JP2000101639A

JP2000101639A - パケット制御装置

Info

Publication number: JP2000101639A
Application number: JP11263147A
Authority: JP
Inventors: Nobuhiko Ido; 伸彦井戸
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1999-09-17
Filing date: 1999-09-17
Publication date: 2000-04-07
Anticipated expiration: 2016-03-07
Also published as: JP3141880B2

Abstract

(57)【要約】【課題】パケットトラヒックに応じ、より安定かつ高効
率のパケット通信システムを提供する。【解決手段】本発明のパケット通信システムは、入力パ
スから入力されるパケットのトラヒックを監視し、該ト
ラヒックと予め定められたしきい値とを比較し、該しき
い値を超過する場合には超過通知を発するモニタ装置(1
8)と、前記モニタ装置の発する超過通知を受けると、予
め定められた制御期間内に入力されたパケットを制御す
るパケット制御装置(17)と、前記入力されたパケットの
うち前記パケット制御装置により制御されなかったパケ
ットを出力すべき出力パスへと接続する接続装置(19)と
を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パケット交換シス
テムでのトラヒック制御に係わり、特に、ＡＴＭ（asyn
chronous transfer modes）交換での受信セル監視／廃
棄やマーキングなどの規制に好適なトラヒック制御等を
導入しより安定な通信サービスの提供を可能とするパケ
ット通信システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】ＡＴＭ交換では、加入者末端が呼設定中
に送信するセルと呼ばれるパケットのトラヒックについ
て、発呼時に該トラヒックのパラメタをネットワーク
（交換機）に申告し、ネットワークでは申告されたパラ
メタに基づき帯域割り付けを行うことが提案されてい
る。従来、パケット通信システムのトラヒックを監視す
る方法は、測定時刻から遡った過去の標本期間のパケッ
トの通過に対して、重み付けを行なった値を与え、その
和の値をカウンタに保持し、測定時刻の推移と共にカウ
ンタ更新しつつ、カウンタが一定値を超えた場合に、パ
ケットの通過の頻度が過多であると判断するものであ
り、シングル・リーキー・バケット法もその一つと考え
得る。

【０００３】また、端末が申告したトラヒックを超過し
てパケットを送信した場合には、輻輳が発生し、他端末
からの送信パケットの遅延増大／欠落等の問題を生じる
ため、交換機では端末からのトラヒックを監視し、超過
があれば廃棄などの対処をする必要がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】パケット通信システム
において、流入するパケットの量が処理能力を上回って
しまうと、正常にパケットの接続ができなくなるため、
より安定な通信を提供するためにはパケットのトラヒッ
クを常に監視することが必要とされる。

【０００５】ここで、パケット通信システムにおけるト
ラヒック監視では、各々のパケットが短時間の内にまと
まって通過するか否かの監視を行う場合がある。例え
ば、セルと呼ばれるパケットを扱うＡＴＭ交換機でのセ
ル到着頻度の監視においては、短時間に集中して到着す
ることが繰り返されるようなトラヒックであるか否かに
より、交換機でのセルの溢れ率が大きく影響を受けるた
め、このような監視が重要になる。短時間に集中して到
着するセルの一群をバーストと呼ぶ。すなわち、ＡＴＭ
交換においては、セル到着についてバーストとして到着
してるか否か、バーストとして到着している場合にはそ
のバーストの大きさは許容範囲内にあるかの監視が必要
になる。このバースト性の監視に前項の従来技術を適用
した場合、前記標本期間中にバーストとして到着したセ
ルに対しても、ばらばらに到着したセルと同様に重み付
けするため、カウンタにバーストとして到着したことが
反映されず、バースト到着の監視を精度よく行うことが
難しいと言う第１の課題がある。

【０００６】本発明の目的はかかる問題点を解決し、パ
ケットの通過が短時間内にまとまって発生したことを検
出し得る監視装置を備えることにより、より安定したパ
ケット通信システムを提供することにある。

【０００７】また、上記従来技術では、廃棄または遅延
という規制は、あるセルの到着によりモニタ機構が受信
トラヒックが申告トラヒックを超過していると判定した
場合に、そのセルに対して行われている。このため、モ
ニタ機構で固有の前記トラヒック超過検出頻度トラック
の超過を検出する頻度により規制されるセルの比率が決
定される。しかし一般には、トラヒックの超過の検出頻
度は、規制すべきセルの比率（規制すべきセルの発生頻
度）と一致していない。従って、上記従来技術では、ト
ラヒック超過検出頻度と規制されるセルの比率とを一致
させるようにモニタ機構のトラヒック超過検出頻度を調
整しなければ、規制の対象となるセルの量が過剰になっ
たり不足したりすると言う問題点があった。また、上記
従来技術では、セルが規制されたことがモニタ機構に反
映されない。すなわち、モニタ機構は規制されたセルを
含めてトラヒックを監視する結果、規制されずに通過す
るセルのトラヒックが申告トラヒックに比べて大きいか
小さいかと係わりなくトラヒック量の超過を検出し続け
るため、規制の対象となるセルの量が過剰または不足に
なると言う第２の課題があった。

【０００８】本発明はかかる問題点を解決し、規制され
るセルの比率が過剰となったり不足したりすることのな
いモニタ装置等を備え、より実行率の高いパケット通信
システムを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は前記入力パスから入力されるパケットのト
ラヒックを監視し、該トラヒックと予め定められたしき
い値とを比較し、該しきい値を超過する場合には超過通
知を発するモニタ装置と、前記モニタ装置の発する超過
通知を受けると、予め定められた制御期間内に入力され
たパケットを制御するパケット制御装置と、前記入力さ
れたパケットのうち前記パケット制御装置により制御さ
れなかったパケットを出力すべき出力パスへと接続する
接続装置との構成を有する。

【００１０】上記目的を達成するために、本発明は、パ
ケット入力に対して前記パケット制御装置を前記モニタ
装置の前段に配置し、前記パケット制御装置により制御
されたパケットは前記モニタ装置の監視の対象外とする
こ構成を有する。

【００１１】上記目的を達成するために、本発明は、前
記パケット制御装置の前記制御期間をトラヒック超過検
出が頻繁なモニタ装置に対しては長く設定し、トラヒッ
ク超過検出が希なモニタ装置に対しては短く設定する構
成を有する。

【００１２】上記目的を達成するために、本発明は、外
部からのパケットを入力する入力手段と、前記入力手段
に接続され入力されたパケットのトラヒックを一定の条
件に従って制御し該パケットを出力するトラヒック制御
手段と、前記トラヒック制御手段から出力されるパケッ
トを入力された経路とは異なる経路へと接続する接続手
段と、前記トラヒックの最大帯域を監視する第１の監視
手段と、前記トラヒックの平均帯域を監視する第２の監
視手段と、を備え、前記トラヒック制御手段は前記第１
の監視手段、第２の監視手段の何れかの監視結果に基づ
いて前記トラヒックを制御する構成を有する。

【００１３】上記目的を達成するために、本発明は、そ
れぞれ異なる監視時間内におけるパケットトラヒックを
監視する複数の監視手段とを備え、前記トラヒック制御
手段は前記複数の監視手段の何れかの監視結果に基づい
て前記トラヒックを制御する構成を有する。

【００１４】上記目的を達成するために、本発明は、パ
ケット通信システム内の監視箇所における第１の監視時
間内のパケットトラヒックを監視する第１の監視手段
と、前記第１の監視時間とは異なる第２の監視時間内の
パケットトラヒックを監視する第２の監視手段とを備え
る。

【００１５】上記目的を達成するために、本発明は、前
記トラヒックの最大帯域を監視する第１のリーキバッケ
ットと、前記トラヒックのバースト状態を監視するバー
スト長監視装置と、前記トラヒックの平均帯域を監視す
る第２のリーキーバケットとを備え、前記トラヒック制
御装置は前記第１のリーキバケット、バースト長監視装
置、第２のリーキーバケットの何れかの監視結果に基づ
いて前記トラヒックを制御する構成を有する。

【００１６】上記目的を達成するために、本発明は、前
記パケット通信システムに入力されるパケットに基づい
て演算を施し演算結果を出力する演算手段を複数段直列
に接続してなる演算部と、前記演算部の演算結果に基づ
いてバーストトラヒックを監視するバーストトラヒック
監視装置と、前記バーストトラヒック監視装置の監視結
果に基づいて前記入力パスに入力されたパケットを適切
な前記出力パスへと交換接続する交換スイッチとを備
え、前記演算部では、前記直列に配置された演算手段の
うち先頭の演算手段には前記入力パスから入力されるパ
ケットの数を入力し、先頭から２段め以降の演算手段に
は直前の演算手段の演算結果を入力し、最後段の演算手
段の出力を演算部の演算結果として出力する構成を有す
る。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を用
いて詳細に説明する。

【００１８】図１は、本発明を適用したＡＴＭ交換機の
構成を示す図である。図１中、交換機の中継回線など、
本発明の説明に不要な部分は省略してある。

【００１９】図１中の、ＡＴＭ交換機１２は、主要部分
として、交換機制御部１３と加入者回路１４とスイッチ
１９と持つ。この３者は、端末１１の通信に際して、次
のように動作する。すなわち、最初に端末１１より、加
入者線リンク１１１を通じて呼設定信号がＡＴＭ交換機
１２に、セルと呼ばれるパケットに分解されて送信さ
れ、ＡＴＭ交換機１２内の交換機制御部１３で受信され
る。交換制御部１３では、呼設定信号のパラメタに基づ
き、加入者回路１４とスイッチ１９とを端末が通信を行
える状態に設定する。通信中では、端末１１は加入者線
情報リンク１１２を通じて交換機１２に情報データをセ
ルに分解して送信し、該情報セルは加入者回路１４を経
て、スイッチ１９に入力され、スイッチ１９であて先へ
の方路振り分けが行われる。

【００２０】図１０に、交換機制御部１３で行われる。
呼設定信号受信時の加入者回路１４への設定処理のフロ
ーを示す。以下、図１０中の、ブロック１００２内の申
告トラヒック超過検出頻度、及び、ブロック１００３〜
１００５内の加算値１，２，３，４、減算値１，２，
３，４、シキイ値１，２，３，４のパラメタの決定方法
について、詳細に説明する。

【００２１】前記のパラメタの中で、加算値１，２，
３，４、減算率１，２，３，４、シキイ値１，２，３，
４は、リーキー・バケットのパラメタである。図２から
図６を用いて、リーキー・バケット機構を用いた前記Ａ
ＴＭ交換機でのトラヒック監視について整理し、その後
に、図７から図９を用いて、特に本発明に係る平均バー
スト長監視部１８３内のリーキー・バケット前段１８
４、及び、リーキー・バケット後段１８５のパラメタ、
加算値３，４、減算率３，４、シキイ値３，４の決定方
法について説明する。

【００２２】図２に、リーキー・バケット機構のカウン
タの変化の一例を示す。図２中、前記減算値と、前記減
算を行う一定周期との比を、減算率（Ｒｓｕｂ）とおい
ている。

【００２３】図３は、リーキー・バケット機構は一種の
キューイング・システムと見た場合の、図２中のパラメ
タの解釈を示す。図３中、３２がリーキー・バケット機
構のキュー・モデルを示しており、入力として３１の監
視事象の発生があり、出力として３３の監視事象の発生
過多を意味するキュー長オーバフローがある。図１中、
図２中のパラメタである加算値Ｎａｄｄ，減算率Ｒｓｕ
ｂ，シキイ値Ｎｍａｘにより、キュー・システム３２の
パラメタの保留時間ｈと待室数ｍとが決まる。

【００２４】保留時間ｈと待室数ｍとは、３４に示す様
に、リーキー・バケットの性質を決める。すなわち、加
算値Ｎａｄｄ、減算値Ｒｓｕｂ、シキイ値Ｎｍａｘは、
互いに独立ではなく、保留時間ｈと待室数ｍが決まれ
ば、３つの内いずれかを固定して他の２つを決定して良
い。

【００２５】図４に、監視の対象とするトラヒック種
別、及びその分布、監視パラメタは、割当帯域を示す。
図４中の監視パラメタは、最大帯域が図１中の最大帯域
監視リーキー・バケット１８１、平均帯域が図１中の平
均帯域監視リーキー・バケット１８２、平均バースト長
が図１中の平均バースト長監視部１８３で、それぞれ、
監視される。以下、図４に示したトラヒックについて、
リーキー・バケット機構でオーバフローが発生した場合
にトラヒック申告値違反と判定することとし、パラメタ
ｈ（保留時間）とm（待室数）との決定方法を定性的に
記す。

【００２６】まず、ｈ（保留時間）の決定方法を示す。
図４に記したトラヒックの監視パラメタの最大帯域と平
均帯域、及び、バースト長は、セル到着の頻度を見る時
間的なスケールに違いがある。これは、図３３４中に
記したリーキー・バケット機構の性質の〈１〉入力の変
化を見る時間的スケールに対応する。

【００２７】図５に、監視パラメタと、図３３４中の
〈１〉のリーキー・バケットの性質との対応による。ｈ
（保留時間）の決定尺度を示す。図中、例えば、平均帯
域を監視したい場合には、ｈ（保留時間）の値を大き
く、従って、ＮａｄｄとＲｓｕｂとの比を大きくすれば
良いことが示されている。

【００２８】次に、ｍ（待室数）の決定方法を示す。申
告値に違反しないトラヒックと違反したトラヒックとの
判別を有効に行うには、両者のオーバフローの確率の
差を大きくし、オーバーフローの確率の絶対値が、有
意な監視時間内で発生するように、ｍ，ｈを決定しなく
てはならない。ととの性質は、トレード・オフの関
係にあり、図３中の〈２〉の性質に対応している。ｈは
監視パラメタの選定での制約があるため、ととのト
レードオフの最適な関係を決めるためにｍが用いられ
る。

【００２９】図６に、違反検出精度と違反検出時間と、
図３３４中の〈２〉のリーキー・バケット機構の性質
との対応による、m（待室数）についての決定尺度を示
す。

【００３０】以上、図２から図６を用いて、リーキー・
バケット機構を用いた、ＡＴＭ交換機でのトラヒック監
視について整理した。この整理により、加算値１、減算
率１、シキイ値１、及び、加算値２、減算率２、シキイ
値２の各パラメタ、及び、トラヒック超過検出頻度を決
定することが出来る。すなわち、加算値１、減算率１、
シキイ値１については、最大帯域を監視するリーキー・
バケットのパラメタであることにより、図５を用いてｈ
（保留時間）を決定し、トラヒック超過検出の精度の観
点から図６を用いてｍ（待室数）を決定する。ｍ（待室
数）を決定により、前記トラヒック超過検出頻度が決ま
り、加算値１、減算率１、シキイ値１の３つのパラメタ
の内の１つを固定すれば、値の２つのパラメタが決ま
る。加算値２、減算率２、シキイ値２についても、平均
帯域を監視するリーキー・バケットのパラメタであるこ
とにより、同様に決定できる。

【００３１】次に図７〜図９を用いて、多段構成のリー
キー・バケット機構を持つ、図１中の平均バースト長監
視部１８３の動作を説明し、加算値３、減算率３、シキ
イ値３、及び、加算値４、減算率４、シキイ値４の各パ
ラメタの決定方法を示す。

【００３２】図７は、図１中の平均バースト長監視部１
８３の内部構成を示した図である。

【００３３】図７中で、平均バースト長監視部１８３
は、２つのリーキー・バケット機構１８４、１８５を持
つ。呼設定時、リーキー・バケット前段１８４では、呼
設定信号内に示されたトラヒック申告パラメタに基づき
交換機制御部１３で決定されたパラメタ設定部７１３を
通じて、レジスタ１８４１〜１８４３に蓄積される。同
時に、カウンタ・レジスタ３（Ｃ１，７１５）はゼロク
リアされる。通信が開始された後は、演算部７１１によ
り、レジスタ１８４１〜１８４３、７１５に対し操作が
行われる。すなわち、規制部１７よりセルがスイッチ１
９に入力した時は、演算部７１１はカウンタ・レジスタ
３（Ｃ１、７１５）に対して、加算値レジスタ３（Nａ
ｄｄ３、１８４１）の値を加算する。また、タイマ７１
２により一定周期毎に起動された時は、演算部７１１は
カウンタ・レジスタ３（Ｃ１、７１５）に対して、結果
がマイナスにならないように減算率レジスタ３（Ｒｓｕ
ｂ１、１８４２）と一定周期の積の値だけ減算する。ま
た、オーバフロー検出部７１４は、規制部１７よりセル
がスイッチ１９に入力し、演算部７１１によりカウンタ
・レジスタ３（Ｃ１、７１５）の加算が行われた後に、
カウンタ・レジスタ３（Ｃ１、７１５）としきい値レジ
スタ３（Ｎｍａｘ１、１８４３）との比較を行い、カウ
ンタ・レジスタ３（Ｃ１、７１５）がしきい値レジスタ
３（Ｎｍａｘ１、１８４３）より大きい場合には、リー
キー・バケット後段１８５にカウンタ３（Ｃ１、７１
５）のオーバフローを通過する。リーキー・バケット後
段１８５の内部の動作は、リーキー・バケット前段１８
４と同じである。すなわち、リーキー・バケット前段１
８４のオーバフローの通知を受けた時、演算部７２１は
カウンタ・レジスタ４（Ｃ２、７２５）に対して、加算
値レジスタ４（Ｎａｄｄ２、１８５１）の値を加算す
る。カウンタ・レジスタ４（Ｃ２、７２５）がしきい値
レジスタ４（Ｎｍａｘ２、１８５３）より大きい場合に
は、オーバフロー検出部７２４が規制部１７に、平均バ
ースト長の申告トラヒック超過通知する。リーキー・バ
スケット前段１８４のパラメタは、図５で示したｈ（保
留時間）の決定尺度に基づいてバースト長を監視するよ
うに決定する。したがって、加算値３と減算率４との比
は小さく設定する。リーキー・バケット後段１８５後段
のパラメタは、図５で示したｈ（保留時間）の決定尺度
に基づいて平均帯域を監視するように決定する。したが
って、加算値４と減算率４との比は大きく設定する。次
にトラヒック超過検出の精度の観点から図６を用いてｍ
（待室数）を決定すれば、加算値３、減算率３、シキイ
ち３、及び、加算値４、減算率４、シキイ値４の関係が
決定される。

【００３４】なお、図７では、リーキー・バケット前段
とリーキー・バケット後段とは独立に構成されている
が、レジスタ７１５、７２５、１８４１、１８４２、１
８４３、１８５１、１８５２、１８５３以外の部分は、
両者で共通とすることが可能である。

【００３５】図８、及び図９に、図７中の多段構成の２
つのリーキー・バケット機構のカウンタの変化の一例を
示す。図８は、平均バースト長の短い場合、図９は、平
均バースト長の長い場合をそれぞれ示す。図８中（ａ）
８１、図９中（ａ）９１は、時間経過に伴うセルの到着
を、図８中（ｂ）８２、図９中（ｂ）９２はリーキー・
バケット前段１８４のカウンタ・レジスタ３（Ｃ１、７
１５）の時間経過に伴う変化を、図８中（ｃ）８３、図
９中（ｃ）９３はリーキー・バケット後段１８５のカウ
ンタ・レジスタ４（Ｃ２、７２５）の時間経過に伴う変
化を、それぞれ示す。

【００３６】図８中（ｂ）８２、図９中（ｂ）９２は、
図５のｈ（保留時間）の決定尺度に従って、バースト長
を監視パラメタとした時の、一段構成のリーキー・バケ
ット機構のカウンタの変化に相当するが、ここでは、図
８中（ｂ）８２と図９中（ｂ）９２とのいずれの場合も
オーバフローが発生している。これに対し、図８中
（ｃ）８３、図９中（ｃ）９３では、図９中（ｃ）９３
のみでオーバフローが発生しており、平均バースト長の
違いにより、図８（ａ）８１のセル到着と図９（ｂ）９
１のセル到着とが識別されている。すなわち図９中
（ａ）９１では、セルはバーストとして短時間内にまと
まって到着しており、図９中（ｂ）９２のｈ（保留時
間）を短くした前段のリーキー・バケット機構８３のカ
ウンタＣ１はバーストに対応してオーバフローし、図９
中（ｃ）９３のｈ（保留時間）を長くした後段のリーキ
ー・バケット機構８４のカウンタＣ２はバーストの発生
の長時間的な監視結果によりオーバフローしている。

【００３７】次に、図１を用いて、図１中の、規制部１
７の動作を説明する。

【００３８】最初に、呼設定時の動作を説明する。図１
０のフロー図中のブロック１００６にあるように、呼設
定時には、呼設定信号中に示された申告トラヒック・パ
ラメタを参照して前記規制期間長を決定された規制期間
長が、規制部１７中の規制期間長レジスタ１７２に設定
される。同時に、規制部１７は初期設定される。規制部
１７の初期設定が終了した時、廃棄スイッチ１７４は、
端子１７６が端子１７５に接続され、トラヒック・モニ
タ部１８へは情報リンク１１２からの入力が出力される
ように設定される。

【００３９】呼が設定され通信が開始された後の通信中
の時間は、規制期間と非規制期間との２つの場合に分け
られる。図１中の廃棄スイッチ１７４内の端子１７６
が、端子１７５と接続されている時間が非規制期間、端
子１７７と接続されている時間が非規制期間である。よ
って、呼設定直後は、前記のように非規制期間となる。

【００４０】次に、同じく図１を用いて、非規制期間中
の動作を説明する。図１において、端末１１から情報リ
ンク１１２を通じて交換機１２に送られた情報セルは、
セル受信部１６で受信された後、規制部１７内の廃棄ス
イッチ１７４に送られる。前記のように、非規制期間で
は廃棄スイッチ１７４内の端子１７６は端子１７５と接
続されているため、受信された該セルは、トラヒック・
モニタ部１８へ送られる。この様にして、廃棄スイッチ
を通過し規制されなかったセルのみが、トラヒック・モ
ニタ部１８で監視の対象となる。

【００４１】次に、同じく図１を用いて、非規制期間か
ら規制期間への移行時の動作を説明する。セル到着の頻
度が申告トラヒックを超過するレベルに達すると、トラ
ヒック・モニタ部１８は、受信トラヒックが申告トラヒ
ックを超過したことを規制制御部１７１に通知する。通
知を受けた規制制御部１７１では、初期設定時に設定さ
れた規制期間長を規制期間レジスタ１７２より読み出
し、タイマ１７３に対し規制期間長経過の後に規制制御
部１７１を起動するようにタイマ登録する。同時に、廃
棄スイッチ１７４を設定して、端子１７６を端子１７７
に属する。

【００４２】次に、同じく図１を用いて、規制期間中の
動作を説明する。規制期間中は、トラヒック・モニタ部
１８へは空セル発生装置１７８の出力が出力される。よ
って、トラヒック・モニタ部では、受信した情報セルは
監視されない。端末１１から情報リンク１１２を通じて
送られ、セル受信部１６で受信される情報セルはセル廃
棄スイッチ１７４にて廃棄される。

【００４３】次に、同じく図１を用いて、規制期間から
非規制期間への移行時の動作を説明する。規制期間長経
過後にタイマ１７３が規制制御部１７１を起動すると、
規制制御部では廃棄スイッチを設定し、端子１７６を端
子１７５に接続する。すなわち、セル受信部１６で受信
される端末１１からの受信セルは、トラヒック・モニタ
部１８を経てスイッチ１５へ出力されるようになり、規
制期間が終了し非規制期間へ移行する。

【００４４】図１１は、申告トラヒックを超過したセル
の到着の一例を示した図である。以下、図１１を用い
て、規制期間長の設定により、規制されるセルの量を調
整できることを説明する。

【００４５】図１１中、セルＧが到着した時点で規制期
間が開始され、その後、規制期間の間に到着するセル
は、図１で説明したように廃棄される。図１１では、３
つの異なる長さの規制期間長が設定された場合を示しあ
り、規制期間長が短い方から、それぞれ、規制期間Ｉ１
１０２、規制期間ＩＩ１１０３、規制期間ＩＩＩ１１０
４がその範囲を示す。規制期間Ｉ１１０２が設定された
場合には、セルＨからセルＫまでの４つのセルが規制さ
れ廃棄される。規制期間ＩＩ１１０３が設定された場合
には、セルＨからセルＯまでの８つのセルが規制され廃
棄される。規制期間ＩＩＩ１１０４が設定された場合に
は、セルＨからセルＳまでの１２つのセルが規制され破
棄される。すなわち、規制期間長の設定値が大きいほ
ど、多くのセルが規制され、規制期間長の設定値が小さ
いほど、少ないセルが規制される。よって、規制期間長
の設定により、規制されるセルの比率を調整することが
出来る。

【００４６】図１２は、図１に示した規制機構１７とト
ラヒック・モニタ機構１８との関係の概念図を示す。モ
ニタ機構１２０３では、受信セル１２０１の到着頻度が
増加し申告トラヒックの超過を検出した場合、モニタ方
式に固有の超過検出頻度１２０７に従う頻度で、トラヒ
ック超過検出の通知を規制機構１２０２に対して行う。
この通知を受けた規制機構１２０２では、設定された規
制期間１２０６に比例した量のセルが規制され、モニタ
機構の監視の対象を減少させる。すなわち、モニタ機構
から規制機構へのトラヒック超過検出通知はフィードバ
ック・ループ１２０５として働く。よって、超過検出頻
度１２０７と規制期間１２０６との設定により、望みの
出力セル１２０８のトラヒック量のを決定することが出
来る。

【００４７】図１３は、モニタ機構のトラヒック超過の
検出頻度が異なる場合について、申告トラヒックを超過
したセルの到着の一例を示した図である。以下、図１３
を用いて、規制機構固有の前記トラヒック超過検出頻度
に合わせた規制期間長の設定について説明する。前記ト
ラヒック超過検出頻度は、図６に示したように、トラヒ
ック超過検出の精度とのトレード・オフの関係から適当
な値が選定されるため、トラヒック・モニタのパラメタ
次第で異なる値を取る。図１３中、（ａ）１３０１では
超過検出頻度が希なモニタ機構が、（ｃ）１３０３では
超過検出頻度が頻繁なモニタ機構が、（ｂ）１３０２で
は超過検出頻度が（ａ）１３０１と（ｂ）１３０３との
中間であるモニタ機構が、それぞれ用いられている。こ
れに対し、規制期間長は長い方から、（ａ）１３０１、
（ｂ）１３０２、（ｃ）１３０３の順としている。この
結果、モニタ機構固有のトラヒック超過検出頻度の違い
に係らず、廃棄されるセルの数は同じになっている。ま
た、どのセルが廃棄されるかについて、（ａ）１３０
１、（ｂ）１３０２、（ｃ）１３０３では異なってお
り、（ａ）１３０１、（ｂ）１３０２、（ｃ）１３０３
の順で、セルの廃棄が集中的に行われる。すなわち、逆
に、規制機構のパラメタの規制期間長とモニタ機構のト
ラヒック超過検出頻度とを調整することにより、セルの
廃棄されるパタンを設定することも可能である。

【００４８】本実施例では、規制としてセルを廃棄する
例を記したが、前記マーキングを施す場合についても、
同様に適用出来る。この場合には、図１の廃棄スイッチ
１７４をマーキング処理を行う部分とし、トラヒック・
モニタ部１８ではマークされたセルについては監視の対
象外とすれば良い。

【００４９】図１４は、平均バースト監視部を到着数カ
ウンタを用いて実現した場合の内部構成を示した図であ
る。

【００５０】図１４中で、平均バースト長監視部１４０
４は、２つの到着数カウンタ１４０５、１４０６を持
つ。呼設定時、到着数カウンタ前段１４０４では、呼設
定信号内に示されたトラヒック申告パラメタに基づき交
換機制御部で決定されたパラメタが、パラメタ設定部１
４０５３を通じて、シキイ値レジスタ１４０５５に蓄積
される。同時に、カウンタレジスタ３（Ｃ１、１４０５
６）はゼロクリアされる。通信が開始された後は、演算
部１４０５１により、シキイ値レジスタ１４０５５とカ
ウンタ・レジスタ３（C１、１４０５６）とに対し操作
が行われる。すなわち、規制部１４０１よりセルがスイ
ッチ１４０３に入力した時は、演算部１４０５１はカウ
ンタ・レジスタ３（Ｃ１、１４０５６）をインクリメン
トする。また、タイマ１４０５２により一定周期毎に起
動された時は、オーバフロー検出部１４０５４は、カウ
ンタ・レジスタ３（Ｃ１、１４０５６）としきい値レジ
スタ３（Ｎｍａｘ１、１４０５６）との比較を行い、カ
ウンタ・レジスタ３（Ｃ１、１４０５６）がしきい値レ
ジスタ３（Ｎｍａｘ１、１４０５５）より大きい場合に
は、到着数カウンタ後段１４０６にカウンタ３（Ｃ１、
１４０５６）のオーバフローを通知する。到着数カウン
タ後段１４０６の内部の動作は、到着数カウンタ前段１
４０５と同じである。すなわち、到着数カウンタ前段１
４０５からのオーバフローの通知を受けた時、演算部１
４０６１はカウンタ・レジスタ４（Ｃ２、１４０５６）
をインクリメントする。カウンタ・レジスタ４（Ｃ２、
１４０６６）がしきい値レジスタ４（Ｎｍａｘ２、１４
０６５）より大きい場合には、規制部１４０１に対し、
平均バースト長の申告トラヒック超過通知する。しきい
値レジスタ３（Ｎｍａｘ１、１４０５５）には小さい値
が、しきい値レジスタ４（Ｎｍａｘ２、１４０６５）に
は大きい値が、それぞれ設定されている。

【００５１】図１７は、図１４中の多段構成の２つの到
着数カウンタのカウンタの変化の一例を示す。すなわち
図１７中（ａ）１７０１では、セルはバーストとして短
時間内にまとまって到着しており、図１７中（ｂ）１７
０２のシキイ値を短くした前段の到着数カウンタ前段１
４０５のカウンタC１はバーストに対応してオーバフロ
ーし、図１７中（ｃ）１７０３のシキイ値を大きくした
後段の到着数カウンタ後段１４０６のカウンタＣ２はバ
ーストの発生の長時間的な監視結果によりオーバフロー
している。

【００５２】図１５は、平均バースト監視部を到着間隔
測定器を用いて実現した場合の内部構成を示した図であ
る。

【００５３】図１5中は、平均バースト長監視部１５０
４は、2つの到着間隔測定器１５０５、１５０６を持
つ。呼設定時、到着間隔測定器前段１５０４では、呼設
定信号内に示されたトラヒック申告パラメタに基づき交
換機制御部で決定されたパラメタが、パラメタ設定部１
５０５３を通じて、シキイ値レジスタ１５０５５に蓄積
される。同時に、カウンタ・レジスタ３（Ｃ１，１５０
５７）はゼロクリアされる。通信が開始された後は、演
算部１５０５１により、シキイ値レジスタ１５０５５と
演算結果レジスタ３（Ａｓｕｂ１，１５０５６）とカウ
ンタ・レジスタ３（Ｃ１，１５０５７）とに対し操作が
行われる。すなわち、規制部１５０１よりセルがスイッ
チ１５０３に入力した時は、演算部１５０５１はタイマ
１５０５２の値からカウンタ・レジスタ３（Ｃ１、１５
０５７）をの値を減算し、減算結果レジスタ３（Ａｓｕ
ｂ１，１５０５６）に設定し、カウンタ・レジスタ３
（Ｃ１、１５０５７）にはタイマ１５０５２の値を設定
する。続いてオーバフロー検出部１５０５４は、減算結
果レジスタ３（Ａｍａｘ１、１５０５６）としきい値レ
ジスタ３（Ｎｍａｘ１、１５０５５）との比較を行い、
減算結果レジスタ３（Ａｓｕｂ１，１５０５６）がしき
い値レジスタ３（Ｎｍａｘ１、１４０５５）より小さい
場合には、到着間隔測定器後段１５０６に減算結果レジ
スタ３（Ａｓｕｂ１，１５０５６）のオーバフローを通
知する。到着間隔測定器後段１５０６の内部の動作は、
到着間隔測定器前段１５０５と同じである。すなわち、
到着間隔測定器前段１５０５からのオーバフローの通知
を受けた時、演算部１５０６１はタイマ１５０６２の値
からカウンタ・レジスタ４（Ｃ２、１５０６７）をの値
を減算し、減算結果レジスタ４（Ａｓｕｂ２，１５０６
６）に設定し、カウンタ・レジスタ４（Ｃ１、１５０６
７）にはタイマ１５０６２の値を設定する。続いてオー
バフロー検出部１５０６４は、減算結果レジスタ４（Ａ
ｓｕｂ２，１５０６６）としきい値レジスタ４（Ｎｍａ
ｘ２、１５０６５）との比較を行い、減算結果レジスタ
４（Ａｓｕｂ２，１５０６６）がしきい値レジスタ４
（Ｎｍａｘ２、１４０６５）より小さい場合には、規制
部１５０１に対し、平均バースト長の申告トラヒック超
過通知する。しきい値レジスタ３（Ｎｍａｘ１、１５０
５５）には小さい値が、しきい値レジスタ４（Ｎｍａｘ
２、１５０６５）には大きい値が、それぞれ設定されて
いる。よって、セルがバーストとして短時間内にまとま
って到着した時、シキイ値を短くした前段の到着間隔測
定器１５０５のカウンタＣ１はバーストに対応してオー
バフローし、シキイ値を大きくした後段の到着数カウン
タ後段１５０６のカウンタＣ２はバーストの発生の発生
間隔の監視結果によりオーバフローする。

【００５４】図１６は、平均バースト監視部を到着数カ
ウンタと到着間隔測定器とを用いて実現した場合の内部
構成を示した図である。

【００５５】図１６中で、平均バースト長監視部１６０
４は、到着数カウンタ１６０５と到着間隔測定器１６０
６をと持つ。到着数カウンタ１６０５の内部の動作は、
図１４中の到着数カウンタ１４０５と同じである。到着
間隔測定器１６０６の内部の動作は、図１５中の到着間
隔測定器１５０６と同じである。しきい値レジスタ３
（Ｎｍａｘ１、１６０５５）には小さい値が、しきい値
レジスタ４（Ｎｍａｘ２、１６０６５）には大きい値
が、それぞれ設定されている。よって、セルがバースト
として短時間内にまとまって到着した時、シキイ値を短
くした前段の到着数カウンタ１６０５のカウンタC１は
バーストに対応してオーバフローし、シキイ値を大きく
した後段の到着数カウンタ後段１６０６のカウンタＣ２
はバーストの発生の発生間隔の監視結果によりオーバフ
ローする。

【００５６】また、以上に記した、リーキー・バケッ
ト、到着数カウンタ、到着間隔測定器以外の、頻度監視
機構を用いて、多段構成の平均バースト長監視部を実現
することも可能である。

【００５７】

【発明の効果】前記多段構成のリーキー・バケット機構
の前段のリーキー・バケット機構は、パケットが短時間
内にまとまって通過した場合にオーバフローするため、
前記バーストとしてセルが到着した場合のような短期的
な事象を検出し、後段のリーキー・バケット機構に出力
する。後段のリーキー・バケット機構では、前記のバー
ストの通過と言う短期的な事象の発生頻度を長期的に監
視する。これにより、偶発的な要因によって、バースト
としてのセルの通過の頻度が過多であると誤認する確率
を小さくすることが出来る。

【００５８】また、モニタ機構よりトラヒックの超過が
通知されると、規制機構では規制期間を開始し、規制期
間の間に到着したセルに対して規制を行う。規制期間は
パラメタである規制期間長でその長さが決められるの
で、規制期間長のパラメタ設定により規制の対象となる
セルの量を調整することが出来る。よって、モニタ機構
に固有の前記トラヒック超過検出頻度によらず、規制の
対象となるセルの比率を設定することが出来る。

【００５９】また、規制機構で規制されたセルは、モニ
タ機構では受信セルとしてカウンタされない。すなわ
ち、規制されずに通過するトラヒックが申告トラヒック
より大きい場合のみ、モニタはトラヒックの超過を検出
し、規制機構の規制が開始される。また、申告トラヒッ
クを超過したある量のトラヒックに対して、超過検出を
頻繁に行うモニタ機構を使用した時は、短い規制期間長
の設定により、少数のセル到着を含む規制期間を多数回
実施する形で規制が行われる。超過検出を希にしか行わ
ないモニタ機構を使用した時は、長い規制期間長の設定
により、多数のセル到着を含む規制期間を少数回実施す
る形で規制が行われる。これらにより、モニタ固有の前
記トラヒック超過検出頻度によらず、規制されずに通過
するパケットのトラヒックを望みの大きさに設定するこ
とが出来る。

【００６０】また、規制されたセルはモニタ機構での監
視の対象外となるので、モニタ機構では規制されずに通
過するセルのトラヒック申告トラヒックからの超過を検
出することが出来る。この時、モニタ機構固有の前記ト
ラヒック超過検出頻度に合わせて規制期間長を設定する
ことにより、規制されずに通過するセルのトラヒックを
望みの大きさに設定することが出来る。

【００６１】これらの装置を交換システムに組み込むこ
とにより、より安定で高効率のパケット交換が実現され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるＡＴＭ交換機の構成図
である。

【図２】リーキー・バケット機構のカウンタの変化のグ
ラフを示す図である。

【図３】キュー・システムとしてのリーキーバケット機
構の概要図である。

【図４】ＡＴＭ交換にて監視対象とするトラヒック種別
を示した図である。

【図５】リーキー・バケット機構のパラメタh（保留時
間）を決定する場合の尺度を示した図である。

【図６】リーキー・バケット機構のパラメタｍ（待室
数）を決定する場合の尺度を示した図である。

【図７】図１中の平均バースト長監視部１８３の内部構
成図である。

【図８】多段のリーキー・バケット機構のカウンタの変
化のグラフを示す図である。

【図９】多段のリーキー・バケット機構のカウンタの変
化のグラフを示す図である。

【図１０】図１中の交換機制御部１３の呼設定信号受信
時の加入者回路１４に対する処理のフロー図である。

【図１１】申告トラヒックを超過したセルの到着と規制
期間一例を示した図である。

【図１２】図１の規制機構とトラヒック・モニタ機構と
の関係の概念図である。

【図１３】申告トラヒックを超過したセルの到着と規制
期間の例を示した図である。

【図１４】到着数カウンタで構成した平均バースト長監
視部の内部構成図である。

【図１５】到着間隔測定器で構成した平均バースト長監
視部の内部構成図である。

【図１６】到着数カウンタと到着間隔測定器とで構成し
た平均バースト長監視部の内部構成図である。

【図１７】多段の到着数カウンタ機構のカウンタの変化
のグラフを示す図である。

【符号の説明】

１１---端末１１１---加入者線信号リンク１１２---加入者線情報リンク１２---ＡＴＭ交換機１３---交換機制御部１４---加入者回路１５---加入者回路制御部１６---セル受信部１７---規制部１７１---規制制御部１７２---規制期間長レジスタ１７３---タイマ、１７４---廃棄スイッチ１７５、１７６、１７７---端子、１７８---空セル発生
部１８---トラヒック・モニタ部１８１---最大帯域監視リーキー・バケット１８２---平均帯域監視リーキー・バケット１８３---平均バースと長監視部１８４---リーキー・バケット前段１８５---リーキー・バケット後段１８１１，１８２１，１８３１，１８４１---加算値レ
ジスタ１８１２，１８２２，１８３２，１８４２---減算値レ
ジスタ１８１３，１８２３，１８３３，１８４３---シキイ値
レジスタ１９---スイッチ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】パケット到着ごとの第１の加算と、該
パケット到着とは独立に第１の減算周期での第１の減算
とを行う第１の演算手段と、前記第１の演算手段の演算結果が第１のしきい値を越え
ると第１の超過通知を出力する第１の超過通知出力手段
と、前記第１の超過通知ごとの第２の加算と、該第１の超過
通知とは独立に第２の減算周期での第２の減算とを行う
第２の演算手段と、前記第２の演算手段における演算結果が第２のしきい値
を越えると第２の超過通知を出力する第２の超過通知出
力手段と、前記第２の超過通知出力手段が出力する第２の超過通知
に基づいてパケットを制御することを特徴とするパケッ
ト制御装置。
【請求項２】パケットの到着ごとに第１の加算値を
加算し、一方で該パケットの到着とは独立に第１の減算
周期で第１の減算値を減算する第１の演算手段と、前記第１の演算手段の演算結果が第１のしきい値を越え
ると第１の超過通知を出力する第１の超過通知出力手段
と、前記第１の超過通知出力手段が出力する第１の超過通知
を受け取るごとに第２の加算値を加算し、一方で該第１
の超過通知の受け取りとは独立に第２の減算周期で第２
の減算値を減算する第２の演算手段と、前記第２の演算手段における演算結果が第２のしきい値
を越えると第２の超過通知を出力する第２の超過通知出
力手段と、前記第２の超過通知出力手段が出力する第２の超過通知
に基づいてパケットを制御することを特徴とするパケッ
ト制御装置。