JPH01180155A - パケット交換方法並びにパケット交換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はパケット交換方法並びにパケット交換装置に関
する。

〔従来の技術〕

従来、音声などの連続して発生する情報をノ（ケッ、ト
化する際には、固定長パケットが使用されていた。

第２図はパケット交換方式におけるパケット長とパケッ
ト作成遅延時間との関係を示す図である。

固定長パケットの使用に当たってはパケット長の長短に
対して次のような問題がある。

■　長パケットにすると、第２図に示すようにパケット
作成の遅延が大きく、音声などのリアルタイム性が高い
情報に対しては通信品質が悪くなる。

■　短パケットにすると、ヘッダオーバヘッドが大きい
ためにパケット化効率（データ長／（ヘッダ長＋データ
長））が下がシ、ネットワークに対するトラヒックも増
加し、その結果交換機、伝送路といったネットワークリ
ソースの使用効率或いはスループットが低下し、またキ
ューイング遅延が増加してしまう。

このため、 ■　ネットワークの負荷が低く効率をあまシ重視しなく
てよい状況では、遅延の小さい短パケットを用いて又、 ■　ネットワークの負荷が高くオーバヘッドが無視でき
ない状況では、パケット作成の遅延を少々犠牲にしても
効率のよい長バケットを用いて伝送することが、ネット
ワークと音声品質を総合的に考えると有利である。

しかし、固定長パケットでは上記のように負荷に応じた
パケット長を設定することができないという欠点がある
。

一方、従来はパケットの作成が、使用の順番待ちが発生
する交換機のようなネットワークリソースの処理と独立
に行なわれている。この方式ではパケットの作成終了後
、リソース使用の待ち行列に使用要求が並ぶことになシ
、パケット作成の遅延にキューイング遅延が加わる。す
なわち、情報発生から交換処理が開始されるまでに要す
る遅延時間りは Ｄ＝パケット作成遅延＋キューイング遅延 となる、この方式に従って、例えば、５４Ｋｂｐｓの音
声を交換する場合、音声の発生から交換処理が開始され
るまでの遅延の一例を示すと、パケット作成遅延Ｆ　Ｄ
＝　１０ｍ５ｅｃキユーイング遅延Ｑ　Ｄ　＝　１０　
ｍ５ｅｃ合計　　　　　　　　：２ＱｍＳｅＣ となる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述し九従来のパケット交換方式では、パケット作成遅
延とリソースのキューイング遅延とが独立に存在してい
るため、遅延りが両者の和となり、かな）大きくなると
いり欠点を持っている。

本発明の目的はこのような従来のパケット交換方式の欠
点を除去せしめて、パケット作成の遅延或いはキューイ
ング遅延を小さくシ、かつネットワークの状態に応じて
ネットワークリソースを効率的に使用するためのパケッ
ト交換方法並びにパケット交換装置を提供することにあ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明のパケット交換方法並びにパケット交換装置は、
連続的に発生する情報をこの情報の発生端末に直接或い
は間接に接続されている交換機上でパケット化し交換処
理を行う際に、前記パケット作成のための前記情報の蓄
積開始と同時に交換装置に交換要求を発し、この交換要
求が前記交換装置使用の順番待ちのキューイングを終了
し、交換される権利を得た時点で前記交換要求の発生時
から蓄積していた前記情報を一つのパケットに組立て、
この組立られたパケットを直ちに交換処理し、又、入り
線出線間の交換を行うパケットスイッチと、情報を蓄積
し交換開始信号に応じて蓄積した前記情報に対しパケッ
トヘッダを付加してパケットを作成し前記パケットスイ
ッチに送るパケット作成装置と、前記交換要求装置から
の前記交換要求を予め定められた順序でスケジニーリン
グし前記パケット作成装置及び前記パケットスイッチに
前記交換開始信号を送るスケジューラとを有してなりて
いる。

〔作用〕

第１図（ａ）　、　（ｂ）　、　（Ｃ）はそれぞれ本発
明の原理を時系列的に示す図である。

本発明では、第１図（ａ）に示すように、端末において
発生する情報１５０に対して、パケット作成装置１１５
においてパケットの作成開始、っま）情報１５０の蓄積
開始と同時に交換機の交換スイッチ１１１の使用待ち行
列（以下スケジューラと記す）１２７に使用要求１１６
を並ばせ、第１図（ｂ）に示すように順番待ちの間にパ
ケットを作成する。パケット作成装置１１５は、第１図
（Ｃ）に示すように交換スイッチ１１１使用の順番が来
たという意味の送信開始信号１１８を受は取ると、それ
までに蓄積されていた情報にパケットヘッダ１３１を付
加したパケット１３０を作成し、直ちに交換スイッチ１
１１に送る。

このようにパケットは作成が開始された時点で交換要求
を発生するため、交換スイッチの使用のための待ちとパ
ケットの作成が平行して同時に行ナエ、交換スイッチの
キューイング遅延とパケットの作成遅延が共通になシ、
パケットは作成完了の瞬間に交換スイッチで交換される
。

一方、交換スイッチに対する負荷が高い、つまりスケジ
ューラへの交換スイッチ使用要求が多いときほどキュー
イング遅延は、長くなる。

従って、スケジューラにおける交換スイッチに対する負
荷が高ければ、作成されるパケットは長バケツ）Ｋなシ
、逆に負荷が低ければ短パケットが作成される。

なお、交換機が、−時的に過負荷の状態になったときに
は上記原理によシパケットは長くなる。

すると長パケットの丸めにキューイング遅延が大きくな
シ、それがまたさらに長いパケットを作る原因となって
パケット長がどんどん長くなる可能性があるが、過負荷
状態が解消されると共にキューイング遅延も小さくなシ
パケット長も小さくなる。すなわち、パケット長が無限
に長くなるということはない。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第３図は本発明の一実施例を示すブロック図である。

第３図において、本実施例のパケット交換装置は入り線
である伝送路１０３からの情報からパケットを作成する
複数のパケット作成装置１１５と、入り線の伝送路１０
３と出線１０４間をパケット作成装置１１５及びデータ
ハイウェイ１１０を介して交換を行う交換スイッチ１１
１と、各パケット作成装置１１５からの送信要求１１６
によって予め定められた順序でスケジューリングを立て
各パケット作成装置１１５及び交換スイッチ１１１へ交
換開始信号１１８．１１９を送出するスケジューラ１１
７とを有して構成し、各パケット作成装置１１５は伝送
路１０３からの情報を受信してヘッダ作成器３０５でパ
ケットヘッダを付加してデータハイウェイ１１０へ送出
するファースト・イン／ファースト・アウトバッファ（
以下ＦＩＦＯバッファと記す）３０２と、ＦＩＦＯバッ
フプ３０２の情報の蓄積開始時にスケジューラ１１７へ
送信要求１１６を送信しスケジューラ１１７から交換開
始信号１１８を受信する送信要求装置３０３とを有して
構成している。

次に、本実施例のパケット方法を第３図を用いて説明す
る。

第３図に示すように、端末において発生する情報を本実
施例のパケット交換装置の入り線である伝送路１０３を
通して、パケット作成装置１１５のＦＩＦＯバッファ３
０２に蓄積する。入力情報の蓄積開始と同時にパケット
作成装置１１５の交換要求装置３０３は、送信要求１１
６をスケジューラ１１７に対して発信する。スケジュー
ラ１１７は、各パケット作成装置１１５内の交換要求装
置３０３からの送信要求１１６をバッファリングし、交
換スイッチ１１１から交換スイッチの使用許可を意味す
る応答信号１２０があるごとに、送信要求への応答とし
て、送信要求１１６の先着順に、交換開始信号１１８を
各パケット作成装置１１５に、を九交換開始信号１１９
ｔ−交換スイッチ１１１に送る。スケジューニア１１７
からの交換開始信号１１８ｔ−受信したパケット作成装
置１１５は、ＦＩＦＯ，（ッファ３０２に蓄積されてい
る情報にヘッダ作成器３０５で作成されるパケットヘッ
ダを付加し、パケットを作成する。前記動作と同時に、
ＦＩＦＯバッファ３０２は新たな情報の蓄積を開始し、
交換要求装置３０３は次の送信要求１１６をスケジュー
ラ１１７に対して発信する。作成されたパケットは交換
スイッチ１１１へ送られ交換処理され、出線１０４へ送
られる。交換スイッチ１１１は、パケットの交換処理が
終わシアイドル状態になった時に、応答信号１２０をス
ケジューラ１１７へ送る。

本実施例により短縮されるパケット作成遅延の一例を、
６４Ｋｂｐｓの音声を情報源とした場合に、スケジュー
ラのキューイング遅延が平均１０ｍ５ｅｃの指数分布で
、パケット長を８０バイト（パケット作成遅延＝　ｌ　
Ｑｍｓｅｃ　）と仮定すると、従来方式では遅延は２０
　ｍ５ｅｃとなるが、本発明では１０ｍ５ｅｃとな）遅
延に関してかなシの品質向上が得られる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明では、従来、パケット作成と
交換処理は別のものと考えられて、パケットの作成遅延
と交換処理のキューイング遅延が独立に発生していたの
に対し、交換処理のキューイング遅延の間に平行してパ
ケット作成することによ）、交換処理のキューイング遅
延がパケット作成遅延と共通になる。従って、パケット
作成抜待つことなく交換処理が行なえるため、キューイ
ング遅延がＯあるいはパケット作成遅延がＯであると考
えられる。すなわち、 従　来：パケット作成遅延＋キューイング遅延 本発明：パケット作成遅延（＝キューイング遅延）のみ となるので、遅延に関して品質向上が得られる効果があ
る。

また、本発明では、交換機で負荷が低くキューイングが
あま夛起こらない状況では、パケット作成時間は短くな
シバ）ット長も自動的に短くなる。

この場合へラダオーバヘッドが大きくなるが、負荷が低
い場合であるので交換機の処理にあまり影響を与えない
。逆に、負荷が高くキューイングがある程度起こる状況
では長パケットが作成される。

すなわち、長パケットの作成は負荷の高い交換機におい
て、ヘッダオーバヘッドを小さくし負荷を下げるという
一種のフロー制御、フィードバック制御を行なうことに
相当する。従って、本発明によれば、負荷の状況に応じ
て自動的にネットワークを効率よく、また高品質で使用
することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）　、　（ｂ）　、　（Ｃ）はそれぞれ本発
明の原理を時系列的に示す図、第２図はパケット交換方
式におけるパケット長とパケット作成遅延時間との関係
を示す図、第３図は本発明の一実施例を示すブロック図
である。 １１０・・・データハイウェイ、１１１・・・交換スイ
ッチ、１１５・・・パケット作成装置、１１６・・・送
信要求、１１７・・・スケジューラ、１１８，１１９・
・・交換開始信号、１２０・・・応答信号、１３０・・
・パケット、１３１・・・パケットヘッダ、１５０・・
・情報、３０２・・・ファースト・イン／ファースト−
アウトバッファ（ＦＩＦＯバッファ）、３０３・・・送
ｍｐ求装置、３０５・・・ヘッダ作成器。 代理人　弁理士　　内　原　　　晋 バケ・νＦ１３Ｅ： 箭Ｚ図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）連続的に発生する情報をこの情報の発生端末に直
   接或いは間接に接続されている交換機上でパケット化し
   交換処理を行う際に、前記パケット作成のための前記情
   報の蓄積開始と同時に交換装置に交換要求を発し、この
   交換要求が前記交換装置使用の順番待ちのキューイング
   を終了し、交換される権利を得た時点で前記交換要求の
   発生時から蓄積していた前記情報を一つのパケットに組
   立て、この組立られたパケットを直ちに交換処理するこ
   とを特徴とするパケット交換方法。
2. （２）入り線出線間の交換を行うパケットスイッチと、
   情報の蓄積開始時に交換要求を発する交換要求装置と、
   前記情報を蓄積し交換開始信号に応じて蓄積した前記情
   報に対しパケットヘッダを付加してパケットを作成し前
   記パケットスイッチに送るパケット作成装置と、前記交
   換要求装置からの前記交換要求を予め定められた順序で
   スケジューリングし前記パケット作成装置及び前記パケ
   ットスイッチに前記交換開始信号を送るスケジューラと
   を有してなることを特徴とするパケット交換装置。