JP2003229877A - ダイナミック帯域割当てにより可変レートトラヒックを制御する網側伝送装置および方法 - Google Patents

ダイナミック帯域割当てにより可変レートトラヒックを制御する網側伝送装置および方法

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JP2003229877A
JP2003229877A JP2002024424A JP2002024424A JP2003229877A JP 2003229877 A JP2003229877 A JP 2003229877A JP 2002024424 A JP2002024424 A JP 2002024424A JP 2002024424 A JP2002024424 A JP 2002024424A JP 2003229877 A JP2003229877 A JP 2003229877A
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長生 嶌田
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    • H04BTRANSMISSION
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    • H04B7/24Radio transmission systems, i.e. using radiation field for communication between two or more posts
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ATM−PON通信システムにおいて、複数
の端末装置(ONU)と加入者線終端装置(SLT)と
の間の伝送路におけるセルの帯域割当て効率を、契約パ
ラメータを遵守しつつ、向上させることを目的とする。 【解決手段】 コネクション対応に蓄積される情報のキ
ュー長抽出機能部41と、コネクション対応の、平均帯
域と最大帯域の各契約パラメータ、これらの帯域にそれ
ぞれ許容される揺らぎ値の各契約パラメータを設定する
パラメータ設定機能部42と、キュー長情報および契約
パラメータ情報を格納するパラメータ管理メモリ43
と、契約パラメータが遵守されるような、コネクション
への割当て帯域を、周期的に計算した結果を該メモリ4
3に再格納する帯域計算機能部44と、情報の転送タイ
ミングを、計算した割当て帯域に従って決定しポーリン
グ情報として出力する転送ポーリング情報生成機能部4
5とから構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、網側の1つの加入
者線終端装置が、ユーザ側の複数の端末装置との間で、
1つの伝送路を共有しポーリングによる時分割多重モー
ドで、情報の転送を行う通信システムに関する。
【0002】上記のような形態の通信システムの代表的
な一例としては、ATM−PON(Asynchronous Trans
fer Mode-Passive Optical Network)通信システムがあ
り、本発明はこのATM−PON通信システムを例にと
って、以下の説明を行う。特に本発明はこのようなAT
M−PON通信システムにおいて可変レートトラヒック
を収容するためのダイナミック帯域割当て技術に関し
て、従来の改良案を提案するものである。
【0003】
【従来の技術】図12は本発明が適用される通信システ
ムの好適例を示す図である。この通信システムは前述の
ATM−PON通信システムである。
【0004】通信システム1は、図示するとおり、ユー
ザ側と、網側と、これらの間を結ぶ伝送路と、に大別し
て構成される。
【0005】まずユーザ側について見ると、各ユーザが
所有するパーソナルコンピュータ(PC)2や電話機
(TEL)3等のユーザ機器が存在する。これらのユー
ザ機器は、網側のATM交換機(ATM−SW)9を介
して、相手方のユーザ機器(図示せず)との間で情報の
転送を行う。
【0006】ATM−PON通信システム1における1
つの特徴は、上述の情報の転送を行うために、各ユーザ
単位に設けられる複数の端末装置(ONU:Optical Ne
twork Unit )4と、1つの加入者線終端装置(SL
T:Subscriber Line Terminal)8とを、設置し、網側
の1つの伝送路(光ファイバ)7を複数の端末装置4
で、ポーリングにより、共有し上記情報を時分割多重に
よって該伝送路7上を転送することにある。このため
に、各端末装置4に直接接続する複数のユーザ側の伝送
路(光ファイバ)5は、1つの光カプラ6を介して、1
つの網側の伝送路7に接続する。この光カプラ6は、分
岐/多重装置として機能する。
【0007】図12において、本発明は、伝送路5およ
び7上での上記情報の転送の仕方と、その情報の転送帯
域を制御するための加入者線終端装置8の仕組みと、に
ついて述べるものである。この場合、上記情報の転送
は、各端末装置4から加入者線終端装置8に向けた上り
の情報(上りフレーム)転送(図中の「上り」)と、そ
の逆の下りの情報(下りフレーム)転送(図中の「下
り」)と、に区別されるが、本発明は特に前者の上り情
報転送に関する改良案について言及する。
【0008】図12の通信システムにおける動作につい
て、以下に説明するが、この説明のために図13、図1
4および図15をも参照する。
【0009】図13は伝送路上の下りフレームのデータ
フォーマットを示す図であり、図14は伝送路上の上り
フレームのデータフォーマットを示す図であり、図15
は下りフレームにより転送されるポーリング情報のデー
タフォーマットを一例をもって示す図である。
【0010】図12〜図15を参照すると、図12に示
す加入者線終端装置(以下、SLTとも称す)8と各端
末装置(以下、ONUとも称す)との間において、下り
方向は図13に示すフレーム構成で、また、上り方向は
図14に示すフレーム構成でそれぞれセルが伝送され
る。SLT8からONU4への下り方向のフレーム(下
りフレーム)では、そのフレーム内の特定の位置で監視
制御セルを転送する。
【0011】一方、ONU4からSLT8への上り方向
のフレーム(上りフレーム)では、ONU4は、SLT
8がポーリング情報(図15)により指定したタイムス
ロットを使用して、監視制御セルを、ATMセル(ユー
ザ情報)と混在させて、SLT8に転送する。
【0012】ちなみに、図13において、実際には、5
6個のセルで1下りフレームを構成し、1セルは53バ
イトである。一方図14において、実際には、53個の
セルで1上りフレームを構成し、1セルは53バイトで
かつ3バイトのオーバーヘッドを伴っている。したがっ
て、1下りフレームは全部で53×56バイトからな
り、1上りフレームは全部で(53+3)×53バイト
からなるので、下りフレームと上りフレームとは時間的
に完全に同期している。
【0013】上記ポーリング情報は、各ONU対応の送
信許可IDを管理する。すなわちSLT8は、予め各O
NU4に対し1個又は複数個の送信許可IDを割当て
る。この場合、ONU4は予め、その送信許可IDと、
ONU内にある少なくとも1つのバッファ(ユーザ情報
を格納する)と、の対応関係を把握している。
【0014】そこでSLT8は、一定周期で各ONU4
から上りフレームにより通知された、ONUのバッファ
内情報量(キュー長)を基に、各バッファから読み出す
べきセルの数を決定する。つまり、SLT8はONU4
内の各バッファに与える帯域(割当て帯域)を決定す
る。SLT8はさらに、各バッファに与える帯域量か
ら、各バッファから情報を読み出すべきタイミングも決
定する。この読出しタイミング情報が、上述のポーリン
グ情報である。
【0015】SLT8により生成されたそのポーリング
情報(図15)は、下りフレームに含まれる監視制御セ
ルの中に挿入され、全てのONU4に対して同時に転送
される。これを受信した各ONU4は、そのポーリング
情報により示される自己宛の送信許可IDの位置によっ
て、該ONU4からSLT8に向けた上りフレームに
て、自己のセルを送信すべきタイミングを決定する。
【0016】上記のポーリング情報の具体例は図15に
示すとおりであり、各ONU4はこのポーリング情報を
下りフレームの中から抽出し、自己宛ての送信許可ID
を探す。自己宛ての送信許可IDを見つけたら、このI
Dにより指定された、上りフレーム内のタイムスロット
を用いて、ONU4内の対応するバッファから読み出し
たセルを、上りフレーム内のそのタイムスロットに挿入
し、SLT8に向けて送信する。例えば、図15によれ
ば、あるONU4について自己宛ての送信許可IDは、 Ox3d,Ox55(先頭から2番目のタイムスロッ
ト) である。また、送信許可IDとバッファとの対応関係
は、例えば Ox3d=Buffer1、Ox55=Buffer2 である。
【0017】例えば、このような設定がなされたONU
4が、図15のポーリング情報をSLT8から受け取る
と、該ONU4は上りフレームにおける先頭から2番目
のタイムスロットを占有して、該ONU4内の第1のバ
ッファ(Buffer1)から読み出した情報をSLT
8に送信する。また、上りフレームの先頭から5番目の
タイムスロットを使用して、このONU4内の第2のバ
ッファ(Buffer2)から読み出した情報をSLT
8に送信する。
【0018】以上のようにしてSLT8は、各ONU4
の通信状況に応じて、ダイナミックにセルの送信帯域を
変動させることにより、IPデータトラヒック等のバー
スト性の大きいトラヒックを、効率的に収容することが
できる。これが、可変レートトラヒックを収容するダイ
ナミック帯域割当て方式である。
【0019】次に、上記ダイナミック帯域割当て方式を
実現するハードウェア構成について説明する。
【0020】図16は端末装置4および加入者線終端装
置8の基本構成を示す図である。なお、全図を通じて同
様の構成要素には、同一の参照番号または記号を付して
示す。
【0021】同図左側の端末装置(ONU)4は、加入
者線終端装置(SLT)8から下りフレームにて転送さ
れた、上記ポーリング情報および相手方からの下り情報
からなるユーザ向け情報を受信して、その中からポーリ
ング情報を抽出するポーリング情報抽出部11と、既述
のユーザ機器からの上り情報を、各コネクション対応
(VC1,VC2…VCn )に一旦格納する複数のバッ
ファ12と、各バッファ12に格納されたユーザ情報を
読み出すバッファ読出し部13と、各バッファ12内の
情報量(すなわちキュー長)の埋まり具合(バッファ状
態)を監視するバッファ状態監視部15と、バッファ状
態視部15による監視結果に基づき、各バッファ12の
キュー長に関する情報を生成するキュー長情報生成部1
6と、そのキュー長情報と上記バッファ読出し部13か
らのユーザ情報とを多重化して、伝送路5に送出する多
重化部14と、を備えて構成される。
【0022】一方、図16の右側の加入者線終端装置
(SLT)8は、ONU4側から転送される上り情報の
うち上記キュー長情報を抽出し、かつ、それ以外のユー
ザ情報は網側に送出するキュー長情報抽出部21と、抽
出したキュー長情報ならびに必要なパラメータ情報(後
述)を記録してこれらを管理するパラメータ管理メモリ
22と、パラメータ管理メモリ22内に記録された管理
情報を用い、アルゴリズムを実行して、各バッファ12
に与える帯域を計算して決定する帯域計算部23と、上
記計算により決定された上記の帯域に準じて、既述のポ
ーリング情報を生成するポーリング情報生成部24と、
相手方からのユーザ情報(下り情報)とポーリング情報
生成部24からのポーリング情報とを多重化し、ユーザ
向け情報として、ONU4側に転送する多重化部25
と、を備えて構成される。
【0023】したがって、図16に示す通信システム1
全体としての一連の動作は、要約すると、以下のように
なる。
【0024】ユーザ側から送られてきたユーザ情報を含
むセルは、コネクション情報(VC識別子)に従い、バ
ッファ12すなわちバッファ1〜バッファnのいずれか
に蓄積される。バッファ読出し部13は、SLT8から
送られてきた上記のポーリング情報により指定されたタ
イミングのタイムスロットを用いて、該当のバッファ1
2からセルを読み出し、SLT8に向けて転送する。
【0025】またONU4内のキュー長生成部16は、
バッファ状態監視部15にて観測された該当バッファ1
2内のキュー長を、多重化部14を介し、SLT8に向
けて送信する。このとき、ユーザ側からのユーザ情報
と、上記キュー長情報とは、前述のとおり、多重化部1
4で多重化される。
【0026】SLT8は、キュー長情報抽出部21に
て、伝送路5,7を介してONU4から転送されるキュ
ー長情報を抽出する。さらに帯域計算部21では、帯域
更新周期毎に、通知された各バッファ12のキュー長を
もとに、各バッファ(コネクションVC対応)に割当て
る帯域を決定する。その後ポーリング情報生成部24
は、各コネクションVCiに割当てる帯域量に従い、使
用すべきタイムスロットのタイミングを割当てて、この
割当てを指示するためのポーリング情報を生成する。こ
のポーリング情報は、下りフレームの監視制御セル内に
挿入されて、ONU4に届けられる。
【0027】ここで、上記のポーリングの仕組みとその
ポーリングにより発生する揺らぎについて、簡単に説明
しておく。
【0028】図17はポーリングの仕組みを説明する図
であり、図18はポーリングにより発生する揺らぎを説
明する図である。
【0029】まず図17を参照すると、本図の(a)欄
の左側(下り信号)は、SLT8からの下りフレームに
より転送されるポーリング情報を示す。このポーリング
情報は伝送路7,5を経て、(b)欄および(c)欄の
それぞれ左側に示すごとく、第1のONU4および第2
のONU4にて受信される。なお簡単のために、2つの
ONU4のみを示す。
【0030】第1および第2のONU4はそれぞれ、受
信ポーリング情報により示された既述の送信許可IDに
従って、指定されたタイムスロット(1,2で示す)を
用いて、それぞれのバッファ12からユーザ情報を読み
出して送出する。この送出は、(b)欄および(c)欄
のそれぞれの右側(上り信号)に示され、さらに光カプ
ラ6にて多重化され、上りフレームとして、同図(a)
欄右側に示すごとくSLT8に到着する。なお、上り信
号と下り信号は、相互に異なる波長の光信号であるか
ら、同一の光ファイバ内を上り/下り同時に転送する全
二重通信が可能である。
【0031】次に図18を参照すると、同図の(a)欄
と(b)欄はSLT8に関するタイミングチャートであ
り、同図の(c)欄と(d)欄は任意の1つのONU
4、ここでは例えば第1のONU4に関するタイミング
チャートである。
【0032】また本図のタイミングチャートでは、53
個あるタイムスロットのうち、簡単のため、1〜7番目
のタイムスロット#1〜#7のみを示している。
【0033】各ONU4からSLT8へセルを転送する
ための割当て帯域としては、通常、予め定めた平均帯域
(SCR)が与えられることが多い。このSCRを正し
く遵守してONU4からSLT8へセルを送出した場合
についてのタイミングチャートを示すのが、同図の
(b)欄と(d)欄である。すなわち同図(b)欄に示
すとおり、上りセルは、1/SCRの一定間隔でSLT
8に到着する。したがって揺らぎは発生しない。
【0034】ところが、ONU4から送出すべき情報量
が増えると、ONU4からの上りセルの送出間隔は1/
SCRより短くなる。つまり、本来はONU4からの上
りセルが、同図(b)欄で示すタイミング(#1→#2
→#3→…)で、SLT8に到着すべきところ、実際に
は、同図(a)欄で示すタイミング(#1→#2→#3
→…)でSLT8に到着する。
【0035】ここに(a)欄と(b)欄との間に、上り
セルの到着タイミングのずれが生じる。このずれが上記
の「揺らぎ」である。本図では任意の1つのタイムスロ
ット#4に着目したときの揺らぎのみを図に示す。この
揺らぎは、タイムスロット#1、#2、#3…と進むに
つれて累積して行き、1上りフレームの終わりの時点で
の揺らぎはかなりの大きさとなる。この累積した揺らぎ
は、規定によって予め定めた値(BT)以下でなければ
ならない。
【0036】可変レートトラヒックを収容するダイナミ
ック帯域割当て方式では、上記の揺らぎが、通信品質を
決定する重要なファクタの1つであり、また、本発明に
も深く関係する。そこで上記の可変トラヒックレートに
ついて、図を参照しながら、若干補足説明する。
【0037】図19は平均帯域(SCR)に対する可変
ビットレート(VBR)トラヒックの揺らぎを表すタイ
ミングチャートであり、図20は最大帯域(PCR)に
対する可変ビットレート(VBR)トラヒックの揺らぎ
を表すタイミングチャートである。
【0038】インターネットの急速な普及に伴い、AT
M−PON通信システムでも、効率的にデータトラヒッ
クを収容する技術が必要になってきた。このデータトラ
ヒックは、バースト性が強い可変レートトラヒックであ
って、ATM−PON通信システムでは、一般にVBR
(Variable Bit Rate )クラスで収容されている。
【0039】VBRクラスの仕様は、ATM−Foru
m Traffic Management 4.1で
規定されていて、このBVRクラスは、PCR(最大帯
域)、CDVT(最大帯域に対する揺らぎ)、SCR
(平均帯域)およびBT(SCRに対する揺らぎ許容
値)、というパラメータで管理される。
【0040】網は、通常、その網が収容する全てのコネ
クションに対して、それぞれ、平均帯域(SCR)での
データ転送を保証する。もしさらに、網のトラヒックに
空きがあれば、揺らぎがBTを超えない範囲で、最大帯
域(PCR)でのデータ転送が可能である。このため、
コネクションの新規登録時には、ユーザからの申告パラ
メータと網のリソース情報とに基づいて、新規コネクシ
ョンに対する平均帯域の保証が可能か否か、通信事業者
が判断する。可能でないと判断された場合は、その新規
登録を拒否する。全てのVBRのコネクションが、それ
ぞれ申告パラメータどおり許可されたとき、これら申告
パラメータに係る品質保証が可能になる。
【0041】図19の(a)欄と(b)欄は、上述した
図18の(a)欄と(b)欄とに対応しており、図19
において、SCRに対する揺らぎの大きさは、t(k)
−a(k)で表される。ここに、a(k)はセルkの実
際の到達時刻であり、t(k)は理想到着時刻である。
理想到着時刻とは、ONU4からのセルがSCR以下の
レートでSLT8に到着すると仮定した場合の、セルk
の到着時刻のことである。ここにSCRに対する揺らぎ
は、図示するBT以下に制限されなければならない。
【0042】一方図20を参照すると、最大帯域(PC
R)に対する揺らぎの大きさは、ONU4からのセルが
PCR以下でSLT8に到着すると仮定した理想到着時
刻を使用することにより、算出できる。このときPCR
に対する揺らぎは、上記のCDVT以下に制限されなけ
ればならない。
【0043】上述した、ATM−PON通信システムの
一般的な概要を踏まえて、セルに対する従来の帯域割当
て方式を具体的に見てみると、従来のATM−PON通
信システムでは、VBRトラヒックを収容する場合、大
別して固定帯域割当て方式か、ダイナミック帯域割当て
方式か、のいずれかの方式が適用されていた。さらに詳
しくは、〔方式1〕SCR固定割当て方式、〔方式2〕
PCR固定割当て方式、〔方式3〕ダイナミック帯域割
当て方式である。
【0044】しかし上記方式1および方式2にはそれぞ
れ固有の不利がある。また方式3には後述の問題があ
る。これについて以下に具体的に説明する。
【0045】
【発明が解決しようとする課題】以下の説明では、添字
iをコネクションVCi を識別するために用い(i=
1,2…n)、バッファi(図16のバッファ12につ
いてのバッファ1、バッファ2、…バッファn参照)が
収容するコネクションをVCi として表すことにする。
以下、上記〔方式1〕、〔方式2〕、〔方式3〕の順に
説明する。
【0046】〔方式1〕SCR固定割当て方式 SLT8は、各コネクションVCi に対して、平均帯域
(SCR)パラメータSi を固定的に割当てる。すなわ
ち、帯域の割当て量Bi と平均帯域SCRi とは、下記
の関係になる。
【0047】Bi =SCRi 図21はSCR固定割当て方式のもとでの帯域割当ての
モデルを一例をもって示す図である。
【0048】このモデルでは、全体で6つのコネクショ
ン(VC1〜VC6)があり、その各々には10Mbpsの
SCRが固定的に割当てられる。
【0049】本方式1では、ユーザが平均帯域SCR以
上でセルを送信すると、キュー長とキュー内遅延時間と
が増加する。このため、遅延に敏感なTV会議等のリア
ルタイム系トラヒックを収容することができない、とい
う不利と、ONU4内のバッファ12においてセルの溢
れを防ぐために、大きなバッファ容量が必要になる、と
いう不利と、空いている帯域を使用できないので、デー
タの転送効率が悪い、という不利がある。
【0050】〔方式2〕PCR固定割当て方式 SLT8は、各コネクションVCi に対して、最大帯域
(PCR)パラメータPi を固定的に割当てる。すなわ
ち、帯域の割当て量Bi と最大帯域PCRi とは、下記
の関係になる。
【0051】Bi =PCRi 図22はPCR固定割当て方式のもとでの帯域割当ての
モデルを一例をもって示す図である。
【0052】このモデルでは、SCRは10Mbpsであっ
てかつ、PCR=30Mbpsという制約がある。VC1に
ついて見ると、SCR=10Mbpsという制限を超えて最
大帯域(PCR)一杯に帯域を占有しているので、他の
コネクションVC3が同時にさらに帯域を占有すること
は好ましくない。
【0053】本方式2では、トラヒック量の有る無しに
拘わらず、PCRを各VCに割当てることになる。した
がって、収容できるコネクション数が限られて収容効率
が悪いという不利と、SCR/BTパラメータの規定も
満足できない、という不利がある。
【0054】また可変レートクラスでは、各コネクショ
ンVCi がパラメータを遵守してデータを送信するもの
と仮定している。したがって、パラメータを遵守しない
コネクションを収容したとすると、予め用意したバッフ
ァ容量や伝送路容量で流入してくるトラヒックは最早維
持できなくなり、セル廃棄やセル遅延等の深刻な品質劣
化を引き起こす、という不利もある。
【0055】〔方式3〕ダイナミック帯域割当て方式 この方式3には多くの種類があるが、代表的なキュー長
比例割当て方式(特許公開番号:特開平10−2429
81)について説明する。
【0056】この方式3では、各コネクションVCi を
収容するバッファiのキュー長情報Qi に応じて、帯域
の割当て量Bi を変化させる。すなわち、Bi とQi と
の間には、下記の関係が成立する。
【0057】Bi =SH*Qi/ΣQi ただしSHは共有可能な帯域(全体帯域)である。
【0058】図23はダイナミック帯域割当て方式のも
とでの帯域割当てのモデルを一例をもって示す図であ
る。
【0059】このモデルでは、図21や図22と同様
に、SCR=10Mbps、PCR=30Mbpsに設定されて
いる。また6つのコネクションVC1〜VC6がある。
【0060】本方式3では、空いている網資源を各VC
i で共有することにより、データトラヒックの効率的な
収容が可能になる。しかし、BT,PCRおよびSCR
の規定を満たすことができない。したがって、上記方式
2で記述したのと同じような不利が発生する。
【0061】具体的な動作例を説明する。ただし簡単の
ため、ダイナミック帯域割当てを行うコネクションVC
の数は4とする(VC1〜VC4)。ONU4は、一定
間隔で、各VCi 対応のバッファ12のキュー長をSL
T8に通知する。このときの各種パラメータを、下記表
1および表2のように仮定する。
【0062】
【表1】
【0063】
【表2】
【0064】なお上記表2において、PCRi 、SCR
i およびBTi は、契約により予め設定された値であ
り、Qi はある時点でのバッファiの実際のキュー長の
値である。
【0065】上記動作例を続けて説明すると、まずSL
T8はキュー長情報Qi から、次の計算式により、各V
Ci に割当てる帯域Bi を決定する。
【0066】Bi =C*Qi/ΣQi この計算式による計算結果を例示すると、下記表3のよ
うになる。
【0067】
【表3】
【0068】上記表3を上記表2と対比すると、PC
R、SCRおよびBT等のパラメータは結果的に全く考
慮されていない。したがって、バッファにセルが多く溜
まったコネクションVCに対して、際限なく大きな帯域
を割当て続けてしまう、という問題を生じさせる。この
ためSLT8にとっては、予定したとおりに通信リソー
スを有効利用できなくなってしまう。
【0069】したがって本発明は、上記問題点に鑑み、
可変レートトラヒックを扱う通信システムにおいて、情
報の転送効率を向上させつつ、同時に、PCR、SC
R、BT等の契約パラメータを遵守するように、割当て
帯域をシェーピングするようにしたダイナミック帯域割
当て方法ならびに装置を提供することを目的とするもの
である。
【0070】
【課題を解決するための手段】図1は本発明に基づく網
側伝送装置の基本構成を示す図である。
【0071】本図の網側伝送装置30は、一般の通信シ
ステムにおいて、ユーザ例と網側との間の中継装置をな
すものであるが、例えば既述のATM−PON通信シス
テムにおいては、この網側伝送装置30は、既述の加入
者線終端装置(SLT8)に相当する。
【0072】本図の基本構成は、第1、第2および第3
の態様をとる。いずれの態様においても、網側伝送装置
30は、情報の転送タイミングをユーザ側の複数の端末
装置(ONU4に相当)に対して指定して、その転送タ
イミングで時分割多重により、これらの端末装置から転
送される情報を受信する網側伝送装置であり、ダイナミ
ック帯域割当てにより可変レートトラヒックを制御す
る。
【0073】本発明の網側伝送装置30は、図示すると
おり、割当て手段31と、演算手段32とを含む。
【0074】〔第1の態様〕割当て手段31は、各端末
装置内に蓄積された、コネクション(VCi )対応の転
送すべき情報量に応じて、周期的に、その転送のための
割当て帯域(Bi )を、コネクション対応に付与する。
【0075】演算手段32は、コネクション(VCi )
に予め設定された、平均帯域(SCR)に関する契約パ
ラメータ(Si )とこの平均帯域(SCR)に許容され
る揺らぎ値(BT)に関する契約パラメータとが、遵守
されるような割当て帯域(Bi )を演算する。
【0076】〔第2の態様〕割当て手段31は、上記と
同様、各端末装置内に蓄積された、コネクション(VC
i )対応の転送すべき情報量に応じて、周期的に、その
転送のための割当て帯域(Bi )を、コネクション対応
に付与する。
【0077】演算手段32は、上記と異なり、コネクシ
ョン(VCi )に予め設定された、最大帯域(PCR)
に関する契約パラメータ(Pi )とこの最大帯域(PC
R)に許容される揺らぎ値(CDVT)に関する契約パ
ラメータとが、遵守されるような割当て帯域(Bi )を
演算する。
【0078】〔第3の態様〕割当て手段31は、上記と
同様、各端末装置内に蓄積された、コネクション(VC
i )対応の転送すべき情報量に応じて、周期的に、その
転送のための割当て帯域(Bi )を、コネクション対応
に付与する。
【0079】演算手段32は、上記と異なり、コネクシ
ョン(VCi )に予め設定された、平均帯域(SCR)
および最大帯域(PCR)に関する各契約パラメータ
(Si/Pi )とこれらの平均帯域(SCR)および最
大帯域(PCR)にそれぞれ許容される揺らぎ値(BT
/CDVT)に関する各契約パラメータ(Si /Pi )
とが、遵守されるような割当て帯域(Bi )を演算す
る。
【0080】上記の3態様のうち、第3の態様が最も厳
しく各契約パラメータを遵守することができる。
【0081】図2は本発明に係る可変レートトラヒック
を制御する方法を示すフローチャートである。
【0082】この方法が適用されるのは、前述のとお
り、情報の転送タイミングをユーザ側の複数の端末装置
に対して指定して、その転送タイミングで時分割多重に
より、これらの端末装置から転送される情報を受信し
て、ダイナミック帯域割当てにより可変レートトラヒッ
クを制御する網側伝送装置30である。
【0083】ここに本発明の方法は、図2に示す、ステ
ップS11、S12およびS13を有する。
【0084】ズテップS11では、各端末装置4内に蓄
積された、コネクション(VCi )対応の転送すべき情
報量を受信する。
【0085】ステップS12では、受信したその転送す
べき情報量に基づき、コネクション(VCi )に予め設
定された、平均帯域(SCR)および最大帯域(PC
R)に関する各契約パラメータ(Si /Pi )とこれら
の平均帯域(SCR)および最大帯域(PCR)にそれ
ぞれ許容される揺らぎ値(BT/CDVT)に関する各
契約パラメータ、のうち、少なくとも、平均帯域(SC
R)に関する契約パラメータ(Si )とその平均帯域
(SCR)に許容される揺らぎ値(BT)とが、遵守さ
れるような割当て帯域を演算する。
【0086】ステップS13では、演算された上記の割
当て帯域を、コネクション(VCi)対応に付与して、
各端末装置4に通知する。
【0087】図3は本発明に係る通信システムを示すブ
ロック図である。
【0088】本通信システム1は、ユーザ側において、
各々が、指定された情報の転送タイミングで、コネクシ
ョン(VCi )対応に設けた内部のバッファから、時分
割多重でその情報を読み出して転送する複数の端末装置
4を有する。
【0089】一方、網側において、端末装置4に対して
情報の転送タイミングを指定して、端末装置4内のバッ
ファから読み出して転送された情報を受信して、ダイナ
ミック帯域割当てにより可変レートトラヒックを制御す
る網側伝送装置30(SLT8)を有する。
【0090】上記網側伝送装置30と上記複数の端末装
置4との間には、上記の転送タイミングを指定するポー
リング情報を複数の端末装置4に転送し、その転送タイ
ミングで上記のバッファからの情報を網側伝送装置30
に転送する時分割多重の伝送路を有する。そしてここ
に、網側伝送装置30は、各バッファ内に蓄積された、
コネクションVCi 対応の転送すべき情報量に応じて、
周期的に、その転送のための割当て帯域をコネクション
VCi 対応に付与する割当て手段31と、コネクション
VCi に予め設定された、平均帯域(SCR)および最
大帯域(PCR)に関する各契約パラメータ(Si /P
i )とこれら平均帯域および最大帯域にそれぞれ許容さ
れる揺らぎ値(BT/CDVT)に関する各契約パラメ
ータ、のうち、少なくとも、平均帯域(SCR)に関す
る契約パラメータとこの平均帯域に許容される揺らぎ値
(BT)とが、遵守されるような割当て帯域を演算する
演算手段32と、を含む。
【0091】かくして本発明によれば、網側伝送装置3
0において可能な限り、トラヒックパラメータであるS
CRおよびBT、さらにはPCRおよびCDVTを遵守
することができ、システムリソースを有効に利用可能と
なる。
【0092】
【発明の実施の形態】以下、さらに具体的に、本発明に
係る通信システム1、特に網側伝送装置30(図1)
を、既述の加入者線終端装置(SLT)8を例にとっ
て、説明する。
【0093】図4は本発明に係る加入者線終端装置(S
LT)の具体的構成例を示す図である。
【0094】SLT8は、本図に示すとおり、キュー長
抽出機能部41、パラメータ設定機能部42、パラメー
タ管理メモリ43、帯域計算機能部44、およびポーリ
ング情報生成機能部45を備える。
【0095】キュー長抽出機能部41は、端末装置4内
のバッファ12(図16)にコネクションVCi 対応に
蓄積される情報のキュー長に関する通知をこの端末装置
4から受けて、キュー長を抽出する。
【0096】パラメータ設定機能部42は、端末装置4
との間で契約したコネクション対応の、平均帯域(SC
R)に関する契約パラメータ(Si )、最大帯域(PC
R)に関する契約パラメータ(Pi )、これら平均帯域
(SCR)および最大帯域(PCR)にそれぞれ許容さ
れる揺らぎ値(BT/CDVT)に関する各契約パラメ
ータの少なくとも1つを設定する。
【0097】パラメータ管理メモリ43は、キュー長抽
出機能部41およびパラメータ設定機能部42からそれ
ぞれ入力されるキュー長情報および契約パラメータ情報
を少なくとも格納する。
【0098】帯域計算機能部44は、上記の各契約パラ
メータが遵守されるような、コネクションVCi への割
当て帯域(Bi )を、周期的に計算し、さらに、その計
算結果をパラメータ管理メモリ43に再格納する。
【0099】そしてATM−PON通信システムであれ
ば、ポーリング情報生成機能部45は必須である。この
ポーリング情報生成機能部45は、端末装置(ONU)
4へ指定すべき情報の転送タイミングを、パラメータ管
理メモリ43に再格納された計算結果である上記の割当
て帯域(Bi )に従って決定し、これをポーリング情報
として伝送路7,5を介して、その端末装置4に転送す
る。
【0100】以下さらに詳細に説明する。その前に理解
を早めるために、以下の説明で用いる記号の意味を、リ
ストとして、示す。
【0101】 〔記号の意味〕 PCR :最大帯域(Peak Cell Rate) CDVT :最大帯域に対する揺らぎ値(Cell Delay Variance Toleranc e) SCR :平均帯域(Sustainable Cell Rate) BT :平均帯域に対する揺らぎ値(Burst Tolerance) BT’ :暫定揺らぎ値 Si :平均帯域のパラメータ Pi :最大帯域のパラメータ VCi :コネクション(Virtual Connection) Qi :VCi のキュー長情報 Bi :各VCi への帯域の割当て量 SH :共有可能な帯域(全体帯域) C :伝送路容量 B'i :キュー長換算帯域(’は暫定を表す) A・HEAD'i:最終予定到着時刻 A :帯域更新周期の開始時刻 Ti :理想到着時刻(更新前) C/Si :理想到着時刻の時間間隔〔slots〕 T・HEAD'i:最終セルの理想到着時刻 Tupdate :帯域更新周期 T・LASTi:前回の最終理想到着時刻 Ai :予定到着時刻 N'i :帯域更新周期内の割当てタイムスロットの数(=Tupdate* B'i /C) A'i :暫定の最終タイムスロットの予定到着時刻 C/B'i :割当てタイムスロット(=予定到着時刻の間隔) T'i :最終セルの理想到着時刻 Ni :割当てタイムスロットの数 加入者線終端装置(SLT)8の帯域計算機能部44
は、帯域更新周期(Tupdate〔slots〕毎に、伝送路5,
7を介してONU4から送られてきたバッファ12内の
情報量と、パラメータ管理メモリ43内のパラメータ情
報とを読み込み、各コネクションVCi に割当てる帯域
量Bi を計算する。
【0102】ポーリング情報生成機能部45は、各VC
i に割当てた帯域情報Bi から、ポーリング情報を生成
する。上記の帯域計算に必要な全ての情報は、パラメー
タ管理メモリ43で管理される。
【0103】パラメータ管理メモリ43には、帯域計算
に必要なシステムの設定情報(帯域更新周期Tupdate 、
伝送路容量C等)、VCi 毎の契約パラメータ情報(P
CR、SCR、BT、CVDT等)、その帯域計算に必
要な変数(理想到着時刻Ti等)が格納される。変数情
報は、計算が行われる毎に更新される。帯域計算機能部
44の基本動作を以下に示す。
【0104】伝送路容量をC、PCRのパラメータをP
i 、SCRのパラメータをSi とする。ここでは全ての
割当てタイムスロットに対して、上りフレームのセル
が、廃棄されることなしに、SLT8に返ってくるもの
と仮定する。タイムスロットの割当て時刻から、セルの
到着時刻を予想できるので、タイムスロットの割当て時
刻を、セルの予定到着時刻と呼ぶ。
【0105】まず、各VCi のキュー長から、キュー長
換算帯域B'i(B'iは、初めの計算によるBi の暫定
値)を計算する。各VCi にその帯域B'iを割当てる
と、帯域更新周期(Tupdate )内に、 N'i=Tupdate*B'i/C個 のタイムスロットが割当てられる。
【0106】その帯域更新周期内では、各VCi 宛ての
タイムスロットは、等間隔に割り振られるものと想定す
ると、割当てタイムスロットの間隔は、 C/B'i〔slots〕 になる。そうすると帯域更新周期内の最後の割当てタイ
ムスロット時刻(最終予定到着時刻)A・HEAD'i
は、 A・HEAD'i=A+(N'i−1)*C/B'i となる。ただしAは、帯域更新周期の開始時刻である。
【0107】VCi のセルが、常に平均帯域レート(S
i )以下で到着すると仮定した場合の、ONU4からの
セルの、SLT8における到着時刻が、理想到着時刻T
i である。この理想到着時刻Ti の時間間隔は、 C/Si〔slots〕 である。
【0108】帯域更新周期Tupdate内で、N'i個
のセルの割当てが行われる場合、理想到着時刻Ti は、
新たにN'i*C/Si〔slots 〕進む。最終セルの理想到
着時刻T・HEAD'iは、 T・HEAD'i=T・LASTi+N'i*C/Si となる。次式で、1上りフレームにおける最終セルが伴
う揺らぎ値(BT' )が計算できる。
【0109】 BT'=T・HEAD'i−A・HEAD'i 上述した事項は、図5を参照するとさらに明白になる。
【0110】図5は帯域更新周期内の理想到着時刻と予
定到着時刻の関係を図解したタイミングチャートであ
る。すなわち、揺らぎの例を示す図である。
【0111】本図の左端に示すA'iは、暫定帯域B'iを
割当てた場合の予定到着時刻であり、同じくTi は、理
想到着時刻である。
【0112】なお図5における具体例な数値例は下記の
とおりである。
【0113】 帯域更新周期(Tupdate)=12slots B'i=40Mbps、Si=30Mbps、C=120Mbps 帯域更新周期内の割当てスロット数(N)=Tupdate
*B'i/C=12*40/120=4slots 帯域更新周期の開始時刻A=0 最終予定到着時刻:A・HEAD'i=A'i(k+3)=
(N'i−1)*C/B'i=3*3=9 最終理想到着時刻:T・HEAD'i=Ti(k+3)=
Ti(k−1)+N'i *C/Si=3+4*4=19 最終セルの揺らぎ=T・HEAD'I−A・HEAD'i=
19−9=10slots 上記の帯域計算において、あるコネクションにこれだけ
の帯域を割当てたならば、タイムスロット毎に累積する
揺らぎの最終値はこれだけになる、といった予想を行
う。
【0114】例えば図5では、帯域更新周期内に3タイ
ムスロットの間隔でセルの割当てを行うものとする。O
NU4からの各セルは図の下欄のような順序でSLT8
に到着し、最終的の累積揺らぎはこれ位であろうと予想
する。
【0115】そこでそのような予想のもとに、さらに、
割当て帯域を減らしたり(あるいは増やしたり)する。
【0116】既述した本発明の〔第1の態様〕では、揺
らぎ値がバースト許容値BTを超えないように、各VC
i に割当てる帯域Bi を決定する。
【0117】そして既述した本発明の〔第2の態様〕を
追加すれば、さらにBi が最大帯域パラメータPi を超
えないように制限するので、セルの到着間隔がC/Pi
以下になる。したがって、PCRに対する揺らぎ(CD
VT)も無くすことができる(既述の〔第3の態
様〕)。なおBi を計算するステップ(フローチャー
ト)の詳細は、後述する図8〜図11に示す。
【0118】かくして上記〔第1の態様〕および〔第3
の態様〕によるVCi の割当てモデルは、例えば図6お
よび図7のようになる。
【0119】図6は本発明の〔第1の態様〕のもとでの
帯域割当てのモデルを一例をもって示す図であり、図7
は本発明の〔第3の態様〕のもとでの帯域割当てのモデ
ルを一例をもって示す図である。
【0120】図6および図7の見方は、前述した図23
と同様である。
【0121】図6によれば、ダイナミックに帯域割当て
を変動できるので、空いている帯域を有効に使用できる
と共に、各ONU4に対してSLT8は、トラヒックパ
ラメータ(SCR/BT)を遵守させることができる。
【0122】また図7によれば、同様に、ダイナミック
に帯域割当てを変動できるので、空いている帯域を有効
に使用できると共に、各ONU4に対してSLT8は、
トラヒックパラメータ(PCR/CDVT/SCR/B
T)を遵守させることができる。
【0123】以下、本発明の詳細例を説明する。
【0124】ダイナミック帯域割当てを始める前に、管
理者(SLT8)が、パラメータ管理メモリ43に、帯
域更新周期(Tupdate)、共有可能帯域(S
H)、各コネクションVCi の契約パラメータ情報(P
CR/SCR/BT)等を設定する。帯域計算機能部4
4は、帯域更新周期毎に、パラメータ管理メモリ43か
ら計算に必要なパラメータ情報を読み出し、各VCi に
割当てる帯域Bi を決定する。帯域更新周期Tupda
te、バースト許容値BTi はタイムスロット刻みの時
間に換算する。また理想到着時刻Ti と予定到着時刻A
i は、タイムスロット刻みの時刻で示す。
【0125】(i)本発明の〔第1の態様〕 図8は本発明の〔第1の態様〕における動作を示すフロ
ーチャートである。
【0126】この〔第1の態様〕は、ダイミナック帯域
割当て方式において、可変レートトラヒックのSCRと
BTの規定を遵守させる方式であり、以下のプロセス
(1)〜(7)を実施する。
【0127】(1)SLT8は、各ONU4から通知さ
れたキュー長Qi 〔cells〕から、暫定割当て帯域
B'iを換算する(図8のステップS21)。
【0128】B'i=Qi*C/Tupdate ただしCは、伝送路容量である。
【0129】B'iの合計が共有可能帯域SHを超える場
合は、全てのB'iを均等に圧縮する(S22,S2
3)。
【0130】if ΣB'i>SH B'i=B'i*SH/ΣB'i (2)更新前理想到着時刻(更新前のTi )<帯域更新
周期開始時刻(A)の場合は、更新前理想到着時刻Ti
=帯域更新周期開始時刻Aに設定する(S26,S2
7)。
【0131】(3)VCi にB'iを割当てた場合の、帯
域更新周期内の割当てタイムスロット数N'iを計算する
(S25)。ここで算出する割当てタイムスロット数
N'iは、暫定割当てスロット数と呼ぶ。
【0132】N'i=Tupdate*B'i/C (4)暫定最終予定到着時刻A'iの計算をする。ただし
A'iは、既述したA・HEAD'iと同意である。
【0133】VCi に帯域B'iを割当てた場合の、最終
タイムスロットの予定到着時刻(暫定予定到着時刻)
A'iを、ステップS28で計算する。
【0134】A'i=A+(N'i−1)*C/B'i ただしC/B'iは、割当てタイムスロット、すなわち予
定到着時刻の間隔である。
【0135】(5)暫定理想到着時刻T'iの計算をす
る。ただしT'iは、既述したT・HEAD'iと同意であ
る。VCi に帯域B'iを割当てた場合、帯域更新周期内
でN'i個のスロットが割当てられる。最終セルの理想到
着時刻(暫定理想到着時刻)T'iは、上記ステップ28
で計算する。
【0136】T'i=Ti+N'i*C/Si ただしC/Si は、理想到着時刻の間隔である。
【0137】(6)実際に各VCi に割当てる帯域Bi
を決定する。
【0138】(a)T'i≦A'i+BT となる場合は(S29のNO)、暫定割当て帯域B'iを
そのまま各VCi に割当てても、BTパラメータの違反
にならない。したがって、B'iを割当て帯域Biを設定
する(S30)。
【0139】(b)T'i>A'i+BT となる場合は(S29のYES)、暫定割当て帯域B'i
をそのまま各VCi に割当てると、BTパラメータの違
反になる。
【0140】これを解決するために、既述の演算手段3
2(図1)は、割当て帯域の値Biを変数とする所定の
2次方程式の解を求める演算を行い、その解を求める割
当て帯域Bi とする。さらに詳しく説明すると、該演算
手段32の中の帯域計算機能部44は、後に示す2次方
程式を解いて、割当て帯域Bi を再計算する。このとき
2つの解のうち、大きい方を選択するのが望ましい。こ
れは実験結果に基づく。
【0141】まず関連するいくつかの条件式を挙げる
と、 Ti+N'i*C/Si=A+(N'i−1)*C/Bi+BTi
および N'i=Tupdate*B'i/Cであることから、 Ti+Tupdate*B'i/Si=A+(Tupdate*B'i/C−
1)*C/B'i+BTi が得られる。この条件式の両辺にB'iとSi を乗じて整
理し、下記の2次方程式を解けば、求めるBi が計算さ
れる(S31)。ステップS31のfは当該2次関数を
表す。
【0142】Tupdate・Bi2+(Si・Ti−A・Si−Tu
pdate・Si−Si・BTi)・Bi+C・Si=0 上記2次方程式の解は、
【0143】
【数1】
【0144】である。
【0145】(7)理想到着時刻Ti を更新する。
【0146】すなわち割当て帯域Bi を基に、割当てタ
イムスロット数Ni を算出し、理想到着時刻Ti を再計
算する(S32)。
【0147】Ni=Tupdate*Bi/Cであり、 Ti=Ti+Ni*C/Si=Ti+Tupdate*Bi/Siとな
る。
【0148】(ii)本発明の〔第3の態様〕 図9は本発明の〔第3の態様〕における動作を示すフロ
ーチャートである。
【0149】この〔第3の態様〕は、上記〔第1の態
様〕に対し、さらにPCRの規定を遵守させる方式であ
る。上記〔第1の態様〕との違いは、割当て帯域Bi
を、各VCi のPCR契約値(Pi )に制限することで
ある。そうすると、セルの到着間隔がC/Pi 〔slo
ts〕以下になるので、PCRに対する揺らぎ(CDV
T)も発生しなくなる。
【0150】この〔第3の態様〕で実施されるプロセス
は、前述したプロセス(1)、(2)、(3)…(7)
と、プロセス(6)を除いて、全く同じである。したが
って、図9のステップS21〜S32は、図8のステッ
プS21〜S32と全く同じであり、図9が図8に対し
て異なるのは、図9においてステップS41およびS4
2が加わる点である。これらのステップS41およびS
42は、前述したプロセス(6)に関係しており、この
プロセス(6)で導出した割当て帯域Bi (上記2次方
程式の解)が、最大帯域Pi を超えている場合には(S
41のYES)、これを最大帯域Pi に制限してしまう
(S42)。
【0151】上述した〔第1の態様〕および〔第3の態
様〕においては、2次方程式を解くステップS31を含
んでいるため、SLT8内の中央処理装置(CPU)お
よび専用ハードウェアの処理負荷が重くなり、リソース
に余裕がないときには不都合を生じる。
【0152】そこでこの不都合を解消する方法を提案し
ておく。すなわち、この方法のもとでは演算手段32
(図1)は、割当て帯域Bi が所定の条件を超えると
き、この割当て帯域を、契約パラメータに従う平均帯域
(Si )または前記最大帯域(Pi )に強制的に設定し
てしまう。
【0153】図10は本発明の〔第1の態様〕における
動作の変形例を示すフローチャートであり、図11は本
発明の〔第3の態様〕における動作の変形例を示すフロ
ーチャートである。
【0154】まず図10について見ると、図8の〔第1
の態様〕におけるステップS31を、ステップS51に
変形している。
【0155】すなわち、〔第1の態様〕のもとでバース
ト許容値BTi を超えたときには、割当て帯域Bi を再
計算する代わりに、SCRのSi をBi として設定して
しまう。図10のステップS51がそれである。この
〔第1の態様〕の変形例では、〔第1の態様〕に比べ
て、帯域の有効利用という点で、若干劣るが、実用上は
問題にならない。
【0156】次に図11について見ると、図8の〔第1
の態様〕におけるステップS31が、図10のステップ
S51と新たなステップS61およびS62とによって
置き換えられている。
【0157】すなわち、〔第1の態様〕のもとでバース
ト許容値BTi を超えたときには、割当て帯域Bi を再
計算する代わりに、SCRのSi をBi として設定した
あと(S51)、さらにPCRのPi を超えたときには
(S61のYES)、そのBi をPi に設定してしまう
(S62)。この〔第3の態様〕の変形例では、〔第3
の態様〕に比べて、帯域の有効利用という点で、若干劣
るが実用上は問題にならない。
【0158】以上述べた本発明の実施の態様は、以下の
とおりである。
【0159】(付記1)情報の転送タイミングをユーザ
側の複数の端末装置に対して指定して、その転送タイミ
ングで時分割多重により該複数の端末装置から転送され
る情報を受信する網側伝送装置において、各前記端末装
置内に蓄積された、コネクション対応の転送すべき情報
量に応じて、周期的に、その転送のための割当て帯域を
該コネクション対応に付与する割当て手段と、前記コネ
クションに予め設定された、平均帯域に関する契約パラ
メータと該平均帯域に許容される揺らぎ値に関する契約
パラメータとが、遵守されるような前記割当て帯域を演
算する演算手段と、を備えることを特徴とする、ダイナ
ミック帯域割当てにより可変レートトラヒックを制御す
る網側伝送装置。
【0160】(付記2)情報の転送タイミングをユーザ
側の複数の端末装置に対して指定して、その転送タイミ
ングで時分割多重により該複数の端末装置から転送され
る情報を受信する網側伝送装置において、各前記端末装
置内に蓄積された、コネクション対応の転送すべき情報
量に応じて、周期的に、その転送のための割当て帯域を
該コネクション対応に付与する割当て手段と、前記コネ
クションに予め設定された、最大帯域に関する契約パラ
メータと該最大帯域に許容される揺らぎ値に関する契約
パラメータとが、遵守されるような前記割当て帯域を演
算する演算手段と、を備えることを特徴とする、ダイナ
ミック帯域割当てにより可変レートトラヒックを制御す
る網側伝送装置。
【0161】(付記3)情報の転送タイミングをユーザ
側の複数の端末装置に対して指定して、その転送タイミ
ングで時分割多重により該複数の端末装置から転送され
る情報を受信する網側伝送装置において、各前記端末装
置内に蓄積された、コネクション対応の転送すべき情報
量に応じて、周期的に、その転送のための割当て帯域を
該コネクション対応に付与する割当て手段と、前記コネ
クションに予め設定された、平均帯域および最大帯域に
関する各契約パラメータと該平均帯域および該最大帯域
にそれぞれ許容される揺らぎ値に関する各契約パラメー
タとが、遵守されるような前記割当て帯域を演算する演
算手段と、を備えることを特徴とする、ダイナミック帯
域割当てにより可変レートトラヒックを制御する網側伝
送装置。
【0162】(付記4)前記演算手段は、前記割当て帯
域の値を変数とする所定の2次方程式の解を求める演算
を行い、その解を該割当て帯域とすることを特徴とする
付記1〜3のいずれか一項に記載の網側伝送装置。
【0163】(付記5)前記演算手段は、前記割当て帯
域が所定の条件を超えるとき、該割当て帯域を、前記契
約パラメータに従う前記平均帯域または前記最大帯域に
強制的に設定することを特徴とする付記1〜3のいずれ
か一項に記載の網側伝送装置。
【0164】(付記6)情報の転送タイミングをユーザ
側の複数の端末装置に対して指定して、その転送タイミ
ングで時分割多重により該複数の端末装置から転送され
る情報を受信する網側伝送装置において、前記端末装置
内のバッファにコネクション対応に蓄積される前記情報
のキュー長に関する通知を該端末装置から受けて、該キ
ュー長を抽出するキュー長抽出機能部と、前記端末装置
との間で契約した前記コネクション対応の、平均帯域に
関する契約パラメータ、最大帯域に関する契約パラメー
タ、該平均帯域および該最大帯域にそれぞれ許容される
揺らぎ値に関する各契約パラメータの少なくとも1つを
設定するパラメータ設定機能部と、前記キュー長抽出機
能部および前記パラメータ設定機能部からそれぞれ入力
されるキュー長情報および契約パラメータ情報を少なく
とも格納するパラメータ管理メモリと、各前記契約パラ
メータが遵守されるような、前記コネクションへの割当
て帯域を、周期的に計算し、さらに、その計算結果を前
記パラメータ管理メモリに再格納する帯域計算機能部
と、を備えることを特徴とする、ダイナミック帯域割当
てにより可変レートトラヒックを制御する網側伝送装
置。
【0165】(付記7)前記端末装置へ指定すべき前記
情報の転送タイミングを、前記パラメータ管理メモリに
再格納された計算結果である前記割当て帯域に従って決
定し、これをポーリング情報として該端末装置に転送す
るポーリング情報生成機能部を、さらに備えることを特
徴とする付記6に記載の網側伝送装置。
【0166】(付記8)情報の転送タイミングをユーザ
側の複数の端末装置に対して指定して、その転送タイミ
ングで時分割多重により該複数の端末装置から転送され
る情報を受信する網側伝送装置において、各前記端末装
置内に蓄積された、コネクション対応の転送すべき情報
量を受信するステップと、受信した前記転送すべき情報
量に基づき、前記コネクションに予め設定された、平均
帯域および最大帯域に関する各契約パラメータと該平均
帯域および該最大帯域にそれぞれ許容される揺らぎ値に
関する各契約パラメータ、のうち、少なくとも、該平均
帯域に関する契約パラメータと該平均帯域に許容される
揺らぎ値とが、遵守されるような前記割当て帯域を演算
するステップと、演算された前記割当て帯域を、前記コ
ネクション対応に付与して、各前記端末装置に通知する
ステップと、を有することを特徴とする、ダイナミック
帯域割当てにより可変レートトラヒックを制御する方
法。
【0167】(付記9)各々が、指定された情報の転送
タイミングで、コネクション対応に設けた内部のバッフ
ァから、時分割多重で該情報を読み出して転送する、ユ
ーザ側の複数の端末装置と、前記端末装置に対して前記
情報の転送タイミングを指定して、該端末装置内の前記
バッファから読み出して転送された情報を受信して、ダ
イナミック帯域割当てにより可変レートトラヒックを制
御する網側伝送装置と、前記転送タイミングを指定する
ポーリング情報を前記複数の端末装置に転送し、その転
送タイミングで前記バッファからの情報を前記網側伝送
装置に転送する時分割多重の伝送路と、を有してなり、
ここに、前記網側伝送装置は、各前記バッファ内に蓄積
された、前記コネクション対応の転送すべき情報量に応
じて、周期的に、その転送のための割当て帯域を該コネ
クション対応に付与する割当て手段と、前記コネクショ
ンに予め設定された、平均帯域および最大帯域に関する
各契約パラメータと該平均帯域および該最大帯域にそれ
ぞれ許容される揺らぎ値に関する各契約パラメータ、の
うち、少なくとも、該平均帯域に関する契約パラメータ
と該平均帯域に許容される揺らぎ値とが、遵守されるよ
うな前記割当て帯域を演算する演算手段と、からなるこ
とを特徴とする通信システム。
【0168】
【発明の効果】例えばATM−PONシステムにおい
て、データの到着に合わせて帯域Bi を変化させること
により、可変レートトラヒックの転送効率を向上させる
ことができる。
【0169】また、SCRとBTのパラメータを満足す
るようにトラヒックがシェイピングされるので、網は収
容するコネクションの特性をある程度予測でき、したが
って、網が過負荷状態になると予想される場合は、新規
コネクションの受け入れを拒否することができる。
【0170】その結果、収容する各VCi に対してSC
Rを保証することができ、網内への契約以上のトラヒッ
クの流入によって引き起こされるバッファ溢れ等による
性能劣化を無くすことができる〔第1の態様〕。
【0171】さらに加えて、PCRやCDVTのパラメ
ータをも規制することができるので、そのようにすれば
一層厳格にトラヒックをシェイピングすることが可能と
なる〔第3の態様〕。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に基づく網側伝送装置の基本構成を示す
図である。
【図2】本発明に係る可変レートトラヒックを制御する
方法を示すフローチャートである。
【図3】本発明に係る通信システムを示すブロック図で
ある。
【図4】本発明に係る加入者線終端装置(SLT)の具
体的構成例を示す図である。
【図5】帯域更新周期内の理想到着時刻と予定到着時刻
の関係を図解したタイミングチャートである。
【図6】本発明の〔第1の態様〕のもとでの帯域割当て
のモデルを一例をもって示す図である。
【図7】本発明の〔第3の態様〕のもとでの帯域割当て
のモデルを一例をもって示す図である。
【図8】本発明の〔第1の態様〕における動作を示すフ
ローチャートである。
【図9】本発明の〔第3の態様〕における動作を示すフ
ローチャートである。
【図10】本発明の〔第1の態様〕における動作の変形
例を示すフローチャートである。
【図11】本発明の〔第3の態様〕における動作の変形
例を示すフローチャートである。
【図12】本発明が適用される通信システムの好適例を
示す図である。
【図13】伝送路上の下りフレームのデータフォーマッ
トを示す図である。
【図14】伝送路上の上りフレームのデータフォーマッ
トを示す図である。
【図15】下りフレームにより転送されるポーリング情
報のデータフォーマットを一例をもって示す図である。
【図16】端末装置4および加入者線終端装置8の基本
構成を示す図である。
【図17】ポーリングの仕組みを説明する図である。
【図18】ポーリングにより発生する揺らぎを説明する
図である。
【図19】平均帯域(SCR)に対する可変ビットレー
ト(VBR)トラヒックの揺らぎを表すタイミングチャ
ートである。
【図20】最大帯域(PCR)に対する可変ビットレー
ト(VBR)トラヒックの揺らぎを表すタイミングチャ
ートである。
【図21】SCR固定割当て方式のもとでの帯域割当て
のモデルを一例をもって示す図である。
【図22】PCR固定割当て方式のもとでの帯域割当て
のモデルを一例をもって示す図である。
【図23】ダイナミック帯域割当て方式のもとでの帯域
割当てモデルを一例をもって示す図である。
【符号の説明】
1…通信システム 2…パーソナルコンピュータ(PC) 3…電話機 4…端末装置 5…ユーザ側の伝送路 6…光カプラ(分岐/多重装置) 7…網側の伝送路 8…加入者線終端装置 11…ポーリング情報抽出部 12…バッファ 13…バッファ読出し部 14…多重化部 15…バッファ状態監視部 16…キュー長情報生成部 21…キュー長情報抽出部 22…パラメータ管理メモリ 23…帯域計算部 24…ポーリング情報生成部 25…多重化部 30…網側伝送装置 31…割当て手段 32…演算手段 41…キュー長抽出機能部 42…パラメータ設定機能部 43…パラメータ管理メモリ 44…帯域計算機能部 45…ポーリング情報生成機能部

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 情報の転送タイミングをユーザ側の複数
    の端末装置に対して指定して、その転送タイミングで時
    分割多重により該複数の端末装置から転送される情報を
    受信する網側伝送装置において、 各前記端末装置内に蓄積された、コネクション対応の転
    送すべき情報量に応じて、周期的に、その転送のための
    割当て帯域を該コネクション対応に付与する割当て手段
    と、 前記コネクションに予め設定された、平均帯域に関する
    契約パラメータと該平均帯域に許容される揺らぎ値に関
    する契約パラメータとが、遵守されるような前記割当て
    帯域を演算する演算手段と、 を備えることを特徴とする、ダイナミック帯域割当てに
    より可変レートトラヒックを制御する網側伝送装置。
  2. 【請求項2】 情報の転送タイミングをユーザ側の複数
    の端末装置に対して指定して、その転送タイミングで時
    分割多重により該複数の端末装置から転送される情報を
    受信する網側伝送装置において、 各前記端末装置内に蓄積された、コネクション対応の転
    送すべき情報量に応じて、周期的に、その転送のための
    割当て帯域を該コネクション対応に付与する割当て手段
    と、 前記コネクションに予め設定された、平均帯域および最
    大帯域に関する各契約パラメータと該平均帯域および該
    最大帯域にそれぞれ許容される揺らぎ値に関する各契約
    パラメータとが、遵守されるような前記割当て帯域を演
    算する演算手段と、 を備えることを特徴とする、ダイナミック帯域割当てに
    より可変レートトラヒックを制御する網側伝送装置。
  3. 【請求項3】 情報の転送タイミングをユーザ側の複数
    の端末装置に対して指定して、その転送タイミングで時
    分割多重により該複数の端末装置から転送される情報を
    受信する網側伝送装置において、 前記端末装置内のバッファにコネクション対応に蓄積さ
    れる前記情報のキュー長に関する通知を該端末装置から
    受けて、該キュー長を抽出するキュー長抽出機能部と、 前記端末装置との間で契約した前記コネクション対応
    の、平均帯域に関する契約パラメータ、最大帯域に関す
    る契約パラメータ、該平均帯域および該最大帯域にそれ
    ぞれ許容される揺らぎ値に関する各契約パラメータの少
    なくとも1つを設定するパラメータ設定機能部と、 前記キュー長抽出機能部および前記パラメータ設定機能
    部からそれぞれ入力されるキュー長情報および契約パラ
    メータ情報を少なくとも格納するパラメータ管理メモリ
    と、 各前記契約パラメータが遵守されるような、前記コネク
    ションへの割当て帯域を、周期的に計算し、さらに、そ
    の計算結果を前記パラメータ管理メモリに再格納する帯
    域計算機能部と、 を備えることを特徴とする、ダイナミック帯域割当てに
    より可変レートトラヒックを制御する網側伝送装置。
  4. 【請求項4】 情報の転送タイミングをユーザ側の複数
    の端末装置に対して指定して、その転送タイミングで時
    分割多重により該複数の端末装置から転送される情報を
    受信する網側伝送装置において、 各前記端末装置内に蓄積された、コネクション対応の転
    送すべき情報量を受信するステップと、 受信した前記転送すべき情報量に基づき、前記コネクシ
    ョンに予め設定された、平均帯域および最大帯域に関す
    る各契約パラメータと該平均帯域および該最大帯域にそ
    れぞれ許容される揺らぎ値に関する各契約パラメータ、
    のうち、少なくとも、該平均帯域に関する契約パラメー
    タと該平均帯域に許容される揺らぎ値とが、遵守される
    ような前記割当て帯域を演算するステップと、 演算された前記割当て帯域を、前記コネクション対応に
    付与して、各前記端末装置に通知するステップと、 を有することを特徴とする、ダイナミック帯域割当てに
    より可変レートトラヒックを制御する方法。
  5. 【請求項5】 各々が、指定された情報の転送タイミン
    グで、コネクション対応に設けた内部のバッファから、
    時分割多重で該情報を読み出して転送する、ユーザ側の
    複数の端末装置と、 前記端末装置に対して前記情報の転送タイミングを指定
    して、該端末装置内の前記バッファから読み出して転送
    された情報を受信して、ダイナミック帯域割当てにより
    可変レートトラヒックを制御する網側伝送装置と、 前記転送タイミングを指定するポーリング情報を前記複
    数の端末装置に転送し、その転送タイミングで前記バッ
    ファからの情報を前記網側伝送装置に転送する時分割多
    重の伝送路と、を有してなり、ここに、 前記網側伝送装置は、 各前記バッファ内に蓄積された、前記コネクション対応
    の転送すべき情報量に応じて、周期的に、その転送のた
    めの割当て帯域を該コネクション対応に付与する割当て
    手段と、 前記コネクションに予め設定された、平均帯域および最
    大帯域に関する各契約パラメータと該平均帯域および該
    最大帯域にそれぞれ許容される揺らぎ値に関する各契約
    パラメータ、のうち、少なくとも、該平均帯域に関する
    契約パラメータと該平均帯域に許容される揺らぎ値と
    が、遵守されるような前記割当て帯域を演算する演算手
    段と、からなることを特徴とする通信システム。
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