(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＡＴＭセルが伝送されるＡＴＭ網をＬＡＮに接続するためのＡＴＭ終端装置であって、
送信するまでＡＴＭセルを格納しておく送信バッファと、
この送信バッファに残っているＡＴＭセルの数または上記送信バッファの空き容量に基づいて、フレームの廃棄およびフレームからのＡＴＭセル生成のうち、いずれかを行うＡＴＭセル化部と、
上記送信バッファに残っているＡＴＭセルの数または上記送信バッファの空き容量に応じた時間間隔で、上記ＡＴＭセル化部から上記送信バッファにＡＴＭセルを移動するシェーパとを備え、
該シェーパは、上記送信バッファに残っているＡＴＭセルの数が所定の閾値未満のときに所定の時間間隔Ｔ１でＡＴＭセルを移動し、上記送信バッファに残っているＡＴＭセルの数が所定の閾値以上のときに所定の時間間隔Ｔ２でＡＴＭセルを移動することを特徴とするＡＴＭ終端装置。
【請求項２】
ＡＴＭセルが伝送されるＡＴＭ網をＬＡＮに接続するためのＡＴＭ終端装置であって、
送信するまでＡＴＭセルを格納しておく送信バッファと、
この送信バッファに残っているＡＴＭセルの数または上記送信バッファの空き容量に基づいて、ＬＡＮフレームの廃棄およびＬＡＮフレームからのＡＡＬ５フレーム生成のうち、いずれかを行うＡＡＬ５生成部と、
ＡＡＬ５フレームからＡＴＭセルを生成するＡＴＭセル化部と、
上記送信バッファに残っているＡＴＭセルの数または上記送信バッファの空き容量に応じた時間間隔で、上記ＡＴＭセル化部から上記送信バッファにＡＴＭセルを移動するシェーパとを備え、
該シェーパは、上記送信バッファに残っているＡＴＭセルの数が所定の閾値未満のときに所定の時間間隔Ｔ１でＡＴＭセルを移動し、上記送信バッファに残っているＡＴＭセルの数が所定の閾値以上のときに所定の時間間隔Ｔ２でＡＴＭセルを移動することを特徴とするＡＴＭ終端装置。
【請求項３】
交換機と該交換機に接続された複数のＡＴＭ終端装置とで構成され、少なくとも１つのＡＴＭ終端装置がＬＡＮに接続されたＰＯＮシステムであって、
上記交換機は、上記ＡＴＭ終端装置から受信したＡＴＭセルを格納しておく受信バッファと、送信許可信号をＡＴＭ終端装置に送信する送信部とを備え、
上記ＬＡＮに接続されたＡＴＭ終端装置は、上記交換機に送信するまでＡＴＭセルを格納しておく送信バッファと、該送信バッファに残っているＡＴＭセルの数または上記送信バッファの空き容量に基づいて、フレームの廃棄およびフレームからのＡＴＭセル生成のうち、いずれかを行うＡＴＭセル化部と、上記送信バッファに残っているＡＴＭセルの数または上記送信バッファの空き容量に応じた時間間隔で、上記ＡＴＭセル化部から上記送信バッファにＡＴＭセルを移動するシェーパとを備え、
該シェーパは、上記送信バッファに残っているＡＴＭセルの数が所定の閾値未満のときに所定の時間間隔Ｔ１でＡＴＭセルを移動し、上記送信バッファに残っているＡＴＭセルの数が所定の閾値以上のときに所定の時間間隔Ｔ２でＡＴＭセルを移動することを特徴とするＰＯＮシステム。
【請求項４】
交換機と該交換機に接続された複数のＡＴＭ終端装置とで構成され、少なくとも１つのＡＴＭ終端装置がＬＡＮに接続されたＰＯＮシステムであって、
上記交換機は、上記ＡＴＭ終端装置から受信したＡＴＭセルを格納しておく受信バッファと、送信許可信号を上記ＡＴＭ終端装置に送信する送信部とを備え、
上記ＬＡＮに接続されたＡＴＭ終端装置は、上記交換機に送信するまでＡＴＭセルを格納しておく送信バッファと、該送信バッファに残っているＡＴＭセルの数または送信バッファの空き容量に基づいて、ＬＡＮフレームの廃棄およびＬＡＮフレームからのＡＡＬ５フレーム生成のうち、いずれかを行うＡＡＬ５生成部と、ＡＡＬ５フレームからＡＴＭセルを生成するＡＴＭセル化部と、上記送信バッファに残っているＡＴＭセルの数または上記送信バッファの空き容量に応じた時間間隔で、ＡＴＭセル化部から上記送信バッファにＡＴＭセルを移動するシェーパとを備え、
該シェーパは、上記送信バッファに残っているＡＴＭセルの数が所定の閾値未満のときに所定の時間間隔Ｔ１でＡＴＭセルを移動し、上記送信バッファに残っているＡＴＭセルの数が所定の閾値以上のときに所定の時間間隔Ｔ２でＡＴＭセルを移動することを特徴とするＰＯＮシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ＡＴＭ（Asynchronous Transfer Mode）網をＬＡＮ（Local Area Network）に接続するためのＡＴＭ終端装置、および交換機と複数のＡＴＭ終端装置とで構成されるＰＯＮ（Passive Optical Network）システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１０に示すように、遠く離れて配置される２つのＬＡＮ１，２間の通信は、ＡＴＭ網などのＷＡＮ３（Wide Area Network）を介して行うのが一般的である。以下、ＷＡＮ３がＡＴＭ網である場合について説明する。ＷＡＮ３とＬＡＮ１との間にはＡＴＭセルからＬＡＮフレームへの変換およびＬＡＮフレームからＡＴＭセルへの変換を行うＯＮＴ（Optical Network Terminal）６が設けられ、ＷＡＮ３とＬＡＮ２との間にはＡＴＭセルからＬＡＮフレームへの変換およびＬＡＮフレームからＡＴＭセルへの変換を行うＯＮＴ７が設けられている。
【０００３】
ＬＡＮ１の端末４からＬＡＮ２の端末５にデータを伝送する場合、データは、端末４からＬＡＮ１、ＯＮＴ６、ＷＡＮ３、ＯＮＴ７、ＬＡＮ２を経由して端末５に到達する。この場合のＯＮＴ６における処理手順を図１１に示し、ＯＮＴ７における処理手順を図１２に示す。
【０００４】
図１１では、まずステップｓ１において、ＬＡＮ１からＬＡＮフレームを受信する。次にステップｓ２において、ＬＡＮフレームに対しカプセリング処理を行いＡＡＬ５（ATM Adaptation Layer Type 5）フレームを生成する。ＡＡＬ５フレームを生成するためのカプセリング処理は、ITU-T I.363に規定される処理であって、後述するＡＴＭセルを生成するためにＬＡＮフレームに施す前処理である。ＬＡＮフレームは６４〜１５１８バイトの可変長フレームであるのに対し、ＡＴＭセルは５３バイトの固定長セルである。次にステップｓ３において、ＡＡＬ５フレームを分断してＡＴＭセルを生成する。次にステップｓ４において、ＡＴＭセルをＷＡＮ３に送出して、処理を終了する。
【０００５】
図１２では、まずステップｔ１において、ＷＡＮ３からＡＴＭセルを受信する。次にステップｔ２において、セル落ちが無いかどうかを判定する。すなわち、１つのＡＡＬ５フレーム分のＡＴＭセルが揃っているかどうかを判定する。セル落ちが有る場合（Ｎｏ）は、ステップｔ６に進み、セル落ちのあったＡＡＬ５フレームに含まれていたＡＴＭセルを全て廃棄して、処理を終了する。一方、セル落ちが無い場合（Ｙｅｓ）は、次のステップｔ３において、ＡＴＭセルを結合させてＡＡＬ５フレームを生成する。次にステップｔ４において、ＡＡＬ５フレームから余分なフレームを除去してＬＡＮフレームを生成する。次にステップｔ５において、ＬＡＮフレームをＬＡＮ２に送出して、処理を終了する。
【０００６】
このような処理手順により、データ受信側のＯＮＴ７において、セル落ちのあったフレームを廃棄することで、データ受信側のＬＡＮ２に無用なフレームを伝送することを回避している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の処理手順では、データ受信側のＯＮＴ７においてセル落ちの有無を判定するため、ＯＮＴ６においてセル落ちが発生した場合でも、セル落ちのあるＡＡＬ５フレームを構成する他のＡＴＭセルは、いずれ廃棄すべき不要なセルであるにも拘わらず、ＷＡＮ３を経由してＯＮＴ７まで伝送された上で廃棄される。このように、不要なセルをＯＮＴ６からＷＡＮ３に向かって送出することは、無用に伝送トラフィックを増大させ、帯域の有効利用を阻むものであり、通信網の経済性に悪影響を与えるものである。
【０００８】
この発明の目的は、不要なセルの伝送を回避することにより帯域を有効活用し通信網の経済性を向上できるＡＴＭ終端装置およびＰＯＮシステムを提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ＡＴＭセルが伝送されるＡＴＭ網をＬＡＮに接続するためのＡＴＭ終端装置であって、送信するまでＡＴＭセルを格納しておく送信バッファと、この送信バッファに残っているＡＴＭセルの数または上記送信バッファの空き容量に基づいて、フレームの廃棄およびフレームからのＡＴＭセル生成のうち、いずれかを行うＡＴＭセル化部と、上記送信バッファに残っているＡＴＭセルの数または上記送信バッファの空き容量に応じた時間間隔で、上記ＡＴＭセル化部から上記送信バッファにＡＴＭセルを移動するシェーパとを備え、該シェーパは、上記送信バッファに残っているＡＴＭセルの数が所定の閾値未満のときに所定の時間間隔Ｔ１でＡＴＭセルを移動し、上記送信バッファに残っているＡＴＭセルの数が所定の閾値以上のときに所定の時間間隔Ｔ２でＡＴＭセルを移動するように構成したＡＴＭ終端装置である。
【００１１】
また本発明は、ＡＴＭセルが伝送されるＡＴＭ網をＬＡＮに接続するためのＡＴＭ終端装置であって、送信するまでＡＴＭセルを格納しておく送信バッファと、この送信バッファに残っているＡＴＭセルの数または上記送信バッファの空き容量に基づいて、ＬＡＮフレームの廃棄およびＬＡＮフレームからのＡＡＬ５フレーム生成のうち、いずれかを行うＡＡＬ５生成部と、ＡＡＬ５フレームからＡＴＭセルを生成するＡＴＭセル化部と、上記送信バッファに残っているＡＴＭセルの数または上記送信バッファの空き容量に応じた時間間隔で、上記ＡＴＭセル化部から上記送信バッファにＡＴＭセルを移動するシェーパとを備え、該シェーパは、上記送信バッファに残っているＡＴＭセルの数が所定の閾値未満のときに所定の時間間隔Ｔ１でＡＴＭセルを移動し、上記送信バッファに残っているＡＴＭセルの数が所定の閾値以上のときに所定の時間間隔Ｔ２でＡＴＭセルを移動するように構成したＡＴＭ終端装置である。
【００１５】
また本発明は、交換機と該交換機に接続された複数のＡＴＭ終端装置とで構成され、少なくとも１つのＡＴＭ終端装置がＬＡＮに接続されたＰＯＮシステムであって、上記交換機は、上記ＡＴＭ終端装置から受信したＡＴＭセルを格納しておく受信バッファと、送信許可信号をＡＴＭ終端装置に送信する送信部とを備え、上記ＬＡＮに接続されたＡＴＭ終端装置は、上記交換機に送信するまでＡＴＭセルを格納しておく送信バッファと、該送信バッファに残っているＡＴＭセルの数または上記送信バッファの空き容量に基づいて、フレームの廃棄およびフレームからのＡＴＭセル生成のうち、いずれかを行うＡＴＭセル化部と、上記送信バッファに残っているＡＴＭセルの数または上記送信バッファの空き容量に応じた時間間隔で、上記ＡＴＭセル化部から上記送信バッファにＡＴＭセルを移動するシェーパとを備え、該シェーパは、上記送信バッファに残っているＡＴＭセルの数が所定の閾値未満のときに所定の時間間隔Ｔ１でＡＴＭセルを移動し、上記送信バッファに残っているＡＴＭセルの数が所定の閾値以上のときに所定の時間間隔Ｔ２でＡＴＭセルを移動するように構成したＰＯＮシステムである。
【００１７】
また本発明は、交換機と該交換機に接続された複数のＡＴＭ終端装置とで構成され、少なくとも１つのＡＴＭ終端装置がＬＡＮに接続されたＰＯＮシステムであって、上記交換機は、上記ＡＴＭ終端装置から受信したＡＴＭセルを格納しておく受信バッファと、送信許可信号を上記ＡＴＭ終端装置に送信する送信部とを備え、上記ＬＡＮに接続されたＡＴＭ終端装置は、上記交換機に送信するまでＡＴＭセルを格納しておく送信バッファと、該送信バッファに残っているＡＴＭセルの数または送信バッファの空き容量に基づいて、ＬＡＮフレームの廃棄およびＬＡＮフレームからのＡＡＬ５フレーム生成のうち、いずれかを行うＡＡＬ５生成部と、ＡＡＬ５フレームからＡＴＭセルを生成するＡＴＭセル化部と、上記送信バッファに残っているＡＴＭセルの数または上記送信バッファの空き容量に応じた時間間隔で、ＡＴＭセル化部から上記送信バッファにＡＴＭセルを移動するシェーパとを備え、該シェーパは、上記送信バッファに残っているＡＴＭセルの数が所定の閾値未満のときに所定の時間間隔Ｔ１でＡＴＭセルを移動し、上記送信バッファに残っているＡＴＭセルの数が所定の閾値以上のときに所定の時間間隔Ｔ２でＡＴＭセルを移動するように構成したＰＯＮシステムである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１のシステム全体を示す構成図である。イーサネット又はトークンリングにより構成されたＬＡＮ（Local Area Network）１１，１２は、互いに遠く離れて配置され、これらの２つのＬＡＮ１１，１２同士は相互にＷＡＮ（Wide Area Network）１３を介して接続される。ＷＡＮ１３は、ＡＴＭセルを伝送するためのＡＴＭ（Asynchronous Transfer Mode）網により構成される。ＬＡＮ１１には複数の通信端末１４が接続され、ＬＡＮ１２には複数の通信端末１５が接続されている。ＷＡＮ１３とＬＡＮ１１との間にはＡＴＭセルからＬＡＮフレームへの変換およびＬＡＮフレームからＡＴＭセルへの変換を行うＯＮＴ（Optical Network Terminal）１６が設けられ、ＷＡＮ１３とＬＡＮ１２との間にはＡＴＭセルからＬＡＮフレームへの変換およびＬＡＮフレームからＡＴＭセルへの変換を行うＯＮＴ１７が設けられている。ＯＮＴ１６，１７は、本発明のＡＴＭ終端装置として機能する。
【００２２】
図２は、図１の一部であるＰＯＮ（Passive Optical Network）システムを示す構成図である。ＰＯＮシステムは、ＷＡＮ１３を構成する一員である加入者系の交換機２１と、この交換機２１からの伝送路を複数（たとえば３２本）に分岐させる光学スプリッタ２２と、この光学スプリッタ２２に分岐路を介して接続された複数のＯＮＴ２３とで構成される。ＯＮＴ２３は、図１のＯＮＴ１６，１７と同じものである。
【００２３】
このようなＰＯＮシステムでは、１台の交換機２１が提供する１５５Ｍbpsの信号帯域を光学スプリッタ２２を用いて複数のＯＮＴ２３で共用する。交換機２１からＯＮＴ２３に向かう方向の下り信号に対しては、全ＯＮＴ２３に同報され、各ＯＮＴ２３は各自に該当する情報のみを暗号鍵を用いて抽出する。逆にＯＮＴ２３から交換機２１に向かう方向の上り信号は、交換機２１から与えられる送信許可信号に従って各ＯＮＴ２３が順次信号を送信する。
【００２４】
図３は、交換機およびＯＮＴの構成を示すブロック図である。交換機２１は、ＯＮＴ２３との通信インタフェースとしてＰＯＮ終端部２４を備えている。ＰＯＮ終端部２４は、ＯＮＴ２３に向けてＡＴＭセルを送信する送信部５２、およびＯＮＴ２３から受信したＡＴＭセルを一時的に格納しておく受信バッファ５１を備えている。この受信バッファは５１は、対応する複数のＯＮＴ２３毎に設けられる。ＰＯＮ終端部２４が送信するＡＴＭセルとして、一般のデータを伝送するユーザセルと送信許可信号との２種類がある。送信許可信号は、ＯＮＴ２３にＡＴＭセルの送信を許可する信号であり、一定の時間間隔で送信される。すなわち、交換機２１とＯＮＴ２３との間に、固定帯域が割り当てられる。
【００２５】
ＯＮＴ２３は、交換機２１との通信インタフェースとしてのＰＯＮ終端部２５およびＬＡＮフレームとＡＴＭセルとの変換を行うＬＡＮＩ／Ｆ（インタフェース）２６，２７を備えている。ＯＮＴ２３には最大２枚のＬＡＮＩ／Ｆ（カード状のもの）２６，２７を実装可能である。
【００２６】
ＰＯＮ終端部２５は、受信部３１、ＷＲＲ（Weighted Round Robin）送信部３２および送信バッファ３３，３４を備えている。受信部３１は、交換機２１からのＡＴＭセルを受信してユーザセルをＬＡＮＩ／Ｆ２６，２７に渡し、送信許可信号により指定された送信タイミングをＷＲＲ送信部３２に指示する。ＷＲＲ送信部３２は、受信部３１により指示されたタイミングで送信バッファ３３，３４に格納されているＡＴＭセルを交換機２１に向けて送信する。
【００２７】
送信バッファ３３，３４は、いずれもＦＩＦＯ（First In First Out）バッファであって、網管理者によって優先度が付与されている。すなわち、送信バッファ３３は、ＣＢＲ（Constant Bit Rate）等のＱｏＳ（Quality of Service）が高い通信サービスに加入するユーザに由来するＡＴＭセルを格納する。送信バッファ３４は、ＵＢＲ（Unspecified Bit Rate）等のＱｏＳが低い通信サービスに加入するユーザに由来するＡＴＭセルを格納する。ＣＢＲは、伝送ビットレートを一定に保持するサービスクラスである。ＵＢＲは、伝送ビットレートを予め設定されたＰＣＲ（Peak Cell Rate）値以下に保持するサービスクラスである。したがって、ＷＲＲ送信部３２は、送信バッファ３３，３４にそれぞれ設定された重み付けに応じてＡＴＭセルを読み出すことになる。
【００２８】
ＬＡＮＩ／Ｆ２６は、ＬＡＮフレーム送受信部４１、ＡＡＬ５（ATM Adaptation Layer Type 5）フレーム生成部４２、ＡＴＭセル化部４３、シェーパ４４、ＡＴＭデセル化部４５およびＬＡＮフレーム生成部４６を備えている。ＬＡＮフレーム送受信部４１は、ＬＡＮを介して接続された通信端末との通信インタフェースであって、ＬＡＮフレームの送受信を行う。ここでいうＬＡＮおよび通信端末は、図１のＬＡＮ１１，１２および通信端末１４，１５に相当する。ＡＡＬ５フレーム生成部４２は、ＬＡＮフレームにカプセリング処理を施すことによってＡＡＬ５フレームを生成する。カプセリング処理は、ITU-T I.363に規定される処理であって、ＡＴＭセルを生成するためにＬＡＮフレームに施す前処理である。ＡＴＭセル化部４３は、ＡＡＬ５フレームを分断してＡＴＭセルを生成する。シェーパ４４は、送信バッファ３３，３４に残っているＡＴＭセル数又は送信バッファ３３，３４の空き容量に応じた時間間隔でＡＴＭセルを送信バッファ３３，３４に移す（詳細は後述）。ＡＴＭデセル化部４５は、受信部３１からのＡＴＭセルを組合わせてＡＡＬ５フレームを生成する。ＬＡＮフレーム生成部４６は、上記のカプセリング処理と逆の処理を行いＬＡＮフレームを生成する。
【００２９】
ＬＡＮＩ／Ｆ２７の内部構成は、ＬＡＮＩ／Ｆ２６と同一の構成を成すものであり、図３において省略するとともに説明も省略する。
【００３０】
次に動作について説明する。図１のＬＡＮ１１の通信端末１４からＬＡＮ１２の通信端末１５にデータを伝送する場合、データは、通信端末１４からＬＡＮ１１、ＯＮＴ１６、ＷＡＮ１３、ＯＮＴ１７、ＬＡＮ１２を経由して通信端末１５に到達する。この場合のＯＮＴ１６における処理手順（上り信号に対する処理手順）を図４に示し、ＯＮＴ１７における処理手順（下り信号に対する処理手順）を図５に示す。
【００３１】
図４は、上り信号に対するＯＮＴ処理を示すフローチャートである。まずステップａ１において、ＬＡＮを介してＬＡＮフレームを受信する。次にステップａ２において、ＬＡＮフレームに対しカプセリング処理を行いＡＡＬ５フレームを生成する。ＡＡＬ５フレームを生成するためのカプセリング処理は、ITU-T I.363に規定される処理であって、ＡＴＭセルを生成するためにＬＡＮフレームに施す前処理である。ＬＡＮフレームは６４〜１５１８バイトの可変長フレームであるのに対し、ＡＴＭセルは５３バイトの固定長セルである。
【００３２】
次にステップａ３において、送信バッファ３３，３４に残っているＡＴＭセルの数が所定の閾値以上か否かを判定する。ＡＴＭセルの数が所定の閾値以上である場合（Ｙｅｓ）、すなわち、送信バッファ３３，３４に多くのＡＴＭセルが蓄積されていて、次のＡＴＭセルを蓄積する空き容量が少ない場合、ステップａ６に進み、ＡＡＬ５フレームを廃棄して処理を終了する。一方、ＡＴＭセルの数が所定の閾値未満である場合（Ｎｏ）は、次のステップａ４において、ＡＡＬ５フレームを分断してＡＴＭセルを生成する。次にステップａ５において、ＡＴＭセルを交換機２１に向けて送出して、処理を終了する。
【００３３】
図５は、下り信号に対するＯＮＴ処理を示すフローチャートである。まずステップｂ１において、交換機２１からのＡＴＭセルを受信する。次にステップｂ２において、セル落ちが無いかどうかを判定する。すなわち、１つのＡＡＬ５フレーム分のＡＴＭセルが揃っているかどうかを判定する。セル落ちが有る場合（Ｎｏ）は、ステップｂ６に進み、セル落ちのあったＡＡＬ５フレームに含まれていたＡＴＭセルを全て廃棄して、処理を終了する。一方、セル落ちが無い場合（Ｙｅｓ）は、次のステップｂ３において、ＡＴＭセルを結合させてＡＡＬ５フレームを生成する。次にステップｂ４において、ＡＡＬ５フレームから余分なフレームを除去してＬＡＮフレームを生成する。次にステップｂ５において、ＬＡＮフレームをＬＡＮに送出して、処理を終了する。
【００３４】
このように、図４の処理手順では、送信バッファ３３，３４に残っているＡＴＭセルの数に応じてＡＴＭセル生成とフレーム廃棄とのいずれかを行うため、セル落ちが発生する可能性の高いフレームを送信側ＯＮＴにて廃棄することができ、いずれ廃棄されるようなＡＴＭセルを交換機２１に送出することが回避され、帯域の有効活用が可能となり、網の経済性を向上することができる。
なお、以上の実施の形態では、ＡＴＭセル生成とフレーム廃棄とのいずれかを行う処理を、送信バッファ３３，３４に残っているＡＴＭセルの数に基づいて行うことで説明したが、前記の説明から理解されるように、送信バッファ３３，３４の空き容量に基づいて行っても実質的に同じ効果が得られる。
【００３５】
次に図３のシェーパ４４の動作について説明する。すなわち、ＰＯＮ終端部２５にある送信バッファ３３，３４に、適当な閾値ＴｈをＶＰ（Virtual Path）毎に設定し（たとえばバッファ容量の８０％）、サンプリング時刻Ｔ０＋ｎ×ΔＴ毎に閾値Ｔｈから送信バッファ３３，３４に残っているＡＴＭセル数を差引いた偏差ｅnをサンプリングする（ｎ＝１，２，…）。このとき、シェーパ４４のＰＣＲ値Ｖnを
【００３６】
【数１】
0003804477.tif 000002
とする。ここでＫa，Ｋi，Ｋdはそれぞれ定数であり、Ｖnの第１項Ｋa×ｅnは偏差ｅnに比例する項を表し、第２項（Ｋi／ｎ）Σｅkは積分項を表し、第３項Ｋd（ｅn−ｅn-1）は微分項を表す。これらを組み合わせることにより、バッファ空き容量に応じた速度、すなわち、バッファに残っているＡＴＭセルの数に応じた時間間隔で、セルを送り込むことができる（第１項）と同時に、過去の平均的な偏差を含み（第２項）、急激に偏差が変化したときにもある程度対応できるようになる（第３項）。このように、シェーパは少なくとも送信バッファ３３，３４の空き容量に応じた速度、すなわち、バッファに残っているＡＴＭセルの数に応じた時間間隔で、ＡＴＭセル化部４３から送信バッファ３３，３４にＡＴＭセルを移動することにより、送信バッファ３３，３４へのＡＴＭセル蓄積数が極端に多くなり、ＡＴＭセルが溢れることを防止できる。
【００３７】
次に、ＯＮＴ２３による内部の帯域割当てについて説明する。ＯＮＴ２３による内部の帯域割当てとは、交換機２１によって割当てられたＯＮＴ２３の帯域を、さらにＯＮＴ２３を通過するＶＣ（Virtual Connection）毎に割当てるものである。更に詳細には、ＯＮＴ２３に割当てられたＶＰ毎の帯域をＶＣ毎に割当てるものであるが、ここでは簡単のためＯＮＴ２３に割当てられたＶＰが１本の場合を説明する。ＶＣは、たとえば図１でいう、通信端末１４と通信端末１５との間の仮想的な回線接続の単位のことである。ＬＡＮ１１に接続された通信端末のうち、通信端末１４とは異なるものと通信端末１５との間のＶＣは、通信端末１４と通信端末１５との間のＶＣとは異なる。
【００３８】
図６は、ＯＮＴ内部の帯域割当て処理を示すフローチャートである。まずステップｃ１において、ポーリングタイマが満了するまで処理を待機する。満了すれば、次のステップｃ２に進み、偏差ｅnを読み取る。次にステップｃ３において、Ｖnを算出する。次にステップｃ４において、ＶＣ数が１であるかどうかを判定する。ＶＣ数が１である場合、ステップｃ５において、この唯一のＶＣにＶnをそのまま割当てた後、ステップｃ１に戻り前述の処理を繰り返す。ＶＣ数が１でない場合は、次のステップｃ６に進み、ＶＣ毎のＰＣＲ比に応じてＶnを分配する。すなわち、ＯＮＴ２３（あるいはＶＰ）に割当てられたＰＣＲ値が上記のＶnであり、かつ、各ＶＣについてもＰＣＲ値が設定され、このＶＣ毎のＰＣＲ値の比率に応じてＶnを分配する。
【００３９】
次にステップｃ７において、各ＶＣ毎に余剰帯域があるかどうかを判定する。余剰帯域がある場合は（Ｙｅｓ）、次のステップｃ８に進み、輻輳していて、かつ、割当て帯域がＰＣＲに達していないＶＣに再分配して、次のステップｃ９に進む。一方、余剰帯域がない場合は（Ｎｏ）、ステップｃ９に進む。ステップｃ９では、ポーリングタイマが満了しているかどうかを判定する。満了した場合は（Ｙｅｓ）、ステップｃ２に戻る。満了していない場合は（Ｎｏ）、ステップｃ７に戻り、ステップｃ７〜ステップｃ９の処理を繰り返す。
【００４０】
図７は、帯域再分配（図６のステップｃ８）を説明するための図である。ＯＮＴ２３（あるいはＶＰ）を通過するＶＣ１、ＶＣ２、…が形成されたとき、ＶＣ１、ＶＣ２にそれぞれ設定されるＰＣＲ値をＰＣＲ１、ＰＣＲ２とする。また、図６のステップｃ６によってＶＣ１、ＶＣ２にそれぞれ分配された帯域をＶ１、Ｖ２とする。ステップｃ６により帯域分配された後であっても過渡的に、図７のようになる場合がある。すなわち、ＶＣ１に分配された帯域Ｖ１がＰＣＲ１以上となり余剰帯域を形成し、ＶＣ２に分配された帯域Ｖ２がＰＣＲ２未満となり不足帯域を形成している。この場合、ステップｃ８の帯域再分配処理によって、ＶＣ１の余剰帯域がＶＣ２の不足帯域に割り振られる。
【００４１】
このように、ＶＣの割り当て帯域がＰＣＲ比に応じて平等に分配されるため（ステップｃ６）、ＯＮＴ２３（あるいはＶＰ）に割当てられた帯域を有効に活用できる。また、分配された帯域の中で各ＶＣで使われていない余剰帯域を、輻輳するＶＣの不足帯域に再分配するため（ステップｃ８）、さらに帯域を有効活用できる。
【００４２】
実施の形態２．
実施の形態２は、実施の形態１の上り信号に対するＯＮＴ処理（図４）を、図８に変更したものである。
【００４３】
図８は、実施の形態２の上り信号に対するＯＮＴ処理を示すフローチャートである。まずステップｄ１において、ＬＡＮからＬＡＮフレームを受信する。次にステップｄ２において、送信バッファ３３，３４に残っているＡＴＭセルの数が所定の閾値以上か否かを判定する。ＡＴＭセルの数が閾値以上である場合（Ｙｅｓ）、ステップｄ６に進み、ＬＡＮフレームを廃棄して、処理を終了する。一方、送信バッファ３３，３４に残っているＡＴＭセルの数が所定の閾値未満である場合（Ｎｏ）、次のステップｄ３において、ＬＡＮフレームに対しカプセリング処理を行いＡＡＬ５フレームを生成する。次にステップｄ４において、ＡＡＬ５フレームを分断してＡＴＭセルを生成する。次にステップｄ５において、ＡＴＭセルを交換機２１に送出して、処理を終了する。
【００４４】
下り信号に対するＯＮＴ処理は、実施の形態１（図５）と同様であるため説明を省略する。その他の構成についても、実施の形態１（図１〜図３）と同様であるため説明を省略する。
なお、この実施の形態２においては、ＡＡＬ５フレーム生成及びＬＡＮフレーム廃棄のいずれかを行う処理を、送信バッファ３３，３４に残っているＡＴＭセルの数に基づいて行っているが、送信バッファ３３，３４の空き容量に基づいて処理を行ってもよい。
【００４５】
このように、実施の形態２では、実施の形態１と同様に、いずれ廃棄されるようなＡＴＭセルを交換機２１に送出することが回避され、帯域の有効活用が可能となり、網の経済性を向上することができる。また、実施の形態２では、これに加えて、ＬＡＮフレームの段階で存続または廃棄を判別するため、交換機２１に送信する必要のないＬＡＮフレームをＡＡＬ５フレームに変換するという無用の動作も回避することができ、処理を簡素化することができる。
【００４６】
実施の形態３．
実施の形態３は、実施の形態１の交換機およびＯＮＴの構成（図３）を、図９に示すいわゆるＤＢＡ（Dynamic Bandwidth Assignment；動的帯域割当）方式のものに変更したものである。
【００４７】
図９は、実施の形態３のＰＯＮシステムを示す構成図である。交換機２１は、ＯＮＴ２３との通信インタフェースとしてＰＯＮ終端部２４を備えている。ＰＯＮ終端部２４は、ＯＮＴ２３から受信したＡＴＭセルを一時的に格納しておく受信バッファ５１と、ＯＮＴ２３に向けてＡＴＭセルを送信する送信部５２とを備えている。受信バッファ５１は、対応する複数のＯＮＴ毎に設けられる。送信部５２は、ユーザセルを送信するとともに、受信バッファ５１に残っているＡＴＭセル数に応じた時間間隔で送信許可信号を送信する。
【００４８】
このような構成では、受信バッファ５１に残っているＡＴＭセルが少ない場合、送信部５２によって短い時間間隔でＯＮＴ２３に送信許可信号が順次送信されるため、ＷＲＲ送信部３２によって短い時間間隔で交換機２１にデータ（ＡＴＭセル）が送信される。一方、受信バッファ５１に残っているＡＴＭセルが多い場合、送信部５２によって長い時間間隔で送信許可信号が順次送信されるため、ＷＲＲ送信部３２によって長い時間間隔で交換機２１にデータが送信される。よって、ＯＮＴ２３から交換機２１に向かう上り方向の伝送路に対し、その通信量に応じた帯域を動的に割当てることができる。
【００４９】
その他の構成および動作については、実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。
この実施の形態３では、送信許可信号の送信時間間隔を受信バッファ５１に残っているＡＴＭセルの数に基づいて決定したが、受信バッファ５１の空き容量に応じて決めてもよい。
【００５０】
このように、実施の形態３では、ＤＢＡ方式のＰＯＮシステムにおいて、いずれ廃棄されるようなＡＴＭセルを交換機２１に送出することが回避され、帯域の有効活用が可能となり、網の経済性を向上することができる。
【００５１】
実施の形態４．
実施の形態１では、周期的に閾値Ｔｈからの偏差ｅnを読み取り、これに応じたＰＣＲ値として式（１）のＶn（連続値）を決定していたが、実施の形態４では、偏差ｅnがゼロを下回った場合、シェーパ４４から送信バッファ３３，３４へのＰＣＲ値を予め設定しておいたＶminとし、偏差ｅnがゼロ以上である場合、シェーパ４４から送信バッファ３３，３４へのＰＣＲ値を予め設定しておいたＶmaxとする。Ｖmaxは、Ｖminよりも大きい値をとる。言い換えると、送信バッファ３３，３４に残っているＡＴＭセルの数が閾値Ｔｈ未満であった場合、予め設定しておいた時間間隔Ｔ１（Ｖmaxに対応）でシェーパ４４から送信バッファ３３，３４にＡＴＭセルを移動し、送信バッファ３３，３４に残っているＡＴＭセルの数が閾値Ｔｈ以上であった場合、予め設定しておいた時間間隔Ｔ２（Ｖminに対応）でシェーパ４４から送信バッファ３３，３４にＡＴＭセルを移動する。時間間隔Ｔ２は時間間隔Ｔ１よりも長い時間間隔である。
【００５２】
これ以外の構成および動作については、実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。
【００５３】
このように、実施の形態４では、送信バッファに残っているＡＴＭセル数に応じて、シェーパ４４を２値（Ｖmin，ＶmaxあるいはＴ１，Ｔ２）で制御するので、処理を簡素化することができる。しかも、実施の形態４は、実施の形態１と同様に、いずれ廃棄されるようなＡＴＭセルを交換機２１に送出することが回避され、帯域の有効活用が可能となり、網の経済性を向上することができる。
【００５４】
なお、説明した実施の形態１〜４を各種組合せたものも実施可能である。
【００５５】
【発明の効果】
以上詳説したように、本発明によれば、ＡＴＭ終端装置に、送信するまでＡＴＭセルを格納しておく送信バッファと、送信バッファに残っているＡＴＭセルの数または送信バッファの空き容量に基づいて、フレームの廃棄およびフレームからのＡＴＭセル生成のうち、いずれかを行うＡＴＭセル化部とを設けることによって、いずれ廃棄されるようなＡＴＭセルを送出することが回避され、帯域の有効活用が可能となり、網の経済性を向上することができるとともに、シェーパが、送信バッファに残っているＡＴＭセルの数が所定の閾値未満のときに所定の時間間隔Ｔ１でＡＴＭセルを移動し、送信バッファに残っているＡＴＭセルの数が所定の閾値以上のときに所定の時間間隔Ｔ２でＡＴＭセルを移動することによって、セル送出の時間間隔を２値で制御することができ、処理を簡素化することができる。
【００５７】
また本発明によれば、ＡＴＭ終端装置に、送信するまでＡＴＭセルを格納しておく送信バッファと、送信バッファに残っているＡＴＭセルの数または送信バッファの空き容量に基づいて、ＬＡＮフレームの廃棄およびＬＡＮフレームからのＡＡＬ５フレーム生成のうち、いずれかを行うＡＡＬ５生成部と、ＡＡＬ５フレームからＡＴＭセルを生成するＡＴＭセル化部とを設けることによって、いずれ廃棄されるようなＡＴＭセルを送出することが回避され、帯域の有効活用が可能となり、網の経済性を向上することができるとともに、ＬＡＮフレームの段階で存続または廃棄を判別するため、送信する必要のないＬＡＮフレームをＡＡＬ５フレームに変換するという無用の動作も回避することができ、処理を簡素化することができるとともに、シェーパが、送信バッファに残っているＡＴＭセルの数が所定の閾値未満のときに所定の時間間隔Ｔ１でＡＴＭセルを移動し、送信バッファに残っているＡＴＭセルの数が所定の閾値以上のときに所定の時間間隔Ｔ２でＡＴＭセルを移動することによって、セル送出の時間間隔を２値で制御することができ、処理を簡素化することができる。
【００６１】
また本発明によれば、交換機と複数のＡＴＭ終端装置とで構成されたＰＯＮシステムにおいて、前記交換機に、ＡＴＭ終端装置から受信したＡＴＭセルを格納しておく受信バッファと、送信許可信号をＡＴＭ終端装置に送信する送信部とを設け、前記ＬＡＮに接続されたＡＴＭ終端装置に、交換機に送信するまでＡＴＭセルを格納しておく送信バッファと、該送信バッファに残っているＡＴＭセルの数または送信バッファの空き容量に基づいて、フレームの廃棄およびフレームからのＡＴＭセル生成のうち、いずれかを行うＡＴＭセル化部とを設けることによって、いずれ廃棄されるようなＡＴＭセルを送出することが回避され、帯域の有効活用が可能となり、網の経済性を向上することができるとともに、シェーパは、送信バッファに残っているＡＴＭセルの数が所定の閾値未満のときに所定の時間間隔Ｔ１でＡＴＭセルを移動し、送信バッファに残っているＡＴＭセルの数が所定の閾値以上のときに所定の時間間隔Ｔ２でＡＴＭセルを移動することによって、セル移動の時間間隔を２値で制御することができ、処理を簡素化することができる。
【００６３】
また本発明によれば、交換機と複数のＡＴＭ終端装置とで構成されたＰＯＮシステムにおいて、前記交換機に、ＡＴＭ終端装置から受信したＡＴＭセルを格納しておく受信バッファと、送信許可信号をＡＴＭ終端装置に送信する送信部とを設け、前記ＬＡＮに接続されたＡＴＭ終端装置に、交換機に送信するまでＡＴＭセルを格納しておく送信バッファと、該送信バッファに残っているＡＴＭセルの数または送信バッファの空き容量に基づいて、ＬＡＮフレームの廃棄およびＬＡＮフレームからのＡＡＬ５フレーム生成のうち、いずれかを行うＡＡＬ５生成部と、ＡＡＬ５フレームからＡＴＭセルを生成するＡＴＭセル化部とを設けたことによって、いずれ廃棄されるようなＡＴＭセルを送出することが回避され、帯域の有効活用が可能となり、網の経済性を向上することができるとともに、ＬＡＮフレームの段階で存続または廃棄を判別するため、送信する必要のないＬＡＮフレームをＡＡＬ５フレームに変換するという無用の動作も回避することができ、処理を簡素化することができるとともに、シェーパは、送信バッファに残っているＡＴＭセルの数が所定の閾値未満のときに所定の時間間隔Ｔ１でＡＴＭセルを移動し、送信バッファに残っているＡＴＭセルの数が所定の閾値以上のときに所定の時間間隔Ｔ２でＡＴＭセルを移動することによって、セル移動の時間間隔を２値で制御することができ、処理を簡素化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施の形態１のシステム全体を示す構成図
【図２】  図１の一部であるＰＯＮシステムを示す構成図
【図３】  交換機およびＯＮＴの構成を示すブロック図
【図４】  上り信号に対するＯＮＴ処理を示すフローチャート
【図５】  下り信号に対するＯＮＴ処理を示すフローチャート
【図６】  ＯＮＴ内部の帯域割当て処理を示すフローチャート
【図７】  帯域の再分配を説明する図
【図８】実施の形態２の上り信号に対するＯＮＴ処理を示すフローチャート
【図９】  実施の形態３の交換機およびＯＮＴの構成を示すブロック図
【図１０】  従来のシステム全体を示す構成図
【図１１】  従来の上り信号に対するＯＮＴ処理を示すフローチャート
【図１２】  従来の下り信号に対するＯＮＴ処理を示すフローチャート
【符号の説明】
１１，１２  ＬＡＮ
１３  ＷＡＮ（ＡＴＭ網）
１４，１５  端末
１６，１７，２３  ＯＮＴ
２１  交換機
２２  スプリッタ
２４，２５  ＰＯＮ終端部
２６，２７  ＬＡＮＩ／Ｆ
３１  受信部
３２  ＷＲＲ送信部
３３，３４  送信バッファ
４１  ＬＡＮフレーム送受信部
４２  ＡＡＬ５フレーム生成部
４３  ＡＴＭセル化部
４４  シェーパ
４５  ＡＴＭデセル化部
４６  ＬＡＮフレーム生成部
５１  受信バッファ
５２  送信部
【図１】
0003804477.tif 000003
【図２】
0003804477.tif 000004
【図３】
0003804477.tif 000005
【図４】
0003804477.tif 000006
【図５】
0003804477.tif 000007
【図６】
0003804477.tif 000008
【図７】
0003804477.tif 000009
【図８】
0003804477.tif 000010
【図９】
0003804477.tif 000011
【図１０】
0003804477.tif 000012
【図１１】
0003804477.tif 000013
【図１２】
0003804477.tif 000014