JPH09233104A - マルチサービス・ネットワークにおける容量管理システムおよび方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、複数サービストラフィックを搬送
する通信ネットワークに関し、特に、そのネットワーク
において競合するサービス間の容量割当てを管理する方
法を提供することを目的とする。 【解決手段】 本件発明は、ネットワークにおいてそれ
ぞれのノード対の間で通信経路を形成するように該複数
のノードを相互接続する伝送設備を構成する段階と、発
着地間を基礎としてほぼ一定の伝送速度を達成するよう
に該通信経路へ伝送容量を割り当てる段階とからなり、
これにより、発信点における伝送容量の増加を得る通信
ソースが選択された宛先への通信経路の中で利用できる
該容量増加を確保でき、さらに、該ソースの伝送容量要
求に実質的に比例して、発振点における多重情報ソース
の間で割り当てられるべき該伝送容量を生成する段階と
からなり、該ソースの間での容量の割り当ては該ソース
の間の容量要求の変更に対応して一時的に調整されるこ
とを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本出願は、マルチサービス・
トラヒックを搬送する通信ネットワークに関し、特に、
そのネットワークにおいて競合するサービス間の容量割
当てを管理する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術、及び、発明が解決しようとする課題】ネ
ットワークとは、ネットワークに接続された通信装置
（すなわち、コンピュータ端末、マルチメディア・ワー
クステーション、ファクシミリ、プリンタ、サーバ、電
話、ビデオホン等といった情報を入出力する装置）間
で、情報（例えば、データ、音声、テキスト、ビデオ
等）を交換または転送する主な手段である。ネットワー
クは、通常、リンクによって相互に接続され、且つ通信
装置に接続されたスイッチ・ノードを含む。各リンク
は、一般的に、帯域幅、または等価的に伝送速度として
指定されるリンク容量によって特徴付けられる。情報が
２つの通信装置間で交換される場合、それらの装置が関
連付けられているノード（以後、「発着点ノード」と呼
ぶ）を接続するネットワークに経路が確立される。指定
の発着点間におけるこれら通信経路及びチャネルは、ネ
ットワーク内に一連の物理経路（すなわち、直列に接続
されたリンクと、それらの発着点ノードと一緒に含まれ
ているノード）から構成されている。

【０００３】通信ネットワークは、しばしば非同期伝送
モード（ＡＴＭ）と呼ばれるネットワーキング・プロト
コルを使用することがある。確かに、今後５〜１０年以
内に、世界中で生成される音声およびデータのトラフィ
ック(traffic) の大半は、ＡＴＭ技術で伝送されるよう
になるだろうと一般に信じられている。ＡＴＭを基盤に
した通信ネットワークは、種々のトラフィック機能を備
えた多数のサービスを統合させられるようになってい
る。これらの機能には、一定のビット伝送速度からかな
り大容量の可変ビット伝送速度までと幅がある。ＡＴＭ
を使って、通信装置からネットワークへの情報入力は、
固定長のパケット、即ち「セル(cell)」にフォーマット
化される。

【０００４】従来の電話ネットワークに接続された通信
装置の使い方のパターンと同じく、ネットワークの伝送
要求は、コンピュータ・ネットワークに従来接続されて
いた通信装置のそのような伝送要求とは著しく異なる。
電話ソースは、アナログ信号からサンプルを送り、長時
間、ほぼ同一の伝送速度であることを要求する。他方、
コンピュータ・ソースは、コンピュータが主要な機能を
次々に処理できるように短時間に高速の伝送速度（すな
わち、データのバースト(burst) は無送信の非常に長い
期間の、通常その前に、大きな伝送バンド幅を必要とす
る）を必要とする。これらの要求が種々異なることによ
り、これまでは、電話とコンピュータ・ソースは、それ
ぞれ別々に処理されてきた。

【０００５】チャネルが利用可能になると、コンピュー
タ・ネットワーク上のバーストソース(Bursty Source)
がオンやオフになる。例えば、イーサネット構成のロー
カル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）を使って、コン
ピュータ・ソースをネットワークに接続するライン・カ
ードが、コンピュータまたはワークステーション内部に
常駐する。コンピュータは、ライン・カードに若干のデ
ータを与え、ライン・カードがそのデータを伝送してか
らそれ以上のデータを与えることができるようになるま
で待つ。同様に、直接的ではないが、制御がインターネ
ット上で実行される。そこでは、プロトコルが認証され
ないデータの量を制限する。コンピュータ・ソースを制
御するこの能力は、バッファオーバフローに起因する大
型バッファの必要性やデータが消失することなしに、可
変伝送速度を提供するネットワーク（通常、広帯域ネッ
トワーク（ＷＡＮ））にバーストソースを接続させるこ
とができる。これにより、経済的なデータ・ネットワー
クが、しばしば、ＡＴＭプロトコルを使って実行される
ことになった。

【０００６】これとは対照的に、電話網に一旦電話がか
けられると、ソースは制御されない。ネットワークは、
必要とされる時はいつでもチャネルが利用可能になって
いるように保証する。話し中の人または伝送しているモ
デムが、速度を落とせとか、待てと要求されることは決
してない。

【０００７】電話会社が、周期的（定速）且つバースト
でもあるソースに対する伝送サービスの提供を容易とす
るＡＴＭネットワークを導入するにつれ、制御できない
モードで動作し続ける傾向がある。バーストソースは、
好きな時にいつでも伝送することができ、データは、ネ
ットワーク内にバッファされるか消滅させられるかのい
ずれかである。

【０００８】制御できないソースへ特定の等級（グレー
ド(grade)）のサービスを提供するのに必要なバッファ
のサイズは、ＡＴＭセルの大きさではなく、メッセージ
の大きさと比例する。従って、サービスに依存する。例
えば、バーストトラフィックの大半がコンピュータまた
はワークステーションから到来し、その代わりそれがフ
ァクシミリからのものだと仮定すると、バッファは、２
乃至５倍大きくなければならない。同様に、予想される
通信がファクシミリであり、その代わりワールドワイド
ウェブ・サーバから受信される場合、バッファは少なく
とも桁違いに大きくなくてはならない。よって、バース
トソースが制御できないモードで作動する場合、ネット
ワーク内にあるハードウェアは、新しいサービスが進化
するにつれて、変わらなくてはならない。

【０００９】これらのコンピュータ・ソースを実際に制
御することなく、そういった制御できないソースの問題
に真剣に取り組もうとして、従来技術では、「漏洩バケ
ット(leaky bucket)」とソース・シェイパ(Source Shap
er) といった２つの技術が発達してきた。どちらの技術
も、コンピュータ・ネットワークに起こるバーストソー
スの要求にうまく適合しない。確かに、これらの技術
が、イーサネットＬＡＮに適用された場合、その結果
は、現在のネットワークと競合しないであろう。

【００１０】「漏洩バケット」のメカニズムは、保障さ
れた伝送速度と、「保証のない」伝送速度を提供する。
「保証のない」コンポーネントは、ネットワークが使用
中の時に破棄される。この戦略面での欠点は、一般に、
データ・メッセージのビットがどれも他のビットの価値
以下にはならないという点である。ビットが消失する
と、通常、メッセージ全部を伝送しなくてはならない。

【００１１】ソース・シェーパは、より長時間にわた
り、大容量伝送を分散させることによりネットワークに
与える負担を軽減する。この点における欠点は、伝送さ
れたデータを受信する相手が、応答する前に受信した情
報を処理しなくてはならないために、コンピュータ・ネ
ットワークにバーストが発生するという点である。ソー
ス・シェーパにより、伝送時間が長くなると、通信一往
復にかかる時間が長くなる。コンピュータ・ネットワー
クにおけるコンピュータの効率がより悪くなる。ワール
ド・ワイド・ウェブ等の情報ネットワークにおいて、ユ
ーザが必要な情報を受信するのに待たなくてはならない
時間が増える。

【００１２】バーストソースを処理する際の現在のネッ
トワーク伝送技術の限界に加えて、この環境内で、ある
特定のコンピュータ・ネットワーク間に基本的な非互換
性が生ずる。現在、種々の技術が、ローカル・エリア・
ネットワーク（ＬＡＮ）および広帯域ネットワーク（Ｗ
ＡＮ）に使用されている。例えば、イーサネット４８ビ
ット２進アドレスとＸ．２５を基本とするＷＡＮに使用
されている１４桁のアドレス間での非互換性に取り組む
ために、発展するネットワークを相互接続するために複
雑な「ルータ」が必要とされる。ＡＴＭは、両方の環境
でも同じ技術を使用し、そういった相互接続装置に対す
る必要性を軽減するための糸口を与えるものである。し
かし、ＡＴＭ ＬＡＮのベンダーが、現在のＬＡＮに使
用されているソース・モデルをサポートし、ＡＴＭ Ｗ
ＡＮのベンダーが現在のＷＡＮに使われているソース・
モデルをサポートするならば、相互接続は継ぎ目なし(s
eamless)ではない。ユーザは、両環境において同じ技術
を使うことの利点をフルに活用することができないだろ
う。

【００１３】

【発明の概要】従って、発明の目的は、パケット・ベー
スの通信ネットワークにおける周期的且つバーストの通
信ソースを効率的に収容することであり、それと同時
に、それらのネットワーク間で相互接続するインタフェ
ース装置を必要とせずに、そういった通信ネットワーク
を、シームレスに相互接続できるようにすることであ
る。

【００１４】一定の伝送速度を有するチャネルの集合体
がネットワークの２つの終点間で実現されるといった、
通信ネットワークにおける伝送容量の割当て方法が提案
されている。その方法論では、周期的なソースが、そう
いった各ソースの伝送速度に対応する帯域幅を持つチャ
ネルに割り当てられ、バーストソースが、それぞれのそ
ういったバーストソースの最低サービス保証に対応する
帯域幅を有するチャネルに割り当てられる。そういった
ソースに必要とされない周期的サービスに割り当てられ
たチャネル容量は、そういったバーストソースの容量要
求を最低サービス保証値以上に適応させるためのバース
トソースに利用可能になる。

【００１５】

【発明の詳細な記述】

Ｉ．環境 図１は、現代的な通信ネットワークの構成および操作を
図解した代表的な広帯域ネットワークを示す。ネットワ
ーク１１０は、図解のため１〜５と番号を付し、一般的
に参照番号１２０と指定された複数のスイッチ・ノード
と、一般的に参照番号１３０と指定されたそれらのノー
ドに接続されたリンクとを含む。また、ノード１２０の
各々は、所定の大きさのバッファに関連付けられてお
り、リンク１３０の各々は、所定の通信処理容量と関連
付けられている。

【００１６】通信装置１０５に接続されている様々なノ
ードが図で示されている。図に示されているノードに接
続された１つの通信装置は、分かりやすくするために使
われているのであって、このようなネットワークを実際
に実行するには、通常、このようなノードに接続された
通信装置が多数必要であることを理解されたい。それと
同時に、図示された通信装置はもう１つ別のネットワー
ク（例えば、ＬＡＮ）も示しているが、これは、ネット
ワーク１１０に接続されていることに留意されたい。

【００１７】各通信装置１０５は、ネットワーク内の他
の通信装置によって使われる情報を生成したり、また
は、そこから情報を受信する（「情報」という用語には
データ、テキスト、音声、ビデオ等が含まれる。）。通
信装置からの情報は、そういった情報の伝送を行うのに
必要とされるネットワーク要求に関係した一連の伝送パ
ラメータおよび速度パラメータ、又はこれらのいずれか
一方によって特徴付けられる。特に、一連の可変ビット
伝送速度通信ソースに関しては、そういったソースの帯
域幅に関する要求は、通常、経時的に変化する。

【００１８】II．発明の方法論に関する説明 独創的な方法については、ＡＴＭネットワークにおける
周期的およびバーストソース間でのネットワーク容量の
割り当てといった発明の好適な実施例に関して、本明細
書に説明する。特に、本実施例における発明の方法論
は、以下の事項をなし遂げられるように、マルチサービ
ス・ネットワークにおける周期的およびバーストソース
の統合に焦点を当てている。（１）より安価な音声およ
びデータ接続、（２）バーストデータ・ソースのロスの
少ない伝送、（３）内部記憶装置を少なくしてサービス
依存型のスイッチ。

【００１９】本使用例において、ＡＴＭ ＷＡＮ（図１
に示す）は、仮想チャネルの１集合体として動作する。
ソースから宛先への経路が特定され、接続数は慢性の使
い過ぎを防止するように図られている。しかし、この構
成ではネットワーク容量は割り当てられず、チャネルは
バーストソース間で共有する顧客に過剰に加入させるこ
とになる。その結果、多くのバーストソースが同時に伝
送されると、一部のチャネルが短時間、過負荷になる。
過負荷になっている間、バーストは中間スイッチ・ノー
ドと関連付けられたバッファに記憶されなくてはなら
ず、記憶装置が利用可能でない場合、データは破棄され
なくてはならない。

【００２０】本発明の方法によれば、その代わりに、ネ
ットワークが２つの終点間で一連の一定伝送速度を有す
るチャネルとして操作される（現在の電話ネットワーク
が作動する方法と同様。）。この方法をさらに分かり易
くするために、図２に示された簡単な４つのノードのネ
ットワークについて考慮する。理解されるように、その
ネットワークは、シカゴにあるノードに接続されたニュ
ーヨークにあるノードと、セントルイスおよびサンフラ
ンシスコにあるノードに接続されたシカゴのノードとを
含む。ニューヨークからシカゴへの物理リンクは固定容
量を有する。従来のＡＴＭ技術の仮想回路例において、
ニューヨークから他の街のセルに向けて発信したセル
（ＡＴＭネットワークで情報を伝送するための基本単
位）は、ニューヨークとシカゴ間とのリンク上で伝送容
量を集合的に含むいずれのセルをも使用することができ
る。しかし、発明の回路切換例においては、ニューヨー
クを発信したセルは、シカゴ、セントルイスまたはサン
フランシスコに予約される（すなわち、のようなそれぞ
れのセルは、ネットワークに残っているノードの１つに
端末を有する特定回路へと割り当てられる。）。同様
に、シカゴにおいて、サンフランシスコへのリンク上
で、ニューヨークとサンフランシスコ間のトラフィック
（または、回路）に予約されるセルもあれば、セントル
イスとサンフランシスコ間のトラフィックに予約される
ものもあり、またはシカゴとサンフランシスコ間トラフ
ィックに予約されるものもある。あるソースがサンフラ
ンシスコ行きの回路上でニューヨークにあるセルを獲得
すると、また、シカゴとサンフランシスコ間リンク上で
もこのソースに利用可能なセルができる。従って、ニュ
ーヨークのソースは、シカゴにある他のソースと争わ
ず、記憶または消失されたその伝送済みの情報をその宛
先へと送らない。

【００２１】多くの現在のネットワークに使用されてい
るＴＤＭ（時分割多重）アーキテクチャよりもＡＴＭ技
術の方が優れた利点とは、割り当てられた伝送速度はフ
レーム速度に関連付ける必要がないことである。いかな
る組合せの伝送速度も、ＡＴＭネットワークにより適応
させることができる。本発明の方法論により、中間スイ
ッチの記憶装置のみが作用して一定の伝送速度を有する
チャネルでセルをシフト（すなわち、受信リンクから、
送信リンクへと）させるという点において、ＡＴＭネト
ワーク（特に、ＷＡＮ）に対する従来の容量割当て装置
よりもさらに便利であり、従って、転送できる以上のよ
り多くのセルが特定の送信リンクへと到着するため、過
剰加入は決して起きない。スイッチの記憶装置はバース
ト・サイズに関係なく、必要な記憶装置の容量はサービ
ス依存型ではない。

【００２２】上述のＡＴＭ回路切換方法論は、従来技術
の方法よりも優れた重要な利点を提供するが、所定のソ
ースからのセルが多チャネル間で共有されるというＡＴ
Ｍ技術の特徴を利用することによりかなりの改良が実現
される。従って、ネットワークに記憶装置を導入するこ
となしに、そうした共有を組み込んだ独創的な方法の他
の要素については後述する。本質的に、周期的（すなわ
ち、定速）ソースは、未使用セルの中に発現された、不
要の伝送容量をネットワークに「売る」ことができる。
従って、また、バーストソースは、最低サービス保証レ
ベルの容量を提供するために周期的チャネルも獲得する
ことができ、バーストソースの宛先へチャネル内の周期
的ソースによって引き渡された未使用セルを「買う」。
この新しい配列において、バーストソースだけが、ネッ
トワークへの入口でセルを求めて争う。よって、その伝
送された情報は中間スイッチに記憶されない。従って、
従来技術のソース制御容量割当て方法の欠点をなくし
て、セルが利用可能でない時に、データが消失されるこ
とがないように、イーサネット・ネットワークのような
方法で、ソースが制御される。以下のセクションで、本
新規容量割当て方法論の特徴と実行について詳しく説明
する。

【００２３】Ａ．周期的チャネル 周期的または一定伝送速度を有するチャネルは、毎秒保
証された数のセルを、ネットワークの入口点のスイッチ
・ノードと宛先のスイッチ・ノード間に送り出す。予想
されるように、厳密時間(Critical time) の制約を有す
るソースは、周期的チャネルを獲得する。周期的間隔を
おいて、音声やビデオといったサンプルを宛先に到着さ
せる必要があるソースは、時間厳密である。加えて、制
御機能を行う（すなわち、高価なコンピュータで時間を
無駄にすることを避けるため、または、受取人の忍耐を
試すようなことを防ぐ）ためにも、また同時に、一定の
期間内に、宛先に到着しなくてはならないデータ・ソー
スも、時間臨界(Time Critical) である。

【００２４】よく知られている通り、周期的ソースが、
常時、伝送速度をフルに必要とすることはめったにな
い。例えば、音声ソースは無言状態の合間があり、ビデ
オ・コーダは必ずしも同程度の圧縮を獲得するわけでは
ない。厳密時間に関する要求を有するデータ・ソースも
またバーストであったり、伝送時間の合間に長い非動作
状態の時間があることもある。

【００２５】ＡＴＭの特別の利点は、各セルが明示的に
アドレス指定されることである。１つの周期的ソースに
よって占められると予想される１つのセルが別のソース
によって占められる場合、セルのアドレスは適切な宛先
を識別する。従って、ネットワークへ不要な容量を過剰
のＡＴＭセルの形態で戻すために周期的チャネルを一定
伝送速度ソースが得ることを許可することができる。そ
ういった過剰セルは、同じ宛先スイッチへと進められた
バーストソースに獲得させることができる。

【００２６】このアプローチの商業的実施例として、過
剰セルを概ねそれらが購入された時よりも安い値段でネ
ットワークに売り戻すことは、過剰のＡＴＭセルを有す
る一定伝送速度のソースにとっては合理的である。これ
らのセルは、次に、追加容量を必要とするバーストソー
スによってネットワークから購入されるだろう。空のセ
ルのポジションは、バーストソースがそれらを買わなけ
れば何の利益をも生まないため、ネットワークが、ま
た、安価な伝送速度で、それらを売るだろうと予想する
のは妥当な考えである。

【００２７】１つのソースによって「売られ」、また別
のソースによって「買われる」そうした過剰セルの概念
については、独創的な方法についての本明細書でのさら
に詳しい説明に譲る。しかし、そうした商業的な内容に
ついては、本発明の動作に必要でないことは明らかだろ
う。

【００２８】Ｂ．バーストソース イーサネットといったＬＡＮにおけるネットワーク全体
の状態は、バーストソースがアクセスする前に観察され
る。ソースには、それが宛先までの経路を有し、追加の
バッファリングがネットワークに必要でないことが分か
る。しかし、この簡単なアプローチは、現在のＡＴＭ容
量割当て戦略に使うことはできない。その現在のＡＴＭ
割当て例において、発着点チャネル内の各リンクは、別
々に処理される。よって、必要とされるセルが、バース
トソースが使用するＡＴＭチャネルの第一リンクに利用
可能となるが、そのチャネルの中の次のスイッチ・ノー
ドに到達した際、それらのセルは種々のバーストソース
からのセルと争わなくてはならない。チャネル内の次の
リンクが使用中の場合、セルを中間スイッチ・ノードに
保存しなくてはならない。

【００２９】しかし、ネットワークが２つの終点間で、
それが一定伝送速度を有するチャネルに分割され、１つ
のチャネルからの過剰セルはその割り当てられたチャネ
ルに提供できる以上のセルを必要としているソースへと
割り当てられるという本発明の方法論を使えば、エント
リ・ノード(Entry Node)でチャネルにアクセスできるこ
とにより、セルが、発着点間で、チャネルの中の全ての
スイッチ・ノードに利用可能になることが確保される。
従って、一旦データがネットワークにアクセスできる
と、保存する必要はない。

【００３０】ＡＴＭ標準グループがネットワークの状態
に応じてソースをオンにしたりオフにしたりするための
標準化された技術を確立させようとしてきた（そして、
今後も続けていく）ということは知られている。しか
し、ＷＡＮによって包含される距離とＡＴＭによる伝送
速度とにより、バッファリングと消失の問題が残された
ままである。ネットワークを、本発明の方法に従って、
周期的チャネルに区切ることにより、１つのソースを制
御しなくてはならない状態だけが、チャネルへの入口点
での状態である。認識されるように、この情報は、ネッ
トワーク全体の状態よりも簡単に得られるし、より早く
に獲得することができる。

【００３１】ネットワークを、一定伝送速度を有するチ
ャネルごとに分割する潜在的な制約とは、共有すること
が、あらゆるリンク上に記憶および転送バッファを有す
るネットワークにおいて程大きくないかもしれないとい
うことである。一部のバーストトラフィックが、たとえ
未使用のセルがスイッチを離れても、ネットワークにア
クセスできないこともある。

【００３２】未使用セルの容量は、全経路に利用可能な
容量がある時にはいつでも、部分的経路を使用できるよ
うにすることによって減らすことができる。例えば、図
１に示された代表的な４つのノードのネットワークにお
いて、もし、ニューヨークとサンフランシスコ間のチャ
ネルが未使用セルの形態で使用可能な容量を有してお
り、ニューヨークで、シカゴに発信されるのを待ってい
るセルがあるとしたら、そのニューヨークとサンフラン
シスコ間のチャネルのニューヨークとシカゴ間のリンク
内にある空きのセルは、シカゴに伝送される必要のある
それらのニューヨークのセルのために使うことができ
る。同様に、（図に示す通り）シカゴを通るニューヨー
クとサンフランシスコ間チャネルに空の一つのセル（ま
たは、複数のセル）があって、バーストソースが、シカ
ゴで、サンフランシスコに到着するようネットワークに
入力されるのを待っている場合、それらのセルは、（シ
カゴとサンフランシスコ間のリンクの代わりに）ニュー
ヨークとサンフランシスコ間のチャネル上の空のセルを
使用しなくてはならない。同じ例を用いて、セントルイ
ス行きのニューヨークにあるセルは、サンフランシスコ
・チャネルにある空のセルを使うことはできない。も
し、そのセントルイス行きのセルが、ニューヨークとサ
ンフランシスコ間のチャネル（または、ニューヨークと
シカゴ間のチャネル）にあるセルを占有することになっ
た場合、対応するセル容量は、一旦、ニューヨークのセ
ルがシカゴに到着した時点でセントルイス・リンク上で
使用できるという保証はどこにもない。

【００３３】本発明の方法論に発生し得る問題点とは、
バーストソースを、スイッチ・ノードの近くに取り付け
ることができないということである。その結果、セルが
利用可能であるとソースに通知されるころには、セルが
無くなっているということもあり得る。この問題は、バ
ッファが、スイッチ・ノードのライン・カード上に含ま
れるという発明の他の発現により解決される。特定の宛
先に伝送するための発信点のスイッチ・ノードに提供さ
れたセルの数が、上限のしきい値を上回っている場合、
ソースは、バッファがオーバフローする際データが消失
するのを防ぐため、伝送をストップするよう要求され
る。その宛先に伝送するために利用可能なセルの数が下
限しきい値よりも低くなった場合、ソースはより多くの
データを送るよう求められる。下限しきい値は、ソース
からより多くのセルがライン・カードに到着することが
できるまで、ネットワークを使用中にしておくに十分高
い値に設定される。バッファの大きさは、ソースとライ
ン・カード間での往復伝播遅延の２倍である。例えば、
ソースが１５５Ｍｂｐｓで伝送し、発信点のスイッチ・
ノードから３マイル以内にある場合、バースト・サイズ
に関係なく、バッファの大きさは、３０ＡＴＭセルであ
る。さらに、同じ宛先を有するソース全てに共通のバッ
ファ・プールを共有することにより、スイッチの入力で
の総合バッファリングを、減らすことができる。

【００３４】Ｃ．発明の方法論についての実現モデル 本発明の容量共有側面についての上記説明において、周
期的（時間厳密）ソースから過剰容量を必要とするバー
ストソースへと、不必要な容量を割り当てることは、Ｗ
ＡＮネットワークのエントリ・ノードで起きることが示
されている。それは、ありそうな実施例において、共有
配列に参加しているソースにサービスを提供する電話網
における本社オフィスのスイッチとして表示される。し
かし、そうした共有配列は、そういった広帯域ネットワ
ークへのエントリ・ノードだけに限られるわけではない
が、それと同時に、卓上またはＰＢＸ内といった上流ノ
ードで実現できることは明白である。一般的に、共有が
実行されるソースとノード間の距離が短ければ短い程、
ソースを制御しなくてはならないバッファリングが益々
少なくなる。同様に、ソース・エントリ・ノードの距離
が大きければ大きい程、その機能を共有していそうなユ
ーザの数も益々多くなる。また、部分的経路を使ったネ
ットワークにおいて共有することは、３レベル（すなわ
ち、卓上、ＰＢＸ、ＷＡＮのエントリ・ノード）全てに
実行でき、またできるはずである。

【００３５】マルチメディア端末としてワークステーシ
ョンの利用頻度が益々増えるにつれ、本発明の方法に従
って卓上で共有できることは非常に重要になってくる。
現在、全ての新しいワークステーションはオーディオを
受信し伝送することができるし、多くはビデオも受信し
伝送することが可能である。２人のユーザが、音声また
はビデオを使って通信し、写真またはファイルを交換し
たいと思うセッション(session) はかなり実現可能なこ
とである。チャネルは、同じ終点を有しているため、そ
ういった共有が起こりうる。ユーザは、喜んで無言のま
までいてもよいし、バーストデータをより早く伝送する
ためにビデオ送信を停止することさえもできる。

【００３６】また、社内のＰＢＸで共有することは理に
もかなっている。その会社から商業用ＷＡＮのエントリ
・ノードへ、ＷＡＮノードで実行されるそれらのストリ
ーム間で容量を共有するために、２つの独立した（時間
クリチカルでバーストの）トラフィックの流れを使え
ば、トランザクション・コストはＷＡＮによって提供さ
れたサービスに対して課されるであろう。他方、ＰＢＸ
での共有を実行することにより、その会社はそのトラン
ザクション・コストを回避できるだけでなく、バースト
ソースを収容するために必要なバッファリングの容量を
減らすことにもなるだろう。

【００３７】また、ＡＴＭ技術を使ったバーストデータ
・ネットワークの作成は、インターネット等のパケット
交換ネットワークに対するニーズを減らすことにも留意
されたい。しかし、また、本発明の方法論は、現在のパ
ケット交換ネットワークの共同改良へのチャンスともな
る。ノード間で一定容量を有する代わりに、そういった
改良型ネットワークは、ある一定レベルのサービスを保
証するために、周期的チャネルから構成され、より安価
で、利用可能なセルとして、より重い負荷も取り扱うこ
とができるであろう。

【００３８】発明によって実行されたＡＴＭネットワー
ク上にパケット交換ネットワークを構築すると、ネット
ワークの利用を改善することができる。しかし、回路
は、入力スイッチから最も近くにあるパケット・スイッ
チ・ノードだけ以外、あらゆる発着点間に設置される必
要はない。パケット・スイッチ・ノード間の回路は、エ
ンド間ベースよりはむしろ、ホップバイホップ(hop-by-
hop)上で共有され、それによりその利用頻度を高める。
ＡＴＭスイッチの外にあるパケット・スイッチ・ノード
の実行は、また、ＡＴＭスイッチからサービス依存型バ
ッファリングを排除する。そういったパケット交換ネッ
トワークは、ファクシミリ等の１つのサービスを効率的
に処理することができるようになっている。他方、バー
ストデータのサービスは、専用ネットワークの使用を妥
当とする利用頻度に達成するまで、汎用ネットワーク内
にてサポートされる。

【００３９】III ．発明のシステム実施例 ＡＴＭスイッチの電流生成は、発明の方法論を実行する
ために使うことができる。それらのスイッチのネットワ
ーク管理ソフトウェアは発着点間に提供された回路の数
を制限する。そのため、必要とされる周期的な伝送速度
が全ての経路上のスイッチ・ノードにおいて保証され
る。また、そのソフトウェアは、周期的チャネルを獲得
するソースからのセルを待機中モードを使うソースから
のセルによりも高い優先順位を付けることができる。そ
れにより、そういったソースに提供された伝送速度が確
かに満たされるよう確保される。

【００４０】知られているように、ほとんどの電流生成
スイッチは出力バッファリングを使用する。よって、待
機中のソースからのセルは、該当する周期的回路上に空
のセルができるまで出力バッファに保存される。そうい
った容量が利用可能になると、直ちに、待機中のソース
からのセルはその周期的回路の一部となる。出力バッフ
ァが一杯になると、フィードバック信号がバーストソー
スからの伝送を制御するためにライン・カードに送られ
る。

【００４１】ＡＴＭスイッチの今後の生成において、出
力バッファのほとんどが排除されると予想される。そし
て、スイッチの出入力間のフィードバック制御は簡略化
されるだろう。１つの可能な配列としては、入力バッフ
ァ付きスイッチのために開発された技術の類似形となる
だろう。すなわち、時間クリチカルのセルとスイッチの
中を流れる経路上にあるセルが最優先され、最初に伝送
される。ネットワークにちょうど入ってきたばかりのバ
ーストソースからのセルは、宛先へ行くセルを見付けだ
すか、または、再循環させてスイッチの入力に戻される
かのいずれかである。再循環するセルの数により、ネッ
トワークに入る新しいセルの数が決められ、優先順位を
用いて、セルの再循環が順番通りに行われるようにされ
る。

【００４２】IV．結論 通信ネットワークにおいて競合するソース間で伝送容量
の割当てを行う新しい方法論について開示してきた。そ
の方法論により、好適な実施例においてＡＴＭ技術を使
った共通のネットワークにおいて従来の電話ソースとデ
ータ・ソースとを、継目なしに且つ効率的に統合させ
る。この発明を使うと、通信コストが低減され、バッフ
ァ・オーバフロー消失は排除され、従来技術を用いたス
イッチに必要とされるバッファリングが減る。もう１つ
の利点は、バーストソースが、本規格の一部を特徴付け
ている、それらの到着過程を数学的に特定する必要がな
いことである。

【００４３】本発明の実施例について詳細に説明してき
たが、添付の特許請求の範囲に定義された発明の精神と
適用範囲から逸脱することなく、それに対して様々な変
更、改変、削除を行うことが可能であることを理解され
たい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の独創的な方法が実施されているデータ
・ネットワークを示す。

【図２】本発明の方法を図解した４つのノード・ネット
ワークを示す。

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の容量単位で情報がネットワークを
   伝送する、相互接続された複数のスイッチ・ノードから
   なる通信ネットワークにおける、伝送容量の割当て方法
   において、該方法は、 該ネットワークにおいてそれぞれのノード対の間で通信
   経路を形成するように該複数のノードを相互接続する伝
   送設備を構成する段階と、 発着地間を基礎としてほぼ一定の伝送速度を達成するよ
   うに該通信経路へ伝送容量を割り当てる段階とからな
   り、これにより、発信点における伝送容量の増加を得る
   通信ソースが、選択された宛先への通信経路の中で利用
   できる該容量増加を確保し、該方法はさらに、 該ソースの伝送容量要求に実質的に比例して、発振点に
   おける多重情報ソースの間で割り当てられるべき該伝送
   容量を生成する段階とからなり、該ソースの間での容量
   の割り当ては該ソースの間の容量要求の変更に対応して
   一時的に調整されることを特徴とする方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の方法において、該容量
   割当て段階が、発着点対に関してユーザ間で容量割当て
   を行うよう動作する容量割当て方法。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の方法において、該容量
   割当て段階が、該発信点にサービスするスイッチ・ノー
   ドにて行われる容量割当て方法。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の方法において、該容量
   割当て段階が、該発信点のユーザにサービスを提供する
   構内交換機で行われる容量割当て方法。
5. 【請求項５】 請求項１に記載の方法において、該容量
   割当て段階が、該発信点のユーザにサービスを提供する
   通信装置において行われる容量割当て方法。
6. 【請求項６】 請求項１に記載の方法において、該容量
   割当てが行われる該多数の情報ソースが、本質的に一定
   の伝送速度要求によって特徴付けられた少なくとも１つ
   のソースと、時間によって変化する伝送速度要求によっ
   て特徴付けられる少なくとももう１つのソースとを含む
   容量割当て方法。
7. 【請求項７】 請求項６に記載の方法において、所定の
   時点で、該少なくとも１つのソースに対する実際の容量
   要求を超える該少なくとも１つのソースに割り当てられ
   た伝送容量単位を識別する段階と、 該少なくとも１つのソースに対する該過剰伝送容量単位
   の少なくとも一部を、該少なくとももう１つのソースに
   再割り当てする段階とをさらに含む容量割当て方法。
8. 【請求項８】 請求項１に記載の方法において、発信点
   における情報ソースが、情報を伝送するための該発信点
   から、該中間ノードからサービスされる宛先までの伝送
   経路の中間ノードに未使用容量を獲得することができる
   容量割当て方法。
9. 【請求項９】 請求項１に記載の方法において、異なる
   発信点を有する伝送経路に中間ノードを構成する発信点
   における情報ソースが、該伝送経路によってサービスさ
   れる宛先へと情報を伝達するための該伝送経路における
   未使用容量を獲得することができる容量割当て方法。
10. 【請求項１０】 請求項１に記載の方法において、容量
    バッファリングが、発信点で利用可能になり、それによ
    って、該ノードにて利用可能な伝送容量と、該ノードお
    よび１つ以上の該ソースとの間の距離に関して伝送遅延
    が生ずるため該ノードによってサービスされるソースの
    容量の要求とを適合させることが難しいために生ずる未
    使用容量を減らすことができる容量割当て方法。
11. 【請求項１１】 請求項１に記載の方法において、該バ
    ッファリングが、利用可能な容量のしきい値を基準にし
    て実行される容量割当て方法。
12. 【請求項１２】 請求項１に記載の方法において、該ネ
    ットワークが非同期伝送モード・プロトコルで操作さ
    れ、該伝送容量単位が該プロトコルによって定義された
    セルである容量割当て方法。
13. 【請求項１３】 請求項１に記載の方法において、該ネ
    ットワークが、少なくとも１つのローカル・エリア・ネ
    ットワークと少なくとも１つの広帯域ネットワークの相
    互接続を含み、該相互接続はインタフェース手段を使う
    ことなく達成することができる容量割当て方法。
14. 【請求項１４】 複数の相互接続されたスイッチ・ノー
    ドを含みそして所定の容量単位で情報が伝送する通信ネ
    ットワークにおける容量割当てを管理するシステムにお
    いて、該システムが、 該ネットワークにおいてそれぞれのノード対の間で通信
    経路を形成するように、該複数のノードを相互接続する
    伝送設備を構成する手段と、 発着点間を基本としてほぼ一定の伝送速度を達成するよ
    うに該通信経路へ伝送容量を割り当てる手段とからな
    り、これにより、発信点で伝送容量の増加を得る通信ソ
    ースが、該ソースによって伝送される情報の宛先への通
    信経路全体っで利用可能な該容量増加を確保し、該シス
    テムはさらに、 該ソースの伝送容量要求の各々に実施的に比例して、発
    信点における多重情報ソースの間で割り当てされるべき
    該伝送容量源を生成する手段とからなるシステム。
15. 【請求項１５】 請求項１４に記載のシステムにおい
    て、発信点ノードにおいて容量バッファ手段をさらに含
    むシステム。