JP5487139B2 - 帯域割当方法及び受動光通信網システム - Google Patents

Description

本発明は、受動光通信網における上り通信の通信時間（帯域）を動的に割り当てる帯域割当方法およびこれを実施した受動光通信網システムに関するものである。

ＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ：受動光通信網）は、通信事業者局に設置されるＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ：光端局装置）と、ユーザ宅に設置されるＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ：光加入者装置）とからなるＦＴＴＨ（Ｆｉｂｅｒ Ｔｏ Ｔｈｅ Ｈｏｍｅ）の一形態である。ＰＯＮは、ＯＬＴと複数のＯＮＵとを、光ファイバや受動光スプリッタ等の光伝送路を介して接続した光ネットワークであり、その経済的優位性により、広く利用されている。

ＯＬＴとＯＮＵとがイーサネット（登録商標）フレームにより通信を行うＥＰＯＮ（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標） ＰＯＮ）の中で、伝送速度が１ＧｂｐｓであるＧＥ−ＰＯＮ（Ｇｉｇａｂｉｔ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標） ＰＯＮ）は、高速かつ安価なＦＴＴＨサービスを提供することができるため、特に国内では広く用いられている。また、最近では、伝送速度を１０Ｇｂｐｓに高速化した１０Ｇ−ＥＰＯＮの標準仕様が検討されている。１０Ｇ−ＥＰＯＮの標準仕様では、図１に示すように１０Ｇｂｐｓと１Ｇｂｐｓの異なる伝送速度のＯＮＵを、ＯＬＴに混在して接続することが考慮されている。

一般に、ＰＯＮにおいては、ＯＬＴからＯＮＵへの通信の方向を下り方向と呼び、これと反対方向を上り方向と呼ぶ。ＧＥ−ＰＯＮを始めとする多くのＰＯＮでは、上り方向の通信は時分割多元接続によって行われる。ＯＬＴにより、それぞれのＯＮＵの送信タイミングを制御することで、複数のＯＮＵがＯＬＴと時分割通信できるようにしている。

１０Ｇ−ＥＰＯＮの上り通信も同様に時分割多元接続により行われる。１０Ｇ−ＥＰＯＮでは、１台のＯＬＴに、上り伝送速度が異なる複数のＯＮＵが接続できる方式が検討されている。このとき、異なる速度のＯＮＵとの間であっても、時分割多元接続により上り通信を実現する。

上り方向の通信が時分割多元接続によって行われる多くのＰＯＮにおいて、効率的に上り帯域を使用するには、それぞれのＯＮＵに対して上り通信を許可する時間の長さを、通信の状況に応じて動的に変更することによる、動的帯域割当が重要である。ここで、帯域は、各ＯＮＵに対して送信許可量を算出し、その送信時間帯を排他的に確保することにより、割り当てられる。

ＥＰＯＮには、ＭＰＣＰ（Ｍｕｌｔｉ Ｐｏｉｎｔ−Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）と呼ばれる、複数のＯＮＵの送信タイミングを制御するプロトコルが定められている。ＯＬＴはＭＰＣＰを用いて動的帯域割当を実行する。

ＯＮＵは、上りの送信要求量をＯＬＴに通知するための送信要求信号（ＲＥＰＯＲＴ）をＯＬＴに送信する。図２（ＲＥＰＯＲＴフォーマット）にＩＥＥＥ８０２．３ａｈおよびＩＥＥＥ８０２．３ａｖにて規定されているＲＥＰＯＲＴのフォーマットを示す。ＲＥＰＯＲＴは、１つのフレームの中に複数のＱｕｅｕｅ Ｓｅｔ（以下、ＱＳ）を持ち、複数の送信要求量をＯＬＴに通知することができる。１つのＱｕｅｕｅ Ｓｅｔの中には、さらに複数の優先度キュー毎の蓄積量（Ｑｕｅｕｅ Ｒｅｐｏｒｔ：以下、ＱＲ）を記載することができる。ＯＮＵは上りのバッファ蓄積量を基に送信要求量（ＱＳおよびＱＲ）を算出する。

ＯＬＴは、ＲＥＰＯＲＴを受信し、そこに記載された送信要求量を参照し、ＯＮＵごとに送信を許可する量と送信開始時刻とを算出し、これらを送信許可信号（ＧＡＴＥ）に記載して各ＯＮＵに送信する。その際、それぞれのＯＮＵの送信信号が時間的に重複しないように制御する。ＯＮＵは受信したＧＡＴＥに従い、指定された送信開始時刻から送信を開始し、上りバッファに蓄積していた信号を、指定された送信許可量の時間だけ送信する。

動的帯域割当の方法は、ＰＯＮシステムの性能を決定する上で重要である。ＰＯＮシステムの性能は、帯域利用効率や、遅延時間などを指標に評価することができる。動的帯域割当においては、高い帯域利用効率を保ちつつ、低遅延でデータを送信することが重要である。

ＰＯＮシステムにおいては、上り帯域利用効率が高い方が、高性能であるといえる。

高い帯域利用効率を実現するためには、ＯＮＵがＯＬＴから割り当てられた送信許可量の中で、上りバッファに蓄積している上りデータフレームをどのような上り送信優先順位に従って送信するかという前提を、ＯＮＵとＯＬＴとで一致させることが必要である。

ＯＮＵが上りデータフレームを送信する際の上り送信優先順位について、ここでは複数の方法を説明する。まず、ＯＮＵが前周期でＲＥＰＯＲＴによりバッファ蓄積量を通知済のフレームを優先的に送信するか、または、指定された送信タイミングにおいて完全優先によって送信するか、という２種類の方法がある。前者をＲＥＰＯＲＴ済フレームの優先あり、後者をＲＥＰＯＲＴ済フレームの優先なしとする。ＲＥＰＯＲＴ済フレームの優先について図２１を用いて説明する。一例としてここではＯＮＵは４つの優先キューＱ３からＱ０（３１〜３４）はＯＮＵの優先度ごとの上りバッファを示す。優先度の高い順にＱ３（３１）、Ｑ２（３２）、Ｑ１（３３）、Ｑ０（３４）とする。ＯＮＵは時刻Ｔ１（３５）にＲＥＰＯＲＴにより、各キューの蓄積量（３１４）をＯＬＴに通知したとする。これを受けて、ＯＬＴはＧＡＴＥにより送信許可をする。ＯＮＵは時刻Ｔ２（３６）にＧＡＴＥを受信する。ＯＬＴが指定した送信開始時間はＴ４（３８）であったが、ＯＮＵ上りバッファには、時刻Ｔ４（３８）より前のＴ３（３７）に最高優先度のフレーム（３１５）を受信したとする。すると時刻Ｔ４（３８）において、ＲＥＰＯＲＴ済フレームの優先ありの場合は、３１１のように、送信時のバッファ内の状態に関わらずＲＥＰＯＲＴ済フレームを優先するのに対して、ＲＥＰＯＲＴ済フレームの優先なしの場合は、３１２のように、与えられた送信許可時間の中で完全優先を行う。

また、ＲＥＰＯＲＴ済フレームの優先ありの場合に、ＲＥＰＯＲＴされたＱＳに含まれるＱＲで要求したバッファ蓄積量の上り送信優先順位として、２種類の上り送信優先順位がある。ＱＳ内で高優先から低優先の順で送信し次のＱＳへ進むか、またはＱＳを横断的に高優先のＱＲから低優先のＱＲへ順に送信するか、という２種類の上り送信優先順位である。これをＱＳごとの優先とする。前者をＱＳごとの優先あり、後者をＱＳごとの優先なしとする。これらについて、ＱＳおよびＱＲはそれぞれ２つずつとした例を用いて説明する。ＱＳ１およびＱＳ２はそれぞれＱＲ０とＱＲ１を含むとする。優先度はＱＲ１の方が高いとする。このとき、ＱＳごとの優先ありの場合の送信優先順位はＱＳ１のＱＲ１、ＱＳ１のＱＲ０、ＱＳ２のＱＲ１、ＱＳ２のＱＲ０の順であるのに対し、ＱＳごとの優先なしの場合の送信優先順位はＱＳ１のＱＲ１、ＱＳ２のＱＲ１、ＱＳ１のＱＲ０、ＱＳ２のＱＲ０の順である。

ＯＮＵの上り送信優先順位は、前述のＲＥＰＯＲＴ済フレームの優先と、ＱＳごとの優先との組み合わせにより、３つに分類することができる。

動的帯域割当の方法として、ＯＮＵはＯＬＴにバッファ蓄積量または閾値以下のフレーム蓄積量を送信要求量としてＲＥＰＯＲＴにより通知し、ＯＬＴはＯＮＵからＲＥＰＯＲＴにより通知されたいずれかの送信要求量と一致させた送信許可量をＧＡＴＥにより通知する方法がある。

非特許文献１には、各ＯＮＵは送信要求量をＯＬＴに通知し、ＯＬＴは通知された送信要求量と一致した量の送信を許可することで、余剰帯域を無くし帯域利用効率を向上させる方法が開示されている。

Ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｄ ｐｏｌｌｉｎｇ ｗｉｔｈ ａｄａｐｔｉｖｅ ｃｙｃｌｅ ｔｉｍｅ（ＩＰＡＣＴ）：Ａ ｄｙｎａｍｉｃ ｂａｎｄｗｉｄｔｈ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｓｃｈｅｍｅ ｉｎ ａｎ ｏｐｔｉｃａｌ ａｃｃｅｓｓ ｎｅｔｗｏｒｋ（Ｇｌｅｎ Ｋｒａｍｅｒ他、Ｐｈｏｔｏｎｉｃ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ、ｖｏｌ．４、Ｎｏ．１、ｐｐ．８９−１０７、Ａｕｇ ２００２）

しかし、前述した従来の方法では、以下の２点が課題として挙げられる。

非特許文献１は、ＯＮＵの上り送信優先順位を判別または通知するステップを持たずに、ＯＬＴはそれを予め何れかに決定しておいた上で動的帯域割当を行うので、ＯＬＴとＯＮＵとでＯＮＵの上り送信優先順位の解釈が異なる場合、帯域利用効率が低下することがある。すなわち、課題１として、ＯＮＵの上り送信優先順位がＯＮＵとＯＬＴとで異なった場合に、複数の要求量から成る送信要求と、無駄なく送信するために必要な送信許可量との対応関係が、ＯＬＴとＯＮＵとで異なっているため、ＯＬＴが許可する送信許可量とＯＮＵの送信量とを一致させることができず、帯域利用効率が低下するという点がある。

また、引用文献１は、ＯＮＵの上り送信優先順位がＲＥＰＯＲＴ済フレームの優先なしである場合に、仮にＯＮＵの上り送信優先順位をＯＬＴが正確に解釈し、無駄の無いように送信許可量をＯＮＵに通知したとしてもトラヒック条件によっては低優先トラヒックの遅延時間が増大する。ここでのトラヒック条件とは、高優先のトラヒックが常に流れているような条件を示す。すなわち、課題２として、ＯＮＵがＲＥＰＯＲＴ済フレームの優先なしという上り送信優先順位を持つ場合に、ＯＮＵの上り送信優先順位をＯＬＴが正確に解釈して無駄の無いように送信許可量をＯＮＵに通知したとしても、トラヒック条件によっては低優先トラヒックの遅延時間が増大するという点がある。

そこで、前記課題を解決するために、本発明は、ＰＯＮの上り帯域を動的に割り当てるときに、高い帯域利用効率を維持し、且つ低遅延を実現する帯域割当方法及びこれを実施する受動光通信網システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る帯域割当方法は、ＯＮＵの上りバッファに蓄積されているデータを送信するための優先順位の解釈が、ＯＬＴとＯＮＵで異なる場合に、ＯＬＴ側で各ＯＮＵの解釈する優先順位を判別し、その結果に基づいて帯域を割り当てることとした。

具体的には、本発明に係る帯域割当方法は、光端局装置と複数の光加入者装置とが光伝送路を介して接続された受動光通信網において、各々の前記光加入者装置から前記光端局装置への通信帯域を動的に割り当てる帯域割当方法であって、前記光加入者装置毎の上りデータの送信優先順位に関わる上りデータ情報を保持し、前記光加入者装置から受信した送信要求メッセージが示す送信要求量及び前記上りデータ情報に基づき、前記光加入者装置へ認める送信許可量を算出するに際し、前記光加入者装置毎の前記送信要求量と、前記光加入者装置毎の過去の前記送信許可量と、前記光加入者装置が送信し、前記光端局装置が受信した通信データ量と、に基づき前記上りデータ情報が確定か又は未確定かを識別する識別手順を行うことを特徴とする。

本帯域割当方法は、ＯＬＴが上りデータ情報を保持し、ＯＮＵからの送信要求量と上りデータ情報とから、各ＯＮＵに認める送信許可量を算出する。ＯＮＵはこの送信許可量に基づいて上りデータを送信する。従って、本発明は、ＰＯＮの上り帯域を動的に割り当てるときに、高い帯域利用効率を維持し、且つ低遅延を実現する帯域割当方法及びこれを実施する受動光通信網システムを提供することができる。

ここで、本発明に係る帯域割当方法は、前記通信データ量が優先度毎であることを特徴とする。

本発明に係る帯域割当方法の前記送信要求メッセージは、Ｍ個（Ｍは１以上の自然数）のキューセットを含み、前記キューセットの各々はｍ個（ｍは２以上の自然数）のキューレポートを含み、前記送信要求量は、いずれかの前記キューレポートの値、もしくは２以上の前記キューレポートの値の和であって、前記送信要求メッセージはＭ個の送信要求量を含み、前記上りデータ情報は、方法甲又は方法乙であることを示す第一情報と、方法丙又は方法丁であることを示す第二情報と、を含むことを特徴とする。

ただし、
方法甲は、前記光加入者装置が各々の前記送信要求メッセージの送信要求量に含めたフレームを優先して送信する方法であり、
方法乙は、前記光加入者装置が各々の前記送信要求メッセージの送信要求量に含めたフレームを優先せずに、送信開始時点における完全優先により送信する方法であり、
方法丙は、前記光加入者装置が各々の前記送信要求メッセージの送信要求量に含めたフレームのうち、キューセットごとの送信優先順位に従って送信する方法のうち、各キューセットに含まれるキューレポートに該当するフレームを優先度に従って優先して送信する方法であり、
方法丁は、前記光加入者装置が各々の前記送信要求メッセージの送信要求量に含めたフレームのうち、キューレポートに該当するフレームを優先度に従って優先して送信する方法である。

本発明は、ＲＥＰＯＲＴ済フレームの優先のありかなしか、およびＲＥＰＯＲＴ済フレームの優先ありの場合に、ＱＳごとの優先ありなしかを、ＯＮＵがＯＬＴに通知するか、またはＯＬＴが監視したＯＮＵごとのＲＥＰＯＲＴ量、割当量、受信トラヒック量を基に判別し、その結果に基づき帯域を割り当てることで高い帯域利用効率かつ低遅延で帯域を割り当てることができる。

本発明に係る帯域割当方法の前記識別手順は、前記第一情報が前記方法甲であるか方法乙であるかを確定的に識別する第一確定ステップと、前記第一情報が前記方法甲であるか方法乙であるかを推測する第一推測ステップと、前記第一確定ステップでの識別又は前記第一推測ステップでの推測に基づき前記上りデータ情報の第一情報を更新する第一更新ステップと、前記第二情報が前記方法丙であるか方法丁であるかを確定的に識別する第二確定ステップと、前記第二情報が前記方法丙であるか方法丁であるかを推測する第二推測ステップと、前記第二確定ステップでの識別又は前記第二推測ステップでの推測に基づき前記上りデータ情報の第二情報を更新する第二更新ステップと、を有することを特徴とする。

本発明に係る帯域割当方法の前記識別手順で前記第一情報が方法乙であると識別された前記光加入者装置に対して、最大の送信要求量を超える送信許可量を割り当てることを特徴とする。優先度が低いＯＮＵからの上りデータの遅延を防止することができる。

本発明に係る帯域割当方法の前記識別手順で前記第一情報が方法乙であると識別された前記光加入者装置に対して、前記光加入者装置からの上りトラヒックのうち、前記光加入者装置からの前記送信要求メッセージ内の前記キューレポートの値がゼロより大きく、かつ前記送信要求メッセージに基づく前記送信許可量に対して前記光加入者装置からの送信データ量がゼロである前記上りトラヒックの有無を検出した場合、前記光加入者装置全ての送信要求量に基づいて、前記光加入者装置に、前記送信要求メッセージに含まれる前記送信要求量の総和を超える前記送信許可量を割り当てることを特徴とする。優先度が低いＯＮＵからの上りデータの遅延を防止することができる。

本発明に係る帯域割当方法は、前記光加入者装置に、前記送信要求メッセージに含まれる前記送信要求量の総和を超える前記送信許可量を割り当てる際に、前記上りトラヒックについて前記光加入者装置からの送信データ量がゼロである状態の継続時間も考慮することを特徴とする。

本発明に係る帯域割当方法は、前記光加入者装置に、前記送信要求メッセージに含まれる前記送信要求量の総和を超える前記送信許可量を割り当てる際に、前記上りトラヒックより優先度が高い上り高優先トラヒックの平均伝送レートも考慮することを特徴とする。

本発明に係る受動光通信網システムは、光端局装置と複数の光加入者装置とが光伝送路を介して接続された受動光通信網と、前記帯域割当方法で各々の前記光加入者装置から前記光端局装置への通信帯域を動的に割り当てる制御装置と、を備える。

本発明は、ＰＯＮの上り帯域を動的に割り当てるときに、高い帯域利用効率を維持し、且つ低遅延を実現する帯域割当方法及びこれを実施する受動光通信網システムを提供することができる。

受動通信網システムを説明する図である。 ＲＥＰＯＲＴフォーマットを説明する図である。 第一実施形態のＯＮＵ上り優先ポリシーを説明する図である。ＲＥＰＯＲＴ済フレームの優先の場合である。 第一実施形態のＲＥＰＯＲＴフォーマットを説明する図である。 第一実施形態のＯＮＵの上り送信バッファの状態を説明する図である。 第一実施形態のＯＮＵがＲＥＰＯＲＴにより通知したＱＳとそれに含まれるＱＲの値を説明する図である。 第一実施形態のＯＬＴの構成を説明する図である。 第一実施形態のＯＬＴが持つ識別テーブルを説明する図である。 第一実施形態の上り送信優先順位を識別する手順を説明する図である。 第一実施形態の上り送信優先順位を識別する手順を説明する図である。 第一実施形態の第１の識別の手順を説明する図である。 第一実施形態の上り送信制御シーケンスを説明する図である。 第一実施形態の第２の識別の手順を説明する図である。 第一実施形態の第３の識別の手順を説明する図である。 第一実施形態の第４の識別の手順を説明する図である。 第一実施形態の第５の識別の手順を説明する図である。 第一実施形態の送信許可の算出手順を説明する図である。 第二実施形態の第１の識別の手順を説明する図である。 第二実施形態の第３の識別の手順を説明する図である。 第二実施形態の第４の識別の手順を説明する図である。 ＯＮＵ上り優先ポリシーを説明する図である。ＲＥＰＯＲＴ済フレームの優先の場合である。 第二実施形態の第５の識別の手順を説明する図である。

本発明における対象のＰＯＮシステムは、上り方向の通信がＴＤＭ（時分割多元接続）で実現されるシステムとし、ＯＬＴには複数のＯＮＵが接続されていることとする。ＯＮＵは、ＯＬＴからの送信許可（送信許可量と送信タイミング）に従ってのみ上りデータを送信する。

以下、本発明を実施するのに最良の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、図中で同一の番号が付与されているものについては、同一の特徴を有するものとする。

（第一実施形態）
本発明における第一実施形態について説明する。本実施形態における受動光通信網の構成を図１に示す。ＯＬＴ１には、光通信路２を介して、複数のＯＮＵ（３−１〜３−４）が接続する。なお、ここでは４つのＯＮＵのみがＯＬＴ１に接続しているものとするが、本発明において、ＯＮＵの台数に制限は無い。他の実施例についても同様である。

下位ネットワーク（４−１〜４−４）は、それぞれ対応するＯＮＵ（３−１〜３−４）に接続し、ＯＬＴ１は上位ネットワーク５に接続している。下位ネットワーク４と上位ネットワーク５とは、ＯＬＴ１、光通信路２、ＯＮＵ３を介して情報の授受を行う。

ＯＬＴ１には複数のＯＮＵ３が接続しているため、ＯＮＵ３からＯＬＴ１へ向かう（上り方向）データ信号の送信は、ＯＬＴ１により制御される。具体的には、ＯＬＴ１はＯＮＵ３ごとに上り信号の送信許可を与え、ＯＮＵ３は与えられた送信許可に従い上りデータ信号を送信する。上りデータ信号は、可変長のイーサネット（登録商標）形式のフレームとして送信される。以後、上りデータフレームと記載する。

ＯＬＴ１はＩＥＥＥ８０２．３ａｈによりＭＰＣＰとして定義されたプロトコルを備え、与える送信許可は、ＯＮＵ３が上り送信を開始する上り送信時刻と、送信を許可された送信許可量とを含む。これらの送信許可に関わる情報は、ＧＡＴＥと呼ばれるフレーム形式の信号に搭載され、ＯＬＴ１から各ＯＮＵ３に送信される。

一方、上りデータフレームは、ＯＬＴ１から送信許可を与えられるまで、ＯＮＵ３がそれぞれ備える上りバッファに蓄積される。送信許可を与えられたら、送信許可量の範囲内で、蓄積していた上りデータフレームをＯＬＴ１に送信する。

また、ＯＮＵ３は、上りバッファに蓄積している上りデータフレームの蓄積量を送信要求信号によりＯＬＴ１に通知する。送信要求信号は、上記のＭＰＣＰとして定義されている、ＲＥＰＯＲＴと呼ばれるフレーム形式の信号により構成される。

ＲＥＰＯＲＴフレームは、１つのフレームの中に複数のキューセット（以下、ＱＳ）を持ち、複数の送信要求量をＯＬＴに通知することができる。１つのＱＳの中には、さらに複数の優先度キュー毎の蓄積量を記載することができる。図４にＲＥＰＯＲＴフレームのフォーマット例を示す。この例においては、１つのＲＥＰＯＲＴフレームにはＱＳ（１）、ＱＳ（２）の２つのＱＳが格納されることとしており、ＱＳ数は２である。

また、本実施形態においては、各ＯＮＵ３が備える優先度キューは２つとする。

ＯＮＵ３が上りフレームを送信する際の複数の上り送信優先順位について、図３を用いて説明する。複数の方法を整理する。まず、ＲＥＰＯＲＴ済フレームの優先のあり、またはなしである。ＲＥＰＯＲＴにより高優先キューのフレーム［１］（３３）および低優先キューのフレーム［２］（３４）相当のバッファ蓄積量が通知されたとし、そのＲＥＰＯＲＴに対応する送信開始時刻において、ＯＮＵ上りバッファにＲＥＰＯＲＴされていない高優先フレーム［３］（３１５）が蓄積していたとする。このとき、ＲＥＰＯＲＴ済フレームの優先ありの場合はＲＥＰＯＲＴ済の３１４に示すフレームを優先し、ＲＥＰＯＲＴ済フレームの優先がなしの場合はデータ送信時刻Ｔ４（３８）において蓄積しているフレームを完全優先する。

ＲＥＰＯＲＴ済フレームの優先がありの場合は、さらに、ＱＳごとの優先のあり、またはなしという複数の上り送信優先順位がある。ＱＳごとの優先について、図５および図６を用いて説明する。図５はＯＮＵの上り送信バッファの状態の例を示している。高優先キューのＱ１には３２１１、３２１２のフレームが、低優先キューのＱ０には３２１３、３２１４のフレームが蓄積しているとする。図６はＯＮＵがＲＥＰＯＲＴにより通知したＱＳとそれに含まれるＱＲの値を示している。キュー数、ＱＳおよびＱＲはそれぞれ２つずつとした例である。このＯＮＵは上りバッファ内の閾値以下の最大のフレーム端までのデータ量に相当する送信要求量をＴＱ単位でＱＳ１に、バッファ蓄積量全てからＱＳ１分を引いた送信要求量をＴＱ単位でＱＳ２に記載する。対象システムをＧＥ−ＰＯＮとするときは、１ＴＱ＝２バイトと換算する。ここでは、閾値を６０ＴＱとし、これにより算出される各ＯＮＵ３のＲＥＰＯＲＴに記載の内容は、ＱＳ１（１）＝５０ＴＱ、ＱＳ１（０）＝５５ＴＱ、ＱＳ２（１）＝５１ＴＱ、ＱＳ２（０）＝１００ＴＱとなる。ここで、ＱＳｍ（ｋ）はｍ番目のＱＳのＱＲｋを示し、ｋが大きいほど優先度が高いとする。なお、ＱＳのＱＲの算出方法には、ＱＳ２を全バッファ蓄積量そのものとするＯＮＵもある。この場合は、全てのｋに対してＱＳ２’（ｋ）＝ＱＳ２（ｋ）−ＱＳ１（ｋ）として変換した値を用いれば、同等の処理を行うことができる。ＯＬＴは何らかの方法で、ＯＮＵのＱＳの算出方法を把握もしくは判別した上で、変換を行うことが必要となるが、本実施形態ではその方法を限定しない。

このとき、ＱＳごとの優先ありの場合の送信優先順位はＱＳ１（１）（図中の３２２１）、ＱＳ１（０）（図中の３２２２）、ＱＳ２（１）（図中の３２２３）、ＱＳ２（０）（図中の３２２４）の順であるのに対し、ＱＳごとの優先なしの場合の送信優先順位はＱＳ１（１）（図中の３２２１）、ＱＳ２（１）（図中の３２２３）、ＱＳ１（０）（図中の３２２２）、ＱＳ２（０）（図中の３２２４）の順である。

ＯＮＵ３−１を、ＲＥＰＯＲＴ済フレームの優先あり、かつＱＳごとの優先ありとする。ＯＬＴがこのＲＥＰＯＲＴに対して、５０ＴＱ、または１０５ＴＱ、または１５６ＴＱ、または２５６ＴＱを送信許可すると、ＯＮＵ３−１は、全ての場合に送信許可量と送信量とを一致させることができる。しかし、送信許可量を１０１ＴＱとしたときには、５０ＴＱ分のみの送信しかできないため、送信許可量と送信量が一致しない。

ＯＮＵ３−２を、ＲＥＰＯＲＴ済フレームの優先あり、かつＱＳごとの優先なしとする。ＯＬＴ１がこのＲＥＰＯＲＴに対して、５０ＴＱ、または１０１ＴＱ、または１５６ＴＱ、または２５６ＴＱを送信許可すると、ＯＮＵ３−２は、全ての場合に送信許可量と送信量とを一致させることができる。しかし、送信許可量を１０５ＴＱとしたときには、１０１ＴＱ分のみの送信しかできないため、送信許可量と送信量が一致しない。

ＯＮＵ３−３を、ＲＥＰＯＲＴ済フレームの優先なしとする。ＯＮＵ３−３には一定間隔以下で高優先のフレームが到着しているとする。ＯＬＴ１がこのＲＥＰＯＲＴに対して、２５６ＴＱを送信許可すると、ＯＮＵ３−３は、送信許可量と送信量とを一致させることができることもあるが、一致できないことがある。

本実施形態では、ＯＬＴ１は、ＯＮＵ３ごとにＲＥＰＯＲＴ内容、送信許可量Ｇ、優先度ごとに区別をしない受信量Ｒｘを収集することができるものとする。ＯＬＴ１はこれらの情報を基にＯＮＵ３の上り送信優先順位を判別する。

本実施形態におけるＯＬＴ１の構成を図７に示す。各ＯＮＵ３が送信し、通信路２を経てＯＬＴ１に到達した上りフレームは、送受信部１１により受信される。その後、受信量測定部１２により、受信量を測定される。受信量測定部１２では、ＯＮＵ３ごと、かつ、上りデータフレームと、ＲＥＰＯＲＴフレームとを区別した上で、上りデータフレームのみの受信量を測定する。さらに、受信した上りデータフレームに対し、イーサネット（登録商標）形式でのフレーム送信に必要なオーバヘッド（プリアンブル：８バイト、最小フレーム間ギャップ：１２バイト、など）を加算した値を受信量として把握する。これは、送信許可量との整合を取るためであり、誤り訂正符号を用いる場合には、付与されるパリティ長も考慮する。受信量測定部１２は、測定した受信量を記憶部１７に記録する。

その後、上りデータフレームは、ＩＦ部１５を経由して上位ネットワーク５へ転送される。一方、ＲＥＰＯＲＴフレームは、識別部１３へ転送される。識別部１３では、受信したＲＥＰＯＲＴフレームに基づいて、各ＯＮＵ３の送信要求量の算出方法を識別する。算出方法とは、すなわち、ＱＳ起算、ＱＳ順である。識別した結果は、識別テーブル１４に記録するとともに、識別時に参照する。また、記憶部１７に記録された結果も参照する。

ＲＥＰＯＲＴフレームはその後、送信許可算出部１６に転送される。送信許可算出部１６では、受信したＲＥＰＯＲＴフレームと、識別テーブル１４とに基づいて、各ＯＮＵ３への送信許可量、送信許可時刻を算出し、これらを記載したＧＡＴＥフレームを生成し、送信する。その後、ＧＡＴＥフレームは、上位ネットワーク５からＩＦ部１５を経由して転送されてきた下りデータフレームと多重され、送受信部１１を経て光通信路２へと送信される。

また、送信許可算出部１６は、受信したＲＥＰＯＲＴフレームに含まれていた各ＱＳのＱＲの値、算出した送信許可量を記憶部１７に記録する。

識別テーブル１４の詳細を図８に示す。識別テーブル１４は、ＯＮＵ３ごとに上り送信優先順位の識別結果を持つ。具体的には、ＲＥＰＯＲＴ済フレームの優先とＱＳごとの優先とのそれぞれについて、値と状態とを持つ。値は、ＲＥＰＯＲＴ済フレームの優先とＱＳごとの優先のそれぞれについて「あり」「なし」を取りうる。また、状態は、「確定」「未確定」を取りうる。状態は、識別した結果に対する確実性を意味し、例えば、確実にＲＥＰＯＲＴ済フレームの優先が「あり」であれば、ＲＥＰＯＲＴ済フレームの優先の状態を「確定」とし、一方で、不明であるか、蓋然性は高いが確実ではない場合には、「未確定」とする。図８に記載されている値、状態は、例であり、識別部１３の識別結果に応じてこれらは更新される。

ＯＮＵ３が初めてＯＬＴ１に接続した際には、識別テーブル１４の該当するＯＮＵ３について、ＲＥＰＯＲＴ済フレームの優先、ＱＳごとの優先の状態を「未確定」とする。初期の値については特に制限されないが、ここでは、それぞれを「あり」「あり」とする。ただし、送信要求算出方法の情報を事前に与えられるなど、上り送信優先順位が特定されているＯＮＵについては、識別テーブル１４の状態を「確定」とし、値はそれぞれ特定されている値に設定しておく。

次に、図９及び図１０を用いて、識別部１３による、上り送信優先順位を識別する手順を説明する。識別手順のおおまかな流れは、以下の通りである。
（第１の識別：Ｓ６０２）
ＲＥＰＯＲＴ済フレームの優先を確定的に判別できるか識別する。
（第２の識別：Ｓ６０６）
ＲＥＰＯＲＴ済フレームの優先で、どちらの値が蓋然性が高いと判別できるか識別する。
（第３、第５の識別：Ｓ６１１、Ｓ６１９）
ＲＥＰＯＲＴ済フレームの優先「あり」の状態であれば、ＱＳごとの優先を確定的に判別できるか識別する。
（第４、第６の識別：Ｓ６１７、Ｓ６２０）
ＲＥＰＯＲＴ済フレームの優先「あり」の状態であれば、ＱＳごとの優先はどちらの値が蓋然性が高いと判別できるか識別する。

この識別はＯＮＵ３ごとに実施される。ただし、識別を開始する契機は特に制限されない。ＲＥＰＯＲＴフレームを受信するごとに、当該ＲＥＰＯＲＴフレームを送信したＯＮＵ３に対して実施しても良いし、受信したＲＥＰＯＲＴフレームを記憶しておき、複数のＯＮＵ３から受信した後にまとめて（ＯＮＵ３ごとの実施を繰り返し）実施しても良い。いずれにしても、識別するために参照するＲＥＰＯＲＴフレームさえあれば、いずれの契機にも実施することが可能である。

以下に、識別手順の詳細を説明する。まず、識別テーブル１４を参照し、識別対象のＯＮＵ３のＲＥＰＯＲＴ済フレームの優先の状態を確認する（Ｓ６０１）。Ｓ６０２〜Ｓ６０７はＲＥＰＯＲＴ済フレームの優先を識別するため、Ｓ６０１によりすでに「確定」していることが確認できれば、これらの手順をスキップし、Ｓ６０８に遷移する。一方、「未確定」であれば、第１の識別を行う（Ｓ６０２）。第１の識別ではＲＥＰＯＲＴ済フレームの優先を確定的に判別できるかどうかを識別する。第１の識別でＲＥＰＯＲＴ済フレームの優先が確定しなかった場合は、第２の識別を行う（Ｓ６０６）。第２の識別では、ＲＥＰＯＲＴ済フレームの優先の値のうちより蓋然性が高いと判断できるものがあるかどうかを識別する。

次に、ステップＳ６０８〜Ｓ６２４により、ＱＳごとの優先の識別を行う。まず、識別テーブル１４のＲＥＰＯＲＴ済フレームの優先の値を確認する（Ｓ６０８）。ＲＥＰＯＲＴ済フレームの優先が「なし」であれば、ＱＳごとの優先の識別は行わない。Ｓ６０９からＳ６２４をスキップして識別を終了する。ＲＥＰＯＲＴ済フレームの優先が「あり」であれば、識別テーブル１４のＱＳごとの優先の状態を参照し（Ｓ６０９）、すでに「確定」しているのであれば、識別を終了する。一方、「未確定」であるならば、次にＲＥＰＯＲＴ済フレームの優先の状態を確認する（Ｓ６１０）。ＲＥＰＯＲＴ済フレームの優先の状態が「確定」である場合は、次に第３の識別を実施する（Ｓ６１１）。第３の識別では、ＱＳごとの優先の値を確定的に判別できるか識別する。第３の識別の結果、ＱＳごとの優先の値が確定できれば（Ｓ６１２）、状態を確定とし、値を更新して終了する。第３の識別の結果、ＱＳごとの優先の値が確定できなければ（Ｓ６１２）そのまま終了する。Ｓ６１０で、ＲＥＰＯＲＴ済フレームの優先の状態が「未確定」であれば、次に第４の識別を実施する（Ｓ６１７）。第４の識別では、ＱＳごとの優先の値を確定的に判別できるか識別する。第４の識別の結果、ＱＳごとの優先の値が確定できれば（Ｓ６１８）、ＲＥＰＯＲＴ済フレームの優先とＱＳごとの優先の状態を「確定」とし（Ｓ６２１、Ｓ６２３）、ＲＥＰＯＲＴ済フレームの優先の値を「あり」、ＱＳごとの優先の値を第５の識別結果の値に更新して終了する（Ｓ６２２、Ｓ６２４）。第５の識別の結果、ＱＳごとの優先の値が確定できなければ（Ｓ６１８）、第５の識別を行う（Ｓ６１９）。第５の識別はＱＳごとの優先の値のうち蓋然性が高いものを識別する。次に値を更新して（Ｓ６２０）終了する。

以上の手順により、ＲＥＰＯＲＴ済フレームの優先、ＱＳごとの優先の識別を行う。確定的な識別が可能であれば、各値を確定させ、確定的な識別が可能な条件でなければ、蓋然性のより高い値に更新する。

次に、各識別の手順について、詳細な説明を行う。

図１１に第１の識別（Ｓ６０２）の手順を示す。第１の識別では、ＲＥＰＯＲＴ済フレームの優先の識別を行う。まず、初期化処理として、第１の識別結果（状態）を未確定とする（Ｓ７０１）。次に、ＲＥＰＯＲＴ済フレームの優先を確定的に「なし」と識別できるか、判断する。具体的には、条件１−１に合致するかを判断する（Ｓ７０２）。条件１−１とは、式１−１を満たすことを条件とする。これは、この式を満たす場合、確定的にＲＥＰＯＲＴ済フレームの優先は「なし」であると識別できるものである。ここで、Ｇは該当のＲＥＰＯＲＴに対応する送信許可量、Ｒｘは該当の送信許可量に対応するＯＬＴの受信量、ｍＦＬＴＱ（ｍｉｎＦｒａｍｅＬｅｎｇｔｈＴＱ）は最小フレーム長のＴＱ換算値を示す。

図１２に上り送信制御シーケンスを示す。ＯＮＵがＲＥＰＯＲＴ（１５１１）により通知した送信要求量（各ＱＳとそれに含まれるＱＲの値）を受けて、ＯＬＴはＲＥＰＯＲＴ内容を基に算出する送信許可量Ｇと送信開始時間を送信許可信号（１５１２）によって通知する。ＯＮＵはＯＬＴより通知された送信開始時間から、送信許可量Ｇの範囲内で、それぞれの上り送信優先順位に従ってデータ信号（１５２３）を送信する。

図１１の条件１−１は、ＯＬＴが全ＲＥＰＯＲＴ量と同量の送信許可量を割り当てた場合に、ＯＮＵが割当量と同量の送信ができなかったことを指す。これは、ＲＥＰＯＲＴ済フレームの優先 が「なし」である場合に、ＧＡＴＥ受信から送信開始時間までの間に、ＯＮＵ上りバッファに高優先のフレームが到着した場合にのみ起こりうる。

ステップＳ７０２にて条件１−１に合致した場合には、第１の識別結果（値）を「なし」とし、第１の識別結果（状態）を「確定」とし（Ｓ７０４）、第１の識別を終了する。

一方、合致しなかった場合には、ＲＥＰＯＲＴ済フレームの優先を「あり」と識別できるか、判断する。具体的には、条件１−２に合致するかを判断する（Ｓ７０３）。条件１−２とは、式１−２を満たすことを条件とする。これは、これらの式を満たす場合、ＲＥＰＯＲＴ済フレームの優先は「あり」であると確定的に識別できるものである。この条件は、バッファ内に蓄積している高優先トラヒックのフレームの一部が送信されなかったにも関わらず、低優先トラヒックのフレームを受信していることから、ＯＮＵの上り送信優先順位が完全優先でないことを確定的に示している。

図１３は第２の識別手順（Ｓ６０６）を示す。第２の識別では、ＲＥＰＯＲＴ済フレームの優先の値のうち、取りうる蓋然性が高い値を識別する。具体的には条件２−１に合致するか識別する。合致すれば識別結果は「あり」で、状態は「未確定」となる。この式は、ＲＥＰＯＲＴ済フレームの優先が「あり」の場合は必ず満たすが、「なし」の場合にも、ＧＡＴＥ受信から送信開始時間の間に、ＯＮＵ上りバッファに高優先のフレームが到着しなければ満たすことがあるため、状態を確定とすることはできない。

次に、第３の識別の手順（Ｓ６１１）を図１４に示す。第３の識別では、ＱＳごとの優先を識別する。まず、初期化処理として、第２の識別結果（状態）を「未確定」とする（Ｓ９０１）。次に、ＱＳごとの優先は「あり」であると確定的に判別できるか、識別する。具体的には、条件３−１に合致するか、判断する（Ｓ８０２）。条件３−１は、式３−１を満たすことを条件とする。これは、これらの式を満たす場合、ＱＳごとの優先は「あり」であると確定的に識別できるものである。

ステップＳ９０２にて条件３−１に合致した場合には、第３の識別結果（値）を「あり」とし、第３の識別結果（状態）を「確定」とし（Ｓ９０４）、第２の識別を終了する。

一方、合致しなかった場合には、ＱＳごとの優先が「なし」であると確定的に判別できるか、と識別する。具体的には、条件３−２に合致するかを判断する（Ｓ９０３）。条件３−２とは、式３−２を満たすことを条件とする。これは、これらの式を満たす場合、ＱＳごとの優先が「なし」であると確定的に識別できるものである。

ステップＳ９０３にて条件３−２に合致した場合には、第３の識別結果（値）を「なし」とし、第３の識別結果（状態）を「確定」とし（Ｓ９０５）、第３の識別を終了する。

次に、第４の識別の手順（Ｓ６１７）を図１５に示す。第４の識別では、ＱＳごとの優先を確定的に識別する。まず、初期化処理として、第４の識別結果（状態）を「未確定」とする（Ｓ１００１）。次に、ＱＳごとの優先は「あり」であると確定的に判別できるか、識別する。具体的には、条件４−１に合致するか、判断する（Ｓ１００２）。条件４−１は、式４−１を満たすことを条件とする。これは、これらの式を満たす場合、ＱＳごとの優先は「あり」であると確定的に識別できるものである。

ステップＳ１００２にて条件４−１に合致した場合には、第４の識別結果（値）を「あり」とし、第４の識別結果（状態）を「確定」とし（Ｓ１００４）、第４の識別を終了する。

次に、第５の識別の手順（Ｓ６１９）を図１６に示す。第５の識別では、ＱＳごとの優先の値のうち取りうる蓋然性が高いものがあるか識別する。まず、初期化処理として、第５の識別結果（状態）を「未確定」とする（Ｓ１１０１）。次に、ＱＳごとの優先は「なし」である蓋然性が高いか、識別する。具体的には、条件５−１に合致するか、判断する（Ｓ１１０２）。条件５−１は、式５−１を満たすことを条件とする。これは、これらの式を満たす場合、ＱＳごとの優先は「なし」である蓋然性が高いと識別できるものである。

ステップＳ１１０２にて条件５−１に合致した場合には、第５の識別結果（値）を「あり」とし、第５の識別結果（状態）を「未確定」とし（Ｓ１１０４）、第５の識別を終了する。

以上の手順により、識別部１３はＯＮＵ３ごとの上り送信優先順位を識別し、識別テーブル１４を更新する。

次に、送信許可算出部１６による、送信許可の算出について説明する。送信許可算出部１６は、識別テーブル１４を参照し、識別部１３から転送されるＲＥＰＯＲＴフレームに応じて、各ＯＮＵ３への送信許可を算出する。送信許可算出部１６による送信許可の算出は、各ＯＮＵ３が送信したＲＥＰＯＲＴが全て受信されてから実施する。

送信許可算出部１６による送信許可の算出手順を図１７に示す。まず、識別テーブル１４と、識別部１３から転送されたＲＥＰＯＲＴフレームに基づいて、割り当て候補となる量をＯＮＵごとに算出する（Ｓ１２０１）。次に、ＯＮＵごとに送信許可量を算出する（Ｓ１２０２）。最後に、送信許可時刻を算出する（Ｓ１２０３）。

割り当て候補となる量の算出手順を以下に説明する。
該当のＯＮＵ_ｉの上り送信優先順位の値が、ＲＥＰＯＲＴ済フレームの優先「あり」かつＱＳごとの優先「あり」の場合は、割当量と送信量を一致させるために、上り送信優先順位の高い順にＱＲの和を算出し、割り当て候補とする。本実施形態の場合は、
第１候補Ｒ_ｉ（１）＝ＱＳ１（０）
第２候補Ｒ_ｉ（２）＝ＱＳ１（０）＋ＱＳ１（１）
第３候補Ｒ_ｉ（３）＝ＱＳ１（０）＋ＱＳ１（１）＋ＱＳ２（０）
第４候補Ｒ_ｉ（４）＝ＱＳ１（０）＋ＱＳ１（１）＋ＱＳ２（０）＋ＱＳ２（１）
とする。

該当のＯＮＵ_ｊの上り送信優先順位の値が、ＲＥＰＯＲＴ済フレームの優先「あり」かつＱＳごとの優先「なし」の場合は、割当量と送信量を一致させるために、上り送信優先順位の高い順にＱＲの和を算出し、割り当て候補とする。本実施形態の場合は、
第１候補Ｒ_ｊ（１）＝ＱＳ１（０）
第２候補Ｒ_ｊ（２）＝ＱＳ１（０）＋ＱＳ２（０）
第３候補Ｒ_ｊ（３）＝ＱＳ１（０）＋ＱＳ２（０）＋ＱＳ１（１）
第４候補Ｒ_ｊ（４）＝ＱＳ１（０）＋ＱＳ２（０）＋ＱＳ１（１）＋ＱＳ２（１）
とする。

該当のＯＮＵ_ｋの上り送信優先順位の値が、ＲＥＰＯＲＴ済フレームの優先「なし」の場合は、低優先フレームの遅延増大を防ぐために、完全優先でＱＲの和を算出し、割り当て候補とし、さらに最終候補としてに第４候補よりも大きなＢｉｇ Ｇｒａｎｔ（ＢＧ）を挿入する。本実施形態の場合は、
第１候補Ｒ_ｊ（１）＝ＱＳ１（０）
第２候補Ｒ_ｊ（２）＝ＱＳ１（０）＋ＱＳ２（０）
第３候補Ｒ_ｊ（３）＝ＱＳ１（０）＋ＱＳ２（０）＋ＱＳ１（１）
第４候補Ｒ_ｊ（４）＝ＱＳ１（０）＋ＱＳ２（０）＋ＱＳ１（１）＋ＱＳ２（１）
第５候補Ｒ_ｊ（５）＝ＱＳ１（０）＋ＱＳ２（０）＋ＱＳ１（１）＋ＱＳ２（１）＋α
とする。ここで、例えばα＝最大フレーム長などとする。

以上の手順により、各ＯＮＵの割り当て候補となる量を算出することができる。

送信許可量の算出手順（Ｓ１２０２）については本発明で詳細に制限をしないが、ＯＬＴは、各ＯＮＵに対していずれかの割り当て候補と同量のデータ量を送信許可量とする。ＯＬＴはＯＮＵの上り要求量を監視して、余剰帯域が生じるならば次に大きい割当候補を割り当てることを繰り返すなどにより、なるべく帯域に無駄が生じないように割り当てる。

全ＯＮＵの上り要求量の合計が、全帯域に満たない場合などのように、余剰帯域が生じた場合は、送信要求のあるＯＮＵに分配してもよい。

送信許可時刻の算出手順（Ｓ１２０３）については本発明で詳細には制限をしないが、たとえばＯＬＴは、割り当て周期の送信可能な時間の先頭から各ＯＮＵに順番に、送信許可時刻を算出していく。割り当て周期の送信可能な時刻または前のＯＮＵの送信許可時刻に該当ＯＮＵの送信許可量と一定のバーストギャップを加えた時刻が送信許可時刻となる。

以上の一連の手順により、ＯＮＵごとの送信要求量の方法を識別し、その結果に基づいて、各ＯＮＵへの適当な送信許可を算出することができる。

（第二実施形態）
次に、本発明における第二実施形態について説明する。第二実施形態では、図７のＯＬＴ１の受信量測定部１２において、優先度ごとのフレーム受信量を測定することができることとし、その他の前提条件は第一実施形態と同等であるとする。ＯＬＴ１が優先度ごとのフレーム受信量を測定できることで、上り送信優先順位の判別可能条件が増し、判別の容易性、確実性が向上する。また、ＲＥＰＯＲＴ済フレームの優先「なし」のＯＮＵ３に対する、割り当て候補となるＢＧの大きさを、高優先トラヒック量に応じて決定できる上に、割り当て候補へのＢＧの挿入タイミングを、低優先トラヒックの遅延増加に応じて決定できるため、より適切に低優先トラヒックの遅延時間を縮小できる。

第二実施形態は、第一実施形態とほとんど同様であるが、以下の３点が異なる。（１）ＯＬＴ１の受信量測定部１２において、優先度ごとのフレーム受信量を測定することができる。（２）識別手順に用いる条件式数が増加する。（３）ＲＥＰＯＲＴ済フレームの優先「なし」のＯＮＵ３に対する割り当て候補として用いるＢＧを、低優先のＱＲがゼロより大きくかつ受信量がゼロである割当周期が一定以上となったら第１割当候補とし、その大きさを、高優先フレームの受信量から求められる受信レートに基づいて算出する。以下に詳細を記す。

本実施形態においては、ＯＬＴ１は第１の識別手順は、図１１に示した手順の替わりに図１８に示す手順を用いる。第一実施形態と異なるのは、Ｓ７１０２、Ｓ７１０３で用いる条件である。Ｓ７１０２でＲＥＰＯＲＴ済フレームの優先が「なし」であると確定的に判別できるか識別する。具体的には、条件１−３に合致するか、判断する（Ｓ７１０２）。条件１−３は、式１−１または１−３を満たすことを条件とする。ここでＲｘ（ｋ）は優先度ｋのトラヒックの受信量を示す。すなわち、Ｒｘ（１）は優先度１の最高優先トラヒックの受信量、Ｒｘ（０）は優先度０のトラヒックの受信量を示す。これらの式を満たす場合、ＲＥＰＯＲＴ済フレームの優先は「あり」であると確定的に識別できるものである。第一実施形態に比べ、式１−３が追加されている。

Ｓ７１０３でＲＥＰＯＲＴ済フレームの優先が「あり」であると確定的に判別できるか識別する。具体的には、条件１−４に合致するか、判断する（Ｓ７１０３）。条件１−４は、式１−２または１−４を満たすことを条件とする。第一実施形態に比べ、式１−４が追加されている。

ＯＬＴ１は第３の識別手順は、図１４に示した手順の替わりに図１９に示す手順を用いる。第一実施形態と異なるのは、Ｓ９１０２、Ｓ９１０３で用いる条件である。Ｓ９１０２でＱＳごとのの優先が「あり」であると確定的に判別できるか識別する。具体的には、条件３−３に合致するか、判断する（Ｓ９１０２）。条件３−３は、式３−１または３−３を満たすことを条件とする。これらの式を満たす場合、ＱＳごとの優先は「あり」であると確定的に識別できるものである。第一実施形態に比べ、式３−３が追加されている。
Ｓ９１０３でＲＥＰＯＲＴ済フレームの優先が「なし」であると確定的に判別できるか識別する。具体的には、条件３−４に合致するか、判断する（Ｓ９１０３）。条件３−４は、式３−２または３−４を満たすことを条件とする。第一実施形態に比べ、式３−４が追加されている。

ＯＬＴ１は、第４の識別手順について、図１５に示した手順の替わりに図２０に示す手順を用いる。第一実施形態と異なるのは、Ｓ１０１０２、Ｓ１０１０４で用いる条件である。Ｓ１０１０２でＱＳごとの優先が「あり」であると確定的に判別できるか識別する。具体的には、条件４−２に合致するか、判断する（Ｓ１０１０２）。条件４−２は、式４−１または４−２を満たすことを条件とする。これらの式を満たす場合、ＱＳごとの優先は「あり」であると確定的に識別できるものである。第一実施形態に比べ、式４−２が追加されている。

以上のように、第二実施形態では第一実施形態に比べて識別に利用できる条件が広がるため、識別がより容易となる。

本実施形態においては、ＲＥＰＯＲＴ済フレームの優先「なし」のＯＮＵに対する割り当て候補として用いるＢＧを、低優先のＱＲがゼロより大きくかつ受信量がゼロである割当周期が一定以上となったら第５割当候補とし、その大きさを、高優先フレームの受信量から求められる受信レートに基づいて算出する。

以上より、ＲＥＰＯＲＴ済フレームの優先「なし」のＯＮＵに対する割り当て候補は、
第１候補Ｒ_ｊ（１）＝ＱＳ１（０）
第２候補Ｒ_ｊ（２）＝ＱＳ１（０）＋ＱＳ２（０）
第３候補Ｒ_ｊ（３）＝ＱＳ１（０）＋ＱＳ２（０）＋ＱＳ１（１）
第４候補Ｒ_ｊ（４）＝ＱＳ１（０）＋ＱＳ２（０）＋ＱＳ１（１）＋ＱＳ２（１）
となり、低優先のＱＲがゼロより大きくかつ受信量がゼロである割当周期が一定以上となったら、
第１候補Ｒ_ｊ（１）＝ＱＳ１（０）
第２候補Ｒ_ｊ（２）＝ＱＳ１（０）＋ＱＳ２（０）
第３候補Ｒ_ｊ（３）＝ＱＳ１（０）＋ＱＳ２（０）＋ＱＳ１（１）
第４候補Ｒ_ｊ（４）＝ＱＳ１（０）＋ＱＳ２（０）＋ＱＳ１（１）＋ＱＳ２（１）
第５候補Ｒ_ｊ（５）＝ＱＳ１（０）＋ＱＳ２（０）＋ＱＳ１（１）＋ＱＳ２（１）＋α
とする。ここで、例としてα＝Ａ・Ｒｘ（０）などとする。Ａは定数とする。このように、ＢＧの大きさを、高優先トラヒックの受信量を基に算出する。これにより、高優先トラヒックのレートに応じて、ＢＧの大きさを決定でき、より効果的に低優先フレームの遅延時間の増大を防ぐことが可能となる。

以上の手順により、ＲＥＰＯＲＴ済フレームの優先がないＯＮＵの低優先フレームの遅延増大を防ぐことができる。

１、・・・：ＯＬＴ
２、・・・：光通信路
３−１、３−２、３−３、３−４、・・・：ＯＮＵ
４−１、４−２、４−３、４−４、・・・：下位ネットワーク
５、・・・：上位ネットワーク
１２：受信量測定部
１３：識別部
１４：識別テーブル
１５：ＩＦ部
１６：送信許可算出部
１７：記憶部

Claims (9)

1. 光端局装置と複数の光加入者装置とが光伝送路を介して接続された受動光通信網において、各々の前記光加入者装置から前記光端局装置への通信帯域を動的に割り当てる帯域割当方法であって、
   前記光加入者装置毎の上りデータの送信優先順位に関わる上りデータ情報を保持し、
   前記光加入者装置から受信した送信要求メッセージが示す送信要求量及び前記上りデータ情報に基づき、前記光加入者装置へ認める送信許可量を算出するに際し、
   前記光加入者装置毎の前記送信要求量と、前記光加入者装置毎の過去の前記送信許可量と、前記光加入者装置が送信し、前記光端局装置が受信した通信データ量と、に基づき前記上りデータ情報が確定か又は未確定かを識別する識別手順を行う
   ことを特徴とする帯域割当方法。
2. 前記通信データ量が優先度毎であることを特徴とする請求項１に記載の帯域割当方法。
3. 前記送信要求メッセージは、Ｍ個（Ｍは１以上の自然数）のキューセットを含み、前記キューセットの各々はｍ個（ｍは２以上の自然数）のキューレポートを含み、
   前記送信要求量は、いずれかの前記キューレポートの値、もしくは２以上の前記キューレポートの値の和であって、前記送信要求メッセージはＭ個の送信要求量を含み、
   前記上りデータ情報は、方法甲又は方法乙であることを示す第一情報と、方法丙又は方法丁であることを示す第二情報と、を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の帯域割当方法。
   ただし、
   前記方法甲は、前記光加入者装置が各々の前記送信要求メッセージの送信要求量に含めたフレームを優先して送信する方法であり、
   前記方法乙は、前記光加入者装置が各々の前記送信要求メッセージの送信要求量に含めたフレームを優先せずに、送信開始時点における完全優先により送信する方法であり、
   前記方法丙は、前記光加入者装置が各々の前記送信要求メッセージの送信要求量に含めたフレームのうち、キューセットごとの送信優先順位に従って送信する方法のうち、各キューセットに含まれるキューレポートに該当するフレームを優先度に従って優先して送信する方法であり、
   前記方法丁は、前記光加入者装置が各々の前記送信要求メッセージの送信要求量に含めたフレームのうち、キューレポートに該当するフレームを優先度に従って優先して送信する方法である。
4. 前記識別手順は、
   前記第一情報が前記方法甲であるか前記方法乙であるかを確定的に識別する第一確定ステップと、
   前記第一情報が前記方法甲であるか前記方法乙であるかを推測する第一推測ステップと、
   前記第一確定ステップでの識別又は前記第一推測ステップでの推測に基づき前記上りデータ情報の第一情報を更新する第一更新ステップと、
   前記第二情報が前記方法丙であるか前記方法丁であるかを確定的に識別する第二確定ステップと、
   前記第二情報が前記方法丙であるか前記方法丁であるかを推測する第二推測ステップと、
   前記第二確定ステップでの識別又は前記第二推測ステップでの推測に基づき前記上りデータ情報の第二情報を更新する第二更新ステップと、
   を有することを特徴とする請求項３に記載の帯域割当方法。
5. 前記識別手順で前記第一情報が前記方法乙であると識別された前記光加入者装置に対して、
   前記送信要求量の総和を超える送信許可量を割り当てることを特徴とする請求項３記載の帯域割当方法。
6. 前記識別手順で前記第一情報が前記方法乙であると識別された前記光加入者装置に対して、
   前記光加入者装置からの上りトラヒックのうち、
   前記光加入者装置からの前記送信要求メッセージ内の前記キューレポートの値がゼロより大きく、かつ前記送信要求メッセージに基づく前記送信許可量に対して前記光加入者装置からの送信データ量がゼロである前記上りトラヒックの有無を検出した場合、
   前記光加入者装置全ての送信要求量に基づいて、前記光加入者装置に、前記送信要求メッセージに含まれる前記送信要求量の総和を超える前記送信許可量を割り当てることを特徴とする請求項３に記載の帯域割当方法。
7. 前記光加入者装置に、前記送信要求メッセージに含まれる前記送信要求量の総和を超える前記送信許可量を割り当てる際に、
   前記上りトラヒックについて前記光加入者装置からの送信データ量がゼロである状態の継続時間も考慮することを特徴とする請求項６に記載の帯域割当方法。
8. 前記光加入者装置に、前記送信要求メッセージに含まれる前記送信要求量の総和を超える前記送信許可量を割り当てる際に、
   前記上りトラヒックより優先度が高い上り高優先トラヒックの平均伝送レートも考慮することを特徴とする請求項６又は７に記載の帯域割当方法。
9. 光端局装置と複数の光加入者装置とが光伝送路を介して接続された受動光通信網と、
   請求項１から８のいずれかに記載の帯域割当方法で各々の前記光加入者装置から前記光端局装置への通信帯域を動的に割り当てる制御装置と、
   を備える受動光通信網システム。

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