JP2010206752A

JP2010206752A - 通信システム，局側装置および上位通信装置並びに帯域制御方法

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Publication number: JP2010206752A
Application number: JP2009053121A
Authority: JP
Inventors: Koichi Seki; 孝一関
Original assignee: Fujitsu Telecom Networks Ltd
Current assignee: Fujitsu Telecom Networks Ltd
Priority date: 2009-03-06
Filing date: 2009-03-06
Publication date: 2010-09-16
Anticipated expiration: 2029-03-06
Also published as: JP5068781B2

Abstract

【課題】上位ネットワークの通信帯域を有効利用可能なＰＯＮシステムを提供する。
【解決手段】局側装置１０７は、複数の加入者側装置から局側装置にデータを送信する時間の割り当てを行う上り信号時間割当部１５１と、ＰＯＮインターフェースを介して各加入者側装置と通信するＰＯＮ区間の上り方向の各使用帯域を上り信号時間割当部の割当時間と各加入者側装置の通信速度から求め、上位通信装置との間の通信に必要な合計使用帯域を算出する使用帯域算出部１５２と、算出された使用帯域情報を上位網インターフェースを介して上位通信装置に通知する帯域情報通知部１５３とを設け、上位通信装置１０８は、複数の帯域通知部からそれぞれ通知される使用帯域情報を受信する帯域情報受信部１５４と、帯域情報受信部で受信した複数の使用帯域情報から上位のネットワークへ送信する際の出力方路を決定する出力方路決定部１５５とを設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の通信速度を有するＰＯＮ（ＰａｓｓｉｖｅＯｐｔｉｃａｌＮｅｔｗｏｒｋ）システムを配下に備える通信システムの帯域制御技術に関する。

近年、光ファイバを用いたブロードバンドアクセスサービスが広く普及している。このような通信システムは、局側装置と加入者側装置との間を光ファイバで接続して通信するシステムで、局側にはＯＬＴ（光回線局側終端装置）が配置され、加入者側にはＯＮＵ（光回線加入者側装置）が配置される。ＯＬＴとＯＮＵの接続方式には、ＯＬＴとＯＮＵとの間を１対１で接続するシングルスター方式と、ＯＬＴとＯＮＵとの間を１対ｎで接続するダブルスター方式とがある。ＰＯＮシステムは１対ｎで接続するダブルスター方式を用いるシステムである。また、ＰＯＮシステには、ＯＬＴとＯＮＵとの間をＳＴＭ方式（同期方式）で通信するＳＴＭ−ＰＯＮシステムと、ＡＴＭ方式（非同期方式）で通信するＢ−ＰＯＮシステムやＡ−ＰＯＮシステムと、さらにＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）方式で通信するＥ−ＰＯＮシステムやＧＥ−ＰＯＮシステムに大別される。このようなＰＯＮシステムでは、通信帯域の有効利用が大きな課題であり、様々な方法が検討されている（例えば特許文献１参照）。

また、最近では、１ＧｂｐｓのＥＰＯＮシステムから１０Ｇｂｐｓの超高速で通信する１０Ｇ−ＥＰＯＮシステムも実現されており、複数の通信速度が混在して利用される状況でも通信帯域を効率よく利用することが求められるようになってきた。

特開２００８−０５３７９３号公報

ところが、複数の通信速度が混在して利用されるＥＰＯＮシステムでは、必ずしも上位の通信帯域が有効利用されないという問題がある。図８は、複数の通信速度が混在する場合のＰＯＮシステム４０１の構成例である。図８のＥＰＯＮシステム４０１は、上りの通信速度が１Ｇｂｐｓで下りの通信速度が１０ＧｂｐｓのＧＥ−ＰＯＮ対応のＯＮＵ（加入者側装置）４０２と、上りの通信速度が１Ｇｂｐｓで下りの通信速度が１０Ｇｂｐｓの１０／１Ｇ−ＥＰＯＮ対応のＯＮＵ４０３と、上りと下りの通信速度が共に１０Ｇｂｐｓの１０／１０Ｇ−ＥＰＯＮ対応のＯＮＵ４０４と、光カプラ４０５と、Ｄｕａｌ−ｒａｔｅの１０Ｇ−ＥＰＯＮ対応のＯＬＴ（局側装置）４０６とで構成される。

図８において、ＯＮＵ４０２とＯＮＵ４０３とＯＮＵ４０４には、通常、ＯＬＴ４０６側から等間隔の上り信号送出時間ｔが各ＯＮＵに割り当てられ、各ＯＮＵは送出時間の異なるＴＤＭＡ方式でＯＬＴ４０６に上り信号を送信するようになっている。例えば、ＯＮＵ４０２の送信フレームＡ，ＯＮＵ４０３の送信フレームＢ，ＯＮＵ４０４の送信フレームＣが順番に時分割でＯＬＴ４０６に送信される。送信の順番はＯＬＴ４０６によって制御される。尚、光カプラ４０５は、ＯＬＴ４０６から送信される下り信号を各ＯＮＵに分岐し、逆に各ＯＮＵから送信される上り信号をＯＬＴ４０６に送るための受動素子である。また、上り信号と下り信号は異なる波長の光信号が用いられる。

このように、通常は各ＯＮＵに等間隔の送信時間が割り当てられるので、例えば図９の通信システム４１０に用いられるＰＯＮシステム４１１のように、同じ通信速度の複数台のＯＮＵが使用される場合はそれぞれのＯＮＵに割り当てられる通信帯域も等分されるので、ＯＬＴ４１８より上位の１０Ｇｂｐｓの通信帯域は最大限に効率よく利用される。ここで、本説明で用いる通信速度と通信帯域について定義しておく。通信速度とは、例えば図９のＯＮＵ４１２から４１６の個々のＯＮＵの上りの通信速度は１０Ｇｂｐｓであるが、送信時間が１／５の場合の実質的な通信速度は２Ｇｂｐｓとなる。そこで、本明細書の説明では、特に明記しない限り、個々の装置や経路で通信できる物理的な速度を通信速度と称し、送信時間を加味した実質的な通信速度を通信帯域と称するものとする。

例えば、図９のＰＯＮシステム４１１では、上りと下りの通信速度が共に１０Ｇｂｐｓの１０／１０Ｇ−ＥＰＯＮ対応の５つのＯＮＵ（ＯＮＵ４１２からＯＮＵ４１６）が光カプラ４１７を介して１０Ｇ−ＥＰＯＮ対応のＯＬＴ４１８に接続され、さらに１０ＧｂｐｓのＩＦ（１０Ｇ−ＩＦ（インターフェース））を介して上位通信装置４１９に接続されている。ＯＬＴ４１８は、ＯＮＵ４１２からＯＮＵ４１６の５つのＯＮＵのそれぞれの送信時間を等間隔に分割して割り当てるので、各ＯＮＵの通信帯域は１０Ｇｂｐｓ／５台＝２Ｇｂｐｓ／台となる。そして、ＯＬＴ４１８から上位通信装置４１９へは、５台のＯＮＵの送信データをまとめて２Ｇｂｐｓ×５台＝１０Ｇｂｐｓの通信帯域のデータを送信する。そして、同様のＯＬＴを複数台収容する上位通信装置４１９は、さらに上位のネットワークに接続する複数の出力方路（１０Ｇや１００Ｇのインターフェース）を有しており、例えばＯＬＴ４１８から上位通信装置４１９へ送られてくる１０Ｇｂｐｓの通信帯域のデータは例えば１０Ｇｂｐｓの出力方路にそのまま出力されるので、上位通信装置４１９からさらに上位のネットワークに接続する出力方路の通信帯域を１００％有効利用することができる。

ところが、複数の通信速度のＯＮＵが混在する場合のＥＰＯＮシステムの場合は、上位通信装置４１９への通信帯域が有効に利用されないという問題が生じる。例えば図１０に示した通信システム４２０のＰＯＮシステム４２１では、上りの通信速度が１ＧｂｐｓのＯＮＵ４２２，４２３，４２４および４２５と、上りの通信速度が１０ＧｂｐｓのＯＮＵ４２６とが混在している。これらの１Ｇｂｐｓと１０Ｇｂｐｓの２つの通信速度の上り信号が図９のＰＯＮシステム４１１の場合と同様に光カプラ４１７を介して１０Ｇ−ＥＰＯＮ対応のＯＬＴ４１８に接続され、さらに１０ＧｂｐｓのＩＦを介して上位通信装置４１９に接続されている。ここで、図９と同符号のものは同じものを示す。また、図１０のＰＯＮシステム４２１においても、ＯＬＴ４１８は、ＯＮＵ４２２からＯＮＵ４２６の５つのＯＮＵに対して等間隔の送信時間を割り当てるので、通信速度が同じ場合は各ＯＮＵの上りの通信帯域は１／５になる。例えば、ＯＮＵ４２２からＯＮＵ４２５は１Ｇｂｐｓの通信速度なので、その１／５の送信時間の場合は２００Ｍｂｐｓの通信帯域となる。一方、ＯＮＵ４２６は１０Ｇｂｐｓの通信速度なので、その１／５の通信時間の場合は２Ｇｂｐｓの通信帯域となる。この結果、光カプラ４１７を介してＯＬＴ４１８に集約される５台のＯＮＵからの上り信号は２．８Ｇｂｐｓとなり、ＯＬＴ４１８から上位通信装置４１９へは２．８Ｇｂｐｓのデータが送信される。そして、同様のＯＬＴを複数台収容する上位通信装置４１９は、さらに上位のネットワークに接続する複数の出力方路のいずれかにＯＬＴ４１８から送られてくる２．８Ｇｂｐｓの通信帯域のデータをそのまま出力する。つまり、例えば１０Ｇｂｐｓの通信帯域の出力方路に２．８Ｇｂｐｓの通信帯域のデータ出力することになるので、上位通信装置４１９からさらに上位のネットワークに接続する出力方路の通信帯域が有効利用されないという問題が生じる。

このように、複数の通信速度が混在するＰＯＮシステムを有する通信システムの場合、上位のネットワークの通信帯域が有効に利用されないという問題があった。

本発明の目的は、複数の通信速度が混在するＰＯＮシステムを有する通信システムの場合でも、上位のネットワークの通信帯域を有効に利用することが可能な通信システム，局側装置および上位通信装置並びに帯域制御方法を提供することである。

本発明に係る通信システムは、上位のネットワークに接続する上位通信装置と、前記上位通信装置に接続される複数の局側装置と、前記局側装置に収容される複数の加入者側装置とで構成される通信システムであって、前記局側装置と前記複数の加入者側装置との間で複数の通信速度が混在するＰＯＮシステムを構成する通信システムにおいて、前記局側装置は、前記複数の加入者側装置を接続するＰＯＮインターフェースと、前記上位通信装置に接続する上位網インターフェースと、前記複数の加入者側装置から前記局側装置にデータを送信するデータ送出時間の割り当てを行う上り信号時間割当部と、前記ＰＯＮインターフェースを介して前記各加入者側装置と通信するＰＯＮ区間の上り方向の各使用帯域を前記上り信号時間割当部の割当時間と前記各加入者側装置の通信速度から求め、前記上位通信装置との間の通信に必要な合計の使用帯域を算出する使用帯域算出部と、前記使用帯域算出部が求めた前記使用帯域情報を前記上位網インターフェースを介して前記上位通信装置に通知する帯域情報通知部とを設け、前記上位通信装置は、前記複数の局側装置の前記帯域通知部からそれぞれ通知される前記使用帯域情報を受信する帯域情報受信部と、前記帯域情報受信部で受信した前記複数の局側装置の前記使用帯域情報から上位のネットワークへ送信する際の出力方路を決定する出力方路決定部とを設けたことを特徴とする。

また、好ましくは、前記出力方路決定部は、前記使用帯域情報を基にして、上位のネットワークへの出力方路の通信帯域の使用割合が最大となるように前記複数の局側装置の上り方向の通信帯域の組み合わせを決定することを特徴とする。

本発明に係る通信システムの局側装置は、上位のネットワークに接続する上位通信装置と、前記上位通信装置に接続される複数の局側装置と、前記局側装置に収容される複数の加入者側装置とで構成される通信システムであって、前記局側装置と前記複数の加入者側装置との間で複数の通信速度が混在するＰＯＮシステムを構成する通信システムの前記局側装置において、前記複数の加入者側装置を接続するＰＯＮインターフェースと、前記上位通信装置に接続する上位網インターフェースと、前記複数の加入者側装置から前記局側装置にデータを送信するデータ送出時間の割り当てを行う上り信号時間割当部と、前記ＰＯＮインターフェースを介して前記各加入者側装置と通信するＰＯＮ区間の上り方向の各使用帯域を前記上り信号時間割当部の割当時間と前記各加入者側装置の通信速度から求め、前記上位通信装置との間の通信に必要な合計の使用帯域を算出する使用帯域算出部と、前記使用帯域算出部が求めた前記使用帯域情報を前記上位網インターフェースを介して前記上位通信装置に通知する帯域情報通知部とを有することを特徴とする。

本発明に係る通信システムの上位通信装置は、上位のネットワークに接続する上位通信装置と、前記上位通信装置に接続される複数の局側装置と、前記局側装置に収容される複数の加入者側装置とで構成される通信システムであって、前記局側装置と前記複数の加入者側装置との間で複数の通信速度が混在するＰＯＮシステムを構成する通信システムの前記上位通信装置において、前記複数の局側装置の前記帯域通知部からそれぞれ通知される前記使用帯域情報を受信する帯域情報受信部と、前記帯域情報受信部で受信した前記複数の局側装置の前記使用帯域情報から上位のネットワークへ送信する際の出力方路を決定する出力方路決定部とを有することを特徴とする。

本発明に係る通信システムの帯域制御方法は、上位のネットワークに接続する上位通信装置と、前記上位通信装置に接続される複数の局側装置と、前記局側装置に収容される複数の加入者側装置とで構成される通信システムに用いられ、前記局側装置と前記複数の加入者側装置との間で複数の通信速度が混在するＰＯＮ（ＰａｓｓｉｖｅＯｐｔｉｃａｌＮｅｔｗｏｒｋ）システムを構成する通信システムの帯域制御方法において、前記局側装置では、前記複数の加入者側装置から前記局側装置にデータを送信するデータ送出時間の割り当てを行う上り信号時間割当手順と、前記複数の加入者側装置を接続するＰＯＮインターフェースを介して前記各加入者側装置と通信するＰＯＮ区間の上り方向の各使用帯域を前記上り信号時間割当手順で割り当てた割当時間と前記各加入者側装置の通信速度から求め、前記上位通信装置との間の通信に必要な合計の使用帯域を算出する使用帯域算出手順と、前記使用帯域算出手順で求めた前記使用帯域情報を前記上位通信装置に接続する上位網インターフェースを介して前記上位通信装置に通知する帯域情報通知手順とを実行し、前記上位通信装置では、前記複数の局側装置の前記帯域通知部からそれぞれ通知される前記使用帯域情報を受信する帯域情報受信手順と、前記帯域情報受信手順で受信した前記複数の局側装置の前記使用帯域情報から上位のネットワークへ送信する際の出力方路を決定する出力方路決定手順とを実行することを特徴とする。

また、好ましくは、前記出力方路決定手順は、前記使用帯域情報を基にして、上位のネットワークへの出力方路の通信帯域の使用割合が最大となるように前記複数の局側装置の上り方向の通信帯域の組み合わせを決定することを特徴とする。

本発明に係る通信システム，局側装置および上位通信装置並びに帯域制御方法は、複数の通信速度が混在するＰＯＮシステムを有する通信システムの場合でも、ＯＬＴから上位通信装置に帯域情報を送信して上位のネットワークへの出力方路を制御するので、上位のネットワークの通信帯域を有効に利用することができる。この結果、現在の光ファイバ網を効率よく使用することができるので、新たな光ファイバケーブルを増設をできるだけ抑えることができるので、通信システムのコストダウンを図ることができる。特に、ＯＬＴより上位網での新たな高速網の新設を最小限に抑えることが可能となる。

第１の実施形態に係る通信システム１００の構成を示す図である。第１の実施形態に係る通信システム１００のＯＬＴ１０７のブロック図である。第１の実施形態に係る通信システム１００の上位通信装置１０８の出力方路決定部を説明する図である。第２の実施形態に係る通信システム２００の構成を示す図である。第２の実施形態に係る通信システム２００の実例を示す図である。第３の実施形態に係る通信システム３００の構成を示す図である。第４の実施形態に係る通信システム３５０の構成を示す図である。一般的なＰＯＮシステム４０１の構成を示す図である。従来の通信システム４１０を示す図である。従来の通信システム４２０を示す図である。

以下、本発明に係る通信システム，局側装置および上位通信装置並びに帯域制御方法の第１の実施形態について図面を用いて詳しく説明する。

図１は、第１の実施形態に係る通信システム１００の構成を示す図である。図１において、ＰＯＮシステム１０１は、上りの通信速度が１ＧｂｐｓのＯＮＵ１０２および１０３と、上りの通信速度が１０ＧｂｐｓのＯＮＵ１０４および１０５とが混在している。そして、これらの１Ｇｂｐｓと１０Ｇｂｐｓの２つの通信速度の上り信号が光カプラ１０６を介して１０Ｇ−ＥＰＯＮ対応のＯＬＴ１０７に接続され、さらに１０ＧｂｐｓのＩＦを介して上位通信装置１０８に接続されている。ここで、ＰＯＮシステム１０１において、従来の技術で説明したように、ＯＬＴ１０７はＯＮＵ１０２からＯＮＵ１０５の４つのＯＮＵに対して等間隔の送信時間を割り当てるので、各ＯＮＵの上りの通信帯域は通信速度の１／４になる。例えば、ＯＮＵ１０２および１０３は１Ｇｂｐｓの通信速度なので２５０Ｍｂｐｓの通信帯域となる。一方、ＯＮＵ１０４および１０５は１０Ｇｂｐｓの通信速度なので２．５Ｇｂｐｓの通信帯域となる。ここで、本実施形態では、ＯＬＴ１０７は上位通信装置１０８に送信するデータの使用帯域を算出する（使用帯域算出部１５２）。そして、算出した使用帯域の情報を上位通信装置１０８に通知する（帯域情報通知部１５３）。例えば、図１の場合は、ＯＬＴ１０７から上位通信装置１０８に送信するデータの使用帯域は、光カプラ１０６を介してＯＬＴ１０７に集約される４台のＯＮＵからの合計の上り信号の通信帯域の５．５Ｇｂｐｓとなる。

一方、上位通信装置１０８は、ＯＬＴ１０７の帯域情報通知部１５３から送られてきた使用帯域情報や配下に収容するその他の同様のＯＬＴから送られてくる使用帯域情報を受信して（帯域情報受信部１５４）、受信した帯域情報から出力方路を決定する（出力方路決定部１５５）。例えば、図１の場合は、ＯＬＴ１０７から送られてきた帯域情報が５．５Ｇｂｐｓで、その他のＯＬＴ１２７およびＯＬＴ１３７から送られてきた帯域情報がそれぞれ２．８Ｇｂｐｓおよび１０Ｇｂｐｓであった場合、上位通信装置１０８の出力方路決定部１５５は、さらに上位のネットワークに接続する出力方路の帯域１０Ｇｂｐｓを最大限に利用できるような組み合わせを決定する。ＯＬＴ１３７の１０Ｇｂｐｓはそのまま１０Ｇｂｐｓの帯域の出力方路に出力するが、ＯＬＴ１０７の５．５ＧｂｐｓやＯＬＴ１２７の２．８Ｇｂｐｓのデータはそれぞれ１０Ｇｂｐｓの帯域の出力方路に出力すると、大きな未利用帯域が生じるので、ＯＬＴ１０７とＯＬＴ２０７の２つのデータを１つの１０Ｇｂｐｓの出力方路に時分割多重して出力する。この結果、１０Ｇｂｐｓの通信帯域のうち８．３Ｇｂｐｓを使用することができるので通信帯域の有効利用を図ることができる。

尚、上記の例では、分かり易いように、２．８Ｇｂｐｓと５．５Ｇｂｐｓと１０Ｇｂｐｓの３つの帯域で説明したが、さらに様々な通信帯域の複数台のＯＬＴが接続されている場合でも出力方路決定部１５５は同様に出力方路の通信帯域を最大限に利用できる組み合わせを選択することによって、出力方路を決めることができる。例えば、上位通信装置が２Ｇｂｐｓと４Ｇｂｐｓと６Ｇｂｐｓと８Ｇｂｐｓの通信帯域を有するＯＬＴを収容する場合、２Ｇｂｐｓと４Ｇｂｐｓ或いは２Ｇｂｐｓと６Ｇｂｐｓの組み合わせを選択せずに、できるだけ１０Ｇｂｐｓ出力方路の通信帯域を有効に利用できるように、４Ｇｂｐｓと６ＧｂｐｓのＯＬＴの組み合わせと、４Ｇｂｐｓと６ＧｂｐｓのＯＬＴの組み合わせに決定する。

ここで、図２の通信システム１００の上位通信装置１０８とその配下に接続される複数のＯＬＴを中心とした構成を図３に示す。尚、ＯＬＴ２０７およびＯＬＴ３０７は、図２で説明したＯＬＴ１０７と同じ構成になっており、上位通信装置１０８は、ＯＬＴ１０７，ＯＬＴ２０７およびＯＬＴ３０７のそれぞれから使用帯域情報が通知される。また、上位通信装置１０８は通常のネットワークスイッチなどに相当する通信装置で、下位のＯＬＴ側から送られてくるデータを上位のネットワークに送信し、上位のネットワークから送られてくるデータを宛先となるＯＬＴにルーティングする機能を有している。本実施形態の上位通信装置１０８は、特にＯＬＴ側から送られてくる帯域情報受信部１５４と出力方路決定部１５５とを有する。

帯域情報受信部１５４は、収容する各ＯＬＴから送られてくる使用帯域情報を受信して、出力方路決定部１５５に出力する。尚、帯域情報受信部１５４は、各ＯＬＴに対してポーリングして使用帯域情報を通知するように指示しても構わない。或いは、各ＯＬＴから使用帯域情報が送られてくるのを待つだけでも構わない。

出力方路決定部１５５は、帯域情報受信部１５４が受信した各ＯＬＴの使用帯域情報を集約して上位のネットワークへの出力方路を決定する。尚、出力方路の決定方法は、先に図１で説明した通り、出力方路の通信帯域を最大限に利用できるＯＬＴの上り信号の組み合わせを選択することによって、出力方路を決める。

尚、出力方路決定部１５５は、上位のネットワークに接続する出力方路の通信帯域情報や、各ＯＬＴから送られてくる使用帯域情報などを保持するレジスタを有する。また、これらのレジスタは定期的或いは変化があった時に適宜更新される。

次に、ＯＬＴ１０７の構成について図２を用いて詳しく説明する。図２において、ＯＬＴ１０７は、ＷＤＭ部（波長多重通信部）１６１と、光電気信号変換部１６２と、ＳＥＲＤＥＳ部１６３と、ＰＯＮ制御部１６４と、上位網ＩＦ（インターフェース）１６５と、制御系１６６と、電源部１６７とで構成される。

ＷＤＭ部１６１は、複数台のＯＮＵを接続するＰＯＮＩＦ（ＰＯＮインターフェース）を提供し、各ＯＮＵからＯＬＴ１０７への上り信号と、ＯＬＴ１０７から各ＯＮＵへの下り信号とで異なる波長を用いる波長多重で通信される。

光電気信号変換部１６２は、ＷＤＭ部１６１を介してＯＮＵ側から受信する光信号を電気信号に変換（Ｏ／Ｅ変換）すると共に、上位網側から送られてくる電気信号を所定波長の光信号に変換（Ｅ／Ｏ変換）してＯＮＵ側に送信する、いわゆる光トランシーバに相当する。

ＳＥＲＤＥＳ部１６３は、光電気信号変換部１６２から出力されるシリアルデータをパラレルデータに変換してＰＯＮ制御部１６４に出力し、逆にＰＯＮ制御部１６４から出力されるパラレルデータをシリアルデータに変換して光電気信号変換部１６２に出力する回路である。

ＰＯＮ制御部１６４は、本実施形態の特徴である上り信号時間割当部１５１と、使用帯域算出部１５２と、帯域通知部１５３とを有する。尚、これらの構成については後で詳しく説明する。

上位網ＩＦ１６５は、上位通信装置１０８などに接続するためのインターフェースである。

制御系１６６は、ＯＬＴ１０７全体の動作を制御し、動作パラメータなどを記憶する為の記憶部や電源ボタンなどの操作インターフェースを含む。また、電源部１６７は、ＯＬＴ１０７の各部に動作電源を供給する。

次に、ＰＯＮ制御部１６４の構成について詳しく説明する。上り信号時間割当部１５１は、配下のＯＬＴと通信を開始する際に行うトレーニング信号によって、接続されているＯＮＵの台数などを把握し、台数に応じて各ＯＮＵがＯＬＴ１０７側に送信するデータの送出タイミングをＳＥＲＤＥＳ部１６３，光電気信号変換部１６２およびＷＤＭ部１６１を介して各ＯＮＵに指示する。各ＯＮＵはＯＬＴ１０７から指示されたタイミングで上りデータを送信する。ここで、第１の実施形態では、接続されているＯＮＵの台数で送信時間を等分して割り当てるものとする。例えば、３台のＯＮＵであれば１／３の送信時間が各ＯＮＵに割り当てられ、６台のＯＮＵであれば１／６の送信時間が各ＯＮＵに割り当てられる。

使用帯域算出部１５２は、上り信号時間割当部１５１が各ＯＮＵに割り当てた時間と、各ＯＮＵの通信速度とに基づいて、先ず各ＯＮＵの通信帯域を求める。通信帯域の求め方は、先に説明した通り、ＯＮＵの通信速度が１Ｇｂｐｓで５台のＯＮＵが接続されている場合は、１／５の送信時間になるので通信帯域は２００Ｍｂｐｓとなる。尚、各ＯＮＵの通信速度は、ＯＬＴ１０７とのトレーニング時に得られるＯＮＵのＩＤやＯＮＵのクロック情報から知ることができる。このようにして、使用帯域算出部１５２は、各ＯＮＵの通信帯域を求め、配下にある全てのＯＮＵの通信帯域の合計を算出する。算出した合計の通信帯域は、上位通信装置１０８に送信するデータの通信帯域である。

帯域通知部１５３は、使用帯域算出部１５２が算出した合計の帯域情報を上位通信装置１０８に通知する。尚、上位通信装置１０８への通知は、予め定めた専用のフレームで送信するようにしても構わないし、上位通信装置１０８との間で専用のプロトコルを設けても構わない。また、帯域情報を通知するタイミングは、上位通信装置１０８からのポーリングによって行うようにしても構わないし、ＯＬＴ１０７から定期的に送信するようにしても構わない。或いは、通信開始時やＯＮＵの通信帯域に変化があった時にＯＬＴ１０７に送信するようにしても構わない。

このようにして、ＯＬＴ１０７は、通信速度の異なる複数のＯＮＵが配下に接続された場合に、それぞれのＯＮＵの上り信号の割当時間と通信速度から各ＯＮＵの通信帯域を求め、さらに各ＯＮＵの通信帯域を合計して上位通信装置１０８との間の通信に必要な使用帯域を算出し、算出した帯域情報を上位通信装置に通知することができる。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る通信システム２００について図４を用いて説明する。第１の実施形態では、ＯＬＴ１０７は配下のＯＮＵの使用帯域を集約して上位通信装置１０８に使用帯域を通知するようにしたが、本実施形態に係る通信システム２００は、複数のＰＯＮシステムを集約する集合型ＯＬＴ２０７を用いた構成になっている。

図４において、通信システム２００は、３つのＰＯＮシステムと、集合型ＯＬＴ２０７と、上位通信装置２０８とで構成される。集合型ＯＬＴ２０７が集約する３つのＰＯＮシステムは、上りの通信速度が１ＧｂｐｓのＯＮＵ２０１および２０２と１０ＧｂｐｓのＯＮＵ２０３とを収容するＰＯＮ処理部２０９とで構成するＰＯＮシステム２２１と、上りの通信速度が１ＧｂｐｓのＯＮＵ２０４と１０ＧｂｐｓのＯＮＵ２０５とを収容するＰＯＮ処理部２１０とで構成するＰＯＮシステム２２２と、上りの通信速度が１０ＧｂｐｓのＯＮＵ２０６を収容するＰＯＮ処理部２１１で構成するＰＯＮシステム２２３の３つである。

図４の集合型ＯＬＴ２０７は、３つのＰＯＮシステムを制御するＰＯＮ処理部２０９，ＰＯＮ処理部２１０およびＰＯＮ処理部２１１と、レベル２のルーティングを行うＬ２ＳＷ（Ｌ２スイッチ）２１２と、３つのＰＯＮシステムの上り信号の帯域を算出する使用帯域算出部１５２ａと、３つのＰＯＮシステムの上り信号を上位通信装置２０８へ送信する出力方路を決定する出力方路決定部１５５ａとで構成される。

図４において、ＰＯＮ処理部２０９，ＰＯＮ処理部２１０およびＰＯＮ処理部２１１は、図２のＯＬＴ１０７で説明したＷＤＭ１６１と、光電気信号変換部１６２と、ＳＥＲＤＥＳ部１６３の機能を含み、さらにＰＯＮ制御部１６４の上り信号時間割当部１５１の機能も含まれており、配下のＯＮＵに送信時間を割り当てを行う。そして、ＰＯＮ処理部２０９，ＰＯＮ処理部２１０およびＰＯＮ処理部２１１は、配下にある各ＯＮＵの上り信号の帯域を使用帯域算出部１５２ａに出力する。

使用帯域算出部１５２ａは、第１の実施形態の使用帯域算出部１５２と同様に動作し、ＰＯＮ処理部２０９，ＰＯＮ処理部２１０およびＰＯＮ処理部２１１から出力される各ＯＮＵの上り信号の帯域を集約して３つのＰＯＮシステムの上り信号の帯域を算出する。

出力方路決定部１５５ａは、第１の実施形態の出力方路決定部１５５と同様に動作し、使用帯域算出部１５２ａが算出した３つのＰＯＮシステムの上り信号の帯域に基づいて、上位通信装置２０８へ送信する出力方路を決定する。そして、決定した出力方路に３つのＰＯＮシステムの上り信号をそれぞれ振り分けるようＬ２ＳＷ２１２に指令する。

図４において、例えば使用帯域算出部１５２ａは、ＰＯＮシステム２２１の上り信号の通信帯域が３．６Ｇｂｐｓ、ＰＯＮシステム２２２の上り信号の通信帯域が５．５Ｇｂｐｓ、ＰＯＮシステム２２３の上り信号の通信帯域が１０Ｇｂｐｓであることを３つのＰＯＮシステムのＰＯＮ処理部２０９，ＰＯＮ処理部２１０およびＰＯＮ処理部２１１から出力される各ＯＮＵの上り信号の帯域から算出し、出力方路決定部１５５ａに出力する。そして、出力方路決定部１５５ａは、３．６Ｇｂｐｓと５．５Ｇｂｐｓと１０Ｇｂｐｓの３つの上り信号の通信帯域の組み合わせを計算し、上位通信装置２０８との間の１０Ｇｂｐｓの出力方路を有効に利用できる組み合わせを決定する。例えばＰＯＮシステム２２３の１０Ｇｂｐｓの上り信号はそのまま１０Ｇｂｐｓの１つの出力方路に割り当て、ＰＯＮシステム２２１および２２２の３．６Ｇｂｐｓと５．５Ｇｂｐｓの上り信号を時分割多重して９．１Ｇｂｐｓの通信帯域の上り信号として１０Ｇｂｐｓの１つの出力方路を割り当てる。

このようにして、複数の通信速度が混在する複数のＰＯＮシステムを統合する集合型ＯＬＴ２０７を有する通信システム２００の場合でも、集合型ＯＬＴ２０７で各ＰＯＮシステムの上り信号の通信帯域を算出して、その帯域情報から上位通信装置２０８に出力する最適な出力方路を決定するので、上位のネットワークの通信帯域を有効に利用することができる。

ここで、本実施形態に係る通信システム２００の実用例の通信システム２００ａの構成を図５に示す。図５において、図４で説明した集合型ＯＬＴ２０７と上位通信装置２０８は同じものである。集合型ＯＬＴ２０７は、ＰＯＮシステム２５１とＰＯＮシステム２５２の２つのＰＯＮシステムが集約される。ＰＯＮシステム２５１は、１０Ｇ−ＥＰＯＮに対応するＯＮＵ２４１と、ＧＥ−ＰＯＮに対応するＯＮＵ２４２と、ＯＮＵ２４１とＯＮＵ２４２とを光カプラ２４３を介して収容するＯＬＴ２４４とで構成される。ＰＯＮシステム２５２は、ＧＥ−ＰＯＮに対応するＯＮＵ２４５およびＯＮＵ２４６と、ＯＮＵ２４５およびＯＮＵ２４６とを光カプラ２４７を介して収容するＯＬＴ２４８とで構成される。そして、集合型ＯＬＴ２０７は図４で説明したように、集約スイッチに相当する上位通信装置２０８にリンクアグリゲーションで接続される。リンクアグリゲーションは、例えば１Ｇｂｐｓの帯域の伝送路を複数本まとめて論理的な１つの出力方路と見なすことができ、論理的にまとめる本数を可変することで、冗長性のある通信帯域を実現することができる。この結果、集合型ＯＬＴ２０７から上位通信装置２０８に送信する際に、集合型ＯＬＴ２０７の配下にあるＰＯＮシステムの通信帯域に応じた出力方路を決めることができる。例えば、先の説明では、上位への出力方路の通信帯域が１０Ｇｂｐｓや１００Ｇｂｐｓなどの固定帯域であったので、例えば配下のＯＬＴの通信帯域を組み合わせてできるだけ１０Ｇｂｐｓに近くなるように出力方路を決定するようにしたが、図５のリンクアグリゲーションの場合は、集合型ＯＬＴ２０７から上位通信装置２０８に送信する際の出力方路の通信帯域を５Ｇｂｐｓや８Ｇｂｐｓなどに合わせることも可能となり、より一層、上位のネットワークに接続する通信帯域を有効に利用することができる。

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態に係る通信システム３００について図６を用いて説明する。他の実施形態では、ＯＬＴは配下のＯＮＵに送信時間を等分して割り当てるようにしたが、本実施形態では、ＯＮＵの通信速度に応じて異なる送信時間を割り当てるようにした例である。尚、本実施形態のＯＬＴ１０７ａは、第１の実施形態の図２のＯＬＴ１０７の構成において、上り信号時間割当部１５１の動作が異なり、それ以外の機能はＯＬＴ１０７と全く同じである。

図６において、通信システム３００は、ＯＬＴ４１８の代わりにＯＬＴ１０７ａが、上位通信装置４１９の代わりに上位通信装置１０８が配置される以外は、従来の技術で説明した図１０の通信システム４２０と同じ構成である。図１０の場合は、ＯＮＵ４２２からＯＮＵ４２６の５台のＯＮＵにそれぞれの通信速度に関係なく等分の送信時間がＯＬＴ４１８によって割り当てられたが、本実施形態のＯＬＴ１０７ａの上り信号時間割当部１５１は、配下のＯＮＵの通信速度に応じて異なる送信時間をそれぞれのＯＮＵに割り当てる。図６において、ＯＮＵ４２２からＯＮＵ４２５の４台のＯＮＵの上り信号の通信速度は１Ｇｂｐｓで、ＯＮＵ４２６の上り信号の通信速度は１０Ｇｂｐｓなので、ＯＮＵ４２２からＯＮＵ４２５の４台のＯＮＵとＯＮＵ４２６とに異なる送信時間を割り当てる。送信時間の割り当て方法の一例として、４台のＯＮＵの合計の通信速度４Ｇｂｐｓは上位への通信帯域１０Ｇｂｐｓの４０％に相当するので、全送信時間の４０％の送信時間をＯＮＵ４２２からＯＮＵ４２５の４台のＯＮＵに割り当てる。ＯＮＵ４２２からＯＮＵ４２５の各ＯＮＵに対して１０％の送信時間が割り当てられることになり、各ＯＮＵの通信帯域は通信速度１Ｇｂｐｓの１／１０の１０Ｍｂｐｓとなる。一方、ＯＮＵ４２６の上り信号の通信速度は１０Ｇｂｐｓなので、残りの６０％の送信時間が割り当てられることになり、ＯＮＵ４２６の通信帯域は、通信速度１０Ｇｂｐｓの６／１０の６Ｇｂｐｓとなる。この結果、上位通信装置１０８に出力する通信帯域は６．４Ｇｂｐｓとなる。図１０に示した従来の通信システム４２０の場合はＯＬＴ４１８から上位通信装置４１９に出力する通信帯域は２．８Ｇｂｐｓであったのに対して、図６の本実施形態の場合は上位通信装置１０８への通信帯域の利用効率を約２．３倍に高めることができる。

さらに、本実施形態に係る通信システム３００は、第１の実施形態で説明した通信システム１００と同様に、ＯＬＴ１０７ａは配下の各ＯＮＵの通信帯域を求めて上りの通信帯域を上位通信装置１０８に通知し、上位通信装置１０８はＯＬＴ１０７ａから通知された帯域情報から上位のネットワークに送信する出力方路を決定するので、さらに通信帯域の有効利用を図ることができる。

（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態に係る通信システム３５０について図７を用いて説明する。本実施形態では、ＰＯＮシステムが２段階に配置された通信システム３５０への適用例である。例えば、通信システム３５０では、従来の通信速度の遅い１ＧｂｐｓのＰＯＮシステム３６０を高速の１０ＧｂｐｓのＰＯＮシステム３６１に取り込むことができる。尚、図７において、図１と同符号のＯＬＴ１０７と上位通信装置１０８は同じものである。

図７において、１ＧｂｐｓのＧＥ−ＰＯＮのＰＯＮシステム３６０を構成するＯＮＵ３５１および３５２は光カプラ３５３を介して本実施形態の特徴であるＯＬＴ３５４に収容される。ここで、ＯＬＴ３５４は、１ＧｂｐｓのＰＯＮシステム３６０を構成するＯＮＵ３５１および３５２を収容するＯＬＴ３５５と、さらに１０ＧｂｐｓのＰＯＮシステム３６１の１つのＯＮＵを構成するＯＮＵ３５６とで構成される。従って、ＯＬＴ３５４は、上位側から見れば１つのＯＮＵとして動作し、下位側から見れば１つのＯＬＴとして動作する。

一方、１０ＧｂｐｓのＰＯＮシステム３６１において、ＯＬＴ３５６に含まれるＯＮＵ３５６の他に、ＯＮＵ３５７と、ＯＮＵ３５８と、ＯＮＵ３５９とが光カプラ３６０を介してＯＬＴ１０７に収容されている。そして、ＯＬＴ１０７は図１と同様に上位通信装置１０８に接続されている。従って、ＯＬＴ１０７と上位通信装置１０８との間は、第１の実施形態と同様に動作し、ＯＬＴ１０７は配下の各ＯＮＵの通信帯域を求めて上りの通信帯域を上位通信装置１０８に通知し、上位通信装置１０８はＯＬＴ１０７から通知された帯域情報から上位のネットワークに送信する出力方路を決定するので、さらに上位の通信帯域を有効に利用することができる。

このように、本実施形態に係る通信システム３５０は、従来の通信速度の遅い１ＧｂｐｓのＰＯＮシステム３６０を高速の１０ＧｂｐｓのＰＯＮシステム３６１に取り込むことができ、さらに上位のネットワークに接続する通信帯域を有効に利用することができる。

以上、各実施形態で説明してきたように、本発明に係る通信システム，局側装置および上位通信装置並びに帯域制御方法は、複数の通信速度が混在するＰＯＮシステムを有する通信システムの場合でも、ＯＬＴから上位通信装置に帯域情報を送信して上位のネットワークへの出力方路を制御するので、ＯＬＴより上位網での通信帯域を有効に利用することができる。この結果、現在の光ファイバ網を効率よく使用することができるので、新たな光ファイバケーブルを増設をできるだけ抑えることができるので、通信システムのコストダウンを図ることができる。特に、ＯＬＴより上位網での新たな高速網の新設を最小限に抑えることが可能となる。

１００，２００，２００ａ，３００，３５０，４１０，４２０・・・通信システム
１０１，２２１〜２２３，２５１，２５２，３６０，３６１，４０１，４１１，４２１・・・ＰＯＮシステム
１０２〜１０５，２０１〜２０６，２４１〜２４６，３５１，３５２，３５６〜３５９，４０２〜４０４，４１２〜４１６，４２２〜４２６・・・ＯＮＵ
１０７，１０７ａ，１２７，１３７，２０７，３０７，２４４，２４８，３５４，３５５，４０６，４１８・・・ＯＬＴ
１０６，２４３，２４７，３５３，３６０，４０５，４１７・・・光カプラ
１０８，２０８，４１９・・・上位通信装置
１５１・・・上り信号時間割当部
１５２，１５２ａ・・・使用帯域算出部
１５３・・・帯域情報通知部
１５４・・・帯域情報受信部
１５５，１５５ａ・・・出力方路決定部
１６１・・・ＷＤＭ部
１６２・・・光電気信号変換部
１６３・・・ＳＥＲＤＥＳ部
１６４，２０９〜２１１・・・ＰＯＮ処理部
１６５・・・上位網ＩＦ
１６６・・・制御系
１６７・・・電源部
２０７・・・集合型ＯＬＴ
２１２・・・Ｌ２ＳＷ

Claims

上位のネットワークに接続する上位通信装置と、前記上位通信装置に接続される複数の局側装置と、前記局側装置に収容される複数の加入者側装置とで構成される通信システムであって、前記局側装置と前記複数の加入者側装置との間で複数の通信速度が混在するＰＯＮシステムを構成する通信システムにおいて、
前記局側装置は、
前記複数の加入者側装置を接続するＰＯＮインターフェースと、
前記上位通信装置に接続する上位網インターフェースと、
前記複数の加入者側装置から前記局側装置にデータを送信するデータ送出時間の割り当てを行う上り信号時間割当部と、
前記ＰＯＮインターフェースを介して前記各加入者側装置と通信するＰＯＮ区間の上り方向の各使用帯域を前記上り信号時間割当部の割当時間と前記各加入者側装置の通信速度から求め、前記上位通信装置との間の通信に必要な合計の使用帯域を算出する使用帯域算出部と、
前記使用帯域算出部が求めた前記使用帯域情報を前記上位網インターフェースを介して前記上位通信装置に通知する帯域情報通知部と
を設け、
前記上位通信装置は、
前記複数の局側装置の前記帯域通知部からそれぞれ通知される前記使用帯域情報を受信する帯域情報受信部と、
前記帯域情報受信部で受信した前記複数の局側装置の前記使用帯域情報から上位のネットワークへ送信する際の出力方路を決定する出力方路決定部と
を設けた
ことを特徴とする通信システム。
請求項１に記載の通信システムにおいて、
前記出力方路決定部は、前記使用帯域情報を基にして、上位のネットワークへの出力方路の通信帯域の使用割合が最大となるように前記複数の局側装置の上り方向の通信帯域の組み合わせを決定する
ことを特徴とする通信システム。
上位のネットワークに接続する上位通信装置と、前記上位通信装置に接続される複数の局側装置と、前記局側装置に収容される複数の加入者側装置とで構成される通信システムであって、前記局側装置と前記複数の加入者側装置との間で複数の通信速度が混在するＰＯＮシステムを構成する通信システムの前記局側装置において、
前記複数の加入者側装置を接続するＰＯＮインターフェースと、
前記上位通信装置に接続する上位網インターフェースと、
前記複数の加入者側装置から前記局側装置にデータを送信するデータ送出時間の割り当てを行う上り信号時間割当部と、
前記ＰＯＮインターフェースを介して前記各加入者側装置と通信するＰＯＮ区間の上り方向の各使用帯域を前記上り信号時間割当部の割当時間と前記各加入者側装置の通信速度から求め、前記上位通信装置との間の通信に必要な合計の使用帯域を算出する使用帯域算出部と、
前記使用帯域算出部が求めた前記使用帯域情報を前記上位網インターフェースを介して前記上位通信装置に通知する帯域情報通知部と
を有することを特徴とする通信システムの局側装置。
上位のネットワークに接続する上位通信装置と、前記上位通信装置に接続される複数の局側装置と、前記局側装置に収容される複数の加入者側装置とで構成される通信システムであって、前記局側装置と前記複数の加入者側装置との間で複数の通信速度が混在するＰＯＮシステムを構成する通信システムの前記上位通信装置において、
前記複数の局側装置の前記帯域通知部からそれぞれ通知される前記使用帯域情報を受信する帯域情報受信部と、
前記帯域情報受信部で受信した前記複数の局側装置の前記使用帯域情報から上位のネットワークへ送信する際の出力方路を決定する出力方路決定部と
を有することを特徴とする通信システムの上位通信装置。
請求項４に記載の通信システムの上位通信装置において、
前記出力方路決定部は、前記使用帯域情報を基にして、上位のネットワークへの出力方路の通信帯域の使用割合が最大となるように前記複数の局側装置の上り方向の通信帯域の組み合わせを決定する
ことを特徴とする通信システムの上位通信装置。
上位のネットワークに接続する上位通信装置と、前記上位通信装置に接続される複数の局側装置と、前記局側装置に収容される複数の加入者側装置とで構成される通信システムに用いられ、前記局側装置と前記複数の加入者側装置との間で複数の通信速度が混在するＰＯＮ（ＰａｓｓｉｖｅＯｐｔｉｃａｌＮｅｔｗｏｒｋ）システムを構成する通信システムの帯域制御方法において、
前記局側装置では、
前記複数の加入者側装置から前記局側装置にデータを送信するデータ送出時間の割り当てを行う上り信号時間割当手順と、
前記複数の加入者側装置を接続するＰＯＮインターフェースを介して前記各加入者側装置と通信するＰＯＮ区間の上り方向の各使用帯域を前記上り信号時間割当手順で割り当てた割当時間と前記各加入者側装置の通信速度から求め、前記上位通信装置との間の通信に必要な合計の使用帯域を算出する使用帯域算出手順と、
前記使用帯域算出手順で求めた前記使用帯域情報を前記上位通信装置に接続する上位網インターフェースを介して前記上位通信装置に通知する帯域情報通知手順と
を実行し、
前記上位通信装置では、
前記複数の局側装置の前記帯域通知部からそれぞれ通知される前記使用帯域情報を受信する帯域情報受信手順と、
前記帯域情報受信手順で受信した前記複数の局側装置の前記使用帯域情報から上位のネットワークへ送信する際の出力方路を決定する出力方路決定手順と
を実行する
ことを特徴とする通信システムの帯域制御方法。
請求項６に記載の通信システムの帯域制御方法において、
前記出力方路決定手順は、前記使用帯域情報を基にして、上位のネットワークへの出力方路の通信帯域の使用割合が最大となるように前記複数の局側装置の上り方向の通信帯域の組み合わせを決定する
ことを特徴とする通信システムの帯域制御方法。