JPH04138738A - Ａｔｍ交換方式 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、バーチャルパス（ＶｉｒｔｕａｌＰａｔｈ　
）及びバーチャルチャネル（Ｖｉｒｔｕａｌ　　Ｃｈａ
ｎｎｅｌ　　　）　ニ対すル要求品質ヲ満足する帯域管
理法を確立するためのＡＴＭ　（非同期転送モード）交
換方式に関する （従来の技術） ＡＴＭ交換網においては、各端末から発生する情報を固
定長のパケットであるセルを単位に伝送し、また伝送の
際には統計的多重化効果により、各端末（各呼）の最大
セル転送速度の算術和を物理回線の速度よりも大きくな
るように呼を収容できる。従って、各端末から転送され
るセル転送速度の算術和は、ある確率で物理回線の帯域
幅を越えることになり、端末から発生するセルはある確
率で廃棄される可能性がある。このとき、ある程度のオ
ーバロードはバッファリング機能により吸収されてセル
の廃棄は起きないものの、バッファの容量以上にセルが
転送されようとしたときにはやはりバッファオーバフロ
ーによりセルが廃棄されてしまう。

そのため、ＡＴＭ網においては、一般にこの統計的多重
化効果を考慮にいれて各端末から発生するセル流の帯域
管理を行なうようにしている。

すなわち、各端末は呼接続要求（バーチャルチャネル接
続要求）を行うときに、そのバーチャルチャネルのセル
廃棄率に関する要求品質を申請し、これに対して網は要
求品質を満足することができるかどうかを判断し、呼の
接続許可／拒否の制御を行う（呼接続制御）。このとき
、正確な呼接続制御を行うためには、このセル廃棄率の
推定を精度良く　（あるいは安全側）に行う必要かある
。つまり、ＡＴＭ網では、ある程度以内の確率的なセル
廃棄は許容して、ＡＴＭ網における通信資源である通信
帯域を複数の端末（バーチャルチャネル：ＶＣ）で共用
することで、網の効率的運用を行うことができる。

また、従来からＡＴＭ網において帯域管理を行う際に、
バーチャルパス（ｖｐ）という概念が提案されている。

すなわち、バーチャルパスとは複数のバーチャルチャネ
ルを収容した仮想パスであり、個々のバーチャルパスに
はその通過する経路および経路上で使用する帯域幅（通
信速度）の上限値が定義されている。

バーチャルチャネル識別子（ｖＣＩ）は、バーチセルバ
スを終端するノードにおいて個々のコネクションの識別
のために用いられるだけであり、従ってそれ以外のバー
チャルパス中継ノードではバーチャルチャネル毎の処理
は必要なく、バーチャルパス識別子（Ｖ、ＰＩ）のみを
参照することによりルーティングが行われる。

また、呼の接続制御に関しても、受は付は判定処理やル
ーティングテーブル書き換え処理等はバーチセルバスを
終端するノードにおいてのみ行われることになる。この
ようにバーチャルパスを導入することにより、中継ノー
ドの処理負荷を軽減することが可能となる。

このようにＡＴＭ網においては、個々の通信コネクショ
ンを表わすバーチャルチャネルが論理パスであるバーチ
ャルパスに多重化され、さらにそれらのバーチャルパス
が物理回線に多重化されている。

これらバーチャルチャネル、バーチャルパスおよび物理
回線には、その通信容量を表わす帯域幅がそれぞれパラ
メータとして定義されている。その定義された帯域幅を
用いてバーチャルチャネルのバーチャルパスへの帯域割
り当て制御、バーチャルパスの物理回線への帯域割り当
て制御が行われる。このうち、物理回線の帯域幅はある
決められたピーク速度として確定的に定義されるが、バ
ーチャルチャネルおよびバーチャルパスの帯域幅はピー
ク速度だけで定義されるデイターミニステック・バーチ
ャルチャネル及びデイターミニステイク・バーチャルパ
ス（Ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｓｔｉｃ　ＶＣ：　Ｄ　ＶＣ、
Ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｓｔｉｃ　ＶＰ：　Ｄ　Ｖ　Ｐ　）
と、ピーク速度だけでなく例えば平均速度のような統計
的なパラメータで定義されるスタティスティカルーバー
チャルチャネル及びスタティスティカル・バーチャルパ
ス（Ｈａｊｉｓｔｉｃａｌ　ＶＣ：　　ＳＶＣ，Ｈａｊ
ｉｓｔｉｃａＶＰ：５ＶＰ）が考えられる。

すなわち、ＡＴＭ網ではスタティスティカル・バーチャ
ルチャネル、デイターミニステック・バーチャルチャネ
ルが同一のバーチャルパスに収容されたり、スタティス
ティカル・バーチャルパス、デイターミニステイク・バ
ーチャルパスが同一の物理回線に収容されたりする可能
性が生じる。

（発明が解決しようとする課題） そのため、上述したように、スタティスティカル・バー
チャルチャネルとデイターミニステック・バーチャルチ
ャネルとを同一のバーチャルパスに収容する場合、スタ
ティスティカル・バーチャルパスとデイターミニステイ
ク・バーチャルパスとを同一の物理回線に収容する場合
の帯域管理法（帯域割り当て法）、特に効率的でしかも
各々のバーチャルチャネル、バーチャルパスの要求品質
を確実に満足できる帯域管理法を確立することが課題と
してあった。

本発明は、上記事情に鑑みて成されたもので、ＡＴＭ網
における通信資源である通信帯域を複数のバーチャルチ
ャネルで共用する際の帯域管理法を確立し、網の効率的
運用を行う事の出来るＡＴＭ交換方式を提供することを
目的とするものである。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本願第１の発明のＡＴＭ交換方式は、通信情報がバーチ
ャルチャネル識別子及びバーチャルパス識別子をヘッダ
にもつセルにより伝送、交換されるＡＴＭ交換網におい
て、ピーク速度のみが規定される第１のバーチャルチャ
ネルに対しては、少なくとも当該第１のバーチャルチャ
ネルのピーク速度の算術和か収容されるバーチャルパス
に規定されたピーク速度を越えない範囲で割り当てを行
い、ピーク速度及びそれ以外の統計的パラメータにより
規定される第２のバーチャルチャネルに対しては、バー
チャルチャネルに規定されたピーク速度から第１のバー
チャルチャネルに割り当てたピーク速度の算術和を差し
引いた速度が与えられるものとして当該第２のバーチャ
ルチャネルの要求通信品質を満足する範囲で割り当てを
行うことを特徴とする。

本願第２の発明のＡＴＭ交換方式は、通信情報がバーチ
ャルチャネル識別子及びバーチャルパス識別子をヘッダ
にもつセルにより伝送、交換されるＡＴＭ交換網におい
て、ピーク速度のみが規定される第１のバーチャルパス
に対しては、少なくとも当該第１のバーチャルパスのピ
ーク速度の算術和が物理回線の速度を越えない範囲で割
り当てを行い、ピーク速度及びそれ以外の統計的パラメ
タにより規定される策２のバーチャルパスに対しては、
物理回線の速度から第１のバーチセルバスに割り当てた
ピーク速度の算術和を差し引いた速度が与えられるもの
として当該第２のバーチャルパスの要求通信品質を満足
する範囲で割り当てを行うことを特徴とする。

（作　用） 本願が提案する策１の発明によれば、バーチャルパスに
バーチャルチャネルを収容する場合に、バーチャルチャ
ネルをピーク帯域の保証を行うバチセルチャネル（デイ
ターミニステック・バーチャルチャネル）と必ずしもピ
ーク帯域を保証しないバーチャルチャネル（スタティス
ティカル・バーチャルチャネル）とに分け、帯域管理を
行う。

すなわち、デイターミニステック・バーチャルチャネル
にはピーク帯域を割り当てる（少なくともデイターミニ
ステックφバーチャルチャネルのピク帯域の算術和がバ
ーチャルパスのピーク帯域幅を越えない範囲で割り当て
る）。一方スタテイスティカル・バーチャルチャネルに
はバーチャルパスに割り当てられたピーク帯域幅からそ
のバーチセルハスに割り当てたデイターミニステック・
バーチャルチャネルのピーク帯域の算術和を差し引いた
帯域幅を用いて推定されるセル廃棄率が、各スタティス
ティカル・バーチャルチャネルの要求通信品質（セル廃
棄率に関する要求）を満足するように帯域管理を行う。

本願が提案する第２の発明によれば、バーチャルパスも
、バーチャルチャネルと同様にピーク帯域の保証を行う
バーチャルパス（デイターミニステイク・バーチャルパ
ス）と必ずしもピーク帯域を保証しないバーチャルパス
（スタティスティカル・バーチャルパス）とに分け、帯
域管理を行う。

すなわち、ある帯域幅の物理回線に複数のバーチャルパ
スを収容するときに、ディターミニスティり・バーチャ
ルパスに対しては、少なくともそのピーク帯域の算術和
が物理回線の帯域幅を越えない範囲で帯域を割り当て、
スタテイステイカル・バーチャルパスには、物理回線の
帯域幅から前記デイターミニステイク・バーチャルパス
に割り当てたピーク帯域の算術和を差し引いた帯域幅を
用いて推定されるセル廃棄率が、前記各スタテイスティ
カル・バーチャルパスの要求通信品質を満足するように
帯域を割り当てる。

デイターミニステイク・バーチャルパスおよびデイター
ミニステック・バーチャルチャネルに帯域管理上ピーク
帯域を割り当て、されにセル転送中はデイターミニステ
イク・バーチセルバスおよびデイターミニステック・バ
ーチャルチャネルのセルを優先転送制御し得るようにす
るこにより、スタティスティカル・バーチャルパスおよ
びスタティスティカル・バーチャルチャネルを一緒にＡ
ＴＶ多重した場合でも、デイターミニステイク・バーチ
ャルパスおよびデイターミニステック・バーチャルチャ
ネルにピーク帯域の保証を行うことができる。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明に係る一実施例を詳細に説
明する。

まず、第１図乃至第３図を参照してバーチャルパスへの
バーチャルチャネルの収容時の帯域管理法について説明
する。

第１１１ＫＩに、バーチャルパスへデイターミニステッ
ク・バーチャルチャネルおよびスタティスティカル・バ
ーチャルチャネルを収容したときの通信帯域の使用状態
に関する時間変化の様子を示す。

尚、ここではバーチャルパスとしてピーク速度のみが規
定されているデイターミニステイク・バーチャルパスを
仮定する。このデイターミニステイク・バーチャルパス
に規定されたピーク帯域を越えて転送されようとするセ
ルは、バーチャルパスのポリシング制御等により強制的
に廃棄されるものとする。

また、第１図に示す■、は、各デイターミニステック・
バーチャルチャネルに割り当てるピーク速度をＤ　Ｖ　
Ｃｐ、　ｉ　とすると、デイターミニステック・バーチ
ャルチャネルに割り当てられたピーク速度の算術和を表
わし、この値が少なくともバーチャルパスに規定された
ピーク速度■２を越えないようにデイターミニステック
・バーチャルチャネルの接続を制御する。

ｖ１＝ΣＤＶＣｐ ■２≧■１ スタティスティカル・バーチャルチャネルに対しては、
バーチャルパスに規定されたピーク速度■２からデイタ
ーミニステック・バーチャルチャネルに割り当てられた
ピーク速度の算術和Ｖ、を差し引いた帯域：Ｖ２−Ｖ、
が割り当て可能であるものとする。

ただし、スタティスティ力ル・バーチャルチャネルに対
しては必ずしもピーク速度を保証する必要はなく、スタ
ティスティ力ル・バーチャルチャネルに割り当てられる
ピーク速度の算術和がｖ２−■１を越えることが許容さ
れている。

そのために、第１図の領域Ｅ、　、Ｅ、に示すように、
バーチャルパスに到着するセル流のピーク速度が、その
バーチャルパスに規定されているピーク速度ｖ２をある
確率で越えることがあり、そのために、到着するセルが
ある確率で廃棄される可能性がある。従って、バーチャ
ルチャネルの割り当て制御の際には、その確率が所望の
値以内になるように制御する。

第２図および第３図はデイターミニステック・バーチャ
ルチャネルに対して優先転送制御を行う場合のバッファ
の制御に関する概略図である。

第２図では、デイターミニステック・バーチャルチャネ
ルのセルはすべてバッファＢｕｌに蓄積され、一方スタ
テイスティカル・バーチャルチャネルのセルはすべてバ
ッファＢｕ２に蓄積される。

到着するセルがデイターミニステック・バーチャルチャ
ネルのセルであるかスタティスティカル嘩バーチャルチ
ャネルのセルであるかは、セルヘッダのＶＣＩを参照す
ることにより陰（ｉｍｐｌｉｃｉｔ）に識別することが
可能である。このとき、バッファＢｕ２−１（デイター
ミニステック・バーチャルチャネル用バッファ）に一つ
でもセルが存在するときにはバッファＢｕ２−２（スタ
ティスティカル・バーチャルチャネル用バッファ）にあ
るセルが送信されないように制御を行う。デイターミニ
ステック・バーチャルチャネルのセルだけでバーチャル
パスのピーク速度を越えることはないようにデイターミ
ニステック・バーチャルチャネルの接続制御を行うため
、デイターミニステック・バーチャルチャネルのセルは
廃棄されずに各デイターミニステック・バーチャルチャ
ネルのピーク速度が確実に保証されることになる。次に
第３図では、デイターミニステック・バーチャルチャネ
ル／スタティスティカル・バーチャルチャネルそれぞれ
個別にバッファを用意せず、同じバッファに蓄積して、
バッファがオーバーフロー（セルを廃棄しなければなら
なくなったとき）するときには、スタティスティカル・
バーチャルチャネルのセルを選択的に廃棄させるような
バッファ制御を行っている。したがって、この場合にも
デイターミニステック・バーチャルチャネルのセルは廃
棄されずに各デイターミニステック・バーチャルチャネ
ルのピーク速度に相当する帯域が確実に保証されること
になる。

したがって、第１図に斜線を施して示す領域Ｅ１、Ｅ２
の部分に対応するセルの廃棄はスタティスティカル・バ
ーチャルチャネルのセルのみに生じることになるので、
セル廃棄率はスタティスティカル・バーチャルチャネル
についてのみ考慮する必要がある。

第１図においてバーチャルパスに割り当てられたピーク
速度ｖ２からデイターミニステック・バーチャルチャネ
ルに割り当てられているピーク速度の算術和ｖ１を差し
引いたものを、スタティスティヵル・バーチャルチャネ
ルに割り当て可能なピーク速度（ピーク容量）と考え、
この容量■２ｖ１の中にすべてのスタティスティカル・
バチセルチャネルの要求セル廃棄率を満足する範囲内で
スタティスティカル・バーチャルチャネルの接続制御を
行うことになる。

次に、第２図乃至第４図を参照して、物理回線へのバー
チャルパスの収容時の帯域管理法について説明する。

第４図に、物理速度がｖ４の物理回線に、デイターミニ
ステイク・バーチャルパス、スタティスティカル・バー
チャルパスを収容したときの帯域の使用状態に関する時
間変化の様子を示す。

ここで、ｖ３はデイターミニステイク・バーチャルパス
に割り当てられたピーク速度の積算値（各デイターミニ
ステイク・バーチャルパスに割り当てるピーク速度をＤ
　Ｖ　Ｐ　ｐ、　ｉ　とする）を表わし、この値が少な
くとも物理回線に規定された速度Ｖ４を越えないように
デイターミニステイク・バーチャルパスの割り当てを制
御する。

Ｖ３＝ΣＤｖＰｐ Ｖ４≧ｖ３ また、スタティスティカル・バーチャルパスに対しては
、物理回線に規定された速度■４がらデイターミニステ
イク・バーチャルパスに割り当てられたピーク速度の算
術和Ｖ３を差し引いた帯域（Ｖ４　”−Ｖ３　）が割り
当て可能であるものとする。

ただし、スタティスティヵル・バーチャルパスに対して
は必ずしもピーク速度を保証する必要はなく、スタティ
スティカル・バーチャルパスに割り当てられるピーク速
度の算術和が（Ｖ４　　Ｖ３）を越えることが許容され
ている。

そのために、第４図の領域Ｅ３、Ｅ４に示すように、物
理回線インタフェースに到着するセル流のピーク速度が
その物理回線の速度■４をある確率で越えることがあり
、そのために、到着するセルがある確率で廃棄されるこ
とがある。

第２図および第３図でデイターミニステック・バーチャ
ルチャネルについて示した方法とまったく同様にして、
デイターミニステイク・バーチャルパスのセルに対する
優先転送制御を行う場合のバッファの制御法も実現可能
である。

第２図で、バッファＢｕｌにはデイターミニステイク・
バーチャルパスのセルが蓄積され、一方スタテイスティ
カル・バーチャルパスのセルはすべてバッフｙＢｕ２に
蓄積される。到着するセルがデイターミニステイク・バ
ーチャルパスのセルであるかスタティスティカル・バー
チキルパスζセルであるかは、セルヘッダのＶＰＩを参
照すシことにより陰（ｉｍｐｌｉｃｉｔ）に識別するこ
とが回内である。

このとき、バッファＢｕｌ（データーミニステイク・バ
ーチャルパス用バッファ）に１つでも→ルが存在すると
きにはバッファＢｕ２　（スタテ・スティカル・バーチ
ャルパス用バッファ）にあ２セルは送信されないように
制御を行う。デイターミニステイク・バーチャルパスの
セルだけで物理回線の速度を越えるようなことはないよ
うにデーターミニステイク・バーチャルパスの割り当て
佳御を行うため、デイターミニステイク・バーチ１ルパ
スのセルは廃棄されずに各デイターミニステイク・バー
チャルパスに規定されたピーク速度を確実に保証される
ことになる。

第３図では、デイターミニステイク・バーチ１ルパスお
よびスタティスティ力ルｅバーチセルノスそれぞれ個別
にバッファを用意せず、同じバっファに蓄積して、バッ
ファがオーバーフロー（＋ルを廃棄しなければならなく
なったとき）するときには、スタティスティ力ルーバー
チャルパスのセルを選択的に廃棄させるようなバッファ
制御を行っている。

従って、この場合もデイターミニステイク・バーチャル
パスのセルは廃棄されずに各デイターミニステイク・バ
ーチャルパスのピーク帯域が確実に保証されている。

従って、第４図に示す領域Ｅ、　、Ｅ４の部分に対応す
るセルの廃棄は、スタティスティカル・バチセルパスの
セルのみに生じることになるので、セル廃棄率はスタテ
ィスティカル・バーチャルパスについてのみ考慮する必
要がある。

第４図において物理回線の速度■４からデイターミニス
テイク・バーチャルパスに割り当てられているピーク速
度の算術和ｖ３を差し引いたものを、スタティスティカ
ル・バーチャルパスに割り当て可能なピーク速度（ピー
ク容量）と考え、この容量（Ｖ４−Ｖ３　）の中にすべ
てのスタティスティカルリバーチャルパスの要求セル廃
棄率を満足する範囲でスタティスティカル・バーチャル
パスの割り当て制御を行うことになる。

以上示したように、ひとつのバーチャルパスに対するデ
イターミニステック・バーチャルチャネルとスタティス
ティカル・バーチャルチャネルの収容法、ひとつの物理
回線に対するデイターミニステイク・バーチャルパスと
スタティスティカル・ハーチセルパスの収容法はまった
く同様のアルゴリズムにより行うことができる。

すなわちデイターミニステック・バーチキルチャネル／
デイターミニステイク・バーチャルパスの優先転送制御
を行い、デイターミニステック・バーチキルチャネル／
デイターミニステイク・バーチャルパスに対してはその
ピーク速度を割り当てるものとし、スタティスティカル
・バーチャルチャネル／スタティスティカル・バーチャ
ルパスに対してはデイターミニステック・バーチキルチ
ャネル／デイターミニステイク・バーチャルパスが使用
していない通信帯域を用いてセルの転送を行うものとし
てその場合のセル廃棄品質を推定し、それが要求を満た
す範囲で割り当て制御を行う。

上述したような方式により、デイターミニステック・バ
ーチキルチャネル／デイターミニステイク・バーチャル
パスに対してはピーク速度の保証（セル廃棄なしの保証
）、スタティスティヵル・バーチャルチャネル／スタテ
ィスティカル・バーチ１ルパスに対しては一定以上のセ
ル廃棄品質の保証を行うことができる。

実際には、これらの帯域割り当てのアルゴリズムは、バ
ーチ１ルパスに対するデイターミニステック・バーチャ
ルチャネルとスタティスティカル・バーチャルチャネル
の割り当てについては新たな呼（バーチャルチャネル）
の接続要求が発生するたびに行われ、物理回線に対する
ディターミニスティクーバーチャルパスとスタティステ
ィカル・バーチャルパスの割り当てについてはある程度
長期的な需要にもとづいたバーチ１ルパス網の初期設計
時に行われることになる。

［発明の効果コ 本発明により、デイターミニステック・バ−チャ用チャ
ネル／デイターミニステイク・バーチャルパスに対して
はピーク速度の保証（セル廃棄なしの保証）、スタティ
ステイカル・バーチャルチャネル／スタティスティカル
・バーチャルパスに対しては一定以上のセル廃棄品質の
保証を行うことができ、すなわち種々の異なる要求に応
じた帯域割り当て制御が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はデイターミニステイク・バーチャルパスにバー
チャルチャネルを収容したときの帯域使用状況の時間変
化を示す図、 第２図は個別バッファによる優先制御を示す図、第３図
は共通バッファによる優先制御を示す図、第４図は物理
回線にバーチャルパスを収容したときの帯域使用状況の
時間変化を示す図である。 代理人　　弁理士　　三　好　秀　和 詣−

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）通信情報がバーチャルチャネル識別子及びバーチ
   ャルパス識別子をヘッダにもつセルにより伝送、交換さ
   れるＡＴＭ交換網において、 ピーク速度のみが規定される第１のバーチャルチャネル
   に対しては、少なくとも当該第１のバーチャルチャネル
   のピーク速度の算術和が収容されるバーチャルパスに規
   定されたピーク速度を越えない範囲で割り当てを行い、
   ピーク速度及び統計的パラメータにより規定される第２
   のバーチャルチャネルに対しては、バーチャルチャネル
   に規定されたピーク速度から第１のバーチャルチャネル
   に割り当てたピーク速度の算術和を差し引いた速度が与
   えられるものとして当該第２のバーチャルチャネルの要
   求通信品質を満足する範囲で割り当てを行うことを特徴
   とするＡＴＭ交換方式。
2. （２）通信情報がバーチャルチャネル識別子及びバーチ
   ャルパス識別子をヘッダにもつセルにより伝送、交換さ
   れるＡＴＭ交換網において、 ピーク速度のみが規定される第１のバーチャルパスに対
   しては、少なくとも当該第１のバーチャルパスのピーク
   速度の算術和が物理回線の速度を越えない範囲で割り当
   てを行い、ピーク速度及び統計的パラメータにより規定
   される第２のバーチャルパスに対しては、物理回線の速
   度から第１のバーチャルパスに割り当てたピーク速度の
   算術和を差し引いた速度が与えられるものとして当該第
   ２のバーチャルパスの要求通信品質を満足する範囲で割
   り当てを行うことを特徴とするＡＴＭ交換方式。