JP2531494B2 - ポ―リング方法及びシステム - Google Patents
ポ―リング方法及びシステムInfo
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- JP2531494B2 JP2531494B2 JP5310795A JP31079593A JP2531494B2 JP 2531494 B2 JP2531494 B2 JP 2531494B2 JP 5310795 A JP5310795 A JP 5310795A JP 31079593 A JP31079593 A JP 31079593A JP 2531494 B2 JP2531494 B2 JP 2531494B2
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-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L12/00—Data switching networks
- H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
- H04L12/40—Bus networks
- H04L12/403—Bus networks with centralised control, e.g. polling
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Two-Way Televisions, Distribution Of Moving Picture Or The Like (AREA)
- Communication Control (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、全般的に対話型通信用
の多重アクセス・ポーリング・プロトコルに関し、詳し
くは、ユーザの帯域幅要件に基づいてユーザのポーリン
グ速度および応答サイズ割振りを割り当てかつ動的に変
化させる、対話型通信用の多重アクセス・ポーリング・
プロトコルに関する。
の多重アクセス・ポーリング・プロトコルに関し、詳し
くは、ユーザの帯域幅要件に基づいてユーザのポーリン
グ速度および応答サイズ割振りを割り当てかつ動的に変
化させる、対話型通信用の多重アクセス・ポーリング・
プロトコルに関する。
【0002】
【従来の技術】ケーブル・テレビ(CATV)システム
などの通信ネットワークでは、多くの場合、ネットワー
クに結合された個々の加入者端末から情報にアクセスす
ることが望ましい。たとえば、典型的な両方向ケーブル
・テレビ・システムは、各加入者が、許可されたテレビ
・プログラムを選択的に受信できるようにする、アドレ
ス可能なコンバータを備えている。CATV業界の最近
の発展によって、有料視聴(ペイ・パー・ビュー)サー
ビスを提供できるようになり、ケーブル・テレビの顧客
は、封切り映画などの特定のプログラムを選択する機会
を与えられる。この種の構成のユーザ端末によって提供
される情報は限定されている。
などの通信ネットワークでは、多くの場合、ネットワー
クに結合された個々の加入者端末から情報にアクセスす
ることが望ましい。たとえば、典型的な両方向ケーブル
・テレビ・システムは、各加入者が、許可されたテレビ
・プログラムを選択的に受信できるようにする、アドレ
ス可能なコンバータを備えている。CATV業界の最近
の発展によって、有料視聴(ペイ・パー・ビュー)サー
ビスを提供できるようになり、ケーブル・テレビの顧客
は、封切り映画などの特定のプログラムを選択する機会
を与えられる。この種の構成のユーザ端末によって提供
される情報は限定されている。
【0003】しかし、ホーム・ショッピング、ホーム・
バンキング、視聴者世論調査、ホーム・マルチメディア
PCアプリケーション、およびテレビ会議を含めて、C
ATVシステムで利用できる他の機能では、ユーザ端末
が、通信コントロール・センターと通信する際に、より
能動的でなければならない。ユーザ端末の通信ニーズが
可変であるCATVシステムで使用すべく選択される通
信プロトコルが有用であるためには、利用可能な資源
(たとえば、データ伝送帯域幅)が効率的に使用できる
ことが望ましい。さらに、利用可能な帯域幅が増えた場
合、またはユーザが必要とする最大帯域幅が増加した場
合(たとえば、HDTV)、あるいはその両方の場合
に、システムをグレード・アップできることが望まし
い。
バンキング、視聴者世論調査、ホーム・マルチメディア
PCアプリケーション、およびテレビ会議を含めて、C
ATVシステムで利用できる他の機能では、ユーザ端末
が、通信コントロール・センターと通信する際に、より
能動的でなければならない。ユーザ端末の通信ニーズが
可変であるCATVシステムで使用すべく選択される通
信プロトコルが有用であるためには、利用可能な資源
(たとえば、データ伝送帯域幅)が効率的に使用できる
ことが望ましい。さらに、利用可能な帯域幅が増えた場
合、またはユーザが必要とする最大帯域幅が増加した場
合(たとえば、HDTV)、あるいはその両方の場合
に、システムをグレード・アップできることが望まし
い。
【0004】応用分野が異なると、帯域幅および遅延要
件も異なる。音声については、電話程度の音質を得るに
は毎秒約56〜64ビット(kbps)が必要である
が、これよりも高い音質が望まれる場合、256kbp
sが必要になることもある。MPEG−1標準を使用し
て圧縮されたビデオ信号では毎秒約1.5メガビット
(Mbps)が必要であり、これよりも品質の高いビデ
オ信号を提供する他の圧縮方式では、5〜9Mbpsが
必要になることがある。HDTV品質には、約20Mb
psが必要である。
件も異なる。音声については、電話程度の音質を得るに
は毎秒約56〜64ビット(kbps)が必要である
が、これよりも高い音質が望まれる場合、256kbp
sが必要になることもある。MPEG−1標準を使用し
て圧縮されたビデオ信号では毎秒約1.5メガビット
(Mbps)が必要であり、これよりも品質の高いビデ
オ信号を提供する他の圧縮方式では、5〜9Mbpsが
必要になることがある。HDTV品質には、約20Mb
psが必要である。
【0005】データの帯域幅要件は広範囲に及ぶ。株式
相場を提供するアプリケーションは低い帯域幅要件(k
bps)を有するが、ネットワークを介するファイルの
転送には、それよりはるかに高い帯域幅が必要である。
相場を提供するアプリケーションは低い帯域幅要件(k
bps)を有するが、ネットワークを介するファイルの
転送には、それよりはるかに高い帯域幅が必要である。
【0006】また、音声およびビデオは厳密なリアルタ
イム伝送要件を有するが、データには通常そのような要
件はない。たとえば、1.5Mbpsの帯域幅は、ユー
ザ端末が1ミリ秒ごとに1.5キロビットのサイズのパ
ケットを、あるいは1秒ごとに1.5メガビットのサイ
ズのパケットを送信できるようにすれば提供できる。後
者はファイル転送アプリケーションの場合には受け入れ
られることがあるが、さらに小さなパケットをより頻繁
に送信する必要があるテレビ会議では受け入れられな
い。
イム伝送要件を有するが、データには通常そのような要
件はない。たとえば、1.5Mbpsの帯域幅は、ユー
ザ端末が1ミリ秒ごとに1.5キロビットのサイズのパ
ケットを、あるいは1秒ごとに1.5メガビットのサイ
ズのパケットを送信できるようにすれば提供できる。後
者はファイル転送アプリケーションの場合には受け入れ
られることがあるが、さらに小さなパケットをより頻繁
に送信する必要があるテレビ会議では受け入れられな
い。
【0007】対話環境では、ユーザの帯域幅要件が接続
中に変わることがある。たとえば、ユーザが音声呼出し
の途中で、呼出しに音声を追加したいものと仮定する。
この場合、帯域幅要件がたとえば250kbpsから5
Mbpsに上がり、それに伴って、ユーザ端末は、20
ミリ秒ごとに5キロビットのパケットを送信していたの
が、4ミリ秒ごとに20キロビットのパケットを送信す
るようになる。
中に変わることがある。たとえば、ユーザが音声呼出し
の途中で、呼出しに音声を追加したいものと仮定する。
この場合、帯域幅要件がたとえば250kbpsから5
Mbpsに上がり、それに伴って、ユーザ端末は、20
ミリ秒ごとに5キロビットのパケットを送信していたの
が、4ミリ秒ごとに20キロビットのパケットを送信す
るようになる。
【0008】前述のように、利用可能な帯域幅を効率的
に共用するための解決策では、帯域幅要件が可変なユー
ザの可能性を考慮に入れる必要がある。周波数分割多重
アクセス(FDMA)や時分割多重アクセス(TDM
A)などの現在の方法ではそれぞれ、所定の最小周波数
帯域幅またはタイム・スロットの倍数としてしか割振り
ができない。さらに、TDMAではすべてのユーザが時
間的に同期する必要があり、そのためシステムはさらに
複雑になる。これは、帯域幅要件が可変なアプリケーシ
ョンの場合は非効率的である。
に共用するための解決策では、帯域幅要件が可変なユー
ザの可能性を考慮に入れる必要がある。周波数分割多重
アクセス(FDMA)や時分割多重アクセス(TDM
A)などの現在の方法ではそれぞれ、所定の最小周波数
帯域幅またはタイム・スロットの倍数としてしか割振り
ができない。さらに、TDMAではすべてのユーザが時
間的に同期する必要があり、そのためシステムはさらに
複雑になる。これは、帯域幅要件が可変なアプリケーシ
ョンの場合は非効率的である。
【0009】A.CATVトポロジーに関する背景 図1は、星形トポロジーに相互接続した複数のハブ10
4a〜dに接続された少なくとも1つのヘッドエンド1
02を備えた典型的なCATVシステムを示す。ハブ1
04a〜d間の接続は、冗長性を得るために設けられて
いる。前記の接続は、同軸ケーブル、マイクロ波リン
ク、または光ファイバによって行われているが、将来の
媒体は光ファイバであると予想される。
4a〜dに接続された少なくとも1つのヘッドエンド1
02を備えた典型的なCATVシステムを示す。ハブ1
04a〜d間の接続は、冗長性を得るために設けられて
いる。前記の接続は、同軸ケーブル、マイクロ波リン
ク、または光ファイバによって行われているが、将来の
媒体は光ファイバであると予想される。
【0010】各ハブ104aから、1群のホームとして
機能するトランク106(通常40〜50本)が放射状
に伸びている。現在のトランクは通常、同軸ケーブルで
あるが、これらも光ファイバで置き換えられつつある。
光ファイバ・トランクは、光ノード108で終端する。
光ノード108は、光信号を受信し、同軸互換信号に変
換し、ホームに送信する。
機能するトランク106(通常40〜50本)が放射状
に伸びている。現在のトランクは通常、同軸ケーブルで
あるが、これらも光ファイバで置き換えられつつある。
光ファイバ・トランクは、光ノード108で終端する。
光ノード108は、光信号を受信し、同軸互換信号に変
換し、ホームに送信する。
【0011】多くの相互接続を光ファイバで置き換える
と、同軸ケーブル上で利用可能な帯域幅が300〜40
0MHzから1GHzに増加すると思われる。これによ
って、通常のケーブル・チャネルだけでなく、数百のデ
ィジタルPPVチャネルと、テレビ会議やホーム・ショ
ッピングなどの対話型サービスも提供できるようにな
る。
と、同軸ケーブル上で利用可能な帯域幅が300〜40
0MHzから1GHzに増加すると思われる。これによ
って、通常のケーブル・チャネルだけでなく、数百のデ
ィジタルPPVチャネルと、テレビ会議やホーム・ショ
ッピングなどの対話型サービスも提供できるようにな
る。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、1つの遠隔
端末に結合された複数のユーザによる、共用通信媒体へ
のアクセスを可能にするポーリング方式およびシステム
に関する。
端末に結合された複数のユーザによる、共用通信媒体へ
のアクセスを可能にするポーリング方式およびシステム
に関する。
【0013】
【課題を解決するための手段】各ユーザに、ポーリング
速度と所定の応答サイズが割り当てられる。次に、ポー
リング信号が、割り当てられたポーリング速度で、遠隔
端末から各ユーザ端末に送られる。次に、ポーリング信
号の受信後に、各ユーザ端末から、所定の応答サイズよ
り大きくないサイズの応答が送られる。
速度と所定の応答サイズが割り当てられる。次に、ポー
リング信号が、割り当てられたポーリング速度で、遠隔
端末から各ユーザ端末に送られる。次に、ポーリング信
号の受信後に、各ユーザ端末から、所定の応答サイズよ
り大きくないサイズの応答が送られる。
【0014】
【実施例】I.概要 本発明のポーリング手順は、帯域幅要件に基づき、ユー
ザの通信パラメータ、すなわち応答サイズ割振り(パケ
ット・サイズ)およびポーリング速度を動的に修正する
機能を提供する。また、このポーリング手順によって、
別々のユーザからのポール応答が重ならないようにな
る。
ザの通信パラメータ、すなわち応答サイズ割振り(パケ
ット・サイズ)およびポーリング速度を動的に修正する
機能を提供する。また、このポーリング手順によって、
別々のユーザからのポール応答が重ならないようにな
る。
【0015】このポーリング手順をここではCATVネ
ットワークに関して説明するが、CATVネットワーク
だけに限定されるものではないことに留意されたい。
ットワークに関して説明するが、CATVネットワーク
だけに限定されるものではないことに留意されたい。
【0016】図3に、一例として、ハブとユーザがその
通信接続のパラメータ(たとえば、応答サイズ割振りお
よびポーリング速度)について再交渉する機能を示す。
図3では、ハブとユーザが、接続の確立時にすでに決定
されている通信パラメータを定義している。ユーザが活
動状態になる(すなわち、ハブがデータ・ポールを送信
し、ユーザがデータで応答する)と、ステップ302
で、その通信パラメータの一方または両方を修正したい
ユーザが、ハブに制御ポールを要求する。
通信接続のパラメータ(たとえば、応答サイズ割振りお
よびポーリング速度)について再交渉する機能を示す。
図3では、ハブとユーザが、接続の確立時にすでに決定
されている通信パラメータを定義している。ユーザが活
動状態になる(すなわち、ハブがデータ・ポールを送信
し、ユーザがデータで応答する)と、ステップ302
で、その通信パラメータの一方または両方を修正したい
ユーザが、ハブに制御ポールを要求する。
【0017】ステップ304で、ハブが制御ポールを送
信し、ステップ306で、ユーザが修正要求(すなわ
ち、ポールの頻度の削減と、より小さな応答サイズの割
振り)で応答できるようになる。要求を受信すると、ハ
ブはそれに従ってポールおよびそのポーリング速度を修
正する。ハブとユーザの間の以後のポーリングおよび応
答は、図3の、灰色の陰影領域から黒い陰影領域への遷
移によって表されるように、修正されたパラメータを使
用して行われる。
信し、ステップ306で、ユーザが修正要求(すなわ
ち、ポールの頻度の削減と、より小さな応答サイズの割
振り)で応答できるようになる。要求を受信すると、ハ
ブはそれに従ってポールおよびそのポーリング速度を修
正する。ハブとユーザの間の以後のポーリングおよび応
答は、図3の、灰色の陰影領域から黒い陰影領域への遷
移によって表されるように、修正されたパラメータを使
用して行われる。
【0018】通信パラメータを割り当て、それについて
再交渉する機能により、多重アクセス対話型通信用の効
率的で柔軟なポーリング・プロトコルが提供される。こ
れは、通信パラメータがある接続から次の接続に変わる
とき、またはそれらが所与の接続中に変わるとき、特に
好都合である。
再交渉する機能により、多重アクセス対話型通信用の効
率的で柔軟なポーリング・プロトコルが提供される。こ
れは、通信パラメータがある接続から次の接続に変わる
とき、またはそれらが所与の接続中に変わるとき、特に
好都合である。
【0019】このポーリング手順のもう1つの態様で
は、別々のユーザによる応答が重ならくなる。この機能
を、一例として図4ないし7に示す。図4では、2人の
ユーザと通信するハブが、ポーリング手順を使用してい
る。このポーリング手順では、ユーザがポールを受信す
るとすぐ応答し(ユーザの処理の遅延はわずかであると
仮定する)、ハブは直前のポールからの応答の受信を待
ってから、次のポールを送出する。図4に示すように、
ハブとユーザは、ポールまたはデータ、あるいはその両
方が伝搬するのにかかる時間の間は遊休状態のままであ
る。
は、別々のユーザによる応答が重ならくなる。この機能
を、一例として図4ないし7に示す。図4では、2人の
ユーザと通信するハブが、ポーリング手順を使用してい
る。このポーリング手順では、ユーザがポールを受信す
るとすぐ応答し(ユーザの処理の遅延はわずかであると
仮定する)、ハブは直前のポールからの応答の受信を待
ってから、次のポールを送出する。図4に示すように、
ハブとユーザは、ポールまたはデータ、あるいはその両
方が伝搬するのにかかる時間の間は遊休状態のままであ
る。
【0020】図5に、一例として、帯域幅を最大限に使
用することができ、ハブがほぼいつもデータを受信する
ようになる、ポーリング手順のタイミングを示す。この
手順では、ハブは、ユーザがポールを受信するとすぐ応
答するとき、遊休時間が最小限になるようなタイミング
になるように、ポールをスケジューリングする。
用することができ、ハブがほぼいつもデータを受信する
ようになる、ポーリング手順のタイミングを示す。この
手順では、ハブは、ユーザがポールを受信するとすぐ応
答するとき、遊休時間が最小限になるようなタイミング
になるように、ポールをスケジューリングする。
【0021】一方、図6には、一例として、やはり帯域
幅を最大限に使用することができ、ハブがほぼいつもデ
ータを受信するようになる、帯域幅を最大限に使用する
ことができる、ポーリング手順のタイミングを示す。こ
の手順では、ハブは、前のユーザに対する最大応答サイ
ズ割振りに従ってポールをスケジューリングし、ユーザ
はハブから等距離に見えるようにその応答を適切に遅延
するよう指令される。
幅を最大限に使用することができ、ハブがほぼいつもデ
ータを受信するようになる、帯域幅を最大限に使用する
ことができる、ポーリング手順のタイミングを示す。こ
の手順では、ハブは、前のユーザに対する最大応答サイ
ズ割振りに従ってポールをスケジューリングし、ユーザ
はハブから等距離に見えるようにその応答を適切に遅延
するよう指令される。
【0022】図7に、図6の手順と同様に、一例とし
て、やはり帯域幅を最大限に使用することができ、ハブ
がほぼいつもデータを受信するようになる、ポーリング
手順のタイミングを示す。この手順では、ハブは、ポー
ルをスケジューリングするのではなく、前回にポーリン
グされたユーザに対する最大応答サイズ割振りの残り部
分と最大往復伝搬遅延の和の関数である、ある値だけ伝
送を遅延するようユーザに指令する。
て、やはり帯域幅を最大限に使用することができ、ハブ
がほぼいつもデータを受信するようになる、ポーリング
手順のタイミングを示す。この手順では、ハブは、ポー
ルをスケジューリングするのではなく、前回にポーリン
グされたユーザに対する最大応答サイズ割振りの残り部
分と最大往復伝搬遅延の和の関数である、ある値だけ伝
送を遅延するようユーザに指令する。
【0023】要約すると、本発明では、通信パラメータ
を変化させ、かつ一定期間の間ユーザからのポール応答
を遅延させて、応答が重ならないようにすることによ
り、より効率的なポーリングを提供する。図8に、前述
の諸態様の組合せを、一例として示す。
を変化させ、かつ一定期間の間ユーザからのポール応答
を遅延させて、応答が重ならないようにすることによ
り、より効率的なポーリングを提供する。図8に、前述
の諸態様の組合せを、一例として示す。
【0024】遅延時間は、既知の最大往復伝搬遅延と、
前回にポーリングされたユーザに割り振られた最大応答
サイズとに基づく。このように、ハブは応答を待たずに
連続してポールを送出することができる。なぜなら、ユ
ーザ端末は、前回にポーリングされたユーザ端末がその
応答を終了するのに十分な時間だけ遅延するように指令
されているからである。
前回にポーリングされたユーザに割り振られた最大応答
サイズとに基づく。このように、ハブは応答を待たずに
連続してポールを送出することができる。なぜなら、ユ
ーザ端末は、前回にポーリングされたユーザ端末がその
応答を終了するのに十分な時間だけ遅延するように指令
されているからである。
【0025】II.例示的実施例の詳細な説明 前述のように、本発明のポーリング手順は、ユーザ端末
の最大パケット・サイズ割振りを割り当てて動的に修正
し、各ユーザがポーリングされる速度を動的に修正する
機能を提供する。また、このポーリングによって、別々
のユーザからのポール応答が重ならないようになる。
の最大パケット・サイズ割振りを割り当てて動的に修正
し、各ユーザがポーリングされる速度を動的に修正する
機能を提供する。また、このポーリングによって、別々
のユーザからのポール応答が重ならないようになる。
【0026】A.ポール 本発明の実施例では、データ・ポールと制御ポールとい
う2種類のポールがある。ポールの汎用フォーマットは
同じであるが、ポール中の1フィールドか、ポールがデ
ータ・ポールであるか制御ポールであるかを示す。
う2種類のポールがある。ポールの汎用フォーマットは
同じであるが、ポール中の1フィールドか、ポールがデ
ータ・ポールであるか制御ポールであるかを示す。
【0027】図9に、ポール500のフォーマットを示
す。図のように、ポール・フォーマットには、(1)遅
延502、(2)最大応答サイズ504、(3)端末ア
ドレス506、および(4)データ/制御標識508の
4つのフィールドがある。本明細書に明記されない他の
機能を実行するために、ポール・フォーマットに他のフ
ィールドを追加できることに留意されたい。
す。図のように、ポール・フォーマットには、(1)遅
延502、(2)最大応答サイズ504、(3)端末ア
ドレス506、および(4)データ/制御標識508の
4つのフィールドがある。本明細書に明記されない他の
機能を実行するために、ポール・フォーマットに他のフ
ィールドを追加できることに留意されたい。
【0028】遅延フィールド502は、ユーザがポール
を受信した時から応答を送信する時までに待つべき時間
の長さをユーザに示す。この遅延は、最初にユーザとハ
ブの間の往復伝搬遅延の知識から計算するが、必要なら
ば、変動(たとえば、天候)を補償するために定期的な
間隔で往復伝搬遅延を測定し直すこともできる。
を受信した時から応答を送信する時までに待つべき時間
の長さをユーザに示す。この遅延は、最初にユーザとハ
ブの間の往復伝搬遅延の知識から計算するが、必要なら
ば、変動(たとえば、天候)を補償するために定期的な
間隔で往復伝搬遅延を測定し直すこともできる。
【0029】数式の形では、遅延フィールド502はD
iに等しい。Diは、以下の3つの量の和より大きな値
として選択される。 (1)任意のユーザからハブまでの最大往復伝搬遅延。 (2)下記で図11を参照して説明する、ハブのポール
FIFOで発生する遅延。 (3)下記で図12を参照して説明する、ユーザ・セッ
ト・トップ・ボックスのポールFIFOで発生する遅
延。
iに等しい。Diは、以下の3つの量の和より大きな値
として選択される。 (1)任意のユーザからハブまでの最大往復伝搬遅延。 (2)下記で図11を参照して説明する、ハブのポール
FIFOで発生する遅延。 (3)下記で図12を参照して説明する、ユーザ・セッ
ト・トップ・ボックスのポールFIFOで発生する遅
延。
【0030】様々なユーザの遅延フィールドは、上流側
チャネル上の応答間のデッド・タイムが最も短くなり、
同時にこれらの応答が重ならなくなるように選択され
る。これについては、以下の「動作の理論」の節で詳細
に説明する。
チャネル上の応答間のデッド・タイムが最も短くなり、
同時にこれらの応答が重ならなくなるように選択され
る。これについては、以下の「動作の理論」の節で詳細
に説明する。
【0031】最大応答サイズ・フィールド504は、ポ
ールに応答して送信できる応答の最大長をユーザに示
す。この実施例では、データ・ポールの場合、このフィ
ールドは、最初に接続セットアップの時に指定される。
しかし、制御ポールの場合、このフィールドは、任意の
制御メッセージの最大サイズであり、システム設計時に
固定される。さらに、応答はデータのパケットの形式で
ある。
ールに応答して送信できる応答の最大長をユーザに示
す。この実施例では、データ・ポールの場合、このフィ
ールドは、最初に接続セットアップの時に指定される。
しかし、制御ポールの場合、このフィールドは、任意の
制御メッセージの最大サイズであり、システム設計時に
固定される。さらに、応答はデータのパケットの形式で
ある。
【0032】端末アドレス・フィールド506は、ネッ
トワーク内のユーザのアドレスである。たとえば、図2
の木構造ネットワークを参照すると、各ユーザ202
は、別々のアドレスを有しており、木の葉に似ている。
しかし、この手順は、木構造トポロジーだけに限定され
るものではない。本発明に使用するのに適した他のトポ
ロジーには、リング、バス、星形などがある。
トワーク内のユーザのアドレスである。たとえば、図2
の木構造ネットワークを参照すると、各ユーザ202
は、別々のアドレスを有しており、木の葉に似ている。
しかし、この手順は、木構造トポロジーだけに限定され
るものではない。本発明に使用するのに適した他のトポ
ロジーには、リング、バス、星形などがある。
【0033】データ/制御フィールド508は、前述の
ように、ポールがデータ・ポールであるか制御ポールで
あるかをユーザに示す。
ように、ポールがデータ・ポールであるか制御ポールで
あるかをユーザに示す。
【0034】活動状態のユーザの場合、制御ポールは通
信パラメータについて再交渉するための好ましい手段で
ある。この実施例では、ユーザがデータ・ポールに応答
して送信するデータ・パケットのヘッダ中の1フィール
ドが、再交渉の目的でユーザに制御ポールを送ることを
ハブに要求する(図3)。
信パラメータについて再交渉するための好ましい手段で
ある。この実施例では、ユーザがデータ・ポールに応答
して送信するデータ・パケットのヘッダ中の1フィール
ドが、再交渉の目的でユーザに制御ポールを送ることを
ハブに要求する(図3)。
【0035】すべてのユーザは、接続をセットアップす
る目的で遊休状態である間に、所定の低周波数でポール
を受信する。この実施例では、(送るべきデータがなく
なったとき)データ・ポールに応答して適切な制御パケ
ットを送信することにより、接続解除(または切断要
求)を行うことができる。
る目的で遊休状態である間に、所定の低周波数でポール
を受信する。この実施例では、(送るべきデータがなく
なったとき)データ・ポールに応答して適切な制御パケ
ットを送信することにより、接続解除(または切断要
求)を行うことができる。
【0036】B.ポール・テーブルおよびポール生成 本発明のこの実施例では、利用可能な帯域幅が2種類の
チャネルに分割される。上流側通信(すなわち、ユーザ
からハブへ)用のチャネルと、下流側通信(すなわち、
ハブからユーザへ)用のチャネルである。各上流側チャ
ネル用にポーリング・テーブルが維持されるが、以下の
説明では、例示のため、上流側チャネルが1つである場
合に焦点を当てる。
チャネルに分割される。上流側通信(すなわち、ユーザ
からハブへ)用のチャネルと、下流側通信(すなわち、
ハブからユーザへ)用のチャネルである。各上流側チャ
ネル用にポーリング・テーブルが維持されるが、以下の
説明では、例示のため、上流側チャネルが1つである場
合に焦点を当てる。
【0037】図10に、本発明に使用するのに適したポ
ーリング・テーブル600のフォーマットを示す。ポー
リング「テーブル」に代わる方法を少なくとも1つ挙げ
ると、テーブル・エントリを含むメモリ位置を指すポイ
ンタを記憶する方法がある。
ーリング・テーブル600のフォーマットを示す。ポー
リング「テーブル」に代わる方法を少なくとも1つ挙げ
ると、テーブル・エントリを含むメモリ位置を指すポイ
ンタを記憶する方法がある。
【0038】図10に示すように、各テーブル・エント
リは、以下の4つのフィールドを含む(δは、ポーリン
グ・テーブル600からの連続する2つのエントリを読
取る間の時間間隔である) (1)Δj602は、その接続用のポール間の時間であ
る(ユーザが活動状態の場合、この時間間隔は接続要求
時に指定される。ユーザが遊休状態の場合は、遊休ユー
ザに対する所定の時間間隔となる)。 (2)εj604とδの積εjδは、ポーリング時間の累
積誤差を補正するのに必要な、次のポールまでの調整時
間である。 (3)tj606は、ポールjをポーリング・テーブル
からδ単位で読み取るべき時間である。 (4)ポールj500は、ポール自体である。
リは、以下の4つのフィールドを含む(δは、ポーリン
グ・テーブル600からの連続する2つのエントリを読
取る間の時間間隔である) (1)Δj602は、その接続用のポール間の時間であ
る(ユーザが活動状態の場合、この時間間隔は接続要求
時に指定される。ユーザが遊休状態の場合は、遊休ユー
ザに対する所定の時間間隔となる)。 (2)εj604とδの積εjδは、ポーリング時間の累
積誤差を補正するのに必要な、次のポールまでの調整時
間である。 (3)tj606は、ポールjをポーリング・テーブル
からδ単位で読み取るべき時間である。 (4)ポールj500は、ポール自体である。
【0039】各端末ごとに、ポーリング・テーブル60
0中に1つのエントリがある。このエントリは、その端
末にポールが送信されるたびに置き換えられる。エント
リのパラメータの一部、たとえば次のポールまでの時間
Δは、端末からの制御メッセージ、たとえば接続要求お
よび切断に応答して変更される。
0中に1つのエントリがある。このエントリは、その端
末にポールが送信されるたびに置き換えられる。エント
リのパラメータの一部、たとえば次のポールまでの時間
Δは、端末からの制御メッセージ、たとえば接続要求お
よび切断に応答して変更される。
【0040】非空行(有効なエントリ)を読み取ると、
そのエントリはポールFIFO(図12参照)にコピー
され、ポーリング・テーブル600中のこの行から除去
され、現行からΔ行目にそのユーザ用の新しいエントリ
を作成する試みが行われる。しかし、Δ行目の行が占有
されている場合には問題が発生する可能性がある。本発
明のこの実施例では、エントリが次に利用可能な行に書
き込まれるので、この接続に関する連続する読取りの間
の時間が長くなる。連続する読取り間の時間の増加を補
償するための1つの解決策は、次のポールまでの時間を
短縮することである。
そのエントリはポールFIFO(図12参照)にコピー
され、ポーリング・テーブル600中のこの行から除去
され、現行からΔ行目にそのユーザ用の新しいエントリ
を作成する試みが行われる。しかし、Δ行目の行が占有
されている場合には問題が発生する可能性がある。本発
明のこの実施例では、エントリが次に利用可能な行に書
き込まれるので、この接続に関する連続する読取りの間
の時間が長くなる。連続する読取り間の時間の増加を補
償するための1つの解決策は、次のポールまでの時間を
短縮することである。
【0041】以下に、ポーリング・テーブルの読取り、
書込み、および更新について数式を使って記述する(以
下の式で、Nはポーリング・テーブル600中の行の数
であり、2つのポール間の最大時間Nδは、遊休端末へ
の連続する2つのポール間の時間である)。
書込み、および更新について数式を使って記述する(以
下の式で、Nはポーリング・テーブル600中の行の数
であり、2つのポール間の最大時間Nδは、遊休端末へ
の連続する2つのポール間の時間である)。
【0042】(1)テーブル中の任意の位置で、ネット
ワーク中の各端末ごとに1つのエントリでポーリング・
テーブルを初期設定する。このエントリが行iにある場
合は、ti=t+iδ、Δi=N、かつεi=0に設定す
る。J=−1とする。
ワーク中の各端末ごとに1つのエントリでポーリング・
テーブルを初期設定する。このエントリが行iにある場
合は、ti=t+iδ、Δi=N、かつεi=0に設定す
る。J=−1とする。
【0043】(2)j=j+1とする。
【0044】(3)接続要求があるかどうかを検査し、
存在する場合は、ポーリング・テーブルからその端末に
対応する遊休エントリを削除し、テーブル中の最初に利
用可能な行、たとえば行iに、接続要求で指定されたパ
ラメータをもつエントリを追加する。εi=0に設定す
る。Δiおよびポールiは接続要求から得ることができ
る。
存在する場合は、ポーリング・テーブルからその端末に
対応する遊休エントリを削除し、テーブル中の最初に利
用可能な行、たとえば行iに、接続要求で指定されたパ
ラメータをもつエントリを追加する。εi=0に設定す
る。Δiおよびポールiは接続要求から得ることができ
る。
【0045】(4)制御ポールを求める要求があるかど
うかを検査し、テーブル中の最初に利用可能な位置に、
それに対応するエントリを追加し、Δ=0に設定する。
うかを検査し、テーブル中の最初に利用可能な位置に、
それに対応するエントリを追加し、Δ=0に設定する。
【0046】(5)切断要求があるかどうかを検査し、
ポーリング・テーブル中の対応するエントリを、遊休端
末用のパラメータをもつエントリで置き換える。
ポーリング・テーブル中の対応するエントリを、遊休端
末用のパラメータをもつエントリで置き換える。
【0047】(6)帯域幅再交渉メッセージがあるかど
うかを検査する。ある場合は、そのユーザ用のエントリ
を削除し、最初に利用可能な位置に、新しいパラメータ
をもつエントリを追加する(この実施例では、帯域幅変
更要求は、同時切断および接続に扱われる)。
うかを検査する。ある場合は、そのユーザ用のエントリ
を削除し、最初に利用可能な位置に、新しいパラメータ
をもつエントリを追加する(この実施例では、帯域幅変
更要求は、同時切断および接続に扱われる)。
【0048】(7)ポーリング・テーブル中の行j mod
Nが空である場合、(2)に進む。
Nが空である場合、(2)に進む。
【0049】(8)行j mod Nを読み取り、ポールj
をポールFIFO(図12参照)に送信する。このエン
トリが1回限りの制御ポールである場合(すなわち、Δ
=0)、このエントリを削除して(2)に進む。
をポールFIFO(図12参照)に送信する。このエン
トリが1回限りの制御ポールである場合(すなわち、Δ
=0)、このエントリを削除して(2)に進む。
【0050】(9)i=minとする(k:k≧j+
1、k≧j+Δj−εj、ポーリング・テーブル中のエン
トリk mod Nは空である)。ポーリング・テーブル中
のエントリjを削除し、行i mod N中のエントリで置
き換える。エントリの他のフィールドは下記の数式1で
与えられる。
1、k≧j+Δj−εj、ポーリング・テーブル中のエン
トリk mod Nは空である)。ポーリング・テーブル中
のエントリjを削除し、行i mod N中のエントリで置
き換える。エントリの他のフィールドは下記の数式1で
与えられる。
【数1】εi=εj−(i−j−Δj) Δi=Δj、かつ ti=tj+(i−j)δ
【0051】(10)(2)に戻る。
【0052】前述のステップの特定の順序を提示した
が、必要ならば、一定の設計目標に適応するように順序
を変更できることに留意されたい。
が、必要ならば、一定の設計目標に適応するように順序
を変更できることに留意されたい。
【0053】前述の手順についてさらに例示するため、
次の例を検討する。
次の例を検討する。
【0054】ネットワーク中に両方とも遊休状態である
2つの端末があり、それらの端末に制御ポールが定期的
に送信されると仮定する。また、このプロセスはポーリ
ング・テーブルの1番上にあり、t=0であるものと仮
定する。
2つの端末があり、それらの端末に制御ポールが定期的
に送信されると仮定する。また、このプロセスはポーリ
ング・テーブルの1番上にあり、t=0であるものと仮
定する。
【0055】端末1から、Δが100δと指定された接
続要求を受け取る。端末1の遊休ポールが削除され、ポ
ーリング・テーブルの行0に、パラメータ(ポール0、
Δ0=100、ε0=0、t0=0)をもつエントリが書
き込まれる。
続要求を受け取る。端末1の遊休ポールが削除され、ポ
ーリング・テーブルの行0に、パラメータ(ポール0、
Δ0=100、ε0=0、t0=0)をもつエントリが書
き込まれる。
【0056】ポーリング・テーブルの行0が読み取られ
た後に削除され、パラメータ(ポール100=ポー
ル0...、t100=100δ)をもつエントリが行100
に書き込まれる(行100は空であると仮定する)。
た後に削除され、パラメータ(ポール100=ポー
ル0...、t100=100δ)をもつエントリが行100
に書き込まれる(行100は空であると仮定する)。
【0057】ここで、ポーリング・テーブルの行9が読
み取られた後に、接続要求があるかどうか検査されたと
き、端末2からの接続要求が削除される。この端末に対
して指定されたΔは90δである。端末2の遊休ポール
が削除され、適切なパラメータ(ポール10、Δ10=9
0、ε10=0、t10=10δ)をもつエントリが、次に
利用可能な行である行10に書き込まれる。
み取られた後に、接続要求があるかどうか検査されたと
き、端末2からの接続要求が削除される。この端末に対
して指定されたΔは90δである。端末2の遊休ポール
が削除され、適切なパラメータ(ポール10、Δ10=9
0、ε10=0、t10=10δ)をもつエントリが、次に
利用可能な行である行10に書き込まれる。
【0058】ポーリング・テーブルの行10が読み取ら
れた後、このエントリが削除され、行100(10+9
0)に別のエントリを書き込む試みが行われるが、この
行は占有されている。次に利用可能な行は101なの
で、この行に、適切なパラメータ(ポール101=ポール
10、Δ101=Δ10=90、ε101=1、t101=101
δ)をもつエントリを書き込む。他に制御メッセージ
(たとえば、切断、帯域幅変更要求)が受信されていな
いものと仮定すると、行11ないし99は空のままとな
る。
れた後、このエントリが削除され、行100(10+9
0)に別のエントリを書き込む試みが行われるが、この
行は占有されている。次に利用可能な行は101なの
で、この行に、適切なパラメータ(ポール101=ポール
10、Δ101=Δ10=90、ε101=1、t101=101
δ)をもつエントリを書き込む。他に制御メッセージ
(たとえば、切断、帯域幅変更要求)が受信されていな
いものと仮定すると、行11ないし99は空のままとな
る。
【0059】行100が読み取られた後、同じパラメー
タをもつ行200のエントリで置き換えられる。行10
1が読み取られた後、適切なパラメータ(ポール190=
ポール101、Δ190=Δ101=90、ε190=ε101+(1
90−101−90)=0、t190=190δ)をもつ
行190(101+Δ101−ε101=101+90−1=
190))のエントリで置き換えられる。
タをもつ行200のエントリで置き換えられる。行10
1が読み取られた後、適切なパラメータ(ポール190=
ポール101、Δ190=Δ101=90、ε190=ε101+(1
90−101−90)=0、t190=190δ)をもつ
行190(101+Δ101−ε101=101+90−1=
190))のエントリで置き換えられる。
【0060】N=1024であると仮定し、前述のプロ
セスを続行すると、行200、300、400、50
0、....1000、76(1100 mod N)が端末1
のポールを含み、行280、370、460、....91
0、1001、66(1090mod 1024)が端末2
のポールを含むことになる。
セスを続行すると、行200、300、400、50
0、....1000、76(1100 mod N)が端末1
のポールを含み、行280、370、460、....91
0、1001、66(1090mod 1024)が端末2
のポールを含むことになる。
【0061】前記の例で示した手順によって、ポール
は、接続の帯域幅要件を満たす速度で生成される。
は、接続の帯域幅要件を満たす速度で生成される。
【0062】c.ハブおよびユーザ・ポーリング装置 図11に、本発明に使用するのに適したハブ用のポーリ
ング装置700を示す。図ではポーリング装置のこの部
分はハブ中にあるが、光ノード中にも配置できることに
留意されたい。また、ハブとヘッドエンドの間の通信
(図1参照)は、当技術分野で周知の適切な手段で行う
ことができる。
ング装置700を示す。図ではポーリング装置のこの部
分はハブ中にあるが、光ノード中にも配置できることに
留意されたい。また、ハブとヘッドエンドの間の通信
(図1参照)は、当技術分野で周知の適切な手段で行う
ことができる。
【0063】図11では、(前述の)ポーリング・テー
ブル600が、活動状態および遊休状態の各接続に関連
するエントリを含んでいる。ポール生成機構706が、
エントリを読み取り、ポールFIFO 708に書き込
む。ポールFIFO 708からのポールと、データF
IFO 710からのデータが、マルチプレクサ712
に送られる。マルチプレクサ712の出力は、ポール記
憶機構716の出力を使用する遅延補正機構714によ
って適切に修正される(修正手順については、以下で詳
細に説明する)。遅延補正機構714の出力は、変調装
置718によって変調され、ケーブルに沿って伝送され
る。
ブル600が、活動状態および遊休状態の各接続に関連
するエントリを含んでいる。ポール生成機構706が、
エントリを読み取り、ポールFIFO 708に書き込
む。ポールFIFO 708からのポールと、データF
IFO 710からのデータが、マルチプレクサ712
に送られる。マルチプレクサ712の出力は、ポール記
憶機構716の出力を使用する遅延補正機構714によ
って適切に修正される(修正手順については、以下で詳
細に説明する)。遅延補正機構714の出力は、変調装
置718によって変調され、ケーブルに沿って伝送され
る。
【0064】ケーブルの他端では、図12に示すポーリ
ング装置800が、ユーザのセット・トップ・ボックス
中で使用される。装置700から送られた変調済みのデ
ータが、まず復調装置802によって復調される。次
に、端末アドレスが認識された場合、復調済みデータが
受信され、ポールまたは(ユーザ)データとして識別さ
れる(機能ブロック804)。次に、タイムスタンパ8
06によってポールにタイムスタンプが付けられる。次
に、デマルチプレクサ808を使用して、データがユー
ザ装置に経路指定され、同時にタイムスタンプ付きのポ
ールがポールFIFO 810に格納される。カウンタ
812は、ポールの遅延フィールドを読み取り、発信デ
ータの伝送を指定された時間だけ遅延する。送信すべき
データは、マルチプレクサ814を介して選択された
後、変調装置によって変調され、ケーブルを介して送り
返される。
ング装置800が、ユーザのセット・トップ・ボックス
中で使用される。装置700から送られた変調済みのデ
ータが、まず復調装置802によって復調される。次
に、端末アドレスが認識された場合、復調済みデータが
受信され、ポールまたは(ユーザ)データとして識別さ
れる(機能ブロック804)。次に、タイムスタンパ8
06によってポールにタイムスタンプが付けられる。次
に、デマルチプレクサ808を使用して、データがユー
ザ装置に経路指定され、同時にタイムスタンプ付きのポ
ールがポールFIFO 810に格納される。カウンタ
812は、ポールの遅延フィールドを読み取り、発信デ
ータの伝送を指定された時間だけ遅延する。送信すべき
データは、マルチプレクサ814を介して選択された
後、変調装置によって変調され、ケーブルを介して送り
返される。
【0065】D.ポーリング手順における遅延調整 図11を参照すると、ポールFIFO 708は、ポー
ルと、それがテーブルから読み取られた時間tjを含
む。tjの1つの目的は、ポールが、ポールFIFO
708中で伝送されるのを待っている間に生じる遅延を
計算できるようにすることである。本発明のこの実施例
では、ポールは、データ・メッセージに対して非優先使
用優先順位をもつ(すなわち、送信されるのを待ってい
るポールがある場合、データ・パケットは送信されない
が、ポールを送信するために、伝送中のデータ・パケッ
トが割り込まれることはない)。したがって、ポール
は、データが送信されている時間中に伝送されるように
スケジューリングされている場合、ポールFIFO 7
08中で遅延される。
ルと、それがテーブルから読み取られた時間tjを含
む。tjの1つの目的は、ポールが、ポールFIFO
708中で伝送されるのを待っている間に生じる遅延を
計算できるようにすることである。本発明のこの実施例
では、ポールは、データ・メッセージに対して非優先使
用優先順位をもつ(すなわち、送信されるのを待ってい
るポールがある場合、データ・パケットは送信されない
が、ポールを送信するために、伝送中のデータ・パケッ
トが割り込まれることはない)。したがって、ポール
は、データが送信されている時間中に伝送されるように
スケジューリングされている場合、ポールFIFO 7
08中で遅延される。
【0066】しかし、ポールFIFO 708で生じる
遅延が、ポールに対する応答が重ならないようにするた
めに使用される唯一の因子ではない。もう1つの考慮す
べき因子として、前回に送信されたポールに対する応答
に割り振られた最大時間がある。
遅延が、ポールに対する応答が重ならないようにするた
めに使用される唯一の因子ではない。もう1つの考慮す
べき因子として、前回に送信されたポールに対する応答
に割り振られた最大時間がある。
【0067】ポールjおよびj+1に対する応答は、た
とえばtj+pj<tj+1である場合に重なる。ただし、
tjおよびtj+1はそれぞれポールjおよびj+1のタイ
ムスタンプであり、pjはポールjに対する応答の最大
サイズである。しかし、ポールjおよびj+1に対する
応答が重なるかどうかを判定するために、ポールjに対
する応答のサイズを考慮するだけでは必ずしも十分では
ない。前のポールの応答のサイズも考慮しなければなら
ないこともある。以下の手順を使って、ポールに対する
応答が重ならないようにするために、ポールjの遅延フ
ィールドを増加する必要がある場合に、その値を計算す
る。
とえばtj+pj<tj+1である場合に重なる。ただし、
tjおよびtj+1はそれぞれポールjおよびj+1のタイ
ムスタンプであり、pjはポールjに対する応答の最大
サイズである。しかし、ポールjおよびj+1に対する
応答が重なるかどうかを判定するために、ポールjに対
する応答のサイズを考慮するだけでは必ずしも十分では
ない。前のポールの応答のサイズも考慮しなければなら
ないこともある。以下の手順を使って、ポールに対する
応答が重ならないようにするために、ポールjの遅延フ
ィールドを増加する必要がある場合に、その値を計算す
る。
【0068】第1のポールのタイムスタンプをt0と
し、このポールに対する応答の最大サイズをp0とす
る。値t0+p0でポール記憶機構716を初期設定す
る。ポール記憶機構716中の値をSで示す。j≧1の
場合、tj≧Sであるかそれともtj<Sであるかに応じ
て、以下のステップのどちらかを実行する。
し、このポールに対する応答の最大サイズをp0とす
る。値t0+p0でポール記憶機構716を初期設定す
る。ポール記憶機構716中の値をSで示す。j≧1の
場合、tj≧Sであるかそれともtj<Sであるかに応じ
て、以下のステップのどちらかを実行する。
【0069】tj≧Sである場合、ポールjの遅延フィ
ールドの増分はゼロである。Sをtj+pjで置き換え
る。
ールドの増分はゼロである。Sをtj+pjで置き換え
る。
【0070】tj<Sである場合、ポールjの遅延フィ
ールドの増分はS−tjである。Sをpjだけ増大する。
ールドの増分はS−tjである。Sをpjだけ増大する。
【0071】図12のユーザ・ポーリング装置におい
て、受信した各ポールに、到着時間tkを記録するタイ
ムスタンプが付けられ、ポールFIFO 810に格納
される。ポールがポールFIFO 810の先頭に達し
たとき、遅延フィールドは、ポールFIFO 810中
で費やした時間t−tkだけ減分される。ポールFIF
O 810の先頭にあるポール中の遅延フィールドの値
が、カウンタにロードされる。このカウンタは、ゼロに
達するまで(クロック速度で)減分される。ゼロに達し
た時点で、ポールに対する応答が送られ、ポールが破棄
される。
て、受信した各ポールに、到着時間tkを記録するタイ
ムスタンプが付けられ、ポールFIFO 810に格納
される。ポールがポールFIFO 810の先頭に達し
たとき、遅延フィールドは、ポールFIFO 810中
で費やした時間t−tkだけ減分される。ポールFIF
O 810の先頭にあるポール中の遅延フィールドの値
が、カウンタにロードされる。このカウンタは、ゼロに
達するまで(クロック速度で)減分される。ゼロに達し
た時点で、ポールに対する応答が送られ、ポールが破棄
される。
【0072】E.接続要求のブロック システムの容量は有限なので、拒否しなければならなく
なる接続要求もある。上流側チャネル上の接続iの最大
パケット・サイズがpiであり、連続するポール間の時
間がΔiδである場合、上流側チャネル上のi番目のユ
ーザの帯域幅要件はpi/(TΔiδ)である。ただし、
1/Tはクロック速度である。下流側チャネル上のi番
目のユーザの帯域幅要件がpi'/(TΔiδ)であり、ポ
ールの長さがπであると仮定すると、上流側および下流
側チャネル上の使用可能総帯域幅がBである場合、下記
の数式2および3が成立しなければならない。
なる接続要求もある。上流側チャネル上の接続iの最大
パケット・サイズがpiであり、連続するポール間の時
間がΔiδである場合、上流側チャネル上のi番目のユ
ーザの帯域幅要件はpi/(TΔiδ)である。ただし、
1/Tはクロック速度である。下流側チャネル上のi番
目のユーザの帯域幅要件がpi'/(TΔiδ)であり、ポ
ールの長さがπであると仮定すると、上流側および下流
側チャネル上の使用可能総帯域幅がBである場合、下記
の数式2および3が成立しなければならない。
【数2】 ΣiPi/(TΔiδ)<B (U)
【数3】 Σi(Pi'+π)/(TΔiδ)<B (D)
【0073】新しい接続を受け入れるとこれら2つの不
等式のどちらかに違反する場合、接続はブロックされ
る。
等式のどちらかに違反する場合、接続はブロックされ
る。
【0074】F.複数チャネル 上流側および下流側チャネルが複数の場合、図10のポ
ーリング・テーブル600と図11のハブ・ポーリング
装置700が、システムの各チャネル用のハブにおいて
複製されることに留意されたい。
ーリング・テーブル600と図11のハブ・ポーリング
装置700が、システムの各チャネル用のハブにおいて
複製されることに留意されたい。
【0075】しかし、図12の変調装置816および復
調装置802は、システムで利用可能なチャネルの範囲
にわたって同調可能にすることができる。
調装置802は、システムで利用可能なチャネルの範囲
にわたって同調可能にすることができる。
【0076】また、ハブはユーザ端末にチャネルを割り
当てる。本発明のこの実施例では、各ユーザ端末は、遊
休状態のとき、ホーム・チャネル(ユーザが異なると異
なるものにすることができる)を有し、ユーザ端末のセ
ット・トップ・ボックス中の変調装置816および復調
装置802がそれに同調される。ユーザが活動状態にな
ると、ハブによって、調整下流側チャネルと上流側チャ
ネルがユーザに割り当てられ、それらのチャネルに、そ
れぞれ復調装置802と変調装置816が同調される。
したがって、ハブは、システム中の各ユーザについて、
どのチャネル上でポールを送信すればよいかを知ってい
る。
当てる。本発明のこの実施例では、各ユーザ端末は、遊
休状態のとき、ホーム・チャネル(ユーザが異なると異
なるものにすることができる)を有し、ユーザ端末のセ
ット・トップ・ボックス中の変調装置816および復調
装置802がそれに同調される。ユーザが活動状態にな
ると、ハブによって、調整下流側チャネルと上流側チャ
ネルがユーザに割り当てられ、それらのチャネルに、そ
れぞれ復調装置802と変調装置816が同調される。
したがって、ハブは、システム中の各ユーザについて、
どのチャネル上でポールを送信すればよいかを知ってい
る。
【0077】G.動作の理論 図1に示すように、CATVネットワークが木構造トポ
ロジーで構成されていると仮定すると、木構造中に、任
意のノードから任意の他のノードに至る、具体的にはユ
ーザからハブに至る固有の経路があることになる。その
結果、ハブは任意のユーザの伝送のコピーを1つだけ受
信する。
ロジーで構成されていると仮定すると、木構造中に、任
意のノードから任意の他のノードに至る、具体的にはユ
ーザからハブに至る固有の経路があることになる。その
結果、ハブは任意のユーザの伝送のコピーを1つだけ受
信する。
【0078】すべての伝送が同軸ケーブル上で同じ速度
で伝搬し、有限の継続時間を有する(多分伝送ごとに異
なる)ものと仮定する。2つの伝送は、それらの一部が
同じ時間に木構造の1つの点にある場合、その点で衝突
すると言われる。
で伝搬し、有限の継続時間を有する(多分伝送ごとに異
なる)ものと仮定する。2つの伝送は、それらの一部が
同じ時間に木構造の1つの点にある場合、その点で衝突
すると言われる。
【0079】前述の仮定を立てると、以下のことが観測
される。
される。
【0080】2人のユーザから発する伝送は、ハブで衝
突しない場合、ハブに至るユーザの経路のどの部分でも
衝突しない。
突しない場合、ハブに至るユーザの経路のどの部分でも
衝突しない。
【0081】ポーリング・シーケンスをsiとする。す
なわち、ユーザはハブによってs0、s1...という順序
でポーリングされるものとする。ユーザsiに対するポ
ールが生成される時間をti(タイムスタンプ)とし、
ユーザsiの応答が瞬間ti'にハブで受信を開始され、
かつサイズpiであるものと仮定する。したがって、こ
の応答は、ハブによって間隔[ti', ti'+pi]の間に
受信される。これらの応答がハブで重ならない(したが
って、前述の観測により、同軸木のどの部分でも重なら
ない)ようにするには、ti'を、これらの間隔が共通部
分を含まないように、すなわち次式が成立するように選
択する必要がある。
なわち、ユーザはハブによってs0、s1...という順序
でポーリングされるものとする。ユーザsiに対するポ
ールが生成される時間をti(タイムスタンプ)とし、
ユーザsiの応答が瞬間ti'にハブで受信を開始され、
かつサイズpiであるものと仮定する。したがって、こ
の応答は、ハブによって間隔[ti', ti'+pi]の間に
受信される。これらの応答がハブで重ならない(したが
って、前述の観測により、同軸木のどの部分でも重なら
ない)ようにするには、ti'を、これらの間隔が共通部
分を含まないように、すなわち次式が成立するように選
択する必要がある。
【数4】 すべてのiについてti+1'≧ti'+pi (C)
【0082】さらに、ti+1'=ti'+piである場合、
応答間にデッド・タイムはない。これを図5に示す。
応答間にデッド・タイムはない。これを図5に示す。
【0083】ポールが生成される時間が、次式が成立す
るような関係のものであると仮定する。
るような関係のものであると仮定する。
【数5】すべてのiについてti+1≧ti+pi
【0084】この場合、ポーリング手順の設計は、ハブ
でこのポールが生成される時点と、ハブがこのポールに
対する応答を受信する時点との間の時間(ti'−ti)
が、ポールの送信先のユーザとは無関係に、定数Dにな
るようにする。これは、各ユーザに、ポールに対するそ
の応答を指定された量Diだけ遅延させることによって
実現される。ポールの生成時に、ユーザiに対する往復
伝搬遅延をΠiで示すと、DiはD−Πiに等しく設定さ
れる。
でこのポールが生成される時点と、ハブがこのポールに
対する応答を受信する時点との間の時間(ti'−ti)
が、ポールの送信先のユーザとは無関係に、定数Dにな
るようにする。これは、各ユーザに、ポールに対するそ
の応答を指定された量Diだけ遅延させることによって
実現される。ポールの生成時に、ユーザiに対する往復
伝搬遅延をΠiで示すと、DiはD−Πiに等しく設定さ
れる。
【0085】再び、図11および12を参照すると、ハ
ブのポールFIFO 708の先頭で、FIFO中で生
じた遅延をDiから引き、セット・トップ・ボックスに
ついても同様にすると、ポールを生成してから応答を受
信するまでの正味経過時間がDで一定になる。これを図
6に示す。
ブのポールFIFO 708の先頭で、FIFO中で生
じた遅延をDiから引き、セット・トップ・ボックスに
ついても同様にすると、ポールを生成してから応答を受
信するまでの正味経過時間がDで一定になる。これを図
6に示す。
【0086】しかし、前のポールの宛先が応答するのに
十分な時間が経過しないうちに、たとえばti+1<ti+
piである場合に、ポールi+1が生成できることによ
り状況は複雑になる。この場合、応答が重ならないよう
にポールi+1の遅延フィールドを増加する。
十分な時間が経過しないうちに、たとえばti+1<ti+
piである場合に、ポールi+1が生成できることによ
り状況は複雑になる。この場合、応答が重ならないよう
にポールi+1の遅延フィールドを増加する。
【0087】一般に、ポールkについて遅延フィールド
を増加すべき量をakで示す。そうすると、不等式
(C)を満たすために、akは次式を満たす必要があ
る。
を増加すべき量をakで示す。そうすると、不等式
(C)を満たすために、akは次式を満たす必要があ
る。
【数6】 すべてのkについてtk+1+ak+1≧tk+ak+pk
【0088】さらに、応答間のデッド・タイムを最小限
にするために、この不等式のスラックを最小限にする必
要がある。すなわち、この不等式を満たすakの最小値
(非負数)を選択する必要がある。
にするために、この不等式のスラックを最小限にする必
要がある。すなわち、この不等式を満たすakの最小値
(非負数)を選択する必要がある。
【0089】本明細書では、本発明をCATVに関する
対話型通信用の多重アクセス・ポーリング・プロトコル
の方法およびシステムとして例示して説明したが、本発
明は例示した細部だけに限定されるものではない。そう
ではなくて本発明の趣旨から逸脱することなく、特許請
求の範囲の相当物の範囲内で、細部に様々な修正を加え
ることが可能である。
対話型通信用の多重アクセス・ポーリング・プロトコル
の方法およびシステムとして例示して説明したが、本発
明は例示した細部だけに限定されるものではない。そう
ではなくて本発明の趣旨から逸脱することなく、特許請
求の範囲の相当物の範囲内で、細部に様々な修正を加え
ることが可能である。
【0090】
【発明の効果】本発明は、ユーザの帯域幅要件に基づき
ユーザのポーリング速度および応答サイズ割振りを割り
当て動的に変更する、対話型通信用の多重アクセス・プ
ロトコルを提供する。
ユーザのポーリング速度および応答サイズ割振りを割り
当て動的に変更する、対話型通信用の多重アクセス・プ
ロトコルを提供する。
【図1】CATVアナログ・ネットワーク構造を表す図
である。
である。
【図2】ハブ、光ノード、および関連する木構造ネット
ワークに焦点を当てた、図1のセグメントを示す図であ
る。
ワークに焦点を当てた、図1のセグメントを示す図であ
る。
【図3】動的に変化するポーリング速度および応答サイ
ズの割振りを提供する本発明の態様を示すタイミング図
である。
ズの割振りを提供する本発明の態様を示すタイミング図
である。
【図4】ポーリングの効率に対する伝搬遅延の影響を示
すタイミング図である。
すタイミング図である。
【図5】ポーリングの効率に対する伝搬遅延の影響を示
すタイミング図である。
すタイミング図である。
【図6】効率的な重ならない応答を提供する本発明の態
様を示すタイミング図である。
様を示すタイミング図である。
【図7】効率的な重ならない応答を提供する本発明の態
様を示すタイミング図である。
様を示すタイミング図である。
【図8】図3、6、および7に示した態様を統合したも
のを示すタイミング図である。
のを示すタイミング図である。
【図9】本発明に使用するのに適したポールのフォーマ
ットを示す図である。
ットを示す図である。
【図10】本発明に使用するのに適した図9のポールを
記憶するためのポーリング・テーブルのフォーマットを
示す図である。
記憶するためのポーリング・テーブルのフォーマットを
示す図である。
【図11】本発明に使用するのに適したハブ・ポーリン
グ装置の機能ブロック図である。
グ装置の機能ブロック図である。
【図12】本発明に使用するのに適したユーザのセット
・トップ・ボックス・ポーリングの機能ブロック図であ
る。
・トップ・ボックス・ポーリングの機能ブロック図であ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロッシュ・アンドレ・ゲラン アメリカ合衆国10598、ニューヨーク州 ヨークタウン・ハイツ、シーニック・ビ ュー、ナンバー・フォー・エイチ(番地 なし) (72)発明者 クマル・ネッリチェリー・シヴァラージ ャン アメリカ合衆国10520、ニューヨーク州 クロトン・オン・ハドソン、シーニッ ク・ドライブ 29ダブリュー
Claims (5)
- 【請求項1】ポーリング信号を送信する遠隔端末に結合
された複数のユーザ端末による、共用通信媒体へのアク
セスを可能にするポーリング方法であって、 各ユーザにポーリング速度と所定の応答サイズを割り当
てるステップと、 割り当てられたポーリング速度で、遠隔端末から各ユー
ザ端末にポーリング信号を送信するステップと、 ポーリング信号を受信した後、所定の応答サイズよりも
大きくないサイズの応答を各ユーザ端末から遠隔端末に
送信するステップとを含むポーリング方法。 - 【請求項2】さらに、各ユーザ端末にそれぞれ当該の遅
延を割り当てるステップと、 前記遅延時間の後に前記ポーリング信号に応答して、当
該のユーザ端末から前記遠隔端末に所定の応答サイズ内
の応答を送信するステップとを含む、請求項1に記載の
ポーリング方法。 - 【請求項3】ポーリング信号を送信する遠隔端末に結合
された複数のユーザ端末による、共用通信媒体へのアク
セスを可能にするポーリング・システムであって、 各ユーザにポーリング速度と所定の応答サイズを割り当
てる手段と、 割り当てられたポーリング速度で、遠隔端末から各ユー
ザ端末にポーリング信号を送信する手段と、 ポーリング信号を受信した後、所定の応答サイズよりも
大きくないサイズの応答を各ユーザ端末から遠隔端末に
送信する手段とを含むポーリング・システム。 - 【請求項4】各ユーザ端末がそれぞれ当該の帯域幅要件
を有し、さらに、各ユーザ端末のポーリング速度および
所定の応答サイズを、それぞれ当該のユーザ端末の帯域
幅要件の関数として変化させる手段を備えることを特徴
とする、請求項3に記載のポーリング・システム。 - 【請求項5】前記ポーリング速度および所定の応答サイ
ズを前記当該の帯域幅要件から計算することを特徴とす
る、請求項4に記載のポーリング・システム。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US99546792A | 1992-12-22 | 1992-12-22 | |
US995467 | 1992-12-22 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06284167A JPH06284167A (ja) | 1994-10-07 |
JP2531494B2 true JP2531494B2 (ja) | 1996-09-04 |
Family
ID=25541845
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5310795A Expired - Lifetime JP2531494B2 (ja) | 1992-12-22 | 1993-12-10 | ポ―リング方法及びシステム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2531494B2 (ja) |
-
1993
- 1993-12-10 JP JP5310795A patent/JP2531494B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06284167A (ja) | 1994-10-07 |
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