JP4770279B2 - 帯域制御装置、帯域制御方法、帯域制御プログラム及び帯域制御システム - Google Patents

Description

本発明は、電話線などのメタリックケーブルで数Ｍビット／秒の高速データ伝送を可能とするｘＤＳＬ（ｘ Digital Subscriber Line）（ｘは、Ａ、Ｓ、Ｖ等の総称）、ＦＴＴｘ（Fiber To The ｘ）（ｘは、Ｂ、Ｃ、Ｃａｂ、Ｈ等の総称）に適用される技術に関するものである。

近年、電話線などのメタリックケーブルで、数Ｍビット／秒の高速データ伝送を可能とするｘＤＳＬ技術に注目が集まっている。中でも、注目を集めているのが、ＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）である。このＡＤＳＬは、上りと下りとで伝送速度が異なっており、この非対称性がインターネットのアクセスに適しており、このＡＤＳＬ等の普及により、我が国、及び、諸外国においてもアクセス回線のブロードバンド化が急速に進展しているのが現状である。

まず、図１を参照しながら、一般的な伝送システムのシステム構成について説明する。なお、図１は、アクセス回線終端装置を適用したインターネット接続サービスのネットワーク構成例を示したものである。

エンドユーザ宅においては、パソコン端末（ＰＣ）（１１１）が、宅内装置（ＣＰＥ： Customer Premises Equipment）（１１０）を通じてアクセス回線（subscriber Lines）（１０９）に接続される。

また、電話局側においては、上記の複数のアクセス回線（１０９）を終端し、１本の高速信号（１０５）に集線するアクセス回線終端装置（ＡＭ：Access Multiplexer）（１０６）が設置される。

なお、アクセス回線終端装置（１０６）内には、回線終端部（ＬＴＵ：Line Termination Unit）（１０８）と、集線部（ＩＧＵ：Integrated Gateway Unit）（１０７）と、が搭載される。なお、集線部（１０７）では信号の多重化と共に、必要に応じて信号のプロトコル変換を行うことになる。

なお、アクセス回線終端装置（１０６）は、スイッチやルータ（１０４）と接続し、アクセス回線終端装置（１０６）において集線された集線信号（１０５）は、スイッチやルータ（１０４）を経由してインターネット（１０３）に出力されることになる。

また、インターネット（１０３）は、再びスイッチやルータ（１０２）と接続し、インターネット（１０３）に出力された集線信号（１０５）がこのスイッチやルータ（１０２）を経由してＩＳＰサーバ（１０１）などに出力されることになる。

なお、図１に示すクライアント・サーバ型のインターネットアクセスでは、上り方向のトラフィックが下り方向のトラフィックに比べて非常に少ないという特徴があり、アクセス回線終端装置（１０６）における上り方向のトラフィックの帯域制御は、それほど重要視されていなかったのが現状である。

しかしながら、近年ではパソコン端末（１１１）同士を結ぶＰ２Ｐ（ピアツーピア）による通信形態が増加しており、上り方向のトラフィックの帯域確保やトラフィックの公平性の実現が重要な課題となっている。

なお、ｘＤＳＬ（ｘ Digital Subscriber Line）（ｘは、Ａ、Ｓ、Ｖ等の総称）に代表されるように、アクセス回線にはベストエフォートサービスを提供するものが多く、伝送路となるアクセス回線（１０９）の状態やパソコン端末（１１１）の性能等の条件の違いにより、各パソコン端末（１１１）において適用される獲得レート（伝送速度）が変動するように構築されたものがある。これにより、各パソコン端末（１１１）では、現在の回線状況に応じて最適な獲得レート（伝送速度）に変更し、該変更した獲得レート（伝送速度）を用いてデータ通信を行うことになる。

一般的に、下り方向のトラフィックは、ネットワーク（１０３）側の集線信号（１０５）がブロードキャストによって各アクセス回線（１０９）に供給される場合が多く、その場合、アクセス回線終端装置（１０６）においては、各アクセス回線（１０９）間の帯域制御を行う必要がない。しかしながら、上り方向のトラフィックについては、アクセス回線（１０９）がアクセス回線終端装置（１０６）で集線され、尚かつ、帯域がインタフェース速度の上限値で制限される場合には、アクセス回線終端装置（１０６）において帯域制御を行う必要がある。

通常、各アクセス回線（１０９）には等しい帯域が割り当てられるように、アクセス回線終端装置（１０６）において帯域を設定することになる。この結果、各アクセス回線（１０９）の上り方向の獲得レートの違いは、集線後の帯域の割り当てには反映されないことになる。

また、上記のアクセス回線終端装置（１０６）に対する帯域の設定は、静的になされるため、アクセス回線終端装置（１０６）が稼働中に、任意のアクセス回線（１０９）が切断することになっても、該切断されたアクセス回線（１０９）に割り当てられた帯域を、他のアクセス回線（１０９）において使用することは不可能である。このように、帯域を静的に設定し、各アクセス回線（１０９）を公平に取り扱う理由は、アクセス回線集端装置（１０６）の構成を簡略化させることに加え、同一のサービスを各パソコン端末（１１１）に対して提供すべきという考え方に基づいている。

一方、伝送路となるアクセス回線（１０９）の状態やパソコン端末（１１１）の性能といった条件の好悪を、各パソコン端末（１１１）に提供するサービスに忠実に反映させ、集線信号（１０５）の帯域を有効活用する方が良いという考えもある。しかしながら、上記の考えを実現するためには、アクセス回線終端装置（１０６）の構成を複雑化せざるを得ないという問題点が生じることになる。

なお、本発明より先に出願された技術文献として、データ伝送媒体（７）を介して幾つかのネットワーク終端装置（８）に接続された少なくとも１つの回線終端装置（２）であって、各ネットワーク終端装置（８）には、ネットワーク終端装置（８）に接続されたデータ通信装置（９）がデータを送信する時データ送信要求メッセージを生成するための要求メッセージ発生器（２３）が備えられている前記回線終端装置（２）と、データ伝送媒体（７）を介して、生成された要求メッセージが含まれるアップストリーム・データ・フレームを回線終端装置（２）に送信するためのｘＤＳＬ送受信機（２０）と、を有するデータ伝送ネットワークであって、前記回線終端装置（２）には、ネットワーク終端装置（８）の記憶されたステータス情報データに依存して、要求メッセージを送信したネットワーク終端装置（８）を選択するための選択ユニット（６６）と、選択されたネットワーク終端装置（８）に対するデータ送信許可メッセージを生成するための許可メッセージ発生器（６８）と、データ伝送媒体（７）を介して、生成された許可メッセージが含まれるダウンストリーム・データ・フレームをネットワーク終端装置（８）に一斉送信するためのｘＤＳＬ送受信機（２０）と、が備えられているデータ伝送ネットワークが開示された文献がある（例えば、特許文献１参照）。
特表２００４−５１９９７４号公報

なお、上記特許文献１は、本願発明の前提となる図１と同様なシステム構成が開示されているが、各回線終端装置（２）における帯域状態を収集し、最適な帯域状態となるよう制御し、帯域の有効活用を図ることについては何ら考慮されたものではない。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、帯域の有効活用を図ることを可能とする帯域制御装置、帯域制御方法、帯域制御プログラム及び帯域制御システムを提供することを目的とするものである。

かかる目的を達成するために、本発明は以下の特徴を有することになる。

本発明にかかる帯域制御装置は、
自装置に接続された各ユーザ端末の回線を統合し、その各ユーザ端末の回線の帯域を制御する帯域制御装置であって、
前記各ユーザ端末の上り方向の回線の帯域状態を収集し、自装置における上り方向の回線の帯域状態を取得する帯域状態収集手段と、
前記帯域制御装置と隣接する隣接帯域制御装置における上り方向の回線の帯域状態を取得する隣接帯域状態取得手段と、
前記帯域状態収集手段により取得した自装置における上り方向の回線の帯域状態と、前記隣接帯域状態取得手段により取得した隣接帯域制御装置における上り方向の回線の帯域状態と、を基に、自装置において制御する上り方向の回線の帯域状態を割り当てる帯域状態割当手段と、
前記帯域状態割当手段により自装置に割り当てた上り方向の回線の帯域状態を基に、自装置に接続された各ユーザ端末の上り方向の回線の帯域を制御する帯域制御手段と、
を有することを特徴とする。

本発明にかかる帯域制御装置は、
自装置に接続された各ユーザ端末の回線を統合し、その各ユーザ端末の回線を制御する帯域制御装置であって、
前記各ユーザ端末の上り方向の回線の帯域状態を収集し、自装置における上り方向の回線の帯域状態を取得する帯域状態収集手段と、
前記帯域制御装置と隣接する隣接帯域制御装置における上り方向の回線の帯域状態を取得する隣接帯域状態取得手段と、
前記帯域状態収集手段により取得した自装置における上り方向の回線の帯域状態と、前記隣接帯域状態取得手段により取得した隣接帯域制御装置における上り方向の回線の帯域状態と、を基に、各帯域制御装置において制御する上り方向の回線の帯域状態を割り当てる帯域状態割当手段と、
前記帯域状態割当手段により自装置に割り当てた上り方向の回線の帯域状態を基に、自装置に接続された各ユーザ端末の上り方向の回線の帯域を制御する帯域制御手段と、
を有することを特徴とする。

本発明にかかる帯域制御方法は、
自装置に接続された各ユーザ端末の回線を統合し、その各ユーザ端末の回線の帯域を制御する帯域制御装置における帯域制御方法であって、
前記各ユーザ端末の上り方向の回線の帯域状態を収集し、自装置における上り方向の回線の帯域状態を取得する帯域状態収集工程と、
前記帯域制御装置と隣接する隣接帯域制御装置における上り方向の回線の帯域状態を取得する隣接帯域状態取得工程と、
前記帯域状態収集工程により取得した自装置における上り方向の回線の帯域状態と、前記隣接帯域状態取得工程により取得した隣接帯域制御装置における上り方向の回線の帯域状態と、を基に、自装置において制御する上り方向の回線の帯域状態を割り当てる帯域状態割当工程と、
前記帯域状態割当工程により自装置に割り当てた上り方向の回線の帯域状態を基に、自装置に接続された各ユーザ端末の上り方向の回線の帯域を制御する帯域制御工程と、
を、前記帯域制御装置が行うことを特徴とする。

本発明にかかる帯域制御方法は、
自装置に接続された各ユーザ端末の回線を統合し、その各ユーザ端末の回線を制御する帯域制御装置における帯域制御方法であって、
前記各ユーザ端末の上り方向の回線の帯域状態を収集し、自装置における上り方向の回線の帯域状態を取得する帯域状態収集工程と、
前記帯域制御装置と隣接する隣接帯域制御装置における上り方向の回線の帯域状態を取得する隣接帯域状態取得工程と、
前記帯域状態収集工程により取得した自装置における上り方向の回線の帯域状態と、前記隣接帯域状態取得工程により取得した隣接帯域制御装置における上り方向の回線の帯域状態と、を基に、各帯域制御装置において制御する上り方向の回線の帯域状態を割り当てる帯域状態割当工程と、
前記帯域状態割当工程により自装置に割り当てた上り方向の回線の帯域状態を基に、自装置に接続された各ユーザ端末の上り方向の回線の帯域を制御する帯域制御工程と、
を、前記帯域制御装置が行うことを特徴とする。

本発明にかかる帯域制御プログラムは、
自装置に接続された各ユーザ端末の回線を統合し、その各ユーザ端末の回線の帯域を制御する帯域制御装置において実行される帯域制御プログラムであって、
前記各ユーザ端末の上り方向の回線の帯域状態を収集し、自装置における上り方向の回線の帯域状態を取得する帯域状態収集処理と、
前記帯域制御装置と隣接する隣接帯域制御装置における上り方向の回線の帯域状態を取得する隣接帯域状態取得処理と、
前記帯域状態収集処理により取得した自装置における上り方向の回線の帯域状態と、前記隣接帯域状態取得処理により取得した隣接帯域制御装置における上り方向の回線の帯域状態と、を基に、自装置において制御する上り方向の回線の帯域状態を割り当てる帯域状態割当処理と、
前記帯域状態割当処理により自装置に割り当てた上り方向の回線の帯域状態を基に、自装置に接続された各ユーザ端末の上り方向の回線の帯域を制御する帯域制御処理と、
を、前記帯域制御装置に実行させることを特徴とする。

本発明にかかる帯域制御プログラムは、
自装置に接続された各ユーザ端末の回線を統合し、その各ユーザ端末の回線の帯域を制御する帯域制御装置において実行される帯域制御プログラムであって、
前記各ユーザ端末の上り方向の回線の帯域状態を収集し、自装置における上り方向の回線の帯域状態を取得する帯域状態収集処理と、
前記帯域制御装置と隣接する隣接帯域制御装置における上り方向の回線の帯域状態を取得する隣接帯域状態取得処理と、
前記帯域状態収集処理により取得した自装置における上り方向の回線の帯域状態と、前記隣接帯域状態取得処理により取得した隣接帯域制御装置における上り方向の回線の帯域状態と、を基に、各帯域制御装置において制御する上り方向の回線の帯域状態を割り当てる帯域状態割当処理と、
前記帯域状態割当処理により自装置に割り当てた上り方向の回線の帯域状態を基に、自装置に接続された各ユーザ端末の上り方向の回線の帯域を制御する帯域制御処理と、
を、前記帯域制御装置に実行させることを特徴とする。

本発明にかかる帯域制御システムは、
自装置に接続された各ユーザ端末の回線を統合し、その各ユーザ端末の回線の帯域を制御する複数の帯域制御装置を有して構成される帯域制御システムであって、
前記複数の帯域制御装置の各々は、
各ユーザ端末の上り方向の回線の帯域状態を収集し、自装置における上り方向の回線の帯域状態を取得する帯域状態収集手段と、
自装置と隣接する隣接帯域制御装置における上り方向の回線の帯域状態を取得する隣接帯域状態取得手段と、
前記帯域状態収集手段により取得した自装置における上り方向の回線の帯域状態と、前記隣接帯域状態取得手段により取得した隣接帯域制御装置における上り方向の回線の帯域状態と、を基に、自装置において制御する上り方向の回線の帯域状態を割り当てる帯域状態割当手段と、
前記帯域状態割当手段により自装置に割り当てた上り方向の回線の帯域状態を基に、自装置に接続された各ユーザ端末の上り方向の回線の帯域を制御する帯域制御手段と、
を有することを特徴とする。

本発明にかかる帯域制御システムは、
自装置に接続された各ユーザ端末の回線を統合し、その各ユーザ端末の回線の帯域を制御する複数の帯域制御装置を有して構成される帯域制御システムであって、
第１の帯域制御装置は、
各ユーザ端末の上り方向の回線の帯域状態を収集し、第１の帯域制御装置における上り方向の回線の帯域状態を取得する帯域状態収集手段と、
前記第１の帯域制御装置と隣接する隣接帯域制御装置における上り方向の回線の帯域状態を取得する隣接帯域状態取得手段と、
前記帯域状態収集手段により取得した第１の帯域制御装置における上り方向の回線の帯域状態と、前記隣接帯域状態取得手段により取得した隣接帯域制御装置における上り方向の回線の帯域状態と、を基に、各帯域制御装置において制御する上り方向の回線の帯域状態を割り当てる帯域状態割当手段と、
前記帯域状態割当手段により各帯域制御装置に割り当てた上り方向の回線の帯域状態を、前記隣接帯域制御装置に対して通知する割当帯域状態通知手段と、を有し、
前記隣接帯域制御装置は、
前記第１の帯域制御装置から通知された自装置の上り方向の回線の帯域状態を基に、自装置に接続された各ユーザ端末の上り方向の回線の帯域を制御する帯域制御手段を有することを特徴とする。

本発明によれば、帯域の有効活用を図ることが可能となる。

まず、図２、図８を参照しながら、本実施形態における帯域制御装置について説明する。

図２に示すように、本実施形態における帯域制御装置（１１）は、複数の伝送媒体（１８、１９）を統合し、各伝送媒体（１８、１９）の帯域状態を制御する帯域制御装置（１１）である。そして、帯域制御装置（１１）は、各伝送媒体（１８、１９）の帯域状態を収集し、自装置（１１）における帯域状態を取得する。次に、帯域制御装置（１１）は、帯域制御装置（１１）と隣接する隣接帯域制御装置（１１００、１１１０、１１２０）における帯域状態を取得する。そして、上記取得した自装置（１１）における帯域状態と、隣接帯域制御装置（１１００、１１１０、１１２０）における帯域状態と、を基に、自装置（１１）において制御する帯域状態を割り当て、該割り当てた帯域状態を基に、各伝送媒体（１８、１９）の帯域状態を制御することになる。

これにより、帯域制御装置（１１）は、各帯域制御装置（１１、１１００、１１１０、１１２０）における帯域状態を基に、自装置（１１）において制御する帯域状態を割り当て、該割り当てた帯域状態を基に、各伝送媒体（１８、１９）の帯域状態を制御することになるため、最適な帯域状態を用いて各伝送媒体（１８、１９）の帯域状態を制御することが可能となり、帯域の有効活用を図ることが可能となる。

また、図８に示すように、本実施形態における帯域制御装置（８１）は、複数の伝送媒体を統合し、各伝送媒体の帯域状態を制御する帯域制御装置である。そして、帯域制御装置（８１）は、各伝送媒体の帯域状態を収集し、自装置（８１）における帯域状態を取得する。次に、帯域制御装置（８１）は、帯域制御装置（８１）と隣接する隣接帯域制御装置（８１０、８１１、８１２）における帯域状態を取得する。そして、上記取得した自装置（８１）における帯域状態と、隣接帯域制御装置（８１０、８１１、８１２）における帯域状態と、を基に、各帯域制御装置（８１、８１０、８１１、８１２）において制御する帯域状態を割り当てる。そして、上記割り当てられた帯域状態の中から自装置（８１）における帯域状態を基に、各伝送媒体の帯域状態を制御することになる。

これにより、帯域制御装置（８１）は、各帯域制御装置（８１、８１０、８１１、８１２）における帯域状態を基に、各帯域制御装置（８１、８１０、８１１、８１２）において制御する帯域状態を割り当て、該割り当てた帯域状態の中から自装置（８１）における帯域状態を基に、各伝送媒体の帯域状態を制御することになるため、最適な帯域状態を用いて各伝送媒体の帯域状態を制御することが可能となり、帯域の有効活用を図ることが可能となる。なお、帯域制御装置（８１）において割り当てた帯域状態は、帯域制御装置（８１）が各帯域制御装置（８１０、８１１、８１２）に対して通知し、各帯域制御装置（８１０、８１１、８１２）は、帯域制御装置（８１）から通知された帯域状態を基に、各伝送媒体の帯域状態を制御することになる。以下、添付図面を参照しながら、本実施形態における帯域制御装置について説明する。

まず、図２を参照しながら、本実施形態の帯域制御システムのシステム構成について説明する。なお、図２には、本実施形態の帯域制御システムの全体構成を示す。なお、図２に示す帯域制御システムは、図１に示すアクセス回線終端装置（１０６）と、アクセス回線（１０９）と、パソコン端末（１１１）と、の構成に相当するシステム構成である。

本実施形態における帯域制御システムは、図２に示すように、４個のサブラック（１１、１１００、１１１０、１１２０）をカスケード接続することにより構成される。なお、サブラック（１１、１１００、１１１０、１１２０）が、図１に示すアクセス回線終端装置（１０６）に相当する装置である。

（１５）は、個々のアクセス回線（１８、１９）の先に接続されるパソコン端末装置を示す。なお、（１８）は、上りのアクセス回線を示し、（１９）は、下りのアクセス回線を示す。但し、（１８、１９）は、信号の流れを示しており、物理的には１本の伝送媒体に収容するように構築したり、複数の伝送媒体に収容するように構築したりすることも可能であり、パソコン端末装置（１５）に対する信号の送受信を構成する伝送媒体の構成については特に限定しないものとする。

（１２）は、アクセス回線の集線部を示しており、各サブラック（１１、１１００、１１１０、１１２０）に搭載される。下りの集線信号（１６）は、各サブラック（１１、１１００、１１１０、１１２０）内で２分岐されることになり、例えば、サブラック（１１）においては、一方の集線信号（１６）が、自サブラック（１１）内のバスに供給されることになる。また、他方の集線信号（１６）が、下流のサブラック（１１００）に供給されることになる。すなわち、下り方向は、ブロードキャストにより各アクセス回線に供給されることになる。

これに対し、上り方向は、例えば、サブラック（１１）においては、自サブラック（１１）内の信号、及び、下流サブラック（１１００、１１１０、１１２０）からの集線信号を集線部（１２）において加算することになる。すなわち、上り方向は、各サブラック（１１、１１００、１１１０、１１２０）の信号の多重化を繰り返すことで、最終的な集線信号（１７）を形成することになる。なお、（１４）は、帯域制限部であり、上り方向の信号の帯域を制限する機能を有して構成される。

この図２に示す帯域制御システムにおいて、上り方向のアクセス回線間の帯域を公平に保つ、或いは、傾斜をつける場合には、ネットワーク制御システム（ＮＭＳ： Network Management Station）等から各サブラック（１１、１１００、１１１０、１１２０）に対して帯域の割当設定を行う方法が一般的である。

しかしながら、上記の一般的な方法では、運用中の回線状態（アクセス回線の信号の稼動／不稼動、獲得レートの変動）を集線信号の帯域配分に動的に反映させることが困難となる。

このため、本実施形態における帯域制御システムは、複数の同一サブラック（１１、１１００、１１１０、１１２０）をカスケード接続して構成されるシステム構成において、各サブラック（１１、１１００、１１１０、１１２０）に収容されるアクセス回線（１８、１９）の上り方向の接続状態（アクセス回線の信号の稼動／不稼動）、及び、獲得レートを集線信号（１７）の帯域配分に忠実かつリアルタイムに反映させることを特徴とするものである。

これにより、本実施形態における帯域制御システムは、複数の同一サブラック（１１、１１００、１１１０、１１２０）の帯域を動的に制御し、帯域の公平性や重み付けを実現することが可能となる。以下、添付図面を参照しながら、本実施形態における帯域制御システムについて説明する。

まず、図７を参照しながら、図２に示す帯域制御部（１３）の内部構成について説明する。なお、図７は、図２に示す帯域制御部（１３）の内部構成を示す図であり、図７において（６２０）は、帯域制御部を示し、（６５）は、帯域制限部（図２に示す１４）を示す。

（６３）は、下りの集線信号を示し、（６４）は、上りの集線信号を示す。（６１）は、下り方向のサブラック内バスを示し、（６２）は、上り方向のサブラック内バスを示す。

また、（６９）は、下り方向の装置内制御パケット終端部を示し、（６１８）は、上り方向の装置内制御パケット終端部を示す。（６２２）は、上り方向制御パケット挿入部を示し、（６２３）は、下り方向制御パケット挿入部を示す。

また、（６１０、６１１、６１３）は、加算回路を示す。（６７）は、帯域制限部制御信号発生部を示す。（６１６）は、収集部を示す。また、（６８、６１５）は、下り方向の装置内制御パケットの流れを示し、（６１９、６６）は、上り方向の装置内制御パケットの流れを示す。

次に、図３を参照しながら、本実施形態の帯域制御システムにおける一連の処理動作について説明する。なお、図３ではパソコン端末の記号により上り方向の回線状態を示すこととする。

（２５）は、上り方向の回線がａｃｔｉｖｅであるパソコン端末であることを示し、（２６）は、上り方向が回線断となっているパソコン端末であることを示す。なお、パソコン端末が接続されていない部分は、回線が運用されていないことを示す。

なお、（２１、２１０、２１１、２１２）の４個のサブラックに接続されているパソコン端末は、図３に示すように、それぞれ６台、８台、４台、８台であり、そのうちａｃｔｉｖｅである回線のパソコン端末は、それぞれ５台、７台、３台、５台である。また、回線断となっているパソコン端末は、それぞれ１台、１台、１台、３台である。

なお、各サブラック（２１、２１０、２１１、２１２）に接続されるパソコン端末の最大数（回線収容数）は１２である。

次に、図７を参照しながら、図３に示す回線状態時における、各サブラック（２１、２１０、２１１、２１２）の帯域制御部（２３、２１３、２１４、２１５）の制御動作について説明する。

まず、収集部（６１６）は、制御信号（６１７）を用いて自サブラック内の回線状態を収集し、ａｃｔｉｖｅとなっている回線数を集計する。

また、装置内制御パケット終端部（６１８、６９）は、それぞれ隣接するサブラックから装置内制御パケットを受信し、他のサブラックのａｃｔｉｖｅ回線数を取得する。

そして、収集部（６１６）が集計した自サブラックのａｃｔｉｖｅ回線数と、装置内制御パケット終端部（６１８、６９）が取得した他のサブラックのａｃｔｉｖｅ回線数と、を加算回路（６１３、６１０）で加算し、その加算結果を隣接サブラックに送信することになる。

ここで、図３に示すサブラック（２１、２１２）は、最端部となるサブラックであるため、隣接サブラックが１つしかない構成となる。このため、最端部となるサブラック（２１、２１２）は、一方のサブラックからのみ情報を取得することになる。

例えば、図３に示す接続状態の場合には、サブラックは、２３→２１３→２１４→２１５、及び、２１５→２１４→２１３→２３、の２つの方向にａｃｔｉｖｅ回線数が累積されて伝播されることになる。

なお、Ａｃｔｉｖｅ回線数を２進数で表現し、装置内制御パケットとして挿入した状態を図４に示す。

図４に示す（３１６）は、サブラック（３１２）からサブラック（３１１）に出力されるａｃｔｉｖｅ回線数：５を示し、（３１７）は、サブラック（３１１）からサブラック（３１０）に出力されるａｃｔｉｖｅ回線数：８を示し、（３１８）は、サブラック（３１０）からサブラック（３１）に出力されるａｃｔｉｖｅ回線数：１５を示す。また、（３１９）は、サブラック（３１）からサブラック（３１０）に出力されるａｃｔｉｖｅ回線数：５を示し、（３２０）は、サブラック（３１０）からサブラック（３１１）に出力されるａｃｔｉｖｅ回線数：１２を示し、（３２１）は、サブラック（３１１）からサブラック（３１２）に出力されるａｃｔｉｖｅ回線数：１５を示す。

このため、例えば、サブラック（３１０）は、サブラック（３１）から「５」という情報を受け、サブラック（３１１）から「８」という情報を受け取ることになる。

ここで「５」は、サブラック（３１）のａｃｔｉｖｅ回線数を示し、「８」は、サブラック（３１２）と、サブラック（３１１）と、のａｃｔｉｖｅ回線数の加算値を示している。

なお、サブラック（３１０）は、自サブラック内のａｃｔｉｖｅ回線数「７」を把握しており、これに隣接サブラック（３１、３１１）から取得した情報「１３」を加算することで、図４に示すシステム内の全てのａｃｔｉｖｅ回線数「７＋１３＝２０」、及び、そのシステム内で自サブラックが占めるａｃｔｉｖｅ回線数の比率「７／２０」を算出することが可能となる。

なお、上記算出処理を実行する部分が、図７に示す（６７）の帯域制限部制御信号発生部である。帯域制限部制御信号発生部（６７）は、この算出結果に基づき、制御信号（６１４）で帯域制限部（６５）を制御し、サブラックから適切な容量のデータを送信するように制御することになる。

なお、図４では、帯域制御システム内の全ａｃｔｉｖｅ回線数は、２０（５＋７＋３＋５）となり、上り方向のネットワーク側インタフェースの速度を１００Ｍｂｐｓとすると、サブラック（３１）には、２５Ｍｂｐｓ（１００Ｍｂｐｓ×５／２０）、サブラック（３１０）には、３５Ｍｂｐｓ（１００Ｍｂｐｓ×７／２０）、サブラック（３１１）には１５Ｍｂｐｓ（１００Ｍｂｐｓ×３／２０）、サブラック（３１２）には、２５Ｍｂｐｓ（１００Ｍｂｐｓ×５／２０）がそれぞれ割り当てられることになる。

なお、帯域制御部（３３、３１３、３１４、３１５）は、それぞれのサブラックからの送信容量を調整することになる。また、各サブラック内において、帯域制御部（３３、３１３、３１４、３１５）は、ａｃｔｉｖｅな回線に対して帯域を均等に割り当てるように制御することになる。この結果、各ａｃｔｉｖｅ回線には、５Ｍｂｐｓの帯域が割り当てられることになる。

なお、獲得レートが５Ｍｂｐｓを超える回線は、帯域が５Ｍｂｐｓに制限されることになる。なお、上述した例は、回線がａｃｔｉｖｅか、または、切断かという２つの値に基づくものである。

一般的に、サブラックの回線収容数がｎ（ｎは、整数）であり、そのカスケード数がｍ（ｍは、整数）の場合、サブラック間でａｃｔｉｖｅ回線数を通知するためには（［ｌｏｇ（ｎ×（ｍ−１））］＋１）ビット必要となる。なお、［］は、ガウス記号を示し、対数の底は２とする。

なお、（ｎ×（ｍ−１））が２の累乗となる場合には、ガウス記号の後の＋１は不要となる。即ち、（［ｌｏｇ（ｎ×（ｍ−１））］）ビットとなる。なお、図４に示す構成例では、（［ｌｏｇ（１２×（４−１））］＋１）＝６ビットとなる。

次に、図５、図６を参照しながら、獲得レートによって微細な調整を行う場合について説明する。なお、図５では、パソコン端末の記号により上り方向の回線の状態を示す。

上り方向の回線の獲得レートを０Ｍｂｐｓ（回線断）、０〜２Ｍｂｐｓ、２〜４Ｍｂｐｓ、４〜６Ｍｂｐｓの４つに分類し、０Ｍｂｐｓ（回線断）を（４１７）、０〜２Ｍｂｐｓを（４１８）、２〜４Ｍｂｐｓを（４１９）、４〜６Ｍｂｐｓを（４２０）とする。また、パソコン端末が接続されていない部分は、回線が運用されていないことを示す。なお、（４１、４１０、４１１、４１２）の４個のサブラックに接続されているパソコン端末は、それぞれ９台、１０台、７台、９台である。

次に、図７を参照しながら、図５に示す回線状態時における、各サブラック（４１、４１０、４１１、４１２）の帯域制御部（４３、４１３、４１４、４１５）の制御動作について説明する。

まず、収集部（６１６）は、制御信号（６１７）を用いて自サブラック内の回線状態を収集し、ａｃｔｉｖｅとなっている回線の獲得レートを分類・集計する。この時、獲得レート０Ｍｂｐｓ（回線断）は「０」、０〜２Ｍｂｐｓは「１」、２〜４Ｍｂｐｓは「２」、４〜６Ｍｂｐｓは「３」として計算する。

例えば、図５に示すサブラック（４１０）は、獲得レート０Ｍｂｐｓ（回線断）（４１７）が２回線、０〜２Ｍｂｐｓ（４１８）が３回線、２〜４Ｍｂｐｓ（４１９）が４回線、４〜６Ｍｂｐｓ（４２０）が１回線であるため、集計値は、「０×２」＋「１×３」＋「２×４」＋「３×１」＝「１４」となる。

また、装置内制御パケット終端部（６１８、６９）は、それぞれ隣接サブラックから装置内制御パケットを受信し、他サブラックの回線レートの集計値を取得することになる。

そして、収集部（６１６）で分類・集計した自サブラックの回線レートの集計値と、装置内制御パケット終端部（６１８、６９）が取得した他サブラックの回線レートの集計値と、を加算回路（６１３、６１０）で加算し、その加算結果を、隣接サブラックに送信することになる。

ここで図５に示す２つのサブラック（４１、４１２）は、最端部となるサブラックであるため、隣接サブラックが１つしかない構成となる。このため、最端部となるサブラック（４１、４１２）は、一方のサブラックからのみ情報を取得することになる。

例えば、図５に示す接続状態の場合には、サブラックは、４３→４１３→４１４→４１５、及び、４１５→４１４→４１３→４３、の２つの方向にａｃｔｉｖｅ回線数が累積されて伝播されることになる。

なお、Ａｃｔｉｖｅ回線数を２進数で表現し、装置内制御パケットとして挿入した状態を図６に示す。

図６に示す（５１６）は、サブラック（５１２）からサブラック（５１１）に出力される回線の獲得レート：１４を示し、（５１７）は、サブラック（５１１）からサブラック（５１０）に出力される回線の獲得レート：２３を示し、（５１８）は、サブラック（５１０）からサブラック（５１）に出力される回線の獲得レート：３７を示す。また、（５１９）は、サブラック（５１）からサブラック（５１０）に出力される回線の獲得レート：１３を示し、（５２０）は、サブラック（５１０）からサブラック（５１１）に出力される回線の獲得レート：２７を示し、（５２１）は、サブラック（５１１）からサブラック（５１２）に出力される回線の獲得レート：３６を示す。

例えば、サブラック（５１０）は、サブラック（５１）から「１３」という情報を受け、サブラック（５１１）から「２３」という情報を受け取ることになる。

ここで「１３」は、サブラック（３１）の回線の獲得レートの合計、「２３」はサブラック（５１２）と、サブラック（５１１）と、の回線の獲得レートの合計に対応している。但し、これらは獲得レートの合計値そのものではなく先に示したように獲得レートを３段階（獲得レートゼロ、すなわち、回線断は段階には含めない）に分類し、該分類した段階毎に対し、１〜３の数値を与え、各分類した段階毎に重み付けを付与させたものの合計値に対応する。

なお、サブラック（５１０）は、自サブラック（５１０）内の獲得レートの合計「１４」を把握しており、これに隣接サブラック（５１、５１１）から得る情報「３６」を加算することで、図６に示すシステム内の全回線の獲得レートの合計値「５０」、及び、その中で自サブラック（５１０）が占める獲得レートの比率「１４／５０」を算出することが可能となる。

なお、上記算出処理を行う部分が、図７に示す帯域制御部制御信号発生部（６７）である。帯域制御部制御信号発生部（６７）は、この算出結果に基づき、制御信号（６１４）で帯域制限部（６５）を制御し、サブラックから適切な容量のデータが送信されるように制御することになる。

なお、図５に示す構成ではシステム内の全回線の獲得レートの合計は「５０」となり、上り方向のネットワーク側インタフェースの速度を１００Ｍｂｐｓとすると、サブラック（５１）には２６Ｍｂｐｓ（１００Ｍｂｐｓ×１３／５０）、サブラック（５１０）には２８Ｍｂｐｓ（１００Ｍｂｐｓ×１４／５０）、サブラック（５１１）には１８Ｍｂｐｓ(１００Ｍｂｐｓ×９／５０)、サブラック（５１２）には２８Ｍｂｐｓ（１００Ｍｂｐｓ×１４／５０）がそれぞれ割り当てられることになる。

また、帯域制御部（５３、５１３、５１４、５１５）は、それぞれのサブラック（５１、５１０、５１１、５１２）からの送信容量を調整することになる。

また、各サブラック（５１、５１０、５１１、５１２）内において、帯域制御部（５３、５１３、５１４、５１５）は、ａｃｔｉｖｅな回線に対し、それぞれの獲得レートに応じて比例配分するように帯域を割り当てることになる。この結果、獲得レート０Ｍｂｐｓ（回線断）の回線には０Ｍｂｐｓ、０〜２Ｍｂｐｓの回線には２Ｍｂｐｓ、獲得レート２〜４Ｍｂｐｓの回線には４Ｍｂｐｓ、獲得レート４〜６Ｍｂｐｓの回線には６Ｍｂｐｓの帯域が割り当てられることになる。

なお、獲得レートが６Ｍｂｐｓを超える回線は、帯域が５Ｍｂｐｓに制限されることになる。なお、サブラック（５１、５１０、５１１、５１２）内の各回線の帯域制御は、帯域制御部（５３、５１３、５１４、５１５）が行うことになる。

なお、上記の方法では、回線の獲得レートを３段階に分類し、該分類した段階に対して重み付けを付与して帯域を配分している。一般的に、各回線の獲得レートをｌ段階（ｌは、整数）に分け、サブラックの回線収容数をｎ（ｎは、整数）、そのカスケード数をｍ（ｍは、整数）とすると、サブラック間でａｃｔｉｖｅ回線数を通知するためには（［ｌｏｇ（ｌ×ｎ×（ｍ−１））］＋１）ビット必要となる。なお、［］は、ガウス記号を示し、対数の底は２とする。

なお、（ｌ×ｎ×（ｍ−１））が２の累乗となる場合は、ガウス記号の後の＋１は不要である。即ち、（［ｌｏｇ（ｌ×ｎ×（ｍ−１））］）ビットとなる。なお、図６の例では（［ｌｏｇ（３×１２×（４−１））］＋１）＝７ビットとなる。

このように本実施形態における帯域制御システムは、サブラックを簡易な構成で、各アクセス回線の信号状態（アクセス回線の信号の稼動／不稼動）や獲得レートを最終的な集線信号の帯域配分に忠実、かつ、リアルタイムに反映させることが可能となる。このため、スタティックな設定制御に比べて、公平性を正確に実現できると共に集線信号の全帯域を無駄なく有効に活用することが可能となる。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。

第１の実施形態における帯域制御システムは、各サブラック毎に、図７に示す帯域制御部（６２０）を搭載し、該搭載した帯域制御部（６２０）により各サブラックの帯域制御を分散して行う分散制御について説明したが、第２の実施形態における帯域制御システムは、アクセス回線の状態や獲得レートの情報を１つのサブラックに集め、そこで帯域の配分を決定し、各サブラックに対して制御信号を送出し、各サブラックの帯域制御を集中して行うことを特徴とするものである。これにより、１つのサブラックのみで、各サブラックにおける帯域制御を割り当てることが可能となる。以下、図８、図９を参照しながら、第２の実施形態について説明する。

まず、図８を参照しながら、第２の実施形態の帯域制御システムにおける一連の処理動作について説明する。なお、図８では、第１の実施形態と同様に、パソコン端末の記号により上り方向の回線状態を示すこととする。

（８５）は、上り方向の回線がａｃｔｉｖｅであるパソコン端末であることを示し、（８６）は、上り方向が回線断となっているパソコン端末であることを示す。なお、パソコン端末が接続されていない部分は、回線が運用されていないことを示す。

なお、（８１、８１０、８１１、８１２）の４個のサブラックに接続されているパソコン端末は、図８に示すように、それぞれ６台、８台、４台、８台であり、そのうちａｃｔｉｖｅである回線のパソコン端末は、それぞれ５台、７台、３台、５台である。また、回線断となっているパソコン端末は、それぞれ１台、１台、１台、３台である。

なお、各サブラック（８１、８１０、８１１、８１２）に接続されるパソコン端末の最大数（回線収容数）は１２である。

次に、図８に示す回線状態時における、サブラック（８１）の帯域制御部（８３）の制御動作について説明する。

まず、帯域制御部（８３）は、制御信号を用いて自サブラック（８１）内の回線状態を収集し、ａｃｔｉｖｅとなっている回線数を集計する。

また、帯域制御部（８３）は、本実施形態における帯域制御システムを構成する他のサブラック（８１０、８１１、８１２）から装置内制御パケットを受信し、本システムを構成する全てのサブラック（８１、８１０、８１１、８１２）のａｃｔｉｖｅ回線数を取得することになる。

例えば、帯域制御部（８３）は、自サブラック（８１）からａｃｔｉｖｅ回線数：「５」を取得し、サブラック（８１０）からａｃｔｉｖｅ回線数：「７」を取得し、サブラック（８１１）からａｃｔｉｖｅ回線数：「３」を取得し、サブラック（８１２）からａｃｔｉｖｅ回線数：「５」を取得することになる。なお、ａｃｔｉｖｅ回線数を取得する際には、各サブラックを識別するための識別情報も取得することになる。

なお、帯域制御部（８３）が他のサブラック（８１０、８１１、８１２）からａｃｔｉｖｅ回線数を取得する際の取得方法は特に限定せず、あらゆる取得方法を適用することは可能であり、例えば、帯域制御部（８３）が他のサブラック（８１０、８１１、８１２）に対してａｃｔｉｖｅ回線数の取得要求を行うことでサブラック（８１０、８１１、８１２）からａｃｔｉｖｅ回線数を取得したり、各サブラック（８１０、８１１、８１２）がサブラック（８１）に対してａｃｔｉｖｅ回線数を通知することで、ａｃｔｉｖｅ回線数を取得したりするように構築することは可能である。なお、各サブラック（８１、８１０、８１１、８１２）からａｃｔｉｖｅ回線数を取得する際には、その各サブラック（８１、８１０、８１１、８１２）を識別するための識別情報と共に取得することになる。これにより、各サブラック（８１、８１０、８１１、８１２）から取得したａｃｔｉｖｅ回線数を識別情報に関連づけて管理することが可能となる。

次に、帯域制御部（８３）は、自サブラック（８１）のａｃｔｉｖｅ回線数：５と、他のサブラック（８１０、８１１、８１２）のａｃｔｉｖｅ回線数：「７」、「３」、「５」と、を加算し、帯域制御システムを構成する全てのサブラックのａｃｔｉｖｅ回線数を算出する。これにより、図８に示すシステム内の全てのａｃｔｉｖｅ回線数「５＋７＋３＋５＝２０」、及び、そのシステム内で各サブラック（８１、８１０、８１１、８１２）が占めるａｃｔｉｖｅ回線数の比率を算出することが可能となる。

例えば、図８に示すシステム構成の場合には、サブラック（８１）が占めるａｃｔｉｖｅ回線数の比率は、「５／２０」となり、サブラック（８１０）が占めるａｃｔｉｖｅ回線数の比率は、「７／２０」となり、サブラック（８１１）が占めるａｃｔｉｖｅ回線数の比率は、「３／２０」となり、サブラック（８１２）が占めるａｃｔｉｖｅ回線数の比率は、「５／２０」となる。

次に、帯域制御部（８３）は、この各サブラック（８１、８１０、８１１、８１２）が占めるａｃｔｉｖｅ回線数の比率を基に、各サブラック（８１、８１０、８１１、８１２）における上り方向のネットワーク側インタフェースの速度を割り当てることになる。

例えば、図８では、帯域制御システム内の全ａｃｔｉｖｅ回線数は、２０（５＋７＋３＋５）となり、上り方向のネットワーク側インタフェースの速度を１００Ｍｂｐｓとすると、サブラック（８１）には、２５Ｍｂｐｓ（１００Ｍｂｐｓ×５／２０）、サブラック（８１０）には、３５Ｍｂｐｓ（１００Ｍｂｐｓ×７／２０）、サブラック（８１１）には１５Ｍｂｐｓ（１００Ｍｂｐｓ×３／２０）、サブラック（８１２）には、２５Ｍｂｐｓ（１００Ｍｂｐｓ×５／２０）がそれぞれ割り当てられることになる。

次に、帯域制御部（８３）は、上記の割り当て結果を各サブラック（８１０、８１１、８１２）に通知し、各サブラック（８１、８１０、８１１、８１２）から適切な容量のデータを送信するように制御することになる。

これにより、各サブラック（８１、８１０、８１１、８１２）は、ａｃｔｉｖｅな回線に対して帯域を均等に割り当てるように制御することになる。この結果、各ａｃｔｉｖｅ回線には、５Ｍｂｐｓの帯域が割り当てられることになる。

なお、獲得レートが５Ｍｂｐｓを超える回線は、帯域が５Ｍｂｐｓに制限されることになる。なお、上述した例は、回線がａｃｔｉｖｅか、または、切断かという２つの値に基づくものである。

一般的に、サブラックの回線収容数がｎ（ｎは、整数）であり、そのサブラックの数がｍ（ｍは、整数）の場合、サブラック間でａｃｔｉｖｅ回線数を通知するためには（［ｌｏｇ（ｎ×（ｍ−１））］＋１）ビット必要となる。なお、［］は、ガウス記号を示し、対数の底は２とする。

なお、（ｎ×（ｍ−１））が２の累乗となる場合には、ガウス記号の後の＋１は不要となる。なお、図８に示す構成例では、（［ｌｏｇ（１２×（４−１））］＋１）＝６ビットとなる。

次に、図９を参照しながら、獲得レートによって微細な調整を行う場合について説明する。なお、図９では、パソコン端末の記号により上り方向の回線の状態を示す。

上り方向の回線の獲得レートを０Ｍｂｐｓ（回線断）、０〜２Ｍｂｐｓ、２〜４Ｍｂｐｓ、４〜６Ｍｂｐｓの４つに分類し、０Ｍｂｐｓ（回線断）を（９１７）、０〜２Ｍｂｐｓを（９１８）、２〜４Ｍｂｐｓを（９１９）、４〜６Ｍｂｐｓを（９２０）とする。また、パソコン端末が接続されていない部分は、回線が運用されていないことを示す。なお、（９１、９１０、９１１、９１２）の４個のサブラックに接続されているパソコン端末は、それぞれ９台、１０台、７台、９台である。

次に、図９に示す回線状態時における、サブラック（９１）の帯域制御部（９３）における制御動作について説明する。

まず、各サブラック（９１、９１０、９１１、９１２）の帯域制御部（９３、９１３、９１４、９１５）は、制御信号を用いて自サブラック（９１、９１０、９１１、９１２）内の回線状態を収集し、ａｃｔｉｖｅとなっている回線の獲得レートを分類・集計する。この時、獲得レート０Ｍｂｐｓ（回線断）は「０」、０〜２Ｍｂｐｓは「１」、２〜４Ｍｂｐｓは「２」、４〜６Ｍｂｐｓは「３」として計算する。

例えば、図９に示すサブラック（９１０）は、獲得レート０Ｍｂｐｓ（回線断）（９１７）が２回線、０〜２Ｍｂｐｓ（９１８）が３回線、２〜４Ｍｂｐｓ（９１９）が４回線、４〜６Ｍｂｐｓ（９２０）が１回線であるため、集計値は、「０×２」＋「１×３」＋「２×４」＋「３×１」＝「１４」となる。

次に、帯域制御部（９３）は、本実施形態における帯域制御システムを構成する他のサブラック（９１０、９１１、９１２）から装置内制御パケットを受信し、本システムを構成する全てのサブラック（９１、９１０、９１１、９１２）における獲得レートの集計値を取得することになる。

例えば、帯域制御部（９３）は、自サブラック（９１）から獲得レート：「１３」を取得し、サブラック（９１０）から獲得レート：「１４」を取得し、サブラック（９１１）から獲得レート：「９」を取得し、サブラック（９１２）から獲得レート：「１４」を取得することになる。なお、獲得レートを取得する際には、各サブラックを識別するための識別情報も取得することになる。

そして、帯域制御部（９３）は、自サブラック（９１）の獲得レートの集計値：「１３」と、他のサブラック（９１０、９１１、９１２）の獲得レートの集計値「１４」、「９」、「１４」と、を加算し、帯域制御システムを構成する全てのサブラックの獲得レートの合計値を算出する。これにより、図９に示すシステム内の全ての獲得レートの合計値「１３＋１４＋９＋１４＝５０」、及び、そのシステム内で各サブラック（９１、９１０、９１１、９１２）が占める獲得レートの比率を算出することが可能となる。

例えば、図９に示すシステム構成の場合には、サブラック（９１）が占めるａｃｔｉｖｅ回線数の比率は、「１３／５０」となり、サブラック（９１０）が占めるａｃｔｉｖｅ回線数の比率は、「１４／５０」となり、サブラック（９１１）が占めるａｃｔｉｖｅ回線数の比率は、「９／５０」となり、サブラック（９１２）が占めるａｃｔｉｖｅ回線数の比率は、「１４／５０」となる。

なお、上記の獲得レートは、各サブラック（９１、９１０、９１１、９１２）の獲得レートの合計値そのものではなく、先に示したように獲得レートを３段階（獲得レートゼロ、すなわち、回線断は段階には含めない）に分類し、該分類した段階毎に対し、１〜３の数値を与え、各分類した段階毎に重み付けを付与させたものの合計値に対応する。

次に、帯域制御部（９３）は、上記算出した各サブラックが占める獲得レートの比率を基に、各サブラック（９１、９１０、９１１、９１２）における上り方向のネットワーク側インタフェースの速度を割り当てることになる。

例えば、図９に示す構成では、システム内の全回線の獲得レートの合計は「５０」となり、上り方向のネットワーク側インタフェースの速度を１００Ｍｂｐｓとすると、サブラック（９１）には２６Ｍｂｐｓ（１００Ｍｂｐｓ×１３／５０）、サブラック（９１０）には２８Ｍｂｐｓ（１００Ｍｂｐｓ×１４／５０）、サブラック（９１１）には１８Ｍｂｐｓ(１００Ｍｂｐｓ×９／５０)、サブラック（９１２）には２８Ｍｂｐｓ（１００Ｍｂｐｓ×１４／５０）がそれぞれ割り当てられることになる。

次に、帯域制御部（９３）は、上記の割り当て結果を各サブラック（９１０、９１１、９１２）に通知し、各サブラック（９１、９１０、９１１、９１２）から適切な容量のデータを送信するように制御することになる。なお、上記の割り当て結果を各サブラック（９１０、９１１、９１２）に通知する際には、各サブラック（９１０、９１１、９１２）から取得した識別情報を基に通知することになる。

これにより、各サブラック（９１、９１０、９１１、９１２）は、ａｃｔｉｖｅな回線に対し、それぞれの獲得レートに応じて比例配分するように帯域を割り当てることになる。この結果、獲得レート０Ｍｂｐｓ（回線断）の回線には０Ｍｂｐｓ、０〜２Ｍｂｐｓの回線には２Ｍｂｐｓ、獲得レート２〜４Ｍｂｐｓの回線には４Ｍｂｐｓ、獲得レート４〜６Ｍｂｐｓの回線には６Ｍｂｐｓの帯域が割り当てられることになる。

なお、獲得レートが６Ｍｂｐｓを超える回線は、帯域が５Ｍｂｐｓに制限されることになる。

なお、上記の方法では、回線の獲得レートを３段階に分類し、該分類した段階に対して重み付けを付与して帯域を配分している。一般的に、各回線の獲得レートをｌ段階（ｌは、整数）に分け、サブラックの回線収容数をｎ（ｎは、整数）、サブラックの数をｍ（ｍは、整数）とすると、サブラック間でａｃｔｉｖｅ回線数を通知するためには(［ｌｏｇ（ｌ×ｎ×（ｍ−１））］＋１)ビット必要となる。なお、［］は、ガウス記号を示し、対数の底は２とする。

なお、（ｌ×ｎ×（ｍ−１））が２の累乗となる場合は、ガウス記号の後の＋１は不要である。なお、図９の例では（［ｌｏｇ（３×１２×（４−１））］＋１）＝７ビットとなる。

このように第２の実施形態における帯域制御システムは、サブラックを簡易な構成で、各アクセス回線の信号状態（アクセス回線の信号の稼動／不稼動）や獲得レートを最終的な集線信号の帯域配分に忠実、かつ、リアルタイムに反映させることが可能となる。このため、スタティックな設定制御に比べて、公平性を正確に実現できると共に集線信号の全帯域を無駄なく有効に使用することが可能となる。

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について説明する。

第２の実施形態における帯域制御システムは、図８に示すように、本システムを構成する１つのサブラック（８１）内において各サブラック（８１、８１０、８１１、８１２）に割り当てる帯域を設定することにしたが、第３の実施形態における帯域制御システムは、図１０に示すように、各サブラック（８１、８１０、８１１、８１２）に割り当てる帯域を設定するための帯域割当装置（１０００）を新たに設置し、該設置した帯域割当装置（１０００）において、各サブラック（８１、８１０、８１１、８１２）における帯域を割り当てることを特徴とするものである。この場合、図８に示すサブラック（８１）、または、図９に示すサブラック（９１）において行った割当制御を、帯域割当装置（１０００）において行うことになる。

即ち、まず、帯域割当装置（１０００）が、各サブラック（８１、８１０、８１１、８１２）からａｃｔｉｖｅ回線数、または、獲得レートを、各サブラック（８１、８１０、８１１、８１２）を識別するための識別情報と共に取得し、該取得したａｃｔｉｖｅ回線数、または、獲得レートを基に、第２の実施形態と同様に、各サブラック（８１、８１０、８１１、８１２）における上り方向のネットワーク側インタフェースの速度を割り当てることになる。そして、その割り当て結果を、識別情報を基に、各サブラック（８１、８１０、８１１、８１２）に通知することになる。なお、帯域割当装置（１０００）が、上記の割り当て結果を各サブラック（９１０、９１１、９１２）に通知する際には、各サブラック（９１０、９１１、９１２）から取得した識別情報を基に通知することになる。

このように、各サブラック（８１、８１０、８１１、８１２）に割り当てる帯域を設定するための帯域割当装置（１０００）を新たに設け、各サブラック（８１、８１０、８１１、８１２）に割り当てる帯域を制御するように構築することも可能である。

なお、上述する実施形態は、本発明の好適な実施形態であり、上記実施形態のみに本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更を施した形態での実施が可能である。

例えば、上記各実施形態のサブラックや帯域割当装置における処理動作は、ハード構成ではなく、コンピュータプログラム等のソフトウェアにより実行することも可能であり、また、上記のプログラムは、光記録媒体、磁気記録媒体、光磁気記録媒体、または半導体等の記録媒体に記録し、その記録媒体からプログラムを情報処理装置に読み込ませることで、上述した処理動作を情報処理装置において実行させることも可能である。また、所定のネットワークを介して接続されている外部機器からプログラムを情報処理装置に読み込ませることで、上述した処理動作を情報処理装置において実行させることも可能である。

また、上述した実施形態における帯域制御システムは、パケット交換方式を適用し、アクセス回線の信号状態や獲得レートを、装置内制御パケットを用いて通知することにしたが、上述した帯域制御システムに対し、回線交換方式を適用し、アクセス回線の信号状態や獲得レートを、主信号オーバヘッドを用いて通知し、上述した各実施形態における帯域制御を行うように構築することも可能である。

また、各サブラック間を別線（パラレル信号）で接続し、上述した実施形態と同様の通知、及び、制御処理を行うように構築することも可能である。

本発明にかかる帯域制御装置、帯域制御方法、帯域制御プログラム、帯域制御システム及び帯域割当装置は、電話線などのメタリックケーブルで数Ｍビット／秒の高速データ伝送を可能とするｘＤＳＬ（ｘ Digital Subscriber Line）（ｘは、Ａ、Ｓ、Ｖ等の総称）、ＦＴＴｘ（Fiber To The ｘ）（ｘは、Ｂ、Ｃ、Ｃａｂ、Ｈ等の総称）に適用される伝送システムに適用可能である。

アクセス回線終端装置を適用したインターネット接続サービスのネットワーク構成例を示す図である。 本実施形態の帯域制御システムのシステム構成を示す図である。 本実施形態の帯域制御システムにおける一連の処理動作を示す第１の図である。 本実施形態の帯域制御システムにおける一連の処理動作を示す第２の図である。 本実施形態の帯域制御システムにおける一連の処理動作を示す第３の図である。 本実施形態の帯域制御システムにおける一連の処理動作を示す第４の図である。 図２〜図６に示す帯域制御部の内部構成を示す図である。 第２の実施形態の帯域制御システムにおける一連の処理動作を示す第１の図である。 第２の実施形態の帯域制御システムにおける一連の処理動作を示す第２の図である。 第３の実施形態の帯域制御システムにおける一連の処理動作を示す図である。

符号の説明

１０１ ＩＳＰサーバ
１０２ ルータ
１０３ インターネット
１０４ スイッチ・ルータ
１０５ 集線信号
１０６ アクセス回線終端装置
１０７ 集線部
１０８ 回線終端部
１０９ アクセス回線
１１０ 宅内装置
１１１ パソコン端末
１１、１１００、１１１０、１１２０ サブラック
１２ 集線部
１４ 帯域制限部
１５ パソコン端末
１６ 集線信号（下り）
１７ 集線信号（上り）
１８ アクセス回線（上り）
１９ アクセス回線（下り）
６１ サブラック内バス（下り方向）
６２ サブラック内バス（上り方向）
６３ 集線信号（下り）
６４ 集線信号（上り）
６５ 帯域制限部
６６、６１９ 上り方向の装置内制御パケット
６７ 帯域制限部制御信号発生部
６８、６１５ 下り方向の装置内制御パケット
６９ 装置内制御パケット終端部（下り方向）
６１８ 装置内制御パケット終端部（上り方向）
６１０、６１１、６１３ 加算回路
６１６ 収集部
６１７ 制御信号
６２０ 帯域制御部
６２２ 上り方向制御パケット挿入部
６２３ 下り方向制御パケット挿入部
１０００ 帯域割当装置

Claims (13)

1. 自装置に接続された各ユーザ端末の回線を統合し、その各ユーザ端末の回線の帯域を制御する帯域制御装置であって、
   前記各ユーザ端末の上り方向の回線の帯域状態を収集し、自装置における上り方向の回線の帯域状態を取得する帯域状態収集手段と、
   前記帯域制御装置と隣接する隣接帯域制御装置における上り方向の回線の帯域状態を取得する隣接帯域状態取得手段と、
   前記帯域状態収集手段により取得した自装置における上り方向の回線の帯域状態と、前記隣接帯域状態取得手段により取得した隣接帯域制御装置における上り方向の回線の帯域状態と、を基に、自装置において制御する上り方向の回線の帯域状態を割り当てる帯域状態割当手段と、
   前記帯域状態割当手段により自装置に割り当てた上り方向の回線の帯域状態を基に、自装置に接続された各ユーザ端末の上り方向の回線の帯域を制御する帯域制御手段と、
   を有することを特徴とする帯域制御装置。
2. 自装置に接続された各ユーザ端末の回線を統合し、その各ユーザ端末の回線を制御する帯域制御装置であって、
   前記各ユーザ端末の上り方向の回線の帯域状態を収集し、自装置における上り方向の回線の帯域状態を取得する帯域状態収集手段と、
   前記帯域制御装置と隣接する隣接帯域制御装置における上り方向の回線の帯域状態を取得する隣接帯域状態取得手段と、
   前記帯域状態収集手段により取得した自装置における上り方向の回線の帯域状態と、前記隣接帯域状態取得手段により取得した隣接帯域制御装置における上り方向の回線の帯域状態と、を基に、各帯域制御装置において制御する上り方向の回線の帯域状態を割り当てる帯域状態割当手段と、
   前記帯域状態割当手段により自装置に割り当てた上り方向の回線の帯域状態を基に、自装置に接続された各ユーザ端末の上り方向の回線の帯域を制御する帯域制御手段と、
   を有することを特徴とする帯域制御装置。
3. 前記帯域状態割当手段により各帯域制御装置に割り当てた上り方向の回線の帯域状態を、前記隣接帯域制御装置に通知する割当帯域状態通知手段を有することを特徴とする請求項２記載の帯域制御装置。
4. 前記帯域状態収集手段により取得した自装置における上り方向の回線の帯域状態と、前記隣接帯域状態取得手段により取得した隣接帯域制御装置における上り方向の回線の帯域状態と、を前記隣接帯域制御装置に提供する帯域状態提供手段を有することを特徴とする請求項１または２記載の帯域制御装置。
5. 前記帯域状態収集手段は、
   前記収集した各ユーザ端末の上り方向の回線の帯域状態に対し、該帯域状態に応じた重み付けを施し、該重み付けを施した帯域状態を基に、自装置における上り方向の回線の帯域状態を取得することを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の帯域制御装置。
6. 前記隣接帯域状態取得手段は、
   前記帯域制御装置と上流側で接続する隣接帯域制御装置における上り方向の回線の帯域状態を取得する上流側帯域状態取得手段と、
   前記帯域制御装置と下流側で接続する隣接帯域制御装置における上り方向の回線の帯域状態を取得する下流側帯域状態取得手段と、
   を有することを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の帯域制御装置。
7. 前記帯域状態提供手段は、
   前記帯域制御装置における上り方向の回線の帯域状態と、前記上流側帯域状態取得手段により取得した隣接帯域制御装置における上り方向の回線の帯域状態と、を前記帯域制御装置と下流側で接続する隣接帯域制御装置に提供する上流側帯域状態提供手段と、
   前記帯域制御装置における上り方向の回線の帯域状態と、前記下流側帯域状態取得手段により取得した隣接帯域制御装置における上り方向の回線の帯域状態と、を前記帯域制御装置と上流側で接続する隣接帯域制御装置に提供する下流側帯域状態提供手段と、
   を有することを特徴とする請求項６記載の帯域制御装置。
8. 自装置に接続された各ユーザ端末の回線を統合し、その各ユーザ端末の回線の帯域を制御する帯域制御装置における帯域制御方法であって、
   前記各ユーザ端末の上り方向の回線の帯域状態を収集し、自装置における上り方向の回線の帯域状態を取得する帯域状態収集工程と、
   前記帯域制御装置と隣接する隣接帯域制御装置における上り方向の回線の帯域状態を取得する隣接帯域状態取得工程と、
   前記帯域状態収集工程により取得した自装置における上り方向の回線の帯域状態と、前記隣接帯域状態取得工程により取得した隣接帯域制御装置における上り方向の回線の帯域状態と、を基に、自装置において制御する上り方向の回線の帯域状態を割り当てる帯域状態割当工程と、
   前記帯域状態割当工程により自装置に割り当てた上り方向の回線の帯域状態を基に、自装置に接続された各ユーザ端末の上り方向の回線の帯域を制御する帯域制御工程と、
   を、前記帯域制御装置が行うことを特徴とする帯域制御方法。
9. 自装置に接続された各ユーザ端末の回線を統合し、その各ユーザ端末の回線を制御する帯域制御装置における帯域制御方法であって、
   前記各ユーザ端末の上り方向の回線の帯域状態を収集し、自装置における上り方向の回線の帯域状態を取得する帯域状態収集工程と、
   前記帯域制御装置と隣接する隣接帯域制御装置における上り方向の回線の帯域状態を取得する隣接帯域状態取得工程と、
   前記帯域状態収集工程により取得した自装置における上り方向の回線の帯域状態と、前記隣接帯域状態取得工程により取得した隣接帯域制御装置における上り方向の回線の帯域状態と、を基に、各帯域制御装置において制御する上り方向の回線の帯域状態を割り当てる帯域状態割当工程と、
   前記帯域状態割当工程により自装置に割り当てた上り方向の回線の帯域状態を基に、自装置に接続された各ユーザ端末の上り方向の回線の帯域を制御する帯域制御工程と、
   を、前記帯域制御装置が行うことを特徴とする帯域制御方法。
10. 自装置に接続された各ユーザ端末の回線を統合し、その各ユーザ端末の回線の帯域を制御する帯域制御装置において実行される帯域制御プログラムであって、
    前記各ユーザ端末の上り方向の回線の帯域状態を収集し、自装置における上り方向の回線の帯域状態を取得する帯域状態収集処理と、
    前記帯域制御装置と隣接する隣接帯域制御装置における上り方向の回線の帯域状態を取得する隣接帯域状態取得処理と、
    前記帯域状態収集処理により取得した自装置における上り方向の回線の帯域状態と、前記隣接帯域状態取得処理により取得した隣接帯域制御装置における上り方向の回線の帯域状態と、を基に、自装置において制御する上り方向の回線の帯域状態を割り当てる帯域状態割当処理と、
    前記帯域状態割当処理により自装置に割り当てた上り方向の回線の帯域状態を基に、自装置に接続された各ユーザ端末の上り方向の回線の帯域を制御する帯域制御処理と、
    を、前記帯域制御装置に実行させることを特徴とする帯域制御プログラム。
11. 自装置に接続された各ユーザ端末の回線を統合し、その各ユーザ端末の回線の帯域を制御する帯域制御装置において実行される帯域制御プログラムであって、
    前記各ユーザ端末の上り方向の回線の帯域状態を収集し、自装置における上り方向の回線の帯域状態を取得する帯域状態収集処理と、
    前記帯域制御装置と隣接する隣接帯域制御装置における上り方向の回線の帯域状態を取得する隣接帯域状態取得処理と、
    前記帯域状態収集処理により取得した自装置における上り方向の回線の帯域状態と、前記隣接帯域状態取得処理により取得した隣接帯域制御装置における上り方向の回線の帯域状態と、を基に、各帯域制御装置において制御する上り方向の回線の帯域状態を割り当てる帯域状態割当処理と、
    前記帯域状態割当処理により自装置に割り当てた上り方向の回線の帯域状態を基に、自装置に接続された各ユーザ端末の上り方向の回線の帯域を制御する帯域制御処理と、
    を、前記帯域制御装置に実行させることを特徴とする帯域制御プログラム。
12. 自装置に接続された各ユーザ端末の回線を統合し、その各ユーザ端末の回線の帯域を制御する複数の帯域制御装置を有して構成される帯域制御システムであって、
    前記複数の帯域制御装置の各々は、
    各ユーザ端末の上り方向の回線の帯域状態を収集し、自装置における上り方向の回線の帯域状態を取得する帯域状態収集手段と、
    自装置と隣接する隣接帯域制御装置における上り方向の回線の帯域状態を取得する隣接帯域状態取得手段と、
    前記帯域状態収集手段により取得した自装置における上り方向の回線の帯域状態と、前記隣接帯域状態取得手段により取得した隣接帯域制御装置における上り方向の回線の帯域状態と、を基に、自装置において制御する上り方向の回線の帯域状態を割り当てる帯域状態割当手段と、
    前記帯域状態割当手段により自装置に割り当てた上り方向の回線の帯域状態を基に、自装置に接続された各ユーザ端末の上り方向の回線の帯域を制御する帯域制御手段と、
    を有することを特徴とする帯域制御システム。
13. 自装置に接続された各ユーザ端末の回線を統合し、その各ユーザ端末の回線の帯域を制御する複数の帯域制御装置を有して構成される帯域制御システムであって、
    第１の帯域制御装置は、
    各ユーザ端末の上り方向の回線の帯域状態を収集し、第１の帯域制御装置における上り方向の回線の帯域状態を取得する帯域状態収集手段と、
    前記第１の帯域制御装置と隣接する隣接帯域制御装置における上り方向の回線の帯域状態を取得する隣接帯域状態取得手段と、
    前記帯域状態収集手段により取得した第１の帯域制御装置における上り方向の回線の帯域状態と、前記隣接帯域状態取得手段により取得した隣接帯域制御装置における上り方向の回線の帯域状態と、を基に、各帯域制御装置において制御する上り方向の回線の帯域状態を割り当てる帯域状態割当手段と、
    前記帯域状態割当手段により各帯域制御装置に割り当てた上り方向の回線の帯域状態を、前記隣接帯域制御装置に対して通知する割当帯域状態通知手段と、を有し、
    前記隣接帯域制御装置は、
    前記第１の帯域制御装置から通知された自装置の上り方向の回線の帯域状態を基に、自装置に接続された各ユーザ端末の上り方向の回線の帯域を制御する帯域制御手段を有することを特徴とする帯域制御システム。

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