JPH1013428A

JPH1013428A - 帯域管理方法及び装置

Info

Publication number: JPH1013428A
Application number: JP8161706A
Authority: JP
Inventors: Tsunetaro Ise; 恒太郎伊瀬
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1996-06-21
Filing date: 1996-06-21
Publication date: 1998-01-16

Abstract

(57)【要約】【課題】幅広いトラヒック特性に対して効率的にかつ
精度良く必要帯域を管理でき、しかも分割損の生じない
帯域管理方法を提供すること。【解決手段】本帯域管理方法では、入力リンクからの
パケットを一旦蓄積した後所定の出力リンクへ転送する
通信装置において、パケット流対応に設けられパケット
到着特性をもとに所定のアルゴリズムに基づき必要帯域
を求める複数の処理手段を１以上選択し、選択された処
理手段により対応付けられているパケット流についてパ
ケット到着特性が変化した場合に一定値以上の通信品質
を満足するために要求される必要帯域の変化分を夫々求
め、求められた変化分のうちの１つを選択し、保持され
ている現在の全パケット流の必要帯域の総和にこの変化
分を加えることにより、パケット到着特性が変化した場
合に一定値以上の通信品質を満足するために通信装置に
要求される新たな必要帯域の総和を求める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高速パケット網
（特にＡＴＭ網）における時間的な通信速度の変動を伴
うバーストトラヒックに対して、ユーザの要求する通信
品質を満足し、かつ網内の通信帯域を効率的に運用でき
る帯域管理方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＡＴＭ網では、ＡＴＭＦｏｒｕｍと称
する標準化機関によりＶＢＲ（Variable Bit Rate ）サ
ービスと呼ばれる通信形態をサポートしている。

【０００３】この通信形態では、端末は、最大通信速度
（ＰＣＲ：ＰｅａｋＣｅｌｌＲａｔｅ）、平均通信
速度（ＳＣＲ：ＳｕｓｔａｉｎａｂｌｅＣｅｌｌＲ
ａｔｅ）および最大バースト長（ＭＢＳ：Ｍａｘｉｍｕ
ｍＢｕｒｓｔＳｉｚｅ）からなるトラヒックパラメ
ータと、要求通信品質とを網に申告し、網はこのトラヒ
ックパラメータと要求通信品質から、その端末の通信を
許可した場合の通信品質を推定し、これが要求通信品質
（ＱＯＳ：ＱｕａｌｉｔｙｏｆＳｅｒｖｉｃｅ）を
満たすことが出来る場合にのみ、通信を許可する。この
ような制御はＣＡＣ（ＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎＡｄｍｉ
ｓｓｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌ）と呼ばれる。

【０００４】ＣＡＣは限られた時間内に行なわなければ
ならないため、これに使用する通信品質推定アルゴリズ
ムは簡易なものでなければならない。しかし、通信品質
推定アルゴリズムが簡易であればあるほど、幅広いトラ
ヒック特性全体に対して、精度良く通信品質を推定する
ことが困難となり、精度良く通信品質を推定することの
出来ないトラヒック領域が広がる。

【０００５】通信品質推定アルゴリズムとしては、例え
ば『河東晴子、大島一能：“ＡＴＭ呼受付制御方式の一
提案”，電子情報通信学会交換システム研究会技術研究
報告，Ｖｏｌ．ＳＳＥ９０−４５，ｐｐ．４３−４８
（１９９０）．』にて開示されたものがある。この方法
は、多重ＶＣ（ＶｉｒｔｕａｌＣｈａｎｎｅｌ）のＰ
ＣＲとＳＣＲからセル廃棄率（ＣＬＲ）を求める方法で
あり、バースト溢れ率法と呼ばれる。バースト溢れ率法
は、ＭＢＳの大きなＶＣに対して精度良くセル廃棄率を
求めることが出来るが、ＭＢＳの小さなＶＣに対しては
セル廃棄率を過度に大きく推定する欠点がある。

【０００６】図１９中のＢｕｒｓｔＯｖｅｒｆｌｏｗ
は、各ＶＣからのセルがｏｎ−ｏｆｆモデルに従って到
着すると仮定した場合のセル廃棄率（ＣＬＲ）を示して
いる。ここで使用したモデルは、ｏｎ状態、ｏｆｆ状態
の長さは幾何分布に従い、平均ｏｎ期間長５００ｔ［ｃ
ｅｌｌｓｌｏｔｓ］、平均ｏｆｆ期間長２５００ｔ
［ｃｅｌｌｓｌｏｔｓ］であり、ｏｎ状態時にのみセ
ルがレート１／２５で到着するというものである。

【０００７】ところで、他の通信品質推定アルゴリズム
として、ＭＭＤＰ近似と呼ばれる解析手法が知られてい
る。ＭＭＤＰ近似は、計算量の大きいアルゴリズムであ
り、ＣＡＣの実行時に用いるには不向きであるが、非常
に正確なセル廃棄率を推定できる。図１９中のＭＭＤＰ
Ａｐｐｒｏｘ．は、このＭＭＤＰ近似を用いて求めた
セル廃棄率である。なお、ＭＭＤＰ近似に関しては文献
『Ｙａｎｇ，Ｔ．ａｎｄＴｓａｎｇ，Ｄ．Ｈ．Ｋ．：
“ＡＮｏｖｅｌＡｐｐｒｏａｃｈｔｏＥｓｔｉｍ
ａｔｉｎｇｔｈｅＣｅｌｌＬｏｓｓＰｒｏｂａ
ｂｉｌｉｔｙｏｆａｎＡＴＭＭｕｌｔｉｐｌｅｘ
ｅｒＬｏａｄｅｄｗｉｔｈＨｏｍｏｇｅｎｅｏｕ
ｓＢｕｒｓｔｙＳｏｕｒｃｅｓ”，Ｐｒｏｃ．ｏｆ
ＧＬＯＢＥＣＯＭ，ｐｐ．５１１−５１７（１９９
２）．』に詳しい解説がなされている。

【０００８】図１９に示されたバースト溢れ率法により
推定したセル廃棄率（図中のＢｕｒｓｔＯｖｅｒｆｌ
ｏｗ）、バッファサイズが３０の場合のＭＭＤＰ近似に
よる求められたセル廃棄率（図中のＭＭＤＰＡｐｐｒ
ｏｘ．（Ｋ＝３０））、バッファサイズが２４０の場合
のＭＭＤＰ近似による求められたセル廃棄率（図中のＭ
ＭＤＰＡｐｐｒｏｘ．（Ｋ＝２４０））を比較してみ
ると、バースト溢れ率法は、ＭＢＳの大きなＶＣを多重
した場合には、精度良くセル廃棄率を推定するものの、
ＭＢＳの小さなＶＣを多重した場合には、過度に大きな
セル廃棄率を推定することが分かる。

【０００９】さて、上記のように簡易な通信品質推定ア
ルゴリズムには推定精度の低くなるトラヒック特性領域
が存在するため、複数の通信品質推定アルゴリズムを用
意し、呼設定要求のあったＶＣのトラヒック特性に応じ
て、その通信品質推定アルゴリズムを使い分けることに
より、幅広いトラヒック特性全体に対して、通信品質の
推定精度を向上させる方法が考えられる。

【００１０】例えば、大きなＭＢＳを申告した端末を多
重するＶＣ１と小さなＭＢＳを申告した端末を多重する
ＶＣ２とを独立して設け、各ＶＣにリンク容量を固定的
かつ排他的に割り当てる。そして、ＶＣ１に対しては大
きなＭＢＳについて精度良くセル廃棄率を求めることが
出来る通信品質推定アルゴリズムを用い、ＶＣ２に対し
ては小さなＭＢＳについて精度良くセル廃棄率を求める
ことが出来る通信品質推定アルゴリズムを用るようにす
る。

【００１１】しかしながら、このような場合に通信品質
推定アルゴリズムにリンク容量を固定的かつ排他的に割
り当てる必要があるため、ある通信品質推定アルゴリズ
ムが推定すべきトラヒック特性を持つ呼の設定要求が多
く到着した場合、他の通信品質推定アルゴリズムに割り
当てた帯域が余っていてもこれを使用することが出来な
いという分割損が生じる欠点があった。

【００１２】なお、上記ではＡＴＭ通信網について述べ
たが、これに限らず、固定長または可変長のパケットに
より情報を伝送し、伝送する際の通信品質を保証するい
かなる通信網についても同様の問題点が存在する。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
パケット通信網では、一定値以上の通信品質を提供する
ためにＣＡＣを行なう必要があり、この際に通信品質を
精度良く推定することが必要である。しかしながら、従
来、通信品質推定処理の高速化を図るために、通信品質
推定アルゴリズムとして必要計算量を削減した種々の近
似算法を用いるため、精度良く通信品質を推定できない
トラヒック特性領域が存在していた。

【００１４】これを改善するために、複数の通信品質推
定アルゴリズムを用意し、呼設定要求が到着したときに
そのトラヒック特性により通信品質推定アルゴリズムを
使い分ける方法を採った場合、各通信品質推定アルゴリ
ズムにリンク容量を固定的かつ排他的に割り当てる必要
があることから、分割損が生じる問題点があった。

【００１５】本発明は、上記事情を考慮してなされたも
ので、パケット通信を扱う通信装置にて幅広いトラヒッ
ク特性に対して効率的にかつ精度良く必要帯域を管理で
き、しかも分割損の生じない帯域管理方法及び装置を提
供することを目的とする。

【００１６】また、本発明は、転送対象となるパケット
のパケット到着特性から、要求通信品質を満足するため
の必要帯域を求めることのできる帯域管理方法及び装置
を提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明（請求項１）は、
入力リンクから入力されたパケットを蓄積部で蓄積した
後に所定の出力リンクへ転送する通信装置にて一定値以
上の通信品質を提供するための帯域管理方法において、
転送対象となるパケットのパケット到着特性をもとに予
め用意された所定のアルゴリズムに基づいて必要帯域を
求める処理手段であって、パケット流対応に設けられた
処理手段のうちの少なくとも１つを選択し、選択された
前記処理手段により該処理手段に対応付けられているパ
ケット流についてパケット到着特性が変化した場合に前
記一定値以上の通信品質を満足するために要求される必
要帯域の変化分を夫々求め、求められた必要帯域の変化
分のうちの１つを選択し、保持されている現在の全パケ
ット流の必要帯域の総和に選択された前記必要帯域の変
化分を加えることにより、パケット到着特性が変化した
場合に前記一定値以上の通信品質を満足するために前記
通信装置に要求される新たな必要帯域の総和を求めるこ
とを特徴とする。

【００１８】本発明（請求項２）は、請求項１におい
て、前記処理手段の選択では、端末からパケット到着特
性の変更要求を受け付けた場合に、処理手段のうちの少
なくとも１つを選択し、前記必要帯域の変化分を求める
にあたっては、前記変更要求に伴って与えられる前記パ
ケット到着特性の変更量を示す通知情報を用いて前記パ
ケット到着特性の変化量を推定することにより前記必要
帯域を求め、前記決定にあたっては、求められた必要帯
域以上の帯域が前記通信装置にて確保されていない場合
（例えば求められた必要帯域が出力リンクの物理的なパ
ケット送出速度よりも大きな値の場合）、前記パケット
到着特性の変更要求の受付を拒否することを特徴とす
る。

【００１９】好ましくは、前記変更要求が受理された場
合に、前記変化分が選択された前記処理手段に対応して
保持されている必要帯域をこれに前記変化分を加えた値
で更新するとともに、前記現在の全パケット流の必要帯
域の総和を前記新たな値に更新する。

【００２０】本発明（請求項３）は、入力リンクから入
力されたパケットを蓄積部で蓄積した後に所定の出力リ
ンクへ転送する通信装置にて一定値以上の通信品質を提
供するために必要となる必要帯域（例えば出力リンクに
おけるパケット転送速度）を求めるための帯域管理方法
において、必要帯域を複数の異なる値に仮定し、転送対
象となるパケットのパケット到着特性をもとにして該仮
定された必要帯域の各々の値に対する通信品質を求め、
求められた通信品質と前記一定値とを比較することによ
り該一定値以上の通信品質を提供するための必要帯域を
求めることを特徴とする。

【００２１】本発明（請求項４）は、請求項３におい
て、前記パケット到着特性として、パケットの到着速度
の確率分布を用い、このパケットの到着速度と前記仮定
した必要帯域の値との差の値に関する確率分布を求め、
求められた前記差の値に関する確率分布と既に求めた仮
定した必要帯域の値に対する通信品質を用いて、前記仮
定した必要帯域の値に対する通信品質を順次求めること
を特徴とする。

【００２２】パケットの到着速度としては、パケットの
到着ビットレートを用いることができる。また、単位時
間あたりのパケットの到着個数を用いても良い。

【００２３】本発明（請求項５）は、請求項３または４
において、前記パケット到着特性が変化する場合に、現
在のパケット到着特性に対して前に求めた仮定された複
数の必要帯域夫々に対する通信品質と、該パケット到着
特性の変化量とを用いて、該仮定された複数の必要帯域
の値に対するパケット到着特性変化後の通信品質を夫々
求め、求められた前記パケット到着特性変化後の通信品
質と前記一定値とを比較することにより該一定値以上の
通信品質を提供するための必要帯域を求めることを特徴
とする。

【００２４】本発明（発明Ａ）は、請求項１、２、３、
４または５において、前記通信品質をパケット廃棄率と
することを特徴とする。

【００２５】本発明（請求項６）は、入力リンクから入
力されたパケットを蓄積部で蓄積した後に所定の出力リ
ンクへ転送する通信装置にて一定値以上の通信品質を提
供するための帯域管理装置において、パケット流対応に
設けられ、転送対象となるパケットのパケット到着特性
をもとに予め用意された所定のアルゴリズムに基づい
て、対応付けられているパケット流についてパケット到
着特性が変化した場合に前記一定値以上の通信品質を満
足するために要求される必要帯域を求める、複数の第１
の処理手段と、パケット到着特性の変化の可能性または
事実を検知した場合に、前記第１の処理手段のうちの少
なくとも１つを選択して前記必要帯域を求めさせ、この
必要帯域を求めた個別帯域管理手段における必要帯域の
変化分のうちの１つを選択し、保持されている現在の全
パケット流の必要帯域の総和に選択された前記必要帯域
の変化分を加えることにより、前記変更要求を受理した
場合に前記一定値以上の通信品質を満足するために前記
通信装置に要求される新たな必要帯域の総和を求める第
２の処理手段と、求められた新たな必要帯域の総和をも
とに前記変更要求を受理するか否かを決定する第３の処
理手段とを備えたことを特徴とする。

【００２６】本発明（発明Ｂ）は、請求項６、発明Ｄま
たは発明Ｅにおいて、前記第２の処理手段は、端末から
パケット到着特性の変更要求を受け付けた場合に、処理
手段のうちの少なくとも１つを選択し、前記第１の処理
手段は、前記変更要求に伴って与えられる前記パケット
到着特性の変更量を示す通知情報を用いて前記パケット
到着特性の変化量を推定することにより前記必要帯域を
求め、前記第３の処理手段は、求められた必要帯域以上
の帯域が前記通信装置にて確保されていない場合（例え
ば求められた必要帯域が出力リンクの物理的なパケット
送出速度よりも大きな値の場合）、前記パケット到着特
性の変更要求の受付を拒否することを特徴とする。

【００２７】好ましくは、前記第２の処理手段は、端末
からパケット到着特性の変更要求を受け付けた場合に、
前記変更要求に伴って与えられる前記パケット到着特性
の変更量を示す通知情報をもとに前記処理手段のうちの
少なくとも１つを選択することを特徴とする。

【００２８】好ましくは、前記変更要求が受理された場
合に、前記変化分が選択された前記第１の処理手段に対
応して保持されている必要帯域をこれに前記変化分を加
えた値で更新するとともに、保持されている前記現在の
全パケット流の必要帯域の総和を前記新たな値に更新す
る。

【００２９】本発明（請求項７）は、入力リンクから入
力されたパケットを蓄積部で蓄積した後に所定の出力リ
ンクへ転送する通信装置にて一定値以上の通信品質を提
供するために必要となる必要帯域（例えば出力リンクに
おけるパケット転送速度）を求めるための帯域管理装置
において、必要帯域を複数の異なる値に仮定し、転送対
象となるパケットのパケット到着特性をもとにして該仮
定された必要帯域の各々の値に対する通信品質を求め、
求められた通信品質と前記一定値とを比較することによ
り該一定値以上の通信品質を提供するための必要帯域を
求める手段を備えたことを特徴とする。

【００３０】本発明（発明Ｃ）は、請求項７において、
前記パケット到着特性として、パケットの到着ビットレ
ートの確率分布を用い、前記必要帯域を求める手段は、
このパケットの到着ビットレートと前記仮定した必要帯
域との差の値に関する確率分布を求め、求められた前記
差の値に関する確率分布と既に求めた仮定した必要帯域
に対する通信品質を用いて、前記仮定した必要帯域に対
する通信品質を順次求めることを特徴とする。

【００３１】本発明（発明Ｄ）は、請求項７または発明
Ｃにおいて、前記必要帯域を求める手段は、前回に求め
た仮定された複数の必要帯域夫々に対する通信品質と、
該パケット到着特性の変化量とを用いて、該仮定された
複数の必要帯域の値に対するパケット到着特性変化後の
通信品質を夫々求め、求められた前記パケット到着特性
変化後の通信品質と前記一定値とを比較することにより
該一定値以上の通信品質を提供するための必要帯域を求
めることを特徴とする。

【００３２】本発明（発明Ｅ）は、請求項６、請求項
７、発明Ｂ、発明Ｃまたは発明Ｄにおいて、前記通信品
質をパケット廃棄率とすることを特徴とする。

【００３３】以上において、通信装置とは、例えば、パ
ケット交換機、パケット多重化装置、パケット分離装
置、速度変換装置などである。

【００３４】また、パケット到着特性の変更要求とは、
例えば、ＶＣの設定要求、ＶＣの解放要求、ＶＣの設定
後のトラヒック特性の変更要求である。ＶＣの設定後の
トラヒック特性の変更要求は、シグナリング用の回線を
用いてアウトバンドで行なうものと、ＡＴＭ網における
ＲＭ（ＲＥＳＯＵＲＣＥＭａｎａｇｅｍｅｎｔ）セル
などを用いてインバンドで行なうものを例として挙げる
ことが出来る。

【００３５】また、パケット到着特性は、端末からの申
告値をもとにしても良いし、通信装置にて実際に観測し
た結果をもとにしても良い。

【００３６】前記所定のアルゴリズムとしては、例え
ば、バースト溢れ率法に請求項３を適用したバースト溢
れ率変形法や、仮想帯域算出方法を用いることができ
る。

【００３７】前記必要帯域としては、例えば、出力リン
クにおけるパケット転送速度を用いることができる。

【００３８】前記一定値以上の通信品質としては、例え
ば、接続端末の中でパケット廃棄率を用いることができ
る。また、前記一定値以上の通信品質としては、例え
ば、最も要求通信品質（ＱＯＳ）の厳しい値を採用する
方法と、予め固定した値を採用する方法などが考えられ
る。

【００３９】前記パケット流は、例えばＶＣである。

【００４０】本発明（請求項１，６）では、必要帯域の
求まる処理手段／第１の処理手段（ハードウェアでもソ
フトウェアでも良い）を複数種類用意することで、パケ
ット到着特性の変化がある（あるいは変化があった）場
合に、その変化量により、必要帯域を求める処理手段／
第１の処理手段（以下、必要帯域管理手段と呼ぶ）を使
い分ける効果を得ることができる。

【００４１】これにより、ある必要帯域管理手段が、精
度良く推定できない変更特性の領域に対しては、別の必
要帯域管理手段を用いて必要帯域を求めることができ、
幅広い変更特性全体に対して、精度良く必要帯域を求め
ることが出来る。

【００４２】例えば、互いに異なる複数の必要帯域算出
方法として、アルゴリズムを簡略化して高速実行可能と
したものであって、精度良くセル廃棄率を求めることが
出来るトラヒック特性領域が互いに相違する部分を有す
るものを用いると効果的である。例えば、ＭＢＳの大き
なＶＣに対して精度良くセル廃棄率を求めることが出来
るバースト溢れ率変形法と、ＭＢＳの小さなＶＣに対し
て精度良くセル廃棄率を求めることが出来る仮想帯域算
出方法とを用意することにより、どのようなＭＢＳであ
っても精度良くセル廃棄率を求めることができるように
なる。

【００４３】また、パケット到着特性の変化がある場合
に、用意した必要帯域管理手段の全てを起動するのでは
なく、その変更特性を用いて起動する必要帯域管理手段
を（複数または１つに）制限することにより、必要演算
量を削減することが可能である。起動された複数の必要
帯域管理手段により求まった必要帯域、あるいはその増
加量を用いることにより、最終的に使用すべき必要帯域
管理手段を容易に選択することができる。さらに、選択
された必要帯域管理手段の管理する必要帯域を、パケッ
ト到着過程の変化後の必要帯域に更新し、全ての必要帯
域管理手段の管理する必要帯域を用いて、一定値以上の
通信品質を提供するための必要帯域を容易に求めること
ができる。

【００４４】したがって、通信装置では、ＶＣの設定要
求などのパケット到着特性の変更要求を受けた場合、一
定値以上の通信品質を提供できなければ、この変更要求
を拒否することにより、一定値以上の通信品質を保証す
ることができる。また、通信装置では、パケット到着特
性の変化を検出した場合（例えばいずれかの端末が申告
値を上回るパケット転送を行った場合）、例えば、上記
のようにして一定値以上の通信品質を提供するための必
要帯域を求め、これが現在確保している帯域を越えるな
らば、特定の端末（または全ての端末）に対してパケッ
ト送出特性の変更を要求するなどして対処することがで
きる。

【００４５】本発明（請求項２，発明Ｂ）では、パケッ
ト到着特性の変更要求があった場合に、その変更特性を
通知する通知情報から、パケット到着特性の変更後の必
要帯域を求め、少なくともパケット到着特性の変更後の
必要帯域が実際の帯域（例えば出力リンクにおけるパケ
ット転送速度）よりも大きい場合には、その変更要求の
受付を拒否することにより、一定値以上の通信品質を保
証することが出来る。本発明（請求項３，７）では、出
力リンクの速度を複数の異なる値に仮定し、その仮定さ
れた各々の必要帯域（例えば出力リンクにおけるパケッ
ト転送速度）に対して通信品質を夫々求め、求められた
通信品質が一定値以上の通信品質（例えば要求通信品
質）を満たす必要帯域の中で最小のものを選択すること
により、直接は必要帯域を求めることのきない通信品質
推定アルゴリズムを用いて、要求通信品質を満足するた
めの必要帯域を求めることが出来る。

【００４６】また、本発明（請求項４，発明Ｃ）では、
トラヒック特性として、パケット到着ビットレートの確
率分布を用い、パケットの到着ビットレートと仮定した
必要帯域（例えば出力リンクにおけるパケット転送速
度）との差の値に関する確率分布を求め、これを用いて
通信品質を求めることにより、仮定する必要帯域を他の
値に変更した場合にも、パケットの到着ビットレートと
仮定した必要帯域との差の値に関する確率分布を、必要
帯域を異なる値に仮定して既に求めた差の値に関する確
率分布をもとに、容易に求め直すことがきる。このた
め、異なる複数の必要帯域に対する通信品質を容易に求
めることが可能となる。

【００４７】また、本発明（請求項５，発明Ｄ）では、
パケットの到着特性が変化する場合に、変化前に求めて
いた異なる複数の必要帯域（例えば出力リンクにおける
パケット転送速度）の仮定値に対する通信品質と、パケ
ット到着特性の変化量とを用いることにより、容易にト
ラヒック特性変化後の異なる複数の必要帯域の仮定値に
対する通信品質を求めることが出来る。このため、要求
通信品質を満足するための必要帯域を容易に求めること
が出来る。

【００４８】また、本発明（発明Ａ，発明Ｅ）では、通
信品質として、パケット廃棄率を用いることにより、端
末にとって、理解し易い通信品質の指標を提供すること
が出来る。

【００４９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら発明の
実施の形態を説明する。

【００５０】まず、本発明の一実施形態に係る帯域管理
装置の概略と、本実施形態に係る帯域管理装置を適用す
る具体例をいくつか示す。

【００５１】図１は、本発明を適用したパケット通信網
の一例を示す概念図である。

【００５２】このパケット通信網は、複数の端末１０１
〜１０９と、複数の交換機１１０（図中の１１０−１〜
１１０−４）とから構成される。また、必要に応じて、
その構成要素に、多重／分離装置１２０や速度変換装置
１３０が含まれる場合もある。

【００５３】これら交換機１１０、多重／分離装置１２
０、速度変換装置１３０には、それぞれ本実施形態に係
る帯域管理装置が内蔵される。

【００５４】図１のパケット通信網において、送信元の
端末から送り出されたパケットは、該パケット内に付加
された宛先情報をもとにして何台かの交換機にて中継さ
れ、また必要に応じて多重／分離装置１２０や速度変換
装置１３０を介して、宛先となる端末まで届けられる。

【００５５】ここで、端末は、網にＶＣ設定を要求する
際に、トラヒックパラメータと要求通信品質（ＱＯＳ）
を申告するものとする。また、端末は、ＶＣ設定後に、
これらの申告値の異なるサービスに変更したい場合、こ
れらの申告値を変更する要求を出すものとする。

【００５６】例えば、パケット通信網がＡＴＭ網であ
り、ＶＢＲ（Variable Bit Rate ）サービスが提供され
る場合、端末は、最大通信速度（ＰＣＲ）、平均通信速
度（ＳＣＲ）および最大バースト長（ＭＢＳ）からなる
トラヒックパラメータと、ＱＯＳとを網に申告する。

【００５７】網（具体的には例えば交換機）は、例え
ば、申告されたトラヒックパラメータをもとにその端末
の通信を許可した場合の通信品質を推定し、これがＱＯ
Ｓを満たすことが出来る場合にのみ通信を許可するなど
の制御を行う。

【００５８】図２は、図１の交換機１１０の内部構成の
一例を示す図である。

【００５９】本実施形態の交換機１１０は、スイッチ１
５０と帯域管理装置２を備えている。

【００６０】交換機１１０では、スイッチ１５０によ
り、各入力リンクから入力されるパケットを所定の出力
リンクへ転送する。転送すべき出力リンクは、パケット
に書き込まれている宛先情報を基に決定される。例え
ば、ＡＴＭ通信方式では、セル（パケット）のヘッダに
書き込まれているＶＣＩ／ＶＰＩがこの宛先情報に相当
する。

【００６１】交換機１１０は、一時的にパケットを蓄積
するバッファをスイッチ１５０内に備えている。これ
は、同一出力リンクを目指す複数のパケットが、複数の
入力リンクに同時に到着する場合に対処するためであ
り、交換機１１０は、出力リンクに転送できないパケッ
トをバッファに蓄積し、出力リンクが空くのを待ち、出
力リンクが空けば、バッファに蓄積しておいたパケット
を出力リンクに転送する。ところで、上記のように交換
機１１０内でパケットをバッファに蓄積することによ
り、パケット転送に遅延が生じる。また、交換機１１０
に備えるバッファ量は有限であるため、バッファ溢れに
よるパケット廃棄が生じる場合がある。このような遅延
やパケット廃棄が大きい値を取る場合には、端末は安定
した通信を行うことができない。このため、遅延やパケ
ット廃棄率などを用いて通信品質を定義し、ある一定値
以上の通信品質を端末に提供する。交換機１１０の出力
リンクの負荷が高いほど、この通信品質は悪くなるた
め、出力リンクの負荷を制限することにより、ＱＯＳを
満足する通信品質を提供することになる。ここで、ＱＯ
Ｓを満足する通信品質を得るために許容される最大負荷
は、パケット到着特性に依存する。そこで、本実施形態
では、パケットの到着特性をもとにして提供する通信品
質（例えばセル廃棄率）がＱＯＳ（例えばセル廃棄率）
を満足するための必要帯域（例えば出力リンクにおける
パケット転送速度）を求める帯域管理装置２を設けてい
る。

【００６２】すなわち、図２において、帯域管理装置２
は、スイッチ１５０よりパケット到着特性を受け取り、
提供する通信品質がＱＯＳを満足するために必要となる
必要帯域を求め、その結果をスイッチ１５０に通知す
る。スイッチ１５０は、通知された必要帯域が実際に確
保している帯域以下の場合（例えば通知された出力リン
ク速度（出力リンクにおけるパケット転送速度）が出力
リンクの物理的なパケット送出速度以下の場合）には、
提供可能な通信品質がＱＯＳを満足するので、端末から
の要求を受け入れ、ＶＣの設定などの処理を行う。一
方、通知された必要帯域が実際に確保している帯域を上
回る場合には、提供可能な通信品質がＱＯＳを満足しな
いので、然るべき所定の制御を起動する。然るべき所定
の制御の例としては、（１）特定の端末に対してそのＶ
Ｃ設定要求等を拒否する処理、（２）特定の端末または
全ての端末に対するパケット送出特性の変更を要求する
処理、などが挙げられる。

【００６３】なお、上記では、然るべき所定の制御はス
イッチ１５０が起動したが、スイッチ１５０を介さず帯
域管理装置２が然るべき所定の制御を起動しても構わな
い。この然るべき所定の制御は、例えば、スイッチ１５
０内のＣＰＵで所定のプログラムを実行することにより
行われる。

【００６４】なお、上記構成の代わりに、帯域管理装置
２の方で、パケットの到着特性をもとにして提供可能な
通信品質がＱＯＳを満足するか否かを判断し、その結果
をスイッチ１５０に通知し、スイッチ１５０の方では、
その結果に応じて必要な制御を行うようにすることも可
能である。

【００６５】図３は、図１の多重／分離装置１２０の内
部構成の一例を示す図である。

【００６６】本実施形態の多重／分離装置１２０は、多
重装置１２１、分離装置１２２および帯域管理装置２を
備えている。

【００６７】図２の交換機１１０と同様に、帯域管理装
置２は、多重装置１２１や分離装置１２２からパケット
到着特性を受け取り、これを用いて必要帯域を求め（あ
るいは、通信品質がＱＯＳを満足するか否かを判定
し）、その結果を多重装置１２１や分離装置１２２に通
知する。多重装置１２１および分離装置１２２はそれぞ
れ、通信品質がＱＯＳを満足しない場合には、前述のよ
うな然るべき所定の制御を起動する。なお、多重装置１
２１や分離装置１２２の代わりに、帯域管理装置２が、
然るべき所定の制御を起動してもよい。

【００６８】また、図３では、帯域管理装置２は、多重
化装置１２１と分離装置１２２の両方の帯域管理を行っ
ているが、その代わりに、多重化装置１２１の帯域を管
理する専用の帯域管理装置と分離装置１２２の帯域を管
理する専用の帯域管理装置を独立に設けても良い。

【００６９】図４は、図１の速度変換装置１３０の内部
構成の一例を示す図である。

【００７０】本実施形態の速度変換装置１３０は、リン
ク速度差調整装置１３１および帯域管理装置２を備えて
いる。

【００７１】リンク速度差調整装置１３１は、入力リン
クに到着したパケットを一旦蓄積し、出力リンクが空く
のを待って蓄積パケットを出力リンクへ出力することに
より、入力リンクと出力リンクの速度差を吸収する。入
力リンクの速度が出力リンクの速度よりも大きいとき、
リンク速度差調整装置１３１内にパケットが多く溜る可
能性があるため、一定値以上の通信品質を保証するため
には、帯域管理装置２を具備する必要がある。

【００７２】速度変換装置１３０は、図２の交換機１１
０と同様に、帯域管理装置２が、リンク速度差調整装置
１３１からパケット到着特性を受け取り、これを用いて
必要帯域を求め（あるいは、通信品質がＱＯＳを満足す
るか否かを判定し）、その結果をリンク速度差調整装置
１３１に通知する。リンク速度差調整装置１３１は、通
信品質がＱＯＳを満足しない場合には、然るべき所定の
制御を起動する。なお、このときリンク速度差調整装置
１３１の代わりに、帯域管理装置２が、然るべき所定の
制御を起動してもよい。

【００７３】図５は、複数の通信装置３０１，３０２，
３０３の通信品質がＱＯＳを満足するか否かを一つの帯
域管理装置２で判定するようにした実施形態を示す図で
ある。図５の通信装置は、例えば、交換機、多重／分離
装置あるいは速度変換装置などである。つまり、図１の
例では、交換機１１０、多重／分離装置１２０、速度変
換装置１３０の各々に専用に、本実施形態に係る帯域管
理装置を内蔵したが、その代わりに、所定台数の交換機
等について１台の帯域管理装置を設けるようにしたもの
である。図５のような構成をとっても、各通信装置に専
用に帯域管理装置を設ける場合と同様の効果が得られ
る。

【００７４】以下では、本実施形態の帯域管理装置につ
いてより詳しく説明する。

【００７５】図６は、本発明の一実施形態に係る帯域管
理装置２の構成を示す図である。

【００７６】本実施形態の帯域管理装置２は、受付制御
部１０、全必要帯域算出部２０、および複数の個別帯域
管理部３０（図中の３０−１〜３０−ｊ）を備えてい
る。

【００７７】個別帯域管理部３０は夫々、ＶＣのトラヒ
ック特性をもとにＱＯＳ（例えばセル廃棄率）を保証す
るために必要な帯域（必要帯域；例えば出力リンクにお
けるパケット転送速度）を求める。その際、各々の個別
帯域管理部３０−１〜３０−ｊは、互いに異なる必要帯
域算出方法を用いて必要帯域を求めるものである。

【００７８】この必要帯域算出方法としては、例えば、
後述するバースト溢れ率変形法や、後述する仮想帯域算
出方法を用いることができる。

【００７９】互いに異なる複数の必要帯域算出方法とし
て、アルゴリズムを簡略化して高速実行可能としたもの
であって、精度良くセル廃棄率を求めることが出来るト
ラヒック特性領域が互いに相違する部分を有するものを
用いると効果的である。例えば、ＭＢＳの大きなＶＣに
対して精度良くセル廃棄率を求めることが出来るバース
ト溢れ率変形法と、ＭＢＳの小さなＶＣに対して精度良
くセル廃棄率を求めることが出来る仮想帯域算出方法と
を用意することにより、どのようなＭＢＳであっても精
度良くセル廃棄率を求めることができるようになる。

【００８０】仮想帯域法は、既接続ＶＣと接続要求を行
ったＶＣの全てに対して後に示す式（１０）の値を求
め、それらの値の和を用いて新たにＶＣを接続した場合
に必要となる帯域を求める方法である。

【００８１】もちろん、個別帯域管理部３０が用いる必
要帯域算出方法は、上記の仮想帯域法やースト溢れ率変
形法に限定されるものではなく、それ以外のアルゴリズ
ムを用いても構わない。

【００８２】以下、本実施形態の帯域管理装置２の動作
を、パケット到着特性変更要求の一例としてＶＣの設定
要求が到着した場合を例にして説明する。

【００８３】ＶＣ設定要求を受付制御部１０が受け取る
と、そのトラヒック特性記述子から、１または複数の個
別帯域管理部３０を起動する。

【００８４】ＶＣ設定要求を受付制御部１０が複数の個
別帯域管理部３０を起動する場合、すべての個別帯域管
理部３０を起動しても良いし、トラヒック特性記述子の
内容（例えばＭＢＳの大きさ）などに応じて、起動させ
る個別帯域管理部３０を限定しても良い。

【００８５】あるいは、トラヒック特性記述子の内容
（例えばＭＢＳの大きさ）などに応じて、起動させる個
別帯域管理部３０を１つに限定しても良い。例えば、Ｍ
ＢＳが大きい場合、バースト溢れ率変形法による個別帯
域管理部３０のみを起動し、ＭＢＳが小さい場合、仮想
帯域算出方法による個別帯域管理部３０のみを起動する
ようにすることもできる。

【００８６】ここでは、複数の個別帯域管理部３０を起
動するものとする。

【００８７】起動された各々の個別帯域管理部３０は、
設定要求のあったＶＣの接続前の必要帯域（個別必要帯
域）を記憶しており、夫々が既に受け付けたＶＣと設定
要求のあったＶＣとを多重した場合の必要帯域の増加量
Ｑを求める。そして、各々の個別帯域管理部３０から全
必要帯域算出部２０に、求められた増加量Ｑが渡され
る。

【００８８】全必要帯域算出部２０は、受け取った必要
帯域の増加量をもとに、起動した個別帯域管理部３０の
うちの１つを選択する。この選択方法の例として、最小
のＱを求めた個別帯域管理部３０を選択する方法が挙げ
られる。選択された個別帯域管理部３０の求めた必要帯
域の増加量をＱ^oとする。そして、全必要帯域算出部２
０は、この選択結果を受付制御部１０に伝える。

【００８９】選択結果を伝えられると受付制御部１０
は、起動された個別帯域管理部３０の中で選択されなか
った個別帯域管理部３０に対して、選択されなかったこ
とを通知する。これとともに、受付制御部１０は、ＶＣ
設定要求に対して選択された個別帯域管理部３０を記憶
する。

【００９０】全必要帯域算出部２０は、設定要求のあっ
たＶＣの接続前の必要帯域（個別必要帯域の総和）を記
憶しており、これにＶＣの設定後に増加する必要帯域Ｑ
^oを加えることにより新たに必要帯域を求め、これを出
力する。

【００９１】この求められた必要帯域は、例えば交換機
１１０のスイッチ１５０に渡され、前述のようにスイッ
チ１５０にてＱＯＳを満足できるか否か判断される。

【００９２】もし、ＱＯＳを満足できると判断され、当
該要求が受け入れられた場合、選択された個別帯域管理
部３０および全必要帯域算出部２０はそれぞれ、記憶し
ている必要帯域を増加後の値に更新する。

【００９３】なお、前述のように起動させる個別帯域管
理部３０を１つに限定する場合、全必要帯域算出部２０
による個別帯域管理部３０の選択処理と、受付制御部１
０による選択されなかった個別帯域管理部３０への通知
処理は、省くことが可能である。

【００９４】ここで、本実施形態の実行手順をまとめ
る。（手順１）ＶＣのトラヒック特性記述子から、複数の個
別帯域管理部３０を起動する。（手順２）起動された個別トラヒック帯域管理部３０
は、新たに増加する必要帯域Ｑを求める。（手順３）求まった必要帯域の増加量から、起動された
個別帯域管理部３０のうちの１つを選択し、受付制御部
１０を通じて、各個別帯域管理部３０に、選択結果を通
知する。また、必要帯域の増加量Ｑ^oから新たな必要帯
域を求め出力する。

【００９５】あるいは、（手順１）ＶＣのトラヒック特性記述子から、１つの個
別帯域管理部３０を起動する。（手順２）起動された個別トラヒック帯域管理部３０
は、新たに増加する必要帯域Ｑを求める。（手順３）求まった必要帯域の増加量Ｑ^oから新たな必
要帯域を求め出力する。

【００９６】次に、パケット到着特性変更要求の他の例
としてＶＣの解放要求が到着した場合にいて説明を行な
う。ＶＣの解放要求は、基本的に、無条件に受け入れら
れる。

【００９７】ＶＣ解放要求が到着した場合、受付制御部
１０は、このＶＣを受け付けた個別帯域管理部３０に、
ＶＣ解放要求を伝える。

【００９８】ＶＣ解放要求を伝えられた個別帯域管理部
３０は、そのＶＣの解放後の必要帯域の減少量Ｑを全必
要帯域算出部２０に通知する。

【００９９】全必要帯域算出部２０は、現在の必要帯域
から減少量Ｑを引くことにより、新たな必要帯域を求め
る。さらに、受け付け制御部１０に、ＶＣを解放した旨
を伝える。

【０１００】また、当該個別帯域管理部３０および全必
要帯域算出部２０はそれぞれ、記憶している必要帯域を
減少後の値に更新する。

【０１０１】なお、パケット到着特性変更要求が、申告
値の変更要求である場合は、例えば、ＶＣを一旦解放
し、その後新たな申告値で設定するものとして、上記の
ＶＣの解放要求に対する手順（外部への出力やデータ更
新を除く）とＶＣの設定要求に対する手順とを連続して
行い、最終的に得られた必要帯域を出力することで実現
可能である。

【０１０２】図７は、全必要帯域算出部２０の内部構成
の一例である。

【０１０３】本実施形態の全必要帯域算出部２０は、必
要帯域記憶部２１および必要帯域出力部２２を備えてい
る。

【０１０４】必要帯域記憶部２１は、パケット到着特性
変更前の必要帯域を記憶している。必要帯域出力部２２
は、受け取った必要帯域の増加量をもとに、起動した個
別帯域管理部３０のうちの１つを選択する（起動した個
別帯域管理部３０が１つの場合は選択は不要である）。
そして、その個別帯域管理部３０の求めた必要帯域の変
化量Ｑと必要帯域記憶部２１の記憶する必要帯域とか
ら、パケット到着特性変更後の必要帯域を求め、これを
出力する。また、必要帯域出力部２２は、個別帯域管理
部３０の選択結果を受付制御部１０に出力する。

【０１０５】また、当該要求が受け入れられた場合、必
要帯域記憶部２１に記憶されている必要帯域の値を更新
する。

【０１０６】図８は、個別帯域管理部３０の内部構成の
一例である。

【０１０７】本実施形態の個別帯域管理部３０は、個別
必要帯域算出部３１、差分帯域出力部３３および個別必
要帯域記憶部３２を備えている。

【０１０８】個別必要帯域算出部３１は、パケット到着
特性変化情報を受け取ると、それがＶＣ接続要求の場合
は、自個別帯域管理部３０が受け付けた接続ＶＣに接続
要求ＶＣが加わった場合の必要帯域を求める。また、Ｖ
Ｃ解放要求の場合は、そのＶＣの解放後の必要帯域を求
める。

【０１０９】差分帯域出力部３３は、個別必要帯域記憶
部３２に記憶されている値と、新たに求まった必要帯域
とから、ＶＣ接続要求の場合、必要帯域の増加量を、Ｖ
Ｃ解放要求の場合、必要帯域の減少量を求め、その値を
出力する。

【０１１０】また、当該要求が受け入れられた場合、個
別必要帯域記憶部３２に記憶されている必要帯域の値を
更新する。

【０１１１】次に、図９を参照しながら具体例を用いて
上記手順の一例を説明する。

【０１１２】ここでは、個別帯域管理部３０は２つであ
るとし、個別帯域管理部＃１内の個別必要帯域算出部３
１に記憶されている必要帯域の値は１．５、個別帯域管
理部＃２内の個別必要帯域算出部３１に記憶されている
必要帯域の値は０．４、全必要帯域算出部２０内の必要
帯域記憶部２１に記憶されている必要帯域の値は１．９
（＝１．５＋０．４）であるとする。

【０１１３】ＶＣ設定要求を受け取った受付制御部１０
は、個別帯域管理部＃１と＃２を起動する。

【０１１４】起動された個別帯域管理部＃１と＃２はそ
れぞれ、個別必要帯域算出部３１により既に受け付けた
ＶＣと設定要求のあったＶＣとを多重した場合の必要帯
域を求める。図７（ａ）では、個別帯域管理部＃１の個
別必要帯域算出部３１により求められた値は２．０であ
り、個別帯域管理部＃２の個別必要帯域算出部３１によ
り求められた値は１．２である。

【０１１５】次に、個別帯域管理部＃１と＃２はそれぞ
れ、差分帯域出力部３３により必要帯域の増加量Ｑを求
める。図７（ａ）では、個別帯域管理部＃１の差分帯域
出力部３３により求められた値は０．５（＝２．０−
１．５）であり、個別帯域管理部＃２の差分帯域出力部
３３により求められた値は０．８（＝１．２−０．４）
である。

【０１１６】次に、個別帯域管理部＃１と＃２から全必
要帯域算出部２０の必要帯域出力部２２に、求められた
必要帯域の増加量０．５と０．８が渡される。

【０１１７】全必要帯域算出部２０は、受け取った必要
帯域の増加量０．５と０．８を比較し、最小の増加量
０．５を求めた個別帯域管理部＃１を選択する。そし
て、全必要帯域算出部２０は、この選択結果（例えば識
別子である１）を受付制御部１０に伝える。

【０１１８】選択結果を伝えられると受付制御部１０
は、選択されなかった個別帯域管理部＃２に対して、選
択されなかったことを通知する。これとともに、受付制
御部１０は、ＶＣ設定要求に対して選択された個別帯域
管理部＃１の識別子（例えば）１）を記憶する。

【０１１９】全必要帯域算出部２０は、必要帯域記憶部
２１に記憶されている「設定要求のあったＶＣの接続前
の必要帯域」すなわち１．９にＶＣの設定後に増加する
必要帯域０．５を加えることにより新たな必要帯域２．
４を得る。

【０１２０】もし、当該要求が受け入れられた場合、図
９（ｂ）のように、選択された個別帯域管理部＃１の個
別必要帯域記憶部３２に記憶する値を２．０に更新し、
全必要帯域算出部２０の必要帯域記憶部２１に記憶する
値を２．４に更新する。

【０１２１】なお、以上の説明では、記憶すべきデータ
を全必要帯域算出部２０の必要帯域記憶部２１や個別帯
域管理部３０の個別必要帯域記憶部３２などに分散して
記憶しているが、その代わりに、例えば、全必要帯域算
出部２０内でデータを集中的に管理するようにしても良
い。この場合、例えば、個別の必要帯域の値（前述の例
で個別帯域管理部３０の個別必要帯域記憶部３２内に記
憶していたデータ）は、対応する個別帯域管理部３０の
識別子と組にして記憶する必要がある。また、この場
合、個別帯域管理部３０から全必要帯域算出部２０に
は、差分ではなく、個別必要帯域算出部３１により求め
られた個別の必要帯域を渡す。また、差分帯域出力部３
３の機能は、全必要帯域算出部２０内に設けられる。

【０１２２】以下では、本実施形態に係る帯域管理装置
２内の個別帯域管理部３０内の個別必要帯域算出部３１
のいくつかの実施形態を説明する。なお、以下では、個
別必要帯域管理部のことを個別帯域管理装置と呼ぶこと
とする。

【０１２３】最初に、個別帯域管理装置の第１の実施形
態を説明する。

【０１２４】図１０は、本実施形態に係る個別帯域管理
装置２３０の構成を示す図である。本実施形態の個別帯
域管理装置２３０は、出力リンク速度算出部２３１、通
信品質推定部２３２、通信品質比較部２３３、ＱＯＳ記
憶部２３４および必要帯域出力部２３５を備えている。

【０１２５】ＱＯＳ記憶部２３４は、既接続ＶＣと新た
に接続を要求してきたＶＣのＱＯＳの中で最も要求通信
品質の厳しい値を記憶している。つまり、例えば、通信
品質として、セル廃棄率、セル遅延、セル遅延揺らぎの
３つがあった場合を考え、ＶＣ１とＶＣ２が接続してお
り、ＶＣ３の接続要求が到着した場合を考える。各ＶＣ
の要求通信品質が図１１のように与えられている場合、
ＱＯＳ記憶部２３４はセル廃棄率１０^-9、セル遅延１０
［ｍｓｅｃ］、セル遅延揺らぎ３［ｍｓｅｃ］という値
を記憶している。

【０１２６】なお、上記のように最も要求通信品質の厳
しい値を記憶するのではなく、ＱＯＳ記憶部２３４が、
現在の接続ＶＣの要求通信品質とは関係なく固定した値
を記憶するようにしておいても、同様の効果が得られ
る。

【０１２７】以下、個別帯域管理装置２３０の動作を図
１２のフローチャートを用いて説明する。

【０１２８】入力されたパケット到着特性と、出力リン
ク速度算出部２３１に記憶されている出力リンク速度の
仮定値Ｃ_iとから、所定の必要帯域算出方法（例えば前
述したバースト溢れ率法）を用いて、出力リンク速度が
Ｃ_iであると仮定した場合の通信品質Ｅ_iを通信品質推
定部２３２により求める（ステップＳ１３）。このと
き、入力されるパケット到着特性は、端末より通知され
るパケット送出特性記述子から求められるものであって
も良いし、パケット到着特性を観測することにより得ら
れるものであっても良い。

【０１２９】通信品質比較部２３３は、求められた通信
品質とＱＯＳ記憶部２３４に記憶されている保証すべき
通信品質とを比べ、通信品質がＱＯＳを満足するか否か
を判定する（ステップＳ１４）。

【０１３０】以上の処理を、出力リンク速度算出部２３
１から異なる値を取り出しつつ繰り返す（ステップＳ１
１〜Ｓ１５）。

【０１３１】出力速度算出部２３１から出力リンク速度
の仮定値をその値が単調減少するように取り出すことに
より、出力リンク速度の仮定値は、通信品質推定部２３
２により求められた通信品質がＱＯＳを満たす仮定値
｛Ｃ₁，Ｃ₂，…，Ｃ_i-1｝と、満たさない仮定値｛Ｃ
_i，Ｃ_i+1，…，Ｃ_Imax｝とに分けることができる。そ
のため、必要帯域出力部２３５は、通信品質推定部２３
２が求めた通信品質がＱＯＳを満たさなくなる出力リン
ク速度の仮定値がＣ_iであることを知り、必要帯域とし
てＣ_i-1を出力することができる（ステップＳ１６）。

【０１３２】次に、個別帯域管理装置の第２の実施形態
を説明する。

【０１３３】図１３は、本実施形態に係る個別帯域管理
装置２４０の構成を示す図である。個別帯域管理装置２
４０は、出力リンク速度算出部２４１、通信品質推定部
２４２、通信品質比較部２４３、ＱＯＳ記憶部２４４、
必要帯域出力部２４５およびパケット到着特性記憶部２
４６を備えている。

【０１３４】出力リンク速度算出部２４１、通信品質推
定部２４２、通信品質比較部２４３、ＱＯＳ記憶部２４
４、必要帯域出力部２４５は、それぞれ、図１０の出力
リンク速度算出部２３１、通信品質推定部２３２、通信
品質比較部２３３、ＱＯＳ記憶部２３４、必要帯域出力
部２３５と同様のものである。

【０１３５】本実施形態では、個別帯域管理装置２４０
は、パケット到着特性が変化する場合に、パケット到着
特性変化情報を受け取り、パケット到着特性記憶部２４
６に記憶している変化前のパケット到着特性と、入力さ
れたパケット到着特性変化情報とから、変化後のパケッ
ト到着特性を求める。

【０１３６】一旦パケット到着特性が求められると、個
別帯域管理装置の第１の実施形態と同様の動作により必
要帯域を求める。

【０１３７】次に、個別帯域管理装置の第３の実施形態
を説明する。すなわち、前述した個別帯域管理部３０内
で使用する必要帯域算出方法の１つであるバースト溢れ
率変形法について説明する。

【０１３８】図１４は、第３の実施形態に係る個別帯域
管理装置の動作を示すフローチャートである。

【０１３９】本実施形態では、パケット到着特性から単
位時間当たりのパケットの到着数の確率分布を求め、通
信品質としてパケット廃棄率を用いる。本実施形態にお
ける動作は、以下の理論に基づく。

【０１４０】単位時間当たりのパケット到着数がｈであ
る確率をｐ_a（ｈ）とし、出力リンク速度、つまり出力
リンクにおける単位時間当たりのパケット転送数をＣと
する。パケットが出力リンク速度以上で到着した場合
は、出力リンクから溢れる分が廃棄されるものと考え、
パケット廃棄量を次式で定義する。

【０１４１】

【数１】

【０１４２】式（２）で示される単位時間当たりのパケ
ット到着数の期待値Ｍを用いて、パケット廃棄率Ｓ_r／
Ｍを求めることが出来る。

【０１４３】

【数２】

【０１４４】式（１）では、単位時間当たりのパケット
到着数を実数値として扱ったが、このパケット到着数を
量子化し、ｂの倍数の値しかとらないと考えると、式
（１）は、式（３）のように書ける。

【０１４５】

【数３】

【０１４６】式（３）で、ｐ_r（ｈ）は単位時間当たり
のパケット到着数ｒが（ｈ−１）ｂ＜ｒ≦ｈｂである確
率であり、Ｃ_o＝ｆｌｏｏｒ［Ｃ／ｂ］である。ただ
し、ｆｌｏｏｒ［ｘ］は、実数値ｘの少数点以下切捨て
を意味する。

【０１４７】さらに、式（４）で示される単位時間当た
りのパケット到着数の期待値Ｍを用いて、パケット廃棄
率Ｓ_r／Ｍを求めることが出来る。

【０１４８】

【数４】

【０１４９】出力リンク速度の仮定値がｉｂである場合
のパケット廃棄量をＳ_r（ｉ）と書くことにすると、こ
れは、式（５）で示されるように、漸化的に求めること
が出来る。

【０１５０】

【数５】

【０１５１】以上をもとにした本実施形態の処理手順に
ついて図１４のフローチャートを参照しながら説明す
る。

【０１５２】なお、Ｐ_r（ｉ）は単位時間当たりのパケ
ット到着数がｉである確率、ＣＬはＱＯＳによりもとま
る許容パケット廃棄量、Ｗは必要帯域を示す。

【０１５３】まず、ステップＳ２１で、パケット廃棄の
生じない十分大きな出力リンク速度Ｃ₁＝（Ｉ_max＋
１）ｂに対して、Ｓ_r（Ｉ_max＋１）＝０、Ｐ_c＝０と
初期化を行ない、また保証すべきパケット廃棄率Ｒ_QOS
を用いてＣＬ＝ＭＲ_QOSを記憶する。ここで、Ｐ_cは、
式（６）で示される値を記憶する変数である。

【０１５４】

【数６】

【０１５５】今、ｊ＝Ｉ_max，Ｉ_max−１，…，ｉ＋１
なるｊに対するパケット廃棄量Ｓ_r（ｊ）が求まってお
り、次にＳ_r（ｉ）を求める場合を考える。

【０１５６】ステップＳ２３で、Ｐ_cの値を式（６）で
示される値に更新し、ステップＳ２４でパケット廃棄量
Ｓ_r（ｉ）を求める。

【０１５７】次に、ステップＳ２５でパケット廃棄量と
ＣＬの比較を行ない、Ｓ_r（ｉ）≦ＣＬ、つまりＳ
_r（ｉ）／Ｍ≦Ｒ_QOSであるならば、通信品質はＱＯＳ
を満足するので必要帯域ＷをステップＳ２６で記憶す
る。そして、ステップＳ２７で、出力リンク速度を減ら
す。

【０１５８】以上のステップＳ２２〜Ｓ２７の処理を繰
り返し行い、Ｓ２５でＮＯとなったら、ステップＳ２８
で、必要帯域Ｗを出力する。

【０１５９】ステップＳ２６での必要帯域の更新は、通
信品質がＱＯＳを満足する場合にのみ行なわれるので、
ステップＳ２８で出力されるＷは、通信品質がＱＯＳを
満足するために必要な最小帯域である。

【０１６０】上記の例では、通信品質がＱＯＳを満たす
か否かの判定のために、ＱＯＳより求まる許容パケット
廃棄量ＣＬを予め求め、これとパケット廃棄量を比較し
たが、パケット廃棄率Ｓ_r（ｉ）／ＭとＲ_QOSを比較す
ることによりステップＳ２５の判定を行なっても構わな
い。

【０１６１】ここで、図１０に示された内部構成を持つ
個別帯域管理装置２３０が、図１４のフローチャートに
従って動作する場合の実施形態について説明する。

【０１６２】出力リンク速度算出部２３１がｂとＩ_max
の値を記憶しており、ｉ＝Ｉ_max，Ｉ_max−１，…，０
に対してｉの値とｂの値を通信品質推定部２３２と必要
帯域出力部２３５に渡す。

【０１６３】通信品質推定部２３２は、ステップＳ２
３，Ｓ２４に従いパケット廃棄量を求め、このパケット
廃棄量とパケットの平均到着ビットレートＭを通信品質
比較部２３３に渡す。

【０１６４】通信品質比較部２３３は、ＱＯＳ記憶部２
３４に記憶されているＲ_QOSの値と平均到着ビットレー
トＭよりＣＬを求め、ステップＳ２５の比較を行ない、
この結果を必要帯域出力部２３５に渡す。

【０１６５】必要帯域出力部２３５は、通信品質がＱＯ
Ｓを満足する場合にのみ必要帯域の更新をステップＳ２
６に従い行なう。

【０１６６】通信品質比較部２３３から、通信品質がＱ
ＯＳを満たさないという結果を得たら、必要帯域出力部
２３５は、必要帯域を出力する。

【０１６７】次に、図１３に示された内部構成を持つ個
別帯域管理装置２４０が、図１４のフローチャートに従
って動作する場合の実施形態について説明する。

【０１６８】パケット到着特性記憶部２４６が記憶して
いるパケット到着特性と、受け取ったパケット到着特性
変化情報とから、変化後のパケット到着特性を求める。

【０１６９】変化後のパケット到着特性を求めた後は、
図１０の個別帯域管理装置２３０と同様の動作により、
必要帯域を求めることが出来る。

【０１７０】図１５は、図１４のフローチャートに従っ
て動作する通信品質推定部２３２，２４２（図１５中の
２５０）の一構成例である。

【０１７１】通信品質推定部２５０は、パケット廃棄量
記憶部２５１、到着レート分布算出部２５２およびパケ
ット廃棄量算出部２５３を備えている。

【０１７２】到着レート分布算出部２５２は、パケット
到着特性からｐ_r（ｉ）を求め、ステップＳ２３に従い
Ｐ_Cを求めていく。パケット廃棄量記憶部２５１は、ス
テップＳ２４に従いパケット廃棄量算出部２５３が求め
たパケット廃棄量Ｓ_r（ｉ）を記憶する。

【０１７３】次に、個別帯域管理装置の第４の実施形態
を説明する。

【０１７４】図１６は、本実施形態に係る個別帯域管理
装置の動作を示すフローチャートであり、現在のパケッ
ト到着特性に対して、出力リンク速度の仮定値ｉｂに対
するパケット廃棄量Ｓ_r（ｉ）が求まっている場合に、
パケット到着特性が変化する場合の変化後の必要帯域を
求めるものである。

【０１７５】ここでは、ｉ＝０，１，２，…，Ｉ_maxに
対してパケット廃棄量がＳ_r（ｉ）が求まっており、例
えば、新たなＶＣの接続のためにパケット到着特性が変
化する場合を考える。このＶＣから、パケットの到着レ
ート、つまり単位時間当たりのパケット到着数ｒが（ｈ
−１）ｂ＜ｒ≦ｈｂである確率をｐ_p（ｈ）で表す。こ
れを用いると、新たなＶＣが加わった場合のパケット廃
棄量Ｓ′_r（ｉ）を式（７）で求めることが出来る。

【０１７６】

【数７】

【０１７７】ただし、ｉ＞Ｉ_maxなるｉに対してＳ
_r（ｉ）＝０、ｉ＜０なるｉに対してＳ_r（ｉ）＝Ｓ_r
（０）−ｉであるものとする。

【０１７８】また、このＶＣからのパケットの平均到着
レートをｍとして、全体のパケット平均到着レートを
Ｍ′＝Ｍ＋ｍと更新することにより、パケット到着特性
変更後のパケット廃棄率をＳ′_r（ｉ）／Ｍ′で求める
ことが出来る。

【０１７９】パケット到着特性の変更の起こる例とし
て、新しいＶＣの設定、接続ＶＣの解放、接続ＶＣのパ
ケット到着特性の変更を挙げることが出来る。

【０１８０】また、パケット到着特性を観測することに
より、パケット到着レートの確率分布を求め、｛Ｓ
_r（ｉ）｝_{i=0,1,2,…,Imax}を求めておき、ＶＣ設定要
求があった場合に、そのトラヒック特性記述子よりｐ_p
（ｊ）を求め、式（７）の計算を行なってもよい。

【０１８１】例えば、ＡＴＭ網において、ＶＣの設定要
求があり、このＶＣからのパケット（セル）到着特性を
示す記述子として、ＰＣＲとＳＣＲの組（ｐ，ｍ）が与
えられた場合について考える。この記述子を用いて、Ｖ
Ｃからのセルがレートａ＝ｃｅｉｌ［ｐ／ｂ］で到着す
る確率をｍ／ｐ、レート０で到着する確率を１−ｍ／ｐ
とし、この他のレートではセルが到着しないものと仮定
すると、このＶＣを接続後のセル廃棄量は、式（４）で
求めることが出来る。ただし、ｃｅｉｌ［ｘ］は、実数
ｘの小数点以下の切上げを意味する。

【０１８２】

【数８】

【０１８３】ＡＴＭ網において、ＰＣＲとＳＣＲの組が
（ｐ_g，ｍ_g）であるＶＣの解放によるセル到着特性の
変化が生じる場合について考える。この場合、次の手順
により、セル廃棄量｛Ｓ″_r（ｉ）｝_{i=0,1,2,…,Imax}
を求めることが出来る。（手順１）平均レートをＭ″＝Ｍ−ｍ_gと更新する。（手順２）次式を用いてｈ＝Ｉ_max，Ｉ_max−１，…，
０の順でＳ_r（ｈ）を更新する。

【０１８４】

【数９】

【０１８５】新たなパケット廃棄許容量ＣＬ″＝Ｍ″Ｒ
_QOSと｛Ｓ″_r（ｉ）｝_i=0,1,2,… _,Imaxとを比較する
ことにより、必要帯域を求めることが出来る。

【０１８６】上記の手順では、ｈをＩ_max，Ｉ_max−
１，…の順で変化させ新たなセル廃棄量Ｓ″_r（ｈ）を
求めているが、式を工夫することにによりｈを０，１，
…の順で変化させてＳ″_r（ｈ）を求めることも出来
る。

【０１８７】以上をもとにした本実施形態の処理手順に
ついて図１６のフローチャートを参照しながら説明す
る。

【０１８８】ステップＳ３１で、例えば、ＶＣ設定要求
のような新たなパケット到着特性変更要求があった場合
に、新たな加わるパケット流の到着レートの確率分布ｐ
_p（ｉ）を、パケット到着特性記述子から求める。

【０１８９】ステップＳ３２で、新たなパケット流が加
わる前の、パケット廃棄量｛Ｓ_r（ｉ）｝
_{i=0,1,2,…,Imax}と、ｐ_pｉから、新たなパケット流が
加わった場合のパケット廃棄量｛Ｓ′_r（ｉ）｝
_{i=0,1,2,…,Imax}を式（７）または式（８）に従い求め
る。

【０１９０】次に、ステップＳ３３で、予め求めたＣ
Ｌ′＝Ｍ′Ｒ_QOSとＳ′_r（ｉ）との比較を行ない、
Ｓ′_r（ｉ）≦ＣＬ′を満足する最小のｉを探す。

【０１９１】ステップＳ３４で、求まったｉに対して、
必要帯域Ｗ′＝ｉｂを出力する。

【０１９２】なお、上記の例では、全てのｉに対して
Ｓ′_r（ｉ）を求めてから（ステップＳ３２）、Ｓ′_r
（ｉ）≦ＣＬ′の比較を行なっている（ステップＳ３
３）が、Ｓ′_r（ｉ）の計算を行ないながら、求まった
Ｓ′_r（ｉ）に対してＣＬ′との比較を行なってもよ
い。

【０１９３】図１６のフローチャートでは、新たにパケ
ット流が増加する場合について述べているが、パケット
流が減少する場合においても同様に実行できることは明
らかである。

【０１９４】ここで、図１３に示された内部構成を持つ
個別帯域管理装置２４０が、図１６のフローチャートに
従って動作する場合の実施形態について説明する。

【０１９５】出力リンク速度算出部２４１がｂとＩ_max
の値を記憶しており、ｉ＝Ｉ_max，Ｉ_max−１，…，０
に対してｉの値とｂの値を通信品質推定部２４２と必要
帯域出力部２４５に渡す。

【０１９６】通信品質推定部２４２は、ステップＳ３
１，Ｓ３２に従いパケット廃棄量を求め、このパケット
廃棄量とパケットの平均到着レートＭ′を通信品質比較
部２４３に渡す。

【０１９７】通信品質推定部２４３は、ＱＯＳ記憶部２
４４に記憶されているＲ_QOSの値と平均到着レートＭ′
よりＣＬ′を求め、ステップＳ３３の比較を行ない、こ
の結果を必要帯域出力部２４５に渡す。

【０１９８】必要帯域出力部２４５は、通信品質がＱＯ
Ｓを満足する最小の帯域Ｗ′を記憶しておき（ステップ
Ｓ３３）、その出力を行なう。

【０１９９】パケット到着特性記憶部２４６は、例え
ば、ＡＴＭ網では、設定ＶＣのトラヒック申告値を記憶
しており、ＶＣ解放要求があった場合に、その記憶内容
から解放ＶＣのトラヒック申告値を引き出し、減少する
パケット到着特性を得ることが可能となる。

【０２００】図１７は、図１６のフローチャートに従っ
て動作する通信品質推定部２３２，２４２（図１７中の
２６０）の一構成例を示す図である。

【０２０１】パケット廃棄量記憶部２６１は、出力リン
ク速度をｉｂと仮定した時のパケット廃棄量｛Ｓ
_r（ｉ）｝_{i=0,1,2,…,Imax}を記憶している。到着レー
ト分布算出部２６２が、パケット到着特性変化情報を受
け取り、変化分のパケット到着レートの確率分布ｐ
_p（ｉ）を求める。

【０２０２】パケット廃棄量算出部２６３は、｛Ｓ
_r（ｉ）｝_{i=0,1,2,…,Imax}とｐ_p（ｉ）を用いて、パ
ケット到着特性変化後のパケット廃棄量｛Ｓ′
_r（ｉ）｝_i=0,1, _2,…,Imaxを求め、これを出力すると
同時にパケット廃棄量記憶部２６１の値を更新する。

【０２０３】このとき、例えば、ＶＣ設定要求が到着
し、このＶＣ設定要求が拒否された場合に備えて、パケ
ット廃棄量記憶部２６１の値を更新してしまわずに、
｛Ｓ′_r（ｉ）｝_{i=0,1,2,…,Imax}の値は、パケット廃
棄量算出部２６３が、ＶＣ設定要求が受け付けられるま
で保持しておいてもよい。

【０２０４】以下では、バースト溢れ率変形法と仮想帯
域法とを併用する効果に関して説明する。

【０２０５】図１８は、バースト溢れ率法（図中のＢｕ
ｒｓｔＯｖｅｒｆｌｏｗ）、仮想帯域法（図中のＥｆ
ｆｅｃｔｉｖｅＢａｎｄｗｉｄｔｈ）、ＭＭＤＰ（図
中のＭＭＤＰ）近似を用いて夫々セル廃棄率１０^-9を満
足する最大許容負荷（ＭａｘｉｍｕｍＬｏａｄ）を求
めた結果を示す図である。

【０２０６】ここで、仮想帯域法とは、ＶＣ_nの必要帯
域ω_n（ζ）を式（６）で求めるものである。

【０２０７】

【数１０】

【０２０８】ただし、ＶＣ_nからのパケット到着モデル
は、平均長１／μ_nのｏｎ状態と平均長１／λ_nのｏｆ
ｆ状態を繰り返し、各状態の滞在時間は指数分布に従う
ものとし、バッファサイズをＫ、ζ＝ｌｏｇ（Ｒ_QOS）
／Ｋであるとしている。ここで、Ｒ_QOSは、要求パケッ
ト廃棄率である。

【０２０９】また、ｐ_nは、ＶＣ_nのピークレートであ
る。なお、ＶＣ_nはｏｎ状態時にのみ速度ｐ_nでセルを
出すと仮定している。

【０２１０】仮想帯域法に関しては、文献『Ｇｉｂｂｅ
ｎｓ，Ｒ．Ｊ．ａｎｄＨｕｎｔ，Ｐ．Ｊ．：“Ｅｆｆ
ｅｃｔｉｖｅｂａｎｄｗｉｄｔｈｓｆｏｒｔｈｅ
ｍｕｌｔｉ−ｔｙｐｅＵＡＳｃｈａｎｎｅｌ”，
ＱｕｅｕｅｉｎｇＳｙｓｔｅｍｓ，ｐｐ．１７−２７
（１９９１）．』に詳しい解説がある。

【０２１１】図１８では、各ＶＣからのセル到着モデル
は、ｏｎ−ｏｆｆモデルで、ｏｎ状態、ｏｆｆ状態の長
さは幾何分布に従い、平均ｏｎ期間長５００ｔ［ｃｅｌ
ｌｓｌｏｔｓ］、平均ｏｆｆ期間長２５００ｔ［ｃｅｌ
ｌｓｌｏｔｓ］であり、ｏｎ状態時にのみセルがレー
ト１／２５で到着するものである。このＶＣをセル廃棄
率が１０^-9になるまで多重数を上げていき、最大許容負
荷を求めた。

【０２１２】図１８より、バースト長の短いＶＣの必要
帯域は仮想帯域法で求め、バースト長の長いＶＣの必要
帯域はバースト溢れ率変形法で必要帯域を求めることに
より、高精度に必要帯域が求められることが分かる。

【０２１３】これにより、図６の帯域管理装置２の構成
で、バースト溢れ率法に従い動作する個別帯域管理部３
０と仮想帯域法に従い動作する個別帯域管理部３０とを
用意することにより、高精度に必要帯域が求まることが
分かる。

【０２１４】ところで、パケット到着特性の変更要求が
あった際、帯域管理装置２によりパケット到着特性変更
後の必要帯域を求め、この必要帯域と通信装置が備える
出力リンクの速度とを帯域管理装置２または通信装置内
で比較し、必要帯域が出力リンク速度よりも大きい場合
に、その変更要求を拒否することにより、通信品質を保
証することが出来る。この手順を次に示す。（手順１）パケット到着特性変更要求を受け付けると、
これに応じ、必要帯域を求める。（手順２）新たな必要帯域と出力リンク速度を比較す
る。（手順３）新たな必要帯域が出力リンク速度よりも大き
いとき、パケット到着特性を拒否する。本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではな
く、その技術的範囲において種々変形して実施すること
ができる。

【０２１５】

【発明の効果】本発明によれば、アルゴリズムに基づい
て転送対象となるパケットのパケット到着特性から一定
値以上の通信品質を満足するための必要帯域を求める手
段を複数種類用意し、パケット到着特性の内容に応じて
最適なアルゴリズムを選択することで、分割損なしに幅
広いトラヒック特性に対して効率的にかつ精度良く必要
帯域を管理できる。

【０２１６】本発明によれば、直接は必要帯域を求める
ことのきない通信品質推定アルゴリズムを用いて一定値
以上の通信品質を満足するための必要帯域を求めること
が出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るパケット通信網を示
す概念図である。

【図２】同実施形態の交換機の内部構成の一例を示す図

【図３】同実施形態の多重／分離装置の内部構成の一例
を示す図

【図４】同実施形態の速度変換装置の内部構成の一例を
示す図

【図５】複数の通信装置で１つの帯域管理装置を共用す
る場合の一構成例を示す図

【図６】同実施形態の帯域管理装置の構成を示す図

【図７】同実施形態の全必要帯域算出部の内部構成の一
例を示す図

【図８】同実施形態の個別帯域管理部の内部構成の一例
を示す図

【図９】同実施形態の帯域管理装置の動作を説明するた
めの図

【図１０】同実施形態の個別帯域管理装置の構成の一例
を示す図

【図１１】各ＶＣの要求通信品質の一例を示す図

【図１２】同実施形態の個別帯域管理装置の動作の一例
を示すフローチャート

【図１３】同実施形態の個別帯域管理装置の構成の他の
例を示す図

【図１４】同実施形態の個別帯域管理装置の動作の他の
例を示すフローチャート

【図１５】同実施形態の通信品質推定部の構成の一例を
示す図

【図１６】同実施形態の個別帯域管理装置の動作のさら
に他の例を示すフローチャート

【図１７】同実施形態の通信品質推定部の構成の他の例
を示す図

【図１８】バースト溢れ率変形法と仮想帯域法を用いて
求めた最大許容負荷を示す図

【図１９】従来のバースト溢れ率法におけるトラヒック
のバースト長とセル廃棄率推定精度を示す図

【符号の説明】

１０１〜１０９…端末１１０、１１０−１〜１１０−４…交換機１２０…多重／分離装置１３０…速度変換装置２…帯域管理装置１５０…スイッチ１２１…多重装置１２２…分離装置１３１…リンク速度差調整装置３０１，３０２，３０３…通信装置１０…受付制御部２０…全必要帯域算出部３０、３０−１〜３０−ｊ…個別帯域管理部２１…必要帯域記憶部２２…必要帯域出力部３１…個別必要帯域算出部３３…差分帯域出力部３２…個別必要帯域記憶部２３０，２４０…個別帯域管理装置２３１，２４１…出力リンク速度算出部２３２，２４２…通信品質推定部２３３，２４３…通信品質比較部２３４，２４４…ＱＯＳ記憶部２３５，２４５…必要帯域出力部２４６…パケット到着特性記憶部２５０，２６０…通信品質推定部２５１，２６１…パケット廃棄量記憶部２５２，２６２…到着レート分布算出部２５３，２６３…パケット廃棄量算出部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力リンクから入力されたパケットを蓄積
部で蓄積した後に所定の出力リンクへ転送する通信装置
にて一定値以上の通信品質を提供するための帯域管理方
法において、転送対象となるパケットのパケット到着特性をもとに予
め用意された所定のアルゴリズムに基づいて必要帯域を
求める処理手段であって、パケット流対応に設けられた
処理手段のうちの少なくとも１つを選択し、選択された前記処理手段により該処理手段に対応付けら
れているパケット流についてパケット到着特性が変化し
た場合に前記一定値以上の通信品質を満足するために要
求される必要帯域の変化分を夫々求め、求められた必要帯域の変化分のうちの１つを選択し、保持されている現在の全パケット流の必要帯域の総和に
選択された前記必要帯域の変化分を加えることにより、
パケット到着特性が変化した場合に前記一定値以上の通
信品質を満足するために前記通信装置に要求される新た
な必要帯域の総和を求めることを特徴とする帯域管理方
法。
【請求項２】前記処理手段の選択では、端末からパケッ
ト到着特性の変更要求を受け付けた場合に、処理手段の
うちの少なくとも１つを選択し、前記必要帯域の変化分を求めるにあたっては、前記変更
要求に伴って与えられる前記パケット到着特性の変更量
を示す通知情報を用いて前記パケット到着特性の変化量
を推定することにより前記必要帯域を求め、前記決定にあたっては、求められた必要帯域以上の帯域
が前記通信装置にて確保されていない場合、前記パケッ
ト到着特性の変更要求の受付を拒否すべきと決定するこ
とを特徴とする請求項１に記載の帯域管理方法。
【請求項３】入力リンクから入力されたパケットを蓄積
部で蓄積した後に所定の出力リンクへ転送する通信装置
にて一定値以上の通信品質を提供するために必要となる
必要帯域を求めるための帯域管理方法において、必要帯域を複数の異なる値に仮定し、転送対象となるパ
ケットのパケット到着特性をもとにして該仮定された必
要帯域の各々の値に対する通信品質を求め、求められた通信品質と前記一定値とを比較することによ
り該一定値以上の通信品質を提供するための必要帯域を
求めることを特徴とする帯域管理方法。
【請求項４】前記パケット到着特性として、パケットの
到着速度の確率分布を用い、このパケットの到着速度と
前記仮定した必要帯域の値との差の値に関する確率分布
を求め、求められた前記差の値に関する確率分布と既に
求めた仮定した必要帯域の値に対する通信品質を用い
て、前記仮定した必要帯域の値に対する通信品質を順次
求めることを特徴とする請求項３に記載の帯域管理方
法。
【請求項５】前記パケット到着特性が変化する場合に、
現在のパケット到着特性に対して前に求めた仮定された
複数の必要帯域の値夫々に対する通信品質と、該パケッ
ト到着特性の変化量とを用いて、該仮定された複数の必
要帯域の値に対するパケット到着特性変化後の通信品質
を夫々求め、求められた前記パケット到着特性変化後の
通信品質と前記一定値とを比較することにより該一定値
以上の通信品質を提供するための必要帯域を求めること
を特徴とする請求項３または請求項４に記載の帯域管理
方法。
【請求項６】入力リンクから入力されたパケットを蓄積
部で蓄積した後に所定の出力リンクへ転送する通信装置
にて一定値以上の通信品質を提供するための帯域管理装
置において、パケット流対応に設けられ、転送対象となるパケットの
パケット到着特性をもとに予め用意された所定のアルゴ
リズムに基づいて、対応付けられているパケット流につ
いてパケット到着特性が変化した場合に前記一定値以上
の通信品質を満足するために要求される必要帯域を求め
る、複数の第１の処理手段と、パケット到着特性の変化の可能性または事実を検知した
場合に、前記第１の処理手段のうちの少なくとも１つを
選択して前記必要帯域を求めさせ、この必要帯域を求め
た個別帯域管理手段における必要帯域の変化分のうちの
１つを選択し、保持されている現在の全パケット流の必
要帯域の総和に選択された前記必要帯域の変化分を加え
ることにより、前記変更要求を受理した場合に前記一定
値以上の通信品質を満足するために前記通信装置に要求
される新たな必要帯域の総和を求める第２の処理手段
と、求められた新たな必要帯域の総和をもとに前記変更要求
を受理するか否かを決定する第３の処理手段とを備えた
ことを特徴とする帯域管理装置。
【請求項７】入力リンクから入力されたパケットを蓄積
部で蓄積した後に所定の出力リンクへ転送する通信装置
にて一定値以上の通信品質を提供するために必要となる
必要帯域を求めるための帯域管理装置において、必要帯域を複数の異なる値に仮定し、転送対象となるパ
ケットのパケット到着特性をもとにして該仮定された必
要帯域の各々の値に対する通信品質を求め、求められた
通信品質と前記一定値とを比較することにより該一定値
以上の通信品質を提供するための必要帯域を求める手段
を備えたことを特徴とする帯域管理装置。