JP3808509B2 - サービスマルチプレクサ - Google Patents

Description

本発明は、サービスマルチプレクサ、とくに複数の信号源からのデータおよび他の信号を多重化して、公衆交換通信網に供給するサービスマルチプレクサに関する。
サービスマルチプレクサは、通常顧客構内に配置されており、単一のラインを介してマルチプレクサと公衆網との間で種々のデータを送受信するのに使用される。信号源として、音声、映像、およびデータサービスを組合せた、例えばイーサネット接続を含むことができる。
従来技術のマルチプレクサは通常、一定のデータ搬送容量または帯域幅をもつリンクを介して公衆網に接続されている。したがってマルチプレクサの入力に接続された信号源は、その帯域幅の定められた持ち分を割当てられている。
公衆網へのより精巧な接続、例えば公衆網へ接続する帯域幅を変更できる有効ビットレート（ＡＢＲ）接続が実現されるようになって、より精巧なサービスマルチプレクサを準備して、公衆網への接続の帯域幅の変更に適応できるようにすることが必要になってきている。
本発明の第１の態様にしたがって、各複数の信号源へ接続するための複数の入力および信号受取りシステムへ接続するための出力をもつサービスマルチプレクサであり、データを入力から出力へ転送して、非同期に転送されるデータセルとして信号受取りシステムへ送るように動作し、セルを信号受取りシステムへ送る有効帯域幅を表す帯域幅制御信号を信号受取りシステムから受取る帯域幅制御手段と、各入力の少なくとも１つで受信されるデータの帯域幅を監視する活性度検出手段とを含み、該帯域幅制御手段が有効帯域幅および１または複数の監視される帯域幅にしたがって、出力へ転送されるデータの帯域幅を自動的に調節するように動作するサービスマルチプレクサを提供する。
入力の少なくとも１つで受信されるデータの帯域幅を監視することによって、サービスマルチプレクサは各信号源に割当てられた相対的な帯域幅を調節して、信号受取りシステムへ接続するのに有効帯域幅を最も効率的に使用することができる。
帯域幅制御手段は、フィードバック制御信号を生成して、各入力を介して信号源へ送ることによって転送されるデータの伝送レートを調節するように動作することが好ましい。このフィードバック信号が適切な信号源へ向けられるとき、フィードバック信号によって各信号源はその伝送データの帯域幅を変更する。この方法で帯域幅制御手段は、マルチプレクサに入力されるデータの帯域幅を制御して、ＡＢＲベースで動作する信号受取りシステムの有効帯域幅に合わせる、すなわち信号源に対する有効ビットレートを示すことができる。
フィードバック制御信号を解釈できない、または別の方法で入力で受信したデータの帯域幅を制御する信号源に対して、帯域幅制御手段は各入力で受信したデータの一部を捨てることによって転送されるデータの帯域幅を調節するように動作することができる。
好ましくは、入力で受信したデータを複数のグループに分割するとき、データの捨てられた部分を該グループのサブセットから選択する。したがって入力で受信したデータが、例えば複数のセルから構成された複数の各フレームから構成されているとき、帯域幅制御手段はセルを単一のフレームまたはフレームのサブセットのみから捨てるかまたは消して、残りのフレームのデータの一体性（integrity）を維持することができる。この方法では通常、データを再び送る必要は低くなる。その理由は、ランダムな“アンインテリジェント（unintelligent）”セル削除方法を使用するときによくあるような、セル削除によって全部のフレームが影響されることにはならないからである。
マルチプレクサは、フィードバック制御信号を受取るように動作する信号源の識別子を含む、各信号源に関する特徴データを有する記憶表を備えている。この方法では、何れの１または複数の制御方法が特定の信号源に使用できるかにしたがって、帯域幅制御手段は入力で受取ったデータの帯域幅を制御する（それによって出力へ転送されるデータの帯域幅を調節する）のに使用する方法を選択することができる。
好ましくは、活性度検出手段は、例えばデータがこの新しい信号源から受信され始めたことを認識することによって、新しい活性信号源を認識するように動作でき、この場合、帯域幅制御手段は好ましくは、少なくとも１つの既存の活性信号源の帯域幅を再び割当てて、帯域幅を新しい活性信号源に割当てられるようにすることによって、信号源間で帯域幅の割当ての分配を変更するように動作する。その代りに、ＡＢＲタイプの信号受取りシステムへの接続に割当てられた帯域幅が完全に使用されていないと仮定すると、帯域幅制御手段は簡単に予備の帯域幅を新しい活性信号源へ割当てることができる。
活性度検出手段はさらに、所定時間にデータを送らなかった、したがって合理的に伝送を停止していると考られる信号源を認識するように動作することもできる。この場合帯域幅制御手段は好ましくは、このような静止信号源に割当てられた帯域幅の割当てを削除し、必要であれば、割当てを削除した帯域幅を他の信号源に再び割当てるように動作することができる。
活性度検出手段は、所定の時間よりも長い時間に信号源へ割当てられた帯域幅の所定の部分よりも小さい帯域幅でデータを送る信号源を認識するように動作することができ、この場合帯域幅制御手段は好ましくは、この認識された信号源に対する帯域幅の割当てを小さくするように動作することができる。したがって使用する必要がある帯域幅よりもより大きい帯域幅を割当てられた信号源は、帯域幅制御手段によって、帯域幅の使用されていない部分をより必要とする信号源へ自動的に割当てることができる。
活性度検出手段は、所定の時間よりも長い時間で割当てられた帯域幅の所定の部分よりも大きい帯域幅で送る信号源を認識するように動作することができ、このとき帯域幅制御手段は、より大きな帯域幅をこの認識された信号源へ割当てるように動作することができる。この方法で、活性度検出手段がある信号源がより大きな帯域幅を使用できる可能性が高いことを認識するとき、帯域幅制御手段はより大きな帯域幅を信号源へ割当てることができる、より大きな帯域幅は、例えば使用されていない、または帯域幅を他の信号源へ再び割当てることによって得ることができる帯域幅であってもよい。
好ましくはマルチプレクサは、信号源への前記データ転送用に別々のデータ通路を準備するように構成されている。データ通路にはフィードバック制御信号を受取るように動作できるものと、フィードバック制御信号を受取るように動作できないものとがある。フィードバック制御信号を受取るように動作できない信号源では、セルの消去または何らかの他の方法で入力で受取ったデータの一部を消去してしまう可能性があるので、マルチプレクサ内部で、これらの消去したデータをもつ信号源のデータ通路と、データを消去はしない信号源のデータ通路とを分けることが好ましい。この方法では、フィードバック信号を受取るように動作することができ、マルチプレクサによって伝送帯域幅を小さくするように指令を受けることができる信号源は、減った帯域幅のフィードバック制御信号を受取ることに加えて、セルまたはデータの消去によって影響を受けない。
本発明の第２の態様にしたがって、複数の各信号源に接続する複数の入力およびＡＢＲタイプの信号受取りシステムへ接続する出力をもつサービスマルチプレクサを動作する方法であり、データを入力から出力へ転送して、非同期に転送されたデータセルとして信号受取りシステムへ送ることと、セルを信号受取りシステムへ送るための有効帯域幅を表す信号受取りシステムから帯域幅制御信号を受取ることと、各入力の少なくとも１つで受信するデータの帯域幅を監視することと、有効帯域幅および監視される１または複数の帯域幅にしたがって出力に転送されるデータの帯域幅を自動的に調節することとを含み、さらに少くとも１つの信号源へ向うフィードバック制御信号を生成して、前記信号源が伝送データ帯域幅を変更することを含むサービスマルチプレクサを動作する方法が提供されている。
本発明の特許出願の少なくとも文脈に関しては、信号源は単一の物理的な源であってもよく、または１または複数の物理的な源から供給される複数のバーチャルチャンネルの１つ（バーチャルチャンネル自身を１または複数のバーチャル経路にまとめることができる）であってもよいことが分かるであろう。それゆえに“信号源”および“入力”という用語はそのように解釈されたい。
ここで本発明を添付の図面にしたがって例示的に記載する。
図１は、公衆網と幾つかのカスタマ（顧客）信号源との間に接続された本発明のサービスマルチプレクサのブロック図である。
図２は、図１のサービスマルチプレクサのより詳細なブロック図である。
図１を参照すると、サービスマルチプレクサ２を使用して、複数のカスタマ通信サービス４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、例えば音声、映像、およびローカルエリアネットワーク（例えば、イーサネット）と、単一の接続６を介して公衆網とに接続している。幾つかのこのようなサービスマルチプレクサ２を組合せて使用して、複数の顧客通信サービスを公衆網の複数のポートへ接続することができる。通常、サービスマルチプレクサはユーザ／ネットワークインターフェイスのユーザサイドで接続可能である。
実際、通常サービスマルチプレクサ２は、外部から指令できる出力データレートで源からデータを処理できる複数の入力、および指令できない源からデータを処理する複数の入力をもつ。
ここで図２を参照すると、マルチプレクサは３つの異なるクラスのデータを受信するようにされており、このデータはマルチプレクサへエントリするとき、ソータ８によって最初に区分けされる。
ソータ８によって区分けされる３つの可能なクラスのデータは、（ｉ）例えば、ＣＢＲ（定ビットレート）またはＶＢＲ（可変ビットレート）用のＡＢＲ以外のデータ（ii）指令可能でない信号源、すなわちフィードバック制御信号によってその伝送帯域幅を変更するように指令できない信号源からのＡＢＲトラヒック、および（iii）指令可能なＡＢＲトラヒックである。
マルチプレクサは、公衆網接続６から別の入力情報を受信する。この情報は、公衆網におけるデータ伝送レート、したがって有効帯域幅を示すＡＢＲ制御信号を含む。これは以下でより完全に記載する。
サービスマルチプレクサによって受信されるＡＢＲ以外のデータはソータ８で区分され、ＡＢＲ以外のデータ用バッファ10Ａ、10Ｂへ方向付けられ、マルチプレクサ12を介して公衆網上をオンワード送信される。サービスマルチプレクサ２は、異なるタイプのＡＢＲ以外のトラヒックの何れまたは幾つを入力４へ接続できるかに依存して、バッファ数を加減できる。
指令できないＡＢＲトラヒックはソータ８で区分されて、インテリジェントセル処分（ＩＣＤ）（intelligent cell discard）バッファ14へ向けられる。
残りのクラスのデータ、すなわちＡＢＲの指令可能なトラヒックは、活性度検出器16を介してＡＢＲの指令可能なデータ用バッファ18へ向けられ、マルチプレクサ12を介してオンワード伝送される。
活性度検出器16はＡＢＲの指令可能な源から到来トラヒックの帯域幅を監視するように動作する。最初に監視を行って、情報をレートアロケータ（割当て器）18へＡＢＲの指令可能なトラヒックのために供給する。通常、各信号源またはバーチャルチャンネル（ＶＣ）が静止し、最早伝送が行われなくなり、したがってその帯域幅割当てを取除くべきであるか否か、割当てを完全に使用しているか、または一部分のみで使用して、割当てをそれぞれ増加または減少する必要があるか否か、あるいは割当ては帯域幅の現在の割当てを維持するＶＣに値する十分な使用をしてはいるが、より大きい帯域幅をこのＶＣに割当てるべきか否かによって、レートアロケータ18へ供給された情報を分類する。したがって通常、活性度検出器は各ＶＣに接続にあたって、３つの指標、すなわち帯域幅の割当てを元に戻す必要があるか、帯域幅の割当てを検査する必要があるか、または帯域幅の割当てを変更する必要がないかの中の１つをだすことになる。
活性度検出器を他の目的、例えばカスタマへの予測される課金表示を準備するか、またはさらに実際に公衆網プロバイダのために課金計算を行うマルチプレクサを通るＡＢＲの指令可能なデータ量を監視することができる。さらに、ＡＢＲ信号源は割当てられた帯域幅内で正確に伝送すべきであるが、このような信号源が故障した場合は、信号源の故障は活性度検出器によって検出され、適切な対策、例えば新しいフィードバック信号を送るか、またはその信号源から出発する流れからセルを消去することができる。
ＡＢＲの指令可能なデータ用のレートアロケータ18は、公衆網へ接続するときに、各ＶＣが有効帯域幅の公平に分け前を受取ることを確実にするように動作する。上述のように、ＡＢＲトラヒックの有効帯域幅は公衆網から送られ、ＡＢＲ制御装置20によってサービスマルチプレクサ内でデコードされる。制御装置20はＡＢＲトラヒックの有効帯域幅を、ＡＢＲの指令可能なトラヒック用のレートアロケータ18と、ＩＣＤに処理されることになる指令可能でないトラヒック用のレートアロケータ22との間で分割することになるが、インテリジェントセルを捨てることを条件とする。
各レートアロケータ18および22は、各活性ＶＣの割当てられた帯域幅および伝送レートの表を保持している。ＶＣのレートをレートアロケータ22が保持している場合、各ＶＣの伝送レートを変更することはできず、ＶＣの伝送レートが、記憶された表に保持されているレートを越えたときにセルを捨てること（廃棄）のみが可能である。これを達成するために、レートアロケータ22はシェーパ24に命令して、特定のＶＣから得た一定のセルを捨てるか、またはマルチプレクサ12に転送する。特定のＶＣからセルを捨てることによって、そのＶＣの伝送レートは低減する。
レートアロケータ18が、信号源に対して割当てられた伝送レートを保持していて、伝送レートを調節するように指令できる場合、より精巧な方法が使用される。上述のように、活性度検出器16と共に、レートアロケータ18は、より大きな帯域幅、より小さい帯域幅、ゼロの帯域幅、または現在の帯域幅と同じ帯域幅を要求する何れかのＶＣにアクセスすることができる。フィードバック制御装置26と共に、フィードバック制御信号を送ることによって、特定の信号源またはＶＣの伝送レートを調節することができる。これを行うための２つの一般的な方法では、一般的なフロー制御（ＧＦＣ）（generic flow-control）またはＡＢＲ制御信号を使用する。これらの信号は通常、各フィードバックライン28上をサービスマルチプレクサから信号源へ戻るセル流内にリソース（資源）管理（ＲＭ）セルを挿入することによって、信号源またはＶＣへ送り戻される。各フィードバックライン28は、レートの指令可能な信号源から信号を受取ることができる入力４と関係付けられた幾つかのラインの１つである。レートアロケータ18が特定のＶＣの帯域幅割当てを変更するとき、この変更を活性度検出器16へ通信し、活性度検出器16が、各ＶＣの伝送レートに関するそれ自身の記憶した表を更新して、ＶＣが今まで割当てられていた帯域幅よりも大きい、小さい、またはゼロの帯域幅をもつべきか否かを正確に判断できることを確実にすることができる。
指令できないＡＢＲトラヒック用のシェーパ24は、何れのＶＣが各セル流からセルを捨てることになるかに関する情報を含むＶＣ表を維持する。さらにフィードバックモジュール26は、何れのタイプのフィードバック制御信号が何れの信号源に適用できるかに関する記録を維持している。
したがって、上述のサービスマルチプレクサは幾つかの異なるタイプのトラヒックを多重化し、トラヒックの帯域幅を最も適切なやり方で調節して、ＡＢＲタイプの接続、すなわち伝送レート制御信号を公衆網と信号源との間で送られる接続を介して公衆網へデータを送ることができる。

Claims (9)

1. 複数の入力であって各複数の信号源へ接続するためのものと信号受取りシステムへ接続するための出力とをもつサービスマルチプレクサであり、データを入力から出力へ転送して、非同期転送データセルとして信号受取りシステムへ送るように動作し、セルを信号受取りシステムへ送る有効帯域幅を表す帯域幅制御信号を信号受取りシステムから受取る帯域幅制御手段と、各入力の少なくとも１つで受信されるデータの帯域幅を監視する活性度検出手段とを含み、該帯域幅制御手段が有効帯域幅および１または複数の監視される帯域幅にしたがって、出力へ転送されるデータの帯域幅を自動的に調節するように動作し、前記マルチプレクサは、信号源への前記データ転送用の個々のデータ通路を準備するようにされており、該データ通路がそれぞれ、フィードバック制御信号を受取るように動作できる通路と、フィードバック制御信号を受取るように動作できない通路を有し、帯域幅制御手段が、各入力を介して信号源へ送るためのフィードバック制御信号を発生することによって転送されるデータの帯域幅を調節するように動作でき、該フィードバック制御信号によって各信号源がその伝送データ帯域幅を変更するサービスマルチプレクサ。
2. 帯域幅制御手段が、各入力で受信されるデータの一部を捨てることによって転送されるデータの帯域幅を調節するように動作できる請求項１記載のマルチプレクサ。
3. 入力で受取ったデータを複数のグループに分割し、各捨てられた部分を該グループのサブセットから選択する請求項２記載のマルチプレクサ。
4. 各信号源に関する特徴データとして、何れの信号源がフィードバック制御信号を受取るように動作できるかを示す識別子をもつ記憶された表を含む請求項１記載のマルチプレクサ。
5. 活性度検出手段が新しい活性信号源を認識するように動作でき、帯域幅制御手段が、少なくとも１つの既存の活性信号源の帯域幅を再び割当てて、新しい活性信号源に帯域幅を割当てることができるように動作する請求項１記載のマルチプレクサ。
6. 活性度検出手段が、所定の時間にデータを送らない静止信号源を認識するように動作でき、帯域幅制御手段が静止信号源に割当てられた帯域幅の割当てを元に戻して、元に戻された割当てられた帯域幅を他の信号源に再び割当てるように動作することができる請求項１記載のマルチプレクサ。
7. 活性度検出手段が、所定の時間よりも長い時間で信号源に割当てられた帯域幅の所定の部分よりも小さい帯域幅でデータを送る信号源を認識するように動作することができ、帯域幅制御手段が、この認識された信号源の帯域幅割当てを小さくするように動作できる請求項１記載のマルチプレクサ。
8. 活性度検出手段が、所定の時間よりも長い時間で割当てられた帯域幅の所定の部分より大きい部分で伝送している信号源を認識するように動作でき、帯域幅制御手段がより大きい帯域幅をこの認識された信号源へ割当てるように動作することができる請求項１記載のマルチプレクサ。
9. 複数の各信号源に接続するための複数の入力およびＡＢＲタイプの信号受取りシステムへ接続する出力をもち、信号源への前記データ転送用の個々のデータ通路を準備するようにされており、該データ通路がそれぞれ、フィードバック制御信号を受取るように動作できる通路と、フィードバック制御信号を受取るように動作できない通路であるサービスマルチプレクサの作動方法であり、データを入力から出力へ転送して、非同期に転送されたデータセルとして信号受取りシステムへ送ることと、セルを信号受取りシステムへ送るための有効帯域幅を表す信号受取りシステムから帯域幅制御信号を受取ることと、各入力の少なくとも１つで受信するデータの帯域幅を監視することと、有効帯域幅および監視される１または複数の帯域幅にしたがって出力に転送されるデータの帯域幅を自動的に調節することとを含み、さらに少くとも１つの信号源へ向うフィードバック制御信号を生成して、前記信号源が伝送データ帯域幅を変更することを含むサービスマルチプレクサを動作する方法。

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