JP4397283B2

JP4397283B2 - 通信装置

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Publication number: JP4397283B2
Application number: JP2004184048A
Authority: JP
Inventors: 理矢武元; 浩司佐藤
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2004-06-22
Filing date: 2004-06-22
Publication date: 2010-01-13
Anticipated expiration: 2024-06-22
Also published as: JP2006013620A

Description

従来から、親局が複数の子局のパケット送信時間を制御する通信システムにおける子局の帯域制御に関する種々の技術が考えられている。たとえば、特許文献１（第１の従来技術）には、伝送路のトラフィックが空いている場合には、送信要求を出した子局に多くの送信時間帯を割り当てることにより通信チャネルの使用効率を向上し、伝送路のトラフィックが高い状態の場合には、すべての子局に、たとえば、均等に送信時間を割り当てることにより各子局が所定の間隔で必ずパケットを送信できるようにして、各子局の伝送遅延を所定値以下にすることで各子局に対して平均的な最低帯域保証を行なう伝送装置に関する技術が開示されている。

また、非特許文献１（第２の従来技術）には、子局から親局への通知を複数種類持つことで、各子局への割り当てロスを軽減して高い帯域利用効率を実現するとともに、伝送路が混雑している場合には、各子局へ予め割り当てられている最低保障帯域に基づいて各子局への割り当て帯域を算出することで、各子局に対する個別の最低帯域保障を実現する動的帯域割当アルゴリズムに関する技術が開示されている。

特開２０００−２４４５２７号公報信学技報 TECHNICAL REPORT OF IEICE NS2002-17(2002-04) 「ＧＥ−ＰＯＮに適した動的帯域制御割当アルゴリズム」

しかしながら、上記第１および第２の従来技術では、複数の子局間で共有している親局への通信帯域をできる限り使い切るように各子局に対して通信帯域を割り当てるようにしているので、同一の親局に収容される子局の中に高いトラフィックを発生する子局が存在する場合と存在しない場合では、通信装置内のすべての親局に接続されているそれぞれの子局が使用できる帯域に大きな差が出てしまい、公平性を欠くという問題点があった。

この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、複数の親局にそれぞれ収容された同一の最低保障帯域を持つ複数の子局に対して、動的に公平に帯域を割り当てる通信装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる通信装置は、伝送路を介して接続される１もしくは複数の子局に割当てる割当帯域を算出して前記子局に通知する帯域判定部を有する親局を複数収容する通信装置において、前記複数の親局から通知される平均値の中から最大値を検出する最大値判定部を有し、この最大値判定部によって検出された最大値を前記複数の親局に設定値として通知する監視制御部、を備え、前記複数の親局の帯域判定部は、前記子局から送信すべきデータの有無の通知を受けると、送信すべきデータを有するすべての子局の最低保証帯域の平均値を算出し、算出した平均値を所定のタイミングで前記監視制御部に通知する平均値算出部、を備え、前記監視制御部から通知された設定値と、前記送信すべきデータを有する全ての子局の最低保証帯域の合計値とを比較し、この比較の結果が大きい方の値を用いて前記子局に対する割当帯域を算出すること、を特徴とする。

この発明によれば、各親局は、自局に接続されている子局の中で送信すべきデータを有するすべての子局の最低保証帯域の合計値および平均値を算出し、監視制御部から通知される各親局が算出した最低保証帯域の平均値の最大値である設定値と算出した最低保証帯域の合計値とを比較し、比較の結果大きい方の値を用いて子局に対する帯域割当てを算出するようにしているので、通信装置内に収容されている親局に接続されている全ての子局に対して、動的に公平に帯域を割当てることができる。

以下に、本発明にかかる通信装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１〜図８を用いてこの発明の実施の形態１を説明する。図１は、この発明にかかる実施の形態１の通信装置が適用される通信システムの構成を示す図である。図１に示した通信システムは、ｎ（１＜ｎ，ｎは自然数）台の親局１０−１〜１０−ｎと監視制御部２０とが内部通信路４０によって接続されている通信装置１と、スターカプラなどの光受動素子７−１〜７−ｎと光ファイバなどの伝送路９−１〜９−ｎとを介して通信装置１内の親局１０−１〜１０−ｎにそれぞれ接続される子局３−１〜３−ｍ，５−１〜５−ｍ（ｍは自然数）とを備えている。

図２は、図１に示した通信装置１の構成を示すブロック図である。親局１０−１〜１０−ｎは、自局に接続されている子局３−１〜３−ｍ，５−１〜５−ｍの通信を制御する。親局１０−１〜１０−ｎは、それぞれ同じ機能を備えている。親局１０−１を例に挙げて、親局の機能を説明する。親局１０−１は、帯域判定部１１と、子局通信インタフェース部（以下、子局通信Ｉ／Ｆ部とする）１２と、内部通信インタフェース部（以下、内部通信Ｉ／Ｆ部とする）１３とを備えている。

子局通信Ｉ／Ｆ部１２は、伝送路９−１および光受動素子７−１を介して接続される子局３−１〜３−ｍとの通信インタフェース機能を備えている。内部通信Ｉ／Ｆ部１３は、内部通信路４０を介して監視制御部２０と通信を行うインタフェース機能を備えている。

帯域判定部１１は、監視制御部２０から通知される設定値、および子局３−１〜３−ｍから通知される伝送待ちパケットのデータ量に基づいて、自局に接続されている子局３−１〜３−ｍへの割当帯域を算出して、子局３−１〜３−ｍに通知する。

帯域判定部１１は、自局に接続されている子局３−１〜３−ｍの中で送信待ち状態（送信待ちパケットがある状態）となっている子局３−１〜３−ｍの最低割当帯域の合計値から平均値を算出する平均値算出部１４と、平均値算出部１４によって最低割当帯域の平均値が算出された回数をカウントする通知カウンタ１５と、平均値算出部１４によって最低割当帯域の平均値、自局に接続されている子局３−１〜３−ｍ毎の最低保証帯域、および監視制御部２０から通知される設定値を記憶する記憶部１６とを備えている。

監視制御部２０は、図３に示すような、親局１０−１〜１０−ｎに対応させて親局１０−１〜１０−ｎから通知される最低割当帯域の平均値が登録される平均値テーブルを有し、この平均値テーブルに登録される平均値の最大値を検出する最大値判定部２１と、内部通信路４０を介して親局１０−１〜１０−ｎと通信を行うインタフェース機能を有する内部通信Ｉ／Ｆ部２２とを備えている。

子局３−１〜３−ｍ，５−１〜５−ｍは、すべて同じ機能を備えている。図４に示した子局３−１の構成を示すブロック図を参照して、子局の機能を説明する。子局３−１は、親局通信インタフェース部（以下、親局通信Ｉ／Ｆ部とする）３０と、送信バッファ３１と、通信制御部３２とを備えている。

親局通信Ｉ／Ｆ部３０は、自局が接続されている親局１０−１との通信インタフェース機能を備えている。送信バッファ３１は、親局１０−１に送信すべき送信パケットを蓄積する。

通信制御部３２は、送信バッファ３１に蓄積されている送信待ちのパケットのデータ量を算出して親局１０−１に通知する。また、通信制御部３２は、親局１０−１から通知される帯域割当てに基づいて、送信バッファ３１に蓄積されているパケットを親局通信Ｉ／Ｆ部３０に出力させて、親局１０−１にパケットを送信させる。

つぎに、図５〜図８のフローチャートを参照して、この発明にかかる実施の形態１の通信装置が適用される通信システムの帯域制御の動作を説明する。まず、図５のフローチャートを参照して、図１に示した通信システムの子局３−１を例に挙げて、子局の動作を説明する。

通信制御部３２は、送信バッファ３１に蓄積されている送信待ちパケットのデータ量を算出する（ステップＳ１）。通信制御部３２は、算出した送信待ちパケットのデータ量を親局通信Ｉ／Ｆ部３０を介して親局１０−１に通知する。通信制御部３２は、送信バッファ３１に送信待ちパケットが存在しない場合には、送信待ちパケットのデータ量を「０」として親局１０−１に通知する（ステップＳ２）。

親局１０−１から帯域割当の通知を受信すると、通信制御部３２は、送信バッファ３１にパケットを出力させ、親局１０−１から通知された帯域を使用して送信バッファ３１に蓄積されている送信待ちパケットを親局１０−１に送信する（ステップＳ３，Ｓ４）。

通信制御部３２は、パケットを親局１０−１に送信すると、送信バッファ３１に蓄積されている送信待ちパケットのデータ量を算出して親局１０−１に通知し、親局１０−１からの帯域割当の通知に基づいてパケットを親局１０−１に送信する動作を繰り返す（ステップＳ１〜Ｓ４）。

つぎに、図６のフローチャートを参照して、図１に示した親局１０−１を例に挙げて、親局の動作を説明する。なお、記憶部１６には、予め子局３−１〜３−ｍ毎の最低保証帯域が記憶されているものとする。

平均値算出部１４は、通知カウンタ１５の値を予め定められた初期値Ｃに初期化する（ステップＳ１０１）。平均値算出部１４は、記憶部１６の平均値を記憶する領域に「０」を記憶させて、平均値を「０」に初期化する（ステップＳ１０２）。

図５のフローチャートを用いて説明したように、子局３−１〜３−ｍは、親局１０−１に送信待ちのパケットのデータ量を通知している。帯域判定部１１は、子局３−１〜３−ｍからの送信待ちのパケットのデータ量を子局通信Ｉ／Ｆ部１２を介して受信する。

自局に接続されている全ての子局３−１〜３−ｍから送信待ちパケットのデータ量を受信すると、帯域判定部１１は、待ち状態となっている子局３−１〜３−ｍ、すなわち受信した送信待ちパケットのデータ量が「０」以外の子局３−１〜３−ｍの最低保証帯域を記憶部１６から読み出して、送信待ちパケットのデータ量が「０」以外の子局３−１〜３−ｍの最低保証帯域の合計値を算出する（ステップＳ１０３，Ｓ１０４）。最低保証帯域の合計値を算出すると、帯域判定部１１は、通知カウンタ１５の値を１減算する（ステップＳ１０５）。

平均値算出部１４は、帯域判定部１１によって算出された最低保証帯域の合計値、通知カウンタ１５の初期値、現在の通知カウンタ１５のカウント値、および記憶部１６に記憶されている平均値（現在記憶している平均値）を用いて平均値を算出する（ステップＳ１０６）。通知カウンタ１５の初期値をＣとし、現在の通知カウンタ１５のカウント値をｃとすると、平均値は、
平均値＝（（Ｃ−ｃ−１）×現在記憶している平均値＋最低保証帯域の合計値）／（Ｃ−ｃ）・・・（式１）
によって算出することができる。平均値算出部１４は、（式１）を用いて算出した平均値を記憶部１６に記憶させる。

平均値算出部１４は、通知カウンタ１５のカウント値が「０」であるか否かを判定する（ステップＳ１０７）。通知カウンタ１５のカウント値が「０」の場合、平均値算出部１４は、算出した平均値を内部通信Ｉ／Ｆ部２２および内部通信路４０を介して監視制御部２０に通知する（ステップＳ１０８）。平均値算出部１４は、通知カウンタ１５の値を初期値Ｃに初期化する（ステップＳ１０９）。平均値算出部１４は、記憶部１６の平均値を記憶する領域に「０」を記憶させて平均値を初期化する（ステップＳ１１０）。

通知カウンタ１５のカウント値が「０」以外の場合、または平均値算出部１４が平均値を初期化した後に、帯域判定部１１は、記憶部１６に記憶されている設定値（監視制御部２０から通知された設定値）と、ステップＳ１０４において算出した最低保証帯域の合計値とを比較する（ステップＳ１１１）。設定値が最低保証帯域の合計値よりも大きい場合、帯域判定部１１は、設定値を用いて子局３−１〜３−ｍへの割当帯域を算出する（ステップＳ１１２）。設定値を用いた子局３−ｉ（１≦ｉ≦ｍ，ｉは自然数）への割当帯域Ｄｉは、
子局３−ｉへの割当帯域Ｄｉ＝全帯域×子局３−ｉの最低保証帯域／設定値・・・（式２）
によって算出することができる。帯域判定部１１は、（式２）を用いて、子局３−１〜３−ｍのそれぞれへの割当帯域Ｄ１〜Ｄｍを算出する。

記憶部１６に記憶されている設定値が最低保証帯域の合計値以下の場合、帯域判定部１１は、最低保証帯域の合計値を用いて子局３−１〜３−ｍへの割当帯域を算出する（ステップＳ１１３）。合計値を用いた子局３−ｉへの割当帯域Ｄｉは、
子局３−ｉへの割当帯域Ｄｉ＝全帯域×子局３−ｉの最低保証帯域／合計値・・・（式３）
によって算出することができる。帯域判定部１１は、（式３）を用いて、子局３−１〜３−ｍのそれぞれへの割当帯域Ｄ１〜Ｄｍを算出する。

帯域判定部１１は、（式２）または（式３）を用いて算出した子局３−１〜３−ｍへの割当帯域Ｄ１〜Ｄｍを子局通信Ｉ／Ｆ部１２を介して子局３−１〜３−ｍに通知する（ステップＳ１１４）。

親局１０−１は、子局３−１〜３−ｍから送信待ちパケットのデータ量を受信すると、通知カウンタ１５のカウント値を１減算し、送信待ちパケットのデータ量が「０」以外の子局３−１〜３−ｍの最低保証帯域の平均値および子局３−１〜３−ｍへの割当帯域を算出し、算出した割当帯域を子局３−１〜３−ｍに通知するとともに、通知カウンタ１５が「０」になった場合には、算出した平均値を監視制御部２０に通知する動作を繰り返す（ステップＳ１０３〜Ｓ１１４）。

つぎに、図７のフローチャートを参照して、親局１０−１を例に挙げて、親局の記憶部１６に記憶する設定値の更新処理動作について説明する。帯域判定部１１は、記憶部１６の設定値を記憶している領域に「０」を記憶させて、設定値を初期化する（ステップＳ２０１）。

帯域判定部１１は、監視制御部２０から設定値を受信すると、受信した設定値を記憶部１６に記憶させて設定値を更新する動作を繰り返す（ステップＳ２０２，Ｓ２０３）。

つぎに、図８のフローチャートを参照して、監視制御部２０の動作を説明する。最大値判定部２１は、図３に示した平均値テーブルの平均値フィールドをすべて「０」にして初期化する（ステップＳ３０１）。

最大値判定部２１は、内部通信路４０および内部通信Ｉ／Ｆ部２２を介して親局１０−１〜１０−ｎから通知される平均値を受信する（ステップＳ３０２）。親局１０−１〜１０−ｎから通知される平均値は、先の図６のフローチャートで説明したように、親局１０−１〜１０−ｎの平均値算出部１４によって（式１）によって算出された平均値である。

最大値判定部２１は、親局１０−１〜１０−ｎからそれぞれ受信した平均値を、親局１０−１〜１０−ｎに対応させた平均値フィールドに記憶して、平均値テーブルを更新する（ステップＳ３０３）。

すべての親局１０−１〜１０−ｎから平均値を受信して、平均値テーブルの平均値フィールドを全て更新すると、最大値判定部２１は、平均値テーブルの平均値フィールドに記憶されている平均値の中から最大値を検出する（ステップＳ３０４，Ｓ３０５）。監視制御部２０は、最大値判定部２１によって検出された最大値を内部通信Ｉ／Ｆ部２２および内部通信路４０を介して、親局１０−１〜１０−ｎに設定値として通知する（ステップＳ３０６）。

監視制御部２０が最大値判定部２１によって検出された最大値を設定値として親局１０−１〜１０−ｎに通知すると、最大値判定部２１は、平均値テーブルの平均値フィールドを初期化し、全ての親局１０−１〜１０−ｎからの平均値を受信した後に最大値を検出し、監視制御部２０が最大値判定部２１によって検出された最大値を設定値として親局１０−１〜１０−ｎに通知する動作を繰り返す（ステップＳ３０１〜Ｓ３０６）。

このようにこの実施の形態１では、各親局１０−１〜１０−ｎは、自局に接続されている子局３−１〜３−ｍ，５−１〜５−ｍの中で送信すべきデータを有するすべての子局３−１〜３−ｍ，５−１〜５−ｍの最低保証帯域の合計値および平均値を算出し、監視制御部２０から通知される各親局１０−１〜１０−ｎが算出した最低保証帯域の平均値の最大値である設定値と算出した最低保証帯域の合計値とを比較し、比較の結果大きい方の値を用いて子局３−１〜３−ｍ，５−１〜５−ｍに対する帯域割当てを算出するようにしているので、通信装置１内に収容されている親局１０−１〜１０−ｎに接続されている全ての子局３−１〜３−ｍ，５−１〜５−ｍに対して、動的に公平に帯域を割当てることができる。

たとえば、親局１０−１に接続されている子局３−１〜３−ｍがすべて送信待ち状態になっている（網が混雑している）場合、親局１０−１の平均値算出部１４によって算出される最低保証帯域の平均値は、親局１０−２〜１０−ｎの平均値算出部１４によって算出される最低保証帯域の平均値よりも大きくなることが想定される。この場合、監視制御部２０内の最大値判定部２１は、網が混雑している親局１０−１の平均値算出部１４によって算出された最低保証帯域の平均値を設定値として親局１０−１〜１０−ｎに通知する。すなわち、親局１０−１〜１０−ｎの帯域判定部１１は、親局１０−１の平均値算出部１４によって算出された最低保証帯域の平均値を用いて自局に接続されている子局３−１〜３−ｍ，５−１〜５−ｍに対する割当帯域を算出する。これにより、網が混雑している親局１０−１に接続されている子局３−１〜３−ｍ、およびそれ以外の親局１０−２〜１０−ｎに接続されている子局５−１〜５−ｍの最低保証帯域が等しい場合、すべての子局３−１〜３−ｍ，５−１〜５−ｍに割当てられる帯域はほぼ等しくなり、公平性が保たれる。

実施の形態２．
図９および図１０を用いてこの発明の実施の形態２を説明する。この発明にかかる実施の形態２の通信装置が適用される通信システムは、図１に示した通信装置１の代わりに通信装置１ａを備えている。

図９は、この発明にかかる実施の形態２の通信装置１ａの構成を示すブロック図である。図９に示した通信装置１ａは、図２に示した通信装置１の監視制御部２０の代わりに、最大値判定部２１が検出した最大値を複数個記憶し、記憶した最大値の平均値を算出する平均値算出部２３（特許請求の範囲でいうところの設定平均値算出部）が追加されている監視制御部２０ａを備えている。図２に示した通信装置１と同じ機能を持つ構成部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

つぎに、この発明にかかる実施の形態２の通信装置が適用される通信システムの帯域制御の動作を説明する。なお、子局３−１〜３−ｍ，５−１〜５−ｍ、および親局１０−１〜１０−ｎの動作は、実施の形態１と同じであるので、ここではその説明を省略し、図１０のフローチャートを参照して監視制御部２０ａの動作のみを説明する。なお、ここでは、説明を簡単にするために、平均値算出部１４が記憶する最大値を１つとし、２つの最大値の平均値を算出するものとする。

平均値算出部１４は、記憶する最大値の値を「０」にして記憶する最大値の値を初期化する（ステップＳ４０１）。最大値判定部２１は、図３に示した平均値テーブルの平均値フィールドをすべて「０」にして初期化する（ステップＳ４０２）。

最大値判定部２１は、内部通信路４０および内部通信Ｉ／Ｆ部２２を介して親局１０−１〜１０−ｎから通知される平均値を受信する（ステップＳ４０３）。最大値判定部２１は、親局１０−１〜１０−ｎからそれぞれ受信した平均値を、親局１０−１〜１０−ｎに対応させた平均値フィールドに記憶して、平均値テーブルを更新する（ステップＳ４０４）。

すべての親局１０−１〜１０−ｎから平均値を受信して、平均値テーブルの平均値フィールドを全て更新すると、最大値判定部２１は、平均値テーブルの平均値フィールに記憶されている平均値の中から最大値を検出する（ステップＳ４０５，Ｓ４０６）。最大値判定部２１は、検出した最大値を平均値算出部２３に通知する。

平均値算出部２３は、記憶している最大値と最大値判定部２１から通知された最大値との平均値を算出する（ステップＳ４０７）。平均値算出部２３は、最大値判定部２１から通知された最大値を記憶している最大値の代わりに記憶する（ステップＳ４０８）。すなわち、平均値算出部２３は、平均値を算出した後に、最大値判定部２１から通知された最大値を１つ前の最大値として記憶する。

監視制御部２０ａは、平均値算出部２３によって算出された平均値を内部通信Ｉ／Ｆ部２２および内部通信路４０を介して、親局１０−１〜１０−ｎに設定値として通知する（ステップＳ４０９）。

監視制御部２０ａが親局１０−１〜１０−ｎに設定値を通知すると、最大値判定部２１は、平均値テーブルの平均値フィールドを初期化し、すべての親局１０−１〜１０−ｎからの平均値を受信した後に最大値を検出して平均値算出部２３に通知し、平均値算出部１４は、通知された最大値と記憶している最大値との平均値を算出するとともに最大値判定部２１から通知された最大値を記憶し、監視制御部２０ａは平均値算出部１４によって算出された平均値を親局１０−１〜１０−ｎに通知する動作を繰り返す（ステップＳ４０２〜Ｓ４０９）。

このようにこの実施の形態２では、監視制御部２０ａ内の平均値算出部２３が、最大値判定部２１によって検出された最大値を複数個記憶しておき、記憶した最大値の平均値を算出して設定値とするようにしているので、ある親局に接続されている子局がバースト的にトラフィックを発生したことにより瞬間的に最低保証帯域の平均値が大きくなった場合でも、他の親局に接続されている子局に対する割当帯域の急激な変動を抑制し、徐々に混雑している親局に接続されている子局に対する割当帯域にあわせこむことができる。

また、通知カウンタ１５の初期値Ｃを大きい値に設定すると最大値判定部２１が検出した平均値である設定値と実際の状態との差が大きくなり、通知カウンタ１５の初期値Ｃを小さい値に設定すると設定値は実際の状態を反映しやすい反面、瞬時的な影響を受けやすくなるが、この実施の形態２では、最大値の平均値を算出して設定値とするようにしているので、通知カウンタ１５の初期値Ｃを小さくして設定値を実際の状態を反映するようにしても、瞬時的な影響を緩やかに保つことができる。

実施の形態３．
図１１および図１２を用いてこの発明の実施の形態３を説明する。この発明にかかる実施の形態３の通信装置が適用される通信システムは、図１に示した通信装置１の代わりに通信装置１ｂを備えている。

図１１は、この発明にかかる実施の形態３の通信装置１ｂの構成を示すブロック図である。図１１に示した通信装置１ｂは、図２に示した通信装置１の親局１０−１〜１０−ｎの代わりに、帯域判定部１１に通知・設定判定部１７が追加された親局１０ａ−１〜親局１０ａ−ｎを備えている。図２に示した通信装置１と同じ機能を持つ構成部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

通知・設定判定部１７は、平均値算出部１４が算出した平均値を監視制御部２０に通知するか否かを決定するための通知フラグ、および監視制御部２０から通知された設定値を使用するか否かを決定するための設定値使用フラグを備えている。通知フラグおよび設定値使用フラグは、動作開始時に予め定められた値となるようにしてもよいし、外部から設定するようにしてもよい。通知・設定判定部１７は、通知フラグに基づいて平均値算出部１４が算出した平均値を監視制御部２０に通知するか否かを決定し、設定値通知フラグに基づいて平均値算出部１４が平均値を算出する際に、監視制御部２０から通知された設定値を使用するか否かを決定する。

つぎに、この発明にかかる実施の形態３の通信装置が適用される通信システムの帯域制御の動作を説明する。なお、子局３−１〜３−ｍ，５−１〜５−ｍ、および監視制御部２０の動作は、実施の形態１と同じであるので、ここではその説明を省略し、図１２のフローチャートを参照して、親局１０ａ−１を例に挙げて、親局の動作のみを説明する。

平均値算出部１４は、通知カウンタ１５の値を予め定められた初期値Ｃに初期化する（ステップＳ５０１）。平均値算出部１４は、記憶部１６の平均値を記憶する領域に「０」を記憶させて、平均値を「０」に初期化する（ステップＳ５０２）。

自局に接続されている全ての子局３−１〜３−ｍから送信待ちパケットのデータ量を受信すると、帯域判定部１１は、待ち状態となっている子局３−１〜３−ｍ、すなわち受信した送信待ちパケットのデータ量が「０」以外の子局３−１〜３−ｍの最低保証帯域を読み出して、送信待ちパケットのデータ量が「０」以外の子局３−の最低保証帯域の合計値を算出する（ステップＳ５０３，Ｓ５０４）。最低保証帯域の合計値を算出すると、帯域判定部１１は、通知カウンタ１５の値を１減算する（ステップＳ５０５）。

平均値算出部１４は、（式１）を用いて平均値を算出する（ステップＳ５０６）。平均値算出部１４は、通知カウンタ１５のカウント値が「０」であるか否かを判定する（ステップＳ５０７）。通知カウンタ１５のカウント値が「０」の場合、平均値算出部１４は、通知・設定判定部１７に監視制御部２０に平均値を通知するタイミングであることを通知する。

通知・設定判定部１７は、通知フラグが「ＴＲＵＥ」であるか否かを判定する（ステップＳ５０８）。通知フラグが「ＴＲＵＥ」の場合、通知・設定判定部１７は、監視制御部２０に平均値を通知することを平均値算出部１４に通知する。平均値算出部１４は、算出した平均値を監視制御部２０に内部通信Ｉ／Ｆ部２２および内部通信路４０を介して通知する（ステップＳ５０９）。通知フラグが「ＴＲＵＥ」でない（通知フラグが「ＦＡＬＥＳ」である）場合、通知・設定判定部１７は、監視制御部２０に平均値を通知しないことを平均値算出部１４に通知する。この場合、平均値算出部１４は、算出した平均値を監視制御部２０には通知しない。

監視制御部２０に平均値を通知しないことを通知されたか、または監視制御部２０に平均値を通知した後に、平均値算出部１４は、通知カウンタ１５の値を初期値Ｃに初期化する（ステップＳ５１０）。平均値算出部１４は、記憶部１６の平均値を記憶する領域に「０」を記憶させて平均値を初期化する（ステップＳ５１１）。

通知カウンタ１５のカウント値が「０」以外の場合、または平均値算出部１４が平均値を初期化した後に、通知・設定判定部１７は、設定値使用フラグが「ＴＲＵＥ」であるか否かを判定する（ステップＳ５１２）。設定値使用フラグが「ＴＲＵＥ」である場合、通知・設定判定部１７は、設定値を使用することを帯域判定部１１に通知する。

設定値を使用することが通知されると、帯域判定部１１は、記憶部１６に記憶されている設定値と、ステップＳ５０４において算出した最低保証帯域の合計値とを比較する（ステップＳ５１３）。設定値が最低保証帯域の合計値よりも大きい場合、帯域判定部１１は、設定値を用いて割当帯域を算出する（式２）によって子局３−１〜３−ｍそれぞれの割当帯域Ｄ１〜Ｄｎを算出する（ステップＳ５１４）。

記憶部１６に記憶されている設定値が最低保証帯域の合計値以下の場合、または、設定値使用フラグが「ＴＲＵＥ」でない（設定値使用フラグが「ＦＡＬＥＳ」である）場合、帯域判定部１１は、合計値を用いて割当帯域を算出する（式３）によって子局３−１〜３−ｍそれぞれの割当帯域Ｄ１〜Ｄｍを算出する（ステップＳ５１５）。

帯域判定部１１は、（式２）または（式３）を用いて算出した子局３−１〜３−ｍへの割当帯域Ｄ１〜Ｄｍを子局通信Ｉ／Ｆ部１２を介して通知する（ステップＳ５１６）。

親局１０ａ−１は、子局３−１〜３−ｍから送信待ちパケットのデータ量を受信すると、通知カウンタ１５を減算し、平均値および子局３−１〜３−ｍへの割当帯域を算出し、算出した割当帯域を子局３−１〜３−ｍに通知するとともに、通知カウンタ１５が「０」であってかつ通知フラグが「ＴＲＵＥ」の場合には、算出した平均値を監視制御部２０に通知する動作を繰り返す（ステップＳ５０３〜Ｓ５１６）。

このようにこの実施の形態３では、各親局１０ａ−１〜１０ａ−ｍの帯域判定部１１内の通知・設定判定部１７が、最低保証帯域の平均値を監視制御部２０に通知するか否か、および監視制御部２０から通知される設定値を使用するか否かを決定するようにしているので、自局の状態を他の親局に反映させるか否か、および他の親局の状態を自局に反映させるか否かを選択することが可能となり、自局の状態を他の親局に反映させるが、他の親局の状態に影響を受けないサービスをビジネスユーザ向けに提供したり、他の親局に影響を与えないが、他の親局の状態を反映する帯域制御を行うサービスをマスユーザ向けに提供するなど、多様なサービス形態を実現することができる。

以上のように、本発明にかかる通信装置は、動的に公平な帯域制御が要求される通信システムに有用であり、特に、複数のＰＯＮ区間を有する通信システムに適している。

この発明にかかる通信装置が適用される通信システムの構成を示す図である。図１に示した通信装置の構成を示すブロック図である。図２に示した最大判定部が有する平均値テーブルを示す図である。図１に示した子局の構成を示すブロック図である。この発明にかかる実施の形態１の子局の動作を説明するためのフローチャートである。この発明にかかる実施の形態１の通信装置内の親局の動作を説明するためのフローチャートである。この発明にかかる通信装置内の親局が記憶する設定値の更新処理動作を説明するためのフローチャートである。この発明にかかる実施の形態１の通信装置内の監視制御部の動作を説明するためのフローチャートである。この発明にかかる実施の形態２の通信装置の構成を示すブロック図である。この発明にかかる実施の形態２の通信装置内の監視制御部の動作を説明するためのフローチャートである。この発明にかかる実施の形態３の通信装置の構成を示すブロック図である。この発明にかかる実施の形態３の通信装置内の親局の動作を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１，１ａ，１ｂ通信装置
３−１，３−２，３−ｍ，５−１，５−２，５−ｍ子局
７−１，７−２，７−ｎ光受動素子
９−１，９−ｎ伝送路
１０−１，１０−２，１０−ｎ親局
１１帯域判定部
１２子局通信Ｉ／Ｆ部
１３，２２内部通信Ｉ／Ｆ部
１４，２３平均値算出部
１５通知カウンタ
１６記憶部
１７通知・設定判定部
２０監視制御部
２１最大値判定部
４０内部通信路

Claims

伝送路を介して接続される１もしくは複数の子局に割当てる割当帯域を算出して前記子局に通知する帯域判定部を有する親局を複数収容する通信装置において、
前記複数の親局から通知される平均値の中から最大値を検出する最大値判定部を有し、この最大値判定部によって検出された最大値を前記複数の親局に設定値として通知する監視制御部、
を備え、
前記複数の親局の帯域判定部は、
前記子局から送信すべきデータの有無の通知を受けると、送信すべきデータを有するすべての子局の最低保証帯域の平均値を算出し、算出した平均値を所定のタイミングで前記監視制御部に通知する平均値算出部、
を備え、
前記監視制御部から通知された設定値と、前記送信すべきデータを有する全ての子局の最低保証帯域の合計値とを比較し、この比較の結果が大きい方の値を用いて前記子局に対する割当帯域を算出すること、
を特徴とする通信装置。
前記監視制御部は、
前記複数の親局に通知する設定値の平均値を算出する設定平均値算出部、
をさらに備え、
前記設定平均値算出部によって算出された平均値を前記複数の親局に設定値として通知すること、
を特徴とする請求項１に記載の通信装置。
前記帯域判定部は、
前記平均値算出部によって算出された平均値を前記監視制御部に通知するか否か、および／または、前記子局に対する割当帯域を算出する際に前記監視制御部から通知された設定値を使用するか否かを決定する通知設定判定部、
をさらに備え、
前記通知設定判定部によって前記設定値を使用しないと決定された場合には、前記送信すべきデータを有するすべての子局の最低保証帯域の合計値を用いて、前記子局に対する割当帯域を算出すること、
を特徴とする請求項１または２に記載の通信装置。
前記所定のタイミングを、
前記平均値算出部によって平均値が算出された回数が、予め定められた値となったときとすること、
を特徴とする請求項１〜３の何れか１つに記載の通信装置。