(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の加入者端末をスター・カプラを介して局装置に接続した光通信網において前記加入者端末から前記局装置に向かう上り方向の上り帯域を動的に制御する動的帯域制御システムであって、
前記加入者端末は、バッファ内の伝送すべきデータの容量が所定の閾値以上となる場合には閾値超過警報を、前記バッファ内の伝送すべきデータの容量がゼロとなる場合には空警報を、それぞれ前記局装置に送出し、
前記局装置は、前記閾値を制御する閾値制御信号を前記加入者端末に送出し、
前記閾値超過警報、空警報、及び前記閾値制御信号とに基づいて、前記局装置は、上り帯域に割り当てる最大セル数、平均セル数、及び最小セル数を変更し、加入者端末に指示することを特徴とする動的帯域制御システム。
【請求項２】
前記局装置は、前記局装置の上位にある制御端末の指示に基づいて、前記最大セル数、平均セル数、及び最小セル数を初期設定することを特徴とする請求項１記載の動的帯域制御システム。
【請求項３】
前記局装置は、前記局装置の上位にある制御端末の指示に基づいて、前記最大セル数、平均セル数、及び最小セル数を変更設定する場合には、前記上り帯域に割り当てる最大セル数、平均セル数、及び最小セル数の変更を中止することを特徴とする請求項１記載の動的帯域制御システム。
【請求項４】
前記局装置は、前記閾値超過警報及び前記空警報を受信する毎にこれらを前記加入者端末毎に記憶し、前回及び今回の前記受信の結果を比較して、前記上り帯域に割り当てる最大セル数、平均セル数、及び最小セル数を変更することを特徴とする請求項１記載の動的帯域制御システム。
【請求項５】
前記局装置は、前記加入者端末全部での未使用セル数の合計と、前記加入者端末の一つからの前記閾値超過警報とに基づいて前記上り帯域に割り当てる最大セル数を変更することを特徴とする請求項１記載の動的帯域制御システム。
【請求項６】
前記局装置は、空警報を受信した場合には、前記上り帯域に割り当てる最大セル数を減少させることを特徴とする請求項１記載の動的帯域制御システム。
【請求項７】
前記閾値を前記平均セル数に変更させる前記閾値制御信号が送出された後、前記閾値超過警報が送出されない場合には、前記局装置は、前記上り帯域に割り当てる最大セル数を減少させることを特徴とする請求項１記載の動的帯域制御システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、Ｐａｓｓｉｖｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  ＮｅｔｗｏｒｋやＰａｓｓｉｖｅ  Ｄｏｕｂｌｅ  Ｓｔａｒ等の光通信網における上り帯域の動的帯域制御システムに関し、特に、複数の加入者端末をスターカップラを介して局装置に収容し、局装置に動的セル割当部を設けるとともに、加入者端末にバッファ閾値制御・監視部を設け、バッファ閾値制御・監視部からの警報に基づいて、上り方向の帯域を動的に割り当る動的帯域制御システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複数の加入者端末を一つの局装置で束ねる受動光通信網（ＰＯＮ：Ｐａｓｓｉｖｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）の上り方向の帯域は、局装置の上位にある制御端末からの指示により固定的に割当られていた。しかし、近年ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．９８３：“Ｈｉｇｈ  Ｓｐｅｅｄ  ｏｐｔｉｃａｌ  ａｃｃｅｓｓ  ｓｙｓｔｅｍｓ  ｂａｓｅｄ  ｏｎ  Ｐａｓｓｉｖｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ（ＰＯＮ）ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ“（Ｆｅｂｒｕａｒｙ  １９９８）のＤｉｖｉｄｅｄ＿ｓｌｏｔｓの項には、動的にセル割当ができるように上り方向に帯域変更要求用のＯＡＭ（Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ  Ａｎｄ  Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ）セルを準備している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述したＩＴＵ−Ｔ勧告には、動的セル割当方法は具体的に規定されてはいない。そこで、本発明は、ＰＯＮの上り方向の帯域を動的に変更できるシステムを実現することを課題としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するための本発明は、複数の加入者端末をスター・カプラを介して局装置に接続した光通信網において前記加入者端末から前記局装置に向かう上り方向の上り帯域を動的に制御する動的帯域制御システムであって、前記加入者端末は、バッファ内の伝送すべきデータの容量が所定の閾値以上となる場合には、閾値超過警報を、前記バッファ内の伝送すべきデータの容量がゼロとなる場合には、空警報を、それぞれ前記局装置に送出し、前記局装置は、前記閾値を制御する閾値制御信号を前記加入者端末に送出し、前記閾値超過警報、空警報、及び前記閾値制御信号とに基づいて、前記局装置は、上り帯域に割り当てる最大セル数、平均セル数、及び最小セル数を変更し、加入者端末に指示する。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明の受動光通信網（ＰＯＮ）における上り帯域の動的帯域制御システムのブロック図である。図１に示すように、本発明の動的帯域制御システムは、局装置ＯＬＴ１に加入者端末ＯＮＴ２１，２２，２３がスターカップラ３を介して接続されている。
【０００６】
このシステムは、一芯双方向通信システムであり、下り方向においては時分割多重（ＴＤＭ）通信を用い、上り方向においては時分割多元接続通信を用いる。
【０００７】
更に、局装置ＯＬＴ１は、加入者端末ＯＮＴ２１，２２，２３と局装置ＯＬＴ１間の制御を行う加入者局間制御部ＯＬＴ・ＰＯＮ・ＯＮＴ４と、この加入者局間制御部４を介して加入者端末２１，２２，２３との間でメッセージを送受信するメッセージ送受信部５と、バッファ閾値制御メッセージをメッセージ送受信部５に出力する動的セル割当部６と、周期的にセル割当指示を加入者局間制御部４に出力するセル割当部７とを備えている。
【０００８】
そして、この局装置ＯＬＴ１は、制御装置３１によって制御される。
【０００９】
更に、加入者端末ＯＮＴ２１，２２，２３は、局装置ＯＬＴ１との間の制御を行う加入者端末網制御部ＯＮＴ・ＰＯＮ・ＣＯＮＴ８と、この加入者端末網制御部８を介して局装置ＯＬＴ１との間でメッセージを送受信するＯＮＴメッセージ送受信部９と、ＡＴＭセルの容量が所定の閾値を越えた場合に閾値超過警報を出力するか又は空（エンプティ）状態で空（エンプティ）警報を出力するバッファ１１と、メッセージ中のバッファ閾値制御信号を入力してバッファ１１の閾値を変更するとともにバッファ１１からの閾値超過警報とエンプティ警報を入力してＯＮＴメッセージ送受信部９に出力するバッファ閾値制御・監視部１０とを備えている。
【００１０】
局装置ＯＬＴ１の動的セル割当部６は、制御端末３１が予め設定する個々の加入者端末ＯＮＴ２１，２２，２３に関する帯域設定パラメータであるＰＣＲ（ｐｅａｋ  ｃｅｌｌ  ｒａｔｅ：ＡＴＭ（非同期転送モード）でのセル転送速度の最大値），ＡＣＲ（ａｖｅｒａｇｅ  ｃｅｌｌ  ｒａｔｅ），ＭＣＲ（ｍｉｎｉｍｕｍ  ｃｅｌｌ  ｒａｔｅ）に対応するセル割当周期毎のセル数である最大割当セル数と平均割当セル数と最小割当セル数を求める。
【００１１】
更に、加入者端末ＯＮＴ２１，２２，２３のセル割当位置をセル割当周期の１／Ｎであるフレームパルス単位で求める。
【００１２】
本発明の動的帯域割当システムにおいては、この最大割当セル数、平均割当セル数、最小割当セル数の３段階の帯域の変更を行う。帯域を変更する第１の場合は、加入者端末ＯＮＴ２１，２２，２３からフレームパルス毎に発出される閾値超過警報を、局装置ＯＬＴ１内の動的セル割当部６にて検出し、前回検出した閾値超過警報またはエンプティ警報と比較してセル数を増加する場合である。又、第２の場合は、増加分のセル数が全加入者端末ＯＮＴでの現在の未使用セル数よりも少ないことを判定した場合である。又、第３の場合は、エンプティ警報を前回は検出していないが今回は検出している場合である。又、第４の場合は、閾値超過警報を検出しない状態で動的セル割当部６からバッファ１１の閾値をＡＣＲに相当する値に変更するという内容の閾値制御信号を発出したが、その直後に閾値超過警報を検出しない場合である。これら４つの場合には、加入者端末ＯＮＴ２１，２２，２３から局装置ＯＬＴ１へ向かう方向、すなわち上り方向のセル流の帯域を変更する要求があった加入者端末ＯＮＴ２１，２２，２３毎にその使用する上り帯域を動的に変更する。
【００１３】
図２は、動的セル割当部６のブロック図である。帯域命令受信部１０１は、制御端末３１からの加入者端末ＯＮＴ２１，２２，２３のための帯域設定パラメータである最大割当セル数（ＰＣＲ），平均割当セル数（ＡＣＲ），最小割当セル数（ＭＣＲ）を入力する。そして、これらのパラメータをセル割当位置計算部１０２に出力する。更に、帯域設定パラメータ変更指示をバッファ閾値制御部１０９に出力する。
【００１４】
セル割当位置計算部１０２は、加入者端末ＯＮＴ２１，２２，２３毎にそれぞれの帯域設定パラメータに対応するセル割当を予め決めているセル割当周期の１／Ｎであるフレームパルス単位毎に求めて、その結果を第１メモリ１０３に出力するとともに、計算結果完了信号を全ＯＮＴセル割当位置計算部１０４に出力する。
【００１５】
全ＯＮＴセル割当位置計算部１０４は、フレームパルスを入力してセル割当周期パルスを生成して現在使用フレームのサーチ部１０６に出力する。
【００１６】
更に、全ＯＮＴセル割当位置計算部１０４は、セル割当位置計算部１０２からの計算結果完了信号をトリガとして、ＯＮＴ毎に第１メモリ１０３に格納されているＡＣＲに対応するセル割当位置情報を全て読み出す。そして、全ＯＮＴに割り当るセル割当位置を計算して第２メモリ１０５または第３メモリ１１３に交互に書き込むとともに、計算完了信号を出力する。
【００１７】
又は、全ＯＮＴセル割当位置計算部１０４は、セル割当変更指示部１１１からのＰＣＲ，ＡＣＲ，ＭＣＲのどれかを指示する帯域指定指示をトリガとして、ＯＮＴ毎に第１メモリ１０３に格納されている３種類のセル割当位置情報から対応するセル割当位置情報を全て読み出す。そして、全ＯＮＴに割当るセル割当位置を計算して第２メモリ１０５または第３メモリ１１３に交互に書き込むとともに、計算完了信号とセル割当周期中のどのフレームからセル割当変更を行うかを示す割当変更位置信号を、現在使用フレームサーチ部１０６からの出力を基にして生成し出力するか、または入力したフレームパルスを基にしてセル割当周期パルスを生成しているが一つ過去のセル割当周期間にセル割当位置計算部１０２からの計算結果完了信号の入力が無くかつセル割当変更指示部１１１からのＰＣＲ，ＡＣＲ，ＭＣＲのどれかを指示する帯域指定指示の入力が無い場合は現在使用中のセル割当周期間に使用している全ＯＮＴに割当たセル割当位置データが書かれている第２メモリ１０５または第３メモリ１１３を選択するための選択制御信号をＳＥＬ１１２に出力し、セル割当周期中にある空きセル数の合計値を計算して空きセル数保持部１０７に出力する。
【００１８】
セレクタＳＥＬ１１２は、全ＯＮＴセル割当位置計算部１０４からの選択制御信号に基づいて、第２メモリ１０５又は第３メモリ１１３のデータを選択する。
【００１９】
現在使用フレームサーチ部１０６は、フレームパルスとセル割当周期パルスを入力して、現在使用中のフレームがセル割当周期のなかのどのフレームであるかを全ＯＮＴセル割当位置計算部１０４に出力する。
【００２０】
空きセル数保持部１０７は、全ＯＮＴセル割当位置計算部１０４からのセル割当周期中にある空きセル数の合計値を入力してバッファ閾値制御部１０９に出力する。
【００２１】
バッファ閾値検出部１０８は、メッセージ送受信部５からメッセージを入力して、閾値超過警報とエンプティ警報を検出してバッファ閾値制御部１０９に出力する。
【００２２】
バッファ閾値制御部１０９は、バッファ閾値検出部１０８からの閾値超過警報とエンプティ警報を入力して、前回に入力したこれらの値を前回値保持部１１０から読み出して比較する。更に、セル数を増加する方向でかつ増加分のセル数が全ＯＮＴでの現在の未使用セル数よりも少ないことを判定した場合には、セル割当変更指示部１１１にＡＣＲまたはＰＣＲに変更する帯域指定指示を変更のあるＯＮＴ分出力する。又は、エンプティ警報を前回は検出していないが今回は検出している場合には、セル割当変更指示部１１１にＭＣＲに変更する帯域指定指示を変更のあるＯＮＴ分出力する。又は、閾値超過警報とエンプティ警報を検出しない場合であって、バッアァ１１のフル閾値をＡＣＲに相当する値に変更するという内容のバッファ閾値制御信号をメッセージ送受信部５に発出したが、その直後のフレームで閾値超過警報を検出しない場合には、セル割当変更指示部１１１にＡＣＲに変更する帯域指定指示を変更のあるＯＮＴ分出力し、今回検出した閾値超過警報またはエンプティ警報または警報なしの情報を前回値保持部１１０に出力する。又は、帯域命令受信部１０１からの帯域設定パラメータ変更指示を入力した場合には、セル割当変更指示部１１１に対する出力を禁止する。
【００２３】
前回値保持部１１０は、バッファ閾値制御部１０９へデータを出力するとともに、バッファ閾値制御部１０９からのデータを入力して次回の入力まで保持する。
【００２４】
セル割当変更指示部１１１は、バッファ閾値制御部１０９からのＭＣＲまたはＡＣＲまたはＰＣＲに変更する帯域指定指示を入力して別に入力するフレームパルスに従ってその帯域指定指示を全ＯＮＴセル割当位置計算部１０４に出力する。
【００２５】
図３は、本発明の動的帯域制御システムの動作を説明するためのタイムチャートである。図３を参照して、加入者端末ＯＮＴ２１，２２，２３から受信したメッセージから閾値超過警報とエンプティ警報を検出した場合の動的なセル割当動作について説明する。メッセージ送受信部５がフレームパルス１の位置でメッセージを受信・終端してフレームパルス２の先頭でバッファ閾値検出部１０８に結果を出力する。
【００２６】
図４は、バッファ閾値検出部１０８からの出力の具体例を示す表である。図４の項番１，２，３のパタンであれば、全ＯＮＴセル割当位置計算部１０４にて再計算を行う。そして、再計算結果が、セルを増加する場合には、増加分のセル数が空きセル数保持部１０７から読み出した全ＯＮＴでの現在の未使用セル数以下であれば、フレームパルス３の先頭から全ＯＮＴのセル割当を更新する動作を行う。具体的には、項番１のパタンのように前回エンプティ警報ありで今回警報なしであればＡＣＲを変更する。又、項番２のパタンのように前回警報なしで今回閾値超過警報ありであればＰＣＲを変更する。又、項番３のパタンのように前回警報なしで今回エンプティ警報ありであればＭＣＲを変更する。結果的にＯＮＴからメッセージを受信してから最大で２フレーム分の時間遅延内で全ＯＮＴのセル割当を更新する動作を行うことになるが、これは予めセル割当位置計算部１０２で個々のＯＮＴのＭＣＲ，ＡＣＲ，ＰＣＲに相当するセル割当を計算しておいて第一のメモリ１０３に保持させているからである。
【００２７】
バッファ閾値検出部１０８からの出力結果が、図４の項番４，５，６のパタンであれば割当セル数の変更はないので、現状の設定通りの全ＯＮＴのセル割当動作を行う。
【００２８】
バッファ閾値検出部１０８からの出力結果が、図４の項番７，８のパタンであれば、バッファ閾値検出部１０８にて前々回に閾値超過警報ありを検出する。前回で閾値超過警報なしを検出した場合またはエンプティ警報ありを検出した場合は、バッファ閾値制御部１０９から該当のＯＮＴに対してフル閾値をＡＣＲ以下の値に変更する制御を行うようにＯＬＴメッセージ送受信部５にバッファ閾値制御信号を出力する。その直後のフレームでバッファ閾値検出部１０８にて警報を検出しない場合は全ＯＮＴセル割当位置計算部１０４にてＡＣＲ相当のセル割当位置データを保持している第一のメモリ１０３から読み出し全ＯＮＴのセル割当を更新する再計算を行い、全ＯＮＴのセル割当を更新する動作を行うと共に該当のＯＮＴに対してフル閾値を元の値に戻す制御を行うようにＯＬＴメッセージ送受信部５にバッファ閾値制御信号を出力する。
【００２９】
図５は、制御端末３１から帯域設定パラメータであるＰＣＲ，ＡＣＲ，ＭＣＲの変更指示がある場合の動作のタイミング図である。すなわち、計算結果は計算終了後の直後のタイミングのセル割当パルスの先頭で反映される。このときはＯＮＴから発出される警報によるセル割当の更新動作は禁止される。
【００３０】
以上、本発明の一つの実施形態について説明したが、本発明はこれに限らず、動的セル割当部のバッファ閾値制御部をプログラマブルにしてもよい。これによって、図４に示す以外の動的なセル割当を行わせる。
【００３１】
又、フル閾値とエンプティ閾値を固定にしておき別の閾値を可変にしてＯＮＴのバッファに蓄積されているＡＴＭセルの容量を監視してもよい。
【００３２】
又、動的にセル割当を行わない場合には、動的セル割当部のバッファ閾値制御部に制御禁止指示を制御端末から入力するパスを追加するとよい。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明した本発明によれば、動的セル割当部にて予め個々の加入者端末ＯＮＴの最大割当セル数ＰＣＲ，平均割当セル数ＡＣＲ，最小割当セル数ＭＣＲに対応するセル割当位置を計算しておきメモリに保持しているので、１フレーム以内で全ＯＮＴのセル割当を計算することができる。従って、ＯＮＴからのバッファに関する警報を含むメッセージを局装置ＯＬＴにて受信してから最大で２フレーム以内に全ＯＮＴのセル割当を変更することができる。
【００３４】
又、本発明によれば、動的セル割当部にてＯＮＴからのバッファに関する警報がないことを検出した場合に、このＯＮＴのバッファのフル閾値を制御し警報を監視することができるので、これまでのＰＣＲに対応するセル割当からＡＣＲに対応するセル割当に変更でき、この余ったセルを他のＯＮＴに効率的に割り振ることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の動的帯域制御システムのブロック図
【図２】動的セル割当て部のブロック図
【図３】動的セル割当て部の動作を説明するためのタイムチャート
【図４】動的帯域割当の具体例を示す表
【図５】帯域設定パラメータの変更がある場合の動作を説明するためのタイムチャート
【符号の説明】
１  局装置（ＯＬＴ）
３  スターカップラ
４  加入者局間制御部（ＯＬＴ・ＰＯＮ・ＣＯＮＴ）
５  メッセージ送受信部
６  動的セル割当部
７  セル割当部
８  加入者端末網制御部（ＯＮＴ・ＰＯＮ・ＣＯＮＴ）
９  ＯＮＴメッセージ送受信部
１０  バッファ閾値制御監視部
１１  バッファ
２１，２２，２３  加入者端末（ＯＮＴ）
３１  制御端末
１０１  帯域命令受信部
１０２  セル割当位置計算部
１０３  第１メモリ
１０４  全ＣＯＮＴセル割当位置計算部
１０５  第２メモリ
１０６  現在使用フレームサーチ部
１０７  空セル数保持部
１０８  バッファ閾値検出部
１０９  バッファ閾値制御部
１１０  前回値保持部
１１１  セル割当変更指示部
１１２  ＳＥＬ
１１３  第３メモリ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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