(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
親局と複数の子局が多重分岐された伝送媒体を介して接続され、上記複数の子局が上りパケットを上記親局に送信する際、上記親局が上記複数の子局の上り帯域を決定する通信制御システムにおいて、上記親局が特定の子局の遅延特性を測定するために他の子局の上りパケットを停止する場合、他の子局から送信される上りパケットの出力特性を推定し、その遅延特性の測定後に当該出力特性を考慮して上記複数の子局の上り帯域を再決定することを特徴とする通信制御システム。
【請求項２】
親局は、遅延特性の測定期間中に他の子局から送信される上りパケットの個数を推定し、その推定結果を考慮して複数の子局の上り帯域を再決定することを特徴とする請求項１記載の通信制御システム。
【請求項３】
親局は、遅延特性の測定を開始する直前の複数の子局の上り帯域を保存し、その保存内容を考慮して複数の子局の上り帯域を再決定することを特徴とする請求項１記載の通信制御システム。
【請求項４】
親局は、遅延特性の測定を開始する直前まで他の子局から送信される上りパケットの個数をカウントし、そのカウント値を考慮して複数の子局の上り帯域を再決定することを特徴とする請求項１記載の通信制御システム。
【請求項５】
親局は、推定した出力特性を基に余剰帯域を分配して複数の子局の上り帯域を再決定することを特徴とする請求項１記載の通信制御システム。
【請求項６】
親局と多重分岐された伝送媒体を介して接続されている複数の子局が上りパケットを上記親局に送信する際、上記親局が上記複数の子局の上り帯域を決定する通信制御方法において、上記親局が特定の子局の遅延特性を測定するために他の子局の上りパケットを停止する場合、他の子局から送信される上りパケットの出力特性を推定し、その遅延特性の測定後に当該出力特性を考慮して上記複数の子局の上り帯域を再決定することを特徴とする通信制御方法。
【請求項７】
親局が遅延特性の測定期間中に他の子局から送信される上りパケットの個数を推定し、その推定結果を考慮して複数の子局の上り帯域を再決定することを特徴とする請求項６記載の通信制御方法。
【請求項８】
親局が遅延特性の測定を開始する直前の複数の子局の上り帯域を保存し、その保存内容を考慮して複数の子局の上り帯域を再決定することを特徴とする請求項６記載の通信制御方法。
【請求項９】
親局が遅延特性の測定を開始する直前まで他の子局から送信される上りパケットの個数をカウントし、そのカウント値を考慮して複数の子局の上り帯域を再決定することを特徴とする請求項６記載の通信制御方法。
【請求項１０】
親局が推定した出力特性を基に余剰帯域を分配して複数の子局の上り帯域を再決定することを特徴とする請求項６記載の通信制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、子局が親局に対して送信するトラヒック量を測定し、そのトラヒック量に基づいて各子局の最低帯域の総和に対して余剰となる帯域を各子局に動的に分配する通信制御システム及び通信制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
通信システムを低コストで実現するため、網側の親局となる通信制御装置に、複数の子局が単一の伝送媒体および多重分岐器を介して接続されており、複数の子局で単一の伝送媒体に伝送される帯域を共用する、ＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムなどの通信制御システムが国際標準として勧告化され、この勧告に準拠した通信制御システムが実用化されている。
【０００３】
図４は上記のような従来の通信制御システムを示す構成図である。図４においては、転送網３２に接続された親局３０が、伝送媒体３と多重分岐器４を介して子局３１ａ〜３１ｃに接続され、子局３１ａ〜３１ｃが本通信システムの利用者３３ａ〜３３ｃを収容している通信制御システムの例を示している。
【０００４】
図５は図４の通信制御システムの親局から子局への信号（以下、下り信号と記述する）および子局から親局への信号（以下、上り信号と記述する）の例を示す説明図である。
図５において、４０は各子局の上りパケット出力許可の指示を搭載した下り信号中の上り帯域通知パケット、４１は子局ａ宛ての下りパケット、４２は子局ｂ宛ての下りパケット、４３は子局ｃ宛ての下りパケット、４４は下り信号中の空きパケット、４５は子局ａが送信した上りパケット、４６は子局ｂが送信した上りパケット、４７は子局ｃが送信した上りパケット、５１は親局が下り信号中に挿入した上りパケット出力許可の指示を搭載した上り帯域通知パケットを送信してから、対応する子局がその該当位置にパケットを送信し、その子局の送信したパケットを親局が受信するまでの遅延時間である。
【０００５】
図５に示す例で、親局が出力する下り信号について説明する。親局が送信した下り信号では、送信先の子局の宛先が付けられたパケット４１、４２、４３が時分割で多重されており、この下り信号は各子局に同報される。子局では、下り信号中のパケットの宛先を見て自分宛てのパケットであれば、そのパケットを取り込み、自分以外の宛先のパケットであれば廃棄する。親局において、下り信号に送信するパケットがない場合は、空きパケット４４が挿入される。
【０００６】
また、下り信号には、上り信号中に各子局が出力するパケットを挿入可能であることを示す情報を搭載した上り帯域通知パケット４０が定期的または不定期に挿入され子局に同報される。
各子局では、下り信号中からこの上りパケット出力許可の指示を搭載した上り帯域通知パケット４０を取り込み、上り信号に各子局がパケットを挿入可能な位置と数を認識する。
【０００７】
次に、図５に示す例で、子局が出力する上り信号について説明する。下り信号において、上り信号にパケットの出力を許可する指示を搭載した上り帯域通知パケット４０により、子局ａ、子局ｂ、子局ｃの順に１個ずつ上りパケットの出力が許可されていることが各子局において認識される。各子局では、この認識した情報を元に、親局と合意した遅延時間の後に、それぞれの子局が上りパケットを挿入可能な位置にのみ、上りパケットを挿入する。
【０００８】
この例では、下り信号中の上りパケット出力許可の指示を搭載した上り帯域通知パケット４０の受信後から、遅延時間５１の経過後に、子局ａがパケット４５を挿入する。次に、子局ａのパケット４５が挿入された次の位置に、子局ｂがパケット４６を挿入する。次に、子局ｂのパケット４６が挿入された次の位置に、子局ｃがパケット４７を挿入する。これらのパケットは多重分岐器４によって多重されて親局に出力される。
【０００９】
このような通信制御システムでは、各子局が上りに出力するパケットの衝突を防止するため、各子局が上りパケットを出力するタイミングが重要となる。このために、前述した各子局の処理時間および伝送遅延時間を含めた遅延時間を予め正確に測定しておく必要がある。この遅延時間の測定方法として、親局が全子局の遅延時間を測定し、その遅延時間を各子局に通知する方法がある。
【００１０】
このように親局にて各子局の遅延時間を測定する方法で、特定の子局の遅延測定を行う場合に、測定対象以外の子局に対しても親局が子局の上り出力許可を与えると、測定対象の子局が出力したいタイミングのときに別の子局の上り出力許可が与えられていることがあり、このような場合には、測定したい子局の遅延時間が正確に測定されない。このために、特定の子局の遅延時間を測定する期間中、遅延時間の測定の対象となる子局に対してのみ上り出力許可を与えなければならない。
【００１１】
前述のように、特定の子局の遅延測定を行っている間は、その遅延測定対象の子局にのみ上り出力許可が与えられ、この通信制御システムに接続されている他の子局に上り出力許可が与えられず、他の子局の上り出力は特定子局の遅延測定完了まで、一時的に上り出力が停止される。
図６は子局ａに対して遅延測定を行っている場合の下り信号および上り信号の例を示す説明図である。子局ａに対して遅延測定を行う場合、子局ａに対してのみ上り出力許可が与えられ、子局ａに対して上り出力許可指示を搭載した上り帯域通知パケット４８が出力される。
【００１２】
子局ａは、遅延測定のための上り出力許可を搭載した上り帯域通知パケット４８を受信してから、遅延測定のための応答パケットをできるだけ早く生成し、親局に対して送信する。親局ではこの応答パケットを受信するまでの遅延時間を測定し、この測定した遅延時間を基に出力タイミングを調整の上、遅延時間を測定対象の子局に通知する。このような遅延測定は、通信制御システムに新規となる子局を追加する場合や、既に接続され運用されている子局に対して再度、遅延測定を行う場合に実行される。
【００１３】
以上のように構成された通信制御システムでは、複数子局により単一伝送媒体中の上りの伝送帯域を共用しているため、伝送路が伝送可能な帯域からそれぞれの子局に収容した加入者との契約による最低帯域の合計を減算した値に相当する余剰帯域を各子局で動的分配して有効活用することが可能である。この上り帯域中の余剰網資源を積極的に活用によって、バースト性を持つトラヒックを出力する加入者に対して、一時的に動的に上り余剰帯域を割り当て、輻輳を防いだりする等が可能となる。
【００１４】
このような動的な上り帯域の割り当てを行う方法として、親局側で、各子局の上り信号のトラヒックを常に監視し、上り信号中に多くのパケットを送出している子局に対して、多くの上り帯域を割り当てる方法がある。
【００１５】
図７は親局で上り信号のトラヒックを監視し、それを基に上り帯域を動的に分配する機能を有する従来の通信制御装置を示す構成図である。図において、８０は親局となる通信制御装置、１１ａ〜１１ｃは子局、９は伝送媒体、１０は多重分岐器、８１は通信制御装置８０におけるパケット種別判定手段、８２は通信制御装置８０における上りパケットカウント手段、８３は通信制御装置８０における上り出力特性推定手段、８４は通信制御装置８０における上り帯域割当決定手段、８５は通信制御装置８０における上り帯域割当通知パケット生成手段、８６は通信制御装置８０における下り信号多重手段、８７は通信制御装置８０における遅延測定制御手段である。
【００１６】
次に動作について説明する。
通信制御装置８０における上り帯域割当決定手段８４は、通信の当初は、各子局の契約した最低帯域の合計値に対する余剰帯域を、各子局に平等に分配したり、また、各子局の最低帯域に比例させたりすることで、各子局に対する余剰帯域を分配し、各子局の最低帯域を考慮の上、各子局の上り帯域を決定する。
【００１７】
上り帯域割当通知パケット生成手段８５は、上り帯域割当決定手段８４により決定された各子局の上り帯域を通知するためのパケットを生成する。下り信号多重手段８６は、下り信号中に、上り帯域割当通知パケット生成手段８５が生成した上り帯域割当通知用のパケットを下りの情報パケット中に多重する。下りパケットは、伝送媒体９および多重分岐器１０により、各子局に分配される。
【００１８】
下り信号を受信した子局では、親局から送出された下り信号の中から自局宛てのパケットを検出し、自局宛てのパケットを取り込み、自局宛て以外のパケットを廃棄する。また、子局は、下り信号の中から、親局より各子局に通知される上り帯域割当通知パケットを識別し、このパケットに搭載されている自局に割当てられた上り帯域を抽出する。子局から出力される上りパケットは、一度、子局の情報パケットを保持するバッファに蓄積された後、抽出された上り帯域割当に相当する出力タイミングで読み出され、親局に出力される。このとき、読み出しのタイミングでバッファに読み出す情報パケットが存在しない場合、空きパケットが生成され、親局に出力される。
【００１９】
上り信号を受信した親局である通信制御装置８０では、上りパケットカウント手段８２により、子局毎に、パケットの種別が空きパケットであるか、または、情報パケットであるかを検出し、空きパケットおよび情報パケットの数および間隔をカウントする。上り出力特性推定手段８３は、上りパケットカウント手段８２でカウントされた結果より、各子局の上りパケットの出力特性を推定する。上り帯域割当決定手段８４では、各子局の最低帯域の合計値に対して余剰となる帯域を、上り出力特性推定手段８３の上り出力特性の推定結果を基に分配し、最低帯域を考慮の上、各子局の上り帯域割当を決定する。以下、上り帯域割当通知パケット生成手段８５および下り信号多重手段８６は、前記と同様に動作する。
【００２０】
以上のように通信制御装置８０が動作しているときに、例えば、新たな子局１１ｄ（図示せず）がこの通信システムに接続されたとする。この場合、通信制御装置８０は、新たな子局１１ｄと通信を開始する前に、子局１１ｄ間の伝送遅延と子局１１ｄのパケット転送に要する処理時間を加算した遅延時間の測定が、遅延測定制御手段８７により開始される。遅延測定制御手段８７は、この子局１１ｄの接続を検出すると、上り帯域割当通知パケット生成手段８５に対して遅延測定の開始を通知する。
【００２１】
上り帯域割当通知パケット生成手段８５では、遅延測定制御手段８７から遅延測定の開始を通知されると、上り帯域割当決定手段８４で割当てられた子局１１ａ〜１１ｃに対する上り帯域の割当を無視し、子局１１ｄにのみ上り帯域を割当てた情報を搭載した上り帯域割当通知パケットを生成する。生成された子局１１ｄにのみ上り帯域を割当てた上り帯域割当通知パケットは、下り信号多重手段８６により、下り信号に多重されて子局に通知される。この子局１１ｄにのみ上り帯域を割当てた上り帯域割当通知パケットの子局への通知は、子局１１ｄの遅延時間測定が終了するまで継続される。
【００２２】
子局１１ｄにのみ上り帯域を割当てた上り帯域割当通知パケットを受信した子局１１ａ〜１１ｃは、自局で上りパケットを出力できないことを認識し、パケットの出力を行わない。子局１１ｄでは、自局にのみ上り帯域を割当てた上り帯域割当通知パケットを受信すると、自局に対して遅延測定が行われていることを認識し、遅延測定の応答パケットを生成し、親局となる通信制御装置８０へ出力する。
【００２３】
子局１１ｄからの遅延測定の応答パケットを受信した親局となる通信制御装置８０は、パケット種別判定手段８１によって、子局１１ｄから出力された遅延測定の応答パケットであることを識別し、子局１１ｄからの遅延測定の応答パケットの受信を遅延測定制御手段８７に通知すると同時に、受信した子局１１ｄからの遅延測定の応答パケットを上り信号から削除する。子局１１ｄからの遅延測定の応答パケットの受信を通知された遅延測定制御手段８７では、遅延測定のために子局１１ｄに対してのみ上り帯域を割当てた情報を搭載した上り帯域割当通知パケットを子局に送信してから子局より出力された遅延測定の応答パケットを受信するまでの遅延時間を測定する。また、測定した遅延時間を、子局に対して通知するための指示を上り帯域割当通知パケット生成手段８５に対して出力する。また、遅延測定が完了したことを上り帯域割当決定手段８４に通知する。
【００２４】
上り帯域割当通知パケット生成手段８５は、遅延測定制御手段８７から、遅延時間の通知を指示された場合、該当する子局に対して、上り帯域割当通知パケットに該当する子局の遅延時間情報を搭載して該当子局に出力する。また、上り帯域割当決定手段８４は、遅延測定制御手段８７から遅延測定の終了を通知された場合、これ以降は遅延測定された子局が追加されたものとして、該当子局の最低帯域を含めて帯域割当決定動作を行う。
【００２５】
従来の通信制御システムは以上のように構成されているので、新規の子局が追加される場合や既に接続されている子局の再度の遅延測定が行われる場合等に、特定の子局に対する遅延測定が開始されると、その特定の子局にのみ上り帯域を割当てられることにより、他の子局に対する上り帯域分配の動作が無視される。このため、特定子局に対する遅延測定が行われている期間は、他の子局には上り帯域が与えられないが、実際には、遅延測定を行っていない子局には出力可能なパケットが存在し、それが各子局のパケットバッファに滞留することになる。この状態は、例えば、新規子局が複数ある場合や、遅延時間測定が複数回行われる場合などには、このパケットのバッファ滞留量がさらに顕著になる。
【００２６】
一方、特定の子局に対して遅延測定を行っている期間は、遅延測定を行っている子局以外の子局からの上りパケットは、親局となる通信制御装置８０に到着しなくなるために、通信制御装置８０が持つ各子局の上りパケットの出力特性を推定することによって余剰帯域を分配する機能が、各子局に出力する上りパケットがないと判断してしまうために、各子局に割当てる上り余剰帯域を小さく設定してしまう。
【００２７】
このような状態となったときに、特定の子局に対する遅延測定が終了した場合、各子局に対して上り帯域割当および各子局への上り帯域通知の動作が再開されるが、このとき、遅延測定が行われなかった子局は余剰帯域が小さく分配された上り帯域が割当られているにも関らず、子局のパケットバッファには、パケットが蓄積されているため、通信制御装置８０には各子局の上りパケットが一時的に集中し、通信制御装置８０の上りパケットの出力特性推定機能が急激なトラヒックの増大に対応できず、上りパケットの出力特性が正しく推定されない。このような場合、子局のパケットバッファにパケットが多く滞留している子局に対して、少なく余剰帯域を割当てる等の誤った上り帯域分配が行われる場合があり、上り帯域分配の制御が不安定になる上に、上り帯域割当てが適切な値として分配されるまでに、多くの時間を要する。
【００２８】
【発明が解決しようとする課題】
従来の通信制御システムは以上のように構成されているので、特定子局の遅延測定により、他の子局の上りパケットの出力が停止されると、通信制御装置８０の上り出力特性推定手段８３が、子局において出力する上り信号がないと判断してしまい、子局に割当てる上り帯域を小さく設定してしまう。しかし、実際には、子局には出力可能なパケットが存在し、それが子局のバッファに滞留することになるため、遅延測定終了後に蓄積されたパケットが通信制御装置８０に集中する。このために通信制御装置８０の上り出力特性推定機能が正しく動作することができず、適切ではない上り帯域割当てが行われることにより、上り帯域分配動作の制御が不安定となり、さらに、上り帯域割当てが適切な値として分配されるまでに多くの時間を要するという課題があった。
【００２９】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、各子局に対して動的な上り帯域制御が行われているときに特定子局の遅延測定が行われた場合であっても、通信制御装置において上り帯域分配動作の制御が不安定となることを防止し、上り帯域割当てが適切な値として分配されるまでの時間を短くすることができる通信制御システム及び通信制御方法を得ることを目的とする。
【００３０】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る通信制御システムは、親局が特定の子局の遅延特性を測定するために他の子局の上りパケットを停止する場合、他の子局から送信される上りパケットの出力特性を推定し、その遅延特性の測定後に当該出力特性を考慮して複数の子局の上り帯域を再決定するようにしたものである。
【００３１】
この発明に係る通信制御システムは、遅延特性の測定期間中に他の子局から送信される上りパケットの個数を推定し、その推定結果を考慮して複数の子局の上り帯域を再決定するようにしたものである。
【００３２】
この発明に係る通信制御システムは、遅延特性の測定を開始する直前の複数の子局の上り帯域を保存し、その保存内容を考慮して複数の子局の上り帯域を再決定するようにしたものである。
【００３３】
この発明に係る通信制御システムは、遅延特性の測定を開始する直前まで他の子局から送信される上りパケットの個数をカウントし、そのカウント値を考慮して複数の子局の上り帯域を再決定するようにしたものである。
【００３４】
この発明に係る通信制御システムは、推定した出力特性を基に余剰帯域を分配して複数の子局の上り帯域を再決定するようにしたものである。
【００３５】
この発明に係る通信制御方法は、親局が特定の子局の遅延特性を測定するために他の子局の上りパケットを停止する場合、他の子局から送信される上りパケットの出力特性を推定し、その遅延特性の測定後に当該出力特性を考慮して複数の子局の上り帯域を再決定するようにしたものである。
【００３６】
この発明に係る通信制御方法は、親局が遅延特性の測定期間中に他の子局から送信される上りパケットの個数を推定し、その推定結果を考慮して複数の子局の上り帯域を再決定するようにしたものである。
【００３７】
この発明に係る通信制御方法は、親局が遅延特性の測定を開始する直前の複数の子局の上り帯域を保存し、その保存内容を考慮して複数の子局の上り帯域を再決定するようにしたものである。
【００３８】
この発明に係る通信制御方法は、親局が遅延特性の測定を開始する直前まで他の子局から送信される上りパケットの個数をカウントし、そのカウント値を考慮して複数の子局の上り帯域を再決定するようにしたものである。
【００３９】
この発明に係る通信制御方法は、親局が推定した出力特性を基に余剰帯域を分配して複数の子局の上り帯域を再決定するようにしたものである。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による通信制御システムを示す構成図であり、図において、１は親局である通信制御装置、２は子局１１ａ〜１１ｃから送信された上り情報パケットと空きパケットと遅延測定用の応答パケットの種別を判別するパケット種別判定手段、３は各子局に対応して、パケット種別判定手段２から通知された情報パケット、空きパケットの種別毎にパケットの数および間隔をカウントする上りパケットカウント手段である。
【００４１】
４は上りパケットカウント手段３からの情報を基に、各子局の上りパケットの出力特性を推定する上り出力特性推定手段、５は上り出力特性推定手段４で推定された各子局の上り出力特性を基に、通信制御システムの全上り帯域から、各子局の上り最低帯域の合計を減算した値に相当する上りの余剰帯域を分配し、最低帯域を考慮して、各子局の上り帯域を決定する上り帯域割当決定手段、６は上り帯域割当決定手段５により決定された各子局の上り帯域を各子局に通知、および遅延測定による遅延時間を子局に通知するためのパケットを生成する上り帯域割当通知パケット生成手段である。
【００４２】
７は上り帯域割当通知パケット生成手段６により生成された上り帯域通知パケットを下り信号中に多重する下り信号多重手段、８は各子局の伝送遅延と各子局の上りパケット出力処理に要する時間を加算した値に相当する遅延時間の測定の制御を行う遅延測定制御手段、９は例えば光ファイバなどの伝送媒体、１０はスターカプラなどの多重分岐器、１１ａ〜１１ｃは通信制御装置１に接続される子局である。
【００４３】
次に動作について説明する。
親局となる通信制御装置１の上り帯域割当決定手段５では、通信の当初は、各子局の契約した最低帯域の合計値に対する余剰帯域を、各子局に平等に分配したり、また、各子局の最低帯域に比例させたりすることで、各子局に対する余剰帯域を決定する。上り帯域割当通知パケット生成手段６は、算出された各子局の上り帯域を通知するためのパケットを生成する。下り信号多重手段７は、下り信号中に、生成した上り帯域通知用のパケットを多重する。下り信号は、伝送媒体９および多重分岐器１０により、各子局に同じパケットが分配される。
【００４４】
通信制御装置１に接続される子局１１ａ〜１１ｃでは、通信制御装置１から送出された下りパケットを受信し、その下りパケットが自局宛ての信号であるかを検出し、自局宛てのパケットを受信し、他局宛てのパケットを廃棄する。また、この下り信号の中から、上り帯域割当通知パケットを識別し、このパケットに搭載されている自局に割当てられた上り帯域を抽出する。子局から通信制御装置１に送出される上り情報パケットは、通知された上り帯域に相当する出力パケットの位置およびパケット数となる出力タイミングに調整するために、バッファリングされた後、情報パケットがバッファから読み出されて出力される。このとき、出力する情報パケットが存在しない場合には空きパケットが通信制御装置１に出力される。
【００４５】
上り信号を受信した通信制御装置１では、パケット種別判別手段２により、情報パケット、空きパケットの種類を判別し、上りパケットカウント手段３は、この情報を基に、子局毎に、情報パケットおよび空きパケットの数およびパケット間隔をカウントする。上り出力特性推定手段４は、上りパケットカウント手段３からの情報をもとに各子局の上りパケットの出力特性を推定する。上り帯域割当決定手段５は、通信制御装置１の全上り帯域より、各子局の最低帯域の合計値を減算した値に相当する上り余剰帯域を、推定された各子局の出力特性を基に分配し、各子局の最低帯域を考慮の上、各子局の上り帯域を決定する。
【００４６】
上り帯域割当通知パケット生成手段６は、決定された各子局の上り帯域を通知するための上り帯域通知パケットを生成する。下り信号多重手段７は、下り信号中に、生成した上り帯域通知用パケットを多重する。以下、前記と同様に親局となる通信制御装置８０および子局１１ａ〜１１ｃが動作する。
【００４７】
このように、通信制御システムが動作している場合に、新たな子局が接続された場合、または、既に接続されている子局に対する再測定が行われた場合などの理由により、特定の子局に対して遅延測定が行われるとする。この場合、遅延測定制御手段８は、上り帯域割当通知パケット生成手段６、上り帯域割当決定手段５および上り出力特性推定手段４に対して、遅延測定の開始および終了を通知する。
【００４８】
上り帯域割当通知パケット生成手段６では、遅延測定制御手段８から遅延測定の開始が通知されると、遅延測定を行う子局に対してのみ上り帯域を割当てた情報を搭載した上り帯域割当通知パケットを生成し、下り信号多重手段７により、下り信号に多重されて子局に通知される。また、下り信号多重手段７は、遅延測定のための特定子局に対してのみ上り帯域を割当てた上り帯域通知パケットを出力したことを遅延測定制御手段８に通知する。
【００４９】
また、遅延測定制御手段８より、特定子局の遅延測定の開始および終了を通知された上り出力特性推定手段４は、遅延測定を行う前の各子局の上り出力特性を基に、遅延測定期間の各子局のトラヒックを予想する。
図２は他の子局が遅延測定を行っている期間中、遅延測定を行っていない子局ａのトラヒックの予測例を示す説明図である。
【００５０】
図２において、説明を簡単にするために、親局となる通信制御装置１には子局ａのみが接続されていて、新規に子局が接続された場合を想定している。また、子局ａに対して他局の遅延測定が開始される前は、一定の上りパケット出力許可が与えられていたものとする。他の子局が遅延測定を行う前は、子局ａから出力される上りパケットは、３回のパケット受信のうち、情報パケット１回、空きパケット２回の割合で、さらに情報パケットのパケット間隔も３パケットで一定であるとする。また、他の子局に対する遅延測定が行われている期間は、７パケット分を受信する時間分であるとする。
【００５１】
図２の例では、他の子局に対する遅延測定が行われている期間は、子局ａからは上りパケットは受信されなくなるが、本来ならばこの期間に子局ａからは７パケットが出力され、うち２パケットは情報パケットであることが、他の子局に対する遅延測定が行われる前の子局ａの出力特性から推定できる。このことから、上り出力特性推定手段４は、他の子局の遅延測定が終了後、遅延測定が行われる前に受信されていた３パケット間隔で到着していた情報パケットに加えて、遅延測定が行われた期間に到着するはずであった子局ａからの２パケットも到着するものとして子局ａの上り出力を推定する。
【００５２】
上り帯域割当決定手段５は、特定子局に対する遅延測定が行われている間は、特定子局のみに上り帯域を割当てるが、遅延測定が終了されると、上り出力特性推定手段４の遅延測定間の到着パケットを考慮した上り出力特性の推定を基に、新規追加となる子局の最低帯域を考慮した余剰帯域に対して新たに各子局への分配を決定し、各子局の最低帯域を考慮して、各子局の上り帯域を決定する。また、遅延測定が行われている間、上りパケットカウント手段３のカウント動作は停止するが、遅延測定終了後は、カウンタの初期化の上、カウント動作が再開される。パケット種別判定手段２は、特定子局からの遅延測定に対する応答パケットを受信した場合、その応答パケットを上り信号中から削除し、特定子局からの遅延測定の応答パケットの受信を遅延測定制御手段８に通知する。
【００５３】
パケット種別判定手段２より、特定子局からの遅延測定の応答パケットを受信したことを通知された遅延測定制御手段８は、その特定子局の遅延時間を測定し、測定した遅延時間を子局に対して通知する指示を上り帯域割当通知パケット生成手段６に対して出力する。また、遅延測定が完了したことを上りパケットカウント手段３、上り出力特性推定手段４、上り帯域割当決定手段５、上り帯域割当通知パケット生成手段６に対して通知する。上り帯域割当通知パケット生成手段６は、遅延測定制御手段８より特定子局に対する遅延時間の通知を指示された場合、該当する子局に対して、上り帯域割当通知パケットに、遅延測定を行った子局の遅延時間情報を搭載して該当子局に出力する。
【００５４】
この実施の形態１の通信制御システムは以上のように構成されているので、新規の子局が追加される場合や既に接続されている子局の再度の遅延測定が行われる場合等に、測定対象となる子局に対する遅延測定期間はその測定対象になる子局にのみ上り帯域を割当てられることにより他の子局の上り出力が停止されるが、遅延測定が行われる前の各子局の上りパケットの出力特性から遅延測定が行われる間の各子局の到着パケットを推定し、遅延測定が行われる前の各子局の上りパケットカウント値に、遅延測定が行われる間に到着するはずの各子局のパケット数を加算したパケットが遅延測定終了後に到着するものとして各子局に割当てる上り余剰帯域を分配するという特徴がある。
【００５５】
このため、従来の通信制御装置のような、特定子局の遅延測定を行っているときに、他の各子局に出力するパケットがないと推定し、各子局に割当てる上り余剰帯域を小さく設定することがないため、各子局に割当てる上り余剰帯域を小さく設定することに起因する遅延測定が終了後の不適切な上り帯域割当てとなる問題や、上り帯域分配の制御が不安定になるという問題、および上り帯域割当てが適切な値として分配されるまでに多くの時間を要するという問題を解決することができる。
【００５６】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、遅延測定が行われる前の各子局の上りパケットの出力特性から遅延測定が行われる間の各子局の到着パケットを推定し、遅延測定が行われる前の各子局の上りパケットカウント値に遅延測定が行われる間に到着するはずの各子局の上りパケット数を加算したパケットが遅延測定終了後に到着するものとし、この情報をもとに遅延測定終了後の新たな上り余剰帯域を各子局に分配する形態を示した。
【００５７】
特に、遅延測定が短時間で終了する場合に、この形態における遅延測定が行われる前の各子局の上りパケットの出力特性から遅延測定が行われる間の各子局の到着パケットを推定し、遅延測定が行われる間に到着するはずの各子局のパケット数を、遅延測定が行われる前の各子局の上りパケットカウント値に加算するという動作を行わず、遅延測定が終了した後に、遅延測定が行われる前の各子局の上り余剰帯域の分配比をそのまま利用しても、上記実施の形態１と同じ効果を得ることができる。
【００５８】
図３はこの発明の実施の形態２による通信制御システムを示す構成図である。この実施の形態２では、通信制御装置７０におけるパケット種別判定手段７１、上りパケットカウント手段７２、上り出力特性推定手段７３、上り帯域割当決定手段７４、上り帯域割当通知パケット生成手段７５及び下り信号多重手段７６における上り余剰帯域の動的分配の動作は、上記実施の形態１と同一である。
【００５９】
この実施の形態２による通信制御システムが上り帯域の動的分配の動作している場合に、新たな子局が接続された場合、または、既に接続されている子局に対する再測定が行われた場合などの理由により、特定の子局に対して遅延測定が行われるとする。この場合、遅延測定制御手段７７は、上り帯域割当通知パケット生成手段７５に対して、遅延測定の開始を通知する。上り帯域割当通知パケット生成手段７５では、遅延測定制御手段７７から遅延測定の開始を通知されると、遅延測定を行う子局に対してのみ上り帯域を割当てた情報を搭載した上り帯域割当通知パケットを生成し、この上り帯域割当通知パケットは、下り信号多重手段７６により、下り信号に多重されて子局に通知される。また、下り信号多重手段７６は、遅延測定のための特定子局に対してのみ上り帯域を割当てた上り帯域通知パケットを出力したことを遅延測定制御手段７７に通知し、遅延測定制御手段７７では遅延時間の測定のカウントを開始する。
【００６０】
また、遅延測定制御手段７７は、特定子局の遅延測定の開始を上り帯域割当決定手段７４に通知し、上り帯域割当決定手段７４では、遅延測定が行われる前の各子局間の余剰帯域分配値の比を遅延測定終了後まで保存する。
また、遅延測定制御手段７７は、特定子局に対する遅延測定が開始されると、上り出力特性推定手段７３と上りパケットカウント手段７２に対して動作停止を指示する。
【００６１】
子局より、遅延測定の応答パケットが返送されると、パケット種別判定手段７１は、特定子局からの遅延測定の応答パケットの受信を遅延測定制御手段７７に通知し、遅延測定制御手段７７では、その特定子局の遅延時間を測定し、測定した遅延時間を測定対象の子局に対して通知する指示を上り帯域割当通知パケット生成手段７５に対して出力する。また、遅延測定が完了したことを上り帯域割当て決定手段７４に通知し、上り出力特性推定手段７３と、上りパケットカウント手段７２に対して動作再開を指示する。上り帯域割当通知パケット生成手段７５は、遅延測定制御手段７７より、測定対象子局に対する遅延時間通知の指示を受けた場合、遅延時間情報を搭載した上り帯域通知パケットを生成し、下り信号多重手段７６を経由して測定対象子局に通知する。
【００６２】
上り帯域割当決定手段７４では、遅延測定の終了が通知されると、新規追加となる子局の最低帯域を考慮した余剰帯域に対して、保存している遅延測定開始前の各子局の余剰帯域の分配比を新たな余剰帯域に適用する。さらに、各子局の最低帯域を考慮して、各子局の上り帯域を決定する。
以上の動作の後は、遅延時間測定前と同様に動作する。
【００６３】
この実施の形態２による通信制御システムは以上のように構成されているので、新規の子局が追加される場合や既に接続されている子局の再度の遅延測定が行われる場合等に、測定対象となる子局に対する遅延測定期間はその測定対象になる子局にのみ上り帯域を割当てられることにより他の子局の上り出力が停止された時に、遅延測定が行われる前の各子局の上り余剰帯域の分配比を保存し、遅延測定終了後に新たな余剰帯域に対して、遅延測定前の余剰帯域の分配比を適用し、各子局の上り帯域を決定するという特徴がある。
【００６４】
このため、上記実施の形態１と同様に、従来の通信制御装置のような、特定子局の遅延測定を行っているときに、他の各子局に出力するパケットがないと推定しまい、各子局に割当てる上り余剰帯域を小さく設定することがないため、各子局に割当てる上り余剰帯域を小さく設定することに起因する遅延測定終了後に不適切な上り帯域割当てとなる問題や、上り帯域分配の制御が不安定になるという問題、および上り帯域割当てが適切な値として分配されるまでに多くの時間を要するという問題を解決することができ、特に遅延時間測定の期間が短い場合に、上記実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００６５】
実施の形態３．
上記実施の形態２では、遅延測定が行われる際に、測定対象となる子局に対する遅延測定期間中は、上り帯域割当決定手段７４において遅延測定が行われる前の各子局の上り余剰帯域の分配比を保存し、遅延測定終了後に新たな余剰帯域に対して遅延測定前の余剰帯域の分配比を適用して、各子局の上り帯域を決定する形態を示した。
上記実施の形態２では、遅延測定前の余剰帯域分配に関る情報を、上り帯域割当決定手段７４において余剰帯域分配比という形で保存するが、この遅延測定前の余剰帯域分配に関る情報を、上りパケットカウント手段７２のカウンタの値として保存してもよい。
【００６６】
この通信制御システムが上り余剰帯域の動的分配の動作中に、特定子局に対して遅延測定を行う場合、測定対象の子局にのみ上り帯域の割当てを行い、測定対象からの応答パケットの受信により、遅延時間を測定し、遅延時間を測定対象子局に通知するという遅延測定制御手段が制御する一連の遅延測定の手順は、上記実施の形態２で示した動作と同一の動作を行う。
【００６７】
この実施の形態３では、特定子局に対する遅延測定が開始されると、遅延測定制御手段７７は、上りパケットカウント手段７２に対してカウント動作の停止と遅延測定終了までのカウント値の保存を指示する。また、遅延測定制御手段７７は、遅延測定の開始を上り出力特性推定手段７３および上り帯域割当決定手段７４に通知し、遅延測定の期間の上り出力特性の推定動作の停止および遅延測定期間の測定対象外の上り帯域割当て動作の停止を指示する。
【００６８】
遅延測定が終了した場合、遅延測定制御手段７７は、上りパケットカウント手段７２に対して保存したカウント値の上り出力特性推定手段７３への出力と、保存したカウント値出力後のカウンタ値の初期化を指示する。また、遅延測定の終了を上り出力特性推定手段７３および上り帯域割当決定手段７４に通知し、上り出力特性の推定動作の再開および上り帯域割当動作の再開を指示する。これ以外の動作は上記実施の形態２に準じる。
【００６９】
この実施の形態３による通信制御システムは以上のように動作するので、遅延時間測定が行われる場合に、遅延測定が行われる前の各子局の上りパケットの受信数および間隔をカウントするカウンタの値を保存し、遅延測定終了後にこのカウンタ値を基に上り出力特性の推定動作および新たな余剰帯域に対する分配動作を行うことにより、遅延時間測定後の各子局の上り帯域を決定するという特徴がある。
【００７０】
このため、上記実施の形態２と同様に、従来の通信制御装置のような、特定子局の遅延測定を行っているときに、他の各子局に出力するパケットがないと推定し、各子局に割当てる上り余剰帯域を小さく設定することがないため、各子局に割当てる上り余剰帯域を小さく設定することに起因する遅延測定終了後の不適切な上り帯域割当てとなる問題や、上り帯域分配の制御が不安定になるという問題、および上り帯域割当てが適切な値として分配されるまでに多くの時間を要するという問題を解決することができ、上記実施の形態２と同様の効果を得ることができる。
【００７１】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、親局が特定の子局の遅延特性を測定するために他の子局の上りパケットを停止する場合、他の子局から送信される上りパケットの出力特性を推定し、その遅延特性の測定後に当該出力特性を考慮して複数の子局の上り帯域を再決定するように構成したので、各子局に対して動的な上り帯域制御が行われているときに特定子局の遅延測定が行われた場合であっても、親局において上り帯域分配動作の制御が不安定になることを防止し、上り帯域割当てが適切な値として分配されるまでの時間を短くすることができる効果がある。
【００７２】
この発明によれば、遅延特性の測定期間中に他の子局から送信される上りパケットの個数を推定し、その推定結果を考慮して複数の子局の上り帯域を再決定するように構成したので、複数の子局の上り帯域を適切な値に決定することができる効果がある。
【００７３】
この発明によれば、遅延特性の測定を開始する直前の複数の子局の上り帯域を保存し、その保存内容を考慮して複数の子局の上り帯域を再決定するように構成したので、複数の子局の上り帯域を適切な値に決定することができる効果がある。
【００７４】
この発明によれば、遅延特性の測定を開始する直前まで他の子局から送信される上りパケットの個数をカウントし、そのカウント値を考慮して複数の子局の上り帯域を再決定するように構成したので、複数の子局の上り帯域を適切な値に決定することができる効果がある。
【００７５】
この発明によれば、推定した出力特性を基に余剰帯域を分配して複数の子局の上り帯域を再決定するように構成したので、複数の子局の上り帯域を最適な値に決定することができる効果がある。
【００７６】
この発明によれば、親局が特定の子局の遅延特性を測定するために他の子局の上りパケットを停止する場合、他の子局から送信される上りパケットの出力特性を推定し、その遅延特性の測定後に当該出力特性を考慮して複数の子局の上り帯域を再決定するように構成したので、各子局に対して動的な上り帯域制御が行われているときに特定子局の遅延測定が行われた場合であっても、親局において上り帯域分配動作の制御が不安定になることを防止し、上り帯域割当てが適切な値として分配されるまでの時間を短くすることができる効果がある。
【００７７】
この発明によれば、親局が遅延特性の測定期間中に他の子局から送信される上りパケットの個数を推定し、その推定結果を考慮して複数の子局の上り帯域を再決定するように構成したので、複数の子局の上り帯域を適切な値に決定することができる効果がある。
【００７８】
この発明によれば、親局が遅延特性の測定を開始する直前の複数の子局の上り帯域を保存し、その保存内容を考慮して複数の子局の上り帯域を再決定するように構成したので、複数の子局の上り帯域を適切な値に決定することができる効果がある。
【００７９】
この発明によれば、親局が遅延特性の測定を開始する直前まで他の子局から送信される上りパケットの個数をカウントし、そのカウント値を考慮して複数の子局の上り帯域を再決定するように構成したので、複数の子局の上り帯域を適切な値に決定することができる効果がある。
【００８０】
この発明によれば、親局が推定した出力特性を基に余剰帯域を分配して複数の子局の上り帯域を再決定するように構成したので、複数の子局の上り帯域を最適な値に決定することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１による通信制御システムを示す構成図である。
【図２】  他の子局が遅延測定を行っている期間中、遅延測定を行っていない子局ａのトラヒックの予測例を示す説明図である。
【図３】  この発明の実施の形態２による通信制御システムを示す構成図である。
【図４】  従来の通信制御システムを示す構成図である。
【図５】  図４の通信制御システムの親局から子局への信号および子局から親局への信号の例を示す説明図である。
【図６】  子局ａに対して遅延測定を行っている場合の下り信号および上り信号の例を示す説明図である。
【図７】  従来の通信制御装置を示す構成図である。
【符号の説明】
１  通信制御装置、２  パケット種別判定手段、３  上りパケットカウント手段、４  上り出力特性推定手段、５  上り帯域割当決定手段、６  上り帯域割当通知パケット生成手段、７  下り信号多重手段、８  遅延測定制御手段、９  伝送媒体、１０  多重分岐器、１１ａ〜１１ｃ  子局、３０  親局、３１ａ〜３１ｃ  子局、３２  転送網、３３ａ〜３３ｃ  利用者、４０  上り帯域通知パケット、４１  子局ａ宛ての下りパケット、４２  子局ｂ宛ての下りパケット、４３子局ｃ宛ての下りパケット、４４  下り信号中の空きパケット、４５  子局ａが出力した上りパケット、４６  子局ｂが出力した上りパケット、４７  子局ｃが出力した上りパケット、４８  上り帯域通知パケット、４９  子局ａが出力した上り信号中の空きパケット、５０  子局ａが出力した遅延時間測定のための応答パケット、５１  子局ａの遅延時間、７０  通信制御装置、７１  パケット種別判定手段、７２  上りパケットカウント手段、７３  上り出力特性推定手段、７４  上り帯域割当決定手段、７５  上り帯域割当通知パケット生成手段、７６下り信号多重手段、７７  遅延測定制御手段、８０  通信制御装置、８１  パケット種別判定手段、８２  上りパケットカウント手段、８３  上り出力特性推定手段、８４  上り帯域割当決定手段、８５  上り帯域割当通知パケット生成手段、８６  下り信号多重手段、８７  遅延測定制御手段。
【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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