JPH08154095A - Ａｔｍセル遅延揺らぎ吸収方式およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＡＴＭセル遅延揺らぎ吸収方式において、通
信種別に応じて待ち時間を可変に設定し、該種別に応じ
た最適な通信を提供する。 【構成】 転送されたセルを一時蓄積する揺らぎ吸収バ
ッファ31と、バースト先頭セル受信から該バッファ31の
読出しまでの待ち時間を制御する揺らぎ待ちタイマ32
と、前記バッファ31の読出間隔を制御する読み出しタイ
マ33と、VPI/VCI分離部から転送された最新セルを記憶
する最新セル保存メモリ34と、前記バッファ31又は前記
メモリ34に記憶されたセルを選択してセル再生部へ転送
するセレクタ35を備え、通信開始時の呼設定フェーズで
通信の種別を判別し該種別に応じた揺らぎ待ち時間を算
出し前記タイマ32に設定する通信種別判別ステップと、
音声・動画像通信でセル遅延時間が揺らぎ待ち時間で吸
収できない時に最後に届いたセルをダミーセルとして挿
入するダミーセル挿入手段を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】ＡＴＭ通信方式を用いた多重通信
システムにおいて、ＡＴＭ網から受信したセルを元の情
報に再生する通信アダプタ装置に関し、特にセル遅延の
変動を吸収するＡＴＭセル遅延揺らぎ吸収方式に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ＡＴＭ（Asynchronous Transfer Mode；
非同期転送モード）通信方式を用いた多重通信システム
では、送信側で転送する情報をセルと呼ばれる固定長の
短いパケットに変換後ＡＴＭ網へ送信し、ＡＴＭ網内の
交換機がセルのヘッダを参照して伝送路を選択し、受信
側でＡＴＭ網から受信したセルを再び元の情報に再生す
ることによって、通信を行なっている。

【０００３】このようなＡＴＭ通信システムでは、送信
側ではセルを一定間隔で送信するが、ＡＴＭ網内の交換
機がセルを次の伝送路に転送する際の回線上のタイムス
ロットの衝突によって、受信側でのセル到着間隔が一定
とならずＡＴＭセルに遅延揺らぎが発生する。これを本
明細書ではＡＴＭセル遅延揺らぎという。この現象は、
ＳＴＭ伝送方式では生じないＡＴＭ伝送方式に特有の現
象である。

【０００４】ＡＴＭセル遅延揺らぎを吸収するための方
法としては、転送されてくるセルを到着と同時に元の情
報に再生するのでなく、転送されてくるセルをバッファ
メモリ内に一時的に蓄積し、バースト的に発生するセル
流の先頭セルを受信してから一定時間経過した後で、送
信側と同じ間隔でセルをバッファメモリから読み出し元
の情報に再生する方式がある。

【０００５】図１２は、従来のバッファメモリを用いた
方式によるＡＴＭセル遅延ゆらぎ吸収部の構成を示すブ
ロック図である。図１２において、ＡＴＭセル遅延揺ら
ぎ吸収部は、揺らぎ吸収バッファ１１と、揺らぎ待ちタ
イマ１２と、読み出しタイマ１３からなる。

【０００６】ＡＴＭ網のＶＰＩ（Virtual Path Identif
ier）／ＶＣＩ（Virtual Channel Identifier）分離部
からバーストの先頭セルが遅延揺らぎ吸収部１１に転送
されると、揺らぎ待ちタイマ１２が起動され、先頭セル
とそれ以降のセルは、揺らぎ吸収バッファ１１に蓄積さ
れる。一定の時間が経過すると、揺らぎ待ちタイマ１２
は、読み出しタイマ１３を起動する。揺らぎ吸収バッフ
ァ１１に蓄積されたセルは、読み出しタイマ１３によっ
て送信側でのセル送出間隔と同じ間隔で読み出され、セ
ル再生部へ転送される。

【０００７】図１３は、従来の方式によるセルのタイミ
ングを表す図である。図１３において、セルは送信側か
ら送出間隔Ｔbで送出される（図１３（ａ））。このセ
ルは、ＡＴＭ網における伝送遅延ＴcとＡＴＭ網内の交
換機における遅延Ｔj１〜Ｔj５の和からなる変動する遅
延量Ｔd１〜Ｔd５を持ってセル遅延揺らぎ吸収部に到達
する（図１３（ｂ））。上記遅延量Ｔd１〜Ｔd５を形成
する伝送遅延Ｔcと遅延Ｔj１〜Ｔj５のうち、伝送遅延
Ｔcは固定された量であるが交換機における遅延Ｔj１〜
Ｔj５は変動する量である（図１３（ｃ））。したがっ
て、読み出しタイマ１３は、遅延揺らぎ吸収部の揺らぎ
吸収バッファ１１にバーストの先頭セルが到着して揺ら
ぎ吸収バッファに１１に蓄積されてから待ち時間Ｔw後
に、送出間隔と等しい間隔Ｔbで蓄積されたセルを読み
出す（図１３（ｄ））。

【０００８】バーストの先頭セルを受信してから読み出
すまでの待ち時間Ｔwについては、一般的にセルの最大
遅延時間を用いることが考えられている。また、平成５
年４月２日に公開された特開平５−８３２８９号公報に
おいては、待ち時間としてセルの最大遅延時間から１つ
のセルを元の情報に再生するのに要する時間を差し引い
た値を用いることで、待ち時間を短縮することが考えら
れている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】前述のセル遅延揺らぎ
吸収方式では、セルをバッファに受信してから読み出す
までの時間として、セルの最大遅延時間を基にした値を
情報の種別に関わらず固定的に用いている。

【００１０】ところが、遅延揺らぎ待ち時間としてセル
の最大遅延時間やそれに近い時間を用いると、音声・動
画像等のように遅延に敏感な通信ではサービス品質に問
題が生じる。

【００１１】本発明の目的は、遅延揺らぎ吸収のために
セルをバッファに受信してから読み出すまで待ち時間を
設けるＡＴＭセル遅延揺らぎ吸収方式において、通信の
種別に対応して待ち時間を可変に設定することで、通信
種別に応じた最適な通信を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】図１は、本発明によるセ
ル遅延揺らぎ吸収部の構成を示すブロック図である。セ
ル遅延揺らぎ吸収部は、ＶＰＩ／ＶＣＩ分離部より転送
されるセルを一時的に蓄積する揺らぎ吸収バッファ３１
と、バーストの先頭セルを受信してから揺らぎ吸収バッ
ファ３１の読み出しを開始するまでの待ち時間を制御す
る揺らぎ待ちタイマ３２と、揺らぎ吸収バッファ３１の
読み出し間隔を制御する読み出しタイマ３３を備えた従
来の遅延揺らぎ吸収部の構成に加え、ＶＰＩ／ＶＣＩ分
離部から転送された最新のセルを記憶する最新セル保存
メモリ３４と、セル再生部へ転送するセルを揺らぎ吸収
バッファ３１と最新セル保存メモリ３４のどちらから読
み出すかを選択するセレクタ３５を備える。

【００１３】また、セル遅延揺らぎ吸収部の外に設けた
通信種別判別器３６内に、通信開始時の呼設定フェーズ
において通信種別を判別し、判別した通信種別に対応し
て揺らぎ吸収バッファ３１にセルを受信してから読み出
しを開始するまでの待ち時間を揺らぎ待ちタイマ３２に
設定する情報種別判別機能（図８中のＳ１０１からＳ１
０８）を備える。

【００１４】さらに、音声・動画像の通信において、セ
ル遅延時間を揺らぎ待ち時間で吸収できなかった時に、
最後に到着したセルをダミーセルとして挿入するダミー
セル挿入手段（最新セル保存メモリ３４とセレクタ３５
によって提供される）を備える。

【００１５】

【作用】本発明によれば、通信種別判別ステップは、通
信開始時の呼設定フェーズにおいて、これから行おうと
する通信が音声・動画像等のようにセル遅延による影響
が大きい通信か、ファイル転送のようにセル廃棄による
影響は大きいがセル遅延による影響は比較的少ない通信
か、あるいはリモート端末処理のようにセル遅延による
影響が大きくセル廃棄による影響も大きい通信かを判別
する。また、通信種別判別ステップは、通信種別の判別
結果によって通信種別に応じた揺らぎ待ち時間を算出
し、揺らぎ待ちタイマ３２に設定するので、それぞれの
通信種別に適した通信品質を提供することができる。

【００１６】また、ダミーセル挿入手段は、音声・動画
像の通信等において、セル遅延時間が揺らぎ待ち時間で
吸収できなかった時に、最後に到着したセルをダミーセ
ルとして挿入できるので、音声・動画像情報が途中で切
れること無く品質の劣化を最小限にとどめることができ
る。

【００１７】

【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例について
説明する。図２は、本発明が適用されるＡＴＭ多重通信
システムの構成例である。図２において、ＡＴＭ網４１
には、マルチメディア端末４２と、セル多重分離装置４
４に接続された一般端末４３が収容される。

【００１８】ＡＴＭ網４１は、複数の交換機４５とこれ
らを接続する図示されていない伝送路から構成され、網
に接続された装置から転送されてきたセルを他の装置へ
と転送する。

【００１９】マルチメディア端末４２は、送信する情報
のセル化および多重化と、受信した多重化されたセルの
分離および再生とを自端末内で行なうことができ、１つ
の端末で複数の種別の異なる情報を扱うことができる端
末で、直接ＡＴＭ網４１に接続される。

【００２０】一般端末４３は送信する情報のセル化およ
び多重化と、受信したセルの分離および再生を自端末内
で行なうことのできない端末であり、セル多重分離装置
４４を介してＡＴＭ網４１と接続される。

【００２１】セル多重分離装置４４は、一般端末４３か
らの情報のセル化および多重化と、ＡＴＭ網４１からの
多重化されたセルの分離および再生とを行ない、一般端
末４３とＡＴＭ網４１との間に接続される。

【００２２】このようなＡＴＭ多重通信システムでの通
信を例を挙げて説明する。

【００２３】第１の例はマルチメディア端末間の通信で
ある。マルチメディア端末４２−１から送信される情報
は、自端末内においてセル化された後自端末内の異なる
種別の情報と多重化され、ＡＴＭ網４１に転送される。
ＡＴＭ網４１内では、セルは１つまたは複数の交換機４
５を経由してマルチメディア端末４２−２に転送され
る。マルチメディア端末４２−２は、転送されてきたセ
ルを自端末内において情報種別毎に分離し元の情報に再
生する。

【００２４】第２の例は一般端末間の通信である。一般
端末４３−１から送信される情報は、セル多重分離装置
４４−１に転送される。各端末４３−１から転送されて
きた情報は、セル多重分離装置４４−１でセル化された
後他の端末からのセルと多重化され、ＡＴＭ網４１に転
送される。ＡＴＭ網４１内では、セルは１つまたは複数
の交換機４５を経由してセル多重分離装置４４−２に転
送される。セル多重分離装置４４−２は、転送されてき
たセルを分離し元の情報に再生してから各々の情報を宛
先の端末４３−２に転送する。

【００２５】また別の例として、マルチメディア端末４
２と一般端末４３間のように異なる種類の端末間で通信
種別が一致した場合の通信が考えられるが、第１の例お
よび第２の例の組み合わせで説明できるので省略する。

【００２６】本発明によるセル遅延揺らぎ吸収方式は、
第１の例のマルチメディア端末間の通信においてはマル
チメディア端末４２内で、第２の例の一般端末間の通信
においてはセル多重分離装置４４内で用いられる。

【００２７】図３は、本発明によるセル遅延揺らぎ吸収
方式が用いられるマルチメディア端末４２の構成例であ
る。このマルチメディア端末４２は、ＣＰＵ５１と、メ
インメモリ５２と、ディスクインタフェース（以下、イ
ンタフェースをＩ／Ｆと略記する）５３と、ビデオＩ／
Ｆ５４と、サウンドＩ／Ｆ５５と、通信Ｉ／Ｆ５６とか
ら構成される。各装置は共通のバスで接続され、各装置
間のデータのやりとりはバスを介して行なわれる。

【００２８】ＣＰＵ５１は、マルチメディア端末の各ア
プリケーションの実行や各Ｉ／Ｆ装置の制御を行ない、
メインメモリ５２は、ＣＰＵ５１が実行するプログラム
や各装置が取り扱うデータの記憶を行なう。

【００２９】ディスクＩ／Ｆ５３にはディスク装置が接
続されており、各装置が扱うデータは、ディスクＩ／Ｆ
５３によってメインメモリ５２を介するかあるいは直接
にディスク装置に読み書きされる。

【００３０】ビデオＩ／Ｆ５４にはディスプレイやカメ
ラ等の画像系統の入出力装置が、サウンドＩ／Ｆ５５に
はスピーカーやマイク等の音声系統の入出力装置が接続
されており、それぞれ画像や音声の入出力を制御する。

【００３１】通信Ｉ／Ｆ５６−１には他の端末との通信
の経路となるＡＴＭ網が接続されており、他の端末との
通信は、通信Ｉ／Ｆ５６−１によって制御される。

【００３２】ＡＴＭ網からのセルの受信時には、通信Ｉ
／Ｆ５６−１はＡＴＭ網から転送されてくる多重化され
たセルをＶＰＩ／ＶＣＩ番号によって分離し、セル遅延
揺らぎを吸収した後で元の情報に再生し、通信種別がデ
ータの場合はＣＰＵ５１またはメインメモリ５２および
ディスクＩ／Ｆ５３へ、画像の場合はビデオＩ／Ｆ５４
へ、音声の場合はサウンドＩ／Ｆ５５へ転送する。

【００３３】また、ＡＴＭ網へのセルの送信時には、通
信Ｉ／Ｆ５６−１は端末内の各装置５１〜５５で発生し
た情報をセル化し、他の情報と多重化した後にＡＴＭ網
へ転送する。

【００３４】本実施例では、マルチメディア端末の場合
にはセル遅延揺らぎ吸収方式は通信Ｉ／Ｆ５６−１内に
実装されるものとして説明したが、セル遅延揺らぎ吸収
方式の一部または全部がマルチメディア端末内の他の箇
所で実装されてもよい。

【００３５】図４は、本発明によるセル遅延揺らぎ吸収
方式が用いられるセル多重分離装置４４の構成例であ
る。このセル多重分離装置４４は、セル多重分離部６１
と、制御装置６２と、音声用アダプタ５６−２と、動画
像用アダプタ５６−３と、データ通信用アダプタ５６−
４とを有している。

【００３６】セル多重分離部６１は、ＡＴＭ網と各アダ
プタ５６−２〜４との間に接続され、ＡＴＭ網から転送
されてくる多重化されたセルを各アダプタ５６−２〜４
に振り分けたり、各アダプタ５６−２〜４から転送され
てくるセルを多重化しＡＴＭ網へ転送する。

【００３７】制御装置６２は、セル多重分離部６１の制
御やセル多重分離部６１を介して各アダプタ５６−２〜
４の制御を行う。

【００３８】音声用アダプタ５６−２は、セル多重分離
部６１から転送されてきたセルの遅延揺らぎを吸収し音
声情報として再生し端末に送信する。また、端末から受
信した音声情報をセル化しセル多重分離部６１に転送す
る。

【００３９】動画像用アダプタ５６−３は、セル多重分
離部６１から転送されてきたセルの遅延揺らぎを吸収し
動画像情報として再生し端末に送信する。また、端末か
ら受信した動画像情報をセル化しセル多重分離部６１に
転送する。

【００４０】データ通信用アダプタ５６−４は、セル多
重分離部６１から転送されてきたセルの遅延揺らぎを吸
収しパケットとして再生し端末に送信する。また、端末
から受信したパケットをセル化しセル多重分離部６１に
転送する。

【００４１】ＡＴＭ網からのセルの受信時には、セル多
重分離部６１は、ＡＴＭ網から転送されてくる多重化さ
れたセルをＶＰＩ／ＶＣＩ番号によって各アダプタ５６
−２〜４の内の１つに振り分ける。各アダプタ５６−２
〜４では振り分けられたセルの遅延揺らぎを吸収した
後、元の情報に再生し接続される端末へ転送する。

【００４２】また、ＡＴＭ網へのセルの送信時には、各
端末は、端末内で発生した情報を各アダプタ５６−２〜
４へ転送する。各アダプタ５６−２〜４は、端末から受
信した情報をセル化した後、各端末からの情報と多重化
しセル多重分離部６１へ転送する。セル多重分離部６１
は、各アダプタ５６−２〜４から転送される情報をさら
に多重化しＡＴＭ網へ転送する。

【００４３】本実施例では、セル多重分離装置の場合に
はセル遅延揺らぎ方式が各アダプタ５６−２〜４内に実
装されるものとして説明したが、セル遅延揺らぎ吸収方
式の一部または全部がセル多重分離装置内の他の箇所で
実装されてもよい。

【００４４】図３および図４で説明したように、マルチ
メディア端末の通信アダプタ５６−１とセル多重分離装
置の各アダプタ５６−２〜４の基本的な機能および構成
はほぼ同じである。以下では、マルチメディア端末の通
信アダプタとセル多重分離装置の各アダプタについて同
じ図面を用いて説明する。

【００４５】図５はマルチメディア端末の通信アダプタ
およびセル多重分離装置の各アダプタの構成から受信処
理について抽出した図である。通信アダプタ５６は、Ｖ
ＰＩ／ＶＣＩ分離部７１と、遅延揺らぎ吸収部７２と、
セル再生部７３から構成される。

【００４６】ＶＰＩ／ＶＣＩ分離部７１は、マルチメデ
ィア端末の場合にはＡＴＭ網と遅延揺らぎ吸収部７２の
間に、セル多重分離装置の場合はセル多重分離部と遅延
揺らぎ吸収部７２の間に接続され、ＡＴＭ網またはセル
多重分離部から到着するセルのヘッダ部を参照しＶＰＩ
／ＶＣＩ番号毎にセルを別々の遅延揺らぎ吸収部７２に
振り分ける。

【００４７】遅延揺らぎ吸収部７２は、ＶＰＩ／ＶＣＩ
分離部７１とセル再生部７３との間に接続され、ＶＰＩ
／ＶＣＩ分離部７１から転送されてくるセルの遅延時間
の揺らぎを吸収しセル再生部７３に転送する。

【００４８】セル再生部７３は、遅延揺らぎ吸収部７２
と、マルチメディア端末の場合はマルチメディア端末内
の各装置の間に、セル多重分離装置の場合は各端末の間
に接続され、セル再生部７３は、遅延揺らぎ吸収部から
転送されてきたセルから音声・動画像を再生したり、デ
ータの場合はパケットの組み立てを行なう。

【００４９】図６は、ＡＴＭ通信方式での端末間の通信
手順の概要を示した図である。実際の通信ではＡＴＭ網
内に交換機が存在し、交換機とマルチメディア端末ある
いはセル多重分離装置との間で情報のやりとりがある
が、本実施例では説明の簡略化のため省略している。

【００５０】ＡＴＭ通信方式では、通信が呼設定フェー
ズおよび情報転送フェーズならびに呼解放フェーズに分
けられる。

【００５１】呼設定フェーズでは、発呼側端末は、情報
転送フェーズで行なわれる通信の種別や伝送速度ならび
に要求サービス品質等の情報を、呼設定要求としてＡＴ
Ｍ網を経由して、受信側端末へ通知する（１）。

【００５２】呼設定要求を受けた受信側端末は、呼設定
要求に対して通信が可能であるか不可能であるかの判定
を行ない、応答を発呼側端末に返す（２）。

【００５３】呼設定フェーズで通信が可能だと判定され
ると、次の情報転送フェーズで行なわれる通信のＶＰＩ
／ＶＣＩ番号が割り当てられる。

【００５４】情報転送フェーズでは、呼設定フェーズで
割り当てられたＶＰＩ／ＶＣＩ番号を用いて指定された
条件で情報の転送が行なわれる（３）。情報の転送が終
了すると次の呼解放フェーズに移る。

【００５５】呼解放フェーズでは、発呼側端末が受信側
端末へ呼解放要求を送信し（４）、受信側端末が発呼側
端末へ呼解放要求に対する応答を返す（５）ことで、割
り当てられたＶＰＩ／ＶＣＩが解放され通信が終了す
る。

【００５６】図７は、呼設定フェーズに発呼側端末から
受信側端末へ送信される呼設定要求の内容の一例を表す
図である。呼設定フェーズの際の呼設定要求の詳細は現
在標準化の途中であり確定していないが、本実施例では
通信方向毎に情報種別，伝送速度，許容セル廃棄率等の
各パラメータが受け渡されることを想定している。情報
種別パラメータからは、これから行われる通信の種別が
音声・動画像等の通信か、または、ファイル転送等の通
信か、あるいは、リモート端末処理等の通信かを判別す
ることができる。また、通信種別が音声・動画像等の通
信の場合は、伝送速度および許容セル廃棄率のパラメー
タからセル遅延揺らぎ待ち時間を算出することができ
る。

【００５７】本実施例では、呼設定フェーズにおいて端
末間で通信方向毎に調停された通信種別や伝送速度なら
びに要求品質等の情報を得て、発呼側および受信側でそ
れぞれの遅延揺らぎ吸収に必要な待ち時間の算出が行な
われる。

【００５８】図８は、通信種別の判別手順の１例を示し
た図である。本実施例では、通信種別の例として、音声
・動画像等のように遅延による影響が大きい通信、およ
び、ファイル転送等のようにセル廃棄が認められていな
いが、遅延がある程度まで許容されている通信、ならび
に、リモート端末処理のように遅延による影響が大きく
セル廃棄が認められていない通信の３種類について取り
上げる。しかしながら、この実施例は、本発明が扱うこ
とのできる通信種別を取り上げた種別に制限するもので
はない。

【００５９】呼設定要求から得られた情報によって、最
初に、音声・動画像通信かコンピュータデータかが判別
される（Ｓ１０２）。

【００６０】ステップＳ１０２での判別の結果、通信種
別が音声・動画像と判別された場合は、伝送速度や許容
セル廃棄率等のパラメータによって揺らぎ待ち時間が計
算される（Ｓ１０４）。揺らぎ待ち時間の具体的な計算
方法については後述する。

【００６１】一方、ステップＳ１０２での判別の結果、
コンピュータデータと判別された場合は、ファイル転送
のように情報がバースト的に発生するものか、リモート
端末処理のように情報がランダムに発生するものかが判
別される（Ｓ１０３）。

【００６２】ステップＳ１０３での判別の結果、通信種
別がファイル転送と判別された場合は、揺らぎ待ち時間
として、ＡＴＭ網の提供者によって保証された最大セル
遅延時間の値が用いられる（Ｓ１０５）。

【００６３】一方、ステップＳ１０３での判別の結果、
通信種別がリモート端末処理と判別された場合は、揺ら
ぎ待ち時間として、０が用いられる（Ｓ１０６）。すな
わち、通信種別がリモート端末処理の場合は、揺らぎ吸
収バッファ３１において、待ち時間を設けず、セルを受
信するとすぐにセル再生部へと転送する。

【００６４】最後にこのようにして算出した揺らぎ待ち
時間を、揺らぎ待ちタイマに設定する（Ｓ１０７）。

【００６５】図９は、セルの遅延時間の分布の例を示し
た図である。既に述べたように、受信端末に転送される
セルの遅延時間は、ＡＴＭ網内のトラフィックの変動に
よる交換機での転送待ち時間によって変動する。しか
し、遅延時間の分布はＡＴＭ網の特性によってある値の
周辺に集中し、遅延時間が大きくなるほどまばらになっ
ている。

【００６６】ところで、音声・動画像等の通信の品質
は、セルの遅延によって大きく影響されるがセルの廃棄
についてはある程度までは影響が少ないことから、あら
かじめ許容セル廃棄率が決められている（例えば、音声
の場合は１０の−４乗程度）。

【００６７】このことから、セルの遅延時間が図９に示
される分布で表される時、斜線部分の面積が許容セル廃
棄率以下になる時間Ｔwをセル遅延揺らぎ吸収のための
待ち時間とすれば良い。

【００６８】例えば、セルの遅延時間の分布がポアソン
分布に従う場合、許容セル廃棄率をｐ、セルの平均到着
間隔を１／λ、揺らぎ待ち時間をｔとするとセルの到着
間隔の分布は、

【００６９】ｐ＝ｅｘｐ（−λｔ） の式で表される。この場合は、

【００７０】揺らぎ待ち時間ｔ＝−ｌｎ（ｐ）／λとな
る。

【００７１】実際に値を代入して計算すると、６４Ｋｂ
ｐｓの音声の時、許容セル廃棄率ｐ＝１０の−４乗、セ
ルの到着率λ＝１６６．７から、揺らぎ待ち時間ｔ＝５
５．３ｍｓとなる。

【００７２】本実施例では、セル遅延時間の分布がポア
ソン分布に従う場合について説明したが、揺らぎ待ち時
間を決定するために用いる分布を限定するものではな
い。

【００７２】図１０は、本発明によるＡＴＭセル遅延揺
らぎ方式のタイミングを示す図である。

【００７３】セルは、送信端末では、（ａ）に示される
ように間隔Ｔｂで周期的に送出されるが、ＡＴＭ網を経
由した受信端末では（ｂ）に示されるように到着間隔Ｔ
r１〜５が周期的でなくなる。

【００７４】セル遅延時間は、（ｃ）に示されるように
ＡＴＭ網による固定的な伝送遅延ＴｃとＡＴＭ網内の交
換機による変動的な遅延Ｔj１〜５との和であるが、セ
ル遅延揺らぎは、このうち変動遅延Ｔj１〜５によって
生じる。

【００７５】（ｄ）は、通信種別が音声・動画像の場合
の揺らぎ待ちバッファの読み出しタイミングを表し、揺
らぎ待ち時間Ｔw１は、前述の方法によって伝送速度と
許容セル廃棄率から求められる。（ｄ）において、
（１），（２），（４），（５）のセルは、揺らぎ待ち
時間中に到着する。揺らぎ待ち時間中にセルが到着しな
いセル（３）の場合は、後で説明するように、ダミーセ
ルとして１つ前に受信したセル（２）がセル（３）の代
わりに挿入される。このように、揺らぎ待ち時間中にセ
ルが到着しない確率は、揺らぎ待ち時間の計算によって
許容セル廃棄率以下に抑えられ、しかも、揺らぎ待ち時
間中にセルが到着しない場合には、さらに１つ前のセル
を挿入することから、サービス品質の極端な劣化は起き
ない。

【００７６】（ｅ）は、通信種別がファイル転送の場合
の揺らぎ待ちバッファの読み出しタイミングを表し、揺
らぎ待ち時間Ｔｗ２は最大セル遅延時間が用いられる。
（ｅ）においては、ＡＴＭ網内でセル廃棄が起きない限
り全てのセルは揺らぎ待ち時間内に到着する。

【００７７】（ｆ）は、通信種別がリモート端末処理の
場合の揺らぎ待ちバッファの読み出しタイミングを表
し、揺らぎ待ち時間を設けず揺らぎ待ちバッファにセル
が到着するとすぐに読み出しを行なう。（ｆ）において
は、到着したセルの全てをセル再生部へ送り出すことが
できる。

【００７８】図１１は、本発明による遅延揺らぎ吸収方
式を実装する遅延揺らぎ吸収部の実施例である。遅延揺
らぎ吸収部７２は、揺らぎ吸収バッファ１３１と、揺ら
ぎ待ちタイマ１３２と、読み出しタイマ１３３と、最新
セル保存メモリ１３４と、セレクタ１３５と、バースト
終了検出タイマ１３７と、キューカウンタ１３８と、バ
ーストフラグ１３９と、読み出しフラグ１４０と、ゲー
ト１４１および１４２と、論理否定素子１４３と、論理
積素子１４４と、バースト終了検出フラグ１４５とから
なる。この遅延揺らぎ吸収部７２は、マルチメディア端
末の場合のＣＰＵまたはセル多重分離装置の場合の制御
装置１３６によて制御される。

【００７９】揺らぎ吸収バッファ１３１は、ＶＰＩ／Ｖ
ＣＩ分離部から転送されてくる複数のセルを遅延揺らぎ
吸収のために一時的に蓄積し、揺らぎ待ち時間経過後セ
ル再生部へ転送する。

【００８０】揺らぎ待ちタイマ１３２は、揺らぎ吸収バ
ッファ１３１にバーストの先頭セルが受信されてから読
み出しを開始するまでの揺らぎ待ち時間を制御し、バー
ストフラグ１３９の出力がＯＮの時に起動され、ＯＦＦ
の時に停止される。この揺らぎ待ちタイマ１３２は、Ｃ
ＰＵまたは制御装置１３６によって設定された値に達す
ると、出力信号によって読み出しフラグ１４０をＯＮに
する。

【００８１】読み出しタイマ１３３は、揺らぎ吸収バッ
ファ１３１内のセルの読み出し間隔を制御し、読み出し
フラグ１４０の出力がＯＮの時に起動され、ＯＦＦの時
に停止される。この読み出しタイマ１３３は、ＣＰＵま
たは制御装置１３６によって設定された値に達すると、
出力信号によってゲート１４１または１４２を開いて揺
らぎ吸収バッファ１３１または最新セル保存メモリ１３
４からセルを読み出すと共にタイマ値をリセットする。

【００８２】最新セル保存メモリ１３４は、ＶＰＩ／Ｖ
ＣＩ分離部から入ってくる最新のセルを常に１個分保存
する。

【００８３】セレクタ１３５は、キューカウンタ１３８
の値が０であるかないかで、最新セル保存メモリ１３４
と揺らぎ吸収バッファ１３１のどちらからセルを読み出
すかを選択する。

【００８４】遅延揺らぎ吸収部７２の外にあるＣＰＵま
たは制御装置１３６は、図６から図９において説明した
ように、呼設定フェ−ズにおいて通信種別の識別を行な
い、揺らぎ待ちタイマ１３２および読み出しタイマ１３
３ならびにバ−スト終了検出タイマ１３７に通信種別に
対応したタイマ値を設定する。

【００８５】キューカウンタ１３８は、揺らぎ吸収バッ
ファ１３１にセルが蓄積されると＋１され、セルが読み
出されると−１されることで、揺らぎ吸収バッファ１３
１に蓄積されているセルの個数をカウントする。

【００８６】バースト終了検出タイマ１３７は、バース
トの終了検出を制御し、バースト終了検出フラグの出力
がＯＮの時に起動され、ＯＦＦの時に停止される。この
バースト終了検出タイマ１３７は、ＣＰＵまたは制御装
置１３６によって設定された値に達すると、出力信号に
よってバーストフラグ１３９および読み出しフラグ１４
０をＯＦＦにする。

【００８７】バーストフラグ１３９は、キューカウンタ
１３８の出力が０でなくなるとＯＮになり、バースト終
了検出タイマ１３７が設定値に達するとＯＦＦになるこ
とで、バーストを受信中かそうでないかを表す。

【００８８】読み出しフラグ１４０は、揺らぎ待ちタイ
マ１３２が設定値に達するとＯＮになり、バースト終了
検出タイマ１３７が設定値に達するとＯＦＦになること
で、揺らぎ吸収バッファ１３１を読み出し中かそうでな
いかを表す。

【００８９】ゲート１４１および１４２は、読み出しタ
イマ１３３によって、それぞれ揺らぎ吸収バッファ１３
１および最新セル保存メモリ１３４の読み出しを制御す
る。

【００９０】バースト終了検出フラグ１４５は、キュー
カウンタ１３８の出力が０で読み出しタイマ１３３が設
定された値に達した時にＯＮになり、キューカウンタ１
３８の出力が０でなくなるとＯＦＦになることで、バー
ストの終了を検出中かそうでないかを表す。

【００９１】図１１を用いて、呼設定が終了した後のデ
ータ転送時での本発明による遅延揺らぎ吸収方式の動作
について、通信種別が（１）音声・動画像、（２）ファ
イル転送、（３）リモート端末処理の場合に分けて説明
する。

【００９２】（１）音声・動画像の場合 ＣＰＵまたは制御装置１３６は、通信種別が音声または
動画像であると判断すると、揺らぎ待ちタイマ１３２に
セル遅延揺らぎ吸収のための待ち時間として伝送速度と
許容セル廃棄率から算出された時間を、読み出しタイマ
１３３にセル送出間隔と同じ時間を、バースト終了検出
タイマ１３７に揺らぎ吸収バッファ１３１にセルが無く
なってからバーストの終了を判定するまでの時間を設定
する。

【００９３】ＶＰＩ／ＶＣＩ分離部で振り分けられたセ
ルは、揺らぎ吸収バッファ１３１と最新セル保存メモリ
１３４に入力される。揺らぎ吸収バッファ１３１にセル
が入力されると、キューカウンタ１３８は＋１され、カ
ウンタ値が０でなくなることからバーストフラグ１３９
がＯＮになる。

【００９４】バーストフラグ１３９がＯＮになると、揺
らぎ待ちタイマ１３２が起動される。揺らぎ待ちタイマ
１３２がＣＰＵまたは制御装置１３６によって設定され
た値に達するまでは、揺らぎ吸収バッファ１３１からセ
ルは読み出されることはなく、ＶＰＩ／ＶＣＩ分離部か
ら続いて転送されるセルは、揺らぎ吸収バッファ１３１
に蓄積される。

【００９５】揺らぎ待ちタイマ１３２がＣＰＵまたは制
御装置１３６によって設定された値に達すると、読み出
しフラグ１４０がＯＮになり、読み出しタイマ１３３が
起動される。

【００９６】通常のセルの読み出しは次のようにして行
なわれる。読み出しタイマ１３３が設定された値に達し
てゲート１４１と１４２が開かれる。この時、キューカ
ウンタ１３８のカウンタ値が０でないので、セレクタ１
３５はＡ側が選択され、揺らぎ吸収バッファ１３１のセ
ルが読み出され、セル再生部へと転送される。また、揺
らぎ吸収バッファ１３１からセルが１個読み出されると
キューカウンタ１３８は−１される。

【００９７】読み出しタイマ１３３は設定値に達すると
リセットされるので、読み出しフラグ１４０がＯＮの時
は、設定された周期でセルの読み出しが常に行なわれ
る。

【００９８】読み出しタイマ１３３が設定値に達した時
に揺らぎ吸収バッファ１３１にセルが到着していなかっ
た場合は、キューカウンタ１３８のカウント値が０であ
るので、セレクタ１３５はＢ側が選択されて最新セル保
存メモリ１３４のセルが読み出される。

【００９９】また、読み出しタイマ１３３が設定値に達
した時にキューカウンタ１３７のカウント値が０である
と、バ−スト終了検出フラグ１４５がＯＮになりバース
ト終了検出タイマ１３４が起動される。バースト終了検
出タイマ１３７が起動中に揺らぎ吸収バッファ１３１に
セルが転送されると、キューカウンタ１３７のカウンタ
値が０でなくなるので、バ−スト終了検出フラグ１４５
がＯＦＦになり、バースト終了検出タイマ１３７は停止
する。バースト終了検出タイマ１３７が起動中に揺らぎ
吸収バッファ１３１にセルが転送されず、バースト終了
検出タイマ１３７が設定値に達した場合は、バーストフ
ラグ１３９および読み出しフラグ１４０がＯＦＦにな
り、新たにセルがＶＰＩ／ＶＣＩ分離部より転送されて
くるまではセル再生部へはセルの転送は行なわれない。

【０１００】つまり、通信種別が音声・動画像の場合
は、揺らぎ待ち時間内にセルが到着しなかった時は、セ
ルの遅延が大きくて揺らぎ待ち時間で吸収できなかった
ものとみなして、１つ前に到着したセルをダミーセルと
して挿入するが、さらに一定時間セルが到着しなかった
時はバーストが終了したと判定する。

【０１０１】（２）ファイル転送の場合 ＣＰＵまたは制御装置１３６は、通信種別がファイル転
送であると判断すると、揺らぎ待ちタイマ１３２にセル
遅延揺らぎ吸収のための待ち時間としてＡＴＭ網の提供
者によって保証された最大セル遅延時間を、読み出しタ
イマ１３３にセル送出間隔と同じ周期時間を、バースト
終了検出タイマ１３７に０を設定する。

【０１０２】ファイル転送の場合も、揺らぎ待ち時間内
に揺らぎ吸収バッファ１３１にセルが到着する通常のセ
ルの読み出しは、前述（１）の音声・動画像の場合と同
様の手順で行なわれる。

【０１０３】また、読み出しタイマ１３３が設定値に達
した時に揺らぎ吸収バッファ１３１にセルが到着してい
なかった場合は、バ−スト終了検出フラグ１４５がＯＮ
になりバースト終了検出タイマ１３７が起動される。と
ころがバースト検出終了タイマ１３７の設定値は０であ
るので、バースト終了検出タイマ１３７は起動と同時に
タイムアウトを起こし、バーストフラグ１３９および読
み出しフラグ１４０がＯＦＦになり、新たにセルがＶＰ
Ｉ／ＶＣＩ分離部から転送されてくるまではセル再生部
へはセルの転送は行なわれない。すなわち、通信種別が
ファイル転送の場合は、揺らぎ待ち時間内にセルが到着
しなかった時は、即座にバーストが終了したと判定す
る。

【０１０４】（３）リモート端末処理の場合 ＣＰＵまたは制御装置１３６は、通信種別がリモート端
末処理であると判断すると、揺らぎ待ちタイマ１３２お
よび読み出しタイマ１３３ならびにバースト終了検出タ
イマ１３７の全てに０を設定する。

【０１０５】リモート端末処理の場合は、ＶＰＩ／ＶＣ
Ｉ分離部からセルを振り分けられてから揺らぎ待ちタイ
マ１３２が起動されるまでの手順は、既に述べた（１）
の音声・動画像の場合と同じである。

【０１０６】揺らぎ待ちタイマ１３２の設定値は０であ
るので、揺らぎ待ちタイマ１３２が起動されると即座に
読み出しフラグ１４０がＯＮになり、読み出しタイマ１
３３が起動される。ところが読み出しタイマ１３３の設
定も０であるので、揺らぎ吸収バッファ１３１内のセル
は読み出しタイマ１３３の起動と同時に読み出されセル
再生部へ転送される。

【０１０７】また、揺らぎ吸収バッファ１３１内のセル
が読み出されるとキューカウンタ１３８が−１されカウ
ント値が０になるので、バ−スト終了検出フラグ１４５
がＯＮになりバースト終了検出タイマ１３７が起動され
る。バースト終了検出タイマ１３７の設定値も０である
ので、起動と同時に読み出しフラグ１４０およびバース
トフラグ１３９がＯＦＦになり、新たにセルがＶＰＩ／
ＶＣＩ分離部から転送されてくるまでは、セル再生部へ
はセルの転送は行なわれない。すなわち、通信種別がリ
モート端末処理の場合は、ＶＰＩ／ＶＣＩ分離部でセル
が振り分けられると即座にセル再生部へ転送される。

【０１０８】本発明は、以上のような構成と手順を備え
ることによって、通信開始時の呼設定要求から通信種別
や伝送速度等の情報を取得し、通信種別に適した遅延揺
らぎ吸収のための待ち時間を算出することで、各通信種
別の要求にあったサービス品質を提供することができ
る。

【０１０９】

【発明の効果】本発明によれば、ＡＴＭ多重通信システ
ムで発生するセル遅延揺らぎの吸収のためにバッファメ
モリを用いるＡＴＭセル遅延揺らぎ吸収方式において、
通信の種別に応じて揺らぎ吸収のための待ち時間を最適
値に設定できるので、各通信種別の要求にあったサービ
ス品質を提供することができ、マルチメディア通信に有
効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るセル遅延揺らぎ吸収部の構成を示
すブロック図。

【図２】本発明が適用されるＡＴＭ多重通信システムの
構成図。

【図３】本発明に係るセル遅延揺らぎ吸収方式が用いら
れるマルチメディア端末の構成図。

【図４】本発明に係るセル遅延揺らぎ吸収方式が用いら
れるセル多重分離装置の構成図。

【図５】通信アダプタの構成図。

【図６】ＡＴＭ通信方式における通信手順の概要を示す
図。

【図７】呼設定要求の情報の例を示す図。

【図８】通信種別の判別手順を示すフローチャート。

【図９】セル遅延時間の分布の例を示す図。

【図１０】本発明のセル遅延揺らぎ吸収方式に係るセル
タイミングを示す図。

【図１１】遅延揺らぎ吸収部の１実施例の構成図。

【図１２】従来のセル遅延揺らぎ吸収部の構成を示すブ
ロック図。

【図１３】従来のセル遅延揺らぎ吸収方式に係るセルタ
イミングを示す図。

【符号の説明】

３１、１３１ 揺らぎ吸収バッファ ３２、１３２ 揺らぎ待ちタイマ ３３、１３３ 読み出しタイマ ３４、１３４ 最新セル保存メモリ ３５、１３５ セレクタ ３６ 通信種別判別器 ４１ ＡＴＭ網 ４２ マルチメディア端末 ４３ 端末 ４４ セル多重分離装置 ５１ ＣＰＵ ５２ メインメモリ ５３ ディスクＩ／Ｆ ５４ ビデオＩ／Ｆ ５５ サウンドＩ／Ｆ ５６ 通信Ｉ／Ｆ ５６−２ 音声用アダプタ ５６−３ 動画像用アダプタ ５６−４ データ通信用アダプタ ６１ セル多重分離部 ６２ 制御装置 ７１ ＶＰＩ／ＶＣＩ分離部 ７２ 遅延揺らぎ吸収部 ７３ セル再生部 １３６ ＣＰＵ／制御装置 １３７ バースト終了検出タイマ １３８ キューカウンタ １３９ バーストフラグ １４０ 読み出しフラグ １４１、１４２ ゲート １４３ 論理否定素子 １４４ 論理積素子 １４５ バースト終了検出フラグ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 音声または画像もしくはデータ等のマル
   チメディア情報を送信時にセル化し、セル単位で転送を
   行ない、受信時にセルを元の情報に再生することによっ
   て通信を行なうＡＴＭ多重通信システムのＡＴＭセル遅
   延揺らぎ吸収方式において、ＶＰＩ／ＶＣＩ分離部の後
   に、ＡＴＭ網から受信したセルを一時的に蓄積する遅延
   揺らぎ吸収バッファと、セルが遅延揺らぎ吸収バッファ
   に受信されてから読み出しを開始するまでの待ち時間を
   制御する揺らぎ待ちタイマと、セルの読み出しを開始し
   てからセルを読み出す間隔を制御する読み出しタイマを
   備えた遅延揺らぎ吸収部を具備し、該遅延揺らぎ吸収部
   は、これから行なう通信の種別を判別し揺らぎ待ちタイ
   マに通信種別に応じた待ち時間を設定する通信種別判別
   ステップを有し、バースト的に発生するセル流の先頭セ
   ルが揺らぎ吸収バッファに受信されてから読み出しを開
   始するまでの遅延揺らぎを吸収するための待ち時間を通
   信種別によって変更するようにしたことを特徴とするＡ
   ＴＭセル遅延揺らぎ吸収方式。
2. 【請求項２】 音声または画像もしくはデータ等のマル
   チメディア情報を送信時にセル化し、セル単位で転送を
   行ない、受信時にセルを元の情報に再生することにより
   通信を行なうＡＴＭ多重通信システムに設けるＡＴＭセ
   ル遅延揺らぎ吸収装置において、ＡＴＭ網から受信した
   セルを一時的に蓄積する遅延揺らぎ吸収バッファと、セ
   ルが遅延揺らぎ吸収バッファに受信されてから読み出し
   を開始するまでの待ち時間を制御する揺らぎ待ちタイマ
   と、セルの読み出しを開始してからセルを読み出す間隔
   を制御する読み出しタイマからなる遅延揺らぎ吸収部を
   備え、該遅延揺らぎ吸収部は、これから行なう通信の種
   別を判別し揺らぎ待ちタイマに通信種別に応じた待ち時
   間を設定する通信種別判別ステップを有し、バースト的
   に発生するセル流の先頭セルが揺らぎ吸収バッファに受
   信されてから読み出しを開始するまでの遅延揺らぎを吸
   収するための待ち時間を通信種別によって変更するよう
   にしたことを特徴とするＡＴＭセル遅延揺らぎ吸収装
   置。
3. 【請求項３】 通信種別が音声または動画像の場合に、
   ＡＴＭ網から受信したセルを遅延揺らぎ吸収バッファに
   受信してから読み出しを開始するまでの待ち時間を伝送
   速度と許容セル廃棄率から求めるようにした請求項２に
   記載のＡＴＭセル遅延揺らぎ吸収装置。
4. 【請求項４】 通信種別がファイル転送の場合に、ＡＴ
   Ｍ網から受信したセルを遅延揺らぎ吸収バッファに受信
   してから読み出しを開始するまでの待ち時間をＡＴＭ網
   の提供者によって保証された最大セル遅延時間とした請
   求項２に記載のＡＴＭセル遅延揺らぎ吸収装置。
5. 【請求項５】 通信種別がリモート端末処理の場合に、
   ＡＴＭ網から受信したセルを遅延揺らぎ吸収バッファに
   受信してから読み出しを開始するまでの待ち時間を０に
   した請求項２に記載のＡＴＭセル遅延揺らぎ吸収装置。
6. 【請求項６】 呼設定フェーズに呼設定要求から通信種
   別を判別し揺らぎ待ち時間を算出するようにした請求項
   ２ないし請求項５のいずれかに記載のＡＴＭセル遅延揺
   らぎ吸収装置。
7. 【請求項７】 ＡＴＭ網から受信したセルをマルチメデ
   ィア情報に再生するマルチメディア端末において、ＡＴ
   Ｍ網から受信したセルを一時的に蓄積する遅延揺らぎ吸
   収バッファと、セルが遅延揺らぎ吸収バッファに受信さ
   れてから読み出しを開始するまでの待ち時間を制御する
   揺らぎ待ちタイマと、セルの読み出しを開始してからセ
   ルを読み出す間隔を制御する読み出しタイマからなる遅
   延揺らぎ吸収部を備え、該遅延揺らぎ吸収部は、これか
   ら行なう通信の種別を判別し揺らぎ待ちタイマに通信種
   別に応じた待ち時間を設定する通信種別判別ステップを
   有し、バースト的に発生するセル流の先頭セルが揺らぎ
   吸収バッファに受信されてから読み出しを開始するまで
   の遅延揺らぎを吸収するための待ち時間を通信種別によ
   って変更するようにしたことを特徴とする、ＡＴＭ網か
   ら受信したセルをマルチメディア情報に再生するマルチ
   メディア端末。
8. 【請求項８】 ＡＴＭ網から受信したセルをマルチメデ
   ィア情報に再生し接続される端末へ転送するセル多重分
   離装置において、ＡＴＭ網から受信したセルを一時的に
   蓄積する遅延揺らぎ吸収バッファと、セルが遅延揺らぎ
   吸収バッファに受信されてから読み出しを開始するまで
   の待ち時間を制御する揺らぎ待ちタイマと、セルの読み
   出しを開始してからセルを読み出す間隔を制御する読み
   出しタイマからなる遅延揺らぎ吸収部を備え、該遅延揺
   らぎ吸収部は、これから行なう通信の種別を判別し揺ら
   ぎ待ちタイマに通信種別に応じた待ち時間を設定する通
   信種別判別ステップを有し、バースト的に発生するセル
   流の先頭セルが揺らぎ吸収バッファに受信されてから読
   み出しを開始するまでの遅延揺らぎを吸収するための待
   ち時間を通信種別によって変更するようにしたことを特
   徴とするＡＴＭ網から受信したセルをマルチメディア情
   報に再生し接続される端末へ転送するセル多重分離装
   置。
9. 【請求項９】 マルチメディア端末またはセル多重分離
   装置を用いてマルチメディア通信を行うＡＴＭ多重通信
   システムにおいて、ＡＴＭ網から受信したセルを一時的
   に蓄積する遅延揺らぎ吸収バッファと、セルが遅延揺ら
   ぎ吸収バッファに受信されてから読み出しを開始するま
   での待ち時間を制御する揺らぎ待ちタイマと、セルの読
   み出しを開始してからセルを読み出す間隔を制御する読
   み出しタイマからなる遅延揺らぎ吸収部を備え、該遅延
   揺らぎ吸収部は、これから行なう通信の種別を判別し揺
   らぎ待ちタイマに通信種別に応じた待ち時間を設定する
   通信種別判別ステップを有し、バースト的に発生するセ
   ル流の先頭セルが揺らぎ吸収バッファに受信されてから
   読み出しを開始するまでの遅延揺らぎを吸収するための
   待ち時間を通信種別によって変更するようにしたマルチ
   メディア端末またはセル多重分離装置を用いてマルチメ
   ディア通信を行うことを特徴とするＡＴＭ多重通信シス
   テム。