ＰＯＮシステム及びＰＯＮシステムにおける帯域割当方法
【課題】本発明は、目標帯域の逐次計算処理が不要で、ＯＮＵ側でカウンタの具備及びフレーム端の高速サーチが不要で、割当帯域の変動を抑制しつつ、帯域利用効率の低下を抑止し、簡易な処理で公平且つ高効率な帯域割当をすることの可能な高効率且つ公平な帯域割当を少ない処理負荷でのＰＯＮシステム及びＰＯＮシステムにおける帯域割当方法の提供を目的とする。
【解決手段】本発明は、所定の閾値を超過する帯域要求対象のデータがＯＮＵにない場合にその閾値以下の最大のフレーム端の値又はその閾値未満の最大のフレーム端の値をＯＮＵが要求帯域としてＯＬＴに送信し、ＯＬＴは割当帯域の平均が当該ＯＮＵに保証する保証帯域又は当該ＯＮＵに許容する最大帯域を超過しない限りで割当に関する重みに応じた帯域、即ち目標帯域に近づくように、帯域割当に用いるＯＮＵからの要求帯域を選択して、帯域を各ＯＮＵに割り当てる。
【解決手段】本発明は、所定の閾値を超過する帯域要求対象のデータがＯＮＵにない場合にその閾値以下の最大のフレーム端の値又はその閾値未満の最大のフレーム端の値をＯＮＵが要求帯域としてＯＬＴに送信し、ＯＬＴは割当帯域の平均が当該ＯＮＵに保証する保証帯域又は当該ＯＮＵに許容する最大帯域を超過しない限りで割当に関する重みに応じた帯域、即ち目標帯域に近づくように、帯域割当に用いるＯＮＵからの要求帯域を選択して、帯域を各ＯＮＵに割り当てる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動的帯域割当方式を適用するＰＯＮシステム及びＰＯＮシステムにおける帯域割当方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、インターネットやイントラネットの急成長を背景に，大容量通信の需要が高まっており，高速光通信システムの普及が急ピッチで進んでいる中、経済的な高速光アクセスネットワークを実現するためのシステムとして、ＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）が知られている。また、ＰＯＮにおいて帯域を有効利用するための動的帯域割当（ＤＢＡ）が提案されている（例えば、非特許文献１を参照。）。
【０００３】
ＤＢＡとして一般的な方法として、Ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｄ ｐｏｌｌｉｎｇ ｗｉｔｈ ａｄａｐｔｉｖｅ ｃｙｃｌｅ ｔｉｍｅ（ＩＰＡＣＴ）と呼ばれる方法がある。ＩＰＡＣＴでは、ＯＬＴは送信時間を申告の到着順に割当する。送信時間の割当方法には、Ｆｉｘｅｄ ｓｅｒｖｉｃｅ、Ｌｉｍｉｔｅｄ ｓｅｒｖｉｃｅ、Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｃｒｅｄｉｔ ｓｅｒｖｉｃｅ、Ｌｉｎｅａｒ Ｃｒｅｄｉｔ ｓｅｒｖｉｃｅ、Ｅｌａｓｔｉｃ ｓｅｒｖｉｃｅの５つがある。
【０００４】
ここでは、特性がよいとされるＬｉｍｉｔｅｄ ｓｅｒｖｉｃｅを例にとる。Ｌｉｍｉｔｅｄ ｓｅｒｖｉｃｅでは、ＯＮＵの申告する蓄積量に申告に要するデータ量Ｗｒｅｑを加えた値が割当の重みに応じた帯域に相当する最大バースト長（ｍａｘｉｍｕｍ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｗｉｎｄｏｗ； ＭＴＷ）を超過している場合はＭＴＷを、要求帯域が超過していない場合は申告した帯域要求データ量にＷｒｅｑを加えた値を割り当てる。帯域要求データ量の申告が零の場合は申告に要するデータ量Ｗｒｅｑを割り当てる。ここでＯＮＵｉの最大バースト長ＭＴＷｉ又はＭＴＷｉからＷｒｅｑを減じた値は、それぞれの割当に関する重みに比例した値である。ＯＮＵの申告と許可が一巡するとまた初めのＯＮＵｉに戻って動作を繰り返す。ＩＰＡＣＴでは、ＭＴＷ以上の要求帯域がある場合も、フラグメント防止のために使用できない時間を含み、公平性が低下する課題がある。
【０００５】
図８に、ＯＬＴへの到着フレームの一例を示す。図９に、ＩＰＡＣＴを用いた送信時間の割り当て例を示す。ＭＴＷは１．５ＭＴＵ（Ｍａｘｉｍｕｍ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｕｎｉｔ、最大フレーム長）とし、２ＯＮＵが帯域要求を行う。両ＯＮＵの重みは等しいが、伝送するフレームのフレーム長が、ＯＮＵ１が１ＭＴＵで、ＯＮＵ２が０．７５ＭＴＵで異なるとする。ここで、Ｗｒｅｑ、プリアンブル、ＩＦＧ、ＢＯＨ、ＦＥＣ等の効果は単純化のために無視した。以降の例でも同様である。ＯＮＵ１の要求はＭＴＷから０．５ＭＴＵ欠ける１ＭＴＵで、ＯＮＵ２の要求は１．５ＭＴＵで丁度ＭＴＷとする。ＯＮＵ１への送信許可はＭＴＷよりも最大フレーム長（ＭＴＵ）の半分不足する２／３ＭＴＵとなり、ＯＮＵ２への送信許可は１ＭＴＷとなる。このため割当帯域は２：３となり不公平な割当となることが分かる。この不公平性は全てのＯＮＵでそのフレーム長の分布が一様であれば確率的には解消される。
【０００６】
しかし、ＯＮＵ毎にＭＴＷの値が異なる場合は、フレーム長の分布が一様であっても確率的にも不公平となる。この送信時間の割当方法ではＭＴＷとバッファ内のフレーム端とが一致することはほとんど無いため、実際の送信許可とＭＴＷとの差に相当する帯域割当が不足する。この割当不足は最大で凡そ１ＭＴＵ分、例えば、バイト単位の割当であれば（１ＭＴＵ−１バイト）であるため、図１０に示すように、ＭＴＷの大きさに応じて不足帯域が異なることになる。この図では、縦軸の値が１に近いほど不足が少なく、離れるほど不足が大きいことを意味する。すなわち、この方式は、ＭＴＷの異なるＯＮＵ間では重みに対する実際の割当帯域の比が異なるため、公平ではないといえる。例えば、ＭＴＷが１ＭＴＵの場合割当帯域の平均は５２％となり、２０ＭＴＵの場合９８％となる。このようにＭＴＷの値によって比が約２倍異なり、不公平であることが分かる。なお、割当不足はＭＴＵ以下の一様分布とし、平均割当帯域は十分長い観測時間での値とした。
【０００７】
この課題を解決するために、二つの方法が提案されている。しかし、そのどちらの方法も新たな課題がある。
第１の従来方法は、ＤＤＲスケジューリング（ｄｅｆｉｃｉｔ ｒｏｕｎｄ−ｒｏｂｉｎ ＤＲＲ ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ）を用いた方法が提案されている。この方法では、ＯＮＵｉは、割当の重みに応じた帯域に相当し、各許可の際に送信可能な目標バースト長Ｗｉを保持する。ここで目標バースト長Ｗｉ又はＷｉからＷｒｅｑを減じた値は、それぞれの割当に関する重付に比例した値である。ＯＮＵｉのｄｅｆｉｃｉｔ ｃｏｕｎｔｅｒの値Ｓｉの初期値は目標バースト長Ｗｉである。ＯＮＵの要求する最大データ量又はＯＮＵの要求する要求帯域にＷｒｅｑを加えた値がＳｉの値より小さいとき、ＯＮＵは要求する要求帯域を分割無しに送信を許可される。送信しても蓄積データが残っている場合はＳｉに（ｗｉ−要求帯域）を加える。要求帯域の申告が零の場合は申告に要するデータ量Ｗｒｅｑを許可する。ＯＮＵの申告と許可が一巡するとまた初めのＯＮＵに戻って動作を繰り返す。
【０００８】
但し、ｄｅｆｉｃｉｔ ｃｏｕｎｔｅｒの値Ｓｉは、送信によりＯＮＵの蓄積データ又は入力データ量が零又は所定の値以下となる場合はＳｉの値を初期値に戻すかＳｉに上限又は下限を規定する。この初期値に戻す動作もせずＳｉに上限又は下限を設定しない場合、異常値となる恐れがある。これは、入力データ量が少なく蓄積データ量が少ない状態が継続する場合である。このような場合、Ｓｉの値は周期毎に（Ｗｉ−要求帯域）が積算されて無限大まで増大する。これは、Ｓｉはフラグメントのために発生する割当不足を次周期の割当許可に持ち越すことで解消するためのものであり、入力データ量の不足を次周期に持ち越すためのものではないからである。例えば所定の値として、Ｓｉから要求帯域を減じた値がＭＴＵ以下となる場合である。上限の例として例えばＭＴＵ未満となる値、例えばバイト単位で処理する場合ＭＴＵから１バイト減じた値とすればよい。
【０００９】
図１１に、ＤＤＲスケジューリングを用いた送信時間の割り当て例を示す。図１１に示すようにＯＮＵ１の要求帯域及び送信許可は１ＭＴＵ、２ＭＴＵと繰り返し、帯域割当の平均は１．５ＭＴＵとなりＯＮＵ２と同じとなることがわかる。しかし、この方法では、ＯＮＵ側でカウンタを有する必要があり、ＯＮＵ側の実装が重くなる課題がある。ＯＮＵ側にカウンタを実装せずにＳｉをＯＬＴから申告の度毎に逐次通知する方法も考えられるが、この場合、申告毎にＯＬＴからＯＮＵにＳｉの値を通知し、ＯＮＵは申告までの短い時間でＳｉに応じたフレーム端を高速サーチする必要があり、より困難度が向上する。
【００１０】
第２の従来方法は、一つの閾値以下の最大のフレーム端の値とＯＮＵの全蓄積データ量を申告する方法である。この方式は概ね一定長の帯域割当周期での割当を想定している。閾値として、１ＭＴＵ以上の値か、保証帯域に対応する帯域割当周期でのデータ量の値である（これ以降、Ｗｒｅｑ相当分は無視するが、無視しない場合の説明も、Ｗｒｅｑ相当分を加算すれば同様である。）。図１２に、その模式図を示す。ここで、閾値は１ＭＴＵとした。図１２に示すようにＯＮＵ１の要求帯域は１ＭＴＵとＯＮＵの全バッファ長、ＯＮＵ２の要求帯域は１ＭＴＵとＯＮＵの全バッファ長となる。送信許可はそれぞれ１ＭＴＵと固定の帯域割当周期から、もう一方のＯＮＵに割り当てる１ＭＴＵ長以下を減じた値の繰り返しである。例えば割当周期が８００ＭＴＵ相当である場合、ＯＮＵ１の割当周期毎の割当は７９９ＭＴＵ相当と１ＭＴＵ相当の繰り返し、ＯＮＵ２の割当周期毎の割当は０．７５ＭＴＵ相当と７９９ＭＴＵ相当と８００ＭＴＵ相当の繰り返しであり、長い時間の平均として割当帯域は同じとなる。
【００１１】
しかし、この方法では、割当周期毎の割当帯域の変動が激しく、上り割当帯域を目標値へ短い時間で収束できない課題があった（例えば、非特許文献２）。また、割当周期毎に各ＯＮＵの目標帯域自体が変動するためにその逐次計算処理と、不足カウンタのリセット処理が煩雑であることが知られている（例えば、非特許文献１）。このため、ＰＯＮの多分岐化、更には複数のＰＯＮを束ねて、それらのＰＯＮに収容するＯＮＵに対して一括で帯域割当処理を行う集約型のＰＯＮ、複数の波長の内の１又は幾つかの波長を選択して通信するＯＮＵに対して一括で帯域割当処理を行うスタックドＰＯＮあるいはＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ等に実装するためには処理負荷の軽減が必要である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】「Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ａｎｄ Ｐｒａｃｔｉｃｅ」、ＣＥＤＲＩＣ Ｆ． ＬＡＭ，２００７，Ｅｌｓｅｖｉｅｒ Ｉｎｃ．，ｐ．２２１−２４２
【非特許文献２】「１Ｇ／１０ＧデュアルレートＥＰＯＮに適した動的帯域割当方法：要求量しきい値の更新をソフトウェア処理により実現する方法」、村山大輔、太田憲行、鈴木謙一、三鬼準基、吉本直人、雲崎清美、２００９年６月通信方式電子情報通信学会技術研究報告．ｖｏｌ．１０９（１１６），ｐｐ．１１５−１２０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
目標帯域の逐次計算が不要という観点からは、ＩＰＡＣＴは魅力的であるが、公平且つ高効率な割当ができない問題がある。
【００１４】
公平且つ高効率な割当という観点ではｄｅｆｉｃｉｔ ｃｏｕｎｔｅｒを用いた方法が好ましいが、第１の従来の方法はＯＮＵ側に積算カウンタが必要であり、そのリセット処理が困難であるという問題が、第２の従来の方法は目標帯域の逐次計算が必要で計算処理が重いという問題がある。そのため、ＰＯＮの多分岐化、更には複数ＰＯＮを束ね、それぞれが収容するＯＮＵに対して一括して帯域を割り当てるような構成は困難である。
【００１５】
そこで、本発明は、目標帯域の割当周期毎の逐次計算処理が不要で、ＯＮＵ側で割当帯域に対応する申告データ量の過不足をカウントするカウンタを必要とせず、ＯＬＴからの動的な申告のための閾値変更を受信してＯＮＵ側での短時間でのフレーム端の高速サーチが不要で、割当周期毎の割当帯域の変動を抑制することが可能な高効率且つ公平な帯域割当を少ない処理負荷でのＰＯＮシステム及びＰＯＮシステムにおける帯域割当方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するために、本発明に係るＰＯＮシステム及びＰＯＮシステムにおける帯域割当方法は、所定の閾値、例えば当該ＯＮＵに保証する保証帯域又は割当の重みに応じた帯域相当のデータ量を超過する帯域要求対象のデータがＯＮＵにある場合にその閾値以下の最大のフレーム端の値とその閾値より大きいフレーム端の値又はその閾値未満の最大のフレーム端の値とその閾値以上のフレーム端の値を、その閾値を超過する帯域要求対象のデータがＯＮＵにない場合に少なくともその閾値以下の最大のフレーム端の値又はその閾値未満の最大のフレーム端の値をＯＮＵが要求帯域としてＯＬＴに送信し、ＯＬＴは割当帯域の平均が当該ＯＮＵに保証する保証帯域又は当該ＯＮＵに許容する最大帯域を超過しない限りで割当に関する重みに応じた帯域、即ち目標帯域に近づくように、各ＯＮＵに割り当てる上り信号の帯域割当に用いる要求帯域を選択するか又は所定の閾値以下又は未満の最大のフレーム端の値をＯＬＴに送信し、ＯＬＴは割当帯域の平均が当該ＯＮＵに保証する保証帯域又は当該ＯＮＵに許容する最大帯域を超過しない限りで割当に関する重みに応じた帯域、即ち目標帯域に近づくように、各ＯＮＵに割り当てる頻度を変更する。
【００１７】
具体的には、本発明に係るＰＯＮシステムは、複数のＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）とＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）が光ファイバで接続されたＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムであって、前記ＯＮＵは、当該ＯＮＵに保証する保証帯域又は当該ＯＮＵに割り当てられた重みに応じた帯域に相当するデータ量に応じた予め定められた閾値を有し、前記閾値を超過する帯域要求対象のデータを当該ＯＮＵが蓄積する場合には、前記閾値以下の最大のフレーム端の値及び当該最大のフレーム端より大きいフレーム端の値を当該ＯＮＵからの上り信号の要求帯域として送信するか、或いは、前記閾値未満の最大のフレーム端の値及び当該最大のフレーム端より大きいフレーム端の値を当該ＯＮＵからの上り信号の要求帯域として送信し、当該所定の閾値を超過する帯域要求対象のデータが当該ＯＮＵにない場合は、前記閾値以下の最大のフレーム端の値を当該ＯＮＵからの上り信号の要求帯域として送信するか、或いは、その閾値未満の最大のフレーム端の値を当該ＯＮＵからの上り信号の要求帯域として送信し、前記ＯＬＴは、予め定められた周期の間に前記上り信号を割り当てた割当帯域の平均値を前記ＯＮＵごとに算出し、算出した前記平均値が当該ＯＮＵに保証する保証帯域又は当該ＯＮＵに許容する最大帯域を超過しない限りで割当に関する重みに応じた帯域、即ち目標帯域に近づくように、当該ＯＮＵへの割当帯域の平均が当該ＯＮＵに保証する保証帯域又は当該ＯＮＵに許容する最大帯域を超過しない限りで、当該ＯＮＵに割り当てる頻度を変更する。
【００１８】
本発明に係るＰＯＮシステムは、ＯＮＵは固定的な閾値に基づき帯域要求をし、ＯＬＴはＯＮＵへの割当帯域の平均値が固定的な目標帯域に近づくように当該ＯＮＵの帯域割当に用いる要求帯域を選択して上り信号の帯域割当をするため、ＯＮＵ側で割当帯域に対応する申告データ量の過不足をカウントするカウンタを必要とせず、ＯＬＴからの動的な申告のための閾値変更とそれに伴う高速なフレーム端サーチを要さない。また、割当帯域の平均値が目標帯域に近づくように帯域割当をするため、割当周期毎の割当帯域の変動が少なく、目標帯域の逐次計算が不要となる。したがって、本発明に係るＰＯＮシステムは、高効率且つ公平な帯域割当を少ない処理負荷で実現することができる。
【００１９】
本発明に係るＰＯＮシステムでは、前記各ＯＮＵは、当該ＯＮＵからの上り信号の要求帯域として、２以上の要求帯域をＯＬＴに送信し、前記ＯＬＴは、１つの前記ＯＮＵから２以上の前記要求帯域を前記上り信号の前記要求帯域として受信し、２以上の前記要求帯域のそれぞれを仮の割当帯域に設定し、当該２以上の仮の割当帯域を用いて前記平均値を算出し、当該算出した２以上の平均値のうちの前記目標帯域に最も近い平均値を判定し、当該判定した平均値のときの前記仮の割当帯域に相当する送信時間を前記１つのＯＮＵに割り当ててもよい。
【００２０】
本発明に係るＰＯＮシステムでは、前記各ＯＮＵは、前記予め定められた閾値として、前記目標帯域を用いて算出され、かつ、前記目標帯域相当以下の値と前記目標帯域相当より大きい値の組合わせ又は前記目標帯域相当未満の値と前記目標帯域相当以上の値の組合せとなる２以上の閾値を有し、前記閾値以下で最大のフレーム端の値を前記閾値ごとに求め、求めた前記閾値ごとの最大のフレーム端の値を前記２以上の要求帯域として前記ＯＬＴに送信してもよい。
【００２１】
本発明に係るＰＯＮシステムでは、前記各ＯＮＵは、当該ＯＮＵからの上り信号の要求帯域として、１つの要求帯域を前記ＯＬＴに送信し、前記ＯＬＴは、１つの前記ＯＮＵから１つの前記要求帯域を前記上り信号の要求帯域として受信し、当該要求帯域を用いて平均値を算出し、当該算出した平均値と前記目標帯域とのずれが一定値を超えたか否かを判定し、超えた場合には前記１つのＯＮＵへの割当頻度を高めてもよい。
【００２２】
具体的には、本発明に係るＰＯＮシステムにおける帯域割当方法は、複数のＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）とＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）が光ファイバで接続されたＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムにおける帯域割当方法であって、前記ＯＮＵが、当該ＯＮＵに保証する保証帯域又は当該ＯＮＵに割り当てられた重みに応じた帯域に相当するデータ量に応じた予め定められた閾値を有し、前記閾値を超過する帯域要求対象のデータを当該ＯＮＵが蓄積する場合には、前記閾値以下の最大のフレーム端の値及び当該最大のフレーム端より大きいフレーム端の値を当該ＯＮＵからの上り信号の要求帯域として送信するか、或いは、前記閾値未満の最大のフレーム端の値及び当該最大のフレーム端より大きいフレーム端の値を当該ＯＮＵからの上り信号の要求帯域として前記ＯＬＴに送信し、当該所定の閾値を超過する帯域要求対象のデータが当該ＯＮＵにない場合は、前記閾値以下の最大のフレーム端の値を当該ＯＮＵの要求帯域として送信するか、或いは、その閾値未満の最大のフレーム端の値を当該ＯＮＵからの上り信号の要求帯域として前記ＯＬＴに送信する要求帯域送信手順と、前記各ＯＮＵに前記上り信号の送信時間を割り当て、割り当てた送信時間に応じた割当帯域の１周期当たりでの平均値を前記ＯＮＵごとに算出し、算出した平均値が当該ＯＮＵに保証する保証帯域又は当該ＯＮＵに許容する最大帯域を超過しない限りで割当に関する重みに応じた帯域、即ち目標帯域に近づくように、当該ＯＮＵへの割当帯域の平均が当該ＯＮＵに保証する保証帯域又は当該ＯＮＵに許容する最大帯域を超過しない限りで、当該ＯＮＵに割り当てる頻度を変更する上り信号割当手順と、を順に有する。
【００２３】
本発明に係るＰＯＮシステムにおける帯域割当方法は、要求帯域送信手順と、上り信号割当手順と、を有し、ＯＮＵは固定的な閾値に基づき帯域要求をし、ＯＬＴはＯＮＵへの割当帯域の平均値が固定的な目標帯域に近づくように当該ＯＮＵの帯域割当に用いる要求帯域を選択して上り信号の帯域割当をするため、ＯＮＵ側で割当帯域に対応する申告データ量の過不足をカウントするカウンタを必要とせず、ＯＬＴからの動的な申告のための閾値変更とそれに伴う高速なフレーム端サーチを要さない。また、上り信号割当手順において割当帯域の平均値が固定的な目標帯域に近づくように帯域割当をするため、割当周期毎の割当帯域の変動が少なく、目標帯域の逐次計算が不要となる。したがって、本発明に係るＰＯＮシステムにおける帯域割当方法は、高効率且つ公平な帯域割当を少ない処理負荷で実現することができる。
【００２４】
本発明に係るＰＯＮシステムにおける帯域割当方法では、前記要求帯域送信手順において、前記各ＯＮＵは、当該ＯＮＵからの上り信号の要求帯域として、２以上の要求帯域を前記ＯＬＴに送信し、前記上り信号割当手順において、前記ＯＬＴは、１つの前記ＯＮＵから２以上の前記要求帯域を前記上り信号の前記要求帯域として受信し、２以上の前記要求帯域のそれぞれを仮の割当帯域に設定し、当該２以上の仮の割当帯域を用いて前記平均値を算出し、当該算出した２以上の平均値のうちの前記目標帯域に最も近い平均値を判定し、当該判定した平均値のときの前記仮の割当帯域に相当する送信時間を前記１つのＯＮＵに割り当ててもよい。
【００２５】
本発明に係るＰＯＮシステムにおける帯域割当方法では、前記各ＯＮＵは、前記予め定められた閾値として、前記目標帯域を用いて算出され、かつ、前記目標帯域相当以下の値と前記目標帯域相当より大きい値の組み合わせ又は前記目標帯域相当未満の値と前記目標帯域相当以上の値の組合せとなる２以上の閾値を有し、前記閾値以下で最大のフレーム端の値を前記閾値ごとに求め、求めた前記閾値ごとの最大のフレーム端の値を前記２以上の要求帯域として前記ＯＬＴに送信してもよい。
【００２６】
本発明に係るＰＯＮシステムにおける帯域割当方法では、前記要求帯域送信手順において、前記各ＯＮＵは、当該ＯＮＵからの上り信号の要求帯域として、１つの前記要求帯域を前記ＯＬＴに送信し、前記上り信号割当手順において、前記ＯＬＴは、１つの前記ＯＮＵから１つの前記要求帯域を前記上り信号の前記要求帯域として受信し、当該要求帯域を用いて平均値を算出し、当該算出した平均値と前記目標帯域とのずれが一定値を超えたか否かを判定し、超えた場合には前記１つのＯＮＵへの割当頻度を高めてもよい。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、本発明は、目標帯域の割当周期毎の逐次計算処理が不要で、ＯＮＵ側で割当帯域に対応する申告データ量の過不足をカウントするカウンタを必要とせず、ＯＬＴからの動的な申告のための閾値変更を受信してＯＮＵ側での短時間でのフレーム端の高速サーチが不要で、割当周期毎の割当帯域の変動を抑制することの可能な高効率且つ公平な帯域割当を少ない処理負荷でのＰＯＮシステム及びＰＯＮシステムにおける帯域割当方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】実施形態１のＰＯＮシステムの第１の構成を説明する概念図である。
【図２】実施形態１のＰＯＮシステムの第２の構成を説明する概念図である。
【図３】第１の帯域割当方法の一例を示す模式図であり、（ａ）は要求帯域を示し、（ｂ）は割り当てられた送信時間を示す。
【図４】従来例で示した第２の従来方法（従来の複数リクエスト方式）と本実施形態の第１の帯域割当方法との比較を示す。
【図５】第１の帯域割当方法の目標帯域に対する割当帯域の推移の例を示す。
【図６】実施形態２のＰＯＮシステムの第１の構成を説明する概念図である。
【図７】実施形態２のＰＯＮシステムの第２の構成を説明する概念図である。
【図８】ＯＬＴへの到着フレームの一例を示す。
【図９】ＩＰＡＣＴを用いた送信時間の割り当て例であり、（ａ）は要求帯域を示し、（ｂ）は割り当てられた送信時間を示す。
【図１０】ＩＰＡＣＴを用いた場合の目標帯域に対する平均帯域の比の一例を示す。
【図１１】ＤＤＲスケジューリングを用いた第１の従来方法であり、（ａ）は要求帯域を示し、（ｂ）は割り当てられた送信時間を示す。
【図１２】一つの閾値以下の最大のフレーム端の値とＯＮＵの全蓄積データ量を申告する第２の従来方法であり、（ａ）は要求帯域を示し、（ｂ）は割り当てられた送信時間を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施の例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
【００３０】
（実施形態１）
図１は、実施形態１のＰＯＮシステムの第１の構成を説明する概念図である。図１のＰＯＮシステム３０１はＯＮＵ側に波長の可変機能を付与した例である。ＰＯＮシステム３０１は、複数のＯＮＵ１００と、光伝送路５０と、ＯＮＵ１００との間で信号光を送受するＯＬＴ２００と、ＯＮＵ１００の送信機１７又は受信機１６の波長と帯域を割振る制御装置（不図示）を備える。
【００３１】
ＯＮＵ１００は、光伝送路５０でＯＬＴ２００と接続され、ＯＬＴ２００との間で信号光を送受する送受信機と、を有する。図１及び以降の図では、送受信機を送信機１７及び受信機１６で示している。送信機１７は、送信波長として選択可能な波長のうちの１波長の信号光を送信する。ここで、選択可能な波長のうちの１波長とは、例えば、同一の波長グリッドを透過する波長である。波長グリッドは、規格毎に波長幅が異なる。例えば、ＣＷＤＭは２０ｎｍ間隔で、あるＤＷＤＭは１００ＧＨｚ間隔（１５５０ｎｍ帯で０．８ｎｍ相当）である。従って、ＣＷＤＭの１波長には複数のＤＷＤＭの波長が含まれる。選択可能な波長のうちの１波長にはＣＷＤＭの波長グリッドに従うものであれば、ＤＷＤＭの異なる波長が含まれる。
【００３２】
さらに、ＯＮＵ１００は、光合分波器１５と、フィルタ１８を有する。光合分波器１５は、光伝送路５０からの下り信号光を受信機１６に結合し、送信機１７からの上り信号光を光伝送路５０に結合する。フィルタ１８は、受信波長として選択可能な波長のうちの１波長の信号光を選択して透過させる。そして、フィルタ１８は、透過させる信号光の波長を調整することができる。このため、ＯＮＵ１００は、受信波長として選択可能な波長から所定の波長の信号を選択して受信できる。なお、送信機の波長可変性とフィルタの波長可変性の代わりに複数の波長の送信機と受信機を備え、いずれかの送信機といずれかの受信機を使用することとしてもよい。このことは本実施形態の他のＰＯＮシステムの構成でも同様である。
【００３３】
ＯＬＴ２００は、光伝送路５０からの光を波長で分波する光合分波器２５と、光合分波器２５からの信号光をそれぞれ受光する受信機２６と、それぞれ異なる波長の信号光を送信する複数の信号光を送信する送信機２７を有する。光合分波器２５は、例えば、波長フィルタであり、送信機２７からの信号光を光伝送路５０へ出力し、光伝送路５０からの信号光を受信機２６に結合する。受信機２６は、例えば、フォトダイオードである。
【００３４】
光伝送路５０は、送信機１７からの信号光を合波して受信機２６に結合し、送信機２７からの信号光を分岐して受信機１６に結合する。
【００３５】
ここで、ＯＬＴ２００は、光合分波器２５で分波して波長毎に受信機２６で受信するため、異なる波長として分波される信号光をそれぞれ異なる受信機２６にて同時に受信するが、同一波長として分波される異なる送信機１７からの信号光を受信機２６にて同時に受信しない。なお、信号光が２値の強度信号の場合も、送信機毎に受信機２６に到着する強度が異なり、複数信号光の重なった入力を異なる値の多値信号として受信できる場合は同時に受信しても良い。
【００３６】
ここでは同一波長として分波される異なる送信機１７からの信号光を受信機２６にて同時に受信しないとし、ＰＯＮシステム３０１は、同一波長として受信する異なる送信機１７からの信号光が同時に受信機２６に到着しないように、送信機１７に対して送信可能時間を指定する。上述のようにＰＯＮシステム３０１は、制御機が送信機１７に対して信号光を送出できる波長と時間として帯域を割り当て、送信機からの信号光を時分割多重する。
【００３７】
図２は、実施形態１のＰＯＮシステムの第２の構成を説明する概念図である。図２のＰＯＮシステム３０２はＯＬＴ側に波長の可変機能を付与した例である。ＰＯＮシステム３０２は、複数のＯＮＵ１００と、光伝送路５０と、ＯＮＵ１００との間で信号光を送受するＯＬＴ２００と、ＯＬＴ２００の送信機２７からの信号光の波長を割り振ることでＯＮＵ１００の受信機１６に信号光を、ＯＬＴ２００の受信機２６への波長を割り振ることでＯＮＵ１００の送信機１７からの信号光を受信機２６に割り振る制御装置（不図示）を備える。
【００３８】
ＯＮＵ１００は、光伝送路５０でＯＬＴ２００と接続され、ＯＬＴ２００との間で信号光を送受する送受信機と、を有する。送信機１７は、選択可能な波長のうちの１波長を予め設定され、その波長の信号光を出力する。
【００３９】
さらに、ＯＮＵ１００は、光合分波器１５と、フィルタ１８を有する。光合分波器１５は、光伝送路５０からの下り信号光を受信機１６に結合し、送信機１７からの上り信号光を光伝送路５０に結合する。フィルタ１８は、受信波長として選択可能な波長のうちの１波長のうちの予め設定された信号光を選択して透過させる。そして、フィルタ１８は、透過させる信号光の波長を調整することができる。このため、ＯＮＵ１００は、受信波長として選択可能な波長から所定の波長の信号を選択して受信できる。
【００４０】
なお、フィルタ１８はＯＮＵ１００が有するとしたが、同等の機能が光伝送路５０中、例えばスプリッタ５５に備えている場合はＯＮＵ１００が備えなくてもよい。例えば、スプリッタ５５がフィルタ１８で選択する波長をＯＮＵ１００に接続するＡＷＧ等の光合分波器である場合である。また、送信機１７も、その送信した信号光が光伝送路５０中で波長選択性のある光合分波器等により選択されるのであれば、選択可能な波長のうちの予め設定された１波長の信号光を出力する代りに選択可能な複数の波長を含む広帯域な光を送出する光源であってもよい。
【００４１】
ＯＬＴ２００は、光伝送路５０からの光を合分岐する光合分岐器２５ａと、光合分岐器２５ａからの信号光を制御機が指定した選択可能な波長を選択するフィルタ２８を介してそれぞれ受光する複数の受信機２６と、制御機が指定した選択可能な波長の信号光をそれぞれ送信する複数の送信機２７を有する。
光合分波器２５ａは、例えば、パワースプリッタであり、送信機２７からの同一のあるいは異なる波長として分波される信号光を光伝送路５０へ出力し、光伝送路５０からの送信機１７からの同一のあるいは異なる波長として分波される信号光を、フィルタ２８に出力し、フィルタ２８を介して受信機２６に結合する。受信機２６は、例えば、フォトダイオードである。
【００４２】
光伝送路５０は、送信機１７からの信号光を合波して受信機２６に結合し、送信機２７からの信号光を分岐して受信機１６に結合する。ここで、ＯＬＴ２００の送信機２７は複数のＯＮＵ１００の受信機１６へ信号光を送信するが、ＯＬＴ−ＯＮＵ間の利用効率向上の観点からそれぞれ同時に同一のＯＮＵ１００と通信しないのが好ましい。
【００４３】
そこで、制御機は同一波長として受信する信号光が同時に受信機１６に到着しないように、送信機２７に対して波長を切り替えるあるいは送信可能時間を指定する。なお、利用効率は低下するが、冗長化を目的として複数の送信機２７からの信号光が、受信機１６において同一の情報が位相を揃えて到着する場合は、複数の送信機２７から同一波長として受信する信号光が同時に同一の受信機１６に到着してもよい。また制御機は複数の送信機１７からの信号光が同時に受信機２６に到着しないように、送信機１７に対して送信可能時間を指定する。なお、利用効率は低下するが、冗長化を目的として複数の受信機２６が、単一の送信機１７からの信号光を同時に受信しても良い。上述のようにＰＯＮシステム３０２は、制御機が送受信機（２６、２７）に対して信号光を送出する波長と時間としてそれぞれのＯＮＵ１００に帯域を割り当て、送信機１７からの信号光を波長分割多重且つ時分割多重する。
【００４４】
図１のＰＯＮシステム３０１と図２のＰＯＮシステム３０２を組み合わせたＰＯＮシステムの構成としてもよい。このＰＯＮシステムの構成は、波長の可変性をＯＮＵとＯＬＴの両方で有している構成である。このため、波長の可変性の制限等の関係から波長の可変範囲や同一波長として分波する波長の範囲に違いがあるとしても、ＯＮＵの構成はＰＯＮシステム３０１の構成と同様であり、ＯＬＴの構成はＰＯＮシステム３０２の構成と同様である。その他はＰＯＮシステム３０１及びＰＯＮシステム３０２の構成と同様である。
【００４５】
時分割多重に際し、本実施形態では、ＰＯＮシステムにおける帯域割当方法を実行する。ＰＯＮシステムにおける帯域割当方法は、要求帯域送信手順と、上り信号割当手順と、を順に有する。要求帯域送信手順では、複数のＯＮＵ１００が、所定の閾値、例えば当該ＯＮＵに保証する保証帯域又は割当の重みに応じた帯域相当のデータ量（最大伝送窓Ｗｉとする）を超過する帯域要求対象のデータがＯＮＵにある場合にその閾値以下の最大のフレーム端の値とその閾値より大きいフレーム端の値又はその閾値未満の最大のフレーム端の値とその閾値以上のフレーム端の値を、所定の閾値を超過する帯域要求対象のデータがＯＮＵにない場合にその閾値以下の最大のフレーム端の値又はその閾値未満の最大のフレーム端の値をＯＮＵ１００からＯＬＴ２００への上り信号ＳＵの送信時間の割り当てを要求する旨の帯域要求としてＯＬＴ２００に送信する。上り信号割当手順では、ＯＬＴ２００が、予め定められた時間に上り信号を割り当てた割当帯域の平均値をＯＮＵごとに算出し、算出した平均値が当該ＯＮＵに保証する保証帯域又は当該ＯＮＵに許容する最大帯域を超過しない限りで割当に関する重みに応じた帯域、即ち目標帯域に近づくように、各ＯＮＵに割り当てる上り信号の帯域割当に用いる要求帯域を選択するか又は所定の閾値以下又は未満の最大のフレーム端の値をＯＬＴに送信し、ＯＬＴは割当帯域の平均が当該ＯＮＵに保証する保証帯域又は当該ＯＮＵに許容する最大帯域を超過しない限りで割当に関する重みに応じた帯域、即ち目標帯域に近づくように、各ＯＮＵに割り当てる頻度を変更する。
【００４６】
具体的には、以下の第１の帯域割当方法又は第２の帯域割当方法を行う。
＜第１の帯域割当方法＞
第１の帯域割当方法では、目標帯域と目標帯域に最大フレーム長以上の値を加えた値に相当する２つの申告のための閾値をＯＮＵに設定し、各周期の割当帯域の平均が目標帯域に近づくように、申告された２値のうちから割当に用いる値を選択する。例えば、第１の帯域割当方法では、要求帯域送信手順において、各ＯＮＵ１００は、目標帯域を用いて算出されかつ帯域要求する値が目標帯域相当以下の値と目標帯域相当より大きい値の組み合わせ又は目標帯域相当未満の値と目標帯域相当以上の値の組合せとなる２以上の閾値を有し、閾値以下で最大のフレーム端の値を閾値ごとに求め、求めた閾値ごとの最大のフレーム端の値を２以上の要求帯域としてＯＬＴ２００に送信する。
【００４７】
そして、上り信号割当手順において、ＯＬＴ２００が、１つのＯＮＵ１００から２以上の要求帯域を上り信号ＳＵの要求帯域として受信し、２以上の要求帯域のそれぞれを仮の割当帯域に設定し、当該２以上の仮の割当帯域を用いて平均値を算出し、当該算出した２以上の平均値のうちの目標帯域に最も近い平均値を判定し、当該判定した平均値のときの仮の割当帯域に相当する送信時間をＯＮＵ１００ごとに割り当てる。
【００４８】
目標帯域に応じた複数の閾値を設定し、それぞれの閾値を超過しない最大のフレーム端の値を申告し、ＯＬＴは二つの閾値のいずれかの申告値に従って送信時間を許可する。目標帯域としてＯＮＵで割当可能な帯域、すなわちある周期でＯＮＵに割当可能な全データ量を帯域要求のあるＯＮＵ間で、その割当の重み、例えば、保証帯域比で割当した値を例にとって説明するが、割当可能な全データ量が固定的な帯域分を減じたデータ量を割当する計算でも、優先度に応じて完全優先や、ＯＮＵの重みに更に優先度に応じた重みを乗じた重みの比で割当する計算でも、通信断がない場合に適用されるその他の計算方法に従う目標帯域の計算であってもよい。このことはこれ以降に説明する実施形態でもあっても同様である。
【００４９】
ここで、二つの申告値が異なる場合に、目標帯域から許可したデータ量を減じた値を加算するカウンタをＯＬＴがＯＮＵ毎に有する。ＯＮＵｉに対するカウンタ値Ｄｉとする。Ｄｉの初期値は例えば零とする。ＯＬＴはＤｉの絶対値を小さくするように二つの申告値から送信許可に用いる申告値を選択する。ここで、ＯＮＵの蓄積データ量が目標帯域以下である場合は両閾値に応じた申告量は同一となる。この二つの申告値が一致した場合や申告値が十分小さい値例えば目標帯域から最大フレーム長を減じた値以下になった場合にＤｉは初期値に戻してもよい。このように本願のリセット処理は容易である。なお、この例でもＤｉを指数平滑平均することにすれば、初期値に戻さなくても良い。
【００５０】
図３は、第１の帯域割当方法の一例を示す模式図である。ＯＮＵ１の要求帯域は１ＭＴＵと２ＭＴＵ、ＯＮＵ２の要求帯域は１．５ＭＴＵと２．２５ＭＴＵとなる。送信許可は、ＯＮＵ１では１ＭＴＵと２ＭＴＵの繰り返しで、ＯＮＵ２では１．５ＭＴＵの繰り返しであり短い周期の平均でどちらも１．５ＭＴＵ相当となることがわかる。この演算は例えば以下のように詳説できる。
【００５１】
図４に、本実施形態の第１の帯域割当方法と従来例で示した第２の従来方法（従来の複数リクエスト方式）との比較を示す。ｉ番目のＯＮＵｉは、ＯＮＵｉの最大伝送窓Ｗｉを第１の閾値とし、（２）最大伝送窓Ｗｉに１ＭＴＵ以上を加えた値を第２の閾値とする。そして、周期ｋに、第１の閾値以下の最大のフレーム端の値Ｒｓｉ，ｋと、第２の閾値以下の最大のフレーム端の値Ｒｂｉ，ｋと、の２値をＯＬＴに申告する。
【００５２】
第２の閾値を設定するために最大伝送窓Ｗｉに加える値は、収束の幅を小さくする観点からは１ＭＴＵであることが好ましい。ＯＬＴは最大伝送窓Ｗｉから周期ｋでの割当帯域Ｇｉ，ｋを減じた値を不足カウンタ値Ｄｉ，ｋに積算する。送信許可に用いる要求帯域の選択は、不足カウンタ値Ｄｉ，ｋ−１が正の場合にフレーム端の値Ｒｂｉ，ｋ、非正の場合はフレーム端の値Ｒｓｉ，ｋとする。ここで、目標帯域の逐次計算は不要である。このとき、不足カウンタ値Ｄｉ，ｋは±１ＭＴＵの範囲で変動するため、第２の従来方法における不足カウンタ値の変動幅も小さい。リセットは必要に応じてフレーム端の値Ｒｂｉ，ｋ＝Ｒｓｉ，ｋの所定回数、例えば１〜数回の継続を条件として行えばよく、容易に実現できる。
【００５３】
また、本実施形態の第１の帯域割当方法では従来のＩＰＡＣＴと比べてＭＴＷ（ここでは最大伝送窓Ｗｉ）の値によらずに公平性を保つ例を示す。図５に、第１の帯域割当方法の目標帯域に対する割当帯域の推移の例を示す。ここで、簡易化のため、閾値に対するリクエストの差は一様分布の場合の平均とした。例として、最大伝送窓Ｗｉが１ＭＴＵと２０ＭＴＵの場合の各周期の割当帯域の目標帯域に対する比を●と▲で、平均値を細実線と太実線で示した。図５に示すように、交互にフレーム端の値Ｒｓｉ，ｋとフレーム端の値Ｒｂｉ，ｋに従った割当、即ち目標帯域以下と以上の割当となり、割当帯域の目標帯域に対する比の平均は１５周期で最大伝送窓Ｗｉが１ＭＴＵの場合目標帯域の±２％の範囲に、２０ＭＴＵの場合±０．２％の範囲に収束する。このように第１の帯域割当方法では最大伝送窓Ｗｉの大きさによらずに、公平であることが分かる。他方、従来のＩＰＡＣＴでは図１０に示すように割当帯域の目標帯域に対する比の平均は最大伝送窓Ｗｉが１ＭＴＵの場合５２％、２０ＭＴＵの場合９８％であり、Ｗｉの値によって比が約２倍異なり、不公平である。
【００５４】
なお、図４では、二つの閾値の差を１ＭＴＵとしているが、単一の閾値として、その閾値を超えない最大のフレーム端とその閾値を超えたフレーム端がある場合は閾値を超過した最初のフレーム端の２値を、その閾値を超えたフレーム端がない場合は単一の要求帯域又は同じ値の要求帯域をもって送信許可としてもよい。この場合も図４の場合と同様に不足カウンタ値Ｄｉ，ｋの変動は±１ＭＴＵの範囲となる。リセットの条件も図４と同様としてもよい。
【００５５】
＜第２の帯域割当方法＞
第２の帯域割当方法では、目標帯域に相当する１つの申告のための閾値をＯＮＵに設定し、各周期の割当帯域の平均の目標帯域からのずれが、所定の値、例えば１ＭＴＵや最大伝送窓Ｗｉに近づくと割り当てる回数を増やす。例えば、上り信号割当手順において、ＯＬＴ２００が、１つのＯＮＵ１００から１つの要求帯域を上り信号ＳＵの要求帯域として受信し、割当帯域の平均値を算出し、当該算出した平均値と目標帯域とのずれが一定値を超えたか否かを判定し、超えた場合には前記１つのＯＮＵへの割当頻度を高める。一定値とは例えば最大フレーム長又は最大伝送窓Ｗｉである。
【００５６】
具体的には、送信許可を与える頻度を、カウンタ値の変化に応じて増やす。例えば、カウンタ値による割当不足が１周期での割当帯域相当に近似した場合に頻度を増加する。カウンタ値の変化が、ＯＮＵが通信に用いる波長の切替等に伴う通信断等による場合、カウンタ値の変化は甚だしく増加することがあるが、その際、カウンタ値の通信断前後の一巡目でまとめて変更しても良いし、複数の巡回に平均してもよい。例えば１巡又は２巡する間である場合、１０巡の間に１１回又は１２回許可するとしてもよい。この方法では、第１の帯域割当方法と同様に、通信断に伴う送信許可を与える頻度の変更を通常の送信許可と異なる特別な方法を用いた通知等で双方が認識する必要がない点で優れる。なお送信許可を与える頻度は通信断時間相当の値の例で示したが、例えば何周期分通信断があっても１周期分とする等のそれ以外の値であっても良い。
【００５７】
上記のように、実施形態１に係るＰＯＮシステムにおける帯域割当方法では、目標帯域の逐次計算処理が不要で、ＯＮＵ側で割当帯域に対応する申告帯域をカウントするカウンタを必要とせず、ＯＬＴからの動的な申告のための閾値変更を受信してＯＮＵ側での短時間でのフレーム端の高速サーチが不要で、割当周期毎の割当帯域の変動を抑制しつつ、帯域利用効率の低下を抑止し、簡易な処理で公平且つ高効率な帯域割当をすることができる。
【００５８】
以上の説明では、ＯＮＵ１００がデータをやり取りするＯＬＴ２００側の送受信機が変化しない場合を例にとり説明をしているが、ＯＮＵ１００がデータのやり取りをするＯＬＴ側の送受信機を変更する場合にも拡張することが出来る。更に、この拡張は、グループに収容替えをする場合以外にも、通信断が発生する場合全般に有効である。以下、ＯＬＴ内の同一の送受信機とデータのやり取りをするＯＮＵ群をグループと呼ぶことがある。例えば、ＯＬＴのパッケージ入れ替えや、ＯＮＵの信号光を集約したファイバの強制切替に伴いＯＮＵを再起動する場合である。この場合、ＯＮＵ毎に起動するまでの時間が異なるため、ＯＮＵへの割当帯域は再起動までの待ち時間の長さに応じて減少することになる。また、省電力等のためにＯＮＵがスリープを行う場合も同様である。この場合は、ＯＮＵ毎にスリープ時間が異なり、特にスリープ機能を有するＯＮＵと有さないＯＮＵの間で割当帯域が不公平となる。スリープの場合、再起動する場合と比べて頻繁に発生するので割当帯域のＯＮＵ間差が大きくなる。
【００５９】
本願では、通信断に伴い、帯域要求がＯＬＴに伝わらないＯＮＵの不足カウンタ値Ｄｉ，ｋで示される過剰割当帯域の減衰を抑制するようにカウンタを補正する点で異なる。具体的には、制御機は、カウンタの補正のため、通信断の際の目標帯域をカウンタに積算しておくことで、実効的に変更する。なお、例えば、本願実施形態４のように通信断の前後でＯＬＴ内の同一の送受信機とデータのやり取りをしてもよい（同一のグループであってもよい）。更に、通信断の前からカウンタ値が非正の値で、通信断がなかった場合に通信断の最中に帯域要求がないと想定されるＯＮＵに関してはカウンタ値の補正をしなくてもよい。
【００６０】
逆に、通信断がなかった場合に通信断の最中に帯域要求がありそうなＯＮＵについては、特に補正する必要がある。通信断がなかった場合に通信断の最中に帯域要求がありそうなＯＮＵとは、現在蓄積しているデータの割当が未了のＯＮＵ、丁度割当が終わっているが直前まで割当があったＯＮＵ、及び通信断の間に割当がありそうなＯＮＵ（例えば、ＰＯＮの帯域に比べて要求帯域が少なく、数〜数１０周期に１回帯域要求するような場合で丁度通信断のときに帯域要求する周期となるＯＮＵ）である。蓄積しているデータ相当の割当が未了かどうかの判別のためには、閾値以上の蓄積データの有無を通知する通知、例えば総蓄積データ量の通知があるのが好ましい。
【００６１】
通信断に伴い、変更する目標帯域の範囲として２通りある。第１の目標帯域の範囲は通信断中のＯＮＵの目標帯域のみを変更の範囲とし、第２の目標帯域の範囲は、通信断中のＯＮＵに加えてグループを構成する他のＯＮＵの目標帯域も変更の範囲とする。第１の範囲では、変更対象が通信断のＯＮＵに限定されるため、変更が軽微である。但し、補正が限定的である。第２の範囲では、通信断時間が長い場合、通信断ではないＯＮＵのカウンタ値が過大に積み増しされる。この場合、例えば、カウンタ値が大きい順に割り当てをする。又は大きい順に大きい閾値でデータ量を割り当てる、又は割当する頻度を多くする。ここで、カウンタ値がある所定の範囲内にある場合は同じ順位として、同順位内では巡回的に大きい順とみなして割当してもよい。所定の範囲は、例えば、通信断に起因するカウンタ値の積み上がりの程度の差の範囲である。
【００６２】
＜第１の目標帯域の範囲＞
第１の目標帯域の範囲では、目標帯域の計算の仕方は例えば以下である。
（１）各周期における通信中のＯＮＵの重みの総和又は総和に該当する通信断中のＯＮＵの重みを加えた値に対する当該ＯＮＵの重みで、ＯＮＵ間で割当可能な帯域を割当した目標帯域を用いる。また、目標帯域の計算で用いるグループは、通信断前のグループでもよいし通信断後のグループでもよく、通信断の途中で一方から他方に切り替えてもよい。また、この通信断中の目標帯域の計算は、少なくとも当該ＯＮＵのカウンタ値が正の値、零、十分大きな値、又はＯＬＴ内の同一送受信機とデータのやり取りをする他のＯＮＵと同等の値になるまでで、その後は積み上げしなくてもよい。同等の値とは、例えば、通信断がない場合にカウンタがとりうる値の範囲又はその平均値、十分大きな値とは、例えば、通信断がない場合にカウンタがとりうる値である。目標帯域の計算で用いるグループの切替も、例えば当該ＯＮＵのカウンタが正の値又は零又は十分大きな値になるまででよい。帯域要求のないＯＮＵの目標帯域を零とする、又は当該ＯＮＵへの割当をスキップすることである。
【００６３】
（２）以下のいずれかを当該目標帯域を通常算出に用いる時間で除し、通常算出に用いる時間に通信断の時間を加えた時間を乗じた目標帯域を用いる。通常計算に用いる時間とは、例えば、全ＯＮＵに対して帯域を割り当てるに要する時間である。
【００６４】
ｉ）通信断前の目標帯域
ｉｉ）所定の期間におけるその平均値
ｉｉｉ）通信断前の割当帯域
ｉｖ）所定の期間におけるその平均値
ｖ）通信断前の要求帯域
ｖｉ）所定の期間におけるその平均値
ｖｉｉ）通信断前の使用帯域
ｖｉｉｉ）所定の期間におけるその平均値
ｉｘ）通信断後の目標帯域
ｘ）通信断後の要求帯域
【００６５】
ここで平均値としては、単純な平均、最頻値、中央値、指数平滑移動平均等のいずれを用いてもよいが、当該カウンタの算出に用いるのと同等の平均であることが好ましい。同等の指数平滑移動平均である場合、収束の仕方が同等となる。又、要求帯域、割当帯域、使用帯域を用いる場合、所定の期間の平均値であることが好ましい。これは、要求帯域、割当帯域、使用帯域が周期毎で通常変動するためである。また、（１）と同様に、この通信断中の目標帯域の計算は、当該ＯＮＵのカウンタが正の値又は零又は十分大きな値になるかグループの他のＯＮＵと同等の値になるまでで、その後は通信断によるカウンタの補正を休止してもよい。
【００６６】
（３）通信断中にカウンタを指数平滑移動平均で積算する場合に、カウンタ値が正の場合は指数平滑移動平均の係数を１とする。カウンタ値は通信断の間一定の値となり、通信断の間は継続してカウンタ値が変化しないカウンタ値の減衰を抑制することとなる。
第１の範囲、即ち通信断のＯＮＵの目標データの計算を変更する場合、（１）（２）で
当該ＯＮＵのカウンタ値が正の値、零、十分大きな値、又はグループの他のＯＮＵと同等の値に到達した後も、通信断によるカウンタの補正を継続する場合、通信断のＯＮＵのみカウンタ値が積み上がる。この積みあがったカウンタ値が指数平滑移動平均によって平滑化する前に優先的に割り当てると、通信断の有無によるＯＮＵ間の割当帯域の不公平が改善する。但し、通信断後のカウンタ値の総和及びその平均が、通信断で積みあがったカウンタのために正の方向にずれ平衡が崩れる。
【００６７】
これに比べ、（１）（２）で、当該ＯＮＵのカウンタ値が正の値、零、十分大きな値、又はグループの他のＯＮＵと同等の値に到達した後に通信断によるカウンタの補正を休止する場合は、カウンタ値の積み上がりを抑制するため、平衡が崩れる課題はない。この場合、通信断前の過剰割当分を通信断中に解消するため、通信断前の過剰割当分があるＯＮＵに対する通信再開後に割当が減らされる割当帯域の過剰な減少の問題の解決となる。但し、通信断中の割当不足の補填はなされない。
【００６８】
（３）では、通信断前の割当が過小でありカウンタ値が正であったＯＮＵのカウンタ値が指数平滑移動平均によって縮小することが無いので、通信再開後に通信断前の正のカウンタ値分を通信再開後に割当できるため、不公平性の問題は部分的にではあるが解決しているのは、（１）（２）で途中からカウンタ値の補正を休止する場合と同様である。
【００６９】
（１）（２）で、当該ＯＮＵのカウンタ値が正の値、零、十分大きな値、又はグループの他のＯＮＵと同等の値に到達した後にカウンタ値の補正を休止する場合及び（３）は通信断時間が通信断のない場合にＯＮＵ間での割当量がおおむね平準化できる場合、すなわちＯＮＵの台数相当の割当に関する周期より長く、指数平滑移動平均で忘却しないほど短い場合に適している。
【００７０】
＜第２の目標帯域の範囲＞
第２の目標帯域の範囲では、通信断のＯＮＵと通信断でないＯＮＵの両方の目標データの計算を変更する場合の通信断とならないＯＮＵの計算は、以下である。
（１）第１の目標帯域の範囲の（１）と同様、すなわち、各周期における通信中のＯＮＵ及び該当する通信断中のＯＮＵの重みの総和に対する当該ＯＮＵの重みで、ＯＮＵ間で割当可能な帯域を割当した目標帯域、例えば最大伝送窓Ｗｉを用いる。第２の目標帯域の範囲で計算するグループは、通信断のＯＮＵの過剰割当帯域が、通信断しない場合に積み上がる変動量程度の範囲であり、通信断時間が、通信断しない場合に積み上がる変動量が積み上がるに要する時間よりも十分大きければ、通信再開後のグループであることが望ましく、通信断時間が、通信断しない場合に積み上がる変動量が積み上がるに要する時間と同等かそれ以下であれば、カウンタの積みあがった値が積み上がるに要する時間だけ通信断前のグループで計算し、その後に通信再開後のグループで計算することが好ましい。
【００７１】
（２）通信断のないＯＮＵの目標帯域は、ＯＮＵ間に割当可能な帯域から通信断のＯＮＵの通信断前の目標帯域又は所定の期間におけるその平均値又は通信断前の割当帯域又は所定の期間におけるその平均値又は通信断前の要求帯域又は所定の期間におけるその平均値又は通信断前の使用帯域又は所定の期間におけるその平均値又は通信断後の目標帯域又は通信断後の要求帯域のいずれかを通常算出に用いる時間で除し、通常算出に用いる時間に通信断の時間を加えた時間を乗じた値を減じた帯域を、ＯＮＵ間で割当可能な帯域を割当する計算方法で計算する。通信断のＯＮＵの目標帯域は第１の目標帯域の範囲の（２）と同様である。通信断中のＯＮＵの目標帯域を減じて計算するグループの判断と通信断のＯＮＵのカウンタの積み上げを途中でやめる場合の止める判断は第２の目標帯域の範囲の（１）と同様であり、通信断のＯＮＵの目標帯域の積み上げをしない又は止めた場合はそれ以外のＯＮＵで割当可能な帯域を割当して目標帯域を計算すればよい。
【００７２】
第２の目標帯域の範囲、即ち通信断のＯＮＵおよびそのＯＮＵのグループのＯＮＵの目標帯域の計算を変更する場合、通信断のＯＮＵの通信断で積みあがったカウンタ値を、通信断中にその他のＯＮＵに割り当てている形となるので、通信断後のカウンタ値の総和及びその平均が、正の方向にずれ平衡が崩れる課題は無くなる。但し、通信断の間に、通信断のＯＮＵの帯域を他のＯＮＵが使用している形となるので、通信断時間が長いと、通信断でないＯＮＵのカウンタ値が過小となる。このため、例えば、カウンタ値が大きい順に割り当てをする。又は大きい順に大きな閾値で帯域を割り当てる。又は大きい順に高い頻度で帯域を割り当てる。
【００７３】
なお、本実施例では、通信断及び通信断から通信再開したＯＮＵに対するカウンタ値は、特にその値が正の場合に、要求帯域が充足された時点や要求がなくなった時点等で、所定の値、例えば零とはしない。少なくとも、通信断中及び通信断中の割当不足の補正に要する時間は、そのまま指数平滑移動平均等での計算を継続する。
【００７４】
このようにすることで、本発明は、通信断に伴う目標帯域を零とはしない又はスキップするがその分をカウンタに積算しておくため、通信断のために割り当てられなかった割当帯域分過剰割当分を清算でき、通信再開後に通信断前の過剰割当分だけ割当帯域が減らされるといった割当帯域の過剰な減少を軽減することができる。すなわち、通信断のときもカウンタを積み上げるので通信断分の帯域割当が不足しない。なお、目標帯域を計算する例を示すが、通信断のあった場合のみに適用すれば、従来のように常時逐次計算するのと比べて処理が簡易であるのは明らかである。
【００７５】
以上、ＰＯＮシステム３０１のＯＮＵ１００からＯＬＴ２００への上りの信号光に即して説明を加えたが、ＯＬＴ２００からＯＮＵ１００への下りの信号光及び、ＰＯＮシステム３０２及びＰＯＮシステム３０１とのＰＯＮシステム３０２を組み合わせたＰＯＮシステムの構成でも同様である。
【００７６】
なお、ＰＯＮシステム３０１及びＰＯＮシステム３０２は、ＯＮＵ１００の数およびＯＮＵ１００とＯＬＴ２００の送受信機（１６、１７、２６、２７）の数が増減してもよいし、波長分割多重する波長の数も任意である。また、送受信機とグループの関係は明記していないが、ＯＮＵの送信機の波長及び対向するＯＬＴの受信機と、ＯＮＵの受信機の波長及び対向するＯＬＴの送信機の組合せは一致していなくてもよい。また、ＯＮＵ毎の送受する波長はそれぞれ１波長としたが、複数波長としてもよい。以上の説明では、ＰＯＮシステム３０１及びＰＯＮシステム３０２をＰＯＮとして説明したが、光スイッチを備えるＰＯＮシステムでも、１対Ｎ接続ではない１対１接続のＰＯＮシステムであってもよい。更に、波長分割多重と時分割多重を組み合わせた例で示したが、波長分割多重以外の、例えば符号分割多重と時分割多重を組み合わせた場合も同様であるし、波長分割多重や符号分割多重等の分割多重を併用しない時分割多重のみの場合も同様である。これらは以降の実施形態でも同様である。
【００７７】
（実施形態２）
図６は、実施形態２のＰＯＮシステムの第１の構成を説明する概念図である。ＰＯＮシステム３０３と図１のＰＯＮシステム３０１との違いは、ＰＯＮシステム３０１が波長分割多重していることに対してＰＯＮシステム３０２が芯線多重していることにある。このため、ＰＯＮシステム３０３のＯＮＵ１００は、送信機１７の波長可変性と受信機１６の前段で複数の下り波長から受信対象の波長を選択する波長可変のフィルタ１８の代替として光スイッチ３１を有する。図１のＰＯＮシステム３０１の波長を方路に読み替えれば、ＰＯＮシステム３０３の動作及び効果は実施形態１と同様である。なお、光合分波器１５は上り下りの波長を合分波する光合分岐器であり、上り波長同士、下り波長同士の波長間での分波はしない。また、光スイッチ３１の代りに複数の送信機と受信機を方路毎に備え、いずれかの送信機といずれかの受信機を使用することとしてもよい。このことは本実施形態の他のＰＯＮシステムの構成でも同様である。
【００７８】
図７は、実施形態２のＰＯＮシステムの第２の構成を説明する概念図である。ＰＯＮシステム３０３はＯＮＵ１００側に方路の可変機能を付与した例であるが、ＰＯＮシステム３０４はＯＬＴ側に方路の可変機能を付与した例である。ＰＯＮシステム３０４と図２のＰＯＮシステム３０２との違いは、ＰＯＮシステム３０２が波長分割多重していることに対して、芯線多重していることにある。このため、ＰＯＮシステム３０４のＯＬＴ２００は、送信機２７の波長可変性と受信機２６の前段で複数の上り波長から受信対象の波長を選択する波長可変のフィルタ１８の代替として光スイッチ３１を有する。図２のＰＯＮシステム３０２の波長を方路に読み替えれば、ＰＯＮシステム３０４の動作及び効果は実施形態１と同様である。なお、この構成の場合、方路が３以上の場合に特に有効である。即ち、１：Ｎ切替又はＮ：Ｍ切替用に芯線が設置されている場合に適する。
【００７９】
実施形態２の第３の構成は、図３のＰＯＮシステム３０３と図７のＰＯＮシステム３０４の組合せであり、方路の可変性をＯＮＵ１００とＯＬＴ２００の両方で有している構成である。従って、ＯＮＵ１００の構成はＰＯＮシステム３０３と同様であり、ＯＬＴ２００の構成はＰＯＮシステム３０４と同様である。その他はＰＯＮシステム３０３及びＰＯＮシステム３０４と同様である。
【００８０】
なお、実施形態２では、すでに実施形態１で説明した部分と同一あるいは略同一である部分の説明を省略する。また、ＰＯＮシステム３０３又は３０４は、ＯＮＵ１００の数およびＯＮＵ１００とＯＬＴ２００の送受信機（１６、１７、２６、２７）の数が増減してもよいし、芯線多重する方路の数も任意である。また、ＯＮＵ毎の送受する芯線はそれぞれ１芯線としたが、複数芯線としてもよい。
【００８１】
（実施形態３）
実施形態３のＰＯＮシステムは、図６のＰＯＮシステム３０３又は図７のＰＯＮシステム３０４の構成においてさらに波長分割多重も行う。図１のＰＯＮシステム３０１及び図２のＰＯＮシステム３０２の波長を波長と方路の組合せに読み替えれば、本通信システムの動作及び効果は実施形態１と同様である。
【００８２】
本ＰＯＮシステムは、ＯＮＵ１００の数およびＯＮＵ１００とＯＬＴ２００の送受信機（１６、１７、２６、２７）の数が増減してもよいし、波長多重する波長の数も芯線多重する方路の数も任意である。また、送受信機とグループの関係は明記していないが、ＯＮＵの送信機が所属するグループの組合せと、ＯＮＵの受信機が所属するグループの組合せは一致していなくてもよい。また、ＯＮＵ毎の送受する波長及び芯線はそれぞれ１波長１芯線としたが、複数波長複数芯線としてもよい。
【００８３】
（実施形態４）
実施形態４のＰＯＮシステムと実施形態１のＰＯＮシステムとの違いは、ＯＬＴとＯＮＵの構成にある。本ＰＯＮシステムでは、全ＯＮＵは同一グループであり、送信機１７は同一の波長として扱われる波長を出力し、単一グループであるのでグループ別に信号光を分波するフィルタ２８は備えず、送信機２７はそれぞれ単一であり、２５は伝送路５０からの信号光を２６に出力し、２７からの信号光を伝送路５０に出力する。又グループは一つであるので制御機はＯＮＵをグループに割り振らない。即ち、ＧＥ−ＰＯＮ等の通常の時分割多重のＰＯＮである。本ＰＯＮシステムではグループは一つであるので通信断前と後でグループは同一である。その他の動作については実施形態１のＰＯＮシステムと同様である。本ＰＯＮシステムでの通信断は例えば、支障移転、パッケージの交換、バージョンアップ等でＯＮＵの再起動が伴う場合やＯＮＵの休止等で発生する。本実施形態では、これらの通信断による割当帯域の不公平が是正できる効果がある。
【００８４】
（実施形態５）
なお、以上説明した実施態様は、本発明の一態様を示したものであって、本発明は、前記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の構成を備え、目的及び効果を達成できる範囲内での変形や改良が、本発明の内容に含まれるものであることはいうまでもない。また、本発明を実施する際における具体的な構造及び形状等は、本発明の目的及び効果を達成できる範囲内において、他の構造や形状等としても問題はない。本発明は前記した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形や改良は、本発明に含まれるものである。
【００８５】
例えば、ＰＯＮシステムは１つの受信機で１グループのＯＮＵ群の信号を受信しているが、受信機は複数とすることもできる。さらに、通信システムは波長分割多重、芯線多重及び波長分割多重と芯線多重の組合せであったが、他の分割多重の技術、例えば、光符号、ＯＦＤＭの一つのビン、偏波、位相であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
本発明は、通信システム関連の技術分野に利用することができる。
【符号の説明】
【００８７】
１５：光合分波器
１６：受信機
１７：送信機
１８、２８：フィルタ
２５、２５ａ：光合分波器
２６：受信機
２７：送信機
３１：光スイッチ
５０：光伝送路
５５：スプリッタ
１００：ＯＮＵ
２００：ＯＬＴ
３０１、３０２、３０３、３０４：ＰＯＮシステム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動的帯域割当方式を適用するＰＯＮシステム及びＰＯＮシステムにおける帯域割当方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、インターネットやイントラネットの急成長を背景に，大容量通信の需要が高まっており，高速光通信システムの普及が急ピッチで進んでいる中、経済的な高速光アクセスネットワークを実現するためのシステムとして、ＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）が知られている。また、ＰＯＮにおいて帯域を有効利用するための動的帯域割当（ＤＢＡ）が提案されている（例えば、非特許文献１を参照。）。
【０００３】
ＤＢＡとして一般的な方法として、Ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｄ ｐｏｌｌｉｎｇ ｗｉｔｈ ａｄａｐｔｉｖｅ ｃｙｃｌｅ ｔｉｍｅ（ＩＰＡＣＴ）と呼ばれる方法がある。ＩＰＡＣＴでは、ＯＬＴは送信時間を申告の到着順に割当する。送信時間の割当方法には、Ｆｉｘｅｄ ｓｅｒｖｉｃｅ、Ｌｉｍｉｔｅｄ ｓｅｒｖｉｃｅ、Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｃｒｅｄｉｔ ｓｅｒｖｉｃｅ、Ｌｉｎｅａｒ Ｃｒｅｄｉｔ ｓｅｒｖｉｃｅ、Ｅｌａｓｔｉｃ ｓｅｒｖｉｃｅの５つがある。
【０００４】
ここでは、特性がよいとされるＬｉｍｉｔｅｄ ｓｅｒｖｉｃｅを例にとる。Ｌｉｍｉｔｅｄ ｓｅｒｖｉｃｅでは、ＯＮＵの申告する蓄積量に申告に要するデータ量Ｗｒｅｑを加えた値が割当の重みに応じた帯域に相当する最大バースト長（ｍａｘｉｍｕｍ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｗｉｎｄｏｗ； ＭＴＷ）を超過している場合はＭＴＷを、要求帯域が超過していない場合は申告した帯域要求データ量にＷｒｅｑを加えた値を割り当てる。帯域要求データ量の申告が零の場合は申告に要するデータ量Ｗｒｅｑを割り当てる。ここでＯＮＵｉの最大バースト長ＭＴＷｉ又はＭＴＷｉからＷｒｅｑを減じた値は、それぞれの割当に関する重みに比例した値である。ＯＮＵの申告と許可が一巡するとまた初めのＯＮＵｉに戻って動作を繰り返す。ＩＰＡＣＴでは、ＭＴＷ以上の要求帯域がある場合も、フラグメント防止のために使用できない時間を含み、公平性が低下する課題がある。
【０００５】
図８に、ＯＬＴへの到着フレームの一例を示す。図９に、ＩＰＡＣＴを用いた送信時間の割り当て例を示す。ＭＴＷは１．５ＭＴＵ（Ｍａｘｉｍｕｍ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｕｎｉｔ、最大フレーム長）とし、２ＯＮＵが帯域要求を行う。両ＯＮＵの重みは等しいが、伝送するフレームのフレーム長が、ＯＮＵ１が１ＭＴＵで、ＯＮＵ２が０．７５ＭＴＵで異なるとする。ここで、Ｗｒｅｑ、プリアンブル、ＩＦＧ、ＢＯＨ、ＦＥＣ等の効果は単純化のために無視した。以降の例でも同様である。ＯＮＵ１の要求はＭＴＷから０．５ＭＴＵ欠ける１ＭＴＵで、ＯＮＵ２の要求は１．５ＭＴＵで丁度ＭＴＷとする。ＯＮＵ１への送信許可はＭＴＷよりも最大フレーム長（ＭＴＵ）の半分不足する２／３ＭＴＵとなり、ＯＮＵ２への送信許可は１ＭＴＷとなる。このため割当帯域は２：３となり不公平な割当となることが分かる。この不公平性は全てのＯＮＵでそのフレーム長の分布が一様であれば確率的には解消される。
【０００６】
しかし、ＯＮＵ毎にＭＴＷの値が異なる場合は、フレーム長の分布が一様であっても確率的にも不公平となる。この送信時間の割当方法ではＭＴＷとバッファ内のフレーム端とが一致することはほとんど無いため、実際の送信許可とＭＴＷとの差に相当する帯域割当が不足する。この割当不足は最大で凡そ１ＭＴＵ分、例えば、バイト単位の割当であれば（１ＭＴＵ−１バイト）であるため、図１０に示すように、ＭＴＷの大きさに応じて不足帯域が異なることになる。この図では、縦軸の値が１に近いほど不足が少なく、離れるほど不足が大きいことを意味する。すなわち、この方式は、ＭＴＷの異なるＯＮＵ間では重みに対する実際の割当帯域の比が異なるため、公平ではないといえる。例えば、ＭＴＷが１ＭＴＵの場合割当帯域の平均は５２％となり、２０ＭＴＵの場合９８％となる。このようにＭＴＷの値によって比が約２倍異なり、不公平であることが分かる。なお、割当不足はＭＴＵ以下の一様分布とし、平均割当帯域は十分長い観測時間での値とした。
【０００７】
この課題を解決するために、二つの方法が提案されている。しかし、そのどちらの方法も新たな課題がある。
第１の従来方法は、ＤＤＲスケジューリング（ｄｅｆｉｃｉｔ ｒｏｕｎｄ−ｒｏｂｉｎ ＤＲＲ ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ）を用いた方法が提案されている。この方法では、ＯＮＵｉは、割当の重みに応じた帯域に相当し、各許可の際に送信可能な目標バースト長Ｗｉを保持する。ここで目標バースト長Ｗｉ又はＷｉからＷｒｅｑを減じた値は、それぞれの割当に関する重付に比例した値である。ＯＮＵｉのｄｅｆｉｃｉｔ ｃｏｕｎｔｅｒの値Ｓｉの初期値は目標バースト長Ｗｉである。ＯＮＵの要求する最大データ量又はＯＮＵの要求する要求帯域にＷｒｅｑを加えた値がＳｉの値より小さいとき、ＯＮＵは要求する要求帯域を分割無しに送信を許可される。送信しても蓄積データが残っている場合はＳｉに（ｗｉ−要求帯域）を加える。要求帯域の申告が零の場合は申告に要するデータ量Ｗｒｅｑを許可する。ＯＮＵの申告と許可が一巡するとまた初めのＯＮＵに戻って動作を繰り返す。
【０００８】
但し、ｄｅｆｉｃｉｔ ｃｏｕｎｔｅｒの値Ｓｉは、送信によりＯＮＵの蓄積データ又は入力データ量が零又は所定の値以下となる場合はＳｉの値を初期値に戻すかＳｉに上限又は下限を規定する。この初期値に戻す動作もせずＳｉに上限又は下限を設定しない場合、異常値となる恐れがある。これは、入力データ量が少なく蓄積データ量が少ない状態が継続する場合である。このような場合、Ｓｉの値は周期毎に（Ｗｉ−要求帯域）が積算されて無限大まで増大する。これは、Ｓｉはフラグメントのために発生する割当不足を次周期の割当許可に持ち越すことで解消するためのものであり、入力データ量の不足を次周期に持ち越すためのものではないからである。例えば所定の値として、Ｓｉから要求帯域を減じた値がＭＴＵ以下となる場合である。上限の例として例えばＭＴＵ未満となる値、例えばバイト単位で処理する場合ＭＴＵから１バイト減じた値とすればよい。
【０００９】
図１１に、ＤＤＲスケジューリングを用いた送信時間の割り当て例を示す。図１１に示すようにＯＮＵ１の要求帯域及び送信許可は１ＭＴＵ、２ＭＴＵと繰り返し、帯域割当の平均は１．５ＭＴＵとなりＯＮＵ２と同じとなることがわかる。しかし、この方法では、ＯＮＵ側でカウンタを有する必要があり、ＯＮＵ側の実装が重くなる課題がある。ＯＮＵ側にカウンタを実装せずにＳｉをＯＬＴから申告の度毎に逐次通知する方法も考えられるが、この場合、申告毎にＯＬＴからＯＮＵにＳｉの値を通知し、ＯＮＵは申告までの短い時間でＳｉに応じたフレーム端を高速サーチする必要があり、より困難度が向上する。
【００１０】
第２の従来方法は、一つの閾値以下の最大のフレーム端の値とＯＮＵの全蓄積データ量を申告する方法である。この方式は概ね一定長の帯域割当周期での割当を想定している。閾値として、１ＭＴＵ以上の値か、保証帯域に対応する帯域割当周期でのデータ量の値である（これ以降、Ｗｒｅｑ相当分は無視するが、無視しない場合の説明も、Ｗｒｅｑ相当分を加算すれば同様である。）。図１２に、その模式図を示す。ここで、閾値は１ＭＴＵとした。図１２に示すようにＯＮＵ１の要求帯域は１ＭＴＵとＯＮＵの全バッファ長、ＯＮＵ２の要求帯域は１ＭＴＵとＯＮＵの全バッファ長となる。送信許可はそれぞれ１ＭＴＵと固定の帯域割当周期から、もう一方のＯＮＵに割り当てる１ＭＴＵ長以下を減じた値の繰り返しである。例えば割当周期が８００ＭＴＵ相当である場合、ＯＮＵ１の割当周期毎の割当は７９９ＭＴＵ相当と１ＭＴＵ相当の繰り返し、ＯＮＵ２の割当周期毎の割当は０．７５ＭＴＵ相当と７９９ＭＴＵ相当と８００ＭＴＵ相当の繰り返しであり、長い時間の平均として割当帯域は同じとなる。
【００１１】
しかし、この方法では、割当周期毎の割当帯域の変動が激しく、上り割当帯域を目標値へ短い時間で収束できない課題があった（例えば、非特許文献２）。また、割当周期毎に各ＯＮＵの目標帯域自体が変動するためにその逐次計算処理と、不足カウンタのリセット処理が煩雑であることが知られている（例えば、非特許文献１）。このため、ＰＯＮの多分岐化、更には複数のＰＯＮを束ねて、それらのＰＯＮに収容するＯＮＵに対して一括で帯域割当処理を行う集約型のＰＯＮ、複数の波長の内の１又は幾つかの波長を選択して通信するＯＮＵに対して一括で帯域割当処理を行うスタックドＰＯＮあるいはＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ等に実装するためには処理負荷の軽減が必要である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】「Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ａｎｄ Ｐｒａｃｔｉｃｅ」、ＣＥＤＲＩＣ Ｆ． ＬＡＭ，２００７，Ｅｌｓｅｖｉｅｒ Ｉｎｃ．，ｐ．２２１−２４２
【非特許文献２】「１Ｇ／１０ＧデュアルレートＥＰＯＮに適した動的帯域割当方法：要求量しきい値の更新をソフトウェア処理により実現する方法」、村山大輔、太田憲行、鈴木謙一、三鬼準基、吉本直人、雲崎清美、２００９年６月通信方式電子情報通信学会技術研究報告．ｖｏｌ．１０９（１１６），ｐｐ．１１５−１２０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
目標帯域の逐次計算が不要という観点からは、ＩＰＡＣＴは魅力的であるが、公平且つ高効率な割当ができない問題がある。
【００１４】
公平且つ高効率な割当という観点ではｄｅｆｉｃｉｔ ｃｏｕｎｔｅｒを用いた方法が好ましいが、第１の従来の方法はＯＮＵ側に積算カウンタが必要であり、そのリセット処理が困難であるという問題が、第２の従来の方法は目標帯域の逐次計算が必要で計算処理が重いという問題がある。そのため、ＰＯＮの多分岐化、更には複数ＰＯＮを束ね、それぞれが収容するＯＮＵに対して一括して帯域を割り当てるような構成は困難である。
【００１５】
そこで、本発明は、目標帯域の割当周期毎の逐次計算処理が不要で、ＯＮＵ側で割当帯域に対応する申告データ量の過不足をカウントするカウンタを必要とせず、ＯＬＴからの動的な申告のための閾値変更を受信してＯＮＵ側での短時間でのフレーム端の高速サーチが不要で、割当周期毎の割当帯域の変動を抑制することが可能な高効率且つ公平な帯域割当を少ない処理負荷でのＰＯＮシステム及びＰＯＮシステムにおける帯域割当方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するために、本発明に係るＰＯＮシステム及びＰＯＮシステムにおける帯域割当方法は、所定の閾値、例えば当該ＯＮＵに保証する保証帯域又は割当の重みに応じた帯域相当のデータ量を超過する帯域要求対象のデータがＯＮＵにある場合にその閾値以下の最大のフレーム端の値とその閾値より大きいフレーム端の値又はその閾値未満の最大のフレーム端の値とその閾値以上のフレーム端の値を、その閾値を超過する帯域要求対象のデータがＯＮＵにない場合に少なくともその閾値以下の最大のフレーム端の値又はその閾値未満の最大のフレーム端の値をＯＮＵが要求帯域としてＯＬＴに送信し、ＯＬＴは割当帯域の平均が当該ＯＮＵに保証する保証帯域又は当該ＯＮＵに許容する最大帯域を超過しない限りで割当に関する重みに応じた帯域、即ち目標帯域に近づくように、各ＯＮＵに割り当てる上り信号の帯域割当に用いる要求帯域を選択するか又は所定の閾値以下又は未満の最大のフレーム端の値をＯＬＴに送信し、ＯＬＴは割当帯域の平均が当該ＯＮＵに保証する保証帯域又は当該ＯＮＵに許容する最大帯域を超過しない限りで割当に関する重みに応じた帯域、即ち目標帯域に近づくように、各ＯＮＵに割り当てる頻度を変更する。
【００１７】
具体的には、本発明に係るＰＯＮシステムは、複数のＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）とＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）が光ファイバで接続されたＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムであって、前記ＯＮＵは、当該ＯＮＵに保証する保証帯域又は当該ＯＮＵに割り当てられた重みに応じた帯域に相当するデータ量に応じた予め定められた閾値を有し、前記閾値を超過する帯域要求対象のデータを当該ＯＮＵが蓄積する場合には、前記閾値以下の最大のフレーム端の値及び当該最大のフレーム端より大きいフレーム端の値を当該ＯＮＵからの上り信号の要求帯域として送信するか、或いは、前記閾値未満の最大のフレーム端の値及び当該最大のフレーム端より大きいフレーム端の値を当該ＯＮＵからの上り信号の要求帯域として送信し、当該所定の閾値を超過する帯域要求対象のデータが当該ＯＮＵにない場合は、前記閾値以下の最大のフレーム端の値を当該ＯＮＵからの上り信号の要求帯域として送信するか、或いは、その閾値未満の最大のフレーム端の値を当該ＯＮＵからの上り信号の要求帯域として送信し、前記ＯＬＴは、予め定められた周期の間に前記上り信号を割り当てた割当帯域の平均値を前記ＯＮＵごとに算出し、算出した前記平均値が当該ＯＮＵに保証する保証帯域又は当該ＯＮＵに許容する最大帯域を超過しない限りで割当に関する重みに応じた帯域、即ち目標帯域に近づくように、当該ＯＮＵへの割当帯域の平均が当該ＯＮＵに保証する保証帯域又は当該ＯＮＵに許容する最大帯域を超過しない限りで、当該ＯＮＵに割り当てる頻度を変更する。
【００１８】
本発明に係るＰＯＮシステムは、ＯＮＵは固定的な閾値に基づき帯域要求をし、ＯＬＴはＯＮＵへの割当帯域の平均値が固定的な目標帯域に近づくように当該ＯＮＵの帯域割当に用いる要求帯域を選択して上り信号の帯域割当をするため、ＯＮＵ側で割当帯域に対応する申告データ量の過不足をカウントするカウンタを必要とせず、ＯＬＴからの動的な申告のための閾値変更とそれに伴う高速なフレーム端サーチを要さない。また、割当帯域の平均値が目標帯域に近づくように帯域割当をするため、割当周期毎の割当帯域の変動が少なく、目標帯域の逐次計算が不要となる。したがって、本発明に係るＰＯＮシステムは、高効率且つ公平な帯域割当を少ない処理負荷で実現することができる。
【００１９】
本発明に係るＰＯＮシステムでは、前記各ＯＮＵは、当該ＯＮＵからの上り信号の要求帯域として、２以上の要求帯域をＯＬＴに送信し、前記ＯＬＴは、１つの前記ＯＮＵから２以上の前記要求帯域を前記上り信号の前記要求帯域として受信し、２以上の前記要求帯域のそれぞれを仮の割当帯域に設定し、当該２以上の仮の割当帯域を用いて前記平均値を算出し、当該算出した２以上の平均値のうちの前記目標帯域に最も近い平均値を判定し、当該判定した平均値のときの前記仮の割当帯域に相当する送信時間を前記１つのＯＮＵに割り当ててもよい。
【００２０】
本発明に係るＰＯＮシステムでは、前記各ＯＮＵは、前記予め定められた閾値として、前記目標帯域を用いて算出され、かつ、前記目標帯域相当以下の値と前記目標帯域相当より大きい値の組合わせ又は前記目標帯域相当未満の値と前記目標帯域相当以上の値の組合せとなる２以上の閾値を有し、前記閾値以下で最大のフレーム端の値を前記閾値ごとに求め、求めた前記閾値ごとの最大のフレーム端の値を前記２以上の要求帯域として前記ＯＬＴに送信してもよい。
【００２１】
本発明に係るＰＯＮシステムでは、前記各ＯＮＵは、当該ＯＮＵからの上り信号の要求帯域として、１つの要求帯域を前記ＯＬＴに送信し、前記ＯＬＴは、１つの前記ＯＮＵから１つの前記要求帯域を前記上り信号の要求帯域として受信し、当該要求帯域を用いて平均値を算出し、当該算出した平均値と前記目標帯域とのずれが一定値を超えたか否かを判定し、超えた場合には前記１つのＯＮＵへの割当頻度を高めてもよい。
【００２２】
具体的には、本発明に係るＰＯＮシステムにおける帯域割当方法は、複数のＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）とＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）が光ファイバで接続されたＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムにおける帯域割当方法であって、前記ＯＮＵが、当該ＯＮＵに保証する保証帯域又は当該ＯＮＵに割り当てられた重みに応じた帯域に相当するデータ量に応じた予め定められた閾値を有し、前記閾値を超過する帯域要求対象のデータを当該ＯＮＵが蓄積する場合には、前記閾値以下の最大のフレーム端の値及び当該最大のフレーム端より大きいフレーム端の値を当該ＯＮＵからの上り信号の要求帯域として送信するか、或いは、前記閾値未満の最大のフレーム端の値及び当該最大のフレーム端より大きいフレーム端の値を当該ＯＮＵからの上り信号の要求帯域として前記ＯＬＴに送信し、当該所定の閾値を超過する帯域要求対象のデータが当該ＯＮＵにない場合は、前記閾値以下の最大のフレーム端の値を当該ＯＮＵの要求帯域として送信するか、或いは、その閾値未満の最大のフレーム端の値を当該ＯＮＵからの上り信号の要求帯域として前記ＯＬＴに送信する要求帯域送信手順と、前記各ＯＮＵに前記上り信号の送信時間を割り当て、割り当てた送信時間に応じた割当帯域の１周期当たりでの平均値を前記ＯＮＵごとに算出し、算出した平均値が当該ＯＮＵに保証する保証帯域又は当該ＯＮＵに許容する最大帯域を超過しない限りで割当に関する重みに応じた帯域、即ち目標帯域に近づくように、当該ＯＮＵへの割当帯域の平均が当該ＯＮＵに保証する保証帯域又は当該ＯＮＵに許容する最大帯域を超過しない限りで、当該ＯＮＵに割り当てる頻度を変更する上り信号割当手順と、を順に有する。
【００２３】
本発明に係るＰＯＮシステムにおける帯域割当方法は、要求帯域送信手順と、上り信号割当手順と、を有し、ＯＮＵは固定的な閾値に基づき帯域要求をし、ＯＬＴはＯＮＵへの割当帯域の平均値が固定的な目標帯域に近づくように当該ＯＮＵの帯域割当に用いる要求帯域を選択して上り信号の帯域割当をするため、ＯＮＵ側で割当帯域に対応する申告データ量の過不足をカウントするカウンタを必要とせず、ＯＬＴからの動的な申告のための閾値変更とそれに伴う高速なフレーム端サーチを要さない。また、上り信号割当手順において割当帯域の平均値が固定的な目標帯域に近づくように帯域割当をするため、割当周期毎の割当帯域の変動が少なく、目標帯域の逐次計算が不要となる。したがって、本発明に係るＰＯＮシステムにおける帯域割当方法は、高効率且つ公平な帯域割当を少ない処理負荷で実現することができる。
【００２４】
本発明に係るＰＯＮシステムにおける帯域割当方法では、前記要求帯域送信手順において、前記各ＯＮＵは、当該ＯＮＵからの上り信号の要求帯域として、２以上の要求帯域を前記ＯＬＴに送信し、前記上り信号割当手順において、前記ＯＬＴは、１つの前記ＯＮＵから２以上の前記要求帯域を前記上り信号の前記要求帯域として受信し、２以上の前記要求帯域のそれぞれを仮の割当帯域に設定し、当該２以上の仮の割当帯域を用いて前記平均値を算出し、当該算出した２以上の平均値のうちの前記目標帯域に最も近い平均値を判定し、当該判定した平均値のときの前記仮の割当帯域に相当する送信時間を前記１つのＯＮＵに割り当ててもよい。
【００２５】
本発明に係るＰＯＮシステムにおける帯域割当方法では、前記各ＯＮＵは、前記予め定められた閾値として、前記目標帯域を用いて算出され、かつ、前記目標帯域相当以下の値と前記目標帯域相当より大きい値の組み合わせ又は前記目標帯域相当未満の値と前記目標帯域相当以上の値の組合せとなる２以上の閾値を有し、前記閾値以下で最大のフレーム端の値を前記閾値ごとに求め、求めた前記閾値ごとの最大のフレーム端の値を前記２以上の要求帯域として前記ＯＬＴに送信してもよい。
【００２６】
本発明に係るＰＯＮシステムにおける帯域割当方法では、前記要求帯域送信手順において、前記各ＯＮＵは、当該ＯＮＵからの上り信号の要求帯域として、１つの前記要求帯域を前記ＯＬＴに送信し、前記上り信号割当手順において、前記ＯＬＴは、１つの前記ＯＮＵから１つの前記要求帯域を前記上り信号の前記要求帯域として受信し、当該要求帯域を用いて平均値を算出し、当該算出した平均値と前記目標帯域とのずれが一定値を超えたか否かを判定し、超えた場合には前記１つのＯＮＵへの割当頻度を高めてもよい。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、本発明は、目標帯域の割当周期毎の逐次計算処理が不要で、ＯＮＵ側で割当帯域に対応する申告データ量の過不足をカウントするカウンタを必要とせず、ＯＬＴからの動的な申告のための閾値変更を受信してＯＮＵ側での短時間でのフレーム端の高速サーチが不要で、割当周期毎の割当帯域の変動を抑制することの可能な高効率且つ公平な帯域割当を少ない処理負荷でのＰＯＮシステム及びＰＯＮシステムにおける帯域割当方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】実施形態１のＰＯＮシステムの第１の構成を説明する概念図である。
【図２】実施形態１のＰＯＮシステムの第２の構成を説明する概念図である。
【図３】第１の帯域割当方法の一例を示す模式図であり、（ａ）は要求帯域を示し、（ｂ）は割り当てられた送信時間を示す。
【図４】従来例で示した第２の従来方法（従来の複数リクエスト方式）と本実施形態の第１の帯域割当方法との比較を示す。
【図５】第１の帯域割当方法の目標帯域に対する割当帯域の推移の例を示す。
【図６】実施形態２のＰＯＮシステムの第１の構成を説明する概念図である。
【図７】実施形態２のＰＯＮシステムの第２の構成を説明する概念図である。
【図８】ＯＬＴへの到着フレームの一例を示す。
【図９】ＩＰＡＣＴを用いた送信時間の割り当て例であり、（ａ）は要求帯域を示し、（ｂ）は割り当てられた送信時間を示す。
【図１０】ＩＰＡＣＴを用いた場合の目標帯域に対する平均帯域の比の一例を示す。
【図１１】ＤＤＲスケジューリングを用いた第１の従来方法であり、（ａ）は要求帯域を示し、（ｂ）は割り当てられた送信時間を示す。
【図１２】一つの閾値以下の最大のフレーム端の値とＯＮＵの全蓄積データ量を申告する第２の従来方法であり、（ａ）は要求帯域を示し、（ｂ）は割り当てられた送信時間を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施の例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
【００３０】
（実施形態１）
図１は、実施形態１のＰＯＮシステムの第１の構成を説明する概念図である。図１のＰＯＮシステム３０１はＯＮＵ側に波長の可変機能を付与した例である。ＰＯＮシステム３０１は、複数のＯＮＵ１００と、光伝送路５０と、ＯＮＵ１００との間で信号光を送受するＯＬＴ２００と、ＯＮＵ１００の送信機１７又は受信機１６の波長と帯域を割振る制御装置（不図示）を備える。
【００３１】
ＯＮＵ１００は、光伝送路５０でＯＬＴ２００と接続され、ＯＬＴ２００との間で信号光を送受する送受信機と、を有する。図１及び以降の図では、送受信機を送信機１７及び受信機１６で示している。送信機１７は、送信波長として選択可能な波長のうちの１波長の信号光を送信する。ここで、選択可能な波長のうちの１波長とは、例えば、同一の波長グリッドを透過する波長である。波長グリッドは、規格毎に波長幅が異なる。例えば、ＣＷＤＭは２０ｎｍ間隔で、あるＤＷＤＭは１００ＧＨｚ間隔（１５５０ｎｍ帯で０．８ｎｍ相当）である。従って、ＣＷＤＭの１波長には複数のＤＷＤＭの波長が含まれる。選択可能な波長のうちの１波長にはＣＷＤＭの波長グリッドに従うものであれば、ＤＷＤＭの異なる波長が含まれる。
【００３２】
さらに、ＯＮＵ１００は、光合分波器１５と、フィルタ１８を有する。光合分波器１５は、光伝送路５０からの下り信号光を受信機１６に結合し、送信機１７からの上り信号光を光伝送路５０に結合する。フィルタ１８は、受信波長として選択可能な波長のうちの１波長の信号光を選択して透過させる。そして、フィルタ１８は、透過させる信号光の波長を調整することができる。このため、ＯＮＵ１００は、受信波長として選択可能な波長から所定の波長の信号を選択して受信できる。なお、送信機の波長可変性とフィルタの波長可変性の代わりに複数の波長の送信機と受信機を備え、いずれかの送信機といずれかの受信機を使用することとしてもよい。このことは本実施形態の他のＰＯＮシステムの構成でも同様である。
【００３３】
ＯＬＴ２００は、光伝送路５０からの光を波長で分波する光合分波器２５と、光合分波器２５からの信号光をそれぞれ受光する受信機２６と、それぞれ異なる波長の信号光を送信する複数の信号光を送信する送信機２７を有する。光合分波器２５は、例えば、波長フィルタであり、送信機２７からの信号光を光伝送路５０へ出力し、光伝送路５０からの信号光を受信機２６に結合する。受信機２６は、例えば、フォトダイオードである。
【００３４】
光伝送路５０は、送信機１７からの信号光を合波して受信機２６に結合し、送信機２７からの信号光を分岐して受信機１６に結合する。
【００３５】
ここで、ＯＬＴ２００は、光合分波器２５で分波して波長毎に受信機２６で受信するため、異なる波長として分波される信号光をそれぞれ異なる受信機２６にて同時に受信するが、同一波長として分波される異なる送信機１７からの信号光を受信機２６にて同時に受信しない。なお、信号光が２値の強度信号の場合も、送信機毎に受信機２６に到着する強度が異なり、複数信号光の重なった入力を異なる値の多値信号として受信できる場合は同時に受信しても良い。
【００３６】
ここでは同一波長として分波される異なる送信機１７からの信号光を受信機２６にて同時に受信しないとし、ＰＯＮシステム３０１は、同一波長として受信する異なる送信機１７からの信号光が同時に受信機２６に到着しないように、送信機１７に対して送信可能時間を指定する。上述のようにＰＯＮシステム３０１は、制御機が送信機１７に対して信号光を送出できる波長と時間として帯域を割り当て、送信機からの信号光を時分割多重する。
【００３７】
図２は、実施形態１のＰＯＮシステムの第２の構成を説明する概念図である。図２のＰＯＮシステム３０２はＯＬＴ側に波長の可変機能を付与した例である。ＰＯＮシステム３０２は、複数のＯＮＵ１００と、光伝送路５０と、ＯＮＵ１００との間で信号光を送受するＯＬＴ２００と、ＯＬＴ２００の送信機２７からの信号光の波長を割り振ることでＯＮＵ１００の受信機１６に信号光を、ＯＬＴ２００の受信機２６への波長を割り振ることでＯＮＵ１００の送信機１７からの信号光を受信機２６に割り振る制御装置（不図示）を備える。
【００３８】
ＯＮＵ１００は、光伝送路５０でＯＬＴ２００と接続され、ＯＬＴ２００との間で信号光を送受する送受信機と、を有する。送信機１７は、選択可能な波長のうちの１波長を予め設定され、その波長の信号光を出力する。
【００３９】
さらに、ＯＮＵ１００は、光合分波器１５と、フィルタ１８を有する。光合分波器１５は、光伝送路５０からの下り信号光を受信機１６に結合し、送信機１７からの上り信号光を光伝送路５０に結合する。フィルタ１８は、受信波長として選択可能な波長のうちの１波長のうちの予め設定された信号光を選択して透過させる。そして、フィルタ１８は、透過させる信号光の波長を調整することができる。このため、ＯＮＵ１００は、受信波長として選択可能な波長から所定の波長の信号を選択して受信できる。
【００４０】
なお、フィルタ１８はＯＮＵ１００が有するとしたが、同等の機能が光伝送路５０中、例えばスプリッタ５５に備えている場合はＯＮＵ１００が備えなくてもよい。例えば、スプリッタ５５がフィルタ１８で選択する波長をＯＮＵ１００に接続するＡＷＧ等の光合分波器である場合である。また、送信機１７も、その送信した信号光が光伝送路５０中で波長選択性のある光合分波器等により選択されるのであれば、選択可能な波長のうちの予め設定された１波長の信号光を出力する代りに選択可能な複数の波長を含む広帯域な光を送出する光源であってもよい。
【００４１】
ＯＬＴ２００は、光伝送路５０からの光を合分岐する光合分岐器２５ａと、光合分岐器２５ａからの信号光を制御機が指定した選択可能な波長を選択するフィルタ２８を介してそれぞれ受光する複数の受信機２６と、制御機が指定した選択可能な波長の信号光をそれぞれ送信する複数の送信機２７を有する。
光合分波器２５ａは、例えば、パワースプリッタであり、送信機２７からの同一のあるいは異なる波長として分波される信号光を光伝送路５０へ出力し、光伝送路５０からの送信機１７からの同一のあるいは異なる波長として分波される信号光を、フィルタ２８に出力し、フィルタ２８を介して受信機２６に結合する。受信機２６は、例えば、フォトダイオードである。
【００４２】
光伝送路５０は、送信機１７からの信号光を合波して受信機２６に結合し、送信機２７からの信号光を分岐して受信機１６に結合する。ここで、ＯＬＴ２００の送信機２７は複数のＯＮＵ１００の受信機１６へ信号光を送信するが、ＯＬＴ−ＯＮＵ間の利用効率向上の観点からそれぞれ同時に同一のＯＮＵ１００と通信しないのが好ましい。
【００４３】
そこで、制御機は同一波長として受信する信号光が同時に受信機１６に到着しないように、送信機２７に対して波長を切り替えるあるいは送信可能時間を指定する。なお、利用効率は低下するが、冗長化を目的として複数の送信機２７からの信号光が、受信機１６において同一の情報が位相を揃えて到着する場合は、複数の送信機２７から同一波長として受信する信号光が同時に同一の受信機１６に到着してもよい。また制御機は複数の送信機１７からの信号光が同時に受信機２６に到着しないように、送信機１７に対して送信可能時間を指定する。なお、利用効率は低下するが、冗長化を目的として複数の受信機２６が、単一の送信機１７からの信号光を同時に受信しても良い。上述のようにＰＯＮシステム３０２は、制御機が送受信機（２６、２７）に対して信号光を送出する波長と時間としてそれぞれのＯＮＵ１００に帯域を割り当て、送信機１７からの信号光を波長分割多重且つ時分割多重する。
【００４４】
図１のＰＯＮシステム３０１と図２のＰＯＮシステム３０２を組み合わせたＰＯＮシステムの構成としてもよい。このＰＯＮシステムの構成は、波長の可変性をＯＮＵとＯＬＴの両方で有している構成である。このため、波長の可変性の制限等の関係から波長の可変範囲や同一波長として分波する波長の範囲に違いがあるとしても、ＯＮＵの構成はＰＯＮシステム３０１の構成と同様であり、ＯＬＴの構成はＰＯＮシステム３０２の構成と同様である。その他はＰＯＮシステム３０１及びＰＯＮシステム３０２の構成と同様である。
【００４５】
時分割多重に際し、本実施形態では、ＰＯＮシステムにおける帯域割当方法を実行する。ＰＯＮシステムにおける帯域割当方法は、要求帯域送信手順と、上り信号割当手順と、を順に有する。要求帯域送信手順では、複数のＯＮＵ１００が、所定の閾値、例えば当該ＯＮＵに保証する保証帯域又は割当の重みに応じた帯域相当のデータ量（最大伝送窓Ｗｉとする）を超過する帯域要求対象のデータがＯＮＵにある場合にその閾値以下の最大のフレーム端の値とその閾値より大きいフレーム端の値又はその閾値未満の最大のフレーム端の値とその閾値以上のフレーム端の値を、所定の閾値を超過する帯域要求対象のデータがＯＮＵにない場合にその閾値以下の最大のフレーム端の値又はその閾値未満の最大のフレーム端の値をＯＮＵ１００からＯＬＴ２００への上り信号ＳＵの送信時間の割り当てを要求する旨の帯域要求としてＯＬＴ２００に送信する。上り信号割当手順では、ＯＬＴ２００が、予め定められた時間に上り信号を割り当てた割当帯域の平均値をＯＮＵごとに算出し、算出した平均値が当該ＯＮＵに保証する保証帯域又は当該ＯＮＵに許容する最大帯域を超過しない限りで割当に関する重みに応じた帯域、即ち目標帯域に近づくように、各ＯＮＵに割り当てる上り信号の帯域割当に用いる要求帯域を選択するか又は所定の閾値以下又は未満の最大のフレーム端の値をＯＬＴに送信し、ＯＬＴは割当帯域の平均が当該ＯＮＵに保証する保証帯域又は当該ＯＮＵに許容する最大帯域を超過しない限りで割当に関する重みに応じた帯域、即ち目標帯域に近づくように、各ＯＮＵに割り当てる頻度を変更する。
【００４６】
具体的には、以下の第１の帯域割当方法又は第２の帯域割当方法を行う。
＜第１の帯域割当方法＞
第１の帯域割当方法では、目標帯域と目標帯域に最大フレーム長以上の値を加えた値に相当する２つの申告のための閾値をＯＮＵに設定し、各周期の割当帯域の平均が目標帯域に近づくように、申告された２値のうちから割当に用いる値を選択する。例えば、第１の帯域割当方法では、要求帯域送信手順において、各ＯＮＵ１００は、目標帯域を用いて算出されかつ帯域要求する値が目標帯域相当以下の値と目標帯域相当より大きい値の組み合わせ又は目標帯域相当未満の値と目標帯域相当以上の値の組合せとなる２以上の閾値を有し、閾値以下で最大のフレーム端の値を閾値ごとに求め、求めた閾値ごとの最大のフレーム端の値を２以上の要求帯域としてＯＬＴ２００に送信する。
【００４７】
そして、上り信号割当手順において、ＯＬＴ２００が、１つのＯＮＵ１００から２以上の要求帯域を上り信号ＳＵの要求帯域として受信し、２以上の要求帯域のそれぞれを仮の割当帯域に設定し、当該２以上の仮の割当帯域を用いて平均値を算出し、当該算出した２以上の平均値のうちの目標帯域に最も近い平均値を判定し、当該判定した平均値のときの仮の割当帯域に相当する送信時間をＯＮＵ１００ごとに割り当てる。
【００４８】
目標帯域に応じた複数の閾値を設定し、それぞれの閾値を超過しない最大のフレーム端の値を申告し、ＯＬＴは二つの閾値のいずれかの申告値に従って送信時間を許可する。目標帯域としてＯＮＵで割当可能な帯域、すなわちある周期でＯＮＵに割当可能な全データ量を帯域要求のあるＯＮＵ間で、その割当の重み、例えば、保証帯域比で割当した値を例にとって説明するが、割当可能な全データ量が固定的な帯域分を減じたデータ量を割当する計算でも、優先度に応じて完全優先や、ＯＮＵの重みに更に優先度に応じた重みを乗じた重みの比で割当する計算でも、通信断がない場合に適用されるその他の計算方法に従う目標帯域の計算であってもよい。このことはこれ以降に説明する実施形態でもあっても同様である。
【００４９】
ここで、二つの申告値が異なる場合に、目標帯域から許可したデータ量を減じた値を加算するカウンタをＯＬＴがＯＮＵ毎に有する。ＯＮＵｉに対するカウンタ値Ｄｉとする。Ｄｉの初期値は例えば零とする。ＯＬＴはＤｉの絶対値を小さくするように二つの申告値から送信許可に用いる申告値を選択する。ここで、ＯＮＵの蓄積データ量が目標帯域以下である場合は両閾値に応じた申告量は同一となる。この二つの申告値が一致した場合や申告値が十分小さい値例えば目標帯域から最大フレーム長を減じた値以下になった場合にＤｉは初期値に戻してもよい。このように本願のリセット処理は容易である。なお、この例でもＤｉを指数平滑平均することにすれば、初期値に戻さなくても良い。
【００５０】
図３は、第１の帯域割当方法の一例を示す模式図である。ＯＮＵ１の要求帯域は１ＭＴＵと２ＭＴＵ、ＯＮＵ２の要求帯域は１．５ＭＴＵと２．２５ＭＴＵとなる。送信許可は、ＯＮＵ１では１ＭＴＵと２ＭＴＵの繰り返しで、ＯＮＵ２では１．５ＭＴＵの繰り返しであり短い周期の平均でどちらも１．５ＭＴＵ相当となることがわかる。この演算は例えば以下のように詳説できる。
【００５１】
図４に、本実施形態の第１の帯域割当方法と従来例で示した第２の従来方法（従来の複数リクエスト方式）との比較を示す。ｉ番目のＯＮＵｉは、ＯＮＵｉの最大伝送窓Ｗｉを第１の閾値とし、（２）最大伝送窓Ｗｉに１ＭＴＵ以上を加えた値を第２の閾値とする。そして、周期ｋに、第１の閾値以下の最大のフレーム端の値Ｒｓｉ，ｋと、第２の閾値以下の最大のフレーム端の値Ｒｂｉ，ｋと、の２値をＯＬＴに申告する。
【００５２】
第２の閾値を設定するために最大伝送窓Ｗｉに加える値は、収束の幅を小さくする観点からは１ＭＴＵであることが好ましい。ＯＬＴは最大伝送窓Ｗｉから周期ｋでの割当帯域Ｇｉ，ｋを減じた値を不足カウンタ値Ｄｉ，ｋに積算する。送信許可に用いる要求帯域の選択は、不足カウンタ値Ｄｉ，ｋ−１が正の場合にフレーム端の値Ｒｂｉ，ｋ、非正の場合はフレーム端の値Ｒｓｉ，ｋとする。ここで、目標帯域の逐次計算は不要である。このとき、不足カウンタ値Ｄｉ，ｋは±１ＭＴＵの範囲で変動するため、第２の従来方法における不足カウンタ値の変動幅も小さい。リセットは必要に応じてフレーム端の値Ｒｂｉ，ｋ＝Ｒｓｉ，ｋの所定回数、例えば１〜数回の継続を条件として行えばよく、容易に実現できる。
【００５３】
また、本実施形態の第１の帯域割当方法では従来のＩＰＡＣＴと比べてＭＴＷ（ここでは最大伝送窓Ｗｉ）の値によらずに公平性を保つ例を示す。図５に、第１の帯域割当方法の目標帯域に対する割当帯域の推移の例を示す。ここで、簡易化のため、閾値に対するリクエストの差は一様分布の場合の平均とした。例として、最大伝送窓Ｗｉが１ＭＴＵと２０ＭＴＵの場合の各周期の割当帯域の目標帯域に対する比を●と▲で、平均値を細実線と太実線で示した。図５に示すように、交互にフレーム端の値Ｒｓｉ，ｋとフレーム端の値Ｒｂｉ，ｋに従った割当、即ち目標帯域以下と以上の割当となり、割当帯域の目標帯域に対する比の平均は１５周期で最大伝送窓Ｗｉが１ＭＴＵの場合目標帯域の±２％の範囲に、２０ＭＴＵの場合±０．２％の範囲に収束する。このように第１の帯域割当方法では最大伝送窓Ｗｉの大きさによらずに、公平であることが分かる。他方、従来のＩＰＡＣＴでは図１０に示すように割当帯域の目標帯域に対する比の平均は最大伝送窓Ｗｉが１ＭＴＵの場合５２％、２０ＭＴＵの場合９８％であり、Ｗｉの値によって比が約２倍異なり、不公平である。
【００５４】
なお、図４では、二つの閾値の差を１ＭＴＵとしているが、単一の閾値として、その閾値を超えない最大のフレーム端とその閾値を超えたフレーム端がある場合は閾値を超過した最初のフレーム端の２値を、その閾値を超えたフレーム端がない場合は単一の要求帯域又は同じ値の要求帯域をもって送信許可としてもよい。この場合も図４の場合と同様に不足カウンタ値Ｄｉ，ｋの変動は±１ＭＴＵの範囲となる。リセットの条件も図４と同様としてもよい。
【００５５】
＜第２の帯域割当方法＞
第２の帯域割当方法では、目標帯域に相当する１つの申告のための閾値をＯＮＵに設定し、各周期の割当帯域の平均の目標帯域からのずれが、所定の値、例えば１ＭＴＵや最大伝送窓Ｗｉに近づくと割り当てる回数を増やす。例えば、上り信号割当手順において、ＯＬＴ２００が、１つのＯＮＵ１００から１つの要求帯域を上り信号ＳＵの要求帯域として受信し、割当帯域の平均値を算出し、当該算出した平均値と目標帯域とのずれが一定値を超えたか否かを判定し、超えた場合には前記１つのＯＮＵへの割当頻度を高める。一定値とは例えば最大フレーム長又は最大伝送窓Ｗｉである。
【００５６】
具体的には、送信許可を与える頻度を、カウンタ値の変化に応じて増やす。例えば、カウンタ値による割当不足が１周期での割当帯域相当に近似した場合に頻度を増加する。カウンタ値の変化が、ＯＮＵが通信に用いる波長の切替等に伴う通信断等による場合、カウンタ値の変化は甚だしく増加することがあるが、その際、カウンタ値の通信断前後の一巡目でまとめて変更しても良いし、複数の巡回に平均してもよい。例えば１巡又は２巡する間である場合、１０巡の間に１１回又は１２回許可するとしてもよい。この方法では、第１の帯域割当方法と同様に、通信断に伴う送信許可を与える頻度の変更を通常の送信許可と異なる特別な方法を用いた通知等で双方が認識する必要がない点で優れる。なお送信許可を与える頻度は通信断時間相当の値の例で示したが、例えば何周期分通信断があっても１周期分とする等のそれ以外の値であっても良い。
【００５７】
上記のように、実施形態１に係るＰＯＮシステムにおける帯域割当方法では、目標帯域の逐次計算処理が不要で、ＯＮＵ側で割当帯域に対応する申告帯域をカウントするカウンタを必要とせず、ＯＬＴからの動的な申告のための閾値変更を受信してＯＮＵ側での短時間でのフレーム端の高速サーチが不要で、割当周期毎の割当帯域の変動を抑制しつつ、帯域利用効率の低下を抑止し、簡易な処理で公平且つ高効率な帯域割当をすることができる。
【００５８】
以上の説明では、ＯＮＵ１００がデータをやり取りするＯＬＴ２００側の送受信機が変化しない場合を例にとり説明をしているが、ＯＮＵ１００がデータのやり取りをするＯＬＴ側の送受信機を変更する場合にも拡張することが出来る。更に、この拡張は、グループに収容替えをする場合以外にも、通信断が発生する場合全般に有効である。以下、ＯＬＴ内の同一の送受信機とデータのやり取りをするＯＮＵ群をグループと呼ぶことがある。例えば、ＯＬＴのパッケージ入れ替えや、ＯＮＵの信号光を集約したファイバの強制切替に伴いＯＮＵを再起動する場合である。この場合、ＯＮＵ毎に起動するまでの時間が異なるため、ＯＮＵへの割当帯域は再起動までの待ち時間の長さに応じて減少することになる。また、省電力等のためにＯＮＵがスリープを行う場合も同様である。この場合は、ＯＮＵ毎にスリープ時間が異なり、特にスリープ機能を有するＯＮＵと有さないＯＮＵの間で割当帯域が不公平となる。スリープの場合、再起動する場合と比べて頻繁に発生するので割当帯域のＯＮＵ間差が大きくなる。
【００５９】
本願では、通信断に伴い、帯域要求がＯＬＴに伝わらないＯＮＵの不足カウンタ値Ｄｉ，ｋで示される過剰割当帯域の減衰を抑制するようにカウンタを補正する点で異なる。具体的には、制御機は、カウンタの補正のため、通信断の際の目標帯域をカウンタに積算しておくことで、実効的に変更する。なお、例えば、本願実施形態４のように通信断の前後でＯＬＴ内の同一の送受信機とデータのやり取りをしてもよい（同一のグループであってもよい）。更に、通信断の前からカウンタ値が非正の値で、通信断がなかった場合に通信断の最中に帯域要求がないと想定されるＯＮＵに関してはカウンタ値の補正をしなくてもよい。
【００６０】
逆に、通信断がなかった場合に通信断の最中に帯域要求がありそうなＯＮＵについては、特に補正する必要がある。通信断がなかった場合に通信断の最中に帯域要求がありそうなＯＮＵとは、現在蓄積しているデータの割当が未了のＯＮＵ、丁度割当が終わっているが直前まで割当があったＯＮＵ、及び通信断の間に割当がありそうなＯＮＵ（例えば、ＰＯＮの帯域に比べて要求帯域が少なく、数〜数１０周期に１回帯域要求するような場合で丁度通信断のときに帯域要求する周期となるＯＮＵ）である。蓄積しているデータ相当の割当が未了かどうかの判別のためには、閾値以上の蓄積データの有無を通知する通知、例えば総蓄積データ量の通知があるのが好ましい。
【００６１】
通信断に伴い、変更する目標帯域の範囲として２通りある。第１の目標帯域の範囲は通信断中のＯＮＵの目標帯域のみを変更の範囲とし、第２の目標帯域の範囲は、通信断中のＯＮＵに加えてグループを構成する他のＯＮＵの目標帯域も変更の範囲とする。第１の範囲では、変更対象が通信断のＯＮＵに限定されるため、変更が軽微である。但し、補正が限定的である。第２の範囲では、通信断時間が長い場合、通信断ではないＯＮＵのカウンタ値が過大に積み増しされる。この場合、例えば、カウンタ値が大きい順に割り当てをする。又は大きい順に大きい閾値でデータ量を割り当てる、又は割当する頻度を多くする。ここで、カウンタ値がある所定の範囲内にある場合は同じ順位として、同順位内では巡回的に大きい順とみなして割当してもよい。所定の範囲は、例えば、通信断に起因するカウンタ値の積み上がりの程度の差の範囲である。
【００６２】
＜第１の目標帯域の範囲＞
第１の目標帯域の範囲では、目標帯域の計算の仕方は例えば以下である。
（１）各周期における通信中のＯＮＵの重みの総和又は総和に該当する通信断中のＯＮＵの重みを加えた値に対する当該ＯＮＵの重みで、ＯＮＵ間で割当可能な帯域を割当した目標帯域を用いる。また、目標帯域の計算で用いるグループは、通信断前のグループでもよいし通信断後のグループでもよく、通信断の途中で一方から他方に切り替えてもよい。また、この通信断中の目標帯域の計算は、少なくとも当該ＯＮＵのカウンタ値が正の値、零、十分大きな値、又はＯＬＴ内の同一送受信機とデータのやり取りをする他のＯＮＵと同等の値になるまでで、その後は積み上げしなくてもよい。同等の値とは、例えば、通信断がない場合にカウンタがとりうる値の範囲又はその平均値、十分大きな値とは、例えば、通信断がない場合にカウンタがとりうる値である。目標帯域の計算で用いるグループの切替も、例えば当該ＯＮＵのカウンタが正の値又は零又は十分大きな値になるまででよい。帯域要求のないＯＮＵの目標帯域を零とする、又は当該ＯＮＵへの割当をスキップすることである。
【００６３】
（２）以下のいずれかを当該目標帯域を通常算出に用いる時間で除し、通常算出に用いる時間に通信断の時間を加えた時間を乗じた目標帯域を用いる。通常計算に用いる時間とは、例えば、全ＯＮＵに対して帯域を割り当てるに要する時間である。
【００６４】
ｉ）通信断前の目標帯域
ｉｉ）所定の期間におけるその平均値
ｉｉｉ）通信断前の割当帯域
ｉｖ）所定の期間におけるその平均値
ｖ）通信断前の要求帯域
ｖｉ）所定の期間におけるその平均値
ｖｉｉ）通信断前の使用帯域
ｖｉｉｉ）所定の期間におけるその平均値
ｉｘ）通信断後の目標帯域
ｘ）通信断後の要求帯域
【００６５】
ここで平均値としては、単純な平均、最頻値、中央値、指数平滑移動平均等のいずれを用いてもよいが、当該カウンタの算出に用いるのと同等の平均であることが好ましい。同等の指数平滑移動平均である場合、収束の仕方が同等となる。又、要求帯域、割当帯域、使用帯域を用いる場合、所定の期間の平均値であることが好ましい。これは、要求帯域、割当帯域、使用帯域が周期毎で通常変動するためである。また、（１）と同様に、この通信断中の目標帯域の計算は、当該ＯＮＵのカウンタが正の値又は零又は十分大きな値になるかグループの他のＯＮＵと同等の値になるまでで、その後は通信断によるカウンタの補正を休止してもよい。
【００６６】
（３）通信断中にカウンタを指数平滑移動平均で積算する場合に、カウンタ値が正の場合は指数平滑移動平均の係数を１とする。カウンタ値は通信断の間一定の値となり、通信断の間は継続してカウンタ値が変化しないカウンタ値の減衰を抑制することとなる。
第１の範囲、即ち通信断のＯＮＵの目標データの計算を変更する場合、（１）（２）で
当該ＯＮＵのカウンタ値が正の値、零、十分大きな値、又はグループの他のＯＮＵと同等の値に到達した後も、通信断によるカウンタの補正を継続する場合、通信断のＯＮＵのみカウンタ値が積み上がる。この積みあがったカウンタ値が指数平滑移動平均によって平滑化する前に優先的に割り当てると、通信断の有無によるＯＮＵ間の割当帯域の不公平が改善する。但し、通信断後のカウンタ値の総和及びその平均が、通信断で積みあがったカウンタのために正の方向にずれ平衡が崩れる。
【００６７】
これに比べ、（１）（２）で、当該ＯＮＵのカウンタ値が正の値、零、十分大きな値、又はグループの他のＯＮＵと同等の値に到達した後に通信断によるカウンタの補正を休止する場合は、カウンタ値の積み上がりを抑制するため、平衡が崩れる課題はない。この場合、通信断前の過剰割当分を通信断中に解消するため、通信断前の過剰割当分があるＯＮＵに対する通信再開後に割当が減らされる割当帯域の過剰な減少の問題の解決となる。但し、通信断中の割当不足の補填はなされない。
【００６８】
（３）では、通信断前の割当が過小でありカウンタ値が正であったＯＮＵのカウンタ値が指数平滑移動平均によって縮小することが無いので、通信再開後に通信断前の正のカウンタ値分を通信再開後に割当できるため、不公平性の問題は部分的にではあるが解決しているのは、（１）（２）で途中からカウンタ値の補正を休止する場合と同様である。
【００６９】
（１）（２）で、当該ＯＮＵのカウンタ値が正の値、零、十分大きな値、又はグループの他のＯＮＵと同等の値に到達した後にカウンタ値の補正を休止する場合及び（３）は通信断時間が通信断のない場合にＯＮＵ間での割当量がおおむね平準化できる場合、すなわちＯＮＵの台数相当の割当に関する周期より長く、指数平滑移動平均で忘却しないほど短い場合に適している。
【００７０】
＜第２の目標帯域の範囲＞
第２の目標帯域の範囲では、通信断のＯＮＵと通信断でないＯＮＵの両方の目標データの計算を変更する場合の通信断とならないＯＮＵの計算は、以下である。
（１）第１の目標帯域の範囲の（１）と同様、すなわち、各周期における通信中のＯＮＵ及び該当する通信断中のＯＮＵの重みの総和に対する当該ＯＮＵの重みで、ＯＮＵ間で割当可能な帯域を割当した目標帯域、例えば最大伝送窓Ｗｉを用いる。第２の目標帯域の範囲で計算するグループは、通信断のＯＮＵの過剰割当帯域が、通信断しない場合に積み上がる変動量程度の範囲であり、通信断時間が、通信断しない場合に積み上がる変動量が積み上がるに要する時間よりも十分大きければ、通信再開後のグループであることが望ましく、通信断時間が、通信断しない場合に積み上がる変動量が積み上がるに要する時間と同等かそれ以下であれば、カウンタの積みあがった値が積み上がるに要する時間だけ通信断前のグループで計算し、その後に通信再開後のグループで計算することが好ましい。
【００７１】
（２）通信断のないＯＮＵの目標帯域は、ＯＮＵ間に割当可能な帯域から通信断のＯＮＵの通信断前の目標帯域又は所定の期間におけるその平均値又は通信断前の割当帯域又は所定の期間におけるその平均値又は通信断前の要求帯域又は所定の期間におけるその平均値又は通信断前の使用帯域又は所定の期間におけるその平均値又は通信断後の目標帯域又は通信断後の要求帯域のいずれかを通常算出に用いる時間で除し、通常算出に用いる時間に通信断の時間を加えた時間を乗じた値を減じた帯域を、ＯＮＵ間で割当可能な帯域を割当する計算方法で計算する。通信断のＯＮＵの目標帯域は第１の目標帯域の範囲の（２）と同様である。通信断中のＯＮＵの目標帯域を減じて計算するグループの判断と通信断のＯＮＵのカウンタの積み上げを途中でやめる場合の止める判断は第２の目標帯域の範囲の（１）と同様であり、通信断のＯＮＵの目標帯域の積み上げをしない又は止めた場合はそれ以外のＯＮＵで割当可能な帯域を割当して目標帯域を計算すればよい。
【００７２】
第２の目標帯域の範囲、即ち通信断のＯＮＵおよびそのＯＮＵのグループのＯＮＵの目標帯域の計算を変更する場合、通信断のＯＮＵの通信断で積みあがったカウンタ値を、通信断中にその他のＯＮＵに割り当てている形となるので、通信断後のカウンタ値の総和及びその平均が、正の方向にずれ平衡が崩れる課題は無くなる。但し、通信断の間に、通信断のＯＮＵの帯域を他のＯＮＵが使用している形となるので、通信断時間が長いと、通信断でないＯＮＵのカウンタ値が過小となる。このため、例えば、カウンタ値が大きい順に割り当てをする。又は大きい順に大きな閾値で帯域を割り当てる。又は大きい順に高い頻度で帯域を割り当てる。
【００７３】
なお、本実施例では、通信断及び通信断から通信再開したＯＮＵに対するカウンタ値は、特にその値が正の場合に、要求帯域が充足された時点や要求がなくなった時点等で、所定の値、例えば零とはしない。少なくとも、通信断中及び通信断中の割当不足の補正に要する時間は、そのまま指数平滑移動平均等での計算を継続する。
【００７４】
このようにすることで、本発明は、通信断に伴う目標帯域を零とはしない又はスキップするがその分をカウンタに積算しておくため、通信断のために割り当てられなかった割当帯域分過剰割当分を清算でき、通信再開後に通信断前の過剰割当分だけ割当帯域が減らされるといった割当帯域の過剰な減少を軽減することができる。すなわち、通信断のときもカウンタを積み上げるので通信断分の帯域割当が不足しない。なお、目標帯域を計算する例を示すが、通信断のあった場合のみに適用すれば、従来のように常時逐次計算するのと比べて処理が簡易であるのは明らかである。
【００７５】
以上、ＰＯＮシステム３０１のＯＮＵ１００からＯＬＴ２００への上りの信号光に即して説明を加えたが、ＯＬＴ２００からＯＮＵ１００への下りの信号光及び、ＰＯＮシステム３０２及びＰＯＮシステム３０１とのＰＯＮシステム３０２を組み合わせたＰＯＮシステムの構成でも同様である。
【００７６】
なお、ＰＯＮシステム３０１及びＰＯＮシステム３０２は、ＯＮＵ１００の数およびＯＮＵ１００とＯＬＴ２００の送受信機（１６、１７、２６、２７）の数が増減してもよいし、波長分割多重する波長の数も任意である。また、送受信機とグループの関係は明記していないが、ＯＮＵの送信機の波長及び対向するＯＬＴの受信機と、ＯＮＵの受信機の波長及び対向するＯＬＴの送信機の組合せは一致していなくてもよい。また、ＯＮＵ毎の送受する波長はそれぞれ１波長としたが、複数波長としてもよい。以上の説明では、ＰＯＮシステム３０１及びＰＯＮシステム３０２をＰＯＮとして説明したが、光スイッチを備えるＰＯＮシステムでも、１対Ｎ接続ではない１対１接続のＰＯＮシステムであってもよい。更に、波長分割多重と時分割多重を組み合わせた例で示したが、波長分割多重以外の、例えば符号分割多重と時分割多重を組み合わせた場合も同様であるし、波長分割多重や符号分割多重等の分割多重を併用しない時分割多重のみの場合も同様である。これらは以降の実施形態でも同様である。
【００７７】
（実施形態２）
図６は、実施形態２のＰＯＮシステムの第１の構成を説明する概念図である。ＰＯＮシステム３０３と図１のＰＯＮシステム３０１との違いは、ＰＯＮシステム３０１が波長分割多重していることに対してＰＯＮシステム３０２が芯線多重していることにある。このため、ＰＯＮシステム３０３のＯＮＵ１００は、送信機１７の波長可変性と受信機１６の前段で複数の下り波長から受信対象の波長を選択する波長可変のフィルタ１８の代替として光スイッチ３１を有する。図１のＰＯＮシステム３０１の波長を方路に読み替えれば、ＰＯＮシステム３０３の動作及び効果は実施形態１と同様である。なお、光合分波器１５は上り下りの波長を合分波する光合分岐器であり、上り波長同士、下り波長同士の波長間での分波はしない。また、光スイッチ３１の代りに複数の送信機と受信機を方路毎に備え、いずれかの送信機といずれかの受信機を使用することとしてもよい。このことは本実施形態の他のＰＯＮシステムの構成でも同様である。
【００７８】
図７は、実施形態２のＰＯＮシステムの第２の構成を説明する概念図である。ＰＯＮシステム３０３はＯＮＵ１００側に方路の可変機能を付与した例であるが、ＰＯＮシステム３０４はＯＬＴ側に方路の可変機能を付与した例である。ＰＯＮシステム３０４と図２のＰＯＮシステム３０２との違いは、ＰＯＮシステム３０２が波長分割多重していることに対して、芯線多重していることにある。このため、ＰＯＮシステム３０４のＯＬＴ２００は、送信機２７の波長可変性と受信機２６の前段で複数の上り波長から受信対象の波長を選択する波長可変のフィルタ１８の代替として光スイッチ３１を有する。図２のＰＯＮシステム３０２の波長を方路に読み替えれば、ＰＯＮシステム３０４の動作及び効果は実施形態１と同様である。なお、この構成の場合、方路が３以上の場合に特に有効である。即ち、１：Ｎ切替又はＮ：Ｍ切替用に芯線が設置されている場合に適する。
【００７９】
実施形態２の第３の構成は、図３のＰＯＮシステム３０３と図７のＰＯＮシステム３０４の組合せであり、方路の可変性をＯＮＵ１００とＯＬＴ２００の両方で有している構成である。従って、ＯＮＵ１００の構成はＰＯＮシステム３０３と同様であり、ＯＬＴ２００の構成はＰＯＮシステム３０４と同様である。その他はＰＯＮシステム３０３及びＰＯＮシステム３０４と同様である。
【００８０】
なお、実施形態２では、すでに実施形態１で説明した部分と同一あるいは略同一である部分の説明を省略する。また、ＰＯＮシステム３０３又は３０４は、ＯＮＵ１００の数およびＯＮＵ１００とＯＬＴ２００の送受信機（１６、１７、２６、２７）の数が増減してもよいし、芯線多重する方路の数も任意である。また、ＯＮＵ毎の送受する芯線はそれぞれ１芯線としたが、複数芯線としてもよい。
【００８１】
（実施形態３）
実施形態３のＰＯＮシステムは、図６のＰＯＮシステム３０３又は図７のＰＯＮシステム３０４の構成においてさらに波長分割多重も行う。図１のＰＯＮシステム３０１及び図２のＰＯＮシステム３０２の波長を波長と方路の組合せに読み替えれば、本通信システムの動作及び効果は実施形態１と同様である。
【００８２】
本ＰＯＮシステムは、ＯＮＵ１００の数およびＯＮＵ１００とＯＬＴ２００の送受信機（１６、１７、２６、２７）の数が増減してもよいし、波長多重する波長の数も芯線多重する方路の数も任意である。また、送受信機とグループの関係は明記していないが、ＯＮＵの送信機が所属するグループの組合せと、ＯＮＵの受信機が所属するグループの組合せは一致していなくてもよい。また、ＯＮＵ毎の送受する波長及び芯線はそれぞれ１波長１芯線としたが、複数波長複数芯線としてもよい。
【００８３】
（実施形態４）
実施形態４のＰＯＮシステムと実施形態１のＰＯＮシステムとの違いは、ＯＬＴとＯＮＵの構成にある。本ＰＯＮシステムでは、全ＯＮＵは同一グループであり、送信機１７は同一の波長として扱われる波長を出力し、単一グループであるのでグループ別に信号光を分波するフィルタ２８は備えず、送信機２７はそれぞれ単一であり、２５は伝送路５０からの信号光を２６に出力し、２７からの信号光を伝送路５０に出力する。又グループは一つであるので制御機はＯＮＵをグループに割り振らない。即ち、ＧＥ−ＰＯＮ等の通常の時分割多重のＰＯＮである。本ＰＯＮシステムではグループは一つであるので通信断前と後でグループは同一である。その他の動作については実施形態１のＰＯＮシステムと同様である。本ＰＯＮシステムでの通信断は例えば、支障移転、パッケージの交換、バージョンアップ等でＯＮＵの再起動が伴う場合やＯＮＵの休止等で発生する。本実施形態では、これらの通信断による割当帯域の不公平が是正できる効果がある。
【００８４】
（実施形態５）
なお、以上説明した実施態様は、本発明の一態様を示したものであって、本発明は、前記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の構成を備え、目的及び効果を達成できる範囲内での変形や改良が、本発明の内容に含まれるものであることはいうまでもない。また、本発明を実施する際における具体的な構造及び形状等は、本発明の目的及び効果を達成できる範囲内において、他の構造や形状等としても問題はない。本発明は前記した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形や改良は、本発明に含まれるものである。
【００８５】
例えば、ＰＯＮシステムは１つの受信機で１グループのＯＮＵ群の信号を受信しているが、受信機は複数とすることもできる。さらに、通信システムは波長分割多重、芯線多重及び波長分割多重と芯線多重の組合せであったが、他の分割多重の技術、例えば、光符号、ＯＦＤＭの一つのビン、偏波、位相であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
本発明は、通信システム関連の技術分野に利用することができる。
【符号の説明】
【００８７】
１５：光合分波器
１６：受信機
１７：送信機
１８、２８：フィルタ
２５、２５ａ：光合分波器
２６：受信機
２７：送信機
３１：光スイッチ
５０：光伝送路
５５：スプリッタ
１００：ＯＮＵ
２００：ＯＬＴ
３０１、３０２、３０３、３０４：ＰＯＮシステム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）とＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）が光ファイバで接続されたＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムであって、
前記ＯＮＵは、
当該ＯＮＵに保証する保証帯域又は当該ＯＮＵに割り当てられた重みに応じた帯域に相当するデータ量に応じた予め定められた閾値を有し、
前記閾値を超過する帯域要求対象のデータを当該ＯＮＵが蓄積する場合には、前記閾値以下の最大のフレーム端の値及び当該最大のフレーム端より大きいフレーム端の値を当該ＯＮＵからの上り信号の要求帯域として送信するか、或いは、前記閾値未満の最大のフレーム端の値及び当該最大のフレーム端より大きいフレーム端の値を当該ＯＮＵからの上り信号の要求帯域として送信し、
当該所定の閾値を超過する帯域要求対象のデータが当該ＯＮＵにない場合は、前記閾値以下の最大のフレーム端の値を当該ＯＮＵからの上り信号の要求帯域として送信するか、或いは、その閾値未満の最大のフレーム端の値を当該ＯＮＵからの上り信号の要求帯域として送信し、
前記ＯＬＴは、
予め定められた周期の間に前記上り信号を割り当てた割当帯域の平均値を前記ＯＮＵごとに算出し、算出した前記平均値が当該ＯＮＵに保証する保証帯域又は当該ＯＮＵに許容する最大帯域を超過しない限りで割当に関する重みに応じた帯域、即ち前記目標帯域に近づくように、当該ＯＮＵへの割当帯域の平均が当該ＯＮＵに保証する保証帯域又は当該ＯＮＵに許容する最大帯域を超過しない限りで、当該ＯＮＵに割り当てる頻度を変更する
ＰＯＮシステム。
【請求項２】
前記各ＯＮＵは、当該ＯＮＵからの上り信号の要求帯域として、２以上の要求帯域をＯＬＴに送信し、
前記ＯＬＴは、１つの前記ＯＮＵから２以上の前記要求帯域を前記上り信号の前記要求帯域として受信し、２以上の前記要求帯域のそれぞれを仮の割当帯域に設定し、当該２以上の仮の割当帯域を用いて前記平均値を算出し、当該算出した２以上の平均値のうちの前記目標帯域に最も近い平均値を判定し、当該判定した平均値のときの前記仮の割当帯域に相当する送信時間を前記１つのＯＮＵに割り当てる
ことを特徴とする請求項１に記載のＰＯＮシステム。
【請求項３】
前記各ＯＮＵは、
前記予め定められた閾値として、前記目標帯域を用いて算出され、かつ、
前記目標帯域相当以下の値と前記目標帯域相当より大きい値の組み合わせ又は前記目標帯域相当未満の値と前記目標帯域相当以上の値の組合せとなる２以上の閾値を有し、
前記閾値以下で最大のフレーム端の値を前記閾値ごとに求め、求めた前記閾値ごとの最大のフレーム端の値を前記２以上の要求帯域として前記ＯＬＴに送信する
ことを特徴とする請求項２に記載のＰＯＮシステム。
【請求項４】
前記各ＯＮＵは、当該ＯＮＵからの上り信号の要求帯域として、１つの要求帯域を前記ＯＬＴに送信し、
前記ＯＬＴは、１つの前記ＯＮＵから１つの前記要求帯域を前記上り信号の要求帯域として受信し、当該要求帯域を用いて平均値を算出し、当該算出した平均値と前記目標帯域とのずれが一定値を超えたか否かを判定し、超えた場合には前記１つのＯＮＵへの割当頻度を高める
ことを特徴とする請求項１に記載のＰＯＮシステム。
【請求項５】
複数のＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）とＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）が光ファイバで接続されたＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムにおける帯域割当方法であって、
前記ＯＮＵが、当該ＯＮＵに保証する保証帯域又は当該ＯＮＵに割り当てられた重みに応じた帯域に相当するデータ量に応じた予め定められた閾値を有し、前記閾値を超過する帯域要求対象のデータを当該ＯＮＵが蓄積する場合には、前記閾値以下の最大のフレーム端の値及び当該最大のフレーム端より大きいフレーム端の値を当該ＯＮＵからの上り信号の要求帯域として送信するか、或いは、前記閾値未満の最大のフレーム端の値及び当該最大のフレーム端より大きいフレーム端の値を当該ＯＮＵからの上り信号の要求帯域として前記ＯＬＴに送信し、当該所定の閾値を超過する帯域要求対象のデータが当該ＯＮＵにない場合は、前記閾値以下の最大のフレーム端の値を当該ＯＮＵからの上り信号の要求帯域として送信するか、或いは、その閾値未満の最大のフレーム端の値を当該ＯＮＵからの上り信号の要求帯域として前記ＯＬＴに送信する要求帯域送信手順と、
前記各ＯＮＵに前記上り信号の送信時間を割り当て、割り当てた送信時間に応じた割当帯域の１周期当たりでの平均値を前記ＯＮＵごとに算出し、算出した平均値が当該ＯＮＵに保証する保証帯域又は当該ＯＮＵに許容する最大帯域を超過しない限りで割当に関する重みに応じた帯域、即ち前記目標帯域に近づくように、当該ＯＮＵへの割当帯域の平均が当該ＯＮＵに保証する保証帯域又は当該ＯＮＵに許容する最大帯域を超過しない限りで、当該ＯＮＵに割り当てる頻度を変更する上り信号割当手順と、
を順に有するＰＯＮシステムにおける帯域割当方法。
【請求項６】
前記要求帯域送信手順において、前記各ＯＮＵは、当該ＯＮＵからの上り信号の要求帯域として、２以上の要求帯域を前記ＯＬＴに送信し、
前記上り信号割当手順において、前記ＯＬＴは、１つの前記ＯＮＵから２以上の前記要求帯域を前記上り信号の前記要求帯域として受信し、２以上の前記要求帯域のそれぞれを仮の割当帯域に設定し、当該２以上の仮の割当帯域を用いて前記平均値を算出し、当該算出した２以上の平均値のうちの前記目標帯域に最も近い平均値を判定し、当該判定した平均値のときの前記仮の割当帯域に相当する送信時間を前記１つのＯＮＵに割り当てる
ことを特徴とする請求項５に記載のＰＯＮシステムにおける帯域割当方法。
【請求項７】
前記要求帯域送信手順において、前記各ＯＮＵは、前記予め定められた閾値として、前記目標帯域を用いて算出され、かつ、前記目標帯域相当以下の値と前記目標帯域相当より大きい値の組み合わせ又は前記目標帯域相当未満の値と前記目標帯域相当以上の値の組合せとなる２以上の閾値を有し、前記閾値以下で最大のフレーム端の値を前記閾値ごとに求め、求めた前記閾値ごとの最大のフレーム端の値を前記２以上の要求帯域として前記ＯＬＴに送信する
ことを特徴とする請求項６に記載のＰＯＮシステムにおける帯域割当方法。
【請求項８】
前記要求帯域送信手順において、前記各ＯＮＵは、当該ＯＮＵからの上り信号の要求帯域として、１つの前記要求帯域を前記ＯＬＴに送信し、
前記上り信号割当手順において、前記ＯＬＴは、１つの前記ＯＮＵから１つの前記要求帯域を前記上り信号の前記要求帯域として受信し、当該要求帯域を用いて平均値を算出し、当該算出した平均値と前記目標帯域とのずれが一定値を超えたか否かを判定し、超えた場合には前記１つのＯＮＵへの割当頻度を高める
ことを特徴とする請求項５に記載のＰＯＮシステムにおける帯域割当方法。
【請求項１】
複数のＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）とＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）が光ファイバで接続されたＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムであって、
前記ＯＮＵは、
当該ＯＮＵに保証する保証帯域又は当該ＯＮＵに割り当てられた重みに応じた帯域に相当するデータ量に応じた予め定められた閾値を有し、
前記閾値を超過する帯域要求対象のデータを当該ＯＮＵが蓄積する場合には、前記閾値以下の最大のフレーム端の値及び当該最大のフレーム端より大きいフレーム端の値を当該ＯＮＵからの上り信号の要求帯域として送信するか、或いは、前記閾値未満の最大のフレーム端の値及び当該最大のフレーム端より大きいフレーム端の値を当該ＯＮＵからの上り信号の要求帯域として送信し、
当該所定の閾値を超過する帯域要求対象のデータが当該ＯＮＵにない場合は、前記閾値以下の最大のフレーム端の値を当該ＯＮＵからの上り信号の要求帯域として送信するか、或いは、その閾値未満の最大のフレーム端の値を当該ＯＮＵからの上り信号の要求帯域として送信し、
前記ＯＬＴは、
予め定められた周期の間に前記上り信号を割り当てた割当帯域の平均値を前記ＯＮＵごとに算出し、算出した前記平均値が当該ＯＮＵに保証する保証帯域又は当該ＯＮＵに許容する最大帯域を超過しない限りで割当に関する重みに応じた帯域、即ち前記目標帯域に近づくように、当該ＯＮＵへの割当帯域の平均が当該ＯＮＵに保証する保証帯域又は当該ＯＮＵに許容する最大帯域を超過しない限りで、当該ＯＮＵに割り当てる頻度を変更する
ＰＯＮシステム。
【請求項２】
前記各ＯＮＵは、当該ＯＮＵからの上り信号の要求帯域として、２以上の要求帯域をＯＬＴに送信し、
前記ＯＬＴは、１つの前記ＯＮＵから２以上の前記要求帯域を前記上り信号の前記要求帯域として受信し、２以上の前記要求帯域のそれぞれを仮の割当帯域に設定し、当該２以上の仮の割当帯域を用いて前記平均値を算出し、当該算出した２以上の平均値のうちの前記目標帯域に最も近い平均値を判定し、当該判定した平均値のときの前記仮の割当帯域に相当する送信時間を前記１つのＯＮＵに割り当てる
ことを特徴とする請求項１に記載のＰＯＮシステム。
【請求項３】
前記各ＯＮＵは、
前記予め定められた閾値として、前記目標帯域を用いて算出され、かつ、
前記目標帯域相当以下の値と前記目標帯域相当より大きい値の組み合わせ又は前記目標帯域相当未満の値と前記目標帯域相当以上の値の組合せとなる２以上の閾値を有し、
前記閾値以下で最大のフレーム端の値を前記閾値ごとに求め、求めた前記閾値ごとの最大のフレーム端の値を前記２以上の要求帯域として前記ＯＬＴに送信する
ことを特徴とする請求項２に記載のＰＯＮシステム。
【請求項４】
前記各ＯＮＵは、当該ＯＮＵからの上り信号の要求帯域として、１つの要求帯域を前記ＯＬＴに送信し、
前記ＯＬＴは、１つの前記ＯＮＵから１つの前記要求帯域を前記上り信号の要求帯域として受信し、当該要求帯域を用いて平均値を算出し、当該算出した平均値と前記目標帯域とのずれが一定値を超えたか否かを判定し、超えた場合には前記１つのＯＮＵへの割当頻度を高める
ことを特徴とする請求項１に記載のＰＯＮシステム。
【請求項５】
複数のＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）とＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）が光ファイバで接続されたＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムにおける帯域割当方法であって、
前記ＯＮＵが、当該ＯＮＵに保証する保証帯域又は当該ＯＮＵに割り当てられた重みに応じた帯域に相当するデータ量に応じた予め定められた閾値を有し、前記閾値を超過する帯域要求対象のデータを当該ＯＮＵが蓄積する場合には、前記閾値以下の最大のフレーム端の値及び当該最大のフレーム端より大きいフレーム端の値を当該ＯＮＵからの上り信号の要求帯域として送信するか、或いは、前記閾値未満の最大のフレーム端の値及び当該最大のフレーム端より大きいフレーム端の値を当該ＯＮＵからの上り信号の要求帯域として前記ＯＬＴに送信し、当該所定の閾値を超過する帯域要求対象のデータが当該ＯＮＵにない場合は、前記閾値以下の最大のフレーム端の値を当該ＯＮＵからの上り信号の要求帯域として送信するか、或いは、その閾値未満の最大のフレーム端の値を当該ＯＮＵからの上り信号の要求帯域として前記ＯＬＴに送信する要求帯域送信手順と、
前記各ＯＮＵに前記上り信号の送信時間を割り当て、割り当てた送信時間に応じた割当帯域の１周期当たりでの平均値を前記ＯＮＵごとに算出し、算出した平均値が当該ＯＮＵに保証する保証帯域又は当該ＯＮＵに許容する最大帯域を超過しない限りで割当に関する重みに応じた帯域、即ち前記目標帯域に近づくように、当該ＯＮＵへの割当帯域の平均が当該ＯＮＵに保証する保証帯域又は当該ＯＮＵに許容する最大帯域を超過しない限りで、当該ＯＮＵに割り当てる頻度を変更する上り信号割当手順と、
を順に有するＰＯＮシステムにおける帯域割当方法。
【請求項６】
前記要求帯域送信手順において、前記各ＯＮＵは、当該ＯＮＵからの上り信号の要求帯域として、２以上の要求帯域を前記ＯＬＴに送信し、
前記上り信号割当手順において、前記ＯＬＴは、１つの前記ＯＮＵから２以上の前記要求帯域を前記上り信号の前記要求帯域として受信し、２以上の前記要求帯域のそれぞれを仮の割当帯域に設定し、当該２以上の仮の割当帯域を用いて前記平均値を算出し、当該算出した２以上の平均値のうちの前記目標帯域に最も近い平均値を判定し、当該判定した平均値のときの前記仮の割当帯域に相当する送信時間を前記１つのＯＮＵに割り当てる
ことを特徴とする請求項５に記載のＰＯＮシステムにおける帯域割当方法。
【請求項７】
前記要求帯域送信手順において、前記各ＯＮＵは、前記予め定められた閾値として、前記目標帯域を用いて算出され、かつ、前記目標帯域相当以下の値と前記目標帯域相当より大きい値の組み合わせ又は前記目標帯域相当未満の値と前記目標帯域相当以上の値の組合せとなる２以上の閾値を有し、前記閾値以下で最大のフレーム端の値を前記閾値ごとに求め、求めた前記閾値ごとの最大のフレーム端の値を前記２以上の要求帯域として前記ＯＬＴに送信する
ことを特徴とする請求項６に記載のＰＯＮシステムにおける帯域割当方法。
【請求項８】
前記要求帯域送信手順において、前記各ＯＮＵは、当該ＯＮＵからの上り信号の要求帯域として、１つの前記要求帯域を前記ＯＬＴに送信し、
前記上り信号割当手順において、前記ＯＬＴは、１つの前記ＯＮＵから１つの前記要求帯域を前記上り信号の前記要求帯域として受信し、当該要求帯域を用いて平均値を算出し、当該算出した平均値と前記目標帯域とのずれが一定値を超えたか否かを判定し、超えた場合には前記１つのＯＮＵへの割当頻度を高める
ことを特徴とする請求項５に記載のＰＯＮシステムにおける帯域割当方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−４９７３８（Ｐ２０１２−４９７３８Ａ）
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１８８８５８（Ｐ２０１０−１８８８５８）
【出願日】平成２２年８月２５日（２０１０．８．２５）
【出願人】（０００００４２２６）日本電信電話株式会社 (13,992)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月２５日（２０１０．８．２５）
【出願人】（０００００４２２６）日本電信電話株式会社 (13,992)
【Ｆターム（参考）】
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