JP3126999B2

JP3126999B2 - Ａｔｍ網におけるバーストトラヒックの平滑化方式

Info

Publication number: JP3126999B2
Application number: JP10806091A
Authority: JP
Inventors: 正文加藤; 俊二阿部; 利夫宗宮; 一雄初鹿野
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1991-05-14
Filing date: 1991-05-14
Publication date: 2001-01-22
Anticipated expiration: 2016-01-22
Also published as: JPH04336831A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はＡＴＭ網におけるバース
トトラヒックの平滑化方式に関する。近年，データを固
定長のセルとして形成してＡＴＭ（Asynchronous Trans
ferMode) 網により伝送する研究が盛んに行われてお
り，画像やファイルデータ等の大容量のデータを高速に
転送するＢＩＳＤＮ（Broadband Integrated ServicesD
igital Network)を実現する技術として実用化の研究が
進められている。このＡＴＭ網により，バースト的に発
生するデータ，即ちバーストトラヒックをＡＴＭ網でセ
ル化して転送する場合，長いバーストを連続して転送す
ると網が輻輳状態になり，サービス品質が低下するため
その改善が望まれている。

【０００２】

【従来の技術】ＡＴＭ網ではＡＴＭセルという一定長の
データ単位で伝送，スイッチングが行われ，標準化され
たフォーマットによれば，５オクテット（１オクテット
は８ビット）のヘッダフィールドと４８オクテットの情
報フィールドの合計５３オクテットで構成される。こ
のようなＡＴＭ網を介してバーストトラヒック（データ
が連続して生じる性質を持つ呼）をセル化して転送する
場合がある。ところが，，統計多重により等価的に高速
転送を行うことが可能なＡＴＭ網では，長いバーストを
連続的に伝送すると網が輻輳状態になって，サービス品
質（セル廃棄率等で表す接続品質）が低下することが指
摘されている。

【０００３】すなわち，バーストデータを伝送する場合
の特性をグラフに表示したものが図１２である。図１２
の縦軸はセル廃棄率，横軸はバースト長（バーストを構
成するセル数）を表し，トラヒックモデルとしてＧＩ／
Ｄ／１（Ｓ）モデルを用いた時，Ｎ＝１（バーストのセ
ルを連続して送信する場合）とＮ＝２（バーストの各セ
ルを１セルの空き時間毎に送信する場合）の２つの場合
の特性を表す。

【０００４】なお，前記のモデルの記号は，ＧＩが一般
分布再生過程を表し，Ｄがセルの到着過程が独立である
ことを表し，１（Ｓ）はサーバが１個（ＡＴＭでは，バ
ッファの出力リンク数が１で，バッファ容量がＳ個のＡ
ＴＭセル分）であることを表す。

【０００５】これによれば，長いバーストを連続して伝
送するとセル廃棄率が大きくなり，セル間に故意に空き
を挿入する，つまり等価的にセルの発生間隔を長くする
とセル廃棄率を減少させることが分かる。このようなバ
ーストデータのセルの接続品質を低下させる問題を解決
する方法として，端末が長いバーストを連続して網に転
送するのではなく，空きセルを挿入する機能を端末側に
設ける方法が提案されている。具体的な文献して, 北米
標準化委員会Ｔ１Ｓ１．５で発表の文献,T1S1.5/90-263
"Traffic Shaping," G.Niestegge & D.Hsing(Bellcor
e),Oct. 29-Nov.2,1990がある。

【０００６】図１３は既に提案されたトラヒック平滑化
方法の説明図である。図１３の(1) に示すように, 端末
９０からバーストデータが発生すると，トラヒックシェ
ーパ９１に入力し，その中でセル化部９２において図１
３の(2) に示すように固定長のセルに変換される。この
セルは次いで速度変換部９３において高速化される。こ
の時，高速化されたセルをネットワークに送出する時，
図１３の(3) に示すように, データを含むセル（Assign
ed Sell)の間にデータを含まない空きセル(Unassigned
Cell) を定期的に挿入して送信する。

【０００７】このような方法をトラヒックシェーピング
(Traffic shaping) またはトラヒックスムージング（Tr
affic Smoothing)と称され，以下これらを総称してトラ
ヒック平滑化という。このような方法によりネットワー
クにおける輻輳の発生を防止するものである。なお，図
１３の(3) のシェーピング率Ｎは元のバーストデータ長
Ｂに対し平滑化して送信するのに要する時間長の倍率を
表す。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記の図１３に示す提
案された方法では，これを具体化する方法または実現例
は知られてなく，この方法を技術的に如何に具体化する
かが問題であった。また，図１３に示されている方法の
ように，定期的に空きセルを挿入する方法では，実際の
セルによって５０％以上の期間がビジー（塞がった状
態）である場合，空きセルを固定的な割合で挿入するこ
とができないという問題があった。

【０００９】さらに，ＡＴＭ網において一般的に処理の
対象となる複数のバースト呼を多重化したトラヒックの
平滑化の方法については何ら示唆されてなく未解決であ
るという問題があった。本発明はＡＴＭ網でセルを伝送
する加入者側装置，ＡＴＭスイッチ等の各部においてバ
ースト呼による輻輳の発生を防止し，セル廃棄率を低減
できるバーストデータのトラヒック平滑化方式を提供す
ることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の基本構成
図，図２は本発明の原理説明図である。図１において，
１はＦＩＦＯ等のバッファ，２は停止期間及び連続セル
送出期間を算出する演算部，３は読出し制御部である。

【００１１】本発明の第１の原理は，送信したい単一の
バーストデータ呼を，バーストデータがある情報発生区
間（ビジー区間）とバーストデータがない無情報区間
（サイレント区間）とからなる呼として特徴付け，各区
間の時間をセルの個数で対応させ，両者を合わせた時間
（固定）内に情報発生区間に発生する複数のセルをほぼ
均等に分割し, 且つほぼ等間隔で順次送出させるもので
ある。また，第２の原理は，多重化された複数のバース
ト呼を単一バースト呼と同様に平滑化する場合に，各バ
ースト呼の情報発生区間及び無情報区間の情報に基づい
て両者を合わせた新たな情報発生区間及び無情報区間を
持つ単一バースト呼と解釈して，単一バースト呼と同様
に処理するものである。

【００１２】

【作用】図１に示す基本構成図において，端末からの単
一バースト呼の性質を表すパラメータとして情報発生区
間（Ｎｂ）と無情報区間（Ｎｓ）が申告されると演算部
２において，演算が行われて，両区間（時間）を加算し
た区間（Ｎｂ＋Ｎｓ）内でセルが等間隔でかつ均等に送
信することができるようなセル送出期間（Ｎｒ）と停止
期間（Ｎｗ）とからなるバッファ１の読出し制御情報を
算出する。ここで，各符号Ｎｂ，Ｎｓ，Ｎｗ，Ｎｒの
「Ｎ」はセル長を単位とするナンバー（number），
「ｂ」はビジー(busy),Ns の「ｓ」はサイレント(silen
t)，「ｗ」はウエイト(wait), 「ｒ」はラン (run)を意
味する。この場合，Ｎｂ：Ｎｓの比率は，Ｎｒ：Ｎｗの
比率とほぼ等しい値となる。

【００１３】算出結果は読出し制御部３に送られる。入
力リンクから入力するバーストデータ（セル化されてい
る）はバッファ１に一旦格納され，読出し制御部３は算
出結果に従ってセル送出期間に対応する個数のセルをバ
ッファ１から読出して出力リンクに出力して停止期間に
対応する期間読出しを停止する動作を繰り返す。

【００１４】演算部２は，単一バースト呼のパラメータ
を受け取る場合，基本的に情報発生区間（Ｎｂ）と無情
報区間（Ｎｓ）がその呼が終了するまで固定したものと
して一回演算すると，その演算結果である読出し制御情
報によりその呼が終了するまでバッファの読出し制御が
行われる。

【００１５】一方，演算部２が，単一バースト呼のパラ
メータとして，情報発生区間と無情報区間を加算した区
間（Ｎｂ＋Ｎｓ）は一定であるが，その中の情報発生区
間（Ｎｂ）が可変の情報として各バースト毎に入力（バ
ッファ１に格納された量を識別）させることにより，そ
の都度そのバーストに最適な読出し制御情報を算出し，
その結果を読出し制御部３に供給するようにする方式を
用いることもできる。

【００１６】また，演算部２に対して，端末から情報発
生区間（Ｎｂ）と無情報区間（Ｎｓ）の申告値が入力さ
れた時，その申告値に基づいてセル送出期間として最大
許容連続セル送出数を接続品質（セル廃棄率等）の統計
データを用いて求めて，その最大許容連続セル送出期間
毎に，それに続くセル送出停止期間を計算することによ
り，セルの送出間隔か等間隔でかつ均等に送信するため
の読出し制御情報が得られる。

【００１７】その情報により読出し制御部３においてバ
ッファ１からの読出しを行う。さらに，入力リンクには
単一バースト呼だけでなく，複数の端末からのバースト
呼が入力する場合もあり，その場合にも演算部２におい
て複数のバースト呼についてのパラメータを受け取る
と，所定の区間内でセルが等間隔で且つ均等に送信する
ことできる連続セル送信期間（Ｎｒ）と停止期間（Ｎ
ｗ）を算出して, 読出し制御部３に供給する。

【００１８】単一バースト呼についてのトラヒック平滑
化の原理説明図を図２に示す。図２のＡ．は，端末から
予め申告した呼のパラメータである情報発生区間（Ｎ
ｂ）と無情報区間（Ｎｓ）が，Ｎｂ＜Ｎｓの関係を持つ
場合に, 読出し制御情報として１セルの読出し後に一定
の停止期間を付加するパターンを表す各期間の値が得ら
れ，(1) に示すバッファ１へ入力したバーストが，(2)
のように読出される。

【００１９】図２のＢ．は申告した呼のパラメータがＮ
ｂ≧Ｎｓの関係を有する場合の読出し制御情報を表す。
この場合，(1) のようにバッファ１に入力したバースト
セルが(2) に示すように一度で一定数のセル読出し後に
１セル分の停止期間を付加したパターンとなっている。
このように同時に複数セルを送出する場合，上記のよう
に接続品質（セル廃棄率等）を考慮して，最大許容セル
送出数が演算部２で求められ，それに対応して停止期間
が算出される。

【００２０】

【実施例】図３は実施例のハードウェア構成図である。
図３において，１０はＦＩＦＯ（First In First Out)
バッファ，１１は中央処理装置（ＣＰＵで表示），１２
はプログラムやデータが格納されたメモリ，１３はＦＩ
ＦＯバッファ読出し制御回路，１４はアンド回路であ
る。

【００２１】ＦＩＦＯバッファ１０は，入力リンクから
ユーザ（端末）が送信したバーストトラヒックのセルデ
ータを順次蓄積し，アンド回路１４から出力される読出
しクロックにより出力リンクへの読出しが行われる。ア
ンド回路１４はＦＩＦＯバッファ読出し制御回路１３か
らの読出し制御信号によりオン・オフが制御される。

【００２２】一方，ＣＰＵ１１はユーザ（端末）から申
告された呼の性質を表すパラメータとして，情報発生区
間(Nb)と無情報区間(Ns)を受け取り，メモリ１２のプロ
グラムにより演算を行って，トラヒック平滑化のための
セル送出期間（Ｎｒ）と停止期間（Ｎｗ），すなわち読
出し制御パターンを求める。求められたセル送出期間
（Ｎｒ）と停止期間（Ｎｗ）は，ＦＩＦＯバッファ読出
し制御回路１３に送られる。ＦＩＦＯバッファ制御回路
１３はこれを受け取ると，セル送出期間に対応する時間
だけアンド回路１４をオンとし，停止期間に対応する時
間だけアンド回路１４をオフにする制御信号を発生す
る。

【００２３】図４は読出し制御パターン決定の処理フロ
ーである。この処理は図３のＣＰＵ１１において実行さ
れる。最初に，入力として情報発生区間（Ｎｂ）と無情
報区間（Ｎｓ）を受け取ると（図４の４０），Ｎｂ，Ｎ
ｓの何れか小さい値を持つ一方を整数Ｘ（端数がある場
合は近似値），大きい値を持つ他方を整数Ｙ（近似値の
場合を含む）とする（同４１）。次に，Ｙ／Ｘの計算を
行って，商の数値ｚ，剰余の数値ｒを得る（同４２）。
次に，ＮｂとＮｓを比較する（同４３）。

【００２４】ここで，Ｎｂ＜Ｎｓの場合（無情報区間の
方が長い）は，ステップ４４の演算が行われ，Ｘ回（こ
の場合，Ｎｂの整数）のセル読出し周期の中で，（Ｘ−
ｒ）回は１セル読出し後ｚの期間停止し，残りのｒ回
（剰余ｒ≠０の時）は１セル読出し後（ｚ＋１）の期間
停止するという読出し制御情報（読出しパターン）を発
生する。

【００２５】Ｎｂ≧Ｎｓの場合（情報発生区間の方が長
いか，等しい場合）は，ステップ４５の演算が行われ，
Ｘ回（この場合，無情報区間Ｎｓの整数）の読出し周期
の内，（Ｘ−ｒ）回は１セルの停止期間の後ｚ個のセル
の読出しを行い，ｒ回は１セルの停止期間の後（ｚ＋
１）個のセルの読出しを行うという読出し制御情報（読
出しパターン）を発生する。

【００２６】ＣＰＵ１１における図４の処理フローによ
り発生したＦＩＦＯバッファ読出し制御情報は読出し制
御回路１３に供給されてＦＩＦＯバッファからの読出し
制御を行う。図５は読出し制御回路の実施例構成図であ
る。

【００２７】図５において，Ｒ１は上記図４で発生した
値ｚが設定されるレジスタ，Ｒ２は値（ｚ＋１）が設定
されるレジスタ，Ｒ３は値ｒが設定されるレジスタ，Ｒ
４は値（Ｘ−ｒ）が設定されるレジスタ，Ｒ５はＮｂと
Ｎｓの比較結果として，Ｎｂ＜Ｎｓの時“１”が，Ｎｂ
≧Ｎｓの時“０”が設定されるレジスタである。また，
５０，５３，５６はセレクタ，５１，５４はダウンカウ
ンタ，５２，５８，５９は反転回路，５５はＴ（トリガ
型）フリップフロップ回路，５７はアンド回路を表す。

【００２８】ＣＰＵ１１（図３）から各値がレジスタＲ
１〜Ｒ５に設定され，ダウンカウンタ５１には最初にＴ
フリップフロップ回路５５の出力で選択を行うセレクタ
５０によりレジスタＲ１の値ｚ（連続して読出すセル数
で表す期間または連続して停止するセル数で表す期間）
が取り出されて初期値としてロードされる。一方ダウン
カウンタ５４には，同様にＴフリップフロップ回路５５
の出力で選択を行うセレクタ５３によりレジスタＲ４の
値（Ｘ−ｒ）（前記値ｚのセル読み出しの回数または値
ｚの停止期間の回数）が初期値としてロードされる。

【００２９】この例では，バースト呼のパラメータがＮ
ｂ＜Ｎｓの場合について説明する。この場合レジスタＲ
５は“１”に設定されており，ダウンカウンタ５１は１
セル読出し後の停止期間ｚ（単位はセル数）が，ダウン
カウンタ５１が“０”になった時の出力により初期値と
してロードされ，ダウンカウンタ５４は前記の停止期間
ｚの動作の回数Ｘ−ｒが最初にセレクタ５３により選択
され初期値としてロードされる。

【００３０】また，Ｔフリップフロップ回路５５はダウ
ンカウンタ５４が“０”になると，その出力によりリセ
ットされて出力Ｑを反転させる。その出力Ｑによりセレ
クタ５０と５３が切り替えられ，セレクタ５０はレジス
タＲ２（値ｚ＋１を保持）を選択し，セレクタ５３はレ
ジスタＲ３（値ｒを保持）を選択する。また，レジスタ
Ｒ５は“１”に設定されているものとする。

【００３１】ダウンカウンタ５１の出力は，１セル期間
だけ“１”のパルスを出力し，この期間だけセレクタ５
６を経てアンド回路５７に“１”が入力され，セル読出
しクロックが有効になり，これがＦＩＦＯバッファ（例
えば図３）に供給される。次に，セル同期クロックがダ
ウンカウンタ５１に入力される。レジスタＲ１の値が初
期値としてロードされると同時に，この出力は“０”と
なるため，アンド回路５７でセル読出しクロックは無効
となり，以後セル数ｚの期間ＦＩＦＯバッファの読出し
は停止する。

【００３２】一方，ダウンカウンタ５４はダウンカウン
タ５１が“０”になり，パルスを発生すると１つカウン
トダウンを行う（Ｘ−ｒを−１する）。この後，１セル
の読出しが行われ，同様の動作を行い，ｚをカウントす
る動作をＸ−ｒ回実行すると，ダウンカウンタ５４から
“１”出力が発生して，Ｔフリップフロップ回路５５が
リセットされる。このＴフリップフロップ回路５５の出
力はダウンカウンタ５４が“０”となり１つのパルスを
発生する毎にその出力が反転される。

【００３３】このＴフリップフロップ回路５５の出力Ｑ
によりセレクタ５０，５３が切替えられ，ダウンカウン
タ５１にレジスタＲ２の出力（ｚ＋１の値）が供給さ
れ，ダウンカウンタ５４にレジスタＲ３の出力（ｒの
値）が供給される。これにより，ダウンカウンタ５１に
より今度は（ｚ＋１）のカウントダウンが行われ，その
都度ダウンカウンタ５４のｒの値が１つづつカウントダ
ウンされる。

【００３４】セレクタ５６は，レジスタＲ５が“１”の
場合，下側の反転回路５９を介する入力を受け取り，セ
ル読出しクロックが前記ｚをカウントする間出力するの
を禁止（読出しを停止）する。こうして，１セルの読出
し毎にｚ個のセル相当期間停止する動作をＸ−ｒ回実行
したあと，１セル読出し後にｚ＋１個のセル相当期間停
止する動作をｒ回実行する。

【００３５】バースト呼のパラメータがＮｂ≧Ｎｓの場
合は，レジスタＲ５は“０”に設定され，ダウンカウン
タ５１は連続して読出すセル個数としてｚまたはｚ＋１
をレジスタＲ１またはＲ２からロードされ，各回のセル
読出し後に１セルの停止期間が設けられる。セルをｚ個
連続して読出す動作が実行されるとダウンカウンタ５４
がその回数をカウントダウントして，この動作をＸ−ｒ
回繰り返してダウンカウンタ５４が“０”になると，フ
リップフロップ回路５５を切替えて，レジスタＲ２の値
（ｚ＋１）と，レジスタＲ３の値（ｒ）をそれぞれダウ
ンカウンタ５１，５４に供給して，同様の動作を実行す
る。

【００３６】上記の例は，ユーザ（端末）から申告した
情報発生区間Ｎｂと無情報区間Ｎｓが固定したものとし
て扱い，従ってセルの読出し制御パターンが呼の継続中
固定する場合について説明したが，図６にバースト呼の
到着毎にダイナミックにセルの送出・停止の読出し制御
パターンを変える場合の実施例の構成を示す。

【００３７】図６において，６０は３個のＦＩＦＯバッ
ファ＃１〜ＦＩＦＯバッファ＃３（（ＦＩＦＯ＃１〜＃
３で表示），６１はセレクタ，６２は書込みセル数カウ
ンタ，６３はＣＰＵ（またはハードウェア論理回路），
６４はＦＩＦＯバッファ読出し制御回路，６５はアンド
回路である。

【００３８】動作を説明すると，最初にＮｂ＋Ｎｓが一
定で，その中でＮｂが可変であるものとして申告される
と，端末から送られる各バーストは最初ＦＩＦＯ＃１に
書込まれる。この時，書込みセル数カウンタ６２でこの
時のセル数（可変の情報発生区間を表す）をカウント
し，そのカウント値がＮｂ’としてＣＰＵ６３に入力す
る。ＣＰＵ６３は予め固定の値としてＮｂ＋Ｎｓが入力
されているので，この時の無情報区間Ｎｓ’を算出する
ことができる。

【００３９】これらの情報に基づいてＣＰＵ６３におい
て図４の処理フローに示す演算を行うことによりｒ，ｚ
及びＮｂ’とＮｓ’の比較結果がＦＩＦＯバッファ読出
し制御回路６４に供給されると，図５に示す構成により
読出し動作が行われる。図６の実施例構成では，ＦＩＦ
Ｏ＃１において書込みが行われると，次のサイクルで計
算を実行し，その時次に入力するバーストはＦＩＦＯ＃
２に書込まれる。また，次のサイクルでＦＩＦＯ＃１に
書込まれたセルの読出しが実行され，同時にＦＩＦＯ＃
２に書込まれたバーストについて計算が実行され，その
時入力するバーストはＦＩＦＯ＃３に書込む動作が行わ
れる。このようにパイプライン処理で各バースト毎にＮ
ｂが変化してもそれに対応した適切なトラヒック平滑化
を実現できる。

【００４０】次に長いバーストのセルを連続的に送出
し，許容最大連続セル読出し数に達したら強制的に送信
を停止し，セル送出停止期間後，そのバーストのセル送
出を開始するための構成を図７及び図８を用いて説明す
る。図７は許容最大連続読出セル数を用いた時の読出し
停止期間決定のフローである。この処理フローは図３の
ＣＰＵにおいて実行される。

【００４１】ユーザ（端末）から申告した情報発生区間
Ｎｂと無情報区間Ｎｓが入力されると，許容最大連続読
出セル数（Ｎｒ）を決定する。この場合，許容最大連続
読出セル数は，要求されたバースト長（呼量）と接続品
質基準（セル廃棄率等）から許容最大連続読出セル数を
決定する。具体的には，例えば各連続送出セル数に対応
してバースト長とセル廃棄率の関係表（図１２参照）を
用いて求められる。Ｎｒが求められると，次に，セル読
出し停止期間Ｎｗは，Ｎｗ＝Ｎｒ（Ｎｓ／Ｎｂ）の計算
を実行することにより求められる。

【００４２】図８は長いバーストのセルを許容最大連続
読出セル数だけ送出して，計算により求められた読出し
停止期間だけ停止する方式を概念的に示す図である。図
９は許容最大連続読出セル数とセル読出し停止期間によ
るバッファ読出し制御回路の構成図である。

【００４３】以下に図９の動作を説明すると，上記図７
の処理により求めた許容最大連続読出セル数Ｎｒとセル
読出し停止期間ＮｗはＣＰＵからレジスタ７８，８２に
それぞれ設定される。フリップフロップ回路７３が最初
セット状態にあるものとすると，出力Ｑの“１”出力に
よりアンド回路７２と７７がオン状態にある。この時，
バッファ読出しクロックアンド回路７２を介してＦＩＦ
Ｏバッファ７０に供給され，バッファに格納されたバー
ストデータのセル読出しを行う。

【００４４】この読出し動作の実行に並行して，バッフ
ァ読出しクロックが分周回路８３で分周され，セル同期
クロックに変換されてアンド回路７７を通って連続読出
セル数カウンタ７６に入力して読出しセル数をカウント
する。比較回路７５はレジスタ７８に設定された許容最
大連続読出セル数Ｎｒと連続読出セル数カウンタ７６の
カウント値の一致を検出する。

【００４５】一致検出が発生すると比較回路７５から発
生した検出出力はオア回路７４を介してフリップフロッ
プ回路７３に供給されこれをリセットする。フリップフ
ロップ回路７３がリセットすると，アンド回路７２，７
７がオフとなってＦＩＦＯバッファ７０の読出し動作が
停止する。

【００４６】読出しが停止すると，読出し停止期間カウ
ンタ８１による分周回路８３からのセル同期クロックを
カウントする動作が有効になる。この読出し停止期間カ
ウンタ８１のカウント値は比較回路８０でレジスタ８２
に設定された読出し停止期間Ｎｗと比較される。比較回
路８０で一致を検出すると，検出出力はオア回路７９を
介してフリップフロップ回路７３のセット端子に入力し
てこれをセット状態にして，出力Ｑに“１”を発生させ
る。

【００４７】このようにして許容最大連続読出セル数と
読出し停止期間によりＦＩＦＯバッファからの読出しと
停止が制御されるが，読出し停止期間が長すぎる場合読
出し停止期間中に次のバーストがＦＩＦＯバッファ７０
に到来してＦＩＦＯバッファに複数個のバッファが重複
して格納されることになる。

【００４８】これに対処するため，図９にはセル到着監
視回路７１が設けられている。このセル到着監視回路７
１でセル到着を検出するとその検出出力はオア回路７９
を介してフリップフロップ回路７３のセット端子に供給
されてセット状態にする。こうして，読出し停止期間が
中止されて読出し動作を開始させることができる。

【００４９】図１０は複数のバースト呼を単一バースト
呼と同様に多重化して平滑化する方式の説明図である。
この場合，複数の呼を多重化して単一のバースト呼と同
様のオン・オフモデルにより表現して，トラヒックの平
滑化を行うものである。図１０に＃１は第１のバースト
呼，＃２は第２のバースト呼を表し，図示するように＃
１の呼の申告パラメータとして情報発生区間と無情報区
間がそれぞれＮｂ１，Ｎｓ１，＃２の申告パラメータと
して情報発生区間と無情報区間がぞれぞれＮｂ２，Ｎｓ
２であり，Ｎｂ１＋Ｎｓ１がＮｂ２＋Ｎｓ２よりも大き
いものとする。

【００５０】＃１の呼の情報発生区間Ｎｂ１と＃２の呼
の情報発生区間Ｎｂ２が重なる場合（同じ時間に同時に
これら２つの呼のバーストが出現する場合）が，連続的
に発生する可能性のあるセル数が最大となる。その最大
のセル数Ｎｂは，図１０の＃１＋＃２の図から明らかな
ように，Ｎｂ＝（〔Ｎｂ１／Ｎｓ２〕＋１）×Ｎｂ２＋
Ｎｂ１となる。但し，〔Ａ〕は，〔〕の中の数値Ｎｂ
１／Ｎｓ２の最大の整数を表し，切り上げ値である（つ
まり，切り捨て値である）。

【００５１】このセル数を，バースト呼＃１と＃２を多
重化されたバーストのセル到着率と等しくなるとすれ
ば，バースト呼＃１と＃２を多重化した時のバーストト
ラヒックの無情報区間（Ｎｓ）が決定される。具体的に
は，次の式により求める。Ｎｂ／（Ｎｂ＋Ｎｓ）＝〔Ｎｂ１／（Ｎｂ１＋Ｎｓ
１）〕＋〔Ｎｂ２／（Ｎｂ１＋Ｎｓ１）〕上記の式の右辺の数値が既知であり，左辺の式の内Ｎｂ
が上記により明らかであるからＮｓを求めることができ
る。

【００５２】この方法を繰り返すことにより，複数のバ
ースト呼からなるトラヒックの情報発生区間（Ｎｂ）と
無情報区間（Ｎｓ）が求められる。このようにして情報
発生区間（Ｎｂ）と無情報区間（Ｎｓ）が得られると，
上記の単一呼についての本発明の原理及び実施例の技術
を複数のバースト呼を多重化した場合にも適用すること
が可能となる。

【００５３】図１１は本発明によるバースト呼の平滑化
の効果を説明する図である。図の縦軸はセル廃棄率，横
軸はバースト長Ｎｂを表す。細線が平滑化しない場合，
太線が平滑化した場合の特性である。出力リンクの使用
率が０．９９の時，平滑化しないと図１２と同様にセル
廃棄率はバースト長が長くなるにつれて高くなる。しか
し，本発明の特に図４に示すバッファの読出し制御方式
を用いて平滑化すると出力リンクの使用率が０．９９と
極端に高くてもバースト長に無関係に低い値におさえら
れる。

【００５４】次にバースト呼のセルの具体的なパラメー
タの例を説明する。ＨＤＴＶの圧縮符号化の場合，１５０Ｍｂｐｓ（ビッ
トパーセコンド）の伝送路を仮定すると，１秒に 35207
セル（１セル：５３バイト）が送信できる。水平線走査
周波数を３３．７ＫＨｚとする。さらに，１０本の水平
線をまとめて圧縮符号化し，伝送速度が７５Ｍｂｐｓに
なったものとすると，バーストが到着する周期は，１０／（33.75 ×10³) この間に送信しうるセル数は 33207×10／(33.75×10³) ＝104.5 従って，伝送速度が７５Ｍｂｐｓであるから，約５０
％が情報発生区間として使用されていると仮定すると，
Ｎｂ＝５２（セル），Ｎｓ＝５２（セル数の長さ）とな
る。

【００５５】静止画転送の場合，１Ｍの静止画（3000
セル) を１秒毎に送るものとすると，１５０Ｍｂｐｓの
伝送路では毎秒，350207セルを転送できるので, Ｎｂ＝
３０００（セル），Ｎｓ＝３５２０７（セル数の長さ）
となる。本発明は主にＢＩＳＤＮ（Broadband Integrat
ed Services Digital Network)を実現する場合に，全て
の情報を規格化された固定長の情報伝送単位であるブロ
ック（セルに対応する単位）に分割して，交換，転送す
る網であれば，ＡＴＭ以外にも適用することができ，具
体的なサービスとしてビットレートが変化するような，
帯域圧縮ビデオ，計算機のファイル間転送のような大容
量データ転送等に利用できる。

【００５６】

【発明の効果】本発明によればバーストトラヒックの平
滑化を達成することができ, ＡＴＭ網等のデータを固定
長のブロックに分割して転送するネットワークにおける
網輻輳状態の発生を未然に防止することができ，セル廃
棄等によるサービス性の低下を少なくすることができ
る。これにより今後，実現することが予定されるＢＩＳ
ＤＮの接続品質の向上を図ることができる。また，既に
提案されているバーストトラヒックの平滑化（図１３参
照）も，セル廃棄率を下げるのに有効であるが，この方
法ではまだ平均セル到着率が同じでも情報発生区間及び
無情報区間の増加に対しセル廃棄率は増加するが，本発
明の方式を使用すればそれらの区間長に依存せずにセル
廃棄率を低い一定の値に抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本構成図である。

【図２】本発明の原理説明図である。

【図３】実施例のハードウェア構成図である。

【図４】読出し制御パターン決定の処理フローである。

【図５】読出し制御回路の実施例構成図である。

【図６】バースト呼の到着毎にダイナミックにセルの送
出・停止の読出し制御パターンを変える場合の実施例構
成図である。

【図７】許容最大連続読出しセル数を用いた時の読出し
停止期間決定の処理フローである。

【図８】長いバーストのセルを許容最大連続読出しセル
数だけ送出する方式を概念的に示す図である。

【図９】許容最大連続読出しセル数とセル読出し停止期
間によるバッファ読出し制御回路の構成図である。

【図１０】複数のバースト呼を単一バースト呼と同様に
多重化して平滑化する方式の説明図である。

【図１１】本発明によるバースト呼の平滑化の効果を説
明する図である。

【図１２】バーストデータを伝送する場合の特性を表す
グラフである。

【図１３】提案されたトラヒック平滑化方法の説明図で
ある。

【符号の説明】

１ＦＩＦＯ等のバッファ２停止期間及び連続セル送出期間を算出する演算
部３読出し制御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者初鹿野一雄神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地富士通株式会社内 (56)参考文献特開平２−170645（ＪＰ，Ａ) 特開平２−312421（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04L 12/28 H04L 12/56

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ＡＴＭ網におけるバーストトラヒックの
平滑化方式において，入力リンクに到来するバーストセルを格納するバッファ
と，単一のバースト呼の申告パラメータとして，セル数を単
位とする情報発生区間(Nb)とセル数を単位とする無情報
区間(Ns)の合計時間(Nb ＋Ns) を当該呼の継続中固定さ
れたものとして受け取って，情報発生区間のセル個数が
各バースト毎にその呼の継続中に変化する情報としてカ
ウンタにより検出して入力され，前記合計時間(Nb ＋N
s) 内に前記の情報発生区間に発生する個数のセルをほ
ぼ均等に分割し，且つほぼ等間隔に送出するためのセル
送出期間と停止期間を含む読み出し制御情報を発生する
演算部と，前記演算部からの各読出し制御情報に応じて読出し制御
情報を発生する読出し制御部とを備え，各バースト毎に対応した読み出し制御を行うことを特徴
とするＡＴＭ網におけるバーストトラヒックの平滑化方
式。
【請求項２】ＡＴＭ網におけるバーストトラヒックの
平滑化方式において，入力リンクに到来するバーストセルを格納するバッファ
と，バースト呼の申告パラメータとして受け取った情報
発生区間，無情報区間に基づいて許容最大連続セル送出
数を決定する演算部と，セル送出期間と停止期間を含む
読出し制御情報を発生する演算部と，前記演算部の出力
により前記バッファからセルの読出しを行う読出し制御
部を備え，前記演算部は前記許容最大連続セル送出数と送出停止期
間の比が，情報発生区間(Nb)と無情報区間(Ns)の比に近
似するように送出停止期間を算出し，前記読出し制御部は，前記演算部からの該許容最大連続
セル送出数とセル読出し停止期間に応じて情報発生区間
と無情報区間の合計時間とは無関係に該最大許容連続セ
ルを等間隔に送出するよう読出し制御を行うことを特徴
とするＡＴＭ網におけるバーストトラヒックの平滑化方
式。
【請求項３】ＡＴＭ網における複数の多重化されたバ
ースト呼の平滑化方式において，各バースト呼のパラメータである情報発生区間と無情報
区間を入力する演算部は，複数のバースト呼の中の任意
の２つの呼の情報発生区間が重なり合った時に連続的に
到着するセル数を多重化されたトラヒックの情報発生区
間(Nb)とし，２つの平均セル到着率の和が多重化された
トラヒックの平均セル到着率と一致するように多重化さ
れたトラヒックの無情報区間(Ns)を設定して新たな単一
バースト呼として算出し，上記２つの呼の間における新たな単一バースト呼のパラ
メータの作成を，順次他のバースト呼に対して行うこと
により多重化された複数のバースト呼からなるトラヒッ
クを単一のバースト呼の情報発生区間(Nb)と無情報区間
(Ns)の近似値として発生し，この単一のバースト呼の近似値に基づき請求項１または
請求項２の何れかに記載の単一バースト呼の平滑方式を
用いることを特徴とするＡＴＭ網におけるバーストトラ
ヒックの平滑化方式。