JP2006222862A - パケット読み出し回路およびレート制御回路 - Google Patents

パケット読み出し回路およびレート制御回路 Download PDF

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秀雄 龍野
Kazuaki Obana
和昭 尾花
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Abstract

【課題】 割算回路を必要としないセル送出制御回路(パケット読み出し回路)を実現する。
【解決手段】 パケット加速度またはパケット加速比は、所定パケット長Lの動作周期のクロックで動作するアドレス発生回路により1ずつ増加するアドレス(AN)で指定され、アドレス毎にパケットの送出有無を1(送出有り)または0(送出無し)で指定するパケット送出間隔時間テーブルから読み出されたアドレス(AN)の増加とともに1の間隔が徐々に短くなるパケット送出有無信号が「1」である場合には、レジスタの値Gから所定パケット長Lを減じ、Gの値が初期値A以下の場合には、送信バッファより一つのパケットを読み出し、そのパケット長L1をGに加える手段または並列処理で一つのパケットが終了するまでパケットを読み出す毎に並列処理バイト数をGに加える。
【選択図】 図9

Description

本発明はIPコネクションレス網に用いる可変長パケットの転送方法に関する。本発明は、送受信装置間で送信側のノード、中継ノード、受信側のノードを介しパケットを転送する網輻輳回避技術を用いたパケット転送方法における送信装置での送信バッファからのパケット読み出し回路に関する。
図1に従来例の構成図を示す。この例は、特許文献1に開示されている。図1において、1は送信側のノード、2は中継ノード、3は受信側のノード、4は送信側の端末装置、5は送信側のUPC(Usage Parameter Control)等のインタフェース回路、6は送信側のレート制御回路、7はルーチング回路、8は出力バッファ、9は輻輳予測回路、10は輻輳予測信号挿入回路、11は受信側のUPC等のインタフェース回路、12は受信側の端末装置、13は受信側のレート制御回路、14は加入者線(アクセス回線)、15は中継伝送路である。
送信側のレート制御回路6の構成を図2に示す。図2において、20はFRMセル折り返し回路、21はBRMセル受信回路、22はセル送出制御回路、23はFRMセル送出回路、24は送信バッファ、25はセル組み立て回路、26は受信バッファ、27はセル分解回路である。次に、送信側の端末装置4の構成を図3に示す。図3において、各回路は図2と同じである。次に、受信側のレート制御回路13の構成を図4に示す。図4において、各回路は図2と同様である。次に受信側の端末装置12の構成を図5に示す。図5において、各回路は図2と同じである。
図1は送信側のレート制御回路または送信側の端末装置より受信側のレート制御回路または受信側の端末装置にデータセルを送る片方向通信の場合を示しており、逆方向通信は省略されている。送信側のノード、中継ノード、受信側のノードは経路識別番号(VCI)により経路設定する。
図6は、セルフォーマットの一例を示す図である。セルヘッダにはVPI,VCI,CLP,PTI(Payload Type Identifier),HECの各フィールドが設けられている。RMセルは、セルヘッダのPTIフィールドにおいて110のセルで定義されている。ちなみに、PTIフィールドが000のセルはユーザ情報セルで、輻輳なしのATMレイヤユーザ間表示=0のセルであり、001のセルはユーザ情報セルで、輻輳なしのATMレイヤユーザ間表示=1のセルであり、010のセルはユーザ情報セルで、輻輳有りのATMレイヤユーザ間表示=0のセルであり、011のセルはユーザ情報セルで、輻輳有りのATMレイヤユーザ間表示=1のセルである。尚、フォワードRMセル(FRMセル)とバックワードRMセル(BRMセル)の区別は、セルペイロードで行われる。また輻輳表示ビット(CIビット)は、RMセルのペイロードに書き込まれる。データセルはユーザ情報セルである。
送信側のレート制御回路6は、送信端末側から受信したパケットをセル組み立て回路25においてセルに組み立て、送信バッファ24に送る。送信バッファ24に蓄積されたセルはセル送出制御回路22の制御により読み出される。
送信バッファ24の出力セルレートはそのセル間隔がL/APR,(ACR:現在のセルレート、L:セル長(424bit))になるように制御される。セル送出制御回路22は一定周期ΔTで制御信号をFRMセル送出回路23に送り、FRMセル送出回路23よりセルレート増加有無信号Uを含むFRMセルを送出させる。セル送出制御回路22が送信バッファ24より読み出すセルレートACR(bit/sec)は、BRMセル受信回路21が輻輳予測信号を含まない(CI=0)BRMセルを受信した場合は、次式で示されるように増加される。
ACR=ACR+ΔV
ACR=Min(ACR,PCR) …(1)
ACR:現在のセルレート(bit/sec)
ΔV:最大セルレート増加量(bit/sec)
PCR:ピークセルレート(bit/sec)
Min(A,B):AとBの内小さい方をとる
セル送出制御回路22の制御に従って、セルレート増加が式(1)のように行われるので、送信バッファ24から送出されるデータセルのセルレートYは次式に示される。
Y=α*T …(2)
α=ΔV/ΔT …(3)
Y:送出セルレート(bit/sec)
ΔV:最大セルレート増加量(bit/sec)
ΔT:一定時間(FRMセルの周期)
α:セル加速度(bit/sec2
T:入力を経過時間とし、出力をセルレートとする仮想ルックアップテーブル上の経過時間(sec)
セルレート増加中のセルレートを式(2)、(3)のように表わすことができるので、送信側のレート制御回路6からの送出セルはセル加速度(単位時間当たりのセルレート増加率)制限に従っている。また、送信側の端末装置4のセル送出制御回路22も送信側のレート制御回路6と同様に動作するので、送出セルはセル加速度制限に従っている。従って、全ての送信側のレート制御回路6および送信側の端末装置4のセル加速度の上限αが等しくなるので、送信側のノード1、中継ノード2の輻輳予測回路9は輻輳予測が可能となる。
また、現在のセルレートACRは、BRMセル受信回路21が輻輳予測信号を含む(CI=1)BRMセルを受信した場合、ピークレートにある場合は、ピークレートを維持するが、ピークレートでない場合は、一定時間内のランダム時間セル送出を停止し、再度最低レートからセル送出開始する。
セル送出制御回路22は送信側のレート制御回路6または送信側の端末装置4からのデータセル送出開始時には、現在のセルレートACRをICR(初レート)に設定する。またICRはMCR(最小セルレート)にする。MCR,PCRは送信側のレート制御回路6または送信側の端末装置4によって異なってもよいが、ΔV、ΔTは全ての送信側のレート制御回路6または送信側の端末装置4で同一にする必要がある。以上述べた送信側のレート制御回路6または送信側の端末装置4の動作フローを図7に示す。
セル送出制御回路22を含む送信側のレート制御回路6または送信側の端末装置4の動作を図7のフローを用いて説明する。まず、現在のセルレートACRをMCRに設定し、セルレート増加有無信号Uを1(増加有り)とする(30)。次に、送信バッファ24に送出すべきデータセルが有るか調べ(31)、もし無ければACR=ACRーΔV’(ΔV’:所定値)、ACR=Max(ACR,MCR),(Max:大きい方をとる)とし(33)、34に遷移する。
一方、送出すべきデータセルが有る場合には(31)、L/ACRのセル間隔でデータセルを送出し(32)、一定周期ΔTでセルレート増加有無信号Uを含むFRMセルを送出する(34)。途中でCI=0(輻輳予測無し)のBRMセルを受信したら(35)、ACR=PCRであるか判断し(36)、ACR=PCRである場合には、U=0とし(37)、31に遷移する。一方、ACR=PCRでない場合には、ACRをACR+ΔVに変更し、さらにACRとPCRの内小さい方をACRとし(38)、U=1とし(39)、31に遷移する。
また、CI=1(輻輳予測有り)のBRMセルを受信したら(40)、ACR=PCRであるか判断し(41)、ACR=PCRである場合には、ACR=ACRとし(42)、U=0とし(43)、31に遷移する。ACR=PCRでない場合には、セル送出を停止し(44)、一定時間以下のランダム時間待ち(45)、ACR=MCRとし(46)、31に遷移する。
図7では、CI=1のBRMセルを受信した場合には、PCRでなければ、ランダム時間セル送出を停止する例を示したが、現在レートを維持するように構成してもよい。
送信側の端末装置4の送信バッファ24より読み出されたデータセルとFRMセル送出回路23より送出されたFRMセルは加入者線(アクセス回線)14を介して送信側のノード1のインタフェース回路5に送られる。インタフェース回路5に到着したセルは順方向のルーチング回路7に送られる。
一方、送信側のレート制御回路6の送信バッファ24より読み出されたデータセルとFRMセル送出回路23より送出されたFRMセルは送信側のノード1の順方向のルーチング回路7に送られる。
ルーチング回路7に到着したセルは順方向の出力バッファ8に振り分けられる。
送信側のノード1では、順方向の出力バッファ出力のセルレートより、輻輳予測回路9により出力伝送路の輻輳予測を次式により行う。
VΣ+N*α*t/J>Vmax …(4)
α=ΔV/ΔT
α:加速度(bit/sec2
VΣ:現在の順方向の出力バッファの使用率と読み出しレートの積または出力バッファ出力の合計セルレート(bit/sec)
N:J*ΔT時間内に順方向の出力バッファ出力を流れるセルレート増加有り信号(U=1)を含むFRMセルの数
Vmax:出力伝送路の許容セルレート
ΔV:送信端末装置または送信レート制御回路の最大セルレート増加量(bit/sec)
ΔT:一定時間(FRMセルの周期)
J:定数
t:輻輳予測時間(送信端末装置と最遠端受信端末装置との往復遅延時間)(sec)
式(4)を満たす時輻輳予測回路9は輻輳予測有り(輻輳の前兆有り)と判断する。
出力バッファ8からのセル読み出しは伝送路速度で、出力バッファの蓄積セルがなくなるまで連続して行う。
輻輳予測回路9は輻輳予測有りと判断した場合には、輻輳予測信号挿入回路10において順方向出力バッファ出力を流れるFRMセルのペイロードのCIビットを1に設定する。
図8に送信側のノード1の輻輳回避動作を示す。まず、輻輳予測回路9において、順方向の出力バッファ出力の現在の合計セルレートVΣを測定する(50)。この測定は観測時間をウィンド幅とするスライディングウィンドウにより行うことができる。
次に、J*ΔT時間内に順方向の出力バッファ出力を流れるセルレート増加有り信号(U=1)を含むFRMセルの数Nを測定する(51)。次にVΣ+N*α*t/J>Vmax、α=ΔV/ΔTにより輻輳の前兆の有無を判断する(52)。輻輳の前兆有りと判断すると(53)、輻輳予測信号挿入回路10において一定時間順方向出力バッファ出力を流れるFRMセルに輻輳予測信号を挿入する(54)。もし輻輳の前兆無しと判断すれば(55)なにもしない。
送信側のノード1の順方向の出力バッファ8より送出されたセルは中継伝送路15を介して中継ノード2の順方向のルーチング回路7に到達する。ルーチング回路7に到着したセルは順方向の出力バッファ8に振り分けられる。輻輳予測回路9は順方向の出力バッファ出力のセルレートより輻輳予測を行う。中継ノード2の輻輳予測回路9および輻輳予測信号挿入回路10の動作は送信側のノード1の動作(図8)と同じなので説明を省略する。
中継ノード2の順方向の出力バッファ8より送出されたセルは受信側のノード3の順方向のルーチング回路7に到達する。ルーチング回路7に到着したセルは順方向の出力バッファ8に振り分けられる。輻輳予測回路9は順方向の出力バッファ出力のセルレートより輻輳予測を行う。受信側のノード3の輻輳予測回路9および輻輳予測信号挿入回路10の動作は送信側のノード1の動作(図8)と同じなので説明を省略する。
出力バッファ8から送出されたセルは受信側のレート制御回路13または受信側のインタフェース回路11に到達する。
受信側のインタフェース回路11に到着したセルは受信側の端末装置12に送られる。受信側のレート制御回路13または受信側の端末装置12に到達したセルの内、FRMセルはFRMセル折り返し回路20でBRMセルに変換後折り返される。一方、受信側のレート制御回路13の場合、データセルはパケットに変換後受信端末側に送られる。
特開2003−046544号公報
従来例のセル送出制御回路(パケット読み出し回路)は、図7に示されているように、ソフトウエアで実現されていた。これを可変長のパケットに適用することも可能であるが、ソフトウエアで実現するため、L/APR(L:可変パケット長、APR:現在のパケット速度)のパケット送出間隔を算出するのに、割算回路を必要とする。このため、レート制御する高速のパケット読み出し回路は実現できない欠点がある。
本発明の目的は、上記欠点を解決し、送信装置のパケット読み出し回路を、割算回路を不要とするハードウエアで実現することにある。
本発明の第一の観点はパケット読み出し回路(その1)であって、本発明の特徴とするところは、パケット加速度またはパケット加速比は、所定パケット長Lの動作周期のクロックで動作するアドレス発生回路により1ずつ増加するアドレス(AN)で指定され、アドレス毎にパケットの送出有無を1(送出有り)または0(送出無し)で指定するパケット送出間隔時間テーブルから読み出されたアドレス(AN)の増加とともに1の間隔が徐々に短くなるパケット送出有無信号が「1」である場合には、レジスタの値Gから所定パケット長Lを減じる手段と、Gの値が初期値A以下の場合には、送信バッファより一つのパケットを読み出し、そのパケット長L1をGに加える手段または並列処理で一つのパケットが終了するまでパケットを読み出す毎に並列処理バイト数をGに加える手段とを備えたところにある(請求項1)。
あるいは、本発明のパケット読み出し回路(その2)は、所定パケット長Lの動作周期のクロックで動作するアドレス発生回路により1ずつ減少するアドレス(AN)で指定され、アドレス毎にパケットの送出有無を1(送出有り)または0(送出無し)で指定するパケット送出間隔時間テーブルから読み出されたアドレス(AN)の減少とともに1の間隔が徐々に長くなるパケット送出有無信号が「1」である場合には、レジスタの値Gから所定パケット長Lを減じる手段と、Gの値が初期値A以下の場合には、送信バッファより一つのパケットを読み出し、そのパケット長L1をGに加える手段または並列処理で一つのパケットが終了するまでパケットを読み出す毎に並列処理バイト数をGに加える手段とを備えたことを特徴とする(請求項2)。
あるいは、本発明のパケット読み出し回路(その3)は、一定パケットレートは、所定パケット長Lの動作周期のクロックで動作するアドレス発生回路が、下限アドレス(ANdw)からそれより所定値上の上限アドレス(ANup)まで1アドレス毎アドレスを増加し、上限アドレス(ANup)に到達した場合には、下限アドレス(ANdw)にジャンプして戻り、再度アドレス値を増加するアドレスで指定され、アドレス毎にパケットの送出有無を1(送出有り)または0(送出無し)で指定するパケット送出間隔時間テーブルから読み出されたアドレス(AN)の増加とともに1の間隔が徐々に短くなるパケット送出有無信号が「1」である場合には、レジスタの値Gから所定パケット長Lを減じる手段と、Gの値が初期値A以下の場合には、送信バッファより一つのパケットを読み出し、そのパケット長L1をGに加える手段または並列処理で一つのパケットが終了するまでパケットを読み出す毎に並列処理バイト数をGに加える手段とを備えたことを特徴とする(請求項3)。
本発明のパケット読み出し回路の(その1)〜(その3)では、Gの値が所定値(A−2L程度、A:初期値)以下になった場合には、Gの値を初期値Aとするとともに、アドレス発生回路の現在アドレスANを所定値分減少する手段を備えることができる(請求項4)。
あるいは、本発明のパケット読み出し回路(その4)は、パケット加速度またはパケット加速比は、所定パケット長Lの動作周期のクロックで動作するアドレス発生回路により1ずつ増加するアドレス(AN)で指定され、アドレス毎にパケットの送出有無を1(送出有り)または0(送出無し)で指定するパケット送出間隔時間テーブルから読み出されたアドレス(AN)の増加とともに1の間隔が徐々に短くなるパケット送出有無信号が「1」である場合には、レジスタの値Gに所定パケット長Lを加える手段と、Gの値が初期値Aより大きい場合には、送信バッファより一つのパケットを読み出し、そのパケット長L1をGの値から減算する手段または並列処理で一つのパケットが終了するまでパケットを読み出す毎に並列処理バイト数をGから減算する手段とを備えたことを特徴とする(請求項5)。
あるいは、本発明のパケット読み出し回路(その5)は、所定パケット長Lの動作周期のクロックで動作するアドレス発生回路により1ずつ減少するアドレス(AN)で指定され、アドレス毎にパケットの送出有無を1(送出有り)または0(送出無し)で指定するパケット送出間隔時間テーブルから読み出されたアドレス(AN)の減少とともに1の間隔が徐々に長くなるパケット送出有無信号が「1」である場合には、レジスタの値Gに所定パケット長Lを加える手段と、Gの値が初期値Aより大きい場合には、送信バッファより一つのパケットを読み出し、そのパケット長L1をGの値から減算する手段または並列処理で一つのパケットが終了するまでパケットを読み出す毎に並列処理バイト数をGから減算する手段とを備えたことを特徴とする(請求項6)。
あるいは、本発明のパケット読み出し回路(その6)は、一定パケットレートは、所定パケット長の動作周期のクロックで動作するアドレス発生回路が、下限アドレス(ANdw)からそれより所定値上の上限アドレス(ANup)まで1アドレス毎アドレスを増加し、上限アドレス(ANup)に到達した場合には、下限アドレス(ANdw)にジャンプして戻り、再度アドレス値を増加するアドレスで指定され、アドレス毎にパケットの送出有無を1(送出有り)または0(送出無し)で指定するパケット送出間隔時間テーブルから読み出されたアドレス(AN)の増加とともに1の間隔が徐々に短くなるパケット送出有無信号が「1」である場合には、レジスタの値Gに所定パケット長Lを加える手段と、Gの値が初期値Aより大きい場合には、送信バッファより一つのパケットを読み出し、そのパケット長L1をGの値から減算する手段または並列処理で一つのパケットが終了するまでパケットを読み出す毎に並列処理バイト数をGから減算する手段とを備えたことを特徴とする(請求項7)。
本発明のパケット読み出し回路の(その5)〜(その7)では、Gの値が所定値(A+2L程度)を越した場合には、Gの値を初期値Aとするとともに、アドレス発生回路の現在アドレスANを所定値分減少する手段を備えることができる(請求項8)。
以上において、例えば、所定パケット長は最小パケット長である(請求項9)。
本発明の第二の観点は、本発明のパケット読み出し回路の(その1)または(その3)または(その4)または(その6)を含むレート制御回路であって、最低レートからピークパケットレートまでパケット加速度またはパケット加速比で現在のパケットレートを増加させるとともに、一定周期でフォワードリソース管理パケットを送出し、前記フォワードリソース管理パケットが受信側で折り返したバックワードリソース管理パケットを受信し、当該バックワードリソース管理パケットに輻輳予測信号が書き込まれている場合には、現在のパケットレートを一定パケットレートに保ち、当該バックワードリソース管理パケットに輻輳予測信号が書き込まれていない場合には、現在のパケットレートをパケット加速度またはパケット加速比で増加する手段を備えたことを特徴とする(請求項10)。
あるいは、本発明の第二の観点は、本発明のパケット読み出し回路の(その1)ないし(その3)または(その4)ないし(その6)のいずれかを含むレート制御回路であって、最低レートからピークパケットレートまでパケット加速度またはパケット加速比で現在のパケットレートを増加させるとともに、一定周期でフォワードリソース管理パケットを送出し、前記フォワードリソース管理パケットが受信側で折り返したバックワードリソース管理パケットを受信し、当該バックワードリソース管理パケットに輻輳予測信号が書き込まれている場合には、現在のパケットレートを一定パケットレートに保ち、当該バックワードリソース管理パケットにレート低減信号が書き込まれている場合には、現在のパケットレートを徐々に低減し、当該バックワードリソース管理パケットに輻輳予測信号が書き込まれていない場合には、現在のパケットレートをパケット加速度またはパケット加速比で増加する手段を備えたことを特徴とする(請求項11)。
あるいは、本発明の第二の観点は、本発明の第二の観点は、本発明のパケット読み出し回路の(その1)または(その3)または(その5)または(その7)を含むレート制御回路であって、最低レートからピークパケットレートまでパケット加速度またはパケット加速比で現在のパケットレートを増加させるとともに、Nrm*L/APR(Nrm:所定値、L:所定パケット長、APR:現在のパケットレート)の周期でフォワードリソース管理パケットを送出し、前記フォワードリソース管理パケットが受信側で折り返したバックワードリソース管理パケットを受信し、当該バックワードリソース管理パケットに輻輳予測信号が書き込まれている場合には、現在のパケットレートを一定パケットレートに保ち、当該バックワードリソース管理パケットに輻輳予測信号が書き込まれていない場合には、現在のパケットレートをパケット加速度またはパケット加速比で増加する手段を備えたことを特徴とする(請求項12)。
また、送信バッファのパケット蓄積量が所定値を越す場合には、送信バッファのパケットまたは送信バッファへの入力パケットを廃棄する手段を備えることができる(請求項13)。
また、パケット廃棄が所定時間以上続く場合には、レート低減信号を送信端末に送出する手段を備えることができる(請求項14)。
また、パケット廃棄が所定時間以上続く場合には、パケット送出停止信号を送信端末に送出する手段を備えることができる(請求項15)。
すなわち、本発明は、例えば、送信側のレート制御回路である送信装置のパケット読み出し回路が、所定パケット長の動作周期のクロックで動作するアドレス発生回路により1ずつ増加するアドレス(AN)で指定され、アドレス毎にパケットの送出有無を1(送出有り)または0(送出無し)で指定するパケット送出間隔時間テーブルから読み出されたアドレス(AN)の増加とともに1の間隔が徐々に短くなるパケット送出有無信号が「1」である場合には、レジスタの値Gに所定パケット長Lを加える手段と、Gの値が初期値Aより大きい場合には、送信バッファより一つのパケットを読み出し、そのパケット長L1をGの値から減算する手段によりパケット加速度またはパケット加速比を実現する。
従って、本発明は、送信装置のパケット読み出し回路を割算回路を必要としないハードウエアで実現できる。このため、高速領域に適用できる利点がある。また、網内でパケット加速度またはパケット加速比を用いるシェーピング回路にも適用できる利点がある。
また、所定パケット長を最小パケット長にすることにより、最小パケット長のパケットでも連続して送信バッファより読み出されることを防ぐことができる利点がある。
本発明によれば、送信装置のパケット読み出し回路を割算回路を必要としないハードウエアで実現できる。このため、高速領域に適用できる利点がある。また、網内でパケット加速度またはパケット加速比を用いるシェーピング回路にも適用できる利点がある。
また、所定パケット長を最小パケット長にすることにより、最小パケット長のパケットでも連続して送信バッファより読み出されることを防ぐことができる利点がある。
(第一実施例)
本発明の第一実施例を用いる網全体構成を図9を用いて説明する。第一実施例はIP over ATM網における例である。図9において、70は送信側のノード、71は中継ノード、72は受信側のノード、73は送信側のレート制御回路A(またはサーバ、またはハブ)、74は送信側のレート制御回路B(またはONU、またはゲートウェイ)、75は送信側のUPC回路、76はVPクロスコネクト回路、77は出力バッファ、78は輻輳予測回路、79は輻輳予測信号挿入回路、80は受信側のUPC回路、81は受信側のレート制御回路B、82は受信側のレート制御回路A、83は加入者線(アクセス回線)、84は伝送路である。
次に、送信側のレート制御回路B(74)の構成を図10に示す。図10において、90は、VPFRMセル折り返し回路、91はVPBRMセル受信回路、92はセル送出制御回路、93はVPFRMセル送出回路、94は送信バッファ、95はセル組み立て回路、96は受信バッファ、97はセル分解回路、98は輻輳予測信号挿入回路である。
次に、送信側のレート制御回路A(73)の構成を図11に示す。図11において、100はFRMパケット折り返し回路、101はBRMパケット受信回路、102はパケット送出制御回路、103はFRMパケット送出回路、104は送信バッファ、105は受信バッファ、106はポーズ信号である。
受信側のレート制御回路A(82)の構成は、図11と同じである。受信側のレート制御回路B(81)の構成は、図10と同じである。
送信側のレート制御回路B(74)と受信側のレート制御回路B(81)は、VP(バーチャルパス)によって双方向に接続されているものとする。VPFRMセル、VPBRMセルは、特定VC(バーチャルチャネル)のFRMセルおよびBRMセルである。
送信側のレート制御回路B(74)の動作を図10を用いて説明する。送信側のレート制御回路B(74)は、送信側のレート制御回路A(73)よりパケットを受信した場合は、同じ宛先アドレスのパケット毎に分け、同じ対地のパケットをセル組み立て回路95でセルに組み立て、送信バッファ94に送出する。ここでパケット振り分け回路は図では省略されている。送信バッファ94に蓄積セルがある場合には、セル送出制御回路92がVPFRMセル送出回路93にNrm*L/ACR(Nrm:32程度の所定値、L:セル長、ACR:現在の上限セルレート)の周期でセル送出指示信号を送る。
現在の上限セルレートは、最低セルレート(MCR)から最高セルレート(PCR)までセル加速比またはセル加速度で増加する。VPFRMセルには、現在のセルレートACRまたは現在のセルレートに対応するメモリアドレスANを挿入して送出する。VPBRMセル受信回路91は、VPFRMセルが受信側で折り返された輻輳予測有無信号(有り(CI=1),無し(CI=0))およびACRを含むVPBRMセルを受信する。セル送出制御回路92は、VPBRMセル受信回路91より、ACRを含む輻輳予測無し信号を受信した場合には、現在の上限セルレートを増加する。
一方、輻輳予測有り信号を受信した場合には、現在の上限セルレートを維持する。VPFRMセル折り返し回路90は、受信側のレート制御回路B(81)より送出されたVPFRMセルをVPBRMセルに変換後折り返す。セル送出制御回路92は送信バッファ94より現在の上限セルレートでセルを読み出す。
セル分解回路97は受信したセルをパケットに組み立て、輻輳予測信号挿入回路98に送出する。輻輳予測信号挿入回路98では、BRMパケットにVPBRMセル受信回路91で受信したBRMセルに含まれる輻輳予測信号(CI=1(輻輳予測有り)、CI=0(輻輳予測無し))を挿入する。また、輻輳予測信号挿入回路98では、送信バッファ94の蓄積セル量が所定値を越す場合に、BRMパケットに輻輳予測有り信号を挿入する。
次に、送信側のレート制御回路A(73)の動作を図11を用いて説明する。送信側のレート制御回路A(73)は、送信端末よりパケットを受信し、送信バッファ104にパケットがある場合には、パケット送出制御回路102の制御により、パケット加速度またはパケット加速比で送信バッファ104よりパケットを送出する。
また、一定周期でFRMパケット送出回路103よりFRMパケットを送出する。BRMパケット受信回路101が輻輳予測無信号(CI=0)を受信した場合には、送信バッファ104より読み出すパケットレートを増加させ、輻輳予測有り信号(CI=1)を受信した場合には、送信バッファ104より読み出すパケットレートを現在レートに維持する。
送信バッファの104の蓄積パケット量が所定値を越す場合には、送信端末からのパケット送出を停止するように、ポーズフレーム信号106を送信端末に送出する。
次に、パケット送出制御回路102の構成を図12を用いて説明する。図12において、送信バッファ104は、入力パケット110を一時蓄積し、蓄積パケットが有る場合には、パケット蓄積信号111を出力し、パケット読み出し信号123に応じて蓄積したパケットを出力パケット124として送出する。送信バッファ104は送出すべきパケットが無くなったときにエンプティー信号112をアドレス発生回路114と加減算回路122に送出する。
アドレス発生回路114は、パケットクロック(所定パケット長(例えば最小パケット長)の長さのパケットの動作周期で動作するクロック)113に同期して、出力するアドレス値をパケット周期で1ずつ増加させる回路であり、パケット蓄積信号111が与えられると、初期値1から順次増加する読み出しアドレス115をパケット送出間隔時間テーブル116に与える。
アドレス発生回路114は、一定周期でFRMパケット送出指示信号120を出力する。アドレス発生回路114は、輻輳予測無し信号(CI=0)118を受信した場合には、読み出しアドレスAN(115)を増加させるモードを維持する。また、読み出しアドレスAN(115)により読み出されたパケット送出有無信号(117)が「1」を示す場合には、加減算回路122において、レジスタGの値から所定パケット長Lを減じる。
加減算回路122は、レジスタGの値が所定値以下である場合には、送信バッファ104に読み出し信号123を与えるとともに、読み出されたパケットのパケット長L1をレジスタGの値に加算する。加減算回路122は、エンプティー信号112を受信した場合には、読み出し信号123を与えない。これにより、レジスタGの値が所定値以下になる場合には、Gの値を初期値に戻すとともに、その旨の信号121をアドレス発生回路114に与える。
アドレス発生回路114は、その旨の信号121を受信すると、読み出しアドレスAN(115)を所定値下げる。
アドレス発生回路114は、輻輳予測有り信号(CI=1)119を受信した場合は、読み出しアドレスANをパケットレート一定モードに対応するアドレスにする。
パケット送出間隔時間テーブル116には、各アドレス対応にパケット送出有無を示すビット情報が書き込まれており、読み出しアドレスAN(115)に対応するビット情報をパケット送出有無信号117として出力する。なお、パケット送出有を示すビット情報の間隔は、送信バッファ104より読み出されるパケットが最小パケットの場合には、パケット送出間隔にほぼ対応しており、それが徐々に短くなるようにパケット送出有無を示す各ビット情報が配列される。最大パケット長のパケットが送信バッファ104より送出された場合には、複数のパケット送出有無信号117が送出されるまで、次のパケットは読み出されない。
各ビット情報の配列構成例を図13、図14、図15に示す。パケット送出間隔時間テーブル116を変更するだけで、パケット送出制御回路102はパケット加速度にもパケット加速比にも対応できる。また、パケット加速比から所定境界レート(APRb)でパケット加速度に切り替わる場合にも対応できる。これらのテーブルの作成方法は後で示す。
パケットレート一定モードは、現在の読み出しアドレスを上限アドレスとし、そのアドレスから一定数減少したアドレスを下限アドレスとし、下限アドレスから上限アドレスまで1アドレス毎インクリメントし、上限アドレスから下限アドレスにジャンプして戻ることをくり返すことにより実現する。この方法は送出レートがわずか波を打つが平均レートは一定である。しかしこの場合、前記上限アドレスのレートから平均レートが下がる。
これを補正するためには、現在の読み出しアドレスに一定数加算したアドレスを上限アドレスとし、そのアドレスから一定数減少したアドレスを下限アドレスとし、下限アドレスから上限アドレスまで1アドレス毎インクリメントし、上限アドレスから下限アドレスにジャンプして戻ることをくり返すことにより実現すればよい。
または、現在の読み出しアドレスに一定数加算したアドレスまで1アドレス毎インクリメントし、そのアドレスを上限アドレスとし、そのアドレスから一定数減少したアドレスを下限アドレスとし、下限アドレスから上限アドレスまで1アドレス毎インクリメントし、上限アドレスから下限アドレスに1アドレス毎デクリメントして戻ることをくり返すことにより実現すればよい。
次に、パケット送出間隔時間テーブル116(パケット加速比)の作成方法について説明する。
例えば、伝送速度V(bit/sec)の出力伝送路に対して、パケット送出開始からの経過時間t(sec)、加速比係数β(1/sec)、初速度A(bit/sec)としたときに、パケット速度が関数A*exp(β*t)(bit/sec)に従って増加するものとする。1パケット時間(所定パケット長のパケットの動作時間)をT0、現在のパケット送出間隔をPi(整数)、その送出開始時における経過時間ti(=(P1+P2+P3+…+Pi−1)*T0)、アドレス番号AN=P1+P2+P3+…+Pi−1、パケット送出間隔誤差をEi(|Ei|<1)、とすると、次のパケット間隔Pi+1(整数)は、
V/(A*exp(β*(ti+Pi*T0)))+Ei
の小数点以下を切り捨て、または切り上げすることにより与えられる。また、そのときのパケット送出間隔誤差Ei+1は、
(V/(A*exp(β*(ti+Pi*T0)))+Ei)−Pi+1
によって与えられる。
このようにして、次々にパケット送出間隔を求めることにより、図13に示すパケット送出間隔時間テーブル116(パケット加速比)を作成することができる。なお、パケット送出間隔の算出に当たって、その前のパケット送出間隔誤差を加味して誤差補正を行うことにより、特に高速パケット速度領域において、平均パケット速度を時間経過とともに滑らかに上昇させることができる。
次に、パケット送出間隔時間テーブル116(パケット加速度)の作成方法について説明する。
例えば、伝送速度V(bit/sec)の伝送路に対して、パケット送出開始からの経過時間t(sec)、加速度α(bit/sec)、初速度A(bit/sec)としたときに、パケット速度が関数α*t(bit/sec)に従って増加するものとする。1パケット時間(所定パケット長のパケットの動作時間)をT0、現在のパケット送出間隔をPi(整数)、その送出開始時における経過時間ti、to=A/α、P0=t0/T0,(ti=(P0+P1+P2+P3+…+Pi−1)*T0)、アドレス番号AN=P0+P1+P2+P3+…+Pi−1、パケット送出間隔誤差をEi(|Ei|<1)、とすると、次のパケット間隔Pi+1(整数)は、
V/(α*(t+Pi*T0)+Ei
の小数点以下を切り捨て、または切り上げすることにより与えられる。また、そのときのパケット送出間隔誤差Ei+1は、
(V/(α*(t+Pi*T0))+Ei)−Pi+1
によって与えられる。
このようにして、次々にパケット送出間隔を求めることにより、図14に示すパケット送出間隔時間テーブル116(パケット加速度)を作成することができる。なお、パケット送出間隔の算出に当たって、その前のパケット送出間隔誤差を加味して誤差補正を行うことにより、特に高速パケット速度領域において、平均パケット速度を時間経過とともに滑らかに上昇させることができる。
次に、パケット加速比から仮想境界レート(APRb)でパケット加速度に切り替わるパケット送出間隔時間テーブル116の作成方法を次に示す。
例えば、伝送レートV(bit/sec)の伝送路に対して、パケット送出開始からの経過時間t(sec)、定数(初レート)A(bit/sec)、加速比係数β(1/sec)、加速度α(bit/sec2)としたときに、パケットレートが指数関数A*exp(β*t)(bit/sec)に従って境界レートAPRb(アドレスANb)まで増加し、それ以上は加速度α*tで増加するものとする。
1パケット時間(所定パケット長のパケットの動作時間)をT0、現在のパケット送出間隔をPi(整数)、その送出開始からの経過時間ti(=AN*T0)、AN=P1+P2+P3+…+Pi、パケット送出間隔誤差をEi(|Ei|<1)、とすると、レートAPRb(境界レート)=A*exp(β*Anb*T0)までは、次のパケット間隔Pi+1(整数)は、
V/(A*exp(β*(AN*T0)))+Ei
の小数点以下を切り捨て、または切り上げすることにより与えられる。また、そのときのパケット送出間隔誤差Ei+1は、
Ei+1=(V/(A*exp(β*(AN*T0)))+Ei)−Pi+1
によって与えられる。アドレスANb(境界アドレス)以上は、AN=ANb+ANc−[t0/T0],ANc=[t0/T0]+P0+P1+…+Piとして次ぎのパケット間隔Pi+1は、
V/(α*ANc*T0)+Ei
の小数点以下を切り捨て、または切り上げすることにより与えられる。また、そのときのパケット送出間隔誤差Ei+1は、
Ei+1=(V/(α*ANc*T0)+Ei)−Pi+1
によって与えられる。但し、t0=APRb/α、であり,[x]はxの小数点以下を切り捨て、または切り上げすることを示す。
このようにして、次々にパケット送出間隔を求めることにより、図15に示すパケット送出間隔時間テーブル116を作成することができる。なお、パケット送出間隔の算出に当たって、その前のパケット送出間隔誤差を加味して誤差補正を行うことにより、特に高速パケットレート領域において、平均パケットレートを時間経過とともに滑らかに上昇させることができる。
次に、パケット送出制御回路102を含む送信側のレート制御回路A(73)の動作の1例を図12を参照しながら図16、図17、図18のフローを用いて説明する(請求項1、3、4、9、10)。この例は、パケット送出間隔時間テーブル116から読み出されたパケット送出有無信号117が「1」である場合に、レジスタGの値から所定パケット長Lを減少する場合の例である。
まず、アドレス発生回路114の発生アドレスANを0とし、mode=1(パケットレート増加モード1)に設定し、パケットレート増加モード2(レート一定モード)の上限アドレスANupをΔN(所定整数値)とし、パケットレート増加モード2(レート一定モード)の下限アドレスANdwを1とし、カウンタTの値を0とし、レジスタGの値を初期値Aにする(200)。
次に、T=T+1とし(201)、読み出しアドレスAN(115)をAN=AN+1により1増加し(202)、AN>ANppr+ΔN(ANppr:ピークパケットレートに対応するアドレス)か判断し(203)、AN>ANppr+ΔNであればAN=ANpprとする(204)。AN>ANppr+ΔNでなければ205に遷移する。次にmode=1か判断し(205)、モード1でない、すなわちモード2ならば、AN>ANupか判断し(206)、AN>ANupならばAN=ANdwとし(207)、208に遷移する。
次に、パケット送出間隔時間テーブル116の読み出しアドレスAN(115)に対応するパケット送出有無信号(117)を読み出す(208)。
次に、パケット送出有無信号(117)が「1」であるか判断し(209)、「1」であることを示す場合には、レジスタGの値をG=G−L(L:所定パケット長(例えば最小パケット長))により減少する(210)。
次に、G<G0(G0:所定値)か判断し(211)、G<G0の場合には、AN=AN−ΔN’(ΔN’:所定値)とし(212)、ANと1の内大きい方をANとし(213)、G=Aとし(214)、220に遷移する。
パケット送出有無信号(117)が「1」で無い場合は(209)、T≧T00(T00:所定値(FRMパケットの周期))か判断し(215)、T≧T00の場合は、FRMパケットを送出し(216)、T=0とし(217)、220に遷移する。
次に、CI=0(輻輳予測無し)のBRMパケットを受信したか判断し(220)、受信した場合は、mode=1とし(221)、201に遷移する。
次に、CI=1(輻輳予測有り)のBRMパケットを受信した場合は(222)、mode=2か判断し(223)、mode=2の場合は、201に遷移する。一方、mode=2でない場合は、mode=2とし(224)、ANup=AN+ΔN、ANdw=ANとし(225)、201に遷移する。
次に、図18を用いて加減算回路122の動作を説明する。まず、G<A(A:初期値)か判断し(230)、G<Aである場合は、送信バッファ104に送出すべきパケットがあるか判断し(231)、ある場合には、バッファより一つのパケットを読み出す(232)。次にそのパケットに含まれるパケット長L1を読み出し(233)、G=G+L1とし(234)、インターフレームギャップ時間待ち(235)、230に遷移する。
尚、パラメータGは図16のGと連係している。また233、234では、パケット長を読み取る例を示したが、バイトクロックで一つのパケットの読み出しが終わるまで、パケットを読み出す毎にレジスタGの値に1バイト加算してもよい。Gの値は負の値もとる。
次に、パケット送出制御回路102を含む送信側のレート制御回路A(73)の動作の他の例を図12を参照しながら図19、図20、図21のフローを用いて説明する(請求項5、7、8、9、10)。パケット送出間隔時間テーブル116から読み出されたパケット送出有無信号117が「1」である場合に、レジスタGの値に所定パケット長Lを加算する場合の例である。
まず、アドレス発生回路114の発生アドレスANを0とし、mode=1(パケットレート増加モード1)に設定し、パケットレート増加モード2(レート一定モード)の上限アドレスANupをΔN(所定整数値)とし、パケットレート増加モード2(レート一定モード)の下限アドレスANdwを1とし、カウンタTの値を0とし、レジスタGの値を初期値Aにする(200)。
次に、T=T+1とし(201)、読み出しアドレスAN(115)をAN=AN+1により1増加し(202)、AN>ANppr+ΔN(ANppr:ピークパケットレートに対応するアドレス)か判断し(203)、AN>ANppr+ΔNであればAN=ANpprとする(204)。AN>ANppr+ΔNでなければ205に遷移する。次にmode=1か判断し(205)、モード1でない、すなわちモード2ならば、AN>ANupか判断し(206)、AN>ANupならばAN=ANdwとし(207)、208に遷移する。
次に、パケット送出間隔時間テーブル116の読み出しアドレスAN(115)に対応するパケット送出有無信号(117)を読み出す(208)。
次に、パケット送出有無信号(117)が「1」であるか判断し(209)、「1」であることを示す場合には、レジスタGの値をG=G+L(L:所定パケット長(例えば最小パケット長))により増加する(240)。
次に、G>G0(G0:所定値)か判断し(241)、G>G0の場合には、AN=AN−ΔN’(ΔN’:所定値)とし(212)、ANと1の内大きい方をANとし(213)、G=Aとし(214)、220に遷移する。
パケット送出有無信号(117)が「1」で無い場合は(209)、T≧T00(T00:所定値(FRMパケットの周期))か判断し(215)、T≧T00の場合は、FRMパケットを送出し(216)、T=0とし(217)、220に遷移する。
次に、CI=0(輻輳予測無し)のBRMパケットを受信したか判断し(220)、受信した場合は、mode=1とし(221)、201に遷移する。
次に、CI=1(輻輳予測有り)のBRMパケットを受信した場合は(222)、mode=2か判断し(223)、mode=2の場合は、201に遷移する。一方、mode=2でない場合は、mode=2とし(224)、ANup=AN+ΔN、ANdw=ANとし(225)、201に遷移する。
次に、図21を用いて加減算回路122の動作を説明する。まず、G>A(A:初期値)か判断し(250)、G>Aである場合は、送信バッファ104に送出すべきパケットがあるか判断し(251)、ある場合には、バッファより一つのパケットを読み出す(252)。
次に、そのパケットに含まれるパケット長L1を読み出し(253)、G=G−L1とし(254)、インターフレームギャップ時間待ち(255)、250に遷移する。
尚、パラメータGは図19のGと連係している。また253、254では、パケット長を読み取る例を示したが、バイトクロックで一つのパケットの読み出しが終わるまで、パケットを読み出す毎にレジスタGの値から1バイト減算してもよい。Gの値は負の値もとる。
図16、図19の215、216では一定周期でFRMパケットを送出する例を示したが、209のパケット送出有無信号が1である場合にN=N+1とし、NがN0(所定値)になる毎にFRMパケットを送出してもよい(請求項12)。
送信側のレート制御回路B(74)から送出されたセルは、アクセス回線83を介して、順方向のVPクロスコネクト回路76に送られる。順方向のVPクロスコネクト回路76に到達したセルは、順方向の出力バッファ77に振り分けられる。輻輳予測回路78において、順方向の出力バッファ出力のセル転送速度から出力伝送路(インタフェース回路)の輻輳予測を次式により行う。
MΣ*Nrm*L/ΔT>Vmax …(6)
Vmax:出力伝送路またはリソースの許容セルレート(bit/sec)
MΣ:ノードの順方向出力バッファ出力を流れるΔT時間内のVPFRMセル数Mの合計
Nrm:所定値(例えば32)
L:セル長(bit)
ΔT:所定時間(測定時間)(sec)
式(6)を満たす場合に、輻輳予測回路78は輻輳の前兆有りと判断し、輻輳予測信号挿入回路79において、逆方向入力のVPBRMセルに輻輳予測信号を挿入する(CIビットを1に設定する)。
順方向の出力バッファ77から送出されたセルは、中継ノード71の順方向のVPクロスコネクト回路76に到達する。順方向のVPクロスコネクト回路76に到達したセルは、順方向の出力バッファ77に振り分けられる。中継ノード71の輻輳予測回路78において、順方向の出力バッファ出力のセル転送速度から出力伝送路(インタフェース回路)の輻輳予測を行う。輻輳予測動作は、送信側のノードの動作(式(6))と同じなので説明を省略する。
順方向の出力バッファ77から送出されたセルは、受信側のノード72の順方向のVPクロスコネクト回路76に到達する。順方向のVPクロスコネクト回路76に到達したセルは、順方向の出力バッファ77、受信側のUPC回路80を介して、受信側のレート制御回路B(81)に到達する。
受信側のレート制御回路B(81)に到達したセルの内、VPFRMセルは、VPFRMセル折り返し回路90でVPBRMセルに変換後折り返される。データセルはパケットに変換後受信側のレート制御回路A(82)に送られる。
第一実施例では、送信側のレート制御回路Aの送信バッファのパケット蓄積量が所定値を越す場合には、送信端末にポーズフレーム信号を送出する例を示したが、送信バッファのパケット蓄積量が所定値を越す場合には、送信バッファのパケットまたは送信バッファへの入力パケットを廃棄してもよい(請求項13)。
また、そのパケット廃棄が所定時間以上続く場合には、レート低減信号を送信端末に送出してもよい(請求項14)。
または、そのパケット廃棄が所定時間以上続く場合には、パケット送出停止信号を送信端末に送出してもよい(請求項15)。
(第二実施例)
本発明の第二実施例を用いる網全体構成を図22を用いて説明する。第一実施例はIP over ATM網における例である。図22において、150は送信側のレート制御回路A(またはサーバ、またはハブ)、151は送信側のレート制御回路B(またはONU、またはゲートウェイ)、152は受信側のレート制御回路B、153は受信側のレート制御回路Aであり、他の回路は第一実施例の図9と同じである。
次に、送信側のレート制御回路B(151)の構成を図23に示す。図23において、160はレート低減信号送出および輻輳予測信号挿入回路であり、他の回路は、図10と同じである。
次に、送信側のレート制御回路A(150)の構成を図24に示す。図24において、161はレート低減信号およびBRMパケット受信回路であり、他の回路は、図11と同じである。
受信側のレート制御回路A(153)の構成は、図24と同じである。受信側のレート制御回路B(152)の構成は、図23と同じである。
送信側のレート制御回路B(151)と受信側のレート制御回路B(152)は、VP(バーチャルパス)によって双方向に接続されているものとする。VPFRMセル、VPBRMセルは、特定VC(バーチャルチャネル)のFRMセルおよびBRMセルである。
送信側のレート制御回路B(151)の動作を図23を用いて説明する。図23において、レート低減信号送出および輻輳予測信号挿入回路160を除いて、他の回路の動作は図10と同じなので説明を省略する。
レート低減信号送出および輻輳予測信号挿入回路160では、セル分解回路97で組み立てられたBRMパケットにVPBRMセル受信回路91で受信したBRMセルに含まれる輻輳予測信号(CI=1(輻輳予測有り)、CI=0(輻輳予測無し))を挿入する。また、レート低減信号送出および輻輳信号挿入回路160では、送信バッファ94の蓄積セル量が所定値を越す場合に、BRMパケットにレート低減信号を挿入するか、レート低減信号を含むパケットを送出する。
次に、送信側のレート制御回路A(150)の動作を図24を用いて説明する。送信側のレート制御回路A(150)は、送信端末よりパケットを受信し、送信バッファ104にパケットがある場合には、パケット送出制御回路102の制御により、パケット加速度またはパケット加速比で送信バッファ104よりパケットを送出する。
また、一定周期でFRMパケット送出回路103よりFRMパケットを送出する。レート低減信号およびBRMパケット受信回路161が輻輳予測無信号(CI=0)を受信した場合には、送信バッファ104より読み出すパケットレートを増加させ、輻輳予測有り信号(CI=1)を受信した場合には、送信バッファ104より読み出すパケットレートを現在レートに維持する。
また、レート低減信号を受信した場合には、逆加速度または逆加速比で送信バッファ104より読み出すパケット速度を低減する。逆加速度、逆加速比は、パケット送出間隔時間テーブルの読み出しアドレスを一ずつデクリメントすることにより実現できる。
送信バッファの104の蓄積パケット量が所定値を越す場合には、送信端末からのパケット送出を停止するように、ポーズフレーム信号106を送信端末に送出する。
次に、パケット送出制御回路102の構成を図25を用いて説明する。図25において、レート低減信号172とレート低減信号に対応する動作を行うアドレス発生回路171以外の回路は、図12と同じであるので説明を省略する。
アドレス発生回路171は、レート低減信号172に受信した場合は、一定時間読み出しアドレス115をパケットクロック113が到来する毎に1ずつ低減する。
次に、パケット送出制御回路102を含む送信側のレート制御回路A(150)の動作の1例を図25を参照しながら図26、図27、図28のフローを用いて説明する(請求項5、6、7、8、9、11)。この例は、パケット送出間隔時間テーブル116から読み出されたパケット送出有無信号117が「1」である場合に、レジスタGの値に所定パケット長Lを加算する場合の例である。
まず、アドレス発生回路171の発生アドレスANを0とし、mode=1(パケットレート増加モード1)に設定し、パケットレート増加モード2(レート一定モード)の上限アドレスANupをΔN(所定整数値)とし、パケットレート増加モード2(レート一定モード)の下限アドレスANdwを1とし、カウンタTの値を0とし、カウンタT3の値を0とし、時間の経過とともに値が減少するTimerの値を0とし、レジスタGの値を初期値Aにする(300)。
次に、T3=T3+1とし(201)、T3>T30(T30:所定値)か判断しT3>T30の場合には、送信バッファ104のパケット蓄積量は所定値を越したか判断し(303)、越した場合には、ポーズ信号を送信端末に送出し(304)、T3=0とする(305)。一方、T3>T30でない場合は、306に遷移する。
次に、mode=3か判断し(306)、mode=3の場合は、T=T+1とし(309)、AN=AN−1とし、ANと1の内大きい方をANとし(310)、311に遷移する。一方、mode=3でない場合には、T=T+1とし(307)、AN=AN+1とし(308)、311に遷移する。
次に、AN>ANppr+ΔN(ANppr:ピークパケットレートに対応するアドレス)か判断し(311)、AN>ANppr+ΔNであればAN=ANpprとする(312)。AN>ANppr+ΔNでなければ313に遷移する。
次に、mode=2か判断し(313)、mode=2ならば、AN>ANupか判断し(314)、AN>ANupならばAN=ANdwとし(315)、316に遷移する。
次に、パケット送出間隔時間テーブル116の読み出しアドレスAN(115)に対応するパケット送出有無信号(117)を読み出す(316)。
次に、パケット送出有無信号(117)が「1」であるか判断し(317)、「1」であることを示す場合には、レジスタGの値をG=G+L(L:所定パケット長(例えば最小パケット長))により増加する(318)。
次に、G>G0(G0:所定値)か判断し(319)、G>G0の場合には、AN=AN−ΔN’(ΔN’:所定値)とし、ANと1の内大きい方をANとし(320)、G=Aとし(321)、325に遷移する。
パケット送出有無信号(117)が「1」で無い場合は(317)、T≧T00(T00:所定値(FRMパケットの周期))か判断し(322)、T≧T00の場合は、FRMパケットを送出し(323)、T=0とし(324)、325に遷移する。
次に、CI=0(輻輳予測無し)のBRMパケットを受信したか判断し(325)、受信した場合は、Timer>0か判断し(326)、Timer>0の場合には、301に遷移し、Timer>0でない場合には、mode=1とし(327)、301に遷移する。
次に、CI=1(輻輳予測有り)のBRMパケットを受信した場合は(328)、Timer>0か判断し(329)、Timer>0の場合には、301に遷移し、Timer>0でない場合には、mode=2か判断し(330)、mode=2の場合は、301に遷移する。一方、mode=2でない場合は、mode=2とし(331)、ANup=AN+ΔN、ANdw=ANとし(332)、301に遷移する。
次に、レート低減信号を受信したか判断し(333)、受信した場合には、mode=3とし(334)、Timer=T0(所定値)とし(335)、301に遷移する。
次に、図28を用いて加減算回路122の動作を説明する。まず、G>A(A:初期値)か判断し(340)、G>Aである場合は、送信バッファ104に送出すべきパケットがあるか判断し(341)、ある場合には、バッファより一つのパケットを読み出す(342)。
次に、そのパケットに含まれるパケット長L1を読み出し(343)、G=G−L1とし(344)、インターフレームギャップ時間待ち(345)、340に遷移する。
尚、パラメータGは図26のGと連係している。また343、344では、パケット長を読み取る例を示したが、バイトクロックで一つのパケットの読み出しが終わるまで、パケットを読み出す毎にレジスタGの値から1バイト減算してもよい。Gの値は負の値もとる。
図26、図27、図28は、パケット送出間隔時間テーブル116から読み出されたパケット送出有無信号117が「1」である場合に、レジスタGの値に所定パケット長Lを加算する場合の例であるが、パケット送出間隔時間テーブル116から読み出されたパケット送出有無信号117が「1」である場合に、レジスタGの値から所定パケット長Lを減算するように構成することもできる(請求項2)。
本発明によれば、送信装置のパケット読み出し回路を割算回路を必要としないハードウエアで実現できる。このため、高速領域に適用できるパケット読み出し回路を実現することができる。また、網内でパケット加速度またはパケット加速比を用いるシェーピング回路にも適用できる。
また、所定パケット長を最小パケット長にすることにより、最小パケット長のパケットでも連続して送信バッファより読み出されることを防ぐことができる。
従来例の構成図。 従来例の送信側のレート制御回路の構成図。 従来例の送信側の端末装置の構成図。 従来例の受信側のレート制御回路の構成図。 従来例の受信側の端末装置の構成図。 セルフォーマットの一例を示す図。 従来例の送信側のレート制御回路または送信側の端末装置の動作フローを示す図。 従来例の送信側のノードの輻輳回避動作を示すフロー図。 本発明の第一実施例を用いる網の全体構成図。 第一実施例の送信側のレート制御回路Bの構成図。 第一実施例の送信側のレート制御回路Aの構成図。 第一実施例のパケット送出制御回路の構成図。 第一実施例の各ビット情報の配列構成例を示す図(パケット送出間隔時間テーブル(パケット加速比))。 第一実施例の各ビット情報の配列構成例を示す図(パケット送出間隔時間テーブル(パケット加速度))。 第一実施例の各ビット情報の配列構成例を示す図。 第一実施例のパケット送出制御回路を含む送信側のレート制御回路Aの動作の1例を示すフロー図。 第一実施例のパケット送出制御回路を含む送信側のレート制御回路Aの動作の1例を示すフロー図。 第一実施例のパケット送出制御回路を含む送信側のレート制御回路Aの動作の1例を示すフロー図。 第一実施例のパケット送出制御回路を含む送信側のレート制御回路Aの動作の他の例を示すフロー図。 第一実施例のパケット送出制御回路を含む送信側のレート制御回路Aの動作の他の例を示すフロー図。 第一実施例のパケット送出制御回路を含む送信側のレート制御回路Aの動作の他の例を示すフロー図。 本発明の第二実施例を用いる網の全体構成図。 第二実施例の送信側のレート制御回路Bの構成図。 第二実施例の送信側のレート制御回路Aの構成図。 第二実施例のパケット送出制御回路の構成図。 第二実施例のパケット送出制御回路を含む送信側のレート制御回路Aの動作の1例を示すフロー図。 第二実施例のパケット送出制御回路を含む送信側のレート制御回路Aの動作の1例を示すフロー図。 第二実施例のパケット送出制御回路を含む送信側のレート制御回路Aの動作の1例を示すフロー図。
符号の説明
1 送信側のノード
2 中継ノード
3 受信側のノード
4 送信側の端末装置
5 送信側のUPC等のインタフェース回路
6 送信側のレート制御回路
7 ルーチング回路
8 出力バッファ
9 輻輳予測回路
10 輻輳予測信号挿入回路
11 受信側のUPC等のインタフェース回路
12 受信側の端末装置
13 受信側のレート制御回路
14 加入者線(アクセス回線)
15 中継伝送路
20 FRMセル折り返し回路
21 BRMセル受信回路
22 セル送出制御回路
23 FRMセル送出回路
24 送信バッファ
25 セル組み立て回路
26 受信バッファ
27 セル分解回路
70 送信側のノード
71 中継ノード
72 受信側のノード
73 送信側のレート制御回路A(またはサーバ、またはハブ)
74 送信側のレート制御回路B(またはONU、またはゲートウェイ)
75 送信側のUPC回路
76 VPクロスコネクト回路
77 出力バッファ
78 輻輳予測回路
79 輻輳予測信号挿入回路
80 受信側のUPC回路
81 受信側のレート制御回路B
82 受信側のレート制御回路A
83 加入者線(アクセス回線)
84 伝送路
90 VPFRMセル折り返し回路
91 VPBRMセル受信回路
92 セル送出制御回路
93 VPFRMセル送出回路
94 送信バッファ
95 セル組み立て回路
96 受信バッファ
97 セル分解回路
98 輻輳予測信号挿入回路
100 FRMパケット折り返し回路
101 BRMパケット受信回路
102 パケット送出制御回路
103 FRMパケット送出回路
104 送信バッファ
105 受信バッファ
106 ポーズフレーム信号
110 入力パケット
111 パケット蓄積信号
112 エンプティー信号
113 パケットクロック
114 アドレス発生回路
115 読み出しアドレス
116 パケット送出間隔時間テーブル
117 パケット送出有無信号
118 輻輳予測無し信号(CI=0)
119 輻輳予測有り信号(CI=1)
120 FRMパケット送出指示信号
121 信号
122 加減算回路
123 読み出し信号
124 出力パケット
150 送信側のレート制御回路A(またはサーバ、またはハブ)
151 送信側のレート制御回路B(またはONU、またはゲートウェイ)
152 受信側のレート制御回路B
153 受信側のレート制御回路A
160 レート低減信号送出および輻輳予測信号挿入回路
161 レート低減信号およびBRMパケット受信回路
171 アドレス発生回路
172 レート低減信号

Claims (15)

  1. パケット加速度またはパケット加速比は、所定パケット長Lの動作周期のクロックで動作するアドレス発生回路により1ずつ増加するアドレス(AN)で指定され、
    アドレス毎にパケットの送出有無を1(送出有り)または0(送出無し)で指定するパケット送出間隔時間テーブルから読み出されたアドレス(AN)の増加とともに1の間隔が徐々に短くなるパケット送出有無信号が「1」である場合には、レジスタの値Gから所定パケット長Lを減じる手段と、
    Gの値が初期値A以下の場合には、送信バッファより一つのパケットを読み出し、そのパケット長L1をGに加える手段または並列処理で一つのパケットが終了するまでパケットを読み出す毎に並列処理バイト数をGに加える手段と
    を備えたことを特徴とするパケット読み出し回路。
  2. 所定パケット長Lの動作周期のクロックで動作するアドレス発生回路により1ずつ減少するアドレス(AN)で指定され、
    アドレス毎にパケットの送出有無を1(送出有り)または0(送出無し)で指定するパケット送出間隔時間テーブルから読み出されたアドレス(AN)の減少とともに1の間隔が徐々に長くなるパケット送出有無信号が「1」である場合には、レジスタの値Gから所定パケット長Lを減じる手段と、
    Gの値が初期値A以下の場合には、送信バッファより一つのパケットを読み出し、そのパケット長L1をGに加える手段または並列処理で一つのパケットが終了するまでパケットを読み出す毎に並列処理バイト数をGに加える手段と
    を備えたことを特徴とするパケット読み出し回路。
  3. 一定パケットレートは、所定パケット長Lの動作周期のクロックで動作するアドレス発生回路が、下限アドレス(ANdw)からそれより所定値上の上限アドレス(ANup)まで1アドレス毎アドレスを増加し、上限アドレス(ANup)に到達した場合には、下限アドレス(ANdw)にジャンプして戻り、再度アドレス値を増加するアドレスで指定され、
    アドレス毎にパケットの送出有無を1(送出有り)または0(送出無し)で指定するパケット送出間隔時間テーブルから読み出されたアドレス(AN)の増加とともに1の間隔が徐々に短くなるパケット送出有無信号が「1」である場合には、レジスタの値Gから所定パケット長Lを減じる手段と、
    Gの値が初期値A以下の場合には、送信バッファより一つのパケットを読み出し、そのパケット長L1をGに加える手段または並列処理で一つのパケットが終了するまでパケットを読み出す毎に並列処理バイト数をGに加える手段と
    を備えたことを特徴とするパケット読み出し回路。
  4. Gの値が所定値(A−2L程度、A:初期値)以下になった場合には、Gの値を初期値Aとするとともに、アドレス発生回路の現在アドレスANを所定値分減少する手段を備えた請求項1ないし3のいずれかに記載のパケット読み出し回路。
  5. パケット加速度またはパケット加速比は、所定パケット長Lの動作周期のクロックで動作するアドレス発生回路により1ずつ増加するアドレス(AN)で指定され、
    アドレス毎にパケットの送出有無を1(送出有り)または0(送出無し)で指定するパケット送出間隔時間テーブルから読み出されたアドレス(AN)の増加とともに1の間隔が徐々に短くなるパケット送出有無信号が「1」である場合には、レジスタの値Gに所定パケット長Lを加える手段と、
    Gの値が初期値Aより大きい場合には、送信バッファより一つのパケットを読み出し、そのパケット長L1をGの値から減算する手段または並列処理で一つのパケットが終了するまでパケットを読み出す毎に並列処理バイト数をGから減算する手段と
    を備えたことを特徴とするパケット読み出し回路。
  6. 所定パケット長Lの動作周期のクロックで動作するアドレス発生回路により1ずつ減少するアドレス(AN)で指定され、
    アドレス毎にパケットの送出有無を1(送出有り)または0(送出無し)で指定するパケット送出間隔時間テーブルから読み出されたアドレス(AN)の減少とともに1の間隔が徐々に長くなるパケット送出有無信号が「1」である場合には、レジスタの値Gに所定パケット長Lを加える手段と、
    Gの値が初期値Aより大きい場合には、送信バッファより一つのパケットを読み出し、そのパケット長L1をGの値から減算する手段または並列処理で一つのパケットが終了するまでパケットを読み出す毎に並列処理バイト数をGから減算する手段と
    を備えたことを特徴とするパケット読み出し回路。
  7. 一定パケットレートは、所定パケット長の動作周期のクロックで動作するアドレス発生回路が、下限アドレス(ANdw)からそれより所定値上の上限アドレス(ANup)まで1アドレス毎アドレスを増加し、上限アドレス(ANup)に到達した場合には、下限アドレス(ANdw)にジャンプして戻り、再度アドレス値を増加するアドレスで指定され、
    アドレス毎にパケットの送出有無を1(送出有り)または0(送出無し)で指定するパケット送出間隔時間テーブルから読み出されたアドレス(AN)の増加とともに1の間隔が徐々に短くなるパケット送出有無信号が「1」である場合には、レジスタの値Gに所定パケット長Lを加える手段と、
    Gの値が初期値Aより大きい場合には、送信バッファより一つのパケットを読み出し、そのパケット長L1をGの値から減算する手段または並列処理で一つのパケットが終了するまでパケットを読み出す毎に並列処理バイト数をGから減算する手段と
    を備えたことを特徴とするパケット読み出し回路。
  8. Gの値が所定値(A+2L程度)を越した場合には、Gの値を初期値Aとするとともに、アドレス発生回路の現在アドレスANを所定値分減少する手段を備えた請求項5ないし7のいずれかに記載のパケット読み出し回路。
  9. 所定パケット長は最小パケット長である請求項1ないし8のいずれかに記載のパケット読み出し回路。
  10. 請求項1または3または5または7に記載のパケット読み出し回路を含むレート制御回路であって、
    最低レートからピークパケットレートまでパケット加速度またはパケット加速比で現在のパケットレートを増加させるとともに、一定周期でフォワードリソース管理パケットを送出し、
    前記フォワードリソース管理パケットが受信側で折り返したバックワードリソース管理パケットを受信し、
    当該バックワードリソース管理パケットに輻輳予測信号が書き込まれている場合には、現在のパケットレートを一定パケットレートに保ち、
    当該バックワードリソース管理パケットに輻輳予測信号が書き込まれていない場合には、現在のパケットレートをパケット加速度またはパケット加速比で増加する手段を備えた
    ことを特徴とするレート制御回路。
  11. 請求項1ないし3または5ないし7のいずれかに記載のパケット読み出し回路を含むレート制御回路であって、
    最低レートからピークパケットレートまでパケット加速度またはパケット加速比で現在のパケットレートを増加させるとともに、一定周期でフォワードリソース管理パケットを送出し、
    前記フォワードリソース管理パケットが受信側で折り返したバックワードリソース管理パケットを受信し、
    当該バックワードリソース管理パケットに輻輳予測信号が書き込まれている場合には、現在のパケットレートを一定パケットレートに保ち、
    当該バックワードリソース管理パケットにレート低減信号が書き込まれている場合には、現在のパケットレートを徐々に低減し、
    当該バックワードリソース管理パケットに輻輳予測信号が書き込まれていない場合には、現在のパケットレートをパケット加速度またはパケット加速比で増加する手段を備えた
    ことを特徴とするレート制御回路。
  12. 請求項1または3または5または7に記載のパケット読み出し回路を含むレート制御回路であって、
    最低レートからピークパケットレートまでパケット加速度またはパケット加速比で現在のパケットレートを増加させるとともに、Nrm*L/APR(Nrm:所定値、L:所定パケット長、APR:現在のパケットレート)の周期でフォワードリソース管理パケットを送出し、
    前記フォワードリソース管理パケットが受信側で折り返したバックワードリソース管理パケットを受信し、
    当該バックワードリソース管理パケットに輻輳予測信号が書き込まれている場合には、現在のパケットレートを一定パケットレートに保ち、
    当該バックワードリソース管理パケットに輻輳予測信号が書き込まれていない場合には、現在のパケットレートをパケット加速度またはパケット加速比で増加する手段を備えた
    ことを特徴とするレート制御回路。
  13. 送信バッファのパケット蓄積量が所定値を越す場合には、送信バッファのパケットまたは送信バッファへの入力パケットを廃棄する手段を備えた請求項10または12記載のレート制御回路。
  14. パケット廃棄が所定時間以上続く場合には、レート低減信号を送信端末に送出する手段を備えた請求項13記載のレート制御回路。
  15. パケット廃棄が所定時間以上続く場合には、パケット送出停止信号を送信端末に送出する手段を備えた請求項13記載のレート制御回路。
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