(57)【要約】【課題】局側装置に比較的メモリ容量の少ない送信バッファを適用して、データ溢れを解消可能にした受動光網型データフレーム伝送システムを提供する。【解決手段】複数の加入者接続装置２０と受動光網ＰＯＮで接続された局側装置１０が、各加入者接続装置にＰＯＮ上での使用帯域を動的に割当てる帯域制御部１５と、ＰＯＮから受信したＡＴＭセル群を元のデータフレーム形式に変換し、フレーム送信キューを介してサービスノードインタフェース回線に送信するデータ転送部（１４１〜１４３）と、フレーム送信キューにおけるデータ蓄積状態を判定し、判定結果を上記帯域制御部に通知するモニタ部（１４４、１４５）とを有し、上記データの蓄積量が第１閾値を越えた時、帯域制御部１５が、輻輳回避のために各加入者接続装置の割当て帯域を一時的に削減する。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
サービスノードインタフェース回線を収容した局側装置と、それぞれ加入者端末との接続回線を収容した複数の加入者接続装置とからなり、上記局側装置と複数の加入者接続装置を受動光網（ＰＯＮ：Ｐａｓｓｉｖｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）で接続したデータフレーム伝送システムであって、
上記局側装置が、
上記各加入者接続装置に対して、上記受動光網上での使用帯域を動的に割当てる帯域制御部と、
上記各加入者接続装置から受信した上記受動光網に特有の伝送形式をもつデータ群を元のデータフレーム形式に変換し、フレーム送信キューを介して上記サービスノードインタフェース回線に送信するデータ転送手段と、
上記フレーム送信キューにおけるデータ蓄積状態を判定し、判定結果を上記帯域制御部に通知するための手段とを有し、
上記送信キューにおけるデータの蓄積量が第１の閾値を越えた時、上記帯域制御部が、上記各加入者接続装置の割当て帯域を一時的に削減することを特徴とするデータフレーム伝送システム。
【請求項２】
前記帯域制御部が、前記フレーム送信キューにおけるデータの蓄積量が前記第１の閾値よりも低い値をもつ第２の閾値以下に低下した時、前記割当て帯域の削減状態から通常の帯域割当てモードに戻るようにしたことを特徴とする請求項１に記載のデータフレーム伝送システム。
【請求項３】
前記各加入者接続装置が、
加入者端末接続回線から受信したデータフレームを前記受動光網に特有の伝送形式をもつデータ群に変換するための手段と、
上記データ群を送信キューに蓄積した後、該データ群を前記局側装置から割当てられた帯域で上記受動光網に送信するための手段を有し、
上記送信手段が、上記送信キューにおけるデータ蓄積量を示す制御データを定期的に上記受動光網に送信し、前記帯域制御部が、送信元における上記データ蓄積量に応じて、各加入者接続装置に割当てるべき帯域を決定することを特徴とする請求項２に記載のデータフレーム伝送システム。
【請求項４】
前記各加入者接続装置が、前記送信キューにおけるデータ蓄積量が所定の閾値を超えた時、加入者端末に対してデータフレーム送信を抑制させるための制御情報を送信する手段を備えたことを特徴とする請求項３に記載のデータフレーム伝送システム。
【請求項５】
前記帯域制御部が、加入者接続端末毎に予め指定された最大保証帯域と最低保証帯域の値を記憶したテーブルを備え、該テーブルで指定された最大保証帯域と最低保証帯域の範囲内で、前記各加入者接続装置に割当てるべき帯域を決定することを特徴とする請求項１〜請求項４の何れかに記載のデータフレーム伝送システム。
【請求項６】
前記受動光網上のデータ伝送形式が、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ９８３．１で規定されたＰＯＮプロトコルであり、前記局側装置のデータ転送手段が、上記受動光網から受信した固定長セル群を可変長のデータフレームに変換し、前記フレーム送信キューを介して前記サービスノードインタフェース回線に送信することを特徴とする請求項１〜請求項５の何れかに記載のデータフレーム伝送システム。
【請求項７】
前記サービスノードインタフェース回線と、前記各加入者端末との接続回線が、ＩＥＥＥ８０２．３で規定されたＥｔｈｅｒフレーム回線であることを特徴とする請求項１〜請求項６の何れかに記載のデータフレーム伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、データフレーム伝送システムに関し、更に詳しくは、受動光網（ＰＯＮ：Ｐａｓｓｉｖｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）によって接続された局側装置と複数の加入者接続装置とからなるデータフレーム伝送システムにおけるデータフロー制御技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
受動光網ＰＯＮは、局側装置と複数の加入者接続装置を光信号の分岐機能をもった光ファイバ網で接続し、各加入者接続装置が、局側装置から配送された時分割アクセス権情報に従って、局側装置へのデータ伝送を制御するネットワークシステムであり、各加入者接続装置は、局側装置との間の光伝送距離に応じて出力信号位相を補正する機能を備えている。
【０００３】
受動光網ＰＯＮについては、ＩＴＵ−Ｔの勧告Ｇ．９８３．１”Ｂｒｏａｄｂａｎｄ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  ｂａｓｅｄ  ｏｎ  Ｐａｓｓｉｖｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ（ＰＯＮ）”（非特許文献１）で規定されている。勧告Ｇ．９８３．１で規定されたＰＯＮは、ＡＴＭセルをベースとしており、加入者接続装置から局側装置に向かう上りＰＯＮフレームは、ＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ａｃｃｅｓｓ）によるバーストデータの制御単位が５６バイトの固定長データ形式でユーザ用ＡＴＭセルと制御セルを転送している。また、局側装置から加入者接続装置に向う下りＰＯＮフレームは、５３バイトの固定長データ形式でユーザ用ＡＴＭセルと制御用のＰＬＯＡＭセル（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｌａｙｅｒ  Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ  Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ）を転送している。
【０００４】
ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．９８３．１に準拠したデータフレーム伝送システムとしては、例えば、日立評論第８４巻、第５号、ｐｐ．４３−４６（非特許文献２）に記載されたＰＯＮタイプの光イーサネット（登録商標名）コンバータがある。このデータフレーム伝送システムでは、加入者端末を収容するユーザネットワークインタフェース（ＵＮＩ）に規格ＩＥＥＥ８０２．３準拠の１０ＢＡＳＥ−Ｔを適用し、サービスノードインタフェース（ＳＮＩ）に規格ＩＥＥＥ８０２．３準拠の１００ＢＡＳＥ−ＴＸを適用し、それぞれイーサフレーム形式でデータを送受信している。また、ユーザ側（加入者接続装置）とセンタ側（局側装置）との間の光アクセス区間に、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．９８３．１準拠の伝送速度１５５．５２Ｍｂｉｔ／秒（公称速度１５６Ｍｂｉｔ／秒）のＰＯＮを適用した構成となっている。
【０００５】
ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．９８３．１のＰＯＮでは、上りＰＯＮフレームの各ユーザセルが、５３バイト長のＡＴＭセルと同期情報等を含む３バイト管理情報とからなり、加入者端末からのデータフレームは、各ＡＴＭセルの４８バイトのペイロード部分に分割して収容される。
上記非特許文献２には明示されていないが、加入者端末からのデータフレームをＡＴＭセル列に変換する際には、一般的にＩＴＵ−Ｔ勧告Ｉ．３６３．５の“Ｂ−ＩＳＤＮ  ＡＴＭ  Ａｄａｐｔａｔｉｏｎ  Ｌａｙｅｒ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ：Ｔｙｐｅ５  ＡＡＬ”（非特許文献３）に規定されたＡＡＬ５（ＡＴＭ  Ａｄａｐｔａｔｉｏｎ  Ｌａｙｅｒ  ｔｙｐｅ  ５）が用いられる。ＡＡＬ５によるフレームデータのセル化に関しては、例えば、電気通信協会発行の“やさしいＡＴＭ”（書籍コード：ＩＳＢＮ４−８８５４９−４１２−５、１９９８年）のｐｐ．５２−５３（非特許文献４）で述べられている。
【０００６】
加入者接続装置と局側装置を接続するＰＯＮにおいて、ユーザネットワークインタフェース（ＵＮＩ：Ｕｓｅｒ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）−ＰＯＮ区間と、サービスノードインタフェース（ＳＮＩ：Ｓｅｒｖｉｃｅ  Ｎｏｄｅ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）−ＰＯＮ区間では、一般的に、それぞれの物理速度と論理構造が互に独立した仕様となっている。
非特許文献２に示された光イーサネットコンバータの例では、ＰＯＮ区間のインタフェースはＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ９８３．１に準拠しており、物理速度が１５５．５２Ｍｂｉｔ／秒、フレームデータの分割単位は、搭載される実効データ長で４８バイト／セルとなっている。これに対して、ＵＮＩとＳＮＩは、ＩＥＥＥ８０２．３のイーサフレームに準拠しており、例えば、１００ＢＡＳＥ−ＴＸの場合、ベアラ速度が１００Ｍｂｉｔ／秒（物理速度は８Ｂ／１０Ｂ符号化のため１２５Ｍｂｉｔ／秒）、データ長がＭＡＣペイロード部分で６４〜１５２２バイトの可変長となっている。
【０００７】
ＰＯＮで接続された局側装置と各加入者接続装置とでは、このように物理速度と論理構造が相違した２種類のインタフェースをもつため、ＵＮＩまたはＳＮＩ上のデータ形式とＰＯＮ上のデータ形式との間で相互変換するアダプテーション機能が必要となる。上記従来例の場合、ＰＯＮ上で伝送されるＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ９８３．１のＡＴＭセル群に対してＩ．３６３．５のＡＡＬ５によるアダプテーションが適用される。
【０００８】
【非特許文献１】
ＩＴＵ−Ｔの勧告Ｇ．９８３．１”Ｂｒｏａｄｂａｎｄ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  ｂａｓｅｄｏｎ  Ｐａｓｓｉｖｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ（ＰＯＮ）”
【非特許文献２】
日立評論第８４巻、第５号、ｐｐ．４３−４６
【非特許文献３】
ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｉ．３６３．５、“Ｂ−ＩＳＤＮ  ＡＴＭ  Ａｄａｐｔａｔｉｏｎ  Ｌａｙｅｒ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ：Ｔｙｐｅ５  ＡＡＬ”
【非特許文献４】
電気通信協会発行、“やさしいＡＴＭ”（書籍コード：ＩＳＢＮ４−８８５４９−４１２−５、１９９８年）、ｐｐ．５２−５３
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
然るに、上述したＰＯＮを利用するデータフレーム伝送システムでは、ＵＮＩおよびＳＮＩ側の実効的なデータスループットと、ＰＯＮ上の実効的なデータスループットとが相違しているため、アダプテーション部において、データの入力側と出力側の実効的な速度（レート）差を吸収する必要がある。特に、データ入力側の実効レートがデータ出力側よりも大きい場合には、データ形式の変換過程で出力データを蓄積するバッファメモリでデータ溢れが発生し、通信品質の低下を招く場合がある。
【００１０】
ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ９８３．１のＰＯＮインタフェースを用いた従来のデータ伝送システムでは、ＵＮＩ側スループット＜ＰＯＮ区間スループット、且つ、ＰＯＮ区間スループット＞ＳＮＩ側スループットとなっているため、ＰＯＮ区間のデータ形式をＳＮＩ側のデータ形式に変換する局側装置のアダプテーション部において、上述したデータ溢れが発生する可能性がある。
【００１１】
アダプテーション部におけるデータ溢れを防止する方法として、例えば、次の２つの方法が考えられる。
第１の方法：ＰＯＮ区間のスループットを固定的に制限することによって、アダプテーション部でデータ溢れが発生しない条件（ＰＯＮ区間スループット＜ＳＮＩ側スループット）を成立させる。
第２の方法：アダプテーション部の送信キューに大容量のバッファメモリを適用し、出力データの蓄積量を増大させることによって、統計的にデータ溢れの確率を低下させる。
【００１２】
しかしながら、上記第１の方法によれば、ＰＯＮ区間でのスループット制限によって、データフレームの転送効率が低下するという問題がある。例えば、可変長イーサフレームをＡＡＬ５でＡＴＭセルに変換してＰＯＮに送信した場合、イーサフレームの長さによってＡＴＭセルへのペイロードデータの収容効率が変化する。これは、イーサフレームの４８バイトの固定長データブロックに分割した時、最後のデータブロックを４８バイト長に合わせるために無効な情報（パディング情報）が付加されるために発生する。データ溢れが発生させないように、ＡＴＭセルへの収容効率が最も良いイーサフレーム長を前提としてＰＯＮ区間のスループットを制限した場合、結果的に最適フレーム長以外のイーサフレームの転送効率が低下し、ＩＴＵ−ＴＧ９８３．１に基づくＰＯＮにおいて、転送効率の低下は最大で３４％程度に達する。
【００１３】
また、上記第２の方法によれば、輻輳時の送信フレームの欠落を完全に回避するためには、アダプテーション部に極めて大容量のバッファメモリを備える必要があり、ハードウェアの大型化とコスト高を招くという問題がある。
【００１４】
本発明の目的は、局側装置に比較的メモリ容量の少ない送信バッファを適用して、データ溢れを解消可能にした受動光網型データフレーム伝送システムを提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明による受動光網型データフレーム伝送システムは、局側装置が備える帯域制御部に、輻輳回避のための帯域割当て機能を持たせたことを特徴とする。
【００１６】
具体的に言うと、本発明は、サービスノードインタフェース回線を収容した局側装置と、それぞれ加入者端末との接続回線を収容した複数の加入者接続装置とからなり、上記局側装置と複数の加入者接続装置を受動光網ＰＯＮで接続したデータフレーム伝送システムにおいて、
上記局側装置が、上記各加入者接続装置に対して、上記受動光網上での使用帯域を動的に割当てる帯域制御部と、上記各加入者接続装置から受信した上記受動光網に特有の伝送形式をもつデータ群を元のデータフレーム形式に変換し、フレーム送信キューを介して上記サービスノードインタフェース回線に送信するデータ転送手段と、上記フレーム送信キューにおけるデータ蓄積状態を判定し、判定結果を上記帯域制御部に通知するための手段とを有し、上記送信キューにおけるデータの蓄積量が第１の閾値を越えた時、上記帯域制御部が、上記各加入者接続装置の割当て帯域を一時的に削減することを特徴とする。
尚、上記帯域制御部は、上記フレーム送信キューにおけるデータの蓄積量が第１の閾値よりも低い値をもつ第２の閾値以下に低下した時、上述した割当て帯域の削減状態から通常の帯域割当てモードに戻る。
【００１７】
本発明のデータフレーム伝送システムは、各加入者接続装置が、加入者端末接続回線から受信したデータフレームを上記受動光網に特有の伝送形式をもつデータ群に変換するための手段と、上記データ群を送信キューに蓄積した後、該データ群を上記局側装置から割当てられた帯域で上記受動光網に送信するための手段を有し、上記送信手段が、上記送信キューにおけるデータ蓄積量を示す制御データを定期的に上記受動光網に送信し、上記局側装置の帯域制御部が、送信元における上記データ蓄積量に応じて、各加入者接続装置に割当てるべき帯域を決定する。
本発明の１つの特徴は、上記各加入者接続装置が、上記送信キューにおけるデータ蓄積量が所定の閾値を超えた時、加入者端末に対してデータフレーム送信を抑制させるための制御情報を送信する手段を備えたことにある。
【００１８】
【発明の実施の形態】
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。
図１は、本発明によるＰＯＮネットワークの１例を示す。
図１において、１０は局側装置、２０（２０−１〜２０−ｎ）は、光網を介して上記局側装置１０に接続された加入者接続装置、３０（３０−１〜３０−ｎ）は、例えば、イーサネット回線１３０（１３０−１〜１３０−ｎ）を介して各加入者接続装置２０に接続された加入者端末、４０は、例えば、イーサネット回線１２０を介して上記局側装置１０に接続された上位装置、５０は、回線１５０を介して上記局側装置１０に接続されたオペレーション装置である。ここで、上位装置４０は、例えば、ルータ等のノード装置であり、他の複数の通信装置またはデータ処理装置を収容できる。また、回線１３０は、ユーザネットワークインタフェース（ＵＮＩ）回線に、回線１２０は、サービスノードインタフェース（ＳＮＩ）回線に相当する。
【００１９】
光網は、光ファイバ１００、１０１〜１０ｎと光スプリッタ１１０とからなり、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．９８３．１によるＡＴＭ−ＰＯＮ（１５６Ｍｂｉｔ／秒の双方向アクセス技術）を構成している。光スプリッタ１１０は、局側装置１０から光ファイバ１００に送出された光信号を１：ｎに分岐し、各加入者接続装置２０−１〜２０−ｎに接続された光ファイバ１０１〜１０ｎに分配すると共に、光ファイバ１０１〜１０ｎからの光信号を光ファイバ１００に多重化する機能を持つ。本実施例では、周波数多重によって上リ方向と下り方向の光信号を同一光ファイバ上に送信するものとするが、同一波長の光信号を適用するために、光ファイバ１００、１０１〜１０ｎを上リ方向用と下り方向用に分けてもよい。
【００２０】
図２は、加入者接続装置２０−１のブロック構成図を示す。他の加入者接続装置２０−２〜２０−ｎも同様の構成となっている。
加入者接続装置２０−１は、ＵＮＩ側のイーサネット回線１３０−１に接続された加入者網（イーサネット）インタフェース２１と、ＰＯＮ側の光ファイバ１０１に接続された光／電気変換回路および電気／光変換回路を含む光網インタフェース２２と、加入者網インタフェース２１に接続されたＳＡＲ（Ｓｅｇｍｅｎｔａｔｉｏｎａｎｄ  Ｒｅａｓｓｅｍｂｌｙ）処理部２３と、上記ＳＡＲ処理部２３と光網インタフェース２２との間に接続されたＰＯＮ終端部２４と、ＰＯＮ終端部２４からの制御信号に応じて、加入者端末にイーサネットフレームの送信を抑制させるための制御信号（イーサネットの場合は、ポーズフレーム）を生成し、ＳＡＲ処理部２３に入力する抑制信号生成部２５とからなる。
【００２１】
光ファイバ１０１を介して受信されるＰＯＮ区間の下り方向の光信号は、光網インタフェース２２で電気信号に変換され、下りＰＯＮフレームとしてＰＯＮ終端部２４に入力される。ＰＯＮ終端部２４は、上記下りＰＯＮフレームからＡＴＭセルとＰＬＯＡＭセルを抽出し、自ノード宛のＡＴＭセルを識別して選択的にＳＡＲ処理部２４に供給する。また、ＰＬＯＡＭセルから後述するグラント値を分離し、これを上り方向のセル送出制御情報として記憶する。ＳＡＲ処理部２４は、ＰＯＮ終端部２４から供給された下り方向のＡＴＭセル群をイーサネット形式のパケット（データフレーム）に変換し、加入者網インタフェース２１を介して、回線１３０−１に送出する。
【００２２】
一方、加入者端末３０−１が回線１３０−１に送信したイーサネット形式の上り方向のデータフレームは、加入者網インタフェース２１からＳＡＲ処理部２３に入力される。ＳＡＲ処理部２１は、上り方向のデータフレームを３バイトの管理情報を付加した５６バイト長の複数のＡＴＭセルに変換し、ＰＯＮ終端部２４に出力する。これらの上り方向のＡＴＭセルは、ＰＯＮ終端部２４で送信セルキューに蓄積され、ＰＬＯＡＭで通知された上り方向のセル送出制御情報（アクセス権のグラント値）で決まる所定の送信タイミングで光網インタフェース２２に送出される。光網インタフェース２２は、上リ方向のセルを光信号に変換し、ＰＯＮ側の光ファイバ１０１に送信する。
【００２３】
上記ＳＡＲ処理部２１は、所定の周期で送信セルキューのキュー長（蓄積データ量）を計測し、現在の送信元キュー長を上り方向の制御セルによって、局側装置１０に通知する。また、上記送信セルキューのキュー長が予め設定された輻輳検知閾値を超えた時、抑制信号生成部２５に輻輳検知信号を出力し、加入者端末からのイーサネットフレームの送信を抑制させるための信号を発生させる。加入者端末がデーやフレームの送信を抑制した結果、送信セルキューのキュー長が予め設定された輻輳解除用の閾値より下った時、ＳＡＲ処理部２１から抑制信号生成部２５に輻輳解除用の制御信号を与え、抑制信号生成部２５に上述したデータフレーム送信抑制の解除信号を発生させる。
【００２４】
図３は、局側装置１０のブロック構成図を示す。
局側装置１０は、ＰＯＮ側の光ファイバ１００に接続された光／電気変換回路および電気／光変換回路を含む光網インタフェース１１と、ＳＮＩ側のイーサネット回線１２０に接続された上位網インタフェース（イーサネットインタフェース）１２と、光網インタフェース１１に接続されたＰＯＮ終端部１３と、上位網インタフェース１２とＰＯＮ終端部１３との間に接続されたＳＡＲ処理部１４と、ＰＯＮ終端部１３に接続された帯域制御部１５と、帯域制御部１５が参照するパラメータテーブル１６と、装置制御部１７とからなっている。
【００２５】
装置制御部１７は、回線１５０を介してオペレーション装置５０と接続され、オペレーション装置５０からの指令に従って、上記パラメータテーブル１６へのパラメータ値の設定と変更を行う。また、帯域制御部１５は、例えば、ＩＴＵ−Ｔ勧告  Ｇ９８３．４に規定された動的帯域割り当て（ＤＢＡ：Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ  Ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔ）によって、各加入者接続装置に割当てるべき使用帯域を決定する。
【００２６】
光ファイバ１００を介して受信されるＰＯＮ区間の上り方向の光信号は、光網インタフェース１１で電気信号に変換され、上りＰＯＮフレームとしてＰＯＮ終端部１３に入力される。ＰＯＮ終端部１３は、上記上りＰＯＮフレームからＡＴＭセルと制御セルを抽出し、ＡＴＭセルをＳＡＲ処理部１４に供給する。ＳＡＲ処理部１４は、ＰＯＮ終端部１３から供給された上り方向のＡＴＭセル群をセルヘッダが示すＶＰＩ／ＶＣＩ別にキューイングし、元のイーサネット形式のデータフレーム（パケット）に変換する。これらのデータフレームは、上位網インタフェース１２を介して回線１２０に送出される。
【００２７】
一方、回線１２０から受信されるイーサネット形式の下り方向のデータフレームは、上位網インタフェース１２からＳＡＲ処理部１４に入力される。ＳＡＲ処理部１４は、下り方向のデータフレームを５３バイト長の複数のＡＴＭセルに変換し、ＰＯＮ終端部１３に出力する。ＰＯＮ終端部１３は、下り方向のＡＴＭセル群にＰＬＯＡＭセルを挿入し、下りＰＯＮフレームとして光網インタフェース２２に送出する。下りＰＯＮフレームは、光網インタフェース２２で光信号に変換され、ＰＯＮ側の光ファイバ１００に送信される。
【００２８】
図４は、局側装置１０における本発明のデータフロー制御に関係する部分の更に詳細なブロック構成図を示す。
ＰＯＮ終端部１３は、それぞれ光網インタフェース１１とＳＡＲ処理部１４との間に接続された上リ方向ＰＯＮ終端部１３１とＰＬＯＡＭセル生成／挿入部１３３とを備える。
【００２９】
上リ方向ＰＯＮ終端部１３１は、上リ方向のＰＯＮフレームから５６バイト長のＡＴＭセルと制御セルを抽出し、各ＡＴＭセルから３バイトの制御情報を除去した後、これらのＡＴＭセルをＳＡＲ部１４に出力する。また、制御セルから抽出した送信元キュー長情報を送信元キュー長情報処理部１３２に出力する。送信元キュー長情報処理部１３２は、上リ方向ＰＯＮ終端部１３１から受信した送信元キュー長情報を加入者接続装置毎の送信元キュー長を示すリストデータにまとめ、信号線Ｓ１３を介して帯域制御部１５に通知する。
【００３０】
ＰＬＯＡＭセル生成／挿入部１３３は、ＰＬＯＡＭセルを生成する機能を有し、ＳＡＲ処理部１４から受信した下り方向のＡＴＭセル列にＰＬＯＡＭセルを挿入し、下り方向ＰＯＮフレームとして光網インタフェース１１に出力する。１３４は、帯域制御部１５から与えられる帯域割当情報に従って、各加入者接続装置に与えるべきグラント値を生成するグラント値生成部である。ＰＬＯＡＭセル生成／挿入部１３３は、上記グラント値生成部１３４で生成されたグランド値をＰＬＯＡＭセルに設定し、各加入者接続装置に通知する。
【００３１】
ＳＡＲ処理部１４は、上リ方向ＰＯＮ終端部１３１に接続されたフレーム組立て部（リアッセンブリ部）１４０Ａと、ＰＬＯＡＭセル生成／挿入部１３３に接続されたＡＴＭセル組立て部（セグメンテーション部）１４０Ｂとからなる。
【００３２】
フレーム組立て部１４０Ａは、複数のセルキュー１４２−１〜１４２−ｎと、上リ方向ＰＯＮ終端部１３１から受信した各ＡＴＭセルからペイロード部（データブロック）を抽出し、セルヘッダに含まれるＶＰＩ／ＶＣＩ値と対応したセルキュー１４２−ｊに振分けるセル振分け部１４１と、フレーム送信キュー（送信バッファ）１４３を備える。
【００３３】
セル振分け部１４１は、受信したＡＴＭセルがペイロード部にデータフレームの最終データブロックを含む最終セルか否かを判定し、セルキュー１４２−ｊに最終データブロックが入力された時、上記セルキュー１４２−ｊの蓄積データ（データフレーム）をフレーム送信キュー１４３に転送する。これによって、各セルキューでＡＡＬ５形式のＡＴＭセル群がイーサネット形式のデータフレーム（パケット）に組立てられ、データフレーム完成順にフレーム送信キュー１４３に蓄積される。フレーム送信キュー１４３に蓄積されたデータフレームは、ＦＩＦＯ形式で順次に読み出され、上位網インタフェース１２に送出される。
【００３４】
また、ＡＴＭセル組立て部１４０Ｂでは、上位網インタフェース１２から受信したイーサネット形式のデータフレームをＡＡＬ５形式のＡＴＭセル群に変換し、これらのＡＴＭセルをＰＬＯＡＭセル生成／挿入部１３３に順次に出力する。
【００３５】
本実施例では、上記フレーム送信キュー１４３における蓄積データ量（送信キュー長ＱＬ）を送信キュー長モニタ１４４で監視し、監視結果を閾値判定部１４５に入力する。閾値判定部１４５は、上記送信キュー長ＱＬを閾値ＴＨ１、ＴＨ２と比較する。これらの閾値は、ＴＨ１＞ＴＨ２の関係にあり、閾値判定部１４５は、送信キュー長ＱＬが閾値ＴＨ１を超えた時、信号線Ｓ１に輻輳制御開始信号を発生し、送信キュー長ＱＬが閾値ＴＨ２より下った時、信号線Ｓ２に輻輳制御終了信号を発生する。
【００３６】
帯域制御部１５は、信号線Ｓ１、Ｓ２から入力される輻輳制御の開始信号および終了信号と、信号線Ｓ１３から入力される加入者接続装置毎の送信元キュー長情報と、パラメータテーブル１６のデータに基づいて、各加入者接続装置に割当るべき上り方向ＡＴＭセルの帯域を周期ΔＴで定期的に演算する。
【００３７】
図５は、パラメータテーブル１６の内容を示す。
パラメータテーブル１６は、加入者接続装置番号１６１と対応した複数のエントリからなり、各エントリは、加入者接続装置毎の最大保証帯域（Ｂｍａｘ）１６２と、最低保証帯域（Ｂｍｉｎ）１６３と、輻輳時許容帯域（Ｂｃｏｎ）１６４と、割当て帯域（ＢＷ）１６５と、送信元キュー長（ＳＱ）１６６とを示している。
【００３８】
これらのパラメータのうち、最大保証帯域１６２〜輻輳時許容帯域１６４は、オペレーション装置５０から設定された固定値となっている。割当て帯域１６５は、帯域制御部１５が各加入者接続装置の上り回線に割当てた現在の帯域値を示し、送信元キュー長１６６は、信号Ｓ１３を介して定期的に通知される各加入者接続装置の最新の送信元キュー長の値を示している。
【００３９】
帯域制御部１５は、各制御サイクルΔＴにおいて、上記パラメータテーブル１６を参照し、現在の割当て帯域ＢＷに基準に、全加入者接続装置の現在の送信元キュー長ＳＱを考慮して、最大保証帯域Ｂｍａｘと最低保証帯域Ｂｍｉｎの範囲内で各加入者接続装置に割当てるべき新たな帯域を動的に決定する。
【００４０】
図６は、送信キュー長モニタ１４４で観測されるフレーム送信キュー１４３のデータ蓄積量（送信キュー長）ＱＬの経時的変化と、帯域制御部１５が行う輻輳制御との関係を示す。
【００４１】
送信キュー長モニタ１４４は、所定周期ΔＴでフレーム送信キュー１４３のキュー長ＱＬを閾値判定部１４５に通知する。閾値判定部１４５は、キュー長ＱＬが第１の閾値ＴＨ１を越えた時（ｔ４）、信号線Ｓ１に輻輳制御開始信号を発生し、送信キュー長ＱＬが閾値ＴＨ２より下った時（ｔ８）、信号線Ｓ２に輻輳制御終了信号を発生する。尚、第１の閾値ＴＨ１は、フレーム送信キュー１４３のデータ容量よりも低い値であり、輻輳制御開始信号は、フレーム送信キュー１４３が完全なオーバーフロー状態に達する前に発生する。帯域制御部１５は、輻輳制御開始信号に応答して輻輳制御動作を実行し、輻輳制御終了信号に応答して上記輻輳制御動作を終了する。従って、ｔ４〜ｔ８の期間が輻輳制御期間Ｔｃｏｎとなる。
【００４２】
図７は、各加入者接続装置の割当て帯域ＢＷの経時的変化と輻輳制御期間Ｔｃｏｎとの関係を示す。ここでは、加入者接続装置２０−１（装置番号＃１）の割当て帯域ＢＷ１の変化を示す。
加入者接続装置２０−１の割当て帯域ＢＷ１は、パラメータテーブル１６に設定された最大保証帯域１６２の値Ｂｍａｘ１と、最低保証帯域１６３の値Ｂｍｉｎ１との間で変化する。
【００４３】
帯域制御部１５における輻輳制御期間Ｔｃｏｎは、１制御サイクルΔＴだけ遅れて、加入者接続装置２０−１側に反映される。輻輳制御期間Ｔｃｏｎ以外の期間では、加入者接続装置２０−１には、送信元キュー長ＳＱ１に応じて割当て帯域が変化する通常の帯域割当て制御モードによっての帯域ＢＷ１が割当てられる。図示した例では、時刻ｔ０〜ｔ５に期間に、送信元キュー長ＳＱ１が増加し、これに応じて割当て帯域ＢＷ１が徐々に増加したことを示している。
【００４４】
帯域制御部１６が時刻ｔ４で輻輳制御期間Ｔｃｏｎに入ると、時刻ｔ５で加入者接続装置の輻輳制御期間Ｔｃｏｎが開始され、加入者接続装置２０−１の割当て帯域ＢＷ１が輻輳時許容帯域Ｂｃｏｎ１に低減される。輻輳制御期間Ｔｃｏｎでは、輻輳時許容帯域Ｂｃｏｎ１を上限として、送信元キュー長ＳＱ１に応じて割当て帯域ＢＷ１が変化する輻輳回避用の帯域割当て制御モードとなる。
【００４５】
輻輳制御期間Ｔｃｏｎを過ぎると、帯域制御部１５は、加入者接続装置２０−１〜２０−ｎの最大保証帯域Ｂｍａｘ、最低保証帯域Ｂｍｉｎの値と、その時点での送信元キュー長ＳＱ１〜ＳＱｎに応じて、所定の帯域割当てアルゴリズムで各加入者接続装置２０−１〜２０−ｎへの割当て帯域ＢＷ１〜ＢＷｎを決定し、その後は、送信元キュー長に応じて割当て帯域が変化する通常の帯域割当て制御モードに戻る。輻輳制御期間Ｔｃｏｎの直後の割当て帯域ＢＷ１〜ＢＷｎは、例えば、最大保証帯域Ｂｍａｘと最低保証帯域Ｂｍｉｎの中間値としておき、その後の制御サイクルで、送信元キュー長に応じて割当て帯域を動的に変化させるようにしてもよい。
【００４６】
図８は、加入者接続装置２０−１と局側装置１０で実行される本発明によるデータフロー制御動作のシーケンス図を示す。
加入者接続装置２０−１のＰＯＮ終端部２４が、送信元キュー長ＳＱ１を示す制御セルを送出（２４０）すると、局側装置１０のＰＯＮ終端部１３で受信処理され、送信元キュー長処理部１３２に入力される。送信元キュー長処理部１３２は、上記送信元キュー長ＳＱ１を加入者接続装置２０−１と対応して記憶しておき、他の加入者接続装置２０−２〜２０−ｎからの送信元キュー長ＳＱ２〜ＳＱｎと共に、帯域制御部１５に通知する。
【００４７】
帯域制御部１５には、送信キュー長モニタ１４４で検出した送信キュー長を閾値判定部１４５で閾値判定することによって生成される輻輳制御開始／終了信号が入力されている。帯域制御部１５は、パラメータテーブル１６に記憶された各種パラメータ値と、輻輳制御開始／終了信号の状態、新たな送信元キュー長ＳＱ２〜ＳＱｎに応じて、加入者接続装置２０−１〜２０−ｎに割当てるべき新たな帯域を演算し（１５１）、各加入者接続装置への帯域割当て（１５２）を行う。上記帯域割当て（１５２）は、グラント値生成部１３４への帯域割当情報の出力を意味している。
【００４８】
グラント値生成部１３４は、上記帯域割当情報に応じて、各加入者接続装置に通知すべきグラント値を生成する。これらのグラント値は、ＰＬＯＡＭセル生成／挿入部１３３が生成するＰＬＯＡＭセルによって、各加入者接続装置に通知される。上記帯域演算１５１〜グラント値生成１３４の動作は、一定周期ΔＴ毎に繰り返され、これによって、各加入者接続装置に送信元キュー長に応じた動的な帯域割当てが行われる。
【００４９】
前述したように、フレーム送信キュー１４３の蓄積データ量が輻輳制御開始条件に達していなければ、帯域制御部１５は、現在の割当て帯域ＢＷを最新の送信元キュー長ＳＱに応じて動的に変更する形式で、各加入者接続装置への帯域割当てを行い、輻輳制御期間（Ｔｃｏｎ）中は、輻輳時許容帯域Ｂｃｏｎの範囲内で各加入者接続装置への帯域割当てを行う。
【００５０】
加入者装置２０−１は、局側装置１０からＰＬＯＡＭセルを受信すると、ＰＯＮ終端部２４で自分宛のグラント値を抽出し、従前のグラント値を新たな値に更新し（２４１）、更新されたグラント値に従って上リ方向セルの送信を制御する（２４２）。また、送信キュー長ＳＱ１が予め設定された閾値を超えたことを検知すると（２４３）、ＰＯＮ終端部２４から抑制信号生成部２５に輻輳検知信号を出力し、抑制信号生成部２５で送信抑制信号（ポーズフレーム）を生成し（２５１）、これをＳＡＲ処理部２３を介して加入者端末３０−１宛に送信する（２３１）。加入者端末３０−１は、送信抑制信号を受信すると、新たなデータフレームの送信動作を中止し、加入者接続装置２０−１から送信抑制の解除信号を受信した時点で、データフレームの送信動作を再開する。
【００５１】
以上の動作シーケンスから明らかなように、本発明のデータフレーム伝送システムでは、局側装置１０のＳＡＲ処理部１４において、フレーム送信キュー１４３の蓄積データ量を監視しておき、送信キュー長ＱＬが第１の閾値ＴＨ１を越えた時、輻輳制御動作を開始して各加入者接続装置への割当て帯域ＢＷを輻輳時許容帯域Ｂｃｏｎにまで低下させ、ＳＡＲ処理部１４への入力セル量を減少させている。従って、輻輳制御期間中は、ＳＡＲ処理部１４におけるデータフレームの生成速度が低下し、フレーム送信キュー１４３に追加される新たなデータフレーム（データ量）が減少する。送信キュー１４３からは、輻輳制御期間中も一定の速度でデータが送出されているため、送信キュー１４３の蓄積データ量は急速に減少し、輻輳制御解除の条件となる第２の閾値ＴＨ２を下回った時点で、通常の帯域制御動作モードに戻ることになる。
【００５２】
また、割当て帯域の低下に伴って、加入者接続装置側の送信キューにおける蓄積データ量（ＡＴＭセル数）が増加した場合でも、実施例のように、送信元キュー長ＳＱが所定の閾値を越えた時点で、加入者装置宛に送信抑制信号を発生し、加入者装置からの新たなデータフレームの送信を抑制することによって、送信キューへの入力データ量を抑え、輻輳による出力セルの欠落を回避することが可能となる。
【００５３】
尚、実施例では、オペレーション装置５０からのパラメータ設定により、パラメータテーブル１６に加入者接続装置毎に固有の輻輳時許容帯域Ｂｃｏｎを登録しておき、輻輳制御時には、各加入者接続装置に対して上記パラメータテーブル１６が示す輻輳時許容帯域Ｂｃｏｎを割当てるようにしたが、この輻輳時許容帯域Ｂｃｏｎの値は、輻輳制御時の伝送システムの状態に合わせて、動的に決定するようにしてもよい。例えば、輻輳制御時に光ファイバ１００上に許容する削減された帯域Ｂｓｕｍを予め決めておき、輻輳制御開始時に、帯域制御部１５が、各加入者接続装置における現在の送信元キュー長ＳＱ１〜ＳＱｎと、直前の割当て帯域ＢＷ１〜ＢＷｎを考慮して、帯域Ｂｓｕｍを各加入者接続装置の実状に合わせて配分するようにしてもよい。
【００５４】
実施例では、受動光網としてＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ９８３．１のＰＯＮを採用したデータフレーム伝送システムについて説明したが、本発明は、ＰＯＮ区間とＵＮＩおよびＳＮＩのインタフェース仕様の相違によってスループット差が発生する場合に有効であり、局側装置が接続される受動光網は、上述したＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ９８３．１に準拠したＰＯＮに限定されるものではない。
【００５５】
【発明の効果】
本発明によれば、局側装置の帯域制御部に、フレーム送信キューの蓄積データ量が所定の閾値を超えた時、各加入者接続装置の割当て帯域を輻輳時許容帯域にまで一時的に低下させる輻輳回避モードの帯域割当て機能を持たせたことによって、輻輳によるデータの欠落を起こすことなく、比較的少容量の送信キューで高品質のデータフレーム転送を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用されるＰＯＮネットワークの１例を示す図。
【図２】図１に示した加入者接続装置２０−１のブロック構成図。
【図３】図１に示した局側装置１０のブロック構成図。
【図４】局側装置１０における本発明のデータフロー制御に関係する部分の更に詳細なブロック構成図
【図５】帯域制御部１５が参照するパラメータテーブル１６の内容を示す図。
【図６】フレーム送信キュー１４３のデータ蓄積量（送信キュー長）ＱＬの経時的変化と、帯域制御部１５が行う輻輳制御との関係を示す図。
【図７】加入者接続装置の割当て帯域ＢＷの経時的変化と輻輳制御期間Ｔｃｏｎとの関係を示す図。
【図８】加入者接続装置２０−１と局側装置１０で実行される本発明によるデータフロー制御動作のシーケンス図。
【符号の説明】
１０：局側装置、２０：加入者接続装置、３０：加入者端末、４０：上位装置、
５０：制御オペレーション装置、１００〜１０ｎ：光ファイバ、
１１０：光スプリッタ、
１１：光網インタフェース、１３：ＰＯＮ終端部、１４：ＳＡＲ処理部、
１２：上位網インタフェース、１５：帯域制御部、１６：パラメータテーブル、
１７：装置制御部、２１：加入者網インタフェース、
２２：光網インタフェース、２３：ＳＡＲ処理部、２４：ＰＯＮ終端部、
２５：抑制信号生成部、１３１：上リ方向ＰＯＮ終端部、
１３２：送信元キュー長情報処理部、１３３：ＰＬＯＡＭセル生成／挿入部、
１３４：グラント値生成部、１４１：セル振分け部、１４２：セルキュー、
１４３：フレーム送信キュー、１４４：送信キュー長モニタ、
１４５：閾値判定部。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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