JP2002033757A - 通信制御装置、通信システムおよびスロット割当て方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 親局が短時間で子局からの上り信号のトラヒ
ックを把握することが困難であった。 【解決手段】 上りスロット割当て決定挿入部１６によ
り、各子局２２ａ，２２ｂ，２２ｃに対するスロット割
当てを決定して、そのスロット割当ての情報を下り信号
中に挿入する。一方、トラヒック推定部１５により、ス
ロット割当て情報蓄積部１４に蓄積したスロット割当て
情報に対応する上り信号中のスロットにおけるパケット
の有無に基づいて、上り信号における各子局２２ａ，２
２ｂ，２２ｃからのトラヒックを推定し、上りスロット
割当て決定挿入部１６により、各子局２２ａ，２２ｂ，
２２ｃからの上り信号のトラヒックの推定結果に応じて
スロット割当てを変更する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、親局となるＯＬ
Ｔ（Optical Line Terminator)などの通信制御装置と、
その通信制御装置に光ファイバなどの伝送媒体およびス
ターカプラ装置などの多重分岐器を介して接続されたＯ
ＮＴ（Optical Network Terminator）およびＯＮＵ（Op
tical Network Unit）などの１または複数の子局とを有
し、伝送帯域をそれらの子局が共用するＰＯＮ（Passiv
e Optical Network)などの通信システム、その通信制御
装置、および、子局から親局への上り信号中のスロット
を子局に割り当てるスロット割当て方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】ＰＯＮ（Passive Optical Network)など
の通信システムでは、低コスト化のため、転送網側に配
置される親局となる通信制御装置に、複数の子局が単一
の伝送媒体および多重分岐器を介して接続されており、
複数の子局が単一の伝送媒体における帯域を共用する。

【０００３】図３は、複数の子局が単一の伝送媒体の帯
域を共用する通信システムの構成例を示すブロック図で
ある。図３において、２１は転送網２５に接続された親
局であり、２２ａ，２２ｂ，２２ｃは多重分岐器２３お
よび伝送媒体２４を介して親局２１に接続された子局で
あり、２３は多重分岐器であり、２４は伝送媒体であ
り、２５は外部に接続された転送網である。

【０００４】次に動作について説明する。図４は、図３
に示す通信システムの下り信号および上り信号の一例を
示す図である。まず、親局２１が出力する下り信号につ
いて説明する。親局２１は、各子局２２ａ，２２ｂ，２
２ｃを送信先にしたパケットを時分割で多重して、下り
信号として出力する。この下り信号は、多重分岐器２３
および伝送媒体２４を介して各子局２２ａ，２２ｂ，２
２ｃに同報される。なお、下り信号に送信するパケット
がない場合、親局２１は、空きパケットを挿入するか、
特に何の信号も出力しないようにする。

【０００５】また、親局２１は、各子局２２ａ，２２
ｂ，２２ｃがパケットを挿入可能な上り信号中のスロッ
トの位置と数の情報（スロット割当て情報）を有するパ
ケット３１を定期的または不定期で挿入し、子局２２
ａ，２２ｂ，２２ｃに同報する。

【０００６】一方、子局２２ａ，２２ｂ，２２ｃは、下
り信号中のパケットの宛先が自己である場合、そのパケ
ットを取り込み、パケットの宛先が自己ではない場合、
そのパケットを廃棄する。また、各子局２２ａ，２２
ｂ，２２ｃは、上り信号についてのスロット割当て情報
を有するパケット３１を受信すると、そのパケットを取
り込み、上り信号に各子局がパケットを挿入可能なスロ
ットの位置や数を認識する。

【０００７】このようにして、下り信号が親局２１から
子局２２ａ，２２ｂ，２２ｃに伝送される。

【０００８】次に、多重分岐器２３および伝送媒体２４
の遅延がないと仮定して、子局２２ａ，２２ｂ，２２ｃ
が出力する上り信号について説明する。子局２２ａ、子
局２２ｂおよび子局２２ｃは、下り信号として受け取っ
た、スロット割当て情報に基づき、例えば図４に示すよ
うに子局２２ａ、子局２２ｂ、子局２２ｃの順番で１個
ずつスロットを割り当てられていることを認識する。各
子局２２ａ，２２ｂ，２２ｃは、その情報を有するパケ
ットを受信してから所定の遅延時間ΔＴが経過した後
に、この情報に基づいて、自己が挿入を許されたスロッ
トにのみ、パケットを挿入する。

【０００９】今の場合、遅延時間の経過後に、まず、子
局２２ａがパケットを挿入し、その次のスロットに、子
局２２ｂがパケットを挿入し、さらにその次のスロット
に、子局２２ｃがパケットを挿入する。これらのパケッ
トは多重分岐器２３により多重されて親局２１に上り信
号として伝送される。

【００１０】このようにして、上り信号が子局２２ａ，
２２ｂ，２２ｃから親局２１に伝送される。

【００１１】このように複数の子局により単一の伝送媒
体の伝送帯域を共用する場合、それぞれの子局に収容し
た加入者との契約に基づいて定められている最低帯域を
与えることは必須であるが、さらに、バースト的にパケ
ットを出力する加入者がいる場合には、伝送媒体の有す
る帯域と全加入者の最低帯域の合計との差分である余剰
帯域を動的に加入者に分配したり、上り信号のための帯
域におけるの余剰帯域を活用したりして、そのような加
入者に余剰帯域を一時的に割り当てて、輻輳の発生を抑
制することが考えられている。

【００１２】図５は、例えば「ＡＴＭ−ＰＯＮダイナミ
ック帯域割り当て方式」（宮部ら著、１９９７年電子情
報通信学会総合大会Ｂ−８−５３）に記載の、上り信号
の帯域を動的に割り当てる従来の通信システムの構成を
示すブロック図である。

【００１３】図５において、１２１は従来の通信制御装
置を使用した親局であり、１２２ａ，１２２ｂ，１２２
ｃは子局である。親局１２１において、１３１は子局の
使用する帯域を設定する固定割当て帯域ポーリング生成
部であり、１３２は割当て情報を子局に向けて送出する
共用帯域割当て部であり、１３３は上り信号におけるポ
ーリング要求を抽出するポーリング要求抽出部であり、
１３４は転送網との間でデータを送受する送受信部であ
り、１３５は下り信号を送信し、上り信号を受信する送
受信部である。

【００１４】子局１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃにおい
て、１４１は下り信号中のパケット送出許可を検出する
ＰＩＤ抽出部であり、１４２は上り信号のパケットを蓄
えるバッファであり、１４３はバッファ１４２からパケ
ットを読み出す読出部であり、１４４はポーリング要求
生成部であり、１４５は多重化部であり、１４６は上り
信号を送信し、下り信号を受信する送受信部であり、１
４７は下り信号を送信し、上り信号を受信する送受信部
である。なお、上記文献ではバッファ１４２はクラス別
に２つ設けられているが、ここでは特に必要ないので、
原理の説明を行うためにバッファ１４２は１つに簡略化
している。

【００１５】次に動作について説明する。まず、子局１
２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃのポーリング要求生成部１
４４に、子局１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃのバッファ
１４２の容量に応じた閾値が予め設定される。

【００１６】親局１２１では、固定割当て帯域ポーリン
グ生成部１３１が、子局１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ
の使用する帯域を設定し、共用帯域割当て部１３２が、
上り信号の帯域を子局１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃに
割り当て、その割り当ての情報を下り信号で子局１２２
ａ，１２２ｂ，１２２ｃに通知する。

【００１７】各子局側１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃで
は、ＰＩＤ抽出部１４１が、下り信号から、自己の子局
に対するパケット送出許可を検出し、そのパケット送出
許可を検出すると、読出部１４３に、バッファ１４２に
蓄積されたパケットを多重化部１４５へ読み出させる。
多重化部１４５はそのパケットを送受信部１４６を介し
て親局１２１に向けて送出する。

【００１８】また、子局１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ
のポーリング要求生成部１４４は、バッファ１４２に蓄
積されているパケットの数が予め設定された閾値を超え
た場合、ポーリング要求を生成し、多重化部１４５に、
そのポーリング要求を親局１２１に対して送信させる。
多重化部１４５は、バッファ１４２から読み出されたパ
ケットと、ポーリング要求生成部１４４により生成され
たポーリング要求とを多重化して、親局１２１へ送信す
る。

【００１９】親局１２１のポーリング要求抽出部１３３
は、子局１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃにより送信され
た上り信号からポーリング要求を抽出し、共用帯域割当
て部１３２に通知する。

【００２０】共用帯域割当て部１３２は、ポーリング要
求が通知されると、ポーリング要求を送信した子局に割
り当てられた上り信号の帯域を増加するように、各子局
の上り信号の帯域を再度割り当てる。

【００２１】以上のように、従来の通信システムでは、
子局側からバッファに蓄積されている上り方向のパケッ
トの蓄積量が所定の閾値を超えたか否かを判定し、その
閾値を超えた場合には、子局が親局に対してポーリング
要求を行い、親局はそのポーリング要求を検出すると、
子局に割り当てる上り信号の帯域を変更する。

【００２２】しかしながら、従来の通信システムでは、
各子局に、バッファリングされたパケットの超過を親局
へ通知する手段が必要なので、子局の装置構成が複雑か
つ高価となる。これは、子局の数が増えるほど顕著にな
る。

【００２３】また、従来の通信システムでは、子局が複
数のバッファを内蔵し、バッファからのパケットの読出
し方法が他の子局とは異なる場合、同一のトラヒック特
性の上り信号が各子局に入力された場合であっても、バ
ッファリングされたパケットの超過を通知するタイミン
グが子局毎に異なる可能性があり、各子局に対する上り
信号の帯域の分配が適切に実行されない可能性がある。
この場合、パケットの読出し方法が同一のものをすべて
の子局に使用するようにしてもよいが、通信システムに
接続できる子局が限定されるため、汎用性が低下する。

【００２４】さらに、従来の通信システムでは、バッフ
ァリングされたパケットの超過を親局へ通知する際に、
他の子局からの上り信号との競合や、他の子局でのバッ
ファリングされたパケットの超過の通知との競合が起こ
る可能性があり、バッファリングされたパケットの超過
の通知が遅延または廃棄されてしまう可能性がある。

【００２５】そこで、バッファリングされたパケットの
超過を子局が親局へ通知することなく、親局が、各子局
からの上り信号を測定して子局の上り方法のトラヒック
を把握し、その状況に応じて各子局に与える上り信号の
帯域を制御する方法が考えられる。

【００２６】

【発明が解決しようとする課題】従来の通信システムは
以上のように構成されているので、バッファリングされ
たパケットの超過を子局が親局へ通知することなく、親
局が、各子局からの上り信号を測定して子局の上り方向
のトラヒックを把握し、その状況に応じて各子局に与え
る上り信号の帯域を制御する場合、上り信号を短時間測
定しても、各子局からの上り信号のトラヒックを正確に
把握することは困難であり、上り信号における余剰帯域
の分配が適切ではなくなる可能性があり、一方、上り信
号を長時間測定した場合には、上り信号における余剰帯
域の分配が適切になるが、短時間のトラヒックの変化に
追従して上り信号における余剰帯域の分配を実行するこ
とが困難であるなどの課題があった。

【００２７】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、各子局に対するスロット割当てを
決定し、各子局に対するスロット割当て情報を下り信号
中に挿入するとともに、スロット割当て情報に対応する
上り信号中のスロットにおけるパケットの有無に基づい
て、上り信号における各子局からのトラヒックを推定
し、上り信号における各子局からのトラヒックの推定結
果に応じて、子局に対するスロット割当てを変更するよ
うにして、短時間で子局の上り信号のトラヒックを正確
に推定し、子局に上り信号の帯域を適切に分配すること
ができる通信制御装置およびスロット割当て方法を得る
ことを目的とする。

【００２８】また、この発明は、その通信制御装置を親
局として使用して、低コストでかつ上り信号における余
剰帯域を効率よく利用可能な通信システムを得ることを
目的とする。

【００２９】

【課題を解決するための手段】この発明に係る通信制御
装置は、各子局に対するスロット割当ての情報を下り信
号中に挿入するスロット割当て情報挿入部と、スロット
割当て情報を蓄積するスロット割当て情報蓄積部と、上
り信号中のスロットにおけるパケットの有無を判断する
パケット検出部と、スロット割当て情報蓄積部に蓄積さ
れたスロット割当て情報に対応する上り信号中のスロッ
トにおけるパケットの有無に基づいて、上り信号におけ
る各子局からのパケットのトラヒックを推定するトラヒ
ック推定部と、各子局に対するスロット割当てを決定
し、トラヒック推定部による推定結果に応じて、子局に
対するスロット割当てを変更するスロット割当て決定部
とを備えるものである。

【００３０】この発明に係る通信制御装置は、トラヒッ
ク推定部が、スロット割当て情報挿入部によりスロット
割当て情報が挿入されてから既知の遅延時間経過後にお
ける上り信号のスロットをスロット割当て情報に対応す
る上り信号中のスロットとして、パケットの有無を判断
するようにしたものである。

【００３１】この発明に係る通信制御装置は、トラヒッ
ク推定部が、スロット割当て情報蓄積部に蓄積されたス
ロット割当て情報に対応する上り信号中のスロットにお
けるパケットの有無および過去の推定結果に基づいて、
上り信号における各子局からのパケットのトラヒックを
推定するようにしたものである。

【００３２】この発明に係る通信制御装置は、トラヒッ
ク推定部が、スロット割当て情報蓄積部に蓄積されたス
ロット割当て情報に対応する上り信号中のスロットにお
けるパケットの有無および過去の推定結果に基づいて、
周期的なトラヒックの変動を予測するようにしたもので
ある。

【００３３】この発明に係る通信制御装置は、スロット
割当て決定部が、各子局毎の所定の最低帯域に対応する
スロットを各子局に割り当てるとともに、トラヒック推
定部による推定結果に基づいて余剰帯域を１または複数
の子局に分配して割り当てるようにしたものである。

【００３４】この発明に係る通信制御装置は、スロット
割当て決定部が、最初に、各子局毎の所定の最低帯域に
対応するスロットを各子局に割り当てるようにしたもの
である。

【００３５】この発明に係る通信制御装置は、スロット
割当て決定部が、最初に、各子局毎の所定の最低帯域に
対応するスロットを各子局に割り当て、さらに、所定の
割合で余剰帯域を１または複数の子局に分配して割り当
てるようにしたものである。

【００３６】この発明に係る通信制御装置は、スロット
割当て決定部が、特定の子局に対するトラヒック推定部
による推定結果が最初に得られるまで、連続的にその特
定の子局に対して上り信号中のスロットを割り当てるよ
うにしたものである。

【００３７】この発明に係る通信システムは、親局とな
る通信制御装置が、各子局に対するスロット割当ての情
報を下り信号中に挿入するスロット割当て情報挿入部
と、スロット割当て情報を蓄積するスロット割当て情報
蓄積部と、上り信号中のスロットにおけるパケットの有
無を判断するパケット検出部と、スロット割当て情報蓄
積部に蓄積されたスロット割当て情報に対応する上り信
号中のスロットにおけるパケットの有無に基づいて、上
り信号における各子局からのパケットのトラヒックを推
定するトラヒック推定部と、各子局に対するスロット割
当てを決定し、トラヒック推定部による推定結果に応じ
て、子局に対するスロット割当てを変更するスロット割
当て決定部とを備え、子局が、通信制御装置からの下り
信号に挿入されたスロット割当て情報に従って上り信号
中のスロットにパケットを挿入するものである。

【００３８】この発明に係るスロット割当て方法は、各
子局に対するスロット割当てを決定するステップと、各
子局に対するスロット割当ての情報を下り信号中に挿入
するステップと、スロット割当て情報を蓄積するステッ
プと、蓄積したスロット割当て情報に対応する上り信号
中のスロットにおけるパケットの有無を判断するステッ
プと、パケットの有無の判断結果に基づいて、上り信号
における各子局からのパケットのトラヒックを推定する
ステップと、上り信号における各子局からのトラヒック
の推定結果に応じて、子局に対するスロット割当てを変
更するステップとを備えるものである。

【００３９】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１による通
信システムの構成を示すブロック図である。図１におい
て、１は転送網に接続された親局となる、本発明の一実
施の形態である通信制御装置であり、２２ａ，２２ｂ，
２２ｃは多重分岐器２３および伝送媒体２４を介して親
局である通信制御装置１に接続され、契約に基づく所定
の加入者を収容する子局であり、２３は多重分岐器であ
り、２４は光ファイバなどの伝送媒体であり、２５は外
部に接続された転送網である。

【００４０】通信制御装置１において、１１は子局２２
ａ，２２ｂ，２２ｃからの上り信号中のスロット毎にパ
ケットの有無を検出するパケット検出部である。１２は
上り信号のスロット割当て情報を下り信号に挿入して子
局に対して送出した時から、子局が上り信号の該当スロ
ットに挿入したパケットを受信するまでの遅延に関する
情報（遅延時間情報）の蓄積および管理を行う遅延情報
蓄積管理部であり、１３は各子局２２ａ，２２ｂ，２２
ｃに割り当てられた上り信号におけるスロットの位置や
数の情報（スロット割当て情報）をスロット割当て情報
蓄積部１４に対して読み書きするスロット割当て情報管
理部であり、１４は各子局２２ａ，２２ｂ，２２ｃにつ
いてのスロット割当て情報を蓄積するスロット割当て情
報蓄積部である。１５は上り信号において現在受信して
いるスロットを割り当てられた子局をスロット割当て情
報に基づいて判別し、現在受信しているスロット位置の
パケットの有無とに基づいて、その子局の上り信号のト
ラヒックを推定するトラヒック推定部であり、１６は上
り信号における余剰帯域を含めた上り信号の帯域を各子
局２２ａ，２２ｂ，２２ｃに分配し、分配した帯域を子
局の上り信号のスロットの位置や数に変換し、その情報
を有するパケットを生成し、下り信号に挿入する上りス
ロット割当て決定挿入部（スロット割当て情報挿入部、
スロット割当て決定部）である。１７は転送網との間で
データを送受する送受信部であり、１８は下り信号を送
信し、上り信号を受信する送受信部である。

【００４１】次に動作について説明する。最初に、親局
となる通信制御装置１は、上りスロット割当て決定挿入
部１６により、事前の契約に基づく上り信号の最低帯域
に対応するスロットの位置や数を各子局に対して決定
し、その上り信号におけるスロットの位置や数の情報
（スロット割当て情報）を有するパケットを、下り信号
中の各子局宛のパケットの間に挿入し、すべての子局２
２ａ，２２ｂ，２２ｃに同報する。

【００４２】このとき、上りスロット割当て決定挿入部
１６は、そのスロット割当て情報をスロット割当て情報
管理部１３に通知する。スロット割当て情報管理部１３
は、通知された各子局２２ａ，２２ｂ，２２ｃのスロッ
ト割当て情報をスロット割当て情報蓄積部１４に蓄積さ
せる。

【００４３】一方、各子局２２ａ，２２ｂ，２２ｃは、
通信制御装置１から送信された自己宛てのパケットを受
信し、取り込むとともに、スロット割当て情報を有する
パケットを受信した場合には、そのパケットからスロッ
ト割当て情報を抽出する。そして、各子局２２ａ，２２
ｂ，２２ｃは、そのスロット割当て情報に基づいて、上
り信号において自己がパケットを挿入可能なスロットの
位置や数を認識する。

【００４４】そして、各子局２２ａ，２２ｂ，２２ｃ
は、通信制御装置１に対して送信するパケットがある場
合には、スロット割当て情報を有するパケットを受信し
てから予め親局と合意した遅延時間の経過後に、スロッ
ト割当て情報に基づくスロット位置および数の制約内
で、そのパケットを上り信号として出力する。

【００４５】多重分岐器２３は、それぞれの子局２２
ａ，２２ｂ，２２ｃがバースト的に出力したパケットを
多重化し、通信制御装置１に送信する。

【００４６】通信制御装置１では、送受信部１８がその
上り信号を受信し、送受信部１７がその上り信号を送信
する。このときパケット検出部１１が、現在受信してい
る上り信号のスロットに子局が挿入したパケットが存在
するか否かを判断し、その判断結果をトラヒック推定部
１５に通知する。

【００４７】また、通信制御装置１では、スロット割当
て情報管理部１３が、遅延情報蓄積管理部１２から、子
局２２ａ，２２ｂ，２２ｃとの通信で発生する既知の遅
延時間の情報を読み出し、この遅延時間情報およびスロ
ット割当て情報に基づいて、現在受信している上り信号
のスロットを割り当てられた子局がどの子局であるのか
を判断し、スロット割当て情報に基づいて、現在受信し
ているスロットを割り当てられた子局が挿入可能なパケ
ット数を認識し、それらの情報をトラヒック推定部１５
に通知する。

【００４８】そして、トラヒック推定部１５は、パケッ
ト検出部１１によるパケットの有無の情報と、スロット
割当て情報管理部１３により通知された情報とに基づい
て、現在受信しているスロットを割当てられた子局から
の上り信号のトラヒック量およびその特性（子局間の相
関や時間的なトラフィックの推移など）を推定し、その
推定結果を上りスロット割当て決定挿入部１６に通知す
る。

【００４９】上りスロット割当て決定挿入部１６は、ト
ラヒック推定部１５より通知された推定結果に基づい
て、現在の上り信号における余剰帯域の分配に変更が必
要であるか否かを判断し、必要であれば、各子局２２
ａ，２２ｂ，２２ｃに対する上り信号のスロットの割り
当てを変更して、それに対応するスロット割当て情報を
有するパケットを、下り信号中の各子局宛のパケットの
間に挿入し、すべての子局２２ａ，２２ｂ，２２ｃに同
報する。

【００５０】以上のように、この実施の形態１によれ
ば、上りスロット割当て決定挿入部１６により、各子局
に対するスロット割当てを決定し、各子局に対するスロ
ット割当ての情報を下り信号中に挿入し、トラヒック推
定部１５により、スロット割当て情報蓄積部１４に蓄積
したスロット割当て情報に対応する上り信号中のスロッ
トにおけるパケットの有無に基づいて、上り信号におけ
る各子局からのパケットのトラヒックを推定し、上りス
ロット割当て決定挿入部１６により、そのトラヒックの
推定結果に応じて子局２２ａ，２２ｂ，２２ｃに対する
スロット割当てを変更するようにしたので、たとえスロ
ットに空きパケットなどの無効情報が挿入されている場
合であっても、その無効情報がどの子局から送出された
ものであるかを特定できるため、短時間で子局２２ａ，
２２ｂ，２２ｃの上り信号のトラヒックを正確に推定
し、上り信号の帯域を適切に分配することができるとい
う効果が得られる。

【００５１】また、この実施の形態１によれば、バッフ
ァリングされたパケットの超過の通知を子局が親局に通
知する必要がないので、子局の構成を簡単にすることが
できるとともに、コストを低減することができるという
効果が得られる。なお、子局が多くなるほど、この効果
が顕著になる。また、バッファリングされたパケットの
超過の通知を子局が親局に通知する必要がないので、子
局を簡単に増設することができ、通信システムの汎用性
を向上することができるという効果が得られる。さら
に、バッファリングされたパケットの超過の通知を子局
が親局に通知する必要がないので、この通知に伴う情報
の遅延や廃棄がなくなり、親局において子局のトラヒッ
クを短時間で把握できるため、短時間で上り信号の余剰
帯域の割り当てを安定して実行することができるという
効果が得られる。

【００５２】実施の形態２．この発明の実施の形態２に
よる通信システムは、親局となる通信制御装置１のスロ
ット割当て情報管理部１３が、上りスロット割当て決定
挿入部１６によりスロット割当て情報を有するパケット
を送出したときに遅延情報蓄積管理部１２から遅延時間
情報を読み出し、その遅延時間に対応するスロット割当
て情報蓄積部１４の領域にスロット割当て情報を蓄積
し、現時刻に対応するスロット割当て情報蓄積部１４の
領域から、そのスロット割当て情報を読み出すようにし
たものである。

【００５３】すなわち、スロット割当て情報蓄積部１４
は、子局からのパケットの到着予想時刻の順番でスロッ
ト割当て情報を蓄積し、スロット割当て情報管理部１３
は、パケットが到着すると、現時刻に対応する領域に蓄
積されたスロット割当て情報を読み出す。

【００５４】なお、実施の形態１では、スロット割当て
情報蓄積部１４は、スロット割当て情報を有するパケッ
トを送信した時点でそのスロット割当て情報を蓄積し、
スロット割当て情報管理部１３は、パケットが到着する
と、遅延時間情報および現時刻から、そのパケットに対
応するスロット割当て情報の蓄積された領域を割り出
し、そのスロット割当て情報を読み出すようにしてい
る。

【００５５】なお、この実施の形態２による通信システ
ムのその他の構成および動作については実施の形態１に
よるものと同様であるので、その説明を省略する。

【００５６】なお、この他、上りスロット割当て決定挿
入部１６が、スロット割当て情報を有するパケットを挿
入したときに遅延情報蓄積管理部１２から遅延時間情報
を読み出し、現時刻を計時する図示せぬカウンタの値に
その遅延時間を加算し、その加算後の時刻またはそれと
対応する情報をスロット割当て情報に関連づけて保存
し、現時刻がその保存した時刻になったときに、その時
刻に対応するスロット割当て情報を読み出すようにして
もよい。

【００５７】以上のように、この実施の形態２によれ
ば、実施の形態１による効果と同様の効果が得られる。

【００５８】実施の形態３．図２はこの発明の実施の形
態３による通信システムの構成を示すブロック図であ
る。図２において、１９は、トラヒック推定部１５によ
る、上り信号中の各子局２２ａ，２２ｂ，２２ｃのトラ
ヒックの推定結果を蓄積するトラヒック情報蓄積部であ
る。なお、図２におけるその他の構成要素については実
施の形態１によるものと同様であるので、その説明を省
略する。ただし、トラヒック推定部１５は、スロット割
当て情報、およびそのスロット割当て情報に基づくスロ
ット位置にパケットが挿入されたか否かの情報の他、ト
ラヒック情報蓄積部１９に蓄積された過去の推定結果を
考慮して、上り信号中の各子局からのパケットのトラヒ
ックの推定を実行する。

【００５９】次に動作について説明する。トラヒック推
定部１５は、最初に、子局２２ａ，２２ｂ，２２ｃから
の上り信号のトラヒックの推定を実行する場合、パケッ
ト検出部１１からの、割当てられたスロット位置におけ
るパケットの有無の情報、並びに、スロット割当て情報
管理部１３からの、現時点の上り信号におけるスロット
を割り当てられた子局の情報と、現時点の上り信号にお
けるスロット位置を割り当てられた子局が送信可能なパ
ケット数の情報とに基づいて、各子局２２ａ，２２ｂ，
２２ｃからの上り信号のトラヒックを推定し、その推定
結果を上りスロット割当て決定挿入部１６に通知すると
ともに、トラヒック情報蓄積部１９に蓄積させる。

【００６０】そして、次回以降、子局２２ａ，２２ｂ，
２２ｃからの上り信号のトラヒックの推定を実行する場
合、トラヒック推定部１５は、割り当てられたスロット
におけるパケットの有無の情報、並びに、スロット割当
て情報管理部１３からの、現時点の上り信号におけるス
ロットを割り当てられた子局の情報、および、その子局
が送信可能なパケット数の情報の他、トラヒック情報蓄
積部１９に蓄積された過去のトラヒック推定結果の情報
に基づいて、その子局の上り信号のトラヒックを推定
し、その推定結果を上りスロット割当て決定挿入部１６
に通知するとともに、トラヒック情報蓄積部１９に蓄積
させる。このとき、トラヒック推定部１５は、過去の１
つまたは複数のトラヒック推定結果および現在のトラヒ
ック情報に基づいて、今後の子局２２ａ，２２ｂ，２２
ｃからのトラヒックを予測する。

【００６１】例えば、特定の子局が所定の時間間隔で定
期的に通信を実行する場合、従来のようにトラヒックを
単に短時間測定して上り信号のトラヒックを推定する
と、定期的な通信の開始直後にその特定の子局からのト
ラヒックが突然増加するため、余剰帯域の分配が大きく
変動する可能性があり、他の子局に割り当てられる帯域
が変動してトラヒックに影響を与える可能性がある。一
方、この実施の形態３による通信システムでは、その特
定の子局のトラヒックが定期的に増減することが過去に
観測され、その情報がトラヒック情報蓄積部１９に蓄積
されるため、上りスロット割当て決定挿入部１６は、ト
ラヒック推定部１５による推定結果に基づいて、トラヒ
ックの増加が予想される時刻の前に多くの余剰帯域をそ
の特定の子局に予め割り当てたり、トラヒックの増加が
予想される時刻に向けて序々に余剰帯域を多く割り当て
たりすることが可能であり、その特定の子局のトラヒッ
クが輻輳状態になる可能性が低減されるとともに、他の
子局のトラヒックへの影響が低減される。

【００６２】なお、その他の動作については実施の形態
１または実施の形態２によるものと同様であるので、そ
の説明を省略する。

【００６３】以上のように、この実施の形態３によれ
ば、トラヒック推定部１５により、過去の推定結果をも
考慮して上り信号における各子局２２ａ，２２ｂ，２２
ｃからのトラヒックを推定するようにしたので、より短
時間で子局２２ａ，２２ｂ，２２ｃの上り信号のトラヒ
ックを正確に推定することができるとともに、周期的な
トラヒックの増減にも対応して子局２２ａ，２２ｂ，２
２ｃからのトラヒックを正確に予測することができると
いう効果が得られる。

【００６４】実施の形態４．この発明の実施の形態４に
よる通信システムは、親局となる通信制御装置１の上り
スロット割当て決定挿入部１６が各子局２２ａ，２２
ｂ，２２ｃに最初にスロットを割り当てる際に、予想さ
れるトラヒックに対応して余剰帯域を子局２２ａ，２２
ｂ，２２ｃに割り当て、契約に基づく最低帯域にその余
剰帯域を加算した帯域分のスロットを割り当てるように
したものである。

【００６５】例えば、最初に余剰帯域に対応するスロッ
トの位置および数を与える際に、広い帯域を契約してい
る加入者を収容している子局には、余剰帯域のうちの広
い帯域に対応するスロットの位置および数が与えられ、
狭い帯域を契約している加入者を収容している子局に
は、余剰帯域のうちの狭い帯域に対応するスロットの位
置および数が与えられる。

【００６６】また、バースト性を有するトラヒックで通
信を実行する加入者を収容する子局が予め既知である場
合、その子局に最初に与える余剰帯域は、他の加入者を
収容している他の子局に影響を与えない範囲で広い帯域
とするようにしてもよい。

【００６７】なお、その他の構成および動作については
実施の形態１〜３のうちのいずれかと同様であるので、
その説明を省略する。

【００６８】以上のように、この実施の形態４によれ
ば、初期状態では、上り信号のトラヒックを測定するこ
となく、所定の割合で上り信号における余剰帯域を１ま
たは複数の子局に分配するようにしたので、最初の余剰
帯域の分配から適切な分配に収束するまでの時間を短縮
して、適切な余剰帯域分配を短時間で実行することがで
きるとともに、特定の子局が上り信号の余剰帯域の分配
値が極端に変動して他の子局に影響を与えることを抑制
することができるという効果が得られる。

【００６９】実施の形態５．この発明の実施の形態５に
よる通信システムは、実施の形態４のように特定の子局
のトラヒックを予想することが困難である場合に、親局
となる通信制御装置１が特定の子局の上り信号のトラヒ
ック推定を一時的に実行せず、他の子局との契約内容に
違反しない範囲かつ割当て可能な範囲で、その特定の子
局に対してのみ上り信号に割り当てるスロットを連続し
て割り当て、その特定の子局に割り当てられた上り信号
中のスロットにおけるパケットの有無などの特性を測定
して、その特定の子局のトラヒック特性を把握するよう
にしたものである。

【００７０】なお、その他の構成および動作については
実施の形態４によるものと同様であるので、その説明を
省略する。

【００７１】なお、子局を使用する加入者が契約内容に
合わないトラヒック特性の通信を行う場合にも同様に適
用できる。

【００７２】以上のように、この実施の形態５によれ
ば、特定の子局に対するトラヒック推定部１５による推
定結果が最初に得られるまで、連続的にその特定の子局
に対して上り信号中のスロットを割り当てるようにした
ので、短時間ですべての子局のトラヒック特性を把握す
ることができ、短時間で適切に帯域を子局に分配するこ
とができるという効果が得られる。

【００７３】なお、上記実施の形態では、子局２２ａ，
２２ｂ，２２ｃの数は３であるが、子局の数は特に３に
限定されるものではない。

【００７４】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、各子
局に対するスロット割当ての情報を下り信号中に挿入す
るスロット割当て情報挿入部と、スロット割当て情報を
蓄積するスロット割当て情報蓄積部と、上り信号中のス
ロットにおけるパケットの有無を判断するパケット検出
部と、スロット割当て情報蓄積部に蓄積されたスロット
割当て情報に対応する上り信号中のスロットにおけるパ
ケットの有無に基づいて、上り信号における各子局から
のパケットのトラヒックを推定するトラヒック推定部
と、各子局に対するスロット割当てを決定し、トラヒッ
ク推定部による推定結果に応じて、子局に対するスロッ
ト割当てを変更するスロット割当て決定部とを通信制御
装置に備えるようにしたので、短時間で子局の上り信号
のトラヒックを精度良く推定し、子局に上り信号の帯域
を適切に分配することができるという効果がある。

【００７５】また、バッファリングされたパケットの超
過の通知を子局が親局に通知する必要がないので、子局
の構成を簡単にすることができるとともに、コストを低
減することができるという効果がある。なお、子局が多
くなるほど、この効果が顕著になる。さらに、子局を簡
単に増設することができ、通信システムの汎用性を向上
することができるという効果がある。さらに、この通知
に伴う情報の遅延や廃棄がなくなり、親局において子局
からの上り信号のトラヒックを短時間で把握できるた
め、短時間で上り信号の余剰帯域の割り当てを安定して
実行することができるという効果がある。

【００７６】この発明によれば、トラヒック推定部が、
スロット割当て情報蓄積部に蓄積されたスロット割当て
情報に対応する上り信号中のスロットにおけるパケット
の有無および過去の推定結果に基づいて、上り信号にお
ける各子局からのパケットのトラヒックを推定するよう
にしたので、より短時間で子局からの上り信号のトラヒ
ックを精度良く推定することができるとともに、周期的
なトラヒックの増減にも対応して子局からのトラヒック
を精度良く予測することができるという効果がある。

【００７７】この発明によれば、スロット割当て決定部
が、最初に、各子局毎の所定の最低帯域に対応するスロ
ットを各子局に割り当て、さらに、所定の割合で余剰帯
域を１または複数の子局に分配して割り当てるようにし
たので、最初の余剰帯域の分配から適切な分配に収束す
るまでの時間を短縮し、適切な余剰帯域分配を短時間で
実行することができるとともに、特定の子局が上り信号
の余剰帯域の分配値が極端に変動して他の子局に影響を
与えることを抑制することができるという効果がある。

【００７８】この発明によれば、スロット割当て決定部
が、特定の子局に対するトラヒック推定部による推定結
果が最初に得られるまで、連続的にその特定の子局に対
して上り信号中のスロットを割り当てるようにしたの
で、短時間ですべての子局のトラヒック特性を把握する
ことができ、短時間で適切に帯域を子局に分配すること
ができるという効果がある。

【００７９】この発明によれば、各子局に対するスロッ
ト割当てを決定するステップと、各子局に対するスロッ
ト割当ての情報を下り信号中に挿入するステップと、ス
ロット割当て情報を蓄積するステップと、蓄積したスロ
ット割当て情報に対応する上り信号中のスロットにおけ
るパケットの有無を判断するステップと、パケットの有
無の判断結果に基づいて、上り信号における各子局から
のパケットのトラヒックを推定するステップと、上り信
号における各子局からのトラヒックの推定結果に応じ
て、子局に対するスロット割当てを変更するステップと
を備えるようにしたので、短時間で子局の上り信号のト
ラヒックを正確に推定し、適切に上り信号の帯域を子局
に分配することができるという効果がある。また、バッ
ファリングされたパケットの超過の通知を子局が親局に
通知する必要がないので、子局の構成を簡単にすること
ができるとともに、コストを低減することができるなど
の効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１による通信システム
の構成を示すブロック図である。

【図２】 この発明の実施の形態３による通信システム
の構成を示すブロック図である。

【図３】 複数の子局が単一の伝送媒体の帯域を共用す
る通信システムの構成例を示すブロック図である。

【図４】 図３に示す通信システムの下り信号および上
り信号の一例を示す図である。

【図５】 上り信号の帯域を動的に割り当てる従来の通
信システムの構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１ 通信制御装置、１１ パケット検出部、１４ スロ
ット割当て情報蓄積部、１５ トラヒック推定部、１６
上りスロット割当て決定挿入部（スロット割当て情報
挿入部、スロット割当て決定部）、２２ａ，２２ｂ，２
２ｃ 子局、２３ 多重分岐器、２４ 伝送媒体。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 孝昌 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5K002 AA05 BA04 DA03 DA12 DA42 FA01 5K028 AA11 BB08 CC05 DD01 DD02 DD07 HH05 KK01 KK32 LL02 LL12 LL13 LL42 MM12 MM13 RR01 RR02 TT05 5K033 AA01 AA02 CA12 CB06 CC01 DA01 DA15 DB01 DB02 DB16 DB22 EA02 EA06 EA07 5K034 AA02 DD02 FF01 FF02 HH01 HH02 HH64 JJ11 KK13 TT02

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 単一の伝送媒体および多重分岐器を介し
   て複数の子局を接続され、親局として動作する通信制御
   装置において、 各子局に対するスロット割当ての情報を下り信号中に挿
   入するスロット割当て情報挿入部と、 スロット割当て情報を蓄積するスロット割当て情報蓄積
   部と、 上り信号中のスロットにおけるパケットの有無を判断す
   るパケット検出部と、 前記スロット割当て情報蓄積部に蓄積されたスロット割
   当て情報に対応する上り信号中のスロットにおけるパケ
   ットの有無に基づいて、上り信号における各子局からの
   パケットのトラヒックを推定するトラヒック推定部と、 各子局に対するスロット割当てを決定し、前記トラヒッ
   ク推定部による推定結果に応じて、前記子局に対するス
   ロット割当てを変更するスロット割当て決定部とを備え
   ることを特徴とする通信制御装置。
2. 【請求項２】 トラヒック推定部は、スロット割当て情
   報挿入部によりスロット割当て情報が挿入されてから既
   知の遅延時間経過後における上り信号のスロットを前記
   スロット割当て情報に対応する上り信号中のスロットと
   して、パケットの有無を判断することを特徴とする請求
   項１記載の通信制御装置。
3. 【請求項３】 トラヒック推定部は、スロット割当て情
   報蓄積部に蓄積されたスロット割当て情報に対応する上
   り信号中のスロットにおけるパケットの有無および過去
   の推定結果に基づいて、上り信号における各子局からの
   パケットのトラヒックを推定することを特徴とする請求
   項１記載の通信制御装置。
4. 【請求項４】 トラヒック推定部は、スロット割当て情
   報蓄積部に蓄積されたスロット割当て情報に対応する上
   り信号中のスロットにおけるパケットの有無および過去
   の推定結果に基づいて、周期的なトラヒックの変動を予
   測することを特徴とする請求項３記載の通信制御装置。
5. 【請求項５】 スロット割当て決定部は、各子局毎の所
   定の最低帯域に対応するスロットを各子局に割り当てる
   とともに、トラヒック推定部による推定結果に基づいて
   余剰帯域を１または複数の子局に分配して割り当てるこ
   とを特徴とする請求項１記載の通信制御装置。
6. 【請求項６】 スロット割当て決定部は、最初に、各子
   局毎の所定の最低帯域に対応するスロットを各子局に割
   り当てることを特徴とする請求項５記載の通信制御装
   置。
7. 【請求項７】 スロット割当て決定部は、最初に、各子
   局毎の所定の最低帯域に対応するスロットを各子局に割
   り当て、さらに、所定の割合で余剰帯域を１または複数
   の子局に分配して割り当てることを特徴とする請求項５
   記載の通信制御装置。
8. 【請求項８】 スロット割当て決定部は、特定の子局に
   対するトラヒック推定部による推定結果が最初に得られ
   るまで、連続的に前記特定の子局に対して上り信号中の
   スロットを割り当てることを特徴とする請求項５記載の
   通信制御装置。
9. 【請求項９】 単一の伝送媒体および多重分岐器を介し
   て親局となる通信制御装置と複数の子局とが接続された
   通信システムにおいて、 前記親局となる通信制御装置は、各子局に対するスロッ
   ト割当ての情報を下り信号中に挿入するスロット割当て
   情報挿入部と、スロット割当て情報を蓄積するスロット
   割当て情報蓄積部と、上り信号中のスロットにおけるパ
   ケットの有無を判断するパケット検出部と、前記スロッ
   ト割当て情報蓄積部に蓄積されたスロット割当て情報に
   対応する上り信号中のスロットにおけるパケットの有無
   に基づいて、上り信号における各子局からのパケットの
   トラヒックを推定するトラヒック推定部と、各子局に対
   するスロット割当てを決定し、前記トラヒック推定部に
   よる推定結果に応じて、前記子局に対するスロット割当
   てを変更するスロット割当て決定部とを備え、 前記子局は、前記通信制御装置からの下り信号に挿入さ
   れたスロット割当て情報に従って上り信号中のスロット
   にパケットを挿入することを特徴とする通信システム。
10. 【請求項１０】 単一の伝送媒体および多重分岐器を介
    して親局となる通信制御装置と複数の子局とが接続され
    た通信システムで、前記親局となる通信制御装置が上り
    信号中のスロットを前記子局に割り当てるスロット割当
    て方法において、 各子局に対するスロット割当てを決定するステップと、 各子局に対するスロット割当ての情報を下り信号中に挿
    入するステップと、 スロット割当て情報を蓄積するステップと、 蓄積した前記スロット割当て情報に対応する上り信号中
    のスロットにおけるパケットの有無に基づいて、上り信
    号における各子局からのパケットのトラヒックを推定す
    るステップと、 前記上り信号における各子局からのトラヒックの推定結
    果に応じて、前記子局に対するスロット割当てを変更す
    るステップとを備えることを特徴とするスロット割当て
    方法。