JP2004201349A - セル交換機におけるフィードバック制御装置及びセルスケジューリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＡＢＲサービスにおける、フィードバック制御に基づく網輻輳の回避
技術に関し、同一交換機内のＶＳ−ＶＤ間の有効な制御機能とそれに関連するダ
イナミックシェーピング機能を実現することにある。
【解決手段】 送信端末１０１（Ａ）とＶＤ−Ｌ１０５との間でＡＢＲコネクシ
ョンのための上り制御ループ１１１が形成され、受信端末１０１（Ｂ）とＶＳ−
Ｌ１０６との間でＡＢＲコネクションのための下り制御ループ１１２が形成され
、スイッチ部１１４を挟んで上流側のＶＳ−Ｉ１０７と下流側のＶＤ−Ｉ１０８
との間でＡＢＲコネクションのためのスイッチ内制御ループ１１３が形成され、
これら３つの制御ループが相互に連携する。このように、ＡＢＲコネクションの
制御ループが、複数のループにセグメント化されことにより、ＡＢＲコネクショ
ンのフィードバック制御の応答性能が向上する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ＡＢＲサービスにおける、フィードバック制御に基づく網輻輳の回
避技術に関する。

現在、ＡＴＭ ForumやＩＴＵ−Ｔにおいて、ＡＴＭ（Asynchronous Transfer
Mode）方式によるデータ交換技術をＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）やＷ
ＡＮ（ワイドエリアネットワーク）等の高速データ通信網へ適用するためのサー
ビス方式として、ＡＢＲ（Available Bit Rate) サービスと呼ばれるサービスが
提案されている。このＡＢＲサービスでは、網輻輳情報が交換機から送信端末に
フィードバックされることにより、網輻輳を回避することが可能である。より具
体的には、ＡＢＲサービスは、交換機が網リソースの使用状況を監視しながら送
信端末の送信レートをピークセルレートＰＣＲと最小セルレートＭＣＲの間でダ
イナミックに変更させることにより、網の効率的運用を図りかつ網の輻輳を回避
しセル損失を回避することを可能とする網サービスである。以下に、ＡＢＲサー
ビスについて説明する。
＜ＡＢＲサービス＞
ＡＢＲサービスを利用した通信においては、網リソースの情報を端末に通知す
るために、リソース管理セル（Resource Management Cell：ＲＭセル）が使用さ
れる。送信端末は、一定個数のユーザデータセルを送出する毎に、ＲＭセルを送
出する。そのＲＭセルは、ＡＴＭ網を経て受信端末に達し、そこで折り返されて
再び送信端末に戻ってくる。

一方、ＡＴＭ網内のＡＴＭ交換機は、交換機を通過するＲＭセルに対して、交
換機内のリソース情報（帯域情報、輻輳情報）を書き込むことにより、網側の情
報を送信端末に通知する。帯域情報や輻輳情報等が書き込まれたＲＭセルを受信
した送信端末は、それらの情報に従って自身の許可セルレートＡＣＲ（Allowed
Cell Rate)を再計算し、ＡＣＲ以下のレートで通信を行う。

また、送信端末は、通信開始時において、最大送信レートであるピークセルレ
ートＰＣＲ（Peak Cell Rate) 、及び最低要求レートである最小セルレートＭＣ
Ｒ（Minumum Cell Rate)を網に申告し、交渉する。送信端末は、交渉の結果決定
したＰＣＲを超えたレートで、ＡＴＭセル（以下、単にセルという）を送出する
ことはできない。また、ＡＴＭ網は、送信端末に対して、交渉の結果決定したＭ
ＣＲ以上のレートを保証する。従って、送信端末における許可セルレートＡＣＲ
は、ＭＣＲ以上ＰＣＲ以下の範囲で変動する（ＭＣＲ≦ＡＣＲ≦ＰＣＲ）。

これらの動作によって、ＡＴＭ網側は、輻輳の回避及び輻輳からの回復を図る
ことが可能となり、端末側にとっては、網のリソースが空いている場合には高い
送信レートでセルを送信できる。
＜ＡＢＲ端末の動作＞
ＡＢＲサービスを利用して通信する送信端末（ＡＢＲ送信端末）及び受信端末
（ＡＢＲ受信端末）の動作は、ＡＴＭ Forumで標準化の対象となっている。以下
に、その主な動作について、簡単に説明する。
ＡＢＲ送信端末
図１０のフォワード方向フローとして示されるように、送信端末は、各時点に
おける許可セルレートＡＣＲ以下のレートで、セルを送出する。その際、送信端
末は、一定個数（Ｎrm−１）個のユーザデータセルを送出する毎に、ＲＭセルを
１個送出する。送信端末がＲＭセルを受信した場合に、ＲＭセル中の輻輳表示ビ
ットであるＣＩ（Congestion Indicator) ビットが０（非輻輳）に設定されてい
たならば、送信端末はＡＣＲの値を一定値だけ増加させる。また、ＣＩビットが
１（輻輳）に設定されていたなら、送信端末はＡＣＲの値を一定値だけ減少させ
る。更に、送信端末は、上記動作と同時に、ＲＭセル中に書き込まれている明示
的指示レートＥＲ（Explicit Rate)と先に再計算したＡＣＲとの大小を比較し、
小さい方の値を新たなＡＣＲとする。この時、ＡＣＲの値は、ＭＣＲ≦ＡＣＲ≦
ＰＣＲの範囲内でなければならない。
ＡＢＲ受信端末
図１０のバックワード方向フローとして示されるように、受信端末は、送信側
から転送されてきたユーザデータセルを終端すると共に、受信したＲＭセルを折
り返して送信端末に向けて送信する。この場合に、受信端末は、ＲＭセルの受信
の直前に受信したユーザデータセル中に輻輳を表すＥＦＣＩ（Explicit Forward
Congestion Indication：明示的前方輻輳表示）ビットが１に設定されているな
らば、折り返すＲＭセル中の輻輳表示ビットＣＩを１に設定し、そのＲＭセルを
送出する。
＜ＡＴＭ交換機の動作＞
ＡＢＲサービスを実現するＡＴＭ網側つまりＡＴＭ交換機の動作は、おおよそ
大別して２種類あり、それぞれＥＦＣＩモード及びＥＲモードと呼ばれる。
ＥＦＣＩモード
ＡＴＭ交換機は、輻輳時に、そのＡＴＭ交換機を通過するユーザデータセル中
のＥＦＣＩビットを設定し、そのセルを通過させる。
ＥＲモード
ＡＴＭ交換機は、内部のリソースや輻輳状況に応じて、送信端末側に送信を許
すレートである明示的指示レートＥＲを計算し、その値を、ＡＴＭ交換機を通過
する順方向（フォワード方向、送信側→受信側）或いは逆方向（バックワード方
向、受信側→送信側）のＲＭセル中に書き込む。その際に、ＡＴＭ交換機は、Ｒ
Ｍセル中のＥＲ値と交換機が計算したＥＲ値とを比較して得られる小さい方の値
を、ＲＭセルに書き込む。

更に、送信端末から送出されているＲＭセルとは別に、ＡＴＭ交換機又は受信
端末がＲＭセルを生成して送信端末側に送り出すことも可能である。この際、Ａ
ＴＭ交換機又は受信端末は、ＲＭセル中のＣＩビットを設定し、或いは、自分自
身が計算したＥＲ値をＲＭセルに書き込む。

ＡＢＲサービスを実現するＡＴＭ交換機の動作として、上述のモード分類とは
別に、ＡＢＲ ＶＳ／ＶＤ（Virtual Source/Virtual Destination：仮想送信／
仮想受信）と呼ばれる機能が規定されている。このＶＳ／ＶＤ機能が実現される
場合、図１１に示されるように、ＡＴＭ交換機の上流側（送信端末側）に、その
上流側から転送されてきたＲＭセルを折り返すＶＤ機能が実装され、ＡＴＭ交換
機の下流側（受信端末側）に、その下流側に向かってＲＭセルを中継する又は新
たに送出するＶＳ機能が実装される。

このように、ＶＳ／ＶＤ機能においては、あるＡＢＲコネクションに対し、Ａ
ＴＭ交換機が、ＲＭセルの生成、折返し、及び終端を内部的に行うことにより、
ＡＢＲコネクションの制御ループが、送信端末−ＡＴＭ交換機−受信端末−ＡＴ
Ｍ交換機−送信端末という単一のループではなく、図１１に示されるように、複
数のループに分割（セグメント化）される。

この場合に、ＡＴＭ交換機内に実現されるＶＤ機能が受信端末の機能を仮想的
に模擬し、同じくＡＴＭ交換機内に実現されるＶＳ機能が送信端末の機能を仮想
的に模擬する。

このように、ＡＢＲサービスにおける制御ループが複数に分割され、各制御ル
ープにおいて並列にフィードバック制御が実行されることによって、フィードバ
ックの応答性能を向上させることが可能となる。その結果、ＡＴＭ網側では、輻
輳の回避及び輻輳からの回復をより迅速に図ることが可能となり、端末側では、
網のリソースが空いている場合により速く高い通信レートでのセルの通信が可能
となる。

上述のＶＳ／ＶＤ機能の具体的な機能として、以下の諸機能が実現される必要
がある。
(1) ＡＴＭ Forum TM(トラヒックマネージメント)4.0に規定されている
ＡＢＲ source/destination （送信側／受信側）動作（必須機能）。

a)ＲＭセルの生成及び終端（ＶＳに実装されるべき機能）。
b)受信されたバックワードＲＭセルに設定されている情報に基づく許可セル
レートＡＣＲの算出（ＶＳに実装されるべき機能）。

c)ＡＣＲでのユーザデータセルの送出（ＶＳに実装されるべき機能）。
d)ＲＭセルの折返し＋アウトレートＲＭセルのスケジューリング（ＶＤに実
装されるべき機能）。なお、アウトレートＲＭセルとは、折り返された側
の回線の空き帯域がＡＢＲ制御により０にされている場合に、ＣＬＰ＝１
（後述する図７参照）が設定されて送出されるＲＭセルをいう。このアウ
トレートＲＭセルは、ＣＬＰ＝０が設定されているＲＭセルよりも、網内
で廃棄される確率が高くなる。

e)ＥＦＣＩビットが１に設定されているユーザデータセルが受信された場合
に、折り返すＲＭセル中の輻輳表示ビットＣＩを１に設定する機能（ＶＤ
に実装されるべき機能）。

f)ＢＥＣＮ ＲＭセル（逆方向明示的輻輳表示ＲＭセル）の生成（ＶＤに実
装されるべき機能）。
(2) ＭＣＲ（最小セルレート）値の受渡し（必須機能）。

a)ＶＳで受信された下流側（受信端末側）からのＲＭセル内のＭＣＲ（最小
セルレート）値を、上流側（送信端末側）のＶＤへ受け渡す機能。
b)ＶＤで受信された上流側からのＲＭセル内のＭＣＲ値を、下流側のＶＳへ
受け渡す機能。

(3) 同一交換機内のＶＳ−ＶＤ間の制御機能(implementation specific) 。
a)ＶＳで終端されたＲＭセル内のＥＲ値を、そのＶＳが収容されている交換
機と同じ交換機内の上流側のＶＤへ受け渡す機能。

b)サポートするセグメントに対するＡＢＲパラメータの設定。
c)スイッチ内の、輻輳が発生したポイントでのＥＲの計算機能
以上の動作がＡＴＭ Forumで標準化の対象となっているが、具体的な制御方式
や実装方法に関しては標準化の対象外である。例えば、ＡＴＭ交換機内での輻輳
状態の検出方法、或いは、明示的指示レートＥＲの計算アルゴリズムは、標準化
の対象外である。

特に、上述したＶＳ／ＶＤの具体的機能のうち、(3) 同一交換機内のＶＳ−Ｖ
Ｄ間の制御機能については、有効な従来技術はなかった。
本発明の課題は、同一交換機内のＶＳ−ＶＤ間の有効な制御機能とそれに関連
するダイナミックシェーピング機能を実現することにある。

本発明の第１の態様は、固定長のセルをそれに付加されたルーティング情報に
従って自律的にスイッチングさせるセル交換機（ＡＴＭ交換機）において、その
セル交換機における輻輳状態をリソース管理セル（ＲＭセル）を用いて通信の上
流側装置にフィードバックさせることにより、その上流側装置に対してセルの送
信レートを可変させるフィードバック制御装置を前提とする。

まず、リンク側仮想受信手段（ＶＤ−Ｌ１０５）は、コネクション毎に、上流
側装置が接続される入力リンク（入力リンク１０３）上を転送されてきたフォワ
ードリソース管理セル（Ｆ−ＲＭセル）を終端して折り返し、それを、上流側装
置に返送されるバックワードリソース管理セル（Ｂ−ＲＭセル）として、上流側
装置が接続される出力リンク（出力リンク１０４）に送出することにより、上流
側装置との間で上りフィードバック制御ループ（上り制御ループ１１１）を形成
する。

リンク側仮想送信手段（ＶＳ−Ｌ１０６）は、コネクション毎に、フォワード
リソース管理セルを新たに生成して通信の下流側装置が接続される出力リンクに
送出し、下流側装置で折り返されその下流側装置が接続される入力リンク上を転
送されてきたバックワードリソース管理セルを終端し、その終端したバックワー
ドリソース管理セルに設定されている情報に基づくレートで下流側装置が接続さ
れる出力リンクにユーザデータセルを送出することによって、下流側装置との間
で下りフィードバック制御ループ（下り制御ループ１１２）を形成する。

このリンク側仮想送信手段は例えば、出力ハイウエイ上を転送されてきたユー
ザデータセルをコネクション毎に一時保持する第２のバッファ手段（共通バッフ
ァ部２２５）と、コネクション毎に、終端したバックワードリソース管理セルに
設定されている明示的指示レートに対応するセル読出し間隔で、第２のバッファ
手段に一時保持されているユーザデータセルを読み出して出力リンクに送出する
第２のダイナミックシェーパ手段とを含む。

内部側仮想送信手段（ＶＳ−Ｉ１０７）は、リンク側仮想受信手段に接続され
、コネクション毎に、フォワードリソース管理セルを新たに生成してセル交換機
内のスイッチ装置が接続される入力ハイウエイ（入力ハイウエイ１０９）に送出
し、スイッチ装置（スイッチ部１１４）が接続される出力ハイウエイ（出力ハイ
ウエイ１１０）上を転送されてきたバックワードリソース管理セルを終端し、そ
の終端したバックワードリソース管理セルに設定されている情報に基づくレート
でスイッチ装置が接続される入力ハイウエイにユーザデータセルを送出し、その
終端したバックワードリソース管理セルに設定されている情報に基づくレートを
新たに生成するフォワードリソース管理セルに設定し、その終端したバックワー
ドリソース管理セルに設定されている情報をリンク側仮想受信手段を介して上り
フィードバック制御ループにフィードバックさせる。

この内部側仮想送信手段は例えば、入力リンク上を転送されてきたユーザデー
タセルをコネクション毎に一時保持する第１のバッファ手段（共通バッファ部２
０６）と、コネクション毎に、終端したバックワードリソース管理セルに設定さ
れている明示的指示レートに対応するセル読出し間隔で、第１のバッファ手段に
一時保持されているユーザデータセルを読み出して入力ハイウエイに送出する第
１のダイナミックシェーパ手段（ダイナミックシェーパ部２１３）とを含む。

また、上記内部側仮想送信手段は、例えば、第１のバッファ手段がユーザデー
タセルを一時保持するコネクション毎に、ユーザデータセルに付加されている品
質クラス情報に基づいてその各コネクションの品質クラスを管理する品質クラス
管理手段（品質クラスフィルタ部２０８、品質クラスキュー２０９）と、第１の
バッファ手段が満杯になっている状態で新たなユーザデータセルが入力した場合
に、品質クラス管理手段を参照することにより、その新たに入力したユーザデー
タセルに設定されている品質クラス情報に対応する品質クラスよりも低い品質ク
ラスに対応するコネクションのユーザデータセルが一時保持されている第１のバ
ッファ手段上の記憶領域を奪い取って、その奪い取った記憶領域に新たに入力し
たユーザデータセルを一時保持する記憶領域奪取制御手段（アドレス奪取制御部
２１０）とを更に含むように構成することができる。

次に、内部側仮想受信手段（ＶＤ−Ｉ１０８）は、リンク側仮想送信手段に接
続され、コネクション毎に、スイッチ装置が接続される出力ハイウエイ上を転送
されてきたフォワードリソース管理セルを終端して折り返し、それを、内部側仮
想送信手段に向かうバックワードリソース管理セルとして、スイッチ装置が接続
される入力ハイウエイに送出することにより、セル交換機内の内部側仮想送信手
段との間でスイッチ内フィードバック制御ループ（スイッチ内制御ループ１１３
）を形成し、リンク側仮想送信手段が終端したバックワードリソース管理セルに
設定されている情報をそのスイッチ内フィードバック制御ループにフィードバッ
クさせる。

上述の本発明の第１の態様の構成において、コネクション毎に、内部側仮想送
信手段が終端したバックワードリソース管理セルに設定されている明示的指示レ
ートに基づいて、リンク側仮想受信手段が折り返して上流側装置が接続される出
力リンクに送出するバックワードリソース管理セルに設定されている明示的指示
レートを変更する第２の明示的指示レート変更手段（ＥＲ比較／変更部２０３）
を更に含むように構成することができる。

また、上述の本発明の第１の態様の構成において、内部側仮想送信手段が第１
のバッファ手段を含む場合に、コネクション毎に、第１のバッファ手段に一時保
持されているユーザデータセルの量を監視する第１のキュー長監視手段（キュー
長監視部２１１）と、コネクション毎に、第１のキュー長監視手段による監視結
果に基づいて、リンク側仮想受信手段が折り返して上流側装置が接続される出力
リンクに送出するバックワードリソース管理セルに設定されている明示的指示レ
ートを変更する第１の明示的指示レート変更手段（ＥＲ変更部２０２）とを更に
含むように構成することができる。

また、上述の本発明の第１の態様の構成において、コネクション毎に、リンク
側仮想送信手段が終端したバックワードリソース管理セルに設定されている明示
的指示レートに基づいて、内部側仮想受信手段が折り返して入力ハイウエイに送
出するバックワードリソース管理セルに設定されている明示的指示レートを変更
する第４の明示的指示レート変更手段（ＥＲ比較／変更部２２０）を更に含むよ
うに構成することができる。

更に上述の本発明の第１の態様の構成において、リンク側仮想送信手段が第２
のバッファ手段を含む場合に、コネクション毎に、第２のバッファ手段に一時保
持されているユーザデータセルの量を監視する第２のキュー長監視手段（キュー
長監視部２２７）と、コネクション毎に、第２のキュー長監視手段による監視結
果に基づいて、内部側仮想受信手段が折り返して入力ハイウエイに送出するバッ
クワードリソース管理セルに設定されている明示的指示レートを変更する第３の
明示的指示レート変更手段（ＥＲ変更部２２１）とを更に含むように構成するこ
とができる。

ここまで説明した本発明の第１の態様の構成により、上流側装置とリンク側仮
想受信手段との間で、各コネクションのための閉じた上りフィードバック制御ル
ープが形成され、また、下流側装置とリンク側仮想送信手段との間で、各コネク
ションのための閉じた下りフィードバック制御ループが形成されると共に、セル
交換機内のスイッチ装置を介して内部側仮想送信手段と内部側仮想受信手段との
間で、各コネクションのための閉じたスイッチ内フィードバック制御ループが形
成される。このスイッチ内フィードバック制御ループによって、セル交換機内の
トラヒック状況がバックワードリソース管理セルの明示的指示レートに反映され
て内部側仮想送信手段にフィードバックされ、内部側仮想送信手段ではそのフィ
ードバックされた明示的指示レートに基づいてトラヒック制御が行われる。この
結果、セル交換機内で各コネクションのための専用制御線及び専用プロセッサを
配備する必要なく、ユーザデータセルが転送されるハイウエイを用いることによ
り、同一交換機内のリンク側仮想送信手段とリンク側仮想受信手段の間の制御機
能を、実現することが可能となる。

また、本発明の第１の態様の構成では、内部側仮想送信手段又はリンク側仮想
送信手段において、コネクション毎に、スイッチ内フィードバック制御ループ又
は下りフィードバック制御ループ上のバックワードリソース管理セルに設定され
ている明示的指示レートに対応するセル読出し間隔で、第１又は第２のバッファ
手段に一時保持されているセルが読み出されて入力ハイウエイ又は出力リンクに
送出されることによって、送信端末におけるトラヒック規制を待つことなく迅速
に、セル交換機内のスイッチ装置又は上流側装置に向けて送出されるセルのトラ
ヒックを制御することができる。これにより、可変ビットレートサービス等にお
けるフォードバック制御の応答性能を向上させることが可能となる。

また、本発明の第１の態様の構成では、第２の明示的指示レート変更手段が、
内部側仮想送信手段で終端されたバックワードリソース管理セルに設定されてい
る明示的指示レートに基づいて、その上流側のリンク側仮想受信手段が折り返し
て出力リンクに送出するバックワードリソース管理セルに設定されている明示的
指示レートを変更することによって、内部側仮想送信手段で終端されたバックワ
ードリソース管理セル内の明示的指示レートを、その上流側の上りフィードバッ
ク制御ループへ受け渡すことが可能となる。

更に、本発明の第１の態様の構成では、内部側仮想送信手段が第１のバッファ
手段を含む場合に、第１の明示的指示レート変更手段が、第１のキュー長監視手
段による第１のバッファ手段の監視結果に基づいて、その上流側のリンク側仮想
受信手段が折り返して出力リンクに送出するバックワードリソース管理セルに設
定されている明示的指示レートを変更することによって、内部側仮想送信手段で
のトラヒック処理状況も、正確にその上流側の上りフィードバック制御ループに
フィードバックさせることが可能となる。

同様に、本発明の第１の態様の構成では、第４の明示的指示レート変更手段が
、リンク側仮想送信手段で終端されたバックワードリソース管理セルに設定され
ている明示的指示レートに基づいて、その上流側の内部側仮想受信手段が折り返
して入力ハイウエイに送出するバックワードリソース管理セルに設定されている
明示的指示レートを変更することによって、リンク側仮想送信手段で終端された
バックワードリソース管理セル内の明示的指示レートを、その上流側のスイッチ
内フィードバック制御ループへ受け渡すことが可能となる。

更に、本発明の第１の態様の構成では、リンク側仮想送信手段が第２のバッフ
ァ手段を含む場合に、第３の明示的指示レート変更手段が、第２のキュー長監視
手段による第２のバッファ手段の監視結果に基づいて、その上流側の内部側仮想
受信手段が折り返して出力リンクに送出するバックワードリソース管理セルに設
定されている明示的指示レートを変更することによって、リンク側仮想送信手段
でのトラヒック処理状況も、正確にその上流側のスイッチ内フィードバック制御
ループにフィードバックさせることが可能となる。

加えて、本発明の第１の態様の構成では、第１のバッファ手段が満杯になって
いる状態で新たなユーザデータセルが入力した場合に、それに設定されている品
質クラス情報に対応する品質クラスよりも低い品質クラスに対応するコネクショ
ンのユーザデータセルが一時保持されている第１のバッファ手段上の記憶領域を
奪い取って、その奪い取った記憶領域に新たに入力したユーザデータセルが一時
保持されることにより、より詳細な品質クラス毎のセル転送制御を行うことが可
能となる。

ここで、前述した第１又は第２のバッファ手段は、入力する可能性のあるコネ
クションの総数よりも少ない数の各コネクションのユーザデータセルを一時保持
し、その第１又は第２のバッファ手段がユーザデータセルを一時保持するコネク
ションを管理するコネクション管理手段（ＶＣキャッシングメモリ６０１、タイ
マ部６０２）を更に含むように構成することができる。

この場合に、コネクション管理手段は、例えば、第１のバッファ手段がユーザ
データセルを一時保持するコネクションの数が予め許容された所定数に達した状
態で新たなコネクションのユーザデータセルが入力した場合に、所定の規則に従
って既に管理している複数のコネクションのうちの１つを管理対象から削除し、
新たなコネクションを新たな管理対象として追加する。このコネクション管理手
段は、例えば、第１のバッファ手段がユーザデータセルを一時保持するコネクシ
ョンの数が予め許容された所定数に達した状態で新たなコネクションのユーザデ
ータセルが入力した場合に、既に管理している複数のコネクションのうち最も最
近に管理を開始したコネクションを管理対象から削除する。又は、コネクション
管理手段は、例えば、第１のバッファ手段がユーザデータセルを一時保持するコ
ネクションの数が予め許容された所定数に達した状態で新たなコネクションのユ
ーザデータセルが入力した場合に、既に管理している複数のコネクションのうち
最も古く管理を開始したコネクションから順に、そのコネクションを管理対象か
ら削除する。或いは、コネクション管理手段は、例えば、第１のバッファ手段が
ユーザデータセルを一時保持するコネクションの数が予め許容された所定数に達
した状態で新たなコネクションであってかつ最小セルレートが０である可変ビッ
トレートサービスのコネクションのユーザデータセルが入力した場合に、既に管
理している複数のコネクションのうち最小セルレートが０である可変ビットレー
トサービスのコネクションのうちの１つを、管理対象から削除する。

また、コネクション管理手段は、既に管理している複数のコネクションのうち
、第１のバッファ手段に所定時間内に新たなユーザデータセルが到着していない
コネクションを、管理対象から削除するように構成することができる。

このようなコネクション管理手段を含む本発明の第１の態様の構成により、予
め発生し得る全てのコネクションに対応するユーザデータセルの記憶機構を第１
のバッファ手段内に用意する必要がなくなり、第１のバッファ手段の構成規模を
縮小することができる。また、それに接続する第１のダイナミックシェーパ手段
の構成規模も縮小することができる。

ここまでの本発明の第１の態様の構成において、コネクションは、可変ビット
レートサービスのコネクションであり、そのコネクションの設定時に決定される
初期セルレートＩＣＲは、網の空き帯域ＢＷに応じて、０以上１未満の係数を用
いて、次式によって呼毎に動的に決定されるように構成することができる。

ＩＣＲ＝ＢＷ×α
次に、本発明の第２の態様は、固定長のセルをそれに付加されたルーティング
情報に従って自律的にスイッチングさせるセル交換機内の任意のポイントにおい
て、そこを通過するセルのレートを制御するためのセルスケジューリング装置を
前提とする。

まず、バッファ手段（共通バッファ部２０６、２２５）は、入力されたセルを
コネクション毎に一時保持する。
そして、スケジューリング管理手段（スケジューリング管理テーブル７０１）
は、バッファ手段から１つのコネクションに対応するセルが読み出されたタイミ
ングで、そのコネクションに対応する所定のセル読出し間隔に基づいて、そのコ
ネクションに対応するセルが次にバッファ手段から読み出されるタイミングをス
ケジューリングし、セル読出しタイミングのそれぞれにおいて、バッファ手段か
らセルが読み出されるコネクションを所定の規則に従って決定する。

より具体的には、本発明の第２の態様は、以下の構成を有する。
まず、バッファ手段は、上述のものと同様である。
次に、読出し可能タイミング管理手段（読み出し可能時刻管理テーブル７０２
）は、バッファ手段から１つのコネクションに対応するセルが読み出されたタイ
ミングで、バッファ手段にそのコネクションに対応するセルがその読み出された
セル以外に存在していない場合に、そのコネクションに対応する所定のセル読出
し間隔に基づいて、そのコネクションに対応するセルが次にバッファ手段から読
み出されるタイミングを算出し、それをそのコネクションに対応させて一時保持
する。

そして、スケジューリング管理手段（スケジューリング管理テーブル７０１）
は、バッファ手段からコネクションに対応するセルが読み出されたタイミングで
、バッファ手段にそのコネクションに対応するセルがその読み出されたセル以外
に存在している場合に、そのコネクションに対応する所定のセル読出し間隔に基
づいて、そのコネクションに対応するセルが次にバッファ手段から読み出される
タイミングをスケジューリングし、ユーザデータセルが記憶されていなかったコ
ネクションに対応するユーザデータセルが新たにバッファ手段に一時保持された
時点で、読出し可能タイミング管理手段が一時保持しているそのコネクションに
対応するタイミングに基づいて、そのコネクションに対応するセルが次にバッフ
ァ手段から読み出されるタイミングをスケジューリングし、セル読出しタイミン
グ毎に、バッファ手段からセルが読み出されるコネクションを所定の規則に従っ
て決定する。

上述の本発明の第２の態様の構成において、スケジューリング管理手段は、セ
ル読出しタイミング毎に、バッファ手段からセルが読み出されるコネクションを
、そのスケジューリング管理手段に登録されているコネクション順に決定するよ
うに構成することができる。

又は、スケジューリング管理手段は、セル読出しタイミング毎に、バッファ手
段からセルが読み出されるコネクションを、各コネクションのうちの１つを指示
するための順次巡回させられるポインタによって決定するように構成することが
できる。

又は、スケジューリング管理手段は、セル読出しタイミング毎に、バッファ手
段からセルが読み出されるコネクションを、各コネクションに設定されている所
定の優先順位（例えば品質クラス）に従って決定するように構成することができ
る。

更に、スケジューリング管理手段は、セル読出しタイミング毎に、バッファ手
段からセルが読み出されるコネクションが複数存在する場合に、その各コネクシ
ョンに対応するセルを、その各コネクションが属するサービスに割り当てられて
いる帯域内の空きセルタイミングと、そのサービス以外のサービスに割り当てら
れている帯域内の空きセルタイミングを利用して、バッファ手段から読み出すよ
うに構成することができる。

以上説明した本発明の第２の態様の構成によって、バッファ手段へのセルの書
込み時ではなくバッファ手段からのセルの読出し時にダイナミックシェーピング
処理が実行されることにより、バッファ手段にセルが滞留している場合に次セル
読出しタイミングを決定するという制御を行うだけで、容易にダイナミックシェ
ーピング処理を実現することが可能となる。

本発明の第３の態様は、本発明の第２の態様と同様に、固定長のセルをそれに
付加されたルーティング情報に従って自律的にスイッチングさせるセル交換機内
の任意のポイントにおいて、そこを通過するセルのレートを制御するためのセル
スケジューリング装置を前提とする。

まず、バッファ手段（共通バッファ部２０６、２２５）は、入力されたセルを
コネクション毎に一時保持する。
そして、スケジューリング管理手段（スケジューリング管理テーブル８０１、
チェーンテーブル８０２）は、バッファ手段から１つのコネクションに対応する
セルが読み出されたタイミングで、そのコネクションに対応する所定のセル読出
し間隔に基づいて、そのコネクションに対応するセルが次にバッファ手段から読
み出されるタイミングをスケジューリングし、そのスケジューリングされたタイ
ミングに対応するセル読出しタイミングに対応させて、そのコネクションの識別
情報をリストデータとして記憶し、セル読出しタイミング毎に、バッファ手段か
らセルが読み出されるコネクションをそのセル読出しタイミングに対応して記憶
しているリストデータに基づいて決定する。

以上説明した本発明の第３の態様の構成によって、スケジューリング管理手段
に対して要求される構成規模を、大幅に縮小することが可能となる。
本発明の第４の態様は、上述の本発明の第２又は第３の態様において、バッフ
ァ手段とスケジューリング管理手段、又はバッファ手段とスケジューリング管理
手段と読出し可能タイミング管理手段が、ユーザデータセルに付加されている品
質クラス情報に基づいて決定される品質クラス毎に設けられ、その品質クラス毎
にスケジューリング管理手段によってバッファ手段から読み出されるセルを、そ
の各品質クラスの優先順位に従って選択して出力する品質スケジューラ手段を更
に含むように構成される。

以上説明した本発明の第４の態様の構成によって、品質クラスに応じたコネク
ションの精密なダイナミックシェーピング処理が可能となる。

本発明の第１の態様の構成によれば、セル交換機内のスイッチ装置を介して内
部側仮想送信手段と内部側仮想受信手段との間に形成されるスイッチ内フィード
バック制御ループによって、セル交換機内で各コネクションのための専用制御線
及び専用プロセッサを配備する必要なく、同一交換機内のリンク側仮想送信手段
とリンク側仮想受信手段の間の制御機能を、実現することが可能となる。

また、本発明の第１の態様の構成によれば、内部側仮想送信手段又はリンク側
仮想送信手段において、コネクション毎に、スイッチ内フィードバック制御ルー
プ又は下りフィードバック制御ループ上のバックワードリソース管理セルに設定
されている明示的指示レートに対応するセル読出し間隔で、第１又は第２のバッ
ファ手段に一時保持されているセルが読み出されて入力ハイウエイ又は出力リン
クに送出されることによって、送信端末におけるトラヒック規制を待つことなく
迅速に、セル交換機内のスイッチ装置又は上流側装置に向けて送出されるセルの
トラヒックを制御することができる。これにより、可変ビットレートサービス等
におけるフォードバック制御の応答性能を向上させることが可能となる。

また、本発明の第１の態様の構成によれば、第２の明示的指示レート変更手段
が、内部側仮想送信手段で終端されたバックワードリソース管理セルに設定され
ている明示的指示レートに基づいて、その上流側のリンク側仮想受信手段が折り
返して出力リンクに送出するバックワードリソース管理セルに設定されている明
示的指示レートを変更することによって、内部側仮想送信手段で終端されたバッ
クワードリソース管理セル内の明示的指示レートを、その上流側の上りフィード
バック制御ループへ受け渡すことが可能となる。

更に、本発明の第１の態様の構成によれば、内部側仮想送信手段が第１のバッ
ファ手段を含む場合に、第１の明示的指示レート変更手段が、第１のキュー長監
視手段による第１のバッファ手段の監視結果に基づいて、その上流側のリンク側
仮想受信手段が折り返して出力リンクに送出するバックワードリソース管理セル
に設定されている明示的指示レートを変更することによって、内部側仮想送信手
段でのトラヒック処理状況も、正確にその上流側の上りフィードバック制御ルー
プにフィードバックさせることが可能となる。

同様に、本発明の第１の態様の構成によれば、第４の明示的指示レート変更手
段が、リンク側仮想送信手段で終端されたバックワードリソース管理セルに設定
されている明示的指示レートに基づいて、その上流側の内部側仮想受信手段が折
り返して入力ハイウエイに送出するバックワードリソース管理セルに設定されて
いる明示的指示レートを変更することによって、リンク側仮想送信手段で終端さ
れたバックワードリソース管理セル内の明示的指示レートを、その上流側のスイ
ッチ内フィードバック制御ループへ受け渡すことが可能となる。

更に、本発明の第１の態様の構成によれば、リンク側仮想送信手段が第２のバ
ッファ手段を含む場合に、第３の明示的指示レート変更手段が、第２のキュー長
監視手段による第２のバッファ手段の監視結果に基づいて、その上流側の内部側
仮想受信手段が折り返して出力リンクに送出するバックワードリソース管理セル
に設定されている明示的指示レートを変更することによって、リンク側仮想送信
手段でのトラヒック処理状況も、正確にその上流側のスイッチ内フィードバック
制御ループにフィードバックさせることが可能となる。

加えて、本発明の第１の態様の構成によれば、第１のバッファ手段が満杯にな
っている状態で新たなユーザデータセルが入力した場合に、それに設定されてい
る品質クラス情報に対応する品質クラスよりも低い品質クラスに対応するコネク
ションのユーザデータセルが一時保持されている第１のバッファ手段上の記憶領
域を奪い取って、その奪い取った記憶領域に新たに入力したユーザデータセルが
一時保持されることにより、より詳細な品質クラス毎のセル転送制御を行うこと
が可能となる。

更に、コネクション管理手段を含む本発明の第１の態様の構成によれば、予め
発生し得る全てのコネクションに対応するユーザデータセルの記憶機構を第１の
バッファ手段内に用意する必要がなくなり、第１のバッファ手段の構成規模を縮
小することができる。また、それに接続する第１のダイナミックシェーパ手段の
構成規模も縮小することができる。

次に、本発明の第２の態様の構成によれば、バッファ手段へのセルの書込み時
ではなくバッファ手段からのセルの読出し時にダイナミックシェーピング処理が
実行されることにより、バッファ手段にセルが滞留している場合に次セル読出し
タイミングを決定するという制御を行うだけで、容易にダイナミックシェーピン
グ処理を実現することが可能となる。

また、本発明の第３の態様の構成によれば、スケジューリング管理手段に対し
て要求される構成規模を、大幅に縮小することが可能となる。
更に、本発明の第４の態様の構成によれば、品質クラスに応じたコネクション
の精密なダイナミックシェーピング処理が可能となる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について詳細に説明する。
＜本発明の実施の形態の基本構成／動作＞
図１は、本発明の実施の形態の全体構成図である。

図１において、端末１０１は、加入者宅内に配置され、加入者回線処理部１０
２及びスイッチ部１１４はＡＴＭ交換機内に配置される。なお、特には図示しな
いが、加入者回線処理部１０２とスイッチ部１１４の間には、複数の加入者回線
処理部１０２をまとめるための多重集線装置（マルチプレクサ）及び多重分離装
置（デマルチプレクサ）を配置することができる。また、特には図示しないが、
複数のＡＴＭ交換機同士を接続する局間リンクを終端するための局間回線処理部
をＡＴＭ交換機内に配置することができる。

端末１０１は、ＡＢＲサービスのもとでのユーザデータセルの送受信機能と、
ＡＢＲサービスの制御機能、特にＲＭセルの送受信機能を実現する。
加入者回線処理部１０２は、端末１０１が接続される低速な回線（入力リンク
１０３及び出力リンク１０４）を終端し、本発明に特に関連するＡＢＲサービス
におけるＶＳ／ＶＤ機能のほか、端末１０１から流入するセルの流量の監視制御
（ＵＰＣ：Usage Parameter Control ）や課金処理等を実現する。

スイッチ部１１４は、複数の高速な入力ハイウエイ１０９上のＡＴＭセルを複
数の高速な出力ハイウエイ１１０に乗せ換えるための自己ルーティングモジュー
ル（ＳＲＭ）が多段に接続されて構成される。

加入者回線処理部１０２は、ＶＤ−Ｌ（Virtual Destination-Link：リンク側
仮想受信部）１０５、ＶＳ−Ｌ（Vritual Source-Link ：リンク側仮想送信部）
１０６、ＶＳ−Ｉ（Virtual Source-Internal ：内部側仮想送信部）１０７と、
ＶＤ−Ｉ（Virtual Destination-Internal：内部側仮想受信部）１０８という、
４つのＡＢＲ制御機能部を実装している。

ＶＤ−Ｌ１０５は、端末１０１に接続されそこから送信されたセルが転送され
る入力リンク１０３を、収容する。
まず、ＶＤ−Ｌ１０５は、それが収容する入力リンク１０３に接続される端末
１０１が１つのＡＢＲコネクション（仮想チャネルＶＣによって決定されるＶＣ
コネクション）における送信端末（以下これを送信端末１０１（Ａ）と呼ぶ）で
ある場合に、そこから入力リンク１０３に送出された上記ＡＢＲコネクションの
ためのフォワードＲＭセル（以下これをＦ−ＲＭセルと呼ぶ）を終端して折り返
し、それを、送信端末１０１（Ａ）に返送される上記ＡＢＲコネクションのため
のバックワードＲＭセル（以下これをＢ−ＲＭセルと呼ぶ）として、送信端末１
０１（Ａ）に接続される出力リンク１０４に送出する。

このようにして、送信端末１０１（Ａ）と加入者回線処理部１０２との間で、
各ＡＢＲコネクションのための閉じた上り制御ループ１１１が形成される。
なお、ＶＤ−Ｌ１０５は、端末１０１から入力リンク１０３に送出された各種
サービスのユーザデータセルは、ＶＳ−Ｉ１０７に転送する。

ここまで説明したＶＤ−Ｌ１０５の機能は、図１１に示される従来技術が実現
するＶＤ機能と同様の機能である。
次に、ＶＳ−Ｌ１０６は、端末１０１に接続されそこで受信されるべきセルが
転送されてくる出力リンク１０４を収容する。

まず、ＶＳ−Ｌ１０６は、それが収容する出力リンク１０４に接続される端末
１０１が或るＡＢＲコネクションにおける受信端末（以下これを受信端末１０１
（Ｂ）と呼ぶ）である場合に、受信端末１０１（Ｂ）に向けて出力リンク１０４
に、上記ＡＢＲコネクションのためのＦ−ＲＭセルを送出する。この場合のＦ−
ＲＭセルの発生間隔、及びＦ−ＲＭセルに設定される各種ＡＢＲパラメータは、
ＡＴＭ交換機全体の動作を制御する特には図示しない呼処理プロセッサが実行す
るソフトウエア制御によって設定される。

また、ＶＳ−Ｌ１０６は、受信端末１０１（Ｂ）で折り返され入力リンク１０
３上を転送されてきた上記ＡＢＲコネクションのためのＢ−ＲＭセルを、終端す
る。

更に、ＶＳ−Ｌ１０６は、ＡＢＲコネクション毎に、そのＡＢＲコネクション
に対応するＢ−ＲＭセルに設定されている情報に基づいて許可セルレートＡＣＲ
を算出し、そのレートで、スイッチ部１１４からＶＤ−Ｉ１０８を介して転送さ
れてきた上記ＡＢＲコネクションに対応するユーザデータセルを、端末１０１に
向けて出力リンク１０４に送出する。

上述したようにして、受信端末１０１（Ｂ）と加入者回線処理部１０２との間
で各ＡＢＲコネクションのための閉じた下り制御ループ１１２が形成されると共
に、各ＡＢＲコネクションに対応するユーザデータセルの送出レートが制御され
る。

ここまで説明したＶＳ−Ｌ１０６の機能は、図１１に示される従来技術が実現
するＶＳ機能と同様の機能である。
続いて、本発明の実施の形態における加入者回線処理部１０２は、ＡＢＲコネ
クション毎に新たなＦ−ＲＭセルを生成しそれをスイッチ部１１４に向かう入力
ハイウエイ１０９に送出する新たなＶＳ機能部（以下これをＶＳ−Ｉ１０７と呼
ぶ）と、図１１に示される従来のＶＳ機能の手前でスイッチ部１１４から出力ハ
イウエイ１１０に出力される上記新たなＦ−ＲＭセルをＡＢＲコネクション毎に
終端して折り返し、それをＶＳ−Ｉ１０７に返送されるＢ−ＲＭセルとして、ス
イッチ部１１４に向かう入力ハイウエイ１０９に送出する新たなＶＤ機能（以下
これをＶＤ−Ｉ１０８と呼ぶ）とを実装する。そして、ＡＴＭ交換機内で、スイ
ッチ部１１４を介してＶＳ−Ｉ１０７とＶＤ−Ｉ１０８との間で、各ＡＢＲコネ
クションのための閉じた制御ループ（以下これをスイッチ内制御ループ１１３と
呼ぶ）が形成される。これが、本発明に関連する大きな特徴である。

上述の制御ループを実現するためにまず、各ＡＢＲコネクションの発呼時に、
ＡＴＭ交換機全体の動作を制御する特には図示しない呼処理プロセッサは、ソフ
トウエア制御によって、上記ＡＢＲコネクションのための、Ｆ−ＲＭセルの発生
間隔、ピークセルレートＰＣＲ、最小セルレートＭＣＲ、初期セルレートＩＣＲ
等を決定する。

ここで、初期セルレートＩＣＲは、網の空き帯域ＢＷに応じて、次式によって
呼毎に動的に決定することができる。
ＩＣＲ＝ＢＷ×α
なお、αは、０以上１未満の係数である。

次に、ＶＳ−Ｉ１０７は、各ＡＢＲコネクションのための新たなＦ−ＲＭセル
を生成し、それをスイッチ部１１４に向かう入力ハイウエイ１０９に送出する。
このとき、各ＡＢＲコネクションのＦ−ＲＭセルは、そのＡＢＲコネクションの
発呼時に決定された前記発生間隔で発生させられ、そのＦ−ＲＭセルには、その
ＡＢＲコネクションの発呼時に決定された前記初期セルレートＩＣＲが現在セル
レートＣＣＲとして設定され、また、そのＡＢＲコネクションの発呼時に決定さ
れた前記最小セルレートＭＣＲが設定される（後述する図４の説明を参照）。

また、ＶＳ−Ｌ１０６は、ＡＢＲコネクション毎に、下流側の加入者回線処理
部１０２（又は後述する局間回線処理部）内のＶＤ−Ｉ１０８で折り返され出力
ハイウエイ１１０上を転送されてきたＢ−ＲＭセルを、終端する。

そして、ＶＳ−Ｉ１０７は、ＡＢＲコネクション毎に、上記Ｂ−ＲＭセルに設
定されている明示的指示レートＥＲ等に基づいて、次に送出する上記ＡＢＲコネ
クションに対応するＦ−ＲＭセルの現在セルレートＣＣＲを変更する。

更に、ＶＳ−Ｉ１０７は、ＡＢＲコネクション毎に、上記明示的指示レートＥ
Ｒに基づいて、ＶＤ−Ｌ１０５から転送されてきたユーザデータセルに対し、そ
の送出レートを制御するためのダイナミックシェーピング処理を実行しながら、
そのユーザデータセルを入力ハイウエイ１０９に送出する。

次に、ＶＤ−Ｉ１０８は、ＡＢＲコネクション毎に、そのＶＤ−Ｉ１０８を実
装する加入者回線処理部１０２が終端する出力ハイウエイ１１０にスイッチ部１
１４から出力されたＦ−ＲＭセルを終端して折り返し、それを、ＶＳ−Ｉ１０７
に返送されるＢ−ＲＭセルとして、上記ＶＤ−Ｉ１０８を実装する加入者回線処
理部１０２が終端する入力ハイウエイ１０９に送出する。

なお、端末１０１から入力リンク１０３に送出された各種サービスのユーザデ
ータセルは、ＶＤ−Ｉ１０８による制御を受けずに、ＶＳ−Ｌ１０６に転送され
る。

このようにして、ＡＴＭ交換機内で、スイッチ部１１４を介してＶＳ−Ｉ１０
７とＶＤ−Ｉ１０８との間で、各ＡＢＲコネクションのための閉じたスイッチ内
制御ループ１１３が形成される。この結果、ＡＴＭ交換機内で各ＡＢＲコネクシ
ョンのための専用制御線及び専用プロセッサを配備する必要なく、ユーザデータ
セルが転送されるハイウエイ（入力ハイウエイ１０９、出力ハイウエイ１１０）
を用いることにより、「従来の技術」の項で前述したＶＳ／ＶＤの具体的機能の
うちの「(3) 同一交換機内のＶＳ−ＶＤ間の制御機能」を、実現することが可能
となる。

なお、図１に示される２つの加入者回線処理部１０２の一方又は両方は、他の
ＡＴＭ交換機と接続する局間リンクを終端するための局間回線処理部にそのまま
置き換えることができ、その局間回線処理部に、上記ＶＤ−Ｌ１０５、ＶＳ−Ｌ
１０６、ＶＳ−Ｉ１０７、及びＶＤ−Ｉ１０８を実装することができる。この場
合に、上流側（送信端末に近い側）のＶＤ−Ｌ１０５は、前段の更に上流側のＡ
ＴＭ交換機に配備される局間回線処理部が実装するＶＳ−Ｌ１０６との間で、各
ＡＢＲコネクションのための閉じた上り制御ループ１１１を形成することができ
る。また、下流側（受信端末に近い側）のＶＳ−Ｌ１０６は、次段の更に下流側
のＡＴＭ交換機に配備される局間回線処理部が実装するＶＤ−Ｌ１０５との間で
、各ＡＢＲコネクションのための閉じた下り制御ループ１１２を形成することが
できる。
＜加入者回線処理部１０２（又は局間回線処理部）の詳細構成／動作＞
図２は、図１の加入者回線処理部１０２（又は前述した局間回線処理部）の詳
細な構成図である。
ＵＰＣ２０１
加入者回線ＵＮＩ（User Netword Interface）又は局間回線ＮＮＩ（Network
Network Interface ）である入力リンク１０３から入力したセルは、使用量パラ
メータ制御部（ＵＰＣ：Usage Prameter Controll ）２０１において、使用量パ
ラメータ制御を受ける。このＵＰＣ２０１には、ＡＢＲサービスにおけるセルの
ほか、ＣＢＲ、ｒｔ−ＶＢＲ、ｎｒｔ−ＶＢＲ、ＵＢＲ等の、ＡＴＭ Forum TM
（トラヒックマネージメント）4.0 に規定されている各種サービス品質クラスを
有するサービスにおけるセルが入力される。

ＣＢＲ（Constant Bit Rate ：固定ビットレート）サービスは、リアルタイム
音声等の、常に一定のビットレートを保証するサービスである。
ＶＢＲ（Variable Bit Rate ：可変ビットレート）サービスは、ピークセルレ
ートＰＣＲ、持続セルレートＳＣＲ（Sustainable Cell Rate ）、及び最大バー
ストサイズＭＢＳの３つのパラメータで規定され、ＭＰＥＧ２等の、ビットレー
トが常に可変しバースト性の強い情報の通信に適用される。そして、ＵＰＣ２０
１は、各通信が上記各パラメータによって規定される条件を満たしているかを監
視される。また、ＵＰＣ２０１は、これらのパラメータに基づいてセルを送出す
るアルゴリズムであるＧＣＲＡ（ジェネリックセルレートアルゴリズム）に従っ
て、セルの送出を制御する。ＶＢＲサービスは、本発明に関連するＡＢＲサービ
スとは異なり、１つのコネクションのレートが他のコネクションのトラヒック状
態によって影響を受けることがない。

ＶＢＲサービスのうち、ＭＰＥＧ２等のリアルタイム性を保証する必要のある
情報の通信に適用されるものはｒｔ（Real Time ）−ＶＢＲと呼ばれ、リアルタ
イム性を保証する必要のない情報の通信に適用されるものはｎｒｔ（ Non Real
Time）−ＶＢＲと呼ばれる。

ＵＢＲ（Unspecified Bit Rate）サービスは、ビットレートに対して、何の制
限も課さず、かつ何の保証もしない。端末は、任意のレートでセルを送出してよ
いかわりに、網内で保証なしに廃棄される可能性も高い。ＵＢＲサービスは、ピ
ークセルレートを規定できないデータ通信等に適用される。そして、端末間のセ
ルの到達は、このサービスを利用するＴＣＰ／ＩＰ等の高位レイヤプロトコルに
よって補償される。

図２のＵＰＣ２０１から出力されるセルのうち、ＣＢＲ、ｒｔ−ＶＢＲ、及び
ｎｒｔ−ＶＢＲの各サービスのセルは、ＶＤ−Ｌ１０５及びＶＳ−Ｉ１０７によ
る制御を受けずに、そのままスイッチ部１１４（図１）に向かう入力ハイウエイ
１０９に送出される。

また、ＵＰＣ２０１から出力されるＵＢＲサービスのセルは、ＶＤ−Ｌ１０５
による制御を受けずに、ＶＳ−Ｉ１０７に入力される。大型のＡＴＭ交換機等に
おいては、ＵＢＲサービスのセルは、バッファ溢れを起こし易いため、ＶＳ−Ｉ
１０７による後述するセルバッファリングのための制御を受けることにより、そ
の影響を低減させることができる。

なお、必要に応じて、ＣＢＲ、ｒｔ−ＶＢＲ、及びｎｒｔ−ＶＢＲの各サービ
スのセルをＶＳ−Ｉ１０７に入力させてもよい。
ＶＤ−Ｌ１０５
ＵＰＣ２０１から出力されるＡＢＲサービスのためのユーザデータセルは、Ｖ
Ｄ−Ｌ１０５を通過して、ＶＳ−Ｉ１０７に転送される。ＶＤ−Ｌ１０５が上記
ユーザデータセルに対して何等かの制御を実行するか否かは、ＡＴＭ Forumの勧
告に従うものとして、本実施の形態では特には特定しない。なお、ＶＤ−Ｌ１０
５に設定される特には図示しないＡＢＲサービスのための各種パラメータは、Ａ
ＴＭ交換機全体の動作を制御する特には図示しない呼処理プロセッサによるソフ
トウエア制御によって設定される。

ＵＰＣ２０１から出力されるＦ−ＲＭセルは、ＶＤ−Ｌ１０５で終端されて折
り返される。そして、ＡＢＲコネクション毎に、ＥＲ変更部２０２及びＥＲ比較
／変更部２０３によって、ＶＳ−Ｉ１０７内の共通バッファ部２０６でのユーザ
データセルのキュー長及びスイッチ内制御ループ１１３（図１）によってフィー
ドバックされている明示的指示レートＥＲに基づいて、折り返されたＦ−ＲＭセ
ルに設定されている明示的指示レートＥＲの値が変更された後、そのＦ−ＲＭセ
ルがＢ−ＲＭセルとして、挿入部２０４によって、加入者回線ＵＮＩ又は局間回
線ＮＮＩである出力リンク１０４に送出される。この挿入部２０４は、出力リン
ク１０４上の空きセルのタイミングで、Ｂ−ＲＭセルを送出する。

このようにして、送信端末１０１（Ａ）と加入者回線処理部１０２との間、又
は上流である前段のＡＴＭ交換機に配備される局間回線処理部と現段のＡＴＭ交
換機に配備される局間回線処理部との間で、各ＡＢＲコネクションのための閉じ
た上り制御ループ１１１が形成される。

この場合に、下流側のＶＳ−Ｉ１０７で終端されたＢ−ＲＭセルからＥＲ取出
部２１６によって取り出されＥＲ保持部２１７に保持された明示的指示レートＥ
Ｒが、そのＶＳ−Ｉ１０７が実装されている加入者回線処理部１０２（又は局間
回線処理部）内のＶＤ−Ｌ１０５で折り返されるＲＭセルに、ＥＲ比較／変更部
２０３によってフィードバックされることが、本発明に関連する特徴である。こ
の機能によって、「従来の技術」の項で前述したＶＳ／ＶＤの具体的機能のうち
の「(3) 同一交換機内のＶＳ−ＶＤ間の制御機能」の「a)ＶＳで終端されたＲＭ
セル内のＥＲ値を、そのＶＳが収容されている交換機と同じ交換機内の上流側の
ＶＤへ受け渡す機能」が実現される。特にこの機能は、上流側のＶＳ−Ｉ１０７
と下流側のＶＤ−Ｉ１０８によってＡＴＭ交換機内に実現されるスイッチ内制御
ループ１１３が実現されることによって初めて実現されるものである。

また、ＶＳ−Ｉ１０７内の共通バッファ部２０６でのユーザデータセルのキュ
ー長も、そのＶＳ−Ｉ１０７が実装されている加入者回線処理部１０２（又は局
間回線処理部）内のＶＤ−Ｌ１０５で折り返されるＲＭセルに、ＥＲ変更部２０
２によってフィードバックされる。これにより、加入者回線処理部１０２（又は
局間回線処理部）でのトラヒック処理状況も、正確にその上流側の上り制御ルー
プ１１１にフィードバックさせることが可能となる。これも、本発明に関連する
特徴である。

なお、ＥＲ変更部２０２、ＥＲ比較／変更部２０３、及び挿入部２０４は、機
能的には、ＶＤ−Ｌ１０５内に設けられる部分であるが、本発明に関連する特徴
を明確にするために、ＶＤ−Ｌ１０５とは別に図示してある。
セルフォーマット
図３は、セルの一般的なデータフォーマットを示す図であり、図３(a) は入力
リンク１０３がＵＮＩである場合のフォーマット、図３(b) は入力リンク１０３
がＮＮＩである場合のフォーマットである。

図３に示されるように、セルはヘッダ部とペイロードとから構成される。通信
データ（ユーザデータ又は各種制御データ）は、ペイロードである情報フィール
ドに格納される。

ヘッダ部において、一般的フロー制御フィールドＧＦＣは、ＬＡＮ（ローカル
エリアネットワーク）等におけるセルの競合制御のために使用される。
仮想パス識別子ＶＰＩはセルの仮想パスＶＰを識別するためのアドレス情報、
仮想チャネル識別子ＶＣＩはセルの仮想チャネルＶＣを識別するためのアドレス
情報である。ＡＢＲサービスにおいては、このＶＣによってＡＢＲコネクション
が識別される。

セル損失優先度フィールドＣＬＰは、セル転送の優先度を制御するために使用
され、ＣＬＰ＝１の場合の方がＣＬＰ＝０の場合より、網内でセルが廃棄される
可能性が高くなる。

ヘッダ誤り制御フィールドＨＥＣは、ヘッダ部のデータ誤りを検出／訂正する
ためのエラーチェックコードである。
ペイロードタイプフィールドＰＴは、本発明に特に関連し、セルの種類を示す
情報とＥＦＣＩビットが格納される。このペイロードタイプフィールドＰＴの長
さは３ビットであって、ユーザデータセルにおいては、このペイロードタイプフ
ィールドＰＴの第４ビット（左端のビット）に０がセットされている。また、ユ
ーザデータセルにおいて、ペイロードタイプフィールドＰＴの第５ビット（中央
のビット）はＥＦＣＩビットとして機能する。このＥＦＣＩビットは、その値が
０のときはそのユーザデータセルの経路上で輻輳が発生していないことを示し、
その値が１のときはそのユーザデータセルの経路上で輻輳が発生していることを
示す。スイッチ部１１４内では、輻輳が発生しているポイントを通過するユーザ
データセル内の上述のＥＦＣＩビットに、輻輳の発生を示す値１が設定される。
ＲＭセルにおいては、ペイロードタイプフィールドＰＴには３ビットデータ“１
１０”が設定される。

なお、スイッチ部１１４内においては、各セルの先頭には自己ルーティング用
のタグ等が格納される数オクテット分のオーバーヘッドが付加され、また、ＶＰ
Ｉ及びＶＣＩの値も変換されるが、ペイロードタイプフィールドＰＴの３ビット
データはそのまま伝送される。

図４は、ＲＭセルのデータフォーマットを示す図である。
まず、ＲＭセルにおいては、ヘッダ部（Header）のペイロードタイプフィール
ドＰＴ（図３参照）には、３ビットデータ“１１０”が設定される。また、その
ＲＭセルが、ＡＢＲサービスのＲＭセルである場合には、そのヘッダ部にはＶＣ
Ｉ＝６が設定される。

次に、ペイロード部において、まず、６オクテット目のＲＭプロトコルＩＤと
して、ＡＢＲサービスに対応する値１が設定される。
次に、ＲＭセルの７オクテット目は、メッセージタイプフィールド（Message
Type Field）と呼ばれ、それぞれ下記のビット情報が設定される。

・ＤＩＲ：方向表示ビット。フォワード方向＝０、バックワード方向＝１。
・ＢＮ：ＢＥＣＮ ＲＭセル表示ビット。スイッチ部１１４又は受信端末１０
１（Ｂ）がＢ−ＲＭセルを生成する場合に、ＢＮ＝１に設定される。

これによりこのＢ−ＲＭセルと、送信端末１０１（Ａ）が生成し受信
端末１０１（Ｂ）で折り返されたＢ−ＲＭセルとが区別される。
・ＣＩ：輻輳表示ビット。ＣＩ＝１（輻輳）、ＣＩ＝０（非輻輳）。ＣＩ＝１
の場合に送信端末１０１（Ａ）の許可セルレートＡＣＲの減少が要求
される。

・ＮＩ：No Increase ビット。送信端末１０１（Ａ）の許可セルレートＡＣＲ
を増加させないために設定される。ＣＩビットとは異なり、ＮＩビッ
トは、許可セルレートＡＣＲの減少を要求するものではない。通常、
送信端末１０１（Ａ）は、ＮＩ＝０を設定したＦ−ＲＭセルを送出す
る。

・ＲＡ：要求（Request）/応答（Acknowledge ）ビット。ＡＴＭ Forumで規定
されるＡＢＲサービスでは使用されない。
次に、ＲＭセルの８及び９オクテット目には明示的指示レートＥＲが、１０及
び１１オクテット目には現在セルレートＣＣＲが、１２及び１３オクテット目に
は最小セルレートＭＣＲが、それぞれ設定される。これらのフィールドが、本発
明に特に関連する。

ＲＭセルの１４〜１７オクテット目のＱＬ及び１８〜２１オクテット目のＳＮ
は、ＡＴＭ Forumで規定されるＡＢＲサービスでは使用されない。
ＲＭセルの５２オクテット目の第１及び第２ビットと５３オクテット目のＣＲ
Ｃ−１０は、誤り検出／訂正用の巡回冗長符号である。

ＲＭセルの７オクテット目の第１〜第３ビット、２２〜５１オクテット目、及
び５３オクテット目の第３〜第８ビットは、予約フィールドである。
図５は、上記ＲＭセルに設定される明示的指示レートＥＲ、現在セルレートＣ
ＣＲ、又は最小セルレートＭＣＲのレート表示フォーマットを示す図である。

レートは、５ビットの指数部（exponent）ｅと、９ビットの仮数（mantissa）
ｍと、１ビットのｎｚビットとによるバイナリ浮動小数によって表示される。こ
の場合、レートは、次式によって計算することができる。

Ｒ＝｛２^e （１＋ｍ／５１２）｝×ｎｚ ［セル／秒］
ｎｚ＝０ならばレート＝０であり、ｎｚ＝１ならばレートは指数ｅと仮数ｍとに
よって決定される。また、０≦ｅ≦３１、０≦ｍ≦５１１となる。
ＶＳ−Ｌ１０６
次に、図２に示されるＶＳ−Ｌ１０６内のダイナミックシェーパ部２２８内の
ＲＭセル発生部２２９は、各ＡＢＲコネクションに対応する仮想チャネル識別子
ＶＣＩ（図３参照）毎に、挿入部２３０を介して出力リンク１０４に、各ＡＢＲ
コネクションのためのＦ−ＲＭセルを送出する。挿入部２３０は、出力リンク１
０４上の空きセルのタイミングでＦ−ＲＭセルを送出する。この場合のＦ−ＲＭ
セルの発生間隔、及びＦ−ＲＭセルに設定される各種ＡＢＲパラメータは、ＡＴ
Ｍ交換機全体の動作を制御する特には図示しない呼処理プロセッサが実行するソ
フトウエア制御によって設定される。

また、ＶＳ−Ｌ１０６内のＥＲ取出部２３１は、ＡＢＲコネクション毎に、上
流側の受信端末１０１（Ｂ）又は上流側のＡＴＭ交換機内のＶＤ−Ｌ１０５で折
り返され入力リンク１０３上を転送されてきたＢ−ＲＭセルを終端して取り出し
、それを、各ＡＢＲコネクションに対応するＶＣＩ毎に、ＥＲ保持部２３２に保
持する。

更に、ＶＳ−Ｌ１０６は、各ＡＢＲコネクションに対応するＶＣＩ毎に、その
ＡＢＲコネクションに対応するＢ−ＲＭセルに設定されている情報に基づいて許
可セルレートＡＣＲを算出し、そのレートで、スイッチ部１１４から出力ハイウ
エイ１１０上を転送されてきた上記ＡＢＲコネクションに対応するユーザデータ
セルを、端末１０１に向けて出力リンク１０４に送出する。この機能は、ＶＣフ
ィルタ部２２４、ＶＣキュー２２６を含む共通バッファ部２２５、及びダイナミ
ックシェーパ部２２８によって実現されるが、これらの動作は、次に説明するＶ
Ｓ−Ｉ１０７内のＶＣフィルタ部２０５、ＶＣキュー２０７を含む共通バッファ
部２０６、ダイナミックシェーパ部２１３、ＣＣＲ／ＭＣＲ書込部２１４、及び
ＩＣＲ／ＭＣＲ保持部２１８の動作と同様であるため、その説明は省略する。な
お、ＣＣＲ／ＭＣＲ書込部２１４及びＩＣＲ／ＭＣＲ保持部２１８に相当する機
能は、ダイナミックシェーパ部２２８に包含されている。

このようにして、受信端末１０１（Ｂ）と加入者回線処理部１０２との間、又
は下流である次段のＡＴＭ交換機に配備される局間回線処理部と現段のＡＴＭ交
換機に配備される局間回線処理部との間で、各ＡＢＲコネクションのための閉じ
た下り制御ループ１１２が形成されると共に、各ＡＢＲコネクションに対応する
ユーザデータセルの送出レートが制御される。
ＶＳ−Ｉ１０７
次に、図２に示されるＶＳ−Ｉ１０７において、ＶＣ（仮想チャネル）フィル
タ部２０５は、ＶＤ−Ｌ１０５から入力するＡＢＲサービスのユーザデータセル
又はＵＰＣ２０１から入力するＵＢＲサービスのユーザデータセルを、共通バッ
ファ部２０６内の特には図示しないセルバッファメモリの空きアドレス領域に書
き込み、そのアドレスを、上記ユーザデータセルのヘッダ部に付加されている仮
想チャネル識別子ＶＣＩ（図３参照）に対応する共通バッファ部２０６内のＶＣ
（仮想チャネル）キュー２０７の末尾に書き込む。ＶＣキュー２０７は、例えば
ファーストインファーストアウト（ＦＩＦＯ）形式のアドレスバッファである。
この結果、ユーザデータセルは、共通バッファ部２０６にＶＣＩによって特定さ
れるコネクション別に分類されてバッファリングされることになる。

上述の構成では、予め発生し得る全てのＶＣＩに対応するＶＣキュー２０７が
共通バッファ部２０６内に用意されている。
これに対して、図６に示されるような構成も考えられる。

即ち図６では、共通バッファ部２０６には、予め発生し得る全てのＶＣＩの数
よりも少ない数のＶＣキュー２０７が用意される。
そして、今までＶＣキュー２０７が割り当てられていなかったコネクションの
ＶＣＩが付加されたユーザデータセルが到着した場合には、ＶＣフィルタ部２０
５は、共通バッファ部２０６から１つの空きＶＣキュー２０７を獲得して、上記
ＶＣＩとそのＶＣキュー２０７の組を、ＶＣキャッシングメモリ６０１の末尾に
登録する。

共通バッファ部２０６において空きＶＣキュー２０７がなくなった状態で新た
に、今までＶＣキュー２０７が割り当てられていなかったコネクションのＶＣＩ
が付加されたユーザデータセルが到着した場合には、ＶＣフィルタ部２０５は、
最も最近にＶＣキャッシングメモリ６０１に登録されたＶＣＩとＶＣキュー２０
７の組において、そのＶＣＩを新たに到着したＶＣＩに書き換える。

また、上記の場合に、ＶＣフィルタ部２０５は、最も古くＶＣキャッシングメ
モリ６０１に登録されているＶＣＩとＶＣキュー２０７の組から順に、そのＶＣ
Ｉを新たに到着したＶＣＩに書き換える。

或いは、共通バッファ部２０６において空きＶＣキュー２０７がなくなった状
態で新たに、今までＶＣキュー２０７が割り当てられていなかったコネクション
であってかつ最小セルレートＭＣＲ＝０のコネクションのＶＣＩが付加されたユ
ーザデータセルが到着した場合には、ＶＣフィルタ部２０５は、ＶＣキャッシン
グメモリ６０１に登録されているＶＣＩとＶＣキュー２０７の組において、最小
セルレートＭＣＲ＝０であるコネクションの組のＶＣＩを、新たに到着したＶＣ
Ｉに書き換える。

ここで、タイマ部６０２は、ＶＣキャッシングメモリ６０１に登録されている
ＶＣＩとＶＣキュー２０７の組毎に、ＶＤ−Ｌ１０５からＶＳ−Ｉ１０７にその
ＶＣＩに対応するユーザデータセルが一定時間内に新たに到着したか否かを監視
している。そして、タイマ部６０２は、そのＶＣＩに対応するユーザデータセル
が一定時間内に新たに到着しなかった場合には、そのＶＣＩとＶＣキュー２０７
の組を、ＶＣキャッシングメモリ６０１から削除する。

以上の構成により、予め発生し得る全てのＶＣＩに対応するＶＣキュー２０７
を共通バッファ部２０６内に用意する必要がなくなり、共通バッファ部２０６の
構成規模を縮小することができる。また、共通バッファ部２０６内のＶＣキュー
２０７の数は、後述するダイナミックシェーパ部２１３が処理するコネクション
の数に対応しているため、ダイナミックシェーパ部２１３の構成規模も縮小する
ことができる。

次に、品質クラスフィルタ部２０８は、ＶＤ−Ｌ１０５から入力するＡＢＲサ
ービスのユーザデータセル又はＵＰＣ２０１から入力するＵＢＲサービスのユー
ザデータセルに付加されているＶＣＩと品質クラス情報を識別することにより、
各品質クラスに属するＶＣＩを各品質クラスに対応する品質クラスキュー２０９
の末尾に書き込む。品質クラスキュー２０９は、共通バッファ部２０６内、又は
他の記憶部内に設けられ、例えばラストインファーストアウト（ＬＩＦＯ）形式
のバッファである。

現在、ＣＢＲ、ｒｔ−ＶＢＲ、ｎｒｔ−ＶＢＲ、ＡＢＲ、ＵＢＲといったサー
ビス品質クラスほかに、ＡＢＲサービスを更に複数の品質クラスに分割したいと
いう要請がある。そこで、ユーザデータセル内の特には図示しない特定のフィー
ルド又は特には図示しないタグ領域を用いて、この品質クラスが指定され、この
品質クラスに応じて、例えば網内でのセル廃棄の優先度が決定される。

アドレス奪取制御部２１０は、共通バッファ部２０６内のセルバッファメモリ
が満杯になっているときにＶＤ−Ｌ１０５から新たなユーザデータセルが入力し
た場合に、そのユーザデータセルに設定されている品質クラスよりも低い品質ク
ラスのうち最低の品質クラスに対応する品質クラスキュー２０９から、それに対
応する品質クラスに属するコネクションのＶＣＩを１つ取り出し、そのＶＣＩに
対応する共通バッファ部２０６内のＶＣキュー２０７に保持されている例えば最
も古いアドレスを奪い取る。即ち、アドレス奪取制御部２１０は、そのアドレス
に対応するセルバッファメモリのアドレスに、上記入力したユーザデータセルを
上書きし、そのアドレスが元々保持されていたＶＣキュー２０７からそのアドレ
スを削除し、上記入力したユーザデータセルに付加されているＶＣＩに対応する
ＶＣキュー２０７の末尾に、上記アドレスを新たに書き込む。

このようにして、共通バッファ部２０６内のセルバッファメモリが満杯になっ
たときには、品質クラスの高いセルの転送が優先され、それよりも品質クラスの
低いセルが廃棄されることになる。

キュー長監視部２１１は、予め設定されているキュー長を超えた共通バッファ
部２０６内のＶＣキュー２０７について、そのＶＣキュー２０７に対応するＶＣ
ＩをＥＲ変更部２０２に通知する。ＥＲ変更部２０２は、ＶＤ−Ｌ１０５で折り
返されるＲＭセルのうち、キュー長監視部２１１から通知されたＶＣＩと同じＶ
ＣＩが付加されているＲＭセルに設定されている明示的指示レートＥＲ（図４参
照）を、所定の割合で（又は所定のアルゴリズムに従って）減少させる。これに
より、加入者回線処理部１０２（又は局間回線処理部）でのトラヒック処理状況
が、正確にその上流側の上り制御ループ１１１にフィードバックされる。

次に、ＲＭセル発生部２１２は、各ＡＢＲコネクションのための新たなＦ−Ｒ
Ｍセルを各ＡＢＲコネクションに対応するＶＣＩ毎に生成し、それを後述するダ
イナミックシェーパ部２１３を介してＣＣＲ／ＭＣＲ書込部２１４に転送する。
このときのＲＭセルの発生間隔は、各ＡＢＲコネクションの発呼時に特には図示
しない呼処理プロセッサによるソフトウエア制御によって決定された発生間隔が
使用される。

ＣＣＲ／ＭＣＲ書込部２１４は、ＡＢＲコネクション毎に、ＲＭセル発生部２
１２からダイナミックシェーパ部２１３を介して転送されてきたＦ−ＲＭセルに
、現在セルレートＣＣＲ及び最小セルレートＭＣＲを書き込み（図４参照）、そ
のＦ−ＲＭセルを、挿入部２１５を介して入力ハイウエイ１０９に送出する。挿
入部２１５は、入力ハイウエイ１０９上の空きセルのタイミングで、Ｆ−ＲＭセ
ルを送出する。

ここで、ＩＣＲ／ＭＣＲ保持部２１８には、各ＡＢＲコネクションに対応する
ＶＣＩ毎に、各ＡＢＲコネクションの発呼時に特には図示しない呼処理プロセッ
サによるソフトウエア制御によって決定された初期セルレートＩＣＲ及び最小セ
ルレートＭＣＲが、保持される。また、各ＡＢＲコネクションの通信の開始時に
は、ＥＲ保持部２１７に、ＩＣＲ／ＭＣＲ保持部２１８に保持された初期セルレ
ートＩＣＲが、明示的指示レートＥＲとして保持される。

ＣＣＲ／ＭＣＲ書込部２１４は、ＥＲ保持部２１７に保持されている明示的指
示レートＥＲと、ＩＣＲ／ＭＣＲ保持部２１８に保持されている最小セルレート
ＭＣＲとを、Ｆ−ＲＭセルに書き込む。

ＥＲ取出部２１６は、ＡＢＲコネクション毎に、下流側の加入者回線処理部１
０２（又は後述する局間回線処理部）内のＶＤ−Ｉ１０８で折り返され出力ハイ
ウエイ１１０上を転送されてきたＢ−ＲＭセルを終端して取り出し、それを、各
ＡＢＲコネクションに対応するＶＣＩ毎に、ＥＲ保持部２１７に保持する。

そして、前述したＣＣＲ／ＭＣＲ書込部２１４は、各ＡＢＲコネクションに対
応するＶＣＩ毎に、Ｂ−ＲＭセルから取り出されＥＲ保持部２１７に保持されて
いる明示的指示レートＥＲに基づいて、次に送出する各ＡＢＲコネクションに対
応するＦ−ＲＭセルの現在セルレートＣＣＲを変更することになる。

また、ダイナミックシェーパ部２１３は、図７又は図８を用いて後述するよう
にして、各ＡＢＲコネクションに対応するＶＣＩ毎に、ＥＲ保持部２１７に保持
されている明示的指示レートＥＲに対応するタイミングで共通バッファ部２０６
内のセルバッファメモリからユーザデータセルを読み出すダイナミックシェーピ
ング処理を実行しながら、そのユーザデータセルを、ＣＣＲ／ＭＣＲ書込部２１
４及び挿入部２１５を介して、入力ハイウエイ１０９に送出する。

スイッチ部１１４内では、特には図示しないが、複数の輻輳監視ポイントで輻
輳状態が監視され、輻輳状態を発生させたＡＢＲコネクションに対応するＲＭセ
ルの明示的指示レートＥＲが変更させられる。そして、このＲＭセルは、下流側
の加入者回線処理部１０２（又は局間回線処理部）内のＶＤ−Ｉ１０８によって
折り返され、そのＲＭセルを生成した加入者回線処理部１０２（又は局間回線処
理部）内のＶＳ−Ｉ１０７にＢ−ＲＭセルとして戻ってくる。このようにして、
スイッチ部１１４内のトラヒック状況がＢ−ＲＭセルの明示的指示レートＥＲに
反映されてＶＳ−Ｉ１０７にフィードバックされ、ＶＳ−Ｉ１０７では、そのフ
ィードバックされた明示的指示レートＥＲに基づいてダイナミックシェーパ部２
１３によるダイナミックシェーピング処理と、ＣＣＲ／ＭＣＲ書込部２１４によ
る次のＦ−ＲＭセルへの現在セルレートＣＣＲの設定を行うことができる。この
機能は、上流側のＶＳ−Ｉ１０７と下流側のＶＤ−Ｉ１０８によってＡＴＭ交換
機内に実現されるスイッチ内制御ループ１１３が実現されることによって初めて
実現されるものである。

ここで、タイマ部２１９は、各ＡＢＲコネクションに対応するＶＣＩ毎に、Ｖ
Ｄ−Ｌ１０５からＶＳ−Ｉ１０７にそのＶＣＩに対応するユーザデータセルが一
定時間内に新たに到着したか否かを監視している。そして、タイマ部２１９は、
そのＶＣＩに対応するユーザデータセルが一定時間内に新たに到着しなかった場
合には、ＥＲ保持部２１７に保持されている上記ＶＣＩに対応する明示的指示レ
ートＥＲを、ＩＣＲ／ＭＣＲ保持部２１８に保持されている上記ＶＣＩに対応す
る初期セルレートＩＣＲに下げる。これにより、ＡＢＲサービスのための帯域を
有効に利用することができる。
ＶＤ−Ｉ１０８
図２のＶＤ−Ｉ１０８は、前述のように、ＡＢＲコネクション毎に、そのＶＤ
−Ｉ１０８を実装する加入者回線処理部１０２（又は局間回線処理部）が終端す
る出力ハイウエイ１１０にスイッチ部１１４から出力されたＦ−ＲＭセルを終端
して折り返し、それを、ＶＳ−Ｉ１０７に返送されるＢ−ＲＭセルとして、上記
ＶＤ−Ｉ１０８を実装する加入者回線処理部１０２（又は局間回線処理部）が終
端する入力ハイウエイ１０９に送出する。

この場合に、ＶＤ−Ｉ１０８において、ＥＲ比較／変更部２２０は、ＡＢＲコ
ネクション毎に、出力ハイウエイ１１０上を転送されてきたＦ−ＲＭセルを終端
し、そのＦ−ＲＭセルに設定されている明示的指示レートＥＲ（図４参照）と、
ＶＳ−Ｌ１０６内のＥＲ保持部２３２に保持されている明示的指示レートＥＲと
を比較し、小さい方の明示的指示レートＥＲを上記Ｆ−ＲＭセルに新たに設定す
る。

なお、ＶＤ−Ｉ１０８は、加入者回線処理部１０２（又は局間回線処理部）毎
にではなく、複数の加入者回線処理部１０２（又は局間回線処理部）をまとめる
ためのマルチプレクサ／デマルチプレクサ内に設けることもできる。この場合、
図２に示されるように、ＶＤ−Ｉ１０８内にＥＲ計算部２２３が設けられる。こ
のＥＲ計算部２２３は、出力ハイウエイ１１０上のアクティブなＡＢＲコネクシ
ョン（仮想チャネル識別子ＶＣＩ）の数を計測し、その出力ハイウエイ１１０の
伝送レートを上記アクティブなＡＢＲコネクションの数で除算することにより、
その除算結果として、各コネクションに公平に割り当てられた伝送レートである
明示的指示レートＥＲを計算する。そして、ＥＲ比較／変更部２２０は、ＡＢＲ
コネクション毎の新たな明示的指示レートＥＲを決定する場合に、ＥＲ計算部２
２３で計算された明示的指示レートＥＲを考慮して決定するように構成すること
ができる。

続いて、ＥＲ比較／変更部２２０から出力されたＦ−ＲＭセルは、ＥＲ変更部
２２１に入力する。このＥＲ変更部２２１は、ＶＳ−Ｌ１０６内のキュー長監視
部２２７から通知されたＶＣＩと同じＶＣＩが付加されているＦ−ＲＭセルに設
定されている明示的指示レートＥＲを、所定の割合で（又は所定のアルゴリズム
に従って）減少させる。ＶＳ−Ｌ１０６内のキュー長監視部２２７は、ＶＳ−Ｉ
１０７内のキュー長監視部２１１と同様の機能を有し、予め設定されているキュ
ー長を超えた共通バッファ部２２５内のＶＣキュー２２６について、そのＶＣキ
ュー２２６に対応するＶＣＩをＥＲ変更部２２１に通知するものである。

ＥＲ変更部２２１から出力された各ＡＢＲコネクション毎のＦ−ＲＭセルは、
Ｂ−ＲＭセルとして、挿入部２２２によって、入力ハイウエイ１０９に送出され
る。この挿入部２２は、入力リンク１０３上の空きセルのタイミングで、Ｂ−Ｒ
Ｍセルを送出する。

上述のように、下流側のＶＳ−Ｌ１０６で終端されたＢ−ＲＭセルからＥＲ取
出部２３１によって取り出されＥＲ保持部２３２に保持された明示的指示レート
ＥＲが、そのＶＳ−Ｌ１０６が実装されている加入者回線処理部１０２（又は局
間回線処理部）内のＶＤ−Ｉ１０８で折り返されるＲＭセルに、ＥＲ比較／変更
部２２０によってフィードバックされることが、本発明に関連する特徴である。
この機能によって、「従来の技術」の項で前述したＶＳ／ＶＤの具体的機能のう
ちの「(3) 同一交換機内のＶＳ−ＶＤ間の制御機能」の「a)ＶＳで終端されたＲ
Ｍセル内のＥＲ値を、そのＶＳが収容されている交換機と同じ交換機内の上流側
のＶＤへ受け渡す機能」が実現される。特にこの機能は、上流側のＶＳ−Ｉ１０
７と下流側のＶＤ−Ｉ１０８によってＡＴＭ交換機内に実現されるスイッチ内制
御ループ１１３が実現されることによって初めて実現されるものである。

また、ＶＳ−Ｌ１０６内の共通バッファ部２２５でのユーザデータセルのキュ
ー長も、そのＶＳ−Ｌ１０６が実装されている加入者回線処理部１０２（又は局
間回線処理部）内のＶＤ−Ｉ１０８で折り返されるＲＭセルに、ＥＲ変更部２２
１によってフィードバックされる。これにより、加入者回線処理部１０２（又は
局間回線処理部）でのトラヒック処理状況も、正確にその上流側のスイッチ内制
御ループ１１３及び上り制御ループ１１１にフィードバックさせることが可能と
なる。これも、本発明に関連する特徴である。
ダイナミックシェーパ部２１３
図７は、図２のダイナミックシェーパ部２１３の構成図（その１）である。こ
のダイナミックシェーパ部２１３は、スケジューリング管理テーブル７０１と読
み出し可能時刻管理テーブル７０２という２つのテーブルを有する。

まず、ダイナミックシェーパ部２１３では、“１，２，・・・，ｎ−１，ｎ，
１，２，・・・”というように、１〜ｎの範囲で巡回するセル読出しタイミング
によって、各ＡＢＲコネクションに対応するＶＣＩ毎の共通バッファ部２０６か
らのユーザデータセルの読出しが制御される。ここで、ｎは、ＶＳ−Ｉ１０７が
同時に処理可能なＡＢＲコネクション（仮想チャネルＶＣ）の数であり、その値
は例えば８１９２である。

この制御に対応し、スケジューリング管理テーブル７０１は、コネクション１
〜コネクションｎのコネクション毎（図７の縦方向の各位置毎）に、上記１〜ｎ
のセル読出しタイミングに関連付けられた１〜ｎのアドレス（以下これをセル時
間アドレスと呼ぶ）からなる記憶領域（図７の横１行分の領域）を有する。

今、１つのコネクションに着目した場合、スケジューリング管理テーブル７０
１のそのコネクション（ＶＣＩ）に対応する記憶領域のうち、そのコネクション
に対応するＶＣＩを有するユーザデータセルが共通バッファ部２０６から読み出
されるべきセル読出しタイミングに対応するセル時間アドレスに、フラグ（例え
ば値“１”）が記憶される。図７では、このフラグは、白丸によって示されてい
る。

そして、あるセル読出しタイミングにおいて、そのセル読出しタイミングに対
応するセル時間アドレスにフラグが記憶されているコネクションについて、その
コネクションのＶＣＩに対応する共通バッファ部２０６内のＶＣキュー２０７か
ら１つのアドレスが読み出され、そのアドレスに対応する共通バッファ部２０６
内のセルバッファメモリ内のアドレスからユーザデータセルが読み出され、その
ユーザデータセルが、図２のＣＣＲ／ＭＣＲ書込部２１４及び挿入部２１５を介
して、入力ハイウエイ１０９に送出される。

ここで、１つのコネクションについて共通バッファ部２０６からのユーザデー
タセルの読出しが行われた場合に、そのコネクションのＶＣＩに対応する共通バ
ッファ部２０６内のＶＣキュー２０７に、次に読み出されるべきユーザデータセ
ルのアドレスが記憶されている場合には、そのコネクションに対応するスケジュ
ーリング管理テーブル７０１上の記憶領域において、次に読出しが行われるべき
セル時間アドレス（次セル時間アドレス）へのフラグの設定が行われる。この場
合、次セル時間アドレスは、現在のセル読出しタイミングに対応するセル時間ア
ドレス（現セル時間アドレス）の値に、図２のＥＲ保持部２１７に保持されてい
る上記コネクションに対応する明示的指示レートＥＲに比例したセル読出し間隔
値を加算して得られるアドレス値として算出される。なお、次セル時間アドレス
がセル時間アドレスｎを超える場合には、（次セル時間アドレス−ｎ）として得
られる、セル時間アドレス１の側に折り返されたアドレスに、フラグが記憶され
る。

例えば、図７のＡとして示されるように、セル読出しタイミング“１７”にお
いて、コネクション１に対応するスケジューリング管理テーブル７０１の記憶領
域のセル時間アドレス“１７”にフラグが記憶されているため、コネクション１
に対応するユーザデータセルの読出しが実行される。そして、コネクション１の
ＶＣＩに対応する共通バッファ部２０６内のＶＣキュー２０７に、次に読み出さ
れるべきユーザデータセルのアドレスが記憶されている場合には、そのコネクシ
ョン１に対応するスケジューリング管理テーブル７０１上の記憶領域において、
現セル時間アドレス“１７”に、コネクション１に対応する明示的指示レートＥ
Ｒに比例したセル読出し間隔値“１３”を加算して得られる次セル時間アドレス
“３０”に、フラグが記憶される。

一方、１つのコネクションについて共通バッファ部２０６からのユーザデータ
セルの読出しが行われた場合に、そのコネクションのＶＣＩに対応する共通バッ
ファ部２０６内のＶＣキュー２０７に、次に読み出されるべきユーザデータセル
のアドレスが記憶されていない場合には、そのコネクションに対応するスケジュ
ーリング管理テーブル７０１上の記憶領域において、次に読出しが行われるべき
セル時間アドレス（次セル時間アドレス）へのフラグの設定は行われず、その次
セル時間アドレスが、読み出し可能時刻管理テーブル７０２上の上記コネクショ
ンに対応する１つの記憶領域に記憶される。なお、次セル時間アドレスの算出方
法については前述した。

そして、上記コネクションに対応するＶＣＩが付加されているユーザデータセ
ルが新たに共通バッファ部２０６に到着した場合、即ち、空であった上記コネク
ションのＶＣＩに対応するＶＣキュー２０７に１つのアドレスが書き込まれた場
合には、そのコネクションに対応する読み出し可能時刻管理テーブル７０２の記
憶領域が参照され、その記憶領域に記憶されている次セル時間アドレスが読み出
される。そして、その次セル時間アドレスに対応するセル読出しタイミングが現
在のセル読出しタイミングよりも後のタイミングであれば、上記コネクションに
対応するスケジューリング管理テーブル７０１上の記憶領域において、上記読み
出し可能時刻管理テーブル７０２から読み出された次セル時間アドレスに対応す
るアドレスに、フラグが記憶される。一方、上記次セル時間アドレスに対応する
セル読出しタイミングが現在のセル読出しタイミングよりも前のタイミングであ
れば、上記コネクションに対応するスケジューリング管理テーブル７０１上の記
憶領域において、現在のセル読出しタイミングに対応するセル時間アドレスの次
のセル時間アドレスに、フラグが記憶される。即ち、この場合には、新たな共通
バッファ部２０６に到着したユーザデータセルは、即座にそこから読み出される
ことになる。

例えば、図７のＢとして示されるように、セル読出しタイミング“１８”にお
いて、コネクションｋに対応するスケジューリング管理テーブル７０１の記憶領
域のセル時間アドレス“１８”にフラグが記憶されているため、コネクションｋ
に対応するユーザデータセルの読出しが実行される。そして、コネクションｋの
ＶＣＩに対応する共通バッファ部２０６内のＶＣキュー２０７に、次に読み出さ
れるべきユーザデータセルのアドレスが記憶されていない場合は、そのコネクシ
ョンｋに対応するスケジューリング管理テーブル７０１上の記憶領域において、
現セル時間アドレス“１８”に、コネクションｋに対応する明示的指示レートＥ
Ｒに比例したセル読出し間隔値“１２”を加算して得られる次セル時間アドレス
“３０”には、フラグは記憶されず（図７では黒丸で示されている）、その次セ
ル時間アドレス“３０”が、読み出し可能時刻管理テーブル７０２上のコネクシ
ョンｋに対応する記憶領域に記憶される。

更に、図７のＣとして示されるように、コネクションｋに対応するＶＣＩが付
加されているユーザデータセルが新たに共通バッファ部２０６に到着した場合に
は、コネクションｋに対応する読み出し可能時刻管理テーブル７０２の記憶領域
が参照され、その記憶領域に記憶されている次セル時間アドレス“３０”が読み
出される。そして、次セル時間アドレス“３０”に対応するセル読出しタイミン
グが現在のセル読出しタイミングよりも後のタイミングであれば、コネクション
ｋに対応するスケジューリング管理テーブル７０１上の記憶領域において、上記
次セル時間アドレス“３０”に対応するアドレスに、フラグが記憶される（図７
では黒丸で示されている）。

ここで、１つのセル読出しタイミングにおいて、それに対応するセル時間アド
レスにフラグが記憶されているコネクションが複数存在する場合には、所定のコ
ネクション決定アルゴリズムに従って１つのコネクションに対応するユーザデー
タセルのみの読出しが実行され、他のコネクションに対応する記憶領域の上記セ
ル時間アドレスに記憶されているフラグは、そのセル時間アドレスの次のセル時
間アドレスに記憶し直される。

上記コネクション決定アルゴリズムとしては、以下に示される方式が考えられ
る。
(1) スケジューリング管理テーブル７０１上に登録されているコネクションの
順にコネクションが決定される方式。

(2) スケジューリング管理テーブル７０１上に登録されている複数のコネクシ
ョンのうちの１つを指示するためのポインタが用意され、そのポインタが
上記複数のコネクションの間で巡回させられながら、そのポインタによっ
てコネクションが決定される方式。

(3) スケジューリング管理テーブル７０１上に登録されている複数のコネクシ
ョンのうちの１つが、各コネクションに設定されている何らかの優先順位
（例えば品質クラス）に従って決定される方式。

或いは、１つのセル読出しタイミングにおいて、それに対応するセル時間アド
レスにフラグが記憶されているコネクションが複数存在する場合には、それらの
コネクションに対応するユーザデータセルを、ＡＢＲサービスに割り当てられて
いる帯域内の空きセルタイミングのほかに、ＣＢＲ、ｒｔ−ＶＢＲ、ｎｒｔ−Ｖ
ＢＲ、ＵＢＲ等の各サービスに割り当てられている帯域内の空きセルタイミング
を利用して、入力ハイウエイ１０９に送出する方式も実現可能である。

以上説明したダイナミックシェーパ部２１３の構成において、あるセル読出し
タイミングにおいて、そのセル読出しタイミングに対応するセル時間アドレスに
フラグが記憶されているコネクションについて、図２のＲＭセル発生部２１２が
そのコネクションに対応するＦ−ＲＭセルを発生すべきタイミングである場合に
は、共通バッファ部２０６からの上記コネクションに対応するユーザデータセル
の読出しは行われずに、ＲＭセル発生部２１２からの上記コネクションに対応す
るＦ−ＲＭセルの送出が行われる。なお、ＲＭセル発生部２１２におけるＦ−Ｒ
Ｍセルの発生間隔は、｛（１つのＦ−ＲＭセルが送出されてからその次のＦ−Ｒ
Ｍセルが送出するまでに送出されるユーザデータセルの個数）＋１｝（＝Ｎrm）
として与えられる。

ＶＳ−Ｉ１０７内の以上説明したダイナミックシェーパ部２１３の動作によっ
て、ＡＢＲコネクション毎に、Ｂ−ＲＭセルに設定された明示的指示レートＥＲ
の値としてフィードバックされたスイッチ部１１４内のトラヒック状況に基づい
て、送信端末１０１（Ａ）（図１）におけるトラヒック規制を待つことなく迅速
に、スイッチ部１１４に向けて入力ハイウエイ１０９に送出されるユーザデータ
セル（及びＦ−ＲＭセル）のトラヒックを制御することができる。これにより、
ＡＢＲサービスにおけるフォードバック制御の応答性能を向上させることが可能
となる。

また、共通バッファ部２０６へのユーザデータセルの書込み時ではなく共通バ
ッファ部２０６からのユーザデータセルの読出し時にダイナミックシェーピング
処理が実行されることにより、共通バッファ部２０６内の各ＶＣキュー２０７に
ユーザデータセルが滞留している場合に次セル時間アドレスを決定するという制
御を行うだけで、容易にダイナミックシェーピング処理を実現することが可能と
なる。なお、共通バッファ部２０６へのユーザデータセルの書込み時にダイナミ
ックシェーピング処理が実行される方式だと、ＶＣキュー２０７の末尾のアドレ
スに対応するユーザデータセルのセル時間アドレスを識別した上で、新たに書き
込まれるユーザデータセルのセル時間アドレスを計算しなければならず、処理が
複雑になるため、本実施の形態のように、共通バッファ部２０６からのユーザデ
ータセルの読出し時にダイナミックシェーピング処理が実行される方式の方が優
れている。

図７に示されるダイナミックシェーパ部２１３の構成では、スケジューリング
管理テーブル７０１は、｛（セル時間アドレス数ｎ）×（共通バッファ部２０６
内のＶＣキュー２０７の数に対応するコネクション数ｎ）｝の記憶容量を必要と
する。

これに対して、図８に示されるような構成も考えられる。
図８では、新たなスケジューリング管理テーブル８０１は、コネクション毎に
ｎセル時間アドレス分の記憶領域を実装するのではなく、ｎセル時間アドレス分
の、開始ポインタと終了ポインタの組を記憶する。

また、予め発生し得る全てのコネクションに対応するＶＣＩをアドレスとして
有し、各アドレスには次に処理されるＶＣＩアドレスが格納されたリストデータ
であるチェーンテーブル８０２が新たに設けられる。

そして、スケジューリング管理テーブル８０１内の１つのセル時間アドレスに
記憶されている開始ポインタは、そのセル時間アドレスに対応するセル読出しタ
イミングにおいて共通バッファ部２０６からユーザデータセルが読み出されるべ
きコネクションのＶＣＩに対応するチェーンテーブル８０２上のＶＣＩアドレス
を指示している。

更に、チェーンテーブル８０２上の上記開始ポインタによって指示されるＶＣ
Ｉアドレスには、上記開始ポインタが記憶されるセル時間アドレスに対応するセ
ル読出しタイミングにおいて共通バッファ部２０６からユーザデータセルが読み
出されるべき他のコネクションのＶＣＩに対応するチェーンテーブル８０２上の
ＶＣＩアドレスが格納されている。

このようにして、１つのセル時間アドレスに対応するセル読出しタイミングに
おいて共通バッファ部２０６からユーザデータセルが読み出されるべき１つ以上
のコネクションのＶＣＩが、チェーンテーブル８０２上のチェーン構造によって
結び付けられている。

そして、スケジューリング管理テーブル８０１内の１つのセル時間アドレスに
記憶されている終了ポインタは、そのセル時間アドレスに対応するセル読出しタ
イミングにおいて共通バッファ部２０６からユーザデータセルが読み出されるべ
き複数のコネクションのうちの最後のコネクションのＶＣＩに対応するチェーン
テーブル８０２上のＶＣＩアドレスを指示している。

今、あるセル読出しタイミングにおいて、そのセル読出しタイミングに対応す
るスケジューリング管理テーブル８０１のセル時間アドレスに記憶されている開
始ポインタによって１つのＶＣＩを決定することができる。そして、そのＶＣＩ
に対応する共通バッファ部２０６内のＶＣキュー２０７から１つのアドレスが読
み出され、そのアドレスに対応する共通バッファ部２０６内のセルバッファメモ
リ内のアドレスからユーザデータセルが読み出され、そのユーザデータセルが、
図２のＣＣＲ／ＭＣＲ書込部２１４及び挿入部２１５を介して、入力ハイウエイ
１０９に送出される。

その後、スケジューリング管理テーブル８０１の上記セル時間アドレスに記憶
されている開始ポインタが指示するチェーンテーブル８０２上のＶＣＩアドレス
に更に他のＶＣＩ値が記憶されていない場合、即ち、上記セル読出しタイミング
においてユーザデータセルの読出しが実行されるべきコネクションが１つしか存
在しない場合には、スケジューリング管理テーブル８０１の上記セル時間アドレ
スに記憶されている開始ポインタと終了ポインタの内容がクリアされる。なお、
上記開始ポインタが指示するチェーンテーブル８０２上のＶＣＩアドレスに更に
他のＶＣＩ値が記憶されている場合については、後述する。

ここで、１つのコネクションについて共通バッファ部２０６からのユーザデー
タセルの読出しが行われた場合に、そのコネクションのＶＣＩに対応する共通バ
ッファ部２０６内のＶＣキュー２０７に、次に読み出されるべきユーザデータセ
ルのアドレスが記憶されている場合には、そのコネクションにつき、前述した次
セル時間アドレスが計算される。そして、その次セル時間アドレスに対応するス
ケジューリング管理テーブル８０１内のセル時間アドレスに記憶されている終了
ポインタが読み出され、その終了ポインタがクリアされていない場合には、その
終了ポインタが指示するチェーンテーブル８０２上のＶＣＩアドレスに上記コネ
クションに対応するＶＣＩ値が記憶されると共に、そのＶＣＩ値が上記終了ポイ
ンタの値として設定し直される。

また、上記終了ポインタ（及びそれに対応する開始ポインタ）がクリアされて
いる場合、即ち、そのセル時間アドレスに対応するセル読出しタイミングにおい
てユーザデータセルの読出しが実行されるべきコネクションが無い場合には、上
記終了ポインタ及びそれに対応する開始ポインタに、上記コネクションに対応す
るＶＣＩ値が記憶される。

一方、１つのコネクションについて共通バッファ部２０６からのユーザデータ
セルの読出しが行われた場合に、そのコネクションのＶＣＩに対応する共通バッ
ファ部２０６内のＶＣキュー２０７に、次に読み出されるべきユーザデータセル
のアドレスが記憶されていない場合には、そのコネクションにつき、前述した次
セル時間アドレスが計算された後、上記チェーンテーブル８０２の書換えは行わ
れずに、図７の場合と同様に、上述の次セル時間アドレスが、読み出し可能時刻
管理テーブル７０２上の上記コネクションに対応する１つの記憶領域に記憶され
る。

そして、上記コネクションに対応するＶＣＩが付加されているユーザデータセ
ルが新たに共通バッファ部２０６に到着した場合、即ち、空であった上記コネク
ションのＶＣＩに対応するＶＣキュー２０７に１つのアドレスが書き込まれた場
合には、そのコネクションに対応する読み出し可能時刻管理テーブル７０２の記
憶領域が参照され、その記憶領域に記憶されている次セル時間アドレスが読み出
される。そして、その次セル時間アドレスに対応するスケジューリング管理テー
ブル８０１内のセル時間アドレスに記憶されている終了ポインタが読み出され、
その終了ポインタがクリアされていない場合には、その終了ポインタが指示する
チェーンテーブル８０２上のＶＣＩアドレスに上記コネクションに対応するＶＣ
Ｉ値が記憶されると共に、そのＶＣＩ値が上記終了ポインタの値として設定し直
され、その終了ポインタがクリアされている場合には、その終了ポインタ及びそ
れに対応する開始ポインタに、上記コネクションに対応するＶＣＩ値が記憶され
る。

ここで、前述したように、１つのセル読出しタイミングにおいて、それに対応
するスケジューリング管理テーブル８０１のセル時間アドレスに記憶されている
開始ポインタによって１つのＶＣＩが決定され、そのＶＣＩに対応するユーザデ
ータセルが共通バッファ部２０６から読み出された場合に、その開始ポインタが
指示するチェーンテーブル８０２上のＶＣＩアドレスに、更に他のＶＣＩ値が記
憶されていた場合、即ち、上記セル読出しタイミングにおいてユーザデータセル
の読出しが実行されるべきコネクションが複数存在する場合には、次のような制
御が実行される。

即ちこの場合には、その開始ポインタが記憶されているスケジューリング管理
テーブル８０１のセル時間アドレス（以下これを現セル時間アドレスと呼ぶ）の
次のセル時間アドレスの開始ポインタの値が退避させられた後、その開始ポイン
タに、現セル時間アドレスの開始ポインタが指示するチェーンテーブル８０２上
のＶＣＩアドレスに記憶されているＶＣＩ値が新たに設定し直される。また、現
セル時間アドレスの終了ポインタが指示するチェーンテーブル８０２上のＶＣＩ
アドレスに、上記退避させられていた開始ポインタ値が新たに設定される。そし
て、現セル時間アドレスの開始ポインタと終了ポインタの値がクリアされる。

以上説明した図８に示されるダイナミックシェーパ部２１３の構成によって、
それに対して要求される構成規模を、図７の構成に比較して、大幅に縮小するこ
とが可能となる。

以上説明した実施の形態においては、加入者回線処理部１０２（又は局間回線
処理部）内のＶＳ−Ｉ１０７の構成は、全ての品質クラスに対する、ダイナミッ
クシェーピング処理を含む制御が、全ての品質クラスに共通のハードウエア構成
によって実現されている。これに対して、図９に示されるように、ダイナミック
シェーピング処理によるスケジューリングを行う構成が、品質クラス別に設けら
れ、各品質クラス別のスケジューリングにより出力されるユーザデータセルが、
更に品質スケジューラによって品質クラスに応じて選択されて出力されるように
構成されてもよい。このような構成により、品質クラスに応じたＡＢＲコネクシ
ョンの精密なトラヒック制御が可能となる。

本発明の実施の形態の構成図である。 加入者回線処理部１０２の構成図である。 セルのデータフォーマットを示す図である。 ＲＭセルのデータフォーマットを示す図である。 レート表示フォーマットを示す図である。 ＶＣキャッシングメモリ６０１によるＶＣフィルタ部２０５の制御機能の構成図である。 ダイナミックシェーパ部２１３の構成図（その１）である。 ダイナミックシェーパ部２１３の構成図（その２）である。 品質クラス毎にスケジューリングを行う機能構成を示す図である。 ＡＢＲフロー制御の概念図である。 ＶＳ／ＶＤ方式の基本概念図である。

符号の説明

１０１ 端末
１０２ 加入者回線処理部
１０３ 入力リンク
１０４ 出力リンク
１０５ ＶＤ−Ｌ（Virtual Destination-Link：リンク側仮想受信部）
１０６ ＶＳ−Ｌ（Vritual Source-Link ：リンク側仮想送信部）
１０７ ＶＳ−Ｉ（Virtual Source-Internal ：内部側仮想送信部）
１０８ ＶＤ−Ｉ（Virtual Destination-Internal：内部側仮想受信部）
１０９ 入力ハイウエイ
１１０ 出力ハイウエイ
１１１ 上り制御ループ
１１２ 下り制御ループ
１１３ スイッチ内制御ループ
１１４ スイッチ部
２０１ 使用量パラメータ制御部（ＵＰＣ：Usage Prameter Controll ）
２０２、２２１ ＥＲ変更部
２０３、２２０ ＥＲ比較／変更部
２０４、２１５、２２２、２３０ 挿入部
２０５、２２４ ＶＣフィルタ部
２０６、２２５ 共通バッファ部
２０７、２２６ ＶＣキュー２０７
２０８ 品質クラスフィルタ部
２０９ 品質クラスキュー
２１０ アドレス奪取制御部
２１１、２２７ キュー長監視部
２１２、２２９ ＲＭセル発生部
２１３、２２８ ダイナミックシェーパ部
２１４ ＣＣＲ／ＭＣＲ書込部
２１６、２３１ ＥＲ取出部
２１７、２３２ ＥＲ保持部
２１８ ＩＣＲ／ＭＣＲ保持部
２１９、６０２ タイマ部
２２３ ＥＲ計算部
６０１ ＶＣキャッシングメモリ
７０１、８０１ スケジューリング管理テーブル
７０２ 読み出し可能時刻管理テーブル
８０２ チェーンテーブル

Claims (15)

1. 固定長のセルをそれに付加されたルーティング情報に従って自律的にスイッチングさせるセル交換機において、該セル交換機における輻輳状態をリソース管理セルを用いて通信の上流側装置にフィードバックさせることにより、該上流側装置に対してセルの送信レートを可変させるフィードバック制御装置であって、
   コネクション毎に、前記上流側装置が接続される入力リンク上を転送されてきたフォワードリソース管理セルを終端して折り返し、それを、前記上流側装置に返送されるバックワードリソース管理セルとして、前記上流側装置が接続される出力リンクに送出することにより、前記上流側装置との間で上りフィードバック制御ループを形成するリンク側仮想受信手段と、
   前記コネクション毎に、前記フォワードリソース管理セルを新たに生成して通信の下流側装置が接続される出力リンクに送出し、前記下流側装置で折り返され該下流側装置が接続される入力リンク上を転送されてきたバックワードリソース管理セルを終端し、該終端したバックワードリソース管理セルに設定されている情報に基づくレートで前記下流側装置が接続される出力リンクにユーザデータセルを送出することによって、前記下流側装置との間で下りフィードバック制御ループを形成するリンク側仮想送信手段と、
   前記リンク側仮想受信手段に接続され、前記コネクション毎に、前記フォワードリソース管理セルを新たに生成して前記セル交換機内のスイッチ装置が接続される入力ハイウエイに送出し、前記スイッチ装置が接続される出力ハイウエイ上を転送されてきたバックワードリソース管理セルを終端し、該終端したバックワードリソース管理セルに設定されている情報に基づくレートで前記スイッチ装置が接続される入力ハイウエイにユーザデータセルを送出し、該終端したバックワードリソース管理セルに設定されている情報に基づくレートを前記新たに生成するフォワードリソース管理セルに設定し、該終端したバックワードリソース管理セルに設定されている情報を前記リンク側仮想受信手段を介して前記上りフィードバック制御ループにフィードバックさせる内部側仮想送信手段と、
   前記リンク側仮想送信手段に接続され、前記コネクション毎に、前記スイッチ装置が接続される出力ハイウエイ上を転送されてきたフォワードリソース管理セルを終端して折り返し、それを、前記内部側仮想送信手段に向かうバックワードリソース管理セルとして、前記スイッチ装置が接続される入力ハイウエイに送出することにより、前記セル交換機内の内部側仮想送信手段との間でスイッチ内フィードバック制御ループを形成し、前記リンク側仮想送信手段が終端したバックワードリソース管理セルに設定されている情報を該スイッチ内フィードバック制御ループにフィードバックさせる内部側仮想受信手段と、
   を含むことを特徴とするセル交換機におけるフィードバック制御装置
2. 前記内部側仮想送信手段は、
   前記入力リンク上を転送されてきたユーザデータセルを前記コネクション毎に一時保持する第１のバッファ手段と、
   前記コネクション毎に、前記終端したバックワードリソース管理セルに設定されている明示的指示レートに対応するセル読出し間隔で、前記第１のバッファ手段に一時保持されているユーザデータセルを読み出して前記入力ハイウエイに送出する第１のダイナミックシェーパ手段と、
   を含むことを特徴とする請求項１に記載のセル交換機におけるフィードバック制御装置。
3. 前記内部側仮想送信手段は、
   前記第１のバッファ手段が前記ユーザデータセルを一時保持するコネクション毎に、前記ユーザデータセルに付加されている品質クラス情報に基づいて該各コネクションの品質クラスを管理する品質クラス管理手段と、
   前記第１のバッファ手段が満杯になっている状態で新たなユーザデータセルが入力した場合に、前記品質クラス管理手段を参照することにより、該新たに入力したユーザデータセルに設定されている品質クラス情報に対応する品質クラスよりも低い品質クラスに対応するコネクションのユーザデータセルが一時保持されている前記第１のバッファ手段上の記憶領域を奪い取って、該奪い取った記憶領域に前記新たに入力したユーザデータセルを一時保持する記憶領域奪取制御手段と、
   を更に含むことを特徴とする請求項２に記載のセル交換機におけるフィードバック制御装置。
4. 前記コネクション毎に、前記第１のバッファ手段に一時保持されているユーザデータセルの量を監視する第１のキュー長監視手段と、
   前記コネクション毎に、前記第１のキュー長監視手段による監視結果に基づいて、前記リンク側仮想受信手段が折り返して前記上流側装置が接続される出力リンクに送出するバックワードリソース管理セルに設定されている明示的指示レートを変更する第１の明示的指示レート変更手段と、
   を更に含むことを特徴とする請求項２又は３の何れか１項に記載のセル交換機におけるフィードバック制御装置。
5. 前記コネクション毎に、前記内部側仮想送信手段が終端したバックワードリソース管理セルに設定されている明示的指示レートに基づいて、前記リンク側仮想受信手段が折り返して前記上流側装置が接続される出力リンクに送出するバックワードリソース管理セルに設定されている明示的指示レートを変更する第２の明示的指示レート変更手段を更に含む、
   ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のセル交換機におけるフィードバック制御装置。
6. 前記リンク側仮想送信手段は、
   前記出力ハイウエイ上を転送されてきたユーザデータセルを前記コネクション毎に一時保持する第２のバッファ手段と、
   前記コネクション毎に、前記終端したバックワードリソース管理セルに設定されている明示的指示レートに対応するセル読出し間隔で、前記第２のバッファ手段に一時保持されているユーザデータセルを読み出して前記出力リンクに送出する第２のダイナミックシェーパ手段と、
   を含むことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載のセル交換機におけるフィードバック制御装置。
7. 前記コネクション毎に、前記第２のバッファ手段に一時保持されているユーザデータセルの量を監視する第２のキュー長監視手段と、
   前記コネクション毎に、前記第２のキュー長監視手段による監視結果に基づいて、前記内部側仮想受信手段が折り返して前記入力ハイウエイに送出するバックワードリソース管理セルに設定されている明示的指示レートを変更する第３の明示的指示レート変更手段と、
   を更に含むことを特徴とする請求項６に記載のセル交換機におけるフィードバック制御装置。
8. 前記コネクション毎に、前記リンク側仮想送信手段が終端したバックワードリソース管理セルに設定されている明示的指示レートに基づいて、前記内部側仮想受信手段が折り返して前記入力ハイウエイに送出するバックワードリソース管理セルに設定されている明示的指示レートを変更する第４の明示的指示レート変更手段を更に含む、
   ことを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載のセル交換機におけるフィードバック制御装置。
9. 前記第１又は第２のバッファ手段は、入力する可能性のあるコネクションの総数よりも少ない数の各コネクションのユーザデータセルを一時保持し、
   該第１又は第２のバッファ手段が前記ユーザデータセルを一時保持するコネクションを管理するコネクション管理手段を更に含む、
   ことを特徴とする請求項２、３、４、６、又は７の何れか１項に記載のセル交換機におけるフィードバック制御装置。
10. 前記コネクション管理手段は、前記第１のバッファ手段が前記ユーザデータセルを一時保持するコネクションの数が予め許容された所定数に達した状態で新たなコネクションのユーザデータセルが入力した場合に、所定の規則に従って既に管理している複数のコネクションのうちの１つを管理対象から削除し、前記新たなコネクションを新たな管理対象として追加する、
    ことを特徴とする請求項９に記載のセル交換機におけるフィードバック制御装置。
11. 前記コネクション管理手段は、前記第１のバッファ手段が前記ユーザデータセルを一時保持するコネクションの数が予め許容された所定数に達した状態で新たなコネクションのユーザデータセルが入力した場合に、既に管理している複数のコネクションのうち最も最近に管理を開始したコネクションを管理対象から削除する、
    ことを特徴とする請求項１０に記載のセル交換機におけるフィードバック制御装置。
12. 前記コネクション管理手段は、前記第１のバッファ手段が前記ユーザデータセルを一時保持するコネクションの数が予め許容された所定数に達した状態で新たなコネクションのユーザデータセルが入力した場合に、既に管理している複数のコネクションのうち最も古く管理を開始したコネクションから順に、該コネクションを管理対象から削除する、
    ことを特徴とする請求項１０に記載のセル交換機におけるフィードバック制御装置。
13. 前記コネクション管理手段は、前記第１のバッファ手段が前記ユーザデータセルを一時保持するコネクションの数が予め許容された所定数に達した状態で新たなコネクションであってかつ最小セルレートが０である可変ビットレートサービスのコネクションのユーザデータセルが入力した場合に、既に管理している複数のコネクションのうち最小セルレートが０である可変ビットレートサービスのコネクションのうちの１つを、管理対象から削除する、
    ことを特徴とする請求項１０に記載のセル交換機におけるフィードバック制御装置。
14. 前記コネクション管理手段は、既に管理している複数のコネクションのうち、前記第１のバッファ手段に所定時間内に新たなユーザデータセルが到着していないコネクションを、管理対象から削除する、
    ことを特徴とする請求項９乃至１３の何れか１項に記載のセル交換機におけるフィードバック制御装置。
15. 交換機の輻輳状態を収集するリソース管理セルに設定される情報に基づいて、ユーザセルの送出レートを変更する通信におけるセル交換機において、
    上流装置が接続される回線から送られてくる第１のリソース管理セルを、前記上流装置へ折り返す上流装置インターフェイス部と、
    下流装置が接続される回線へ、第２のリソース管理セルを生成して送信し、折り返されてくる前記リソース管理セルに設定されている情報に基づいて、ユーザセルの送出レートを管理する下流装置インターフェイス部と、
    前記下流装置インターフェイス部で受信する第２のリソース管理セルから情報を抽出する抽出部と、
    前記抽出部で抽出した情報と第１のリソース管理セルに設定された情報とを比較する比較部と、
    前記比較部の結果に基づき、前記上流装置インターフェイス部において折り返しする第１のリソース管理セルの情報を変更する変更部と、
    を設けたことを特徴とするセル交換機。

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