(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチキャストトラフィック及びユニキャストトラフィックを含む複数のトラフィックを混在収容するネットワークと、
ユーザ毎に設定された重み付けに応じた比率で前記ネットワークの全帯域を前記ユーザに分配してユーザ帯域とし、
マルチキャストトラフィックに優先するユニキャストトラフィックをマルチキャストトラフィックより優先的に前記ユーザ帯域を割り当て、
マルチキャストトラフィックをマルチキャストトラフィックよりも優先しないユニキャストトラフィックより優先的に前記ユーザ帯域に割り当て、さらに、
マルチキャストトラフィックを優先的に割り当てる前の前記ユーザ帯域から、前記ユーザに割り当てられるマルチキャストトラフィックの帯域に前記ユーザの前記重み付けに応じた比率を乗じた分を差し引いた帯域に、ユニキャストトラフィックを割り当てる制御装置と、
を備える通信システム。
【請求項２】
マルチキャストトラフィック及びユニキャストトラフィックを含む複数のトラフィックを混在収容するネットワークと、
ユーザ毎に設定された重み付けに応じた比率で前記ネットワークの全帯域を前記ユーザに分配してユーザ帯域とし、
マルチキャストトラフィックをユニキャストトラフィックより優先的に前記ユーザ帯域に割り当て、さらに、
マルチキャストトラフィックを優先的に割り当てる前の前記ユーザ帯域から、前記ユーザに割り当てられるマルチキャストトラフィックの帯域に前記ユーザの前記重み付けに応じた比率を乗じた分を差し引いた帯域に、ユニキャストトラフィックを割り当て、
前記ユーザに対する前記マルチキャストトラフィックの割当は、当該ユーザに割り当てる前記マルチキャストトラフィックと前記ユニキャストトラフィックの帯域の合計が当該ユーザに割当可能な上限値を超えない限りにおいて行う、又は当該ユーザに割り当てる前記マルチキャストトラフィックと前記ユニキャストトラフィックの帯域の合計が当該ユーザに割当可能な上限値を超えた場合はマルチキャストトラフィックよりも優先しないユニキャストトラフィックを割り当てない制御装置と、
を備える通信システム。
【請求項３】
マルチキャストトラフィック及びユニキャストトラフィックを含む複数のトラフィックを混在収容するネットワークの帯域割当方法であって、
ユーザ毎に設定された重み付けに応じた比率で前記ネットワークの全帯域を前記ユーザに分配してユーザ帯域としており、
マルチキャストトラフィックに優先するユニキャストトラフィックをマルチキャストトラフィックより優先的に前記ユーザ帯域を割り当て、
マルチキャストトラフィックをマルチキャストトラフィックよりも優先しないユニキャストトラフィックより優先的に前記ユーザ帯域に割り当て、さらに、
マルチキャストトラフィックを優先的に割り当てる前の前記ユーザ帯域から、前記ユーザに割り当てられるマルチキャストトラフィックの帯域に前記ユーザの前記重み付けに応じた比率を乗じた分を差し引いた帯域に、ユニキャストトラフィックを割り当てる帯域割当方法。
【請求項４】
マルチキャストトラフィック及びユニキャストトラフィックを含む複数のトラフィックを混在収容するネットワークの帯域割当方法であって、
ユーザ毎に設定された重み付けに応じた比率で前記ネットワークの全帯域を前記ユーザに分配してユーザ帯域としており、
マルチキャストトラフィックをユニキャストトラフィックより優先的に前記ユーザ帯域に割り当て、さらに、
マルチキャストトラフィックを優先的に割り当てる前の前記ユーザ帯域から、前記ユーザに割り当てられるマルチキャストトラフィックの帯域に前記ユーザの前記重み付けに応じた比率を乗じた分を差し引いた帯域に、ユニキャストトラフィックを割り当て、
前記ユーザに対する前記マルチキャストトラフィックの割当は、当該ユーザに割り当てる前記マルチキャストトラフィックと前記ユニキャストトラフィックの帯域の合計が当該ユーザに割当可能な上限値を超えない限りにおいて行う、又は当該ユーザに割り当てる前記マルチキャストトラフィックと前記ユニキャストトラフィックの帯域の合計が当該ユーザに割当可能な上限値を超えた場合はマルチキャストトラフィックよりも優先しないユニキャストトラフィックを割り当てない帯域割当方法。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチキャストトラフィックとユニキャストトラフィックを混在収容するネットワークの光通信システム及びその帯域割当方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電話とデータと映像のトリプルプレイサービスにおいて、方路の帯域利用効率を向上するために、複数ユーザで共用しうる映像をマルチキャストとすることが想定される。このような場合、マルチキャストに優先する高優先のトラフィック、例えば電話、マルチキャストトラフィックである映像、低優先のトラフィックとするデータの順で各トラフィックに優先度を与え、優先度が上位のトラフィックの使用した残りの帯域を下位の優先度のトラフィックが使用する優先割当を行うことが想定される。
【０００３】
このマルチキャストトラフィックへの帯域付与は、受信ユーザの有無にかかわらず全マルチキャストトラフィックに帯域を割り当てる方法、または転送先に受信ユーザが登録されているマルチキャストトラフィックのみに帯域を割り当てる方法が考えられる。後者の方法であれば、１ユーザしか方路を使用していない時は方路の利用可能な全体域を１ユーザで使用可能である。この後者の方法を以下、優先割当方法１と記す。この方法では、登録ユーザ数Ｎｉ（＞２）、帯域Ｂｉのマルチキャストトラフィックｉが存在する場合、ユーザが割り当てられると体感できる見掛け上の帯域の全ユーザでの総和がΣ＿ｉ（（Ｎｉ−１）×Ｂｉ）だけ方路帯域よりも増加するという効果がある。具体的には、優先割当方法１は、次式で示すことができる。
Ｄｊ＝ＭＡＸ（０，ＭＩＮ（Ｑｊ，［（Ｂ−Σ＿ｉ（Ｂｉ））×Ｗｊ／Σ＿ｋ（Ｗｋ）］））
Ｕｊ＝Ｄｊ＋Σ＿ｉ（Ｂｉ×Ｓｉｊ）
Σ＿ｊ（Ｕｊ）＝Σ＿ｊ（Ｄｊ＋Σ＿ｉ（Ｂｉ×Ｓｉｊ））
＝（Ｂ−Σ＿ｉ（Ｂｉ）））＋Σ＿ｉ（Ｎｉ×Ｂｉ）
＝Ｂ＋Σ＿ｉ（（Ｎｉ−１）×Ｂｉ）
ここで、
Ｂ：全帯域、
Ｂｉ：マルチキャストトラフィックｉの帯域、
Ｗｋ：ユーザｋの帯域割当に関する重み、
Ｑｋ：ユーザｋが送信しうるデータの帯域換算値、
Ｓｉｋ：ユーザｋのマルチキャストトラフィックｉへの受信の有無（受信時＝１、非受信時＝０）、
ＭＡＸ（  ）：複数の数を比較して大きい値を選択する関数、
ＭＩＮ（  ）：複数の数を比較して小さい値を選択する関数、
Ｄｊ：ユーザｊへユニキャストトラフィックに対する割当帯域、
Ｕｊ：ユーザｊの全割当帯域（ユーザ帯域）、
Σ＿ｘ（  ）：ｘに関する総和である。
なお、マルチキャストトラフィックに割当した後の残りの帯域を重みの比で配分したユーザ毎のユニキャストトラフィックの割当の上限に、送信しうるデータの帯域換算値に達しなかった分の再割当した部分の計算は、分簡略化のために記載していないが、再割当しているとしている。また、全ユーザの送信しうるデータの帯域換算値は、Ｂ−Σ＿ｉ（Ｂｉ）以上あるものとしている。
従って、ユーザに対する提供サービスの魅力、または体感する見掛け上の帯域の合計値を向上する方法としてマルチキャストの適用は有効である。
【０００４】
しかしながら、回線事業者のように、上位のサービスによらず所定の重み付けに応じた比率で帯域をユーザに割り当てる契約を行う場合、マルチキャストトラフィックの優先割当によりマルチキャストトラフィックを多く受信するユーザほど割当帯域が大きくなる。このため、マルチキャストトラフィックとユニキャストトラフィックを合わせた合計の割当帯域の公平性の観点から前述の優先割当を適用することが難しい。
【０００５】
このような公平性を解決する方法として次の方法が知られている。
・優先割当方法２
マルチキャストトラフィックの優先割当した後の残りの帯域から、使用したマルチキャストトラフィックをユーザの数で割った分を差し引いた帯域を上限としてユニキャストトラフィックに割り当てる方法。
・優先割当方法３
優先割当する前の帯域に重み付けをした帯域から、使用したマルチキャストトラフィックをユーザの数で割った分を差し引いた帯域を上限としてユニキャストトラフィックに割り当てる方法（例えば、非特許文献１を参照。）。
【０００６】
具体的には、優先割当方法２及び優先割当方法３は、それぞれ数式１及び数式２で示すことができる。
（数式１）
Ｄｊ＝
ＭＡＸ（０，ＭＩＮ（Ｑｊ，［（Ｂ−Σ＿ｉ（Ｂｉ））×Ｗｊ／Σ＿ｋ（Ｗｋ）−Σ＿ｉ（Ｂｉ／Ｎｉ×Ｓｉｊ）］））
Ｕｊ＝Ｄｊ＋Σ＿ｉ（Ｂｉ×Ｓｉｊ）
（数式２）
Ｄｊ＝
ＭＡＸ（０，ＭＩＮ（Ｑｊ，［Ｂ×Ｗｊ／Σ＿ｋ（Ｗｋ）−Σ＿ｉ（Ｂｉ／Ｎｉ×Ｓｉｊ）］））
Ｕｊ＝Ｄｊ＋Σ＿ｉ（Ｂｉ×Ｓｉｊ）
またこの表記では、送信しうるデータの帯域換算値が割当の上限に達しなかった場合の帯域の再割当分は省略している。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】ＮａｍＵｋ  Ｋｉｍ他，  “Ｆａｉｒ  Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ  Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ  Ｕｓｉｎｇ  Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ  Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ  Ｔｒａｆｆｉｃ  Ｓｈａｒｅ  ｉｎ  ＴＤＭ−ＰＯＮｓ”，  Ｊ．Ｌｉｇｈｔｗ．  Ｔｅｃｈｎｏｌ．，ｖｏｌ．２６，  ｎｏ．７，  ｐｐ．７５６−７６７，  ２００８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、優先割当方法１〜３は、下記例のように、方路帯域の利用効率が劣化する、重み付けの違うユーザのユニキャストトラフィックの割当帯域に関する或いはユニキャストとマルチキャストとを合わせた割当帯域に関する公平性が劣化する、あるいは割り当て動作自体が困難という課題がある。
【０００９】
（例１）
設定条件は、ユーザ数３、重み付けがそれぞれ１：２：３、マルチキャストトラフィック数１、Ｂ１＝Ｂ／２、Ｎ１＝３、Ｓ１ｊ＝１（ｊ＝１〜３）、Ｑｊ＝∞（ｊ＝１〜３）とする。
【００１０】
優先割当方法１の場合；（従来のマルチキャストトラフィック優先割当て後に重みで割り当てる方法）
Ｄ１＝ＭＡＸ（０，ＭＩＮ（Ｑ１，［（Ｂ−Ｂ／２）×１／６］））
＝ＭＡＸ（０，Ｂ／１２）＝Ｂ／１２，
Ｕ１＝Ｂ／１２＋Ｂ／２＝７Ｂ／１２
Ｄ２＝ＭＡＸ（０，ＭＩＮ（Ｑ２，［（Ｂ−Ｂ／２）×２／６］））
＝ＭＡＸ（０，２Ｂ／１２）＝２Ｂ／１２，
Ｕ２＝２Ｂ／１２＋Ｂ／２＝８Ｂ／１２
Ｄ３＝ＭＡＸ（０，ＭＩＮ（Ｑ３，［（Ｂ−Ｂ／２）×３／６］））
＝ＭＡＸ（０，３Ｂ／１２）＝３Ｂ／１２，
Ｕ３＝３Ｂ／１２＋Ｂ／２＝９Ｂ／１２
Σ＿ｊ（Ｄｊ）＝６Ｂ／１２、
Σ＿ｊ（Ｕｊ）＝２Ｂ、
使用した方路帯域Σ＿ｊ（Ｄｊ）＋Σ＿ｉ（Ｂｉ）＝Ｂ
【００１１】
優先割当方法２の場合
Ｄ１
＝ＭＡＸ（０，ＭＩＮ（Ｑ１，［（Ｂ−Ｂ／２）×１／６−（Ｂ／２）／３×１］））
＝ＭＡＸ（０，−Ｂ／１２）＝０，
Ｕ１＝０＋６Ｂ／１２＝  ６Ｂ／１２
Ｄ２
＝ＭＡＸ（０，ＭＩＮ（Ｑ２，［（Ｂ−Ｂ／２）×２／６−（Ｂ／２）／３×１］））
＝ＭＡＸ（０，０）＝０，
Ｕ２＝０＋６Ｂ／１２＝６Ｂ／１２
Ｄ３
＝ＭＡＸ（０，ＭＩＮ（Ｑ３，［（Ｂ−Ｂ／２）×３／６−（Ｂ／２）／３×１］））
＝ＭＡＸ（０，Ｂ／１２）＝Ｂ／１２，
Ｕ３＝Ｂ／１２＋６Ｂ／１２＝７Ｂ／１２
Σ＿ｊ（Ｄｊ）＝Ｂ／１２、
Σ＿ｊ（Ｕｊ）＝１９Ｂ／１２、
使用した方路帯域Σ＿ｊ（Ｄｊ）＋Σ＿ｉ（Ｂｉ）＝７Ｂ／１２
【００１２】
優先割当方法３の場合
Ｄ１＝ＭＡＸ（０，ＭＩＮ（Ｑ１，［Ｂ×１／６−（Ｂ／２）／３×１］））
＝ＭＡＸ（０，０）＝０，
Ｕ１＝０＋６Ｂ／１２＝６Ｂ／１２
Ｄ２＝ＭＡＸ（０，ＭＩＮ（Ｑ２，［Ｂ×２／６−（Ｂ／２）／３×１］））
＝ＭＡＸ（０，Ｂ／６）＝２Ｂ／１２，
Ｕ２＝２Ｂ／１２＋６Ｂ／１２＝８Ｂ／１２
Ｄ３＝ＭＡＸ（０，ＭＩＮ（Ｑ３，［Ｂ×３／６−（Ｂ／２）／３×１］））
＝ＭＡＸ（０，２Ｂ／６）＝４Ｂ／１２，
Ｕ３＝４Ｂ／１２＋６Ｂ／１２＝１０Ｂ／１２
Σ＿ｊ（Ｄｊ）＝６Ｂ／１２、
Σ＿ｊ（Ｕｊ）＝２４Ｂ／１２＝２Ｂ、
使用した方路帯域Σ＿ｊ（Ｄｊ）＋Σ＿ｉ（Ｂｉ）＝Ｂ
【００１３】
（例２）
設定条件は、ユーザ数３、重み付けがそれぞれ１：２：３、マルチキャストトラフィック数１、Ｂ１＝Ｂ／２、Ｎ１＝３、Ｓ１ｊ＝１（ｊ＝１、３）、Ｓｉ２＝０、Ｑｊ＝∞（ｊ＝１〜３）とする。
【００１４】
優先割当方法１の場合；
Ｄ１＝ＭＡＸ（０，ＭＩＮ（Ｑ１，［（Ｂ−Ｂ／２）×１／６］））
＝ＭＡＸ（０，Ｂ／１２）＝Ｂ／１２，
Ｕ１＝Ｂ／１２＋６Ｂ／１２＝７Ｂ／１２
Ｄ２＝ＭＡＸ（０，ＭＩＮ（Ｑ２，［（Ｂ−Ｂ／２）×２／６］））
＝ＭＡＸ（０，２Ｂ／１２）＝２Ｂ／１２，
Ｕ２＝２Ｂ／１２＋０＝２Ｂ／１２
Ｄ３＝ＭＡＸ（０，ＭＩＮ（Ｑ３，［（Ｂ−Ｂ／２）×３／６］））
＝ＭＡＸ（０，３Ｂ／１２）＝３Ｂ／１２，
Ｕ３＝３Ｂ／１２＋６Ｂ／１２＝９Ｂ／１２
Σ＿ｊ（Ｄｊ）＝６Ｂ／１２
Σ＿ｊ（Ｕｊ）＝１８Ｂ／１２
使用した方路帯域Σ＿ｊ（Ｄｊ）＋Σ＿ｉ（Ｂｉ）＝Ｂ
【００１５】
優先割当方法２の場合；
Ｄ１
＝ＭＡＸ（０，ＭＩＮ（Ｑ１，［（Ｂ−Ｂ／２）×１／６−（Ｂ／２）／２×１］））
＝ＭＡＸ（０，−２Ｂ／１２）＝０，
Ｕ１＝０＋Ｂ／２＝６Ｂ／１２
Ｄ２
＝ＭＡＸ（０，ＭＩＮ（Ｑ２，［（Ｂ−Ｂ／２）×２／６−（Ｂ／２）／２×０］））
＝ＭＡＸ（０，２Ｂ／１２）＝２Ｂ／１２，
Ｕ２＝２Ｂ／１２＋０＝２Ｂ／１２
Ｄ３
＝ＭＡＸ（０，ＭＩＮ（Ｑ３，［（Ｂ−Ｂ／２）×３／６−（Ｂ／２）／２×１］））
＝ＭＡＸ（０，０）＝０，
Ｕ３＝０＋Ｂ／２＝６Ｂ／１２
Σ＿ｊ（Ｄｊ）＝２Ｂ／１２
Σ＿ｊ（Ｕｊ）＝１４Ｂ／１２
使用した方路帯域Σ＿ｊ（Ｄｊ）＋Σ＿ｉ（Ｂｉ）＝８Ｂ／１２
【００１６】
優先割当方法３の場合；
Ｄ１＝ＭＡＸ（０，ＭＩＮ（Ｑ１，［Ｂ×１／６−（Ｂ／２）／２×１］））
＝ＭＡＸ（０，−Ｂ／１２）＝０，
Ｕ１＝０＋６Ｂ／１２＝６Ｂ／１２
Ｄ２＝ＭＡＸ（０，ＭＩＮ（Ｑ２，［Ｂ×２／６−（Ｂ／２）／２×０］））
＝ＭＡＸ（０，４Ｂ／１２）＝４Ｂ／１２，
Ｕ２＝４Ｂ／１２＋０＝４Ｂ／１２
Ｄ３＝ＭＡＸ（０，ＭＩＮ（Ｑ３，［Ｂ×３／６−（Ｂ／２）／２×１］））
＝ＭＡＸ（０，３Ｂ／１２）＝３Ｂ／１２，
Ｕ３＝３Ｂ／１２＋６Ｂ／１２＝９Ｂ／１２
Σ＿ｊ（Ｄｊ）＝７Ｂ／１２
Σ＿ｊ（Ｕｊ）＝１９Ｂ／１２
使用した方路帯域Σ＿ｊ（Ｄｊ）＋Σ＿ｉ（Ｂｉ）＝１３Ｂ／１２
【００１７】
優先割当方法１は、例１の全ユーザが同一のマルチキャストトラフィックを通信している場合、ユニキャストトラフィックの割当帯域Ｄｊの比はユーザ間の重みＷｊの比１：２：３となり、ユニキャストトラフィックの割当帯域Ｄｊの公平とみなせる。しかし、例２の一部のユーザが同一のマルチキャストトラフィックを通信していない場合も、マルチキャストトラフィックの通信如何に関わらず、ユニキャストトラフィックの割当帯域Ｄｊの比はユーザ間の重みＷｊの比１：２：３である。ユニキャストトラフィックのみに着目すれば一見公平であるかにみえるが、ユニキャストとマルチキャストの合計の帯域Ｕｊに着目すると、７：２：９となり不公平である。これは、重みが１のユーザの割当帯域が、マルチキャストトラフィックを通信しない重みが２のユーザの割当帯域の３．５倍となるからである。
【００１８】
優先割当方法２は、例１の全ユーザが同一のマルチキャストトラフィックを通信している場合、方路帯域の利用効率は優先割当方法１の１から７／１２に劣化する。更に重みの違うユーザ１とユーザ２のユニキャストトラフィックの割当帯域Ｄｊ及びユニキャストとマルチキャストの合計の全割当帯域Ｕｊが等しくなるため、ユーザに設定された重み付けに比例する公平性に関しても劣化する。例２の一部のユーザが同一のマルチキャストトラフィックを通信していない場合も、方路帯域の利用効率は優先割当方法１の１から８／１２に劣化する。更に重みの違うユーザ１とユーザ３のユニキャストトラフィックの割当帯域Ｄｊ及びユニキャストとマルチキャストの合計の全割当帯域Ｕｊが等しくなるため、ユーザに設定された重み付けに比例する公平性に関しても劣化する。更に、ユニキャストとマルチキャストの合計の帯域Ｕｊに着目すると、６：２：６となり不公平である。これは、重みが１のユーザの割当帯域が、マルチキャストトラフィックを通信しない重みが２のユーザの割当帯域の３倍となるからである。
【００１９】
優先割当方法３は、例１の全ユーザが同一のマルチキャストトラフィックを通信している場合、方路帯域の利用効率は１で優先割当方法１と等しい。更に、ユーザのユニキャストトラフィックの割当帯域Ｄｊの比は１：２：３から０：２：４となりユニキャストトラフィックの間の割当は１：２：３から遠ざかるので、ユニキャストトラフィックの間の割当は不公平となる。逆に、全割当帯域Ｕｊは７：８：９から６：８：１０となり全割当帯域Ｕｊの比が１：２：３に近づくので全割当帯域に関する公平性は向上している。しかし、例２の一部のユーザが同一のマルチキャストトラフィックを通信していない場合、割当帯域の合計１３Ｂ／１２で方路の帯域Ｂを超過しており、割り当て動作自体が困難という課題があった。
【００２０】
そこで、本発明は、帯域の利用効率を低下させずに、当該ユーザのマルチキャストトラフィックの通信の有無を考慮して、ユニキャストトラフィックとマルチキャストトラフィックの両方の合計をユーザに設定された重み付けに応じた帯域の割り当てに近づけることが可能である通信システム及び帯域割当方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記目的を達成するために、本発明に係る通信システム及び帯域割当方法は、マルチキャストトラフィックを優先的に割り当てる前のユーザ帯域から、ユーザに割り当てられるマルチキャストトラフィックにユーザの重み付けに応じた比率を乗じた分を差し引き、この差し引き帯域をユニキャストトラフィックに割り当てることとした。
【００２２】
具体的には、本発明に係る通信システムは、マルチキャストトラフィック及びユニキャストトラフィックを含む複数のトラフィックを混在収容するネットワークと、ユーザ毎に設定された重み付けに応じた比率で前記ネットワークの帯域を前記ユーザに分配してユーザ帯域とし、マルチキャストトラフィックをユニキャストトラフィックより優先的に前記ユーザ帯域に割り当て、さらに、マルチキャストトラフィックを優先的に割り当てる前の前記ユーザ帯域から、前記ユーザに割り当てられるマルチキャストトラフィックの帯域に前記ユーザの前記重み付けに応じた比率を乗じた分を差し引いた帯域に、ユニキャストトラフィックを割り当てる制御装置と、を備える。
【００２３】
本発明に係る帯域割当方法は、マルチキャストトラフィック及びユニキャストトラフィックを含む複数のトラフィックを混在収容するネットワークの帯域割当方法であって、ユーザ毎に設定された重み付けに応じた比率で前記ネットワークの帯域を前記ユーザに分配してユーザ帯域としており、マルチキャストトラフィックをユニキャストトラフィックより優先的に前記ユーザ帯域に割り当て、さらに、マルチキャストトラフィックを優先的に割り当てる前の前記ユーザ帯域から、前記ユーザに割り当てられるマルチキャストトラフィックの帯域に前記ユーザの前記重み付けに応じた比率を乗じた分を差し引いた帯域に、ユニキャストトラフィックを割り当てる。
【００２４】
本発明に係る通信システム及び帯域割当方法は、優先割当する前のユーザ帯域から使用したマルチキャストトラフィックをユーザに設定された重み付けに応じた分を差し引いた帯域をユニキャストトラフィックに割当する。従って、本発明は、帯域の利用効率を低下させずに、当該ユーザのマルチキャストトラフィックの通信の有無を考慮して、ユニキャストトラフィックとマルチキャストトラフィックの両方の合計をユーザに設定された重み付けに応じた帯域の割り当てに近づけることが可能である通信システム及び帯域割当方法を提供することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明は、帯域の利用効率を低下させずに、当該ユーザのマルチキャストトラフィックの通信の有無を考慮して、ユニキャストトラフィックとマルチキャストトラフィックの両方の合計をユーザに設定された重み付けに応じた帯域の割り当てに近づけることが可能である通信システム及び帯域割当方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る光通信システムを説明するブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
【００２８】
図１は、本実施形態の光通信システム３０１を説明する概念図である。光通信システム３０１は、局装置１０１、ユーザ（２０１−１、２０１−２、・・・、２０１−Ｎ：Ｎは自然数）、局装置１０１とユーザ２０１とを接続するネットワーク１５１、及び制御装置（不図示）を備える。
【００２９】
ネットワーク１５１は、マルチキャストトラフィック及びユニキャストトラフィックを含む複数のトラフィックを混在収容する。さらに、ネットワーク１５１は、マルチキャストトラフィックに優先するユニキャストトラフィック、例えば光通信システムの管理に関わるトラフィックや電話のトラフィックを含んでいてもよい。また、制御装置は、ユーザ２０１毎に設定された重み付けに応じた比率でネットワーク１５１の全帯域をユーザ２０１に分配してユーザ帯域とし、マルチキャストトラフィックをユニキャストトラフィックより優先的にユーザ帯域に割り当て、さらに、マルチキャストトラフィックを優先的に割り当てる前のユーザ帯域から、ユーザ２０１に割り当てられるマルチキャストトラフィックにユーザ２０１の重み付けに応じた比率を乗じた分を差し引いた帯域に、ユニキャストトラフィックを割り当てる。
【００３０】
上述した「マルチキャストトラフィックを優先的に割り当てる前のユーザ帯域」とは、ネットワーク１５１のトラフィックにマルチキャストトラフィックに優先するユニキャストトラフィックを含む場合、ユーザ帯域をマルチキャストトラフィックに優先するユニキャストトラフィックに割り当てた後、且つマルチキャストトラフィックに割り当てる前のユーザ帯域を意味し、ネットワーク１５１がユニキャストトラフィックを含まない場合、マルチキャストトラフィックを割り当てる前のユーザ帯域を意味してよい。
【００３１】
このようにマルチキャストトラフィックに優先するユニキャストトラフィックの割当帯域分を、完全優先として、マルチキャストトラフィックを優先的に割り当てる前のユーザ帯域から除いて割当してもよい。また、割当順位はマルチキャストトラフィックより先となるが、マルチキャストトラフィックを優先的に割り当てる前のユーザ帯域に合算してよい。
【００３２】
後者の場合、マルチキャストトラフィックの通信は、マルチキャストとユニキャストの両トラフィックの合計が上限値を超えない限り可能としてもよい。また、マルチキャストトラフィック通信追加に伴い、そのマルチキャストトラフィックの重み割り分を、許容されるユニキャストトラフィックから減ずることができないので公平性が劣化するが、マルチキャストトラフィックに優先するユニキャストトラフィック以外のユニキャストトラフィックの通信は認めないが、マルチキャストトラフィックの通信はマルチキャストとユニキャストの両トラフィックの合計がユーザ間の割当に関する重みの比をユーザ間で共用する帯域に乗じた値を超えてもよいとしてもよい。
【００３３】
光通信システム３０１の制御装置は、数式３に示すように、優先割当する前の帯域に重み付けをした帯域から使用したマルチキャストトラフィックを重み付けに応じた分を差し引いた帯域をユニキャストトラフィックに割り当てる。
（数式３）
Ｄｊ＝ＭＡＸ（０，ＭＩＮ（Ｑｊ，［Ｂ×Ｗｊ／Σ＿ｋ（Ｗｋ）−Σ＿ｉ（Ｂｉ×Ｓｉｊ×Ｗｊ／Σ＿ｋ（Ｗｋ×Ｓｉｋ））］））
Ｕｊ＝Ｄｊ＋Σ＿ｉ（Ｂｉ×Ｓｉｊ）
またこの表記では、送信しうるデータの帯域換算値が割当の上限に達しなかった場合のマルチキャストトラフィックに割当した後の残りの帯域を重みの比で配分したユーザ毎のユニキャストトラフィックの割当の上限に、送信しうるデータの帯域換算値に達しなかった分の再割当分は簡略化のために記載していない。再割当しない場合、送信しうるデータの帯域換算値によらず上限まで割当してもよい。再割当する場合、送信しうるデータの帯域換算値が上限を超過しているユーザ間で同様に按分してもよい。
【００３４】
光通信システム３０１の帯域割当方法を前述した例１及び例２の設定条件を用いて説明する。
【００３５】
（例１）
Ｄ１＝ＭＡＸ（０，ＭＩＮ（Ｑ１，［Ｂ×１／６−（Ｂ／２×１×１／６）］）
＝ＭＡＸ（０，Ｂ／１２）＝Ｂ／１２，
Ｕ１＝Ｂ／１２＋６Ｂ／１２＝７Ｂ／１２
Ｄ２＝ＭＡＸ（０，ＭＩＮ（Ｑ２，［Ｂ×２／６−（Ｂ／２×１×２／６）］）
＝ＭＡＸ（０，２Ｂ／１２）＝２Ｂ／１２，
Ｕ２＝２Ｂ／１２＋６Ｂ／１２＝８Ｂ／１２
Ｄ３＝ＭＡＸ（０，ＭＩＮ（Ｑ３，［Ｂ×３／６−（Ｂ／２×１×３／６）］）
＝ＭＡＸ（０，３Ｂ／１２）＝３Ｂ／１２，
Ｕ３＝３Ｂ／１２＋６Ｂ／１２＝９Ｂ／１２
Σ＿ｊ（Ｄｊ）＝６Ｂ／１２、
Σ＿ｊ（Ｕｊ）＝２４Ｂ／１２、
使用した方路帯域Σ＿ｊ（Ｄｊ）＋Σ＿ｉ（Ｂｉ）＝Ｂ
【００３６】
（例２）
Ｄ１＝ＭＡＸ（０，ＭＩＮ（Ｑ１，［Ｂ×１／６−（Ｂ／２×１×１／４）］）
＝ＭＡＸ（０，Ｂ／２４）＝Ｂ／２４，
Ｕ１＝Ｂ／２４＋１２Ｂ／２４＝１３Ｂ／２４
Ｄ２＝ＭＡＸ（０，ＭＩＮ（Ｑ２，［Ｂ×２／６−（Ｂ／２×０）］）
＝ＭＡＸ（０，８Ｂ／２４）＝８Ｂ／２４，
Ｕ２＝８Ｂ／２４＋０＝８Ｂ／２４
Ｄ３＝ＭＡＸ（０，ＭＩＮ（Ｑ３，［Ｂ×３／６−（Ｂ／２）×１×３／４］）
＝ＭＡＸ（０，３Ｂ／２４）＝３Ｂ／２４，
Ｕ３＝３Ｂ／２４＋１２Ｂ／２４＝１５Ｂ／２４
Σ＿ｊ（Ｄｊ）＝１２Ｂ／２４
Σ＿ｊ（Ｕｊ）＝３６Ｂ／２４
使用した方路帯域Σ＿ｊ（Ｄｊ）＋Σ＿ｉ（Ｂｉ）＝２４Ｂ／２４
【００３７】
本実施例では、例１の全ユーザが同一のマルチキャストトラフィックを通信している場合、方路帯域の利用効率は優先割当方法１と同様に１である。更に、ユニキャストトラフィックの割当帯域Ｄｊの比はユーザ間の重みＷｊの比１：２：３となり、ユニキャストトラフィックの割当帯域Ｄｊの公平とみなせるのは優先割当方法１と同様である。
【００３８】
例２の一部のユーザが同一のマルチキャストトラフィックを通信していない場合、マルチキャストトラフィックの通信の有無に従って、ユニキャストトラフィックの割当帯域Ｄｊを調整している。具体的には、マルチキャストトラフィックを通信しているユーザ間でその帯域をそれらの重みの比で按分して減じた帯域の残りを、ユニキャストトラフィックに割り当てている。このため、ユニキャストとマルチキャストの合計の帯域Ｕｊの間の公平性が向上している。この割当帯域の比は１３：８：１５であり、優先割当方法１の７：２：９に比べてより、ユーザ間の重みＷｊの比１：２：３に近づき公平性が向上している。このとき、重みが１のユーザの割当帯域が、マルチキャストトラフィックを通信しない重みが２のユーザの割当帯域の１．６倍となり、優先割当方法１の３．５倍から改善していることが認められる。
【００３９】
なお、マルチキャストトラフィックを按分することで、ユーザの体感上の帯域が増大した分を割り戻すと、ユーザ１のマルチキャスト分６Ｂ／１２は６Ｂ／１２×１／（１＋３）＝３Ｂ／２４であり、割戻し後のユニキャストとマルチキャストの合計の帯域Ｕｊ’は４Ｂ／２４となる。同様にユーザ３のマルチキャスト分６Ｂ／１２は６Ｂ／１２×３／（１＋３）＝９Ｂ／２４であり、割戻し後のユニキャストとマルチキャストの合計の帯域Ｕｊ’は１２Ｂ／２４となる。このため、割戻し後のユニキャストとマルチキャストの合計の帯域Ｕｊ’の比で見ると、１：２：３となりユーザ間の重みＷｊの比１：２：３となる。また、本方式は優先割当方法２と異なり、帯域利用効率が劣化することもなく、優先割当方法３と異なり、実割当帯域の合計値が方路帯域を超過して割当不能となる問題もない。
【００４０】
光通信システム３０１は、例１、２に例示するようにユーザ毎のマルチキャストトラフィックの通信の有無によらず、方路帯域の利用効率は１のままであり、かつ、同じマルチキャストトラフィックを通信しているユーザ間でのユニキャストトラフィックの帯域の割当は重みに応じた割当帯域Ｄｊであり、マルチキャストトラフィックを通信しているユーザと通信していないユーザ間でマルチキャストトラフィックの割当を、当該マルチキャストトラフィックを通信しているユーザ間の重みの比で按分して割戻したマルチキャストとユニキャストの合計の帯域が重み付けに応じた割当帯域Ｕｊ’となるため、重み付けに比例する公平性も保持される。
【符号の説明】
【００４１】
１０１：局装置
１５１：ネットワーク
２０１、２０１−１、２０１−２、・・・、２０１−Ｎ：ユーザ
３０１：光通信システム
【図１】
0005576189.tif 000002