(57)【要約】【課題】通信システム全体の帯域利用効率を低下させないようにキューを管理する。【解決手段】光通信システムではＯＬＴと１以上のＯＮＵ１００とが通信する。ＯＮＵ１００の下位通信部１１０は上りデータを受信し、キュー１３２は上りデータを一時的に保持する。ＭＰＣＰ部１３４は、キュー１３２のデータ量に基づいてＯＬＴに帯域の割当を要求し、この要求に対応して割当帯域の情報を受信する。廃棄率計算部１４１は、キュー１３２のデータ量に基づいて廃棄率を計算する。調整部１４２は、要求した帯域と割当帯域とを用いて判断した通信システムの輻輳状態に基づいて、上りデータの一部廃棄の要否と、廃棄率の増減とのうち少なくとも一方を決定する。上り信号処理部１３１は、調整部１４２の決定に従って上りデータの一部をキュー１３２に保持せずに廃棄し、廃棄されずにキュー１３２に保持された上りデータを割当帯域に従ってＯＬＴに送信する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１以上の通信装置が上位通信装置と通信する通信システムにおける前記通信装置であって、
前記上位通信装置へ伝送する上りデータを受信する受信部と、
前記受信部が受信した前記上りデータを保持するキューと、
前記上位通信装置から割当帯域の情報を受信する割当帯域受信部と、
前記上りデータのデータ量に基づいて、前記上りデータを廃棄する割合である廃棄率又は前記上りデータの廃棄量を計算する計算部と、
前記データ量と前記上位通信装置からの前記割当帯域の情報とを用いて判断した前記通信システムの輻輳状態に基づいて、上りデータの一部廃棄の要否と、前記計算部が計算する前記廃棄率又は前記廃棄量の増減とのうち少なくとも一方を決定する調整部と、
前記調整部の決定に従って、前記受信部が受信した上りデータの一部を前記キューに保持せずに廃棄する処理と、廃棄されずに前記キューに保持された前記上りデータを前記割当帯域に従って前記上位通信装置に送信する処理とを行う上り信号処理部と、
を備える通信装置。
【請求項２】
前記調整部は、前記通信システムが輻輳していると判断した時間又は回数が所定条件を満たした場合、上りデータの一部廃棄が必要であると判断した時間又は回数が所定条件を満たした場合、あるいは、前記データ量が所定よりも多い場合に、前記計算部が計算する前記廃棄率又は前記廃棄量を増加させる、
請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
前記調整部は、所定時間が経過した場合、前記通信システムが輻輳していないと判断した時間又は回数が所定条件を満たした場合、上りデータの一部廃棄が不要であると判断した時間又は回数が所定条件を満たした場合、あるいは、前記データ量が所定よりも少ない場合に、増加させていた、前記計算部が計算する前記廃棄率又は前記廃棄量を減少させる、
請求項２に記載の通信装置。
【請求項４】
前記調整部は、前記通信システムが輻輳していないと判断した時間又は回数が所定条件を満たした場合、又は、前記データ量が所定よりも少ない場合に、前記計算部が計算する前記廃棄率又は前記廃棄量を減少させる、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の通信装置。
【請求項５】
前記調整部は、所定時間が経過した場合、前記通信システムが輻輳していると判断した時間又は回数が所定条件を満たした場合、上りデータの一部廃棄を行うと判断した時間又は回数が所定条件を満たした場合、あるいは、前記データ量が所定よりも多い場合に、減少させていた、前記計算部が計算する前記廃棄率又は前記廃棄量を増加させる、
請求項４に記載の通信装置。
【請求項６】
前記調整部は、複数回判断した前記輻輳状態の統計に基づいて、上りデータの一部廃棄の要否と、前記計算部が計算する前記廃棄率又は前記廃棄量の増減とのうち少なくとも一方を決定する、
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の通信装置。
【請求項７】
前記調整部は、前記データ量の統計と前記上位通信装置からの前記割当帯域の統計とを用いて前記通信システムの輻輳状態を判断する、
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の通信装置。
【請求項８】
１以上の通信装置が上位通信装置と通信する通信システムにおける前記通信装置のキュー管理方法であって、
前記上位通信装置へ伝送する上りデータを受信する受信ステップと、
前記受信ステップにおいて受信した前記上りデータをキューに一時的に保持するキューイングステップと、
前記上位通信装置から割当帯域の情報を受信する割当帯域受信ステップと、
前記上りデータのデータ量に基づいて、前記上りデータを廃棄する割合である廃棄率又は前記上りデータの廃棄量を計算する計算ステップと、
前記データ量と前記上位通信装置からの前記割当帯域の情報とを用いて判断した前記通信システムの輻輳状態に基づいて、上りデータの一部廃棄の要否と、前記計算ステップにおいて計算された前記廃棄率又は前記廃棄量の増減とのうち少なくとも一方を決定する調整ステップと、
前記調整ステップにおける決定に従って、前記受信ステップにおいて受信した上りデータの一部を前記キューに保持せずに廃棄する廃棄ステップと、
廃棄されずに前記キューに保持された前記上りデータを前記割当帯域に従って前記上位通信装置に送信する送信ステップと、
を有するキュー管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信装置及びキュー管理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
受動光ネットワーク（ＰＯＮ：Passive Optical Network）では、光加入者線終端装置（ＯＬＴ：Optical Line Terminal）と光加入者線ネットワーク装置（ＯＮＵ：Optical Network Unit）とが、光ファイバ分配網（ＯＤＮ：Optical Distribution Network）を介してポイントツーポイント又はポイントツーマルチポイントで通信する。以下、ＯＮＵからＯＬＴに向かう方向を「上り」、ＯＬＴからＯＮＵに向かう方向を「下り」という。
【０００３】
時分割多重（ＴＤＭ：Time division multiplexing）を用いるＰＯＮでは、ＯＬＴに収容されるＯＮＵに、ＯＤＮを介して下り光信号が到着する。ＯＬＴは、この下り信号に、取得対象を識別する識別子であるＯＮＵ−ＩＤ、Ａｌｌｏｃ−ＩＤ、又は、ＬＬＩＤ（Logical Link ID）を付与してもよいし、下り信号を符号化し、復号できるか否かにより取得対象を示してもよい。ＯＮＵは、取得対象の識別子以外が付与されている又は正常に復号できない下り光信号を、必要に応じて破棄してもよい。
【０００４】
ＯＬＴは、複数のＯＮＵから時分割多重で時間的に分離して到着すべき上り光信号が時間的に重なって到着（衝突）した場合、それら上り光信号を正しく復号することができない。このため、時分割多重を用いるＰＯＮでは、動的帯域割当（ＤＢＡ：Dynamic Bandwidth Assignment）の手順に従って、各ＯＮＵの上り光信号の送信タイミングをスケジューリングする。動的帯域割当には、ＯＬＴが、ＯＮＵからＯＬＴへの申告であるＤＢＲｕ(Dynamic Bandwidth Report upstream）等のＲＥＰＯＲＴメッセージ等に従って、送信許可を示すＧＡＴＥメッセージ等をＯＮＵへ送信する方法がある。
【０００５】
上り光信号の輻輳を回避する方法として、バックプレッシャによるユーザ機器からの送信抑止や、ＯＮＵ又はＯＮＵにおける優先キューでのTail Dropping等のＡＱＭ（Active Queue Management）がある。Tail Droppingには、ＥＰＤ（Early Packet Discard）やＰＰＤ（Partial Packet Discard）等がある。Tail Droppingは、優先キューが満たされている場合に、優先キューに入力される前等に、キュー溢れによりフレームを廃棄する輻輳回避方法である。ＡＱＭには、他にＲＥＤ（Random Early Detection）やＷＲＥＤ（Weighted RED）等もある。ＲＥＤやＷＲＥＤは、輻輳発生以前に予め廃棄を起こす輻輳回避方法である。ＲＥＤやＷＲＥＤは、Tail Droppingと比べて時間的に先に到着するフレームを廃棄するので、トランスポート層伝送制御プロトコル（ＴＣＰ：Transmission Control Protocol）等の輻輳中にトラフィックを減速させるトラフィック輻輳制御と親和性が高く、効果的である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】岩田敏行、中西泰彦、前田洋一、「PON型アーキテクチャアクセスにおけるトラヒック制御方式の提案」、社団法人電子情報通信学会、電子情報通信学会論文誌  Ｂ、2006年、Vol.J89-B、No.5、p.705-719
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、ＯＮＵの上りキューに、自装置の上りキューのみをトリガーに動作する単純なＡＱＭを適用した場合、自装置におけるキュー情報のみに基づいてデータ廃棄を行うため、不必要な廃棄によりＰＯＮシステム全体の帯域利用効率が低下することがあるという課題があった。
【０００８】
上記事情に鑑み、本発明は、通信システム全体の帯域利用効率を低下させないようにキューを管理することができる通信装置及びキュー管理方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様は、１以上の通信装置が上位通信装置と通信する通信システムにおける前記通信装置であって、前記上位通信装置へ伝送する上りデータを受信する受信部と、前記受信部が受信した前記上りデータを保持するキューと、前記上位通信装置から割当帯域の情報を受信する割当帯域受信部と、前記上りデータのデータ量に基づいて、前記上りデータを廃棄する割合である廃棄率又は前記上りデータの廃棄量を計算する計算部と、前記データ量と前記上位通信装置からの前記割当帯域の情報とを用いて判断した前記通信システムの輻輳状態に基づいて、上りデータの一部廃棄の要否と、前記計算部が計算する前記廃棄率又は前記廃棄量の増減とのうち少なくとも一方を決定する調整部と、前記調整部の決定に従って、前記受信部が受信した上りデータの一部を前記キューに保持せずに廃棄する処理と、廃棄されずに前記キューに保持された前記上りデータを前記割当帯域に従って前記上位通信装置に送信する処理とを行う上り信号処理部と、を備える。
【００１０】
本発明の一態様は、上述の通信装置であって、前記調整部は、前記通信システムが輻輳していると判断した時間又は回数が所定条件を満たした場合、上りデータの一部廃棄が必要であると判断した時間又は回数が所定条件を満たした場合、あるいは、前記データ量が所定よりも多い場合に、前記計算部が計算する前記廃棄率又は前記廃棄量を増加させる。
【００１１】
本発明の一態様は、上述の通信装置であって、前記調整部は、所定時間が経過した場合、前記通信システムが輻輳していないと判断した時間又は回数が所定条件を満たした場合、上りデータの一部廃棄が不要であると判断した時間又は回数が所定条件を満たした場合、あるいは、前記データ量が所定よりも少ない場合に、増加させていた、前記計算部が計算する前記廃棄率又は前記廃棄量を減少させる。
【００１２】
本発明の一態様は、上述の通信装置であって、前記調整部は、前記通信システムが輻輳していないと判断した時間又は回数が所定条件を満たした場合、又は、前記データ量が所定よりも少ない場合に、前記計算部が計算する前記廃棄率又は前記廃棄量を減少させる。
【００１３】
本発明の一態様は、上述の通信装置であって、前記調整部は、所定時間が経過した場合、前記通信システムが輻輳していると判断した時間又は回数が所定条件を満たした場合、上りデータの一部廃棄を行うと判断した時間又は回数が所定条件を満たした場合、あるいは、前記データ量が所定よりも多い場合に、減少させていた、前記計算部が計算する前記廃棄率又は前記廃棄量を増加させる。
【００１４】
本発明の一態様は、上述の通信装置であって、前記調整部は、複数回判断した前記輻輳状態の統計に基づいて、上りデータの一部廃棄の要否と、前記計算部が計算する前記廃棄率又は前記廃棄量の増減とのうち少なくとも一方を決定する。
【００１５】
本発明の一態様は、上述の通信装置であって、前記調整部は、前記データ量の統計と前記上位通信装置からの前記割当帯域の統計とを用いて前記通信システムの輻輳状態を判断する。
【００１６】
本発明の一態様は、１以上の通信装置が上位通信装置と通信する通信システムにおける前記通信装置のキュー管理方法であって、前記上位通信装置へ伝送する上りデータを受信する受信ステップと、前記受信ステップにおいて受信した前記上りデータをキューに一時的に保持するキューイングステップと、前記上位通信装置から割当帯域の情報を受信する割当帯域受信ステップと、前記上りデータのデータ量に基づいて、前記上りデータを廃棄する割合である廃棄率又は前記上りデータの廃棄量を計算する計算ステップと、前記データ量と前記上位通信装置からの前記割当帯域の情報とを用いて判断した前記通信システムの輻輳状態に基づいて、上りデータの一部廃棄の要否と、前記計算ステップにおいて計算された前記廃棄率又は前記廃棄量の増減とのうち少なくとも一方を決定する調整ステップと、前記調整ステップにおける決定に従って、前記受信ステップにおいて受信した上りデータの一部を前記キューに保持せずに廃棄する廃棄ステップと、廃棄されずに前記キューに保持された前記上りデータを前記割当帯域に従って前記上位通信装置に送信する送信ステップと、を有する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明により、通信システム全体の帯域利用効率を低下させないように通信システムのキューを管理することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態による光通信システムの構成図である。
【図２】本実施形態によるＯＮＵの機能ブロック図である。
【図３】第１の実施形態による廃棄率の増加方法を示す図である。
【図４】本実施形態に関連するＯＮＵの機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態による光通信システム１の構成図である。本実施形態では、光通信システム１がＰＯＮ（Passive Optical Network；受動光ネットワーク）である場合を例に説明する。光通信システム１は、ＯＮＵ１００と、ＯＬＴ２００と、ＯＤＮ３００とを備える。
【００２０】
ＯＮＵ１００は、光信号によって通信する光ネットワーク終端装置である。ＯＮＵ１００は、ユーザ装置４００などの下位の装置から入力された上りデータをキューに一時的に保持し、ＯＬＴ２００からの送信許可に応じて、上り光信号としてＯＤＮ３００を介してＯＬＴ２００に出力する。また、ＯＮＵ１００は、ＯＤＮ３００を介してＯＬＴ２００から下り光信号を受信し、下りデータとしてユーザ装置４００などの下位の装置に出力する。ＯＮＵ１００は、ＦＴＴＢ（Fiber to the building）等の装置の一部でもよい。
【００２１】
ＯＬＴ２００は、光回線終端装置である。ＯＬＴ２００は、ＯＤＮ３００を介して１台以上のＯＮＵ１００からの上り光信号を受信し、上り光信号に含まれる上りデータを図示しない上位装置に出力する。また、ＯＬＴ２００は、図示しない上位装置から入力された下りデータを、下り光信号としてＯＤＮ３００を介してＯＮＵ１００に送信する。
【００２２】
ＯＤＮ３００は、上り光信号と下り光信号とを伝送する。ＯＤＮ３００中に光スプリッタを備える場合、光スプリッタは１台以上のＯＮＵ１００それぞれから送信される上り光信号を合流してＯＬＴ２００に送信し、ＯＬＴ２００から受信した下り光信号を分岐して各ＯＮＵ１００に送信する。例えば、光スプリッタは、複数のＯＮＵ１００から送信される上り信号を、ＴＤＭＡ（時分割多重アクセス）方式により多重してＯＬＴ２００に送信する。
【００２３】
ＯＮＵ１００は、上りデータのキュー又は優先キューに対するＡＱＭ機能を具備する。ＡＱＭ機能は、キュー長などの輻輳回避パラメータの情報に基づいて、データ廃棄率、例えば、イーサネット（登録商標）フレーム単位での廃棄率や廃棄閾値等（以降、総称して「廃棄率」と記載する）を決定し、その廃棄率に従ってデータを廃棄することによって輻輳を回避する。
【００２４】
ここで、本実施形態に関連するＯＮＵについて説明する。図４は、本実施形態に関連するＯＮＵ９００の構成を示す機能ブロック図である。ＯＮＵ９００は、例えば、図１に示すＯＮＵ１００に代えて用いられる。ＯＮＵ９００は、自装置内のキュー情報のみに基づいてＡＱＭにより輻輳回避を行う。
【００２５】
上り信号処理部９３１は、ＵＮＩ（User-Network Interface）ポート９１０から出力された上り信号のフレームを、キュー９３２に保持（キューイング）する。上り信号処理部９３１は、キュー９３２にキューイングされているフレームの長さを示すキュー長情報をＭＰＣＰ部９３４及びＡＱＭ部９４０に出力する。ＡＱＭ部９４０の廃棄率計算部９４１は、キュー長情報に基づいて決定した廃棄率を示す廃棄率情報を上り信号処理部９３１に出力する。上り信号処理部９３１は、廃棄率情報に基づいて、ＵＮＩポート９１０から出力された上りフレームデータの一部をキューイングせずに廃棄する。
【００２６】
ＭＰＣＰ（Multi-Point Control Protocol）部９３４は、ＳＲ（Status Reporting）  ＤＢＡを行うＳＲモードでは、上りデータのデータ量（以下、「上りデータ量」とも記載する。）を表すキュー長情報に基づいて帯域割当を要求するデータ量を決定し、ＲＥＰＯＲＴメッセージの帯域要求情報に設定する。帯域割当とは、ＯＮＵへ帯域の割当てを行う処理である。帯域割当によりＯＮＵへ割り当てられた帯域を割当帯域と記載する。また、帯域割当を要求することを帯域要求と記載し、割当を要求する帯域を要求帯域と記載する。帯域要求情報は、要求帯域を示す情報である。ＲＥＰＯＲＴメッセージは、上り信号処理部９３１からＰＯＮ−ＩＦ（Interface）ポート９２０に出力され、ＰＯＮ−ＩＦポート９２０において光信号に変換されてＯＬＴ２００に送信される。ＯＬＴ２００は、ＲＥＰＯＲＴメッセージの受信、各ＯＮＵ９００の割当帯域の使用量又は使用率の履歴等のトラフィックモニタの結果、あるいは、他の装置からの通知等に対応してＧＡＴＥメッセージを送信する。ＯＬＴ２００から送信されたＧＡＴＥメッセージは、ＰＯＮ−ＩＦポート９２０において光信号から電気信号に変換され、下り信号処理部９３３からＭＰＣＰ部９３４に出力される。ＭＰＣＰ部９３４は、ＧＡＴＥメッセージから帯域割当情報を取得し、上り信号処理部９３１に出力する。帯域割当情報は、ＯＮＵへの割当帯域を示す情報である。上り信号処理部９３１は、帯域割当情報が示す当該ＯＮＵ９００の割当帯域に従って、キュー９３２にキューイングされている上り信号のフレームを読み出してＰＯＮフレームに変換し、ＰＯＮ−ＩＦポート９２０は、ＰＯＮフレームを光信号によりＯＬＴ２００に送信する。
【００２７】
上述のように、ＯＮＵ９００は、ＰＯＮの輻輳状態にかかわらず、当該ＯＮＵ９００のキュー情報のみに基づいて上りデータ廃棄を行うため、ＰＯＮが輻輳していない場合にはＰＯＮ全体の効率が低下する場合がある。そこで、本実施形態のＯＮＵ１００は、当該ＯＮＵ１００からＯＬＴ２００へ送信するＲＥＰＯＲＴメッセージ等に含まれる帯域要求情報又は当該ＯＮＵ１００における上りデータのデータ量と、ＯＬＴ２００から当該ＯＮＵ１００へ送信されたＧＡＴＥメッセージ等に含まれる帯域割当情報とに基づいて、ＰＯＮ（光通信システム１）全体の上り輻輳状態を推定する。ＯＮＵ１００は、この推定結果をＡＱＭの実行又は停止の制御や、上りデータの廃棄の実行又は停止の制御や、キューの廃棄率の決定に反映することで、非輻輳時の廃棄を軽減し、ＰＯＮ全体の帯域利用効率を向上させる。
【００２８】
なお、ＤＢＡには、ＯＮＵがＲＥＰＯＲＴメッセージ等により必要な帯域をＯＬＴに通知するＳＲ  ＤＢＡのほか、ＮＳＲ（Non Status Reporting）  ＤＢＡやＴＭ（Traffic monitoring）  ＤＢＡがある。ＴＭ  ＤＢＡ等では、ＯＬＴがＯＮＵから受信する上りデータをモニタすることにより各ＯＮＵの上りデータ量を把握する。ＰＯＮがＳＲモードの場合、ＯＮＵ１００は、ＰＯＮ全体の上り輻輳状態の推定にＲＥＰＯＲＴメッセージ等に含まれる帯域要求情報を用いることができるが、ＴＭ  ＤＢＡを行うＴＭモード（ＮＳＲモード）等であって、ＯＬＴ２００に通知するＲＥＰＯＲＴメッセージ等を生成しない場合は、当該ＯＮＵ１００における上りデータ量を用いる。また、ＳＲモード等でＯＬＴ２００に通知するＲＥＰＯＲＴメッセージ等を生成する場合でも、ＯＮＵ１００は、当該ＯＮＵ１００における上りデータ量を用いてもよい。
【００２９】
ＯＮＵ１００が、ＰＯＮ全体の上り輻輳状態の推定に当該ＯＮＵ１００における上りデータ量を用いる場合、帯域要求情報を生成するまで待つ必要がないので、処理を速くできる。また、ＯＮＵ１００から帯域要求を行うＳＲ  ＤＢＡ以外でも利用が可能であるという利点がある。なお、ＯＮＵ１００は、推定に用いる上りデータ量として、帯域割当時点の値を用いてもよいが、ＳＲ  ＤＢＡであれば、帯域割当に対応する時点の値を用いることが望ましい。また、ＴＭ  ＤＢＡ等であれば、割当帯域の決定に用いられた過去の上りデータ量の履歴や統計値を用いた方が良い。
【００３０】
また、帯域要求情報を用いる場合は、要求帯域と割当帯域が概ね対応するならば、対応するものを用いれば簡便である。なお、帯域要求情報を用いる場合でも、帯域割当にＴＭ  ＤＢＡを併用する場合や、上りデータ量の履歴や統計値を用いる場合は、それに応じた値を用いることがＰＯＮの輻輳状態の推定の精度を上げる観点から望ましい。
【００３１】
図２は、本実施形態によるＯＮＵ１００の構成を示す機能ブロック図であり、本実施形態と関係する機能ブロックのみを抽出して示してある。ＯＮＵ１００は、下位通信部１１０、上位通信部１２０、ＰＯＮ信号処理部１３０及びキュー管理部１４０を備える。
【００３２】
下位通信部１１０は、ユーザ装置４００などの下位の通信装置との間でデータを送受信する。下位通信部１１０は、例えば、図４に示すＵＮＩポート９１０である。下位通信部１１０は、ユーザ装置４００から受信した上り信号をＰＯＮ信号処理部１３０に出力する。また、下位通信部１１０は、ＰＯＮ信号処理部１３０が出力した下り信号をユーザ装置４００へ送信する。
【００３３】
上位通信部１２０は、ＯＤＮ３００を介してＯＬＴ２００と光信号を送受信する。上位通信部１２０は、例えば、図４に示すＰＯＮ−ＩＦポート９２０である。上位通信部１２０は、ＰＯＮ信号処理部１３０が出力した上り信号を電気信号から光信号に変換し、ＯＤＮ３００を介してＯＬＴ２００へ送信する。また、上位通信部１２０は、ＯＤＮ３００を介して受信した下り光信号を電気信号に変換してＰＯＮ信号処理部１３０に出力する。
【００３４】
ＰＯＮ信号処理部１３０は、上り信号処理部１３１、下り信号処理部１３３及びＭＰＣＰ部１３４を備える。上り信号処理部１３１は、上り信号のフレームを一時的に保持する（キューイング）するキュー１３２を備える。上り信号処理部１３１は、優先度に応じた複数のキュー１３２を備えてもよい。なお、ＰＯＮ信号処理部１３０は、キュー１３２を上り信号処理部１３１の外部に備えてもよい。上り信号処理部１３１は、キュー１３２にキューイングされているフレームの長さ、すなわち、キューイングされている上りデータのデータ量を示すキュー長情報をＭＰＣＰ部１３４及びキュー管理部１４０に出力する。キュー管理部１４０が、上りデータのデータ量の情報として、ＭＰＣＰ部１３４から出力される帯域要求情報を流用する場合、上り信号処理部１３１はキュー管理部１４０にキュー長情報の出力を行わなくてもよい。上り信号処理部１３１は、ＭＰＣＰ部１３４が出力したＲＥＰＯＲＴメッセージなどの制御信号を、上り信号のフレームに設定して上位通信部１２０に出力する。また、上り信号処理部１３１は、後述するキュー管理部１４０の調整部１４２から指示された最終廃棄率情報に従って、下位通信部１１０から出力された上り信号のフレームの一部を廃棄する。上り信号処理部１３１は、キュー１３２にキューイングされているフレームを、ＭＰＣＰ部１３４から通知された帯域割当情報が示す当該ＯＮＵ１００の割当帯域に従って読み出し、ＰＯＮフレームに変換して上位通信部１２０に出力する。
【００３５】
下り信号処理部１３３は、図４に示す下り信号処理部９３３と同様の機能を有する。下り信号処理部１３３は、ＯＬＴ２００が送信した下り信号を上位通信部１２０から受信し、下り信号に付与されているＡｌｌｏｃ−ＩＤ等の識別情報や下り信号を復号できるか等に基づいて、自ＯＮＵ１００宛ての下り信号を取得する。下り信号処理部１３３は、取得した下り信号に設定されている制御信号のＧＡＴＥメッセージ等をＭＰＣＰ部１３４に出力する。なお、ＩＴＵ系のＡＴＭ（Automatic Teller Machine）−ＰＯＮ、ブロードバンドＰＯＮ（ＢＰＯＮ）、ギガビット・パッシブ・オプティカル・ネットワーク（Ｇ−ＰＯＮ）、ＸＧ（10Gigabit Capable）−ＰＯＮ、ＸＧＳ（10Gigabit-capable Symmetric）−ＰＯＮ、ＮＧ（Next Generation）−ＰＯＮ２等では、ＯＮＵ毎のフレームを受けない。また、後者の４方式の場合、帯域割当情報はＢＷＭａｐに設定される。また、下り信号処理部１３３は、ユーザ装置４００宛ての下り信号を、下位の装置との間のフレームに変換し、下位通信部１１０に出力する。
【００３６】
ＭＰＣＰ部１３４は、ＯＮＵ側のＭＰＣＰ機能を有する。ＭＰＣＰ部１３４は、帯域要求する場合は、上り信号処理部１３１から受信したキュー長情報に基づいて、ＯＬＴ２００へ帯域割当を要求するデータ量を決定する。データ量は、通信速度を用いて要求帯域量に変換可能であり、データ量をＯＮＵ１００からの要求帯域、すなわち、ＯＮＵ１００が割当を要求する帯域とみなすことができる。ＭＰＣＰ部１３４は、決定したデータ量を示す帯域要求情報をＲＥＰＯＲＴメッセージに設定し、上り信号処理部１３１に出力する。なお、ＧＰＯＮ、ＸＧ−ＰＯＮ、ＸＧＳ−ＰＯＮ、ＮＧ-ＰＯＮ２等では、帯域要求情報はＤＢＲｕに設定される。また、ＭＰＣＰ部１３４は、制御信号のＧＡＴＥメッセージ等を下り信号処理部１３３から受信する。ＭＰＣＰ部１３４は、ＯＴＬ２００が当該ＯＮＵ１００に割当した帯域を示す帯域割当情報をＧＡＴＥメッセージ等から取得し、上り信号処理部１３１に出力する。さらに、ＭＰＣＰ部１３４は、ＲＥＰＯＲＴメッセージ等に設定した帯域要求情報と、そのＲＥＰＯＲＴメッセージ等に対応して受信したＧＡＴＥメッセージ等から取得した帯域割当情報を、後述するキュー管理部１４０の調整部１４２に出力する。
【００３７】
キュー管理部１４０は、所定のタイミングごとにＰＯＮ全体の輻輳状態を判断し、判断結果に基づいてキュー１３２を管理する。所定のタイミングは、例えば、所定周期でもよく、１以上の所定回のＧＡＴＥメッセージの受信でもよい。キュー管理部１４０は、廃棄率計算部１４１及び調整部１４２を備える。
【００３８】
廃棄率計算部１４１は、上り信号処理部１３１から受信したキュー長情報等を用いて、ＲＥＤ等のＡＱＭにより廃棄率を計算する。例えば、廃棄率計算部１４１は、図４に示す廃棄率計算部９４１と同様に廃棄率を計算する。廃棄率計算部１４１は、計算した廃棄率を示す廃棄率情報を調整部１４２に出力する。
【００３９】
調整部１４２は、ＰＯＮ全体の輻輳の有無に基づいて、ＡＱＭの実行の要否と、ＡＱＭに廃棄の実行の要否、廃棄率計算部１４１が計算した廃棄率又は廃棄量の増減との少なくともいずれかを決定する。調整部１４２は、廃棄率計算部１４１が計算した廃棄率情報と、ＭＰＣＰ部１３４（ＩＥＥＥ８０２．３準拠の場合、ＩＴＵ−Ｔ準拠の場合は対応する機能部）からの帯域割当情報とを基にこれらの処理を行ってもよいし、ＭＰＣＰ部１３４（ＩＥＥＥ８０２．３準拠の場合、ＩＴＵ−Ｔ準拠の場合は対応する機能部）からの帯域割当情報と帯域要求情報とを基に処理してもよい。ＭＰＣＰ部１３４からの帯域割当情報と帯域要求情報とを用いる場合は、特にＰＯＮ全体の輻輳状態に基づくＡＱＭ実行の要否の判断に好適である。
【００４０】
調整部１４２は、ＡＱＭの実行要と判断した場合、キュー１３２に対するＡＱＭを実行する。ＡＱＭ実行時、調整部１４２は、廃棄率計算部１４１が計算した廃棄率に対して増減を行った結果を示す最終廃棄率情報を上り信号処理部１３１に出力し、上りフレームの廃棄を実行させる。なお、廃棄率の増減を行わない場合、調整部１４２は、廃棄率計算部１４１が計算した廃棄率情報をそのまま最終廃棄率情報として上り信号処理部１３１に出力する。また、調整部１４２は、ＡＱＭの実行不要と判断した場合、キュー１３２に対するＡＱＭを停止する。また、調整部１４２は、ＡＱＭによる廃棄の実行不要と判断した場合、キュー１３２に対するＡＱＭによる廃棄を停止する。
【００４１】
なお、調整部１４２は、ＡＱＭを停止する場合、廃棄率計算部１４１におけるＡＱＭ自体を停止してもよく（ＡＱＭ自体のＯＦＦ）、廃棄率計算部１４１におけるＡＱＭ自体は実行させたまま、上り信号処理部１３１への最終廃棄率の出力を停止することにより、廃棄処理を停止してもよい（ＡＱＭの廃棄処理のＯＦＦ）。また、調整部１４２は、ＡＱＭを実行する場合、廃棄率計算部１４１が停止していたＡＱＭ自体の実行を開始してもよく（ＡＱＭ自体のＯＮ）、廃棄率計算部１４１がＡＱＭ自体を実行していたものの、上り信号処理部１３１への最終廃棄率情報の出力を停止していた状態を解除し、上り信号処理部１３１に最終廃棄率情報を出力して廃棄処理を実行させてもよい（ＡＱＭの廃棄処理のＯＮ）。
【００４２】
調整部１４２は、当該ＯＮＵ１００における輻輳状態を表す情報をさらに用いてＡＱＭの実行の要否を判断してもよい。例えば、調整部１４２は、ＰＯＮ全体は輻輳していない場合でも、当該ＯＮＵ１００に輻輳が発生している場合はＡＱＭの実行要と判断してもよい。調整部１４２は、当該ＯＮＵ１００の輻輳状態を表す情報として、例えば、廃棄率計算部１４１から取得した廃棄率情報を用いてもよく、キュー長情報を用いてもよい。
【００４３】
上記構成により、ＯＮＵ１００は、以下のように動作する。上り信号処理部１３１は、下位通信部１１０から出力された上り信号のフレームを、キュー１３２に保持（キューイング）する。上り信号処理部１３１は、キュー長情報をＭＰＣＰ部１３４及び廃棄率計算部１４１に出力する。廃棄率計算部１４１は、キュー長情報に基づいてフレームの廃棄率を決定し、決定した廃棄率情報を示す廃棄率情報を調整部１４２に出力する。
【００４４】
ＭＰＣＰ部１３４は、帯域割当を要求するデータ量をキュー長情報に基づいて決定し、決定したデータ量を示す帯域要求情報をＲＥＰＯＲＴメッセージに設定して上り信号処理部１３１に出力する。上り信号処理部１３１は、ＲＥＰＯＲＴメッセージを上位通信部１２０に出力する。上位通信部１２０は、ＲＥＰＯＲＴメッセージを光信号によりＯＬＴ２００に送信する。
【００４５】
上位通信部１２０は、ＲＥＰＯＲＴメッセージに対応してＯＬＴ２００からＧＡＴＥメッセージを受信し、光信号から電気信号に変換して下り信号処理部１３３に出力する。下り信号処理部１３３は、自ＯＮＵ１００宛てのＧＡＴＥメッセージを取得し、ＭＰＣＰ部１３４に出力する。ＭＰＣＰ部１３４は、ＧＡＴＥメッセージに設定されている帯域割当情報を取得する。ＭＰＣＰ部１３４は、帯域割当情報を上り信号処理部１３１に出力し、帯域要求情報及び帯域割当情報を調整部１４２に出力する。
【００４６】
調整部１４２は、帯域要求情報及び帯域割当情報から得られるＰＯＮ全体の輻輳の有無に基づいてＡＱＭを実行するか否かを判断する。調整部１４２は、判断結果に従ってＡＱＭ自体のＯＮ／ＯＦＦ又はＡＱＭによる廃棄処理のＯＮ／ＯＦＦを行う。調整部１４２は、ＡＱＭを実行する場合、廃棄率計算部１４１が計算した廃棄率をＰＯＮ全体の輻輳の有無に基づいて増減し、増減後の廃棄率を示す最終廃棄率情報を上り信号処理部１３１に出力する。あるいは、調整部１４２は、廃棄率計算部１４１が計算した廃棄率をそのまま最終廃棄率情報としてもよい。また、調整部１４２は、ＡＱＭの実行有無を判断せず、ＰＯＮ全体の輻輳の有無に基づいて、廃棄率計算部１４１が計算した廃棄率の増減を行ってもよい。
【００４７】
上り信号処理部１３１は、最終廃棄率情報に従って、下位通信部１１０から入力した上り信号のフレームの一部をキュー１３２にキューイングせずに廃棄し、廃棄しなかったフレームをキュー１３２にキューイングする。上り信号処理部１３１は、帯域割当情報が示す当該ＯＮＵ１００の割当帯域に従って、キュー１３２にキューイングされている上り信号のフレームを読み出してＰＯＮフレームに変換し、上位通信部１２０に出力する。上位通信部１２０は、ＰＯＮフレームを光信号によりＯＬＴ２００に送信する。
以下に、キュー管理部１４０による具体的なキュー管理方法について説明する。
【００４８】
（第１の実施形態）
本実施形態は、廃棄率の増加とＡＱＭ停止を組み合わせたキュー管理である。
ＯＮＵ１００の調整部１４２は、当該ＯＮＵ１００が送信した帯域要求情報に設定した又は上り信号処理部１３１から通知された当該ＯＮＵ１００の上りデータ量と、当該ＯＮＵ１００に割当てられた割当帯域とに基づいて、ＰＯＮ全体の要求帯域を推定する。調整部１４２は、推定されたＰＯＮ全体の要求帯域がＯＮＵ１００に割当可能な上り帯域の合計を上回った場合にＰＯＮ全体が輻輳していると判断し、廃棄率計算部１４１がＡＱＭにより計算した廃棄率を増加させて上り信号処理部１３１に指示する。調整部１４２は、ＰＯＮ全体の要求帯域が、各ＯＮＵ１００に割当可能な上り帯域の合計以下であればＡＱＭの実行は不要と判断し、ＡＱＭを停止する。
【００４９】
例えば、ＯＮＵ１００に割当可能な上り帯域の合計が１０Ｇｂｉｔ／ｓ（ギガビット毎秒）であり、１０台のＯＮＵ１００がＯＬＴ２００に接続されている場合を考える。ＯＮＵ１００の要求帯域が１Ｇｂｉｔ／ｓであり、ＯＬＴ２００から当該ＯＮＵ１００に割当てられた割当帯域が５００Ｍｂｉｔ／ｓであったとする。また、ＯＬＴ２００のＤＢＡメカニズムが各ＯＮＵ１００の要求帯域に応じた比例配分であったとする。この場合、調整部１４２では、要求帯域である１Ｇｂｉｔ／ｓがＰＯＮ全体の要求帯域の（５００Ｍｂｉｔ／ｓ）÷（１０Ｇｂｉｔ／ｓ）＝１／２０であったことが分かり、ＰＯＮ全体の要求帯域は２０Ｇｂｉｔ／ｓであったと推定できる。調整部１４２は、ＰＯＮ全体の要求帯域が、ＯＮＵ１００に割当可能な上り帯域の合計１０Ｇｂｉｔ／ｓを超えているために、ＰＯＮ全体が輻輳している状態であることが分かり、ＡＱＭの実行要と判断して、廃棄率を増加させる。
【００５０】
なお、ＲＥＰＯＲＴメッセージには要求帯域を示す帯域要求情報にデータ量を設定し、ＧＡＴＥメッセージにはＯＮＵ１００が通信可能な時間（例えば、割当てるタイムスロット）を帯域割当情報として設定する。ＯＮＵ１００がＯＤＮ３００を介して送信する上り光信号の速度は予め決められているため、上記では、データ量及び通信可能な時間を、単位時間におけるデータ量に換算している。以下の実施形態でも同様である。
【００５１】
図３は、廃棄率の増加方法を示す図である。図３（ａ）〜（ｄ）において、Ｌ１は廃棄率計算部１４１が計算した廃棄率であり、Ｌ２は調整部１４２における増加後の廃棄率である。同図の例では、廃棄率計算部１４１は、廃棄率が上限値に達するまでは、キュー長が長くなるほど高い廃棄率とする。
【００５２】
調整部１４２は、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、キュー長変化に対する廃棄率の増分を、キュー長が長くなるほど増分が大きくなるように増加させてもよい。また、調整部１４２は、図３（ｃ）及び図３（ｄ）に示すように、キュー長に対する廃棄率増加の傾きを保ったまま、廃棄率を一定量増加するようにシフトしてもよい。また、調整部１４２は、廃棄率の上限を、図３（ｂ）及び図３（ｄ）に示すように廃棄率増加前の上限と同じに設定してもよく、図３（ａ）及び図３（ｃ）に示すように、廃棄率増加前の上限よりも高く設定してもよい。ただし、廃棄率は０から１の範囲とする。
【００５３】
また、調整部１４２は、以下の（１ａ）〜（８ａ）のいずれかの条件を満たす場合に、増加させた廃棄率を所定の値、例えば増加させる前の値に戻してもよいし、減じてもよい。すなわち、（１ａ）所定の時間が経過した、（２ａ）輻輳ではないと判断した、（３ａ）所定時間又は所定回数連続して輻輳ではないと判断した、（４ａ）過去の所定時間の判断であらかじめ定めた時間以上、又は、過去の所定回数の判断で予め定めた回数以上輻輳ではないと判断した、（５ａ）ＡＱＭの実行不要と判断した、（６ａ）所定時間又は所定の回数連続してＡＱＭの実行不要と判断した、（７ａ）過去の所定時間の判断であらかじめ定めた時間以上、又は、過去の所定回数の判断で予め定めた回数以上ＡＱＭの実行不要と判断した、（８ａ）当該ＯＮＵ１００における上りデータ量が所定よりも多い、という条件である。
【００５４】
（第２の実施形態）
本実施形態は、廃棄率の減少とＡＱＭ開始を組み合わせたキュー管理である。
ＯＮＵ１００の調整部１４２は、当該ＯＮＵ１００が送信した帯域要求情報に設定した要求帯域と、帯域割当情報が示す当該ＯＮＵ１００の割当帯域とに基づいて、ＰＯＮ全体の要求帯域を推定する。調整部１４２は、推定されたＰＯＮ全体の要求帯域がＯＮＵ１００に割当可能な上り帯域の合計を上回った場合に輻輳と判断し、ＲＥＤ等によるＡＱＭを実行する。調整部１４２は、廃棄率計算部１４１がＡＱＭにより計算した廃棄率をそのまま上り信号処理部１３１に指示する廃棄率とする。調整部１４２は、推定されたＰＯＮ全体の要求帯域がＯＮＵ１００に割当可能な上り帯域の合計以下であれば、廃棄率計算部１４１がＡＱＭにより計算した廃棄率を減少させて上り信号処理部１３１に指示する。
【００５５】
例えば、ＯＮＵ１００に割当可能な上り帯域の合計が１０Ｇｂｉｔ／ｓであり、１０台のＯＮＵ１００がＯＬＴ２００に接続されている場合を考える。ＯＮＵ１００の要求帯域が１Ｇｂｉｔ／ｓであり、ＯＬＴ２００から当該ＯＮＵ１００に割当てられた割当帯域が２Ｇｂｉｔ／ｓであったとする。また、ＯＬＴ２００のＤＢＡメカニズムが各ＯＮＵ１００の要求帯域に応じた比例配分であったとする。この場合、調整部１４２では、要求帯域である１Ｇｂｉｔ／ｓがＰＯＮ全体の要求帯域の（２Ｇｂｉｔ／ｓ）÷（１０Ｇｂｉｔ／ｓ）＝１／５であったことが分かり、ＰＯＮ全体の要求帯域は５Ｇｂｉｔ／ｓであったと推定できる。調整部１４２は、ＰＯＮ全体の要求帯域がＯＮＵ１００に割当可能な上り帯域の合計１０Ｇｂｉｔ／ｓ以下であるために、ＰＯＮ全体が輻輳している状態ではないことが分かる。この場合、調整部１４２は、廃棄率計算部１４１がＡＱＭにより計算した廃棄率に、任意の値を減算して最終的に上り信号処理部１３１に実施を指示する廃棄率とする。例えば、廃棄率計算部１４１がキュー長に基づいて計算した廃棄率が０．２であったとすると、調整部１４２は、０．１だけ減少させて最終的な廃棄率を０．１とすることができる。ただし、廃棄率は０から１の範囲とする。また、調整部１４２は、当該ＯＮＵ１００の要求帯域と割当帯域の比、又は、当該ＯＮＵ１００の要求帯域とＰＯＮ全体の要求帯域の比に応じて廃棄率の減少分を決定することができる。
【００５６】
図３を用いて、廃棄率の減少の方法を説明する。廃棄率を減少する場合、Ｌ２が廃棄率計算部１４１において計算した廃棄率であり、Ｌ１が調整部１４２において減少させた廃棄率である。調整部１４２は、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、キュー長変化に対する廃棄率の増分を、キュー長が長くなるほど減少させてもよい。また、調整部１４２は、図３（ｃ）及び図３（ｄ）に示すように、キュー長に対する廃棄率増加の傾きを保ったまま、廃棄率を一定量減少させるようにシフトしてもよい。また、調整部１４２は、減少後の廃棄率の上限を、図３（ｂ）及び図３（ｄ）に示すように廃棄率減少前の上限と同じに設定してもよく、図３（ａ）及び図３（ｃ）に示すように、廃棄率減少前の上限よりも低く設定してもよい。
【００５７】
また、調整部１４２は、以下の（１ｂ）〜（８ｂ）のいずれかの条件を満たす場合に、減少させた廃棄率を所定の値、例えば減少する前の値に戻してもよいし、増加させてもよい。すなわち、（１ｂ）所定の時間が経過した、（２ｂ）輻輳と判断した、（３ｂ）所定時間以上又は所定回数連続して輻輳と判断した、（４ｂ）過去の所定時間の判断であらかじめ定めた時間以上、又は、過去の所定回数の判断で予め定めた回数以上輻輳と判断した、（５ｂ）ＡＱＭの実行要と判断した、（６ｂ）所定時間以上又は所定の回数連続してＡＱＭの実行要と判断した、（７ｂ）過去の所定時間の判断であらかじめ定めた時間以上、又は、過去の所定回数の判断で予め定めた回数以上ＡＱＭの実行要と判断した、（８ｂ）当該ＯＮＵ１００における上りデータ量が所定よりも多い、という条件である。
【００５８】
（第３の実施形態）
本実施形態は、ＡＱＭの実行及び停止を行うキュー管理である。
ＯＮＵ１００の調整部１４２は、当該ＯＮＵ１００が送信した帯域要求情報に設定した要求帯域と、帯域割当情報が示す当該ＯＮＵ１００の割当帯域とを比較する。調整部１４２は、要求帯域が割当帯域を上回っていればＰＯＮ全体が輻輳していると判断してＲＥＤ等によるＡＱＭを実行する。調整部１４２は、廃棄率計算部１４１がＡＱＭにより計算した廃棄率をそのまま上り信号処理部１３１に指示する廃棄率とする。また、調整部１４２は、要求帯域が割当帯域以下であればＰＯＮ全体が輻輳していないため、ＡＱＭの実行が不要と判断し、ＡＱＭを停止する。
【００５９】
例えば、ＯＮＵ１００に割当可能な上り帯域の合計が１０Ｇｂｉｔ／ｓであり、１０台のＯＮＵ１００がＯＬＴ２００に接続されている場合を考える。ＯＮＵ１００の要求帯域が１Ｇｂｉｔ／ｓであり、ＯＬＴ２００から当該ＯＮＵ１００に割当てられた割当帯域が５００Ｍｂｉｔ／ｓであったとする。この場合、調整部１４２は、要求帯域が割当帯域を上回っているので、ＰＯＮ全体が輻輳している状態と判断してＡＱＭを実行する。一方、ＯＮＵ１００の要求帯域が１Ｇｂｉｔ／ｓであり、ＯＬＴ２００から割当てられた割当帯域が２Ｇｂｉｔ／ｓであったとする。この場合、調整部１４２は、要求帯域が割当帯域以下であるので、ＰＯＮ全体が輻輳している状態ではないと判断してＡＱＭを停止する。
【００６０】
（第４の実施形態）
本実施形態は、廃棄率の増加と減少を行うキュー管理である。
ＯＮＵ１００の調整部１４２は、当該ＯＮＵ１００が送信した帯域要求情報に設定した要求帯域と、帯域割当情報が示す当該ＯＮＵ１００の割当帯域とを比較する。調整部１４２は、要求帯域が割当帯域を上回っていればＰＯＮ全体が輻輳していると判断し、廃棄率計算部１４１がＲＥＤ等のＡＱＭにより計算した廃棄率を増加させる。調整部１４２は、要求帯域が割当帯域以下であれば、ＰＯＮ全体は輻輳していないと判断し、廃棄率計算部１４１がＡＱＭにより計算した廃棄率を減少させる。
【００６１】
例えば、ＯＮＵ１００に割当可能な上り帯域の合計が１０Ｇｂｉｔ／ｓであり、１０台のＯＮＵ１００がＯＬＴ２００に接続されている場合を考える。ＯＮＵ１００の要求帯域が１Ｇｂｉｔ／ｓであり、ＯＬＴ２００から当該ＯＮＵ１００に割当てられた割当帯域が５００Ｍｂｉｔ／ｓであったとする。調整部１４２は、要求帯域が割当帯域を上回っているので、ＰＯＮ全体が輻輳している状態とわかる。この場合、調整部１４２は、廃棄率計算部１４１がＡＱＭにより計算した廃棄率に、任意の値を加えて最終的に上り信号処理部１３１に実施を指示する廃棄率とする。例えば、廃棄率計算部１４１がキュー長に基づいて計算した廃棄率が０．１であったとすると、調整部１４２は、０．１だけ増加させて０．２とすることができる。あるいは、ＯＮＵ１００の要求帯域が１Ｇｂｉｔ／ｓであり、ＯＬＴ２００から割当てられた割当帯域が２Ｇｂｉｔ／ｓであったとする。この場合、調整部１４２は、要求帯域が割当帯域以下であるので、ＰＯＮ全体が輻輳している状態ではないとわかる。この場合、調整部１４２は、廃棄率計算部１４１がＡＱＭにより計算した廃棄率に、任意の値を減算して最終的に上り信号処理部１３１に実施を指示する廃棄率とする。ただし、廃棄率は０から１の範囲とする。また、当該ＯＮＵ１００の要求帯域と割当帯域の比、または当該ＯＮＵ１００の要求帯域とＰＯＮ全体の要求帯域の比に応じて廃棄率の増分又は減少分を決定してもよい。
【００６２】
なお、調整部１４２は、廃棄率を増減する際には、キュー長変化に対する廃棄率の増分を増減させてもよく、キュー長に対する廃棄率増加の傾きを保ったままシフトして増減してもよく、また、廃棄率の上限や下限を設定してもよい。例えば、調整部１４２は、第１の実施形態のように増加後の廃棄率を決定してもよく、第２の実施形態のように減少後の廃棄率を決定してもよい。
【００６３】
調整部１４２は、第１の実施形態と同様に条件（１ａ）〜（８ａ）のいずれかを満たす場合に、増加した廃棄率を所定の値、例えば増加させる前の値に戻してもよいし、減じてもよい。また、調整部１４２は、第２の実施形態と同様に条件（１ｂ）〜（８ｂ）のいずれかを満たす場合に、減少させた廃棄率を所定の値、例えば減少させる前の値に戻してもよいし、増加させてもよい。
【００６４】
（第５の実施形態）
本実施形態では、上述した第１の実施形態から第４の実施形態における判断に、平均等の統計処理を加える。具体的には、調整部１４２は、過去一定時間内又は直近の複数回の判断において要求に対する割当の多寡が予め定めた所定時間又は所定回数以上の場合に、ＡＱＭの実行又は停止の処理や、廃棄率の増減を行う。また、調整部１４２は、第１〜第４の実施形態における要求帯域及び割当帯域の代わりに、要求帯域の統計値及び割当帯域の統計処理値を用いる。統計値には、例えば、移動平均や指数平均等を用いることができる。なお、要求帯域の統計値及び割当帯域の統計値は、データ量に換算してもよく、単位時間当たりのデータ量に換算してもよい。また、回数で比較する場合も、予め定めた回数の値の和で判断する移動平均を用いてもよく、過去になるほど小さな重みで加算する指数平均の和を用いてもよい。
【００６５】
なお、上述したいずれかの実施形態において、要求帯域及び割当帯域それぞれにビットレート単位を用いたが、バイト単位又はビット単位でもよく、イーサネット（登録商標）フレーム単位又はパケット単位など任意のデータ単位でもよい。また、調整部１４２は、ＡＱＭの実行要否および廃棄率の増減を、優先キュー毎に判断することができる。また、ある時間区間のビット単位やバイト単位の要求帯域や割当帯域をビットレート等に換算することができる。
【００６６】
上述した実施形態を適用するＰＯＮは、イーサネット（登録商標）ＰＯＮ（ＥＰＯＮ）、であってもよく、他のＰＯＮ、例えば、ＡＴＭ−ＰＯＮ、ＢＰＯＮ、Ｇ−ＰＯＮ、ＮＧ−ＰＯＮ２、ＸＧ−ＰＯＮ、又は、ＸＧＳ−ＰＯＮであってもよい。なお、ＭＰＣＰ部等のＥＰＯＮに即した機能部は、他のＰＯＮにおいて同様の機能を備える機能部とすればよい。また、上述した実施形態では、１つまたは複数のＯＮＵを例に説明したが、ＰＯＮのための他のネットワーク終端装置、例えばＯＮＴ（Optical Network Unit）を使用することができる。さらに本実施形態は、ＲＥＤを例にして説明したが、他の輻輳回避スキームを使用してもよい。ＯＮＵ１００が１つのＡｌｌｏｃ−ＩＤを備える例で説明したが、複数備えてもよい。また、帯域要求情報や帯域割当情報等、ＯＮＵ１００内の各機能部間で送受信される各情報やメッセージ内に設定されるときの各情報の形式は適宜変更可能である。
【００６７】
以上説明した実施形態によれば、通信システムでは１以上の通信装置が上位通信装置と通信する。例えば、通信システムは光通信システム１であり、上位通信装置はＯＬＴ２００であり、通信装置はＯＮＵ１００である。通信装置は、受信部と、キューと、割当帯域受信部と、計算部と、調整部と、上り信号処理部とを有する。受信部は、上位通信装置へ伝送する上りデータを受信する。受信部は、例えば、下位通信部１１０である。キューは、受信部が受信した上りデータを保持する。割当帯域受信部は、上位通信装置から割当帯域の情報を受信する。割当帯域受信部は、例えば、ＭＰＣＰ部１３４である。計算部は、キューに保持されている上りデータのデータ量に基づいて、上りデータを廃棄する割合である廃棄率又は上りデータの廃棄量（例えば、廃棄閾値）を計算する。調整部は、上りデータのデータ量と上位通信装置からの割当帯域の情報とを用いて判断した通信システムの輻輳状態に基づいて、上りデータの一部廃棄の要否と、計算部が計算する廃棄率又は廃棄量の増減とのうち少なくとも一方を決定する。上り信号処理部は、調整部の決定に従って、受信部が受信した上りデータの一部をキューに保持せずに廃棄する。また、上り信号処理部は、廃棄されずにキューに保持された上りデータを割当帯域に従って上位通信装置に送信する。
【００６８】
調整部は、通信システムが輻輳していると判断した時間又は回数が所定条件を満たした場合、上りデータの一部廃棄が必要であると判断した時間又は回数が所定条件を満たした場合、あるいは、上りデータのデータ量が所定よりも多い場合に、計算部が計算する廃棄率又は廃棄量を増加させる。例えば、調整部は、計算部が計算した廃棄率又は廃棄量を一定量増加させてもよく、キューイングされているデータ量が多いほど増加量が多くなるように増加させてもよい。調整部は、廃棄率を増加させてから所定時間が経過した場合、通信システムが輻輳していないと判断した時間又は回数が所定条件を満たした場合、上りデータの一部廃棄が不要であると判断した時間又は回数が所定条件を満たした場合、あるいは、上りデータのデータ量が所定よりも少ない場合に、増加させていた、計算部が計算する廃棄率又は廃棄量を減少させる。
【００６９】
また、調整部は、通信システムが輻輳していないと判断した時間又は回数が所定条件を満たした場合、又は、上りデータのデータ量が所定よりも少ない場合に、計算部が計算する廃棄率又は廃棄量を減少させる。例えば、調整部は、廃棄率又は廃棄量を一定量減少させてもよく、キューイングされているデータ量が多いほど減少量が多くなるように減少させてもよい。調整部は、廃棄率を減少させてから所定時間が経過した場合、通信システムが輻輳していると判断した時間又は回数が所定条件を満たした場合、上りデータの一部廃棄を行うと判断した時間又は回数が所定条件を満たした場合、あるいは、上りデータのデータ量が所定よりも多く場合に、減少させていた、計算部が計算する廃棄率又は廃棄量を増加させる。回数の所定条件は、例えば、１回、複数回連続、又は、複数回の判断のうちの所定回以上である。
【００７０】
また、調整部は、複数回判断した通信システムの輻輳状態の統計に基づいて、上りデータの一部廃棄の要否と、計算部が計算する廃棄率又は廃棄量の増減とのうち少なくとも一方を決定してもよい。また、調整部は、上りデータのデータ量の統計と上位通信装置からの割当帯域の統計とを用いて通信システムの輻輳状態を判断してもよい。
【００７１】
本実施形態により、ＲＥＰＯＲＴメッセージやＧＡＴＥメッセージなどの制御メッセージの改変を行わずに、ＰＯＮシステム全体の帯域利用効率を改善することができる。
【００７２】
ＯＮＵ１００のＰＯＮ信号処理部１３０及びキュー管理部１４０の各機能の全て又は一部は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアを用いて実現される。ＯＮＵ１００は、バスで接続されたＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリや補助記憶装置などを備え、プログラムを実行することによってＰＯＮ信号処理部１３０及びキュー管理部１４０の一部の機能を実現してもよい。この場合、プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されても良い。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。プログラムは、電気通信回線を介して送信されても良い。
【００７３】
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
１対多で通信する通信システムに利用可能である。
【符号の説明】
【００７５】
１…光通信システム，  １００…ＯＮＵ，  １１０…下位通信部，  １２０…上位通信部，  １３０…ＰＯＮ信号処理部，  １３１…上り信号処理部，  １３２…キュー，  １３３…下り信号処理部，  １３４…ＭＰＣＰ部，  １４０…キュー管理部，  １４１…廃棄率計算部，  １４２…調整部，  ２００…ＯＬＴ，  ３００…ＯＤＮ
【図１】
2019208130.tif 000003
【図２】
2019208130.tif 000004
【図３】
2019208130.tif 000005
【図４】
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