JP2000049787A - 送信端末装置およびネットワ―クノ―ドおよび中継スイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【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、Ａ
ＢＲ帯域計算回路４２０による計算結果と帯域分配部４
３０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。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】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。

【０００２】

【従来の技術】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 Fo
rum 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。 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（Un
specified Bit Rate）クラスである。

【０００９】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。

【００１０】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。

【００１１】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。

【００１２】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、forw
ardＲＭ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。

【００１３】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。

【００１４】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（Ｕ
ＢＲ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“Informat
ive Appendix I.3 Example Fairness Criteria (p.8
2)”に示されている。従来技術１の“Informative Appe
ndix 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 allocat
ion（重み付け分配）等が示されている。

【００１５】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 Sw
itch 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。

【００１６】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。

【００１７】また、従来技術１の“5.10.7 Virtual So
urce 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、Ｖ
Ｓ／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、ＶＤ
５０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。

【００１８】すなわち、図５のように独立したノード６
０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。

【００１９】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。

【００２０】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Ｖ
ＰＣ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。

【００２１】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。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】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。

【００２３】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。

【００２４】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（Mini
mum 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。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】従来技術１の“5.10.7 Virtual Source a
nd 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。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】更に、シェーピング、および帯域分配はＡ
ＴＭ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。

【００３９】本発明の第５の目的は、ＩＰ（Internet P
rotocol）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。

【００４０】

【課題を解決するための手段】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。

【００４１】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。

【００４２】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。

【００４３】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。

【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。

【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、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。

【００４６】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。

【００４７】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。

【００４８】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。

【００４９】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。

【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。

【００５１】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。

【００５２】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。

【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。

【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。

【００５５】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。

【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、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。

【００５７】

【発明の実施の形態】＜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。

【００５８】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。

【００５９】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。

【００６０】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４３
０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４０
０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。

【００６１】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４１
０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。

【００６２】セル種別判定部５００のブロック図を図１
９に示す。

【００６３】また、ＶＳ４１はＶＳ４０と、ＶＤ５１は
ＶＤ５０と、それぞれ同じ構造を持つ。

【００６４】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。

【００６５】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７０
１、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２
２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。

【００６６】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７
２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４
１０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４２
０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。

【００６７】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。

【００６８】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。

【００６９】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４０
０に保存される。

【００７０】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４１３
０、および次セル送信予定時刻４１３１が記憶されてい
る。

【００７１】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。

【００７２】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“Normativ
e Annex C.1 Equivalence of Virtual Scheduling and
Continuous Leaky Bucket Algorithms”に記載されてい
る。

【００７３】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。

【００７４】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。

【００７５】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。

【００７６】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。

【００７７】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。

【００７８】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。

【００７９】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。

【００８０】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。

【００８１】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。

【００８２】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ＰＣＲ
４２３２、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４２１
３、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４２
２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。

【００８３】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。

【００８４】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。

【００８５】帯域分配部４３０のブロック図を図１０に
示す。

【００８６】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。

【００８７】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。

【００８８】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。

【００８９】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。

【００９０】分配帯域計算回路４３１の詳細なブロック
図を図１４に示す。

【００９１】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、Ａ
ＢＲ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。

【００９２】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。

【００９３】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Ｍ
ＣＲを加算し、その値を分配帯域とする。

【００９４】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、（ＡＢ
Ｒ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。

【００９５】計算結果の分配帯域は送信帯域計算回路４
２２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。

【００９６】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。

【００９７】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。

【００９８】本実施例では、分配情報はｎ＋１個の候補
が存在する。

【００９９】本実施例では、分配帯域０計算回路４３２
０−０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４３２
０−１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４３２
０−２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。

【０１００】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。

【０１０１】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。

【０１０２】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。

【０１０３】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。

【０１０４】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。

【０１０５】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。

【０１０６】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。

【０１０７】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。

【０１０８】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。

【０１０９】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１
８のステップ９２３に相当する。

【０１１０】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４３２３
１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。

【０１１１】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４３２３
２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。

【０１１２】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。

【０１１３】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。

【０１１４】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。 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。

【０１１５】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。

【０１１６】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。

【０１１７】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（Swit
ched 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。

【０１１８】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。

【０１１９】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。

【０１２０】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。

【０１２１】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。

【０１２２】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。

【０１２３】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）。

【０１２４】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。

【０１２５】尚、以上は、すべて網内の独立ノードのＶ
Ｓ／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／ＶＤ
６２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。

【０１２６】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。

【０１２７】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。

【０１２８】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４１
４）を基にアドレスを生成し、定期的に分配帯域を計算
する。

【０１２９】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。

【０１３０】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。

【０１３１】＜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。

【０１３２】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。

【０１３３】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。

【０１３４】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。

【０１３５】

【発明の効果】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。

【０１３６】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】

【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。

【符号の説明】

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。

Claims (31)

【特許請求の範囲】
1. 【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。
2. 【請求項２】請求項１記載の送信端末装置において、 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ことを特徴とす
   る送信端末装置。
3. 【請求項３】請求項１記載の送信端末装置において、 前記送信帯域制御手段は、各コネクション毎の最低保障
   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
   保障帯域の和を減じた帯域を乗じ、得られた結果に更に
   前記最低保障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障
   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
   帯域を分配することを特徴とする送信端末装置。
4. 【請求項４】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障帯域を、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障帯域の和で除算し
   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ことを特徴とする送
   信端末装置。
5. 【請求項５】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
   段を備えることを特徴とする送信端末装置。
6. 【請求項６】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障帯
   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障帯域の和を減じ
   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障帯域を加えることによ
   って、各コネクションで最低保障帯域を確保し、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ことを特
   徴とする送信端末装置。
7. 【請求項７】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
   信帯域を分配することを特徴とする送信端末装置。
8. 【請求項８】請求項７記載の送信端末装置において、 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ことを特徴とする送信端末装置。
9. 【請求項９】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ことを特徴と
   する送信端末装置。
10. 【請求項１０】請求項２または請求項３または請求項８
    記載の送信端末装置において、 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ことを特徴とする送信端末装置。
11. 【請求項１１】請求項４記載のの送信端末装置におい
    て、 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ことを特徴とする送
    信端末装置。
12. 【請求項１２】請求項１０または請求項１１記載の送信
    端末装置において、 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ことを特徴と
    する送信端末装置。
13. 【請求項１３】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、 請求項１乃至請求項６のいずれかの請求項に記載された
    送信帯域制御手段を備えることを特徴とするネットワー
    クノード。
14. 【請求項１４】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、 請求項１乃至請求項６のいずれかの請求項に記載された
    送信帯域制御手段を前記回線インタフェース部に備える
    ことを特徴とする中継スイッチ。
15. 【請求項１５】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、 請求項１乃至請求項６のいずれかの請求項に記載された
    送信帯域制御手段を前記トランクに備えることを特徴と
    する中継スイッチ。
16. 【請求項１６】請求項１乃至請求項７のいずれかの請求
    項記載の送信端末装置において、 前記セル送信帯域の計算をソフトウェアによって行うこ
    とを特徴とする送信端末装置。
17. 【請求項１７】請求項１３記載のネットワークノードに
    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こ
    とを特徴とするネットワークノード。
18. 【請求項１８】請求項１４または請求項１５記載の中継
    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こ
    とを特徴とする中継スイッチ。
19. 【請求項１９】請求項１乃至請求項７のいずれかの請求
    項記載の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ことを特徴とする送信端
    末装置。
20. 【請求項２０】請求項１３記載のネットワークノードに
    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ことを特徴とするネット
    ワークノード。
21. 【請求項２１】請求項１４または請求項１５記載の中継
    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ことを特徴とする中継ス
    イッチ。
22. 【請求項２２】請求項１乃至請求項７または請求項１３
    乃至請求項１５の送信端末装置、またはネットワークノ
    ード、または中継スイッチにおいて、請求項１記載の送
    信帯域をセル受信毎に計算する手段を備えたことを特徴
    とする送信端末装置、またはネットワークノード、また
    は中継スイッチ。
23. 【請求項２３】請求項１乃至請求項７または請求項１３
    乃至請求項１５の送信端末装置、またはネットワークノ
    ード、または中継スイッチにおいて、 請求項１記載の送信帯域をセル送信毎に計算する手段を
    備えたことを特徴とする送信端末装置、またはネットワ
    ークノード、または中継スイッチ。
24. 【請求項２４】請求項１乃至請求項７または請求項１３
    乃至請求項１５の送信端末装置、またはネットワークノ
    ード、または中継スイッチにおいて、 セル送受信と関係なく送信帯域を定期的に計算する手段
    を備えたことを特徴とする送信端末装置、またはネット
    ワークノード、または中継スイッチ。
25. 【請求項２５】送信端末と一つまたは複数のパケット中
    継装置と受信端末から構成され、送信端末から受信端末
    へ向けて可変長のパケットを転送するパケット転送網に
    おける送信端末装置、または中継装置において、 ユーザ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、複数のユーザが同時に
    パケット転送状態である場合、前記優先度情報に基づい
    てパケット送信帯域を計算する送信帯域計算手段を備
    え、パケット転送状態にあるすべてのユーザ間で送信帯
    域を分配することを特徴とする送信端末装置、またはパ
    ケット中継装置。
26. 【請求項２６】請求項２５記載の送信端末装置、または
    中継装置において、 前記送信帯域計算手段は、前記各ユーザの優先度情報
    を、該ユーザと同一の回線に送信するユーザの内、パケ
    ット転送状態にあるすべてのユーザ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、各ユーザ毎に優先度情報に比例したパケット送
    信帯域を計算することを特徴とする送信端末装置、また
    はパケット中継装置。
27. 【請求項２７】請求項２５または請求項２６記載の送信
    端末装置、または中継装置において、 送信するためのパケット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送信帯域でをパケット
    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
    ことを特徴とする送信端末装置、または中継装置。
28. 【請求項２８】請求項２７記載の送信端末装置、または
    中継装置において、 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ことを特徴と
    する送信端末装置、またはパケット中継装置。
29. 【請求項２９】複数のコネクションの各コネクションに
    対し、それぞれ最低保証帯域を割り当てる帯域割り当て
    手段と、 前記複数のコネクションの各コネクションに対し、前記
    複数のコネクションの各コネクションに対して設定され
    ている最低保証帯域を割り当てた後の剰余帯域を前記複
    数のコネクションの各コネクションに割り当てる剰余帯
    域割り当て手段とを有し、 前記剰余帯域割り当て手段は、前記複数のコネクション
    の各コネクション対応に設定されたパラメータに応じ
    て、前記複数のコネクションの各コネクションに対する
    前記剰余帯域の割り当てを制御することを特徴とするセ
    ル通信装置。
30. 【請求項３０】前記剰余帯域割り当て手段は、前記複数
    のコネクションの各コネクションに対して設定されてい
    るセル転送時の帯域分配の優先度を示す優先度情報に応
    じて、前記複数のコネクションの各コネクションに対す
    る前記剰余帯域の割り当てを制御することを特徴とする
    請求項２９に記載のセル通信装置。
31. 【請求項３１】前記剰余帯域割り当て手段は、前記複数
    のコネクションの各コネクションに対して設定されてい
    る最低保証帯域の比率に応じて、前記複数のコネクショ
    ンの各コネクションに対する前記剰余帯域の割り当てを
    制御することを特徴とする請求項２９に記載のセル通信
    装置。