JP2012205269A - 遅延抑制装置、遅延抑制プログラム及び通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＰＯＮ方式の光アクセスネットワークで、ＯＮＵがＯＬＴに送信するフレーム伝送遅延を短縮できるようにする。
【解決手段】本発明は、帯域制御を行う親局装置が許可した送信時刻に、送信許可したデータ量の信号を伝送する子局装置が備える遅延抑制装置である。本発明の遅延抑制装置は、入力信号から低遅延が要求される特定信号及びそのデータ量を検出し、特定信号の到着周期を求める。その特定信号の到着周期に基づいて、次に到着する到着予測時刻を求め、その到着予測時刻前に、特定信号のデータ量も含むデータ量を要求データ量として親局装置に要求する。親局装置から許可された送信時刻に、送信許可されたデータ量に基づいて、他の信号よりも特定信号を優先して伝送させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、遅延抑制方法、遅延抑制プログラム及び通信装置に関するものである。本発明は、例えば、ＰＯＮ（Passive Optical Network）方式を採用した光アクセスネットワークシステムを構成する光回線終端装置（ＯＮＵ：Optical Network Unit）に適用し得るものである。

光アクセスネットワークシステム技術の１つとしてＰＯＮ方式がある。ＰＯＮ方式を採用した光アクセスネットワークシステムは、図２に示すように、光ファイバ４及び光合分波器３（３−１、３−２）を介して、局側が備える局装置（ＯＬＴ：Optical Line Terminal）２と、複数の加入者が備える複数のＯＮＵ１（１−１〜１−ｎ）とを有する。このように、ＰＯＮ方式を採用することで、例えば光スプリッタ等の受動部品（光合分波器３）を用いて光ファイバ４を分岐することができるので、設備コストを抑えることができる。

ＰＯＮ方式において、ＯＬＴ２からＯＮＵ１方向の通信は、時分割多重技術を採用している。ＯＬＴ２からの時分割多重信号は、光合分波器３−１により分岐されて各ＯＮＵ１−１〜１−ｎへ伝送される。各ＯＮＵ１−１〜１−ｎは、受信した時分割多重信号から自身宛の信号のみを抽出することで、自身宛の信号を受信している。

一方、ＯＮＵ１からＯＬＴ２方向の通信は、時分割多元接続技術を採用している。各ＯＮＵ１−１〜１−ｎからの信号は、光合分波器３−１により合波されてＯＬＴ１へ伝送される。

ここで、各ＯＮＵ１−１〜１−ｎが無秩序に信号を送信する場合、伝送路上で信号衝突を起こしてしまう可能性がある。そこで、ＯＬＴ２は、各ＯＮＵ１−１〜１−ｎの帯域制御を行う。各ＯＮＵ１−１〜１−ｎは、ＯＬＴ２による帯域制御を受けて、ＯＬＴ２に許可された送信時刻に、許可されたデータ量に基づいてフレーム伝送を行うことで信号衝突を回避している。

ＯＬＴ２が各ＯＮＵ１−１〜１−ｎに許可する送信時刻及びデータ量の調整方法は、種々の方法がある。例えば、各ＯＮＵ１−１〜１−ｎが１回に送信できる帯域を固定的に割り当てる方法や、各ＯＮＵ１−１〜１−ｎが送信すべきデータ量に応じて、ＯＬＴ２が動的に帯域を割り当てる方法等がある。

例えば、上述したようにＯＬＴ２が動的に各ＯＮＵ１−１〜１−ｎの帯域を割り当てる場合、ＯＬＴ２及び各ＯＮＵ１−１〜１−ｎは、両者の間で、Ｇａｔｅフレーム、Ｒｅｐｏｒｔフレームと呼ばれる制御フレームを周期的に相互に送受信している。

ＯＮＵ１−１〜１−ｎは、周期的に送信するＲｅｐｏｒｔフレームにて、送信したいデータ量をＯＬＴ２に要求する。そして、ＯＬＴ２が、各ＯＮＵ１−１〜１−ｎの割り当て帯域を計算し、送信時刻と送信データ量の帯域制御を行う。

そして、ＯＬＴ２が、Ｇａｔｅフレームにて、許可した送信時刻及びデータ量をＯＮＵ１−１〜１−ｎに送信する。これにより、各ＯＮＵ１−１〜１−ｎは、許可された送信時刻に、許可されたデータ量のデータを送信することで、信号衝突を避けながら、ＰＯＮ区間の帯域を複数のＯＮＵ１−１〜１−ｎで効果的に共有することができる。

また、近年のブロードバンド化により、１ユーザに複数のサービスを提供する場合がある。特に、例えばＶｏＩＰや映像配信等はサービス品質を確保することが必要となる。従来、サービス品質を確保する技術として、例えば非特許文献１の図４に記載されるように、複数のクラスキューを用いて優先制御を行うものがある。

優先制御機能は、ＯＮＵ１が優先度の異なる複数のクラスキューを有し、重要度の高いデータから優先的に送信する機能である。これにより、例えばインターネットサービス等の低優先データと、例えばＶｏＩＰや映像配信等の高優先データとが同時に入力されたときでも、高優先サービスの品質を確保することができる。

"技術基礎講座，ＧＥ−ＰＯＮ技術 第４回 ＧＥ−ＰＯＮのシステム化機能"，ＮＴＴ技術ジャーナル，Vol.17，No.11，pp.59-61，2005年11月．

しかしながら、上述した従来技術には、次に示すような課題がある。

図３は、ＯＮＵ１とＯＬＴ２との間の制御フレームの送受信手順とフレーム伝送遅延とを説明する説明図である。図３において、ＯＮＵ１は、周期Ｔａで、ＲｅｐｏｒｔフレームをＯＬＴ２に送信している。

ＯＮＵ１がＲｅｐｏｒｔフレームをＯＬＴ２に送信するまでの間に、ＵＮＩからＯＮＵ１にフレームＡが到着したとする。このとき、ＯＮＵ１がＲｅｐｏｒｔ１により帯域を要求し、ＯＬＴ２がＧａｔｅ１により帯域を許可するまでのステップがあり、その時間がフレーム伝送遅延として加算される。特に、電話回線や専用線などの低遅延を要求されるデータをイーサフレームに載せて送信する際には、このような遅延時間の存在が課題になる。

上述したように、従来技術では、ＯＮＵ１が複数のクラスキューを搭載し、高優先フレームを先行送信することにより、高優先フレームを低遅延で送出する機能は有している。しかし、この技術を用いても、それだけでは、フレーム到着から帯域が割当てられるまでの遅延時間を回避することはできなかった。

また、この遅延時間を回避する方法として、ＯＬＴ２から送信許可するデータ量をＯＮＵ１からの要求に一定のデータ量を加算して、固定的に帯域を付与することが考えられる。しかし、その方法では、ＯＮＵ１にフレームが到着するタイミングに合わせることが困難であり、かつ、ＯＮＵ１毎に、専用線の回線速度が異なる場合など、フレーム長、付与周期など、柔軟な制御をすることが困難であった。

そのため、ＯＮＵ毎に複雑な設定や制御をすることなく、到着するフレームの周期及びフレーム長を自動認識し、そのフレームの到着前に、予測した帯域をＯＬＴに要求して、フレームを低遅延で送信することができる遅延抑制装置、遅延抑制プログラム及び通信装置が求められている。

かかる課題を解決するために、第１の本発明の遅延抑制装置は、親局装置と複数の子局装置との間で帯域制御に係る制御信号の送受信を行い、親局装置により許可された送信時刻及びデータ量に基づいて、各子局装置が親局装置に信号を伝送するシステムで、各子局装置が伝送する信号の遅延時間を抑制する遅延抑制装置において、（１）入力された入力信号のうち、他の信号よりも低遅延が要求される特定信号及びそのデータ量を検出する特定信号検出手段と、（２）入力信号を一時的に格納する信号格納手段と、（３）特定信号が入力される到着周期を求める到着周期検出手段と、（４）到着周期検出手段により求められた到着周期に基づいて、特定信号が次に到着する到着時刻を予測する到着予測手段と、（５）親局装置との間で制御信号の送受信を行うものであって、到着予測手段により予測された特定信号の到着予測時刻前に、特定信号のデータ量も含むデータ量を要求データ量として要求する制御信号通信手段と、（６）親局装置から許可された送信時刻に、送信許可されたデータ量に基づいて、信号格納手段に格納される信号のうち、他の信号よりも特定信号を優先して伝送させる伝送制御手段とを備えることを特徴とする。

第２の本発明の遅延抑制プログラムは、親局装置と複数の子局装置との間で帯域制御に係る制御信号の送受信を行い、親局装置により許可された送信時刻及びデータ量に基づいて、各子局装置が親局装置に信号を伝送するシステムで、各子局装置が伝送する信号の遅延時間を抑制する遅延抑制プログラムにおいて、コンピュータを、（１）入力された入力信号のうち、他の信号よりも低遅延が要求される特定信号及びそのデータ量を検出する特定信号検出手段、（２）信号格納手段に入力信号を一時的に格納させる手段、（３）特定信号が入力される到着周期を求める到着周期検出手段、（４）到着周期検出手段により求められた到着周期に基づいて、特定信号が次に到着する到着時刻を予測する到着予測手段、（５）親局装置との間で制御信号の送受信を行うものであって、到着予測手段により予測された特定信号の到着予測時刻前に、特定信号のデータ量も含むデータ量を要求データ量として要求する制御信号通信手段、（６）親局装置から許可された送信時刻に、送信許可されたデータ量に基づいて、信号格納手段に格納される信号のうち、他の信号よりも特定信号を優先して伝送させる伝送制御手段として機能させることを特徴とする。

第３の本発明の通信装置は、親局装置と複数の子局装置との間で帯域制御に係る制御信号の送受信を行い、親局装置により許可された送信時刻及びデータ量に基づいて、各子局装置が親局装置に信号を伝送するシステムを構成する、各子局装置が有する通信装置において、第１の本発明の遅延抑制装置を備えることを特徴とする。

本発明によれば、子局装置毎に複雑な設定や制御をすることなく、到着するフレームの周期及びフレーム長を自動認識し、そのフレームの到着前に、予測した帯域を親局装置に要求して、フレームを低遅延で送信することができる。

実施形態の遅延抑制部の機能的な構成を示すブロック図である。 ＰＯＮ方式を採用した光アクセスネットワークシステムの構成を示す構成図である。 ＯＬＴとＯＮＵとの間の制御フレームの送受信手順及びフレーム伝送遅延を説明する説明図である。 ＯＮＵの内部構成を示す内部構成図である。 ＯＬＴの内部構成を示す内部構成図である。 実施形態のＯＮＵにおける遅延抑制処理の動作を示すフローチャートである。 実施形態のＯＮＵにおけるフレームデータの送信方法の動作を示すフローチャートである。 実施形態によるフレーム伝送遅延の短縮を説明する説明図である。

（Ａ）実施形態
以下では、本発明の遅延抑制装置、遅延抑制プログラム及び通信装置の実施形態を、図面を参照しながら説明する。

この実施形態は、ＰＯＮ方式を採用した光アクセスネットワークシステムに、本発明を適用する場合を例示する。ＰＯＮ技術は、様々な方式を広く適用することができる。例えば、ＰＯＮ技術は、ＩＥＥＥ８０２．３ａｈで標準化されたＧＥ−ＰＯＮ技術を適用する場合を想定する。

この実施形態は、例えば、電話回線や専用回線等を伝送する、低遅延が要求されるフレームの遅延を抑制する場合を例示して説明する。電話回線や専用回線等を伝送する低遅延が要求されるフレームは、一定周期で、一定のデータ量で伝送されるという傾向がある。

（Ａ−１）実施形態の構成
この実施形態の光アクセスネットワークシステム６の全体構成は、図２に例示した従来の構成と同じ構成である。すなわち、実施形態の光アクセスネットワークシステム６は、光ファイバ４及び光合分波器３（３−１、３−２）を介して、ＯＬＴ２、複数のＯＮＵ１（１−１〜１−ｎ、ｎは正の整数）を有する。

なお、図２では、光アクセスネットワークシステム６が、２個の光合分波器３−１及び３−２を備える場合を例示しているが、光合分波器３−１及び３−２は１個であってもよいし、３個以上であってもよい。

光合分波器３は、入力された光信号を、複数分岐又は結合して出力するものであり、例えば、光スプリッタ、光カプラ等を適用することができる。

光アクセスネットワークシステム６は、ＯＬＴ２からＯＮＵ1方向の通信は、時分割多重技術を採用している。光合分波器３−１は、ＯＬＴ２からの時分割多重信号を分岐して、各ＯＮＵ１−１〜１−ｎに伝送する。一方、ＯＮＵ１からＯＬＴ２方向の通信は、時分割多元接続技術を採用している。光合分波器３−１は、各ＯＮＵ１−１〜１−ｎからの信号を結合してＯＬＴ１に伝送する。

ＯＮＵ１は、加入者であるユーザ側の回線終端装置（子局装置ともいう）である。ＯＮＵ１は、ＵＮＩ（ユーザ網インタフェース）を介して、図示しない１又は複数のユーザ端末と接続しており、また光ファイバ４及び光合分波器３−１を介して、ＯＬＴ２と接続するものである。ＯＮＵ１は、光−電気信号変換機能を有しており、光ファイバ４を介して受信した光信号を電気信号に変換して、ＵＮＩに接続するユーザ端末（図示しない）に送出する。逆に、ＯＮＵ１は、ＵＮＩを介してユーザ端末から受信した電気信号を光信号に変換して、光ファイバ４に送出する。

図４は、ＯＮＵ１の機能構成を示すブロック図である。図４において、ＯＮＵ１は、遅延制御部１１、ＵＮＩポート機能部１２、ＰＯＮインタフェース部１３を少なくとも有する。

ＵＮＩポート機能部１２は、ＵＮＩと接続してユーザ端末（図示しない）との間でデータフレームを授受するものである。

ＰＯＮインタフェース部１３は、光ファイバ４の回線との間でデータを授受するものである。ＰＯＮインタフェース部１３は、例えば、ＩＥＥＥ８０２．３ａｈの標準化技術を適用することができる。

遅延制御部１１は、ＯＬＴ２に対して割当帯域を要求し、ＯＬＴ２により許可された送信時刻に割り当てられた帯域で、送信すべきフレームを送信するものである。また、帯域制御部１１は、低遅延とする特定フレームも含めたフレームの送信を行う場合、ＵＮＩから次に到着する特定フレームの到着時刻及びフレーム長を予測する。

ここで、次に到着する特定フレームの到着時刻及びフレーム長の予測は、例えば、電話回線や専用回線等を伝送する低遅延フレームは、一定周期で、一定のデータ量で伝送されるという特徴を利用する。すなわち、今回の特定フレームの到着時刻に特定フレームの伝送周期を加算することで、次に到着する時刻を予測することができる。

そして、遅延制御部１１は、次に到着する特定フレームの到着時刻の前に、次に到着する特定フレームのフレーム長分を含む帯域を、ＯＬＴ２に対して要求するものである。

これにより、低遅延が要求される特定フレームがＯＮＵ１に到着する前に、予測されるフレーム長も含めた帯域を要求することができる。そして、次の特定フレームが到着すると、次の送信時刻に特定フレームを伝送することができる。その結果、フレーム到着からＯＬＴ２からの帯域許可までの時間が無くなるので、その分遅延時間を短くすることができる。

ここで、特定フレームとは、低遅延で伝送されることが求められるデータフレームである。例えば、特定フレームは、電話回線や専用線で伝送するデータが該当し、例えば音声フレームや映像フレーム等がある。

図１は、遅延抑制部１１の詳細な機能構成を示すブロック図である。図１において、特定フレーム検出部１１１、特定フレーム到着周期検出部１１２、特定フレーム到着予測部１１３、キュー制御部１１４、制御フレーム終端部１１５、キュー部１１６を少なくとも有する。

特定フレーム検出部１１１は、ＵＮＩから受け取ったフレームのうち、特定フレームを検出するものである。特定フレーム検出部１１１は、特定フレームを検出すると、少なくとも、検出タイミング（例えば検出時刻等）とフレーム長を、特定フレーム到着周期検出部１１２に通知するものである。また、特定フレーム検出部１１１は、検出した特定フレームをキュー部１１６の追越キュー５３に与え、特定フレーム以外のフレーム（非特定フレームともいう）をキュー部１１６の１次キュー５１に与えるものである。

特定フレーム検出部１１１は、その主な機能として、図１に示すように、特定フレーム識別情報格納部６１、特定フレーム検出実行部６２、フレーム長検出部６３、割当要求停止部６４を少なくとも有する。

特定フレーム識別情報格納部６１は、特定フレームを識別する特定フレーム識別情報（例えば、ＶＬＡＮ ＩＤ（仮想ネットワーク識別情報）等）を格納するものである。特定フレーム識別情報格納部６１には、予め設定された特定フレーム識別情報が格納される。例えば、特定フレーム識別情報格納部６１には、音声フレームや映像フレーム等のフレーム種類毎に割り当てた特定フレーム識別情報を予め設定しておく。これにより、特定フレームの種類毎に特定フレームを検出することができる。

特定フレーム検出実行部６２は、特定フレーム識別情報格納部６１を参照しながら、受信したフレームの中から、特定フレームを検出するものである。また、特定フレーム検出実行部６２は、当該特定フレームの検出タイミングを検出する。

ここで、特定フレームの検出方法は、特定フレームを検出することができれば、特に限定されるものではなく、種々の方法を広く適用することができる。この実施形態では、例えば、特定フレームに対して特定フレーム識別情報を付与するようにし、特定フレーム検出実行部６２がその識別情報に基づいて特定フレームを検出する方法を用いる。

フレーム長検出部６３は、検出した特定フレームのフレーム長を検出するものである。フレーム長は、バイト数をカウントして検出することができる。上述したように、電話回線や専用回線を伝送する低遅延フレームのフレーム長は一定である傾向にある。そこで、次に到着する特定フレームのフレーム長も同じであるとみなして、次の到着時刻の前にそのフレーム長を加算したデータ量を要求することができる。

割当要求停止部６４は、所定回数だけ連続して特定フレームを検出できないときには、当該特定フレームの入力が終了したものとして、キュー制御部１１４に対して、当該特定フレームのデータ量も含めた帯域要求の停止を行うものである。

特定フレーム到着周期検出部１１２は、特定フレーム検出部１１１から特定フレームの検出タイミング及びフレーム長を受け取ると、当該特定フレームの到着周期を求めるものである。また、特定フレーム到着周期検出部１１２は、求めた到着周期を特定フレーム到着予測部１１３に与える。

特定フレーム到着予測部１１３は、特定フレーム到着周期検出部１１２から特定フレームの到着周期を受け取ると、今回の到着時刻に上記到着周期を加えて、次に特定フレームが到着する予測時刻を求めるものである。また、特定フレーム到着予測部１１３は、次の特定フレームの到着予測時刻をキュー制御部１１４に与える。

キュー制御部１１４は、キュー部１１６のキューイング制御を行うものである。キュー制御部１１４は、特定フレーム到着予測部１１３から、特定フレームの次の到着予測時刻と当該特定フレームのフレーム長を受け取る。

そして、キュー制御部１１４は、特定フレームの次の到着予測時刻直前のＲｅｐｏｒｔフレームの送信前に、次に到着する特定フレームのフレーム長も加えたデータ量を、付与要求バイト数（要求データ量）として制御フレーム終端部１１５に通知する。

また、キュー制御部１１４は、制御フレーム終端部１１５からＯＬＴ２に許可された送信時刻及び割当許可バイト数（割当データ量）を受け取る。キュー制御部１１４は、許可された送信時刻に、許可された割当データ量のフレームデータをキュー部１１６から送出する。このとき、キュー制御部１１４は、追越キュー５３に保持されているフレームデータから優先的に取り出すようにする。

制御フレーム終端部１１５は、ＯＬＴ２との間で制御フレームを授受して、自ＯＮＵの送信時刻及び送信できるデータ量を獲得するものである。なお、ＯＬＴ２との間の制御フレームの手順は、例えば、ＭＰＣＰ（Multi Point Control Protocol）等を用いた既存の制御フレームの手順を適用することができる。

制御フレーム終端部１１５は、キュー制御部１１４から、送信に必要なデータ量（付与要求バイト数）を受け取る。制御フレーム終端部１１５は、キュー制御部１１４から取得したデータ量（付与要求バイト数）を要求データ量としてＲｅｐｏｒｔフレームに付与して、ＯＬＴ２にＲｅｐｏｒｔフレームを送信する。

また、制御フレーム終端部１１５は、ＯＬＴ２からＧａｔｅフレームを受信する。このＧａｔｅフレームには、ＯＬＴ２が許可する送信時刻及びデータ量（割当許可バイト数）が付与されている。制御フレーム終端部１１５は、このＧａｔｅフレームに付与されている送信時刻及びデータ量（割当許可バイト数）をキュー制御部１１４に与える。

キュー部１１６は、受信されたフレームを一時的に保持するものである。キュー部１１６は、１次キュー５１、２次キュー５２、追越キュー５３を少なくとも有する。

追越キュー５３は、特定フレーム検出部１１１により検出された特定フレームのフレームデータを一時的に保持するものである。ＯＬＴ２からの許可データ量が、追越キュー５３に保持されているフレーム長以上のとき、追越キュー５３のデータが、２次キュー５２よりも優先して送信される。

１次キュー５１は、ＯＬＴ２から送信をまだ許可されていないフレームを保持するものである。１次キュー５１は、特定フレーム検出部１１１により検出された非特定フレームのフレームデータを一時的に保持する。

２次キュー５２は、ＯＬＴ２から送信を許可されたフレームを保持するものである。１次キュー５１に保持されたデータのうち、送信許可されたフレームを送信許可時刻になるまで一時的に保持するものである。許可データ量が追越キュー５３に保持されているフレーム長以上である場合に、許可データ量から特定フレームのフレーム長を減算した残りがあるとき、１次キュー５１のデータのうち、上記残りのデータ量に収容可能なフレームが、２次キュー５２に保持される。

ＯＬＴ２は、局側が備える局装置（親局装置ともいう）である。ＯＬＴ２は、光合分波器３−１を介して、複数のＯＮＵ１−１〜１−ｎと接続しており、また上位ネットワーク（ＮＷ）５と接続している。ＯＬＴ２は、光−電気信号変換機能を有しており、光ファイバ４を介して受信した光信号を電気信号に変換して、上位ネットワーク５に送出したり、逆に上位ネットワーク５からの電気信号を光信号に変換して光ファイバ４に送出したりするものである。

図５は、ＯＬＴ２の機能構成を示すブロック図である。図５において、ＯＬＴ２は、帯域制御部２１、ＰＯＮインタフェース部２２、上位ネットワークインタフェース部２３を少なくとも有するものである。

帯域制御部２１は、ＯＮＵ１−１〜１−３との間で制御フレームの授受を行い、各ＯＮＵ１−１〜１−ｎに送信時刻及びデータ量を許可するものである。帯域制御部２１による各ＯＮＵ１−１〜１−ｎへの送信時刻及びデータ量の割り当て方法は、既存の方法を適用することができるので、ここでの詳細な説明は省略する。また、帯域制御部２１は、各ＯＮＵ１−１〜１−ｎとの間で制御フレームを用いて、ＯＬＴ２が許可する送信時刻及びデータ量を通知する。この制御フレームの送受信の手順は、上述したように、例えば、ＭＰＣＰ等の既存の手順を用いることができる。

ＰＯＮインタフェース部２２は、光ファイバ４の回線との間でデータを授受するものである。ＰＯＮインタフェース部２２は、例えば、ＩＥＥＥ８０２．３ａｈの標準化技術を適用することができる。

上位ネットワークインタフェース部２３は、上位ネットワーク５との間でデータの授受を行うものである。

（Ａ−２）実施形態の動作
次に、この実施形態の光アクセスネットワークシステム６における遅延抑制方法の動作を、図面を参照しながら説明する。

図６は、ＯＮＵ１における遅延抑制処理の動作を示すフローチャートである。

まず、上りフレームがＵＮＩを介してＯＮＵ１に入力する。ＯＮＵ１では、特定フレーム検出部１１１により入力フレームが特定フレームか否かの判断を行う（Ｓ１０１）。

特定フレーム検出部１１１により特定フレームが検出されると、当該フレームの検出タイミング（到着した時刻）及びフレーム長が検出される（Ｓ１０２）。そして、特定フレーム識別情報、検出タイミング及びフレーム長が、特定フレーム到着周期検出部１１２に与えられる。また、特定フレームは追越キュー５３に与えられる（Ｓ１０３）。

一方、特定フレーム以外のフレームは、非特定フレームとして、１次キュー５１に与えられる（Ｓ１０４）。

特定フレーム検出部１１１により特定フレームが検出されると、特定フレームの検出タイミング及びフレーム長が、特定フレーム到着周期検出部１１２に与えられる。特定フレーム到着周期検出部１１２は、特定フレーム検出部１１１から受け取った特定フレーム識別情報に基づいて、特定フレームの到着周期を求める（Ｓ１０５）。

ここで、特定フレームの到着周期の求め方としては、種々の方法を広く適用することができる。

例えば、特定フレーム到着周期検出部１１２は、カウンタを保持し、特定フレーム検出部１１１から特定フレームの検出通知を受けると、カウントを開始し、次に到着する特定フレームの検出までの到着間隔をカウントする。特定フレームの検出のたびに到着間隔を求める。そして、特定フレーム到着周期検出部１１２は、それまでのカウントした到着間隔に基づいて、常に到着間隔の平均値を算出する。この平均値を特定フレームの到着周期として求める。

特定フレーム到着周期検出部１１２により求められた到着周期と、検出タイミング及びフレーム長とが、特定フレーム到着予測部１１３に与えられる。特定フレーム到着予測部１１３では、当該特定フレームの検出タイミングに、上記到着周期を加算することで、次の到着予測時刻を求める（Ｓ１０６）。この到着予測時刻は、キュー制御部１１４に与えられる。

キュー制御部１１４は、Ｒｅｐｏｒｔフレームの送信周期を認識している。そして、キュー制御部１１４は、現在の時刻が、上記到着予測時刻の直前のＲｅｐｏｒｔフレームの送信周期時刻であるか判断する（Ｓ１０７）。そうでない場合には、Ｓ１０７を繰り返す。

現在時刻が上記到着予測時刻の直前のＲｅｐｏｒｔの送信周期時刻である場合、キュー制御部１１４は、１次キュー５１にキューイングされているデータ量に、未到着の特定フレームのフレーム長に相当するデータ量を加算する。この加算したデータ量を要求データ量として、キュー制御部１１４は制御フレーム終端部１１５に通知する（Ｓ１０８）。

なお、この特定フレームのフレーム長を加算する際、フレーム長に相当するデータ量に、所定量（マージン量）だけ更に加算するようにしてもよい。

制御フレーム終端部１１５は、ＯＬＴ２と所定周期で制御フレームの送受信を行う（Ｓ１０９）。具体的には、制御フレーム終端部１１５は、キュー制御部１１４からの要求データ量を付与したＲｅｐｏｒｔフレームを所定周期でＯＬＴ２に送信する。また、制御フレーム終端部１１５は、ＯＬＴ２により許可された送信時刻及びデータ量が付与されたＧａｔｅフレームを受信する。

図７は、ＯＮＵ１においてフレームデータを送信する方法の動作を示すフローチャートである。

制御フレーム終端部１１５は、ＯＬＴ２からＧａｔｅフレームを受信する。そして、Ｇａｔｅフレームに付与されている送信時刻及びデータ量（割当許可バイト数）がキュー制御部１１４に与えられる（Ｓ２０１）。

キュー制御部１１４は、許可された送信時刻に、許可されたデータ量のデータをキュー部１１６から取り出し送信させる。

ここで、キュー制御部１１４は、許可されたデータ量と特定フレームのフレーム長に相当するデータ量との比較を行う（Ｓ２０２）。

許可されたデータ量が特定フレームのフレーム長より大きい場合、Ｓ２０３に移行する。Ｓ２０３では、キュー制御部１１４が、許可されたデータ量から特定フレーム長を減算する。そして、上記減算した残りのデータ量に収容可能なフレーム分だけ、フレームを１次キュー５１から２次キュー５２に格納する（Ｓ２０３）。これにより、送信許可されたデータを１次キュー５１から２次キュー５２に与えることができる。

そして、キュー制御部１１６は、追越キュー５３に保持されているデータから送出し（Ｓ２０４）、その後、２次キュー５２に保持されているデータを送出する（Ｓ２０５）。

また、許可されたデータ量が特定フレームのフレーム長と同じである場合、追越キュー５３に保持されているデータから送出する（Ｓ２０６）。

さらに、許可されたデータ量が特定フレームのフレーム長よりも小さい場合、次のＲｅｐｏｒｔフレーム送信時に、当該特定フレーム長のデータ量を含む帯域を再度要求する（Ｓ２０７）。

また、キュー制御部１１４は、今回の許可されたデータ量に従って、１次キュー５１に保持されているデータを２次キュー５２に格納する。そして、キュー制御部１１４は２次キュー５２に保持されているデータを送出する（Ｓ２０８）。

図８は、図７のＳ２０２〜Ｓ２０５に記載の処理により、次に到着する特定フレームを送信するときのフレーム伝送遅延時間の短縮を説明する説明図である。

図８に示すように、ＯＮＵ１が、Ｒｅｐｏｒｔ１で、次に到着する特定フレーム（フレームＡ）のフレーム長を加算したデータ量を要求した場合を示す。

この場合、特定フレームのフレーム長以上のデータ量が、ＯＮＵ１に割り当てられたとする。このとき、フレームＡの到着後、ＯＮＵ１に許可された送信時刻に、フレームＡを送信することができる。これにより、図８に示す実施形態の例によれば、従来の遅延時間よりも、遅延時間を短くすることができる。

なお、特定フレーム検出部１１１において、割当要求停止部６４は、ＵＮＩから受信したフレームに基づいて、Ｎ回連続して特定フレームを検出できない場合、キュー制御部１１４に対して、帯域割当要求を停止することを指示する。

（Ａ−３）実施形態の効果
以上のように、実施形態によれば、ＯＮＵ毎に複雑な設定、制御をすることなく、周期的に到着する特定フレームを自動的に検出し、周期およびフレーム長を自動認識することができる。さらに、フレーム到着前にＯＮＵはＯＬＴに帯域を要求でき、特定フレームを低遅延で送信することができるようになる。

（Ｂ）他の実施形態
（Ｂ−１）上述した実施形態で説明した図１の構成に、更に特定フレーム検出部１１１の動作を停止させる特定フレーム検出停止部を備えるようにしてもよい。上述した実施形態では、特定フレーム検出部１１１が、特定フレームの条件に一致すれば、その特定フレームを優先して送信する仕組みを備える。しかし、上記のように、特定フレーム検出停止部を備えることで、特定フレームの検出を停止することができるので、特定フレームの優先送信の動作を停止させることができる。

（Ｂ−２）上述した実施形態において、特定フレーム到着周期検出部１１２は、特定フレームの到着間隔の平均値を、特定フレーム到着周期とする場合を例示した。しかし、特定フレーム到着周期の求め方は、これに限定されない。

例えば、特定フレーム到着周期検出部１１２は、特定フレーム識別情報と伝送周期とを対応付けた対応テーブルを保持する。そして、上記対応テーブルを参照して、特定フレーム検出部１１１から受け取った特定フレーム識別情報に対応する伝送周期を「特定フレーム到着周期」とする方法を適用してもよい。

例えば電話回線等を伝送する低遅延フレームの周期は、おおよそ一定である。そのため、経験的に、特定フレームの伝送周期を求めることができる。そこで、その特定フレームの伝送周期を特定フレーム識別情報に対応付けた対応テーブルを予め備えることで、特定フレームの到着周期を求める方法を用いてもよい。

（Ｂ−３）上述した実施形態では、局装置間が光ファイバで接続された光ネットワークである場合を例示して説明したが、親局装置が複数の子局装置の帯域制御を行うネットワークシステムであれば、光ネットワークの終端装置に限定されない。

（Ｂ−４）上述した実施形態では、１次キュー５１と２次キュー５２とを１組備える場合を例示したが、２組以上備えるようにしてもよい。この場合でも、追越キュー５３は、２組以上のキュー（１次キュー及び２次キュー）より優先して送信する。

また２組以上備える場合、各組に送信優先度を付与してもよい。この場合に、許可データ量が特定フレーム長を超えるとき、キュー制御部１１４は、２組以上のキューのうち、優先度の高い組のキューからフレームを送信する優先制御を行うようにしてもよい。

（Ｂ−５）上述した実施形態で説明した遅延抑制部の処理は、いわゆるソフトウェア処理により実現することができる。例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ等のハードウェアにおいて、ＣＰＵがＲＯＭに格納される処理プログラムを必要なデータを用いて実行することで、遅延抑制部の処理は実現される。なお、可能であれば、電子回路等のハードウェアで処理するようにしてもよい。

１−１〜１−ｎ…ＯＮＵ、２…ＯＬＴ、３−１〜３−２…光合分波器、
４…光ファイバ、５…上位ネットワーク、
１１…遅延抑制部、１２…ＵＮＩポート機能部、１３…ＰＯＮインタフェース部、
１１１…特定フレーム検出部、１１２…特定フレーム到着周期検出部、
１１３…特定フレーム到着予測部、１１４…キュー制御部、
１１５…制御フレーム終端部、１１６…キュー部、
５１…１次キュー、５２…２次キュー、５３…追越キュー。

Claims (4)

1. 親局装置と複数の子局装置との間で帯域制御に係る制御信号の送受信を行い、上記親局装置により許可された送信時刻及びデータ量に基づいて、上記各子局装置が上記親局装置に信号を伝送するシステムで、上記各子局装置が伝送する信号の遅延時間を抑制する遅延抑制装置において、
   入力された入力信号のうち、他の信号よりも低遅延が要求される特定信号及びそのデータ量を検出する特定信号検出手段と、
   上記入力信号を一時的に格納する信号格納手段と、
   上記特定信号が入力される到着周期を求める到着周期検出手段と、
   上記到着周期検出手段により求められた上記到着周期に基づいて、上記特定信号が次に到着する到着時刻を予測する到着予測手段と、
   上記親局装置との間で上記制御信号の送受信を行うものであって、上記到着予測手段により予測された上記特定信号の到着予測時刻前に、上記特定信号のデータ量も含むデータ量を要求データ量として要求する制御信号通信手段と、
   上記親局装置から許可された送信時刻に、送信許可されたデータ量に基づいて、上記信号格納手段に格納される信号のうち、他の信号よりも上記特定信号を優先して伝送させる伝送制御手段と
   を備えることを特徴とする遅延抑制装置。
2. 上記信号格納手段が、
   上記特定信号を格納する特定信号格納部と、
   上記特定信号以外の上記入力信号を格納する入力信号格納部と
   を有し、
   上記伝送制御手段が、上記親局装置から送信許可されたデータ量が上記特定信号のデータ量以上の場合、上記特定信号格納部の上記特定信号から優先して伝送させ、上記特定信号のデータ量を超える分のデータ量を、上記入力信号格納部から伝送させることを特徴とする請求項１に記載の遅延抑制装置。
3. 親局装置と複数の子局装置との間で帯域制御に係る制御信号の送受信を行い、上記親局装置により許可された送信時刻及びデータ量に基づいて、上記各子局装置が上記親局装置に信号を伝送するシステムで、上記各子局装置が伝送する信号の遅延時間を抑制する遅延抑制プログラムにおいて、
   コンピュータを、
   入力された入力信号のうち、他の信号よりも低遅延が要求される特定信号及びそのデータ量を検出する特定信号検出手段、
   信号格納手段に上記入力信号を一時的に格納させる手段、
   上記特定信号が入力される到着周期を求める到着周期検出手段、
   上記到着周期検出手段により求められた上記到着周期に基づいて、上記特定信号が次に到着する到着時刻を予測する到着予測手段、
   上記親局装置との間で上記制御信号の送受信を行うものであって、上記到着予測手段により予測された上記特定信号の到着予測時刻前に、上記特定信号のデータ量も含むデータ量を要求データ量として要求する制御信号通信手段、
   上記親局装置から許可された送信時刻に、送信許可されたデータ量に基づいて、上記信号格納手段に格納される信号のうち、他の信号よりも上記特定信号を優先して伝送させる伝送制御手段
   として機能させることを特徴とする遅延抑制プログラム。
4. 親局装置と複数の子局装置との間で帯域制御に係る制御信号の送受信を行い、上記親局装置により許可された送信時刻及びデータ量に基づいて、上記各子局装置が上記親局装置に信号を伝送するシステムを構成する、上記各子局装置が有する通信装置において、請求項１又は２に記載の遅延抑制装置を備えることを特徴とする通信装置。

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