JP2000174762A - 伝送方法及び装置、並びにネットワーク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 他系チャネルの処理にともなって生じる弊害
を除く。 【解決手段】 ネットワーク内の各ネットワークエレメ
ントが、所定の管理情報に基づいて、自身が制御権を持
つ自系チャネルの単位信号の転送レートを制御すると共
に、他のネットワークエレメントが制御権を持つ他系チ
ャネルの単位信号の転送レートはそのまま保持して、こ
れらのチャネルの単位信号を伝送する伝送方法におい
て、前記の自系チャネルの単位信号に比べて簡略な所定
の方法で、前記各ネットワークエレメントが、前記他系
チャネルの単位信号の転送レートを制御することを特徴
とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はネットワークに関
し、たとえばＡＢＲ（Available Bit Rate）サービス
を提供するＡＴＭ（Asynchronous Transfer Mode）ネ
ットワークなどに適用し得るものである。

【０００２】また本発明は、かかるネットワークの構成
要素としての伝送装置に適用し得るものである。

【０００３】さらに、本発明は、かかるネットワークで
使用される伝送方法に関するものである。

【０００４】

【従来の技術】ＰＣＲのみをコネクション設定時に申告
させるＡＢＲサービスでは、ＡＴＭセルの転送レート制
御を、ネットワークの輻輳状態などに応じたフィードバ
ック制御によって行っている。

【０００５】すなわちＡＢＲサービスを提供するＡＴＭ
ネットワークにおいては、ネットワーク内の各ネットワ
ークエレメントが、輻輳情報などの所定の管理情報（リ
ソースの使用状況）に基づいて、自身が制御権を持つ自
系チャネルのＡＴＭセルの転送レートをフィードバック
制御すると共に、他のネットワークエレメントが制御権
を持つ他系チャネルのセルの転送レートはそのまま保持
して、これらのチャネルのセルを、ネットワークエレメ
ントどうしを接続している伝送路へ送出している。

【０００６】各ネットワークエレメントは、自系チャネ
ルについてだけ精密な転送レート制御を行えばよく、他
系チャネルのセルについては、非常に簡略で、最小限の
処理能力で対応できる取り扱いを行う。すなわち他系チ
ャネルと判定すればただちに、ネットワークエレメント
は、当該セルに対し、単純に最高優先度または最低優先
度を適用する。

【０００７】まず最高優先度を適用する場合について説
明する。

【０００８】図２のシェーパ１０において、セル送出手
段１１はセレクタを主体とする部分で、たとえば６０
０，１５０，４０，１０Mbpsの４つの自系チャネルＣＨ
１〜ＣＨ４のキュー（キューイング）Ｑ１〜Ｑ４を択一
的に読み出して伝送路１３に送出する。

【０００９】そして伝送路１３などの輻輳状態に配慮す
ることなく、他系チャネルのＡＴＭセル（スイッチセ
ル）ＳＣがそのままの転送レートでシェーピングされる
ことなく（すなわちスルーで）伝送路１３に強制的に出
力される。そしてこのスルー出力は最高優先度で実行さ
れる。

【００１０】最高優先度ということは自系の４つのチャ
ネルＣＨ１〜ＣＨ４のどれよりも高い優先度を意味す
る。自系チャネルＣＨ１〜ＣＨ４のキューであるＱ１〜
Ｑ４よりスイッチセルＳＣのキューであるＱＳＷのほう
が優先的に処理され、優先的に伝送路１３に送出される
ので、スイッチセルＳＣが連続する限りＣＨ１〜ＣＨ４
のすべての自系チャネルのキューの処理は停止する。

【００１１】一方、最低優先度を適用する場合には、自
系のどのチャネルのキュー（Queue：待ち行列、すなわ
ちＦＩＦＯ（先入れ先出しタイプのメモリ））からも送
出されるセルがないタイミングでだけ、スイッチセルＳ
Ｃは伝送路１３へ送出されることになる。

【００１２】一般的には、他系チャネルのＡＴＭセルに
対しては前者の最高優先度を適用する。

【００１３】通常、１つのＡＴＭネットワーク内には多
数のネットワークエレメントが存在するので、任意の１
つのネットワークエレメントに着目すると、自系チャネ
ルに比べて他系チャネルのほうが圧倒的に多いのがふつ
うである。すなわち自系チャネルのセルよりスイッチセ
ルＳＣのほうが多い。

【００１４】したがって、以上のような処理を実行する
ことにより、１つひとつのネットワークエレメントが他
系チャネルの処理に振り分ける処理能力は最小限にとど
まり、複雑で精密な転送レート制御を必要とする自系チ
ャネルのために、十分な処理能力を確保することがで
き、ネットワーク全体としては、多量のセルを高速転送
することが可能になる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の方法
によりネットワークエレメントの処理能力が効率的に活
用できたとしても、ネットワークエレメント間を接続す
る伝送路（リンク）の容量にも限りがあり、輻輳制御に
よってネットワークエレメントから伝送路へ送出される
ＡＴＭセルの量は制限される。このために他系チャネル
のセルに対して最高優先度を適用した場合、すべての自
系チャネルのセルの転送レート制御に影響を与えてしま
う。

【００１６】また、当該輻輳制御にＲＭセルを用いてＡ
ＣＲをフィードバック制御する場合、複数端末からの同
時送信などで、急激に他系チャネルのセルの転送レート
が増加すると、フィードバック制御でレートが変更され
るまでにオーバーフローで多量のセルが損失してしまう
可能性がある。

【００１７】さらにまた、ＡＴＭネットワークにおいて
は一般に、ユーザとネットワークはトラヒックに関する
契約を結び、各ユーザに対応する各チャネルはこの規定
転送レートでセルを転送しなければならないが、前記他
系チャネルがこの規定転送レートに違反した過大な転送
レートを持っている場合、全自系チャネルの転送レート
制御に与える影響は、いっそう深刻なものとなる。ネッ
トワークエレメントとしては他系チャネルのセルはその
ままの転送レートで転送しなければならないからであ
る。

【００１８】その一方で他系チャネルのＡＴＭセルに最
低優先度を適用すると、当該ネットワークエレメントに
おけるオーバーフローで他系チャネルのＡＴＭセルが失
われて、ネットワーク全体のパフォーマンス（すなわち
スループット）の低下、信頼性低下をまねく可能性が高
い。

【００１９】また、他系チャネルのセルに最低優先度を
適用する場合、トラヒック密度によっては、他系チャネ
ルのセル損失を防ぐために、膨大なメモリ量のバッファ
が必要になると考えられる。さらにまた、転送レートの
制御権を持っていない他系のコネクションに対して大き
く転送レートを低下させてしまう可能性も高いなど、問
題点が多い。

【００２０】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
めに、第１の本発明では、ネットワーク内の各ネットワ
ークエレメントが、所定の管理情報に基づいて、自身が
制御権を持つ自系チャネルの単位信号の転送レートを制
御すると共に、他のネットワークエレメントが制御権を
持つ他系チャネルの単位信号の転送レートはそのまま保
持して、これらのチャネルの単位信号を伝送する伝送方
法において、前記の自系チャネルの単位信号に比べて簡
略な所定の方法で、前記各ネットワークエレメントが、
前記他系チャネルの単位信号の転送レートを制御するこ
とを特徴とする。

【００２１】また、第２の発明では、ネットワーク内の
各ネットワークエレメントが、所定の管理情報に基づい
て、自身が制御権を持つ自系チャネルの単位信号の転送
レートを制御すると共に、他のネットワークエレメント
が制御権を持つ他系チャネルの単位信号の転送レートは
そのまま保持して、これらのチャネルの単位信号を伝送
する伝送装置において、前記の自系チャネルの単位信号
に比べて簡略な所定の方法で、前記各ネットワークエレ
メントが、前記他系チャネルの単位信号の転送レートを
制御することを特徴とする。

【００２２】さらにまた第３の発明のネットワークは、
請求項４〜６のいずれかの伝送装置を備えるネットワー
クエレメントを含むことを特徴とする。

【００２３】

【発明の実施の形態】（Ａ）実施形態 以下、本発明の伝送方法及び装置、並びにネットワーク
を、ＡＴＭネットワークに適用した場合を例に、本発明
の実施形態について説明する。

【００２４】本実施形態は、ＡＢＲサービスをサポート
するＡＴＭネットワークにおいて、従来はそのままの転
送レートで、トランスペアレント（透過的）に通過させ
ていた他系チャネルのＡＴＭセルに対しても、自系チャ
ネルに比べれば簡易ではあるが確実に、転送レート制御
を実行することを特徴とする。

【００２５】（Ａ−１）実施形態の構成および動作 本実施形態にかかるＡＴＭネットワーク２０を図３に示
す。ＡＴＭネットワーク２０としてはＡＢＲ（Availabl
e Bit Rate）サービスをサポートするＡＴＭネットワ
ークであれば何でもよい。

【００２６】ＡＢＲサービスは、現在ほとんどのＡＴＭ
−ＬＡＮ（Local Area Network）で提供されているサ
ービスで、ＴＣＰ／ＩＰ(Transmission Control Prot
ocol／Internet Protocol)などのデータ系アプリケー
ション、ＬＡＮ Emulationなどのデータ通信サービス
をサポートし得る。

【００２７】これらのアプリケーションを収容する場
合、ＡＢＲサービスは、帯域予約を行わずにデータ転送
を実行し、ネットワークの状況に応じて可能な限り低い
セル損失率で帯域を確保する。

【００２８】帯域予約を行わないために、ＡＢＲサービ
スにおけるデータ転送では、伝送路（リンク）のトラヒ
ック密度が低く輻輳度が低いときには伝送路帯域の大部
分を１コネクションで使用することができるかわりに、
トラヒック密度が高く輻輳度が高いときには使用できる
帯域は狭くなり、低い転送レートでデータを送ることに
なる。この帯域の広さで決まるセルの転送レートが、Ａ
ＣＲ（Allowed CellRate）である。

【００２９】上述したように、ＡＢＲサービスを提供す
るＡＴＭネットワークにおいては、ネットワーク内の各
ネットワークエレメントが、フィードバック制御で、各
（仮想）チャネルの転送レートを制御し、ネットワーク
のトラヒックを管理するのであるが、このフィードバッ
ク制御は、ＲＭ（Resource Management）セルを介して
行われる。

【００３０】そしてＡＢＲサービスではＰＣＲ（Peak
Cell Rate）が当該ＡＣＲの最大値を決定することにな
る。ＲＭセルを用いたフィードバック制御で各チャネル
のＡＣＲを変化させることで、ネットワークの輻輳状態
に応じた転送レート制御を実行することができる。

【００３１】図３において、各ネットワークエレメント
（Network Element）２１〜２３はたとえばＡＴＭ交換
機などの伝送装置、あるいはルータ、ＰＢＸ交換機など
のＵＮＩ装置に相当する。

【００３２】ソース（Source）側のエンドステーション
（End Station）２４およびデスティネーション（Dest
ination）側のエンドステーション２５は、ＡＢＲサー
ビスが行われているＡＴＭ端末に相当する。

【００３３】エンドステーション２４とネットワークエ
レメント２１は伝送路Ｌ１で接続され、ネットワークエ
レメント２１と２２は伝送路Ｌ２で接続され、ネットワ
ークエレメント２２と２３は伝送路Ｌ３で接続され、ネ
ットワークエレメント２３とエンドステーション２５は
伝送路Ｌ４で接続されている。

【００３４】そして各ネットワークエレメント２１〜２
３のなかに設定された仮想ソースＶＳ（Virtual Sourc
e）１〜３が、通信用のセルの送信元となる部分で、仮
想デスティネーションＶＤ（Virtual Destination）１
〜３が、受信元となる部分である。

【００３５】ＶＳ１とＶＤ２のあいだ、ＶＳ２とＶＤ３
のあいだ、およびＶＳ１とＶＤ３のあいだでは、契約で
規定されたトラヒックを守るために、各チャネルごと
に、転送レート制御が行われる。

【００３６】また、たとえば仮想デスティネーションＶ
Ｄ２と仮想ソースＶＳ２は相互に密接に関係しており、
仮想デスティネーションＶＤ２はＶＳ２の輻輳状況など
を認識している一方で、ネットワークエレメント２１の
ＶＳ１からもたらされるセル流Ｃ２のなかからセルヘッ
ダの情報を読み込んで解釈し、その解釈に基づいてＶＳ
２におけるシェーピング（転送（送出）レート制御）動
作などをどのように実行するかを決める。

【００３７】そしてこの決定にしたがって仮想ソースＶ
Ｓ２が、シェーピング動作などを実行し、ネットワーク
エレメント２３側へ送出されるセル流Ｃ３を形成する。
ネットワークエレメント２１におけるＶＤ１とＶＳ１の
関係、およびネットワークエレメント２３におけるＶＤ
３とＶＳ３の関係も、これと同様である。

【００３８】図３のＡＴＭネットワーク２０では、リソ
ース管理用のＡＴＭセルであるＲＭセルは、たとえばル
ープＡに示すように、通信用のＡＴＭセルをセル流Ｃ２
として送信するネットワークエレメント２１のＶＳ１か
ら、定期的に、（セル流Ｃ２の上流にある）ネットワー
クエレメント２２のＶＤ２に向けて送信され、ＶＤ２に
到達すると折り返されてＶＳ１にフィードバックされる
ＡＴＭセルである。ＲＭセルは輻輳状態やレート情報な
どのリソースの管理情報を運ぶためのセルである。

【００３９】ＲＭセルが折り返すとき、ネットワークエ
レメント２２は、当該ＲＭセルにネットワークエレメン
ト２２における輻輳状況などを書き込むことによって所
望の転送レートをネットワークエレメント２１に通知す
ることができ、ネットワークエレメント２１は、セル流
Ｃ２を構成するチャネルのうち自系チャネルに対し、こ
の通知に応じた転送レート制御を実行する。

【００４０】同様のことが、ループＢでは、ネットワー
クエレメント２２と２３のあいだで行われ、ループＣで
は、ネットワークエレメント２１と２３のあいだで行わ
れる。ループＡおよびＢと、ループＣとは空間的に重複
しているが、各ループに基づくフィードバック制御は、
それぞれのネットワークエレメントにおいてまったく独
立に行われる。

【００４１】たとえばネットワークエレメント２２がル
ープＢでＲＭセルの持ち帰った情報に基づいてセル流Ｃ
３の転送レートを変更すると、その効果は、伝送路Ｌ３
を介してネットワークエレメント２３に波及する。すな
わちネットワークエレメント２３がＲＭセルを介して要
求した転送レートの変更が実行され、その効果がネット
ワークエレメント２３に及ぶまでにはかなりの時間を要
することになる。

【００４２】この点はループＢやループＣについても同
様である。

【００４３】各ネットワークエレメント２１〜２３は、
このようにして転送レートを制御する自系チャネルのセ
ルのほかに、スイッチセルＳＣの処理も行う。

【００４４】独自にセルの転送レートを制御している各
ネットワークエレメントにとって、上述した「他のネッ
トワークエレメントが制御権を持つ他系チャネルのセ
ル」が、スイッチセルＳＣにあたる。したがって、たと
えばネットワークエレメント２１が制御権を持っている
チャネルのＡＴＭセルは、ネットワークエレメント２２
および２３にとってはスイッチセルＳＣとなり、反対に
ネットワークエレメント２２または２３が制御権を持っ
ているＡＴＭセルは、ネットワークエレメント２１にと
ってはスイッチセルＳＣとなる。

【００４５】換言するなら、他のネットワークエレメン
トによるフィードバック制御などですでに精密に転送レ
ート制御しているために、従来の自ネットワークエレメ
ントでは、まったく転送レート制御を行わず、そのまま
の転送レートで透過的に通過させていたＡＴＭセルが、
スイッチセルＳＣである。

【００４６】次に、前記ＲＭセルが持ち帰った情報に基
づく自系チャネルのセルの転送レート制御と、スイッチ
セルＳＣの処理を行うシェーパ３０について説明する。

【００４７】図１に示すシェーパ３０は、ネットワーク
エレメント２１〜２３のＶＳ１〜３のそれぞれに搭載さ
れている。多数のチャネルに対してレート別待ち行列を
形成し、レートに応じた異なるタイミングで読み出し、
書き込みを行うことにより、シェーピングを実行するシ
ェーパである。

【００４８】レート別待ち行列を形成するシェーパ３０
は、たとえば８０００チャネルという多数の自系チャネ
ルについて、チャネルごとに高精度の転送レート制御を
実行することができるが、その一方で、１セルを送出す
るタイミングの間隔に関しては揺らぎが大きい。

【００４９】図１において、６００MbpsのキューＱ１な
ど、６００〜１０MbpsのキューＱ１〜Ｑ４は、基本的に
自系チャネルＣＨ１〜ＣＨ４に対応したキューで、６０
０〜１０Mbpsなどの各チャネルの転送レートに応じたタ
イミングで読み出され、セル送出手段３１に択一的に選
択されて伝送路３３に送出される。各キューは設定され
ている各コネクションに対応するものであるので、コネ
クションの設定や解放に応じて、時間経過とともに、発
生したり消滅したりする。

【００５０】図３のシェーパ３０の詳細な構成を示した
のが図４である。

【００５１】(Ａ−１−１）シェーパ３０の詳細構成お
よび動作 図４において、シェーパ３０のハードウエア的構成は、
出力側のセレクタ回路３１（前記セル送出手段３１に対
応する）と、入力側のセレクタ回路３２と、これらのあ
いだに並列に所定数だけ設けられたＦＩＦＯ回路Ａ１〜
ＡＮとからなる。

【００５２】セレクタ回路３１と３２のあいだに一点鎖
線で示した信号線３４は、従来はスイッチセルＳＣの伝
送（スルー出力）に使用されていたバスであるが、本実
施形態では使用しない。

【００５３】セレクタ回路３２は、タイミング制御部４
０からの書き込み（Ｗ）制御信号に応じて、入力側の伝
送路３５から入力される入力セル流ＩＣのなかのセルを
（０または）１〜Ｎのいずれか１つのバス端子に接続す
るセレクタである。

【００５４】タイミング制御部４０はセルヘッダのルー
ティングビットに基づいてチャネル（コネクション）ご
とにセレクタ回路３２にバス端子１〜Ｎのいずれかを選
択させるので、同じチャネルのセルは、Ａ１〜ＡＮのう
ちいずれか１つのＦＩＦＯ回路に蓄積されることにな
る。たとえばセレクタ回路３２がそのバス端子１を選択
する場合には、当該セルは、ＦＩＦＯ回路Ａ１に供給さ
れることになる。

【００５５】Ａ１〜ＡＮのＦＩＦＯ回路は、いわゆる先
入れ先出しタイプのメモリで、入力側のセレクタ回路３
２から供給されるセルを、供給された順番に、出力側の
セレクタ回路３１のバス端子（０または）１〜Ｎに送出
する。

【００５６】出力側のセレクタ回路３１は、タイミング
制御部４０からの読み出し（Ｒ）制御信号に応じて、Ａ
１〜ＡＮのいずれか１つのＦＩＦＯ回路を伝送路３３に
接続する。たとえばセレクタ回路３１がそのバス端子２
を選択するタイミングでは、ＦＩＦＯ回路Ａ２から読み
出されたセルが、伝送路３３に供給され、出力セル流Ｏ
Ｃを構成することになる。

【００５７】前記仮想ソースＶＳ１〜３、仮想デスティ
ネーションＶＤ１〜３との関係では、シェーパ３０の構
成要素のうち、セレクタ回路３１，３２、（信号線３
４）、ＦＩＦＯ回路Ａ１〜ＡＮは、仮想ソースＶＳ１〜
３に相当し、タイミング制御部４０は仮想デスティネー
ションＶＤ１〜３の構成の一部であると見ることもでき
る。

【００５８】次に、タイミング制御部４０について説明
する。

【００５９】チャネル検出回路４１は、入力セル流ＩＣ
のなかのセルから、セルヘッダの情報を読み込む部分で
ある。本実施形態では、チャネル検出回路４１はセルヘ
ッダ内においてＶＣＩ（仮想チャネル識別子）を読み込
むものとする。

【００６０】チャネル検出回路４１に接続されているＲ
／Ｗ（書き込み／読み出し）タイミング生成回路４２
は、チャネル検出回路４１が読み込んだ前記ＶＣＩを解
釈するデコーダであるとともに、当該ＶＣＩの内容に応
じたパターンおよびタイミングのＷ制御信号およびＲ制
御信号を出力するタイミング生成回路である。

【００６１】Ｒ／Ｗタイミング生成回路４２から出力さ
れるＷ制御信号およびＲ制御信号は、そのビット幅方向
のパターンによってセレクタ回路３１，３２の選択を制
御し、その発生タイミングによって各選択が継続する時
間およびそのタイミングを制御する。すなわち転送レー
トの速いチャネルに対応するＦＩＦＯ回路ほどその選択
が頻繁に行われるように、Ｒ、Ｗ制御信号が生成され、
出力される。

【００６２】Ｒ／Ｗタイミング生成回路４２による前記
の解釈をサポートするために、タイミング制御部４０に
は、キュー長テーブル回路４３、スケジューラ回路４
４、チャネルテーブル４５、セル間隔テーブル４６、セ
ル送出時刻テーブル４７、およびセル送出スケジューリ
ングテーブル４８が設けられている。

【００６３】Ｒ／Ｗタイミング生成回路４２に接続され
ているキュー長テーブル回路４３は、各ＦＩＦＯ回路Ａ
１〜ＡＮに蓄積されているセル数の情報をＲ／Ｗタイミ
ング生成回路４２から受け取って蓄え、キュー長情報と
してテーブルで管理する回路である。このキュー長情報
は、適宜、Ｒ／Ｗタイミング生成回路４２に供給され
る。

【００６４】また、チャネルテーブル４５は、各方路
（各仮想パス（ＶＰ））に対する伝送容量と、各方路Ｖ
Ｐに対するセルをいずれのＦＩＦＯ回路Ａ１〜ＡＮに蓄
積させているかを示す情報と、各ＶＣのセルをいずれの
ＦＩＦＯ回路Ａ１〜ＡＮに蓄積しているかを示す情報
と、当該シェーパ３０が搭載されているネットワークエ
レメントが制御権を持っている全ＶＣを示す情報とを管
理するテーブルである。

【００６５】そして、Ｒ／Ｗタイミング生成回路４２に
接続されているスケジューラ回路４４は、このチャネル
テーブル４５が管理する情報を活用して、Ｒ／Ｗタイミ
ング生成回路４２が出力するＷ制御信号とＲ制御信号の
ビット幅方向のパターンとタイミングを決める回路であ
る。

【００６６】またスケジューラ回路４４に接続されてい
るセル間隔テーブル４６は、チャネルごとに、セル送出
レートに応じたセル間隔時間の情報を管理しているテー
ブルである。

【００６７】そして、スケジューラ回路４４に接続され
ているセル送出時刻テーブル４７は、チャネルごとに、
次回のセル送出時刻（次セル送出時刻）を管理している
テーブルである。

【００６８】さらにまた、スケジューラ回路４４に接続
されているセル送出スケジューリングテーブル４８は、
各チャネルごとに、各チャネルのタイミング関係を考慮
することなく、該当時刻にスケジューリングされたコネ
クションのセル送出要求を出力するテーブルである。

【００６９】前記のスケジューラ回路４４の動作にはい
ろいろな態様があり得るが、実際にはかなり複雑なもの
となる。

【００７０】シェーパ３０が１セルを伝送路３３に送出
するために必要な最小の時間（送出レートの最大値に対
応）を示す１セル送出時間は、ハードウエア的な構成や
ソフトウエアの処理速度でおのずと決まる限界を持って
いる。

【００７１】スケジューラ回路４４は、当該１セル送出
時間ごとに更新されるカウンタであって、各チャネルに
対応する時刻管理カウンタ（図示せず）を内蔵してい
る。そして任意のチャネルに対応するコネクションに関
し、当該時刻管理カウンタのカウンタ値に基づいて、セ
ル到着時、セル送出時など、各種イベントの発生時刻
を、コネクションごとに認識する。

【００７２】各コネクションには、この１セル送出時間
の逆数でその上限を規定されたセル送出レートが割り当
てられることになる。

【００７３】シェーパ３０の運用状態において、ある時
刻にセル送出スケジューリングテーブル４８が、あるコ
ネクションのセル送出要求を出力すると、スケジューラ
回路４４はセル送出時刻テーブル４７から次セル送出時
刻を読み出す。そしてこれらの時刻を比較し、セル送出
要求の出力された時刻が次セル送出時刻の経過するまえ
であれば、スケジューラ回路４４は、その時刻にコネク
ションを予約する。経過後であれば現在時刻に予約す
る。

【００７４】スケジューラ回路４４による予約が行われ
ると、Ｒ／Ｗタイミング生成回路４２が、当該予約の時
刻に応じたタイミングであって、当該予約のコネクショ
ンを指定するビット幅方向のパターンで、Ｒ制御信号を
出力する。

【００７５】なお、セル送出時刻の計算は１セル送出時
間未満の値についても行われるが、コネクション予約に
際しては、１セル送出時間未満の値は切り捨てられる。

【００７６】また、シェーパ３０の運用状態では、たと
えばある時刻に伝送路３３に送出させるスケジューリン
グのセルが、Ａ１〜ＡＮのうち複数のＦＩＦＯ（キュ
ー）回路内に存在するタイミング関係になることがあ
る。すなわち、１セル送出時間未満の時間差で、複数の
次セル送出要求がセル送出スケジューリングテーブル４
８から出力される場合である。

【００７７】セレクタ回路３１は同時には（すなわち少
なくとも１セル送出時間内には）１つのセルしか読み出
せないので、この場合はいわゆるコンフリクト（競合あ
るいは衝突）となる。

【００７８】コンフリクトが発生すると、スケジューラ
回路４４は、複数のキューからのセル送出要求（すなわ
ち次セル送出要求）を調停する競合制御を行わなければ
ならない。しかもこの競合制御は、１セル送出時間程度
という短時間内に実行することを要する高速な処理なの
で、シェーパ３０を含むネットワークエレメントシステ
ムの処理能力にとって大きな負荷となる。

【００７９】以上のような構成を有するシェーパ３０は
まず、そのタイミング制御部４０のチャネル検出回路４
１で、入力セル流ＩＣを構成するセルのセルヘッダから
ＶＣＩを読み込む。

【００８０】そして、スケジューラ回路４４が、当該Ｖ
ＣＩを、チャネルテーブル４５が格納している上述した
自ネットワークエレメントが制御権を持っている全ＶＣ
と照合する。

【００８１】これにより当該セルが自ネットワークエレ
メントが制御権を持っているコネクションのセルである
と判定された場合、タイミング制御部４０は上述したよ
うな通常の動作を行う。このとき各ＦＩＦＯ回路Ａ１〜
ＡＮのなかにはレート別の待ち行列が形成されてゆく。

【００８２】たとえばＦＩＦＯ回路Ａ１のなかには図１
のキューＱ１（転送レート６００Mbps）が形成され、Ｆ
ＩＦＯ回路Ａ２のなかにはキューＱ２（１５０Mbps）が
形成され、ＦＩＦＯ回路ＡＮのなかにはキューＱ４（１
０Mbps）が形成されているものとする。

【００８３】一方、照合によって当該セルがスイッチセ
ルＳＣであると判定された場合には、まずそのスイッチ
セルＳＣの転送レートが調べられ、次いでその転送レー
ト以上のなかで最低レートのすでに存在しているキュー
が検出される。

【００８４】スイッチセルＳＣの転送レートが１００Mb
psである図１の例では、１００Mbps以上のなかで最低レ
ートのすでに存在しているキューである１５０Mbpsのキ
ューＱ２が検出されることになる。

【００８５】当該キューＱ２がＦＩＦＯ回路Ａ２に形成
されているものとすると、タイミング制御部４０は、Ｆ
ＩＦＯ回路Ａ２に対して、スイッチセルＳＣを割り当て
る。すなわち、当該ＦＩＦＯ回路Ａ２に対してスイッチ
セルＳＣを書き込み、読み出すように、前記W制御信
号、Ｒ制御信号を出力する。

【００８６】すなわち、スイッチセルＳＣのために、新
たなセル間隔時間の情報をセル間隔テーブル４６に管理
させることはなく、新たな次セル送出時刻をセル送出時
刻テーブル４７に管理させることもなく、新たなセル送
出要求の出力タイミングをセル送出スケジューリングテ
ーブル４８に管理させることもない。すでに存在してい
る転送レート１５０Mbpsの自系チャネルのための各情報
が、１００MbpsのスイッチセルＳＣに対してもそのまま
使用される。

【００８７】したがってスイッチセルＳＣのシェーピン
グは、自ネットワークエレメントが制御権を持っている
コネクションのためのシェーピングに比べて、簡略な処
理で実行することができる。

【００８８】ちなみに、従来のように、スイッチセルＳ
Ｃを最高優先度で処理（スルーで出力）する場合、スイ
ッチセルＳＣは、図４中に一点鎖線で示した信号線３４
を伝送されることになる。スイッチセルＳＣの流れが連
続する限り、前記Ｗ制御信号およびＲ制御信号は、セレ
クタ回路３２および３１にバス端子０の選択を優先させ
るので、スイッチセルＳＣの転送レートが大きい場合、
その期間は、ＦＩＦＯ回路Ａ１〜ＡＮ内のあらゆるレー
トのキューの処理は停止する。また、セレクタ回路３２
の外（左側）では、自ネットワークエレメントが制御権
を持つチャネルのセルがシェーパ３０内に入ることもで
きない可能性がある。

【００８９】なお、前記信号線３４は、本実施形態では
使用しないのであるから省略してもよいことは当然であ
る。

【００９０】（Ａ−２）実施形態の効果 以上のように本実施形態によれば、スイッチセルＳＣに
対しても、簡略であるとはいえシェーピングを実行する
ので、スイッチセルＳＣによる影響を、スイッチセルＳ
Ｃを割り当てたキュー（すなわちＦＩＦＯ回路）だけに
集約することができ、そのキュー以外のすべてのキュー
に対しては通常どおりのシェーピングを行うことがで
き、信頼性が向上する。

【００９１】また、スイッチセルＳＣが規定転送レート
に違反した過大な転送レートを持っている場合でも、そ
の影響はスイッチセルＳＣを割り当てられたキューだけ
に及ぶので、他のキューのシェーピングに対する影響は
ほとんど無く、転送レート違反に対する耐性を向上する
ことができる。

【００９２】さらにまた、スイッチセルＳＣに対してシ
ェーピングを行うことは、ネットワークエレメントの交
換機能によってスイッチセルＳＣの転送レートが急激に
増加した場合でも、前記フィードバック制御をまつこと
なく当該ネットワークエレメント自身が、リアルタイム
で対応することになるので、この意味でも信頼性が向上
する。

【００９３】その一方で、スイッチセルＳＣに対するシ
ェーピングは、通常のシェーピングより簡略なものであ
るので、シェーパ（あるいはシェーパを搭載しているネ
ットワークエレメント）の処理能力に対する負荷は、最
小限に抑制することができ、スイッチセルＳＣにシェー
ピングを行っても、自系コネクションのシェーピングに
振り分けられる処理能力は十分に確保することが可能で
あり、ネットワークのスループットを保持することがで
きる。

【００９４】また、スイッチセルＳＣのコネクションに
対する信頼性は、スイッチセルＳＣをその転送レートよ
り高い転送レートのキューに割り当てているので、従来
に比べて低下する可能性は少なく、ネットワーク全体の
スループットにも悪影響を与える要素はほとんど無い。
反対に、スイッチセルＳＣをスルーで出力していた従来
に比べて、当該スルー出力期間に自系コネクションのキ
ューの処理が停止してセルがオーバーフローで失われる
ことがなくなるので、ネットワーク全体としてはスルー
プットを向上することが可能である。

【００９５】さらに、スイッチセルＳＣに最低優先度を
適用する場合のように、膨大なメモリ量を必要としな
い。

【００９６】また、転送レートの制御権を持っていない
スイッチセルＳＣの転送レートを低下させてしまうこと
もなく、他のネットワークエレメントやネットワークシ
ステムに対して、親和性が高い。

【００９７】（Ｃ）他の実施形態 以上の実施形態では、レート別待ち行列を使って説明し
たが、本発明において、各コネクションのセルを多重す
る方法は、レート別待ち行列に限定しない。

【００９８】また、上記のタイミング制御部４０の構成
は上述したものに限定するものではなく、実質的にタイ
ミング制御部４０と同等な機能を持つハードウエアおよ
びソフトウエアで置換することができる。

【００９９】さらに、本発明は従来の方法と混用するこ
とができる。たとえば、シェーパにおける自系コネクシ
ョンの輻輳状態とスイッチセルＳＣの転送レートの関係
に応じて、スイッチセルＳＣに対し、上記信号線３４を
用いたスルー出力を行うか、上記実施形態のような簡略
なシェーピングを行うかを選択して状況の変化に対応す
るようにしてもよい。シェーパが備える各ＦＩＦＯ回路
の容量やその時点のキュー長に応じて、この選択を行う
ようにするとよい。

【０１００】換言するなら、本発明は、自ネットワーク
エレメントの輻輳状態などがどのようなものであって
も、従来はスルー出力するしかなかったスイッチセルＳ
Ｃに対し、必要な場合には最小限のシェーピングを施す
ことで、ネットワーク全体としてのパフォーマンスの向
上をはかるものであるということができる。

【０１０１】さらにまた、以上の説明では、５３バイト
固定長のＡＴＭセルを例に説明したが、可変長のパケッ
トにおいても、実際のネットワークで運用される場合、
パケットの長さには上限と下限があり、伝送路の容量に
も限度があるので、シェーピングという概念は存在し得
る。したがって本発明は、可変長のパケットに対しても
適用可能である。

【０１０２】すなわち、本発明は、ネットワーク内の各
ネットワークエレメントが、所定の管理情報に基づい
て、自身が制御権を持つ自系チャネルの単位信号の転送
レートを制御すると共に、他のネットワークエレメント
が制御権を持つ他系チャネルの単位信号の転送レートは
そのまま保持して、これらのチャネルの単位信号を伝送
する伝送方法及び装置、並びにこのような伝送装置を含
むネットワークに関して広く適用することが可能であ
る。

【０１０３】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の伝送方
法及び装置によれば、ネットワーク上の各伝送装置のレ
ベルで、多くの自系チャネルの信頼性が向上し、他系チ
ャネルの信頼性が低下することもない。したがって、自
系および他系の全チャネルにおいて信頼性の向上をはか
ることが可能である。

【０１０４】また、本発明のネットワークは、各ネット
ワークエレメントの処理能力を効率的に活用できるの
で、ネットワーク全体としても、信頼性およびスループ
ットを向上することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態のシェーパを示す概略図である。

【図２】従来のシェーパを示す概略図である。

【図３】本実施形態のネットワークの構成を示すブロッ
ク図である。

【図４】本実施形態のシェーパの詳細構成を示すブロッ
ク図である。

【符号の説明】

１０、３０…シェーパ、１１，３１，３２…セレクタ回
路（セル送出手段）、１３，３３，３５…伝送路、３４
…信号線、４０…タイミング制御部、Ａ１〜ＡＮ…ＦＩ
ＦＯ回路、Ｑ１〜Ｑ４…キュー（キューイング）、ＳＣ
…スイッチセル。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１０年１２月９日（１９９８．１２．
９）

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小沼 良平 東京都港区虎ノ門１丁目７番12号 沖電気 工業株式会社内 Ｆターム(参考） 5K030 HA10 HB29 JA01 KA03 KX11 LC02 LC09 LC11 5K033 CB06 CC01

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ネットワーク内の各ネットワークエレメ
   ントが、所定の管理情報に基づいて、自身が制御権を持
   つ自系チャネルの単位信号の転送レートを制御すると共
   に、他のネットワークエレメントが制御権を持つ他系チ
   ャネルの単位信号の転送レートはそのまま保持して、こ
   れらのチャネルの単位信号を伝送する伝送方法におい
   て、 前記の自系チャネルの単位信号に比べて簡略な所定の方
   法で、前記各ネットワークエレメントが、前記他系チャ
   ネルの単位信号の転送レートを制御することを特徴とす
   る伝送方法。
2. 【請求項２】 請求項１の伝送方法において、 前記所定の方法は、少なくとも前記他系チャネル以上の
   転送レートを持っている自系チャネルのキュー及び当該
   キューに対応してすでに設定されている転送レート制御
   のための基礎データを、当該他系チャネルの単位信号の
   転送にも活用することであることを特徴とする伝送方
   法。
3. 【請求項３】 請求項１又は２の伝送方法において、 前記単位信号は、ＡＴＭセルであることを特徴とする伝
   送方法。
4. 【請求項４】 ネットワーク内の各ネットワークエレメ
   ントが、所定の管理情報に基づいて、自身が制御権を持
   つ自系チャネルの単位信号の転送レートを制御すると共
   に、他のネットワークエレメントが制御権を持つ他系チ
   ャネルの単位信号の転送レートはそのまま保持して、こ
   れらのチャネルの単位信号を伝送する伝送装置におい
   て、 前記の自系チャネルの単位信号に比べて簡略な所定の方
   法で、前記各ネットワークエレメントが、前記他系チャ
   ネルの単位信号の転送レートを制御することを特徴とす
   る伝送装置。
5. 【請求項５】 請求項４の伝送装置において、 前記所定の方法は、少なくとも前記他系チャネル以上の
   転送レートを持っている自系チャネルのキュー及び当該
   キューに対応してすでに設定されている転送レート制御
   のための基礎データを、当該他系チャネルの単位信号の
   転送にも活用することであることを特徴とする伝送装
   置。
6. 【請求項６】 請求項４又は５の伝送装置において、 前記単位信号は、ＡＴＭセルであることを特徴とする伝
   送装置。
7. 【請求項７】 請求項４〜６のいずれかの伝送装置を備
   えるネットワークエレメントを含むことを特徴とするネ
   ットワーク。