JP3615317B2

JP3615317B2 - 非同期転送モードを用いたデータ伝送方法

Info

Publication number: JP3615317B2
Application number: JP22294796A
Authority: JP
Inventors: 禎史荒木
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1996-08-23
Filing date: 1996-08-23
Publication date: 2005-02-02
Anticipated expiration: 2016-08-23
Also published as: JPH1065700A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、データ伝送方法に関し、特に非同期転送モードを用いたデータ伝送方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の特開平４−３４６５３６号公報に示されている非同期転送モード（以下、「ＡＴＭ」と呼ぶ）網の多重化装置においては、複数の入線から非同期転送モード（ＡＴＭ）セルを受けとって出線に多重化し、セルの通信品質が保証されるように、複数呼種あるある呼を接続制御する多重化装置で、各呼種が接続可能な呼数の最大値を求め、得られた各呼種の最大値に基づいて、バッファー容量を決定することにより、セルの廃棄品質を確実に保証するバッファー容量の設計を行なっている。
【０００３】
また、ＩＴＵ−Ｔ勧告、１．３６１，１．３６２，１．３６３では非同期転送モードセルのヘッダにセルロスプライオリティ（ＣｅｌｌＬｏｓｓＰｒｉｏｒｉｔｙ、以下、「ＣＬＰ」と呼ぶ）という１ビットのフィールドを設け、その値が“１”であるセルは“０”であるセルより先に廃棄されるようになっている。
【０００４】
この従来の非同期転送モード（ＡＴＭ）においては、全ての伝送データは、ＡＴＭセルと呼ばれる５３バイトの固定長セルの形で伝送される。ところが、伝送途中の網や交換器でトラフイックが過大になると、一部のセルが廃棄されてしまう。
ＩＴＵ−Ｔ勧告の１．３６１，１．３６２，１．３６３においては、ＡＴＭセルのヘッダにセルロスプライオリティ（ＣＬＰ）という１ビットのフィールドを設け、その値が“１”であるセルは“０”であるセルより先に廃棄される、という方式が標準化されている。
【０００５】
しかし、この方法ではデータ伝送の優先度に関して２つのランクしかなく、重要データを確実に伝送する確率が低い。また、特開平４−３４６５３６号公報に記載された発明のように、セル伝送品質を保証するための網側の対策はあっても、端末側（アプリケーション側）が行なう対策については開示がない。
また、データの重要度には通常ランクがあり、一般に、重要度の高いデータほど確実に伝送したいという要求があるが、従来、この要求を満たすよい方法がない。
【０００６】
通常、送信側では、データをパケットに分割して送信する。そして、受信側では、受け取ったパケットを基に、元データを再構成する。その際、受け取ったパケットと再構成すべきデータとの対応付けがきちんとなされていないと、正しい元データが再構成できない。特に、１つの元データに対して、複数の同一パケットが伝送される場合に、パケットの重複を識別できなければ、元データの再構成ができない。
【０００７】
その上、受信側でパケットから元データを再構成する際、元データにおけるパケットの順序と到着したパケットの順序が異なると、再構成の処理が複雑になり、また、余分なバッファを設けなければならない。
特に、１つの元データに対して、複数の同一パケットが伝送される場合は、伝送の仕方によっては、元データにおけるパケットの順序と受信側でのパケットの到着順序が異なってしまうことがある。更に、受信側でパケットから元データを再構成する際、同一パケットの重複があった場合、これをそのままにしておくと正しい元データの再構成ができない。
【０００８】
ＩＴＵ−Ｔの勧告によるＡＴＭの標準方式においては、アプリケーション側から非同期転送モードアダプテーションレイヤ（以下、「ＡＡＬ」と呼ぶ）Ｓ２、非同期転送モードレイヤ（以下、「ＡＴＭレイヤ」と呼ぶ）Ｓ３、物理レイヤＳ４の３階層が規定されている（これは第１図に示されている通りである）。
また、ＡＡＬでは複数のサービスクラスに対応して、それぞれ異なるプロトコルタイプ（ＡＡＬ１，ＡＡＬ２，ＡＡＬ３／４，ＡＡＬ５）が用意されている。
ＡＡＬ（Ｓ２）は、一般にアプリケーション側から下位に向けて、ＳＳＣＳ（Ｓ２１）、ＣＰＣＳ（Ｓ２２）、ＳＡＲ（Ｓ２３）の各サブレイヤからなる。
この様子は第１図に示されている通りである。
ここで、アプリケーシヨン側からＡＡＬ（Ｓ２）のＳＳＣＳ（Ｓ２１）へ渡されるデータを、ＡＡＬ−ＳＤＵと呼ぶ。
【０００９】
ＡＡＬ−ＳＤＵは、ＳＳＣＳ（Ｓ２１）、ＣＰＣＳ（Ｓ２２）、ＳＡＲ（Ｓ２３）の各サブレイヤを通過する間に、ヘッダＨやトレイラＴを付加されたり分割されたりしつつ、最終的には、４８バイトの固定長データの形で、次のＡＴＭレイヤ（Ｓ３）に渡される。同時に、ＡＴＭヘッダのＣＬＰの値を、いくつに設定するかの情報も伝達される。
この情報はＡＡＬ−ＳＤＵに対して一意に定まるので、１つのＡＡＬ−ＳＤＵに対応する全てのＡＴＭセルのヘッダのＣＬＰの値は等しくなる。さらに、あるＡＡＬ−ＳＤＵに対応するＡＴＭセルのうち１つでも廃棄されれば、そのＡＡＬ−ＳＤＵ全体が廃棄されてしまう。
【００１０】
パケット単位でパケット廃棄の程度を変えるとき、たとえ同一パケットが複数個伝送されていても、その全てが廃棄されれば、それを含む元データは再構成できない。例えば、第６図に示す例においては、１、２と番号づけられたパケットが両方ないと、元データが再構成できないとする。ここでは、１、２ともに、それぞれ３個のパケットが伝送されているとする。
【００１１】
更に、パケットには優先順位が定められ、優先順位の低い非優先パケット（図６中、ＮＰＲＰで示す）が優先順位の高い優先パケット（図６中、ＰＲＰで示す）より先に廃棄されるとする。このとき、もし廃棄の確率が２／３であれば、図中、点線で囲った部分Ｗのパケットが廃棄されてしまうことがある。この場合、１番のパケットは全て廃棄されてしまうので元データは再構成できない。
しかし、１、２番のパケットがそれぞれ１個づつ残れば、元データは再構成できることになる。この様子を第７図に示す。Ｙは廃棄されたパケットを表す。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の非同期転送モード（ＡＴＭ）方法では正しく再構成できない元データを、本発明は、セル廃棄がなく、セル伝送品質が保証されて正しく元データが再構成されるＡＴＭ伝送方法を提供することを目的とする。
【００１３】
本発明が解決しようとする課題
（目的）は、非同期転送モードによるデータ伝送において、端末側（アプリケーション側）が重要データをより確実に伝送する方法を提供することにある。
【００１４】
特に、本発明は、パケット単位でデータの重要度、即ち、パケット廃棄の程度を変えることができるＡＴＭ伝送方法を提供することを目的とする。
【００１５】
また、本発明は、データの重要度に応じて伝送の確実さを変えることができるＡＴＭ伝送方法を提供することを目的とする。
【００１６】
また、本発明は、セル廃棄（あるいはパケット廃棄）の確率が一定のもとでなるべく元データの再構成の可能性が高くなるようにパケットの優先順位を設定するＡＴＭ伝送方法を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、非同期転送モードを用いたデータ伝送方法において、同一のデータを複製し、元データ及び複製データにそれぞれ重要度を付与するとともに、元データ及び複製データをそれぞれ複数のパケットに分割し、それぞれのパケットに元データ及び複製データにおいて一意に定まる通し番号を付与し、データを伝送する際、元データ及び複製データのパケットを通し番号の順に伝送し、データの受信側でパケットから元データを再構成する際に、ある通し番号を持つパケットを一度受信した後は引き続き受信する同一通し番号のパケットを全て廃棄するようにする。そして、データを伝送する際に、元データ及び複製データを、一つのパケット単位に、通し番号順に、非同期転送モードアダプテーションレイヤ（ＡＬＬ）のアプリケーション側に最も近いレイヤ（ＳＳＣＳ）に渡すようにする。
【００１８】
具体的には、本発明では、元データ及び複製データを優先データと非優先データに分類し、非同期転送モードアダプテーションレイヤのアプリケーション側に最も近いレイヤに渡す優先データに対応するパケットを分解して得られる非同期転送モードセルのヘッダのセルロスプライオリティフィールドの値を０にし、非優先データに対応するパケットを分解して得られる非同期転送モードセルのヘッダのセルロスプライオリティフィールドの値を１にする。
【００１９】
また、本発明は、重要度の高いデータほど複製する個数を多くするようにする。また、元データ及び複製データのうち、優先データを１つに限り、残りのデータ全て非優先データとする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。本発明は、非同期転送モードを用いてデータ伝送を行なう際において、同一のデータを複製して伝送したり、データに重要度を付与し、重要度の高いデータほど複製個数を多くしたりするが、ＡＡＬのアプリケーション側にもっとも近いＳＳＣＳへデータをパケット単位に渡す。
【００２１】
第１図は、ＡＴＭ通信におけるパケット処理レイヤの位置づけを示している。非同期通信モード（ＡＴＭ）による通信に関しては、アプリケーション側からＡＴＭアダプテーションレイヤ（ＡＡＬ）Ｓ２、ＡＴＭレイヤＳ３、物理レイヤＳ４の３階層が標準方式（ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｉシリーズ）によって規定されているが、本発明で行なう処理は、一般のアプリケーションとＡＡＬの間に位置づけられ、本発明においては、これを“パケット処理レイヤ”Ｓ１と呼ぶことにする。
【００２２】
送信側のパケット処理レイヤＳ１では、アプリケーション側から受け取った各データの重要度を指定し、その重要度に応じて、それぞれのデータを複製する。その際、重要度の高いデータほど複製個数を多くする。第２図はこの様子を示している。ここで、枠を塗りつぶしたものが元データ（ＯＤ）を表し、枠で白く囲んだものが複製データ（ＲＤ）を表している。
【００２３】
第２図の実施例では、重要度２のデータ（ＩＭＤ２）は元データ（ＯＤ）が１つで、複製データ（ＲＤ）も１つである。重要度４のデータ（ＩＭＤ４）は、元データが１つに対して複製データが３つ、重要度３のデータ（ＩＭＤ３）は、元データが１つに対して、複製データが２つ、このように重要度が高いデータは、複製データの複製個数が多く作られている。
【００２４】
更に、元データを含む全複製データに関し、それぞれ優先データ（ＰＲＤ）にするか非優先データ（ＮＰＲＤ）にするかを決める。その際、優先データが１つで残りのデータは全て非優先データとなるようにする。
【００２５】
パケット処理レイヤＳ１では、更に、元データ及び各複製データをパケット分割する。その際、それぞれのパケットに元データ及び各複製データにおいて一意に定まるような通し番号を付与する。第３図には複製データの個数が２個である場合のパケット分割の例を示している。ここでは、元データと各複製データのそれぞれにおいて、１からｎまでの通し番号が各パケットに付与されている。
【００２６】
ここで優先データ（ＰＲＤ）を分割したパケットを優先パケット（ＰＲＰ）、非優先データを分割したパケットを非優先パケット（ＮＰＲＰ）と呼ぶことにする。前述の優先、非優先の決定の仕方から、各通し番号につき１パケットが優先パケットで、残りのパケットは、全て、非優先パケットになる。
第３図では、元データが対応するパケットのみが優先パケットで、残りのパケットは、全て、非優先パケットであるような場合の例を示している。
【００２７】
分割された各パケットは、次に、ＡＴＭアダプテーションレイヤ（ＡＡＬ）Ｓ２に伝送されるが、その際の伝送順序は、元データと複製データをまとめて、通し番号の小さいパケットから大きいパケットへ送るようにする。
第４図には第３図に示したパケットを伝送する場合の例を示している。
先ず、元データと複製データ全てについて、１番のパケットを伝送し、次に、２番のパケットを全て伝送し、以後３番、４番、……と伝送していく。
【００２８】
同時に、各パケットにつき、対応するＡＴＭセルのヘッダのセルロスプライオリティ（ＣＬＰ）の値を、いくつに設定するかの情報もＡＡＬに渡す。その際、優先パケットに対応するＡＴＭセルのＣＬＰ値は“０”、非優先パケットに対応するＡＴＭセルのＣＬＰ値は“１”となるようにする。
【００２９】
さて、標準方式においては、ＡＡＬでは複数のサービスクラスに対応して、それぞれ異なるプロトコルタイプ（ＡＡＬ１、ＡＡＬ２、ＡＡＬ３／４、ＡＡＬ５）が用意されている。
ＡＡＬは一般にアプリケーション側から下位に向けて、ＳＳＣＳ（Ｓ２１）、ＣＰＣＳ（Ｓ２２）、ＳＡＲ（Ｓ２３）の各サブレイヤからなる（第１図参照のこと）。
【００３０】
ここで、アプリケーション側からＡＡＬのＳＳＣＳ（Ｓ２１）へ渡されるデータをＡＡＬ−ＳＤＵと呼ぶ。ＡＡＬ−ＳＤＵは、ＳＳＣＳ（Ｓ２１）、ＣＰＣＳ（Ｓ２２）、ＳＡＲ（Ｓ２３）の各サブレイヤを通過する間に、ヘッダＨやトレイラＴを付加されたり分割されたりしつつ、最終的には、４８バイトの固定長データの形で、次のＡＴＭレイヤに渡される。
【００３１】
同時に、ＡＴＭヘッダのＣＬＰの値を、いくつに設定するかの情報も伝達される。この情報は、ＡＡＬ−ＳＤＵに対して一意に定まるので、１つのＡＡＬ−ＳＤＵに対応する全てのＡＴＭヘッダのＣＬＰの値は等しくなる。
【００３２】
ＡＴＭレイヤ（Ｓ３）では、ＡＡＬから渡された４８バイト長のデータに、５バイトのヘッダを付加して、５３バイトのＡＴＭセルを生成する。
【００３３】
本発明では、パケット処理レイヤ（Ｓ１）が、上記の通し番号を付加されたパケットを、ＡＡＬ−ＳＤＵとしてＡＡＬのＳＳＣＳ（Ｓ２１）に伝送する。
【００３４】
第５図は、ＡＡＬタイプ５仕様における、パケットと、ＡＡＬ−ＳＤＵ、ＣＰＣＳ−ＳＤＵ、ＡＴＭセルの関係を示す図である。また、この図は、ＡＡＬ５タイプにより、これを伝送する例であることも示している。ＡＡＬタイプ５では、ＳＳＣＳ（Ｓ２１）において何も処理をしない（ＡＡＬ−ＳＤＵをそのままＣＰＣＳに渡す）ことも可能なので、この例では、その場合を表している。尚、ＣＰＣＳに渡されるデータをＣＰＣＳ−ＳＤＵという。
【００３５】
ここで、ＡＡＬ−ＳＤＵに対し、図の下段の全てのＡＴＭセルのヘッダのＣＬＰ値は等しくなる。即ち、もし最上段のパケット（＝ＡＡＬ−ＳＤＵ）が優先パケットならば、最下段の各ＡＴＭセルのヘッダのＣＬＰ値は全て“０”となり、非優先パケットならば、各ＡＴＭセルのヘッダのＣＬＰ値は、全て“１”となる。
【００３６】
受信側のパケット処理レイヤ（Ｓ１）では、逆に、ＡＡＬのＳＳＣＳから受け取ったＡＡＬ−ＳＤＵをそのままパケットとみなす。そこで、パケットから元データを再構成する際に、ある通し番号を持つパケットを一度受信した後は、引き続き受信する同一通し番号のパケットを、全て廃棄する。第８図にその例を示す。この例では、通し番号２、３のパケットに関し、それぞれ２番目に到着したパケットが廃棄されている。
【００３７】
本発明は上記の例に限らず、ＡＴＭデータ伝送を用いて、端末側重要データをより確実に伝送するものであれば、リモートログインや電子メール、テレビ会議、ビデオオンデマンド等のネットワークを介して通信を行なうシステム、装置に対しても広く適用することができる。
【００３８】
【発明の効果】
本発明による効果を列挙すれば以下の通りである。
（１）非同期転送モードを用いてデータ伝送を行なう際、同一のデータを複製して伝送することにより、重要データをより確実に伝送することができる。
【００３９】
（２）各データに重要度を付与し重要度の高いデータほど複製個数を多くすることにより、データの重要度に応じて伝送の確実さを変えることができる。
【００４０】
（３）元データ及び複製データに一意に定まる通し番号を付与することにより、受信側で複数の同一パケットを受信した場合でも正しいデータの再構成処理ができる。特に、データの受信側で、ある通し番号を持つパケットを一度受信した後は同一通し番号のパケットを廃棄することにより、受信側で同一パケットの重複があった場合でも正しい元データの再構成処理ができる。
【００４１】
（４）元データ及び複製データを優先データと非優先データに分類し、パケット単位にＡＡＬのＳＳＣＳに渡すことにより、パケット単位でデータの重要度、即ち、パケット廃棄の程度を変えることができる。
【００４２】
（５）元データ及び複製データのうち、優先データを一つに限り、残りのデータ全て非優先データとすることにより、パケット廃棄の確率が一定のもとで、１個づつの優先パケットが残る確率がもっと高くなるので、元データが再構成される可能性をより高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】非同期転送モードにおけるパケット処理レイヤの位置付け示す図。
【図２】データの重要度と複製個数の実施例を示す図。
【図３】パケット分割と通し番号付与の実施例を示す図。
【図４】バケットの伝送順序の実施例を示す図。
【図５】ＡＡＬタイプ５仕様におけるパケット、ＡＡＬ−ＳＤＵ、ＣＰＣＳ−ＳＤＵ、非同期転送モードセルの関係を示す図。
【図６】優先、非優先パケットとパケット廃棄の実施例を示す図。
【図７】優先、非優先パケットとパケット廃棄の他の実施例を示す図。
【図８】元データの再構成の実施例を示す図。
【符号の説明】
１送信側レイヤ
２物理媒体
３受信側レイヤ

Claims

非同期転送モードを用いたデータ伝送方法において、
同一のデータを複製し、元データ及び複製データにそれぞれ重要度を付与するとともに、元データ及び複製データをそれぞれ複数のパケットに分割し、それぞれのパケットに元データ及び複製データにおいて一意に定まる通し番号を付与し、
データを伝送する際、元データ及び複製データのパケットを通し番号の順に伝送し、データの受信側でパケットから元データを再構成する際に、ある通し番号を持つパケットを一度受信した後は引き続き受信する同一通し番号のパケットを全て廃棄するようにするデータ伝送方法であって、
データを伝送する際に、元データ及び複製データを、一つのパケット単位に、通し番号順に、非同期転送モードアダプテーションレイヤのアプリケーション側に最も近いレイヤに渡すことを特徴とするデータ伝送方法。
元データ及び複製データを優先データと非優先データに分類し、非同期転送モードアダプテーションレイヤのアプリケーション側に最も近いレイヤに渡す優先データに対応するパケットを分解して得られる非同期転送モードセルのヘッダのセルロスプライオリティフィールドの値を０にし、非優先データに対応するパケットを分解して得られる非同期転送モードセルのヘッダのセルロスプライオリティフィールドの値を１にすることを特徴とする請求項１記載のデータ伝送方法。
重要度の高いデータほど複製する個数を多くすることを特徴とする請求項１または２記載のデータ伝送方法。
元データ及び複製データのうち、優先データを１つに限り、残りのデータ全て非優先データとすることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のデータ伝送方法。