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JP7537600B2 - COMMUNICATION SYSTEM, COMMUNICATION METHOD, CONTROLLER AND PROGRAM - Google Patents
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Description

本開示は、時分割多重ネットワークを多段接続した通信システム、その通信方法、それを制御するコントローラ、およびそのプログラムに関する。 The present disclosure relates to a communication system in which time division multiplexing networks are connected in multiple stages, a communication method therefor, a controller for controlling the same, and a program therefor.

近年、同一のネットワーク基盤上に様々なネットワーク要件をもつ複数のサービスやアプリケーションを収容する検討が進められている。そのためには、“端末から端末まで”や“端末からアプリケーションサーバまで”のEnd-End区間において、同一NWに収容された各サービスやアプリケーションが要求する品質を保証しなければならない。 In recent years, studies have been underway to accommodate multiple services and applications with various network requirements on the same network infrastructure. To achieve this, it is necessary to guarantee the quality required by each service or application accommodated on the same network in the end-to-end sections from "terminal to terminal" or "terminal to application server."

ネットワークのEnd-Endには、無線と有線の区間にわけることができる。その中でも無線区間では、既存技術としてIEEE802.11のEnhanced Distributed Channel Access(EDCA)と呼ばれる優先制御機能が存在する(例えば、非特許文献1、2を参照。)。 The end-to-end of a network can be divided into wireless and wired sections. In particular, in wireless sections, there is a priority control function called Enhanced Distributed Channel Access (EDCA) of IEEE 802.11 as an existing technology (see, for example, Non-Patent Documents 1 and 2).

IEEE 802.11e-2005 - IEEE Standard for Information technology--Local and metropolitan area networks--Specific requirements--Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications - Amendment 8: Medium Access Control (MAC) Quality of Service EnhancementsIEEE 802.11e-2005 - IEEE Standard for Information technology--Local and metropolitan area networks--Specific requirements s--Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications - Amendment 8: Medium Access Control rol (MAC) Quality of Service Enhancements “QoSを実現する無線LAN規格 IEEE802.11e”、 映像情報メディア学会誌 Vol. 57, No. 11 (2003)"IEEE802.11e: Wireless LAN standard for achieving QoS," Journal of the Institute of Image Information and Television Engineers, Vol. 57, No. 11 (2003) IEEE 802.3ah IEEE Standard for Information technology - Telecommunications and information exchange between systems - Local and metropolitan area networks - Specific requirements Part 3: Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD) Access Method and Physical Layer Specifications Amendment: Media Access Control Parameters, Physical Layers, and Management Parameters for Subscriber Access Networks(https://www.ieee802.org/21/doctree/2006_Meeting_Docs/2006-11_meeting_docs/802.3ah-2004.pdf)IEEE 802.3ah IEEE Standard for Information technology - Telecommunications and information exchange between systems - and metropolitan area networks - Specific requirements Part 3: Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CS MA/CD) Access Method and Physical Layer Specifications Amendment: Media Access Control Parameters, Physical Layers, and Management Parameters for Subscriber Access Networks (http s://www.ieee802.org/21/doctree/2006_Meeting_Docs/2006-11_meeting_docs/802.3ah-2004.

EDCAは端末(宛先)単位での制御であり、サービスおよびアプリケーション単位での品質制御を可能とするようなトラフィックフロー単位での制御が困難である。ただし、関連技術(後述の「付録」参照。)を適用することで、サービスおよびアプリケーション単位での品質制御を実現することができる。 EDCA is a terminal (destination)-based control, and it is difficult to control on a traffic flow basis, which would allow quality control on a service and application basis. However, by applying related technologies (see the "Appendix" below), it is possible to achieve quality control on a service and application basis.

また、関連技術は無線ネットワークだけでなく、Passive Optical Network(例えば、非特許文献3を参照。)などの時分割多重を利用した通信方式に適用することも可能である。例えば図1のように、無線ネットワーク区間(例えば、無線LAN)と有線ネットワーク区間(PON)を合わせた通信システムに対して、それぞれ関連技術を適用することが可能である。 The related technologies can be applied not only to wireless networks, but also to communication methods that use time division multiplexing, such as Passive Optical Networks (see, for example, Non-Patent Document 3). For example, as shown in Figure 1, the related technologies can be applied to a communication system that combines a wireless network section (for example, a wireless LAN) and a wired network section (PON).

一方で、それぞれの区間に関連技術を適用した場合、図2及び図3に説明するように、端末およびONUのフロー単位バッファにおいてパケットの待機が発生することがある。具体的には、ネットワーク#1および#2においてそれぞれのコントローラのデータベースへの記録とスケジューリング(ステップS02及びS12)を行うが、それぞれのコントローラは互いに独立してそれぞれのネットワークについてスケジューリングを行う。このため、ネットワーク毎に接続部の装置においてパケットの待機時間Twが発生し(ネットワークの多段数に比例してTwが増加する)、End-Endでの品質制御が実現できない可能性がある。On the other hand, when the related technology is applied to each section, packets may wait in the per-flow buffers of the terminal and ONU, as explained in Figures 2 and 3. Specifically, in networks #1 and #2, recording and scheduling are performed in the databases of the respective controllers (steps S02 and S12), but each controller performs scheduling for each network independently of the other. For this reason, a packet waiting time Tw occurs in the device at the connection point for each network (Tw increases in proportion to the number of stages in the network), and there is a possibility that end-to-end quality control cannot be achieved.

図3において、それぞれのステップは次の通りである。
ステップS00:アプリケーションからパケットを受信する。
ステップS01、S11:パケット量を通知する。
ステップS02、S12:データベースへの記録とスケジューリングを行う。
ステップS03、S13:送信時刻と送信量を通知する。
ステップS04、S14:送信時刻と送信量に従って送信する。
ステップS05、S15:送信要求をする。
ステップS06、S16:送信許可をする。
ステップS07、S17:パケットを送信する。
ステップS08:パケットを送信する。
つまり、時分割多重を利用した通信方式に関連技術を適用すると、遅延が増大するとともに帯域利用効率が低下し、所望の品質制御を実行することが困難という課題がある。
In FIG. 3, the steps are as follows:
Step S00: A packet is received from an application.
Steps S01 and S11: The amount of packets is notified.
Steps S02 and S12: Recording in the database and scheduling are performed.
Steps S03 and S13: The transmission time and the transmission amount are notified.
Steps S04 and S14: Transmission is performed according to the transmission time and transmission amount.
Steps S05 and S15: A transmission request is made.
Steps S06 and S16: Transmission is permitted.
Steps S07 and S17: The packet is transmitted.
Step S08: The packet is transmitted.
In other words, when the related technology is applied to a communication method using time division multiplexing, there is a problem that delay increases and bandwidth utilization efficiency decreases, making it difficult to implement desired quality control.

そこで、本発明は、上記課題を解決するために、時分割多重ネットワークが多段接続される構成において、それぞれのトラフィックフローに割当てた帯域を保証できる通信システム、通信方法、コントローラ及びプログラムを提供することを目的とする。Therefore, in order to solve the above problem, the present invention aims to provide a communication system, communication method, controller, and program that can guarantee the bandwidth allocated to each traffic flow in a configuration in which time division multiplexing networks are connected in multiple stages.

上記目的を達成するために、本発明に係る通信システムは、1つのコントローラが多段接続するそれぞれのネットワークの転送時間を考慮し、ネットワーク間を接続する装置に対し、転送されてくるフロー単位のパケットをネットワーク内に送信する時刻を予め通知することとした。 In order to achieve the above objective, the communication system of the present invention takes into account the transfer time of each network connected in multiple stages by a single controller, and notifies the device connecting the networks in advance of the time at which it will send transferred flow-unit packets into the network.

具体的には、本発明に係る通信システムは、時分割多重方式の複数のネットワークとコントローラとを有する通信システムであって、
前記ネットワークは多段接続されており、
前記コントローラは、
それぞれの前記ネットワークの送信要求から送信許可およびパケット送信までの通信に必要な通信時間を記憶するデータベースと、
いずれかの前記ネットワークが備える任意の通信装置からフロー単位のパケットを送信するときに、該通信装置に該パケットを送信する送信時刻を通知するとともに、該ネットワークと接続する他の前記ネットワークが備える接続装置に対し、前記送信時刻と前記他のネットワークの前記通信時間を考慮した、前記接続装置が前記他のネットワークに前記パケットを送信するための送信要求を発出する発出時刻を通知するスケジューラと、
を有することを特徴とする。
Specifically, the communication system according to the present invention is a communication system having a plurality of time division multiplexing networks and a controller,
The network is connected in multiple stages,
The controller:
a database for storing communication times required for communication from a transmission request to permission to transmit and packet transmission for each of the networks;
a scheduler which, when transmitting a packet on a flow unit basis from any communication device included in any one of the networks, notifies the communication device of a transmission time for transmitting the packet, and notifies a connection device included in another of the networks connected to the network of an issuing time for the connection device to issue a transmission request for transmitting the packet to the other network, taking into consideration the transmission time and the communication time of the other network;
The present invention is characterized by having the following.

また、本発明に係る通信方法は、多段接続されている時分割多重方式のネットワークを制御する通信方法であって、
それぞれの前記ネットワークの送信要求から送信許可およびパケット送信までの通信に必要な通信時間を記憶すること、及び
いずれかの前記ネットワークが備える任意の通信装置からフロー単位のパケットを送信するときに、該通信装置に該パケットを送信する送信時刻を通知するとともに、該ネットワークと接続する他の前記ネットワークが備える接続装置に対し、前記送信時刻と前記他のネットワークの前記通信時間を考慮した、前記接続装置が前記他のネットワークに前記パケットを送信するための送信要求を発出する発出時刻を通知すること、
を特徴とする。
A communication method according to the present invention is a communication method for controlling a time division multiplexing network connected in multiple stages, comprising the steps of:
storing communication times required for communication from a transmission request to transmission permission and packet transmission for each of the networks; and when transmitting a packet on a flow basis from any communication device included in any of the networks, notifying the communication device of a transmission time for transmitting the packet, and notifying a connection device included in another of the networks connected to the network of an issuing time for the connection device to issue a transmission request for transmitting the packet to the other network, taking into consideration the transmission time and the communication time of the other network;
It is characterized by:

さらに、本発明に係るコントローラは、多段接続されている時分割多重方式のネットワークを制御するコントローラであって、
それぞれの前記ネットワークの送信要求から送信許可およびパケット送信までの通信に必要な通信時間を記憶するデータベースと、
いずれかの前記ネットワークが備える任意の通信装置からフロー単位のパケットを送信するときに、該通信装置に該パケットを送信する送信時刻を通知するとともに、該ネットワークと接続する他の前記ネットワークが備える接続装置に対し、前記送信時刻と前記他のネットワークの前記通信時間を考慮した、前記接続装置が前記他のネットワークに前記パケットを送信するための送信要求を発出する発出時刻を通知するスケジューラと、
を有することを特徴とする。
Furthermore, the present invention provides a controller for controlling a time division multiplexing network connected in multiple stages, comprising:
a database for storing communication times required for communication from a transmission request to permission to transmit and packet transmission for each of the networks;
a scheduler which, when transmitting a packet on a flow unit basis from any communication device included in any one of the networks, notifies the communication device of a transmission time for transmitting the packet, and notifies a connection device included in another of the networks connected to the network of an issuing time for the connection device to issue a transmission request for transmitting the packet to the other network, taking into consideration the transmission time and the communication time of the other network;
The present invention is characterized by having the following.

コントローラは、各ネットワークでの転送時間(送信要求から実際にパケット送信するまでの時間)を把握しており、あるネットワークからパケットを送信するときに、前記転送時間を考慮して、当該パケットが通過するネットワーク、及び当該パケットの送信先のネットワークに対してパケットの送信要求を発する時刻を通知する。これにより、当該パケットが到着するまでにネットワーク内にパケットを送信する許可を得られるため、ネットワーク毎の接続部の装置における待機時間Twが発生せず、当該パケットをスムーズに転送することができる。The controller keeps track of the transfer time (the time from a transmission request to actually transmitting a packet) in each network, and when transmitting a packet from a network, it takes this transfer time into consideration and notifies the networks through which the packet passes and the network to which the packet is to be transmitted of the time to issue a transmission request for the packet. This allows permission to transmit the packet within the network before the packet arrives, so no waiting time Tw occurs in the device at the connection point for each network, and the packet can be transferred smoothly.

従って、本発明は、時分割多重ネットワークが多段接続される構成において、それぞれのトラフィックフローに割当てた帯域を保証できる通信システム、通信方法、コントローラ及びプログラムを提供することができる。 Therefore, the present invention can provide a communication system, communication method, controller, and program that can guarantee the bandwidth allocated to each traffic flow in a configuration in which time division multiplexing networks are connected in multiple stages.

複数の前記ネットワークは、それぞれPON(Passive Optical Network)と無線LAN(Local Area Network)であり、前記PONの前記接続装置がアクセスポイントであり、前記無線LANの前記接続装置がONU(Optical Network Unit)であってもよい。The multiple networks may each be a PON (Passive Optical Network) and a wireless LAN (Local Area Network), the connection device of the PON may be an access point, and the connection device of the wireless LAN may be an ONU (Optical Network Unit).

本発明は、前記コントローラとしてコンピュータを機能させるためのプログラムである。本発明のコントローラはコンピュータとプログラムによっても実現でき、プログラムを記録媒体に記録することも、ネットワークを通して提供することも可能である。The present invention is a program for causing a computer to function as the controller. The controller of the present invention can also be realized by a computer and a program, and the program can be recorded on a recording medium or provided via a network.

なお、上記各発明は、可能な限り組み合わせることができる。 The above inventions can be combined as much as possible.

本発明は、時分割多重ネットワークが多段接続される構成において、それぞれのトラフィックフローに割当てた帯域を保証できる通信システム、通信方法、コントローラ及びプログラムを提供することができる。 The present invention can provide a communication system, communication method, controller, and program that can guarantee the bandwidth allocated to each traffic flow in a configuration in which time division multiplexing networks are connected in multiple stages.

本発明の課題を説明する図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a problem to be solved by the present invention. 時分割多重のネットワークを連結した通信システムを説明する図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a communication system in which time division multiplexing networks are connected. 通信システムに関連技術を適用した場合について、上り方向についてのシーケンス図である。FIG. 11 is a sequence diagram for the uplink direction in a case where the related technology is applied to a communication system. 本発明に係る通信システムを説明する図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a communication system according to the present invention. 本発明に係る通信システムを説明する図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a communication system according to the present invention. 本発明に係るコントローラが有するデータベースに記憶する情報を説明する図である。FIG. 4 is a diagram for explaining information stored in a database possessed by a controller according to the present invention. 本発明に係る通信システムの動作を説明するシーケンス図である。FIG. 2 is a sequence diagram illustrating the operation of the communication system according to the present invention. 本発明に係る通信システムの動作を説明するフローチャートである。4 is a flowchart illustrating an operation of the communication system according to the present invention. 本発明に係る通信システムを説明する図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a communication system according to the present invention. 本発明に係る通信システムを説明する図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a communication system according to the present invention. 本発明に係るコントローラが有するデータベースに記憶する情報を説明する図である。FIG. 4 is a diagram for explaining information stored in a database possessed by a controller according to the present invention. 本発明に係る通信システムの動作を説明するシーケンス図である。FIG. 2 is a sequence diagram illustrating the operation of the communication system according to the present invention. 本発明に係る通信システムの動作を説明するフローチャートである。4 is a flowchart illustrating an operation of the communication system according to the present invention. 本発明に係るコントローラを説明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a controller according to the present invention. 関連技術の制御システムを説明する図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a control system of the related art. 関連技術の制御システムを説明する図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a control system of the related art. 関連技術のコントローラが備えるデータベースを説明する図である。FIG. 13 is a diagram illustrating a database provided in a controller of the related art. 関連技術の制御方法を説明する図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a control method of the related art. 関連技術の制御システムの効果を説明する図である。FIG. 1 is a diagram illustrating an effect of a control system according to a related art. 関連技術の通信システムの動作を説明する図である。FIG. 1 is a diagram illustrating the operation of a communication system according to a related art. 関連技術の制御システムを説明する図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a control system of the related art. 関連技術のコントローラが備えるデータベースを説明する図である。FIG. 13 is a diagram illustrating a database provided in a controller of the related art. 関連技術の制御方法を説明する図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a control method of the related art. 関連技術の制御システムの効果を説明する図である。FIG. 1 is a diagram illustrating an effect of a control system according to a related art.

添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。An embodiment of the present invention will be described with reference to the attached drawings. The embodiment described below is an example of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiment. Note that components with the same reference numerals in this specification and drawings are assumed to indicate the same components.

(実施形態1)
図4は、本実施形態の通信システム301を説明する図である。通信システム301は、時分割多重方式の複数のネットワーク(50#1、50#2)とコントローラ10とを有する。ネットワーク50#1は、複数の端末20とネットワーク上位装置30に接続している。ネットワーク50#2は、複数のネットワーク下位装置40とネットワーク上位装置60に接続している。ネットワーク上位装置60は、インターネットのような上位ネットワーク70とネットワーク50#2とを接続する。ネットワーク上位装置30は、ネットワーク下位装置40の一つ(図4ではネットワーク下位装置40#2)と接続しており、ネットワーク50#1とネットワーク50#2との通信を可能とする。コントローラ10は、各端末20、各ネットワーク下位装置40、ネットワーク上位装置(30、60)と接続する。なお、図4に示した各装置以外に通信するネットワーク機器は存在しないものとする。
(Embodiment 1)
FIG. 4 is a diagram for explaining a communication system 301 of this embodiment. The communication system 301 has a plurality of networks (50#1, 50#2) of a time division multiplexing system and a controller 10. The network 50#1 is connected to a plurality of terminals 20 and a network upper device 30. The network 50#2 is connected to a plurality of network lower devices 40 and a network upper device 60. The network upper device 60 connects a higher-level network 70 such as the Internet to the network 50#2. The network upper device 30 is connected to one of the network lower devices 40 (network lower device 40#2 in FIG. 4), and enables communication between the network 50#1 and the network 50#2. The controller 10 is connected to each terminal 20, each network lower device 40, and the network upper device (30, 60). It is assumed that there are no network devices that communicate with each other than the devices shown in FIG. 4.

図4において、実線は主信号の通信を示し、破線は制御信号の通信を示している。また、図4では、説明簡易化のためにネットワーク50を2つとしているが、本発明に係る通信システムはネットワークが3つ以上の多段接続でも適用可能である。In Fig. 4, the solid lines indicate the communication of main signals, and the dashed lines indicate the communication of control signals. In Fig. 4, for the sake of simplicity, there are two networks 50, but the communication system according to the present invention can also be applied to a multi-stage connection of three or more networks.

図5は、通信システム301の各装置の機能を説明する機能ブロック図である。
コントローラ10は、
それぞれのネットワーク50の送信要求から送信許可およびパケット送信までの通信に必要な通信時間を記憶するデータベース11と、
いずれかのネットワーク50が備える任意の通信装置(端末20又はネットワーク上位装置60)からフロー単位のパケットを送信するときに、該通信装置に該パケットを送信する送信時刻を通知するとともに、該ネットワークと接続する他の前記ネットワークが備える接続装置(ネットワーク下位装置40又はネットワーク上位装置30)に対し、前記送信時刻と前記他のネットワークの前記通信時間を考慮した、前記接続装置が前記他のネットワークに前記パケットを送信するための送信要求を発出する発出時刻を通知するスケジューラ12と、
を有する。
FIG. 5 is a functional block diagram illustrating the functions of each device in the communication system 301.
The controller 10 is
a database 11 for storing communication times required for communication from a transmission request to permission to transmit and packet transmission for each network 50;
a scheduler 12 which, when transmitting a packet on a flow unit basis from any communication device (terminal 20 or network upper device 60) included in any one of the networks 50, notifies the communication device of a transmission time for transmitting the packet, and notifies a connection device (network lower device 40 or network upper device 30) included in another network connected to the network of an issuing time for the connection device to issue a transmission request for transmitting the packet to the other network, taking into consideration the transmission time and the communication time of the other network;
has.

コントローラ10は、データベース11に各時分割多重ネットワーク50の送信要求から送信許可および送信要求からパケット送信までに必要な時間を事前に記録しているものとする。「必要な時間」とは、例えば、ネットワーク50#1の端末20とネットワーク上位装置30との間でなされるパケット送信要求からパケット送信許可を経てパケット送信するまでの時間である。The controller 10 is assumed to have recorded in advance in the database 11 the time required from a transmission request to transmission permission and from a transmission request to packet transmission for each time division multiplexing network 50. The "required time" is, for example, the time from a packet transmission request made between the terminal 20 of network 50#1 and the network upper device 30 to packet transmission via packet transmission permission.

図6は、データベース11が記憶する情報を説明する図である。データベース11は、A部とB部に分かれており、それぞれバッファ毎のパケット量とネットワークの「必要な時間」を保持している。 Figure 6 is a diagram explaining the information stored in database 11. Database 11 is divided into parts A and B, each of which holds the amount of packets per buffer and the "time required" for the network.

各端末20およびネットワーク上位装置60は、アプリケーション毎のパケットをそれぞれフロー単位バッファ部(25、65)へ蓄積する。そして、各端末20およびネットワーク上位装置60は、一定周期毎にフロー単位バッファ部(25、65)に蓄積されたパケット量を制御信号としてコントローラ10に通知する。なお、端末20のフロー単位バッファ部25はアプリケーション24内に具備することも可とする。Each terminal 20 and network upper device 60 accumulates packets for each application in a per-flow buffer unit (25, 65). Then, each terminal 20 and network upper device 60 notifies the controller 10 of the amount of packets accumulated in the per-flow buffer unit (25, 65) at regular intervals as a control signal. Note that the per-flow buffer unit 25 of the terminal 20 may also be provided within the application 24.

コントローラ10は、通知されたパケット量を記録する。コントローラ10は、それを元に最も上位のネットワーク(図4及び図5であればネットワーク50#2)のスケジュールから決定する。具体的には、コントローラ10は、ネットワーク下位装置40の主信号送受信部44が各フローのパケットを送信する送信時刻と送信量、およびパケット送信要求部42が制御信号送受信部41からネットワーク上位装置60に対して送信要求する要求時刻を決定する。The controller 10 records the notified packet volume. Based on this, the controller 10 determines the schedule of the highest-level network (network 50#2 in the case of Figures 4 and 5). Specifically, the controller 10 determines the transmission time and transmission volume at which the main signal transceiver unit 44 of the network lower-level device 40 transmits packets of each flow, and the request time at which the packet transmission request unit 42 makes a transmission request to the network upper-level device 60 from the control signal transceiver unit 41.

コントローラ10は、記憶しているネットワーク50#2の通信時間及び決定したネットワーク50#2のスケジュールを元に、下位のネットワーク50#1のスケジュールを決定する。具体的には、コントローラ10は、上り通信ではネットワーク50#2のパケット送信時刻及び送信要求時刻から当該通信時間を減算し、下り通信ではネットワーク50#2のパケット送信時刻及び送信要求時刻に当該通信時間を加算して、ネットワーク50#1の各フローのパケットを送信する送信時刻と送信量、およびパケット送信要求部32が制御信号送受信部31から端末20に対して送信要求する要求時刻を決定する。3つ以上のネットワークが多段接続されている場合、コントローラ10はこの作業を繰り返す。The controller 10 determines the schedule for the lower network 50#1 based on the stored communication time for the network 50#2 and the determined schedule for the network 50#2. Specifically, the controller 10 subtracts the communication time from the packet transmission time and transmission request time for the network 50#2 in the upstream communication, and adds the communication time to the packet transmission time and transmission request time for the network 50#2 in the downstream communication to determine the transmission time and transmission amount for transmitting packets of each flow in the network 50#1, and the request time for the packet transmission request unit 32 to request the terminal 20 to transmit from the control signal transmission/reception unit 31. When three or more networks are connected in multiple stages, the controller 10 repeats this operation.

コントローラ10は、各端末20及びネットワーク上位装置60のフロー単位バッファ部(25、65)の送信時刻および送信量を決定し、制御信号としてそれぞれに通知する。これに並行して、コントローラ10は、ネットワーク上位装置30及びネットワーク下位装置40のパケット送信要求部(32、42)の送信時刻を決定し、制御信号としてそれぞれに通知する。The controller 10 determines the transmission time and transmission amount of the flow unit buffer units (25, 65) of each terminal 20 and the network upper device 60, and notifies them as control signals. In parallel with this, the controller 10 determines the transmission time of the packet transmission request units (32, 42) of the network upper device 30 and the network lower device 40, and notifies them as control signals.

各端末20及びネットワーク上位装置60は通知された送信時刻と送信量でパケットを主信号バッファ部(26、66)へ送信する。ネットワーク上位装置30およびネットワーク下位装置40は、通知された要求時刻にパケット送信要求を端末20及びネットワーク上位装置60へそれぞれ送信する。Each terminal 20 and network upper device 60 transmits packets to the main signal buffer unit (26, 66) at the notified transmission time and transmission amount. The network upper device 30 and network lower device 40 transmit packet transmission requests to the terminal 20 and network upper device 60, respectively, at the notified request time.

図7は、通信システム301の動作を説明するシーケンス図である。当該シーケンス図は、端末20からネットワーク上位装置60へパケットを送信する上り信号の場合を説明している。なお、図7に使用しているステップ番号のうち図3に使用しているステップ番号と同じステップは、図3で説明したステップの動作と同じである。図8は、通信システム301の動作を説明するフローチャートである。図7と図8を用いて各動作を説明する。 Figure 7 is a sequence diagram explaining the operation of communication system 301. This sequence diagram explains the case of an upstream signal transmitting a packet from terminal 20 to network higher-level device 60. Note that among the step numbers used in Figure 7, the steps with the same step numbers used in Figure 3 are the same as the operations of the steps explained in Figure 3. Figure 8 is a flowchart explaining the operation of communication system 301. Each operation will be explained using Figures 7 and 8.

本実施形態の通信方法は、多段接続されている時分割多重方式のネットワークを制御する通信方法であって、
それぞれの前記ネットワークの送信要求から送信許可およびパケット送信までの通信に必要な通信時間を記憶すること(事前ステップ)、及び
いずれかの前記ネットワークが備える任意の通信装置からフロー単位のパケットを送信するときに、該通信装置に該パケットを送信する送信時刻を通知する(ステップS03)とともに、該ネットワークと接続する他の前記ネットワークが備える接続装置に対し、前記送信時刻と前記他のネットワークの前記通信時間を考慮した、前記接続装置が前記他のネットワークに前記パケットを送信するための送信要求を発出する発出時刻を通知すること(ステップS73)、
を特徴とする。
The communication method of the present embodiment is a communication method for controlling a time division multiplexing network connected in multiple stages,
storing a communication time required for communication from a transmission request to transmission permission and packet transmission for each of the networks (preliminary step); and when transmitting a packet on a flow basis from an arbitrary communication device included in any of the networks, notifying the communication device of a transmission time for transmitting the packet (step S03), and notifying a connection device included in another of the networks connected to the network of an issuing time for the connection device to issue a transmission request for transmitting the packet to the other network, taking into consideration the sending time and the communication time of the other network (step S73);
It is characterized by:

[上り通信]
ステップM01:端末20のアプリケーション24がパケットを送信する。
ステップM02:端末20は当該パケットをフロー単位バッファ部25(#1~#L)に振り分ける。
ステップM03:本ステップはステップS01に相当する。端末20のパケット量通知部22が前回の通知から現在までにフロー単位バッファ部25(#1~#L)に格納されたパケット量をコントローラ10に通知する。
[Upstream communication]
Step M01: The application 24 of the terminal 20 transmits a packet.
Step M02: The terminal 20 distributes the packets to the per-flow buffer units 25 (#1 to #L).
Step M03: This step corresponds to step S01. The packet amount notifying unit 22 of the terminal 20 notifies the controller 10 of the amount of packets stored in the per-flow buffer units 25 (#1 to #L) from the previous notification to the present.

ステップC04:本ステップはステップS02に相当する。コントローラ10は各端末20から通知された格納パケット量をデータベース11に記録する。
ステップC05:本ステップもステップS02に相当する。コントローラ10のスケジューラ12はデータベース11の記録から最上位のネットワーク(図4の構成であればネットワーク50#2)における各フローのパケットの送信時刻とその量、およびパケット送信要求部42が発出する送信要求の発出時刻を決定する。
ステップC06:コントローラ10は、パケットの送信時刻とその量、および送信要求の発出時刻を決定したネットワーク(「時刻決定ネットワーク」と記載する)の次に上位となるネットワーク(時刻決定ネットワークに接続する下位側のネットワーク)の存否を確認する。
ステップC07:下位側のネットワークがある場合、コントローラ10は、次の計算を行う。コントローラ10は、時刻決定ネットワークの各フローのパケットの送信時刻および送信要求の発出時刻から、データベース11に記録された時刻決定ネットワークの通信時間を減算する。そして、コントローラ10は、減算したそれぞれを下位側のネットワークの上り通信における各フローのパケットの送信時刻とその量、および送信要求の発出時刻に決定する。そして、再度ステップC06を行う。
ステップC08:本ステップはステップS03に相当する。下位側のネットワークがない場合、コントローラ10は、最下位のネットワーク(図4であればネットワーク50#1)にある各端末20へ、最下位のネットワークにおける各フローのパケットの送信時刻とその量を通知する。
ステップC09:本ステップはステップS73に相当する。コントローラ10は、最下位のネットワークから最上位ネットワークまで多段接続されている各ネットワーク(最下位のネットワークに接続するネットワークから最上位ネットワークまでの各ネットワーク;図4であればネットワーク50#2)が有するパケット送信要求部42へそれぞれの送信要求の発出時刻を通知する。
Step C04: This step corresponds to step S02. The controller 10 records in the database 11 the amount of stored packets notified from each terminal 20.
Step C05: This step also corresponds to step S02. The scheduler 12 of the controller 10 determines the transmission time and the amount of packets of each flow in the highest network (network 50#2 in the configuration of FIG. 4) from the records in the database 11, and the issuance time of the transmission request issued by the packet transmission request unit 42.
Step C06: The controller 10 checks whether there is a network (a lower-level network connected to the time determination network) that is next higher than the network (hereinafter referred to as the "time determination network") that determined the packet transmission time and amount, and the time when the transmission request was issued.
Step C07: If there is a downstream network, the controller 10 performs the following calculation. The controller 10 subtracts the communication time of the time determination network recorded in the database 11 from the packet transmission time of each flow of the time determination network and the issuance time of the transmission request. The controller 10 then determines the subtracted values as the packet transmission time and amount of each flow in the upstream communication of the downstream network, and the issuance time of the transmission request. Then, step C06 is performed again.
Step C08: This step corresponds to step S03. If there is no lower network, the controller 10 notifies each terminal 20 in the lowest network (network 50#1 in FIG. 4) of the transmission time and amount of packets of each flow in the lowest network.
Step C09: This step corresponds to step S73. The controller 10 notifies the packet transmission request units 42 of each network connected in multiple stages from the lowest network to the highest network (each network from the network connected to the lowest network to the highest network; in the case of FIG. 4, network 50#2) of the issuance time of each transmission request.

ステップM10:本ステップはステップS04に相当する。端末20のスケジューラ部23は、コントローラ10から通知されたパケットの送信時刻とその量に従い、各フロー単位バッファ部25(#1~#L)が格納するパケットを主信号バッファ26へ送信する。その後は、図3で説明したとおり、端末20及びネットワーク上位装置30はステップS05からステップS08を行う。
ステップQ11:本ステップはステップS74及びS15に相当する。ネットワーク下位装置40のパケット送信要求部42は、コントローラ10から通知された発出時刻に従ってネットワーク下位装置60へ送信要求を発出する。なお、図7では最上位ネットワーク50#2だけであるが、最下位のネットワークに接続するネットワークから最上位ネットワークまでの各ネットワークのそれぞれにてパケット送信要求部が上位装置へ送信要求を発出する。その後は、図3で説明したとおり、ネットワーク下位装置40及びネットワーク上位装置60はステップS16からステップS17を行う。
Step M10: This step corresponds to step S04. The scheduler unit 23 of the terminal 20 transmits packets stored in each per-flow buffer unit 25 (#1 to #L) to the main signal buffer 26 according to the packet transmission time and amount notified by the controller 10. Thereafter, as described in FIG. 3, the terminal 20 and the network upper level device 30 perform steps S05 to S08.
Step Q11: This step corresponds to steps S74 and S15. The packet transmission request unit 42 of the network lower device 40 issues a transmission request to the network lower device 60 according to the issuing time notified by the controller 10. Although only the highest-level network 50#2 is shown in FIG. 7, the packet transmission request unit issues a transmission request to the higher-level device in each network from the network connected to the lowest-level network to the highest-level network. Thereafter, as explained in FIG. 3, the network lower device 40 and the network higher-level device 60 perform steps S16 to S17.

以上の説明のように、コントローラ10は端末20に対してスケジューリングを行うと同時に、ネットワーク50#2の下位装置40に対して送信要求のスケジューリングを行い通知する。これにより、予めネットワーク内の上位装置へ送信要求を行い、上位装置から送信許可を受け取っておくことで、下位装置はパケットが到着してからスケジューリングを行う必要が無くなる。従って、通信システム301は、複数のネットワークを多段接続していても効率的にパケット送信(上り通信)を実行することができる。As explained above, the controller 10 schedules the terminal 20 and at the same time schedules and notifies the lower device 40 of the network 50#2 of a transmission request. This eliminates the need for the lower device to schedule after the packet arrives, by making a transmission request to a higher device in the network in advance and receiving transmission permission from the higher device. Therefore, the communication system 301 can efficiently transmit packets (upstream communication) even when multiple networks are connected in multiple stages.

[下り通信]
この動作は下りでも同様の動作である。
ステップN01:上位ネットワーク装置70からパケットを受信する。
ステップN02:ネットワーク上位装置60は当該パケットをフロー単位バッファ部65(#1~#K)に振り分ける。
ステップM03:ネットワーク上位装置60のパケット量通知部63が前回の通知から現在までにフロー単位バッファ部25(#1~#K)に格納されたパケット量をコントローラ10に通知する。
[Downstream communication]
This operation is similar in the downstream direction.
Step N01: A packet is received from the upper network device 70.
Step N02: The network host device 60 distributes the packet to the per-flow buffer units 65 (#1 to #K).
Step M03: The packet amount notifying section 63 of the network host device 60 notifies the controller 10 of the amount of packets stored in the per-flow buffer sections 25 (#1 to #K) from the previous notification to the present.

ステップC04からC06まで及びステップC09は前述の通りである。
ステップC07:コントローラ10は、次の計算を行う。コントローラ10は、時刻決定ネットワークの各フローのパケットの送信時刻および送信要求の発出時刻に、データベース11に記録された時刻決定ネットワークの通信時間を加算する。そして、コントローラ10は、加算したそれぞれを下位側のネットワークの下り通信における各フローのパケットの送信時刻とその量、および送信要求の発出時刻に決定する。
ステップC08:下位側のネットワークがない場合、コントローラ10は、最上位のネットワーク(図4であればネットワーク50#2)にあるネットワーク上位装置60へ、最下位のネットワークにおける各フローのパケットの送信時刻とその量を通知する。
Steps C04 to C06 and step C09 are as described above.
Step C07: The controller 10 performs the following calculation: The controller 10 adds the communication time of the time determination network recorded in the database 11 to the packet transmission time and the transmission request issuance time of each flow of the time determination network. The controller 10 then determines each of the sums as the packet transmission time and amount of each flow in downstream communication of the downstream network, and the transmission request issuance time.
Step C08: If there is no lower network, the controller 10 notifies the network host device 60 in the highest network (network 50#2 in FIG. 4) of the transmission time and amount of packets of each flow in the lowest network.

ステップN10:ネットワーク上位装置60のスケジューラ部62は、コントローラ10から通知されたパケットの送信時刻とその量に従い、各フロー単位バッファ部65(#1~#K)が格納するパケットを主信号バッファ66へ送信する。その後は、図3の上り通信とは逆方向に下り通信を行う。
ステップP11:ネットワーク上位装置30のパケット送信要求部32は、コントローラ10から通知された発出時刻に従って各端末20へ送信要求を発出する。なお、図7では最上位ネットワーク50#2だけであるが、最下位のネットワークに接続するネットワークから最上位ネットワークまでの各ネットワークのそれぞれにてパケット送信要求部が下位装置へ送信要求を発出する。その後は、図3の上り通信とは逆方向に下り通信を行う。
Step N10: The scheduler unit 62 of the network host device 60 transmits the packets stored in each per-flow buffer unit 65 (#1 to #K) to the main signal buffer 66 according to the packet transmission time and amount notified by the controller 10. Thereafter, downstream communication is performed in the opposite direction to the upstream communication in FIG.
Step P11: The packet transmission request unit 32 of the network upper level device 30 issues a transmission request to each terminal 20 according to the issuing time notified by the controller 10. Although only the highest level network 50#2 is shown in Fig. 7, the packet transmission request unit issues a transmission request to the lower level device in each network from the network connected to the lowest level network to the highest level network. After that, downstream communication is performed in the opposite direction to the upstream communication in Fig. 3.

以上の説明のように、コントローラ10はネットワーク上位装置60に対してスケジューリングを行うと同時に、ネットワーク50#1の上位装置30に対して送信要求のスケジューリングを行い通知する。これにより、予めネットワーク内の下位装置(端末)へ送信要求を行い、下位装置(端末)から送信許可を受け取っておくことで、上位装置はパケットが到着してからスケジューリングを行う必要が無くなる。従って、通信システム301は、複数のネットワークを多段接続していても効率的にパケット送信(下り通信)を実行することができる。As explained above, the controller 10 schedules the network upper device 60, and at the same time schedules and notifies the upper device 30 of the network 50#1 of a transmission request. This eliminates the need for the upper device to schedule after the packet arrives, by sending a transmission request to the lower device (terminal) in the network in advance and receiving transmission permission from the lower device (terminal). Therefore, the communication system 301 can efficiently transmit packets (downstream communication) even when multiple networks are connected in multiple stages.

(実施形態2)
図9は、本実施形態の通信システム302を説明する図である。通信システム302は、図4で説明した通信システム301において、ネットワーク50#2がPON(Passive Optical Network)とネットワーク50#1が無線LAN(Local Area Network)であり、ネットワーク上位装置30(PONから見た接続装置)がアクセスポイント30aであり、ネットワーク下位装置40(無線LANから見た接続装置)がONU(Optical Network Unit)40aである、ネットワーク上位装置60がOLT(Optical Line Terminal)である。
(Embodiment 2)
Fig. 9 is a diagram for explaining a communication system 302 of the present embodiment. In the communication system 302, the network 50#2 is a PON (Passive Optical Network), the network 50#1 is a wireless LAN (Local Area Network), the network upper device 30 (connection device seen from the PON) is an access point 30a, the network lower device 40 (connection device seen from the wireless LAN) is an ONU (Optical Network Unit) 40a, and the network upper device 60 is an OLT (Optical Line Terminal) in the communication system 301 explained in Fig. 4.

無線LAN(例えば、Wi-Fi(登録商標))は端末20とアクセスポイント30aの双方向通信が時分割多重を適用したネットワークである。PONは、ONU40aからOLT60aへの通信のみ時分割多重を適用したネットワークである。コントローラ10は各端末20、アクセスポイント30a、及びONU40aに接続し、それ以外に通信するネットワーク機器は存在しないものとする。 A wireless LAN (e.g., Wi-Fi (registered trademark)) is a network in which time division multiplexing is applied to two-way communication between terminal 20 and access point 30a. A PON is a network in which time division multiplexing is applied only to communication from ONU 40a to OLT 60a. The controller 10 is connected to each terminal 20, access point 30a, and ONU 40a, and it is assumed that there are no other network devices with which it communicates.

図10は、通信システム302の各装置の機能を説明する機能ブロック図である。通信システム302は、図5で説明したネットワーク上位装置60の機能の一部(スケジューラ部62、パケット量通知部63、フロー単位バッファ部65、及び主信号バッファ部66)がアクセスポイント30aに存在している。 Figure 10 is a functional block diagram explaining the functions of each device of the communication system 302. In the communication system 302, some of the functions of the network upper device 60 explained in Figure 5 (scheduler unit 62, packet amount notification unit 63, flow unit buffer unit 65, and main signal buffer unit 66) exist in the access point 30a.

コントローラ10は、データベース11に端末20とアクセスポイント30aと間、およびOLT60aとONU40aと間の通信時間を事前に記録しているものとする。
図11は、データベース11が記憶する情報を説明する図である。データベース11は、A部とB部に分かれており、それぞれバッファ毎のパケット量とネットワークの「通信時間」を保持している。
It is assumed that the controller 10 has recorded in advance in the database 11 the communication times between the terminal 20 and the access point 30a, and between the OLT 60a and the ONU 40a.
11 is a diagram for explaining information stored in the database 11. The database 11 is divided into sections A and B, each of which holds the amount of packets per buffer and the "communication time" of the network.

PON区間の下り信号は時分割多重していないため、各端末20およびアクセスポイント30aはアプリケーション毎のパケットをそれぞれフロー単位バッファ部(25、65)へ蓄積する。そして、各端末20およびアクセスポイント30aは、一定周期毎にフロー単位バッファ部(25、65)に蓄積されたパケット量を制御信号としてコントローラ10に通知する。なお、フロー単位バッファ部25はアプリケーション24内に具備することも可とする。 Because the downstream signal in the PON section is not time-division multiplexed, each terminal 20 and access point 30a accumulates packets for each application in the per-flow buffer unit (25, 65). Then, each terminal 20 and access point 30a notifies the controller 10 of the amount of packets accumulated in the per-flow buffer unit (25, 65) at regular intervals as a control signal. Note that the per-flow buffer unit 25 may also be provided within the application 24.

コントローラ10は、通知されたパケット量を記録する。コントローラ10は、それを元に最もネットワーク内で上位のPON区間のスケジュールから決定する。具体的には、コントローラ10は、ONU40aの主信号送受信部44が各フローのパケットを送信する送信時刻と送信量、およびパケット送信要求部42が制御信号送受信部41からネットワーク上位装置60に対して送信要求する要求時刻を決定する。The controller 10 records the notified packet volume. Based on this, the controller 10 determines the schedule of the highest PON section in the network. Specifically, the controller 10 determines the transmission time and transmission volume at which the main signal transceiver 44 of the ONU 40a transmits packets of each flow, and the request time at which the packet transmission request unit 42 makes a transmission request to the network upper device 60 from the control signal transceiver 41.

コントローラ10は、記憶しているネットワーク50#2の通信時間及び決定したPON区間のスケジュールを元に、下位のネットワーク50#1のスケジュールを決定する。具体的には、コントローラ10は、上り通信ではPONのパケット送信時刻及び送信要求時刻から当該通信時間を減算し、下り通信では無線LANのパケット送信時刻及び送信要求時刻に当該通信時間を加算して、次の無線LAN区間の各フローの送信時刻と送信量および送信要求を送信する要求時刻を決定する。
各端末20およびアクセスポイント30aのフロー単位バッファ部(25、65)の送信時刻および送信量を決定し、制御信号としてそれぞれに通知する。
並行して、各ONU40aのパケット送信要求部42が送信する要求時刻を決定し、制御信号としてONU40aに通知する。
各端末20およびアクセスポイント30aは通知された送信時刻に通知されたパケット量のパケットをフロー単位バッファ部(25、65)から主信号バッファ部(26、66)へ送信する。
各アクセスポイント30aおよびONU40aは、通知された要求時刻にパケット送信要求を送信する。
The controller 10 determines the schedule for the lower network 50#1 based on the stored communication time for the network 50#2 and the determined schedule for the PON section. Specifically, the controller 10 subtracts the communication time from the packet transmission time and transmission request time of the PON in upstream communication, and adds the communication time to the packet transmission time and transmission request time of the wireless LAN in downstream communication, thereby determining the transmission time and transmission amount of each flow in the next wireless LAN section, and the requested time for transmitting the transmission request.
It determines the transmission time and transmission amount of the per-flow buffer units (25, 65) of each terminal 20 and the access point 30a, and notifies them as control signals.
In parallel, the packet transmission request unit 42 of each ONU 40a determines a request time for transmission and notifies the ONU 40a of the time as a control signal.
Each terminal 20 and access point 30a transmits packets of the notified amount at the notified transmission time from the per-flow buffer unit (25, 65) to the main signal buffer unit (26, 66).
Each access point 30a and ONU 40a transmits a packet transmission request at the notified request time.

図12は、通信システム302の動作を説明するシーケンス図である。当該シーケンス図は、コントローラ10が端末20#Nおよびアクセスポイント20a#O’からパケットが蓄積していることを通知された場合のシーケンスであり、上り下りの双方向にパケットが転送される例を説明している。なお、図12に使用しているステップ番号のうち図3及び図7に使用しているステップ番号と同じステップは、図3及び図7で説明したステップの動作と同じである。図13は、通信システム302の動作を説明するフローチャートである。図12と図13を用いて各動作を説明する。 Figure 12 is a sequence diagram explaining the operation of the communication system 302. This sequence diagram shows the sequence when the controller 10 is notified by the terminal 20#N and the access point 20a#O' that packets have accumulated, and explains an example in which packets are transferred in both directions, up and down. Note that among the step numbers used in Figure 12, steps with the same step numbers used in Figures 3 and 7 are the same as the operations of the steps explained in Figures 3 and 7. Figure 13 is a flowchart explaining the operation of the communication system 302. Each operation will be explained using Figures 12 and 13.

[上り通信]
端末20からOLT60aへ向けての上り通信の動作は、実施形態1(図7及び図8)の説明と同じである。ただし、次のステップでは動作の一部が異なっている。
ステップC05:実施形態1では最上位のネットワークについて各フローのパケットの送信時刻とその量、および送信要求の発出時刻を決定したが、本実施形態では、PON(50#2)における各フローのパケットの送信時刻とその量、およびパケット送信要求部42が発出する送信要求の発出時刻を決定する。。
ステップC07:実施形態1では下位側のネットワークについて時刻計算を行ったが、本実施形態では、PONについての時刻計算を行う。具体的には、コントローラ10は、PONの各フローのパケットの送信時刻および送信要求の発出時刻から、データベース11に記録されたPONの通信時間を減算する。そして、コントローラ10は、減算したそれぞれを無線LAN(50#1)の上り通信における各フローのパケットの送信時刻とその量、および送信要求の発出時刻に決定する。
ステップC09:実施形態1では多段接続されている各ネットワークの下位装置40に送信要求の発出時刻を通知したが、本実施形態では、PONのONU40aに送信要求の発出時刻を通知する。
また、PONと無線LANの2つのネットワークが接続するだけなので、ステップC06とC07のループは1回だけである。
[Upstream communication]
The operation of the upstream communication from the terminal 20 to the OLT 60a is the same as that described in the first embodiment (FIGS. 7 and 8), except for a part of the operation in the next step.
Step C05: In the first embodiment, the transmission time and amount of packets of each flow and the issuance time of a transmission request are determined for the highest-level network, but in this embodiment, the transmission time and amount of packets of each flow in the PON (50#2) and the issuance time of a transmission request issued by the packet transmission request unit 42 are determined.
Step C07: In the first embodiment, the time calculation is performed for the downstream network, but in this embodiment, the time calculation is performed for the PON. Specifically, the controller 10 subtracts the communication time of the PON recorded in the database 11 from the packet transmission time of each flow of the PON and the transmission request issuance time. The controller 10 then determines the subtracted values as the packet transmission time and amount of each flow in the upstream communication of the wireless LAN (50#1) and the transmission request issuance time.
Step C09: In the first embodiment, the lower level devices 40 of the networks connected in multiple stages are notified of the time of issuance of the transmission request, but in this embodiment, the ONUs 40a of the PON are notified of the time of issuance of the transmission request.
Furthermore, since only two networks, a PON and a wireless LAN, are connected, the loop of steps C06 and C07 is repeated only once.

本実施形態では、ステップQ11の代替としてステップV11を行う。
ステップV11:本ステップはステップS74及びS15に相当する。ONU40aのパケット送信要求部42は、コントローラ10から通知された発出時刻に従ってOLT60aへ送信要求を発出する。その後は、図3で説明したとおり、ONU40a及びOLT60aはステップS16からステップS17を行う。
In this embodiment, step V11 is performed instead of step Q11.
Step V11: This step corresponds to steps S74 and S15. The packet transmission request unit 42 of the ONU 40a issues a transmission request to the OLT 60a according to the issuing time notified by the controller 10. Thereafter, as described in FIG. 3, the ONU 40a and the OLT 60a perform steps S16 to S17.

以上の説明のように、コントローラ10は端末20に対してスケジューリングを行うと同時に、PON50#2のONU40aに対して送信要求のスケジューリングを行い通知する。これにより、予めOLT60aへ送信要求を行い、OLT60aから送信許可を受け取っておくことで、ONU40aはパケットが到着してからスケジューリングを行う必要が無くなる。従って、通信システム302は、効率的にパケット送信(上り通信)を実行することができる。As explained above, the controller 10 schedules the terminal 20 and at the same time schedules and notifies the ONU 40a of the PON 50#2 of a transmission request. By sending a transmission request to the OLT 60a in advance and receiving transmission permission from the OLT 60a, the ONU 40a does not need to schedule after the packet arrives. Therefore, the communication system 302 can efficiently perform packet transmission (upstream communication).

[下り通信]
この動作は下りでも同様の動作である。
ステップU01:本ステップはステップS80に相当する。アクセスポイント30aはPON50#2からのパケットを受信する。
ステップU02:アクセスポイント30aは当該パケットをフロー単位バッファ部65(#1~#K)に振り分ける。
ステップU03:本ステップはステップS81に相当する。アクセスポイント30aのパケット量通知部63が前回の通知から現在までにフロー単位バッファ部25(#1~#K)に格納されたパケット量をコントローラ10に通知する。
[Downstream communication]
This operation is similar in the downstream direction.
Step U01: This step corresponds to step S80. The access point 30a receives a packet from the PON 50#2.
Step U02: The access point 30a distributes the packet to the per-flow buffer units 65 (#1 to #K).
Step U03: This step corresponds to step S81. The packet amount notifying unit 63 of the access point 30a notifies the controller 10 of the amount of packets stored in the per-flow buffer units 25 (#1 to #K) from the previous notification to the present.

ステップC04からC06まで及びステップC09は前述の通りである。
ステップC07:コントローラ10は、次の計算を行う。コントローラ10は、PONの各フローのパケットの送信時刻および送信要求の発出時刻に、データベース11に記録されたPONの通信時間を加算する。そして、コントローラ10は、加算したそれぞれを無線LANの下り通信における各フローのパケットの送信時刻とその量、および送信要求の発出時刻に決定する。
ステップC08:本ステップはステップS83に相当する。コントローラ10は、無線LANのアクセスポイント30aへ、無線LANにおける各フローのパケットの送信時刻とその量を通知する。
Steps C04 to C06 and step C09 are as described above.
Step C07: The controller 10 performs the following calculation: The controller 10 adds the PON communication time recorded in the database 11 to the packet transmission time and transmission request issuance time of each PON flow. The controller 10 then determines the sums as the packet transmission time and amount of each flow in the wireless LAN downstream communication, and the transmission request issuance time.
Step C08: This step corresponds to step S83. The controller 10 notifies the access point 30a of the wireless LAN of the transmission time and the amount of packets of each flow in the wireless LAN.

ステップU10:本ステップはステップS84からS87に相当する。
アクセスポイント30aのスケジューラ部62は、コントローラ10から通知されたパケットの送信時刻とその量に従い、各フロー単位バッファ部65(#1~#K)が格納するパケットを主信号バッファ66へ送信する(ステップS84)。その後は、端末20とアクセスポイント30aとの間で送信要求(ステップS85)と送信許可(ステップS86)を行い、アックセスポイント30aから端末20へパケットが送信される(ステップS87)。
Step U10: This step corresponds to steps S84 to S87.
The scheduler unit 62 of the access point 30a transmits the packets stored in each per-flow buffer unit 65 (#1 to #K) to the main signal buffer 66 (step S84) according to the packet transmission time and amount notified by the controller 10. Thereafter, a transmission request (step S85) and transmission permission (step S86) are exchanged between the terminal 20 and the access point 30a, and the packets are transmitted from the access point 30a to the terminal 20 (step S87).

以上の説明のように、通信システム302は、効率的にパケット送信(下り通信)を実行することができる。As described above, the communication system 302 can efficiently perform packet transmission (downstream communication).

(実施形態3)
コントローラ10はコンピュータとプログラムによっても実現でき、プログラムを記録媒体に記録することも、ネットワークを通して提供することも可能である。
図14は、システム100のブロック図を示している。システム100は、ネットワーク135へと接続されたコンピュータ105を含む。
(Embodiment 3)
The controller 10 can also be realized by a computer and a program, and the program can be recorded on a recording medium or provided via a network.
14 shows a block diagram of a system 100. The system 100 includes a computer 105 connected to a network 135.

ネットワーク135は、データ通信ネットワークである。ネットワーク135は、プライベートネットワーク又はパブリックネットワークであってよく、(a)例えば或る部屋をカバーするパーソナル・エリア・ネットワーク、(b)例えば或る建物をカバーするローカル・エリア・ネットワーク、(c)例えば或るキャンパスをカバーするキャンパス・エリア・ネットワーク、(d)例えば或る都市をカバーするメトロポリタン・エリア・ネットワーク、(e)例えば都市、地方、又は国家の境界をまたいでつながる領域をカバーするワイド・エリア・ネットワーク、又は(f)インターネット、のいずれか又はすべてを含むことができる。通信は、ネットワーク135を介して電子信号及び光信号によって行われる。Network 135 is a data communications network. Network 135 may be a private or public network and may include any or all of the following: (a) a personal area network, for example covering a room; (b) a local area network, for example covering a building; (c) a campus area network, for example covering a campus; (d) a metropolitan area network, for example covering a city; (e) a wide area network, for example covering an area that crosses city, regional, or national boundaries; or (f) the Internet. Communications are conducted by electronic and optical signals over network 135.

コンピュータ105は、プロセッサ110、及びプロセッサ110に接続されたメモリ115を含む。コンピュータ105が、本明細書においてはスタンドアロンのデバイスとして表されているが、そのように限定されるわけではなく、むしろ分散処理システムにおいて図示されていない他のデバイスへと接続されてよい。Computer 105 includes processor 110 and memory 115 connected to processor 110. Although computer 105 is depicted herein as a stand-alone device, it is not limited to such, but rather may be connected to other devices not shown in a distributed processing system.

プロセッサ110は、命令に応答し且つ命令を実行する論理回路で構成される電子デバイスである。 Processor 110 is an electronic device comprised of logic circuits that respond to and execute instructions.

メモリ115は、コンピュータプログラムがエンコードされた有形のコンピュータにとって読み取り可能な記憶媒体である。この点に関し、メモリ115は、プロセッサ110の動作を制御するためにプロセッサ110によって読み取り可能及び実行可能なデータ及び命令、すなわちプログラムコードを記憶する。メモリ115を、ランダムアクセスメモリ(RAM)、ハードドライブ、読み出し専用メモリ(ROM)、又はこれらの組み合わせにて実現することができる。メモリ115の構成要素の1つは、プログラムモジュール120である。The memory 115 is a tangible computer-readable storage medium on which a computer program is encoded. In this regard, the memory 115 stores data and instructions, i.e., program code, that can be read and executed by the processor 110 to control the operation of the processor 110. The memory 115 can be implemented as a random access memory (RAM), a hard drive, a read-only memory (ROM), or a combination thereof. One component of the memory 115 is the program module 120.

プログラムモジュール120は、本明細書に記載のプロセスを実行するようにプロセッサ110を制御するための命令を含む。本明細書において、動作がコンピュータ105或いは方法又はプロセス若しくはその下位プロセスによって実行されると説明されるが、それらの動作は、実際にはプロセッサ110によって実行される。The program modules 120 include instructions for controlling the processor 110 to perform the processes described herein. Although operations are described herein as being performed by the computer 105 or a method or process or sub-process thereof, the operations are actually performed by the processor 110.

用語「モジュール」は、本明細書において、スタンドアロンの構成要素又は複数の下位の構成要素からなる統合された構成のいずれかとして具現化され得る機能的動作を指して使用される。したがって、プログラムモジュール120は、単一のモジュールとして、或いは互いに協調して動作する複数のモジュールとして実現され得る。さらに、プログラムモジュール120は、本明細書において、メモリ115にインストールされ、したがってソフトウェアにて実現されるものとして説明されるが、ハードウェア(例えば、電子回路)、ファームウェア、ソフトウェア、又はこれらの組み合わせのいずれかにて実現することが可能である。The term "module" is used herein to refer to a functional operation that may be embodied as either a stand-alone component or an integrated configuration of multiple subcomponents. Thus, program module 120 may be realized as a single module or as multiple modules operating in concert with one another. Furthermore, although program module 120 is described herein as being installed in memory 115 and thus implemented in software, it is possible for it to be implemented in either hardware (e.g., electronic circuitry), firmware, software, or a combination thereof.

プログラムモジュール120は、すでにメモリ115へとロードされているものとして示されているが、メモリ115へと後にロードされるように記憶装置140上に位置するように構成されてもよい。記憶装置140は、プログラムモジュール120を記憶する有形のコンピュータにとって読み取り可能な記憶媒体である。記憶装置140の例として、コンパクトディスク、磁気テープ、読み出し専用メモリ、光記憶媒体、ハードドライブ又は複数の並列なハードドライブで構成されるメモリユニット、並びにユニバーサル・シリアル・バス(USB)フラッシュドライブが挙げられる。あるいは、記憶装置140は、ランダムアクセスメモリ、或いは図示されていない遠隔のストレージシステムに位置し、且つネットワーク135を介してコンピュータ105へと接続される他の種類の電子記憶デバイスであってよい。Although the program module 120 is shown as already loaded into the memory 115, it may be configured to be located on the storage device 140 for later loading into the memory 115. The storage device 140 is a tangible computer-readable storage medium that stores the program module 120. Examples of the storage device 140 include compact disks, magnetic tapes, read-only memories, optical storage media, memory units consisting of a hard drive or multiple parallel hard drives, and universal serial bus (USB) flash drives. Alternatively, the storage device 140 may be a random access memory or other type of electronic storage device located in a remote storage system not shown and connected to the computer 105 via the network 135.

システム100は、本明細書においてまとめてデータソース150と称され、且つネットワーク135へと通信可能に接続されるデータソース150A及びデータソース150Bを更に含む。実際には、データソース150は、任意の数のデータソース、すなわち1つ以上のデータソースを含むことができる。データソース150は、体系化されていないデータを含み、ソーシャルメディアを含むことができる。System 100 further includes data source 150A and data source 150B, collectively referred to herein as data sources 150, communicatively connected to network 135. In practice, data source 150 may include any number of data sources, i.e., one or more data sources. Data source 150 may include unstructured data and may include social media.

システム100は、ユーザ101によって操作され、且つネットワーク135を介してコンピュータ105へと接続されるユーザデバイス130を更に含む。ユーザデバイス130として、ユーザ101が情報及びコマンドの選択をプロセッサ110へと伝えることを可能にするためのキーボード又は音声認識サブシステムなどの入力デバイスが挙げられる。ユーザデバイス130は、表示装置又はプリンタ或いは音声合成装置などの出力デバイスを更に含む。マウス、トラックボール、又はタッチ感応式画面などのカーソル制御部が、さらなる情報及びコマンドの選択をプロセッサ110へと伝えるために表示装置上でカーソルを操作することをユーザ101にとって可能にする。The system 100 further includes a user device 130 operated by the user 101 and connected to the computer 105 via a network 135. The user device 130 includes an input device, such as a keyboard or a voice recognition subsystem, to allow the user 101 to communicate information and command selections to the processor 110. The user device 130 further includes an output device, such as a display device or a printer or a voice synthesizer. A cursor control, such as a mouse, trackball, or touch-sensitive screen, allows the user 101 to manipulate a cursor on a display device to communicate further information and command selections to the processor 110.

プロセッサ110は、プログラムモジュール120の実行の結果122をユーザデバイス130へと出力する。あるいは、プロセッサ110は、出力を例えばデータベース又はメモリなどの記憶装置125へともたらすことができ、或いはネットワーク135を介して図示されていない遠隔のデバイスへともたらすことができる。The processor 110 outputs the results 122 of the execution of the program module 120 to the user device 130. Alternatively, the processor 110 can provide the output to a storage device 125, such as a database or memory, or via a network 135 to a remote device not shown.

例えば、図8や図13のフローチャートを行うプログラムをプログラムモジュール120としてもよい。システム100をコントローラ10として動作させることができる。For example, a program that performs the flowcharts of Figures 8 and 13 may be the program module 120. The system 100 may be operated as the controller 10.

用語「・・・を備える」又は「・・・を備えている」は、そこで述べられている特徴、完全体、工程、又は構成要素が存在することを指定しているが、1つ以上の他の特徴、完全体、工程、又は構成要素、或いはそれらのグループの存在を排除してはいないと、解釈されるべきである。用語「a」及び「an」は、不定冠詞であり、したがって、それを複数有する実施形態を排除するものではない。The terms "comprising" or "comprising" should be interpreted as specifying the presence of the stated features, integers, steps, or components, but not excluding the presence of one or more other features, integers, steps, or components, or groups thereof. The terms "a" and "an" are indefinite articles and therefore do not exclude embodiments having a plurality thereof.

(他の実施形態)
なお、この発明は上記実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施可能である。要するにこの発明は、上位実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。
Other Embodiments
In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. In short, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the components can be modified and embodied without departing from the spirit of the present invention at the implementation stage.

また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。 In addition, various inventions can be formed by appropriately combining multiple components disclosed in the above embodiments. For example, some components may be deleted from all of the components shown in the embodiments. Furthermore, components across different embodiments may be appropriately combined.

[付録]
ここでは、関連技術について説明する。
[appendix]
Here, the related technology will be described.

(基本構成)
まず、本関連技術の制御システムの基本構成を説明する。図15は、本関連技術の制御システム400を説明する図である。制御システム400は、無線ネットワーク15のトラフィックを制御する制御システムであって、
無線ネットワーク15を介してパケットを相互に伝送する端末11及びアクセスポイント12と、
端末11及びアクセスポイント12に対して送信制御を行うコントローラ13と、
を備えており、
コントローラ13は、少なくとも端末11から通知されたトラフィックフロー毎の必要帯域に基づいて前記トラフィックフロー毎の帯域制御値を決定し、前記帯域制御値を端末11及びアクセスポイント12に通知することを特徴とする。
(Basic configuration)
First, the basic configuration of a control system of the related art will be described. Fig. 15 is a diagram illustrating a control system 400 of the related art. The control system 400 is a control system that controls traffic in a wireless network 15,
A terminal 11 and an access point 12 which transmit packets to each other via a wireless network 15;
a controller 13 that performs transmission control for the terminal 11 and the access point 12;
Equipped with
The controller 13 determines a bandwidth control value for each traffic flow based on the required bandwidth for each traffic flow notified at least from the terminal 11, and notifies the terminal 11 and the access point 12 of the bandwidth control value.

制御システム400は、端末11からコントローラに通知されたトラフィックフロー毎の必要帯域を用いてトラフィックフロー毎の送信帯域を計算する。このため、制御システム400は、トラフィックフロー毎の帯域を保証することができる。
トラフィックフロー毎の帯域制御には2つの手法がある。それぞれ関連技術1と2で詳説する。
The control system 400 calculates the transmission bandwidth for each traffic flow using the required bandwidth for each traffic flow notified to the controller from the terminal 11. Therefore, the control system 400 can guarantee the bandwidth for each traffic flow.
There are two methods for bandwidth control for each traffic flow. These are explained in detail in Related Techniques 1 and 2.

(関連技術2)
関連技術2では、第1の帯域制御手法を説明する。
図16は、本関連技術の制御システム401を説明する図である。制御システム401は、各端末11およびアクセスポイント12とコントローラ13とを接続しており、
各端末11およびアクセスポイント12内のトラフィックフロー毎のバッファ(FB1、FB2)、もしくはアプリケーション内のバッファでパケットを蓄積すること、
その蓄積されたパケット量を事前にコントローラ13に通知すること、
コントローラ13のスケジューリング部SCH3でトラフィック毎の送信時刻および送信量を決定すること、
コントローラ13から各端末11およびアクセスポイント12に送信時刻および送信量を通知すること、及び
各端末11およびアクセスポイント12が通知された送信時刻および送信量に従ってパケットを送信すること、を行う。
なお、各端末11、アクセスポイント12、及びコントローラ13の時刻はNTPやPTP等を用いて同期しているものとする。
(Related Technology 2)
In Related Art 2, a first bandwidth control technique will be described.
16 is a diagram illustrating a control system 401 of the related art. The control system 401 connects each terminal 11, an access point 12, and a controller 13.
Storing packets in buffers (FB1, FB2) for each traffic flow in each terminal 11 and access point 12, or in a buffer in an application;
notifying the controller 13 of the amount of accumulated packets in advance;
A scheduling unit SCH3 of the controller 13 determines a transmission time and a transmission amount for each traffic.
The controller 13 notifies each terminal 11 and access point 12 of the transmission time and transmission amount, and each terminal 11 and access point 12 transmits packets according to the notified transmission time and transmission amount.
It is assumed that the times of the terminals 11, the access points 12, and the controller 13 are synchronized using NTP, PTP, or the like.

具体的には、制御システム401は、無線ネットワーク15のトラフィックを制御する制御システムであって、
無線ネットワーク15を介してパケットを相互に伝送する端末11及びアクセスポイント12と、
端末11及びアクセスポイント12に対して送信制御を行うコントローラ13と、
を備えており、
端末11及びアクセスポイント12のそれぞれは、
送信パケットをトラフィックフロー毎に蓄積するバッファ(FB1、FB2)と、
バッファ(FB1、FB2)に蓄積されたトラフィックフロー毎の前記送信パケットの蓄積量をコントローラ13に送信し、コントローラ13からトラフィックフロー毎の前記送信パケットの送信時刻および送信量を受信する装置側送受信部(CTR1、CTR2)と、
前記送信時刻および前記送信量に従ってバッファ(FB1、FB2)内のトラフィックフロー毎の前記送信パケットを無線ネットワーク15に送信する主信号送信部(MTR1、MTR2)と、
を備え、
コントローラ13は、
端末11及びアクセスポイント12のそれぞれから前記蓄積量を受信し、端末11及びアクセスポイント12のそれぞれへ前記送信時刻および前記送信量を送信する制御側送受信部CTR3と、
前記蓄積量に基づいてトラフィックフロー毎の前記送信パケットの前記送信時刻及び前記送信量を決定するスケジューリング部SCH3と、
を備える。
Specifically, the control system 401 is a control system that controls traffic of the wireless network 15,
A terminal 11 and an access point 12 which transmit packets to each other via a wireless network 15;
a controller 13 that performs transmission control for the terminal 11 and the access point 12;
Equipped with
Each of the terminal 11 and the access point 12
Buffers (FB1, FB2) for storing transmission packets for each traffic flow;
an apparatus-side transmitting/receiving unit (CTR1, CTR2) that transmits to a controller 13 the amount of transmission packets accumulated for each traffic flow in a buffer (FB1, FB2) and receives from the controller 13 the transmission time and the transmission amount of the transmission packets for each traffic flow;
a main signal transmitting unit (MTR1, MTR2) for transmitting the transmission packets for each traffic flow in the buffer (FB1, FB2) to a wireless network 15 according to the transmission time and the transmission amount;
Equipped with
The controller 13 is
a control side transmitting/receiving unit CTR3 that receives the stored amount from each of the terminal 11 and the access point 12 and transmits the transmission time and the transmission amount to each of the terminal 11 and the access point 12;
a scheduling unit SCH3 that determines the transmission time and the transmission amount of the transmission packet for each traffic flow based on the accumulated amount;
Equipped with.

制御システム401は、主信号(トラフィックのパケット)の通信手段とは別の通信手段でコントローラ13とアクセスポイント12/端末11との間の制御信号を通信する。具体的には、制御信号は、端末11の制御信号送受信部CTR1とコントローラ13の制御信号送受信部CTR3との間、及びアクセスポイント12の制御信号送受信部CTR2とコントローラ13の制御信号送受信部CTR3との間で送受される。The control system 401 communicates control signals between the controller 13 and the access point 12/terminal 11 using a communication means separate from the communication means for the main signal (traffic packets). Specifically, the control signals are transmitted and received between the control signal transmitting/receiving unit CTR1 of the terminal 11 and the control signal transmitting/receiving unit CTR3 of the controller 13, and between the control signal transmitting/receiving unit CTR2 of the access point 12 and the control signal transmitting/receiving unit CTR3 of the controller 13.

各端末11およびアクセスポイント12は、定期的にフロー単位バッファ部(FB1、FB2)に蓄積されたパケット量を制御信号としてコントローラ13に通知する。
端末11は各アプリケーションAP1からのパケットをアプリケーション毎(フロー毎)にバッファFB1に蓄積する。パケット量通知部NTF1は、定期的に各バッファFB1のパケット蓄積量を確認し、これを制御信号として制御信号送受信部CTR1を介してコントローラ13へ通知する。
また、アクセスポイント12は上位ネットワーク装置50からのパケットをアプリケーション毎(フロー毎)にバッファFB2に蓄積する。パケット量通知部NTF2は、定期的に各バッファFB2のパケット蓄積量を確認し、これを制御信号として制御信号送受信部CTR2を介してコントローラ13へ通知する。
なお、フロー単位バッファ部FB1をアプリケーションAP1が所有していてもよい。
Each terminal 11 and access point 12 periodically notifies the controller 13 of the amount of packets stored in the per-flow buffer units (FB1, FB2) as a control signal.
The terminal 11 accumulates packets from each application AP1 in a buffer FB1 for each application (for each flow). A packet amount notification unit NTF1 periodically checks the amount of packets accumulated in each buffer FB1 and notifies the controller 13 of the amount as a control signal via a control signal transmission/reception unit CTR1.
In addition, the access point 12 accumulates packets from the upper network device 50 in a buffer FB2 for each application (for each flow). A packet amount notification unit NTF2 periodically checks the amount of packets accumulated in each buffer FB2 and notifies the controller 13 of the amount as a control signal via a control signal transmission/reception unit CTR2.
The flow unit buffer unit FB1 may be owned by the application AP1.

コントローラ13は、通知されたパケット蓄積量、端末11、アクセスポイント12、及びフロー単位バッファ(FB1、FB2)の情報を記録し、それを元にバッファ毎の送信時刻と送信量を決定し、各端末11およびアクセスポイント12へ制御信号として通知する。The controller 13 records the notified packet accumulation amount, information on the terminal 11, the access point 12, and the flow unit buffers (FB1, FB2), and based on this determines the transmission time and transmission amount for each buffer and notifies each terminal 11 and access point 12 as a control signal.

コントローラ13の制御信号送受信部CTR3は、各端末11とアクセスポイント12から制御信号を受信し、制御信号に含まれるパケット蓄積量、端末11、アクセスポイント12、及びフロー単位バッファ(FB1、FB2)の情報をデータベースDBに整理する。The control signal transmission/reception unit CTR3 of the controller 13 receives control signals from each terminal 11 and access point 12, and organizes the packet accumulation amount contained in the control signal, information on the terminal 11, access point 12, and flow unit buffers (FB1, FB2) in a database DB.

図17は、データベースDBに整理された情報の一例を説明する図である。本データベースDBは、次の3つの情報を整理する。
項番は、端末11とアクセスポイント12の全てのバッファ(FB1、FB2)に対する通し番号である。
ノード番号は、アクセスポイント12又は端末11の番号である。
バッファ番号は、各端末11が保有するバッファFB1の番号、又はアクセスポイント12保有するバッファFB2の番号である。
パケット量は、それぞれのバッファ番号を持つバッファが保持するパケット蓄積量である。
例えば、項番K+2は、端末11#1が持つフロー単位バッファ部FB1#2のパケット蓄積量であり、その量は“B12”であることを意味する。
17 is a diagram for explaining an example of information organized in the database DB. This database DB organizes the following three pieces of information:
The item number is a serial number for all the buffers (FB1, FB2) of the terminal 11 and the access point 12.
The node number is the number of the access point 12 or the terminal 11 .
The buffer number is the number of the buffer FB1 held by each terminal 11 or the number of the buffer FB2 held by the access point 12.
The amount of packets is the amount of packets stored in a buffer having the respective buffer number.
For example, item number K+2 indicates the amount of packets stored in the per-flow buffer unit FB1#2 of the terminal 11#1, and this amount is "B12."

コントローラ13のスケジューリング部SCH3は、後述するスケジューリング方式を利用し、データベース部DBの内容からバッファ毎の送信時刻と送信量を決定する。そして、スケジューリング部SCH3は、決定した送信時刻と送信量を制御信号とし、制御信号送受信部CTR3から端末11やアクセスポイント12へ送信する。The scheduling unit SCH3 of the controller 13 uses a scheduling method described below to determine the transmission time and transmission amount for each buffer from the contents of the database unit DB. The scheduling unit SCH3 then uses the determined transmission time and transmission amount as a control signal and transmits it from the control signal transmission/reception unit CTR3 to the terminal 11 and the access point 12.

各端末11およびアクセスポイント12は、通知された送信時刻と送信量でフロー単位バッファ部(FB1、FB2)が蓄積するパケットを取り出して主信号バッファ部(MB1、MB2)へ入力する。主信号送受信部(MTR1、MTR2)は、主信号バッファ部(MB1、MB2)のパケットを無線ネットワーク15へ送信する。Each terminal 11 and access point 12 extracts packets stored in the flow unit buffer units (FB1, FB2) at the notified transmission time and transmission amount and inputs them to the main signal buffer units (MB1, MB2). The main signal transmission/reception units (MTR1, MTR2) transmit the packets in the main signal buffer units (MB1, MB2) to the wireless network 15.

図18は、以上で説明した動作をフローチャートで説明した図である。本関連技術の制御方法は、無線ネットワーク15のトラフィックを制御する制御方法であって、
前記制御方法は、無線ネットワーク15を介してパケットを相互に伝送する端末11及びアクセスポイント12に対してコントローラ13が行う送信制御であって、
端末11及びアクセスポイント12のそれぞれのバッファ(FB1、FB2)にトラフィックフロー毎に送信パケットを蓄積すること(ステップS111、S112、S121,S122)、
それぞれの前記バッファに蓄積されたトラフィックフロー毎の前記送信パケットの蓄積量を前記コントローラに送信すること(ステップS113、S123)、
前記コントローラにて、前記端末及び前記アクセスポイントのそれぞれから受信した前記蓄積量に基づいてトラフィックフロー毎の前記送信パケットの送信時刻及び送信量を決定すること(ステップS131、S132)、
前記コントローラから前記端末及び前記アクセスポイントのそれぞれへ前記送信時刻および前記送信量を送信すること(ステップS133)、及び
前記送信時刻および前記送信量に従って前記端末及び前記アクセスポイントのそれぞれの前記バッファからトラフィックフロー毎の前記送信パケットを前記無線ネットワークに送信すること(ステップS114、S124)
を特徴とする。
18 is a flowchart illustrating the above-described operation. The control method of the related art is a control method for controlling traffic on a wireless network 15, which includes the steps of:
The control method is a transmission control performed by a controller 13 on a terminal 11 and an access point 12 which transmit packets to each other via a wireless network 15,
Storing transmission packets for each traffic flow in the buffers (FB1, FB2) of the terminal 11 and the access point 12 (steps S111, S112, S121, S122);
Transmitting to the controller the amount of the transmission packets stored in each of the buffers for each traffic flow (steps S113 and S123);
determining, in the controller, a transmission time and a transmission amount of the transmission packet for each traffic flow based on the accumulated amount received from each of the terminal and the access point (steps S131 and S132);
Transmitting the transmission time and the transmission amount from the controller to each of the terminal and the access point (step S133); and transmitting the transmission packets for each traffic flow from the buffers of each of the terminal and the access point to the wireless network according to the transmission time and the transmission amount (steps S114, S124).
It is characterized by:

[効果]
図19と図20は、制御システム401の効果を説明する図である。図19は、制御システム401のシーケンス図であり、図20は、コントローラ13が存在しない従来の通信システムにおけるシーケンス図である。図において、“RTS”は送信要求(Request To Send)、“CTS”は送信許可(Clear to Send)を意味する。また、実線は主信号の通信、破線は制御信号の通信を意味する。
[effect]
19 and 20 are diagrams for explaining the effects of the control system 401. Fig. 19 is a sequence diagram of the control system 401, and Fig. 20 is a sequence diagram of a conventional communication system in which the controller 13 does not exist. In the diagrams, "RTS" means Request to Send, and "CTS" means Clear to Send. In addition, solid lines indicate communication of main signals, and dashed lines indicate communication of control signals.

図19と図20を比較するとわかるように、図19の主信号バッファ(MB1、MB2)からの通信動作は、図20の通信動作と同様である。本発明の制御システム401は、既存の通信システムを改変せずに、コントローラ13を配置することで実現することができる。また、図20の通信動作では、送信時刻の制御がないため、パケット衝突の発生、及び送信できる端末やアクセスポイントに偏りが生じるという不具合が生じるが、本発明の制御システム401は、端末やアクセスポイントに対して送信時刻を制御しているため、上記不具合は解消される。 As can be seen by comparing Figures 19 and 20, the communication operation from the main signal buffers (MB1, MB2) in Figure 19 is similar to the communication operation in Figure 20. The control system 401 of the present invention can be realized by disposing a controller 13 without modifying an existing communication system. Also, in the communication operation of Figure 20, there is no control of the transmission time, which causes problems such as packet collisions and bias in terminals and access points that can transmit, but the control system 401 of the present invention controls the transmission time for terminals and access points, eliminating the above problems.

[スケジューリング方式]
ここで、コントローラ13のスケジューリング部SCH13が行うスケジューリング方式を説明する。
[1]公平にスケジューリング
本スケジューリング方式は、端末11とアクセスポイント12のフロー単位バッファ(FB1、FB2)のうち、パケットが蓄積されているフロー単位バッファの総数で帯域や時間を割る計算を行う。
以下、パラメータを説明する。
端末11とアクセスポイント12を合わせた、パケットが蓄積されているフロー単位バッファの数: n
1cycleの時間: T[sec]
1cycle時間あたりの主信号総送信限界量: Z[Bytes/sec]
最初に蓄積されたパケットを送信する時刻: tstart[sec]
[Scheduling method]
Here, the scheduling method performed by the scheduling unit SCH13 of the controller 13 will be described.
[1] Fair Scheduling This scheduling method performs calculations to divide the bandwidth or time by the total number of per-flow buffers (FB1, FB2) in which packets are stored in the terminal 11 and the access point 12.
The parameters are explained below.
The number of per-flow buffers in which packets are stored, including the terminal 11 and the access point 12 combined: n
Time for 1 cycle: T [sec]
Total transmission limit of main signal per cycle time: Z [Bytes/sec]
Time to transmit the first stored packet: t start [sec]

この場合、
フロー単位バッファ#Jの送信量S[Bytes]は、

Figure 0007537600000001
フロー単位バッファ#Jの送信時間T[sec]は、
Figure 0007537600000002
フロー単位バッファ#Jの送信時刻t[sec]は、
Figure 0007537600000003
と計算される。 in this case,
The transmission amount S J [Bytes] of the per-flow buffer #J is
Figure 0007537600000001
The transmission time T J [sec] of the per-flow buffer #J is expressed as follows:
Figure 0007537600000002
The transmission time t J [sec] of per-flow buffer #J is expressed as follows:
Figure 0007537600000003
It is calculated as follows.

なお、送信を開始するフロー単位バッファの順番は、例えばコントローラ13のデータベース部DBに整理されている項番の若番から行う、などが考えられる。 The order in which flow unit buffers start transmitting may be, for example, starting from the lowest item number organized in the database unit DB of the controller 13.

[2]帯域重み付けを考慮してスケジューリング
本スケジューリング方式は、端末11とアクセスポイント12のフロー単位バッファ(FB1、FB2)のうち、パケットが蓄積されているフロー単位バッファの数とそのパケット蓄積量で決定する。
以下、パラメータを説明する。
フロー単位バッファ#Jのパケット蓄積量: B[Bytes]
1cycleの時間: T[sec]
1cycle時間あたりの送信限界量: Z[Bytes/sec]
全フロー単位バッファに蓄積された全パケットを送信するために必要な時間: Tall[sec]
全フロー単位バッファに蓄積されたパケットのうち最初にパケット送信する時刻: tstart[sec]
[2] Scheduling Considering Bandwidth Weighting This scheduling method is determined based on the number of per-flow buffers (FB1, FB2) in which packets are stored in the terminal 11 and the access point 12 and the amount of packets stored therein.
The parameters are explained below.
Packet accumulation amount in per-flow buffer #J: B J [Bytes]
Time for 1 cycle: T [sec]
Transmission limit per cycle: Z [Bytes/sec]
Time required to transmit all packets stored in all per-flow buffers: T all [sec]
Time when the first packet is transmitted from all packets stored in the per-flow buffer: t start [sec]

この場合、

Figure 0007537600000004
とすると、
フロー単位バッファ#Jの送信量S[Bytes]は、
all≦Tの場合、
Figure 0007537600000005
all>Tの場合、
Figure 0007537600000006
フロー単位バッファ#Jの送信時間T[sec]は、
all≦Tの場合、
Figure 0007537600000007
all>Tの場合、
Figure 0007537600000008
フロー単位バッファ#Jの送信時刻t[sec]は、
all≦Tの場合、
Figure 0007537600000009
all>Tの場合、
Figure 0007537600000010
と計算される。 in this case,
Figure 0007537600000004
Then,
The transmission amount S J [Bytes] of the per-flow buffer #J is
If T all ≦T,
Figure 0007537600000005
If T all >T,
Figure 0007537600000006
The transmission time T J [sec] of the per-flow buffer #J is expressed as follows:
If T all ≦T,
Figure 0007537600000007
If T all >T,
Figure 0007537600000008
The transmission time t J [sec] of per-flow buffer #J is expressed as follows:
If T all ≦T,
Figure 0007537600000009
If T all >T,
Figure 0007537600000010
It is calculated as follows.

なお、Tall>Tの場合、送信しきれないパケットは、次の送信タイミングに繰り越す。 If T all >T, packets that cannot be transmitted are carried over to the next transmission timing.

(関連技術3)
関連技術3では、第2の帯域制御手法を説明する。
図21は、本関連技術の制御システム402を説明する図である。制御システム402は、各端末11およびアクセスポイント12とコントローラ13を接続しており、
各端末11およびアクセスポイント12内のトラフィックフロー単位で端末に帯域制御部(FBC1、FBC2)、もしくはアプリケーション内に帯域制御部を設けること、
端末11が必要な帯域を事前にコントローラ13に通知すること、
コントローラ13の帯域制御設定計算部BCSCによりアクセスポイント12および端末11毎の各トラフィックフローの帯域制御値を決定すること、
各端末11およびアクセスポイント12に当該帯域制御値を通知すること、及び
各端末11およびアクセスポイント12が通知された帯域制御値の範囲内で各トラフィックのパケットを送信することを行う。
なお、各端末11、アクセスポイント12、及びコントローラ13の時刻はNTPやPTP等を用いて同期しているものとする。
また、帯域制御はポリシングやシェイピング等を用いるものとする。
第1の帯域制御手法では、パケット毎に送信を制御するのに対して、第2の帯域制御手法では、アプリケーションの追加等により必要帯域が変更されない限り、帯域制御値も変更されない点が異なる。
(Related Technology 3)
In Related Art 3, a second bandwidth control technique will be described.
21 is a diagram illustrating a control system 402 of the related art. The control system 402 connects each terminal 11, an access point 12, and a controller 13.
A bandwidth control unit (FBC1, FBC2) is provided in each terminal 11 and in each traffic flow unit in the access point 12, or a bandwidth control unit is provided in the application.
The terminal 11 notifies the controller 13 of the required bandwidth in advance;
A bandwidth control setting calculation unit BCSC of the controller 13 determines a bandwidth control value for each traffic flow for each access point 12 and each terminal 11;
The bandwidth control value is notified to each terminal 11 and access point 12, and each terminal 11 and access point 12 transmits packets of each traffic within the range of the notified bandwidth control value.
It is assumed that the times of the terminals 11, the access points 12, and the controller 13 are synchronized using NTP, PTP, or the like.
Bandwidth control is performed using policing, shaping, etc.
The difference between the first bandwidth control method and the second bandwidth control method is that the bandwidth control value is not changed unless the required bandwidth is changed due to the addition of an application or the like, whereas the first bandwidth control method controls transmission for each packet.

具体的には、制御システム402は、無線ネットワーク15のトラフィックを制御する制御システムであって次を特徴とする。
端末11は、
コントローラ13と接続した時及びアプリケーションAP1が追加された時に、アプリケーションAP1が要求する帯域を前記必要帯域としてコントローラ13に送信し、コントローラ13から帯域制御値を受信する端末側送受信部CTR1と、
前記帯域制御値をそれぞれのアプリケーションAP1に設定する端末側帯域制御部(BCS1、FBC1)と、を備える。
アクセスポイント12は、
コントローラ13から前記帯域制御値を受信するアクセスポイント側送受信部CTR2と、
前記帯域制御値をそれぞれの前記アプリケーションに設定するアクセスポイント側帯域制御部(BCS2、FBC2)と、を備える。
コントローラ13は、
端末11から前記必要帯域を受信し、端末11及びアクセスポイント12のそれぞれへ前記帯域制御値を送信する制御側送受信部CTR3と、
前記必要帯域の和算量に基づいて前記帯域制御値を決定する計算部BCSCと、
を備える。
Specifically, the control system 402 is a control system that controls traffic on the wireless network 15 and has the following features.
The terminal 11 is
a terminal-side transmitting/receiving unit CTR1 that transmits a bandwidth required by the application AP1 to the controller 13 as the required bandwidth when the application AP1 is connected to the controller 13 and when the application AP1 is added, and receives a bandwidth control value from the controller 13;
and a terminal-side bandwidth control unit (BCS1, FBC1) for setting the bandwidth control value to each application AP1.
The access point 12 is
an access point side transceiver unit CTR2 that receives the bandwidth control value from a controller 13;
and an access point-side bandwidth control unit (BCS2, FBC2) that sets the bandwidth control value to each of the applications.
The controller 13 is
a control side transceiver unit CTR3 that receives the required bandwidth from the terminal 11 and transmits the bandwidth control value to each of the terminal 11 and the access point 12;
a calculation unit BCSC for determining the bandwidth control value based on the sum of the required bandwidth;
Equipped with.

本関連技術では、前提条件として、端末11およびアクセスポイント12は全てコントローラ13の配下にあるとする。
制御システム402は、主信号(トラフィックのパケット)の通信手段とは別の通信手段でコントローラ13とアクセスポイント12/端末11との間の制御信号を通信する。
具体的には、制御信号は、端末11の制御信号送受信部CTR1とコントローラ13の制御信号送受信部CTR3との間、及びアクセスポイント12の制御信号送受信部CTR2とコントローラ13の制御信号送受信部CTR3との間で送受される。
In this related technique, it is assumed as a precondition that the terminals 11 and the access points 12 are all under the control of the controller 13 .
The control system 402 communicates control signals between the controller 13 and the access points 12/terminals 11 over a communication means separate from that of the main signals (traffic packets).
Specifically, control signals are transmitted and received between a control signal transmitter/receiver unit CTR1 of the terminal 11 and a control signal transmitter/receiver unit CTR3 of the controller 13, and between a control signal transmitter/receiver unit CTR2 of the access point 12 and a control signal transmitter/receiver unit CTR3 of the controller 13.

コントローラ13と各端末11とが接続する時、あるいは、端末11およびアプリケーションAP1が追加される時に、各端末11のアプリケーションAP1は、上りと下りの主信号通信に必要な必要帯域をコントローラ13に通知する。When the controller 13 and each terminal 11 are connected, or when a terminal 11 and application AP1 are added, the application AP1 of each terminal 11 notifies the controller 13 of the required bandwidth needed for upstream and downstream main signal communication.

コントローラ13は、通知された必要帯域をデータベース部DBに記録し、各アプリケーションAP1の必要帯域を和算し、無線ネットワーク15の通信帯域(主信号帯域)に収まっているか確認する。
必要帯域の合計が主信号帯域に収まっている場合は、必要帯域の合計値をフロー単位の帯域制御値として各端末11の帯域制御設定部BCS1とアクセスポイント12の帯域制御設定部BCS2に通知する。
一方、必要帯域の合計が主信号帯域に収まっていない場合は、後述のように必要帯域の合計が主信号帯域に収まるように必要帯域を減算し、これをフロー単位の帯域制御値として各端末11の帯域制御設定部BCS1とアクセスポイント12の帯域制御設定部BCS2に通知する。
The controller 13 records the notified necessary bandwidth in the database unit DB, adds up the necessary bandwidths of each application AP1, and checks whether they fall within the communication bandwidth (main signal bandwidth) of the wireless network 15.
If the total required bandwidth falls within the main signal bandwidth, the total required bandwidth is notified to the bandwidth control setting unit BCS1 of each terminal 11 and the bandwidth control setting unit BCS2 of the access point 12 as a bandwidth control value for each flow.
On the other hand, if the total required bandwidth does not fall within the main signal bandwidth, the required bandwidth is subtracted so that the total required bandwidth falls within the main signal bandwidth, as described below, and this is notified to the bandwidth control setting unit BCS1 of each terminal 11 and the bandwidth control setting unit BCS2 of the access point 12 as a bandwidth control value per flow.

帯域制御設定部(BCS1、BCS2)は、自身の配下にある各フロー単位帯域制御部(FBC1、FBC2)に、コントローラ13から通知された帯域制御値を設定する。各フロー単位帯域制御部FBC1は、設定された帯域制御値に従ってアプリケーションAP1からのパケットを主信号バッファ部MB1へ入力する。一方、各フロー単位帯域制御部FBC2は、設定された帯域制御値に従って主信号送受信部(上位)MTRUからのパケットを主信号バッファ部MB2へ入力する。主信号送受信部(MTR1、MTR2)は、主信号バッファ部(MB1、MB2)のパケットを無線ネットワーク15へ送信する。The bandwidth control setting units (BCS1, BCS2) set the bandwidth control values notified by the controller 13 to each of the flow-based bandwidth control units (FBC1, FBC2) under them. Each flow-based bandwidth control unit FBC1 inputs packets from the application AP1 to the main signal buffer unit MB1 according to the set bandwidth control value. Meanwhile, each flow-based bandwidth control unit FBC2 inputs packets from the main signal transmitting/receiving unit (upper) MTRU to the main signal buffer unit MB2 according to the set bandwidth control value. The main signal transmitting/receiving units (MTR1, MTR2) transmit packets from the main signal buffer units (MB1, MB2) to the wireless network 15.

図22は、データベースDBに整理された情報の一例を説明する図である。本データベースDBは、次の3つの情報を整理する。
項番は、端末11とアクセスポイント12の全てのトラフィックフローに対する通し番号である。
ノード番号は、アクセスポイント12又は端末11の番号である。
トラフィックフロー番号は、各端末11が保有するアプリケーションAP1の番号、又はアクセスポイント12を経由するトラフィックフローの番号である。
必要帯域は、それぞれのトラフィックフロー(アプリケーション)が必要とする帯域である。
例えば、項番K+2は、端末11#1が持つアプリケーションAP1#2のトラフィックフローの必要帯域であり、その量は“B(K+1)2”であることを意味する。
22 is a diagram illustrating an example of information organized in the database DB. This database DB organizes the following three pieces of information:
The item number is a serial number for all traffic flows between the terminal 11 and the access point 12 .
The node number is the number of the access point 12 or the terminal 11 .
The traffic flow number is the number of the application AP1 held by each terminal 11 or the number of a traffic flow passing through the access point 12.
The required bandwidth is the bandwidth required by each traffic flow (application).
For example, item number K+2 indicates the required bandwidth for the traffic flow of application AP1#2 of terminal 11#1, and the amount is "B (K+1)2 ."

図23は、以上で説明した動作をフローチャートで説明した図である。本関連技術の制御方法は、無線ネットワーク15のトラフィックを制御する制御方法である。
前記制御方法は、無線ネットワーク15を介してパケットを相互に伝送する端末11及びアクセスポイント12に対してコントローラ13が行う送信制御である。
各端末11が、コントローラ13に接続した時、又はアプリケーションAP1が追加された時に、ノード番号、アプリケーション番号(トラフィックフロー番号)、各アプリケーションの必要帯域をコントローラ13に通知する(ステップS211)。
コントローラ13が、各端末11より受信したノード番号、アプリケーション番号(トラフィックフロー番号)、各フローの上り通信および下り通信の必要帯域をデータベース部DBに記録する(ステップS231)。
コントローラ13の帯域制御設定計算部BCSCが、データベース部DBの情報を元に、主信号区間(ネットワーク15)での必要帯域の和算量を計算する(ステップS232)。
コントローラ13の帯域制御設定計算部BCSCが、計算した和算量とネットワーク15の通信帯域とを比較する(ステップS233)。
和算量<通信帯域であるならば(ステップS233で“Yes”)、帯域制御設定計算部BCSCが、各フローの必要帯域を帯域制御値として決定する(ステップS234)。
和算量≧通信帯域であるならば(ステップS233で“No”)、帯域制御設定計算部BCSCが、和算量が通信帯域以内になるように各フローの必要帯域を減算し、減算した必要帯域を帯域制御値として決定する(ステップS235)。
制御信号送受信部CTR3が、帯域制御設定計算部BCSCが決定した帯域制御値をアクセスポイント12および各端末11へ通知する(ステップS236)。
アクセスポイント12の帯域制御設定部BCS2が、コントローラ13から通知された各フローの帯域制御値をフロー単位帯域制御部FBC2に設定する(ステップS227)。
端末11の帯域制御設定部BCS1が、コントローラ13から通知された各フローの帯域制御値をフロー単位帯域制御部FBC1に設定する(ステップS217)。
端末11は、一定時間、設定した帯域制御値でパケットを転送し(ステップS218)、新たにアプリケーションAP1が追加されたか否かを確認する(ステップS219)。
新たなアプリケーションAP1が追加された場合(ステップS219にて“Yes”)、本制御方法はステップS211からの動作を繰り返す。一方、新たなアプリケーションAP1が追加されていない場合(ステップS219にて“No”)、端末11は、再びステップS218で一定時間待機する。
23 is a flowchart illustrating the above-described operation. The control method of the related art is a control method for controlling traffic in the wireless network 15.
The control method is transmission control performed by the controller 13 on the terminal 11 and the access point 12 which transmit packets to each other via the wireless network 15 .
When each terminal 11 is connected to the controller 13 or when an application AP1 is added, the terminal 11 notifies the controller 13 of the node number, application number (traffic flow number) and required bandwidth for each application (step S211).
The controller 13 records the node number, application number (traffic flow number), and required bandwidth for upstream and downstream communication of each flow received from each terminal 11 in the database unit DB (step S231).
The bandwidth control setting calculation unit BCSC of the controller 13 calculates the sum of the required bandwidth in the main signal section (network 15) based on the information in the database unit DB (step S232).
The bandwidth control setting calculation unit BCSC of the controller 13 compares the calculated sum amount with the communication bandwidth of the network 15 (step S233).
If the sum amount<communication bandwidth ("Yes" in step S233), the bandwidth control setting calculation unit BCSC determines the required bandwidth of each flow as a bandwidth control value (step S234).
If the sum amount is greater than or equal to the communication bandwidth (step S233: No), the bandwidth control setting calculation unit BCSC subtracts the required bandwidth of each flow so that the sum amount is within the communication bandwidth, and determines the subtracted required bandwidth as the bandwidth control value (step S235).
The control signal transmitting/receiving unit CTR3 notifies the access point 12 and each terminal 11 of the bandwidth control value determined by the bandwidth control setting calculation unit BCSC (step S236).
The bandwidth control setting unit BCS2 of the access point 12 sets the bandwidth control value of each flow notified by the controller 13 in the per-flow bandwidth control unit FBC2 (step S227).
The bandwidth control setting unit BCS1 of the terminal 11 sets the bandwidth control value of each flow notified by the controller 13 in the per-flow bandwidth control unit FBC1 (step S217).
The terminal 11 transfers packets at the set bandwidth control value for a certain period of time (step S218), and checks whether or not a new application AP1 has been added (step S219).
If a new application AP1 has been added ("Yes" in step S219), the control method repeats the operation from step S211. On the other hand, if a new application AP1 has not been added ("No" in step S219), the terminal 11 waits again for a certain period of time in step S218.

[効果]
図24と図19は、制御システム402の効果を説明する図である。図24は、制御システム402のシーケンス図であり、図19は、コントローラ13が存在しない従来の通信システムにおけるシーケンス図である。図において、“RTS”は送信要求(Request To Send)、“CTS”は送信許可(Clear to Send)を意味する。また、実線は主信号の通信、破線は制御信号の通信を意味する。
[effect]
Fig. 24 and Fig. 19 are diagrams for explaining the effects of the control system 402. Fig. 24 is a sequence diagram of the control system 402, and Fig. 19 is a sequence diagram of a conventional communication system in which the controller 13 does not exist. In the diagrams, "RTS" means Request to Send, and "CTS" means Clear to Send. In addition, solid lines indicate communication of main signals, and dashed lines indicate communication of control signals.

図24と図19を比較するとわかるように、図24の主信号バッファ(MB1、MB2)からの通信動作は、図19の通信動作と同様である。本発明の制御システム402は、既存の通信システムを改変せずに、コントローラ13を配置することで実現することができる。また、図19の通信動作では、端末単位での送信制御なので、サービスやアプリケーションなど細かいトラフィックフロー単位に帯域を割り当てることが困難であったが、本発明の制御システム402は、コントローラから通知されたトラフィックフロー単位の帯域制御値に従うため、トラフィックフロー単位に割り当てた帯域を保証することができる。 As can be seen by comparing Figure 24 with Figure 19, the communication operation from the main signal buffers (MB1, MB2) in Figure 24 is similar to the communication operation in Figure 19. The control system 402 of the present invention can be realized by disposing a controller 13 without modifying the existing communication system. Also, in the communication operation in Figure 19, transmission control is performed on a terminal basis, so it is difficult to allocate bandwidth to detailed traffic flow units such as services and applications, but the control system 402 of the present invention follows the bandwidth control value for each traffic flow notified by the controller, so it is possible to guarantee the bandwidth allocated to each traffic flow.

[帯域制御値計算式]
ここで、コントローラ13の帯域制御設定計算部BCSCが行う帯域制御値の計算方式を説明する。
パラメータは次の通りである。
端末11とアクセスポイント12のフロー総数: n
主信号帯域: Z [Bytes/sec]
全フローの合計必要帯域(和算量): Rall [Bytes/sec]
フロー#Jの必要帯域: R [Bytes/sec]
フロー#Jの帯域制御設定値: B [Bytes/sec]
[Bandwidth control value calculation formula]
Here, a method for calculating the bandwidth control value performed by the bandwidth control setting calculation unit BCSC of the controller 13 will be described.
The parameters are as follows:
Total number of flows between terminal 11 and access point 12: n
Main signal band: Z [Bytes/sec]
Total required bandwidth of all flows (sum amount): R all [Bytes/sec]
Required bandwidth of flow #J: R j [Bytes/sec]
Bandwidth control setting value of flow #J: B J [Bytes/sec]

この場合、

Figure 0007537600000011
であり、Rall≦Zならば、各フローの帯域制御設定値は、それぞれが要求した必要帯域であり、フロー#Jであれば、
[数9]
BJ=Rj
となる。
一方、Rall>Zならば、各フローの帯域制御設定値は、それぞれが要求した必要帯域より小さくする必要がある。例えば、フロー#Jであれば、
Figure 0007537600000012
となる。 in this case,
Figure 0007537600000011
If R all ≦Z, the bandwidth control setting value of each flow is the required bandwidth requested by each flow. For flow #J,
[Equation 9]
BJ=Rj
It becomes.
On the other hand, if R all >Z, the bandwidth control setting value of each flow needs to be smaller than the required bandwidth requested by each flow. For example, for flow #J,
Figure 0007537600000012
It becomes.

10:コントローラ
11:データベース
12:スケジューリング部
13:制御信号送受信部
20:端末
21:制御信号送受信部
22:パケット量通知部
23:スケジューラ部
24:アプリケーション
25:フロー単位バッファ部
26:主信号バッファ部
27:主信号送受信部
30:ネットワーク上位装置
30a:アクセスポイント
31:制御信号送受信部
32:パケット送信要求部
33:主信号送受信部(下位)
34:主信号送受信部(上位)
40:ネットワーク下位装置
40a:ONU
41:制御信号送受信部
42:パケット送信要求部
43:主信号送受信部(下位)
44:主信号送受信部(上位)
50、50#1、50#2:ネットワーク
60:ネットワーク上位装置
60a:OLT
61:制御信号送受信部
62:スケジューラ部
63:パケット量通知部
64:主信号送受信部(上位)
65:フロー単位バッファ部
66:主信号バッファ部
67:主信号送受信部
70:上位ネットワーク装置
100:システム
101:ユーザ
105:コンピュータ
110:プロセッサ
115:メモリ
120:プログラムモジュール
122:結果
125:記憶装置
130:ユーザデバイス
135:ネットワーク
140:記憶装置
150:データソース
[付記において]
11:端末
12:アクセスポイント
13:コントローラ
15:無線ネットワーク
50:上位ネットワーク装置
400、401、402:制御システム
10: Controller 11: Database 12: Scheduling unit 13: Control signal transmission/reception unit 20: Terminal 21: Control signal transmission/reception unit 22: Packet amount notification unit 23: Scheduler unit 24: Application 25: Flow unit buffer unit 26: Main signal buffer unit 27: Main signal transmission/reception unit 30: Network upper level device 30a: Access point 31: Control signal transmission/reception unit 32: Packet transmission request unit 33: Main signal transmission/reception unit (lower level)
34: Main signal transmitter/receiver unit (upper)
40: Network lower level device 40a: ONU
41: Control signal transmission/reception unit 42: Packet transmission request unit 43: Main signal transmission/reception unit (lower)
44: Main signal transceiver unit (upper)
50, 50#1, 50#2: network 60: network host device 60a: OLT
61: Control signal transmission/reception unit 62: Scheduler unit 63: Packet amount notification unit 64: Main signal transmission/reception unit (upper)
65: Per-flow buffer unit 66: Main signal buffer unit 67: Main signal transmission/reception unit 70: Upper network device 100: System 101: User 105: Computer 110: Processor 115: Memory 120: Program module 122: Result 125: Storage device 130: User device 135: Network 140: Storage device 150: Data source [In appendix]
11: Terminal 12: Access point 13: Controller 15: Wireless network 50: Upper network devices 400, 401, 402: Control system

Claims (7)

時分割多重方式の複数のネットワークとコントローラとを有する通信システムであって、
前記ネットワークは多段接続されており、
前記コントローラは、
それぞれの前記ネットワークの送信要求からケット送信までの通信に必要な通信時間を記憶するデータベースと、
いずれかの前記ネットワークが備える任意の通信装置からフロー単位のパケットを送信するときに、該通信装置に該パケットを送信する送信時刻を通知するとともに、該ネットワークと接続する他の前記ネットワークが備える接続装置に対し、前記送信時刻と前記他のネットワークの前記通信時間を考慮した、前記接続装置が前記他のネットワークに前記パケットを送信するための送信要求を発出する発出時刻を通知するスケジューラと、
を有することを特徴とする通信システム。
A communication system having a plurality of time division multiplexed networks and a controller,
The network is connected in multiple stages,
The controller:
a database for storing communication times required for communication from a transmission request to packet transmission for each of the networks;
a scheduler which, when transmitting a packet on a flow unit basis from any communication device included in any one of the networks, notifies the communication device of a transmission time for transmitting the packet, and notifies a connection device included in another of the networks connected to the network of an issuing time for the connection device to issue a transmission request for transmitting the packet to the other network, taking into consideration the transmission time and the communication time of the other network;
A communication system comprising:
複数の前記ネットワークは、それぞれPON(Passive Optical Network)と無線LAN(Local Area Network)であり、前記ネットワークが前記PONである場合に前記他のネットワークが備える前記接続装置がアクセスポイントであり、前記ネットワークが前記無線LANである場合に前記他のネットワークが備える前記接続装置がONU(Optical Network Unit)であることを特徴とする請求項1に記載の通信システム。 The communication system according to claim 1, characterized in that the plurality of networks are a PON (Passive Optical Network) and a wireless LAN (Local Area Network), and when the network is the PON, the connection device of the other network is an access point, and when the network is the wireless LAN, the connection device of the other network is an ONU (Optical Network Unit). 多段接続されている時分割多重方式のネットワークを制御する通信方法であって、
それぞれの前記ネットワークの送信要求からケット送信までの通信に必要な通信時間を記憶すること、及び
いずれかの前記ネットワークが備える任意の通信装置からフロー単位のパケットを送信するときに、該通信装置に該パケットを送信する送信時刻を通知するとともに、該ネットワークと接続する他の前記ネットワークが備える接続装置に対し、前記送信時刻と前記他のネットワークの前記通信時間を考慮した、前記接続装置が前記他のネットワークに前記パケットを送信するための送信要求を発出する発出時刻を通知すること、
を特徴とする通信方法。
A communication method for controlling a time division multiplexing network having multiple connections, comprising the steps of:
storing a communication time required for communication from a transmission request to a packet transmission of each of the networks; and when transmitting a packet on a flow basis from an arbitrary communication device included in any of the networks, notifying the communication device of a transmission time for transmitting the packet, and notifying a connection device included in another of the networks connected to the network of an issuing time for the connection device to issue a transmission request for transmitting the packet to the other network, taking into consideration the sending time and the communication time of the other network;
A communication method comprising:
多段接続されている前記ネットワークは、それぞれPON(Passive Optical Network)と無線LAN(Local Area Network)であり、前記ネットワークが前記PONである場合に前記他のネットワークが備える前記接続装置がアクセスポイントであり、前記ネットワークが前記無線LANである場合に前記他のネットワークが備える前記接続装置がONU(Optical Network Unit)であることを特徴とする請求項3に記載の通信方法。 The communication method according to claim 3, characterized in that the networks connected in multiple stages are a PON (Passive Optical Network) and a wireless LAN (Local Area Network), and when the network is the PON, the connection device of the other network is an access point, and when the network is the wireless LAN, the connection device of the other network is an ONU (Optical Network Unit). 多段接続されている時分割多重方式のネットワークを制御するコントローラであって、
それぞれの前記ネットワークの送信要求からケット送信までの通信に必要な通信時間を記憶するデータベースと、
いずれかの前記ネットワークが備える任意の通信装置からフロー単位のパケットを送信するときに、該通信装置に該パケットを送信する送信時刻を通知するとともに、該ネットワークと接続する他の前記ネットワークが備える接続装置に対し、前記送信時刻と前記他のネットワークの前記通信時間を考慮した、前記接続装置が前記他のネットワークに前記パケットを送信するための送信要求を発出する発出時刻を通知するスケジューラと、
を有することを特徴とするコントローラ。
A controller for controlling a time division multiplexing network connected in multiple stages, comprising:
a database for storing communication times required for communication from a transmission request to packet transmission for each of the networks;
a scheduler which, when transmitting a packet on a flow unit basis from any communication device included in any one of the networks, notifies the communication device of a transmission time for transmitting the packet, and notifies a connection device included in another of the networks connected to the network of an issuing time for the connection device to issue a transmission request for transmitting the packet to the other network, taking into consideration the transmission time and the communication time of the other network;
A controller comprising:
複数の前記ネットワークは、それぞれPON(Passive Optical Network)と無線LAN(Local Area Network)であり、前記ネットワークが前記PONである場合に前記他のネットワークが備える前記接続装置がアクセスポイントであり、前記ネットワークが前記無線LANである場合に前記他のネットワークが備える前記接続装置がONU(Optical Network Unit)であることを特徴とする請求項5に記載のコントローラ。 The controller according to claim 5, characterized in that the plurality of networks are a PON (Passive Optical Network) and a wireless LAN (Local Area Network), and when the network is the PON, the connection device of the other network is an access point, and when the network is the wireless LAN, the connection device of the other network is an ONU (Optical Network Unit). 請求項5又は6に記載のコントローラとしてコンピュータを機能させるためのプログラム。 A program for causing a computer to function as the controller according to claim 5 or 6.
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