JPH05153154A - チヤネル帯域管理処理方式 - Google Patents

チヤネル帯域管理処理方式

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JPH05153154A
JPH05153154A JP31295091A JP31295091A JPH05153154A JP H05153154 A JPH05153154 A JP H05153154A JP 31295091 A JP31295091 A JP 31295091A JP 31295091 A JP31295091 A JP 31295091A JP H05153154 A JPH05153154 A JP H05153154A
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JP31295091A
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Shigehiko Ushijima
重彦 牛島
Yasuhiro Inooka
保裕 猪岡
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、必要に応じて随時帯域を変更でき
る効率的なチャネル帯域管理処理方式を提供することを
目的としている。 【構成】 チャネル毎に使用していたトラヒック量を監
視する機能と、当該チャネルの帯域を制御する機能とを
もうけ、当該チャネルのトラヒック量が増加した場合
や、当該チャネルのトラヒック量が減少した場合や、新
しいチャネル要求が発生した場合などに、チャネルの帯
域を変更制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、パケット通信、ATM
通信のようにチャネルを用いて通信する通信方式におい
て、各チャネルに対する所要帯域を柔軟に管理し、効率
的なチャネル帯域の運用を可能とするチャネル帯域管理
処理方式に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、パケット通信やATM通信におい
ては、チャネルの帯域管理として、事前に割り当てた帯
域を通信が終了するまで変更することはなかった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】通信メディアの多様化
により、データの中にもトラヒック密度が時間の経過と
共に異なる通信がある。例えば、LAN間接続の様に、
比較的短時間にバースト的にデータトラヒックが増大
し、再び減少する端末の発生過程に依存し間欠的なデー
タが流れる場合がある一方、一日のうちの負荷変動のよ
うに、ゆったりとした長時間的なトラヒック変動、そし
て、更に長期的には、ネットワークの拡張に伴い、接続
端末数が徐々に増加することによって、データトラヒッ
クが単調に増加する場合もある。
【0004】また、構内システム内で端末がデータベー
ス(DB)をアクセスする通信においては、通常運用時
は、比較的小さな帯域により十分な場合でも、ファイル
更新、再開処理など立上げ用のファイルをダウンロード
する場合などは、速やかに動作できるように大きな帯域
を割り当てた方が有効である。
【0005】一方、データ通信のプロトコルにより、デ
ータパケットの廃棄率が通信品質に与える影響が異な
る。例えば、TCP/IPの様なある程度の廃棄が起こ
っても再送により誤り回復できるものについては、少々
帯域を小さめに割り当てても通信継続にさほど影響を与
えないが、X.25などのようにパケットが廃棄された
場合にチャネルを解放する手順を起動するプロトコルに
おいては、大きめの帯域を割り当てて通信の安定性を保
証することが肝要である。
【0006】前記の説明の様に、必要なチャネル帯域は
各々の通信メディアのトラヒック発生過程、プロトコ
ル、通信用途、外部条件などにより短期的あるいは長期
的な時間間隔で変動するため、必要に応じて帯域を随時
変更できるチャネル帯域管理処理方式の確立が重要であ
る。
【0007】一方、チャネルの帯域と通信品質(通信時
間、廃棄率など)は一般的にトレードオフの関係にあ
り、帯域を大きくすればするほど通信品質が良くなり、
小さくすればするほど悪くなる。しかし、帯域には、あ
る有効な設定範囲が存在する。即ち、必要以上に帯域を
小さくする(プロトコルの応答時間を満足できない程遅
延が生じるくらいに)以外は、基本的な通信機能を満足
することができる。また、必要以上に帯域を大きく割り
当て(例えば端末の発生速度以上に)ても無意味であ
る。従って、それぞれの通信チャネルには、最低限必要
な帯域と最大限必要な帯域が存在することが分かる。
【0008】従って、各通信チャネルに対し、最小限必
要な帯域でチャネルを割り付けておき、必要に応じて、
当該チャネルが最大限必要な帯域までの範囲で無駄な空
き帯域を有効に利用できる可能性がある。更に、各チャ
ネルが最大限必要な帯域をそろって要求すると、複数の
要求を調停する規律が必要である。
【0009】一方、このような空き帯域を占有してしま
うことは、新たに生起した通信呼に対するチャネル捕捉
の優先度を低くすることになり好ましくない。例えば、
ファイル更新や再開処理などの大量情報を短時間に転送
する処理をシステム運用中に行うには、他の通信の帯域
使用状況によっては、新たなチャネル帯域を捕捉できな
い可能性があり、運用管理機能が実行できなくなる場合
も考えられる。
【0010】そこで、新しい呼の受付については、空き
帯域が存在していない場合は、最小限必要な帯域を越え
て使用しているチャネルの帯域から優先的に帯域を割り
当てる方法が必要となる。
【0011】本発明は、以上の課題を解決し、必要に応
じて随時帯域を変更できる効率的なチャネル帯域管理処
理方式を提供することを目的としている。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明のチャネル帯域管
理処理方式は、以下の点を特徴とする。即ち、 (1)通信に関する最小限帯域と最大限帯域とを当該通
信チャネルに対して設定し、通信開始時に最小限帯域が
通信ノードが管理する空きの帯域を越えない場合に当該
帯域をチャネルに対して割り付け、通信中は割り付けら
れた帯域を保証しながら当該チャネルを用いて通信し、
該通信が終了した時点で割り当てられていたチャネルの
帯域を解放するチャネル帯域管理処理方式において、チ
ャネル毎に使用していたトラヒック量を監視する機能
と、当該チャネルの帯域を制御できる機能とを設け、
(i) 当該チャネルのトラヒック量が増加した場合、現在
割り付けられている帯域を空き帯域及び当該チャネルの
最大限帯域を越えない範囲で変更制御することと、(ii)
当該チャネルのトラヒック量が減少した場合、最小限必
要な帯域までを限度に帯域を変更制御することと、(ii
i)新しいチャネル要求が発生した場合、当該チャネルが
要求した最低限帯域が通信ノードが管理する空き帯域を
満足しない場合に、現在最小限帯域を越えて使用してい
る一つまたは複数チャネルの帯域を最小限帯域までを限
度に変更制御することとを行うことを特徴とする。
【0013】(2)帯域の変更制御を行うチャネルと帯
域の変更制御をしないチャネルとを混在させることを特
徴とする。 (3)チャネルに優先度を付与し、当該優先度に応じた
チャネル帯域の変更制御をすることを特徴とする。
【0014】(4)各チャネルの空き帯域を占有する優
先度を時間の経過と共に変更するスケジュール管理機構
を設けておき、当該管理機構に従って各チャネルの帯域
を管理することを特徴とする。
【0015】
【作用】本発明においては、まず、チャネル帯域管理に
当っては、最大限必要な帯域と最小限必要な帯域との二
つを意識し、通信中は最小限必要な帯域についてはこれ
を必ず保証する一方、各チャネルに対して空き帯域の使
用権に対する優先度を付与し、空き帯域がある限り優先
度の高いチャネルから最大限必要な帯域を限度に帯域拡
張することを許可することにより、複数の通信チャネル
の使用用途、使用状況などの必要性や、各通信の重要度
に応じて柔軟な帯域管理をすることができる。
【0016】また、新しい呼に対しては、現在の空き帯
域と最小限必要な帯域以上に使われている帯域とからチ
ャネル帯域を割り当てることで、優先度の高いチャネル
が帯域を占有し続けるのではなく、新たな呼受付時にも
柔軟に帯域を割り当てることができる。
【0017】更に、スケジュール管理機能により、各チ
ャネルの優先度を時間の経過とともに変更することによ
り、ある一定の期間だけ帯域を通常よりも多く割り当て
ることも可能である。
【0018】以上のように、必要に応じて随時チャネル
の帯域を変更することにより、効率的なチャネル帯域の
運用が可能である。
【0019】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面により説明す
る。図1は、本発明の一実施例におけるATMセル多重
化装置の構成図である。図示の場合には、二対地で対向
にATM専用線により接続されている。
【0020】図1において1a,1bは図示装置2,
3,4,5,6の呼制御とチャネル帯域とを管理するサ
ービス制御装置、2は運用管理するためのファイル情報
やシステム管理情報などを蓄積するデータベース、3は
本システムの設備を管理するためのシステム管理装置で
ある。4aおよび4bは電話やFAXやモデムなどを収
容するPBX、5aおよび5bはイーサネットLANを
終端しまたセルに組立・分解する機能を有するLAN間
接続装置、6aおよび6bはTV会議端末装置、7はス
イッチ9aおよび9bをアクセスするためのスイッチイ
ンタフェース部、8はATM専用線を終端するゲートウ
ェイ、10はATM専用線を示す。
【0021】図2は本発明の一実施例におけるサービス
制御装置のシステム構成図である。図2において、20
は端末との間でATMスイッチ9を経由して呼制御情報
を送受信する呼制御情報送受信部、21は運用中の全部
のチャネルの帯域を管理するチャネル帯域管理部、22
はメモリであってチャネル状態管理情報23、空き帯域
管理情報24、チャネル優先権情報25、スケジュール
情報26、および帯域管理アルゴリズム27を含む。
【0022】また、28はタイマ管理部であってスケジ
ュール制御の契機をチャネル帯域管理部21に対して通
知する。29はスイッチ制御部であってチャネル帯域管
理部21からの命令によってチャネルの設定・解放及び
帯域の設定・変更を行う。30は通過トラヒック情報を
収集するトラヒック管理部である。31は図示装置2
0,21,22,28,29,30を接続するバスを示
す。
【0023】図3は、本発明の一実施例で扱うチャネル
と当該チャネルの空き帯域の使用権に関する優先度、呼
接続制御で要求する最小帯域、最大帯域について示して
いる。ここで、最小帯域とは、最小限必要な帯域、最大
帯域とは、最大限必要な帯域を示す。なおカッコ内の数
値は単なる符号である。
【0024】図3で示したチャネルの内、LAN間接続
用チャネル33、テレビ会議用チャネル37、PBX用
チャネル38は、ATM専用線を介して各LAN端末、
テレビ会議端末、PBX間に張られたUプレーンの論理
チャネルを示す。呼制御用チャネル36は、テレビ会議
端末、PBXからの呼制御信号をATM専用線を介して
対向のサービス制御装置間で張られるCプレーンの論理
チャネルを示す。システム管理用チャネル35は、対局
との間で保守運用情報、警報情報、管理情報などをAT
M専用線を介して転送するMプレーンの論理チャネルを
示す。最後に、DBアクセス用チャネル34は、ファイ
ル更新時、構成変更時などにデータベースから対局へバ
ックアップ情報をATM専用を介して転送するMプレー
ンの論理チャネルを示す。
【0025】また、優先度5のテレビ会議とPBXにつ
いては、CBR端末を収容するため、最小帯域と最大帯
域を同等とした。また、優先度の高いLAN間接続は、
1.5Mbps程度で最小限の通信が可能であるが、廃
棄率、遅延時間などを十分保証するために、余裕があれ
ば実質の最大スループットである3Mbpsまで帯域拡
大可能とした。更に、データベースアクセスでは、通常
は1Mbps程度の帯域で十分であるが、ファイル更
新、再開処理、立上げ処理などの特定の場合に、十分処
理が短く終了するように、最大帯域を4Mbpsまで拡
張した。
【0026】以下、これまでの説明をもとに本発明の一
実施例におけるチャネル帯域管理部21の処理を、図4
ないし図9を用いて説明する。図4は、本発明の一実施
例における呼接続要求が発生した場合の、チャネル帯域
管理部の処理フローチャートである。ここで、余裕帯域
とは最小帯域から最大帯域の間で占有している余裕であ
り、現在使用中の帯域から最小帯域を差し引くことによ
り得られる帯域を示す。
【0027】図4を用いて、本発明の一実施例のうち、
呼接続フェーズにおいて、最小帯域を要求するチャネル
に対して、まず空き帯域から割り当て、それで不足する
場合は優先度の低い既に通信中のチャネルの余裕帯域を
融通する処理に関して説明する。
【0028】ある端末から最小帯域と最大帯域を伴う発
呼要求をサービス制御ノードで受け付けると(40)、
まず、最小帯域が、空き帯域未満か否かを判断する(4
1)。ここで、空き帯域が十分である場合は、チャネル
帯域管理部21はチャネル状態管理情報23を更新し
(42)、スイッチ制御部29に対して、スイッチ接続
制御を行う(43)。
【0029】処理手順(41)において、十分空き帯域
がなく、最小帯域が受け付けられない場合には、現在残
っている空き帯域と最低優先度が使用している余裕帯域
を加算し(44,45)、本結果値と最小帯域とを比較
する(46)。処理手順(46)の比較結果で、最小帯
域が満足できれば残存していた空き帯域と余裕帯域の中
から当該呼に割り当てたものを削除するように、チャネ
ル状態管理情報を更新し(49)、スイッチ制御部29
に対し接続制御を行う(50)。
【0030】一方、処理手順(46)で未だ最小帯域が
捕捉できない場合には、更に優先度の高いチャネルが存
在する限り(47)、一つ上の優先度のもつ余裕帯域も
加算し、最小帯域と比較する(46)。
【0031】以上述べた処理手順(45〜48)を最高
優先度まで繰り返し、その過程で最小帯域が融通できた
場合は、処理手順(49,50)に移行する一方、融通
できない場合は、呼損とする(51)。
【0032】図5は、本発明の一実施例における情報転
送中のチャネル帯域管理に関する処理フローチャートを
示す。図5を用いて、本発明の一実施例のうち、情報転
送フェーズで空き帯域を各チャネルの優先度に従って余
裕帯域を割り当てる処理に関して説明する。ここでは、
図3に示した六種類のチャネルのうち、チャネル33〜
36に対して自分よりも高い優先度のチャネルの余裕帯
域がフルとならない限り次の優先度のチャネルが余裕帯
域を捕捉できないことを前提とする。
【0033】情報転送中(60)において、チャネル帯
域管理部21は、空き帯域管理情報24をアクセスし、
空き帯域が発生したことを認識する(61)と、優先度
の高いチャネルの余裕帯域から順に満了か否かを判断し
(62,64,66,68)、余裕帯域が満了でない場
合には、当該空き帯域を融通し(63,65,67,6
9)(70)、チャネル状態管理情報の更新(71)な
らびにスイッチ制御部29に対しスイッチ帯域変更制御
(72)を実施する。
【0034】一方、空き帯域がない場合には、何もしな
い。最後に、処理手順(72)が終了後かまたは処理手
順(68)で優先度1〜4までのチャネルに対し全て余
裕帯域が最大限に割り当てられている場合は、最初の処
理手順(61)に戻り、上記処理フローを繰り返す。
【0035】図6は、本発明の一実施例における呼切断
要求を受け付けた場合のチャネル帯域管理に関する処理
フローチャートを示す。図6を用いて、本発明の一実施
例のうち、呼解放フェーズで使用済みのチャネル帯域を
解放する場合の処理に関して説明する。
【0036】呼切断要求(80)が発生すると、チャネ
ル帯域管理部21は、当該チャネルが今まで使用してい
た全帯域を解放(81)した後、スイッチ制御部29に
対し切断指示をする(82)。これにより、空き帯域が
増大し、図5で示した処理により、優先度順で再び余裕
帯域の再配置制御が開始される。
【0037】図7は、本発明の一実施例におけるトラヒ
ック観測量(ここでは、セル転送数を示す)により余裕
帯域を制御する場合のチャネル帯域管理に関する処理フ
ローチャートを示す。
【0038】図7を用いて、本発明の一実施例のうち、
図3で示した六種類のチャネルのうち、優先度が高いL
AN間接続用チャネル33とDBアクセス用チャネル3
4に対し余裕帯域の獲得を許可し、観測通信量が現用チ
ャネル帯域の使用率が80%を越える場合に、優先度の
高い順に余裕帯域を100Kbpsだけ拡大し、当該チ
ャネル帯域の使用率が70%を下回る場合に、優先度の
低い順に余裕帯域を100Kbpsだけ縮小する一方、
それ以外の優先度の低いチャネルは、最小帯域のみを要
求し、通信中は固定帯域を使用する処理に関して説明す
る。
【0039】チャネル帯域管理部21は、空き帯域管理
情報24をタイマ管理部28の周期的な指示により、現
在の空き帯域を把握し、これが最低100Kbps存在
するかを判断する(90)。ここで、空き帯域が存在す
る場合、まず優先度1のチャネルの帯域使用率をチャネ
ル状態管理情報23から取り出し、使用率が80%を越
えているかを判断する(91)。この結果、超過してい
る場合は、現在使用している帯域が最大帯域を越えてい
るかを判断し(92)、越えていなければ、当該チャネ
ルの帯域を100Kbps分増加させるようにスイッチ
制御部29に対して制御する(93)と共に、チャネル
状態管理情報の使用中帯域を更新する(94)。また、
処理手順(91)が不成立の場合には、優先度を2に下
げ、同様の処理を行う(95〜98)。
【0040】上記処理の内、処理手順(90)で条件不
成立の場合、処理手順(92),(96)で条件成立し
た場合、処理手順(94),(98)の処理が完了した
場合には、引き続き処理手順(92)に移行する。
【0041】処理手順(99)においては、まず優先度
2の帯域の利用率が70%未満かを判断する(99)。
この時、使用中帯域が最小帯域未満(100)であれ
ば、処理を先頭に戻す。一方、処理手順(100)で条
件不成立の場合には、100Kbpsだけチャネル帯域
を縮小するように制御を行う(101)と共に、チャネ
ル状態管理情報の現在使用中帯域を更新(102)後、
処理を先頭に戻す。
【0042】一方、処理手順(99)において、条件が
不成立の場合には、次に優先度1の帯域に関して同様に
処理を進め(103〜106)、処理を先頭に戻す。図
8は、本発明の一実施例におけるある一定期間だけ空き
帯域使用権に対する優先度を変更する処理に関する処理
フローチャートを示す。
【0043】図9は、本発明の一実施例におけるファイ
ル更新作業中の各チャネル(33〜38)における優先
度を示す。図8を用いて、本発明の一実施例のうち、シ
ステム運用中のファイル更新作業に際し、図3で示した
各チャネルの優先度を図9で示したチャネルの優先度に
一旦変更してDBアクセス用チャネルに当該期間だけよ
り多くの余裕帯域を割り当てる処理に関して説明する。
【0044】まず、事前に新しいチャネル優先度をチャ
ネル優先権情報25に追加する(110)。次に、今回
のファイル更新作業を午前8時から午前9時まで実施す
ることをスケジュール情報26に設定する(111)。
タイマ管理部28は、自律動作で周期的に前記スケジュ
ール情報を監視し、作業開始時刻の午前8時となった時
点でチャネル優先権情報を図3に示したものから図9に
示したものへ切り替える(112)。チャネル帯域管理
部21は、前記図5を用いて説明した処理により、新し
く優先度1となったDBアクセス用チャネルの帯域を許
される範囲で拡大する(60〜72)。
【0045】一方、作業終了時刻の午前9時となった時
点で、タイマ管理部28は、チャネル優先権情報を図9
に示したものから図3に示したものへ変更する(11
3)。これにより、再び前記図5を用いて説明した処理
により、チャネル帯域管理部は新しく優先度1となった
LAN間接続用チャネル33の帯域を増加させる。
【0046】
【発明の効果】本発明によれば、負荷が込み合ってきた
場合には、最低限必要な帯域を各チャネルに対して保証
する一方、負荷が軽くなった場合には、優先度に従って
各チャネルの帯域を必要な分だけ増加させる効率的なチ
ャネル帯域の運用が可能となる結果、以下の効果があ
る。
【0047】(1)多種多様な通信端末からの不確定な
トラヒック発生過程、システム運用管理で一時的な巨大
ファイル転送、端末の増加などのシステム規模拡大によ
る運用トラヒック量の変化など短期間から長期間のトラ
ヒック変動を柔軟に吸収できる。
【0048】(2)限られたチャネルリソースの範囲内
で空き帯域を有効に利用できる。 (3)システムの通信用途に合ったチャネルの帯域に関
し、適当な最大帯域、最小帯域、優先度を定めることに
より、チャネル間での帯域融通が可能となる。
【0049】(4)運用中のファイル更新などの際、優
先度を時間スケジュールにより変更できるため、通信の
利用形態に融通性がある。従って、経済的で安定性のあ
る通信システムの構築が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例におけるATMセル多重化装
置の構成図である。
【図2】本発明の一実施例におけるサービス制御装置の
システム構成図である。
【図3】本発明の一実施例で扱うチャネルと当該チャネ
ルの空き帯域の使用権に関する優先度、呼接続制御で要
求する最小帯域、最大帯域について示す。
【図4】本発明の一実施例における呼接続要求が発生し
た場合の、チャネル帯域管理部の処理フローチャートで
ある。
【図5】本発明の一実施例における情報転送中のチャネ
ル帯域管理に関する処理フローチャートを示す。
【図6】本発明の一実施例における呼切断要求を受け付
けた場合のチャネル帯域管理に関する処理フローチャー
トを示す。
【図7】本発明の一実施例におけるトラヒック観測量に
より余裕帯域を制御する場合のチャネル帯域管理に関す
る処理フローチャートを示す。
【図8】本発明の一実施例におけるある一定期間だけ空
き帯域使用権に対する優先度を変更する処理に関する処
理フローチャートを示す。
【図9】本発明の一実施例におけるファイル更新作業中
の各チャネルにおける優先度を示す。
【符号の説明】
1 サービス制御装置 2 データベース 3 システム管理装置 4 PBX 5 LAN間接続装置 6 TV会議端末装置 7 スイッチインタフェース部 8 ゲートウェイ 9 ATMスイッチ 10 ATM専用線 20 呼制御情報送受信部 21 チャネル帯域管理部 22 メモリ 23 チャネル状態管理情報 24 空き帯域管理情報 25 チャネル優先権情報 26 スケジュール情報 27 帯域管理アルゴリズム 28 タイマ管理部 29 スイッチ制御部 30 トラヒック管理部 31 バス

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 通信に関する最小限帯域と最大限帯域と
    を当該通信チャネルに対して設定し、通信開始時に最小
    限帯域が通信ノードが管理する空きの帯域を越えない場
    合に当該帯域をチャネルに対して割り付け、通信中は割
    り付けられた帯域を保証しながら当該チャネルを用いて
    通信し、該通信が終了した時点で割り当てられていたチ
    ャネルの帯域を解放するチャネル帯域管理処理方式にお
    いて、 チャネル毎に使用していたトラヒック量を監視する機能
    と、 当該チャネルの帯域を制御できる機能とを設け、 当該チャネルのトラヒック量が増加した場合、現在割り
    付けられている帯域を空き帯域及び当該チャネルの最大
    限帯域を越えない範囲で変更制御することと、 当該チャネルのトラヒック量が減少した場合、最小限必
    要な帯域までを限度に帯域を変更制御することと、 新しいチャネル要求が発生した場合、当該チャネルが要
    求した最低限帯域が通信ノードが管理する空き帯域を満
    足しない場合に、現在最小限帯域を越えて使用している
    一つまたは複数チャネルの帯域を最小限帯域までを限度
    に変更制御することとを行うようにしたことを特徴とす
    るチャネル帯域管理処理方式。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のチャネル帯域管理処理方
    式において、帯域の変更制御を行うチャネルと帯域の変
    更制御をしないチャネルとを混在させることを特徴とす
    るチャネル帯域管理処理方式。
  3. 【請求項3】 請求項1記載のチャネル帯域管理処理方
    式において、チャネルに優先度を付与し、当該優先度に
    応じたチャネル帯域の変更制御をすることを特徴とする
    チャネル帯域管理処理方式。
  4. 【請求項4】 請求項1記載のチャネル帯域管理処理方
    式において、各チャネルの空き帯域を占有する優先度を
    時間の経過と共に変更するスケジュール管理機構を設け
    ておき、当該管理機構に従って各チャネルの帯域を管理
    することを特徴とするチャネル帯域管理処理方式。
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Cited By (14)

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