JP3464149B2 - ATM communication device and congestion avoidance method - Google Patents

ATM communication device and congestion avoidance method

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JP3464149B2
JP3464149B2 JP21295698A JP21295698A JP3464149B2 JP 3464149 B2 JP3464149 B2 JP 3464149B2 JP 21295698 A JP21295698 A JP 21295698A JP 21295698 A JP21295698 A JP 21295698A JP 3464149 B2 JP3464149 B2 JP 3464149B2
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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】本発明はATM(Asynchronou
s Transfer Mode)に利用する。本発明は送受信端末間で
中継ノードを介してセルを双方向に転送するATM網に
おける中継ノードの輻輳回避技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to ATM (Asynchronou).
s Transfer Mode). The present invention relates to a relay node congestion avoidance technique in an ATM network in which cells are bidirectionally transferred between a transmitting / receiving terminal via a relay node.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のATM通信装置を図5ないし図1
0を参照して説明する。図5は第一の従来例のATM通
信装置の要部ブロック構成図である。図6は第一の従来
例のATM通信装置の輻輳予測検出回路の要部ブロック
構成図である。図7はセル構造を示す図である。図8は
第二の従来例のATM通信装置の要部ブロック構成図で
ある。図9は第二の従来例のATM通信装置の輻輳検出
回路の要部ブロック構成図である。図10は第三の従来
例のATM通信装置の要部ブロック構成図である。
2. Description of the Related Art A conventional ATM communication device is shown in FIGS.
This will be described with reference to 0. FIG. 5 is a block diagram of a main part of an ATM communication device of a first conventional example. FIG. 6 is a block diagram of a main part of a congestion prediction detection circuit of an ATM communication device of a first conventional example. FIG. 7 is a diagram showing a cell structure. FIG. 8 is a block diagram of the essential parts of a second conventional ATM communication device. FIG. 9 is a block diagram of a main part of a congestion detection circuit of a second conventional ATM communication device. FIG. 10 is a block diagram of the essential parts of a third conventional ATM communication apparatus.

【0003】(第一の従来例)第一の従来例を図5ない
し図7を参照して説明する。第一の従来例は特開平6−
318955号公報に開示されている。図5において、
符号1−1、符号1−2は送信端末、符号2はセル発生
回路、符号3はバッファ、符号4はセル送出制御回路、
符号5は輻輳予測信号検出回路、符号6および符号7は
中継ノード、符号8はバッファ、符号9は輻輳予測検出
回路、符号10は経路選択回路、符号11は輻輳予測信
号挿入回路、符号12−1、12−2は受信端末、符号
13はバッファ、符号14はセル受信回路、符号15は
輻輳予測信号搬送セル発生回路、符号16は伝送路であ
る。
(First Conventional Example) A first conventional example will be described with reference to FIGS. The first conventional example is JP-A-6-
It is disclosed in Japanese Patent No. 318955. In FIG.
Reference numerals 1-1 and 1-2 are transmission terminals, reference numeral 2 is a cell generation circuit, reference numeral 3 is a buffer, reference numeral 4 is a cell transmission control circuit,
Reference numeral 5 is a congestion prediction signal detection circuit, reference numerals 6 and 7 are relay nodes, reference numeral 8 is a buffer, reference numeral 9 is a congestion prediction detection circuit, reference numeral 10 is a route selection circuit, reference numeral 11 is a congestion prediction signal insertion circuit, and reference numeral 12- Reference numerals 1 and 12-2 are receiving terminals, reference numeral 13 is a buffer, reference numeral 14 is a cell receiving circuit, reference numeral 15 is a congestion prediction signal carrying cell generating circuit, and reference numeral 16 is a transmission line.

【0004】送信端末1−1、1−2はそれぞれ受信端
末12−1、12−2に接続されている。図5は送信端
末1−1、1−2より受信端末12−1、12−2にデ
ータセルを送る片方向通信の場合を示しており、逆方向
通信は省略されている。
The transmitting terminals 1-1 and 1-2 are connected to the receiving terminals 12-1 and 12-2, respectively. FIG. 5 shows a case of one-way communication in which data cells are transmitted from the transmitting terminals 1-1, 1-2 to the receiving terminals 12-1, 12-2, and the reverse communication is omitted.

【0005】セル発生回路2より送られたセルはバッフ
ァ3に一時的に蓄積され、セル送出制御回路4の制御に
したがって、次式に示される速度Yで読み出される。
The cells sent from the cell generation circuit 2 are temporarily stored in the buffer 3 and are read out at the speed Y shown in the following equation under the control of the cell sending control circuit 4.

【0006】 Y=ICR×exp(β′×T) …(1) β′=(Ln(PCR/ICR))T/Tmax ただし、Y:送出セル速度(bit/sec) ICR:初速度(bit/sec) β′:加速比係数(1/sec) T:入力を経過時間とし、出力をセル速度とするルック
アップテーブル上の経過時間(sec) Tmax:輻輳予測信号を受信せずにICRからPCR
に到達するのに要する時間 PCR:ピークセルレート(bit/sec) Ln:自然対数 送信端末1−1、1−2より送出されるセル速度は、初
速度ICRが最小速度MCRに設定され、式(1)に示
されるように加速比(単位時間当たりのセル速度増加比
率)にしたがって制限されているため、中継ノード6で
輻輳の前兆を検出することが可能になる。以下では、輻
輳の前兆を検出することを輻輳予測という。
Y = ICR × exp (β ′ × T) (1) β ′ = (Ln (PCR / ICR)) T / Tmax where Y: sending cell speed (bit / sec) ICR: initial speed (bit) / Sec) β ': Acceleration ratio coefficient (1 / sec) T: Elapsed time on a look-up table with input as elapsed time and output as cell speed (sec) Tmax: From ICR without receiving congestion prediction signal PCR
Time required to reach PCR: Peak cell rate (bit / sec) Ln: Natural logarithm The cell rate transmitted from the transmission terminals 1-1, 1-2 is set by setting the initial rate ICR to the minimum rate MCR. Since it is limited according to the acceleration ratio (cell speed increase ratio per unit time) as shown in (1), it becomes possible for the relay node 6 to detect a precursor of congestion. Hereinafter, detecting a precursor of congestion is referred to as congestion prediction.

【0007】バッファ3より読み出されたセルは伝送路
16により中継ノード6に送られる。中継ノード6のバ
ッファ8に蓄積されたセルは、伝送路速度で読み出され
る。この読み出されたセル速度にしたがって、輻輳予測
検出回路9により伝送路の輻輳予測を次式により行う。
The cells read from the buffer 3 are sent to the relay node 6 via the transmission line 16. The cells accumulated in the buffer 8 of the relay node 6 are read at the transmission line speed. According to the read cell speed, the congestion prediction detection circuit 9 predicts the congestion of the transmission line by the following equation.

【0008】 V=VC ×exp(β′×D1) …(2) ただし、V:輻輳予測速度(bit/sec) VC :現在の伝送路のセル速度(bit/sec) D1:送信端末1−1および1−2と中継ノード6との
間のセルの往復伝播遅延時間(sec) (2)式において輻輳予測速度Vが伝送路の許容セル速
度(Vmax)を超すとき、すわなち、 VC >Vmax×exp(−β′×D1) の場合には、輻輳予測検出回路9は輻輳予測有りと判断
する。
V = V C × exp (β ′ × D1) (2) where V: Congestion predicted speed (bit / sec) V C : Current transmission line cell speed (bit / sec) D 1: Transmission terminal Round-trip propagation delay time (sec) of cells between 1-1 and 1-2 and the relay node 6 When the congestion prediction speed V exceeds the allowable cell speed (Vmax) of the transmission path in the formula (2), that is, , V C > Vmax × exp (−β ′ × D1), the congestion prediction detection circuit 9 determines that there is congestion prediction.

【0009】輻輳予測検出回路9は、図6に示すよう
に、比較器61、演算器62、D値メモリ63、レート
測定器64から構成される。レート測定器64は、バッ
ファ8の出力伝送路を監視することにより、現在の伝送
路のセル速度VC を測定する。また、D値メモリ63に
は、送信端末1−1および1−2と中継ノード6との間
のセルの往復伝播遅延時間であるD1の値が格納されて
おり、このD1の値は演算器62に供給され、演算器6
2では Vmax×exp(−β′×D1) が求められる。
As shown in FIG. 6, the congestion prediction detection circuit 9 comprises a comparator 61, a computing unit 62, a D value memory 63, and a rate measuring unit 64. The rate measuring device 64 measures the cell speed V C of the current transmission line by monitoring the output transmission line of the buffer 8. Further, the D value memory 63 stores the value of D1 which is the round trip propagation delay time of the cell between the transmission terminals 1-1 and 1-2 and the relay node 6, and the value of this D1 is an arithmetic unit. 62 is supplied to the arithmetic unit 6
2, Vmax × exp (−β ′ × D1) is obtained.

【0010】さらに、比較器61によりVmax×ex
p(−β×D1)の値と現在の伝送路のセル速度VC
が比較される。その比較結果として現在の伝送路のセル
速度VC がVmax×exp(−β′×D1)を超すと
きに、輻輳予測検出回路9は輻輳予測有りと判断する。
Further, by the comparator 61, Vmax × ex
The value of p (-β × D1) is compared with the current cell rate V C of the transmission line. As a result of the comparison, when the current cell speed V C of the transmission path exceeds Vmax × exp (−β ′ × D1), the congestion prediction detection circuit 9 determines that there is congestion prediction.

【0011】輻輳予測検出回路9は輻輳前兆有りと判断
した場合には、輻輳予測信号挿入回路11において逆方
向に流れる輻輳予測信号搬送セルに輻輳予測信号を挿入
する。輻輳予測信号が挿入された輻輳予測信号搬送セル
は経路選択回路10により対地別に振り分けられて、送
信端末1−1および1−2の輻輳予測信号検出回路5に
送られる。セルの構成は図7に示すとおりであり、輻輳
予測信号搬送セルのペイロード領域70に輻輳予測信号
が挿入される。
When the congestion prediction detection circuit 9 determines that there is a sign of congestion, the congestion prediction signal insertion circuit 11 inserts the congestion prediction signal into the congestion prediction signal carrying cell flowing in the reverse direction. The congestion prediction signal carrying cell in which the congestion prediction signal is inserted is sorted by the route selection circuit 10 according to the ground, and sent to the congestion prediction signal detection circuit 5 of the transmission terminals 1-1 and 1-2. The cell configuration is as shown in FIG. 7, and the congestion prediction signal is inserted into the payload area 70 of the congestion prediction signal carrying cell.

【0012】輻輳予測信号検出回路5は輻輳予測信号を
検出するとその旨をセル送出制御回路4に通知する。セ
ル送出制御回路4は、その旨を受信すると、式(1)に
示したルックアップテーブル上の経過時間TをT×γ
(γ:減速係数(<1))に変更してセル速度を減少す
る。セル速度を減少後は(1)式にしたがってセル速度
を増加する。
When the congestion prediction signal detection circuit 5 detects the congestion prediction signal, it notifies the cell transmission control circuit 4 to that effect. When the cell transmission control circuit 4 receives the message, the cell transmission control circuit 4 changes the elapsed time T on the look-up table shown in Expression (1) to T × γ.
(Γ: deceleration coefficient (<1)) to reduce the cell speed. After decreasing the cell speed, the cell speed is increased according to the equation (1).

【0013】一方、中継ノード6のバッファ8より読み
出されたセルは、伝送路16により中継ノード7のバッ
ファ8に送られる。バッファ8に一時的に蓄積されたセ
ルは経路選択回路10により振り分けられ、受信端末1
2−1および12−2のバッファ13に送られる。バッ
ファ13に一時的に蓄積されたセルはセル受信回路14
に送られる。受信端末12−1および12−2は輻輳予
測信号搬送セル発生回路15により、輻輳予測信号搬送
セルを一定周期以下で発生する。受信端末12−1およ
び12−2より送られた輻輳予測信号搬送セルは中継ノ
ード7を介して中継ノード6に送られる。
On the other hand, the cell read from the buffer 8 of the relay node 6 is sent to the buffer 8 of the relay node 7 through the transmission line 16. The cells temporarily stored in the buffer 8 are sorted by the route selection circuit 10, and the receiving terminal 1
It is sent to the buffer 13 of 2-1 and 12-2. The cells temporarily stored in the buffer 13 are the cell reception circuit 14
Sent to. In the receiving terminals 12-1 and 12-2, the congestion prediction signal carrying cell generation circuit 15 generates congestion prediction signal carrying cells within a fixed period. The congestion prediction signal carrying cells sent from the receiving terminals 12-1 and 12-2 are sent to the relay node 6 via the relay node 7.

【0014】(第二の従来例)第二の従来例を図8およ
び図9を参照して説明する。図8は第二の従来例のAT
M通信装置の要部ブロック構成図である。図9は第二の
従来例の輻輳検出回路の要部ブロック構成図である。第
二の従来例はATMForumで検討されている輻輳回
避技術である。図8において、符号20−1、20−2
は送信端末、符号21はセル送出制御回路、符号22は
RMセル受信回路、符号23はRMセル送出回路、符号
24は中継ノード、符号25はバッファ、符号26は輻
輳検出回路、符号27は輻輳検出信号挿入回路、符号2
8−1、28−2は受信端末、符号29はRMセルルー
プバック回路である。送信端末20−1、20−2はそ
れぞれ受信端末28−1、28−2に接続されている。
(Second Conventional Example) A second conventional example will be described with reference to FIGS. 8 and 9. FIG. 8 shows an AT of the second conventional example.
It is a principal part block block diagram of M communication apparatus. FIG. 9 is a block diagram of a main part of a congestion detection circuit of a second conventional example. The second conventional example is a congestion avoidance technique studied by ATM Forum. In FIG. 8, reference numerals 20-1 and 20-2
Is a transmission terminal, 21 is a cell transmission control circuit, 22 is an RM cell reception circuit, 23 is an RM cell transmission circuit, 24 is a relay node, 25 is a buffer, 26 is a congestion detection circuit, and 27 is congestion. Detection signal insertion circuit, code 2
Reference numerals 8-1 and 28-2 are receiving terminals, and reference numeral 29 is an RM cell loopback circuit. The transmitting terminals 20-1 and 20-2 are connected to the receiving terminals 28-1 and 28-2, respectively.

【0015】セル発生回路2より送出されたデータセル
は一時的にバッファ3に蓄積された後、セル送出制御回
路21の制御にしたがってバッファ3より読み出され
る。バッファ3の出力セル速度はそのセル間隔がL/A
CR(L:セル長、ACR:現在のセル速度)になるよ
うに制御される。セル送出制御回路21はバッファ3よ
りNrm−1個(Nrm:RMセル間に挟まれて送られ
るデータのセル数+1)のデータセルを読み出す毎に制
御信号をRMセル送出回路23に送り、RMセル送出回
路23より1個のRMセルを送出させる。現在のセル速
度ACR(bit/sec)は、RMセル受信回路22
が輻輳信号を含まないRMセルを受信した場合は、次式
で示されるようにセル速度を増加させる。
The data cells sent from the cell generating circuit 2 are temporarily stored in the buffer 3 and then read from the buffer 3 under the control of the cell sending control circuit 21. The output cell speed of the buffer 3 is such that the cell interval is L / A.
It is controlled to be CR (L: cell length, ACR: current cell rate). The cell transmission control circuit 21 transmits a control signal to the RM cell transmission circuit 23 every time it reads Nrm−1 (Nrm: the number of cells of data transmitted between NRM cells + 1) data from the buffer 3 to the RM cell transmission circuit 23. The cell sending circuit 23 sends one RM cell. The current cell rate ACR (bit / sec) is calculated by the RM cell receiving circuit 22.
When the RM cell does not include the congestion signal, the cell speed is increased as shown by the following equation.

【0016】 ACR=ACR+RIF×PCR …(3) ただし、ACR:現在のセル速度(bit/sec) RIF:レート増加係数 また、現在のセル速度ACRは、RMセル受信回路22
が輻輳検出信号を含むRMセルを受信した場合は、次式
で示されるようにセル速度を減少させる。
ACR = ACR + RIF × PCR (3) where ACR: current cell rate (bit / sec) RIF: rate increase coefficient Further, the current cell rate ACR is the RM cell receiving circuit 22.
When the RM cell containing the congestion detection signal is received, the cell speed is reduced as shown by the following equation.

【0017】 ACR=ACR−RDF×ACR …(4) ただし、RDF:レート減少係数 セル送出制御回路21は、送信端末20−1および20
−2からのデータセル送出開始時には、現在のセル速度
ACRをICR(初速度)に設定する。
ACR = ACR-RDF × ACR (4) However, RDF: rate reduction coefficient cell transmission control circuit 21 is used for transmitting terminals 20-1 and 20.
At the start of data cell transmission from -2, the current cell rate ACR is set to ICR (initial rate).

【0018】バッファ3より読み出されたデータセルと
RMセル送出回路23より送出されたRMセルは伝送路
16により中継ノード24のバッファ25に送られる。
バッファ25に一時的に蓄積されたデータセルとRMセ
ルは伝送路速度で読み出される。輻輳検出回路26はバ
ッファ25の蓄積セル量を監視しており、その蓄積セル
量(キュー長)がスレッショルドを超えた場合にはバッ
ファ25が輻輳であると判断し、その旨を輻輳検出信号
挿入回路27に通知する。輻輳検出回路26は、図9に
示すように、比較器51およびバッファ閾値メモリ52
から構成される。
The data cells read from the buffer 3 and the RM cells sent from the RM cell sending circuit 23 are sent to the buffer 25 of the relay node 24 through the transmission line 16.
The data cells and RM cells temporarily stored in the buffer 25 are read at the transmission line speed. The congestion detection circuit 26 monitors the amount of accumulated cells in the buffer 25. When the amount of accumulated cells (queue length) exceeds the threshold, the congestion detecting circuit 26 determines that the buffer 25 is congested and inserts a congestion detection signal to that effect. Notify the circuit 27. As shown in FIG. 9, the congestion detection circuit 26 includes a comparator 51 and a buffer threshold memory 52.
Composed of.

【0019】輻輳検出信号挿入回路27は、受信端末2
8−1および28−2でループバックされてきたRMセ
ルに輻輳検出信号を挿入する。輻輳検出信号が挿入され
たRMセルまたは輻輳検出信号が挿入されないRMセル
は経路選択回路10により振り分けられ、送信端末20
−1および20−2のRMセル受信回路22に送られ
る。
The congestion detection signal insertion circuit 27 is used by the receiving terminal 2
A congestion detection signal is inserted into the RM cell looped back in 8-1 and 28-2. The RM cell in which the congestion detection signal is inserted or the RM cell in which the congestion detection signal is not inserted is distributed by the route selection circuit 10, and the transmission terminal 20
-1 and 20-2 to the RM cell receiving circuit 22.

【0020】一方、バッファ25より読み出されたデー
タセルおよびRMセルは中継ノード7のバッファ8、経
路選択回路10を介して、受信端末28−1および28
−2に送られる。受信端末28−1および28−2で
は、RMセルのみをRMセルループバック回路29によ
りループバックする。ループバックされたRMセルは中
継ノード7を介して、中継ノード24に送られる。
On the other hand, the data cells and RM cells read from the buffer 25 are received by the receiving terminals 28-1 and 28 via the buffer 8 and the route selection circuit 10 of the relay node 7.
-2 is sent. In the receiving terminals 28-1 and 28-2, only the RM cell is looped back by the RM cell loopback circuit 29. The looped-back RM cell is sent to the relay node 24 via the relay node 7.

【0021】(第三の従来例)第三の従来例を図10を
参照して説明する。図10は第三の従来例のATM通信
装置の要部ブロック構成図である。第三の従来例も第二
の従来例と同様に、ATMForumで検討されている
輻輳回避技術である。図10において、符号42は中継
ノード、符号43は輻輳検出信号付け替えおよびRMセ
ルループバック回路、符号41は輻輳検出信号挿入回
路、符号39−1および符号39−2は受信端末であ
る。送信端末20−1、20−2はそれぞれ受信端末3
9−1、39−2に接続されている。
(Third Conventional Example) A third conventional example will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a block diagram of the essential parts of a third conventional ATM communication apparatus. Similarly to the second conventional example, the third conventional example is also a congestion avoidance technique being studied by ATM Forum. In FIG. 10, reference numeral 42 is a relay node, reference numeral 43 is a congestion detection signal replacement and RM cell loopback circuit, reference numeral 41 is a congestion detection signal insertion circuit, and reference numerals 39-1 and 39-2 are receiving terminals. The transmitting terminals 20-1 and 20-2 are the receiving terminals 3 respectively.
9-1 and 39-2.

【0022】送信端末20−1、20−2、中継ノード
7は第二の従来例の図8と同じである。また、中継ノー
ド42は輻輳検出信号挿入回路41を除いて第二の従来
例の図8と同じである。
The transmission terminals 20-1, 20-2 and the relay node 7 are the same as those in the second conventional example shown in FIG. The relay node 42 is the same as that of the second conventional example shown in FIG. 8 except for the congestion detection signal insertion circuit 41.

【0023】輻輳検出回路26は、バッファ25が輻輳
であると判断するとその旨を輻輳検出信号挿入回路41
に通知する。輻輳検出信号挿入回路41はその旨を受信
すると右方向に流れるデータセルのヘッダのPT領域に
輻輳検出信号を挿入する。セルの構成は図7に示すとお
りであり、データセルのPT領域71に輻輳検出信号が
挿入される。
When the congestion detection circuit 26 determines that the buffer 25 is congested, the congestion detection signal insertion circuit 41 indicates that fact.
To notify. When the congestion detection signal insertion circuit 41 receives the message, the congestion detection signal insertion circuit 41 inserts the congestion detection signal into the PT area of the header of the data cell flowing to the right. The cell configuration is as shown in FIG. 7, and the congestion detection signal is inserted in the PT area 71 of the data cell.

【0024】受信端末39−1および39−2の輻輳検
出信号付け替えおよびRMセルループバック回路43は
受信したRMセルをループバックするとともに、ループ
バックしたRMセルに受信した最後のデータセルのヘッ
ダ内の輻輳検出信号を付け替える。
The congestion detection signal replacement and RM cell loopback circuit 43 of the receiving terminals 39-1 and 39-2 loops back the received RM cell and, in the header of the last data cell received in the looped-back RM cell. Replace the congestion detection signal of.

【0025】[0025]

【発明が解決しようとする課題】このように、第一の従
来例では、送信端末1−1および1−2が初速度(IC
R)を最小速度(MCR)に設定してから加速比係数
β′によるセル加速比制限にしたがってセルを送出し、
中継ノード6が輻輳予測を行うとともに、送信端末1−
1および1−2と中継ノード6との間のセルの往復伝播
遅延時間D1を考慮し、網の大きさに応じた最適な輻輳
回避制御を行うことができるため、中継ノード6でのセ
ル廃棄が無く、中継ノード6のバッファ8は少ないメモ
リ量でよいという利点がある。しかし、第二および第三
の従来例に比較すると、伝送路を二つの送信端末1−1
および1−2が公平使用するまでの過渡時間が大きい欠
点がある。
As described above, in the first conventional example, the transmission terminals 1-1 and 1-2 have the initial speed (IC
R) is set to the minimum speed (MCR), and then the cells are transmitted according to the cell acceleration ratio limitation by the acceleration ratio coefficient β '.
The relay node 6 predicts congestion, and the transmission terminal 1-
1 and 1-2 and the round trip propagation delay time D1 of the cell between the relay node 6 are taken into consideration, it is possible to perform the optimal congestion avoidance control according to the size of the network. Therefore, the cell discard at the relay node 6 is performed. There is no advantage, and the buffer 8 of the relay node 6 has an advantage of requiring a small memory amount. However, in comparison with the second and third conventional examples, the transmission line is divided into two transmitting terminals 1-1.
And 1-2 have a drawback that the transition time until fair use is long.

【0026】ここで、伝送路の公平使用とは、例えば、
特定の送信端末だけが輻輳を招くような高いセル送出レ
ートでセルの送出を行ったり、あるいは、特定の送信端
末だけが輻輳を回避する理由で、低いセル送出レートを
要求されたりすることなく、全ての送信端末が同等の条
件の元で伝送路を使用することである。また、データの
送受信毎に端末間で設定されるパスの形態によって特定
の送信端末がセル送出レートの制約を受けたりすること
がないことも伝送路の公平使用の条件である。
Here, the fair use of the transmission line means, for example,
Only a specific transmitting terminal sends cells at a high cell sending rate that causes congestion, or, because only a specific sending terminal avoids congestion, a low cell sending rate is not required, and That is, all the transmitting terminals use the transmission path under the same condition. Further, it is also a condition for fair use of the transmission path that the particular transmission terminal is not restricted by the cell transmission rate depending on the form of the path set between the terminals for each transmission / reception of data.

【0027】また、伝送路を公平使用するまでの過渡時
間とは、例えば、複数の送信端末の内、送信端末iが輻
輳を招くレートでセルを送出したときに、その送信端末
iのセル送出レートを減少させる輻輳回避制御を行う
が、このとき、輻輳予測を行ってから実際に送信端末i
のセル送出レートが減少されるまでの間は、送信端末i
は他の送信端末と比較すると不公平に伝送路を使用して
いることになる。この不公平の期間が過渡時間である。
また、逆の場合として、輻輳を回避する理由でセル送出
レートを減少させられている送信端末jがあるとき、輻
輳を招く可能性がなくなったにもかかわらず、送信端末
jは未だ、他の送信端末と比較すると不公平な低いセル
送出レートのまま、セル送出を続けている期間が過渡時
間である。
Further, the transient time until fair use of the transmission path is, for example, when a transmitting terminal i among a plurality of transmitting terminals transmits a cell at a rate that causes congestion, cell transmission of the transmitting terminal i. Congestion avoidance control is performed to reduce the rate. At this time, the transmission terminal i
Until the cell transmission rate of
Means that the transmission line is used unfairly compared to other transmission terminals. This period of unfairness is the transition time.
In the opposite case, when there is a transmitting terminal j whose cell transmission rate is reduced for the purpose of avoiding congestion, the transmitting terminal j is not The period during which cell transmission is continued at a low cell transmission rate, which is unfair compared to the transmission terminal, is the transition time.

【0028】図11は経過時間とスループットとの関係
を示す図であり、横軸に経過時間をとり、縦軸にスルー
プットをとる。図12は公平性に至る過渡時間と減速係
数との関係を示す図であり、横軸に減速係数をとり、縦
軸に公平性に至る過渡時間をとる。図11および図12
は、第一の従来例において、送信端末1−1がセル送出
開始後、0.7sec後に送信端末1−2がセル送出を
開始した場合の伝送路を公平使用するまでの過渡特性の
シミュレーション結果である。シミュレーション条件は
以下のとおりである。
FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the elapsed time and the throughput. The horizontal axis shows the elapsed time and the vertical axis shows the throughput. FIG. 12 is a diagram showing the relationship between the transition time to reach fairness and the deceleration coefficient. The abscissa represents the deceleration coefficient and the ordinate represents the transition time to reach fairness. 11 and 12
In the first conventional example, is a simulation result of the transient characteristics until the transmission terminal 1-1 starts cell transmission and then the transmission terminal 1-2 starts cell transmission 0.7 seconds before fair use of the transmission path. Is. The simulation conditions are as follows.

【0029】伝送路16の許容セル速度Vmax:15
0Mbit/sec×0.95 送信端末1−1および1−2の初速度ICR:300k
bit/sec 加速比係数β′:10.8,21.59 減速係数γ:0.9,0.95,0.97 送信端末1−1および1−2と輻輳予測ノード(中継ノ
ード6)との距離:300km 図11は中継ノード6のバッファ8の右方向の出力伝送
路16の公平使用に至る過渡特性を示したもので、符号
17は送信端末1−1の出力、符号18は送信端末1−
2の出力、符号19は中継ノード6のバッファ8の出力
を示す。図12は、送信端末1−2がセル送出を開始し
てからその出力のスループットが公平状態の90%に到
達するまでに要した過渡時間を示す。これより過渡時間
は、β′=21.59では0.8sec,β=10.8
では1.6sec程度と大きく、減速係数γにあまり依
存しないことがわかる。
Allowable cell speed Vmax of the transmission line 16: 15
0Mbit / sec × 0.95 Initial speed ICR of transmitting terminals 1-1 and 1-2: 300k
bit / sec Acceleration ratio coefficient β ′: 10.8, 21.59 Deceleration coefficient γ: 0.9, 0.95, 0.97 Transmission terminals 1-1 and 1-2, and congestion prediction node (relay node 6) Distance: 300 km. FIG. 11 shows the transient characteristics leading to fair use of the output transmission line 16 in the right direction of the buffer 8 of the relay node 6, where reference numeral 17 is the output of the transmitting terminal 1-1 and reference numeral 18 is the transmitting terminal. 1-
2 indicates the output of the buffer 8 of the relay node 6. FIG. 12 shows the transient time required from the start of the cell transmission by the transmitting terminal 1-2 until the output throughput reaches 90% of the fair state. From this, the transition time is 0.8 sec for β '= 21.59 and β = 10.8.
Is as large as about 1.6 sec, and it is understood that it does not depend so much on the deceleration coefficient γ.

【0030】これは、第二および第三の従来例で用いた
式(3)および式(4)によるセル速度制御が行われて
いないためである。すなわち、第一の従来例では、加速
比係数β′を用いて式(1)に示すような送出セル速度
によりセルを読み出しているために、第二および第三の
従来例で用いたレート増加係数RIFおよびレート減少
係数RDFを用いることができない。つまり、 β′=(Ln(PCR/ICR))T/Tmax であり、加速比係数β′は、上式のように、ピークセル
レートPCRおよび初速度ICRおよび輻輳予測信号を
受信せずにICRからPCRに至る経過時間Tmaxに
より表され、第一の従来例の加速比係数β′と、第二お
よび第三の従来例のレート増加係数RIFおよびレート
減少係数RDFとは相互に整合性がなく、これらの係数
を組み合わせて使用することは不可能である。
This is because the cell speed control according to the equations (3) and (4) used in the second and third conventional examples is not performed. That is, in the first conventional example, since the cells are read at the transmission cell speed as shown in the equation (1) using the acceleration ratio coefficient β ′, the rate increase used in the second and third conventional examples is increased. The coefficient RIF and the rate reduction coefficient RDF cannot be used. That is, β ′ = (Ln (PCR / ICR)) T / Tmax, and the acceleration ratio coefficient β ′ is, as shown in the above equation, the peak cell rate PCR, the initial rate ICR, and the ICR without receiving the congestion prediction signal. The acceleration ratio coefficient β ′ of the first conventional example and the rate increase coefficient RIF and the rate decrease coefficient RDF of the second and third conventional examples are not consistent with each other. , It is impossible to use these coefficients in combination.

【0031】また、第二の従来例では、ICR(初速
度)が大きい上に、中継ノードが現在の伝送路のセル速
度による輻輳予測検出ではなくバッファのキュー長によ
り輻輳検出しているため、送信端末20−1および20
−2の輻輳回避動作が間に合わずバッファ25でセル廃
棄される可能性がある。
Further, in the second conventional example, since the ICR (initial rate) is large and the relay node detects congestion based on the queue length of the buffer rather than the congestion prediction detection based on the cell rate of the current transmission line, Transmission terminals 20-1 and 20
There is a possibility that the congestion avoiding operation of -2 will not be in time and the cells will be discarded in the buffer 25.

【0032】第三の従来例もICR(初速度)が大きい
上に、中継ノードが現在の伝送路のセル速度による輻輳
予測検出ではなくバッファのキュー長により輻輳検出し
ているため、バッファ25でセル廃棄される可能性があ
る。
In the third conventional example as well, the ICR (initial rate) is large, and the relay node detects congestion based on the queue length of the buffer instead of detecting congestion prediction based on the cell rate of the current transmission line. The cell may be discarded.

【0033】これら第二および第三の従来例に、第一の
従来例で用いた加速比係数β′による輻輳予測を採用す
ることができれば伝送路を二つの送信端末1−1および
1−2が公平使用するまでの過渡時間が短く、かつ、中
継ノードにおけるセル廃棄を無くすることができるが、
前述したように、第二および第三の従来例に、第一の従
来例の加速比係数β′を用いることはできない。
If the congestion prediction based on the acceleration ratio coefficient β'used in the first conventional example can be adopted in these second and third conventional examples, two transmission terminals 1-1 and 1-2 are used as transmission lines. The transition time until fair use is short, and cell discard at the relay node can be eliminated,
As described above, the acceleration ratio coefficient β'of the first conventional example cannot be used in the second and third conventional examples.

【0034】また、第一の従来例では、減速係数γを用
いているが、この減速係数γの値に制約されてセル送出
レートに下限値が発生する欠点があり、網内にコネクシ
ョンが多数存在する場合に生じるきわめて低いセル送出
レートにおける輻輳回避制御については対応が困難にな
ることがある。
Further, in the first conventional example, the deceleration coefficient γ is used. However, there is a drawback that the lower limit value is generated in the cell transmission rate due to the value of the deceleration coefficient γ, and there are many connections in the network. It may be difficult to deal with the congestion avoidance control at an extremely low cell transmission rate that occurs when it exists.

【0035】本発明は、このような背景に行われたもの
であって、中継ノードでのセル廃棄をなくすることがで
きるATM通信装置および輻輳回避方法を提供すること
を目的とする。本発明は、伝送路の公平使用に至る過渡
時間を短くすることができるATM通信装置および輻輳
回避方法を提供することを目的とする。本発明は、レー
ト減速の下限のないATM通信装置および輻輳回避方法
を提供することを目的とする。
The present invention has been made under such circumstances, and an object of the present invention is to provide an ATM communication apparatus and a congestion avoiding method capable of eliminating cell discard at a relay node. It is an object of the present invention to provide an ATM communication device and a congestion avoiding method capable of shortening a transition time to reach fair use of a transmission line. It is an object of the present invention to provide an ATM communication device and a congestion avoidance method which have no lower limit of rate deceleration.

【0036】[0036]

【課題を解決するための手段】本発明は、第一、第二、
第三の従来例のそれぞれの利点を組み合わせて用いるこ
とを最も主要な特徴とする。前述したように、第一の従
来例で示した加速比係数β′を第二および第三の従来例
にそのまま用いることは不可能であることから、本発明
では、加速比係数β′を加速比係数βとして新規に定義
することにより、加速比係数βとレート増加係数RIF
およびレート減少係数RDFとの整合をとり、組み合わ
せて用いることができるようにしたところに特徴があ
る。
The present invention includes the first, second, and
The most main feature is to use the respective advantages of the third conventional example in combination. As described above, since it is impossible to use the acceleration ratio coefficient β ′ shown in the first conventional example as it is in the second and third conventional examples, the present invention accelerates the acceleration ratio coefficient β ′. By newly defining the ratio coefficient β, the acceleration ratio coefficient β and the rate increase coefficient RIF
It is characterized in that it can be used in combination with the rate reduction coefficient RDF.

【0037】これにより、中継ノードでのセル廃棄をな
くすることができる。したがって、セルの網内遅延を小
さくできる。また、伝送路の公平使用に至る過渡時間を
短くすることができる。また、本発明では、網内にコネ
クションが多数存在する場合に生じるきわめて低いセル
送出レートにおける輻輳回避制御についても前述した減
速係数γを用いないのでセル送出レートの下限をなくす
ることができる。
As a result, cell discard at the relay node can be eliminated. Therefore, the cell delay in the network can be reduced. In addition, it is possible to shorten the transition time until fair use of the transmission path. Further, according to the present invention, since the deceleration coefficient γ described above is not used for the congestion avoidance control at an extremely low cell transmission rate that occurs when there are many connections in the network, the lower limit of the cell transmission rate can be eliminated.

【0038】すなわち、本発明の第一の観点はATM通
信装置であって、セルを送信する送信端末と、セルを受
信する受信端末と、この受信端末と前記送信端末との間
に介挿された中継ノードとを備え、前記送信端末は、当
該送信端末と前記中継ノードと前記受信端末との間を巡
回するRMセルを周期的に送出する手段を備え、前記中
継ノードは、データ伝送に用いる順方向の伝送路の輻輳
前兆の有無を検出する手段と、当該検出結果が輻輳前兆
有りを示すときその旨を示す輻輳予測信号を逆方向の伝
送路上のRMセルに書込む手段とを備えたATM通信装
置である。
That is, a first aspect of the present invention is an ATM communication apparatus, which is a transmission terminal that transmits a cell, a reception terminal that receives the cell, and an interposition between the reception terminal and the transmission terminal. A relay node, the transmitting terminal includes means for periodically transmitting an RM cell circulating between the transmitting terminal, the relay node, and the receiving terminal, and the relay node is used for data transmission. A means for detecting the presence or absence of a congestion sign of the forward transmission path, and a means for writing a congestion prediction signal indicating that there is a congestion sign in the RM cell on the reverse transmission path when the detection result indicates that there is a congestion sign It is an ATM communication device.

【0039】ここで、本発明の特徴とするところは、前
記輻輳前兆の有無を検出する手段は、 VC >Vmax×exp(−β×D1) を満たすときに輻輳前兆有りと判定する手段を含み、前
記送信端末は、前記RMセルを受信し当該受信したRM
セルに前記輻輳予測信号が書込まれているか否かを判定
する手段と、この判定する手段の判定結果が前記輻輳予
測信号有りを示すとき現在のセル速度ACRを ACR=ACR−RDF×ACR にしたがって減少させる手段と、前記判定する手段の判
定結果が前記輻輳予測信号無しを示すとき現在のセル速
度ACRを ACR=ACR+RIF×PCR にしたがって増加させる手段とを備え、前記加速比係数
βを β=PCR×RIF/(Nrm×L) ただし、L:セル長 Nrm:RMセル間に挟まれて送られるデータのセル数
+1 とするところにある。このとき、前記送信端末の初速度
(ICR)は最小セル速度(MCR)に設定されること
が望ましい。また、前記書込む手段は、前記制御用セル
のペイロード領域に前記輻輳予測信号を書込む手段を含
むことが望ましい。さらに、前記加速比係数βの値がほ
ぼ一定となるように前記RIFおよび前記Nrmの値を
変更する手段を含むことが望ましい。
Here, the feature of the present invention is that the means for detecting the presence or absence of the aforesaid congestion means is means for determining the presence of a precursor for a congestion when V C > Vmax × exp (−β × D1) is satisfied. The transmitting terminal receives the RM cell and receives the RM.
Means for determining whether or not the congestion prediction signal is written in the cell, and when the determination result of this determination means indicates that the congestion prediction signal is present, the current cell rate ACR is set to ACR = ACR-RDF × ACR. Therefore, it is provided with means for decreasing and means for increasing the current cell rate ACR according to ACR = ACR + RIF × PCR when the determination result of the determining means indicates that there is no congestion prediction signal, and the acceleration ratio coefficient β is β = PCR × RIF / (Nrm × L) where L: cell length Nrm: the number of cells of data transmitted between RM cells and +1. At this time, it is desirable that the initial rate (ICR) of the transmitting terminal is set to the minimum cell rate (MCR). Further, it is preferable that the writing unit includes a unit that writes the congestion prediction signal in a payload area of the control cell. Further, it is desirable to include means for changing the values of the RIF and the Nrm so that the value of the acceleration ratio coefficient β becomes substantially constant.

【0040】あるいは、本発明の第一の観点はATM通
信装置であって、セルを送信する送信端末と、セルを受
信する受信端末と、この受信端末と前記送信端末との間
に介挿された中継ノードとを備え、前記送信端末は、当
該送信端末と前記中継ノードと前記受信端末との間を巡
回するRMセルを周期的に送出する手段を備え、前記中
継ノードは、データ伝送に用いる順方向の伝送路の輻輳
前兆の有無を検出する手段と、当該検出結果が輻輳前兆
有りを示すときその旨を示す輻輳予測信号を順方向の伝
送路上のデータセルに書込む手段とを備え、前記受信端
末は、前記データセルを受信し前記輻輳予測信号を当該
受信端末により折り返されるRMセルに書込む手段を備
えたATM通信装置である。
Alternatively, a first aspect of the present invention is an ATM communication device, which is a transmission terminal that transmits a cell, a reception terminal that receives the cell, and an interposition between the reception terminal and the transmission terminal. A relay node, the transmitting terminal includes means for periodically transmitting an RM cell circulating between the transmitting terminal, the relay node, and the receiving terminal, and the relay node is used for data transmission. Means for detecting the presence or absence of congestion aura of the forward transmission path, and means for writing a congestion prediction signal indicating that when the detection result indicates the presence of congestion a data cell on the forward transmission path, The receiving terminal is an ATM communication device including means for receiving the data cell and writing the congestion prediction signal in an RM cell returned by the receiving terminal.

【0041】ここで、本発明の特徴とするところは、前
記輻輳前兆の有無を検出する手段は、 VC >Vmax×exp(−β×D2) ただし、D2 :送信端末と受信端末との間のセルの往
復伝播遅延時間 を満たすときに輻輳前兆有りと判定する手段を含み、前
記送信端末は、前記RMセルを受信し当該受信したRM
セルに前記輻輳予測信号が書込まれているか否かを判定
する手段と、この判定する手段の判定結果が前記輻輳予
測信号有りを示すとき現在のセル速度ACRを ACR=ACR−RDF×ACR にしたがって減少させる手段と、前記判定する手段の判
定結果が前記輻輳予測信号無しを示すとき現在のセル速
度ACRを ACR=ACR+RIF×PCR にしたがって増加させる手段とを備え、前記加速比係数
βを β=PCR×RIF/(Nrm×L) とするところにある。このとき、前記送信端末の初速度
(ICR)は最小セル速度(MCR)に設定されること
が望ましい。また、前記データセルに書込む手段は、当
該データセルのヘッダのPT領域に前記輻輳予測信号を
書込む手段を含むことが望ましい。さらに、前記加速比
係数βの値がほぼ一定となるように前記RIFおよび前
記Nrmの値を変更する手段を含むことが望ましい。
Here, the feature of the present invention is that the means for detecting the presence / absence of the congestion sign is: V C > Vmax × exp (−β × D2) where D2: between the transmitting terminal and the receiving terminal Of the RM cell, the transmitting terminal receives the RM cell and receives the RM cell.
Means for determining whether or not the congestion prediction signal is written in the cell, and when the determination result of this determination means indicates that the congestion prediction signal is present, the current cell rate ACR is set to ACR = ACR-RDF × ACR. Therefore, it is provided with means for decreasing and means for increasing the current cell rate ACR according to ACR = ACR + RIF × PCR when the determination result of the determining means indicates that there is no congestion prediction signal, and the acceleration ratio coefficient β is β = PCR × RIF / (Nrm × L). At this time, it is desirable that the initial rate (ICR) of the transmitting terminal is set to the minimum cell rate (MCR). Further, it is preferable that the means for writing in the data cell includes a means for writing the congestion prediction signal in the PT area of the header of the data cell. Further, it is desirable to include means for changing the values of the RIF and the Nrm so that the value of the acceleration ratio coefficient β becomes substantially constant.

【0042】このように、加速比係数βを表すパラメー
タとしてレート加速係数RIFを用いることにより、加
速比係数βを用いた輻輳予測を行いながら、RMセルを
用いたレート減少係数RDFおよびレート増加係数RI
Fによるセル送出レート制御を行うことができる。した
がって、前述した第一、第二、第三の従来例のそれぞれ
の利点を採り入れたATM通信装置を実現することがで
きる。
As described above, by using the rate acceleration coefficient RIF as a parameter representing the acceleration ratio coefficient β, the rate decrease coefficient RDF and the rate increase coefficient using the RM cell are performed while performing the congestion prediction using the acceleration ratio coefficient β. RI
The cell transmission rate control by F can be performed. Therefore, it is possible to realize an ATM communication device that incorporates the advantages of the first, second, and third conventional examples described above.

【0043】本発明の第二の観点は輻輳回避方法であっ
て、本発明の特徴とするところは、送信端末と受信端末
との間に介挿された中継ノードは、データ伝送に用いる
順方向の伝送路のセル速度VC が VC >Vmax×exp(−β×D1) を満たすときに、輻輳の前兆を検出し、その旨を示す輻
輳予測信号を逆方向の伝送路上のRMセルに書込み前記
送信端末に送信し、前記送信端末は、このRMセルに前
記輻輳予測信号が書込まれているとき現在のセル速度A
CRを ACR=ACR−RDF×ACR にしたがって減少させ、また、前記RMセルに前記輻輳
予測信号が書込まれていないとき現在のセル速度ACR
を ACR=ACR+RIF×PCR にしたがって増加させ、前記加速比係数βを β=PCR×RIF/(Nrm×L) とするところにある。
A second aspect of the present invention is a congestion avoidance method, which is characterized in that a relay node interposed between a transmitting terminal and a receiving terminal is a forward node used for data transmission. When the cell speed V C of the transmission line of the above satisfies V C > Vmax × exp (−β × D1), a precursor of congestion is detected, and a congestion prediction signal indicating that is given to the RM cell on the reverse transmission line. Write to the sending terminal, which sends the current cell rate A when the congestion prediction signal is written in this RM cell.
CR is reduced according to ACR = ACR-RDF * ACR, and the current cell rate ACR when the congestion prediction signal is not written in the RM cell.
According to ACR = ACR + RIF × PCR, and the acceleration ratio coefficient β is β = PCR × RIF / (Nrm × L).

【0044】あるいは、本発明の第二の観点は輻輳回避
方法であって、本発明の特徴とするところは、送信端末
と受信端末との間に介挿された中継ノードは、データ伝
送に用いる順方向の伝送路のセル速度VC が VC >Vmax×exp(−β×D2) を満たすときに、輻輳の前兆を検出し、その旨を示す輻
輳予測信号を順方向の伝送路上のデータセルに書込み前
記受信端末に送信し、前記受信端末は、前記データセル
を受信し前記輻輳予測信号を当該受信端末により折り返
されるRMセルに書込み前記送信端末に送信し、前記送
信端末は、このRMセルに前記輻輳予測信号が書込まれ
ているとき現在のセル速度ACRを ACR=ACR−RDF×ACR にしたがって減少させ、また、前記RMセルに前記輻輳
予測信号が書込まれていないとき現在のセル速度ACR
を ACR=ACR+RIF×PCR にしたがって増加させ、前記加速比係数βを β=PCR×RIF/(Nrm×L) とするところにある。
Alternatively, a second aspect of the present invention is a congestion avoidance method, which is a feature of the present invention, in which a relay node interposed between a transmitting terminal and a receiving terminal is used for data transmission. When the cell speed V C of the transmission line in the forward direction satisfies V C > Vmax × exp (−β × D2), a precursor of congestion is detected, and a congestion prediction signal indicating that is detected as data on the transmission line in the forward direction. Write in a cell and transmit to the receiving terminal, the receiving terminal receives the data cell, writes the congestion prediction signal in an RM cell returned by the receiving terminal, and transmits to the transmitting terminal, and the transmitting terminal receives the RM. When the congestion prediction signal is written in the cell, the current cell rate ACR is decreased according to ACR = ACR-RDF × ACR, and when the congestion prediction signal is not written in the RM cell Cell rate ACR of standing
According to ACR = ACR + RIF × PCR, and the acceleration ratio coefficient β is β = PCR × RIF / (Nrm × L).

【0045】[0045]

【発明の実施の形態】発明の実施の形態を図1および図
4を参照して説明する。図1は本発明第一実施例のAT
M通信装置の要部ブロック構成図である。図4は本発明
第二実施例のATM通信装置の要部ブロック構成図であ
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an AT of a first embodiment of the present invention.
It is a principal part block block diagram of M communication apparatus. FIG. 4 is a block diagram of the essential parts of an ATM communication apparatus according to the second embodiment of the present invention.

【0046】本発明第一実施例のATM通信装置は、図
1に示すように、セルを送信する送信端末20−1およ
び20−2と、セルを受信する受信端末28−1および
28−2と、この受信端末28−1および28−2と送
信端末20−1および20−2との間に介挿された中継
ノード31および7とを備え、送信端末20−1および
20−2は、当該送信端末20−1および20−2と中
継ノード31および7と受信端末28−1および28−
2との間を巡回するRMセルを周期的に送出する手段で
あるRMセル送信回路23を備え、中継ノード31は、
データ伝送に用いる順方向の伝送路16の輻輳前兆の有
無を検出する手段である輻輳予測検出回路9と、当該検
出結果が輻輳前兆有りを示すときその旨を示す輻輳予測
信号を逆方向の伝送路16上のRMセルに書込む手段で
ある輻輳予測信号挿入回路11とを備えたATM通信装
置である。
As shown in FIG. 1, the ATM communication apparatus according to the first embodiment of the present invention includes transmitting terminals 20-1 and 20-2 for transmitting cells and receiving terminals 28-1 and 28-2 for receiving cells. And the relay nodes 31 and 7 interposed between the receiving terminals 28-1 and 28-2 and the transmitting terminals 20-1 and 20-2, and the transmitting terminals 20-1 and 20-2 are The transmitting terminals 20-1 and 20-2, the relay nodes 31 and 7, and the receiving terminals 28-1 and 28-
2 includes an RM cell transmission circuit 23 that is a means for periodically transmitting RM cells circulating between the relay node 31 and the relay node 31.
A congestion prediction detection circuit 9 which is means for detecting the presence / absence of a congestion sign of the forward transmission path 16 used for data transmission, and a congestion prediction signal indicating that there is a congestion sign when the detection result indicates that there is a congestion sign in the reverse direction. It is an ATM communication device provided with a congestion prediction signal insertion circuit 11 which is means for writing in an RM cell on a path 16.

【0047】ここで、本発明の特徴とするところは、輻
輳予測検出回路9は、 VC >Vmax×exp(−β×D1) を満たすときに輻輳前兆有りと判定し、送信端末20−
1および20−2は、前記RMセルを受信し当該受信し
たRMセルに前記輻輳予測信号が書込まれているか否か
を判定する手段であるRMセル受信回路22と、このR
Mセル受信回路22の判定結果が前記輻輳予測信号有り
を示すとき現在のセル速度ACRを ACR=ACR−RDF×ACR にしたがって減少させ、RMセル受信回路22の判定結
果が前記輻輳予測信号無しを示すとき現在のセル速度A
CRを ACR=ACR+RIF×PCR にしたがって増加させる手段であるセル送出制御回路2
1とを備え、前記加速比係数βを β=PCR×RIF/(Nrm×L) とするところにある。ここで、セル長Lは53byte
(=424bit)とする。このとき、送信端末20−
1および20−2の初速度(ICR)は最小セル速度
(MCR)に設定される。また、輻輳予測信号挿入回路
11は、RMセルのペイロード領域に前記輻輳予測信号
を書込む。さらに、セル送出制御回路21は、前記加速
比係数βの値がほぼ一定となるように前記RIFおよび
前記Nrmの値を変更する。ただし、D1は送信端末2
0−1および20−2と中継ノード31との間のセルの
往復伝播遅延時間(sec)であり、D1をパラメータ
として用いることにより、網の大きさに応じたセルの伝
播遅延時間を考慮した最適な輻輳回避制御を行うことが
できる。
Here, the feature of the present invention is that the congestion prediction detection circuit 9 determines that there is a sign of congestion when V C > Vmax × exp (−β × D1), and the transmission terminal 20-
1 and 20-2 are RM cell receiving circuits 22 which are means for receiving the RM cells and determining whether or not the congestion prediction signal is written in the received RM cells, and the RM cell receiving circuit 22.
When the determination result of the M cell reception circuit 22 indicates that the congestion prediction signal is present, the current cell speed ACR is decreased according to ACR = ACR-RDF × ACR, and the determination result of the RM cell reception circuit 22 determines that the congestion prediction signal is not present. When showing the current cell speed A
Cell transmission control circuit 2 which is means for increasing CR according to ACR = ACR + RIF × PCR
1 and the acceleration ratio coefficient β is β = PCR × RIF / (Nrm × L). Here, the cell length L is 53 bytes.
(= 424 bits). At this time, the transmitting terminal 20-
The initial rate (ICR) of 1 and 20-2 is set to the minimum cell rate (MCR). Also, the congestion prediction signal insertion circuit 11 writes the congestion prediction signal in the payload area of the RM cell. Further, the cell transmission control circuit 21 changes the values of the RIF and the Nrm so that the value of the acceleration ratio coefficient β becomes substantially constant. However, D1 is the sending terminal 2
It is the round trip propagation delay time (sec) of the cell between 0-1 and 20-2 and the relay node 31, and the propagation delay time of the cell according to the size of the network was considered by using D1 as a parameter. Optimal congestion avoidance control can be performed.

【0048】本発明第二実施例のATM通信装置は、図
4に示すように、セルを送信する送信端末20−1およ
び20−2と、セルを受信する受信端末39−1および
39−2と、この受信端末39−1および39−2と送
信端末20−1および20−2との間に介挿された中継
ノード38および7とを備え、送信端末20−1および
20−2は、当該送信端末20−1および20−2と中
継ノード38および7と受信端末39−1および39−
2との間を巡回するRMセルを周期的に送出する手段で
あるRMセル送出回路23を備え、中継ノード38は、
データ伝送に用いる順方向の伝送路16の輻輳前兆の有
無を検出する手段である輻輳予測検出回路9と、当該検
出結果が輻輳前兆有りを示すときその旨を示す輻輳予測
信号を順方向の伝送路上のデータセルに書込む手段であ
る輻輳予測信号挿入回路36とを備え、受信端末39−
1および39−2は、前記データセルを受信し前記輻輳
予測信号を当該受信端末39−1および39−2により
折り返されるRMセルに書込む手段である輻輳予測信号
付け替えおよびRMセルループバック回路40を備えた
ATM通信装置である。
As shown in FIG. 4, the ATM communication apparatus according to the second embodiment of the present invention includes transmitting terminals 20-1 and 20-2 for transmitting cells and receiving terminals 39-1 and 39-2 for receiving cells. And the relay nodes 38 and 7 interposed between the receiving terminals 39-1 and 39-2 and the transmitting terminals 20-1 and 20-2, and the transmitting terminals 20-1 and 20-2 are The transmitting terminals 20-1 and 20-2, the relay nodes 38 and 7, and the receiving terminals 39-1 and 39-
2 is provided with an RM cell transmission circuit 23 that is a means for periodically transmitting RM cells circulating between the relay node 38 and the relay node 38.
A congestion prediction detection circuit 9 that is a means for detecting the presence or absence of a congestion sign of the forward transmission line 16 used for data transmission, and a congestion prediction signal indicating that when the detection result indicates that there is a congestion sign in the forward direction. A receiving terminal 39-, which is provided with a congestion prediction signal inserting circuit 36 which is means for writing in a data cell on the road.
1 and 39-2 are means for receiving the data cell and writing the congestion prediction signal in the RM cell returned by the receiving terminals 39-1 and 39-2, respectively. Congestion prediction signal replacement and RM cell loopback circuit 40 It is an ATM communication device equipped with.

【0049】ここで、本発明の特徴とするところは、輻
輳予測検出回路9は、 VC >Vmax×exp(−β×D2) を満たすときに輻輳前兆有りと判定し、送信端末20−
1および20−2は、前記RMセルを受信し当該受信し
たRMセルに前記輻輳予測信号が書込まれているか否か
を判定する手段であるRMセル受信回路22と、このR
Mセル受信回路22の判定結果が前記輻輳予測信号有り
を示すとき現在のセル速度ACRを ACR=ACR−RDF×ACR にしたがって減少させ、RMセル受信回路22の判定結
果が前記輻輳予測信号無しを示すとき現在のセル速度A
CRを ACR=ACR+RIF×PCR にしたがって増加させる手段であるセル送出制御回路2
1とを備え、前記加速比係数βを β=PCR×RIF/(Nrm×L) とするところにある。このとき、送信端末20−1およ
び20−2の初速度(ICR)は最小セル速度(MC
R)に設定される。また、輻輳予測信号挿入回路36
は、当該データセルのヘッダのPT領域に前記輻輳予測
信号を書込む。さらに、セル送出制御回路21は、前記
加速比係数βの値がほぼ一定となるように前記RIFお
よび前記Nrmの値を変更する。ただし、D2は送信端
末20−1および20−2と受信端末間39−1および
39−2との間のセルの往復伝播遅延時間であり、D2
をパラメータとして用いることにより、網の大きさに応
じたセルの伝播遅延時間を考慮した最適な輻輳回避制御
を行うことができる。
Here, the feature of the present invention is that the congestion prediction detection circuit 9 determines that there is a sign of congestion when V C > Vmax × exp (−β × D2), and the transmission terminal 20-
1 and 20-2 are RM cell receiving circuits 22 which are means for receiving the RM cells and determining whether or not the congestion prediction signal is written in the received RM cells, and the RM cell receiving circuit 22.
When the determination result of the M cell reception circuit 22 indicates that the congestion prediction signal is present, the current cell speed ACR is decreased according to ACR = ACR-RDF × ACR, and the determination result of the RM cell reception circuit 22 determines that the congestion prediction signal is not present. When showing the current cell speed A
Cell transmission control circuit 2 which is means for increasing CR according to ACR = ACR + RIF × PCR
1 and the acceleration ratio coefficient β is β = PCR × RIF / (Nrm × L). At this time, the initial rate (ICR) of the transmitting terminals 20-1 and 20-2 is the minimum cell rate (MC
R). Also, the congestion prediction signal insertion circuit 36
Writes the congestion prediction signal in the PT area of the header of the data cell. Further, the cell transmission control circuit 21 changes the values of the RIF and the Nrm so that the value of the acceleration ratio coefficient β becomes substantially constant. However, D2 is the round-trip propagation delay time of the cell between the transmitting terminals 20-1 and 20-2 and the receiving terminals 39-1 and 39-2, and D2
By using as a parameter, it is possible to perform optimal congestion avoidance control considering the cell propagation delay time according to the size of the network.

【0050】[0050]

【実施例】(第一実施例)本発明第一実施例を図1ない
し図3を参照して説明する。図2は本発明第一実施例の
経過時間とスループットとの関係を示す図であり、横軸
に経過時間(sec)をとり、縦軸にスループット(M
b/s)をとる。図3は本発明第一実施例のレート減速
係数と公平性に至る過渡時間との関係を示す図である。
横軸にレート減速係数(RDF)をとり、縦軸に公平性
に至る過渡時間(sec)をとる。図1に示す符号11
はRMセルへの輻輳予測信号挿入回路、符号9は輻輳予
測検出回路である。中継ノード7は第一の従来例の図5
に等しい。
(First Embodiment) A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the elapsed time and the throughput in the first embodiment of the present invention. The horizontal axis shows the elapsed time (sec) and the vertical axis shows the throughput (M
b / s). FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the rate deceleration coefficient and the transition time to reach fairness in the first embodiment of the present invention.
The horizontal axis represents the rate reduction coefficient (RDF), and the vertical axis represents the transition time (sec) to reach fairness. Reference numeral 11 shown in FIG.
Is a congestion prediction signal insertion circuit into the RM cell, and reference numeral 9 is a congestion prediction detection circuit. The relay node 7 is shown in FIG.
be equivalent to.

【0051】また、セル送信端末20−1、20−2、
セル受信端末28−1、28−2は第二の従来例の図8
に等しい。ただし、セル送信端末20−1、20−2の
初速度(ICR)は最小セル速度(MCR)に設定され
る。セル送信端末20−1、20−2から送出されるセ
ル速度は、以下のように記述できる。これは本発明者ら
が解析により求めたものである。ただし、Tは入力を経
過時間とし、出力をセル速度とする仮想ルックアップテ
ーブル上の経過時間(sec)である。
Further, the cell transmission terminals 20-1, 20-2,
The cell receiving terminals 28-1 and 28-2 are shown in FIG.
be equivalent to. However, the initial rate (ICR) of the cell transmission terminals 20-1 and 20-2 is set to the minimum cell rate (MCR). The cell speed transmitted from the cell transmission terminals 20-1 and 20-2 can be described as follows. This is obtained by the present inventors through analysis. However, T is the elapsed time (sec) on the virtual look-up table in which the input is the elapsed time and the output is the cell speed.

【0052】 Y=ICR×exp(β×T) …(5) β=PCR×RIF/(Nrm×L) …(6) セル速度増加中のセル速度を式(5)、式(6)のよう
に表すことができるので、送信端末20−1、20−2
からの送出セルは加速比係数βによる加速比制限にした
がっており、このため中継ノード31は輻輳予測が可能
となる。RMセルがRMセル受信回路22に到着したと
きには式(3)、式(4)により現在のセルレートAC
Rの増加または減速を行う。このとき、式(5)の仮想
ルックアップテーブル上の経過時間Tが増加または減少
する。
Y = ICR × exp (β × T) (5) β = PCR × RIF / (Nrm × L) (6) The cell speed during the increase of the cell speed is expressed by the formulas (5) and (6). The transmission terminals 20-1 and 20-2 can be represented as follows.
The cells sent from the cell are subject to the acceleration ratio restriction by the acceleration ratio coefficient β, and therefore the relay node 31 can predict the congestion. When the RM cell arrives at the RM cell receiving circuit 22, the current cell rate AC is calculated by the equations (3) and (4).
Increase or decelerate R. At this time, the elapsed time T on the virtual look-up table in Expression (5) increases or decreases.

【0053】中継ノード31では、バッファ8から読み
出されたセル速度より、輻輳予測検出回路9により伝送
路の輻輳予測を次式により行う。
In the relay node 31, the congestion prediction detecting circuit 9 predicts the congestion of the transmission line from the cell speed read from the buffer 8 according to the following equation.

【0054】 V=VC ×exp(PCR×RIF×D1/(Nrm×L))…(7) (7)式において輻輳予測速度Vが伝送路の許容セル速
度(Vmax)を超すとき、すなわち、 VC >Vmax×exp(−PCR×RIF×D1/
(Nrm×L)) の場合には、輻輳予測検出回路9は輻輳前兆有りと判断
する。輻輳予測検出回路9は輻輳前兆有りと判断した場
合には、輻輳予測信号挿入回路11において逆方向に流
れるRMセルに輻輳予測信号を挿入する。
[0054] V = V C × exp (PCR × RIF × D1 / (Nrm × L)) ... (7) (7) when the congestion prediction speed V in excess of allowable cell rate of the transmission path (Vmax) in equation, i.e. , V C > Vmax × exp (-PCR × RIF × D1 /
In the case of (Nrm × L)), the congestion prediction detection circuit 9 determines that there is a sign of congestion. When the congestion prediction detection circuit 9 determines that there is a precursor of congestion, the congestion prediction signal insertion circuit 11 inserts the congestion prediction signal into the RM cell flowing in the reverse direction.

【0055】図2および図3は図1の本発明第一実施例
において、送信端末20−1がセル送出開始後、0.7
sec後にセル送信端末20−2がセル送出を開始した
場合の伝送路を公平使用するまでの過渡特性のシミュレ
ーション結果である。シミュレーション条件は以下のと
おりである。
2 and 3, in the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1, after the transmission terminal 20-1 starts cell transmission, 0.7
It is a simulation result of a transient characteristic until the cell transmission terminal 20-2 starts cell transmission after sec, until fair use of the transmission path. The simulation conditions are as follows.

【0056】伝送路16の許容セル速度Vmax:15
0Mbit/sec×0.95 セル送信端末20の初速度ICR:300kbit/s
ec 加速比係数β:10.8、21.59 レート増加係数RIF(ACR>2Mbit/se
c):1/512,1/1024 レート増加係数RIF(ACR<2Mbit/se
c):1/(512×8),1/(1024×8) レート減少係数RDF:1/64,1/128,1/2
56,1/512 Nrm(ACR>2Mbit/sec):32 Nrm(ACR<2Mbit/sec):4 セル送信端末20と輻輳予測ノード(中継ノード31)
の距離:300km PCR:150Mbit/sec 図2は中継ノード31のバッファ8の右方向の出力伝送
路16の公平使用に至る過渡特性を示したもので、符号
33はセル送信端末20−1の出力、符号34はセル送
信端末20−2の出力、符号35は中継ノード31のバ
ッファ8の出力を示す。これより中継ノード31でセル
廃棄が生じていないことがわかる。図3は図2におい
て、送信端末20−2がセル送出を開始してからその出
力のスループットが公平状態の90%に到達するまでに
要した過渡時間を示す。本発明第一実施例はレート減少
係数(RDF)依存性を示すが、第一の従来例の図11
と本発明第一実施例の図2、第一の従来例の図12と本
発明第一実施例の図3とを比較することにより、同じ加
速比係数β′およびβの値で、本発明第一実施例の方が
第一の従来例より公平に至る過渡時間が最大50%近く
短くなっていることがわかる。
Allowable cell speed Vmax of the transmission line 16: 15
0 Mbit / sec × 0.95 Initial speed ICR of cell transmitting terminal 20: 300 kbit / s
ec Acceleration ratio coefficient β: 10.8, 21.59 Rate increase coefficient RIF (ACR> 2 Mbit / se
c): 1/512, 1/1024 rate increase coefficient RIF (ACR <2 Mbit / se
c): 1 / (512 × 8), 1 / (1024 × 8) Rate reduction coefficient RDF: 1/64, 1/128, 1/2
56, 1/512 Nrm (ACR> 2 Mbit / sec): 32 Nrm (ACR <2 Mbit / sec): 4 Cell transmission terminal 20 and congestion prediction node (relay node 31)
Distance: 300 km PCR: 150 Mbit / sec FIG. 2 shows the transient characteristics leading to the fair use of the output transmission line 16 in the right direction of the buffer 8 of the relay node 31, and the reference numeral 33 indicates the output of the cell transmission terminal 20-1. , Reference numeral 34 indicates the output of the cell transmission terminal 20-2, and reference numeral 35 indicates the output of the buffer 8 of the relay node 31. From this, it can be seen that no cell discard has occurred at the relay node 31. FIG. 3 shows a transient time required from when the transmission terminal 20-2 starts cell transmission in FIG. 2 until the output throughput reaches 90% of the fair state. Although the first embodiment of the present invention shows the rate reduction coefficient (RDF) dependency, FIG.
By comparing FIG. 2 of the first embodiment of the present invention with FIG. 12 of the first conventional example and FIG. 3 of the first embodiment of the present invention, the same acceleration ratio coefficients β ′ and β can be obtained. It can be seen that in the first embodiment, the transition time to reach fairness is shorter by up to 50% at the maximum than in the first conventional example.

【0057】なお、パラメータ設定で加速比係数β(=
PCR×RIF/(Nrm×L))が一定の範囲内でN
rmとRIFの値をACRにより切替えるのは、低速に
おいて中継ノードの輻輳予測と連動したRMセルによる
セル速度増加、減少の制御がよくかかるようにするため
である。
The acceleration ratio coefficient β (=
PCR × RIF / (Nrm × L)) is N within a certain range.
The reason why the values of rm and RIF are switched by ACR is that the cell rate increase / decrease control by the RM cell in conjunction with the congestion prediction of the relay node at low speed is often performed.

【0058】(第二実施例)本発明第二実施例を図4を
参照して説明する。符号36はデータセルのヘッダへの
輻輳予測信号挿入回路、符号39−1、符号39−2は
受信端末、符号40は輻輳予測信号付け替えおよびRM
セルループバック回路である。中継ノード7は本発明第
一実施例の図1に等しい。中継ノード38は、輻輳予測
信号挿入回路36、輻輳予測検出回路9の出力接続形態
を除いて本発明第一実施例の図1に等しい。また、送信
端末20−1、20−2は本発明第一実施例の図1に等
しい。受信端末39−1、39−2は輻輳予測信号付け
替えおよびRMセルループバック回路40を除いて本発
明第一実施例の図1に等しい。送信端末20−1、20
−2はそれぞれ受信端末39−1、39−2に接続され
ている。
(Second Embodiment) A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Reference numeral 36 is a congestion prediction signal insertion circuit into the header of the data cell, reference numerals 39-1 and 39-2 are receiving terminals, and reference numeral 40 is congestion prediction signal replacement and RM.
It is a cell loopback circuit. The relay node 7 is equivalent to FIG. 1 of the first embodiment of the present invention. The relay node 38 is the same as FIG. 1 of the first embodiment of the present invention except for the output connection form of the congestion prediction signal insertion circuit 36 and the congestion prediction detection circuit 9. Further, the transmitting terminals 20-1 and 20-2 are the same as those in FIG. 1 of the first embodiment of the present invention. The receiving terminals 39-1 and 39-2 are the same as those in FIG. 1 of the first embodiment of the present invention except for the congestion prediction signal replacement and the RM cell loopback circuit 40. Sending terminals 20-1, 20
-2 is connected to the receiving terminals 39-1 and 39-2, respectively.

【0059】中継ノード38の輻輳予測検出回路9は右
方向伝送路の輻輳予測を行う。輻輳予測は式(7)にお
いてD1をD2(送信端末20−1および20−2と受
信端末間39−1および39−2との間のセルの往復伝
播遅延時間)に変更したものになる。したがって、輻輳
予測は本発明第一実施例と同様に行うことができる。輻
輳予測検出回路9は輻輳前兆有りと判断するとその旨を
輻輳予測信号挿入回路36に通知する。輻輳予測信号挿
入回路36はその旨を受信すると右方向に流れるデータ
セルのヘッダのPT領域71に輻輳予測信号を挿入す
る。
The congestion prediction detection circuit 9 of the relay node 38 predicts the congestion of the rightward transmission line. The congestion prediction is obtained by changing D1 in Expression (7) to D2 (round-trip propagation delay time of cell between transmitting terminals 20-1 and 20-2 and receiving terminals 39-1 and 39-2). Therefore, the congestion prediction can be performed similarly to the first embodiment of the present invention. When the congestion prediction detection circuit 9 determines that there is a sign of congestion, it notifies the congestion prediction signal insertion circuit 36 to that effect. When the congestion prediction signal insertion circuit 36 receives the message, it inserts the congestion prediction signal into the PT area 71 of the header of the data cell flowing to the right.

【0060】受信端末39−1および39−2の輻輳予
測信号付け替えおよびRMセルループバック回路40は
受信したRMセルをループバックするとともに、ループ
バックしたRMセルのペイロード領域70に受信した最
後のデータセルのヘッダ内の輻輳予測信号を付け替え
る。この本発明第二実施例は送信端末20−1および2
0−2の初速度ICRが最小速度MCRに等しい点と中
継ノード38がバッファ8のキュー長を監視することに
よる輻輳検出でなく伝送路の輻輳を予測している点を除
けば、第三の従来例の図10に等しい。中継ノード38
の輻輳予測方法は、本発明第一実施例の図1に等しいの
で、この本発明第二実施例では送信端末20−1および
20−2と受信端末39−1および39−2の距離を3
00kmとすれば、過渡特性のシミュレーション結果は
本発明第一実施例の結果と同じになる。
The congestion prediction signal replacement and RM cell loopback circuit 40 of the receiving terminals 39-1 and 39-2 loops back the received RM cell and also receives the last data received in the payload area 70 of the looped-back RM cell. Replace the congestion prediction signal in the cell header. This second embodiment of the present invention is based on the transmitting terminals 20-1 and 20-2.
Except for the point that the initial rate ICR of 0-2 is equal to the minimum rate MCR and that the relay node 38 predicts the congestion of the transmission line instead of the congestion detection by monitoring the queue length of the buffer 8, This is equivalent to FIG. 10 of the conventional example. Relay node 38
1 is the same as that of the first embodiment of the present invention, the second embodiment of the present invention sets the distance between the transmitting terminals 20-1 and 20-2 and the receiving terminals 39-1 and 39-2 to 3
When it is set to 00 km, the simulation result of the transient characteristic becomes the same as the result of the first embodiment of the present invention.

【0061】なお、通常、輻輳を予測する中継ノードは
送信端末20−1および20−2の近くにあり、したが
って、D1<D2であるので、本発明第一実施例の方
が、本発明第二実施例に比較して輻輳予測を早く行うこ
とができ、これにより公平性に至る過渡時間を短くでき
る特徴がある。
Since the relay node that predicts congestion is usually near the transmission terminals 20-1 and 20-2, and therefore D1 <D2, the first embodiment of the present invention is the first embodiment of the present invention. Congestion prediction can be performed faster than in the two embodiments, and thus the transition time to reach fairness can be shortened.

【0062】[0062]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
中継ノードでのセル廃棄をなくすることができる。ま
た、伝送路の公平使用に至る過渡時間を短くすることが
できる。さらに、セル送出レートの下限がない。
As described above, according to the present invention,
It is possible to eliminate cell discard at the relay node. In addition, it is possible to shorten the transition time until fair use of the transmission path. Furthermore, there is no lower limit on the cell transmission rate.

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

【図1】本発明第一実施例のATM通信装置の要部ブロ
ック構成図。
FIG. 1 is a block diagram of a main part of an ATM communication device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明第一実施例の経過時間とスループットと
の関係を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing a relationship between elapsed time and throughput in the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明第一実施例のレート減少係数と公平性に
至る過渡時間との関係を示す図。
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a rate reduction coefficient and a transition time to reach fairness according to the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明第二実施例のATM通信装置の要部ブロ
ック構成図。
FIG. 4 is a block diagram of a main part of an ATM communication device according to a second embodiment of the present invention.

【図5】第一の従来例のATM通信装置の要部ブロック
構成図。
FIG. 5 is a block diagram of a main part of an ATM communication device of a first conventional example.

【図6】第一の従来例のATM通信装置の輻輳予測検出
回路の要部ブロック構成図。
FIG. 6 is a block diagram of a main part of a congestion prediction detection circuit of an ATM communication device of a first conventional example.

【図7】セル構造を示す図。FIG. 7 is a diagram showing a cell structure.

【図8】第二の従来例のATM通信装置の要部ブロック
構成図。
FIG. 8 is a block diagram of a main part of an ATM communication device of a second conventional example.

【図9】第二の従来例のATM通信装置の輻輳予測検出
回路の要部ブロック構成図。
FIG. 9 is a block diagram of a main part of a congestion prediction detection circuit of an ATM communication device of a second conventional example.

【図10】第三の従来例のATM通信装置の要部ブロッ
ク構成図。
FIG. 10 is a block diagram of a main part of an ATM communication device of a third conventional example.

【図11】経過時間とスループットとの関係を示す図。FIG. 11 is a diagram showing a relationship between elapsed time and throughput.

【図12】公平性に至る過渡時間と減速係数との関係を
示す図。
FIG. 12 is a diagram showing a relationship between a transition time to reach fairness and a deceleration coefficient.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1−1、1−2、20−1、20−2 送信端末 2 セル発生回路 3、8、13、25 バッファ 4 セル送出制御回路 5 輻輳予測信号検出回路 6、7、24、31、38、42 中継ノード 9 輻輳予測検出回路 10 経路選択回路 11、36、45輻輳予測信号挿入回路 12−1、12−2、28−1、28−2、39−1、
39−2 受信端末 14 セル受信回路 15 輻輳予測信号搬送セル発生回路 16 伝送路 17、18、19、33、34、35 出力 21 セル送出制御回路 22 RMセル受信回路 23 RMセル送出回路 26 輻輳検出回路 27 輻輳検出信号挿入回路 29 RMセルループバック回路 40 輻輳予測信号付け替えおよびRMセルループバッ
ク回路 41 輻輳検出信号挿入回路 43 輻輳検出信号付け替えおよびRMセルループバッ
ク回路 51、61 比較器 52 バッファ閾値メモリ 62 演算器 63 D値メモリ 64 レート測定器 70 ペイロード領域 71 PT領域
1-1, 1-2, 20-1, 20-2 Transmission terminal 2 Cell generation circuit 3, 8, 13, 25 Buffer 4 Cell transmission control circuit 5 Congestion prediction signal detection circuit 6, 7, 24, 31, 38, 42 relay node 9 congestion prediction detection circuit 10 route selection circuits 11, 36, 45 congestion prediction signal insertion circuits 12-1, 12-2, 28-1, 28-2, 39-1,
39-2 reception terminal 14 cell reception circuit 15 congestion prediction signal carrier cell generation circuit 16 transmission path 17, 18, 19, 33, 34, 35 output 21 cell transmission control circuit 22 RM cell reception circuit 23 RM cell transmission circuit 26 congestion detection Circuit 27 Congestion detection signal insertion circuit 29 RM cell loopback circuit 40 Congestion prediction signal replacement and RM cell loopback circuit 41 Congestion detection signal insertion circuit 43 Congestion detection signal replacement and RM cell loopback circuit 51, 61 Comparator 52 Buffer threshold memory 62 calculator 63 D value memory 64 rate measuring device 70 payload area 71 PT area

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−318955(JP,A) 特開 平10−70539(JP,A) 電子情報通信学会技術研究報告CS93 −95 電子情報通信学会技術研究報告CS94 −19 電子情報通信学会技術研究報告SSE 97−56 電子情報通信学会論文誌 B−I,V ol.J80−B−I, No.8, p p.586−595 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04L 12/56 Continuation of the front page (56) Reference JP-A-6-318955 (JP, A) JP-A-10-70539 (JP, A) IEICE Technical Report CS93 -95 IEICE Technical Report CS94- 19 IEICE Technical Report SSE 97-56 IEICE Transactions BI, Vol. J80-BI, No. 8, pp. 586-595 (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H04L 12/56

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 セルを送信する送信端末と、セルを受信
する受信端末と、この受信端末と前記送信端末との間に
介挿された中継ノードとを備え、 前記送信端末は、当該送信端末と前記中継ノードと前記
受信端末との間を巡回するRMセルを周期的に送出する
手段を備え、 前記中継ノードは、データ伝送に用いる順方向の伝送路
の輻輳前兆の有無を検出する手段と、当該検出結果が輻
輳前兆有りを示すときその旨を示す輻輳予測信号を逆方
向の伝送路上のRMセルに書込む手段とを備えたATM
通信装置において、 前記輻輳前兆の有無を検出する手段は、 VC >Vmax×exp(−β×D1) ただし、β:加速比係数 VC :現在の伝送路のセル速度 Vmax:伝送路の許容セル速度 D1:送信端末と中継ノードとの間のセルの往復伝播遅
延時間 を満たすときに輻輳前兆有りと判定する手段を含み、 前記送信端末は、前記RMセルを受信し当該受信したR
Mセルに前記輻輳予測信号が書込まれているか否かを判
定する手段と、この判定する手段の判定結果が前記輻輳
予測信号有りを示すとき現在のセル速度ACRを ACR=ACR−RDF×ACR ただし、ACR:現在のセル速度 RDF:レート減少係数 にしたがって減少させる手段と、前記判定する手段の判
定結果が前記輻輳予測信号無しを示すとき現在のセル速
度ACRを ACR=ACR+RIF×PCR ただし、RIF:レート増加係数 PCR:ピークセルレート にしたがって増加させる手段とを備え、 前記加速比係数βを β=PCR×RIF/(Nrm×L) ただし、L:セル長 Nrm:RMセル間に挟まれて送られるデータのセル数
+1 とすることを特徴とするATM通信装置。
1. A transmission terminal for transmitting a cell, a reception terminal for receiving the cell, and a relay node interposed between the reception terminal and the transmission terminal, wherein the transmission terminal is the transmission terminal. And means for periodically sending out RM cells circulating between the relay node and the receiving terminal, the relay node detecting means for detecting the presence or absence of a congestion sign of a forward transmission path used for data transmission, , When the detection result indicates that there is a sign of congestion, a means for writing a congestion prediction signal indicating that to the RM cell on the transmission path in the reverse direction.
In the communication device, the means for detecting the presence / absence of the congestion sign is: V C > Vmax × exp (−β × D1) where β: acceleration ratio coefficient V C : current cell speed Vmax: transmission path allowance Cell speed D1: includes means for determining that there is a sign of congestion when the round trip propagation delay time of the cell between the transmitting terminal and the relay node is satisfied, and the transmitting terminal receives the RM cell and receives the received R
Means for judging whether or not the congestion prediction signal is written in the M cell, and when the judgment result of this judgment means indicates that the congestion prediction signal is present, the current cell rate ACR is ACR = ACR-RDF × ACR However, ACR: current cell rate RDF: means for reducing according to a rate reduction coefficient, and the current cell rate ACR when the determination result of the determining means indicates that there is no congestion prediction signal, ACR = ACR + RIF × PCR where RIF : Rate increase coefficient PCR: means for increasing according to the peak cell rate, and the acceleration ratio coefficient β is β = PCR × RIF / (Nrm × L) where L: cell length Nrm: sandwiched between RM cells An ATM communication device characterized in that the number of cells of data to be transmitted is +1.
【請求項2】 前記送信端末の初速度(ICR)は最小
セル速度(MCR)に設定された請求項1記載のATM
通信装置。
2. The ATM according to claim 1, wherein an initial rate (ICR) of the transmitting terminal is set to a minimum cell rate (MCR).
Communication device.
【請求項3】 前記加速比係数βの値がほぼ一定となる
ように前記RIFおよび前記Nrmの値を変更する手段
を含む請求項1記載のATM通信装置。
3. The ATM communication apparatus according to claim 1, further comprising means for changing the values of the RIF and the Nrm so that the value of the acceleration ratio coefficient β becomes substantially constant.
【請求項4】 セルを送信する送信端末と、セルを受信
する受信端末と、この受信端末と前記送信端末との間に
介挿された中継ノードとを備え、 前記送信端末は、当該送信端末と前記中継ノードと前記
受信端末との間を巡回するRMセルを周期的に送出する
手段を備え、 前記中継ノードは、データ伝送に用いる順方向の伝送路
の輻輳前兆の有無を検出する手段と、当該検出結果が輻
輳前兆有りを示すときその旨を示す輻輳予測信号を順方
向の伝送路上のデータセルに書込む手段とを備え、 前記受信端末は、前記データセルを受信し前記輻輳予測
信号を当該受信端末により折り返されるRMセルに書込
む手段を備えたATM通信装置において、 前記輻輳前兆の有無を検出する手段は、 VC >Vmax×exp(−β×D2) ただし、β:加速比係数 VC :現在の伝送路のセル速度 Vmax:伝送路の許容セル速度 D2 :送信端末と受信端末との間のセルの往復伝播遅
延時間 を満たすときに輻輳前兆有りと判定する手段を含み、 前記送信端末は、前記RMセルを受信し当該受信したR
Mセルに前記輻輳予測信号が書込まれているか否かを判
定する手段と、この判定する手段の判定結果が前記輻輳
予測信号有りを示すとき現在のセル速度ACRを ACR=ACR−RDF×ACR ただし、ACR:現在のセル速度 RDF:レート減少係数 にしたがって減少させる手段と、前記判定する手段の判
定結果が前記輻輳予測信号無しを示すとき現在のセル速
度ACRを ACR=ACR+RIF×PCR ただし、RIF:レート増加係数 PCR:ピークセルレート にしたがって増加させる手段とを備え、 前記加速比係数βを β=PCR×RIF/(Nrm×L) ただし、L:セル長 Nrm:RMセル間に挟まれて送られるデータのセル数
+1 とすることを特徴とするATM通信装置。
4. A transmission terminal for transmitting a cell, a reception terminal for receiving the cell, and a relay node interposed between the reception terminal and the transmission terminal, wherein the transmission terminal is the transmission terminal. And means for periodically sending out RM cells circulating between the relay node and the receiving terminal, the relay node detecting means for detecting the presence or absence of a congestion sign of a forward transmission path used for data transmission, A means for writing a congestion prediction signal indicating that when the detection result indicates the presence of congestion in a data cell on a forward transmission path, the receiving terminal receives the data cell and the congestion prediction signal in the ATM communication system which includes a means for writing the RM cell is folded by the receiving terminal, means for detecting the presence or absence of the congestion aura, but V C> Vmax × exp (-β × D2), β: an acceleration ratio Number V C: cell rate of the current transmission path Vmax: allowable cell rate of the transmission path D2: comprises means for determining that there is congestion aura when meeting the round-trip propagation delay time of a cell between a transmission terminal and a reception terminal, The transmitting terminal receives the RM cell and receives the received R
Means for judging whether or not the congestion prediction signal is written in the M cell, and when the judgment result of this judgment means indicates that the congestion prediction signal is present, the current cell rate ACR is ACR = ACR-RDF × ACR However, ACR: current cell rate RDF: means for reducing according to a rate reduction coefficient, and the current cell rate ACR when the determination result of the determining means indicates that there is no congestion prediction signal, ACR = ACR + RIF × PCR where RIF : Rate increase coefficient PCR: means for increasing according to the peak cell rate, and the acceleration ratio coefficient β is β = PCR × RIF / (Nrm × L) where L: cell length Nrm: sandwiched between RM cells An ATM communication device characterized in that the number of cells of data to be transmitted is +1.
【請求項5】 前記送信端末の初速度(ICR)は最小
セル速度(MCR)に設定された請求項4記載のATM
通信装置。
5. The ATM according to claim 4, wherein an initial rate (ICR) of the transmitting terminal is set to a minimum cell rate (MCR).
Communication device.
【請求項6】 前記加速比係数βの値がほぼ一定となる
ように前記RIFおよび前記Nrmの値を変更する手段
を含む請求項4記載のATM通信装置。
6. The ATM communication apparatus according to claim 4, further comprising means for changing the values of the RIF and the Nrm so that the value of the acceleration ratio coefficient β becomes substantially constant.
【請求項7】 送信端末と受信端末との間に介挿された
中継ノードは、データ伝送に用いる順方向の伝送路のセ
ル速度VC が VC >Vmax×exp(−β×D1) ただし、β:加速比係数 VC :現在の伝送路のセル速度 Vmax:伝送路の許容セル速度 D1:送信端末と中継ノードとの間のセルの往復伝播遅
延時間 を満たすときに、輻輳の前兆を検出し、その旨を示す輻
輳予測信号を逆方向の伝送路上のRMセルに書込み前記
送信端末に送信し、前記送信端末は、このRMセルに前
記輻輳予測信号が書込まれているとき現在のセル速度A
CRを ACR=ACR−RDF×ACR ただし、ACR:現在のセル速度 RDF:レート減少係数 にしたがって減少させ、また、前記RMセルに前記輻輳
予測信号が書込まれていないとき現在のセル速度ACR
を ACR=ACR+RIF×PCR ただし、RIF:レート増加係数 PCR:ピークセルレート にしたがって増加させ、前記加速比係数βを β=PCR×RIF/(Nrm×L) ただし、L:セル長 Nrm:RMセル間に挟まれて送られるデータのセル数
+1 とすることを特徴とする輻輳回避方法。
7. A relay node interposed between a transmitting terminal and a receiving terminal has a cell speed V C of a forward transmission path used for data transmission, V C > Vmax × exp (−β × D1) , Β: acceleration ratio coefficient V C : current transmission line cell speed Vmax: transmission line allowable cell speed D1: when the round-trip propagation delay time of the cell between the transmission terminal and the relay node is satisfied, a sign of congestion is given Detecting and writing a congestion prediction signal indicating that to an RM cell on the reverse transmission path and transmitting it to the transmitting terminal, and the transmitting terminal receives the current when the congestion prediction signal is written in this RM cell. Cell speed A
CR is ACR = ACR−RDF × ACR where ACR: current cell rate RDF: decreases according to a rate reduction factor, and the current cell rate ACR when the congestion prediction signal is not written in the RM cell
ACR = ACR + RIF × PCR where RIF: rate increase coefficient PCR: increased according to the peak cell rate, and the acceleration ratio coefficient β is β = PCR × RIF / (Nrm × L) where L: cell length Nrm: RM cell A congestion avoidance method, wherein the number of cells of data sandwiched between them is set to +1.
【請求項8】 送信端末と受信端末との間に介挿された
中継ノードは、データ伝送に用いる順方向の伝送路のセ
ル速度VC が VC >Vmax×exp(−β×D2) ただし、β:加速比係数 VC :現在の伝送路のセル速度 Vmax:伝送路の許容セル速度 D2 :送信端末と受信端末との間のセルの往復伝播遅
延時間 を満たすときに、輻輳の前兆を検出し、その旨を示す輻
輳予測信号を順方向の伝送路上のデータセルに書込み前
記受信端末に送信し、前記受信端末は、前記データセル
を受信し前記輻輳予測信号を当該受信端末により折り返
されるRMセルに書込み前記送信端末に送信し、前記送
信端末は、このRMセルに前記輻輳予測信号が書込まれ
ているとき現在のセル速度ACRを ACR=ACR−RDF×ACR ただし、ACR:現在のセル速度 RDF:レート減少係数 にしたがって減少させ、また、前記RMセルに前記輻輳
予測信号が書込まれていないとき現在のセル速度ACR
を ACR=ACR+RIF×PCR ただし、RIF:レート増加係数 PCR:ピークセルレート にしたがって増加させ、前記加速比係数βを β=PCR×RIF/(Nrm×L) ただし、L:セル長 Nrm:RMセル間に挟まれて送られるデータのセル数
+1 とすることを特徴とする輻輳回避方法。
8. The relay node inserted between the transmitting terminal and the receiving terminal has a cell speed V C of a forward transmission path used for data transmission, where V C > Vmax × exp (−β × D2) , Β: Acceleration ratio coefficient V C : Cell speed of the current transmission path Vmax: Allowable cell speed of the transmission path D2: When the round trip propagation delay time of the cell between the transmission terminal and the reception terminal is satisfied, a sign of congestion is given. Detects and writes a congestion prediction signal indicating that to a data cell on a forward transmission path and transmits it to the receiving terminal, the receiving terminal receives the data cell and the congestion prediction signal is returned by the receiving terminal. Write in RM cell and transmit to the transmitting terminal, the transmitting terminal writes the current cell rate ACR when the congestion prediction signal is written in this RM cell ACR = ACR-RDF × ACR where ACR: current cell Rate RDF: Decrease according to a rate reduction factor, and the current cell rate ACR when the congestion prediction signal is not written in the RM cell.
ACR = ACR + RIF × PCR where RIF: rate increase coefficient PCR: increased according to the peak cell rate, and the acceleration ratio coefficient β is β = PCR × RIF / (Nrm × L) where L: cell length Nrm: RM cell A congestion avoidance method, wherein the number of cells of data sandwiched between them is set to +1.
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電子情報通信学会技術研究報告CS93−95
電子情報通信学会技術研究報告CS94−19
電子情報通信学会技術研究報告SSE97−56
電子情報通信学会論文誌 B−I,Vol.J80−B−I, No.8, pp.586−595

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