送信処理部８４から受けた１０Ｇｂｐｓの電気信号を１５７０ｎｍ帯の下り光信号に変換して送信する。
【００４４】
受信処理部８３は、ＰＯＮ送受信部８５から受けた電気信号からフレームを再構成するとともに、フレームの種別に応じてＰＯＮ制御部６５またはＦＩＦＯ８７にフレームを振り分ける。具体的には、データフレームをＦＩＦＯ８７に出力し、制御フレームをＰＯＮ制御部６５に出力する。
【００４５】
また、受信処理部８３は、どのロジカルリンクからフレームをいつ受信するかを示すグラント情報を送信処理部８４から受けて、バースト受信を支援するための制御信号をＰＯＮ送受信部８５へ出力してもよい。また、受信処理部８３は、このグラント情報を受けて、当該グラント情報に示されていない受信フレームをフィルタリングする、すなわち廃棄するようにしてもよい。また、受信処理部８３は、ＭＰＣＰフレームに対して、受信時のタイムスタンプを上書きして出力するようにしてもよい。
【００４６】
集線ＩＦ部８１は、ＦＩＦＯ８７に蓄積された上りフレームを集線部９３へ出力する。また、集線ＩＦ部８１は、集線部９３からフレームを受けると、当該フレームが通常のデータフレームである場合にはＦＩＦＯ８８に出力し、当該フレームが制御フレームである場合にはＰＯＮ制御部６５へ出力する。
【００４７】
集線ＩＦ部８１は、ＰＯＮ制御部６５から制御フレームを受けた場合には、ＦＩＦＯ８７からのフレーム列の合間において、当該制御フレームをＦＩＦＯ８７からのフレームよりも優先して集線部９３へ出力する。
【００４８】
送信処理部８４は、ＦＩＦＯ８８またはＰＯＮ制御部６５が送信すべきフレームを有する場合、優先順位に従ってそのフレームを受け取り、ＰＯＮ送受信部８５に出力する。このとき、送信処理部８４は、ＭＰＣＰフレームに対して、送信時のタイムスタンプを上書きして出力するようにしてもよい。
【００４９】
ＰＯＮ制御部６５は、ＭＰＣＰおよびＯＡＭなど、ＰＯＮ回線の制御および管理に関する局側処理を行なう。すなわち、ＰＯＮ回線に接続されている各ＯＮＵとＭＰＣＰメッセージおよびＯＡＭメッセージをやりとりすることによって、ＯＮＵの登録、離脱および帯域割り当てを含めた上りアクセス制御、帯域割り当ておよび下り通信速度の切り替えを含めた下りアクセス制御、ならびにＯＮＵへのスリープ指示を含めたＯＮＵの運用管理などを行なう。
【００５０】
制御ＩＦ部８２は、制御部９１からの指示に基づいて、集線ＩＦ部８１、受信処理部８３、送信処理部８４、およびＰＯＮ制御部６５への設定を行ない、これら各ユニットの状態を制御部９１に通知する。また、これら各ユニットに異常が発生した場合は、制御部９１からの指示に依らず、異常が発生したユニットの状態を制御部９１に通知する。ＰＯＮ送受信部８５への設定および状態通知は、受信処理部８３を経由して行なわれる。
【００５１】
図３は、本発明の実施の形態に係る局側装置における送信処理部およびその周辺構成を詳細に示す図である。
【００５２】
図３を参照して、バッファ部６６と、フレーム分離化部５１と、１Ｇ送信フォーマット変換部５２と、１０Ｇ送信フォーマット変換部５３と、１Ｇ符号化部５４と、１０Ｇ符号化部５５とが、図２に示す送信処理部８４の一部に相当する。また、１Ｇ送信部５６と、１０Ｇ送信部５７とが、図２に示すＰＯＮ送受信部８５の一部に相当する。
【００５３】
バッファ部６６と、フレーム分離化部５１と、１Ｇ送信フォーマット変換部５２と、１０Ｇ送信フォーマット変換部５３と、１Ｇ符号化部５４と、１０Ｇ符号化部５５とが、たとえば１つのＬＳＩ（Large Scale Integration）に含まれる。また、ＰＯＮ制御部６５は、たとえば１つのＣＰＵ（Central Processing Unit）に含まれる。
【００５４】
バッファ部６６は、ＦＩＦＯ８８を介して集線ＩＦ部８１から受けたデータフレーム、およびＰＯＮ制御部６５から受けた制御フレームを蓄積する。
【００５５】
フレーム分離化部５１は、バッファ部６６において蓄積されたフレームを取り出し、取り出したフレームを１Ｇｂｐｓ（ギガビット／秒）の速度で送信すべきフレームと１０Ｇｂｐｓ（ギガビット／秒）の速度で送信すべきフレームとに分離し、１Ｇ送信フォーマット変換部５２および１０Ｇ送信フォーマット変換部５３へそれぞれ出力する。
【００５６】
１Ｇ送信フォーマット変換部５２は、フレーム分離化部５１から受けたフレームを、たとえばＰＣＳ（Physical Coding Sublayer）に対応するフォーマットに変換し、変換したフレームを出力する。
【００５７】
１Ｇ符号化部５４は、１Ｇ送信フォーマット変換部５２から受けたフレームに対してたとえばＰＣＳに対応する誤り訂正等の符号化を行ない、符号化したフレームを出力する。
【００５８】
１Ｇ送信部５６は、１Ｇ符号化部５４から受けた１Ｇｂｐｓの電気信号であるフレームを１Ｇｂｐｓに対応する波長の下り光信号に変換してＰＯＮ回線２０３へ送信する。
【００５９】
１０Ｇ送信フォーマット変換部５３は、フレーム分離化部５１から受けたフレームを、たとえばＰＣＳに対応するフォーマットに変換し、変換したフレームを出力する。
【００６０】
１０Ｇ符号化部５５は、１０Ｇ送信フォーマット変換部５３から受けたフレームに対してたとえばＰＣＳに対応する誤り訂正等の符号化を行ない、符号化したフレームを出力する。
【００６１】
１０Ｇ送信部５７は、１０Ｇ符号化部５５から受けた１０Ｇｂｐｓの電気信号であるフレームを１０Ｇｂｐｓに対応する波長の下り光信号に変換してＰＯＮ回線２０３へ送信する。
【００６２】
図４は、本発明の実施の形態に係る宅側装置の構成を示す図である。
【００６３】
図４を参照して、宅側装置２０２は、マルチレート受信処理部３３と、１Ｇ受信フォーマット変換部１５と、１０Ｇ受信フォーマット変換部１６と、フレーム多重化部１９と、受信制御部２０と、ＰＯＮ制御部（速度切り替え情報取得部，切り替え報告部）２１とを備える。マルチレート受信処理部３３は、シングルレート受信処理部３１，３２を含む。シングルレート受信処理部３１は、１Ｇ受信部１１と、１Ｇ復号化部１３とを含む。シングルレート受信処理部３２は、１０Ｇ受信部１２と、１０Ｇ復号化部１４とを含む。フレーム多重化部１９は、バッファ１７，１８を含む。
【００６４】
１Ｇ復号化部１３と、１０Ｇ復号化部１４と、１Ｇ受信フォーマット変換部１５と、１０Ｇ受信フォーマット変換部１６と、フレーム多重化部１９と、受信制御部２０とが、たとえば１つのＬＳＩに含まれる。また、ＰＯＮ制御部２１は、たとえば１つのＣＰＵに含まれる。
【００６５】
マルチレート受信処理部３３は、局側装置２０１から送信される複数種類の速度のフレームたとえば１Ｇｂｐｓおよび１０Ｇｂｐｓのフレームを受信して処理する。マルチレート受信処理部３３において、シングルレート受信処理部３１，３２は、フレームの速度に対応して設けられ、対応の速度のフレームを受信して処理する。すなわち、シングルレート受信処理部３１は、対応の１Ｇｂｐｓの速度を有するフレームを受信して処理する。また、シングルレート受信処理部３２は、対応の１０Ｇｂｐｓの速度を有するフレームを受信して処理する。
【００６６】
より詳細には、１Ｇ受信部１１は、ＰＯＮ回線２０３経由で局側装置２０１から１Ｇｂｐｓに対応する波長の光信号を受信し、受信した光信号を電気信号である１Ｇｂｐｓのフレームに変換して出力する。このフレームは、たとえばＰＣＳに対応するフォーマットを有する。
【００６７】
１Ｇ復号化部１３は、１Ｇ受信部１１から受けたフレームに対してたとえばＰＣＳに対応する誤り訂正等の復号化を行ない、復号化したフレームを出力する。
【００６８】
１Ｇ受信フォーマット変換部１５は、１Ｇ復号化部１３から受けたフレームを所定のフォーマットに変換し、変換したフレームを出力する。また、１Ｇ受信フォーマット変換部１５は、１Ｇ復号化部１３からフレームを受けると、これに応答して対応の速度のフレームを受けたことを示す受信情報を受信制御部２０へ出力する。
【００６９】
１０Ｇ受信部１２は、ＰＯＮ回線２０３経由で局側装置２０１から１０Ｇｂｐｓに対応する波長の光信号を受信し、受信した光信号を電気信号である１０Ｇｂｐｓのフレームに変換して出力する。このフレームは、たとえばＰＣＳに対応するフォーマットを有する。
【００７０】
１０Ｇ復号化部１４は、１０Ｇ受信部１２から受けたフレームに対してたとえばＰＣＳに対応する誤り訂正等の復号化を行ない、復号化したフレームを出力する。
【００７１】
１０Ｇ受信フォーマット変換部１６は、１０Ｇ復号化部１４から受けたフレームを所定のフォーマットに変換し、変換したフレームを出力する。また、１０Ｇ受信フォーマット変換部１６は、１０Ｇ復号化部１４からフレームを受けると、これに応答して対応の速度のフレームを受けたことを示す受信情報を受信制御部２０へ出力する。
【００７２】
フレーム多重化部１９は、シングルレート受信処理部３１，３２の各々によって処理されたフレームを受ける。そして、フレーム多重化部１９は、これらのフレームを、受けた順番で出力する。フレーム多重化部１９において、バッファ１７，１８は、たとえばＦＩＦＯ（First In First Out）であり、シングルレート受信処理部３１，３２にそれぞれ対応して設けられ、対応のシングルレート受信処理部から受けたフレームを少なくとも１つ分蓄積する。
【００７３】
より詳細には、ＦＩＦＯ１７は、１Ｇ受信フォーマット変換部１５から受けたフレームを少なくとも１つ分蓄積する。ＦＩＦＯ１８は、１０Ｇ受信フォーマット変換部１６から受けたフレームを少なくとも１つ分蓄積する。フレーム多重化部１９は、ＦＩＦＯ１７から出力されるフレームおよびＦＩＦＯ１８から出力されるフレームを、その出力された順番で出力する。また、フレーム多重化部１９は、ＦＩＦＯ１７から出力されるフレームおよびＦＩＦＯ１８から出力されるフレームのうち、データフレームを図示しないパーソナルコンピュータ等のユーザ端末へ送信し、制御フレームをＰＯＮ制御部２１へ出力する。
【００７４】
受信制御部２０は、ＰＯＮ制御部２１とは別個の専用ハードウェアによって実現される。受信制御部２０は、電源供給制御およびクロック供給制御等を行なうことにより、１Ｇ受信部１１、１Ｇ復号化部１３、１０Ｇ受信部１２および１０Ｇ復号化部１４の動作開始および動作停止を切り替える。また、受信制御部２０は、ＰＯＮ制御部２１との間で制御情報の送受信を行なう。
【００７５】
ＰＯＮ制御部２１は、ＭＰＣＰおよびＯＡＭ等、ＰＯＮ回線の制御および管理に関する宅側処理を行なう。すなわち、ＰＯＮ回線に接続されているＯＬＴとＭＰＣＰメッセージおよびＯＡＭメッセージをやりとりすることによって、フレームの速度切り替え等のアクセス制御などを行なう。
【００７６】
［動作］
次に、本発明の実施の形態に係る局側装置および宅側装置が通信速度の切り替えを行なう際の動作について図面を用いて説明する。本発明の実施の形態では、局側装置２０１および宅側装置２０２を動作させることによって、本発明の実施の形態に係る通信速度切り替え方法が実施される。よって、本発明の実施の形態に係る通信速度切り替え方法の説明は、以下の局側装置２０１および宅側装置２０２の動作説明に代える。なお、以下の説明においては、適宜図１〜図４を参照する。
【００７７】
図５は、本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムにおける局側装置および宅側装置が通信速度切り替え処理を行なう際の動作手順を示すフローチャートである。
【００７８】
図６は、本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムにおける局側装置および宅側装置間のデータの流れ、ならびに通信速度切り替え処理のシーケンスを示す図である。
【００７９】
図５および図６を参照して、まず、局側装置２０１（ＯＬＴ）は、１Ｇｂｐｓの下りフレームを宅側装置（ＯＮＵ）２０２へ送信し（ステップＳ１）、宅側装置２０２は、局側装置２０１からの１Ｇｂｐｓの下りフレームを受信している状態である（ステップＳ２１）。
【００８０】
次に、局側装置２０１は、下りフレームの速度の切り替えを示す速度切り替え指示を宅側装置２０２へ送信する。より詳細には、ＯＳＵ９２におけるＰＯＮ制御部６５は、速度切り替え指示を示す制御フレームを生成し、ＰＯＮ送受信部８５を介して宅側装置２０２へ送信する（ステップＳ２）。
【００８１】
次に、局側装置２０１は、速度切り替え指示を宅側装置２０２へ送信した後、少なくとも切り替え準備完了情報を宅側装置２０２から受信するまでの間、すなわち、少なくとも図６に示す期間Ｔ１において、切り替え元の速度たとえば１Ｇｂｐｓのフレームを宅側装置２０２へ継続して送信する（ステップＳ３）。
【００８２】
次に、宅側装置２０２は、局側装置２０１から送信された速度切り替え指示を示す制御フレームを受信する。より詳細には、宅側装置２０２におけるＰＯＮ制御部２１は、速度切り替え指示を示す制御フレームをフレーム多重化部１９から受ける（ステップＳ１１）。
【００８３】
次に、宅側装置２０２は、局側装置２０１から速度の切り替え指示を受信すると、切り替え元の速度のフレームを受信可能な状態から、切り替え元の速度のフレームおよび速度切り替え指示が示す切り替え先の速度のフレームを受信可能な速度切り替え用受信状態に遷移する。たとえば、宅側装置２０２は、１Ｇｂｐｓのフレームを受信可能なシングルレート受信状態から、１Ｇｂｐｓのフレームおよび１０Ｇｂｐｓのフレームの両方を受信可能なマルチレート受信状態に遷移する。
【００８４】
より詳細には、ＰＯＮ制御部２１は、速度切り替え指示を示す制御フレームを受けて、状態遷移指示を受信制御部２０へ出力する（ステップＳ１２）。
【００８５】
受信制御部２０は、ＰＯＮ制御部２１から状態遷移指示を受けて、マルチレート受信処理部３３を、切り替え元の速度のフレームを受信可能な状態から、切り替え元の速度のフレームおよび速度切り替え情報が示す切り替え先の速度のフレームを受信可能な速度切り替え用受信状態に遷移させる。言い換えれば、受信制御部２０は、マルチレート受信処理部３３が現在受信可能な切り替え元の速度のフレームに加えて、速度切り替え情報が示す切り替え先の速度のフレームも受信可能な状態に遷移させる。
【００８６】
すなわち、受信制御部２０は、マルチレート受信処理部３３を、切り替え元の速度に対応するシングルレート受信処理部３１が動作可能な状態から、切り替え元の速度に対応するシングルレート受信処理部３１および速度切り替え情報が示す切り替え先の速度に対応するシングルレート受信処理部３２が動作可能な速度切り替え用受信状態に遷移させる。たとえば、受信制御部２０は、１Ｇ受信部１１および１Ｇ復号化部１３が動作するシングルレート受信状態から、１Ｇ受信部１１、１Ｇ復号化部１３、１０Ｇ受信部１２および１０Ｇ復号化部１４が動作するマルチレート受信状態に遷移させる（ステップＳ２２）。
【００８７】
そして、受信制御部２０は、マルチレート受信処理部３３が速度切り替え用受信状態へ遷移したことを示す状態遷移完了情報をＰＯＮ制御部２１へ出力する（ステップＳ２３）。
【００８８】
次に、宅側装置２０２におけるＰＯＮ制御部２１は、受信制御部２０から状態遷移完了情報を受けて、下りフレームの速度の切り替え準備が完了したことを示す切り替え準備完了情報を示す制御フレームを生成し、局側装置２０１へ送信する（ステップＳ１３）。
【００８９】
次に、局側装置２０１は、宅側装置２０２から切り替え準備完了情報を示す制御フレームを受信する（ステップＳ４）。
【００９０】
次に、局側装置２０１は、現在送信すべき下りフレームの中に、切り替え元の速度たとえば１Ｇｂｐｓを有するフレームが残っている場合には、当該未送信のフレームを宅側装置２０２へ送信する。すなわち、宅側装置２０２がマルチレート受信状態にあることから、局側装置２０１は、図６に示す期間Ｔ２において、未送信の１Ｇｂｐｓのフレームを宅側装置２０２へ送信することが可能となる（ステップＳ５）。
【００９１】
次に、局側装置２０１は、切り替え先の速度たとえば１０Ｇｂｐｓのフレームを宅側装置２０２へ送信する（ステップＳ６）。
【００９２】
次に、宅側装置２０２は、切り替え先の速度である１０Ｇｂｐｓのフレームを局側装置２０１から受信すると、速度切り替え用受信状態から、切り替え先の速度である１０Ｇｂｐｓのフレームを受信可能な状態に遷移する。
【００９３】
より詳細には、受信制御部２０は、切り替え先の速度に対応するシングルレート受信処理部３２が局側装置２０１から対応の速度のフレームすなわち１０Ｇｂｐｓのフレームを受信すると（ステップＳ２４）、切り替え元の速度すなわち１Ｇｂｐｓのフレームに対応するシングルレート受信処理部３１の動作を停止させる（ステップＳ２５）。
【００９４】
すなわち、受信制御部２０は、１Ｇ受信部１１、１Ｇ復号化部１３、１０Ｇ受信部１２および１０Ｇ復号化部１４が動作するマルチレート受信状態から、１０Ｇ受信部１２および１０Ｇ復号化部１４が動作するシングルレート受信状態に遷移させる。ただし、受信制御部２０は、受信中の１Ｇｂｐｓのフレームが存在する場合には、シングルレート受信処理部３１が当該フレームの受信処理を完了するまで待ち、当該フレームの受信処理の完了後、シングルレート受信処理部３１の動作を停止させる。
【００９５】
図７は、本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムにおける各速度のフレーム受信状態の一例を示す図である。
【００９６】
図７において、状態Ａは、宅側装置２０２においてユニキャストフレームおよびブロードキャストフレームの別を判断せずにマルチレート受信状態からシングルレート受信状態への遷移を行なうと仮定した構成における受信状態を示している。また、状態Ｂは、ユニキャストフレームおよびブロードキャストフレームの別を判断してマルチレート受信状態からシングルレート受信状態への遷移を行なう宅側装置２０２における受信状態を示している。
【００９７】
ここで、ユニキャストフレームは、１つの宅側装置を宛先とするフレームであり、たとえばフレームにおけるＬＬＩＤ（Logical Link Identification）が１つの宅側装置を示すフレームである。
【００９８】
また、ブロードキャストフレームには、たとえばディスカバリフレームおよびマルチキャストフレームが含まれる。
【００９９】
図７を参照して、たとえば、宅側装置２０２において、時刻ｔ１において１ＧｂｐｓのユニキャストフレームＵ１が到着し、時刻ｔ２において１Ｇｂｐｓおよび１０ＧｂｐｓのブロードキャストフレームＢＣ１がそれぞれ到着し、時刻ｔ３において１ＧｂｐｓのユニキャストフレームＵ２が到着し、時刻ｔ４において１０ＧｂｐｓのユニキャストフレームＵ３が到着し、時刻ｔ５において１Ｇｂｐｓおよび１０ＧｂｐｓのブロードキャストフレームＢＣ２がそれぞれ到着し、時刻ｔ６において１０ＧｂｐｓのユニキャストフレームＵ４が到着する。ここで、時刻ｔ１までに宅側装置２０２は速度切り替え用受信状態へ遷移していると仮定する。
【０１００】
前述のように、受信制御部２０は、１Ｇ受信フォーマット変換部１５または１０Ｇ受信フォーマット変換部１６から受けた受信情報に基づいて、切り替え先の速度を有するフレームを局側装置２０１から受信したことを検出する。
【０１０１】
ここで、受信制御部２０がユニキャストフレームおよびブロードキャストフレームの別を判断せずにマルチレート受信状態からシングルレート受信状態への遷移を行なう構成では、以下のような問題が生じる。すなわち、受信制御部２０は、１Ｇｂｐｓおよび１０Ｇｂｐｓのマルチレート受信状態において、１０ＧｂｐｓのブロードキャストフレームＢＣ１を受けた１０Ｇ受信フォーマット変換部１６から受信情報を受けると、時刻ｔ３において１Ｇｂｐｓおよび１０Ｇｂｐｓのマルチレート受信状態から１０Ｇｂｐｓのシングルレート受信状態へ遷移する。そうすると、宅側装置２０２は、時刻ｔ３において受信すべき１ＧｂｐｓのユニキャストフレームＵ２を受信できなくなってしまう（状態Ａ）。
【０１０２】
これに対して、本発明の実施の形態に係る宅側装置では、ユニキャストフレームおよびブロードキャストフレームの別を判断してマルチレート受信状態からシングルレート受信状態への遷移を行なう。たとえば、受信制御部２０は、時刻ｔ２において１０Ｇｂｐｓを有するブロードキャストフレームＢＣ１を受信した場合には、切り替え先の速度を有するフレームを局側装置２０１から受信したと判断しない。そして、受信制御部２０は、時刻ｔ４において１０Ｇｂｐｓを有するユニキャストフレームＵ３を受信した場合に、切り替え先の速度を有するフレームを局側装置２０１から受信したと判断する。
【０１０３】
すなわち、受信制御部２０は、切り替え先の速度に対応するシングルレート受信処理部３２が、１つの宅側装置２０２を宛先とするフレームのうち、自己の宅側装置２０２を宛先とするフレームであって切り替え先の速度を有するフレームを局側装置２０１から受信すると、切り替え元の速度に対応するシングルレート受信処理部３１の動作を停止させる。これにより、宅側装置２０２は、時刻ｔ３において受信すべき１ＧｂｐｓのユニキャストフレームＵ２を受信することができ、そして、時刻ｔ４においてシングルレート受信状態へ正しく遷移することができる（状態Ｂ）。
【０１０４】
このような構成により、ＰＯＮシステム３０１において、ブロードキャストフレームが複数の速度で送信される場合でも、当該ブロードキャストフレームのロス、および複数の速度のブロードキャストフレームを同時受信することによる誤動作を防ぐことができる。すなわち、複数の速度のブロードキャストフレームを送受信するＰＯＮシステムにおいても、通信速度の切り替えを適切に行なうことが可能となる。
【０１０５】
以上のように、本発明の実施の形態に係る宅側装置では、局側装置２０１から速度切り替え指示を受信すると、受信制御部２０は、マルチレート受信処理部３３を、切り替え元の速度のフレームを受信可能な状態から、切り替え元の速度のフレームおよび速度切り替え情報が示す切り替え先の速度のフレームを受信可能な速度切り替え用受信状態に遷移させる。すなわち、局側装置２０１がフレームの速度を切り替える際に、宅側装置２０２は、２つの速度のフレームを受信可能な状態とする。
【０１０６】
このような速度切り替え用受信状態を設ける構成により、通信速度を切り替える際に、下りフレームのロスが生じることを防ぐことができ、また、局側装置２０１の下りフレーム送信に空き時間が発生し、宅側装置２０２においてフレーム受信の遅延が発生することを防ぐことができる。したがって、本発明の実施の形態に係る宅側装置では、特許文献１に記載の技術を超えて、通信データの速度を切り替える際における通信データの伝送能力を向上させることができる。
【０１０７】
また、本発明の実施の形態に係る宅側装置では、通信速度を切り替える際に、局側装置２０１から宅側装置２０２へ送信すべき下りフレームが局側装置２０１において滞留することを防ぐことができる。これにより、下りフレームを蓄積するための局側装置２０１におけるバッファ容量を低減することができる。
【０１０８】
また、本発明の実施の形態に係る宅側装置では、受信制御部２０は、切り替え先の速度に対応するシングルレート受信処理部が局側装置２０１から対応の速度のフレームを受信すると、切り替え元の速度に対応するシングルレート受信処理部の動作を停止させる。すなわち、局側装置２０１がフレームの速度を切り替える際に、宅側装置２０２は、切り替え先の速度を有するフレームを受信するまでの間、２つの速度のフレームを受信可能な状態とする。
【０１０９】
ここで、宅側装置２０２において、受信制御部２０が設けられず、ＰＯＮ制御部２１がマルチレート受信状態からシングルレート受信状態への遷移を実行すると仮定した構成を考える。このような構成では、以下のような問題が生じる。すなわち、図６を参照して、ＰＯＮ制御部２１が、たとえば１０Ｇ受信フォーマット変換部１６からの受信情報を割り込みとして受けてから（ステップＳ３１）、シングルレート受信状態への切り替え指示をマルチレート受信処理部３３へ出力する（ステップＳ３２）までに時間Ｔ３を要してしまう。
【０１１０】
これに対して、本発明の実施の形態に係る宅側装置では、ＣＰＵ等が実行するプログラムで実現されるＰＯＮ制御部２１とは別に、ＬＳＩ等の専用ハードウェアで実現される受信制御部２０を設ける。これにより、宅側装置２０２は、切り替え先の新しい速度でフレームを受信すると、瞬時に切り替え元の古い速度に対応するシングルレート受信処理部の動作を停止させることができる。
【０１１１】
すなわち、切り替え先の速度のフレームを受信したことに応答して、マルチレート受信状態からシングルレート受信状態への切り替えを瞬時に行なうことができるため、並行して複数の速度のフレームを受信するマルチレート受信状態の期間を最小限にすることができる。
【０１１２】
したがって、ＰＯＮ制御部２１がマルチレート受信状態からシングルレート受信状態への遷移を実行する構成と比べて、マルチレート受信状態からシングルレート受信状態への遷移時間を時間Ｔ３短縮することができる。これにより、宅側装置２０２の消費電力を低減することができる。また、宅側装置２０２におけるＦＩＦＯ１７，１８の容量を最小限の１フレーム分にすることができる。さらに、宅側装置２０２のフレーム受信処理能力を、１種類の速度のフレームを処理可能なレベルに設定することが可能となる。
【０１１３】
また、本発明の実施の形態に係る宅側装置では、フレーム多重化部１９は、各シングルレート受信処理部によって処理されたフレームを受けて、フレームを受けた順番でフレームを出力する。
【０１１４】
このような構成により、シングルレート受信状態およびマルチレート受信状態間の切り替えの際にフレームの処理順序が狂うことを防ぐことができる。
【０１１５】
また、本発明の実施の形態に係る宅側装置では、フレーム多重化部１９は、シングルレート受信処理部に対応して設けられ、対応のシングルレート受信処理部から受けたフレームを少なくとも１つ分蓄積しうる複数のバッファ１７，１８を含む。
【０１１６】
このような構成により、最小限の１フレーム分のバッファ容量で、マルチレート受信状態からシングルレート受信状態へ切り替える際におけるフレームのロスを防ぐことができる。
【０１１７】
また、本発明の実施の形態に係る宅側装置では、ＰＯＮ制御部２１は、局側装置２０１から送信される速度の切り替え指示を受信する。そして、ＰＯＮ制御部２１は、受信制御部２０から状態遷移完了情報を受けて、フレームの速度の切り替え準備が完了したことを示す切り替え準備完了情報を局側装置２０１へ送信する。
【０１１８】
このような構成により、局側装置２０１からの通信速度の切り替え指示に従って宅側装置２０２が通信速度の切り替え準備を行ない、この準備完了を局側装置２０１に報告する一連のシーケンスを実現することができる。
【０１１９】
また、本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムでは、局側装置２０１は、速度切り替え指示を宅側装置２０２へ送信した後、少なくとも切り替え準備完了情報を宅側装置２０２から受信するまでの間、切り替え元の速度を有するフレームを宅側装置２０２へ送信する。
【０１２０】
このように、局側装置２０１が、速度切り替え指示を宅側装置２０２へ送信した後、下りフレーム送信を停止せずに継続する構成により、通信データの速度を切り替える際における通信データの伝送能力を向上させることができる。
【０１２１】
［変形例］
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、たとえば以下の変形例も含まれる。
【０１２２】
なお、本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムでは、局側装置２０１および宅側装置２０２は、１Ｇｂｐｓおよび１０Ｇｂｐｓの２種類のフレームを送受信する構成であるとしたが、これに限定するものではない。通信速度はこれら以外の値であってもよく、また、３種類以上の速度のフレームを送受信する構成であってもよい。すなわち、ＰＯＮシステム３０１は、複数種類の速度のフレームを送信可能な局側装置２０１と、局側装置２０１から送信される複数種類の速度のフレームを受信可能な１または複数の宅側装置２０２とを備える構成であればよい。
【０１２３】
また、本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムでは、下り方向において、１種類の速度のフレームを受信している状態から他の１種類の速度のフレームを受信している状態へ切り替える構成であるとしたが、これに限定するものではない。１または複数種類の速度のフレームを受信している状態から１または複数種類の速度のフレームを受信している状態へ切り替える場合でも、切り替え元の速度のフレームを受信可能な状態から、切り替え元の速度のフレームおよび速度切り替え情報が示す切り替え先の速度のフレームを受信可能な状態に遷移させる構成により、通信データの速度を切り替える際における通信データの伝送能力を向上させることが可能である。
【０１２４】
また、本発明の実施の形態に係るＰＯＮシステムでは、フレームすなわちバーストデータを送受信する構成であるとしたが、これに限定するものではない。局側装置および宅側装置間で連続的なデータが送受信される構成であってもよい。
【０１２５】
また、本発明の実施の形態に係る局側装置では、ＰＯＮ制御部２１は、局側装置２０１から送信される速度の切り替え指示を速度切り替え情報として受信する構成であるとしたが、これに限定するものではない。宅側装置２０２が、局側装置２０１以外の装置から速度切り替え情報を受信する構成であってもよいし、宅側装置２０２自身が自立的に速度の切り替えの必要性を判断し、速度切り替え情報を生成する構成であってもよい。
【０１２６】
上記実施の形態は、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、上記説明ではなく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】
【０１２７】
１１ １Ｇ受信部
１２ １０Ｇ受信部
１３ １Ｇ復号化部
１４ １０Ｇ復号化部
１５ １Ｇ受信フォーマット変換部
１６ １０Ｇ受信フォーマット変換部
１７，１８ バッファ
１９ フレーム多重化部
２０ 受信制御部
２１ ＰＯＮ制御部（速度切り替え情報取得部，切り替え報告部）
３１，３２ シングルレート受信処理部
３３ マルチレート受信処理部
５１ フレーム分離化部
５２ １Ｇ送信フォーマット変換部
５３ １０Ｇ送信フォーマット変換部
５４ １Ｇ符号化部
５５ １０Ｇ符号化部
５６ １Ｇ送信部
５７ １０Ｇ送信部
６５ ＰＯＮ制御部
６６ バッファ部
８１ 集線ＩＦ部
８２ 制御ＩＦ部
８３ 受信処理部
８４ 送信処理部
８５ ＰＯＮ送受信部
８７，８８ ＦＩＦＯ
９１ 制御部
９２−１〜９２−Ｎ 光回線ユニット
９３ 集線部
２０１ 局側装置（ＯＬＴ）
２０２ 宅側装置（ＯＮＵ）
２０３−１〜２０３−Ｎ ＰＯＮ回線
２０４−１〜２０４−Ｎ 光カプラ
３０１ ＰＯＮシステム。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
他の装置から送信される複数種類の速度の通信データを受信可能な通信装置であって、
前記通信データを受信して処理するためのマルチレート受信処理部と、
前記通信データの速度の切り替えを示す速度切り替え情報を取得するための速度切り替え情報取得部と、
前記速度切り替え情報取得部によって前記速度切り替え情報が取得されると、前記マルチレート受信処理部を、切り替え元の速度の前記通信データを受信可能な状態から、前記切り替え元の速度の前記通信データおよび前記速度切り替え情報が示す切り替え先の速度の前記通信データを受信可能な速度切り替え用受信状態に遷移させ、前記マルチレート受信処理部が前記速度切り替え用受信状態へ遷移したことを示す状態遷移完了情報を出力するための受信制御部とを備える、通信装置。
【請求項２】
前記マルチレート受信処理部は、前記通信データの速度に対応して設けられ、対応の前記速度の通信データを受信して処理するための複数のシングルレート受信処理部を含み、
前記受信制御部は、前記速度切り替え情報取得部によって前記速度切り替え情報が取得されると、前記マルチレート受信処理部を、切り替え元の前記速度に対応する前記シングルレート受信処理部が動作可能な状態から、前記切り替え元の速度に対応する前記シングルレート受信処理部および前記速度切り替え情報が示す切り替え先の前記速度に対応する前記シングルレート受信処理部が動作可能な速度切り替え用受信状態に遷移させ、
前記受信制御部は、前記切り替え先の速度に対応する前記シングルレート受信処理部が前記他の装置から対応の前記速度の通信データを受信すると、前記切り替え元の速度に対応する前記シングルレート受信処理部の動作を停止させる、請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
前記受信制御部は、前記切り替え先の速度に対応する前記シングルレート受信処理部が、１つの通信装置を宛先とする前記通信データのうち、自己の前記通信装置を宛先とする前記通信データであって前記切り替え先の速度を有する前記通信データを前記他の装置から受信すると、前記切り替え元の速度に対応する前記シングルレート受信処理部の動作を停止させる、請求項２に記載の通信装置。
【請求項４】
前記通信装置は、さらに、
各前記シングルレート受信処理部によって処理された通信データを受けて、前記通信データを受けた順番で前記通信データを出力するための通信データ多重化部を備える、請求項２または３に記載の通信装置。
【請求項５】
前記通信データはフレームであり、
前記通信データ多重化部は、
前記シングルレート受信処理部に対応して設けられ、対応の前記シングルレート受信処理部から受けた前記フレームを少なくとも１つ分蓄積しうるバッファを複数含む、請求項４に記載の通信装置。
【請求項６】
前記速度切り替え情報取得部は、前記他の装置から送信される前記速度の切り替え指示を前記速度切り替え情報として受信し、
前記通信装置は、さらに、
前記受信制御部から前記状態遷移完了情報を受けて、前記通信データの速度の切り替え準備が完了したことを示す切り替え準備完了情報を前記他の装置へ送信するための切り替え報告部を備える、請求項１から５のいずれかに記載の通信装置。
【請求項７】
複数種類の速度の通信データを送信可能な第１の通信装置と、
前記第１の通信装置から送信される前記複数種類の速度の通信データを受信可能な第２の通信装置とを備え、
前記第２の通信装置は、
前記第１の通信装置から送信される前記通信データを受信して処理するためのマルチレート受信処理部と、
前記通信データの速度の切り替えを示す速度切り替え情報を取得するための速度切り替え情報取得部と、
前記速度切り替え情報取得部によって前記速度切り替え情報が取得されると、前記マルチレート受信処理部を、切り替え元の速度の前記通信データを受信可能な状態から、前記切り替え元の速度の前記通信データおよび前記速度切り替え情報が示す切り替え先の速度の前記通信データを受信可能な速度切り替え用受信状態に遷移させ、前記マルチレート受信処理部が前記速度切り替え用受信状態へ遷移したことを示す状態遷移完了情報を出力するための受信制御部とを含む、通信システム。
【請求項８】
前記第１の通信装置は、前記通信データの速度の切り替え指示を前記第２の通信装置へ送信し、
前記速度切り替え情報取得部は、前記第１の通信装置から送信された前記速度の切り替え指示を前記速度切り替え情報として受信し、
前記第２の通信装置は、さらに、
前記受信制御部から前記状態遷移完了情報を受けて、前記通信データの速度の切り替え準備が完了したことを示す切り替え準備完了情報を前記第１の通信装置へ送信するための切り替え報告部を含み、
前記第１の通信装置は、前記速度の切り替え指示を前記第２の通信装置へ送信した後、少なくとも前記切り替え準備完了情報を前記第２の通信装置から受信するまでの間、前記切り替え元の速度の通信データを前記第２の通信装置へ送信する、請求項７に記載の通信システム。
【請求項９】
複数種類の速度の通信データを送信可能な第１の通信装置と、
前記第１の通信装置から送信される前記複数種類の速度の通信データを受信可能な第２の通信装置とを備える通信システムにおける通信速度切り替え方法であって、
前記第１の通信装置が、前記通信データの速度の切り替え指示を前記第２の通信装置へ送信するステップと、
前記第２の通信装置が、前記第１の通信装置から送信された前記速度の切り替え指示を受信するステップと、
前記第２の通信装置が、切り替え元の速度の前記通信データを受信可能な状態から、前記切り替え元の速度の前記通信データおよび前記速度の切り替え指示が示す切り替え先の速度の前記通信データを受信可能な速度切り替え用受信状態に遷移するステップと、
前記第２の通信装置が、前記通信データの速度の切り替え準備が完了したことを示す切り替え準備完了情報を前記第１の通信装置へ送信するステップと、
前記第１の通信装置が、前記切り替え準備完了情報を前記第２の通信装置から受信して、前記切り替え先の速度の前記通信データを前記第２の通信装置へ送信するステップと、
前記第２の通信装置が、前記切り替え先の速度の前記通信データを前記第１の通信装置から受信して、前記速度切り替え用受信状態から、前記切り替え先の速度の前記通信データを受信可能な状態に遷移するステップとを含む、通信速度切り替え方法。
【請求項１】
他の装置から送信される複数種類の速度の通信データを受信可能な通信装置であって、
前記通信データを受信して処理するためのマルチレート受信処理部と、
前記通信データの速度の切り替えを示す速度切り替え情報を取得するための速度切り替え情報取得部と、
前記速度切り替え情報取得部によって前記速度切り替え情報が取得されると、前記マルチレート受信処理部を、切り替え元の速度の前記通信データを受信可能な状態から、前記切り替え元の速度の前記通信データおよび前記速度切り替え情報が示す切り替え先の速度の前記通信データを受信可能な速度切り替え用受信状態に遷移させ、前記マルチレート受信処理部が前記速度切り替え用受信状態へ遷移したことを示す状態遷移完了情報を出力するための受信制御部とを備える、通信装置。
【請求項２】
前記マルチレート受信処理部は、前記通信データの速度に対応して設けられ、対応の前記速度の通信データを受信して処理するための複数のシングルレート受信処理部を含み、
前記受信制御部は、前記速度切り替え情報取得部によって前記速度切り替え情報が取得されると、前記マルチレート受信処理部を、切り替え元の前記速度に対応する前記シングルレート受信処理部が動作可能な状態から、前記切り替え元の速度に対応する前記シングルレート受信処理部および前記速度切り替え情報が示す切り替え先の前記速度に対応する前記シングルレート受信処理部が動作可能な速度切り替え用受信状態に遷移させ、
前記受信制御部は、前記切り替え先の速度に対応する前記シングルレート受信処理部が前記他の装置から対応の前記速度の通信データを受信すると、前記切り替え元の速度に対応する前記シングルレート受信処理部の動作を停止させる、請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
前記受信制御部は、前記切り替え先の速度に対応する前記シングルレート受信処理部が、１つの通信装置を宛先とする前記通信データのうち、自己の前記通信装置を宛先とする前記通信データであって前記切り替え先の速度を有する前記通信データを前記他の装置から受信すると、前記切り替え元の速度に対応する前記シングルレート受信処理部の動作を停止させる、請求項２に記載の通信装置。
【請求項４】
前記通信装置は、さらに、
各前記シングルレート受信処理部によって処理された通信データを受けて、前記通信データを受けた順番で前記通信データを出力するための通信データ多重化部を備える、請求項２または３に記載の通信装置。
【請求項５】
前記通信データはフレームであり、
前記通信データ多重化部は、
前記シングルレート受信処理部に対応して設けられ、対応の前記シングルレート受信処理部から受けた前記フレームを少なくとも１つ分蓄積しうるバッファを複数含む、請求項４に記載の通信装置。
【請求項６】
前記速度切り替え情報取得部は、前記他の装置から送信される前記速度の切り替え指示を前記速度切り替え情報として受信し、
前記通信装置は、さらに、
前記受信制御部から前記状態遷移完了情報を受けて、前記通信データの速度の切り替え準備が完了したことを示す切り替え準備完了情報を前記他の装置へ送信するための切り替え報告部を備える、請求項１から５のいずれかに記載の通信装置。
【請求項７】
複数種類の速度の通信データを送信可能な第１の通信装置と、
前記第１の通信装置から送信される前記複数種類の速度の通信データを受信可能な第２の通信装置とを備え、
前記第２の通信装置は、
前記第１の通信装置から送信される前記通信データを受信して処理するためのマルチレート受信処理部と、
前記通信データの速度の切り替えを示す速度切り替え情報を取得するための速度切り替え情報取得部と、
前記速度切り替え情報取得部によって前記速度切り替え情報が取得されると、前記マルチレート受信処理部を、切り替え元の速度の前記通信データを受信可能な状態から、前記切り替え元の速度の前記通信データおよび前記速度切り替え情報が示す切り替え先の速度の前記通信データを受信可能な速度切り替え用受信状態に遷移させ、前記マルチレート受信処理部が前記速度切り替え用受信状態へ遷移したことを示す状態遷移完了情報を出力するための受信制御部とを含む、通信システム。
【請求項８】
前記第１の通信装置は、前記通信データの速度の切り替え指示を前記第２の通信装置へ送信し、
前記速度切り替え情報取得部は、前記第１の通信装置から送信された前記速度の切り替え指示を前記速度切り替え情報として受信し、
前記第２の通信装置は、さらに、
前記受信制御部から前記状態遷移完了情報を受けて、前記通信データの速度の切り替え準備が完了したことを示す切り替え準備完了情報を前記第１の通信装置へ送信するための切り替え報告部を含み、
前記第１の通信装置は、前記速度の切り替え指示を前記第２の通信装置へ送信した後、少なくとも前記切り替え準備完了情報を前記第２の通信装置から受信するまでの間、前記切り替え元の速度の通信データを前記第２の通信装置へ送信する、請求項７に記載の通信システム。
【請求項９】
複数種類の速度の通信データを送信可能な第１の通信装置と、
前記第１の通信装置から送信される前記複数種類の速度の通信データを受信可能な第２の通信装置とを備える通信システムにおける通信速度切り替え方法であって、
前記第１の通信装置が、前記通信データの速度の切り替え指示を前記第２の通信装置へ送信するステップと、
前記第２の通信装置が、前記第１の通信装置から送信された前記速度の切り替え指示を受信するステップと、
前記第２の通信装置が、切り替え元の速度の前記通信データを受信可能な状態から、前記切り替え元の速度の前記通信データおよび前記速度の切り替え指示が示す切り替え先の速度の前記通信データを受信可能な速度切り替え用受信状態に遷移するステップと、
前記第２の通信装置が、前記通信データの速度の切り替え準備が完了したことを示す切り替え準備完了情報を前記第１の通信装置へ送信するステップと、
前記第１の通信装置が、前記切り替え準備完了情報を前記第２の通信装置から受信して、前記切り替え先の速度の前記通信データを前記第２の通信装置へ送信するステップと、
前記第２の通信装置が、前記切り替え先の速度の前記通信データを前記第１の通信装置から受信して、前記速度切り替え用受信状態から、前記切り替え先の速度の前記通信データを受信可能な状態に遷移するステップとを含む、通信速度切り替え方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１５５９７（Ｐ２０１２−１５５９７Ａ）
【公開日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１４７５８３（Ｐ２０１０−１４７５８３）
【出願日】平成２２年６月２９日（２０１０．６．２９）
【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１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月２９日（２０１０．６．２９）
【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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