JP4142045B2 - 動的帯域割当回路、動的帯域割当方法、動的帯域割当プログラム、及び記録媒体 - Google Patents

動的帯域割当回路、動的帯域割当方法、動的帯域割当プログラム、及び記録媒体 Download PDF

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Description

本発明は、複数の加入者線終端装置と単一の局側通信装置とをＰ２ＭＰ（Ｐｏｉｎｔ ｔｏ Ｍｕｌｔｉｐｏｉｎｔ）トポロジーで接続するネットワークシステムにおいて、加入者線終端装置から局側通信装置へ伝送される帯域を、要求元の契約帯域に応じて動的に割り当てる動的帯域割当回路、動的帯域割当方法、動的帯域割当プログラム、及び記録媒体に関する。
本願は、２００３年１２月２４日に出願された特願２００３−４２８３４９号に対し優先権を主張し、その内容をここに援用する。
加入者線終端装置（ＯＮＵ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）から局側通信装置（ＯＬＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）へ伝送される帯域を複数のＯＮＵやサービスパスで共用する際に、各要求元の契約帯域に応じて動的に帯域を割り当てる方式として、過去に割り当てた帯域割当量の累積値に関する情報をもとに帯域割当を決定する方式が提案されている。
従来方式のトポロジーを図７に示す。単一の局側通信装置（ＯＬＴ）１２０に接続された光ファイバ１００は光分岐部１０１にて複数のファイバ１００ａ、１００ｂ、１００ｃに分岐され、それぞれが各加入者線終端装置（ＯＮＵ）１１１、１１２、１１３に接続される。
各ＯＮＵ１１１、１１２、１１３は帯域要求データ量をＯＬＴ１２０に通知する。ＯＬＴ１２０内に設置された動的帯域割当回路１２１では、ＯＮＵ単位で周期毎に例えば、理想全割当帯域を契約帯域で比例配分することにより目標データ量を算出し、過剰割当データ量を前周期までの各周期の割当データ量と目標データ量の差分の累積値により算出し、過剰割当データ量、帯域要求データ量に基づいて次周期の帯域割当を決定している（例えば、特許文献１を参照）。
特開２００３−８７２８３号公報
上述した従来技術の例では、目標データ量よりも帯域要求データ量が少なく、実際の送信データ量が目標データ量を下回り続けた場合、周期毎に過剰割当データ量は減少し続け、負に発散してしまう。発散を防ぐためには、下限値を設けるという案があるが、この場合も、過剰割当データ量が下限値に到達したＯＮＵ間で、帯域の公平分配が困難となる。
発散を防ぐため、過剰割当データ量を、割当データ量と目標データ量の差分のある一定の期間内の移動平均値により算出するという方法もある。この場合、過剰割当データ量が発散することは回避できるが、一定期間内の全ての周期において、割当データ量と目標データ量の差分を記憶しておく必要があり、多くのメモリー容量を必要とする。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、上り帯域を複数のＯＮＵでシェアするＰ２ＭＰシステムにおいて、メモリー容量の消費量を低減し、またパラメータの発散を抑止すると共に、多様な帯域制限設定機能を実現できる、動的帯域割当回路、動的帯域割当回路、動的帯域割当プログラム、及び記録媒体を提供することにある。
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の動的帯域割当回路は、複数の加入者線終端装置と単一の局側通信装置を接続したＰ２ＭＰシステムの前記局側通信装置に設けられ、前記複数の加入者線終端装置で上り方向の帯域をシェアする動的帯域割当回路において、前記加入者線終端装置単位で周期毎に１周期の割当データ量（ａｌｌｏｃａｔｅｄｊ，ｋ、ｊ：加入者線終端装置の番号、ｋ：周期）の目標となる、目標データ量（ｔａｒｇｅｔｊ，ｋ）を算出する目標データ量算出手段と、指数平滑移動平均の時定数をτとし、α＝（τ−１）／（τ＋１）とし、理想割当データ量（ｉｄｅａｌｊ，ｋ）を、ｉｄｅａｌｊ，ｋ＝ｔａｒｇｅｔｊ，ｋ−（α／（１−α））・ｅｘｃｅｓｓｊ，ｋ−１により算出する理想割当データ量算出手段と、１周期あたりの過剰割当データ量（ｅｘｃｅｓｓｊ，ｋ）を、ｅｘｃｅｓｓｊ，ｋ＝α・ｅｘｃｅｓｓｊ，ｋ−１＋（１−α）・（ａｌｌｏｃａｔｅｄｊ，ｋ−ｔａｒｇｅｔｊ，ｋ）により算出する過剰割当データ量算出手段と、前記ｉｄｅａｌｊ，ｋ＜０ならば帯域割当を許可しない帯域割当算出手段とを備える。
これにより、多くのメモリー容量を消費することなく、また、パラメータの値を発散させることなく、契約容量に応じた割当データ量の配分が可能となる。すなわち、上述した従来技術では、発散を防ぐために下限値を設けるという方法があるが、この場合は、過剰割当データ量が下限値に到達したＯＮＵ間で、帯域の公平分配が困難となるが、本発明ではこのようなことがない。さらに、従来技術において、発散を防ぐため、過剰割当データ量を、割当データ量と目標データ量の差分のある一定の期間内の移動平均値により算出するという方法があるが、この場合、過剰割当データ量が発散することは回避できるが、一定期間内の全ての周期において、割当データ量と目標データ量の差分を記憶しておく必要があり、多くのメモリー容量を必要とするが、本発明ではこの問題を回避できる。
また、本発明の動的帯域割当回路では、前記理想割当データ量算出手段は、理想割当データ量（ｉｄｅａｌｊ，ｋ）を、ｉｄｅａｌｊ，ｋ＝ｔａｒｇｅｔｊ，ｋ−ｅｘｃｅｓｓｊ，ｋ−１により算出し、前記過剰割当データ量算出手段は、過剰割当データ量（ｅｘｃｅｓｓｊ，ｋ）をｅｘｃｅｓｓｊ，ｋ＝α・（ａｌｌｏｃａｔｅｄｊ，ｋ−ｉｄｅａｌｊ，ｋ）により算出するようにしても良い。
これにより、多くのメモリー容量を消費することなく、また、パラメータの値を発散させることなく、契約容量に応じた割当データ量の配分が可能となると共に、計算処理の負荷を軽減できる。
また、本発明の動的帯域割当回路では、前記動的帯域割当回路は、前記複数の加入者線終端装置の各々に対応した帯域要求データ量を受け付ける帯域要求受信手段と、前記目標データ量に対応し、最大目標データ量を最大制限帯域に比例して算出する最大目標データ量算出手段と、保証目標データ量を最低保証帯域に比例して算出する保証目標データ量算出手段と、前記指数平滑移動平均の時定数を最大帯域用時定数と保証帯域用時定数としてそれぞれ設定する時定数設定手段と、前記過剰割当データ量算出手段に対応する、最大帯域用過剰割当データ量算出手段及び保証帯域用過剰割当データ量算出手段と、前記理想割当データ量算出手段に対応する、最大帯域用理想割当データ量算出手段及び保証帯域用理想割当データ量算出手段とを備え、前記帯域割当算出手段は、最大帯域用理想割当データ量（ｍａｘ＿ｉｄｅａｌｊ，ｋ）において、ｍａｘ＿ｉｄｅａｌｊ，ｋ＜０ならば帯域割当を許可しないという条件判定を行い、各加入者線終端装置の保証帯域用過剰割当データ量を保証帯域で除算した値の小さい順に加入者線終端装置番号をソートし割当順リストを作成し、前周期に算出した割当順リストの先頭から、上記条件で帯域割当が不許可とならなかった加入者線終端装置に対して、予め設定された１周期に割当可能な合計データ量の上限値を上限として、前記帯域要求データ量を割り当てて行くようにしても良い。
これにより、保証帯域用のパラメータと最大帯域用のパラメータを設定し、多様な最大帯域制限及び最低帯域保証を行うことができる。
また、本発明の動的帯域割当回路では、前記保証目標データ量算出手段は、１周期に割当可能なデータ領域を当該周期で帯域要求の有る加入者線終端装置間で最低保証帯域比で比例配分することにより保証目標データ量を求め、最大制限帯域を超える加入者線終端装置の保証目標データ量は最大目標データ量で頭打ちとし、その差分は頭打ちとなっていない加入者線終端装置間で、最低保証帯域比で再配分し、上記再配分を、全ての加入者線終端装置で保証目標データ量が最大目標データ量以下となるまで繰り返すようにしても良い。
これにより、最大帯域制限及び最低帯域保証を行うことができる。
また、本発明の動的帯域割当回路では、前記最大帯域用時定数及び保証帯域用時定数のそれぞれを独立かつ任意の値に設定する手段と、前記最大帯域用時定数の値を保証帯域用時定数の値よりも大きくなるように設定する手段とを備えるようにしても良い。
これにより、帯域の輻輳状態に対応して、適切な帯域制限機能を実現できる。
また、本発明の動的帯域割当回路では、前記保証目標データ量算出手段における、１周期に割当可能なデータ領域を当該周期で帯域要求の有る加入者線終端装置間で最低保証帯域比で比例配分することにより保証目標データ量を求める際、最大制限帯域を超える加入者線終端装置の保証目標データ量は最大目標データ量で頭打ちとし、その差分は頭打ちとなっていない加入者線終端装置間で、最低保証帯域比で再配分する機能と、前記最大帯域用理想割当データ量（ｍａｘ＿ｉｄｅａｌｊ，ｋ）において、ｍａｘ＿ｉｄｅａｌｊ，ｋ＜０ならば帯域割当を許可しないという条件判定を行う機能とを最大帯域制限機能と定義する手段と、前記最大帯域制限機能を動的にオン・オフする手段と、上位ネットワークより輻輳無しから有りへ状態が遷移したことを示す信号を受信していない場合には配下の全加入者線終端装置に対して前記最大帯域制限機能をオフし、輻輳発生を示す信号を受信した場合には全ての加入者線終端装置に対して最大帯域制限機能をオンし、一定時間経過後に再び最大帯域制限機能をオフする手段とを備えるようにしても良い。
これにより、輻輳無しから有りへ状態が遷移したことを示す信号を受信後一定時間の間、最大帯域制限機能をオンすることが可能となり、帯域を継続的に占有しているヘビーユーザに対してのみ帯域を制限することが可能となる。
また、本発明の動的帯域割当回路では、前記保証目標データ量算出手段における、１周期に割当可能なデータ領域を当該周期で帯域要求の有る加入者線終端装置間で最低保証帯域比で比例配分することにより保証目標データ量を求める際、最大制限帯域を超える加入者線終端装置の保証目標データ量は最大目標データ量で頭打ちとし、その差分は頭打ちとなっていない加入者線終端装置間で、最低保証帯域比で再配分する機能と、前記最大帯域用理想割当データ量（ｍａｘ＿ｉｄｅａｌｊ，ｋ）において、ｍａｘ＿ｉｄｅａｌｊ，ｋ＜０ならば帯域割当を許可しないという条件判定を行う機能とを最大帯域制限機能と定義する手段と、前記最大帯域制限機能を動的にオン・オフする手段と、上位ネットワークより輻輳状態を示す信号を受信していない場合、あるいは輻輳状態を脱していることを示す信号を受信している場合は配下の全加入者線終端装置に対して最大帯域制限機能をオフし、輻輳状態を示す信号を受信した場合は全ての加入者線終端装置に対して最大帯域制限機能をオンする手段とを備えるようにしても良い。
これにより、輻輳状態を示す信号を受信している場合のみ最大帯域制限機能をオンにし、輻輳状態を示す信号を受信していない間、あるいは輻輳状態を脱していることを示す信号を受信している間はオフにすることが可能となり、帯域を継続的に占有しているヘビーユーザに対してのみ帯域を制限することが可能となる。
また、本発明の動的帯域割当回路では、前記保証目標データ量算出手段における、１周期に割当可能なデータ領域を当該周期で帯域要求の有る加入者線終端装置間で最低保証帯域比で比例配分することにより保証目標データ量を求める際、最大制限帯域を超える加入者線終端装置の保証目標データ量は最大目標データ量で頭打ちとし、その差分は頭打ちとなっていない加入者線終端装置間で、最低保証帯域比で再配分する機能と、前記最大帯域用理想割当データ量（ｍａｘ＿ｉｄｅａｌｊ，ｋ）において、ｍａｘ＿ｉｄｅａｌｊ，ｋ＜０ならば帯域割当を許可しないという条件判定を行う機能とを最大帯域制限機能と定義する手段と、前記最大帯域制限機能を動的にオン・オフする手段と、前記局側通信装置が受信した上りトラフィック量より輻輳状態と判断した場合に最大帯域制限機能をオンし、輻輳状態を脱したと判断した場合に最大帯域制限機能をオフする手段とを備えるようにしても良い。
これにより、局側通信装置自身が輻輳状態を判断し、最大帯域制限機能をオン／オフすることが可能となり、帯域を継続的に占有しているヘビーユーザに対してのみ帯域を制限することが可能となる。
また、本発明の動的帯域割当回路では、前記保証目標データ量算出手段における、１周期に割当可能なデータ領域を当該周期で帯域要求の有る加入者線終端装置間で最低保証帯域比で比例配分することにより保証目標データ量を求める際、最大制限帯域を超える加入者線終端装置の保証目標データ量は最大目標データ量で頭打ちとし、その差分は頭打ちとなっていない加入者線終端装置間で、最低保証帯域比で再配分する機能と、前記最大帯域用理想割当データ量（ｍａｘ＿ｉｄｅａｌｊ，ｋ）において、ｍａｘ＿ｉｄｅａｌｊ，ｋ＜０ならば帯域割当を許可しないという条件判定を行う機能とを最大帯域制限機能と定義する手段と、前記最大帯域制限機能を動的にオン・オフする手段と、局側通信装置に具備されたタイマーに最大帯域制限開始時刻および最大帯域制限終了時刻を設定し、開始時刻になると最大帯域制限機能をオンし、終了時刻になるとオフにする手段とを備えるようにしても良い。
これにより、最大帯域制限機能のオン・オフ制御をタイマー時間の設定により行うことができる。
また、本発明の動的帯域割当方法は、複数の加入者線終端装置と単一の局側通信装置を接続し、上り方向の帯域を前記複数の加入者線終端装置でシェアするＰ２ＭＰシステムにおける動的帯域割当方法において、前記加入者線終端装置単位で周期毎に１周期の割当データ量（ａｌｌｏｃａｔｅｄｊ，ｋ、ｊ：加入者線終端装置の番号、ｋ：周期）の目標となる、目標データ量（ｔａｒｇｅｔｊ，ｋ）を算出する目標データ量算出手順と、指数平滑移動平均の時定数をτとし、α＝（τ−１）／（τ＋１）とし、理想割当データ量（ｉｄｅａｌｊ，ｋ）を、ｉｄｅａｌｊ，ｋ＝ｔａｒｇｅｔｊ，ｋ−α／（１−α））・ｅｘｃｅｓｓｊ，ｋ−１により算出する理想割当データ量算出手順と、１周期当たりの過剰割当データ量（ｅｘｃｅｓｓｊ，ｋ）を、ｅｘｃｅｓｓｊ，ｋ＝α・ｅｘｃｅｓｓｊ，ｋ−１＋（１−α）・（ａｌｌｏｃａｔｅｄｊ，ｋ−ｔａｒｇｅｔｊ，ｋ）により算出する過剰割当データ量算出手順と、ｉｄｅａｌｊ，ｋ＜０ならば帯域割当を許可しない帯域割当算出手順とを含む。
これにより、多くのメモリー容量を消費することなく、また、パラメータの値を発散させることなく、契約容量に応じた割当データ量の配分が可能となる。すなわち、上述した従来技術では、発散を防ぐために下限値を設けるという方法があるが、この場合は、過剰割当データ量が下限値に到達したＯＮＵ間で、帯域の公平分配が困難となるが、本発明ではこのようなことがない。さらに、従来技術において、発散を防ぐため、過剰割当データ量を、割当データ量と目標データ量の差分のある一定の期間内の移動平均値により算出するという方法があるが、この場合、過剰割当データ量が発散することは回避できるが、一定期間内の全ての周期において、割当データ量と目標データ量の差分を記憶しておく必要があり、多くのメモリー容量を必要とするが、本発明ではこの問題を回避できる。
また、本発明の動的帯域割当方法では、前記理想割当データ量（ｉｄｅａｌｊ，ｋ）をｉｄｅａｌｊ，ｋ＝ｔａｒｇｅｔｊ，ｋ−ｅｘｃｅｓｓｊ，ｋ−１により算出する手順と、前記過剰データ量（ｅｘｃｅｓｓｊ，ｋ）をｅｘｃｅｓｓｊ，ｋ＝α・（ａｌｌｏｃａｔｅｄｊ，ｋ−ｉｄｅａｌｊ，ｋ）により算出する手順とを含むようにしても良い。
これにより、多くのメモリー容量を消費することなく、また、パラメータの値を発散させることなく、契約容量に応じた割当データ量の配分が可能となると共に、計算処理の負荷を軽減できる。
また、本発明の動的帯域割当方法では、前記複数の加入者線終端装置の各々に対応した帯域要求データ量を受け付ける手順と、前記目標データ量に対応し、最大目標データ量を最大制限帯域に比例して算出する手順と、保証目標データ量を最低保証帯域に比例して算出する手順と、前記指数平滑移動平均の時定数を最大帯域用時定数と保証帯域用時定数としてそれぞれ設定する手順と、前記過剰割当データ量及び理想割当データ量に対応して、最大帯域用過剰割当データ量、最大帯域用理想割当データ量、保証帯域用過剰割当データ量、保証帯域用理想割当データ量を算出する手順と、最大帯域用理想割当データ量（ｍａｘ＿ｉｄｅａｌｊ，ｋ）において、ｍａｘ＿ｉｄｅａｌｊ，ｋ＜０ならば帯域割当を許可しない条件判定を行う手順と、各加入者線終端装置の保証帯域用過剰割当データ量を保証帯域で除算した値の小さい順に加入者線終端装置番号をソートし割当順リストを作成し、前周期に算出した割当順リストの先頭から、上記条件で帯域割当が不許可とならなかった加入者線終端装置に対して、予め設定された１周期に割当可能な合計データ量の上限値を上限として、前記帯域要求データ量を割り当てて行く手順とを含むようにしても良い。
これにより、保証帯域用のパラメータと最大帯域用のパラメータを設定し、多様な最大帯域制限及び最低帯域保証を行うことができる。
また、本発明の動的帯域割当方法では、１周期に割当可能なデータ領域を当該周期で帯域要求の有る加入者線終端装置間で最低保証帯域比で比例配分することにより前記保証目標データ量を求め、最大制限帯域を超える加入者線終端装置の保証目標データ量は最大目標データ量で頭打ちとし、その差分は頭打ちとなっていない加入者線終端装置間で、最低保証帯域比で再配分し、上記再配分を、全ての加入者線終端装置で保証目標データ量が最大目標データ量以下となるまで繰り返す手順を含むようにしても良い。
これにより、最大帯域制限及び最低帯域保証を行うことができる。
また、本発明の動的帯域割当方法では、前記最大帯域用時定数及び保証帯域用時定数のそれぞれを独立かつ任意の値に設定する手順と、前記最大帯域用時定数の値を保証帯域用時定数の値よりも大きくなるように設定する手順とを含むようにしても良い。
これにより、帯域の輻輳状態に対応して、適切な帯域制限機能を実現できる。
また、本発明の動的帯域割当方法では、１周期に割当可能なデータ領域を当該周期で帯域要求の有る加入者線終端装置間で最低保証帯域比で比例配分することにより前記保証目標データ量を求める際、最大制限帯域を超える加入者線終端装置の保証目標データ量は最大目標データ量で頭打ちとし、その差分は頭打ちとなっていない加入者線終端装置間で、最低保証帯域比で再配分する機能、及び前記最大帯域用理想割当データ量（ｍａｘ＿ｉｄｅａｌｊ，ｋ）において、ｍａｘ＿ｉｄｅａｌｊ，ｋ＜０ならば帯域割当を許可しないという条件判定を行う機能を最大帯域制限機能と定義する手順と、前記最大帯域制限機能を動的にオン・オフする手順と、上位ネットワークより輻輳無しから有りへ状態が遷移したことを示す信号を受信していない場合は配下の全加入者線終端装置に対して最大帯域制限機能をオフし、輻輳発生を示す信号を受信した場合は全ての加入者線終端装置に対して最大帯域制限機能をオンし、一定時間経過後に再び最大帯域制限機能をオフする手順とを含むようにしても良い。
これにより、輻輳無しから有りへ状態が遷移したことを示す信号を受信後一定時間の間、最大帯域制限機能をオンすることが可能となり、帯域を継続的に占有しているヘビーユーザに対してのみ帯域を制限することが可能となる。
また、本発明の動的帯域割当方法では、１周期に割当可能なデータ領域を当該周期で帯域要求の有る加入者線終端装置間で最低保証帯域比で比例配分することにより前記保証目標データ量を求める際、最大制限帯域を超える加入者線終端装置の保証目標データ量は最大目標データ量で頭打ちとし、その差分は頭打ちとなっていない加入者線終端装置間で、最低保証帯域比で再配分する機能、及び前記最大帯域用理想割当データ量（ｍａｘ＿ｉｄｅａｌｊ，ｋ）において、ｍａｘ＿ｉｄｅａｌｊ，ｋ＜０ならば帯域割当を許可しないという条件判定を行う機能を最大帯域制限機能と定義する手順と、前記最大帯域制限機能を動的にオン・オフする手順と、上位ネットワークより輻輳状態を示す信号を受信していない場合、あるいは輻輳状態を脱していることを示す信号を受信している場合は配下の全加入者線終端装置に対して最大帯域制限機能をオフし、輻輳状態を示す信号を受信した場合は全ての加入者線終端装置に対して最大帯域制限機能をオンする手順とを含むようにしても良い。
これにより、輻輳状態を示す信号を受信している場合のみ最大帯域制限機能をオンにし、輻輳状態を示す信号を受信していない間、あるいは輻輳状態を脱していることを示す信号を受信している間はオフにすることが可能となり、帯域を継続的に占有しているヘビーユーザに対してのみ帯域を制限することが可能となる。
また、本発明の動的帯域割当方法では、１周期に割当可能なデータ領域を当該周期で帯域要求の有る加入者線終端装置間で最低保証帯域比で比例配分することにより前記保証目標データ量を求める際、最大制限帯域を超える加入者線終端装置の保証目標データ量は最大目標データ量で頭打ちとし、その差分は頭打ちとなっていない加入者線終端装置間で、最低保証帯域比で再配分する機能、及び前記最大帯域用理想割当データ量（ｍａｘ＿ｉｄｅａｌｊ，ｋ）において、ｍａｘ＿ｉｄｅａｌｊ，ｋ＜０ならば帯域割当を許可しないという条件判定を行う機能を最大帯域制限機能と定義する手順と、前記最大帯域制限機能を動的にオン・オフする手順と、局側通信装置が受信した上りトラフィック量より輻輳状態と判断した場合に最大帯域制限機能をオンし、輻輳状態を脱したと判断した場合に最大帯域制限機能をオフする手順とを含むようにしても良い。
これにより、局側通信装置自身が輻輳状態を判断し、最大帯域制限機能をオン／オフすることが可能となり、帯域を継続的に占有しているヘビーユーザに対してのみ帯域を制限することが可能となる。
また、本発明の動的帯域割当方法では、１周期に割当可能なデータ領域を当該周期で帯域要求の有る加入者線終端装置間で最低保証帯域比で比例配分することにより前記保証目標データ量を求める際、最大制限帯域を超える加入者線終端装置の保証目標データ量は最大目標データ量で頭打ちとし、その差分は頭打ちとなっていない加入者線終端装置間で、最低保証帯域比で再配分する機能、及び前記最大帯域用理想割当データ量（ｍａｘ＿ｉｄｅａｌｊ，ｋ）において、ｍａｘ＿ｉｄｅａｌｊ，ｋ＜０ならば帯域割当を許可しないという条件判定を行う機能を最大帯域制限機能と定義する手順と、前記最大帯域制限機能を動的にオン・オフする手順と、局側通信装置に具備されたタイマーに最大帯域制限開始時刻および最大帯域制限終了時刻を設定し、開始時刻になると最大帯域制限機能をオンし、終了時刻になるとオフにする手順とを含むようにしても良い。
これにより、最大帯域制限機能のオン・オフ制御をタイマー時間の設定により行うことができる。
また、本発明のコンピュータプログラムは、複数の加入者線終端装置と単一の局側通信装置を接続したＰ２ＭＰシステムの前記局側通信装置に設けられ、前記複数の加入者線終端装置で上り方向の帯域をシェアする動的帯域割当回路内のコンピュータに、前記加入者線終端装置単位で周期毎に１周期の割当データ量（ａｌｌｏｃａｔｅｄｊ，ｋ、ｊ：加入者線終端装置の番号、ｋ：周期）の目標となる、目標データ量（ｔａｒｇｅｔｊ，ｋ）を算出する目標データ量算出手順と、指数平滑移動平均の時定数をτとし、α＝（τ−１）／（τ＋１）とし、理想割当データ量（ｉｄｅａｌｊ，ｋ）を、ｉｄｅａｌｊ，ｋ＝ｔａｒｇｅｔｊ，ｋ−α／（１−α））・ｅｘｃｅｓｓｊ，ｋ−１により算出する理想割当データ量算出手順と、１周期当たりの過剰割当データ量（ｅｘｃｅｓｓｊ，ｋ）を、ｅｘｃｅｓｓｊ，ｋ＝α・ｅｘｃｅｓｓｊ，ｋ−１＋（１−α）・（ａｌｌｏｃａｔｅｄｊ，ｋ−ｔａｒｇｅｔｊ，ｋ）により算出する過剰割当データ量算出手順と、ｉｄｅａｌｊ，ｋ＜０ならば帯域割当を許可しない帯域割当算出手順とを実行させるための動的帯域割当プログラムである。
また、本発明のコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、複数の加入者線終端装置と単一の局側通信装置を接続したＰ２ＭＰシステムの前記局側通信装置に設けられ、前記複数の加入者線終端装置で上り方向の帯域をシェアする動的帯域割当回路内のコンピュータに、前記加入者線終端装置単位で周期毎に１周期の割当データ量（ａｌｌｏｃａｔｅｄｊ，ｋ、ｊ：加入者線終端装置の番号、ｋ：周期）の目標となる、目標データ量（ｔａｒｇｅｔｊ，ｋ）を算出する目標データ量算出手順と、指数平滑移動平均の時定数をτとし、α＝（τ−１）／（τ＋１）とし、理想割当データ量（ｉｄｅａｌｊ，ｋ）を、ｉｄｅａｌｊ，ｋ＝ｔａｒｇｅｔｊ，ｋ−α／（１−α））・ｅｘｃｅｓｓｊ，ｋ−１により算出する理想割当データ量算出手順と、１周期当たりの過剰割当データ量（ｅｘｃｅｓｓｊ，ｋ）を、ｅｘｃｅｓｓｊ，ｋ＝α・ｅｘｃｅｓｓｊ，ｋ−１＋（１−α）・（ａｌｌｏｃａｔｅｄｊ，ｋ−ｔａｒｇｅｔｊ，ｋ）により算出する過剰割当データ量算出手順と、ｉｄｅａｌｊ，ｋ＜０ならば帯域割当を許可しない帯域割当算出手順とを実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。
また、本発明のコンピュータプログラムは、複数の加入者線終端装置と単一の局側通信装置を接続したＰ２ＭＰシステムの前記局側通信装置に設けられ、前記複数の加入者線終端装置で上り方向の帯域をシェアする動的帯域割当回路内のコンピュータに、前記加入者線終端装置単位で周期毎に１周期の割当データ量（ａｌｌｏｃａｔｅｄｊ，ｋ、ｊ：加入者線終端装置の番号、ｋ：周期）の目標となる、目標データ量（ｔａｒｇｅｔｊ，ｋ）を算出する目標データ量算出手順と、理想割当データ量（ｉｄｅａｌｊ，ｋ）をｉｄｅａｌｊ，ｋ＝ｔａｒｇｅｊ，ｋ−ｅｘｃｅｓｓｊ，ｋ−１により算出する理想割当データ量算出手順と、指数平滑移動平均の時定数をτとし、α＝（τ−１）／（τ＋１）とし、１周期当たりの過剰割当データ量（ｅｘｃｅｓｓｊ，ｋ）を、ｅｘｃｅｓｓｊ，ｋ＝α・（ａｌｌｏｃａｔｅｄｊ，ｋ−ｉｄｅａｌｊ，ｋ）により算出する過剰割当データ量算出手順と、ｉｄｅａｌｊ，ｋ＜０ならば帯域割当を許可しない帯域割当算出手順とを実行させるための動的帯域割当プログラムである。
また、本発明のコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、複数の加入者線終端装置と単一の局側通信装置を接続したＰ２ＭＰシステムの前記局側通信装置に設けられ、前記複数の加入者線終端装置で上り方向の帯域をシェアする動的帯域割当回路内のコンピュータに、前記加入者線終端装置単位で周期毎に１周期の割当データ量（ａｌｌｏｃａｔｅｄｊ，ｋ、ｊ：加入者線終端装置の番号、ｋ：周期）の目標となる、目標データ量（ｔａｒｇｅｔｊ，ｋ）を算出する目標データ量算出手順と、理想割当データ量（ｉｄｅａｌｊ，ｋ）をｉｄｅａｌｊ，ｋ＝ｔａｒｇｅｔｊ，ｋ−ｅｘｃｅｓｓｊ，ｋ−１により算出する理想割当データ量算出手順と、指数平滑移動平均の時定数をτとし、α＝（τ−１）／（τ＋１）とし、１周期当たりの過剰割当データ量（ｅｘｃｅｓｓｊ，ｋ）を、ｅｘｃｅｓｓｊ，ｋ＝α・（ａｌｌｏｃａｔｅｄｊ，ｋ−ｉｄｅａｌｊ，ｋ）により算出する過剰割当データ量算出手順と、ｉｄｅａｌｊ，ｋ＜０ならば帯域割当を許可しない帯域割当算出手順とを実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。
以上説明したように、本発明の動的帯域割当回路および動的帯域割当方法においては、各周期の割当データ量と目標データ量の差分の指数平滑移動平均により前周期までの過剰割当データ量を算出し、目標データ量と過剰割当データ量を基に、理想割当データ量を求めて帯域の割当を行う。具体的には、ＯＮＵ単位で周期毎に目標データ量（ｔａｒｇｅｔｊ，ｋ）を算出し、指数平滑移動平均の時定数と過剰割当データ量（ｅｘｃｅｓｓｊ，ｋ）を基に１周期あたりの過剰割当データ量（ｅｘｃｅｓｓｊ，ｋ）を、ｅｘｃｅｓｓｊ，ｋ＝α・ｅｘｃｅｓｓｊ，ｋ−１＋（１−α）・（ａｌｌｏｃａｔｅｄｊ，ｋ−ｔａｒｇｅｔｊ，ｋ）により算出し、理想割当データ量（ｉｄｅａｌｊ，ｋ）をｉｄｅａｌｊ，ｋ＝ｔａｒｇｅｔｊ，ｋ−α／（１−α））・ｅｘｃｅｓｓｊ，ｋ−１により算出する。そして、ｉｄｅａｌｊ，ｋ＜０ならば帯域割当を許可しないという判定条件を帯域割当に用いる。
これにより、多くのメモリー容量を消費することなく、また、パラメータの値を発散させることなく、契約容量に応じた割当データ量の配分が可能となる。すなわち、上述した従来技術では、発散を防ぐために下限値を設けるという方法があるが、この場合は、過剰割当データ量が下限値に到達したＯＮＵ間で、帯域の公平分配が困難となるが、本発明ではこのようなことがない。さらに、従来技術において、発散を防ぐため、過剰割当データ量を、割当データ量と目標データ量の差分のある一定の期間内の移動平均値により算出するという方法があるが、この場合、過剰割当データ量が発散することは回避できるが、一定期間内の全ての周期において、割当データ量と目標データ量の差分を記憶しておく必要があり、多くのメモリー容量を必要とするが、本発明ではこの問題を回避できる。
また、本発明の動的帯域割当回路および動的帯域割当方法においては、理想割当データ量（ｉｄｅａｌｊ，ｋ）をｉｄｅａｌｊ，ｋ＝ｔａｒｇｅｔｊ，ｋ−ｅｘｃｅｓｓｊ，ｋ−１により算出し、過剰割当データ量（ｅｘｃｅｓｓｊ，ｋ）をｅｘｃｅｓｓｊ，ｋ＝α・（ａｌｌｏｃａｔｅｄｊ，ｋ−ｉｄｅａｌｊ，ｋ）により算出する。
これにより、多くのメモリー容量を消費することなく、また、パラメータの値を発散させることなく、契約容量に応じた割当データ量の配分が可能となると共に、計算処理の負荷を軽減できる。
また、本発明の動的帯域割当回路および動的帯域割当方法においては、保証帯域用過剰割当データ量と最大帯域用過剰割当データ量の２つのパラメータを導入し、最大帯域用過剰割当データ量の算出に用いた指数平滑移動平均の時定数の設定により、多様な最大帯域設定機能を実現する。このために、動的帯域割当回路は、各ＯＮＵから帯域要求データ量を受け付け、最大帯域用目標データ量を最大制限帯域に比例して算出し、保証帯域用目標データ量を最低保証帯域に比例して算出し、指数平滑移動平均の時定数を最大帯域用時定数と保証帯域用時定数としてそれぞれ設定する。また、最大帯域用の過剰割当データ量と、最大帯域用の理想割当データ量を算出すると共に、保証帯域用の過剰割当データ量と、保証帯域用理想割当データ量を算出する。そして、最大帯域用理想割当データ量（ｍａｘ＿ｉｄｅａｌ）が「ｍａｘ＿ｉｄｅａｌ＜０」ならば帯域割当を許可しないという条件判定を行いＯＮＵに帯域要求データ量を割り当てて行く。
これにより、保証帯域用のパラメータと最大帯域用のパラメータを設定し、多様な最大帯域制限及び最低帯域保証を行うことができる。
また、本発明の動的帯域割当回路および動的帯域割当方法においては、１周期に割当可能なデータ領域を当該周期で帯域要求の有る加入者線終端装置間で最低保証帯域比で比例配分することにより保証目標データ量を求め、最大制限帯域を超える加入者線終端装置の保証目標データ量は最大目標データ量で頭打ちとし、その差分は頭打ちとなっていない加入者線終端装置間で、最低保証帯域比で再配分し、上記再配分を、全ての加入者線終端装置で保証目標データ量が最大目標データ量以下となるまで繰り返す。
これにより、最大帯域制限及び最低帯域保証を行うことができる。
また、本発明の動的帯域割当回路および動的帯域割当方法においては、最大帯域用時定数、保証帯域用時定数をそれぞれ独立に任意の値に設定可能とし、最大帯域用時定数を保証帯域用時定数に比べて大きく設定する。
これにより、帯域の輻輳状態に対応して、適切な帯域制限機能を実現できる。
また、本発明の動的帯域割当回路および動的帯域割当方法においては、最大制限帯域を超える加入者線終端装置の保証目標データ量は最大目標データ量で頭打ちとし、その差分は頭打ちとなっていない加入者線終端装置間で最低保証帯域比で再配分する機能と、最大帯域用理想割当データ量（ｍａｘ＿ｉｄｅａｌｊ，ｋ）が「ｍａｘ＿ｉｄｅａｌｊ，ｋ＜０」ならば帯域割当を許可しない条件判定機能とを最大帯域制限機能と定義し、最大帯域制限機能を動的にオン・オフ可能とし、上位ネットワークより輻輳無しから有りへ状態が遷移したことを示す信号を受信していないときは全加入者線終端装置に対して最大帯域制限機能をオフし、輻輳発生を示す信号を受信したときは全ての加入者線終端装置に対して最大帯域制限機能をオンし、一定時間経過後に再び最大帯域制限機能をオフする。
これにより、輻輳無しから有りへ状態が遷移したことを示す信号を受信後一定時間の間、最大帯域制限機能をオンすることが可能となり、帯域を継続的に占有しているヘビーユーザに対してのみ帯域を制限することが可能となる。
また、本発明の動的帯域割当回路および動的帯域割当方法においては、上述した最大帯域制限機能を動的にオン・オフ可能とし、上位ネットワークより輻輳状態を示す信号を受信していないとき、あるいは輻輳状態を脱していることを示す信号を受信しているときは配下の全加入者線終端装置に対して最大帯域制限機能をオフし、輻輳状態を示す信号を受信したときは全ての加入者線終端装置に対して最大帯域制限機能をオンする。
これにより、輻輳状態を示す信号を受信している場合のみ最大帯域制限機能をオンにし、輻輳状態を示す信号を受信していない間、あるいは輻輳状態を脱していることを示す信号を受信している間はオフにすることが可能となり、帯域を継続的に占有しているヘビーユーザに対してのみ帯域を制限することが可能となる。
また、本発明の動的帯域割当回路および動的帯域割当方法においては、上述した最大帯域制限機能を動的にオン・オフ可能とし、局側通信装置（ＯＬＴ）が受信した上りトラフィック量より輻輳状態と判断すれば最大帯域制限機能をオンし、輻輳状態を脱したと判断すれば最大帯域制限機能をオフする。
これにより、局側通信装置自身が輻輳状態を判断し、最大帯域制限機能をオン／オフすることが可能となり、帯域を継続的に占有しているヘビーユーザに対してのみ帯域を制限することが可能となる。
また、本発明の動的帯域割当回路および動的帯域割当方法においては、上述した最大帯域制限機能を動的にオン・オフ可能とし、局側通信装置に設備されたタイマーに最大帯域制限開始時刻および最大帯域制限終了時刻を設定し、開始時刻になると最大帯域制限機能をオンし、終了時刻になるとオフにする。
これにより、最大帯域制限機能のオン・オフ制御をタイマー時間の設定により行うことができる。
［図１］図１は本発明の第１の実施の形態のシステム構成例を示す図である。
［図２］図２は本発明の第１の実施の形態における割当帯域算出フローを示す図である。
［図３］図３は本発明の第２の実施の形態のシステム構成例を示す図である。
［図４］図４は本発明の第２の実施の形態における割当帯域算出フローを示す図である。
［図５］図５は本発明の第３の実施の形態を示す図である。
［図６］図６は本発明の第３の実施の形態における割当帯域算出フローを示す図である。
［図７］図７は従来方式の動的帯域割当回路におけるトポロジーを示す図である。
 符号の説明
１、１ａ、１ｂ、１ｃ 光ファイバ
２ 光分岐部
１１、１２、１３ 加入者線終端装置（ＯＮＵ）
１１ａ、１２ａ、１３ａ ユーザ端末
２０ 局側通信装置（ＯＬＴ）
３０、３０ａ、３０ｂ 動的帯域割当回路
３１ 上り送信量測定管理部
３２ 帯域要求受信部
３３ 送信許可送信部
３４ 過剰割当データ量算出部
３５ 理想割当データ量算出部
３６ 目標データ量算出部
４０ 帯域割当算出部
５１ 最大帯域用過剰割当データ量算出部
５２ 最大帯域用理想割当データ量算出部
５３ 最大帯域用目標データ量算出部
６１ 保証帯域用過剰割当データ量算出部
６２ 保証帯域用理想割当データ量算出部
６３ 保証帯域用目標データ量算出部
７０ 最大帯域制限機能
ｊ 加入者線終端装置（ＯＮＵ）番号
ｋ 周期
ｔａｒｇｅｔｊ，ｋ ｋ周期のＯＮＵ＃ｊへの目標データ量
ｉｄｅａｌｊ，ｋ ｋ周期のＯＮＵ＃ｊへの理想割当データ量
ｅｘｃｅｓｓｊ，ｋ ｋ周期のＯＮＵ＃ｊへの過剰割当データ量
ｂｗ＿ｍｉｎｊ ＯＮＵ＃ｊの最低保証帯域
ｍａｘ＿ｔａｒｇｅｔｊ，ｋ ｋ周期のＯＮＵ＃ｊへの最大帯域用目標データ量
ｍｉｎ＿ｔａｒｇｅｔｊ，ｋ ｋ周期のＯＮＵ＃ｊへの保証帯域用目標データ量
ｍａｘ＿ｉｄｅａｌｊ，ｋ ｋ周期のＯＮＵ＃ｊへの最大帯域用理想割当データ量
ｍｉｎ＿ｉｄｅａｌｊ，ｋ ｋ周期のＯＮＵ＃ｊへの保証帯域用理想割当データ量
ｍａｘ＿ｅｘｃｅｓｓｊ，ｋ ｋ周期のＯＮＵ＃ｊへの最大帯域用過剰割当データ量
ｍｉｎ＿ｅｘｃｅｓｓｊ，ｋ ｋ周期のＯＮＵ＃ｊへの保証帯域用過剰割当データ量
次に本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態のシステム構成例を示す図であり、加入者線終端装置（単に、「ＯＮＵ」ともいう）１１、１２、１３から局側通信装置（単に、「ＯＬＴ」ともいう）２０へ伝送される帯域を複数のＯＮＵやサービスパスで共用する際に、各要求元の契約帯域に応じて動的に帯域を割り当てるＰ２ＭＰシステムである。ここで、ＯＮＵとは必ずしも物理的な装置そのものを指すわけではなく、本発明である動的帯域割当回路による帯域制御の単位であり、一つの物理的な装置の中に、複数の論理的なＯＮＵが存在することも可能である。
ＯＬＴ２０に接続された光ファイバ１は光分岐部２にて複数のファイバ１ａ、１ｂ、１ｃに分岐され、それぞれが各ＯＮＵ１１、１２、１３に接続される。ユーザ端末１１ａ、１２ａ、１３ａからＯＮＵ１１、１２、１３に送信されたデータはバッファ（図示せず）に蓄積され、ＯＮＵ１１、１２、１３からＯＬＴ２０に、バッファ量を帯域要求データ量として送信する。なお、ここで、要求するバッファ量には上限値を設定する場合もある。ＯＬＴ２０内に設置された動的帯域割当回路３０では、各ＯＮＵ単位で周期毎に次周期の帯域割当を行う。
ＯＬＴ２０の動的帯域割当回路３０では、帯域要求受信部３２により、一定の帯域要求受付時間内にＯＮＵ１１、１２、１３から帯域要求データ量を受信し、受信した帯域要求データ量を帯域割当算出部４０に送信する。
上り送信量測定管理部３１は、要求元毎に実際の送信データ量をカウントする。過剰割当データ量算出部３４は、過去に過剰に割り当てたデータ量を算出するが、割当データ量と上り送信量測定管理部３１で測定された実際の送信データ量との差分に従って、過剰割当帯域を補正することもある。
目標データ量算出部３６は、各ＯＮＵ１１、１２、１３に接続しているユーザの契約容量及びサービスに基いて、１周期に割りあてられるべき目標データ量を算出する。理想割当データ量算出部３５では、目標データ量から過剰割当データ量を減算して理想割当データ量を求める。
帯域割当算出部４０では、帯域割当量の算出及び割当順のスケジューリングを行い、各ＯＮＵに対して、送信を許可する上りデータ量と送信時刻を送信許可送信部３３を介して送信し、これらの一連の動作を周期的に繰り返す。
図２は、本発明の第１の実施の形態における割当帯域算出フローを示す図であり、帯域割り当てのアルゴリズムの処理フローを示したものである。また、図２において使用されている各データの符号の意味は次の通りである。
各符号について、「ｊ：ＯＮＵ番号」、「ｋ：周期」、「ｔａｒｇｅｔｊ，ｋ：ｋ周期のＯＮＵ＃ｊへの目標データ量」、「ｉｄｅａｌｊ，ｋ：ｋ周期のＯＮＵ＃ｊへの理想割当データ量」、「ｅｘｃｅｓｓｊ，ｋ：ｋ周期のＯＮＵ＃ｊへの過剰割当データ量」、「ｂｗ＿ｍｉｎｊ：ＯＮＵ＃ｊの最低保証帯域」、「ａｌｌｏｃａｔｅｄｊ，ｋ：ｋ周期のＯＮＵ＃ｊへの割当データ量」である。
図２において、まず、各ＯＮＵ１１、１２、１３に接続しているユーザの契約容量及びサービスに基いて、１周期に割りあてられるべき目標データ量を算出する。例えば、全帯域を、その時点で使用しているＯＮＵ間で保証帯域比で比例配分する場合，目標データ量（ｔａｒｇｅｔｊ，ｋｊ：ＯＮＵ番号、ｋ：周期）は、１周期に割当可能なデータ領域を、その時点で帯域要求したＯＮＵ間で保証帯域比で比例配分して求める。次に理想割当データ量（ｉｄｅａｌｊ，ｋ）を、目標データ量から前周期の過剰割当データ量（ｅｘｃｅｓｓｊ，ｋ−１）を減算し、「ｉｄｅａｌｊ，ｋ＝ｔａｒｇｅｔｊ，ｋ−ｅｘｃｅｓｓｊ，ｋ−１」で求める（ステップＳ１０１）。
次に、前計算周期に算出した割当順で「ｉｄｅａｌｊ，ｋ＞＝０」のＯＮＵについてのみ帯域要求データ量を割り当てていく（ステップＳ１０２、Ｓ１０３、Ｓ１０４）。また、当該周期における割当量の合計値が１周期に割当可能な合計データ量の上限値に達する前に割当を中止する（ステップＳ１０５）。
割当データ量（ａｌｌｏｃａｔｅｄｊ，ｋ）の決定後は割当データ量と理想データ量の差分に係数αを乗算して過剰割当データ量を算出する。係数αはα＝（τ−１）／（τ＋１）で算出される。ここでτは指数平滑移動平均（ＥＷＭＡ）の時定数である。当該周期の割当データ量（ａｌｌｏｃａｔｅｄｊ，ｋ）と実際に送信された上り送信データ量（ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｄｊ，ｋ）が異なる場合には、前者から後者を差し引いた値に係数αを必要回数乗算した値を次周期以降の過剰割当データ量から減算して、過剰割当データ量を補正する（ステップＳ１０６）。なお、時定数τは１より大きな値をとり、例えばτが１０００のとき、αは約０．９９８となる。
ここで、係数αを「必要回数」乗算する理由は次の通りである。局側通信装置が送信許可を送出してから過剰割当データ量の補正を実際に反映させるまでの時間（周期数）は動的帯域割当回路の実装に依存して異なってくる。すなわち、次に送信許可を行うタイミングで反映できる場合もあるし、ハードウェア的に次の送信許可タイミングで反映するのが間に合わないためにさらに後の送信許可タイミングで反映する場合もある。例えば、送信許可を送出してから３周期後に反映するのであれば係数αを３回乗算することになる。
最後に各ＯＮＵの過剰割当データ量（ｅｘｃｅｓｓｊ，ｋ）を最低保証帯域（ｂｗ＿ｍｉｎｊ）で除算した値の小さい順にＯＮＵの番号をソートする。これは次周期の割当順として使用する（ステップＳ１０７）。
上記の計算を周期毎に繰り返すことにより、多くのメモリー容量を消費することなく、また、パラメータの値を発散させることなく、契約容量に応じた割当データ量の配分が可能となる。
なお、通常用いられている指数平滑移動平均の公式に従えば、過剰割当データ量はｅｘｃｅｓｓｊ，ｋ＝α・ｅｘｃｅｓｓｊ，ｋ−１＋（１−α）・（ａｌｌｏｃａｔｅｄｊ，ｋ−ｔａｒｇｅｔｊ，ｋ）で算出され、その場合、理想割当データ量はｉｄｅａｌｊ，ｋ＝ｔａｒｇｅｔｊ，ｋ−（α／（１−α））・ｅｘｃｅｓｓｊ，ｋ−１で算出される。ただ、本実施の形態では、上述した通り、理想割当データ量をｉｄｅａｌｊ，ｋ＝ｔａｒｇｅｔｊ，ｋ−ｅｘｃｅｓｓｊ，ｋ−１により算出するとともに、過剰割当データ量をｅｘｃｅｓｓｊ，ｋ＝α・（ａｌｌｏｃａｔｅｄｊ，ｋ−ｉｄｅａｌｊ，ｋ）により算出している。
［第２の実施の形態］
図３は本発明の第２の実施の形態のシステム構成例を示す図である。図３に示す例では、動的帯域割当回路３０ａ内に、最大帯域用の過剰割当データ量算出部５１、理想割当データ量算出部５２、目標データ量算出部５３と、保証帯域用の過剰割当データ量算出部６１、理想割当データ量算出部６２、目標データ量算出部６３とを設ける。
そして、最大帯域用の目標データ量、時定数、過剰割当データ量、理想割当データ量と、保証帯域用の目標データ量、時定数、過剰割当データ量、理想割当データ量の双方のパラメータを用いて、最大帯域制限と最低帯域保証を行う。
図４は、本発明の第２の実施の形態における割当帯域算出フローを示す図であり、帯域割り当てのアルゴリズムの処理フローを示したものである。また、図４で使用される各符号の意味は次の通りである。
各符号の意味は、「ｊ：ＯＮＵ番号」、「ｋ：周期」、「ｍａｘ＿ｔａｒｇｅｔｊ，ｋ：ｋ周期のＯＮＵ＃ｊへの最大帯域用目標データ量」、「ｍｉｎ＿ｔａｒｇｅｔｊ，ｋ：ｋ周期のＯＮＵ＃ｊへの保証帯域用目標データ量」、「ｍａｘ＿ｉｄｅａｌｊ，ｋ：ｋ周期のＯＮＵ＃ｊへの最大帯域用理想割当データ量」、「ｍｉｎ＿ｉｄｅａｌｊ，ｋ：ｋ周期のＯＮＵ＃ｊへの保証帯域用理想割当データ量」、「ｍａｘ＿ｅｘｃｅｓｓｊ，ｋ：ｋ周期のＯＮＵ＃ｊへの最大帯域用過剰割当データ量」、「ｍｉｎ＿ｅｘｃｅｓｓｊ，ｋ：ｋ周期のＯＮＵ＃ｊへの保証帯域用過剰割当データ量」、「ｂｗ＿ｍａｘｊ：ＯＮＵ＃ｊの最大制限帯域」、「ｂｗ＿ｍｉｎｊ：ＯＮＵ＃ｊの最低保証帯域」である。
図４において、まず、最大帯域用目標データ量（ｍａｘ＿ｔａｒｇｅｔｊ，ｋ）を、１周期の長さと最大制限帯域から算出する。また、１周期に割当可能なデータ領域をその時点で帯域要求したＯＮＵ間で保証帯域比で比例配分することにより、保証帯域用目標データ量を求める。ここで、比例配分した値が最大帯域用目標データ量より大きい場合、保証帯域用目標データ量は最大帯域用目標データ量に設定し、その差分は頭打ちとなっていないＯＮＵ間で、最低保証帯域比で再配分し、上記再配分を、全てのＯＮＵで保証帯域用目標データ量が最大帯域用目標データ量以下となるまで繰り返す（ステップＳ２０１）。なお、最低保証帯域比は各ユーザの契約内容をもとに算出される所定の比率である。
次に、第１の実施の形態で述べた方法で、最大帯域用、保証帯域用それぞれの理想割当データ量を算出する（ステップＳ２０２）。
次に、前計算周期に算出した割当順で「ｍａｘ＿ｉｄｅａｌｊ，ｋ＞＝０」のＯＮＵについてのみ帯域要求データ量を割り当てていく。その他の割当データ量の決定方法は第１の実施の形態と同様である（ステップＳ２０３、Ｓ２０４、Ｓ２０５、Ｓ２０６）。
割当データ量（ａｌｌｏｃａｔｅｄｊ，ｋ）の決定後は割当データ量と理想データ量の差分に、最大帯域用には係数ｍａｘ＿αを乗算して最大帯域用過剰割当データ量を、保証帯域用には係数ｍｉｎ＿αを乗算して保証帯域用過剰割当データ量を算出する。係数ｍａｘ＿α、ｍｉｎ＿αはそれぞれ、（ｍａｘ＿τ−１）／（ｍａｘ＿τ＋１）、ｍｉｎ＿α＝（ｍｉｎ＿τ−１）／（ｍｉｎ＿τ＋１）で算出される。ここでｍａｘ＿τ，ｍｉｎ＿τは、それぞれ最大帯域用、保証帯域用の指数平滑移動平均の時定数である（ステップＳ２０７）。
最後に各ＯＮＵの保証帯域用過剰割当データ量を最低保証帯域で除算した値の小さい順にＯＮＵの番号をソートする。これは次周期の割当順として使用する（ステップＳ２０８）。
また、各ＯＮＵに割当てたデータ量と実際に送信した送信データ量が異なったときのため、実際の送信データ量を動的帯域割当回路３０ａ内の上り送信量測定管理部３１にてＯＮＵ毎に測定・管理し、割当帯域と実際の送信データ量との差分に係数αを必要回数乗算した値を次周期以降の過剰割当データ量の算出に反映させる。
なお、ここで時定数ｍａｘ＿τおよびｍｉｎ＿τはそれぞれ任意の周期数を設定可能である。特にｍａｘ＿τの値の設定によって多彩な最大帯域制限機能を実現することができる。まず、ｍａｘ＿τをｍｉｎ＿τに比べて非常に大きな値を設定したときの動作について説明する。
常に最大帯域を超過する大量の上りデータの送信を要求し続ける高負荷なユーザを収容したＯＮＵの場合、時定数ｍａｘ＿τという長い期間で算出した送信データ量の指数平滑移動平均が、最大帯域用目標データ量の指数平滑移動平均を超えないよう制御されるため、長時間平均で送信データ量は最大帯域に近づく。
一方、通常入力は０であるが、散発的に高負荷となるユーザを収容したＯＮＵの場合、入力が０である間にｍａｘ＿ｅｘｃｅｓｓが低下し続け、逆にｍａｘ＿ｉｄｅａｌは増加しつづける。十分にｍａｘ＿ｉｄｅａｌが増加した後に入力が始まった場合、ｍａｘ＿ｉｄｅａｌが０以上の間は帯域割当が許可されるため、ある一定の時間内ならば最大帯域以上を割当ることが可能である。しかし、高負荷な状態が続くとｍａｘ＿ｉｄｅａｌは負となり、長時間平均で最大帯域に近づくように制御がかかる。ｍａｘ＿τに小さな値を設定した場合も、入力が長時間なければｍａｘ＿ｉｄｅａｌは増加するが、入力が始まると短時間でｍａｘ＿ｉｄｅａｌが負になり、その後は一定間隔で帯域を割当続けるため、シェーピング機能を実現する。
［第３の実施の形態］
図５は本発明の第３の実施の形態を示すシステムの構成図である。図５に示す例では、図３に示す第２の実施の形態と同様に、動的帯域割当回路３０ｂは、最大帯域用の目標データ量、時定数、過剰割当データ量、理想割当データ量、保証帯域用の目標データ量、時定数、過剰割当データ量、理想割当データ量の双方のパラメータを用いて、最大帯域制限と最低帯域保証を行うが、さらに、最大帯域制限機能７０については動的にオン・オフを切り替え可能としたものである。
ここで最大帯域制限機能とは、「保証帯域用目標データ量において、最大制限帯域を超える加入者線終端装置の保証帯域用目標データ量は最大帯域用目標データ量で頭打ちとし、その差分は頭打ちとなっていない加入者線終端装置間で、最低保証帯域比で再配分する機能」、及び「最大帯域用理想割当データ量（ｍａｘ＿ｉｄｅａｌｊ，ｋ）において、ｍａｘ＿ｉｄｅａｌｊ，ｋ＜０ならば帯域割当を許可しないという条件判定を行う機能」と定義する。
本実施の形態により、上位装置から輻輳状態に遷移したことを示す信号あるいは輻輳状態を示す信号を受信すると、配下の全ＯＮＵに対して最大帯域制限機能をＯＮとするが、実際には、常に上り負荷の高いユーザを収容しているＯＮＵのみ上りの送信を一時停止することが可能となる。
また、図６は、本発明の第３の実施の形態における割当帯域算出フローを示す図であり、帯域割り当てのアルゴリズムの処理フローを示したものである。なお、図６において使用されている各データの符号の意味は図４の場合と同様である。
図６において、まず、輻輳状態を示す信号の受信の有無を確認する（ステップＳ３０１）。受信していなかった場合は、１周期に割当可能な合計データ量を当該周期で帯域要求を出しているＯＮＵ間で保証帯域で比例配分することにより、保証帯域用目標データ量を算出する。また第２の実施の形態と同様に最大帯域用目標データ量も算出する。このとき、保証帯域用目標データ量が最大帯域用目標データ量より大きくても、保証帯域用目標データ量を頭打ちにすることはしない。その後、第２の実施の形態と同様に、最大帯域用、保証帯域用それぞれの理想割当データ量を算出する（ステップＳ３０２）。
次に、前計算周期に算出した割当順で帯域要求データ量を割り当てていく（ステップＳ３０３、Ｓ３０４）。最大帯域用理想割当データ量の値は参照しない。その後は第２の実施の形態と同様に過剰割当データ量を算出し、次周期の割当順を決定する（ステップＳ３０５、Ｓ３０６）。
一方輻輳状態を示す信号の受信を確認したときには第２の実施の形態で示した方法で帯域の割当を算出する。受信した信号が輻輳状態への遷移を示す信号であった場合は、一定時間経過後、最大帯域制限機能を自発的にオフとする。
また、最大帯域制限機能のトリガーとして、局側通信装置が受信する上りトラフィック量より輻輳状態と判断すればオンし、輻輳状態を脱したと判断すれば、オフする方法、あるいは、局側通信装置に具備されたタイマーに予め最大帯域制限開始時刻及び終了時刻を設定する方法も考えられる。
また、直近に最大帯域を超えて上りデータを送信したＯＮＵほどｍａｘ＿ｅｘｃｅｓｓの値が大きくなり、ｍａｘ＿ｉｄｅａｌの値がマイナスとなる。この状態で輻輳状態を示す信号を受信して最大帯域制限機能がＯＮになると、ｍａｘ＿ｉｄｅａｌが正になるまでは帯域が割り当てられない。つまり、ヘビーユーザほど上りデータの送信が一時停止されることを示している。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、図１、図３、図５に示す局側通信装置２０内の動的帯域割当回路３０等は、専用のハードウェアにより実現されるものであってもよく、またメモリおよびＣＰＵ（中央処理装置）により構成され、この動的帯域割当回路３０等の機能を実現するためのプログラムをメモリにロードして実行することによりその機能を実現させるものであってもよい。
また、図１、図３、図５に示す局側通信装置２０内の動的帯域割当回路３０等は、コンピュータシステムで構成され、その機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、図１、図３、図５に示す局側通信装置２０内の動的帯域割当回路３０等に必要な処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの（伝送媒体ないしは伝送波）、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の動的帯域割当回路は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
本発明は、Ｐ２ＭＰシステムにおいて、メモリー容量の消費量を低減し、パラメータの発散の問題を抑止する効果を奏するので、本発明は、動的帯域割当回路、動的帯域割当方法、動的帯域割当プログラム、及び記録媒体などに適用できる。

Claims (20)

  1. 複数の加入者線終端装置と単一の局側通信装置を接続したＰ２ＭＰシステムの前記局側通信装置に設けられ、前記複数の加入者線終端装置で上り方向の帯域をシェアする動的帯域割当回路において、
    前記加入者線終端装置単位で周期毎に１周期の割当データ量（ａｌｌｏｃａｔｅｄｊ，ｋ、ｊ：加入者線終端装置の番号、ｋ：周期）の目標となる、目標データ量（ｔａｒｇｅｔｊ，ｋ）を算出する目標データ量算出手段と、
    指数平滑移動平均の時定数をτとし、α＝（τ−１）／（τ＋１）とし、理想割当データ量（ｉｄｅａｌｊ，ｋ）を、ｉｄｅａｌｊ，ｋ＝ｔａｒｇｅｔｊ，ｋ−（α／（１−α））・ｅｘｃｅｓｓｊ，ｋ−１により算出する理想割当データ量算出手段と、
    １周期あたりの過剰割当データ量（ｅｘｃｅｓｓｊ，ｋ）を、ｅｘｃｅｓｓｊ，ｋ＝α・ｅｘｃｅｓｓｊ，ｋ−１＋（１−α）・（ａｌｌｏｃａｔｅｄｊ，ｋ−ｔａｒｇｅｔｊ，ｋ）により算出する過剰割当データ量算出手段と、
    前記ｉｄｅａｌｊ，ｋ＜０ならば帯域割当を許可しない帯域割当算出手段と、
    前記複数の加入者線終端装置の各々に対応した帯域要求データ量を受け付ける帯域要求受信手段と、
    前記目標データ量に対応し、最大目標データ量を最大制限帯域に比例して算出する最大目標データ量算出手段と、
    保証目標データ量を最低保証帯域に比例して算出する保証目標データ量算出手段と、
    前記指数平滑移動平均の時定数を最大帯域用時定数と保証帯域用時定数としてそれぞれ設定する時定数設定手段と、
    前記過剰割当データ量算出手段に対応する、最大帯域用過剰割当データ量算出手段及び保証帯域用過剰割当データ量算出手段と、
    前記理想割当データ量算出手段に対応する、最大帯域用理想割当データ量算出手段及び保証帯域用理想割当データ量算出手段と
    を備え、
    前記帯域割当算出手段は、
    最大帯域用理想割当データ量（ｍａｘ＿ｉｄｅａｌ ｊ，ｋ ）において、ｍａｘ＿ｉｄｅａｌ ｊ，ｋ ＜０ならば帯域割当を許可しないという条件判定を行い、
    各加入者線終端装置の保証帯域用過剰割当データ量を保証帯域で除算した値の小さい順に加入者線終端装置番号をソートし割当順リストを作成し、
    前周期に算出した割当順リストの先頭から、上記条件で帯域割当が不許可とならなかった加入者線終端装置に対して、予め設定された１周期に割当可能な合計データ量の上限値を上限として、前記帯域要求データ量を割り当てて行く動的帯域割当回路。
  2. 前記理想割当データ量算出手段は、理想割当データ量（ｉｄｅａｌｊ，ｋ）を、ｉｄｅａｌｊ，ｋ＝ｔａｒｇｅｔｊ，ｋ−ｅｘｃｅｓｓｊ，ｋ−１により算出し、
    前記過剰割当データ量算出手段は、過剰割当データ量（ｅｘｃｅｓｓｊ，ｋ）をｅｘｃｅｓｓｊ，ｋ＝α・（ａｌｌｏｃａｔｅｄｊ，ｋ−ｉｄｅａｌｊ，ｋ）により算出する請求項１に記載の動的帯域割当回路。
  3. 前記保証目標データ量算出手段は、１周期に割当可能なデータ領域を当該周期で帯域要求の有る加入者線終端装置間で最低保証帯域比で比例配分することにより保証目標データ量を求め、最大制限帯域を超える加入者線終端装置の保証目標データ量は最大目標データ量で頭打ちとし、その差分は頭打ちとなっていない加入者線終端装置間で、最低保証帯域比で再配分し、上記再配分を、全ての加入者線終端装置で保証目標データ量が最大目標データ量以下となるまで繰り返す請求項１または請求項２に記載の動的帯域割当回路。
  4. 前記最大帯域用時定数及び保証帯域用時定数のそれぞれを独立かつ任意の値に設定する手段と、
    前記最大帯域用時定数の値を保証帯域用時定数の値よりも大きくなるように設定する手段と
    を備える請求項１から請求項３のいずれかに記載の動的帯域割当回路。
  5. 前記保証目標データ量算出手段における、１周期に割当可能なデータ領域を当該周期で帯域要求の有る加入者線終端装置間で最低保証帯域比で比例配分することにより保証目標データ量を求める際、最大制限帯域を超える加入者線終端装置の保証目標データ量は最大目標データ量で頭打ちとし、その差分は頭打ちとなっていない加入者線終端装置間で、最低保証帯域比で再配分する機能と、前記最大帯域用理想割当データ量（ｍａｘ＿ｉｄｅａｌｊ，ｋ）において、ｍａｘ＿ｉｄｅａｌｊ，ｋ＜０ならば帯域割当を許可しないという条件判定を行う機能とを最大帯域制限機能と定義する手段と、
    前記最大帯域制限機能を動的にオン・オフする手段と、
    上位ネットワークより輻輳無しから有りへ状態が遷移したことを示す信号を受信していない場合には配下の全加入者線終端装置に対して前記最大帯域制限機能をオフし、輻輳発生を示す信号を受信した場合には全ての加入者線終端装置に対して最大帯域制限機能をオンし、一定時間経過後に再び最大帯域制限機能をオフする手段と
    を備える請求項４に記載の動的帯域割当回路。
  6. 前記保証目標データ量算出手段における、１周期に割当可能なデータ領域を当該周期で帯域要求の有る加入者線終端装置間で最低保証帯域比で比例配分することにより保証目標データ量を求める際、最大制限帯域を超える加入者線終端装置の保証目標データ量は最大目標データ量で頭打ちとし、その差分は頭打ちとなっていない加入者線終端装置間で、最低保証帯域比で再配分する機能と、前記最大帯域用理想割当データ量（ｍａｘ＿ｉｄｅａｌｊ，ｋ）において、ｍａｘ＿ｉｄｅａｌｊ，ｋ＜０ならば帯域割当を許可しないという条件判定を行う機能とを最大帯域制限機能と定義する手段と、
    前記最大帯域制限機能を動的にオン・オフする手段と、
    上位ネットワークより輻輳状態を示す信号を受信していない場合、あるいは輻輳状態を脱していることを示す信号を受信している場合は配下の全加入者線終端装置に対して最大帯域制限機能をオフし、輻輳状態を示す信号を受信した場合は全ての加入者線終端装置に対して最大帯域制限機能をオンする手段と
    を備える請求項４に記載の動的帯域割当回路。
  7. 前記保証目標データ量算出手段における、１周期に割当可能なデータ領域を当該周期で帯域要求の有る加入者線終端装置間で最低保証帯域比で比例配分することにより保証目標データ量を求める際、最大制限帯域を超える加入者線終端装置の保証目標データ量は最大目標データ量で頭打ちとし、その差分は頭打ちとなっていない加入者線終端装置間で、最低保証帯域比で再配分する機能と、前記最大帯域用理想割当データ量（ｍａｘ＿ｉｄｅａｌｊ，ｋ）において、ｍａｘ＿ｉｄｅａｌｊ，ｋ＜０ならば帯域割当を許可しないという条件判定を行う機能とを最大帯域制限機能と定義する手段と、
    前記最大帯域制限機能を動的にオン・オフする手段と、
    前記局側通信装置が受信した上りトラフィック量より輻輳状態と判断した場合に最大帯域制限機能をオンし、輻輳状態を脱したと判断した場合に最大帯域制限機能をオフする手段と
    を備える請求項４に記載の動的帯域割当回路。
  8. 前記保証目標データ量算出手段における、１周期に割当可能なデータ領域を当該周期で帯域要求の有る加入者線終端装置間で最低保証帯域比で比例配分することにより保証目標データ量を求める際、最大制限帯域を超える加入者線終端装置の保証目標データ量は最大目標データ量で頭打ちとし、その差分は頭打ちとなっていない加入者線終端装置間で、最低保証帯域比で再配分する機能と、前記最大帯域用理想割当データ量（ｍａｘ＿ｉｄｅａｌｊ，ｋ）において、ｍａｘ＿ｉｄｅａｌｊ，ｋ＜０ならば帯域割当を許可しないという条件判定を行う機能とを最大帯域制限機能と定義する手段と、
    前記最大帯域制限機能を動的にオン・オフする手段と、
    局側通信装置に具備されたタイマーに最大帯域制限開始時刻および最大帯域制限終了時刻を設定し、開始時刻になると前記最大帯域制限機能をオンし、終了時刻になるとオフにする手段と
    を備える請求項４に記載の動的帯域割当回路。
  9. 複数の加入者線終端装置と単一の局側通信装置を接続し、上り方向の帯域を前記複数の加入者線終端装置でシェアするＰ２ＭＰシステムにおける動的帯域割当方法において、
    前記加入者線終端装置単位で周期毎に１周期の割当データ量（ａｌｌｏｃａｔｅｄｊ，ｋ、ｊ：加入者線終端装置の番号、ｋ：周期）の目標となる、目標データ量（ｔａｒｇｅｔｊ，ｋ）を算出する目標データ量算出手順と、
    指数平滑移動平均の時定数をτとし、α＝（τ−１）／（τ＋１）とし、理想割当データ量（ｉｄｅａｌｊ，ｋ）を、ｉｄｅａｌｊ，ｋ＝ｔａｒｇｅｔｊ，ｋ−（α／（１−α））・ｅｘｃｅｓｓｊ，ｋ−１により算出する理想割当データ量算出手順と、
    １周期当たりの過剰割当データ量（ｅｘｃｅｓｓｊ，ｋ）を、ｅｘｃｅｓｓｊ，ｋ＝α・ｅｘｃｅｓｓｊ，ｋ−１＋（１−α）・（ａｌｌｏｃａｔｅｄｊ，ｋ−ｔａｒｇｅｔｊ，ｋ）により算出する過剰割当データ量算出手順と、
    ｉｄｅａｌｊ，ｋ＜０ならば帯域割当を許可しない帯域割当算出手順と、
    前記複数の加入者線終端装置の各々に対応した帯域要求データ量を受け付ける手順と、
    前記目標データ量に対応し、最大目標データ量を最大制限帯域に比例して算出する手順と、
    保証目標データ量を最低保証帯域に比例して算出する手順と、
    前記指数平滑移動平均の時定数を最大帯域用時定数と保証帯域用時定数としてそれぞれ設定する手順と、
    前記過剰割当データ量及び理想割当データ量に対応して、最大帯域用過剰割当データ量、最大帯域用理想割当データ量、保証帯域用過剰割当データ量、保証帯域用理想割当データ量を算出する手順と、
    最大帯域用理想割当データ量（ｍａｘ＿ｉｄｅａｌ ｊ，ｋ ）において、ｍａｘ＿ｉｄｅａｌ ｊ，ｋ ＜０ならば帯域割当を許可しない条件判定を行う手順と、
    各加入者線終端装置の保証帯域用過剰割当データ量を保証帯域で除算した値の小さい順に加入者線終端装置番号をソートし割当順リストを作成し、前周期に算出した割当順リストの先頭から、上記条件で帯域割当が不許可とならなかった加入者線終端装置に対して、予め設定された１周期に割当可能な合計データ量の上限値を上限として、前記帯域要求データ量を割り当てて行く手順と
    を含む動的帯域割当方法。
  10. 前記理想割当データ量（ｉｄｅａｌｊ，ｋ）をｉｄｅａｌｊ，ｋ＝ｔａｒｇｅｔｊ，ｋ−ｅｘｃｅｓｓｊ，ｋ−１により算出する手順と、
    前記過剰割当データ量（ｅｘｃｅｓｓｊ，ｋ）をｅｘｃｅｓｓｊ，ｋ＝α・（ａｌｌｏｃａｔｅｄｊ，ｋ−ｉｄｅａｌｊ，ｋ）により算出する手順と
    を含む請求項９に記載の動的帯域割当方法。
  11. １周期に割当可能なデータ領域を当該周期で帯域要求の有る加入者線終端装置間で最低保証帯域比で比例配分することにより前記保証目標データ量を求め、最大制限帯域を超える加入者線終端装置の保証目標データ量は最大目標データ量で頭打ちとし、その差分は頭打ちとなっていない加入者線終端装置間で、最低保証帯域比で再配分し、上記再配分を、全ての加入者線終端装置で保証目標データ量が最大目標データ量以下となるまで繰り返す手順を
    含む請求項９または請求項１０に記載の動的帯域割当方法。
  12. 前記最大帯域用時定数及び保証帯域用時定数のそれぞれを独立かつ任意の値に設定する手順と、
    前記最大帯域用時定数の値を保証帯域用時定数の値よりも大きくなるように設定する手順と
    を含む請求項９から請求項１１のいずれかに記載の動的帯域割当方法。
  13. １周期に割当可能なデータ領域を当該周期で帯域要求の有る加入者線終端装置間で最低保証帯域比で比例配分することにより前記保証目標データ量を求める際、最大制限帯域を超える加入者線終端装置の保証目標データ量は最大目標データ量で頭打ちとし、その差分は頭打ちとなっていない加入者線終端装置間で、最低保証帯域比で再配分する機能、及び前記最大帯域用理想割当データ量（ｍａｘ＿ｉｄｅａｌｊ，ｋ）において、ｍａｘ＿ｉｄｅａｌｊ，ｋ＜０ならば帯域割当を許可しないという条件判定を行う機能を最大帯域制限機能と定義する手順と、
    前記最大帯域制限機能を動的にオン・オフする手順と、
    上位ネットワークより輻輳無しから有りへ状態が遷移したことを示す信号を受信していない場合は配下の全加入者線終端装置に対して最大帯域制限機能をオフし、輻輳発生を示す信号を受信した場合は全ての加入者線終端装置に対して最大帯域制限機能をオンし、一定時間経過後に再び最大帯域制限機能をオフする手順と
    を含む請求項１２に記載の動的帯域割当方法。
  14. １周期に割当可能なデータ領域を当該周期で帯域要求の有る加入者線終端装置間で最低保証帯域比で比例配分することにより前記保証目標データ量を求める際、最大制限帯域を超える加入者線終端装置の保証目標データ量は最大目標データ量で頭打ちとし、その差分は頭打ちとなっていない加入者線終端装置間で、最低保証帯域比で再配分する機能、及び前記最大帯域用理想割当データ量（ｍａｘ＿ｉｄｅａｌｊ，ｋ）において、ｍａｘ＿ｉｄｅａｌｊ，ｋ＜０ならば帯域割当を許可しないという条件判定を行う機能を最大帯域制限機能と定義する手順と、
    前記最大帯域制限機能を動的にオン・オフする手順と、
    上位ネットワークより輻輳状態を示す信号を受信していない場合、あるいは輻輳状態を脱していることを示す信号を受信している場合は配下の全加入者線終端装置に対して最大帯域制限機能をオフし、輻輳状態を示す信号を受信した場合は全ての加入者線終端装置に対して最大帯域制限機能をオンする手順と
    を含む請求項１２に記載の動的帯域割当方法。
  15. １周期に割当可能なデータ領域を当該周期で帯域要求の有る加入者線終端装置間で最低保証帯域比で比例配分することにより前記保証目標データ量を求める際、最大制限帯域を超える加入者線終端装置の保証目標データ量は最大目標データ量で頭打ちとし、その差分は頭打ちとなっていない加入者線終端装置間で、最低保証帯域比で再配分する機能、及び前記最大帯域用理想割当データ量（ｍａｘ＿ｉｄｅａｌｊ，ｋ）において、ｍａｘ＿ｉｄｅａｌｊ，ｋ＜０ならば帯域割当を許可しないという条件判定を行う機能を最大帯域制限機能と定義する手順と、
    前記最大帯域制限機能を動的にオン・オフする手順と、
    局側通信装置が受信した上りトラフィック量より輻輳状態と判断した場合に最大帯域制限機能をオンし、輻輳状態を脱したと判断した場合に最大帯域制限機能をオフする手順と
    を含む請求項１２に記載の動的帯域割当方法。
  16. １周期に割当可能なデータ領域を当該周期で帯域要求の有る加入者線終端装置間で最低保証帯域比で比例配分することにより前記保証目標データ量を求める際、最大制限帯域を超える加入者線終端装置の保証目標データ量は最大目標データ量で頭打ちとし、その差分は頭打ちとなっていない加入者線終端装置間で、最低保証帯域比で再配分する機能、及び前記最大帯域用理想割当データ量（ｍａｘ＿ｉｄｅａｌｊ，ｋ）において、ｍａｘ＿ｉｄｅａｌｊ，ｋ＜０ならば帯域割当を許可しないという条件判定を行う機能を最大帯域制限機能と定義する手順と、
    前記最大帯域制限機能を動的にオン・オフする手順と、
    局側通信装置に具備されたタイマーに最大帯域制限開始時刻および最大帯域制限終了時刻を設定し、開始時刻になると最大帯域制限機能をオンし、終了時刻になるとオフにする手順と
    を含む請求項１２に記載の動的帯域割当方法。
  17. 複数の加入者線終端装置と単一の局側通信装置を接続したＰ２ＭＰシステムの前記局側通信装置に設けられ、前記複数の加入者線終端装置で上り方向の帯域をシェアする動的帯域割当回路内のコンピュータに、
    前記加入者線終端装置単位で周期毎に１周期の割当データ量（ａｌｌｏｃａｔｅｄｊ，ｋ、ｊ：加入者線終端装置の番号、ｋ：周期）の目標となる、目標データ量（ｔａｒｇｅｔｊ，ｋ）を算出する目標データ量算出手順と、
    指数平滑移動平均の時定数をτとし、α＝（τ−１）／（τ＋１）とし、理想割当データ量（ｉｄｅａｌｊ，ｋ）を、ｉｄｅａｌｊ，ｋ＝ｔａｒｇｅｔｊ，ｋ−（α／（１−α））・ｅｘｃｅｓｓｊ，ｋ−１により算出する理想割当データ量算出手順と、
    １周期当たりの過剰割当データ量（ｅｘｃｅｓｓｊ，ｋ）を、ｅｘｃｅｓｓｊ，ｋ＝α・ｅｘｃｅｓｓｊ，ｋ−１＋（１−α）・（ａｌｌｏｃａｔｅｄｊ，ｋ−ｔａｒｇｅｔｊ，ｋ）により算出する過剰割当データ量算出手順と、
    ｉｄｅａｌｊ，ｋ＜０ならば帯域割当を許可しない帯域割当算出手順と、
    前記複数の加入者線終端装置の各々に対応した帯域要求データ量を受け付ける手順と、
    前記目標データ量に対応し、最大目標データ量を最大制限帯域に比例して算出する手順と、
    保証目標データ量を最低保証帯域に比例して算出する手順と、
    前記指数平滑移動平均の時定数を最大帯域用時定数と保証帯域用時定数としてそれぞれ設定する手順と、
    前記過剰割当データ量及び理想割当データ量に対応して、最大帯域用過剰割当データ量、最大帯域用理想割当データ量、保証帯域用過剰割当データ量、保証帯域用理想割当データ量を算出する手順と、
    最大帯域用理想割当データ量（ｍａｘ＿ｉｄｅａｌ ｊ，ｋ ）において、ｍａｘ＿ｉｄｅａｌ ｊ，ｋ ＜０ならば帯域割当を許可しない条件判定を行う手順と、
    各加入者線終端装置の保証帯域用過剰割当データ量を保証帯域で除算した値の小さい順に加入者線終端装置番号をソートし割当順リストを作成し、前周期に算出した割当順リストの先頭から、上記条件で帯域割当が不許可とならなかった加入者線終端装置に対して、予め設定された１周期に割当可能な合計データ量の上限値を上限として、前記帯域要求データ量を割り当てて行く手順と
    を実行させるための動的帯域割当プログラム。
  18. 複数の加入者線終端装置と単一の局側通信装置を接続したＰ２ＭＰシステムの前記局側通信装置に設けられ、前記複数の加入者線終端装置で上り方向の帯域をシェアする動的帯域割当回路内のコンピュータに、
    前記加入者線終端装置単位で周期毎に１周期の割当データ量（ａｌｌｏｃａｔｅｄｊ，ｋ、ｊ：加入者線終端装置の番号、ｋ：周期）の目標となる、目標データ量（ｔａｒｇｅｔｊ，ｋ）を算出する目標データ量算出手順と、
    指数平滑移動平均の時定数をτとし、α＝（τ−１）／（τ＋１）とし、理想割当データ量（ｉｄｅａｌｊ，ｋ）を、ｉｄｅａｌｊ，ｋ＝ｔａｒｇｅｔｊ，ｋ−（α／（１−α））・ｅｘｃｅｓｓｊ，ｋ−１により算出する理想割当データ量算出手順と、
    １周期当たりの過剰割当データ量（ｅｘｃｅｓｓｊ，ｋ）を、ｅｘｃｅｓｓｊ，ｋ＝α・ｅｘｃｅｓｓｊ，ｋ−１＋（１−α）・（ａｌｌｏｃａｔｅｄｊ，ｋ−ｔａｒｇｅｔｊ，ｋ）により算出する過剰割当データ量算出手順と、
    ｉｄｅａｌｊ，ｋ＜０ならば帯域割当を許可しない帯域割当算出手順と、
    前記複数の加入者線終端装置の各々に対応した帯域要求データ量を受け付ける手順と、
    前記目標データ量に対応し、最大目標データ量を最大制限帯域に比例して算出する手順と、
    保証目標データ量を最低保証帯域に比例して算出する手順と、
    前記指数平滑移動平均の時定数を最大帯域用時定数と保証帯域用時定数としてそれぞれ設定する手順と、
    前記過剰割当データ量及び理想割当データ量に対応して、最大帯域用過剰割当データ量、最大帯域用理想割当データ量、保証帯域用過剰割当データ量、保証帯域用理想割当データ量を算出する手順と、
    最大帯域用理想割当データ量（ｍａｘ＿ｉｄｅａｌ ｊ，ｋ ）において、ｍａｘ＿ｉｄｅ ａｌ ｊ，ｋ ＜０ならば帯域割当を許可しない条件判定を行う手順と、
    各加入者線終端装置の保証帯域用過剰割当データ量を保証帯域で除算した値の小さい順に加入者線終端装置番号をソートし割当順リストを作成し、前周期に算出した割当順リストの先頭から、上記条件で帯域割当が不許可とならなかった加入者線終端装置に対して、予め設定された１周期に割当可能な合計データ量の上限値を上限として、前記帯域要求データ量を割り当てて行く手順と
    を実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
  19. 複数の加入者線終端装置と単一の局側通信装置を接続したＰ２ＭＰシステムの前記局側通信装置に設けられ、前記複数の加入者線終端装置で上り方向の帯域をシェアする動的帯域割当回路内のコンピュータに、
    前記加入者線終端装置単位で周期毎に１周期の割当データ量（ａｌｌｏｃａｔｅｄｊ，ｋ、ｊ：加入者線終端装置の番号、ｋ：周期）の目標となる、目標データ量（ｔａｒｇｅｔｊ，ｋ）を算出する目標データ量算出手順と、
    理想割当データ量（ｉｄｅａｌｊ，ｋ）をｉｄｅａｌｊ，ｋ＝ｔａｒｇｅｔｊ，ｋ−ｅｘｃｅｓｓｊ，ｋ−１により算出する理想割当データ量算出手順と、
    指数平滑移動平均の時定数をτとし、α＝（τ−１）／（τ＋１）とし、１周期当たりの過剰割当データ量（ｅｘｃｅｓｓｊ，ｋ）を、ｅｘｃｅｓｓｊ，ｋ＝α・（ａｌｌｏｃａｔｅｄｊ，ｋ−ｉｄｅａｌｊ，ｋ）により算出する過剰割当データ量算出手順と、
    ｉｄｅａｌｊ，ｋ＜０ならば帯域割当を許可しない帯域割当算出手順と、
    前記複数の加入者線終端装置の各々に対応した帯域要求データ量を受け付ける手順と、
    前記目標データ量に対応し、最大目標データ量を最大制限帯域に比例して算出する手順と、
    保証目標データ量を最低保証帯域に比例して算出する手順と、
    前記指数平滑移動平均の時定数を最大帯域用時定数と保証帯域用時定数としてそれぞれ設定する手順と、
    前記過剰割当データ量及び理想割当データ量に対応して、最大帯域用過剰割当データ量、最大帯域用理想割当データ量、保証帯域用過剰割当データ量、保証帯域用理想割当データ量を算出する手順と、
    最大帯域用理想割当データ量（ｍａｘ＿ｉｄｅａｌ ｊ，ｋ ）において、ｍａｘ＿ｉｄｅａｌ ｊ，ｋ ＜０ならば帯域割当を許可しない条件判定を行う手順と、
    各加入者線終端装置の保証帯域用過剰割当データ量を保証帯域で除算した値の小さい順に加入者線終端装置番号をソートし割当順リストを作成し、前周期に算出した割当順リストの先頭から、上記条件で帯域割当が不許可とならなかった加入者線終端装置に対して、予め設定された１周期に割当可能な合計データ量の上限値を上限として、前記帯域要求データ量を割り当てて行く手順と
    を実行させるための動的帯域割当プログラム。
  20. 複数の加入者線終端装置と単一の局側通信装置を接続したＰ２ＭＰシステムの前記局側通信装置に設けられ、前記複数の加入者線終端装置で上り方向の帯域をシェアする動的帯域割当回路内のコンピュータに、
    前記加入者線終端装置単位で周期毎に１周期の割当データ量（ａｌｌｏｃａｔｅｄｊ，ｋ、ｊ：加入者線終端装置の番号、ｋ：周期）の目標となる、目標データ量（ｔａｒｇｅｔｊ，ｋ）を算出する目標データ量算出手順と、
    理想割当データ量（ｉｄｅａｌｊ，ｋ）をｉｄｅａｌｊ，ｋ＝ｔａｒｇｅｔｊ，ｋ−ｅｘｃｅｓｓｊ，ｋ−１により算出する理想割当データ量算出手順と、
    指数平滑移動平均の時定数をτとし、α＝（τ−１）／（τ＋１）とし、１周期当たりの過剰割当データ量（ｅｘｃｅｓｓｊ，ｋ）を、ｅｘｃｅｓｓｊ，ｋ＝α・（ａｌｌｏｃａｔｅｄｊ，ｋ−ｉｄｅａｌｊ，ｋ）により算出する過剰割当データ量算出手順と、
    ｉｄｅａｌｊ，ｋ＜０ならば帯域割当を許可しない帯域割当算出手順と、
    前記複数の加入者線終端装置の各々に対応した帯域要求データ量を受け付ける手順と、
    前記目標データ量に対応し、最大目標データ量を最大制限帯域に比例して算出する手順 と、
    保証目標データ量を最低保証帯域に比例して算出する手順と、
    前記指数平滑移動平均の時定数を最大帯域用時定数と保証帯域用時定数としてそれぞれ設定する手順と、
    前記過剰割当データ量及び理想割当データ量に対応して、最大帯域用過剰割当データ量、最大帯域用理想割当データ量、保証帯域用過剰割当データ量、保証帯域用理想割当データ量を算出する手順と、
    最大帯域用理想割当データ量（ｍａｘ＿ｉｄｅａｌ ｊ，ｋ ）において、ｍａｘ＿ｉｄｅａｌ ｊ，ｋ ＜０ならば帯域割当を許可しない条件判定を行う手順と、
    各加入者線終端装置の保証帯域用過剰割当データ量を保証帯域で除算した値の小さい順に加入者線終端装置番号をソートし割当順リストを作成し、前周期に算出した割当順リストの先頭から、上記条件で帯域割当が不許可とならなかった加入者線終端装置に対して、予め設定された１周期に割当可能な合計データ量の上限値を上限として、前記帯域要求データ量を割り当てて行く手順と
    を実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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