送信端末装置およびネットワークノードおよび中継スイッチ
【課題】 複数コネクション間で帯域の分配を行う際、送信端末から実際に送信される帯域を各コネクションの優先度に応じて分配し、更に輻輳通知等で送信帯域を制限され分配した帯域で送信不可能なコネクションは、差分の帯域を他コネクションが利用してセルを送信する送信帯域分配方式を提供する。
【解決手段】 シェーピング部４１０に、受信ＲＭセル内の輻輳通知情報から送信帯域を計算するＡＢＲ帯域計算回路４２０と、コネクション間で帯域を優先度をつけて分配した帯域を計算する帯域分配部４３０を設け、ＡＢＲ帯域計算回路４２０による計算結果と帯域分配部４３０による計算結果のうち値の小さい方を送信帯域としシェーピング部４１０でシェーピングを行う。輻輳通知情報により送信帯域を制限されたコネクションは、帯域分配の優先度を下げることで、自分が利用することができない帯域を他のコネクションに解放するようにしている。
【解決手段】 シェーピング部４１０に、受信ＲＭセル内の輻輳通知情報から送信帯域を計算するＡＢＲ帯域計算回路４２０と、コネクション間で帯域を優先度をつけて分配した帯域を計算する帯域分配部４３０を設け、ＡＢＲ帯域計算回路４２０による計算結果と帯域分配部４３０による計算結果のうち値の小さい方を送信帯域としシェーピング部４１０でシェーピングを行う。輻輳通知情報により送信帯域を制限されたコネクションは、帯域分配の優先度を下げることで、自分が利用することができない帯域を他のコネクションに解放するようにしている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非同期転送網における交換スイッチ、非同期転送網における交換スイッチを備える端末装置またはスイッチ等に係り、特に、セル送信帯域のコネクション間での分配技術に関する。更に、可変長パケット網における端末装置に係り、特に、パケット送信帯域のユーザ間での分配技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
非同期転送技術は、セルと呼ばれる固定長パケットを用いて、音声・画像・データ等の様々な種類のトラヒックを効率的にサポートすることができ、マルチメディア通信に適した通信技術として広く知られている。非同期転送技術に関しては、例えば“The ATM Forum TM4.0”（従来技術１）に述べられている。
【０００３】
図２は、複数の端末とスイッチから構成される一般的な網を示しているが、非同期転送網の場合、従来技術１の“2. ATM Service Architecture (p.4)”に記載されているように、コネクションと呼ばれる仮想的な経路を介してセルが転送される。図２において一つの端末１０（以下、送信端末）から別の端末２０（以下、受信端末）へセルを転送する場合、送信端末１０、スイッチ３０、３１、３２、受信端末２０のそれぞれの間で仮想的な経路（コネクション）を確立し、セルは両端末１０、２０間を接続するコネクション上で転送される。コネクション確立は送信端末が要求する場合と、網管理用の端末１５が要求する場合がある。
【０００４】
上記マルチメディア通信では、データ系のバーストトラヒックと音声・画像等の実時間トラヒックを同一の回線内の別々のコネクションで同時に転送する。複数の入力回線からのコネクションがスイッチの出力ポートで合流する場合、コネクション間のセルの送信制御（トラヒック制御）が必要となる。音声・画像等の転送では、予め使用帯域が予測できる。この使用帯域（以下、送信帯域）をセル送信を始める前にセルを送信する通信路内に確保（帯域確保）し、さらに、その予約帯域内で低遅延伝送を行うために、出力ポート内のデータ系のセルに対して優先的にセルが送信（優先転送）される。セル送信装置は、帯域確保した送信帯域でセルを送信する必要がある。このためには、各コネクション毎の予約帯域でセルを送信する機能が必要である。この予約帯域でのセル送信機能を以下シェーピングと呼ぶ。
【０００５】
シェーピング装置に関しては、例えば特開平6−315034“セル流制御装置およびＡＴＭ通信網”（従来技術２）に示されている。従来技術２の「セル流制御装置」は、シェーピング装置と同じ意味である。
【０００６】
従来技術２では、シェーピング装置は図３のように構成されている。シェーピング装置７では、到着するセル間隔が規定の許容値内であるか否かを判定するポリシング部２と、セルの出力時刻を計算するセル送出時刻演算部３と、セルを一時的に記憶するメモリ４と、メモリ４にセルを書き込む書き込み制御装置５と、メモリからセルを読み出す読み出し制御装置６から構成され、セルを送信する帯域よりも高い帯域でセルを受信しても、セルを一時的にメモリ４に蓄積することで、契約した送信帯域を守ってセルを送信することができる。
【０００７】
シェーピングは、上記の実時間トラヒックに対して以外に、データ系のバーストトラヒックに対しても必要である。データ系のバーストトラヒックの場合、送信帯域を予め予測することが出来ない。しかし、データ系のバーストトラヒックを転送する場合には、伝送遅延を小さくすることはさほど重要ではないために送信帯域を確保せずに送信端末はセル送信を始める。あるノードにトラヒックが集中し網が混雑した場合には、網内のバッファにセルを蓄積することで、セル廃棄を防ぎつつ網の高い利用効率を得ることができる。しかし、網がセルを処理できる能力以上にセルが網に流入すると、バッファから溢れたセルが送信途中で廃棄される。
【０００８】
従来技術１では、このようなセル廃棄の観点から、データ系トラヒックに関して２つのトラヒッククラスが示されている。１つのクラスは、セル廃棄が生じることなくセル転送を円滑に行えるように、網の混雑の状態（以下、輻輳状態）を監視するための輻輳通知セルを網に定期的に巡回させ、輻輳時には網へのセル流入量を減少させ、輻輳していないときにはセル流入量が増加することを許可するという、網から送信帯域の動的な制御を行うＡＢＲ（Available Bit Rate）クラスである。
【０００９】
ＡＢＲクラスのモデルは、例えば従来技術１の“5.10 ABR Flow Control (p.44)”に記述されている。もう１つのクラスは、帯域の有効利用という点に重点をおき、網が輻輳状態になりセル廃棄が生じるような状態になった場合でも送信帯域を制限しないＵＢＲ（Unspecified Bit Rate）クラスである。
【００１０】
従来技術１では、図４に示すＡＢＲ制御のモデル（従来技術１では、図２−１）において、網が輻輳していることを検出したスイッチ３０〜３２または受信端末２０は、コネクション中に巡回している輻輳通知セルの輻輳通知ビットを‘１’にセットする。送信端末１０は輻輳通知ビットが‘１’にセットされた輻輳通知セルを受信すると、網が輻輳していると判断し、網への過剰なセルの流入を防止するために送信帯域を減少させ、輻輳通知ビットがセットされていない輻輳通知セルを受信すると、網は輻輳していないと判断し、網の利用効率を上げるために送信帯域を増加させる。
【００１１】
このとき、輻輳通知ビットが‘１’の輻輳通知セルを受けた場合でも、セルの送信帯域をコネクション設定時に契約されるＭＣＲ（Minimum Cell Rate：最小送信帯域）を下回る帯域まで減少させる必要はない。このような輻輳通知セルを用いたフィードバック制御を行うことで、網側から送信帯域の動的な制御を行うことができる。
【００１２】
尚、図４では、簡単のために送信端末１０から受信端末２０へ向けての一方向のデータセルの流れのみを示しているが、実際の端末装置は送信端末動作と受信端末動作の両方の動作を行うので、受信端末２０側から送信端末１０側へのデータセルの流れも存在する。以下、特に断らない限り上記のような一方向の通信のモデルで表す。
【００１３】
また、従来技術１では、前記輻輳通知用のセルを“ＲＭセル（Resource Management Cell：帯域管理セル）”と称しており、送信端末から受信端末へ向かって転送されているものを“forwardＲＭセル（順方向ＲＭセル）”、受信端末から送信端末へ向かって転送されているものを“backward ＲＭセル（逆方向ＲＭセル）”と称している。以下では、上記名称に従い、forwardＲＭセルをＦＲＭセル、backwardＲＭセルをＢＲＭセルと呼ぶ。ＦＲＭセルとＢＲＭセルの区別は、ＲＭセル中にある転送方向を示すビット（ＤＩＲビット）によって、ＤＩＲ＝０のセルはＦＲＭセル、ＤＩＲ＝１のセルはＢＲＭセルと、容易に判別することができる。
【００１４】
従来技術１の“5.10 ABR Flow Control”に記載されているＲＭセルの輻輳通知情報による送信帯域の制御は、帯域の計算を行う送信端末を始点とするコネクションが１本である場合を対象としており、送信端末が複数のコネクションの始点となっている場合については、言及されていない。
【００１５】
送信端末が複数のコネクションの始点となっている場合には、ＲＭセルによるフィードバック制御が行われている（ＡＢＲクラス）か行われていない（ＵＢＲクラス）かに関わらず、通信路の帯域を各コネクションで等しく分配したり、あるいは重要なコネクションに優先的に帯域を割り当てることが重要となる。帯域分配の公平性に関しては、例えば従来技術１の“Informative Appendix I.3 Example Fairness Criteria (p.82)”に示されている。従来技術１の“Informative Appendix I.3 Example Fairness Criteria”には、公平性の規準として、すべてのコネクションで帯域を平等に分割するMax-Min、MCR plus equal share（等分配）、およびコネクション毎の重み付けを行ったWeight allocation（重み付け分配）等が示されている。
【００１６】
上記の通信路の帯域の等分配を実現する一つの手段として、ＡＢＲクラスに対してはＥＲＩＣＡ方式が知られている。ＥＲＩＣＡ方式に関しては、例えば従来技術１の“Informative Appendix I.5 Example Switch Mechanism (p.85)”に示されている。ＥＲＩＣＡ方式は、網内のスイッチあるいは受信端末が、該スイッチあるいは該受信端末に入力している通信路の帯域を等分配するような値を送信許可帯域として送信端末に通知する方式であり、これを用いることで通信路の帯域を等分割することができる。
【００１７】
また、従来技術３として、特開平9−83547“パケットスケジューリング装置”を示す。従来技術３では、複数のＵＢＲクラスのコネクションをサポートしているシェーピング装置において、各コネクション毎のキューとその送信順序を示すキューを設け、送信順序を示すキューから読み出された要素が示すコネクションのセルが送信される。送信順序を示すキューには、各コネクションの送信比率の重みに応じた個数の要素しか入ることができない。以上のようにして、従来技術３では、複数のＵＢＲクラスのコネクションの送信セルの割合を制御することができる。
【００１８】
また、従来技術１の“5.10.7 Virtual Source and Virtual Destination”には、送信端末から受信端末までの経路が長距離のコネクションに対して、ＶＳ／ＶＤ（Virtual Source / Virtual Destination：仮想送信端末／仮想受信端末）を用いたＡＢＲ制御技術が示されている。長距離のコネクションでは、輻輳通知情報が送信端末に通知されるまでに時間を要し、送信帯域の制御性が低下するために、図５（従来技術１では、図５−５）に示すように送信端末１１と受信端末２１の間の経路を途中のＶＳ／ＶＤ６０で分割し、長距離になって輻輳通知が遅れることを防止している。ＶＳ／ＶＤは、データセルはそのまま通過して転送させ、ＲＭセルの送受信に関しては、ＶＳ４０は送信端末１１と、ＶＤ５０は受信端末２１と同じ動作をする。ＶＳ／ＶＤの構成は、以下に示す３種類の実現形態がある。
【００１９】
すなわち、図５のように独立したノード６０としての構成、図６のようにスイッチ３５の回線インタフェース部に配置する構成、および図７のようにスイッチ３６に付随するトランクとしての構成である。
【００２０】
ＶＳ／ＶＤに関して、例えば“マルチプロトコルの実現に柔軟なＷＡＮ その１ 信学技法SSE 95−186（1996−03）”（従来技術４）がある。従来技術４では、実際の網へＶＳ／ＶＤを適用して、少ないコストでＡＢＲクラスを導入する方式を提案し、必要なバッファ量等を示している。
【００２１】
また、特開平10−70541（従来技術５）には、始点から終点までの間に複数のＡＴＭノードで交換され、かつ同一のリンクで伝送される同一経路上の複数のＶＰＣと、複数のＶＰＣと同一経路を経由し複数のＶＰＣで共有される帯域を有する共有ＶＰＣとを多重化し、ＶＰＣの帯域の過不足を共有ＶＰＣの有する帯域に
より補う旨が記載されている。
【００２２】
しかし、従来技術５では、送信端末における送信帯域の分配については検討されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２３】
【特許文献１】特開平6−315034
【非特許文献】
【００２４】
【非特許文献１】The ATM Forum TM4.0
【非特許文献２】Informative Appendix I.3 Example Fairness Criteria
【非特許文献３】Informative Appendix I.5 Example Switch Mechanism
【非特許文献４】マルチプロトコルの実現に柔軟なＷＡＮ その１ 信学技法SSE 95−186（1996−03）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
以下では、送信端末およびＶＳ／ＶＤのＶＳを合わせてセル送信装置と呼ぶ。
【００２６】
従来技術１のＥＲＩＣＡ方式は、スイッチまたは受信端末に接続されている通信路の帯域を分配する方式であり、セル送信装置に通知される帯域は、セル送信装置に接続されている通信路の帯域を考慮したものではない。
【００２７】
従って、複数のコネクションをサポートしているセル送信装置では、各コネクションＥＲＩＣＡ方式によって計算・通知される帯域の合計が、セル送信装置に接続されている通信路の帯域を超える場合がある。上記の場合、通知された帯域でセルを送信することができず、各コネクションに対して常に前述のＭＣＲ（Minimum Cell Rate：最小送信帯域）以上の帯域でセルを送信することができるとは限らない。
【００２８】
従って、セル送信装置においても、セル送信装置に接続されている通信路の帯域を各コネクションに分配することが必要である。
【００２９】
従来技術３では、セル送信装置において各コネクションに重みを付けてセルを送信しているが、該方式では、送信する通信路に空き帯域があれば必ずセルを送信する。
【００３０】
従って、ＵＢＲクラスの動作しか行うことができず、指定された送信帯域を守ってセルを送信するＡＢＲクラスに用いることはできない。更に、各コネクションに対してＭＣＲ以上の帯域でセルを送信することを保証することもできない。
【００３１】
本発明の第１の目的は、複数のコネクションをサポートしているセル送信装置において、各コネクションがＭＣＲ以上の帯域で送信することを保証しつつ、かつＭＣＲ以外の帯域を各コネクションの優先度に応じた割合で分配する送信帯域制御方式を提案することである。
【００３２】
ＡＢＲクラスでは、網が輻輳しＲＭセルによって輻輳通知された場合、セル送信装置は通知された値以下の帯域でセルを送信しなければならない。
【００３３】
従って、セル送信装置において、セル送信装置に接続されている通信路の帯域を、全コネクションに割り当てられた帯域の合計が通信路の帯域となるように分配している場合に、あるコネクションが、該コネクションに割り当てられた帯域よりも小さな値を網から通知されると、全コネクションの送信帯域の合計が、セル送信装置に接続されている通信路の帯域よりも小さくなる。すなわち、通信路の帯域に空き帯域が生じ、通信路の帯域を有効利用することができない。
【００３４】
このように輻輳通知を受け送信帯域を制限されたコネクションは、過剰に割り当てられた帯域（帯域分配によって割り当てられた帯域と、実際にセルを送信する帯域との差分の帯域）を他のコネクションに解放し、該帯域を他のコネクションが再分配することが望ましい。
【００３５】
本発明の第２の目的は、複数のコネクションをサポートしているセル送信装置において、網からの輻輳通知として、帯域分配機能により割り当てられた送信帯域よりも小さな値を通知されたコネクションが、該コネクションに割り当てられた帯域と該コネクションの実際の送信帯域の差分の帯域を他のコネクションに解放し、全体としての網の高い利用効率を達成し得る送信帯域制御方式を提案することである。
【００３６】
従来技術１の“5.10 ABR Flow Control (p.44)”には、送信端末において、輻輳通知情報による送信帯域の増減に関しては述べられているが、送信端末の帯域分配に関しては述べられていない。
【００３７】
本発明の第３の目的は、第１の目的、第２の目的に示した送信帯域制御方式を実現するための回路を備えた送信端末の具体的な構成法を示すことである。
【００３８】
従来技術１の“5.10.7 Virtual Source and Virtual Destination”にはＶＳ／ＶＤの概念と満たすべき条件が示されているのみであり、ＶＳ／ＶＤの具体的な構成法に関しては言及されていない。
【００３９】
また、従来技術３にはＶＳ／ＶＤの利用法が示されているのみであり、ＶＳ／ＶＤの構成に関するものではない。
【００４０】
本発明の第４の目的は、第１の目的、第２の目的に示した送信帯域制御方式を実現するための回路を備えたＶＳ／ＶＤの具体的な構成法を示すことである。
更に、シェーピング、および帯域分配はＡＴＭセルに対してのみではなく、一般の可変長パケット転送においても重要な技術である。
本発明の第５の目的は、ＩＰ（Internet Protocol）パケット等の可変長パケットに対して、全体として網の高い利用効率を達成し得る送信帯域制御方式を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【００４１】
上記目的を達成するため、本発明は、送信端末装置と一つまたは複数の中継スイッチと受信端末装置から構成され、送信端末装置から受信端末装置へ予め設定されたコネクション上で同一コネクション内にデータセルと輻輳通知セルを転送する非同期転送網における送信端末装置であり、輻輳状態において受信端末装置または中継スイッチが前記輻輳通知セルに輻輳通知情報を書き込んで送信端末へ送り返した輻輳通知セルに書き込まれた輻輳通知情報に基づいて送信帯域を増減させる送信帯域制御手段を備え、該送信帯域制御手段は、コネクション毎のセル転送時の帯域分配の優先度を示す優先度情報を記憶しておく記憶手段と、複数のコネクションが同時にセル転送状態である場合、前記優先度情報に基づいてセル送信帯域を計算する送信帯域計算手段を備え、セル転送状態にあるすべてのコネクション間で送信帯域を分配するようにしている。
【００４２】
また、前記送信帯域計算手段は、前記各コネクションの優先度情報を、該コネクションと同一の回線に送信するコネクションの内、セル転送状態にあるすべてのコネクションの前記優先度情報の和で除算した比率と、該回線の送信帯域を乗ずることによって、各コネクション毎に優先度情報に比例したセル送信帯域を計算するようにしている。
【００４３】
また、前記送信帯域制御手段は、各コネクション毎の最低保証帯域値情報を記憶しておく記憶手段を備え、前記送信帯域計算手段は、前記各コネクションの優先度情報を、該コネクションと同一の回線に送信するコネクションの内、セル転送状態にあるすべてのコネクションの前記優先度情報の和で除算した比率と、該回線の送信帯域から該回線に送信するすべてのコネクションの最低保証帯域の和を減じた帯域を乗じ、得られた結果に更に前記最低保証帯域値情報を加えることによって各コネクション毎にセル送信帯域を計算し、 前記送信帯域制御手段は、各コネクション毎の最低保証帯域を確保し、かつ各コネクションで自由に分配し得る帯域は各コネクションの優先度情報に比例してセル送信帯域を分配するようにしている。
【００４４】
また、送信端末装置と一つまたは複数の中継スイッチと受信端末装置から構成され、送信端末装置から受信端末装置へ予め設定されたコネクション上で同一コネクション内にデータセルと輻輳通知セルを転送する非同期転送網における送信端末装置であって、輻輳状態において受信端末装置または中継スイッチが前記輻輳通知セルに輻輳通知情報を書き込んで送信端末へ送り返した輻輳通知セルに書き込まれた輻輳通知情報に基づいて送信帯域を増減させる送信帯域制御手段を備え、該送信帯域制御手段は、コネクション毎のセル転送時の帯域分配の優先度を示す優先度情報を記憶しておく記憶手段と、複数のコネクションが同時にセル転送状態である場合、各コネクションの最低保証帯域を、該コネクションと同一の回線に送信するコネクションの内、セル転送状態にあるすべてのコネクションの最低保証帯域の和で除算した比率と、該回線の送信帯域を乗ずることによって、各コネクションに最低限確保したい送信帯域に比例してセル送信帯域を分配する手段を備えるようにしている。
【００４５】
また、送信端末装置と一つまたは複数の中継スイッチと受信端末装置から構成され、送信端末装置から受信端末装置へ予め設定されたコネクション上でデータセルと、同一コネクション内にデータセル以外に輻輳通知セルを転送する非同期転送網における送信端末装置であって、輻輳状態において受信端末装置または中継スイッチが前記輻輳通知セルの輻輳通知ビットをセットして送信端末へ送り返し、前記輻輳通知ビットがセットされた輻輳通知セルを受信したときにはセル送信帯域を減少させ、輻輳通知ビットがセットされていない輻輳通知セルを受信したときにはセル送信帯域を増加させる送信帯域制御手段を備え、該送信帯域制御手段は、複数のコネクションが同時にセル転送状態である場合、該コネクションと同一の回線の送信帯域を、該回線に送信するコネクションの内、セル転送状態にあるコネクションの数で除算することによって、各コネクションに均等にセル送信帯域を分配する手段を備えるようにしている。
【００４６】
また、送信端末装置と一つまたは複数の中継スイッチと受信端末装置から構成され、送信端末装置から受信端末装置へ予め設定されたコネクション上でデータセルと、同一コネクション内にデータセル以外に輻輳通知セルを転送する非同期転送網における送信端末装置であって、輻輳状態において受信端末装置または中継スイッチが前記輻輳通知セルの輻輳通知ビットをセットして送信端末へ送り返し、前記輻輳通知ビットがセットされた輻輳通知セルを受信したときにはセル送信帯域を減少させ、輻輳通知ビットがセットされていない輻輳通知セルを受信したときにはセル送信帯域を増加させる送信帯域制御手段を備え、
該送信帯域制御手段は、各コネクション毎に最低保証帯域値情報を記憶しておく記憶手段と、該コネクションと同一の回線の送信帯域から該回線に送信するすべてのコネクションの最低保証帯域の和を減じた帯域を、該回線に送信するコネクションの内、セル転送状態にあるコネクションの数で除算し、得られた結果に更に該コネクションの最低保証帯域を加えることによって、各コネクションで最低保証帯域を確保し、かつ各コネクションで自由に分配し得る帯域は各コネクションに均等にセル送信帯域を分配する手段を備えるようにしている。
【００４７】
また、送信端末と一つまたは複数の中継スイッチと受信端末から構成され、送信端末から受信端末へ予め設定されたコネクション上でデータセルを転送する非同期転送網における送信端末装置において、コネクション毎のセル転送時の帯域分配の優先度を示す優先度情報を記憶しておく記憶手段と、複数のコネクションが同時にセル転送状態である場合、前記優先度情報に比例したセル送信帯域を計算する送信帯域計算手段を備え、セル転送状態にあるすべてのコネクション間で送信帯域を分配するようにしている。
【００４８】
また、前記送信帯域計算手段に替えて、前記各コネクションの優先度情報を、該コネクションと同一の回線に送信するコネクションの内、セル転送状態にあるすべてのコネクションの前記優先度情報の和で除算した比率と、該回線の送信帯域を乗ずることによって、各コネクションごとに優先度情報に比例したセル送信帯域を計算する送信帯域計算手段を備えるようにしている。
【００４９】
また、送信端末と一つまたは複数の中継スイッチと受信端末から構成され、送信端末から受信端末へ予め設定されたコネクション上でデータセルを転送する非同期転送網における送信端末装置において、複数のコネクションが同時にセル転送状態である場合、該コネクションと同一の回線の送信帯域を、該回線に送信するコネクションの内、セル転送状態にあるコネクションの数で除算することによって、各コネクションに均等にセル送信帯域を分配する手段を備えるようにしている。
【００５０】
また、前記輻輳通知セルによって網から輻輳通知を受けた場合、あるいは送信するためのセルがなくなった場合に、前記送信帯域計算手段によって計算されたセル送信帯域でセルを送信することができない場合に、前記送信帯域計算手段に用いる優先度情報の代わりに、優先度情報を最大値とする分配情報を用いて帯域分配計算を行う手段を備えるようにしている。
【００５１】
また、前記輻輳通知セルによって網から輻輳通知を受けた場合、あるいは送信するためのセルがなくなった場合に、前記セル送信帯域計算によって計算されたセル送信帯域でセルを送信することができない場合に、前記セル送信帯域の分配計算に用いる最低保証帯域の代わりに、該最低保証帯域を最大値とする分配情報を用いて帯域分配計算を行う手段を備えるようにしている。
【００５２】
また、分配情報として取り得る候補の値それぞれに対して並列に前記帯域分配計算を行い、計算結果の送信帯域と輻輳通知情報によって計算された送信帯域とを並列に比較し、最適な分配情報を求める手段を備えるようにしている。
【００５３】
また、送信端末装置と一つまたは複数の中継スイッチと受信端末装置から構成され、送信端末装置から受信端末装置へ予め設定されたコネクション上で同一コネクション内にデータセルと輻輳通知セルを転送する非同期転送網に配置され、入力回線と出力回線が接続され、輻輳通知セルを生成することができ、自ノードが生成しかつ輻輳通知ビットがセットされて戻ってきた輻輳通知セルを受信したときにはセル送信帯域を減少させ、自ノードが生成しかつ輻輳通知ビットがセットされずに戻ってきた輻輳通知セルを受信したときにはセル送信帯域を増加させる手段と、自ノードが生成していない輻輳通知セルを受信した場合には、該コネクションのバッファの輻輳状態を輻輳通知セルに書き込み、受信した通信路に向けて送り返す手段を備えたネットワークノードにおいて、前述の送信帯域制御手段を備えるようにしている。
【００５４】
また、送信端末装置と一つまたは複数の中継スイッチと受信端末装置から構成され、送信端末装置から受信端末装置へ予め設定されたコネクション上で同一コネクション内にデータセルと輻輳通知セルを転送する非同期転送網における、輻輳通知セルを生成することができ、自ノードが生成しかつ輻輳通知ビットがセットされて戻ってきた輻輳通知セルを受信したときにはセル送信帯域を減少させ、自ノードが生成しかつ輻輳通知ビットがセットされずに戻ってきた輻輳通知セルを受信したときにはセル送信帯域を増加させる手段と、自ノードが生成していない輻輳通知セルを受信した場合には、該コネクションのバッファの輻輳状態を輻輳通知セルに書き込み、受信した通信路に向けて送り返す手段を回線インタフェース部に備えた中継スイッチにおいて、前記回線インタフェース部に前述の送信帯域制御手段を備えるようにしている。
【００５５】
また、送信端末装置と一つまたは複数の中継スイッチと受信端末装置から構成され、送信端末装置から受信端末装置へ予め設定されたコネクション上で同一コネクション内にデータセルと輻輳通知セルを転送する非同期転送網における、輻輳通知セルを生成することができ、自ノードが生成しかつ輻輳通知ビットがセットされて戻ってきた輻輳通知セルを受信したときにはセル送信帯域を減少させ、自ノードが生成しかつ輻輳通知ビットがセットされずに戻ってきた輻輳通知セルを受信したときにはセル送信帯域を増加させる手段と、自ノードが生成していない輻輳通知セルを受信した場合には、該コネクションのバッファの輻輳状態を輻輳通知セルに書き込み、受信した通信路に向けて送り返す手段をトランク方式を用いて備えた中継スイッチにおいて、前記トランクに前述の送信帯域制御手段を備えるようにしている。
【００５６】
また、前記送信端末装置、ネットワークノード、中継スイッチにおいて、前記セル送信帯域の計算をソフトウェアによって行うようにしている。
【００５７】
また、前記送信端末装置、ネットワークノード、中継スイッチにおいて、コネクション毎のセル転送時の帯域分配のための基準となる情報（優先度情報等）を、前記非同期転送網に接続された網管理装置から設定するようにしている。
【発明の効果】
【００５８】
以上に説明したとおり、本発明によれば、送信端末において各ＡＢＲコネクションに送信帯域を分配する際、重要なコネクションに優先して帯域を割り当てることができ、優先してセルを転送することができる。
【００５９】
また、輻輳通知を受けたコネクションが帯域分配によって割り当てられた送信帯域で送信できないときには、その差分の帯域を他のコネクションが何ら優先度情報の変更をすることなく優先度の割合に応じて利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明をＶＳ／ＶＤに適用した一実施例の構成を示すブロック図である。
【図２】非同期転送網のコネクションの概念を示すブロック図である。
【図３】従来のシェーピング装置の構成を示すブロック図である。
【図４】ＡＢＲクラスのセルの流れを示す図である。
【図５】独立ノードとしてＶＳ／ＶＤを設けたＡＢＲクラスのセルの流れを示す図である。
【図６】スイッチの回線インタフェース部にＶＳ／ＶＤを設けた場合のＡＢＲコネクションの接続図である。
【図７】スイッチに付随するトランクとしてＶＳ／ＶＤを構成した場合のＡＢＲコネクションの接続図である。
【図８】図６のコネクションのにおけるすべてのセルの流れを示した図である。
【図９】ＡＢＲ対応のシェーピング装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】帯域分配部の構成を示すブロック図である。
【図１１】送信間隔情報記憶回路の記憶形式を示すテーブルである。
【図１２】送信帯域情報記憶回路の記憶形式を示すテーブルである。
【図１３】優先度情報記憶回路の記憶形式を示すテーブルである。
【図１４】分配帯域計算回路の詳細ブロック図である。
【図１５】分配情報変更回路の詳細ブロック図である。
【図１６】最適分配情報決定回路の詳細ブロック図である。
【図１７】新総分配情報更新回路の詳細ブロック図である。
【図１８】分配情報変更回路の動作を示すフロー図である。
【図１９】セル種別判定部のブロック図である。
【図２０】通知帯域計算回路の詳細ブロック図である。
【図２１】本発明をＩＰパケットのシェーピング装置に適用した一実施例の構成を示すブロック図である。
【図２２】コネクションに対する割り当て帯域の変動を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００６１】
＜実施例１＞
以下に、第１の実施例として、本発明をＶＳ／ＶＤに適用した例を、図１に基づいて詳細に説明する。
【００６２】
本実施例の構成を図１に示す。本発明においてＶＳ４０は、送信待ちのセルを蓄積しておくセル記憶回路４００、送信帯域を制御し、セル記憶回路４００からセルを読み出し、通信路７１に送信するシェーピング部４１０、受信したＢＲＭセルの輻輳通知情報による送信帯域を計算し、シェーピング部４１０からセルを送信する間隔を更新するＡＢＲ帯域計算部４２０、ＡＢＲ用余剰帯域をアクティブコネクション（実際にセルを送信しているコネクション）で分配した帯域を計算する帯域分配部４３０から構成される。
【００６３】
セル記憶回路４００は、例えば外付けメモリとその制御回路で実現できる。
【００６４】
シェーピング部４１０およびＡＢＲ帯域計算部４２０のブロック図を図９に示し、帯域分配部４３０のブロック図を図１０に示す。シェーピング部４１０は、図３に示した従来技術２のセル流制御装置７と同様の構造をもつ。すなわち、図３のセル送出時刻演算部３は、図９の送信時刻計算回路４１２および送信間隔情報記憶回路４１３に対応し、メモリ４はセル記憶回路４００に対応し、書き込み制御回路５および読み出し制御回路６はセル送信制御回路４１１に対応している。
【００６５】
また、ＶＤ５０は、受信したセルの種別（データセル、ＦＲＭセル、ＢＲＭセル）を判別し、受信セルがデータセルの場合はシェーピング部４５０に送り、受信セルがＦＲＭセルの場合はシェーピング部４１０に送り、受信セルがＢＲＭセルの場合はセル中の輻輳通知情報を抽出しＡＢＲ帯域計算部４２０に通知するセル種別判定部５００から構成される。
【００６６】
セル種別判定部５００のブロック図を図１９に示す。
【００６７】
また、ＶＳ４１はＶＳ４０と、ＶＤ５１はＶＤ５０と、それぞれ同じ構造を持つ。
【００６８】
図８に、本発明の装置６０で送受信されるセルの流れについて示す。
【００６９】
ＶＤ５１には通信路７０からセルが受信される。通信路７０を流れているセルには、送信端末１１で生成され受信端末２１まで転送されるデータセル７０１、送信端末１１で生成され受信端末２２に送り返されるＦＲＭセル７０２、ＶＳ４１で生成され、受信端末２２から送り返されてきたＢＲＭセル７０３がある。通信路７３からＶＤ５０に受信されるセルも同様に、データセル７３１、ＦＲＭセル７３２、ＢＲＭセル７３３がある。通信路７３から受信したセルの種別は、ＶＤ５０の中のセル種別判定部５００(図１)で判定される。
【００７０】
ここで、セル種別判定部５００のブロック図を図１９に示す。セル種別判定部５００は、セルの種別を判別し、判別結果に応じてデータセルならば回線７２に送信するシェーピング部４５０に転送し、ＦＲＭセルならば通信路７１に送り返すためにシェーピング部４１０に転送し、ＢＲＭセルならば輻輳通知情報検出回路５０２に転送するセル種別判定回路５０１と、受信セルがＢＲＭセルのときのみ受信セルの輻輳通知ビットを検出し、送信帯域を変更するためにＡＢＲ帯域計算部４２０に通知する輻輳通知情報検出回路５０２から構成される。セル種別は、セルのヘッダ中にあるセル種別識別子（ペイロードタイプ）によって容易に判別することができる。また、前述のようにＲＭセルのＤＩＲビットによって、ＦＲＭセルとＢＲＭセルを判別することができる。
【００７１】
以下に、通信路７０からＶＤ５１にデータセル、ＦＲＭセルを受信した場合、および通信路７３からＶＤ５０にＢＲＭセルを受信した場合の動作について説明する。通信路７３からデータセル、ＦＲＭセルを受信、あるいは通信路７０からＢＲＭセルを受信した場合も同様の動作を行う。
【００７２】
まず、ＡＢＲクラス以外のトラヒッククラスのセルを受信した場合の動作について説明する。
【００７３】
ＡＢＲクラス以外のトラヒッククラスでは、ＲＭセルの転送はなく、データセルのみが転送されている。ＡＢＲクラス以外のクラスのセルが受信されると、ＶＤ５１のセル種別判定回路５１０が、セルの種別を判別し、受信セルはすべてＶＳ４０内のシェーピング部４１０でアドレスを割り当てられ、セル記憶回路４００に保存される。
【００７４】
送信間隔情報記憶回路４１３には、図１１に示すように、コネクション毎にセル送信間隔４１３０、および次セル送信予定時刻４１３１が記憶されている。
【００７５】
セル送信制御回路４１１は、送信間隔情報記憶回路４１３に記憶しているセル送信間隔４１３０でセルをシェーピングし、通信路７１にセルを送信する。
【００７６】
セルを送信すると、次セル送信予定時刻を送信時刻計算回路４１２で計算し、送信間隔情報記憶回路４１３に記憶する。次セル送信予定時刻の計算方法は、例えばリーキーバケット方式等による。リーキーバケット方式に関しては、例えば従来技術１の“Normative Annex C.1 Equivalence of Virtual Scheduling and Continuous Leaky Bucket Algorithms”に記載されている。
【００７７】
次に、ＡＢＲクラスのセルを受信した場合の動作について説明する。
【００７８】
ＡＢＲクラスでは、前記のようにデータセルの他にＦＲＭセル、ＢＲＭセルが転送されている。
【００７９】
通信路７０からＡＢＲクラスのセルを受信すると、セル種別判定回路５１０においてセルの種別を判別する。
【００８０】
通信路７０からＶＤ５１にデータセルを受信した場合には、通信路７２に送信するためにＶＳのセル送信制御回路４１０でアドレスを割り当てられ、セル記憶回路４００に保存される。
【００８１】
通信路７０からＶＤ５１にＦＲＭを受信した場合には、送り返すセルとして、通信路７２に送信するためにＶＳのセル送信制御回路４５０でアドレスを割り当てられ、セル記憶回路４４０に保存される。このとき、ＢＲＭセルとして送信するために、前記ＤＩＲビットを“０”から“１”に変換しておく。
【００８２】
ＡＢＲクラスに関しては、送信帯域の分配を行う際に実際にセルを送受信しているコネクションは、アクティブコネクションと認識する必要がある。従って、セルを受信したときに、図９のセル送信制御回路４１１において、アクティブ状態でなかったコネクションがアクティブ状態になったか否かを判定し、帯域分配部４３０に通知する。帯域判定部４３０での動作は後述する。
【００８３】
セルの送信に関しては、ＡＢＲクラス以外のセル送信と同じである。但し、セル送信時に、従来技術１のセル送信規則により、ＦＲＭセルおよび送り返すＢＲＭセルを混在させて送信することのみが、ＡＢＲクラス以外と異なっている。また、セル送信により、送信コネクションがアクティブ状態からアクティブでない状態へ移行した場合も、受信時と同様に帯域分配部４３０に通知する。
【００８４】
通信路７３からＶＤ５０にＢＲＭセルを受信した場合には、輻輳通知情報抽出回路５０２においてＢＲＭセル中の輻輳通知情報のみを抽出し、セル自体は保存しない。
【００８５】
抽出された輻輳通知情報は、通信路７１に送信するためのＡＢＲ帯域計算回路４２０に通知される。
【００８６】
図９において、通知帯域計算回路４２１は、送信帯域情報記憶回路４２３に記憶してある情報を基に、文献１に記載されている計算式によって通知帯域を計算する。送信帯域情報記憶回路４２３には、図１２に示すように、コネクション毎に送信帯域（文献１ではＡＣＲ）４２３０、およびコネクション設定時に契約される最小送信帯域ＭＣＲ４２３１、最大送信帯域ＰＣＲ４２３２、送信帯域増加率ＲＩＦ４２３３、送信帯域減少率ＲＤＦ４２３４等が記憶されている。ここで、文献１の“ＡＣＲ”と、本発明の通知帯域は同じ意味である。通知帯域計算回路４２１は、図２０に示したとおり、シフト回路４２１０、４２１１、加算回路４２１３、減算回路４２１２、および選択回路４２１４で容易に構成することができる。計算した通知帯域は、送信帯域計算回路４２２に通知される。送信帯域計算回路４２２は、通知帯域と、帯域分配部４３０において計算される分配帯域（後述）の２つの帯域の内、値の小さい方を送信帯域とし、送信帯域情報記憶回路４２３に書き戻すと同時に、該送信帯域をシェーピング間隔に変換し送信間隔情報記憶回路４１３の送信間隔情報を更新する。
【００８７】
以上のようにして、ＢＲＭセルにより輻輳通知を受けた場合は送信帯域を減少させるので送信間隔が広がり、輻輳通知を受けなかった場合は送信帯域を増加させるので送信間隔が狭くなるという動作を実現するＶＳ／ＶＤを実現することができる。
【００８８】
次に、帯域分配部４３０において、ＡＢＲ用余剰帯域（後述）を各コネクションに設定された優先度の割合に応じてアクティブコネクションに分配する動作について説明する。
【００８９】
帯域分配部４３０のブロック図を図１０に示す。
【００９０】
帯域分配部４３０内の優先度情報記憶回路４３３には、図１３に示すように、各コネクションの帯域分配の優先度を示す優先度情報（固定）４３３０、優先度情報を最大値として実際の帯域分配計算に用いられる分配情報（可変）４３３１がコネクション毎に記憶されている。尚、初期設定値としては、分配情報＝優先度情報として優先度に応じた分配を行う。
【００９１】
本実施例では簡単のために、優先度情報の候補として、ｎ個の自然数の集合（１，２，・・・，ｎ）を用い、分配情報の候補として、ｎ個の自然数の集合に“０”を加えた集合（０，１，２，・・・，ｎ）とするが、優先度情報、分配情報共に小数値でもよく、また、優先度情報の候補の集合が分配情報の候補の集合の部分集合である必要もない。
【００９２】
優先度情報記憶回路４３３には、上記パラメータの他に、ＡＢＲクラス全体で１つの情報として、ＡＢＲ用余剰帯域４３３２、およびＡＢＲクラスのアクティブコネクションの分配情報の合計である総分配情報４３３３が記憶されている。ＡＢＲ用余剰帯域４３３２は、通信路の帯域から、帯域を確保して送信している音声・画像等の送信帯域、およびＡＢＲクラスのＭＣＲを減じた帯域であり、新たにコネクションを設定、あるいは解除しない限り固定値である。
【００９３】
通信路７３からＢＲＭセルを受信した場合、輻輳通知情報を抽出し、通知帯域計算回路４２１で通知帯域を計算すると同時に帯域分配部４３０において分配帯域を計算する。分配帯域の計算は、分配帯域計算回路４３１で行われる。
【００９４】
分配帯域計算回路４３１の詳細なブロック図を図１４に示す。
【００９５】
優先度情報記憶回路４３３から読み出した、対応コネクション番号の分配情報、総分配情報、ＡＢＲ用余剰帯域、および送信帯域情報記憶回路４２３から読み出したＭＣＲを用いて分配帯域を計算する。なお、ＡＢＲ用の帯域は、各コネクションのＭＣＲを合計した値とＡＢＲ用余剰帯域を加えたものである。
【００９６】
まず、除算回路４３１０において、総分配情報に対する該コネクションの分配情報の比率（分配情報／総分配情報）を計算する。
【００９７】
次に乗算回路４３１１において（ＡＢＲ用余剰帯域）×（分配情報／総分配情報）を計算し、最後に加算回路４３１２において対応コネクション番号のＭＣＲを加算し、その値を分配帯域とする。
【００９８】
最後にＭＣＲを加算するので、分配帯域は常にＭＣＲ以上の値となる。図２２は、余剰帯域を２つのコネクション間で帯域を分配する場合の例を示している。２つのコネクションに分配する余剰帯域は、（ＡＢＲ用余剰帯域）×（分配情報／総分配情報）の値により変化するが、各コネクションに対して、ＭＣＲは必ず保証される。
【００９９】
計算結果の分配帯域は送信帯域計算回路４２２に通知され、前述のとおり、通知帯域と分配帯域の値の小さい方を送信帯域とし、該送信帯域をシェーピング間隔に変換し、送信間隔情報記憶回路４１３の送信間隔情報を更新する。
【０１００】
次に、分配帯域計算回路４３１で過剰に帯域が割り当てられている場合に、帯域の過剰分を他のコネクションに解放する動作について説明する。
【０１０１】
上記動作は、分配情報変更回路４３２によって実現される。分配情報変更回路４３２の詳細ブロック図を図１５に、そのフロー図を図１８に示す。
【０１０２】
本実施例では、分配情報はｎ＋１個の候補が存在する。
【０１０３】
本実施例では、分配帯域０計算回路４３２０−０によって、次に分配情報の候補Ｗｉが０になった場合の分配帯域０を計算し、分配帯域１計算回路４３２０−１によって、次に分配情報の候補Ｗｉが１になった場合の分配帯域１を計算し、分配帯域２計算回路４３２０−２によって、次に分配情報の候補Ｗｉが２になった場合の分配帯域２を計算し、以下同様にして、分配帯域３，４，……を計算する。
【０１０４】
分配帯域１，２，３，……の各計算回路は、コネクション間分配帯域計算回路４３１の構成と同様であるが、図１４における分配情報の代わりに分配情報の候補Ｗｉを用い、分配情報の候補Ｗｉとして固定値ｉ（分配帯域０を計算するときは“０”、分配帯域１を計算するときは“１”、分配帯域ｉを計算するときは“ｉ”）を用い、総分配情報の代わりに（総分配情報−分配情報＋固定値ｉ）を用いる点が異なっている。この計算処理は、図１８のステップ９２０に相当する。
【０１０５】
各分配帯域計算回路による計算結果の各帯域、すなわち、分配帯域０から分配帯域ｎと、通知帯域計算回路４２１によって計算された通知帯域との大小関係により、最適分配情報決定回路４３２１において、
分配帯域 (ｋ−１) ＜ 通知帯域 ≦ 分配帯域ｋを満たす分配情報の値を求め、
最適分配情報＝ｋとする。この場合には、ｋ＝ｉになる。この処理は、図１８のステップ９２１に相当する。
【０１０６】
最適分配情報決定回路４３２１の詳細なブロック図を図１６に示す。
【０１０７】
最適分配情報決定回路４３２１は、分配帯域ｉ計算回路（０≦ｉ≦ｎ）において計算された分配帯域ｉ（０≦ｉ≦ｎ）と通知帯域を比較回路４３２１０−０〜ｎで比較し、その結果をエンコーダ４３２１１でエンコードすることで容易に実現することができる。
【０１０８】
優先度情報超過判定回路４３２２では、新分配情報＞優先度情報とならないように新分配情報を決定する。すなわち、最適分配情報≦優先度情報の場合には、新分配情報＝最適分配情報とし、最適分配情報＞優先度情報となった場合には新分配情報＝優先度情報とする。この処理は、図１８のステップ９２２に相当する。
【０１０９】
また、分配情報の値の変化に伴い、アクティブコネクションの分配情報の合計である総分配情報も更新する。
【０１１０】
総分配情報は、ＢＲＭセルからの輻輳通知によって分配情報が変化した場合の他に、前述のように、あるコネクションがセル受信によりアクティブでない状態からアクティブ状態に変化した場合、およびセル送信によりアクティブ状態からアクティブでない状態に変化した場合にも更新される。
【０１１１】
以上の３つの場合の総分配情報の更新を行う総分配情報更新回路４３２３の動作について説明する。
【０１１２】
総分配情報更新回路４３２３の詳細なブロック図を図１７に示す。
【０１１３】
ＢＲＭセルからの輻輳通知によって分配情報が変化した場合には、加算回路、減算回路４３２３０において新総分配情報＝総分配情報−分配情報＋新分配情報によって新総分配情報を計算する。この処理は図１８のステップ９２３に相当する。
【０１１４】
セル受信によりアクティブでない状態からアクティブ状態に変化した場合には、加算回路４３２３１において新総分配情報＝総分配情報＋分配情報によって新総分配情報を計算する。
【０１１５】
セル送信によりアクティブ状態からアクティブでない状態に変化した場合には、減算回路４３２３２において新総分配情報＝総分配情報−分配情報によって新総分配情報を計算する。
【０１１６】
上記３つの計算結果の内、どの値を最終的な新総分配情報とするかは、計算タイミングが送信タイミングであるか、受信タイミングであるか、あるいは受信タイミングの場合は受信したセル種別によって決定することができる。選択は、選択回路４３２３３で行われる。
【０１１７】
以上の計算結果の新分配情報、新総分配情報を、それぞれ優先度情報記憶回路４３３の分配情報領域４３３１、総分配情報領域４３３３に書き戻す。
【０１１８】
以上に説明したように、ＢＲＭセルを受信したときに輻輳通知された値によっては分配情報を変化させる。分配情報の変化によって、新分配情報＜旧分配情報となった場合には、新総分配情報＜旧総分配情報となっている。この変化を他のコネクションの立場で考えれば、自分の分配情報を変化させなくても総分配情報が小さくなったので、比率（分配情報／総分配情報）は大きくなっている。
【０１１９】
すなわち、ＡＢＲ用余剰帯域を分配する際、より多く割り当てられることになる。
【０１２０】
以上のようにして、輻輳通知等の理由で、帯域分配機能によって割り当てられた帯域で送信できない場合に、その差分の帯域を他のコネクションが利用してセルを送信することができ、通信路の利用率を上げることができる。
【０１２１】
コネクション毎に優先度情報を設定する方法は、コネクションを確立する方法により決まる。
【０１２２】
コネクションの確立には、図２における網管理装置１５が予めコネクションの設定を行うＰＶＣ（Permanent Virtual Call）と、端末から網に対してパラメータを申告しコネクションを設定するＳＶＣ（Switched Virtual Call）の２種類がある。本発明においては、ＰＶＣの場合は、網管理装置１５からコネクション毎の送信帯域の分配の優先度を設定することができる。また、ＳＶＣの場合はコネクションを確立するために様々なパラメータ（例えば、図１２のＭＣＲ，ＰＣＲ等のパラメータ）を端末と網の間で契約するが、その契約パラメータの一つとして優先度を設定することができる。
【０１２３】
以上に、本発明の一実施例として、コネクション毎に帯域分配の優先度情報を設定し、その優先度に応じて送信帯域を分配したが、特に別のパラメータ（優先度情報）を設定せず、ＭＣＲに比例した割合で分配することもできる。
【０１２４】
具体的には、すべての回路において優先度情報の代わりにＭＣＲを用い、また分配情報の候補として０以上ＭＣＲ以下の値を選べばよい。
【０１２５】
但し、ＭＣＲ＝０のコネクションが混在していると該コネクションの送信帯域は常に０となるので、ＭＣＲ＝０のコネクションが混在している場合には用いることができない。
【０１２６】
また、コネクション間で帯域を均等に分配したい場合にも、前記優先度情報を設定しなくてもよい。具体的には、すべての回路において優先度情報の代わりに固定値“１”（すなわちすべてのコネクションの優先度が等しい）を用い、また分配情報の候補として０以上１以下の小数値を選べばよい。
【０１２７】
以上では、すべて送信帯域が最低限確保したい帯域（ＭＣＲ）以上になるように保証しており、送信帯域がＭＣＲ以下になることはない。
【０１２８】
ＭＣＲを保証する必要がない場合には、図１４の加算回路４３１２を取り除くことができる（取り除いた場合は乗算回路４３１１の出力が分配帯域となる）。
【０１２９】
但し、この場合、ＡＢＲ用余剰帯域の計算が、通信路の帯域から、帯域を確保して送信している音声・画像等の送信帯域のみを減じた帯域とし、ＭＣＲは減じてはいけない。
【０１３０】
尚、以上は、すべて網内の独立ノードのＶＳ／ＶＤ６０で構成した場合を示しているが、図６のようにスイッチ３５の回線インタフェース部にＶＳ／ＶＤ６２を構成してもよいし、図７のようにスイッチ３６に付随するトランクとしてＶＳ／ＶＤ６３を構成してもよい。いずれの場合も図１と同じ構造で実現することができる。
【０１３１】
また、本発明をＶＳ／ＶＤとして実現するのではなく、送信端末に実現することもできる。この場合は、図１においてＶＳ４０およびＶＤ５０のみの構成となり、ＶＤ５１の代わりに、送信すべき上位層のパケットをＡＴＭで転送するためのセルに変換（分割）する装置が、ＶＳ４１の代わりに、ＡＴＭ用のセルを上位層で処理することができるように変換（合成）する装置がそれぞれ必要になる。
【０１３２】
また、以上の例では、ＲＭセル受信時に帯域分配計算を行う例を説明したが、ユーザセルも含めたすべてのセル受信時に行ってもよいし、すべてのセル送信時に行ってもよい。
【０１３３】
すべてのセルを帯域分配の対象とする方が帯域分配のトリガが多くなり、より早く定常状態に安定させることができる。更に、セルの送受信とは独立したタイミングで定期的に計算してもよい。この方法は、例えばシェーピングに用いている時計（図９のタイマ４１４）を基にアドレスを生成し、定期的に分配帯域を計算する。
この場合、図９の帯域分配部４３０が分配帯域を計算するコネクションは、タイマ４１４が生成する時刻である。また、ＢＲＭセルによって通知される輻輳通知情報を基に計算される通知帯域は送信帯域情報記憶回路４２３に記憶しておき、送信帯域計算回路４２２において送信帯域を計算する際に値を反映させる。具体的な送信帯域の計算方法は、ＲＭセル受信をトリガとする場合と同様である。
【０１３４】
以上では、すべてＡＢＲクラスに適用した実施例を示したが、ＲＭセルによるフィードバック制御を行わないＵＢＲクラスのトラヒックにも適用することができる。ＵＢＲでは、ＲＭセルを転送しないため、帯域計算のトリガとして、上述の全セル受信時、あるいは全セル送信時、または時計を用いて定期的に行う方法をとる。
＜実施例２＞
次に、第２の実施例として、本発明をＩＰパケットを転送するシェーピング装置に適用した例を、図２１を用いて説明する。第１の実施例では、コネクションに対する帯域の割り当てを検討したが、本実施例は、フローに対する帯域の割り当てを検討する。図２１に示したシェーピング装置８０は、基本的にはＶＳ／ＶＤのＶＳ部分と同じ構成であるが、以下の点が異なっている。
【０１３５】
ＩＰパケットはＡＴＭセルと異なり可変長であるので、パケット長情報を送信間隔に反映させることが必要である。すなわち、長いパケットを送信した場合には次のパケットとの送信間隔を長くするような送信予定時刻を計算し、短いパケットを送信した場合には次のパケットとの送信間隔を短くするような送信予定時刻を計算し、平均として設定帯域を守るようなシェーピングを行う。
【０１３６】
具体的には、シェーピング部８１０内のパケット送信制御回路８１１は、パケット送信時に、送信したパケットのヘッダ内に記述してあるパケット長情報を送信時刻計算回路８１２に通知する。パケット長情報を受けた送信時刻計算回路８１２では、例えば以下のような送信予定時刻の計算を行い、パケット長に応じた送信予定時刻を算出する：
送信予定時刻＝現在時刻＋送信バイト数×基準帯域／シェーピング帯域．
ここで、基準帯域とは、時計の‘１’を１バイトのパケット間隔とするような帯域であり、送信バイト数は、パケット送信制御回路８１１から通知されたパケット長情報である。以上の計算により、送信パケット長に応じた送信間隔で可変長パケットを送信することができる。
【０１３７】
本発明では、ハードウェアにより送信帯域の分配計算、および過剰に割り当てられた帯域の再分配計算を高速に行うことができるセル送信装置を構成したが、同様の計算をソフトウェアによって計算することもできる。
【符号の説明】
【０１３８】
１０〜１２ 送信端末
１５ 網管理端末
２０〜２２ 受信端末
３０〜３６ スイッチ
４０〜４３ 仮想送信端（ＶＳ）
５０〜５３ 仮想受信端（ＶＤ）
７０、７３ 受信セル
７１、７２ 送信セル
４００、４４０ セル記憶回路
４１０、４５０ シェーピング部
４２０、４６０ ＡＢＲ帯域計算機
４３０、４７０ 帯域分配部
５００、５１０ セル種別判定部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非同期転送網における交換スイッチ、非同期転送網における交換スイッチを備える端末装置またはスイッチ等に係り、特に、セル送信帯域のコネクション間での分配技術に関する。更に、可変長パケット網における端末装置に係り、特に、パケット送信帯域のユーザ間での分配技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
非同期転送技術は、セルと呼ばれる固定長パケットを用いて、音声・画像・データ等の様々な種類のトラヒックを効率的にサポートすることができ、マルチメディア通信に適した通信技術として広く知られている。非同期転送技術に関しては、例えば“The ATM Forum TM4.0”（従来技術１）に述べられている。
【０００３】
図２は、複数の端末とスイッチから構成される一般的な網を示しているが、非同期転送網の場合、従来技術１の“2. ATM Service Architecture (p.4)”に記載されているように、コネクションと呼ばれる仮想的な経路を介してセルが転送される。図２において一つの端末１０（以下、送信端末）から別の端末２０（以下、受信端末）へセルを転送する場合、送信端末１０、スイッチ３０、３１、３２、受信端末２０のそれぞれの間で仮想的な経路（コネクション）を確立し、セルは両端末１０、２０間を接続するコネクション上で転送される。コネクション確立は送信端末が要求する場合と、網管理用の端末１５が要求する場合がある。
【０００４】
上記マルチメディア通信では、データ系のバーストトラヒックと音声・画像等の実時間トラヒックを同一の回線内の別々のコネクションで同時に転送する。複数の入力回線からのコネクションがスイッチの出力ポートで合流する場合、コネクション間のセルの送信制御（トラヒック制御）が必要となる。音声・画像等の転送では、予め使用帯域が予測できる。この使用帯域（以下、送信帯域）をセル送信を始める前にセルを送信する通信路内に確保（帯域確保）し、さらに、その予約帯域内で低遅延伝送を行うために、出力ポート内のデータ系のセルに対して優先的にセルが送信（優先転送）される。セル送信装置は、帯域確保した送信帯域でセルを送信する必要がある。このためには、各コネクション毎の予約帯域でセルを送信する機能が必要である。この予約帯域でのセル送信機能を以下シェーピングと呼ぶ。
【０００５】
シェーピング装置に関しては、例えば特開平6−315034“セル流制御装置およびＡＴＭ通信網”（従来技術２）に示されている。従来技術２の「セル流制御装置」は、シェーピング装置と同じ意味である。
【０００６】
従来技術２では、シェーピング装置は図３のように構成されている。シェーピング装置７では、到着するセル間隔が規定の許容値内であるか否かを判定するポリシング部２と、セルの出力時刻を計算するセル送出時刻演算部３と、セルを一時的に記憶するメモリ４と、メモリ４にセルを書き込む書き込み制御装置５と、メモリからセルを読み出す読み出し制御装置６から構成され、セルを送信する帯域よりも高い帯域でセルを受信しても、セルを一時的にメモリ４に蓄積することで、契約した送信帯域を守ってセルを送信することができる。
【０００７】
シェーピングは、上記の実時間トラヒックに対して以外に、データ系のバーストトラヒックに対しても必要である。データ系のバーストトラヒックの場合、送信帯域を予め予測することが出来ない。しかし、データ系のバーストトラヒックを転送する場合には、伝送遅延を小さくすることはさほど重要ではないために送信帯域を確保せずに送信端末はセル送信を始める。あるノードにトラヒックが集中し網が混雑した場合には、網内のバッファにセルを蓄積することで、セル廃棄を防ぎつつ網の高い利用効率を得ることができる。しかし、網がセルを処理できる能力以上にセルが網に流入すると、バッファから溢れたセルが送信途中で廃棄される。
【０００８】
従来技術１では、このようなセル廃棄の観点から、データ系トラヒックに関して２つのトラヒッククラスが示されている。１つのクラスは、セル廃棄が生じることなくセル転送を円滑に行えるように、網の混雑の状態（以下、輻輳状態）を監視するための輻輳通知セルを網に定期的に巡回させ、輻輳時には網へのセル流入量を減少させ、輻輳していないときにはセル流入量が増加することを許可するという、網から送信帯域の動的な制御を行うＡＢＲ（Available Bit Rate）クラスである。
【０００９】
ＡＢＲクラスのモデルは、例えば従来技術１の“5.10 ABR Flow Control (p.44)”に記述されている。もう１つのクラスは、帯域の有効利用という点に重点をおき、網が輻輳状態になりセル廃棄が生じるような状態になった場合でも送信帯域を制限しないＵＢＲ（Unspecified Bit Rate）クラスである。
【００１０】
従来技術１では、図４に示すＡＢＲ制御のモデル（従来技術１では、図２−１）において、網が輻輳していることを検出したスイッチ３０〜３２または受信端末２０は、コネクション中に巡回している輻輳通知セルの輻輳通知ビットを‘１’にセットする。送信端末１０は輻輳通知ビットが‘１’にセットされた輻輳通知セルを受信すると、網が輻輳していると判断し、網への過剰なセルの流入を防止するために送信帯域を減少させ、輻輳通知ビットがセットされていない輻輳通知セルを受信すると、網は輻輳していないと判断し、網の利用効率を上げるために送信帯域を増加させる。
【００１１】
このとき、輻輳通知ビットが‘１’の輻輳通知セルを受けた場合でも、セルの送信帯域をコネクション設定時に契約されるＭＣＲ（Minimum Cell Rate：最小送信帯域）を下回る帯域まで減少させる必要はない。このような輻輳通知セルを用いたフィードバック制御を行うことで、網側から送信帯域の動的な制御を行うことができる。
【００１２】
尚、図４では、簡単のために送信端末１０から受信端末２０へ向けての一方向のデータセルの流れのみを示しているが、実際の端末装置は送信端末動作と受信端末動作の両方の動作を行うので、受信端末２０側から送信端末１０側へのデータセルの流れも存在する。以下、特に断らない限り上記のような一方向の通信のモデルで表す。
【００１３】
また、従来技術１では、前記輻輳通知用のセルを“ＲＭセル（Resource Management Cell：帯域管理セル）”と称しており、送信端末から受信端末へ向かって転送されているものを“forwardＲＭセル（順方向ＲＭセル）”、受信端末から送信端末へ向かって転送されているものを“backward ＲＭセル（逆方向ＲＭセル）”と称している。以下では、上記名称に従い、forwardＲＭセルをＦＲＭセル、backwardＲＭセルをＢＲＭセルと呼ぶ。ＦＲＭセルとＢＲＭセルの区別は、ＲＭセル中にある転送方向を示すビット（ＤＩＲビット）によって、ＤＩＲ＝０のセルはＦＲＭセル、ＤＩＲ＝１のセルはＢＲＭセルと、容易に判別することができる。
【００１４】
従来技術１の“5.10 ABR Flow Control”に記載されているＲＭセルの輻輳通知情報による送信帯域の制御は、帯域の計算を行う送信端末を始点とするコネクションが１本である場合を対象としており、送信端末が複数のコネクションの始点となっている場合については、言及されていない。
【００１５】
送信端末が複数のコネクションの始点となっている場合には、ＲＭセルによるフィードバック制御が行われている（ＡＢＲクラス）か行われていない（ＵＢＲクラス）かに関わらず、通信路の帯域を各コネクションで等しく分配したり、あるいは重要なコネクションに優先的に帯域を割り当てることが重要となる。帯域分配の公平性に関しては、例えば従来技術１の“Informative Appendix I.3 Example Fairness Criteria (p.82)”に示されている。従来技術１の“Informative Appendix I.3 Example Fairness Criteria”には、公平性の規準として、すべてのコネクションで帯域を平等に分割するMax-Min、MCR plus equal share（等分配）、およびコネクション毎の重み付けを行ったWeight allocation（重み付け分配）等が示されている。
【００１６】
上記の通信路の帯域の等分配を実現する一つの手段として、ＡＢＲクラスに対してはＥＲＩＣＡ方式が知られている。ＥＲＩＣＡ方式に関しては、例えば従来技術１の“Informative Appendix I.5 Example Switch Mechanism (p.85)”に示されている。ＥＲＩＣＡ方式は、網内のスイッチあるいは受信端末が、該スイッチあるいは該受信端末に入力している通信路の帯域を等分配するような値を送信許可帯域として送信端末に通知する方式であり、これを用いることで通信路の帯域を等分割することができる。
【００１７】
また、従来技術３として、特開平9−83547“パケットスケジューリング装置”を示す。従来技術３では、複数のＵＢＲクラスのコネクションをサポートしているシェーピング装置において、各コネクション毎のキューとその送信順序を示すキューを設け、送信順序を示すキューから読み出された要素が示すコネクションのセルが送信される。送信順序を示すキューには、各コネクションの送信比率の重みに応じた個数の要素しか入ることができない。以上のようにして、従来技術３では、複数のＵＢＲクラスのコネクションの送信セルの割合を制御することができる。
【００１８】
また、従来技術１の“5.10.7 Virtual Source and Virtual Destination”には、送信端末から受信端末までの経路が長距離のコネクションに対して、ＶＳ／ＶＤ（Virtual Source / Virtual Destination：仮想送信端末／仮想受信端末）を用いたＡＢＲ制御技術が示されている。長距離のコネクションでは、輻輳通知情報が送信端末に通知されるまでに時間を要し、送信帯域の制御性が低下するために、図５（従来技術１では、図５−５）に示すように送信端末１１と受信端末２１の間の経路を途中のＶＳ／ＶＤ６０で分割し、長距離になって輻輳通知が遅れることを防止している。ＶＳ／ＶＤは、データセルはそのまま通過して転送させ、ＲＭセルの送受信に関しては、ＶＳ４０は送信端末１１と、ＶＤ５０は受信端末２１と同じ動作をする。ＶＳ／ＶＤの構成は、以下に示す３種類の実現形態がある。
【００１９】
すなわち、図５のように独立したノード６０としての構成、図６のようにスイッチ３５の回線インタフェース部に配置する構成、および図７のようにスイッチ３６に付随するトランクとしての構成である。
【００２０】
ＶＳ／ＶＤに関して、例えば“マルチプロトコルの実現に柔軟なＷＡＮ その１ 信学技法SSE 95−186（1996−03）”（従来技術４）がある。従来技術４では、実際の網へＶＳ／ＶＤを適用して、少ないコストでＡＢＲクラスを導入する方式を提案し、必要なバッファ量等を示している。
【００２１】
また、特開平10−70541（従来技術５）には、始点から終点までの間に複数のＡＴＭノードで交換され、かつ同一のリンクで伝送される同一経路上の複数のＶＰＣと、複数のＶＰＣと同一経路を経由し複数のＶＰＣで共有される帯域を有する共有ＶＰＣとを多重化し、ＶＰＣの帯域の過不足を共有ＶＰＣの有する帯域に
より補う旨が記載されている。
【００２２】
しかし、従来技術５では、送信端末における送信帯域の分配については検討されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２３】
【特許文献１】特開平6−315034
【非特許文献】
【００２４】
【非特許文献１】The ATM Forum TM4.0
【非特許文献２】Informative Appendix I.3 Example Fairness Criteria
【非特許文献３】Informative Appendix I.5 Example Switch Mechanism
【非特許文献４】マルチプロトコルの実現に柔軟なＷＡＮ その１ 信学技法SSE 95−186（1996−03）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
以下では、送信端末およびＶＳ／ＶＤのＶＳを合わせてセル送信装置と呼ぶ。
【００２６】
従来技術１のＥＲＩＣＡ方式は、スイッチまたは受信端末に接続されている通信路の帯域を分配する方式であり、セル送信装置に通知される帯域は、セル送信装置に接続されている通信路の帯域を考慮したものではない。
【００２７】
従って、複数のコネクションをサポートしているセル送信装置では、各コネクションＥＲＩＣＡ方式によって計算・通知される帯域の合計が、セル送信装置に接続されている通信路の帯域を超える場合がある。上記の場合、通知された帯域でセルを送信することができず、各コネクションに対して常に前述のＭＣＲ（Minimum Cell Rate：最小送信帯域）以上の帯域でセルを送信することができるとは限らない。
【００２８】
従って、セル送信装置においても、セル送信装置に接続されている通信路の帯域を各コネクションに分配することが必要である。
【００２９】
従来技術３では、セル送信装置において各コネクションに重みを付けてセルを送信しているが、該方式では、送信する通信路に空き帯域があれば必ずセルを送信する。
【００３０】
従って、ＵＢＲクラスの動作しか行うことができず、指定された送信帯域を守ってセルを送信するＡＢＲクラスに用いることはできない。更に、各コネクションに対してＭＣＲ以上の帯域でセルを送信することを保証することもできない。
【００３１】
本発明の第１の目的は、複数のコネクションをサポートしているセル送信装置において、各コネクションがＭＣＲ以上の帯域で送信することを保証しつつ、かつＭＣＲ以外の帯域を各コネクションの優先度に応じた割合で分配する送信帯域制御方式を提案することである。
【００３２】
ＡＢＲクラスでは、網が輻輳しＲＭセルによって輻輳通知された場合、セル送信装置は通知された値以下の帯域でセルを送信しなければならない。
【００３３】
従って、セル送信装置において、セル送信装置に接続されている通信路の帯域を、全コネクションに割り当てられた帯域の合計が通信路の帯域となるように分配している場合に、あるコネクションが、該コネクションに割り当てられた帯域よりも小さな値を網から通知されると、全コネクションの送信帯域の合計が、セル送信装置に接続されている通信路の帯域よりも小さくなる。すなわち、通信路の帯域に空き帯域が生じ、通信路の帯域を有効利用することができない。
【００３４】
このように輻輳通知を受け送信帯域を制限されたコネクションは、過剰に割り当てられた帯域（帯域分配によって割り当てられた帯域と、実際にセルを送信する帯域との差分の帯域）を他のコネクションに解放し、該帯域を他のコネクションが再分配することが望ましい。
【００３５】
本発明の第２の目的は、複数のコネクションをサポートしているセル送信装置において、網からの輻輳通知として、帯域分配機能により割り当てられた送信帯域よりも小さな値を通知されたコネクションが、該コネクションに割り当てられた帯域と該コネクションの実際の送信帯域の差分の帯域を他のコネクションに解放し、全体としての網の高い利用効率を達成し得る送信帯域制御方式を提案することである。
【００３６】
従来技術１の“5.10 ABR Flow Control (p.44)”には、送信端末において、輻輳通知情報による送信帯域の増減に関しては述べられているが、送信端末の帯域分配に関しては述べられていない。
【００３７】
本発明の第３の目的は、第１の目的、第２の目的に示した送信帯域制御方式を実現するための回路を備えた送信端末の具体的な構成法を示すことである。
【００３８】
従来技術１の“5.10.7 Virtual Source and Virtual Destination”にはＶＳ／ＶＤの概念と満たすべき条件が示されているのみであり、ＶＳ／ＶＤの具体的な構成法に関しては言及されていない。
【００３９】
また、従来技術３にはＶＳ／ＶＤの利用法が示されているのみであり、ＶＳ／ＶＤの構成に関するものではない。
【００４０】
本発明の第４の目的は、第１の目的、第２の目的に示した送信帯域制御方式を実現するための回路を備えたＶＳ／ＶＤの具体的な構成法を示すことである。
更に、シェーピング、および帯域分配はＡＴＭセルに対してのみではなく、一般の可変長パケット転送においても重要な技術である。
本発明の第５の目的は、ＩＰ（Internet Protocol）パケット等の可変長パケットに対して、全体として網の高い利用効率を達成し得る送信帯域制御方式を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【００４１】
上記目的を達成するため、本発明は、送信端末装置と一つまたは複数の中継スイッチと受信端末装置から構成され、送信端末装置から受信端末装置へ予め設定されたコネクション上で同一コネクション内にデータセルと輻輳通知セルを転送する非同期転送網における送信端末装置であり、輻輳状態において受信端末装置または中継スイッチが前記輻輳通知セルに輻輳通知情報を書き込んで送信端末へ送り返した輻輳通知セルに書き込まれた輻輳通知情報に基づいて送信帯域を増減させる送信帯域制御手段を備え、該送信帯域制御手段は、コネクション毎のセル転送時の帯域分配の優先度を示す優先度情報を記憶しておく記憶手段と、複数のコネクションが同時にセル転送状態である場合、前記優先度情報に基づいてセル送信帯域を計算する送信帯域計算手段を備え、セル転送状態にあるすべてのコネクション間で送信帯域を分配するようにしている。
【００４２】
また、前記送信帯域計算手段は、前記各コネクションの優先度情報を、該コネクションと同一の回線に送信するコネクションの内、セル転送状態にあるすべてのコネクションの前記優先度情報の和で除算した比率と、該回線の送信帯域を乗ずることによって、各コネクション毎に優先度情報に比例したセル送信帯域を計算するようにしている。
【００４３】
また、前記送信帯域制御手段は、各コネクション毎の最低保証帯域値情報を記憶しておく記憶手段を備え、前記送信帯域計算手段は、前記各コネクションの優先度情報を、該コネクションと同一の回線に送信するコネクションの内、セル転送状態にあるすべてのコネクションの前記優先度情報の和で除算した比率と、該回線の送信帯域から該回線に送信するすべてのコネクションの最低保証帯域の和を減じた帯域を乗じ、得られた結果に更に前記最低保証帯域値情報を加えることによって各コネクション毎にセル送信帯域を計算し、 前記送信帯域制御手段は、各コネクション毎の最低保証帯域を確保し、かつ各コネクションで自由に分配し得る帯域は各コネクションの優先度情報に比例してセル送信帯域を分配するようにしている。
【００４４】
また、送信端末装置と一つまたは複数の中継スイッチと受信端末装置から構成され、送信端末装置から受信端末装置へ予め設定されたコネクション上で同一コネクション内にデータセルと輻輳通知セルを転送する非同期転送網における送信端末装置であって、輻輳状態において受信端末装置または中継スイッチが前記輻輳通知セルに輻輳通知情報を書き込んで送信端末へ送り返した輻輳通知セルに書き込まれた輻輳通知情報に基づいて送信帯域を増減させる送信帯域制御手段を備え、該送信帯域制御手段は、コネクション毎のセル転送時の帯域分配の優先度を示す優先度情報を記憶しておく記憶手段と、複数のコネクションが同時にセル転送状態である場合、各コネクションの最低保証帯域を、該コネクションと同一の回線に送信するコネクションの内、セル転送状態にあるすべてのコネクションの最低保証帯域の和で除算した比率と、該回線の送信帯域を乗ずることによって、各コネクションに最低限確保したい送信帯域に比例してセル送信帯域を分配する手段を備えるようにしている。
【００４５】
また、送信端末装置と一つまたは複数の中継スイッチと受信端末装置から構成され、送信端末装置から受信端末装置へ予め設定されたコネクション上でデータセルと、同一コネクション内にデータセル以外に輻輳通知セルを転送する非同期転送網における送信端末装置であって、輻輳状態において受信端末装置または中継スイッチが前記輻輳通知セルの輻輳通知ビットをセットして送信端末へ送り返し、前記輻輳通知ビットがセットされた輻輳通知セルを受信したときにはセル送信帯域を減少させ、輻輳通知ビットがセットされていない輻輳通知セルを受信したときにはセル送信帯域を増加させる送信帯域制御手段を備え、該送信帯域制御手段は、複数のコネクションが同時にセル転送状態である場合、該コネクションと同一の回線の送信帯域を、該回線に送信するコネクションの内、セル転送状態にあるコネクションの数で除算することによって、各コネクションに均等にセル送信帯域を分配する手段を備えるようにしている。
【００４６】
また、送信端末装置と一つまたは複数の中継スイッチと受信端末装置から構成され、送信端末装置から受信端末装置へ予め設定されたコネクション上でデータセルと、同一コネクション内にデータセル以外に輻輳通知セルを転送する非同期転送網における送信端末装置であって、輻輳状態において受信端末装置または中継スイッチが前記輻輳通知セルの輻輳通知ビットをセットして送信端末へ送り返し、前記輻輳通知ビットがセットされた輻輳通知セルを受信したときにはセル送信帯域を減少させ、輻輳通知ビットがセットされていない輻輳通知セルを受信したときにはセル送信帯域を増加させる送信帯域制御手段を備え、
該送信帯域制御手段は、各コネクション毎に最低保証帯域値情報を記憶しておく記憶手段と、該コネクションと同一の回線の送信帯域から該回線に送信するすべてのコネクションの最低保証帯域の和を減じた帯域を、該回線に送信するコネクションの内、セル転送状態にあるコネクションの数で除算し、得られた結果に更に該コネクションの最低保証帯域を加えることによって、各コネクションで最低保証帯域を確保し、かつ各コネクションで自由に分配し得る帯域は各コネクションに均等にセル送信帯域を分配する手段を備えるようにしている。
【００４７】
また、送信端末と一つまたは複数の中継スイッチと受信端末から構成され、送信端末から受信端末へ予め設定されたコネクション上でデータセルを転送する非同期転送網における送信端末装置において、コネクション毎のセル転送時の帯域分配の優先度を示す優先度情報を記憶しておく記憶手段と、複数のコネクションが同時にセル転送状態である場合、前記優先度情報に比例したセル送信帯域を計算する送信帯域計算手段を備え、セル転送状態にあるすべてのコネクション間で送信帯域を分配するようにしている。
【００４８】
また、前記送信帯域計算手段に替えて、前記各コネクションの優先度情報を、該コネクションと同一の回線に送信するコネクションの内、セル転送状態にあるすべてのコネクションの前記優先度情報の和で除算した比率と、該回線の送信帯域を乗ずることによって、各コネクションごとに優先度情報に比例したセル送信帯域を計算する送信帯域計算手段を備えるようにしている。
【００４９】
また、送信端末と一つまたは複数の中継スイッチと受信端末から構成され、送信端末から受信端末へ予め設定されたコネクション上でデータセルを転送する非同期転送網における送信端末装置において、複数のコネクションが同時にセル転送状態である場合、該コネクションと同一の回線の送信帯域を、該回線に送信するコネクションの内、セル転送状態にあるコネクションの数で除算することによって、各コネクションに均等にセル送信帯域を分配する手段を備えるようにしている。
【００５０】
また、前記輻輳通知セルによって網から輻輳通知を受けた場合、あるいは送信するためのセルがなくなった場合に、前記送信帯域計算手段によって計算されたセル送信帯域でセルを送信することができない場合に、前記送信帯域計算手段に用いる優先度情報の代わりに、優先度情報を最大値とする分配情報を用いて帯域分配計算を行う手段を備えるようにしている。
【００５１】
また、前記輻輳通知セルによって網から輻輳通知を受けた場合、あるいは送信するためのセルがなくなった場合に、前記セル送信帯域計算によって計算されたセル送信帯域でセルを送信することができない場合に、前記セル送信帯域の分配計算に用いる最低保証帯域の代わりに、該最低保証帯域を最大値とする分配情報を用いて帯域分配計算を行う手段を備えるようにしている。
【００５２】
また、分配情報として取り得る候補の値それぞれに対して並列に前記帯域分配計算を行い、計算結果の送信帯域と輻輳通知情報によって計算された送信帯域とを並列に比較し、最適な分配情報を求める手段を備えるようにしている。
【００５３】
また、送信端末装置と一つまたは複数の中継スイッチと受信端末装置から構成され、送信端末装置から受信端末装置へ予め設定されたコネクション上で同一コネクション内にデータセルと輻輳通知セルを転送する非同期転送網に配置され、入力回線と出力回線が接続され、輻輳通知セルを生成することができ、自ノードが生成しかつ輻輳通知ビットがセットされて戻ってきた輻輳通知セルを受信したときにはセル送信帯域を減少させ、自ノードが生成しかつ輻輳通知ビットがセットされずに戻ってきた輻輳通知セルを受信したときにはセル送信帯域を増加させる手段と、自ノードが生成していない輻輳通知セルを受信した場合には、該コネクションのバッファの輻輳状態を輻輳通知セルに書き込み、受信した通信路に向けて送り返す手段を備えたネットワークノードにおいて、前述の送信帯域制御手段を備えるようにしている。
【００５４】
また、送信端末装置と一つまたは複数の中継スイッチと受信端末装置から構成され、送信端末装置から受信端末装置へ予め設定されたコネクション上で同一コネクション内にデータセルと輻輳通知セルを転送する非同期転送網における、輻輳通知セルを生成することができ、自ノードが生成しかつ輻輳通知ビットがセットされて戻ってきた輻輳通知セルを受信したときにはセル送信帯域を減少させ、自ノードが生成しかつ輻輳通知ビットがセットされずに戻ってきた輻輳通知セルを受信したときにはセル送信帯域を増加させる手段と、自ノードが生成していない輻輳通知セルを受信した場合には、該コネクションのバッファの輻輳状態を輻輳通知セルに書き込み、受信した通信路に向けて送り返す手段を回線インタフェース部に備えた中継スイッチにおいて、前記回線インタフェース部に前述の送信帯域制御手段を備えるようにしている。
【００５５】
また、送信端末装置と一つまたは複数の中継スイッチと受信端末装置から構成され、送信端末装置から受信端末装置へ予め設定されたコネクション上で同一コネクション内にデータセルと輻輳通知セルを転送する非同期転送網における、輻輳通知セルを生成することができ、自ノードが生成しかつ輻輳通知ビットがセットされて戻ってきた輻輳通知セルを受信したときにはセル送信帯域を減少させ、自ノードが生成しかつ輻輳通知ビットがセットされずに戻ってきた輻輳通知セルを受信したときにはセル送信帯域を増加させる手段と、自ノードが生成していない輻輳通知セルを受信した場合には、該コネクションのバッファの輻輳状態を輻輳通知セルに書き込み、受信した通信路に向けて送り返す手段をトランク方式を用いて備えた中継スイッチにおいて、前記トランクに前述の送信帯域制御手段を備えるようにしている。
【００５６】
また、前記送信端末装置、ネットワークノード、中継スイッチにおいて、前記セル送信帯域の計算をソフトウェアによって行うようにしている。
【００５７】
また、前記送信端末装置、ネットワークノード、中継スイッチにおいて、コネクション毎のセル転送時の帯域分配のための基準となる情報（優先度情報等）を、前記非同期転送網に接続された網管理装置から設定するようにしている。
【発明の効果】
【００５８】
以上に説明したとおり、本発明によれば、送信端末において各ＡＢＲコネクションに送信帯域を分配する際、重要なコネクションに優先して帯域を割り当てることができ、優先してセルを転送することができる。
【００５９】
また、輻輳通知を受けたコネクションが帯域分配によって割り当てられた送信帯域で送信できないときには、その差分の帯域を他のコネクションが何ら優先度情報の変更をすることなく優先度の割合に応じて利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明をＶＳ／ＶＤに適用した一実施例の構成を示すブロック図である。
【図２】非同期転送網のコネクションの概念を示すブロック図である。
【図３】従来のシェーピング装置の構成を示すブロック図である。
【図４】ＡＢＲクラスのセルの流れを示す図である。
【図５】独立ノードとしてＶＳ／ＶＤを設けたＡＢＲクラスのセルの流れを示す図である。
【図６】スイッチの回線インタフェース部にＶＳ／ＶＤを設けた場合のＡＢＲコネクションの接続図である。
【図７】スイッチに付随するトランクとしてＶＳ／ＶＤを構成した場合のＡＢＲコネクションの接続図である。
【図８】図６のコネクションのにおけるすべてのセルの流れを示した図である。
【図９】ＡＢＲ対応のシェーピング装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】帯域分配部の構成を示すブロック図である。
【図１１】送信間隔情報記憶回路の記憶形式を示すテーブルである。
【図１２】送信帯域情報記憶回路の記憶形式を示すテーブルである。
【図１３】優先度情報記憶回路の記憶形式を示すテーブルである。
【図１４】分配帯域計算回路の詳細ブロック図である。
【図１５】分配情報変更回路の詳細ブロック図である。
【図１６】最適分配情報決定回路の詳細ブロック図である。
【図１７】新総分配情報更新回路の詳細ブロック図である。
【図１８】分配情報変更回路の動作を示すフロー図である。
【図１９】セル種別判定部のブロック図である。
【図２０】通知帯域計算回路の詳細ブロック図である。
【図２１】本発明をＩＰパケットのシェーピング装置に適用した一実施例の構成を示すブロック図である。
【図２２】コネクションに対する割り当て帯域の変動を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００６１】
＜実施例１＞
以下に、第１の実施例として、本発明をＶＳ／ＶＤに適用した例を、図１に基づいて詳細に説明する。
【００６２】
本実施例の構成を図１に示す。本発明においてＶＳ４０は、送信待ちのセルを蓄積しておくセル記憶回路４００、送信帯域を制御し、セル記憶回路４００からセルを読み出し、通信路７１に送信するシェーピング部４１０、受信したＢＲＭセルの輻輳通知情報による送信帯域を計算し、シェーピング部４１０からセルを送信する間隔を更新するＡＢＲ帯域計算部４２０、ＡＢＲ用余剰帯域をアクティブコネクション（実際にセルを送信しているコネクション）で分配した帯域を計算する帯域分配部４３０から構成される。
【００６３】
セル記憶回路４００は、例えば外付けメモリとその制御回路で実現できる。
【００６４】
シェーピング部４１０およびＡＢＲ帯域計算部４２０のブロック図を図９に示し、帯域分配部４３０のブロック図を図１０に示す。シェーピング部４１０は、図３に示した従来技術２のセル流制御装置７と同様の構造をもつ。すなわち、図３のセル送出時刻演算部３は、図９の送信時刻計算回路４１２および送信間隔情報記憶回路４１３に対応し、メモリ４はセル記憶回路４００に対応し、書き込み制御回路５および読み出し制御回路６はセル送信制御回路４１１に対応している。
【００６５】
また、ＶＤ５０は、受信したセルの種別（データセル、ＦＲＭセル、ＢＲＭセル）を判別し、受信セルがデータセルの場合はシェーピング部４５０に送り、受信セルがＦＲＭセルの場合はシェーピング部４１０に送り、受信セルがＢＲＭセルの場合はセル中の輻輳通知情報を抽出しＡＢＲ帯域計算部４２０に通知するセル種別判定部５００から構成される。
【００６６】
セル種別判定部５００のブロック図を図１９に示す。
【００６７】
また、ＶＳ４１はＶＳ４０と、ＶＤ５１はＶＤ５０と、それぞれ同じ構造を持つ。
【００６８】
図８に、本発明の装置６０で送受信されるセルの流れについて示す。
【００６９】
ＶＤ５１には通信路７０からセルが受信される。通信路７０を流れているセルには、送信端末１１で生成され受信端末２１まで転送されるデータセル７０１、送信端末１１で生成され受信端末２２に送り返されるＦＲＭセル７０２、ＶＳ４１で生成され、受信端末２２から送り返されてきたＢＲＭセル７０３がある。通信路７３からＶＤ５０に受信されるセルも同様に、データセル７３１、ＦＲＭセル７３２、ＢＲＭセル７３３がある。通信路７３から受信したセルの種別は、ＶＤ５０の中のセル種別判定部５００(図１)で判定される。
【００７０】
ここで、セル種別判定部５００のブロック図を図１９に示す。セル種別判定部５００は、セルの種別を判別し、判別結果に応じてデータセルならば回線７２に送信するシェーピング部４５０に転送し、ＦＲＭセルならば通信路７１に送り返すためにシェーピング部４１０に転送し、ＢＲＭセルならば輻輳通知情報検出回路５０２に転送するセル種別判定回路５０１と、受信セルがＢＲＭセルのときのみ受信セルの輻輳通知ビットを検出し、送信帯域を変更するためにＡＢＲ帯域計算部４２０に通知する輻輳通知情報検出回路５０２から構成される。セル種別は、セルのヘッダ中にあるセル種別識別子（ペイロードタイプ）によって容易に判別することができる。また、前述のようにＲＭセルのＤＩＲビットによって、ＦＲＭセルとＢＲＭセルを判別することができる。
【００７１】
以下に、通信路７０からＶＤ５１にデータセル、ＦＲＭセルを受信した場合、および通信路７３からＶＤ５０にＢＲＭセルを受信した場合の動作について説明する。通信路７３からデータセル、ＦＲＭセルを受信、あるいは通信路７０からＢＲＭセルを受信した場合も同様の動作を行う。
【００７２】
まず、ＡＢＲクラス以外のトラヒッククラスのセルを受信した場合の動作について説明する。
【００７３】
ＡＢＲクラス以外のトラヒッククラスでは、ＲＭセルの転送はなく、データセルのみが転送されている。ＡＢＲクラス以外のクラスのセルが受信されると、ＶＤ５１のセル種別判定回路５１０が、セルの種別を判別し、受信セルはすべてＶＳ４０内のシェーピング部４１０でアドレスを割り当てられ、セル記憶回路４００に保存される。
【００７４】
送信間隔情報記憶回路４１３には、図１１に示すように、コネクション毎にセル送信間隔４１３０、および次セル送信予定時刻４１３１が記憶されている。
【００７５】
セル送信制御回路４１１は、送信間隔情報記憶回路４１３に記憶しているセル送信間隔４１３０でセルをシェーピングし、通信路７１にセルを送信する。
【００７６】
セルを送信すると、次セル送信予定時刻を送信時刻計算回路４１２で計算し、送信間隔情報記憶回路４１３に記憶する。次セル送信予定時刻の計算方法は、例えばリーキーバケット方式等による。リーキーバケット方式に関しては、例えば従来技術１の“Normative Annex C.1 Equivalence of Virtual Scheduling and Continuous Leaky Bucket Algorithms”に記載されている。
【００７７】
次に、ＡＢＲクラスのセルを受信した場合の動作について説明する。
【００７８】
ＡＢＲクラスでは、前記のようにデータセルの他にＦＲＭセル、ＢＲＭセルが転送されている。
【００７９】
通信路７０からＡＢＲクラスのセルを受信すると、セル種別判定回路５１０においてセルの種別を判別する。
【００８０】
通信路７０からＶＤ５１にデータセルを受信した場合には、通信路７２に送信するためにＶＳのセル送信制御回路４１０でアドレスを割り当てられ、セル記憶回路４００に保存される。
【００８１】
通信路７０からＶＤ５１にＦＲＭを受信した場合には、送り返すセルとして、通信路７２に送信するためにＶＳのセル送信制御回路４５０でアドレスを割り当てられ、セル記憶回路４４０に保存される。このとき、ＢＲＭセルとして送信するために、前記ＤＩＲビットを“０”から“１”に変換しておく。
【００８２】
ＡＢＲクラスに関しては、送信帯域の分配を行う際に実際にセルを送受信しているコネクションは、アクティブコネクションと認識する必要がある。従って、セルを受信したときに、図９のセル送信制御回路４１１において、アクティブ状態でなかったコネクションがアクティブ状態になったか否かを判定し、帯域分配部４３０に通知する。帯域判定部４３０での動作は後述する。
【００８３】
セルの送信に関しては、ＡＢＲクラス以外のセル送信と同じである。但し、セル送信時に、従来技術１のセル送信規則により、ＦＲＭセルおよび送り返すＢＲＭセルを混在させて送信することのみが、ＡＢＲクラス以外と異なっている。また、セル送信により、送信コネクションがアクティブ状態からアクティブでない状態へ移行した場合も、受信時と同様に帯域分配部４３０に通知する。
【００８４】
通信路７３からＶＤ５０にＢＲＭセルを受信した場合には、輻輳通知情報抽出回路５０２においてＢＲＭセル中の輻輳通知情報のみを抽出し、セル自体は保存しない。
【００８５】
抽出された輻輳通知情報は、通信路７１に送信するためのＡＢＲ帯域計算回路４２０に通知される。
【００８６】
図９において、通知帯域計算回路４２１は、送信帯域情報記憶回路４２３に記憶してある情報を基に、文献１に記載されている計算式によって通知帯域を計算する。送信帯域情報記憶回路４２３には、図１２に示すように、コネクション毎に送信帯域（文献１ではＡＣＲ）４２３０、およびコネクション設定時に契約される最小送信帯域ＭＣＲ４２３１、最大送信帯域ＰＣＲ４２３２、送信帯域増加率ＲＩＦ４２３３、送信帯域減少率ＲＤＦ４２３４等が記憶されている。ここで、文献１の“ＡＣＲ”と、本発明の通知帯域は同じ意味である。通知帯域計算回路４２１は、図２０に示したとおり、シフト回路４２１０、４２１１、加算回路４２１３、減算回路４２１２、および選択回路４２１４で容易に構成することができる。計算した通知帯域は、送信帯域計算回路４２２に通知される。送信帯域計算回路４２２は、通知帯域と、帯域分配部４３０において計算される分配帯域（後述）の２つの帯域の内、値の小さい方を送信帯域とし、送信帯域情報記憶回路４２３に書き戻すと同時に、該送信帯域をシェーピング間隔に変換し送信間隔情報記憶回路４１３の送信間隔情報を更新する。
【００８７】
以上のようにして、ＢＲＭセルにより輻輳通知を受けた場合は送信帯域を減少させるので送信間隔が広がり、輻輳通知を受けなかった場合は送信帯域を増加させるので送信間隔が狭くなるという動作を実現するＶＳ／ＶＤを実現することができる。
【００８８】
次に、帯域分配部４３０において、ＡＢＲ用余剰帯域（後述）を各コネクションに設定された優先度の割合に応じてアクティブコネクションに分配する動作について説明する。
【００８９】
帯域分配部４３０のブロック図を図１０に示す。
【００９０】
帯域分配部４３０内の優先度情報記憶回路４３３には、図１３に示すように、各コネクションの帯域分配の優先度を示す優先度情報（固定）４３３０、優先度情報を最大値として実際の帯域分配計算に用いられる分配情報（可変）４３３１がコネクション毎に記憶されている。尚、初期設定値としては、分配情報＝優先度情報として優先度に応じた分配を行う。
【００９１】
本実施例では簡単のために、優先度情報の候補として、ｎ個の自然数の集合（１，２，・・・，ｎ）を用い、分配情報の候補として、ｎ個の自然数の集合に“０”を加えた集合（０，１，２，・・・，ｎ）とするが、優先度情報、分配情報共に小数値でもよく、また、優先度情報の候補の集合が分配情報の候補の集合の部分集合である必要もない。
【００９２】
優先度情報記憶回路４３３には、上記パラメータの他に、ＡＢＲクラス全体で１つの情報として、ＡＢＲ用余剰帯域４３３２、およびＡＢＲクラスのアクティブコネクションの分配情報の合計である総分配情報４３３３が記憶されている。ＡＢＲ用余剰帯域４３３２は、通信路の帯域から、帯域を確保して送信している音声・画像等の送信帯域、およびＡＢＲクラスのＭＣＲを減じた帯域であり、新たにコネクションを設定、あるいは解除しない限り固定値である。
【００９３】
通信路７３からＢＲＭセルを受信した場合、輻輳通知情報を抽出し、通知帯域計算回路４２１で通知帯域を計算すると同時に帯域分配部４３０において分配帯域を計算する。分配帯域の計算は、分配帯域計算回路４３１で行われる。
【００９４】
分配帯域計算回路４３１の詳細なブロック図を図１４に示す。
【００９５】
優先度情報記憶回路４３３から読み出した、対応コネクション番号の分配情報、総分配情報、ＡＢＲ用余剰帯域、および送信帯域情報記憶回路４２３から読み出したＭＣＲを用いて分配帯域を計算する。なお、ＡＢＲ用の帯域は、各コネクションのＭＣＲを合計した値とＡＢＲ用余剰帯域を加えたものである。
【００９６】
まず、除算回路４３１０において、総分配情報に対する該コネクションの分配情報の比率（分配情報／総分配情報）を計算する。
【００９７】
次に乗算回路４３１１において（ＡＢＲ用余剰帯域）×（分配情報／総分配情報）を計算し、最後に加算回路４３１２において対応コネクション番号のＭＣＲを加算し、その値を分配帯域とする。
【００９８】
最後にＭＣＲを加算するので、分配帯域は常にＭＣＲ以上の値となる。図２２は、余剰帯域を２つのコネクション間で帯域を分配する場合の例を示している。２つのコネクションに分配する余剰帯域は、（ＡＢＲ用余剰帯域）×（分配情報／総分配情報）の値により変化するが、各コネクションに対して、ＭＣＲは必ず保証される。
【００９９】
計算結果の分配帯域は送信帯域計算回路４２２に通知され、前述のとおり、通知帯域と分配帯域の値の小さい方を送信帯域とし、該送信帯域をシェーピング間隔に変換し、送信間隔情報記憶回路４１３の送信間隔情報を更新する。
【０１００】
次に、分配帯域計算回路４３１で過剰に帯域が割り当てられている場合に、帯域の過剰分を他のコネクションに解放する動作について説明する。
【０１０１】
上記動作は、分配情報変更回路４３２によって実現される。分配情報変更回路４３２の詳細ブロック図を図１５に、そのフロー図を図１８に示す。
【０１０２】
本実施例では、分配情報はｎ＋１個の候補が存在する。
【０１０３】
本実施例では、分配帯域０計算回路４３２０−０によって、次に分配情報の候補Ｗｉが０になった場合の分配帯域０を計算し、分配帯域１計算回路４３２０−１によって、次に分配情報の候補Ｗｉが１になった場合の分配帯域１を計算し、分配帯域２計算回路４３２０−２によって、次に分配情報の候補Ｗｉが２になった場合の分配帯域２を計算し、以下同様にして、分配帯域３，４，……を計算する。
【０１０４】
分配帯域１，２，３，……の各計算回路は、コネクション間分配帯域計算回路４３１の構成と同様であるが、図１４における分配情報の代わりに分配情報の候補Ｗｉを用い、分配情報の候補Ｗｉとして固定値ｉ（分配帯域０を計算するときは“０”、分配帯域１を計算するときは“１”、分配帯域ｉを計算するときは“ｉ”）を用い、総分配情報の代わりに（総分配情報−分配情報＋固定値ｉ）を用いる点が異なっている。この計算処理は、図１８のステップ９２０に相当する。
【０１０５】
各分配帯域計算回路による計算結果の各帯域、すなわち、分配帯域０から分配帯域ｎと、通知帯域計算回路４２１によって計算された通知帯域との大小関係により、最適分配情報決定回路４３２１において、
分配帯域 (ｋ−１) ＜ 通知帯域 ≦ 分配帯域ｋを満たす分配情報の値を求め、
最適分配情報＝ｋとする。この場合には、ｋ＝ｉになる。この処理は、図１８のステップ９２１に相当する。
【０１０６】
最適分配情報決定回路４３２１の詳細なブロック図を図１６に示す。
【０１０７】
最適分配情報決定回路４３２１は、分配帯域ｉ計算回路（０≦ｉ≦ｎ）において計算された分配帯域ｉ（０≦ｉ≦ｎ）と通知帯域を比較回路４３２１０−０〜ｎで比較し、その結果をエンコーダ４３２１１でエンコードすることで容易に実現することができる。
【０１０８】
優先度情報超過判定回路４３２２では、新分配情報＞優先度情報とならないように新分配情報を決定する。すなわち、最適分配情報≦優先度情報の場合には、新分配情報＝最適分配情報とし、最適分配情報＞優先度情報となった場合には新分配情報＝優先度情報とする。この処理は、図１８のステップ９２２に相当する。
【０１０９】
また、分配情報の値の変化に伴い、アクティブコネクションの分配情報の合計である総分配情報も更新する。
【０１１０】
総分配情報は、ＢＲＭセルからの輻輳通知によって分配情報が変化した場合の他に、前述のように、あるコネクションがセル受信によりアクティブでない状態からアクティブ状態に変化した場合、およびセル送信によりアクティブ状態からアクティブでない状態に変化した場合にも更新される。
【０１１１】
以上の３つの場合の総分配情報の更新を行う総分配情報更新回路４３２３の動作について説明する。
【０１１２】
総分配情報更新回路４３２３の詳細なブロック図を図１７に示す。
【０１１３】
ＢＲＭセルからの輻輳通知によって分配情報が変化した場合には、加算回路、減算回路４３２３０において新総分配情報＝総分配情報−分配情報＋新分配情報によって新総分配情報を計算する。この処理は図１８のステップ９２３に相当する。
【０１１４】
セル受信によりアクティブでない状態からアクティブ状態に変化した場合には、加算回路４３２３１において新総分配情報＝総分配情報＋分配情報によって新総分配情報を計算する。
【０１１５】
セル送信によりアクティブ状態からアクティブでない状態に変化した場合には、減算回路４３２３２において新総分配情報＝総分配情報−分配情報によって新総分配情報を計算する。
【０１１６】
上記３つの計算結果の内、どの値を最終的な新総分配情報とするかは、計算タイミングが送信タイミングであるか、受信タイミングであるか、あるいは受信タイミングの場合は受信したセル種別によって決定することができる。選択は、選択回路４３２３３で行われる。
【０１１７】
以上の計算結果の新分配情報、新総分配情報を、それぞれ優先度情報記憶回路４３３の分配情報領域４３３１、総分配情報領域４３３３に書き戻す。
【０１１８】
以上に説明したように、ＢＲＭセルを受信したときに輻輳通知された値によっては分配情報を変化させる。分配情報の変化によって、新分配情報＜旧分配情報となった場合には、新総分配情報＜旧総分配情報となっている。この変化を他のコネクションの立場で考えれば、自分の分配情報を変化させなくても総分配情報が小さくなったので、比率（分配情報／総分配情報）は大きくなっている。
【０１１９】
すなわち、ＡＢＲ用余剰帯域を分配する際、より多く割り当てられることになる。
【０１２０】
以上のようにして、輻輳通知等の理由で、帯域分配機能によって割り当てられた帯域で送信できない場合に、その差分の帯域を他のコネクションが利用してセルを送信することができ、通信路の利用率を上げることができる。
【０１２１】
コネクション毎に優先度情報を設定する方法は、コネクションを確立する方法により決まる。
【０１２２】
コネクションの確立には、図２における網管理装置１５が予めコネクションの設定を行うＰＶＣ（Permanent Virtual Call）と、端末から網に対してパラメータを申告しコネクションを設定するＳＶＣ（Switched Virtual Call）の２種類がある。本発明においては、ＰＶＣの場合は、網管理装置１５からコネクション毎の送信帯域の分配の優先度を設定することができる。また、ＳＶＣの場合はコネクションを確立するために様々なパラメータ（例えば、図１２のＭＣＲ，ＰＣＲ等のパラメータ）を端末と網の間で契約するが、その契約パラメータの一つとして優先度を設定することができる。
【０１２３】
以上に、本発明の一実施例として、コネクション毎に帯域分配の優先度情報を設定し、その優先度に応じて送信帯域を分配したが、特に別のパラメータ（優先度情報）を設定せず、ＭＣＲに比例した割合で分配することもできる。
【０１２４】
具体的には、すべての回路において優先度情報の代わりにＭＣＲを用い、また分配情報の候補として０以上ＭＣＲ以下の値を選べばよい。
【０１２５】
但し、ＭＣＲ＝０のコネクションが混在していると該コネクションの送信帯域は常に０となるので、ＭＣＲ＝０のコネクションが混在している場合には用いることができない。
【０１２６】
また、コネクション間で帯域を均等に分配したい場合にも、前記優先度情報を設定しなくてもよい。具体的には、すべての回路において優先度情報の代わりに固定値“１”（すなわちすべてのコネクションの優先度が等しい）を用い、また分配情報の候補として０以上１以下の小数値を選べばよい。
【０１２７】
以上では、すべて送信帯域が最低限確保したい帯域（ＭＣＲ）以上になるように保証しており、送信帯域がＭＣＲ以下になることはない。
【０１２８】
ＭＣＲを保証する必要がない場合には、図１４の加算回路４３１２を取り除くことができる（取り除いた場合は乗算回路４３１１の出力が分配帯域となる）。
【０１２９】
但し、この場合、ＡＢＲ用余剰帯域の計算が、通信路の帯域から、帯域を確保して送信している音声・画像等の送信帯域のみを減じた帯域とし、ＭＣＲは減じてはいけない。
【０１３０】
尚、以上は、すべて網内の独立ノードのＶＳ／ＶＤ６０で構成した場合を示しているが、図６のようにスイッチ３５の回線インタフェース部にＶＳ／ＶＤ６２を構成してもよいし、図７のようにスイッチ３６に付随するトランクとしてＶＳ／ＶＤ６３を構成してもよい。いずれの場合も図１と同じ構造で実現することができる。
【０１３１】
また、本発明をＶＳ／ＶＤとして実現するのではなく、送信端末に実現することもできる。この場合は、図１においてＶＳ４０およびＶＤ５０のみの構成となり、ＶＤ５１の代わりに、送信すべき上位層のパケットをＡＴＭで転送するためのセルに変換（分割）する装置が、ＶＳ４１の代わりに、ＡＴＭ用のセルを上位層で処理することができるように変換（合成）する装置がそれぞれ必要になる。
【０１３２】
また、以上の例では、ＲＭセル受信時に帯域分配計算を行う例を説明したが、ユーザセルも含めたすべてのセル受信時に行ってもよいし、すべてのセル送信時に行ってもよい。
【０１３３】
すべてのセルを帯域分配の対象とする方が帯域分配のトリガが多くなり、より早く定常状態に安定させることができる。更に、セルの送受信とは独立したタイミングで定期的に計算してもよい。この方法は、例えばシェーピングに用いている時計（図９のタイマ４１４）を基にアドレスを生成し、定期的に分配帯域を計算する。
この場合、図９の帯域分配部４３０が分配帯域を計算するコネクションは、タイマ４１４が生成する時刻である。また、ＢＲＭセルによって通知される輻輳通知情報を基に計算される通知帯域は送信帯域情報記憶回路４２３に記憶しておき、送信帯域計算回路４２２において送信帯域を計算する際に値を反映させる。具体的な送信帯域の計算方法は、ＲＭセル受信をトリガとする場合と同様である。
【０１３４】
以上では、すべてＡＢＲクラスに適用した実施例を示したが、ＲＭセルによるフィードバック制御を行わないＵＢＲクラスのトラヒックにも適用することができる。ＵＢＲでは、ＲＭセルを転送しないため、帯域計算のトリガとして、上述の全セル受信時、あるいは全セル送信時、または時計を用いて定期的に行う方法をとる。
＜実施例２＞
次に、第２の実施例として、本発明をＩＰパケットを転送するシェーピング装置に適用した例を、図２１を用いて説明する。第１の実施例では、コネクションに対する帯域の割り当てを検討したが、本実施例は、フローに対する帯域の割り当てを検討する。図２１に示したシェーピング装置８０は、基本的にはＶＳ／ＶＤのＶＳ部分と同じ構成であるが、以下の点が異なっている。
【０１３５】
ＩＰパケットはＡＴＭセルと異なり可変長であるので、パケット長情報を送信間隔に反映させることが必要である。すなわち、長いパケットを送信した場合には次のパケットとの送信間隔を長くするような送信予定時刻を計算し、短いパケットを送信した場合には次のパケットとの送信間隔を短くするような送信予定時刻を計算し、平均として設定帯域を守るようなシェーピングを行う。
【０１３６】
具体的には、シェーピング部８１０内のパケット送信制御回路８１１は、パケット送信時に、送信したパケットのヘッダ内に記述してあるパケット長情報を送信時刻計算回路８１２に通知する。パケット長情報を受けた送信時刻計算回路８１２では、例えば以下のような送信予定時刻の計算を行い、パケット長に応じた送信予定時刻を算出する：
送信予定時刻＝現在時刻＋送信バイト数×基準帯域／シェーピング帯域．
ここで、基準帯域とは、時計の‘１’を１バイトのパケット間隔とするような帯域であり、送信バイト数は、パケット送信制御回路８１１から通知されたパケット長情報である。以上の計算により、送信パケット長に応じた送信間隔で可変長パケットを送信することができる。
【０１３７】
本発明では、ハードウェアにより送信帯域の分配計算、および過剰に割り当てられた帯域の再分配計算を高速に行うことができるセル送信装置を構成したが、同様の計算をソフトウェアによって計算することもできる。
【符号の説明】
【０１３８】
１０〜１２ 送信端末
１５ 網管理端末
２０〜２２ 受信端末
３０〜３６ スイッチ
４０〜４３ 仮想送信端（ＶＳ）
５０〜５３ 仮想受信端（ＶＤ）
７０、７３ 受信セル
７１、７２ 送信セル
４００、４４０ セル記憶回路
４１０、４５０ シェーピング部
４２０、４６０ ＡＢＲ帯域計算機
４３０、４７０ 帯域分配部
５００、５１０ セル種別判定部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信端末装置と一つまたは複数の中継スイッチと受信端末装置から構成され、送信端末装置から受信端末装置へ予め設定されたコネクション上で同一コネクション内にデータセルと輻輳通知セルを転送する非同期転送網における送信端末装置であって、
輻輳状態において受信端末装置または中継スイッチが前記輻輳通知セルに輻輳通知情報を書き込んで送信端末へ送り返した輻輳通知セルに書き込まれた輻輳通知情報に基づいて送信帯域を増減させる送信帯域制御手段を備え、
該送信帯域制御手段は、コネクション毎のセル転送時の帯域分配の優先度を示す優先度情報を記憶しておく記憶手段と、複数のコネクションが同時にセル転送状態である場合、前記優先度情報に基づいてセル送信帯域を計算する送信帯域計算手段を備え、セル転送状態にあるすべてのコネクション間で送信帯域を分配することを特徴とする送信端末装置。
【請求項１】
送信端末装置と一つまたは複数の中継スイッチと受信端末装置から構成され、送信端末装置から受信端末装置へ予め設定されたコネクション上で同一コネクション内にデータセルと輻輳通知セルを転送する非同期転送網における送信端末装置であって、
輻輳状態において受信端末装置または中継スイッチが前記輻輳通知セルに輻輳通知情報を書き込んで送信端末へ送り返した輻輳通知セルに書き込まれた輻輳通知情報に基づいて送信帯域を増減させる送信帯域制御手段を備え、
該送信帯域制御手段は、コネクション毎のセル転送時の帯域分配の優先度を示す優先度情報を記憶しておく記憶手段と、複数のコネクションが同時にセル転送状態である場合、前記優先度情報に基づいてセル送信帯域を計算する送信帯域計算手段を備え、セル転送状態にあるすべてのコネクション間で送信帯域を分配することを特徴とする送信端末装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【公開番号】特開２０１１−６１８３５（Ｐ２０１１−６１８３５Ａ）
【公開日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２４２９６４（Ｐ２０１０−２４２９６４）
【出願日】平成２２年１０月２９日（２０１０．１０．２９）
【分割の表示】特願２００８−２７９０７１（Ｐ２００８−２７９０７１）の分割
【原出願日】平成１１年５月１２日（１９９９．５．１２）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月２９日（２０１０．１０．２９）
【分割の表示】特願２００８−２７９０７１（Ｐ２００８−２７９０７１）の分割
【原出願日】平成１１年５月１２日（１９９９．５．１２）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]