JP2007228312A - Ｌａｎシステム及び帯域自動割当方法 - Google Patents

Abstract

【課題】エンドユーザに対する帯域割当てを行うＬＡＮシステム及び帯域自動割当方法に関し、帯域の有効利用を図る。
【解決手段】上位回線１０に接続した上位装置１に複数のエンドユーザである端末１３−１〜１３−ｎを下位回線１２により接続し、上位装置１は、端末１３−１〜１３−ｎとの間の最大回線速度を決定する回線速度決定部４と、上位回線１０の伝送帯域に対応して予め端末対応の帯域保証値又は帯域制限値を設定した帯域保証／制限部３と、回線速度決定部４により決定した端末対応の最大回線速度と帯域保証／制限部３に設定した帯域保証値又は帯域制限値と比較する速度比較部６と、この速度比較部６による比較結果、最大回線速度より帯域保証値又は帯域制限値が大きい場合に、帯域保証／制限部３の帯域保証値又は帯域制限値を、最大回線速度に更新制御する速度制御部５とを含み、端末に対する帯域割当てを行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数のエンドユーザを収容する上位装置に於いて、各エンドユーザの帯域を自動的に割当てるＬＡＮシステム及び帯域自動割当方法に関する。

加入者線収容装置や、ｘＤＳＬ方式の集合型装置等を上位装置とし、下位装置をエンドユーザ、例えば、パソコン等の端末とし、上位装置に複数のエンドユーザを接続したＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムは、例えば、図３の（Ａ），（Ｂ）に示すように、光回線等の上位回線３０に接続した上位装置３１に、それぞれ加入者線等の複数の下位回線３２を介してそれぞれエンドユーザの端末３３−１，３３−２，・・・３３−ｎを接続した構成を有するものである。例えば、ｎ＝１６とし、各下位回線３２の帯域保証値を５０Ｍｂｐｓとすると、１６台の端末に対してそれぞれ伝送帯域を保証する為には、上位回線３０は、８００Ｍｂｐｓの伝送帯域を必要とすることになる。又上位回線３０の伝送帯域を１Ｇｂｐｓとすると、全体として、２００Ｍｂｐｓの伝送帯域の余裕が生じる。そこで、この２００Ｍｂｐｓの伝送帯域を各端末３３−１〜３３−ｎに平均的に分配すると、各端末３３−１〜３３−ｎの使用可能の最大伝送帯域は６２．５Ｍｂｐｓとなる。

又図３の（Ｂ）は、上位装置３１に、Ｌ２（レイヤ２）スイッチ４１と下位回線３２対応の最大回線速度決定部４２とを設けた場合を示し、Ｌ２スイッチ４１は、上位回線３０と下位回線３２との間の伝送経路切替制御を行い、最大回線速度決定部４２は、端末対応の伝送速度を決定するものである。例えば、上位回線３０が８００Ｍｂｐｓの伝送帯域の場合、各端末３３−１〜３３−ｎ対応の最大伝送帯域は５０Ｍｂｐｓとなり、各端末３３−１〜３３−ｎ対応の最大回線速度決定部４２は、それぞれ５０Ｍｂｐｓを設定することになる。

又ルータとアクセスポイントとを介して複数の情報処理装置を無線回線により接続したＬＡＮシステムに於いて、転送データパケットのヘッダに、要求帯域情報を設定することにより、アクセスポイントは、要求帯域情報を識別して、動画データのように、大きい帯域を必要とする転送データパケットには、要求帯域情報を基に大きな帯域を割当て、テキストデータのように、大きい帯域を必要としない転送データパケットには、要求帯域情報を基に小さい帯域を割当てることにより、帯域を有効利用するデータ送信方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

又複数の通信端末と、それらの間のアドレス変換等を含む通信管理を行う通信管理装置とを回線により接続し、この通信管理装置の機能が停止した場合、通信相手の通信端末に対して所定数の試験用パケットを送信し、この試験用パケットに対する返送パケット数を計数して、送信試験用パケット数に対する返送パケット数の割合により、帯域調整を行う手段が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００３−３３３０５０号公報 特開２００３−３４８１４５号公報

複数のエンドユーザと上位装置との間の伝送帯域は、従来、各エンドユーザに対して、上位回線の伝送帯域を平均化して割当てる場合が一般的である。その場合、例えば、図３の（Ａ）に於ける端末３３−１〜３３−１６（ｎ＝１６の場合）の中の１台の端末３３−１が１０Ｍｂｐｓの伝送能力であっても、上位回線３０の伝送帯域が８００Ｍｂｐｓの場合には、１６台の端末に対してそれぞれ平均化した５０Ｍｂｐｓの伝送帯域の割当てるものであり、従って、端末３３−１に於いて利用しない４０Ｍｂｐｓの伝送帯域は無駄となる問題がある。

そこで、前記特許文献１に示す手段のように、パケットのヘッダに要求帯域情報を設定することにより、上位装置３１に於いて各端末１３−１〜１３−ｎに伝送帯域を割当てることが考えられるが、その場合、パケット毎に要求帯域情報を設定する機能を、各端末１３−１〜１３−ｎに設ける必要があり、従って、実用化は困難である。更に、各端末１３−１〜１３−ｎに対して所望の伝送帯域を割当てたとしても、合計した伝送帯域が、上位回線３０の最大伝送帯域を超えないような割当手段が必要となる問題がある。又前記特許文献２に示すように、試験用パケットに対する端末１３−１〜１３−ｎからの返送パケット数により、伝送帯域を割当て応答手段を適用することも考えられるが、前記特許文献２のようなバス形式のシステムではないから、適用は困難である。

本発明は、前述の従来の問題点を解決するもので、上位回線の伝送帯域内で、端末の最大伝送能力に対応した伝送帯域を割当てることを目的とする。

本発明のＬＡＮシステムは、上位回線に接続した上位装置に複数のエンドユーザである端末をそれぞれ下位回線により接続したＬＡＮシステムに於いて、前記上位装置は、前記端末との間の最大回線速度を決定する回線速度決定部と、前記上位回線の伝送帯域に対応して予め前記端末対応の帯域保証値又は帯域制限値を設定した帯域保証／制限部と、前記回線速度決定部により決定した前記端末対応の最大回線速度と前記帯域保証／制限部に設定した帯域保証値又は帯域制限値と比較する速度比較部と、該速度比較部による比較結果、前記最大回線速度より前記帯域保証値又は帯域制限値が大きい場合に前記帯域保証／制限部の帯域保証値又は帯域制限値を前記最大回線速度に更新制御する速度制御部とを備えている。

又前記速度制御部は、前記回線速度決定部からの前記端末対応の最大回線速度と、前記帯域保証／制限部に設定した帯域保証値又は帯域制限値とを比較して、前記上位回線の伝送帯域内に収まるように前記各端末対応の前記帯域保証値又は帯域制限値の更新制御を行う構成を備えている。

又本発明の帯域自動割当方法は、上位回線に接続した上位装置に複数のエンドユーザである端末をそれぞれ下位回線により接続したＬＡＮシステムに於ける帯域自動割当方法に於いて、前記端末対応の最大回線速度を決定し、該最大回線速度と帯域保証／制限部に設定された帯域保証値又は帯域制限値とを比較して、該帯域保証値又は帯域制限値が大きい端末に対する該帯域保証値又は帯域制限値を前記最大回線速度の値に更新し、且つ差分の帯域保証値又は帯域制限値を他の端末の帯域保証値又は帯域制限値に分配する過程を含むものである。

又本発明の帯域自動割当方法は、上位回線に接続した上位装置に複数のエンドユーザである端末をそれぞれ下位回線により接続したＬＡＮシステムに於ける帯域自動割当方法に於いて、前記上位装置に前記下位回線を介した接続された全端末のそれぞれの最大回線速度を決定し、前記上位回線の伝送帯域を前記端末にそれぞれ分配した帯域保証値又は帯域制限値と端末対応の前記最大回線速度とを比較し、前記帯域保証値又は帯域制限値が大きい端末に対する該帯域保証値又は帯域制限値を前記最大回線速度の値に更新し、且つ差分の帯域保証値又は帯域制限値を他の端末の帯域保証値又は帯域制限値に分配する過程を含むものである。

上位装置に複数の下位回線を介してエンドユーザである端末が接続され、各端末に対して、上位装置が、上位回線の伝送帯域を平均的に分割して帯域割当てを行った時、端末の最大伝送能力に対して余剰に帯域が割り振られている場合に、余分となった伝送帯域を他の端末に対して自動的に割当てることができ、伝送帯域の有効利用を図ることができる。

本発明のＬＡＮシステムは、図１を参照して説明すると、上位回線１０に接続した上位装置１に複数のエンドユーザである端末１３−１〜１３−ｎをそれぞれ下位回線１２により接続したＬＡＮシステムに於いて、上位装置１は、端末１３−１〜１３−ｎとの間の最大回線速度を決定する回線速度決定部４と、上位回線１０の伝送帯域に対応して予め端末対応の帯域保証値又は帯域制限値を設定した帯域保証／制限部３と、回線速度決定部４により決定した端末対応の最大回線速度と帯域保証／制限部３に設定した帯域保証値又は帯域制限値と比較する速度比較部６と、この速度比較部６による比較結果、最大回線速度より帯域保証値又は帯域制限値が大きい場合に、帯域保証／制限部３の帯域保証値又は帯域制限値を、最大回線速度に更新制御する速度制御部５とを備えている。

又本発明の帯域自動割当方法は、上位回線１０に接続した上位装置１に複数のエンドユーザである端末１３−１〜１３−ｎをそれぞれ下位回線１２により接続したＬＡＮシステムに於ける帯域自動割当方法に於いて、端末対応の最大回線速度を決定し、この最大回線速度と帯域保証／制限部３に設定された帯域保証値又は帯域制限値とを比較して、帯域保証値又は帯域制限値が大きい端末に対する帯域保証値又は帯域制限値を、最大回線速度の値に更新し、且つ差分の帯域保証値又は帯域制限値を他の端末の帯域保証値又は帯域制限値に分配する過程を含むものである。

図１は、本発明の実施例１の説明図であり、１は上位装置、２は回線集約部、３は帯域保証制御又は帯域制限制御を行う帯域保証／制限部、４は回線速度決定部、５は速度制御部、６は速度比較部、７は速度情報格納部、１０は上位回線、１２は下位回線、１３−１〜１３−ｎはパソコン等の端末で、上位装置１に対して下位のエンドユーザに相当するものである。

回線速度決定部４は、端末１３−１〜１３−ｎとの間の下位回線１２による最大伝送速度を、既に知られているネゴシェーション等の手段により決定する。なお、この最大伝送速度は、周囲環境等の各種の条件により変化する場合もあり、又端末のバージョンや機能を変更することもあるから、システム立ち上げ時のみでなく、随時ネゴシェーション等の手段によるより送速度を求めることもできる。これによる伝送速度を端末１３−１〜１３−ｎ対応の最大回線速度とする。この最大回線速度を速度情報格納部７へ転送して、端末１３−１〜１３−ｎ対応に格納する。

速度比較部６は、速度情報格納部７に格納された端末１３−１〜１３−ｎ対応の最大回線速度と、帯域保証／制限部３による端末１３−１〜１３−ｎ対応の帯域保証値又は帯域制限値とを比較する。この帯域保証値又は帯域制限値は、例えば、初期状態に於いて、上位回線１０の伝送帯域を、各端末１３−１〜１３−ｎ対応に平均的に分割した値として、図示を省略した手段により設定することができる。速度比較部６に於ける比較結果、最大回線速度より帯域保証値又は帯域制限値が大きい場合、速度制御部５により、帯域保証値又は帯域制限値を、最大回線速度まで低減する。この低減した端末の値を帯域保証／制限部３に転送して、他の端末に配分して、帯域保証値又は帯域制限値を更新する。又最大回線速度より帯域保証値又は帯域制限値が小さい場合、その端末対応の伝送帯域は、帯域保証／制限部３による帯域保証値又は帯域制限値により制限される。なお、帯域保証値又は帯域制限値が更新された場合は、その更新された値による制限を受けることになる。

図２は、本発明の実施例１のフローチャートを示し、端末１３−１〜１３−ｎを、それぞれ下位回線１２を介して上位装置１と接続し、速度決定部４により、それぞれのエンドユーザ対応に、即ち、端末１３−１〜１３−ｎ対応に最大回線速度を決定する（Ａ１）。この場合、前述のように、ネゴシェーション手段により最大回線速度を決定することができる。この端末対応の最大回線速度を速度情報格納部７へ転送し（Ａ２）、端末対応に格納する。

次に、速度比較部６は、最大回線速度と、帯域保証／制限部３に設定された保証帯域値又は制限帯域値とを比較する（Ａ３）。比較結果、最大回線速度より、保証帯域値又は制限帯域値が大きい（Ａ４）端末については速度制御部５に通知し、この速度制御部５により、帯域保証／制限部３によるその端末に対する保証帯域値又は制限帯域値を、最大回線速度まで低下させる（Ａ５）。

例えば、図１に於いて、端末１３−１〜１３−１６（ｎ＝１６とした場合）に対して上位回線１０の伝送帯域が８００Ｍｂｐｓの場合、帯域保証／制限部３は、先ず、下位回線１２を介して接続された各端末１３−１〜１３−１６対応の保証帯域値又は帯域制限値を平均的に分配する５０Ｍｂｐｓに設定する。そして、回線速度決定部４による端末１３−１〜１３−１６対応の最大回線速度が、例えば、端末１３−１は２０Ｍｂｐｓ、端末１３−２〜１３−４は５０Ｍｂｐｓ、残りの端末１３−５〜１３−１６は８０Ｍｂｐｓであったとすると、速度制御部５は、速度比較部６に於ける比較結果に基づいて、端末１３−１に対する帯域保証／制限部３に於ける帯域保証値又は帯域制限値を５０Ｍｂｐｓから２０Ｍｂｐｓに更新し、それによる余裕のでた保証帯域値又は制限帯域値３０Ｍｂｐｓを他の端末に分配する。

その場合、端末１３−２〜１３−１６に対して５２Ｍｂｐｓが割当てられることになるが、端末１３−２、〜１３−４の最大回線速度は５０Ｍｂｐｓであるから、速度比較部６に於ける比較結果に基づいて、速度制御部５は、帯域保証／制限部３に於ける端末１３−１〜１３−４対応の保証帯域値又は制限帯域値は変更しない。又他の端末１３−５〜１３−１６のそれぞれの最大回線速度は８０Ｍｂｐｓであるから、端末１３−１に対する保証帯域値又は帯域制限値の余分な値を、端末１３−２〜１３−４を除く端末１３−５〜１３−１６に分配する。即ち、速度制御部５により、帯域保証／制限部３の端末１３−５〜１３−１６対応の保証帯域値又は帯域制限値は、それぞれ５２．５Ｍｂｐｓに更新され、余分となった伝送帯域の有効利用を図ることができる。

又ステップ（Ａ４）に於いて、ステップ（Ａ１）により決定した最大回線速度が、保証帯域値又は制限帯域値より大きい端末、例えば、前述の端末１３−５〜１３−１６に対しては、帯域保証／制限部３に於いて、更新設定された５２．５Ｍｂｐｓに従って制限されることになる。従って、上位回線１０の伝送帯域を、複数の端末のそれぞれの能力に応じて、且つ有効に利用することがでる。なお、各端末の伝送開始時点で順次前述の帯域割当処理を行うことができるが、例えば、全端末が上位装置に接続された時点で、全端末の最大回線速度を決定した後、予め設定した保証帯域値又は制限帯域値と比較し、最大回線速度より保証帯域値又は制限帯域値が大きい値を累積し、保証帯域値又は制限帯域値より大きい最大回線速度の端末に分配する処理により、帯域保証／制限部３の保証帯域値又は制限帯域値を端末対応に更新することができる。

本発明の実施例１の説明図である。 本発明の実施例１のフローチャートである。 従来例の説明図である。

符号の説明

１ 上位装置
２ 回線集約部
３ 帯域保証／制限部
４ 回線速度決定部
５ 速度制御部
６ 速度比較部
７ 速度情報格納部
１０ 上位回線
１２ 下位回線
１３−１〜１３−ｎ 端末

Claims (4)

1. 上位回線に接続した上位装置に複数のエンドユーザである端末をそれぞれ下位回線により接続したＬＡＮシステムに於いて、
   前記上位装置は、前記端末との間の最大回線速度を決定する回線速度決定部と、
   前記上位回線の伝送帯域に対応して予め前記端末対応の帯域保証値又は帯域制限値を設定した帯域保証／制限部と、
   前記回線速度決定部により決定した前記端末対応の最大回線速度と前記帯域保証／制限部に設定した帯域保証値又は帯域制限値と比較する速度比較部と、
   該速度比較部による比較結果、前記最大回線速度より前記帯域保証値又は帯域制限値が大きい場合に前記帯域保証／制限部の帯域保証値又は帯域制限値を前記最大回線速度に更新制御する速度制御部と
   を備えたことを特徴とするＬＡＮシステム。
2. 前記速度制御部は、前記回線速度決定部からの前記端末対応の最大回線速度と、前記帯域保証／制限部に設定した帯域保証値又は帯域制限値とを比較して、前記上位回線の伝送帯域内に収まるように前記各端末対応の前記帯域保証値又は帯域制限値の更新制御を行う構成を備えたことを特徴とする請求項１記載のＬＡＮシステム。
3. 上位回線に接続した上位装置に複数のエンドユーザである端末をそれぞれ下位回線により接続したＬＡＮシステムに於ける帯域自動割当方法に於いて、
   前記端末対応の最大回線速度を決定し、該最大回線速度と帯域保証／制限部に設定された帯域保証値又は帯域制限値とを比較して、該帯域保証値又は帯域制限値が大きい端末に対する該帯域保証値又は帯域制限値を前記最大回線速度の値に更新し、且つ差分の帯域保証値又は帯域制限値を他の端末の帯域保証値又は帯域制限値に分配する過程を含む
   ことを特徴とする帯域自動割当方法。
4. 上位回線に接続した上位装置に複数のエンドユーザである端末をそれぞれ下位回線により接続したＬＡＮシステムに於ける帯域自動割当方法に於いて、
   前記上位装置に前記下位回線を介した接続された全端末のそれぞれの最大回線速度を決定し、前記上位回線の伝送帯域を前記端末にそれぞれ分配した帯域保証値又は帯域制限値と端末対応の前記最大回線速度とを比較し、前記帯域保証値又は帯域制限値が大きい端末に対する該帯域保証値又は帯域制限値を前記最大回線速度の値に更新し、且つ差分の帯域保証値又は帯域制限値を他の端末の帯域保証値又は帯域制限値に分配する過程を含む
   ことを特徴とする帯域自動割当方法。

Images