JP4208710B2 - フレーム伝送装置 - Google Patents

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Description

本発明はフレーム伝送装置に関し、特に加入者トラフィックに監視フレームを混入させて、加入者フレーム及び監視フレームを伝送するフレーム伝送装置に関する。
近年、マルチメディアの進展に伴い、情報通信ネットワークに対する要求は高度化、多様化してきており、高度情報化社会の実現に向けて、ネットワーク通信技術は急速に開発が進められている。特に現在構築されるネットワークで主流なのは、インターネットに代表されるＩＰ(Internet Protocol)によるネットワークであり、ＩＰネットワークのさらなるサービス性の向上が求められている。
ＩＰネットワークは、ベストエフォート型（best effort：遅延やパケットの消失等がなるべく少なくなるように、最大限の努力（ベストエフォート）をするという意味の通信形態）で発展してきたが、インターネットの爆発的な普及に伴い、ユーザがキャリア（通信事業者）に対して求めるものは、従来のベストエフォートからＱｏＳ（Quality of Service：通信品質）の重視へと変化してきている。
例えば、ＩＰネットワークに音声を通すＶｏＩＰ（Voice over IP）サービスにおいては、ベストエフォートを基本とするＩＰネットワークであっても、音声の聞きやすさ、会話のしやすさ等の一定水準の音声品質を保つためのＱｏＳの維持が必要となる。
このような高品質な通信サービスを実現するには、ネットワーク上のＱｏＳを監視して、ネットワークの輻輳や障害発生等によって品質劣化が生じたような場合に、早期にこれを検出して正常化することが必要である。このため、ＱｏＳ監視等のネットワーク監視制御の重要性は増しており、高機能の監視制御を行うネットワーク監視システムの開発が強く望まれている。
図１６は従来のネットワーク監視システムの構成を示す図である。上流側にＩＰネットワーク２００、下流側にイーサネット（登録商標）２３０があり、中継装置２１０、２４０によって、これらのネットワークが接続される。イーサネット２３０にはハブＨａ、Ｈｂが設置される。
主信号（加入者フレーム）の伝送ライン（回線）Ｌ１に関する接続関係を示すと、ＩＰネットワーク２００のエッジに設けられる中継装置２１０は、ＬＡＮポートＬｐ１ａを介して、ＩＰネットワーク２００と接続する。ハブ（Hub）Ｈａは、ポートｈａ１を介して、中継装置２１０と接続する。
ハブＨａとハブＨｂは、イーサネット２３０内の加入者トラフィックラインを通じて互いに接続する。そして、ハブＨｂのポートｈｂ１と、中継装置２４０のＬＡＮポートＬｐ２ａとが接続し、中継装置２４０は加入者端末２５０と接続する。このような接続によってつながる伝送ラインＬ１を用いて、加入者端末２５０とＩＰネットワーク２００間において、主信号の送受信が行われる。
また、中継装置２１０、２４０の監視を行うための監視ラインＬ２ａ、Ｌ２ｂに関する接続関係を示すと、監視端末であるＳＮＭＰ（Simple Network Management Protocol）マネージャ２２０は、中継装置２１０の監視を行う場合、中継装置２１０のＲＳ２３２Ｃのポートと接続して、監視ラインＬ２ａを通じて装置内監視情報を取得する。
また、加入者側に設けられた遠隔に位置する中継装置２４０の監視を行う場合には、ＳＮＭＰマネージャ２２０は、ハブＨａのポートｈａ２と接続する。そして、ハブＨａとハブＨｂは、イーサネット２３０内の監視制御用ラインを通じて互いに接続し、ハブＨｂのポートｈｂ２と、中継装置２４０のＬＡＮポート（図１１ではＬｉｎｅポート側にあたる）Ｌｐ２ｂとが接続し、中継装置２４０は加入者端末２５０と接続する。このような接続によってつながる監視ラインＬ２ｂを用いて、ＳＮＭＰマネージャ２２０は、遠隔に位置する中継装置２４０の装置内監視情報を取得する。
一方、ネットワーク監視の従来技術として、光波長多重ネットワークの監視を行う際に、監視制御信号の伝送用に１波長を割り当てて、ネットワーク障害を監視する技術が提案されている（例えば、特許文献１）。
特開２００３−２９８５４０号公報（段落番号〔００２２〕〜〔００７０〕，第１図）
図１６で説明したような、従来のネットワーク監視制御で、上流の中継装置２１０を介して下流に位置する遠隔の中継装置２４０の状態監視を行う際には、主信号が流れるラインＬ１とは別個に、監視制御用のラインＬ２ｂを設けなければならない。このため従来では、監視ラインＬ２ｂを張るためのネットワークインタフェース環境の整備が必要となり、監視機能を容易に導入できないといった問題があった。また、個別の監視ラインを設けると、ＬＡＮポートや、ハブのポートを監視ライン用に占有することになるので、空きポートの数が少なくなり、主信号用の通信ポートの資源を不足させてしまう等の欠点も生じる。
一方、ＡＴＭ（Asynchronous Transfer Mode）、ＳＤＨ(Synchronous Digital Hierarchy)等のＴＤＭ（Time Division Multiplex）装置のネットワーク監視制御では、監視ラインを別個に設けるのではなく、主信号回線に監視情報を混入させて監視制御を行っている。上記の従来技術（特開２００３−２９８５４０号公報）でも、１つの波長を監視用に割り当てることで同様な監視制御を行っている。
しかし、主信号回線に監視情報を混入させる従来の監視制御では、固定タイミング、固定スロットまたは波長を割り付けることで、ユーザに割り当てられた本来の帯域の一部を監視用帯域として常に使用することになる。監視情報に対して常時一定の固定帯域を確保するこのような監視制御では、ユーザの物理レートに対して、その分の帯域が低くなってしまうので、ユーザに対するサービス品質の低下を招くといった問題があった。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、個別監視ラインを不要とし、固定帯域を確保せずに、効率よく監視フレームを加入者トラフィックに混入させて伝送するフレーム伝送装置を提供することを目的とする。
本発明では上記課題を解決するために、図１に示すような、加入者トラフィックに監視フレームを混入させて、加入者フレーム及び監視フレームを伝送するフレーム伝送装置１０において、加入者フレームを格納する加入者キューＱ１〜Ｑｎ−１と、監視フレームを格納する監視キューＱｎとを持つ共通バッファ１１と、監視キューＱｎのレングスである監視キューレングスと、加入者キューＱ１〜Ｑｎ−１のレングスである加入者キューレングスとを管理するキューレングス管理部１２と、監視フレームを送信する際の最低帯域が設定可能であり、設定された最低帯域内で、監視フレームに送信権利を与えるための監視トークンを蓄積し、キュー読み出し判定結果にもとづいて、監視トークンを減少させる監視トークン演算部１３と、加入者キューＱ１〜Ｑｎ−１毎に設けられ、加入者トラフィックのベストエフォート送信帯域から監視フレームの最低帯域を除いた送信帯域を、加入者キューＱ１〜Ｑｎ−１毎に任意に設定可能であり、設定された送信帯域内で、加入者フレームに送信権利を与えるための加入者トークンを蓄積し、キュー読み出し判定結果にもとづいて、加入者トークンを減少させる加入者トークン演算部１４−１〜１４−（ｎ−１）と、加入者トラフィックのベストエフォート送信帯域を設定可能であり、設定されたベストエフォート送信帯域内で、監視フレームまたは加入者フレームに対して、余剰帯域を用いた送信の権利を与えるためのベストエフォート・トークンを蓄積し、キュー読み出し判定結果にもとづいて、ベストエフォート・トークンを減少させるベストエフォート・トークン演算部１５と、キューからフレームを読み出す際のキュー読み出し判定として、キューレングスとトークン蓄積量との比較を行い、監視キューレングスが監視トークン蓄積量以下の場合は、監視フレームを最低帯域以下で送信可能として、監視キューレングス分の監視フレームを監視キューＱｎから読み出して出力し、加入者キューレングスが加入者トークン蓄積量以下の場合は、加入者フレームを加入者キュー毎に設定された送信帯域以下で送信可能として、加入者キューレングス分の加入者フレームを加入者キューＱ１〜Ｑｎ−１から読み出して出力し、監視キューレングスが監視トークン蓄積量を上回り、かつ監視キューレングスから監視トークン蓄積量を差し引いて監視キューＱｎ内に残る監視キューレングスが、ベストエフォート・トークン蓄積量以下の場合には、監視フレームを余剰帯域を用いて送信可能として、残りの監視キューレングス分の監視フレームを監視キューＱｎから読み出して出力し、加入者キューレングスが加入者トークン蓄積量を上回り、かつ加入者キューレングスから加入者トークン蓄積量を差し引いて加入者キューＱ１〜Ｑｎ−１内に残る加入者キューレングスが、ベストエフォート・トークン蓄積量以下の場合には、加入者フレームを余剰帯域を用いて送信可能として、残りの加入者キューレングス分の加入者フレームを加入者キューＱ１〜Ｑｎ−１から読み出して出力するキュー読み出し制御部１６と、を有することを特徴とするフレーム伝送装置１０が提供される。
ここで、加入者キューＱ１〜Ｑｎ−１は、加入者フレームを格納する。監視キューＱｎは、監視フレームを格納する。キューレングス管理部１２は、監視キューＱｎのレングスである監視キューレングスと、加入者キューＱ１〜Ｑｎ−１のレングスである加入者キューレングスとを管理する。監視トークン演算部１３は、監視フレームを送信する際の最低帯域が設定可能であり、設定された最低帯域内で、監視フレームに送信権利を与えるための監視トークンを蓄積し、キュー読み出し判定結果にもとづいて、監視トークンを減少させる。加入者トークン演算部１４−１〜１４−（ｎ−１）は、加入者キューＱ１〜Ｑｎ−１毎に設けられ、加入者トラフィックのベストエフォート送信帯域から監視フレームの最低帯域を除いた送信帯域を、加入者キューＱ１〜Ｑｎ−１毎に任意に設定可能であり、設定された送信帯域内で、加入者フレームに送信権利を与えるための加入者トークンを蓄積し、キュー読み出し判定結果にもとづいて、加入者トークンを減少させる。ベストエフォート・トークン演算部１５は、加入者トラフィックのベストエフォート送信帯域を設定可能であり、設定されたベストエフォート送信帯域内で、監視フレームまたは加入者フレームに対して、余剰帯域を用いた送信の権利を与えるためのベストエフォート・トークンを蓄積し、キュー読み出し判定結果にもとづいて、ベストエフォート・トークンを減少させる。キュー読み出し制御部１６は、キューからフレームを読み出す際のキュー読み出し判定として、キューレングスとトークン蓄積量との比較を行い、監視キューレングスが監視トークン蓄積量以下の場合は、監視フレームを最低帯域以下で送信可能として、監視キューレングス分の監視フレームを監視キューＱｎから読み出して出力し、加入者キューレングスが加入者トークン蓄積量以下の場合は、加入者フレームを加入者キュー毎に設定された送信帯域以下で送信可能として、加入者キューレングス分の加入者フレームを加入者キューＱ１〜Ｑｎ−１から読み出して出力し、監視キューレングスが監視トークン蓄積量を上回り、かつ監視キューレングスから監視トークン蓄積量を差し引いて監視キューＱｎ内に残る監視キューレングスが、ベストエフォート・トークン蓄積量以下の場合には、監視フレームを余剰帯域を用いて送信可能として、残りの監視キューレングス分の監視フレームを監視キューＱｎから読み出して出力し、加入者キューレングスが加入者トークン蓄積量を上回り、かつ加入者キューレングスから加入者トークン蓄積量を差し引いて加入者キューＱ１〜Ｑｎ−１内に残る加入者キューレングスが、ベストエフォート・トークン蓄積量以下の場合には、加入者フレームを余剰帯域を用いて送信可能として、残りの加入者キューレングス分の加入者フレームを加入者キューＱ１〜Ｑｎ−１から読み出して出力する。
本発明のフレーム伝送装置は、設定された最低帯域内で監視フレームに送信権利である監視トークンを与えて出力し、設定された送信帯域内で加入者フレームに送信権利である加入者トークンを与えて出力する。そして、監視キューレングスが監視トークン蓄積量を上回り、かつ監視キューレングスから監視トークン蓄積量を差し引いて監視キュー内に残る監視キューレングスが、ベストエフォート・トークン蓄積量以下の場合、さらに加入者キューレングスから加入者トークン蓄積量を差し引いて加入者キュー内に残る加入者キューレングスが、ベストエフォート・トークン蓄積量以下の場合には、監視フレームまたは加入者フレームにベストエフォート・トークンを与え、余剰帯域を用いて出力する構成とした。
これにより、ネットワーク監視を行う場合に、監視フレームと加入者フレームを効率よく混入させることができ、個別監視ラインを不要とするのでネットワーク資源を有効に活用することが可能になる。また、監視フレームには固定帯域を確保せずに伝送することができるので、ユーザに対してサービス性を低下することなく、高品質のネットワーク監視を行うことが可能になる。
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明のフレーム伝送装置の原理図である。フレーム伝送装置１０は、共通バッファ１１、キューレングス管理部１２、監視トークン演算部１３、加入者トークン演算部１４−１〜１４−（ｎ−１）（総称する場合は加入者トークン演算部１４）、ベストエフォート・トークン演算部１５、キュー読み出し制御部１６、監視フレーム識別子付与部１７から構成され、加入者トラフィックに監視フレームを混入させて、加入者フレーム及び監視フレームを伝送する装置である。
共通バッファ１１は、ｎ個のキュー（queue）を含み、それらは加入者キューＱ１〜Ｑｎ−１と監視キューＱｎに分けられる。加入者キューＱ１〜Ｑｎ−１は、優先度にもとづき振り分けられた加入者フレームを格納するキューであり、監視キューＱｎは、自装置で収集されたＱｏＳ監視情報等の監視フレームを格納するキューである。
キューレングス管理部１２は、加入者キューＱ１〜Ｑｎ−１または監視キューＱｎに格納されたフレームの情報量（length：キュー長）をモニタし、各キューのキューレングスを保持・管理する。
監視トークン演算部１３は、監視フレームを送信する際の最低帯域が設定可能であり、設定された最低帯域内で、監視キューＱｎに格納されている監視フレームに送信権利を与えるための監視トークン（token）を蓄積する。また、キュー読み出し制御部１６によるキュー読み出し判定結果にもとづいて、監視トークンを減少させる。
ここで、監視トークン演算部１３では、例えば、最低帯域を１Mbpsと設定したら、監視キューＱｎから最大１Mbps分の監視フレームを読み出して送信するための権利（トークン：本発明では監視トークン）を、キュー読み出し制御部１６に与えるものである。
なお、本発明でいう“最低帯域”とは、監視情報が発生したとき、それを監視フレームとして伝送ライン上に流す際に、最低限必要な帯域として保証される帯域のことである。
加入者トークン演算部１４−１〜１４−（ｎ−１）は、加入者キューＱ１〜Ｑｎ−１毎に対応づけて設けられ、加入者トラフィックのベストエフォート送信帯域から監視フレームの最低帯域を除いた送信帯域を、加入者キューＱ１〜Ｑｎ−１のそれぞれに任意に設定（分配）可能であり、設定された送信帯域内で、加入者キューＱ１〜Ｑｎ−１に格納されている加入者フレームに対して、送信権利を与えるための加入者トークンを蓄積する。また、キュー読み出し制御部１６によるキュー読み出し判定結果にもとづいて、加入者トークンを減少させる。
ここで、３個の加入者キューＱ１〜Ｑ３に対して、それぞれに対応した加入者トークン演算部１４−１〜１４−３があり、加入者トラフィックのベストエフォート送信帯域を１００Mbpsとし（すなわち、加入者フレームと監視フレームが混入して伝送される１本の伝送ラインの帯域が１００Mbps）、監視フレームの最低帯域を１０Mbpsとした場合に、残りの９０Mbpsを例えば、加入者キューＱ１〜Ｑ３それぞれに４０、３０、２０と分配設定したとする。
このとき、加入者トークン演算部１４−１では、加入者キューＱ１から最大４０Mbps分の加入者フレームを読み出して送信するための権利（トークン：本発明でいう加入者トークン）を、キュー読み出し制御部１６に与える。同様に、加入者トークン演算部１４−２では、加入者キューＱ２から最大３０Mbps分の加入者フレームを読み出して送信するための加入者トークンを、キュー読み出し制御部１６に与え、加入者トークン演算部１４−３では、加入者キューＱ３から最大２０Mbps分の加入者フレームを読み出して送信するための加入者トークンを、キュー読み出し制御部１６に与えるものである。
ベストエフォート・トークン演算部１５は、加入者トラフィックのベストエフォート送信帯域を設定可能であり、設定されたベストエフォート送信帯域内で、監視フレームまたは加入者フレームに対して、余剰帯域を用いた送信の権利を与えるためのベストエフォート・トークンを蓄積する。
ベストエフォート送信帯域とは、監視トークン演算部１３で設定した最低帯域の値と、加入者トークン演算部１４−１〜１４−（ｎ−１）で設定したそれぞれの送信帯域の値との総和になる（すなわち、加入者フレームと監視フレームが混入して伝送される伝送ラインが有する帯域のこと）。
また、ベストエフォート・トークン演算部１５では、監視トークン演算部１３で監視トークンが減少した場合には、減少した監視トークンと同じ量のベストエフォート・トークンを減少させる。同様に、加入者トークン演算部１４−１〜１４−（ｎ−１）で監視トークンが減少した場合には、減少した加入者トークンと同じ量のベストエフォート・トークンを減少させる。さらに、キュー読み出し制御部１６によるキュー読み出し判定結果にもとづいて、ベストエフォート・トークンを減少させる動作も行う。
キュー読み出し制御部１６は、キューからフレームを読み出す際のキュー読み出し判定として、キューレングスとトークン蓄積量との比較を行って、比較結果にもとづき、キューからフレームを読み出して出力する。
ここで、監視キューレングスをＭL、監視トークン蓄積量をＴｍ、ベストエフォート・トークン蓄積量をＢＥとすると、監視キューレングスが監視トークン蓄積量以下（ＭL≦Ｔｍ）の場合は（すなわち、監視トークン演算部１３が監視トークンを供給できる場合は）、監視フレームを最低帯域以下で送信可能とみなして、監視キューレングスＭL分の監視フレームを監視キューＱｎから読み出して出力する。
なお、この場合、監視トークン演算部１３では、監視トークン蓄積量Ｔｍから監視キューレングスＭLが減算され、ベストエフォート・トークン演算部１５では、ベストエフォート・トークン蓄積量ＢＥから監視キューレングスＭLが減算される。
また、任意の１つの加入者キューの加入者キューレングスをＮL、該当の加入者トークン蓄積量をＴｎ、ベストエフォート・トークン蓄積量をＢＥとすると、加入者キューレングスが加入者トークン蓄積量以下（ＮL≦Ｔｎ）の場合は（すなわち、加入者トークン演算部１４が加入者トークンを供給できる場合は）、加入者フレームを加入者キュー毎に設定された送信帯域以下で送信可能とみなして、加入者キューレングスＮL分の加入者フレームを、該当の加入者キューから読み出して出力する。
なお、この場合、加入者トークン演算部１４では、加入者トークン蓄積量Ｔｎから加入者キューレングスＮLが減算され、ベストエフォート・トークン演算部１５では、ベストエフォート・トークン蓄積量ＢＥから加入者キューレングスＮLが減算される。
一方、監視キューレングスが監視トークン蓄積量を上回り（ＭL＞Ｔｍ）、かつ監視キューレングスから監視トークン蓄積量を差し引いて監視キュー内に残る監視キューレングスが（この監視キューレングスをＭL１とする：ＭL１＝ＭL−Ｔｍ）、ベストエフォート・トークン蓄積量以下（ＭL１≦ＢＥ）の場合には（すなわち、監視トークン演算部１３からは、監視キューＱｎに滞留しているフレーム情報すべてに監視トークンを供給することはできないが、監視トークンを受け取れなかった残りのフレーム情報（監視キューレングスＭL１のこと）に対して、ベストエフォート・トークン演算部１５からベストエフォート・トークンを供給できる場合は）、監視フレームを余剰帯域（ベストエフォート・トークン蓄積量が表す帯域のこと）を用いて送信可能とみなして、監視フレームを監視キューＱｎから読み出して出力する。
なお、この場合、ベストエフォート・トークン演算部１５では、ベストエフォート・トークン蓄積量ＢＥから、監視トークン演算部１３で供給できた監視トークンの分のＴｍと、監視キューレングスＭL１とが減算される（結局、ＭL分のキューレングスを監視キューＱｎから読み出したので、ＢＥからＭL分減算される）。また、監視トークン演算部１３でも、結局、Ｔｍ−ＭLの減算となるので、マイナスのカウンタ値となっている。
さらに、加入者キューレングスが加入者トークン蓄積量を上回り（ＮL＞Ｔｍ）、かつ加入者キューレングスから加入者トークン蓄積量を差し引いて加入者キュー内に残る加入者キューレングス（この加入者キューレングスをＮL１とする：ＮL１＝ＮL−Ｔｎ）が、ベストエフォート・トークン蓄積量以下（ＮL１≦ＢＥ）の場合には（すなわち、加入者トークン演算部１４からは、ある１つの加入者キューに滞留しているフレーム情報すべてに加入者トークンを供給することはできないが、加入者トークンを受け取れなかった残りのフレーム情報（加入者キューレングスＮL１のこと）に対して、ベストエフォート・トークン演算部１５からベストエフォート・トークンを供給できる場合は）、加入者フレームを余剰帯域を用いて送信可能とみなして、加入者フレームを、該当の加入者キューから読み出して出力する。
なお、この場合、ベストエフォート・トークン演算部１５では、ベストエフォート・トークン蓄積量ＢＥから、加入者トークン演算部１４で供給できた加入者トークンの分のＴｎと、加入者キューレングスＮL１とが減算される（結局、ＮL分のキューレングスを、該当の加入者キューから読み出したので、ＢＥからＮL分減算される）。また、加入者トークン演算部１４でも、結局、Ｔｎ−ＮLの減算となるので、マイナスのカウンタ値となっている。
次にキューレングスとトークン蓄積量との動作関係について具体的な数値を用いて図２、図３を用いて詳しく説明する。本発明では、トラフィック制御機構の１つのトークンバケット（token bucket）方式を応用して、加入者トラフィックに監視フレームを混入させて、加入者フレームと監視フレームの伝送を行うものである。
図２、図３はキューレングスとトークン蓄積量との動作関係を説明するための図である。図２はキュー読み出し前の状態を示しており、図３はキュー読み出し後の状態を示している。
今、４つの加入者キューＱ１〜Ｑ４と、１つの監視キューＱ５がある。また、監視トークン演算部１３に対応する監視トークンバケットＢ５と、加入者トークン演算部１４−１〜１４−４に対応する加入者トークンバケットＢ１〜Ｂ４と、ベストエフォート・トークン演算部１５に対応するベストエフォート・トークンバケットＢ６がある。
監視トークンバケットＢ５には、最低帯域として１kbpsを設定し、加入者トークンバケットＢ１〜Ｂ４には、キュー毎の送信帯域として８kbpsをそれぞれ設定する。すなわち、監視トークンバケットＢ５には、１秒間に１２５byteが補給されることになり（１kbpsである）、この１２５byteが監視トークンに該当する。加入者トークンバケットＢ１〜Ｂ４には、１秒間に１０００byteが補給されることになり（８kbpsである）、この１０００byteが加入者トークンに該当する。
また、ベストエフォート・トークンバケットＢ６には、ベストエフォート送信帯域として、最低帯域１kbpsと加入者キューＱ１〜Ｑ４それぞれの送信帯域８kbpsとの総和の３３kbpsを設定する（伝送ラインの帯域が３３kbpsということ）。すなわち、ベストエフォート・トークンバケットＢ６には、１秒間に４１２５byteが補給されることになり（３３kbpsである）、この４１２５byteがベストエフォート・トークンに該当する。
ここで、加入者キューＱ１のキューレングスが０、加入者キューＱ２のキューレングスが５００byte、加入者キューＱ３のキューレングスが１０００byte、加入者キューＱ４のキューレングスが２０００byteであり、監視キューＱ５のキューレングスが１２５byteであったとする。
これらのキューレングスはキューレングス管理部１２でモニタされて、モニタ結果は、キュー読み出し制御部１６へ通知される。キュー読み出し制御部１６は、キューレングスのモニタ結果を受信して、キューの読み出し判定を行う。ここでは、Ｑ５→Ｑ４→Ｑ３→Ｑ２→Ｑ１の順に読み出し判定を行うものとする（読み出し判定の順番は任意であり、あらかじめ優先度を決めておく）。
監視キューＱ５に対し、監視キューレングスは１２５byte、監視トークンバケットＢ５の監視トークン蓄積量は１２５byteである。したがって、１２５byte分の送信権利である監視トークンを監視キューＱ５に与えて、監視キューＱ５から１２５byteの監視フレームを読み出して出力する（なお、１秒間に１２５byteの送信権利を与えて監視フレームを流すので、このときの監視フレームの通信帯域は１kbpsということになる）。
このとき、監視トークンバケットＢ５は、１２５byteの監視トークンを与えたので空になり、また、ベストエフォート・トークンバケットＢ６から、与えた監視トークンと同じ１２５byteを減算する。したがって、ベストエフォート・トークンバケットＢ６のベストエフォート・トークン蓄積量は、この時点で４０００（＝４１２５−１２５）byteとなる。
加入者キューＱ４に対し、加入者キューレングスは２０００byte、加入者トークンバケットＢ４の加入者トークン蓄積量は１０００byteである。したがって、１０００byte分の送信権利である加入者トークンを加入者キューＱ４に与えて、加入者キューＱ４から１０００byteの加入者フレームを読み出して出力する（なお、加入者キューＱ４にはフレーム情報が１０００byte残ることになる）。
このとき、加入者トークンバケットＢ４は、１０００byteの加入者トークンを与えたので空になり、また、ベストエフォート・トークンバケットＢ６から、与えた加入者トークンと同じ１０００byteを減算する。したがって、ベストエフォート・トークンバケットＢ６のベストエフォート・トークン蓄積量は、この時点で３０００（＝４０００−１０００）byteとなる。
加入者キューＱ３に対し、加入者キューレングスは１０００byte、加入者トークンバケットＢ３の加入者トークン蓄積量は１０００byteである。したがって、１０００byte分の送信権利である加入者トークンを加入者キューＱ３に与えて、加入者キューＱ３から１０００byteの加入者フレームを読み出して出力する。
このとき、加入者トークンバケットＢ３は、１０００byteの加入者トークンを与えたので空になり、また、ベストエフォート・トークンバケットＢ６から、与えた加入者トークンと同じ１０００byteを減算する。したがって、ベストエフォート・トークンバケットＢ６のベストエフォート・トークン蓄積量は、この時点で２０００（＝３０００−１０００）byteとなる。
加入者キューＱ２に対し、加入者キューレングスは５００byte、加入者トークンバケットＢ２の加入者トークン蓄積量は１０００byteである。したがって、５００byte分の送信権利である加入者トークンを加入者キューＱ２に与えて、加入者キューＱ２から５００byteの加入者フレームを読み出して出力する。
このとき、加入者トークンバケットＢ２は、５００byteの加入者トークンを与えたのでトークンは５００byte残り、また、ベストエフォート・トークンバケットＢ６から、与えた加入者トークンと同じ５００byteを減算する。したがって、ベストエフォート・トークンバケットＢ６のベストエフォート・トークン蓄積量は、この時点で１５００（＝２０００−５００）byteとなる。
加入者キューＱ１に対し、加入者キューレングスは０byte、加入者トークンバケットＢ１の加入者トークン蓄積量は１０００byteである。加入者キューＱ１のキューレングスが０なので、キューの読み出し動作は行わない。
このようにして、監視トークンバケットＢ５及び加入者トークンバケットＢ４〜Ｂ１によるトークン蓄積量を用いての各キューに対する読み出し動作を行うが、加入者キューＱ４には１０００byteがまだ残っている。このような場合には、ベストエフォート・トークン蓄積量と比較することでキュー読み出しを継続して行う。
すなわち、加入者キューＱ４に対し、加入者キューレングスは１０００byteであり、加入者トークンバケットＢ４は空であるが、ベストエフォート・トークンバケットＢ６のベストエフォート・トークン蓄積量は１５００byteである。したがって、１０００byte分の送信権利である加入者トークンを加入者キューＱ４に与えることができ、加入者キューＱ４から１０００byteの加入者フレームを読み出して出力する。このとき、ベストエフォート・トークンバケットＢ６は、１０００byteの加入者トークンを与えたので５００byte残ることになる（加入者トークンバケットＢ４は、トークン蓄積量はゼロであるが減算処理は行われる。すなわち、０から１０００byteを減算して、−１０００byteというマイナスのカウンタ値が記されることになる）。
結局、単位時間内の加入者キューの読み出し処理として、加入者キューＱ４から２０００byte、加入者キューＱ３から１０００byte、加入者キューＱ２から５００byteを読み出したので、合計３５００byteであり、１秒間に３５００byteの加入者フレームが流れるので、このときの加入者フレームの通信帯域は２８kbpsとなる（３３kbpsの帯域を持つ伝送ラインに対して、１kbpsの通信帯域を持つ監視フレームと、２８kbpsの通信帯域を持つ加入者フレームとが流れていることになる）。
以上説明したように、本発明では、最低帯域が設定された監視トークンを監視キュー読み出しの制御に与えることで、監視フレームに対しては、最低帯域を保証し、キュー毎に振り分けた送信帯域が設定された加入者トークンを、各加入者キュー読み出しの制御に与えることで、加入者フレームに対しては定常的に流すことが許される通信帯域（ＣＩＲ：Committed Information Rate）を保証する。
そして、監視トークン、加入者トークンだけではキューから読み出すことができない場合には、ベストエフォート・トークンをキュー読み出し制御に与えることで、読み出すことにしている。すなわち、最初に設定しておいた通信帯域を越えてキューに情報が滞留しているならば、その滞留分は余剰帯域を用いて流すということである（ベストエフォート通信を行っていることになる）。
本発明では、バースト的に発生する監視情報に対して、監視フレームには最低帯域を設定しておくので、監視情報が発生した際にはその最低帯域を用いて監視フレームを伝送することができる。これにより監視制御の回線が断するということがなくなる。また、従来のように、監視フレーム用に固定帯域を割り当てているわけではないので、監視フレームを伝送しない場合には、ベストエフォート・トークンにより余剰帯域がすべて加入者用に割り当てることが可能になるので、ユーザに対するサービス品質の低下を招くといった問題も解決することができる。
さらに、加入者のトラフィックが、伝送ラインが持つ帯域から最低帯域を除いた分の送信帯域をすべて埋めていなければ、今度は監視フレーム側に、ベストエフォート・トークンの余剰帯域が割り当て可能となり、最低帯域以上の通信帯域で監視フレームを送信できることになる。
次にフレーム伝送装置１０の装置構成例について説明する。図４、図５はフレーム伝送装置１０の構成を示す図である。共通バッファ１１は、ここでは４個の加入者キューＱ４〜Ｑ１と、１個の監視キューＱ５を含むものとする。監視トークン演算部１３は、監視カウンタ制御部１３ａ、監視トークンカウンタ１３ｂから構成される。加入者トークン演算部１４−１〜１４−４はそれぞれ、加入者カウンタ制御部１４ａ−１〜１４ａ−４と加入者トークンカウンタ１４ｂ−１〜１４ｂ−４から構成される。ベストエフォート・トークン演算部１５は、ベストエフォートカウンタ制御部１５ａ、ベストエフォート・トークンカウンタ１５ｂから構成される。また、キュー読み出し制御部１６は、キュー読み出し判定部１６ａ、読み出しセレクタ１６ｂから構成される。以下、各構成要素について説明する。
監視キューＱ５は、監視フレームを格納する。加入者キューＱ１〜Ｑ４は、優先順位をつけたクラス毎の加入者データをそれぞれ格納する。キューレングス管理部１２は、次に読み出して（next read）出力すべきキューのキューレングスを、加入者キューＱ１〜Ｑ４及び監視キューＱ５に対してモニタする。そして、それぞれのモニタ結果をキュー毎に具備された内部レジスタに格納する。
監視トークン演算部１３に対し、監視カウンタ制御部１３ａは、監視トークンカウンタ１３ｂの加減算の制御を行う。すなわち、監視カウンタ制御部１３ａは、設定された最低帯域の監視トークンを周期的に生成して、監視トークンカウンタ１３ｂへ出力する。また、キュー読み出し判定部１６ａから送信された、読み出したキューレングスの通知を受信すると、そのキューレングスの値を監視トークンカウンタ１３ｂへ出力する。
監視トークンカウンタ１３ｂは、UP-DOWNカウンタであって、監視カウンタ制御部１３ａから監視トークンを受信した場合は、現在のカウンタ値にその監視トークンの値を加算する。ただし、カウンタ値のMUX値は、設定した最低帯域の値であるので、この値をカウンタ値が越えることはない。
また、監視トークンカウンタ１３ｂは、監視トークン演算部１３からキューレングスを受信した場合は、現在のカウント値からキューレングスの値を減算する。例えば、現在のカウンタ値が８kbps（１０００byte）で、監視キューＱ５のキューレングスが１２５byteの通知を受けたなら、カウンタ値は、１０００byteから１２５byteを減算した７kbps（８７５byte）となる。
加入者トークン演算部１４−１に対し（加入者トークン演算部１４−２〜１４−４も同じなので、加入者トークン演算部１４−１だけ説明する）、加入者カウンタ制御部１４ａ−１は、加入者トークンカウンタ１４ｂ−１の加減算の制御を行う。すなわち、加入者カウンタ制御部１４ａ−１は、設定された送信帯域の加入者トークンを周期的に生成して、加入者トークンカウンタ１４ｂ−１へ出力する。また、キュー読み出し判定部１６ａから送信された、読み出したキューレングスの通知を受信すると、そのキューレングスの値を加入者トークンカウンタ１４ｂ−１へ出力する。
加入者トークンカウンタ１４ｂ−１は、UP-DOWNカウンタであって、加入者カウンタ制御部１４ａ−１から加入者トークンを受信した場合は、現在のカウンタ値にその加入者トークンの値を加算する。ただし、カウンタ値のMUX値は、設定した送信帯域の値であるので、この値をカウンタ値が越えることはない。
また、加入者トークンカウンタ１４ｂ−１は、加入者カウンタ制御部１４ａ−１からキューレングスを受信した場合は、現在のカウント値からキューレングスの値を減算する。
ベストエフォート・トークン演算部１５に対し、ベストエフォートカウンタ制御部１５ａは、ベストエフォート・トークンカウンタ１５ｂの加減算の制御を行う。すなわち、ベストエフォートカウンタ制御部１５ａは、設定されたベストエフォート送信帯域のベストエフォート・トークンを周期的に生成して、ベストエフォート・トークンカウンタ１５ｂへ出力する。また、キュー読み出し判定部１６ａから送信された、読み出したキューレングスの通知を受信すると、そのキューレングスの値をベストエフォート・トークンカウンタ１５ｂへ出力する。
ベストエフォート・トークンカウンタ１５ｂは、UP-DOWNカウンタであって、ベストエフォートカウンタ制御部１５ａからベストエフォート・トークンを受信した場合は、現在のカウンタ値にそのベストエフォート・トークンの値を加算する。ただし、カウンタ値のMUX値は、設定したベストエフォート送信帯域の値であるので、この値をカウンタ値が越えることはない。
また、ベストエフォート・トークンカウンタ１５ｂは、ベストエフォートカウンタ制御部１５ａからキューレングスを受信した場合は、現在のカウント値からキューレングスの値を減算する。
一方、キュー読み出し制御部１６に対し、キュー読み出し判定部１６ａは、キューレングス管理部１２から、各キューのキューレングスの通知を受けると、キューからフレームを読み出す際のキュー読み出し判定として、キューレングスとトークン蓄積量との比較を行う（比較処理の内容については上述したので説明は省略する）。そして、比較結果にもとづいて、該当のキューの読み出し指示を読み出しセレクタ１６ｂに送信する。また、読み出しキューレングスを該当のトークン演算部へ通知する。読み出しセレクタ１６ｂは、指示にもとづいて、該当キューからフレームを読み出す。
監視フレーム識別子付与部１７は、加入者フレームと監視フレームとを識別するために、受信したフレームが監視フレームならば監視フレーム識別子を、監視フレームに付与して出力する。
次にトークンバケットで帯域を設定する際のフィールド情報の補正について説明する。共通バッファ１１に入力するフレームは、例えば、ＭＡＣフレーム（ＩＥＥＥ形式）の場合、ＩＦＧ（Inter Frame Gap：フレーム間ギャップ）、ＳＦＤ（Start Frame Delimiter：フレーム開始部）、プリアンブル、ＦＣＳ(Frame Check Sequence)などが、装置の内部処理の都合上、共通バッファ１１に到達するまでの前段処理部で除去されている。したがって、最終的なフレームとして出力するには、除去したこれらのフィールド情報を最終出力ポイントで再び付加して出力してやる必要がある。
図１〜図５の説明では、共通バッファ１１に入力してきたフレームに対してそのまま、トークンバケットによる帯域設定を施して伝送帯域を設定する動作について説明したが、実際には上記のフィールド情報のことを考慮した制御を施す必要がある。以下、その内容について説明する。
図６、図７はフィールド情報の補正について説明するための図である。キュー＃１には１０００byteのフレーム情報が格納され、トークンバケットＢ１０には送信帯域として８．１９２kbps（トークン蓄積量が１０２４byte）が設定されている。また、フィールド情報付加部は、キュー＃１にフレームが到達するまでの前段処理部で除去されたフィールド情報を装置出力時に調整するための、フィールド情報の付加処理を行う。ここで付加するフィールド情報としては、ＩＦＧ（１２）、ＳＦＤ（１）、プリアンブル（７）、ＦＣＳ（４）とする。括弧内の数字はバイトを表す。
図６はフィールド情報の補正を行っていないときの様子を示している。キュー＃１には１０００byteのフレーム情報が格納されているので、キュー＃１の読み出しを行うには、トークンバケットＢ１０は、キュー＃１に１０００byteのトークンを与えればよい。そして、トークンを与えると、トークンバケットＢ１０から、キューレングス１０００byteが減算されて２４byteが残ることになる。
キュー＃１から読み出されたフレームは、フィールド情報付加部１８に入力し、合計２４byte分の上述のフィールド情報が付加されて、結局、１０２４byteのフレームが装置から出力する。
ここで、最終の装置出力時の通信帯域は、８．１９２kbpsとなるので、本当はトークンバケットＢ１０でも８．１９２kbpsに該当する１０２４byteのトークンが供給されて、バケツの中身は空になっているはずなのだが、実際には２４byteが残ってしまい、トークンバケットＢ１０の側から見ると８kbpsの帯域を設定したことになっている。
このように、図７で後述するようなフレームの補正を行わないと、トークンバケットＢ１０での設定帯域と、最終出力段での帯域とに差分ができてしまい、運用上不都合な問題を生じてしまうことになる。
図７はフィールド情報の調整を行ったときの様子を示している。上記のような問題点をなくすためには、トークンの減算演算時に、フレームの最終出力段で付加されるフィールド情報をあらかじめキューレングスに加算した値を、トークン蓄積量から減算すればよい。
すなわち、キュー＃１には１０００byteが格納されているので、トークンバケットＢ１０では１０００byteのトークンを与えることになるのだが、トークン蓄積量からキューレングスを減算する際に、２４byte分を１０００byteのキューレングスにあらかじめ加えた１０２４byteを減算してやる。これにより、トークンバケットＢ１０は空になるので、トークンバケットＢ１０において、最終出力段の８．１９２kbpsと同じ帯域を設定したことになる。
このような補正処理を行うことで、トークンバケットＢ１０での設定帯域と、最終出力段での帯域との差分をなくして同じ値にすることができる（このような補正処理を行った場合、トークンバケットが送信権利であるトークンをキューに与えるというよりも、キューが最終出力段まで必要な送信権利分のトークンを、トークンバケットから引き出したという表現の方が適切といえる）。
なお、上記の説明では、フィールド情報として、ＩＦＧ、ＳＦＤ、プリアンブル、ＦＣＳとしたが、これらに加えてさらにVLANタグ（４byte）をフィールド情報付加部１８で付加するのなら、トークン蓄積量から（キューレングス＋２４byte＋４byte）分を減算すればよい。また、上記のようなＭＡＣフレームに限らず、その他のフレームや各種フィールド情報に対しても、同様のフィールド情報の補正を行うことが可能である。
次にキュー読み出し制御部１６の動作をフローチャートを用いて説明する。図８、図９はキュー読み出し制御の動作を示すフローチャートである。ここで、監視キューＱ５、加入者キューＱ１〜Ｑ４があるとすると、これらのキューにフレームが存在する場合は、優先度をつけて処理を行う。例えば、Ｑ５→Ｑ４→Ｑ３→Ｑ２→Ｑ１の順に読み出しを行う。なお、以降の説明ではＱ５、Ｑ４までの読み出し処理を示す。
〔Ｓ１〕読み出し比較シーケンスに入る。
〔Ｓ２〕キューＱ５〜Ｑ１中のいずれかに次読み出しフレームがセットされているか否かの判断を行う。次読み出しフレームがどのキューにも無い場合は検索を繰り返し、いずれかのキューにある場合はステップＳ３へいく。
〔Ｓ３〕監視キューＱ５にフレームがあるか判断する。あればステップＳ４へいき、なければステップＳ８へいく。
〔Ｓ４〕監視キューレングスＭLが監視トークン蓄積量Ｔｍ以下（ＭL≦Ｔｍ）の場合はステップＳ５へいき、そうでなければステップＳ８へいく。
〔Ｓ５〕監視キューＱ５から監視キューレングスＭLのフレームを読み出す。
〔Ｓ６〕監視トークン演算部１３へ読み出したキューレングスの値を通知し、監視トークン演算部１３では、監視トークン蓄積量Ｔｍから、読み出したキューレングスに補正値を加えた値を減算する（Ｔｍ−（ＭL＋補正値））。補正値とは、図６、図７で説明した各種フィールド情報やVLANタグなどのバイト数またはビット数のことである。
〔Ｓ７〕ベストエフォート・トークン演算部１５へ読み出したキューレングスの値を通知し、ベストエフォート・トークン演算部１５では、ベストエフォート・トークン蓄積量ＢＥから、読み出したキューレングスに補正値を加えた値を減算する（ＢＥ−（ＭL＋補正値））。
〔Ｓ８〕加入者キューＱ４にフレームがあるか判断する。あればステップＳ９へいき、なければステップＳ１３へいく。
〔Ｓ９〕加入者キューレングスＮLが加入者トークン蓄積量Ｔｎ以下（ＮL≦Ｔｎ）の場合はステップＳ１０へいき、そうでなければステップＳ１３へいく。
〔Ｓ１０〕加入者キューＱ４から加入者キューレングスＮLのフレームを読み出す。
〔Ｓ１１〕加入者トークン演算部１４へ読み出したキューレングスの値を通知し、加入者トークン演算部１４では、加入者トークン蓄積量Ｔｎから、読み出したキューレングスに補正値を加えた値を減算する（Ｔｎ−（ＮL＋補正値））。
〔Ｓ１２〕ベストエフォート・トークン演算部１５へ読み出したキューレングスの値を通知し、ベストエフォート・トークン演算部１５では、ベストエフォート・トークン蓄積量ＢＥから、読み出したキューレングスに補正値を加えた値を減算する（ＢＥ−（ＮL＋補正値））。以降、加入者キューＱ３〜Ｑ１に対しても同様な操作を行う（説明は省略する）。
〔Ｓ１３〕監視キューレングスＭLが監視トークン蓄積量Ｔｍを上回り（ＭL＞Ｔｍ）、かつ監視キューレングスから監視トークン蓄積量を差し引いて監視キュー内に残る監視キューレングスＭL１（ＭL１＝ＭL−Ｔｍ）が、ベストエフォート・トークン蓄積量以下（ＭL１≦ＢＥ）か否かを判断する。これらの条件が合えばステップＳ１４へ、条件に合わなければステップＳ１６へいく。
〔Ｓ１４〕監視キューＱ５から監視キューレングスＭLのフレームを読み出す。
〔Ｓ１５〕監視トークン演算部１３へ読み出したキューレングスの値を通知し、監視トークン演算部１３では、監視トークン蓄積量Ｔｍから、読み出したキューレングスに補正値を加えた値を減算する（Ｔｍ−（ＭL＋補正値））。そして、ベストエフォート・トークン演算部１５へ読み出したキューレングスの値を通知し、ベストエフォート・トークン演算部１５では、ベストエフォート・トークン蓄積量ＢＥから、読み出したキューレングスに補正値を加えた値を減算する（ＢＥ−（ＭL＋補正値））。
〔Ｓ１６〕加入者キューレングスＮLが加入者トークン蓄積量Ｔｎを上回り（ＮL＞Ｔｎ）、かつ加入者キューレングスから加入者トークン蓄積量を差し引いて加入者キュー内に残る監視キューレングスＮL１（ＮL１＝ＮL−Ｔｎ）が、ベストエフォート・トークン蓄積量以下（ＮL１≦ＢＥ）か否かを判断する。これらの条件が合えばステップＳ１７へ、条件に合わなければステップＳ１へ戻る。
〔Ｓ１７〕加入者キューＱ４から監視キューレングスＮLのフレームを読み出す。
〔Ｓ１８〕加入者トークン演算部１４へ読み出したキューレングスの値を通知し、加入者トークン演算部１４では、加入者トークン蓄積量Ｔｎから、読み出したキューレングスに補正値を加えた値を減算する（Ｔｎ−（ＮL＋補正値））。そして、ベストエフォート・トークン演算部１５へ読み出したキューレングスの値を通知し、ベストエフォート・トークン演算部１５では、ベストエフォート・トークン蓄積量ＢＥから、読み出したキューレングスにフィールド情報を加味した値を減算する（ＢＥ−（ＮL＋フィールド情報の値））。
次に本発明の監視フレーム識別子付与部１７について説明する。監視フレーム識別子付与部１７は、加入者フレームと監視フレームとを識別するための監視フレーム識別子を、監視フレームに付与する処理を行う。監視フレームとしては、例えば、VLANタグを使用する。また、VLANタグを用いて、１：ｎの装置間におけるネットワーク監視を行うことができる。
図１０はVLANタグを使った１：ｎのネットワーク監視の様子を示す図である。VLANタグは、１６ビットのTPID（Tag Protocol ID）、３ビットのPRI（プライオリティ）、１ビットのCFI(Canonical Format Identifier)、１２ビットのVIDからなり、計４byteのフィールドである。
また、上流に位置するフレーム伝送装置１０−０と、下流に位置するフレーム伝送装置１０−１〜１０−ｎがあり、フレーム伝送装置１０−０は、フレーム伝送装置１０−１〜１０−ｎそれぞれと監視フレームのやりとりを行うものとする。
本発明の監視フレーム識別子付与部１７では、監視対象装置群にVLANタグのTPIDを割り付け、かつ個別の装置毎にVIDを割り付ける。例えば、フレーム伝送装置１０−１〜１０−ｎの全体にTPID＝０を割り付け、フレーム伝送装置１０−１〜１０−ｎそれぞれにVID＝１〜ｎを割り付ける。このようにすることで、フレーム伝送装置１０−０は、ネットワーク監視領域として、１：ｎの装置に対する閉域性を生成し、その中で装置個別に監視制御を行うことが可能になる。
次に本発明のフレーム伝送装置１０の機能を含むネットワーク中継装置について説明する。図１１はネットワーク中継装置の構成を示す図である。ネットワーク中継装置１００は、例えば、ＩＰネットワークのエッジや、または加入者宅内に配置されて、ネットワーク通信データの中継伝送を行う装置である。なお、図中の位置Ｆ１〜Ｆ３におけるフレームフォーマットは、図１２で後述し、Ｔ１、Ｔ２のタイムチャートは図１３、図１４で後述する。
ネットワーク中継装置１００は、送信制御部１１０、受信制御部１２０、ＣＰＵ部１３０から構成される。ＣＰＵ部１３０は、ＳＮＭＰマネージャ（図示せず）等の保守端末と接続可能であり（例えば、ＬＡＮコントローラのアウトバンドポート等を介して）、ネットワーク中継装置１００の全体制御を行う。
また、装置内の監視制御を行い、自装置から収集した統計情報により監視フレームを生成し、ＱｏＳ制御部１１３へ送信する。さらに、対向装置から送信された監視フレームを受信して解析し、解析結果を保守端末へ通知したりする。
送信制御部１１０に対し、ＬＡＮポート１１１は、加入者宅内の端末装置等の各種通信機器や、またはキャリア網（ＩＰネットワーク等）と接続するポートである。フレーム受信部１１２は、入力フレームの受信処理を行う。受信処理としては例えば、フレームのＦＣＳやプリアンブルのチェックを行い正当性が確認できたら、これらのフィールドを除去する。
ＱｏＳ制御部１１３は、加入者フレームを受信した際は、加入者フレームの種別によりクラス分け（クラシファイ）を行い、出力クラス毎に個別の加入者キューＱ１〜Ｑｎ−１への振り分けを行う。また、ＣＰＵ部１３０から送信された監視フレームを受信した際は監視キューＱｎへ振り分ける。また、加入者フレーム及び監視フレームに対して、クラシファイされたキュー毎の最大通過帯域超をカットするPIR(Peak Information Rate)制御なども行う。さらに、ＱｏＳ制御部１１３内において、加入者フレーム及び監視フレームに対して、VLANタグを付与する領域の確保を施した後に、フレームを各キューへ送信する。
識別子付与部１７ａは、本発明の監視フレーム識別子付与部１７の機能を含み、受信したフレームが監視フレームの場合には、加入者フレームと監視フレームとを識別するための監視フレーム識別子（VLANタグ）を、監視フレームに付与する。また、受信したフレームが加入者フレームの場合には、識別子を付与するか否かの判断を行う。加入者に対して、VLANを設定する際には（加入者同士でVLANによるプライベート網を構築する場合には）、加入者フレームにそのためのVLANタグを付与する。
フレーム送信部１１４は、フレーム受信部１１２で除去されたフィールド情報の付加を行う（図６、図７で示したフィールド情報付加部１８と同一機能）。Ｌｉｎｅポート１１５は、中継ネットワークと接続するポートであり、このポートからフレームが送信される。
受信制御部１２０に対し、Ｌｉｎｅポート１２１は、中継ネットワークと接続するポートであり、中継ネットワークから送信されたフレームを受信する。フレーム受信部１２２は、上述のフレーム受信部１１２と同一機能を持ち、フレーム正当性のチェック及びＦＣＳ等のフィールド除去を行う。
識別子認識部１２６は、フレームに付与されている識別子（VLANタグ）の認識処理を行う。ここでは、受信したフレームに付与されているVLANタグが送信側の識別子付与部１７ａが付与したVLANタグの値と同一（この場合、ＶＬＡＮタグ上の一致条件は任意に設定可能とし、例えばＴＰＩＤとＶＩＤが一致した場合、またはＴＰＩＤが一致した場合、または４バイト分すべて一致といったように、同一とする定義はネットワークシステムに依存するものである）であるならば、受信したフレームは対向装置から送られた監視フレームであると認識して、監視フレーム用VLANタグを外して、監視フレームを格納する監視キューＱｍへ送信する。
また、識別子付与部１７ａが付与したVLANタグの値と異なる場合には、受信フレームは加入者フレームであると認識して、VLANタグは外さずに加入者キューＱｆへそのフレームを送信する。さらに、VLANタグが付与されていない場合も加入者フレームであると認識して、そのフレームを加入者キューＱｆへ送信する。
受信バッファ１２３は、監視フレームを格納する監視キューＱｍと、加入者フレームを格納する加入者キューＱｆから構成される。監視キューＱｍに格納された監視フレームは、ＣＰＵ部１３０へ送信され、加入者キューＱｆへ送信された加入者フレームはフレーム送信部１２４へ送信される。
フレーム送信部１２４は、フレーム受信部１２２で除去されたフィールド情報の付加を行う。ＬＡＮポート１２５は、加入者宅内の端末装置等の各種通信機器や、またはキャリア網（ＩＰネットワーク等）と接続するポートであり、このポートからフレームが送信される。
図１２はフレームフォーマットを示す図である。図１１のＦ１〜Ｆ３の位置におけるフレームフォーマットを示している。なお、入力フレームをＭＡＣフレーム（ＩＥＥＥ形式）とした場合を示している。
装置入力端における位置Ｆ１のフォーマットの構成は、ＩＦＧ（１２）、ＰＡ（７）ＳＦＤ（１）、ＤＡ（６）、ＳＡ（６）、Ｔ／Ｌ（２）、ペイロード（任意バイト）、ＦＣＳ（４）である（括弧内の数字はバイト数）。
一方、このようなフォーマット構成のフレームが、フレーム受信部１１２において、ＩＦＧ、ＰＡ、ＳＦＤ、ＦＣＳのフィールドが除去される（ＩＦＧはフレーム間ギャップなので実際のフィールド情報の除去はＰＡ、ＳＦＤ、ＦＣＳである）。そして、ＱｏＳ制御部１１３において、VLANタグを付与する際の領域が確保される。
VLANタグの領域が確保された位置Ｆ２のフレームフォーマットは、ＤＡ（６）、ＳＡ（６）、VLANタグ挿入領域（４）、Ｔ／Ｌ（２）、ペイロードとなる。
また、装置出力端における位置Ｆ３のフォーマットの構成は、識別子付与部１７ａでVLANタグの付与、フレーム送信部１１４でフィールド情報の付与が行われて、ＩＦＧ（１２）、ＰＡ（７）ＳＦＤ（１）、ＤＡ（６）、ＳＡ（６）、VLANタグ（４）、Ｔ／Ｌ（２）、ペイロード（任意）、ＦＣＳ（４）のフォーマットとなって出力する（VLANタグの構成は図１０で上述したので説明は省略する）。
図１３はタイムチャートを示す図である。タイムチャートＴ１は、ＱｏＳ制御部１１３がキューＱ１〜Ｑｎにフレームを格納する際のフレーム状態を示している。１つのキューにフレームを格納する際には、例えば、１２８byte単位でフレームを区切り（１２８byte boundary）格納する。
ＦＰはフレームパルス、ＤＴは、ヘッダ及びペイロードからなる１フレームを分割したフレームデータ、ＥＮはイネーブル信号である。図の場合、３００バイトのフレームの分割を示しており、１２８byte分のデータＤ１、Ｄ２と、４４byteのデータＤ３に８４byteのパディングを付加した様子が示されている。
図１４はタイムチャートを示す図である。タイムチャートＴ２は、キューから出力された分割フレームデータが、識別子付与部１７ａにおいて、統合されている状態を示している。図では、８４byteのパディングが除かれ、３００byteの１つのフレームが再構成されている。
次にネットワーク中継装置１００を含む、本発明のネットワーク監視システムについて説明する。図１５は本発明のネットワーク監視システムを示す図である。ネットワーク監視システム２は、上流側に事業者側ネットワーク（例えば、ＩＰネットワーク）２１、下流側に加入者側ネットワーク（例えば、イーサネット）２３があり、上流側のネットワーク中継装置１００ａ、下流側のネットワーク中継装置１００ｂによって、これらのネットワークが接続され、保守端末であるＳＮＭＰマネージャ２２によってネットワーク中継装置１００ａ、１００ｂの監視を行うシステムである。また、加入者側ネットワーク２３にはハブＨａ、Ｈｂが設置される。
事業者側ネットワーク２１のエッジに設けられるネットワーク中継装置１００ａは、ＬＡＮポートＬｐ１ａを介して、事業者側ネットワーク２１と接続する。ハブ（Hub）Ｈａは、ポートｈａ１を介して、ネットワーク中継装置１００ａと接続する。
ハブＨａとハブＨｂは、加入者側ネットワーク２３内の加入者トラフィックのラインを通じて互いに接続する。そして、ハブＨｂのポートｈｂ１と、ネットワーク中継装置１００ｂのＬＡＮポート（図１１ではＬｉｎｅポート側にあたる）Ｌｐ２ａとが接続し、ネットワーク中継装置１００ｂは加入者端末２５と接続する。また、ＳＮＭＰマネージャ２２は、上流のネットワーク中継装置１００ａのＬＡＮポートＬｐ１ｂと接続する。
ここで、ＳＮＭＰマネージャ２２が、遠隔に位置するネットワーク中継装置１００ｂの装置内監視情報を取得する場合、ネットワーク中継装置１００ｂは、監視フレームを加入者トラフィックが流れる伝送ラインＬ１を用いて上流へ伝送し、ＳＮＭＰマネージャ２２は、ネットワーク中継装置１００ｂからの監視フレームを、ネットワーク中継装置１００ａを介して取得する。
このように、本発明のネットワーク監視システム２では、ネットワーク中継装置１００ａ、１００ｂが、主信号のライン上に加入者フレームと監視フレームを混在させて中継伝送する機能を持つため、従来（図１６）と比べると監視フレームを流すための監視制御用のラインを設ける必要がなくなり、ネットワーク資源を有効に活用し、かつ監視管理を容易に行うことが可能になる。
以上説明したように、本発明によれば、加入者回線で接続された遠隔装置の監視制御を行うにあたり、監視制御用の専用回線を用いることなく、加入者トラフィックを使用して監視を行うことができ（inband監視が可能）、また加入者回線の帯域をベストエフォートで保証しながら実施することが可能となり、余分なネットワーク資源の使用を回避することが可能になる。
なお、本発明では、監視フレームを装置内監視情報としたが、これ以外にも保守者が設定した制御データ（設定データ）等の保守信号を加入者トラフィックに混入するようなときに利用してもよい。また、通信データをＩＰフレームとして、ＭＡＣフレームを扱った例を示しているが、このようなフレームに限らず、ＭＰＬＳパケットやＡＴＭセル等の多様な通信データに対しても利用可能であり、１本の伝送ラインに異なる情報（加入者情報と監視情報など）を混入させて送信する伝送制御に対して、本発明は幅広く適用可能である。
（付記１） 加入者トラフィックに監視フレームを混入させて、加入者フレーム及び監視フレームを伝送するフレーム伝送装置において、
加入者フレームを格納する加入者キューと、監視フレームを格納する監視キューとを持つ共通バッファと、
監視キューのレングスである監視キューレングスと、加入者キューのレングスである加入者キューレングスとを管理するキューレングス管理部と、
監視フレームを送信する際の最低帯域が設定可能であり、設定された最低帯域内で、監視フレームに送信権利を与えるための監視トークンを蓄積し、キュー読み出し判定結果にもとづいて、監視トークンを減少させる監視トークン演算部と、
加入者キュー毎に設けられ、加入者トラフィックのベストエフォート送信帯域から監視フレームの最低帯域を除いた送信帯域を、加入者キュー毎に任意に設定可能であり、設定された送信帯域内で、加入者フレームに送信権利を与えるための加入者トークンを蓄積し、キュー読み出し判定結果にもとづいて、加入者トークンを減少させる加入者トークン演算部と、
加入者トラフィックのベストエフォート送信帯域を設定可能であり、設定されたベストエフォート送信帯域内で、監視フレームまたは加入者フレームに対して、余剰帯域を用いた送信の権利を与えるためのベストエフォート・トークンを蓄積し、キュー読み出し判定結果にもとづいて、ベストエフォート・トークンを減少させるベストエフォート・トークン演算部と、
キューからフレームを読み出す際のキュー読み出し判定として、キューレングスとトークン蓄積量との比較を行い、監視キューレングスが監視トークン蓄積量以下の場合は、監視フレームを最低帯域以下で送信可能として、監視キューレングス分の監視フレームを監視キューから読み出して出力し、加入者キューレングスが加入者トークン蓄積量以下の場合は、加入者フレームを加入者キュー毎に設定された送信帯域以下で送信可能として、加入者キューレングス分の加入者フレームを加入者キューから読み出して出力し、監視キューレングスが監視トークン蓄積量を上回り、かつ監視キューレングスから監視トークン蓄積量を差し引いて監視キュー内に残る監視キューレングスが、ベストエフォート・トークン蓄積量以下の場合には、監視フレームを余剰帯域を用いて送信可能として、残りの監視キューレングス分の監視フレームを監視キューから読み出して出力し、加入者キューレングスが加入者トークン蓄積量を上回り、かつ加入者キューレングスから加入者トークン蓄積量を差し引いて加入者キュー内に残る加入者キューレングスが、ベストエフォート・トークン蓄積量以下の場合には、加入者フレームを余剰帯域を用いて送信可能として、残りの加入者キューレングス分の加入者フレームを加入者キューから読み出して出力するキュー読み出し制御部と、
を有することを特徴とするフレーム伝送装置。
（付記２） 前記監視トークン演算部は、一定周期で監視トークンを加算し、監視キューから監視フレームが読み出された場合は、監視トークン蓄積量から該当する監視キューレングスを減算し、前記加入者トークン演算部は、一定周期で加入者トークンを加算し、加入者キューから加入者フレームが読み出された場合は、加入者トークン蓄積量から該当する加入者キューレングスを減算し、前記ベストエフォート・トークン演算部は、一定周期でベストエフォート・トークンを加算し、監視トークンまたは加入者トークンの減算が行われた場合は、ベストエフォート・トークンも同量減算させ、監視キューレングスが監視トークン蓄積量を上回り、かつ監視キューレングスから監視トークン蓄積量を差し引いて監視キュー内に残る監視キューレングスが、ベストエフォート・トークン蓄積量以下の場合には、ベストエフォート・トークン蓄積量から監視キューに残った分の監視キューレングスを減算し、加入者キューレングスが加入者トークン蓄積量を上回り、かつ加入者キューレングスから加入者トークン蓄積量を差し引いて加入者キュー内に残る加入者キューレングスが、ベストエフォート・トークン蓄積量以下の場合には、ベストエフォート・トークン蓄積量から加入者キューに残った分の加入者キューレングスを減算することを特徴とする付記１記載のフレーム伝送装置。
（付記３） 前記監視トークン演算部、前記加入者トークン演算部、前記ベストエフォート・トークン演算部は、トークンの減算演算時に、フレームの出力時に付加される情報をあらかじめキューレングスに加算した値を、トークン蓄積量から減算することを特徴とする請求項２記載のフレーム伝送装置。
（付記４） 加入者フレームと監視フレームとを識別するための監視フレーム識別子を、監視フレームに付与する監視フレーム識別子付与部をさらに有することを特徴とする請求項１記載のフレーム伝送装置。
（付記５） 前記監視フレーム識別子付与部は、監視フレーム識別子としてVLANタグを用い、監視対象装置が複数存在する場合は、監視対象装置群にTPIDを割り付け、かつ個別の装置毎にVIDを割り付けることで、ネットワーク監視領域として、１：ｎの装置に対する閉域性を生成することを特徴とする請求項４記載のフレーム伝送装置。
（付記６） 加入者トラフィックに監視フレームを混入させて、加入者フレーム及び監視フレームを中継伝送するネットワーク中継装置において、
保守端末と通信可能で、装置内の全体制御及び監視制御を行うＣＰＵ部と、
加入者フレームを格納する加入者キューと、前記ＣＰＵ部から取得した装置内監視情報である監視フレームを格納する監視キューとを持つ共通バッファと、加入者フレームと監視フレームとを識別するための監視フレーム識別子を、監視フレームに付与する監視フレーム識別子付与部と、監視フレーム及び加入者フレームの伝送帯域を制御する伝送帯域制御部と、を含み、監視フレームの最低帯域を保証して、加入者フレームをベストエフォートで保護して、１本の伝送ラインに監視フレーム及び加入者フレームを混在して出力する送信制御部と、
伝送されてきたフレームを受信し、監視フレーム識別子の判定を行って、自装置宛の監視フレームと認識した場合には監視フレームを前記ＣＰＵ部へ送信し、自装置宛でない他フレームは次段へ中継する受信制御部と、
を有することを特徴とするネットワーク中継装置。
（付記７） 前記伝送帯域制御部は、監視キューのレングスである監視キューレングスと、加入者キューのレングスである加入者キューレングスとを管理するキューレングス管理部と、監視フレームを送信する際の最低帯域が設定可能であり、設定された最低帯域内で、監視フレームに送信権利を与えるための監視トークンを蓄積し、キュー読み出し判定結果にもとづいて、監視トークンを減少させる監視トークン演算部と、加入者キュー毎に設けられ、加入者トラフィックのベストエフォート送信帯域から監視フレームの最低帯域を除いた送信帯域を、加入者キュー毎に任意に設定可能であり、設定された送信帯域内で、加入者フレームに送信権利を与えるための加入者トークンを蓄積し、キュー読み出し判定結果にもとづいて、加入者トークンを減少させる加入者トークン演算部と、加入者トラフィックのベストエフォート送信帯域を設定可能であり、設定されたベストエフォート送信帯域内で、監視フレームまたは加入者フレームに対して、余剰帯域を用いた送信の権利を与えるためのベストエフォート・トークンを蓄積し、キュー読み出し判定結果にもとづいて、ベストエフォート・トークンを減少させるベストエフォート・トークン演算部と、キューからフレームを読み出す際のキュー読み出し判定として、キューレングスとトークン蓄積量との比較を行い、監視キューレングスが監視トークン蓄積量以下の場合は、監視フレームを最低帯域以下で送信可能として、監視キューレングス分の監視フレームを監視キューから読み出して出力し、加入者キューレングスが加入者トークン蓄積量以下の場合は、加入者フレームを加入者キュー毎に設定された送信帯域以下で送信可能として、加入者キューレングス分の加入者フレームを加入者キューから読み出して出力し、監視キューレングスが監視トークン蓄積量を上回り、かつ監視キューレングスから監視トークン蓄積量を差し引いて監視キュー内に残る監視キューレングスが、ベストエフォート・トークン蓄積量以下の場合には、監視フレームを余剰帯域を用いて送信可能として、残りの監視キューレングス分の監視フレームを監視キューから読み出して出力し、加入者キューレングスが加入者トークン蓄積量を上回り、かつ加入者キューレングスから加入者トークン蓄積量を差し引いて加入者キュー内に残る加入者キューレングスが、ベストエフォート・トークン蓄積量以下の場合には、加入者フレームを余剰帯域を用いて送信可能として、残りの加入者キューレングス分の加入者フレームを加入者キューから読み出して出力するキュー読み出し制御部と、から構成されることを特徴とする付記６記載のネットワーク中継装置。
（付記８） 前記監視トークン演算部は、一定周期で監視トークンを加算し、監視キューから監視フレームが読み出された場合は、監視トークン蓄積量から該当する監視キューレングスを減算し、前記加入者トークン演算部は、一定周期で加入者トークンを加算し、加入者キューから加入者フレームが読み出された場合は、加入者トークン蓄積量から該当する加入者キューレングスを減算し、前記ベストエフォート・トークン演算部は、一定周期でベストエフォート・トークンを加算し、監視トークンまたは加入者トークンの減算が行われた場合は、ベストエフォート・トークンも同量減算させ、監視キューレングスが監視トークン蓄積量を上回り、かつ監視キューレングスから監視トークン蓄積量を差し引いて監視キュー内に残る監視キューレングスが、ベストエフォート・トークン蓄積量以下の場合には、ベストエフォート・トークン蓄積量から監視キューに残った分の監視キューレングスを減算し、加入者キューレングスが加入者トークン蓄積量を上回り、かつ加入者キューレングスから加入者トークン蓄積量を差し引いて加入者キュー内に残る加入者キューレングスが、ベストエフォート・トークン蓄積量以下の場合には、ベストエフォート・トークン蓄積量から加入者キューに残った分の加入者キューレングスを減算することを特徴とする付記７記載のネットワーク中継装置。
（付記９） 前記監視トークン演算部、前記加入者トークン演算部、前記ベストエフォート・トークン演算部は、トークンの減算演算時に、フレームの出力時に付加される情報をあらかじめキューレングスに加算した値を、トークン蓄積量から減算することを特徴とする付記８記載のネットワーク中継装置。
（付記１０） 加入者フレームと監視フレームとを識別するための監視フレーム識別子を、監視フレームに付与する監視フレーム識別子付与部をさらに有することを特徴とする付記６記載のネットワーク中継装置。
（付記１１） 前記監視フレーム識別子付与部は、監視フレーム識別子としてVLANタグを用い、監視対象装置が複数存在する場合は、監視対象装置群にTPIDを割り付け、かつ個別の装置毎にVIDを割り付けることで、ネットワーク監視領域として、１：ｎの装置に対する閉域性を生成することを特徴とする付記１０記載のネットワーク中継装置。
（付記１２） ネットワーク監視を行うネットワーク監視システムにおいて、
装置内の全体制御及び監視制御を行うＣＰＵ部と、加入者フレームを格納する加入者キューと、前記ＣＰＵ部から取得した装置内監視情報である監視フレームを格納する監視キューとを持つ共通バッファと、加入者フレームと監視フレームとを識別するための監視フレーム識別子を、監視フレームに付与する監視フレーム識別子付与部と、監視フレーム及び加入者フレームの伝送帯域を制御する伝送帯域制御部と、を含み、監視フレームの最低帯域を保証して、加入者フレームをベストエフォートで保護して、１本の伝送ラインに監視フレーム及び加入者フレームを混在して出力する送信制御部と、伝送されてきたフレームを受信し、監視フレーム識別子の判定を行って、自装置宛の監視フレームと認識した場合には監視フレームを前記ＣＰＵ部へ送信し、自装置宛でない他フレームは次段へ中継する受信制御部と、から構成されて、ネットワークの上流に位置する上流側ネットワーク中継装置と、
前記ＣＰＵ部と、前記送信制御部と、前記受信制御部と、から構成されてネットワークの下流に位置する下流側ネットワーク中継装置と、
前記上流側ネットワーク中継装置または前記下流側ネットワーク中継装置と接続して通信可能であり、加入者トラフィックが流れるライン上を伝送されてきた監視フレームの情報を取得し、前記上流側ネットワーク中継装置または前記下流側ネットワーク中継装置の少なくとも一方の監視管理を行う保守端末と、
を有することを特徴とするネットワーク監視システム。
（付記１３） 加入者トラフィックに監視フレームを混入させて、加入者フレーム及び監視フレームを伝送するフレーム伝送方法において、
監視キューは監視フレームを格納し、
加入者キューは加入者フレームを格納し、
監視キューのレングスである監視キューレングスと、加入者キューのレングスである加入者キューレングスとを管理し、
最低帯域内で、監視フレームに送信権利を与えるための監視トークンを蓄積し、
加入者トラフィックのベストエフォート送信帯域から監視フレームの最低帯域を除いた送信帯域内で、加入者フレームに送信権利を与えるための加入者トークンを蓄積し、
ベストエフォート送信帯域内で、監視フレームまたは加入者フレームに対して、余剰帯域を用いた送信の権利を与えるためのベストエフォート・トークンを蓄積し、
キューレングスとトークン蓄積量との比較を行い、
監視キューレングスが監視トークン蓄積量以下の場合は、監視フレームを最低帯域以下で送信可能として、監視キューレングス分の監視フレームを監視キューから読み出して出力し、
加入者キューレングスが加入者トークン蓄積量以下の場合は、加入者フレームを加入者キュー毎に設定された送信帯域以下で送信可能として、加入者キューレングス分の加入者フレームを加入者キューから読み出して出力し、
監視キューレングスが監視トークン蓄積量を上回り、かつ監視キューレングスから監視トークン蓄積量を差し引いて監視キュー内に残る監視キューレングスが、ベストエフォート・トークン蓄積量以下の場合には、監視フレームを余剰帯域を用いて送信可能として、残りの監視キューレングス分の監視フレームを監視キューから読み出して出力し、
加入者キューレングスが加入者トークン蓄積量を上回り、かつ加入者キューレングスから加入者トークン蓄積量を差し引いて加入者キュー内に残る加入者キューレングスが、ベストエフォート・トークン蓄積量以下の場合には、加入者フレームを余剰帯域を用いて送信可能として、残りの加入者キューレングス分の加入者フレームを加入者キューから読み出して出力することで、監視フレーム及び加入者フレームを混在して伝送することを特徴とするフレーム伝送方法。
本発明のフレーム伝送装置の原理図である。 キューレングスとトークン蓄積量との動作関係を説明するための図である。 キューレングスとトークン蓄積量との動作関係を説明するための図である。 フレーム伝送装置の構成を示す図である。 フレーム伝送装置の構成を示す図である。 フィールド情報の補正について説明するための図である。 フィールド情報の補正について説明するための図である。 キュー読み出し制御の動作を示すフローチャートである。 キュー読み出し制御の動作を示すフローチャートである。 VLANタグを使った１：ｎのネットワーク監視の様子を示す図である。 ネットワーク中継装置の構成を示す図である。 フレームフォーマットを示す図である。 タイムチャートを示す図である。 タイムチャートを示す図である。 本発明のネットワーク監視システムを示す図である。 従来のネットワーク監視システムの構成を示す図である。
符号の説明
１０ フレーム伝送装置
１１ 共通バッファ
Ｑ１〜Ｑｎ−１ 加入者キュー
Ｑｎ 監視キュー
１２ キューレングス管理部
１３ 監視トークン演算部
１４−１〜１４−（ｎ−１） 加入者トークン演算部
１５ ベストエフォート・トークン演算部
１６ キュー読み出し制御部
１７ 監視フレーム識別子付与部

Claims (5)

  1. 加入者トラフィックに監視フレームを混入させて、加入者フレーム及び監視フレームを伝送するフレーム伝送装置において、
    加入者フレームを格納する加入者キューと、監視フレームを格納する監視キューとを持つ共通バッファと、
    監視キューのレングスである監視キューレングスと、加入者キューのレングスである加入者キューレングスとを管理するキューレングス管理部と、
    監視フレームを送信する際の最低帯域が設定可能であり、設定された最低帯域内で、監視フレームに送信権利を与えるための監視トークンを蓄積し、キュー読み出し判定結果にもとづいて、監視トークンを減少させる監視トークン演算部と、
    加入者キュー毎に設けられ、加入者トラフィックのベストエフォート送信帯域から監視フレームの最低帯域を除いた送信帯域を、加入者キュー毎に任意に設定可能であり、設定された送信帯域内で、加入者フレームに送信権利を与えるための加入者トークンを蓄積し、キュー読み出し判定結果にもとづいて、加入者トークンを減少させる加入者トークン演算部と、
    加入者トラフィックのベストエフォート送信帯域を設定可能であり、設定されたベストエフォート送信帯域内で、監視フレームまたは加入者フレームに対して、余剰帯域を用いた送信の権利を与えるためのベストエフォート・トークンを蓄積し、キュー読み出し判定結果にもとづいて、ベストエフォート・トークンを減少させるベストエフォート・トークン演算部と、
    キューからフレームを読み出す際のキュー読み出し判定として、キューレングスとトークン蓄積量との比較を行い、監視キューレングスが監視トークン蓄積量以下の場合は、監視フレームを最低帯域以下で送信可能として、監視キューレングス分の監視フレームを監視キューから読み出して出力し、加入者キューレングスが加入者トークン蓄積量以下の場合は、加入者フレームを加入者キュー毎に設定された送信帯域以下で送信可能として、加入者キューレングス分の加入者フレームを加入者キューから読み出して出力し、監視キューレングスが監視トークン蓄積量を上回り、かつ監視キューレングスから監視トークン蓄積量を差し引いて監視キュー内に残る監視キューレングスが、ベストエフォート・トークン蓄積量以下の場合には、監視フレームを余剰帯域を用いて送信可能として、残りの監視キューレングス分の監視フレームを監視キューから読み出して出力し、加入者キューレングスが加入者トークン蓄積量を上回り、かつ加入者キューレングスから加入者トークン蓄積量を差し引いて加入者キュー内に残る加入者キューレングスが、ベストエフォート・トークン蓄積量以下の場合には、加入者フレームを余剰帯域を用いて送信可能として、残りの加入者キューレングス分の加入者フレームを加入者キューから読み出して出力するキュー読み出し制御部と、
    を有することを特徴とするフレーム伝送装置。
  2. 前記監視トークン演算部は、一定周期で監視トークンを加算し、監視キューから監視フレームが読み出された場合は、監視トークン蓄積量から該当する監視キューレングスを減算し、前記加入者トークン演算部は、一定周期で加入者トークンを加算し、加入者キューから加入者フレームが読み出された場合は、加入者トークン蓄積量から該当する加入者キューレングスを減算し、前記ベストエフォート・トークン演算部は、一定周期でベストエフォート・トークンを加算し、監視トークンまたは加入者トークンの減算が行われた場合は、ベストエフォート・トークンも同量減算させ、監視キューレングスが監視トークン蓄積量を上回り、かつ監視キューレングスから監視トークン蓄積量を差し引いて監視キュー内に残る監視キューレングスが、ベストエフォート・トークン蓄積量以下の場合には、ベストエフォート・トークン蓄積量から監視キューに残った分の監視キューレングスを減算し、加入者キューレングスが加入者トークン蓄積量を上回り、かつ加入者キューレングスから加入者トークン蓄積量を差し引いて加入者キュー内に残る加入者キューレングスが、ベストエフォート・トークン蓄積量以下の場合には、ベストエフォート・トークン蓄積量から加入者キューに残った分の加入者キューレングスを減算することを特徴とする請求項１記載のフレーム伝送装置。
  3. 前記監視トークン演算部、前記加入者トークン演算部、前記ベストエフォート・トークン演算部は、トークンの減算演算時に、フレームの出力時に付加される情報をあらかじめキューレングスに加算した値を、トークン蓄積量から減算することを特徴とする請求項２記載のフレーム伝送装置。
  4. 加入者フレームと監視フレームとを識別するための監視フレーム識別子を、監視フレームに付与する監視フレーム識別子付与部をさらに有することを特徴とする請求項１記載のフレーム伝送装置。
  5. 前記監視フレーム識別子付与部は、監視フレーム識別子としてVLANタグを用い、監視対象装置が複数存在する場合は、監視対象装置群にTPIDを割り付け、かつ個別の装置毎にVIDを割り付けることで、ネットワーク監視領域として、１：ｎの装置に対する閉域性を生成することを特徴とする請求項４記載のフレーム伝送装置。
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