JP2790475B2 - 通信トラヒック制御方式 - Google Patents

通信トラヒック制御方式

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JP2790475B2 JP4407189A JP4407189A JP2790475B2 JP 2790475 B2 JP2790475 B2 JP 2790475B2 JP 4407189 A JP4407189 A JP 4407189A JP 4407189 A JP4407189 A JP 4407189A JP 2790475 B2 JP2790475 B2 JP 2790475B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の概要〕 連続情報とバースト情報を一元的に取り扱うネットワ
ークのトラヒック制御方式に関し、 ATM網において適切な、連続情報とバースト情報を一
元的に取り扱う方法、帯域管理方法、および輻輳検出と
その回復方法を提供することを目的とし、 連続情報とバースト情報を一元的に取り扱う回路網の
通信トラヒック制御方式において、網入力制御を行なう
ポリシング制御装置と、セル蓄積部の容量を監視するバ
ッファ監視装置と、該監視装置の出力を受ける輻輳制御
部および帯域管理部を備える制御部を設け、網に入力す
るバースト情報を通常の連続信号として扱う部分と統計
多重する部分に分けて、帯域管理部は帯域管理を該連続
信号部分のみで行ない、統計多重した部分は輻輳時には
そのトラヒック入力を、輻輳制御部がポリシング制御装
置に規制させるよう構成する。
〔産業上の利用分野〕
本発明は通信トラヒック制御方式、特に次世代網とし
て注目されているATM網などの連続情報とバースト情報
を一元的に取り扱うネットワークのトラヒック制御方式
に関する。
近年のネットワークの高度化に伴って次世代網とし
て、音声/画像などの連続情報とデータ通信などのバー
スト情報を一元的に取り扱い、しかも伝送路の有効利用
も可能な伝送方式としてATM(Asynchronous Transfer M
ode)が注目されており、このATM伝送の利点を生かした
トラヒック制御方式が要求されている。
〔従来の技術〕
ATM網も、これに多数の端末が接続され、任意の発端
末から指定した着端末へ情報が伝送されるという点で
は、通常の電話交換網と変らない。
しかし、ATM網では伝送情報はセル単位にされ、該セ
ルにルーティング情報を示すヘッダが付され、該ヘッダ
により振分け処理が行なわれて宛先へ送られる。受付け
た発端末の情報は正しく指定着端末へ伝送されなければ
ならず、このための制御(トラヒック制御)が重要であ
る。
ATM網では連続情報とバースト情報を扱うから、その
連続情報とバースト情報により利用されるネットワーク
リソースを何らかの方法で管理する必要がある。
〔発明が解決しようとする課題〕
従来のトラヒック制御技術は、例えば回線交換方式
(STM)の場合は、ネットワークに入力される情報を全
て連続情報として扱い、ネットワークリソースは端末等
が所望する容量以上あれば、呼を受け付ける、などの制
御である。バースト情報については、従来は情報の送達
確認等の手段を用いて情報の転送を行っており、はっき
りした帯域管理はなかった。
連続情報とバースト情報を扱う通信網に、パケット網
がある。これは待時系で、伝送情報はバッファに長くと
どまることが許容される。これに対してATM網は即時性
が要求され、伝送情報は長くバッファにとどまる事は許
されない、伝送情報量が多くて伝送情報がバッファに滞
りがちになると、入力した伝送情報(セル)を廃棄する
という方法で混雑を解除する。このため伝送情報の品質
劣化の問題がある。
回線交換方式では、輻輳時のセル廃棄などはなく、受
付けられた呼が伝送中に品質劣化する等の問題はない。
待時系であるパケット網もほヾ同様である。ATM網では
輻輳すればセルを廃棄するから、即時性を保ちながら、
伝送情報の品質劣化を可及的に抑えることが肝要であ
る。
従って本発明は、ATM網において適切な、連続情報と
バースト情報を一元的に取り扱う方法、帯域管理方法、
および輻輳検出とその回復方法、を提供することを目的
とするものである。
〔課題を解決するための手段〕
第1図は、本発明の原理説明図である。11,12は発端
末、13は着端末で、これらは回路網20に接続する。回路
網20は連続情報とバースト情報を一元的に取り扱う回路
網つまりATM網である。
回路網20はポリシング制御装置21,22、セル蓄積部即
ちバッファ23,24,25、その監視装置26,27,28を備える。
ポリシング制御装置は網入力規制を行ない、バッファ監
視装置はセル蓄積部の現在容量(セル蓄積量)を監視す
る。30は制御部で、輻輳制御部31、セル転送制御部32、
帯域管理部33、および呼受付制御部34を備える。
回路網20に入力するバースト情報は、その発端末に、
通常の連続信号として扱う部分と統計多重する部分に分
けさせ、その各々の帯域を申告させる。帯域管理は、こ
のうちの連続信号部分についてのみ行なう。統計多重し
た部分は、輻輳時にはその入力を規制する。
〔作用〕
本発明では、連続情報とバースト情報を一元的に取り
扱う。このため、連続情報(COB:Continuous Bit Strea
m Oriented)は従来と同様、端末が申告した帯域までネ
ットワークリソースを専有出来るとして網資源を絶対的
に確保する。そしてバースト情報については、端末に、
ピーク帯域と、網が輻輳状態でもこれだけは絶対に伝送
したい保証帯域を申告させる。網は、この保証帯域まで
は該端末はネットワークリソースを専有出来るとして、
網資源を絶対的に確保する。
第2図(a)で説明すると、網の伝送容量は閉曲線C1
内の面積として、保証帯域(保証容量)はこれより小さ
い閉曲線C2〜C5内の面積とする。保証帯域は、連続情報
と、バースト情報の絶対確保申告部分に割当てる。連続
情報の情報量は時間的にほヾ一定であるが、バースト情
報の情報量は第2図(b)に示すように時間的に大きく
変動し、保証帯域では間に合わない時もある。しかし、
第2図(a)に示すように網の伝送容量C1は保証帯域の
合計C2+C3+C4+C5より大きいから、余裕があり、上記
保証帯域で間に合わない部分(統計多重帯域βという)
はこの余裕で吸収する。第2図(a)ではC5は連続情報
に割当てた保証帯域、C2〜C4はバースト情報に割当てた
保証帯域、多数の点を付した領域はC2〜C4の統計多重帯
域を示す。統計多重帯域の各々が同時に発生すると網の
伝送容量を越える恐れがあるが、一般には同時発生は珍
らしく、時間的にずれているのが普通である。
このような扱い(保証帯域法と呼ぶ)で、連続情報と
バースト情報を一元的に取扱うことが可能である。
この帯域保証法により、連続情報とバースト情報の網
資源を絶対的に確保する帯域(保証帯域)と、バースト
情報の統計多重帯域が求まり、帯域管理部33はポリシン
グ制御装置に監視値を知らせて、該保証帯域で網資源の
帯域管理を行なう。例えば保証帯域の総和は網の伝送容
量の70%までとすると、こゝまでは呼を受付けるが、そ
れ以上は受付けない様にする。
受け付けた全ての呼の保証帯域の和を基準値とし、実
際の伝送量がこの基準値より、所定の伝送品質を満足し
ない程大きくなり、かつそれが一定時間以上継続すると
き、これを輻輳状態とする。
輻輳状態の検出とその回復は次のように行なう。即
ち、上記要領で帯域を割付けたとき、全てのトラヒック
が割り付けた帯域以下であれば、セル蓄積部23,……に
は、セルの到着揺らぎを吸収するだけの容量(セル数)
以下しか蓄積されない。この容量以上に蓄積されるの
は、バースト情報のピーク帯域(統計多重帯域)がその
原因である。バッファ監視装置26,……はバッファ内容
量(セル数)を常に監視し、該容量を制御部30の輻輳制
御部31に通知する。輻輳制御部31は、網が保証した品質
(遅延条件)を満足しない位の容量になった場合は、呼
受付制御部34に新たな呼の受付けを拒否させると共に、
αを0にしてポリシング制御装置21,……に保証帯域ま
で入力トラヒックを制限させる。こゝでαは保証帯域以
上にトラヒックを受付けるその量を示し、α=0なら保
証帯域までしかトラヒックは受付けられない。これらの
処理の起動で、網には確保された帯域(基準値)のトラ
ヒックしか入力しなくなり、急速に輻輳状態から回復す
る。
〔実施例〕
本発明のATM網のトラヒック制御は大別すると、呼受
付け制御、セル転送制御、輻輳制御、になる。呼受付け
制御では帯域確保、帯域開放、呼単位のポリシング制御
などの帯域管理を行なう。セル転送制御では転送優先制
御とバッファ監視(品質監視)を行ない、前者ではポリ
ンシング制御へのビジー通知(呼単位)を、後者では遅
延時間検出と廃棄率検出を行なう。輻輳制御では入力ト
ラヒック規制とバッファ監視(輻輳監視)を行ない、前
者では呼受付け制御への受付け規制とポリシング制御へ
のビジー通知(加入者線単位)を、後者では輻輳検出と
輻輳解除を行なう。
本システムでは、網内の優先制御は行なわず、このた
め、異なる品質への対処と輻輳制御のため、網の入口が
入力トラヒックの制御を行なう。
網内入力トラヒックの制御は、ポリシング制御装置の
αを可変にすることで行なう。こゝでαは通常時は1
α(1/バースト率)とし、α=1なら網が呼設定時に
割付けた平均値までの帯域を網内に入力でき且つこれは
確実に伝達し、α=(1/バースト率)なら端末が申告し
たピーク値までの帯域を網内に入力できるとする。
輻輳の前処理として、提供クラスに応じて呼単位に、
ポリシング制御装置に対してαを小さくして網入力トラ
ヒックを制御する。例えば、空いている状態ではα=
(1/バースト率)として、ピークまでのバーストトラヒ
ックを入力可能とする。そして、バッファ監視の結果、
遅延時間を満足できない位バッファが深くなっているこ
とが分ると、 高廃棄率可能、低遅延保証クラス(音声等)、 低廃棄率保証、高遅延可能クラス(データ等)、 の順にαを1に近付け、網入力トラヒックを制限する。
輻輳時は、輻輳に関係している回線単位にα=0と
し、更に新たに加わる呼に規制をかけることで輻輳状態
の早期解除を計る。但しこの状態でも、保証帯域内での
通信は可能である。
第3図に呼受付け制御の流れを示す。(a)に示すよ
うに発呼があれば、呼受付け制御部34は呼受付け規制
中か否かチェックし、規制中ならNG通知し、規制中
でなければトラヒック特性(CBO/バースト)を帯域管理
部33へ通知し、帯域確保OKか否かチェックし,OKな
ら呼受付OK通知を出すが、NGなら呼受付NG通知を出す
。また(b)に示すように終話を受付けたら、トラ
ヒック特性(呼開放)を帯域管理部へ通知する。
第4図に帯域管理の流れを示す。帯域管理部33は呼受
付け制御部34からのトラヒック特性通知を受けると、
呼開放か否かチェックし、呼開放ならその所要帯域を
残りの帯域へ加え、ポリシング機能へ中止を通知する
。呼開放でなければ所要帯域を算出し、所要帯域<
残りの帯域か否かをチェックし、YESなら帯域確保OK
、NOなら帯域確保NGとし、前者ならポリシング機能
へ監視値を通知する。
所要帯域は、CBOなら所要帯域=申告帯域、監視値=
申告帯域とし、バーストなら所要帯域=ピーク帯域Xバ
ースト率、監視値=ピーク帯域Xバースト率×αとす
る。
第5図にセル転送制御の流れを示す、例えばタイマー
でセル転送制御の判断を起動し、バッファの使用率は
予想通りか否かチェックする。予想通りでなければ優
先制御が必要か否かチェックし、必要なら、どのクラ
スのαを絞るか検討し、ポリシング装置にそのα縮小
を通知する。
第6図に輻輳制御の流れを示す。輻輳制御は例えば
タイマで起動され、バッファの使用率は輻輳レベルか否
かチェックする。輻輳レベルならポリシング装置に全
クラスのα縮小を通知し、また呼受付け制御部に呼受
付け規制を通知する。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明では連続情報とバースト
情報の一元的な取り扱いが可能となり、また簡単な帯域
管理方法が可能となり、更に輻輳状態からの急速な回復
と、輻輳状態でも保証帯域までの伝送の保証が可能にな
る等の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の原理説明図、 第2図は保証帯域と統計多重帯域の説明図、 第3図は呼受付け制御の流れ図、 第4図は帯域管理の流れ図、 第5図はセル転送制御の流れ図、 第6図は輻輳制御の流れ図である。 第1図で21,22はポリシング制御装置、23〜25はセル蓄
積部、26〜27はバッファ監視装置、30は制御部、31は輻
輳制御部、33は帯域管理部である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−185134(JP,A) 特開 平4−86044(JP,A) 電子情報通信学会技術研究報告,SS E88−185 (1989−2−19) 電子情報通信学会技術研究報告,SS E89−69 (1989−9−20) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H04L 12/28 H64L 12/56

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】連続情報とバースト情報を一元的に取り扱
    う回路網の通信トラヒック制御方式において、 網入力規制を行なうポリシング制御装置(21,…)と、
    セル蓄積部(23,…)の容量を監視するバッファ監視装
    置(26,…)と、該監視装置の出力を受ける輻輳制御部
    (31)および帯域管理部(33)を備える制御部(30)を
    設け、 網に入力するバースト情報を通常の連続信号として扱う
    部分と統計多重する部分に分けて、帯域管理部は帯域管
    理を該連続信号部分のみで行ない、統計多重した部分は
    輻輳時にはそのトラヒック入力を、輻輳制御部がポリシ
    ング制御装置に規制させることを特徴とする通信トラヒ
    ック制御方式。
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JP2806739B2 (ja) * 1993-05-31 1998-09-30 日本電気株式会社 輻輳制御方法
JPH06338918A (ja) * 1993-05-28 1994-12-06 Nec Corp 非同期転送網におけるバースト帯域予約方法
JP2011188443A (ja) * 2010-03-11 2011-09-22 Fujitsu Ltd 帯域管理方法、装置及びプログラム

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