(57)【要約】【課題】局内加入者収容装置が行う動的な帯域割り当て処理に伴う、局内加入者収容装置側の負荷増加による遅延時間の増大を抑える。【解決手段】本発明の加入者伝送装置は、複数の宅内加入者終端装置ＮＴ２１，．．，２ｎと局内加入者収容装置ＬＴ２とから構成されており、宅内加入者終端装置の使用帯域算出部２０１は、所定の周期毎にバッファに入力されている入力パケットと閾値との比較をおこなう。送出パケット制御部２０３は、もしもバッファに入力された入力パケットが閾値より多い場合は、入力パケットを閾値分と残りに分割し、閾値分の入力パケットを局内加入者収容装置ＬＴ２に送出し、残りの入力パケットはバッファに蓄える。要求帯域演算部２０２は、バッファに蓄えられている残りの入力パケットの量を局内加入者収容装置ＬＴ２に通知すると共に、残りの入力パケットの量を最低保証帯域値と比較し、大きい方を、次の周期における閾値として設定する。【選択図】　　　図１
2004134968.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の宅内加入者終端装置と局内加入者収容装置とから構成され、
前記複数の宅内加入者終端装置は各々、
動的帯域割当周期毎にバッファに入力されている入力パケットと閾値との比較をおこなう使用帯域算出部と、
もしも前記バッファに入力された入力パケットが前記閾値より多い場合は、前記入力パケットを前記閾値分と残りに分割し、前記閾値分の入力パケットをひとつのパケットとして所定のパケット送出タイミングで前記局内加入者収容装置に送出し、前記分割された残りの入力パケットは前記バッファに蓄える、送出パケット制御部と、
前記バッファに蓄えられている残りの入力パケットの量を情報として含んだ監視パケットを生成して前記局内加入者収容装置に通知すると共に、前記残りの入力パケットの量を最低保証帯域値と比較し、前記最低保証帯域値の方が大きい場合は前記最低保証帯域値を、前記残りの入力パケットの量の方が大きい場合は前記残りの入力パケットの量を、次の動的帯域割当周期における閾値として設定する要求帯域演算部とを有し、
前記局内加入者収容装置は、
前記複数の宅内加入者終端装置各々から通知された前記監視パケットの情報に基づいて、前記各宅内加入者終端装置の帯域使用状況を集計する余剰帯域算出部と、
前記余剰帯域算出部の集計の結果に基づいて前記各宅内加入者終端装置の要求帯域量を決定し、制御パケットによって前記各宅内加入者終端装置の前記所定のパケット送出タイミングを、前記各宅内加入者終端装置へフィードバック申告する申告部とを有する
ことを特徴とする加入者伝送装置。
【請求項２】
複数の宅内加入者終端装置と局内加入者収容装置とから構成され、
前記複数の宅内加入者終端装置は各々、
使用帯域算出部によって、動的帯域割当周期毎にバッファに入力されている入力パケットと閾値との比較をおこない、
もしも前記バッファに入力された入力パケットが前記閾値より多い場合は、送出パケット制御部が、前記入力パケットを前記閾値分と残りに分割し、前記閾値分の入力パケットをひとつのパケットとして所定のパケット送出タイミングで前記局内加入者収容装置に送出し、前記分割された残りの入力パケットは前記バッファに蓄え、
要求帯域演算部によって、前記バッファに蓄えられている残りの入力パケットの量を情報として含んだ監視パケットを生成して前記局内加入者収容装置に通知すると共に、前記残りの入力パケットの量を最低保証帯域値と比較し、前記最低保証帯域値の方が大きい場合は前記最低保証帯域値を、前記残りの入力パケットの量の方が大きい場合は前記残りの入力パケットの量を、次の動的帯域割当周期における閾値として設定し、
前記局内加入者収容装置は、
余剰帯域算出部によって、前記複数の宅内加入者終端装置各々から通知された前記監視パケットの情報に基づいて、前記各宅内加入者終端装置の帯域使用状況を集計し、
前記余剰帯域算出部の集計の結果に基づいて、申告部が前記各宅内加入者終端装置の要求帯域量を決定し、制御パケットによって前記各宅内加入者終端装置の前記所定のパケット送出タイミングを、前記各宅内加入者終端装置へフィードバック申告する
ことを特徴とする加入者伝送装置の動的帯域割り当て方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加入者アクセスシステムのための加入者伝送装置に適用される、動的帯域割当を伴う伝送方式に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
加入者アクセスシステムのひとつであるＥＰＯＮ（：Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（Ｒ）　Ｐａｓｓｉｖｅ　ＯｐｔｉｃａｌＮｅｔｗｏｒｋ）システムは、複数の宅内加入者終端装置と局内加入者収容装置とから構成されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
このような加入者アクセスシステムにおける、従来の動的帯域割当を伴う伝送方式を、図３及び図４を用いて説明する。図３は、従来の動的帯域割当を伴う伝送方式に対応した構成を示した構成図であり、図４は、その動作のタイムチャートである。
【０００４】
この図３に記載された構成は、基本的には、ひとつの局内加入者収容装置ＬＴ１と複数の宅内加入者終端装置ＮＴ１１，ＮＴ１２，ＮＴ１３，…，ＮＴ１ｎとが、スターカプラＳＣ１を介して光ファイバで接続された構成となっている。
局内加入者収容装置ＬＴ１は、一本の光ファイバによって光分岐器であるスターカプラＳＣ１接続されており、このスターカプラＳＣ１に接続された複数の光ファイバが各々宅内加入者終端装置ＮＴ１１，ＮＴ１２，ＮＴ１３，…，ＮＴ１ｎに接続されている。
【０００５】
この様な構成を用いた加入者区間内の双方向のデータ伝送は、光ＰＤＳ（：Ｐａｓｓｉｖｅ　Ｄｏｕｂｌｅ　Ｓｔａｒ）方式で行なわれる。この光ＰＤＳ方式は、使用する光波長を異ならせることで、１本の光ファイバで上り方向と下り方向のデータ伝送を行う。
【０００６】
宅内加入者終端装置ＮＴ１１，ＮＴ１２，ＮＴ１３，…，ＮＴ１ｎから局内加入者収容装置ＬＴ１への上り方向のデータ伝送では、各宅内加入者終端装置ＮＴ１１，ＮＴ１２，ＮＴ１３，…，ＮＴ１ｎが、使用する帯域を共有しており、各々が所定のタイムスロットでデータを伝送する時分割多重伝送方式で行われる。
【０００７】
そして局内加入者収容装置ＬＴ１は、各宅内加入者終端装置ＮＴ１１，ＮＴ１２，ＮＴ１３，…，ＮＴ１ｎへの帯域割当を一定時間間隔で動的に変更する。
【０００８】
例えば図３に示すように、宅内加入者終端装置ＮＴ１１へパケットＰ１１を入力すると、宅内加入者終端装置ＮＴ１１内部では、加入者間のタイムスロットに適合するため、入力パケット分割部１０１によって入力パケットＰ１１をパケットＰ１１−１，Ｐ１２−１，Ｐ１２−３，・・・に分割する。そして、ＮＴ状態監視部１０２によって生成された、宅内加入者終端装置ＮＴ１１のバッファ状態を示す監視用パケットＰ１１も付加されて、局内加入者収容装置ＬＴ１へ送出される。そして、局内加入者収容装置ＬＴ１に入力されたパケットＰ１１−１，Ｐ１２−１，Ｐ１２−３，・・・は、出力パケット統合部１０６によって入力パケットＰ１１に統合されて出力される。
【０００９】
このような処理に際して、局内加入者収容装置ＬＴ１に入力されるパケットでは、図４の（３）に示すように、宅内加入者終端装置ＮＴ１１，ＮＴ１２，ＮＴ１３，…，ＮＴ１ｎからのパケットが所定のタイムスロット（：帯域）に割り当てられている。
【００１０】
そして、各宅内加入者終端装置ＮＴ１１，ＮＴ１２，ＮＴ１３，…，ＮＴ１ｎが使用可能な帯域は、動的帯域割当周期ｔ１，ｔ２，…で区切られて、周期ごとに動的に帯域の割り当てを変更することが出来る。
【００１１】
この帯域の割り当ての変更手順について、以下に説明する。
【００１２】
まず、全使用帯域算出部１０３によって、１周期ごとに集められたパケット列ごとに、全体の帯域の使用率を算出する。そして、各ＮＴの要求帯域演算部１０４が、監視用パケットより、各宅内加入者終端装置の状態、つまり、送信用バッファの残留量を算出し、その結果を基づいて、次周期の個々の宅内加入者終端装置の要求帯域を予測する。
【００１３】
予測方法は、例えば、ある宅内加入者終端装置がデータ伝送していない時は、より多くのデータ伝送が必要な他の宅内加入者終端装置に自己の帯域を貸し出す処理も可能であるし、優先度の高い宅内加入者終端装置には、多くの帯域割当をすることも出来る。
【００１４】
そして、申告部１０５が、次周期での要求帯域量を、制御パケットによって各宅内加入者終端装置へフィードバック申告して、次周期の帯域割当の制御を完了する。
【００１５】
【特許文献１】
特開２００２−５７６８５号公報
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図３に示す従来の伝送方式では、以下のような問題点があった。
【００１７】
まず、この加入者区間内でのデータ伝送は固定長パケットしか扱うことが出来ず、そのため、入力したパケットが分割される場合が多くなくなる。このため、パケットの遅延時間が増大するという問題があった。
【００１８】
さらに、帯域の使用率の計算や予測帯域の算出などが、局内加入者収容装置内で集中処理されているため、局内加入者収容装置側の装置処理の負荷が大きくなってしまうという問題があった。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明の加入者伝送装置は、以下の構成を有する。
【００２０】
すなわち、複数の宅内加入者終端装置と局内加入者収容装置とから構成されており、複数の宅内加入者終端装置は各々、使用帯域算出部，送出パケット制御部及び要求帯域演算部を、局内加入者収容装置は余剰帯域算出部と申告部を有する。
【００２１】
そして、使用帯域算出部は、動的帯域割当周期毎にバッファに入力されている入力パケットと閾値との比較をおこなう。送出パケット制御部は、もしもバッファに入力された入力パケットが閾値より多い場合は、入力パケットを閾値分と残りに分割し、閾値分の入力パケットをひとつのパケットとして所定のパケット送出タイミングで局内加入者収容装置に送出し、分割された残りの入力パケットはバッファに蓄える。要求帯域演算部は、バッファに蓄えられている残りの入力パケットの量を情報として含んだ監視パケットを生成して局内加入者収容装置に通知すると共に、残りの入力パケットの量を最低保証帯域値と比較し、最低保証帯域値の方が大きい場合は最低保証帯域値を、残りの入力パケットの量の方が大きい場合は残りの入力パケットの量を、次の動的帯域割当周期における閾値として設定する。
【００２２】
一方、余剰帯域算出部は、複数の宅内加入者終端装置各々から通知された監視パケットの情報に基づいて、各宅内加入者終端装置の帯域使用状況を集計し、申告部が、余剰帯域算出部の集計の結果に基づいて各宅内加入者終端装置の要求帯域量を決定し、制御パケットによって各宅内加入者終端装置の所定のパケット送出タイミングを、各宅内加入者終端装置へフィードバック申告する。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明の、加入者アクセスシステムにおける動的帯域割当を伴う伝送方式の実施例を、図１及び図２を用いて説明する。図１は、この実施例の構成を示した構成図であり、図２は、その動作のタイムチャートである。
【００２４】
この図３に記載された構成は、基本的には従来の構成と同様に、局内加入者収容装置ＬＴ２が、一本の光ファイバによって光分岐器であるスターカプラＳＣ２接続されており、このスターカプラＳＣ２に接続された複数の光ファイバが各々宅内加入者終端装置ＮＴ２１，ＮＴ２２，ＮＴ２３，…，ＮＴ２ｎに接続されている。そして、光ＰＤＳ方式によって、加入者区間内の双方向のデータ伝送が行なわれる。
【００２５】
宅内加入者終端装置ＮＴ２１，ＮＴ２２，ＮＴ２３，…，ＮＴ２ｎから局内加入者収容装置ＬＴ２への上り方向のデータ伝送では、各宅内加入者終端装置ＮＴ２１，ＮＴ２２，ＮＴ２３，…，ＮＴ２ｎが、使用する帯域を共有しており、各々が、局内加入者収容装置ＬＴ２によって指定された所定のタイムスロットでデータを伝送する、時分割多重伝送方式で行われる。そして局内加入者収容装置ＬＴ２は、各宅内加入者終端装置ＮＴ２１，ＮＴ２２，ＮＴ２３，…，ＮＴ２ｎのデータ送出タイミングを一定時間間隔（：動的帯域割当周期）で動的に変更することで、帯域割当を変更する。
【００２６】
各宅内加入者終端装置ＮＴ２１，ＮＴ２２，…，ＮＴ２ｎには、動的帯域割当周期毎に送出可能なパケット量に関して、最低保証帯域値と、この最低保証帯域値以上の範囲で可変する閾値が設定されている。
【００２７】
例えば図１に示すように、宅内加入者終端装置ＮＴ２１へパケットＰ２１を入力すると、宅内加入者終端装置ＮＴ２１内部で、帯域予測の前処理を行う。
【００２８】
この宅内加入者終端装置ＮＴ２１側での帯域予測の前処理について、以下に説明する。
【００２９】
図２に示すように、宅内加入者終端装置ＮＴ２１へパケットＰ２１が入力されると、使用帯域算出部２０１で、閾値との比較が行われる。
【００３０】
送出パケット制御部２０３は、もしもバッファに入力された入力パケットがその閾値より多ければ、図２の（１）に示すように、入力パケットを閾値分と残りに分割する。そして図２の（２）に示すように、局内加入者収容装置ＬＴ２で指定されたタイムスロットで、閾値分の入力パケットをひとつのパケットＰ２１として局内加入者収容装置ＬＴ２に送出する。送出できなかった分割された残りの入力パケットはバッファに蓄える。
【００３１】
次に、要求帯域演算部２０２が、バッファに蓄えられている残りの入力パケットの量を情報として含んだ監視パケットＰｃ２１を生成し、送出パケット制御部２０３を経由して局内加入者収容装置ＬＴ２に通知する。
【００３２】
そして、今回の動的帯域割当周期で処理しきれなかった入力パケット量、つまり（入力パケット量−閾値）を求める。この（入力パケット量−閾値）を最低保証帯域値と比較し、最低保証帯域値の方が大きい場合は最低保証帯域値を、（入力パケット量−閾値）の方が大きい場合は（入力パケット量−閾値）を、次の動的帯域割当周期における閾値として設定する。
【００３３】
それに対して、バッファに入力された入力パケット数がその閾値の範囲内であれば、すべての入力パケットをひとつのパケットＰ２１として局内加入者収容装置ＬＴ２に送出し、その後、監視パケットＰｃ２１を送出する。そして、この場合は閾値の設定変更は行わない。
【００３４】
このような帯域予測の前処理を、宅内加入者終端装置側で行うので、一度に使用可能なタイムスロットの割当を宅内加入者終端装置側で決定することが可能となる。
【００３５】
そして、この割当て結果を利用することで、従来の構成とは異なり、隣接するタイムスロットをひとつのパケットで使用する選択を宅内加入者終端装置側で行うことが可能となり、可変長のデータを収容した可変長のパケットを扱って、帯域を保証する動的帯域割り当てを行うことが出来る。
【００３６】
次に、局内加入者収容装置ＬＴ２側での帯域予測の処理について説明する。
【００３７】
局内加入者収容装置ＬＴ２の入力部では、図２の（４）に示すように、各動的帯域割当周期ｔ１，ｔ２，…毎に、各宅内加入者終端装置ＮＴ２ｉ（ｉ＝１，．．．，　ｎ）毎に割り振られたタイムスロットに、送出した可変長のパケットＰ２ｉ及び監視パケットＰｃ２ｉを配列している。なお、この配列は上述のとおり、この区間での帯域の使用効率を高めるため、可変長のパケットが隙間なく敷き詰められた構成となっている。またパケットＰ２１のように、宅内加入者終端装置に入力されたパケットが、動的帯域割当周期を跨いで、パケットが収容されている場合もある。
【００３８】
そして、局内加入者収容装置ＬＴ２では、この可変長のパケットＰ２ｉを受け、各パケットＰ２ｉの最後に監視パケットＰｃ２ｉが付加されていれば、その動的帯域割当周期の終了を待つことなく、対象のパケットＰ２ｉを出力側に送出する。
【００３９】
この監視パケットＰｃ２ｉには、各宅内加入者終端装置ＮＴ２ｉのバッファに蓄えられている残りの入力パケットの数、すなわち各宅内加入者終端装置ＮＴ２ｉの不足する帯域の要求が含まれている。よって、余剰帯域算出部２０４で、この監視パケットＰｃ２ｉの情報に基づいて、各宅内加入者終端装置ＮＴ２ｉの帯域使用状況を集計する。そして、特定の宅内加入者終端装置に帯域の余剰がある場合、帯域が不足している他の宅内加入者終端装置にこの余剰の帯域を割り振る処理を行う。
【００４０】
上述の一回のパケット送出量は通り各宅内加入者終端装置ＮＴ２ｉで決定するので、局内加入者収容装置ＬＴ２での帯域の割り振り処理は、各宅内加入者終端装置ＮＴ２ｉに設定されるパケット送出タイミングを変更することで行われる。
すなわち、特定の宅内加入者終端装置に割当てられる帯域を増加させる場合はパケット送出の間隔を短く設定し、帯域を減少させる場合はパケット送出の間隔を長く設定する。
【００４１】
そして、この送出タイミングの割り振り結果が、各宅内加入者終端装置ＮＴ２ｉの次の動的帯域割当周期におけるパケット送出タイミングとして、申告部２０５で生成された制御パケットＰｇ２ｉによって、各宅内加入者終端装置ＮＴ２ｉへフィードバック申告される。なお、この制御パケットＰｇ２ｉは、動的帯域割当周期ごとに、常時、固定位置に配置されている。
【００４２】
以上の実施例の構成によって、各宅内加入者終端装置には最低保証帯域値が設定されており、この値を超えた範囲において動的な帯域割り当てを行う構成なので、宅内加入者終端装置側において、この最低保証帯域値に基づいた可変長のパケットの生成が容易になり、帯域の使用効率を高めることが出来る。
【００４３】
さらに、閾値の変更による動的な帯域割り当ての処理の一部を、宅内加入者終端装置側で行うので、局内加入者収容装置側の装置処理の負荷増加による遅延時間の増大、および情報の劣化を防ぐことが可能となる。
【００４４】
【発明の効果】
本発明によれば、各宅内加入者終端装置には最低保証帯域値が設定されており、この値を超えた範囲において動的な帯域割り当てを行う構成なので、宅内加入者終端装置側において、この最低保証帯域値に基づいた可変長のパケットの生成が容易になり、帯域の使用効率を高めることが出来る。
【００４５】
さらに、閾値の変更による動的な帯域割り当ての処理の一部を、宅内加入者終端装置側で行うので、局内加入者収容装置側の装置処理の負荷増加による遅延時間の増大、および情報の劣化を防ぐことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の構成を示す構成図である。
【図２】実施例における動的帯域割当の動作を示したタイムチャートである。
【図３】従来の動的帯域割当の動作に対応した構成を示す構成図である。
【図４】従来の動的帯域割当の動作を示したタイムチャートである。
【符号の説明】
ＬＴ１，ＬＴ２　局内加入者収容装置
ＮＴ１１，…，ＮＴ１ｎ，ＮＴ２１，…，ＮＴ２ｎ　宅内加入者終端装置
１０１　入力パケット分割部
１０２　ＮＴ状態監視部
１０３　全使用帯域算出部
１０４　要求帯域演算部
１０５，２０５　申告部
１０６　出力パケット統合部
ＳＣ１，ＳＣ２　スターカプラ
２０１　使用帯域算出部
２０２　要求帯域演算部
２０３　送出パケット制御部
２０４　余剰帯域算出部
【図１】
2004134968.tif 000003
【図２】
2004134968.tif 000004
【図３】
2004134968.tif 000005
【図４】
2004134968.tif 000006