JP6324915B2 - 帯域割当方法および通信装置 - Google Patents

Description

本発明は、親局と複数の子局がポイント・マルチポイント接続されている通信システムにおいて、子局から親局へと出力する上りデータに対する帯域割当技術に関する。

親局と複数の子局とで構成する通信システムの１つにＰＯＮ（Passive Optical Network）システムがある。本システムは、局舎に設置されるＯＬＴ（Optical Line Terminal：局側装置）を親局、各ユーザー宅に設置されるＯＮＵ（Optical Network Unit：加入者側装置）を子局として通信を行う。

図１１は、ＰＯＮシステムの構成例である。図１１において、ＰＯＮシステムは、外部ネットワークＮＷと接続されたＯＬＴ、複数個のＯＮＵ、ＯＬＴと各ＯＮＵを１：多に接続する光ファイバＦおよび光スプリッタＳＰにより構成されている。
ＰＯＮシステムでは、複数のＯＮＵから送信される上りフレームが、光スプリッタＳＰで束ねられてＯＬＴに届く。そのため、上りフレームが衝突しないように、各ＯＮＵは、ＯＬＴと接続確立している１つまたは複数の接続確立リンクを介して、時分割多重方式でＯＬＴへ上りフレームを送信する。

このような時分割多重方式では、ＯＬＴが各ＯＮＵに対して周期的に、各接続確立リンクに関する上りフレームの送信開始時刻と送信許可量をＧＡＴＥフレームにより指示する。この指示の周期を帯域割当周期と呼ぶ。また、ＯＮＵはＯＬＴに対し、自身のバッファに蓄積されている個々の接続確立リンクのデータ量を要求帯域として、ＲＥＰＯＲＴフレームによりＯＬＴへと伝える。これにより、ＯＬＴは各ＯＮＵの通信状況を知ることが可能であり、各ＯＮＵからの送信要求帯域を考慮して、各接続確立リンクの送信開始時刻と送信量を動的に決定することができる。一般に、このような送信許可量を動的に更新する帯域割当方式を、動的帯域割り当て（ＤＢＡ：Dynamic Bandwidth Allocation）と呼ぶ。

従来から、ＰＯＮシステムにおいて、ＯＬＴが複数のＯＮＵに対して上りデータの送信許可量を割り当てる動的帯域割り当てに関する技術が提案されている。例えば、非特許文献１の動的帯域割当アルゴリズムでは、ＯＮＵからＯＬＴへの通知量を複数種類持つことにより、１接続確立リンクあたりの割当てロスを低減して高い帯域利用効率を実現している。また、帯域割当周期を固定値にし、各ＯＬＴに予め設定されている最低保証帯域に基づいて各ＯＬＴへの割当て帯域を算出することにより、高ＴＣＰスループットと最低帯域保証を実現している。

吉原ほか、「ＧＥ−ＰＯＮに適した動的帯域制御割当アルゴリズム」、信学技報 TECHONICAL REPORT OF IEICE NS2002-17 (2002―04)、社団法人電子情報通信学会

しかしながら、このような従来技術では、帯域割当周期を各接続確立リンクに対して時分割で割り当てることになるが、帯域割当周期として固定値を用いているため、ＯＬＴと接続確立している通信リンクの数であるリンクアップ数の増大に応じて、各接続確立リンクに割り当て可能な帯域が小さくなり、各接続確立リンクに設定できる最低保証帯域も制限されるという問題点があった。

例えば、各接続確立リンクに設定できる最低保証帯域の上限値は、全ての接続確立リンクに与える最低保証帯域が同一とした場合、帯域割当周期に相当する帯域をリンクアップ数で等分した値となり、リンクアップ数の増加に伴って最低保証帯域の上限値は減少する。したがって、各接続確立リンクの最低保証帯域の上限値は、帯域割当周期とリンクアップ数とによって制限されることになる。特に、１ＯＬＴあたり１接続確立リンクとした場合、リンクアップ数の最大値は、ＰＯＮシステムの光スプリッタＳＰでの経路分岐数と一致し、各接続確立リンクの最低保証帯域は最も小さくなるワーストケースとなる。

また、接続確立リンク数が極端に少ない場合には、帯域割当周期が固定値であるため、帯域割当周期のうちに、いずれの接続確立リンクに割り当てられていない余剰帯域が発生することになる。したがって、各ＯＮＵは余剰帯域を利用して上りフレームをＯＬＴに送信できないため、次の帯域割当周期の到来を待って送信することになる。そのため、上りフレーム送信遅延が増加するという問題点があった。また、帯域割当周期全体が効率よく利用されないので、帯域利用効率が低くなるという問題点があった。

本発明はこのような課題を解決するためのものであり、各接続確立リンクの最低保証帯域をより柔軟に設定可能とし、かつ、高い帯域利用効率を得ることができる帯域割当技術を提供することを目的としている。

このような目的を達成するために、本発明にかかる帯域割当方法は、通信ネットワークを介して複数の下位装置を収容し、帯域割当周期に基づいて、これら下位装置ごとに設定されている１つまたは複数の通信リンクに対して、当該通信リンクを介した前記下位装置から自装置へのデータ送信に利用可能な通信帯域を算出し、これら通信帯域をそれぞれの通信リンクに対して動的に割り当てる通信装置が実行する帯域割当方法であって、前記通信リンクのうち自装置と接続確立している接続確立リンクごとに予め設定されている最低保証帯域を合計し、得られた総最低保証帯域に応じた帯域割当周期を新たに設定する帯域割当周期設定ステップと、前記接続確立リンクごとに、当該接続確立リンクの最低保証帯域または当該接続確立リンクに対して要求されている要求帯域のうち、いずれか小さい値を当該接続確立リンクの通信帯域として取得し、これら通信帯域の総和である総通信帯域に基づいて前記帯域割当周期設定ステップで設定した前記帯域割当周期に含まれる余剰帯域を算出する余剰帯域算出ステップと、前記各接続確立リンクのうち、前記最低保証帯域が前記要求帯域に比べて不足している帯域不足リンクに対して、当該不足による未割当分を前記余剰帯域から充当する帯域充当ステップと、前記余剰帯域算出ステップおよび前記帯域充当ステップで特定された前記各通信帯域を、それぞれの接続確立リンクに対して新たに割り当てる帯域割当ステップとを備え、前記余剰帯域算出ステップでは、前記各接続確立リンクの要求帯域の総和からなる総要求帯域が前記総最低保証帯域より小さい場合、前記帯域割当周期を当該総要求帯域に応じた帯域割当周期に変更した後、当該帯域割当周期に含まれる前記余剰帯域を算出するようにしたものである。

また、本発明にかかる上記帯域割当方法の一構成例は、前記帯域充当ステップが、前記未割当分を充当する際、前記帯域不足リンクのうち優先度の高いものから順に、前記余剰帯域がなくなるまで、当該未割当分を当該余剰帯域から充当するようにしたものである。

また、本発明にかかる上記帯域割当方法の一構成例は、前記各接続確立リンクに対して、前記未割当分を前記余剰帯域から充当する順序の決定に用いる優先度を予め設定する優先度設定ステップをさらに備えるものである。

また、本発明にかかる通信装置は、通信ネットワークを介して複数の下位装置を収容し、帯域割当周期に基づいて、これら下位装置ごとに設定されている１つまたは複数の通信リンクに対して、当該通信リンクを介した前記下位装置から自装置へのデータ送信に利用可能な通信帯域を算出し、これら通信帯域をそれぞれの通信リンクに対して動的に割り当てる通信装置であって、前記通信リンクのうち自装置と接続確立している接続確立リンクごとに予め設定されている最低保証帯域を合計し、得られた総最低保証帯域に応じた帯域割当周期を新たに設定する帯域割当周期設定部と、前記接続確立リンクごとに、当該接続確立リンクの最低保証帯域または当該接続確立リンクに対して要求されている要求帯域のうち、いずれか小さい値を当該接続確立リンクの通信帯域として取得し、これら通信帯域の総和である総通信帯域に基づいて前記帯域割当周期設定部で設定した前記帯域割当周期に含まれる余剰帯域を算出する余剰帯域算出部と、前記各接続確立リンクのうち、前記最低保証帯域が前記要求帯域に比べて不足している帯域不足リンクに対して、当該不足による未割当分を前記余剰帯域から充当する帯域充当部と、前記余剰帯域算出部および前記帯域充当部で特定された前記各通信帯域を、それぞれの接続確立リンクに対して新たに割り当てる帯域割当部とを備え、前記余剰帯域算出部は、前記各接続確立リンクの要求帯域の総和からなる総要求帯域が前記総最低保証帯域より小さい場合、前記帯域割当周期を当該総要求帯域に応じた帯域割当周期に変更した後、当該帯域割当周期に含まれる前記余剰帯域を算出するようにしたものである。

本発明によれば、通信装置の最大スループットを超えない範囲において、接続確立リンク数に左右されることなく、各接続確立リンクの最低保証帯域を柔軟に設定することが可能となるとともに、高い帯域利用効率を得ることが可能となる。

第１の実施の形態にかかる通信装置（ＯＬＴ）の構成を示すブロック図である。 第１の実施の形態にかかる帯域割当動作を示す概略図である。 第１の実施の形態にかかる帯域割当周期設定処理を示すフローチャートである。 第１の実施の形態にかかる帯域割当処理を示すフローチャートである。 第２の実施の形態にかかる通信装置（ＯＬＴ）の構成を示すブロック図である。 第２の実施の形態にかかる帯域割当動作を示す概略図である。 第２の実施の形態にかかる帯域割当周期設定処理を示すフローチャートである。 第２の実施の形態にかかる帯域割当処理を示すフローチャートである。 第３の実施の形態にかかる帯域割当動作を示す概略図である。 第３の実施の形態にかかる帯域割当処理を示すフローチャートである。 ＰＯＮシステムの構成例である。

次に、本発明の実施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］
まず、図１を参照して、本発明の第１の実施の形態にかかる通信装置（ＯＬＴ）１０について説明する。図１は、第１の実施の形態にかかる通信装置（ＯＬＴ）の構成を示すブロック図である。

この通信装置１０は、通信ネットワークを介して通信装置が複数の下位装置を収容する通信システムで用いられ、帯域割当周期に基づいて、これら下位装置ごとに設定されている１つまたは複数の通信リンクに対して、当該通信リンクを介した当該通信装置１０へのデータ送信に利用可能な通信帯域を算出し、これら通信帯域をそれぞれの通信リンクに対して動的に割り当てる機能を有している。

通信装置１０が用いられる通信システムとしては、前述の図１１に示したＰＯＮシステムがある。図１１において、ＰＯＮシステムは、外部ネットワークＮＷと接続されたＯＬＴと、複数個のＯＮＵと、ＯＬＴと各ＯＮＵを１：多に接続する光ファイバＦおよび光スプリッタＳＰとにより構成されている。

本発明では、通信装置１０がＯＬＴとして用いられ、下位装置がＯＮＵとして用いられるＰＯＮシステムを例として説明するが、これに限定されるものではなく、通信ネットワークを介して通信装置が複数の下位装置を収容する通信システムであれば、いずれの通信システムの通信装置に本発明を適用することができる。例えば、データセンターにおける管理サーバーとして通信装置１０を用い、各データサーバーとして下位装置を用いてもよい。また、構内ＬＡＮシステムにおいて、各スイッチやユーザー端末として下位装置を用い、ＬＡＮシステムを管理するサーバーとして通信装置１０を用いてもよい。

本実施の形態は、通信リンクのうちＯＬＴ（通信装置）１０と接続確立している接続確立リンクごとに、当該接続確立リンクに対して予め設定されている最低保証帯域または当該接続確立リンクに対して要求されている要求帯域のうち、いずれか小さい値を当該接続確立リンクの通信帯域として取得し、これら通信帯域の総和である総割当帯域に応じた帯域割当周期を新たに設定し、得られた各接続確立リンクの通信帯域を、それぞれの接続確立リンクに対して新たに割り当てるようにしたものである。

また、本発明では、ＰＯＮシステムに代表されるように、各ＯＮＵに１つまたは複数の通信リンクが設定されており、これに通信リンクに対して個別の通信帯域を割り当てる場合を例として説明するが、各ＯＮＵに１つの通信リンクのみ設定されている場合についても、同様にして本発明を適用することができる。

次に、図１を参照して、本実施の形態にかかるＯＬＴ１０の構成について説明する。
ＯＬＴ１０には、主な機能部として、受信回路１１、送信回路１２、送受信回路１３、転送処理部１４、および帯域管理部１５が設けられている。なお、ＯＬＴ１０が用いられる通信システムとしては、前述した図１１のＰＯＮシステムを例に説明する。

受信回路１１は、一般的な光受信回路からなり、各ＯＮＵから光ファイバＦおよび光スプリッタＳＰを介して送信された光信号を電気信号に変換し、電気信号から外部ネットワークＮＷ宛ての各種フレームやＯＬＴ１０宛ての制御用フレームなどの上りフレームを再生する機能を有している。
送信回路１２は、一般的な光送信回路からなり、外部ネットワークＮＷから受信した各種フレームやＯＬＴ１０からＯＮＵへの制御用フレームなどの下りフレームを光信号に変換し、光ファイバＦおよび光スプリッタＳＰを介して各ＯＮＵへ送信する機能を有している。

送受信回路１３は、一般的なデータ通信回路からなり、外部ネットワークＮＷとの間でデータフレームを送受信する機能を有している。
転送処理部１４は、受信回路１１で受信した外部ネットワークＮＷ宛の上りフレームを送受信回路１３へ転送する機能と、送受信回路１３で受信したＯＮＵ宛の下りフレームを送信回路１２へ転送する機能とを有している。

帯域管理部１５は、受信回路１１で受信したＯＮＵからの制御フレームで通知された、当該ＯＮＵに設定されている通信リンクで利用したい上り通信帯域に関する要求帯域、および、これら通信リンクに対して予め設定されている最低保証帯域に基づいて、各通信リンクのうちＯＬＴ１０との間で接続確立している接続確立リンクごとに、当該通信リンクで使用可能な通信帯域を算出して各通信リンクへ割り当てる機能と、これら通信帯域に基づき帯域割当を行う周期である帯域割当周期Ｔを新たに設定する機能とを有している。

帯域管理部１５には、主な処理部として、帯域割当周期設定部１５Ａと帯域割当部１５Ｂが設けられている。これら処理部については、記憶部（図示せず）に格納されているプログラムをＣＰＵで実行することにより実現してもよく、プログラムは、通信回線を介して接続された外部装置や記録媒体から記憶部に予め格納しておけばよい。なお、これら処理部を論理回路で実現してもよい。

帯域割当周期設定部１５Ａは、通信リンクのうちＯＬＴ１０と接続確立しているＮ（Ｎは２以上の整数）個の接続確立リンクごとに、当該接続確立リンクｎ（ｎは１〜Ｎの整数）に対して予め設定されている最低保証帯域Ｍｎまたは当該接続確立リンクｎに対して要求されている要求帯域Ｄｎのうち、いずれか小さい値を当該接続確立リンクの通信帯域ＢＷｎとして取得する機能と、これら通信帯域ＢＷｎの総和である総通信帯域ＢＷＳに相当する帯域割当周期Ｔを新たに設定する機能とを有している。

実際に、接続確立リンクｎに対してＯＬＴ１０へのデータ送信に利用可能な通信帯域を割り当てる場合、割当値としては、通信帯域ＢＷｎではなく、通信帯域ＢＷｎに相当する送信許可量Ｇｎが用いられ、これら送信許可量Ｇｎの総和である総送信許可量ＧＳが、総割当帯域ＢＷＳに応じた帯域割当周期Ｔとして設定される。

ＰＯＮシステム設計者が任意で決定できる最大帯域割当周期をＴｍａｘ［sec］とした場合、接続確立リンクｎの送信許可量Ｇｎ［sec］は、次の式（１）に示すように、最大帯域割当周期Ｔｍａｘ［sec］を、全ての接続確立リンクにより使用可能な最大スループットＲｍａｘ［bit/sec］と通信帯域ＢＷｎ［bit/sec］の比に基づき按分することにより求められる。

この際、要求帯域Ｄｎ［bit/sec］は、接続確立リンクｎと対応するＯＮＵから制御（ＲＥＰＯＲＴ）フレームにより通知される帯域量であり、例えば、当該ＯＮＵに蓄積されている上りデータ量をもとに求められた値からなる。最低保証帯域Ｍｎ［bit/sec］は、接続確立リンクｎと対応するＯＮＵからの要求やＯＬＴ１０に対する設定指示に応じて、通信リンクごとにＯＬＴ１０の内部メモリ（図示せず）に予め設定された、当該通信リンクでの使用が最低限保証されている帯域量である。

なお、実際には、各接続確立リンクを介してＯＮＵからＯＬＴ１０へ上りフレームを送信する際、送信タイミングのずれなどへの対応を考慮してオーバーヘッド期間ＯＨが設けられている。このため、オーバーヘッド期間ＯＨ［sec］を考慮する場合には、各接続確立リンクに対して実際に割当可能な割当可能帯域は、最大帯域割当周期Ｔｍａｘから各接続確立リンクＮ個分のオーバーヘッド期間ＯＨを除いた帯域となり、この割当可能帯域を、最大スループットＲｍａｘと通信帯域ＢＷｎの比に基づき按分すればよい。したがって、接続確立リンクｎの送信許可量Ｇｎは、次の式（２）により求められる。

帯域割当部１５Ｂは、帯域割当周期設定部１５Ａで算出した各接続確立リンクｎの通信帯域ＢＷｎに基づいて、当該通信帯域ＢＷｎに相当する送信許可量Ｇｎを算出する機能と、それぞれの接続確立リンクと対応するＯＮＵに対して、制御（ＧＡＴＥ）フレームにより通知することにより、各接続確立リンクｎにそれぞれの送信許可量Ｇｎを割り当てる機能とを有している。この際、送信許可量Ｇｎについては、前述した式（１）または式（２）に基づき算出すればよいが、帯域割当周期設定部１５Ａで算出した送信許可量Ｇｎを流用してもよい。

［第１の実施の形態の動作］
次に、本実施の形態にかかるＯＬＴ１０の帯域割当動作について説明する。
まず、図２を参照して、本実施の形態にかかるＯＬＴ１０での帯域割当動作の概略について説明する。図２は、第１の実施の形態にかかる帯域割当動作を示す概略図である。
本実施の形態では、接続確立リンクｎごとに、当該接続確立リンクｎの要求帯域Ｄｎと最低保証帯域Ｍｎのうち、いずれか小さい値が通信帯域ＢＷｎとして取得され、帯域割当周期Ｔがこれら通信帯域ＢＷｎに相当する送信許可量Ｇｎの合計からなる帯域割当周期に変更される。

図２では、時刻ｔ１における接続確立リンク数Ｎ＝１２の場合の帯域割当例として、すべての接続確立リンク＃１〜＃１２において、当該接続確立リンクｎ（ｎ＝１〜１２の整数）の要求帯域Ｄｎがその最低保証帯域Ｍｎと等しい場合が示されている。この場合、各接続確立リンクｎの送信許可量Ｇｎとしてそれぞれの最低保証帯域Ｍｎ（＝要求帯域Ｄｎ）が割り当てられることになり、帯域割当周期Ｔ１は、最低保証帯域Ｍｎの総和に相当するものとなる。

時刻ｔ１から帯域割当周期Ｔ１だけ経過した時刻ｔ２において、再び帯域割り当てを行う際に、接続確立リンク＃３〜＃６，＃１１，＃１２の切断に伴って接続確立リンクが＃１，＃２，＃７〜＃１０となってＮ＝６に半減するとともに、接続確立リンク＃１，＃２の要求帯域Ｄｎとして最低保証帯域Ｍｎより小さい値が要求された場合が示されている。この場合、接続確立リンク＃１，＃２の送信許可量Ｇｎはそれぞれの要求帯域Ｄｎからなる通信帯域ＢＷｎに相当する値となり、接続確立リンク＃７〜＃１０の送信許可量Ｇｎはそれぞれの最低保証帯域Ｍｎからなる通信帯域ＢＷｎに相当する値となる。

したがって、帯域割当周期Ｔ２は、接続確立リンクが＃１，＃２，＃７〜＃１０に関する送信許可量Ｇｎの総和となるとともに、接続確立リンク＃１，＃２の送信許可量Ｇｎが最低保証帯域Ｍｎより小さい要求帯域Ｄｎに相当する値となるため、時刻ｔ１における帯域割当周期Ｔ１より縮小される。

次に、図３および図４を参照して、本実施の形態にかかるＯＬＴ１０での帯域割当動作の詳細について説明する。図３は、第１の実施の形態にかかる帯域割当周期設定処理を示すフローチャートである。図４は、第１の実施の形態にかかる帯域割当処理を示すフローチャートである。
帯域管理部１５は、帯域割当周期Ｔが経過するごとに、図３の帯域割当周期設定処理を実行した後、図４の帯域割当処理を実行する。

まず、図３の帯域割当周期設定処理において、帯域割当周期設定部１５Ａは、受信回路１１で受信した上りフレームを監視し、接続確立リンク数Ｎの変更有無を確認し（ステップ１００）、Ｎが前回の帯域割当処理と比較して増減した場合（ステップ１００：ＹＥＳ）、接続確立リンク数Ｎを更新した後（ステップ１０１）、更新後の各接続確立リンクに関する最低保証帯域ＭｎをＯＬＴ１０の内部メモリからそれぞれ取得し（ステップ１０２）、ステップ１１０のループ処理へ移行する。なお、Ｎが前回の帯域割当処理と比較して変化していない場合（ステップ１００：ＮＯ）、帯域割当周期設定部１５Ａは、ステップ１０１，１０２を省いてステップ１１０のループ処理へ移行する。

一方、ステップ１００〜１０２と並行または相前後して、帯域割当周期設定部１５Ａは、各接続確立リンクｎに関する最低保証帯域Ｍｎの変更有無を確認し（ステップ１０３）、いずれかの接続確立リンクｎで最低保証帯域Ｍｎが変更されている場合（ステップ１０３：ＹＥＳ）、変更された最低保証帯域Ｍｎを取得してＯＬＴ１０の内部メモリに保存し（ステップ１０４）、ステップ１１０へ移行する。なお、最低保証帯域Ｍｎが変更されていない場合（ステップ１０３：ＮＯ）、帯域割当周期設定部１５Ａは、ステップ１０４を省いてステップ１１０のループ処理へ移行する。

この後、帯域割当周期設定部１５Ａは、接続確立リンクｎを順次選択して送信許可量Ｇｎを算出するためのループ処理を実行する（ステップ１１０〜１１３）。
このループ処理において、帯域割当周期設定部１５Ａは、まず選択した接続確立リンクｎの最低保証帯域Ｍｎと要求帯域Ｄｎのうち、いずれか小さい値を通信帯域ＢＷｎとして取得し（ステップ１１１）、この通信帯域ＢＷｎに基づき前述した式（１）または式（２）を用いて送信許可量Ｇｎを算出する（ステップ１１２）。

このループ処理により、すべての接続確立リンクｎについて送信許可量Ｇｎを算出した後（ステップ１１３）、帯域割当周期設定部１５Ａは、これら送信許可量Ｇｎの総和を計算して新たな帯域割当周期Ｔとして設定し（ステップ１１４）、一連の帯域割当周期設定処理を終了する。これにより、新たな帯域割当周期Ｔが経過した後、再び帯域割当が実行される。

この後、帯域管理部１５は、図４の帯域割当処理を実行する。
まず、帯域割当部１５Ｂは、帯域割当周期設定部１５Ａで設定された帯域割当周期Ｔを割当値ＴＳに設定した後（ステップ１２０）、接続確立リンクｎを順次選択して送信許可量Ｇｎを割り当てるためのループ処理を実行する（ステップ１２１〜１２４）。

このループ処理において、帯域割当部１５Ｂは、まず選択した接続確立リンクｎの通信帯域ＢＷｎに基づいて、通信帯域ＢＷｎに相当する送信許可量Ｇｎを算出し（ステップ１２２）、得られた送信許可量Ｇｎを割当値ＴＳから減算する（ステップ１２３）。
このループ処理により、すべての接続確立リンクｎについて送信許可量Ｇｎを算出した後（ステップ１２４）、各接続確立リンクｎにそれぞれの送信許可量Ｇｎを割り当て（ステップ１２３）、一連の帯域割当処理を終了する。これにより、処理後の割当値ＴＳが余剰帯域となるが、本実施の形態では、送信許可量Ｇｎの総和が帯域割当周期Ｔすなわち割当値ＴＳであるため、余剰帯域は発生しない。

［第１の実施の形態の効果］
このように、本実施の形態は、帯域割当周期設定部１５Ａが、通信リンクのうちＯＬＴ（通信装置）１０と接続確立している接続確立リンクｎごとに、当該接続確立リンクｎに対して予め設定されている最低保証帯域Ｍｎまたは当該接続確立リンクｎに対して要求されている要求帯域Ｄｎのうち、いずれか小さい値を当該接続確立リンクｎの通信帯域ＢＷｎとして取得し、これら通信帯域ＢＷｎの総和である総割当帯域ＢＷＳに応じた帯域割当周期Ｔを新たに設定し、帯域割当部１５Ｂが、得られた各接続確立リンクの通信帯域ＢＷｎを、それぞれの接続確立リンクに対して新たに割り当てるようにしたものである。

これにより、接続確立リンク数Ｎおよび各接続確立リンクｎの最低保証帯域Ｍｎ、さらには各接続確立リンクｎの要求帯域Ｄｎに応じて、帯域割当周期Ｔが変更されることになる。したがって、ＯＬＴ１０の最大スループットＲｍａｘを超えない範囲において、接続確立リンク数Ｎに左右されることなく、各接続確立リンクｎの最低保証帯域Ｍｎを柔軟に設定することができる。このため、接続確立リンクｎごとに、異なる最低保証帯域Ｍｎを設定でき、１つの通信システム（ＰＯＮシステム）で様々なサービスを提供することが可能となる。

また、接続確立リンクｎの要求帯域Ｄｎが最低保証帯域Ｍｎより小さい場合には、通信帯域ＢＷｎとして最低保証帯域Ｍｎではなく要求帯域Ｄｎが用いられる。このため、要求帯域Ｄｎが最低保証帯域Ｍｎより小さいにもかかわらず、要求帯域Ｄｎより大きい最低保証帯域Ｍｎを固定的に用いた場合に発生する余剰分を削減することができ、帯域割当周期Ｔは、余剰帯域が含まれないよう最適調整されることになる。したがって、帯域割当周期Ｔ全体が効率よく利用されることになり、高い帯域利用効率を得ることが可能となる。

なお、本実施の形態では、図３において、通信帯域ＢＷｎの取得および送信許可量Ｇｎの算出を、接続確立リンクｎの若番から順に処理する場合を例として示したが、これら処理順序はこれに限定されるものではない。例えば、老番から順に処理してもよいし、並列的に処理してもよく、実装方法に依存する。

また、本実施の形態では、図４において、送信許可量Ｇｎの算出および減算を接続確立リンクｎの若番から順に処理する場合を例として示したが、処理順序はこれに限定されるものではない。例えば、老番から順に処理してもよいし、ランダムな順序で処理を行ってもよく、実装方法に依存する。

また、本実施の形態では、帯域割当周期Ｔを算出する際、最低保証帯域Ｍｎと要求帯域Ｄｎの次元が同一である場合を前提として説明したが、これらの次元は必ずしも統一されていなくともよい。統一されていない場合は、各データ取得後、例えば最大スループットの次元に合わせて変換した後、帯域割当周期Ｔを算出すればよい。

［第２の実施の形態］
次に、図５を参照して、本発明の第２の実施の形態にかかる通信装置（ＯＬＴ）１０について説明する。図５は、第２の実施の形態にかかる通信装置（ＯＬＴ）の構成を示すブロック図である。
第１の実施の形態で、１回の帯域割当周期Ｔにおいて全接続確立リンクｎへ割当てられる通信帯域ＢＷｎを、最大でも最低保証帯域Ｍｎとした場合について説明した。本実施の形態では、接続確立リンクｎのうち要求帯域Ｄｎが最低保証帯域Ｍｎ以上の帯域不足リンクに対して、要求帯域Ｄｎが最低保証帯域Ｍｎより少ない接続確立リンクｎの余剰帯域Ｑを充当する場合について説明する。

本実施の形態において、ＯＬＴ１０の帯域管理部１５には、主な処理部として、帯域割当周期設定部１５Ａ、帯域割当部１５Ｂ、余剰帯域算出部１５Ｃ、および帯域充当部１５Ｄが設けられている。これら処理部については、記憶部（図示せず）に格納されているプログラムをＣＰＵで実行することにより実現してもよく、プログラムは、通信回線を介して接続された外部装置や記録媒体から記憶部に予め格納しておけばよい。なお、これら処理部を論理回路で実現してもよい。本実施の形態にかかるＯＬＴ１０に関する他の構成については、第１の実施の形態と同様である。

帯域割当周期設定部１５Ａは、通信リンクのうちＯＬＴ１０と接続確立しているＮ（Ｎは２以上の整数）個の接続確立リンクごとに、当該接続確立リンクｎ（ｎは１〜Ｎの整数）に対して予め設定されている最低保証帯域Ｍｎを当該接続確立リンクｎの通信帯域ＢＷｎとして取得する機能と、これら通信帯域ＢＷｎの総和である総割当帯域ＢＷＳに応じた帯域割当周期Ｔを新たに設定する機能とを有している。

この際、要求帯域Ｄｎや最低保証帯域Ｍｎは、第１の実施の形態と同様にして取得すればよい。また、送信許可量Ｇｎは、第１の実施の形態と同様に前述の式（１）や式（２）を用いて、通信帯域ＢＷｎをもとに算出すればよい。さらに、余剰帯域Ｑの算出過程や充当過程においても、これら式（１）または式（２）を用いて通信帯域ＢＷｎや未割当分Ｌｎ（＝Ｄｎ−Ｍｎ）に相当する送信許可量を算出すればよい。
なお、第１の実施の形態では、ＢＷｎとしてＭｎとＤｎのいずれか小さい値を取得したが、本実施の形態では、余剰帯域Ｑを算出するため、ＢＷｎとしてＭｎを取得している。

余剰帯域算出部１５Ｃは、接続確立リンクｎごとに、当該接続確立リンクｎの最低保証帯域Ｍｎまたは当該接続確立リンクｎに対して要求されている要求帯域Ｄｎのうち、いずれか小さい値を当該接続確立リンクｎの通信帯域ＢＷｎとして取得する機能と、これら通信帯域ＢＷｎの総和である総通信帯域ＢＷＳに基づいて帯域割当周期設定部１５Ａで設定した帯域割当周期Ｔに含まれる余剰帯域Ｑを算出する機能を有している。

この際、余剰帯域Ｑの具体的な算出過程については、接続確立リンクｎごとに、最低保証帯域Ｍｎと要求帯域Ｄｎとを比較して得た余剰分を総計してもよいが、帯域割当周期設定部１５Ａで変更された帯域割当周期Ｔから、接続確立リンクｎごとに、当該接続確立リンクｎの要求帯域Ｄｎまたは最低保証帯域Ｍｎのうち、いずれか小さい値からなる通信帯域ＢＷｎに相当する送信許可量Ｇｎを減算することにより、当該帯域割当周期Ｔに含まれる余剰帯域Ｑを算出してもよい。

帯域充当部１５Ｄは、例えばシステム設計者による外部装置からの指示やＯＬＴ１０に対する操作に基づいて、各接続確立リンクｎに対して余剰帯域Ｑを充当する順序の決定に用いる優先度をＯＬＴ１０の内部メモリに予め設定する機能と、各接続確立リンクｎのうち、最低保証帯域Ｍｎが要求帯域Ｄｎに比べて不足している帯域不足リンクの通信帯域ＢＷｎに対して、当該不足による未割当分Ｌｎ（＝Ｄｎ−Ｇｎ）を余剰帯域Ｑから充当する機能と、未割当分Ｌｎを充当する際、帯域不足リンクのうちＯＬＴ１０の内部メモリに設定されている優先度の高いものから順に、余剰帯域Ｑがなくなるまで、未割当分Ｌｎを余剰帯域Ｑから充当する機能とを有している。

帯域割当部１５Ｂは、余剰帯域算出部１５Ｃおよび帯域充当部１５Ｄで特定された各接続確立リンクｎの通信帯域ＢＷｎに基づいて、当該通信帯域ＢＷｎに相当する送信許可量Ｇｎを算出する機能と、それぞれの接続確立リンクと対応するＯＮＵに対して、制御（ＧＡＴＥ）フレームにより通知することにより、各接続確立リンクｎにそれぞれの送信許可量Ｇｎを割り当てる機能とを有している。

これにより、各接続確立リンクｎのうち、Ｇｎ≧Ｄｎの接続確立リンクｎに対しては帯域割当周期設定部１５Ａで算出された通信帯域ＢＷｎに相当する送信許可量Ｇｎが割り当てられ、優先度の高い帯域不足リンクｎに対しては帯域充当部１５Ｄで未割当分Ｌｎが充当された通信帯域ＢＷｎに相当する送信許可量Ｇｎが割り当てられる。なお、余剰帯域Ｑが足らずに充当されなかった優先度の低い帯域不足リンクｎに対しては、Ｇｎ≧Ｄｎの接続確立リンクｎと同様に、帯域割当周期設定部１５Ａで算出された通信帯域ＢＷｎに相当する送信許可量Ｇｎが割り当てられることになる。

［第２の実施の形態の動作］
次に、本実施の形態にかかるＯＬＴ１０の帯域割当動作について説明する。
まず、図６を参照して、本実施の形態にかかるＯＬＴ１０での帯域割当動作の概略について説明する。図６は、第２の実施の形態にかかる帯域割当動作を示す概略図である。

本実施の形態では、接続確立リンクｎごとに、当該接続確立リンクｎの最低保証帯域Ｍｎが通信帯域ＢＷｎの初期値として設定され、帯域割当周期Ｔがこれら通信帯域ＢＷｎの総和である総通信帯域ＢＷＳに相当する帯域割当周期に変更される。
次に、接続確立リンクｎごとに、最低保証帯域Ｍｎのうち要求帯域Ｄｎと比較して余剰している余剰分Ｑｎが余剰帯域Ｑとして集計される。例えば、図６の例では、接続確立リンク＃２，＃４，＃６においてＭｎ＞Ｄｎであり、余剰分Ｑｎ（＝Ｍｎ−Ｄｎ）がＭｎに含まれているため、これら余剰分Ｑｎに相当する送信許可量が余剰帯域Ｑとして集計される。

この後、接続確立リンクｎのうち、最低保証帯域Ｍｎが要求帯域Ｄｎに比べて不足している帯域不足リンクｎに対して、その不足による未割当分Ｌｎ（＝Ｄｎ−Ｍｎ）に相当する送信許可量が余剰帯域Ｑから送信許可量Ｇｎに充当される。例えば、図６の例では、接続確立リンク＃１，＃３，＃７においてＭｎ＜Ｄｎであり、要求帯域Ｄｎに比べて最低保証帯域Ｍｎが不足しているため、未割当分Ｌｎが余剰帯域Ｑから充当される。

この際、これら未割当分Ｌｎの合計が余剰帯域Ｑより大きく、すべての未割当分Ｌｎについて余剰帯域Ｑから充当できない場合も考えられる。このため、充当する順序として、ＯＬＴ１０の内部メモリに設定されている各帯域不足リンクｎの優先度を参照し、各帯域不足リンクｎに予め設定されている優先度の順に、余剰帯域Ｑがゼロとなるまで充当される。

次に、図７および図８を参照して、本実施の形態にかかるＯＬＴ１０での帯域割当動作の詳細について説明する。図７は、第２の実施の形態にかかる帯域割当周期設定処理を示すフローチャートである。図８は、第２の実施の形態にかかる帯域割当処理を示すフローチャートである。
帯域管理部１５は、帯域割当周期Ｔが経過するごとに、図７の帯域割当周期設定処理を実行した後、図８の帯域割当処理を実行する。

まず、図７の帯域割当周期設定処理において、帯域割当周期設定部１５Ａは、受信回路１１で受信した上りフレームを監視し、接続確立リンク数Ｎの変更有無を確認し（ステップ２００）、Ｎが前回の帯域割当処理と比較して増減した場合（ステップ２００：ＹＥＳ）、接続確立リンク数Ｎを更新した後（ステップ２０１）、更新後の各接続確立リンクに関する最低保証帯域ＭｎをＯＬＴ１０の内部メモリからそれぞれ取得し（ステップ２０２）、ステップ２１０のループ処理へ移行する。なお、Ｎが前回の帯域割当処理と比較して変化していない場合（ステップ２００：ＮＯ）、帯域割当周期設定部１５Ａは、ステップ２０１，２０２を省いてステップ２１０のループ処理へ移行する。

一方、ステップ２００〜２０２と並行または相前後して、帯域割当周期設定部１５Ａは、各接続確立リンクｎに関する最低保証帯域Ｍｎの変更有無を確認し（ステップ２０３）、いずれかの接続確立リンクｎで最低保証帯域Ｍｎが変更されている場合（ステップ２０３：ＹＥＳ）、変更された最低保証帯域Ｍｎを取得してＯＬＴ１０の内部メモリに保存し（ステップ２０４）、ステップ２１０へ移行する。なお、最低保証帯域Ｍｎが変更されていない場合（ステップ２０３：ＮＯ）、帯域割当周期設定部１５Ａは、ステップ２０４を省いてステップ２１０のループ処理へ移行する。

この後、帯域割当周期設定部１５Ａは、接続確立リンクｎを順次選択して送信許可量Ｇｎを算出するためのループ処理を実行する（ステップ２１０〜２１３）。
このループ処理において、帯域割当周期設定部１５Ａは、まず選択した接続確立リンクｎの最低保証帯域Ｍｎを通信帯域ＢＷｎとして取得し（ステップ２１１）、前述した式（１）または式（２）を用いて、この通信帯域ＢＷｎに相当する送信許可量Ｇｎを算出する（ステップ２１２）。

このループ処理により、すべての接続確立リンクｎについて送信許可量Ｇｎを算出した後（ステップ２１３）、帯域割当周期設定部１５Ａは、これら送信許可量Ｇｎの総和を計算して新たな帯域割当周期Ｔとして設定し（ステップ２１４）、一連の帯域割当周期設定処理を終了する。これにより、新たな帯域割当周期Ｔが経過した後、再び帯域割当が実行される。

この後、帯域管理部１５は、図８の帯域割当処理を実行する。
まず、余剰帯域算出部１５Ｃは、各接続確立リンクｎのうち、要求帯域Ｄｎが最低保証帯域Ｍｎより小さい接続確立リンクｎが存在するか確認し（ステップ２２０）、存在しない場合（ステップ２２０：ＮＯ）、ステップ２４０へ移行して、帯域割当部１５Ｂにより、前述した図４の帯域割当処理を実行した後、図８の帯域割当処理を終了する。これにより、各接続確立リンクｎには、帯域割当周期設定部１５Ａで算出した通信帯域ＢＷｎ、すなわち最低保証帯域Ｍｎに相当する送信許可量Ｇｎが割り当てられることになる。

一方、要求帯域Ｄｎが最低保証帯域Ｍｎより小さい接続確立リンクｎが存在する場合（ステップ２２０：ＹＥＳ）、余剰帯域算出部１５Ｃは、余剰帯域Ｑの初期値として帯域割当周期Ｔを設定し（ステップ２２１）、接続確立リンクｎを順次選択して余剰帯域Ｑを算出するためのループ処理を実行する（ステップ２２２〜２２５）。

このループ処理において、余剰帯域算出部１５Ｃは、選択した接続確立リンクｎの最低保証帯域Ｍｎと要求帯域Ｄｎのうち、いずれか小さい値を通信帯域ＢＷｎとして取得し（ステップ２２３）、前述した式（１）または式（２）を用いて、この通信帯域ＢＷｎに相当する送信許可量Ｇｎを算出し、余剰帯域Ｑから減算することにより、当該接続確立リンクｎの余剰分Ｑｎを集計する（ステップ２２４）。

このループ処理により、余剰帯域Ｑを算出した後（ステップ２２５）、帯域充当部１５Ｄは、余剰帯域Ｑがゼロより大きいか確認し（ステップ２３０）、余剰帯域Ｑがゼロで充当が不可能な場合（ステップ２３０：ＮＯ）、ステップ２４０へ移行して、帯域割当部１５Ｂにより、前述した図４の帯域割当処理を実行した後、図８の帯域割当処理を終了する。これにより、各接続確立リンクｎには、余剰帯域算出部１５Ｃで算出した通信帯域ＢＷｎ、すなわち最低保証帯域Ｍｎに相当する送信許可量Ｇｎが割り当てられることになる。

一方、余剰帯域Ｑがゼロより大きく充当が可能な場合（ステップ２３０：ＹＥＳ）、帯域充当部１５Ｄは、要求帯域Ｄｎが最低保証帯域Ｍｎに比べて不足している帯域不足リンクｎに対して余剰帯域Ｑから充当するため、ＯＬＴ１０の内部メモリに設定されている各帯域不足リンクｎの優先度を参照し、帯域不足リンクｎをそれぞれの優先度にしたがって順次選択してループ処理を実行する（ステップ２３１〜２３５）。

なお、同一優先度を持つ複数の帯域不足リンクｎが存在する場合には、例えばラウンドロビンアルゴリズムなどを用いて、同一優先度の帯域不足リンクｎのうちから、順序を変えながら選択すればよい。この際、同一優先度の帯域不足リンクｎのうちから、未割当分Ｌｎ（＝Ｄｎ−Ｍｎ）の大きい帯域不足リンクｎから順に選択し、あるいは、前回の周期までにＭｎを超えるＤｎを要求した回数が多い順に選択するようにしてもよい。

このループ処理において、帯域充当部１５Ｄは、未割当分Ｌｎ（＝Ｄｎ−Ｍｎ）を余剰帯域Ｑから減算するとともに（ステップ２３２）、前述した式（１）または式（２）を用いて、未割当分Ｌｎに相当する送信許可量を算出して送信許可量Ｇｎに充当し（ステップ２３３）、残りの余剰帯域Ｑがゼロより大きいか確認する（ステップ２３４）。
ここで、余剰帯域Ｑがゼロより大きい場合には（ステップ２３４：ＹＥＳ）、ステップ２３４へ移行して、ループ処理を継続する。

一方、余剰帯域Ｑがゼロで充当が不可能な場合（ステップ２３４：ＮＯ）、ループ処理を中断してステップ２４０へ移行し、帯域割当部１５Ｂにより、前述した図４の帯域割当処理を実行した後、図８の帯域割当処理を終了する。
これにより、各接続確立リンクｎのうち、Ｍｎ≧Ｄｎの接続確立リンクｎに対しては余剰帯域算出部１５Ｃで算出された送信許可量Ｇｎが割り当てられ、Ｍｎ＜Ｄｎの帯域不足リンクｎに対しては、それぞれの優先度に応じた順序で帯域充当部１５Ｄにより未割当分Ｌｎが充当された送信許可量Ｇｎが割り当てられる。

このループ処理により、余剰帯域Ｑの充当が完了した場合は（ステップ２３５）、帯域割当部１５Ｂにより、前述した図４の帯域割当処理を実行した後、図８の帯域割当処理を終了する。
これにより、各接続確立リンクｎのうち、Ｍｎ≧Ｄｎの接続確立リンクｎに対しては余剰帯域算出部１５Ｃで算出された送信許可量Ｇｎが割り当てられ、Ｍｎ＜Ｄｎの帯域不足リンクｎに対しては、それぞれの優先度に応じた順序で帯域充当部１５Ｄにより未割当分Ｌｎが充当された送信許可量Ｇｎが割り当てられる。

［第２の実施の形態の効果］
このように、本実施の形態は、帯域割当周期設定部１５Ａが、通信リンクのうちＯＬＴ１０と接続確立している接続確立リンクｎごとに予め設定されている最低保証帯域Ｍｎを合計し、得られた総最低保証帯域に応じた帯域割当周期を新たに設定し、余剰帯域算出部１５Ｃが、接続確立リンクｎごとに、当該接続確立リンクｎの最低保証帯域Ｍｎまたは当該接続確立リンクｎに対して要求されている要求帯域Ｄｎのうち、いずれか小さい値を当該接続確立リンクの通信帯域ＢＷｎとして取得し、これら通信帯域ＢＷｎの総和である総通信帯域ＢＷＳに基づいて帯域割当周期設定部１５Ａで設定した帯域割当周期Ｔに含まれる余剰帯域Ｑを算出し、帯域充当部１５Ｄが、各接続確立リンクｎのうち、最低保証帯域Ｍｎが要求帯域Ｄｎに比べて不足している帯域不足リンクｎに対して、当該不足による未割当分Ｌｎを余剰帯域Ｑから充当し、帯域割当部１５Ｂが、余剰帯域算出部１５Ｃおよび帯域充当部１５Ｄで特定された各接続確立リンクｎの通信帯域ＢＷｎを、それぞれの接続確立リンクに対して新たに割り当てるようにしたものである。

これにより、接続確立リンク数Ｎおよび各接続確立リンクｎの最低保証帯域Ｍｎに応じて、帯域割当周期Ｔが変更されることになる。したがって、ＯＬＴ１０の最大スループットＲｍａｘを超えない範囲において、接続確立リンク数Ｎに左右されることなく、各接続確立リンクｎの最低保証帯域Ｍｎを柔軟に設定することが可能となる。

また、本実施の形態は、接続確立リンクｎのうち要求帯域Ｄｎが最低保証帯域Ｍｎ以上の帯域不足リンクｎを選択して、要求帯域Ｄｎが最低保証帯域Ｍｎより少ない接続確立リンクｎの余剰帯域Ｑを充当している。したがって、高い帯域利用効率を維持しながら、最低保証帯域Ｍｎ以上の要求帯域Ｄｎを有する帯域不足リンクｎに対しても、可能な限り帯域を割当てることができ、結果としてより良い通信品質を提供することが可能となる。

また、これにより、通信帯域ＢＷｎが不足している帯域不足リンクｎに対して、適切に余剰帯域Ｑが充当されるため、例えば通信帯域ＢＷｎが不足していない接続確立リンクｎを含むすべての接続確立リンクｎに対して余剰帯域Ｑを一律あるいは比例配分で充当する場合と比較して、極めて効果的に余剰帯域Ｑを活用することができる。

また、本実施の形態では、帯域充当部１５Ｄが、未割当分Ｌｎを充当する際、帯域不足リンクｎのうち優先度の高いものから順に、余剰帯域Ｑがなくなるまで、当該未割当分Ｌｎを当該余剰帯域Ｑから充当するようにしたので、接続確立リンク数Ｎ、さらには各接続確立リンクｎの通信帯域ＢＷｎ、要求帯域Ｄｎ，最低保証帯域Ｍｎに左右されることなく、最低保証帯域Ｍｎが小さい接続確立リンクｎであっても、十分な余剰帯域Ｑを充当することが可能となる。したがって、ＬＡＮ（Local Area Network）で用いられているような、予め設定された優先度に基づきトラヒックを制御するスイッチなどと同様の優先制御を、ＰＯＮシステムなどの光通信システムでも提供することが可能となる。

なお、帯域不足リンクｎに対して余剰帯域Ｑを充当する方法としては、接続確立リンクｎの優先度に応じた順序ではなく、余剰帯域Ｑを帯域不足リンク数で除算した帯域分を各帯域不足リンクｎに対して均等に充当してもよい。あるいは、未割当分Ｌｎの小さい接続確立リンクｎから順番に余剰帯域Ｑを充当してもよい。これら充当方法については、通信システム（ＰＯＮシステム）に要請されるサービスに応じて、任意の充当方法を適時選択すればよい。

なお、本実施の形態では、図７において、通信帯域ＢＷｎの取得および送信許可量Ｇｎの算出を、接続確立リンクｎの若番から順に処理する場合を例として示したが、これら処理順序はこれに限定されるものではない。例えば、老番から順に処理してもよいし、並列的に処理してもよく、実装方法に依存する。

また、本実施の形態では、図８において、通信帯域ＢＷｎの取得および送信許可量Ｇｎの減算を接続確立リンクｎの若番から順に処理する場合を例として示したが、処理順序はこれに限定されるものではない。例えば、老番から順に処理してもよいし、ランダムな順序で処理を行ってもよく、実装方法に依存する。

また、本実施の形態では、帯域割当周期Ｔを算出する際、最低保証帯域Ｍｎと要求帯域Ｄｎの次元が同一である場合を前提として説明したが、これらの次元は必ずしも統一されていなくともよい。統一されていない場合は、各データ取得後、例えば最大スループットの次元に合わせて変換した後、帯域割当周期Ｔを算出すればよい。

［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態にかかる通信装置（ＯＬＴ）１０について説明する。
第２の実施の形態では、帯域割当周期Ｔが各接続確立リンクｎの最低保証帯域Ｍｎの合計である総最低保証帯域に応じた固定値である場合を例として説明した。本実施の形態では、第２の実施の形態において、帯域割当周期Ｔを各接続確立リンクｎの最低保証帯域Ｍｎおよび要求帯域Ｄｎに応じて変更するようにした場合を例として説明する。

本実施の形態において、余剰帯域算出部１５Ｃは、各接続確立リンクｎの要求帯域Ｄｎの総和からなる総要求帯域ＤＳが、各接続確立リンクｎの最低保証帯域Ｍｎの総最低保証帯域ＭＳより小さい場合、帯域割当周期Ｔを小さいほうの総要求帯域ＤＳに応じた帯域割当周期に変更した後、当該帯域割当周期Ｔに含まれる余剰帯域Ｑを算出する機能を有している。
なお、本実施の形態にかかるＯＬＴ１０に関する他の構成については、第２の実施の形態と同様である。

［第３の実施の形態の動作］
次に、本実施の形態にかかるＯＬＴ１０の帯域割当動作について説明する。
まず、図９を参照して、本実施の形態にかかるＯＬＴ１０での帯域割当動作の概略について説明する。図９は、第３の実施の形態にかかる帯域割当動作を示す概略図である。

本実施の形態では、接続確立リンクｎごとに、当該接続確立リンクｎの最低保証帯域Ｍｎが通信帯域ＢＷｎの初期値として設定され、帯域割当周期Ｔがこれら通信帯域ＢＷｎの総和である総通信帯域ＢＷＳに相当する帯域割当周期に設定される。
この際、要求帯域Ｄｎの総和である総要求帯域ＤＳが、最低保証帯域Ｍｎの総和である総最低保証帯域ＭＳより小さい場合、帯域割当周期Ｔが小さいほうの総要求帯域ＤＳに相当する帯域割当周期に変更される。

次に、接続確立リンクｎごとに、最低保証帯域Ｍｎのうち要求帯域Ｄｎと比較して余剰している余剰分Ｑｎが余剰帯域Ｑとして集計される。例えば、図９の例では、接続確立リンク＃２，＃４，＃６においてＭｎ＞Ｄｎであり、余剰分Ｑｎ（＝Ｍｎ−Ｄｎ）がＭｎに含まれているため、これら余剰分Ｑｎに相当する送信許可量が余剰帯域Ｑとして集計される。

この後、接続確立リンクｎのうち、最低保証帯域Ｍｎが要求帯域Ｄｎに比べて不足している帯域不足リンクｎに対して、その不足による未割当分Ｌｎ（＝Ｄｎ−Ｍｎ）に相当する送信許可量が余剰帯域Ｑから送信許可量Ｇｎに充当される。例えば、図９の例では、接続確立リンク＃１においてＭｎ＜Ｄｎであり、要求帯域Ｄｎに比べて最低保証帯域Ｍｎが不足しているため、未割当分Ｌｎが余剰帯域Ｑから充当される。

この際、これら未割当分Ｌｎの合計が余剰帯域Ｑより大きく、すべての未割当分Ｌｎについて余剰帯域Ｑから充当できない場合も考えられる。このため、充当する順序として、ＯＬＴ１０の内部メモリに設定されている各帯域不足リンクｎの優先度を参照し、帯域不足リンクｎに予め設定されている優先度の順に、余剰帯域Ｑがゼロとなるまで充当される。

次に、図１０を参照して、本実施の形態にかかるＯＬＴ１０での帯域割当周期設定処理について説明する。図１０は、第３の実施の形態にかかる帯域割当処理を示すフローチャートである。なお、本実施の形態にかかる帯域割当周期設定処理については、第２の実施の形態と同様である。

まず、余剰帯域算出部１５Ｃは、各接続確立リンクｎのうち、要求帯域Ｄｎが最低保証帯域Ｍｎより小さい接続確立リンクｎが存在するか確認し（ステップ３００）、存在しない場合（ステップ３００：ＮＯ）、ステップ３２０へ移行して、帯域割当部１５Ｂにより、前述した図４の帯域割当処理を実行した後、図１０の帯域割当処理を終了する。これにより、各接続確立リンクｎには、帯域割当周期設定部１５Ａで算出した通信帯域ＢＷｎ、すなわち最低保証帯域Ｍｎに相当する送信許可量Ｇｎが割り当てられることになる。

一方、要求帯域Ｄｎが最低保証帯域Ｍｎより小さい接続確立リンクｎが存在する場合（ステップ３００：ＹＥＳ）、余剰帯域算出部１５Ｃは、総要求帯域ＤＳが総最低保証帯域ＭＳより小さいか確認し（ステップ３０１）、総要求帯域ＤＳが総最低保証帯域ＭＳより小さい場合には（ステップ３０１：ＹＥＳ）、帯域割当周期Ｔを小さいほうの総要求帯域ＤＳに相当する帯域割当周期に変更し（ステップ３０２）、ステップ３０３へ移行する。一方、総要求帯域ＤＳが総最低保証帯域ＭＳ以上の場合には（ステップ３０１：ＮＯ）、ステップ３０２を省いてステップ３０３へ移行する。

この後、余剰帯域算出部１５Ｃは、余剰帯域Ｑの初期値として帯域割当周期Ｔを設定し（ステップ３０３）、接続確立リンクｎを順次選択して余剰帯域Ｑを算出するためのループ処理を実行する（ステップ３０４〜３０７）。
このループ処理において、余剰帯域算出部１５Ｃは、選択した接続確立リンクｎの最低保証帯域Ｍｎと要求帯域Ｄｎのうち、いずれか小さい値を通信帯域ＢＷｎとして取得し（ステップ３０５）、この通信帯域ＢＷｎに相当する送信許可量Ｇｎを余剰帯域Ｑから減算することにより、当該接続確立リンクｎの余剰分Ｑｎを集計する（ステップ３０６）。

このループ処理により、余剰帯域Ｑを算出した後（ステップ３０７）、帯域充当部１５Ｄは、余剰帯域Ｑがゼロより大きいか確認する（ステップ３１０）。
ここで、余剰帯域Ｑがゼロで充当が不可能な場合（ステップ３１０：ＮＯ）、ステップ３２０へ移行して、帯域割当部１５Ｂにより、前述した図４の帯域割当処理を実行した後、図８の帯域割当処理を終了する。これにより、各接続確立リンクｎには、余剰帯域算出部１５Ｃで算出した通信帯域ＢＷｎ、すなわち最低保証帯域Ｍｎまたは要求帯域Ｄｎのいずれか小さい値に相当する送信許可量Ｇｎが割り当てられることになる。

一方、余剰帯域Ｑがゼロより大きく充当が可能な場合（ステップ３１０：ＹＥＳ）、帯域充当部１５Ｄは、要求帯域Ｄｎが最低保証帯域Ｍｎに比べて不足している帯域不足リンクｎに対して余剰帯域Ｑから充当するため、前述した図８のステップ２３１〜２３４に示した帯域充当処理を実行し（ステップ３１１）、帯域割当部１５Ｂにより、前述した図４の帯域割当処理を実行した後（ステップ３２０）、図８の帯域割当処理を終了する。

これにより、各接続確立リンクｎのうち、Ｍｎ≧Ｄｎの接続確立リンクｎに対しては余剰帯域算出部１５Ｃで算出された送信許可量Ｇｎが割り当てられ、Ｍｎ＜Ｄｎの帯域不足リンクｎに対しては、それぞれの優先度に応じた順序で帯域充当部１５Ｄにより未割当分Ｌｎが充当された送信許可量Ｇｎが割り当てられる。

［第３の実施の形態の効果］
このように、本実施の形態は、帯域割当周期設定部１５Ａが、各接続確立リンクｎの要求帯域Ｄｎの総和からなる総要求帯域ＤＳが総最低保証帯域ＭＳより小さい場合、帯域割当周期Ｔを当該総要求帯域ＤＳに応じた帯域割当周期に変更した後、当該帯域割当周期Ｔに含まれる余剰帯域Ｑを算出するようにしたものである。

これにより、総要求帯域ＤＳが総最低保証帯域ＭＳより小さく、余剰帯域Ｑがすべて未割当分Ｌｎに充当されない場合には、帯域割当周期Ｔが総要求帯域ＤＳに相当する周期まで削減されることになる。したがって、第２の実施の形態のような、帯域割当周期Ｔが各接続確立リンクｎの最低保証帯域Ｍｎの合計である総最低保証帯域ＭＳに応じた固定値である場合と比較して、帯域割当周期Ｔに発生する余剰帯域を削除することができ、高い帯域利用効率を得ることが可能となる。

［実施の形態の拡張］
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。また、各実施形態については、矛盾しない範囲で任意に組み合わせて実施することができる。

１０…通信装置（ＯＬＴ）、１１…受信回路、１２…送信回路、１３…送受信回路、１４…転送処理部、１５…帯域管理部、１５Ａ…帯域割当周期設定部、１５Ｂ…帯域割当部、１５Ｃ…余剰帯域算出部、１５Ｄ…帯域充当部、Ｔ…帯域割当周期、Ｍｎ…最低保証帯域、ＭＳ…総最低保証帯域、Ｄｎ…要求帯域、ＤＳ…総要求帯域、ＢＷｎ…通信帯域、ＢＷＳ…総割当帯域、Ｇｎ…送信許可量、ＧＳ…総送信許可量、Ｑ…余剰帯域、Ｑｎ…余剰分、Ｌｎ…未割当分、Ｔｍａｘ…最大帯域割当周期、Ｒｍａｘ…最大スループット、ＯＨ…オーバーヘッド期間。

Claims (4)

1. 通信ネットワークを介して複数の下位装置を収容し、帯域割当周期に基づいて、これら下位装置ごとに設定されている１つまたは複数の通信リンクに対して、当該通信リンクを介した前記下位装置から自装置へのデータ送信に利用可能な通信帯域を算出し、これら通信帯域をそれぞれの通信リンクに対して動的に割り当てる通信装置が実行する帯域割当方法であって、
   前記通信リンクのうち自装置と接続確立している接続確立リンクごとに予め設定されている最低保証帯域を合計し、得られた総最低保証帯域に応じた帯域割当周期を新たに設定する帯域割当周期設定ステップと、
   前記接続確立リンクごとに、当該接続確立リンクの最低保証帯域または当該接続確立リンクに対して要求されている要求帯域のうち、いずれか小さい値を当該接続確立リンクの通信帯域として取得し、これら通信帯域の総和である総通信帯域に基づいて前記帯域割当周期設定ステップで設定した前記帯域割当周期に含まれる余剰帯域を算出する余剰帯域算出ステップと、
   前記各接続確立リンクのうち、前記最低保証帯域が前記要求帯域に比べて不足している帯域不足リンクに対して、当該不足による未割当分を前記余剰帯域から充当する帯域充当ステップと、
   前記余剰帯域算出ステップおよび前記帯域充当ステップで特定された前記各通信帯域を、それぞれの接続確立リンクに対して新たに割り当てる帯域割当ステップとを備え、
   前記余剰帯域算出ステップでは、前記各接続確立リンクの要求帯域の総和からなる総要求帯域が前記総最低保証帯域より小さい場合、前記帯域割当周期を当該総要求帯域に応じた帯域割当周期に変更した後、当該帯域割当周期に含まれる前記余剰帯域を算出する
   ことを特徴とする帯域割当方法。
2. 請求項１に記載の帯域割当方法において、
   前記帯域充当ステップでは、前記未割当分を充当する際、前記帯域不足リンクのうち優先度の高いものから順に、前記余剰帯域がなくなるまで、当該未割当分を当該余剰帯域から充当することを特徴とする帯域割当方法。
3. 請求項１または請求項２に記載の帯域割当方法において、
   前記各接続確立リンクに対して、前記未割当分を前記余剰帯域から充当する順序の決定に用いる優先度を予め設定する優先度設定ステップをさらに備えることを特徴とする帯域割当方法。
4. 通信ネットワークを介して複数の下位装置を収容し、帯域割当周期に基づいて、これら下位装置ごとに設定されている１つまたは複数の通信リンクに対して、当該通信リンクを介した前記下位装置から自装置へのデータ送信に利用可能な通信帯域を算出し、これら通信帯域をそれぞれの通信リンクに対して動的に割り当てる通信装置であって、
   前記通信リンクのうち自装置と接続確立している接続確立リンクごとに予め設定されている最低保証帯域を合計し、得られた総最低保証帯域に応じた帯域割当周期を新たに設定する帯域割当周期設定部と、
   前記接続確立リンクごとに、当該接続確立リンクの最低保証帯域または当該接続確立リンクに対して要求されている要求帯域のうち、いずれか小さい値を当該接続確立リンクの通信帯域として取得し、これら通信帯域の総和である総通信帯域に基づいて前記帯域割当周期設定部で設定した前記帯域割当周期に含まれる余剰帯域を算出する余剰帯域算出部と、
   前記各接続確立リンクのうち、前記最低保証帯域が前記要求帯域に比べて不足している帯域不足リンクに対して、当該不足による未割当分を前記余剰帯域から充当する帯域充当部と、
   前記余剰帯域算出部および前記帯域充当部で特定された前記各通信帯域を、それぞれの接続確立リンクに対して新たに割り当てる帯域割当部とを備え、
   前記余剰帯域算出部は、前記各接続確立リンクの要求帯域の総和からなる総要求帯域が前記総最低保証帯域より小さい場合、前記帯域割当周期を当該総要求帯域に応じた帯域割当周期に変更した後、当該帯域割当周期に含まれる前記余剰帯域を算出する
   ことを特徴とする通信装置。

Images