(57)【要約】      （修正有）【課題】ＤＳＰ又はＣＰＵからの複雑な流動小数点演算がなくても、多数のＯＮＵに対して各々最小伝送時間を保証しながら、ＯＮＵの送信するデータ量を基盤として效率的にグラントを分配することが可能なＥＰＯＮの動的帯域幅割当方法及び装置を提供する。【解決手段】多数のＯＮＵがＯＬＴへデータを伝送するための上向帯域幅の割り当てにおいて、一定周期で該当周期から割当可能な全体グラント長さ（Ｌ）を確認して、各ＯＮＵから上向データ伝送に必要なグラント長さの要求量を設定した後、上記確認された割当可能な全体グラント長さ（Ｌ）の残余量が０になるか、又は、総てのＯＮＵに分配されたグラントの長さが該当ＯＮＵに設定されたグラント長さの要求量以上になるまで、上記全体グラント長さ（Ｌ）から基本単位ずつを差し引いて各ＯＮＵに順番に分配する過程を循環反復し、多数ＯＮＵのグラント長さを設定する。【選択図】図５
2007028640.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数のＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｕｎｉｔ）がＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｌｉｎｅ  Ｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ）へデータを伝送できるように上向帯域幅を割り当てるイーサネット受動光通信網（ＥＰＯＮ）における動的帯域幅割当方法において、
事前に設定されたグラント（ＧＲＡＮＴ）割当周期毎に該当周期から割当可能な全体グラント長さ（Ｌ）を計算する計算段階と、
ＥＰＯＮ内の総てのＯＮＵから受信されたリポートフレームに基づき、各ＯＮＵの上向データ伝送に必要なグラント長さの要求量を設定する設定段階と、
割当可能な全体グラント長さ（Ｌ）の残余量が０になるか、又は、総てのＯＮＵに分配されたグラント長さが該当ＯＮＵに設定されたグラント長さの要求量以上になるまで、前記全体グラント長さ（Ｌ）から基本単位ずつを差し引いて各ＯＮＵに順番に分配する分配段階と、
割当可能な全体グラント長さ（Ｌ）の残余量が０になるか、又は、総てのＯＮＵに分配されたグラント長さが該当ＯＮＵに設定されたグラント長さの要求量以上になると、現在までに分配された各ＯＮＵのグラント長さを該当ＯＮＵのグラント長さ割当値に設定する割当段階と、
を含むことを特徴とするイーサネット受動光通信網における動的帯域幅割当方法。
【請求項２】
毎グラント割当周期ごとに、各ＯＮＵから少なくとも一回のリポートフレームを受信することが可能であるように、割当周期のスタート部分において各ＯＮＵ別に予め設定された固定長さのグラントを分配し総てのＯＮＵに知らせてリポートを受け取ることができるようにする段階をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のイーサネット受動光通信網における動的帯域幅割当方法。
【請求項３】
該当周期から割当可能な全体グラント長さは、該当周期において使用可能な全体時間資源から、各ＯＮＵに分配された固定長さグラント量と、ＣＰＵから発生したグラント量とを差し引いた残りで設定されることを特徴とする請求項２に記載のイーサネット受動光通信網における動的帯域幅割当方法。
【請求項４】
前記設定段階から使用されたＯＮＵのリポート値は削除し、次の周期で再び使用されないようにすることを特徴とする請求項１に記載のイーサネット受動光通信網における動的帯域幅割当方法。
【請求項５】
前記設定段階は、
前記ＯＮＵのリポートフレームに記述された実際要求量が各ＯＮＵ別に事前に設定された最大許容値以内になるよう調整する第１段階と、
事前にＯＮＵ別に設定された最小保証基準値を設定する第２段階と、
からなることを特徴とする請求項１に記載のイーサネット受動光通信網における動的帯域幅割当方法。
【請求項６】
前記実際要求量は、高い優先順位要求量と低い優先順位要求量とからなり、前記有効要求量は、高い優先順位有効要求量と低い優先順位有効要求量とからなることを特徴とする請求項５に記載のイーサネット受動光通信網における動的帯域幅割当方法。
【請求項７】
前記第１段階は、
ＯＮＵ別最大許容値を設定する段階と、
ＯＮＵのリポートフレームからＯＮＵの実際要求量を確認する段階と、
前記実際要求量と前記設定された最大許容値とを比較する段階と、
前記比較の結果、実際要求量が最大許容値以上であるときは、有効要求量を最大許容値に変更し、実際要求量が最大許容値を超えないときは、有効要求量を実際要求量にそのまま維持させる段階と、
からなることを特徴とする請求項５に記載のイーサネット受動光通信網における動的帯域幅割当方法。
【請求項８】
前記第２段階は、
前記実際要求量と最小保証基準値とを比較する段階と、
前記実際要求量が最小保証基準値以下であるときは、該当ＯＮＵの最小保証量及び有効要求量を実際要求量に設定し、逆に実際要求量が最小保証基準値以上であるときは、該当ＯＮＵの最小保証量を最小保証基準値に設定し、有効要求量は実際要求量に設定する段階と、
を含むことを特徴とする請求項５に記載のイーサネット受動光通信網における動的帯域幅割当方法。
【請求項９】
前記第１段階は、
ＯＮＵ別最大許容値を設定する段階と、
ＯＮＵのリポートフレームからＯＮＵが実際に要求した高い優先順位要求量と低い優先順位要求量とを確認する段階と、
前記確認された高い優先順位要求量と、高い優先順位要求量と低い優先順位要求量との和と、最大許容値とを比較する段階と、
前記比較の結果、前記最大許容値が高い優先順位要求量より大きく、高い優先順位要求量と低い優先順位要求量との和より小さいときは、高い優先順位要求量はそのままにし、低い優先順位要求量を高い優先順位要求量と低い優先順位要求量との和から最大許容値を差し引いた値に変更し、逆に最大許容値が高い優先順位要求量より小さいときは、高い優先順位要求量を最大許容値に変更し、低い優先順位要求量は０に変更する段階と、
からなることを特徴とする請求項６に記載のイーサネット受動光通信網における動的帯域幅割当方法。
【請求項１０】
前記第２段階は、
前記高い優先順位要求量と、高い優先順位要求量と低い優先順位要求量との和とを、前記最小保証基準値と比較する段階と、
前記比較の結果、最小保証基準値が高い優先順位要求量と低い優先順位要求量との和より大きいときは、最小保証量、高い優先順位までの有効要求量、及び、低い優先順位まで含んだ有効要求量を総て高い優先順位要求量と低い優先順位要求量との和に設定する段階と、
前記比較の結果、最小保証基準値が高い優先順位要求量より大きく、高い優先順位要求量と低い優先順位要求量との和より小さいときは、最小保証量と高い優先順位までの有効要求量とを最小保証基準値に設定し、低い優先順位まで含んだ有効要求量は高い優先順位要求量と低い優先順位要求量との和に設定する段階と、
前記比較の結果、最小保証基準値が高い優先順位要求量より小さいときは、前記最小保証量は最小保証基準値に設定し、高い優先順位までの有効要求量は高い優先順位要求量に設定し、低い優先順位まで含んだ有効要求量は高い優先順位要求量と低い優先順位要求量との和に設定する段階と、
からなることを特徴とする請求項６に記載のイーサネット受動光通信網における動的帯域割当方法。
【請求項１１】
前記分配段階は、
各ＯＮＵのグラント長さが前記設定された該当ＯＮＵの最小保証量以上になるまで、前記全体グラント長さから基本単位ずつ差し引いて各ＯＮＵへ順番に反復分配する第１分配段階と、
前記第１分配段階において、総てのＯＮＵに分配されたグラント長さが各々設定された最小保証量以上になると、各ＯＮＵのグラント長さが該当有効要求量以上になるか、又は、割当可能な全体グラント長さが０になるまで、前記割当可能な全体グラント長さから基本単位ずつを差し引いて各ＯＮＵへ順番に分配する第２分配段階と、
からなることを特徴とする請求項５に記載のイーサネット受動光通信網における動的帯域幅割当方法。
【請求項１２】
前記分配段階は、
各ＯＮＵのグラント長さが前記設定された該当ＯＮＵの最小保証量以上になるまで、前記全体グラント長さから基本単位ずつ差し引いて各ＯＮＵへ順番に反復分配する第１分配段階と、
前記第１分配段階において、総てのＯＮＵに分配されたグラント長さが最小保証量以上になると、総ての高い優先順位までの有効要求量が満足されるか、又は、割当可能な全体グラント長さが０になるまで、該当するＯＮＵに前記割当可能な全体グラント長さから基本単位ずつを差し引いて順番に分配する第２分配段階と、
前記第２分配段階において、総ての高い優先順位までの有効要求量が満たされ、割当可能な全体グラント長さが０ではないときは、総ての低い優先順位まで含んだ有効要求量が満足されるか、又は、割当可能な全体グラント長さが０になるまで、該当するＯＮＵに前記割当可能な全体グラント長さから基本単位ずつを差し引いて順番に分配する第３分配段階と、
からなることを特徴とする請求項６に記載のイーサネット受動光通信網における動的帯域幅割当方法。
【請求項１３】
多数のＯＮＵがＯＬＴへデータを伝送できるように上向帯域幅を割り当てるためのイーサネット受動光通信網（ＥＰＯＮ）における動的帯域幅割当装置において、
一定周期でスタート信号の入力を受け、多数ＯＮＵのリポート値を基にＯＮＵ別グラントの要求量を設定するリポート読み取り部と、
各々複数のＯＮＵグループを担当し、前記リポート読み取り部から自分のグループに該当するＯＮＵのグラント要求量の伝達を受け、担当するＯＮＵのグラント長さがグラント要求量に到達するように、使用可能な全体グラント長さから基本単位を差し引いて、担当するＯＮＵのグラント長さに順番に追加割当をする一つ以上の帯域幅割当エンジンと、
前記リポート読み取り部及び前記多数の帯域幅割当エンジンの動作状態を照合し、多数帯域幅割当エンジンの動作スタート及び停止を制御し、前記多数帯域幅割当エンジンに全体グラント長さの残余量及び多数ＯＮＵのグラント要求量満足状態の照合された情報を知らせる制御及び照合部と、
を備えていることを特徴とするイーサネット受動光通信網における動的帯域幅割当装置。
【請求項１４】
前記リポート読み取り部は、一回使用したリポート値は削除することを特徴とする請求項１３に記載のイーサネット受動光通信網における動的帯域幅割当装置。
【請求項１５】
前記リポート読み取り部は、ＣＰＵから設定したＯＮＵ別に保証された上向帯域幅割当の下限値である最小保証量と、ＯＮＵ別に送信するデータ量に比例して設定される有効要求量とを設定することを特徴とする請求項１３に記載のイーサネット受動光通信網における動的帯域幅割当装置。
【請求項１６】
前記ＯＮＵ別有効要求量に優先順位を付与して高い優先順位の有効要求量と低い優先順位の有効要求量とに区分することを特徴とする請求項１５に記載のイーサネット受動光通信網における動的帯域幅割当装置。
【請求項１７】
前記制御及び照合部は、総てのＯＮＵの最小保証量を満足させた後、再び各ＯＮＵの有効要求量が満足されるように前記一つ以上の帯域幅割当エンジンを制御することを特徴とする請求項１５に記載のイーサネット受動光通信網における動的帯域幅割当装置。
【請求項１８】
前記制御及び照合部は、各ＯＮＵ別グラント長さが最小保証量、高い優先順位までの有効要求量、低い優先順位まで含んだ有効要求量の順に満足されるように、前記一つ以上の帯域幅割当エンジンを制御することを特徴とする請求項１６に記載のイーサネット受動光通信網における動的帯域幅割当装置。 
【請求項１９】
前記制御及び照合部の指示に従い多数帯域幅割当エンジンからグラント長さ割当が完了されたＯＮＵに対するゲートフレームを発生させるフレーム発生部をさらに備えていることを特徴とする請求項１５に記載のイーサネット受動光通信網における動的帯域幅割当装置。
【請求項２０】
一つのＯＬＴと複数のＯＮＵからなるイーサネット受動光通信網のデータ通信のためにＭＰＣＰ（Ｍｕｌｔｉ−Ｐｏｉｎｔ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）処理を遂行するＥＰＯＮマスタ装置において、
各ＯＮＵから送られたリポート情報を蓄積するリポートテーブルと、
毎グラント割当周期ごとに前記リポートテーブルの各ＯＮＵ別リポート情報を基に各ＯＮＵに必要なグラント要求量を設定し、使用可能な全体グラント長さから基本単位ずつを差し引いて各ＯＮＵへ順番に分配することを繰り返し、前記使用可能な全体グラント長さの残余量が０になるか、又は、総てのＯＮＵへ分配されたグラント長さが前記設定したグラント要求量以上になると、その時点における各ＯＮＵへ分配された量を基に動的グラント値を設定する動的グラント発生部と、
前記動的グラント発生部から発生した動的グラントフレームを蓄積する動的グラントキューと、
ネットワークポートから印加された下向送信データ及び前記動的グラントキューから読み取ったゲートフレームを多重化する送信多重化部と、
受信された上向フレームを逆多重化し各々の目的地に伝達しながら、受信フレーム中のリポートフレームはリポート書き込み部へ伝達する受信逆多重化部と、
前記受信逆多重化部から伝達されたリポートフレームに伴い前記リポートテーブルの各ＯＮＵ別リポート情報を更新するリポート書き込み部と、
前記送信多重化部から伝送される下向データ中のゲートフレームに対し隣接したグラント区間が相互に重ならないようにしつつ、現在時間に比べ予め定められた値より未来になるよう伝送スタート時間を決定し挿入するスタート時間計算部と、
を備えていることを特徴とするＥＰＯＮマスタ装置。
【請求項２１】
ＯＮＵ別固定長さグラント情報を蓄積する固定グラントテーブルと、
毎グラント割当周期ごとに前記固定グラントテーブルの情報を読み取り、各ＯＮＵに対する固定グラント長さを割り当て、前記割り当てられた固定グラント量を除いた毎グラント割当周期の使用可能なグラント長さを動的グラント発生部に知らせる固定グラント発生部と、
前記固定グラント発生部から発生した固定グラント値を蓄積する固定グラントキューと、
をさらに備えていることを特徴とする請求項２０に記載のＥＰＯＮマスタ装置。
【請求項２２】
受信されたＭＰＣＰフレームから得られた各ＯＮＵのタイマ値を基に計算された各ＯＮＵ別にＲＴＴ（Ｒｏｕｎｄ  Ｔｒｉｐ  Ｔｉｍｅ）値を保管するＲＴＴテーブルをさらに備え、
前記スタート時間計算部は、ＯＮＵ別距離差に伴う伝送遅れ分が補償されるよう設定された伝送スタート時間から該当ＯＮＵのＲＴＴを減算することを特徴とする請求項２０に記載のＥＰＯＮマスタ装置。
【請求項２３】
前記動的グラント発生部は、リポートテーブルに対する読み取り及び削除権限を保有し、設定された周期に読み取れたリポート値は、読み取れた後直ちに削除することを特徴とする請求項２０に記載のＥＰＯＮマスタ装置。
【請求項２４】
前記動的グラント発生部は、
一定周期でスタート信号の入力を受け、多数ＯＮＵのリポート値を基にＯＮＵ別グラントの要求量を設定するリポート読み取り部と、
各々複数のＯＮＵグループを担当し、前記リポート読み取り部から該当するＯＮＵのグラント要求量の伝達を受け、担当するＯＮＵのグラント長さがグラント要求量に到達するように、使用可能な全体グラント長さから基本単位を差し引いて、担当するＯＮＵのグラント長さ順に追加割当をする一つ以上の帯域幅割当エンジンと、
前記リポート読み取り部及び前記多数の帯域幅割当エンジンの動作状態を照合し、多数帯域幅割当エンジンの動作スタート及び停止を制御し、前記多数帯域幅割当エンジンに全体グラント長さの残余量及び多数ＯＮＵのグラント要求量満足状態を照合された形態で知らせる制御及び照合部と、
前記制御及び照合部の指示に従い多数帯域幅割当エンジンから来るグラント長さに基づき、動的グラントを送るべきＯＮＵに対してゲートフレームを順次に発生させるフレーム発生部と、
を備えていることを特徴とする請求項２０に記載のＥＰＯＮマスタ装置。
【請求項２５】
前記リポート読み取り部は、ＣＰＵから設定したＯＮＵ別の保証された上向帯域幅割当の下限値である最小保証量と、ＯＮＵ別の送信するデータ量に比例して設定される有効要求量とを設定することを特徴とする請求項２４に記載のＥＰＯＮマスタ装置。
【請求項２６】
前記ＯＮＵ別有効要求量に優先順位を付与し、高い優先順位の有効要求量と低い優先順位の有効要求量とに区分することを特徴とする請求項２５に記載のＥＰＯＮマスタ装置。
【請求項２７】
前記制御及び照合部は、総てのＯＮＵの最小保証量を満足させた後、再び各ＯＮＵの有効要求量が満足されるように、前記一つ以上の帯域幅割当エンジンを制御することを特徴とする請求項２５に記載のＥＰＯＮマスタ装置。
【請求項２８】
前記制御及び照合部は、各ＯＮＵ別グラント長さが最小保証量、高い優先順位までの有効要求量、低い優先順位まで含んだ有効要求量の順に満足されるように、前記一つ以上の帯域幅割当エンジンを制御することを特徴とする請求項２６に記載のＥＰＯＮマスタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イーサネット（登録商標）受動光通信網（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ  Ｐａｓｓｉｖｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ 、以下「ＥＰＯＮ」という。）のＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｌｉｎｅ  Ｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ）が多数のＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｕｎｉｔ）へデータを送信する上向帯域幅を割り当てるＥＰＯＮの動的帯域割当装置及び方法、並びに、これを利用したＥＰＯＮマスタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ネットワーク分野において加入者網が高度化されるのに伴い、受動光通信網 (Ｐａｓｓｉｖｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ 、以下「ＰＯＮ」という。）からイーサネットフレームを使用して通信可能になるようにしたイーサネット受動光通信網（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ−ＰＯＮ、以下「ＥＰＯＮ」という。）が提案され、ＩＥＥＥ８０２グループにより標準化が完了となった。
【０００３】
上記ＥＰＯＮは、図１に図示された通り、ネットワークに連結されたＯＬＴ１１０と加入者側に連結された多数のＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｕｎｉｔ）１２０ａ乃至１２０ｃが光スプリッタ（ｏｐｔｉｃａｌ  ｓｐｌｉｔｔｅｒ）１３０を介して受動的に連結されていることとして、ＥＰＯＮ内ではＡＴＭ（ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  ｔｒａｎｓｆｅｒ  ｍｏｄｅ）−ＰＯＮと違って既存のイーサネットフレームと同一単位でデータを伝達し、上位階層のブリッジとの互換のために伝送の際に取り付けられるイーサネットフレームの８バイトのプリアンブル（ｐｒｅａｍｂｌｅ）にＯＮＵ１２０ａ乃至１２０ｃを区分するためのＬＬＩＤ（Ｌｏｇｉｃａｌ  Ｌｉｎｋ  ＩＤｅｎｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ）を取り付けることになる。
【０００４】
この際、ＯＬＴ１１０からＯＮＵ１２０ａ乃至１２０ｃに伝達されるイーサネットフレーム（以下、下向フレームとする。）のＬＬＩＤは、どのＯＮＵへ伝達されるかを意味し、ＯＮＵ１２０ａ乃至１２０ｃからＯＬＴ１１０に伝達されるイーサネットフレーム（以下、上向フレームとする。）のＬＬＩＤは、どのＯＮＵが送ったのかを意味し、上向フレームと下向フレームとは相互に異なる波長を使用して伝送される。
【０００５】
上記下向フレームは、総てのＯＮＵ１２０ａ乃至１２０ｃへ伝送された後、各ＯＮＵ１２０ａ乃至１２０ｃから下向フレームのＬＬＩＤを確認して、自分の目的地である下向フレームだけを選択的に受信するようになっている。この際、下向フレームのＬＬＩＤは特定ＯＮＵを除いて他の総てのＯＮＵが受信するようにするか、総てのＯＮＵ、又は、特定マルチキャストグループが受信するよう設定することも可能である。
【０００６】
逆に、上記の各ＯＮＵ１２０ａ乃至１２０ｃの上向フレームは総てＯＬＴ１１０へ伝送されるが、この際、他のＯＮＵの上向フレーム間に信号重畳が起こることを防止するため、ＯＬＴ１１０は各ＯＮＵ１２０ａ乃至１２０ｃの上向伝送時間を調整しながら同時に各ＯＮＵ１２０ａ乃至１２０ｃにおいて使用する伝送許容時間を割り当てるようになるが、これを帯域幅割当という。
【０００７】
上述した帯域幅割り当ては、ＯＮＵ１２０ａ乃至１２０ｃが自分の送信キューの状態、即ち、伝送されることを待っているデータ量をリポート（ｒｅｐｏｒｔ）フレームを通してＯＬＴ１１０に知らせ、これに対応してＯＬＴ１１０は、ＯＮＵ１２０ａ乃至１２０ｃにゲート（ｇａｔｅ）フレームを伝送し、データ伝送スタート時間及び伝送許容期間（ｄｕｒａｔｉｏｎ）を知らせる過程を通じて構成される。
【０００８】
上記ゲートフレームを受信したＯＮＵ１２０ａ乃至１２０ｃは、該当ゲートフレームに記録された伝送スタート時間及び伝送許容期間を参照し、許容された時間に上向フレームをＯＬＴ１１０へ伝送する。上記ゲートフレームに記録された伝送許容情報をグラント（ＧＲＡＮＴ）といい、これは伝送のスタート時間及び長さで表示される。このようなリポートフレーム、ゲートフレーム及びＯＮＵの自動登録等の処理は、ＭＰＣＰ（Ｍｕｌｔｉ−Ｐｏｉｎｔ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）により行われる。
【０００９】
従って、各ＯＮＵ１２０ａ乃至１２０ｃに対する上向帯域幅割当は、実質的にゲートフレームのグラント値、即ち、伝送スタート時間及び長さを設定し、該当ＯＮＵへ伝送することを意味する。
【００１０】
上記グラントの伝送スタート時間及び長さ値の設定はＯＬＴ１１０によって行われるが、地理的に距離の異なるＯＮＵ１２０ａ乃至１２０ｃ別光ファイバ伝達遅れ及びその他の処理遅れを考慮し、各ＯＬＴ１１０に上向フレームが到着する瞬間が重ならないようにすべく、また、特定ＯＮＵだけに過度に割り当てられ他のＯＮＵの上向フレーム伝送を遅らせたり、無駄な資源の浪費がないようにすべきである。
【００１１】
また、ＯＮＵからの送信データ発生量が常に同一ということは不可能であるため、状況に合わせて適切に可変でなければいけないが、これを動的帯域幅割当という。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、上述した従来の要求を実現するために提案されたものであり、その目的は、安定的で、かつ、効率的なＥＰＯＮ通信を提供することが可能になるように、多数のＯＮＵに効率的にグラントを割り当てることが可能なＥＰＯＮの動的帯域幅割当装置及び方法、並びに、これを利用したＥＰＯＮマスタ装置を提供することにある。
【００１３】
さらに、本発明の目的は、ＤＳＰ又はＣＰＵにおける複雑な流動小数点演算がなくても多数のＯＮＵに対して最小帯域幅を保証しながらＯＮＵの送信データ量を基盤として適切にグラントを分配することが可能なＥＰＯＮの動的帯域幅割当方法及び装置、並びに、これを利用したＥＰＯＮマスタ装置を提供することである。
【００１４】
さらに、本発明の目的は、各ＯＮＵの要求に対する優先順位を考慮し、高い優先順位を有する情報に対し低い優先順位を有する情報より先に帯域幅を分配することにより優先順位別差等サービスが可能なＥＰＯＮの動的帯域幅割当方法及び装置、並びに、これを利用したＥＰＯＮマスタ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上述の目的を達成するための構成手段として、本発明は、多数のＯＮＵがＯＬＴへ上向フレームを伝送するための上向帯域幅を割り当てるイーサネット受動光通信網（ＥＰＯＮ）における動的帯域幅割当方法において、一定周期で該当周期から割当可能な全体グラント長さ（Ｌ）を計算する計算段階と、ＥＰＯＮ内の総てのＯＮＵから受信されたリポートフレームを基に、各ＯＮＵから上向データ伝送に必要なグラント長さの要求量を設定する設定段階と、割当可能な全体グラント長さ（Ｌ）の残余量が０になるか、又は、総てのＯＮＵに分配されたグラント長さが該当ＯＮＵに設定されたグラント長さの要求量以上になるまで、上記全体グラント長さ（Ｌ）から基本単位ずつを差し引いて各ＯＮＵへ順番に分配する過程を繰り返す分配段階と、割当可能な全体グラント長さ（Ｌ）の残余量が０になるか、又は、総てのＯＮＵに分配されたグラント長さが該当ＯＮＵに設定されたグラント長さの要求量以上になると、現在までに分配された各ＯＮＵのグラント長さを該当ＯＮＵのグラント長さ割当値に設定する割当段階と、を含むことを特徴とする。 
また、上述の目的を達成するための他の構成手段として、多数のＯＮＵがＯＬＴへデータを伝送するための上向帯域幅を割り当てるためのイーサネット受動光通信網（ＥＰＯＮ）における動的帯域幅割当装置において、一定周期でスタート信号の入力を受け取り、多数ＯＮＵのリポート値を基にＯＮＵ別グラントの要求量を設定するリポート読み取り部と、各々複数のＯＮＵグループを担当し、上記リポート読み取り部から該当するＯＮＵのグラント要求量の伝達を受け取り、担当するＯＮＵのグラント長さがグラント要求量に到達するように、使用可能な全体グラント長さから基本単位を差し引いて担当するＯＮＵのグラント長さを順番に増加させる一つ以上の帯域幅割当エンジンと、上記リポート読み取り部及び上記多数の帯域幅割当エンジンの動作状態を照合し、多数帯域幅割当エンジンの動作スタート及び停止を制御し、上記多数帯域幅割当エンジンに全体グラント長さの残余量及び多数ＯＮＵのグラント要求量の満足状態を知らせる制御及び照合部と、を備えていることを特徴とする。
【００１６】
さらに、本発明は、上記目的を具現化するための他の構成手段として、一つのＯＬＴと複数のＯＮＵからなるイーサネット受動光通信網のデータ通信のためＭＰＣＰ（Ｍｕｌｔｉ−ｐｏｉｎｔ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｐｒｏｔｏｃｏｌ）処理を遂行するＥＰＯＮマスタ装置において、各ＯＮＵから送られたリポート情報を蓄積するリポートテーブルと、毎グラント割当周期ごとに上記リポートテーブルの各ＯＮＵ別リポート情報を基に各ＯＮＵに必要なグラント要求量を設定し、使用能な全体グラント長さから基本単位ずつを差し引いて各ＯＮＵに順番に分配することを繰り返し、上記使用可能な全体グラント長さの残余量が０になるか、又は、総てのＯＮＵに分配されたグラント長さが上記設定したグラント要求量以上になるとその時点における各ＯＮＵに分配された量を基に動的グラント値を設定する動的グラント発生部と、上記動的グラント発生部から発生した動的グラント値を蓄積する動的グラントキューと、ネットワークプロセッサから印加された下向送信データ及び上記動的グラントキューから読み取ったゲートフレームを多重化する送信多重化部と、受信された上向フレームを逆多重化し各々の目的地に伝達しつつ、受信フレーム中のリポートフレームはリポート書き込み部へ伝達する受信逆多重化部と、上記受信逆多重化部から伝達されたリポートフレームに伴い上記リポートテーブルの各ＯＮＵ別リポート情報を更新するリポート書き込み部と、上記送信多重化部から伝送される下向データ中のゲートフレームに対し隣接したグラント区間が相互に重ならないようにしつつ、現在時間に比べ予め定められた値より未来になるように伝送スタート時間を決定して挿入するスタート時間計算部と、を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、ＥＰＯＮ内に登録された複数のＯＮＵに対して周期的にリポートを照合してゲートを発生する時に、ＤＳＰ又はＣＰＵの計算無しで短い時間に動的（ｄｙｎａｍｉｃ）にグラントを割り当てることが可能であり、毎周期ごとに静的グラントとＣＰＵから送るグラントとの量を差し引いて動的に分けることが可能なグラントの合計を予め決めた後、その限度から多数のＯＮＵに同時にグラントを分けることにより、過度な上向帯域幅要求があるとしても過度にグラントを割り当てることを根本的に防止することが可能で、適切な時点でグラント制御が行われ安定的な動作が可能となる。また、各ＯＮＵ別に最大グラントの長さを制限することが可能で、さらに要求に応じＯＮＵ別に最小帯域幅を保証することも可能なため、ＥＰＯＮにおいて効率的に上向帯域幅を制御することが可能という効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明に係るＥＰＯＮの動的帯域幅割当装置及び方法について説明する。
【００１９】
図２は、本発明が適用されるＥＰＯＮマスタチップを表したものである。
【００２０】
ＥＰＯＮマスタチップはＥＰＯＮのＯＬＴ１１０に具備され、ＬＬＩＤ別グラントのスケジューリング及び新たなＯＮＵの登録を遂行しながら、上向及び下向イーサネットフレームを多重化又は逆多重化して目的地へ伝送する等、ＥＰＯＮ通信においてＭＰＣＰ処理を遂行する手段として、基本的に上位ネットワークインタフェースと連結されＬＬＩＤを利用し上位階層との互換性を合わせ上位ネットワークへのイーサネットフレーム送受信を処理するＰＯＮブリッジ部２１０と、ＭＰＣＰデータを処理しながらフレームの逆多重化及び多重化を処理しＬＬＩＤ別グラントスケジューリング及び自動発見（ａｕｔｏ-ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ）を遂行するＭＰＣＰマスタ部２２０と、物理階層（通信路）のインタフェースと連結され総てのフレームに対するＦＣＳ（Ｆｒａｍｅ  Ｃｈｅｃｋ  Ｓｅｑｕｅｎｃｅ）の生成及び検査を含む物理階層へのフレーム送信及び受信を担当するＭＡＣ部２３０から構成される。
【００２１】
より具体的には、上記ＰＯＮブリッジ部２１０は、ＭＰＣＰマスタ部２２０から上向フレームの伝達を受け取ると、フレームの目的地住所（Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ  Ａｄｄｒｅｓｓ：ＤＡ）値を確認して、ネットワーク側に伝達するのか他のＥＰＯＮ加入者側に伝達するのかを判断し、ネットワークプロセッサに伝達する場合はＬＬＩＤを除去した後に伝達し、特定ＯＮＵに伝達しなければならない場合には該当するＬＬＩＤを取付けて再びＭＰＣＰマスタ部２２０に伝達する。
【００２２】
逆に上記ＰＯＮブリッジ部２１０は、ネットワークプロセッサから下向イーサネットフレームの伝達を受け取った場合には、該当イーサネットフレームの目的地住所（ＤＡ）値を確認して特定ＯＮＵへ行くフレームの場合、該当ＯＮＵのＬＬＩＤを取付けてＭＰＣＰマスタ部２２０に伝達し、目的地がネットワークプロセッサ側にある場合は廃棄する。上記上向フレームの廃棄は一般的なブリッジ規則に従い既にネットワークプロセッサにより該当ＭＡＣ住所に伝達されたと判断することによって行われる。上向と下向とに対してＭＡＣ住所を学習して内部のＦＤＢ（Ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ   Ｄａｔａｂａｓｅ）に記憶して使用する。
【００２３】
上記ＭＰＣＰマスタ部２２０は上記ＰＯＮブリッジ部２１０とＭＡＣ部２３０との間でＬＬＩＤが付いたイーサネットフレームを取交わしながら、図示されていないＯＬＴのＣＰＵの制御によりＭＰＣＰ処理を遂行する。即ち、上記ＰＯＮブリッジ部２１０から来る下向イーサネットフレーム、ＣＰＵ（図示省略）から来るフレーム、及び、ＭＰＣＰマスタ内部から発生されたフレームを多重化してＭＡＣ部２３０に伝達し、ＭＡＣ部２３０から出力される上向イーサネットフレームを受け取り、内部で処理するかＣＰＵに伝達し、一般データの場合は上記ＰＯＮブリッジ部２１０に伝達する。
【００２４】
上記ＭＡＣ部２３０は、上記ＭＰＣＰマスタ部２２０から受け取ったイーサネットフレームに対して必要な場合ＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ  Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ  Ｃｈｅｃｋ）を計算して上記計算結果を該当イーサネットフレームに挿入して送信し、受信されたイーサネットフレームは、ＣＲＣ検査を遂行して誤りがない場合は上記ＭＰＣＰマスタ部２２０に伝達する。
【００２５】
本発明は、上述したＥＰＯＮマスタチップ２００に関するものであり、特にＥＰＯＮマスタチップ２００の構成要素中、ＭＰＣＰマスタ部２２０のＬＬＩＤに区分されるＯＮＵ別にグラントを割り当てる技術に関連する。
【００２６】
図３は、本発明に係る帯域幅割当装置を適用したＭＰＣＰマスタ装置の詳細構成図である。 
上記図３を参照すると、本発明に係るＭＰＣＰマスタ装置は、ＣＰＵインタフェース部３０１と、固定グラントテーブル３０２と、固定グラント発生部３０３と、リポートテーブル３０４と、動的グラント発生部３０５と、ＲＴＴ（Ｒｏｕｎｄ  Ｔｒｉｐ  Ｔｉｍｅ）テーブル３０６と、送信ＣＰＵメッセージキュー３０７と、受信ＣＰＵメッセージキュー３０８と、固定ゲートキュー３０９と、動的ゲートキュー３１０と、送信多重化部３１１と、受信逆多重化部３１２と、リポート書き込み部３１３と、スタート時間計算部３１４と、受信ウィンドウ発生部３１５と、を備えている。
【００２７】
ＣＰＵインタフェース部３０１は、外部のＣＰＵが各種レジスターを読み込み及び書き込みができるようにインタフェーシングする手段として、ＣＰＵがフレームの挿入及び抽出をすることが可能になるようにして内部のテーブルを読み込み及び書き込みができるようにする。
【００２８】
固定グラントテーブル３０２は、各ＯＮＵ別に固定長さグラントを発生させるのに必要な情報を有しているものとして、外部のＣＰＵにより設定され固定グラント発生部３０３により使用される。
【００２９】
固定グラント発生部３０３は、一定周期ごとに上記固定グラントテーブル３０２から各ＯＮＵ（ＬＬＩＤ）の固定グラント割当長さ情報を読み取り、これを基盤として現在登録された各ＯＮＵに対して固定された長さのグラント量を割り当てる。この際、グラント値のうち伝送スタート時間は設定されず、グラントの長さ値のみ設定される。上記固定グラント発生部３０３は、毎グラント割当周期ごとに動的帯域幅割当に先立ちＯＮＵ別に短い長さの固定グラント長さを割り当てたゲートフレームをＯＮＵへ伝送することにより毎グラント割当周期ごとに少なくとも一つのリポートフレームを受信できるようにする。
【００３０】
さらに、上記固定グラント発生部３０３は、使用可能な全体グラント量から各ＯＮＵに割り当てられた固定グラント量と上記送信ＣＰＵメッセージキュー３０７にあるＣＰＵ発生グラントの量とを減算し、上記計算により得られた該当グラント割当周期において使用可能なグラント残余量を動的グラント発生部３０５に知らせ、動的グラント発生を指示する。
【００３１】
リポートテーブル３０４は、各ＯＮＵから送られたリポート情報が記録され、上記動的グラント発生部３０５から上記リポートテーブル３０４のリポート情報を読み取るが、この際、安定された帯域幅割当のために一度使用されたリポートは削除され再度使用されないようにする。また、本発明によると、トラフィックに関係なくＯＮＵからＯＬＴへ常にリポートが提供されるようにし、上記リポートテーブル３０４は最新リポートを保管することによって、リポートの遅れや脱落により性能が低下しないようにすることが好ましい。
【００３２】
動的グラント発生部３０５は、上記固定グラント発生部３０３から入力された使用可能なグラント残余量を、リポートテーブル３０４に記録された各ＯＮＵにおいて必要な送信データ量に基づき、各ＯＮＵ（ＬＬＩＤ）に同時に分配し、動的グラント長さを発生させる。
【００３３】
より具体的には、上記動的グラント発生部３０５は、周期的に各ＯＮＵのリポートを照合し、上記照合されたリポートを基盤として現在登録されたＯＮＵ１２０ａ乃至１２０ｃに動的グラント長さを同時に分配するが、この際、グラント長さの分配方式は、該当ＯＮＵ（又はＬＬＩＤ）で要求された長さに到達するか該当周期から割当可能な総グラント量が０になるまで、多数ＯＮＵを数個のグループに分け並列処理しながら各グループ内では順次的、循環反復的に一定単位のグラント長さを割り当てる方式として、このような方式をウォーターフィリング（ｗａｔｅｒ−ｆｉｌｌｉｎｇ）方式という。この場合、多数のＯＮＵのグラント量を順次に埋めて行くが、並列処理を通してグラント長さの設定時間が早くなり、さらに、一定周期ごとに限定された時間資源を有しＯＮＵへ時間資源を分配することによって、過度にグラント割り当てが行われることを根本的に防止することが可能で、基本単位ずつ総てのＯＮＵに分配するため、ＯＮＵ間の公平性が保たれ、さらに分けることを始める前に各ＯＮＵ別に最大の長さを制限した後に始めることにより各ＯＮＵ別に最大上向帯域幅を制限することが可能でありながら、実際に分ける時は各ＯＮＵ別に最小保証帯域幅を先に満足させることにより、各ＯＮＵに対する最小保証帯域幅を保証することが可能になる。
【００３４】
実際にグラントのスタート時間は、常に現在時間よりは最大ＲＴＴ値とＯＮＵにおける最小待機時間とを足した分（以下、「最小オフセット」という。）程度は未来になければならないため、ゲートフレームを連続して送る時、後続するゲートフレームのグラント計算が長くなると隣接した二つのグラント区間の間の最小オフセットを満足させ得なくなり、後続のゲートフレームのグラント区間を先行のゲートフレームが指定するグラント区間の直後に位置させることができなくなる。これは、使用されない上向帯域幅を誘発し、通信効率を低下させる。
【００３５】
このような現状を最小化するためには、グラント割当が最大限素早く行われなければならないが、本発明による動的グラント発生部３０５によると、多数のグラントの計算が並列で同時に処理されるため、短い時間内に多数ＯＮＵに対するグラント割当が行われることが可能であり、その結果、各ＯＮＵに割り当てられたグラント区間の間の最小オフセットを満足させ、使用しない上向帯域幅の発生を最小化させることが可能である。
【００３６】
このような動的グラント発生部３０５のグラント割当動作は、本発明に係る動的帯域割当方法によることとして、その方法及び構成は、以下に具体的に説明する。
【００３７】
続いて、図３のＲＴＴテーブル３０６は、ＭＰＣＰフレームを受信する度に新たに計算された各ＯＮＵ（又はＬＬＩＤ）別の最新のＲＴＴ値を保管する。
【００３８】
送信ＣＰＵメッセージキュー３０７と受信ＣＰＵメッセージキュー３０８とは、ＣＰＵから来た送信するＣＰＵフレームとＣＰＵに送られる受信ＣＰＵフレームとを伝送される前まで保持する。さらに、上記送信ＣＰＵメッセージキュー３０７は、内部に蓄積しているフレーム中にグラント値がある場合、該当グラント値の合計を動的グラント発生部３０５に知らせる。
【００３９】
固定グラントキュー３０９と動的グラントキュー３１０とは、上記固定グラント発生部３０３と動的グラント発生部３０５とから各々発生した固定グラント値と動的グラント値とを保持し、これは送信多重化部３１１により伝送される。
【００４０】
送信多重化部３１１は、送信ＣＰＵメッセージキュー３０７のフレーム、固定グラントキュー３０９及び動的グラントキュー３１０のフレーム、並びに、ＰＯＮブリッジ部２１０からの送信データに対する伝送要求の入力を受け取り、選択されたデータを読み込んで多重化し、スタート時間計算部３１４に伝達する。本発明に係る帯域幅割当方法によると、固定ゲートフレームが先に発生させられた後、動的ゲートフレームが発生させられ、上記送信多重化部３１１は、多数のキューに同時にフレームがある場合には先に固定グラントキュー３０９に蓄積されたゲートフレームを読み取りスタート時間計算部３１４へ伝達し、以後、動的グラントキュー３１０に蓄積されたゲートフレームを読み取りスタート時間計算部３１４へ伝達する。これにより、毎グラント割当周期ごとにランダムな短い長さで設定された固定長さのグラントが総てのＯＮＵに分配された後、残りの時間資源を有し、ＯＮＵ別状態によって動的なグラント分配が行われるようになる。従って、毎グラント割当周期ごとに少なくとも一つのリポートフレームを総てのＯＮＵから受信することが可能で、このように受信されたリポートフレームを基に各ＯＮＵの要求に対し均等に負担を分配しグラントを割り当てることが可能となる。
【００４１】
スタート時間計算部３１４は、送信多重化部３１１から送信するデータを受け取りＰＯＮ側に伝達するが、この際伝送するデータがＭＰＣＰフレームの場合、ＯＬＴ１１０のタイマ値を挿入し、また、ＭＰＣＰフレーム中のゲートフレームの場合、グラント値のうちの伝送スタート時間を決定して挿入する。上記伝送スタート時間の決定は、ＲＴＴを考慮していない状態でＯＮＵ１２０ａ乃至１２０ｃ（又はＬＬＩＤ）の割り当てられたグラントの区間が相互重ならないようにしながら、同時に各伝送スタート時間が現在時間に比べて既に決められた値より未来になるように設定した後、伝送する前に該当ＯＮＵ１２０ａ乃至１２０ｃのＲＴＴ（Ｒｏｕｎｄ  Ｔｒｉｐ  Ｔｉｍｅ）分を差し引いて、距離差による伝送遅れ分を補償することにより行われる。
【００４２】
一般的に、ＯＬＴ１１０は、ＯＮＵ１２０ａ乃至１２０ｃへ送る総てのＭＰＣＰフレームに自分のタイマ値を乗せて送り、ＯＮＵ１２０ａ乃至１２０ｃは、ＯＬＴ１１０のＭＰＣＰフレームを受信する度に一緒に受信されたＯＬＴ１１０のタイマ値を自分のタイマに写し、自分のタイマとＯＬＴ１１０のタイマとを同期させる。また、上記ＯＮＵ１２０ａ乃至１２０ｃは、ＯＬＴ１１０へ送る総てのＭＰＣＰフレームに自分のタイマ値を乗せて送り、ＯＬＴ１１０は、ＯＮＵ１２０ａ乃至１２０ｃのＭＰＣＰフレームに送られて来たタイマ値と自分のタイマ値との差を求め、伝送遅れ分が含まれた各ＯＮＵ１２０ａ乃至１２０ｃのＲＴＴ値を計算する。
【００４３】
これを利用し、上記スタート時間計算部３１４は、各ＯＮＵ（又はＬＬＩＤ）の伝送スタート時間を決め、該当ゲートフレームをＯＮＵに伝送する直前に、上記のように計算された該当ＯＮＵのＲＴＴ値を引いて伝送遅れ分を補償する。その結果、遠く位置しているＯＮＵは、距離補償分程度、より早くデータを伝送するようにすることによって、異なる距離に存在するＯＮＵから送られた上向フレームがＯＬＴ１１０に到着する時に重ならないようにする。
【００４４】
また、上記ＯＬＴ１１０からグラントのスタート時間を決定した後、グラントが伝送される前に該当ＯＮＵのＲＴＴ値をスタート時間から差し引いて伝送するため、スタート時間からＲＴＴ値を差し引いた後もその値が現在時間より未来になることは勿論、ＯＮＵ１２０ａ乃至１２０ｃが該当ゲートフレームを受信した時に規格で決められた保証された時間以上がスタート時間まで残っているように充分な未来の値で送らなければならない。従って、グラントのスタート時間は、常に現在時間よりは最小オフセット程度は未来にあるべきである。本発明によると、多数のＯＮＵ（又は ＬＬＩＤ）のグラント長さ計算が同時に行われることが可能で、スタート時間計算部３１４は、各グラントのスタート時間を最小オフセットを維持するように設定することが可能である。
【００４５】
上記スタート時間計算部３１４は、ＲＴＴ値を差し引く前のグラント（長さ及びスタート時間）を受信ウィンドウ発生部３１５へ送り、バースト（ｂｕｒｓｔ）入力に合うウィンドウ信号を発生するようにする。
【００４６】
これに、受信ウィンドウ発生部３１５は、上記スタート時間計算部３１４から送られて来た情報を使用して予想入力バースト区間に該当するウィンドウ信号を発生させる。即ち、ＯＮＵ１２０ａ乃至１２０ｃに伝送されたグラント情報に従い各ＯＮＵから送られる上向フレームが到着する予想時間を計算して光受信機からタイマを抽出するところまでの遅れ時間を補償した後、ＯＬＴ１１０の上向光受信機に提供する。上記ウィンドウ信号は、バースト入力時間直前にリセット信号を必要とする一部バーストモード光受信機に提供され、上記リセット信号の発生のため使用される。バーストモード光受信機を使用しない場合、上記受信ウィンドウ発生部３１５は省略され得る。
【００４７】
受信逆多重化部３１２は、受信された上向フレームを検査して適切な目的地へ伝達する機能を担うものであり、受信されたフレーム中の一般データはＰＯＮブリッジ部２１０に伝達し、ＭＰＣＰフレームはフレームの種類によって各々処理する。具体的に説明すると、ＭＰＣＰフレーム中、ＯＮＵの登録要求及び応答の為のフレームであるｒｅｇｉｓｔｅｒ_ｒｅｑ及びｒｅｇｉｓｔｅｒ_ａｃｋフレームは、ＣＰＵに送られるように受信ＣＰＵメッセージキュー３０８に伝達し、リポート（ｒｅｐｏｒｔ）フレームは、リポート書き込み部３１３に伝達する。また、受信された総てのＭＰＣＰフレームから各ＯＮＵ１２０ａ乃至１２０ｃのタイマ値を抽出し、自分のタイマ値から上記抽出したＯＮＵのタイマ値を差し引いてＲＴＴ値を計算した後、ＲＴＴテーブル３０６の該当ＯＮＵ（又はＬＬＩＤ）のＲＴＴ情報を更新する。
【００４８】
上述したＥＰＯＮマスタ装置の構成は、固定帯域幅割当及び動的帯域幅割当を同時に又は選択的に利用可能なものであり、ここで、本発明の動的帯域幅割当と実質的に連関された構成要素は、固定グラント発生部３０３、リポートテーブル３０４、動的グラント発生部３０５、ＲＴＴテーブル３０６、動的グラントキュー３１０、送信多重化部３１１、受信逆多重化部３１２、リポート書き込み部３１３及びスタート時間計算部３１４となる。
【００４９】
次に、本発明に係る動的帯域幅割当装置である上記動的グラント発生部３０５の構成について、図４を参照して説明する。
【００５０】
図４は、本発明に係る動的帯域幅割当装置の詳細な構成例を示したものであり、上記図４において、リポート読み取り信号及び消去信号は上記図３のリポートテーブル３０４に連結され、グラント割当周期信号（ＤＢＡ  ｃｙｃｌｅ  スタート信号）と該当周期から割当可能な総グラント長さは、固定グラント発生部３０３から入力されることが可能であり、最終的に生成された動的ゲートフレームは上記動的グラントキュー３１０に送られる。
【００５１】
本発明に係る動的帯域幅割当装置において、ＯＮＵ（又はＬＬＩＤ）の個数や処理周期に制限はないが、以下の説明においては便宜上１．０２４ｍｓを周期に動的帯域幅割当が行われ、６４個のＯＮＵに対して処理することを仮定する。しかし、本発明に係る動的帯域幅割当装置は、以下に説明する実施の形態に限定されず、本発明の主要思想を利用して様々な変形された実施が可能である。
【００５２】
図４を参照すると、本発明に係る動的帯域幅割当装置は、リポート読み取り部４０１と、制御及び照合部４０２と、多数の帯域幅割当エンジン４０３と、フレーム発生部４０４からなる。
【００５３】
リポート読み取り部４０１は、既に設定された周期（これはグラント長さ割当周期として任意に設定され、本実施の形態では１．０２４ｍｓである。）でグラント割当周期信号（ＤＢＡ  ｃｙｃｌｅ  スタート信号）の入力を受け、各ＯＮＵの最新リポートを読み取り、最大グラント許容量内から上記リポートの要求量を満たすことが可能な各ＯＮＵの有効要求量を設定し、同時に各ＯＮＵ別に最小保証量を設定しこれを多数のエンジン４０３に知らせた後、制御及び照合部４０２に計算準備が完了したことを知らせる。この際、各ＯＮＵのリポート情報は、上記図３のリポートテーブル３０４から読み取る。上記リポートテーブル３０４の各エントリには、受信されたリポート情報と共に事前に設定された最大グラント長さ及び最小保証グラント長さが各ＯＮＵ別に記録されている。上記リポート読み取り部４０１は上記リポートテーブル３０４に対する読み取り及び削除権限を保有し、これを利用してリポートテーブル３０４に記録されたリポート情報、最大グラント長さ及び最小保証グラント長さを読み取りした後、読み取りしたリポート情報を削除し、次の周期に同一のリポートデータが再び使用されることを防止する。
【００５４】
制御及び照合部４０２は、上記リポート読み取り部４０１によって各帯域幅割当エンジン４０３に有効要求量及び最小保証グラント長さが伝達され、リポート読み取り部４０１から割当準備の完了が知らせられると、多数の帯域幅割当エンジン４０３にグラント割当を始めるよう指示し、各エンジン４０３の処理状況を観察して各エンジン４０３の動作に必要な情報を提供しながら割当過程を制御する。
【００５５】
多数の帯域幅割当エンジン４０３は各々一つ以上のＯＮＵに対するグラント割当を担当し並列に動作する。例えば、ＥＰＯＮに６４個のＯＮＵが登録された場合、上記四つの帯域幅割当エンジン４０３は各々１６個のＯＮＵに対するグラント長さ分配を遂行する。より具体的には、１から６４までのＯＮＵがあり、上記四つの帯域幅割当エンジン４０３各々が１６個ずつのＯＮＵを担当する場合、上記四つの帯域幅割当エンジン４０３は、各々１、５、９、．．．、６１のＯＮＵ、２、６、１０、．．．、６２のＯＮＵ、３、７、１１、．．．、６３のＯＮＵ、４、８、１２、．．．、６４のＯＮＵが担当することとなる。この際、一つの帯域幅割当エンジン４０３内で設定された複数ＯＮＵに対するグラント長さ割当は循環的に行われる。即ち、担当する一番目のＯＮＵから最後のＯＮＵまで順番に基本単位ずつ割り当てた後、再び一番目のＯＮＵに戻り順番に基本単位ずつ割り当てる処理を反復遂行することとなる。
【００５６】
より具体的には、上記帯域幅割当エンジン４０３は、リポート読み取り部４０１から担当するＯＮＵの最小保証量及び有効要求量の伝達を受けた後、上記制御及び照合部４０２のスタート指示に従い、全体使用可能なグラント長さから、単位グラント長さを差し引いて自分の担当するＯＮＵに割り当てる動作を、処理段階に応じて、該当ＯＮＵの最小保証量又は有効要求量を満足するか、全体使用可能なグラント残余量（共通時間資源）が無くなるまで繰り返す。
【００５７】
さらに、帯域幅割当エンジン４０３は、上記ＯＮＵ別に設定された有効要求量を高い優先順位有効要求量と、低い優先順位有効要求量とに区分し、この中で高い優先順位の有効要求量を低い優先順位の有効要求量より先に処理することにより、高い優先順位のデータが先に伝達されるようにする。一つのＯＮＵは高い優先順位に対する要求量と低い優先順位に対する要求量とを同時に要求することとなり、帯域割当においては同一全体要求量の場合、高い優先順位を先に保証することとなる。
【００５８】
上記制御及び照合部４０２は、多数の帯域幅割当エンジン４０３に、全体使用可能なグラント残余量と、他の帯域幅割当エンジン４０３の動作状態とを提供し、多数帯域幅割当エンジン４０３が相互に並列に動作するよう制御する。
【００５９】
さらに具体的には、上記制御及び照合部４０２は、多数の帯域幅割当エンジン４０３から伝達される各瞬間に使用する時間資源量と、各帯域幅割当エンジン４０３が担当するＯＮＵの最小保証量又は有効要求量の満足可否とを照合し、多数の帯域幅割当エンジン４０３で現在残っている共通時間資源残余量と、全ＯＮＵ中に最小保証処理が完了されていないＯＮＵがあるかどうかの可否と、全ＯＮＵ中に有効要求量処理が完了されていないＯＮＵがあるかどうかの可否と、優先順位を付与する場合、全ＯＮＵに対して高い優先順位の有効要求量が満足されるのか、及び、低い優先順位の有効要求量が全体ＯＮＵに対して満足されるかを知らせる。
【００６０】
上記帯域幅割当エンジン４０３の反復的なグラント割当動作により、全体使用可能なグラント残余量は減少し、結局は総ての要求が満足するか残余量が０になる。この際、ＯＮＵ別の最小保証量及び有効要求量が相互に違うため、ＯＮＵ別に最小保証量を満足するのにかかる時間及びグラント量は違うこともあり得る。
【００６１】
上記多数の帯域幅割当エンジン４０３は、担当するＯＮＵのグラント割当量が最小保証量又は有効要求量を満足するか、使用可能な全体グラント残余量が０になった場合、総ての帯域幅割当エンジンは同時に動作を止めることとなり、該当ＯＮＵに割り当てられたグラント量をフレーム発生部４０４に知らせ、制御及び照合部４０２は、多数エンジン４０３の動作状態を確認し、総てのＯＮＵに対するグラント割当が完了されるか、全体使用可能なグラント残余量が無くなると、フレーム発生部４０４にフレーム発生を指示し、これに上記フレーム発生部４０４は、多数エンジン４０３からＯＮＵ別に割り当てられたグラント長さ値の伝達を受け、グラントの伝送スタート時間値は含まずに、グラント長さ値のみを含んだゲートフレームを発生させ出力する。これは、ＥＰＯＮ側に送信される時まで図３の動的グラントキュー３１０に蓄積される。
【００６２】
このような構成を具備したＯＬＴ１１０は、総てのＯＮＵ１２０ａ乃至１２０ｃに対し一周期に少なくとも一回はリポートを受けることが可能であるように、毎グラント割当周期ごとに総てのＯＮＵ１２０ａ乃至１２０ｃに短い長さを有する固定長さグラントを先に送った後、該当周期において上記固定グラントを割り当てて残った時間資源を現在照合されたリポートを基に、各ＯＮＵ１２０ａ乃至１２０ｃの要求量（即ち、送信するデータ量）を最大限満足させる長さを有するように動的帯域幅割当を遂行する。さらに、上記動的帯域幅割当時、各ＯＮＵ別要求に対する優先順位を区分し、高い優先順位の要求に対する帯域幅割当を低い優先順位の要求に対する帯域幅割当より先に遂行するようにすることにより、実時間処理を要するデータに対するＱｏＳを保証することが可能である。このような帯域幅割当過程について、以下にフローチャートを参照しながら具体的に説明する。
【００６３】
図５は、本発明に係る動的帯域幅割当方法の全体過程を示したフローチャートである。
【００６４】
図５を参照すると、本発明に係る動的帯域幅割当方法は、 一定周期でなされることとして、事前に設定されたグラント割当周期になると（Ｓ１１０）、先ず総てのＯＮＵに対して短い長さの固定長さグラントを割り当てたゲートフレームを伝送する（Ｓ１２０）。上記固定長さグラントは毎グラント割当周期に少なくとも一つのリポートフレームを受信するためのものとして、可能な限り短い値に設定される。しかし、ＯＮＵに固定的な帯域幅を与えようとする場合には固定グラントはＯＮＵ別に任意の長さを有することができる。
【００６５】
その後、該当周期において動的帯域幅割当時使用することが可能な全体グラント長さ（Ｌ）を確認する（Ｓ１３０）。上記全体グラント長さ（Ｌ）は、該当周期の総時間資源中、上記固定グラント発生部３０３から固定グラントに割り当てられた量と、外部ＣＰＵから割り当てられたグラント量を差し引いた残りで設定されることが可能である。このような過程は、固定グラント発生部３０３により提供されることが可能である。
【００６６】
また、現在登録されている総てのＯＮＵ１２０ａ乃至１２０ｃから受信されたリポートフレームに基づき、各ＯＮＵ１２０ａ乃至１２０ｃ別に上向フレーム伝送に必要なグラント要求量を設定する（Ｓ１４０）。この際、リポート値は、上記図３のリポート書き込み部３１３及びリポートテーブル３０４を通して提供される。
【００６７】
その後、割当可能な全体グラント長さ（Ｌ）の残余量が０になるか、総てのＯＮＵに分配されたグラント長さが該当ＯＮＵに設定されたグラント長さの要求量以上になるまで、上記全体グラント長さ（Ｌ）から基本単位ずつを差し引いて各ＯＮＵに順番に分配する過程を繰り返す（Ｓ１５０）。上記グラント長さの分配は、総てのＯＮＵに順次に繰り返し行われることとして、一つのＯＮＵのグラント長さを基本単位だけ増加させた後、次のＯＮＵのグラント長さを基本単位だけ増加させるようにすることで、総てのＯＮＵが均等なグラント長さ分配機会を有するようにする。
【００６８】
上記段階Ｓ１５０の反復的な遂行により、割当可能な全体グラント長さ（Ｌ）の残余量が０になるか、総てのＯＮＵに分配されたグラント長さが該当ＯＮＵに設定されたグラント長さの要求量以上になると、現在までに分配されたＯＮＵのグラント長さを該当ＯＮＵのグラント長さ割当値に設定しゲートフレームを伝送する（Ｓ１６０）。
【００６９】
上記ＯＮＵ別グラント要求量を設定する段階Ｓ１４０ではＯＮＵ別の最小保証量と、ＯＮＵ別に送信データ量に対応する有効要求量とを設定することとなり、さらに、上記有効要求量は、高い優先順位の送信データと関係する高い優先順位有効要求量と、低い優先順位の送信データと関係する低い優先順位有効要求量とに区分して設定することが可能である。
【００７０】
図６及び図７は、本発明による要求量設定過程の第１、第２の実施の形態を表したフローチャートである。
【００７１】
図６を参照すると、ＯＮＵ別要求量を設定する前に、ＯＮＵに割り当てられ得るグラントの最大許容値（ＭａｘＬｉｍｉｔｉ）と最小保証すべくグラント量を示す最小保証基準値（ＭｉｎＧｕａｒｉ）を設定する（Ｓ２１１）。上記最大許容値（ＭａｘＬｉｍｉｔｉ）及び最小保証基準値（ＭｉｎＧｕａｒｉ）は、運用者により任意に設定され得る。 
その後、各ＯＮＵから伝達されたリポートフレームを確認し、ＯＮＵ側の実際要求量（Ｒｅｑｉ）を確認する。上記要求量（Ｒｅｑｉ）は、ＯＮＵ側から自分の送信キューに保管された送信すべきデータ量を測定して送って来たものとして、ＯＮＵ側でデータ送信に必要な実際上向帯域幅になる。
【００７２】
上記のように該当ＯＮＵの実際要求量（Ｒｅｑｉ）を確認すると、上記実際要求量（Ｒｅｑｉ）が事前に設定された最大許容値（ＭａｘＬｉｍｉｔｉ）以上であるかを確認し（Ｓ２１３）、上記ＯＮＵの要求量（Ｒｅｑｉ）が最大許容値（ＭａｘＬｉｍｉｔｉ）以上であるときは、ＯＮＵの要求量（Ｒｅｑｉ）を最大許容値（ＭａｘＬｉｍｉｔｉ）に変更する（Ｓ２１４）。これによると、ＯＮＵへ割り当てられる上向帯域幅の最大値が制限され、特定ＯＮＵへのみ過度に割り当てられることを防止することが可能となる。
【００７３】
その後、上記ＯＮＵの要求量（Ｒｅｑｉ）が先に設定された最小保証基準値（ＭｉｎＧｕａｒｉ）以下であるかを確認し（Ｓ２１５）、実際要求量（Ｒｅｑｉ）が最小保証基準値（ＭｉｎＧｕａｒｉ）以下であるときは、該当ＯＮＵの最小保証量（Ａｉ）を実際要求量（Ｒｅｑｉ）に設定し、該当ＯＮＵの有効要求量（Ｂｉ）も実際要求量（Ｒｅｑｉ）に設定する。逆に実際要求量（Ｒｅｑｉ）が最小保証基準値（ＭｉｎＧｕａｒｉ）より大きいときは、該当ＯＮＵの最小保証量（Ａｉ）を最小保証基準値（ＭｉｎＧｕａｒｉ）に設定しつつ、有効要求量（Ｂｉ）を実際要求量（Ｒｅｑｉ）に設定する。
【００７４】
上記によると、各ＯＮＵ別に実際要求量を最大に満たしつつ、上向帯域幅の最大を制限し、ウォーターフィリング（ｗａｔｅｒ−ｆｉｌｌｉｎｇ）段階において総てのＯＮＵに対して最小保証量（Ａｉ）を先に満たした後に有効要求量（Ｂｉ）まで満たすことにより総てのＯＮＵへ公平に各々の要求量を設定することが可能である。
【００７５】
図７は、本発明の第２の実施の形態により、ＯＮＵから来る要求量に優先順位別要求量情報が別にある場合の、最小保証量（Ａｉ）と、高い優先順位までの有効要求量（ＢＨｉ）と、低い優先順位までの有効要求量（ＢＬｉ）とを設定する過程を示したフローチャートである。
【００７６】
図７を参照すると、先の実施の形態と同様に、ＯＮＵへ最大に許容されることが可能なグラント量を表わす最大許容値（ＭａｘＬｉｍｉｔｉ）と最小の割り当てられるべき最小保証基準値（ＭｉｎＧｕａｒｉ）とを設定し（Ｓ２２１）、各ＯＮＵから受信されたリポートフレームを通じ該当ＯＮＵの高い優先順位要求量（ＨＰＲｅｑｉ）と低い優先順位要求量（ＬＰＲｅｑｉ）とを確認する（Ｓ２２２）。
【００７７】
一般的にリポートフレームは最大８個のキューに対する要求量を表示することが可能であるが、プログラマブルな写像（ｍａｐｐｉｎｇ）規則に従い各ＯＮＵの優先順位要求量は、各々高い優先順位を有する送信データ量に対応する高い優先順位要求量と、低い優先順位を有する送信データ量に対応する低い優先順位要求量とに分けることが可能である。上記段階Ｓ２２２において確認する高い優先順位要求量（ＨＰＲｅｑｉ）と低い優先順位要求量（ＬＰＲｅｑｉ）とはこれを表わす。
【００７８】
そして、高い優先順位要求量（ＨＰＲｅｑｉ）と、高い優先順位要求量（ＨＰＲｅｑｉ）と低い優先順位要求量（ＬＰＲｅｑｉ）との和と、上記設定された最大許容値（ＭａｘＬｉｍｉｔｉ）とを比較する（Ｓ２２３、Ｓ２２４）。
【００７９】
上記比較の結果、高い優先順位要求量（ＨＰＲｅｑｉ）が最大許容値（ＭａｘＬｉｍｉｔｉ）以上であるときは、高い優先順位要求量（ＨＰＲｅｑｉ）を最大許容値に変更し、低い優先順位要求量（ＬＰＲｅｑｉ）は０に変更する（Ｓ２２５）。これとは異なり、最大許容値（ＭａｘＬｉｍｉｔｉ）が高い優先順位要求量（ＨＰＲｅｑｉ）よりは大きく、高い優先順位要求量（ＨＰＲｅｑｉ）と低い優先順位要求量（ＬＰＲｅｑｉ）との和よりは小さいときは、高い優先順位要求量（ＨＰＲｅｑｉ）はそのまま維持させ、低い優先順位要求量（ＬＰＲｅｑｉ）を上記最大許容値（ＭａｘＬｉｍｉｔｉ）から高い優先順位要求量（ＨＰＲｅｑｉ）を差し引いた値に変更し、該当ＯＮＵが全体要求量が最大許容値を超えないようにする（Ｓ２２６）。次いで、最大許容値（ＭａｘＬｉｍｉｔｉ）が高い優先順位要求量（ＨＰＲｅｑｉ）と低い優先順位要求量（ＬＰＲｅｑｉ）との和より大きいときは、該当ＯＮＵの全体要求量が最大許容値を超えないため、そのまま維持させる（Ｓ２２７）。
【００８０】
次いで、上記のように調整された高い優先順位要求量（ＨＰＲｅｑｉ）と、上記高い優先順位要求量（ＨＰＲｅｑｉ）と低い優先順位要求量（ＬＰＲｅｑｉ）との和を最小保証基準値（ＭｉｎＧｕａｒｉ）と比較する（Ｓ２２８、Ｓ２２９）。
【００８１】
上記比較の結果、上記高い優先順位要求量（ＨＰＲｅｑｉ）と低い優先順位要求量（ＬＰＲｅｑｉ）との和が最小保証基準値（ＭｉｎＧｕａｒｉ）以下であるときは、最小保証量（Ａｉ）を高い優先順位要求量（ＨＰＲｅｑｉ）と低い優先順位要求量（ＬＰＲｅｑｉ）との和に設定し、高い優先順位要求量と低い優先順位要求量とは上記最小保証量内に含まれるため、優先順位までの有効要求量（ＢＨｉ）と、低い優先順位まで含んだ有効要求量（ＢＬｉ）も総て高い優先順位要求量（ＨＰＲｅｑｉ）と低い優先順位要求量（ＬＰＲｅｑｉ）との和に設定する（Ｓ２３１）。逆に、最小保証基準値（ＭｉｎＧｕａｒｉ）が高い優先順位要求量（ＨＰＲｅｑｉ）以上であり、高い優先順位要求量（ＨＰＲｅｑｉ）と低い優先順位要求量（ＬＰＲｅｑｉ）との和よりは小さいときは、最小保証量（Ａｉ）を上記最小保証基準値（ＭｉｎＧｕａｒｉ）に設定し、高い優先順位までの有効要求量（ＢＨｉ）も上記最小保証基準値（ＭｉｎＧｕａｒｉ）に設定し、低い優先順位まで含んだ有効要求量（ＢＬｉ）は高い優先順位要求量（ＨＰＲｅｑｉ）と低い優先順位要求量（ＬＰＲｅｑｉ）との和に設定する。最後に、最小保証基準値（ＭｉｎＧｕａｒｉ）が高い優先順位要求量（ＨＰＲｅｑｉ）より小さいときは、最小保証量（Ａｉ）を上記最小保証基準値（ＭｉｎＧｕａｒｉ）に設定し、高い優先順位までの有効要求量（ＢＨｉ）は高い優先順位要求量（ＨＰＲｅｑｉ）に設定し、低い優先順位まで含んだ有効要求量（ＢＬｉ）は高い優先順位要求量（ＨＰＲｅｑｉ）と低い優先順位要求量（ＬＰＲｅｑｉ）との和に設定する。
【００８２】
上述によると、ＯＮＵの要求量をできる限り満たしつつ、上限を制限し、ウォーターフィリング（ｗａｔｅｒ−ｆｉｌｌｉｎｇ）において総てのＯＮＵに対して最小保証量（Ａｉ）、高い優先順位までの要求量（ＢＨｉ）、低い優先順位まで含んだ要求量（ＢＬｉ）の順で満たすことにより、最大制限及び最小保証、そしてデータの優先順位を考慮した帯域割当ができる。
【００８３】
図８ａは、図７の過程による要求量の上限制限例を表したものであり、図８ｂは、図７の過程による最小保証量と、高い優先順位有効要求量と、低い優先順位有効要求量とを設定する例を表した図面である。
【００８４】
即ち、ＯＮＵ側から実際に要求した高い優先順位要求量（Ｈ）と低い優先順位要求量（Ｌ）とが与えられ、各ＯＮＵ別に優先順位と関係なく決められる最大許容値（ＭａｘＬｉｍｉｔｉ）と、最小保証基準値（ＭｉｎＧｕａｒｉ）とが与えられたとき、図８ａの（ａ）のように高い優先順位要求量Ｈと低い優先順位要求量Ｌとの和が最大許容値（ＭａｘＬｉｍｉｔｉ）より小さければ制限する必要がないためそのままにし、（ｂ）のように高い優先順位要求量（Ｈ）と低い優先順位要求量（Ｌ）との和が最大許容値（ＭａｘＬｉｍｉｔｉ）より大きければ、上記和が最大許容値（ＭａｘＬｉｍｉｔｉ）になるように低い優先順位要求量（Ｌ）を減少させ、（ｃ）のように高い優先順位要求量（Ｈ）が最大許容値（ＭａｘＬｉｍｉｔｉ）より大きい場合には、高い優先順位要求量（Ｈ）を最大許容値（ＭａｘＬｉｍｉｔｉ）に減少させ、低い優先順位要求量（Ｌ）は０にする。
【００８５】
このように各ＯＮＵの要求量の上限を制限した状態で、図８ｂのように有効な最小保証量（Ａｉ）、高い優先順位有効要求量（ＢＨｉ）、低い優先順位有効要求量（ＢＬｉ）を設定する。即ち、（ａ）のように最小保証基準値（ＭｉｎＧｕａｒｉ）が高い優先順位要求量（Ｈ）と低い優先順位要求量（Ｌ）との和より大きいときは、最小保証量（Ａｉ）をその和に設定し、残りの高い優先順位までの有効要求量（ＢＨｉ）と低い優先順位まで含んだ有効要求量（ＢＬｉ）も高い優先順位有効要求量（ＢＨｉ）と低い優先順位有効要求量（ＢＬｉ）との和に設定し、（ｂ）のように最小保証基準値（ＭｉｎＧｕａｒｉ）が高い優先順位要求量（Ｈ）より大きく高い優先順位要求量（Ｈ）と低い優先順位要求量（Ｌ）との和より小さいときは、最小保証量（Ａｉ）は最小保証基準値（ＭｉｎＧｕａｒｉ）に、高い優先順位までの有効要求量（ＢＨｉ）も最小保証基準値（ＭｉｎＧｕａｒｉ）に、低い優先順位まで含んだ有効要求量（ＢＬｉ）は高い優先順位要求量（Ｈ）と低い優先順位要求量（Ｌ）との和に設定し、（ｃ）のように、最小保証基準値（ＭｉｎＧｕａｒｉ）が高い優先順位要求量（Ｈ）よりも小さいときは、最小保証量（Ａｉ）は最小保証基準値（ＭｉｎＧｕａｒｉ）に、高い優先順位までの有効要求量（ＢＨｉ）は高い優先順位要求量（Ｈ）に、低い優先順位要求量（Ｌ）は高い優先順位要求量（Ｈ）と低い優先順位要求量（Ｌ）との和 に設定する。
【００８６】
これによると、ＯＮＵ別に最大許容値を満足する範囲内で最小保証量、高い優先順位までの要求量、低い優先順位まで含んだ要求量の順に最大限満足させるよう各々のウォーターフィリング（ｗａｔｅｒ−ｆｉｌｌｉｎｇ）段階の有効量を設定することが可能である。
【００８７】
図９は、本発明の実施の一形態に伴う分配段階Ｓ１５０の詳細フローチャートを表したものであり、これは、上記図４に示した帯域幅割当エンジン４０３に適用され得る。
【００８８】
図９を参照して、上記分配段階Ｓ３００をより具体的に説明すると、各エンジン４０３は、動的帯域幅割当のため、各ＯＮＵの最小保証用状態表示フラッグ及び有効要求用状態表示フラッグを１に設定する（Ｓ３０５）。この際、上記フラッグ値１は、該当フラッグが指定するＯＮＵの最小保証量又は有効要求量を満たしていないことを表す。さらに、上記フラッグ値は、制御及び照合部４０２に読み取られ各エンジン４０３の状態を把握する情報として利用される。各エンジン４０３が最小保証量、又は、有効要求量に対して総てのＯＮＵの要求量が満足されたのか検査するときは、制御及び照合部によって他のエンジンでの同一な情報まで照合された情報をみるため、各エンジンは常に同一な要求種類（最小保証量、有効要求量）を処理することとなる。
【００８９】
また、各帯域幅割当エンジン４０３は、一つ以上のＯＮＵに対するグラント割当を担当することが可能なため、グラント分配の順番を示すためのＯＮＵインデックスを初期化する（Ｓ３１０）。
【００９０】
その後、各ＯＮＵのグラント長さが上記設定された該当ＯＮＵの最小保証量以上になるように、上記全体グラント長さ（Ｌ）から基本単位ずつ差し引いて各ＯＮＵへ順番に分配する第１分配過程を遂行するが、これは次の通り行われる。
【００９１】
即ち、上記確認された使用可能な全体グラント長さ（Ｌ）から基本単位（Ｌ0）を引いて（Ｌ←Ｌ−Ｌ０）、上記ＯＮＵインデックスが表すＯＮＵｎのグラント長さ（Ｌｎ）を基本単位だけ増加（Ｌｎ←Ｌｎ＋Ｌ０）させる（Ｓ３１５）。即ち、全体グラント長さから基本単位だけ差し引いて該当ＯＮＵのグラント長さに分配することである。
【００９２】
上記段階Ｓ３１５の後に、上記分配により増加されたＯＮＵｎのグラント長さ（Ｌｎ）が該当ＯＮＵの最小保証量以上であるかを判断する（Ｓ３２０）。
【００９３】
上記判断結果、該当ＯＮＵの分配されたグラント長さ（Ｌｎ）が、設定された最小保証量より小さいときは、ＯＮＵインデックス（ｎ）が次のＯＮＵを表すように増加させた（Ｓ３２５）後、上記段階Ｓ３１０から再度遂行する。
【００９４】
逆に、上記判断結果、該当ＯＮＵｎのグラント長さ（Ｌｎ）が設定された最小保証量以上になると、該当ＯＮＵ（ＯＮＵｎ）はそれ以上グラント長さを増加させる必要がないため、該当ＯＮＵの最小保証用状態表示フラッグを０に変更する（Ｓ３３０）。
【００９５】
その後、総てのＯＮＵの最小保証用状態表示フラッグが総て０なのかを判断し、総てのＯＮＵが最小保証量程度のグラント長さの割り当てを受けたのかを確認する（Ｓ３３５）。上記判断の結果、一つの最小保証用状態表示フラッグでも０ではなく、１になっているときは、まだ最小保証量を満足していないＯＮＵが残っているということなので、上記段階３２５から再度反復遂行する。
【００９６】
そして、上記判断段階Ｓ３３５において総ての最小保証用状態表示フラッグが０になると、総てのＯＮＵが最小保証量程度のグラント長さの割り当てを受けたこととなるため、続いて各ＯＮＵから要求された有効要求量が満たされるようにグラント長さの追加分配を再び始める。
【００９７】
これは先行過程と類似して、次の順番のＯＮＵに対する分配が行われるようにＯＮＵインデックス値を増加させた（Ｓ３４０）後、全体グラント長さから基本単位を差し引いて（Ｌ←Ｌ−Ｌ０）、該当ＯＮＵ（ＯＮＵｎ）のグラント長さを基本単位だけ増加（Ｌｎ←Ｌｎ＋Ｌ０）させて基本単位程度のグラント長さ分配を遂行する（Ｓ３４５）。そして、上記基本単位だけさらに増加されたＯＮＵ（ＯＮＵｎ）に分配されたグラント長さ（Ｌｎ）が上記設定された該当ＯＮＵの有効要求量以上なのかを判断する（Ｓ３５０）。上記判断の結果、該当ＯＮＵに分配されたグラント長さ（Ｌｎ）がまだ有効要求量より小さいと上記段階Ｓ３４０から再度繰り返す。
【００９８】
逆に、上記判断段階Ｓ３５０において該当ＯＮＵのグラント長さ（Ｌｎ）が有効要求量以上であるときは、該当ＯＮＵ（ＯＮＵｎ）はそれ以上グラント長さの分配を受ける必要がないため、これを知らせるために該当有効要求用状態表示フラッグを０に変更する（Ｓ３５５）。
【００９９】
その後、総てのＯＮＵの有効要求用状態表示フラッグが０であるか、上記全体グラント長さが０であるかを確認する（Ｓ３６０）。これはグラント分配の終了時点を判断するためのこととして、総ての有効要求用状態表示フラッグが０であれば総てのＯＮＵに有効要求量程度のグラント長さ分配が行われたことになるので、それ以上グラント分配を遂行する必要がなく、また、全体グラント長さ（Ｌ）が０ということはそれ以上分配可能な時間資源（グラント長さ）が残っていない状態なので、グラント分配を遂行することが不可能だからである。
【０１００】
上記判断Ｓ３６０の結果、全体グラント長さが０ではないながら一つの有効要求用状態表示フラッグでも１であれば、グラント長さがさらに分配されるよう上記段階Ｓ３４０に戻り、ＯＮＵインデックスを増加させる段階から繰り返す。
【０１０１】
そして、上記各段階の反復遂行により全体グラント長さが０になるか、総ての有効要求用状態表示フラッグが０であれば、グラント分配を終了して現在各ＯＮＵ別に分配された長さを各々のグラント長さ割当値に設定する（Ｓ３６５）。上記設定された各ＯＮＵのグラント長さは、順番に図４のフレーム発生部４０４に伝送され、ゲートフレームが生成される。上記生成されたゲートフレームは長さ値のみを含んでおり、伝送スタート時間はまだ決まっていないフレームとして、図３の動的グラントキュー３１０に順番に蓄積され、送信多重化部３１１を通じてデータ伝送される直前に、上記スタート時間計算部３１４により決定された伝送スタート時間が挿入され、ＯＮＵに伝送される。上記スタート時間計算部３１４における伝送スタート時間決定は、上記説明したような原理から行われ得る。
【０１０２】
図１０ａ及び図１０ｂは、本発明の他の実施の形態に伴う分配段階Ｓ１５０の詳細フローチャートを表したものであり、上記有効要求量に優先順位を付与した場合の分配処理過程を詳細に示したものである。以下の過程は、先と同様に上記図４に示した帯域幅割当エンジン４０３に適用され得る。
【０１０３】
図１０ａ及び図１０ｂを参照すると、先に説明した実施の形態と同様に、先ず、各ＯＮＵの最小保証用状態表示フラッグと高い優先順位及び低い優先順位の要求用状態表示フラッグとを１に設定する（Ｓ４０５）。この際、上記フラッグ値１は、該当フラッグが指定するＯＮＵの最小保証量、又は、高い優先順位までの及び低い優先順位まで含んだ有効要求量を満たしていないことを表わすものであり、上記フラッグ値は、制御及び照合部４０２に読み取られ各エンジン４０３の状態を把握する情報として利用される。各エンジン４０３が最小保証量又は有効要求量に対して総てのＯＮＵの要求量が満足されたのかを検査するときは、制御及び照合部によって他のエンジンでの同一な情報まで照合された情報をみるために各エンジンは常に同一な要求種類（最小保証量、高い優先順位までの有効要求量、低い優先順位まで含んだ有効要求量）を処理することとなる。そして、グラント分配の順番を表すためのＯＮＵインデックスを初期化する（Ｓ４１０）。
【０１０４】
以後、各ＯＮＵに対し最小保証量、高い優先順位までの有効要求量、低い優先順位まで含んだ有効要求量の順に満足されるように、グラント分配が行われる過程は、次の通りである。
【０１０５】
即ち、第１分配過程として、ＯＮＵのインデックスを循環反復的に増加させつつ上記確認された使用可能な全体グラント長さ（Ｌ）から基本単位（Ｌ0）を差し引いて（Ｌ←Ｌ−Ｌ０）、上記ＯＮＵインデックスが示すＯＮＵｎのグラント長さ（Ｌｎ）に足した（Ｌｎ←Ｌｎ＋Ｌ０）後、該当ＯＮＵｎのグラント長さ（Ｌｎ）が最小保証量（Ａｎ）以上であるかを判断する過程Ｓ４１５、Ｓ４２０、Ｓ４２５を、総てのＯＮＵの最小保証用状態表示フラッグが０になるまで繰り返す（Ｓ４３０、Ｓ４３５）。
【０１０６】
上記処理によりＯＮＵ別に割り当てられたグラント長さが総て最小保証量を満足させると、即ち、総てのＯＮＵの最小保証用状態表示フラッグが０になると（Ｓ４３５）、次に有効要求量中から高い優先順位までの有効要求量に対する分配を遂行する。
【０１０７】
即ち、ＯＮＵインデックス値を循環的に増加させつつ、該当ＯＮＵのグラント長さが高い優先順位までの有効要求量以下であるときは、全体グラント長さから基本単位を差し引いて（Ｌ←Ｌ−Ｌ０）、該当ＯＮＵのグラント長さに足し（Ｌｎ←Ｌｎ＋Ｌ０）、該当ＯＮＵのグラント長さが高い優先順位までの有効要求量以上であるときは、対応する有効要求量状態表示フラッグを０に変更する過程を、総ての高い優先順位要求量が満足されるか、又は、グラント長さの残余量（Ｌ）が０になるまで繰り返す過程Ｓ４４０乃至Ｓ４６０を繰り返す。
【０１０８】
上記処理により、高い優先順位までの有効要求量が満足されると、次に低い優先順位まで含んだ有効要求量が満足されるか、グラント長さの残余量が０になるまで、ＯＮＵインデックス値を循環的に増加させながら、該当ＯＮＵのグラント長さが低い優先順位まで含んだ要求量以下であるときは、全体グラント長さから基本単位を差し引いて、該当ＯＮＵのグラント長さに足し、該当ＯＮＵのグラント長さが低い優先順位まで含んだ要求量以上であるときは、対応する低い優先順位まで含んだ有効要求量状態表示フラッグを０に変更する過程Ｓ４６５乃至Ｓ４８５を繰り返す。
【０１０９】
以上の処理によって、最小保証量、高い優先順位までの要求量、低い優先順位まで含んだ要求量が順番に満足されるか、途中でグラント残余量（Ｌ）が０になると、該当グラント割当周期の総てのグラント長さ割当が完了されたものとして、割当が完了されたＯＮＵに対するゲートフレームがフレーム発生部４０４を通じて生成される。これは動的グラントキュー３１０及び送信多重化部３１１を通じＯＮＵ側へ伝送され、上記スタート時間計算部３１４から伝送される直前に伝送スタート時間が挿入され、ＯＮＵ側へ伝送される。
【０１１０】
これによると、総てのＯＮＵに対して均一なグラント分配機会を付与しながら、優先順位が高い要求に対して先に帯域幅割当を提供することにより、効果的な差等サービスが可能となる。
【０１１１】
次に、本発明の第２の実施の形態による方法を遂行するようにプログラムされた帯域割当アルゴリズムの一例を示す。
【数１】
2007028640.tif 000003
【０１１２】
上記アルゴリズムにおいて、ＡＶは該当周期における全体時間資源を示し、ＭａｘＬｉｍｉｔｉはＯＮＵｉの最大許容値であり、ＭｉｎＧｕａｒｉはＯＮＵｉの最小保証基準値であり、ＨｉｇｈＰｒｉｏｒＲｅｑｉはＯＮＵiの高い優先順位要求量であり、ＬｏｗＰｒｉｏｒＲｅｑｉはＯＮＵiの低い優先順位要求量であり、ＵｎｉｔＬｅｎｇｔｈは割当のための単位長さであり、Ｇｉ、Ｈｉ、Ｌｉ、Ａｌｌｏｃｉは各々ＯＮＵｉに設定される最小保証量、高い優先順位までの有効要求量、低い優先順位まで含んだ有効要求量、割り当てられたグラント長さを示す。
【０１１３】
上述したようにグラント長さを分配すると、限定された共通時間資源内において多数のＯＮＵへ並列にグラント長さを割り当てることにより、ＤＳＰ又はＣＰＵ無しで早い時間内にグラントを割り当てることが可能であり、ＯＮＵが送るデータが多過ぎて総てのＯＮＵの要求を全部受け入れることが不可能な輻輳（ｃｏｎｇｅｓｔｉｏｎ）状況においても過度にグラントを割り当てることを根本的に防止することが可能で、公平性が保たれ、各ＯＮＵ別に最大上向帯域幅を制限することが可能であるとともに、同時に各ＯＮＵに対する最小保証帯域幅を保証することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】一般的なイーサネット受動光通信網（ＥＰＯＮ）の構成図である。
【図２】イーサネット受動光通信網のＥＰＯＮマスタチップの基本構成図である。
【図３】本発明に係る動的帯域割当装置が適用されたＥＰＯＮマスタの全体構成を示したブロック図である。
【図４】本発明に係る動的帯域割当装置のブロック構成図である。
【図５】本発明に係る動的帯域割当方法のフローチャートである。
【図６】本発明の第１の実施の形態によるＯＮＵ別要求量を設定する過程を示したフローチャートである。
【図７】本発明の第２の実施の形態によるＯＮＵ別要求量を設定する過程を示したフローチャートである。
【図８ａ】本発明の第２の実施の形態において最大許容値以内にＯＮＵ別要求量を調整する状態を示した図面である。
【図８ｂ】本発明の第２の実施の形態において最小保証量、高い優先順位有効要求量、低い優先順位有効要求量の設定例を示す図面である。
【図９】本発明の第１の実施の形態による動的帯域割当方法の分配過程の詳細フローチャートである。
【図１０ａ】本発明の第２の実施の形態による動的帯域割当方法の分配過程の詳細フローチャートである。
【図１０ｂ】本発明の第２の実施の形態による動的帯域割当方法の分配過程の詳細フローチャートである。
【符号の説明】
【０１１５】
４０１  リポート読み取り部
４０２  制御及び照合部
４０３  帯域幅割当エンジン
４０４  フレーム発生部
【図１】
2007028640.tif 000004
【図２】
2007028640.tif 000005
【図３】
2007028640.tif 000006
【図４】
2007028640.tif 000007
【図５】
2007028640.tif 000008
【図６】
2007028640.tif 000009
【図７】
2007028640.tif 000010
【図８ａ】
2007028640.tif 000011
【図８ｂ】
2007028640.tif 000012
【図９】
2007028640.tif 000013
【図１０ａ】
2007028640.tif 000014
【図１０ｂ】
2007028640.tif 000015