JP2513025B2 - パケット通信網における帯域割当て方式 - Google Patents

パケット通信網における帯域割当て方式

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JP2513025B2 JP7211789A JP7211789A JP2513025B2 JP 2513025 B2 JP2513025 B2 JP 2513025B2 JP 7211789 A JP7211789 A JP 7211789A JP 7211789 A JP7211789 A JP 7211789A JP 2513025 B2 JP2513025 B2 JP 2513025B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、音声、データ、画像等を一括統合交換する
為の高速パケット交換網に関し、特に通信品質を保証し
つつ、伝送路に対して効率良く呼の収容を行なう方式に
関するものである。
(従来の技術) 回線交換信号とパケット交換信号とを効率よくかつ高
い融通性を持って多重化する方式として非同期式時分割
多重伝送方式がある。この方式については、エー・トー
マス(A.Thomas)他により1984年インターナショナル・
スイッチング・シンポジウム(International Switchin
g Symposium 1984)において発表された論文「アシンク
ロナス・タイム・ディビジョン・テクニック:アン・イ
クスペリメンタル・パケット・ネットワーク・インテグ
レーティング・ビデオ・コミュニケーション(Asynchro
nous time division technique:an experimental packe
t network integrating video communication)」、プ
ロシーディングオブインターナショナルコミュニケーシ
ョンカンファレンス1988(Proceedings of Internation
al Communication Conference 1988)1552〜1558ページ
記載のビ・シェーファー(B.Schaffer)著「シンクロナ
ス・アンド・アシンクロナス・トランスファー・モード
・イン・ザ・フューチャー・ブロードバンドISDN(Sync
hronous and Asynchronous Transfer mode in the Futu
re Broad band ISDN)によるものが知られている。この
方法は、第3図に示すように、音声や動画のような連続
的な通信信号とデータや静止画のようなバースト的な通
信信号とをすべて固定長のデータブロックに分割し、通
信識別用のラベルあるいはヘッダを付加して伝送路上の
固定長のタイムスロットに多重化し、伝送するものであ
る。端末と伝送路は非同期でよく、また端末の速度と伝
送路の速度とは独立でよいため、将来どの様な端末が出
現しても対応することができ、また端末とは独立に伝送
路を開発することが出来るため極めて都合がよい。
このような多重化方式に対応した高速パケット交換網
においては、パケットの発生が統計的性質をもつ。した
がって、呼の仮想回線を設定する場合、要求されるパケ
ットの遅延、廃棄といった伝送品質を保ちつつ、伝送路
の有効利用を計るため、網内でその呼に対してある帯域
を割当て、呼量を管理する必要がある。その場合、プロ
トコルを簡略化するため実際の呼量を測定しつつ、呼量
を制御する方式よりは、呼設定時に入力呼の負荷を予想
して呼設定を許可/拒否する方式が望ましい。
このような帯域割当て方式については電子情報通信学
会技術報告SE87−138、43〜48ページ記載の、渡辺他著
「高速パケット交換における統計多重制御法の検討」に
よるものが知られている。この文献では、仮想回線を設
定する場合の帯域割当てを平均帯域、最大帯域、バース
ト長(どの程度パケットが連続して発生するかを示す
値)といった様々なパラメータを考慮した「仮想帯域」
によっておこなっている。
(発明が解決しようとする問題点) 従来技術では、パケット呼の帯域割当てを様々なパラ
メータを考慮した「仮想帯域」によっておこなってい
る。しかし、平均帯域、最大帯域、バースト長といった
パラメータは相互に複雑に関係して伝送品質に影響を及
ぼすため、呼に一定の高い伝送品質を保証することが困
難であった。また、この品質を一定に保つため、設定す
る呼のパケット最大送出速度によって帯域を割当てる方
法も知られているが、情報源のパケット送出速度は通常
は最大速度以下であり、使用されない帯域が常にあると
いう無駄を有していた。
(問題を解決するための手段) 本発明によれば、パケット通信網において、それぞれ
の呼に対する優先度を2種類設け、第1の優先度を要求
する呼に対しては、パケットの通過する全ての伝送路に
対し、情報発生源に対応したパケット送出速度の最大値
により帯域を確保したときに、すでに他の呼によって確
保されている帯域との和が、伝送路の最大伝送量以内の
場合に仮想回線(バーチャルサーキット)を設定し、第
2の優先度を要求する呼に対しては帯域を確保すること
なく仮想回線を設定し、網内において第1の優先度をも
つパケットは第2の優先度をもつパケットより優先的に
伝送されることを特徴とするパケット通信網における帯
域割当て方式が得られる。
また、パケット通信網において、それぞれの呼に対す
る優先度を2種類設け、第1の優先度を要求する呼に対
しては、パケットの通過する全ての伝送路に対し、情報
発生源に対応したパケット送出速度の最大値により帯域
を確保したときに、すでに他の呼によって確保されてい
る帯域との和が、伝送路の最大伝送量以内の場合に仮想
回線を設定し、第2の優先度を要求する呼に対してはあ
らかじめ申告されたパケット送出速度の平均値により帯
域を確保したときに、すでに他の呼によって確保されて
いる帯域との和が、伝送路の最大伝送量にに応じてあら
かじめ決められた値以内の場合に仮想回線を設定し、交
換網内において第1の優先度をもつパケットは第2の優
先度をもつパケットより優先的に伝送されることを特徴
とするパケット通信網における帯域割当て方式が得られ
る。
さらに、パケット通信網において、それぞれの呼に対
する優先度を3種類設け、第1の優先度を要求する呼に
対しては、パケットの通過する全ての伝送路に対し、情
報発生源に対応したパケット送出速度の最大値により帯
域を確保したときに、すでに他の呼によって確保されて
いる帯域との和が、伝送路の最大伝送量以内の場合に仮
想回線を設定し、第2の優先度を要求する呼に対しては
あらかじめ申告されたパケット送出速度の平均値により
帯域を確保したときに、すでに他の呼によって確保され
ている帯域との和が、伝送路の最大伝送量にに応じてあ
らかじめ決められた値以内の場合に仮想回線を設定し、
第3の優先度を要求する呼に対しては帯域を確保するこ
となく仮想回線を設定し、交換網内においてパケットは
第1、第2、第3の優先度順に伝送されることを特徴と
するパケット通信網における帯域割当て方式が得られ
る。
また、パケットのトラヒック量を監視する手段を有
し、第1の優先度をもつ呼に対してはパケット送出速度
の最大値を越えて端末から送出されたパケットを廃棄す
ることを特徴とする上記、等1〜3項に記載のパケット
通信網における帯域割当て方式が得られる。
パケットのトラヒック量を監視する手段を有し、第1
の優先度をもつ呼に対してはパケット送出速度の最大値
を越えて端末から送出されたパケットを廃棄し、第2の
優先度をもつ呼に対してはあらかじめ申告されたパケッ
ト送出速度の平均値に応じて設定される値を越えて端末
から送出されたパケットを廃棄することを特徴とする上
記、第2〜3項に記載のパケット通信網における帯域割
当て方式が得られる。
(作用) 設定する呼のパケット送出速度の最大値によって網内
の伝送路の帯域を割当てることが出来れば、パケットの
遅延、廃棄率といった伝送品質を常にある一定の値以上
に保つようにバッファ量を決定することが出来る。しか
し、パケットの送出は常に最大速度で行なわれているわ
けではないので、通常は伝送路に余裕ができてしまう。
そこでパケット送出速度の最大値によって帯域を割当て
る呼種より優先度の低い呼種を設けることにより、優先
度の高い呼の品質を高く保ちながら伝送路の余裕の部分
を有効に使用する。
また、優先度の低い呼種においても、パケット送出速
度の平均値で帯域の管理を行なうことにより、複数の呼
の間の干渉が少なくなり、ある程度の品質の保証が可能
となる。
さらに、これらの伝送品質保証は仮想回線設定時に申
告されるパケットの最大、平均送出速度を基に保証する
ので、実際の通信時における値が申告去れた値より外れ
た場合には、その呼に属するパケットを廃棄することに
より他の呼の品質を保証することが可能となる。
(実施例) 以下に図を参照して本発明のパケット通信網における
帯域割当て方式について説明する。第1図は本発明の実
施例を示す模式図である。第1図によれば、本発明の実
施例は、情報源を収容するパケットバッファ120
と制御線がパケットバッファ120に接続された優先度制
御装置150と、パケットバッファ120に接続された伝送路
130と、伝送路130を管理する帯域割当て装置140により
構成される。
第1図の111,112,113はそれぞれ情報源〜から送
出されるパケットの量を表わしている。
また、第2図は呼〜による帯域の割当て状況、帯
域の使用状況を示している。
まず、情報源の発生するパケットの送出最大速度が明
らかであり、パケット伝送網が規定している高い伝送品
質(例えばパケット廃棄確率が10-9以下)を要求する呼
(たとえば、動画情報など)の仮想回線を設定しよう
とする場合を説明する。呼の品質要求により優先度を
1に設定する。その上で、呼の場合は第2図の帯域割
当て状況に示すように常に設定された最大伝送で情報を
送り出すものとして帯域割当て装置140により伝送路130
の帯域を割当ててしまう。もし、伝送路130の容量の
内、他の呼に割当てられていない部分が呼の最大送出
速度に満たない場合は呼の仮想回線設定を拒否する。
こうすることによって、優先度1の呼で全ての帯域を使
用していても伝送路の使用率は1未満である事が保証で
きる。この性質を利用してパケット伝送網では網で規定
する伝送品質を満足するようにパケットバッファ120の
容量を決定することが出来る。
優先度1の呼は高い伝送品質を保証することができる
が、その分伝送路の利用効率が低下してしまう。そこ
で、優先度2の呼種を設け、この呼種に対しては、第
1、2図に示す呼のように情報源の発生するパケット
の平均送出速度で帯域を割当てる。この場合も、他の優
先度1または2の呼により帯域が確保できなければ、帯
域割当て装置10はこの呼に対する仮想回線の設定を拒否
する。この呼種に対しては優先度制御装置150により優
先度1のパケットがパケットバッファ120に蓄積されて
いないときだけ優先度2のパケットを伝送する。これに
より、優先度2の呼が優先度1の呼の品質に影響を及ぼ
さないようにできる。この第2の呼種はパケットが統計
多重になるため、優先度1の呼種よりは品質が悪くなる
が、バッファ量で規定される品質を期待して回線の有効
利用を計ることができる。この呼種においても、平均値
により帯域を確保してしまうため、実際の伝送量が一時
的に申告されている平均値を下回っている場合において
も、新たな呼は通信を行なうことができない。
そこで、第3の呼種として、仮想回線の設定にさいし
て帯域の申告が不必要な優先度3のものを設ける。この
呼種のパケットは優先度制御装置150により優先度1ま
たは2のパケットがパケットバッファ120に蓄積されて
いないときだけ伝送路130に送出される。これにより、
優先度3の呼が優先度1または2の呼の品質に影響を及
ぼさないようにできる。この第3の呼種を用いれば第
1、2図に示す呼のように伝送路が空いている場合に
はいつでも通信をすることができるが、呼に対する伝送
路の割当てがないため、伝送品質が他の呼の影響を強く
受ける。
第1図に示す実施例においては3つの優先度を全て収
容する場合を説明したが、要求される品質により優先度
2または3の呼種は省略することもできる。この場合で
も優先度1の呼種に対する品質を保ちつつ、伝送路帯域
の有効利用を計ることができる。
この方式では、仮想回線設定時に申告するパケットの
最大送出速度、平均速度というパラメータを伝送品質保
証の根拠となっている。このため、申告された値と実際
の通信中の値が大きく異なっていると、品質を保証でき
なくなる。このような場合には帯域割当て装置140によ
り呼の監視を行ない、申告された最大送出速度、平均速
度より、パケットを廃棄することにより、他の呼の品質
を保持することもできる。
以上、実施例に示した帯域割当て方式により、伝送品
質と優先度を関係付け、伝送路の有効利用計ることがで
きる。
(発明の効果) 以上述べたように本発明によれば、伝送品質と優先度
を関係付けて仮想回線の帯域割当てを行なうことによ
り、伝送路の有効利用を計ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示す模式図、第2図は第1図
に示す伝送路における帯域割当て状況状況、帯域使用状
況を示す説明図、第3図は従来技術による高速パケット
多重方式を示す説明図である。 図において、120はパケットバッファ、130は伝送路、14
0は帯域割当て装置、150は優先度制御装置をそれぞれ示
す。

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】パケット通信網において、それぞれの呼に
    対する優先度を2種類設け、第1の優先度を要求する呼
    に対しては、パケットの通過する全ての伝送路に対し、
    情報発生源に対応したパケット送出速度の最大値により
    帯域を確保したときに、すでに他の呼によって確保され
    ている帯域との和が、伝送路の最大伝送量以内の場合に
    仮想回線(バーチャルサーキット)を設定し、第2の優
    先度を要求する呼に対しては帯域を確保することなく仮
    想回線を設定し、網内において第1の優先度をもつパケ
    ットは第2の優先度をもつパケットより優先的に伝送さ
    れることを特徴とするパケット通信網における帯域割当
    て方式。
  2. 【請求項2】パケット通信網において、それぞれの呼に
    対する優先度を2種類設け、第1の優先度を要求する呼
    に対しては、パケットの通過する全ての伝送路に対し、
    情報発生源に対応したパケット送出速度の最大値により
    帯域を確保したときに、すでに他の呼によって確保され
    ている帯域との和が、伝送路の最大伝送量以内の場合に
    仮想回線を設定し、第2の優先度を要求する呼に対して
    はあらかじめ申告されたパケット送出速度の平均値によ
    り帯域を確保したときに、すでに他の呼によって確保さ
    れている帯域との和が、伝送路の最大伝送量に応じてあ
    らかじめ決められた値以内の場合に仮想回線を設定し、
    交換網内において第1の優先度をもつパケットは第2の
    優先度をもつパケットより優先的に伝送されることを特
    徴とするパケット通信網における帯域割当て方式。
  3. 【請求項3】パケット通信網において、それぞれの呼に
    対する優先度を3種類設け、第1の優先度を要求する呼
    に対しては、パケットの通過する全ての伝送路に対し、
    情報発生源に対応したパケット送出速度の最大値により
    帯域を確保したときに、すでに他の呼によって確保され
    ている帯域との和が、伝送路の最大伝送量以内の場合に
    仮想回線を設定し、第2の優先度を要求する呼に対して
    はあらかじめ申告されたパケット送出速度の平均値によ
    り帯域を確保したときに、すでに他の呼によって確保さ
    れている帯域との和が、伝送路の最大伝送量に応じてあ
    らかじめ決められた値以内の場合に仮想回線を設定し、
    第3の優先度を要求する呼に対しては帯域を確保するこ
    となく仮想回線を設定し、交換網内においてパケットは
    第1、第2、第3の優先度順に伝送されることを特徴と
    するパケット通信網における帯域割当て方式。
  4. 【請求項4】パケットのトラヒック量を監視する手段を
    有し、第1の優先度をもつ呼に対してはパケット送出速
    度の最大値を越えて端末から送出されたパケットを廃棄
    することを特徴とする請求項1または請求項2または請
    求項3に記載のパケット通信網における帯域割当て方
    式。
  5. 【請求項5】パケットのトラヒック量を監視する手段を
    有し、第1の優先度をもつ呼に対してはパケット送出速
    度の最大値を越えて端末から送出されたパケットを廃棄
    し、第2の優先度をもつ呼に対してはあらかじめ申告さ
    れたパケット送出速度の平均値に応じて設定される値を
    越えて端末から送出されたパケットを廃棄することを特
    徴とする請求項2また請求項3に記載のパケット通信網
    における帯域割当て方式。
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