(57)【要約】【課題】各加入者宅側終端装置のサービスレベル間の公平性が保証された帯域制御を実現する帯域割当制御装置を提供する。【解決手段】複数の加入者宅側終端装置（１２０１〜１２０３）に割り当てる帯域を制御する帯域割当制御装置（１２０４）であり、帯域割当制御装置（１２０４）は、加入者宅側終端装置（１２０１〜１２０３）毎の最大帯域制限値の比率に応じて、各加入者宅側終端装置（１２０１〜１２０３）に割り当てる割当帯域を設定する。【選択図】図１０
2007129429.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の加入者宅側終端装置に割り当てる帯域を制御する帯域割当制御装置であって、
前記加入者宅側終端装置毎の最大帯域制限値の比率に応じて、各加入者宅側終端装置に割り当てる割当帯域を設定する帯域割当手段を有することを特徴とする帯域割当制御装置。
【請求項２】
前記帯域割当手段は、前記帯域割当制御装置において割り当て可能な残余帯域を、前記最大帯域制限値の比率に応じて、各加入者宅側終端装置に割り当てる割当帯域を設定し、前記残余帯域を、前記各加入者宅側終端装置に分配することを特徴とする請求項１記載の帯域割当制御装置。
【請求項３】
前記加入者宅側終端装置の最大帯域制限値を、加入者宅側終端装置毎に管理する管理テーブルを有し、
前記帯域割当手段は、前記管理テーブルにて管理する加入者宅側終端装置毎の最大帯域制限値の比率に応じて、各加入者宅側終端装置に割り当てる割当帯域を設定することを特徴とする請求項１または２記載の帯域割当制御装置。
【請求項４】
前記加入者宅側終端装置のキュー長申告値を取得するキュー長申告値取得手段と、
前記キュー長申告値取得手段により取得したキュー長申告値を基に、補正固定帯域値を算出する補正固定帯域値算出手段と、
前記補正固定帯域値算出手段により算出した前記補正固定帯域値を基に、前記帯域割当制御装置において割り当て可能な残余帯域を算出する残余帯域算出手段と、を有し、
前記帯域割当手段は、前記残余帯域算出手段により算出した残余帯域を、前記最大帯域制限値の比率に応じて、各加入者宅側終端装置に割り当てる割当帯域を設定することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の帯域割当制御装置。
【請求項５】
前記最大帯域制限値は、前記加入者宅側終端装置毎に設定されたＳＬＡ（Service Level Agreement）パラメータの１つであることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の帯域割当制御装置。
【請求項６】
前記帯域割当手段により割り当てた前記割当帯域が、前記キュー長申告値取得手段により取得したキュー長申告値よりも小さく、且つ、ＭＴＵ（Maximum Transmission Unit）長のフレームを疎通させるのに必要なＭＴＵ疎通帯域に達しているか否かを判断する判断手段と、
前記判断手段により、前記割当帯域が、前記キュー長申告値取得手段により取得したキュー長申告値よりも小さく、且つ、ＭＴＵ長のフレームを疎通させるのに必要なＭＴＵ疎通帯域に達していると判断した場合に、前記割当帯域を、前記加入者宅側終端装置の固定帯域値に変更する割当帯域変更手段と、
を有することを特徴とする請求項４記載の帯域割当制御装置。
【請求項７】
前記帯域割当手段により割り当てた前記割当帯域を、ＭＴＵ長のフレームを疎通させるのに必要なＭＴＵ疎通帯域の整数倍となるように補正する割当帯域補正手段を有することを特徴とする請求項６記載の帯域割当制御装置。
【請求項８】
前記割当帯域補正手段は、前記帯域割当手段により割り当てた前記割当帯域が、前記キュー長申告値取得手段により取得したキュー長申告値よりも小さい場合に、前記帯域割当手段により割り当てた前記割当帯域を、ＭＴＵ長のフレームを疎通させるのに必要なＭＴＵ疎通帯域の整数倍となるように補正することを特徴とする請求項７記載の帯域割当制御装置。
【請求項９】
複数の加入者宅側終端装置に割り当てる帯域を制御する帯域割当制御装置における帯域割当制御方法であって、
前記加入者宅側終端装置毎の最大帯域制限値の比率に応じて、各加入者宅側終端装置に割り当てる割当帯域を設定する帯域割当工程を、前記帯域割当制御装置が行うことを特徴とする帯域割当制御方法。
【請求項１０】
前記帯域割当工程は、前記帯域割当制御装置において割り当て可能な残余帯域を、前記最大帯域制限値の比率に応じて、各加入者宅側終端装置に割り当てる割当帯域を設定し、前記残余帯域を、前記各加入者宅側終端装置に分配することを特徴とする請求項９記載の帯域割当制御方法。
【請求項１１】
前記帯域割当制御装置は、
前記加入者宅側終端装置の最大帯域制限値を、加入者宅側終端装置毎に管理する管理テーブルを有し、
前記帯域割当工程は、前記管理テーブルにて管理する加入者宅側終端装置毎の最大帯域制限値の比率に応じて、各加入者宅側終端装置に割り当てる割当帯域を設定することを特徴とする請求項９または１０記載の帯域割当制御方法。
【請求項１２】
前記加入者宅側終端装置のキュー長申告値を取得するキュー長申告値取得工程と、
前記キュー長申告値取得工程により取得したキュー長申告値を基に、補正固定帯域値を算出する補正固定帯域値算出工程と、
前記補正固定帯域値算出工程により算出した前記補正固定帯域値を基に、前記帯域割当制御装置において割り当て可能な残余帯域を算出する残余帯域算出工程と、を、前記帯域割当制御装置が行い、
前記帯域割当工程は、前記残余帯域算出工程により算出した残余帯域を、前記最大帯域制限値の比率に応じて、各加入者宅側終端装置に割り当てる割当帯域を設定することを特徴とする請求項９から１１の何れか１項に記載の帯域割当制御方法。
【請求項１３】
前記最大帯域制限値は、前記加入者宅側終端装置毎に設定されたＳＬＡ（Service Level Agreement）パラメータの１つであることを特徴とする請求項９から１２の何れか１項に記載の帯域割当制御方法。
【請求項１４】
前記帯域割当工程により割り当てた前記割当帯域が、前記キュー長申告値取得工程により取得したキュー長申告値よりも小さく、且つ、ＭＴＵ（Maximum Transmission Unit）長のフレームを疎通させるのに必要なＭＴＵ疎通帯域に達しているか否かを判断する判断工程と、
前記判断工程により、前記割当帯域が、前記キュー長申告値取得工程により取得したキュー長申告値よりも小さく、且つ、ＭＴＵ長のフレームを疎通させるのに必要なＭＴＵ疎通帯域に達していると判断した場合に、前記割当帯域を、前記加入者宅側終端装置の固定帯域値に変更する割当帯域変更工程と、
を前記帯域割当制御装置が行うことを特徴とする請求項１２記載の帯域割当制御方法。
【請求項１５】
前記帯域割当工程により割り当てた前記割当帯域を、ＭＴＵ長のフレームを疎通させるのに必要なＭＴＵ疎通帯域の整数倍となるように補正する割当帯域補正工程を、前記帯域割当制御装置が行うことを特徴とする請求項１４記載の帯域割当制御方法。
【請求項１６】
前記割当帯域補正工程は、前記帯域割当工程により割り当てた前記割当帯域が、前記キュー長申告値取得工程により取得したキュー長申告値よりも小さい場合に、前記帯域割当工程により割り当てた前記割当帯域を、ＭＴＵ長のフレームを疎通させるのに必要なＭＴＵ疎通帯域の整数倍となるように補正することを特徴とする請求項１５記載の帯域割当制御方法。
【請求項１７】
複数の加入者宅側終端装置に割り当てる帯域を制御する帯域割当制御装置において実行させる帯域割当制御プログラムであって、
前記加入者宅側終端装置毎の最大帯域制限値の比率に応じて、各加入者宅側終端装置に割り当てる割当帯域を設定する帯域割当処理を、前記帯域割当制御装置において実行させることを特徴とする帯域割当制御プログラム。
【請求項１８】
前記帯域割当処理は、前記帯域割当制御装置において割り当て可能な残余帯域を、前記最大帯域制限値の比率に応じて、各加入者宅側終端装置に割り当てる割当帯域を設定し、前記残余帯域を、前記各加入者宅側終端装置に分配することを特徴とする請求項１７記載の帯域割当制御プログラム。
【請求項１９】
前記帯域割当制御装置は、
前記加入者宅側終端装置の最大帯域制限値を、加入者宅側終端装置毎に管理する管理テーブルを有し、
前記帯域割当処理は、前記管理テーブルにて管理する加入者宅側終端装置毎の最大帯域制限値の比率に応じて、各加入者宅側終端装置に割り当てる割当帯域を設定することを特徴とする請求項１７または１８記載の帯域割当制御プログラム。
【請求項２０】
前記加入者宅側終端装置のキュー長申告値を取得するキュー長申告値取得処理と、
前記キュー長申告値取得処理により取得したキュー長申告値を基に、補正固定帯域値を算出する補正固定帯域値算出処理と、
前記補正固定帯域値算出処理により算出した前記補正固定帯域値を基に、前記帯域割当制御装置において割り当て可能な残余帯域を算出する残余帯域算出処理と、を、前記帯域割当制御装置において実行させ、
前記帯域割当処理は、前記残余帯域算出処理により算出した残余帯域を、前記最大帯域制限値の比率に応じて、各加入者宅側終端装置に割り当てる割当帯域を設定することを特徴とする請求項１７から１９の何れか１項に記載の帯域割当制御プログラム。
【請求項２１】
前記最大帯域制限値は、前記加入者宅側終端装置毎に設定されたＳＬＡ（Service Level Agreement）パラメータの１つであることを特徴とする請求項１７から２０の何れか１項に記載の帯域割当制御プログラム。
【請求項２２】
前記帯域割当処理により割り当てた前記割当帯域が、前記キュー長申告値取得処理により取得したキュー長申告値よりも小さく、且つ、ＭＴＵ（Maximum Transmission Unit）長のフレームを疎通させるのに必要なＭＴＵ疎通帯域に達しているか否かを判断する判断処理と、
前記判断処理により、前記割当帯域が、前記キュー長申告値取得処理により取得したキュー長申告値よりも小さく、且つ、ＭＴＵ長のフレームを疎通させるのに必要なＭＴＵ疎通帯域に達していると判断した場合に、前記割当帯域を、前記加入者宅側終端装置の固定帯域値に変更する割当帯域変更処理と、
を、前記帯域割当制御装置において実行させることを特徴とする請求項２０記載の帯域割当制御プログラム。
【請求項２３】
前記帯域割当処理により割り当てた前記割当帯域を、ＭＴＵ長のフレームを疎通させるのに必要なＭＴＵ疎通帯域の整数倍となるように補正する割当帯域補正処理を、前記帯域割当制御装置に実行させることを特徴とする請求項２２記載の帯域割当制御プログラム。
【請求項２４】
前記割当帯域補正処理は、前記帯域割当処理により割り当てた前記割当帯域が、前記キュー長申告値取得処理により取得したキュー長申告値よりも小さい場合に、前記帯域割当処理により割り当てた前記割当帯域を、ＭＴＵ長のフレームを疎通させるのに必要なＭＴＵ疎通帯域の整数倍となるように補正することを特徴とする請求項２３記載の帯域割当制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＧＥ−ＰＯＮ（Gigabit Ethernet（登録商標）−Passive Optical Netwrok）システムを構成する複数のＯＮＵ（Optical Network Unit：加入者宅側終端装置）に割り当てる帯域を制御する帯域割当制御装置、帯域割当制御方法及び帯域割当制御プログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、Gibabit Ethernet（登録商標）を応用し、センター局から家庭までの間をEthernet（登録商標）フレームで送受信することを可能としたＧＥ−ＰＯＮ（Gigabit Ethernet（登録商標）−Passive Optical Netwrok）がある。このＧＥ−ＰＯＮは、図１に示すように、センター局側に設置されるＯＬＴ（Optical Line Terminal: 光加入者先端局装置）（１０４）と、加入者宅側の通信端末（１２１〜１２３）に設置されるＯＮＵ（Optical Network Unit：加入者宅側終端装置）（１０１〜１０３）と、を有して構成される。以下、図１を参照しながら、ＧＥ−ＰＯＮを適用したシステム構成について説明する。
【０００３】
ＧＥ−ＰＯＮシステムは、図１に示すように、ＯＬＴ（Optical Line Terminal: 光加入者先端局装置）（１０４）が１芯光ファイバ（１０６）を介して、分岐装置となるOptical Splitter（１０５）と接続される。また、Optical Splitter（１０５）のアップリンク側は、１芯光ファイバ（１０７〜１０９）を介して、複数のＯＮＵ（Optical Network Unit：加入者宅側終端装置）（１０１〜１０３）と接続される。また、ＯＮＵ（１０１〜１０３）の各々は、１対１で、通信端末（１２１〜１２３）と接続される。
【０００４】
この図１に示すＧＥ−ＰＯＮシステムは、ＯＬＴ（１０４）がスケジューリングを行い、各ＯＮＵ（１０１〜１０３）に対し、送信許可を与える。各ＯＮＵ（１０１〜１０３）は、ＯＬＴ（１０４）から送信許可を受け取ることで、その送信許可に基づく送信データをＯＬＴ（１０４）に送信する。これにより、ＯＬＴ（１０４）と、Optical  Splitter（１０５）と、の間を接続する１芯光ファイバ（１０６）でのデータ（１１１〜１１３）の衝突を未然に回避することが可能となる。
【０００５】
なお、各ＯＮＵ（１０１〜１０３）の送信許可帯域は、通信事業者側と、各通信端末（１２１〜１２３）を使用する加入者側と、の間で結ばれたサービスレベル契約（ＳＬＡ：Service Level Agreement）に応じた帯域に制御し、各通信端末（１２１〜１２３）のサービスレベル間の公平性が保証された帯域制御を実現することが重要な鍵となる。
【０００６】
なお、サービスレベル間の公平性とは、高速サービスレベルと低速サービスレベルとの間に提供される帯域に差をつけることである。
【０００７】
なお、ＧＥ−ＰＯＮシステムを構成するＯＬＴ（１０４）の内部構成は、図２に示すように、ＤＢＡ（Dynamic Bandwidth Allocation）スケジューラ（３０１）を有して構成される。ＤＢＡスケジューラ（３０１）は、ＤＢＡアルゴリズム（３１１）に基づき、各ＯＮＵ（１０１〜１０３）に割り当てる帯域の算出処理を行う。
【０００８】
また、ＧＥ−ＰＯＮシステムを構成する各ＯＮＵ（１０１〜１０３）の内部構成は、図２に示すように、バッファ滞留値計算部（３０２）と、データバッファ（３０４）と、を有して構成される。バッファ滞留値計算部（３０２）は、キュー長申告値をＯＬＴ（１０４）に通知する。また、データバッファ（３０４）は、通信端末（１２１〜１２３）から受信したデータを格納し、ＯＬＴ（１０４）から受け取る送出許可キュー長を基に、通信端末（１２１〜１２３）から受信したデータをＯＬＴ（１０４）に対して送信する。
【０００９】
なお、ＧＥ−ＰＯＮシステムは、図３に示すように、ＯＬＴ（１０４）と、各ＯＮＵ（１０１〜１０３）と、の間で、ＧＡＴＥメッセージ（２０１〜２０３）と、ＲＥＰＯＲＴメッセージ（２１１〜２１３）と、を交互に交換することになる。
【００１０】
なお、ＲＥＰＯＲＴメッセージ（２１１〜２１３）には、ＯＮＵ（１０１〜１０３）内のデータバッファ（３０２）に滞留しているデータ量であるキュー長申告値が格納されている。また、ＧＡＴＥメッセージ（２０１〜２０３）には、ＲＥＰＯＲＴメッセージ（２１１〜２１３）から取得したキュー長申告値と、ＯＬＴ（１０４）のＤＢＡ（Dynamic Bandwidth Allocation）スケジューラ（３０１）にて算出される送信許可キュー長と、が格納されている。ＯＮＵ（１０１〜１０３）は、このＧＡＴＥメッセージ（２０１〜２０３）内に格納されている送信許可キュー長分のデータ量を、ＯＬＴ（１０４）に対して送信することが可能となる。
【００１１】
次に、図３、図４を参照しながら、ＤＢＡスケジューラ（３０１）における制御動作について説明する。
【００１２】
まず、ＯＮＵ（１０１〜１０３）は、キュー長申告値が格納されたＲＥＰＯＲＴメッセージ（２１１〜２１３）を、ＯＬＴ（１０４）に送信する（ステップＡ１）。
【００１３】
ＤＢＡスケジューラ（３０１）は、ＤＢＡサイクルｎ（４０１）にて、ＯＬＴ（１０４）の配下のＯＮＵ（１０１〜１０３）からＲＥＰＯＲＴメッセージ（２１１〜２１３）を受信し、各ＯＮＵ（１０１〜１０３）から受信したＲＥＰＯＲＴメッセージに格納されているキュー長申告値を取得する（ステップＡ２）。
【００１４】
次に、ＤＢＡスケジューラ（３０１）は、ＤＢＡサイクルｎ＋１（４０２）にて、ＤＢＡアルゴリズム（３１１）に基づき、各ＯＮＵ（１０１〜１０３）に割り当てる帯域を計算し、送信許可キュー長を求める（ステップＡ３）。
【００１５】
次に、ＤＢＡスケジューラ（３０１）は、上記求めた送信許可キュー長と、各ＯＮＵ（１０１〜１０３）から取得したキュー長申告値と、が格納されたＧＡＴＥメッセージ（２０１〜２０３）を各ＯＮＵ（１０１〜１０３）に送信する（ステップＡ４）。
【００１６】
ＯＮＵ（１０１〜１０３）は、ＧＡＴＥメッセージ（２０１〜２０３）をＯＬＴ（１０４）から受信し（ステップＡ５）、各ＯＮＵ（１０１〜１０３）は、ＤＢＡサイクルｎ＋２（４０３）にて、ＯＬＴ（１０４）から受信したＧＡＴＥメッセージ（２０１〜２０３）内に格納されている送信許可キュー長に基づき、送信データを、ＯＬＴ（１０４）に送信する（ステップＡ６）。なお、各ＯＮＵ（１０１〜１０３）は、ＧＡＴＥメッセージ（２０１〜２０３）内に格納されている送信タイミングに基づいて、送信データをＯＬＴ（１０４）に送信することになる。
【００１７】
次に、図５、図６を参照しながら、従来方式におけるＤＢＡアルゴリズム（３１１）について説明する。なお、図５は、従来方式のＤＢＡアルゴリズム（３１１）の流れ図を示し、図６は、ＤＢＡアルゴリズム（３１１）で使用するパラメータを示す。
【００１８】
なお、ＤＢＡアルゴリズム（３１１）において使用するパラメータは、各ＯＮＵ（１０１〜１０３）により申告されるキュー長申告値：ＲＢＷｎ『図６：Ｎｏ．５』、ＳＬＡパラメータとして、最大帯域制限値：ＭａｘＢＷｎ『図６：Ｎｏ．２』、最低帯域保証値：ＭｉｎＢＷｎ『図６：Ｎｏ．３』、固定帯域値：ＦＢＷｎ『図６：Ｎｏ．４』である。
【００１９】
また、これらのパラメータの単位は、全て［ＴＱ］であり、ＤＢＡサイクル内で送信許可される時間長を示す。従って、各パラメータの単位［ＴＱ］を、［ｂｐｓ］単位に換算するには、［ｂｐｓ］＝各パラメータ［ＴＱ］／ＤＢＡサイクル［ＴＱ］×１Ｇｂｐｓとなる。
【００２０】
例えば、最大帯域制限値：ＭａｘＢＷｎ［ＴＱ］を［ｂｐｓ］に単位換算する場合は、ＭａｘＢＷｎ［ＴＱ］／ＤＢＡサイクル［ＴＱ］×１Ｇｂｐｓとなる。
【００２１】
次に、図５に示す従来方式におけるＤＢＡアルゴリズム（３１１）について説明する。
【００２２】
まず、全ＯＮＵ（１０１〜１０３）のキュー長申告値：ＲＢＷｎを取得する（ステップＳ１）。
【００２３】
次に、各ＯＮＵ（１０１〜１０３）の補正固定帯域値：ＦＢＷ’ｎと、残余キュー長：Φｎと、の算出処理を行う（ステップＳ２）。
【００２４】
まず、補正固定帯域値：ＦＢＷ’ｎの算出は、図７に示すように、キュー長申告値：ＲＢＷｎと、最低帯域保証値：ＭｉｎＢＷｎと、固定帯域値：ＦＢＷｎと、を比較し、補正固定帯域値：ＦＢＷ'ｎを算出する。
【００２５】
条件１：ＲＢＷｎ≧ＭｉｎＢＷｎ＞ＦＢＷｎの場合には、ＦＢＷ’ｎ＝ＭｉｎＢＷｎとする。
【００２６】
条件２：ＭｉｎＢＷｎ＞ＲＢＷｎ≧ＦＢＷｎの場合には、ＦＢＷ’ｎ＝ＲＢＷｎとする。
【００２７】
条件３：条件１、条件２以外の場合には、ＦＢＷ’ｎ＝ＦＢＷｎとする。
【００２８】
また、残余キュー長：Φnの算出は、図８に示すように、キュー長申告値：ＲＢＷｎから補正固定帯域値：ＦＢＷ’ｎを差し引くことで（ＲＢＷｎ−ＦＢＷ’ｎ）、未割り当ての申告キュー長である残余キュー長：Φｎを算出する。
【００２９】
つまり、ＲＢＷｎ≧ＦＢＷ’ｎの場合、Φｎ＝ＲＢＷｎ−ＦＢＷ’ｎとする。
【００３０】
また、ＲＢＷｎ＜ＦＢＷ’ｎの場合、Φｎ＝０とする。
【００３１】
次に、この時点での残余帯域：ＴＢＷを計算する（ステップＳ３）。
【００３２】
つまり、ＴＢＷ＝ＤＢＡサイクル−ΣＦＢＷ’ｎを算出する。
【００３３】
次に、上記算出した残余帯域：ＴＢＷを、残余キュー長：Φｎの比率で各ＯＮＵ（１０１〜１０３）に動的に割り当てるための動的割当帯域値：ＤＢＷｎを算出する（ステップＳ４）。
【００３４】
つまり、ＤＢＷｎ＝ＴＢＷ×Φｎ／ΣΦｎを算出する。
【００３５】
次に、ステップＳ２で算出した補正固定帯域値：ＦＢＷ’ｎと、ステップＳ４で算出した動的割当帯域値：ＤＢＷｎと、を加算し（ＦＢＷ’ｎ＋ＤＢＷｎ）、テンポラリ割当帯域：ＴＡＢＷｎを算出する（ステップＳ５）。
【００３６】
つまり、ＴＡＢＷｎ＝ＦＢＷ’ｎ＋ＤＢＷｎを算出する。
【００３７】
次に、ステップＳ５で算出したテンポラリ割当帯域：ＴＡＢＷｎと、最大帯域制限値：ＭａｘＢＷｎと、を比較する（ステップＳ６）。
【００３８】
ＴＡＢＷｎ≧ＭａｘＢＷｎの場合、テンポラリ割当帯域：ＴＡＢＷｎは、最大帯域制限値：ＭａｘＢＷｎを超えているため、テンポラリ割当帯域：ＴＡＢＷｎは、ＴＡＢＷｎ＝ＭａｘＢＷｎに更新する。
【００３９】
また、ＴＡＢＷｎ＜ＭａｘＢＷｎの場合、テンポラリ割当帯域：ＴＡＢＷｎは、最大帯域制限値：ＭａｘＢＷｎを超えていないため、テンポラリ割当帯域：ＴＡＢＷｎは、更新しない。
【００４０】
次に、帯域割当が完了したＯＮＵと、帯域割当が未完了のＯＮＵと、の判別を行う（ステップＳ７）。
【００４１】
ステップＳ６において、テンポラリ割当帯域：ＴＡＢＷｎが、ＴＡＢＷｎ＝ＭａｘＢＷｎに更新された場合は、テンポラリ割当帯域：ＴＡＢＷｎと、キュー長申告値：ＲＢＷｎと、を比較する。
【００４２】
ＴＡＢＷｎ≦ＲＢＷｎの場合、そのＯＮＵｎ（ｎは、任意の整数：この場合１〜３）への最終割当帯域値：ＡＢＷｎは、ＡＢＷｎ＝ＴＡＢＷｎとし、帯域の割当を完了とする。
【００４３】
また、ステップＳ６において、テンポラリ割当帯域：ＴＡＢＷｎが更新されていない場合は、テンポラリ割当帯域：ＴＡＢＷｎと、残余キュー長：Φｎと、を算出する。
【００４４】
つまり、ＲＢＷｎ≧ＴＡＢＷｎの場合、Φｎ＝ＲＢＷｎ−ＴＡＢＷｎとする。
【００４５】
また、ＲＢＷｎ＜ＴＡＢＷｎの場合、Φｎ＝０とする。Φｎ＝０となったＯＮＵｎへの最終割当帯域値：ＡＢＷｎは、ＡＢＷｎ＝ＲＢＷｎとし、帯域の割当を完了とする。
【００４６】
次に、残余帯域：ＴＢＷを更新する（ステップＳ８）。
【００４７】
なお、残余帯域：ＴＢＷの算出は、ステップＳ７において、残余帯域：ＴＢＷ＝ＤＢＡサイクル−ΣＡＢＷｍ−ＴＡＢＷｎ（ここで、ｍは、割当完了のＯＮＵ、ｎは、割当未完
了のＯＮＵ）として算出する。
【００４８】
次に、ループが必要か否かの判別を行う（ステップＳ９）。
【００４９】
ループが必要か否かの判別は、ステップＳ８において算出した残余帯域：ＴＢＷが、残余帯域：ＴＢＷ＞０、且つ、１台以上の帯域割当未完了のＯＮＵが存在した場合には、ループが必要と判断し（ステップＳ９／Ｙｅｓ）、ステップＳ４に移行し、動的割当帯域値：ＤＢＷｎの算出を行う。
【００５０】
また、それ以外、つまり、残余帯域：ＴＢＷ＝０、あるいは、全てのＯＮＵの帯域割当が完了した場合には、ループが必要ないと判断し（ステップＳ９／Ｎｏ）、帯域の割当を終了とする。
【００５１】
このように、従来方式のＤＢＡアルゴリズム（３１１）は、各ＯＮＵ（１０１〜１０３）からのキュー長申告値：ＲＢＷｎの比率に従い、各ＯＮＵ（１０１〜１０３）に割り当てる最終割当帯域値：ＡＢＷｎを算出することになる。これにより、その算出した最終割当帯域値：ＡＢＷｎを含む送信許可キュー長が格納されたＧＡＴＥメッセージを、各ＯＮＵ（１０１〜１０３）に対して送信することになる。
【００５２】
なお、本発明より先に出願された技術文献として、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、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を可能としたポイント・マルチポイント光伝送システムが開示された文献がある（例えば、特許文献１参照）。
【００５３】
また、一つのＯＬＴ（Optical Line Terminal）と多数のＯＮＵ（Optical Network Unit）がＯＤＮ（Optical Distribution Network）を通じて接続されるギガビットイーサネット（登録商標）受動光加入者網（Gigabit Ethernet（登録商標） Passive Optical Network：ＧＥ−ＰＯＮ）で、前記ＯＬＴが前記ＯＮＵのデータ伝送のための帯域幅要求に対応して該各ＯＮＵに帯域幅を割り当てる動的帯域幅割当方法において、全使用可能な帯域幅のうちで前記ＯＮＵから要求された各サービスのために保障される最小帯域を割り当てる段階と、前記帯域幅を要求したすべてのＯＮＵに前記最小帯域を割り当てた後に前記全使用可能な帯域幅内に現在使用可能な帯域幅がある場合、前記ＯＮＵが要求した帯域幅の和が前記現在使用可能な帯域幅より小さいと、前記ＯＮＵが要求した帯域幅を割り当て、一方、前記ＯＮＵが要求した帯域幅の和が前記現在使用可能な帯域幅より大きいと、前記各ＯＮＵのキューサイズと各キューに対する加重値を考慮して該各ＯＮＵに対して新たな要求帯域幅を決定し、これに比例して帯域幅を割り当てる段階とを含み、イーサネット（登録商標）受動光加入者網で多重サービスを考慮した動的帯域幅割当方法が開示された文献がある（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００４−３３６５７８号公報
【特許文献２】特開２００５−０１２８００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００５４】
なお、上述した図５に示す従来方式のＤＢＡアルゴリズム（３１１）には、解決すべき課題がある。
【００５５】
第１の課題は、輻輳状態において、各ＯＮＵ（１０１〜１０３）のデータバッファ（３０４）は、有限であるため、各ＯＮＵ（１０１〜１０３）のキュー長申告値：ＲＢＷｎが全て同じ値で各ＯＮＵ（１０１〜１０３）からＯＬＴ（１０４）に対して申告されることになる。図５に示す従来方式のＤＢＡアルゴリズム（３１１）では、各ＯＮＵ（１０１〜１０３）に対して最終的に割り当てる最終割当帯域値：ＡＢＷｎを、各ＯＮＵ（１０１〜１０３）から取得したキュー長申告値：ＲＢＷｎの比率に基づいて算出することになるため、ＯＬＴ（１０４）は、各ＯＮＵ（１０１〜１０３）に対して最終的に割り当てる最終割当帯域値：ＡＢＷｎを、各ＯＮＵ（１０１〜１０３）に対して同じ比率で分配してしまうことになる。
【００５６】
このため、各ＯＮＵ（１０１〜１０３）に対して最終的に割り当てる最終割当帯域値：ＡＢＷｎがサービス間の公平性を保った帯域とはならないことになる。
【００５７】
例えば、ＯＮＵ１（１０１）と、ＯＮＵ２（１０２）と、の２台のＯＮＵの最大帯域制限値：ＭａｘＢＷｎが１０００［Ｍｂｐｓ］、ＯＮＵ３（１０３）の最大帯域制限値：ＭａｘＢＷｎが１００［Ｍｂｐｓ］という場合を考える（但し、説明の簡単化のため、その他のＳＬＡは、何れのＯＮＵも０と仮定する）。また、従来方式のＤＢＡアルゴリズム（３１１）では、ＤＢＡサイクル＝１０００［ＴＱ］が設定されているものとする。
【００５８】
３台の全てのＯＮＵ（１０１〜１０３）は、通信端末（１２１〜１２３）から送信されるトラヒック量が最大値となる１０００［Ｍｂｐｓ］となるため、輻輳状態となり、各ＯＮＵ（１０１〜１０３）は、データバッファ（３０４）の最大値（ＭａｘＢｕｆ）をキュー長申告値：ＲＢＷｎとして格納したＲＥＰＯＲＴメッセージを、ＯＬＴ（１０４）に送信していると想定する。
【００５９】
このため、図５に示すＤＢＡアルゴリズム（３１１）において、まず、ステップＳ１において、キュー長申告値：ＲＢＷｎ＝ＭａｘＢｕｆを取得することになる。
【００６０】
次に、ステップＳ２において、キュー長申告値：ＲＢＷｎと、最低帯域保証値：ＭｉｎＢＷｎと、固定帯域値：ＦＢＷｎと、を比較し、補正固定帯域値：ＦＢＷ'ｎを算出する。
【００６１】
条件１：ＲＢＷｎ≧ＭｉｎＢＷｎ＞ＦＢＷｎの場合には、ＦＢＷ’ｎ＝ＭｉｎＢＷｎとする。
【００６２】
条件２：ＭｉｎＢＷｎ＞ＲＢＷｎ≧ＦＢＷｎの場合には、ＦＢＷ’ｎ＝ＲＢＷｎとする。
【００６３】
条件３：条件１、条件２以外の場合には、ＦＢＷ’ｎ＝ＦＢＷｎとする。
【００６４】
なお、固定帯域値：ＦＢＷｎ＝０、最低帯域保証値：ＭｉｎＢＷｎ＝０のため、条件１に該当し、補正固定帯域値：ＦＢＷ'＝０となる。
【００６５】
また、残余キュー長：Φｎ＝ＲＢＷｎ−ＦＢＷ’ｎ＝ＭａｘＢｕｆ−０＝ＭａｘＢｕｆとなる。
【００６６】
次に、ステップＳ３にて、残余帯域：ＴＢＷ＝ＤＢＡサイクル−ΣＦＢＷ’ｎ＝１００
０Ｍｂｐｓ−０＝１０００Ｍｂｐｓを算出する。
【００６７】
そして、ステップＳ４より、動的割当帯域値：ＤＢＷｎ＝ＴＢＷ×Φｎ／ΣΦｎ＝１０
００Ｍｂｐｓ×ＭａｘＢｕｆ／３ＭａｘＢｕｆ＝３３３Ｍｂｐｓを算出する。
【００６８】
次に、ステップＳ５にて、テンポラリ割当帯域：ＴＡＢＷｎ＝ＦＢＷ’ｎ＋ＤＢＷｎ＝０＋３３３Ｍｂｐｓ＝３３３Ｍｂｐｓを算出する。
【００６９】
次に、ステップＳ６により、ＴＡＢＷｎ≧ＭａｘＢＷｎの場合、ＴＡＢＷｎ＝ＭａｘＢＷｎに更新し、また、ＴＡＢＷｎ＜ＭａｘＢＷｎの場合、ＴＡＢＷｎは、更新しない処理を行う。
【００７０】
なお、ＯＮＵ１（１０１）の最大帯域制限値：ＭａｘＢＷ１＝１０００Ｍｂｐｓ、ＯＮＵ２（１０２）の最大帯域制限値：ＭａｘＢＷ１＝１０００Ｍｂｐｓ、ＯＮＵ３（１０３）の最大帯域制限値：ＭａｘＢＷ３＝１００Ｍｂｐｓの条件から、ＯＮＵ３（１０３）のテンポラリ割当帯域：ＴＡＢＷ３＝１００Ｍｂｐｓと更新することになる。これにより、テンポラリ割当帯域：ＴＡＢＷ１＝３３３Ｍｂｐｓ、テンポラリ割当帯域：ＴＡＢＷ２＝３３３Ｍｂｐｓ、テンポラリ割当帯域：ＴＡＢＷ３＝１００Ｍｂｐｓとなる。
【００７１】
次に、ステップＳ７において、割当完了のＯＮＵを判別し、ＯＮＵ１（１０１）と、ＯＮＵ２（１０２）と、が割当完了のＯＮＵと判別し、ＯＮＵ３（１０３）が割当未完了のＯＮＵと判別する。
【００７２】
なお、ＯＮＵ１（１０１）のテンポラリ割当帯域：ＴＡＢＷ１と、ＯＮＵ２（１０２）のテンポラリ割当帯域：ＴＡＢＷ２と、が更新されていないため、残余キュー長：Φｎ＝ＲＢＷｎ−ＴＡＢＷｎを算出する。これにより、ＯＮＵ１（１０１）の残余キュー長：Φ１＝ＲＢＷ１−ＴＡＢＷ１＝ＭａｘＢｕｆ−３３３となる。また、ＯＮＵ２（１０２）の残余キュー長：Φ２＝ＲＢＷ２−ＴＡＢＷ２＝ＭａｘＢｕｆ−３３３となる。
【００７３】
次に、ステップＳ８にて、残余帯域：ＴＢＷ＝ＤＢＡサイクル−ΣＡＢＷｍ−ＴＡＢＷ
ｎ＝１０００Ｍｂｐｓ−２×３３３Ｍｂｐｓ−１００Ｍｂｐｓ＝２３４Ｍｂｐｓを算出する。
【００７４】
１回ループし、ステップＳ４にて、動的割当帯域値：ＤＢＷｎ＝ＴＢＷ×Φｎ／ΣΦｎ
＝２３４Ｍｂｐｓ×（ＭａｘＢｕｆ−３３３Ｍｂｐｓ）／（２×（ＭａｘＢｕｆ−３３３Ｍｂｐｓ））＝１１７Ｍｂｐｓを算出する。
【００７５】
従って、ＯＮＵ１（１０１）の最終割当帯域値ＡＢＷ１＝３３３Ｍｂｐｓ＋１１７Ｍｂｐｓ＝４５０Ｍｂｐｓとなり、ＯＮＵ２（１０２）の最終割当帯域値ＡＢＷ２＝３３３Ｍｂｐｓ＋１１７Ｍｂｐｓ＝４５０Ｍｂｐｓとなる。なお、ＯＮＵ３（１０３）の最終割当帯域値：ＡＢＷ３＝１００Ｍｂｐｓとなる。
【００７６】
このため、帯域比率として、ＯＮＵ１（１０１）：ＯＮＵ２（１０２）：ＯＮＵ３（１０３）＝９：９：２となり、最大帯域制限値：ＭａｘＢＷｎ＝１０００ＭｂｐｓであるＯＮＵ１（１０１）とＯＮＵ２（１０２）、及び、最大帯域制限値：ＭａｘＢＷｎ＝１００ＭｂｐｓであるＯＮＵ３（１０３）でのサービス間の比率１０：１０：１を実現できないことになる。
【００７７】
また、第２の課題は、最大帯域制限値：ＭａｘＢＷｎが小さい場合、または、低速トラヒックの場合、最終的に割り当てられる最終割当帯域値：ＡＢＷｎが、常に、ＯＮＵ滞留フレーム長を下回ることにより、フレームを出力できずに、ＯＮＵ（１０１〜１０３）の具備するデータバッファ（３０４）に滞留し続けてしまうことになる。
【００７８】
例えば、ＯＮＵ（１０１〜１０３）に滞留しているフレーム長が１５００Ｂｙｔｅであった場合、ＧＥ−ＰＯＮ区間では、（１５００Ｂｙｔｅ＋２０Ｂｙｔｅ）÷２＝７６０［ＴＱ］の送信許可キュー長が必要となるが、従来のＤＢＡアルゴリズム（３１１）では、最終的に割り当てられる送信許可キュー長が、常に、７６０［ＴＱ］を下回ってしまう場合でも、この送信許可キュー長をＧＡＴＥメッセージに格納し、ＯＮＵ（１０１〜１０３）に対して送信してしまうことになる。しかし、ＯＮＵ（１０１〜１０３）は、７６０［ＴＱ］を下回るＧＡＴＥメッセージを受信しても、データバッファ（３０４）に滞留している１５００Ｂｙｔｅフレームを送信することができないため、このロングフレームがデータバッファ（３０４）に滞留し続けてしまうという課題がある。
【００７９】
また、第３の課題は、イーサネット（登録商標）フレームは、可変長フレームのため、割り当てられた帯域を全て使用できない可能性がある。つまり、この回線使用効率を考慮していない従来方式のＤＢＡアルゴリズム（３１１）では、実行スループットが著しく悪化する可能性がある。
【００８０】
なお、上記特許文献１、２には、各加入者宅側終端装置に対する帯域を割り当てるための技術内容が開示されているが、上記特許文献１、２には、各加入者宅側終端装置のサービスレベル間の公平性が保証された帯域制御を実現することについては何ら考慮されたものではない。
【００８１】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、各加入者宅側終端装置のサービスレベル間の公平性が保証された帯域制御を実現することを可能とする帯域割当制御装置、帯域割当制御方法及び帯域割当制御プログラムを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００８２】
かかる目的を達成するために、本発明は以下の特徴を有することとする。
【００８３】
本発明にかかる帯域割当制御装置は、複数の加入者宅側終端装置に割り当てる帯域を制御する帯域割当制御装置であって、加入者宅側終端装置毎の最大帯域制限値の比率に応じて、各加入者宅側終端装置に割り当てる割当帯域を設定する帯域割当手段を有することを特徴とするものである。
【００８４】
また、本発明にかかる帯域割当制御装置において、帯域割当手段は、帯域割当制御装置において割り当て可能な残余帯域を、最大帯域制限値の比率に応じて、各加入者宅側終端装置に割り当てる割当帯域を設定し、残余帯域を、各加入者宅側終端装置に分配することを特徴とするものである。
【００８５】
また、本発明にかかる帯域割当制御装置は、加入者宅側終端装置の最大帯域制限値を、加入者宅側終端装置毎に管理する管理テーブルを有し、帯域割当手段は、管理テーブルにて管理する加入者宅側終端装置毎の最大帯域制限値の比率に応じて、各加入者宅側終端装置に割り当てる割当帯域を設定することを特徴とするものである。
【００８６】
また、本発明にかかる帯域割当制御装置は、加入者宅側終端装置のキュー長申告値を取得するキュー長申告値取得手段と、キュー長申告値取得手段により取得したキュー長申告値を基に、補正固定帯域値を算出する補正固定帯域値算出手段と、補正固定帯域値算出手段により算出した補正固定帯域値を基に、帯域割当制御装置において割り当て可能な残余帯域を算出する残余帯域算出手段と、を有し、帯域割当手段は、残余帯域算出手段により算出した残余帯域を、最大帯域制限値の比率に応じて、各加入者宅側終端装置に割り当てる割当帯域を設定することを特徴とするものである。
【００８７】
また、本発明にかかる帯域割当制御装置において、最大帯域制限値は、加入者宅側終端装置毎に設定されたＳＬＡ（Service Level Agreement）パラメータの１つであることを特徴とするものである。
【００８８】
また、本発明にかかる帯域割当制御装置は、帯域割当手段により割り当てた割当帯域が、キュー長申告値取得手段により取得したキュー長申告値よりも小さく、且つ、ＭＴＵ長のフレームを疎通させるのに必要なＭＴＵ（Maximum Transmission Unit）疎通帯域に達しているか否かを判断する判断手段と、判断手段により、割当帯域が、キュー長申告値取得手段により取得したキュー長申告値よりも小さく、且つ、ＭＴＵ長のフレームを疎通させるのに必要なＭＴＵ疎通帯域に達していると判断した場合に、割当帯域を、加入者宅側終端装置の固定帯域値に変更する割当帯域変更手段と、を有することを特徴とするものである。
【００８９】
また、本発明にかかる帯域割当制御装置は、割当帯域割当手段により割り当てた割当帯域を、ＭＴＵ長のフレームを疎通させるのに必要なＭＴＵ疎通帯域の整数倍となるように補正する割当帯域補正手段を有することを特徴とするものである。
【００９０】
また、本発明にかかる帯域割当制御装置において、割当帯域補正手段は、帯域割当手段により割り当てた割当帯域が、キュー長申告値取得手段により取得したキュー長申告値よりも小さい場合に、帯域割当手段により割り当てた割当帯域を、ＭＴＵ長のフレームを疎通させるのに必要なＭＴＵ疎通帯域の整数倍となるように補正することを特徴とするものである。
【００９１】
また、本発明にかかる帯域割当制御方法は、複数の加入者宅側終端装置に割り当てる帯域を制御する帯域割当制御装置における帯域割当制御方法であって、加入者宅側終端装置毎の最大帯域制限値の比率に応じて、各加入者宅側終端装置に割り当てる割当帯域を設定する帯域割当工程を、帯域割当制御装置が行うことを特徴とするものである。
【００９２】
また、本発明にかかる帯域割当制御方法において、帯域割当工程は、帯域割当制御装置において割り当て可能な残余帯域を、最大帯域制限値の比率に応じて、各加入者宅側終端装置に割り当てる割当帯域を設定し、残余帯域を、各加入者宅側終端装置に分配することを特徴とするものである。
【００９３】
また、本発明にかかる帯域割当制御方法において、帯域割当制御装置は、加入者宅側終端装置の最大帯域制限値を、加入者宅側終端装置毎に管理する管理テーブルを有し、帯域割当工程は、管理テーブルにて管理する加入者宅側終端装置毎の最大帯域制限値の比率に応じて、各加入者宅側終端装置に割り当てる割当帯域を設定することを特徴とするものである。
【００９４】
また、本発明にかかる帯域割当制御方法は、加入者宅側終端装置のキュー長申告値を取得するキュー長申告値取得工程と、キュー長申告値取得工程により取得したキュー長申告値を基に、補正固定帯域値を算出する補正固定帯域値算出工程と、補正固定帯域値算出工程により算出した補正固定帯域値を基に、帯域割当制御装置において割り当て可能な残余帯域を算出する残余帯域算出工程と、を、帯域割当制御装置が行い、帯域割当工程は、残余帯域算出工程により算出した残余帯域を、最大帯域制限値の比率に応じて、各加入者宅側終端装置に割り当てる割当帯域を設定することを特徴とするものである。
【００９５】
また、本発明にかかる帯域割当制御方法において、最大帯域制限値は、加入者宅側終端装置毎に設定されたＳＬＡ（Service Level Agreement）パラメータの１つであることを特徴とするものである。
【００９６】
また、本発明にかかる帯域割当制御方法は、帯域割当工程により割り当てた割当帯域が、キュー長申告値取得工程により取得したキュー長申告値よりも小さく、且つ、ＭＴＵ（Maximum Transmission Unit）長のフレームを疎通させるのに必要なＭＴＵ疎通帯域に達しているか否かを判断する判断工程と、判断工程により、割当帯域が、キュー長申告値取得工程により取得したキュー長申告値よりも小さく、且つ、ＭＴＵ長のフレームを疎通させるのに必要なＭＴＵ疎通帯域に達していると判断した場合に、割当帯域を、加入者宅側終端装置の固定帯域値に変更する割当帯域変更工程と、を帯域割当制御装置が行うことを特徴とするものである。
【００９７】
また、本発明にかかる帯域割当制御方法は、帯域割当工程により割り当てた割当帯域を、ＭＴＵ長のフレームを疎通させるのに必要なＭＴＵ疎通帯域の整数倍となるように補正する割当帯域補正工程を、帯域割当制御装置が行うことを特徴とするものである。
【００９８】
また、本発明にかかる帯域割当制御方法において、割当帯域補正工程は、帯域割当工程により割り当てた割当帯域が、キュー長申告値取得工程により取得したキュー長申告値よりも小さい場合に、帯域割当工程により割り当てた割当帯域を、ＭＴＵ長のフレームを疎通させるのに必要なＭＴＵ疎通帯域の整数倍となるように補正することを特徴とするものである。
【００９９】
また、本発明にかかる帯域割当制御プログラムは、複数の加入者宅側終端装置に割り当てる帯域を制御する帯域割当制御装置において実行させる帯域割当制御プログラムであって、加入者宅側終端装置毎の最大帯域制限値の比率に応じて、各加入者宅側終端装置に割り当てる割当帯域を設定する帯域割当処理を、帯域割当制御装置において実行させることを特徴とするものである。
【０１００】
また、本発明にかかる帯域割当制御プログラムにおいて、帯域割当処理は、帯域割当制御装置において割り当て可能な残余帯域を、最大帯域制限値の比率に応じて、各加入者宅側終端装置に割り当てる割当帯域を設定し、残余帯域を、各加入者宅側終端装置に分配することを特徴とするものである。
【０１０１】
また、本発明にかかる帯域割当制御プログラムにおいて、帯域割当制御装置は、加入者宅側終端装置の最大帯域制限値を、加入者宅側終端装置毎に管理する管理テーブルを有し、帯域割当処理は、管理テーブルにて管理する加入者宅側終端装置毎の最大帯域制限値の比率に応じて、各加入者宅側終端装置に割り当てる割当帯域を設定することを特徴とするものである。
【０１０２】
また、本発明にかかる帯域割当制御プログラムは、加入者宅側終端装置のキュー長申告値を取得するキュー長申告値取得処理と、キュー長申告値取得処理により取得したキュー長申告値を基に、補正固定帯域値を算出する補正固定帯域値算出処理と、補正固定帯域値算出処理により算出した補正固定帯域値を基に、帯域割当制御装置において割り当て可能な残余帯域を算出する残余帯域算出処理と、を、帯域割当制御装置において実行させ、帯域割当処理は、残余帯域算出処理により算出した残余帯域を、最大帯域制限値の比率に応じて、各加入者宅側終端装置に割り当てる割当帯域を設定することを特徴とするものである。
【０１０３】
また、本発明にかかる帯域割当制御プログラムにおいて、最大帯域制限値は、加入者宅側終端装置毎に設定されたＳＬＡ（Service Level Agreement）パラメータの１つであることを特徴とするものである。
【０１０４】
また、本発明にかかる帯域割当制御プログラムは、帯域割当処理により割り当てた割当帯域が、キュー長申告値取得処理により取得したキュー長申告値よりも小さく、且つ、ＭＴＵ長のフレームを疎通させるのに必要なＭＴＵ疎通帯域に達しているか否かを判断する判断処理と、判断処理により、割当帯域が、キュー長申告値取得処理により取得したキュー長申告値よりも小さく、且つ、ＭＴＵ長のフレームを疎通させるのに必要なＭＴＵ疎通帯域に達していると判断した場合に、割当帯域を、加入者宅側終端装置の固定帯域値に変更する割当帯域変更処理と、を、帯域割当制御装置において実行させることを特徴とするものである。
【０１０５】
また、本発明にかかる帯域割当制御プログラムは、帯域割当処理により割り当てた割当帯域を、ＭＴＵ長のフレームを疎通させるのに必要なＭＴＵ疎通帯域の整数倍となるように補正する割当帯域補正処理を、帯域割当制御装置に実行させることを特徴とするものである。
【０１０６】
また、本発明にかかる帯域割当制御プログラムにおいて、割当帯域補正処理は、帯域割当処理により割り当てた割当帯域が、キュー長申告値取得処理により取得したキュー長申告値よりも小さい場合に、帯域割当処理により割り当てた割当帯域を、ＭＴＵ長のフレームを疎通させるのに必要なＭＴＵ疎通帯域の整数倍となるように補正することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０１０７】
本発明にかかる帯域割当制御装置、帯域割当制御方法及び帯域割当制御プログラムは、加入者宅側終端装置毎の最大帯域制限値の比率に応じて、各加入者宅側終端装置に割り当てる割当帯域を設定することで、各加入者宅側終端装置のサービスレベル間の公平性が保証された帯域制御を実現することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０１０８】
まず、図９を参照しながら、本実施形態における帯域割当制御装置の特徴について説明する。
【０１０９】
本実施形態における帯域割当制御装置（１２０４）は、複数の加入者宅側終端装置（１２０１〜１２０３）に割り当てる帯域を制御する帯域割当制御装置である。そして、帯域割当制御装置（１２０４）は、加入者宅側終端装置（１２０１〜１２０３）毎の最大帯域制限値の比率に応じて、各加入者宅側終端装置（１２０１〜１２０３）に割り当てる割当帯域を設定する。これにより、各加入者宅側終端装置（１２０１〜１２０３）のサービスレベル間の公平性が保証された帯域制御を実現することが可能となる。以下、添付図面を参照しながら、本実施形態における帯域割当制御装置について説明する。なお、以下の説明では、本実施形態における帯域割当制御装置（１２０４）をＯＬＴ（Optical Line Terminal）として説明する。
【０１１０】
まず、図９を参照しながら、本実施形態におけるＧＥ−ＰＯＮシステムのシステム構成について説明する。なお、図９は、本実施形態のＧＥ−ＰＯＮシステムのシステム構成を示す。
【０１１１】
本実施形態におけるＧＥ−ＰＯＮシステムは、ＯＬＴ（１２０４）が、ＯＮＵ１（１２０１）と、ＯＮＵ２(１２０２)と、ＯＮＵ３（１２０３）と、の３台のＯＮＵを収容して構成する。
【０１１２】
即ち、ＯＬＴ（Optical Line Terminal: 光加入者先端局装置）（１２０４）が１芯光ファイバ（１２０６）を介して、分岐装置となるOptical Splitter（１２０５）と接続される。また、Optical Splitter（１２０５）のアップリンク側は、１芯光ファイバ（１２０７〜１２０９）を介して、複数のＯＮＵ（Optical Network Unit：加入者宅側終端装置）（１２０１〜１２０３）と接続される。また、ＯＮＵ（１２０１〜１２０３）の各々は、１対１で、通信端末（１２２１〜１２２３）と接続される。通信端末（１２２１〜１２２３）は、ＯＮＵ（１２０１〜１２０３）に対してデータ（１２１１〜１２１３）を送信する。
【０１１３】
なお、ＯＬＴ（１２０４）は、ＤＢＡスケジューラ（１２１０）を有し、ＤＢＡスケジューラ（１２１０）は、ＤＢＡアルゴリズム（１２１１）に基づき、各ＯＮＵ（１２０１〜１２０３）の上りトラヒックを制御する。
【０１１４】
次に、図１０、図１１を参照しながら、本実施形態におけるＤＢＡアルゴリズム（１２１１）の制御動作について説明する。なお、図１０は、本実施形態におけるＤＢＡアルゴリズム（１２１１）の流れ図を示し、図１１は、ＤＢＡアルゴリズム（１２１１）で使用するパラメータを示す。
【０１１５】
まず、全ＯＮＵ（１２０１〜１２０３）のキュー長申告値：ＲＢＷｎを取得する（ステップＳ１０１）。
【０１１６】
次に、各ＯＮＵ（１２０１〜１２０３）の補正固定帯域値：ＦＢＷ'ｎと、残余キュー長：Φｎと、の算出処理を行う（ステップＳ１０２）。
【０１１７】
なお、補正固定帯域値：ＦＢＷ'ｎの算出は、図７に示すように、キュー長申告値：ＲＢＷｎと、最低帯域保証値：ＭｉｎＢＷｎと、固定帯域値：ＦＢＷｎと、を比較し、補正固定帯域値：ＦＢＷ'ｎを算出する。
【０１１８】
条件１：ＲＢＷｎ≧ｍｉｎｂｗｎ＞ｆｂｗｎの場合には、ＦＢＷ'ｎ＝ＭｉｎＢＷｎとする。
【０１１９】
条件２：ＭｉｎＢＷｎ＞ＲＢＷｎ≧ＦＢＷｎの場合には、ＦＢＷ'ｎ＝ＲＢＷｎとする。
【０１２０】
条件３：条件１、条件２以外の場合は、ＦＢＷ'ｎ＝ＦＢＷｎとする。
【０１２１】
また、残余キュー長：Φｎの算出は、図８に示すように、キュー長申告値：ＲＢＷｎから補正固定帯域値：ＦＢＷ'ｎを差し引くことで（ＲＢＷｎ−ＦＢＷ'ｎ）、未割当ての申告キュー長である残余キュー長：Φｎを算出する。
【０１２２】
即ち、ＲＢＷｎ≧ＦＢＷ'ｎの場合は、Φｎ＝ＲＢＷｎ−ＦＷＢ'ｎとする。
【０１２３】
また、ＲＢＷｎ＜ＦＢＷ'ｎの場合は、Φｎ＝０とする。
【０１２４】
次に、この時点での残余帯域：ＴＢＷを計算する（ステップＳ１０３）。
【０１２５】
このとき、各ＯＮＵ（１２０１〜１２０３）の持越帯域：ＥｘＢＷｎ＞０となるＯＮＵの台数をカウントし、ＴＢＷ＝ＤＢＡサイクル−ΣＦＢＷ'Ｎ−ＢＷMTU×ｍ（ｍ：Ｅｘ
ｂｗｎ＞０となるＯＮＵ台数）を算出する。なお、持越帯域：ＥｘＢＷｎとは、後述するステップＳ１１０、ステップＳ１１１、ステップＳ１１２にて更新される可能性のあるパラメータを示す。
【０１２６】
次に、上記ステップＳ１０３にて算出した残余帯域：ＴＢＷを、最大帯域制限値：ＭａｘＢＷｎの比率で各ＯＮＵ（１２０１〜１２０３）に動的に割り当てるための動的割当帯域値：ＤＢＷｎを算出する（ステップＳ１０４）。
【０１２７】
即ち、ＤＢＷｎ＝ＴＢＷ×ＭａｘＢＷｎ／ΣＭａｘＢＷｎを算出する。
【０１２８】
次に、ステップＳ１０２にて算出した補正固定帯域値：ＦＢＷ'ｎと、ステップＳ１０４にて算出した動的割当帯域値：ＤＢＷｎと、を加算し（ＦＢＷ'＋ＤＢＷｎ）、テンポラリ割当帯域：ＴＡＢＷｎを算出する（ステップＳ１０５）。
【０１２９】
即ち、ＴＡＢＷｎ＝ＦＢＷ'ｎ＋ＤＢＷｎを算出する。
【０１３０】
次に、上記ステップＳ１０５にて算出したテンポラリ割当帯域：ＴＡＢＷｎと、最大帯域制限値：ＭａｘＢＷｎと、を比較し、テンポラリ割当帯域：ＴＡＢＷｎが、最大帯域制限値：ＭａｘＢＷｎを越えている場合は、以下のように更新し、テンポラリ割当帯域：ＴＡＢＷｎが、最大帯域制限値：ＭａｘＢＷｎを超えていない場合は更新しないことにする（ステップＳ１０６）。
【０１３１】
即ち、ＴＡＢＷｎ≧ＭａｘＢＷｎの場合は、ＴＡＢＷｎ＝ＭａｘＢＷｎとする。
【０１３２】
また、ＴＡＢＷｎ＜ＭａｘＢＷｎの場合は、ＴＡＢＷｎは更新しない。
【０１３３】
次に、帯域割当が完了したＯＮＵと、帯域割当が未完了のＯＮＵと、の判別を行う（ステップＳ１０７）。
【０１３４】
まず、ステップＳ１０５にて算出したテンポラリ割当帯域：ＴＡＢＷｎが、ステップＳ１０６において、ＴＡＢＷｎ＝ＭａｘＢＷｎに更新された場合は、テンポラリ割当帯域：ＴＡＢＷｎと、キュー長申告値：ＲＢＷｎと、を比較する。
【０１３５】
なお、ＴＡＢＷｎ≦ＲＢＷｎの場合は、最終割当帯域値：ＡＢＷｎは、ＡＢＷｎ＝ＴＡＢＷｎとして帯域の割当を完了する。
【０１３６】
また、ステップＳ１０５にて算出したテンポラリ割当帯域：ＴＡＢＷｎが、ステップＳ１０６において更新されていない場合は、テンポラリ割当帯域：ＴＡＢＷｎと、残余キュー長：Φｎと、を以下のように算出する。
【０１３７】
ＲＢＷｎ≧ＴＡＢＷｎの場合は、Φｎ＝ＲＢＷｎ−ＴＡＢＷｎを算出する。
【０１３８】
ＲＢＷｎ＜ＴＡＢＷｎの場合は、Φｎ＝０とする。なお、Φｎ＝０となったＯＮＵｎは、最終割当帯域値：ＡＢＷｎ＝ＲＢＷｎとし、帯域の割当を完了する。
【０１３９】
次に、残余帯域：ＴＢＷを更新する（ステップＳ１０８）。
【０１４０】
なお、残余帯域：ＴＢＷの算出は、ステップＳ１０７において割当完了となったＯＮＵの最終割当帯域値：ＡＢＷｍと、割当未完了ＯＮＵの最終割当帯域値：ＴＡＢＷｎと、を基に、残余帯域：ＴＢＷ＝ＤＢＡサイクル−ΣＡＢＷｍ−ＴＡＢＷｎ（ここで、ｍは、割
当完了のＯＮＵ、ｎは、割当未完了のＯＮＵを示す）を算出する。
【０１４１】
次に、ループが必要か否かの判別を行う（ステップＳ１０９）。
【０１４２】
ループが必要か否かの判別は、ステップＳ１０８において算出した残余帯域：ＴＢＷが、ＴＢＷ＞０、且つ、１台以上の帯域割当未完了のＯＮＵが存在した場合には、ループが必要と判断し（ステップＳ１０９／Ｙｅｓ）、ステップＳ１０４に移行する。
【０１４３】
また、それ以外の場合、つまり、残余帯域：ＴＢＷ＝０、あるいは、全てのＯＮＵの帯域割当が完了した場合は、ループが必要ないと判断し（ステップＳ１０９／Ｎｏ）、ステップＳ１１０に移行する。また、ＴＢＷ＝０の場合は、割当未完了のＯＮＵについても、ＡＢＷｎ＝ＴＡＢＷｎとして、ステップＳ１１０に移行する。
【０１４４】
次に、最終割当帯域値：ＡＢＷｎを、ＭＴＵ疎通帯域：ＢＷMTUの整数倍になるように正規化し、最終割当帯域値：ＡＢＷｎを補正する（ステップＳ１１０）。なお、余りは、持越帯域：ＥｘＢＷｎに加算する。
【０１４５】
ただし、ＲＢＷｎ＜ＴＡＢＷｎの場合に、Φｎ＝０となり、ステップＳ１０９において、最終割当帯域値：ＡＢＷｎがＡＢＷｎ＝ＲＢＷｎとなったＯＮＵｎについては正規化を行わない。
【０１４６】
即ち、ＡＢＷｎ＝ＡＢＷｎ−（ＡＢＷｎ  ｍｏｄ  ＢＷMTU）を算出する。
また、ＥｘＢＷｎ＝ＥｘＢＷｎ＋（ＡＢＷｎ  ｍｏｄ  ＢＷMTU）を算出する。
【０１４７】
ただし、ＲＢＷｎ＜ＴＡＢＷｎの場合に、Φｎ＝０となり、ステップＳ１０９において、最終割当帯域値：ＡＢＷｎがＡＢＷｎ＝ＲＢＷｎとなったＯＮＵｎは除くものとする。
【０１４８】
次に、残余帯域：ＴＢＷを以下のように更新する。
【０１４９】
まず、ステップＳ１０３で差し引いたＢＷMTU×ｍをＴＢＷに加算する。
つまり、残余帯域：ＴＢＷ＝ＴＢＷ＋ＢＷMTU×ｍを算出する。
【０１５０】
次に、ステップＳ１０７で割当未完了と判別され、且つ、持越帯域：ＥｘＢＷｎ＞０であるＯＮＵｎに対し、最終割当帯域値：ＡＢＷｎに、ＭＴＵ疎通帯域：ＢＷMTUを加算すると同時に（ＡＢＷｎ＋ＢＷMTU）、持越帯域：ＥｘＢＷｎよりＭＴＵ疎通帯域：ＢＷMTUを差し引く（ＥｘＢＷｎ−ＢＷMTU）。
【０１５１】
また、この対象となるＯＮＵｎが複数存在するときは、ランダムに以下の処理を行い、最終割当帯域値：ＡＢＷｎ＝ＡＢＷｎ＋ＢＷMTUを算出する。また、ＥｘＢＷｎ＝ＥＸＢＷｎ−ＢＷMTUを算出する。
【０１５２】
ｎ≧ｍ（ｎは、割当未完了のＯＮＵ、ｍは、割当完了のＯＮＵ、）であるため、残余帯域：ＴＢＷが負にならないようにするために、あるＯＮＵｎについて、最終割当帯域値：ＡＢＷｎに対しＭＴＵ疎通帯域：ＢＷMTUを加算する度に（ＡＢＷｎ＋ＢＷMTU）、残余帯域：ＴＢＷ＝ＴＢＷ−ＢＷMTUで更新し、残余帯域：ＴＢＷ＜ＢＷMTUとなるか、または、ＥｘＢＷｎ＞０であるＯＮＵｎが存在しなくなるまで繰り返す（ステップＳ１１１）。
【０１５３】
次に、最終割当帯域値：ＡＢＷｎと、キュー長申告値：ＲＢＷｎと、ＭＴＵ疎通帯域：ＢＷMTUと、の比較により、最終割当帯域値：ＡＢＷｎと、持越帯域：ＥｘＷＢｎと、を更新する（ステップＳ１１２）。
【０１５４】
なお、上記のステップＳ１１２における処理動作を、図１２、図１３に示す。なお、図１２には、ステップＳ１１２における条件１〜４を示し、図１３には、ステップＳ１１２における条件５、６を示す。
【０１５５】
条件１：ＡＢＷｎ≧ＲＢＷｎ≧ＢＷMTUの場合は、ＡＢＷｎ＝ＲＢＷｎとする。
【０１５６】
条件２：ＲＢＷｎ≧ＡＢＷｎ≧ＢＷMTUの場合は、ＡＢＷｎは更新しない。
【０１５７】
条件３：ＡＢＷｎ≧ＢＷMTU≧ＲＢＷｎの場合は、ＡＢＷｎ＝ＲＢＷｎとする。
【０１５８】
条件４：ＲＢＷｎ≧ＢＷMTU＞ＡＢＷｎの場合は、ＡＢＷｎ＝ＦＢＷｎ（割当は、固定帯域のみとする）、ＥｘＢＷｎ＝ＡＢＷｎ−ＦＢＷｎとする。
【０１５９】
条件５：ＢＷMTU≧ＡＢＷｎ≧ＲＢＷｎの場合は、ＡＢＷｎ＝ＲＢＷｎとする。
【０１６０】
条件６：ＢＷMTU≧ＲＢＷｎ＞ＡＢＷｎの場合は、ＡＢＷｎ＝ＲＢＷｎ（割当は、固定帯域のみとする）、ＥｘＢＷｎ＝ＡＢＷｎ−ＦＢＷｎとする。
【０１６１】
このステップＳ１１２における処理動作は、最終割当帯域値：ＡＢＷｎがキュー長申告値：ＲＢＷｎよりも小さく、且つ、ＭＴＵ長のフレームを疎通させるのに必要なＭＴＵ疎通帯域：ＢＷMTUに達しているか否かをチェックし、図１２に示す『条件４』と、図１３に示す『条件６』と、の場合に、最終割当帯域値：ＡＢＷｎと、持越帯域：ＥｘＢＷｎと、を更新することになる。
【０１６２】
このように、本実施形態におけるＤＢＡアルゴリズム（１２１１）は、ステップＳ１０４において、動的割当帯域値：ＤＢＷｎを算出する際、ＳＬＡパラメータである最大帯域制限値：ＭａｘＢＷｎの比率に基づき、残余帯域：ＴＢＷを分配しているので、輻輳状態であっても、各ＯＮＵ（１２０１〜１２０３）のサービス間の公平性を実現することが可能となる。
【０１６３】
次に、持越帯域：ＥｘＢＷｎという概念を導入し、ステップＳ１１２において、ＭＴＵ長のフレームを疎通するのに必要なＭＴＵ疎通帯域：ＢＷMTUに達しているか否かを確認することで、ＯＮＵ（１２０１〜１２０３）のデータバッファ内でのロングフレームの滞留を回避することが可能となる。
【０１６４】
次に、図１０に示す本実施形態のＤＢＡアルゴリズム（１２１１）における具体的な処理動作について説明する。ここで、ＤＢＡアルゴリズム（１２１１）には、ＤＢＡサイクル＝３００００［ＴＱ］、ＭＴＵ疎通帯域：ＢＷMTU＝８１０［ＴＱ］が設定されているものとする。
【０１６５】
また、ＯＬＴ（１０４）は、各ＯＮＵ（１２０１〜１２０３）のＳＬＡパラメータとして、以下のような値が設定されている管理テーブルを有しているものとする。なお、（）外は、［ＴＱ］、（）内は［ｂｐｓ］換算値を示す。
【０１６６】
＜ＯＮＵ１（１２０１）のＳＬＡパラメータ＞
最大帯域制限値：ＭａｘＢＷ１＝３００００（１０００Ｍｂｐｓ）
最低帯域保証値：ＭｉｎＢＷ１＝３０００（１００Ｍｂｐｓ）
固定帯域値：ＦＢＷ１＝３００（１０Ｍｂｐｓ）
【０１６７】
＜ＯＮＵ２（１２０２）のＳＬＡパラメータ＞
最大帯域制限値：ＭａｘＢＷ２＝１５０００（５００Ｍｂｐｓ）
最低帯域保証値：ＭｉｎＢＷ２＝１５００（５０Ｍｂｐｓ）
固定帯域値：ＦＢＷ２＝１５０（５Ｍｂｐｓ）
【０１６８】
＜ＯＮＵ３（１２０３）のＳＬＡパラメータ＞
最大帯域制限値：ＭａｘＢＷ３＝３０００（１００Ｍｂｐｓ）
最低帯域保証値：ＭｉｎＢＷ３＝３００（１０Ｍｂｐｓ）
固定帯域値：ＦＢＷ３＝３０（１Ｍｂｐｓ）
【０１６９】
また、ＯＮＵ（１２０１〜１２０３）のデータバッファのバッファ量（キュー長申告値の最大値）は、５００００［ＴＱ］とする。
【０１７０】
また、３台の通信端末（１２２１〜１２２３）からは、全て、１０００ＭｂｐｓのトラヒックがＯＬＴ（１０４）に対して流れてきており、輻輳状態になっているものとする。
【０１７１】
まず、全ＯＮＵ（１２０１〜１２０３）のキュー長申告値：ＲＢＷｎを取得する（ステップＳ１０１）。
【０１７２】
本実施形態では、輻輳状態であるため、キュー長申告値：ＲＢＷｎは、各ＯＮＵ（１２０１〜１２０３）のデータバッファの容量値となる。
【０１７３】
従って、ＲＢＷ１＝５００００、ＲＢＷ２＝５００００、ＲＢＷ３＝５００００となる。
【０１７４】
次に、各ＯＮＵ（１２０１〜１２０３）の補正固定帯域値：ＦＢＷ'ｎと、残余キュー長：Φｎと、の算出処理を行う（ステップＳ１０２）。
【０１７５】
まず、補正固定帯域値：ＦＢＷ'ｎの算出は、図７に示すように、キュー長申告値：ＲＢＷｎと、最低帯域保証値：ＭｉｎＢＷｎと、固定帯域値：ＦＢＷｎと、を比較し、補正固定帯域値：ＦＢＷ'ｎを算出する。
【０１７６】
条件１：ＲＢＷｎ≧ＭｉｎＢＷｎ＞ＦＢＷｎの場合には、ＦＢＷ’ｎ＝ＭｉｎＢＷｎとする。
【０１７７】
条件２：ＭｉｎＢＷｎ＞ＲＢＷｎ≧ＦＢＷｎの場合には、ＦＢＷ’ｎ＝ＲＢＷｎとする。
【０１７８】
条件３：条件１、条件２以外の場合は、ＦＢＷ’ｎ＝ＦＢＷｎとする。
【０１７９】
まず、ＯＮＵ１（１２０１）は、キュー長申告値：ＲＢＷ１＝５００００、最低帯域保証値：ＭｉｎＢＷ１＝３０００、固定帯域値：ＦＢＷ１＝３００であるため、条件１に該当し、ＦＢＷ’１＝ＭｉｎＢＷ１＝３０００となる。
【０１８０】
また、ＯＮＵ２（１２０２）は、キュー長申告値：ＲＢＷ２＝５００００、最低帯域保証値：ＭｉｎＢＷ２＝１５００、固定帯域値：ＦＢＷ２＝１５０であるため、条件１に該当し、ＦＢＷ’２＝ＭｉｎＢＷ２＝１５００となる。
【０１８１】
また、ＯＮＵ３（１２０３）は、キュー長申告値：ＲＢＷ３＝５００００、最低帯域保証値：ＭｉｎＢＷ３＝３００、固定帯域値：ＦＢＷ３＝３０であるため、条件１に該当し、ＦＢＷ’３＝ＭｉｎＢＷ３＝３００となる。
【０１８２】
また、残余キュー長：Φｎの算出は、図８に示すように、キュー長申告値：ＲＢＷｎから補正固定帯域値＝ＦＢＷ'ｎを差し引くことで（ＲＢＷｎ−ＦＢＷ'ｎ）、未割り当ての申告キュー長である残余キュー長:Φｎを算出する。
【０１８３】
つまり、ＲＢＷｎ≧ＦＢＷ'ｎの場合、Φｎ＝ＲＢＷｎ−ＦＷＢ'ｎとする。
【０１８４】
また、ＲＢＷｎ＜ＦＢＷ'ｎの場合、Φｎ＝０とする。
【０１８５】
まず、ＯＮＵ１（１２０１）は、ＲＢＷ１（５００００）≧ＦＢＷ'１（３０００）に該当し、Φ１＝ＲＢＷ１−ＦＷＢ'１＝５００００−３０００＝４７０００となる。
【０１８６】
また、ＯＮＵ２（１２０２）は、ＲＢＷ２（５００００）≧ＦＢＷ'２（１５００）に該当し、Φ２＝ＲＢＷ２−ＦＷＢ'２＝５００００−１５００＝４８５００となる。
【０１８７】
また、ＯＮＵ３（１２０３）は、ＲＢＷ３（５００００）≧ＦＢＷ'３（３００）に該当し、Φ３＝ＲＢＷ３−ＦＷＢ'３＝５００００−３００＝４９７００となる。
【０１８８】
次に、この時点での残余帯域：ＴＢＷを計算する（ステップＳ１０３）。
【０１８９】
このとき、各ＯＮＵ（１２０１〜１２０３）の持越帯域：ＥｘＢＷｎ＞０となるＯＮＵの台数：ｍをカウントし、残余帯域：ＴＢＷ＝ＤＢＡサイクル−ΣＦＢＷ'ｎ−ＢＷMTU
×ｍ（ｍ：ＥｘＢＷｎ＞０となるＯＮＵ台数）を算出する。
【０１９０】
なお、この時点での、各ＯＮＵ（１２０１〜１２０３）の持越帯域：ＥｘＢＷ１＜０、ＥｘＢＷ２＜０、ＥｘＢＷ３＜０、と仮定する。
【０１９１】
従って、ｍ＝０のため、
残余帯域：ＴＢＷ＝ＤＢＡサイクル−ΣＦＢＷ'ｎ−ＢＷMTU×ｍ＝３００００−（３
０００＋１５００＋３００）−８１０×０＝３００００−（４８００）＝２５２００となる。
【０１９２】
次に、上記算出した残余帯域：ＴＢＷを、最大帯域制限値：ＭａｘＢＷｎの比率で各ＯＮＵ（１２０１〜１２０３）に動的に割り当てるための動的割当帯域値：ＤＢＷｎを算出する（ステップＳ１０４）。
【０１９３】
つまり、ＤＢＷｎ＝ＴＢＷ×ＭａｘＢＷｎ／ΣＭａｘＢｗｎを算出する。
【０１９４】
まず、ＯＮＵ１（１２０１）の場合は、ＤＢＷ１＝２５２００×３００００／（３００００＋１５０００＋３０００）＝１５７５０となる。
【０１９５】
また、ＯＮＵ２（１２０２）の場合は、ＤＢＷ２＝２５２００×１５０００／（３００００＋１５０００＋３０００）＝７８７５となる。
【０１９６】
また、ＯＮＵ３（１２０３）の場合は、ＤＢＷ３＝２５２００×３０００／（３００００＋１５０００＋３０００）＝１５７５となる。
【０１９７】
次に、ステップＳ１０２で算出した補正固定帯域値：ＦＢＷ１'ｎと、ステップＳ１０４で算出した動的割当帯域値：ＤＢＷｎと、を加算し（ＦＢＷ'ｎ＋ＤＢＷｎ）、テンポラリ割当帯域：ＴＡＢＷｎを算出する（ステップＳ１０５）。
【０１９８】
つまり、ＴＡＢＷｎ＝ＦＢＷ'ｎ＋ＤＢＷｎを算出する。
【０１９９】
まず、ＯＮＵ１（１２０１）の場合は、ＴＡＢＷ１＝ＦＢＷ'１＋ＤＢＷ１＝３０００＋１５７５０＝１８７５０となる。
【０２００】
また、ＯＮＵ２（１２０２）の場合は、ＴＡＢＷ２＝ＦＢＷ'２＋ＤＢＷ２＝１５００＋７８７５＝９３７５となる。
【０２０１】
また、ＯＮＵ３（１２０３）の場合は、ＴＡＢＷ３＝ＦＢＷ'３＋ＤＢＷ３＝３００＋１５７５＝１８７５となる。
【０２０２】
次に、ステップＳ１０５で算出したテンポラリ割当帯域：ＴＡＢＷｎと、最大帯域制限値：ＭａｘＢＷｎと、を比較する（ステップＳ１０６）。
【０２０３】
ＴＡＢＷｎ≧ＭａｘＢＷｎの場合、テンポラリ割当帯域：ＴＡＢＷｎは、最大帯域制限値：ＭａｘＢＷｎを超えているため、テンポラリ割当帯域：ＴＡＢＷｎは、ＴＡＢＷｎ＝ＭａｘＢＷｎに更新する。
【０２０４】
また、ＴＡＢＷｎ＜ＭａｘＢＷｎの場合、テンポラリ割当帯域：ＴＡＢＷｎは、最大帯域制限値：ＭａｘＢＷｎを超えていないため、テンポラリ割当帯域：ＴＡＢＷｎは更新しない。
【０２０５】
従って、ＯＮＵ１（１２０１）の場合は、ＴＡＢＷ１＝１８７５０＜３００００となり、テンポラリ割当帯域：ＴＡＢＷ１は、最大帯域制限値：ＭａｘＢＷ１を超えていないため、更新せず、ＴＡＢＷ１＝１８７５０となる。
【０２０６】
また、ＯＮＵ２（１２０２）の場合は、ＴＡＢＷ２＝９３７５＜１５０００となり、テンポラリ割当帯域：ＴＡＢＷ２は、最大帯域制限値：ＭａｘＢＷ２を超えていないため、更新せず、ＴＡＢＷ２＝９３７５となる。
【０２０７】
また、ＯＮＵ３（１２０３）の場合は、ＴＡＢＷ３＝１８７５＜３０００となり、テンポラリ割当帯域：ＴＡＢＷ３は、最大帯域制限値：ＭａｘＢＷ３を超えていないため、更新せず、ＴＡＢＷ３＝１８７５となる。
【０２０８】
次に、帯域割当が完了したＯＮＵと、帯域割当が未完了のＯＮＵと、の判別を行う（ステップＳ１０７）。
【０２０９】
ステップＳ１０６において、テンポラリ割当帯域：ＴＡＢＷｎが、ＴＡＢＷｎ＝ＭａｘＢＷｎに更新された場合は、テンポラリ割当帯域：ＴＡＢＷｎと、キュー長申告値：ＲＢＷｎと、を比較する。
【０２１０】
ＴＡＢＷｎ≦ＲＢＷｎの場合、そのＯＮＵｎ（ｎは、任意の整数：この場合１〜３）への最終割当帯域値：ＡＢＷｎは、ＡＢＷｎ＝ＴＡＢＷｎとし、帯域の割当を完了とする。
【０２１１】
また、ステップＳ１０６において、テンポラリ割当帯域：ＴＡＢＷｎが更新されていない場合は、テンポラリ割当帯域：ＴＡＢＷｎと、残余キュー長：Φｎと、を算出する。
【０２１２】
つまり、ＲＢＷｎ≧ＴＡＢＷｎの場合、Φｎ＝ＲＢＷｎ−ＴＡＢＷｎを算出する。
【０２１３】
また、ＲＢＷｎ＜ＴＡＢＷｎの場合、Φｎ＝０とする。なお、Φｎ＝０となったＯＮＵｎは、最終割当帯域値：ＡＢＷｎは、ＡＢＷｎ＝ＲＢＷｎとし、帯域の割当を完了とする。
【０２１４】
従って、ステップＳ１０６にて、何れのＯＮＵ（１２０１〜１２０３）も、テンポラリ割当帯域：ＴＡＢＷが更新されていないため、テンポラリ割当帯域：ＴＡＢＷｎと、残余キュー長：Φｎと、を算出する。
【０２１５】
まず、ＯＮＵ１（１２０１）の場合は、Φ１＝ＲＢＷ１−ＴＡＢＷ１＝５００００−１８７５０＝３１２５０＞０となる。よって、割当未完了となる。
【０２１６】
また、ＯＮＵ２（１２０２）の場合は、Φ２＝ＲＢＷ２−ＴＡＢＷ２＝５００００−９３７５＝４０６２５＞０となる。よって、割当未完了となる。
【０２１７】
また、ＯＮＵ３（１２０３）の場合は、Φ３＝ＲＢＷ３−ＴＡＢＷ３＝５００００−１８７５＝４８１２５＞０となる。よって、割当未完了となる。
【０２１８】
次に、残余帯域：ＴＢＷを更新する（ステップＳ１０８）。
【０２１９】
なお、残余帯域：ＴＢＷの算出は、ステップＳ１０７において、残余帯域：ＴＢＷ＝ＤＢＡサイクル−ΣＡＢＷａ−ＴＡＢＷｂ（ここで、aは、割当完了のＯＮＵ、ｂは、割当
未完了のＯＮＵ）として算出する。
【０２２０】
従って、ＴＢＷ＝３００００−０−（１８７５０＋９３７５＋１８７５）＝３００００−３００００＝０となる。
【０２２１】
次に、ループが必要か否かの判別を行う（ステップＳ１０９）。
【０２２２】
ループが必要か否かの判別は、まず、ステップＳ１０８にて算出した残余帯域：ＴＢＷが、残余帯域：ＴＢＷ＞０、且つ、１台以上の帯域割当未完了のＯＮＵが存在した場合には、残余帯域：ＴＢＷがあると判断し（ステップＳ１０９／Ｙｅｓ）、ステップＳ１０４に移行し、動的割当帯域値：ＤＢＷｎの算出を行う。
【０２２３】
また、それ以外、つまり、残余帯域：ＴＢＷ＝０、あるいは、全てのＯＮＵの割当が完了した場合は、残余帯域：ＴＢＷがないと判断し（ステップＳ１０９／Ｎｏ）、ステップＳ１１０に移行する。
【０２２４】
また、残余帯域：ＴＢＷ＝０の場合は、割当未完了のＯＮＵについて、ＡＢＷｎ＝ＴＡＢＷｎとし、ステップＳ１１０に移行する。
【０２２５】
従って、ＴＢＷ＝０のため、残余帯域：ＴＢＷがないと判断し（ステップＳ１０９／Ｎｏ）、ＯＮＵ１（１２０１）の場合は、最終割当帯域値：ＡＢＷ１＝ＴＡＢＷ１＝１８７５０となる。
【０２２６】
また、ＯＮＵ２（１２０２）の場合は、最終割当帯域値：ＡＢＷ２＝ＴＡＢＷ２＝９３７５となる。
【０２２７】
また、ＯＮＵ３（１２０３）の場合は、最終割当帯域値：ＡＢＷ３＝ＴＡＢＷ３＝１８７５となる。
【０２２８】
次に、最終割当帯域値：ＡＢＷｎを、ＭＴＵ疎通帯域：ＢＷMTUの整数倍になるよう正規化し、最終割当帯域値：ＡＢＷｎを補正する（ステップＳ１１０）。なお、余りは、持越帯域：ＥｘＢＷｎに加算する。
【０２２９】
従って、ＯＮＵ１（１２０１）の場合は、最終割当帯域値：ＡＢＷ１＝１８７５０−（１８７５０  ｍｏｄ  ８１０）＝１８６３０、持越帯域：ＥｘＢＷ１＝１８７５０  ｍｏｄ  ８１０＝１２０となる。
【０２３０】
また、ＯＮＵ２（１２０２）の場合は、最終割当帯域値：ＡＢＷ２＝９３７５−（９３７５  ｍｏｄ  ８１０）＝８９１０、持越帯域：ＥｘＢＷ２＝９３７５  ｍｏｄ  ８１０＝４６５となる。
【０２３１】
また、ＯＮＵ３（１２０３）の場合は、最終割当帯域値：ＡＢＷ３＝１８７５−（１８７５  ｍｏｄ  ８１０）＝１６２０、持越帯域：ＥｘＢＷ３＝１８７５  ｍｏｄ  ８１０＝２５５となる。
【０２３２】
次に、残余帯域：ＴＢＷを次のように更新する。
【０２３３】
まず、ステップＳ１０３で差し引いたＢＷMTU×ｍをＴＢＷに加算する。
【０２３４】
つまり、ＴＢＷ＝ＴＢＷ＋ＢＷMTU×ｍを算出する。
【０２３５】
この更新された残余帯域：ＴＢＷが、ＴＢＷ＞ＢＷMTUの場合、ステップＳ１０７において割当未完了と判別され、且つ、持越帯域：ＥｘＢＷｎ＞０であるＯＮＵｎに対し、最終割当帯域値：ＡＢＷｎにＭＴＵ疎通帯域：ＢＷMTUを加算すると同時に（ＡＢＷｎ＋ＢＷMTU）、持越帯域：ＥｘＢＷｎよりＭＴＵ疎通帯域：ＢＷMTUを差し引く（ＥｘＢＷｎ−ＢＷMTU）。
【０２３６】
つまり、ＡＢＷｎ＝ＡＢＷｎ＋ＢＷMTUと、ＥｘＢＷｎ＝ＥＸＢＷｎ−ＢＷMTUと、を算出する。
【０２３７】
なお、ｎ≧ｍ（ｎは、割当未完了のＯＮＵ、ｍは、割当完了のＯＮＵ、）であるため、あるＯＮＵｎの最終割当帯域値：ＡＢＷｎにＢＷMTUを加算する度に（ＡＢＷｎ＋ＢＷMTU）、残余帯域：ＴＢＷ＝ＴＢＷ−ＢＷMTUで更新し、ＴＢＷ＜ＢＷMTUとなるか、または、ＥｘＢＷｎ＞０であるＯＮＵｎが存在しなくなるまで繰り返すことになる。
【０２３８】
なお、ステップＳ１０８において、ＴＢＷ＝０、また、ステップＳ１０３において、ｍ＝０のため、ＴＢＷ＝０＋８１０×０＝０となる。
【０２３９】
ＴＢＷ＝０＜ＢＷMTUのため、ＥｘＢＷ１＞０、ＥｘＢＷ２＞０、ＥｘＢＷ３＞０であるが、ステップＳ１１２に移行する。
【０２４０】
次に、最終割当帯域値：ＡＢＷｎと、キュー長申告値：ＲＢＷｎと、ＭＴＵ疎通帯域：ＢＷMTUと、の比較により、最終割当帯域値：ＡＢＷｎと、持越帯域：ＥｘＷＢｎと、を更新する。
【０２４１】
なお、ステップＳ１１２における処理動作を、図１２、図１３に示す。
【０２４２】
なお、ＯＮＵ１（１２０１）の場合は、ＡＢＷ１＝１８６３０、ＲＢＷ１＝５００００、ＢＷMTU＝８１０となる。
【０２４３】
このため、ＲＢＷ１（５００００）≧ＡＢＷ１（１８６３０）≧ＢＷMTU（８１０）となり、ＯＮＵ１（１２０１）の場合は、図１２に示す『条件２』に該当する。
【０２４４】
また、ＯＮＵ２（１２０２）の場合は、ＡＢＷ２＝８９１０、ＲＢＷ１＝５００００、ＢＷMTU＝８１０となる。
【０２４５】
このため、ＲＢＷ１（５００００）≧ＡＢＷ２（８９１０）≧ＢＷMTU（８１０）となり、ＯＮＵ２（１２０２）の場合は、図１２に示す『条件２』に該当する。
【０２４６】
また、ＯＮＵ３（１２０３）の場合は、ＡＢＷ３＝１６２０、ＲＢＷ１＝５００００、ＢＷMTU＝８１０となる。
【０２４７】
このため、ＲＢＷ１（５００００）≧ＡＢＷ３（１６２０）≧ＢＷMTU（８１０）となり、ＯＮＵ３（１２０３）の場合は、図１２に示す『条件２』に該当する。
【０２４８】
従って、ＯＮＵ１〜３（１２０１〜１２０３）の全てのＯＮＵが、図１２に示す『条件２』に該当するため、ＡＢＷｎの更新は行わないことになる。これにより、最終的にＯＮＵに割り当てられる最終割当帯域値は、ＯＮＵ１（１２０１）の場合は、ＡＢＷ１＝１８６３０となり、ＯＮＵ２（１２０２）の場合は、ＡＢＷ２＝８９１０となり、ＯＮＵ３（１２０３）の場合は、ＡＢＷ３＝１６２０となる。
【０２４９】
このように、本実施形態におけるＤＢＡアルゴリズム（１２１１）は、ＳＬＡパラメータである最大帯域制限値：ＭａｘＢＷｎの比率に基づき、残余帯域：ＴＢＷを分配しているので、輻輳状態であっても、サービス間の公平性を実現することが可能となる。
【０２５０】
例えば、上記の実施形態では、最大帯域制限値：ＭａｘＢＷｎの比率＝ＭａｘＢＷ１：ＭａｘＢＷ２：ＭａｘＢＷ３＝３００００：１５０００：３０００＝１０：５：１となる。
【０２５１】
残余帯域：ＴＢＷから算出した動的割当帯域値：ＤＢＷｎの比率＝（ＡＢＷ１−ＭｉｎＢＷ１＋ＥｘＢＷ１）：（ＡＢＷ２−ＭｉｎＢＷ２＋ＥｘＢＷ２）：（ＡＢＷ３−ＭｉｎＢＷ３＋ＥｘＢＷ３）＝（１８６３０−３０００＋１２０）：（８９１０−１５００＋４６５）：（１６２０−３００＋２５５）＝１５７５０：７８７５：１５７５＝１０：５：１となる。
【０２５２】
従って、動的割当帯域値：ＤＢＷｎについて、残余帯域：ＴＢＷを最大帯域制限値：ＭａｘＢＷｎの比率に基づいた分配を行っているため、サービス間の公平性を実現することが可能となる。
【０２５３】
また、本実施形態におけるＤＢＡアルゴリズム（１２１１）は、持越帯域：ＥｘＢＷｎという概念を導入し、ステップＳ１１２にて割り当てられた最終割当帯域値：ＡＢＷｎが、ＭＴＵ長のフレームを疎通するのに必要なＭＴＵ疎通帯域：ＢＷMTUに達しているか否かのチェックを行っているので、ＯＮＵ（１２０１〜１２０３）のデータバッファでのロングフレームの滞留を回避することが可能となる。
【０２５４】
また、本実施形態におけるＤＢＡアルゴリズム（１２１１）は、輻輳状態（最終割当帯域値：ＡＢＷｎがキュー長申告値：ＲＢＷｎよりも小さい状態）において、最終割当帯域値：ＡＢＷｎを、ＭＴＵ疎通帯域：ＢＷMTUの整数倍になるよう補正しているため、実トラヒックにおいて頻繁に使用されるショートフレームとロングフレームとにおける回線使用効率を改善することが可能となる。
【０２５５】
図１４に、本実施形態のＤＢＡアルゴリズム（１２１１）使用時のフレーム長と回線使用効率との関係を示す。また、図１５に、実トラヒックのフレーム長の分布例を示す。図１５に示すように、実トラヒックにおいては、ショートフレーム、及び、ロングフレームの割合が高く、図１４に示すように、ショートフレーム、及び、ロングフレームでの回線使用効率が良好であることが判明する。
【０２５６】
なお、上述する実施形態は、本発明の好適な実施形態であり、上記実施形態のみに本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更を施した形態での実施が可能である。
【０２５７】
例えば、上記実施形態の図１０に示すＤＢＡアルゴリズム（１２１１）において行った一連の処理動作は、コンピュータプログラムにより実行することも可能であり、また、上記のプログラムは、光記録媒体、磁気記録媒体、光磁気記録媒体、または半導体等の記録媒体に記録し、その記録媒体からプログラムを情報処理装置に読み込ませることで、上述したＤＢＡアルゴリズム（１２１１）における一連の処理動作を情報処理装置において実行させることも可能である。また、所定のネットワークを介して接続されている外部機器からプログラムを情報処理装置に読み込ませることで、上述したＤＢＡアルゴリズム（１２１１）における一連の処理動作を情報処理装置において実行させることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【０２５８】
本発明にかかる帯域割当制御装置、帯域割当制御方法及び帯域割当制御プログラム
は、ＧＥ−ＰＯＮシステムに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０２５９】
【図１】従来のＧＥ−ＰＯＮシステムのシステム構成を示す図である。
【図２】ＧＥ−ＰＯＮシステムを構成するＯＬＴ（１０４）と、各ＯＮＵ（１０１〜１０３）と、の内部構成を示す図である。
【図３】ＯＬＴ（１０４）と、各ＯＮＵ（１０１〜１０３）と、の間で交互に交換するＧＡＴＥメッセージ（２０１〜２０３）と、ＲＥＰＯＲＴメッセージ（２１１〜２１３）と、を示す図である。
【図４】ＤＢＡスケジューラ（３０１）の制御動作を示す図である。
【図５】従来方式のＤＢＡアルゴリズム（３１１）の流れ図を示す。
【図６】ＤＢＡアルゴリズム（３１１）で使用するパラメータを示す図である。
【図７】補正固定帯域値：ＦＢＷ’ｎの算出方法を説明するための図である。
【図８】残余キュー長：Φnの算出方法を説明するための図である。
【図９】本実施形態におけるＧＥ−ＰＯＮシステムのシステム構成を示す図である。
【図１０】本実施形態のＤＢＡアルゴリズム（１２１１）の流れ図を示す。
【図１１】本実施形態のＤＢＡアルゴリズム（１２１１）で使用するパラメータを示す図である。
【図１２】本実施形態のＤＢＡアルゴリズム（１２１１）のステップＳ１１２における条件１〜４を示す図である。
【図１３】本実施形態のＤＢＡアルゴリズム（１２１１）のステップＳ１１２における条件５、６を示す図である。
【図１４】本実施形態のＤＢＡアルゴリズム（１２１１）の回線使用効率を示す図である。
【図１５】実トラフィックの回線使用効率を示す図である。
【符号の説明】
【０２６０】
１２０１、１２０２、１２０３    ＯＮＵ（Optical Network Unit：加入者宅側終端装置）
１２１１、１２１２、１２１３    データ
１２２１、１２２２、１２２３    通信端末
１２０５    Optical Splitter
１２０６〜１２０９    １芯光ファイバ
１２０４    ＯＬＴ（Optical Line Terminal: 光加入者先端局装置）：本発明の帯域割当制御装置
１２１０    ＤＢＡ（Dynamic Bandwidth Allocation）スケジューラ
１２１１    ＤＢＡアルゴリズム
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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