(57)【要約】【課題】ＯＬＴと接続されたフレーム転送装置（ＧＷ）側で輻輳が発生した時、ＰＯＮ区間の上り帯域を有効に利用した輻輳制御が可能なＰＯＮシステムおよび帯域制御方法を提供する。【解決手段】受動光網で複数のＯＮＵに接続され、通信回線を介してフレーム転送装置（ＧＷ）に接続されたＯＬＴが、ＧＷから輻輳状態となった出力ポート番号を示す輻輳発生通知を受信した時、上記輻輳出力ポート番号をもつＧＷ出力回線を利用中のＯＮＵの識別子を特定し、ＰＯＮ区間の帯域制御をＯＮＵへの通常の帯域割当てモードから、上記特定ＯＮＵ識別子をもつＯＮＵには現在帯域よりも少ない輻輳時許容帯域を割り当て、他のＯＮＵには各々の送信キュー長に応じた帯域を割り当てる帯域抑制モードに切替えようにしたＰＯＮシステム。【選択図】図１
2008167482.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受動光網を介して接続されるフレーム転送装置と複数の加入者接続装置とを備え、上記フレーム転送装置が、更に他のネットワークに接続されたＰＯＮシステムであって、
上記フレーム転送装置が、
上記ネットワークに接続される複数のネットワークインタフェースと、
上記ネットワークに接続される複数のネットワークインタフェースの何れかの出力ポートが輻輳状態になったことを検出するフレーム転送装置管理部とを備え、
上記複数のネットワークインタフェースのそれぞれが、
上記受動網に接続されるインタフェースと、
上記複数の出力ポートのそれぞれを特定する出力ポート番号と、上記複数の加入者接続装置うち、上記出力ポート番号のそれぞれで特定される上記出力ポートを使用する加入者接続装置の識別子との対応関係を保持し、上記複数の加入者接続装置のそれぞれから上記フレーム転送装置に送信された上りフレームにおいて通知される帯域要求に基づいて、上記複数の加入者接続装置のそれぞれに上りフレーム送信帯域を割り当てる制御部と、
上記制御部において上記複数の加入者接続装置のそれぞれに割り当てられた上記上りフレーム送信帯域を通知する下りフレームを生成する下りフレーム生成部とを備え、
上記制御部が、上記フレーム転送装置管理部において何れかの出力回線が輻輳状態になったことが検出された場合に、上記対応関係に基づいて、該輻輳状態となっている出力ポートを使用する加入者接続装置の識別子を特定し、上記特定された識別子に対応する加入者接続装置には、上記輻輳状態である出力ポートが輻輳状態でない場合よりも少ない上記上りフレーム送信帯域を割り当てることを特徴とするＰＯＮシステム。
【請求項２】
前記制御部が、前記特定された加入者接続装置以外の他の加入者接続装置には、上記特定された加入者接続装置の使用する前記出力ポートが輻輳状態でない場合よりも前記上りフレーム送信帯域を多く割り当てることを特徴とする請求項１に記載のＰＯＮシステム。
【請求項３】
前記制御部が、前記フレーム転送装置管理部において前記特定した加入者接続装置が使用する出力ポートの輻輳状態が解消したことが検出された場合に、前記対応関係に基づいて上記輻輳状態が解消した出力ポートの出力ポート番号を使用する加入者接続装置の識別子を特定し、該識別子に対応する輻輳状態が解消された出力ポートを使用する加入者接続装置に、該出力ポートが輻輳状態の場合よりも前記上りフレーム送信帯域を多く割り当てることを特徴とする請求項１に記載のＰＯＮシステム。
【請求項４】
前記制御部が、
前記複数の加入者接続装置のそれぞれの識別子と対応して、該識別子で特定される加入者接続装置が使用する前記フレーム転送装置の出力ポートが輻輳中であるか否かを示す輻輳フラグを記憶し、
前記複数の加入者接続装置のうち何れかの加入者接続装置の上記輻輳フラグが輻輳中であることを示している場合は、上記輻輳フラグが上記輻輳中であることを示している識別子に対応する加入者接続装置には、該加入者接続装置の使用するフレーム転送装置の出力ポートが輻輳中でない場合より前記上りフレーム送信帯域を少なく割り当て、上記輻輳フラグが上記輻輳中でないことを示している識別子に対応する加入者接続装置には、上記輻輳中を示す加入者接続装置が存在しない場合より前記上りフレーム送信帯域を多く割り当てることを特徴とする請求項１に記載のＰＯＮシステム。
【請求項５】
前記フレーム転送装置管理部において前記輻輳が発生したことが検出された場合に、前記対応関係に基づいて、上記輻輳が発生したことが検出された出力ポートの出力ポート番号によって特定される加入者接続装置の識別子と対応する上記輻輳フラグを輻輳中に切り替え、更に、上記フレーム転送装置管理部において上記輻輳状態が解消したことが検出された場合に、上記輻輳中を示す輻輳フラグを輻輳中でないことを示すフラグに変更することを特徴とする請求項４に記載のＰＯＮシステム。
【請求項６】
前記輻輳状態である出力ポートを使用中であると特定された加入者接続装置に割り当てるべき固定帯域を記憶し、上記輻輳状態である出力ポートを使用中であると特定された加入者接続装置には、上記固定帯域を割り当てることを特徴とする請求項４に記載のＰＯＮシステム。
【請求項７】
前記フレーム転送装置管理部は、前記特定の出力ポートの前記上りフレームの送信帯域が所定の閾値を超えた場合に、前記輻輳発生を検出することを特徴とする請求項１に記載のＰＯＮシステム。
【請求項８】
前記フレーム転送装置管理部は、前記特定された輻輳状態の出力ポートの前記上りフレームの送信帯域が前記所定の閾値以下となった場合に、前記輻輳が解消したことを検出することを特徴とする請求項１に記載のＰＯＮシステム。
【請求項９】
前記制御部が、
前記下りフレーム生成部による下りフレームの生成周期よりも長い周期で、前記複数の加入者接続装置のそれぞれへの前記上りフレーム送信帯域の帯域割当量計算処理を行い、
前記特定された加入者接続装置以外の他の加入者接続装置には、上記上りフレーム送信帯域の前記帯域割当量計算処理の次回の帯域割当量計算処理時以降に上記特定された加入者接続装置の使用する前記出力ポートが輻輳状態でない場合よりも、上記上りフレーム送信帯域を多く割り当てることを特徴とする請求項２に記載のＰＯＮシステム。
【請求項１０】
前記制御部が、
前記下りフレーム生成部による下りフレームの生成周期よりも長い周期で、前記複数の加入者接続装置のそれぞれへの前記上りフレーム送信帯域の帯域割当量計算処理を行い、
前記フレーム転送装置管理部において前記輻輳解消が検出された場合に、前記対応関係に基づいて、該輻輳が解消された出力ポートの出力ポート番号に対応する加入者接続装置識別子を特定しておき、上記上りフレーム送信帯域の上記帯域割当量計算処理の次回の帯域割当量計算処理時に、上記特定された加入者接続装置の識別子と対応する上記輻輳フラグを輻輳中でないことを示すフラグに変更することを特徴とする請求項４に記載のＰＯＮシステム。
【請求項１１】
受動光網を介して複数の加入者接続装置を接続され、更に他のネットワークと接続されたフレーム転送装置であって、
上記ネットワークに接続される複数のネットワークインタフェースと、
上記複数のネットワークインタフェースの何れかの出力ポートが輻輳状態になったことを検出するフレーム転送装置管理部とを備え、
上記複数のネットワークインタフェースのそれぞれが、
上記受動網に接続されるインタフェースと、
上記複数の出力ポートのそれぞれを特定する出力ポート番号と、上記複数の加入者接続装置うち、上記出力ポート番号のそれぞれで特定される上記出力ポートを使用する加入者接続装置の識別子との対応関係を保持し、上記複数の加入者接続装置のそれぞれから上記フレーム転送装置に送信された上りフレームにおいて通知される帯域要求に基づいて、上記複数の加入者接続装置のそれぞれに上りフレーム送信帯域を割り当てる制御部と、
上記制御部において上記複数の加入者接続装置のそれぞれに割り当てられた上記上りフレーム送信帯域を通知する下りフレームを生成する下りフレーム生成部とを備え、
上記制御部は、上記フレーム転送装置管理部において何れかの出力回線が輻輳状態になったことが検出された場合に、上記対応関係に基づいて、該輻輳状態となっている出力ポートを使用する加入者接続装置を特定し、上記特定された識別子に対応する加入者接続装置には、上記輻輳状態である出力ポートが輻輳状態でない場合よりも少ない上記上りフレーム送信帯域を割り当てることを特徴とするフレーム転送装置。
【請求項１２】
前記制御部が、前記特定された加入者接続装置以外の他の加入者接続装置には、上記特定された加入者接続装置の使用する上記出力ポートが輻輳状態でない場合よりも前記上りフレーム送信帯域を多く割り当てることを特徴とする請求項１１に記載のフレーム転送装置。
【請求項１３】
前記制御部が、前記フレーム転送装置管理部において前記特定した加入者接続装置が使用する出力ポートの輻輳状態が解消したことが検出された場合に、前記対応関係に基づいて、上記輻輳状態が解消した出力ポートの出力ポート番号を使用する識別子を特定し、該特定された識別子に対応する輻輳状態が解消された出力ポートを使用する加入者接続装置に、該出力ポートが輻輳状態の場合よりも前記上りフレーム送信帯域を多く割り当てることを特徴とする請求項１１に記載のフレーム転送装置。
【請求項１４】
前記制御部が、
前記複数の加入者接続装置のそれぞれの識別子と対応して、該加入者接続装置識別子で特定される加入者接続装置が使用する該フレーム転送装置の出力ポートが輻輳中か否かを示す輻輳フラグを記憶し、
前記複数の加入者接続装置のうちの何れかの加入者接続装置の上記輻輳フラグが輻輳中であることを示している場合は、上記輻輳フラグが上記輻輳中であることを示している識別子に対応する加入者接続装置には、該加入者接続装置の使用するフレーム転送装置の出力ポートが輻輳中でない場合より前記上りフレーム送信帯域を少なく割り当て、上記輻輳フラグが上記輻輳中でないことを示している識別子に対応する加入者接続装置には、上記輻輳中を示す加入者接続装置が存在しない場合より前記上りフレーム送信帯域を多く割り当てることを特徴とする請求項１１に記載のフレーム転送装置。
【請求項１５】
前記フレーム転送装置管理部において前記輻輳が発生したことが検出された場合に、前記対応関係に基づいて、上記輻輳が発生したことが検出された出力ポートの出力ポート番号によって特定される加入者接続装置の識別子と対応する上記輻輳フラグを輻輳中に切り替え、更に、上記フレーム転送装置管理部において上記輻輳状態が解消したことが検出された場合に、上記輻輳中を示す輻輳フラグを輻輳中でないことを示すフラグに変更することを特徴とする請求項１４に記載のフレーム転送装置。
【請求項１６】
前記輻輳状態にある出力ポートを使用中であると特定された加入者接続装置に割り当てるべき固定帯域を記憶し、上記輻輳状態である出力ポートを使用中であると特定された加入者接続装置には上記固定帯域を割り当てることを特徴とする請求項１４に記載のフレーム転送装置。
【請求項１７】
前記フレーム転送装置管理部は、前記特定の出力ポートの前記上りフレームの送信帯域が所定の閾値を超えた場合に、前記輻輳発生を検出することを特徴とする請求項１１に記載のフレーム転送装置。
【請求項１８】
前記フレーム転送装置管理部は、前記特定された輻輳状態の出力ポートの前記上りフレームの送信帯域が上記所定の閾値以下となった場合に、前記輻輳が解消したことを検出することを特徴とする請求項１１に記載のフレーム転送装置。
【請求項１９】
前記制御部が、
前記下りフレーム生成部による下りフレームの生成周期よりも長い周期で、前記複数の加入者接続装置のそれぞれへの前記上りフレーム送信帯域の帯域割当量計算処理を行い、
前記特定された加入者接続装置以外の他の加入者接続装置には、前記上りフレーム送信帯域の上記帯域割当量計算処理の次回の帯域割当量計算処理時以降に上記特定された加入者接続装置の使用する前記出力ポートが輻輳状態でない場合よりも前記上りフレーム送信帯域を多く割り当てることを特徴とする請求項１２に記載のフレーム転送装置。
【請求項２０】
前記制御部が、
前記下りフレーム生成部による下りフレームの生成周期よりも長い周期で、前記複数の加入者接続装置のそれぞれへの前記上りフレーム送信帯域の帯域割当量計算処理を行い、
前記フレーム転送装置管理部において前記輻輳解消が検出された場合に、前記対応関係に基づいて該輻輳が解消された出力ポートの出力ポート番号に対応する加入者接続装置の識別子を特定しておき、上記上りフレーム送信帯域の前記帯域割当量計算処理の次回の帯域割当量計算処理時に、上記特定された加入者接続装置の識別子と対応する前記輻輳フラグを輻輳中でないことを示すフラグに変更することを特徴とする請求項１４に記載のフレーム転送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受動光網（ＰＯＮ：Passive Optical Network）によって接続された局側装置(ＯＬＴ：Optical Line Terminal)と複数の加入者側装置(ＯＮＵ：Optical Network Unit)とからなるＰＯＮシステムに関し、更に詳しくは、ＯＬＴと接続されたフレーム転送装置の何れかの出力ポートが輻輳状態となった場合のＰＯＮ区間の帯域制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
インターネットへの接続サービスを提供するキャリア網は、複数の加入者を直接収容するアクセス網と、複数のアクセス網を束ねる中継網（以下、メトロ網と言う）とから構成されている。また、アクセス網の１つの形態として、受動光網ＰＯＮがある。
ＰＯＮは、ＯＬＴと複数のＯＮＵを光信号の分岐機能を備えた光ファイバ網で接続し、各ＯＮＵが、ＯＬＴから通知されたアクセス権（データ送信時間帯）情報に従って、時分割でＯＬＴにデータを伝送するネットワークシステムである。ＰＯＮは、ＯＬＴに接続された光ファイバを光スプリッタ（光カプラ）で複数の支線光ファイバに分岐し、ユーザ宅に配置されたＯＮＵを各支線光ファイバに接続することによって、光スプリッタとＯＬＴとの間の光ファイバ区間を複数のＯＮＵで共用できるため、光ファイバの敷設費用が安くて済み、ＯＮＵを介して多数のユーザ端末を収容できるという利点がある。
【０００３】
ＰＯＮシステムのＯＬＴは、例えば、ゲートウェイ（ＧＷ）を介して、メトロ網に接続される。ＧＷは、複数のＯＬＴを収容し、各ＯＬＴとメトロ網との間で可変長フレームをヘッダに従って転送するフレーム転送装置である。メトロ網は、ＯＬＴを収容するＧＷ以外に、例えば、ＩＳＰ網を収容するＧＷを含む。従って、ＯＮＵに接続された各ユーザ端末は、ＯＬＴ、ＧＷ、ＩＳＰ網を介して、インターネットをアクセスできる。
【０００４】
ＰＯＮには、光ファイバ区間（ＰＯＮ区間）で固定長のＡＴＭセルによって情報を伝送するＢ−ＰＯＮ（Broadband PON）、ギガビットクラスの高速データ転送を可能にするＧ−ＰＯＮ（Gigabit PON）、イーサネット（登録商標）サービスに適したＧＥ−ＰＯＮ（Giga-Ethernet(登録商標) PON）がある。
可変長フレームの転送が可能なＧ−ＰＯＮでは、ＯＬＴは、ＰＯＮ区間に特有のフレームであるＧＴＣ（G-PON Transmission Convergence）ダウンストリームフレームを生成し、各ＯＮＵ宛のパケットデータを含むＧＥＭ（G-PON Encapsulation Mode）フレームをＧＴＣダウンストリームフレームのペイロードにマッピングする。上記ＧＴＣダウンストリームフレームは、光スプリッタ（光カプラ）によって複数の支線光ファイバにブロードキャストされる。各ＯＮＵは、ＧＴＣペイロードから抽出されたＧＥＭフレームのヘッダ部が示す宛先ＯＮＵ識別情報（ＯＮＵポートＩＤ）をチェックして、自分宛のパケットデータを選択的に受信して、ユーザ端末に転送する。
【０００５】
ＰＯＮのＯＬＴは、各ＯＮＵにおける送信待ちデータの蓄積量（送信キュー長）に応じて、ＯＮＵ毎にデータ送信時間帯（タイムスロット）を割り当てる動的帯域割当て（ＤＢＡ：Dynamic Bandwidth Allocation）機能を備えている。ＤＢＡでは、所定周期ΔＴ内で、１つまたは複数のＯＮＵにタイムスロットを割当てる。従って、１つのＯＮＵに割当て可能な最大のタイムスロットはΔＴとなり、光ファイバ回線の帯域をＢとすると、ＯＮＵに割当て可能な最大帯域Ｂ（limit）はΔＴ×Ｂとなる。ＯＬＴのＤＢＡ機能は、ＯＮＵにおける送信待ちデータ量に応じて、周期ΔＴ内で割当て可能な最大帯域Ｂ（limit）を複数のＯＮＵに分配する。
【０００６】
Ｇ−ＰＯＮでは、各タイムスロットは、送信開始時刻と送信終了時刻によって指定される。ＯＬＴは、ＯＮＵ識別情報とタイムスロットとを示すＯＮＵ別の帯域制御情報をＧＴＣダウンストリームフレームのヘッダ部に設定して、各ＯＮＵに通知する。ＰＯＮでは、支線光ファイバ区間の長さが不均一になるため、ＯＮＵからＯＬＴに向かう上りフレームの伝送遅延時間がＯＮＵ毎に異なる。そのため、ＯＬＴは、ＯＮＵ毎の伝送遅延時間を測定しておき、各ＯＮＵに予め等価遅延時間を通知している、各ＯＮＵは、ＯＬＴからタイムスロットの割り当てを受けると、指定された送信開始時刻を上記等価遅延時間で補正して、適切なタイミングでデータ送信を開始する機能を備えている。
【０００７】
ＯＬＴは、ＯＮＵから受信した上りフレームをＧＷに転送する。この場合、ＯＬＴの送信バッファで容量不足が発生すると、フレームが廃棄される可能性がある。このようなフレーム廃棄を回避するため、例えば、特開２００４−１５９２０３号公報（特許文献１）には、ＯＬＴ内のバッファで蓄積データ量が所定の閾値を超えた時、ＰＯＮ区間のアクセス権を調整し、そのＯＬＴに収容されている全てＯＮＵからの送信データ量を制限するパケット転送装置が提案されている。以下の説明では、蓄積データ量が所定の閾値を超え、そのまま放置すればフレーム廃棄が発生するような状態を輻輳と定義する。
【０００８】
通信ネットワーク分野では、通信フレームの廃棄を防止する技術として、輻輳が発生したノード装置からデータ送信元装置に輻輳の発生を通知し、データ送信元装置にデータ送信を停止、または送信データ量を調整させるバックプレッシャ（ＢＰ）が知られている。例えば、特開２００４−１５３５０５公報（特許文献２）には、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronic Engineers）802.3準拠のポーズフレームを用いて輻輳を制御するデータフレーム伝送システムが提案されている。上記特許文献２では、輻輳が発生すると、データフレーム伝送装置が、データ送信元となる伝送装置にポーズフレームを送信する。ポーズフレームを受信した伝送装置は、ポーズフレームのペイロード部分で指定された期間、データフレーム伝送を停止または帯域を制限する。
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−１５９２０３号公報
【特許文献２】特開２００４−１５３５０５公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
インターネット接続サービスをキャリア網では、加入者端末とメトロ網との間に、例えば、ＶＬＡＮ（Virtual Local Area Network）やＭＰＬＳ（Multi-Protocol Label Switching）などの通信プロトコルによって設定された論理パスが利用される。論理パスを利用すると、特定の加入者端末から送信されたユーザフレームを予め決められた経路に沿って転送できる。しかしながら、論理パスを設定すると、データ量の多い論理パスが集中したゲートウェイ（ＧＷ）において輻輳が発生し、状況によっては、転送フレームの一部が廃棄される可能性がある。
【００１１】
複数のＰＯＮを収容したＧＷでは、特定の出力ポートが輻輳状態になった時、各ＰＯＮのＯＬＴにバックプレッシャをかけることによって、輻輳ポートでのフレーム廃棄を回避することができる。すなわち、輻輳が発生した時、特許文献１のようにＰＯＮ区間のアクセス権調整機能を備えたＯＬＴに対して、ＧＷからバックプレッシャをかければ、ＯＬＴからＧＷに向かうデータ量を削減できる。また、特許文献２の技術を応用すれば、ＯＬＴは、ポーズフレームで指定された期間、ＰＯＮ区間のアクセス権を調整することになる。
【００１２】
然るに、ＯＬＴを収容しているＧＷは、複数の入出力ポート（回線インタフェース）を備えているため、特定の出力ポートに送信データが集中しても、多くの場合、その他の出力ポートではバッファ容量に余裕がある。以下の説明では、転送データが集中して、出力バッファ容量が不足したポートを「輻輳ポート」、出力バッファ容量に余裕があるポートを「通常ポート」と呼ぶ。また、輻輳ポートを通過する論理パスを「輻輳ポートパス」、通常ポートを通過する論理パスを「通常ポートパス」と呼ぶことにする。
【００１３】
このように、ＧＷに輻輳ポートと通常ポートとが共存した状態で、特許文献１の輻輳制御を適用すると、ＧＷに接続された全てのＯＬＴが、それぞれに接続されている全てのＯＮＵからの送信データ量を抑制することになる。従って、各ＯＬＴからのデータ送信の抑制によって、ＧＷでの輻輳が解消されたとしても、輻輳制御期間中は、通常ポートパスを利用している加入者（ＯＮＵ）の帯域までもが制限され、アクセス網全体のスループットが低下するという問題がある。
また、特許文献１の輻輳制御によれば、輻輳制御期間中は、輻輳ポートパスの利用者と通常ポートパスの利用者を区別することなく、各ＯＮＵの割当て帯域が削減されるため、出力帯域の制限によってＯＮＵの送信バッファが溢れた場合、通常ポートパスの利用者にもフレーム廃棄の被害が及ぶという問題がある。
【００１４】
本発明の目的は、ＯＬＴと接続されたフレーム転送装置（ＧＷ）側で輻輳が発生した時、ＰＯＮ区間の上り帯域を有効に利用した輻輳制御が可能なＰＯＮシステムおよび帯域制御方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、ＯＬＴと接続されたフレーム転送装置（ＧＷ）側で輻輳が発生した時、ＧＷの通常ポートを利用しているＯＮＵの割当て帯域を低下させることなく、輻輳制御できるＰＯＮシステムおよび帯域制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するため、本発明によるＰＯＮシステムは、受動光網ＰＯＮで複数の加入者側装置（ＯＮＵ）に接続され、通信回線を介してフレーム転送装置（ＧＷ）に接続された局側装置（ＯＬＴ）が、ＧＷから輻輳状態となった出力ポート番号を示す輻輳発生通知を受信した時、上記輻輳出力ポート番号をもつＧＷ出力回線を利用中のＯＮＵの識別子を特定し、ＰＯＮ区間の帯域制御をＯＮＵへの通常の帯域割当てモードから、上記特定ＯＮＵ識別子をもつＯＮＵには現在帯域よりも少ない輻輳時許容帯域を割り当て、他のＯＮＵには各々の送信キュー長に応じた帯域を割り当てる帯域抑制モードに切替えることを特徴とする。
【００１６】
更に詳述すると、本発明のＰＯＮシステムでは、ＯＬＴが、ＧＷの出力ポート番号と、該出力ポート番号で特定されるＧＷ出力回線を利用するＯＮＵの識別子との対応関係を記憶した輻輳制御テーブルと、各ＯＮＵから上りＰＯＮフレームで通知された送信キュー長を記憶しておき、上記各ＯＮＵに対して、ＰＯＮ区間の次の上りフレーム送信帯域として、各々の送信キュー長に応じて配分された帯域を動的に割当てるＯＬＴ制御部と、上記ＯＬＴ制御部によって割り当てられたフレーム送信帯域に基いて、ＯＮＵ毎の上りフレーム送信帯域を示す帯域制御情報を含む下りＰＯＮフレームを生成する下りフレーム生成部とを備え、上記ＯＬＴ制御部が、上記ＧＷから輻輳状態となった出力ポート番号を示す輻輳発生通知を受信した時、上記帯域制御テーブルから上記輻輳出力ポート番号と対応するＯＮＵ識別子を特定し、ＰＯＮ区間の帯域制御をＯＮＵへの通常の帯域割当てモードから、上記特定ＯＮＵ識別子をもつＯＮＵには現在帯域よりも少ない輻輳時許容帯域を割り当て、他のＯＮＵには各々の送信キュー長に応じた帯域を割り当てる帯域抑制モードに切替えることを特徴とする。
【００１７】
本発明の１実施例では、上記ＯＬＴ制御部が、上記各ＯＮＵの識別子と対応して、ＯＮＵから通知された送信キュー長と、該送信キュー長に応じて所定周期で算出された割当て帯域と、輻輳フラグとを記憶する帯域制御テーブルを備え、上記ＧＷから輻輳発生通知を受信した時、上記帯域制御テーブルで特定されたＯＮＵ識別子と対応する輻輳フラグを輻輳表示状態に切り替え、上記帯域抑制モードの帯域制御において、輻輳フラグが正常状態のＯＮＵには、各々の送信キュー長に応じた帯域を割り当て、輻輳フラグが輻輳表示状態のＯＮＵには、輻輳時許容帯域を割り当てるようにしたことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の１実施例では、上記下りフレーム生成部が、上記帯域制御テーブルが示す輻輳フラグの状態に応じてＯＮＵ毎の帯域制御情報を生成し、各下りＰＯＮフレームで、輻輳フラグが正常状態のＯＮＵには、上記送信キュー長に応じた帯域を通知し、輻輳フラグが輻輳表示状態のＯＮＵには、上記輻輳時許容帯域を通知することを特徴とする。
尚、上記ＯＬＴ制御部は、ＧＷから輻輳状態が解消した出力ポート番号を示す輻輳解除通知を受信した時、上記帯域制御テーブルから上記輻輳解消出力ポート番号と対応するＯＮＵ識別子を特定しておき、所定のタイミングで、上記帯域制御テーブルの上記特定ＯＮＵ識別子と対応する輻輳フラグを正常状態に切り替える。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ＯＬＴが接続されたＧＷの特定の出力ポートが輻輳状態となった時、ＯＬＴ側で、上記輻輳出力ポートに向かう通信フレームを送信する特定ＯＮＵの帯域を選択的に削減し、それによって生じるＰＯＮ区間の余剰帯域を他のＯＮＵに配分することが可能となるため、システム全体のスループットを低下させることなく、ＧＷの輻輳状態を解消することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００２１】
図１は、本発明が適用される通信ネットワークの１例を示す。
キャリア網は、それぞれ受動光網（ＰＯＮ：Passive Optical Network）によって接続された局側装置（ＯＬＴ）１０（１０−１−１〜１０−２−ｎ）と複数の加入者側装置（ＯＮＵ）３０（３０−１〜３０−ｎ）とからなるアクセス網と、回線１０１（１０１−１〜１０１−４）で相互に接続された複数のフレーム転送装置（ＧＷ：Gateway）５０（５０−１〜５０−４）からなるメトロ網から構成される。
【００２２】
加入者端末ＴＥ（ＴＥ−１−１〜ＴＥ−ｎ−ｍ）は、回線１０９（１０９−１〜１０９−ｎ−ｍ）を介してＯＮＵ３０に接続され、ＰＯＮとＯＬＴ１０を介してメトロ網に接続される。メトロ網を形成するＧＷ５０には、ＧＷ５０−１、５０−２にように、回線１０５（１０５−１−１〜１０５−２−ｎ）を介してＯＬＴ１０に接続されたものと、ＧＷ５０−３、５０−４にように、回線１０２（１０２−１、１０２−２）を介してＩＳＰ網１０３（１０３−１、１０３−２）に接続されたものがある。各ＩＰＳ網１０３には、ＩＳＰサーバ９０（９０−１、９０−２）が設置され、加入者端末ＴＥは、ＩＳＰサーバ９０を介して、インターネット１１４をアクセスする。接続回線１０１、１０２、１０５、１０９上では、例えば、イーサネット（登録商標）プロトコルに従って通信フレームが転送される。
【００２３】
受動光網ＰＯＮは、ＯＬＴ１０に収容された光ファイバ１０６（１０６−１〜１０６−ｎ）と、各ＯＮＵ３０に接続された支線光ファイバ１０８（１０８−１−１〜１０８−ｎ−ｍ）と、光スプリッタ１０７（１０７−１〜１０７−ｎ）とからなり、例えば、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．９８４．１によるＧ−ＰＯＮを構成している。
【００２４】
ＯＬＴ１０から光ファイバ１０６に送出された下り方向の光信号は、光スプリッタ１０７で複数の支線光ファイバ１０８に分岐され、支線光ファイバ１０８に接続された複数のＯＮＵ３０にブロードキャストされる。逆に、各ＯＮＵ３０から支線光ファイバ１０８に送出された上り方向の光信号は、光スプリッタ１０７で光ファイバ１０６に多重化した形で、ＯＬＴ１０に転送される。本実施例では、上り方向の光信号と下り方向の光信号が、同一光ファイバを周波数多重によって送信されるものとするが、ＰＯＮ区間の光ファイバ１０６、１０８を上り方向用と下り方向用に分けて、上り方向の光信号と下り方向の光信号に同一波長の光信号を適用できる構成にしてもよい。また、図１では、メトロ網が、複数のＧＷ５０を回線１０１でリング状に接続した構成となっているが、メトロ網は、これらのＧＷ５０を他の接続形態、例えば、メッシュ状に接続した構成となっていてもよい。
【００２５】
本発明は、上記メトロ網上に、ＯＮＵ３０毎に固定のデータ経路（パス）が存在することを前提とする。例えば、ＯＮＵ３０−１に接続されたユーザが、ＩＳＰ網１０３−１のプロバイダとインターネットへの接続サービス契約を交わしていた場合を想定する。この場合、ＧＷ５０−１は、ＯＬＴ１０−１−１を介して受信したＯＮＵ３０−１からの通信フレームを常にＩＳＰ網１０３−１との接続回線１０１−２に転送する。ＩＳＰ網１０３−１のＩＳＰサーバ９０−１は、加入者端末ＴＥとの間でユーザ認証やＩＰアドレス割当などの所定の通信手順を実行した後、加入者端末ＴＥとインターネット１０４との通信を許容する。
【００２６】
同様に、ＯＮＵ３０−ｎに接続されたユーザも、ＩＳＰ網１０３−１のプロバイダとインターネットへの接続サービス契約を交わしていた場合、ＧＷ５０−１は、ＯＬＴ１０−１−ｎを介して受信したＯＮＵ３０−ｎからの受信フレームも、常に接続回線１０１−２に転送することになる。
【００２７】
本発明では、各ＯＬＴ１０が、ＰＯＮを介して接続された各ＯＮＵ３０からの送信フレームがＧＷ５０のどの出力ポートを通過するかを予め知っており、ＧＷの送信キューが輻輳状態になった時、ＯＮＵ３０とＧＷの出力ポートとの対応関係を利用して、ＰＯＮ区間での帯域制御を実行する。
【００２８】
図２は、ＯＬＴ１０からＯＮＵ３０に送信されるＰＯＮ区間の下りフレームのフォーマットの１例を示す。ここでは、Ｇ−ＰＯＮに適用されるＧＴＣダウンストリームフレームのフォーマットを示してある。
【００２９】
ＧＴＣダウンストリームフレーム６０は、ヘッダ部（ＰＣＢｄ）６１と、ＧＴＣペイロード６２とからなっている。ＧＴＣペイロード６２は、特定のＯＮＵ宛のユニキャストフレームや、複数のＯＮＵが受信すべきブロードキャストフレームまたはマルチキャストフレームを、ＰＯＮ区間に固有のフォーマットであるＧＥＭフレーム形式で複数フレーム含んでいる。各ＯＮＵは、ＧＴＣペイロード６２から抽出されたＧＥＭフレームのヘッダが示すＯＮＵ識別子をチェックし、受信処理すべきフレームを選択する。
【００３０】
ＯＬＴ１０は、ＧＴＣダウンストリームフレーム６０を基本フレーム周期ΔＴＦ、例えば、１２５マイクロ秒毎に周期的に送出する。ＧＴＣダウンストリームフレームのヘッダ部６１は、受信側（ＯＮＵ３０側）でフレーム同期を取るための特定の信号パターンを含むＰｓｙｎｃフィールド６１１と、各ＯＮＵ１０３に上りフレームの送信時間帯を通知するための帯域情報フィールド６１３と、各ＯＮＵに起動、停止など制御情報を通知するためのＯＮＵ制御情報フィールド６１４と、その他のフレーム情報フィールド６１２とからなる。フレーム情報フィールド６１２には、例えば、そのフレームでのＦＥＣ処理の有無、フレームカウンタ、ＢＩＰ、ヘッダ長などの情報が含まれる。但し、フレーム情報フィールド６１２とＯＮＵ制御情報フィールド６１４の内容は、状況に応じて削除される場合がある。
【００３１】
帯域情報フィールド６１３は、ＯＮＵ毎の複数の帯域制御情報フィールド６１３−１、６１３−２、・・・からなる。各帯域制御情報フィールド６１３−ｉは、ＯＮＵを識別するための帯域制御ＩＤ（Ａｌｌｏｃ−ＩＤ）６２１と、上りフレームの送信時間帯（割当て帯域）を示す送信開始時刻６２２および送信終了時刻６２３と、その他の制御情報６２４を示している。その他の制御情報６２４としては、例えば、ＯＮＵからＯＬＴへの送信キューの状態通知の要否や、上りフレームでのＦＥＣの要否などを指定する制御情報が含まれる。
【００３２】
帯域情報フィールド６１３で通知される帯域情報の宛先ＯＮＵ（Ａｌｌｏｃ−ＩＤ）６２１は、ペイロード部６２に含まれるＧＥＭフレームの宛先ＯＮＵとは無関係である。ＯＬＴ１０は、１２５マイクロ秒×Ｎ（例えば、Ｎ＝４〜６）の周期で、制御下にある各ＯＮＵ３０に割り当てるべき帯域を計算する。ＯＬＴ１０は、各ＯＮＵにおける上り送信キューの状態（例えば、送信待ちデータ量を示すキュー長）に応じて、送信待ちデータ量の多いＯＮＵに長い送信時間帯が割当てられるように、上り方向の１２５マイクロ秒×Ｎの送信時間帯を複数の時間帯に分割して、各ＯＮＵの割当て帯域を決定する。
【００３３】
例えば、ＯＬＴ１０にｍ台のＯＮＵ３０が接続されていた場合、各ＧＴＣダウンストリームフレームは、ｍ台のＯＮＵのうちの一部に対する帯域制御情報を含み、ＯＬＴ１０は、連続するＮ回のＧＴＣダウンストリームフレームの送信によって、全ＯＮＵへの割当て帯域通知を完了する。各ＯＮＵは、受信したＧＴＣダウンストリームフレームから自Ａｌｌｏｃ−ＩＤをもつ帯域制御情報を見つけて、その帯域制御情報が示す送信開始時刻６２２と送信終了時刻６２３に従って、上り方向のデータ送信を行う。
【００３４】
本発明では、ＧＷ５０が出力ポート毎に送信キュー長ＱＬを監視し、送信キュー長ＱＬが予め決められた第１閾値ＨＴ１を超えた時、バッファ不足による通信フレーム廃棄の発生を未然に防止するために、ＯＬＴ１０に対して、出力ポート番号を指定した輻輳発生通知フレームを送信する。各ＯＬＴ１０は、上記輻輳発生通知フレームで指定された出力ポート（以下、輻輳ポートと言う）に向かう特定ＯＮＵからの送信データ量だけを抑制する帯域抑制モードで、各ＯＬＴに帯域を割り当てる。
【００３５】
ＧＷ５０は、ＯＬＴへのバックプレッシャによって、輻輳ポートの送信キュー長が、上記第１閾値ＴＨ１よりも低い第２閾値ＴＨ２以下に減少した時、各ＯＬＴ１０に対して、出力ポート番号を指定した輻輳解除通知フレームを送信する。各ＯＬＴ１０は、上記輻輳解除通知フレームで指定された出力ポートに向かう送信データ量の抑制を解除し、各ＯＮＵにおける上り送信キュー状態に応じた正常モードの帯域割当て制御に戻る。
【００３６】
図１に示したネットワーク構成の場合、例えば、回線１０１−２と接続された出力ポートの送信キュー長が第１閾値ＴＨ１を超えた時、ＧＷ５０−１からＯＬＴ１０−１−１〜１０−１−ｎに輻輳発生通知フレームが送信され、ＯＬＴ１０−１−１〜１０−１−ｎが、ＩＳＰ網１０３を介してインターネット１０４と通信中のＯＮＵに対する割当て帯域を減少させることになる。
【００３７】
後述するように、本発明の１実施例では、各ＯＬＴが、接続関係にあるＧＷ５０の出力ポート番号とＯＮＵ識別子との対応関係を記憶した輻輳制御テーブルを備えており、ＧＷ５０から輻輳発生通知フレームを受信した時、上記輻輳制御テーブルから輻輳ポート番号と対応するＯＮＵ識別子を特定し、このＯＮＵ識別子をもつＯＮＵへの割当て帯域を減少させるように、帯域抑制モードでの各ＯＬＴへの帯域を割り当てを行う。
【００３８】
また、本発明の１実施例では、各ＯＬＴが、ＯＮＵ識別子と対応して、送信キュー長と、現在の割当て帯域と、予め決められた輻輳時許容帯域との関係を示す帯域制御テーブルを備えており、輻輳ポート番号と対応するＯＮＵ識別子が特定された時、このＯＮＵ識別子をもつＯＮＵへの割当て帯域を上記帯域制御テーブルで指定された輻輳時許容帯域まで減少させる。また、帯域抑制モードでは、ＯＮＵから輻輳ポートに向かう送信データ量の減少によって、ＰＯＮ区間での帯域に余裕ができるため、ＯＬＴ１０は、輻輳ポート以外の正常ポートにデータを送信している他のＯＮＵへの割当て帯域を増加することによって、ＰＯＮ区間の帯域を有効に利用する。
【００３９】
図３は、ＧＷ５０からＯＬＴ１０に送信される輻輳発生／解除通知フレーム（バックプレッシャ制御フレーム）のフォーマットの１例を示す。
バックプレッシャ制御フレームには、例えば、イーサネット(登録商標)のＶＬＡＮ（Virtual Local Area Network）タグ付きのフレームフォーマットが適用される。バックプレッシャ制御フレームは、宛先ＭＡＣ（Media Access Control）アドレス６０１と、送信元ＭＡＣアドレス６０２と、ＶＬＡＮタグ６０３と、輻輳ビット６０４と、輻輳ポート番号６０５とを含む。
【００４０】
宛先ＭＡＣアドレス６０１は、ＧＷ５０に収容された各ＯＬＴ１０のＭＡＣアドレスを示し、送信元ＭＡＣアドレス６０２は、ＧＷとＯＬＴ１０との接続回線を収容しているネットワークインタフェースのＭＡＣアドレスを示す。ＶＬＡＮタグ６０３には、このフレームがバックプレッシャ制御フレームであることを示す特定の値が設定されている。輻輳ビット６０４には、輻輳発生通知フレームの場合は「１」、輻輳解除通知フレームの場合は「０」が設定される。輻輳ポート番号６０５は、輻輳が検知されたＧＷ出力ポート番号を示す。
【００４１】
上記バックプレッシャ制御フレームを受信した各ＯＬＴは、ＶＬＡＮタグ６０３の値によって、受信フレームがバックプレッシャ制御フレームであることを認識し、輻輳ビット６０４の値によって、受信フレームが輻輳発生通知か輻輳解除通知かを判断できる。また、輻輳ポート番号６０５と、前述した輻輳制御テーブルおよび帯域制御テーブルによって、割当て帯域を減少させるべきＯＮＵを特定することができる。
【００４２】
図４は、ＯＬＴ１０の構成例を示すブロック図である。
ＯＬＴ１０は、ＯＬＴ制御部１１と、パラメータメモリ１２と、ＰＯＮの光ファイバ１０６に接続された光送受信部１３と、ＧＷ５０と接続するためのイーサネット(登録商標)回線１０５に接続されたイーサネット(登録商標)インタフェース（ＩＦ）１４と、上記光送受信部１３とイーサネット(登録商標)インタＩＦ１４との間に接続された上り信号処理回路および下り信号処理回路からなる。パラメータメモリ１２には、図５、図６で後述する帯域制御テーブル１２０と、輻輳制御テーブル１３０が形成されている。
【００４３】
上り信号処理回路は、光送受信部１３で受信した光信号を電気信号に変換する光／電気変換部１５と、光／電気変換部１５に接続された上りフレーム終端部１６と、上りフレーム終端部１５から出力された上りフレームを一時的に蓄積する上りデータバッファ１７と、上りデータバッファ１７からフレームを読出し、イーサネット(登録商標)ＩＦ１４に送信する上りフレーム送信部１８とからなる。上りフレーム終端部１６は、光／電気変換部１５の出力信号から上りフレームを再生し、フレームヘッダから抽出した送信元キュー長などの制御情報をＯＬＴ制御部１１に出力すると共に、受信フレームをイーサネット(登録商標)形式のデータフレームに変換して、上りデータバッファ３０４に出力する。
【００４４】
下り信号処理回路は、イーサネット(登録商標)ＩＮ１４に接続されたフレーム解析部１９と、フレーム解析部１９から出力されたユーザフレームを一時的に蓄積する下りデータバッファ２０と、図２で説明した下りＰＯＮフレーム（ＧＴＣダウンストリームフレーム）を所定周期ΔＴＦで生成し、下りＰＯＮフレームのペイロードに、下りデータバッファ２０から読み出したユーザフレームまたはＯＬＴ制御部１１から出力された制御フレームをＧＥＭフレーム形式でマッピングする下りフレーム生成部２１と、下りフレーム生成部２１から出力された下りＰＯＮフレームを電気信号として送信するための下りフレーム送信部２２と、下りフレーム送信部２２から出力された電気信号を光信号へ変換する電気／光変換部２３とからなる。フレーム解析部１９は、イーサネット(登録商標)ＩＮ１４からの受信フレームを解析し、ユーザフレームは下りデータバッファ２０に出力し、バックプレッシャ制御フレームはＯＬＴ制御部１１に転送する。
【００４５】
ＯＬＴ制御部１１は、パラメータメモリ１２に形成された帯域制御テーブル１２０が示す送信元キュー長に基いて、各ＯＮＵ３０に割当てるべき帯域を所定周期で計算し、結果を帯域制御テーブル１２０に反映する。ＯＬＴ制御部１１が行う割当て帯域の計算については、後で図９を参照して詳述する。
【００４６】
帯域制御テーブル１２０は、図５に示すように、ＯＮＵ識別子である帯域制御ＩＤ（Ａｌｌｏｃ−ＩＤ）１２１と対応した複数のテーブルエントリからなる。各テーブルエントリは、ＯＮＵ毎に予め決められた輻輳時許容帯域（Ｂｃｏｎ）１２２および最大制御帯域（Ｂｍａｘ）１２３と、ＯＬＴ制御部１１によって算出された割当て帯域（ＢＷ）１２４と、ＯＮＵの送信元キュー長（ＳＱ）１２５と、輻輳フラグ１２６と、繰越帯域１２７とを示す。送信元キュー長（ＳＱ）１２５は、上りフレーム終端部３０３から通知された各ＯＮＵ３０の最新の送信キュー長の値を示している。
【００４７】
輻輳制御テーブル１３０は、図６に示すように、ＧＷ出力ポート番号１３１と対応して、輻輳フラグ１３２と、ＧＷ出力ポート番号１３１で特定されたＧＷ出力回線を利用するＯＮＵの識別子（帯域制御ＩＤ）１３３との関係を示す複数のテーブルエントリからなっている。
【００４８】
ＯＬＴ制御部１１は、フレーム解析部１９から図３に示したバックプレッシャ制御フレームを受信した時、上記パラメータメモリ１２に形成された輻輳制御テーブル１３０を参照して、バックプレッシャ制御フレームが示す輻輳ポート番号６０５と対応するテーブルエントリの輻輳フラグ１３２を受信フレームの輻輳ビット６０５に合わせて更新し、輻輳制御対象となるＯＮＵ識別子（帯域制御ＩＤ）１３３を特定する。この後、ＯＬＴ制御部１１は、帯域制御テーブル１２０から上記帯域制御ＩＤ１３３と対応するテーブルエントリを検索し、輻輳フラグ１２６の値を更新する。但し、バックプレッシャ制御フレームが輻輳発生通知フレーム（輻輳フラグ＝「１」）の場合は、輻輳フラグ１２６が直ちに「１」に変更されるが、バックプレッシャ制御フレームが輻輳解除通知フレーム（輻輳フラグ＝「０」）の場合は、輻輳フラグ１２６は、次の帯域計算時に「０」に変更される。
【００４９】
図７は、ＯＮＵ３０の構成例を示すブロック図である。
ＯＮＵ３０は、ＯＮＵ制御部３１と、加入者端末ＴＥと接続するためのイーサネット(登録商標)回線１０９に接続されたイーサネット(登録商標)インタフェース（ＩＦ）３２と、ＰＯＮの支線光ファイバ１０８に接続された光送受信部３３と、上記イーサネット(登録商標)ＩＦ３２と光送受信部３３との間に接続された上り信号処理回路および下り信号処理回路とからなる。
ＯＮＵ制御部３１は、上りデータバッファ管理部３１１と、制御フレーム生成部３１２と、上り送信タイミング生成部３１３とからなっている。
【００５０】
上り信号処理回路は、イーサネット(登録商標)ＩＦで受信した上りユーザフレームを一時的に蓄積するための上りデータバッファ３４と、上りＰＯＮフレームを生成する上りフレーム生成部３５と、上りフレーム生成部３５で生成された上りＰＯＮフレームを上り送信タイミング生成部３１３が示す時間帯で送信するための上りフレーム送信部３６と、上りフレーム送信部３６から出力された電気信号を光信号へ変換する電気／光変換部３７とからなる。
【００５１】
下り信号処理回路は、光送受信部３３で受信した支線光ファイバ１０８からの光信号を電気信号に変換する光／電気変換部３８と、光／電気変換部３８に接続された下りフレーム終端部３９と、下りフレーム終端部３９から出力された自ＯＮＵ宛のユーザフレームを一時的に蓄積する下りデータバッファ４０と、下りデータバッファ４０から読み出したユーザフレームおよび制御フレーム生成部３１２から供給された制御フレームをイーサネット(登録商標)ＩＦ３２に送出するための下りフレーム送信部４１とからなる。
【００５２】
下りフレーム終端部３９は、光／電気変換部３８の出力信号を下りＰＯＮフレーム（ＧＴＣダウンストリームフレーム）に変換し、フレームヘッダ（ＰＣＢｄ）から抽出した自ＯＮＵへの割当て帯域情報を上り信号タイミング生成部３１３に供給すると共に、ＧＴＣペイロードから自ＯＮＵ宛のユーザフレームを抽出し、イーサネット(登録商標)形式のデータフレームに変換して、下りデータバッファ４０に出力する。
【００５３】
上り送信タイミング生成部３１３は、上記割当て帯域情報が示す送信開始時刻、送信終了時刻と、予めＯＬＴ１０から通知してある等価遅延時間とに基いて、上りフレームの送信時間帯を決定し、上りフレーム生成部３５、上りフレーム送信部３６、上りバッファ管理部３１１を制御する。
【００５４】
上りデータバッファ管理部３１１は、上りデータバッファ３４のデータ蓄積量（送信キュー長）を監視しており、送信キュー長が所定閾値以上となった時、制御フレーム生成部３１２にポーズフレーム生成のための制御信号を発生し、上り送信タイミング生成部３１３から指示されたタイミングで、現在の送信キュー長を上りフレーム生成部３５に通知する。上りフレーム生成部３５は、上り送信タイミング生成部３１３から指示に従って、ヘッダに上りバッファ管理部３１１から通知された送信キュー長情報を含み、ペイロードに上りデータバッファ３４から読み出したユーザフレームを含む上りＰＯＮフレームを生成し、上りフレーム送信部３６に出力する。
【００５５】
制御フレーム生成部３１２は、上りデータバッファ管理部３１１からの制御信号に応じて、加入者端末ＴＥにデータ送信を抑制させるための制御フレーム（ポーズフレーム）を生成し、これを下りフレーム送信部４１に出力する。下りフレーム送信部４１は、制御フレーム生成部３１２からのポーズフレームがなければ、下りデータバッファ４０から読み出したユーザフレームをイーサネット(登録商標)ＩＦ３２に送出し、ポーズフレームが発生した場合は、ポーズフレームをイーサネット(登録商標)ＩＦ３２に送出する。
【００５６】
加入者端末ＴＥが、上記ポーズフレームに応答してデータ送信を抑制した結果、上りデータバッファ３４のキュー長が輻輳解除閾値を下回った時、上りデータバッファ管理部３１１から制御フレーム生成部３１２に輻輳解除の制御信号が与えられる。上記制御信号に応答して、制御フレーム生成部３１２は、データ送信の抑制を解除する制御フレームを生成し、これを下りフレーム送信部４１に出力する。
【００５７】
図８は、ＧＷ５０−１の構成例を示すブロック図である。
ＧＷ５０−１は、それぞれイーサネット(登録商標)回線（１０５または１０１）と接続される複数のネットワークインタフェース（ＮＩＦ：Network InterFace）部５１（５１−１〜５１−ｑ）と、これらのＮＩＦ部５１を相互接続するフレーム中継部５２と、ＧＷ管理部５３と、ＧＷ管理部５３が参照するＧＷ管理情報を保持した管理情報テーブル５４とからなっている。各ＮＩＦ部５１は、イーサネット(登録商標)の入出力回線を収容するイーサネット(登録商標)ＩＦ５１１に接続された入力回線インタフェース部５１Ａと、出力回線インタフェース部５１Ｂとからなる。
【００５８】
入力回線インタフェース部５１Ａは、ヘッダ処理のためのパラメータ情報を保持するパラメータテーブル５１３と、イーサネット(登録商標)ＩＦ５１１から受信したフレームのヘッダを解析し、パラメータテーブル５１３に従って、受信フレームに内部ルーティング情報を含む内部ヘッダを付加する入力ヘッダ解析処理部５１２と、入力ヘッダ解析処理部５１２から出力されたフレームを一時的に蓄積する入力フレームバッファ５１４と、入力フレームバッファ５１４からフレームを読出し、フレーム中継部５２に出力する入力フレーム読出し部５１５とからなる。
【００５９】
フレーム中継部５２は、各入力回線インタフェース部５１Ａから受信したフレームを、内部ルーティング情報で決まる特定出力ポートの出力回線インタフェース部５１Ｂに中継する。前述したように、本発明では、キャリア網内ではＯＮＵ毎に固定のパスが設定してあるため、上記フレーム中継部５２によるフレーム転送において、ＯＮＵ１０３毎にフレームの出力ポートが固定的となる。
【００６０】
出力回線インタフェース部５１Ｂは、パラメータテーブル５１７と、フレーム中継部５２から受信したフレームのヘッダを解析し、内部ヘッダの除去とパラメータテーブル５１７の設定に従ったヘッダ処理を行う出力ヘッダ解析処理部５１６と、出力ヘッダ解析処理部５１６から出力されたフレームを一時的に蓄積する出力フレームバッファ５１８と、出力フレームバッファ５１９のデータの蓄積量（キュー長）を監視し、ＧＷ管理部５３にキュー長情報を出力するキュー長モニタ５１９と、出力フレームバッファ５１８から出力フレームを読み出して、イーサネット(登録商標)ＩＦ５１１に送出するための出力フレーム読出し部５２０と、バックプレッシャ制御フレーム生成部５２１とからなる。
【００６１】
パラメータテーブル５１７には、ヘッダ処理に必要なパラメータ情報と、バックプレッシャ制御フレームの生成に必要な宛先ＭＡＣアドレス（ＯＬＴのＭＡＣアドレス）と送信元ＭＡＣアドレス（イーサネット(登録商標)ＩＦのＭＡＣアドレス）が記憶されている。但し、ＯＬＴが接続されていない出力回線インタフェース部５１Ｂでは、これらのＭＡＣアドレスを記憶する必要はない。管理情報テーブル５４には、輻輳発生を検知するための第１閾値ＴＨ１と、輻輳解除を検知するための第２閾値ＴＨ２と、出力ポート（出力回線インタフェース部５１Ｂ）毎の輻輳状態を示す輻輳フラグが記憶されている。ここで、第１閾値と第２閾値は、ＴＨ１＞ＴＨ２の関係にある。
【００６２】
ＧＷ管理部５３は、各出力回線インタフェース部５１Ｂのキュー長モニタ５１９からキュー長ＱＬを受信すると、キュー長ＱＬを閾値ＴＨ１、ＴＨ２と比較する。ＧＷ管理部５３は、或る出力ポートＰｉの出力フレームバッファ５１８のキュー長ＱＬが第１閾値Ｔｈ１を超えた時、管理情報テーブル５４の上記出力ポートＰｉと対応する輻輳フラグを「１」に設定し、他の出力ポートに所属するバックプレッシャ制御フレーム生成部５２１に対して、輻輳発生を通知する。
【００６３】
ＧＷ管理部５３は、輻輳フラグが「１」に設定された出力ポートＰｉについては、キュー長モニタ５１９からその後に受信する出力フレームバッファ５１８のキュー長ＱＬを第２閾値ＴＨ２と比較し、キュー長ＱＬが第２閾値ＴＨ２を下回った時点で、輻輳フラグを「０」に変更し、他の出力ポートに所属するバックプレッシャ制御フレーム生成部５２１に対して、輻輳解除を通知する。上記輻輳発生通知と輻輳解除通知には、ＶＬＡＮタグの値と、輻輳の発生／解除を示す輻輳ビットと、輻輳が発生（または解除）した出力回線インタフェース部５１Ｂを示す出力ポート番号とが含まれている。
【００６４】
各出力回線インタフェース部５１Ｂのバックプレッシャ制御フレーム生成部５２１は、ＧＷ管理部５３から輻輳発生通知または輻輳解除通知を受信すると、パラメータテーブル５１７からＭＡＣアドレス情報を読み出し、図３に示したバックプレッシャ制御フレームを生成して、出力フレーム読出し部５２０に出力する。出力フレーム読出し部５２０は、バックプレッシャ制御フレームを受信すると、出力フレームバッファ５１８から読み出し中の１つのフレームの送信が完了した時点で、バックプレッシャ制御フレームイーサネット(登録商標)ＩＦ５１１に送出し、その後で出力フレームバッファ５１８からのフレームの読出し／送信動作を再開する。
【００６５】
図９は、ＯＬＴ１０のＯＬＴ制御部１１が実行する帯域制御処理１１０のフローチャートを示す。ＯＬＴ制御部１１は、図２に示した基本フレーム周期ΔＴＦ（１２５マイクロ秒周期）で帯域制御処理１１０を実行し、ΔＴＦ×Ｎ周期で各ＯＮＵへの割当て帯域を計算する。以下の説明では、Ｎの値をＭＡＸ、帯域制御処理１１０の実行回数をパラメータｉで表す。
【００６６】
帯域制御処理１１０において、ＯＬＴ制御部１１は、パラメータｉの値をインクリメント（ｉ＝ｉ＋１）し（ステップ１１１）、ＧＷから新たなバックプレッシャ制御フレームを受信したか否かをチェックする（１１２）。もし、バックプレッシャ制御フレームが受信されていなければ、パラメータｉの値がＭＡＸに達したか否かを判定し（１１７）、ｉの値がＭＡＸよりも小さければ、この処理を終了する。パラメータｉの値がＭＡＸに達していた場合、後述する割当て帯域の計算と、帯域制御テーブル１２０の更新を実行する。
【００６７】
ＧＷから新たなバックプレッシャ制御フレームを受信していた場合、ＯＬＴ制御部１１は、受信フレームに含まれる輻輳ビット６０４をチェックする（１１３）。もし、輻輳ビット６０４が「１」、すなわち、受信フレームが輻輳発生通知フレームの場合、ＯＬＴ制御部１１は、輻輳制御テーブル１３０と帯域制御テーブル１２０において、受信フレームが示す輻輳ポート番号６０５と対応する輻輳フラグ１３２、１２６を「１」に設定（１１４）した後、パラメータｉの値がＭＡＸに達したか否かを判定する（１１７）。
【００６８】
ステップ１１４は、具体的には、ＯＬＴ制御部１１が、輻輳制御テーブル１３０から輻輳ポート番号６０５に該当するテーブルエントリを検索して、輻輳フラグ１３２を「１」に設定した後、該テーブルエントリが示す帯域制御ＩＤ１３３に従って帯域制御テーブル１２０を参照し、帯域制御ＩＤ１３３と対応する各テーブルエントリの輻輳フラグ１２６を「１」に設定することを意味している。
【００６９】
受信フレームに含まれる輻輳ビット６０４が「０」、すなわち、受信フレームが輻輳解除通知フレームの場合、ＯＬＴ制御部１１は、輻輳ポート番号６０５の値を輻輳解除ポート番号としてワークエリアに記憶（１１６）した後、パラメータｉの値がＭＡＸに達したか否かを判定する（１１７）。パラメータｉの値がＭＡＸよりも小さければ、この処理を終了する。
【００７０】
パラメータｉの値がＭＡＸに達していた場合、ＯＬＴ制御部１１は、ワークエリアの輻輳解除ポート番号をチェックし（１１８）、もし、輻輳解除ポート番号が記憶されていなければ、帯域制御テーブル１２０に基いて各ＯＮＵに割り当てるべき新たな帯域を計算し、帯域制御テーブル１２０に新たな割当て帯域１２４を記憶する（１２１）。この後、パラメータｉの値を初期値「１」に設定して、この処理を終了する。
【００７１】
ワークエリアに輻輳解除ポート番号が記憶されていた場合、ＯＬＴ制御部１１は、輻輳制御テーブル１３０と帯域制御テーブル１２０において、上記輻輳解除ポート番号と対応する輻輳フラグ１３２、１２６を「０」に変更し（１１９）、ワークエリアの輻輳解除ポート番号をクリア（１２０）した後、各ＯＮＵに割り当てるべき新たな帯域を計算する（１２１）。
【００７２】
本発明において、ＯＬＴ制御部１１が実行する帯域割当ての計算モードには、通常モードと帯域抑制モードとがある。通常モードでは、例えば、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ９８３．４、Ｇ９８４．３に規定された動的帯域割り当て（ＤＢＡ：Dynamic Bandwidth Allocation）機能によって、帯域制御テーブル１２０が示す送信元キュー長１２５に応じた帯域が各ＯＮＵが割り当てられる。具体的に言うと、例えば、帯域制御テーブル１２０が示す送信元キュー長１２５の合計値を求め、キュー長の合計値と各ＯＮＵの送信元キュー長１２５との比率によって、ＯＮＵ毎の重みを計算し、この重みの値に従って、ＰＯＮ区間のΔＴＦ×Ｎ期間の上り帯域を各ＯＮＵに分配する。
【００７３】
帯域抑制モードの帯域割当ては、ＧＷの何れかの出力ポートで輻輳が発生した場合に実行される。帯域抑制モードでは、帯域制御テーブル１２０で輻輳フラグ１２６が「１」状態にあるＯＮＵに対して、輻輳時許容帯域１２２が示す帯域が割り当てられる。輻輳時許容帯域１２２は、通常モードで割当てられる割当て帯域１２４よりも小さいため、ＧＷの輻輳ポートに向かう論理パスの通信帯域を割当て帯域１２４から輻輳時許容帯域１２２に減少させた場合、ＰＯＮ区間の上り帯域に余裕ができる。そこで、本発明の帯域抑制モードでは、例えば、ＰＯＮ区間のΔＴＦ×Ｎ期間の上り帯域から、輻輳フラグ１２６が「１」状態にあるテーブルエントリが示す輻輳時許容帯域１２２の合計値を減算し、残った帯域を上述した通常モードと同様の方法で他のＯＮＵに分配する。
【００７４】
図１０は、本発明でＯＬＴ１０が行う通常モードと帯域抑制モードの帯域割当てを模式的に示した図である。
ここでは、簡単化のために、ＯＬＴ１０に８台のＯＮＵ３０が接続され、ＯＬＴ制御部１１が、基本フレーム周期ΔＴＦの３倍（Ｎ＝３）の周期ΔＴＤで、各ＯＮＵへの割当て帯域を計算する場合について説明する。また、通常モードでの割当て帯域と、帯域抑制モードでの割当て帯域との違いを判り易くするため、各ＯＮＵの送信キュー長が、図示された期間内では一定とする。斜線で示したフレームＦ２（Ｆ１２、Ｆ２２）、Ｆ３（Ｆ１３、Ｆ２３）、Ｆ６（Ｆ１６、Ｆ２６）は、ＧＷの輻輳ポートに向かうＯＮＵ２、ＯＮＵ３、ＯＮＵ６の割当て帯域を表している。
【００７５】
本実施例では、ＯＬＴ制御部１１が、周期ΔＴＤで帯域制御テーブル１２０の割当て帯域１２４の値を更新し、下りフレーム生成部２１が、下りＰＯＮフレームの帯域情報フィールド６１３によって、上記帯域制御テーブル１２０が示す割当て帯域１２４を各ＯＮＵに通知する。ＯＬＴ制御部１１は、ＧＷ５０から輻輳通知を受信すると、図９で説明したように、帯域制御テーブル１２０の輻輳ポートと対応する輻輳フラグ１２６を「１」に設定する。本実施例では、下りフレーム生成部２１は、帯域制御テーブル１２０の輻輳フラグ１２６をチェックし、輻輳フラグ１２６が「０」のＯＮＵに対しては、割当て帯域１２４を通知し、輻輳フラグ１２６が「１」のＯＮＵに対しては、輻輳時許容帯域１２２を通知する。
【００７６】
図１０の（Ａ）に示したフレーム周期ΔＴＦ（１）〜ΔＴＦ（３）は、横軸を時間軸として、通常モードで割り当てられたＯＮＵ１〜ＯＮＵ８の上りフレーム送信帯域を示している。（Ｂ）は、ＯＮＵ２がフレームＦ１２を送信中に、ＯＬＴ制御部１１がＧＷ５０から輻輳通知を受信した場合のフレーム周期ΔＴＦ（４）〜ΔＴＦ（６）における上りフレーム送信帯域を示す。
【００７７】
上述したように、ＯＬＴ制御部１１は、周期ΔＴＤで帯域制御テーブル１２０の割当て帯域１２４の値を更新しているため、フレーム周期ΔＴＦ（４）〜ΔＴＦ（６）の期間内では、各ＯＮＵの割当て帯域１２４の値は変更されない。しかしながら、本実施例では、下りフレーム生成部２１が、輻輳フラグ１２６が「１」のＯＮＵに対して輻輳時許容帯域１２２を通知している。これによって、ＧＷの輻輳ポートに向かうＯＮＵ６からの上りフレームの帯域が減少し、結果的に、フレーム周期ＴＦ（６）の最後に空き帯域ＢＷ（Ｖ）が発生している。
【００７８】
ＯＬＴ制御部１１が、フレーム周期ΔＴＦ（６）とΔＴＦ（７）との間で、帯域制御テーブル１２０の割当て帯域１２４の値を更新すると、図（Ｃ）に示すように、フレーム周期ΔＴＦ（６）ＴＦ（７）〜ΔＴＦ（６）ＴＦ（９）では、ＯＮＵ１〜ＯＮＵ８に通知される帯域が変化する。帯域抑制モードの帯域割当てによって、輻輳ポートに向かう上りフレームを送信中のＯＮＵ２、ＯＮＵ３、ＯＮＵ６の帯域は全て輻輳時許容帯域１２２となり、正常ポートに向かう上りフレームを送信中のその他のＯＮＵの帯域は、正常モードの時よりも増加する。図１０では、ＯＮＵ７が上りフレームＦ２７を送信している間に、ＯＬＴ制御部１１が、ＧＷ５０から輻輳解除通知を受信した場合を想定している。本実施例では、帯域抑制モードによる最適な帯域制御期間Ｔ２の前後に過渡期間Ｔ１とＴ２が発生している。
【００７９】
図１１は、ＯＬＴの下りフレーム生成部２１が、基本フレーム周期ΔＴＦ（１２５マイクロ秒周期）で実行する下りＰＯＮフレーム生成処理２１０のフローチャートを示す。
【００８０】
下りフレーム生成部２１は、図２に示したＧＴＣフレームヘッダ（ＰＣＢｄ）のPsyncフィールド６１１とフレーム情報フィールド６１２(ステップ２１１)、帯域情報フィールド６１３（ステップ２１２）、ＯＮＵ制御情報フィールド６１４（ステップ２１３）を生成した後、下りデータバッファ２０から読み出したユーザフレームと、ＯＬＴ制御部１１が生成した制御フレームをＧＥＭフレーム形式でマッピングしたＧＴＣペイロード６２を生成する（２１４）。
【００８１】
図１２は、帯域情報フィールドの生成処理（２１２）の詳細フローチャートの１例を示す。ＯＬＴ制御部１１が帯域制御テーブル１２０に設定した割当て帯域１２４は、ΔＴＦ×Ｎ期間における各ＯＮＵの上り帯域を示している。下りフレーム生成部２１は、帯域制御テーブル１２０の帯域制御ＩＤ１２１が示す全ＯＮＵ３０に対して、帯域制御テーブル１２０が示す割当て帯域１２４をＮ個の下りＰＯＮフレームに分けて通知する。
【００８２】
図１２において、パラメータｉは、図１０に示した期間ΔＴＤ内の基本フレーム周期ΔＴＦの位置を示し、パラメータｊは、帯域制御テーブル１２０におけるテーブルエントリの位置を示す。また、ＭＡＸは、期間ΔＴＤに含まれる基本フレーム周期の数Ｎを示している。
【００８３】
下りフレーム生成部２１は、パラメータｉの値を「ＭＡＸ＋１」と比較し（ステップ２２０）、ｉ＝ＭＡＸ＋１、つまり、新たな期間ΔＴＤに入った時、パラメータｉ、ｊの値を初期値「１」に設定し（２２１）、今回生成する下りＰＯＮフレーム（第ｉ基本フレーム周期）でＯＮＵに割当て可能な帯域のトータル値（使用可能ＢＷ）を初期値に設定する（２２２）。
【００８４】
下りフレーム生成部２１は、次に、パラメータｊと帯域制御テーブル１２０のテーブルエントリ数とを比較し（２２３）、パラメータｊがテーブルエントリ数を超えた場合は、この処理を終了する。パラメータｊがテーブルエントリ数を超えていなければ、下りフレーム生成部２１は、帯域制御テーブル１２０から第ｊテーブルエントリを読み出し（２２４）、輻輳フラグ１２６をチェックする（２２５）。輻輳フラグ１２６が「１」の場合、下りフレーム生成部２１は、変数ＢＷ（ｊ）に上記第ｊテーブルエントリが示す輻輳時許容帯域１２２の値を設定し（２２６）、輻輳フラグ１２６が「０」の場合は、変数ＢＷ（ｊ）に上記第ｊテーブルエントリが示す割当て帯域１２４の値を設定する（２２７）。
【００８５】
下りフレーム生成部２１は、次に、上記第ｊテーブルエントリの繰越帯域１２７をチェックし（２２８）、繰越帯域１２７がゼロの場合は、使用可能ＢＷとＢＷ（ｊ）とを比較する（２３１）。繰越帯域１２７がゼロでなければ、下りフレーム生成部２１は、ＢＷ（ｊ）に繰越帯域１２７の値を設定し（２２９）、上記第ｊテーブルエントリの繰越帯域１２７をクリア（２３０）した後、使用可能ＢＷとＢＷ（ｊ）とを比較する（２３１）。
【００８６】
ここで、繰越帯域は、例えば、図１０にＦ３で示すように、第ｊテーブルエントリで指定された帯域（輻輳時許容帯域または割当て帯域）が、２つの基本フレーム周期に跨った場合に、次の基本フレーム周期でＯＮＵに通知される帯域部分を意味している。実際の応用においては、第ｊテーブルエントリで指定された帯域を１つの基本フレーム周期で通知しておき、繰越帯域を次の基本クレーム周期の使用可能ＢＷから差し引いてもよい。
【００８７】
使用可能ＢＷがＢＷ（ｊ）以上であれば、下りフレーム生成部２１は、ＢＷ（ｊ）に基いて、送信開始時刻と送信終了時刻を計算する（２３４）。もし、使用可能ＢＷがＢＷ（ｊ）よりも少ない場合、下りフレーム生成部２１は、ＢＷ（ｊ）に使用可能ＢＷを設定し（２３２）、不足した帯域を第ｊテーブルエントリに繰越帯域として記憶（２３３）した後、ＢＷ（ｊ）に基いて、送信開始時刻と送信終了時刻を計算する（２３４）。
【００８８】
下りフレーム生成部２１は、下りＰＯＮフレームに、上記第ｊテーブルエントリが示す帯域制御ＩＤに付随させて上記送信開始時刻と送信終了時刻とを含む帯域制御情報を設定し（２３５）、使用可能ＢＷからＢＷ（ｊ）の値を差し引き（２３６）、使用可能ＢＷの値を予め決められた帯域最小値ＢＷminと比較する（２３７）。下りフレーム生成部２１は、使用可能ＢＷがＢＷmin以上であれば、パラメータｊの値をインクリメントして（２３８）、制御シーケンスをステップ２２３に戻し、使用可能ＢＷがＢＷminよりも小さければ、パラメータｉの値をインクリメントして（２３９）、この処理を終了する。
【００８９】
図１３は、ＧＷ５０、ＯＬＴ１０、ＯＮＵ３０の間で実行される本発明による輻輳制御のシーケンス図を示している。
【００９０】
ＧＷ５０は、出力ポート（出力回線インタフェース）毎のキュー長ＱＬを監視し、キュー長ＱＬが閾値ＴＨ１を超えた時、バックプレッシャ制御フレーム（輻輳発生通知）を発行し（輻輳発生検知４０１）、そのキュー長ＱＬが閾値ＴＨ２を下回った時、輻輳ポートを指定したバックプレッシャ制御フレーム（輻輳解除通知）を発行する（輻輳解除検知４０４）。バックプレッシャ制御フレーム（輻輳発生／解除通知）は、ＧＷ５０に接続されている全てのＯＬＴ宛に送信される。
【００９１】
ＯＬＴ１０は、基本フレーム周期ΔＴＦで、下りＰＯＮフレームＤＦ１、ＤＦ２、ＤＦ３、ＤＦ４、・・・を送信している（ＳＱ０１、ＳＱ０２、ＳＱ０４、ＳＱ０５）。ＧＷ５０の出力ポートが正常状態にある間、ＯＬＴ１０は、通常モードで割り当てた帯域（Ｕ−ＢＷｓ）を各ＯＮＵに通知している。ＯＬＴ１０に接続されたＯＮＵ３０−ｋは、自分宛の帯域制御情報を含む下りＰＯＮフレームＤＦ２を受信すると、帯域制御情報が示す送信開始時刻に等価遅延を加えた適切なタイミング（ΔＴＳ）で、上りフレームＵＦｉの送信を開始する（ＳＱ０３）。
【００９２】
ＯＬＴ１０は、ＧＷ５０から輻輳発生通知を受信すると、輻輳制御テーブル１３０と帯域制御テーブル１２０において、通知されたＧＷ出力ポート番号と対応する輻輳フラグを「１」に設定する（４０２）。輻輳フラグが「１」となった後、ＯＬＴ１０が帯域割当て周期ΔＴＤで帯域割当て処理（４０３）を実行して、帯域制御テーブル１２０が更新されるまでの期間が、図１０で説明した過渡期間Ｔ１となる。
【００９３】
ＧＷ５０が輻輳状態にある時、帯域制御テーブル１２０が一旦更新されると、ＯＬＴ１０による帯域制御が最適制御期間Ｔ２となる。最適制御期間Ｔ２に送信される下りＰＯＮフレーム（ＳＱ１１、ＳＱ１２、ＳＱ１４）は、ＧＷの正常ポートを利用するＯＮＵには拡張割当て帯域（Ｅ−ＢＷｓ）を通知し、輻輳ポートを利用するＯＮＵには輻輳時許容帯域（Ｃ−ＢＷｓ）を通知している。従って、もし、ＯＮＵ３０−ｋが輻輳ポートを利用していた場合、ＯＮＵ３０−ｋは、輻輳時許容帯域で上りフレームＵＦｉ＋１を送信（ＳＱ１３）することになる。
【００９４】
ＯＬＴ１０は、ＧＷ５０から輻輳解除通知を受信すると、輻輳解除ポート番号を記憶しておき（４０５）、帯域割当て周期ΔＴＤで行う次回の帯域割当て処理（４０６）において、輻輳フラグを「０」に変更する。従って、ＧＷ５０が輻輳解除通知を発行してから、ＯＬＴ１０が帯域割当て処理（４０６）を実行する迄の間は、下りＰＯＮフレーム（ＳＱ１５）が各ＯＮＵに拡張割当て帯域、または輻輳時許容帯域を通知する過渡期間Ｔ３となる。
【００９５】
輻輳解除通知を受信したＯＬＴ１０が、帯域制御テーブル１２０を一旦更新すると、ＯＬＴ１０の帯域制御は、下りＰＯＮフレームで各ＯＮＵに通常時の割当て帯域（Ｕ−ＢＷｓ）を通知する通常モードとなる（ＳＱ２１、ＳＱ２２）。従って、送信帯域を抑制されていたＯＮＵ３０−ｋも、通常の割当て帯域で上りフレームＵＦｉ＋２を送信できる（ＳＱ２３）。
【００９６】
図１４は、ＧＷ５０のキュー長モニタ５１９で観測される或る出力フレームバッファ５１８のデータ蓄積量（送信キュー長）ＱＬの経時変化と、ＯＬＴ１０が行う帯域制御との関係を示す。ＴＨ１は、輻輳発生を検知するための第１閾値、ＴＨ２は、輻輳解除を検知するための第２閾値を示し、ΔＴＤは、ＯＬＴ１０が実行する帯域計算の周期を示している。
【００９７】
ＧＷ管理部５３は、ＧＷの各出力ポート（出力回線インタフェース部）５１Ｂのキュー長モニタ５１９から、所定周期、例えば、基本フレーム周期ΔＴＦで、送信キュー長ＱＬを読み込み、キュー長ＱＬが第１の閾値ＴＨ１を超えた時、バックプレッシャ制御フレーム生成部５２１に輻輳発生通知フレームを発行させ、輻輳状態にあった出力ポートのキュー長ＱＬが閾値ＴＨ２を下回った時、バックプレッシャフレーム生成部５２１に輻輳解除通知フレームを発行させている。従って、ＧＷ５０では、輻輳発生から輻輳解除までの期間が輻輳期間となる。
【００９８】
第１閾値ＴＨ１は、出力フレームバッファ５１８の容量よりも小さい値に設定してあるため、輻輳発生通知フレームは、出力フレームバッファが満杯になる前に発行される。また、出力フレームバッファ５１８は、輻輳発生通知に応答して、各ＯＬＴ１０が帯域を抑制するまでの間のキュー長増加を充分に吸収できるだけの余裕を残している。ＯＬＴ制御部１１は、ＧＷ１０から帯域発生通知を受信すると、前述した過渡期間Ｔ１、Ｔ３と最適制御期間Ｔ３とからなる帯域抑制モードで、各ＯＮＵへの割当て帯域を制御する。
【００９９】
図１５は、ＯＬＴ１０における帯域抑制モード期間１５１、１５２と、輻輳が発生したＧＷポートの通過フレームを送信中のＯＮＵ（以下、輻輳パスＯＮＵと呼ぶ）における送信キュー長１５３と割当て帯域１５４の経時変化を模式的に示している。
【０１００】
図１６は、ＯＬＴ１０における帯域抑制モード期間１５１、１５２と、輻輳のないＧＷ出力ポートの通過フレームを送信中のＯＮＵ（以下、通常パスＯＮＵと呼ぶ）における送信キュー長１５３と割当て帯域１５５の経時変化を模式的に示している。
【０１０１】
ここでは、本発明による帯域制御効果をより判り易くするため、通常パスＯＮＵと輻輳パスＯＮＵの送信キュー長変化を同一として、割当て帯域の変化にのみ着目する。ＯＬＴ制御部１１における帯域制御は、基本クレーム周期ΔＴＦだけ遅れて各ＯＮＵに反映される。帯域抑制モード期間１５１、１５２以外の期間では、各ＯＮＵには、通常モードの帯域計算による送信キュー長１５３に応じた割当て帯域ＢＷ（ｊ）が通知される。
【０１０２】
ＯＬＴ制御部１１が、時刻ｔ１とｔ２の間で帯域抑制モード期間１５１に入ってから、次の帯域割当て処理が実行される迄の間は、過渡期間Ｔ１となる。輻輳パスＯＮＵに対して、もし過渡期間Ｔ１内に次の割当て帯域を通知できた場合、輻輳パスＯＮＵの帯域は、図１５に示すように、過渡期間Ｔ１内に輻輳時許容帯域Ｂｃｏｎに抑制される。ＯＬＴ制御部１１が、時刻ｔ２の直前で帯域割当て処理を実行すると、帯域抑制モードは最適制御期間Ｔ２に入る。本実施例では、輻輳パスＯＮＵへの割当て帯域は、輻輳時許容帯域Ｂｃｏｎに維持され、この状態は、ＧＷ出力ポートが輻輳状態を脱して、帯域抑制モードが過渡期間Ｔ３に遷移した後も継続する。輻輳パスＯＮＵの帯域は、ＯＬＴ１０の帯域制御が通常モードに遷移した時、送信キュー長ＳＱに応じた割り当て帯域に戻る。
【０１０３】
本発明によれば、ＯＬＴ１０が帯域抑制モードとなった時、輻輳パスＯＮＵの割当て帯域のみが削減されるため、通常パスＯＮＵでは、図１６に示すように、帯域抑制モードの過渡期間Ｔ１における割当て帯域は従前通りとなる。ＯＬＴ制御部１１の帯域抑制モードが最適制御期間Ｔ２に入ると、輻輳パスＯＮＵの帯域削減によってＰＯＮ区間に生じた余裕帯域が、送信キュー長に応じて複数の通常パスＯＮＵに分配される。従って、図に示すように、最適制御期間Ｔ２では、通常パスＯＮＵの割当て帯域が増加する。但し、通常パスＯＮＵの帯域は、通常モード時と同様、送信キュー長に応じて割り当てられるため、時刻ｔ８に示すように、送信キュー長ＳＱが短くなれば、割当て帯域は減少する。
【０１０４】
上述した実施例では、ＯＬＴ制御部１１が、帯域抑制モード期間において、輻輳パスＯＮＵの帯域を輻輳時許容帯域Ｂｃｏｎに維持しているが、輻輳パスＯＮＵに対して、輻輳時許容帯域を上限として、送信元キュー長に応じた帯域割当てを行うようにしてもよい。同様に、通常パスＯＮＵに対して、帯域制御テーブル１２０が示す最大制御帯域１２３を上限として、送信元キュー長に応じた帯域割当てを行うようにしてもよい。
【０１０５】
実施例では、各ＯＮＵの輻輳時許容帯域を予め固定値として与えているが、輻輳時許容帯域としては、輻輳発生前にＯＮＵに割当てられている帯域値に所定の減少率を乗算して得られる動的な値を適用してもよい。
【０１０６】
また、実施例では、ＧＷ５０の各出力回線インタフェース部５１Ｂに、バックプレッシャ制御フレーム生成部５２１を設け、ＧＷ管理部５３からの指示に従って、上記バックプレッシャ制御フレーム生成部５２１が、輻輳発生通知フレームと輻輳解除通知フレームを生成しているが、バックプレッシャ制御フレーム（輻輳発生通知フレームと輻輳解除通知フレーム）をＧＷ管理部５３で生成するようにしてもよい。
【０１０７】
この場合、各出力回線インタフェース部５１Ｂに、バックプレッシャ制御フレーム生成部５２１に代えて、バックプレッシャ制御フレームバッファを設けておき、管理情報テーブル５４に、例えば、ＧＷ出力ポート番号と対応して、ＯＬＴとの接続ポート番号、接続ポートのＭＡＣアドレス、ＯＬＴのＭＡＣアドレスを記憶しておく。ＧＷ管理部５３は、出力ポートＰｉで輻輳発生を検知した時、管理情報テーブル５４を参照してバックプレッシャ制御フレームを生成し、これをＯＬＴ接続ポート番号と対応する出力回線インタフェース部５１Ｂのバックプレッシャ制御フレームバッファに出力する。出力フレーム読み出し部５２０には、バックプレッシャ制御フレームバッファを出力フレームバッファ５１８よりも優先させて、フレームの読み出しと送信を行わせる。
【実施例２】
【０１０８】
図１７は、本発明が適用されるネットワークの他の実施例を示す。
本実施例では、キャリア網を構成するＧＷ５００−１、５００−２が、ＯＬＴ機能を備えた回線インタフェース（ＰＯＮインタフェース）を備え、ＰＯＮの光ファイバ１０６（１０６−１−１〜１０６−２−ｎ）を直接収容できるようになっている。
【０１０９】
図１８は、ＧＷ５００−１の構成を示す。
ＧＷ５００−１は、複数のネットワークインタフェース部５１０（５１０−１〜５１０−ｑ）と、これらのインタフェース部５１０を相互接続するフレーム中継部５２と、ＧＷ管理部５３と、管理情報テーブル５４とからなり、ＰＯＮの光ファイバ１０６を収容するネットワークインタフェース部５１−１は、図８で示したイーサネット(登録商標)ＩＦ５１１に代えて、ＰＯＮインタフェース（ＩＦ）５１１０を備えている。キャリア網の回線１０１（１０１−１、１０１−２）を収容するネットワークインタフェース部は、図８に示したイーサネット(登録商標)ＩＦ５１１を備えている。
【０１１０】
ＰＯＮインタフェース（ＩＦ）５１１０は、図４に示したＯＬＴ１０の構成要素のうち、イーサネット(登録商標)ＩＦ１４、上りフレーム送信部１８、フレーム解析部１９を除いた構成要素からなり、ＯＬＴ制御部１１がＧＷ管理部５３と接続されている。
【０１１１】
本実施例によれば、ＯＬＴ制御部１１が、ＧＷ管理部５３から直接的に輻輳発生通知と輻輳解除通知を受信できるため、図３に示したバックプレッシャ制御フレームの生成に必要な宛先ＭＡＣアドレスの管理が不要となる。また、本実施例によれば、ＧＷ内の出力ポートに輻輳が発生した時、ＯＬＴ制御部１１が、輻輳パスＯＮＵの割当て帯域を素早く低減できるため、輻輳パスＯＮＵに対するバックプレッシャによる輻輳回避を迅速化することが可能となり、ＧＷの出力フレームバッファのメモリ容量を小さくできる。
尚、実施例では、Ｇ−ＰＯＮへの適用例について説明したが、本発明による帯域制御は、Ｇ−ＰＯＮ以外、例えば、ＧＥ−ＰＯＮにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】本発明が適用されるネットワーク構成の１例を示す図。
【図２】ＰＯＮ区間の下りフレームのフォーマットの１例を示す図。
【図３】ＧＷから送信される輻輳発生／解除通知フレームのフォーマットの１例を示す図。
【図４】ＯＬＴの構成例を示すブロック図。
【図５】ＯＬＴが備える帯域制御テーブルの１例を示す図。
【図６】ＯＬＴが備える輻輳制御テーブルの１例を示す図。
【図７】ＯＮＵの構成例を示すブロック図。
【図８】ＧＷの構成例を示すブロック図。
【図９】ＯＬＴが実行する帯域制御処理の１例を示すフローチャート。
【図１０】ＯＬＴが行う通常モードと帯域抑制モードの帯域割当てを模式的に示した図。
【図１１】ＯＬＴが実行する下りＰＯＮフレーム生成処理を示すフローチャート。
【図１２】図１１における帯域情報フィールドの生成処理２１２の１例を示す詳細ローチャート。
【図１３】ＧＷ、ＯＬＴ、ＯＮＵの間で実行される輻輳制御シーケンスの１例を示す図。
【図１４】ＧＷの出力フレームバッファのキュー長変化と、ＯＬＴが行う帯域制御との関係を説明するための図。
【図１５】ＧＷの輻輳ポートを通過するフレームを送信中のＯＮＵにおける送信キュー長と割当て帯域の経時変化を模式的に示した図。
【図１６】ＧＷの通常ポートを通過するフレームを送信中のＯＮＵにおける送信キュー長と割当て帯域の経時変化を模式的に示した図。
【図１７】本発明が適用される通信ネットワークの他の実施例を示す図。
【図１８】図１７におけるＧＷ５００−１の構成例を示すブロック図。
【符号の説明】
【０１１３】
１０：局側装置（ＯＬＴ）、３０：加入者側装置（ＯＮＵ）、５０：フレーム転送装置（ＧＷ）、ＯＬＴ制御部、１２：パラメータメモリ、２１：下りフレーム生成部、５１：ネットワークインタフェース、５２：フレーム中継部、５３：ＧＷ制御部、５４：管理テーブル、５１８：出力バッファ、５１９：キュー長モニタ、５２０：出力フレーム読出し部、５２１：ＢＰ制御フレーム生成部、１２０：帯域制御テーブル、１３０：輻輳制御テーブル。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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