ネットワークシステム、子局通信装置、親局通信装置、及び帯域制御方法
【課題】 ネットワークの帯域を効率的に利用しつつ、より柔軟な帯域制御を実現するネットワークシステムを提供する。
【解決手段】 本発明は、配下に複数の下位ネットワークが収容されている複数の子局通信装置と、一つの伝送路を用いて子局通信装置と接続している親局通信装置とを備えるネットワークシステムに関する。そして、それぞれの子局通信装置は、当該子局通信装置の下位ネットワークで必要とする要求帯域幅を算出して親局通信装置に送信し、親局通信装置から割当帯域幅の情報を受信し、当該子局通信装置からの上り方向の通信の通信に使用する帯域が、割当帯域幅以下となるように制御することを特徴とする。また、親局通信装置は、子局通信装置から要求帯域幅を受信し、受信した要求帯域幅と、伝送路の上り方向の通信に通信可能な最大帯域幅とを利用して、それぞれの子局通信装置に割り当てる割当帯域幅を算出して通知することを特徴とする。
【解決手段】 本発明は、配下に複数の下位ネットワークが収容されている複数の子局通信装置と、一つの伝送路を用いて子局通信装置と接続している親局通信装置とを備えるネットワークシステムに関する。そして、それぞれの子局通信装置は、当該子局通信装置の下位ネットワークで必要とする要求帯域幅を算出して親局通信装置に送信し、親局通信装置から割当帯域幅の情報を受信し、当該子局通信装置からの上り方向の通信の通信に使用する帯域が、割当帯域幅以下となるように制御することを特徴とする。また、親局通信装置は、子局通信装置から要求帯域幅を受信し、受信した要求帯域幅と、伝送路の上り方向の通信に通信可能な最大帯域幅とを利用して、それぞれの子局通信装置に割り当てる割当帯域幅を算出して通知することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ネットワークシステム、子局通信装置、親局通信装置、及び帯域制御方法に関し、例えば、ＦＴＴＨ（Ｆｉｂｅｒ Ｔｏ Ｔｈｅ Ｈｏｍｅ）サービスを提供するためのアクセスネットワークに適用し得る。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＦＴＴＨサービスが普及しているが、ＩＰ電話サービスや、コンテンツ（動画像等）配信サービス等の普及と共に、各ユーザが通信に使用する帯域は増加している。
【０００３】
そのため、ＦＴＴＨサービスを提供するためのアクセスネットワークにおいて、各ユーザの通信で使用される帯域をどのように制御するかは、ネットワーク事業者にとって重要な課題である。
【０００４】
従来、ＦＴＴＨサービス用のアクセスネットワークでは、基幹ネットワーク上に複数の集線装置を配置し、さらに、それぞれの集線装置では、ＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等のアクセス手段を用いて、複数のユーザ（ユーザネットワーク）を収容する構成が多く採用されている。
【０００５】
しかし、従来のＦＴＴＨサービス用のアクセスネットワークでは、集線装置の配下のユーザ間での帯域利用（特に上り方向の通信）の公平性を保つ等、より柔軟な帯域制御を行うことが難しかった。
【０００６】
また、従来存在するＦＴＴＨサービス用のアクセスネットワークの多くで、基幹ネットワークにＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｏｐｔｉｃａｌ ＮＥＴｗｏｒｋｓ／Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｈｉｅｒａｒｃｈｙ）等の規格に対応したリングネットワークが採用されている。この場合、上述のリングネットワーク上では、各集線装置が上位のネットワーク装置と接続するための論理パスに予め固定の帯域を割り当てる必要がある。しかし、従来のＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ等を利用した基幹ネットワークでは、予め固定の帯域を割り当てるため、実際のトラフィック量が少ない場合やトラフィック量が増加した場合でも柔軟に帯域割当を変更できないので、ネットワークの帯域利用が非効率的となる場合があった。
【０００７】
そして、従来、アクセスネットワークにおいて、帯域制御を行う技術については非特許文献１、特許文献１、及び特許文献２の記載技術がある。
【０００８】
非特許文献１では小規模集線装置（ＳＷ）を多段接続した状態でエッジルータ（ＥＲ）を接続する構成が提案されており、当該構成は、多段接続構成において伝送品質のユーザ間公平性を担保できる方式となっている。
【０００９】
特許文献１の記載技術は、ＬＡＮに複数のノードが接続されたネットワークシステムにおいて、複数のデータ転送において帯域の競合が発生し、データ損失等が発生するという問題に対処するものである。また、特許文献１の記載技術では、ネットワーク上に、ネットワークの帯域を管理する帯域制御マネージャを設け、さらに、ネットワークに接続された各ノードに帯域制御マネージャと連携する帯域制御エージェントを設けている。さらに、特許文献１では、帯域制御マネージャが通信データに付与された帯域予測用情報を用いて、帯域の増減を即座に検知することにより、効率の良い帯域制御を行うとともに、競合によるデータ損失を減らすことが可能となるとの記載がされている。
【００１０】
特許文献２では、ＰＯＮにおいて、ＯＬＴ−ＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ−Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）間で、各加入者宅側終端装置のサービスレベル間の公平性が保証された帯域制御を実現する帯域割当制御装置を提供することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００１−２３０７８４号公報
【特許文献２】特開２００７−１２９４２９号公報
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】ＮＴＴアクセスサービスシステム研究所 中山悠、太田憲行、大高明浩 著、「アクセス系集線における多段接続方式の研究」、２０１０年 電子情報通信学会総合大会 通信講演論文集２、ｐｐ．１８８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、非特許文献１では、ユーザ毎の流量観測が必要となるため処理量が多いとの課題提議はされているが具体的な実現方法について記載されていない。
【００１４】
また、特許文献１には、複数の端末やユーザを集線する場合の帯域処理や公平性制御等の帯域制御を実現することについては記載されていない。
【００１５】
さらに、特許文献２の記載技術では、ＰＯＮの中での帯域制御については記載されているが、それより上位（ＯＬＴよりも上位側）の集線装置やスイッチにおける帯域制御については記載されていない。
【００１６】
したがって、非特許文献１、特許文献１、２の記載技術を、上述のＦＴＴＨサービス用のアクセスネットワークに適用したとしても、ネットワーク全体として、集線装置の配下のユーザ間で制限される内容の公平性を保つ等、柔軟な帯域制御を実現することができない。
【００１７】
また、非特許文献１、特許文献１、及び特許文献２では、上述の基幹ネットワーク（ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ等を採用した場合）の帯域利用が非効率的になってしまうという課題を解決することについては記載されていない。
【００１８】
上述のような問題点を鑑み、ネットワークの帯域を効率的に利用しつつ、より柔軟な帯域制御を実現することができるネットワークシステム、子局通信装置、親局通信装置、及び帯域制御方法が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
第１の本発明は、配下に複数の下位ネットワークが収容されている複数の子局通信装置と、一つの伝送路を用いて上記子局通信装置と接続している親局通信装置とを備えるネットワークシステムにおいて、（１）それぞれの上記子局通信装置は、（１−１）当該子局通信装置で、上り方向の通信に必要とする帯域の合計に係る要求帯域幅を算出する要求帯域幅算出手段と、（１−２）上記要求帯域幅算出手段が算出した要求帯域幅の情報を、上記親局通信装置に送信する要求帯域幅送信手段と、（１−３）上記親局通信装置から当該子局通信装置に割り当てられた、上り方向の通信の帯域に係る割当帯域幅の情報を受信する割当帯域幅受信手段と、（１−４）当該子局通信装置で、上り方向の通信で使用する帯域幅が、割当帯域幅以下となるように制御する帯域制御手段とを有し、（２）上記親局通信装置は、（２−１）それぞれの上記子局通信装置から、要求帯域幅の情報を受信する要求帯域幅受信手段と、（２−２）受信した要求帯域幅と、上記伝送路で上り方向に通信可能な最大帯域幅とを利用して、それぞれの上記子局通信装置に割り当てる割当帯域幅を算出する割当帯域幅算出手段と、（２−３）算出した割当帯域幅を、それぞれの子局通信装置に送信する割当帯域幅送信手段とを有することを特徴とする。
【００２０】
第２の本発明は、配下に複数の下位ネットワークが収容されており、他の子局通信装置と共通の一つの伝送路を用いて親局通信装置と接続している子局通信装置において、（１）当該子局通信装置で、上り方向の通信に必要とする帯域の合計に係る要求帯域幅を算出する要求帯域幅算出手段と、（２）上記要求帯域幅算出手段が算出した要求帯域幅の情報を、上記親局通信装置に送信する要求帯域幅送信手段と、（３）上記親局通信装置から当該子局通信装置に割り当てられた、上り方向の通信の帯域に係る割当帯域幅の情報を受信する割当帯域幅受信手段と、（４）当該子局通信装置で、上り方向の通信で使用する帯域幅が、割当帯域幅以下となるように制御する帯域制御手段とを有することを特徴とする。
【００２１】
第３の本発明は、配下に複数の下位ネットワークが収容されている複数の子局通信装置と、一つの伝送路を用いて上記子局通信装置と接続している親局通信装置において、（１）それぞれの上記子局通信装置から、当該子局通信装置で上り方向の通信に必要とする帯域の合計に係る要求帯域幅の情報を受信する要求帯域幅受信手段と、（２）受信した要求帯域幅と、上記伝送路で上り方向に通信可能な最大帯域幅とを利用して、それぞれの上記子局通信装置に割り当てる割当帯域幅を算出する割当帯域幅算出手段と、（３）算出した割当帯域幅を、それぞれの子局通信装置に送信する割当帯域幅送信手段とを有することを特徴とする。
【００２２】
第４の本発明は、配下に複数の下位ネットワークが収容されている複数の子局通信装置と、一つの伝送路を用いて上記子局通信装置と接続している親局通信装置とを備えるネットワークシステムの帯域制御方法において、（１）それぞれの上記子局通信装置が、上り方向の通信に必要とする帯域の合計に係る要求帯域幅を算出する要求帯域幅算出工程と、（２）それぞれの上記子局通信装置で、算出した要求帯域幅の情報を、上記親局通信装置に送信する要求帯域幅送信工程と、（３）上記親局通信装置が、それぞれの上記子局通信装置から、要求帯域幅の情報を受信する要求帯域幅受信工程と、（４）上記親局通信装置が、受信した要求帯域幅と、上記伝送路で上り方向に通信可能な最大帯域幅とを利用して、それぞれの上記子局通信装置に割り当てる、上り方向の通信の帯域に係る割当帯域幅を算出する割当帯域幅算出工程と、（５）上記親局通信装置が、算出した割当帯域幅を、それぞれの子局通信装置に送信する割当帯域幅送信工程と、（６）それぞれの上記子局通信装置が、上記親局通信装置から当該子局通信装置に割り当てられた割当帯域幅の情報を受信する割当帯域幅受信工程と、（７）それぞれの上記子局通信装置が、上り方向の通信で使用する帯域幅を、割当帯域幅以下となるように制御する帯域制御工程とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、ネットワークの帯域を効率的に利用しつつ、より柔軟な帯域制御を実現するネットワークシステムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施形態に係るネットワークシステムの動作について示したシーケンス図である。
【図２】実施形態に係るネットワークシステムの全体構成について示したブロック図である。
【図３】実施形態に係る子局集線装置の接続構成の例について示したブロック図である。
【図４】実施形態に係る子局集線装置が制御する帯域の例について示した説明図である。
【図５】実施形態に係る子局集線装置の機能的構成の例について示したブロック図である。
【図６】実施形態に係る子局集線装置内のＶＬＡＮ処理部の構成について示した説明図である。
【図７】実施形態に係る親局集線装置の機能的構成の例について示したブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
（Ａ）主たる実施形態
以下、本発明によるネットワークシステム、子局通信装置、親局通信装置、及び帯域制御方法の一実施形態を、図面を参照しながら詳述する。なお、この実施形態では、本発明の子局通信装置及び親局通信装置を、子局集線装置及び親局集線装置に適用した例について説明する。
【００２６】
（Ａ−１）実施形態の構成
図２は、この実施形態のネットワークシステム１の全体構成を示すブロック図である。
【００２７】
ここでは、例として、ネットワークシステム１は、ネットワーク接続事業者が各ユーザ宅をインターネット等のネットワークに接続させるアクセスネットワークとして構築されたものであるものとする。
【００２８】
ネットワークシステム１では、アクセスネットワークの事業者側の設備を配置する拠点として親局Ｓ１及び子局Ｓ２−１〜Ｓ２−３が存在している。ここでは、親局Ｓ１を中心として配下に子局Ｓ２−１〜Ｓ２−３が存在しており、各子局の配下に複数のユーザ宅（ユーザネットワーク）が存在するものとする。
【００２９】
また、親局Ｓ１及び子局Ｓ２−１〜Ｓ２−３の間は、リング型の光ファイバ（複数本の光ファイバを用いて構成するようにしても良い）により結ばれているものとする。そして、親局Ｓ１、子局Ｓ２−１〜２−３には、それぞれＡＤＭ１０（１０−１〜１０−４）が配置され、各ＡＤＭ１０は、上述の光ファイバに挿入（接続）されている。
【００３０】
このように、ネットワークシステム１では、上述の光ファイバと、ＡＤＭ１０−１〜１０−４により、リング型のネットワーク（以下、「リングネットワークＲＮ」という）が基幹の伝送路として形成されている。リングネットワークＲＮは、例えば、ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ等の規格に対応したものを用いて構築することができる。
【００３１】
親局Ｓ１では、ＡＤＭ１０−１に親局集線装置２０が接続されている。そして、その親局集線装置２０には、エッジルータ４０が接続されているものとする。
【００３２】
また、子局Ｓ２−１〜Ｓ２−３には、それぞれ、子局集線装置３０−１〜３０−３が配置されている。そして、子局集線装置３０−１〜３０−３は、それぞれ、ＡＤＭ１０−２〜１０−３に接続されている。
【００３３】
図２では、親局集線装置２０、及び子局集線装置３０−１〜３０−３の間は、論理的には、親局集線装置２０を中心としたスター型のトポロジーでパス接続されているものとする。すなわち、ネットワークシステム１では、各子局の配下のユーザ宅のユーザ端末は、いずれかの子局の子局集線装置３０、リングネットワークＲＮ、親局集線装置２０、及びエッジルータ４０を経由して、図示しない接続先のネットワーク（例えば、インターネット等）に接続するものとする。
【００３４】
なお、以下では、ユーザ宅又は各子局から見て親局Ｓ１の方向への通信を「上り方向」の通信と呼び、逆方向の通信を「下り方向」の通信と呼ぶものとする。
【００３５】
また、ここでは、例として、ＡＤＭ１０−１〜１０−４は２．５Ｇｂｐｓに対応したＡＤＭ（ＯＣ−４８）であるものとして説明する。すなわち、リングネットワークＲＮ上で、主信号（ユーザ用のトラフィック）に対して許容する最大の帯域幅は２．５Ｇｂｐｓ以下（ここでは、上り方向も下り方向も同様の帯域幅であるものとする）に設定されているものとする。
【００３６】
そして、親局集線装置２０と、子局集線装置３０−１〜３０−３との論理パスのそれぞれについて、帯域幅は１Ｇｂに設定されているものとする。この場合、親局集線装置２０と、子局集線装置３０−１〜３０−３とのそれぞれの論理パスの帯域幅の合計は、３Ｇｂｐｓとなり、１０Ｇｂｐｓに対応したＡＤＭが必要になる。
【００３７】
子局集線装置３０−１〜３０−３のそれぞれの配下では、既存のＦＴＴＨ等で用いられている１ＧｂｐｓのＧＥＰＯＮ（Ｇｉｇａｂｉｔ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）−Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）のネットワークが形成されており、このＧＥＰＯＮのネットワークを用いて、子局集線装置３０−１〜３０−３は各ユーザを収容しているものとする。ここでは、例として、子局集線装置３０−１〜３０−３の配下には、それぞれ２つのＧＥＰＯＮのネットワークが形成されているものとする。
【００３８】
なお、子局集線装置３０−１〜３０−３でユーザを収容する手段は、ＧＥＰＯＮに限定されず、その他のＰＯＮ（例えば、ＥＰＯＮ等）や、ＡＤＳＬ（Ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｌｉｎｅ）等の他のアクセス方式を用いるようにしても良い。
【００３９】
具体的には、子局集線装置３０−１〜３０−３の配下には、それぞれ、２つのＯＬＴ５０が配置されているものとする。そして、それぞれのＯＬＴ５０の配下には、３２個のＯＮＵ６０がＰＯＮにより接続されているものとする。図２においては、図示を省略しているが、ＯＮＵ６０は、各ユーザ宅に設置される設備であり、ＯＮＵ６０の配下にユーザネットワークが形成されている。すなわち、各ユーザ宅のユーザネットワークに属するユーザ端末は、ＯＮＵ６０を介してネットワークシステム１に接続している。
【００４０】
なお、ＯＬＴ５０及びＯＮＵ６０については、既存のものを適用することができる。
【００４１】
また、ネットワークシステム１では、各ＯＮＵ６０には、それぞれ、タグＶＬＡＮ（ＩＥＥＥ ８０２．１ｑ）におけるＶＬＡＮ ＩＤ（ＯＮＵ６０ごとにＩＤはユニークなものであるものとする）が付与されているものとする。そして、それぞれのＯＮＵ６０からの上り方向のパケット、及びそれぞれのＯＮＵ６０への下り方向パケットには、当該ＯＮＵ６０のＶＬＡＮ ＩＤを有するタグが付与されているものとする。
【００４２】
ここでは、ＯＮＵ６０からの上り方向のパケットについては、ＯＮＵ６０においてＶＬＡＮタグが付与され、そのＶＬＡＮタグはエッジルータ４０においてはずされるものとする。また、ＯＮＵ６０への下り方向のパケットについては、エッジルータ４０においてＶＬＡＮタグが付与され、そのＶＬＡＮタグは、ＯＮＵ６０においてはずされるものとする。
【００４３】
すなわち、子局集線装置３０及び親局集線装置２０では、各パケットのＶＬＡＮタグに付与されたＶＬＡＮ ＩＤを参照することにより、各パケットがいずれのユーザ（ＯＮＵ６０）に係るものであるかを識別するものとする。
【００４４】
また、上述のＶＬＡＮタグには、ＩＥＥＥ ８０２．１ｐで規定されているクラス分けをするための識別子（ＣｏＳ（Ｃｌａｓｓ ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃｅ）値）が付与されおり、子局集線装置３０において、同じユーザに係るトラフィックであってもＣｏＳ値に応じて優先的に上り方向の帯域を割り当てる等の帯域制御が行われるものとする。ここでは、例えば、音声やストリーミング等のリアルタイム性の高いプロトコル（例えば、ＲＴＰ（Ｒｅａｌ−ｔｉｍｅ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）等）については、高い優先度を示すＣｏＳ値が付与されているものとする。なお、子局集線装置３０において、ＣｏＳ値を用いた帯域制御処理の必要がない場合は、ＣｏＳ値の付与等の処理は省略するようにしても良い。
【００４５】
また、エッジルータ４０と親局集線装置２０との間のインタフェースや、各集線装置（親局集線装置２０及び子局集線装置３０）とＡＤＭ１０との間のインタフェースについては限定されないものであり、例えば、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）等の既存のインタフェースを適用することができる。
【００４６】
次に、子局集線装置３０の配下の具体的構成について、子局Ｓ２−１の子局集線装置３０−１を例として説明する。
【００４７】
図３は、子局集線装置３０−１の接続構成の例について示したブロック図である。
【００４８】
子局集線装置３０−１の配下には、上述のように２つのＯＬＴ５０−１１、５０−１２が配置されている。そして、ＯＬＴ５０−１１の配下には、３２のＯＮＵ６０−１１０１〜６０−１１３２がＰＯＮ接続されている。また、ＯＬＴ５０−１２の配下にも、３２のＯＮＵ６０−１２０１〜６０−１２３２が配置されている。
【００４９】
そして、ここでは、説明を簡易にするために、ＯＬＴ５０−１１の配下ではＯＮＵ６０−１１０１、６０−１１０２のみが使用されているものとする。また、同様に、ＯＬＴ５０−１２の配下では、ＯＮＵ６０−１２０１、６０−１２０２のみが使用されているものとする。すなわち、ここでは、子局Ｓ２−１において、上述の使用されているＯＮＵ６０についてのみトラフィックが発生するものとして説明する。
【００５０】
具体的には、ＯＮＵ６０−１１０１の配下には、ＩＰ電話端末Ｔ１１、及びＰＣ端末Ｔ１２が接続されており、ＯＮＵ６０−１１０２の配下にはＰＣ端末Ｔ１３が接続されているものとする。また、ＯＮＵ６０−１２０１の配下には、ＩＰ電話端末Ｔ２１、及びＰＣ端末Ｔ２２が接続されており、ＯＮＵ６０−１２０２の配下にはＩＰ電話端末Ｔ２３、及びＰＣ端末Ｔ２４が接続されているものとする。また、図３においては、説明を簡易にするため、ＯＮＵ６０の配下に直接端末が接続されているように図示しているが、実際には、図示しないルータやハブ等（ＯＮＵ６０に内蔵されるようにしても良い）を介して接続される。
【００５１】
そして、ＩＰ電話端末Ｔ１１、ＰＣ端末Ｔ１２及びＰＣ端末Ｔ１３のそれぞれについて、上り方向に必要な帯域幅（平均的に使用する帯域であるものとする）を帯域Ｂ１１、Ｂ１２、Ｂ１３とする。また、ＩＰ電話端末Ｔ２１、ＰＣ端末Ｔ２２、ＩＰ電話端末Ｔ２３、及びＰＣ端末Ｔ２４について、それぞれ、上り方向に必要な帯域を帯域Ｂ２１、Ｂ２２、Ｂ２３、Ｂ２４とする。
【００５２】
図４は、図３に示す子局集線装置３０−１が制御する帯域について示した説明図である。
【００５３】
図４（ａ）は、ＯＬＴ５０−１１から子局集線装置３０−１へのトラフィックにおける帯域の利用状況である。図４（ａ）に示すように、ＯＬＴ５０−１１から子局集線装置３０−１へのトラフィックには、ＯＮＵ６０−１１０１からのトラフィック（帯域Ｂ１１、Ｂ１２）と、ＯＮＵ６０−１１０２からのトラフィック（帯域Ｂ１３）が含まれている。
【００５４】
図４（ｂ）は、ＯＬＴ５０−１２から子局集線装置３０−１へのトラフィックにおける帯域の利用状況である。図４（ｂ）に示すように、ＯＬＴ５０−１２から子局集線装置３０−１へのトラフィックには、ＯＮＵ６０−１２０１からのトラフィック（帯域Ｂ２１、Ｂ２２）と、ＯＮＵ６０−１２０２からのトラフィック（帯域Ｂ２３、Ｂ２４）が含まれている。
【００５５】
図４（ｃ）は、子局集線装置３０−１から親局集線装置２０へのトラフィックにおける帯域の利用状況について示している。
【００５６】
図４（ｃ）に示すように、子局集線装置３０−１から親局集線装置２０へのトラフィックには、上述の図４（ａ）及び図４（ｂ）に示す全てのトラフィック（帯域Ｂ１１〜１３、及び帯域２１〜２４）が含まれている。
【００５７】
また、図４（ｃ）では、ＯＮＵ６０−１１０１、６０−１１０２、６０−１２０１、６０−１２０２には、それぞれ１〜４のＶＬＡＮ ＩＤが付与されているものとして説明している。そうすると、図４（ｃ）に示すように、帯域Ｂ１１、Ｂ１２のトラフィックに係るＶＬＡＮ ＩＤは１となる。また、帯域Ｂ１３のトラフィックに係るＶＬＡＮ ＩＤは２となる。さらにまた、帯域Ｂ２１、Ｂ２２のトラフィックに係るＶＬＡＮ ＩＤは３となる。また、帯域Ｂ２３、Ｂ２４のトラフィックに係るＶＬＡＮ ＩＤは４となる。
【００５８】
次に、子局集線装置３０の内部構成について説明する。
【００５９】
図５は、子局集線装置３０（３０−１〜３０−３）の機能的構成の例について示したブロック図である。ここでは、子局集線装置３０−１〜３０−３は、全て同じ構成であるものとして説明するが、インタフェースの種類や数等、接続する環境に応じた構成とするようにしても良い。
【００６０】
子局集線装置３０は、ネットワークに接続するための６つのポート３１（３１−１〜３１−６）、２つのＶＬＡＮ振分処理部３２（３２−１、３２−２）、所定数のＶＬＡＮ処理部３３、ユーザ間スケジューリング処理部３４、スイッチ３５、４つのシェーピング処理部３６（３６−１〜３６−４）、ＤＢＡマスタ３７、及びＤＢＡエージェント３８を有している。
【００６１】
子局集線装置３０において、ＶＬＡＮ処理部３３は、最大で配下のＯＮＵ６０の数だけ配置される。言い換えると、子局集線装置３０では、配下のＯＮＵ６０に付与されたＶＬＡＮ ＩＤごとに、ＶＬＡＮ処理部３３が配置される。例えば、子局集線装置３０−１では、配下にＯＮＵ６０が合計で６４個配置されているため最大で６４個のＶＬＡＮ処理部３３が配置されることになる。したがって、ＶＬＡＮ処理部３３がハードウェア的に構成されている場合には、配下に接続される可能性のあるＯＮＵ６０の数だけＶＬＡＮ処理部３３を配置しておく必要がある。
【００６２】
子局集線装置３０では、ポート３１−１、３１−２は、それぞれ、ＯＬＴ５０と接続するためのインタフェースとして使用されているものとする。また、ポート３１−３は、ＡＤＭ１０と接続するためのインタフェースとして使用されているものとする。ここでは、その他のポート３１−４〜３１−６については使用されていないものとする。なお、子局集線装置３０において配置されるポートの数は限定されないものである。
【００６３】
そして、ポート３１−１、３１−２は、接続されたＯＬＴ５０から受信したパケットを、ＶＬＡＮ振分処理部３２−１、３２−２に引き渡す。
【００６４】
ＶＬＡＮ振分処理部３１では、受信したパケットがいずれのＯＮＵ６０から送信されたものであるかをＶＬＡＮ ＩＤで確認する
そして、ＶＬＡＮ振分処理部３２は、パケットを、ＶＬＡＮ ＩＤに応じたＶＬＡＮ処理部３３に与える。
【００６５】
それぞれのＶＬＡＮ処理部３３の詳細構成については後述するが、ＶＬＡＮ処理部３３は、ＶＬＡＮ振分処理部３２から与えられたパケットについてさらに所定の帯域制御を行い、当該パケットをユーザ間スケジューリング処理部３４に引き渡す。
【００６６】
ユーザ間スケジューリング処理部３４は、それぞれのＶＬＡＮ処理部３３から受信したパケットについて、ＤＢＡマスタ３７の制御に応じてＶＬＡＮ毎（ユーザ毎）の帯域制御を行い、当該パケットをスイッチ３５に与える。
【００６７】
スイッチ３５は、ポート３１間でパケットの交換処理を行うものである。ここでは、スイッチ３５は、ユーザ間スケジューリング処理部３４から受信したパケットを、送信先のポート（ポート３１−３）に係るシェーピング処理部３６−１に与える。
【００６８】
それぞれのシェーピング処理部３６は、スイッチ３５から与えられたパケットをシェーピングによって平滑化して対応するポートに与えるものである。ここでは、シェーピング処理部３６−１は、スイッチ３５から与えられたパケットをシェーピングし、ポート３１−３に与える。そして、当該パケットは、ポート３１−３からリングネットワークＲＮを介して親局集線装置２０へ向けて送出されることになる。
【００６９】
次に、ＶＬＡＮ処理部３３の詳細について説明する。
【００７０】
図６は、ＶＬＡＮ処理部３３内部の機能的構成について示したブロック図である。
【００７１】
ＶＬＡＮ処理部３３は、クラス分け処理部３３１、４つのキュー３３２（３３２−１〜３３２−４）、クラス別スケジューリング処理部３３３、及びＤＢＡスレーブ３３４を有している。
【００７２】
クラス分け処理部３３１は、ＶＬＡＮ振分処理部３２から与えられたパケットを、当該パケットのＶＬＡＮタグに付与されたＣｏＳ値に対応するキュー３３２に与える。
【００７３】
それぞれのキュー３３２は、クラス分け処理部３３１から与えられたパケットを保持するキューであり、クラス別スケジューリング処理部３３３の制御に応じて、保持しているパケットを、クラス別スケジューリング処理部３３３に引き渡す。
【００７４】
ここでは、ＶＬＡＮ処理部３３には、４つのキュー３３２を配置しているが、これは、ＣｏＳ値によるクラス分けを４段階にした場合の例であり、クラス分けの段階数に応じてキュー３３２の数を変更するようにしても良い。ここでは、キュー３３２−１が最も優先順位の高いクラスのパケットを保持するものであり、キュー３３２−４が最も優先順位の低いパケットを保持するものであるものとする。
【００７５】
そして、クラス別スケジューリング処理部３３３は、優先順位に応じた順序でキュー３３２−１〜３３２−４に保持されているパケットを取り出してユーザ間スケジューリング処理部３４に与える。クラス別スケジューリング処理部３３３が、キュー３３２−１〜３３２−４から、パケットを取り出す順序については、例えば、既存のＣｏＳ値に応じた帯域制御を行うネットワーク装置と同様の処理やポリシーを適用することができる。
【００７６】
なお、クラス別スケジューリング処理部３３３が、ユーザ間スケジューリング処理部３４へ、パケットのデータ送信をする際の送信速度の上限については、ＤＢＡマスタ３７からの制御に応じて設定されるものとする。
【００７７】
次に、ＤＢＡスレーブ３３４について説明する。
【００７８】
ＤＢＡスレーブ３３４は、トラフィック量カウンタ３３４ａ、トラフィック量送信部３３４ｂ、及びクラス内帯域制御部３３４ｃを有している。
【００７９】
トラフィック量カウンタ３３４ａは、クラス分け処理部３３１からキュー３３２−１〜３３２−４へ送信されるパケットを監視して、当該ＶＬＡＮ処理部３３のトラフィック量（データ量）をカウントし、そのカウントした結果を、トラフィック量送信部３３４ｂに与えるものである。トラフィック量カウンタ３３４ａは、例えば、所定の間隔ごと（例えば、１ミリ秒ごと等）のトラフィック量の累積値をカウントするようにしても良い。
【００８０】
トラフィック量送信部３３４ｂは、トラフィック量カウンタ３３４ａから与えられたトラフィック量の情報を、ＤＢＡマスタ３７に送信する。
【００８１】
クラス内帯域制御部３３４ｃは、ＣｏＳ値に応じた優先処理にさらに、同一のクラス内での帯域制御を行う機能を担っている。例えば、クラス内帯域制御部３３４ｃは、各キュー３３２から、クラス別スケジューリング処理部３３３に送信されるパケットのトラフィック量を制御することによりクラス内帯域制御を行うようにしても良い。なお、ＶＬＡＮ処理部３３において、クラス内帯域制御を行う必要がない場合には、クラス内帯域制御部３３４ｃは省略するようにしても良い。
【００８２】
次に、ＤＢＡマスタ３７の構成について説明する。
【００８３】
ＤＢＡマスタ３７は、ユーザ間帯域制御部３７１、送信許可帯域送信部３７２、トラフィック量収集部３７３、及び帯域算出部３７４を有している。
【００８４】
トラフィック量収集部３７３は、当該子局用集線装置３０内のＶＬＡＮ振分処理部３２（ＤＢＡスレーブ３３４のトラフィック量送信部３３４ｂ）でカウントされたトラフィック量の情報を収集するものである。そして、トラフィック量収集部３７３は、収集したトラフィック量の情報を、帯域算出部３７４に与える。
【００８５】
帯域算出部３７４は、トラフィック量収集部３７３から与えられたトラフィック量の情報に基づいて、当該子局用集線装置３０が、親局集線装置２０に対して要求する上り方向の帯域幅（以下、「送信要求帯域幅」という）を算出する。
【００８６】
帯域算出部３７４が送信要求帯域幅を算出する処理としては、例えば、各ＶＬＡＮ処理部３３のＤＢＡスレーブ３３４から送られてきたトラフィック量の情報から、各ＶＬＡＮ処理部３３で必要とする上り方向の帯域幅（以下、「ＶＬＡＮ単位送信要求許可帯域幅」という）を算出し、その帯域幅を合計した値を、送信要求帯域幅とするようにしても良い。
【００８７】
各ＶＬＡＮ処理部３３のＶＬＡＮ単位送信要求帯域幅を算出する処理は、例えば、送られてきたトラフィック量をカウントした時間で割って算出するようにしても良い。例えば、各ＶＬＡＮ処理部３３のＤＢＡスレーブ３３４で、１ミリ秒間隔で、トラフィック量をカウントしている場合には、帯域算出部３７４は、送られてきたトラフィック量（単位はビット）を、１ミリ秒で割った値を、各ＶＬＡＮ処理部３３のＶＬＡＮ単位送信要求帯域幅（単位はｂｐｓ）として算出するようにしても良い。
【００８８】
なお、帯域算出部３７４が送信要求帯域幅を求める際には、上述のように、各ＶＬＡＮ処理部３３のＶＬＡＮ単位送信要求帯域幅を算出して合計する処理ではなく、各ＶＬＡＮ処理部３３のＤＢＡスレーブ３３４から送られてきたトラフィック量を合計して、カウントした時間で割って求めるようにしても良い。また、ＶＬＡＮ単位送信要求許可帯域幅の算出処理は、各ＶＬＡＮ振分処理部３２で行うようにしても良い。
【００８９】
帯域算出部３７４は、親局集線装置２０から許可された上り方向の帯域幅（以下、「送信許可帯域幅」という）を、ＤＢＡエージェント３８を介して受信し、受信した送信許可帯域幅に応じて、各ＶＬＡＮ処理部３３に対して割り当てる上り方向の帯域幅（以下、「ＶＬＡＮ単位許可帯域幅」という）を算出する。この場合、帯域算出部３７４は、各ＶＬＡＮ処理部３３に対して割り当てるＶＬＡＮ単位許可帯域幅の合計が、送信許可帯域幅以下となるようにする。
【００９０】
帯域算出部３７４は、送信許可帯域幅が、送信要求帯域幅以上だった場合には、各ＶＬＡＮ処理部３３に対して、ＶＬＡＮ単位送信要求帯域幅をそのままＶＬＡＮ単位許可帯域幅として割り当てるようにしても良い。
【００９１】
ただし、送信許可帯域幅が、送信要求帯域幅未満だった場合には、送信許可帯域幅の中から、各ＶＬＡＮ処理部３３にＶＬＡＮ単位許可帯域幅を割り当てる。この場合の割当方式については限定されないものであるが、例えば、送信許可帯域幅を各ＶＬＡＮ処理部３３に等分して割り当てるようにしても良いし、各ＶＬＡＮ処理部３３が必要とする上り方向の帯域幅の大きさに応じて按分するようにしても良い。また、例えば、各ユーザとの契約等により最低限保証する帯域が定められている場合には、対応するＶＬＡＮ ＩＤに係るＶＬＡＮ処理部３３については、保証すべき帯域幅をＶＬＡＮ単位許可帯域幅として優先的に割当て、あまった帯域幅を他のＶＬＡＮ処理部３３に割当てるようにしても良い。
【００９２】
送信許可帯域送信部３７２は、帯域算出部３７４で、それぞれのＶＬＡＮ処理部３３に割り当てられたＶＬＡＮ単位要求帯域幅を、それぞれのＶＬＡＮ処理部３３（クラス別スケジューリング処理部３３３）に送信する処理を行うものである。そして、クラス別スケジューリング処理部３３３では、ユーザ間スケジューリング処理部３４へ、パケットのデータ送信をする際の送信速度の上限が、送信許可帯域送信部３７２から供給されたＶＬＡＮ単位要求帯域幅に設定される。
【００９３】
ユーザ間帯域制御部３７１は、ユーザ間スケジューリング処理部３４へ、ユーザ間（ＶＬＡＮ間）の帯域制御を指示するものである。そして、ユーザ間スケジューリング処理部３４では、ユーザ間帯域制御部３７１の制御に応じた帯域制御が行われる。ユーザ間スケジューリング処理部３４では、例えば、ユーザとの契約等により、送信処理を優先すべきユーザ（ＶＬＡＮ）のトラフィックについては、優先的に帯域を確保する等の帯域処理を行うようにしても良い。なお、このようなユーザ間の帯域制御を行う必要が無い場合には、ユーザ間スケジューリング処理部３４及びユーザ間帯域制御部３７１は省略するようにしても良い。
【００９４】
次に、ＤＢＡエージェント３８の構成について説明する、
ＤＢＡエージェント３８は、要求帯域幅送信部３８１及び送信許可帯域幅受信部３８２を有している。
【００９５】
要求帯域幅送信部３８１は、帯域算出部３７４で算出された送信要求帯域幅を、親局集線装置２０（後述するＤＢＡマネージャ２３）に送信するものである。
【００９６】
送信許可帯域幅受信部３８２は、親局集線装置２０（後述するＤＢＡマネージャ２３）から送信された送信許可帯域幅を受信して、帯域算出部３７４に与えるものである。
【００９７】
なお、要求帯域幅送信部３８１及び送信許可帯域幅受信部３８２が行う、親局集線装置２０との制御信号の通信には、例えば、ＩＴＵ−Ｔ Ｙ．１７３１に規定されるような保守管理用のＯＡＭ（Ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ）フレームをしようするようにしても良い。また、制御信号用のＶＬＡＮ ＩＤを付与して送受信するようにしても良い。
【００９８】
なお、図５では、子局集線装置３０における上り方向のパケットを処理する構成について示しているが、下り方向のパケットについては、ポート３１−３から受信したパケットについて、ＶＬＡＮ ＩＤに対応するＯＮＵ６０へ向けてポート３１−１又はポート３１−２から出力されることになる。下り方向のパケットについては、特に帯域制御等を行わなくても良い。
【００９９】
次に、親局集線装置２０の構成について説明する。
【０１００】
図７は、親局集線装置２０の機能的構成について示した説明図である。
【０１０１】
親局集線装置２０は、ネットワークに接続するための６つのポート２１（２１−１〜２１−６）、スイッチ２２、及びＤＢＡマネージャ２３を有している。
【０１０２】
親局集線装置２０では、ポート２１−１は、ＡＤＭ１０−１と接続するためのインタフェースとして使用されているものとする。また、ポート２１−３は、エッジルータ４０と接続するためのインタフェースとして使用されているものとする。ここでは、その他のポート２１−２、２１−４〜２１−６については使用されていないものとする。なお、親局集線装置２０において配置されるポートの数は限定されないものである。
【０１０３】
スイッチ２２は、ポート２１間のパケットを交換するものである。
【０１０４】
親局集線装置２０では、ＡＤＭ１０−１からの上り方向のパケットについては、ポート２１−１に入力され、スイッチ２２を介して、ポート２１−３からエッジルータ４０へ出力される。下り方向のパケットについては逆の経路を辿る。
【０１０５】
また、図７では、図示を省略しているが、親局集線装置２０では、上り方向及び下り方向のパケットについてＶＬＡＮに係る処理も行うものとする。
【０１０６】
ここでは、親局集線装置２０で、上り方向の通信については、特に帯域制御されないものとするが、子局集線装置３０と同様の帯域制御を行うようにしても良い。
【０１０７】
次に、ＤＢＡマネージャ２３の構成について説明する。
【０１０８】
ＤＢＡマネージャ２３は、送信許可帯域送信部２３１、帯域要求値受信部２３２、及び距離差調整バッファ２３３を有している。
【０１０９】
帯域要求値受信部２３２は、各子局用集線装置３０からの送信要求帯域幅の情報を、距離差調整バッファ２３３を介して受信し、受信した送信要求帯域幅の情報を送信許可帯域送信部２３１に与える。
【０１１０】
ＤＢＡマネージャ２３は、各子局用集線装置３０（ＤＢＡエージェント３８）から、送信要求帯域幅の情報を受信するが、親局集線装置２０から見て、それぞれの子局用集線装置３０との距離（到達するまでの光ファイバの長さ）が異なるため、ＤＢＡマネージャ２３に子局用集線装置３０から送信された送信要求帯域幅の情報が到達するタイミングも異なる。
【０１１１】
そのため、ＤＢＡマネージャ２３では、距離差調整バッファ２３３を設けて、必要に応じ、親局集線装置２０内でこの距離差（信号伝達に要する時間の遅延差）を調整している。距離差調整バッファ２３３は、例えば、それぞれの子局集線装置３０から受信した送信要求帯域幅の情報を、それぞれの子局用集線装置３０との距離に応じた所定の時間保持してから、ユーザ帯域要求値受信部２３２に与えるようにしても良い。これにより、各子局用集線装置３０のＤＢＡエージェント３８から、ＤＢＡマネージャ２３のユーザ帯域要求値受信部２３２に送信要求帯域幅の情報が到達するタイミングを調整することができる。
【０１１２】
なお、ＤＢＡマネージャ２３の処理において、各子局用集線装置３０のＤＢＡエージェント３８から、ＤＢＡマネージャ２３に送信要求帯域幅が到達するタイミングの差が無視できる程度の時間であれば、距離差調整バッファ２３３は省略するようにしても良い。
【０１１３】
送信許可帯域送信部２３１は、ユーザ帯域要求値受信部２３２から与えられた、各子局用集線装置３０からの送信要求帯域幅に応じて、各子局用集線装置３０に対して割り当てる送信許可帯域幅を算出する。そして、送信許可帯域送信部２３１は、算出した送信許可帯域幅を各子局用集線装置３０に送信する。
【０１１４】
親局集線装置２０では、上り方向の通信について、リングネットワークＲＮ上で許容する帯域幅を越えないように、各子局用集線装置３０に送信許可帯域幅を割り当てる必要がある。例えば、各子局集線装置３０からの送信要求帯域幅の合計値が、リングネットワークＲＮ上で許容する帯域幅を超える場合には、リングネットワークＲＮ上で許容する帯域幅の中から、各子局用集線装置３０に送信許可帯域幅を割り当てる必要がある。その場合、例えば、リングネットワークＲＮ上で許容する帯域幅を、各子局集線装置３０へ等分して、送信許可帯域幅として割り当てるようにしても良いし、配下のユーザ数（ＯＮＵ６０の数）に応じて按分して割り当てるようにしても良い。
【０１１５】
一方、各子局集線装置３０からの送信要求帯域幅の合計値が、リングネットワークＲＮ上で許容する帯域幅を超えない場合には、各子局集線装置３０からの送信要求帯域幅を、そのまま送信許可帯域幅として割り当てるようにしても良い。
【０１１６】
（Ａ−２）実施形態の動作
次に、以上のような構成を有する実施形態のネットワークシステム１の動作（実施形態の帯域制御方法）を説明する。
【０１１７】
図１は、ネットワークシステム１の動作について示したシーケンス図である。
【０１１８】
まず、各子局集線装置３０−１〜３０−３において、ＤＢＡマスタ３７により、各ＤＢＡスレーブ３３４でカウントされたトラフィック量（前回の収集から今回の収集までにカウントされたトラフィック量）のデータが収集される（Ｓ１０１）。
【０１１９】
次に、各子局集線装置３０−１〜３０−３において、ＤＢＡマスタ３７により、収集したトラフィック量の情報を利用して、送信要求帯域幅が算出され（Ｓ１０２）、算出された送信要求帯域幅の情報が、ＤＢＡエージェント３８に与えられる（Ｓ１０３）。
【０１２０】
次に、各子局集線装置３０−１〜３０−３のＤＢＡエージェント３８から、送信要求帯域幅の情報が、親局集線装置２０のＤＢＡマネージャ２３へ送信される（Ｓ１０４）。
【０１２１】
ステップＳ１０４における、各子局集線装置３０−１〜３０−３から親局集線装置２０への送信要求帯域幅の情報送信は、同じタイミングで行われることが望ましい。このタイミングの同期方法については限定されないものであるが、例えば、親局集線装置２０からの要求を契機に各子局集線装置３０が送信するようにしても良いし、親局集線装置２０からのクロック同期等により同期されたタイミングで、各子局集線装置３０が送信するようにしても良い。
【０１２２】
次に、ＤＢＡマネージャ２３では、各子局集線装置３０−１〜３０−３に対して割り当てる送信許可帯域幅が算出される（Ｓ１０５）。
【０１２３】
次に、ＤＢＡマネージャ２３で算出された送信許可帯域幅の情報が、各子局集線装置３０−１〜３０−３のＤＢＡエージェント３８へ送信される（Ｓ１０６）。
【０１２４】
次に、各子局集線装置３０−１〜３０−３において、ＤＢＡエージェント３８からＤＢＡマスタ３７へ、送信許可帯域幅の情報が与えられる（Ｓ１０７）。
【０１２５】
次に、各子局集線装置３０−１〜３０−３において、ＤＢＡマスタ３７により、それぞれのＶＬＡＮ処理部３３に対して割り当てるＶＬＡＮ単位送信許可帯域幅が算出される（Ｓ１０８）。
【０１２６】
次に、各子局集線装置３０−１〜３０−３において、ＤＢＡマスタ３７で算出されたＶＬＡＮ単位送信許可帯域幅の情報が、それぞれのＶＬＡＮ処理部３３に与えられる（Ｓ１０９）。
【０１２７】
そして、各子局集線装置３０−１〜３０−３のＶＬＡＮ処理部３３では、新たに通知されたＶＬＡＮ単位送信許可帯域幅に基づいて、帯域制御が行われることになる。また、各子局集線装置３０−１〜３０−３は、所定のタイミングで、再度上述のステップＳ１０１の処理から動作を再開する。
【０１２８】
（Ａ−３）実施形態の効果
この実施形態によれば、以下のような効果を奏することができる。
【０１２９】
（Ａ−３−１）親局集線装置２０では、各子局集線装置３０から通知された送信要求帯域幅に基づいて、各子局用集線装置３０に対して割り当てる送信許可帯域幅を決定している。
【０１３０】
これにより、親局集線装置２０では、各子局用集線装置３０に必要なパスの帯域幅を実際に配下のユーザが使用する帯域幅に応じて、効率的に割り振ることが可能になるため、経済的な集線ネットワークを効率化することができる。
【０１３１】
（Ａ−３−２）次に、図２における子局集線装置３０及び親局集線装置２０を従来のアクセスネットワークにおける集線装置に置き換えた場合を想定する。この場合、親局集線装置と３つの子局集線装置のそれぞれとの間に、それぞれ１Ｇｂｐｓの帯域幅のパスを張ると、本発明のネットワークシステム１のように、子局集線装置間の上り信号の帯域幅の調整は行われないため、各子局集線装置が実際に使用する帯域幅に関わらず、リングネットワークＲＮが許容する帯域幅を３Ｇｂｐｓ（１Ｇｂｐｓ×Ｎ）以上にする必要があった。
【０１３２】
例えば、上り信号の実際の使用帯域幅が、第１の子局集線装置で１００Ｍｂｐｓ、第２の子局集線装置で５０Ｍｂｐｓ、第３の子局集線装置で１５０Ｍｂｐｓの状態の場合を想定する。この場合でも、それぞれの子局集線装置は、親局集線装置との間で、１Ｇｂｐｓの帯域のパスを既に確保しているので、各子局集線装置へ過剰な帯域幅を占有させなければならなかった。
【０１３３】
すなわち、上述の場合、リングネットワークＲＮにおけるＡＤＭには、３Ｇｂｐｓ以上を多重するための装置を採用する必要があった。一般的にＳＯＮＥＴ／ＳＤＨを採用したリングネットワークにおいて、ＡＤＭは２．５Ｇｂｐｓ、１０Ｇｂｐｓに対応した多重化装置が多い。そのため、上述の構成の場合は２．５Ｇｂｐｓに対応したＡＤＭは使うことができず、１０Ｇｂｐｓに対応したＡＤＭを設置しなければならないため、装置コストが高くなるという問題があった。
【０１３４】
一方、本発明のネットワークシステム１では、各子局集線装置３０から親局集線装置２０への上り信号の帯域幅が、リングネットワークＲＮが許容する帯域幅を超えないように調整されている。これにより、各子局集線装置３０に過剰な帯域幅を占有させずに共用させることができる。本発明のネットワークシステム１では、親局集線装置２０と各子局用集線装置３０との間に合計３Ｇｂｐｓ（１Ｇｂｐｓ×３）の論理パスを設定しているため、従来であれば、リングネットワークＲＮに使用されるＡＤＭ１０は１０Ｇｂｐｓに対応するものを採用するしかないが、実際のユーザの使用状況を鑑みて、２．５Ｇｂｐｓに対応したＡＤＭを採用することができ、装置コストを低減させることができる。
【０１３５】
（Ａ−３−３）次に、図２における子局集線装置３０及び親局集線装置２０を従来のアクセスネットワークにおける集線装置に置き換え、さらに、リングネットワークＲＮに、ＩＥＥＥ ８０２．１７で規定されるＲＰＲ（Ｒｅｓｉｌｉｅｎｔ Ｐａｃｋｅｔ Ｒｉｎｇ）が採用された場合を想定する。この構成の場合は、上述の（Ａ−３−２）におけるＳＯＮＥＴ／ＳＤＨの場合の想定とは異なり、全ての子局集線装置で、１Ｇｂｐｓの論理パスを共用することが可能になる。しかし、この構成の場合、ＩＥＥＥ８０２．１７の規定から、子局集線装置単位でのトラフィックの公平性は保証することができることになっているが、子局集線装置の配下のネットワーク単位（ユーザ・ＯＮＵ単位）のトラフィックの公平性は保証することができない（非特許文献１参照）。
【０１３６】
一方、本発明のネットワークシステム１では、各子局集線装置３０により、各ユーザ（各ＯＮＵ６０）の上り方向の通信について、送信許可帯域幅の中から割り当てている。これにより、各子局集線装置３０では、上り方向の帯域幅について、ユーザ間の必要帯域幅を考慮した上で割当を行うこと等ができ、ユーザ間の公平性を確保することができる。
【０１３７】
（Ｂ）他の実施形態
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、以下に例示するような変形実施形態も挙げることができる。
【０１３８】
（Ｂ−１）上記の実施形態では、リングネットワークＲＮは、ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨの規格に対応したものを用いて構築しても良いと説明しているが、その他の技術（例えば、ＲＰＲ等）を利用するようにしても良い。ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨを利用した場合には、親局集線装置２０と子局集線装置３０との間の論理パスの上限となる帯域幅が、リングネットワークＲＮで予め設定されるが、ＲＰＲの場合も同様の設定をしておくことが望ましい。
【０１３９】
（Ｂ−２）リングネットワークＲＮを、他の型のトポロジー（例えば、バス型、スター型等のトポロジー）のネットワークに置き換えても良い。
【符号の説明】
【０１４０】
１…ネットワークシステム、ＲＮ…リングネットワーク、Ｓ１…親局、Ｓ２−１〜Ｓ２−３…子局、５０…ＯＬＴ、６０…ＯＮＵ、１０、１０−１〜１０−４…ＡＤＭ、２０…親局集線装置、３０−１〜３０−３…子局集線装置、３３…ＶＬＡＮ処理部、３３１…クラス分け処理部、３３２−１〜３３２−４…キュー、３３３…クラス別スケジューリング処理部、３３４…ＤＢＡスレーブ、３３４ａ…トラフィック量カウンタ、３３４ｂ…トラフィック量送信部、３３４ｃ…クラス内帯域制御部、３７…ＤＢＡマスタ、３７１…ユーザ間帯域制御部、３７２…送信許可帯域送信部、３７３…トラフィック量収集部、３７４…帯域算出部、３８…ＤＢＡエージェント、３８１…帯域要求幅送信部、３８２…送信許可帯域幅受信部、２３…ＤＢＡマネージャ、２３１…送信許可帯域幅送信部、２３２…帯域要求値受信部、２３３…距離差調整バッファ。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ネットワークシステム、子局通信装置、親局通信装置、及び帯域制御方法に関し、例えば、ＦＴＴＨ（Ｆｉｂｅｒ Ｔｏ Ｔｈｅ Ｈｏｍｅ）サービスを提供するためのアクセスネットワークに適用し得る。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＦＴＴＨサービスが普及しているが、ＩＰ電話サービスや、コンテンツ（動画像等）配信サービス等の普及と共に、各ユーザが通信に使用する帯域は増加している。
【０００３】
そのため、ＦＴＴＨサービスを提供するためのアクセスネットワークにおいて、各ユーザの通信で使用される帯域をどのように制御するかは、ネットワーク事業者にとって重要な課題である。
【０００４】
従来、ＦＴＴＨサービス用のアクセスネットワークでは、基幹ネットワーク上に複数の集線装置を配置し、さらに、それぞれの集線装置では、ＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等のアクセス手段を用いて、複数のユーザ（ユーザネットワーク）を収容する構成が多く採用されている。
【０００５】
しかし、従来のＦＴＴＨサービス用のアクセスネットワークでは、集線装置の配下のユーザ間での帯域利用（特に上り方向の通信）の公平性を保つ等、より柔軟な帯域制御を行うことが難しかった。
【０００６】
また、従来存在するＦＴＴＨサービス用のアクセスネットワークの多くで、基幹ネットワークにＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｏｐｔｉｃａｌ ＮＥＴｗｏｒｋｓ／Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｈｉｅｒａｒｃｈｙ）等の規格に対応したリングネットワークが採用されている。この場合、上述のリングネットワーク上では、各集線装置が上位のネットワーク装置と接続するための論理パスに予め固定の帯域を割り当てる必要がある。しかし、従来のＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ等を利用した基幹ネットワークでは、予め固定の帯域を割り当てるため、実際のトラフィック量が少ない場合やトラフィック量が増加した場合でも柔軟に帯域割当を変更できないので、ネットワークの帯域利用が非効率的となる場合があった。
【０００７】
そして、従来、アクセスネットワークにおいて、帯域制御を行う技術については非特許文献１、特許文献１、及び特許文献２の記載技術がある。
【０００８】
非特許文献１では小規模集線装置（ＳＷ）を多段接続した状態でエッジルータ（ＥＲ）を接続する構成が提案されており、当該構成は、多段接続構成において伝送品質のユーザ間公平性を担保できる方式となっている。
【０００９】
特許文献１の記載技術は、ＬＡＮに複数のノードが接続されたネットワークシステムにおいて、複数のデータ転送において帯域の競合が発生し、データ損失等が発生するという問題に対処するものである。また、特許文献１の記載技術では、ネットワーク上に、ネットワークの帯域を管理する帯域制御マネージャを設け、さらに、ネットワークに接続された各ノードに帯域制御マネージャと連携する帯域制御エージェントを設けている。さらに、特許文献１では、帯域制御マネージャが通信データに付与された帯域予測用情報を用いて、帯域の増減を即座に検知することにより、効率の良い帯域制御を行うとともに、競合によるデータ損失を減らすことが可能となるとの記載がされている。
【００１０】
特許文献２では、ＰＯＮにおいて、ＯＬＴ−ＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ−Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）間で、各加入者宅側終端装置のサービスレベル間の公平性が保証された帯域制御を実現する帯域割当制御装置を提供することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００１−２３０７８４号公報
【特許文献２】特開２００７−１２９４２９号公報
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】ＮＴＴアクセスサービスシステム研究所 中山悠、太田憲行、大高明浩 著、「アクセス系集線における多段接続方式の研究」、２０１０年 電子情報通信学会総合大会 通信講演論文集２、ｐｐ．１８８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、非特許文献１では、ユーザ毎の流量観測が必要となるため処理量が多いとの課題提議はされているが具体的な実現方法について記載されていない。
【００１４】
また、特許文献１には、複数の端末やユーザを集線する場合の帯域処理や公平性制御等の帯域制御を実現することについては記載されていない。
【００１５】
さらに、特許文献２の記載技術では、ＰＯＮの中での帯域制御については記載されているが、それより上位（ＯＬＴよりも上位側）の集線装置やスイッチにおける帯域制御については記載されていない。
【００１６】
したがって、非特許文献１、特許文献１、２の記載技術を、上述のＦＴＴＨサービス用のアクセスネットワークに適用したとしても、ネットワーク全体として、集線装置の配下のユーザ間で制限される内容の公平性を保つ等、柔軟な帯域制御を実現することができない。
【００１７】
また、非特許文献１、特許文献１、及び特許文献２では、上述の基幹ネットワーク（ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ等を採用した場合）の帯域利用が非効率的になってしまうという課題を解決することについては記載されていない。
【００１８】
上述のような問題点を鑑み、ネットワークの帯域を効率的に利用しつつ、より柔軟な帯域制御を実現することができるネットワークシステム、子局通信装置、親局通信装置、及び帯域制御方法が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
第１の本発明は、配下に複数の下位ネットワークが収容されている複数の子局通信装置と、一つの伝送路を用いて上記子局通信装置と接続している親局通信装置とを備えるネットワークシステムにおいて、（１）それぞれの上記子局通信装置は、（１−１）当該子局通信装置で、上り方向の通信に必要とする帯域の合計に係る要求帯域幅を算出する要求帯域幅算出手段と、（１−２）上記要求帯域幅算出手段が算出した要求帯域幅の情報を、上記親局通信装置に送信する要求帯域幅送信手段と、（１−３）上記親局通信装置から当該子局通信装置に割り当てられた、上り方向の通信の帯域に係る割当帯域幅の情報を受信する割当帯域幅受信手段と、（１−４）当該子局通信装置で、上り方向の通信で使用する帯域幅が、割当帯域幅以下となるように制御する帯域制御手段とを有し、（２）上記親局通信装置は、（２−１）それぞれの上記子局通信装置から、要求帯域幅の情報を受信する要求帯域幅受信手段と、（２−２）受信した要求帯域幅と、上記伝送路で上り方向に通信可能な最大帯域幅とを利用して、それぞれの上記子局通信装置に割り当てる割当帯域幅を算出する割当帯域幅算出手段と、（２−３）算出した割当帯域幅を、それぞれの子局通信装置に送信する割当帯域幅送信手段とを有することを特徴とする。
【００２０】
第２の本発明は、配下に複数の下位ネットワークが収容されており、他の子局通信装置と共通の一つの伝送路を用いて親局通信装置と接続している子局通信装置において、（１）当該子局通信装置で、上り方向の通信に必要とする帯域の合計に係る要求帯域幅を算出する要求帯域幅算出手段と、（２）上記要求帯域幅算出手段が算出した要求帯域幅の情報を、上記親局通信装置に送信する要求帯域幅送信手段と、（３）上記親局通信装置から当該子局通信装置に割り当てられた、上り方向の通信の帯域に係る割当帯域幅の情報を受信する割当帯域幅受信手段と、（４）当該子局通信装置で、上り方向の通信で使用する帯域幅が、割当帯域幅以下となるように制御する帯域制御手段とを有することを特徴とする。
【００２１】
第３の本発明は、配下に複数の下位ネットワークが収容されている複数の子局通信装置と、一つの伝送路を用いて上記子局通信装置と接続している親局通信装置において、（１）それぞれの上記子局通信装置から、当該子局通信装置で上り方向の通信に必要とする帯域の合計に係る要求帯域幅の情報を受信する要求帯域幅受信手段と、（２）受信した要求帯域幅と、上記伝送路で上り方向に通信可能な最大帯域幅とを利用して、それぞれの上記子局通信装置に割り当てる割当帯域幅を算出する割当帯域幅算出手段と、（３）算出した割当帯域幅を、それぞれの子局通信装置に送信する割当帯域幅送信手段とを有することを特徴とする。
【００２２】
第４の本発明は、配下に複数の下位ネットワークが収容されている複数の子局通信装置と、一つの伝送路を用いて上記子局通信装置と接続している親局通信装置とを備えるネットワークシステムの帯域制御方法において、（１）それぞれの上記子局通信装置が、上り方向の通信に必要とする帯域の合計に係る要求帯域幅を算出する要求帯域幅算出工程と、（２）それぞれの上記子局通信装置で、算出した要求帯域幅の情報を、上記親局通信装置に送信する要求帯域幅送信工程と、（３）上記親局通信装置が、それぞれの上記子局通信装置から、要求帯域幅の情報を受信する要求帯域幅受信工程と、（４）上記親局通信装置が、受信した要求帯域幅と、上記伝送路で上り方向に通信可能な最大帯域幅とを利用して、それぞれの上記子局通信装置に割り当てる、上り方向の通信の帯域に係る割当帯域幅を算出する割当帯域幅算出工程と、（５）上記親局通信装置が、算出した割当帯域幅を、それぞれの子局通信装置に送信する割当帯域幅送信工程と、（６）それぞれの上記子局通信装置が、上記親局通信装置から当該子局通信装置に割り当てられた割当帯域幅の情報を受信する割当帯域幅受信工程と、（７）それぞれの上記子局通信装置が、上り方向の通信で使用する帯域幅を、割当帯域幅以下となるように制御する帯域制御工程とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、ネットワークの帯域を効率的に利用しつつ、より柔軟な帯域制御を実現するネットワークシステムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施形態に係るネットワークシステムの動作について示したシーケンス図である。
【図２】実施形態に係るネットワークシステムの全体構成について示したブロック図である。
【図３】実施形態に係る子局集線装置の接続構成の例について示したブロック図である。
【図４】実施形態に係る子局集線装置が制御する帯域の例について示した説明図である。
【図５】実施形態に係る子局集線装置の機能的構成の例について示したブロック図である。
【図６】実施形態に係る子局集線装置内のＶＬＡＮ処理部の構成について示した説明図である。
【図７】実施形態に係る親局集線装置の機能的構成の例について示したブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
（Ａ）主たる実施形態
以下、本発明によるネットワークシステム、子局通信装置、親局通信装置、及び帯域制御方法の一実施形態を、図面を参照しながら詳述する。なお、この実施形態では、本発明の子局通信装置及び親局通信装置を、子局集線装置及び親局集線装置に適用した例について説明する。
【００２６】
（Ａ−１）実施形態の構成
図２は、この実施形態のネットワークシステム１の全体構成を示すブロック図である。
【００２７】
ここでは、例として、ネットワークシステム１は、ネットワーク接続事業者が各ユーザ宅をインターネット等のネットワークに接続させるアクセスネットワークとして構築されたものであるものとする。
【００２８】
ネットワークシステム１では、アクセスネットワークの事業者側の設備を配置する拠点として親局Ｓ１及び子局Ｓ２−１〜Ｓ２−３が存在している。ここでは、親局Ｓ１を中心として配下に子局Ｓ２−１〜Ｓ２−３が存在しており、各子局の配下に複数のユーザ宅（ユーザネットワーク）が存在するものとする。
【００２９】
また、親局Ｓ１及び子局Ｓ２−１〜Ｓ２−３の間は、リング型の光ファイバ（複数本の光ファイバを用いて構成するようにしても良い）により結ばれているものとする。そして、親局Ｓ１、子局Ｓ２−１〜２−３には、それぞれＡＤＭ１０（１０−１〜１０−４）が配置され、各ＡＤＭ１０は、上述の光ファイバに挿入（接続）されている。
【００３０】
このように、ネットワークシステム１では、上述の光ファイバと、ＡＤＭ１０−１〜１０−４により、リング型のネットワーク（以下、「リングネットワークＲＮ」という）が基幹の伝送路として形成されている。リングネットワークＲＮは、例えば、ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ等の規格に対応したものを用いて構築することができる。
【００３１】
親局Ｓ１では、ＡＤＭ１０−１に親局集線装置２０が接続されている。そして、その親局集線装置２０には、エッジルータ４０が接続されているものとする。
【００３２】
また、子局Ｓ２−１〜Ｓ２−３には、それぞれ、子局集線装置３０−１〜３０−３が配置されている。そして、子局集線装置３０−１〜３０−３は、それぞれ、ＡＤＭ１０−２〜１０−３に接続されている。
【００３３】
図２では、親局集線装置２０、及び子局集線装置３０−１〜３０−３の間は、論理的には、親局集線装置２０を中心としたスター型のトポロジーでパス接続されているものとする。すなわち、ネットワークシステム１では、各子局の配下のユーザ宅のユーザ端末は、いずれかの子局の子局集線装置３０、リングネットワークＲＮ、親局集線装置２０、及びエッジルータ４０を経由して、図示しない接続先のネットワーク（例えば、インターネット等）に接続するものとする。
【００３４】
なお、以下では、ユーザ宅又は各子局から見て親局Ｓ１の方向への通信を「上り方向」の通信と呼び、逆方向の通信を「下り方向」の通信と呼ぶものとする。
【００３５】
また、ここでは、例として、ＡＤＭ１０−１〜１０−４は２．５Ｇｂｐｓに対応したＡＤＭ（ＯＣ−４８）であるものとして説明する。すなわち、リングネットワークＲＮ上で、主信号（ユーザ用のトラフィック）に対して許容する最大の帯域幅は２．５Ｇｂｐｓ以下（ここでは、上り方向も下り方向も同様の帯域幅であるものとする）に設定されているものとする。
【００３６】
そして、親局集線装置２０と、子局集線装置３０−１〜３０−３との論理パスのそれぞれについて、帯域幅は１Ｇｂに設定されているものとする。この場合、親局集線装置２０と、子局集線装置３０−１〜３０−３とのそれぞれの論理パスの帯域幅の合計は、３Ｇｂｐｓとなり、１０Ｇｂｐｓに対応したＡＤＭが必要になる。
【００３７】
子局集線装置３０−１〜３０−３のそれぞれの配下では、既存のＦＴＴＨ等で用いられている１ＧｂｐｓのＧＥＰＯＮ（Ｇｉｇａｂｉｔ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）−Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）のネットワークが形成されており、このＧＥＰＯＮのネットワークを用いて、子局集線装置３０−１〜３０−３は各ユーザを収容しているものとする。ここでは、例として、子局集線装置３０−１〜３０−３の配下には、それぞれ２つのＧＥＰＯＮのネットワークが形成されているものとする。
【００３８】
なお、子局集線装置３０−１〜３０−３でユーザを収容する手段は、ＧＥＰＯＮに限定されず、その他のＰＯＮ（例えば、ＥＰＯＮ等）や、ＡＤＳＬ（Ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｌｉｎｅ）等の他のアクセス方式を用いるようにしても良い。
【００３９】
具体的には、子局集線装置３０−１〜３０−３の配下には、それぞれ、２つのＯＬＴ５０が配置されているものとする。そして、それぞれのＯＬＴ５０の配下には、３２個のＯＮＵ６０がＰＯＮにより接続されているものとする。図２においては、図示を省略しているが、ＯＮＵ６０は、各ユーザ宅に設置される設備であり、ＯＮＵ６０の配下にユーザネットワークが形成されている。すなわち、各ユーザ宅のユーザネットワークに属するユーザ端末は、ＯＮＵ６０を介してネットワークシステム１に接続している。
【００４０】
なお、ＯＬＴ５０及びＯＮＵ６０については、既存のものを適用することができる。
【００４１】
また、ネットワークシステム１では、各ＯＮＵ６０には、それぞれ、タグＶＬＡＮ（ＩＥＥＥ ８０２．１ｑ）におけるＶＬＡＮ ＩＤ（ＯＮＵ６０ごとにＩＤはユニークなものであるものとする）が付与されているものとする。そして、それぞれのＯＮＵ６０からの上り方向のパケット、及びそれぞれのＯＮＵ６０への下り方向パケットには、当該ＯＮＵ６０のＶＬＡＮ ＩＤを有するタグが付与されているものとする。
【００４２】
ここでは、ＯＮＵ６０からの上り方向のパケットについては、ＯＮＵ６０においてＶＬＡＮタグが付与され、そのＶＬＡＮタグはエッジルータ４０においてはずされるものとする。また、ＯＮＵ６０への下り方向のパケットについては、エッジルータ４０においてＶＬＡＮタグが付与され、そのＶＬＡＮタグは、ＯＮＵ６０においてはずされるものとする。
【００４３】
すなわち、子局集線装置３０及び親局集線装置２０では、各パケットのＶＬＡＮタグに付与されたＶＬＡＮ ＩＤを参照することにより、各パケットがいずれのユーザ（ＯＮＵ６０）に係るものであるかを識別するものとする。
【００４４】
また、上述のＶＬＡＮタグには、ＩＥＥＥ ８０２．１ｐで規定されているクラス分けをするための識別子（ＣｏＳ（Ｃｌａｓｓ ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃｅ）値）が付与されおり、子局集線装置３０において、同じユーザに係るトラフィックであってもＣｏＳ値に応じて優先的に上り方向の帯域を割り当てる等の帯域制御が行われるものとする。ここでは、例えば、音声やストリーミング等のリアルタイム性の高いプロトコル（例えば、ＲＴＰ（Ｒｅａｌ−ｔｉｍｅ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）等）については、高い優先度を示すＣｏＳ値が付与されているものとする。なお、子局集線装置３０において、ＣｏＳ値を用いた帯域制御処理の必要がない場合は、ＣｏＳ値の付与等の処理は省略するようにしても良い。
【００４５】
また、エッジルータ４０と親局集線装置２０との間のインタフェースや、各集線装置（親局集線装置２０及び子局集線装置３０）とＡＤＭ１０との間のインタフェースについては限定されないものであり、例えば、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）等の既存のインタフェースを適用することができる。
【００４６】
次に、子局集線装置３０の配下の具体的構成について、子局Ｓ２−１の子局集線装置３０−１を例として説明する。
【００４７】
図３は、子局集線装置３０−１の接続構成の例について示したブロック図である。
【００４８】
子局集線装置３０−１の配下には、上述のように２つのＯＬＴ５０−１１、５０−１２が配置されている。そして、ＯＬＴ５０−１１の配下には、３２のＯＮＵ６０−１１０１〜６０−１１３２がＰＯＮ接続されている。また、ＯＬＴ５０−１２の配下にも、３２のＯＮＵ６０−１２０１〜６０−１２３２が配置されている。
【００４９】
そして、ここでは、説明を簡易にするために、ＯＬＴ５０−１１の配下ではＯＮＵ６０−１１０１、６０−１１０２のみが使用されているものとする。また、同様に、ＯＬＴ５０−１２の配下では、ＯＮＵ６０−１２０１、６０−１２０２のみが使用されているものとする。すなわち、ここでは、子局Ｓ２−１において、上述の使用されているＯＮＵ６０についてのみトラフィックが発生するものとして説明する。
【００５０】
具体的には、ＯＮＵ６０−１１０１の配下には、ＩＰ電話端末Ｔ１１、及びＰＣ端末Ｔ１２が接続されており、ＯＮＵ６０−１１０２の配下にはＰＣ端末Ｔ１３が接続されているものとする。また、ＯＮＵ６０−１２０１の配下には、ＩＰ電話端末Ｔ２１、及びＰＣ端末Ｔ２２が接続されており、ＯＮＵ６０−１２０２の配下にはＩＰ電話端末Ｔ２３、及びＰＣ端末Ｔ２４が接続されているものとする。また、図３においては、説明を簡易にするため、ＯＮＵ６０の配下に直接端末が接続されているように図示しているが、実際には、図示しないルータやハブ等（ＯＮＵ６０に内蔵されるようにしても良い）を介して接続される。
【００５１】
そして、ＩＰ電話端末Ｔ１１、ＰＣ端末Ｔ１２及びＰＣ端末Ｔ１３のそれぞれについて、上り方向に必要な帯域幅（平均的に使用する帯域であるものとする）を帯域Ｂ１１、Ｂ１２、Ｂ１３とする。また、ＩＰ電話端末Ｔ２１、ＰＣ端末Ｔ２２、ＩＰ電話端末Ｔ２３、及びＰＣ端末Ｔ２４について、それぞれ、上り方向に必要な帯域を帯域Ｂ２１、Ｂ２２、Ｂ２３、Ｂ２４とする。
【００５２】
図４は、図３に示す子局集線装置３０−１が制御する帯域について示した説明図である。
【００５３】
図４（ａ）は、ＯＬＴ５０−１１から子局集線装置３０−１へのトラフィックにおける帯域の利用状況である。図４（ａ）に示すように、ＯＬＴ５０−１１から子局集線装置３０−１へのトラフィックには、ＯＮＵ６０−１１０１からのトラフィック（帯域Ｂ１１、Ｂ１２）と、ＯＮＵ６０−１１０２からのトラフィック（帯域Ｂ１３）が含まれている。
【００５４】
図４（ｂ）は、ＯＬＴ５０−１２から子局集線装置３０−１へのトラフィックにおける帯域の利用状況である。図４（ｂ）に示すように、ＯＬＴ５０−１２から子局集線装置３０−１へのトラフィックには、ＯＮＵ６０−１２０１からのトラフィック（帯域Ｂ２１、Ｂ２２）と、ＯＮＵ６０−１２０２からのトラフィック（帯域Ｂ２３、Ｂ２４）が含まれている。
【００５５】
図４（ｃ）は、子局集線装置３０−１から親局集線装置２０へのトラフィックにおける帯域の利用状況について示している。
【００５６】
図４（ｃ）に示すように、子局集線装置３０−１から親局集線装置２０へのトラフィックには、上述の図４（ａ）及び図４（ｂ）に示す全てのトラフィック（帯域Ｂ１１〜１３、及び帯域２１〜２４）が含まれている。
【００５７】
また、図４（ｃ）では、ＯＮＵ６０−１１０１、６０−１１０２、６０−１２０１、６０−１２０２には、それぞれ１〜４のＶＬＡＮ ＩＤが付与されているものとして説明している。そうすると、図４（ｃ）に示すように、帯域Ｂ１１、Ｂ１２のトラフィックに係るＶＬＡＮ ＩＤは１となる。また、帯域Ｂ１３のトラフィックに係るＶＬＡＮ ＩＤは２となる。さらにまた、帯域Ｂ２１、Ｂ２２のトラフィックに係るＶＬＡＮ ＩＤは３となる。また、帯域Ｂ２３、Ｂ２４のトラフィックに係るＶＬＡＮ ＩＤは４となる。
【００５８】
次に、子局集線装置３０の内部構成について説明する。
【００５９】
図５は、子局集線装置３０（３０−１〜３０−３）の機能的構成の例について示したブロック図である。ここでは、子局集線装置３０−１〜３０−３は、全て同じ構成であるものとして説明するが、インタフェースの種類や数等、接続する環境に応じた構成とするようにしても良い。
【００６０】
子局集線装置３０は、ネットワークに接続するための６つのポート３１（３１−１〜３１−６）、２つのＶＬＡＮ振分処理部３２（３２−１、３２−２）、所定数のＶＬＡＮ処理部３３、ユーザ間スケジューリング処理部３４、スイッチ３５、４つのシェーピング処理部３６（３６−１〜３６−４）、ＤＢＡマスタ３７、及びＤＢＡエージェント３８を有している。
【００６１】
子局集線装置３０において、ＶＬＡＮ処理部３３は、最大で配下のＯＮＵ６０の数だけ配置される。言い換えると、子局集線装置３０では、配下のＯＮＵ６０に付与されたＶＬＡＮ ＩＤごとに、ＶＬＡＮ処理部３３が配置される。例えば、子局集線装置３０−１では、配下にＯＮＵ６０が合計で６４個配置されているため最大で６４個のＶＬＡＮ処理部３３が配置されることになる。したがって、ＶＬＡＮ処理部３３がハードウェア的に構成されている場合には、配下に接続される可能性のあるＯＮＵ６０の数だけＶＬＡＮ処理部３３を配置しておく必要がある。
【００６２】
子局集線装置３０では、ポート３１−１、３１−２は、それぞれ、ＯＬＴ５０と接続するためのインタフェースとして使用されているものとする。また、ポート３１−３は、ＡＤＭ１０と接続するためのインタフェースとして使用されているものとする。ここでは、その他のポート３１−４〜３１−６については使用されていないものとする。なお、子局集線装置３０において配置されるポートの数は限定されないものである。
【００６３】
そして、ポート３１−１、３１−２は、接続されたＯＬＴ５０から受信したパケットを、ＶＬＡＮ振分処理部３２−１、３２−２に引き渡す。
【００６４】
ＶＬＡＮ振分処理部３１では、受信したパケットがいずれのＯＮＵ６０から送信されたものであるかをＶＬＡＮ ＩＤで確認する
そして、ＶＬＡＮ振分処理部３２は、パケットを、ＶＬＡＮ ＩＤに応じたＶＬＡＮ処理部３３に与える。
【００６５】
それぞれのＶＬＡＮ処理部３３の詳細構成については後述するが、ＶＬＡＮ処理部３３は、ＶＬＡＮ振分処理部３２から与えられたパケットについてさらに所定の帯域制御を行い、当該パケットをユーザ間スケジューリング処理部３４に引き渡す。
【００６６】
ユーザ間スケジューリング処理部３４は、それぞれのＶＬＡＮ処理部３３から受信したパケットについて、ＤＢＡマスタ３７の制御に応じてＶＬＡＮ毎（ユーザ毎）の帯域制御を行い、当該パケットをスイッチ３５に与える。
【００６７】
スイッチ３５は、ポート３１間でパケットの交換処理を行うものである。ここでは、スイッチ３５は、ユーザ間スケジューリング処理部３４から受信したパケットを、送信先のポート（ポート３１−３）に係るシェーピング処理部３６−１に与える。
【００６８】
それぞれのシェーピング処理部３６は、スイッチ３５から与えられたパケットをシェーピングによって平滑化して対応するポートに与えるものである。ここでは、シェーピング処理部３６−１は、スイッチ３５から与えられたパケットをシェーピングし、ポート３１−３に与える。そして、当該パケットは、ポート３１−３からリングネットワークＲＮを介して親局集線装置２０へ向けて送出されることになる。
【００６９】
次に、ＶＬＡＮ処理部３３の詳細について説明する。
【００７０】
図６は、ＶＬＡＮ処理部３３内部の機能的構成について示したブロック図である。
【００７１】
ＶＬＡＮ処理部３３は、クラス分け処理部３３１、４つのキュー３３２（３３２−１〜３３２−４）、クラス別スケジューリング処理部３３３、及びＤＢＡスレーブ３３４を有している。
【００７２】
クラス分け処理部３３１は、ＶＬＡＮ振分処理部３２から与えられたパケットを、当該パケットのＶＬＡＮタグに付与されたＣｏＳ値に対応するキュー３３２に与える。
【００７３】
それぞれのキュー３３２は、クラス分け処理部３３１から与えられたパケットを保持するキューであり、クラス別スケジューリング処理部３３３の制御に応じて、保持しているパケットを、クラス別スケジューリング処理部３３３に引き渡す。
【００７４】
ここでは、ＶＬＡＮ処理部３３には、４つのキュー３３２を配置しているが、これは、ＣｏＳ値によるクラス分けを４段階にした場合の例であり、クラス分けの段階数に応じてキュー３３２の数を変更するようにしても良い。ここでは、キュー３３２−１が最も優先順位の高いクラスのパケットを保持するものであり、キュー３３２−４が最も優先順位の低いパケットを保持するものであるものとする。
【００７５】
そして、クラス別スケジューリング処理部３３３は、優先順位に応じた順序でキュー３３２−１〜３３２−４に保持されているパケットを取り出してユーザ間スケジューリング処理部３４に与える。クラス別スケジューリング処理部３３３が、キュー３３２−１〜３３２−４から、パケットを取り出す順序については、例えば、既存のＣｏＳ値に応じた帯域制御を行うネットワーク装置と同様の処理やポリシーを適用することができる。
【００７６】
なお、クラス別スケジューリング処理部３３３が、ユーザ間スケジューリング処理部３４へ、パケットのデータ送信をする際の送信速度の上限については、ＤＢＡマスタ３７からの制御に応じて設定されるものとする。
【００７７】
次に、ＤＢＡスレーブ３３４について説明する。
【００７８】
ＤＢＡスレーブ３３４は、トラフィック量カウンタ３３４ａ、トラフィック量送信部３３４ｂ、及びクラス内帯域制御部３３４ｃを有している。
【００７９】
トラフィック量カウンタ３３４ａは、クラス分け処理部３３１からキュー３３２−１〜３３２−４へ送信されるパケットを監視して、当該ＶＬＡＮ処理部３３のトラフィック量（データ量）をカウントし、そのカウントした結果を、トラフィック量送信部３３４ｂに与えるものである。トラフィック量カウンタ３３４ａは、例えば、所定の間隔ごと（例えば、１ミリ秒ごと等）のトラフィック量の累積値をカウントするようにしても良い。
【００８０】
トラフィック量送信部３３４ｂは、トラフィック量カウンタ３３４ａから与えられたトラフィック量の情報を、ＤＢＡマスタ３７に送信する。
【００８１】
クラス内帯域制御部３３４ｃは、ＣｏＳ値に応じた優先処理にさらに、同一のクラス内での帯域制御を行う機能を担っている。例えば、クラス内帯域制御部３３４ｃは、各キュー３３２から、クラス別スケジューリング処理部３３３に送信されるパケットのトラフィック量を制御することによりクラス内帯域制御を行うようにしても良い。なお、ＶＬＡＮ処理部３３において、クラス内帯域制御を行う必要がない場合には、クラス内帯域制御部３３４ｃは省略するようにしても良い。
【００８２】
次に、ＤＢＡマスタ３７の構成について説明する。
【００８３】
ＤＢＡマスタ３７は、ユーザ間帯域制御部３７１、送信許可帯域送信部３７２、トラフィック量収集部３７３、及び帯域算出部３７４を有している。
【００８４】
トラフィック量収集部３７３は、当該子局用集線装置３０内のＶＬＡＮ振分処理部３２（ＤＢＡスレーブ３３４のトラフィック量送信部３３４ｂ）でカウントされたトラフィック量の情報を収集するものである。そして、トラフィック量収集部３７３は、収集したトラフィック量の情報を、帯域算出部３７４に与える。
【００８５】
帯域算出部３７４は、トラフィック量収集部３７３から与えられたトラフィック量の情報に基づいて、当該子局用集線装置３０が、親局集線装置２０に対して要求する上り方向の帯域幅（以下、「送信要求帯域幅」という）を算出する。
【００８６】
帯域算出部３７４が送信要求帯域幅を算出する処理としては、例えば、各ＶＬＡＮ処理部３３のＤＢＡスレーブ３３４から送られてきたトラフィック量の情報から、各ＶＬＡＮ処理部３３で必要とする上り方向の帯域幅（以下、「ＶＬＡＮ単位送信要求許可帯域幅」という）を算出し、その帯域幅を合計した値を、送信要求帯域幅とするようにしても良い。
【００８７】
各ＶＬＡＮ処理部３３のＶＬＡＮ単位送信要求帯域幅を算出する処理は、例えば、送られてきたトラフィック量をカウントした時間で割って算出するようにしても良い。例えば、各ＶＬＡＮ処理部３３のＤＢＡスレーブ３３４で、１ミリ秒間隔で、トラフィック量をカウントしている場合には、帯域算出部３７４は、送られてきたトラフィック量（単位はビット）を、１ミリ秒で割った値を、各ＶＬＡＮ処理部３３のＶＬＡＮ単位送信要求帯域幅（単位はｂｐｓ）として算出するようにしても良い。
【００８８】
なお、帯域算出部３７４が送信要求帯域幅を求める際には、上述のように、各ＶＬＡＮ処理部３３のＶＬＡＮ単位送信要求帯域幅を算出して合計する処理ではなく、各ＶＬＡＮ処理部３３のＤＢＡスレーブ３３４から送られてきたトラフィック量を合計して、カウントした時間で割って求めるようにしても良い。また、ＶＬＡＮ単位送信要求許可帯域幅の算出処理は、各ＶＬＡＮ振分処理部３２で行うようにしても良い。
【００８９】
帯域算出部３７４は、親局集線装置２０から許可された上り方向の帯域幅（以下、「送信許可帯域幅」という）を、ＤＢＡエージェント３８を介して受信し、受信した送信許可帯域幅に応じて、各ＶＬＡＮ処理部３３に対して割り当てる上り方向の帯域幅（以下、「ＶＬＡＮ単位許可帯域幅」という）を算出する。この場合、帯域算出部３７４は、各ＶＬＡＮ処理部３３に対して割り当てるＶＬＡＮ単位許可帯域幅の合計が、送信許可帯域幅以下となるようにする。
【００９０】
帯域算出部３７４は、送信許可帯域幅が、送信要求帯域幅以上だった場合には、各ＶＬＡＮ処理部３３に対して、ＶＬＡＮ単位送信要求帯域幅をそのままＶＬＡＮ単位許可帯域幅として割り当てるようにしても良い。
【００９１】
ただし、送信許可帯域幅が、送信要求帯域幅未満だった場合には、送信許可帯域幅の中から、各ＶＬＡＮ処理部３３にＶＬＡＮ単位許可帯域幅を割り当てる。この場合の割当方式については限定されないものであるが、例えば、送信許可帯域幅を各ＶＬＡＮ処理部３３に等分して割り当てるようにしても良いし、各ＶＬＡＮ処理部３３が必要とする上り方向の帯域幅の大きさに応じて按分するようにしても良い。また、例えば、各ユーザとの契約等により最低限保証する帯域が定められている場合には、対応するＶＬＡＮ ＩＤに係るＶＬＡＮ処理部３３については、保証すべき帯域幅をＶＬＡＮ単位許可帯域幅として優先的に割当て、あまった帯域幅を他のＶＬＡＮ処理部３３に割当てるようにしても良い。
【００９２】
送信許可帯域送信部３７２は、帯域算出部３７４で、それぞれのＶＬＡＮ処理部３３に割り当てられたＶＬＡＮ単位要求帯域幅を、それぞれのＶＬＡＮ処理部３３（クラス別スケジューリング処理部３３３）に送信する処理を行うものである。そして、クラス別スケジューリング処理部３３３では、ユーザ間スケジューリング処理部３４へ、パケットのデータ送信をする際の送信速度の上限が、送信許可帯域送信部３７２から供給されたＶＬＡＮ単位要求帯域幅に設定される。
【００９３】
ユーザ間帯域制御部３７１は、ユーザ間スケジューリング処理部３４へ、ユーザ間（ＶＬＡＮ間）の帯域制御を指示するものである。そして、ユーザ間スケジューリング処理部３４では、ユーザ間帯域制御部３７１の制御に応じた帯域制御が行われる。ユーザ間スケジューリング処理部３４では、例えば、ユーザとの契約等により、送信処理を優先すべきユーザ（ＶＬＡＮ）のトラフィックについては、優先的に帯域を確保する等の帯域処理を行うようにしても良い。なお、このようなユーザ間の帯域制御を行う必要が無い場合には、ユーザ間スケジューリング処理部３４及びユーザ間帯域制御部３７１は省略するようにしても良い。
【００９４】
次に、ＤＢＡエージェント３８の構成について説明する、
ＤＢＡエージェント３８は、要求帯域幅送信部３８１及び送信許可帯域幅受信部３８２を有している。
【００９５】
要求帯域幅送信部３８１は、帯域算出部３７４で算出された送信要求帯域幅を、親局集線装置２０（後述するＤＢＡマネージャ２３）に送信するものである。
【００９６】
送信許可帯域幅受信部３８２は、親局集線装置２０（後述するＤＢＡマネージャ２３）から送信された送信許可帯域幅を受信して、帯域算出部３７４に与えるものである。
【００９７】
なお、要求帯域幅送信部３８１及び送信許可帯域幅受信部３８２が行う、親局集線装置２０との制御信号の通信には、例えば、ＩＴＵ−Ｔ Ｙ．１７３１に規定されるような保守管理用のＯＡＭ（Ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ）フレームをしようするようにしても良い。また、制御信号用のＶＬＡＮ ＩＤを付与して送受信するようにしても良い。
【００９８】
なお、図５では、子局集線装置３０における上り方向のパケットを処理する構成について示しているが、下り方向のパケットについては、ポート３１−３から受信したパケットについて、ＶＬＡＮ ＩＤに対応するＯＮＵ６０へ向けてポート３１−１又はポート３１−２から出力されることになる。下り方向のパケットについては、特に帯域制御等を行わなくても良い。
【００９９】
次に、親局集線装置２０の構成について説明する。
【０１００】
図７は、親局集線装置２０の機能的構成について示した説明図である。
【０１０１】
親局集線装置２０は、ネットワークに接続するための６つのポート２１（２１−１〜２１−６）、スイッチ２２、及びＤＢＡマネージャ２３を有している。
【０１０２】
親局集線装置２０では、ポート２１−１は、ＡＤＭ１０−１と接続するためのインタフェースとして使用されているものとする。また、ポート２１−３は、エッジルータ４０と接続するためのインタフェースとして使用されているものとする。ここでは、その他のポート２１−２、２１−４〜２１−６については使用されていないものとする。なお、親局集線装置２０において配置されるポートの数は限定されないものである。
【０１０３】
スイッチ２２は、ポート２１間のパケットを交換するものである。
【０１０４】
親局集線装置２０では、ＡＤＭ１０−１からの上り方向のパケットについては、ポート２１−１に入力され、スイッチ２２を介して、ポート２１−３からエッジルータ４０へ出力される。下り方向のパケットについては逆の経路を辿る。
【０１０５】
また、図７では、図示を省略しているが、親局集線装置２０では、上り方向及び下り方向のパケットについてＶＬＡＮに係る処理も行うものとする。
【０１０６】
ここでは、親局集線装置２０で、上り方向の通信については、特に帯域制御されないものとするが、子局集線装置３０と同様の帯域制御を行うようにしても良い。
【０１０７】
次に、ＤＢＡマネージャ２３の構成について説明する。
【０１０８】
ＤＢＡマネージャ２３は、送信許可帯域送信部２３１、帯域要求値受信部２３２、及び距離差調整バッファ２３３を有している。
【０１０９】
帯域要求値受信部２３２は、各子局用集線装置３０からの送信要求帯域幅の情報を、距離差調整バッファ２３３を介して受信し、受信した送信要求帯域幅の情報を送信許可帯域送信部２３１に与える。
【０１１０】
ＤＢＡマネージャ２３は、各子局用集線装置３０（ＤＢＡエージェント３８）から、送信要求帯域幅の情報を受信するが、親局集線装置２０から見て、それぞれの子局用集線装置３０との距離（到達するまでの光ファイバの長さ）が異なるため、ＤＢＡマネージャ２３に子局用集線装置３０から送信された送信要求帯域幅の情報が到達するタイミングも異なる。
【０１１１】
そのため、ＤＢＡマネージャ２３では、距離差調整バッファ２３３を設けて、必要に応じ、親局集線装置２０内でこの距離差（信号伝達に要する時間の遅延差）を調整している。距離差調整バッファ２３３は、例えば、それぞれの子局集線装置３０から受信した送信要求帯域幅の情報を、それぞれの子局用集線装置３０との距離に応じた所定の時間保持してから、ユーザ帯域要求値受信部２３２に与えるようにしても良い。これにより、各子局用集線装置３０のＤＢＡエージェント３８から、ＤＢＡマネージャ２３のユーザ帯域要求値受信部２３２に送信要求帯域幅の情報が到達するタイミングを調整することができる。
【０１１２】
なお、ＤＢＡマネージャ２３の処理において、各子局用集線装置３０のＤＢＡエージェント３８から、ＤＢＡマネージャ２３に送信要求帯域幅が到達するタイミングの差が無視できる程度の時間であれば、距離差調整バッファ２３３は省略するようにしても良い。
【０１１３】
送信許可帯域送信部２３１は、ユーザ帯域要求値受信部２３２から与えられた、各子局用集線装置３０からの送信要求帯域幅に応じて、各子局用集線装置３０に対して割り当てる送信許可帯域幅を算出する。そして、送信許可帯域送信部２３１は、算出した送信許可帯域幅を各子局用集線装置３０に送信する。
【０１１４】
親局集線装置２０では、上り方向の通信について、リングネットワークＲＮ上で許容する帯域幅を越えないように、各子局用集線装置３０に送信許可帯域幅を割り当てる必要がある。例えば、各子局集線装置３０からの送信要求帯域幅の合計値が、リングネットワークＲＮ上で許容する帯域幅を超える場合には、リングネットワークＲＮ上で許容する帯域幅の中から、各子局用集線装置３０に送信許可帯域幅を割り当てる必要がある。その場合、例えば、リングネットワークＲＮ上で許容する帯域幅を、各子局集線装置３０へ等分して、送信許可帯域幅として割り当てるようにしても良いし、配下のユーザ数（ＯＮＵ６０の数）に応じて按分して割り当てるようにしても良い。
【０１１５】
一方、各子局集線装置３０からの送信要求帯域幅の合計値が、リングネットワークＲＮ上で許容する帯域幅を超えない場合には、各子局集線装置３０からの送信要求帯域幅を、そのまま送信許可帯域幅として割り当てるようにしても良い。
【０１１６】
（Ａ−２）実施形態の動作
次に、以上のような構成を有する実施形態のネットワークシステム１の動作（実施形態の帯域制御方法）を説明する。
【０１１７】
図１は、ネットワークシステム１の動作について示したシーケンス図である。
【０１１８】
まず、各子局集線装置３０−１〜３０−３において、ＤＢＡマスタ３７により、各ＤＢＡスレーブ３３４でカウントされたトラフィック量（前回の収集から今回の収集までにカウントされたトラフィック量）のデータが収集される（Ｓ１０１）。
【０１１９】
次に、各子局集線装置３０−１〜３０−３において、ＤＢＡマスタ３７により、収集したトラフィック量の情報を利用して、送信要求帯域幅が算出され（Ｓ１０２）、算出された送信要求帯域幅の情報が、ＤＢＡエージェント３８に与えられる（Ｓ１０３）。
【０１２０】
次に、各子局集線装置３０−１〜３０−３のＤＢＡエージェント３８から、送信要求帯域幅の情報が、親局集線装置２０のＤＢＡマネージャ２３へ送信される（Ｓ１０４）。
【０１２１】
ステップＳ１０４における、各子局集線装置３０−１〜３０−３から親局集線装置２０への送信要求帯域幅の情報送信は、同じタイミングで行われることが望ましい。このタイミングの同期方法については限定されないものであるが、例えば、親局集線装置２０からの要求を契機に各子局集線装置３０が送信するようにしても良いし、親局集線装置２０からのクロック同期等により同期されたタイミングで、各子局集線装置３０が送信するようにしても良い。
【０１２２】
次に、ＤＢＡマネージャ２３では、各子局集線装置３０−１〜３０−３に対して割り当てる送信許可帯域幅が算出される（Ｓ１０５）。
【０１２３】
次に、ＤＢＡマネージャ２３で算出された送信許可帯域幅の情報が、各子局集線装置３０−１〜３０−３のＤＢＡエージェント３８へ送信される（Ｓ１０６）。
【０１２４】
次に、各子局集線装置３０−１〜３０−３において、ＤＢＡエージェント３８からＤＢＡマスタ３７へ、送信許可帯域幅の情報が与えられる（Ｓ１０７）。
【０１２５】
次に、各子局集線装置３０−１〜３０−３において、ＤＢＡマスタ３７により、それぞれのＶＬＡＮ処理部３３に対して割り当てるＶＬＡＮ単位送信許可帯域幅が算出される（Ｓ１０８）。
【０１２６】
次に、各子局集線装置３０−１〜３０−３において、ＤＢＡマスタ３７で算出されたＶＬＡＮ単位送信許可帯域幅の情報が、それぞれのＶＬＡＮ処理部３３に与えられる（Ｓ１０９）。
【０１２７】
そして、各子局集線装置３０−１〜３０−３のＶＬＡＮ処理部３３では、新たに通知されたＶＬＡＮ単位送信許可帯域幅に基づいて、帯域制御が行われることになる。また、各子局集線装置３０−１〜３０−３は、所定のタイミングで、再度上述のステップＳ１０１の処理から動作を再開する。
【０１２８】
（Ａ−３）実施形態の効果
この実施形態によれば、以下のような効果を奏することができる。
【０１２９】
（Ａ−３−１）親局集線装置２０では、各子局集線装置３０から通知された送信要求帯域幅に基づいて、各子局用集線装置３０に対して割り当てる送信許可帯域幅を決定している。
【０１３０】
これにより、親局集線装置２０では、各子局用集線装置３０に必要なパスの帯域幅を実際に配下のユーザが使用する帯域幅に応じて、効率的に割り振ることが可能になるため、経済的な集線ネットワークを効率化することができる。
【０１３１】
（Ａ−３−２）次に、図２における子局集線装置３０及び親局集線装置２０を従来のアクセスネットワークにおける集線装置に置き換えた場合を想定する。この場合、親局集線装置と３つの子局集線装置のそれぞれとの間に、それぞれ１Ｇｂｐｓの帯域幅のパスを張ると、本発明のネットワークシステム１のように、子局集線装置間の上り信号の帯域幅の調整は行われないため、各子局集線装置が実際に使用する帯域幅に関わらず、リングネットワークＲＮが許容する帯域幅を３Ｇｂｐｓ（１Ｇｂｐｓ×Ｎ）以上にする必要があった。
【０１３２】
例えば、上り信号の実際の使用帯域幅が、第１の子局集線装置で１００Ｍｂｐｓ、第２の子局集線装置で５０Ｍｂｐｓ、第３の子局集線装置で１５０Ｍｂｐｓの状態の場合を想定する。この場合でも、それぞれの子局集線装置は、親局集線装置との間で、１Ｇｂｐｓの帯域のパスを既に確保しているので、各子局集線装置へ過剰な帯域幅を占有させなければならなかった。
【０１３３】
すなわち、上述の場合、リングネットワークＲＮにおけるＡＤＭには、３Ｇｂｐｓ以上を多重するための装置を採用する必要があった。一般的にＳＯＮＥＴ／ＳＤＨを採用したリングネットワークにおいて、ＡＤＭは２．５Ｇｂｐｓ、１０Ｇｂｐｓに対応した多重化装置が多い。そのため、上述の構成の場合は２．５Ｇｂｐｓに対応したＡＤＭは使うことができず、１０Ｇｂｐｓに対応したＡＤＭを設置しなければならないため、装置コストが高くなるという問題があった。
【０１３４】
一方、本発明のネットワークシステム１では、各子局集線装置３０から親局集線装置２０への上り信号の帯域幅が、リングネットワークＲＮが許容する帯域幅を超えないように調整されている。これにより、各子局集線装置３０に過剰な帯域幅を占有させずに共用させることができる。本発明のネットワークシステム１では、親局集線装置２０と各子局用集線装置３０との間に合計３Ｇｂｐｓ（１Ｇｂｐｓ×３）の論理パスを設定しているため、従来であれば、リングネットワークＲＮに使用されるＡＤＭ１０は１０Ｇｂｐｓに対応するものを採用するしかないが、実際のユーザの使用状況を鑑みて、２．５Ｇｂｐｓに対応したＡＤＭを採用することができ、装置コストを低減させることができる。
【０１３５】
（Ａ−３−３）次に、図２における子局集線装置３０及び親局集線装置２０を従来のアクセスネットワークにおける集線装置に置き換え、さらに、リングネットワークＲＮに、ＩＥＥＥ ８０２．１７で規定されるＲＰＲ（Ｒｅｓｉｌｉｅｎｔ Ｐａｃｋｅｔ Ｒｉｎｇ）が採用された場合を想定する。この構成の場合は、上述の（Ａ−３−２）におけるＳＯＮＥＴ／ＳＤＨの場合の想定とは異なり、全ての子局集線装置で、１Ｇｂｐｓの論理パスを共用することが可能になる。しかし、この構成の場合、ＩＥＥＥ８０２．１７の規定から、子局集線装置単位でのトラフィックの公平性は保証することができることになっているが、子局集線装置の配下のネットワーク単位（ユーザ・ＯＮＵ単位）のトラフィックの公平性は保証することができない（非特許文献１参照）。
【０１３６】
一方、本発明のネットワークシステム１では、各子局集線装置３０により、各ユーザ（各ＯＮＵ６０）の上り方向の通信について、送信許可帯域幅の中から割り当てている。これにより、各子局集線装置３０では、上り方向の帯域幅について、ユーザ間の必要帯域幅を考慮した上で割当を行うこと等ができ、ユーザ間の公平性を確保することができる。
【０１３７】
（Ｂ）他の実施形態
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、以下に例示するような変形実施形態も挙げることができる。
【０１３８】
（Ｂ−１）上記の実施形態では、リングネットワークＲＮは、ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨの規格に対応したものを用いて構築しても良いと説明しているが、その他の技術（例えば、ＲＰＲ等）を利用するようにしても良い。ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨを利用した場合には、親局集線装置２０と子局集線装置３０との間の論理パスの上限となる帯域幅が、リングネットワークＲＮで予め設定されるが、ＲＰＲの場合も同様の設定をしておくことが望ましい。
【０１３９】
（Ｂ−２）リングネットワークＲＮを、他の型のトポロジー（例えば、バス型、スター型等のトポロジー）のネットワークに置き換えても良い。
【符号の説明】
【０１４０】
１…ネットワークシステム、ＲＮ…リングネットワーク、Ｓ１…親局、Ｓ２−１〜Ｓ２−３…子局、５０…ＯＬＴ、６０…ＯＮＵ、１０、１０−１〜１０−４…ＡＤＭ、２０…親局集線装置、３０−１〜３０−３…子局集線装置、３３…ＶＬＡＮ処理部、３３１…クラス分け処理部、３３２−１〜３３２−４…キュー、３３３…クラス別スケジューリング処理部、３３４…ＤＢＡスレーブ、３３４ａ…トラフィック量カウンタ、３３４ｂ…トラフィック量送信部、３３４ｃ…クラス内帯域制御部、３７…ＤＢＡマスタ、３７１…ユーザ間帯域制御部、３７２…送信許可帯域送信部、３７３…トラフィック量収集部、３７４…帯域算出部、３８…ＤＢＡエージェント、３８１…帯域要求幅送信部、３８２…送信許可帯域幅受信部、２３…ＤＢＡマネージャ、２３１…送信許可帯域幅送信部、２３２…帯域要求値受信部、２３３…距離差調整バッファ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配下に複数の下位ネットワークが収容されている複数の子局通信装置と、一つの伝送路を用いて上記子局通信装置と接続している親局通信装置とを備えるネットワークシステムにおいて、
それぞれの上記子局通信装置は、
当該子局通信装置で、上り方向の通信に必要とする帯域の合計に係る要求帯域幅を算出する要求帯域幅算出手段と、
上記要求帯域幅算出手段が算出した要求帯域幅の情報を、上記親局通信装置に送信する要求帯域幅送信手段と、
上記親局通信装置から当該子局通信装置に割り当てられた、上り方向の通信の帯域に係る割当帯域幅の情報を受信する割当帯域幅受信手段と、
当該子局通信装置で、上り方向の通信で使用する帯域幅が、割当帯域幅以下となるように制御する帯域制御手段とを有し、
上記親局通信装置は、
それぞれの上記子局通信装置から、要求帯域幅の情報を受信する要求帯域幅受信手段と、
受信した要求帯域幅と、上記伝送路で上り方向に通信可能な最大帯域幅とを利用して、それぞれの上記子局通信装置に割り当てる割当帯域幅を算出する割当帯域幅算出手段と、
算出した割当帯域幅を、それぞれの子局通信装置に送信する割当帯域幅送信手段とを有する
ことを特徴とするネットワークシステム。
【請求項２】
上記割当帯域幅算出手段は、受信した要求帯域幅の合計値が、上記最大帯域幅を超える場合には、上記子局通信装置に割り当てる割当帯域幅の合計値が、上記最大帯域幅を超えないようにすることを特徴とする請求項１に記載のネットワークシステム。
【請求項３】
上記要求帯域幅算出手段は、当該子局通信装置の下位ネットワークのそれぞれから送出された上り方向の通信の通信量を測定し、その測定結果を利用して要求帯域幅を算出することを特徴とする請求項１又は２に記載のネットワークシステム。
【請求項４】
配下に複数の下位ネットワークが収容されており、他の子局通信装置と共通の一つの伝送路を用いて親局通信装置と接続している子局通信装置において、
当該子局通信装置で、上り方向の通信に必要とする帯域の合計に係る要求帯域幅を算出する要求帯域幅算出手段と、
上記要求帯域幅算出手段が算出した要求帯域幅の情報を、上記親局通信装置に送信する要求帯域幅送信手段と、
上記親局通信装置から当該子局通信装置に割り当てられた、上り方向の通信の帯域に係る割当帯域幅の情報を受信する割当帯域幅受信手段と、
当該子局通信装置で、上り方向の通信で使用する帯域幅が、割当帯域幅以下となるように制御する帯域制御手段と
を有することを特徴とする子局通信装置。
【請求項５】
配下に複数の下位ネットワークが収容されている複数の子局通信装置と、一つの伝送路を用いて上記子局通信装置と接続している親局通信装置において、
それぞれの上記子局通信装置から、当該子局通信装置で上り方向の通信に必要とする帯域の合計に係る要求帯域幅の情報を受信する要求帯域幅受信手段と、
受信した要求帯域幅と、上記伝送路で上り方向に通信可能な最大帯域幅とを利用して、それぞれの上記子局通信装置に割り当てる割当帯域幅を算出する割当帯域幅算出手段と、
算出した割当帯域幅を、それぞれの子局通信装置に送信する割当帯域幅送信手段と
を有することを特徴とする親局通信装置。
【請求項６】
配下に複数の下位ネットワークが収容されている複数の子局通信装置と、一つの伝送路を用いて上記子局通信装置と接続している親局通信装置とを備えるネットワークシステムの帯域制御方法において、
それぞれの上記子局通信装置が、上り方向の通信に必要とする帯域の合計に係る要求帯域幅を算出する要求帯域幅算出工程と、
それぞれの上記子局通信装置が、算出した要求帯域幅の情報を、上記親局通信装置に送信する要求帯域幅送信工程と、
上記親局通信装置が、それぞれの上記子局通信装置から、要求帯域幅の情報を受信する要求帯域幅受信工程と、
上記親局通信装置が、受信した要求帯域幅と、上記伝送路で上り方向に通信可能な最大帯域幅とを利用して、それぞれの上記子局通信装置に割り当てる上り方向の通信の帯域に係る割当帯域幅を算出する割当帯域幅算出工程と、
上記親局通信装置が、算出した割当帯域幅を、それぞれの子局通信装置に送信する割当帯域幅送信工程と、
それぞれの上記子局通信装置が、上記親局通信装置から当該子局通信装置に割り当てられた割当帯域幅の情報を受信する割当帯域幅受信工程と、
それぞれの上記子局通信装置が、上り方向の通信で使用する帯域幅を、割当帯域幅以下となるように制御する帯域制御工程と
を有することを特徴とする帯域制御方法。
【請求項１】
配下に複数の下位ネットワークが収容されている複数の子局通信装置と、一つの伝送路を用いて上記子局通信装置と接続している親局通信装置とを備えるネットワークシステムにおいて、
それぞれの上記子局通信装置は、
当該子局通信装置で、上り方向の通信に必要とする帯域の合計に係る要求帯域幅を算出する要求帯域幅算出手段と、
上記要求帯域幅算出手段が算出した要求帯域幅の情報を、上記親局通信装置に送信する要求帯域幅送信手段と、
上記親局通信装置から当該子局通信装置に割り当てられた、上り方向の通信の帯域に係る割当帯域幅の情報を受信する割当帯域幅受信手段と、
当該子局通信装置で、上り方向の通信で使用する帯域幅が、割当帯域幅以下となるように制御する帯域制御手段とを有し、
上記親局通信装置は、
それぞれの上記子局通信装置から、要求帯域幅の情報を受信する要求帯域幅受信手段と、
受信した要求帯域幅と、上記伝送路で上り方向に通信可能な最大帯域幅とを利用して、それぞれの上記子局通信装置に割り当てる割当帯域幅を算出する割当帯域幅算出手段と、
算出した割当帯域幅を、それぞれの子局通信装置に送信する割当帯域幅送信手段とを有する
ことを特徴とするネットワークシステム。
【請求項２】
上記割当帯域幅算出手段は、受信した要求帯域幅の合計値が、上記最大帯域幅を超える場合には、上記子局通信装置に割り当てる割当帯域幅の合計値が、上記最大帯域幅を超えないようにすることを特徴とする請求項１に記載のネットワークシステム。
【請求項３】
上記要求帯域幅算出手段は、当該子局通信装置の下位ネットワークのそれぞれから送出された上り方向の通信の通信量を測定し、その測定結果を利用して要求帯域幅を算出することを特徴とする請求項１又は２に記載のネットワークシステム。
【請求項４】
配下に複数の下位ネットワークが収容されており、他の子局通信装置と共通の一つの伝送路を用いて親局通信装置と接続している子局通信装置において、
当該子局通信装置で、上り方向の通信に必要とする帯域の合計に係る要求帯域幅を算出する要求帯域幅算出手段と、
上記要求帯域幅算出手段が算出した要求帯域幅の情報を、上記親局通信装置に送信する要求帯域幅送信手段と、
上記親局通信装置から当該子局通信装置に割り当てられた、上り方向の通信の帯域に係る割当帯域幅の情報を受信する割当帯域幅受信手段と、
当該子局通信装置で、上り方向の通信で使用する帯域幅が、割当帯域幅以下となるように制御する帯域制御手段と
を有することを特徴とする子局通信装置。
【請求項５】
配下に複数の下位ネットワークが収容されている複数の子局通信装置と、一つの伝送路を用いて上記子局通信装置と接続している親局通信装置において、
それぞれの上記子局通信装置から、当該子局通信装置で上り方向の通信に必要とする帯域の合計に係る要求帯域幅の情報を受信する要求帯域幅受信手段と、
受信した要求帯域幅と、上記伝送路で上り方向に通信可能な最大帯域幅とを利用して、それぞれの上記子局通信装置に割り当てる割当帯域幅を算出する割当帯域幅算出手段と、
算出した割当帯域幅を、それぞれの子局通信装置に送信する割当帯域幅送信手段と
を有することを特徴とする親局通信装置。
【請求項６】
配下に複数の下位ネットワークが収容されている複数の子局通信装置と、一つの伝送路を用いて上記子局通信装置と接続している親局通信装置とを備えるネットワークシステムの帯域制御方法において、
それぞれの上記子局通信装置が、上り方向の通信に必要とする帯域の合計に係る要求帯域幅を算出する要求帯域幅算出工程と、
それぞれの上記子局通信装置が、算出した要求帯域幅の情報を、上記親局通信装置に送信する要求帯域幅送信工程と、
上記親局通信装置が、それぞれの上記子局通信装置から、要求帯域幅の情報を受信する要求帯域幅受信工程と、
上記親局通信装置が、受信した要求帯域幅と、上記伝送路で上り方向に通信可能な最大帯域幅とを利用して、それぞれの上記子局通信装置に割り当てる上り方向の通信の帯域に係る割当帯域幅を算出する割当帯域幅算出工程と、
上記親局通信装置が、算出した割当帯域幅を、それぞれの子局通信装置に送信する割当帯域幅送信工程と、
それぞれの上記子局通信装置が、上記親局通信装置から当該子局通信装置に割り当てられた割当帯域幅の情報を受信する割当帯域幅受信工程と、
それぞれの上記子局通信装置が、上り方向の通信で使用する帯域幅を、割当帯域幅以下となるように制御する帯域制御工程と
を有することを特徴とする帯域制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−９５０４３（Ｐ２０１２−９５０４３Ａ）
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３９８２３（Ｐ２０１０−２３９８２３）
【出願日】平成２２年１０月２６日（２０１０．１０．２６）
【出願人】（５０３２６２５０９）株式会社オー・エフ・ネットワークス (62)
【出願人】（００００００２９５）沖電気工業株式会社 (6,645)
【出願人】（０００００５１８６）株式会社フジクラ (4,463)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月２６日（２０１０．１０．２６）
【出願人】（５０３２６２５０９）株式会社オー・エフ・ネットワークス (62)
【出願人】（００００００２９５）沖電気工業株式会社 (6,645)
【出願人】（０００００５１８６）株式会社フジクラ (4,463)
【Ｆターム（参考）】
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