(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
データを送信する第１の装置から出力されるデータを伝送するコネクションに対して帯域を割り当てるとともに、送出可能なデータ量の上限値を規定して、データを受信する第２の装置からの送達確認の到着前に送出データ量を制御する帯域割当回路において、
前記第１の装置から前記第２の装置までのデータ伝送経路における往復遅延時間を特定し、
該当するコネクションに対する帯域割当対象のデータ入力が途切れた時間を検出し、
前記コネクションにデータが入力されてから前記往復遅延時間が経過した時点で
前記コネクションに帯域割当対象のデータが入力されると予測する帯域予測手段
を設けたことを特徴とする帯域割当回路。
【請求項２】
データを送信する第１の装置から出力されるデータを伝送するコネクションに対して帯域を割り当てるとともに、送出可能なデータ量の上限値を規定して、データを受信する第２の装置からの送達確認の到着前に送出データ量を制御する帯域割当回路において、
前記第１の装置から前記第２の装置までのデータ伝送経路における往復遅延時間を特定し、前記コネクションに帯域割当対象のデータが入力された時間から、少なくとも前記往復遅延時間を経過するまでは、
実際のデータ入力の有無とは無関係に帯域割当対象のデータが継続的に入力されると予測するとともに、
前記第１の装置がデータを送出してからそのデータに対する前記第２の装置からの送達確認が前記第１の装置に到着するまでの実測値を取得し、前記送達確認の到着前に送出可能なデータ量の上限値を前記コネクションに割り当てられた帯域の大きさで除して得られた値を前記実測値から減算した結果を前記往復遅延時間として利用する
帯域予測手段
を設けたことを特徴とする帯域割当回路。
【請求項３】
データを送信する第１の装置から出力されるデータを伝送するコネクションに対して帯域を割り当てるとともに、送出可能なデータ量の上限値を規定して、データを受信する第２の装置からの送達確認の到着前に送出データ量を制御する帯域割当回路において、
前記第１の装置から前記第２の装置までのデータ伝送経路における往復遅延時間を特定し、前記コネクションに帯域割当対象のデータが入力された時間から、少なくとも前記往復遅延時間を経過するまでは、
実際のデータ入力の有無とは無関係に帯域割当対象のデータが継続的に入力されると予測するとともに、
前記第１の装置がデータを送出してからそのデータに対する前記第２の装置からの送達確認が前記第１の装置に到着するまでの時間を測定する遅延時間測定手段と、
前記送達確認の到着前に送出可能なデータ量の上限値を前記コネクションに割り当てられた帯域の大きさで除して得られた値を前記遅延時間測定手段の測定した実測値から減算する減算手段と
を備え、前記減算手段の算出値を前記往復遅延時間として利用する
帯域予測手段
を設けたことを特徴とする帯域割当回路。
【請求項４】
データを送信する第１の装置から出力されるデータを伝送するコネクションに対して帯域を割り当てるとともに、送出可能なデータ量の上限値を規定して、データを受信する第２の装置からの送達確認の到着前に送出データ量を制御する帯域割当回路において、
前記第１の装置から前記第２の装置までのデータ伝送経路における往復遅延時間を特定し、前記コネクションに帯域割当対象のデータが入力された時間から、少なくとも前記往復遅延時間を経過するまでは、
実際のデータ入力の有無とは無関係に帯域割当対象のデータが継続的に入力されると予測するとともに、
前記コネクションに対するデータ入力が休止した時間を休止時間として特定し、前記送達確認の到着前に送出可能なデータ量の上限値を前記コネクションに割り当てられた帯域の大きさで除して得られた値を前記休止時間に加算した結果を前記往復遅延時間として利用する
帯域予測手段
を設けたことを特徴とする帯域割当回路。
【請求項５】
データを送信する第１の装置から出力されるデータを伝送するコネクションに対して帯域を割り当てるとともに、送出可能なデータ量の上限値を規定して、データを受信する第２の装置からの送達確認の到着前に送出データ量を制御する帯域割当回路において、
前記第１の装置から前記第２の装置までのデータ伝送経路における往復遅延時間を特定し、前記コネクションに帯域割当対象のデータが入力された時間から、少なくとも前記往復遅延時間を経過するまでは、
実際のデータ入力の有無とは無関係に帯域割当対象のデータが継続的に入力されると予測するとともに、
前記コネクションがデータ伝送に用いる帯域が減少した時間を監視する監視手段と、
前記送達確認が到着していないデータ量の上限値を前記コネクションに割り当てられた帯域で除して得られた値を、前記監視手段が帯域の減少を検出した時間に加算する加算手段と
を備え、前記加算手段の算出値を前記往復遅延時間として利用する
帯域予測手段
を設けたことを特徴とする帯域割当回路。
【請求項６】
データを送信する第１の装置から出力されるデータを伝送するコネクションに対して帯域を割り当てるとともに、送出可能なデータ量の上限値を規定して、データを受信する第２の装置からの送達確認の到着前に送出データ量を制御する帯域割当回路において、
前記第１の装置から前記第２の装置までのデータ伝送経路における往復遅延時間を特定し、前記コネクションに帯域割当対象のデータが入力された時間から、少なくとも前記往復遅延時間を経過するまでは、
実際のデータ入力の有無とは無関係に帯域割当対象のデータが継続的に入力されると予測する帯域予測手段を有し、
ＡＢＲコネクションに帯域を割り当てる場合に、前記コネクションで伝達されるＲＭセルの頻度が前記帯域予測手段の予測する頻度になるようにＲＭセルを挿入するか、もしくはＲＭセルに含まれるＡＣＲ値を前記帯域予測手段の予測する帯域に書き換えるＲＭ調整手段
を設けたことを特徴とする帯域割当回路。
【請求項７】
データを送信する第１の装置から出力されるデータを伝送するコネクションに対して帯域を割り当てるとともに、送出可能なデータ量の上限値を規定して、データを受信する第２の装置からの送達確認の到着前に送出データ量を制御する帯域割当回路において、
前記第１の装置から前記第２の装置までのデータ伝送経路における往復遅延時間を特定し、前記コネクションに対する帯域割当対象のデータ入力が途切れた時間又は前記コネクションに未伝送の帯域割当対象のデータがなくなった時間から、少なくとも前記往復遅延時間を経過するまでは、
実際のデータ入力の有無とは無関係に
該当するコネクションに対する帯域割当対象のデータ入力が途切れた時間を検出し、前記コネクションにデータが入力されてから前記往復遅延時間が経過した時点で前記コネクションに帯域割当対象のデータが入力されると予測する帯域予測手段
を設けたことを特徴とする帯域割当回路。
【請求項８】
データを送信する第１の装置から出力されるデータを伝送するコネクションに対して帯域を割り当てるとともに、送出可能なデータ量の上限値を規定して、データを受信する第２の装置からの送達確認の到着前に送出データ量を制御する帯域割当回路において、
前記第１の装置から前記第２の装置までのデータ伝送経路における往復遅延時間を特定し、前記コネクションに対する帯域割当対象のデータ入力が途切れた時間又は前記コネクションに未伝送の帯域割当対象のデータがなくなった時間から、少なくとも前記往復遅延時間を経過するまでは、
実際のデータ入力の有無とは無関係に帯域割当対象のデータが継続的に入力されると予測するとともに、
前記第１の装置がデータを送出してからそのデータに対する前記第２の装置からの送達確認が前記第１の装置に到着するまでの実測値を取得し、前記送達確認の到着前に送出可能なデータ量の上限値を前記コネクションに割り当てられた帯域の大きさで除して得られた値を前記実測値から減算した結果を前記往復遅延時間として利用する
帯域予測手段
を設けたことを特徴とする帯域割当回路。
【請求項９】
データを送信する第１の装置から出力されるデータを伝送するコネクションに対して帯域を割り当てるとともに、送出可能なデータ量の上限値を規定して、データを受信する第２の装置からの送達確認の到着前に送出データ量を制御する帯域割当回路において、
前記第１の装置から前記第２の装置までのデータ伝送経路における往復遅延時間を特定し、前記コネクションに対する帯域割当対象のデータ入力が途切れた時間又は前記コネクションに未伝送の帯域割当対象のデータがなくなった時間から、少なくとも前記往復遅延時間を経過するまでは、
実際のデータ入力の有無とは無関係に帯域割当対象のデータが継続的に入力されると予測するとともに、
前記第１の装置がデータを送出してからそのデータに対する前記第２の装置からの送達確認が前記第１の装置に到着するまでの時間を測定する遅延時間測定手段と、
前記送達確認の到着前に送出可能なデータ量の上限値を前記コネクションに割り当てられた帯域の大きさで除して得られた値を前記遅延時間測定手段の測定した実測値から減算する減算手段と
を備え、前記減算手段の算出値を前記往復遅延時間として利用する
帯域予測手段
を設けたことを特徴とする帯域割当回路。
【請求項１０】
データを送信する第１の装置から出力されるデータを伝送するコネクションに対して帯域を割り当てるとともに、送出可能なデータ量の上限値を規定して、データを受信する第２の装置からの送達確認の到着前に送出データ量を制御する帯域割当回路において、
前記第１の装置から前記第２の装置までのデータ伝送経路における往復遅延時間を特定し、前記コネクションに対する帯域割当対象のデータ入力が途切れた時間又は前記コネクションに未伝送の帯域割当対象のデータがなくなった時間から、少なくとも前記往復遅延時間を経過するまでは、
実際のデータ入力の有無とは無関係に帯域割当対象のデータが継続的に入力されると予測するとともに、
前記コネクションに対するデータ入力が休止した時間を休止時間として特定し、前記送達確認の到着前に送出可能なデータ量の上限値を前記コネクションに割り当てられた帯域の大きさで除して得られた値を前記休止時間に加算した結果を前記往復遅延時間として利用する
帯域予測手段
を設けたことを特徴とする帯域割当回路。
【請求項１１】
データを送信する第１の装置から出力されるデータを伝送するコネクションに対して帯域を割り当てるとともに、送出可能なデータ量の上限値を規定して、データを受信する第２の装置からの送達確認の到着前に送出データ量を制御する帯域割当回路において、
前記第１の装置から前記第２の装置までのデータ伝送経路における往復遅延時間を特定し、前記コネクションに対する帯域割当対象のデータ入力が途切れた時間又は前記コネクションに未伝送の帯域割当対象のデータがなくなった時間から、少なくとも前記往復遅延時間を経過するまでは、
実際のデータ入力の有無とは無関係に帯域割当対象のデータが継続的に入力されると予測するとともに、
前記コネクションがデータ伝送に用いる帯域が減少した時間を監視する監視手段と、
前記送達確認が到着していないデータ量の上限値を前記コネクションに割り当てられた帯域で除して得られた値を、前記監視手段が帯域の減少を検出した時間に加算する加算手段と
を備え、前記加算手段の算出値を前記往復遅延時間として利用する
帯域予測手段
を設けたことを特徴とする帯域割当回路。
【請求項１２】
データを送信する第１の装置から出力されるデータを伝送するコネクションに対して帯域を割り当てるとともに、送出可能なデータ量の上限値を規定して、データを受信する第２の装置からの送達確認の到着前に送出データ量を制御する帯域割当回路において、
前記第１の装置から前記第２の装置までのデータ伝送経路における往復遅延時間を特定し、前記コネクションに対する帯域割当対象のデータ入力が途切れた時間又は前記コネクションに未伝送の帯域割当対象のデータがなくなった時間から、少なくとも前記往復遅延時間を経過するまでは、
実際のデータ入力の有無とは無関係に帯域割当対象のデータが継続的に入力されると予測する帯域予測手段を有し、
ＡＢＲコネクションに帯域を割り当てる場合に、前記コネクションで伝達されるＲＭセルの頻度が前記帯域予測手段の予測する頻度になるようにＲＭセルを挿入するか、もしくはＲＭセルに含まれるＡＣＲ値を前記帯域予測手段の予測する帯域に書き換えるＲＭ調整手段
を設けたことを特徴とする帯域割当回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばＩＴＵ−Ｔ勧告草案Ｇ．９８３．ＤＢＡに記載されたＤＢＡ（Dynamic Bandwidth Assignment：動的帯域割当）対応のＢ−ＰＯＮ（Broadband Passive Optical Network）又は「ATM Forum Traffic Management 4.1」に記載されたＡＢＲ（Available Bit Rate）コネクションを収容する装置において帯域を動的に分配するために用いられる帯域割当回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＴＣＰ（Transmission Control Protocol）／ＩＰ（Internet Protocol）でデータを転送する場合には、データを受信する装置からの送達確認の到着前に、送出可能なデータ量の上限値を規定し、送出データ量を制御する。これはウインドゥ制御と呼ばれている。
【０００３】
このようなＴＣＰ／ＩＰデータを収容するコネクションに対して帯域を割り当てる方式としては、ＡＴＭ（Asynchronous Transfer Mode：非同期転送モード）におけるＡＢＲ（セルレベルのレート制御）やＢ−ＰＯＮ ＤＢＡ（セルレベルの動的帯域割当）が知られている。このような帯域割当では、コネクションの要する帯域に応じて、各コネクションに動的に帯域を割り当てる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＴＣＰ／ＩＰデータのウインドゥ制御と連動せずにデータを伝送するコネクションの帯域を動的に変更する場合には、ＴＣＰ／ＩＰの制御による送出データ量の制御とコネクションのセルレベルでの帯域制御とが非同期で実施されるので、結果としてＴＣＰ／ＩＰデータのスループットが劣化するという問題がある。具体例を次に示す。
【０００５】
この種の帯域割当制御においては、所要帯域あるいは割当対象のデータ量に応じて帯域を割り当てる。
図１１に示すタイムチャートを参照して説明する。図１１の（ａ）は割当遅延が無い場合を示し、図１１の（ｂ）は割当遅延が発生する場合を示している。
ウインドゥフロー制御を行う場合、帯域割当回路が割り当てる帯域について、送出したデータに対する到着確認応答ＡＣＫ（Acknowledgement）が戻ってくる前に送出できる最大の情報量はウインドゥサイズＷＮＤとして規定される。また、データ送出装置がデータを送出し始めてからそのデータが前記データ送出装置と対向するデータ受信装置に到着し、ＡＣＫが戻ってくるまでに要する時間はラウンドトリップタイムＲＴＴとしてとして表される。
【０００６】
なお、データ送出装置とはユーザのＣＰＥ（Customer Premise Equipment）、すなわちユーザ機器であるコンピュータやサーバを表し、データ受信装置とはユーザのＣＰＥ又はＩＳＰ等のサーバを表す。
帯域割当回路がコネクションに割り当てる帯域が（ＷＮＤ／ＲＴＴ）よりも大きい場合には、データ送出装置であるＣＰＥはウインドゥフロー制御によりデータ送出を抑制する。
【０００７】
このような抑制が発生する場合に、割当遅延が生じる場合には、割当要求が発生した後、割当遅延時間を経過してから帯域割当が実施されるので、図１１の（ｂ）に示すように割当遅延の影響が発生する。
【０００８】
このような従来例において、帯域割当回路が帯域を割り当てていないコネクションに対して帯域を割り当てるまでの割当遅延時間をＴｄ、帯域割当回路がコネクションに対して割り当てる帯域をＭＡＢとし、ファイルサイズがＦのファイルのデータを転送する時間によってスループットを表す場合を想定する。
また、簡易化のために（Ｆ＝（ｎ×ＷＮＤ））とする。ここで、ｎはウインドゥ制御によってＷＮＤ分のデータを転送する回数とする。この場合、従来例におけるスループットは次式で近似的に表される。
【０００９】
スループット＝(k／n)×WND／(Td＋RTT)＋((n-k)／n)×WND／RTT  ・・・・(1)
ここで、ｋはトラヒック導通がウインドゥ制御によって０になったため帯域割当回路がコネクションへの割当帯域を０として再度割当を開始した回数を表す。
従来の帯域割当制御を行う場合には、導通帯域が０になった原因がウインドゥ制御によりトラヒック送出が抑制された場合であっても、割当帯域が０になる。従って、前記第(1)式で表されるスループットがＭＡＢに比べて小さい場合に、ｋをｎとみなせるため、割当遅延が無い場合と比べてスループットが（RTT／（Td＋RTT））の比で劣化する。
【００１０】
すなわち、スループットは図１２に示すように変化する。図１２において、スループットは（Ｔｄ＝０）における値を基準にして正規化して表してある。
本発明は、ウインドゥ制御などによって送出帯域が抑制される場合のスループットを改善することが可能な帯域割当回路を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１の帯域割当回路は、データを送信する第１の装置から出力されるデータを伝送するコネクションに対して帯域を割り当てるとともに、送出可能なデータ量の上限値を規定して、データを受信する第２の装置からの送達確認の到着前に送出データ量を制御する帯域割当回路において、前記第１の装置から前記第２の装置までのデータ伝送経路における往復遅延時間を特定し、前記コネクションに帯域割当対象のデータが入力された時間から、少なくとも前記往復遅延時間を経過するまでは、実際のデータ入力の有無とは無関係に帯域割当対象のデータが継続的に入力されると予測する帯域予測手段を設けたことを特徴とする。
【００１２】
請求項１では、ウインドゥ制御によって送出帯域が抑制された場合でも、その抑制制御に相当する時間だけ継続して、コネクションの所要帯域を余分に予測する。このため、ウインドゥ制御による送出抑制がある状況下での割当帯域が０にならないので、新たな割当遅延が加わることなく帯域を割り当てることができる。すなわち、ウインドゥ制御されるトラヒックのスループットが改善される。
【００１３】
請求項２の帯域割当回路は、データを送信する第１の装置から出力されるデータを伝送するコネクションに対して帯域を割り当てるとともに、送出可能なデータ量の上限値を規定して、データを受信する第２の装置からの送達確認の到着前に送出データ量を制御する帯域割当回路において、前記第１の装置から前記第２の装置までのデータ伝送経路における往復遅延時間を特定し、前記コネクションに対する帯域割当対象のデータ入力が途切れた時間又は前記コネクションに未伝送の帯域割当対象のデータがなくなった時間から、少なくとも前記往復遅延時間を経過するまでは、実際のデータ入力の有無とは無関係に帯域割当対象のデータが継続的に入力されると予測する帯域予測手段を設けたことを特徴とする。
【００１４】
請求項２では、ウインドゥ制御によって送出帯域が抑制された場合でも、その抑制制御に相当する時間だけ継続して、コネクションの所要帯域を余分に予測するので、ウインドゥ制御の干渉を受けることなく帯域を割り当てることができる。すなわち、ウインドゥ制御されるトラヒックのスループットが改善される。
請求項３は、請求項１又は請求項２の帯域割当回路において、前記帯域予測手段は、データが継続的に入力されると予測する代わりに、該当するコネクションに対する帯域割当対象のデータが入力してから前記往復遅延時間が経過した時点で前記コネクションに帯域割当対象のデータが入力されると予測することを特徴とする。
【００１５】
請求項３では、ウインドゥ制御によって送出帯域が抑制された場合でも、送出帯域の抑制終了時間に所要帯域が増加すると予測するので、ウインドゥ制御の干渉を受けることなく帯域を割り当てることができる。また、所要帯域が必要以上に増えるのを防止できるので、無効な割当帯域が減少し、帯域の利用効率が改善される。
【００１６】
請求項４は、請求項１又は請求項２の帯域割当回路において、前記帯域予測手段は、前記第１の装置がデータを送出してからそのデータに対する前記第２の装置からの送達確認が前記第１の装置に到着するまでの実測値を取得し、前記送達確認の到着前に送出可能なデータ量の上限値を前記コネクションに割り当てられた帯域の大きさで除して得られた値を前記実測値から減算した結果を前記往復遅延時間として利用することを特徴とする。
【００１７】
請求項４では、実測値に基づいて往復遅延時間を算出するので、往復遅延時間が変動する場合や不明な場合であっても適用できる。
請求項５は、請求項１又は請求項２の帯域割当回路において、前記帯域予測手段は、前記第１の装置がデータを送出してからそのデータに対する前記第２の装置からの送達確認が前記第１の装置に到着するまでの時間を測定する遅延時間測定手段と、前記送達確認の到着前に送出可能なデータ量の上限値を前記コネクションに割り当てられた帯域の大きさで除して得られた値を前記遅延時間測定手段の測定した実測値から減算する減算手段とを備え、前記減算手段の算出値を前記往復遅延時間として利用することを特徴とする。
【００１８】
請求項５では、実測値に基づいて往復遅延時間を算出するので、往復遅延時間が変動する場合や不明な場合であっても実施できる。
請求項６は、請求項１又は請求項２の帯域割当回路において、前記帯域予測手段は、前記コネクションに対するデータ入力が休止した時間を休止時間として特定し、前記送達確認の到着前に送出可能なデータ量の上限値を前記コネクションに割り当てられた帯域の大きさで除して得られた値を前記休止時間に加算した結果を前記往復遅延時間として利用することを特徴とする。
【００１９】
請求項６は、往復遅延時間が不明な場合であっても実施できる。
請求項７は、請求項１又は請求項２の帯域割当回路において、前記帯域予測手段は、前記コネクションがデータ伝送に用いる帯域が減少した時間を監視する監視手段と、前記送達確認が到着していないデータ量の上限値を前記コネクションに割り当てられた帯域で除して得られた値を、前記監視手段が帯域の減少を検出した時間に加算する加算手段とを備え、前記加算手段の算出値を前記往復遅延時間として利用することを特徴とする。
【００２０】
請求項７は、往復遅延時間が不明な場合であっても実施できる。また、ＯＳＩ（開放型システム間相互接続）で規定されるレイヤ間を跨ぐことなく往復遅延時間を算出できるので、処理が容易になる。
請求項８は、請求項１又は請求項２の帯域割当回路において、ＡＢＲコネクションに帯域を割り当てる場合に、前記コネクションで伝達されるＲＭセルの頻度が前記帯域予測手段の予測する頻度になるようにＲＭセルを挿入するか、もしくはＲＭセルに含まれるＡＣＲ値を前記帯域予測手段の予測する帯域に書き換えるＲＭ調整手段を更に設けたことを特徴とする。
【００２１】
請求項８では、ＡＢＲコネクションに帯域を割り当てる場合でも、ウインドゥ制御の干渉を受けることなく帯域を割り当てることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
本発明の帯域割当回路の１つの実施の形態について、図１，図２，図６及び図１０を参照して説明する。この形態は請求項１に対応する。
【００２３】
図１はこの形態における動作例（１）を示すフローチャートである。図２はこの形態における動作例（２）を示すフローチャートである。図６はこの形態の帯域割当回路の構成を示すブロック図である。図１０は本発明の動作例を示すタイムチャートである。
この形態では、請求項１の帯域予測手段は帯域予測部１２に相当する。
【００２４】
なお、この形態の帯域割当回路は、例えばＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．９８３．４のシステムのＯＬＴなどに適用できる。
図１に示す帯域割当回路１０は、時間保持部１１，帯域予測部１２及び割当制御部１３を備えている。
割当制御部１３は、帯域予測部１２の予測した予測帯域に応じてコネクションに帯域を割り当てる。
【００２５】
ここで、コネクションとはＯＳＩ（開放型システム間相互接続）で用いる論理的通信路であるところのコネクション又はパス、ＡＴＭ（Asynchronous Transfer Mode：非同期転送モード）でのＶＰ（Virtual Path）、ＶＣ（Virtual Connection）、Ｂ−ＰＯＮ（Broadband Passive Optical Network）でのＴ−ＣＯＮＴ（Transmission Container）を含む。
【００２６】
時間保持部１１は、コネクションに対して割当制御部１３が帯域割当を開始した時間又は帯域割当対象のデータが入力した時間を検出して保持する。
帯域予測部１２は、コネクションに対するデータ入力や帯域割当要求に基づいて割当制御部１３が割り当てるべき帯域の大きさを予測する。また、この形態では次のような予測を行う。
【００２７】
すなわち、帯域予測部１２は時間保持部１１の保持する時間に基づき、コネクションへのデータ入力が休止した場合でも、実際の帯域割当対象のデータ入力の有無とは無関係に、往復遅延時間以上の時間は、継続的に帯域割当対象のデータが入力すると予測する。
帯域の割当や予測は一定の帯域割当周期の期間毎に繰り返される。
【００２８】
この形態の帯域割当回路１０の動作例について、図１を参照して説明する。この例では、帯域割当周期の（ｊ＋１）番目の期間における割当帯域Alloc(j+1)を先行するｊ番目の期間以前での割当帯域を用いて予測する場合を想定している。
ステップＳ１１では、（ｊ−１）番目の期間における割当帯域Alloc(j-1)が０で、かつｊ番目の期間における割当帯域Alloc(j)が０以外に変化したか否かを識別する。
【００２９】
ステップＳ１１の条件を満たす場合には、その周期の時間を表す番号ｊを、０以外の帯域割当を開始した時間として、ステップＳ１２で変数Start.allocに代入する。
ステップＳ１３では、０以外の帯域割当を開始した時間（Start.alloc）から所定時間T.reserve1以上継続して０以外の帯域割当をしているか否かを識別する。
【００３０】
ステップＳ１３の条件を満たす場合には、ＲＴＴ以上の時間継続して０以外の帯域割当をしていることになる。この場合にはステップＳ１４で（Alloc(j+1)≧０）とみなす。すなわち、割り当てる帯域に制限を加えない。
ステップＳ１３の条件を満たさない場合には、ステップＳ１５で割当帯域の下限値を規定する。
【００３１】
ステップＳ１６では、ステップＳ１４又はＳ１５の内容に従って帯域割当周期の（ｊ＋１）番目の期間に割り当てる帯域を予測する。
ここで、所定時間T.reserve1については、データを送出する装置がウインドゥフロー制御に用いるＲＴＴ以上の値に定める。実際のT.reserve1としては、予め定めた定数を割り当てるか、もしくはＴＣＰ／ＩＰで許容されるＲＴＴの揺らぎを考慮して次のいずれかの計算式から決定することができる。
【００３２】
T.reserve1(j)＝2×(α×T.reserve1(j-1)+(1−α)×RTT(j))  ・・・（２）
α：０．９
T.reserve1(j)＝Ａ(j)＋ｋ×Ｄ(j)                          ・・・（３）
Ａ(j)＝Ａ(j-1)＋ｇ×Ｅ(j)
Ｄ(j)＝Ｄ(j-1)＋ｈ×(｜Ｅ(j)｜−Ｄ(j-1))
Ｅ(j)＝ＲＴＴ(j)−Ａ(j-1)
Ａ(j)：平滑化されたＲＴＴの平均値
Ｄ(j)：平滑化された平均偏差
Ｅ(j)：実際の測定値と現在のＲＴＴ評価値との差
ｋ：４
ｇ：１／８
ｈ：１／４
Ａ(0)：０
Ｅ(0)：０
Ｄ(0)：３秒
T.reserve1(1)＝４Ｄ(1)−ｇ×ＲＴＴ(1)
T.reserve1(2)＝２Ｄ
なお、T.reserve1(j)の値が帯域割当周期の整数倍にならない場合には、切り上げにすればよい。
【００３３】
帯域の下限値BW.constについては、データ送出装置におけるウインドゥサイズＷＮＤをＲＴＴで除した値とするのが妥当である。また、簡易化のためには過去に予測した０以外の帯域で置き換えても良い。更に、簡易化する場合には無効な割当帯域が増大するのは望ましくないが、データ送出装置におけるウインドゥサイズＷＮＤを帯域割当周期で除した帯域としても良い。
【００３４】
また、図２に示すような動作に変更しても良い。図２の例では、コネクションの使用帯域（recv.data(j-1)）やコネクションの所要帯域（que(j-1)）を用いて、先行する使用帯域と申告値との和を帯域割当周期の（ｊ＋１）番目の期間における割当帯域Alloc(j+1)として次のように予測する。
Alloc(j+1)＝max(recv.data(j-1)+que(j-1),γ)          ・・・（４）
Alloc(j+1)：周期(ｊ)で予測した周期(ｊ＋１)での所要帯域
recv.data(j-1)：周期(ｊ−１)でのコネクションの使用帯域
que(j-1)：周期(ｊ−１)での申告されたコネクションの所要帯域
γ：帯域を予測するときの下限値
この形態では、帯域割当を開始した後、所定の時間が経過するまでは０以外の割当を継続する。所定の時間とは、データ送出装置（ユーザのＣＰＥ又はＩＳＰ等のサーバ）がデータを送出し始めてから、そのデータが相手のデータ受信装置に到着し、データ受信装置からの到着確認応答（ＡＣＫ）がデータ送出装置に戻ってくるまでの時間（ＲＴＴ）が経過するまでの時間である。
【００３５】
帯域割当回路がコネクションに割り当てる帯域がＡＣＫが戻ってこないうちに送出できる最大の情報量はウインドゥサイズＷＮＤである。帯域割当回路が割り当てる帯域が、（ＷＮＤ／ＲＴＴ）よりも大きい場合には、データ送出装置であるＣＰＥはウインドゥフロー制御によりデータ送出を抑制する。
このような抑制が発生する条件では、割当要求が発生してから実際の帯域割当が行われるまでに割当遅延が発生すると、図１１（ｂ）に示す状態になりスループットが低下する。
【００３６】
しかし、この形態では、一端帯域割当が開始されると、ＣＰＥがデータ送出を抑制する可能性のある時間、すなわちＲＴＴ以上の間は帯域割当を継続するので、図１０（ｂ）に示すように最初の割当遅延時間（Ｔｄ）以外は遅延が生じないので、遅延時間が累積することはなく、スループットが改善される。なお、図１０（ａ）は割当遅延が発生しない場合を表している。
【００３７】
つまり、ウインドゥ制御による送出抑制の時間以上の時間は継続して余分に帯域を予測するので、データ入力が無くなった場合でも割当帯域が０以上になり、前述の第(1)式において割当遅延の発生するウインドゥが１（ｋ＝１）になるためスループットの劣化が防止される。
（第２の実施の形態）
本発明の帯域割当回路の１つの実施の形態について、図３及び図４を参照して説明する。この形態は請求項３に対応する。
【００３８】
図３は、この形態における動作例（１）を示すフローチャートである。図４は、この形態における動作例（２）を示すフローチャートである。
この形態は第１の実施の形態の変形例である。帯域割当回路１０の構成については図６と同じものを想定している。この形態で変更された部分は帯域予測部１２の動作である。第１の実施の形態と同じ部分については、以下の説明を省略する。
【００３９】
前記第１の実施の形態では、帯域予測部１２はコネクションに入力するデータがウインドゥフロー制御による送出抑制の時間以上の間継続してデータが入力すると予測しているが、それの代わりにこの形態では次のような予測を行う。
すなわち、最後にコネクションに帯域割当対象のデータが入力した時間から往復遅延時間が経過した時点で、そのコネクションに帯域割当対象のデータが入力すると予測する。往復遅延時間とは、データ送出装置がデータを送出してからデータ受信装置からの送達確認がデータ送出装置に到着するまでの経路の往復に要する時間である。
【００４０】
この形態の動作例について、図３を参照して説明する。この例では、帯域割当周期の（ｊ＋１）番目の期間における割当帯域Alloc(j+1)を、先行するｊ番目の周期以前での割当帯域を用いて予測する場合を想定している。
図１の場合と同様に、ステップＳ１１では、（ｊ−１）番目の期間における割当帯域Alloc(j-1)が０で、かつｊ番目の期間における割当帯域Alloc(j)が０以外に変化したか否かを識別する。
【００４１】
ステップＳ１１の条件を満たす場合には、その周期の時間を表す番号ｊを、０以外の帯域割当を開始した時間として、ステップＳ１２で変数Start.allocに代入する。
【００４２】
ステップＳ３１では、０以外の帯域割当を開始した周期（Start.alloc）から０以外の帯域割当を再開すべき時間に到達していないか判別する。
ステップＳ３１の条件を満たさない場合、すなわち０以外の帯域割当を再開すべき時間に到達していない場合には、更にステップＳ３２で０以外の帯域割当の再開を終了すべき時間を超えていないか判別する。
【００４３】
ステップＳ３１，Ｓ３２の両方の条件を満たさない場合、すなわち０以外の帯域割当を再開すべき時間以上で、かつ再開を終了すべき時間以下である場合には、０以外の帯域割当を再開している期間と判別する。そして、ステップＳ１５で割当帯域の下限値（BW.const）を規定する。
それ以外の場合には、ステップＳ１４に進むので割当帯域には制限を加えない。ステップＳ１６では、ステップＳ１４又はＳ１５の内容に従って、（ｊ＋１）番目の期間における割当帯域Alloc(j+1)を予測する。
【００４４】
ここで、０以外の帯域割当を再開すべき時間及び再開を終了すべき時間を決定する変数（T.reserve2, T.reserve3）の値については、データ送出装置がウインドゥフロー制御に用いるＲＴＴを用いて次式により算出する。
T.reserve2＝［Ａ(j)＋ｋ×Ｄ(j)］＋T.unit
T.reserve3＝［Ａ(j)−ｋ×Ｄ(j)］
ここで、ＲＴＴの計算には前記第(3)式を用いる。
【００４５】
［Ａ］：Ａの整数部分を表すガウスの記号
T.unit：帯域割当周期
ここでは、ＲＴＴを帯域割当周期の長さで表現できず、かつ実際のＲＴＴに揺らぎがあることを想定した。ＲＴＴに揺らぎが無く、偏差の影響が無視できる場合には、次式のように簡略化することもできる。
【００４６】
T.reserve2＝［T.reserve1］
T.reserve3＝［T.reserve1］＋T.unit
更に、周期ｊの時間間隔でＲＴＴが表現できる場合には次式のように更に簡略化できる。
T.reserve1＝T.reserve2＝T.reserve3
０以外の帯域割当をする場合の下限値（BW.const）については、第１の実施の形態と同様に、ウインドゥサイズＷＮＤをＲＴＴで除した帯域とするのが妥当である。
【００４７】
また、簡易化のためには過去に予測した０以外の帯域で置き換えても良い。更に、簡易化する場合には無効な割当帯域が増大するのは望ましくないが、データ送出装置におけるウインドゥサイズＷＮＤを帯域割当周期で除した帯域としても良い。
また、図４に示すような動作に変更しても良い。図４の例では、コネクションの使用帯域（recv.data(j-1)）及びコネクションの所要帯域（que(j-1)）を用いて、先行する使用帯域と申告値の和を周期（ｊ＋１）での割当帯域として前記第(4)式を用いて予測する。
【００４８】
このように、この形態ではデータを送出する装置のデータ送出が再開する時間を考慮して、０以外の帯域割当を再開する。このため、第１の実施の形態と比べて実際には使われない無効な帯域割当の量を削減し、適用可能な往復遅延時間の適用領域が拡大できる効果がある。
すなわち、図１０（ｃ）に示すように、０以上の帯域割当を終了してから次の割当再開時刻ｔ１になるまでの間Ｔ２で余分な帯域を割り当てないので、帯域の利用効率が改善される。データ送出抑止が解けると想定される時間とは、ＲＴＴである。
【００４９】
（第３の実施の形態）
本発明の帯域割当回路の１つの実施の形態について、図７を参照して説明する。この形態は請求項４及び請求項５に対応する。
【００５０】
図７はこの形態の帯域割当回路の構成を示すブロック図である。この形態は第１の実施の形態の変形例である。第１の実施の形態と同一の部分については以下の説明を省略する。
この形態では、請求項５の遅延時間測定手段及び減算手段は、それぞれ計測部１４及び減算部１５に相当する。
【００５１】
図７に示すように、この形態の帯域割当回路１０には計測部１４及び減算部１５が追加されている。
計測部１４は、データ送出装置がデータを送出してからデータ受信装置の送達確認が前記データ送出装置に届くまでの経路の往復遅延時間を実測値RTT.observe(k)として測定する。
【００５２】
減算部１５は、計測部１４の実測値RTT.observe(k)から、ウインドゥサイズをコネクションに割り当てた帯域で除した値を減算する。また、帯域予測部１２は減算部１５の算出値を経路の往復遅延時間として用いる。
この形態では、第１の実施の形態における第(2)式及び第(3)式のＲＴＴ(j)を、周期毎に次式の平均値として用いる。
【００５３】
RTT(j)＝RTT.observe(k)-WND/(Alloc(j)/N.ActiveSession(j))  ・・・(5)
ここで、N.ActiveSession(j)は周期ｊにおいてアクティブに伝送しているＴＣＰのセッション数であり、第(5)式の右辺第２項の分母はセッション毎に実際に割り当てている帯域の平均値の概算値を表す。
従って、第(5)式の右辺第２項は本発明の装置の割当帯域に起因する遅延時間を表す。この遅延時間を実測値であるRTT.observe(k)から差し引くことで、割当帯域による影響を除いたＲＴＴを検出できる。
【００５４】
この形態では、帯域割当回路１０自体が割り当てた帯域による実際の往復遅延時間への影響を取り除いた往復遅延時間（＝ＲＴＴ）を不必要に大きく見積もることなく本発明を適用できる。
【００５５】
なお、この形態では、データを送信する端末でのＲＴＴを算出するために、ＴＣＰレイヤで到着確認応答を見ている。ＴＣＰレイヤでのＲＴＴは、途中の伝送路の帯域が小さくなる程大きくなるので、この形態では本発明の帯域割当回路１０自体が割り当てた帯域によって、（ＷＮＤ／割当帯域）だけＲＴＴが多くなることを考慮して、本発明の帯域割当回路１０自体が割り当てた帯域による影響を排除したＲＴＴを算出している。
【００５６】
（第４の実施の形態）
本発明の帯域割当回路の１つの実施の形態について、図８を参照して説明する。この形態は請求項６及び請求項７に対応する。
図８はこの形態の帯域割当回路の構成を示すブロック図である。この形態は第１の実施の形態の変形例である。第１の実施の形態と同一の部分については以下の説明を省略する。
【００５７】
この形態では、請求項７の監視手段及び加算手段は、それぞれ監視部１６及び加算部１７に対応する。
監視部１６は、コネクションに対するデータ入力が休止した時間又はコネクションがデータ伝送に用いる帯域が減少した時間を監視する。
加算部１７は、監視部１６が検出した時間に、ウインドゥサイズをコネクションに割り当てた帯域で除した値を加算する。
【００５８】
帯域予測部１２は、加算部１７の算出値を往復遅延時間の実測値RTT.observe(k)として用いる。往復遅延時間とは、データ送出装置がデータを送出してからデータ受信装置からの送達確認がデータ送出装置に到着するまでの所要時間である。
この形態では、次式の関係が成り立つことを仮定している。
ＲＴＴ＝ＷＮＤ／割当帯域＋休止期間          ・・・（６）
この形態では、前述の第３の実施の形態と同様に、実際の往復遅延時間を帯域割当回路１０が算出できるので、往復遅延時間が不明な場合であっても本発明を適用できる。
【００５９】
更に、この形態では帯域割当回路１０での帯域割当対象のデータの有無と割り当てた帯域から往復遅延時間を算出できる。
これは、ＯＳＩのレイヤ４に属するＴＣＰセッションの１つ１つを識別して、ＲＴＴの実測値を測定する必要がないことを意味し、第３の実施の形態よりも簡易に処理することができる。
【００６０】
更に、この形態の帯域割当回路１０をＯＳＩのレイヤ２に属するＢ−ＰＯＮのＤＢＡやＡＴＭに適用した場合、ＴＣＰレイヤで到着確認応答を見る必要がないので、ＯＳＩに定義されるレイヤ間を跨ぐことなく、同じレイヤ内だけで往復遅延時間を算出できる効果もある。
（第５の実施の形態）
本発明の帯域割当回路のもう１つの実施の形態について説明する。この形態は請求項８に対応する。この形態は第１の実施の形態の変形例である。
【００６１】
この形態では、第１の実施の形態の帯域割当回路１０を、ＡＢＲを収容したＡＢＲコネクションに対する帯域を指示するスイッチ等の装置に適用する場合を想定している。
図示しないが、この形態ではＲＭ（Resource Management）セルを調整する手段を備えている。具体的には、予測する帯域に応じてＲＭセルの時間当たりの数又はＡＣＲ値を変更する。
【００６２】
この形態では、トラヒックの導通する経路に位置する本発明の本発明の帯域割当回路を適用していない装置にも本発明と同じ帯域予測を適用することができる効果がある。
（第６の実施の形態）
本発明の帯域割当回路の１つの実施の形態について、図５及び図９を参照して説明する。この形態は請求項２に対応する。
【００６３】
図５はこの形態における動作例を示すフローチャートである。図９はこの形態の帯域割当回路の構成を示すブロック図である。この形態は第１の実施の形態の変形例である。第１の実施の形態と同一の部分については以下の説明を省略する。
図９に示す帯域割当回路１０は帯域予測部１２及び割当制御部１３を備えている。割当制御部１３は、帯域予測部１２の予測に従ってコネクションに帯域を割り当てる。
【００６４】
この形態の帯域予測部１２は、コネクションへのデータ入力が休止する時間又は未割当のデータがコネクションに無くなった時間から、往復遅延時間以上の時間継続して、帯域割当対象のデータが継続的に入力すると予測する。
この形態の動作例について、図５を参照して説明する。この例では、帯域割当周期の（ｊ＋１）番目の期間での割当帯域Alloc(j+1)を、先行する周期（ｊ）以前の割当帯域を用いて予測する場合を想定している。
【００６５】
また、ここではコネクションの使用帯域（recv.data(j-1)）及びコネクションの所要帯域（que(j-1)）を用いて、先行する使用帯域と申告値との和を周期（j+1）での割当帯域として前記第(4)式から予測する。
ステップＳ６１では、先行する周期（ｊ）での使用帯域（recv.data(j-1)）が０であり、かつ所要帯域（que(j-1)）が０以上であるか識別する。
【００６６】
ステップＳ６１の条件を満たす場合には、その周期の番号ｊから１を減算した番号を、最後に使用帯域又は所要帯域が０以外であった周期（last.alloc）にステップＳ６２で代入する。
ステップＳ６３では、周期（last.alloc）から所定の時間以上継続して０以外の帯域割当をしているかを識別する。この条件を満たす場合には、ＲＴＴ以上の時間継続して０以外の帯域割当を行っているとみなす。この場合、ステップＳ２４に進むので、割当帯域には制限を加えない。
【００６７】
ステップＳ６３の条件を満たさない場合には、以外の帯域割当が周期（last.alloc）から所定の時間以上継続していないので、ステップＳ２５に進み割当帯域の下限値（BW.const）を規定する。
ステップＳ２６では、ステップＳ２４又はＳ２５の内容に従って割当帯域を予測する。
【００６８】
なお、（T.reserve1）及び（BW.const）については、第１の実施の形態の場合と同様に定めればよい。
なお、第１の実施の形態と同じ期間だけデータが抑止されている状態下で継続して０以外の帯域割当をするためには、ステップＳ６３の（T.reserve1）の値を（T.reserve1−ＷＮＤ／Alloc(j)）に置き換えればよい。
【００６９】
この形態では、第１の実施の形態よりも簡単な構成で帯域割当回路１０を実現できる。また、第１の実施の形態と同様に、前記第(1)式で割当遅延の発生するウインドゥが１（ｋ＝１）になるため、スループットの劣化が抑制される。
更に、第１の実施の形態では複数のＴＣＰセッションがある場合に、複数セッションの帯域が重なった結果として休止が隠れてしまっている場合には、０以外の帯域割当を継続しない可能性があるが、この形態では割当対象のデータが無くなってから所定の時間を経過するまでは０以外の帯域割当を継続するので、そのような問題は回避できる。所定の時間とは、ＲＴＴが経過するまでの時間である。
【００７０】
この形態では、ＣＰＥがデータ送出を抑止する可能性のある時間、すなわちＲＴＴは割り当てるべき帯域が無くなってから０以外の帯域割当を継続する。従って、図１０（ｄ）に示すような動作になる。
【００７１】
【発明の効果】
以上のように、本発明によればウインドゥ制御などによって送出帯域が抑制される場合のスループットの低下を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態における動作例（１）を示すフローチャートである。
【図２】第１の実施の形態における動作例（２）を示すフローチャートである。
【図３】第２の実施の形態における動作例（１）を示すフローチャートである。
【図４】第２の実施の形態における動作例（２）を示すフローチャートである。
【図５】第６の実施の形態における動作例を示すフローチャートである。
【図６】第１の実施の形態の帯域割当回路の構成を示すブロック図である。
【図７】第３の実施の形態の帯域割当回路の構成を示すブロック図である。
【図８】第４の実施の形態の帯域割当回路の構成を示すブロック図である。
【図９】第６の実施の形態の帯域割当回路の構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の動作例を示すタイムチャートである。
【図１１】従来例の動作を示すタイムチャートである。
【図１２】従来例のスループットを示すグラフである。
【符号の説明】
１０  帯域割当回路
１１  時間保持部
１２  帯域予測部
１３  割当制御部
１４  計測部
１５  減算部
１６  監視部
１７  加算部
【図１】
0003768902.tif 000002
【図２】
0003768902.tif 000003
【図３】
0003768902.tif 000004
【図４】
0003768902.tif 000005
【図５】
0003768902.tif 000006
【図６】
0003768902.tif 000007
【図７】
0003768902.tif 000008
【図８】
0003768902.tif 000009
【図９】
0003768902.tif 000010
【図１０】
0003768902.tif 000011
【図１１】
0003768902.tif 000012
【図１２】
0003768902.tif 000013