JP3151156B2 - ネットワークのマルチキャスト通信システム - Google Patents

ネットワークのマルチキャスト通信システム

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JP3151156B2
JP3151156B2 JP25379996A JP25379996A JP3151156B2 JP 3151156 B2 JP3151156 B2 JP 3151156B2 JP 25379996 A JP25379996 A JP 25379996A JP 25379996 A JP25379996 A JP 25379996A JP 3151156 B2 JP3151156 B2 JP 3151156B2
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正典 野崎
寛史 石田
幸彦 鈴木
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、ATM
(Asynchronous Transfer Mode:非同期転送モード)交
換網といったネットワークにおいて、マルチキャスト通
信を行うネットワークのマルチキャスト通信システムに
関する。
【0002】
【従来の技術】音声、データ、動画像等あらゆる通信サ
ービスを統合化した次世代の通信ネットワークである広
帯域ISDN(Integrated Services Digital Network
)等で用いられる通信技術として、ATMが考えられ
ている。また、近年、動画像通信等の要求により、ネッ
トワークの広帯域性が要求されている。そのためネット
ワークとしては資源を有効的、効率的に利用するための
マルチキャスト通信が注目されている。
【0003】このマルチキャスト通信は、情報発信側の
ソースから情報受信側の複数のディステネーションに対
して、1対Nの情報転送を行うものである。このような
通信を行うことによりネットワーク資源や帯域を共有す
ることができ、同一情報がネットワーク上を伝搬される
冗長性を避けることができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な従来のマルチキャスト通信においては、入力セルに対
してセル毎にコピーを行うため、コピーされる前の入力
セル数とコピー後の出力セル数は同じ数となる。つま
り、全てのディステネーションは、情報の分配元である
ソースと等しい帯域を保有することになる。
【0005】しかしながら、マルチキャストのディステ
ネーショングループの中に処理能力の低い端末等が存在
する場合、マルチキャストされたセルストリームをリア
ルタイムで処理しきれなくなる場合が考えられる。例え
ばマルチキャストされたセルストリームの速度に比べ
て、受信端末自身の処理速度が遅い場合や、受信端末が
直接接続されている伝送路自身に帯域の制限等(既存の
低速LAN等)がある場合である。
【0006】その場合、受信能力の低いディステネーシ
ョンにおいてはバッファオーバーフローにより、大量の
セル廃棄が発生してしまい、リアルタイムなマルチキャ
スト通信を実現できないという問題があった。
【0007】このような点から、処理能力の低いディス
テネーションであっても動画像といったリアルタイム性
の要求されるデータ通信を行うことのできるネットワー
クのマルチキャスト通信システムの実現が望まれてい
た。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は以上の点を解決
するため次の構成を採用する。 〈請求項1の構成〉データを複数のセルに分割してデー
タ転送を行うネットワークで、情報の分岐点であるコピ
ーノードにおいて各セルをコピーすることにより、複数
のディステネーションに対してデータ転送を行うネット
ワークのマルチキャスト通信システムにおいて、各セル
は、廃棄優先度を示す情報を有し、コピーノードは、処
理能力の低いディステネーションに対して、セルの廃棄
優先度の高いセルをコピーせず、廃棄優先度の低いセル
のみをディステネーションに送出することを特徴とする
ネットワークのマルチキャストシステムである。
【0009】〈請求項1の説明〉データを複数のセルに
分割してデータ転送を行うネットワークとは、例えばA
TMネットワークであるが、データをセルやパケットと
いったデータの転送単位に分割して通信を行うネットワ
ークであれば、フレームリレーやパケット通信といった
各種のネットワークに適用可能である。また、マルチキ
ャスト通信とは、コピーノードが、入力したセルをコピ
ーしてこれらセルを複数のディステネーションに送る通
信である。
【0010】各セルが有する廃棄優先度を示す情報と
は、例えばCLPビットであるが、これ以外にも、それ
ぞれのセルの重要度の情報であれば同様に適用できる。
コピーノードは、処理能力の低いディステネーションに
対しては、廃棄優先度の高いセルはコピーせず、廃棄優
先度の低いセルのみコピーして送出する。
【0011】これにより、処理能力の低いディステネー
ションであっても、バッファオーバーフローによるセル
廃棄はなくなり、リアルタイム性の強いデータであって
もマルチキャスト通信を実現することができる。即ち、
従来、リアルタイムなマルチキャスト通信を実現する
際、ディステネーションはソースと同じだけの処理能力
を持たなければならなかったが、この発明により処理能
力の低いディステネーションにおいてもソースと他のデ
ィステネーションとの間でリアルタイムなマルチキャス
ト通信の実現が可能となる。
【0012】〈請求項2の構成〉請求項1記載のネット
ワークのマルチキャストシステムにおいて、ネットワー
クはATMネットワークであり、コピーノードは、処理
能力の低いディステネーションに対して、ATMセルの
CLPビット=1のセルをコピーせず、CLPビット=
0のセルのみをコピーして当該ディステネーションに送
出することを特徴とするネットワークのマルチキャスト
通信システムである。
【0013】〈請求項2の説明〉請求項2の発明では、
通常は、ATMネットワークにおいて、輻輳時の制御に
用いられるCLPビットの値を、ディステネーションの
処理能力に応じたセルのコピーの選択判定に用いている
ことが特徴である。これにより、セルに廃棄優先度を示
す情報として特別な情報を用意する必要がなく、かつ、
コピーノードの処理も通常のコピー処理とほとんど同様
に行うことができる。
【0014】〈請求項3の構成〉請求項2に記載のネッ
トワークのマルチキャスト通信システムにおいて、デー
タ転送は動画像通信であり、データの発信元であるソー
スでは、各画像フレームにおいて、冗長フレームはCL
Pビット=1、重要フレームはCLPビット=0として
各セルを送出することを特徴とするネットワークのマル
チキャスト通信システムである。
【0015】〈請求項3の説明〉請求項3の発明は、セ
ル化の構成を特徴とするものである。即ち、動画像通信
において、フレーム単位に冗長フレームと重要フレーム
とを設定し、これに対応したCLPの値を付与してい
る。これにより、時間的解像度は低下するが、処理能力
の低いディステネーションであっても、バッファオーバ
ーフローによるセル廃棄はなくなり、動画像通信の再生
が可能となるため、リアルタイムなマルチキャスト通信
が実現できる。
【0016】〈請求項4の構成〉請求項2に記載のネッ
トワークのマルチキャスト通信システムにおいて、デー
タ転送は動画像通信であり、各々の画像フレーム中、冗
長画素のセルはCLPビット=1、重要画素のフレーム
はCLPビット=0とすることを特徴とするネットワー
クのマルチキャスト通信システムである。
【0017】〈請求項4の説明〉請求項4の発明は、請
求項3の発明が、動画像情報のセル化の方法として、冗
長フレームに対してCLP=1とするようにしたのに対
し、1フレーム中の冗長画素に対してCLP=1とする
ようにした点を特徴とするものである。これにより、空
間的解像度は低下するが、処理能力の低いディステネー
ションであってもバッファオーバーフローによるセル廃
棄はなくなり、動画像通信の再生が可能となるためリア
ルタイムなマルチキャスト通信が実現できる。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を具体
例を用いて説明する。図1は、本発明の具体例によるネ
ットワークのマルチキャスト通信システムの構成図であ
るが、この説明に先立ち、一般的なマルチキャスト通信
システムの説明を行う。
【0019】《マルチキャスト通信の一般的説明》図2
は、一般的なマルチキャスト通信システムの構成図であ
る。図示例では、一つのソース201から五つのディス
テネーション203に対してマルチキャスト通信を行っ
ている。情報の分岐点であるコピーノード204におい
ては、ATM交換における転送の単位であるセルのコピ
ーを行うことにより、複数のディステネーション203
に対してのマルチキャスト通信を実現している。尚、図
中のノード202は、図示例においてソース201から
ディステネーション203へのマルチキャスト通信に含
まれないノードを指している。
【0020】図3は、コピーノードでの一般的な構成お
よび動作の説明図である。コピーノードに入力したセル
301は、セルのヘッダ部に記されているマルチキャス
トアドレスにより、要求される数だけコピースイッチ3
02においてコピーが行われる。コピーされたセルは、
アドレス変換装置303において、目的とする出力ポー
トのアドレスが付与され、その後、ルーチングスイッチ
304において所望するポートへとルーチングされる。
【0021】ここでのスイッチアーキテクチャは入力側
でコピーを行い、ルーチングする入力バッファ方式であ
るが、ブロードキャストされたセル群を出力側で選択す
ることによりマルチキャストを実現する出力バッファ方
式においても単一のセルをセル毎に複数個コピーすると
いう動作においては同じである。
【0022】《本発明の原理》「発明が解決しようとす
る課題」の項で述べた課題を解決する手段として、上記
のコピーノード204において、単にセル毎のコピーを
行うのではなく、それぞれのディステネーション203
に応じた帯域に合わせてセルのコピーを行うことが考え
られる。つまり、コピーノード204において、ソース
201からのセルストリームの中からディステネーショ
ン203に必要となるセルだけを選択しコピーすること
により、ディステネーション203への帯域を制限する
方法である。
【0023】この方法では、コピーノード204にて選
択的にセルをコピーするため、ディステネーション20
3が受信するセル数は、ソース201で送出されるセル
数に比べて減少する。よって、ディステネーション20
3では減少したセル数のみでソースからの情報を復元が
できなければならない。
【0024】この方法が適用可能な具体的なアプリケー
ションとしては動画像通信が挙げられる。動画像通信で
はサービス品質のパラメータとして解像度が挙げられ、
大別すると時間的解像度と空間的解像度に分けられる。
ここで述べる時間的解像度とは、再生される動画像情報
がある時間内でどれだけの画像フレームを含んでいるか
(例えば1秒間に30フレーム)であり、フレーム数が
多いものが解像度が高いといえる。また、ここで述べる
空間的解像度とは、1画像フレーム内に含まれる情報量
のことであり、1フレーム内に含まれる情報量(例えば
画素数等)が多いほど解像度が高いといえる。
【0025】このように、コピーノード204で選択的
にセルをコピーすることにより、ソース201からの情
報量を削減し、処理能力の低いディステネーション20
3での動画像の解像度を低下させることが可能となる。
これにより処理能力の低いディステネーション203で
のセル廃棄をなくし、ソース201とのリアルタイム通
信を実現することが可能となる。
【0026】《具体例1》 〈構成〉図1は、本発明の具体例1におけるコピーノー
ドの構成および動作の説明図であり、これは、ATMノ
ードを示している。
【0027】図示のコピーノード100は、上記の図3
で説明したように、ソースからのセルを複数個に複写す
るためのコピースイッチ101と、セルのヘッダ部に示
されるマルチキャストアドレスを、各ディステネーショ
ンへのアドレスに変換するアドレス変換装置102と、
所望するポートへのルーチングを行うルーチングスイッ
チ103から構成される。本具体例では、コピースイッ
チ101は、単にセルをコピーするだけでなく、各セル
のヘッダ部にあるCLP(Cell loss Priority:セル損
失優先表示)のビットによってディステネーションへの
セルのコピーを行うか否かを選択するよう構成されてい
る。即ち、ディステネーションの処理能力が低い場合
は、CLP=1のビットが立っているセルはコピーせ
ず、CLP=0のセルのみコピーするよう構成されてい
る。
【0028】〈動作〉ソースからのセルストリームのヘ
ッダ部には、CLP=0もしくはCLP=1のビットが
記されている。尚、このCLPビットは、通常、ノード
の輻輳時等のセル廃棄の優先順位を示すもので、CLP
=1のビットが立っているセルを優先的に廃棄するもの
である。
【0029】コピースイッチ101に入力されるCLP
=0のセル104は、上記の図3で述べたのと同様に、
複数のディステネーションへコピーされる。その後、ア
ドレス変換装置102にてディステネーションのアドレ
スが付与され、ルーチングスイッチ103にて出力ポー
ト106、107へとルーチングされる。ここでの出力
ポート106は通常のディステネーションへ、出力ポー
ト107は処理能力が低いディステネーションに相当し
ているものとする。
【0030】一方、CLP=1のセル105がコピース
イッチ101に入力された場合、処理能力の低いディス
テネーション、つまり出力ポート107へのコピーを行
わない。このことにより処理能力の低いディステネーシ
ョンへの情報量の削減が可能となる。
【0031】図4に、ソースにおける動画像情報のセル
化の方法について示す。図示のように、処理能力の低い
ディステネーションにとって不必要となる冗長フレーム
401をセル化する際、コピースイッチ101でコピー
されないように、CLP=1のビットを立てて送出する
(図中、セル403で示す)。これに対し、処理能力の
低いディステネーションであっても必ず必要となる重要
フレーム402をセル化する際はCLP=0で送出する
(図中、セル404で示す)。このセル化方法とコピー
スイッチ101での動作により、処理能力の低いディス
テネーションにおいて、ソースからの画像フレーム数の
削減が可能となる。
【0032】〈効果〉具体例1によれば、時間的解像度
は低下するが、処理能力の低いディステネーションであ
っても、バッファオーバーフローによるセル廃棄はなく
なり、動画像通信の再生が可能となるため、リアルタイ
ムなマルチキャスト通信が実現できる。
【0033】《具体例2》本具体例2は、上記具体例1
では、動画像情報のセル化の方法として、冗長フレーム
に対してCLP=1とするようにしたのに対し、1フレ
ーム中の冗長画素に対してCLP=1とするようにした
点を特徴とするものである。
【0034】〈構成〉上記具体例1のコピーノードと同
様であるため、ここでの説明は省略する。
【0035】〈動作〉コピースイッチでの動作は、具体
例1と同様に、処理能力の低いディステネーションに対
してはCLP=0のセルだけをコピーする。一方、具体
例1と異なる点は、ソースにおける画像データのセル化
方法に関する点である。
【0036】図5は、そのセル化方法の説明図である。
具体例1では、動画像のフレーム毎にCLPのビットを
割り付けていたのに対して、具体例2では1画面のフレ
ーム内を、冗長画素501と重要画素502に分け、そ
れぞれCLP=1のセル503と、CLP=0のセル5
04にセル化する。これにより、空間的解像度は低下す
るが、処理能力の低いディステネーションへの情報量を
削減することができる。
【0037】〈効果〉具体例2によれば、処理能力の低
いディステネーションでの1画面の情報量が削減され、
空間的解像度は低下するが、バッファオーバーフローに
よるセル廃棄はなくなり、動画像通信の再生が可能とな
るためリアルタイムなマルチキャスト通信が実現でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のネットワークのマルチキャスト通信シ
ステムにおける具体例1の構成及び動作の説明図であ
る。
【図2】一般的なマルチキャスト通信システムの構成図
である。
【図3】コピーノードでの一般的な構成および動作の説
明図である。
【図4】本発明のネットワークのマルチキャスト通信シ
ステムにおける具体例1のソースにおける動画像情報の
セル化の方法の説明図である。
【図5】本発明のネットワークのマルチキャスト通信シ
ステムにおける具体例2のソースにおける動画像情報の
セル化の方法の説明図である。
【符号の説明】
100 コピーノード 101 コピースイッチ 102 アドレス変換装置 103 ルーチングスイッチ 104 CLP=0のセル 105 CLP=1のセル 106、107 出力ポート 201 ソース 203 ディステネーション 204 コピーノード 401 冗長フレーム 402 重要フレーム 403 CLP=1のセル 404 CLP=0のセル 501 冗長画素 502 重要画素 503 CLP=1のセル 504 CLP=0のセル
フロントページの続き (72)発明者 小沼 良平 東京都港区虎ノ門1丁目7番12号 沖電 気工業株式会社内 (56)参考文献 瀬林克啓(外1名)”品質保証型AT Mマルチキャスト通信方式”1995年学術 情報センター国際シンポジウム「超高速 情報通信網の形成」 Delgrossi etc.,”M edia Scaling for A udiovisual Communi cation with the He idelbelg Transport System”,ACM Multi media,Jun.,1993. (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04L 12/28 H04L 12/56 H04L 12/18

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 データを複数のセルに分割してデータ転
    送を行うネットワークで、情報の分岐点であるコピーノ
    ードにおいて各セルをコピーすることにより、複数のデ
    ィステネーションに対してデータ転送を行うネットワー
    クのマルチキャスト通信システムにおいて、 前記各セルは、廃棄優先度を示す情報を有し、 前記コピーノードは、処理能力の低いディステネーショ
    ンに対して、前記セルの廃棄優先度の高いセルをコピー
    せず、廃棄優先度の低いセルのみを前記ディステネーシ
    ョンに送出することを特徴とするネットワークのマルチ
    キャストシステム。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のネットワークのマルチキ
    ャストシステムにおいて、 ネットワークはATMネットワークであり、コピーノー
    ドは、処理能力の低いディステネーションに対して、A
    TMセルのCLPビット=1のセルをコピーせず、CL
    Pビット=0のセルのみをコピーして当該ディステネー
    ションに送出することを特徴とするネットワークのマル
    チキャスト通信システム。
  3. 【請求項3】 請求項2に記載のネットワークのマルチ
    キャスト通信システムにおいて、 データ転送は動画像通信であり、データの発信元である
    ソースでは、各画像フレームにおいて、冗長フレームは
    CLPビット=1、重要フレームはCLPビット=0と
    して各セルを送出することを特徴とするネットワークの
    マルチキャスト通信システム。
  4. 【請求項4】 請求項2に記載のネットワークのマルチ
    キャスト通信システムにおいて、 データ転送は動画像通信であり、各々の画像フレーム
    中、冗長画素のセルはCLPビット=1、重要画素のフ
    レームはCLPビット=0とすることを特徴とするネッ
    トワークのマルチキャスト通信システム。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Delgrossi etc.,"Media Scaling for Audiovisual Communication with the Heidelbelg Transport System",ACM Multimedia,Jun.,1993.
瀬林克啓(外1名)"品質保証型ATMマルチキャスト通信方式"1995年学術情報センター国際シンポジウム「超高速情報通信網の形成」

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