JPH04306031A - パケット品質制御方法 - Google Patents

パケット品質制御方法

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JPH04306031A
JPH04306031A JP3096250A JP9625091A JPH04306031A JP H04306031 A JPH04306031 A JP H04306031A JP 3096250 A JP3096250 A JP 3096250A JP 9625091 A JP9625091 A JP 9625091A JP H04306031 A JPH04306031 A JP H04306031A
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JP
Japan
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quality
packet
line
class
packets
Prior art date
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Pending
Application number
JP3096250A
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English (en)
Inventor
Shigehiko Ushijima
重彦 牛島
Masuya Arino
有野 加也
Yoshitaka Horiuchi
堀内 美孝
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、パケット化マルチメデ
ィア通信システムにおけるパケットの品質制御方法に関
し、特に経済的で品質劣化の少いパケット化マルチメデ
ィア通信システムを構築するのに好適なパケット品質制
御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、マルチメディア情報をパケット化
して通信するシステムでは、各メディアの情報により、
要求されるパケットの遅延時間、許容される廃棄率が異
なるため、各メディアの品質、すなわち、メディアごと
の遅延時間および廃棄率をそれぞれのメディアで許容さ
れた一定値以内に抑える品質制御が重要であった。特に
、経済的な網構築が望まれる企業専用網では、回線を高
能率で使用する場合が多く、メディアによってパケット
の発生過程、バースト性が異なることが原因して、瞬間
的な輻輳状態が多発する。このため、パケットの品質制
御においては、短時間輻輳の検出および回復制御が重要
であった。短時間輻輳を緩和する方法としては、例えば
、各種メディアのうち、音声や画像メディアのように、
一部情報の廃棄を許容できる品質クラスに属するパケッ
トを輻輳時に廃棄し、システム内に滞留するパケットの
トラヒック量を軽減することにより、輻輳時の遅延時間
および廃棄率の増大を抑制していた。なお、このような
輻輳制御方法に関するものとしては、例えば、特願平1
−226835号が挙げられる。一方、高い遅延時間品
質(許容遅延時間の短い)が要求されるメディアである
音声と、高い廃棄率品質が要求されるメディアであるデ
ータをパケットの形で一元的に処理する音声・データ結
合パケット交換機においては、パケットを回線に送出す
る回線送出部において、データに比べ、遅延時間品質に
厳しい音声パケットをデータパケットよりも優先して回
線に送出する優先制御が採られていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、パ
ケット化マルチメディア通信システムにおいて、各メデ
ィアの遅延および廃棄率に対する要求条件を考慮し、品
質劣化の大きさを一定値以内に抑えるように制御する必
要があった。例えば、特願平1−226835号に提案
されている方法では、システム内で送出を待ち合わせる
パケットが輻輳状態に陥った場合、各メディアの許容さ
れる廃棄率に着目し、メディアのなかで要求廃棄率品質
の低いメディアのパケットをそのメディアの許容廃棄を
満足する範囲内で選択的に廃棄し、システムに滞留して
いるパケットトラヒック量を軽減させることにより、要
求廃棄率品質の高い(許容廃棄率の低い)他のメディア
の廃棄率品質を保証できるとともに、システム内のパケ
ット量の軽減により、結果として滞留しているパケット
が早い時期に回線に送出できる機会が得られるため、間
接的に遅延時間も短縮できる。しかし、遅延時間品質に
厳しいメディアの上記輻輳に伴う遅延増加については配
慮がなされていない。このため、入力メディアのうち、
廃棄率品質に比べ、遅延時間品質が要求される品質クラ
スのパケット(例えば音声)の混在率が高い場合、シス
テム内のその品質クラスの送出待合せキュー長が増加し
、遅延を増加させ、さらには、廃棄閾値を超えることに
より、輻輳制御により、音声パケットが廃棄され、通話
品質が劣化する恐れがある。また、廃棄、遅延ともに厳
しい品質クラスのパケットも、遅延時間が増大するかあ
るいはこれによって音声品質が劣化する恐れがある。 一方、遅延時間品質に厳しい品質クラスに属するパケッ
トを、他のクラスよりも優先的に回線に送出する優先制
御は、遅延時間の短縮のみに着目している。このため、
高負荷時において遅延時間品質に緩い品質クラスに属す
るパケットは、回線送出の優先権を獲得することが困難
となり、回線送出の機会が少くなる結果、システム内に
滞留し、その品質クラスに属するパケット数が増加し、
廃棄される恐れがある。よって、入力トラヒックの要求
品質により、何れか一方の方法に特定することは各々の
方法で考慮されていない品質を劣化させる恐れがある。 特に、高負荷かつトラヒック変動の激しいユーザ条件で
動作するシステムでは、両方の長所を合わせ持たなけれ
ば、品質を一定値以内に保証することは難しい。本発明
の目的は、このような問題点を改善し、遅延時間品質と
廃棄率品質の両方を考慮して、品質劣化の抑制および経
済性の向上に好適なパケット品質制御方法を提供するこ
とにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
、本発明のパケット品質制御方法は、異なる複数のメデ
ィア(例えば音声メディアとデータメディア)の情報を
パケット化してシステム内のメモリの回線送出待ちキュ
ーに一時蓄積した後、回線に送出する手段(中継回線多
重化部)を備えたパケット化マルチメディア通信システ
ムにおいて、メディアの許容遅延時間と許容廃棄率によ
りパケットを複数の品質クラス(例えば音声パケットは
品質クラス1、データパケットは品質クラス2)に分類
し、品質クラスごとにシステム内のトラヒックの閾値を
設定しておき、各品質クラスの回線送出待ちキュー長と
その品質クラスの閾値とを比較して、トラヒック量が所
定の閾値を超えたものがあれば、許容廃棄率のより高い
品質クラス(品質クラス1)に属するパケットを選択的
に廃棄し、許容遅延時間のより短い品質クラス(品質ク
ラス2)に属するパケットを優先的に回線に送出するこ
とに特徴がある。
【0005】
【作用】本発明においては、まず、輻輳制御として、短
い時間で高いバースト性を持つパケットがシステムに到
達し、そのパケットの属する品質クラスの入力トラヒッ
ク量が過度的に増加して、その品質クラスの閾値を超え
た場合、例えば、全部でN個の品質クラスの内、廃棄率
品質の低いクラスのパケットを選択廃棄することにより
、簡単な制御でシステム内に滞留しているパケットを削
減し、最終的に輻輳を引き起こした品質クラスに滞留し
ているパケットの送出を促進する。次に、入力トラヒッ
クの条件として、許容遅延時間が短く、許容廃棄率の高
い品質クラスか、あるいは許容遅延時間が短く、許容廃
棄率の低い品質クラスの混在比率が高い場合、許容遅延
時間の短い品質クラスに属するメディアのパケットを優
先的に回線送出することにより、許容遅延時間の短い品
質クラスのパケットのシステム内滞留時間を短縮させる
ことができる。これにより、各メディアの求める遅延時
間品質と廃棄率品質の両方を考慮して、品質劣化を抑制
し、かつ経済性を向上させることが可能である。
【0006】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面により説明す
る。図2は、本発明の一実施例におけるパケット化マル
チメディア通信システムの構成図である。図2において
、11はデータパケットの加入者回線、12は音声パケ
ットの加入者回線、13は回線11に対してデータパケ
ットの送受信を行うデータパケットインタフェース部、
14は回線12に対して音声パケットの送受信を行う音
声パケットインタフェース部であり、本実施例では音声
メディアおよびデータメディアを扱う。また、15は各
モジュール13,14,16,17,18,22を結合
するシステムバス、16はメモリ18に蓄積されたパケ
ットに対して処理を行う上位CPU、17はシステムバ
ス15を介したモジュール間のDMA転送機能を持つバ
ス制御部である。また、18はメモリであり、パケット
バッファ19、プログラム領域20、および制御情報領
域21により構成される。また、22は通信制御部であ
り、フェッチ制御部26、回線制御部27、およびメモ
リ23より構成される。また、通信制御部22内のメモ
リ23は、パケット送受信バッファ24および制御情報
領域25より構成される。また、フェッチ制御部26は
、送信バッファ24から音声パケットを優先的に取り出
し、回線制御部27へパケットを転送する。また、回線
制御部27は、送信バッファ24からのパケットをHD
LCフレームに組み立て後、回線29に送出する一方、
回線29から受信したHDLCフレームからパケットを
取り出して、受信バッファ24へ転送する。また、28
は通信制御部22内のバス、29は中継回線である。
【0007】次に、パケット品質の制御機能について述
べる。図3は、本発明の一実施例におけるパケット化マ
ルチメディア通信システムの中継回線多重化部の機能を
示す説明図、図4は本発明の一実施例における音声パケ
ットフォーマットの説明図である。図3において、31
はCPUサーバ、32aは品質クラス1の回線送出待ち
キュー長の閾値、32は品質クラス1の回線送出待ちキ
ュー、33aは品質クラス2の回線送出待ちキュー長の
閾値、33は品質クラス2の回線送出待ちキュー、34
は回線サーバである。なお、図3に示す中継回線多重化
部は、図2の上位CPU16、バス制御部17、メモリ
18、通信制御部22を含み、パケット転送時の品質制
御機能を有する。本実施例では、扱うメディアのパケッ
トを2つの品質クラスに分ける。すなわち、音声パケッ
トは廃棄率に緩く、遅延時間に厳しい品質クラス1、デ
ータパケットは廃棄率に厳しく、遅延時間に緩い品質ク
ラス2に対応させる。また、音声パケットには、階層符
号化の一種であるembedded  ADPCM音声
を仮定する。そして、図4のように、音声4ビットサン
プル情報の内、音声品質への影響度が大きい上位2ビッ
トサンプル(音声上位ビット部42)と、影響度の小さ
い下位2ビットサンプル(音声下位ビット部41)とを
区別し、ヘッダ部43とともに1つのパケットに組立て
る。これにより、輻輳発生時には、音声下位ビット部4
1を廃棄する。また、CPUサーバ31は、品質クラス
1,2の回線送出待ちキュー32,33のキュー長とそ
れらの閾値32a,33aとの情報を保持しており、品
質クラスごとに両者を比較して輻輳状態を検出する。
【0008】次に、本実施例におけるパケット転送処理
の手順について述べる。図1は、本発明の一実施例にお
けるパケット転送処理を示すフローチャートである。本
実施例では、システムバス15から到着したパケット(
品質クラス1,2の何れかに属するもの)は、CPUサ
ーバ31による処理完了後(101)、到着順に当該ク
ラスのキューに転送される。このとき、CPUサーバ3
1は、自分の持つ回線送出待ちキュー32,33のキュ
ー長と閾値32a,33aに関する情報から、クラスご
とに両者の値を比較する(102)。その結果、両方の
クラスのキュー長ともそのクラスの閾値32a,33a
を超えていない場合、当該パケットは当該クラスの回線
送出待ちキューに転送される(103)。また、何れか
のクラスのキュー長がそのクラスの閾値を超えている場
合には、輻輳と判断し、さらに、当該パケットがクラス
1に属するパケットか否か判断する(104)。そして
、クラス1のパケットであると判定されると、クラス1
のパケットの下位ビット部を廃棄した後、クラス1の回
線送出待ちキュー32に転送し(105)、これらの処
理を繰り返す。一方、回線サーバ34は、品質クラス1
,2の回線送出待ちキュー32,33をその順番でサイ
クリックにスキャンする。そして、品質クラス1の回線
送出待ちキュー32にパケットが滞留している場合、複
数個を連続して、例えば、N(≧1)個まで連続して先
頭から回線29へ送出後、品質クラス2の回線送出待ち
キュー33をスキャンする。また、品質クラス2の回線
送出待ちキュー33にパケットが滞留している場合には
、先頭から1パケットを回線29に送出後、品質クラス
1の回線送出待ちキュー32をスキャンする。なお、ス
キャンしたキューにパケットが滞留していない場合には
、次のキューに対してスキャンを行うことを繰り返す。
【0009】
【発明の効果】本発明によれば、何れかのクラスのトラ
ヒックの分量が閾値を超えると、輻輳状態であると判断
し、輻輳期間中に廃棄率についての制限が緩いクラスの
パケットを選択廃棄することにより、パケットのバース
ト的な到着によって発生する短時間の過負荷を簡単な制
御で吸収することができる。しかも、入力トラヒックの
うち、廃棄条件に厳しく、遅延条件に緩い品質クラス、
および廃棄、遅延条件とも厳しい品質クラスのメディア
の混在率が高い場合でも、回線送出部における優先制御
により、廃棄率品質を一定値以内の劣化に抑えることが
できる。従って、限られた回線リソースを高効率で使用
する場合でも、各メディアからのバースト的なパケット
到着によるトラヒックの変動に柔軟に対処でき、しかも
廃棄対象メディアの廃棄による品質劣化を一定範囲内に
抑えることができるので、経済的で高品質なパケット化
マルチメディア通信システムを構築できる。
【0010】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例におけるパケット転送処理を
示すフローチャートである。
【図2】本発明の一実施例におけるパケット化マルチメ
ディア通信システムの構成図である。
【図3】本発明の一実施例におけるパケット化マルチメ
ディア通信システムの中継回線多重化部の機能を示す説
明図である。
【図4】本発明の一実施例における音声パケットフォー
マットの説明図である。
【符号の説明】
11  加入者回線 12  加入者回線 13  データパケットインタフェース部14  音声
パケットインタフェース部15  システムバス 16  上位CPU 17  バス制御部 18  メモリ 19  パケットバッファ 20  プログラム領域 21  制御情報領域 22  通信制御部 23  メモリ 24  送信バッファ 25  制御情報領域 26  フェッチ制御部 27  回線制御部 28  通信制御部内バス 29  中継回線 31  CPUサーバ 32  回線送出待ちキュー 32a  回線送出待ちキュー長の閾値33  回線送
出待ちキュー 33a  回線送出待ちキュー長の閾値34  回線サ
ーバ 41  音声下位ビット部 42  音声上位ビット部 43  ヘッダ部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  異なる複数のメディアの情報をパケッ
    ト化してシステム内のメモリの回線送出待ちキューに一
    時蓄積した後、回線に送出する手段を備えたパケット化
    マルチメディア通信システムのパケット品質制御方法に
    おいて、上記メディアの許容遅延時間と許容廃棄率によ
    りパケットを複数の品質クラスに分類し、該品質クラス
    ごとにシステム内のトラヒックの閾値を設定しておき、
    品質クラスごとの回線送出待ちキューに滞留するパケッ
    トのトラヒック量と当該品質クラスの閾値とを比較して
    、トラヒック量が所定の閾値を超えた品質クラスがある
    場合、許容廃棄率のより高い品質クラスに属するパケッ
    トを選択的に廃棄し、許容遅延時間のより短い品質クラ
    スに属するパケットを優先的に回線に送出することを特
    徴とするパケット品質制御方法。
JP3096250A 1991-04-02 1991-04-02 パケット品質制御方法 Pending JPH04306031A (ja)

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