JP2003087283A - 動的帯域割当回路、動的帯域割当方法、動的帯域割当プログラムおよび記録媒体 - Google Patents
動的帯域割当回路、動的帯域割当方法、動的帯域割当プログラムおよび記録媒体Info
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Abstract
る際に帯域割当を要求した要求元に対して、上り帯域を
各要求元の契約帯域比で動的に分配する。 【解決手段】 加入者終端装置6,7,8は、要求元毎
に上限付きバッファ量を帯域要求信号として局側通信装
置25に送信する。局側通信装置25の動的帯域割当回
路30では、帯域要求受信部21により、上記帯域要求
信号を受信する。帯域割当算出部31は、一定時間の帯
域要求受付時間内に受信した帯域要求信号と割当帯域管
理部32内の既に割り当てた上り帯域の累積値の情報
(過剰割当帯域)とに従って、帯域割当量を算出する。
送信許可送信部23は、加入者終端装置6,7,8のサ
ービスパス終端部に対して、送信を許可する上りデータ
量と送信時刻とを送信する。
Description
装置と単一の局側通信装置とをPONトポロジで接続す
るネットワークシステムに係り、加入者終端装置から局
側通信装置へ伝送される帯域を、要求元の契約帯域に応
じて動的に割り当てる動的帯域割当回路、動的帯域割当
方法、動的帯域割当プログラムおよび記録媒体。
へ伝送される帯域を複数の加入者終端装置やサービスパ
スで共用する際、各要求元の契約帯域に応じて動的に帯
域を割り当てる方法が知られている。該従来方法は、各
加入者終端装置あるいは各サービスパスに帯域を与える
時間を契約帯域に応じて制御する方式である。
のトポロジを示すブロック図である。単一の局側通信装
置1の動的帯域割当回路2に接続された光ファイバ3
は、光分岐部4にて複数のファイバ5a,5b,5cに
分岐され、それぞれが各加入者終端装置6,7,8に接
続される。各加入者終端装置6,7,8には、単一のあ
るいは複数のサービスパス終端部9a,9bが設定され
ている。なお、図5では、加入者終端装置6についての
み示しているが、他の加入者終端装置7,8の構成も同
様である。サービスパス終端部9a,9bは、各々、要
求元A,Bに接続されており、要求元毎に契約帯域を設
定することが可能となっている。
2の構成を示すブロック図である。加入者終端装置6,
7,8は、各々、要求元毎の帯域要求信号を局側通信装
置1に送信する。各加入者終端装置6,7,8が送信し
た要求元毎の帯域要求信号は、帯域要求受信部21で受
信され、帯域割り当て算出部22に通知される。帯域割
り当て算出部22では、一定時間内に帯域要求の上った
全ての要求元に対応するサービスパス終端部に対して、
保証帯域に比例した時間ずつ上り信号の送出許可を与
え、送信許可送信部23により各加入者終端装置6,
7,8へ送信する。
た従来技術では、図7のフレーム構成に示すように、可
変長サイズのパケットデータを送信した場合、データを
分割する最小単位がパケットサイズとなるため、送信許
可の下りたデータ送出時間(上り信号の送出許可時間)
にバッファ内のパケットデータを前詰で送信すると、デ
ータ送出時間終了時に送信中のパケットが送信できず、
結果的にサービスパス毎に最大で最大パケットサイズの
未割当領域が生じる。この未割当領域は、割り当て周期
毎に異なるため、各サービスパスに割り当てた帯域は、
それぞれの保証帯域を正確に反映していないことにな
る。
もので、帯域割当を要求した要求元に対して、上り帯域
を各要求元の契約帯域比で動的に分配することができる
動的帯域割当回路、動的帯域割当方法、動的帯域割当プ
ログラムおよび記録媒体を提供することを目的とする。
るために、請求項1記載の発明では、複数の加入者終端
装置と単一の局側通信装置とをPONトポロジで接続し
たPONシステムの前記局側通信装置に設けられ、前記
複数の加入者終端装置の上り帯域を分配する動的帯域割
当回路において、前記複数の加入者終端装置の各々から
の帯域要求量を受け付ける帯域要求受信手段と、過去に
割り当てた帯域割当量に関する情報を要求元毎に記憶す
る割当帯域管理手段と、要求元毎の帯域要求量と過去に
割り当てた帯域割当量の累積値に関する情報とに基づい
て、要求元毎に次回の帯域割当量を計算する帯域割当算
出手段と、前記帯域割当算出手段により算出された帯域
割当量に基づく送信許可を前記複数の加入者終端装置の
各々に送信する送信許可送信手段とを具備することを特
徴とする。
記載の動的帯域割当回路において、前記割当帯域管理手
段は、過去に割り当てた帯域割当量の累積値に関する情
報として、理想的な累積割当量に対する過剰分を示す過
剰帯域割当量を記憶することを特徴とする。
または2記載の動的帯域割当回路において、前記複数の
加入者終端装置の各々からの実際の送信データ量を要求
元毎に測定する帯域測定手段と、前記帯域測定手段によ
り測定された実際の送信データ量を要求元毎に記憶する
送信データ量管理手段と、前記送信データ量管理手段に
記憶されている前回の実際の送信データ量と前回の帯域
割当量とに基づいて、前記過去に割り当てた帯域割当量
の累積値に関する情報を補正する補正手段とを具備する
ことを特徴とする。
請求項4記載の発明では、複数の加入者終端装置と単一
の局側通信装置とがPONトポロジで接続されたPON
システムの前記複数の加入者終端装置の上り帯域を分配
する動的帯域割当方法において、前記複数の加入者終端
装置の各々からの帯域要求量を受け付け、要求元毎の帯
域要求量と過去に割り当てた帯域割当量の累積値に関す
る情報とに基づいて、要求元毎に次回の帯域割当量を算
出し、前記次回の帯域割当量に基づく送信許可を前記複
数の加入者終端装置の各々に送信することを特徴とす
る。
記載の動的帯域割当方法において、前記過去に割り当て
た帯域割当量に関する情報は、理想的な累積割当量に対
する過剰分を示す過剰帯域割当量であることを特徴とす
る。
または5記載の動的帯域割当方法において、前記複数の
加入者終端装置の各々からの実際の送信データ量を要求
元毎に測定し、前回の実際の送信データ量と前回の帯域
割当量とに基づいて、前記過去に割り当てた帯域割当量
の累積値に関する情報を補正することを特徴とする。
請求項7記載の発明では、PONトポロジで接続された
複数の加入者終端装置の各々からの帯域要求量を受け付
けるステップと、要求元毎の帯域要求量と過去に割り当
てた帯域割当量の累積値に関する情報とに基づいて、要
求元毎に次回の帯域割当量を算出するステップと、前記
次回の帯域割当量に基づく送信許可を前記複数の加入者
終端装置の各々に送信するステップとをコンピュータに
実行させることを特徴とする。
記載の動的帯域割当プログラムにおいて、前記複数の加
入者終端装置の各々からの実際の送信データ量を要求元
毎に測定するステップと、前回の実際の送信データ量と
前回の帯域割当量とに基づいて、前記過去に割り当てた
帯域割当量の累積値に関する情報を補正するステップと
をコンピュータに実行させることを特徴とする。
請求項9記載の発明では、PONトポロジで接続された
複数の加入者終端装置の各々からの帯域要求量を受け付
けるステップと、要求元毎の帯域要求量と過去に割り当
てた帯域割当量の累積値に関する情報とに基づいて、要
求元毎に次回の帯域割当量を算出するステップと、前記
次回の帯域割当量に基づく送信許可を前記複数の加入者
終端装置の各々に送信するステップとをコンピュータに
実行させるプログラムを記録したことを特徴とする。
9記載の記録媒体において、前記複数の加入者終端装置
の各々からの実際の送信データ量を要求元毎に測定する
ステップと、前回の実際の送信データ量と前回の帯域割
当量とに基づいて、前記過去に割り当てた帯域割当量の
累積値に関する情報を補正するステップとをコンピュー
タに実行させるプログラムを記録したことを特徴とす
る。
データ量の累積値あるいは前回までの送信データ量の累
積値に基づいて、次回の上りデータ割当量を決定する。
したがって、加入者終端装置に到着するパケットデータ
が可変長サイズの場合においても、上り帯域を各サービ
スパスの契約帯域比で分配することが可能となる。
の形態を説明する。 A.第1実施形態 A−1.第1実施形態の構成 図1は、本発明の第1実施形態によるPONシステムの
構成を示すブロック図である。なお、図5に対応する部
分には同一の符号を付けて説明を省略する。図1におい
て、局側通信装置25の動的帯域割当回路30は、帯域
要求受信部21、送信許可送信部23、帯域割当算出部
31および割当帯域管理部32を備えている。帯域割当
算出部31は、一定時間の帯域要求受付時間内に帯域要
求受信部21により受信した帯域要求信号と割当帯域管
理部33内の既に割り当てた上り帯域の累積値情報とに
従って、帯域割当量の算出および割当順のスケジューリ
ングを行なう。割当帯域管理部32は、要求元毎に、既
に割り当てられている上り帯域の累積値情報として、理
想的な累積割当量に対する過剰分を示す過剰割当帯域を
管理している。上記帯域要求受信部21、送信許可送信
部23、帯域割当算出部31および割当帯域管理部32
の各部は、上記一連の動作を周期的に繰り返す。
明する。要求元から加入者終端装置6,7,8に送信さ
れたデータは、それぞれのサービスパス終端部にある、
図示しないバッファに蓄積される。加入者終端装置6,
7,8からは、要求元毎に上限付きバッファ量が帯域要
求信号として局側通信装置25に送信される。局側通信
装置25の動的帯域割当回路30では、帯域要求受信部
21により、上記帯域要求信号が受信され、帯域割当算
出部31へ供給される。また、割当帯域管理部32内の
既に割り当てた上り累積帯域の情報が帯域割当算出部3
1へ供給される。帯域割当算出部31では、一定時間の
帯域要求受付時間内に受信した帯域要求信号と割当帯域
管理部32内の既に割り当てた上り累積帯域の情報とに
従って、帯域割当量が算出されるとともに、割当順がス
ケジューリングされる。そして、送信許可送信部23に
より、加入者終端装置6,7,8のサービスパス終端部
に対して、送信を許可する上りデータ量と送信時刻とが
送信される。これらの一連の動作が周期的に繰り返され
る。
域割当量の決定方式の一例について説明する。図2は、
本第1実施形態による帯域割当算出部31による帯域割
当量の決定方式のアルゴリズムを示すフローチャートで
ある。図において、jはONU番号、kは周期、bw_
tempj,kは割当帯域、bw_realj,kは実際のデ
ータ送信量、bw_idealj,kは理想帯域、bw_
addj,kは過剰割当帯域、bw_refは理想全割当
帯域、bw_minjは保証帯域、Qj,kは要求帯域であ
る。
想割当帯域の合計を理想全割当帯域とし、まず、1周期
目に帯域を要求した要求元間で、理想全割当帯域を各要
求元の契約帯域で比例配分し、これを1周期目の理想帯
域bw_idealj,kとする(ステップS1)。理想
帯域bw_idealj,kが正ならば、割当帯域bw_
tempj,kを要求帯域Qj,kとし、要求帯域Qj,k分の送
出許可を与え(ステップS2,S3)、一方、理想帯域
bw_idealj,kが0以下ならば、割当帯域bw_
tempj,kを0として送出許可を与えない(ステップ
S2,S4)。次いで、割当帯域bw_tempj,kと
理想帯域bw_idealj,kとの差を算出し(ステッ
プS5)、過剰割当帯域bw_addj,kとし、割当帯
域管理部32に要求元毎に記憶させる。
帯域bw_idealj,kを算出の際に、理想全割当帯
域を比例配分した値から前回の過剰割当帯域bw_ad
dj, k-1を差し引いた値を、当該周期の理想帯域bw_
idealj,kとし(ステップS1)、1周期目と同様
の手順で割当帯域bw_tempj,kを決定し(ステッ
プS2,S3,S4)、過剰割当帯域bw_addj,k
を算出した後、割当帯域管理部32に要求元毎に記憶さ
せる。加入者終端装置6,7,8では、割当帯域bw_
tempj,kに従って、割り当てられた帯域分の上りデ
ータを送信する。このようにして、上述したステップを
周期毎に繰り返すことにより(ステップS6)、割当帯
域bw_tempj,kの累積値を、要求元毎の保証帯域
比で分配することが可能となる。
実施形態は、各要求元に割り当てた帯域と実際に要求元
が送信した上りデータ量とが異なったときのため、実際
の送信データ量を要求元毎にカウントし、割当帯域と実
際の送信データ量との差分を次周期以降の過剰割当帯域
の算出に反映させる。
Nシステムの構成を示すブロック図である。図におい
て、上り帯域測定部40は、要求元毎に実際の送信デー
タ量をカウントする。帯域割当算出部41は、帯域割当
量を算出し、割当順をスケジューリングするとともに、
割当帯域と上記上り帯域測定部40により測定された実
際の送信データ量との差分に従って、次周期以降の過剰
割当帯域を算出する。送信データ量管理部42は、要求
元毎に、上記上り帯域測定部40により測定された実際
の送信データ量を管理している。
要求元から加入者終端装置6,7,8に送信されたデー
タは、それぞれのサービスパス終端部にある、図示しな
いバッファに蓄積される。加入者終端装置6,7,8か
らは、要求元毎に上限付きバッファ量が帯域要求信号と
して局側通信装置25に送信される。局側通信装置25
の動的帯域割当回路30では、帯域要求受信部21によ
り、上記帯域要求信号が受信され、帯域割当算出部41
へ供給されるととも、上り帯域測定部40により、実際
の送信データ量が要求元毎にカウントされ、帯域割当算
出部41へ供給される。また、送信データ量管理部42
内の送信データ量が帯域割当算出部41へ供給される。
帯域割当算出部41では、帯域割当量が算出され、割当
順がスケジューリングされるとともに、割当帯域と実際
の送信データ量との差分に従って、次周期以降の過剰割
当帯域が算出される。そして、送信許可送信部23によ
り、加入者終端装置6,7,8のサービスパス終端部に
対して、送信を許可する上りデータ量と送信時刻とが送
信される。これらの一連の動作が周期的に繰り返され
る。
域割当量の決定方式の一例について説明する。図4は、
本第2実施形態による帯域割当算出部41による帯域割
当量の決定方式のアルゴリズムを示すフローチャートで
ある。なお、図において、各記号の意味は図2と同様で
あるので説明を省略する。
想割当帯域の合計を理想全割当帯域とし、まず、1周期
目に帯域を要求した要求元間で、理想全割当帯域を各要
求元の契約帯域で比例配分し、これを1周期目の理想帯
域bw_idealj,kとする(ステップS11)。理
想帯域bw_idealj,kが正ならば、割当帯域bw
_tempj,kを要求帯域Qj,kとし、要求帯域Qj,k分の
送出許可を与え(ステップS12,S13)、一方、理
想帯域bw_idealj,kが0以下ならば、割当帯域
bw_tempj,kを0として送出許可を与えない(ス
テップS12,S14)。次いで、割当帯域bw_te
mpj,kと理想帯域bw_idealj,kとの差を算出
し、過剰割当帯域bw_addj,kとし、送信データ量
管理部42に要求元毎に記憶させる(ステップS1
6)。
帯域bw_idealj,kを算出の際に、理想全割当帯
域を比例配分した値から前回の過剰割当帯域bw_ad
dj, k-1を差し引いた値を、当該周期の理想帯域bw_
idealj,kとし(ステップS11)、1周期目と同
様の手順で割当帯域bw_tempj,kを決定する(ス
テップS12,S13,S14)。次いで、前回実際に
送信された上りデータ送信量bw_realj,k-1と前
回割り当てられた上り帯域bw_tempj,k-1とが同
じであるか否かを判断し(ステップS15)、双方が同
じであれば、第1実施形態と同様に、過剰割当帯域bw
_addj,kを算出した後、送信データ量管理部42に
要求元毎に記憶させる(ステップS16)。
信量bw_realj,k-1と前回割り当てられた上り帯
域bw_tempj,k-1とが異なる場合には、後者から
前者を差し引いた値(bw_realj,k-1−bw_t
empj,k-1)を次回以降の過剰割当帯域(bw_re
alj,k−bw_tempj,k)から減じて、過剰割当帯
域bw_addj,kを算出した後、送信データ量管理部
42に要求元毎に記憶させる(ステップS17)。この
ようにして、上述したステップを周期毎に繰り返すこと
により(ステップS18)、割当帯域bw_temp
j,kの累積値を、要求元毎の保証帯域比で分配すること
が可能となる。
て、局側通信装置25の動的帯域割当回路30の機能
は、図示しない記憶部に記憶されたプログラムを実行す
ることで実現するようになっている。記憶部は、ハード
ディスク装置や光磁気ディスク装置、フラッシュメモリ
等の不揮発性メモリやRAM(Random Access Memory)
のような揮発性のメモリ、あるいはこれらの組み合わせ
により構成されるものとする。また、上記記憶部とは、
インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回
線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクラ
イアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモ
リ(RAM)のように、一定時間プログラムを保持して
いるものも含む。
を記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝
送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により
他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここ
で、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネ
ット等のネットワークや電話回線等の通信回線のように
情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、
上記プログラムは、上述した処理の一部を実現するため
のものであってもよい。さらに、上述した処理を局側通
信装置25または動的帯域割当回路30に既に記録され
ているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、い
わゆる差分ファイル(差分プログラム)であってもよ
い。
て詳述してきたが、具体的な構成は、上記実施形態に限
られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲
の設計等も含まれる。
PONシステムにおいて、要求元毎に過去の割当データ
量の累積値あるいは過去の送信データ量の累積値に基づ
いて、次回の上りデータ割当量を決定するようにしたの
で、加入者終端装置に到着するパケットデータが可変長
サイズの場合においても、上り帯域を各サービスパスの
契約帯域比で分配することができるという利点が得られ
る。するようにしたので、という利点が得られる。
の構成を示すブロック図である。
よる帯域割当量の決定方式のアルゴリズムを示すフロー
チャートである。
の構成を示すブロック図である。
よる帯域割当量の決定方式のアルゴリズムを示すフロー
チャートである。
を示すブロック図である。
ブロック図である。
る。
手段) 32 割当帯域管理部(割当帯域管理手段) 40 上り帯域測定部(帯域測定手段) 42 送信データ量管理部(送信データ量管理手段)
Claims (10)
- 【請求項1】 複数の加入者終端装置と単一の局側通信
装置とをPONトポロジで接続したPONシステムの前
記局側通信装置に設けられ、前記複数の加入者終端装置
の上り帯域を分配する動的帯域割当回路において、 前記複数の加入者終端装置の各々からの帯域要求量を受
け付ける帯域要求受信手段と、 過去に割り当てた帯域割当量に関する情報を要求元毎に
記憶する割当帯域管理手段と、 要求元毎の帯域要求量と過去に割り当てた帯域割当量の
累積値に関する情報とに基づいて、要求元毎に次回の帯
域割当量を計算する帯域割当算出手段と、 前記帯域割当算出手段により算出された帯域割当量に基
づく送信許可を前記複数の加入者終端装置の各々に送信
する送信許可送信手段とを具備することを特徴とする動
的帯域割当回路。 - 【請求項2】 前記割当帯域管理手段は、過去に割り当
てた帯域割当量の累積値に関する情報として、理想的な
累積割当量に対する過剰分を示す過剰帯域割当量を記憶
することを特徴とする請求項1記載の動的帯域割当回
路。 - 【請求項3】 前記複数の加入者終端装置の各々からの
実際の送信データ量を要求元毎に測定する帯域測定手段
と、 前記帯域測定手段により測定された実際の送信データ量
を要求元毎に記憶する送信データ量管理手段と、 前記送信データ量管理手段に記憶されている前回の実際
の送信データ量と前回の帯域割当量とに基づいて、前記
過去に割り当てた帯域割当量の累積値に関する情報を補
正する補正手段とを具備することを特徴とする請求項1
または2記載の動的帯域割当回路。 - 【請求項4】 複数の加入者終端装置と単一の局側通信
装置とがPONトポロジで接続されたPONシステムの
前記複数の加入者終端装置の上り帯域を分配する動的帯
域割当方法において、 前記複数の加入者終端装置の各々からの帯域要求量を受
け付け、要求元毎の帯域要求量と過去に割り当てた帯域
割当量の累積値に関する情報とに基づいて、要求元毎に
次回の帯域割当量を算出し、前記次回の帯域割当量に基
づく送信許可を前記複数の加入者終端装置の各々に送信
することを特徴とする動的帯域割当方法。 - 【請求項5】 前記過去に割り当てた帯域割当量に関す
る情報は、理想的な累積割当量に対する過剰分を示す過
剰帯域割当量であることを特徴とする請求項4記載の動
的帯域割当方法。 - 【請求項6】 前記複数の加入者終端装置の各々からの
実際の送信データ量を要求元毎に測定し、前回の実際の
送信データ量と前回の帯域割当量とに基づいて、前記過
去に割り当てた帯域割当量の累積値に関する情報を補正
することを特徴とする請求項4または5記載の動的帯域
割当方法。 - 【請求項7】 PONトポロジで接続された複数の加入
者終端装置の各々からの帯域要求量を受け付けるステッ
プと、 要求元毎の帯域要求量と過去に割り当てた帯域割当量の
累積値に関する情報とに基づいて、要求元毎に次回の帯
域割当量を算出するステップと、 前記次回の帯域割当量に基づく送信許可を前記複数の加
入者終端装置の各々に送信するステップとをコンピュー
タに実行させることを特徴とする動的帯域割当プログラ
ム。 - 【請求項8】 前記複数の加入者終端装置の各々からの
実際の送信データ量を要求元毎に測定するステップと、 前回の実際の送信データ量と前回の帯域割当量とに基づ
いて、前記過去に割り当てた帯域割当量の累積値に関す
る情報を補正するステップとをコンピュータに実行させ
ることを特徴とする請求項7記載の動的帯域割当プログ
ラム。 - 【請求項9】 PONトポロジで接続された複数の加入
者終端装置の各々からの帯域要求量を受け付けるステッ
プと、 要求元毎の帯域要求量と過去に割り当てた帯域割当量の
累積値に関する情報とに基づいて、要求元毎に次回の帯
域割当量を算出するステップと、 前記次回の帯域割当量に基づく送信許可を前記複数の加
入者終端装置の各々に送信するステップとをコンピュー
タに実行させるプログラムを記録したことを特徴とする
記録媒体。 - 【請求項10】 前記複数の加入者終端装置の各々から
の実際の送信データ量を要求元毎に測定するステップ
と、 前回の実際の送信データ量と前回の帯域割当量とに基づ
いて、前記過去に割り当てた帯域割当量の累積値に関す
る情報を補正するステップとをコンピュータに実行させ
るプログラムを記録したことを特徴とする請求項9記載
の記録媒体。
Priority Applications (9)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001274035A JP3768421B2 (ja) | 2001-09-10 | 2001-09-10 | 動的帯域割当回路、動的帯域割当方法、動的帯域割当プログラムおよび記録媒体 |
CA002401490A CA2401490C (en) | 2001-09-10 | 2002-09-06 | Dynamic bandwidth allocation circuit, dynamic bandwidth allocation method, dynamic bandwidth allocation program and recording medium |
US10/236,195 US7796519B2 (en) | 2001-09-10 | 2002-09-06 | Dynamic bandwidth allocation circuit, dynamic bandwidth allocation method, optical network unit, PON system, dynamic bandwidth allocation program and recording medium |
EP02292197A EP1292054B1 (en) | 2001-09-10 | 2002-09-06 | Dynamic bandwidth allocation circuit, dynamic bandwidth allocation method, dynamic bandwidth allocation program and recording medium |
CA2509045A CA2509045C (en) | 2001-09-10 | 2002-09-06 | Dynamic bandwidth allocation circuit, dynamic bandwidth allocation method, optical network unit, pon system, and dynamic bandwidth allocation program and recording medium |
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