JP2004525538A - 共有媒体上での動的トラヒック管理 - Google Patents

Abstract

共有媒体に接続されたステーションと通信する中央アービターを使用して、例えば、ＳＯＮＥＴリングのような共有媒体上の動的トラヒックを管理するためのアプローチ。各ステーションは、そのステーションにて媒体に入る動的トラヒックに対する帯域幅を変更するための要求を行い、帯域幅の変更に対するその要求と調和する混雑回避アルゴリズムを実行する。中央アービターは、ステーションからの要求に応答して共有媒体上で使用可能な帯域幅の公正な割当てを行う。

Description

（発明の背景）
本発明は、共有媒体上での動的トラヒックの管理に関する。
【０００１】
データを送受信するために種々のネットワーク・アーキテクチャが使用されている。恐らく、最も一般的に使用されているのはイーサネットであろう。イーサネットは、衝突検出（ＣＳＭＡ／ＣＤ）ＭＡＣプロトコルによるキャリヤセンス媒体アクセスを使用するバス技術である。バスに接続している各ステーションは、パケット送信をスタートする前に媒体を感知する。送信中に衝突が検出された場合には、送信ステーションは直ちに送信を停止し、すべてのステーションに衝突が発生したことを知らせる短い妨害信号を送信する。次に、送信ステーションは、ＣＳＡＭにより再度送信を行う前に、ランダムな時間の間待機状態になる。
【０００２】
イーサネット・バス上での帯域幅管理は明確に規定されていない。各ステーションは、別々に送信の決定を行い、このステーションからの流れを通じてローカル・トラヒック管理を行うことができる。それ故、このスキームは、バスを共有するすべての流れの中では必ずしも効率的なトラヒック管理を行わない。
【０００３】
もう１つのアーキテクチャはトークン・バスを使用する。トークン・バスの媒体アクセス・プロトコルは、以下に説明するＩＥＥＥ８０２．５トークン・リングに類似している。
【０００４】
ＤＱＤＢ（分散待ち行列二重バス）は、メトロポリタン・エリア・ネットワーク（ＭＡＮ）用の規格ＩＥＥＥ８０２．６にＩＥＥＥが取り入れた技術である。ＤＱＤＢは、両方のバスにステーションが接続している二重バスを使用する。フレーム発生器が、各バスの端部に位置していて、空のスロットのフレームを生成する。ステーションはどちらのバスからも読み出すことができ、どちらかのバスへのデータで「論理和」を行うことができる。ＤＱＤＢ媒体アクセス（待ち行列アービトレイション）機構は、下記のアクセス方法を提供する。
【０００５】
−各スロットは、使用中（Ｂ）ビットと要求（Ｒ）ビットを有する。
−ステーションが一方のバス上にデータを置きたい場合には、ステーションは他のバス上の通過スロット上にＲビットをセットする。（こうするのは、上流のステーションに要求が行われたことを知らせるためである。）
−各ステーションは、セットされたＲビットを含むスロットが通過する度に１だけ増加し、他方のバス上を空のスロットが通過する度に１だけ減少する要求カウンタ（ＲＣ）を保持している。
【０００６】
−ＲＣが０になると、ステーションは、他方のバス上の次の空の（セットされていないＢ）スロットを使用することができる。
しかし、このアクセス機構は不公正になる場合がある。バスの端部近くのステーションは、主として１本のバス容量に限定される。中心付近のステーションは、２つのバスにもっと頻繁にアクセスし、そのため、もっと多くの容量を使用することができ、通常、もっと短い送信経路を有する。バスの始めの部分に近いステーションは、空のスロットにより容易にアクセスすることができる。
【０００７】
もう１つのアーキテクチャは、ＩＥＥＥ８０２．５トークン・リング規格を使用する。４または１６Ｍｂ／ｓリングである各トークン・リング・ネットワークは、リングに接続している各ステーションにより共有される。ステーションは、データを送信する許可を入手することによりトークン・リングにアクセスする。ステーションが「トークン」と呼ぶ特殊なメッセージを受信すると許可が与えられる。送信ステーションは、トークンを捕捉し、それを「フレーム」に変換し、データをフレームの情報フィールドに収容し、それを送信する。そのフレームが自分宛てのものである場合には、他のステーションはそのデータを受信する。データを受信するこれらのステーションを含めてすべてのステーションは、そのデータがもとのステーションに返送されるようにそのフレームを再同報通信する。ステーションは、リングからデータを分離し、送信するデータを持っている次の下流のステーションが使用できるように新しいトークンを発行する。さらに、トークン・リングは、優先順位が付けられた送信が使用できる８つの優先順位を有する。ステーションが送信したい緊急な情報を有している場合には、そのステーションは高い優先順位を予約する。待機中の予約要求によりトークンを使用できるようになった場合には、そのトークンは「優先トークン」となる。優先要求を有するステーションだけが、このトークンを使用することができる。他のステーションは、通常の（優先権を持たない）トークンが使用できるようになるまで待機する。
【０００８】
ファイバ分散型データ・インタフェース（ＦＤＤＩ）は、高速リング・ネットワーク用の規格である。ＩＥＥＥ８０２．５規格と同様に、ＦＤＤＩは、トークン・リング・アルゴリズムを使用する。しかし、ＦＤＤＩトークン管理スキームは、特に大型のリングに対してより効率的であるので、リングをもっと高度に使用することができる。ＦＤＤＩトークン・リングとＩＥＥＥトークン・リングとの間のもう１つの違いは、容量割当ての分野にある。ＦＤＤＩは、ストリームとバースト性を有するトラヒックの混合体をサポートする。ＦＤＤＩは、２つのタイプのトラヒック、すなわち、同期トラヒックと非同期トラヒックとを定義する。各ステーションの同期部分はプロトコルにより決まる。各ステーションは非同期トラヒックを送信するための同期部分を超える残りの帯域幅を使用する。しかし、各ステーション間で公正に非同期部分を割り当てるための内蔵機構はない。各ノードには非同期トラヒックを送信する機会が与えられるが、リング内での非同期トラヒックを「送信する」機会の分配は必ずしも公正には行われていない。これは一部内だけのことである。何故なら、各ノードは、その同期部分を送信した後で使用することができる非同期部分の送信を別々に決定するからである。同様に、リング上の分化サービスは、各ノードが行う一組の「独立」決定により供給される。それ故、リング・レベルにおいては、全体の帯域幅は別々な方法で分配されない。
【０００９】
恐らく、実際に使用されている最も一般的なリング・アーキテクチャは、ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ（同期光通信ネットワーク／同期デジタル階層）アーキテクチャであろう。米国特許第５，３３５，２２３号には、ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨの詳細な背景が開示されている。ＳＯＮＥＴ規格による通信は、多数のノードがリングを形成するように光リンクにより接続しているリング・アーキテクチャを使用する。ＳＯＮＥＴリングは、通常、それぞれがアッド／ドロップ多重化装置（ＡＤＭ）を含む多数のノードを有する。各ノードは、光路を通して２つの隣接するノードに接続している。通信は、一連の同期固定長データ・フレーム内のリングで行われる。ＳＯＮＥＴは、リング上で帯域幅を動的に管理するための内蔵機構を有していない。規格は、リング上の静的供給リソースへの機構、すなわち、各ノードにＳＯＮＥＴフレーム内のアッド／ドロップ・コラムを割り当てるための機構を定義している。しかし、ＳＯＮＥＴ規格は、リング上のトラヒックを遮断しないで、列を動的に挿入（アッド）したり、または抜き取ったり（ドロップ）する方法を解決していない。
【００１０】
（発明の概要）
一般的な態様において、本発明は、例えば、ＳＯＮＥＴリングのような共有媒体上で、動的トラヒックを管理するための方法を提供する。この方法は、媒体に接続しているステーションと通信する中央アービターを使用することができる。各ステーションは、そのステーションの媒体に入ってくる動的トラヒックのために帯域幅の変更を要求し、帯域幅の変更のためにその要求と協調する混雑回避アルゴリズムを実行する。中央アービターは、ステーションからの要求に応じて共有媒体上で使用できる帯域幅を公正に割り当てる。
【００１１】
一態様では、一般的に、本発明は、多数の通信チャネルにより共有されている通信容量を含む共有媒体上の通信を管理する方法である。通信チャネルは、共有媒体により通信を行うことができ、各チャネルには優先順位が割り当てられる。データ速度割当ては、複数のチャネルに対するデータ速度割当ての組合わせが、共有媒体の通信容量を超えないように各通信チャネルに対して維持される。通信チャネル用のデータは、各通信チャネルに対するデータ速度割当てに従って共有媒体を通して送られる。これは、各通信チャネルに対するデータの受信、および通信チャネルに対するデータ速度割当てに従って制限された速度での共有媒体を通しての受信データの送信を含む。通信チャネルに対するデータ速度割当ての維持は、各通信チャネル上の通信を監視することと、監視された通信に基づいて通信チャネルに対するデータ速度割当ての変更の要求を発生することとを含む。各通信チャネルに対するデータ速度割当ての変更の要求は、チャネルに対して割り当てられたデータ速度を増大するための要求と、チャネルに対して割り当てられたデータ速度の低減のための要求とを含む。データ速度割当ては、受信要求に基づいて反復して再計算される。
【００１２】
上記方法は、下記の機能の中の１つまたはそれ以上を含む。
データ速度割当ての再計算は、通信チャネルの各優先順位に対する共有媒体の通信容量の共有を決定することと、その優先順位に割り当てられた共有分に従って各優先順位での通信チャネルに対するデータ速度割当てを修正することと、各優先順位に対する、要求およびその優先順位に対して割り当てられた共有分に従ってその優先順位での通信チャネルに対するデータ速度割当ての増大に対する要求を処理することとを含む。
【００１３】
各通信チャネルに対するデータ速度割当ては、認定データ速度および割当データ速度を含む。割当データ速度は、認定データ速度と等しくなるように、またはそれを超えるように維持される。データ速度割当てを再計算する際には、通信チャネルの全認定データ速度を超える共有媒体の通信容量の超過分の全共有分が決定される。
【００１４】
データ速度の再計算は、さらに、各優先順位での通信チャネルに対するデータ速度割当てを修正することと、割り当てられていない容量のプールを生成することとを含み、通信チャネルに対するデータ速度割当ての増大の要求の処理は、上記チャネルに対する割り当てられていない容量のプールを適用することを含む。
【００１５】
各優先順位での通信チャネルに対するデータ速度割当ての増大の要求の処理は、さらに、同じ優先順位の他の通信チャネルのデータ速度を低減することと、増大要求へのそのデータ速度の低減を適用することとを含む。
【００１６】
データ速度割当ての再計算は、過去のデータ速度割当てに従って各優先順位での通信チャネルの部分的な順序を変更することを含み、同じ優先順位の他の通信チャネルのデータ速度の低減は、部分的順序の変更に従って他の通信チャネルを選択することを含む。
【００１７】
各通信チャネルに対するデータ速度の監視は、共有媒体を通して送信が未決定である各チャネルに対して受信データの待ち行列の大きさを監視することと、待ち行列の監視した大きさに従ってチャネルに対するデータ速度割当ての変更の要求を生成することとを含む。
【００１８】
通信チャネルに対するデータの送信は、さらに、通信チャネルに対するデータ速度がその割当データ速度を超えた場合に、受信データを捨てる早期抜き取り（ＲＥＤ）アプローチを適用することを含む。
【００１９】
共有通信媒体の共有通信容量は、ＳＯＮＥＴネットワーク上の容量を含み、通信チャネルは、ＳＯＮＥＴネットワークの対応するノードでＳＯＮＥＴネットワークに入る。
【００２０】
通信チャネルに対するデータ速度割当ての維持は、各通信チャネルへの一連のデータ・フレームの各々一部の割当てを維持することを含む。
通信チャネルに対するデータ速度割当ての修正は、各通信チャネルへの一連のデータ・フレームの各々の一部の割当ての修正を含む。
【００２１】
ＳＯＮＥＴリングを通してのノードからアービター・ノードへの要求の送信、およびＳＯＮＥＴリングを通してのアービター・ノードから他のノードへの割当ての送信。
【００２２】
通信チャネルに対する割当てデータ速度の維持は、通信チャネルが使用することができるＳＯＮＥＴネットワーク上を通る一連のフレームの各々の全量を決定することを含む。
【００２３】
一連のフレームの各々の全量の決定は、固定速度通信チャネルに割り当てられた各フレームの量を決定することを含む。
他の態様では、一般的に、本発明は、通信システムである。そのシステムは、通信容量を有する共有媒体、およびノード間の共有媒体を通して複数の通信チャネルに対してデータを送信するように構成された共有媒体に接続された多数の通信ノードを含む。システムは、また、通信ノードに接続され、チャネルに対するデータ速度割当ての組合わせが共有媒体の通信容量を超えないように、各通信チャネルに対するデータ速度割当てを維持し、通信ノードへ上記データ速度割当てを送受信するように構成されたアービターを含む。各通信ノードは、１つまたはそれ以上の通信チャネルに対するデータを受信し、これらの通信チャネルに対するデータ速度割当てに従って共有媒体を通してそのデータを送信するように構成されている。各ノードは、さらに、各通信チャネル上の通信の監視に従って通信チャネルに対するデータ速度割当ての変更の要求を送信するように構成されている。アービターは、複数の優先順位の各々に対する通信容量の共有分を決定し、各優先順位および通信ノードからのデータ速度割当てを変更するための要求に対して決定された共有分に従ってデータ速度割当てを維持するように構成されている。
【００２４】
共有媒体は、ＳＯＮＥＴ通信システムを含むことができ、アービターは、各通信チャネルへの各ＳＯＮＥＴフレームの割当てを維持するように構成される。
本発明は、異なるチャネル優先順位間でまた異なるチャネル優先順位で容量が割り当てられるような方法で、多数の通信チャネルの時間とともに変化する要求に従って共有通信容量の共有分を割り当てるという利点を持つ。このアプローチはＳＯＮＥＴネットワークに適用することができ、それにより、ＳＯＮＥＴフレームワークの標準同期フレームでバースト性を有する通信チャネルを収容するための公正な機構を提供する。
【００２５】
下記の説明および特許請求の範囲から、本発明の他の特徴および利点が明かとなる。
（発明の説明）
図１について説明すると、通信システムは、容量が制限されている共有通信媒体により相互間でデータを送る多数のノード１２０、１２１を含む。上記媒体は、一組のノード間の通信の際に共有され、他の一組のノード間の通信のために使用される共通のプール通信容量を使用する。（以下の説明においては、「帯域幅」という用語は、通常は、主要なより高速の通信速度が、通常、ブロードバンド通信システムでもっと広い帯域幅を必要とすることを反映している「通信容量」または「通信速度」と同じ意味で使用される。）本発明の共有媒体の管理は、共有媒体上の競合する通信または潜在的に対立する通信に対して共有媒体の割当てを行う。下記の実施形態の場合には、共有媒体は、媒体を通過するすべての通信チャネルの全データ速度を制限する。この制限は、容量を制限データ速度内で割り当てる管理プロセスの直接の制御により時間的に変化する場合がある。他の実施形態の場合には、共有媒体は、必ずしも、全通信速度に対して時間的に変化する制限を行わないことを理解されたい。さらに、他の実施形態の場合には、共有媒体が必ずしも共有されないので、ノード間のすべての通信は、例えば、いくつかの他の組のノード間だけの通信と潜在的に対立する一組のノード間の通信により容量の同じプールを使用する。
【００２６】
本発明によれば、異なる時点で共有媒体に割り当てられた任意の特定の通信チャネルがそれに割り当てられた異なるデータ速度を有することができるよう、共有通信容量がノードの種々のペア間を通る通信チャネルに時間的に変化する方法で割り当てられる。これらの通信チャネルは、例えば、「バースト的な」性質を持つデータ容量に対して一定の要求を必ずしも持たないという特性、および共有媒体上でそのトラヒックに対して割り当てられた一定のデータ速度を必ずしも持たないように管理されるという結果を反映して、「動的」チャネルと呼ばれる。
【００２７】
図１について説明すると、第１の実施形態の場合には、ＳＯＮＥＴリング１１０上の通信容量は、本発明により割り当てられる。上記容量の一部は、ノード間で多数の動的チャネルを送るために確保される。すなわち、ＳＯＮＥＴリング１１０のデータ容量の一部は、本発明により管理される「共有媒体」である。ノード１２０間で通信を行うための動的チャネルの数は、新しいチャネルが受け入れられたり、抜き取られたりするので、時間の経過とともに変化することができる。通常、受け入れられたチャネルは、共有容量媒体の帯域幅制限および多数の優先順位および「公正」基準を満足する一方で、時間と共に動的に変化するデータ速度要件を持ち、時間と共に変化するデータ速度要件に応じて時間と共に変化する帯域幅が割り当てられる。
【００２８】
ＳＯＮＥＴリング１１０を通る通信では、毎秒約８０００フレームの速度で一連の固定長フレームが送られる。各フレームは、それぞれが同じ数の列を持つバイトが９つの行からなるアレーである。列の全数は、ＳＯＮＥＴリングの全通信速度により異なる。例えば、ＯＣ−１リンク上には、フレーム当り９０の列が存在する。本実施形態の場合には、共有媒体の共有通信容量は、動的チャネルに利用可能な各ＳＯＮＥＴフレームの列の数に対応する。各ＳＯＮＥＴフレームの他の列は、オーバーヘッド通信用の列、及びＳＯＮＥＴ通信容量の一定の周期的部分を受信する機能を反映して、多くの場合、ＴＤＭ（時分割多重化）チャネルと呼ばれる固定通信速度を持つ通信チャネル用の列を含む。
【００２９】
中央アービター１７０は、動的チャネルへの共有容量の時間と共に変化する割当てを調整する。このアービターは、ＳＯＮＥＴリング１１０上のアービター・ノード１２１に位置する。他のノード１２０は、動的チャネルに対する帯域幅割当てを変更するためにアービター１７０に要求を行う。これらの要求は、通常、要求しているノードにおいてリングに入る動的チャネルに対するものである。アービター１７０は、帯域幅要求を処理し、ノード１２０に各動的チャネルに関連する結果としての帯域幅割当てを通知する。以下にさらに詳細に説明するように、種々の動的チャネルに対する帯域幅割当ての変更の要求の他に、各ノード１２０は、また、帯域幅割当てに対する要求に適合する混雑回避アプローチを実行する。この混雑回避アプローチは、特定のしきい値を超える平均待ち行列長さを有する動的チャネルに対してデータのランダムな抜き取りを行う。
【００３０】
代表的なノードＣ１２０は、そのノードにおいてリングに入る多数の入力動的チャネル１４２、およびそのノードにおいてリングから「抜き取られる」または抜け出す多数の出力動的チャネル１４６を有する。他の各ノード１２０も、同様に、リングに挿入されるかまたはリングから抜き取られる入力および出力動的チャネルを有する。本実施形態では、ノード１２１、すなわち、アービター・ノードは、アービター・ノードでないノード１２０に位置する機能を含んでもよく、その場合には、その入力チャネルに対する容量の割当てに関連するアービター１７０の内部要求を行う。各入力および出力動的チャネル１４２、１４６は、必ずしも個々の物理リンクに対応しないことを理解されたい。例えば、入力動的チャネルおよび出力動的チャネルは、ノードに接続しているもう１つの物理リンク上で、種々の周知の方法で多重化することができる。
【００３１】
すでに説明したように、ノード間のリング１１０を通る各同期ＳＯＮＥＴフレームの一部は、動的チャネルのために確保される。この部分は、各フレームの「動的セクション」と呼ばれる。引用によって本明細書の記載に援用する「ＳＯＮＥＴリング上の等時性およびバースト性を有するデータの転送」（以後「第１の出願」と呼ぶ）という名称の米国特許出願番号０９／５３６，４１６に、動的データに対するＳＯＮＥＴフレームの一部の使用が詳細に開示されている。本実施形態の場合には、例えば、ＳＯＮＥＴリングを通るＴＤＭチャネルにもっと広いかまたはもっと狭い帯域幅が割り当てられるように、動的セクションの帯域幅を時間と共に変化させることができる。第１の出願、および引用によって本明細書の記載に援用する「同期フレームでのＴＤＭチャネルのスケーラブルな転送」（以後、「第２の出願」と呼ぶ）という名称の米国特許出願番号０９／８５８，０１９には、ＴＤＭチャネルの動作および管理が詳細に開示されている。
【００３２】
動的チャネルの管理は、共有チャネルへのチャネルの導入（生成）および終了を含むチャネルの供給、および導入したチャネルへの共有チャネル内での帯域幅の割当ておよび割当ての解除を含む導入チャネルの帯域幅の管理を含む。図１について説明すると、アービター・ノード１２１は、動的チャネルの生成および終了を担当するＣＡＣ（接続受入れ制御）モジュール１８０を含む。ＣＡＣモジュール１８０は、動的チャネルの固定部分を特徴とするチャネル・データ１７５に記憶されている、アービター・ノードにおけるデータを維持する。代表的なノードＣ１２０が新しい入力動的チャネル１４２の生成をスタートすると、このノードは、ＣＡＣモジュール１８０に送信するチャネル要求１６０を作成する。本実施形態の場合には、ノードＣ１２０は、帯域外（ＯＡＭ＆Ｐ）チャネル・リンク・ノード１２０およびアービター・ノード１２１に基づいて、アービター・ノードＡ１２１にチャネル要求１６０を送る。アービター・ノード１２１においてＣＡＣモジュール１８０は、チャネル要求を受信し、要求したチャネルを許可する場合には、要求に従ってチャネル・データ１７５を更新する。
【００３３】
図２について説明すると、ＣＡＣモジュール１８０は、許可した動的チャネルに関する情報を含むチャネル・データ１７５内に供給マップ２１０を維持する。ＣＡＣモジュール１８０は、それぞれが、その発信ノード、１つまたは複数の宛先ノード、必要な帯域幅（データ速度）、所望のバースト・データ速度、および優先順位のような要求したチャネルに関する情報を含むチャネル要求１６０を受信する。上記要求に応じて、ＣＡＣモジュール１８０は、その動的チャネルに対して供給記録２２０を生成する。各供給記録２２０は、通常、動的チャネルが能動状態である間は変化しない多数のデータ・フィールドを含む。供給記録は、動的チャネルに対して使用が保証されている各ＳＯＮＥＴフレームの列の数であるＣＩＲ（認定情報速度）２３０を含む。上記記録は、また、そのデータ速度要求が、例えば、バースト中において高い場合、この動的チャネルに対するアービター１７０より使用が可能になる各フレームの列の最大数であるＢＲ（バースト速度）２３２を含む。ＢＲ２３２は、ＣＩＲ２３０が示す認定量を含んでいるので、ＢＲはＣＩＲより大きいか、またはＣＩＲに等しい。各供給記録は、また、優先順位２３４を含む。異なる動的チャネルは、異なる優先順位を持つ。下記の管理アプローチは、異なる優先順位間の帯域幅の割当てと、任意の特定の優先順位内の異なる動的チャネルへの帯域幅の割当ての両方を解決する。供給記録２２０は、また、供給されたフラグ２３６を含む。以下の説明においては、動的チャネルはこのフラグ・セットを持つと仮定される。供給されたフラグ２３６をクリアすると、供給記録は、動的チャネルに対して存在することができるが、アービター１７０は、それに対して容量を全然割り当てない。例えば、長い時間休止していた動的チャネルは、その供給されたフラグをクリアすることができ、それにより、他のチャネルが認定速度を使用できるようになる。動的チャネルに対する供給記録２２０は、ＦＣＡ（公正な容量割当て）２３８を含み、そのＦＣＡは、公正な方法で、同じ優先順位の異なる動的チャネル間に容量を割り当てるためにある時点で使用されるＣＩＲからＢＲの範囲内の量である。各動的チャネルのＦＣＡは、例えば、動的チャネルの挿入または削除の結果としての各動的チャネル供給イベント中に更新することができる。
【００３４】
供給マップ２１０は、また、動的チャネルに割り当てることができるＳＯＮＥＴフレーム（共有帯域幅）の列の全数である動的帯域幅（ＤＢＷ）２２２と、異なる優先順位間に帯域幅を割り当てる際にアービター１７０が使用する加重２２３と、過去の帯域幅割当てに従って任意の優先順位で動的チャネルを分類する際にアービターが使用するｂｉｎしきい値２２４と、任意の優先順位で動的チャネル間で帯域幅を再度割り当てる際にアービターが使用するパラメータであるｍａｘ＿ｐｒｅｅｍｐｔ（最大先取り）２２５、およびｐｒｅｅｍｐｔ＿ｃａｐａｂｌｅ（先取り可能）２２６とを含む。
【００３５】
再び図１について説明すると、代表的なノードＣ１２０が動的チャネルに対する割当て帯域幅の増減を要求すると、このノードは、アービター・ノード１２１におけるアービター１７０に帯域幅要求１６４を送る。帯域幅要求１６４は、１つまたはそれ以上のチャネルの帯域幅を増減するための要求であってもよい。本実施形態の場合には、リングを通る各ＳＯＮＥＴフレームの一部は、帯域幅要求１６４のために確保され、この部分には、各動的チャネル用に１ビット・フラグが確保される。１ビット・フラグは、対応する動的チャネルに対する割当てを増減する要求をコード化する。それ故、本実施形態の場合には、「変化なし」要求はコード化されない。帯域幅要求１６４は、対応する動的チャネルに対する１ビット・フラグに対応する。通常、１つのフレームが各ノードにてリングに入り、チャネル用のリングを通るとき、異なるノード１２０は、１つのフレーム内にいくつかの帯域幅要求をセットし、次に、アービター１７０は、受信する毎に各フレーム内の複数の帯域幅要求１６４を受け取る。
【００３６】
１つまたはそれ以上のフレームで受信する帯域幅要求を処理した後で、アービター１７０は、帯域幅許可１６６をノードに送る。本実施形態の場合には、各ＳＯＮＥＴフレームの一部は、帯域幅許可のために確保される。帯域幅許可１６６は、各動的チャネルに割り当てられるＳＯＮＥＴ列を識別する。各ノード１２０は、帯域幅許可を送るＳＯＮＥＴフレームがリングを通過する時に、帯域幅許可１６６を受信し、各ノードは、動的チャネルに対する割当てのすべての変化に注意し、そのノードにてリングに入るかまたは抜け出る動的チャネルに対する流れの処理を続行する。あるチャネルに対する割当ての変更を要求するノードＣ１２０は、少なくともフレームがリングを通過するための伝搬時間に等しい遅延の後で、それに応じて任意の許可を受信する。帯域幅要求は、最初、ノードからアービターに移動しなければならない。次に、アービターは要求を処理しなければならない。次に、要求しているノードに戻るために、許可はリングの残りの部分を通らなければならない。
【００３７】
図２について説明すると、アービター１７０は、結果マップ２４０を維持するために供給マップ２１０内の情報を使用する。結果マップ２４０は、各動的チャネルに対する結果記録２５０を含む。受信する帯域幅要求１６４に基づいて、アービター１７０は、結果記録２５０を更新し、結果マップ内のデータを反映する帯域幅許可１６６を作成する。各動的チャネルの結果記録２５０は、多数のフィールドを含む。ＣＣＡ（現在の容量割当て）２６２は、動的チャネルに割り当てられた現在の列の割当て数である。ＣＣＡ２６２は、少なくともＣＩＲ２３０に等しくなるように、またそのチャネルに対するＢＲ２３２より大きくならないように制限される。以下の説明においては、ＣＩＲとＣＣＡとの間の違いは、ＣＢＡ、現在のバースト割当てになるように定義される。ｂｉｎ２６４は、１から動的チャネルが行った過去の通信要求を反映するＢの間の整数である。以下にさらに詳細に説明するように、帯域幅割当ての増大を受けたチャネルは、通常、帯域幅の削減を受けたチャネルよりも高いｂｉｎ指数を有する。ｂｉｎ指数の小さいチャネルは、同じ優先順位で大きいｂｉｎ指数を有するチャネルより高い優先権を持つ。
【００３８】
各動的チャネルは、また、１つのＩＮＣＲ２６６の値および１つのＤＥＣＲ２６８の値を有する。これらの値は、割当ておよび割当て解除要求がスケールされる列の数である。すなわち、動的チャネルに対する帯域幅要求は、アービター１７０により、そのチャネルに対する列の数をＩＮＣＲだけ増大するための要求であると解釈される。一方、そのチャネルに対する帯域幅の割当て解除要求は、そのチャネルに対する列の数をＤＥＣＲだけ割当て解除するための要求であると解釈される。ＩＮＣＲおよびＤＥＣＲは、通常、チャネルに依存する。ＣＡＣモジュール１８０は、各動的チャネルに対するＩＮＣＲ２６６の値およびＤＥＣＲ２６８の値をセットする。ＣＡＣモジュール１８０は、後でこれらの値を修正してもよい。シミュレーションおよび実験室での実験によれば、チャネルのＩＮＣＲおよびＤＥＣＲは、そのチャネルのＢＲとＣＩＲの間の範囲の５〜１０％にセットすることが好ましい。ＩＮＣＲおよびＤＥＣＲの選択は、全割当てアプローチの時間ダイナミックスに影響を与える。ＩＮＣＲおよびＤＥＣＲの特定の選択は、その値が動的チャネルによるデータ速度要求の変更に比較的迅速に応答するのに十分な大きさであることを意味する。さらに、ＩＮＣＲおよびＤＥＣＲの大きさは、帯域幅の割り当てを迅速に変更できるようにすることにより、割り当てられた帯域幅に対する変更がＴＣＰベースの流れ制御のような高レベルの流れ制御機構との相互間動作に悪影響を与えないように、十分小さいものが選択される。
【００３９】
図３は、時間の経過により、この帯域幅の幅が変化する可能性を認識する共有媒体の全動的帯域幅の２つの図面である。この全帯域幅は、ＤＢＷ（動的帯域幅）と呼ばれる。図３の上部、セクション３１１〜３３２は、ｎ個の動的チャネルに対する帯域幅割当てを示す。図３の上部においては、各チャネルに対する割当ては、隣接セクションになっている。例えば、ＣＣＡ_１は、ＣＢＡ_１３１２に隣接しているＣＩＲ_１３１１を含む。ＣＣＡ_ｉの合計は、ＣＣＡ_ＴＯＴ、すなわち、能動動的チャネルに対する現在の全割当てと呼ばれる。通常、いくつかの未使用の動的帯域幅３４０（ＤＢＷ−ＣＣＡ_ＴＯＴ）があるが、アービターは、能動チャネルに対して動的帯域幅全部を割り当てようとする。
【００４０】
図３の下部について説明すると、チャネルに対する帯域幅の割当てが２つの部分で示されている。能動チャネルに対する認定速度（ＣＩＲ_１３１１，ＣＩＲ_２３２１，．．．ＣＩＲ_ｎ３３１）は、ＣＩＲ_ＴＯＴと呼ぶ全認定割当て３６２として１つのグループになっている。バースト割当て（ＣＢＡ_１３１２，ＣＢＡ_２３２２，．．．ＣＢＡ_ｎ３３２）は、ＣＢＡ_ＴＯＴと呼ばれるバースト割当て３６４として１つのグループになっている。以下にさらに詳細に説明するように、能動動的チャネルは、そのＣＩＲ帯域幅が保証されている。それ故、アービター１７０は、認定速度を維持しながら，動的チャネルの中のいくつかに対する帯域幅の割当てまたは割当て解除の要求に基づいて公正にＣＢＡ_ｉを決定しようとする。
【００４１】
図４について説明すると、各ノード１２０は、多数の相互に関連するモジュールを含む。多重化装置４１０は、ＳＯＮＥＴリング１１０のリンク１２２を通してデータを受信し、出力動的チャネル１４４に対するデータを抽出し（抜き取り）、入力動的チャネル１４２に対するデータをＳＯＮＥＴリング１１０の出力リンク１２２上に挿入する。帯域幅マネージャ４４０は、アービター１７０から帯域幅許可１６６を含む制御情報を受信する。この制御情報により、帯域幅マネージャ４４０は、多重化装置４１０に、ＳＯＮＥＴフレームのどの列がそのノードにて挿入または抜き取られる入力および出力動的チャネルに関連しているのかを知らせる。待ち行列マネージャ４２０は、各入力動的チャネルに対する待ち行列４２を管理し、帯域幅マネージャ４４０に待ち行列長さに関する情報を供給する。輻輳マネージャ４３０は、ポリサー４５０からデータを受信し、帯域幅マネージャ４４０により供給される待ち行列長さに関するパラメータに基づいて、以下にさらに詳細に説明される混雑回避のためのランダム早期抜き取り（ＲＥＤ）アプローチを実行する。ポリサー４５０は、入力動的チャネルに対するデータを受信し、チャネルの入力トラヒックが各ＢＲを超えないように監視するために、二重漏洩バケット・アプローチを実行する。ＢＲより速い速度で到着するパケットは抜き取られる。ポリサー４５０は、パケット・ヘッダに１つのビットをセットすることにより、ＣＩＲとＢＲとの間の速度で到着する各パケットに対して「抜き取り可能」というタグをつける。ＣＩＲより遅いかまたは等しい速度で到着するパケットの場合は、「抜き取り可能」ビットをセットしないで、そのまま転送する。輻輳マネージャ４３０は、以下に説明するように、混雑管理を強制的に行うために、抜き取り可能ビット情報を使用する。各ノード１２０にて輻輳マネージャ４３０は、ポリサー４５０から入力データを受信する。待ち行列マネージャ４２０は、輻輳マネージャ４３０から入力データを受信し、そのデータを各チャネルに対する待ち行列４２２内に入れる。待ち行列マネージャ４２０は、そのチャネルに対する割当てに対応する速度で、各チャネルからの待ち行列からデータを解放する。すなわち、データは、その動的チャネルに対して割り当てられたＳＯＮＥＴ列の数に対応する速度で待ち行列から解放される。待ち行列マネージャ４２０は、帯域幅マネージャ４４０に各待ち行列のその瞬間の待ち行列長さを通知する。帯域幅マネージャ４４０は、各チャネルに対する待ち行列長さの平均時間（すなわち、平均の値）を計算し、これらの平均待ち行列長さに基づいてアービターに送る帯域幅要求を決定する。本実施形態の場合には、帯域幅マネージャ４４０は、ｔ時間単位毎に実際の待ち行列長さをサンプリングし、平均［ｎ＋１］＝（１−ｗ）＊平均［ｎ−１］＋ｗ＊長さ［ｎ］に従って平均値を計算する。ここで、ｗは新しいサンプルの長さであり、ｎは更新回数のカウンタ値である。実行を容易にするために、ｗは２のべき乗から得ることができるように選択される。ｗの値は、プログラムすることができる。本実施形態の場合には、ｗ＝０．００５＝１／２５６＋１／５１２＝２^−９＋２^−１０であり、１−ｗ＝０．９９５＝１−１／２５６−１／５１２＝２^０−２^−９−２^−１０である。それ故、平均値はシフト演算により計算することができる。本実施形態の場合には、ｔは、０．１〜１．０ミリ秒の範囲内になるように選択される。ｔおよびｗのこれらの値により、約０．２〜２秒の平均時間定数を用いて減衰平均が生成される。
【００４２】
図５について説明すると、この図は、整合する時間軸を含むあるノードにおける複数の入力動的チャネルの中の１つに関連する３つのグラフである。これらのグラフは、ノードにおける待ち行列マネージャ４２０および帯域幅マネージャ４４０（図４）の動作を示す。この図の一番上のグラフは、ある動的チャネルに関連する待ち行列４２２の代表的な瞬間待ち行列長さ５４０を示す。中央のグラフは、そのチャネルに対する対応する平均待ち行列長さ５４２を示す。下のグラフは、アービター１７０により許可され、ノードと通信した動的チャネルに対する割り当てられた帯域幅ＣＣＡ２６２を示す。帯域幅マネージャ４４０は、待ち行列マネージャ４２０から瞬間待ち行列長さ５４０を受信し、上記平均式に従って時間平均待ち行列長さ５４２を計算する。平均待ち行列長さが構成可能なしきい値ＡＬＬＯＣＴＨ５２０を超えた場合には、帯域幅マネージャ４４０は、その動的チャネルに対する帯域幅割当てを増大するために、各フレームにおいてアービター１７０に帯域幅要求１６４を送る。平均待ち行列長さが、ＡＬＬＯＣＴＨより短い場合には、帯域幅マネージャ４４０は、そのチャネルに対する帯域幅割当てを低減するために、アービター１７０に帯域幅要求１６４を送る。図５においては、ｔ_１からｔ_６までの時間周期は、平均帯域幅がＡＬＬＯＣＴＨを超える期間に対応し、帯域幅マネージャ４４０は、そのチャネルに対する割当ての増大を要求する。時間ｔ_６の後で、平均待ち行列長さが再度ＡＬＬＯＣＴＨ以下になると、帯域幅マネージャ４４０は、そのチャネルに対する帯域幅の割当て解除（低減）を要求する。一番下のグラフは、帯域幅マネージャ４４０からの要求に応じてアービター１７０が割り当てた割当て帯域幅（ＣＣＡ）を示す。アービター１７０は帯域幅要求を処理するが、各チャネルに対するＣＣＡを計算するプロセスについては、以下にさらに詳細に説明する。
【００４３】
ここで輻輳マネージャ４３０について説明すると、ある入力動的チャネル１４２に対してノード１２０が受信した入力データは、通常、ランダム早期抜き取り（ＲＥＤ）と呼ばれる技術により、これらのチャネルに対するデータのバック・ログが存在する場合には、数回廃棄される。より詳細に説明すると、平均待ち行列長さ５４２が、セット可能なしきい値ＭＩＮＴＨ７２２より小さい場合には、入力データは待ち行列内に入れられ、抜き取られることはない。平均待ち行列長さが第２のセット可能なしきい値ＭＡＸＴＨ７２４を超える場合には、そのチャネルに対するすべての抜き取り可能なパケットが抜き取られる。ＭＩＮＴＨ７２２からＭＡＸＴＨ７２４の間の、ポリサー４５０により「抜き取り可能」のタグが付けられた入力パケットは、実際に平均待ち行列長さとともに増大する確率で抜き取られる。
【００４４】
本実施形態の場合には、データを抜き取るかどうかの効率的な決定は、例えば、等しい増分で、ＭＩＮＴＨからＭＡＸＴＨへの平均待ち行列長さの範囲をＲ領域に分割し、その分割に基づいて行われる。各Ｒ領域は、異なるレジスタと関連しており、そのレジスタは、１であるビットの全数がその領域に対する必要な抜き取り確率と等しいそのレジスタ内のビットの全数の一部を形成するように、１にセットされた多数のランダム選択ビットを有する。領域の数、およびその領域に対する抜き取り確率は構成可能である。例えば、Ｒ＝４領域、およびそれぞれ約０．０５、０．１、０．２５および０．５の抜き取り確率を使用することができる。Ｒの値、および抜き取り確率の値は構成可能である。異なる構成の場合には、異なる数の領域およびその領域に対する異なる抜き取り確率の値を使用することができる。本実施形態の場合には、６４ビットのレジスタ長が使用される。輻輳マネージャ４３０は、平均待ち行列長さが位置する領域に関連するレジスタを選択するために、現在の平均待ち行列長さを使用して、抜き取り可能なデータを実際に抜き取るのかどうかを決定する。次に、「ランダムな」Ｌビット数が決定され、現在の待ち行列長さの最下位のＬビットにより、レジスタ内でビット指数として使用される。ここで、Ｌはｌｏｇ_２（レジスタ長）である。レジスタ長が６４である場合には、Ｌ＝６である。指標付ビットが１である場合には、データは抜き取られ、そうでない場合には、データは待ち行列に入れられる。
【００４５】
チャネルの瞬間待ち行列長さが、そのチャネルの待ち行列の長さより長い場合には、ハード抜き取りが行われる。この場合には、（抜き取り可能または抜き取り可能でない）すべてのパケットが、そのチャネルに対して抜き取られる。図５の場合には、ｔ_２の前の数回は、データは抜き取られない。何故なら、平均待ち行列長さがＭＩＮＴＨより短いからである。時間ｔ_２とｔ_３の間の平均待ち行列長さが、ＭＩＮＴＨとＭＡＸＴＨとの間である場合には、抜き取り可能なデータは、上記のレジスタ・アプローチによりランダムに抜き取られる。時間ｔ_３からｔ_４の間にすべての抜き取り可能なパケットは抜き取られる。何故なら、平均待ち行列長さがＭＡＸＴＨを超えるからである。時間ｔ_４からｔ_５の間に抜き取り可能なパケットが再度ランダムに抜き取られ、平均待ち行列長さがＭＩＮＴＨ以下になる時間ｔ_５で抜き取りが終わる。
【００４６】
帯域幅マネージャ４４０および輻輳マネージャ４３０の動作は、両方のモジュールの動作に影響を与える平均待ち行列長さを使用することにより調整される。例えば、ＡＬＬＯＣＴＨは、通常、ＭＩＮＴＨよりも短いので、帯域幅マネージャは、輻輳マネージャ４３０がそのチャネルに対するデータの抜き取りをスタートする少し前に、そのチャネルに対する割当ての増大を要求する。すなわち、アービター１７０が、平均待ち行列長さがＡＬＬＯＣＴＨとクロスした場合にスタートするその要求に応じてそのチャネルに対する追加の容量を割り当て、次に、平均待ち行列長さをＭＩＮＴＨ以上にならないように制御することができる。しかし、例えば、使用できないために、またそのチャネルが他の能動動的チャネルに対して比較的低い優先順位を持っているために、容量がそのチャネルに割り当てられない場合には、輻輳マネージャ４３０は、待ち行列長さを制御するために、データのランダムな抜き取りをスタートする。
【００４７】
アービター１７０は、動的チャネルに帯域幅が割り当てられる決定プロセスを実行する。この決定プロセスは、特定の待ち行列長さに大きく依存する。アービター１７０は、種々のノードにおける帯域幅マネージャ４４０からの帯域幅要求に応答し、種々のチャネルに対するその割当てに関連する制限履歴を維持する。図６について説明すると、本実施形態の場合には、アービター１７０は、３つのＳＯＮＥＴフレームを受信する度に、一連のステップを反復して行う。他の実施形態の場合には、各フレーム毎に、一定の間隔で、または他の一定の反復時間にまたは要求があった場合に、これらのステップをスタートさせることもできる。
【００４８】
ステップ６１０において、アービター１７０は、最初、割当て解除を要求しているすべてのチャネルに対して帯域幅割当て解除要求に働きかける。その帯域幅要求が割当て解除である各チャネルｊに対しては、アービター１７０はＣＣＡ_ｊをＡＭＴ_ｊだけ減少させる。ここで、ＡＭＴ_ｊ＝ＭＩＮ（ＤＥＣＲ_ｊ，ＣＢＡ_ｊ）である。これにより、減分を考慮に入れて、ＣＣＡ_ｊの合計であるＣＣＡ_ＴＯＴが減少する。
【００４９】
例えば、低減要求、増大要求に働きかけることにより、または他のチャネルに対する増分を満足するために、あるチャネルから帯域幅を先取りすることにより、アービター１７０が各チャネルに対する帯域幅割当てを修正した場合、アービターは各チャネルに対するｂｉｎ値を維持する。すでに説明したように、ｂｉｎ２６４は、１．．Ｂ間の整数であり、そのチャネルに対する割当て帯域幅（ＣＣＡ）の時刻歴により計算される。本実施形態の場合には、Ｂ＝３であるが、ｂｉｎの別の値を使用することもできる。図１６について説明すると、ｂｉｎ２６４は、ＣＣＡがＣＩＲからＢＲに増大した場合に増大するように、またその後でＣＣＡがＢＲからＣＩＲに減少した場合に減少するようにヒステリシスにより計算される。最初は、１つのチャネルがｂｉｎ１内に存在する。ＣＣＡがＴＨＲ＿Ｈ（１）を超えて増大すると、ｂｉｎは２になり、ＣＣＡがＴＨＲ＿Ｈ（２）を超えて増大すると、ｂｉｎは３になる。ＣＣＡがＴＨＲ＿Ｌ（３）以下に減少すると、ｂｉｎは２になり、ＣＣＡがＴＨＲ＿Ｌ（２）以下に減少すると、ｂｉｎは１になる。すでに説明したように、ｂｉｎを特定の優先順位の異なるチャネルに割り当てることにより、アービター１７０が、どのチャネルがその要求した帯域幅の増分を受信すべきか、またどれを先取りすべきかを決定した場合に、ＣＩＲにより近いチャネルが一般的に高い優先順位を持つ。
【００５０】
継続して処理が行われ、ステップ６２０において、アービター１７０は、現在の割当てＣＣＡ_ＴＯＴが現在の動的帯域幅ＤＢＷを超えたかどうかを判断するためのチェックを行う。動的帯域幅自身は、例えば、動的チャネルに対する残りの割当てを低減することができるＴＤＭチャネルに対する割当ての増大により、時間の経過中に変化することがあることに留意されたい。また、ＣＡＣモジュール１８０により新しい動的チャネルを受け入れ、その認定速度（ＣＩＲ）を割り当て、それによりＣＣＡ_ＴＯＴが、それ自身変化しなかったＤＢＷを潜在的に超えるようにする。ＴＤＭ割当てが増大した場合でも、ＣＡＣモジュール１８０が、何時でも、動的チャネルに対して帯域幅の少なくともＣＩＲ_ＴＯＴ量が必ず存在するようにすることに留意されたい。すなわち、帯域幅のＣＩＲ部分は何時でも使用することができる。
【００５１】
現在の割当てが、実際に現在の動的帯域幅ＤＢＷ以下に減少しない場合には、ステップ６３０において、アービター１７０は、取り出し手順を実行する。この取り出し手順において、アービターは、１つまたはそれ以上のチャネルに対する帯域幅割当てを低減する。アービターは、優先順位を高くするために最初にチャネルを選択する。最も高い優先順位は１である。すなわち、アービターは、最初に、優先順位がＰの、次に、優先順位がＰ−１の、次に優先順位が高いチャネルに対する帯域幅割当てを低減する。この取り出し手順の場合には、アービターは、任意のチャネルの割当てをそのＣＩＲ以下に低減しない。それどころか、アービターは、通常はＣＩＲを超える割当てＣＣＡをＣＩＲに等しくなるように低減する。各優先順位で、アービターは、最初、最高の指数ｂｉｎＢのチャネルから帯域幅を取り出し、次に、次に高い指数を取り出し、アービターがｂｉｎ指数１から帯域幅を取り出すまでこの手順を続ける。各ｂｉｎにおいては、アービターは、ＭＩＮ（ＤＥＣＲ_ｉ，ＣＢＡ_ｉ）によるそのＣＣＡを減少させるチャネルｉを通して巡回し、すべてのチャネルがその最小ＣＩＲに割り当てられた場合に、ｂｉｎの取り出しを終了する。アービター１７０は、ＣＣＡ_ＴＯＴをＤＢＷ以下に低減した場合、または、他の方法としては、すべての能動チャネルをその認定速度ＣＩＲに低減した場合に取り出し手順を終了する。
【００５２】
認定速度の合計ＣＩＲ_ＴＯＴが、依然として全動的帯域幅ＤＢＷを超えている場合には、すべての動的チャネルをその認定速度に低減した後で、取り出し手順は、また取り出し手順の第１の部分と同じ順序でチャネルの供給解除を含む。供給解除は、供給フラグのクリア、および割当てＣＣＡのゼロへのセット、それによる帯域幅割当て手順からの供給解除チャネルの本質的な抜き取りを含む。しかし、すでに説明したように、ＣＡＣモジュールが正しく動作している場合には、このようなことは決して起こらない。
【００５３】
アービター１７０は、次に、一連の２つの段階で追加の帯域幅を割り当てるための要求を処理する。ステップ６４０において、アービターは、優先順位間でバースト帯域幅を再分配する第１段階を実行し、帯域幅割当て要求の中のいくつか（しかし、通常全部ではない）に対する帯域幅のプールを生成する。ステップ６５０においては、第２の段階において、アービターは、その帯域幅割当てで増大を要求しているチャネルの中のいくつか（しかし、通常全部ではない）に対して帯域幅を割り当てる。これらの要求は、第１段階で生成された帯域幅プールにより満足させられるか、または、増大を要求しているチャネルと同じ優先順位でチャネルの割当てを先取りすることにより満足させられる。
【００５４】
図７について説明すると、第１段階において、アービター１７０は、最初、各優先順位ｐに対して、全要求増大ＩＮＣ_［ｐ］を計算する（ステップ７１０）。（通常、角括弧内のサブスクリプトは、特定の優先順位に関連する量を示し、角括弧に入っていないサブスクリプトは、特定の動的チャネルに関連する量を表す。）優先順位ｐに対する全要求は、その割当ての増大要求を示すその帯域幅要求ビット・セットを有する優先順位ｐでのすべてのチャネルｉに対するＭＩＮ（ＩＮＣＲ_ｉ，ＢＲ_ｉ−ＣＣＡ_ｉ）の合計として計算される。ＢＲ_ｉ−ＣＣＡ_ｉへのチャネルｉの貢献の制限は、アービターが、あるチャネルに対する設定バースト速度ＢＲ_ｉを超えて帯域幅割当てを増大する要求を実行しない機能を反映している。
【００５５】
ステップ７２０において、アービター１７０は、各優先順位の割当てが、その「公正な」共有分以上または以下になる量を決定する。各優先順位は、関連「加重」ｗ_［ｐ］２２３を有する。一般的に、優先順位が高ければ高いほど（優先順位指数ｐが低ければ低いほど）、ｗ_［ｐ］の値は大きくなる。本実施形態の場合には、これらの加重は、共有媒体が使用することができる帯域幅割当てへの最小の増分の単位による整数である。本実施形態の場合には、上記単位は、ＳＯＮＥＴ列である。動的帯域幅ＤＢＷの一部は、動的チャネルに対する認定速度に関連する。残りは、アービターが、バースト割当てに種々のチャネルを自由に割り当てられるバースト帯域幅である。全バースト帯域幅は、ＴＢＷ＝ＤＢＷ−ＣＩＲ_ＴＯＴと呼ばれる。各優先順位は、全バースト帯域幅に関連する公正な共有分を有する。この公正な共有分ＴＢＷ_［ｐ］は、その加重ＴＢＷ_［ｐ］＝ＴＢＷ＊ｗ_［ｐ］／合計（ｗ_［ｑ］）に比例する。
【００５６】
優先順位ｐのチャネルｉに対する割当てＣＣＡ_ｉの合計はＣＣＡ_［ｐ］で示され、優先順位ｐのチャネルｉに対する認定割当てＣＩＲ_ｉの合計はＣＩＲ_［ｐ］で示されれ、ある優先順位に対する全バースト帯域幅割当ては、ＣＢＡ_［ｐ］＝ＣＣＡ_［ｐ］−ＣＩＲ_［ｐ］で示される。各優先順位ｐの場合には、ＣＢＡ_［ｐ］がＴＢＷ_［ｐ］より少ないかまたは等しい場合、優先順位ｐは、バースト帯域幅のその公正な共有分より少なく、ＵＮＤＥＲ_［ｐ］＝ＴＢＷ_［ｐ］−ＣＢＡ_［ｐ］である。ＣＢＡ_［ｐ］がＴＢＷ_［ｐ］より大きい場合には、優先順位ｐは、その公正な共有分より多く、またＯＶＥＲ_［ｐ］＝ＣＣＡ_［ｐ］−ＴＢＷ_［ｐ］である。図９ａについて説明すると、その公正な共有分以下の優先順位に対する割当ては、上記量で示される。図９ｂにおいては、その公正な共有分以上の優先順位が同様な方法で示されている。
【００５７】
図１０について説明すると、この図は、図９ａ〜ｂの図示アプローチによる４つの優先順位を含む例である。この例の目的の場合には、各優先順位に対する認定速度の特定の値、またはその全部は無関係である。この例の場合には、全バースト帯域幅ＴＢＷは、１８０（ＳＯＮＥＴ列単位）である。優先順位に対する加重ｗ_{［１．．４］}は、それぞれ４、３、２および１であり、それぞれ、７２、５４、３６および１８のバースト帯域幅ＴＢＷ_{［１．．４］}の公正な共有分を発生する。現在のバースト割当てＣＢＡ_{［１．．４］}は、それぞれ７７、５９、３９および０である。それ故、優先順位１、２および３は、バースト帯域幅のその公正な共有分より大きい。
【００５８】
ＯＶＥＲ_［１］＝５、ＵＮＤＥＲ_［１］＝０、
ＯＶＥＲ_［２］＝５、ＵＮＤＥＲ_［２］＝０、および
ＯＶＥＲ_［３］＝３、ＵＮＤＥＲ_［３］＝０
一方、優先順位４は公正な共有分より少ない。ＯＶＥＲ_［４］＝０、ＵＮＤＥＲ_［４］＝１８。この例は、各優先順位に対する全増大要求ＩＮＣ_{［１．．４］}がそれぞれ１、２、３および５であるアービターの割当て手順の１回の反復に関連する。図１０は、最初の割当て解除（図６のステップ６１０）がすでに行われた後の状況を反映していることに留意されたい。この例の場合には、全バースト割当ては、ＣＢＡ_ＴＯＴ＝１７５である。全バースト割当てＴＢＷは１８０であるので、任意のチャネルに割り当てられていない５の未使用の容量が存在する。
【００５９】
全量優先順位はその公正な共有分より多く、未使用の帯域幅は使用できる正味バースト帯域幅ＴＯＴＮＡＢＷを形成する。通常、使用できる正味バースト帯域幅は、帯域幅割当て増大の要求を満足させるために使用した帯域幅のプールを形成する。
【００６０】
ステップ７３０（図７）おいて、アービター１７０は、各優先順位に対する全割当て帯域幅が、帯域幅割当て手順中の増大する最小しきい値量を計算する。図１１について説明すると、この図は、各優先順位を示す。バースト帯域幅のその公正な共有分より小さい優先順位ｐの場合には、ＵＮＤＥＲ_［ｐ］は破線で示す。全要求帯域幅ＩＮＣ_［ｐ］は棒グラフで示す。各優先順位について、その優先順位に対する最小増大ＩＮＣＴＨ_［ｐ］は、ＭＩＮ（ＩＮＣ_［ｐ］，ＵＮＤＥＲ_［ｐ］）として計算され棒グラフで示す。ＩＮＣＴＨ_{［１．．４］}に対する結果としての値は、それぞれ０、０、０および５である。優先順位１、２および３はその公正な共有分をすでに超えているので、その最小増大は０である。優先順位４に対する最小増大は、その優先順位が要求している増分に制限される。これらの最小しきい値の合計は、この例では５であり、使用できる正味バースト帯域幅ＴＯＴＮＡＢＷ＝１８より小さいかまたは等しい。
【００６１】
ステップ７４０（図７）において、アービター１７０は、各優先順位が受取る増大割当ての量を加重アプローチにより増大する。通常、ある優先順位での増大している割当てに対する使用可能な正味帯域幅ＮＡＢＷ_［ｐ］は、最小増分ＩＮＣＴＨ_［ｐ］に、ＩＮＣ_［ｐ］を超えないｗ_ｐに比例する量をプラスしたものである。本実施形態の場合には、アービター１７０は、各優先順位ｐに対するＮＡＢＷ_［ｐ］＝ｗ_［ｐ］を初期化し、次に、ＡＭＴによりＮＡＢＷ_［ｐ］を増大する優先順位を通して反復して巡回する。この場合、ＡＭＴ＝ＭＩＮ（ｗ_［ｐ］，左）であり、左＝ＭＩＮ（（ＮＡＢＷ_［ｐ］−ＩＮＣＴＨ_［ｐ］），（ＴＯＴＮＡＢＷ−ＮＡＢＷ_［ｐ］の合計））である。一方、左＞０である。優先順位ｐに対するＮＡＢＷ_［ｐ］がそのＩＮＣＴＨ_［ｐ］に達すると、ＮＡＢＷ_［ｐ］は優先順位を増大するのを止める。すべての優先順位がそのＩＮＣＴＨ_［ｐ］に達した後で、アービター１７０は、ＡＭＴによりＮＡＢＷ_［ｐ］を増大する優先順位を通して反復して巡回する。この場合、ＡＭＴ＝ＭＩＮ（ｗ_［ｐ］，左）であり、左＝（（ＮＡＢＷ_［ｐ］−ＩＮＣ_［ｐ］），（ＴＯＴＮＡＢＷ−ＮＡＢＷ_［ｐ］の合計））である。一方、左＞０である。図１１は、そのＡｃｔｕａｌＮＡＢＷの結果と、図１０に示す１つの例のこのステップを示す。ＮＡＢＷ_［ｐ］の合計は１１であり、個々のＮＡＢＷ_{［１．．４］}は、それぞれ１、２、３および５である。ＡｃｔｕａｌＮＡＢＷの一部は、未使用の帯域幅ＵＮＵＳＥＤ＝５により満足させられ、一方、残りの部分は、「切り取り」と呼ぶプロセスのその公正な共有分より高い優先順位からのものである。より詳細に説明すると、共有優先順位より高いこれらの部分から切り取ることができる全量は、ＴｏｔａｌＲＢＷ＝ＡｃｔｕａｌＮＡＢＷ−ＵＮＵＳＥＤ＝６である。
【００６２】
バースト帯域幅を再分配する前に、アービターは、各優先順位ｋに対して、各優先順位が必要とするＴｏｔａｌＲＢＷの一部、ＲＢＷＮｅｅｄｅｄ_［ｋ］を決定する（ステップ７５０）。図１２について説明すると、これは、もちろん、ＴＯＴＮＡＢＷの代わりを除いて、ＮＡＢＷと同じ方法で決定され、ＴｏｔａｌＲＢＷが使用される。この例の場合には、６単位の容量を使用することができる。この例が５である場合には、優先順位４だけがゼロより大きいＩＮＣＴＨを有する。それ故、ＲＢＷＮｅｅｄｅｄ_［４］は、最初、５に増大する。次に、ＴｏｔａｌＲＢＷ＝６の１単位の容量を使用することができ、その結果、ＲＢＷＮｅｅｄｅｄ_［１］＝１になる。これによりこの手順は終了し、それぞれ、１、０、０および５のＲＢＷＮｅｅｄｅｄ_{［１．．４］}が生じる。
【００６３】
ステップ７６０（図７）において、アービター１７０は、最初、未使用の帯域幅でスタートし、ｏｖｅｒ_［ｐ］＞０である優先順位ｐからＴｏｔａｌＲＢＷ全部を切り取り、優先順位Ｐからスタートして、ＴｏｔａｌＲＢＷが満足するまで、帯域幅のプールを形成する。各優先順位から切り取った量は、ＢＷｒｉｐｐｅｄ_［ｐ］である。図１３について説明すると、この例の場合には、ｐ＝４からスタートし、ｏｖｅｒ_［４］＝０であるので、切り取る帯域幅がない。ｐ＝３においては、ｏｖｅｒ_［３］＝３であるので、ＢＷｒｉｐｐｅｄ_［３］＝３単位が切り取られる。ｐ＝２においては、ｏｖｅｒ_［２］＝５である。さらに３単位だけ必要なので、ＢＷｒｉｐｐｅｄ_［２］＝３である。優先順位ｐ＝１は考慮に入れる必要はない。何故なら、ＴｏｔａｌＲＢＷはすでに満足しているからである。それ故、ＢＷｒｉｐｐｅｄ_［１］＝０である。この時点で、アービター１７０は、各優先順位からＢＷｒｉｐｐｅｄ_［ｐ］単位を切り取ることにより、ＴｏｔａｌＲＢＷ＋Ｕｎｕｓｅｄ＝１１のプールを生成する。優先順位１．．４は、以降のステップでプールからそれぞれ１、２、３および５単位を受け取るものと予想される。
【００６４】
アービター１７０は、最高の指数のｂｉｎ内のチャネルからスタートして、ＢＷｒｉｐｐｅｄ_［ｐ］が満足するまで、ｂｉｎ１までさかのぼり、ＣＣＡ_ｉからＣＩＲ_ｉまでチャネルの帯域幅割当てを低減することにより各優先順位から帯域幅を切り取る。各優先順位において、この手順は、最初の割当てが全動的帯域幅より大きい場合のところで説明した「取り出し」手順と似ている。これでアービターの帯域幅割当てプロセスの第１段階は終了する。図１４の場合には、この例の切り取りの後のバースト帯域幅割当ては実線で示され、切り取り前のバースト帯域幅割当ては、斜線を引いた領域で示してある。さらに、各優先順位の割当てが以降のステップで増大する全量は、実線の棒の端部から延びる長さＮＡＢＷ_［ｐ］の棒で示す。サイズ１１の帯域幅プールは、前の未使用の帯域幅からの５単位、各優先順位２および３からの３単位により形成されている。
【００６５】
図６に戻って説明すると、アービター１７０は、段階ＩＩにおいて再割当てを終了する（ステップ６５０）。この段階ＩＩにおいては、アービターは、他のチャネルに対する帯域幅の増分を満足させるために、あるチャネルのバースト帯域幅を先取りすることにより、プールからおよび同じ優先順位内において帯域幅要求を割り当てる。
【００６６】
図８について説明すると、特定のチャネルに対する帯域幅要求の割当ては、その優先順位より高い第１のループにより行われる（ライン８１０）。このループの順序は重要ではない。何故なら、帯域幅プールがすでに形成されているこの時点においては、各優先順位での割当ては、他の優先順位とは無関係に行われるからである。
【００６７】
ある優先順位においては、帯域幅の増大を要求したチャネルは、そのｂｉｎにより考慮される。最も低いｂｉｎ指数、ｂｉｎ１内のチャネルが最初に考慮され、次に、ｂｉｎ２からｂｉｎＢが考慮される。
【００６８】
考慮されているチャネルｉは、せいぜいＭＩＮ（ＩＮＣＲ_ｉ，ＢＲ_ｉ−ＣＣＡ_ｉ）を受け取ることしかできないので、その結果としての帯域幅割当てはＢＲ_ｉを超えない。増分の第１のＮＡＢＷ_［ｐ］は、段階Ｉ中に生成された帯域幅プールから直接来るものである。プールの優先順位の共有分を使い果たすと、「先取り」と呼ぶプロセス内の同じ優先順位の他のチャネルのバースト割当てを減らすことにより増分要求を満足させることができる。ｂｉｎＢにおけるチャネルが最初に先取りされ、ｂｉｎＢからの使用できる先取りを使い果たした場合には、ｂｉｎＢ−１が先取りされる。図１５は、このプロセスを示す。この図においては、チャネルｉは、プールからその増分ＩＮＣＲ_ｉを満足させている。チャネルｊは、ｂｉｎ３内のチャネルを先取りすることによりその増分を満足させている。チャネルｋは、同じｂｉｎ内のチャネルからその増分を満足させている。
【００６９】
各ｂｉｎｂの場合には、各優先順位ｐにて、アービター１７０は、もっと低い指数のｂｉｎにおけるチャネルに対する増分を満足させるために、数回の設定可能な数（ＭＡＸ＿ＰＲＥＥＭＰＴ_{［ｐ，ｂ］}）２２５、各チャネルを先取りするように構成される。この設定可能な数は、あるｂｉｎが先取りされるのを防止するためにゼロに設定することができる。先取りプロセスがｂｉｎ内のチャネルを通して設定した回数だけ巡回すると、次の下位のｂｉｎが先取りのために使用される。さらに、ｂｉｎ内のチャネルが、同じ優先順位内の他のｂｉｎ内のチャネルを先取りできるかどうかを判断する、各優先順位の各ｂｉｎに対して設定可能なパラメータ（ＰＲＥＥＭＰＴ＿ＥＮＡＢＬＥ_{［ｐ，ｂ］}）２２６が存在する。
【００７０】
増分を要求したチャネルを通して巡回しながら、ある時点で、帯域幅を先取りするための、もっと高いｂｉｎ指数のｂｉｎ内には、通常、チャネルは存在しない。先取りの次の段階は、増分を要求しているチャネルと同じ優先順位およびｂｉｎにおける他のチャネルからの帯域幅の先取りを含む。図２に示すように、各チャネルに対する供給記録２２０は、公正な容量割当て（ＦＣＡ）２５８を含んでいる。この帯域幅の量は、そのチャネルに対するＣＩＲからＢＲでの範囲内にある。同じｂｉｎ内での先取りの一般的な規則は、ＣＣＡ_ｊ＞ＦＣＡ_ｊである場合に、ＣＣＡ_ｉ＜ＦＣＡ_ｉが、同じｂｉｎ内の他のチャネルｊから帯域幅を先取りできるだけのチャネルｉというものである。ＣＣＡ_ｉがＦＣＡ_ｉより大きいチャネルは、２つの条件、すなわち、第１の条件、そのＣＣＡ_ｊも、各ＦＣＡ_ｊより大きいという条件、および第２の条件、ＣＣＡ_ｉがＣＣＡ_ｊより小さいという条件を満たす同じｂｉｎ内の他のチャネルｊから先取りすることができる。
【００７１】
同じｂｉｎ内ですべての可能な先取りが行われると、帯域幅の増大を要求したその優先順位の残りのチャネルは、その要求を満足させることはできない。何故なら、そこから帯域幅を先取りするチャネルがもはや存在しないからである。
【００７２】
この第１の実施形態の説明の後にさらに詳細に説明するように、共有媒体を管理するこのアプローチは、必ずしもＳＯＮＥＴをベースとする通信を含まない多数の他の実施形態にも適用することができる。例えば、帯域幅管理アプローチの他の実施形態は、共有アクセス・バス、共有有線ネットワーク・リンク、および共有無線チャネルのような共有媒体に適用することができる。
【００７３】
上記実施形態の場合には、アービター１７０は、ネットワーク内のノードに位置しており、帯域幅の変更の要求および許可は、データ自身と同じ機構により転送される。他の実施形態の場合には、アービターは、データ用に使用する共有媒体によりノードと通信する必要はなく、必ずしもネットワーク内のノード上に位置しなくてもよい。
【００７４】
他の実施形態の場合には、アービターにより帯域幅を割り当てられた各「チャネル」は、必ずしも、ノードの入力チャネルより入ってきて、他のノードにおける出力チャネルから出て行く１つのデータ・ストリームに対応しない。他の例は、下記のものを含む。すなわち、各チャネルは、同報通信または多数の他のノードにおいて抜け出すポイント・ツー・マルチポイント通信に対応する。チャネルは、サブチャネルの集合体であってもよい。このようなサブチャネルは、共通の発信および宛先ノードを共有することができる。サブチャネルは、また、特定の顧客へのサービスのような他の特徴によりグループ分けすることもできる。チャネルは、また、マルチポイント・ツー・ポイント通信およびマルチポイント・ツー・マルチポイント通信の複数のノードにおいて発信することができる。
【００７５】
上記実施形態の場合には、アービター１７０は、ハードウェアで実行される。他の実施形態の場合には、アービター１７０は、アービター・ノードにてコンピュータ可読媒体に記憶され、プロセッサに上記帯域幅割当て手順を実行する命令を実行させるソフトウェアで実行することができる。他の実施形態は、帯域幅割当てアプローチの機能の中のいくつかを使用するが、必ずしも全部を使用しない。異なる優先順位間で帯域幅を割り当てるこのアプローチは、特定の優先順位での帯域幅の割当ておよび先取りのようなビニング・チャネルのアプローチから独立して使用することができる。さらに、上記実施形態は、ビニング・アプローチを使用しないで、１つのｂｉｎ（Ｂ＝１）を効果的に使用することができる。同様に、他の実施形態は、１つの優先順位（Ｐ＝１）を使用して、どのチャネルが帯域幅増分を受け取るかを決定するために、ｂｉｎをベースとするアプローチの利点を使用することができる。
【００７６】
上記説明は、添付の特許請求の範囲に記載する本発明を説明するためのものであって、本発明を制限するものではないことを理解されたい。他の実施形態も特許請求の範囲内に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】アービターが、リング上の共有チャネルを通る動的チャネルに対して帯域幅を割り当てるＳＯＮＥＴリングの図である。
【図２】アービター・ノードに維持されているチャネル・データの構成部分を示すブロック図である。
【図３】共有チャネルのリンク帯域幅に対する動的チャネルの割当てを示す図である。
【図４】ＳＯＮＥＴリング上のあるノードのブロック図である。
【図５】待ち行列マネージャおよびあるノードに記憶した待ち行列データを含む帯域幅マネージャの相互間動作を示すブロック図である。
【図６】異なる動的チャネル間で帯域幅を割り当てるために中央アービターが行うステップを示すフローチャートである。
【図７】異なる優先順位間で帯域幅が割り当てられる帯域幅割当ての第１の段階のステップを示すフローチャートである。
【図８】特定のチャネルが増大割当て帯域幅を受信する帯域幅割当ての第２の段階のステップを示す擬似コードである。
【図９】Ａ、Ｂはこれらの優先順位の帯域幅の公正な共有に対する特定の優先順位に対する割当てを示す図である。
【図１０】チャネルが４つの優先順位の中の１つに含まれる例を示す図である。
【図１１】図１０の例に対する異なる優先順位に対する最小しきい値帯域幅増分を決定するステップを示す図である。
【図１２】いくつかの優先順位間での、および未使用のプールからいくつかの優先順位への帯域幅の再分配のステップを示す図である。
【図１３】「切り取り」手順の際のチャネル増分に対する帯域幅プールを形成するステップを示す図である。
【図１４】上記例のいくつかの優先順位に対する帯域幅割当てを示す図である。
【図１５】他のチャネルに対する帯域幅割当てを優先させることによる、未使用の帯域幅のプールからの特定のチャネルの帯域幅増分要求を満足させるための帯域幅割当てのステップを示す図である。
【図１６】そのチャネルに対する帯域幅割当ての履歴に基づいて各チャネルに対するｂｉｎ指数を決定するためのヒステリシスに基づく手順を示す図である。

Claims (19)

1. 複数の通信チャネルにより共有されている通信容量を含む共有媒体上の通信を管理するための方法であって、
   前記各チャネルへの優先順位の割当てを含み、前記共有媒体により通信を行うために前記通信チャネルを受け入れるステップと、
   前記チャネルに対するデータ速度割当ての組合わせが前記共有媒体の通信容量を超えないように、前記各通信チャネルに対するデータ速度割当てを維持するステップと、
   前記各通信チャネルに対して行うことを含み、前記各通信チャネルに対するデータ速度割当てに従って前記通信チャネルに対してデータを送り、データを受信し、前記通信チャネルに対する前記データ速度割当てにより制限された速度で前記受信したデータを前記共有媒体を通して送信するステップとを備え、
   前記通信チャネルに対する前記データ速度割当てを維持するステップが、
   前記通信チャネル上での通信を監視するステップと、
   前記監視した通信に基づいて前記通信チャネルに対するデータ速度割当ての変更の要求を発生するステップであって、各通信チャネルに対する前記データ速度割当ての変更の要求が、前記チャネルに対して割り当てられたデータ速度を増大するための要求と、前記チャネルに対して割り当てられたデータ速度を低減するための要求とを含む前記ステップと、
   前記受信した要求に基づいて前記データ速度割当てを反復して再計算するステップとを含む、方法。
2. 前記データ速度割当ての再計算ステップが、
   前記通信チャネルの前記各優先順位に対する前記共有媒体の通信容量の共有分を決定するステップと、
   その優先順位に割り当てられた共有分に従って各優先順位での通信チャネルに対するデータ速度割当てを修正するステップと、
   各優先順位に対して、前記要求および前記優先順位に対して割り当てられた共有分に従ってその優先順位での通信チャネルに対するデータ速度割当ての増大に対する要求を処理するステップとを含む、請求項１に記載の方法。
3. 各通信チャネルに対するデータ速度割当てが、認定データ速度および割当データ速度を含み、前記割り当てられたデータ速度が認定データ速度と等しくなるように、またはそれを超えるように維持され、前記データ速度割当てを再計算する際に、各優先順位に対する前記共有媒体の通信容量の共有分の決定が、前記通信チャネルの全認定データ速度を超える前記共有媒体の通信容量の超過分の全共有分を決定することを含む、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記データ速度の再計算が、さらに、各優先順位での前記通信チャネルに対する前記データ速度割当てを修正することと、割り当てられていない容量のプールを生成することとを含み、通信チャネルに対するデータ速度割当ての増大に対する要求の処理が、前記チャネルへの割り当てられていない容量のプールを適用することを含む、請求項３に記載の方法。
5. 各優先順位での通信チャネルに対するデータ速度割当ての増大に対する要求の処理が、同じ優先順位の他の通信チャネルのデータ速度の低減、および増大に対する要求への前記データ速度の低減の適用をさらに含む、請求項４に記載の方法。
6. 前記データ速度割当ての再計算が、過去のデータ速度割当てに従って各優先順位にて前記通信チャネルの部分的な順序を変更することを含み、同じ優先順位の他の通信チャネルのデータ速度の低減が、部分的順序の変更に従って前記他の通信チャネルを選択することを含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
7. 前記通信チャネルに対する前記データ速度の監視が、前記共有媒体を通しての送信が待機中にある前記チャネルに対する受信データの待ち行列の大きさを監視することと、前記待ち行列の監視した大きさに従って前記チャネルに対する前記データ速度割当ての変更に対する前記要求を生成することとを含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
8. 前記通信チャネルに対する前記データ速度の監視が、データの待ち行列の監視した大きさの平均時間を計算することをさらに含む、請求項７に記載の方法。
9. 前記通信チャネルに対するデータの送信が、前記通信チャネルに対する前記データ速度がその割当データ速度を超えた場合に、前記受信データを捨てる早期抜き取りアプローチを適用することをさらに含む、請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
10. 各チャネルに対するデータ速度割当ての維持が、各チャネルに対する認定データ速度を維持することを含み、前記データ速度割当ての再計算が、各チャネルに対する少なくとも前記認定データ速度を供給することを含む、請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
11. 各チャネルに対する前記データ速度割当ての維持が、各チャネルに対する前記データ速度に対する制限を維持することを含み、前記データ速度割当ての再計算が、各チャネルに対する前記データ速度に前記制限を適用することを含む、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法。
12. 前記共有通信媒体の共有通信容量がＳＯＮＥＴネットワーク上の容量を含み、前記通信チャネルが、前記ＳＯＮＥＴネットワークの対応するノードにてＳＯＮＥＴネットワークに入る、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の方法。
13. 前記通信チャネルに対する前記データ速度割当ての維持が、前記各通信チャネルへの一連のデータ・フレームの各々の一部の割当てを維持することを含む、請求項１２に記載の方法。
14. 前記通信チャネルに対する前記データ速度割当ての修正が、前記各通信チャネルへの前記一連のデータ・フレームの各々の一部の割当てを修正することを含む、請求項１３に記載の方法。
15. 前記アービターへの前記要求の送信が、ＳＯＮＥＴリングを通してのアービター・ノードへのそのノードに対する前記要求の送信を含み、前記再計算したデータ速度割当ての分配が、前記ＳＯＮＥＴリングを通しての前記アービター・ノードから他のノードへの前記割当ての送信を含む、請求項１４に記載の方法。
16. 前記通信チャネルに対する前記割当てデータ速度の維持が、前記通信チャネルが使用することができるＳＯＮＥＴネットワーク上を通る一連のフレームの各々の全量を決定することを含む、請求項１２に記載の方法。
17. 前記一連のフレームの各々の全量の決定が、固定速度通信チャネルに割り当てられた各フレームの量を決定することを含む、請求項１６に記載の方法。
18. 通信システムであって、
    通信容量を有する共有媒体と、
    前記ノード間の前記共有媒体を通して複数の通信チャネルに対してデータを送信するように構成された前記共有媒体に接続された複数の通信ノードと、
    前記通信ノードに接続され、前記チャネルに対する前記データ速度割当ての組合わせが前記共有媒体の通信容量を超えないように、前記各通信チャネルに対するデータ速度割当てを維持し、前記通信ノードへの前記データ速度割当を送受信するように構成されているアービターとを備え、
    各通信ノードが、１つまたはそれ以上の通信チャネルに対するデータを受信し、これらの通信チャネルに対するデータ速度割当てに従って前記データを前記共有媒体に送るように構成されており、さらに、前記各通信チャネル上での通信の監視に従って前記通信チャネルに対するデータ速度割当ての変更の要求を送信するように構成されており、
    前記アービターが、さらに、複数の優先順位の各々に対する前記通信容量の共有分を決定し、各優先順位に対して前記決定された共有分および前記通信ノードからのデータ速度割当てを変更するための要求に従って前記データ速度割当てを維持するように構成されている通信システム。
19. 前記共有媒体が、ＳＯＮＥＴ通信システムを含み、前記アービターが前記各通信チャネルへの各ＳＯＮＥＴフレームの一部の割当てを維持するように構成されている、請求項１８に記載の通信システム。

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