JP3704505B2 - 帯域割当回路及び帯域割当方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばＢ−ＰＯＮ（Broadband Passive Optical Network）のようなシステムに用いられ、フレームに対して帯域を割り当てる帯域割当回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）などから出力されるEthernet（登録商標：以下ＬＡＮと記載する）フレームを、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．９８３．４にて規定されるＢ−ＰＯＮ上をＡＴＭ（Asynchronous Transfer Mode：非同期転送モード）セルフォーマットにて伝送する場合には、カプセル化によるフレーム変換が実施される。
【０００３】
ＬＡＮフレームをＡＴＭセルフォーマットにて伝送し、再びＬＡＮフレームに戻して出力する場合、例えばＡＡＬ（ＡＴＭ Adaptation Layer)５でカプセル化する。この場合には、図３に示すような変換が実施される。
このようなカプセル化によるトレイラ及びパディング付与により、ＬＡＮでのフレーム長に依存して、100BASE−TXでのＬＡＮフレームを伝送するための所要ＡＴＭ帯域は図５に示すように変化する。
【０００４】
この例では、所要帯域の変化を少なくするために、ＬＡＮでのＦＣＳ（Frame Check Sequence、32bitのCRCコード）を削除して、（VC Multiplexing）についてはＣＲＣ−３２なしのオプションを選択している。
【０００５】
この例では、以下の計算式を用いて計算を実施した。
・100BASE−TXのワイヤ帯域（ＰＰＳ）：
方路帯域／（ＩＦＧ＋（プリアンブル＋ＳＦＤ）＋フレーム長）
＝（100×106）／（12＋8＋｛64〜1522｝）×8
・100BASE−TXのワイヤ帯域（Mbit/s）：
フレーム長×方路帯域／(ＩＦＧ＋(プリアンブル＋ＳＦＤ)＋フレーム長)
＝{64〜1522}×（100×106）／（12＋8＋｛64〜1522｝）×8／106
・カプセル化セル数：
Ceil（(フレーム長−(LANのFCS)＋(VC MultiplexingのPAD)＋CPCS-PDU)/48)
＝Ceil(({64〜1522}−４＋２＋８)／48)
・100BASE−TXのワイヤ帯域伝送に要するＡＴＭ帯域（Mbit/s）：
(100BASE−TXのワイヤ帯域(PPS))×(カプセル化セル数)×53×8／106
・出力方路帯域（複数コネクションからの合流が前提、cell/s表示のP・DAB・PON時）：
(P.DAB.PON)／カプセル化セル数×フレーム長×8／106
・出力方路帯域（複数コネクションからの合流が前提、Mbit/s表示のP・DAB・PON時）：
(P・DAB・PON)×106／(カプセル化セル数×8×53)×フレーム長×8／106
ここで、ｃｅｉｌ（）は切り上げを意味し、Ｐ．ＤＡＢ．ＰＯＮは入力方路で割り当てる総帯域である。図５中では出力方路帯域をＮＮＩ帯域として示してある。
【０００６】
このように、ＬＡＮフレームでの帯域が同一であっても、フレーム長の違いに応じてＡＴＭ帯域は変化する。
図４に示すように、ＬＡＮフレームをＢ−ＰＯＮを経由して伝送し、かつ伝送対象のＬＡＮフレーム長を考慮せずに帯域を割り当てる場合には、出力方路において伝送可能なフレーム数を超えるフレームに対して帯域を割り当てるので、出力方路でフレームの廃棄が発生する可能性がある。
【０００７】
また、ＷＲＲ（Weighted Round Robin：重み付き巡回読み出し），ＷＦＱ（Weighted Fair Queuing）等のコネクションの割当帯域を保証するか割当までの遅延時間を均等にするといった優先制御機能を用いることなく廃棄が発生する場合には、伝送を保証すべきフレームまで廃棄してしまう可能性がある。
そこで、入力方路で割り当てる総帯域（Ｐ.ＤＡＢ.ＰＯＮ）を制限して、帯域を保証すべきフレームの廃棄を防止することが行われている。
【０００８】
例えば、100BASE−TXのＬＡＮの場合で、Ｐ.ＤＡＢ.ＰＯＮの値として（108.2Mbit/s）を選択することで、64〜1522バイトのフレーム長のうち、約９４％のフレーム長について、100BASE−TXのワイヤ速度の帯域割当となり、出力方路でのフレーム廃棄が防止される。
Ｐ.ＤＡＢ.ＰＯＮの値を（108.2Mbit/s）に定め、全てのＰ.ＤＡＢ.ＰＯＮを同一サイズのフレームのみに帯域割当する場合のＬＡＮフレーム帯域が図５に太い実線で示されている。
【０００９】
また、前段装置（ＯＮＴ）でワイヤ帯域での100BASE−TXが伝送するＬＡＮフレーム帯域が図５に細い実線で示されている。また、これら２つの実線以下の帯域が、ＬＡＮフレームとして使用可能な帯域になる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
従来のように出力方路でのフレームの廃棄を抑制するために、Ｐ.ＤＡＢ.ＰＯＮを抑制すると、単一のコネクションに属するフレームだけにしか帯域を割り当てない場合であっても、そのコネクションに対して100BASE−TXの全帯域が割り当てられないという問題がある。
【００１１】
例えば、図５に示された２つの実線を比較すると、フレーム長に応じて廃棄が起きる代わりに、ワイヤ帯域未満になる例があることが分かる。ワイヤ帯域未満になる帯域はＮＮＩ廃棄帯域として示されている。
【００１２】
本発明は、フレーム変換を伴う場合であっても出力方路の全帯域の割当が可能な帯域割当回路及び帯域割当方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１の帯域割当回路は、入力方路と出力方路との間でフレームの変換を行い、入力方路におけるフレーム長と出力方路におけるフレーム長とが異なる場合に、入力方路のフレームに対して帯域を割り当てる帯域割当回路において、出力方路における輻輳を検出する輻輳検出手段と、前記輻輳検出手段が非輻輳状態を検出した場合に、入力方路の最大帯域を上限として帯域を割り当てる占有割当手段と、前記輻輳検出手段が輻輳状態を検出した場合に、出力方路の最大帯域に相当する帯域を上限として帯域を割り当てる競合割当手段とを設けたことを特徴とする。
【００１４】
前述のように、入力方路と出力方路との間でフレームの変換を行い、入力方路におけるフレーム長と出力方路におけるフレーム長とが異なる場合には、出力方路の全帯域割当ができない場合がある。
請求項１の帯域割当回路は、競合割当手段と占有割当手段とを備えている。競合割当手段は、複数コネクションに属するフレームに対して帯域を割り当てる。また、占有割当手段は単一コネクションに属するフレームに対して帯域を割り当てる。
【００１５】
図４に示すようなシステムにおいては、合計帯域が出力方路の１００ＢＡＳＥ−ＴＸの帯域を超過するのは、複数コネクションからの入力が合流した場合だけである。すなわち、単一コネクションのみが帯域を必要とする場合には、帯域割当回路よりも前に配置されている装置の帯域制限の影響を受けるので、帯域割当回路の帯域割当には依存せず、出力するフレームの帯域が出力方路の帯域を超過することはない。
【００１６】
請求項１においては、複数コネクションからの入力が合流する場合には、競合割当手段が、出力方路の最大帯域に相当する帯域を上限として帯域を割り当てる。また、単一コネクションのみが帯域を必要とする場合には、占有割当手段が、入力方路の最大帯域を上限として帯域を割り当てる。
従って、フレーム変換を伴う場合であっても、出力方路の全帯域割当を実現できる。
【００１７】
請求項２は、請求項１の帯域割当回路において、前記占有割当手段及び競合割当手段は、フレームが所属するコネクションに対して帯域を割り当て、前記輻輳検出手段は単一コネクションのみが帯域割当対象である場合に非輻輳状態を検出し、複数コネクションが帯域割当対象である場合には輻輳状態を検出することを特徴とする。
【００１８】
請求項２においては、単一コネクションのみが帯域割当対象である場合には占有割当手段を用いて帯域を割り当て、複数コネクションが帯域割当対象である場合には競合割当手段を用いて帯域を割り当てることができる。
請求項３は、請求項２の帯域割当回路において、前記競合割当手段は、前記占有割当手段から帯域割当を受けたコネクションに対して、それ以外のコネクションに比べて割り当てる帯域を削減することを特徴とする。
【００１９】
請求項３においては、前記占有割当手段によって占有的な帯域割当を受けたコネクションに対して帯域割当を抑制するので、他のコネクションに割り当てる帯域を増やすことが可能であり、公平な帯域割当が実現する。
請求項４は、入力方路と出力方路との間でフレームの変換を行い、入力方路におけるフレーム長と出力方路におけるフレーム長とが異なる場合に、入力方路のフレームに対して帯域を割り当てる帯域割当方法において、出力方路における輻輳を検出する輻輳検出手順と、前記輻輳検出手順で非輻輳状態を検出した場合に、入力方路の最大帯域を上限として帯域を割り当てる占有割当手順と、前記輻輳検出手順で輻輳状態を検出した場合に、出力方路の最大帯域に相当する帯域を上限として帯域を割り当てる競合割当手順とを設けたことを特徴とする。
【００２０】
請求項４においては、請求項１と同様の帯域割当が可能である。
請求項５は、請求項４の帯域割当方法において、前記占有割当手順及び競合割当手順では、フレームが所属するコネクションに対して帯域を割り当て、前記輻輳検出手順では単一コネクションのみが帯域割当対象である場合に非輻輳状態を検出し、複数コネクションが帯域割当対象である場合には輻輳状態を検出することを特徴とする。
【００２１】
請求項５においては、請求項２と同様の帯域割当が可能である。
請求項６は、請求項５の帯域割当方法において、前記競合割当手順では、前記占有割当手順により帯域割当を受けたコネクションに対して、それ以外のコネクションに比べて割り当てる帯域を削減することを特徴とする。
請求項６においては、請求項３と同様の帯域割当が可能である。
【００２２】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
本発明の帯域割当回路及び帯域割当方法の１つの実施の形態について、図１，図２を参照して説明する。この形態は、請求項１，請求項２，請求項４及び請求項５に対応する。
【００２３】
図１はこの形態の帯域割当回路の構成を示すブロック図である。図２は占有モードと競合モードとの遷移を示す状態遷移図である。
この形態では、請求項１の輻輳検出手段，占有割当手段及び競合割当手段は、それぞれ輻輳検出部１１，占有割当部１２及び競合割当部１３に対応する。
なお、本発明で想定している、コネクションは、ＯＳＩ（開放型システム間相互接続）で用いる論理的通信路であるところのコネクション又はパス、ＡＴＭ（Asynchronous Transfer Mode：非同期転送モード）におけるＶＰ（Virtual Path），ＶＣ（Virtual Connection）及びＢ−ＰＯＮ（Broadband Passive Optical Network）でのＴ−ＣＯＮＴ（Transmission Container）を含んでいる。
【００２４】
この形態の帯域割当回路１０は、図１に示すように輻輳検出部１１，占有割当部１２及び競合割当部１３を備えている。
輻輳検出部１１は、出力方路における輻輳を検出する。
占有割当部１２は、輻輳検出部１１が輻輳でない状態を検出している場合に、輻輳検出部１１からの非輻輳通知に従って、入力方路の最大帯域を上限として帯域の割当を行う。
【００２５】
競合割当部１３は、輻輳検出部１１が輻輳状態を検出している場合に、輻輳検出部１１からの輻輳通知に従って、出力方路の最大帯域に相当する帯域を上限として帯域の割当を行う。
また、占有割当部１２及び競合割当部１３は、いずれもフレームが所属するコネクションに対して帯域を割り当てる。
【００２６】
輻輳検出部１１は、単一コネクションのみが帯域割当対象である場合に非輻輳状態を検出し、複数コネクションが帯域割当対象である場合に輻輳状態を検出する。
従って、輻輳検出部１１が非輻輳状態を検出している時には占有割当部１２を用いて帯域割当を行う占有モードが選択され、輻輳検出部１１が輻輳状態を検出している時には競合割当部１３を用いて帯域割当を行う競合モードが選択される。
【００２７】
既に説明した図４のシステムのようにＢ−ＰＯＮと１００ＢＡＳＥ−ＴＸを用いる装置に本発明を適用する場合の動作例について、以下に説明する。なお、Ｂ−ＰＯＮにおいてコネクションはＴ−ＣＯＮＴと見なしてよい。
複数コネクションに帯域を割り当てる競合モードで全コネクションに割り当てる帯域の総量（Ｐ．ＤＡＢ．ＰＯＮ）を１０８．２Ｍｂｉｔ／ｓとすると、６４〜１５２２バイトのフレーム長のうち９４％程度のフレーム長の場合にフレーム廃棄を抑止できる。また、前記帯域の総量（Ｐ．ＤＡＢ．ＰＯＮ）を１０３．２Ｍｂｉｔ／ｓにすれば、フレーム長とは無関係にフレームの廃棄を防止できる。
【００２８】
占有モードは、単一コネクションのみに帯域割当対象のフレームが存在し、他のコネクションには帯域割当対象のフレームが存在しない場合に適用される。この占有モードでは、帯域割当対象のフレームが存在する唯一のコネクションに対して、フレーム数とは無関係に割当可能な全帯域を割り当てる。
このため、単一コネクションのみフレームがある場合には、出力方路の１００ＢＡＳＥ−ＴＸの全帯域をそのコネクションに対して占有させることができる。
【００２９】
つまり、合計帯域が１００ＢＡＳＥ−ＴＸの出力方路の帯域を超過するのは複数コネクションからの入力が合流した場合のみであり、単一コネクションだけにフレームがある場合には、入力方路の前段に位置する装置の入力帯域制限によって割当帯域に依存することなく、合計帯域は出力方路帯域を超過しないように制御される。
【００３０】
従って、単一コネクションのみフレームがある場合には、全帯域をそのコネクションに対して割り当てても、合計帯域が出力方路帯域を超過することはない。なお、占有モードにおいてフレーム数が０以外のコネクションに対する割当帯域の対象から予め除外する帯域は、Ｂ−ＰＯＮの場合、レンジングウインドゥで用いるセルスロットに相当する帯城と、分割スロット帯域、他Ｔ−ＣＯＮＴのＯＭＣＣ帯域を含む固定割当帯域と現在割り当てている以上に所要帯域が必要か否かを確認するために余剰に割り当てる帯域（使用率監視最小帯域）とすることが望ましい。
【００３１】
次に、競合モードと占有モードとの状態遷移について説明する。図２に示すように、競合モードから占有モードへの遷移は、１割当周期遅延させる（保護段数：２段）。これにより、占有モードにおけるＯＭＣＣ帯域及び使用率監視最小帯域によるモード遷移までの時間（割当遅延時間）のデータセル導通と競合モード時の輻輳に伴うバッファの伸展したキュー長の解消が可能になる。
【００３２】
また、占有モードから競合モードヘの遷移は、０又は複数コネクションでのフレーム検出時に即時遷移とする（保護段数：１段）。これにより、連続的に帯域を利用するコネクションヘの不公平割当を抑止し、間欠的に帯域を利用するコネクションの割当遅延の増大を抑止することが可能になる。
なお、割当開始時は、競合モードから動作を開始するものとする。
【００３３】
以上述べたようにこの形態では、単一コネクションのみにフレームがある場合は出力方路の全体域を使用した伝送が可能であり、複数コネクションにフレームがある揚合にはフレーム廃棄を防止できる。
（第２の実施の形態）
本発明の帯域割当回路及び帯域割当方法の１つの実施の形態について、図６を参照して説明する。この形態は請求項３及び請求項６に対応する。
【００３４】
図６はこの形態の動作を示すフローチャートである。この形態は、第１の実施の形態の変形例であり、帯域割当回路１０の構成は図１と同一である。但し、以下に説明するように競合割当部１３の動作は変更されている。第１の実施の形態と同じ部分については以下の説明を省略する。
この形態では、競合割当部１３は占有割当部１２によって占有的に帯域割当を受けたコネクションに対して割り当てる帯域を、所定の帯域又は所定の時間だけ減らすように制御する。
【００３５】
所定の帯域としては、例えば実際にフレームを伝送した帯域を用いてもよいし、所定の時間における全入力方路帯域を用いてもよい。
所定の時間としては、Ｂ−ＰＯＮの場合であれば、帯域割当を開始するまでの遅延時間を用いるのが妥当である。
図６を参照して説明する。
【００３６】
ステップＳ１１では、単一のコネクションのみにフレームが入力されたか否かを識別する。単一のコネクションのみにフレームが入力された場合には、ステップＳ１１からＳ１２に進み占有モードを選択する。
複数コネクションにフレームが存在する場合には、ステップＳ１１からＳ１３に進む。ステップＳ１３では、過去所定の期間で所定の帯域以上の非保証帯域の割当を受けたコネクションがあるか判別する。ここで、非保証帯域の割当とは、コネクションに割当が保証されている保証帯域以上の帯域割当を意味する。
【００３７】
ステップＳ１３で該当するコネクションが無い場合にはステップＳ１４に進み、ある場合にはステップＳ１５に進む。
ステップＳ１４では、一部抑止無しの競合モードを選択し、全コネクションに所要帯域に応じて保証帯域及び所定の帯域比に従った非保証帯域の割当を行う。ステップＳ１５では、一部抑止ありの競合モードを選択し、ステップＳ１３での判別に合致するコネクションに対して、所定の期間だけ所定帯域に応じて保証帯域の割当を行い、その他のコネクションに対しては、ステップＳ１４と同様に、所定帯域に応じて保証帯域及び所定の帯域比に従った非保証帯域の割当を行う。
【００３８】
ここで、一部抑止とは、ステップＳ１３での判別に合致するコネクションに対して非保証帯域の割当を抑止することを意味している。
この形態では、占有的に帯域割当を受けたコネクションに対する帯域割当を抑止するので、占有的に帯域割当を受けていないコネクションに対する帯域割当を増加し公平な帯域割当が実現する。
【００３９】
（第３の実施の形態）
本発明の帯域割当回路及び帯域割当方法の１つの実施の形態について、図７〜図１１を参照して説明する。図７〜図１１は、それぞれこの形態の動作例を示す模式図である。
この形態は第１の実施の形態の変形例であり、帯域割当回路１０の構成は図１と同一である。但し、以下に説明するように輻輳検出部１１及び占有割当部１２の動作は変更されている。第１の実施の形態と同じ部分については以下の説明を省略する。
【００４０】
この形態では、輻輳検出部１１は帯域を割り当てたフレームの帯域が出力方路の最大帯域を超過した場合に、フレームのバッファリングを行う。また、この輻輳検出部１１は所定の情報量を超過するフレームをバッファリングした場合に輻輳状態を検出し、バッファリングするフレームが所定の情報量を下回った場合に非輻輳状態を検出する。
【００４１】
また、この形態の占有割当部１２は、フレームが存在するコネクションに対して割当対象のフレーム数に応じた帯域を割り当てる。
この形態の帯域割当回路１０の動作として、５種類の動作例が図７〜図１１にそれぞれ示されている。
まず図７の動作例について説明する。この例では、第１の実施の形態の占有モード及び競合モードの代わりに、無抑止モードと総量抑止モードを用いている。初期状態は無抑止モードである。無抑止モードでは、フレームのあるコネクションに対してそのフレームの情報量に対応する所要帯域に応じて、保証帯域と所定の帯域比に従った非保証帯域の割当を行う。
【００４２】
総量抑止モードでも、同様にフレームのあるコネクションに対してそのフレームの情報量に対応する所要帯域に応じて、保証帯域及び所定の帯域比に従った非保証帯域の割当を行う。
無抑止モードと総量抑止モードとの違いは、全コネクションに割り当てる帯域の総量が異なることである。総量抑止モードでは、全コネクションに割り当てる帯域の総量（Ｐ．ＤＡＢ．ＰＯＮ）を抑止するために、フレーム長の違いによって発生する輻輳の解除が実施される。
【００４３】
これらのモード間の遷移条件は第１の実施の形態とは異なり、フレームのあるコネクションが単一か複数かではなく、バッファリングする情報量と所定の抑止閾値と解除閾値との多寡による。
【００４４】
抑止閾値と解除閾値との大小関係は、(抑止閾値)≧(解除閾値)である。また、モード遷移が頻繁に発生するのを防止するためには、これらの差を十分大きくすればよい。妥当な値は、帯域割当機会に割り当てる帯域で蓄積する可能性のある情報量程度である。
次に、図８の動作例について説明する。
【００４５】
この例では、図７における総量抑止モードの代わりにコネクション毎の保証帯域を超過する割当（非保証帯域割当）を抑止する非保証抑止モードを用いる。初期状態は図７の場合と同じく無抑止モードである。
図８の例では、図７と比べてコネクション毎に割り当てる帯域が一般に少ないため輻輳の解消が早い効果がある。
【００４６】
次に、図９の動作例について説明する。この動作例では、図７の総量抑止モードでの割当が所定の時間以上継続した場合に、非保証抑止モードに遷移する遷移条件を付与してある。非保証抑止モードに遷移してから所定の時間後に無抑止モードに遷移する。初期状態は無抑止モードである。図９の動作は次に示す前提に基づいている。
【００４７】
（１）無抑止モードから総量抑止モードへの遷移は、少数コネクションのフレーム導通にて輻輳が起きている場合にも生じる。この場合、該当するコネクションに非保証抑止モードによる急激な抑止を行うとＴＣＰトラヒックの場合に誤再送などが多発する可能性がある。そこで、総量抑止モードにて少数コネクションのフレームのみに帯域を割り当てている場合には緩やかな抑止を行う。
【００４８】
（２）総量抑止モードにて輻輳が解決しない場合、ＴＣＰトラヒックなどのウインドゥフロー制御などの輻輳回避を行うトラヒックは既に送出自体を保証帯域程度まで抑止していると考えられる。従って、輻輳の原因はＵＤＰトラヒックなどの輻輳回避を行わないトラヒックのみと想定され、非保証帯域割当が不公平な状態になっている。そこで、一旦、保証帯域までしか割り当てない非保証抑止モードに遷移する。
【００４９】
次に、図１０の動作例について説明する。この例では、図６の総量抑止モードから所定の時間以下でバッファリングする情報量が解除閾値未満になる場合は、無抑止モードに遷移する。総量抑止モードから所定の時間以上経過してバッファリングする情報量が解除閾値になる場合には、一部抑止モードに遷移する。一部抑止モードで所定時間が経過すると無抑止モードへ遷移する。
【００５０】
ここで、一部抑止モードは、第２の実施の形態で示した一部抑止ありの競合モードに対応し、過去所定の期間で所定の帯域以上の非保証帯域割当を受けたコネクションに対して、所定の期間だけ所要帯域に応じて保証帯域の割当を行い、その他のコネクションに対しては、所要帯域に応じて保証帯域及び所定の帯域比に従った非保証帯域の割当を行う。
【００５１】
一部抑止モードにおいてバッファリングする情報量が抑止閾値以上になると総量抑止モードに遷移する。その他の動作は図６と同様である。
図１０の動作例では、非保証帯域の割当を受けて輻輳を起こしたコネクションに対する帯域割当を抑止するので、非保証帯域の保証を受けていないコネクションに対する帯域割当を増加し、第２の実施の形態と同様に公平な帯域割当が実現する。
【００５２】
次に、図１１の動作例について説明する。この動作例は、図９及び図１０の動作の組み合わせである。初期状態では無抑止モードである。
無抑止モードにおいてバッファリングする情報量が抑止閾値以上になると総量抑止モードに遷移する。総量抑止モードで所定の時間以内にバッファリングする情報量が解除閾値未満になると無抑止モードに戻る。
【００５３】
総量抑止モードで所定の時間以上に渡って、バッファリングする情報量が解除閾値未満にならないと、非保証抑止モードに遷移する。
非保証抑止モードにてバッファリングする情報量が解除閾値未満になると、一部抑止モードに遷移し、一部抑止モードにて所定の時間が経過すると無抑止モードに遷移する。
【００５４】
一部抑止モードにおいてバッファリングする情報量が抑止閾値以上になると総量抑止モードに遷移する。この動作は、前述の前提（１），（２）に加えて次の前提に基づいている。
（３）一部抑止モードは、非保証抑止モードへの遷移の原因となった総量抑止モードで非保証帯域の使用を継続したコネクションに対する非保証帯域の割当を所定時間継続し、総量抑止モードでの不公平な非保証帯域の使用を解消するための移行状態である。
【００５５】
この形態では、複数コネクションがフレームを有する揚合にも、出力方路帯域まで帯域を割り当てることができる効果がある。
【００５６】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、フレーム変換を伴う場合であっても出力方路の全帯域の割当が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態の帯域割当回路の構成を示すブロック図である。
【図２】占有モードと競合モードとの遷移を示す状態遷移図である。
【図３】フレーム変換の例を示す模式図である。
【図４】システムの構成例を示すブロック図である。
【図５】フレーム長による所要ＡＴＭ帯域とEthernet上のフレーム帯域を示すグラフである。
【図６】第２の実施の形態の動作を示すフローチャートである。
【図７】第３の実施の形態の動作例（１）を示す模式図である。
【図８】第３の実施の形態の動作例（２）を示す模式図である。
【図９】第３の実施の形態の動作例（３）を示す模式図である。
【図１０】第３の実施の形態の動作例（４）を示す模式図である。
【図１１】第３の実施の形態の動作例（５）を示す模式図である。
【符号の説明】
１０ 帯域割当回路
１１ 輻輳検出部
１２ 占有割当部
１３ 競合割当部
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばＢ−ＰＯＮ（Broadband Passive Optical Network）のようなシステムに用いられ、フレームに対して帯域を割り当てる帯域割当回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）などから出力されるEthernet（登録商標：以下ＬＡＮと記載する）フレームを、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．９８３．４にて規定されるＢ−ＰＯＮ上をＡＴＭ（Asynchronous Transfer Mode：非同期転送モード）セルフォーマットにて伝送する場合には、カプセル化によるフレーム変換が実施される。
【０００３】
ＬＡＮフレームをＡＴＭセルフォーマットにて伝送し、再びＬＡＮフレームに戻して出力する場合、例えばＡＡＬ（ＡＴＭ Adaptation Layer)５でカプセル化する。この場合には、図３に示すような変換が実施される。
このようなカプセル化によるトレイラ及びパディング付与により、ＬＡＮでのフレーム長に依存して、100BASE−TXでのＬＡＮフレームを伝送するための所要ＡＴＭ帯域は図５に示すように変化する。
【０００４】
この例では、所要帯域の変化を少なくするために、ＬＡＮでのＦＣＳ（Frame Check Sequence、32bitのCRCコード）を削除して、（VC Multiplexing）についてはＣＲＣ−３２なしのオプションを選択している。
【０００５】
この例では、以下の計算式を用いて計算を実施した。
・100BASE−TXのワイヤ帯域（ＰＰＳ）：
方路帯域／（ＩＦＧ＋（プリアンブル＋ＳＦＤ）＋フレーム長）
＝（100×106）／（12＋8＋｛64〜1522｝）×8
・100BASE−TXのワイヤ帯域（Mbit/s）：
フレーム長×方路帯域／(ＩＦＧ＋(プリアンブル＋ＳＦＤ)＋フレーム長)
＝{64〜1522}×（100×106）／（12＋8＋｛64〜1522｝）×8／106
・カプセル化セル数：
Ceil（(フレーム長−(LANのFCS)＋(VC MultiplexingのPAD)＋CPCS-PDU)/48)
＝Ceil(({64〜1522}−４＋２＋８)／48)
・100BASE−TXのワイヤ帯域伝送に要するＡＴＭ帯域（Mbit/s）：
(100BASE−TXのワイヤ帯域(PPS))×(カプセル化セル数)×53×8／106
・出力方路帯域（複数コネクションからの合流が前提、cell/s表示のP・DAB・PON時）：
(P.DAB.PON)／カプセル化セル数×フレーム長×8／106
・出力方路帯域（複数コネクションからの合流が前提、Mbit/s表示のP・DAB・PON時）：
(P・DAB・PON)×106／(カプセル化セル数×8×53)×フレーム長×8／106
ここで、ｃｅｉｌ（）は切り上げを意味し、Ｐ．ＤＡＢ．ＰＯＮは入力方路で割り当てる総帯域である。図５中では出力方路帯域をＮＮＩ帯域として示してある。
【０００６】
このように、ＬＡＮフレームでの帯域が同一であっても、フレーム長の違いに応じてＡＴＭ帯域は変化する。
図４に示すように、ＬＡＮフレームをＢ−ＰＯＮを経由して伝送し、かつ伝送対象のＬＡＮフレーム長を考慮せずに帯域を割り当てる場合には、出力方路において伝送可能なフレーム数を超えるフレームに対して帯域を割り当てるので、出力方路でフレームの廃棄が発生する可能性がある。
【０００７】
また、ＷＲＲ（Weighted Round Robin：重み付き巡回読み出し），ＷＦＱ（Weighted Fair Queuing）等のコネクションの割当帯域を保証するか割当までの遅延時間を均等にするといった優先制御機能を用いることなく廃棄が発生する場合には、伝送を保証すべきフレームまで廃棄してしまう可能性がある。
そこで、入力方路で割り当てる総帯域（Ｐ.ＤＡＢ.ＰＯＮ）を制限して、帯域を保証すべきフレームの廃棄を防止することが行われている。
【０００８】
例えば、100BASE−TXのＬＡＮの場合で、Ｐ.ＤＡＢ.ＰＯＮの値として（108.2Mbit/s）を選択することで、64〜1522バイトのフレーム長のうち、約９４％のフレーム長について、100BASE−TXのワイヤ速度の帯域割当となり、出力方路でのフレーム廃棄が防止される。
Ｐ.ＤＡＢ.ＰＯＮの値を（108.2Mbit/s）に定め、全てのＰ.ＤＡＢ.ＰＯＮを同一サイズのフレームのみに帯域割当する場合のＬＡＮフレーム帯域が図５に太い実線で示されている。
【０００９】
また、前段装置（ＯＮＴ）でワイヤ帯域での100BASE−TXが伝送するＬＡＮフレーム帯域が図５に細い実線で示されている。また、これら２つの実線以下の帯域が、ＬＡＮフレームとして使用可能な帯域になる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
従来のように出力方路でのフレームの廃棄を抑制するために、Ｐ.ＤＡＢ.ＰＯＮを抑制すると、単一のコネクションに属するフレームだけにしか帯域を割り当てない場合であっても、そのコネクションに対して100BASE−TXの全帯域が割り当てられないという問題がある。
【００１１】
例えば、図５に示された２つの実線を比較すると、フレーム長に応じて廃棄が起きる代わりに、ワイヤ帯域未満になる例があることが分かる。ワイヤ帯域未満になる帯域はＮＮＩ廃棄帯域として示されている。
【００１２】
本発明は、フレーム変換を伴う場合であっても出力方路の全帯域の割当が可能な帯域割当回路及び帯域割当方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１の帯域割当回路は、入力方路と出力方路との間でフレームの変換を行い、入力方路におけるフレーム長と出力方路におけるフレーム長とが異なる場合に、入力方路のフレームに対して帯域を割り当てる帯域割当回路において、出力方路における輻輳を検出する輻輳検出手段と、前記輻輳検出手段が非輻輳状態を検出した場合に、入力方路の最大帯域を上限として帯域を割り当てる占有割当手段と、前記輻輳検出手段が輻輳状態を検出した場合に、出力方路の最大帯域に相当する帯域を上限として帯域を割り当てる競合割当手段とを設けたことを特徴とする。
【００１４】
前述のように、入力方路と出力方路との間でフレームの変換を行い、入力方路におけるフレーム長と出力方路におけるフレーム長とが異なる場合には、出力方路の全帯域割当ができない場合がある。
請求項１の帯域割当回路は、競合割当手段と占有割当手段とを備えている。競合割当手段は、複数コネクションに属するフレームに対して帯域を割り当てる。また、占有割当手段は単一コネクションに属するフレームに対して帯域を割り当てる。
【００１５】
図４に示すようなシステムにおいては、合計帯域が出力方路の１００ＢＡＳＥ−ＴＸの帯域を超過するのは、複数コネクションからの入力が合流した場合だけである。すなわち、単一コネクションのみが帯域を必要とする場合には、帯域割当回路よりも前に配置されている装置の帯域制限の影響を受けるので、帯域割当回路の帯域割当には依存せず、出力するフレームの帯域が出力方路の帯域を超過することはない。
【００１６】
請求項１においては、複数コネクションからの入力が合流する場合には、競合割当手段が、出力方路の最大帯域に相当する帯域を上限として帯域を割り当てる。また、単一コネクションのみが帯域を必要とする場合には、占有割当手段が、入力方路の最大帯域を上限として帯域を割り当てる。
従って、フレーム変換を伴う場合であっても、出力方路の全帯域割当を実現できる。
【００１７】
請求項２は、請求項１の帯域割当回路において、前記占有割当手段及び競合割当手段は、フレームが所属するコネクションに対して帯域を割り当て、前記輻輳検出手段は単一コネクションのみが帯域割当対象である場合に非輻輳状態を検出し、複数コネクションが帯域割当対象である場合には輻輳状態を検出することを特徴とする。
【００１８】
請求項２においては、単一コネクションのみが帯域割当対象である場合には占有割当手段を用いて帯域を割り当て、複数コネクションが帯域割当対象である場合には競合割当手段を用いて帯域を割り当てることができる。
請求項３は、請求項２の帯域割当回路において、前記競合割当手段は、前記占有割当手段から帯域割当を受けたコネクションに対して、それ以外のコネクションに比べて割り当てる帯域を削減することを特徴とする。
【００１９】
請求項３においては、前記占有割当手段によって占有的な帯域割当を受けたコネクションに対して帯域割当を抑制するので、他のコネクションに割り当てる帯域を増やすことが可能であり、公平な帯域割当が実現する。
請求項４は、入力方路と出力方路との間でフレームの変換を行い、入力方路におけるフレーム長と出力方路におけるフレーム長とが異なる場合に、入力方路のフレームに対して帯域を割り当てる帯域割当方法において、出力方路における輻輳を検出する輻輳検出手順と、前記輻輳検出手順で非輻輳状態を検出した場合に、入力方路の最大帯域を上限として帯域を割り当てる占有割当手順と、前記輻輳検出手順で輻輳状態を検出した場合に、出力方路の最大帯域に相当する帯域を上限として帯域を割り当てる競合割当手順とを設けたことを特徴とする。
【００２０】
請求項４においては、請求項１と同様の帯域割当が可能である。
請求項５は、請求項４の帯域割当方法において、前記占有割当手順及び競合割当手順では、フレームが所属するコネクションに対して帯域を割り当て、前記輻輳検出手順では単一コネクションのみが帯域割当対象である場合に非輻輳状態を検出し、複数コネクションが帯域割当対象である場合には輻輳状態を検出することを特徴とする。
【００２１】
請求項５においては、請求項２と同様の帯域割当が可能である。
請求項６は、請求項５の帯域割当方法において、前記競合割当手順では、前記占有割当手順により帯域割当を受けたコネクションに対して、それ以外のコネクションに比べて割り当てる帯域を削減することを特徴とする。
請求項６においては、請求項３と同様の帯域割当が可能である。
【００２２】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
本発明の帯域割当回路及び帯域割当方法の１つの実施の形態について、図１，図２を参照して説明する。この形態は、請求項１，請求項２，請求項４及び請求項５に対応する。
【００２３】
図１はこの形態の帯域割当回路の構成を示すブロック図である。図２は占有モードと競合モードとの遷移を示す状態遷移図である。
この形態では、請求項１の輻輳検出手段，占有割当手段及び競合割当手段は、それぞれ輻輳検出部１１，占有割当部１２及び競合割当部１３に対応する。
なお、本発明で想定している、コネクションは、ＯＳＩ（開放型システム間相互接続）で用いる論理的通信路であるところのコネクション又はパス、ＡＴＭ（Asynchronous Transfer Mode：非同期転送モード）におけるＶＰ（Virtual Path），ＶＣ（Virtual Connection）及びＢ−ＰＯＮ（Broadband Passive Optical Network）でのＴ−ＣＯＮＴ（Transmission Container）を含んでいる。
【００２４】
この形態の帯域割当回路１０は、図１に示すように輻輳検出部１１，占有割当部１２及び競合割当部１３を備えている。
輻輳検出部１１は、出力方路における輻輳を検出する。
占有割当部１２は、輻輳検出部１１が輻輳でない状態を検出している場合に、輻輳検出部１１からの非輻輳通知に従って、入力方路の最大帯域を上限として帯域の割当を行う。
【００２５】
競合割当部１３は、輻輳検出部１１が輻輳状態を検出している場合に、輻輳検出部１１からの輻輳通知に従って、出力方路の最大帯域に相当する帯域を上限として帯域の割当を行う。
また、占有割当部１２及び競合割当部１３は、いずれもフレームが所属するコネクションに対して帯域を割り当てる。
【００２６】
輻輳検出部１１は、単一コネクションのみが帯域割当対象である場合に非輻輳状態を検出し、複数コネクションが帯域割当対象である場合に輻輳状態を検出する。
従って、輻輳検出部１１が非輻輳状態を検出している時には占有割当部１２を用いて帯域割当を行う占有モードが選択され、輻輳検出部１１が輻輳状態を検出している時には競合割当部１３を用いて帯域割当を行う競合モードが選択される。
【００２７】
既に説明した図４のシステムのようにＢ−ＰＯＮと１００ＢＡＳＥ−ＴＸを用いる装置に本発明を適用する場合の動作例について、以下に説明する。なお、Ｂ−ＰＯＮにおいてコネクションはＴ−ＣＯＮＴと見なしてよい。
複数コネクションに帯域を割り当てる競合モードで全コネクションに割り当てる帯域の総量（Ｐ．ＤＡＢ．ＰＯＮ）を１０８．２Ｍｂｉｔ／ｓとすると、６４〜１５２２バイトのフレーム長のうち９４％程度のフレーム長の場合にフレーム廃棄を抑止できる。また、前記帯域の総量（Ｐ．ＤＡＢ．ＰＯＮ）を１０３．２Ｍｂｉｔ／ｓにすれば、フレーム長とは無関係にフレームの廃棄を防止できる。
【００２８】
占有モードは、単一コネクションのみに帯域割当対象のフレームが存在し、他のコネクションには帯域割当対象のフレームが存在しない場合に適用される。この占有モードでは、帯域割当対象のフレームが存在する唯一のコネクションに対して、フレーム数とは無関係に割当可能な全帯域を割り当てる。
このため、単一コネクションのみフレームがある場合には、出力方路の１００ＢＡＳＥ−ＴＸの全帯域をそのコネクションに対して占有させることができる。
【００２９】
つまり、合計帯域が１００ＢＡＳＥ−ＴＸの出力方路の帯域を超過するのは複数コネクションからの入力が合流した場合のみであり、単一コネクションだけにフレームがある場合には、入力方路の前段に位置する装置の入力帯域制限によって割当帯域に依存することなく、合計帯域は出力方路帯域を超過しないように制御される。
【００３０】
従って、単一コネクションのみフレームがある場合には、全帯域をそのコネクションに対して割り当てても、合計帯域が出力方路帯域を超過することはない。なお、占有モードにおいてフレーム数が０以外のコネクションに対する割当帯域の対象から予め除外する帯域は、Ｂ−ＰＯＮの場合、レンジングウインドゥで用いるセルスロットに相当する帯城と、分割スロット帯域、他Ｔ−ＣＯＮＴのＯＭＣＣ帯域を含む固定割当帯域と現在割り当てている以上に所要帯域が必要か否かを確認するために余剰に割り当てる帯域（使用率監視最小帯域）とすることが望ましい。
【００３１】
次に、競合モードと占有モードとの状態遷移について説明する。図２に示すように、競合モードから占有モードへの遷移は、１割当周期遅延させる（保護段数：２段）。これにより、占有モードにおけるＯＭＣＣ帯域及び使用率監視最小帯域によるモード遷移までの時間（割当遅延時間）のデータセル導通と競合モード時の輻輳に伴うバッファの伸展したキュー長の解消が可能になる。
【００３２】
また、占有モードから競合モードヘの遷移は、０又は複数コネクションでのフレーム検出時に即時遷移とする（保護段数：１段）。これにより、連続的に帯域を利用するコネクションヘの不公平割当を抑止し、間欠的に帯域を利用するコネクションの割当遅延の増大を抑止することが可能になる。
なお、割当開始時は、競合モードから動作を開始するものとする。
【００３３】
以上述べたようにこの形態では、単一コネクションのみにフレームがある場合は出力方路の全体域を使用した伝送が可能であり、複数コネクションにフレームがある揚合にはフレーム廃棄を防止できる。
（第２の実施の形態）
本発明の帯域割当回路及び帯域割当方法の１つの実施の形態について、図６を参照して説明する。この形態は請求項３及び請求項６に対応する。
【００３４】
図６はこの形態の動作を示すフローチャートである。この形態は、第１の実施の形態の変形例であり、帯域割当回路１０の構成は図１と同一である。但し、以下に説明するように競合割当部１３の動作は変更されている。第１の実施の形態と同じ部分については以下の説明を省略する。
この形態では、競合割当部１３は占有割当部１２によって占有的に帯域割当を受けたコネクションに対して割り当てる帯域を、所定の帯域又は所定の時間だけ減らすように制御する。
【００３５】
所定の帯域としては、例えば実際にフレームを伝送した帯域を用いてもよいし、所定の時間における全入力方路帯域を用いてもよい。
所定の時間としては、Ｂ−ＰＯＮの場合であれば、帯域割当を開始するまでの遅延時間を用いるのが妥当である。
図６を参照して説明する。
【００３６】
ステップＳ１１では、単一のコネクションのみにフレームが入力されたか否かを識別する。単一のコネクションのみにフレームが入力された場合には、ステップＳ１１からＳ１２に進み占有モードを選択する。
複数コネクションにフレームが存在する場合には、ステップＳ１１からＳ１３に進む。ステップＳ１３では、過去所定の期間で所定の帯域以上の非保証帯域の割当を受けたコネクションがあるか判別する。ここで、非保証帯域の割当とは、コネクションに割当が保証されている保証帯域以上の帯域割当を意味する。
【００３７】
ステップＳ１３で該当するコネクションが無い場合にはステップＳ１４に進み、ある場合にはステップＳ１５に進む。
ステップＳ１４では、一部抑止無しの競合モードを選択し、全コネクションに所要帯域に応じて保証帯域及び所定の帯域比に従った非保証帯域の割当を行う。ステップＳ１５では、一部抑止ありの競合モードを選択し、ステップＳ１３での判別に合致するコネクションに対して、所定の期間だけ所定帯域に応じて保証帯域の割当を行い、その他のコネクションに対しては、ステップＳ１４と同様に、所定帯域に応じて保証帯域及び所定の帯域比に従った非保証帯域の割当を行う。
【００３８】
ここで、一部抑止とは、ステップＳ１３での判別に合致するコネクションに対して非保証帯域の割当を抑止することを意味している。
この形態では、占有的に帯域割当を受けたコネクションに対する帯域割当を抑止するので、占有的に帯域割当を受けていないコネクションに対する帯域割当を増加し公平な帯域割当が実現する。
【００３９】
（第３の実施の形態）
本発明の帯域割当回路及び帯域割当方法の１つの実施の形態について、図７〜図１１を参照して説明する。図７〜図１１は、それぞれこの形態の動作例を示す模式図である。
この形態は第１の実施の形態の変形例であり、帯域割当回路１０の構成は図１と同一である。但し、以下に説明するように輻輳検出部１１及び占有割当部１２の動作は変更されている。第１の実施の形態と同じ部分については以下の説明を省略する。
【００４０】
この形態では、輻輳検出部１１は帯域を割り当てたフレームの帯域が出力方路の最大帯域を超過した場合に、フレームのバッファリングを行う。また、この輻輳検出部１１は所定の情報量を超過するフレームをバッファリングした場合に輻輳状態を検出し、バッファリングするフレームが所定の情報量を下回った場合に非輻輳状態を検出する。
【００４１】
また、この形態の占有割当部１２は、フレームが存在するコネクションに対して割当対象のフレーム数に応じた帯域を割り当てる。
この形態の帯域割当回路１０の動作として、５種類の動作例が図７〜図１１にそれぞれ示されている。
まず図７の動作例について説明する。この例では、第１の実施の形態の占有モード及び競合モードの代わりに、無抑止モードと総量抑止モードを用いている。初期状態は無抑止モードである。無抑止モードでは、フレームのあるコネクションに対してそのフレームの情報量に対応する所要帯域に応じて、保証帯域と所定の帯域比に従った非保証帯域の割当を行う。
【００４２】
総量抑止モードでも、同様にフレームのあるコネクションに対してそのフレームの情報量に対応する所要帯域に応じて、保証帯域及び所定の帯域比に従った非保証帯域の割当を行う。
無抑止モードと総量抑止モードとの違いは、全コネクションに割り当てる帯域の総量が異なることである。総量抑止モードでは、全コネクションに割り当てる帯域の総量（Ｐ．ＤＡＢ．ＰＯＮ）を抑止するために、フレーム長の違いによって発生する輻輳の解除が実施される。
【００４３】
これらのモード間の遷移条件は第１の実施の形態とは異なり、フレームのあるコネクションが単一か複数かではなく、バッファリングする情報量と所定の抑止閾値と解除閾値との多寡による。
【００４４】
抑止閾値と解除閾値との大小関係は、(抑止閾値)≧(解除閾値)である。また、モード遷移が頻繁に発生するのを防止するためには、これらの差を十分大きくすればよい。妥当な値は、帯域割当機会に割り当てる帯域で蓄積する可能性のある情報量程度である。
次に、図８の動作例について説明する。
【００４５】
この例では、図７における総量抑止モードの代わりにコネクション毎の保証帯域を超過する割当（非保証帯域割当）を抑止する非保証抑止モードを用いる。初期状態は図７の場合と同じく無抑止モードである。
図８の例では、図７と比べてコネクション毎に割り当てる帯域が一般に少ないため輻輳の解消が早い効果がある。
【００４６】
次に、図９の動作例について説明する。この動作例では、図７の総量抑止モードでの割当が所定の時間以上継続した場合に、非保証抑止モードに遷移する遷移条件を付与してある。非保証抑止モードに遷移してから所定の時間後に無抑止モードに遷移する。初期状態は無抑止モードである。図９の動作は次に示す前提に基づいている。
【００４７】
（１）無抑止モードから総量抑止モードへの遷移は、少数コネクションのフレーム導通にて輻輳が起きている場合にも生じる。この場合、該当するコネクションに非保証抑止モードによる急激な抑止を行うとＴＣＰトラヒックの場合に誤再送などが多発する可能性がある。そこで、総量抑止モードにて少数コネクションのフレームのみに帯域を割り当てている場合には緩やかな抑止を行う。
【００４８】
（２）総量抑止モードにて輻輳が解決しない場合、ＴＣＰトラヒックなどのウインドゥフロー制御などの輻輳回避を行うトラヒックは既に送出自体を保証帯域程度まで抑止していると考えられる。従って、輻輳の原因はＵＤＰトラヒックなどの輻輳回避を行わないトラヒックのみと想定され、非保証帯域割当が不公平な状態になっている。そこで、一旦、保証帯域までしか割り当てない非保証抑止モードに遷移する。
【００４９】
次に、図１０の動作例について説明する。この例では、図６の総量抑止モードから所定の時間以下でバッファリングする情報量が解除閾値未満になる場合は、無抑止モードに遷移する。総量抑止モードから所定の時間以上経過してバッファリングする情報量が解除閾値になる場合には、一部抑止モードに遷移する。一部抑止モードで所定時間が経過すると無抑止モードへ遷移する。
【００５０】
ここで、一部抑止モードは、第２の実施の形態で示した一部抑止ありの競合モードに対応し、過去所定の期間で所定の帯域以上の非保証帯域割当を受けたコネクションに対して、所定の期間だけ所要帯域に応じて保証帯域の割当を行い、その他のコネクションに対しては、所要帯域に応じて保証帯域及び所定の帯域比に従った非保証帯域の割当を行う。
【００５１】
一部抑止モードにおいてバッファリングする情報量が抑止閾値以上になると総量抑止モードに遷移する。その他の動作は図６と同様である。
図１０の動作例では、非保証帯域の割当を受けて輻輳を起こしたコネクションに対する帯域割当を抑止するので、非保証帯域の保証を受けていないコネクションに対する帯域割当を増加し、第２の実施の形態と同様に公平な帯域割当が実現する。
【００５２】
次に、図１１の動作例について説明する。この動作例は、図９及び図１０の動作の組み合わせである。初期状態では無抑止モードである。
無抑止モードにおいてバッファリングする情報量が抑止閾値以上になると総量抑止モードに遷移する。総量抑止モードで所定の時間以内にバッファリングする情報量が解除閾値未満になると無抑止モードに戻る。
【００５３】
総量抑止モードで所定の時間以上に渡って、バッファリングする情報量が解除閾値未満にならないと、非保証抑止モードに遷移する。
非保証抑止モードにてバッファリングする情報量が解除閾値未満になると、一部抑止モードに遷移し、一部抑止モードにて所定の時間が経過すると無抑止モードに遷移する。
【００５４】
一部抑止モードにおいてバッファリングする情報量が抑止閾値以上になると総量抑止モードに遷移する。この動作は、前述の前提（１），（２）に加えて次の前提に基づいている。
（３）一部抑止モードは、非保証抑止モードへの遷移の原因となった総量抑止モードで非保証帯域の使用を継続したコネクションに対する非保証帯域の割当を所定時間継続し、総量抑止モードでの不公平な非保証帯域の使用を解消するための移行状態である。
【００５５】
この形態では、複数コネクションがフレームを有する揚合にも、出力方路帯域まで帯域を割り当てることができる効果がある。
【００５６】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、フレーム変換を伴う場合であっても出力方路の全帯域の割当が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態の帯域割当回路の構成を示すブロック図である。
【図２】占有モードと競合モードとの遷移を示す状態遷移図である。
【図３】フレーム変換の例を示す模式図である。
【図４】システムの構成例を示すブロック図である。
【図５】フレーム長による所要ＡＴＭ帯域とEthernet上のフレーム帯域を示すグラフである。
【図６】第２の実施の形態の動作を示すフローチャートである。
【図７】第３の実施の形態の動作例（１）を示す模式図である。
【図８】第３の実施の形態の動作例（２）を示す模式図である。
【図９】第３の実施の形態の動作例（３）を示す模式図である。
【図１０】第３の実施の形態の動作例（４）を示す模式図である。
【図１１】第３の実施の形態の動作例（５）を示す模式図である。
【符号の説明】
１０ 帯域割当回路
１１ 輻輳検出部
１２ 占有割当部
１３ 競合割当部
Claims (14)
- 入力方路と出力方路との間でフレームの変換を行い、入力方路におけるフレーム長と出力方路におけるフレーム長とが異なる場合に、入力方路のフレームに対して帯域を割り当てる帯域割当回路において、
前記フレームが所属するコネクションに対して帯域を割り当てるときに、単一コネクションのみが帯域割当対象である場合に非輻輳状態を検出し、複数コネクションが帯域割当対象である場合に輻輳状態を検出する輻輳検出手段と、
前記輻輳検出手段が非輻輳状態を検出した場合に、前記入力方路の最大帯域を上限として前記フレームが所属する単一コネクションに対して帯域を割り当てる占有モードの占有割当手段と、
前記輻輳検出手段が輻輳状態を検出した場合に、前記出力方路の最大帯域に相当する帯域を上限として前記フレームが所属する複数コネクションに対して帯域を割り当てる競合モードの競合割当手段と
を設けたことを特徴とする帯域割当回路。 - 請求項１の帯域割当回路において、
前記競合割当手段は、前記占有割当手段から帯域割当を受けたコネクションに対して、それ以外のコネクションに比べて割り当てる帯域を削減することを特徴とする帯域割当回路。 - 請求項１の帯域割当回路において、
前記輻輳検出手段は、フレームのバッファリングを行い、帯域割当対象のフレームが所属するコネクションが単一か複数かではなく、所定の情報量を超過するフレームをバッファリングした場合に輻輳状態を検出し、バッファリングするフレームが所定の情報量を下回った場合に非輻輳状態を検出する構成であり、
前記占有割当手段は、前記占有モードに代わり、前記非輻輳状態のときにフレームが所属するコネクションに対して、割当対象のフレームの情報量に対応する所要帯域に応じて、保証帯域と所定の帯域比に従った非保証帯域の割当を行う無抑止モードへ遷移する構成であり、
前記競合割当手段は、前記競合モードに代わり、前記輻輳状態のときにフレームが所属するコネクションに対して、前記入力方路から入力されうる全てのフレーム長の範囲で、かつ変換後の帯域が前記出力方路の最大帯域以下となる帯域で、保証帯域と所定の帯域比に従った非保証帯域の割当を行う総量抑止モードに遷移する構成である
ことを特徴とする帯域割当回路。 - 請求項３の帯域割当回路において、
前記競合割当手段は、前記総量抑止モードに代わり、前記輻輳状態のときにフレームが所属するコネクションに対して、コネクション毎の保証帯域を超過する割当（非保証帯域割当）を抑止する非保証抑止モードに遷移する構成である
ことを特徴とする帯域割当回路。 - 請求項３の帯域割当回路において、
前記競合割当手段は、前記総量抑止モードの割当が所定時間以上経過後に、前記輻輳状態のときに帯域割当対象のフレームが所属するコネクションに対して、コネクション毎の保証帯域を超過する割当（非保証帯域割当）を抑止する非保証抑止モードに遷移し、さらに非保証抑止モードに遷移してから所定時間経過後に、前記占有割当手段の無抑止モードへ遷移する構成である
ことを特徴とする帯域割当回路。 - 請求項３の帯域割当回路において、
前記競合割当手段は、前記総量抑止モードの割当が所定時間以上経過後に解除閾値未満となると、過去の所定期間で所定帯域以上の非保証帯域割当を受けたコネクションに対して所定期間だけ所定帯域に応じて保証帯域の割当を行い、その他のコネクションに対して所要帯域に応じて保証帯域と所定の帯域比に従った非保証帯域の割当を行う一部抑止モードに遷移し、さらに一部抑止モードでバッファリングする情報量が抑止閾値以上になると 前記総量抑止モードに遷移し、一部抑止モードに遷移してからバッファリングする情報量が抑止閾値未満で所定時間経過後に前記占有割当手段の無抑止モードへ遷移する構成である
ことを特徴とする帯域割当回路。 - 請求項３の帯域割当回路において、
前記競合割当手段は、前記総量抑止モードの割当が所定時間以上経過後に、前記輻輳状態のときにフレームが所属するコネクションに対して、コネクション毎の保証帯域を超過する割当（非保証帯域割当）を抑止する非保証抑止モードに遷移し、さらに非保証抑止モードでバッファリングする情報量が解除閾値未満になると、過去の所定期間で所定帯域以上の非保証帯域割当を受けたコネクションに対して所定期間だけ所定帯域に応じて保証帯域の割当を行い、その他のコネクションに対して所要帯域に応じて保証帯域と所定の帯域比に従った非保証帯域の割当を行う一部抑止モードに遷移し、さらに一部抑止モードでバッファリングする情報量が抑止閾値以上になると前記総量抑止モードに遷移し、一部抑止モードに遷移してからバッファリングする情報量が抑止閾値未満で所定時間経過後に前記占有割当手段の無抑止モードへ遷移する構成である
ことを特徴とする帯域割当回路。 - 入力方路と出力方路との間でフレームの変換を行い、入力方路におけるフレーム長と出力方路におけるフレーム長とが異なる場合に、入力方路のフレームに対して帯域を割り当てる帯域割当方法において、
前記フレームが所属するコネクションに対して帯域を割り当てるときに、単一コネクションのみが帯域割当対象である場合に非輻輳状態を検出し、複数コネクションが帯域割当対象である場合に輻輳状態を検出する輻輳検出手順と、
前記輻輳検出手順が非輻輳状態を検出した場合に、前記入力方路の最大帯域を上限として前記フレームが所属する単一コネクションに対して帯域を割り当てる占有モードの占有割当手順と、
前記輻輳検出手順が輻輳状態を検出した場合に、前記出力方路の最大帯域に相当する帯域を上限として前記フレームが所属する複数コネクションに対して帯域を割り当てる競合モードの競合割当手順と
を設けたことを特徴とする帯域割当方法。 - 請求項８の帯域割当方法において、
前記競合割当手順は、前記占有割当手順により帯域割当を受けたコネクションに対して、それ以外のコネクションに比べて割り当てる帯域を削減することを特徴とする帯域割当方法。 - 請求項８の帯域割当方法において、
前記輻輳検出手順は、フレームのバッファリングを行い、帯域割当対象のフレームが所属するコネクションが単一か複数かではなく、所定の情報量を超過するフレームをバッファリングした場合に輻輳状態を検出し、バッファリングするフレームが所定の情報量を下回った場合に非輻輳状態を検出し、
前記占有割当手順は、前記占有モードに代わり、前記非輻輳状態のときにフレームが所属するコネクションに対して、割当対象のフレームの情報量に対応する所要帯域に応じて、保証帯域と所定の帯域比に従った非保証帯域の割当を行う無抑止モードへ遷移し、
前記競合割当手順は、前記競合モードに代わり、前記輻輳状態のときにフレームが所属するコネクションに対して、前記入力方路から入力されうる全てのフレーム長の範囲で、かつ変換後の帯域が前記出力方路の最大帯域以下となる帯域で、保証帯域と所定の帯域比に従った非保証帯域の割当を行う総量抑止モードに遷移する
ことを特徴とする帯域割当方法。 - 請求項９の帯域割当方法において、
前記競合割当手順は、前記総量抑止モードに代わり、前記輻輳状態のときにフレームが所属するコネクションに対して、コネクション毎の保証帯域を超過する割当（非保証帯域割当）を抑止する非保証抑止モードに遷移する
ことを特徴とする帯域割当方法。 - 請求項９の帯域割当方法において、
前記競合割当手順は、前記総量抑止モードの割当が所定時間以上経過後に、前記輻輳状態のときに帯域割当対象のフレームが所属するコネクションに対して、コネクション毎の保証帯域を超過する割当（非保証帯域割当）を抑止する非保証抑止モードに遷移し、さらに非保証抑止モードに遷移してから所定時間経過後に、前記占有割当手順の無抑止モードへ遷移する
ことを特徴とする帯域割当方法。 - 請求項９の帯域割当方法において、
前記競合割当手順は、前記総量抑止モードの割当が所定時間以上経過後に解除閾値未満となると、過去の所定期間で所定帯域以上の非保証帯域割当を受けたコネクションに対して所定期間だけ所定帯域に応じて保証帯域の割当を行い、その他のコネクションに対して所要帯域に応じて保証帯域と所定の帯域比に従った非保証帯域の割当を行う一部抑止モードに遷移し、さらに一部抑止モードでバッファリングする情報量が抑止閾値以上になると前記総量抑止モードに遷移し、一部抑止モードに遷移してからバッファリングする情報量が抑止閾値未満で所定時間経過後に前記占有割当手順の無抑止モードへ遷移する
ことを特徴とする帯域割当方法。 - 請求項９の帯域割当方法において、
前記競合割当手順は、前記総量抑止モードの割当が所定時間以上経過後に、前記輻輳状態のときにフレームが所属するコネクションに対して、コネクション毎の保証帯域を超過する割当（非保証帯域割当）を抑止する非保証抑止モードに遷移し、さらに非保証抑止モードでバッファリングする情報量が解除閾値未満になると、過去の所定期間で所定帯域以上の非保証帯域割当を受けたコネクションに対して所定期間だけ所定帯域に応じて保証帯域の割当を行い、その他のコネクションに対して所要帯域に応じて保証帯域と所定の帯域比に従った非保証帯域の割当を行う一部抑止モードに遷移し、さらに一部抑止モードでバッファリングする情報量が抑止閾値以上になると前記総量抑止モードに遷移し、一部抑止モードに遷移してからバッファリングする情報量が抑止閾値未満で所定時間経過後に前記占有割当手順の無抑止モードへ遷移する
ことを特徴とする帯域割当方法。
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