(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信ネットワーク内の第１の複数のネットワーク端末（ＯＮＵ１、...、ＯＮＵｉ、...、ＯＮＵｎ）のうちの１つのネットワーク端末（ＯＮＵｉ）に上流向きタイムスロットを割り当てる方法であって、中央局（ＣＳ）が、共通伝送リンク（Ｌ）とそれぞれの個別ネットワーク端末リンク（Ｌ１、...、Ｌｉ、...、Ｌｎ）のカスケード接続を介して、前記複数のネットワーク端末（ＯＮＵ１、...、ＯＮＵｉ、...、ＯＮＵｎ）に結合されており、前記複数のネットワーク端末（ＯＮＵ１、...、ＯＮＵｉ、...、ＯＮＵｎ）が、前記上流向きタイムスロットを使用して前記共通伝送リンク（Ｌ）を介して時分割多重化方式で上流向きデータパケットを前記中央局（ＣＳ）に送信するように適合されており、上流向きタイムスロットが、どのネットワーク端末がどの上流向きタイムスロットを占有できるかを規定するネットワーク端末許可の下流向きビットストリーム（ＢＳＧ）によって前記複数のネットワーク端末に割り当てられ、前記下流向きビットストリームが、前記通信ネットワーク内に含まれる媒体アクセス制御装置（ＭＡＣ）によって生成され、
前記複数のネットワーク端末（ＯＮＵ１、...、ＯＮＵｉ、...、ＯＮＵｎ）内で、前記上流向きデータパケットが、その関連するサービス範疇に従って分類され、各々が前記サービス範疇（１、...、ｊ、...、ｍ）の１つに関係している第２の複数の記憶待ち行列に一時的に記憶され、
前記１つのネットワーク端末（ＯＮＵｉ）に関連する許可（ＧＯＮＵｉ）が、それぞれ前記１つのネットワーク端末（ＯＮＵｉ）内のそれぞれの記憶待ち行列（ＯＮＵｉＱ１、...、ＯＮＵｉＱｊ、...、ＯＮＵｉＱｊ）にそれぞれ関連する第３の複数の待ち行列許可（ＧＯＮＵｉ１、...、ＧＯＮＵｉｊ、...、ＧＯＮＵｉｍ）を含んでおり、前記待ち行列許可は、どの待ち行列がどの上流向きタイムスロットを占有できるかを規定し、
それによって、前記第３の複数の待ち行列許可のうちの一つの待ち行列許可（ＧＯＮＵｉｊ）は、前記１つのネットワーク端末（ＯＮＵｉ）が、その対応する記憶待ち行列（ＯＮＵｉＱｊ）から所定量の上流向きデータパケットを転送できるようにしており、
かつそれによって、前記待ち行列許可（ＧＯＮＵｉｊ）の連続する発生から構成される待ち行列許可ビットストリームのレート（ＧＲｉｊ）が、前記対応する記憶待ち行列（ＯＮＵｉＱｊ）に関連するパラメータの組（Ｓｉｊ）のうちの少くとも１つのパラメータ（Ｐｉｊ）と、前記通信ネットワーク内の前記複数のネットワーク端末のいずれか内の他の少くとも１つの記憶待ち行列（ＯＮＵ１Ｑｍ）に関連する他の少くとも１つのパラメータの組（Ｓ１ｍ）のうちの他の少くとも１つのパラメータ（Ｐ１ｍ）とから決定されることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記他の少くとも１つの記憶待ち行列が、前記１つのネットワーク端末（ＯＮＵｉ）に含まれることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記他の少くとも１つの記憶待ち行列（ＯＮＵ１Ｑｍ）が、前記複数のネットワーク端末のうちの他の少くとも１つのネットワーク端末（ＯＮＵ１）に含まれることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記対応する記憶待ち行列（ＯＮＵｉＱｊ）に関連する前記パラメータの組（Ｓｉｊ）が、前記対応する記憶待ち行列（ＯＮＵｉＱｊ）に記憶されているデータパケットに関するトラフィック／接続パラメータ（ＴＣＰｉｊ）と、前記対応する記憶待ち行列が空か否かを示す、又は、前記対応する記憶待ち行列中で最少数のパケットが使用可能かどうかを示す、又は、前記対応する記憶待ち行列に特定の瞬間に記憶されているパケットの量を示す、状態パラメータ（ＳＴｉｊ）とを含み、
前記他の少くとも１つの記憶待ち行列（ＯＮＵ１Ｑｍ）に関連する前記少くとも１つのパラメータの組（Ｓ１ｍ）が、前記他の少くとも１つの記憶待ち行列（ＯＮＵ１Ｑｍ）に記憶されているデータパケットに関するトラフィック／接続パラメータ（ＴＣＰ１ｍ）と、前記他の少くとも１つの記憶待ち行列の状態に関する少くとも１つの状態パラメータ（ＳＴ１ｍ）とを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記少くとも１つのパラメータ（Ｐｉｊ）が、前記１つのネットワーク端末（ＯＮＵｉ）により対応する上流向き待ち行列要求メッセージ（ＱＲＭｉｊ）を用いて前記媒体アクセス制御装置（ＭＡＣ）に上流向き通信され、
前記他の少くとも１つのパラメータ（Ｐ１ｍ）が、前記他の少くとも１つの記憶待ち行列（ＯＮＵ１Ｑｍ）を含む他の少くとも１つのネットワーク端末（ＯＮＵ１）により他の少くとも１つの待ち行列要求メッセージ（ＱＲＭ１ｍ）を用いて、前記媒体アクセス制御装置（ＭＡＣ）に上流向き通信される、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記対応する記憶待ち行列（ＯＮＵｉＱｊ）に関連する記憶待ち行列群を構成する、前記対応する記憶待ち行列（ＯＮＵｉＱｊ）と、前記他の少くとも１つの記憶待ち行列（ＯＮＵ１Ｑｍ）とについて、
前記対応する記憶待ち行列（ＯＮＵｉＱｊ）に関連する状態パラメータ群を構成する、前記対応する記憶待ち行列が空か否かを示す、又は、前記対応する記憶待ち行列中で最少数のパケットが使用可能かどうかを示す、又は、特定の瞬間に前記対応する記憶待ち行列（ＯＮＵｉＱｊ）に記憶されているパケットの量を示す、前記状態パラメータ（ＳＴｉｊ）と、前記他の少くとも１つの記憶待ち行列の前記他の少くとも１つの状態パラメータ（ＳＴ１ｍ）とについて、
前記方法が、前記状態パラメータ群の全ての状態パラメータに基づいて、前記記憶待ち行列群内の記憶待ち行列の副群を決定するステップを含み、それによって、前記副群が、前記状態パラメータが所定の基準に応じる前記記憶待ち行列群の記憶待ち行列を含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記対応する記憶待ち行列（ＯＮＵｉＱｊ）に関連する記憶待ち行列群を構成する、前記対応する記憶待ち行列（ＯＮＵｉＱｊ）と、前記他の少くとも１つの記憶待ち行列（ＯＮＵ１Ｑｍ）とについて、
前記対応する記憶待ち行列（ＯＮＵｉＱｊ）に関連する状態パラメータ群を構成する、前記対応する記憶待ち行列が空か否かを示す、又は、前記対応する記憶待ち行列中で最少数のパケットが使用可能かどうかを示す、又は、特定の瞬間に前記対応する記憶待ち行列（ＯＮＵｉＱｊ）に記憶されているパケットの量を示す、前記状態パラメータ（ＳＴｉｊ）と、前記他の少くとも１つの記憶待ち行列の前記他の少くとも１つの状態パラメータ（ＳＴ１ｍ）とについて、
前記方法が、前記状態パラメータ群内のすべての状態パラメータについて、前記記憶待ち行列内のパケットの実際の量を表す状態関連パラメータを決定するステップを含み、さらに、前記状態関連パラメータのすべてに基づいて、前記記憶待ち行列群内の記憶待ち行列副群を決定する次ぎのステップを更に含み、それによって、前記記憶待ち行列副群が、前記状態関連パラメータが所定の基準に応じる前記記憶待ち行列群の記憶待ち行列を含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記方法が、前記対応する記憶待ち行列（ＱＮＵｉＱｊ）が、前記対応する記憶待ち行列（ＯＮＵｉＱｊ）に関連する前記記憶待ち行列副群に属するかどうかを調べるステップを含むことを特徴とする請求項６または７に記載の方法。
【請求項９】
前記対応する記憶待ち行列（ＯＮＵｉＱｊ）が、前記記憶待ち行列副群に属する場合、前記待ち行列許可ビットストリームの前記待ち行列許可ビットストリームのレート（ＧＲｉｊ）が、過剰帯域幅の比例部分に依存することを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記過剰帯域幅が、前記記憶待ち行列副群の各記憶待ち行列に関連する各パラメータの組の前記少くとも１つのパラメータの値から決定されることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記比例部分が、前記記憶待ち行列副群の各記憶待ち行列に関連する各パラメータの組の前記少くとも１つのパラメータの値から決定されることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記方法が、所定のインスタンスで実行されることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
通信ネットワークのネットワーク端末（ＯＮＵｉ）であって、中央局（ＣＳ）が、共通伝送リンク（Ｌ）とそれぞれの個別ネットワーク端末リンク（Ｌ１、...Ｌｉ、...、Ｌｎ）のカスケード接続を介して、前記ネットワーク端末（ＯＮＵｉ）を含む第１の複数のネットワーク端末（ＯＮＵ１、...、ＯＮＵｉ、...、ＯＮＵｎ）に結合されており、
前記ネットワーク端末（ＯＮＵｉ）が、前記通信ネットワークに含まれる媒体アクセス制御装置（ＭＡＣ）から前記複数のネットワーク端末（ＯＮＵ１、...、ＯＮＵｉ、...、ＯＮＵｎ）に伝送される、どのネットワーク端末がどの上流向きタイムスロットを占有できるかを規定するネットワーク端末許可（ＢＳＧ）の下流向きビットストリーム内で、関連する許可（ＧＯＮＵｉ）を検出するように適合されており、
前記ネットワーク端末（ＯＮＵｉ）がさらに、前記関連する許可（ＧＯＮＵｉ）を検出したとき、所定の量の前記上流向きデータパケットを前記中央局（ＣＳ）に送信するように適合されているネットワーク端末（ＯＮＵｉ）であり、
前記ネットワーク端末（ＯＮＵｉ）が、前記上流向きデータパケットをその関連するサービス範疇に従って分類するように適合されたソート手段（ＳＭｉ）を含み、前記ソート手段（ＳＭｉ）が、前記ネットワーク端末（ＯＮＵｉ）内に含まれる第２の複数の記憶待ち行列（ＯＮＵｉＱ１、...、ＯＮＵｉＱｊ、...、ＯＮＵｉＱｊ）のそれぞれの記憶待ち行列にそれぞれ結合された複数の出力端子を備え、前記第２の複数の記憶待ち行列のそれぞれが、前記サービス範疇（１、...、ｊ、...、ｍ）のそれぞれ１つに関係し、かつ前記ソート手段（ＳＭｉ）によって送達されるソート済みデータパケットを一時的に記憶するように適合されており、
前記ネットワーク端末（ＯＮＵｉ）がさらに、前記許可のビットストリーム内で、第３の複数の待ち行列許可（ＧＯＮＵｉ１、...、ＧＯＮＵｉｊ、...、ＧＯＮＵｉｍ）のそれぞれを区別するように適合された検出手段（ＤＭｉ）を含み、前記待ち行列許可はどの待ち行列がどの上流向きタイムスロットを占有できるかを規定し、各待ち行列許可がそれぞれ、前記第２の複数の記憶待ち行列（ＯＮＵｉＱ１、...、ＯＮＵｉＱｊ、...、ＯＮＵｉＱｊ）のそれぞれに関連し、前記検出手段がさらに、前記第３の複数の待ち行列許可（ＧＯＮＵｉｊ）のそれぞれを検出すると、それぞれの制御信号を対応する記憶待ち行列（ＯＮＵｉＱｊ）に対して生成するように適合されており、
それによって前記対応する記憶待ち行列（ＯＮＵｉＱｊ）が、前記それぞれの制御信号を受け取ると、所定量の前記上流向き情報パケットを前記中央局（ＣＳ）に送信するように適合されていることを特徴とするネットワーク端末（ＯＮＵｉ）。
【請求項１４】
前記ネットワーク端末（ＯＮＵｉ）が、さらに要求生成手段（Ｒｉ）を含み、該要求生成手段（Ｒｉ）は、前記記憶待ち行列（ＯＮＵｉＱｊ）の少くとも１つについて、少くとも１つの関連パラメータ（Ｐｉｊ）を決定し、かつ前記少くとも１つの関連パラメータを、前記要求生成手段（Ｒｉ）の出力信号である対応する上流向き待ち行列要求メッセージ（ＱＲＭｉｊ）によって、前記媒体アクセス制御装置（ＭＡＣ）に送信するように適合されていることを特徴とする請求項１３に記載のネットワーク端末（ＯＮＵｉ）。
【請求項１５】
前記少くとも１つの記憶待ち行列（ＯＮＵｉＱｊ）に関連する前記少くとも１つの関連パラメータ（Ｐｉｊ）が、前記少くとも１つの記憶待ち行列（ＯＮＵｉＱｊ）内に記憶されているデータパケットに関連するトラフィック／接続パラメータ（ＴＣＰｉｊ）からなることを特徴とする請求項１４に記載のネットワーク端末（ＯＮＵｉ）。
【請求項１６】
それぞれの記憶待ち行列（ＯＮＵｉＱｊ）に関連する前記少くとも１つの関連パラメータ（Ｐｉｊ）が、前記対応する記憶待ち行列が空か否かを示す、又は、前記対応する記憶待ち行列中で最少数のパケットが使用可能かどうかを示す、又は、特定の瞬間に前記それぞれの記憶待ち行列（ＯＮＵｉＱｊ）に記憶されているパケットの量を示す、状態パラメータ（ＳＴｉｊ）からなることを特徴とする請求項１４に記載のネットワーク端末。
【請求項１７】
通信ネットワークの媒体アクセス制御装置（ＭＡＣ）であって、中央局（ＣＳ）が、共通伝送リンク（Ｌ）とそれぞれの個別ネットワーク端末リンク（Ｌ１、...、Ｌｉ、...、Ｌｎ）のカスケード接続を介して、第１の複数のネットワーク端末（ＯＮＵ１、...、ＯＮＵｉ、...ＯＮＵｎ）に結合され、前記複数のネットワーク端末（ＯＮＵ１、...、ＯＮＵｉ、...ＯＮＵｎ）が、タイムスロットを使用して前記共通伝送リンクを介して時分割多重方式で、前記中央局（ＣＳ）に上流向きデータパケットを送信するように適合され、前記媒体アクセス制御装置（ＭＡＣ）が、どのネットワーク端末がどの上流向きタイムスロットを占有できるかを規定するネットワーク端末許可（ＢＳＧ）の下流向きビットストリームを決定し、かつ前記下流向きビットストリームを前記第１の複数の前記ネットワーク端末に送信するように適合された許可生成手段（ＧＧＭ）を含み、
前記許可生成手段（ＧＧＭ）がさらに、少くとも１つのネットワーク端末許可を、第３の複数の待ち行列許可（ＧＯＮＵｉ１、...、ＧＯＮＵｉｊ、...、ＧＯＮＵｉｍ）として生成するように適合されており、前記待ち行列許可はどの待ち行列がどの上流向きタイムスロットを占有できるかを規定し、前記第３の複数の待ち行列許可のそれぞれが、前記少くとも１つのネットワーク端末許可（ＧＯＮＵｉ）に関連する少くとも１つのネットワーク端末（ＯＮＵｉ）内のそれぞれの記憶待ち行列（ＯＮＵｉＱ１、...、ＯＮＵｉＱｊ、...、ＯＮＵｉＱｊ）に関連しており、
それによって前記許可生成手段（ＧＧＭ）が、計算手段（ＡＲＣ）を含み、該計算手段（ＡＲＣ）は、前記待ち行列許可（ＧＯＮＵｉｊ）への、対応する記憶待ち行列（ＯＮＵｉＱｊ）に関連するパラメータの組（Ｓｉｊ）の少くとも１つのパラメータ（Ｐｉｊ）と、前記通信ネットワーク内のいずれかの前記ネットワーク端末内の他の少くとも１つの記憶待ち行列（ＯＮＵ１Ｑｍ）に関連する他の少くとも１つのパラメータの組（Ｓ１ｍ）のうちの他の少くとも１つのパラメータ（Ｐ１ｍ）とから、前記第３の複数の待ち行列許可（ＧＯＮＵｉｊ）の連続する発生のレート（ＧＲｉｊ）を決定するように適合されていることを特徴とする媒体アクセス制御装置。
【請求項１８】
前記媒体アクセス制御装置（ＭＡＣ）がさらに、抽出手段（ＥＭ）を含み、該抽出手段（ＥＭ）は、対応する少くとも１つの上流向き待ち行列要求メッセージ（ＱＲＭｉｊ）から、およびそれぞれ他の少くとも１つの上流向き待ち行列要求メッセージ（ＱＲＭ１ｍ）から、前記対応する記憶待ち行列（ＯＮＵｉＱｊ）に関連する前記パラメータの組（Ｓｉｊ）の前記少くとも１つのパラメータ（Ｐｉｊ）と、前記他の少くとも１つの記憶待ち行列（ＯＮＵ１Ｑｍ）に関連するそれぞれ前記他の少くとも１つのパラメータの組（Ｓ１ｍ）の前記他の少くとも１つのパラメータ（Ｐ１ｍ）とを抽出し、かつ前記少くとも１つのパラメータ（Ｐｉｊ）と、それぞれ前記他の少くとも１つのパラメータ（Ｐ１ｍ）とを前記抽出手段（ＥＭ）の出力信号として送達するよう適合されていることを特徴とする請求項１７に記載の媒体アクセス制御装置。
【請求項１９】
前記対応する記憶待ち行列（ＯＮＵｉＱｊ）に関連する前記パラメータの組（Ｓｉｊ）が、前記対応する記憶待ち行列（ＯＮＵｉＱｊ）に格納されたデータパケットに関係するトラフィック／接続パラメータ（ＴＣＰｉｊ）と、前記対応する記憶待ち行列が空か否かを示す、又は、前記対応する記憶待ち行列中で最少数のパケットが使用可能かどうかを示す、又は、前記対応する記憶待ち行列に特定の瞬間に記憶されているパケットの量を示す、状態パラメータ（ＳＴｉｊ）とを含み、
前記他の少くとも１つの記憶待ち行列（ＯＮＵ１Ｑｍ）に関連する前記他の少くとも１つのパラメータの組（Ｓ１ｍ）が、前記他の少くとも１つの記憶待ち行列（ＯＮＵ１Ｑｍ）に格納されたデータパケットに関係するトラフィック／接続パラメータ（ＴＣＰ１ｍ）と、前記他の少くとも１つの記憶待ち行列（ＯＮＵ１Ｑｍ）の状態に関連する少くとも１つの状態パラメータ（ＳＴ１ｍ）とを含むことを特徴とする請求項１７に記載の媒体アクセス制御装置。
【請求項２０】
前記少くとも１つの待ち行列要求メッセージが、前記少くとも１つの状態パラメータを含んでおり、また前記他の少くとも１つの待ち行列要求メッセージが、前記他の少くとも１つの状態パラメータを含んでおり、
前記対応する記憶待ち行列（ＯＮＵｉＱｊ）に関連する記憶待ち行列群を構成する、前記対応する記憶待ち行列（ＯＮＵｉＱｊ）と、前記他の少くとも１つの記憶待ち行列（ＯＮＵ１Ｑｍ）とについて、
前記対応する記憶待ち行列に関連する状態パラメータ群を構成する、前記対応する記憶待ち行列が空か否かを示す、又は、前記対応する記憶待ち行列中で最少数のパケットが使用可能かどうかを示す、又は、特定の瞬間に前記対応する記憶待ち行列（ＯＮＵｉＱｊ）に記憶されているパケットの量を示す、前記状態パラメータ（ＳＴｉｊ）と、前記他の少くとも１つの記憶待ち行列（ＯＮＵ１Ｑｍ）の前記他の少くとも１つの状態パラメータ（ＳＴ１ｍ）とについて、
前記計算手段（ＡＲＣ）の入力端子が、前記抽出手段（ＥＭ）の出力端子に結合され、それによって前記計算手段が、前記群（ＯＮＵｉＱｊ、ＯＮＵ１Ｑｍ）のすべての状態パラメータ（Ｓｉｊ、Ｓ１ｍ）を受け取り、かつそれから、前記状態パラメータが所定の基準に応じる前記記憶待ち行列群内の記憶待ち行列を構成する副群を決定するように適合されていることを特徴とする請求項１８または１９に記載の媒体アクセス制御装置。
【請求項２１】
前記少くとも１つの待ち行列メッセージが、前記少くとも１つの状態パラメータを含み、また前記他の少くとも１つの待ち行列メッセージが、前記他の少くとも１つの状態パラメータを含んでおり、
前記対応する記憶待ち行列（ＯＮＵｉＱｊ）に関連する記憶待ち行列群を構成する、前記対応する記憶待ち行列（ＯＮＵｉＱｊ）と、前記他の少くとも１つの記憶待ち行列（ＯＮＵ１Ｑｍ）とについて、
前記対応する記憶待ち行列に関連する状態パラメータ群を構成する、前記対応する記憶待ち行列が空か否かを示す、又は、前記対応する記憶待ち行列中で最少数のパケットが使用可能かどうかを示す、又は、特定の瞬間に前記対応する記憶待ち行列（ＯＮＵｉＱｊ）に記憶されているパケットの量を示す、前記状態パラメータ（ＳＴｉｊ）と、前記他の少くとも１つの記憶待ち行列（ＯＮＵ１Ｑｍ）の前記他の少くとも１つの状態パラメータ（ＳＴ１ｍ）とについて、
前記計算手段（ＡＲＣ）の入力端子が、前記抽出手段（ＥＭ）の出力端子に結合され、それによって前記計算手段が、前記状態パラメータ群（ＯＮＵｉＱｊ、ＯＮＵ１Ｑｍ）のすべての状態パラメータ（Ｓｉｊ、Ｓ１ｍ）を受け取り、それから前記記憶待ち行列内のパケットの実際の量を表す状態関連パラメータを決定し、前記状態関連パラメータから、前記状態関連パラメータが所定の基準に応じる前記記憶待ち行列群内の記憶待ち行列を構成する副群を決定するように適合されていることを特徴とする請求項１８または１９に記載の媒体アクセス制御装置。
【請求項２２】
前記計算手段（ＡＲＣ）が、前記状態パラメータ群の前記状態パラメータから、前記状態パラメータ群の前記状態関連パラメータを決定するように適合されたカウンタ手段（ＣＭ）を含むことを特徴とする請求項２１に記載の媒体アクセス制御装置。
【請求項２３】
前記計算手段（ＡＲＣ）がさらに、前記対応する記憶待ち行列（ＯＮＵｉＱｊ）が、前記対応する記憶待ち行列（ＯＮＵｉＱｊ）に関連する前記副群に属するかどうかを決定するように適合されていることを特徴とする請求項２０または２１に記載の媒体アクセス制御装置。
【請求項２４】
前記対応する記憶待ち行列が前記副群に属する場合に、前記計算手段（ＡＲＣ）がさらに、過剰帯域幅の比例部分に依存する前記待ち行列許可（ＧＯＮＵｉｊ）の前記連続する発生の前記待ち行列許可ビットストリームのレート（ＧＲｉｊ）を計算するように適合されている請求項２３に記載の媒体アクセス制御装置。
【請求項２５】
前記計算手段（ＡＲＣ）がさらに、前記副群の各記憶待ち行列に関連する各パラメータの組のうちの前記少くとも１つのパラメータの値から、前記過剰帯域幅を決定するように適合されていることを特徴とする請求項２４に記載の媒体アクセス制御装置。
【請求項２６】
前記計算手段がさらに、前記副群の各記憶待ち行列に関連する各パラメータの組のうちの前記少くとも１つのパラメータの値から、前記過剰帯域幅の前記比例部分を決定するように適合されていることを特徴とする請求項２５に記載の媒体アクセス制御装置。
【請求項２７】
前記媒体アクセス制御装置が、前記中央局（ＣＳ）に含まれることを特徴とする請求項１９から２６のいずれか一項に記載の媒体アクセス制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、請求項１のプリアンブルで規定されるネットワーク端末に上流向きタイムスロットを割り当てる方法、請求項１３のプリアンブルで規定されるこの方法を実施するように適合されたネットワーク端末、ならびに請求項１７のプリアンブルで規定されるこの方法を実施するように適合された媒体アクセス制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
このような方法、ネットワーク端末、および媒体アクセス制御装置は、当技術分野では、例えば欧州特許明細書第ＥＰ０５４４９７５Ｂ１号「Time slot management system」から既に知られている。この明細書では、タイムスロット管理システムが記載されており、このシステムは、共通伝送リンクおよび個々のユーザリンクのカスケード接続を介して、複数のサブステーションまたはユーザステーションのそれぞれに一地点多地点間結合されたメインステーションを含む通信システムの一部である。したがって本発明の媒体アクセス制御装置は、この従来技術の文献のタイムスロット管理システムに対応し、ネットワーク端末はサブステーションまたはユーザステーションに対応し、中央局はこの従来技術の文献のメインステーションに対応する。この従来技術のタイムスロット管理システムは、サブステーションへ下流向き伝送するために、サブステーションに関連する許可を生成するように適合された変換／伝送手段を含んでいる。サブステーションが関連する許可を受け取り次第、これらのサブステーションは、所定量の上流向きデータパケットを中央局に送信することができる。この従来技術の変換／伝送手段は、本発明の許可生成手段に対応する。この従来技術のシステムでは、ネットワーク端末許可の連続する発生が生成されるレートは、ユーザステーションから以前に上流向き伝送されていた帯域幅情報、たとえばユーザステーションが上流向きパケット転送を実行する予定のピークレートに正比例する。
【０００３】
しかし、この従来技術のシステムの欠点は、ネットワーク端末が中央局に上流向き転送しようとする、異なるパケットまたはビットストリームに属する異なるサービス範疇を区別しないことである。さらに、この従来技術システムの各ユーザステーションが、その上流向きデータを転送できるよう保証するために、各ユーザステーションまたはネットワーク端末が要求する帯域幅に関係する情報は、通常、このネットワーク端末がそのデータパケットを上流向き転送する必要のある最高レートであるピークセルレートに対応する。したがって、この従来技術のシステムは、ネットワーク端末が、ピークセルレートのみが指定されているサービス範疇に属する上流向きビットストリームを、実際に転送しなければならない限り適正に機能している。たとえば、ビットストリームがＡＴＭストリームからなる場合、１９９６年４月付けのＡＴＭフォーラム仕様、ＡＦ−ＴＭ−００５６．０００で指定される一定ビットレート範疇である。しかし、ネットワーク端末が、別のサービス範疇、たとえば同ＡＴＭフォーラム仕様に記載されている非指定ビットレートサービス範疇など、いわゆる「最善の努力」サービス範疇に属するパケットを送ろうとする場合は、パケットが短いバーストで不規則なインスタンスでしか転送されないのに、一定の期間中に最高ピークセルレートに等価な帯域幅を確保すると、上流向きリンクの容量が著しく過小利用されることになる。同時に、その結果、サポートされる接続のピークセルレートの集合が、従来技術のタイムスロット管理システムの正しい動作を確保するのに必要であった共通伝送リンクの使用可能な上流向き容量を超えることはできないので、呼損率が高くなるかもしれない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記の知られているタイプのものであるが、ネットワーク端末から中央局に上流向き伝送されるいくつかのビットストリームまたは接続に属する異なるタイプのサービス範疇を区別することが可能であり、同時に上流向き共通伝送リンクの容量のより効率的な使用を狙いとする、方法、ネットワーク端末、および媒体アクセス制御装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、この目的は、前記方法がさらに請求項１の特徴部分に記載されているように適合されており、前記ネットワーク端末が請求項１３の特徴部分に記載されているように適合されており、前記媒体アクセス制御装置がさらに請求項１７の特徴部分に記載されているように適合されていることによって達成される。
【０００６】
このようにして、異なるサービス範疇間の区別を実現するために、まず前記ネットワーク端末内で、上流向き伝送されるデータパケットをソートまたは分類し、異なる記憶待ち行列中に一時的に格納する。各記憶待ち行列は、それぞれのサービス範疇に対応する。このソートは、次段でより詳しく説明するように、例えばヘッダ情報に基づいて行われる。次ぎに、許可生成手段も、異なるそれぞれのサービス範疇に関して区別された許可を生成するように適合されている。
【０００７】
さらに、それによって特定の記憶待ち行列に関連する許可レートは、この記憶待ち行列に関連するパラメータからだけ決定されるのではなく、通信ネットワークの任意のネットワーク端末内の別の記憶待ち行列に関係する他の少くとも１つのパラメータにも基づく。そのため、上流向きパケット伝送レートが、２つの記憶待ち行列にそのパケットが記憶される２つの競合するビットストリームに関連するパラメータに基づいて調整されるので、共通伝送リンクの使用可能な上流向き帯域幅のより良い区分が得られる。
【０００８】
この競合するビットストリームは、同じネットワーク端末から上流向き伝送することもでき、その場合、記憶待ち行列は、請求項２に記載のものと同じこのネットワーク端末内に含まれ、または、異なる２つの端末から伝送することもでき、その場合は、記憶待ち行列も請求項３に記載のように異なる２つのネットワーク端末に属する。
【０００９】
本発明のもう１つの特徴は、請求項４および１８に記載されている。
【００１０】
したがって、それぞれの記憶待ち行列に関連するぞれぞれのパラメータの組は、そのデータパケットが、これらの待ち行列内に記憶されているそれぞれのビットストリームに関連するトラフィック／接続パラメータを含むが、またこれらの待ち行列の状態を示す状態パラメータをも含む。請求項１および１７に記載されているように、１つの待ち行列に関連する許可レートが、両方の待ち行列パラメータの組からの少くとも１つのパラメータに基づいて適合される。このことは、この待ち行列許可レートが、状態パラメータのみに、または両方の待ち行列に関連するトラフィック／接続パラメータの１つのみに、あるいは両方の組合せに依存することを意味する。どちらの場合にも、上流向きデータパケットレートは、共通伝送リンク容量に合致するようにより効率的に制御することができる。実際、トラフィック／接続パラメータは、一般にその範囲内に実際のトラフィックレートがなければならない境界を表す。対応する上流向きデータ伝送レートを直接決定する待ち行列許可レートが、このときそれ自体のトラフィック限界と、少くとも他の１つの競合するビットストリームのトラフィック限界との両方に依存する場合、両方の境界の間にあるレートがその結果となるので、上流向き伝送リンクの容量に対するよりよい適合が得られる。
【００１１】
状態パラメータのみが、データパケットの上流向き伝送のレートを制御している場合、たとえばアクティブビットストリーム間で上流向きリンク容量を比例分割する、したがって対応する記憶待ち行列が空でない媒体アクセス制御方法は、たとえば要求された帯域幅だけを考慮する従来技術のシステムよりも、はるかに効率的にその上流向きリンク容量を使用している。
【００１２】
待ち行列許可レートを求めるのに、トラフィック／接続パラメータと状態パラメータとを組み合わせることにより、上流向きリンク容量のより最適な使用が得られることは明白である。このようなアルゴリズムの例を、本明細書の次段で詳しく述べる。
【００１３】
本発明のもう１つの特徴は、請求項５、１４および１９に記載されている。
【００１４】
このようにして、それぞれの待ち行列に関連するパラメータが、ネットワーク端末自体により上流向き待ち行列要求メッセージを用いて上流向き伝送される。この上流向き伝送は、別の方法で媒体アクセス制御装置に通信できない待ち行列状態パラメータには必要である。一方、トラフィック／接続パラメータは、たとえば請求項１５に記載されているように、同じ上流向き待ち行列要求メッセージ内に組み込むことができるが、また接続セットアップ段階でこの情報が中央格納される、たとえば中央局から媒体アクセス制御装置に送達することもできる。
【００１５】
本発明のもう１つの特徴は、請求項６から１１および２０から２６に記載されている。
【００１６】
これにより、パケット伝送レートに関連する上流向きに、直接関係する待ち行列許可レートは、対応する記憶待ち行列状態パラメータが、請求項６および２０に記載のような所定の基準を満たしている限りにおいてのみ適合される。このような基準は既に前段で述べた。すなわち、待ち行列が空でないということである。別の基準は、少くとも最少数のセルが、記憶待ち行列にバッファされていることである。その関連パラメータがある特定の記憶待ち行列の上流向きパケット伝送レートに影響を与えている記憶待ち行列は、１つの群を形成し、この群の副群は、その状態パラメータが、この所定の基準を満たす群からのすべての記憶待ち行列によって形成される。請求項７および２１は、上流向き要求メッセージそのものから抽出した状態パラメータを使用する代りに、まずそれらから状態関連パラメータを決定し、このステップの後、これらの状態関連パラメータが副群決定のためにさらに使用される。この後者の解決策の背後にある理由は、連続する２つの待ち行列要求メッセージの到着の間の最終的に長い遅延に関係するものである。この場合、下流向き伝送された許可は、次の要求メッセージがこの新しい状態の指示とともに到着するよりずっと以前に、既に特定の記憶待ち行列を空にしていることがある。こうしたネットワークでは、状態関連パラメータは、受信した最新バージョンの状態パラメータから導出されるが、この同じ記憶待ち行列に対する最近生成された許可をさらに考慮に入れてある。したがってこれによって決定される状態関連パラメータは、記憶待ち行列の現在の状態を表すことを狙いとしている。しかし上流向き要求メッセージが、この遅延問題を克服するのに十分な頻度で到着している場合、これらの状態関連パラメータを決定する必要はない。
【００１７】
副群の記憶待ち行列に関連するパラメータから、過剰帯域幅が決定され、これが副群の記憶待ち行列の間で比例分割される。群が、ネットワーク内のすべての記憶待ち行列の全体からなる場合、およびその状態パラメータが所定の基準を満たさない記憶待ち行列に関連する許可レートが、ゼロに設定された場合、この過剰帯域幅は、記憶待ち行列に記憶されているすべてのビットストリームが、ピークセルレートや最小セルレートなどそのトラフィックパラメータによって決まる部分を既に使用しているときに、共通伝送リンク上で使用可能なままである上流向き帯域幅に対応することができる。この過剰帯域幅は、様々な方法で決定することができるが、詳細は本明細書の発明の実施の形態で示す。さらに、この過剰帯域幅を副群のこれらビットストリーム間で比例分割することにより、これらの競合ビットストリーム間での公平さが得られる。この点についても発明の実施の形態で詳しく説明する。
【００１８】
本発明のもう１つの特徴は、請求項１２に記載する。
【００１９】
群、副群およびパラメータは時間的に変化することがあるので、この方法は特定の所定のインスタンスで実行され、その結果、適応的方法が得られる。これら所定のインスタンスは、たとえばいわゆるＰＬＯＡＭ（物理層操作および修復）セルを定期的間隔で送ることによって決定され、ネットワーク端末に、従来技術のシステムでも既にそうであったようにその上流向き要求メッセージを送信できると指示する。
【００２０】
本発明は、上述の請求項１９から２６に記載されている媒体アクセス制御装置、ならびに上記の請求項に記載の媒体アクセス制御装置およびネットワーク端末を含む通信ネットワークにも関する。
【００２１】
実施形態についての以下の説明を添付の図面と併せ参照すれば、本発明の前記の目的とその他の目的と特徴とがより明らかになり、本発明がよりよく理解されるであろう。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１の通信ネットワークは、中央局ＣＳとネットワーク端末ＯＮＵ１、...、ＯＮＵｉ、...、ＯＮＵｎから構成される。中央局は共通伝送リンクＬ、たとえば光ファイバリンクと、やはりたとえば光ファイバからなるぞれぞれ個々のネットワーク端末リンクＬ１、...、Ｌｉ、...、Ｌｎとからなるカスケード接続を介して、これらの光ネットワークユニットに結合されている。したがって、このネットワークは、下流向き、すなわち中央局ＣＳからネットワーク端末ＯＮＵ１からＯＮＵｎの方向では、一地点多地点間アーキテクチャを有し、上流向き、すなわちネットワーク端末ＯＮＵ１からＯＮＵｎから中央局ＣＳに向う方向では、多地点一地点間アーキテクチャを有する。
【００２３】
下流方向では、中央局ＣＳは、すべてのネットワーク端末ＯＮＵ１からＯＮＵｎに情報を同報通信する。この情報は、いわゆる下流向きフレームでパックされる。逆方向では、ネットワーク端末ＯＮＵ１からＯＮＵｎは、リンクＬを時分割多重方式で共通に共用する。すなわち、異なるネットワーク端末は、異なるタイムスロット中に情報を中央局ＣＳに送信する。したがって各ネットワーク端末は、上流向き情報をショートバースト中で中央局に送信する。上流向きタイムスロットは、いわゆる上流向きフレームを構成する。
【００２４】
上流向きタイムスロット中でバーストを送信できるためには、ネットワーク端末たとえばＯＮＵｉは、通常やはり図１に示すように中央局ＣＳ内に含まれる媒体アクセス制御装置ＭＡＣから、許諾あるいは許可を受けなければならない。
【００２５】
この許諾は、定期的時間間隔で、媒体アクセス制御装置によりいわゆるＰＬＯＡＭ（物理層操作および修復）セルを用いて下流向きに同報通信され、許可フィールドの内容が、どのネットワーク端末がどの上流向きタイムスロットを占有できるかを詳細に規定する。
【００２６】
マルチサービスネットワークでは、ネットワーク端末は、複数の接続に属する複数のビットストリームを伝送するように適合されている。異なるＡＴＭ接続に属するＡＴＭビットストリームの場合、これらのビットストリームは、その接続に関連するＡＴＭサービス範疇に関係する１組のトラフィック／接続パラメータに関連付けられ、それらのパラメータは、接続セットアップ時に、そのネットワーク端末に接続されたユーザが信号パラメータを用いてネットワークに対して宣言する。このトラフィック／接続パラメータは、たとえばピークセルレート（略称ＰＣＲ）、最小セルレート（略称ＭＣＲ）、維持可能セルレート（略称ＳＣＲ）などである。これらのパラメータは、ＡＴＭフォーラムにより１９９６年４月付けの仕様ＡＦ−ＴＭ−００５６．０００によって規格化されている。
【００２７】
図１および図２のＯＮＵｉなどのネットワーク端末は、複数のサービス範疇に関連する複数のビットストリームを伝送するように適合され、したがって各サービス範疇ごとに１つの関連する記憶待ち行列を含み、その中にこのサービス範疇に関連するビットストリームの連続するセルまたはパケットが記憶される。したがって、このネットワーク端末によって４つのサービス範疇がサポートされている場合、それぞれに対応する４つの記憶待ち行列が含まれる。これらのサービス範疇には、たとえば一定ビットレート（略称ＣＢＲ）、可変ビットレート（略称ＶＢＲ）、使用可能ビットレート（略称ＡＢＲ）および非指定ビットレート（略称ＵＢＲ）の各サービス範疇が含まれ、やはり前述のＡＴＭフォーラム仕様で指定されている。
【００２８】
ネットワーク端末ＯＮＵｉ内に含まれる記憶待ち行列を、サービス範疇がｍ個ある一般的な場合について、図２にＯＮＵｉＱ１、...、ＯＮＵｉＱｊ、...、ＯＮＵｉＱｍで模式的に示す。それぞれｍ個のサービス範疇のそれぞれに属する個別ビットストリームである個々のビットストリームＢＳｉ１からＢＳｉｍで構成され、図２にＢＳｉで示す１つの着信ビットストリームからの着信データパケットを分類するために、ネットワーク端末ＯＮＵｉは、ビットストリームＢＳｉからの着信データパケットを、その関連するサービス範疇に従って分類するように適合されたソート手段ＳＭｉを含んでいる。次にＳＭｉは、各サービス範疇ごとに１つずつ、ｍ個の出力端子を含み、それらの出力端子は、ｍ個の記憶待ち行列のそれぞれに結合されている。それによってＳＭｉは、ｍ個の個別ビットストリームＢＳｉ１、...、ＢＳｉｊ、...、ＢＳｉｍを抽出するように適合され、次にその後続パケットが、それらの関連する記憶待ち行列ＯＮＵｉＱ１からＯＮＵｉＱｍに記憶される。ＡＴＭネットワークでは、ソートは、各ＡＴＭセルまたはパケットのヘッダを調べることによって得ることができる。このヘッダ情報には、接続セットアップ時に、特定のサービス範疇に一義的にリンクされるＶＰＩ／ＶＣＩ識別子が含まれる。次にＳＭｉは、このヘッダ情報を抽出し、それを接続セットアップ段階で先に捕捉され記憶された接続セットアップ情報と比較し、その結果に応じて関連するサービス範疇を決定するように適合されている。ＳＭｉはまた、これらのパケットを適切な出力端子の１つに転送するように適合され、これらの出力端子は、さらに適当な記憶待ち行列に結合されている。このようなソート手段は、当業者には詳しく知られているので、本明細書ではこれ以上は説明しないことにする。
【００２９】
マルチサービスネットワークでは、各ネットワーク端末に送られる許可は今や、ネットワーク端末自体の識別子だけでなく、伝送が可能なビットストリームのサービス範疇に関する識別子も含まなければならないことは明らかである。サービス範疇ごとに１つの記憶待ち行列が関連付けられるので、サービス範疇識別子は、記憶待ち行列識別子にも対応している。
【００３０】
したがって、本発明は、ネットワーク端末ごとおよび記憶待ち行列ごとに関連する許可を決定する方法、ならびにこの方法を実施するように適合された媒体アクセス制御装置に関する。この方法によれば、個々の記憶待ち行列、たとえばＯＮＵｉＱｊの待ち行列許可レートＧＲｉｊは、対応する待ち行列ＯＮＵｉＱｊに関連するパラメータの組の少くとも１つのパラメータと、もう１つの記憶待ち行列に関連する他の少くとも１つのパラメータの組の他の少くとも１つのパラメータとから決定される。この他の記憶待ち行列は、記憶待ち行列ＯＮＵｉＱｊを含むネットワーク端末ＯＮＵｉと同じネットワーク端末に含まれるものでもよいが、他のネットワーク端末、たとえばネットワーク端末ＯＮＵ１内にあってもよい。後者の場合、たとえば記憶待ち行列ＯＮＵ１Ｑｍに関連するパラメータを使って、待ち行列許可レートＧＲｉｊを決定することができる。そのネットワーク内の各記憶待ち行列に関連し、たとえば記憶待ち行列ＯＮＵｉＱｊについてはＳｉｊと呼ばれる、パラメータの組には、そのデータパケットがＯＮＵｉＱｊに格納されるビットストリームに関連するＴＣＰｉｊと呼ばれるトラフィック／接続パラメータが含まれ、さらにこの記憶待ち行列の状態ＳＴｉｊを反映するパラメータが含まれる。後者のパラメータは、単にその待ち行列が空か否か、あるいはその記憶待ち行列中で最少数のセルが使用可能かどうかを示すこともあるが、より精巧な変形形態では、特定の瞬間にこの記憶待ち行列に記憶されているパケットの量をも示すことができる。
【００３１】
記憶待ち行列ＯＮＵｉＱｊに関連するパラメータの１つ以外に、記憶待ち行列ＯＮＵ１Ｑｍのパラメータの少くとも１つが、レートＧＲｉｊに影響を与えるものと仮定する。したがってＧＲｉｊは、パラメータの組ＳｉｊのパラメータＰｉｊと、パラメータの組Ｓ１ｍのパラメータＰ１ｍとに応じる。その場合、いくつかの選択が可能である。ＰｉｊもＰ１ｍも、それぞれＴＣＰｉｊおよびＴＣＰ１ｍと呼ばれるトラフィック／接続パラメータに対応することができる。この方法のこの変形形態では、これらのトラフィック／接続パラメータは、それぞれネットワーク端末ＯＮＵｉおよびＯＮＵ１が、上流向き待ち行列要求メッセージを用いて媒体アクセス制御装置ＭＡＣに明示的に通信することができる。しかし、これらのトラフィック／接続パラメータは、既にネットワーク内の中央に存在する接続許可制御機能によって個々のビットストリームに割り当てられているので、割当て段階で既に中央局に通信済みである可能性がある。中央局ＣＳはこの場合、ネットワーク内のすべてのビットストリームまたは記憶待ち行列に関連するトラフィック／接続パラメータを記憶するように適合され、それに対してトラフィック／接続パラメータが割り当てられている、図２にＣＡＣＭと呼ばれる中央メモリを含む。媒体アクセス制御装置もこの中央局に存在しているので、この媒体アクセス制御装置は、この中央メモリに容易にアクセスして、許可レートＧＲｉｊを決定するために、ＴＣＰｉｊやＴＣＰ１ｍなど所望のパラメータを取得することができる。
【００３２】
この方法の別の変形形態では、ＰｉｊおよびＰ１ｍは、それぞれ記憶待ち行列ＯＮＵｉＱｊおよびＯＮＵ１Ｑｍの状態パラメータＳＴｉｊおよびＳＴ１ｍからなる。しかしこの情報は、対応するネットワーク端末ＯＮＵｉおよびＯＮＵ１によって、媒体アクセス制御装置に向けて上流方向に明示的に通信される。この上流向き通信は、それぞれ記憶待ち行列ＯＮＵｉＱｊに対してはＱＲＭｉｊ、記憶待ち行列ＯＮＵ１Ｑｍに対してはＱＲＭ１ｍと呼ばれる上流向き待ち行列要求メッセージを用いて行われる。この場合、それぞれの端末ＯＮＵｉおよびＯＮＵ１は、それぞれＯＮＵｉに対してはＲｉ、ＯＮＵ１に対してはＲ１と呼ばれる待ち行列要求生成手段を含んでいる。これらの待ち行列要求生成手段はそれぞれ、状態パラメータＳＴｉｊおよびＳＴ１ｍを決定して、それを上流向き待ち行列要求メッセージＱＲＭｉｊおよびＱＲＭ１ｍに組み込み、さらにそれらのメッセージを定期的インスタンスで媒体アクセス制御装置ＭＡＣに上流向き送信するように適応されている。状態パラメータは、図２のたとえば、Ｒｉと記憶待ち行列ＯＮＵｉＱ１からＯＮＵｉＱｊとの間に示した双方向リンクを用いて定期的に決定される。Ｒ１については、図面が複雑にならないように、双方向リンクが、Ｒ１とＯＮＵ１Ｑｍの間に１つだけ示してある。これらの状態パラメータは、待ち行列が空か否か、待ち行列中で最少数のセルが使用可能か否かという単なる指示からなるものでもよく、特定の時間にこの待ち行列に含まれるセルの真の量からなるものでもよい。これらの待ち行列要求メッセージが、生成され上流向きに送信される所定のインスタンスは、媒体アクセス制御装置自体によって決定され、媒体アクセス制御装置は、１つまたは複数のネットワーク端末からのこの種の要求情報の上流向き送信専用の下流向き許可を定期的に送信する。
【００３３】
このような待ち行列要求メッセージ、たとえば記憶待ち行列ＯＮＵｉＱｊの状態パラメータＳＴｉｊを含むＱＲＭｉｊ、および記憶待ち行列ＯＮＵ１Ｑｍの状態パラメータＳＴ１ｍを含むＱＲＭ１ｍは、それぞれネットワーク端末ＯＮＵｉおよびＯＮＵ１から、媒体アクセス制御装置ＭＡＣに向けて定期的に伝送される。後者はさらに、図２にＥＭで示す抽出手段を含み、これはすべてのネットワーク端末からその待ち行列要求メッセージを受け取り、それからそれぞれの記憶待ち行列に関連するパラメータを抽出するように適合されている。これらの関連パラメータはさらに、抽出手段ＥＭによって図２にＭＭで示すメモリ手段に送られる。このメモリ手段は、記憶待ち行列当たり１つの、この記憶待ち行列に関連する上流向き通信されたパラメータを記憶するための記憶位置を含んでいる。このような抽出手段およびメモリ手段の実施形態をどのようにして実現するかは、当業者には知られており、したがって本明細書ではこれ以上は説明しない。例を挙げると、図２ではメモリ手段への入力信号として働く抽出手段からの２つの出力信号、すなわち状態パラメータＳＴ１ｍとＳＴｉｊが示されている。
【００３４】
そのパラメータが、特定の瞬間に、特定の記憶待ち行列たとえばＯＮＵｉＱｊに関連する待ち行列許可レートに影響を与えている記憶待ち行列が、その特定の記憶待ち行列に関連するいわゆる記憶待ち行列群を形成している。前述の例では、ＯＮＵｉＱｊとＯＮＵ１Ｑｍが、記憶待ち行列ＯＮＵｉＱｊに関連するように群を形成している。
【００３５】
もちろん、許可レートＧＲｉｊを決定するための、いくつかのアルゴリズムが可能である。先に述べたように、ＧＲｉｊは、前記の例で述べた群の各記憶待ち行列の状態パラメータＳＴｉｊおよびＳＴ１ｍのみに基づいて決定することができ、それによってこれらの状態パラメータは、また記憶待ち行列ＯＮＵｉＱｊに関連する状態パラメータ群を構成している。この場合、一般にＧＲｉｊを計算する方法は、まず所定の基準に照らして、この群のすべての記憶待ち行列の状態パラメータの値を検査するステップを含んでいる。変形方法では、第１の状態関連パラメータは、これらの状態パラメータから、本明細書の後段で述べるように、たとえば既に生成済みの許可を既に考慮に入れることによって導出される。これらの状態関連パラメータは、媒体アクセス制御装置内の待ち行列の実際の状態をできるだけ近似して表すことを目指したものである。これらのパラメータが導入されたのは、上流向き待ち行列要求メッセージが中央局に到着するには少し時間がかかるが、同時に既に到着済みの許可が、対応する記憶待ち行列を空にさせることがあるからである。
【００３６】
こうして決定された状態関連パラメータは次いで、それをやはり単に状態パラメータを使用して副群を決定する場合と同じ所定の基準と比較することによって、副群を決定するのにも使用される。
【００３７】
この所定の基準は、たとえばその群のすべての状態パラメータまたは状態関連パラメータを、所定の値と比較することからなる。この所定の値を超えた状態パラメータまたは状態関連パラメータのみが、この方法でその後ＧＲｉｊを計算するのに使用され、それによってこれらの記憶待ち行列は、記憶待ち行列ＯＮＵｉＱｊに関連する記憶待ち行列の副群を構成する。この他に、それ自体の状態パラメータまたは状態関連パラメータＳＴｉｊを、この所定の基準に照らして検査することにより、ＯＮＵｉＱｊがそれ自体の副群に属するかどうか検査することも必要である。それ自体の状態パラメータまたは状態関連パラメータＳＴｉｊが、この所定の基準に合致しない場合、対応する待ち行列許可レートを、ゼロまたは低い所定値にし、さらには変更しないままにすることができる。所定の基準が、待ち行列が空か否かを検査することからなる場合、データパケットは伝送されないので、この方法の一変形形態では、空の待ち行列の待ち行列許可レートはゼロに決定される。空でない記憶待ち行列の場合、対応する待ち行列許可レートはさらに、過剰帯域幅をその副群のビットストリーム間で分配することにより決定される。この過剰帯域幅は、たとえば共通上流伝送リンクの所定の容量に対応し、それによってこれはたとえばその記憶待ち行列内のセルの量を比例定数として考慮することにより、アクティブビットストリーム間で分配される。
【００３８】
しかし、待ち行列許可レートを決定する他の変形方法も多数可能である。
【００３９】
待ち行列許可レートを決定するのに、状態パラメータを使用せずトラフィック／接続パラメータだけを使用する場合も、過剰帯域幅を、その群の異なる入力ビットストリームに比例分配することができる。この場合は、副群は決定されない。それによって比例係数および過剰帯域幅は、その群の個々の記憶待ち行列のトラフィック／接続パラメータに基づいて決定することができる。
【００４０】
しかし最も一般的な場合では、特定の記憶待ち行列の待ち行列許可レートを、この特定の記憶待ち行列に関連する群のすべての記憶待ち行列に関連する状態パラメータとトラフィック／接続パラメータとから決定する。したがって、そのようにこの群は、またその特定の記憶待ち行列自体をも含む。たとえば非同期受動光ネットワーク（以下ＡＰＯＮと略記）で使用されるこの方法の特定の一変形形態では、待ち行列許可レートＧＲｉｊは、ネットワーク内のすべての記憶待ち行列の関連するすべてのトラフィック／接続パラメータとすべての状態パラメータとの全体から決定される。したがって記憶待ち行列ＯＮＵｉＱｊに関連する群が、ネットワーク内のすべての複数の記憶待ち行列の全体からなる。
【００４１】
こうしたＡＰＯＮネットワーク内の許可レートＧＲｉｊを適合させるために使用する特定の１つのアルゴリズムについて、次に詳しく説明する。このアルゴリズムは、媒体アクセス制御装置ＭＡＣ内に含まれる計算手段ＡＲＣによって実行される。この媒体アクセス制御手段は、図２に示すように、前述の抽出手段ＥＭとメモリ手段ＭＭとを含み、その内でネットワーク内のすべての記憶待ち行列のそれぞれの状態パラメータがまず抽出され、次いで一時的に記憶される。図面が複雑にならないように、この図２では２つの状態パラメータＳＴｉｊおよびＳＴ１ｍと、上流向き待ち行列要求メッセージの１つを伝送済みの２つのネットワーク端末とだけを示してある。しかし、たとえば、ＡＰＯＮネットワークで使用される媒体アクセス制御装置ＭＡＣの実施形態で、全てのネットワーク端末が、それらが組み込まれた記憶行列の各々のために、上流向き待ち行列要求メッセージを送ることは、明らかである。
【００４２】
図２に示した媒体アクセス制御装置の実施形態内で、メモリ手段ＭＭは、やはり媒体アクセス制御装置に含まれるＣＭで示すカウンタ手段に結合される。このカウンタ手段ＣＭは、複数の個別カウンタから構成され、ネットワーク内の各記憶待ち行列にそれぞれ１つのカウンタが割り当てられている。これらの個別カウンタのそれぞれ、たとえばカウンタＣｉｊは入力パラメータとして、一方ではメモリ手段ＭＭから対応する記憶待ち行列ＯＮＵｉＱｊの状態パラメータを受け取り、他方では許可生成装置ＧＧｉｊが生成する制御信号ＣＳｉｊを受け取る。後者の装置については、後段でより詳しく説明する。ＡＰＯＮネットワークで使用される媒体アクセス制御装置の実施形態では、それぞれの状態パラメータＳＴｉｊが、対応する記憶待ち行列ＯＮＵｉＱｊ内に存在するセルまたはパケットの量を示している。この状態パラメータ出力信号は、メモリ位置からカウンタ手段に向けて定期的時間間隔で送信され、カウンタをこの値にリセットするのに使用される。それぞれの許可生成装置からそれぞれの制御信号を受け取ると、各カウンタは、この所定量のセルが、許可ＧＯＮＵｉＱｊの受信時に対応する記憶待ち行列ＯＮＵｉＱｊから上流向き伝送される場合には、その出力値を１または所定の値だけ減少させる。
【００４３】
しかし、新しい待ち行列要求メッセージを受け取ると、それに含まれる状態パラメータＳＴｉｊの更新値によって、カウンタはこの更新値にリセットされることになる。この機構により、対応するカウンタ出力値は、常に待ち行列ＯＮＵｉＱｊ内のセルの実際の量を、したがって任意の時点における状態パラメータの実際値を反映することを目指す。したがって、このカウンタ出力値は、その対応する記憶待ち行列の状態関連パラメータと見なされる。
【００４４】
しかし、個々のネットワーク端末から要求信号が送信され、抽出手段によって読み出される頻度に応じて、こうしたカウンタ手段を含まない媒体アクセス制御装置の実施形態も可能であることに留意する必要がある。これらの実施形態では、メモリ手段は、許可レート決定手段ＧＲＣＭに直接結合される。この許可レート決定手段については次段で説明するが、この場合、状態関連パラメータは決定されない。カウンタ手段がＭＡＣに含まれる場合、この装置を、抽出手段ＥＭに直接結合することもでき、その場合は、ＭＡＣはメモリ手段ＭＭを含まない。これらのどのケースでも、要求信号がＭＡＣに到着する頻度を考慮に入れて、この３つの装置の異なる実施形態をどのように実現できるかは当業者には明らかである。
【００４５】
個々の許可レートＧＲｉｊを計算するために、この方法を実施するように適合された媒体アクセス制御装置ＭＡＣ内に、許可レート計算手段ＧＲＣＭが含まれている。この許可レート計算手段は、計算手段ＡＲＣの一部であり、計算手段ＡＲＣは抽出手段に結合され、図２に示すような一部の実施形態では、上述のカウンタ手段ＣＭをも含む。それによって許可レート計算手段は、対応するカウンタからの出力信号を受け取るように適合され、したがってこれらの信号は、状態関連パラメータを構成する。あるいは実施形態のこのカウンタ手段が存在しない場合は、対応するメモリ装置からの出力信号を受け取るように適合され、したがってそれらの信号は状態パラメータを構成する。これらの状態パラメータまたは状態関連パラメータを、入力パラメータとして使って、許可レート計算手段は、関連する記憶待ち行列ＯＮＵｉＱｊが空でないかどうか検査するように適合されている。それによってこの許可レート計算手段は、図２にＣＶｉｊで示す対応するカウンタ出力値をゼロと比較するように適合されている。記憶待ち行列が空であった場合、この許可レート計算手段の出力信号である許可レートＧＲｉｊは、ゼロに設定される。カウンタ値ＣＶｉｊがゼロよりも大きい場合、許可レート計算手段は、さらにすべてのカウンタのすべてのカウンタ値をゼロと比較することにより、記憶待ち行列ＯＮＵｉＱｊに関連する副群を決定する。これを、カウンタＣ１ｍからＧＲＣＭに向かう接続によって図２に模式的に示す。それによって、カウンタＣ１ｍは、その出力信号ＣＶ１ｍを許可レート計算手段ＧＲＣＭに向かって送信する。図面が複雑にならないように、計算手段からカウンタ手段へ向かうこれらの出力値を要求するための制御信号は示してない。
【００４６】
空でない記憶待ち行列ＯＮＵｉＱｊでは、許可レート計算手段は次に、副群のアクティブな記憶待ち行列間で比較配分すべき過剰帯域幅を決定する。この目的で、まずその副群の記憶待ち行列にそのパケットが記憶されるビットストリームに関連するトラフィック／接続パラメータが、この方法で使用される内部パラメータに変換される。記憶待ち行列ＯＮＵｉＱｊにそのパケットが一時的に記憶されるビットストリームＢＳｉｊについては、以下の内部パラメータが内部変数として使用される。最小サービスレート（略称ＭＳＲｉｊ）とピークサービスレート（略称ＰＳＲｉｊ）とである。前述のＡＴＭフォーラム文献で示されているような、現在標準化されているトラフィック／接続パラメータ間の交換を次表に示す。
【００４７】
【表１】
0004283375.tif 000002
標準化されたＡＴＭフォーラムのトラフィック／接続パラメータと、このアルゴリズムで使用されるパラメータＭＳＲｉｊおよびＰＳＲｉｊとの間の変換表。以下の略号を使用する。
【００４８】
ＣＢＲ：一定ビットレートサービス範疇
ＶＢＲ：可変ビットレートサービス範疇
ＡＢＲ：使用可能ビットレートサービス範疇
ＵＢＲ：非指定ビットレートサービス範疇
ＰＣＲｉｊ：ビットストリームＢＳｉｊに関連するピークセルレート
ＳＣＲｉｊ：ビットストリームＢＳｉｊに関連する維持可能セルレート
ＭＣＲｉｊ：ビットストリームＢＳｉｊに関連する最小セルレート
ＢＴｉｊ：ビットストリームＢＳｉｊに関連するバースト許容範囲
ＭＳＲｉｊ：ビットストリームＢＳｉｊの最小サービスレートパラメータ
ＰＳＲｉｊ：ビットストリームＢＳｉｊのピークサービスレートパラメータ
この表は、標準化されたパラメータとこのアルゴリズムで使用される内部パラメータとの間の変換の一例を表すにすぎないことに留意されたい。他の変換方法も可能である。この変換は、計算手段ＡＲＣ内に含まれるＣＤで示す変換装置によって実行される、この変換装置は、媒体アクセス制御装置ＭＡＣもその一部分である中央局ＣＳ内に存在しＣＡＣＭで示される接続許可制御メモリから、標準化されたトラフィック／接続パラメータの値を受け取るように適合されている。これらは、記憶待ち行列ＯＮＵ１Ｑｍに関連するトラフィック／接続パラメータＴＣＰ１ｍと、記憶待ち行列ＯＮＵｉＱｊに関連するトラフィック／接続パラメータＴＣＰｉｊとによって例示される。したがってこのように、これらのトラフィック／接続パラメータは、それぞれ、ピークセルレートＰＣＲ１ｍ、ＰＣＲｉｊ、最小セルレートＭＣＲ１ｍ、ＭＣＲｉｊ、維持可能セルレートＳＣＲ１ｍ、ＳＣＲｉｊ、および現在この方法では使用されずしたがって図２には示されていないその他のものを含んでいる。
【００４９】
ＭＳＲ１ｍ、ＰＳＲ１ｍ、ＭＳＲｉｊおよびＰＳＲｉｊで示すこれらの変換済みパラメータは、次いで計算手段ＡＲＣに含まれる許可レート計算手段ＧＲＣＭに送達される。
【００５０】
許可レート計算手段はさらに、アルゴリズムの実行中に３つのグローバルパラメータ、すなわちアクティブピークサービスレート（略称ＡＰＳＲ）、アクティブ最小サービスレート（略称ＡＭＳＲ）、許容サービスレート（略称ＡＳＲ）を計算するように適合されている。ＡＳＲは、媒体アクセス制御装置の動作開始時に所定の値ＡＳＲ０に初期化され、一般にＡＳＲ０は、共通伝送リンクの上流向き容量に対応する。ＡＭＳＲとＡＰＲＳはゼロに初期化される。
【００５１】
このアルゴリズムは以下の規則を使用する。
【００５２】
【数１】
0004283375.tif 000003
ただし、ＰＳＲｋｌ、ＭＳＲｋｌは、それぞれ記憶待ち行列ＯＮＵｉＱｊに関連する副群の任意の記憶待ち行列ＯＮＵｉＱｌ（図２に示さず）のピークサービスレートおよび最小サービスレートを表す。総和は、副群の全ての記憶待ち行列について実行される。
【００５３】
【数２】
0004283375.tif 000004
ただし、Δｉｊ＝ＰＳＲｉｊ−ＭＳＲｉｊ
Δ＝ＡＰＳＲ−ＡＭＳＲ
かつＰＳＲｉｊ、ＭＳＲｉｊは、それぞれ記憶待ち行列ＯＮＵｉＱｊ内にそのパケットが一時的に記憶されるビットストリームに関連するピークサービスレートおよび最小サービスレートを表す。
【００５４】
したがって規則４は、許可レートＧＲｉｊが、２つの値のうちの最小値として決定されることを意味する。その第１の値は、関連するピークサービスレートＰＳＲｉｊであり、第２の値は、その副群のすべてのビットストリームの内での許容サービスレートＡＳＲの比例分割である。したがってこの許容サービスレートに対応する過剰帯域幅は、一般に共通伝送リンクの容量に対応する初期化値ＡＳＲ０と、この場合はすべてのアクティブビットストリームからなる、副群のすべてのビットストリームのすべての最小サービスレートの合計との差として決定される。このようにして求めたＡＳＲの値は、すべてのアクティブビットストリームのすべての最小サービスレートが使用された後に、共通伝送リンクで使用可能な残留する過剰帯域幅に対応する。次いでこの過剰帯域幅は、ＰＳＲｉｊおよびＭＳＲｉｊに関係するその取り決められたトラフィックコントラストパラメータに基づいて、すべてのアクティブビットストリームまたは記憶待ち行列の間で比例分割され、どの記憶待ち行列も任意に差別も優遇もされない。したがって公正さが得られる。
【００５５】
さらに、カウンタが更新されるとき、グローバルパラメータＡＰＳＲ、ＡＭＳＲ、ＡＳＲも更新される必要があることに留意する必要がある。このアルゴリズムは、状態関連パラメータの最新バージョンに緊密に追従するために、所定のインスタンスで実行される。したがってこのアルゴリズムは、ネットワーク端末内の待ち行列の状態にできるだけ緊密に追従する、適応アルゴリズムと見なすことができる。
【００５６】
状態関連パラメータの連続する値間の増分差が、アルゴリズムで使用される変数の決定に使用される別の実施も存在する。もちろんその他の多くのアルゴリズムも可能である。
【００５７】
簡潔にするために、図２には示してないが、計算手段ＡＲＣと接続許可制御メモリＣＡＣＭとの間、ならびにＣＭのカウンタと計算手段との間の制御および同期化のための回路が、この方法が適正に動作するには必要である。当業者なら、このような回路を実現することができる。しかし、これらの制御回路は本発明にとっては重要ではないので、本明細書ではこれ以上詳しくは論じない。
【００５８】
各アクティブ記憶待ち行列の許可レートは、同じアルゴリズムを使って決定される。この計算は、計算手段により計算手段の処理能力に応じて並列にまたは順次実行される。とはいえ、アルゴリズムの公式から、多くの計算が共用できることは明らかである。
【００５９】
許可レート計算手段はさらに、記憶待ち行列ＯＮＵ１Ｑｍに関連する許可レートＧＲ１ｍと、ＧＧで示した許可生成装置への入力信号としての、記憶待ち行列ＯＮＵｉＱｊに関連する許可レートＧＲｉｊとで例示されるそれぞれの許可レートを送達するように適合されている。この許可生成装置は、ＧＧ１ｍとＧＧｉｊなど複数の個別許可生成デバイスからなる。個々の許可生成デバイス、たとえばＧＧｉｊは、それぞれ一連の待ち行列許可メッセージを生成するように適合され、したがってこれらの待ち行列許可メッセージの連続する発生から構成されるビットストリームのレートは、ＧＲｉｊに対応する。これらのレートをこうした許可のビットストリームに変換するための原理は、当業者には知られており、したがって本明細書ではこれ以上詳しくは説明しない。
【００６０】
さらに、許可生成デバイスＧＧｉｊが各許可ＧＯＮＵｉｊを生成する際に、ＣＳｉｊで示される制御信号が、この許可生成デバイスＧＧｉｊによって生成され、許可生成デバイスの制御出力端子から対応するカウンタＣｉｊに供給される。したがって、各許可生成デバイスは、同じ記憶待ち行列に関連する、対応するカウンタの制御入力端子に結合された制御出力端子を含んでいる。許可が生成されるたびに、カウンタに送達される制御信号の値は、関連する下流向き許可の受取り後に、対応する記憶待ち行列が上流向き送信できるセルの量に等しい。したがって、１個のセルが上流向き伝送される場合は、この値は１であり、対応するカウンタがその出力値を１だけ減少させる。図２の図面が複雑にならないように、制御信号ＣＳｉｊだけを示してある。
【００６１】
このようにして決定された個々の待ち行列許可ビットストリームは、図２にＳＤで示したスケジューラ装置によってさらにスケジュールされる。このスケジューラ装置は、このｎ×ｍ個の個別ビットストリームから１つの下流向きビットストリームを生成するように適合されている。このようなスケジューラ装置の最も簡単な実施は、１つのマルチプレクサからなるものであるが、より精巧なスケジューラ装置を使用して、より複雑なスケジューリングまたは作業保存サービス規律方法を実現することもできる。それらについては、例えばＨ．Ｚｈａｎｇの文献「Service Disciplines for Guaranteed Performance Service in Packet-Switching Networks」、Proceedings of the IEEE、83 (10)、1995年10月に記載されている。その５〜９ページに、こうした一連の作業保存サービス規律が論じられている。これらのスケジューラ手段はさらに、複数のステージからなり、最初のステージが、ｎ×ｍ個の待ち行列許可ビットストリームを、サービス範疇ごとに１つずつｍ個の待ち行列にスケジュールし、次いでこのｍ個の待ち行列からのビットストリームを、許可の１つのグローバル下流向きビットストリームＢＳＧに多重化するスケジューラ装置を含むこともできる。
【００６２】
許可の下流向きビットストリームＢＳＧは、今や待ち行列許可の連続する発行を含んでいるので、各ネットワーク端末はまた、許可ビットストリームから、このネットワーク端末に含まれる記憶待ち行列に関連するそれぞれの待ち行列許可を決定するようにさらに適合されていることに留意すべきである。この目的のために、これらのネットワーク端末のそれぞれに、図２にネットワーク端末ＯＮＵｉについてＤＭｉで示した検出手段が含まれている。この図が複雑にならないように、この検出手段の入力信号も出力信号も示してない。この検出手段は、許可ビットストリームを受け取り、それからＯＮＵｉ内のそれぞれの記憶待ち行列に関連する待ち行列許可を抽出し、このような待ち行列許可の検出時に、対応する記憶待ち行列に向けて対応する制御信号を生成するように適合されており、それによってこの記憶待ち行列が、所定量のパケットを中央局ＣＳに向けて上流向き伝送できるようにする。このような検出手段も当業者には知られているので、本明細書中ではこれ以上詳しい実施形態は説明しない。
【００６３】
ＡＰＯＮネットワーク用の媒体アクセス制御方法および制御装置について説明してきたが、それらはハイブリッドファイバ同軸ネットワーク、衛星ネットワークなど時分割多重化に基づくどのネットワークにも使用できる。
【００６４】
以上、本発明の原理を特定の装置に関して説明してきたが、この説明は特許請求の範囲に規定する本発明の範囲を限定するものではなく例として示したものにすぎないことをはっきり理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される通信ネットワークの概略図である。
【図２】図１のネットワーク端末ＯＮＵｉおよびＯＮＵ１、ならびに本発明による媒体アクセス制御装置を含む同図の中央局ＣＳの概略構成図である。
【符号の説明】
ＡＲＣ  計算手段
ＣＳ  中央局
ＥＭ  抽出手段
Ｌ  共通伝送リンク
Ｌｉ  個別ネットワーク端末リンク
ＭＡＣ  媒体アクセス制御装置
ＯＮＵｉ、ＯＮＵ１  ネットワーク端末
ＯＮＵｉＱｊ  記憶待ち行列
【図１】
0004283375.tif 000005
【図２】
0004283375.tif 000006