JP3211833B2 - Atm交換機 - Google Patents

Atm交換機

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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明はATM交換機に係わり、特に帯域保証型/帯域
非保証型のコネクション呼が混在する場合において所望
のサービス品質を保持できるATM交換機並びに長期的な
輻輳状態を検出して該輻輳状態を回避するATM交換機に
関する。
背景技術 音声通信、データ通信だけでなく動画像も含めたマル
チメディア通信のニーズが高まりつつあり、そのような
広帯域(Broadband)の通信の実現手段として、非同期
転送モード(Asynchronous Transfer Mode:ATM)を基本
とするB−ISDN(Broadband−ISDN)の交換技術が合意
され、実用化されつつある。
ATM方式は音声、動画像などの連続情報やデータなど
のバースト情報に存在することなく、また、各々の通信
速度に依存することなく、すべての情報をセルとよばれ
る固定情報に変換して高速転送する。すなわち、ATM方
式では物理回線上に多重に論理リンクを張ることにより
回線を複数の呼に割り当てる。そして、各呼に応じた端
末からの動画像データや音声データ等を固定長の情報単
位(セルという)に分解し、順次回線に送り出して多重
化を実現する。
セルは図19に示すように、53バイトの固定長ブロック
で構成され、その内5バイトがヘッダ部HD、48バイトが
インフォメーションフィールド(情報部)DTである。ヘ
ッダ部HDには、データがブロックに分解された後でも宛
先が判るように呼識別用の仮想チャンネル番号(Virtua
l Channel Identifier:VCI)が含まれ、そのほか方路を
特定する仮想パスの識別子(Virtual Path Identifier:
VPI)や、リンク間のフロー制御に用いられるジェネリ
ックフローコントロールGFC(Generic Flow Control)
や、ペイロードPT(Payload Type)やヘッダのエラー訂
正用符号HEC(Header Error Control)等が含まれてい
る。
(a)ATM網 図20はATM方式を説明するためのATM網の概略構成図で
あり、1a,1bはATM端末装置、3はATM網である。ATM網3
は、データセルを伝送する情報網3aと制御信号を伝送す
る信号網3bを備え、情報網3aにおける各ATM交換機3c−
1〜3c−nの呼処理プロセッサ(CPU)3d−1〜3d−n
は信号網3bと接続されている。
発信端末1aが着信端末1bを呼び出すための発呼操作を
行うと、発信端末内のセル組立部はSET UPメッセージ
(発信番号、着信番号、端末の種別、平均セル速度、最
大セル速度等を含むデータ)をセル単位に分割し、各分
割データに信号用VCI(端末毎に予め定まっている)を
付して信号セルを生成し、該信号セルをATM網3に送り
出す。
ATM交換機(発信側交換機)3c−1の信号装置は信号
セルを受信すれば、該信号セルに含まれる情報を組立て
てCPU3d−1に通知する。CPUは受信メッセージに基づい
て発信者サービス分析処理、課金処理、着信者数字翻訳
処理等の呼処理を行なうと共に方路(VPI)及び呼識別
情報(VCI)を決定し、ついで、信号網3bを介してNo.7
プロトコルに従って次の中継交換機3c−2に発信番号、
着信番号、VPI、VCI、その他のデータを含む接続情報を
送出する。中継交換機3c−2は発信側交換機3c−1と同
様な処理を行ない、以後同様な処理が行われ、最終的に
発信側交換機3c−1から着信端末が接続されたATM交換
機(着信側交換機)3c−nまでのパス及び中継ATM交換
機3c−2,3c−3,…が決定される。着信側交換機3c−nは
発信番号、着信番号、上位ATM交換機3c−3のVCIを含む
接続情報を受信すれば、着信端末に所定VCIを割り当て
ると共に、着信端末1bが通話可能であるか調べる。通話
可能であれば、信号網3bは通話可能な旨を発信側交換機
3c−1に通知し、発信側交換機は発信端末1aに所定のVC
Iを割り当てる。
パス上の各ATM交換機3c−1〜3c−nはパス毎に、上
位ATM交換機のVCIに対応させて、 (1)該VCIを有するセルの出線(出力リンク)を特定
するルーチング情報や該VCIの品質を保持するための情
報を含むタグと、 (2)出力するセルに付加する新たなVCI、VPIを内蔵の
ルーチングテーブルに登録する。
以上により、発信端末1aと着信端末1b間にパスが形成
されると、両端末は発呼セル、応答セルを互いに送受し
あって通信手順を確認する。しかる後、発信端末1aは送
信すべきデータを所定バイト長に分解すると共に、前記
割り当てられたVCIを含むヘッダを付けてセルを生成
し、該セルをATM網3に送り出す。各ATM交換機3c−1〜
3c−nは上位交換機から所定の入線を介してセルが入力
されると、自分のルーチングテーブルを参照して入力さ
れたセルのVPI/VCIを付け変えると共にタグ(ルーチン
グ情報)に基づいて所定の出線に送り出す。この結果、
発信端末1aから出力されたセルは呼制御で決定したパス
を介して着信側交換機3c−nに到達する。着信側交換機
3c−nはルーチングテーブルを参照して入力されたセル
に付加されているVCIを着信端末に割り当てたVCIに付け
変えた後、着信端末1bが接続されている回線に送出す
る。
以後、発信端末1aはセルを順次着信端末1bに送り、着
信端末は受信したセルに含まれる情報部DTを組立て、元
のデータを復元する。
以上は、1つの呼に対する場合であるが、端末−ATM
交換機間及び隣接ATM交換機間の各回線の両端で互いに
持ち合うVCI値を変えることにより、1つの回線に多数
の呼に応じた論理リンクを張ることができ、これにより
高速多重通信が実現される。ATM方式によれば、動画
像、データ、音声等異なる伝送速度をもつ情報源の情報
を多重化することができるため1本の伝送路を有効に使
え、しかも、パケット交換でソフト的に行っているよう
な再送制御や複雑な通信手順が不要となり、150Mbps乃
至600Mbsの超高速のデータ伝送が可能となる。
又は、ATM交換機にはバッファリングの機能があり、
このバッファリング機能によりATM交換機や着信端末に
多数の呼が発生した場合でも発信端末を待たせることな
く呼を受け付けて着信端末に送ることができる。例え
ば、着信端末1bに対し同時に多数の端末から呼が発生
し、これにより着信側交換機3c−nと着信端末1b間の回
線に空きがなくなると、着信端末に遅れないセルが発生
する。かかる場合、着信側交換機3c−nは送れないセル
をバッファリングし、回線に空きができた時に送ること
により発信端末を待たせることなく呼を受け付けて着信
端末に送ることができる。
(b)自己ルーチングATM交換機 図21は自己ルーチングATM交換機の構成図であり、基
本スイッチングユニットSWUと制御情報付加ユニットCIA
Uと、呼処理用のCPU(呼制御部)を有している。尚、こ
のATM交換機は、入線・出線間に1段の自己ルーチング
スイッチモジュールSRM1が存在する構成になっている
が、複数の自己ルーチングスイッチモジュールが複数段
接続された構成であっても構わない。
モジュールSRM1の入力端は制御情報付加回路CIAUを介
して入線(入力リンク)#1〜#3接続され、出力端は
出線(出力リンク)#1〜#3と接続されている。制御
情報付加ユニットCIAUは、各入線#1〜#3に対応して
ルーチング情報等を付加する付加回路AC1〜AC3を備え、
各付加回路AC1〜AC3は対応する入線から入力されたセル
にタグ(ルーチングヘッダ)を付加すると共に、該セル
に含まれるVCIを付け替えて基本スイッチングユニットS
WUに送り出す。
呼制御部CPUは発呼時、呼制御を行ってセルのVCI、VP
Iを決定すると共に、着信端末の所在地に応じてタグ
(ルーチングヘッダRH)を決定し、これら制御情報をセ
ルが入力される付加回路のルーチングテーブル(図示せ
ず)に書き込む。呼制御が終わって、セルが上位ATM交
換機を介して所定の入線に入力されると、該入線に接続
された付加回路AC1〜AC3は、ルーチングテーブルより入
力セルに付加されているVCIに応じた制御情報(タグとV
CI)を読み出す。そして、セルに該タグ(ルーチングヘ
ッダRH)を付加すると共に、該セルのVCIを読み出したV
CIで付け替えて基本スイッチングユニットSWUに送り出
す。基本スイッチングユニットSWUの自己ルーチングス
イッチモジュールSRM1はタグ(ルーチングヘッダRH)を
用いてセルを所定の出線より送出する。
図22は自己ルーチングスイッチモジュール(SRM1)の
具体例を示す回路図である。I1〜I3は制御情報検出回
路、D1〜D3は伝送情報遅延回路、DM1〜DM3はデマルチプ
レクサ、DEC1〜DEC3は制御情報デコード回路であり、以
上によりセル振分け部ECLDが構成される。FM11〜FM33
バッファメモリで例えばFIFO(First−In First−Out)
メモリ、SEL1〜SEL3はセレクタ、AOM1〜AOM3は到着順序
管理FIFOである。各到着順序管理FIFO(AOM1〜AOM3)は
それぞれ制御情報デコード回路DEC1〜DEC3の出力端に接
続され、対応する3つのバッファメモリFM11〜FM13,FM
21〜FM23,FM31〜FM33にセルが到着する順序を記憶し、
対応するセレクタSEL1〜SEL3を制御してセル到着順に3
つのバッファメモリからセルを読み出して出線#1〜#
3に送出する。
検出回路Ii(i=1〜3)は入力されたセルに含まれ
る制御情報を抽出してデコード回路DECi(i=1〜3)
に送る。
デコード回路DECiは入力されたタグ(ルーチングヘッ
ダRH)が出力端#6j(j=1〜3)を示すものであれ
ば、切換信号SiによりデマルチプレクサDMiを操作してF
IFOメモリFMjiに伝送情報を送る。例えば、入力端#1
より入力した情報に含まれるルーチングヘッダRHが出力
端#2を示すものであれば、デコード回路DEC1はデマル
チプレクサDM1を操作して入力端#1からの情報をFM21
に入力する。到着順序管理FIFO(AOMi)は制御情報デコ
ード回路DEC1〜DEC3の出力端に接続され、対応する3つ
のバッファメモリFMi1〜FMi3にセルが到着する順序を記
憶する。例えば、セルがバッファメモリFM11→FM12→FM
13→FM12→・・・の順序で到着すれば、到着順序管理FI
FO(AOM1)には1→2→3→2→・・・のようにセル到
着順にバッファメモリ識別符号が記憶される。しかる
後、到着順序管理FIFO(AOMi)は対応するセレクタSELi
を制御してセル到着順に3つのバッファメモリFMi1〜FM
i3からセルを読み出して出線#iに送出する。
このように、FIFOメモリFMijに複数セル分の容量を持
たせておくことにより、バッファ機能が得られ、一時的
に伝送データが増大するような場合にも十分に対応でき
る。また、セル到着順にバッファメモリFMi1〜FMi3から
セルを読み出すため各バッファメモリFMi1〜FMi3に均等
数のセルが滞留し、バッファメモリよりオーバフローし
てセルが廃棄される事態がなくなる。
ところで、ATM方式では情報速度やバースト性(瞬時
に大量の情報が発生する状態)が異なる種々のトラヒッ
クを統合的に扱うため、特にバースト性が強いトラヒッ
クが混在した場合、適切に呼の受付け制御をしないとユ
ーザが要求したサービス品質(セル廃棄率、遅延時間)
を提供できなくなる問題がある。このため、ATM交換機
は、帯域保証型コネクション呼の場合には、ユーザ(AT
M端末)から申告された平均セル速度、最大セル速度、
伝送路の物理帯域等に基づいて所定の伝送路に必要帯域
の空きがあるかを判別し、存在すれば呼を受付け、存在
しなければ拒絶するようにしている。
平均セル速度と最大セル速度が異なる可変速度トラヒ
ック特性の呼が発生した場合、呼の最大セル速度を必要
帯域とみなして呼を受付けるか否かを制御する方法は制
御が簡単であるが、伝送路への割り付け可能な呼数が少
なくなり伝送路の使用効率を低下する。一方、必要帯域
を平均セル速度とみなして呼を受付けるか否かを制御す
る方法は、伝送路に多くの呼を割り当てることができ、
伝送路の使用率を向上することができる。しかし、平均
セル速度割付けを行うと、各呼のピークが重なった場合
等において伝送路の帯域を超過してセル廃棄が発生し、
所要のセル廃棄率を満足できなくなり、受信側において
音飛び、画像抜け、データの消失を生じる。このため、
平均セル速度割付けと最大セル速度割付けを併用して所
定のセル損失率を維持しつつ伝送路の使用効率を高める
呼受付け制御が行われている。
図23はATM交換機における呼受付け制御の説明図であ
り、Vtは伝送路の物理帯域、Vphtは最大セル速度で
割り当てた呼の全最大セル速度の総和、Vavtは平均セ
ル速度で割り当てた呼の全平均セル速度の総和、Vpts
は通信中の全呼の最大セル速度の総和である。また、
Vpは新たに発生した呼(受付け要求呼)の最大セル速
度、Vavは受付け要求呼の平均セル速度である。
伝送路に割り当てる呼数が多くなると、統計多重効果
により伝送速度のピーク、ボトムが重なり合って平滑化
し、見掛けより多くの呼を収容することができる。呼接
続制御(CAC:Connection Admission Control)ではかか
る統計多重効果を利用して平均セル速度割付けと最大セ
ル速度割付けを行う。
(c)統計多重方式 ATM交換機では、図24に示すように複数(N本)の入
力リンクから到着するATMセルを所定の出力リンクより
集線多重して送出する。かかる集線多重方式としては、
スキップポーリング制御型個別バッファ方式、FIFO
読み出し制御型個別バッファ方式、UNQ優先読み出し
制御型個別バッファ方式、出力バッファ方式がある。
スキップポーリング制御型個別バッファ方式は、順番
にバッファ(図22のバッファFM11〜FM33)をスキャンし
てATMセルを送出し、空のバッファは飛ばす方式であ
る。FIFO呼び出し制御型個別バッファ方式は図22で説明
したように、全入力リンクからのATMセルの到着順序を
一括管理しておき、早いセルから順に送出する方式であ
る。LNQ優先読み出し制御型個別バッファ方式は、最も
セルが蓄積されているバッファから最優先してATMセル
を読み出して送出する方式である。尚、LNQはLargest N
umbers of cells in the Queueの略である。また、以上
の個別バッファ構成の場合には、1セル読み出し時間中
に全バッファのスキャンあるいは、蓄積セル数の比較が
実行できることを前提としている。
出力バッファ方式は、ATM交換機内部で一度速度をNV
まで上げて多重化してから単一のFIFOで速度変換(NV→
V)にする方式である。図25はかかる出力バッファ方式
の説明図であり、MPXは多重化装置、DBF1〜DBFNは出バ
ッファである。多重化部MPXは出線#1〜#N行きの速
度Vのセルを多重化してNVの速度で各出線対応に設けた
出バッファDBF1〜DBFNに格納し、各出バッファより速度
Vで読み出して対応する出線#1〜#Nに出力する。
上記各統計多重方式を比較すると以下のようになる。
(1)ランダムトラヒック入力の場合の合計の所要バッ
ファ長を比較すると、いい順(少ない順)に、、
、となる。
(2)の出力バッファ方式は、N倍の高速メモリを要
することを考慮して として比較すると、コストが低い順に、、、と
なる。
(3)バースト入力の場合、バッファ長をいくら大きく
してもセル廃棄率が減少しない膝(Knee Point)が存在
し、その影響でセル廃棄率は差がなくなる。図26はlog
[セル損失率]−バッファ長の特性図であり、nは多重
数、Voutは伝送路の速度である。この図より明らかなよ
うに多重数nが多くなるほど膝は下方に移動し、セル損
失率は向上する。これは、統計多重効果により、多重数
が大きくなるほど各呼のセル速度の凸凹が重なって平滑
化するからである。
(4)バースト入力の場合の膝(Knee Point)を低下さ
せるキー要因は、ピークセルレートに対する出力リンク
の速度をできるだけ高くして多重度を大きくする点にあ
る。
将来の呼源自体のピークレートの向上を見込み、膝
(Knee Point)を低下させることを考慮すると、それら
を多重化する網のリソースの高速化が必要になる。従っ
て、高速なメモリ動作が要求されるの出力バッファ構
成は、速度の余裕が無くなるため、採用すべきでない。
のLNQ優先読み出し制御型個別バッファ方式は、セ
ル廃棄率の特性自体は他の個別バッファ方式として比較
して優れるが、 ・そのメカニズム自体のインプリ(実装)が難しく、
しかも、 ・キュー長が短いバッファは、優先権が失い続ける可
能性があり、セルの遅延時間が大きくなりうるため、し
きい値を使用した制御が必須である、 などの短所を考慮すると、採用すべきでない。
以上から、バッファにキューイングしたATMセルを出
力リンクに送出する方式としては、FIFO読み出し制御型
個別バッファ方式が最も現実的である。
ところで、上記のような統計多重を行なうと、出力リ
ンクの使用効率が向上するが、一方、あるコネクション
が連続的に出力リンクの帯域を占有してしまう可能性が
あり、帯域をコネクション毎にあるいは入力リンク毎に
確定的に割り当てることができない問題がある。
(d)トラヒックシェーピング 統計多重に対して、コネクション毎あるいは入力リン
ク毎に帯域を確定的に割り当てる方法としてトラヒック
シェーピングがある。図27はトラヒックシェーピングの
構成図である。トラヒックシェーピングでは、1つの出
力リンクの使用帯域(例えば150Mb/s)を入力リンク毎
に予め設定しておき、該使用帯域に収まるように各入力
リンクからのATMセルを出力リンクに送出する。出力リ
ンクの使用帯域を入力リンク毎に管理することにより、
特定のコネクションにより、出力リンクの大半が占有さ
れ、他のコネクションのセルが送出できなくなることを
防止できる。図において、CELDはセルを振り分けるセル
振り分け部(図22のCELDを参照)、FM11〜FM1nは入力リ
ンクに対応して設けられたFIFOバッファ、SELはセレク
タ、SCDは予め設定されているスケジュールに従って各
バッファからATMセルを読み出して出力リンク#1に送
り出すスケジューラである。スケジューラSCD内蔵のス
ケジューリングテーブルには、例えば1周期を128個の
セルスロット(タイムスロット)に区分し、各セルスロ
ットS1〜S128の各々にどのバッファ(入力リンク)から
のセルを送出するかが予め設定されている。この結果、
スケジューラは1周期128個のセルスロット毎に所定の
バッファからセルを読み出して出力リンクに送出し、こ
の動作をサイクリックに行なう。これにより、各入力リ
ンクに使用帯域V1,V2,・・・Vn(V1+V2+・・・+Vn≦
V)が割り当てられる。ここで、一周期間にあるバッフ
ァから送出するセル数が複数の場合には、このセル間隔
がなるべく均一化するのが望ましい。
以上のように、トラヒックシェーピングを行なうと、
各入力リンクに割り当てられる帯域が確定的となる。し
かし、統計多重の場合と反対により多くのセルが到着し
ているバッファがあり、しかも、出力リンクが空いてい
る場合でも、該バッファをアクセスする時刻になるまで
は、該バッファからセルを読み出して送出できない問題
がある。つまり、トラヒックシェーピング方式では、出
力の使用効率があまり高くならない問題がある。
(e)輻輳 ATM網では確率的に起こるATM交換機のバッファへのセ
ル同時到着のためにセル廃棄(短期の輻輳)、すなわ
ち、転送情報の損失が起こる。高速データ通信網、例え
ばフレームリレー網間をATM網が中継する場合、ATM網で
のセル廃棄により高速データ通信網の情報転送単位であ
るフレームに不完全なもの(エラーフレーム)が生じ、
それは端末の上位プロトコル間の再送制御により補完さ
れる。この時、高速データ通信網−ATM網の接続形態及
び端末の上位プロトコルの再送制御方式によっては、再
送されるフレーム数の増加によりATM網への負荷が増大
し、ATM網での輻輳状態が助長され、悪化、長期化(長
期の輻輳)する恐れがある。
図28は短期輻輳と長期輻輳の説明図であり、横軸に時
間を、縦軸にバッファにキューイングされたセルの長さ
(キュー長さ)を取っており、CTHは輻輳検出しきい値
である。短期輻輳SCJは、瞬間的にバッファキュー長が
伸びたものであり自律的に収まる。一方、長期輻輳LCJ
は、バッフアキュー長が伸びきったまま持続する。輻輳
検出しきい値CTHがバッファサイズと等しい場合には、
点線以上の対応するセルは、すべてセル損失となる。
図29及び図30は再送制御説明図であり、図29は情報フ
レームの廃棄が ない場合、図30は情報フレームの廃棄が ある場合であり、データ通信の再送手順として最も一般
的なGo−Back−N手順(HDLC手順)を例にとっている。
Go−Back−N手順では、フレームにシーケンス番号を付
加してフレームのフロー制御や再送制御を行なう。又、
フレームにはフレームの到達確認(正常通信の確認)を
行なうために、着信フレームのシーケンス番号を記録す
るフィールドも設けられている。すなわち、着側は逆方
向(着側→発側)に送信されるフレームに、連続して正
常受信したフレームの内の最新フレームのシーケンス番
号を記録して、発側とのフレーム到達確認を行なう(図
29のACK(2),ACK(4)を参照)。フレーム損失は、
着信フレームシーケンス番号の不連続性から検出する
(図30参照)。発側に対する損失フレームシーケンス番
号の通知(REJ(2)参照)も一般には、上記のフレー
ム到達確認と同様に逆方向フレームを用いて行なう。
さて、Go−Back−N手順では、図30に示すように損失
フレームシーケンス番号の通知REJ(2)を受けた発側
は、損失フレームシーケンス番号(=2)以降の全フレ
ームの再送を行なう。これは、着側で再送フレームが到
着したフレーム以降のフレームをすべて無効と見做して
廃棄してしまうからである。従って、1フレームの損失
であっても一般に再送フレーム数は複数であり、複数回
線が再送手順を行なった場合、負荷の増大により輻輳状
態の悪化を招き、長期輻輳状態に陥る可能性がある。
(f)統計多重方式及びトラヒックシェーピング方式の
問題点及び目的 統計多重方式によれば、出力リンクの使用効率を向上
できるが、一方、あるコネクションが連続的に出力リン
クの帯域を占有してしまう可能性があり、帯域をコネク
ション毎にあるいは入力リンク毎に確定的に割り当てる
ことができない問題がある。これに対して、トラヒック
シェーピングを行なうと、各入力リンクに割り当てられ
る帯域を確定的とすることができるが、出力リンクの帯
域の使用効率があまり高くならない問題がある。以上か
ら、統計多重方式及びトラヒックシェーピング方式には
それぞれ長所、短所がある。そこで、両方の方式を併用
して両者の長所を生かしたATM交換機が要望されてい
る。
ところで、呼には、要求された帯域を保証する必要が
ある帯域保証型コネクション呼と帯域を保証する必要が
なく、帯域保証型コネクション呼の情報を送出していな
い時にのみ送出すれば良い帯域非保証型コネクション呼
がある。これらが混在する場合、帯域保証型コネクショ
ン呼には確定的に要求帯域を割り当て、帯域非保証型コ
ネクション呼には出力リンクの残りの帯域を効率良く使
用させることが望ましい。
以上から、本発明の第1の目的は統計多重方式及びト
ラヒックシェーピング方式を併用して両者の長所を活用
したATM交換機を提供することである。
本発明の第2の目的は、帯域保証型コネクション呼と
帯域非保証型コネクション呼が混在する場合、帯域保証
型コネクション呼のセルはトラヒックシェーピング方式
により出力リンクに送出し、帯域非保証型コネクション
呼のセルは統計多重方式、例えばFIFO読み出し制御型個
別バッファ方式により出力リンクに送出するATM交換機
を提供することである。
本発明の第3の目的は、帯域保証型コネクションに呼
毎に要求帯域を確定的に割り当てることができるATM交
換機を提供することである。
本発明の第4の目的は、帯域非保証型コネクション呼
に割り当てる帯域を規制できるATM交換機を提供するこ
とである。
本発明の第5の目的は、帯域保証型コネクション呼の
各品質クラスに該クラスの品質を満足するに必要な帯域
を確定的に割り当てることができるATM交換機を提供す
ることである。
本発明の第6の目的は、帯域非保証型コネクション呼
のATMセルが頻繁に到着しても帯域保証型コネクション
呼について所要の帯域確保できるATM交換機を提供する
ことである。
本発明の第7の目的は、各品質クラスで規定するセル
損失に応じた帯域以上の帯域をそれぞれのクラスに割り
当てないようにして、所定の品質クラス番号のセルが多
く到着しても、確実に全品質クラスの品質を保持できる
ように帯域を確保できるATM交換機を提供することであ
る。
発明の開示 入力リンクから到着するATMセルを所定の出力リンク
に送出するATM交換機において、要求された帯域を保証
する必要がある帯域保証型コネクション呼と帯域を保証
する必要がなく、帯域保証型コネクション呼の情報を送
出していない時にのみ送出すれば良い帯域非保証型コネ
クション呼が混在する場合、以下のようにしてATMセル
の送出を制御する。すなわち、帯域保証型コネクション
呼については、スケジューラにより周期的に繰り返され
るM個のタイムスロットのうち該呼の要求帯域に相当す
る数のタイムスロットを割り当て、該割り当てたタイム
スロットにおいてATMセルを送出するように制御する。
又、いずれの帯域保証型コネクション呼にも割り当てて
いないタイムスロットにおいて、帯域非保証型セル送出
手段は帯域非保証型コネクション呼のATMセルを送出す
るように制御する。以上のようにすれば、統計多重方式
及びトラヒックシェーピング方式を併用して両者の長所
を活用したATMセルの交換ができる。すなわち、所定の
サービス品質が要求される帯域保証型コネクション呼に
は確定的な必要帯域を割り当ててATMセルを出力リンク
に送出でき、又、帯域非保証型コネクション呼には出力
リンクの使用効率を向上するようにしてATMセルを該出
力リンクに送出できる。
図面の簡単な説明 第1図は本発明の概略説明図である。
第2図は本発明のサービス品質制御を実現する第1実
施例の構成図である。
第3図はタグ説明図である。
第4図は到着順序FIFOへの書き込み、読み出し説明図
である。
第5図はスケジューリングテーブルの説明図である。
第6図はスケジューリングテーブルの別の説明図であ
る。
第7図は本発明のサービス品質制御を実現する第2実
施例の全体構成図である。
第8図はサービス品質制御部の構成図である。
第9図はサービス品質制御部の別の構成図である。
第10図は品質保証部の構成図である。
第11図は本発明の輻輳制御の第1実施例構成図であ
る。
第12図は輻輳状態通知ビットの説明図である。
第13図は輻輳処理の流れ図である。
第14図は本発明の輻輳制御の第2実施例構成図であ
る。
第15図は本発明を適用できるネットワーク構成図であ
る。
第16図はFR網のフレーム構成図である。
第17図は輻輳状態発生通知手順説明図である。
第18図は正常状態復元通知手順説明図である。
第19図はATMセルの構成図である。
第20図はATM網の概略説明図である。
第21図は自己ルーチングATM交換機の構成図である。
第22図は自己ルーチングスイッチモジュールの構成図
である。
第23図は呼受付制御の説明図である。
第24図は各種統計多重方式の比較説明図である。
第25図は集線多重してスイッチングする場合の説明図
である。
第26図はセル損失率−バッファ長特性図である。
第27図はトラヒックシェーピングの説明図である。
第28図は短期輻輳と長期輻輳の説明図である。
第29図は再送制御の説明図(正常時)である。
第30図は再送制御の説明図(セル損失発生時)であ
る。
発明の実施するための最良の形態 (A)本発明の概略 図1は本発明の概略説明図である。
図1(a)において、111〜11nはバッファであり、出
力リンク#jに送出する入力リンク#1〜#nからのAT
Mセルを記憶するもの、21は帯域保証型コネクション呼
のATMセルを、所定のスケジューリングに従って各入力
リンクのバッファから読み出して出力リンクに送出する
スケジューラ、31はいずれの帯域保証型コネクション呼
にも割り当てていない時刻において帯域非保証型コネク
ション呼のATMセルを送出する帯域非保証型セル送出手
段である。
図1(b)において、111は出力リンク#jに送出す
る入力リンク#iからのATMセルをキューイングするバ
ッファ、121は長期的な輻輳状態の発生及び輻輳状態か
ら正常状態に回復したかを監視する輻輳/正常状態監視
手段、131は長期的な輻輳状態の発生により輻輳回避制
御を行ない、正常状態に回復した時、輻輳回避制御を終
了する輻輳回避制御手段である。
(a)サービス品質制御(図1(a)) スケジューラ21は帯域保証型コネクション呼に、周期
的に繰り返されるM個のタイムスロットのうち該呼の要
求帯域に相当する数のタイムスロットを割り当て、該割
り当てたタイムスロットにおいて該呼のATMセルを対応
するバッファから読み出して力リンクに送出するように
スケジューリングする。又、帯域非保証型セル送出手段
31は、いずれの帯域保証型コネクション呼にも割り当て
ていないタイムスロットにおいて帯域非保証型コネクシ
ョン呼のATMセルを対応するバッファから読み出して出
力リンクに送出するように制御する。このようにすれ
ば、統計多重方式及びトラヒックシェーピング方式を併
用して両者の長所を活用したATMセルの交換ができる。
すなわち、所定のサービス品質が要求される帯域保証型
コネクション呼には確定的な品要帯域を割り当ててATM
セルを出力リンクに送出でき、又、帯域非保証型コネク
ション呼には出力リンクの使用効率を向上するようにし
てATMセルを該出力リンクに送出できる。
又、スケジューラ21は、各帯域保証型コネクション呼
毎にそれぞれの要求帯域に相当する数のタイムスロット
を割り当て、該割り当てたタイムスロットに該呼を収容
する入力リンク番号を記入し、割り当てたタイムスロッ
トにおいて該入力リンクに対応するバッファから読み出
してセルを読み出して出力リンクに送出するようにスケ
ジューリングする。このようにすれば、コネクション毎
に、あるいは入力リンク毎に確定的な必要帯域を割り当
ててATMセルを送出することができ、所定のサービス品
質を保持することができる。
更に、ATMセルが多重された速度のNVの1本の入力リ
ンクから到着する各ATMセルを蓄積する共通バッファ
と、品質条件を特定する各品質クラス番号に対応してア
ドレス管理バッファを設け、ATMセルを記憶する共通バ
ッファのアドレスを該セルの品質クラス番号に応じたア
ドレス管理バッファにキューイングする。又、スケジュ
ーラは、帯域保証型コネクション呼については、該呼の
品質保証クラスを満足するために必要な帯域に相当する
数のタイムスロットを割り当て、該割り当てたタイムス
ロットにその品質クラス番号を記入する。かかる状況で
スケジューラは、各タイムスロットにおいて該タイムス
ロットにおける品質クラス番号が指示するアドレス管理
バッファよりアドレスを読み出し、該アドレスが指示す
る共通バッファからATMセルを読み出して出力リンクに
送出するようにスケジューリングする。このようにすれ
ば、品質クラス毎に確定的な必要帯域を割り当ててATM
セルを送出することができ、所定のサービス品質を保持
することができる。
又、スケジューラ21は、いずれの帯域保証型コネクシ
ョン呼にも割り当てていないタイムスロットを、帯域
非保証型コネクション呼のATMセルの送出が可能なタイ
ムスロットと、送出が不可能なタイムスロットに分
け、帯域非保証型セル送出手段31はATMセル送出可能な
タイムスロットにおいてのみ帯域非保証型コネクション
呼のATMセルを送出する。この場合、帯域非保証型セル
送出手段31は帯域非保証型コネクション呼のATMセルを
到着順に送出する。このようにすれば、帯域非保証型コ
ネクション呼に割り当てる帯域が所定帯域を越えないよ
うに規制することができ、出力リンクの使用効率を向上
できる。又、帯域非保証型コネクション呼のセルをFIFO
読み出し制御型個別バッファ方式により効率的に出力リ
ンクに送出することができる。
更に、新規の帯域保証型コネクション呼を受け付ける
際、該呼の品質クラス番号と同じクラス番号を有する全
呼の品質条件を満足するために確保すべき共通バッファ
のキュー長Qiを求め、共通バッファ長Bから全クラスの
キュー長Qi(i=1,2,・・・)を差し引いた値を閾値と
し、共通バッファに格納される帯域非保証型コネクショ
ン呼のセル数が閾値に等しくなった時には、以後、帯域
非保証型コネクション呼のATMセルを共通バッファに書
き込むのを禁止する。このようにすれば、帯域非保証型
コネクション呼のATMセルが頻繁に到着しても所要の帯
域を確保することができる。
又、各品質クラス番号毎に、該品質クラスの品質条件
を満足するために共通バッファで確保すべきキュー長Qi
を求め、各品質クラス番号毎に、該品質クラス番号を有
する帯域保証型コネクション呼のATMセルが共通バッフ
ァに滞留している数を監視し、滞留数が前記キュー長に
等しい場合には、次に到着する前記帯域保証型コネクシ
ョン呼のATMセルを廃棄する。このようにすれば、所定
の品質クラス番号のセルが多く到着しても、確実に全品
質クラスの品質を保持できるように帯域を確保すること
ができる。
(b)輻輳回避制御(図1(b)) 輻輳/正常状態監視手段121は、正常状態においてセ
ルの同時到着による短期的な輻輳とは異なる長期的な輻
輳状態の発生を監視すると共に、輻輳回避制御状態にお
いて、輻輳状態から正常状態に回復したかを監視する。
輻輳回避制御手段131は長期的な輻輳状態になった時、
輻輳回避制御を行ない、又、輻輳状態から正常状態に回
復した時、輻輳回避制御を終了する。この場合、輻輳/
正常状態監視手段121は、到着したセルをキューイング
するキューイング用バッファ111のキュー長と設定値と
を比較して輻輳状態になったこと、及び正常状態に回復
したことを検出する。
このようにすることにより、短期的な輻輳と区別して
長期的な輻輳を検出して輻輳回避制御により正常状態に
速やかに回復させることができる。更に、輻輳回避制御
の開始後、規定時間の間は輻輳回避制御終了のための制
御を行なわないようにすることにより、輻輳回避制御の
開始およびその終了が頻繁に繰り返される振動現象を避
けることができる。
具体的には、長期的輻輳発生とみなす閾値XONと長期
的輻輳状態から正常状態に回復したとみなす閾値X
OFF(XON>XOFF)を予め設定しておき、輻輳/正常状態
監視手段121は、ある規定観測時間T01毎のキュー長の観
測値が連続して規定回数N01(N01≧1)だけ閾値XON
越えていることをもって長期的輻輳発生と判定し、又、
輻輳回避制御状態において、ある規定観測時間T02毎の
キュー長の観測値が連続して規定回数N02(N02≧1)だ
け閾値XOFFを下回っていることをもって正常状態へ回復
したと判定する。あるいは、ある規定観測時間T01
に、該時間内におけるバッファの最大キュー長が連続し
て規定回数N01(N01≧1)だけ閾値XONを越えているこ
とをもって長期的輻輳発生と判定し、又、輻輳回避制御
状態において、ある規定観測時間T02毎に、該時間内に
おけるバッファの最大キュー長が連続して規定回数N02
(N02≧1)だけ閾値XOFFを下回っていることをもって
正常状態へ回復したと判定する。
このようにすれば、流入情報の形態を考慮した閾値決
定の難しさを解消することができ、しかも、確実に長期
輻輳状態になったこと、及び正常状態に回復したことを
検出することができる。
(B)サービス品質制御 (a)第1実施例 (a−1)構成 図2は、帯域保証型コネクション呼と帯域非保証型コ
ネクション呼が混在する場合におけるサービス品質制御
の第1の実施例構成図である。ここで、帯域保証型コネ
クション呼とは、要求された帯域を保証する必要がある
呼であり、帯域非保証型コネクション呼とは、帯域を保
証する必要がなく、帯域保証型コネクション呼の情報を
送出していない時にのみ送出すれば良いが呼である。
図2の第1実施例では、帯域保証型コネクション呼に
ついては、コネクション毎にあるいは入力リンク毎にト
ラヒックシェーピングによりATMセルを出力リンクに送
出する。又、帯域非保証型コネクション呼については、
統計多重方式(FIFO読み出し制御型個別バッファ方式)
により出力リンクに送出する。
図中,51〜5Nは入力リンク#1〜#N毎に、到着したA
TMセルにタグを付加すると共にVCI/VPIを付け変える制
御情報付加回路(タグ付加部)である。タグは例えば、
図3に示すように、ルーチング情報RHと、帯域保証型/
帯域非保証型コネクション呼の別を示す情報BTCと、品
質クラス(セル損失率、遅延時間等)を特定する番号QC
L等を備えている。
10は各出力リンク#1〜#Nに対応して設けられるAT
Mスイッチである。図において、ATMスイッチは出力リン
ク#1用のものだけを示しているが、他も同一の構成を
備えている。11は各入力リンク#1〜#Nに対応して設
けられると共に、出力リンク#1に送出されるATMセル
をキューイングするFIFOバッファ部、21は帯域保証型コ
ネクション呼についてトラヒックシェーピング方式に基
づいてATMセルを送出するスケジューラ、31は帯域非保
証型コネクション呼について統計多重方式(FIFO読み出
し制御型個別バッファ方式)に基づいてATMセルを送出
する帯域非保証型セル送出部、41はルーチング情報RHに
基づいて各入力リンク#1〜#Nより到着したATMセル
のうち出力リンク#1に送出するセルを選択して後段の
FIFOバッファ部11及び帯域非保証型セル送出部31に入力
するフィルタ部であり、各入力リンク#1〜#Nに対応
してそれぞれフィルタ411〜41Nを有している。
FIFOバッファ11において、111〜11Nは各入力リンク#
1〜#Nより到着したATMセルのうち出力リンク#1に
送出するセルを入力順に記憶すると共に入力順に出力す
るFIFOバッファである。尚、各バッファには帯域保証型
/帯域非保証型に関係なく両方の呼が到着順に記憶され
る。
帯域非保証型セル送出部31において、31aは帯域非保
証型セル選択部であり、各フィルタ411〜41Nから出力さ
れるATMセルのうち帯域非保証型セルを識別して、該セ
ルが到着した入力リンク番号を出力するもの、31bは帯
域非保証型コネクション呼のATMセルが到着した入力リ
ンク番号(ATMセルを格納するFIFOバッファを特定する
データでもよい)を到着順に記憶する到着順序管理FIFO
と、31cは帯域保証型コネクション呼のセルが送出され
ていない時に帯域非保証型コネクション呼のセルを送出
させるセル送出イネーブル部である。セル送出イネーブ
ル部31cは後述するスケジューリングテーブルにおいて
「空き」が指定されたタイムスロットを検出し、該タイ
ムスロットにおいて到着順序管理FIFO31bの先頭から
「入力リンク番号」を読み出して出力する。
実際には、各入力リンク#1〜#Nより同一タイミン
グで帯域非保証型セルが入力する場合を考慮して、到着
順序管理FIFO31bは図4(a)に示すように各入力リン
ク#1〜#Nに対応させて記憶部31b−1〜31b−Nを有
しており、読み出し順序は図4(b)に示すようにトー
クン位置によって決定するようにしている。すなわち、
原則的には到着順に読みだすが、同時到着のセルを読み
だす場合には、トークンの位置によって読み出し位置が
決まる。図4(b)の例では第3番目において入力リン
ク#1と#3よりセルが同時到着しているが、トークン
位置は→→→→→・・・のように回り、この
ため入力リンク番号#1が#3より先に出力され、同様
に点線矢印の順序で入力リンク番号が出力される。
スケジューラ21において、21aはスケジューリングテ
ーブルであり、帯域保証型コネクション呼については、
周期的に繰り返されるM越のタイムスロットのうち該呼
の必要帯域に相当する数のタイムスロットを割り当て、
該割り当てたタイムスロットに呼を収容する入力リンク
番号を記入し、いずれの帯域保証型コネクション呼にも
割り当てていないタイムスロットは「空き」とするもの
である。この場合、同一の入力リンク番号のタイムスロ
ットは1周期内の一箇所に集中せず均等に分散させる。
図5はスケジューリングテーブル21aの内容説明図で
あり、1周期M個のタイムスロットT1〜TMのそれぞれに
「入力リンク番号」あるいは「空き」が記入されてい
る。21bはセレクタであり、スケジューリングテーブル2
1aから「入力リンク番号」が読み出された場合には該入
力リンク番号を選択・出力し、「空き」が読み出された
場合には横着順序管理FIFO31bの先頭から読み出された
「入力リンク番号」を選択・出力する。21cはセレクタ2
1bから出力された入力リンク番号が指示するFIFOバッフ
ァ111〜11NからATMセルを読み出して出力リンク#1に
送出するセレクタである。
図5の例では、タイムスロットT1,T6,・・・のタイミ
ングで入力リンク#1のFIFOバッファ111からATMセルが
読み出されて出力リンク#1に送出され、タイムスロッ
トT2,T7,・・・のタイミングで入力リンク#2のFIFOバ
ッファ112からATMセルが読み出されて出力リンク#1に
送出され、タイムスロットT3,・・・のタイミングで入
力リンク#3のFIFOバッファ113からATMセルが読み出さ
れて出力リンク#1に送出され、以下、同様に各バッフ
ァからATMセルが読み出されて出力リンク#1に送出さ
れる。又、「空き」のタイムスロットT4,T8,・・・の場
合には、帯域非保証型セル送出部31により指定された所
定のFIFOバッファからATMセルが読み出されて出力リン
クに送出される。
(b−1)全体の動作 帯域保証型コネクション呼の受付依頼時、図示しない
呼処理部はコネクション受付制御により該呼の要求帯域
を満足する空き帯域が存在するか調べ、存在する場合に
は該コネクション呼を受け付ける。そして、周期的に繰
り返されるM個のタイムスロットのうち該呼の要求帯域
(品質を保証するに必要な帯域)に相当する数のタイム
スロットを割り当て、該割り当てたタイムスロットに該
呼を収容する入力リンク番号を記入する。以上のように
して呼を受け付け、残ったタイムスロットが「空き」と
なる。
各入力リンク#1〜#Nから到着したATMセルにはタ
グ付加部51〜5Nでタグが付加されて各出力リンク#1〜
#Nに応じたATMスイッチに入力される。各フィルタ411
〜41Nは出力リンク#1に送出すべきATMセルを選択して
順次対応するFIFOバッファ111〜11Nに入力し、FIFOバッ
ファ111〜11Nは到着したATMセルをキューイングする。
又、各フィルタ411〜41Nから出力されたATMセルが帯域
非保証型セルの場合には、到着した入力リンクの番号が
到着順序管理FIFO31bに格納される。
スケジューラ21は所定速度でスケジューリングテーブ
ル21aのタイムスロットの内容を順次読み出す。そし
て、入力リンク番号が読み出されると、該入力リンク番
号が指示するFIFOバッファからATMセルを読み出して出
力リンクに送出する。これにより、コネクション毎ある
いは入力リンク毎に確定的に要求帯域を保持したセル送
出ができる。一方、「空き」が読み出されると帯域非保
証型セル送出部31は到着順序管理FIFO31bから先頭の
「入力リンク番号」を出力し、セレクタ21cは該入力リ
ンク番号が指示するFIFOバッファからATMセルを読み出
して出力リンクに送出する。これにより、帯域非保証型
コネクション呼については、帯域保証型セルが送出され
ていない時、到着順に出力される。
実際には、スケジューリングテーブル21aから読み出
された入力リンク番号が指示するFIFOバッファから読み
出されるATMセルが帯域保証型セルでなく帯域非保証型
セルの場合がある。又、逆に、到着順序管理FIFO31bか
ら読み出された入力リンク番号が指示するFIFOバッファ
から読み出されたATMセルが帯域非保証型セルでなく帯
域保証型セルの場合もある。しかし、トータル的に、帯
域保証型コネクション呼については、コネクション毎あ
るいは入力リンク毎に確定的に要求帯域を保持したセル
送出ができ、又、帯域非保証型コネクション呼について
は到着順にセルを送出することができる。
(a−3)変形例 以上では、全空きのタイムスロットに応じた帯域を帯
域非保証型コネクション呼に割り当てたが、帯域非保証
型コネクション呼に割り当てる帯域が所定帯域を越えな
いように規制したい場合がある。かかる場合には、いず
れの帯域保証型コネクション呼にも割り当てていない空
きタイムスロットを図6に示すように、帯域非保証型
コネクション呼のATMセルの送出が可能なタイムスロッ
トSOKと、送出が不可能なタイムスロットSNOに分け
る。そして、送出可能タイムスロット数を調整すること
により帯域非保証型コネクション呼に割り当てる帯域を
規制する。このように、スケジューリングテーブル21a
が構成されている場合には、帯域非保証型セル送出手段
31のセル送出イネーブル部31cは、送出可能タイムスロ
ットSOKにおいてのみ到着順序管理FIFOより入力リンク
番号を出力し、送出不可能タイムスロットSNOにおいて
は到着順序管理FIFOより入力リンク番号を出力しないよ
うに制御する。
(b)第2実施例 (b−1)構成 図7、図8は、帯域保証型コネクション呼と帯域非保
証型コネクション呼が混在する場合におけるサービス品
質制御の第2の実施例構成図である。この第2実施例で
は、帯域保証型コネクション呼については、品質クラス
番号毎にトラヒックシェーピングによりATMセルを出力
リンクに送出し、帯域非保証型コネクション呼について
は、統計多重方式(FIFO読み出し制御型個別バッファ方
式)により出力リンクに送出する。品質クラス番号と
は、品質要求条件(セル損失率や遅延時間)を複数(n
種)のクラスに分けたときの各クラスを特定する番号で
ある。
図7において、51〜5Nは入力リンク#1〜#N毎に、
到着した速度VのATMセルにタグを付加すると共にVCI/V
PIを付け変える制御情報付加回路(タグ付加部)であ
る。タグは図3に示すように、ルーチング情報RHと、帯
域保証型/帯域非保証型コネクション呼の別を示す情報
BTCと、品質クラス(セル損失率、遅延時間等)を特定
する番号QCL等を備えている。61は入力リンク#1〜#
Nより到着する速度Vの全ATMセルを多重化し速度NVに
して出力するマルチクレクサ(多重化部)、62は1本の
入力リンクから到着する速度NVのATMセルを記憶する共
通バッファ、63は共通バッファ読み/書き制御部であ
り、入力される書き込みアドレスや読み出しアドレスに
基づいて共通バッファの読み/書きを制御すると共に、
適宜、書き込み禁止制御を行なうもの、64は共通バッフ
ァから読み出された速度N′Vの(N′≦N)のATMセ
ルをルーチング情報(タグ)に基づいて各出力リンク#
1〜#Nに分離して送出するデマルチクレクサ(分離
部)である。70はサービス品質制御部であり、帯域保証
型コネクション呼について品質クラス番号毎に確定的に
要求帯域を割り当て、帯域非保証型コネクション呼につ
いては統計多重により帯域を割り当てるものである。
(b−2)サービス品質制御部 図8において、71aはタグ情報に基づいて速度NVの入
力セルが帯域保証型セルか、帯域非保証型セルであるか
を識別する帯域非保証型セル識別部、71bは品質クラス
識別部であり、タグ情報に基づいて入力セルの品質クラ
ス番号を識別し、後述する品質クラス毎のアドレス管理
FIFOに書き込みイネーブル信号を出力するもの、71cは
品質クラス番号に対応して設けられる共に、該品質クラ
ス番号を有するATMセルが記憶される共通バッファ62に
おけるアドレスをキューイングするアドレス管理バッフ
ァ部である。アドレス管理バッファ部71cにはn種類の
各品質クラス毎にアドレス管理バッファ71c−1〜71c−
nが設けられている。
71dは帯域非保証型セルの品質クラス番号を識別する
第2の品質クラス識別部、71eは品質クラス識別部71dか
ら出力された品質クラス番号を到着順に記憶する到着順
序管理FIFOメモリ、71fは品質クラス番号を到着順序管
理FIFOメモリ71eに書き込む書き込み制御部、71gは品質
クラス毎に該クラスの品質条件を満足するために共通バ
ッファ62に確保しなければならないATMセルのキュー長Q
iを演算する帯域保証キュー長算出部、71hは各品質クラ
スの帯域保証キュー長Q1〜Qnを用いて帯域非保証型コネ
クション呼に割り当てる帯域に応じたキュー長(閾値T
H)を演算する閾値演算部、71iは帯域非保証型セル廃棄
制御部である。
帯域保証キュー長算出部71gは、新規の帯域保証型コ
ネクション呼の受け付けが可能な場合、該呼の品質クラ
ス番号#iと同じクラス番号を有する全呼の品質条件を
満足するために確保すべき共通バッファ62のキュー長Qi
を求める。すなわち、品質クラス#iに既に割り当てて
おいた帯域保証型コネクション呼の確定的な帯域R0と、
コネクション受付制御(Connection Admission Contro
l:CAC)で新規に受け付けた品質クラス#iの帯域保証
型コネクション呼の帯域をRnとすると、合計帯域(R0
Rn)から該品質クラス#iで規定する品質条件を満足す
るための共通バッファ62で確保すべきキュー長Qiを求め
る。
閾値演算部71gは共通バッファ62のバッファ長をBと
すれば、次式 TH=B−ΣQi(i=1,2,・・・n) により、閾値THを演算する。帯域非保証型セル廃棄制御
部71iは帯域非保証型コネクション呼の実際のキュー長
Qと閾値THを比較し、Q>THの場合に到着した帯域非保
証型セルを廃棄する。すなわち、帯域非保証型セル廃棄
制御部71iはQ>THの場合には、書き込み禁止指令WIH
を出力し、共通バッファ62へ到着した帯域非保証型セル
を書き込まず、又、アドレス管理バッファ71cにアド
レスを書き込まず、更には、到着順序管理FIFOメモリ
71eに品質クラス番号を書き込まない。
第2実施例では全入力リンクからのATMセルを集線多
重しているため、入力リンク間の干渉が生じる。このた
め、帯域非保証型セルが共通バッファ62に必要以上に記
憶されて各品質クラスで規定する品質条件を満足しなく
なる場合が生じる。そこで、閾値演算部71gは上式によ
り各品質クラスで規定する品質条件を満足する閾値THを
求め、帯域非保証型セル廃棄制御部71iは該閾値以上の
帯域非保証型セルが到着した場合には廃棄する。
71jはスケジューリングテーブルであり、帯域保証型
コネクション呼については、周期的に繰り返されるM個
のタイムスロットのうち該呼の品質クラスを満足するた
めの帯域(要求帯域)に相当する数のタイムスロットを
割り当て、該割り当てたタイムスロットに該品質クラス
番号を記入し、いずれの品質クラス番号にも割り当てて
いないタイムスロットは「空き」とするものである。こ
の場合、同一の品質クラス番号のタイムスロットは1周
期内の一箇所に集中せず均等に分散させる。71kは第1
のセレクタであり、スケジューリングテーブル71jから
「品質クラス番号」が読み出された場合には該品質クラ
ス番号を選択・出力し、「空き」が読み出された場合に
は到着順序管理FIFO71eの先頭から読みされた「品質ク
ラス番号」を選択・出力する。
71mは第2のセレクタであり、セレクタ71kから出力さ
れた品質クラス番号が指示するアドレス管理FIFO71c−
1〜71c−nからアドレスを読み出し、該読み出しアド
レスArを読み/書き制御部63等に入力する。読み/書き
制御部63は該読み出しアドレスが指示する共通バッファ
62からATMセルを読み出して次段のデマルチクレクサ64
(図7)に入力する。
71nは共通バッファ62の空きアドレスを管理する空き
アドレス管理部(空きアドレス管理FIFOメモリ)であ
り、初期時空きアドレスとして共通バッファ62の全アド
レスが所定の順序で記憶されている。この空きアドレス
管理FIFO71nから該順序で書き込みアドレスAwが読み出
され、この書き込みアドレスAwが指示する共通バッファ
62に到着したATMセルが書き込まれ、かつ、該書き込み
アドレスAwが該ATMセルの品質クラス番号に応じたアド
レス管理バッファ71cに記憶される。又、セレクタ71mに
より各アドレス管理FIFO71nから読み出されたアドレス
(読み出しアドレス)Arは空きアドレス管理FIFO71cに
入力され、空きアドレスとして格納される。
第1、第2セレクタ71k,71m及び空きアドレス管理FIF
O71nにより共通バッファアドレス管理機構が構成され
る。
(b−3)全体の動作 各入力リンク#1〜#Nから到着したATMセルにはタ
グ付加部51〜5N(図7)でタグが付加されてマルチクレ
クサ61に入力される。マルチクレクサ61はタグが付加さ
れた各入力リンクより到着した全ATMセルを多重化し速
度NVにして出力する。共通バッファ62は、到着したATM
セルを空きアドレス71n(図8)から出力される書き込
みアドレスAwが指示する位置に書き込む。又、該書き込
みアドレスAwは、到着したATMセルの品質クラス番号に
応じたアドレス管理FIFO71c−1〜71c−nに書き込まれ
る。以上の動作を繰り返すことにより、帯域保証型/帯
域非保証型セルに関係なく各セルが共通バッファ62に格
納されてゆき、同時に、各品質クラス番号に応じたアド
レス管理FIFO71c−1〜71c−nにアドレスが格納されて
ゆく。又、到着順序管理FIFO71eには帯域非保証型セル
の品質クラス番号が到着順に格納される。
以上と並行して、帯域保証型コネクション呼の受付依
頼が発生すると、図示しない呼処理部はコネクション受
付制御(CAC)により該呼の品質クラス番号に応じた帯
域を満足する空き帯域が存在するか調べ、存在する場合
には該コネクション呼を受け付ける。そして、周期的に
繰り返されるM個のタイムスロットのうち該呼の品質ク
ラスを満足するための帯域(要求帯域)に相当する数の
タイムスロットを割り当て、該割り当てたタイムスロッ
トに該品質クラス番号を記入する。以上のようにして呼
を受け付け、残ったタイムスロットが「空き」となる。
スケジューリングテーブル71jの各タイムスロットの
内容は所定速度で順次読み出される。そして、スケジュ
ーリングテーブル71jより品質クラス番号が読み出され
ると、セレクタ71k,71mは該品質クラス番号が指示する
アドレス管理FIFO71c−1〜71c−nからアドレスを読み
出して読み/書き制御部63と空きアドレス管理FIFO71n
に入力する。
読み/書き制御部63は該読み出しアドレスが指示する
共通バッファ62からATMセルを読み出して次段のデマル
チプレクサ64に入力する。又、空きアドレス管理FIFO71
nはアドレス管理FIFO71cから読み出されたアドレス(読
み出しアドレス)Arを空きアドレスとして格納する。
一方、スケジューリングテーブル71jから「空き」が
読み出されると、セレクタ71kは到着順序管理FIFO71eか
ら先頭の「品質クラス番号」を出力し、セレクタ71mは
該品質クラス番号が指示するアドレス管理FIFO71c−1
〜71c−nからアドレスArを読み出して読み/書き制御
部63と空きアドレス管理FIFO71nに入力する。読み/書
き制御部63は該読み出しアドレスArが指示する共通バッ
ファ62からATMセルを読み出して次段のデマルチプレク
サ64に入力する。又、空きアドレス管理FIFO71nはアド
レス管理FIFO71cから読み出されたアドレスArを空きア
ドレスとして格納する。
以後上記、共通バッファへ62の書き込み制御と読み出
し制御が繰り返され、帯域保証型コネクション呼につい
ては、品質クラス毎に確定的に要求帯域を保持したセル
送出ができる。又、帯域非保証型セルについては、帯域
保証型セルが送出されていない時、到着順に出力でき
る。
尚、スケジューリングテーブル71jから品質クラス番
号が読み出され、該品質クラス番号が指示するアドレス
管理FIFO71c−1〜71c−nから共通バッファ62のアドレ
スが読み出される。この場合、共通バッファ62のアドレ
スには帯域保証型セルが記憶されているべきであるが、
帯域非保証型セルが記憶されていることがある。又、逆
に、到着順序管理FIFO71eから品質クラス番号が読み出
され、該品質クラス番号が指示するアドレス管理FIFOか
ら共通バッファ62のアドレスが読み出される。この場合
は、共通バッファ62のアドレスには帯域非保証型セルが
記憶されているべきであるが、帯域保証型セルが記憶さ
れていることがある。しかし、このようになっていて
も、何ら問題はなく、トータル的に、帯域保証型コネク
ション呼については、品質クラス番号毎に確定的に要求
帯域を保持したセル送出ができ、又、帯域非保証型コネ
クション呼については到着順にセルを送出することがで
きる。
(b−4)帯域非保証型セルの廃棄による品質保証 全入力リンクからのATMセルを集線多重すると、帯域
非保証型セルが共通バッファ62に必要以上に記憶されて
各品質クラスで規定する品質条件を満足しなくなる場合
が生じる。
そこで、帯域保証キュー長算出部71gは新規の帯域保
証型コネクション呼の受け付け時に帯域保証キュー長Qi
を計算する。すなわち、該呼の品質クラス番号を#iと
すれば、該品質クラス番号#iの全呼についてその品質
条件を満足するために確保すべき共通バッファ62のキュ
ー長Qiを求める。ついで、閾値演算部71gは共通バッフ
ァ62のセル単位のバッファ長をBとすれば、次式 TH=B−ΣQi(i=1,2,・・・n) により閾値THを演算する。帯域非保証型セル廃棄制御部
71iは帯域非保証型コネクション呼のATMセルの実際のキ
ュー長(到着順序管理FIFO71eにおけるキュー長)Qと
閾値THを比較し、Q>THの場合には書き込み禁止指令WI
Hを出力して到着した帯域非保証型セルを廃棄する。
以上により、帯域非保証型セルが共通バッファ62に必
要以上に記憶されることがなくなり、各品質クラスで規
定する品質条件を満足できるようになる。
(b−5)変形例 第1変形例 以上では、全空きのタイムスロットに応じた帯域を帯
域非保証型コネクション呼に割り当てたが、帯域非保証
型コネクション呼に割り当てる帯域が所定帯域を越えな
いように規制したい場合がある。かかる場合には、いず
れの帯域保証型コネクション呼にも割り当てていないタ
イムスロットを、帯域非保証型コネクション呼のATM
セルの送出が可能なタイムスロットと、送出が不可能
なタイムスロットに分ける。そして、送出可能タイムス
ロット数を調整することにより帯域非保証型コネクショ
ン呼に割り当てる帯域を規制するようにできる。
第2変形例 図8のサービス制御部では、帯域保証型コネクション
呼のうち所定の品質クラス番号のセルが多く到着する
と、他の品質クラス番号の品質が保持できなくなる可能
性がある。図9は全品質クラス番号で確実に所定の品質
を保持できるようにしたサービス品質制御部の別の構成
図であり、図8と同一部分には同一符号を付している。
71s−1〜71s−nは各品質クラス番号に対応させて設け
た品質保証部であり、この品質保証部が設けられている
点で図8と異なる。
図10は品質保証部の構成図であり、81は帯域保証キュ
ー長算出部71gで算出された自分の品質クラス#iにお
ける帯域保証キュー長Qiを記憶する記憶部、82は品質ク
ラス番号#iを有する帯域保証型セルが共通バッファ62
に滞留している数(キュー長)Piを監視するキュー長監
視部、83は滞留数Piとキュー長Qiの大小を比較する比較
部、84はアドレス出力制御部である。アドレス出力制御
部84は、Pi>Qiの場合には、当該品質クラス番号を有す
る帯域保証型ATMセルが共通バッファ62に記憶されるの
を許容し、従って、該ATMセル書き込みアドレスをアド
レス管理FIFOに入力して記憶させる。しかし、Pi=Qiの
場合には、アドレス出力制御部84は、次に到着する当該
品質クラス番号#iのATMセルが共通バッファ62に記憶
されるのを阻止し、従って、アドレスがアドレス管理FI
FOに入力するのを阻止する。
以上のように構成すれば、所定の品質クラス番号のセ
ルが多く到着しても、確実に全品質クラス番号の品質を
保持することができる。
(C)輻輳制御 (a)第1実施例 (a−1)構成 図11は輻輳制御の第1実施例構成図である。
111は到着したATMセルを格納し、該格納されたセルを
対応する出力リンクに送出するセルキューイング用のFI
FOメモリ(FIFOバッファ)であり、図22のFIFOメモリに
相当するものである。121は正常状態において、セルの
同時到着による短期的な輻輳とは異なる長期的な輻輳状
態の発生を監視すると共に、輻輳回避制御状態におい
て、輻輳状態から正常状態に回復したかを監視する輻輳
/正常状態監視部である。131は長期的な輻輳状態にな
った時、輻輳回避制御を行ない、輻輳状態から正常状態
に回復した時、輻輳回避制御を終了する輻輳回避制御部
である。
輻輳/正常状態監視部121は、長期的輻輳発生とみな
す閾値XONと長期的輻輳状態から正常状態に回復したと
みなす閾値XOFF(XON>XOFF)を用い、ある規定観測時
間T01毎のキュー長Yの観測値が連続して規定回数N
01(N01≧1)だけ閾値XONを越えていることをもって長
期的輻輳発生と判定し、又、輻輳回避制御状態におい
て、ある規定観測時間T02毎のキュー長Yの観測値が連
続して規定回数N02(N02≧1)だけ閾値XOFFを下回って
いることをもって正常状態へ回復したと判定するもので
ある。
本実施例において、輻輳回避制御部131は、具体的に
は輻輳通知ビット設定部で構成される。輻輳通知ビット
設定部131は、長期輻輳状態時にはATMセル(図12参照)
の輻輳状態通知用ビットEFCI(Explicit Foward Conges
tion Indicator)をセットしてATMセルを送出し、正常
状態時には輻輳状態通知用ビットEFCIのセットを解除し
(輻輳通知用ビットEFCIを透過的にして)ATMセルを送
出する。この輻輳状態通知ビットを受信した発端末は情
報送出レートを下げることにより、セル損失をなくすと
共に長期輻輳状態から正常状態に速やかに回復させる。
輻輳/正常状態監視部121において、121aはFIFOバッ
ファ111に滞留するセル数(キュー長)Yを所定周期で
観測するキュー長観測部、121bは観測値と閾値の比較部
であり、長期的輻輳発生とみなす閾値XONと長期的輻輳
状態から正常状態に回復したとみなす閾値XOFF(XON>X
OFF)と実際のキュー長Yが入力され、正常状態時には
規定観測時間T01毎にキュー長の観測値Yと閾値XONを比
較し、長期輻輳状態時には規定観測時間T02毎にキュー
長の観測値Yと閾値XOFFを比較するものである。121cは
連続してY≧XONとなった回数Nを計算すると共に、連
続してY≦XOFFとなった回数Mを計算するカウンタ部で
ある。121dはカウント数Nと規定回数N01(N01≧1)を
比較し、N≧N01の場合、換言すれば、連続して規定回
数N01だけ閾値XONを越えている場合には、長期的輻輳発
生と判定する輻輳状態判定部である。121eはカウント数
Mと規定回数N02(N02≧1)を比較し、M≧N02の場
合、換言すれば、連続して規定回数N02だけ閾値XOFF
下回っている場合には、正常状態に回復したと判定する
正常状態判定部である。
尚、輻輳/正常状態監視部121は、輻輳回避制御の開
始後、規定時間TCTRLの間は輻輳回避制御終了のための
制御を行なわないようにする。具合的には、規定時間T
CTRLが経過するまで比較部121bはキュー長の観測値Yと
閾値XOFFを比較しない。このようにすることにより、輻
輳回避制御の開始およびその終了が頻繁に繰り返される
振幅現象を避けることができる。
(a−2)全体の動作 図13は輻輳制御の処理の流れ図である。尚、初めは正
常状態であるとする。
輻輳/正常状態監視部121は、バッファ111のキュー長
Yを規定観測時間T01毎に観測し(ステップ201)、つい
で、Y≧XONであるかチェックし(ステップ202)、Y<
XONであれば比較回路Nを0にリセットすると共にキュ
ー長観測を続行し(ステップ203、204)、以後、ステッ
プ201に戻る。
一方、ステップ202において、Y≧XONであれは回数N
(初期値は0)をカウントアップする(N+1→N、ス
テップ205)。ついで、N=N01になったか調べ(ステッ
プ206)、N<N01であれば、ステップ201に戻り以降の
処理を繰り返す。
しかし、N=N01の場合には長期輻輳発生とみなし、
回数Nを0にクリアし(ステップ207)、その旨を輻輳
通知ビット設定部131に通知する。これにより、輻輳通
知ビット設定部131は輻輳状態になったことを記憶し、
以後、正常状態に戻るまで、ATMセルの輻輳状態通知ビ
ットEFCIをオンする(ステップ208)。
以後、現時刻TNOWに規定時間TCTRLを加算して、長期
的輻輳状態から正常状態に回復したかを監視する処理の
開始時刻Tobを演算し、TNOW=Tobとなるまで待つ(ステ
ップ209、210)。TNOW≧Tobとなれば、バッファ111のキ
ュー長Yを規定観測時間T02毎に観測し(ステップ21
1)、ついで、Y≦XOFFであるかチェックし(ステップ2
12)、Y>XOFFであれば比較回路Mを0にリセットする
と共にキュー長観測を続行し(ステップ213、214)、以
後、ステップ211に戻る。
一方、ステップ212において、Y≦XOFFであれば回数
M(初期値は0)をカウントアップする(M+1→M、
ステップ215)。ついで、M=N02になったか調べ(ステ
ップ216)、M<N02であれば、ステップ211に戻り以降
の処理を繰り返す。
しかし、M=N02の場合には長期輻輳状態より正常状
態に戻ったものとみなし、回数Mを0にクリアし(ステ
ップ217)、その旨を輻輳通知ビット設定部131に通知す
る。これにより、輻輳通知ビット設定部131は正常状態
になったことを記憶し、以後、ATMセルの輻輳状態通知
ビットEFCIをオフする(ステップ218)。
(b)第2実施例 図14は輻輳制御の第2実施例構成図であり、図11の第
1実施例と同一部分には同一符号を付している。121fは
規定時間T01、T02の間の最大キュー長を監視し、該最大
キュー長を保持する最大キュー長記録部である。
第1実施例では規定時間T01、T02におけるキュー長Y
と閾値XON、XOFFを比較しているが、第2実施例では規
定時間T01、T02の間の最大キュー長を保持しておき、該
最大キュー長Ymaxと閾値XON、XOFFを規定時間T01、T02
毎に比較する。
すなわち、長期的輻輳発生とみなす閾値XONと長期的
輻輳状態から正常状態に回復したとみなす閾値XOFF(X
ON>XOFF)を予め設定しておく。輻輳/正常状態監視手
段121のキュー長観測部121aは、ある規定観測時間T01
間のキュー長を観測し、最大キュー長記録部121fはその
間の最大キュー長Ymaxを保持する。そして、比較部121
b、カウンタ部121c及び輻輳状態判定部121dは規定観測
時間T01毎に最大キュー長記録部121fから読み出した最
大キュー長が連続して規定回数N01(N01≧1)だけ閾値
XONを越えていることをもって長期的輻輳発生と判定す
る。
又、輻輳回避制御状態において、キュー長観測部121a
は規定観測時間T02の間のキュー長を観測し、最大キュ
ー長記録部121fはその間の最大キュー長Ymaxを保持す
る。そして、比較部121b、カウンタ部121c及び正常状態
判定部121eは規定観測時間T02毎に最大キュー長記録部1
21fから読み出した最大キュー長が連続して規定回数N02
(N02≧1)だけ閾値XOFFを越えていることをもって正
常状態へ回復したと判定する。
以上のように、第1、第2実施例によれば、短期的な
輻輳と区別して長期的な輻輳を確実に、しかも簡単な構
成で検出することができる。又、輻輳回避制御により、
正常状態に速やかに回復させることができる。更に、輻
輳回避制御の開始後、規定時間TCTRLの間は輻輳回避制
御終了のための制御を行なわないようにすることによ
り、輻輳回避制御の開始およびその終了が頻繁に繰り返
される振動現象を避けることができる。
又、従来のバッファに閾値を設けた方式の問題点であ
った流入情報の形態を考慮した閾値決定の難しさが、規
定時間毎に観測されるキュー長又は最大キュー長と閾値
との規定回数の比較により、すなわち、キュー長の変化
を観測することにより流入形態を考慮に入れることがで
きて解消することができる。
(c)輻輳状態通知と輻輳回避制御 長期輻輳は、ATM網がデータ通信網例えばフレームリ
レー網などの中継網として利用される場合に発生する。
図15はかかるネットワークの構成図であり、301は発端
末、302は着端末、303、304はフレームリレー網(FR
網)、305は中継網としてのATM網、306、307は異種網間
のインタフェースを司るインターネットワークユニット
IWUである。
かかるネットワークにおいて、ATM網305においてセル
損失が発生するとフレームリレー網303,304においてフ
レームを組み立てれなくなり、該フレームが廃棄されて
フレーム損失が発生する。かかるフレーム損失が生じる
と図30で説明したように再送制御が行なわれ、複数回線
が同時に再送制御を行なうと負荷の増大により輻輳状態
の悪化を招き、長期輻輳状態に陥る。
そこで、上記ネットワークにおいて、長期輻輳状態が
検出された場合には、発端末301に該輻輳発生を通知し
てフレーム送出レートを下げて速やかに輻輳状態を正常
に戻す必要がある。
図16はFRフレームの構成図であり、SFは開始フラグ
部、AFはアドレスフィールド部(フレームヘッダ部)、
UDはユーザデータ部、ECは誤り検出部、EFは終了フラグ
部である。アドレスフィールドAFは例えば2バイトで構
成されており、送信先を示すデータリンク接続識別子DL
CI、コマンド/レスポンス表示ビットC/R、アドレスフ
ィールド拡張ビットEA、前方向(網から相手先)への輻
輳通知ビットFECN、後方向(網から発信元)への輻輳通
知ビットBECN、廃棄可能フレーム表示ビットDEを有して
いる。
図17及び図18は輻輳状態発生通知、正常状態復帰通知
手順説明図である。
発端末301はフレームをフレームリレー網303に送出
し、フレームリレー網は該フレームをインターネットワ
ークユニット306に送る。インターネットワークユニッ
ト306はフレームを分解しATMセルに組み立て、ATMセル
としてATM網305に送出する。ATM網のATMスイッチ308は
前述の方法で長期輻輳状態になったか判別し、正常状態
の場合にはATMセルの輻輳通知ビットEFCIを透過的に伝
送し、長期輻輳状態の場合には輻輳通知ビットEFCIをオ
ン(=“1")にして伝送する。
インターネットワークユニット307はATMセルを受信す
ると、該ATMセルを分解してフレームを構成すると共
に、セル中の輻輳通知ビットEFCIのオン・オフを調べ、
EFCIがオフ(正常状態)の場合にはフレーム中のFECNビ
ットを0にし、EFCIがオン(長期輻輳状態)の場合には
フレーム中のFECNビットを1にして輻輳通知を行なう。
着端末302にはEFCIビットが“1"であるかチェックし、
“1"の場合にはBECN=1にしたフレームを逆方向に発端
末301に送る。発端末はBECN=1のフレームを受信した
ことにより、ATM網に長期輻輳が発生したことを認識
し、フレーム送出レートを下げる。かかる制御が各通信
毎に行なわれることにより、ATM網における長期輻輳状
態が改善されてゆき速やかに正常状態に戻る。
ATM網が正常状態になれば、ATMセルの輻輳通知ビット
EFCIがオフ(=“0")になり、又、フレームのFECNビッ
トが0になるから、着端末302はBECN=0にしたフレー
ムを逆方向に発端末301に送る。発端末は301BECN=1の
フレームを受信したことにより、ATM網が正常に戻った
ことを識別し、フレーム送出レートを元の速度に段階的
に戻す。
以上、本発明を実施例により説明したが、本発明は請
求の範囲に記載した本発明の主旨に従い種々の変形が可
能であり、本発明はこれらを排除するものではない。
以上、スケジューラは帯域保証型コネクション呼に、
周期的に繰り返されるM個のタイムスロットのうち該呼
の要求帯域に相当する数のタイムスロットを割り当て、
該割り当てたタイムスロットにおいて該呼のATMセルを
対応するバッファから読み出して出力リンクに送出する
ようにスケジューリングする。又、帯域非保証型セル送
出手段は、いずれの帯域保証型コネクション呼にも割り
当てていないタイムスロットにおいて帯域非保証型コネ
クション呼のATMセルを対応するバッファから読み出し
て出力リンクに送出するように制御する。従って、本発
明によれば、統計多重方式及びトラヒックシェーピング
方式を併用して両者の長所を活用したATMセルの交換が
できる。すなわち、所定のサービス品質が要求される帯
域保証型コネクション呼には確定的な必要帯域を割り当
ててATMセルを出力リンクに送出でき、又、帯域非保証
型コネクション呼には出力リンクの使用効率を向上する
ようにしてATMセルを該出力リンクに送出できる。
又、本発明によれば、スケジューラは、各帯域保証型
コネクション呼毎にそれぞれの要求帯域に相当する数の
タイムスロットを割り当て、該割り当てたタイムスロッ
トに該呼を収容する入力リンク番号を記入し、割り当て
たタイムスロットにおいて該入力リンクに対応するバッ
ファから読み出してセルを読み出して出力リンクに送出
するようにスケジューリングするから、コネクション毎
に、あるいは入力リンク毎に確定的な必要帯域を割り当
ててATMセルを送出することができ、所定のサービス品
質を保持することができる。
更に、ATMセルが多重された速度NVの1本の入力リン
クから到着する各ATMセルを蓄積する共通バッファと、
品質条件を特定する各品質クラス番号に対応してアドレ
ス管理バッファを設け、ATMセルを記憶する共通バッフ
ァのアドレスを該セルの品質クラス番号に応じたアドレ
ス管理バッファにキューイングする。又、スケジューラ
は、帯域保証型コネクション呼にその品質保証クラス番
号に対応する数のタイムスロットを割り当て、該割り当
てたタイムスロットにその品質クラス番号を記入する。
かかる状況でスケジューラは、各タイムスロットにおい
て該タイムスロットにおける品質クラス番号が指示する
アドレス管理バッファよりアドレスを読み出し、該アド
レスが指示する共通バッファからATMセルを読み出して
出力リンクに送出するようにスケジューリングする。以
上のように構成したから、品質クラス毎に確定的な必要
帯域を割り当ててATMセルを送出することができ、所定
のサービス品質を保持することができる。
又、本発明によれば、いずれの帯域保証型コネクショ
ン呼にも割り当てていないタイムスロットを、帯域非
保証型コネクション呼のATMセルの送出が可能なタイム
スロットと、送出が不可能なタイムスロットに分け、
ATMセル送出可能タイムスロットにおいてのみ帯域非保
証型コネクション呼のATMセルを送出するようにしたか
ら、帯域非保証型コネクション呼に割り当てる帯域が所
定帯域を越えないように規制することができる。又、帯
域非保証型コネクション呼のセルをFIFO読み出し制御型
個別バッファ方式により到着順に効率的に出力リンクに
送出することができる。
更に、本発明によれば、各品質クラス番号に応じた品
質条件を満足するために確保すべき共通バッファのキュ
ー長Qiを求め、共通バッファ長Bから全クラスのキュー
長Qi(i=1,2,・・・)を差し引いた値を閾値とし、共
通バッファに格納される帯域非保証型コネクション呼の
セル数が閾値に等しくなった時には、以後、帯域非保証
型コネクション呼のATMセルを共通バッファに書き込む
のを禁止するように構成したから、帯域非保証型コネク
ション呼のATMセルが頻繁に到着しても各品質クラスの
品質を維持するに必要な帯域を確保することができる。
又、本発明によれば、各品質クラス番号毎に、該品質
クラスの品質条件を満足するために共通バッファで確保
すべきキュー長Qiを求め、各品質クラス番号毎に、該品
質クラス番号を有する帯域保証型コネクション呼のATM
セルが共通バッファに滞留している数を監視し、滞留数
が前記キュー長に等しい場合には、次に到着する前記帯
域保証型コネクション呼のATMセルを廃棄するように構
成したから、所定の品質クラス番号のセルが多く到着し
ても、確実に全品質クラスの品質を保持できるように帯
域を確保することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 正文 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 (72)発明者 畑野 隆司 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 (72)発明者 加久間 哲 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3−267847(JP,A) 特開 昭59−171239(JP,A) 特開 昭55−8132(JP,A) 特開 平4−336832(JP,A) 特開 平3−101339(JP,A) 特開 平4−26251(JP,A)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】入力インクから到着するATMセルを所定の
    出力リンクに送出するATM交換機において、 要求された帯域を保証する必要がある帯域保証型コネク
    ション呼と帯域を保証する必要がなく、帯域保証型コネ
    クション呼の情報を送出していない時に送出すれば良い
    帯域非保証型コネクション呼が混在する場合、 入力リンクから到着するATMセルを蓄積する共通バッフ
    ァと、 品質条件を特定するATMセルの品質クラスごとに、各ATM
    セルが記憶される前記共通バッファにおけるアドレスを
    管理するアドレス管理バッファと、 帯域非保証型コネクション呼のATMセルについての品質
    クラスを記憶する管理メモリと、 帯域保証型コネクション呼については、周期的に繰り返
    されるM個のタイムスロットのうち該呼の品質クラスの
    品質を保証する数のタイムスロットを割り当て、該割り
    当てたタイムスロットに該品質クラスを記入し、いずれ
    の品質クラスにも割り当てていないタイムスロットは空
    きとするスケジューリングテーブルと、 スケジューリングテーブルに品質クラス番号が書き込ん
    であれば該品質クラスに応じたアドレス管理バッファよ
    りアドレスを読み出し、書き込んでない場合には前記管
    理メモリから取り出した品質クラスに対応する品質クラ
    スについてのアドレスを前記アドレス管理バッファより
    読み出すバッファアドレス管理機構と、 前記アドレスが指示する共通バッファよりATMセルを読
    み出して出力する読み出し制御部、 を備えたことを特徴とするATM交換機。
  2. 【請求項2】前記スケジューリングテーブルにおいて、
    いずれの帯域保証型コネクション呼にも割り当てていな
    いタイムスロットをATMセルの送出が可能なタイムスロ
    ットと送出が不可能なタイムスロットに分けたことを特
    徴とする請求項1記載のATM交換機。
  3. 【請求項3】前記バッファアドレス管理機構は前記管理
    メモリからATMセルの到着順に取り出した品質クラスに
    対応する品質クラスについてのアドレスをアドレス管理
    バッファより読み出すことを特徴とする請求項1又は請
    求項2記載のATM交換機。
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