JP3011412B2 - パケット交換網における転送遅延時間測定方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、パケット交換網におけるパケットの転送遅
延時間測定方法に関するものである。

（従来の技術） 従来のパケット交換網においては、パケットの転送遅
延時間に対して条件の緩かな通信媒体が使用されていた
ため、パケットの転送遅延時間を厳密に測定する必要性
は特別に要求されていなかった。しかしながら、近年の
伝送高速化技術等の発達によって、音声等の実時間性の
厳しい品質条件の通信情報をパケット形式で交換するシ
ステムが増加している。

このような実時間性の高い通信においては、通信情報
の転送時間が問題となるが、パケット転送を基本とした
網においては、非同期の蓄積交換が基本であり、しかも
この蓄積交換網に接続された各パケット交換ノードは互
いに同期していない。このため、パケットの転送遅延時
間をタイムスタンプ方式等によって測定することは困難
である。

そこで、特に転送遅延時間を測定する必要性がある場
合は、特定のパケットをパケット交換ノード間でループ
バックさせることによってその往復にかかった遅延時間
を測定し、その時間の２分の１をもって片方向の転送遅
延時間とする方法、または各出回線の送出待ちパケット
行列の長さを測定し、この値から遅延時間を計算する方
法が採用されていた。

第14図はループバック方式によって転送遅延時間を調
べる方法を示した図であり、10は遅延測定のためのパケ
ット12を送出するためのパケット送出部であり、このパ
ケット送出部10が送出するパケット12内には送出時刻を
示すタイムスタンプが含まれている。このようにして送
出された遅延測定用のパケット12は回線４を通り、パケ
ット交換ノード７−２の遅延測定のためのループバック
部11に転送される。ループバック部11では到着したパケ
ットを何の処理もせず、発信側のパケット交換ノード７
−１に対して返送する。遅延測定用パケット12の送信側
であるパケット送出部10では，パケット交換ノード７−
１を介して返送されてきた遅延測定用パケット12内のタ
イムスタンプの値とパケット交換ノード７−１内の現在
時刻とを比較し、パケット交換ノード７−２との間での
折り返し転送に要した時間を測定し、その２分の１の値
をそれぞれ回線4,5におけるパケットの転送遅延時間と
する。

ところが、このループバック方式では、上下回線の折
り返し時間の半分を片方向の転送遅延時間としているた
め、第15図に示すように上下の回線4,5でトラヒックの
偏りが存在するような場合には、誤差が生じるとにな
る。なお、第15図において、回線4,5に付記した斜視部
が実際に既使用となっている回線帯域を示している。

一方、後者の方法においては、パケットに優先度が付
加されるような交換方式の場合、平均的な遅延時間の概
算は可能であるが、優先度別のパケットがそれぞれどの
ような遅延時間で転送されるかは測定できないという問
題があった。

（発明が解決しようとする課題） 上述のごとく、特定のパケットをパケット交換ノード
間でループバックさせることによって往復にかかった遅
延時間を測定し、その時間の２分の１をもって片方向の
転送遅延時間とする方法では、上下回線のトラヒックに
偏りがある場合には、それに起因する誤差が生じるとい
う問題があった。

一方、出回線の送出待ちパケット行列の長さを測定
し、その値から遅延時間を計算する方法では、パケット
に優先度が付加されるような交換方式の場合に、優先度
別のパケットがそれぞれどのような遅延時間で転送され
るほかは測定できないという問題があった。

本発明はこのような問題点を除去し、上下回線のトラ
ヒックの偏りがあっても測定誤差が発生せず、かつパケ
ットの転送優先度別にその転送遅延時間を測定すること
ができるパケット交換網における転送遅延時間測定方法
を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明のパケット交換機に
おける転送遅延時間測定方法は、複数のパケット交換ノ
ードを回線によって接続し、それぞれのパケット交換ノ
ード間で通信情報をパケット形式で交換するパケット交
換網において、各パケット交換ノード間で第１の時間間
隔で遅延時間測定用パケットを送出し、受信側において
該遅延時間測定用パケットが到着する第２の時間間隔を
測定し、前記第２の時間間隔から前記第１の時間間隔を
減算した値を前記各パケット交換ノード間の現在の転送
遅延時間に加算することにより前記各ケット交換ノード
間の最新の転送遅延時間を求めることを特徴とする。

ここで、前記現在の転送転送遅延時間は、前記各パケ
ット交換ノード間の初期遅延時間を初期値として設定す
ることができる。

また、前記最新の転送遅延時間が前記初期遅延時間よ
り小さい場合は、該最新の転送遅延時間で前記初期遅延
時間を更新するように構成することができる。

また、前記遅延時間測定用パケットは、シーケンス番
号が付加されており、受信側において前記シーケンス番
号を検査し、該シーケンス番号が正常な場合のみ前記最
新の転送遅延時間を求めるように構成することができ
る。

また、本発明のパケット交換機における転送遅延時間
測定方法は、複数のパケット交換ノードを回線によって
接続し、それぞれのパケット交換ノード間で通信情報を
パケット形式で交換し、かつそれぞれのパケットに優先
度情報を付与し、その優先度に従って通信情報を交換す
るパケット交換網において、各パケット交換ノード間で
第１の時間間隔で所定の優先度が付加された遅延時間測
定用パケットを送出し、受信側において該遅延時間測定
用パケットが到着する第２の時間間隔を測定し、前記第
２の時間間隔から前記第１の時間間隔を減算した値を前
記各パケット交換ノード間の現在の転送遅延時間に加算
することにより前記各パケット交換ノード間の優先度別
の最新の転送遅延時間を求めることを特徴とする。

ここで、初期遅延時間とは、トラヒックが存在しない
場合の各パケット交換ノード間の純粋なパケット交換ノ
ード間転送遅延時間のことを言う。

（作用） 本発明では、送信側から定期的に送信した遅延時間測
定用のパケットを受信側で受信し、そのパケット到着時
間間隔に基づきパケットの転送遅延時間を測定するの
で、上下回線独立に遅延時間を測定できる。従って、上
下回線でトラヒックの偏りが存在するような場合におい
ても、各回線別に、かつ誤差なく遅延時間を測定するこ
とができる。また、ある任意の優先度を持ったパケット
を実際に転送することによるものであるから、パケット
の優先度別の転送遅延時間の測定が可能である。よっ
て、各パケット交換ノード間ではそれぞれの優先度ごと
の転送遅延時間の情報を得ることができる。

（実施例） 以下、実施例に基づき本発明を詳細に説明する。第１
図は本発明による遅延時間測定方法の原理を説明するた
めの図であり、第２図は本発明を適用するパケット交換
網の一例を示す図である。また第３図は本発明における
パケット交換ノードの構成を示す図であり、第４図はパ
ケット交換ノードにおける遅延時間測定部の詳細構成を
示すブロック図であり、第５図は遅延時間測定のさめの
パケットの送出パターンを示す図、第６図は遅延時間測
定用のパケットの送出の開始時において最優先パケット
が送出される様子を示した図である。また、第７図は遅
延時間測定用のパケットのフォーマットを示す図であ
り、第８図は遅延時間測定のための手順を示すシーケン
ス図、第９図および第10図は遅延時間測定用のパケット
の送出側における動作手順を示すフローチャート、第11
図および第12図は遅延時間測定用のパケットの受信側に
おける動作手順を示すフローチャート、第13図はパケッ
ト交換網において付加される転送優先度の割当てにおけ
る遅延時間測定に用いられる優先度の位置付けを示した
図である。

以下、これらの第１図〜第13図を用いて構成および動
作について説明する。

まず第１図の測定原理の説明図において、１−1,1−
２は遅延時間測定部であり、遅延時間測定に必要な機能
を有している。この遅延時間測定部１−１からは、２−
１で示す遅延時間測定用パケットが予め定めた送出パタ
ーンに従って送出され、網内の回線４を通り、相手パケ
ット交換ノード７−２の遅延時間測定部１−２に転送さ
れる。パケット２−１は例えば図示のように等間隔に送
出されるが、受信側パケット交換ノード７−２の遅延時
間測定部１−２で受信されるパケット２−１のパターン
は、記号３−１で示すように、網６内トラヒックの影響
を受け、等間隔ではなく、到着時間が揺いでいる。そこ
で、受信側の遅延時間測定部１−２では、この到着時間
の揺ぎ値を測定し、予め記憶しておいたパケット交換ノ
ード７−1,7−２間の純粋な転送遅延時間にこの値を加
えることにより、現在のパケット交換ノード間遅延時間
を測定する。

以上の動作により、パケット交換ノード７−２ではパ
ケット交換ノード７−１からのパケットの遅延時間の情
報を得ることができる。この場合、パケット交換ノード
７−２から７−１に向かう方向のパケット転送遅延時間
は、回線５を用いて同様にして測定することができる。

次に、第２図は本発明が適用される一般的なパケット
交換網の構成例であるが、図中の７−１〜５はパケット
交換ノード、21はパケット交換ノード間で転送されるパ
ケット、22−１〜22−７はパケット交換ノード間のトラ
ンク回線を示している。

このような交換網においては、例えばパケット交換ノ
ード７−１の遅延時間測定部とパケット交換ノード７−
５の遅延時間測定部との間で、第１図において説明した
遅延時間測定方法を用いることにより、パケット交換ノ
ード７−１とパケット交換ノード７−５との間でのパケ
ット転送遅延時間を測定することができる。

第３図は各パケット交換ノードの構成例であり、31は
ノード制御部であり、第４図に詳細に示す構成の遅延時
間測定部の他、ノード管理部、ノード内呼制御部を含ん
でいる。また遅延時間測定部間で遅延時間測定用パケッ
トをユーザ論理回線上に送出するため、パケット交換部
34との間に、ノード制御のためのチャネルとユーザチャ
ネルとを有している。次に、32−１〜ｎは交換ノードに
収容される端末であるが、本発明のような厳密な遅延時
間測定を必要とするようなパケット交換網では、データ
端末に限定されることなく、例えば、電話機ような実時
間性を要求される端末も接続されている。これらの端末
32−１〜ｎは端末インタフェース33−１〜33−ｎを介し
て交換部34と接続されている。35−１〜ｎはトランク回
線36−１〜ｎと交換部34とのインタフェースである。

このようなパケット交換ノードにおいて、例えば端末
32−１からの発呼要求は端末インタフェース33−１で解
析され、ノード制御部31に制御バス（図示せず）を経由
して通知される。ノード制御部31の呼制御部（図示せ
ず）では、関係ノードとのネゴシエーションによって端
末32−１が要求する対地までの論理通信路を確保すると
共に、端末インタフェース33−１に対して呼設定完了の
通知と、通信に用いるチャネルの通知を行う。以後、該
当端末間においてのパケット転送は、このチャネルを用
い、各ノードの交換部34、トランク回線インタフェース
35−１を何段か経由することによって可能となる。

遅延時間測定部が使用するパケット交換部34のチャネ
ルは、遅延時間を測定するパケット交換ノード間に予め
半固定的に割当てられており、システムの立上がり時
に、管理部から通知されるが、本チャネルにおけるパケ
ットの転送は、ユーザパケットの転送と同じ扱いをす
る。これによって、実際のユーザパケットがどのような
遅延をもって転送されるのかを測定することができる。

第４図は遅延時間測定部の詳細構成例を示した図であ
り、遅延時間測定のための手順は、初期的にはシステム
の立上がり時に網管理部41を起動することにより開始さ
れる。

網管理部41は、まず、送信側リセット起動部42、状態
表示付加部47（初期設定開始表示の付加処理を行うた
め）、受信側リセット起動部51に起動をかける。

送信側リセット起動部42は、網管理部41からの起動に
よって送信側のモジュールであるシーケンス制御部44、
初期設定時優先パケット送出カウンタ45、最優先付加部
46のリセットと、状態表示付加部（初期設定要求表示の
付加処理を行うため）の起動を行う。

シーケンス制御部44は、送信側リセット起動部42から
のリセットによって送出するパケットのシーケンス番号
のカウント処理を開始し、再びリセットがかかるまでモ
ジュロ数の循環カウントを行う。

初期設定時優先パケット送出カウンタ45は、送信側リ
セット起動部42からのリセットがかかると、送信側のパ
ケット送出回数のカウントを開始する。カウント数がＮ
を越えると、最優先付加部46に最優先クラスの優先度情
報の付加を停止する指令を行い、自身のカウント機能を
停止する。

最優先付加部46では、送信側リセット起動部42からの
リセットがかかってから初期設定時優先パケット送出カ
ウンタ45からの停止要求があるまで、送出パケットの優
先度として最優先のクラスを付加する。そして、カウン
タ45からの停止要求を受けてからは通常の優先度クラス
の優先度情報を付加する。

状態表示付加部47は送信側リセット起動部42からの起
動に対しては、送出される最初のパケットに、初期設定
開始表示を付加する処理を行う。また、状態表示付加部
47は、網管理部41による初期設定時には、これと同時に
網管理部41からの直接の起動を受けるが、この起動に対
しては、送出されるパケットに処理設定要求表示を付加
する処理を行う。この処理は、起動がかかってから状態
表示検出部52からの停止要求が行なわれるまでタイマ48
の満了ごとに行なわれる。ただし、満了の回数が規定数
を越えた場合には、メンテナンス通知を網管理部41に送
出する。

遅延時間測定用パケットの送出部49からは、正常であ
れば網管理部41からの初期設定起動が行なわれると、送
出タイミング供給部43からの時間間隔で常に何等かの遅
延時間測定用パケットが送出されている。ここで送出さ
れるパケットは、上述したモジュール部分44,46,47の情
報を基に構成される。

一方、受信側では網管理部41から受信側リセット起動
部51の起動がかかると、シーケンス検査部53、初期設定
確認カウンタ54、到着時間間隔測定タイマ55、状態表示
検出部52のリセットが行なわれる。

シーケンス検査部53は受信されるパケットのシーケン
スは番号の検査を行うが、受信側リセット起動部51から
のリセットを受けてから状態表示検出部52からの起動を
受けるまではシーケンス処理を行なわない。シーケンス
番号のエラーを検出すると、対向ノードに対して初期設
定を要求するため、状態表示付加部47の起動を行うと共
に、受信側のリセット起動部51に起動をかけ、対向ノー
ドからの初期手順に備える。この場合の起動は、初期設
定における網管理部41からの直接の起動と同様で、これ
により状態表示付加部47は、タイマ48の満了ごとに初期
設定要求表示を送出パケットに付加する処理を行う。

初期設定確認カウンタ54は、初期設定が正常に開始さ
れ、遅延時間測定用パケットが安定して受信されたこと
を確認するためのカウンタであるが、受信側リセット起
動部51からのリセットを受けてから状態表示検出値Ｍに
達すると、到着時間間隔測定タイマ55に対し、遅延時間
計算部50へ測定情報を提供してよいことの通知を行う。

到着時間間隔測定タイマ55は受信パケットの到着時間
間隔を測定し、遅延時間計算部50に通知するが、受信側
リセット起動部51からのリセットを受けてから初期設定
確認カウンタ54からの起動を受けるまではこれを行なわ
ない。測定した到着時間間隔が予め決められた規定値よ
りも大きかった場合には、エラーとして判断し、対向ノ
ードに対して初期設定を要求するため、状態表示付加部
47の起動を行うと共に、受信側のリセット起動部51に起
動をかけ、対向ノードからの初期手順に備える。

状態表示検出部52は、受信されるパケットの状態表示
を検出し、次の処理を行う。初期設定要求表示を検出し
た場合、対向ノードでは、受信されるパケットに何等か
のエラーを検出していることを意味しており、自ノード
側では送信側のリセットを行う必要がある。このため、
状態表示検出部52は、送信側リセット起動部42に対して
起動をかける。

また、初期設定開始表示を検出した場合、対向ノード
の送信側において、初期設定の手順が開始されたことを
意味する。そこで、自ノード側の状態表示検出部52で
は、シーケンス検査部53、初期設定確認カウンタ54の動
作開始の起動を行う。ただし、この起動は受信側リセッ
ト起動部51が受信側の各モジュールに対してリセットを
かけている状態にのみ行なわれる。リセットがかけられ
ていない状態において初期設定開始表示を検出した場合
には、エラーと判断され、状態表示検出部52では、対向
ノードに対しての初期設定を要求するため、状態表示付
加部47の起動を行うと共に、受信側のリセット起動部51
にも起動をかけ、再び対向ノードからの初期手順に備え
る。

受信解析部56は、以上の各モジュール52,53,54,55に
対し受信パケットから必要情報を抜き出し、内容を通知
する。

遅延時間計算部50は、到着時間間隔測定タイマ55から
通知される受信パケットの到着時間間隔ｌ、送信側の予
め決められた送信パケット間隔Ｌ、網管理部41から初期
値として与えられた初期遅延Td0、現在の遅延時間Tdold
から、 Tdnew＝Tdold＋（ｌ−Ｌ） （但し、Tdoldの初期値をTd0とし、計算においてTdne
w＜Td0となった時、強制的にTdnew＝Td0とする） の計算式を用い、最新の遅延時間Tdnewを算出する。算
出結果は網管理部41に通知され、網内情報として用いら
れる。

第５図は遅延測定パケットの送信パターンを示す図で
ある。図中、61は遅延時間測定用各パケット62の送信間
隔を示し、一定値である。上述のように送信側から一定
間隔でパケットを送信しても、受信側では網内のトラヒ
ックの影響によってこの一定の間隔が揺らぎ、一定値を
取らなくなる。なお、63はパケットの最後尾を示し、受
信側では受信パケットの最後尾63を受信してはじめてパ
ケットの受信を確認することができる。

第６図は、対向ノードからの初期設定要求を受ける
か、システムの立上がり時に網管理部41からの起動によ
って、初期設定が行なわれた時に送信側から送出される
遅延時間測定用パケットの送出パターンを示すものであ
り、64はどちらかによる起動が行なわれたことを示し、
65の斜視部は送出される遅延時間測定用パケットが最優
先の転送クラスを持っていることを示している。66は遅
延時間測定のための本来のパケットであり、遅延時間を
測定しようとする対象の優先度を持つパケットである。

遅延時間の測定開始的において、このような最優先ク
ラスのパケット66を送出するのは、初期状態において
は、対向ノードからのパケットの遅延時間が純粋な伝送
のための遅延時間であることが前提となっといるからで
ある。つまり、本発明の遅延時間測定法は、現在の遅延
時間と過去の遅延時間の差分が、一定間隔で送出してい
るパケットの時間間隔のずれと等しい値をとることを利
用しているため、過去の遅延時間が正確なものでなけれ
ば、新しく計算された現在の遅延時間は意味を持たな
い。ここで言う過去の遅延時間とは、１つ前の受信パケ
ットによって時間間隔を測定した時点での遅延時間とい
うことである。さらにこの遅延時間は、さらに１つ前の
受信パケットによって得られたパケットの時間間隔と、
その１つ前の過去の遅延時間から算出されている。よっ
て、遅延時間の算出においては、最初に与えられた初期
遅延の正確さが重要となる。

本発明においては、この正確な初期遅延時間を与える
ために、初期遅延時間を各パケット交換ノード間の純粋
な伝送遅延時間の値とし、その値が実際の遅延時間と食
い違わないように、遅延時間測定手順の開始時に、最優
先クラスのパケットを送出しているわけである。つま
り、最優先クラスのパケットは他のトラヒックの影響を
受けずに転送されるため、その遅延時間はほとんど純粋
な伝送時間に等しくなるからである。本発明の実施例で
は、これらの最優先クラスを持ったパケットは合計Ｍ個
送出される。受信側ではその中のＭ個のパケット（Ｍ＝
Ｎ＋ａとする）の受信側、正常なパケットの受信である
と判断し、パケットの到着間隔を測定し始める。これに
よって、初期設定時の不安定な状態におけるばらつきを
なくすことができる。

ここで補足的に受信側でのパケットの到着の様子を説
明すれば、第６図の最優先クラスを持つパケット65はほ
とんど同じ遅延をもって等間隔で到着する。この転送さ
れてくるパケットが通常の優先度パケット66になったと
ころで、その到着間隔は広がる。つまり、トラヒックの
影響に応じて通常の優先度を持ったパケット66は伝送遅
延以外の原因による遅延を持つ。この最優先パケットと
の境では、極端にパケット間隔の差が生じ、これが遅延
時間の差として、新しい遅延時間に加えられることにな
る。以後、トラヒックの変動によって、例えばさらにト
ラヒックが大きくなったような場合には、一時的にパケ
ットの到着時間間隔が広がり、その差分は新しい遅延時
間に加えられ、その値は増加する。また逆に、トラヒッ
クが小さくなったような場合には、一時的にパケットの
到着時間間隔は狭まり、その差分はマイナスの効果とし
て遅延時間に加えられ、その値は減少する。このような
計算によって、逐次新しい遅延時間の計算を行うことが
できるが、この計算によって得られる遅延時間は初期遅
延時間より小さくなることはない。なぜならば、初期遅
延時間は純粋な伝送のための遅延時間として予め測定さ
れている値であるから、理論的にその値よりも小さな値
で受信側に到着することがないからである。しかしなが
ら、実際にはこのような場合が生じることがある。これ
は遅延時間の開始時において、偶然、他のパケット交換
ノード間での遅延時間測定手順における最優先パケット
とバッファ上で競合が生じた場合には、どちらかのパケ
ットの待ちが生じ、実際には初期遅延時間として与えら
れた伝送遅延よりも、大きな値をもって到着することが
あるからである。本実施例ではこのような場合の微妙な
誤差を吸収するため、遅延時間の計算において、初期遅
延時間よりも小さな値をも遅延時間を検出した場合に
は、強制的に計算された遅延時間を初期遅延時間と同じ
値に設定することとしている。

第７図は遅延時間測定用パケットのフォーマットを示
したものである。図中、80は遅延時間測定用パケットの
本体を示し、81はパケットの転送に際して優先処理を行
うための優先度表示部である。82はパケットの交換を行
うためのアドレス部を示している。以上の各部は、パケ
ットの転送処理部（図示せず）において利用される情報
であるが、次の５項目は第４図の遅延時間測定部におけ
る処理に利用される部分である。すなわち、87は遅延時
間の測定対象である優先度クラスの表示を行う部分であ
り、前記の優先度表示部81との違いは、表示部81の優先
度は実際に網内で優先度処理に用いられる値であるにに
対し、87の優先度は遅延時間測定部間でそのパケットが
測定の対象としている優先度クラスを示しているもので
ある。よって、遅延時間測定手順の開始時においては例
えば優先度クラスＡの遅延時間の測定を対象とするなら
ば、87の領域はＡを示すが、81の領域は最優先クラスの
表示が行なわれる。次に、87は状態表示部である。状態
表示の内容としては２種類存在し、１つは対向ノードに
対して初期設定要求を行うためのもの、もう１つは、対
向ノードに対して初期設定が開始されたことを通知する
ものである。85はシーケンス番号表示部である。遅延時
間測定用パケットの送信側においては、モジュロ数をカ
ウントし、その値をこの領域に挿入する。受信側におい
てはこの値を検査することによって、測定パケットの抜
けを検出し、抜けが生じた場合には遅延時間の測定を停
止し、再び測定手順の初期設定を対向ノードに要求す
る。これによって、パケット抜けによる遅延時間の誤っ
た測定を回避している。84は逆方向の遅延時間表示部で
ある。この表示は対向ノードの遅延時間測定部が測定し
た遅延時間の値を通知するものである。この値も、網管
理部41に通知され、順方向の遅延時間と合わせて網内情
報として利用される。83はダミー部であり、遅延測定の
ための固定長パケットの長さによって可変の値を取るも
のである。

第８図は遅延時間測定手順を示すシーケンス図であ
り、ここでは、受信パケットの抜けが生じた場合の手順
を示している。図中、71は送信側からのパケットが紛失
したことを示す。また72は正常に測定パケットが到着し
ていたことを示す。74で示すパケットにおいて受信側は
シーケンス番号の抜けの検出によってパケット抜けを認
識する。これによって、73のパケット、初期設定要求パ
ケットが送出されている。この初期設定要求パケットは
特別なパケットではなく、受信側から送信側方向の転送
遅延時間測定手順で定期的に転送されているパケットに
初期設定要求表示を挿入したものである。この要求を行
うに際して、受信側では受信に関わる各モジュールの初
期設定を行い、送信側からの初期設定開始表示を含むパ
ケットを持つ、送信側では73のパケットの受信により、
初期設定手順を開始する。初期設定では、まずはじめ
に、Ｍ＝Ｎ＋ａ個の最優先クラスのパケットが送出され
る。この最優先クラスを持つパケットの中には、初期設
定開始の表示が含まれている。受信側ではリセットを行
った後、この初期設定開始の表示を含むパケット77を受
信するまでは、受信するパケットの状態表示部のみの検
査を行い、それ以外はすべて廃棄する。受信側がこの初
期設定開始の表示を含むパケット77を受信すると、シー
ケンス制御を開始し、初めのＮ個のパケットを受信した
時点で正常な遅延時間測定手順が行なわれていると解釈
し、実際のパケット到着時間間隔の測定を開始する。7
5、76は初期設定手順後、再び正常な遅延時間測定手順
が行なわれている様子を示す。

第９図，第10図は遅延時間測定用パケットの送出側で
行なわれる処理をフローチャートにして示した図であ
る。第９図は遅延時間測定手順の初期設定手順を示して
いる。まずステップ102では、初期設定手順の開始時に
送出する最優先のクラスを持ったパケットの個数をカウ
ントするカウンタのカウント値ｉをリセットする。ステ
ップ103では、初めの送出パケットに最優先クラスに設
定する。続くステップ104では、送出間隔Ｌを送信側で
保持するためのタイマのリセットを行っう。ステップ10
5では対向ノード側から初期設定要求があるかどうかを
監視し、ステップ106ではタイマがＬの値に達した事を
条件に、次のステップ107において測定用のパケットを
送出する。このとき、最初の送出パケットには、初期設
定開始表示を含ませる。次のステップ108ではタイマを
リセットし、次のステップ109では、ステップ102におい
て初期設定された最優先のクラスを持ったパケット数の
カウンタのカウント値ｉをインクリメントしている。こ
のカウント値ｉが規定値Ｍ＝Ｎ＋ａを越えると、ステッ
プ110の判定を経てステップ111においてパケットの送出
優先クラスが本来の遅延時間測定用のクラスに戻され
る。この状態で、遅延時間測定のための手順は、第10図
に示す定常状態に入る。

第10図はこの定常状態における手順をフローチャート
で示したものである。まずステップ113では定常状態に
おいても初期設定状態と同様に、対向ノードからの初期
設定要求があるかどうかのチェックを行う。ここで初期
設定要求表示を検出した場合には、上述した初期設定手
順が再び行なわれることとなる。次のステップ114では
送出パケットが定期間隔Ｌで送出されるためのタイマの
監視を行う。この監視の結果、タイマがＬ時間を経過し
たことを検出すると、次のステップ115において遅延時
間測定パケットを送出する。その後ステップ112ではタ
イマのリセットを行なう。この第10図の定常状態の処理
においても、タイマは連続的な動作を行っており、初期
設定手順での最優先クラスのパケット送出と、定常状態
におけるパケットの送出間隔はすべてＬの時間間隔をも
って送出されている。

第11図および第12図は、遅延時間測定用パケットの受
信側で行なわれる処理をフローチャートで示したもので
ある。

第11図において、ステップ202では初期設定要求を送
信する。この要求は、送信側から送出されている任意の
パケット中に初期設定要求表示を挿入することで行う。
次のステップ203ではシーケンス番号のリセット、ステ
ップ204では初期設定において受信されるパケットが安
定して受信されているかどうかを確認するための受信パ
ケット数カウンタのリセット、ステップ205では受信さ
れるパケットの到着時間間隔を測定するためのタイマの
リセットをそれぞれ行う。これらの処理は、受信側の初
期設定開始のための準備的な動作である。続くステップ
206では、対向ノードがパケットを送出していないよう
な場合を想定し、異常に長い時間を経過しても対向ノー
ドからの測定パケットを受信できなかった場合に、再度
初期設定要求を行うことができるためのタイマ開始を行
う。ステップ207では単に対向ノードからのパケットを
受信したかどうかの判断を行っているが、受信パケット
中に初期設定開始の表示があるパケットを受信してから
以降のパケットを受信パケットとして認識する。次のス
テップ208ではパケットの到着時間間隔（タイマ値）を
変数ｌに代入し、ステップ209ではタイマのリセットを
行なう。ステップ210では、受信パケットのシーケンス
の検査を行っており、正常であった時にのみステップ21
1において初期設定確認カウンタのインクリメントを行
う。ここでエラーを検出した場合には、再び対向ノード
に対して初期設定要求を行う。ステップ212では、初期
設定確認カウンタがＮを越えたかどうかの判断を行って
いるが、これは初期設定手順が開始されてからＮ個のパ
ケットを正常に受信したことを意味し、これをもって遅
延時間測定手順が安定な定常状態に入ったものとする。

次に第12図において、ステップ213では、遅延時間の
計算に用いるための初期遅延時間Td0を与えている。続
くステップ214ではステップ206と同様の動作を行ってい
る。ステップ215では、送信側からのパケットを受信し
たかどうかの判断を行い、ステップ216,217では、パケ
ットの受信を検出すると、ただちに変数ｌにタイマの値
を設定すると共に、タイマをリセットしている。ステッ
プ218ではステップ210と同様の動作を行い、ステップ21
8においてシーケンスが正常であるか否かを判断し、正
常であると判断された場合には、ステップ216において
設定したパケットの到着時間間隔の値ｌ、送出側でパケ
ットを送出する時間間隔であるＬ、またステップ219に
おいて以前に計算した遅延時間TdnewをTdoldとし、新し
い遅延時間Tdnewをステップ219で算出する。最初の計算
においては、ステップ213において設定されたTdnew＝Td
0がTdoldとして用いられることになる。初期設定時の最
優先パケット同志の競合により、その到着時間が伝送遅
延以上の値を持っていた場合には、初期遅延時間がTd0
と食い違うこととなり、ステップ219で求めたTdnewが初
期遅延時間（トラヒックが全く無いときの純粋な伝送遅
延時間）よりも小さくなることがある。ステップ220,22
1はこのような場合に、初期段階で生じた微妙な誤差を
吸収するために、その時点での遅延時間をTd0として強
制的に設定する。ステップ222では計算した遅延時間を
網管理部41に通知する。

第13図は本実施例におけるパケット転送の優先度割当
てを示す図である。ここでは、遅延時間測定用パケット
の初期設定における優先度として、最優先のクラスは与
えていない、網管理用の転送クラスとは、網内の障害時
などに情報を転送するための優先度クラスであり、遅延
時間測定の初期設定時の優先度はこの優先度よりも低い
値を持たせてある。これによって、初期設定パケットが
障害時の情報転送を妨げることはない。呼設定用の優先
クラスとは、ユーザからの発呼要求によって送出される
呼の設定解放に関するパケットの転送クラスである。ユ
ーザ用クラス１〜ｎとは、実際にユーザのパケットが転
送されるクラスであり、このクラスはユーザの要求やユ
ーザのメディアの特性などによって決定されるものであ
る。遅延時間測定手順の定常状態においては、これら各
クラスの転送優先度表示を持ったパケットを遅延時間測
定部間で転送することにより、パケットの遅延時間をク
ラスごとに測定する。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明では、パケットの送信側か
ら定期的に遅延時間測定用のパケットを送出し、受信側
でそのワケットの到着時間間隔のずれを測定すること
で、そのパケットの発ノードと着ノード間の転送遅延時
間を測定するようにしているため、発ノードと着ノード
間のパケット転送方向のそれぞれの方向についての遅延
時間を独立に測定することができる。従って、それぞれ
の方向で転送遅延時間の違いがある場合においても、そ
れぞれ正確な転送遅延時間を測定することができるとい
う効果がある。また、転送するパケットの転送優先度を
それぞれ任意の優先度に設定することにより、各優先度
ごとのパケット転送遅延時間を独立に測定することがで
き、その測定情報を用いることにより、あるパケット通
信に必要な通信品質を満足させる適切な優先度を割当て
ることが可能になる。例えば、音声情報をパケット形式
で転送するような場合には、上述の遅延時間情報を用い
ることにより、呼設定の際に要求される通話品質が得ら
れないような場合は、その呼を拒否するというような処
理も可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による遅延時間測定方法の原理を説明す
るための図、第２図は本発明を適用するパケット交換網
の一例を示す図、第３図は本発明におけるパケット交換
ノードの構成を示す図、第４図はパケット交換ノードに
おける遅延時間測定部の詳細構成を示すブロック図、第
５図は遅延時間測定のためのパケットの送出パターンを
示す図、第６図は遅延時間測定用のパケットの送出の開
始時において最優先パケットが送出される様子を示した
図、第７図は遅延時間測定用のパケットのフォーマット
を示す図、第８図は遅延時間測定のための手順を示すシ
ーケンス図、第９図および第10図は遅延時間測定用のパ
ケットの送出側における動作手順を示すフローチャー
ト、第11図および第12図は遅延時間測定用のパケットの
受信側における動作手順を示すフローチャート、第13図
はパケット交換網において付加される転送優先度の割当
てにおける遅延時間測定に用いられる優先度の位置付け
を示した図、第14図は従来の遅延時間測定方式の一例を
示す図、第15図は上下回線でのトラヒックの偏りを説明
する図である。 １−１〜１−２……遅延時間測定部、２−１〜２−２…
…遅延時間測定用のパケット、３−１〜３−２……受信
された遅延時間測定用のパケット、4,5……網内の回
線、６……網、７−１〜７−５……パケット交換ノー
ド、10……遅延時間測定用パケット送出部、11……ルー
プバック部、12,21……遅延時間測定用パケット、22−
１〜22−５……トランク回線、31……ノード制御部、32
−１〜32−ｎ……端末、33−１〜33−ｎ……端末インタ
フェース、34……交換部、35−１〜35−ｍ……トランク
回線インタフェース、36−１〜36−ｍ……トランク回
線、41……網管理部、42……送信側リセット起動部、43
……送出タイミング供給部、44……シーケンス制御部、
45……初期設定時優先パケット送出カウンタ、46……優
先度付加部、47……状態表示付加部、48……タイマ、49
……送出部、50……遅延時間計算部、51……送出側リセ
ット起動部、52……状態表示検出部、53……シーケンス
検査部、54……初期設定確認カウンタ、55……到着時間
間隔測定タイマ、56……受信解析部、61……遅延時間測
定用パケット送出間隔（＝Ｌ）、62……遅延時間測定用
パケット、80……遅延時間測定パケット本体、81……優
先度表示部、82……アドレス部、83……ダミー部、84…
…逆方向遅延時間表示部、85……シーケンス番号表示
部、86……状態表示部、87……遅延時間測定対象クラ
ス。

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数のパケット交換ノードを回線によって
   接続し、それぞれのパケット交換ノード間で通信情報を
   パケット形式で交換するパケット交換網において、 各パケット交換ノード間で第１の時間間隔で遅延時間測
   定用パケットを送出し、受信側において該遅延時間測定
   用パケットが到着する第２の時間間隔を測定し、前記第
   ２の時間間隔から前記第１の時間間隔を減算した値を前
   記各パケット交換ノード間の現在の転送遅延時間に加算
   することにより前記各パケット交換ノード間の最新の転
   送遅延時間を求めることを特徴とするパケット交換機に
   おける転送遅延時間測定方法。
2. 【請求項２】前記現在の転送転送遅延時間は、前記各パ
   ケット交換ノード間の初期遅延時間を初期値とすること
   を特徴とする請求項１記載のパケット交換機における転
   送遅延時間測定方法。
3. 【請求項３】前記最近の転送遅延時間が前記初期遅延時
   間より小さい場合は、該最新の転送遅延時間で前記初期
   遅延時間を更新することを特徴とする請求項２記載のパ
   ケット交換機における転送遅延時間測定方法。
4. 【請求項４】前記遅延時間測定用パケットは、シーケン
   ス番号が付加されており、受信側において前記シーケン
   ス番号を検査し、該シーケンス番号が正常な場合のみ前
   記最新の転送遅延時間を求めることを特徴とする請求項
   １記載のパケット交換機における転送遅延時間測定方
   法。
5. 【請求項５】複数のパケット交換ノードを回線によって
   接続し、それぞれのパケット交換ノード間で通信情報を
   パケット形式で交換し、かつそれぞれのパケットに優先
   度情報を付与し、その優先度に従って通信情報を交換す
   るパケット交換網において、 各パケット交換ノード間で第１の時間間隔で所定の優先
   度が付加された遅延時間測定用パケットを送出し、受信
   側において該遅延時間測定用パケットが到着する第２の
   時間間隔を測定し、前記第２の時間間隔から前記第１の
   時間間隔を減算した値を前記各パケット交換ノード間の
   現在の転送遅延時間に加算することにより前記各パケッ
   ト交換ノード間の優先度別の最新の転送遅延時間を求め
   ることを特徴とするパケット交換機における転送遅延時
   間測定方法。