JP3706822B2 - 帯域割当回路および帯域割当方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のコネクションからなるコネクション群に対して帯域を割り当てる帯域割当回路および帯域割当方法に関する。特に、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ983.1 等に記載されているＡＴＭ−ＰＯＮにおいて、動的に帯域を割り当てる帯域割当回路および帯域割当方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
公平な帯域割当方法としては、例えば設定された保証帯域の総和の比、設定された最大帯域の総和から設定された保証帯域の総和を減じた帯域の比、割当要求帯域の比などが提案されている（文献１：M.Yoshino et al.,"DBA Function for Broadband Passive Optical Network Systems",OHAN/FSAN 2001,3.1,Apr.2001)。
【０００３】
また、複数のコネクションからコネクション群が構成され、各コネクション群に対して帯域が割り当てられる場合に、異なるコネクション群に収容されるコネクション間での余剰帯域割当に不公平が発生することがある。それは、個別のコネクションに帯域を割り当てずにコネクション群に対して割り当てを実施するためであるが、その理由として、帯域割当を要求する割当要求帯域を帯域割当回路に申告するために使用する申告帯域が無視できない場合や、割当帯域の粒度が粗いためにコネクションごとでは分割損が無視できない場合がある。さらに、コネクションとコネクション群をＯＳＩで定義される別々のレイヤに配置する場合である。この場合、申告や割当を上位レイヤのアプリケーションに無依存に設定することが可能であり、様々なアプリケーションを多重することができたり、レイヤ別に独立してハンドリングができる等の効果から用いられる。
【０００４】
このような装置として、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ983.1 等に示されるＡＴＭ−ＰＯＮまたはＢＰＯＮと呼ばれる装置がある。ＢＰＯＮのＴ−ＣＯＮＴがコネクション群に相当する。ＢＰＯＮではＴ−ＣＯＮＴに対して、収容コネクションの要求帯域総和と保証帯域設定に基づいて帯域を割り当てる。収容されるＴ−ＣＯＮＴによるコネクション間の不公平を解消することを目的に、例えばＵＰＣ相当の回路をＯＮＴ（Optical Network Terminal) に具備することにより、計数する保証帯域相当の要求帯域を申告する方法が提案されている（文献２：Frank J Effenberger et al.,"ATM contract enforcement over G.983.1 compatible ATM PON system",OHAN/FSAN 2001,3.2,Apr.2001) 。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、個別のコネクションに対する公平性を考慮したコネクション群に対すく余剰帯域割当法として妥当なものがなかった。ここで、従来の帯域割当の例として、文献１において妥当とする保証帯域比と、文献２に示される最大帯域比を用いた例を示す。
【０００６】
ＧＦＲコネクション１からコネクション５までの５コネクションがあり、それぞれがＭＣＲ（Minimum Cell Rate)30Ｍbit/s 、ＰＣＲ（Peak Cell Rate)150Ｍbit/s が設定されており、５コネクションで 150Ｍbit/s を共用するものとする。コネクション１とコネクション２はコネクション群Ａを構成し、コネクション３からコネクション５まではコネクション群Ｂを構成するものとする。コネクション群は合計150 Ｍbit/s を共用するものとして、コネクション群の設定値は構成要素となるコネクションの設定値の総和とする。ここで、コネクション１とコネクション２とコネクション３のみＰＣＲまでデータの入力があるものとする。
【０００７】
余剰帯域割当が、コネクション群全体の保証帯域比である場合には60Ｍ：90Ｍであるので、コネクション群として割当帯域はそれぞれ60Ｍ、90Ｍとなり、コネクションでは30Ｍと90Ｍとなり不公平が生じる。一方、コネクション群全体の最大帯域比である場合には保証帯域分は60Ｍ：30Ｍであり、余剰帯域は30Ｍ：30Ｍであり、合計が90Ｍ：60Ｍとなり、コネクションでは45Ｍと60Ｍとなり不公平が生じる。
【０００８】
また、文献２で提案されている従来の方法は、以下のような問題が無視できない。(1) コネクション群当たり複数の申告値を申告し、申告に要する帯域が数倍に増加する問題がある。(2) 収容コネクション数、ＱｏＳに対応する複数の申告オプションが存在し、オプションを選択する手順が必要となる。この手順の追加に伴い、ＯＮＴ側の管理情報および機能が複雑化する問題がある。(3) コネクションごとのＭＣＲ相当の要求帯域を検出してコネクション群全体の保証帯域相当の要求帯域を積算するために、ＵＰＣ相当の回路をＯＮＴに新規に組み込む必要があり、ＯＮＴコストが増加する問題がある。
【０００９】
本発明は、帯域割当対象であるコネクション群に含まれる個々のコネクションに対して公平に帯域を割り当てることができる帯域割当回路および帯域割当方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、少なくとも１つの保証帯域設定を有するコネクションから構成されるコネクション群があり、１または複数のコネクション群に帯域を割り当てる帯域割当回路において、過去のコネクション群への割当帯域に関するコネクションごとの使用状況を観測し、観測値として出力する観測手段と、観測値を入力し、その観測値からコネクション群を構成する各コネクションの保証帯域相当の使用帯域をコネクション群単位に積算し、積算値として出力する積算手段と、積算値と現在のコネクション群の割当要求帯域を入力し、現在のコネクション群の保証帯域相当の割当要求帯域を推定し、その推定値と現在のコネクション群の割当要求帯域を出力する推定手段と、推定値と現在のコネクション群の割当要求帯域を用いてコネクション群に帯域割当を行う帯域割当手段とを備える（請求項１）。
【００１１】
観測手段は、保証帯域以上の帯域利用を示すフィールドに保証帯域以上の帯域利用を意味する値を記載したフレームと、保証帯域以下の帯域利用を示すフィールドに保証帯域以下の帯域利用を意味する値を記載したフレームのフィールドの値から保証帯域相当の使用状況を観測し、観測値として出力する構成としてもよい（請求項２）。
【００１２】
積算手段は、観測値からコネクション群を構成する各コネクションで帯域を使用したコネクションを識別し、帯域を使用したコネクションの保証帯域の総和を積算し、積算値として出力する構成としてもよい（請求項３）。また、コネクション群が異なるサービス品目に分類される複数のコネクションからなる場合に、積算手段は、観測値からサービス品目ごとに保証帯域相当の使用帯域と、保証帯域を超過する使用帯域の各値を、それぞれコネクション群単位で積算し、積算値として出力する構成としてもよい（請求項４）。また、積算手段は、観測値からコネクション群を構成する各コネクションの保証帯域相当の使用帯域と、保証帯域を有するコネクションの保証帯域を超過する使用帯域と、保証帯域を有しないコネクションの使用帯域の各値をそれぞれコネクション群単位に積算し、積算値として出力する構成としてもよい（請求項５）。
【００１３】
推定手段は、積算値がコネクション群の割当要求帯域を超過する場合、そのコネクション群の割当要求帯域を保証帯域相当の割当要求帯域として推定する構成としてもよい（請求項６）。また、推定手段は、過去のコネクション群の割当要求帯域に対する現在のコネクション群の割当要求帯域の増加分が、該コネクション群で帯域を使用しているコネクションの保証帯域の総和または該コネクション群を構成する全コネクションの保証帯域の総和のいずれかから積算値を差し引いた値を超過しない分だけ積算値に加算し、コネクション群の保証帯域相当の割当要求帯域として推定する構成としてもよい（請求項７）。
【００１４】
また、推定手段は、コネクション群を構成する各コネクションの過去の使用要求帯域に対する現在の割当要求帯域の増加分で、各コネクションの保証帯域に含まれる帯域を、コネクション群の保証帯域相当の割当要求帯域に加算してコネクション群の保証帯域相当の割当要求帯域として推定する構成としてもよい（請求項８）。
【００１５】
積算手段は、観測値からコネクション群を構成する各コネクションの保証帯域相当の使用帯域をコネクション群単位で積算した積算値に加え、観測値からコネクション群を構成する各コネクションの最大帯域を超過して使用した帯域の総和を積算値として出力する構成であり、推定手段は、現在のコネクション群の割当要求帯域と、該コネクション群の前回の割当帯域から積算値であるコネクション群を構成する各コネクションの最大帯域を超過して使用した帯域の総和を差し引いた帯域とを比較し、その少ない方の帯域を現在のコネクション群の割当要求帯域として推定する構成としてもよい（請求項９）。
【００１６】
本発明は、少なくとも１つの保証帯域設定を有するコネクションから構成されるコネクション群があり、複数のコネクション群に帯域を割り当てる帯域割当方法において、コネクション群を構成する各コネクションの保証帯域相当の割当要求帯域の総和を用いてコネクション群間で余剰帯域を割り当てる（請求項１０）。
【００１７】
本発明は、少なくとも１つの保証帯域設定を有するコネクションから構成されるコネクション群があり、複数のコネクション群に帯域を割り当てる帯域割当方法において、コネクション群で帯域を使用しているコネクションの保証帯域の総和を用いてコネクション群間で余剰帯域を割り当てる（請求項１１）。
【００１８】
また、コネクション群自体に保証帯域が設定されており、コネクション群の保証帯域設定が、該コネクション群を構成するコネクションの保証帯域の合計値に満たない場合に、コネクション群を構成する各コネクションの保証帯域相当の割当要求帯域の総和と該コネクション群自体の保証帯域設定の小さい方の値、またはコネクション群で帯域を使用しているコネクションの保証帯域の総和と該コネクション群自体の保証帯域設定の小さい方の値を用いてコネクション群間で余剰帯域を割り当てるようにしてもよい（請求項１２）。
【００１９】
本発明は、少なくとも１つの保証帯域設定を有するコネクションから構成されるコネクション群があり、複数のコネクション群に帯域を割り当てる帯域割当方法において、コネクション群中で保証帯域を有するコネクションの保証帯域を超過する使用帯域に相当する積算値を上限として、コネクション群で帯域を使用しているコネクションの保証帯域の総和、または各コネクションの保証帯域相当の使用帯域の総和を用いて余剰帯域を割り当て、全コネクション群の保証帯域を有する各コネクションの保証帯域を超過する使用帯域に相当する積算値に対する余剰帯域割り当て終了後に、未割り当ての割当要求帯域に対して均等に余剰帯域を割り当てる（請求項１３）。
【００２０】
【発明の実施の形態】
＜第１の実施形態：請求項１＞
図１は、本発明の帯域割当回路の第１の実施形態を示す。図において、本実施形態の帯域割当回路は、観測手段１１、積算手段１２、推定手段１３および帯域割当手段１４により構成される。
【００２１】
観測手段１１は、過去のコネクション群への割当帯域に関するコネクションごとの使用状況を観測し、観測値として出力する。積算手段１２は、観測手段１１の観測値を入力し、その観測値からコネクション群を構成する各コネクションの保証帯域相当の使用帯域をコネクション群単位に積算し、積算値として出力する。推定手段１３は、積算手段１２の積算値と現在のコネクション群の割当要求帯域を入力し、現在のコネクション群の割当要求帯域に占める保証帯域相当の割当要求帯域を推定し、その推定値と現在のコネクション群の割当要求帯域を出力する。帯域割当手段１４は、推定手段１３の推定値と現在のコネクション群の割当要求帯域を用いてコネクション群に帯域割当を行う。
【００２２】
なお、現在のコネクション群の割当要求帯域を推定手段１３および帯域割当手段１４に接続することにより、帯域割当手段１４は、現在のコネクション群の割当要求帯域を推定手段１３を介さずに直接入力してもよい（図中破線の経路）。
【００２３】
本実施形態のコネクションとは、パス、ＡＴＭのＶＣ、ＡＴＭのＶＰ等に相当する。コネクション群とは複数のＶＣを収容するＶＰ、複数のＶＣまたは複数のＶＰを収容するＴ−ＣＯＮＴ等を意味する。保証帯域とはＡＴＣ／ＱｏＳがＧＦＲやＡＢＲであるＡＴＭコネクションのＭＣＲ、ＡＴＣ／ＱｏＳがＳＢＲであるＡＴＭコネクションのＳＣＲに相当する。また、ＡＴＣ／ＱｏＳがＵＢＲであるコネクションの場合、個別のコネクションに対して明示的な保証帯域は存在しないが、ＵＢＲのみのコネクションからなるコネクション群であっても、コネクション群として保証帯域がある場合がある。この場合には、コネクション群の保証帯域をもってコネクションの保証帯域の総和とみなす。現在のコネクション群の割当要求帯域は、文献１および文献２で示されるように、被帯域割当回路からの申告か、割当帯域の使用状況の観測のいずれかまたは両方の組み合わせを用いて予測することにより取得している。
【００２４】
本実施形態では、過去に割り当てた帯域のコネクションごとの使用状況を観測することにより、保証帯域相当の割当要求帯域を推定することができるので、文献２に示す従来技術と異なり、保証帯域相当の割当要求帯域を申告する必要がない。そのため、保証帯域相当の割当要求帯域を申告するための帯域を消費する必要がなく、被帯域割当装置への入力帯域が保証帯域を超過しているか否か監視するＵＰＣのような装置も不要となる。
【００２５】
＜第２の実施形態：請求項２＞
本発明の帯域割当回路の第２の実施形態は、第１の実施形態においてＣＬＰ０／ＣＬＰ１を用いた場合の変形例を示す。本実施形態は、情報を伝達するためのフレームに保証帯域を超過しない帯域利用であるか保証帯域を超過した帯域利用であるかを示すために確保されているフィールドの記載が正しく行われている場合に用いることを想定したものである。このようなフィールドの例としては、例えばＡＴＭの場合にはヘッダに設けられた、保証帯域相当のセルであるか否かを明示的に示すためのフィールドであるＣＬＰビットである。
【００２６】
本実施形態の特徴は、図１に示す観測手段１１の構成の違いにある。本実施形態の観測手段は、保証帯域を超過していない値が入力されているフレーム数を計数することで保証帯域相当の使用帯域を観測することができる。本実施形態は、コネクションごとに保証帯域相当の使用帯域を観測することなく、保証帯域相当の使用帯域が観測可能であるので、第１の実施形態に比べて観測手段の回路規模を軽減することができる。
【００２７】
＜第３の実施形態：請求項３＞
本発明の帯域割当回路の第３の実施形態の特徴は、図１に示す積算手段１２の構成の違いにある。本実施形態の積算手段は、観測値からコネクション群を構成する各コネクションの保証帯域相当の使用帯域をコネクション群単位に積算する代わりに、コネクション群を構成する各コネクションで帯域を使用したコネクションを識別し、帯域を使用したコネクションの保証帯域の総和を積算し、積算値として出力する。
【００２８】
本実施形態の利点は、第１の実施形態に比べて、積算手段１２の構成が簡単になることである。これは、第１の実施形態では、ＵＰＣに相当する機能をコネクションごとに具備し、コネクションごとの保証帯域相当の使用帯域までを積算する必要があったのに対して、本実施形態ではコネクションごとの使用未使用のみを識別するだけで積算が可能となるためである。本実施形態は、データトラヒックの特徴として、使用するときはバースト的に大量のトラヒックを出力し、使用しないときはほとんどトラヒックを出力しない特性を利用したものであり、少しでも当該コネクションにトラヒックがある場合は、保証帯域相当の割当要求帯域があると推定することで可能となる。
【００２９】
＜第４の実施形態：請求項１，１０＞
本発明の帯域割当回路の第４の実施形態の特徴は、図１に示す帯域割当手段１４の処理手順の違いにある。第４の実施形態における帯域割当手段１４の処理手順を図２および図３に示す。
【００３０】
図２において、帯域割当手段１４は、各コネクション群に保証帯域に相当する割当要求帯域の割り当てを行い、割り当て可能な余剰帯域があれば、その余剰帯域をコネクション群の保証帯域に相当する割当要求帯域の比で割り当てる。すなわち、コネクション群を構成する各コネクションの保証帯域相当の割当要求帯域の総和に比例してコネクション群間で余剰帯域を割り当てる。
【００３１】
さらに、帯域割当手段１４は図３のフローチャートに示すように、余剰帯域の割り当ての結果、コネクション群の割当要求帯域を超過またはコネクション群に割り当てが許容される最大帯域の設定値を超過する割り当てがあれば、超過分を新たな余剰帯域として扱い、超過したコネクション群を余剰帯域割当の対象から除外し、再割り当て処理を行う。これにより、帯域利用効率を向上させることができる。
【００３２】
本実施形態の帯域割当手段１４では、上述した従来技術の帯域割当では実現できない場合のある異なるコネクション群に属するコネクション間での公平な帯域割当を実現することができる。
【００３３】
本実施形態により公平な割り当てが行われる例について示す。ＧＦＲコネクション１からコネクション５までの５コネクションがあり、それぞれがＭＣＲ30Ｍbit/s 、ＰＣＲ 150Ｍbit/s が設定されており、５コネクションで 150Ｍbit/s を共用するものとする。コネクション１とコネクション２はコネクション群Ａを構成し、コネクション３からコネクション５まではコネクション群Ｂを構成するものとする。コネクション群は合計150 Ｍbit/s を共用するものとし、コネクション群の設定値は構成要素となるコネクションの設定値の総和とする。ここで、コネクション１とコネクション２とコネクション３のみＰＣＲまでデータの入力があるものとする。本実施形態では、保証帯域分が60Ｍ：30Ｍであり、余剰帯域は40Ｍ：20Ｍであり、合計が 100Ｍ：50Ｍとなり、コネクションでは50Ｍとなって公平となる。
【００３４】
以上示した各本実施形態は、異なるコネクション群に収容されるコネクション間で公平な余剰帯域割当を実現することができる。
【００３５】
＜第５の実施形態：請求項１０＞
本実施形態は、請求項１０に示す帯域割当方法を実現する帯域割当回路の構成であり、図４に示すように帯域割当手段１４のみで構成される。
【００３６】
この帯域割当手段１４は、現在のコネクション群の割当要求帯域とコネクション群の保証帯域相当の割当要求帯域を入力し、帯域割当を行う。本実施形態と第３の実施形態との違いは、観測手段１１、積算手段１２および推定手段１３をもたず、過去のコネクション群への割当帯域に関するコネクションごとの使用状況を入力する代わりに、現在のコネクション群の保証帯域相当の割当要求帯域を入力するところにある。
【００３７】
＜第６の実施形態：請求項６，１０＞
本発明の帯域割当回路の第６の実施形態の特徴は、図１に示す推定手段１３の構成の違いにある。本実施形態の推定手段は、積算手段１２の積算値と現在のコネクション群の割当要求帯域を入力し、その小さい値を保証帯域相当の割当要求帯域として推定する構成である。
【００３８】
第１の実施形態では、過去の使用帯域より推定した保証帯域相当の割当要求帯域が現在のコネクション群全体の割当要求帯域を超過した場合でも、保証帯域相当の割当要求帯域があると想定するため、不必要な帯域割当がなされる問題があった。本実施形態の推定手段１３では、過去の使用帯域より推定した保証帯域相当の割当要求帯域の上限値を現在のコネクション群全体の割当要求帯域とするため、不必要な帯域割当がなくなり、帯域の利用効率を向上させることができる。
【００３９】
＜第７の実施形態：請求項７，１１＞
本発明の帯域割当回路の第７の実施形態の特徴は、図１に示す推定手段１３の構成の違いにある。本実施形態の推定手段は、過去のコネクション群の割当要求帯域に対する現在のコネクション群の割当要求帯域の増加分が、該コネクション群を構成するコネクション内で帯域を使用しているコネクションの保証帯域の総和または該コネクション群を構成する全コネクションの保証帯域の総和のいずれかから積算値を差し引いた値を超過しない分だけ積算値に加算し、コネクション群の保証帯域相当の割当要求帯域として推定する構成である。
【００４０】
第１の実施形態では、過去に使用した保証帯域相当から現在の保証帯域相当の割当要求帯域を推定していたため、コネクション群全体の割当要求帯域の増減に伴い保証帯域相当の割当要求帯域の増減があった場合に対応が遅れる問題があった。本実施形態の推定手段１３では、保証帯域相当の割当要求帯域の増減の変化を推定し、保証帯域相当の割当要求帯域の変化に迅速に対応させることができる。
【００４１】
＜第８の実施形態：請求項８＞
本発明の帯域割当回路の第８の実施形態の特徴は、図１に示す推定手段１３の構成の違いにある。本実施形態の推定手段は、コネクション群を構成する各コネクションの過去の使用要求帯域に対する現在の割当要求帯域の増加分で、各コネクションの保証帯域に含まれる帯域を、コネクション群の保証帯域相当の割当要求帯域に加算してコネクション群の保証帯域相当の割当要求帯域として推定する。
【００４２】
第７の実施形態では、コネクション群全体として保証帯域相当の帯域を推定しているので、保証帯域を超過して帯域を利用しているコネクションの割当要求帯域の増加を、保証帯域を超過せずに帯域を利用しているコネクションの保証帯域相当の割当要求帯域の増減と誤る問題がある。本実施形態では、コネクションごとに保証帯域相当の帯域増加を予測するために、保証帯域相当の割当要求帯域増減をより正確に予測することができる。
【００４３】
＜第９の実施形態：請求項９＞
本発明の帯域割当回路の第９の実施形態の特徴は、図１に示す積算手段１２および推定手段１３の構成の違いにある。本実施形態の積算手段１２は、観測手段１１の観測値からコネクション群を構成する各コネクションの最大帯域を超過して使用した帯域の総和を積算値として出力する。推定手段１３は、現在のコネクション群の割当要求帯域と、該コネクション群の前回の割当帯域から積算値（コネクション群を構成する各コネクションの最大帯域を超過して使用した帯域の総和）を差し引いた帯域とを比較し、その少ない方の帯域を現在のコネクション群の割当要求帯域として推定する。
【００４４】
本実施形態では、コネクション群を構成するコネクションの中にコネクションに許容された最大帯域を超過して帯域を使用しているコネクションの存在を検出することで、コネクション群に対して不必要な帯域割当がなされていることを検出し、不必要な帯域割当を抑制する。これにより、帯域の使用効率を向上させることができる。
【００４５】
＜第１０の実施形態：請求項５，１３＞
本発明の帯域割当回路の第１０の実施形態の特徴は、図１に示す積算手段１２、推定手段１３および帯域割当手段１４の構成の違いにある。本実施形態の積算手段は、観測値からコネクション群を構成する各コネクションの保証帯域相当の使用帯域と、保証帯域を有するコネクションの保証帯域を超過する使用帯域と、保証帯域を有しないコネクションの使用帯域の各値をそれぞれコネクション群単位に積算し、積算値として出力する。
【００４６】
推定手段１３は、コネクション群を構成する各コネクションの保証帯域相当の使用帯域と、保証帯域を有するコネクションの保証帯域を超過する使用帯域と、保証帯域を有しないコネクションの使用帯域の各値を積算手段１２から入力し、現在のコネクション群全体の割当要求帯域の過去からの増加分が、帯域を使用しているコネクションの保証帯域の総和またはコネクション群を構成する全コネクションの保証帯域の総和を上限として、保証帯域相当の帯域要求と推定する。そして、保証帯域相当の帯域要求の追加で、現在のコネクション群全体の割当要求帯域の過去からの増加分が超過する分は、保証帯域を有して帯域を使用しているコネクションの最大帯域の総和、またはコネクション群を構成するコネクションで保証帯域を有する全コネクションの最大帯域の総和を上限として、保証帯域を有するコネクションの割当要求帯域と推定する。この推定によっても、現在のコネクション群全体の割当要求帯域の過去からの増加分が超過する分は、保証帯域を有しないコネクションの帯域要求と推定する。
【００４７】
帯域割当手段１４は、推定手段１３の推定値に基づき、コネクション群に保証帯域に相当する割当要求帯域を割り当てる。全コネクション群に対する保証帯域に相当する割当要求帯域を割り当て後に、コネクション群に保証帯域を有するコネクションの保証帯域を超過する割当要求帯域を割り当てる。全コネクション群に対する保証帯域を有するコネクションの保証帯域を超過する割当要求帯域を割り当て後に、コネクション群に保証帯域を有しないコネクションの割当要求帯域をコネクション群で均等に割り当てる。
【００４８】
本実施形態では、保証帯域と保証帯域を超過する帯域を有するＧＦＲコネクションと、保証帯域を有しないＵＢＲコネクションのように複数の余剰帯域の割当優先度があるコネクションを含むコネクション群に対して、帯域割当を公平に実現することができる。
【００４９】
＜第１１の実施形態：請求項４＞
本発明の帯域割当回路の第１１の実施形態の特徴は、図１に示す積算手段１２、推定手段１３および帯域割当手段１４の構成の違いにある。本実施形態の積算手段１２は、観測値からコネクション群を構成する各コネクションの保証帯域相当の使用帯域と、保証帯域を超過する使用帯域をサービス品目ごとにそれぞれコネクション群単位で積算し、積算値として出力する。ここで、異なるサービス品目とは、ＡＴＭのＡＴＣ／ＱｏＳであれば、ＧＦＲとＳＢＲとＵＢＲのように異なるＡＴＣ／ＱｏＳであり、ユーザごとに定義されるサービスであれば利用ユーザ等の違いを意味する。
【００５０】
推定手段１３は、コネクション群を構成する各コネクションの保証帯域相当の使用帯域と保証帯域を超過する使用帯域とのサービス品目ごとの各値を積算手段１２から入力し、サービス品目ごとの現在のコネクション群全体の割当要求帯域の過去からの増加分を上限として、保証帯域相当の帯域要求と推定する。そして、保証帯域相当の帯域要求の追加で、現在のコネクション群全体の割当要求帯域の過去からの増加分が超過する分は、サービス品目ごとの保証帯域を超過する割当要求帯域と推定する。
【００５１】
帯域割当手段１４は、推定手段１３の推定値に基づき、コネクション群に各サービス品目の保証帯域に相当する割当要求帯域を割り当てる。全コネクションの全サービス品目の保証帯域に相当する割当要求帯域を割り当て後に、サービス品目ごとの保証帯域を超過する割当要求帯域を均等またはサービス品目ごとの保証帯域に相当する割当要求帯域比で割り当てる。
【００５２】
本実施形態では、同一コネクション群に様々なサービス品目を含み、サービス品目間で帯域使用をしないコネクション群に対しても公平な帯域割当を実現することができる。
【００５３】
＜第１２の実施形態：請求項１２＞
本発明の帯域割当回路の第１２の実施形態の特徴は、図１に示す推定手段１４の構成の違いにある。第３の実施形態では、コネクションの保証帯域に相当する割当要求帯域の総和の比で割り当てを行ったが、本実施形態では、コネクション群を構成する各コネクションの保証帯域相当の割当要求帯域の総和と該コネクション群自体の保証帯域設定の小さい方の値、または前記コネクション群で帯域を使用しているコネクションの保証帯域の総和と該コネクション群自体の保証帯域設定の小さい方の値を用いてコネクション群間で余剰帯域を割り当てる。
【００５４】
この推定手段１４の処理手順の違いにより、第３の実施形態と異なってコネクション群自体に保証帯域が設定されており、該コネクション群の保証帯域設定が該コネクション群を構成するコネクションの保証帯域の合計値に満たない場合でも正常に帯域割当を実現することができる。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の帯域割当回路および帯域割当方法は、保証帯域比ではなく、保証帯域比相当の要求帯域比で余剰帯域を割り当てることにより、異なるコネクション群に収容されるコネクション間で公平な帯域割当が可能となる。
【００５６】
また、ＯＮＴで保証帯域相当の帯域を申告する代わりに、ＯＬＴでコネクションごとにＭＣＲ相当の導通帯域を観測し、Ｔ−ＣＯＮＴごとの保証帯域相当の要求帯域を推定することにより、申告に伴う帯域使用の問題を解決し、かつ帯域割当対象であるコネクション群に含まれる個々のコネクションに対して公平に帯域を割り当てることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の帯域割当回路の第１の実施形態を示すブロック図。
【図２】第３の実施形態における帯域割当手段１４の第１の処理手順を示すフローチャート。
【図３】第３の実施形態における帯域割当手段１４の第２の処理手順を示すフローチャート。
【図４】本発明の帯域割当回路の第４の実施形態を示すブロック図。
【符号の説明】
１１ 観測手段
１２ 積算手段
１３ 推定手段
１４ 帯域割当手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のコネクションからなるコネクション群に対して帯域を割り当てる帯域割当回路および帯域割当方法に関する。特に、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ983.1 等に記載されているＡＴＭ−ＰＯＮにおいて、動的に帯域を割り当てる帯域割当回路および帯域割当方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
公平な帯域割当方法としては、例えば設定された保証帯域の総和の比、設定された最大帯域の総和から設定された保証帯域の総和を減じた帯域の比、割当要求帯域の比などが提案されている（文献１：M.Yoshino et al.,"DBA Function for Broadband Passive Optical Network Systems",OHAN/FSAN 2001,3.1,Apr.2001)。
【０００３】
また、複数のコネクションからコネクション群が構成され、各コネクション群に対して帯域が割り当てられる場合に、異なるコネクション群に収容されるコネクション間での余剰帯域割当に不公平が発生することがある。それは、個別のコネクションに帯域を割り当てずにコネクション群に対して割り当てを実施するためであるが、その理由として、帯域割当を要求する割当要求帯域を帯域割当回路に申告するために使用する申告帯域が無視できない場合や、割当帯域の粒度が粗いためにコネクションごとでは分割損が無視できない場合がある。さらに、コネクションとコネクション群をＯＳＩで定義される別々のレイヤに配置する場合である。この場合、申告や割当を上位レイヤのアプリケーションに無依存に設定することが可能であり、様々なアプリケーションを多重することができたり、レイヤ別に独立してハンドリングができる等の効果から用いられる。
【０００４】
このような装置として、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ983.1 等に示されるＡＴＭ−ＰＯＮまたはＢＰＯＮと呼ばれる装置がある。ＢＰＯＮのＴ−ＣＯＮＴがコネクション群に相当する。ＢＰＯＮではＴ−ＣＯＮＴに対して、収容コネクションの要求帯域総和と保証帯域設定に基づいて帯域を割り当てる。収容されるＴ−ＣＯＮＴによるコネクション間の不公平を解消することを目的に、例えばＵＰＣ相当の回路をＯＮＴ（Optical Network Terminal) に具備することにより、計数する保証帯域相当の要求帯域を申告する方法が提案されている（文献２：Frank J Effenberger et al.,"ATM contract enforcement over G.983.1 compatible ATM PON system",OHAN/FSAN 2001,3.2,Apr.2001) 。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、個別のコネクションに対する公平性を考慮したコネクション群に対すく余剰帯域割当法として妥当なものがなかった。ここで、従来の帯域割当の例として、文献１において妥当とする保証帯域比と、文献２に示される最大帯域比を用いた例を示す。
【０００６】
ＧＦＲコネクション１からコネクション５までの５コネクションがあり、それぞれがＭＣＲ（Minimum Cell Rate)30Ｍbit/s 、ＰＣＲ（Peak Cell Rate)150Ｍbit/s が設定されており、５コネクションで 150Ｍbit/s を共用するものとする。コネクション１とコネクション２はコネクション群Ａを構成し、コネクション３からコネクション５まではコネクション群Ｂを構成するものとする。コネクション群は合計150 Ｍbit/s を共用するものとして、コネクション群の設定値は構成要素となるコネクションの設定値の総和とする。ここで、コネクション１とコネクション２とコネクション３のみＰＣＲまでデータの入力があるものとする。
【０００７】
余剰帯域割当が、コネクション群全体の保証帯域比である場合には60Ｍ：90Ｍであるので、コネクション群として割当帯域はそれぞれ60Ｍ、90Ｍとなり、コネクションでは30Ｍと90Ｍとなり不公平が生じる。一方、コネクション群全体の最大帯域比である場合には保証帯域分は60Ｍ：30Ｍであり、余剰帯域は30Ｍ：30Ｍであり、合計が90Ｍ：60Ｍとなり、コネクションでは45Ｍと60Ｍとなり不公平が生じる。
【０００８】
また、文献２で提案されている従来の方法は、以下のような問題が無視できない。(1) コネクション群当たり複数の申告値を申告し、申告に要する帯域が数倍に増加する問題がある。(2) 収容コネクション数、ＱｏＳに対応する複数の申告オプションが存在し、オプションを選択する手順が必要となる。この手順の追加に伴い、ＯＮＴ側の管理情報および機能が複雑化する問題がある。(3) コネクションごとのＭＣＲ相当の要求帯域を検出してコネクション群全体の保証帯域相当の要求帯域を積算するために、ＵＰＣ相当の回路をＯＮＴに新規に組み込む必要があり、ＯＮＴコストが増加する問題がある。
【０００９】
本発明は、帯域割当対象であるコネクション群に含まれる個々のコネクションに対して公平に帯域を割り当てることができる帯域割当回路および帯域割当方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、少なくとも１つの保証帯域設定を有するコネクションから構成されるコネクション群があり、１または複数のコネクション群に帯域を割り当てる帯域割当回路において、過去のコネクション群への割当帯域に関するコネクションごとの使用状況を観測し、観測値として出力する観測手段と、観測値を入力し、その観測値からコネクション群を構成する各コネクションの保証帯域相当の使用帯域をコネクション群単位に積算し、積算値として出力する積算手段と、積算値と現在のコネクション群の割当要求帯域を入力し、現在のコネクション群の保証帯域相当の割当要求帯域を推定し、その推定値と現在のコネクション群の割当要求帯域を出力する推定手段と、推定値と現在のコネクション群の割当要求帯域を用いてコネクション群に帯域割当を行う帯域割当手段とを備える（請求項１）。
【００１１】
観測手段は、保証帯域以上の帯域利用を示すフィールドに保証帯域以上の帯域利用を意味する値を記載したフレームと、保証帯域以下の帯域利用を示すフィールドに保証帯域以下の帯域利用を意味する値を記載したフレームのフィールドの値から保証帯域相当の使用状況を観測し、観測値として出力する構成としてもよい（請求項２）。
【００１２】
積算手段は、観測値からコネクション群を構成する各コネクションで帯域を使用したコネクションを識別し、帯域を使用したコネクションの保証帯域の総和を積算し、積算値として出力する構成としてもよい（請求項３）。また、コネクション群が異なるサービス品目に分類される複数のコネクションからなる場合に、積算手段は、観測値からサービス品目ごとに保証帯域相当の使用帯域と、保証帯域を超過する使用帯域の各値を、それぞれコネクション群単位で積算し、積算値として出力する構成としてもよい（請求項４）。また、積算手段は、観測値からコネクション群を構成する各コネクションの保証帯域相当の使用帯域と、保証帯域を有するコネクションの保証帯域を超過する使用帯域と、保証帯域を有しないコネクションの使用帯域の各値をそれぞれコネクション群単位に積算し、積算値として出力する構成としてもよい（請求項５）。
【００１３】
推定手段は、積算値がコネクション群の割当要求帯域を超過する場合、そのコネクション群の割当要求帯域を保証帯域相当の割当要求帯域として推定する構成としてもよい（請求項６）。また、推定手段は、過去のコネクション群の割当要求帯域に対する現在のコネクション群の割当要求帯域の増加分が、該コネクション群で帯域を使用しているコネクションの保証帯域の総和または該コネクション群を構成する全コネクションの保証帯域の総和のいずれかから積算値を差し引いた値を超過しない分だけ積算値に加算し、コネクション群の保証帯域相当の割当要求帯域として推定する構成としてもよい（請求項７）。
【００１４】
また、推定手段は、コネクション群を構成する各コネクションの過去の使用要求帯域に対する現在の割当要求帯域の増加分で、各コネクションの保証帯域に含まれる帯域を、コネクション群の保証帯域相当の割当要求帯域に加算してコネクション群の保証帯域相当の割当要求帯域として推定する構成としてもよい（請求項８）。
【００１５】
積算手段は、観測値からコネクション群を構成する各コネクションの保証帯域相当の使用帯域をコネクション群単位で積算した積算値に加え、観測値からコネクション群を構成する各コネクションの最大帯域を超過して使用した帯域の総和を積算値として出力する構成であり、推定手段は、現在のコネクション群の割当要求帯域と、該コネクション群の前回の割当帯域から積算値であるコネクション群を構成する各コネクションの最大帯域を超過して使用した帯域の総和を差し引いた帯域とを比較し、その少ない方の帯域を現在のコネクション群の割当要求帯域として推定する構成としてもよい（請求項９）。
【００１６】
本発明は、少なくとも１つの保証帯域設定を有するコネクションから構成されるコネクション群があり、複数のコネクション群に帯域を割り当てる帯域割当方法において、コネクション群を構成する各コネクションの保証帯域相当の割当要求帯域の総和を用いてコネクション群間で余剰帯域を割り当てる（請求項１０）。
【００１７】
本発明は、少なくとも１つの保証帯域設定を有するコネクションから構成されるコネクション群があり、複数のコネクション群に帯域を割り当てる帯域割当方法において、コネクション群で帯域を使用しているコネクションの保証帯域の総和を用いてコネクション群間で余剰帯域を割り当てる（請求項１１）。
【００１８】
また、コネクション群自体に保証帯域が設定されており、コネクション群の保証帯域設定が、該コネクション群を構成するコネクションの保証帯域の合計値に満たない場合に、コネクション群を構成する各コネクションの保証帯域相当の割当要求帯域の総和と該コネクション群自体の保証帯域設定の小さい方の値、またはコネクション群で帯域を使用しているコネクションの保証帯域の総和と該コネクション群自体の保証帯域設定の小さい方の値を用いてコネクション群間で余剰帯域を割り当てるようにしてもよい（請求項１２）。
【００１９】
本発明は、少なくとも１つの保証帯域設定を有するコネクションから構成されるコネクション群があり、複数のコネクション群に帯域を割り当てる帯域割当方法において、コネクション群中で保証帯域を有するコネクションの保証帯域を超過する使用帯域に相当する積算値を上限として、コネクション群で帯域を使用しているコネクションの保証帯域の総和、または各コネクションの保証帯域相当の使用帯域の総和を用いて余剰帯域を割り当て、全コネクション群の保証帯域を有する各コネクションの保証帯域を超過する使用帯域に相当する積算値に対する余剰帯域割り当て終了後に、未割り当ての割当要求帯域に対して均等に余剰帯域を割り当てる（請求項１３）。
【００２０】
【発明の実施の形態】
＜第１の実施形態：請求項１＞
図１は、本発明の帯域割当回路の第１の実施形態を示す。図において、本実施形態の帯域割当回路は、観測手段１１、積算手段１２、推定手段１３および帯域割当手段１４により構成される。
【００２１】
観測手段１１は、過去のコネクション群への割当帯域に関するコネクションごとの使用状況を観測し、観測値として出力する。積算手段１２は、観測手段１１の観測値を入力し、その観測値からコネクション群を構成する各コネクションの保証帯域相当の使用帯域をコネクション群単位に積算し、積算値として出力する。推定手段１３は、積算手段１２の積算値と現在のコネクション群の割当要求帯域を入力し、現在のコネクション群の割当要求帯域に占める保証帯域相当の割当要求帯域を推定し、その推定値と現在のコネクション群の割当要求帯域を出力する。帯域割当手段１４は、推定手段１３の推定値と現在のコネクション群の割当要求帯域を用いてコネクション群に帯域割当を行う。
【００２２】
なお、現在のコネクション群の割当要求帯域を推定手段１３および帯域割当手段１４に接続することにより、帯域割当手段１４は、現在のコネクション群の割当要求帯域を推定手段１３を介さずに直接入力してもよい（図中破線の経路）。
【００２３】
本実施形態のコネクションとは、パス、ＡＴＭのＶＣ、ＡＴＭのＶＰ等に相当する。コネクション群とは複数のＶＣを収容するＶＰ、複数のＶＣまたは複数のＶＰを収容するＴ−ＣＯＮＴ等を意味する。保証帯域とはＡＴＣ／ＱｏＳがＧＦＲやＡＢＲであるＡＴＭコネクションのＭＣＲ、ＡＴＣ／ＱｏＳがＳＢＲであるＡＴＭコネクションのＳＣＲに相当する。また、ＡＴＣ／ＱｏＳがＵＢＲであるコネクションの場合、個別のコネクションに対して明示的な保証帯域は存在しないが、ＵＢＲのみのコネクションからなるコネクション群であっても、コネクション群として保証帯域がある場合がある。この場合には、コネクション群の保証帯域をもってコネクションの保証帯域の総和とみなす。現在のコネクション群の割当要求帯域は、文献１および文献２で示されるように、被帯域割当回路からの申告か、割当帯域の使用状況の観測のいずれかまたは両方の組み合わせを用いて予測することにより取得している。
【００２４】
本実施形態では、過去に割り当てた帯域のコネクションごとの使用状況を観測することにより、保証帯域相当の割当要求帯域を推定することができるので、文献２に示す従来技術と異なり、保証帯域相当の割当要求帯域を申告する必要がない。そのため、保証帯域相当の割当要求帯域を申告するための帯域を消費する必要がなく、被帯域割当装置への入力帯域が保証帯域を超過しているか否か監視するＵＰＣのような装置も不要となる。
【００２５】
＜第２の実施形態：請求項２＞
本発明の帯域割当回路の第２の実施形態は、第１の実施形態においてＣＬＰ０／ＣＬＰ１を用いた場合の変形例を示す。本実施形態は、情報を伝達するためのフレームに保証帯域を超過しない帯域利用であるか保証帯域を超過した帯域利用であるかを示すために確保されているフィールドの記載が正しく行われている場合に用いることを想定したものである。このようなフィールドの例としては、例えばＡＴＭの場合にはヘッダに設けられた、保証帯域相当のセルであるか否かを明示的に示すためのフィールドであるＣＬＰビットである。
【００２６】
本実施形態の特徴は、図１に示す観測手段１１の構成の違いにある。本実施形態の観測手段は、保証帯域を超過していない値が入力されているフレーム数を計数することで保証帯域相当の使用帯域を観測することができる。本実施形態は、コネクションごとに保証帯域相当の使用帯域を観測することなく、保証帯域相当の使用帯域が観測可能であるので、第１の実施形態に比べて観測手段の回路規模を軽減することができる。
【００２７】
＜第３の実施形態：請求項３＞
本発明の帯域割当回路の第３の実施形態の特徴は、図１に示す積算手段１２の構成の違いにある。本実施形態の積算手段は、観測値からコネクション群を構成する各コネクションの保証帯域相当の使用帯域をコネクション群単位に積算する代わりに、コネクション群を構成する各コネクションで帯域を使用したコネクションを識別し、帯域を使用したコネクションの保証帯域の総和を積算し、積算値として出力する。
【００２８】
本実施形態の利点は、第１の実施形態に比べて、積算手段１２の構成が簡単になることである。これは、第１の実施形態では、ＵＰＣに相当する機能をコネクションごとに具備し、コネクションごとの保証帯域相当の使用帯域までを積算する必要があったのに対して、本実施形態ではコネクションごとの使用未使用のみを識別するだけで積算が可能となるためである。本実施形態は、データトラヒックの特徴として、使用するときはバースト的に大量のトラヒックを出力し、使用しないときはほとんどトラヒックを出力しない特性を利用したものであり、少しでも当該コネクションにトラヒックがある場合は、保証帯域相当の割当要求帯域があると推定することで可能となる。
【００２９】
＜第４の実施形態：請求項１，１０＞
本発明の帯域割当回路の第４の実施形態の特徴は、図１に示す帯域割当手段１４の処理手順の違いにある。第４の実施形態における帯域割当手段１４の処理手順を図２および図３に示す。
【００３０】
図２において、帯域割当手段１４は、各コネクション群に保証帯域に相当する割当要求帯域の割り当てを行い、割り当て可能な余剰帯域があれば、その余剰帯域をコネクション群の保証帯域に相当する割当要求帯域の比で割り当てる。すなわち、コネクション群を構成する各コネクションの保証帯域相当の割当要求帯域の総和に比例してコネクション群間で余剰帯域を割り当てる。
【００３１】
さらに、帯域割当手段１４は図３のフローチャートに示すように、余剰帯域の割り当ての結果、コネクション群の割当要求帯域を超過またはコネクション群に割り当てが許容される最大帯域の設定値を超過する割り当てがあれば、超過分を新たな余剰帯域として扱い、超過したコネクション群を余剰帯域割当の対象から除外し、再割り当て処理を行う。これにより、帯域利用効率を向上させることができる。
【００３２】
本実施形態の帯域割当手段１４では、上述した従来技術の帯域割当では実現できない場合のある異なるコネクション群に属するコネクション間での公平な帯域割当を実現することができる。
【００３３】
本実施形態により公平な割り当てが行われる例について示す。ＧＦＲコネクション１からコネクション５までの５コネクションがあり、それぞれがＭＣＲ30Ｍbit/s 、ＰＣＲ 150Ｍbit/s が設定されており、５コネクションで 150Ｍbit/s を共用するものとする。コネクション１とコネクション２はコネクション群Ａを構成し、コネクション３からコネクション５まではコネクション群Ｂを構成するものとする。コネクション群は合計150 Ｍbit/s を共用するものとし、コネクション群の設定値は構成要素となるコネクションの設定値の総和とする。ここで、コネクション１とコネクション２とコネクション３のみＰＣＲまでデータの入力があるものとする。本実施形態では、保証帯域分が60Ｍ：30Ｍであり、余剰帯域は40Ｍ：20Ｍであり、合計が 100Ｍ：50Ｍとなり、コネクションでは50Ｍとなって公平となる。
【００３４】
以上示した各本実施形態は、異なるコネクション群に収容されるコネクション間で公平な余剰帯域割当を実現することができる。
【００３５】
＜第５の実施形態：請求項１０＞
本実施形態は、請求項１０に示す帯域割当方法を実現する帯域割当回路の構成であり、図４に示すように帯域割当手段１４のみで構成される。
【００３６】
この帯域割当手段１４は、現在のコネクション群の割当要求帯域とコネクション群の保証帯域相当の割当要求帯域を入力し、帯域割当を行う。本実施形態と第３の実施形態との違いは、観測手段１１、積算手段１２および推定手段１３をもたず、過去のコネクション群への割当帯域に関するコネクションごとの使用状況を入力する代わりに、現在のコネクション群の保証帯域相当の割当要求帯域を入力するところにある。
【００３７】
＜第６の実施形態：請求項６，１０＞
本発明の帯域割当回路の第６の実施形態の特徴は、図１に示す推定手段１３の構成の違いにある。本実施形態の推定手段は、積算手段１２の積算値と現在のコネクション群の割当要求帯域を入力し、その小さい値を保証帯域相当の割当要求帯域として推定する構成である。
【００３８】
第１の実施形態では、過去の使用帯域より推定した保証帯域相当の割当要求帯域が現在のコネクション群全体の割当要求帯域を超過した場合でも、保証帯域相当の割当要求帯域があると想定するため、不必要な帯域割当がなされる問題があった。本実施形態の推定手段１３では、過去の使用帯域より推定した保証帯域相当の割当要求帯域の上限値を現在のコネクション群全体の割当要求帯域とするため、不必要な帯域割当がなくなり、帯域の利用効率を向上させることができる。
【００３９】
＜第７の実施形態：請求項７，１１＞
本発明の帯域割当回路の第７の実施形態の特徴は、図１に示す推定手段１３の構成の違いにある。本実施形態の推定手段は、過去のコネクション群の割当要求帯域に対する現在のコネクション群の割当要求帯域の増加分が、該コネクション群を構成するコネクション内で帯域を使用しているコネクションの保証帯域の総和または該コネクション群を構成する全コネクションの保証帯域の総和のいずれかから積算値を差し引いた値を超過しない分だけ積算値に加算し、コネクション群の保証帯域相当の割当要求帯域として推定する構成である。
【００４０】
第１の実施形態では、過去に使用した保証帯域相当から現在の保証帯域相当の割当要求帯域を推定していたため、コネクション群全体の割当要求帯域の増減に伴い保証帯域相当の割当要求帯域の増減があった場合に対応が遅れる問題があった。本実施形態の推定手段１３では、保証帯域相当の割当要求帯域の増減の変化を推定し、保証帯域相当の割当要求帯域の変化に迅速に対応させることができる。
【００４１】
＜第８の実施形態：請求項８＞
本発明の帯域割当回路の第８の実施形態の特徴は、図１に示す推定手段１３の構成の違いにある。本実施形態の推定手段は、コネクション群を構成する各コネクションの過去の使用要求帯域に対する現在の割当要求帯域の増加分で、各コネクションの保証帯域に含まれる帯域を、コネクション群の保証帯域相当の割当要求帯域に加算してコネクション群の保証帯域相当の割当要求帯域として推定する。
【００４２】
第７の実施形態では、コネクション群全体として保証帯域相当の帯域を推定しているので、保証帯域を超過して帯域を利用しているコネクションの割当要求帯域の増加を、保証帯域を超過せずに帯域を利用しているコネクションの保証帯域相当の割当要求帯域の増減と誤る問題がある。本実施形態では、コネクションごとに保証帯域相当の帯域増加を予測するために、保証帯域相当の割当要求帯域増減をより正確に予測することができる。
【００４３】
＜第９の実施形態：請求項９＞
本発明の帯域割当回路の第９の実施形態の特徴は、図１に示す積算手段１２および推定手段１３の構成の違いにある。本実施形態の積算手段１２は、観測手段１１の観測値からコネクション群を構成する各コネクションの最大帯域を超過して使用した帯域の総和を積算値として出力する。推定手段１３は、現在のコネクション群の割当要求帯域と、該コネクション群の前回の割当帯域から積算値（コネクション群を構成する各コネクションの最大帯域を超過して使用した帯域の総和）を差し引いた帯域とを比較し、その少ない方の帯域を現在のコネクション群の割当要求帯域として推定する。
【００４４】
本実施形態では、コネクション群を構成するコネクションの中にコネクションに許容された最大帯域を超過して帯域を使用しているコネクションの存在を検出することで、コネクション群に対して不必要な帯域割当がなされていることを検出し、不必要な帯域割当を抑制する。これにより、帯域の使用効率を向上させることができる。
【００４５】
＜第１０の実施形態：請求項５，１３＞
本発明の帯域割当回路の第１０の実施形態の特徴は、図１に示す積算手段１２、推定手段１３および帯域割当手段１４の構成の違いにある。本実施形態の積算手段は、観測値からコネクション群を構成する各コネクションの保証帯域相当の使用帯域と、保証帯域を有するコネクションの保証帯域を超過する使用帯域と、保証帯域を有しないコネクションの使用帯域の各値をそれぞれコネクション群単位に積算し、積算値として出力する。
【００４６】
推定手段１３は、コネクション群を構成する各コネクションの保証帯域相当の使用帯域と、保証帯域を有するコネクションの保証帯域を超過する使用帯域と、保証帯域を有しないコネクションの使用帯域の各値を積算手段１２から入力し、現在のコネクション群全体の割当要求帯域の過去からの増加分が、帯域を使用しているコネクションの保証帯域の総和またはコネクション群を構成する全コネクションの保証帯域の総和を上限として、保証帯域相当の帯域要求と推定する。そして、保証帯域相当の帯域要求の追加で、現在のコネクション群全体の割当要求帯域の過去からの増加分が超過する分は、保証帯域を有して帯域を使用しているコネクションの最大帯域の総和、またはコネクション群を構成するコネクションで保証帯域を有する全コネクションの最大帯域の総和を上限として、保証帯域を有するコネクションの割当要求帯域と推定する。この推定によっても、現在のコネクション群全体の割当要求帯域の過去からの増加分が超過する分は、保証帯域を有しないコネクションの帯域要求と推定する。
【００４７】
帯域割当手段１４は、推定手段１３の推定値に基づき、コネクション群に保証帯域に相当する割当要求帯域を割り当てる。全コネクション群に対する保証帯域に相当する割当要求帯域を割り当て後に、コネクション群に保証帯域を有するコネクションの保証帯域を超過する割当要求帯域を割り当てる。全コネクション群に対する保証帯域を有するコネクションの保証帯域を超過する割当要求帯域を割り当て後に、コネクション群に保証帯域を有しないコネクションの割当要求帯域をコネクション群で均等に割り当てる。
【００４８】
本実施形態では、保証帯域と保証帯域を超過する帯域を有するＧＦＲコネクションと、保証帯域を有しないＵＢＲコネクションのように複数の余剰帯域の割当優先度があるコネクションを含むコネクション群に対して、帯域割当を公平に実現することができる。
【００４９】
＜第１１の実施形態：請求項４＞
本発明の帯域割当回路の第１１の実施形態の特徴は、図１に示す積算手段１２、推定手段１３および帯域割当手段１４の構成の違いにある。本実施形態の積算手段１２は、観測値からコネクション群を構成する各コネクションの保証帯域相当の使用帯域と、保証帯域を超過する使用帯域をサービス品目ごとにそれぞれコネクション群単位で積算し、積算値として出力する。ここで、異なるサービス品目とは、ＡＴＭのＡＴＣ／ＱｏＳであれば、ＧＦＲとＳＢＲとＵＢＲのように異なるＡＴＣ／ＱｏＳであり、ユーザごとに定義されるサービスであれば利用ユーザ等の違いを意味する。
【００５０】
推定手段１３は、コネクション群を構成する各コネクションの保証帯域相当の使用帯域と保証帯域を超過する使用帯域とのサービス品目ごとの各値を積算手段１２から入力し、サービス品目ごとの現在のコネクション群全体の割当要求帯域の過去からの増加分を上限として、保証帯域相当の帯域要求と推定する。そして、保証帯域相当の帯域要求の追加で、現在のコネクション群全体の割当要求帯域の過去からの増加分が超過する分は、サービス品目ごとの保証帯域を超過する割当要求帯域と推定する。
【００５１】
帯域割当手段１４は、推定手段１３の推定値に基づき、コネクション群に各サービス品目の保証帯域に相当する割当要求帯域を割り当てる。全コネクションの全サービス品目の保証帯域に相当する割当要求帯域を割り当て後に、サービス品目ごとの保証帯域を超過する割当要求帯域を均等またはサービス品目ごとの保証帯域に相当する割当要求帯域比で割り当てる。
【００５２】
本実施形態では、同一コネクション群に様々なサービス品目を含み、サービス品目間で帯域使用をしないコネクション群に対しても公平な帯域割当を実現することができる。
【００５３】
＜第１２の実施形態：請求項１２＞
本発明の帯域割当回路の第１２の実施形態の特徴は、図１に示す推定手段１４の構成の違いにある。第３の実施形態では、コネクションの保証帯域に相当する割当要求帯域の総和の比で割り当てを行ったが、本実施形態では、コネクション群を構成する各コネクションの保証帯域相当の割当要求帯域の総和と該コネクション群自体の保証帯域設定の小さい方の値、または前記コネクション群で帯域を使用しているコネクションの保証帯域の総和と該コネクション群自体の保証帯域設定の小さい方の値を用いてコネクション群間で余剰帯域を割り当てる。
【００５４】
この推定手段１４の処理手順の違いにより、第３の実施形態と異なってコネクション群自体に保証帯域が設定されており、該コネクション群の保証帯域設定が該コネクション群を構成するコネクションの保証帯域の合計値に満たない場合でも正常に帯域割当を実現することができる。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の帯域割当回路および帯域割当方法は、保証帯域比ではなく、保証帯域比相当の要求帯域比で余剰帯域を割り当てることにより、異なるコネクション群に収容されるコネクション間で公平な帯域割当が可能となる。
【００５６】
また、ＯＮＴで保証帯域相当の帯域を申告する代わりに、ＯＬＴでコネクションごとにＭＣＲ相当の導通帯域を観測し、Ｔ−ＣＯＮＴごとの保証帯域相当の要求帯域を推定することにより、申告に伴う帯域使用の問題を解決し、かつ帯域割当対象であるコネクション群に含まれる個々のコネクションに対して公平に帯域を割り当てることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の帯域割当回路の第１の実施形態を示すブロック図。
【図２】第３の実施形態における帯域割当手段１４の第１の処理手順を示すフローチャート。
【図３】第３の実施形態における帯域割当手段１４の第２の処理手順を示すフローチャート。
【図４】本発明の帯域割当回路の第４の実施形態を示すブロック図。
【符号の説明】
１１ 観測手段
１２ 積算手段
１３ 推定手段
１４ 帯域割当手段
Claims (13)
- 少なくとも１つの保証帯域設定を有するコネクションから構成されるコネクション群があり、１または複数のコネクション群に帯域を割り当てる帯域割当回路において、
過去のコネクション群への割当帯域に関するコネクションごとの使用状況を観測し、観測値として出力する観測手段と、
前記観測値を入力し、その観測値からコネクション群を構成する各コネクションの保証帯域相当の使用帯域をコネクション群単位に積算し、積算値として出力する積算手段と、
前記積算値と現在のコネクション群の割当要求帯域を入力し、現在のコネクション群の保証帯域相当の割当要求帯域を推定し、その推定値と現在のコネクション群の割当要求帯域を出力する推定手段と、
前記推定値と現在のコネクション群の割当要求帯域を用いてコネクション群に帯域割当を行う帯域割当手段と
を備えたことを特徴とする帯域割当回路。 - 請求項１に記載の帯域割当回路において、
前記観測手段は、保証帯域以上の帯域利用を示すフィールドに保証帯域以上の帯域利用を意味する値を記載したフレームと、保証帯域以下の帯域利用を示すフィールドに保証帯域以下の帯域利用を意味する値を記載したフレームの前記フィールドの値から保証帯域相当の使用状況を観測し、観測値として出力する構成である
を備えたことを特徴とする帯域割当回路。 - 請求項１に記載の帯域割当回路において、
前記積算手段は、前記観測値からコネクション群を構成する各コネクションで帯域を使用したコネクションを識別し、帯域を使用したコネクションの保証帯域の総和を積算し、積算値として出力する構成である
ことを特徴とする帯域割当回路。 - 請求項１に記載の帯域割当回路において、
前記コネクション群は、異なるサービス品目に分類される複数のコネクションからなり、
前記積算手段は、前記観測値からサービス品目ごとに保証帯域相当の使用帯域と、保証帯域を超過する使用帯域の各値を、それぞれコネクション群単位で積算し、積算値として出力する構成である
ことを特徴とする帯域割当回路。 - 請求項１に記載の帯域割当回路において、
前記積算手段は、前記観測値からコネクション群を構成する各コネクションの保証帯域相当の使用帯域と、保証帯域を有するコネクションの保証帯域を超過する使用帯域と、保証帯域を有しないコネクションの使用帯域の各値をそれぞれコネクション群単位に積算し、積算値として出力する構成である
ことを特徴とする帯域割当回路。 - 請求項１〜５のいずれかに記載の帯域割当回路において、
前記推定手段は、前記積算値がコネクション群の割当要求帯域を超過する場合、そのコネクション群の割当要求帯域を保証帯域相当の割当要求帯域として推定する構成である
ことを特徴とする帯域割当回路。 - 請求項１〜５のいずれかに記載の帯域割当回路において、
前記推定手段は、過去のコネクション群の割当要求帯域に対する現在のコネクション群の割当要求帯域の増加分が、該コネクション群で帯域を使用しているコネクションの保証帯域の総和または該コネクション群を構成する全コネクションの保証帯域の総和のいずれかから前記積算値を差し引いた値を超過しない分だけ積算値に加算し、コネクション群の保証帯域相当の割当要求帯域として推定する構成である
ことを特徴とする帯域割当回路。 - 請求項１〜５のいずれかに記載の帯域割当回路において、
前記推定手段は、コネクション群を構成する各コネクションの過去の使用要求帯域に対する現在の割当要求帯域の増加分で、各コネクションの保証帯域に含まれる帯域を、前記コネクション群の保証帯域相当の割当要求帯域に加算して前記コネクション群の保証帯域相当の割当要求帯域として推定する構成である
ことを特徴とする帯域割当回路。 - 請求項１に記載の帯域割当回路において、
前記積算手段は、前記観測値からコネクション群を構成する各コネクションの保証帯域相当の使用帯域をコネクション群単位で積算した積算値に加え、前記観測値からコネクション群を構成する各コネクションの最大帯域を超過して使用した帯域の総和を積算値として出力する構成であり、
前記推定手段は、現在のコネクション群の割当要求帯域と、該コネクション群の前回の割当帯域から前記積算値であるコネクション群を構成する各コネクションの最大帯域を超過して使用した帯域の総和を差し引いた帯域とを比較し、その少ない方の帯域を現在のコネクション群の割当要求帯域として推定する構成である
ことを特徴とする帯域割当回路。 - 少なくとも１つの保証帯域設定を有するコネクションから構成されるコネクション群があり、複数のコネクション群に帯域を割り当てる帯域割当方法において、
前記コネクション群を構成する各コネクションの保証帯域相当の割当要求帯域の総和を用いてコネクション群間で余剰帯域を割り当てる
ことを特徴とする帯域割当方法。 - 請求項１０に記載の帯域割当方法において、
コネクション群自体に保証帯域が設定されており、前記コネクション群の保証帯域設定が、該コネクション群を構成するコネクションの保証帯域の合計値に満たない場合に、前記コネクション群を構成する各コネクションの保証帯域相当の割当要求帯域の総和と該コネクション群自体の保証帯域設定の小さい方の値を用いてコネクション群間で余剰帯域を割り当てる
ことを特徴とする帯域割当方法。 - 少なくとも１つの保証帯域設定を有するコネクションから構成されるコネクション群があり、複数のコネクション群に帯域を割り当てる帯域割当方法において、
前記コネクション群で帯域を使用しているコネクションの保証帯域の総和と、該コネクション群自体の保証帯域設定の小さい方の値を用いてコネクション群間で余剰帯域を割り当てる
ことを特徴とする帯域割当方法。 - 少なくとも１つの保証帯域設定を有するコネクションから構成されるコネクション群があり、複数のコネクション群に帯域を割り当てる帯域割当方法において、
前記コネクション群中で保証帯域を有するコネクションの保証帯域を超過する使用帯域に相当する積算値を上限として、前記コネクション群で帯域を使用しているコネクションの保証帯域の総和、または各コネクションの保証帯域相当の使用帯域の総和を用いて余剰帯域を割り当て、
全コネクション群の保証帯域を有する各コネクションの保証帯域を超過する使用帯域に相当する積算値に対する余剰帯域割り当て終了後に、未割り当ての割当要求帯域に対して均等に余剰帯域を割り当てる
ことを特徴とする帯域割当方法。
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