JPH0630021A - Ａｔｍ交換機における帯域予約方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明はＡＴＭ交換機における帯域予約方式に
関し，放送等の定刻に通信を行うユーザに対し予定され
た時間に通信に必要となる帯域を保証することを目的と
する。 【構成】ＡＴＭ交換機の制御部にユーザからの要求によ
り利用予定の通信の使用時間，使用帯域等のデータを予
約データ部に登録する帯域予約部と帯域の割当てを行う
帯域割当部とを備える。帯域割当部は予約をした端末か
らの接続要求に対し，予め確保した帯域を割当て，予約
をしないユーザからの発呼要求に対して，時間に応じて
現在の使用中帯域と予約データにより確保された帯域を
含めて利用可能帯域を判別して帯域割当てを行う制御を
するよう構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はＡＴＭ交換機における帯
域予約方式，特にユーザが通信を行う時に必要とする帯
域をＡＴＭ交換機に予め予約することができる帯域予約
方式に関する。

【０００２】近年，広帯域ＩＳＤＮ実現の基本となるＡ
ＴＭ（Asynchronous Transfer Mode) 交換方式では，各
種のメディアによる伝送路の共有ができる反面，伝送速
度が時間的に変動するメディアに対しての帯域割当てを
行い，サービス品質を保証することが要求されている。

【０００３】このため，統計多重効果等による帯域割当
て方式が提案されているが，広帯域を必要とするメディ
アにおいては呼が受付けられにくいという問題が発生す
る。通信サービスという観点からはこのような特徴は望
ましくないため，交換機ではこれらユーザに対しての帯
域確保を行う制御が必要である。

【０００４】

【従来の技術】従来のＡＴＭ交換機の帯域割当て方式で
は，ユーザから通信での使用帯域に関するパラメータが
申告される。この帯域割当て申告パラメータには最大速
度，平均速度，サービス品質クラス識別子等が用いられ
る。これに対しＡＴＭ交換機ではこれらの申告パラメー
タを基に，伝送可能な空き帯域から固定的あるいは確率
的に帯域を割当てていた。この場合，使用帯域は，音
声，データ，画像等のメディアの種別及び各メディアに
おける速度の違いに応じて帯域幅が異なる。その中で，
画像の伝送の場合は比較的広帯域（数拾Ｍｂｐｓとな
る）であり，使用する帯域が広く，画像を用いた１対１
の通信，画像を用いた会議，放送（送信側が一つで多数
の受信端末で受信する形態）等の各種のサービスが提供
される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の方式で
はユーザが実際に通信するために発信した時に申告する
ことにより初めて交換機により帯域が割り当てられる。
このため，上記した画像による放送通信を行うように，
予め決められた時間に広帯域の帯域割当てを要求しても
その時の，伝送路の使用状況によっては使用可能な空き
帯域が不足して通信を受付けることができない場合があ
る。この場合，ユーザに対しサービスの提供ができない
という問題が生じる。

【０００６】本発明は放送等の定刻に通信を行うユーザ
に対し予定された時間に通信に必要となる帯域を保証す
ることができるＡＴＭ交換機における帯域予約方式を提
供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理構成
図である。図１において，１はＡＴＭ交換機，２は制御
部，３は通信する以前に使用時間や使用帯域の予約の処
理を行う帯域予約部，４は発呼に対して時間に応じて予
約データを考慮した帯域の空き塞がりを判定して帯域を
割当てる帯域割当部，５はデータ部である。また，帯域
割当部４において，４ａは現在の時間を判定する時間判
定手段，４ｂは帯域空塞判定手段，４ｃは帯域割当手段
である。さらに，データ部５において５ａは帯域予約デ
ータ，５ｂは帯域割当管理データである。

【０００８】本発明は放送等の定時に開始する通信につ
いては予め帯域を予約しておき，帯域割当てを行う時に
予約データにより予約された帯域を考慮することによ
り，予約された帯域を確保するものである。

【０００９】

【作用】定時に通信を行うユーザの端末が予約の発呼を
行うと，制御部２の帯域予約部３において予約データを
受け取り，データ部５の帯域予約データ５ａに格納す
る。この帯域予約データ５ａには使用時間，使用帯域等
が含まれる。なお，使用時間を指定しない場合は，常時
帯域が確保される。

【００１０】帯域割当部４は，予約をした端末から帯域
を指定した発呼要求をすると，時間判定手段４ａにより
現在の時間を判定し，帯域予約データ５ａの使用時間に
該当するか判定する。予約時間の場合帯域空塞判定手段
４ｂは，予約した帯域が空きか塞がっているかを，帯域
割当管理データ５ｂに基づいて判定する。空いている場
合，帯域割当手段４ｃにより帯域割当管理データ５ｂの
使用中データを更新して，予約したユーザの端末に帯域
を割当てて通信を可能にする。

【００１１】予約していない端末に対しては，その時の
帯域割当管理データ５ｂに格納された使用中の帯域及び
帯域予約データ５ａに登録された使用が予定されている
帯域を考慮して，帯域空塞判定手段４ｂにより空きがあ
るか判定し，空きがあれば帯域割当手段４ｃによりその
端末に対し要求された帯域が割当てられる。

【００１２】

【実施例】図２は実施例の構成図である。図２の１０ａ
〜１０ｃはそれぞれ電話端末，テレビ放送装置，テレビ
会議装置を表すユーザの各端末，１１はＡＴＭ交換機，
１２は加入者回路部，１３はＡＴＭセルによるスイッチ
部，１４は制御部，１５はプログラム部，１６はデータ
部，１７は出力回線バッファ部，１８は伝送路である。

【００１３】プログラム部１５には帯域予約部１５０，
帯域割当て制御部１５１が備えられ，データ部１６には
帯域予約データ部１６０，帯域割当管理データ部１６１
が設けられている。帯域割当て管理データ部１６１に
は，伝送路の最大割当可能帯域１６１ａと現在使用して
いる帯域を表す使用中帯域１６１ｂが格納されている。

【００１４】図３は帯域予約の処理フローであり，図２
の帯域予約部において実行される。図４は予約通信開始
時における端末とＡＴＭ交換機間のメッセージのシーケ
ンス例であり，図４を参照しながら図３の処理を説明す
る。

【００１５】ＡＴＭ交換機で端末１０ａ〜１０ｃの１つ
から図４のａに示すような発呼要求（ＳＥＴＵＰ）メッ
セージを受信すると（図３のＳ１），メッセージの内容
により予約通信か否かを判別する（同Ｓ２）。通常の呼
設定を要求する通信であればこの予約処理を終了し，後
述する通常の呼処理が実行される。予約通信の場合は帯
域割当が可能か判断する（同Ｓ３）。この判断は，発呼
要求メッセージ中に含まれている予約データ（使用時
間，使用帯域，端末番号等）に含まれている使用時間，
使用帯域を用いて，図２のデータ部１６の帯域予約デー
タ部１６０に既に予約されたデータを判別して，それら
のデータを含めて今回要求された使用時間に要求された
使用帯域が割当て可能か（最大割当可能帯域以下か）を
判別することである。この結果，予約の帯域割当が可能
の場合は，この発呼要求に含まれた予約データを図２の
帯域予約データ部１６０に格納して帯域予約を実施する
（同Ｓ４）。図２は帯域予約データＡ，Ｂが予約された
状態を表す。

【００１６】帯域割当ができない場合，図４のｂに示す
ように「帯域割当不可能」メッセージを端末に通知する
（同Ｓ５）。これに対し，図４のｃのように端末から
「帯域圧縮指定」メッセージを受信すると（同Ｓ６），
圧縮した帯域により帯域予約を実施し（同Ｓ７），図４
のｄのように端末へ「発呼受付」メッセージを通知し
（同Ｓ８），処理を終了する。この後，通信が開始され
ると図４のｅの通信中の状態になる。

【００１７】図３の処理で帯域割当が可能でない場合，
「帯域割当不可能」のメッセージを送出して処理を終了
してもよいが，特に画像端末の場合は，帯域圧縮の回路
（コーデック）を備えており多少画像品質が低下するが
狭帯域で画像の本質を伝送できるので，帯域圧縮を選択
するようにした。

【００１８】図５，図６は接続要求受付時の処理フロー
（その１），（その２）であり，図２の帯域割当制御プ
ログラムにより実行される。接続要求を受付けると，現
在の時間帯を判定する（図５のＳ１）。この時帯域予約
データ部（図２の１６０）に格納された予約時間（使用
開始時間）を識別して現在の時間が予約時間と一致する
か，予約時間より一定時間前を含む監視時間帯か，或い
は予約時間，監視時間帯の何れにも該当しないかの判断
をする。ここで，予約時間前の他の端末からの発呼要求
の扱いを図７の説明図を用いて説明する。

【００１９】図７のＡ．は，あるユーザが予約時間帯
（使用開始時刻Ｔr から終了時刻Ｔeまで）と使用帯域
を指定して予約を行った例である。この場合，制御部は
使用開始時刻Ｔr にそのユーザからの接続要求を受付け
た時に直ちに予約された帯域をそのユーザに割当てるこ
とは困難な場合が生じる。すなわち，予約された使用開
始時刻Ｔr より以前に他の端末により使用を開始した帯
域が広い帯域を占有した場合，時刻Ｔｒでも継続して使
用している可能性がある。その場合予約したユーザに対
して時刻Ｔｒに予約帯域を割当てることができなくな
る。これを防止するため，開始時刻Ｔｒより一定時刻ｔ
前の時刻Ｔｓを設定して，この時刻Ｔｓから開始時刻Ｔ
ｒまでの時間ｔを監視時間帯として，この期間に発呼要
求がある利用者に対しては時間Ｔｒから使用予定の予約
帯域も使用中の帯域に含めて帯域割当てを行うものであ
る。

【００２０】図７のＢ．の場合は，複数の予約がある場
合であり，予約０と予約１が帯域予約データとして格納
されている例である。この場合，２つの予約０，予約１
はそれぞれ使用開始時刻Ｔｒ０，Ｔｒ１であり，それぞ
れ監視時間ｔ０，ｔ１だけ前の時刻Ｔｓ０，Ｔｓ１が決
定される。従って，時間Ｔｓ０〜Ｔｓ１の間は予約０に
対する監視を行い，Ｔｓ１〜Ｔｒ１までは予約１に対す
る監視を行うので，時間Ｔｓ１〜Ｔｒ０の間は同時に予
約０と予約１の両方の監視が行われる。

【００２１】上記の図５の処理フロに戻って，予約時間
（上記Ｔｒ）である場合次のステップＳ３に移行し，監
視時間帯の場合を介して図６へ移行し，その他の場合
は通常の受付処理（予約に関係なく帯域割当てを行う処
理）が行われる（図５のＳ２）。

【００２２】予約時間に一致する場合，当該接続要求が
予約通信端末（この予約時間に開始する予約を行った端
末）であるか判断し（図５のＳ３），予約端末でない場
合はの経路により図６の処理へ移行し，予約端末の場
合は帯域予約データ部１６０から予約帯域を抽出する
（同Ｓ４）。抽出した予約帯域と使用中帯域（図２の１
６１ｂ）を加算し，その結果が最大割当可能帯域（図２
の１６１ａ）に達したか否かを判断する（同Ｓ５）。達
した場合はこの接続要求を行った端末に対し後述する迂
回・強制切断処理を実行し（同Ｓ６），達していない場
合は使用中帯域に予約帯域を加算して（同Ｓ７），帯域
割当て処理を終了する。この後，制御部により呼受付，
相手側との呼設定等の処理により通信が開始される。

【００２３】現在の時間帯が上記図７に示すように監視
時間帯に含まれる場合，及び予約時間と一致しても接続
要求が予約端末でない場合，を介して図６に移行し，
帯域予約データより予約帯域を抽出する（図６のＳ
８）。次いで「受付帯域（今回接続要求があった呼の帯
域）＋使用中帯域＋予約帯域」を計算してその結果が，
最大割当可能帯域に達しているか判断する（同Ｓ９）。
ここで達していない場合は使用中帯域に受付けた帯域を
加算して（同Ｓ１０）割当て処理を終了するが，達して
いない場合は次のような規制処理を要求して終了する
（同Ｓ１１）。この規制処理は，接続要求した端末に対
し受付拒否のメッセージを送出する処理か，別の中継線
による迂回を行う処理の何れかである。

【００２４】上記の帯域割当てが可能帯域があるかの判
断（図５のＳ５）の処理において，予約通信の開始時に
帯域割当てが不可能な場合に実行される迂回・強制切断
処理（同Ｓ６）は次のような内容である。

【００２５】該当の予約通信に関して，他の中継線へ
の迂回制御が可能か否かを判断し，可能であれば迂回さ
せ，通信中の呼はそのまま通信を継続させる。 迂回が不可能な場合，予約以外の通信中の呼について
優先度の低いものから強制切断することにより予約済の
帯域を確保する。

【００２６】また，帯域割当てが不可能な場合（Ｓ
５），上記の迂回・強制切断処理（Ｓ６）の代わりに，
帯域変更要求処理（Ｓ６’）を実行してもよい。この処
理は，予約通信を行うユーザが，予め帯域圧縮により帯
域を下げて通信が可能（その時の圧縮帯域を含む）であ
るか，圧縮が不可能であるかのデータ（圧縮指定データ
という）を，帯域予約データの一部として登録した場合
に行われる。この圧縮指定データを判別して，帯域圧縮
が可能であることが分かると，圧縮帯域を用いて帯域割
当てができるか判別し（図５のＳ５と同じ判断を圧縮帯
域により行う），できる時は接続要求端末に対し帯域圧
縮による通信を指示するメッセージを送って，圧縮帯域
により帯域割当てが行われて通信が開始される。

【００２７】図８は予約通信終了時における端末とＡＴ
Ｍ交換機間のメッセージのシーケンス例である。予約通
信により通信中（図８のａ）を行って，予約された使用
時間が経過して終了時間になると，端末から切断要求メ
ッセージが送出される（同ｂ）。これに対し，ＡＴＭ交
換機では伝送路内の使用中帯域と他の予約状況を調べ，
伝送路内に充分な帯域の余裕があると判断した場合に
は，それまで使用していた帯域を継続して確保したまま
とするか，解放するかを端末に問い合わせる（同ｃ）。
これに対し，端末が緊急放送用等の目的のために帯域確
保の継続を希望した場合は，帯域継続要求のメッセージ
を送信する（同ｄ）。これを受けたＡＴＭ交換機は，そ
の帯域をこの端末のために確保しておく（同ｅ）。この
状態で端末は確保された帯域を用いて何時でも通信を行
うことができる。

【００２８】予約により使用帯域を登録しておいた端末
が，予約時間に接続要求を行わない場合の処理を図９を
用いて説明する。この場合，予約された開始時間Ｔｒに
対し，一定の時間（ｓで示す）が経過するまでは，予約
として受付け，その後は予約を解除（その端末の帯域予
約データを削除）する。この場合，開始時間に一定時間
を加算した時間（Ｔｒ＋ｓ）と，予約通信の終了時間Ｔ
ｅとを比較して早い時間を選択し，その時間を経過した
時予約を解除することもできる。また，本発明はＡＴＭ
交換機と連携動作する外部制御装置に適用できることは
明らかである。

【００２９】

【発明の効果】本発明によればテレビ放送等が定刻通信
の形態をとり，しかも大きな帯域を必要とするユーザに
対し使用する帯域を確実に割り当てることが可能とな
り，安定かつ高品質の画像サービス等が実現できる。こ
れによりＡＴＭ交換方式における画像交換への信頼性を
高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理構成図である。

【図２】実施例の構成図である。

【図３】帯域予約の処理フローである。

【図４】予約通信開始時における端末とＡＴＭ交換機間
のメッセージのシーケンス例である。

【図５】接続要求受付の処理フロー（その１）である。

【図６】接続要求受付の処理フロー（その２）である。

【図７】予約時間前の他の端末からの発呼要求の扱いの
説明図である。

【図８】予約通信終了時における端末とＡＴＭ交換機間
のメッセージのシーケンス例である。

【図９】予約時間に接続要求を行わない場合の説明図で
ある。

【符号の説明】

１ ＡＴＭ交換機 ２ 制御部 ３ 帯域予約部 ４ 帯域割当部 ４ａ 時間判定手段 ４ｂ 帯域空塞判定手段 ４ｃ 帯域割当手段 ５ データ部 ５ａ 帯域予約データ ５ｂ 帯域割当管理データ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＡＴＭ交換機における帯域予約方式であ
   って， ＡＴＭ交換機の制御部に端末からの要求により利用予定
   の通信の使用時間，使用帯域等を予約データ部に登録す
   る帯域予約部と帯域割当ての制御を行う帯域割当部とを
   備え， 帯域割当部は，前記予約を行った端末から予約時間に発
   生した接続要求に対し予め予約時間前に予約された帯域
   を割当て，予約をしない端末からの発呼要求に対し現在
   の使用中帯域と予約データにより確保された帯域を含め
   て利用可能帯域を判別して帯域割当てを行うことを特徴
   とするＡＴＭ交換機における帯域予約方式。
2. 【請求項２】 請求項１の帯域予約方式において， 前記帯域割当部は，予約をしない端末からの接続要求に
   対し，現在の時間を判別し，各予約データの使用開始時
   間より一定時間前の監視時間に含まれるか判別し，含ま
   れるとその予約された使用帯域を使用中帯域とし，残り
   の使用可能帯域が前記接続要求された帯域に達しないと
   受け付け拒否を行うことを特徴とするＡＴＭ交換機にお
   ける帯域予約方式。
3. 【請求項３】 請求項２の帯域予約方式において， 前記帯域割当部は，予約通信の開始時間に現在の使用可
   能な帯域が不足して帯域割当てが不可能であることを判
   別すると，予約端末に対し使用帯域を圧縮して通信を行
   うか，発呼要求を取り消すかの何れかを選択させるメッ
   セージを送信し， 帯域圧縮を選択するメッセージを受けると圧縮帯域を割
   当てることを特徴とするＡＴＭ交換機における帯域予約
   方式。
4. 【請求項４】 請求項１〜３の帯域予約方式において， 予約通信の終了時に，現在の帯域に余裕があると該予約
   通信を行うユーザに対し予約通信により確保された帯域
   を開放するか，帯域を保持するかの何れかを選択させる
   メッセージを送信し， 現在の帯域に余裕がないと，該予約通信を開放すること
   を特徴とするＡＴＭ交換機における帯域予約方式。