JP3069224B2 - トラヒックシェーピング装置 - Google Patents

トラヒックシェーピング装置

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JP3069224B2
JP3069224B2 JP24148693A JP24148693A JP3069224B2 JP 3069224 B2 JP3069224 B2 JP 3069224B2 JP 24148693 A JP24148693 A JP 24148693A JP 24148693 A JP24148693 A JP 24148693A JP 3069224 B2 JP3069224 B2 JP 3069224B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ATM(非同期転送モ
ード)網において、VP(バーチャルパス)、VC(バ
ーチャルチャネル)におけるセル遅延ゆらぎを吸収する
ためのトラヒック制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ATM転送方式ではセルと呼ばれる固定
長のパケットを転送する。ATM網において、VC上の
セルはVPに多重化して転送されるが、ATM転送方式
における多重化は非同期に行われるため、多重化装置や
スイッチ等を経由すると、バッファ内での待ち時間の相
違によりセル遅延ゆらぎが発生する。セル遅延ゆらぎに
より間隔が小さくなるセルがあるため、VP上でバース
トトラヒックとなり、網資源の使用効率が低下する。こ
の問題を解決する手段としてVPシェーピング装置が考
案されている。
【0003】従来のVPシェーピング装置の概要を図4
を用いて説明する。セルを#1、#2、#3で表し、セ
ルは図4の左から右へ進行するものと仮定する。41はV
Pシェーピング装置、42はバッファ、43はセル出力制御
部、44はVP多重化装置である。VP多重化装置44によ
って多重化されたセルは、#1、#2、#3の順序でV
Pシェーピング装置41に到着し、バッファ42に蓄積され
る。セル出力制御部43が予め定められた一定間隔でバッ
ファ42からセルを読み出すことにより、セルをVP上で
一定間隔にすることを可能にする。しかし、従来のVP
シェーピング装置は、VP上のセル間隔が予め定められ
た特定値より小さいセル、すなわちVP上で受けた遅延
の小さいセルに、相対的に大きな遅延を与えることによ
って、VP上のセル間隔を一定にするため、個々のVC
に着目した場合、VPシェーピング装置が与えた遅延に
よりVC上のセル遅延ゆらぎが大きくなる可能性があ
る。
【0004】従来のVPシェーピング装置によるVCの
遅延ゆらぎ増加の事例を図5を用いて説明する。図5に
おいて、51はVPシェーピング装置、52はVP多重化装
置である。セルを矢印で示し、図5の左から右へ移動す
るものと仮定する。VC1とVC2のセルはそれぞれ一
定のセル間隔T0でVP多重化装置52に到着する。しか
し、多重化装置52内での待ち合わせによりセル遅延ゆら
ぎ(CDV)が生じ、VC1のセル間隔はT0+CDV
1、VC2のセル間隔はT0−CDV2となる。従来の
VPシェーピング方式においては、VCのセル間隔を考
慮せず、VP上のセル間隔に基づき間隔を大きくするた
め、シェーピング装置通過後のセル遅延ゆらぎをそれぞ
れCDV1′、CDV2′とすると、VC1の局所的な
セル間隔はT0+CDV1′(CDV1<CDV1′)
と大きくなり、VC2の局所的なセル間隔はT0−CD
V2′(CDV2<CDV2′)と小さくなる。このよ
うに従来のVPシェーピング装置において、個々のVC
に着目した場合、VCのセル遅延ゆらぎは増加する可能
性がある。セル遅延ゆらぎ吸収範囲を超える遅延を受け
たセルは廃棄されるため、特に音声信号等のリアルタイ
ム性が要求されるトラヒックにおいて、VCのセル遅延
ゆらぎの増加は品質劣化につながる
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来のVP
シェーピング装置によって生じるVP内の個々のVC上
のセル遅延ゆらぎの増加を抑制したトラヒックシェーピ
ング装置を提供することを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明のトラヒックシェ
ーピング装置は、上記の目的を達成するため、到着した
セルのVCI、VPIを識別し、VC毎に分離する手
段、分離したセルをVC毎に蓄積するバッファ、VC毎
のセル出力間隔を計測する第1カウンタ、各バッファに
蓄積されたセル数を計測する第2カウンタ、前記第2カ
ウンタの値が0以外のときは前記第1カウンタの値があ
る値以上になったらVC毎に設けたバッファから先頭セ
ルを出力し、該当する前記第1のカウンタをリセット
し、前記第2カウンタから1を減算する手段、VC毎に
設けたバッファから出力したセルをVP毎に蓄積するバ
ッファ、VP毎に伝送路に出力するタイムスロットを予
め割り当てる手段、および、この割り当てに従いVP毎
に設けたバッファからセルを伝送路に出力する手段を備
えたことを特徴とする。また、本発明の他のトラヒック
シェーピング装置は、到着したセルのVCI、VPIを
識別し、VC毎に分離する手段、分離したセルをVC毎
に蓄積するバッファ、VC毎のセル出力間隔を計測する
第1カウンタ、各バッファに蓄積されたセル数を計測す
る第2カウンタ、前記第2カウンタの値が0以外のとき
は前記第1カウンタの値が各VCの平均到着セル間隔よ
り小さなある値以上になったらVC毎に出力要求を出す
手段、VP毎に伝送路に出力するタイムスロットを予め
割り当てる手段、この割り当てに従い各VPに出力許可
を与える手段、出力許可を得たVPのうち出力するVC
を選択する手段、および、選択されたVCのセルをVC
毎に設けたバッファから伝送路へ出力し、該当する前記
第1カウンタをリセットし、前記第2カウンターから1
を減算する手段を備えたことを特徴とする。
【0007】
【作用】本発明は、セルがVPシェーピング装置に到着
した時に、VCI、VPIを識別し、VC毎にバッファ
に蓄積し、同一VCの直前のセルが出力されてから特定
時間経過した後に次のセルを出力することにより、各V
Cの最小セル間隔をある間隔以上に維持する。また、伝
送路へのセル出力の際には、予め割り当てたタイムスロ
ット毎に決められたVPを出力することにより、VP毎
のセル間隔を一定に維持するVPシェーピングを行う。
【0008】以下、添付図面に基づき本発明の実施例を
詳細に説明する。 図1は本発明の第1の実施例の内容
を説明するためのトラヒックシェーピング装置の構成図
であり、図1(a)はトラヒックシェーピング装置の全
体を示し、図1(b)はVC出力制御部3の構成の詳細
を、また図1(c)はVP出力制御部5の構成の詳細を
示している。1は到着したセルのVCIを識別し、VC
I毎にセルを振り分けるVC分離部である。2はVC毎
にセルを蓄積するVC用バッファである。3はVC用バ
ッファ2に蓄積するセルを判別し、またVC用バッファ
からセルを読み出すVC出力制御部である。VC出力制
御部3は、制御部131 と、VC毎のセル出力間隔を計測
するセル間隔カウンタ132 と、各バッファに蓄積された
セル数を計測する待ちセルカウンタ133 と、出力先のV
P用バッファを定めるVPI識別部134 より構成され
る。4はVP用バッファで、VC用バッファ2から読み
出したセルをVP毎に蓄積する。5はVP毎に予め定め
られたタイムスロットでセルを出力するVP出力制御部
である。VP出力制御部5は各VPが出力するタイムス
ロットを割り当て、それに基づきVP用バッファ4に出
力許可を出す読み出し制御部151 と、タイムスロット毎
に出力するVPの割り当てを記述した読み出し制御メモ
リ152 により構成される。ここで実線はセルの経路を、
破線は制御信号線を表している。
【0009】セルがトラヒックシェーピング装置に到着
すると、VC分離部1でVCI、VPIを識別し、各V
C用バッファ2にセルを振り分ける。VC用バッファ2
では、セル間隔カウンタ132 がある値以上で、かつ待ち
セルカウンタ133 が0であれば、VPI識別部134 に従
い該当するVP用バッファ4にセルを送出し、セル間隔
カウンタ132 をリセットする。ただしVPI識別部134
はVC設定時に予め対応するVPIを識別し、セルの出
力先を記憶しておく。それ以外の場合はVC用バッファ
2に到着セルを蓄積し、待ちセルカウンタ133 の値に1
を加算する。待ちセルカウンタ133 が0でない場合、セ
ル間隔カウンタ132 がある値になると、先頭セルを該当
するVP用バッファ4に出力し、待ちセルカウンタ133
の値から1を減算し、セル間隔カウンタ132 をリセット
する。以上のようにして、VCのセル間隔は常にある値
以上となる。セルをVP用バッファ4に出力する間隔の
ある値をVCの平均速度から導出した平均セル間隔に設
定することにより、最小セル間隔を平均セル間隔以上に
維持することが可能となる。
【0010】読み出し制御部151 では、各VPのセル間
隔を維持するように、VPの設定時に各VPが出力する
タイムスロットを割り当て、この割り当てを読み出し制
御メモリ152 に記述する。また読み出し制御部151 は、
読み出し制御メモリ152 に基づき、次のタイムスロット
で出力する予定のVPに該当するVP用バッファ4に出
力許可を出す。出力許可を受けたVP用バッファ4にセ
ルがあれば先頭セルを、セルがなければ空セルを伝送路
に出力する。このため、読み出し制御メモリ152 の内容
の一例を表している図2に示したように、例えばVP#
1は周期2、VP#2は周期4でVPI毎に一定の間隔
でセル転送が可能となる。
【0011】次に、図3は本発明の第2の実施例の内容
を説明するためのトラヒックシェーピング装置の構成図
であり、図3(a)はトラヒックシェーピング装置の全
体を示し、図3(b)はVC出力制御部33の構成の詳細
を、また図3(c)はVP出力制御部34の構成の詳細を
示している。31はVCI、VPIを識別し、VC毎にセ
ルを分離するVC分離部である。32はVC毎に設けたバ
ッファである。33はVC出力制御部で、制御部331 と、
VC毎のセル出力間隔を計測するセル間隔カウンタ332
と、各バッファに蓄積されたセル数を計測する待ちセル
カウンタ333 により構成されている。34はVP出力制御
部で、VC競合制御部341 と、読み出し制御部342 と、
読み出し制御メモリ343 により構成されている。セルが
トラヒックシェーピング装置に到着すると、VC分離部
31でVCI、VPIを識別し、VC毎に分離する。バッ
ファ32ではセルをVC毎に蓄積し、待ちセルカウンタ33
3に1を加算する。セル間隔カウンタ332 は、直前のセ
ルがバッファ32から出力されてからの経過時間をVC毎
に計測し、待ちセルカウンタ333 はバッファ32内のセル
数を計測し、待ちセルカウンタ333 が0でない場合は、
セル間隔カウンタ332 がある値になると、すなわちVC
のセル間隔がある間隔以上になると、VP出力制御部34
に出力要求を出す。このためVCのセル間隔は常にある
値以上となる。また、出力競合による遅延を考慮して、
出力要求を出すセル間隔を、平均到着セル間隔よりも小
さく設定することにより、出力競合による遅延を抑制
し、バーストが到着した場合のバッファからのセルの溢
れを防ぐことができる。
【0012】読み出し制御部342 は、図2に示すよう
に、各VPのセル間隔を維持するように、VPの設定時
に各VPが出力するタイムスロットを割り当て、この割
り当てを読み出し制御メモリ343 に記述する。また、読
み出し制御部342 は、読み出し制御メモリ343 に基づ
き、次のタイムスロットで出力する予定のVPIに該当
するVC競合制御部341 に出力許可を出す。なお、VC
競合制御部341 はVP毎に設ける。出力許可を受けたV
C競合制御部341 は、例えばトークン巡回方式により、
出力要求のあるVCIの中から、出力するVCIを決定
し、該当するVC出力制御部33に出力許可を出す。出力
許可を受けたVC出力制御部33はバッファの先頭セルを
出力し、セル間隔カウンタ332 をリセットし、待ちセル
カウンタ333から1を減算する。出力許可を受けたVP
のうちのどのVCにも蓄積されたたセルがない場合、空
きセルを出力する。以上のことにより、図2に示したよ
うに、例えばVP#1は周期2、VP#2は周期4でV
PI毎に一定の間隔でセル転送が可能となる。
【0013】
【発明の効果】以上説明したように、本発明により、予
めVP毎に出力するタイムスロットを割り当て、VP毎
にあるセル間隔で伝送路に出力する手段を備えることに
より、VP上のバースト発生を抑制し、バーストによる
網資源の使用率の低下を抑制するVPシェーピング装置
において、VC上でセル間隔がある値より小さなセルを
蓄積し、セル間隔がある値以上になった後に出力するこ
とにより、VPシェーピングによって生じるVCの遅延
ゆらぎを抑制し、VCの遅延品質を維持することが可能
となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の一実施例のトラヒックシェーピ
ング装置の構成図であり、図1(a)はトラヒックシェ
ーピング装置の全体を示し、図1(b)はVC出力制御
部の構成の詳細を、図1(c)はVP出力制御部の構成
の詳細を示している。
【図2】図2は読み出しメモリの内容の一例を表す図で
ある。
【図3】図3は本発明の別の実施例のトラヒックシェー
ピング装置の構成図であり、図3(a)はトラヒックシ
ェーピング装置の全体を示し、図3(b)はVC出力制
御部の構成の詳細を、図3(c)はVP出力制御部の構
成の詳細を示している。
【図4】図4は従来のVPシェーピング装置の構成図で
ある。
【図5】図5は従来のVPシェーピングがVCのCDV
を増加させる事例を示す図である。
【符号の説明】
1 VC分離部 2 VC用バッファ 3 VC出力制御部 4 VP用バッファ 5 VP出力制御部 31 VC分離部 32 バッファ 33 VC出力制御部 34 VP出力制御部 41 VPシェーピング装置 42 バッファ 43 セル出力制御部 44 VP多重装置 51 VPシェーピング装置 52 VP多重装置 131 制御部 132 セル間隔カウンタ 133 待ちセルカウンタ 134 VPI識別部 151 読み出し制御部 152 読み出し制御メモリ 331 制御部 332 セル間隔カウンタ 333 待ちセルカウンタ 341 VC競合制御部 342 読み出し制御部 343 読み出し制御メモリ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−132434(JP,A) 特開 平7−95211(JP,A) 電子情報通信学会技術研究報告 SS E91−186(1992年3月7日) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04L 12/28 H04L 12/56

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ATM転送方式におけるVCおよびVP
    のセル間隔を再生するトラヒックシェーピング装置にお
    いて、 到着したセルのVCI、VPIを識別し、VC毎に分離
    する手段、 分離したセルをVC毎に蓄積するバッファ、 VC毎のセル出力間隔を計測する第1カウンタ、 各バッファに蓄積されたセル数を計測する第2カウン
    タ、 前記第2カウンタの値が0以外のときは前記第1カウン
    タの値がある値以上になったらVC毎に設けたバッファ
    から先頭セルを出力し、該当する前記第1のカウンタを
    リセットし、前記第2カウンタから1を減算する手段、 VC毎に設けたバッファから出力したセルをVP毎に蓄
    積するバッファ、 VP毎に伝送路に出力するタイムスロットを予め割り当
    てる手段、および、 この割り当てに従いVP毎に設けたバッファからセルを
    伝送路に出力する手段を備えたことを特徴とするトラヒ
    ックシェーピング装置。
  2. 【請求項2】 ATM転送方式におけるVCおよびVP
    のセル間隔を再生するトラヒックシェーピング装置にお
    いて、 到着したセルのVCI、VPIを識別し、VC毎に分離
    する手段、 分離したセルをVC毎に蓄積するバッファ、 VC毎のセル出力間隔を計測する第1カウンタ、 各バッファに蓄積されたセル数を計測する第2カウン
    タ、 前記第2カウンタの値が0以外のときは前記第1カウン
    タの値が各VCの平均到着セル間隔より小さなある値以
    上になったらVC毎に出力要求を出す手段、 VP毎に伝送路に出力するタイムスロットを予め割り当
    てる手段、 この割り当てに従い各VPに出力許可を与える手段、 出力許可を得たVPのうち出力するVCを選択する手
    段、および、 選択されたVCのセルをVC毎に設けたバッファから伝
    送路へ出力し、該当する前記第1カウンタをリセット
    し、前記第2カウンターから1を減算する手段を備えた
    ことを特徴とするトラヒックシェーピング装置。
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