(57)【要約】【課題】ＰＯＮシステムにおいて、簡易な演算により過去の通信量に応じた効率の良い帯域割り当てを行うこと。【解決手段】ＯＬＴ１０と複数のＯＮＵ４１〜４Ｎとが光ファイバ２０，２０１〜２０Ｎを介して接続され、ＯＬＴ１０が下り信号を用いてＯＮＵ４１〜４Ｎの使用帯域の割り当てを行い、ＯＮＵ４１〜４ＮがＯＬＴ１０から割り当てを受けた使用帯域のタイムスロットでＯＬＴ１０に対し上り信号を送信するポイント・マルチポイント光伝送システムにおいて、ＯＬＴ１０は、受信した通信要求符号に含まれる通信要求量を積算して過去からの積算通信要求量を加入者側装置毎に計算し、計算された加入者側装置毎の積算通信要求量に従量した重みで上り帯域を各加入者側装置に割り当てる帯域割り当て量制御部１１２を備える。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
局側通信装置と複数の加入者側装置とが光伝送路を介して接続され、前記局側通信装置が下り信号を用いて前記複数の加入者側装置の使用帯域の割り当てを行い、前記加入者側装置が前記局側通信装置から割り当てを受けた使用帯域のタイムスロットで前記局側通信装置に対し上り信号を送信するポイント・マルチポイント光伝送システムにおいて、
前記局側通信装置は、
受信した通信要求符号に含まれる通信要求量を積算して過去からの積算通信要求量を加入者側装置毎に求める通信要求量積算手段と、
この通信要求量積算手段で計算された加入者側装置毎の積算通信要求量に従量した重みで上り帯域を各加入者側装置に割り当てる帯域割り当て手段と、
を備えることを特徴とするポイント・マルチポイント光伝送システム。
【請求項２】
前記通信要求量積算手段は、各加入者側装置より受信した通信要求量から最低割り当て帯域を差し引いたものを積算することにより加入者側装置毎の積算通信要求量を導出することを特徴とする請求項１に記載のポイント・マルチポイント光伝送システム
【請求項３】
前記加入者側装置が発する通信要求符号を所定の期間以上受信しなかった場合、および／または最低割り当て帯域に満たない通信要求量を所定の期間以上受信したは、前記加入者側装置毎の積算通信要求量をリセットする手段を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載のポイント・マルチポイント光伝送システム。
【請求項４】
前記通信要求量積算手段には、各加入者側装置に亘って共通の上限値が、加入者側装置毎の前記積算値に設定されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一つに記載のポイント・マルチポイント光伝送システム。
【請求項５】
複数の加入者側装置の使用帯域の割り当てを行う局側通信装置において、
各加入者装置から要求される通信要求量を積算して過去からの積算通信要求量を加入者側装置毎に求める通信要求量積算手段と、
この通信要求量積算手段で計算された加入者側装置毎の積算通信要求量に従量した重みで上り帯域を各加入者側装置に割り当てる帯域割り当て手段と、
を備えることを特徴とする局側通信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、局側通信装置と複数の加入者側装置とが光伝送路を介して接続され、局側通信装置が下り信号を用いて複数の加入者側装置の使用帯域の割り当てを行い、加入者側装置が局側通信装置から割り当てを受けた使用帯域のタイムスロットで局側通信装置に対し上り信号を送信するポイント・マルチポイント光伝送システムおよび局側通信装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
マルチメディアサービスを各家庭まで、伝送するアクセス系ネットワークでは、一般にＰＤＳ（Ｐａｓｓｉｖｅ  Ｄｏｕｂｌｅ  Ｓｔａｒ）システム、またはＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムと呼ばれるポイント・マルチポイント光伝送システム（光バースト送受信網）が用いられる。
【０００３】
このポイント・マルチポイント光伝送システムでは、局側通信装置（ＯＬＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｌｉｎｅ  Ｔｅｒｍｉｎａｌ、親局）を光伝送路としての光ファイバおよび多重分岐器を介して複数の加入者側装置（ＯＮＵ：Ｏｐｔｉｏｎａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｕｎｉｔ、子局）に接続し、ＯＬＴが発する下り信号としての送信許可信号に応じて複数のＯＮＵが発する上り信号を多重分岐器で時分割多重してＯＬＴに伝え、ＯＬＴが発した下り信号を多重分岐器で分岐して各ＯＮＵに伝え、ＯＬＴと複数のＯＮＵの間で双方向通信を行うようにしている。この方式では、複数のＯＮＵが単一のＯＬＴを共有するため、光伝送装置と光ファイバを経済的に活用できる利点がある。
【０００４】
このようなポイント・マルチポイント光伝送システムにおいて、各ＯＮＵからの上り（ＯＮＵからＯＬＴ方向）データに対する上りスロット制御は、ＯＬＴが各ＯＮＵに通信許可符号を送出することにより行う。通信許可符号は、各ＯＮＵに対し、データ送信開始時刻と、送信データ長を指定するための符号である。
【０００５】
ＯＬＴは、各ＯＮＵから送られてくる通信要求符号からＯＮＵ内部のユーザデータバッファ部に格納されているデータ量およびＯＮＵが通信要求符号を送出した時刻情報を取得し、取得したＯＮＵが通信要求符号を送出した時刻情報とＯＬＴ自身が通信要求符号を受信した時刻によりさらに各ＯＮＵとＯＬＴとの距離情報すなわちＯＮＵ位置情報を取得する。ＯＬＴは、取得した２つの情報（データ量およびＯＮＵ位置情報）によって、各ＯＮＵが上りデータを送信すべきタイムスロット情報（送信開始時刻、送信データ長）を求め、該求めたタイムスロット情報を通信許可符号内に格納し、さらにＯＮＵ毎の識別子を付与して、通信許可符号を各ＯＮＵに送出する。
【０００６】
ＯＮＵは、通信許可符号により指定されたタイムスロットに、通信要求符号とユーザデータバッファ部から読み出したユーザデータを送出する。これにより、ＯＮＵ間の上りデータの衝突を防ぐことができる。また、ＯＮＵは、ＯＬＴから入力された下りデータを各ＯＮＵ毎の識別子によって自局宛のデータか否かを判別し、自局宛のものについては、識別子を削除した後、配下に接続される加入者通信ネットワークに送出する。自局宛以外のデータは廃棄する。
【０００７】
このようなポイント・マルチポイント光伝送システムにおいては、ＯＬＴはＯＮＵの通信要求符号に対し、無制御で通信許可符号を生成することはできず、通常、各種方式で帯域割り当て制御を実行する。帯域割り当て制御方式としては、ＯＮＵに対して、固定的に帯域を割り当てる方式と、ＯＮＵが送出するデータ量に応じて、動的に帯域を割り当てる方法がある。
【０００８】
動的帯域割り当て方法としては、例えば、特許文献１、非特許文献１、非特許文献２などが知られている。
【０００９】
特許文献１は、ＴＣＰ／ＩＰプロトコルのＡｃｋフレームをＯＬＴで読み取り、Ａｃｋフレームに格納される情報を基に通信許可符号を生成して送出する方式であり、この方式では、ＴＣＰ／ＩＰプロトコルに従う情報の送出環境において、ＰＯＮ区間でのバッファ溢れや、遅延による影響を最小限にとどめることができる。
【００１０】
また、非特許文献１，２の方式は、通信許可符号の送信間隔を短くすることにより細かな制御を行うものであり、ＴＣＰ／ＩＰプロトコルを含む情報の送出環境において、効率的な帯域割当が期待できる。
【００１１】
【特許文献１】
特開２０００−１３４２４号公報
【非特許文献１】
電子情報通信学会、信学技報、ＴＥＣＮＩＣＡＬ  ＲＥＰＯＲＴ  ＯＦ  ＩＥＩＣＥ  ＮＳ２００２−１７（２００２−０４），吉原修等、ＧＥ−ＰＯＮに適した動的帯域割当アルゴリズム、
【非特許文献２】
電子情報通信学会、信学技報、ＴＥＣＮＩＣＡＬ  ＲＥＰＯＲＴ  ＯＦ  ＩＥＩＣＥ  ＮＳ２００２−１８（２００２−０４），太田憲行等、低遅延なＥＰＯＮを実現する動的帯域割当方式、
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した特許文献１，非特許文献１，２に記載の従来の動的帯域割り当て方式は、共に制御が複雑であるという問題点があり、さらに、特許文献１の発明の場合、Ａｃｋフレームを伴わない情報の送出を伴う場合に、ＰＯＮ区間でのユーザデータのＯＮＵ内部のユーザデータバッファでの滞留と、それに起因する遅延が発生する問題がある。
【００１３】
この発明は上記に鑑みてなされたもので、簡易な帯域割り当ての演算によって、従来行われていなかった、過去の通信量に従量する効率的な動的帯域割り当てを可能にするポイント・マルチポイント光伝送システムおよび局側通信装置を得ることを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明にかかるポイント・マルチポイント光伝送システムは、局側通信装置と複数の加入者側装置とが光伝送路を介して接続され、前記局側通信装置が下り信号を用いて前記複数の加入者側装置の使用帯域の割り当てを行い、前記加入者側装置が前記局側通信装置から割り当てを受けた使用帯域のタイムスロットで前記局側通信装置に対し上り信号を送信するポイント・マルチポイント光伝送システムにおいて、前記局側通信装置は、受信した通信要求符号に含まれる通信要求量を積算して過去からの積算通信要求量を加入者側装置毎に求める通信要求量積算手段と、この通信要求量積算手段で計算された加入者側装置毎の積算通信要求量に従量した重みで上り帯域を各加入者側装置に割り当てる帯域割り当て手段とを備えることを特徴とする。
【００１５】
この発明によれば、過去からの積算通信要求量に従量する動的帯域割り当てを行うようにしているので、過去から現在までに多くの通信量を必要としている加入者側装置に対しては、割り当て帯域を多く割り当てることができ、過去の通信量に従量する効率的な帯域割り当てが可能となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかるポイント・マルチポイント光伝送システムおよび局側通信装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００１７】
実施の形態１．
図１は、この発明が適用されるポイント・マルチポイント光伝送システムの実施の形態１の構成を示すブロック図である。
【００１８】
図１に示すポイント・マルチポイント光伝送システム（光バースト送受信網、あるいはＰＯＮシステム）は、局側通信装置（以下ＯＬＴという）１０と複数の加入者側装置（以下ＯＮＵという）４１〜４Ｎとが光分岐器（スターカプラ）３０を介して幹線光ファイバ２０，支線光ファイバー２０１〜２０Ｎによって接続されている。
【００１９】
ＯＬＴ１０は、ＩＰ網への接続を行うネットワークインタフェース部１０１と、ＯＬＴ制御端末への接続を行うＯＬＴ制御端末インタフェース部１０２と、時分割多重制御を行うＴＤＭ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ）制御部１０３と、電気／光変換を行って複数のＯＮＵ４１〜４Ｎを収容するためのＰＯＮインタフェースとしてのＥ／Ｏ変換部１０４とを備えている。
【００２０】
ＯＮＵ４１は、複数の加入者端末６０１〜６０３が接続された加入者通信ネットワーク５１との接続を行うネットワークインターフェース部４１１と、加入者端末６０１〜６０３からのユーザデータが記憶されるユーザデータバッファ４２１と、ＯＬＴ１０からの通信許可符号により指定されたタイムスロットに、通信要求符号とユーザデータバッファ４２１から読み出したユーザデータを送出するなどの時分割多元接続（ＴＤＭＡ：Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）処理を行うＴＤＭＡ制御部４３１と、電気／光変換を行うＰＯＮインタフェースとしてのＥ／Ｏ変換部４４１とを備えている。他のＯＮＵ４２〜４ＮもＯＮＵ４１と同様の構成を有している。
【００２１】
ここで、本発明の主要部であるＯＬＴ１０の内部構成およびその動的帯域割り当て制御を説明する前に、ＯＬＴ１０および複数のＯＮＵ４１〜４Ｎ間での通常の通信動作について説明する。
【００２２】
ＯＬＴ１０は、ＩＰ網側から入力された下り（ＯＬＴからＯＮＵ方向）データにＯＮＵ４１〜４Ｎごとの識別子を付与し、接続される全ＯＮＵに同報する。各ＯＮＵ４１〜４Ｎからの上り（ＯＮＵからＯＬＴ方向）データに対する上りスロット制御は、ＯＬＴ１０が各ＯＮＵ４１〜４Ｎに通信許可符号を送出することにより行う。通信許可符号は、各ＯＮＵ４１〜４Ｎに対し、データ送信開始時刻と、送信データ長を指定するための符号である。
【００２３】
ＯＬＴ１０は、各ＯＮＵ４１〜４Ｎから送られてくる通信要求符号からＯＮＵ内部のユーザデータバッファ４２１〜４２Ｎに格納されているデータ量およびＯＮＵが通信要求符号を送出した時刻情報を取得し、取得したＯＮＵが通信要求符号を送出した時刻情報とＯＬＴ自身が通信要求符号を受信した時刻によりさらに各ＯＮＵとＯＬＴとの距離情報すなわちＯＮＵ位置情報を取得する。ＯＬＴ１０は、取得した２つの情報（データ量およびＯＮＵ位置情報）によって、各ＯＮＵ４１〜４Ｎが上りデータを送信すべきタイムスロット情報（送信開始時刻、送信データ長）を求め、該求めたタイムスロット情報を通信許可符号内に格納し、さらにＯＮＵ毎の識別子を付与して、通信許可符号を各ＯＮＵ４１〜４Ｎに送出する。
【００２４】
各ＯＮＵ４１〜４Ｎは、通信許可符号により指定されたタイムスロットに、通信要求符号とユーザデータバッファ４２１〜４２Ｎから読み出したユーザデータを送出する。また、各ＯＮＵ４１〜４Ｎは、ＯＬＴ１０から入力された下りデータを各ＯＮＵ毎の識別子によって自局宛のデータか否かを判別し、自局宛のものについては、識別子を削除した後、配下に接続される加入者通信ネットワーク５１〜５Ｎに送出する。自局宛以外のデータは廃棄する。
【００２５】
つぎに、本発明の主要部であるＯＬＴ１０の内部構成およびその動的帯域割り当て制御について説明する。
【００２６】
ＴＤＭ制御部１０３は、各ＯＮＵ４１〜４Ｎから受信する通信要求符号を監視する通信要求符号監視部１１０と、通信要求符号内に含まれるＯＮＵが通信要求符号を送出した時刻情報およびＯＬＴが該通信要求符号を受信した時刻情報に基づき各ＯＮＵとＯＬＴとの距離すなわち各ＯＮＵの位置を算出するＯＮＵ位置情報算出部１１１と、上り信号の帯域を時分割多重により帯域割り当て制御する帯域割り当て制御部１１２と、帯域割り当て制御部１１２で計算した各ＯＮＵ毎の帯域割り当て量Ｇｉを反映した通信許可符号を各ＯＮＵ４１〜４Ｎに送信する通信許可符号生成部１１３とを備えている。なお、サフィックスｉは、登録されているＯＮＵ４１〜４Ｎを識別する番号を示す。
【００２７】
帯域割り当て制御部１１２は、本発明の主要部をなすもので、通信要求量抽出部１１４と、全ＯＮＵ総通信要求量算出部１１５と、帯域割り当て量算出部１１６と、全ＯＮＵ通信要求符号受信時刻監視部１１７とを備えている。
【００２８】
通信要求量抽出部１１４は、各周期毎に受信した各ＯＮＵ４１〜４Ｎの通信要求符号から各ＯＮＵ４１〜４Ｎ毎の通信要求量Ｒｉを抽出し、抽出した当該帯域割当周期における各各ＯＮＵ４１〜４Ｎ毎の通信要求量Ｒｉを全ＯＮＵ総通信要求量算出部１１５および帯域割り当て量算出部１１６に出力する。
【００２９】
全ＯＮＵ総通信要求量算出部１１５は、通信要求量抽出部１１４から取得した通信要求量Ｒｉを用いて次回の帯域割当周期に反映すべき、登録されている全ＯＮＵの通信要求量の総和ＴＢを算出する。
【００３０】
全ＯＮＵ通信要求符号受信時刻監視部１１７は、帯域割り当て量算出部１１６から設定された、全ＯＮＵからの通信要求符号を受信する予定時刻に、帯域割り当て量算出部１１６に対して処理開始トリガを送出する帯域割り当て量計算の起動処理を実行する。
【００３１】
帯域割り当て量算出部１１６は、通信要求量抽出部１１４から各帯域割当周期毎に入力される各ＯＮＵ４１〜４Ｎ毎の通信要求量Ｒｉを用いて、ＯＮＵ毎の過去の通信要求量の総和Ｔｉを、各帯域割当周期毎に算出している。ただし、ＯＮＵ毎の過去の通信要求量の総和Ｔｉは、正確には、各ＯＮＵ毎の最低割り当て帯域ＡＭｉの過去分の総和が取り除かれた値である。また、過去の通信要求量の総和Ｔｉとは、現時点までの過去の所定期間（ｎ日、ｎ帯域割当周期分）分の通信要求量Ｒｉの総和Ｔｉのことをいう。
【００３２】
帯域割り当て量算出部１１６は、全ＯＮＵ通信要求符号受信時刻監視部１１７からの処理開始トリガを受信した際に実行する帯域割り当てにおいて、余剰帯域ＳＢがある場合は、各ＯＮＵ毎の過去から現在までの積算通信要求量Ｔｉに応じて帯域を分配して、各ＯＮＵ毎の帯域割り当て量Ｇｉを算出する。この場合、帯域を分配する重みＷＡｉは、前述したように、最低割り当て量ＡＭｉを通信要求量Ｒｉから差し引いた過去の総通信要求量Ｔｉを利用する。一方、各ＯＮＵ４１〜４Ｎからの総通信要求量が割り当て帯域を超える場合すなわち超過帯域が発生する場合は、通信要求量抽出部１１４から取得した今回周期の各ＯＮＵ毎の通信要求量Ｒｉから各ＯＮＵ毎の最低割り当て帯域ＡＭｉを差し引いた、各ＯＮＵからの通信要求量ＲＡｉを求め、各ＯＮＵに対する重みＷＢｉを計算し、この重みＷＢｉに基づいて各ＯＮＵ毎の帯域割り当て量Ｇｉを算出する。
【００３３】
つぎに、図２に示すフローチャート、図３および図４に示す帯域割り当て状態を示す図に従って図１に示すシステムの動作を説明する。なお、図３は図２のステップＳ２００の判断がＹＥＳの場合の帯域割り当て状態を示すものであり、図４は図２のステップＳ２００の判断がＮＯの場合の帯域割り当て状態を示すものである。
【００３４】
まず、ＯＬＴ１０が起動されると、帯域割り当て量算出部１１６は、パラメータの初期化を行う（ステップＳ１００）。パラメータの初期化では、ＯＮＵの登録状態がない状態とし、各ＯＮＵ毎の最低割り当て帯域を除いた通信要求量Ｒｉの総和Ｔｉ＝０、全ＯＮＵの総通信要求量ＴＢ＝０、ＢＷ＝一周期に割り当てる所定の帯域量、各ＯＮＵに割り当てる帯域量Ｇｉ＝０、各ＯＮＵ毎の最低割り当て帯域ＡＭｉ＝各ＯＮＵに割り当てる所定の最低割当量、に設定する。ここで、パラメータに付随するサフィックスｉは、登録されているＯＮＵを識別する番号を示す。
【００３５】
次に、帯域割り当て量算出部１１６は、登録するＯＮＵを設定する（ステップＳ１０１）。起動時、または起動が完了した後であっても、新規にＯＮＵが登録された場合には（ステップＳ１０２）、このＯＮＵからの通信要求符号はないが、通信要求符号分の送信要求があったものとして、通信要求符号用の帯域割り当てをおこなう（ステップＳ１０３）。さらに、この後、帯域割り当て量算出部１１６は、全ＯＮＵ通信要求符号受信時刻監視部１１７に、全ＯＮＵ４１〜４Ｎからの通信要求符号を受信し終わる時刻を設定する。
【００３６】
以下に示す、帯域割り当ての動作は簡単のため、ＯＮＵの登録／削除のない場合について述べる。前周期の通信許可符号の応答として、ＯＬＴ１０の帯域割り当て制御部１１２には、各ＯＮＵ４１〜４Ｎからの通信要求符号が到着する。通信要求量抽出部１１４は、到着した通信要求符号から各ＯＮＵ毎の通信要求量Ｒｉを抽出する。抽出された通信要求量Ｒｉは、全ＯＮＵ総通信要求量算出部１１５及び帯域割り当て量算出部１１６に送られる。
【００３７】
全ＯＮＵ総通信要求量算出部１１５では、下式（１）にしたがって、前周期の通信許可符号の応答として各ＯＮＵから受け取った通信要求量Ｒｉの総和、すなわち全ＯＮＵの総通信要求量ＴＢを算出する（ステップＳ１０４）。
ＴＢ＝ΣＲｉ        （ｉ＝１〜Ｎ）      …（１）
【００３８】
全ＯＮＵ通信要求符号受信時刻監視部１１７は、全ＯＮＵからの通信要求符号を受信する予定時刻に、帯域割り当て量算出部１１６に対して処理開始トリガを送出する（ステップＳ１０５）。帯域割り当て量算出部１１６は、全ＯＮＵ通信要求符号受信時刻監視部１１７から処理開始トリガを受信すると、全ＯＮＵ総通信要求量算出部１１５から総通信要求量ＴＢを取得し、さらに、各ＯＮＵの割り当て帯域量ＧｉをＧｉ＝０と初期化する（ステップＳ１０６）。
【００３９】
次に、帯域割り当て量算出部１１６は、予め設定された一周期に割り当てる所定の帯域量ＢＷと、取得した総通信要求量ＴＢの値を比較する（ステップＳ２００）。
【００４０】
図３に示すように、ＴＢ値がＢＷ値以下である場合すなわち余剰帯域ＳＢが存在する場合は、下式（２）に示すように、まず、各ＯＮＵに対し、予め設定された最低割り当て帯域量ＡＭｉを割り当てる（ステップＳ２１１）。
Ｇｉ＝ＡＭｉ                            …（２）
【００４１】
さらに、帯域割り当て量算出部１１６は、下式（３）に示すように、通信要求量抽出部１１４から得た各ＯＮＵの通信要求量Ｒｉから最低割り当て帯域量ＡＭｉを差し引くことにより、各ＯＮＵ毎に最低割り当て帯域割り当てを差し引いた通信要求量ＲＡｉを算出する（ステップＳ２１２）。このとき、あるＯＮＵのＲＡｉが負となった場合は、通信要求量ＲＡｉ＝０とみなす。
ＲＡｉ＝Ｒｉ−ＡＭｉ                …（３）
但し、ＲＡｉ＜０のときＲＡｉ＝０
【００４２】
つぎに、帯域割り当て量算出部１１６は、下式（４）に示すように、前回の帯域割当周期までに計算していた各ＯＮＵ毎の最低割り当て帯域を除いた過去の総通信要求量Ｔｉに、今回の帯域割当周期における各ＯＮＵ毎に最低割り当て帯域割り当てを差し引いた通信要求量ＲＡｉを各ｉ毎に加算することにより、今回の帯域割当周期までにおける各ＯＮＵ毎の最低割り当て帯域を除いた過去の総通信要求量Ｔｉ（これ以降、積算通信要求量という）を算出する（ステップＳ２１３）。
Ｔｉ＝Ｔｉ＋ＲＡｉ                …（４）
【００４３】
つぎに、帯域割り当て量算出部１１６は、ステップＳ２１３で算出された積算通信要求量Ｔｉから、下式（５）に従って、各ＯＮＵの帯域割り当て量の重みＷＡｉを算出する（ステップＳ２１４）。これら帯域割り当て量の重みＷＡｉは、登録識別子ｉのＯＮＵの積算通信要求量Ｔｉを、全ＯＮＵの積算通信要求量Ｔｉの総和ΣＴｉで割った値であり、各ＯＮＵの最低割り当て帯域を除いた過去の通信要求量に従量した重みとなる。なお、ΣＴｉ＝０の場合、ＷＡｉ＝１／Ｎとする。
ＷＡｉ＝Ｔｉ／ΣＴｉ                …（５）
【００４４】
次に、帯域割り当て量算出部１１６は、下式（６）に示すように、一周期に割り当てる所定の帯域量ＢＷから総通信要求量ＴＢを差し引くことにより帯域の余剰量ＳＢを算出する（ステップＳ２１５）。
ＳＢ＝ＢＷ−ＴＢ      …（６）
【００４５】
次に、帯域割り当て量算出部１１６は、ステップＳ２１５で算出した帯域の余剰量ＳＢと、ステップＳ２１４で算出した各ＯＮＵの帯域割り当て量の重みＷＡｉとを用い、下式（７）に従って、各ＯＮＵ毎の余剰帯域の分配量ＡＳＢｉを算出する（ステップＳ２１６）。
ＡＳＢｉ＝ＳＢ×ＷＡｉ            …（７）
【００４６】
最後に、帯域割り当て量算出部１１６は、下式（８）に示すように、ステップＳ２１６で算出した各ＯＮＵ毎の余剰帯域の分配量ＡＳＢｉを、予め設定された各ＯＮＵ毎の最低割り当て帯域量ＡＭｉ（＝Ｇｉ）に加算することにより、各ＯＮＵ毎の今回周期の帯域割り当て量Ｇｉを決定する。
Ｇｉ＝Ｇｉ＋ＡＳＢｉ                …（８）
【００４７】
決定された帯域割り当て量Ｇｉは通信許可符号生成部１１３に通知される。通信許可符号生成部１１３は、これら各帯域割り当て量Ｇｉを反映した通信許可符号を各ＯＮＵ４１〜４Ｎに送信する。
【００４８】
一方、ステップＳ２００で、図４に示すように、ＴＢ値がＢＷ値より大きい（全ＯＮＵの総通信要求量ＴＢが割り当てるべき帯域ＢＷよりも大きい）と判断された場合すなわち超過帯域が存在する場合は、帯域割り当て量算出部１１６は、下式（９）にしたがって、帯域の超過量ＥＢを算出する（ステップＳ２２１）。
ＥＢ＝ＴＢ−ＢＷ        …（９）
【００４９】
次に、帯域割り当て量算出部１１６は、下式（１０）に従って、各ＯＮＵ毎の帯域割り当て量Ｇｉに、予め設定された最低割り当て帯域量ＡＭｉを割り当てる（ステップＳ２２２）。
Ｇｉ＝ＡＭｉ                        …（１０）
【００５０】
つぎに、帯域割り当て量算出部１１６は、下式（１１）に示すように、通信要求量抽出部１１４から得た各ＯＮＵの通信要求量Ｒｉから最低割り当て帯域量ＡＭｉを差し引くことにより、各ＯＮＵ毎に最低割り当て帯域割り当てを差し引いた通信要求量ＲＡｉを算出する（ステップＳ２２３）。なお、あるＯＮＵのＲＡｉが負となった場合は、通信要求量ＲＡｉ＝０とみなす。
ＲＡｉ＝Ｒｉ−ＡＭｉ                    …（１１）
但し、ＲＡｉ＜０のときＲＡｉ＝０
【００５１】
つぎに、帯域割り当て量算出部１１６は、ステップＳ２２３で算出した最低帯域割り当て量割り当て後の通信要求量ＲＡｉを用いて、下式（１２）にしたがって、帯域超過分を各ＯＮＵの通信要求量Ｒｉから差し引く際の各ＯＮＵの重みＷＢｉを算出する（ステップＳ２２４）。この帯域超過分の分配の重みＷＢｉは、各ＯＮＵのＲＡｉ値を、全ＯＮＵのＲＡｉの総和で割った値であり、各ＯＮＵの最低割り当て量ＡＭｉを通信要求量Ｒｉから差し引いた後の値に従量した重みとなる。
ＷＢｉ＝ＲＡｉ／ΣＲＡｉ                    …（１２）
【００５２】
つぎに、帯域割り当て量算出部１１６は、超過帯域分を各ＯＮＵの通信要求量からどの程度差し引くかを決定する量ＡＥＢｉを、帯域超過量ＥＢ及びステップＳ２２４で求めた重みＷＢｉを用いて、下式（１３）にしたがって算出する（ステップＳ２２５）。
ＡＥＢｉ＝ＥＢ×ＷＢｉ                    …（１３）
【００５３】
最後に、帯域割り当て量算出部１１６は、下式（１４）に示すように、予め設定された各ＯＮＵ毎の最低割り当て帯域量ＡＭｉ（＝Ｇｉ）と、最低割り当て帯域割り当てＡＭｉを差し引いた通信要求量ＲＡｉとの各合計（Ｇｉ＋ＲＡｉ）から、ステップＳ２２５で算出したＡＥＢｉ値を、差し引くことにより、各ＯＮＵ毎の今回周期の帯域割り当て量Ｇｉを決定する（ステップＳ２２６）。
Ｇｉ＝Ｇｉ＋ＲＡｉ−ＡＥＢｉ                    …（１４）
【００５４】
決定された帯域割り当て量Ｇｉは通信許可符号生成部１１３に通知される。通信許可符号生成部１１３は、これら各帯域割り当て量Ｇｉを反映した通信許可符号を各ＯＮＵ４１〜４Ｎに送信する。
【００５５】
以上のように、この実施の形態１においては、余剰帯域がある場合は、各ＯＮＵ毎の現在までの積算通信要求量Ｔｉに応じて、帯域を分配する。この場合、帯域を分配する重みＷＡｉは、最低割り当て量ＡＭｉを通信要求量Ｒｉから差し引いた過去の総通信要求量Ｔｉを利用しているため、積算通信要求量Ｔｉが多いＯＮＵに対して、多くの帯域を割り当てることができ、このユーザの帯域が急激に減少し、データのスループットが急激に減少ことを防ぐことができる。このことにより、余剰帯域があるときに、長時間にわたり、データを送信し続けるＯＮＵ配下のユーザは、高いスループットを保ったまま、通信を行うことができる。また、最低帯域を越えない通信を長時間行うＯＮＵが配下にあったとしても、このＯＮＵに対して、余分な帯域を割り当てることはない。
【００５６】
一方、各ＯＮＵからの総通信要求量が割り当て帯域を超える場合は、各ＯＮＵに最低帯域を割り当てた後の各ＯＮＵからの現在の通信要求量ＲＡｉに基づいて重みを計算して帯域割当量を決定するようにしているので、輻輳時は、現在の通信要求量に応じて各ＯＮＵの帯域が減少されることになり、特定のＯＮＵの通信要求量が極端に少なくなってしまうことがない。
【００５７】
実施の形態２．
つぎに、この発明の実施の形態２を図５を用いて説明する。先の実施の形態１においては、ＲＡｉ値およびＴｉ値を帯域割り当て算出部１１６が計算するようにしていたが、実施の形態２においては、ＯＮＵ毎通信要求量積算部１１８がこれらＲＡｉ値およびＴｉ値を求めるようにしている。したがって、実施の形態２においては、帯域割り当て算出部１１６は、全ＯＮＵ通信要求符号受信時刻監視部１１７より処理開始トリガが入力されると、全ＯＮＵ総通信要求量算出部１１５から全ＯＮＵ総通信要求量ＴＢを取得し、ＯＮＵ毎通信要求量積算部１１８から各ＯＮＵ毎の積算通信要求量Ｔｉおよび各ＯＮＵ毎の最低割り当て帯域割り当て後の要求量ＲＡｉを取得し、取得した各値を用いて実施の形態１と同様の帯域割り当て処理を実行する。
【００５８】
但し、実施の形態２では、通信要求量監視部１１９を新たに追加するようにしている。通信要求量監視部１１９は通信要求量抽出部１１４から入力される各ＯＮＵ毎の通信要求量Ｒｉを監視するものであり、予め設定された所定の時間の間、通信要求符号を受信できなかったＯＮＵを検出するとともに予め設定された所定の時間の間、最低割り当て帯域に満たない通信要求量Ｒｉを送信し続けたＯＮＵを検出し、該検出がなされたＯＮＵについてのＯＮＵ識別情報が付加されたＴｉ削除信号をＯＮＵ毎通信要求量積算部１１８に入力する。Ｔｉ削除信号は、該当ＯＮＵの積算通信要求量Ｔｉを削除させるための信号である。
【００５９】
ＯＮＵ毎通信要求量積算部１１８では、このＴｉ削除信号が入力された場合、付加されたＯＮＵ識別情報に対応する、記憶している積算通信要求量Ｔｉを０にクリアする。
【００６０】
例えば、あるＯＮＵが過去に多くの通信要求を行っていたが、その後通信要求量が少なくなった場合などに上記の構成が効果を発揮する。実施の形態１では、余剰帯域がある場合、各ＯＮＵに対して、積算通信要求量Ｔｉに応じた帯域を割り当てるように制御している。しかし、実施の形態２では、過去に通信要求量は多かったが、その後、通信要求量が減少したようなＯＮＵに対しては、積算通信要求量Ｔｉを削除する機能により、不要な帯域を割り当てることがなくなる。
【００６１】
このように実施の形態２においては、所定の時間の間通信要求符号を受信できなかったり、最低割り当て帯域に満たない通信要求量しか送ってこなかったＯＮＵに対しては、過去の総帯域要求量Ｔｉをリセットする通信要求量監視手段１１９を備えることとしたので、余剰帯域を分配するときに、余分な帯域をＯＮＵに割り当てることがなく、効率的な帯域分配が可能となる。
【００６２】
実施の形態３．
つぎに、実施の形態３について説明する。この実施の形態３においては、図５のＯＮＵ毎通信要求量積算部１１８は、積算（カウント）している各ＯＮＵ毎の過去の総帯域要求量Ｔｉが予め設定された所定の上限値Ｌｕに達した場合、カウント値Ｔｉをこの上限値Ｌｕに保持固定するようにしている。ただし、例えば、各ＯＮＵ毎の積算通信要求量Ｔｉをカウントする各カウンタのビット数をすべて等しくすることで、上限値Ｌｕは各ＯＮＵに亘って全て同じ値を設定する。
【００６３】
例えば、或るＯＮＵからの通信要求量Ｒｉが長時間にわたって最低割り当て帯域を超えるような持続を行った場合には、上記の機能により、このＯＮＵの積算通信要求量Ｔｉは上限値Ｌｕに達する。また、他のＯＮＵについても同様であり、上記と同様の持続を行った場合には、いずれこのＯＮＵの積算通信要求量Ｔｉは上限値Ｌｕに達することになる。
【００６４】
すなわち、各ＯＮＵについての上限値Ｌｕを同じ値に設定しているので、十分に長い時間が経過した後の、各ＯＮＵのカウンタ値すなわち積算通信要求量Ｔｉはすべて同じ値の満了値となり、等しくなる。したがって、十分に長い時間が経過した後は、各ＯＮＵの通信要求量Ｒｉが等しければ、残余分配量が等しくなり、長時間経過した後の帯域割り当てのアンフェアはなくなる。
【００６５】
なお、この実施の形態３においても、実施の形態２で説明したように、積算通信要求量Ｔｉを削除するＴｉ削除信号が、通信要求量監視部１１９から通信要求量積算部１１８に発せられた場合は、実施の形態２と同様、積算通信要求量の値Ｔｉを０にクリアする。
【００６６】
このようにこの実施の形態３においては、積算通信要求量Ｔｉが各ＯＮＵ間で同じ上限値Ｌｕに達した場合でも、Ｔｉ削除信号が通信要求量監視部１１９から通信要求量積算部１１８に発せられるまでは、積算通信要求量Ｔｉは上限値Ｌｕに保持されるので、各ＯＮＵからの通信要求量が長時間にわたって最低割り当て帯域を超えて持続した場合のＯＮＵ間の公平性を保つことが可能となる。
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、過去の通信要求量に従量する動的帯域割り当てを行うようにしているので、過去から現在までに多くの通信量を必要としている加入者側装置に対しては、割り当て帯域を多く割り当てることができ、過去の通信量に従量する効率的な帯域割り当てが可能となる。また、余剰帯域があるときの、ユーザデータの滞留と、それに起因する遅延の問題に対しては、従来のような細かな帯域制御を行わず、過去の通信要求量の多いＯＮＵに対し、優先的に余剰帯域を割り当てることにより、ベストエフォートで回避することができる。さらに、余剰帯域がある場合の上り帯域割当量を、各加入者側装置より受信した通信要求量から最低割り当て帯域を差し引いたものを各加入者側装置毎に積算して各ＯＮＵ毎の過去の総帯域通信要求量を求め、この総帯域通信要求量に従量した上り帯域を割り当てを行うようにしたので、過去の通信量が多いＯＮＵに対して優先的かつ実質的に多くの帯域を割り当てることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係るポイント・マルチポイント光伝送システムの構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１の動的帯域割り当て動作を示すフローチャートである。
【図３】余剰帯域がある場合の帯域割り当て状態を示す図である。
【図４】超過帯域がある場合の帯域割り当て状態を示す図である。
【図５】実施の形態２および実施の形態３にかかるＯＬＴの内部構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０  局側通信装置（ＯＬＴ）、２０，２０１〜２０Ｎ  光ファイバ、４１〜４Ｎ  加入者側装置（ＯＮＵ）、５１〜５Ｎ  加入者通信ネットワーク、１０１ネットワークインタフェース部、１０２  ＯＬＴ制御端末インタフェース部、１０３  ＴＤＭ制御部、１０４  Ｅ／Ｏ変換部、１１０  通信要求符号監視部、１１１  ＯＮＵ位置情報算出部、１１２  帯域割り当て制御部、１１３  通信許可符号生成部、１１４  通信要求量抽出部、１１５  全ＯＮＵ総通信要求量算出部、１１６  帯域割り当て量算出部、１１７  全ＯＮＵ通信要求符号受信時刻監視部、１１８  ＯＮＵ毎通信要求量積算部、１１９  通信要求量監視部、４１１〜４１Ｎ  ネットワークインターフェース部、４２１〜４２Ｎ  ユーザデータバッファ、４３１〜４３ＮＴＤＭＡ制御部、４４１〜４４Ｎ  Ｅ／Ｏ変換部。
【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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