JP3087953B2 - Ａｔｍ通信網 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はＡＴＭ(Asynchronou
s Transfer Mode)通信に利用する。本発明はＡＢＲ(Ava
ilable Bit Rate)方式に利用するに適する。

【０００２】

【従来の技術】従来のＡＴＭ通信網におけるセルの送出
レート制御では、交換機におけるバッファ内の出力待ち
セル数を観測しておき、輻輳状況を送信端を収容する交
換機に通知していた。この状況を図１１に示す。図１１
は従来のＡＴＭ通信網の概念図である。図１１におい
て、バッファ内の出力待ちセル数の観測をしている交換
機３および４では、そのキュー長があらかじめ定めてお
いた閾値を超過したとき、輻輳であることを送信端５−
１を収容する交換機１−１に通知し、出力レートを制御
できる交換機は輻輳情報が到達したときには、あらかじ
め定めておいた量だけレートを下げ、反対に輻輳ではな
いことが通知されたときにはあらかじめ定めておいた量
だけレートを上げ、出力レートを制御している。

【０００３】この処理を図１２および図１３を参照して
説明する。図１２は送信端５−１を収容する交換機１−
１の動作を示すフローチャートである。図１３は中継用
の交換機３および受信端６−１を収容する交換機４の動
作を示すフローチャートである。図１２に示すように、
交換機１−１は制御情報を受信し（Ｓ２１）、その中に
輻輳の通知が含まれている場合には（Ｓ２２）、出力レ
ートを減少させる（Ｓ２４）。輻輳の通知が含まれてい
ない場合には（Ｓ２２）、出力レートを上昇させる。ま
た、図１３に示すように、交換機３および４はバッファ
内のセル数をチェックする（Ｓ３１）。バッファ内のセ
ル数が閾値を超過していれば（Ｓ３２）、輻輳状態の通
知を行い（Ｓ３３）、バッファ内のセル数が閾値を超過
していなければ、通常状態であることを通知する（Ｓ３
４）。通常状態であることの通知は、輻輳の通知を行わ
ないことと等価である。なお、これら制御情報の通知セ
ルとしてはＲＭセル(Resource Management Cell 出典AT
M Forum 95-0013)が用いられることが一般的である。こ
の制御機構は、ＡＢＲ(Available Bit Rate 出典ATM Fo
rum95-0013) でも採用されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
セルの送出レート制御では、制御を行う交換機と観測を
行う交換機の間の距離があるため、輻輳通知を行って
も、実際に制御が開始されるまでの遅延時間があり、そ
の間、輻輳状態から回復するための制御は期待できず、
その間のレートの上昇は避けることができなかった。

【０００５】図１４に遅延がある場合の送出レートの振
る舞いの例を示す。図１４は輻輳通知と送出レートとの
関係を示す図であり、横軸に時間をとり、縦軸に送出レ
ートをとる。図１４からわかることは、輻輳の通知をし
ても遅延時間分待った後でないと、送出レートは下降し
ないことがわかる。また、その間にバッファ内セル数も
大きくなる。この問題を軽減するためには、送出レート
の上昇幅を小さく制限し、輻輳時の送出レート減少幅を
大きく設定することが効果的であるが、そのようにする
となかなか送出レートを上昇させることができず、結果
として、帯域に余裕があってもなかなか送出レートの上
昇しない効率の悪い転送となってしまう欠点がある。こ
の状況を図１５に示す。図１５は効率の悪いセル転送の
例を示す図であり、横軸に時間をとり、縦軸に送出レー
トをとる。図１５は、図１４よりもレート上昇を半分に
した場合の振る舞いを示す。網掛けの部分は、実際には
空いているが、使われていない帯域の量を表している。

【０００６】各交換機で、受入可能な送出レートを算出
して、その値を制御する交換機に通知する方式がATM Fo
rum 95-0013 の中に示されている。しかし、この従来の
方法では網内の全ての交換機で受入可能な送出レートを
算出し、その中の最小の値が制御する交換機に通知され
る必要がある。受入可能な送出レートの計算のために
は、複雑な計算を高速に行う必要があり、困難であっ
た。また、この従来の方法でも、遅延時間が大きな場合
には、レートの上昇幅を小さく、減少幅を大きくするこ
とによって対応していた。

【０００７】実際のＡＴＭ通信網では、送出レートを制
御する交換機に近い交換機と、遠い交換機があり、その
距離や遅延時間に応じて制御パラメータを変化させるこ
とは非常に手間がかかり、また接続の度に遅延を測定す
ることは難しかった。さらに、一つの交換機には多くの
ＶＣルートが多重されており、それぞれに対して制御パ
ラメータを変えることは、制御の設定に関する複雑さが
増すため、好ましいことではない。

【０００８】また、従来の技術では遅延により、適当な
帯域を他のサービスのために残そうとしても、遅延時間
に依存してしまうため、パラメータ設定によりその残し
ておくべき帯域を決めることが非常に難しかった。

【０００９】本発明は、このような背景に行われたもの
であって、遅延なく送出レート設定を行うことができる
ＡＴＭ通信網を提供することを目的とする。本発明は、
送出レートを高速に可変することができるＡＴＭ通信網
を提供することを目的とする。本発明は送出レートをＶ
Ｐリンクの使用効率が高くなるように可変することがで
きるＡＴＭ通信網を提供することを目的とする。本発明
は、所望の帯域を残すことができるＡＴＭ通信網を提供
することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、交換機におい
て入力帯域（すでに設定されたＶＣルートの使用帯域）
の観測を行い、残余帯域率を算出し、送出レートを可変
に制御可能な交換機にその残余帯域率を通知し、通知さ
れた交換機はその情報をもとに輻輳を回避しつつ可能な
限り高いレートでセルを送出することを特徴としてい
る。

【００１１】従来の技術とは、観測を行う交換機におい
て、入力帯域の観測を行い１−（入力帯域／ＶＰリンク
容量）で定義される残余帯域率を算出する機能を持つ
点、その残余帯域率を送出レートの制御を行う交換機に
通知する手段を持つ点、送出レートの制御を行う交換機
は残余帯域率の通知を受信する機能を持つ点、受信した
残余帯域率より送出レートを算出する機能を持つ点、算
出した送出レート以下に制御する機能を持つ点が異な
る。

【００１２】すなわち、本発明はＡＴＭ通信網であっ
て、送信端および受信端を収容する交換機と、この交換
機相互間を接続する物理伝送路と、この物理伝送路に介
挿される中継用の交換機とを備え、前記交換機間にはＶ
Ｃルートが設定可能なＶＰリンクがそれぞれ設定された
ＡＴＭ通信網である。本発明の特徴とするところは、前
記交換機は、他の交換機との間に設定されるＶＰリンク
についてその残余帯域率を演算記録する手段と、この残
余帯域率を送信端を収容する交換機に向け残余帯域情報
として送出する手段と、他の交換機から到来する残余帯
域情報があるとき、自己が記録した残余帯域率と到来し
た残余帯域情報に含まれる残余帯域率とを比較しいずれ
か小さい方の残余帯域率を最新の残余帯域率として更新
記録する手段とを備えたところにある。

【００１３】これにより、輻輳発生の有無にかかわらず
送信端を収容する交換機は残余帯域率の情報を収集する
ことができる。また、この残余帯域率の情報は頻繁に網
内に転送されるＲＭセルなどの通知セルにより短い時間
内に最新の情報に更新される。

【００１４】前記演算記録する手段は、すでに設定され
たＶＣルートの使用帯域を入力帯域とし、１−（入力帯
域／ＶＰリンク容量）にしたがって残余帯域率を演算す
る手段を備える構成とすることが望ましい。これによ
り、上記の簡単な計算式により残余帯域率を演算するこ
とができる。

【００１５】送信端を収容する交換機は、自己が記録し
た残余帯域率と到来した残余帯域情報に含まれる残余帯
域率とを比較しいずれか小さい方の残余帯域率にしたが
って、自己の交換機が設定するＶＣルートの帯域を可変
的に設定する手段を備える構成とすることが望ましい。

【００１６】このとき、前記設定する手段は、記録され
た残余帯域率の時系列的変化を監視する手段を備え、こ
の監視結果にしたがってＶＣルートの帯域を設定するパ
ラメータの値を設定する手段を備える構成とすることが
望ましい。

【００１７】すなわち、ＲＭセルなどの通知セルが頻繁
に新しい残余帯域率の情報を送信端を収容する交換機に
もたらすが、前回の通知と今回の通知との間隙のタイミ
ングにおける送出レート制御は残余帯域率の予測を行っ
て設定する。例えば、前回の通知と今回の通知とで残余
帯域率が上昇傾向にあるか、下降傾向にあるかを認識
し、上昇傾向にあれば残余帯域が増加する傾向にあると
予測し、送出レートが速やかに増加するように制御す
る。逆に、下降傾向にあれば残余帯域が減少する傾向に
あると予測し、送出レートをあまり増加させないか、あ
るいは、減少させるように制御する。

【００１８】

【発明の実施の形態】

【００１９】

【実施例】本発明実施例の構成を図１ないし図３を参照
して説明する。図１は本発明実施例の全体構成図であ
る。図２は中継用の交換機および受信端を収容する交換
機のブロック構成図である。図３は送信端を収容する交
換機のブロック構成図である。

【００２０】本発明はＡＴＭ通信網であって、送信端５
−１、５−２および受信端６−１を収容する交換機１−
１、１−２、２−２と、この交換機１−１、１−２、２
−２の相互間を接続する物理伝送路（図示せず）と、こ
の物理伝送路に介挿される中継用の交換機２−１とを備
え、交換機１−１、１−２、２−１、２−２の間にはＶ
Ｃルートが設定可能なＶＰリンクがそれぞれ設定された
ＡＴＭ通信網である。

【００２１】ここで、本発明の特徴とするところは、交
換機２−１、２−２は、他の交換機との間に設定される
ＶＰリンクについてその残余帯域率を演算記録する手段
としての到着セル数カウンタ３１、到着レート算出部３
２、残余帯域率算出部３３、残余帯域率書込ＲＭセル送
出部３６と、この残余帯域率を送信端５−１および５−
２を収容する交換機１−１および１−２に向け残余帯域
情報として送出する手段としての残余帯域率書込ＲＭセ
ル送出部３６と、他の交換機から到来する残余帯域情報
があるとき、自己が記録した残余帯域率と到来した残余
帯域情報に含まれる残余帯域率とを比較しいずれか小さ
い方の残余帯域率を最新の残余帯域率として更新記録す
る手段としての比較演算部３５とを備えたところにあ
る。

【００２２】残余帯域率算出部３３は、すでに設定され
たＶＣルートの使用帯域を入力帯域とし、１−（入力帯
域／ＶＰリンク容量）にしたがって残余帯域率を演算す
る。

【００２３】送信端５−１および５−２を収容する交換
機１−１および１−２は、自己が記録した残余帯域率と
到来した残余帯域情報に含まれる残余帯域率とを比較し
いずれか小さい方の残余帯域率にしたがって、自己の交
換機５−１および５−２が設定するＶＣルートの帯域を
可変的に設定する手段としての送出レート算出部３７お
よび送出レート制御部３８を備えている。

【００２４】送出レート算出部３７は、記録された残余
帯域率の時系列的変化を監視し、この監視結果にしたが
ってＶＣルートの帯域を設定するパラメータの値を設定
する。

【００２５】次に、本発明実施例の動作を説明する。図
１の１−１および１−２は送出レートを制御する機能を
持つ交換機、２−１および２−２は送出レートを制御す
る機能を持たないで入力帯域を観測する交換機、３−
１、３−２、３−３、３−４はそれぞれ交換機間に設定
されるＶＰリンク、４−１および４−２はＶＣルートで
ある。交換機１−１、１−２、２−１、２−２はそれぞ
れＶＰリンク３−１、３−２、３−３、３−４に加わる
入力レートを観測しておき、当該ＶＰリンクにおける残
余帯域率を１−（入力帯域／ＶＰリンク容量）によって
求める。交換機２−２は、ＶＰリンク３−４に関する残
余帯域率を交換機２−１に通知する。交換機２−２はＶ
Ｐリンク３−４の残余帯域率を交換機１−１および１−
２に向けて通知する。交換機２−１は交換機２−２から
の情報を抽出し、ＶＰリンク３−３の残余帯域率と交換
機２−２から通知されてきた値のうち小さい方を交換機
１−１および１−２に通知する。これは、受信端６−１
からＶＣルート毎に制御用のＲＭセルを送出し、そのＲ
Ｍセル上に残余帯域を書込み、各交換機を通過する度に
上記の手順により値を書き換えて交換機１−１および１
−２に向けて中継することにより実現することができ
る。

【００２６】交換機２−１、２−２の構成を図２を参照
して説明する。図２において、あるＶＣルートにおいて
左から右に流れるセルフローに関する残余帯域率の測定
と通知を考える。図２において１１は着目するセルフロ
ーの流入するＶＰリンク、１２はＶＰリンク１１と同じ
ＶＰリンクで双方向通信を考えたときＶＰリンク１１と
は逆方向側のＶＰリンクを表す。同様に２１は出力側の
ＶＰリンクで着目するフロー側のＶＰリンク、２２は逆
向きのＶＰリンクである。３１は到着セル数カウンタ、
３２は到着レート算出部、３３は残余帯域率算出部、３
４はＲＭセル抽出部、３５は比較演算部、３６は残余帯
域率書込ＲＭセル送出部である。図２において、到着セ
ル数カウンタ３１で一定観測時間毎の到着セル数が算出
され、その値が到着レート算出部３２に送られる。到着
レート算出部３２では、到着レートすなわち入力帯域を 入力帯域＝α＊到着セル数／観測時間＋（１−α）Ｒａ
ｔｅ なる式を用いて求めてその値を残余帯域率算出部３３に
送る。残余帯域率算出部３３では残余帯域率（ＲＢ）を ＲＢ＝１−（入力帯域／ＶＰリンク容量） で求め、その値を比較演算部３５に送る。

【００２７】ＲＭセル抽出部３４では、ＶＰリンク２２
から流入するＲＭセルを取り出し、ＲＭセル上に書かれ
ている残余帯域率情報を抽出し、その値を比較演算部３
５に送る。比較演算部３５では、残余帯域率算出部３３
により算出された残余帯域率（ＲＢ）とＶＰリンク２２
から到来したＲＭセル上の残余帯域率情報を比較し小さ
い方の値を出力し、残余帯域率書込ＲＭセル送出部３６
に渡す。残余帯域率書込ＲＭセル送出部３６では、受け
取った値をＲＭセルに書込んだものを送出する。

【００２８】図１において、交換機１−１は交換機２−
１から通知された残余帯域率とＶＰリンク３−１の残余
帯域率の小さい方をＶＣルート４−１の総合的な残余帯
域率としてその値を保持する。交換機１−２も同様にＶ
Ｃルート４−２の残余帯域率を保持する。交換機１−１
および１−２の構成を図３に示す。図３において、ある
ＶＣルートにおける左から右に流れるセルフローに関す
る残余帯域率の測定と通知を考える。図３において４１
は着目するセルフローの流れるＶＰリンクの片方向側の
ＶＰリンク、４２はＶＰリンク４１と同じＶＰリンクで
双方向通信を考えたときＶＰリンク４１とは逆向きの方
向のＶＰリンクを表す。同様に５１は出力側のＶＰリン
クで着目するフロー側のＶＰリンク、５２はＶＰリンク
５１と逆向きのＶＰリンクである。３１は到着セル数カ
ウンタ、３２は到着レート算出部、３３は残余帯域率算
出部、３４はＲＭセル抽出部、３５は比較演算部、３７
は送出レート算出部、３８は送出レート制御部である。
図３の交換機において、ＶＰリンク５１、５２は、それ
ぞれ図２で示される交換機１−１、１−２に接続されて
いるとする。図３において、ＶＰリンク５１に関する残
余帯域率の測定は図２において説明した残余帯域率算出
部３３で行うことができる。また、ＲＭセル抽出部３
４、比較演算部３５の動作も図２と同じである。比較演
算部３５から出力された残余帯域率は、図１において説
明したＶＣルートの総合的な残余帯域率を表すことにな
り、その値は図３の送出レート算出部３７に送られる。
送出レート算出部３７は、送出レートを算出し、送出レ
ート制御部３８はその値を受け取り送出レートをそれ以
下に設定する。

【００２９】図４は送出レート算出部３７の算出過程を
示すフローチャートであるが、図３の送出レート算出部
３７では、適当な周期で図４の処理フローに従って、Ｖ
Ｃルートの残余帯域率から出力レートを算出する。ただ
し、図４において、ＲＢは通知があったときに比較演算
部３５から出力されるＶＣルートの残余帯域率、ＲＢ_p
は次の通知を受けるまでの間のＲＢの予測値、Ｒ_OUT は
交換機１−１、１−２において制御される送出レート、
Ｒ_initは送信していなかったときに送出を開始するとき
の初期送出レート、γはこのフローを繰り返す毎の帯域
上昇率、πは次の通知までの間全体を通しての帯域上昇
率である。Φ（ＲＢ）は通知があったとき、ＲＢをもと
にＲＢ_p の初期値を求めるための処理手順を表す。Φ
（ＲＢ）については後に説明する。

【００３０】残余帯域率ＲＢの通知を受けたとき（Ｓ
１）、残余帯域率ＲＢをもとにＲＢ_pの初期値を求める
（Ｓ９）。残余帯域率ＲＢの通知を受けないとき（Ｓ
１）、γはＲＢ_p から求められる帯域上昇率を表し、す
でに送信を開始している（Ｒ_OUT＞０）の場合には（Ｓ
２）、γ倍にレートを上昇させることができる（Ｓ３〜
Ｓ４〜Ｓ５〜Ｓ６）。図５は残余帯域率と帯域上昇率と
の関係を示す図であり、横軸に残余帯域率をとり、縦軸
に帯域上昇率をとる。γはＰ１とＰ２という二つのパラ
メータにより決めることができる。Ｐ１とＰ２はともに
正の値に設定するため、γはＲＢ_p に対して図５に示す
特性を持つことになる。ただし、図５では、いま、Ｐ１
を「１」、Ｐ２を「−２」に設定した場合を示してい
る。図５より、ＲＢ_p が大きいとき、すなわち空き帯域
が多いと考えられるときには、γは大きな値となって、
速やかに帯域を上昇させることができる。反対にＲＢ_p
が小さいと帯域をあまり上昇させないかあるいは、減少
させることになる。γにより本発明は、帯域に余裕があ
るときには、速やかにレートを上昇させることができ
る。また、あるＲＢ_p のとき、γが「１」となるという
ことは、その付近で増加率を「１」付近に設定するとい
うこと、すなわち、帯域の変化を少なくして、一定に保
とうとする傾向が出る。したがって、もし適当な残余帯
域率を目標残余帯域率としたい場合には、その値をＲＢ
_p としたときγが「１」となるようにパラメータＰ１と
Ｐ２を指定することにより、残しておくべき帯域を大ま
かに決めることができる。図５においては、γが「１」
となるのは、ＲＢ_p が「０」となるときとなるようにＰ
１とＰ２を設定している。すなわち、目標となる残余帯
域率は「０」であり、容量ぎりぎりまで使用することを
目標とした制御となる。

【００３１】図６は残余帯域率とリンク使用率との関係
を示す図であり、横軸に残余帯域率をとり、縦軸にリン
ク使用率をとる。図６は、図５のγの特性を持つときの
帯域の上昇特性を表している。図４のフローに従えば、
γの値により帯域の上昇特性が制限されるため、常に許
される限り多くの帯域を使用するトラヒック源がついて
いるときの残余帯域の特性は図６に示した範囲内にあ
る。図６の特性は、使用率が最も高く上昇した場合を予
測しており、次の通知までの間の安全側の推定を行って
いるといえる。

【００３２】図４のフローにおいて、通知があったとき
には、Φ（ＲＢ）によりＲＢの推定値ＲＢ_p を修正す
る。Φ（ＲＢ）は一連の処理のまとまりである。Φ（Ｒ
Ｂ）の処理フローを図７に示す。図７は通知があったと
き、残余帯域率ＲＢをもとにＲＢ_p の初期値を求めるた
めの処理手順を示すフローチャートである。図７におい
て、Ｓ１１の処理では、通知された残余帯域率を抽出
し、それをＲＢに代入している。Ｓ１２の処理では、前
回の通知受信時に予測した残余帯域率が通知されたＲＢ
であったと仮定し、現在の残余帯域率を予測し直し、そ
の値をＲＢ_u に代入している。すなわち、ＲＢ_u は前回
の通知に基づいた予測よりも、現在の値に近い残余帯域
率を用いた予測となる。具体的には前回と今回の通知の
間、全体で送出レートをπ倍することで最大で許されて
いるので、通知された残余帯域率を１．０から引きそれ
にπを乗じて現在の残余帯域率を予測する。この予測の
計算では、遅延時間に関する情報は使わずにすみ、通知
にかかる遅延時間の間の帯域上昇率は、前回と今回の通
知の間全体を通しての帯域上昇率であるπを用いるのみ
である。Ｓ１２の処理で推定した現在の残余帯域率ＲＢ
_u は、最新の通知を受けるまでのγが１以上でかつ帯域
が増加している場合には、図４で通知を受けなかった場
合の予測値ＲＢ_p よりも、残余帯域率が少な目に予測さ
れる。この様子を図８に示す。図８は残余帯域減少傾向
における通知に基づく予測値と演算による予測値とを示
す図である。横軸に時間をとり、縦軸に残余帯域率をと
る。また、最新の通知を受けるまでのγ（これをγ₀ と
表記する）が１以上すなわち帯域の増加がトラヒック源
に許されている場合で、かつ帯域が増加していない場合
には、ＲＢ_u はＲＢ_p よりも残余帯域率を多めに予測す
る。この状況を図９に示す。図９は残余帯域減少増加に
おける通知に基づく予測値と演算による予測値とを示す
図である。横軸に時間をとり、縦軸に残余帯域率をと
る。図８および図９に示した実際の残余帯域の振る舞い
は、許される限り高いレートで送出するトラヒック源を
仮定した場合の曲線である。本発明の予測でも許される
限り高いレートで送出するトラヒック源を仮定した場合
の予測を行っているため、この仮定の下ではＲＢ_p の実
際の残余帯域率によく一致すると考えられる。しかし、
実際には必ずしも許されるレート以下のレートで送出す
るトラヒック源があると考えられるので、過度に安全側
に推定を行っている場合がある。そこで、γ０と「１」
との大小関係つまり、送出レートの増加を許可したか、
あるいは減少を指示したかにより場合分けを行い、γ０
が「１」以上の場合には、ＲＢ_u とＲＢ_p の大きい方を
ＲＢ_p の初期値として図４で説明した推定を再開するこ
とにより、より速やかな送出レートの上昇を促す。反対
にγ０が「１」未満でレートを減少させようとしている
ときには小さい方の値を初期値として、残余帯域をより
少な目に見積もり、安全側の推定を用いることとする。
ただし、通知された残余帯域が「０」以下の場合には、
これはＶＣルート上で輻輳が起きているということを表
すので、この場合にも安全側の値である小さい方の値を
初期値とする。図７のＳ１３では上記の場合分けを行っ
ている。ただし、γ０は前回の通知があったときのγの
値を保持していた値で、パラメータＰ３は通常「１」の
近傍に設定する。また、Ｐ４は輻輳状態を判断するため
のパラメータで通常は０の近傍に設定する。Ｓ１４はＲ
Ｂ_p とＲＢ_u の最大値をＲＢ_p の推定の初期値に設定し
直しており、Ｓ１５は最小値に設定し直している。

【００３３】図７において、Ｓ１６とＳ１７の処理で
は、前回通知された残余帯域率（ＲＢ_org ) から残余帯
域（ＲＢ）が減少していない場合には、トラヒック源が
増加を許しているにも関わらず、使用帯域を増していな
いことが考えられるので、安全側の推定を使い過ぎてい
るとわかる。そこで、ＲＢ_p を前回の予測値と今回の予
測の大きい方に設定することにより、過度に安全側の推
定を修正している。

【００３４】図７において、Ｓ１８は次回の通知に備え
ての変数の初期化である。図７のフローでは、遅延時間
のデータを必要としない。実際、通知間隔を通知にかか
る遅延時間よりも長く設定したとき、残余帯域の通知と
その直前の予測とを用いて、場合分けのみを用いて予測
値を求めることができる。

【００３５】図３における送出レート算出部３７は、以
上で説明した処理により送出レートを算出し、送出レー
ト制御部３８はその値を受け取り送出レートをそれ以下
に設定する。

【００３６】（実施例まとめ）本発明では、残余帯域の
変化を次の通知までの間残余帯域の予測を行っている。
また、通知があったときに前回の通知のときの予測と今
回の通知された値とを用いて、情報が到達するまでの残
余帯域の変化を場合分けによって判断し、新たな予測を
開始している。そのため、通知を行う交換機が輻輳通知
にあたる残余帯域がきわめて少ない状態を通知し、その
情報が制御する交換機に到達する前であっても、通知を
受けて送出帯域を制御する交換機が予測を行うことによ
り、帯域の上昇を小さく抑えることができる。また、通
知間隔を通知に要する時間以上に設定するならば、通知
される情報および帯域算出手順には、遅延時間の情報は
必要無く、遅延時間に応じてパラメータの設定を変える
必要もない。

【００３７】また、ＶＣルート上のすべての交換機で、
受入可能な帯域の計算を行う必要はなく、残余帯域を観
測しておき、通知のみしか行わない交換機があっても、
それよりも発側に通知を受けて帯域の制御を行う交換機
が存在すれば動作する。受入可能な帯域の計算は、その
制御を行う交換機のみが行えばよいから、複雑な計算を
ＶＣルート上のすべての交換機で行う必要はない。

【００３８】従来の技術とは、観測を行う交換装置にお
いて、入力帯域の観測を行い、１−（入力帯域／ＶＰリ
ンク容量）で定義される残余帯域率を算出する機能を持
つこと、その残余帯域率を送出レートの制御を行う交換
機に通知する手段を持つこと、送出レートの制御を行う
交換機において、残余帯域率の通知を受信する機能を持
つこと、受信した残余帯域率より出力レートを算出する
機能を持つこと、算出したレート以下に制御する機能を
持つことにより、残余帯域が少ないことが通知された
が、通知に要する遅延時間があっても、通知が到達する
前に帯域の大きな上昇を避けることができる。

【００３９】また、帯域に余裕があるときには帯域を大
きく上昇させ、反対に少ないときは小さく上昇させ、さ
らに輻輳状態ならば帯域を減少させることができるた
め、効率の良い転送が可能となる。また、すべての交換
機で送出帯域の計算を行う必要はなく、残余帯域の観測
と通知のみしか行わない交換機がルート上にあっても動
作させることができる。また、距離に応じたパラメータ
設定が不要である。また、パラメータ設定により使用せ
ずに残しておくべき帯域を決めることを容易にすること
ができる。

【００４０】図１０に本発明の通信網において通知を行
う交換機におけるＶＰリンクの使用帯域の変化を示す。
図１０では、プロットの点は、送出レートの更新を行っ
た点をあらわし、更新の時間間隔を「１」とすると、通
知の間隔は「３２」、通知を行う交換機から送出レート
の制御を行う交換機までの遅延は「１４」に設定してい
る。したがって、もし更新間隔を２００×１０^-6とする
ならば、通知間隔は６．４×１０^-3、遅延は３．２×１
０^-3となる。図１０では、使用が許されている限り多く
の帯域を使用するトラヒック源がついてるという設定に
してある。また、パラメータＰ１とＰ２を図５、図６に
示した場合と同じく、「−１」と「２」にそれぞれ設定
し、使用率「１」を目標となるように設定している。図
１０に示すとおり、使用率は速やかに「１」に近づき、
使用率「１」の付近で安定している。図１０から本発明
の有効性が確認できる。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
遅延なく送出レート設定を行うことができるため、送出
レートを高速かつ効率良く可変することができる。ま
た、所望の帯域を残すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例の全体構成図。

【図２】中継用の交換機および受信端を収容する交換機
のブロック構成図。

【図３】送信端を収容する交換機のブロック構成図。

【図４】送出レート算出部の算出過程を示すフローチャ
ート。

【図５】残余帯域率と帯域上昇率との関係を示す図。

【図６】残余帯域率とリンク使用率との関係を示す図。

【図７】通知があったとき、残余帯域率ＲＢをもとにＲ
Ｂ_p の初期値を求めるための処理手順を示すフローチャ
ート。

【図８】残余帯域減少傾向における通知に基づく予測値
と演算による予測値とを示す図。

【図９】残余帯域減少増加における通知に基づく予測値
と演算による予測値とを示す図。

【図１０】本発明の通信網において通知を行う交換機に
おけるＶＰリンクの使用帯域の変化を示す図。

【図１１】従来のＡＴＭ通信網の概念図。

【図１２】送信端を収容する交換機の動作を示すフロー
チャート。

【図１３】中継用の交換機および受信端を収容する交換
機の動作を示すフローチャート。

【図１４】輻輳通知と送出レートとの関係を示す図。

【図１５】効率の悪いセル転送の例を示す図。

【符号の説明】

１−１、１−２、２−１、２−２、３、４ 交換機 ５−１、５−２ 送信端 ６−１ 受信端 ３−１、３−２、３−３、３−４、１１、１２、２１、
２２、４１、４２、５１、５２ ＶＰリンク ４−１、４−２ ＶＣルート ３１ 到着セル数カウンタ ３２ 到着レート算出部 ３３ 残余帯域率算出部 ３４ ＲＭセル抽出部 ３５ 比較演算部 ３６ 残余帯域率書込ＲＭセル送出部 ３７ 送出レート算出部 ３８ 送出レート制御部

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−103018（ＪＰ，Ａ) 電子情報通信学会技術研究報告 ＳＳ Ｅ96−37（1996年８月19日) 1996年電子情報通信学会通信ソサイエ ティ大会 Ｂ−539（1996年８月30日) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04L 12/28 H04L 12/56

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 送信端および受信端を収容する交換機
   と、この交換機相互間を接続する物理伝送路と、この物
   理伝送路に介挿される中継用の交換機とを備え、前記交
   換機間にはＶＣ(Virtual Channel:仮想チャネル）ルー
   トが設定可能なＶＰ（Virtual Path:仮想伝送路）リン
   クがそれぞれ設定されたＡＴＭ通信網において、 前記交換機は、他の交換機との間に設定されるＶＰリン
   クについてその残余帯域率を演算記憶する手段と、この
   残余帯域率を送信端を収容する交換機に向け残余帯域情
   報として送出する手段と、他の交換機から到来する残余
   帯域情報があるとき、自己が記録した残余帯域率と到来
   した残余帯域情報に含まれる残余帯域率とを比較しいず
   れか小さい方の残余帯域率を最新の残余帯域率として更
   新記録する手段とを備え、前記送信端を収容する交換機は、到来した残余帯域情報
   に含まれる残余帯域率の情報に基づいてセル送出レート
   を制御する手段を備え、 この送出レートを制御する手段は、到来した残余帯域率
   の情報と前回予測した残余帯域率の値とに基づいて次の
   残余帯域率の情報が到来するまでの間の残余帯域率を予
   測し、その予測した残余帯域率の変化から許容される帯
   域上昇率に基づいて送出レートを算出する手段を含む こ
   とを特徴とするＡＴＭ通信網。
2. 【請求項２】 前記演算記録する手段は、すでに設定さ
   れたＶＣルートの使用帯域を入力帯域とし、 １−（入力帯域／ＶＰリンク容量） にしたがって残余帯域率を演算する手段を備えた請求項
   １記載のＡＴＭ通信網。