JP2004506343A

JP2004506343A - 従来型ネットワークノードスイッチを使用して種々のサービスクオリティ原理に関連したデータトラフィックを管理するシステム及び方法

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Publication number: JP2004506343A
Application number: JP2000587572A
Authority: JP
Inventors: キルッキ　マッティ　カレヴィ; ルートゥ　ユッシ　ペッカ　オラヴィ
Original assignee: ノキア　ネットワークス　オサケ　ユキチュア
Priority date: 1998-12-10
Filing date: 1999-12-09
Publication date: 2004-02-26
Also published as: AU2478600A; WO2000035240A1; US6411617B1; EP1135963A1; WO2000035240A9; CN1373980A

Abstract

第１サービスクオリティを有する第１データパケットを、第２サービスクオリティを有する第２データパケットを通信するように設計されたネットワークシステムを経て通信するシステム及び方法が提供される。ネットワークシステムは、複数のネットワークノードを備え、各ネットワークノードは、ネットワークスイッチを有する。第１データパケットは、複数のネットワークスイッチ入力ポート各々からネットワークスイッチの専用出力ポートへスイッチングされる。専用の出力ポートにおいて第１データパケットにネットワークノード混雑制御が適用され、第１データパケットをそれらの各サービスクオリティ受け入れ原理に基づいて選択的に受け入れるか又は破棄する。第１データパケットのうち、受け入れられたパケットは、共通の出力ポート行先を有する１つ以上の仮想経路へマルチプレクシングされ、そして仮想経路がネットワークスイッチの専用の入力ポートに入力される。専用の入力ポートにおける仮想経路は、共通の出力ポート行先により識別されたネットワークスイッチの出力ポート行先へスイッチングされる。

Description

【０００１】
【技術分野】
本発明は、一般に、ネットワーク通信システムに係り、より詳細には、第１サービスクオリティ（例えばＳＩＭＡ技術）の原理のもとで動作するデータパケットを、別のサービスクオリティ（例えばＡＴＭ技術）の原理のもとで動作するデータパケットを送信及びスイッチングするよう設計されたシステムにおいて送信及びスイッチングするための方法及び装置に係る。
【０００２】
【背景技術】
全世界にわたってネットワークが増加し続けるにつれてリモートコンピュータシステム間でのデジタル内容の通信が天文学的な割合で増加している。ビジネス及び教育の分野で使用されるパーソナルコンピュータの大半は、ネットワークに接続され、そしてその多くがインターネットのドメインに熱狂的に加入するにつれて、出現するネットワーク技術の重要性が高まり続けている。帯域巾が限定されてはいるが改善しつつある時代に送信に利用するためにデータ、音声、グラフィックス、動画映像及び他のマルチメディア内容の全てが張り合っている。
【０００３】
ネットワークサービス及び通信システムインフラストラクチャーのプロバイダーは、必要な帯域巾及びクオリティのサービスを提供する上で多数の複雑な問題に直面している。これらの問題は、ネットワーク容量の管理、リアルタイム及び非リアルタイムデータトラフィックのプライオリティ決め及び管理、そして公平な勘定機構の実施を含む。これら多数の問題に対する１つの解決策は、非同期転送モード（ＡＴＭ）と称する送信技術のような、関連「サービスクオリティ」を有するパケットベースのデジタルデータ送信を使用することである。当業者は、ＡＴＭは、理論的に、ネットワーク負荷の増加を管理する能力を与え、リアルタイム及び非リアルタイムの両アプリケーションをサポートし、そしてある環境では保証されたサービスクオリティレベルを与える等により多数の上記問題に対処する通信ネットワーク概念を構成するものであると理解している。
【０００４】
従来のＡＴＭサービスアーキテクチャーは、典型的に、サービスカテゴリーとしばしば称される多数の所定サービスクオリティのクラスを与える。各サービスカテゴリーは、各サービスカテゴリーの特性を定義する多数のサービスクオリティ（ＱｏＳ）パラメータを含む。換言すれば、特定のサービスカテゴリーは、ＡＴＭ性能パラメータのサブセットで指定されるやり方でＡＴＭ仮想接続（ＶＣＣ又はＶＰＣ）に対する性能を与える。以下のＡＴＭフォーラム仕様基準で定義されるサービスカテゴリーは、例えば、一定ビットレート（ＣＢＲ）カテゴリーと、リアルタイム可変ビットレート（ｒｔ−ＶＢＲ）カテゴリーと、非リアルタイム可変ビットレート（ｎｒｔ−ＶＢＲ）カテゴリーと、非指定ビットレート（ＵＢＲ）カテゴリーと、使用可能なビットレート（ＡＢＲ）カテゴリーとを含む。
【０００５】
一定ビットレートサービスクラスは、接続の存在中に固定量の帯域巾を必要とするリアルタイムアプリケーションをサポートするように意図される。ＣＢＲサービスを提供するために特定のサービスクオリティがネゴシエーションされ、ここで、ＱｏＳパラメータは、ピークセルレート（ＰＣＲ）、セルロスレート（ＣＬＲ）、セル転送遅延（ＣＴＤ）及びセル遅延変化（ＣＤＶ）の特徴を含む。従来のＡＴＭトラフィックマネージメント機構は、例えば、遅延変化の厳密な制約を必要とする回路エミュレーションやボイス／ビデオアプリケーションのようなリアルタイムアプリケーションをサポートするために、ユーザ契約ＱｏＳが維持されることを保証する。
【０００６】
非リアルタイムＶＢＲサービスクラスは、得られるネットワークトラフィックを、頻繁なデータバーストを有するものとして特徴付けできる非リアルタイムアプリケーションをサポートするように意図される。同様に、リアルタイム可変ビットレートサービスカテゴリーは、「バースト性」のネットワークトラフィック状態をサポートするのに使用できる。ｒｔ−ＶＢＲサービスカテゴリーは、ｎｒｔ−ＶＢＲサービスカテゴリーに比して、前者がボイス及びオーディオアプリケーションのようなリアルタイムアプリケーションをサポートするよう意図されているという点で相違する。リアルタイム及び非リアルタイムの両ＶＢＲサービスカテゴリーは、ピークセルレート（ＰＣＲ）、持続可能なセルレート（ＳＣＲ）及び最大バーストサイズ（ＭＢＲ）に関して特徴づけされる。
【０００７】
非指定ビットレート（ＵＢＲ）サービスカテゴリーは、トラフィックに関連したサービス保証を指定しないという点で、「最大努力（ベストエフォート）サービス」としばしばみなされる。従って、ＵＢＲサービスカテゴリーは、ファイル転送やＥメールのような従来のコンピュータ通信アプリケーションを含む非リアルタイムアプリケーションをサポートするように意図される。
使用可能なビットレート（ＡＢＲ）サービスカテゴリーは、フィードバックメカニズムの使用を介してトラフィックのレートを制御することにより使用可能な帯域巾をユーザに割り当てる。このフィードバックメカニズムは、トラフィックの混雑を制御又は回避しそして使用可能な帯域巾をより効率的に利用する努力においてセルの送信レートを変化させることができる。リソースマネージメント（ＲＭ）セルは、ソースにトラフィック情報を与えるために、ソースから行先へそしてソースへ返送されるデータセルの送信を先行させる。
【０００８】
上述した現在のＡＴＭサービスアーキテクチャーは、少なくとも概念的レベルにおいて、通信業界に直面した多数の問題に対する有用な解決策を与えると思われるが、現在定義されているＡＴＭは、現在考慮中の種々のＡＴＭ仕様書及び推奨勧告に規定された目的を満足するために、複雑なトラフィックマネージメント機構の実施を必要とする。ネットワークのトラフィック流を効率的に管理するために、従来のＡＴＭトラフィックマネージメント機構は、サービスクラスパラメータ、トラフィックパラメータ、サービスクオリティパラメータ等を含む膨大な数のトラフィック状態指示子を評価しなければならない。このようなパラメータ及び他のＡＴＭトラフィックマネージメント事項の概要リストが、「Ｂ−ＩＳＤＮにおけるトラフィック制御及び混雑制御（ＴｒａｆｆｉｃＣｏｎｔｒｏｌａｎｄＣｏｎｇｅｓｔｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌｉｎＢ−ＩＳＤＮ）」題するＩＴＵ−Ｔ推奨勧告Ｉ．３７１、及びテクニカル・コミッティ・オブ・ＡＴＭフォーラムから出版されたトラフィックマネージメント仕様書、第４．０版（ａｆ−ｔｍ−００５６．０００、１９９６年４月）に掲載されている。
【０００９】
従来のＡＴＭトラフィックマネージメント機構の複雑さにも関わらず、現在のＡＴＭ仕様書及び推奨勧告は、ネットワークのユーザが利用するサービスを正確且つ確実に課金する方法についてサービスプロバイダーのニーズに充分に対処していない。現在定義されているＡＴＭトラフィックマネージメント特性のほとんど又は全部を加味する課金機構が開発できたと仮定しても、このような機構は、必然的に複雑になり、そして高度に熟練したオペレータによる管理を通常必要とする。このような勘定機構をサポートするための高いオーバーヘッド及び保守コストは、おそらく、ネットワークプロバイダーの負担となり、結局は、ネットワークユーザの負担となるであろう。
【００１０】
例えば、コンピュータコミュニケーションズレビュー、ＵＳ、アソシエーション・フォア・コンピューティングマシナリ、ニューヨーク、第２５巻、第４号、１９９５年１０月１日、第４９−５８ページに掲載されたパルカー氏等のＡＴＭ：ＩＰをＡＴＭと一体化するための戦略（ＡＴＭ：ＡＳＴＲＡＲＥＧＹＦＯＲＩＮＴＥＧＲＡＴＩＮＧＩＰＷＩＴＨＡＴＭ）」と題する文献には、ＩＰ技術とＡＴＭ技術を合体するためのシステムが説明されている。しかしながら、パルカー氏等は、ＳＩＭＡを貴重なサービスとするサービスクオリティの原理を受け入れながら、ＳＩＭＡトラフィックをＡＴＭ接続に対していかにマルチプレクスするかについては述べていない。
Ｊ．ルーツ氏等の「簡単な一体化媒体アクセス（ＳＩＭＡ）の実施（Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｓｉｍｐｌｅｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｍｅｄｉａａｃｃｅｓｓ（ＳＩＭＡ））と題する論文、ブロードバンド・ネットワーキング・テクノロジー、ダラス、ＴＸ、ＵＳＡ、１９９７年１１月２−３日、第３２３３巻、第２９８−３０７ページ、ＸＰ００２１３６７２２、プロシーディングズ・オブ・ＳＰＩＥ−ザ・インターナショナル・ソサエティ・フォア・オプチカルエンジニアリング、１９９７年、ＳＰＩＥ−ｉｎｔ．Ｓｏｃ．Ｏｐｔ．Ｅｎｇ、ＵＳＡにおいて、著者は、「簡単な一体化媒体アクセス（ＳＩＭＡ）」サービスについて述べている。しかしながら、ルーツ氏等は、ＳＩＭＡを貴重なサービスとするサービスクオリティの原理を受け入れながら、ＳＩＭＡトラフィックをＡＴＭ接続に対していかにマルチプレクスするかについては述べていない。
【００１１】
本発明は、プライオリティベースのサービスクオリティを組み込んだネットワークサービスクラスに適用できる。このサービスクラスは、以下「簡単な一体的媒体アクセス（ＳＩＭＡ）」サービスクラスと称するが、これは、概念及びその実施が簡単で、しかも、リアルタイム及び非リアルタイムサービスを含む種々のネットワークサービスをサポートするためにサービスクオリティ要求に充分対処するネットワークマネージメントアーキテクチャーを与える。又、これは、ネットワークサービスの利用について勘定する簡単で且つ効果的な課金能力も実施する。
【００１２】
しかしながら、既存のネットワークインフラストラクチャーは、プライオリティベースのサービスクオリティを含むＳＩＭＡサービスクラスを使用するデータ送信を必ずしも考慮していない。例えば、ネットワークノードに存在する既存のＡＴＭスイッチは、ＳＩＭＡサービスクラスで実施されるパケットプライオリティ及び許容ノードプライオリティに基づいてデータトラフィックを管理するように構成されておらず、ＳＩＭＡサービスクラスに関連した利益が確認されない。
従って、通信業界では、ＳＩＭＡパケットを確認し、そしてＳＩＭＡサービスクラスにより与えられるトラフィック管理の原理を、ＡＴＭネットワークシステムのような従来型の非プライオリティベースのネットワークインフラストラクチャー内に考慮するネットワークマネージメント方法及びアーキテクチャーが要望される。本発明は、公知技術のこの欠点及び他の欠点の解決策を与えると共に、公知技術に勝る付加的な効果を発揮する。
【００１３】
【発明の開示】
本発明は、非ＳＩＭＡネットワークを経てＳＩＭＡ情報エレメントを通信するためのシステム及び方法に向けられる。本発明は、ＡＴＭスイッチのような従来のネットワークスイッチに関連して使用されて、ネットワークにＳＩＭＡトラフィックが含まれたことが、ＡＴＭスイッチに関する限り標準的なＡＴＭトラフィックとして確認されるようにすることができる。本発明は、ＳＩＭＡを貴重なサービスとするサービスクオリティの原理を受け入れながら、ＳＩＭＡトラフィックをＡＴＭ接続に対してマルチプレクシングできるようにする。
【００１４】
本発明の１つの実施形態によれば、第１サービスクオリティを有する第１データパケットを、第２サービスクオリティを有する第２データパケットを通信するように設計されたネットワークシステムを経て通信する方法が提供される。ネットワークシステムは、ネットワークスイッチを各々有する複数のネットワークノードを備えている。上記方法は、複数のネットワークスイッチ入力ポート各々からネットワークスイッチの専用出力ポートへ第１データパケットをスイッチングする段階を含む。専用出力ポートにおいて第１データパケットにネットワークノード混雑制御が適用され、第１データパケットをそれらの各サービスクオリティ受け入れ原理に基づいて選択的に受け入れるか又は破棄する。第１データパケットのうち、受け入れられたパケットは、共通の出力ポート行先を有する１つ以上の仮想経路へマルチプレクシングされ、そして仮想経路がネットワークスイッチの専用の入力ポートに入力される。専用の入力ポートにおける仮想経路は、共通の出力ポート行先により識別されたネットワークスイッチの出力ポート行先へスイッチングされる。
【００１５】
本発明の別の実施形態によれば、簡単な一体化媒体アクセス（ＳＩＭＡ）情報エレメントを、従来の非ＳＩＭＡネットワークシステムを経て通信する方法が提供される。非ＳＩＭＡネットワークシステムは、ネットワークスイッチを有する少なくとも１つのネットワークノードを備えている。上記方法は、ＳＩＭＡ情報エレメントをネットワークスイッチへ送信するためにネットワークスイッチの各入力ポートから少なくとも１つの仮想経路を指定する段階を含む。各入力ポートからの指定された仮想経路は、ネットワークスイッチの専用の出力ポートへスイッチングされる。予め定められたＳＩＭＡプライオリティ原理に基づいてＳＩＭＡ情報エレメントにネットワークノード混雑制御が適用される。専用の出力ポートにおいて各指定された仮想経路からの仮想チャンネルがマルチプレクシングされて、共通の出力ポート行先を有する仮想チャンネルが個別の仮想経路出力へと集合的に束ねられる。個別の仮想経路出力は、ネットワークスイッチの専用入力ポートへ与えられ、そして共通の出力ポート行先に基づいてネットワークスイッチの各出力ポートへスイッチングされる。
【００１６】
本発明の更に別の特徴によれば、ネットワークシステムの２つ以上のエンドユニット間にパケットベースのＳＩＭＡ及び非ＳＩＭＡ情報エレメントを通信することのできるネットワークシステムが提供される。このネットワークシステムは、情報エレメントアドレスに基づいてネットワークスイッチのスイッチ入力ポートとスイッチ出力ポートとの間でパケットベースの情報エレメントをマルチプレクシング及びルート指定するための非ＳＩＭＡネットワークスイッチを備えている。このネットワークスイッチは、ＳＩＭＡ情報エレメントを受信するためにネットワークスイッチを経て少なくとも１つの入力ポートに接続された専用の出力ポート、及びフィルタされたＳＩＭＡ情報エレメントを受信するための専用入力ポートを含む。ネットワークシステムは、更に、ＳＩＭＡ情報エレメントを受信するために専用の出力ポートに接続されると共に、フィルタされたＳＩＭＡ情報エレメントを専用の入力ポートに与えるために専用の入力ポートに接続されたスイッチ拡張モジュールを備えている。この拡張モジュールは、各々の受信されたＳＩＭＡ情報エレメントにＳＩＭＡ混雑マネージメント原理を適用することによりフィルタされたＳＩＭＡ情報エレメントを発生するためのパケットフィルタリングモジュールを含む。このようにして、ＳＩＭＡ情報エレメントは、非ＳＩＭＡネットワークスイッチを用いて繋ぎ目なくスイッチングすることができる。
【００１７】
【発明を実施するための最良の形態】
本発明の種々の実施形態を示す添付図面を参照して本発明を以下に詳細に説明する。本発明の範囲から逸脱せずに、他の実施形態も使用できるし、構造的及び機能的な変更もなされ得ることも理解されたい。
本発明は、従来のネットワークサービスシステムと「簡単な一体化媒体アクセス（ＳＩＭＡ）」ネットワークサービスシステムとを一体化するためのシステム及び方法に向けられる。ＳＩＭＡサービスモデルは、ＡＴＭの基本的な特性に、公称ビットレート即ちＮＢＲサービスと称する新規なサービス概念のコンテキスト内で定義された８つのプライオリティレベルを追加したものを組み込んでいる。一般に、ＮＢＲサービスは、異なる接続間でネットワーク容量を簡単且つ効率的に分割し、そしてこのような接続の利用に対してユーザに料金を課金する。インターネットのようなネットワーク又はネットワークグループは、本発明の原理を使用してＳＩＭＡネットワークと協働式に一体化することができる。
【００１８】
ＳＩＭＡサービスの典型的な実施は、２つの主たる要素、即ちアクセスノード及びコアネットワークノードを使用し、これらは、基本的に異なる機能的役割を果たす。例えば、ユーザ／ネットワークインターフェイスであるアクセスノードは、各接続のトラフィックを測定し、そしてソースの実際の瞬時ビットレート（ＭＢＲ）と、ソースに指定された公称ビットレート（ＮＢＲ）との比に基づいて、セル又はパケットのプライオリティを決定するというタスクを実行する。ＳＩＭＡコアネットワークノードは、ＳＩＭＡパケットを入力から出力へ送り、そしてパケットのプライオリティと、コアノードのバッファの占有レベルとに基づいてパケットを破棄する。それ故、コアノードは、個々の接続の特性に関して何も知る必要がない。
ＳＩＭＡネットワークの実現性及び利益は、本発明の譲受人に譲渡された１９９７年３月２０日出願の「公称ビットレートネットワークサービス（ＮｏｍｉｎａｌＢｉｔＲａｔｅＮｅｔｗｏｒｋＳｅｒｖｉｃｅ）」と題する出願中の米国特許出願０８／８２１，２７３号に開示されたようにそして以下に述べるように決定することができる。
【００１９】
本発明の原理により実施されるネットワークは、ＳＩＭＡネットワークをＡＴＭネットワークスイッチのような従来型の非変更のネットワークスイッチと一体化できるようにする。ＳＩＭＡトラフィックを搬送するＡＴＭ接続は、マルチプレクスすることができ、そしてＡＴＭセルは、ＳＩＭＡのプライオリティ原理に基づいて破棄される。本発明によるＳＩＭＡ一体化方法及びシステムは、多数の異なる従来型ネットワークスイッチングシステムに適用できるが、本発明によりＡＴＭスイッチに関連して使用されるＡＴＭ　ＳＩＭＡ拡張装置（ＡＳＥ）が示された添付図面を参照して本発明の原理が最も良く理解されよう。
ＡＴＭ／ＳＩＭＡ協働ネットワークを理解するために、先ず、ＳＩＭＡ公称ビットレート（ＮＢＲ）概念について説明する。図１には、ＮＢＲサービス接続を経てユーザ／ネットワークインターフェイスとネットワークとの間に情報を送信するための一般的な方法が示されている。最初に、ユーザは、ネットワークオペレータと公称ビットレートをネゴシエーションし又はそれを選択し（４０）、これは、接続を確立するとき又はその前に行うことができる。１つの実施形態では、ユーザは、希望のＮＢＲを要求することをネットワークオペレータに通知し、そしてその要求された接続帯域巾がユーザに割り当てられる。ネットワークオペレータは、この実施形態では、ＮＢＲ接続を確立又は解除する前にコアネットワークノードに存在する現在ネットワーク負荷状態を分析するタスクを行う必要がない。別の実施形態では、ネットワークオペレータは、ＮＢＲ接続を確立又は解除する前にネットワーク負荷状態を決定するタスクを実行するが、このタスクは、必ずしも、ＮＢＲサービスをサポートする適切な大きさのネットワークで行われなくてもよい。
【００２０】
特定のアプリケーションに基づいて、ユーザは、リアルタイム又は非リアルタイムネットワーク接続を選択する（４２）。他のセルに対する当該セルの重要性又は緊急性を指示する各セルのプライオリティレベル（ＰＬ）を決定するプロセスは、ＵＮＩにおける選択されたリアルタイム又は非リアルタイム接続の実際の又は測定ビットレート（ＭＢＲ）を測定することを含む（４４）。各セルのプライオリティレベルは、ＵＮＩにおいて決定される（４６）。本発明の１つの実施形態では、ＭＢＲとＮＢＲの比を使用して、ＰＬが決定される（４６）。
ＵＮＩにおいて各セルのプライオリティレベルを計算した後に、セルは、ネットワーク、例えば、ネットワークのノードに送信される（４８）。ネットワークノードは、ＵＮＩから送信されたセルが到着した際に、セルフィルタリングプロセスを実行し、これにより、ノードは、特定のセルを受け入れるか破棄するかを決定する。セルフィルタリングプロセスは、ネットワークノードの１つ以上のバッファ又はメモリの状態を決定し（５０）、バッファ又はメモリの占有レベルを決定する。ノードは、セルのプライオリティレベル及びノードバッファの状態に基づいてセルを受け入れるか又は破棄する（５２）。ノードにおいて決定されたフィルタリング基準を満足するセルは、受け入れられ、バッファされ、そして最終的に、接続に対して予想されるサービスクオリティに一致するやり方でネットワーク内の別のノード又は別のネットワークに送信される（５４）。
【００２１】
図２にブロック図形態で示された実施形態については、ＵＮＩ２４を使用してネットワーク３０と通信するユーザ２０が示されている。ユーザ２０は、ネットワークオペレータ２２と公称ビットレートについてネゴシエーションする。ネットワークオペレータ２２は、他のユーザ２０とネゴシエーションされたＮＢＲや、ネットワークの他のユーザに関連した異なる接続の数及び特性を含む多数のファクタ、並びにネットワーク容量及びトラフィック流に影響する他のファクタに基づいて、ユーザのＮＢＲ要求を評価する。原理的に、ＮＢＲは、ゼロでよく、この場合、ＵＮＩ２４を経て通信される全てのセルには、ネットワーク３０内で最低のプライオリティが与えられる。又、ＮＢＲの値は、ＵＮＩ２４における送信容量より大きくてもよい。例えば、ＮＢＲの値が送信容量よりも著しく大きい場合には、ＵＮＩ２４から送信される全てのセルに、ネットワーク３０内で最高のプライオリティが与えられる。ここで定義するセルの優先順位レベルは、ＮＢＲサービス概念を包含するネットワーク又は多数のネットワーク内で意味をもつことに注意されたい。例えば、ネットワーク／ネットワークインターフェイス（ＮＮＩ）を使用することによりＮＢＲサービスを提供するネットワークを越えて進行するセルは、このような他のネットワークに使用されるトラフィックマネージメント戦略に基づいて処理される。
【００２２】
保証されたサービスクオリティを与えるように設計された従来のネットワークサービスとは対照的に、ネットワークオペレータ２２は、ユーザネゴシエーションされたＮＢＲが連続的に使用できることを保証しない。しかしながら、適切に大きさ決めされたネットワークは、確立されたＮＢＲの使用を保証しないが実質的にそれを確保するに充分な帯域巾を与えねばならない。同等のＮＢＲと共にデータを送信する全てのユーザは、ほぼ同じサービスクオリティに遭遇することに注意されたい。
ネットワークオペレータ２２とのＮＢＲが確立されると、ユーザ２０は、ネットワーク３０を経て所望の行先３６へ情報を通信することが許される。測定ユニット２６は、ＵＮＩ２４とネットワーク３０との間に通信される各セルの実際の又は瞬時のビットレート（即ちＭＢＲ）を測定する。セルがＵＮＩ２４から離れる前に、プライオリティレベル計算ユニット２８は、ネゴシエーションされたＮＢＲ及びＭＢＲを使用してセルのプライオリティを決定する。１つの実施形態によれば、８つのプライオリティレベルの１つが所与のセルに帰属する。プライオリティレベル計算ユニット２８は、ＭＢＲとＮＢＲとの比を計算することにより特定セルのプライオリティレベルを決定する。計算ユニット２８により決定されたプライオリティレベルがセルに指定され、セルは、次いで、ＵＮＩ２４からネットワーク３０へ送信される。
【００２３】
ＵＮＩ２４は、プライオリティレベル情報を含むセルをネットワーク３０のノード、例えば、ノード_Ａ３２へ送信する。このノード_Ａ３２は、セルのプライオリティレベル及びノード_Ａ３２のバッファ容量に基づいてＵＮＩ２４から受信したセルを受け入れるか又は破棄する。一般に、ノード_Ａ３２のバッファ又はメモリの占有度が増加する（即ちいっぱいになってくる）につれて、低いプライオリティ（即ち高いプライオリティレベル値）を有するセルは、高いプライオリティ（即ち低いプライオリティレベル値）を有するセルを受け入れるために破棄される。ノード_Ａ３２のバッファの占有度レベルが減少する（即ちいっぱいでなくなってくる）につれて、ノード_Ａ３２は、低いプライオリティ（即ち高いプライオリティレベル値）のセルを受け入れる方向に向かって次第に寛容となる。ノード_Ａ３２にバッファされたセルは、その後、ネットワーク３０の別のノード、例えば、ノード_Ｂ３４、又は他のネットワークへ送信され、そして結局は、最終行先３６へ送信される。
【００２４】
説明上使用される例示的ネットワーク３０は、２つの中間ノード３２及び３４を有するネットワークとして示されている。これらのノードは、ルーター、スイッチ及びマルチプレクサのようなネットワークデータ通信要素を表わす。しかしながら、当業者に明らかなように、本発明は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）からインターネットのような増殖的グローバルエリアネットワーク（ＧＡＮ）に至るネットワークに使用されるマルチポイント、スター、リング、ループ及びメッシュネットワークトポロジーのような種々のマルチノードネットワーク構造体においても同様に実施できる。
図３ないし５は、ＮＢＲサービス方法の１つの実施形態に基づいてセルをスケジューリングしそしてバッファリングするための手順を示す。先ず、図３を参照すれば、ユーザは、ネットワークオペレータとのＮＢＲを確立する（６０）。最初に、サービスクラスをデフォールト設定として非リアルタイム（ｎｒｔ）サービスクラスに設定する（６２）のが望ましいが、必要とはされない。特定の用途に基づき、ユーザは、リアルタイム（ｒｔ）サービスクラスを要求し（６４）、これは、ユーザにより直接設定されるか、或いは通常はユーザアプリケーション又は通信ソフトウェアによって設定される。ユーザがリアルタイム接続を要求する場合には、ユーザのＵＮＩから送信される各セルは、セルのペイロードがリアルタイム情報を含むことを指示するようにセルヘッダのサービスクラスビットをセットする（７０）。本発明のＮＢＲ概念に基づいて実施されるネットワークの環境内では、リアルタイムサービスクラス接続は、特定のセル転送遅延（ＣＴＤ）及びセル遅延変化（ＣＤＶ）パラメータを指定する必要なく、実質上いかなるリアルタイムアプリケーションもサポートすることが予想される。従って、セルヘッダのＣＴＤ及びＣＤＶビットを適当な値にセットして接続のリアルタイムサービス要求を受け入れるための従来の手順は、完全に回避される。
【００２５】
ユーザがリアルタイムサービス接続を要求しない場合には、デフォールトの非リアルタイムサービスクラス状態が作動状態に保たれる。従って、各セルヘッダのｒｔ／ｎｒｔサービスクラスビットは、セルのペイロードが非リアルタイム情報を含むことを指示するようにセットされる（６６）。ここに開示するＮＢＲサービスは、従来のＡＴＭトラフィックマネージメント解決策に使用されるセルロスプライオリティ（ＣＬＰ）機構を使用しないことに注意されたい。従って、セルヘッダのＣＬＰビットは、リアルタイムペイロードと非リアルタイムペイロードとの間を区別するのに使用できる。
上記実施形態において、接続を経て送信される各セルは、例えば、セルヘッダのｒｔ／ｎｒｔサービスクラスビットを適当にセットすることにより、リアルタイムセル又は非リアルタイムセルとして指定される。別の実施形態では、ユーザの要求に基づき、接続をリアルタイム又は非リアルタイムのいずれかの接続として指定することができ、そしてこのような接続を経て通信されるセルにはリアルタイム又は非リアルタイム状態が個々に指定される必要がない。例えば、所与の接続に対する各ノードは、そのノードにセルが到着した際にテーブルルックアップ手順を実行して、セルがリアルタイム接続に関連するか非リアルタイム接続に関連するかを決定することができる。従って、この実施形態によれば、セルヘッダビットは、リアルタイムセルと非リアルタイムセルとを区別するために指定される必要はない。
【００２６】
ｒｔ／ｎｒｔサービスクラスヘッダビットが上記のようにセットされた後に、ＵＮＩとネットワークとの間に送信されるべき特定セルの実際のビットレートが測定される（７４）。実際には、実際のビットレートが時間と共に著しい変化を受けるので、ＵＮＩの測定ユニットは、平均化測定原理を使用して、実際の即ち瞬間的なビットレートＭＢＲ_ｉを決定する。
一般に、ＵＮＩは、特定の接続（例えば、リアルタイム接続又は非リアルタイム接続）に適した巾を有する測定周期内で接続の実際の即ち瞬間的なビットレートを近似することにより、セル_ｉのようなセルの実際のビットレートを測定する（７４）。本発明は、瞬時ビットレートＭＢＲ_ｉの測定値を与える。
【００２７】
ｉ番目のセルの測定ビットレートＭＢＲ_ｉが決定されると（７４）、その測定ビットレートＭＢＲ_ｉ及び公称ビットレートＮＢＲを用いてｉ番目のセルのプライオリティレベルが計算される。１つの実施形態によれば、８つのプライオリティレベルを使用するセルプライオリティ決め機構を用いてセルを他のセルと区別できると仮定する。８つのプライオリティレベルのどれが特定のセルに帰属するかを指示するために、各セルは、この目的に３ビットを割り当てる。
現在のＡＴＭ仕様によれば、ＡＴＭセルは、５オクテットヘッダ及び４８オクテットペイロードより成る固定サイズフレームを有する送信単位として指定される。セルプライオリティレベルを指定する目的でセルヘッダに３ビットを割り当てる必要があることは、現在定義されているＡＴＭヘッダビットの使用を必要とすることが明らかである。例えば、全部で４ビットより成る現在の「一般的流れ制御（ＧＦＣ）」フィールドを使用することができる。この場合、３ビットは、セルプライオリティレベルを指定するために割り当てられ、そして１ビットは、ｒｔ／ｎｒｔサービスクラスビットとして指定される。別の実施形態によれば、５オクテットヘッダＡＴＭ仕様から離れることにより８つのプライオリティレベルの１つ及びｒｔ／ｎｒｔサービスクラスを指示する目的で他のヘッダビットを割り当てることもできる。
【００２８】
従って、他のヘッダビットは、セルプライオリティレベル及びサービスクラス指定を表わすように再定義することができる。或いは又、セルプライオリティレベル及び／又はサービスクラスを指定するのに必要な１つ以上のビットが、現在定義されているＡＴＭセルヘッダの外部に置かれてもよい。既存のＡＴＭセルヘッダ定義に対して僅かな変更を行う必要性は、本発明のＮＢＲサービス機構を使用することにより与えられる実質的な効果、例えば、ネットワークトラフィックマネージメントオーバーヘッド及び複雑さの顕著な減少、によって大幅に相殺される。
プライオリティレベルの数は、８より少なくてもよいし８より多くてもよいことを理解されたい。例えば、セルプライオリティレベルを指示する目的で４つのセルヘッダビットが割り当てられると仮定すれば、２^４（即ち２^{ｎ−ｂｉｔ}）、即ち１６個のプライオリティレベルが定義される。ＮＢＲサービスの環境内でプライオリティレベルの数を増加すると、ネットワークオペレータは、ネットワークトラフィックを管理するときに特定接続の帯域巾に対して微調整を行うことができる。この微細レベルのトラフィック制御に対する費用は、非常に多数のプライオリティレベルを分析するのに必要な付加的なセルヘッダビット（１つ又は複数）についてのものである。
【００２９】
プライオリティレベル計算ユニットは、セル_ｉのような各セルのプライオリティレベルを決定する（７６）。本発明の１つの実施形態によれば、そしてｉ番目のセルがネットワークに送信されるときに測定されたビットレートがＭＢＲ_ｉであると仮定すれば、セル_ｉのプライオリティレベル（ＰＬ_ｉ）は、次の式を用いて計算することができる。
【数１】

【００３０】
上記式（１）の適用により、接続がそのネゴシエーションされたＮＢＲ値以上のネットワーク容量を使用している場合には、セル_ｉのプライオリティレベルが少なくとも４であることが明らかである。更に、ＵＮＩにおける瞬時ビットレートがＮＢＲのネゴシエーションされた値未満である場合には、ＰＬがせいぜい４であることが明らかである。従って、本発明のこの実施形態に基づくプライオリティレベル機構は、接続に使用される相対的な容量を２のステップで調整することができる。上記式（１）から、１００ｋビット／ｓのＮＢＲの場合、５６６ｋビット／ｓより高いＭＢＲは、７のＰＬを生じ、そして８．８ｋビット／ｓより小さいＭＢＲは、０のＰＬを生じることが明らかである。
セルヘッダに割り当てられる３つのプライオリティレベルビットは、ＵＮＩから転送される各ＡＴＭセルに対してセットされる（７８）。次いで、ＡＴＭセルは、セルヘッダに与えられたノードアドレス情報により識別されるターゲットネットワークノード_ｊに送信される（８０）。
【００３１】
ユーザが接続のサービスクオリティに満足しない場合には、ユーザは、少なくとも３つの選択肢の間を選択できることに注意されたい。第１に、ユーザは、平均ビットレートを不変に保つが、トラフィックプロセスの変化を減少するように選択することができる。第２に、ユーザは、平均ビットレートを減少するか又は公称ビットレートを増加するように選択することができる。しかしながら、ＮＢＲを増加すると、一般に、より高い速度の接続のためにコストの付随的な増加を生じる。最終的に、ユーザは、ネットワークオペレータを切り換えてもよい。
図４には、本発明の１つの実施形態によりＵＮＩから受信したプライオリティレベル情報を含むセルをネットワークノードが処理する一般的な方法がフローチャートの形態で示されている。図５は、図４に示す方法を実施するのに使用されるネットワークノードの種々の要素の実施形態を示す。セル_ｉのようなセルが、ＵＮＩにおいて処理されており、そして上述したように導出されたプライオリティレベル情報を含むものと仮定する。
【００３２】
セル_ｉは、ＵＮＩからネットワークノードへ送信され、そしてノードのフィルタ８８において受信される。メモリマネージャー８９は、メモリ９０の状態をチェックし（８１）、メモリ９０の占有度を決定する。メモリマネージャー８９は、メモリ９０の占有状態に基づいて許容プライオリティレベル（ＰＬ_ａ）を決定する（８２）。一般に、メモリマネージャー８９は、メモリ９０の占有レベルが高い（即ち使用可能なメモリ位置が僅かしかない）ときには、低い許容プライオリティ「レベル」、例えば、ＰＬ_ａ＝０又は２に換算される高い許容プライオリティを確立する。メモリマネージャー８９が、メモリ９０が新たなセルを受信するに充分な容量を有すると決定したときには、メモリマネージャー８９は、高い許容プライオリティ「レベル」、例えば、ＰＬ_ａ＝６又は７に換算される低い許容プライオリティを確立する。或いは、当業者に明らかなように、ＰＬ_ａの計算は、バッファの占有度ではなく、非占有バッファ容量に基づいて行うこともできる。
【００３３】
セル_ｉのプライオリティレベルが許容プライオリティレベルよりも高いことがメモリマネージャー８９により決定された場合には（８９）、フィルタ８８がセル_ｉを破棄する（８４）。一方、セル_ｉのプライオリティレベルが許容プライオリティレベルＰＬ_ａ以下である場合には、フィルタ８８がセル_ｉを受け入れる（８５）。メモリマネージャー８９は、メモリ９０へのセル_ｉの転送８６を整合し、そしてメモリマネージャー８９に接続されたインデックステーブル９１を、新たに受け入れられたセル_ｉに対する新たなインデックステーブルエントリーを含むように更新する（８７）。１つの実施形態においては、インデックステーブル９１は、メモリ９０における受け入れられたセル_ｉの位置を記憶すると共に、セル_ｉがリアルタイムセルであるか非リアルタイムセルであるかを指定するセル形式指示子も記憶する。従って、メモリ９０は、リアルタイム及び非リアルタイムの両セルを記憶することができる。
【００３４】
メモリマネージャー８９は、インデックステーブル９１とあいまって、非リアルタイムセルよりもリアルタイムセルに優先順位を与えることによりメモリ９０からメモリ９０の出力へのセル転送動作を管理する。例えば、メモリマネージャー８９は、メモリ９０に記憶されたｒｔセル及びｎｒｔセルの両方の存在を決定した際に、いずれのｎｒｔセルも転送する前に、全てのｒｔセルをメモリ９０の出力へ転送する。
図６に示すように、メモリマネージャー８９は、リアルタイムバッファ（ｒｔバッファ）９３及び非リアルタイムバッファ（ｎｒｔバッファ）９４の状態を決定することができる。メモリマネージャー８９は、上記と同様のやり方で、ｒｔバッファ９３及びｎｒｔバッファ９４の状態に基づいてフィルタ８８の許容プライオリティレベルＰＬ_ａを決定する。セル_ｉのプライオリティレベルが許容プライオリティレベルＰＬ_ａより高い場合には、フィルタ８８は、セル_ｉを破棄する。一方、セル_ｉのプライオリティレベルが許容プライオリティレベルＰＬ_ａ以下である場合には、セル_ｉが受け入れられる。
【００３５】
ネットワークノードは、個々のセルではなくセルのパケットに基づいてフィルタ機能を実行するバッファフィルタリング構成を適用することができる。例えば、上述したフィルタリング手順は、各パケットの第１セルに適用することができる。第１セルがノードによって破棄される場合には、第１セルに続くパケットの全てのセルも破棄される。しかしながら、パケットの第１セルが受け入れられた場合には、そのパケットに属する他の全セルのプライオリティが、例えば、プライオリティレベルをＰＬ＝５からＰＬ＝３へ変更することにより高められる。例えば、ＰＬ＝４からＰＬ＝３への１つのプライオリティレベルの利得でも、非常に僅かな部分的送信パケットしか存在しないよう確保するのに充分であると考えられる。
【００３６】
セル形式検出器９２は、フィルタ８８から受け入れられたセル即ちセル_ｉを受け取り、そしてそのセル_ｉがｒｔセルであるかｎｒｔセルであるかを決定する。上述したように、セル_ｉのヘッダは、セル_ｉがｒｔセルであるかｎｒｔセルであるかを指示するＣＬＰビットのようなヘッダビットを含む。セル形式検出器９２は、セル_ｉのサービスクラス形式を決定した際に、セル_ｉをｒｔバッファ９３又はｎｒｔバッファ９４のいずれかに転送する。図４及び５を参照して既に述べたのと同じやり方で、メモリマネージャー８９は、ｒｔバッファ９３及びｎｒｔバッファ９４から各々送られるｒｔセル及びｎｒｔセルの出力を整合して、ｒｔセルに優先順位を与える。
【００３７】
ネットワークの拡張性及びトラフィックの制御性を向上する目的で、ネットワークの各ユーザが最大ＮＢＲを購入するよう要求することが望まれる。最大ＮＢＲ値は、実質的に一定のままであると意図される。更に、各ユーザが、選択された最大ＮＢＲ以下でなければならない適当な瞬時ＮＢＲを選択するよう要求することも望まれる。適当な瞬時ＮＢＲの選択は、一般に、サービスの価格とクオリティとの間の妥協を伴う。ユーザにより検出されるサービスクオリティは、３つのパラメータ、即ちＮＢＲ、平均ビットレート及びトラフィック変化量によって大きく左右される。ユーザは、これらのどのパラメータも変更できるが、ネットワークがセル送信の始めに知る必要のある情報は、ＮＢＲと、接続のサービスクラス（リアルタイム又は非リアルタイム）だけである。
【００３８】
ＮＢＲ及び従来のＡＴＭサービスの両方を与えるＳＩＭＡサービスは、ネットワークオペレータが従来の各ＡＴＭ接続又はおそらく各仮想経路に対してＵＰＣ装置を専用のものとすることを必要とする。従来のＡＴＭサービス接続を用いて送信される全てのセルは、ＰＬ＝０の最大プライオリティ及びリアルタイム（ｒｔ）サービスクラス呼称で示される。この解決策によれば、通常のＡＴＭサービスを保証された帯域巾及びサービスクオリティで使用する接続に対しゼロのプライオリティレベルが指定される。従って、上記プライオリティ決定式（１）は、

従来のＡＴＭ技術におそらく適合しない点は、セルのプライオリティを決定するために各ＡＴＭセルに対して３ビットを必要とするか、又はセルヘッダに現在セルロスプライオリティＣＬＰビットが使用される場合に２ビットを必要とすることである。更に、リアルタイム接続と非リアルタイム接続との間を区別するのに１ビットが必要である。ｒｔ／ｎｒｔサービスビットが各セルに含まれてもよいが、そうでなくてもよい。全部で４つのビットを構成する現在の「一般的流れ制御（ＧＦＣ）」フィールドを使用することもできる。この場合に、セルプライオリティレベルを指定するのに３つのビットが割り当てられ、そして１つのビットがｒｔ／ｎｒｔサービスクラスビットとして指定される。
【００３９】
上述したようなＳＩＭＡネットワークの進歩は、ＳＩＭＡ特徴をサポートしない他のネットワーク形式との共存及び協働を必須とする。より詳細には、既存のインフラストラクチャーを考慮すれば、ＳＩＭＡ原理で動作しないネットワークを横切ってＳＩＭＡトラフィックを搬送する方法が効果的である。本発明は、これらの問題に向けられ、ＡＴＭ技術に関連して以下に説明する。ＡＴＭは、ＳＩＭＡネットワークに使用されるべき適当な候補である。というのは、ＡＴＭは、現在、バックボーンネットワーク技術に対して一般的に選択される位置にあるからである。
ＳＩＭＡパケットは、ＡＴＭネットワークにおいて１つ以上のＡＴＭセルを用いて送信することができる。それ故、ＳＩＭＡをサポートするＩＰ又はＡＴＭネットワークは、そのＳＩＭＡパケット（又はセル）を、ＳＩＭＡをサポートしない従来のＡＴＭネットワークを横切って搬送しなければならない。ＡＴＭネットワークは、ＳＩＭＡネットワークにより、ＳＩＭＡネットワーク間のリンク又はチャンネルとして厳密にみられ、従って、ＡＴＭネットワークは、ＳＩＭＡネットワークにより単にＳＩＭＡ要素間のリンクのグループとしてみられる。しかしながら、このような構成は、ＳＩＭＡマルチプレクシング機能にロスを招く。これらのＡＴＭ接続は、全てのＳＩＭＡトラフィックを搬送するに充分な指定容量を有していなければならず、これは、他の目的のために解除できない未使用のＡＴＭ搬送容量（ＳＩＭＡ接続に対して指定された）を生じることになる。或いは又、非常に僅かな容量しか指定されずそしてＡＴＭスイッチバッファが完全に占有された場合には、ＡＴＭスイッチは、指定のＳＩＭＡプライオリティに関わりなく、ＳＩＭＡパケット（ＡＴＭセルにおいて搬送される）をドロップしてしまう。この構成を使用すると、ＳＩＭＡサービスレベルを区別することができず、種々のサービスレベル及びそれに対応するプライオリティレベルを与えるという目的が阻止されることになる。
【００４０】
別の解決策は、ＳＩＭＡを完全にサポートするようＡＴＭネットワークを変更することである。それ故、ＳＩＭＡ技術に基づくＡＴＭスイッチは、当然、ＳＩＭＡコアネットワークノードの全ての機能を特徴にもつことになる。しかしながら、これにも欠点がある。１つの重大な障害は、既存のＡＴＭスイッチを、ＳＩＭＡをサポートする新規なＡＴＭスイッチに交換する必要があることである。このような変換に伴う時間と経費は、この選択肢を望ましくないものにする。
図７は、ＡＴＭネットワークがＳＩＭＡマルチプレクシングをサポートする本発明によるネットワーク構成体１００を示す。この解決策は、既存の従来のＡＴＭネットワーク１０２の要素を使用し、そして１つ以上のＳＩＭＡネットワーク１０４からのＳＩＭＡセルをマルチプレクシングするための付加的な機能的サポートを与える。本発明の一実施形態では、この付加的なサポートは、ＳＩＭＡトラフィックを搬送する既存のＡＴＭスイッチ接続をマルチプレクシングできるようにするＡＴＭ　ＳＩＭＡ拡張装置（ＡＳＥ）１０６によりＡＴＭネットワークに対して与えられる。これは、潜在的に浪費される帯域巾を減少し、そしてＳＩＭＡプライオリティ原理をＡＴＭネットワークにおいて実現可能にする。本発明の顕著な利益は、元々のＡＴＭスイッチに対して変更が必要とされないことである。
【００４１】
図８は、本発明によるＳＩＭＡ拡張装置１１０の一実施形態を示すブロック図である。図８の例において、ＳＩＭＡ拡張装置１１０は、従来のＡＴＭスイッチ１１２に関連して使用されるＡＴＭ　ＳＩＭＡ拡張装置（ＡＳＥ）である。ＡＳＥ１１０は、従来のＡＴＭスイッチ１１２の各々に付随するネットワーク装置又は機能を含む。物理的に、ＡＳＥ１１０は、独立した装置でもよいし、又はＡＴＭスイッチ１１２と一体的であってもよい。ＡＴＭスイッチ１１２は、特定のＳＩＭＡ特徴をもたない従来型スイッチでよい。
ＡＴＭスイッチ１１２の変更は必要とされないが、ネットワーク制御平面１１４がＡＳＥの使用をサポートしなければならない。当業者に明らかなように、制御平面１１４は、仮想接続に関連した全ての機能並びにアドレス及びルート指定動作を取り扱う。制御平面は、ユーザ平面に代わってある形式の接続、例えば、スイッチ型仮想接続（ＳＶＣ）及び永久的仮想接続（ＰＶＣ）をサポートする手段を形成し、この接続は、ポイント−ポイント、ポイント−マルチポイント、マルチポイント−ポイント、又はマルチポイント−マルチポイントの仮想経路であるか、或いは仮想回路接続である。
【００４２】
図８に示すようにＡＳＥ１１０を組み込んだシステムでは、ＳＩＭＡトラフィックを搬送するＡＴＭセルは、ＡＴＭセルによって部分的に又は完全に搬送されるＳＩＭＡパケットのプライオリティレベルに対応するＡＴＭプライオリティレベルを有するとみなすことができる。本発明によれば、このようなＡＴＭセルの異なるプライオリティレベルを分離することのできる多数の方法が考えられる。先ず、ＡＴＭセルのヘッダにおける未使用のビット（ＧＦＣのような）を使用して、プライオリティレベルを指示することができる。別のやり方は、ＡＴＭセルの仮想経路識別子（ＶＰＩ）又は仮想チャンネル識別子（ＶＣＩ）を使用して、プライオリティレベルを区別することである。従って、ある仮想経路及び／又は仮想チャンネルが特定のプライオリティレベルに対して指定される。例えば、ＶＰＩフィールドの最後の３ビットをプライオリティに使用することができる。残りのＶＰＩビットは、セルの通常のルート指定及びスイッチングに指定することができる。
【００４３】
図８のＡＴＭ　ＳＩＭＡ拡張装置１１０は、ＡＴＭスイッチ１１２に入るＳＩＭＡトラフィックをＡＳＥ１１０へスイッチングして、ＳＩＭＡ原理に基づいてＡＴＭセルのマルチプレクシングを実行できるようにする。ＳＩＭＡトラフィックを搬送しそして入力ポート１１６、１１７に入るＡＴＭセルは、ＡＳＥ１１０へルート指定されるべく１つ以上の専用の出力ポート１１８へルート指定される。以下に詳細に述べるように、ＡＳＥ１１０内のバッファ作用は、ＡＴＭスイッチ１１２の出力ポートの混雑状態のもとでプライオリティの低いセルが破棄されるようにＳＩＭＡプライオリティ原理を適用することができる。次いで、ＡＳＥ１１０は、マルチプレクスされたＡＴＭセルを、専用の入力ポート１２０を経てＡＴＭスイッチ１２０へ返送し、ＡＴＭスイッチ１１２の適当な出力ポート１２２、１２３へスイッチングする。ＡＴＭスイッチ１１２の観点から、スイッチ１１２とＡＳＥ１１０との間の接続は、他の接続と相違しない。ＡＳＥ１１０は、スイッチ１１２の１つ以上の入力ポート及び１つ以上の出力ポートを使用して、ＡＴＭスイッチ１１２に接続されてもよいことに注意されたい。
【００４４】
図９は、本発明によるＡＴＭ　ＳＩＭＡ拡張装置１１０の実施例を示す。図８及び９の同じ参照番号は、対応する部分を示す。この例の目的として、ＡＴＭセルヘッダのＧＦＣビットを使用して、ＡＴＭセルにより搬送されるＳＩＭＡパケットのＳＩＭＡプライオリティを指示するものと仮定する。この例では、各物理的なＡＴＭリンク即ちＡＴＭスイッチ１１２の「ポート」１１６、１１７、１２２、１２３は、ＳＩＭＡトラフィックを搬送するために指定された少なくとも１つの仮想経路（ＶＰ）を有する。ＡＴＭスイッチ間の全てのリンクにおいてＳＩＭＡトラフィックに対して１００の仮想経路識別子（ＶＰＩ）が使用されると仮定する。ここに示すＶＰＩ値は、一例に過ぎず、一般的には、いかなるＶＰＩ値でも使用できることを理解されたい。
【００４５】
到来する各仮想経路とグループ編成されるのは、所与のＳＩＭＡネットワーク間の接続に使用される１つ以上の仮想チャンネル（ＶＣ）である。ＡＴＭ技術の当業者に知られたように、送信経路は１つ以上の仮想経路を含み、一方、各仮想経路は１つ以上の仮想チャンネルを含む。種々の送信経路は、種々のノード間の物理的接続を定義し、一方、仮想経路は、ノード間のこれら物理的接続を横切るように取り得る種々のルートを定義する。仮想チャンネルは、所与の「ルート」又は仮想経路上に存在する種々のチャンネル接続を表わす。仮想経路接続（ＶＰＣ）は、ＶＰＩ値のみに基づいてスイッチされ、一方、仮想チャンネル接続（ＶＣＣ）は、ＶＰＩ及びＶＣＩの合成値に基づいてスイッチされる。
図９を再び参照すれば、ライン１２６を経てポート１　１１６に入る仮想経路ＶＰＩ＝１００は、ポート３　１２２を行先とするある仮想チャンネル、及びポート４　１２３を行先とする他の仮想チャンネルを含むことができる。同様に、ライン１２８を経てポート２　１１７に入る仮想経路ＶＰＩ＝１００は、ポート３　１２２を行先とするある仮想チャンネル、及びポート４　１２３を行先とする他の仮想チャンネルを含むことができる。ＡＴＭスイッチ１１２は、ポート１１６及び１１７における２つの到来する仮想経路を、ＡＳＥ１１０に接続された出力ポート１１８へスイッチングする。便宜上及び明瞭化のために、この例では、ＡＴＭスイッチ１１２とＡＳＥ１００との間のＶＰＩは、それに対応するソース及び行先ポート番号（ポート１からのＶＰＩ＝１等）に等しくセットされる。
【００４６】
ＡＳＥ１００の入力は、ＡＴＭスイッチ１１２の各入力ポートからの仮想経路により専用のＳＩＭＡ出力ポート１１８を経て供給される。次いで、ＡＳＥ１１０は、ＳＩＭＡトラフィックを搬送する仮想チャンネルをマルチプレクシングする。例えば、ポート３　１２２に向けられて、ＡＴＭスイッチ１１２によりポート１　１１６又はポート２　１１７に受信される全ての仮想チャンネルは、仮想経路識別子が専用のＳＩＭＡ入力ポート１２０へのＡＳＥ１１０の出力においてＶＰＩ＝３となるようにＡＳＥ１１０によりマルチプレクスされる。それ故、ＡＳＥ１１０の出力ポートは、ＡＴＭスイッチ１１２の使用可能な各出力ポートに対して１つの仮想経路を含む。次いで、ＡＴＭスイッチ１１２は、仮想経路をＡＳＥ１１０からそれらの適切な出力ポートへスイッチすることができる。専用のＳＩＭＡ入力ポート１２０から出力ポート１２２，１２３へのＡＴＭ仮想経路は、再び、１００のＶＰＩを有する。
【００４７】
図１０は、本発明によるＳＩＭＡ拡張装置２００の一実施形態を示す。このＳＩＭＡ拡張装置２００は、ＡＴＭ　ＳＩＭＡ拡張装置（ＡＳＥ）でもよいし、又は他の経路／チャンネル指向のネットワーク技術に関連したものでもよい。説明上、ＳＩＭＡ拡張装置２００は、ＡＴＭ　ＳＩＭＡ拡張装置に関して説明する。
ＡＴＭスイッチの入力ポートから発生する仮想経路（ＶＰ）２０２は、専用のＡＴＭスイッチ出力へスイッチングされ、そしてＡＳＥ２００の入力２０４へルート指定される。これらのＶＰ２０２は、ディストリビュータユニット（ＤＵ）２０６に入力される。ＤＵ２０６の主たる目的は、ネットワーク制御データにより与えられる情報に基づいて仮想チャンネルを分配することである。仮想チャンネルは、ネットワーク制御平面から到来してネットワーク制御データを与えるルート情報に基づいて構成される。ＡＴＭスイッチの各出力ポートに対してスケジューリング・バッファリングユニット（ＳＢＵ）が存在する。これらのＳＢＵが図１０にＳＢＵ２０８、２１０ないし２１２として示されている。ディストリビュータユニット２０６は、特定の出力ポートに向けられたＡＴＭセルをそれらの各ＳＢＵに送る。
【００４８】
ＡＳＥ内のＳＢＵの使用は、ＳＩＭＡプライオリティ原理をＡＴＭネットワーク環境において維持できるようにする。セルスケジューリング・バッファリングユニット２０８、２１０ないし２１２は、到来するセルが、破棄を回避するための受け入れられるプライオリティレベルを有するかどうか決定する。又、ＳＢＵは、リアルタイム及び非リアルタイムの両ペイロード情報に対するバッファ機能も与える。到来するセル又はパケットは、セルのプライオリティ（ＰＬ）と、その位置又はノードにおける受け入れられたプライオリティレベルＰＬ_ａとに基づいて破棄される。到来するパケットのプライオリティがノードに受け入れられたプライオリティレベル以下である場合には、パケットが破棄される。さもなくば、パケットは受け入れられ、適当な内部バッファへ通される。ＰＬ_ａの計算は、バッファの占有レベルに基づく。パケットは、それが受け入れられた後に、パケットのリアルタイムビット指示子に基づいてリアルタイム又は非リアルタイムバッファへ送られる。ＳＢＵのバッファは、Ｃ_ｏｕｔの割合で空にされ、そしてリアルタイムバッファは、非リアルタイムバッファの前に空にされる。図１１及びそれを参照した以下の説明は、ＳＢＵ動作の詳細な説明を与える。
【００４９】
図１１には、本発明の一実施形態によるセルスケジューリング・バッファリングユニット（ＳＢＵ）２５０が示されている。上述したように、ＡＴＭノード３２に受信される各セルには、ソースＵＮＩ２４においてトラフィック状態に基づいて既に確立されたプライオリティレベルが関連されている。更に、各セルには、リアルタイム又は非リアルタイムペイロードを含むものとしてセルを識別するサービスクラス識別子が関連されている。セルスケジューリング・バッファリングユニット２５０は、２つの外部事項、即ち各セルのプライオリティレベル及びサービスクラス状態のみに基づいてリアルタイム及び非リアルタイムの両セルを効率的に処理する。
【００５０】
図１１に示すように、セル_ｉ２５２のようなセルは、プライオリティレベル（ＰＬ）２５４と、リアルタイム／非リアルタイム（ｒｔ／ｎｒｔ）指示子２５６と、ペイロード２５８とを含む。セル_ｉ２５２は、セルスケジューリング・バッファリングユニット２５０の入力２６０に受信される。セルフィルタ２６２は、セルヘッダのプライオリティレベルビットＰＬ２５４を読み取ることによりセル_ｉ２５２のプライオリティレベルを決定する。セルフィルタリング手順の一部分として、セルスケジューリング・バッファリングユニット２５０に設けられる通常２つのバッファの現在状態に基づいて許容プライオリティレベルＰＬ_ａが計算される。
ＳＢＵ２５０の１つの実施形態によれば、２つのバッファ、即ちリアルタイムバッファ２６４及び非リアルタイムバッファ２６６が含まれる。この２つのバッファ２６４、２６６の占有レベルは、ｒｔバッファ２６４に現在存在するセルの数Ｍ_ｒｔと、ｎｒｔバッファ２６６に現在存在するセルの数Ｍ_ｎｒｔとを決定することにより計算される。これは、演算論理ユニット又は動揺の処理装置を用いて、バッファに入力される最新のセルのアドレスと、空のバッファに対応するアドレスとの差を決定するか、又は現在バッファ占有アドレスを複数の所定の占有範囲又はレベルの１つと比較することを含む種々の方法で行うことができる。
【００５１】
ｒｔバッファ２６４の陰影付けされた部分は、占有されたｒｔバッファ部分２６８を表わし、一方、陰影付けされない部分は、非占有のｒｔバッファ部分２７０を表わすことに注意されたい。同様に、ｎｒｔバッファ２６６の占有されたｎｒｔバッファ部分２７２は、陰影付けされた領域で示されており、一方、陰影付けされない部分は、非占有のｎｒｔバッファ部分２７４を表わす。更に、各バッファ２６４、２６６は、多数のバッファ位置２７５を含み、そしてｎｒｔバッファ２６６を形成する非リアルタイムバッファ位置の数は、通常、ｒｔバッファ２６４を形成するバッファ位置の数を越えることに注意されたい。
説明上、次のバッファパラメータを定義するが、これに限定されるものではない。
Ｍ_ｒｔ＝ｒｔバッファ２６４におけるセルの数、
Ｋ_ｒｔ＝ｒｔバッファ２６４におけるバッファ位置の数、
Ｍ_ｎｒｔ＝ｎｒｔバッファ２６６におけるセルの数、及び
Ｋ_ｎｒｔ＝ｎｒｔバッファ２６６におけるバッファ位置の数。
【００５２】
ＰＬ_ａロジック２７６と示されたプロセッサは、ｒｔバッファ２６４を現在占有するセルの数（Ｍ_ｒｔ）と、ｎｒｔバッファ２６６を現在占有するセルの数（Ｍ_ｎｒｔ）とを決定する。又、プロセッサ２７６は、ｒｔバッファ２６４を形成するバッファ位置２７５の数（Ｋ_ｒｔ）と、ｎｒｔバッファ２６６を形成するバッファ位置２７５の数（Ｋ_ｎｒｔ）とを決定する。ｒｔバッファ２６４の占有レベル（ｘ_ｒｔ）及びｎｒｔバッファ２６６の占有レベル（ｘ_ｎｒｔ）は、以下の式（２）及び（３）を用いて各々決定される。
ｘ_ｒｔ＝Ｍ_ｒｔ／Ｋ_ｒｔ
ｘ_ｎｒｔ＝Ｍ_ｎｒｔ／Ｋ_ｎｒｔ　　　　　　　　　（２／３）
【００５３】
次いで、全バッファリングシステムの平均占有レベル（ｘ）は、例えば、次の式のいずれかを使用することを含む多数の方法の１つによって決定される。
【数２】

セル_ｉ２５２のプライオリティレベルＰＬ（ＰＬ_{ｃｅｌｌ−ｉ}）は、次の式の使用により形成された結果と比較される。
ＰＬ＜ａ−ｂｘ　　　　　　　　　　　（５）
但し、ａ及びｂは定数であり、そしてこの例の説明上、ａ＝ｂ＝９であると仮定する。セル_ｉ２５２は、上記式（５）を用いて行われる比較の結果に基づいて受け入れられるか又は破棄される。
【００５４】
別の解決策を用いて許容プライオリティレベルＰＬ_ａを決定するのが好都合である。最初に、ｒｔバッファ２６４の占有レベルｘ_ｒｔ及びｎｒｔバッファ２６６の占有レベルｘ_ｎ _ｒｔは、Ｎ個のレベルに分割され、ここで、Ｎは、例えば１６又は１２である。説明上、以下のテーブル１は、２つのバッファ２６４、２６６の占有レベルがＮ＝１２レベルに分割されると仮定する。セルスケジューリング・バッファリングユニット２５０にセルが到着したときに、スケジューリングプロセッサ２７６は、Ｍ_ｒｔ及びＭ_ｎｒｔの現在値を決定する。簡単な計算を使用することにより、特に、Ｋ_ｒｔ、Ｋ_ｎｒｔ及びＮが２^ｎの形態である場合には、両バッファ２６４、２６６の現在占有レベルの推定値が得られる。これら２つの値ｘ_ｒｔ及びｘ_ｎｒｔは、テーブル１の行及び列を決定する。テーブル１の各セルの内容は、セル_ｉ２５２が到着する際の２つのバッファ２６４、２６６の現在状態を考慮して最大許容プライオリティレベルＰＬ_ａを表わす。
【００５５】
【表１】

テーブル１は、ｒｔバッファ２６４及びｎｒｔバッファ２６６の状態及び相対的サイズの両方を表わす最大許容プライオリティレベルＰＬ_ａの有用な推定値を与えることが明らかであろう。テーブル１の値の配列は、ノード３２内の不揮発性メモリに記憶されそして必要に応じて更新される。
【００５６】
再び図１０を参照すれば、ディストリビュータユニット（ＤＵ）２０６は、ＡＴＭセルを適当なＳＢＵ２０８、２１０、２１２へ向ける。ＳＢＵの出力レートＣ_ｏｕｔは、ネットワーク制御平面から供給されるネットワーク制御情報によって決定することができる。この出力レートは、ＡＴＭスイッチの出力ポートにおいてＳＩＭＡトラフィック仮想経路に対して指定された帯域巾以下でなければならない。ネットワークの制御平面を介してこの帯域巾を動的に制御することができる。例えば、ネットワーク制御平面がポート３において非ＳＩＭＡトラフィックの量の低下を確認したときには、出力レートＣ_ｏｕｔを増加することによりポート３においてＶＰＩ＝１００仮想経路に付加的な帯域巾を指定できることをＳＢＵに通知することができる。リンク制御ユニット（ＬＣＵ）２１４は、ＡＳＥ２００において各ＳＢＵに接続され、そして出力２１８において仮想経路２１６を所定のやり方でリンクする。ＬＣＵ２１４は、ＡＳＥの出力から異なるＳＢＵ間のＡＴＭスイッチ入力へリンクの容量を指定する。例えば、ＬＣＵ２１４は、先入れ先出し（ＦＩＦＯ）バッファを使用してもよいし、或いは既知のラウンドロビン方法を使用してもよい。
【００５７】
図１２は、ＡＴＭネットワークにＳＩＭＡトラフィックをいかに含ませるかの一実施形態を示すフローチャートである。先ず、ＡＴＭセルは、ＳＩＭＡセルに対するＳＩＭＡプライオリティレベル及びリアルタイム指示子を含むように変更される（３００）。上述したように、これは、ＡＴＭセルヘッダのＶＰＩ又はＶＣＩ等によりＡＴＭセルヘッダの未使用ビット（ＧＦＣのような）を使用して行うことができる。次いで、ＡＴＭスイッチは、ＳＩＭＡ指定の仮想経路を各入力ポートから専用のＡＴＭスイッチ出力ポートへスイッチングする（３０２）。この専用出力ポートから、ＳＩＭＡ変換のＡＴＭセルを搬送する全てのＳＩＭＡ指定の仮想経路が到来する。次いで、ここに述べるＳＩＭＡプライオリティの原理が、ブロック３０４に示すように、専用のＡＴＭスイッチ出力ポートから各仮想経路に対して受け取られたＳＩＭＡセルに適用される。仮想チャンネルは、各仮想経路入力からの全仮想チャンネルが適切な仮想経路出力にマルチプレクスされるようにマルチプレクスされる（３０６）。その結果、ＡＴＭスイッチの各出力ポートに対して１つの仮想経路出力が存在することになり、特定のＡＴＭ出力ポートに向けられた全仮想チャンネルがその各々の仮想経路出力により与えられる。ＡＴＭスイッチは、その専用ＡＴＭ入力ポートにおける仮想経路をＡＴＭスイッチの適当な出力ポートへスイッチングする（３０８）。ＡＴＭスイッチの出力ポートにおける専用ＳＩＭＡ仮想経路のＶＰＩは、ＡＴＭスイッチの入力における専用ＳＩＭＡ仮想経路のＶＰＩと同じであることに注意されたい。それ故、ＡＴＭスイッチのスイッチング機能は、見かけ上、他の標準的なＡＴＭセルと同様に作用するが、ＳＩＭＡセルのマルチプレクシング並びにＡＴＭスイッチ混雑によるパケットの破棄を維持することができる。
本発明の上述した実施形態は、本発明を単に例示するものに過ぎない。本発明は、上述した形態に限定されるもではない。上記技術に鑑み、多数の変更や修正がなされ得る。従って、本発明の範囲は、上述した特定の実施形態により限定されるものではなく、特許請求の範囲及びその等効物のみによって限定されるものとする。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明による公称ビットレートサービスを使用してユーザ／ネットワークインターフェイスとネットワークとの間に情報セルを通信するための一般的手順を示すフローチャートである。
【図２】
本発明による公称ビットレートサービスアーキテクチャーのシステムブロック図である。
【図３】
本発明による公称ビットレートサービスを使用してユーザ／ネットワークインターフェイスとネットワークとの間に情報セルを送信する手順を詳細に示す図である。
【図４】
公称ビットレートサービスにおいてネットワークノードでセルをフィルタリングするための一般的手順を示すフローチャートである。
【図５】
公称ビットレートサービスによりネットワークノードでセルをフィルタリングするためのシステムの実施形態を示すブロック図である。
【図６】
公称ビットレートサービスによりネットワークノードでセルをフィルタリングするためのシステムの別の実施形態を示すブロック図である。
【図７】
ＡＴＭネットワークが本発明によりＳＩＭＡマルチプレクシングをサポートするようなネットワーク構成を示す図である。
【図８】
本発明の一実施形態によりＡＴＭスイッチに関連して使用されるＳＩＭＡ拡張装置を示すブロック図である。
【図９】
本発明によるＡＴＭ　ＳＩＭＡ拡張装置の実施形態を示す図である。
【図１０】
本発明によるＳＩＭＡ拡張装置の実施形態を示す図である。
【図１１】
本発明の一実施形態によるセルスケジューリング・バッファリングユニット（ＳＢＵ）を示す図である。
【図１２】
ＡＴＭネットワークにＳＩＭＡトラフィックをいかに含ませるかの一実施形態を示すフローチャートである。

Claims

第１サービスクオリティを有する第１データパケットを、第２サービスクオリティを有する第２データパケットを通信するように設計されたネットワークシステムを経て通信する方法であって、上記ネットワークシステムは、ネットワークスイッチを各々有する複数のネットワークノードを備え、上記方法は、
複数のネットワークスイッチ入力ポート各々からネットワークスイッチの専用出力ポートへ第１データパケットをスイッチングし、
専用出力ポートにおいて第１データパケットにネットワークノード混雑制御を適用して、第１データパケットの個々のパケットを第１サービスクオリティ受け入れ原理に基づいて選択的に受け入れるか又は破棄し、
第１データパケットの受け入れられたパケットを、共通の出力ポート行先を有する１つ以上の仮想経路へマルチプレクシングし、
１つ以上の仮想経路をネットワークスイッチの専用の入力ポートに入力し、そして
専用の入力ポートにおいて１つ以上の仮想経路を、共通の出力ポート行先により識別されたネットワークスイッチの出力ポート行先へスイッチングする、
という段階を含むことを特徴とする方法。
第１サービスクオリティを有する第１データパケットを搬送するためにネットワークスイッチ入力ポートの各々において仮想経路を指定する段階を含む請求項１に記載の方法。
第１データパケットを所定の仮想経路識別子に関連付ける段階を更に含み、そして第１データパケットを専用の出力ポートへスイッチングする上記段階は、ネットワークスイッチへの第１及び第２データパケットの各々の仮想経路識別子を確認し、そして所定の仮想経路識別子を有する第１データパケットを専用の出力ポートに向けるという段階を含む請求項１に記載の方法。
第１サービスクオリティ受け入れ原理に基づいてネットワークノード混雑制御を適用する上記段階は、
専用の出力ポートから第１データパケットを受け取るように接続されたパケットバッファのデータパケット占有レベルを決定し、
パケットバッファの占有レベルに基づいてネットワークノードに関連した許容プライオリティレベルを確立し、
専用の出力ポートにおいて受け取られる第１データパケット各々におけるプライオリティレベル識別子を検出し、このプライオリティレベル識別子は、第１データパケットの他のパケットに対する第１データパケット各々の相対的なプライオリティを示すものであり、そして
第１データパケットの特定パケットのプライオリティレベル識別子が許容プライオリティレベル内にあることが確認された際に第１データパケットをパケットバッファに受け入れる、
という段階を含む請求項１に記載の方法。
第１データパケットの受け入れられたパケットをマルチプレクシングする上記段階は、パケットバッファの受け入れられたデータパケットを、共通の出力ポート行先を有する１つ以上の仮想経路へマルチプレクシングする段階を含む請求項４に記載の方法。
パケットバッファの受け入れられたデータパケットをマルチプレクシングする上記段階は、仮想経路識別子を各々の受け入れられたデータパケットに指定することを含む請求項５に記載の方法。
１つ以上の仮想経路をスイッチングする上記段階は、受け入れられたデータパケットを、各受け入れられたデータパケットの仮想経路識別子に基づいて各出力ポート行先へ向けることを含む請求項６に記載の方法。
簡単な一体化媒体アクセス（ＳＩＭＡ）情報エレメントを、従来の非ＳＩＭＡネットワークシステムを経て通信する方法であって、非ＳＩＭＡネットワークシステムは、ネットワークスイッチを各々有する複数のネットワークノードを備え、上記方法は、
ＳＩＭＡ情報エレメントをネットワークスイッチへ送信するためにネットワークスイッチの各入力ポートから少なくとも１つの仮想経路を指定し、
各入力ポートからの指定された仮想経路をネットワークスイッチの専用の出力ポートへスイッチングし、
予め定められたＳＩＭＡプライオリティ原理に基づいてＳＩＭＡ情報エレメントにネットワークノード混雑制御を適用し、
専用の出力ポートにおいて各指定された仮想経路からの仮想チャンネルをマルチプレクシングして、共通の出力ポート行先を有する仮想チャンネルが個別の仮想経路出力へと集合的に束ねられるようにし、
個別の仮想経路出力をネットワークスイッチの専用入力ポートへ与え、そして　専用入力ポートにおいて個別の仮想経路出力を、共通の出力ポート行先に基づいてネットワークスイッチの各出力ポートへスイッチングする、
という段階を含むことを特徴とする方法。
少なくとも１つの仮想経路を指定する上記段階は、ネットワークスイッチの各入力ポートにおいてＳＩＭＡ情報エレメント各々に所定の仮想経路識別子を指定することを含む請求項８に記載の方法。
指定された仮想経路を各入力ポートから専用出力ポートへスイッチングする上記段階は、ＳＩＭＡ情報エレメントに関連した仮想経路識別子をネットワークスイッチにおいて識別し、そして関連するＳＩＭＡ情報エレメントを専用の出力ポートに向けるという段階を含む請求項９に記載の方法。
ＳＩＭＡ情報エレメントにネットワークノード混雑制御を適用する上記段階は、
専用出力ポートからＳＩＭＡ情報エレメントを受信するように接続された待ち行列におけるＳＩＭＡ情報エレメントの占有レベルを決定し、
待ち行列の占有レベルに基づいてネットワークノードに関連した許容プライオリティレベルを確立し、
専用出力ポートに受信されたＳＩＭＡ情報エレメント各々のプライオリティレベル識別子を検出し、このプライオリティレベル識別子は、ＳＩＭＡ情報エレメントの他のエレメントに対する各ＳＩＭＡ情報エレメントの相対的なプライオリティを示すものであり、そして
ＳＩＭＡ情報エレメントの特定エレメントのプライオリティレベル識別子が、ネットワークノードに確立された許容プライオリティレベル以下であることを確認した際に、ＳＩＭＡ情報エレメントを待ち行列に受け入れる、
という段階を含む請求項８に記載の方法。
ネットワークシステムの２つ以上のエンドユニット間にパケットベースのＳＩＭＡ及び非ＳＩＭＡ情報エレメントを通信することのできるネットワークシステムにおいて、
情報エレメントアドレスに基づいてネットワークスイッチのスイッチ入力ポートとスイッチ出力ポートとの間でパケットベースの情報エレメントをマルチプレクシング及びルート指定するための非ＳＩＭＡネットワークスイッチを備え、このネットワークスイッチは、ＳＩＭＡ情報エレメントを受信するためにネットワークスイッチを経て１つ以上の入力ポートに接続された専用の出力ポート、及びフィルタされたＳＩＭＡ情報エレメントを受信するように接続された専用の入力ポートを含み、そして更に、
ＳＩＭＡ情報エレメントを受信するために専用の出力ポートに接続されると共に、フィルタされたＳＩＭＡ情報エレメントを専用の入力ポートに与えるために専用の入力ポートに接続されたスイッチ拡張モジュールを備え、この拡張モジュールは、各々の受信されたＳＩＭＡ情報エレメントにＳＩＭＡ混雑マネージメント原理を適用することによりフィルタされたＳＩＭＡ情報エレメントを発生するためのパケットフィルタリングモジュールを含み、
これにより、ＳＩＭＡ情報エレメントは、非ＳＩＭＡネットワークスイッチを用いて繋ぎ目なくスイッチングされることを特徴とするネットワークシステム。
上記非ＳＩＭＡネットワークスイッチは、非同期転送モード（ＡＴＭ）ネットワークスイッチを含む請求項１２に記載のネットワークシステム。
上記情報エレメントアドレスは、ＳＩＭＡ及び非ＳＩＭＡ情報エレメントのヘッダに記憶された仮想経路識別子である請求項１２に記載のネットワークシステム。
チャンネルルート情報を与えるためのネットワーク制御モジュールを更に備え、そして上記スイッチ拡張モジュールは、各仮想チャンネルを経てＳＩＭＡ情報エレメントを受信すると共に、ネットワーク制御モジュールにより与えられたチャンネルルート情報に基づいてパケットフィルタモジュールに仮想チャンネルを分配するためにスイッチ拡張モジュールの入力に接続されたディストリビュータユニットを備えている請求項１２に記載のネットワークシステム。
上記パケットフィルタモジュールは、ディストリビュータユニットにより与えられる各仮想チャンネルからＳＩＭＡ情報エレメントを受信するように接続された複数のパケットスケジューリング・バッファリングユニットを備えている請求項１５に記載のネットワークシステム。
パケットスケジューリング・バッファリングユニットの各々は、
専用の出力ポートからスイッチ拡張モジュールに入るＳＩＭＡ情報エレメントを一時的に記憶するためのバッファと、
このバッファに接続されて、バッファに現在存在するＳＩＭＡ情報エレメントの占有レベルを決定すると共に、バッファの占有レベルをネットワークノードに関連した許容プライオリティレベルに変換するためのバッファ占有レベル検出器と、
上記許容プライオリティレベル及び各ＳＩＭＡ情報エレメントに関連したプライオリティレベル識別子を受け取り、上記許容プライオリティレベル以上のプライオリティを示すプライオリティレベル識別子を有するＳＩＭＡ情報エレメントをバッファへ入力できるようにし、そしてプライオリティレベル識別子が許容プライオリティレベルより低いプライオリティを示す場合にはＳＩＭＡ情報エレメントを破棄するように接続された比較器と、
を備えた請求項１６に記載のネットワークシステム。
上記バッファのＳＩＭＡ情報エレメントを、共通の出力ポート行先を有する１つ以上の仮想経路へマルチプレクシングするように各パケットスケジューリング・バッファリングユニットに接続されたリンク制御ユニットを更に備えた請求項１６に記載のネットワークシステム。