(57)【要約】      （修正有）【課題】ＥＰＯＮにおけるアップストリームデータトラフィック管理を改善する。【解決手段】あるスキームが、加入者のＯＮＵからＯＬＴへ伝送されたアップストリームデータに対応する伝送ウィンドウを割り当てるために用いられる。論理リンクのキューは、キュー格納部内にグループ化され、ＯＬＴは、キュー格納部にアップストリーム伝送ウィンドウを割り当てる。論理リンクは、キュー格納部に割り当てられたアップストリーム伝送ウィンドウをキュー格納部内のキューに付与する。【選択図】図４ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
改善されたトラフィック管理を有する光通信システムであって、
複数のキューを有し、前記複数のキューの一以上が第一のグループに関連付けられており、前記複数のキューの一以上が第二のグループに関連付けられており、前記第一のグループと前記第二のグループとは共通のキューを共有せず、前記第一のグループ及び前記第二のグループに割り当てられる伝送ウィンドウを特定する第一のメッセージを受信することに対応し、割り当てられた前記伝送ウィンドウによって前記第一のグループ及び前記第二のグループ内のキューからデータを伝送するために割り当てられる第一のネットワーク要素と、
前記第一グループと前記第二グループとの間に前記伝送ウィンドウを割り当て、割当情報を含む前記第一のメッセージを生成し、前記第一のメッセージを前記第一のネットワーク要素に通信するように構成され、前記第一のネットワーク要素と通信可能に接続された第二ネットワーク要素と、
を備えていることを特徴とする光通信システム。
【請求項２】
前記第一のネットワーク要素は、さらに、前記複数のキューに対応する帯域幅リクエストを特定する第二のメッセージを生成し、前記第二のメッセージを前記第二のネットワーク要素に送信するように構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の光通信システム。
【請求項３】
前記複数のキューのそれぞれは、異なる優先順位を有し、
前記第二のメッセージは、相対的に高い優先順位を有するキュー内に存在する
ことを特徴とする請求項２に記載の光通信システム。
【請求項４】
前記第一のネットワーク要素は、第一のイーサネット（登録商標）ポート及び第二のイーサネット（登録商標）ポートに通信可能に連結されており、
前記第一のイーサネット（登録商標）ポートは、前記第一のグループ内のキューに関連付けられており、
前記第二のイーサネット（登録商標）ポートは、前記第二のグループ内のキューに関連付けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の光通信システム。
【請求項５】
前記光通信システムは、ＥＰＯＮである
ことを特徴とする請求項１に記載の光通信システム。
【請求項６】
前記第一のネットワーク要素は、論理リンクである
ことを特徴とする請求項１に記載の光通信システム。
【請求項７】
前記第二のネットワーク要素は、ＯＬＴである
ことを特徴とする請求項１に記載の光通信システム。
【請求項８】
前記第一のグループと前記第二のグループとは、共通のキューを共有しない
ことを特徴とする請求項１に記載の光通信システム。
【請求項９】
第一のネットワーク要素と第二のネットワーク要素とを備え、前記第一のネットワーク要素が複数のキューを備えている光通信システムにおけるトラフィック管理を改善するための方法であって、
前記複数のキューの一以上を前記第一のグループと関連付け、前記複数のキューの一以上を前記第二のグループと関連付けるステップと、
前記第一のネットワーク要素と関連付けられた前記複数のキューに対応する伝送要求を特定する第一のメッセージを前記第一のネットワーク要素から前記第二のネットワーク要素に通信するステップと、
前記第二のネットワーク要素によって、前記第一のメッセージの少なくとも一部に基づいて前記第一のグループ及び前記第二グループに伝送ウィンドウを割り当てるステップと、
前記第二のネットワーク要素によって、割当を特定する第二のメッセージを生成するステップと、
前記第二のメッセージを前記第二のネットワーク要素から前記第一のネットワーク要素に通信するステップと、
前記第一のネットワーク要素によって、前記第二のメッセージ内で特定された割当に基づいて、前記第一のグループ及び前記第二のグループに前記伝送ウィンドウを付与するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１０】
前記第一のメッセージは、ＩＥＥＥ  ８０２．３ａｈで定義された報告メッセージであり、
前記第二のメッセージは、ＩＥＥＥ  ８０２．３ａｈで定義されたゲートメッセージである
ことを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
光通信システムにおいて複数のキューを有するネットワーク要素のためのトラフィック管理を改善するための方法であって、
前記複数のキューのための伝送要求を含む第一のメッセージを通信し、前記複数のキューの一以上は、第一のグループに関連付けられ、前記複数のキューの一以上は、第二のグループに関連付けられているステップと、
前記第一のグループのキューに対応する第一の伝送ウィンドウと前記第二のグループのキューに対応する第二の伝送ウィンドウとを含む伝送ウィンドウ割当を記述する第二のメッセージを受信するステップと、
前記第一のグループと関連付けられたキューに前記第一の伝送ウィンドウを付与し、前記第二のグループと関連付けられたキューに前記第二の伝送ウィンドウを付与するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１２】
光通信システムにおけるネットワーク要素であって、
チップセットと、
複数のキューのための伝送要求を含む第一のメッセージを通信し、前記複数のキューの一以上は第一のグループに関連付けられており、前記複数のキューの一以上は第二のグループに関連付けられているステップと、
前記第一のグループのキューのための第一の伝送ウィンドウと前記第二のグループのキューのための第二の伝送ウィンドウとを含む伝送ウィンドウ割当を記述する第二のメッセージを受信するステップと、
前記第一のグループと関連付けられたキューに前記第一の伝送ウィンドウを付与し、前記第二のグループと関連付けられたキューに前記第二の伝送ウィンドウを付与するステップと、
を含む動作を前記チップセットに実行させるために前記チップセットにより実行されるためのマイクロコードを含むメモリを備えたメモリユニットと、
を備えていることを特徴とするネットワーク要素。
【請求項１３】
光通信システムのトラフィック管理を改善するための方法であって、
ネットワーク要素の複数のキューの一以上を第一のグループと関連付け、前記ネットワーク要素の複数のキューの一以上を第二のグループと関連付けるステップと、
前記第一のグループ及び前記第二のグループのための伝送ウィンドウ割当を記述する第二のメッセージを前記ネットワーク要素から受信するステップと、
前記第一のメッセージ内に記述された伝送要求の少なくとも一部に基づいて、伝送ウィンドウを前記第一のグループ及び前記第二のグループに割り当てるステップと、
前記第一のグループ及び前記第二のグループのそれぞれのための前記伝送ウィンドウ割当を記述する第二のメッセージを生成するステップと、
前記第二のメッセージを前記ネットワーク要素に送信するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１４】
第二のネットワーク要素の第二の複数のキューの一以上を第三のグループに関連付け、前記第二のネットワーク要素の第二の複数のキューの一以上を第四のグループに関連付けるステップと、
前記第三のグループのキュー及び前記第四のグループのキューのための伝送要求を記述する第三のメッセージを前記第二のネットワーク要素から受信するステップと、
前記第三のメッセージ内に記述された伝送要求の少なくとも一部に基づいて、伝送ウィンドウを前記第三のグループ及び前記第四のグループに割り当てるステップと、
前記第三のグループ及び前記第四のグループのそれぞれのための前記伝送ウィンドウ割当を記述する第四のメッセージを生成するステップと、
前記第四のメッセージを前記第二のネットワーク要素に送信するステップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
光通信システムにおけるネットワーク要素であって、
チップセットと、
ネットワーク要素の複数のキューの一以上を第一のグループと関連付け、前記ネットワーク要素の複数のキューの一以上を第二のグループと関連付けるステップと、
前記第一のグループのキュー及び前記第二のグループのキューのための伝送要求を記述する第一のメッセージを前記ネットワーク要素から受信するステップと、
前記第一のメッセージ内に記述された伝送要求の少なくとも一部に基づいて、伝送ウィンドウを前記第一のグループ及び前記第二のグループに割り当てるステップと、
前記第一のグループ及び前記第二のグループのそれぞれのための伝送ウィンドウ割当を記述する第二のメッセージを生成するステップと、
前記第二のメッセージを前記ネットワーク要素に送信するステップと、
を含む動作を前記チップセットに実行させるために前記チップセットにより実行されるためのマイクロコードを含むメモリを備えたメモリユニットと、
を備えていることを特徴とするネットワーク要素。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には、イーサネット（登録商標）パッシブ光ネットワーク（ＥＰＯＮ）に関し、詳細には、ＥＰＯＮにおいてアップストリームデータトラフィック割当を管理することに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＥＰＯＮの大量配置が進むにつれて、より多くの人々がネットワークアクセスのためにこの技術に依存している。ネットワークユーザが、ＩＰを介した音声、ビデオ・オン・デマンド等の、ネットワーク通信に大きく依存するより多くのサービスを利用しているので、ＥＰＯＮの性能への要求が高まっている。
【０００３】
ＥＰＯＮにおいて、複数の光ネットワークユニット（ＯＮＵ）と一つの光ラインターミネーション（ＯＬＴ）とが存在する。ＯＬＴは、一般的には中央局（ＣＯ）に存在し、ＥＰＯＮを一以上の外部ネットワークに接続する。ＯＮＵのそれぞれは、一般的には加入者の家に存在し、加入者をＥＰＯＮに接続する。また、ＯＮＵは、複数の加入者に接続可能である。
【０００４】
ＯＬＴは、ＥＰＯＮにおいてデータがどのように通信されるかを制御する。ＥＰＯＮを介した全てのデータ通信は、ＥＰＯＮの二つのＯＮＵ間に存在するＯＬＴを経由しなければならない。ＯＬＴからのダウンストリームトラフィックは、標準的なイーサネット（登録商標）トラフィックである。各ＯＮＵ内のＯＬＴとのデータを送受信する構成要素は、論理リンクと呼ばれ、固有の論理リンク識別子（ＬＬＩＤ）によって識別される。ローカルリンクは、異なるトラフィック優先順位に対応する複数のローカルキューを保持することができる。例えば、音声パケットは、（より低い優先順位のウェブトラフィック又はピアツーピアトラフィックを含むことができる）データパケットの前に優先されるべきであり、それ故に、音声パケットは、データパケットを有するキューよりも高い優先順位を有するキューに配置される。ＥＰＯＮには複数のＯＮＵが存在するので、異なるＯＮＵからの二以上の論理リンクがデータをＯＬＴに向けてアップストリーム方向に同時に伝送することがあり、アップストリームトラフィックにおけるコリジョンを引き起こしてしまう。コリジョンが発生するのを回避するために、ＥＰＯＮは、ＩＥＥＥ  ８０２．３ａｈに記載された制御プロトコルに従う。
【０００５】
ＩＥＥＥ  ８０２．３ａｈに記載された制御プロトコルは、マルチポイント制御プロトコル（ＭＰＣＰ：Multi-Point Control Protocol）を用いてＥＰＯＮのアップストリームトラフィックを管理する。ＭＰＣＰによると、各論理リンクは、そのローカルキューのアップストリーム伝送要求をＯＬＴに報告する。ＯＬＴは、リクエストに基づいて、アップストリーム伝送帯域幅をアップストリーム伝送ウィンドウに分割し、アップストリーム伝送ウィンドウを論理リンクに割り当てる。伝送ウィンドウを割り当てるために、ＯＬＴは、動的帯域幅割当（ＤＢＡ）アルゴリズムを用いる。論理リンクのそれぞれは、ローカルキューの要求及び優先順位に基づいて、割り当てられたアップストリーム伝送帯域幅をそのローカルキューに順に付与する。
【０００６】
このアプローチは、ＥＰＯＮ加入者に提供するサービスの品質の点で不十分である。サービスの品質は、サービスの伝送品質及び利用性を反映する伝送システムのための性能の指標である。従来のアプローチは、特に論理リンクが複数のイーサネット（登録商標）をサポートする場合に、非効率的なアップストリーム帯域幅割当に終わってしまう。例えば、一のイーサネット（登録商標）が連続的で高い優先順位のアップストリーム伝送要求を生成する場合には、論理リンクに割り当てられる帯域幅のほとんどを占有するおそれがある。この場合には、同一のイーサネット（登録商標）ポートのより低い優先順位の伝送要求と同一論理リンクの他のイーサネット（登録商標）ポートのアップストリーム伝送要求とが残りの制限された伝送ウィンドウを共有するために残ってしまう。
【０００７】
従来のアプローチの他の問題点は、割当機構が最小の帯域幅を特定のストリームに保証すること（例えば、良質なＶＯＩＰ接続を維持するために必要な帯域幅を保証すること）ができないことである。また、ＯＬＴは、ローカルキューに対するアップストリーム帯域幅の付与を論理リンクに任せ、論理リンクごとの原則のみに基づいてアップストリーム帯域幅を割り当てるので、加入者への良質のサービスを提供及び維持するためにＥＰＯＮを構成又は再構成することは困難である。
【０００８】
いくつかのアプリケーションは、複数の論理リンクを、イーサネット（登録商標）ポートに関連付けられた一のＯＮＵに割り当てることによりサービスの品質を向上しようとする。ＯＬＴは論理リンクに基づいて帯域幅を割り当てるので、論理リンクを有するイーサネット（登録商標）ポートは、ＤＢＡアルゴリズムによって、ＯＬＴにより最小のアップストリーム帯域幅が保証される。しかし、各論理リンクはＤＢＡ周期ごとに伝送要求をＯＬＴに報告するので、ＥＰＯＮ内の大量の論理リンクは、アップストリームのオーバーヘッド（例えば、報告メッセージをＯＬＴに伝送するために論理リンクにより用いられるアップストリーム帯域幅）を増大させる。このことは、換言すると、アップストリームトラフィックのかなりの部分を消費し、加入者に不十分なアップストリーム帯域幅を与えることになる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって、アップストリーム帯域幅を論理リンクのキューに割り当てるための機構を改良することにより、ＥＰＯＮのための改善されたアップストリームデータトラフィック管理を提供するシステム及びプロセスが必要である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の実施形態は、ＩＥＥＥ  ８０２．３ａｈに記載された制御プロトコルに他のレベルの粒度を追加することにより、ＥＰＯＮのためのアップストリームデータトラフィックを管理する。このことは、アップストリームのオーバーヘッドを増大させることなく行われるといった効果を奏する。
【００１１】
一実施形態において、ＯＮＵの論理リンクのローカルキューは、一以上のキュー格納部内にグループ化される。論理リンクは、全てのローカルキューの伝送要求を帯域幅リクエストメッセージ内のＯＬＴに提示する。ＯＬＴは、キューを関連付けられたキュー格納部内にマッピングし、各キュー格納部からの帯域幅リクエストに基づいてアップストリーム伝送ウィンドウを割り当て、帯域幅割当メッセージをアップストリーム伝送ウィンドウの割当を記述する論理リンクに提示する。各キュー格納部のために、論理リンクは、当該論理リンクに割り当てられたアップストリーム伝送ウィンドウを分割し、関連付けられたローカルキューに付与する。伝送要求及び関連付けられたローカルキューの優先順位によると、論理リンクはアップストリーム伝送ウィンドウを単一のローカルキューに付与することができることに留意されたい。
【００１２】
同一の論理リンクによりサポートされる複数のイーサネット（登録商標）ポートに良質なサービスを提供するための他の方法は以下の通りである。各イーサネット（登録商標）ポートは、異なるキュー格納部に関連付けられており、イーサネット（登録商標）ポートからの全ての伝送要求は、対応するキュー格納部に関連付けられたキューに反映されている。論理リンクは、全てのローカルキューの伝送要求をＯＬＴに提示する。ＯＬＴは、伝送ウィンドウをキュー格納部に割り当て、割当を論理リンクに提示する。論理リンクは、キュー格納部とのキューの関連性に基づいて、割り当てられた伝送ウィンドウをローカルキューに付与し、当該論理リンクによりサポートされた各イーサネット（登録商標）ポートの良質なサービスの品質を保証する。
【００１３】
本発明の実施形態は、追加的なアップストリームのオーバーヘッドを招くこと無く、ＥＰＯＮのための改善されたアップストリームデータトラフィック管理を提供する。このように、ＯＬＴは、論理リンクのキューのサブセットに対して最小の帯域幅割当を保証することができる。さらに、この特徴は、一の論理リンクがＯＬＴによって各イーサネット（登録商標）ポートごとに別々になされた帯域幅割当を有する複数のイーサネット（登録商標）ポートをサポートすることを可能とする。これらの利点は、ＩＥＥＥ  ８０２．３ａｈで定義された既存の報告／ゲート調整法を修正すること無く用いることにより実現可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１を参照すると、改善されたアップストリームデータトラフィック管理を有するＥＰＯＮ１００の一実施形態のアーキテクチャを説明するためのブロック図が示されている。ＥＰＯＮ１００は、一のＯＬＴ１１０と、複数のＯＮＵ１２０ａ〜１２０ｎと、光ファイバ１３０と、を備えている。ＥＰＯＮ１００はインターネットサービスプロバイダ（ＩＳＰ）ネットワークであるが、他の大規模ネットワークシステムであってもよい。
【００１５】
ＥＰＯＮ１００において、ＯＬＴ１１０は、光ファイバ１３０、スプライス（図示せず）、スプリッタ（図示せず）等の受動光学部品を介して多くのＯＮＵ１２０ａ〜１２０ｎに接続されている。また、ＯＬＴは、ネットワークを介してブロードバンドリモートアクセスサーバ（ＢＲＡＳ）１４０に接続されており、このネットワークは、有線ネットワークでもよく、無線ネットワークでもよい。ネットワークの例としては、インターネット、イントラネット、セルラネットワーク又はこれらの組み合わせが挙げられる。ＢＲＡＳ１４０は、インターネットに接続されている。
【００１６】
ＯＬＴ１１０は、ＥＰＯＮ１００を外部ネットワークに接続するネットワーク側端部のデータ端末装置（ＤＴＥ）である。ＯＬＴは、一般的には、ＩＳＰネットワークの中央局に配置される。ＥＰＯＮ１００の二つのＯＮＵ１２０間の通信を含む、ＥＰＯＮ１００における全てのデータ通信は、ＯＬＴ１１０を経由しなければならない。どの種類の信号を外部ネットワークから受信するかに応じて、ＯＬＴ１１０は、外部ネットワークからの電気信号をＥＰＯＮ１００のための光信号に変換することができる。同様に、ＯＬＴ１１０は、ＥＰＯＮ１００からの光信号を外部ネットワークに対する電気信号に変換することができる。
【００１７】
ＯＮＵ１２０ａ〜１２０ｎのそれぞれは、光ファイバ１３０からの光信号を、加入者のホーム通信装置のための電気信号に変換するネットワーク要素である。他の方向において、ＯＮＵ１２０ａ〜１２０ｎは、加入者の装置からの電気信号を、光ファイバ１３０のための光信号に変換する。ＯＮＵ１２０ａ〜１２０ｎは、一般的には、加入者の施設に配置され、加入者にネットワークアクセスを提供する。例えば、ＯＮＵ１２０は、加入者がＥＰＯＮ１００にアクセスすることができるように一以上のイーサネット（登録商標）をサポートする。他の実施形態において、ＯＮＵ１２０は、例えばＤＳＬ接続を介して、ＯＮＵに接続された複数の加入者をサポートする。
【００１８】
ＯＮＵ１２０ａ〜１２０ｎのそれぞれは、一以上の論理リンクに関連付けられている。論理リンクは、ＥＰＯＮ１００の他の論理リンクとともにＥＰＯＮ１００内でのアップストリームを可能にし、制御し、管理する構成要素である。論理リンクは、ＥＰＯＮ１００内でＯＬＴ１１０との間でデータを送受信する。各論理リンクは、ＥＰＯＮ１００内で固有な論理リンク識別子（ＬＬＩＤ）を用いて識別される。ＯＮＵ１２０ごとの論理リンクの数は設計上の選択事項であり、ＯＮＵ１２０ａ〜１２０ｎのそれぞれは、初期には一の論理リンクと関連付けられている。各加入者の要求により、ＯＮＵ１２０は複数の論理リンクと関連付けられることが可能である。ＯＮＵ１２０に関連付けられる論理リンクの変更は、後記するように、ＯＬＴ１１０を介して、ＢＲＡＳ１４０によって制御可能である。論理リンクは、一般的には、ＯＬＴ１１０により割り当てられる。ＯＮＵ１２０に論理リンクを割り当てるＯＬＴ１１０のプロセスは、ＥＰＯＮ１００の他のＯＮＵ１２０に対して透過的である。
【００１９】
図２には、論理リンク１２２に関連付けられるＯＮＵ１２０であるＯＮＵ１２０ａが説明されている。論理リンク１２２は、ＯＮＵ１２０ａのメディアアクセス制御（ＭＡＣ）ポート１２４に関連付けられている。論理リンク１２２は、異なるトラフィック優先順位に対応してキュー１２６ａ〜１２６ｈを維持する。実時間音声パケットを含むキュー１２６ａは、（低い優先順位のウェブトラフィック又はピアツーピアトラフィックを含むことが可能な）データパケットを含むキュー１２６ｈよりも高い優先順位を有することができる。また、論理リンクは、一以上のキュー格納部１２８ａ〜１２８ｂを保持しており、それによって論理リンク１２２の一以上のキューがキュー格納部１２８に関連付けられている。例えば、キュー１２６ａ〜１２６ｄはキュー格納部１２８ａに関連し、キュー１２６ｅ〜１２６はキュー格納部１２８ｂに関連付けられている。このように、キュー格納部１２８は論理リンク１２２のための様々なタイプのトラフィックごとに生成可能であり、これによってＥＰＯＮ１００がトラフィックのタイプごとに個別に帯域幅を保証することが可能となる。
例えば、キュー格納部１２８ａは、実時間トラフィックのために生成可能であり、キュー格納部１２８ｂは他の全てのトラフィックのために生成可能である。このことは、ＥＰＯＮ１００がトラフィックの様々なタイプごとに最大／最小アップストリーム伝送ウィンドウを保証することを可能とする。
【００２０】
図１に戻ると、ＢＲＡＳ１４０は、ＩＳＰの基幹ネットワークを介して、ＩＳＰネットワークをインターネットと接続するノードである。ＢＲＡＳ１４０は、一般的には、ＩＳＰのネットワークのコアに位置する。ＢＲＡＳ１４０は、ＩＳＰネットワークとのネットワークトラフィックを伝送し、加入者のためのファイアウォール、認証及び伝送サービスを提供する。ＢＲＡＳ１４０は、ＥＰＯＮ１００のＯＮＵ１２０のＭＡＣアドレスに対するアクセス権を有する。また、ＢＲＡＳ１４０は、加入者及び加入者のサービス権を管理するために必要なサポートをサービスプロバイダに提供する。例えば、管理者は、ＢＲＡＳ１４０において、ＯＮＵ１２０に対して論理リンクを追加又は除去する等、ＯＮＵ１２０における論理リンク構成を遠隔的に変更することができる。ＢＲＡＳ１４０は、ＯＬＴ１１０を介して間接的に論理リンク構成を変更する。
【００２１】
ＥＰＯＮ１００は、ＩＥＥＥ  ８０２．３ａｈで定義されたマルチポイント制御プロトコル（ＭＰＣＰ）によって作動する。（ＯＬＴ１１０からＯＮＵ１２０への）ダウンストリーム方向において、データトラフィックは、標準的なイーサネット（登録商標）トラフィックである。ＯＬＴ１１０によって伝送された信号は、１：Ｎ受動的スプリッタ（又はスプリッタのカスケード）を経由し、全てのＯＮＵ１２０ａ〜１２０ｎに到達する。ＥＰＯＮ１００内でイーサネット（登録商標）フレームを伝送する前に、ＯＬＴ１１０は、目的のロジカルリンクに対応するＬＬＩＤをフレームのプレアンブルに挿入する。イーサネット（登録商標）フレームのプレアンブル内のＬＬＩＤに関連付けられている論理リンクのみが、フレームを受け取ることができる。
【００２２】
（ＯＮＵ１２０からＯＫＴ１１０への）アップストリーム方向において、ＯＮＵ１２０よって伝送された信号は、ＯＬＴ１１０のみに到達し、他のＯＮＵ１２０には到達しない。同時のアップストリーム伝送のコンフリクトを回避するため、ＭＰＣＰは、時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）技術を適用してアップストリームトラフィックを制御する。
【００２３】
ＭＰＣＰは、アップストリームトラフィック時間をＤＢＡサイクル内に分割し、ＥＰＯＮ１００内の論理リンクにアップストリーム伝送ウィンドウを割り当てるために報告／許可機構を用いる。ＤＢＡサイクル内において、各論理リンクは、伝送要求を記述した報告メッセージ（REPORT message）をＯＬＴ１１０に送信することにより、ローカルキューによるアップストリーム伝送要求をＯＬＴ１１０に報告する。ＯＬＴ１１０は、各キューのキュー格納部との関連性を識別し、ＤＢＡアルゴリズムによってキュー格納部のそれぞれのためのアップストリーム伝送ウィンドウ割当を決定する。ＤＢＡアルゴリズムは、ＯＬＴ１１０によって受信されたサービス内容合意書（ＳＬＡ）パラメータ及び伝送要求に基づいている。ＯＬＴ１１０は、次のＤＢＡサイクル中に、好適な論理リンクへの割当を記述したゲートメッセージを送信する。なお、全ての論理リンクからのＯＬＴ１１０への送信要求に代えて、実際の伝送要求を有する論理リンクのみが報告メッセージを送信し、ＯＬＴ１１０が要求された論理リンクに対してのみ返信してもよい。他の実施形態において、ＯＬＴ１１０は、報告メッセージに関するリクエストを各ＯＮＵ１２０に送信し、報告メッセージに対応してアップストリーム帯域幅を割り当てることにより、ＯＮＵ１２０が報告メッセージを有するリクエストを返信するか否かに関わらず、割り当てられた帯域幅が他の目的に用いられないようにすることができる。ＯＬＴ１１０は、アップストリーム帯域幅を完全に制御する。
【００２４】
図３には、ＩＥＥＥ  ８０２．３ａｈで定義された、報告メッセージ３００及びゲートメッセージ３１０の標準的なフォーマットが示されている。前記したように、報告メッセージは、論理リンクのローカルキューによるアップストリーム伝送要求をＯＬＴ１１０に知らせるために、論理リンクからＯＬＴ１１０に送信される。報告メッセージ３００は、キュー報告３０１〜３０８に保存された、最大で８個までのアップストリーム要求を含む。ゲートメッセージは、アップストリーム伝送ウィンドウの論理リンク割当を論理リンクのキュー格納部に知らせるために、ＯＬＴ１１０から論理リンクに送信される。ゲートメッセージ３１０は、許可開始時刻３１１〜３１４及び対応する長さ３１５〜３１８に保存された、４個までの許可を含む。許可開始時刻３１１〜３１１４のそれぞれは、許可された伝送ウィンドウの開始時刻を表す。対応する長さ３１５〜３１８のそれぞれは、許可された伝送ウィンドウの長さを表す。
【００２５】
ＩＥＥＥ  ８０２．３ａｈで定義されたＭＰＣＰ下において、ＯＬＴ１１０は、伝送ウィンドウを論理リンクに割り当て、論理リンクが論理リンク内のキューにどのように帯域幅を割り当てるかについては制御しない。ＯＬＴ１１０は論理リンクごとに一よりも多くの許可を行う必要がないので、ゲートメッセージ３１０の許可開始時刻３１１及び長さ３１５のみを用いればよい。前記したＯＬＴ１１０は、伝送ウィンドウを論理リンクのキュー格納部に割り当てる。論理リンクは本発明の実施形態に係る複数のキュー格納部に関連付けられることが可能であるので、ＯＬＴ１１０は、キュー格納部のための許可ごとに、複数の許可を一の論理リンクに行ってもよい。したがって、ＯＬＴ１１０は、論理リンクに追加的な伝送ウィンドウ割当を知らせるために、ゲートメッセージ３１０の許可開始時刻３１１〜３１４及び長さ３１５〜３１８を用いることができる。
【００２６】
ＯＬＴ１１０はキュー格納部に基づいてアップストリーム伝送ウィンドウを割り当てるので、全てのキューが低い優先順位であったとしても、キュー格納部に関連付けられているキューは、最小の帯域幅が保証される。
【００２７】
さらに、ＯＬＴ１１０は同一の論理リンクの異なるキュー格納部に対して複数の許可を割り当てるので、許可された複数のアップストリーム帯域幅は、「連続」とすることができる。すなわち、二番目の許可の開始時刻は、一番目の許可の終了時刻の直後である。この種の帯域幅割当は、アップストリーム帯域幅の多くを消費するレーザのオン／オフ時間及びＯＬＴクロック再同期時間に対する割当量を低減させる。
【００２８】
＜手順の概説＞
ここで図５を参照すると、本発明の一実施形態に係るＥＰＯＮ１００のための改善されたアップストリームデータトラフィック管理を提供するための好ましい方法を示すシーケンスチャートが示されている。
【００２９】
図５に示されるプロセスのステップは、ソフトウェア、ハードウェア又はこれらの組み合わせにおいて実現される。図５に示される図は、図４ａの例によって詳細に説明される。図４ａは、ＥＰＯＮ１００内のＯＮＵ１２０ａの論理リンク１２２を示す図である。論理リンク１２２は、それぞれが異なる伝送優先順位に対応する８個のキュー１２６ａ〜１２６ｈを有する。キュー１２６ａは最も高い優先順位を有し、キュー１２６ｈは最も低い優先順位を有する。論理リンク１２２は、二つのキュー格納部１２８ａ，１２８ｂを有する。キュー格納部１２８ａは四個のキュー１２６ａ〜１２６ｄに関連付けられており、キュー格納部１２８ｂは四個のキュー１２６ｅ〜１２６ｈに関連付けられている。論理リンク１２２は、ＬＬＩＤ１２９に関連付けられている。論理リンク１２２は、加入者に一のイーサネット（登録商標）ポート３４０を提供する。
【００３０】
一実施形態において、論理リンク内のキュー格納部及び論理リンクのローカルキューに対するキュー格納部の関連性の生成は、ＢＲＡＳ１４０によってＯＬＴ１１０内に構成される。ＢＲＡＳ１４０は、かかる構成をＯＬＴ１１０とキュー格納部を設ける論理リンクとに伝える。他の実施形態において、加入者は、論理リンク内のキュー格納部を生成することを許可され、キュー格納部をローカルキューに関連付ける。そして、論理リンクは、かかる構成をＯＬＴ１１０に伝える。
【００３１】
図５を参照すると、論理リンク１２２は、ローカルキュー１２６ａ〜１２６ｈからの伝送要求を検出し（５１０）、キューの伝送要求に基づいて報告メッセージを生成する。図４ａに示される例において、イーサネット（登録商標）ポート３４０を利用する加入者は、四つの異なる優先順位を有する伝送要求を生成する。四つの優先順位は、四つのキュー１２６ａ，１２６ｂ，１２６ｅ，１２６ｈに対応する。
【００３２】
伝送要求の例は、以下の通りである。
【表１】
2007312375.tif 000003
前記した表に説明されるように、加入者は、オンラインのテレビ会議に参加しており、キュー１２６ａは音声データ伝送のための３２タイムユニットの伝送要求を有し、キュー１２６ｂは映像データ伝送のための４７８タイムユニットの伝送要求を有する。同時に、加入者のコンピュータ内の電子メールアプリケーションが電子メールサーバと電子メールを同期させており、キュー１２６ｅが５９タイムユニットの伝送要求とウィルス定義のライブラリを更新するアンチウィルスアプリケーションとを有し、キュー１２６ｈが２１タイムユニットの伝送要求を有する。
【００３３】
論理リンク１２２は、前記したローカルキュー１２６ａ〜１２６ｈからの伝送要求を検出し（５１０）、ＩＥＥＥ  ３０２．３ａｈで定義され、図３に示されるような報告メッセージを生成する。アップストリーム伝送要求を含む報告メッセージのセクションは、以下の通りである。
【表２】
2007312375.tif 000004
報告メッセージの報告ビットマップフィールドの値は、キュー番号０，１，４，７の伝送要求のみが報告メッセージ内で報告されることを示している。他の実施形態において、伝送要求は、以下の表に示されるように、キューに対応するフィールドに記憶される。
【表３】
2007312375.tif 000005
【００３４】
報告メッセージを生成した後、論理リンク１２２は、報告メッセージをＯＬＴ１１０に送信する（５２０）。報告メッセージを送信する動作がアップストリーム帯域幅を必要とするので、アップストリーム伝送ウィンドウは、この目的のために付与される。報告メッセージを送信する（５２０）ために論理リンク１２２に対するアップストリーム伝送ウィンドウを取得する異なる複数のアプローチが存在する。一実施形態において、報告メッセージは、他の全てのアップストリームトラフィックと同様に、ローカルキュー１２６ａ〜１２６ｈの一つに配置され、他の全てのアップストリームトラフィックと同様に、論理リンク１２２によって帯域幅が割り当てられる。他の実施形態において、ＯＬＴ１１０は、論理リンク１２２への他の許可とは別に、ゲートメッセージ内の四つの許可の一つの中に報告メッセージのための伝送ウィンドウを記述する。さらに他の実施形態において、伝送ウィンドウは、論理リンク１２２が報告メッセージをＯＬＴ１１０の送信するためのＤＢＡサイクルごとに受信される。
【００３５】
ＯＬＴ１１０は、報告メッセージ内に記述されたキューをキュー格納部と関連付ける（５３０）。ＯＬＴ１１０はキューとキュー格納部との関連性を認識するので、キュー格納部に関連付けられた全てのキューの伝送要求を加算することによってキュー格納部に対する伝送要求を計算することができる。図４ａに説明された例において、キュー格納部１２８ａはキュー１２６ａ〜１２６ｄと関連付けられており、キュー格納部１２８ｂはキュー１２６ｅ〜１２６ｈと関連付けられている。したがって、キュー格納部１２８ａに対する伝送要求は、３２＋４７８＝５１０タイムユニットであり、キュー格納部１２８ｂに対する伝送要求は、５９＋２１＝８０タイムユニットである。
【００３６】
続いて、ＯＬＴ１１０は、論理リンク１２２のキュー格納部に伝送ウィンドウを割り当てる（５４０）。一実施形態において、ＯＬＴ１１０は、キュー格納部及び論理リンク１２２に許可する伝送ウィンドウ最大値／最小値を設定するＳＬＡパラメータを有するＤＢＡアルゴリズムを適用する。図４ａに説明される例において、各キュー格納部１２８は伝送ウィンドウの最大値／最小値として１５０／５０タイムユニットを有し、各論理リンクは伝送ウィンドウの最大値／最小値として４００／２００タイムユニットを有していると仮定する。結果として、ＯＬＴ１１０は、キュー格納部１２８ａに１５０タイムユニットを割り当て、キュー格納部１２８ｂに８０タイムユニットを割り当てる。
【００３７】
ＯＬＴ１１０は、キュー格納部１２８ａ，１２８ｂへの伝送ウィンドウ割当に基づいて、ＩＥＥＥ３０２．３ａｈで定義され図３に説明されるようなゲートメッセージを生成する。続いて、ＯＬＴ１１０は、ゲートメッセージを論理リンク１２２の送信する（５５０）。図４ａに説明される例において、伝送ウィンドウ割当を含むゲートメッセージのセクションは、以下の通りである。
【表４】
2007312375.tif 000006
【００３８】
論理リンク１２２は、キュー格納部に割り当てられた伝送ウィンドウをキュー格納部に関連付けられたキューに付与する（５６０）。図４ａに説明される例において、論理リンク１２２は、キュー格納部１２８ａに許可された１５０タイムユニットの伝送ウィンドウをキュー１２６ａ，１２６ｂに付与し（５６０）、キュー格納部１２８ｂに許可された８０タイムユニットの伝送ウィンドウをキュー１２６ｅ，１２６ｈに付与する（５６０）。
【００３９】
一実施形態において、論理リンク１２２は、残りの伝送要求を低い優先順位のキューに付与する（５６０）前に、高い優先順位のキューの伝送要求を満たす。この実施形態において、論理リンク１２２は、キュー１２６ａに３２タイムユニットを付与し、キュー１２６ｂに１１８タイムユニットを付与し、キュー１２６ｅに５９タイムユニットを割り当て、キュー１２６ｈに２１タイムユニットを付与する（４８０）。
【００４０】
論理リンク１２２は、アップストリーム伝送ウィンドウをローカルキューに付与した後、付与されたアップストリームウィンドウを有するローカルキューからアップストリームトラフィックデータを順に伝送する（５７０）。かかる伝送は、許可開始時刻に始まり、ゲートメッセージ内に示される長さだけ続く。
【００４１】
他のレベルの粒度をＩＥＥＥ  ８０２．３ａｈの仕様書に記載されたプロトコル制御に追加することにより、低い優先順位のキューがアップストリーム帯域幅のオーバーヘッドを増大させることなくサービスの品質を保証することができることに留意されたい。ＩＥＥＥ  ８０２．３ａｈの仕様書に記載された従来のプロトコル制御において、ＯＬＴ１１０は、論理リンクごとに一の伝送ウィンドウを許可し、許可された伝送ウィンドウをローカルキューの間で分割するために論理リンクに渡す。ここで、論理リンク１２２が高い優先順位のキューを優先させる場合には、従来の制御プロトコルにおいて、キュー１２６ｂが高い優先順位を有していて大きい伝送ウィンドウを継続的に要求しており、キュー１２６ｅ，１２６ｈは、伝送ウィンドウが付与されず、低い優先順位のキュー１２６ｅ，１２６ｈには何も無い状態となる。
【００４２】
さらに、他の実施形態において、論理リンク１２２はＥＰＯＮ１００のためのアップストリームデータトラフィック管理を微調整及び改善するために多くの能力を提供する四つまでのキュー格納部をサポートすることができることに留意されたい。
【００４３】
図４ｂの例に説明されたように、このＥＰＯＮ１００のための改善されたアップストリームデータトラフィック管理は、論理リンクによりサポートされた複数のイーサネット（登録商標）ポートに対して良質なサービス制御を提供する。図４ｂは、異なる構成を有するＥＰＯＮ１００内のＯＮＵ１２０ａの論理リンク１２２を示す。図４ａに説明される構成と同様に、論理リンク１２２は、それぞれが伝送要求の異なる優先順位に対応する八つのキュー１２６ａ〜１２６ｈを有する。キュー１２６ａは最も高い優先順位を有し、キュー１２６ｈは最も低い優先順位を有する。論理リンク１２２は、加入者に二つのイーサネット（登録商標）ポート３８０，３８１を提供する。イーサネット（登録商標）ポート３８０からのトラフィックは、キュー１２６ａ〜１２６ｄ内にマッピングされ、イーサネット（登録商標）ポート３８１からのトラフィックは、キュー１２６ｅ〜１２６ｈ内にマッピングされる。図４ａに説明される構成と同様に、論理リンク１２２は、二つのキュー格納部１２８ａ，１２８ｂを有する。キュー格納部１２８ａは、イーサネット（登録商標）ポート３８０からのトラフィックがマッピングされた四つのキューに関連付けられており、キュー格納部１２８ｂは、イーサネット（登録商標）ポート３８１からのトラフィックがマッピングされた四つのキュー１２６ｅ〜１２６ｈに関連付けられている。
【００４４】
図４ａに説明された例に示されるように、図５に説明された方法は、キュー格納部に関連付けられたキューに良質なサービスを提供する。キュー格納部に関連付けられたキューにイーサネット（登録商標）ポートのネットワークトラフィックをマッピングすることにより、この方法は、単一の論理リンクに関連付けられた複数のイーサネット（登録商標）を分離するために良質なサービスを保証することもできる。したがって、図４ｂにおいて、本方法は、改善された良質なサービスをイーサネット（登録商標）ポート３８０，３８１に提供する。他の実施形態において、論理リンク１２２はそれぞれ一以上のイーサネット（登録商標）ポートに関連付けられた最大で四つまでのキュー格納部をサポートすることができることに留意されたい。
【００４５】
最後に、本明細書で用いられる言語は、原則として読み易さ及び説明の目的のために選択されており、発明の構成を線引き又は限定するために選択されたものではない。したがって、本発明の開示は、本発明の範囲を限定するのではなく説明するために意図されたものであり、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲において説明される。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の一実施形態のためのアーキテクチャを説明するためのブロック図である。
【図２】本発明の好ましい実施形態に係るＯＮＵを説明するためのブロック図である。
【図３】本発明の好ましい実施形態に係る、ＩＥＥＥ  ８０２．３ａｈに定義された報告メッセージ及びゲートメッセージに対する標準フォーマットを説明するための図である。
【図４ａ】本発明の一実施形態に係る、論理リンクにおけるキューの例を説明するための図である。
【図４ｂ】本発明の一実施形態に係る、論理リンクにおけるキューの例を説明するための図である。
【図５】本発明の好ましい実施形態に係る、ＥＰＯＮのためのアップストリームデータトラフィック管理を改善するための方法の一実施形態を説明するためのシーケンス図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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【外国語明細書】
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