JP3386092B2 - ABR cell flow control method - Google Patents

ABR cell flow control method

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JP3386092B2
JP3386092B2 JP24814695A JP24814695A JP3386092B2 JP 3386092 B2 JP3386092 B2 JP 3386092B2 JP 24814695 A JP24814695 A JP 24814695A JP 24814695 A JP24814695 A JP 24814695A JP 3386092 B2 JP3386092 B2 JP 3386092B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、ATM網におい
て、他のサービスクラス(CBR,VBR)の接続数の
増減に左右されずに、ABRサービスにおける通信品質
を保つABRセル流量制御方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ABR cell flow rate control method for maintaining communication quality in an ABR service without being affected by increase / decrease in the number of connections of other service classes (CBR, VBR) in an ATM network.

【0002】[0002]

【従来の技術】ATM(Asynchronous Transfer Mode)
とは、転送すべき情報をセルというブロックに分割し、
個々のセルに宛先などの制御情報を含んだヘッダを付与
して転送を行う高速パケット通信の一種である。該AT
M網においては、通信速度,サービス品質等の特性の異
なる複数種類の呼(多元トラヒック)が網設備を共用す
ることによって、該網の経済的設計と効率的運用を実現
することが期待されている。
2. Description of the Related Art ATM (Asynchronous Transfer Mode)
Divides the information to be transferred into blocks called cells,
This is a type of high-speed packet communication in which a header containing control information such as a destination is added to each cell for transfer. The AT
In the M network, it is expected that a plurality of types of calls (multi-source traffic) having different characteristics such as communication speed and quality of service will share the network equipment to realize economical design and efficient operation of the network. There is.

【0003】このようにATM網上では、(転送遅延時
間に対する条件の厳しいトラヒック,セル損失率に対す
る条件の厳しいトラヒック等の)性格の異なる多種多様
のトラヒックが転送されているので、これらのトラヒッ
クをCBR(Constant BitRate),VBR(Variable B
it Rate),ABR(Available Bit Rate),UBR(U
nspecified Bit Rate)の4種類のカテゴリに分類して
いる。このうち、CBRおよびVBRはトラヒックパタ
ーンが事前に判明しているトラヒッククラスであり、C
BRでは固定速度型、VBRでは可変速度型の伝送サー
ビスを扱う。
As described above, various types of traffic having different characteristics are transferred on the ATM network (traffic having severe conditions for transfer delay time, traffic having severe conditions for cell loss rate, etc.). CBR (Constant BitRate), VBR (Variable B
it Rate), ABR (Available Bit Rate), UBR (U
It is categorized into four categories, nspecified Bit Rate). Of these, CBR and VBR are traffic classes whose traffic patterns are known in advance.
BR handles fixed-rate transmission services, and VBR handles variable-rate transmission services.

【0004】一方、ABRおよびUBRはトラヒックパ
ターンが事前には予測不可能なトラヒッククラスであ
る。中でも、ABRでの通信(以下、ABRサービスと
称する)は、優先クラス(CBR,VBR)の未使用帯
域を有効に活用することによって、従来のLANサービ
スのようなバースト性の非常に強いデータトラヒックを
ATM網上でサポートするためのサービスクラスとして
期待されている。
On the other hand, ABR and UBR are traffic classes whose traffic patterns cannot be predicted in advance. Among them, in ABR communication (hereinafter, referred to as ABR service), by effectively utilizing the unused band of the priority class (CBR, VBR), the data traffic having a very strong burst characteristic like the conventional LAN service is used. Is expected as a service class for supporting the ATM on the ATM network.

【0005】また、ABRサービスは転送遅延時間に対
する条件が緩く、セル損失率に対する条件が厳しいサー
ビスクラスである。そこで、他の優先クラス(CBR,
VBR)によるATM網の使用状況に応じてセル送出レ
ートを変化させることにより、該優先クラスの通信品質
に影響を与えることなく、従来のLANの様なバースト
性の非常に強いトラヒックをサポートすることを狙って
いる。
Further, the ABR service is a service class in which the condition regarding the transfer delay time is loose and the condition regarding the cell loss rate is severe. Therefore, other priority classes (CBR,
By changing the cell transmission rate according to the usage status of the ATM network by VBR), it is possible to support very strong bursty traffic like a conventional LAN without affecting the communication quality of the priority class. I am aiming for.

【0006】ところで、ABRサービスのユーザは、そ
の接続時に、MCR(Minimum CellRate:最小セル転送
速度)を申告しており、網側では、一度接続したABR
サービスに関しては、いかにATM網が混んでいても、
該MCRでのセル送出を保証しなくてはならない。従っ
て、ABR接続要求の受付時には、申告されたMCRで
のセル送出を保証できるか否かが、網側にとって受付判
断の重要な基準の一つであり、故に、該ABRサービス
が利用できる空き帯域を見積もる必要がある。
By the way, the user of the ABR service declares an MCR (Minimum Cell Rate) at the time of connection, and the ABR service once connected to the network side.
Regarding services, no matter how busy the ATM network is,
Cell transmission on the MCR must be guaranteed. Therefore, at the time of accepting an ABR connection request, whether or not cell transmission at the declared MCR can be guaranteed is one of the important criteria for the acceptance judgment on the network side, and therefore, the available bandwidth available for the ABR service. Need to estimate.

【0007】以下、従来のATM網におけるABRセル
の流量制御方法を、図面を参照しながら説明する。図6
は、従来のATM網の構成例を示すブロック図である。
この図において、1は端末、2はスイッチである。
A conventional flow control method for ABR cells in an ATM network will be described below with reference to the drawings. Figure 6
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration example of a conventional ATM network.
In this figure, 1 is a terminal and 2 is a switch.

【0008】スイッチ2は、図6には図示していない
が、図7に示すようなABR用セルバッファ(以下、A
BRバッファと称する)を有している。ABRセルは該
ABRバッファを通って、FIFO(先入れ先出し)方
式で伝送路5上に送出されるので、ATM網6が込み入
ってきて空き帯域が少なくなってくると、送出待ちのA
BRセルがABRバッファ内に貯まってくる(図7に示
す例では、ABRバッファの右端から左方向に向かって
送出待ちのABRセルが貯まってくる)。送出待ちAB
Rセルの量が、図7に示す輻輳検出閾値を越えると、該
ABRバッファのオーバーフローを防ぐために、ABR
セルのセル送出速度はMCRまで下げられる。なお、図
7において、l1は輻輳検出からオーバーフローが起き
るまでの期間においてABRセルを蓄える容量部分、l
2は輻輳の解除からアンダーフローが起きるまでの期間
においてABRセルを蓄える容量部分、l3はそれ以外
の容量部分である。
Although not shown in FIG. 6, the switch 2 has a cell buffer for ABR as shown in FIG.
(Referred to as BR buffer). Since the ABR cell is sent out on the transmission line 5 by the FIFO (first-in first-out) method through the ABR buffer, when the ATM network 6 becomes crowded and the available bandwidth becomes smaller, the A
BR cells are accumulated in the ABR buffer (in the example shown in FIG. 7, ABR cells waiting to be transmitted are accumulated from the right end of the ABR buffer toward the left). Waiting for delivery AB
When the amount of R cells exceeds the congestion detection threshold shown in FIG. 7, in order to prevent the overflow of the ABR buffer, the ABR
The cell delivery rate of the cell is reduced to MCR. In FIG. 7, l 1 is the capacity portion that stores ABR cells in the period from the detection of congestion to the occurrence of overflow, and l 1
2 is a capacity portion that stores ABR cells in the period from the release of congestion to the occurrence of underflow, and l 3 is a capacity portion other than that.

【0009】また、図6において、3は呼制御部であ
る。104は空き帯域推定処理部であり、後述する手順
(図8参照)を用いて、接続要求してきたABRサービ
スに対して、申告されているMCRでのセル送出を許可
できるか否かの受付判断を行う。また、図6において、
5は伝送路、6はATM網である。
Further, in FIG. 6, 3 is a call control unit. Reference numeral 104 denotes a free bandwidth estimation processing unit, which uses a procedure (see FIG. 8) described later to determine whether or not the ABR service that has requested the connection can be permitted to send cells in the declared MCR. I do. In addition, in FIG.
Reference numeral 5 is a transmission line, and 6 is an ATM network.

【0010】次に、上記構成によるATM網の動作を説
明する。図8は、空き帯域推定処理部104が行う処理
手順の一例を示すフローチャートである。以下、各ステ
ップにおける処理を順番に説明する。 1.ステップS1 ステップS1では、まず、優先クラス(CBR,VB
R)のユーザに識別子i(i=1,...,n)を付与
する。ユーザiが優先クラスサービスの接続を要求する
と、該サービスにおけるPCR(Peak Cell Rate:最大
セル転送速度、以下、その値を示す変数としてPiを用
いる),SCR(Sustainable Cell Rate:平均的なセ
ル転送速度、以下、その値を示す変数としてSiを用い
る)およびBT(Burst Tolerance:以下、その値を示
す変数としてBiを用いる)が、呼制御部3から空き帯
域推定処理部104へ通知される(図6に示す参
照)。このとき、ユーザiのサービスクラスがCBRで
ある場合には、SCRはPCRと等しく(Pi=Si)、
BTについてはBi=0である。また、これらの量は、
1セル転送時間L/Cを1スロットとしたものを時間の
単位として用いることにする。なお、ここで、Cはセル
長、Lは全帯域の容量(伝送路速度)である。
Next, the operation of the ATM network having the above configuration will be described. FIG. 8 is a flowchart showing an example of a processing procedure performed by the free band estimation processing unit 104. Hereinafter, the processing in each step will be described in order. 1. Step S1 In step S1, first, priority classes (CBR, VB
The identifier i (i = 1, ..., N) is given to the user R). When a user i requests a connection of a priority class service, PCR (Peak Cell Rate: maximum cell transfer rate, hereinafter, P i is used as a variable indicating the value), SCR (Sustainable Cell Rate: average cell) in the service. Transfer rate, hereinafter S i is used as a variable indicating the value thereof) and BT (Burst Tolerance: hereinafter B i is used as a variable indicating the value thereof) are notified from the call control unit 3 to the free band estimation processing unit 104. (See FIG. 6). At this time, if the service class of the user i is CBR, SCR is equal to PCR (P i = S i ),
For BT, B i = 0. Also, these quantities are
The one-cell transfer time L / C set to one slot is used as a unit of time. Here, C is the cell length, and L is the capacity (transmission path speed) of the entire band.

【0011】2.ステップS2 ステップS2では、まず、空き帯域推定処理部104
は、上記ユーザiのサービスクラスがATMフォーラム
のUNI仕様で規定されたGCRA(Si,Bi)を満た
していることを確認した後、申告されたPi,Siおよび
iに基づいて、図9に示すようなトラヒックモデルを
決定する。該トラヒックモデルは、PCRでのバースト
的なセル送出が、
2. Step S2 In step S2, first, the free band estimation processing unit 104
Based on the declared P i , S i and B i after confirming that the service class of the user i satisfies the GCRA (S i , B i ) defined by the UNI specifications of the ATM forum. , A traffic model as shown in FIG. 9 is determined. In this traffic model, burst-like cell transmission by PCR is

【数1】 スロットだけ持続し、xi(0≦xi≦Si)のセルレー
トが、
[Equation 1] Only the slots last and the cell rate of x i (0 ≦ x i ≦ S i ) is

【数2】 スロットだけ持続する過程を周期的に繰り返す。ここ
で、xiは、バースト的なセル送出の起こる間隔を支配
するパラメータである。また、繰り返しの周期は次式
(3)に基づいて算出される。
[Equation 2] The process of sustaining only slots is repeated cyclically. Here, x i is a parameter that controls the interval at which bursty cell transmission occurs. Further, the repetition cycle is calculated based on the following equation (3).

【数3】 [Equation 3]

【0012】次に、優先クラス(CBR,VBR)のユ
ーザによる帯域の平均使用率ρを、次に示す式(4)を
用いて算出する。
Next, the average usage rate ρ of the band by the users of the priority classes (CBR, VBR) is calculated using the following equation (4).

【数4】 [Equation 4]

【0013】次に、測定時間間隔Tを以下のように算出
する。まず、ABRサービスの各ユーザに識別子j(j
=1,...,m)を付与し、全てのABRユーザjが
MCRでセル送出を行った場合における、ABRユーザ
による帯域使用率ρaを、次に示す式(5)を用いて算
出する。
Next, the measurement time interval T is calculated as follows. First, an identifier j (j
= 1 ,. . . , M), and the band usage rate ρ a by ABR users when all ABR users j perform cell transmission in MCR are calculated using the following equation (5).

【数5】 ここで、Mjは、それぞれのユーザjのMCRである。
そして、該帯域使用率ρaを用いて、測定時間間隔T
を、次に示す式(6)を用いて算出する。 T=(l1+1)/ρa ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(6) ここで、l1は、輻輳検出からオーバーフローが起きる
までの期間においてABRセルを蓄える容量部分である
(図7参照)。
[Equation 5] Here, M j is the MCR of each user j.
Then, using the band usage rate ρ a , the measurement time interval T
Is calculated using the following equation (6). T = (l 1 +1) / ρ a (6) where l 1 is the period from the detection of congestion to the occurrence of overflow. It is a capacity portion that stores ABR cells (see FIG. 7).

【0014】次に、優先クラス(CBR,VBR)のユ
ーザiによる帯域使用率の分散(Allan分散)σi 2
(T)を、次に示す式(7)を用いて算出する。
Next, the variance (Allan variance) σ i 2 of the band usage rate by the user i of the priority class (CBR, VBR)
(T) is calculated using the following equation (7).

【数6】 ここで、Xi(T)は、連続したTスロットに渡って測
定したときの、ユーザiによる帯域使用率である。
[Equation 6] Here, X i (T) is the band usage rate by user i when measured over consecutive T slots.

【0015】上記σi 2(T)の算出は、実際には以下の
方法で行われる。まず、任意の時刻を0としたときに、
時間間隔[0,T)において、ユーザiから到着するセ
ルの数をNi(Ti;xi)とする。また、非負の整数Ci
(xi)とDi(xi)を定義する。ここで、上記Di(x
i)はトラヒックモデル(図9参照)の周期Wi(xi
より小さく(つまり、Di(xi)<Wi(xi))、測定
時間間隔Tに対して、次に示す式(8)の関係を有す
る。 T=Ci(xi)Wi(xi)+Di(xi) ・・・・・・・・・・・・(8)
The calculation of σ i 2 (T) is actually performed by the following method. First, when an arbitrary time is set to 0,
Let N i (T i ; x i ) be the number of cells arriving from user i in the time interval [0, T). Also, a non-negative integer C i
Define (x i ) and D i (x i ). Where D i (x
i) The traffic model (period W i (x i see FIG. 9))
It is smaller (that is, D i (x i ) <W i (x i )) and has the relationship of the following expression (8) with respect to the measurement time interval T. T = C i (x i ) W i (x i ) + D i (x i ) ... (8)

【0016】これにより、Ni(Ti;xi)の最小値を
i min(Ti;xi)と表すと、該Ni min(Ti;xi
は、次に示す式(9)で与えられる。
[0016] Thus, N i is expressed as;; (x i T i) , said N i min the minimum value of (T i x i) N i min (T i; x i)
Is given by the following equation (9).

【数7】 また、その確率は、次に示す式(10)で与えられる。[Equation 7] The probability is given by the following equation (10).

【数8】 [Equation 8]

【0017】同様に、Ni(Ti;xi)の最大値をNi
max(Ti;xi)と表すと、該Ni max(Ti;xi)は、
次に示す式(11)で与えられる。
[0017] Similarly, N i; the maximum value of (T i x i) N i
When expressed as max (T i ; x i ), the N i max (T i ; x i ) is
It is given by the following equation (11).

【数9】 また、その確率は、次に示す式(12)で与えられる。[Equation 9] The probability is given by the following equation (12).

【数10】 [Equation 10]

【0018】これにより、トラヒックモデル(図9参
照)のパラメータxiが与えられたとき、測定時間間隔
Tに依存した帯域使用率の分散(Allan分散)σi 2
(T;xi)は、次に示す式(13)を用いて算出され
る。
As a result, when the parameter x i of the traffic model (see FIG. 9) is given, the variance (Allan variance) σ i 2 of the band usage rate depending on the measurement time interval T.
(T; x i ) is calculated using the following equation (13).

【数11】 最後に、上記σi 2(T;xi)を最大化するようにパラ
メータxiを与え(次式(14)参照)、そのときのσi
2(T;xi)の値をユーザiによる帯域使用率の分散σ
i 2(T)とする。
[Equation 11] Finally, a parameter x i is given so as to maximize σ i 2 (T; x i ) (see the following equation (14)), and σ i at that time is given.
2 (T; x i ) is the variance σ of the bandwidth usage rate by user i
i 2 (T)

【数12】 [Equation 12]

【0019】次に、優先クラス(CBR,VBR)の全
てのユーザiによる帯域使用率の分散σ2(T)を、次
に示す式(15)を用いて算出する。
Next, the variance σ 2 (T) of the band usage rate by all users i in the priority class (CBR, VBR) is calculated using the following equation (15).

【数13】 [Equation 13]

【0020】3.ステップS3 まず、ABRバッファのキュー長に対してChebyshevの
不等式を適用した次式(16)を用いて、ARBバッフ
ァでの輻輳検出からオーバーフローに至る確率Ploss
算出する(該算出方法の詳細については、電子情報通信
学会春季総合大会文献B−848を参照のこと)。 Ploss=σ2(T)/(1−ρ)2 ・・・・・・・・・・・・・・(16) 上記確率Plossが、空き帯域推定処理部104内のメモ
リに予め設定されている品質規定値Pより小さい場合に
は、該ABRサービスを伝送路5に接続するように、呼
制御部3に通知する(図6に示す参照)。
3. Step S3 First, the probability P loss from congestion detection to overflow in the ARB buffer is calculated using the following equation (16) in which the Chebyshev inequality is applied to the queue length of the ABR buffer (for details of the calculation method, See the IEICE Spring General Conference Reference B-848). P loss = σ 2 (T) / (1-ρ) 2 ... (16) The probability P loss is preset in the memory in the free band estimation processing unit 104. If it is smaller than the specified quality value P, the call control unit 3 is notified to connect the ABR service to the transmission line 5 (see FIG. 6).

【0021】以上述べたステップS1〜S3の処理によ
り、ユーザからの申告値(PCR,SCRおよびBT)
より、ABRサービスの利用可能な空き帯域を推定する
ことができ、さらに、該空き帯域を利用するABRセル
の流量制御が可能となる。
By the processing in steps S1 to S3 described above, the declared value (PCR, SCR and BT) from the user
As a result, the available free band of the ABR service can be estimated, and the flow rate of the ABR cell using the available band can be controlled.

【0022】[0022]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
のATM網によるABRセル流量制御方法では、優先ク
ラス(CBR,VBR)による伝送路使用状況が、AB
Rサービス接続の受付後も、そのまま維持される場合に
限り、該ABRサービスでの通信品質を保証することが
できる。しかし、一般に優先クラスの接続,開放は、A
BRサービスの接続とは無関係に行われているので、A
BRサービス接続要求の受付時点における伝送路の使用
状況が、該ABRサービス接続後もそのまま維持される
とは考え難い。勿論、特定のABRサービスの通信品質
を保証するために、既に受付済みのABRサービスの接
続を強制的に切断したり、優先クラスサービスの新規接
続を中止するといった処理は許されない。このように、
上述した従来のATM網におけるABRセル流量制御方
法では、ABRサービス接続後に、優先クラスサービス
の接続数が変化すると、該ABRサービスの通信品質を
維持することが難しい、という欠点があった。
As described above, in the conventional ABR cell flow rate control method by the ATM network, the transmission path use status by the priority class (CBR, VBR) is AB
The communication quality in the ABR service can be guaranteed only when the R service connection is maintained even after the reception of the R service connection. However, in general, the connection and release of the priority class is A
Since it is performed independently of the BR service connection, A
It is unlikely that the usage status of the transmission path at the time of receiving the BR service connection request will be maintained as it is even after the ABR service connection. Of course, in order to guarantee the communication quality of a specific ABR service, it is not allowed to forcibly disconnect the already-received connection of the ABR service or cancel the new connection of the priority class service. in this way,
The above-mentioned conventional ABR cell flow rate control method in the ATM network has a drawback that it is difficult to maintain the communication quality of the ABR service when the number of connections of the priority class service changes after the connection of the ABR service.

【0023】この発明は、このような背景の下になされ
たもので、ABRサービス接続後に、優先クラスサービ
スの接続数が変化しても、該ABRサービスの通信品質
を維持することができるABRセル流量制御方法を提供
することを目的とする。
The present invention has been made under such a background, and even after the connection of the ABR service, even if the number of connections of the priority class service changes, the ABR cell which can maintain the communication quality of the ABR service. An object is to provide a flow rate control method.

【0024】[0024]

【0025】[0025]

【0026】[0026]

【課題を解決するための手段】 請求項記載の発明は、
ATM網内にバッファを設け、該バッファ内に貯まった
伝送待ち状態のABRセルの量が閾値を越えた場合に
は、該ATM網内での該ABRサービスによるセルの流
量をMCRまで下げるABRセル流量制御方法におい
て、前記ABRサービスよりも高優先度の優先クラスの
ユーザが呼設定要求時に申告するピークセルレート、サ
ステナブルセルレート、バーストトレランスの各申告パ
ラメータと、前記ABRサービスのユーザが呼設定要求
時に申告するミニマムセルレートを予め記憶し、前記A
TM網に接続している優先クラスサービスの数が変化す
る度に、変化した優先クラスサービスのピークセルレー
ト、サステナブルセルレート、バーストトレランスを取
得し、前記サステナブルセルレートをもとに、優先クラ
スユーザによる帯域平均使用率を算出し、前記ミニマム
セルレートから算出したABRユーザによる帯域使用率
と前記ABRサービス専用のセルバッファの容量から測
定時間間隔を決定し、前記測定時間間隔と前記優先クラ
スの申告パラメータをもとに、優先クラスユーザによる
帯域使用率の分散を算出し、前記優先クラスユーザによ
る帯域平均使用率と前記優先クラスユーザによる帯域使
用率の分散の総和をもとにして、ABRのバッファの待
ちセル数の分布にChebyshevの不等式を適用す
ることにより、ARBバッファの輻輳検出からオーバー
フローに至る確率を算出し、該確率が所定の品質規定値
と等しくなるように、ABRバッファの前記閾値を変更
することを特徴とする。
Means for Solving the Problems The invention according to claim 1,
If a buffer is provided in the ATM network and the amount of ABR cells in the transmission waiting state accumulated in the buffer exceeds a threshold value, the ABR cell that reduces the cell flow rate by the ABR service in the ATM network to MCR In the flow rate control method, each of the peak cell rate, sustainable cell rate, and burst tolerance declaration parameters declared by a user in a priority class having a higher priority than the ABR service when making a call setup request, and the user of the ABR service makes a call setup request. The minimum cell rate to be declared at that time is stored in advance, and the A
Each time the number of priority class services connected to the TM network changes, the peak cell rate, sustainable cell rate, and burst tolerance of the changed priority class services are acquired, and priority class users are acquired based on the sustainable cell rate. A bandwidth average usage rate is calculated, and a measurement time interval is determined from the bandwidth usage rate by the ABR user calculated from the minimum cell rate and the capacity of the cell buffer dedicated to the ABR service, and the measurement time interval and the priority class declaration. Based on the parameters, the variance of the bandwidth utilization by the priority class users is calculated, and the ABR buffer is calculated based on the sum of the average bandwidth utilization by the priority class users and the variance of the bandwidth utilization by the priority class users. By applying the Chebyshev inequality to the distribution of the number of waiting cells of It calculates the probability of reaching the overflow from the congestion detecting B buffer, so that said probability is equal to the predetermined quality specification value, and changes the threshold value of the ABR buffer.

【0027】請求項記載の発明は、ATM網内にバッ
ファを設け、該バッファ内に貯まった伝送待ち状態のA
BRセルの量が閾値を越えた場合には、該ATM網内で
の該ABRサービスによるセルの流量をMCRまで下げ
るABRセル流量制御方法において、前記ABRサービ
スよりも高優先度の優先クラスのユーザが呼設定要求時
に申告するピークセルレート、サステナブルセルレー
ト、バーストトレランスの各申告パラメータと、前記A
BRサービスのユーザが呼設定要求時に申告するミニマ
ムセルレートを予め記憶し、前記ATM網に接続してい
る優先クラスサービスの数が変化する度に、変化した優
先クラスサービスのピークセルレート、サステナブルセ
ルレート、バーストトレランスを取得し、前記サステナ
ブルセルレートをもとに、優先クラスユーザによる帯域
平均使用率を算出し、前記ミニマムセルレートから算出
したABRユーザによる帯域使用率と前記ABRサービ
ス専用のセルバッファの容量から測定時間間隔を決定
し、前記測定時間間隔と前記優先クラスの申告パラメー
タをもとに、優先クラスユーザによる帯域使用率の分散
を算出し、前記優先クラスユーザによる帯域平均使用率
と前記優先クラスユーザによる帯域使用率の分散の総和
をもとにして、ABRのバッファの待ちセル数にFokker
-Planck方程式による拡散近似を適用することにより、
ARBバッファの輻輳検出からオーバーフローに至る確
率を算出し、該確率が所定の品質規定値と等しくなるよ
うに、ABRバッファの前記閾値を変更することを特徴
とする。
According to the second aspect of the present invention, a buffer is provided in the ATM network, and A in the transmission waiting state accumulated in the buffer is stored.
When the amount of BR cells exceeds a threshold, in the ABR cell flow control method of reducing the cell flow by the ABR service in the ATM network to MCR, a user of a priority class having a higher priority than the ABR service. Each of the peak cell rate, sustainable cell rate, and burst tolerance declaration parameters declared by the user at the time of call setup request
The minimum cell rate declared by the user of the BR service at the time of call setup request is stored in advance, and each time the number of priority class services connected to the ATM network changes, the peak cell rate of the priority class service and the sustainable cell changed. Rate, burst tolerance, and based on the sustainable cell rate, the average bandwidth usage rate by the priority class user is calculated, and the bandwidth usage rate by the ABR user calculated from the minimum cell rate and the cell buffer dedicated to the ABR service. Determines the measurement time interval from the capacity of the, and based on the measurement time interval and the declaration parameters of the priority class, calculates the variance of the bandwidth usage rate by the priority class user, and the average bandwidth usage rate by the priority class user and the Based on the sum of the variances of bandwidth utilization by priority class users, AB Fokker of the number of wait cell of buffer
-By applying the diffusion approximation with the Planck equation ,
It is characterized in that the probability from the congestion detection of the ARB buffer to the overflow is calculated, and the threshold value of the ABR buffer is changed so that the probability becomes equal to a predetermined quality regulation value.

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

§1.作用 本発明によれば、ABRセルの流量をバッファの閾値に
基づいて制御しているATM網において、該ATM網に
接続している優先クラスサービスの数が変化する度に、
該ATM網における伝送路の使用状況を求め、該伝送路
使用状況に応じて閾値を変化させるので、該バッファの
オーバーフローを回避しながら、その時点における最大
のセル流量でABRセルを送出することができる。
§1. Effect According to the present invention, in the ATM network that controls the flow rate of the ABR cell based on the threshold value of the buffer, each time the number of priority class services connected to the ATM network changes,
Since the usage status of the transmission path in the ATM network is obtained and the threshold value is changed according to the usage status of the transmission path, the ABR cell can be transmitted at the maximum cell flow rate at that time while avoiding the overflow of the buffer. it can.

【0029】§2.第1実施形態 以下、図面を参照して、この発明の第1実施形態につい
て説明する。図1は、この発明の第1実施形態によるA
BRセル流量制御方法を適用したATM網の構成例を示
すブロック図である。この図において、図6の各部に対
応する部分には同一の符号を付け、その説明を省略す
る。この図に示すATM網においては、空き帯域推定処
理部104に代えて空き帯域推定処理部4が新たに設け
られている。該空き帯域推定処理部4は、後述する手順
(図2参照)を用いて、接続要求してきたABRサービ
スに対して、申告されているMCRでのセル送出を許可
できるか否かの受付判断を行う。また、図1において、
2aはABRバッファであり、従来のATM網で使用さ
れていたもの(図7参照)と同じものである。
§2. First Embodiment Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an A according to a first embodiment of the present invention.
It is a block diagram showing an example of composition of an ATM network to which a BR cell flow rate control method is applied. In this figure, parts corresponding to the parts in FIG. 6 are assigned the same reference numerals and explanations thereof are omitted. In the ATM network shown in this figure, a free band estimation processing unit 4 is newly provided in place of the free band estimation processing unit 104. The free band estimation processing unit 4 uses the procedure described later (see FIG. 2) to determine whether the ABR service that has requested the connection can be permitted to send cells in the declared MCR. To do. In addition, in FIG.
Reference numeral 2a is an ABR buffer, which is the same as that used in the conventional ATM network (see FIG. 7).

【0030】次に、上記構成によるATM網の動作を説
明する。図2は、空き帯域推定処理部4が行う処理手順
の一例を示すフローチャートである。この図に示すステ
ップSA1〜SA3における処理は、図8に示したステ
ップS1〜S3における処理と同じものである。すなわ
ち、ABRサービスの接続要求を受け付けると、空き帯
域推定処理部4は、空き帯域推定処理部104と同じ処
理(ステップSA1〜SA3)を行って、ARBサービ
スの輻輳検出からオーバーフローに至る確率Plossを算
出し、上記確率Plossが、空き帯域推定処理部4内のメ
モリに予め設定されている品質規定値Pより小さい場合
には、該ABRサービスを伝送路5に接続するように、
呼制御部3に通知する(図1に示す参照)。これによ
り、呼制御部3は、スイッチ2を制御して、該ABRサ
ービスを伝送路5に接続する。
Next, the operation of the ATM network having the above configuration will be described. FIG. 2 is a flowchart showing an example of a processing procedure performed by the free band estimation processing unit 4. The processing in steps SA1 to SA3 shown in this figure is the same as the processing in steps S1 to S3 shown in FIG. That is, when the connection request for the ABR service is received, the free bandwidth estimation processing unit 4 performs the same processing as the free bandwidth estimation processing unit 104 (steps SA1 to SA3), and the probability P loss from the congestion detection of the ARB service to the overflow P loss. When the probability P loss is smaller than the quality regulation value P preset in the memory in the free band estimation processing unit 4, the ABR service is connected to the transmission line 5,
Notify the call control unit 3 (see FIG. 1). As a result, the call controller 3 controls the switch 2 to connect the ABR service to the transmission line 5.

【0031】ステップSA1〜SA3の処理終了後、ス
テップSA4に進む。ステップSA4では、ATM網6
における優先クラス(CBR,VBR)サービスの接続
数が変化すると、呼制御部3は、優先クラスのPCR,
SCRおよびBTを空き帯域推定処理部4に通知する
(図1に示す参照)。空き帯域推定処理部4は、先に
確率Plossを算出したときと同じ方法で、該PCR,S
CRおよびBTに基づき、ARBサービスの輻輳検出か
らオーバーフローに至る確率P”lossを新たに計算す
る。
After the processing of steps SA1 to SA3 is completed, the process proceeds to step SA4. At step SA4, the ATM network 6
When the number of connections of the priority class (CBR, VBR) service in the above changes, the call control unit 3 determines whether the priority class PCR,
The SCR and BT are notified to the free band estimation processing unit 4 (see FIG. 1). The free band estimation processing unit 4 uses the same method as when the probability P loss was previously calculated, and the PCR, S
Based on CR and BT, the probability P ″ loss from congestion detection of the ARB service to overflow is newly calculated.

【0032】次に、新たに計算された確率P”lossが、
上記品質規定値Pと等しくなるように、T”(>T)を
選択する。即ち、次に示す式(17)を満たすT”を選
択する。
Next, the newly calculated probability P ″ loss is
T ″ (> T) is selected so as to be equal to the quality regulation value P. That is, T ″ that satisfies the following expression (17) is selected.

【数14】 このことは、次に示す式(18)を満たすT”を選択す
ることに等しい。 σ2(T”)=P(1−ρ)2 ・・・・・・・・・・・・・・・・(18) このとき、σ2(T)はTに関してT-2のオーダーで減
少するという性質を用いて求められる。
[Equation 14] This is equivalent to selecting T ″ that satisfies the following Expression (18). Σ 2 (T ″) = P (1−ρ) 2 ... .. (18) At this time, σ 2 (T) is obtained by using the property of decreasing with respect to T in the order of T −2 .

【0033】ここで、上記T”を選択するということ
は、次に示す式(19)を満たすl1”(図7参照)を
選択することに等しい。
Here, selecting T ″ is equivalent to selecting l 1 ″ (see FIG. 7) that satisfies the following expression (19).

【数15】 1”を選択した後、該l1”に基づきABRバッファ2
aの輻輳検出閾値を変更するよう呼制御部3に通知する
(図1に示す参照)。
[Equation 15] "After selecting, the l 1" l 1 ABR buffer 2 on the basis of
It notifies the call control unit 3 to change the congestion detection threshold value of a (see FIG. 1).

【0034】空き帯域推定処理部4は、ATM網6にお
ける優先クラスサービスの接続数が増減する度に、上述
したステップSA4の処理を行う。以上の処理により、
ABRサービス接続後の優先クラスサービスの接続数の
増減に関わらず、ABRサービス受付時の通信品質を保
証することが可能となる。
The free band estimation processing unit 4 performs the above-described processing of step SA4 each time the number of priority class service connections in the ATM network 6 increases or decreases. By the above processing,
It is possible to guarantee the communication quality at the time of receiving the ABR service regardless of the increase or decrease in the number of connections of the priority class service after the connection of the ABR service.

【0035】§3.第2実施形態 次に、この発明の第2実施形態について説明する。本実
施形態による空き帯域推定方法は、図1の空き帯域推定
処理部4内において、図3に示す処理フローによって実
現される。ここで、図4に示すように、ABRバッファ
の端からl1 #のところの座標をq=0とし、ABRバッ
ファの端をq=l1 #とするように座標系を選んでおく。
§3. Second Embodiment Next, a second embodiment of the present invention will be described. The free band estimation method according to the present embodiment is realized by the process flow shown in FIG. 3 in the free band estimation processing unit 4 of FIG. Here, as shown in FIG. 4, the coordinate system is selected so that the coordinates at l 1 # from the end of the ABR buffer are q = 0 and the ends of the ABR buffer are q = l 1 # .

【0036】1. ABRコネクションをMCRまで下
げてもABRバッファがオーバーフローしてしまう確率
の許容ができる規定値Pが与えられるとする。この確率
を与える標準正規分布の裾の値q*
1. It is assumed that a prescribed value P that allows the probability that the ABR buffer overflows even if the ABR connection is lowered to MCR is given. The tail value q * of the standard normal distribution that gives this probability is

【数16】 となるように、予め決めておく。[Equation 16] Is determined in advance so that

【0037】2. CBR、VBR等の優先クラスのユ
ーザに識別子i(i=1,...,n)を付与する。図
1のに示すように、ユーザiが呼の設定を要求する
際、PCR Pi、SCR Si、BT Biが呼制御部3か
ら空き帯域推定処理部4へ通知される(ステップSB
1)。このとき、ユーザiがCBRである場合に、SC
RはPCRと等しい(Pi=Si)ものとし、BTについ
てはゼロ(Bi=0)とする。
2. An identifier i (i = 1, ..., N) is given to a user of a priority class such as CBR or VBR. As shown in FIG. 1, when the user i requests call setting, PCR P i , SCR S i , and BT B i are notified from the call control unit 3 to the free band estimation processing unit 4 (step SB).
1). At this time, if the user i is CBR, SC
Let R be equal to PCR (P i = S i ), and zero for BT (B i = 0).

【0038】3. 空き帯域推定処理部4は、CBR、
VBR等の優先クラスのユーザiがATM Forum
のUNI仕様で規定されるGCRA(Si,Bi)を満た
しているものとして、申告されたPCR Pi、SCR
i、BT Biから以下のトラヒックモデルを決定す
る。まず、セル長をC、全帯域の容量(伝送路速度)を
Lとし、1セルを転送するのに要する時間を1スロット
とする。さらに、xiを、PCRでのバースト的なセル
送出の起こる間隔を支配するパラメータとする。また、
図9に示すように、繰り返しの周期Wi(xi)を、Wi
(xi)=Wi on+Wi off(xi)とする。
3. The free band estimation processing unit 4 uses the CBR,
A user i in a priority class such as VBR is an ATM Forum.
PCR P i , SCR declared as satisfying GCRA (S i , B i ) defined by the UNI specifications of
The following traffic model is determined from S i and BT B i . First, it is assumed that the cell length is C, the capacity (transmission path speed) of the entire band is L, and the time required to transfer one cell is one slot. Furthermore, let x i be a parameter that governs the interval at which bursty cell transmission in PCR occurs. Also,
As shown in FIG. 9, the repetition period W i (x i ) is set to W i
Let (x i ) = W i on + W i off (x i ).

【0039】そして、図9に示すように、CBR、VB
R等の優先クラスのユーザiからのトラヒックは、PC
Rでのバースト的なセル送出がWi onスロットだけ持続
し、xi(0≦xi≦Si)のセルレートがWi off(xi
スロットだけ持続する過程を周期的に繰り返す過程を採
る。ここで、 Wi on=(Bii+1)/(Pi−Si) であり、 Wi off(xi)=(Bii+1)/(Si−xi) である。
Then, as shown in FIG. 9, CBR, VB
Traffic from a user i in a priority class such as R is sent to a PC
The burst-like cell transmission in R lasts for W i on slots, and the cell rate of x i (0 ≦ x i ≦ S i ) is W i off (x i ).
A process of periodically repeating a process of lasting only slots is adopted. Here, W i on = (B i S i +1) / (P i −S i ), and W i off (x i ) = (B i S i +1) / (S i −x i ). .

【0040】4. CBR,VBR等の優先クラスのユ
ーザによる帯域の平均使用率ρh
4. The average usage rate ρ h of the band by the users of the priority classes such as CBR and VBR

【数17】 で算出する。 5. 時間間隔T0を以下のように算出する。いま、A
BRサービスのユーザj(j=1,...,m)のMC
RをMjとすると、全てのABRユーザがMCRでセル
送出を行った場合に、ABRユーザによる帯域使用率ρ
a
[Equation 17] Calculate with. 5. The time interval T 0 is calculated as follows. Now A
MC of user j (j = 1, ..., m) of BR service
When R is M j , the band usage rate ρ by ABR users when all ABR users perform cell transmission in MCR.
a is

【数18】 で与えられる。[Equation 18] Given in.

【0041】次に、ABR用のセルバッファが図4に示
されるように用意されているものとする。同図におい
て、l1は輻輳検出からセルがオーバーフローするまで
の容量、l2は輻輳解除からセルバッファがアンダーフ
ローを起こすまでの容量、l3はこれら以外の容量であ
る。また、輻輳を検出してから各ABRコネクションの
レートをMCRまで下げるために必要な制御遅延を考慮
して、そのために用意しておくバッファ容量をl1 cとす
る。
Next, it is assumed that the cell buffer for ABR is prepared as shown in FIG. In the figure, l 1 is the capacity from congestion detection to cell overflow, l 2 is the capacity from congestion release to cell buffer underflow, and l 3 is the capacity other than these. Also, considering the control delay required to reduce the rate of each ABR connection to MCR after detecting the congestion, the buffer capacity prepared for that is set to l 1 c .

【0042】そして、l1からl1 cを差し引いた量[0042] and the amount obtained by subtracting the l 1 c from l 1

【数19】 に着目し、時間間隔T0[Formula 19] Focusing on the time interval T 0

【数20】 とする。従って、時間間隔T0は、各ABRコネクショ
ンのレートがMCRになった後に、ABRバッファがオ
ーバーフローを起こすまでの最小のスロット数を意味し
ている。
[Equation 20] And Therefore, the time interval T 0 means the minimum number of slots until the ABR buffer overflows after the rate of each ABR connection becomes MCR.

【0043】6.CBR、VBR等の優先クラスのユー
ザiによる帯域使用率の分散を以下のように算出する。
連続したtスロットにわたって測定を行った場合の、こ
れら優先クラスのユーザiによる帯域使用率をX
i(t)とする。このとき、測定時間間隔tに依存した
帯域使用率の分散(Allan分散)σi 2(t)を σi 2(t)≡E[(Xi(t)−Si2] とする(ステップSB2)。
6. The variance of the band usage rate by the user i of the priority class such as CBR and VBR is calculated as follows.
Let X be the bandwidth utilization by users i of these priority classes when measuring over consecutive t slots.
Let i (t). At this time, the variance (Allan variance) σ i 2 (t) of the band usage rate depending on the measurement time interval t is σ i 2 (t) ≡E [(X i (t) −S i ) 2 ] ( Step SB2).

【0044】実際上は、この計算は以下のようにして行
う。まず、任意の時刻を0としたときに、ユーザiから
時間間隔[0,t)に到着するセルの数をNi(t;
i)とする。また、測定時間間隔tを、非負の整数C
(xi)とD(xi)<Wi(xi)を用いて、 t=Ci(xi)Wi(xi)+Di(xi) と一意的に分解することで、C(xi)とD(xi)を定
義する。
In practice, this calculation is performed as follows. First, when an arbitrary time is set to 0, the number of cells arriving from the user i in the time interval [0, t) is N i (t;
x i ). In addition, the measurement time interval t is a non-negative integer C
By using (x i ) and D (x i ) <W i (x i ) to uniquely decompose as t = C i (x i ) W i (x i ) + D i (x i ), Define C (x i ) and D (x i ).

【0045】また、Ni(t;xi)の最小値をN
i min(t;xi)と表わすと、これは、 Ni min(t;xi)=Ci(xi)(Pii on+xii off
(xi))+xi min(Di(xi)、Wi off(xi))
+Pi max(0、(Di(xi)−Wi off(xi))) で与えられる。また、その確率は Pi min=Pr[Ni=Ni min]=|Di(xi)−Wi off
(xi)|/Wi(xi) となる。
Further, the minimum value of N i (t; x i ) is set to N
When expressed as i min (t; x i ), this means N i min (t; x i ) = C i (x i ) (P i W i on + x i W i off
(X i )) + x i min (D i (x i ), W i off (x i ))
+ P i max (0, (D i (x i ) −W i off (x i ))). The probability is P i min = Pr [N i = N i min ] = | D i (x i ) −W i off
(X i ) | / W i (x i )

【0046】同様に、Ni(t;xi)の最大値をNi max
(t;xi)と表わすと、これは、 Ni max(t;xi)=Ci(xi)(Pii on+xii off
(xi))+Pi min(Di(xi)、Wi on)+xi
ax(0、(Di(xi)−Wi on)) で与えられる。また、その確率は Pi max=Pr[Ni=Ni max]=|Di(xi)−W
i on(xi)|/Wi(xi) となる。
[0046] Similarly, N i; the maximum value of (t x i) N i max
Expressed as (t; x i ), this is N i max (t; x i ) = C i (x i ) (P i W i on + x i W i off
(X i )) + P i min (D i (x i ), W i on ) + x i m
It is given by ax (0, (D i (x i ) −W i on )). The probability is P i max = Pr [N i = N i max ] = | D i (x i ) −W
i on (x i ) | / W i (x i ).

【0047】以上から、トラヒックモデルのパラメータ
xi が与えられたとき、測定時間間隔tに依存した帯域
使用率の分散(Allan分散)σi 2(t;xi)は σi 2(t;xi)={Pi max(Ni max2+Pi min(Ni
min2}/t2+(1−Pi max−Pi min)×{(Ni max
−Ni min2/3+(Ni min2+Ni min(Ni max−Ni
min)}/t2−Si 2 となる。
From the above, when the parameter xi of the traffic model is given, the variance (Allan variance) σ i 2 (t; x i ) of the band usage rate depending on the measurement time interval t is σ i 2 (t; x i ) = {P i max (N i max ) 2 + P i min (N i
min ) 2 } / t 2 + (1-P i max −P i min ) × {(N i max
-N i min) 2/3 + (N i min) 2 + N i min (N i max -N i
min )} / t 2 −S i 2 .

【0048】そして、レートパラメータxiがσ
i 2(t;xi)を最大化するように、ユーザiによる帯
域使用率の分散σi 2(t)を与える。すなわち、
Then, the rate parameter x i is σ
The variance σ i 2 (t) of the band usage rate by the user i is given so as to maximize i 2 (t; x i ). That is,

【数21】 である。 7. CBR、VBR等の優先クラスの全てのユーザi
=1,...,nによる帯域使用率の分散σ2(t)を
以下のように算出する。
[Equation 21] Is. 7. All users i in priority classes such as CBR, VBR, etc.
= 1 ,. . . , N the bandwidth usage variance σ 2 (t) is calculated as follows.

【数22】 [Equation 22]

【0049】8. 測定時間間隔t=0でのABRバッ
ファのキュー長が分かっているとすると、測定時間間隔
t=TでのABRバッファのキュー長の分散はσ
2(T)T2で与えられ、測定時間間隔tに関して図5の
ように振舞うことがわかっている。これに基づいて、定
数αを
8. Assuming that the queue length of the ABR buffer at the measurement time interval t = 0 is known, the variance of the queue length of the ABR buffer at the measurement time interval t = T is σ.
2 (T) is given by T 2, have been found to behave as in FIG. 5 with respect to the measurement time interval t. Based on this, the constant α

【数23】 と算出する。[Equation 23] And calculate.

【0050】9. σ2(1)は9. σ 2 (1) is

【数24】 と算出され、GCRAのBTや周期トラヒックモデルの
レートパラメータxiに依らず算出することができる。
なお、σ2(1)=ρh(1−ρh)とする方法も考えら
れる。
[Equation 24] Can be calculated without depending on the BT of GCRA or the rate parameter x i of the periodic traffic model.
A method of setting σ 2 (1) = ρ h (1-ρ h ) is also possible.

【0051】10. 図5においてσ2(1)t2と定数
αとの交点をt=T1とすると、T1
10. In FIG. 5, assuming that the intersection of σ 2 (1) t 2 and the constant α is t = T 1 , T 1 is

【数25】 と算出される。 11. ABRバッファのキュー長の分散を、t∈
[0,T1)については σ2(1)t2 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・(22) とし、t∈[T1,∞)については α ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(23) として近似することにする。この近似は過大(安全側)
評価である。
[Equation 25] Is calculated. 11. The distribution of the queue length of the ABR buffer is tε
For [0, T 1 ) we have σ 2 (1) t 2 ··· (22) and for t ∈ [T 1 , ∞) α ·・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ (23) will be approximated. This approximation is excessive (safe side)
It is an evaluation.

【0052】12. 時刻tにABRバッファのキュー
長が、区間[q,q+dq)にある確率をP(q,t)
dqとする。なお、初期状態としてP(q,0)=δ
(q)とする。ここで、δはディラックのデルタ関数で
ある。次に、P(q,t)が満たすべき方程式として、
Fokker−Plank方程式
12. At time t, the probability that the queue length of the ABR buffer is in the interval [q, q + dq) is P (q, t).
Let dq. As an initial state, P (q, 0) = δ
(Q). Here, δ is a Dirac delta function. Next, as an equation that P (q, t) should satisfy,
Fokker-Plan c k equation

【数26】 を考える。[Equation 26] think of.

【0053】この式において、右辺の第1項は決定論的
なドリフト(drift)運動を記述し、右辺の第2項は確
率論的な拡散運動を記述する。また、A(q,t)≡−
(1−ρa−ρh)とし、B(q,t)については、手続
き11.に記述したAllan分散に基づくABRバッ
ファのキュー長の分散の近似を示す式(22)および式
(23)から、
In this equation, the first term on the right-hand side describes a deterministic drift motion and the second term on the right-hand side describes a stochastic diffusion motion. Also, A (q, t) ≡−
(1-ρ a −ρ h ), and regarding B (q, t), the procedure 11. From Equations (22) and (23) showing approximation of queue length variance of ABR buffer based on Allan variance described in

【数27】 とする。[Equation 27] And

【0054】そして、取り扱いを簡単にするため、AB
Rバッファ容量に対応する境界条件を置かずに式(2
4)を解くと、0≦t<T1では
In order to simplify the handling, AB
Without setting the boundary condition corresponding to the R buffer capacity, the formula (2
Solving 4), if 0 ≦ t <T 1 ,

【数28】 となり、T1≦tでは[Equation 28] And when T 1 ≤t

【数29】 という解を得る。このように、いずれの場合も、P
(q,t)がqに関して正規分布になっている。
[Equation 29] Get the solution. Thus, in any case, P
(Q, t) has a normal distribution with respect to q.

【0055】13. 時刻t=Tのときに重輻輳状態に
陥っている確率を
13. The probability of falling into heavy congestion at time t = T

【数30】 として、一般に重輻輳状態に至る確率をP* loss≡ma
tloss(t)として近似する。T1<T0であれば、
明らかにP* loss=Ploss(T0)である。また、T1
0の場合は、式(25)を標準正規分布に変換したと
きに、l1 #→{l1 #+(1−ρa−ρh)t}/(σ
(1)t)となって、これはtが増加するにつれて減少
することから、P* loss=Ploss(T1)とすればよい。
[Equation 30] As a general rule, the probability of reaching a heavy congestion state is P * loss ≡ ma
It is approximated as x t P loss (t). If T 1 <T 0 ,
Clearly P * loss = P loss (T 0 ). Also, T 1
In the case of T 0 , when the equation (25) is converted into the standard normal distribution, l 1 # → {l 1 # + (1-ρ a −ρ h ) t} / (σ
(1) t), which decreases as t increases, so P * loss = P loss (T 1 ).

【0056】従って、実際にはT*=max(T0
1)を求めて、そこから得られるP(q,T*)を標準
正規分布に変換し、その変換に伴うl1 #の像l1 *
Therefore, in reality, T * = max (T 0 ,
T 1 ), P (q, T * ) obtained therefrom is transformed into a standard normal distribution, and the image l 1 * of l 1 # resulting from the transformation is converted.

【数31】 として求める。 14. l1 *≧q*であれば空き帯域が十分であると判
断し、l1 *<q*であれば不十分と判断する(ステップ
SB3)。そして、図1のに示すように、空き帯域推
定処理部4は、この結果を呼制御部3に通知する。
[Equation 31] Ask as. 14. If l 1 * ≧ q * , it is determined that the free band is sufficient, and if l 1 * <q * , it is determined that it is insufficient (step SB3). Then, as shown in FIG. 1, the free band estimation processing unit 4 notifies the call control unit 3 of this result.

【0057】15. ABRコネクション受付処理後、
優先クラスコネクションの増減の際に、優先クラスコネ
クションのPCR Pi、SCR SiおよびBT Biを得
て(図1に示す参照)、新たにl1を計算し直す。
15. After ABR connection acceptance processing,
When the number of priority class connections is increased or decreased, PCR P i , SCR S i and BT B i of the priority class connections are obtained (see FIG. 1), and l 1 is newly calculated.

【0058】16. 新たに計算したl1が、ABRコ
ネクション受付時に決められた品質規定値による値q0
と等しくなるように、即ち q0=l1 となるようにT0を選び直す。このことはl1を、max
(T0,T1)=T1であれば、
16. The newly calculated l 1 is the value q 0 according to the quality regulation value determined when the ABR connection is accepted.
T 0 is reselected to be equal to, that is, q 0 = l 1 . This means l 1 is max
If (T 0 , T 1 ) = T 1 ,

【数32】 max(T0,T1)=T0であれば、[Equation 32] If max (T 0 , T 1 ) = T 0 , then

【数33】 と選び直すこと、即ち輻輳判定閾値を変化させることに
対応している。
[Expression 33] And reselecting, that is, changing the congestion determination threshold value.

【0059】17. 新たなl1=l1 c+l1 #に基づき
ABRバッファの輻輳判定閾値を変更する(図1に示す
参照)。 18. 優先クラスコネクションの増減がある度に、先
に述べた手続き4.以降の処理を繰り返す。 以上の手続きにより、ABRコネクション受付時の通信
品質を、その後の優先クラスコネクションの増減に関わ
らずに保証することが可能になる。
17. The congestion determination threshold of the ABR buffer is changed based on the new l 1 = l 1 c + l 1 # (see FIG. 1). 18. Every time the number of priority class connections increases or decreases, the above-mentioned procedure 4. The subsequent processing is repeated. With the above procedure, it is possible to guarantee the communication quality at the time of accepting an ABR connection regardless of the increase or decrease in the priority class connections thereafter.

【0060】以上、この発明の実施形態を図面を参照し
て詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限ら
れるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の
設計の変更等があってもこの発明に含まれる。
The embodiment of the present invention has been described in detail above with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and the design change and the like without departing from the gist of the present invention. Even this is included in this invention.

【0061】[0061]

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、ABRセルの流量をバッファに設定された閾値に基
づいて制御しているATM網において、該ATM網に接
続している優先クラスサービスの数が変化する度に、該
ATM網における伝送路の使用状況を求め、該伝送路使
用状況に応じて閾値を変化させるので、該バッファのオ
ーバーフローを回避しながら、その時点における最大の
セル流量でABRセルを送出することができる。この結
果、ABRサービス受付時の通信品質を、その後の優先
クラスサービスの接続数の増減に関わらずに保証するこ
とができる。
As described above, according to the present invention, in the ATM network in which the flow rate of the ABR cell is controlled based on the threshold value set in the buffer, the priority class service connected to the ATM network is provided. Each time the number of cells changes, the usage status of the transmission path in the ATM network is obtained, and the threshold value is changed according to the usage status of the transmission path. Therefore, while avoiding the overflow of the buffer, the maximum cell flow rate at that time is obtained. ABR cells can be sent at. As a result, the communication quality at the time of receiving the ABR service can be guaranteed regardless of the increase or decrease in the number of connections of the priority class service thereafter.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明によるABRセル流量制御方法を適用
したATM網の構成例を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of an ATM network to which an ABR cell flow rate control method according to the present invention is applied.

【図2】この発明の第1実施形態によるABRセル流量
制御方法の処理手順の一例を示すフローチャートであ
る。
FIG. 2 is a flowchart showing an example of a processing procedure of an ABR cell flow rate control method according to the first embodiment of the present invention.

【図3】この発明の第2実施形態によるABRセル流量
制御方法の処理手順の一例を示すフローチャートであ
る。
FIG. 3 is a flowchart showing an example of a processing procedure of an ABR cell flow rate control method according to a second embodiment of the present invention.

【図4】同実施形態におけるABR用セルバッファの構
成とその座標系を示す説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a configuration of an ABR cell buffer and its coordinate system in the same embodiment.

【図5】同実施形態において、ABRバッファのキュー
長の分散σ2(t)t2の振る舞いを示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing the behavior of the variance σ 2 (t) t 2 of the queue length of the ABR buffer in the same embodiment.

【図6】従来のATM網の構成例を示すブロック図であ
る。
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration example of a conventional ATM network.

【図7】ABRバッファの構成例を示す説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram showing a configuration example of an ABR buffer.

【図8】従来のABRセル流量制御方法の処理手順の一
例を示すフローチャートである。
FIG. 8 is a flowchart showing an example of a processing procedure of a conventional ABR cell flow rate control method.

【図9】ATMフォーラムのUNI仕様で規定されたG
CRAに従うトラヒックモデルの一例を示す説明図であ
る。
FIG. 9: G specified in the UNI specification of ATM Forum
It is explanatory drawing which shows an example of the traffic model according to CRA.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1……端末、 2……スイッチ、 2a……ABRバッ
ファ、3……呼制御部、 4,104……空き帯域推定
処理部、 5……伝送路、6……ATM網
1 ... Terminal, 2 ... Switch, 2a ... ABR buffer, 3 ... Call control unit, 4,104 ... Free band estimation processing unit, 5 ... Transmission line, 6 ... ATM network

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−154421(JP,A) 特開 平6−244858(JP,A) 特開 平9−102785(JP,A) 欧州特許出願公開639014(EP,A 1) 1995年信学通信大会,B−491 1995年信学総合大会,B−848 信学技報,SSE95−71 信学技報,SSE95−20 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04L 12/56 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) Reference JP-A-7-154421 (JP, A) JP-A-6-244858 (JP, A) JP-A-9-102785 (JP, A) European Patent Application Publication 639014 (EP, A 1) 1995 IEICE Communication Conference, B-491 1995 IEICE General Conference, B-848 IEICE Technical Report, SSE95-71 IEICE Technical Report, SSE95-20 (58) Fields investigated (Int .Cl. 7 , DB name) H04L 12/56

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ATM網内にバッファを設け、該バッフ
ァ内に貯まった伝送待ち状態のABRセルの量が閾値を
越えた場合には、該ATM網内での該ABRサービスに
よるセルの流量をMCRまで下げるABRセル流量制御
方法において、 前記ABRサービスよりも高優先度の優先クラスのユー
ザが呼設定要求時に申告するピークセルレート、サステ
ナブルセルレート、バーストトレランスの各申告パラメ
ータと、前記ABRサービスのユーザが呼設定要求時に
申告するミニマムセルレートを予め記憶し、 前記ATM網に接続している優先クラスサービスの数が
変化する度に、 変化した優先クラスサービスのピークセルレート、サス
テナブルセルレート、バーストトレランスを取得し、 前記サステナブルセルレートをもとに、優先クラスユー
ザによる帯域平均使用率を算出し、 前記ミニマムセルレートから算出したABRユーザによ
る帯域使用率と前記ABRサービス専用のセルバッファ
の容量から測定時間間隔を決定し、 前記測定時間間隔と前記優先クラスの申告パラメータを
もとに、優先クラスユーザによる帯域使用率の分散を算
出し、 前記優先クラスユーザによる帯域平均使用率と前記優先
クラスユーザによる帯域使用率の分散の総和をもとにし
て、ABRのバッファの待ちセル数の分布にCheby
shevの不等式を適用することにより、ARBバッフ
ァの輻輳検出からオーバーフローに至る確率を算出し、 該確率が所定の品質規定値と等しくなるように、ABR
バッファの前記閾値を変更することを特徴とするABR
セル流量制御方法。
1. A buffer is provided in an ATM network, and when the amount of ABR cells in the transmission waiting state accumulated in the buffer exceeds a threshold value, the flow rate of cells by the ABR service in the ATM network is changed. In an ABR cell flow rate control method for reducing to MCR, each of the peak cell rate, sustainable cell rate, and burst tolerance declaration parameters declared by a user in a priority class having a higher priority than the ABR service at the time of call setup request, and the ABR service The minimum cell rate that the user declares at the time of call setup request is stored in advance, and whenever the number of priority class services connected to the ATM network changes, the peak cell rate, sustainable cell rate, and burst of the changed priority class services are stored. Tolerance is obtained, and priority class user is based on the sustainable cell rate. The bandwidth average utilization rate by the A is calculated, the measurement time interval is determined from the bandwidth utilization rate by the ABR user calculated from the minimum cell rate and the capacity of the cell buffer dedicated to the ABR service, and the measurement time interval and the priority class Based on the declared parameters, the variance of the bandwidth usage rate by the priority class users is calculated, and based on the sum of the average bandwidth utilization rate by the priority class users and the variance of the bandwidth usage rates by the priority class users, the ABR Cheby in the distribution of the number of waiting cells in the buffer
By applying the Sev's inequality, the probability of ARB buffer congestion detection to overflow is calculated, and the ABR is adjusted so that the probability becomes equal to a predetermined quality regulation value.
ABR characterized by changing said threshold of buffer
Cell flow control method.
【請求項2】 ATM網内にバッファを設け、該バッフ
ァ内に貯まった伝送待ち状態のABRセルの量が閾値を
越えた場合には、該ATM網内での該ABRサービスに
よるセルの流量をMCRまで下げるABRセル流量制御
方法において、前記ABRサービスよりも高優先度の優
先クラスのユーザが呼設定要求時に申告するピークセル
レート、サステナブルセルレート、バーストトレランス
の各申告パラメータと、前記ABRサービスのユーザが
呼設定要求時に申告するミニマムセルレートを予め記憶
し、 前記ATM網に接続している優先クラスサービスの数が
変化する度に、 変化した優先クラスサービスのピークセルレート、サス
テナブルセルレート、バーストトレランスを取得し、 前記サステナブルセルレートをもとに、優先クラスユー
ザによる帯域平均使用率を算出し、 前記ミニマムセルレートから算出したABRユーザによ
る帯域使用率と前記ABRサービス専用のセルバッファ
の容量から測定時間間隔を決定し、 前記測定時間間隔と前記優先クラスの申告パラメータを
もとに、優先クラスユーザによる帯域使用率の分散を算
出し、 前記優先クラスユーザによる帯域平均使用率と前記優先
クラスユーザによる帯域使用率の分散の総和をもとにし
て、ABRのバッファの待ちセル数にFokker-Planck方
程式による拡散近似を適用することにより、ARBバッ
ファの輻輳検出からオーバーフローに至る確率を算出
し、 該確率が所定の品質規定値と等しくなるように、ABR
バッファの前記閾値を変更することを特徴とするABR
セル流量制御方法。
2. A buffer is provided in the ATM network, and when the amount of ABR cells in the transmission waiting state accumulated in the buffer exceeds a threshold value, the flow rate of cells by the ABR service in the ATM network is changed. In the ABR cell flow control method of reducing to MCR, each of the peak cell rate, sustainable cell rate, and burst tolerance declaration parameters declared by a user in a priority class having a higher priority than the ABR service at the time of call setup request, and the ABR service The minimum cell rate that the user declares at the time of call setup request is stored in advance, and whenever the number of priority class services connected to the ATM network changes, the peak cell rate, sustainable cell rate, and burst of the changed priority class services are stored. Tolerance is obtained, and priority class user is based on the sustainable cell rate. The bandwidth average utilization rate by the A is calculated, the measurement time interval is determined from the bandwidth utilization rate by the ABR user calculated from the minimum cell rate and the capacity of the cell buffer dedicated to the ABR service, and the measurement time interval and the priority class Based on the declared parameters, the variance of the bandwidth usage rate by the priority class users is calculated, and based on the sum of the average bandwidth utilization rate by the priority class users and the variance of the bandwidth usage rates by the priority class users, the ABR Fokker-Planck method for the number of waiting cells in the buffer
By applying the diffusion approximation according to the equation , the probability from the congestion detection of the ARB buffer to the overflow is calculated, and the ABR is adjusted so that the probability becomes equal to a predetermined quality regulation value.
ABR characterized by changing said threshold of buffer
Cell flow control method.
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1995年信学通信大会,B−491
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