JPH09233079A

JPH09233079A - 伝送装置および輻輳回避方法

Info

Publication number: JPH09233079A
Application number: JP3395796A
Authority: JP
Inventors: Hideo Tatsuno; 秀雄龍野; Nobuyuki Tokura; 信之戸倉
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1996-02-21
Filing date: 1996-02-21
Publication date: 1997-09-05

Abstract

(57)【要約】【課題】物理伝送路内に設定されたバーチャルパスを
切替えることにより輻輳を回避する通信網では、伝送路
に輻輳が検出されると切替える必要のないバーチャルパ
スを含め、全てのバーチャルパス切替えが実行される。【解決手段】輻輳レベルが低い場合の予測と、通常の
予測とで輻輳制御動作を分け、輻輳レベルが低い場合の
予測には、限られたバーチャルパスの送信側にのみ切替
指示信号を送出する。このとき、切替え先の候補が複数
ある場合には、その中で伝送遅延が最小のものを選択す
る。【効果】必要以上のバーチャルパスの切替えをなくす
ることができるため、余分な処理時間を短縮することが
できる。また、切替えを行っても伝送遅延の小さい通信
網が実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はディジタル通信網に
利用する。特に、パケットを用いたディジタル通信網の
輻輳回避技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のバーチャルパス切替えによる輻輳
回避方法を図１を参照して説明する。図１は輻輳回避制
御が行われる通信ノードのブロック構成図である。この
従来例技術は特開平７−３８６１０号公報に開示されて
いるものである。通信ノード１および通信ノード２の間
に、双方向のバーチャルパス３〜６が設けられている。
また、通信ノード１および２にはそれぞれ送信装置２３
₁、２３₂および受信装置２４₁、２４₂が設けられて
いる。バーチャルパス３〜６のうち、バーチャルパス３
および４は使用中であり、バーチャルパス５および６は
不使用中である。バーチャルパス３および５と、バーチ
ャルパス４および６とはそれぞれ受信装置２４₁、２４
₂で一本の出力バーチャルパス５６および５７に合流接
続されている。したがって、バーチャルパス３〜６の切
替えは送信装置２３₁、２３₂でのみ行えばよい。バー
チャルパス３および７、バーチャルパス４および８、バ
ーチャルパス５および９、バーチャルパス６および１０
は、伝送路５８を共用する。したがって、中継ノード１
７、１８では輻輳が起こり得る。

【０００３】遅延バッファ４７は送信装置２３₁、２３
₂に一つずつ設けられ、各入力バーチャルパス５４、５
５で交替して用いる。輻輳信号路５０〜５３はそれぞれ
バーチャルパス３〜６上にある中継ノード１７および１
８の出力伝送路または出力バッファでの輻輳状態を送信
装置２３₁、２３₂に伝える。

【０００４】セル発生回路１３からは周期的に輻輳信号
搬送用セルが発生され輻輳信号路５０〜５３に送出され
る。中継ノードの輻輳検出回路１５では、出力伝送路ま
たは出力バッファの輻輳を常時監視しており、輻輳が検
出された場合には、輻輳通知回路１６において逆方向を
流れる全ての輻輳信号搬送用セルに輻輳信号を挿入す
る。

【０００５】輻輳信号路５１の受信側の輻輳信号受信回
路１４で輻輳信号が検出された場合に、輻輳信号路５３
の受信側の輻輳信号受信回路１４で輻輳信号が検出され
ない場合には、入力バーチャルパス５４を選択接続中の
バーチャルパス３から不使用中のバーチャルパス５に切
替える。その際、切替え前のバーチャルパス３の伝送遅
延より切替え先のバーチャルパス５の伝送遅延が大きい
場合にはそのまま切替えが可能であるが、逆の場合に
は、その伝送遅延差分、遅延バッファ４７で入力バーチ
ャルパス５４からのセル流を遅延させてから切替える必
要がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このため、バーチャル
パス切替えには、多数のバーチャルパス切替えで遅延バ
ッファを交替して使用するためバーチャルパス切替えに
要する時間が長くなる。また、中継ノードは輻輳状態を
検出したとき、通過する全てのバーチャルパスの送信装
置に輻輳を通知する。送信装置ではその輻輳通知のある
全てのバーチャルパスについて、使用中であれば輻輳を
検出していない不使用中のバーチャルパスに切替える。
そのため、必要以上のバーチャルパスの切替えが発生
し、輻輳状態を検出した中継ノードの伝送路またはバッ
ファの使用率が必要以上に低下する可能性がある。

【０００７】本発明は、このような背景に行われたもの
であって、バーチャルパス切替えを即時に行うととも
に、必要以上のバーチャルパス切替えを避けることがで
きる伝送装置および輻輳回避方法を提供することを目的
とする。本発明は、通信網のスループットを改善するこ
とができる伝送装置および輻輳回避方法を提供すること
を目的とする。本発明は、伝送遅延を最小にすることが
できる伝送装置および輻輳回避方法を提供することを目
的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】送受信装置間に受信側で
一本の出力バーチャルパスに接続する複数本のバーチャ
ルパスを設け、その内の一本のバーチャルパスを使用
し、送信装置でそのバーチャルパスからの切替指示信号
が検出された場合には、直ちに一定時間Ｔ以上その入力
バーチャルパスに到来する有効セルをその入力バーチャ
ルパスに挿入した遅延バッファにより遅延させた後に、
それ以外の伝送路の中で輻輳予測を検出していない伝送
遅延が選択接続中のバーチャルパスと同程度のバーチャ
ルパスに直ちにその入力バーチャルパスの接続先を切替
える。

【０００９】したがって、中継ノードで輻輳予測が検出
される場合には直ちにその輻輳予測を回避できる利点が
ある。また、輻輳予測を検出した中継ノードは一定時間
Ｔ以上使用中の一定割合のバーチャルパスの送信側にの
み切替指示信号を送出するので、必要以上のバーチャル
パスの切替えを避けることができる。また、このバーチ
ャルパス切替えは、切替えにより有効セルの欠落、重
複、順序逆転の無い無瞬断切替えであるため、通信品質
の劣化が無い利点がある。

【００１０】さらに、切替え先のバーチャルパスの候補
が複数ある場合には、その中で伝送遅延が最小のものを
選択する。このようにすれば、通信網内の伝送遅延を最
小に抑えることができる。

【００１１】すなわち、本発明の第一の観点は伝送装置
であって、対向して設けられパケット信号を送受信する
一対の通信ノード（１、２）を備え、この対向する通信
ノード間に双方向の物理的な伝送路（５８）が設けら
れ、この伝送路には複数のバーチャルパス（３、４、
５、６）が設定され、そのバーチャルパスは前記通信ノ
ードの受信側でそれぞれ一つ（５７、５６）に合流する
設定であり、この伝送路にはそれぞれ中継ノード（１
７、１８）が介挿され、この中継ノードには、通過する
信号の輻輳を伝送路毎にかつ双方向にそれぞれ検出する
輻輳検出回路（１５）と、この輻輳検出回路の検出結果
にしたがって輻輳通知信号を輻輳を検出した通信方向と
は反対方向に送信する輻輳通知回路（１６）とを備え、
前記輻輳検出回路は、当該伝送路の現在の通信量および
その通信量の単位時間当たりの変化（通信加速度または
通信加速比）の大きさに基づき輻輳の状態予測を二段階
（第一予測状態および第二予測状態）に検出する手段を
備え、送信側の通信ノードには、前記輻輳通知回路（１
６）により輻輳レベルの低い第一予測状態が伝達された
ときに、輻輳の予測が伝達された伝送路に設定されたバ
ーチャルパスの信号を輻輳の予測がない伝送路に設定さ
れたバーチャルパスに切替える手段を備えた伝送装置で
ある。本発明の特徴とするところは、この切替える手段
は、前記輻輳の予測がない伝送路に設定されたバーチャ
ルパスの中で、伝送遅延が最小のものを選択する手段を
含むところにある。

【００１２】前記輻輳検出回路（１５）が輻輳レベルの
低い第一予測状態を検出したときには、前記輻輳通知回
路（１６）はその輻輳の状態を検出したバーチャルパス
が継続して時間Ｔ以上使用されているときに輻輳通知信
号を送信する手段を含むことが望ましい。

【００１３】送信側の通信ノードには、前記輻輳通知回
路（１６）により輻輳レベルの高い第二予測状態が伝達
されたときに、入力側の送信端末に対して送信速度の低
減を指示する手段を備えることが望ましい。

【００１４】前記輻輳検出回路（１５）が輻輳レベルの
低い第一予測状態を検出したときには、前記輻輳通知回
路（１６）はそのバーチャルパスの通信量が時間Ｕ内に
通信量Ｍを越えて増加しているときに輻輳通知信号を送
信する手段を含むことが望ましい。

【００１５】前記輻輳検出回路（１５）が輻輳レベルの
低い第一予測状態を検出したときには、前記輻輳通知回
路（１６）はそのバーチャルパスの通信量が絶対値Ａを
越えかつ使用中のバーチャルパスの通信量合計が絶対値
Ｂを越える複数のバーチャルパスに切替指示信号を送信
する手段を含むことが望ましい。

【００１６】前記送信側の通信ノードには送信装置（２
３）と受信装置（２４）とを備え、この送信装置（２
３）には輻輳通知信号を受信する輻輳信号受信回路（３
６）と、この輻輳信号受信回路で受信された輻輳通知信
号に基づき制御信号を発生する制御回路（３５）と、こ
の制御信号にしたがってバーチャルパスの切替を行う切
替回路（３３）と、複数のバーチャルパスの伝送遅延情
報が蓄積される伝送遅延差情報蓄積メモリ（４４）と、
入力バーチャルパスに到来するセルの通信容量およびセ
ル到着間隔を測定する通信容量測定回路（３４）とを含
むことが望ましい。

【００１７】ここで、上記説明には切替に伴う信号の遅
延に対する対策については言及していないが、本発明に
おいても、バーチャルパスを伝送遅延の小さいルートか
ら伝送遅延の大きいルートに切替える場合には、遅延時
間の違いにより情報を失うことはないが、伝送遅延の大
きいルートから伝送遅延の小さいルートに切替える場合
には、遅延回路を経由して切替を実行しないと一部のパ
ケット情報が失われる可能性がある。この技術について
は従来公知であり、ここでは本発明には直接関係ないの
で詳しい説明を省略する。特に、切替に伴い僅かな情報
の喪失を問題にしない場合には遅延回路を設ける必要が
ない。

【００１８】本発明の第二の観点は輻輳回避方法であっ
て、パケット信号を伝送するバーチャルパスが設定され
る双方向伝送路を通過する信号の輻輳を伝送路毎にかつ
双方向にそれぞれ予測し、その予測結果にしたがってそ
の伝送路から信号が溢れることがないようにバーチャル
パスの切替えを行い、現在の通信量および通信量の単位
時間当たりの変化（通信加速度または通信加速比）の大
きさに基づき輻輳の状態予測を二段階（第一予測状態お
よび第二予測状態）に予測し、輻輳レベルの低い第一予
測状態が予測された伝送路について、設定されているバ
ーチャルパスの切替えを行う輻輳回避方法である。本発
明の特徴とするところは、この切替えを行うバーチャル
パスは複数の切替え先候補の中から伝送遅延が最小であ
るバーチャルパスを選択するところにある。

【００１９】輻輳レベルの高い第二予測状態が予測され
た伝送路について設定されているバーチャルパスの送信
端末に対して通信速度の低減を指示することが望まし
い。

【００２０】輻輳レベルの低い第一予測状態が予測され
たバーチャルパスについて、そのバーチャルパスが継続
して時間Ｔ以上使用されているときに前記切替えを行う
ことが望ましい。

【００２１】輻輳レベルの低い第一予測状態が予測され
たバーチャルパスについて、そのバーチャルパスの通信
量が時間Ｕ内に通信量Ｍを越えて増加しているときには
前記切替えを行うことが望ましい。

【００２２】本発明の第三の観点は、前記輻輳回避方法
がその方法を実行するための制御信号を発生する制御装
置にロードするソフトウエアとして記録された記録媒体
である。

【００２３】

【発明の実施の形態】

【００２４】

【実施例】本発明実施例の構成を図１ないし図３を参照
して説明する。図１は輻輳回避制御が行われる通信ノー
ドのブロック構成図である。図２は通信ノードの片方向
のみを示す要部ブロック構成図である。図３は輻輳回避
制御が行われる通信網の概念図である。

【００２５】本発明は伝送装置であって、図１に示すよ
うに、対向して設けられパケット信号を送受信する一対
の通信ノード１および２を備え、この対向する通信ノー
ド１および２間に双方向の物理的な伝送路５８が設けら
れ、この伝送路５８にはバーチャルパス３、４、５、６
が設定され、そのバーチャルパス３、４、５、６は通信
ノード１および２の受信側でそれぞれ一つの出力バーチ
ャルパス５６または５７に合流する設定であり、この伝
送路５８にはそれぞれ中継ノード１７および１８が介挿
され、この中継ノード１７および１８には、通過する信
号の輻輳を伝送路５８毎にかつ双方向にそれぞれ検出す
る輻輳検出回路１５と、この輻輳検出回路１５の検出結
果にしたがって輻輳通知信号を輻輳を検出した通信方向
とは反対方向に送信する輻輳通知回路１６とを備え、輻
輳検出回路１５は、当該伝送路５８の現在の通信量およ
びその通信量の単位時間当たりの変化（通信加速度また
は通信加速比）の大きさに基づき輻輳の状態予測を二段
階（第一予測状態および第二予測状態）に検出する手段
を備え、送信装置２３₁および２３₂には、輻輳通知回
路１６により輻輳レベルの低い第一予測状態が伝達され
たときに、輻輳の予測が伝達された伝送路に設定された
バーチャルパスの信号を輻輳の予測がない伝送路に設定
されたバーチャルパスに切替える手段としての制御回路
３５を備えた伝送装置である。

【００２６】ここで、本発明の特徴とするところは、こ
の制御回路３５は、前記輻輳の予測がない伝送路に設定
されたバーチャルパスの中で、伝送遅延が最小のものを
選択する手段を含むところにある。

【００２７】通信ノード１および２には、図１に示した
ように、送信装置２３₁および２３₂と受信装置２４₁
および２４₂とをそれぞれ備えているが、図２では、そ
の片方向について示す。この送信装置２３には輻輳通知
信号および切替指示信号を受信する輻輳信号受信回路３
６および４５と、この輻輳信号受信回路３６で受信され
た輻輳通知信号および切替指示信号に基づき制御信号を
発生する制御回路３５と、この制御信号にしたがってバ
ーチャルパス２９〜３１の切替を行う切替回路３３と、
各バーチャルパス２９〜３１の伝送遅延差情報が蓄積さ
れている伝送遅延差情報蓄積メモリ４４と、伝送遅延の
異なるバーチャルパス間の切替え時に伝送遅延を整合さ
せるために用いる遅延バッファ４７と、入力バーチャル
パス２８の通信容量の測定および有効セル到着間隔の測
定および有効セル無到着時間の測定を行う通信容量測定
回路３４とを含む。

【００２８】受信装置２４にはバーチャルパス２９〜３
１の受信信号を合成して一つの出力バーチャルパス３２
に送出する合成回路４３を含む。バーチャルパス２９〜
３１は伝送遅延が同程度であり、受信装置２４の合成回
路４３により一本の出力バーチャルパス３２に接続され
ている。したがって、バーチャルパス２９〜３１の切替
えは送信側のみで行えばよい。

【００２９】また、バーチャルパス２９〜３１の伝送遅
延が異なる場合には、バーチャルパス２９の切替え先と
して伝送遅延が小さい方のバーチャルパス３０または３
１を制御回路３５は選択する。このときの伝送遅延差情
報は伝送遅延差情報蓄積メモリ４４を参照することによ
り得られる。

【００３０】図３に示すように通信網では、端末装置２
０がそれぞれ通信ノード２２に伝送路５８を介して接続
されている。通信ノード２２は、送受信機能および中継
機能を持つ場合またはどちらか一方の機能を持つ場合ま
たは送信機能または受信機能の一方を持つ場合がある。
また、通信ノード２２は網間接続装置である場合もあ
る。端末装置２０は、ファイル、ＦＡＸなどのデータを
伝送する最大セル速度の大きい可変容量端末であり、特
開平６−３１８９５５号公報に開示されているように、
初速度から最大セル速度に到達するまでまたはセル速度
を増加する場合は、一定のセル速度の時間変化比率であ
るセル加速比を守りながらセル転送し、網から輻輳通知
を受信した場合には、その時点のセル速度の一定指数比
率（加速比の場合）以下にセル速度を低減する端末であ
る。

【００３１】初速度をＡ、加速比係数をβ、セル速度増
加中において、初速度から輻輳通知を受信した時点まで
の経過時間をＴ（ｓｅｃ）とすると、輻輳通知を受信し
たときのセル速度Ｖ（ｂｉｔ／ｓｅｃ）は、Ａ＊ＥＸＰ（β＊Ｔ）となる。輻輳通知を受信した場合には、セル速度をＡ＊（Ｖ／Ａ）^K、（Ｋ＜１）に低減する。

【００３２】本発明実施例の動作を説明する。切替え元
の伝送路の固定遅延をＤＦ１、遅延変動時間の最大値を
ＤＶ１ｍａｘ、切替先の伝送路の固定遅延をＤＦ２とす
ると、Ｄ＝（ＤＦ１＋ＤＶ１ｍａｘ）−ＤＦ２が負の場合には、そのまま切替えても有効セルの順序逆
転の可能性の無い切替えとなる。一方、正の場合にはＤ
以上の時間、入力バーチャルパスに有効セルが到着しな
い場合に切替えるか、または入力バーチャルパスからの
有効セルを遅延バッファで遅延させてから切替える必要
がある。伝送遅延が同程度の場合のバーチャルパスの最
大伝送遅延差（一定時間（Ｋ））は、切替え可能な全て
の組み合わせの中で最大となるＤの値である。なお、入
力バーチャルパスの接続切替え時には、セル速度が急激
に増加しないように遅延バッファによりセル速度を変換
する必要がある。

【００３３】また、複数の切替え先候補が存在するとき
には、伝送遅延が最小となるバーチャルパスを選択する
ことにより伝送遅延が小さい通信網とすることができ
る。

【００３４】中継ノード２５〜２７での輻輳予測には、
送信装置２３にバーチャルパス切替指示信号を送出する
ための第一予測状態と輻輳予測信号を送出するための第
二予測状態がある。第一予測状態の輻輳予測は、通過し
ているバーチャルパスのセル速度の増加の程度（加速比
ＥＸＰ（β））と輻輳予測時間（Ｔ１＋Ｔ２）（Ｔ１：
最遠端送信側ノードとの往復伝送遅延時間、Ｔ２：最遠
端送信端との往復時間）より（Ｔ１＋Ｔ２）時間後に伝
送路の許容セル速度値（Ｖｍａｘ）になる使用率を予測
し、伝送路または遅延バッファの現在の使用率（Ｖ）
が、その予測使用率（スレッショルド１（ＴＨ１））を
越す場合に行う。

【００３５】第二予測状態の輻輳予測は、通過している
バーチャルパスのセル速度の増加の程度（加速比ＥＸＰ
（β））と輻輳予測時間（Ｔ２）（Ｔ２：最遠端送信端
末との往復時間）よりＴ２時間後に伝送路の許容セル速
度値（Ｖｍａｘ）になる使用率を予測し、伝送路または
遅延バッファの現在の使用率（Ｖ）が、その予測使用率
（スレッショルド２（ＴＨ２））を越す場合に行う。

【００３６】（第一実施例）本発明第一実施例を図４を
参照して説明する。図４は本発明第一実施例の第一予測
状態検出によるバーチャルパス切替指示信号送出フロー
を示す図である。図２に示す通信ノードについて動作を
説明する。本発明第一実施例では、図４に示すように、
一定時間Ｗ毎に（Ｓ５）、第一予測状態を検出したか否
かを判定し（Ｓ１）、中継ノード２５〜２７は伝送路５
８の第一予測状態を検出開始した場合には（Ｓ１）、通
信容量が一定時間Ｕ内に一定値Ｍ以上増加したバーチャ
ルパス（Ｓ２）、または通信容量が一定値Ａ以上で合計
容量が一定容量Ｂ以上となる複数のバーチャルパスに
（Ｓ４）、切替指示信号を送出する（Ｓ３）。

【００３７】（第二実施例）本発明第二実施例を図５を
参照して説明する。図５は本発明第二実施例の第一予測
状態検出によるバーチャルパス切替指示信号送出フロー
を示す図である。図２に示す通信ノードについて動作を
説明する。図５に示すように、一定時間Ｗ毎に（Ｓ１
３）、第一予測状態を検出したか否かを判定し（Ｓ１
１）、中継ノード２５〜２７は伝送路５８の第一予測状
態を検出開始した場合には（Ｓ１１）、通信容量が一定
値Ａ以上で合計容量が一定容量Ｂ以上となる複数のバー
チャルパスの送信側の通信ノードに、切替指示信号を送
出する（Ｓ１２）。

【００３８】Ｖ：伝送路の現在のセル速度ＴＨ１：スレッショルド１（Ｖｍａｘ・ＥＸＰ（−β・
（Ｔ１＋Ｔ２））） β：加速度比係数Ｖｍａｘ：伝送路の許容セル速度Ｔ１：再遠端送信側ノードとの往復遅延時間Ｔ２：再遠端送信側端末との往復遅延時間（Ｔ１＋Ｔ２）：輻輳予測時間（第三実施例）本発明第三実施例を図６を参照して説明
する。図６は本発明第三実施例の第一予測状態検出によ
るバーチャルパス切替指示信号送出フローを示す図であ
る。図２に示す通信ノードについて動作を説明する。図
６に示すように、一定時間Ｗ毎に（Ｓ２３）、第一予測
状態を検出したか否かを判定し（Ｓ２１）、一定時間Ｔ
以上使用中の一定数（Ｎ）のバーチャルパスの送信側に
切替え指示信号を送出する（Ｓ２２）。

【００３９】Ｖ：伝送路の現在のセル速度ＴＨ１：スレッショルド１（Ｖｍａｘ・ＥＸＰ（−β・
（Ｔ１＋Ｔ２））） β：加速度比係数Ｖｍａｘ：伝送路の許容セル速度Ｔ１：再遠端送信側ノードとの往復遅延時間Ｔ２：再遠端送信側端末との往復遅延時間（Ｔ１＋Ｔ２）：輻輳予測時間Ｎ：合計容量が一定容量以上になると予測されるバーチ
ャルパス数（第四実施例）本発明第四実施例を図７を参照して説明
する。図７は本発明第四実施例の第二予測状態検出によ
る輻輳予測信号送出フローを示す図である。図２に示す
通信ノードについて動作を説明する。図７に示すよう
に、一定時間Ｗ毎に（Ｓ３３）第二予測状態を検出した
か否かを判定し（Ｓ３１）、中継ノード２５〜２７は第
二予測状態を検出開始した場合には（Ｓ３１）、通過し
ている全てのバーチャルパス２９〜３１、５９〜６１の
送信装置２３に輻輳予測信号を送出する（Ｓ３２）。

【００４０】Ｖ：伝送路の現在のセル速度ＴＨ２：スレッショルド２（Ｖｍａｘ・ＥＸＰ（−β・
Ｔ２）） β：加速度比係数Ｖｍａｘ：伝送路の許容セル速度Ｔ２：再遠端送信側端末との往復遅延時間（輻輳予測時
間）これにより、送信端末まで輻輳予測信号が伝達されるた
め、輻輳回避がなされる。

【００４１】上記の本発明第一〜第四実施例では、切替
指示信号または輻輳予測信号の送信装置２３への送出
は、逆方向伝送路内の対向するバーチャルパスまたは切
替指示信号および輻輳信号路を流れる切替指示信号およ
び輻輳予測信号搬送セルにその信号を挿入することによ
り行う。

【００４２】第一予測状態を検出する場合の輻輳予測時
間を（Ｔ１＋Ｔ２）とするのは、切替指示信号を送出し
ても送信装置２３でバーチャルパス切替えが行われなか
った場合に、それをその信号送出からＴ１時間後に伝送
路または遅延バッファ４７の現在の使用率が低下しない
こと、すなわち第二予測状態になることで判断し、伝送
路を使用する全てのバーチャルパスの送信側ノードに輻
輳予測信号を送出し、（送信側ノードは輻輳予測信号が
到来する切替指示信号および輻輳信号路に対向するバー
チャルパスを使用中であればその輻輳予測信号を入力バ
ーチャルパスを使用する送信端末に送出する）、Ｔ２時
間後に伝送路のセル速度を低下させ、第二予測状態（ま
たは第一予測状態）を回避させるためである。また、中
継ノードでの輻輳予測状態を送信端末に伝えることな
く、Ｔ１時間の間に送信装置２３でのバーチャルパス切
替えにより回避するためである。なお、第二予測状態に
おける輻輳回避動作は、特開平６−３１８９５５号公報
に開示されているバーチャルパス切替えを行わない場合
の動作と同様である。バーチャルパス切替指示信号の送
出は必要以上のバーチャルパスの切替えを防止するため
のものである。バーチャルパスが使用中とは、バーチャ
ルパスが切替指示信号および輻輳信号路を兼ねる場合
は、切替指示信号および輻輳予測信号搬送セル以外の有
効セルが通過する場合であり、兼ねない場合には有効セ
ルが通過する場合である。切替指示信号および輻輳信号
路はバーチャルパス内の特定バーチャルチャネルで構成
することができる。

【００４３】受信装置２４のセル発生回路３７、３８、
３９では、周期的に切替指示信号または輻輳予測信号を
搬送するためのセルを発生し、輻輳信号路４０〜４２に
送出する。

【００４４】送信装置２３において、入力バーチャルパ
ス２８はバーチャルパス２９に選択接続されているもの
とする。この状態で中継ノード２５での輻輳予測状態検
出により、切替指示信号および輻輳信号受信回路３６で
切替指示信号および輻輳予測信号を輻輳信号路４０から
受信した場合には、制御回路３５は、入力バーチャルパ
ス２８に遅延バッファ４７を挿入し、一定時間（Ｋ）以
上その入力バーチャルパスに到来する有効セルをその遅
延バッファにより遅延させた後に、切替回路３３を制御
して、バーチャルパス３０、３１の中で輻輳予測状態を
検出していない伝送遅延が現用バーチャルパスと同程度
のバーチャルパス３０または３１へその入力バーチャル
パス２８の接続先を切替えるとともに、その遅延バッフ
ァ４７からの有効セル読出しをセル速度が最低セル速度
から一定のセル加速比で増加するように行う。

【００４５】このとき、伝送遅延がバーチャルパス３０
および３１で異なる場合には、制御回路３５は伝送遅延
差情報蓄積メモリ４４を参照し、いずれか伝送遅延が小
さい方のバーチャルパスを選択する。

【００４６】また、さらに切替先のバーチャルパス３０
または３１に対向する切替指示信号および輻輳信号路４
１または４２から到来する輻輳予測信号を入力バーチャ
ルパス２８を使用する送信端末装置に輻輳信号受信回路
４５および輻輳信号路４６を介して通知するようにす
る。また、制御回路３５は、遅延バッファ４７内の有効
セルが無くなった場合には、入力バーチャルパス２８か
らその遅延バッファ４７を切り離す。

【００４７】もし、輻輳予測状態を検出していない切替
先バーチャルパスが無い場合は、制御回路３５は何も行
わない。この場合には、選択接続中のバーチャルパス２
９に対向する切替指示信号および輻輳信号路４０から到
来する輻輳予測信号がその入力バーチャルパス２８を使
用する送信端末に輻輳信号受信回路４５および輻輳信号
路４６を介して通知される。

【００４８】輻輳予測信号は、受信端末から送信端末に
送られる有効セルの輻輳信号搬送領域に書き込むことも
できる。輻輳予測信号を受信した受信端末は、その時点
のセル速度を低下する。

【００４９】（第五実施例）本発明第五実施例を図８を
参照して説明する。図８は本発明第五実施例の各入力バ
ーチャルパスについて、選択接続中のバーチャルパスか
ら他のバーチャルパスへの接続先切替フローを示す図で
ある。なお、図８では、遅延バッファ４７を入力バーチ
ャルパス２８に挿抜する例を示す。選択接続中のバーチ
ャルパスから切替指示信号を検出すると（Ｓ４１）、輻
輳予測状態を検出していない（一定時間Ｔ以上）バーチ
ャルパスはあるか判定する（Ｓ４２）。そのようなバー
チャルパスがあれば、入力バーチャルパス２８の接続先
を選択接続中のバーチャルパスからそのバーチャルパス
の中で伝送遅延が最小のバーチャルパスに切替えるとと
もに、入力バーチャルパスに遅延バッファ４７を挿入
し、切替え先のバーチャルパスの伝送遅延が切替え前の
バーチャルパスよりも小さい場合には、その遅延バッフ
ァ４７の出力を切替え前と切替え後のバーチャルパス間
の伝送遅延差以上停止する（Ｓ４３）。入力バーチャル
パスを使用する送信端末に送出する輻輳予測信号を、前
に選択接続中であったバーチャルパスに対向する切替指
示信号および輻輳信号路により到来する信号から切替先
バーチャルパスに対向する切替指示信号および輻輳信号
路より到来する信号に切替える（Ｓ４４）。

【００５０】遅延バッファ４７からの有効セル読出しを
出力セル速度が最低セル速度から一定のセル加速比にな
るように行い、遅延バッファ４７内の有効セルが無くな
った時点で入力バーチャルパス２８から遅延バッファ４
７を切り離す（Ｓ４５）。遅延バッファ４７は各入力バ
ーチャルパス２８に挿入したままでもよい。また、図８
では、輻輳予測信号は直接送信端末に送り、送信端末が
セル速度を低減する例を示したが、輻輳予測信号を入力
バーチャルパス毎に設けた遅延バッファ４７に送り、そ
の遅延バッファ４７の出力のセル速度を低減するように
構成することもできる。また、以上述べた実施例では、
セル加速比を用いた輻輳予測方法であるが、送信端末は
セル加速度を用いてセル速度を増加させ、中継ノードは
伝送路を使用中の端末数（ｎ）とセル加速度から輻輳予
測してもよい（特開平６−３１９８５５号公報参照）。

【００５１】このように、複数の切替え先の候補となる
バーチャルパスが存在する場合には、その中から伝送遅
延が最小となるバーチャルパスを選択することにより、
切替えを行っても、通信網内の伝送遅延を最小に抑える
ことができる。

【００５２】（第六実施例）本発明第六実施例を図９を
参照して説明する。図９は本発明第六実施例の各入力バ
ーチャルパスについて、選択接続中のバーチャルパスよ
り伝送遅延が小さく輻輳予測状態を検出していないバー
チャルパスがある場合の接続先切替フローを示す図であ
る。図９では、選択接続中のバーチャルパスより伝送遅
延が小さく輻輳予測状態を検出していない（一定時間以
上）バーチャルパスはあるか否かを判定する（Ｓ５
１）。そのようなバーチャルパスがあるときには、入力
バーチャルパスの通信容量は一定値以下か否かを判定し
（Ｓ５２）、一定値以下であれば、入力バーチャルパス
の接続先を選択接続中のバーチャルパスからそのような
バーチャルパスの中で伝送遅延が最小のバーチャルパス
に切替えるとともに、入力バーチャルパスに遅延バッフ
ァ４７を挿入し、その遅延バッファ４７の出力を切替え
前と切替え後のバーチャルパス間の伝送遅延差以上停止
する（Ｓ５３）。ここで、“一定値以下”として上限を
設けた理由は、すでに大きな通信容量を有するバーチャ
ルパスを切替えの対象とするには、セル損失を回避する
ために複雑な手順を必要とする。したがって、ここでは
そのような複雑な手順を必要としない範囲のバーチャル
パスを切替え対象と定めるために上限を設けることにし
た。

【００５３】入力バーチャルパスを使用する送信端末に
送出する輻輳予測信号を、前に選択接続中であったバー
チャルパスに対向する切替指示信号および輻輳信号路よ
り到来する信号から切替先のバーチャルパスに対向する
切替指示信号および輻輳信号路より到来する信号に切替
える（Ｓ５４）。遅延バッファ４７からの有効セル読出
しを出力セル速度が最低セル速度から最大セル速度まで
一定のセル加速比で増加するように行い、遅延バッファ
内の有効セルが無くなった時点で入力バーチャルパスか
ら遅延バッファ４７を切り離す（Ｓ５５）。

【００５４】このように、複数の切替え先の候補となる
バーチャルパスが存在する場合には、その中から伝送遅
延が最小となるバーチャルパスを選択することにより、
切替えを行っても、通信網内の伝送遅延を最小に抑える
ことができる。

【００５５】（第七実施例）本発明第七実施例を図１０
を参照して説明する。図１０は本発明第七実施例の各入
力バーチャルパスについて、選択接続中のバーチャルパ
スより伝送遅延が小さく輻輳予測状態を検出していない
バーチャルパスがある場合の接続先切替フローを示す図
である。図１０では、選択接続中のバーチャルパス２９
より伝送遅延が小さく輻輳予測状態を検出していない
（一定時間以上）バーチャルパス３０または３１はある
か否かを判定する（Ｓ６１）。そのようなバーチャルパ
ス３０または３１があれば、そのバーチャルパス３０ま
たは３１の中で伝送遅延の最小なバーチャルパス３０ま
たは３１を選択する（Ｓ６２）。入力バーチャルパス２
８からの直前の有効セル送出から、選択接続中のバーチ
ャルパス２９とそのバーチャルパスの伝送遅延差以上で
かつ一定時間（Ｔ１）以上経過しても次の有効セルが到
着しないか否か判定する（Ｓ６３）。入力バーチャルパ
ス２８の接続先を選択接続中のバーチャルパス２９から
そのバーチャルパス３０または３１に切替える（Ｓ６
４）。入力バーチャルパス２８を使用する送信端末に送
出する輻輳予測信号を、前に選択接続中であったバーチ
ャルパス２９に対向する切替指示信号および輻輳信号路
により到来する信号から切替先のバーチャルパス３０ま
たは３１に対向する切替指示信号および輻輳信号路より
到来する信号に切替える（Ｓ６５）。

【００５６】このように、複数の切替え先の候補となる
バーチャルパスが存在する場合には、その中から伝送遅
延が最小となるバーチャルパスを選択することにより、
切替えを行っても、通信網内の伝送遅延を最小に抑える
ことができる。

【００５７】（第八実施例）本発明第八実施例を図１１
を参照して説明する。図１１は本発明第八実施例の各入
力バーチャルパスについて、選択接続中のバーチャルパ
スより伝送遅延が小さく輻輳予測状態を検出していない
バーチャルパスがある場合の接続先切替フローを示す図
である。図１１では、選択接続中のバーチャルパス２９
より伝送遅延が小さく輻輳予測状態を検出していない
（一定時間以上）バーチャルパス３０または３１はある
か否かを判定する（Ｓ７１）。そのようなバーチャルパ
ス３０または３１があれば、そのバーチャルパス３０ま
たは３１の中で伝送遅延の最小なバーチャルパス３０ま
たは３１を選択する（Ｓ７２）。

【００５８】入力バーチャルパス２８に有効セル到着時
に（Ｓ７３）、直前の有効セル送出から、選択接続中の
バーチャルパス２９とそのバーチャルパス２９の伝送遅
延差以上でかつ一定時間（Ｔ１）以上経過しているか否
かを判定する（Ｓ７４）。経過していれば、入力バーチ
ャルパス２８の接続先を選択接続中のバーチャルパス２
９からそのバーチャルパス３０または３１に切替える
（Ｓ７５）。入力バーチャルパス２８を使用する送信端
末に送出する輻輳予測信号を、前に選択接続中であった
バーチャルパス２９に対向する切替指示信号および輻輳
信号路より到来する信号から切替え先のバーチャルパス
３０または３１に対向する切替指示信号および輻輳信号
路より到来する信号に切替える（Ｓ７６）。

【００５９】このように、複数の切替え先の候補となる
バーチャルパスが存在する場合には、その中から伝送遅
延が最小となるバーチャルパスを選択することにより、
切替えを行っても、通信網内の伝送遅延を最小に抑える
ことができる。

【００６０】（実施例まとめ）図２に示した通信ノード
では、複数の入力バーチャルパスがあり、同一の経路に
入力バーチャルパスの異なる複数のバーチャルパスが設
定されている場合もある。各入力バーチャルパスについ
て送受信装置間に設定された各バーチャルパスはできる
限り別伝送路に収容される。また、１方向のバーチャル
パスについて示したが、双方向にバーチャルパスが設定
される場合もある。入力バーチャルパス、出力バーチャ
ルパスおよびバーチャルパスは仮想パス（ＶＰ）で構成
される。伝送路はＶＰＧ（仮想パスグループ）である場
合もある。送信装置または受信装置はルーターの一部機
能である場合もある。

【００６１】選択接続中のバーチャルパスが輻輳予測す
る場合に、輻輳予測状態を検出していない他のバーチャ
ルパスがある場合には、輻輳予測信号を送信端末に伝え
ることなしに直ちにその輻輳予測状態を回避することが
できる。また、輻輳予測状態を検出した中継ノードは一
定時間以上使用中の一定割合のバーチャルパスの送信側
にのみ切替指示信号を送出するので、必要以上のバーチ
ャルパスの切替えを避けることができる。さらに、この
バーチャルパスの切替えは、切替えにより有効セルの欠
落、重複、順序逆転の無い無瞬断切替えであるため、通
信品質の劣化がない。

【００６２】また、本発明実施例では、通信ノード内に
本発明を実現するための構成を設けたが、通信網内ある
いは通信網外の他の位置に設けることもできる。この場
合には、輻輳通知信号として、その中に現在は第一予測
状態であるか第二予測状態であるかの情報を挿入して通
知し、通知を受けた側で第一予測状態または第二予測状
態に対応するように判断を行えばよい。

【００６３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
伝送路切替えを即時に行うとともに、必要以上の伝送路
切替えを避けることができる。これにより、通信網のス
ループットを改善することができる。また、伝送遅延の
小さい通信網を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】輻輳回避制御が行われる通信ノードのブロック
構成図。

【図２】通信ノードの片方向のみを示す要部ブロック構
成図。

【図３】輻輳回避制御が行われる通信網の概念図。

【図４】本発明第一実施例の第一予測状態検出によるバ
ーチャルパス切替指示信号送出フローを示す図。

【図５】本発明第二実施例の第一予測状態検出によるバ
ーチャルパス切替指示信号送出フローを示す図。

【図６】本発明第三実施例の第一予測状態検出によるバ
ーチャルパス切替指示信号送出フローを示す図。

【図７】本発明第四実施例の第二予測状態検出による輻
輳予測信号送出フローを示す図。

【図８】本発明第五実施例の各入力バーチャルパスにつ
いて、選択接続中のバーチャルパスから他のバーチャル
パスへの接続先切替フローを示す図。

【図９】本発明第六実施例の各入力バーチャルパスにつ
いて、選択接続中のバーチャルパスより伝送遅延が小さ
く輻輳予測状態を検出していないバーチャルパスがある
場合の接続先切替フローを示す図。

【図１０】本発明第七実施例の各入力バーチャルパスに
ついて、選択接続中のバーチャルパスより伝送遅延が小
さく輻輳予測状態を検出していないバーチャルパスがあ
る場合の接続先切替フローを示す図。

【図１１】本発明第八実施例の各入力バーチャルパスに
ついて、選択接続中のバーチャルパスより伝送遅延が小
さく輻輳予測状態を検出していないバーチャルパスがあ
る場合の接続先切替フローを示す図。

【符号の説明】

１、２、２１、２２通信ノード３〜１０、２９〜３１、５９〜６１バーチャルパス４７遅延バッファ１３セル発生回路１４輻輳信号受信回路１５輻輳検出回路１６輻輳通知回路１７、１８中継ノード２０端末装置２３、２３₁、２３₂ 送信装置２４、２４₁、２４₂ 受信装置２５〜２７中継ノード２８、５４、５５入力バーチャルパス３２、５６、５７出力バーチャルパス３３切替回路３４通信容量測定回路３５制御回路３６、４５輻輳信号受信回路３７〜３９セル発生回路４０〜４２、４６、５０〜５３輻輳信号路４３合成回路４４伝送遅延差情報蓄積メモリ５８伝送路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】対向して設けられパケット信号を送受信
する一対の通信ノード（１、２）を備え、この対向する
通信ノード間に双方向の物理的な伝送路（５８）が設け
られ、この伝送路には複数のバーチャルパス（３、４、
５、６）が設定され、そのバーチャルパスは前記通信ノ
ードの受信側でそれぞれ一つ（５７、５６）に合流する
設定であり、この伝送路にはそれぞれ中継ノード（１
７、１８）が介挿され、この中継ノードには、通過する
信号の輻輳を伝送路毎にかつ双方向にそれぞれ検出する
輻輳検出回路（１５）と、この輻輳検出回路の検出結果
にしたがって輻輳通知信号を輻輳を検出した通信方向と
は反対方向に送信する輻輳通知回路（１６）とを備え、前記輻輳検出回路は、当該伝送路の現在の通信量および
その通信量の単位時間当たりの変化（通信加速度または
通信加速比）の大きさに基づき輻輳の状態予測を二段階
（第一予測状態および第二予測状態）に検出する手段を
備え、送信側の通信ノードには、前記輻輳通知回路（１６）に
より輻輳レベルの低い第一予測状態が伝達されたとき
に、輻輳の予測が伝達された伝送路に設定されたバーチ
ャルパスの信号を輻輳の予測がない伝送路に設定された
バーチャルパスに切替える手段を備えた伝送装置におい
て、この切替える手段は、前記輻輳の予測がない伝送路に設
定されたバーチャルパスの中で、伝送遅延が最小のもの
を選択する手段を含むことを特徴とする伝送装置。
【請求項２】送信側の通信ノードには、前記輻輳通知
回路（１６）により輻輳レベルの高い第二予測状態が伝
達されたときに、入力側の送信端末に対して送信速度の
低減を指示する手段を備えた請求項１記載の伝送装置。
【請求項３】前記輻輳検出回路（１５）が輻輳レベル
の低い第一予測状態を検出したときには、前記輻輳通知
回路（１６）はその輻輳の状態を検出したバーチャルパ
スが継続して時間Ｔ以上使用されているときに切替指示
信号を送信する手段を含む請求項１記載の伝送装置。
【請求項４】前記輻輳検出回路（１５）が輻輳レベル
の低い第一予測状態を検出したときには、前記輻輳通知
回路（１６）はそのバーチャルパスの通信量が時間Ｕ内
に通信量Ｍを越えて増加しているときに切替指示信号を
送信する手段を含む請求項１記載の伝送装置。
【請求項５】前記送信側の通信ノードには送信装置
（２３）と受信装置（２４）とを備え、この送信装置
（２３）には輻輳通知信号および切替指示信号を受信す
る輻輳信号受信回路（３６）と、この輻輳信号受信回路
で受信された切替指示信号に基づき制御信号を発生する
制御回路（３５）と、この制御信号にしたがってバーチ
ャルパスの切替を行う切替回路（３３）と、複数のバー
チャルパスの伝送遅延情報が蓄積される伝送遅延差情報
蓄積メモリ（４４）と、入力バーチャルパスに到来する
セルの通信容量およびセル到着間隔を測定する通信容量
測定回路（３４）とを含む請求項１または３もしくは４
に記載の伝送装置。
【請求項６】パケット信号を伝送するバーチャルパス
が設定される双方向伝送路を通過する信号の輻輳を伝送
路毎にかつ双方向にそれぞれ予測し、その予測結果にし
たがってその伝送路から信号が溢れることがないように
バーチャルパスの切替えを行い、現在の通信量および通信量の単位時間当たりの変化（通
信加速度または通信加速比）の大きさに基づき輻輳の状
態予測を二段階（第一予測状態および第二予測状態）に
予測し、輻輳レベルの低い第一予測状態が予測された伝
送路について、設定されているバーチャルパスの切替え
を行う輻輳回避方法において、この切替えを行うバーチャルパスは複数の切替え先候補
の中から伝送遅延が最小であるバーチャルパスを選択す
ることを特徴とする輻輳回避方法。
【請求項７】輻輳レベルの高い第二予測状態が予測さ
れた伝送路について、設定されているバーチャルパスの
送信端末に対して通信速度の低減を指示する請求項６記
載の輻輳回避方法。
【請求項８】輻輳レベルの低い第一予測状態が予測さ
れたバーチャルパスについて、そのバーチャルパスが継
続して時間Ｔ以上使用されているときに前記切替えを行
う請求項６記載の輻輳回避方法。
【請求項９】輻輳レベルの低い第一予測状態が予測さ
れたバーチャルパスについて、そのバーチャルパスの通
信量が時間Ｕ内に通信量Ｍを越えて増加しているときに
は前記切替えを行う請求項６記載の輻輳回避方法。
【請求項１０】請求項６ないし９のいずれかに記載の
方法がその方法を実行するための制御信号を発生する制
御装置にロードするソフトウエアとして記録された記録
媒体。