JP2011119850A - 通信システムおよび帯域割当制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】フレーム廃棄を低減することができる通信システムを得ること。
【解決手段】ＰＯＮシステムと、上位ネットワークとＰＯＮシステムと接続するＬ２ＳＷ１と、を備える通信システムであって、Ｌ２ＳＷ１は、ＰＯＮシステムから受信した前記通信データをキューごとにキューバッファへ格納し、輻輳が生じたキューバッファに対応するキューの識別子を通知し、前記識別子を含む制御フレームをＯＬＴ４へ送信し、ＯＬＴ４は、制御フレームからに含まれる前記識別子に基づいた帯域割当処理を実施する。
【選択図】図５

Description

本発明は、ＰＯＮ（Passive Optical Network）システムとＰＯＮシステムに接続するＬ２ＳＷ（Ｌ２ＳＷ：Layer ２ SWitch）等の上位装置とを備える通信システムおよび帯域割当制御方法に関する。

ＰＯＮシステムでは、一般に、ＯＬＴ（Optical Line Terminal：局側終端装置）の上位に配置されるレイヤ２スイッチ等の上位装置を経由して上位ネットワークに接続される。まず、ＰＯＮシステムの一例として、下記非特許文献１に記載のＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronic Engineers）８０２．３ａｈで規格化されたＥＰＯＮ（Ethernet（登録商標） ＰＯＮ）システムを例に挙げる。

ＥＰＯＮシステムでは、ＰＯＮシステム上の論理的な接続を示す識別子として論理リンク識別子（ＬＬＩＤ：Logical Link ＩＤ（IDentifier）)を定義しており、該ＬＬＩＤ単位でイーサネット（登録商標）のＭＡＣ（Media Access Control）フレームの送受信制御を行なう。また、上り方向の帯域を有効利用するため、ＯＬＴとＯＮＵ（Optical Network Unit：加入者側終端装置）間のアクセス制御方式として、ＤＢＡ（Dynamic Bandwidth Allocation）と呼ばれる動的帯域割当方式を用いている。

ＤＢＡによる帯域割当の手順を、以下に説明する。
（１）ＯＮＵは、各端末から上りデータを受信すると、自装置内のバッファに上りデータを蓄積する。
（２）ＯＮＵは、自装置内に蓄積している上りデータの量を、一括（ＯＮＵ単位）またはＬＬＩＤ単位でＲＥＰＯＲＴフレームを用いてＯＬＴに通知することにより、帯域要求を行う。また、ＯＬＴは、ＲＥＰＯＲＴフレームを受信することで、各ＯＮＵに蓄積されている上りデータ量を把握する。
（３）ＯＬＴは、ＲＥＰＯＲＴフレームで通知されたＯＮＵ（またはＬＬＩＤ）の蓄積データ量と他のＯＮＵ（またはＬＬＩＤ）の使用帯域に基づいて、そのＯＮＵに与えるべき上り帯域（送信開始時刻と送信許可時間）を計算する。
（４）ＯＬＴは、（３）で計算した値を帯域割当結果としてＧＡＴＥフレームに格納してＯＮＵに送信する。
（５）ＯＮＵは、受信したＧＡＴＥフレームに格納された帯域割当結果に従い、指定された時刻に上りデータを送信する。

ＤＢＡでは、以上の（１）〜（５）を繰り返すことで、帯域要求が多いＯＮＵに多くの帯域を割り当てるような仕組みとなっている。

一方、ＰＯＮシステムに接続するＬ２ＳＷは、複数のＰＯＮシステムから受信したデータを多重して上位ネットワークへ出力する。Ｌ２ＳＷは、多重後の出力回線で帯域超過の可能性があるため、受信したフレームを一旦自装置内のバッファに溜めて、ＷＦＱ（Weighted Fair Queuing）やＳＰ(Strict Priority)などのアルゴリズムを用いてバッファからフレームを読み出すことにより帯域制御を行う。これにより、トラヒック集中をある程度回避できる。

以上のように、ＰＯＮシステムとＬ２ＳＷは、それぞれが帯域制御を行っている。しかし、ＰＯＮシステムとＬ２ＳＷは独立に動作しているため、Ｌ２ＳＷのバッファの輻輳状態とは無関係にＤＢＡの帯域割当が実施される。そのため、ＯＮＵが帯域を要求し続ければ、ＯＬＴはその分の帯域を割り当ててしまい、その結果、ＰＯＮシステム内で帯域制御を行った後にＬ２ＳＷまでフレームが到達しても、Ｌ２ＳＷのバッファ溢れにより無駄な廃棄が発生する可能性がある。

このような、Ｌ２ＳＷでのバッファ溢れを回避するため、非特許文献１では、Ｌ２ＳＷのポートに輻輳が発生すると、そのポートの対向装置に対してＰＡＵＳＥ（一旦停止）フレームを送信し、該当ポートに対する送信トラフィックを一旦停止するように指示する方法が規定されている。

また、下記特許文献１では、つぎのように上位ネットワークも含めた全体としての輻輳制御を行う方法が開示されている。ＰＯＮシステムが上位装置である転送装置（ＧＷ：Gateway）経由で上位ネットワークに接続する構成の場合に、ＧＷが出力ポート単位で輻輳を検出し、ＯＬＴに通知する。そして、ＯＬＴがＤＢＡによる帯域割当時に輻輳しているＯＮＵに少ない帯域を割り当てる。

また、上位ネットワークと連携して帯域制御を行う方法として、下記特許文献２に記載の方法がある。下記特許文献記載２の方法では、ＯＬＴおよびＯＮＵが優先度クラス毎にＯＮＵの蓄積データ量を監視し、上位装置から優先度クラスキューの番号が付与されたＰＡＵＳＥフレームを受信することで、そのトラヒックの転送の一時停止／再開を優先度クラスごとに行う。

特開２００７−２８２０３７号公報 特開２００７−１９４７３２号公報

ＩＥＥＥ，"IEEE Std 802.3ah−2008，Amendment：Media Access Control Parameters，Physical Layers，and Management Parameters for Subscriber Access Networks"，（Annex ３１B）

しかしながら、上記非特許文献１に記載の方法では、輻輳をＬ２ＳＷの出力ポート単位で検出するため、輻輳が生じているポートに接続されている全てのＯＮＵに対して送信トラフィックの一旦停止が行われる。そのため、Ｌ２ＳＷの輻輳バッファに対応しないＯＮＵのフレームまで一時停止させてしまう可能性がある、という問題があった。

また、上記特許文献１に記載の方法でも、輻輳を上位装置の出力ポート単位で検出する。そのため、輻輳ポートに接続されている全てのＯＮＵに少ない帯域が割り当てられてしまい、上位装置のバッファ蓄積単位で輻輳を制御することができない、という問題があった。

また、上記特許文献２に記載の方法では、優先度クラスごとにトラヒックの転送の一時停止／再開を行う。しかし、Ｌ２ＳＷのキュー構成（バッファ構成）は優先クラス単位以外にも、ＶＬＡＮ（Virtual Local Area Network）毎、サービス毎、方路毎など様々である。そのため、上記特許文献２に記載の方法だけでは上位装置のバッファ溢れによるフレーム廃棄を防ぐことはできない、という問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、フレーム廃棄を低減することができる通信システムおよび帯域割当制御方法を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、局側終端装置と加入者側終端装置とで構成されるＰＯＮシステムと、前記ＰＯＮシステムと上位ネットワークとの間の通信データを中継する上位装置と、を備える通信システムであって、前記上位装置は、前記ＰＯＮシステムから前記上位ネットワークへ送信される前記通信データである上りデータを格納するためのキューごとのキューバッファを備える上りキューバッファ手段と、前記ＰＯＮシステムから受信した前記通信データをキューごとに振分け前記キューバッファ手段の対応する前記キューバッファへ格納する上りデータ振分手段と、前記キューバッファごとに輻輳を監視し、輻輳が生じた前記キューバッファに対応するキューの識別子を通知する上りバッファ輻輳監視手段と、前記上りバッファ輻輳監視手段が通知した前記識別子を含む制御フレームを生成して前記局側終端装置へ送信する制御フレーム生成手段と、を備え、前記局側終端装置は、前記制御フレームから前記識別子を抽出する制御フレーム解析手段と、前記加入者側終端装置に対して前記識別子に基づいた帯域割当処理を実施する帯域割当手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、上位ネットワークとＰＯＮシステムを接続する上位装置が、制御単位ごとにキューバッファを備え、輻輳したキューバッファに対応するキューの識別子をＯＬＴへ通知し、ＯＬＴが、輻輳キュー制御フレームで通知されたキューに対応するＬＬＩＤを除いて帯域割当を行なうようにしたので、フレーム廃棄を低減することができる、という効果を奏する。また、上位装置で廃棄されるようなフレームを、ＰＯＮシステムが送信することを減らすようにしたので、帯域を有効に使用することができる、という効果を奏する。

図１は、実施の形態１の通信システムの構成例を示す図である。 図２は、実施の形態１のＬ２ＳＷの機能構成例を示す図である。 図３は、実施の形態１のＯＬＴを構成するＰＯＮ−ＩＦの機能構成例を示す図である。 図４は、実施の形態１のＯＮＵの機能構成例を示す図である。 図５は、実施の形態１の帯域割当動作の一例を示す動作シーケンス図である。 図６は、実施の形態２のＯＬＴを構成するＰＯＮ−ＩＦの機能構成例を示す図である。 図７は、実施の形態２のＯＮＵの機能構成例を示す図である。 図８は、実施の形態２の帯域割当動作の一例を示す動作シーケンス図である。 図９は、実施の形態３の通信システムの構成例を示す図である。

以下に、本発明にかかる通信システムおよび帯域割当制御方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明にかかる通信システムの実施の形態１の構成例を示す図である。図１に示すように、本実施の形態の通信システムは、Ｌ２ＳＷ１と、Ｌ２ＳＷ１に接続する上位ネットワーク２と、Ｌ２ＳＷに接続するＯＬＴ４と、カプラ５と、ＯＮＵ６−１〜６−ｎ（ｎは１以上の整数）と、端末７と、で構成される。

ＯＬＴ４は、ＰＯＮ−ＩＦ（Interface）３−１〜３−ｍ（ｍは１以上の整数）で構成される。Ｌ２ＳＷ１は、ＰＯＮ−ＩＦ３−１〜３−ｍからそれぞれ出力される信号を多重する。また、ＯＬＴ４のＰＯＮ−ＩＦ３−２は、カプラ５を経由してＯＮＵ６−１〜６−ｎとパッシブダブルスター方式で接続されている。なお、図示していないが、ＰＯＮ−ＩＦ６−２以外のＰＯＮ−ＩＦにもカプラを経由してＯＮＵが接続している。また、図１の構成は、一例であり、ＯＮＵ６−１〜ＯＮＵ６−ｎに接続する端末の数は、０台以上の何台でもよい。

図２は、本実施の形態のＬ２ＳＷ１の機能構成例を示す図である。図２に示すように、本実施の形態のＬ２ＳＷ１は、上りデータ受信部１１，上りデータ振分部１２，上りキューバッファ部１３，上りバッファ読出制御部１４，上りデータ送信部１５，上りバッファ輻輳監視部１６，輻輳キュー通知制御フレーム生成部１７，下りデータ送信部１８，下りデータ多重部１９，下りデータ受信部２０で構成される。

上りデータ受信部１１は、ＯＬＴ４から受信した信号に対して所定の受信処理を行い、上りデータとして上りデータ振分部１２に出力する。上りデータ振分部１２は、入力された上りデータをＱｏＳ（Quality of Service）制御単位（たとえば優先クラス、ＶＬＡＮ、方路、サービスなど）ごとの振分けを行い、上りキューバッファ部１３の対応する領域（キューバッファ）に格納する。上りキューバッファ部１３は、Ｑｏｓ制御単位ごとのキューバッファを備えていることとする。

上りバッファ読出制御部１４は、上りキューバッファ部１３に格納された上りデータを読み出し、上りデータ送信部１５へ出力する。上りデータ送信部１５は、入力された上りデータに対して所定の送信処理を実施し、上位ネットワーク２へ送信する。

上りバッファ輻輳監視部１６は、上りキューバッファ部１３の各キューバッファの輻輳状態を監視し、輻輳検出（または輻輳解除（輻輳解消）検出）を行う。輻輳検出（または輻輳解除検出）の方法は様々あり、たとえば以下（１）、（２）に示す方法があるが、これらに限らずどのような方法を用いてもよい。
（１）キューバッファに閾値を設定しておき、キューバッファに格納されたデータ量が閾値を超えた場合に輻輳を検出したと判断する方法。
（２）直前の一定時間内でのバッファ溢れフレーム数を計測しておき、バッファ溢れフレーム数が所定の基準値を超えた場合に輻輳を検出したと判断する方法。
などが考えられ、本発明においてその方法は特定しない。

輻輳解除の検出方法についても、どのような方法を用いてもよいが、たとえば、上記の（１）を輻輳検出方法として用いる場合、キューバッファに格納されたデータ量が閾値以下になった場合に輻輳解除を検出する。輻輳検出と輻輳解除の検出で閾値を異なる値としてもよい。

上りバッファ輻輳監視部１６は、輻輳を検出（または輻輳解除を検出）した場合、輻輳検出または輻輳解除検出の区別と、該当するキューの種別（たとえば優先クラス、ＶＬＡＮ、方路、サービスなど）と該当するキューの識別子（たとえば、キュー構成が優先クラスの場合は優先クラス番号、キュー構成がＶＬＡＮ単位の場合はＶＩＤ（Virtual Local Area Network Identifier）など）を輻輳キュー通知制御フレーム生成部１７に通知する。

輻輳キュー通知制御フレーム生成部１７は、上りバッファ輻輳監視部１６から輻輳を検出したキューの種別とキューの識別子とが通知された場合には、輻輳中のキューを通知するための制御フレーム（輻輳キュー通知制御フレーム）を生成し、下りデータ多重部１９
下り送信部１８経由でＯＬＴ４へ送信する。また、上りバッファ輻輳監視部１６から輻輳解除を検出したキューの種別とキューの識別子とが通知された場合には、そのキューに対応する解除を通知する輻輳キュー通知制御フレームを生成し、下りデータ多重部１９，下りデータ送信部１８経由でＯＬＴ４へ送信する。

下りデータ受信部２０は、上位ネットワーク２から受信する下りデータに対して所定の受信処理を行い、処理後の下りデータを下りデータ多重部１９へ出力する。下りデータ多重部１９は、下りデータ受信部２０から入力される下りデータと輻輳キュー通知制御フレーム生成部１７から入力される輻輳キュー通知制御フレームとを多重し、下りデータ送信部１８へ出力する。下りデータ送信部１８は、多重後のデータＯＬＴ４に送信する。

図３は、本実施の形態のＯＬＴ４を構成するＰＯＮ−ＩＦ３の機能構成例を示す図である。図１に示したＰＯＮ−ＩＦ３−１〜３−ｍは、それぞれ同様の構成を有することとし、図３ではこれらを代表してＰＯＮ−ＩＦ３として記載する。

ＰＯＮ−ＩＦ３は、上りデータ受信部３１，上りデータ振分部３２，上りデータ送信部３３，ＲＥＰＯＲＴフレーム解析部３４，ＤＢＡスケジューラ部３５，ＧＡＴＥフレーム生成部３６，輻輳キュー通知制御フレーム解析部３７，下りデータ送信部３８，下りデータ多重部３９，下りデータ受信部４０を備えている。

下りデータ受信部４０は、Ｌ２ＳＷ１から受信した下りデータに所定の受信処理を実施し、下りデータから輻輳キュー通知制御フレームを検出して、検出した輻輳キュー通知制御フレームを輻輳キュー通知制御フレーム解析部３７へ出力し、その他の下りデータを下りデータ多重部３９へ出力する。

輻輳キュー通知制御フレーム解析部３７は、輻輳キュー通知制御フレームが輻輳中（または輻輳解除）のキューを通知するフレームであった場合には、輻輳キュー通知制御フレームに格納されている輻輳中（または輻輳解除）のキューの種別とキューの識別子とを、動的帯域割当の制御単位であるＬＬＩＤにマッピングし、輻輳中（または輻輳解除）のキューバッファ（Ｌ２ＳＷ１のキューバッファ）に対応したＬＬＩＤを、輻輳中、輻輳解除の別を含めてＤＢＡスケジューラ部３５に通知する。

なお、ＯＮＵ（ＬＬＩＤ）とＬ２ＳＷ１のキュー構成（バッファ構成）との対応としては、たとえば以下の（ア）〜（ウ）の３通りが考えられる。
（ア）ＯＮＵ（ＬＬＩＤ）とＬ２ＳＷ１のキュー構成（バッファ構成）が１：１に対応
Ｌ２ＳＷ１がＬＬＩＤごとにキューバッファを備えている場合であり、たとえばＬＬＩＤとＶＩＤが１対１に対応している場合が該当する。
（イ）ＯＮＵ（ＬＬＩＤ）とＬ２ＳＷ１のキュー構成（バッファ構成）がＮ（Ｎは２以上の整数）：１に対応する。
複数のＬＬＩＤに対応するフレームが、Ｌ２ＳＷ１で１つのキューバッファに格納される場合に該当する。
（ウ）ＯＮＵ（ＬＬＩＤ）とＬ２ＳＷ１のキュー構成（バッファ構成）が１：Ｎに対応
１つのＬＬＩＤに対応するフレームが、Ｌ２ＳＷ１で複数のキューバッファに格納される場合であり、たとえばＬ２ＳＷ１が優先クラスごとにキューバッファを備えている場合、または宛先ごとにキューバッファを備えている場合、などに該当する。後者はＶｏＩＰ（Voice over Internet Protocol）とインターネットアクセスのようにサービス種別で宛先が識別できるような場合に対応する。

輻輳キュー通知制御フレーム解析部３７は、制御フレーム解析手段であり、上記の対応に応じて、輻輳中のキューの種別とキューの識別子とをＬＬＩＤにマッピングする。たとえば、（ア）の場合、輻輳中のキューが１つのＬＬＩＤがマッピングされ、（イ）の場合には輻輳中のキューが複数のＬＬＩＤにマッピングされ、（ウ）の場合には、輻輳中のキューが１つ以上のＬＬＩＤにマッピングされることになる。

上りデータ受信部３１は、自身が接続するＯＮＵ（図１のＰＯＮ−ＩＦ３−２の場合はＯＮＵ６−１〜６−ｎ）から受信した上りデータを所定の受信処理を行った後に、上りデータ振分部３２へ出力する。上りデータ振分部３２は、入力された上りデータをＲＥＰＯＲＴフレームとそれ以外のフレームに振り分け、ＲＥＰＯＲＴフレームをＲＥＰＯＲＴフレーム解析部３４へ出力し、それ以外のフレームを上りデータ送信部３３へ送信する。

ＲＥＰＯＲＴフレーム解析部３４は、従来の動的帯域割当の場合と同様、上りデータ振分部３２から入力されたＲＥＰＯＲＴフレームを解析することにより各ＯＮＵに蓄積されている上りデータ量を把握し、ＤＢＡスケジューラ部３５へ上りデータ量を通知する。なお、ＲＥＰＯＲＴフレームは、ＯＮＵから送信される、そのＯＮＵのバッファに蓄積されている送信待ちのデータ量（上りデータ量）を含むフレームである。

ＤＢＡスケジューラ部３５は、帯域割当手段であり、ＲＥＰＯＲＴフレーム解析部３４から通知された上りデータ量と、輻輳キュー通知制御フレーム解析部３７から通知された輻輳中のキューバッファ（Ｌ２ＳＷ１のキューバッファ）に対応したＬＬＩＤと、に基づいて、Ｌ２ＳＷ１で輻輳中のキューバッファに対応するＬＬＩＤを除外して動的帯域割当制御を行う。たとえば、上記のＯＮＵ（ＬＬＩＤ）とＬ２ＳＷ１のキュー構成が（ア）の場合には、対応する１つのＬＬＩＤが除外され、（イ）の場合には対応する複数のＬＬＩＤが除外され、（ウ）の場合には対応する１つ以上のＬＬＩＤが除外されることになる。また、ＤＢＡスケジューラ部３５は、輻輳解除が通知された場合、対応するＬＬＩＤを含めて動的帯域割当制御を行う。

そして、ＤＢＡスケジューラ部３５は、動的帯域割当制御による割当結果として各ＯＮＵに割り当てる送信開始時刻と送信許可時間とを求め、割当結果をＧＡＴＥフレーム生成部３６へ通知する。ＧＡＴＥフレーム生成部３６は、通知された割当結果に基づいてＧＡＴＥフレームを生成し、生成したＧＡＴＥフレームを下りデータ多重部３９へ出力する。

下りデータ多重部３９は、下りデータ受信部４０から入力される下りデータと、ＧＡＴＥフレーム生成部３６から入力されるＧＡＴＥフレームと、を多重して下りデータ送信部３８へ出力する。下りデータ送信部３８は、多重後のデータを自身が接続するＯＮＵへ送信する。

図４は、本実施の形態のＯＮＵ６の機能構成例を示す図である。図１に示したＯＮＵ６−１〜６−ｎは、それぞれ同様の構成を有することとし、図４ではこれらを代表してＯＮＵ６として記載する。また、ＯＬＴ４のＰＯＮ−ＩＦ３−２以外のＰＯＮ−ＩＦにＯＮＵが接続する場合も、そのＯＮＵの構成は図４と同様とする。

図４に示すように、ＯＮＵ６は、上りデータ受信部６１，上りデータ振分部６２，上りキューバッファ部６３，上りバッファ読出制御部６４，上りデータ送信部６５，ＲＥＰＯＲＴフレーム生成部６６，上りスケジューラ部６７，ＧＡＴＥフレーム解析部６８，下りデータ送信部６９，下りデータ多重部７０，下りデータ受信部７１を備えている。

下りデータ受信部７１は、ＯＬＴ４から受信した下りデータに所定の受信処理を実施し、下りデータからＧＡＴＥフレームを検出して、検出したＧＡＴＥフレームをＧＡＴＥフレーム解析部６８へ出力し、その他の下りデータを下りデータ多重部７０へ出力する。

ＧＡＴＥフレーム解析部６８は、入力されたＧＡＴＥフレームを解析し、ＧＡＴＥフレームに格納されている送信開始時刻と送信許可時間を上りスケジューラ部６７に通知する。上りスケジューラ部６７は、ＧＡＴＥフレーム解析部６８から通知される送信開始時刻と送信許可時間に基づいて上りデータの送信をスケジューリングし、スケジューリング結果に基づいて上りキューバッファ部６３から送信対象の上りデータを読み出すよう、上りバッファ読出制御部６４へ指示する。上りスケジューラ部６７は、ＲＥＰＯＲＴフレームの送信についてもスケジューリングし、ＲＥＰＯＲＴフレームの送信タイミングをＲＥＰＯＲＴフレーム生成部６６へ指示する。

上りデータ受信部６１は、自身に接続する端末（図１のＯＮＵ６−１の場合は端末７）から受信した上りデータに対して所定の受信処理を実施して上りデータ振分部６２へ出力する。上りデータ振分部６２は、優先度クラスなどごとに振分け、上りキューバッファ部６３の対応するキューバッファへ格納する。上りキューバッファ部６３は、優先度クラスなどごとにキューバッファを備えていることとする。

上りバッファ読出制御部６４は、上りスケジューラ部６７からの指示に基づいて、上りキューバッファ部６３に格納されている上りデータを読出し、上りデータ送信部６５へ出力する。上りデータ送信部６５は、入力された上りデータをＯＬＴ４へ送信する。

ＲＥＰＯＲＴフレーム生成部６６は、帯域要求を行うためのＲＥＰＯＲＴフレームを生成して送信する帯域要求手段である。ＲＥＰＯＲＴフレーム生成部６６は、上りキューバッファ部６３に蓄積されている上りデータ量を監視し、上りスケジューラ部６７からの指示に基づいて、上りキューバッファ部６３に蓄積されている上りデータ量を格納したＲＥＰＯＲＴフレームを生成して、上りデータ送信部６５へ出力する。ＲＥＰＯＲＴフレーム生成部６６は、上りキューバッファ部６３に所定量以上のデータが蓄積した場合に、上りデータ量を含むＲＥＰＯＲＴフレームを生成して、上りデータ送信部６５へ出力するようにしてもよい。上りデータ送信部６５は、入力されたＲＥＰＯＲＴフレームをＯＬＴ４へ送信する。

下りデータ多重部７０は、下りデータ受信部７１から入力される下りデータを多重して下りデータ送信部６９へ出力する。下りデータ送信部６９は、多重後のデータを自身が接続する端末へ送信する。以上のＯＮＵ６の構成および動作は、従来のＥ−ＰＯＮシステムで用いられるＤＢＡに対応したＯＮＵの構成および動作をそのまま用いてもよい。

つぎに、本実施の形態の帯域割当制御動作を説明する。図５は、本実施の形態の帯域割当動作の一例を示す動作シーケンス図である。図５では、本実施の形態のＯＬＴ４のＰＯＮ−ＩＦ３−２にＯＮＵ６−１，６−２が接続し、ＯＮＵ６−１，ＯＮＵ６−２にそれぞれ端末７−１，７−２が接続する場合について説明する。

Ｌ２ＳＷ１では、上りバッファ輻輳監視部１６がキューバッファの輻輳を検出すると、上述のように、該当するキューの種別と該当するキューの識別子とを格納した輻輳キュー通知制御フレームを、ＯＬＴ４に送信する（ステップＳ１１）。図５では、Ｌ２ＳＷ１がＶＬＡＮ単位でキューバッファを構成することとし、ＶＩＤ＃２に対応するＶＬＡＮが輻輳中であるとする。したがって、Ｌ２ＳＷ１は、ステップＳ１１で、キューの種別としてＶＬＡＮを、キューの識別子としてＶＩＤ＃２を格納した輻輳キュー通知制御フレームを送信する。

ＯＬＴ４（ＯＬＴ４のＰＯＮ−ＩＦ３−２）では、受信した輻輳キュー通知制御フレームに基づいてＬ２ＳＷ１のキューバッファの輻輳状態を把握する（ステップＳ１２）。具体的には、図５の例では、輻輳キュー通知制御フレーム解析部３７が輻輳キュー通知制御フレームに基づいてＶＩＤ＃２が輻輳中であることを検出し、ＶＩＤ＃２に対応するＬＬＩＤをＤＢＡスケジューラ部３５に通知する。

一方、ＯＮＵ６−１は、端末７−１から上りデータを受信する（ステップＳ１３）と、受信した上りデータを上りキューバッファ部６３へ格納する。そして、ＯＮＵ６−１は、キューバッファ部６３に蓄積している上りデータの量を、帯域要求を行なうためのＲＥＰＯＲＴフレームに格納してＯＬＴ４へ通知する（ステップＳ１４）。

ＯＬＴ４では、ＲＥＰＯＲＴフレームを受信すると、ＤＢＡスケジューラ部３５が、ＲＥＰＯＲＴフレームで帯域要求を送信したＬＬＩＤ（ＯＮＵ）が、ＶＩＤ＃２に対応するＬＬＩＤ（ＬＬＩＤ＃２とする）に対応するＬＬＩＤと一致するか否かを判断する。ここでは、帯域要求を送信したＬＬＩＤをＬＬＩＤ＃１とし、ＬＬＩＤ＃１はＶＩＤ＃２に対応するＬＬＩＤ＃２と一致しないと判断する（ステップＳ１５）。

ＯＬＴ４では、ＤＢＡスケジューラ部３５が、ＲＥＰＯＲＴフレーム解析部３４から取得した上りデータ量によりＯＮＵ６−１に蓄積した上りデータ量を把握し（ステップＳ１６）、ＯＮＵ６−１に蓄積した上りデータ量と他のＯＮＵの使用帯域に基づいてＯＮＵ６−１へ割当てる帯域（送信開始時刻と送信許可時間）を求める（ステップＳ１７）。

ＯＬＴ４では、ＧＡＴＥフレーム生成部３６がステップＳ１７で計算した割当結果を格納した送信を許可するＧＡＴＥフレームを生成し、下りデータ多重部３９，下りデータ送信部３８でＯＮＵ６−１へ送信する（ステップＳ１８）。ＯＮＵ６−１は、受信したＧＡＴＥフレームに基づいて、上りデータを送信する（ステップＳ１９）。

また、ＯＮＵ６−２が端末７−２から上りデータを受信した場合に、上記のＯＮＵ６−１と同様にステップＳ１３，ステップＳ１４を実施する。ＯＬＴ４では、ＲＥＰＯＲＴフレームを受信すると、ＤＢＡスケジューラ部３５が、ＲＥＰＯＲＴフレームで帯域要求を送信したＬＬＩＤ（ＬＬＩＤ＃２とする）が、ＶＩＤ＃２に対応するＬＬＩＤ（ＬＬＩＤ＃２とする）と一致すると判断し（ステップＳ１５ａ）、ＯＮＵ６−２に対する割当は行なわず、ＧＡＴＥフレーム生成部３６が、送信許可なしのＧＡＴＥフレームを生成してＯＮＵ６−２へ送信する（ステップＳ１８ａ）。

なお、図５に例示した動作シーケンスは一例であり、Ｌ２ＳＷ１―ＯＬＴ４間の輻輳キュー通知制御フレームの送受信（ステップＳ１１）と、ＯＮＵ６−１，６−２−ＯＬＴ４間のＲＥＰＯＲＴフレーおよびＧＡＴＥフレームの送受信（ステップＳ１４，ステップＳ１８，ステップＳ１８ａ）と、は時間的に前後することがある。すなわち、たとえばＯＬＴ４は、ＲＥＰＯＲＴフレームを受信した後に、輻輳キュー通知制御フレームを受信することもある。この場合は、たとえば、輻輳キュー通知制御フレームを受信した時点で、ＶＩＤ＃２に対応するＬＬＩＤに帯域を割当済みの場合、そのＬＬＩＤに対応するＯＮＵへ送信許可無しのＧＡＴＥフレームを送信するようにすればよい。

また、ＯＮＵ６−１からの上りデータ送信（ステップＳ１９）と同時に、次の帯域要求のためのＲＥＰＯＲＴフレームの送信が行われる場合もある。

なお、本実施の形態では、ＰＯＮシステムと上位ネットワーク２とを接続する上位装置としてＬ２ＳＷ２を例に説明したが、これに限らず、上位装置としてＧＷ装置等を備える場合にも本実施の形態と同様の帯域割当方法を実施することができる。

このように、本実施の形態では、Ｌ２ＳＷ１が、上りキューバッファ部１３にＱｏＳ制御単位（キューの構成単位）で格納された上りデータを監視する上りバッファ輻輳監視部１６と、上りデータが輻輳したキューの識別子を通知する輻輳キュー制御フレーム生成部１７と、を備えるようにした。そして、ＯＬＴ４は、輻輳キュー制御フレームで通知されたキューに対応するＬＬＩＤを求める輻輳キュー通知制御フレーム解析部３７と、輻輳キュー制御フレームで通知されたキューに対応するＬＬＩＤを除いて帯域割当を行なうＤＢＡスケジューラ部３５と、を備えるようにした。

そのため、Ｌ２ＳＷ１でのバッファ溢れによるフレーム廃棄を低減することができる。また、ＯＬＴ４がＬ２ＳＷ１のＱｏＳ制御単位（キューの構成単位）とＰＯＮシステムにおける動的帯域割当制御の単位であるＬＬＩＤとをマッピングすることで、制御単位の違いによるフレーム廃棄を低減することができる。

なお、本実施の形態のＯＮＵ６のＤＢＡに関する動作、ＲＥＰＯＲＴフレームおよびＧＡＴＥフレームのフォーマットについては、従来のＥ−ＰＯＮシステムと同様である。ＯＮＵ６は、すなわち、自ＯＮＵの蓄積データ量を、ＲＥＰＯＲＴフレームを用いてＯＬＴ４に通知し、ＯＮＵ６は、ＯＬＴ４通知された送信開始時刻と送信許可時間に従って、上りデータの送信を行う。ただし、ＯＬＴ４が実施するＤＢＡのアルゴリズムについては、Ｌ２ＳＷ１から通知されたキューバッファ輻輳状態を考慮して、輻輳中のキューに対応したＯＮＵ（ＬＬＩＤ）を除外するという点で従来と異なる。

実施の形態２．
図６は、本発明にかかるＰＯＮ−ＩＦ３ａの実施の形態２の機能構成例を示す図である。本実施の形態の通信システムの構成は、実施の形態１のＯＬＴ４，ＯＮＵ６−１〜６−ｎをそれぞれ、ＯＬＴ４ａ，ＯＮＵ６ａ−１〜６ａ−ｎに代える以外は、実施の形態１の通信システムの構成と同様である。また、本実施の形態のＯＬＴ４ａは、図６に示すＰＯＮ−ＩＦ３ａと同様の構成を有するＰＯＮ−ＩＦ３ａ−１〜３ａ−ｍで構成される。本実施の形態のＰＯＮ−ＩＦ３ａは、実施の形態１のＰＯＮ−ＩＦ３のＤＢＡスケジューラ部３５，ＧＡＴＥフレーム生成部３６，輻輳キュー通知制御フレーム解析部３７をそれぞれＤＢＡスケジューラ部３５ａ，ＧＡＴＥフレーム生成部３６ａ，輻輳キュー通知制御フレーム解析部３７ａに代える以外は実施の形態１のＰＯＮ−ＩＦ３と同様である。実施の形態１と同一の機能を有する構成要素は、実施の形態１と同一の符号を付して説明を省略する。

実施の形態１では、ＯＬＴ４が、Ｌ２ＳＷ１から通知された輻輳しているキューの情報（キューの構成単位）をＰＯＮシステムの帯域割当で使用するＱｏＳ制御単位（ＬＬＩＤ）にマッピングし、ＯＬＴ４が各ＯＮＵに割り当てる帯域を計算し、動的帯域割当制御を行っていた。

しかし、ＬＬＩＤとＬ２ＳＷ１のバッファのキュー構成単位の対応が、実施の形態１で述べた上述の（ウ）の場合では、１つのＬＬＩＤに対応するフレームが、Ｌ２ＳＷ１では複数のキューに振分けられる。そのため、輻輳中のバッファに対応するＬＬＩＤであったとしても、該当するバッファに入らないフレームがある。実施の形態１で、たとえばＬ２ＳＷ１が優先クラスに応じたキュー構成（バッファ構成）の場合、優先クラス＃１のキューバッファが輻輳していた場合に、輻輳中のキューに対応する全てのＬＬＩＤをＯＬＴ４が割当対象から除外すると、そのＬＬＩＤの優先クラス＃１以外のフレームまで送信を停止させることになる。そこで、本実施の形態では、輻輳キュー通知制御フレーム解析部を、ＯＬＴだけでなくＯＮＵも備え、上記のような不要な送信停止を防ぐこととする。

本実施の形態のＬ２ＳＷ１の構成は実施の形態１と同様とする。図６に戻り、ＰＯＮ−ＩＦ３ａの動作を説明する。下りデータ受信部４０の動作は実施の形態１と同様に、Ｌ１ＳＷ２から受信した下りデータから輻輳キュー通知制御フレームを抽出して輻輳キュー通知制御フレーム解析部３７ａへ出力し、その他のフレーム（下りデータ）を下りデータ多重部３９へ出力する。

輻輳キュー通知制御フレーム解析部３７ａは、下りデータ受信部４０から入力された輻輳キュー通知制御フレームに格納されているＬ２ＳＷ１の輻輳中のキュー情報（キューの種別、キューの識別子）を上りＧＡＴＥフレーム生成部３６ａに通知する。実施の形態１では、輻輳キュー通知制御フレーム解析部３７がＬ２ＳＷ１の輻輳中のキュー情報に基づいてＬＬＩＤへのマッピングを行ったが本実施の形態では、ＬＬＩＤへのマッピングは行わない。ＧＡＴＥフレーム生成部３６ａは、通知されたＬ２ＳＷ１の輻輳中のキュー情報を格納したＧＡＴＥフレームを生成し、下りデータ多重部３９へ出力する。

ＤＢＡスケジュール部３５ａは、従来技術と同様にＲＥＰＯＲＴフレーム解析部３４から通知される各ＯＮＵの上りデータ量に基づいて、割り当てる帯域（送信開始時刻と送信許可時間）を求め、ＧＡＴＥフレーム生成部３６ａへ通知する。ＧＡＴＥフレーム生成部３６ａは、割当結果を格納したＧＡＴＥフレームを生成するが、その際、たとえばＲｅｓｅｒｖｅ領域（未使用領域）に輻輳キュー通知制御フレーム解析部３７ａから通知されたＬ２ＳＷ１の輻輳中（または輻輳解除）のキュー情報を格納する。

下りデータ多重部３９、下りデータ送信部３８の動作は実施の形態１と同様である。また、上りデータ受信部３１，上りデータ振分部３２，上りデータ送信部３３，ＲＥＰＯＲＴフレーム解析部３４の動作は実施の形態１と同様である。

なお、ＰＯＮ−ＩＦ３ａが、ＯＮＵへＬ２ＳＷ１の輻輳中のキュー情報を通知する方法として、専用の制御フレーム（輻輳キュー通知制御フレーム）を用いても良いが、上記のようにＧＡＴＥフレームのＲｅｓｅｒｖｅ領域に、Ｌ２ＳＷ１の輻輳キューの情報を含めて送信することにより、制御用の帯域増加を低減することができる。専用の制御フレームで送信する場合には、その制御フレームを生成して送信する手段が輻輳中のキュー情報を通知する輻輳情報通知手段として機能する。ＧＡＴＥフレームを用いてＬ２ＳＷ１の輻輳中のキュー情報を通知する場合には、ＧＡＴＥフレーム生成部３６ａが輻輳情報通知手段としての機能も備えることになる。

図７は、本実施の形態のＯＮＵ６ａの機能構成例を示す図である。本実施の形態の通信システムを構成するＯＮＵ６ａ−１〜６ａ−ｎは、それぞれ同様の構成を有することとし、図７ではこれらを代表してＯＮＵ６ａとして記載する。本実施の形態のＯＮＵ６ａは、実施の形態１のＯＮＵ６に輻輳キュー通知制御フレーム解析部７２を追加し、上りスケジューラ６７の替わりに上りスケジューラ６７ａを備える以外は実施の形態１のＯＮＵ６と同様である。

下りデータ受信部７１は、実施の形態１と同様にＧＡＴＥフレームを抽出するが、抽出したＧＡＴＥフレームをＧＡＴＥフレーム解析部６８へ出力する。ＧＡＴＥフレーム解析部６８は、ＧＡＴＥフレームに基づいて、自身に与えられている送信開始時刻と送信許可時間を抽出して上りスケジューラ部６７ａへ出力するとともに、Ｒｅｓｅｒｖｅ領域に記載されているＬ２ＳＷ１の輻輳中のキューの情報を抽出して上りスケジューラ部６７ａへ出力する。また、ＧＡＴＥフレームで輻輳解除を通知された場合は輻輳解除を示す情報とともに輻輳解除の対象のキューの情報を上りスケジューラ部６７ａへ出力する。

なお、図７では、Ｌ２ＳＷ１の輻輳中のキューの情報がＧＡＴＥフレームではなく独立の輻輳キュー通知制御フレームで送信する場合を想定して輻輳キュー通知制御フレーム解析部７２を備える構成としている。この場合、下りデータ受信部７１は、輻輳キュー通知制御フレームを受信した場合は、そのフレームを輻輳キュー通知制御フレーム解析部７２へ通知し、輻輳キュー通知制御フレーム解析部７２が輻輳キュー通知制御フレームからＬ２ＳＷ１の輻輳中のキューの情報を抽出して上りスケジューラ部６７ａへ出力する。なお、Ｌ２ＳＷ１の輻輳中のキューの情報をＧＡＴＥフレームに格納する場合には、輻輳キュー通知制御フレーム解析部７２の機能をＧＡＴＥフレーム解析部６８が備えることになり、輻輳キュー通知制御フレーム解析部７２を別途備える必要はない。

上りスケジューラ部６７ａは、ＧＡＴＥフレーム解析部６８から入力された送信開始時刻と送信許可時間と、Ｌ２ＳＷ１の輻輳中のキューの情報と、に基づいて上りデータの送信をスケジューリングし、上りバッファ読出制御部６４へ送信する上りデータの読み出しを指示する。具体的には、送信開始時刻と送信許可時間に基づいてＬ２ＳＷ１の輻輳中のキューの情報に対応するデータを除いた上りデータを送信するようスケジューリングする。また、輻輳解除の場合は通知されたキューの情報に対応するデータを含めて上りデータを送信するようスケジューリングする。

なお、ここでは、Ｌ２ＳＷ１のキュー構成とＯＮＵ６ａのキュー構成は対応していることとする。また、上りデータ振分部６２および上りスケジューラ部６７ａは、Ｌ２ＳＷ１のキュー構成に対応するデータの振分方向（識別方法）を把握しておくこととし、上りバッファ読出制御部６４に対して、Ｌ２ＳＷ１の輻輳中のキューに該当しないフレームのみ読み出すよう指示する。たとえば、Ｌ２ＳＷ１がＶＬＡＮ単位のキュー構成となっている場合、上りスケジューラ部６７ａは、ＬＬＩＤとＶＩＤとの対応を把握しておき、ＶＩＤ＃２が輻輳している場合は、ＶＩＤ＃２に対応するＬＬＩＤ以外のフレームについて上りデータの送信を行う。また、ＲＥＰＯＲＴフレームでは、ＶＩＤ＃２に対応しないデータについての蓄積データ量をＯＬＴ４ａに通知することになる。また、たとえば、Ｌ２ＳＷ１のキュー構成が優先度クラスに基づいている場合、ＯＮＵ６ａのキュー構成も優先度クラスに基づく構成とする。

また、上りスケジューラ部６７ａはＬ２ＳＷ１の輻輳中のキューの情報をＲＥＰＯＲＴフレーム生成部６６へ通知し、ＲＥＰＯＲＴフレーム生成部６６は、Ｌ２ＳＷ１の輻輳中のキューの情報に対応するデータを除いて上り蓄積データ量を求め、求めた上り蓄積データ量を格納したＲＥＰＯＲＴフレームを生成する。

つぎに、本実施の形態の帯域割当制御動作を説明する。図８は、本実施の形態の帯域割当動作の一例を示す動作シーケンス図である。図８では、本実施の形態のＯＬＴ４ａのＰＯＮ−ＩＦ３ａ−２にＯＮＵ６ａ−１，６ａ−２が接続し、ＯＮＵ６ａ−１，ＯＮＵ６ａ−２にそれぞれ端末７−１，７−２が接続する場合について説明する。

Ｌ２ＳＷ１は、キューバッファの輻輳を検出（または輻輳解除を検出）すると、該当するキューの種別と該当するキューの識別子とを格納した輻輳キュー通知制御フレームを、ＯＬＴ４ａに送信する（ステップＳ２１）。ここでは、Ｌ２ＳＷ１が優先度クラス単位でキューを構成していることとし、優先度クラス＃１に対応するキューバッファの輻輳を検出したとする。

ＯＬＴ４ａ（ＰＯＮ−ＩＦ３ａ−２）では、輻輳キュー通知制御フレームによりまたはＧＡＴＥフレームに格納して、Ｌ２ＳＷ１の輻輳中のキュー情報（この場合は、優先度クラス＃１が輻輳中）であることをＯＮＵ６ａ−１，６ａ−２へ通知する（ステップＳ２２）。

一方、ＯＮＵ６ａ−１では、端末７−１から上りデータを受信する（ステップＳ２３）。ＯＮＵ６ａ−１では、ステップＳ２２の通知により、優先度クラス＃１が輻輳中であることを把握し、優先度クラス＃１に対応するフレームを除いた上り蓄積データ量を帯域要求のためのＲＥＰＯＲＴフレームに格納してＯＬＴ４ａへ送信する（ステップＳ２４）。

ＯＬＴ４ａでは、ＲＥＰＯＲＴフレームに基づいてＯＮＵ６ａ−１の上り蓄積データ量を把握し（ステップＳ２５）、上り蓄積データ量に基づいてＯＮＵ６ａ−１に対して帯域を割当てる（ステップＳ２６）。そして、送信許可を通知するＧＡＴＥフレームに割当結果を格納してＯＮＵ６ａ−１へ送信する（ステップＳ２７）。ＯＮＵ６ａ−１は、ＧＡＴＥフレームに格納された割当結果に基づいて、優先度クラス＃１のフレームを除いた上り蓄積データを送信する（ステップＳ２８）。

図８において、Ｌ２ＳＷ１−ＯＬＴ４ａ間の輻輳キュー通知制御フレームの送受信と、ＯＮＵ６−１，６−２−ＯＬＴ４ａ間のＲＥＰＯＲＴフレームおよびＧＡＴＥフレームの送受信については、時間的に前後することがある。また、端末７−２−ＯＮＵ６ａ−２間でも、端末７−１−ＯＮＵ６ａ−１間と同様に上りデータの送信は行われるが、図８ではこの上りデータについての動作は省略している。また、ＯＮＵ６ａ−１，６ａ−２からの上りデータ送信と同時に、次の帯域要求のためのＲＥＰＯＲＴフレームの送信が行われる場合もある。

以下に、本実施の形態の別の例として、宛先（サービス）単位のキュー構成（バッファ構成）となっている例を説明する。具体的には、たとえば、ＶｏＩＰにおいて本実施の形態のＰＯＮシステムにＳＩＰ（Session Initiation Protocol）サーバが接続し、上位ネットワーク２としてＩＳＰ（Internet Services Provider：インターネットアクセス）と接続する場合のように、宛先が識別できる例について説明する。

まず、Ｌ２ＳＷ１は、ＯＬＴ４ａへ輻輳中の宛先（サービス）の識別子を輻輳キュー通知制御フレームで通知する。そして、ＯＬＴ４ａから、ＯＮＵ６ａ−１，６ａ−２に対して、専用フレーム（輻輳キュー通知制御フレーム）またはＧＡＴＥフレームを用いて輻輳中の宛先を通知する。

ＯＮＵ６ａ−１，６ａ−２は、Ｌ２ＳＷ１で輻輳中の宛先以外の上り蓄積データ量をＲＥＰＯＲＴフレームに格納して帯域要求を実施する。ＯＬＴ４ａは、各ＯＮＵから通知された上り蓄積データ量に基づいて各ＯＮＵへ割当る帯域を計算し、割当結果（送信開始時刻と送信許可時間）をＧＡＴＥフレームで各ＯＮＵに通知する。ＯＮＵは、ＧＡＴＥフレームに基づいて、Ｌ２ＳＷ１で輻輳中の宛先以外のデータについて上りデータ送信を行う。

このように、本実施の形態では、ＯＬＴ４ａは、ＯＮＵ６ａにＬ２ＳＷ１で輻輳中のキューを通知し、ＯＮＵ６ａは、Ｌ２ＳＷ１で輻輳中のキューを除いた上り蓄積データ量をＲＥＰＯＲＴフレームに格納してＯＬＴ４ａへ通知するようにした。そして、ＯＬＴ４ａは、従来と同様に各ＯＮＵから通知された上り蓄積データ量に基づいて帯域割当を行い、ＯＮＵ６ａは、割当結果に基づいてＬ２ＳＷ１で輻輳中のキューを除いた上り蓄積データを送信するようにした。

そのため、Ｌ２ＳＷ１でのバッファ溢れによるフレーム廃棄を低減することができる。また、ＯＮＵ６ａが、Ｌ２ＳＷ１の輻輳中のキューに該当するフレームを除外して上り蓄積データ量を申告するため、ＯＬＴ４ａが実施するＤＢＡのアルゴリズムは従来と同様でよく、ＤＢＡスケジューラ部３５ａとして既存の処理部を用いることができる。

実施の形態３．
図９は、本発明にかかる通信システムの実施の形態３の構成例を示す図である。本実施の形態の通信システムは、実施の形態１の通信システムのＬ２ＳＷ１およびＯＬＴ４の代わりに、一体型装置８を備える以外は、実施の形態１の通信システムと同様である。実施の形態１と同様の機能を有する構成要素は、実施の形態１と同一の符号を付して説明を省略する。

本実施の形態の一体型装置８は、実施の形態１のＬ２ＳＷ１とＯＬＴ４の機能を一体化させた装置である。一体型装置８は、実施の形態１のＬ２ＳＷ１と同様の構成を有するＬ２ＳＷ機能部であるＬ２ＳＷ１ｂと、実施の形態１のＯＬＴ４と同様の構成を有するＯＬＴ機能部であるＯＬＴ４ｂと、で構成される。本実施の形態の動作は、Ｌ２ＳＷ１ｂとＯＬＴ４ｂ間の信号が装置内配線信号となる以外は実施の形態１と同様である。

なお、本実施の形態では、ＯＬＴ４ｂを実施の形態１のＯＬＴ４と同様の構成としたが、これに限らず、ＯＬＴ４ｂを実施の形態２のＯＬＴ４ａと同様の構成とし、また、ＯＮＵ６−１〜６−ｎを実施の形態２のＯＮＵ６ａ−１〜６ａ−ｎに代えて、実施の形態２と同様の動作を行うようにしてもよい。

このように、一体型装置８を備える場合には、Ｌ２ＳＷ１ｂからＯＬＴ４ｂに輻輳中のキュー情報の通知を行う際に、実施の形態１のような制御フレーム（輻輳キュー通知制御フレー）を用いる必要はなく、装置内配線信号を使用すれば良い。この場合、制御フレームの送信が不要となるため、Ｌ２ＳＷ１ｂからＯＬＴ４ｂ間が専用の回線でない場合にその回線の帯域を消費することがなく、帯域を有効に利用できる。さらに、装置内配線信号であるため、制御フレームを送信する場合よりも高速に通知できる。

以上のように、本発明にかかる通信システムおよび帯域割当制御方法は、ＰＯＮシステムとＰＯＮシステムと上位ネットワークを接続する上位装置を含む通信システムに有用であり、特に、上位装置がキューごとにバッファを備える通信システムに適している。

１，１ｂ Ｌ２ＳＷ
２ 上位ネットワーク
３−１〜３−ｍ，３ａ−１〜３ａ−ｍ ＰＯＮ−ＩＦ
４，４ａ，４ｂ ＯＬＴ
５ カプラ
６−１〜６−ｎ，６ａ−１〜６ａ−ｎ ＯＮＵ
７，７−１，７−２ 端末
８ 一体型装置
１１，３１，６１ 上りデータ受信部
１２，３２，６２ 上りデータ振分部
１３，６３ 上りキューバッファ部
１４，６４ 上りバッファ読出制御部
１５，３３，６５ 上りデータ送信部
１６ 上りバッファ輻輳監視部
１７ 輻輳キュー通知制御フレーム生成部
１８，３８，６９ 下りデータ送信部
１９，３９，７０ 下りデータ多重部
２０，４０，７１ 下りデータ受信部
３４ ＲＥＰＯＲＴフレーム解析部
３５，３５ａ ＤＢＡスケジューラ部
３６，３６ａ ＧＡＴＥフレーム生成部
３７，３７ａ，７２ 輻輳キュー通知制御フレーム解析部
６６ ＲＥＰＯＲＴフレーム生成部
６７，６７ａ 上りスケジューラ部
６８ ＧＡＴＥフレーム解析部

Claims (16)

1. 局側終端装置と加入者側終端装置とで構成されるＰＯＮシステムと、前記ＰＯＮシステムと上位ネットワークとの間の通信データを中継する上位装置と、を備える通信システムであって、
   前記上位装置は、
   前記ＰＯＮシステムから前記上位ネットワークへ送信される前記通信データである上りデータを格納するためのキューごとのキューバッファを備える上りキューバッファ手段と、
   前記ＰＯＮシステムから受信した前記通信データをキューごとに振分け前記キューバッファ手段の対応する前記キューバッファへ格納する上りデータ振分手段と、
   前記キューバッファごとに輻輳を監視し、輻輳が生じた前記キューバッファに対応するキューの識別子を通知する上りバッファ輻輳監視手段と、
   前記上りバッファ輻輳監視手段が通知した前記識別子を含む制御フレームを生成して前記局側終端装置へ送信する制御フレーム生成手段と、
   を備え、
   前記局側終端装置は、
   前記制御フレームから前記識別子を抽出する制御フレーム解析手段と、
   前記加入者側終端装置に対して前記識別子に基づいた帯域割当処理を実施する帯域割当手段と、
   を備える、
   ことを特徴とする通信システム。
2. 前記制御フレーム解析手段は、前記識別子に対応する論理リンク識別子を割当除外論理識別子として求め、
   前記帯域割当手段は、前記識別子に基づいた帯域割当処理として、前記割当除外論理リンク識別子に対応する前記加入者側終端装置を割当対象から除外した帯域割当処理を実施する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
3. 前記上りバッファ輻輳監視手段は、輻輳が生じていた前記キューバッファの輻輳が解消した場合に、輻輳が解消した旨をそのキューバッファに対応するキューの識別子とともに通知し、
   前記制御フレーム生成手段は、前記上りバッファ輻輳監視手段から輻輳が解消した旨の通知をうけた場合に、通知された前記識別子と輻輳解消を示す情報とを含む制御フレームを生成して前記局側終端装置へ送信し、
   前記局側終端装置は、
   前記制御フレーム解析手段は、前記制御フレームから前記識別子と輻輳解消を示す情報とを抽出した場合、その識別子に対応する論理リンク識別子を前記割当除外論理識別子から除外する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の通信システム。
4. 前記キューバッファと前記加入者側終端装置とが１対１に対応することとし、
   １つの前記識別子に対応する前記割当除外論理リンク識別子を１つとする、
   ことを特徴とする請求項１、２または３に記載の通信システム。
5. １つの前記キューバッファに複数の前記加入者側終端装置から送信された前記通信データを格納することとし、
   １つの前記識別子に対応する前記割当除外論理リンク識別子を複数とする、
   ことを特徴とする請求項１、２または３に記載の通信システム。
6. １つの前記加入者側終端装置から送信された前記通信データを複数の前記キューバッファに格納することとし、
   １つの前記識別子に対応する前記割当除外論理リンク識別子を１つ以上とする、
   ことを特徴とする請求項１、２または３に記載の通信システム。
7. 前記局側終端装置は、
   前記制御フレーム解析手段が抽出した前記識別子を前記加入者側終端装置へ通知する輻輳情報通知手段、
   をさらに備え、
   前記加入者側終端装置は、
   前記輻輳情報通知手段から送信された前記識別子を抽出する輻輳情報抽出手段と、
   自装置から前記上位ネットワークへ送信する送信データ量のうち、前記識別子に対応する送信データを除いたデータ量を、送信を要求するデータ量として格納した帯域要求を前記局側終端装置へ送信する帯域要求手段と、
   自装置から前記上位ネットワークへ送信する送信データのうち、前記識別子に対応する送信データを除いたデータを、前記局側終端装置へ送信するよう制御する上りスケジューラと、
   を備え、
   前記帯域割当手段は、前記識別子に基づいた帯域割当処理として、受信した前記帯域要求に含まれるデータ量に基づいた帯域割当処理を実施する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
8. 前記上りバッファ輻輳監視手段は、輻輳が生じていた前記キューバッファの輻輳が解消した場合に、輻輳が解消した旨をそのキューバッファに対応するキューの識別子とともに通知し、
   前記制御フレーム生成手段は、前記上りバッファ輻輳監視手段から輻輳が解消した旨の通知をうけた場合に、通知された前記識別子と輻輳解消を示す情報とを含む制御フレームを生成して前記局側終端装置へ送信し、
   前記局側終端装置は、
   前記制御フレーム解析手段は、前記制御フレームから前記識別子と輻輳解消を示す情報とを抽出した場合、抽出した前記識別子を輻輳解消識別子とし、
   前記輻輳情報通知手段は、前記輻輳解消識別子を前記加入者側終端装置へ通知し、
   前記輻輳情報抽出手段は、前記輻輳情報通知手段から送信された通知から前記輻輳解消識別子を抽出し、
   前記帯域要求手段は、前記輻輳解消識別子に対応する送信データを送信を要求するデータ量に含め、
   前記上りスケジューラは、前記輻輳解消識別子に対応する送信データを前記局側終端装置へ送信するよう制御する、
   ことを特徴とする請求項７に記載の通信システム。
9. 前記キューバッファと前記加入者側終端装置とが１対１に対応することし、
   前記輻輳情報抽出手段、前記帯域要求手段および前記上りスケジューラの動作を、１つの前記識別子について１つの前記加入者側終端装置が実施する、
   ことを特徴とする請求項７または８に記載の通信システム。
10. １つの前記キューバッファに複数の前記加入者側終端装置から送信された前記通信データを格納することとし、
    前記輻輳情報抽出手段、前記帯域要求手段および前記上りスケジューラの動作を、１つの前記識別子について複数の前記加入者側終端装置が実施する、
    ことを特徴とする請求項７または８に記載の通信システム。
11. １つの前記加入者側終端装置から送信された前記通信データを複数の前記キューバッファに格納することとし、
    前記輻輳情報抽出手段、前記帯域要求手段および前記上りスケジューラの動作を、１つの前記識別子について１つ以上の前記加入者側終端装置が実施する、
    ことを特徴とする請求項７または８に記載の通信システム。
12. 前記キューを優先度クラスごととし、
    前記識別子を、優先度クラスを表す識別子とする、
    ことを特徴とする請求項５、６、１０または１１に記載の通信システム。
13. 前記キューをＶＬＡＮごととし、
    前記識別子をＶＩＤとする、
    ことを特徴とする請求項４〜６、９〜１１のいずれか１つに記載の通信システム。
14. 前記キューを宛先ごととし、
    前記識別子をサービス種別の識別子とする、
    ことを特徴とする請求項５、６、１０または１１に記載の通信システム。
15. 前記上位装置と前記局側装置とが１つの一体化装置内に実装される、
    ことを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１つに記載の通信システム。
16. 局側終端装置と加入者側終端装置とで構成されるＰＯＮシステムと、前記ＰＯＮシステムと上位ネットワークとの間の通信データを中継する上位装置と、を備える通信システムにおける帯域割当制御方法であって、
    前記上位装置が、前記ＰＯＮシステムから前記上位ネットワークへ送信される前記通信データである上りデータを格納するためのキューごとのキューバッファを備え、
    前記上位装置が、前記ＰＯＮシステムから受信した前記通信データをキューごとに振分け対応する前記キューバッファへ格納する上りデータ振分ステップと、
    前記上位装置が、前記キューバッファごとに輻輳を監視し、輻輳が生じた前記キューバッファに対応するキューの識別子を通知する上りバッファ輻輳監視ステップと、
    前記上位装置が、前記上りバッファ輻輳監視ステップで通知された前記識別子を含む制御フレームを生成して送信する制御フレーム生成ステップと、
    前記局側終端装置が、前記制御フレームから前記識別子を抽出する制御フレーム解析ステップと、
    前記局側終端装置が、前記加入者側終端装置に対して前記識別子に基づいた帯域割当処理を実施する帯域割当ステップと、
    を含む
    ことを特徴とする帯域割当制御方法。

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