JPH11275079A - 非同期転送ネットワークシステムおよび非同期転送ネットワークシステムにおけるサービス品質管理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コネクションの継続中でもサービス品質に関
するパラメータの測定ができ、サービス品質を維持する
ために迅速にネットワークの制御ができる。 【解決手段】 セルのスイッチングを行う複数のＡＴＭ
スイッチ５ａ〜５ｄと、ルートを決定し前記非同期転送
スイッチを制御するネットワーク管理装置２と、入口と
なるＡＴＭスイッチ５ａに接続され測定器１を備た非同
期転送ネットワークシステムにおいて、測定器１は、通
信中にサービス品質測定のための測定用セルを挿入し、
戻ってきた測定用セル内の情報よりサービス品質に関す
る値の算出、解析を行い、この解析結果に基づき前記ネ
ットワーク管理装置２に通知を行う。ＡＴＭスイッチ５
ａ〜５ｄは、サービス品質算出のために必要となる値を
測定用セルに書き込む。ネットワーク管理装置２は、測
定器１からの通知に基づき新たなルート決定を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、非同期転送モード
での通信において、サービスの行われている途中でサー
ビス品質の測定・監視を行い、サービス品質が劣化しな
いよう管理する非同期転送ネットワークシステムおよび
非同期転送ネットワークシステムにおけるサービス品質
管理方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ネットワークにおける転送モードの１つ
に非同期転送モード（Asynchronous Transfer Mode：以
下「ＡＴＭ」と略記する）がある。この転送モードは、
音声や動画などの情報をすべて固定長のセル（小包）に
して転送する通信技術で、セルにはヘッダがつけられ、
大容量の情報を正しく高速伝送できる。また、ＡＴＭ技
術は、マルチメディア時代の基幹インフラとなるＢ−Ｉ
ＳＤＮ（Broadband Integrated Services Digital Netw
ork：広帯域総合デジタル通信網）を構築するために不
可欠な通信技術であり、ＬＡＮ（Local Area Network：
構内情報通信網）などにも応用されてきている。ところ
で、このＡＴＭにおけるネットワークは、サービス品質
の保証をユーザに提供できるという長所があり、ユーザ
はコネクション設定時に送信データのトラヒック特性や
セルの損失等に関するサービス品質について、ネットワ
ークに要求することが可能である。このユーザからの要
求に対し、ネットワークは指定されたサービス品質を保
証できるルートを探し、コネクション接続をする。そし
て、一度コネクションが確立したらコネクションの継続
中は指定されたサービス品質を維持しなくてはならな
い。従って、ネットワークは常にサービス品質を監視す
ることが重要となってくる。このサービス品質を監視す
る１つの手段としてＯＡＭ（Operation And Maintenanc
e）機能を用いる方法が考えられる。なお、ＯＡＭ機能
については、ITU-T Recommendation I.610:"B-ISDN OPE
RATION AND MAINTENACE PRINCEPLESAND FUNCTIONS"に詳
細に記載されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、現状のＯＡＭ
機能だけでは、リンク断、ビット誤りやセル損失は検出
できても、サービス品質パラメータであるセル転送遅
延、セル転送遅延変動は測定できない。本発明はこのよ
うな事情に鑑みてなされたもので、コネクションの継続
中でもサービス品質を維持するためのパラメータの測定
ができ、サービス品質が劣化した場合、このサービス品
質を維持するために迅速にネットワークの制御および管
理ができる非同期転送ネットワークシステムおよび非同
期転送ネットワークシステムにおけるサービス品質管理
方法を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のうち請求項１に記載の発明は、セルのスイ
ッチングを行う複数の非同期転送スイッチと、ルートを
決定し前記非同期転送スイッチを制御するネットワーク
管理装置とからなる非同期転送ネットワークシステムに
おいて、前記ネットワークシステムは、入口となる非同
期転送スイッチに接続され、通信中にサービス品質測定
のための測定用セルを挿入し、戻ってきた該測定用セル
内の情報よりサービス品質に関する値の算出、解析を行
い、該解析結果に基づき前記ネットワーク管理装置に通
知を行う測定器をさらに備え、前記非同期転送スイッチ
は、前記サービス品質算出のために必要となる値を前記
測定用セルに書き込む機能をさらに備え、前記ネットワ
ーク管理装置は、前記測定器からの通知に基づき新たな
ルート決定を行う機能をさらに備えたことを特徴とする
非同期転送ネットワークシステムである。

【０００５】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載の非同期転送ネットワークシステムにおいて、前
記測定器が、コネクション接続後にパストレースのため
のセルを送出することによりルート上の非同期転送スイ
ッチのトレース順および固有ＩＤを特定する機能をさら
に備え、前記通信中の測定用セルの挿入において、ルー
ト上の各非同期転送スイッチが前記サービス品質算出の
ために必要となる値を書き込む位置を該トレース順を利
用した簡易ＩＤで指定した前記測定用セルを挿入し、前
記非同期転送スイッチが、前記パストレースのためのセ
ルを受け取ると、自己の固有ＩＤを該セルの空欄に順次
書き込むとともに、該セルよりトレース順を認識し該ト
レース順を簡易ＩＤとして記憶する機能をさらに備え、
前記測定用セルへの情報の書き込みにおいて、前記測定
用セル内の簡易ＩＤで指定された位置に前記サービス品
質算出のために必要となる値を書き込むことを特徴とし
ている。

【０００６】また、請求項３に記載の発明は、請求項２
に記載の非同期転送ネットワークシステムにおいて、前
記測定用セルが、操作および保守を行うためのＯＡＭセ
ルを利用し、少なくとも前記ＯＡＭセルのＯＡＭセル種
別項目をサービス品質を測定することを示す値にすると
ともに、該ＯＡＭセルの固有フィールド項目に少なくと
も該測定用セルを送出した時刻のデータと、各非同期転
送スイッチの前記簡易ＩＤと前記サービス品質算出のた
めに必要となる値を書き込む領域を１組として、該組を
複数備えていることを特徴としている。

【０００７】また、請求項４に記載の発明は、請求項１
乃至請求項３のいずれかに記載の非同期転送ネットワー
クシステムにおいて、前記非同期転送スイッチが、サー
ビス品質算出のために必要となる値として、ユーザセル
のカウント結果と、前記測定用セルを受信してから送信
するまでの時間を該測定用セルに書き込み、前記測定器
が、戻ってきた測定用セルより算出するサービス品質に
関する値として、ルートにおけるセル損失、セル転送遅
延、セル転送遅延変動、および、非同期転送スイッチご
とのセル損失、セル転送遅延、セル転送遅延変動を算出
することを特徴としている。

【０００８】次に、請求項５に記載の発明は、セルのス
イッチングを行う複数の非同期転送スイッチと、ルート
を決定し前記非同期転送スイッチを制御するネットワー
ク管理装置と、入口となる非同期転送スイッチに接続さ
れ通信中にサービス品質測定を行う測定器とからなる非
同期転送ネットワークシステムにおけるサービス品質管
理方法であって、通信中にサービス品質測定のための測
定用セルが前記測定器により挿入され、前記送信された
測定用セルに対して、前記非同期転送スイッチにより前
記サービス品質算出のために必要となる値が書き込ま
れ、戻ってきた該測定用セル内の情報よりサービス品質
に関する値の算出、解析および、該解析結果に基づき前
記ネットワーク管理装置への通知が前記測定器により行
われ、前記測定器からの通知に基づき新たなルート決定
が前記ネットワーク管理装置により行われることにより
サービス品質の管理を行うことを特徴とする非同期転送
ネットワークシステムにおけるサービス品質管理方法で
ある。

【０００９】また、請求項６に記載の発明は、請求項５
に記載の非同期転送ネットワークシステムにおけるサー
ビス品質管理方法において、コネクション接続後にパス
トレースのためのセルを前記測定器より送出することに
よりルート上の非同期転送スイッチのトレース順および
固有ＩＤを特定し、前記非同期転送スイッチは、前記パ
ストレースのためのセルを受け取ると、固有ＩＤを該セ
ルの空欄に順次書き込むととに、該セルよりトレース順
を認識し該トレース順を簡易ＩＤとして記憶し、前記測
定器による通信中の測定用セルを挿入において、ルート
上の各非同期転送スイッチが前記サービス品質算出のた
めに必要となる値を書き込む位置を前記簡易ＩＤで指定
した前記測定用セルを挿入し、前記測定用セルへの情報
の書き込みにおいて、前記非同期転送スイッチは前記測
定用セル内の簡易ＩＤで指定された位置に前記サービス
品質算出のために必要となる値を書き込むことを特徴と
している。

【００１０】また、請求項７に記載の発明は、請求項６
に記載の非同期転送ネットワークシステムにおけるサー
ビス品質管理方法において、前記測定用セルが、操作お
よび保守を行うためのＯＡＭセルを利用し、少なくとも
前記ＯＡＭセルのＯＡＭセル種別項目をサービス品質を
測定することを示す値にするとともに、該ＯＡＭセルの
固有フィールド項目に少なくとも該測定用セルを送出し
た時刻のデータと、各非同期転送スイッチの前記簡易Ｉ
Ｄと前記サービス品質算出のために必要となる値を書き
込む領域を１組として、該組を複数備えていることを特
徴としている。

【００１１】また、請求項８に記載の発明は、請求項５
乃至請求項７のいずれかに記載の非同期転送ネットワー
クシステムにおけるサービス品質管理方法において、前
記サービス品質算出のために必要となる値が、ユーザセ
ルのカウント結果と、測定用セルを受信してから送信す
るまでの時間であり、前記サービス品質に関する値が、
ルートにおけるセル損失、セル転送遅延、セル転送遅延
変動、および、非同期転送スイッチごとのセル損失、セ
ル転送遅延、セル転送遅延変動をセル損失、セル転送遅
延、セル転送遅延変動であることを特徴としている。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態による
非同期転送ネットワークシステムおよび非同期転送ネッ
トワークシステムにおけるサービス品質管理方法を図面
を参照して説明する。図１は、本発明の非同期転送モー
ドで動作する非同期転送ネットワークシステム（以下で
は単に「ネットワークシステム」と呼ぶ）の構成を示し
た図である。図１において、ネットワークシステムは、
非同期転送モードでセルのスイッチングを行う複数の非
同期転送スイッチ（以下「ＡＴＭスイッチ」と呼ぶ）５
ａ〜５ｄと、ルートを決定しＡＴＭスイッチ５ａ〜５ｄ
を制御するネットワーク管理装置２と、入口となるＡＴ
Ｍスイッチ５ａに接続されサービス品質の測定を行う測
定器１とからなる。そして、このネットワークシステム
のＡＴＭスイッチに端末Ａ・３と端末Ｂ・４とが接続さ
れている。

【００１３】このネットワークシステムにおいて、測定
器１は、通信中にサービス品質測定のための測定用セル
を挿入し、戻ってきた測定用セル内の情報よりサービス
品質に関する値の算出、解析を行い、この解析結果に基
づきネットワーク管理装置２にサービス品質劣化の通知
を行う。また、ＡＴＭスイッチ５ａ〜５ｄは、セルに対
する通常のスイッチング機能のほか、ルート上にある場
合に測定用セルに対してサービス品質算出のために必要
となる値を書き込む機能をさらに備えている。また、ネ
ットワーク管理装置２は、通常のネットワーク管理機能
ほか、測定器１からの通知に基づき新たなルート決定を
行う機能をさらに備えている。なお、図１では、ネット
ワークシステム内に複数存在するＡＴＭスイッチの代表
として４つのＡＴＭスイッチ５ａ〜５ｄを示している。
また、ネットワークシステムには複数の端末の接続が可
能であるが、接続された端末の代表として端末Ａ・３と
端末Ｂ・４とを示している。なお、以下の説明におい
て、端末Ａ・３がネットワークシステムに対して端末Ｂ
・３との通信のためのコネクション設定の要求を行うも
のとして説明する。このため、測定器１は入口となるＡ
ＴＭスイッチ５ａに接続されているものとする。

【００１４】次に、このネットワークシステムにおける
シーケンスの概要を図２を用いて説明する。図２に示す
シーケンスは、端末Ａ・３がネットワークシステムに対
して端末Ｂ・４との通信のためのコネクション設定の要
求を行うことにより開始する。まず、ネットワーク制御
装置２により端末Ａ・３と端末Ｂ・４とが通信するため
のルーテイングが行われ、ルートが決定すると通信が始
まる（ステップＳ１１）。ここでは、図１においてＡＴ
Ｍスイッチ５ａ、ＡＴＭスイッチ５ｃ、ＡＴＭスイッチ
５ｂを経由するルートが設定されたものとする。次に、
この通信中に測定器１はサービス品質（ＱｏＳ：Qualit
y of Service）を測定するための測定用セルを定期的に
挿入し、戻ってきた測定用セルを用いてサービス品質の
測定、監視を行なう（ステップＳ１２）。なお、この過
程をより詳しく説明すると以下のようになる。測定器１
は測定用セルを挿入し、監視したいコネクションに多重
する。この測定用セルは空きセルと置換挿入され、ルー
ティングされているＡＴＭスイッチ５ａ、ＡＴＭスイッ
チ５ｃを経由し、端末Ｂ・４が接続され出口となるＡＴ
Ｍスイッチ５ｂにて折り返され、また測定器１に戻って
くる。このとき、各ＡＴＭスイッチ５ａ、５ｃ、５ｂは
測定用セルに対してサービス品質算出のために必要とな
る値を書き込む。そして、測定器１は、戻ってきた測定
用セル内の情報よりサービス品質に関する値の算出を行
い、サービス品質の測定・監視を行う。

【００１５】次に、ステップＳ１２の測定・監視結果か
ら、測定器１は、要求される品質よりサービス品質が劣
化したか判断を行い（ステップＳ１３）、劣化している
と判断した場合にはこの旨をネットワーク管理装置２へ
通知する（ステップＳ１４）。なお、例としてＡＴＭス
イッチ５ｃが劣化の原因と判断され、その旨も通知され
たものとする。通知を受けたネットワーク管理装置２
は、サービス品質が劣化したルートを避ける新たなルー
トについてのリルーテイングを行う（ステップＳ１
５）。例えば新たなルーとしてＡＴＭスイッチ５ａ、Ａ
ＴＭスイッチ５ｄ、ＡＴＭスイッチ５ｂを経由するルー
トが設定される。端末Ａ・３と端末Ｂ・４間での送信が
終了していない場合には、ステップＳ１２に戻る（ステ
ップＳ１６）。以上のようにして、コネクションの継続
中においてサービス品質を維持するためのパラメータの
測定を行い、サービス品質が劣化した場合、このサービ
ス品質を維持するために迅速にネットワークの制御およ
び管理を行う。

【００１６】以下では上記シーケンス中のステップＳ１
２について詳細に説明する。まずはじめに、ステップＳ
１２において、測定器１が計算するサービス品質に関す
るパラメータについて説明する。サービス品質に関する
パラメータとしては、ルートにおけるセル損失、セル転
送遅延、セル転送遅延変動、および、ルート上のＡＴＭ
スイッチごとのセル損失、セル転送遅延、セル転送遅延
変動である。ここで、セル損失とは、送信側で送ったセ
ルが受信側（相手）まで届かないことをいう。このセル
損失は、情報フィールド全ての損失であるから通信品質
に及ぼす影響は大きい。主な発生要因は、伝送路のビッ
ト誤りやＡＴＭスイッチ内で同一出回線へのセルトラヒ
ック輻輳によるバッファオーバーフローである。また、
セル転送遅延とは、伝送路上での伝搬遅延に加え、ＡＴ
Ｍスイッチ内でのスイッチング遅延およびセルを統計多
重するために生じる転送待ち遅延があり、さらにセル化
に伴う遅延である。また、セル転送遅延変動とは、ＡＴ
Ｍスイッチ内でのスイッチング遅延およびセルを統計多
重するために生じる転送待ち遅延が一定でなく、その時
点でのセルトラヒック量に依存した変動のことをいう。

【００１７】次に、これらの計算方法について説明す
る。セル損失を求める方法として、２つの方法が考えら
れる。１つは測定用セルそのものの損失セル数を計数
し、測定用セルの総数に対する損失セル数の割合を求め
る方法であり、下記の式（１）によりセル損失率（ＣＬ
Ｒ）を求めることができる。 ＣＬＲ＝（Ｓｎ−Ｒｎ）／Ｓｎ ・・・ （１） ここで、「Ｓｎ」は送出した測定用セルの総数であり、
「Ｒｎ」は受信した測定用セル数である。もう１つの方
法は、送信されるユーザセル数を利用して求める方法
で、下記の式（２）にてセル損失率（ＣＬＲ）を求め
る。 ＣＬＲ＝（ＴＵＣ−ＴＲＣＣ）／ＴＵＣ ・・・（２） ここで、「ＴＵＣ」は送信セル数、「ＴＲＣＣ」は受信
セル数である。

【００１８】以上の２つの方法を比較すると、測定セル
そのものを対象とする方法は簡易であるが、ユーザトラ
ヒックへの影響を考慮すると測定用セルのトラヒックを
増やすことはできない。そこで、好ましくは式（２）に
よりセル損失を求める。なお、各ＡＴＭスイッチにおけ
るセル損失は、測定用セルの情報フィールドにＡＴＭス
イッチが受信したユーザセル数を書き込む欄を設け、こ
の値を利用してセル損失を計算する。また、ルートにお
けるセル損失は、出口となるＡＴＭスイッチが測定用セ
ルに書き込んだ受信したユーザセル数を利用することに
より計算する。

【００１９】次にセル転送遅延を求める方法について説
明する。測定用セルの情報フィールドにタイムスタンプ
を付与し、そのセルが戻ってくるまでの時間を測定し、
その平均値と最大値を求める。平均値（ＣＴＤ）は式
（３）により求める。

【数１】 ここで、「ＴＭ」はセル到着時刻を表わし、「ＴＳ」は
測定用セル内のタイムスタンプ値、「ｎ」は受信したセ
ル数である。なお、各ＡＴＭスイッチのセル転送遅延と
して、測定用セルを受信してから次のＡＴＭスイッチへ
送信するまでの平均遅延時間（ＣＴＤＩ）を求める。な
お、測定用セルの情報フィールドには、各ＡＴＭスイッ
チがこの転送遅延時間を書き込む領域があり、戻ってき
た測定用セル内のこの情報を利用して各ＡＴＭスイッチ
におけるセル転送遅延を式（４）を用いて算出する。

【数２】 ここで、「ＴＤ」はＡＴＭスイッチにおける遅延時間、
ｎは各ＡＴＭスイッチにおける測定回数である。

【００２０】次にセル転送遅延変動を求める方法につい
て説明する。セル転送遅延変動（ＣＤＶ）は、式（５）
を用いて求める。

【数３】 また、各ＡＴＭスイッチにおけるセル転送遅延変動（Ｃ
ＤＶＩ）は、式（６）を用いて求める。

【数４】 以上のようにして、測定器１は、サービス品質に関する
パラメータとして、ルートにおけるセル損失、セル転送
遅延、セル転送遅延変動、および、ルート上のＡＴＭス
イッチごとのセル損失、セル転送遅延、セル転送遅延変
動をセル損失、セル転送遅延、セル転送遅延変動を算出
する。

【００２１】次に、図３を用いて図２のステップＳ１２
のシーケンスを詳細に説明する。なお、図３において、
測定器１、ＡＴＭスイッチ５ａ、ＡＴＭスイッチ５ｂの
それぞれの下に示されたシーケンスが、それぞれの装置
の動作を示している。コネクション接続時に、測定器１
は、パストレースによりコネクションにおけるルート上
のＡＴＭスイッチを識別するととも、ルート上の各ＡＴ
Ｍスイッチは簡易ＩＤを取得する（ステップＳ２１〜Ｓ
２５）。すなわち、測定器１は、コネクション接続時
に、パストレース用のＯＡＭセルを送出し（ステップＳ
２１）、このＯＡＭセルを受けたＡＴＭスイッチが自己
の固有の識別ＩＤをこのセルに書き込む（ステップＳ２
２、２３）とともに簡易ＩＤを取得する。なお、出口と
なるＡＴＭスイッチ５ｂは、このパストレース用ＯＡＭ
セルのループバックを行い（ステップＳ２４）、測定器
１は、戻ってきたＯＡＭセルを解析することによりコネ
クションにおけるルート上のＡＴＭスイッチを識別する
ことができるようになる（ステップＳ２５）。

【００２２】このパストレースのために用いられるＯＡ
Ｍセルのフォーマットは図４に示す通りであり、符号２
２、２３等にルート上のＡＴＭスイッチの固有の識別Ｉ
Ｄがトレース順に順次書き込まれる。これにより、測定
器１は、ルート上の各ＡＴＭスイッチのレース順とその
ＡＴＭスイッチの固有の識別ＩＤとの対応を知ることが
できる。また、このＯＡＭセルには、符号２０に示すノ
ードカウンタが設けられ、この値は測定器１から送出さ
れる段階では「０」となっており、各ＡＴＭスイッチは
パストレースのために用いられるＯＡＭセルを受信する
と、この値をインクリメントする。よって、各ＡＴＭス
イッチは、入口となるＡＴＭスイッチからのトレース順
を知ることができるとともに、このトレース順を自己の
簡易ＩＤとして取得、記憶する。ところで、ＡＴＭスイ
ッチの固有の識別ＩＤは、数バイトある。これに対し
て、トレース順を用いた簡易ＩＤでは１バイトで、最大
２５６個のＡＴＭスイッチを特定できる。よって、この
ようにトレース順を利用した簡易ＩＤを各ＡＴＭスイッ
チが取得することにより、少ないデータ量で各ＡＴＭス
イッチを特定できるようになる。

【００２３】次に、測定器１は、通信中に測定用セルを
定期的に挿入し、各ＡＴＭスイッチからサービス品質算
出のために必要となる値を取得する（ステップＳ２６〜
Ｓ３４）。挿入される測定用セルには、ルート上の各Ａ
ＴＭスイッチがサービス品質算出のために必要となる値
を書き込む位置が指定されており、ＡＴＭスイッチはそ
の位置に値を書き込むものとする。

【００２４】ここで、挿入される測定用セルのフォーマ
ットを図５から図８を用いて詳しく説明する。図５はＯ
ＡＭセルの共通フォーマット構成を示したものである。
測定用セルはＩＴＵ−Ｔ勧告Ｉ．６１０で規定されてい
るこのＯＡＭセルの共通フォーマットを拡張することに
より実現する。これは、従来からある非同期転送モード
での互換性を取り易くするためである。図５のＯＡＭセ
ルを測定用セルに拡張するために、符号３１に示す「Ｏ
ＡＭセル種別」と符号３２に示す「機能種別」に関する
定義を図６の符号３３に示すように拡張定義する。すな
わち、図６に示すように「ＯＡＭセル種別」をサービス
品質管理用として拡張定義し、「機能種別」において順
方向、逆方向を定義する。なお、「機能種別」におい
て、順方向や逆方向の区別を特に必要としない場合には
「ＯＡＭセル種別」に関してのみ拡張定義すればよい。
このように拡張定義することにより、測定器１およびＡ
ＴＭスイッチは、受け取る複数のセルから測定用セルを
識別することができるようになる。

【００２５】次に、この測定用セルにおける固有フィー
ルドの定義内容を図７、図８を用いて詳しく説明する。
図７に示すように固有フィールドは４５バイトあり、こ
の４５バイトをサービス品質測定に必要な情報が得られ
るように以下のように定義する。まず、測定に必要な情
報として、測定用セルそのもののセル損失を検出するた
めのシーケンス番号（ＳＮ）があり、１バイトで０〜２
５５の繰り返しの値を取るものとする。次に、セル転送
遅延およびセル転送遅延変動の測定に用いるためのタイ
ムスタンプ（ＴＳ）で、測定器１から測定用セルを送出
する際の時刻を４バイトのデータで表わす。次に、セル
損失測定を行うためのユーザセルカウンタで、測定器に
てカウントした送信ユーザセル数を２バイトで表わす。
そして、測定器１から指定するルーブバックノードの識
別ＩＤとして１バイト設ける。この識別ＩＤは前述の簡
易ＩＤを用いるものとする。そして、以下にはノードＩ
Ｄ、受信セルカウンタ、ノード内遅延を１組とする７組
のデータが続く。この組は、ＡＴＭスイッチを指定する
ノードＩＤ（１バイト）と、ＡＴＭスイッチがサービス
品質測定に必要な値を書き込むための受信セルカウンタ
（２バイト）と遅延時間測定結果を書き込むためのノー
ド内遅延時間（２バイト）の計５バイトである。ここ
で、ノードＩＤは前述の簡易ＩＤを用いる。以上のよう
に固有フィールドの定義を行う。なお、この固有フィー
ルドの定義内容をまとめたのが図８である。このよう
に、簡易ＩＤを利用することにより少ないバイト数でＡ
ＴＭスイッチを特定することができ、その結果１つの測
定用セルに複数のＡＴＭスイッチからサービス品質測定
に必要な値を得ることができるようになる。よって、測
定器１は少ない測定用セルで効率的にサービス品質の測
定をすることができるようになる。

【００２６】次に図３におけるステップＳ２６以降をス
テップ順に説明する。通信中に上述した測定用セルが挿
入されると（ステップＳ２６）、まず、ＡＴＭスイッチ
５ａがこの測定用セルを受け取りこの測定用セルの分離
を行う（ステップＳ２７）。ＡＴＭスイッチ５ａは、測
定用セル内の固有フィールドにおいて自己の簡易ＩＤを
見つけると、その簡易ＩＤに続く「受信セルカウンタ」
および「ノード内遅延時間」を書き込む領域にそれぞれ
の値を書き込み（ステップＳ２８）、その測定用セルを
挿入する（ステップＳ２９）。測定用セルを受け取った
他のＡＴＭスイッチもステップＳ２７〜Ｓ２９と同様の
処理を行うが、測定用セルの固有フィールド内でループ
バックノードとして指定されたＡＴＭスイッチ５ｂは、
ステップＳ２７〜Ｓ２９に対応する処理（ステップＳ３
０〜Ｓ３２）のほか、この測定用セルを測定器１に返す
ループバックの処理も行う（ステップＳ３３）。そし
て、測定器１は戻ってきた測定用セルを受け取る（ステ
ップＳ３４）。

【００２７】次に、測定器１は、ルートにおけるセル損
失、セル転送遅延時間、セル転送遅延変動の計算を行う
（ステップＳ３６）ととも、各ＡＴＭスイッチごとのセ
ル損失、セル転送遅延時間、セル転送遅延変動の計算を
行う（ステップＳ３６）。そして、測定器１は、上記計
算結果を利用して、要求されるサービス品質を満たして
いるか、満たしていない場合にはどのＡＴＭスイッチに
おいて問題があるかを解析する（ステップＳ３７）。サ
ービス品質を満たしていない場合は、リルーテイングの
ためにネットワーク管理装置２へ通知する（ステップＳ
３８、Ｓ３９）。以上を測定器１が測定停止命令を受け
るまで繰り返すことにより、図２のステップＳ１２が行
われる。以上のようにして通信中にサービス品質に関す
る測定をすることにより、各ＡＴＭスイッチは、サービ
ス品質に関する測定のための動作として、 ｉ） 受信したユーザセルのカウントし、 ｉｉ） 測定用セルを受信してから送信するまでの時間
を測定し、 ｉｉｉ） 測定用セルの指定された位置に書き込む だけでよくなる。よって、ＡＴＭスイッチはサービス品
質に関するパラメータの劣化を監視する必要が無くな
り、サービス品質に関する処理においてＡＴＭスイッチ
での処理負担が軽くなる。また、サービス品質に関する
測定・監視は、測定器１が集中して行うことから、ネッ
トワーク管理装置２もサービス品質の監視のための処理
が必要なくなり処理負担が軽くなる。また、本方式はコ
ネクションごとの品質劣化の検出が可能であることか
ら、同一のリンクやノードを通過するコネクションのう
ち、あるコネクションだけをリルートすることもでき
る。

【００２８】ところで、図３のステップＳ２６の測定用
セルの挿入間隔として、 １）ユーザセルの送出レートに関係なく一定間隔で測定
用セルを挿入する ２）ユーザセルがＮ個送出されるごとに１個の測定用セ
ルを挿入するという２つの方法が考えらる。 １）の方法では、ユーザセルの送出レートが測定用セル
の挿入レートに比べ極端に低い場合、このコネクション
におけるバーチャルチャネルにおいて測定用セルの割合
が高くなり、他のコネクションにおけるバーチャルチャ
ネルが使用できる帯域を圧迫してしまうことになる。ま
た逆にユーザセルの送出レートが測定用セルの挿入レー
トに比べ極端に高い場合、各ＡＴＭチャネルが持ってい
る受信ユーザセルのカウンタがオーバーフローしてしま
うことも考えられる。一方、２）の方法では、常にユー
ザセルの送出レートの１／Ｎが測定用セルの挿入レート
となることから、無駄に帯域を使うことはない。また、
Ｎの値を決めればユーザセルの送出レートに関係なく各
ＡＴＭスイッチの受信ユーザセルのカウンタも一義に決
まる。従って、２）の方法が有効であり、図３のステッ
プＳ２６では、ユーザセルがＮ個送出されるごとに１個
の測定用セルを挿入するものとする。この場合、図７に
示す固有フィールドの「ユーザセルカウンタ」は特に必
要なくなる。

【００２９】なお、２）の方法の場合、サービス品質に
対する要求を満たしているかの最小判断時間（Ｔ）は、
式（７）により求めることができる。 Ｔ＝１／（ＬＴＨ×ＵＣＲ） ・・・ （７） ここで、「ＬＴＨ」はセル損失率しきい値を、「ＵＣ
Ｒ」はユーザセルの送出レートを表わす。

【００３０】図９は、ユーザセルの送出レート（ユーザ
セルレート：ＵＣＲ）と測定用セルの挿入レート（ＭＣ
Ｒ）およびサービス品質の最小判断時間（Ｔ）との関係
を示した図である。なお、図において、符号Ａが測定用
セルの挿入レートを表わし、符号Ｂが最小判断時間を表
わしている。図９に示すように測定用セルの挿入レート
は、ユーザセルレートが高くなれば高くなり、最小判断
時間も短くなる。一方、ユーザセルレートが低くなると
最小判断時間も長くなる。しかし、測定用セルのユーザ
セルに対する比率は１／Ｎ固定であり、リンク容量全体
に対する測定用セルのオーバーヘッドも高々１／Ｎに制
限される。また、ユーザセルレートが長いものほど障害
時の影響が大きいので、短時間で障害や品質劣化の検出
を行う必要があるが、ユーザセルレートが低ければ判断
時間がかかってもさほど問題とならない。以上のような
点からもユーザセルがＮ個送出されるごとに１個の測定
用セルを挿入する方法が好ましい。

【００３１】図１０は、ユーザセルレートとサービス品
質の最小判断時間との関係をまとめた図である。この図
からパケット廃棄率が極端に劣化するといわれるセル損
失率１０^-4程度の品質限界を検出するのに必要な時間
は、数Ｍｂｉｔ／ｓ以上のサービスの場合、数十ミリ秒
程度で検知することが可能であることがわかり、短時間
でサービス劣化を検出できることがわかる。

【００３２】ところで、ネットワーク制御を行う方式と
して、ＰＮＮＩルーテイングによる場合とネットワーク
マネージメントシステム（ＮＭＳ：Network Management
System）の指示による場合の２つがある。以下でこれ
らについての説明を行う。図１１は、ネットワーク制御
として、ＰＮＮＩルーテイングによる場合を示した図で
ある。通信をしようとするときにのみコネクションを動
的に設定するＳＶＣ（Switched Virtual Connection）
方式においては、設定および開放をするためのシグナル
プロトコルにＰＮＮＩシグナリングを用いる。図１１に
おいて端末Ａ・３と端末Ｂ・４間で通信しようとする
と、ＡＴＭスイッチはまずＰＮＮＩシグナリングおよび
ＰＮＮＩルーティングによりコネクション設定、ルーテ
ィング処理を行なう。そして、この完了後、両端末間で
通信が始まる。この状態で測定器１より測定用セルが挿
入され、ＡＴＭスイッチ５ｂで折り返される。測定器１
は、返ってきた測定用セルを解析し、サービス品質の劣
化を検出すると、ＰＮＮＩシグナリングを用いて、劣化
したルートを切断し、新たに代替えルートを検索し、Ｐ
ＮＮＩで再度ルート設定を行う。

【００３３】図１２は、ネットワーク制御として、ネッ
トワークマネージメントシステムの指示による場合を示
した図である。固定的に端末間にコネクションを設定す
るＰＶＣ（Permanet Virtual Connection）方式におい
ては、ネットワークマネージメントシステム６によりす
べてのＡＴＭスイッチが中管理される。サービス品質の
測定順は、測定器１より測定用セルが挿入され、ＡＴＭ
スイッチ５ｂで折り返される。測定器１は、返ってきた
測定用セルを解析し、その結果をネットワークマネージ
メントシステム６に通知する。ネットワークマネージメ
ントシステムはＳＮＭＰ（Simple Network Management
Protocol）やＣＭＩＰ（Common Management Protocol）
を用いてサービス品質の劣化したルートを切断し、新た
なルートを探して、代替えルートに切り替える。なお、
図１におけるネットワーク管理装置１は、上述の２の場
合に対応したルーティング機能を備えたものとする。

【００３４】次に、測定器１とＡＴＭスイッチ５ａとの
接続構成例を図１３を用いて説明する。測定器１は、入
口となるＡＴＭスイッチ５ａの入力回線部１１に接続さ
れ、測定用セルの受け渡しを行う。ＡＴＭスイッチ５ａ
はこのセルをユーザセル内へ多重するとともに、ヘッダ
トランスレータ１３で測定用セルを識別、分離し測定器
１に送る。出口となるＡＴＭスイッチ５ｂを含めた各Ａ
ＴＭスイッチは、自分自身がループバック指定されてい
れば出力回線部１２のヘッダトランスレータ１３で測定
用セルを識別し、下り線にこのセルを渡し多重して戻
す。なお、測定器１は、ＡＴＭスイッチの１ポートに接
続し、通常ＡＴＭスイッチが、ネットワーク管理装置２
と通信する手法を利用する。これにより、測定器１側で
フォーマットを合わせるだけで、ネットワーク管理部２
との通信が可能になる。

【００３５】なお、本実施の形態において、ＡＴＭスイ
ッチは、測定用セルの簡易ＩＤで指定された位置にサー
ビス品質に関するパラメータを算出するための値を書き
込むものとした。これはサービス品質に関するパラメー
タを算出するための値を測定器１に効率的に送れて好ま
しいが、これに限定されるものでなく、以下の方式を用
いてもよい。例えば第１の方式として、コネクションに
おけるルート上の各ＡＴＭスイッチが自分のＩＤとサー
ビス品質算出のために必要となる値を順次測定用セルの
最後尾に追加していく。また、第２の方式として、第１
の方式とほぼ同じであるが、サービス品質算出のために
必要となる値の書き込みは測定用セルの最後尾に追加す
るのではなく、測定結果が書き込まれていない未記入の
測定用セルを探して書き込む。また、第３の方式とし
て、測定用セルには結果を書き込まず、各ノードは測定
用セルを受信するとサービス品質算出のために必要とな
る値を書き込んだ測定結果セルを測定器１に対して送出
する。また第４の方式として、第３の方式とほぼ同じで
あるが、測定用セルの受信ごとに毎回測定結果セルを返
送するのではなく、あらかじめ各ノードにしきい値をし
きい値をしらせておき、この値を超えたときに測定結果
セルを送出する。以上のような方式でＡＴＭスイッチは
サービス品質に関するパラメータを算出するための値を
測定器１に送ってもよい。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による非同
期転送ネットワークシステムおよび非同期転送ネットワ
ークシステムにおけるサービス品質管理方法によれば、
下記の効果を得ることができる。請求項１または請求項
６に記載の発明によれば、測定器は入口となる非同期転
送スイッチに接続され、測定用セルを挿入し、戻ってき
た測定用セルを用いてサービス品質に関する値の算出、
解析を行い、非同期転送スイッチはサービス品質算出の
ために必要となる値を測定用セルに書き込み、ネットワ
ーク管理装置は測定器からの通知に基づき新たなルート
決定を行っている。これにより、コネクションの継続中
においてサービス品質を維持するためのパラメータの測
定を行うことができ、サービス品質が劣化した場合、こ
のサービス品質を維持するために迅速にネットワークの
制御および管理を行うことができるようになる。また、
サービス品質の監視は測定器が集中して行っているの
で、ＡＴＭスイッチおよびネットワーク管理装置におけ
るサービス品質に関する処理負担を軽くすることもでき
る。また、請求項２または請求項７に記載の発明によれ
ば、測定器がコネクション接続後にパストレースのため
のセルを送出することによりルート上の非同期転送スイ
ッチのトレース順および固有ＩＤを特定し、非同期転送
スイッチが測定用セル内の簡易ＩＤで指定された位置に
前記サービス品質算出のために必要となる値を書き込ん
でいる。これにより、少ないデータ量で各ＡＴＭスイッ
チを特定できるようになるととに、少ない測定用セルで
効率的なサービス品質の測定をすることができるように
なる。また、測定器はＡＴＭスイッチの簡易ＩＤと固有
ＩＤとの対応づけより、簡易ＩＤからサービス品質劣化
の原因となる非同期転送スイッチの特定をすることがで
きる。

【００３７】また、請求項３または請求項請求項８に記
載の発明によれば、測定用セルは、操作および保守を行
うためのＯＡＭセルを拡張定義したものとなり、複数の
非同期転送スイッチが情報を書き込める構造となってい
る。これにより、従来からの非同期転送モードとの互換
性を取り易くするくなるとともに、少ない測定用セルで
効率的にサービス品質の測定をすることができるように
なる。また、請求項４または請求項９に記載の発明によ
れば、サービス品質算出のために必要となる値は、ユー
ザセルのカウント結果と測定用セルを受信してから送信
するまでの時間であり、サービス品質に関する値は、ル
ートおよび各非同期転送スイッチのセル損失、セル転送
遅延、セル転送遅延変動である。これにより、サービス
品質に関するパラメータを算出するためのデータを集め
ることができると共に、各非同期転送スイッチごとにパ
ラメータを求めることにより、障害のある非同期転送ス
イッチを容易に特定することができるようになる。ま
た、請求項５または請求項１０に記載の発明によれば、
測定器が測定用セルの挿入を所定個数のユーザセル毎に
行っている。これにより、測定用セルのユーザセルに対
する比率は１／Ｎ固定となり、リンク容量全体に対する
測定用セルのオーバーヘッドも高々１／Ｎに制限でき
る。また、ユーザセルレートが長いものほど障害時の影
響が大きいが、短時間に障害や品質劣化の検出を行うこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の非同期転送ネットワークシステムの
構成を示した図である。

【図２】 図１のネットワークシステムにおけるシーケ
ンスの概要を示したフローチャートである。

【図３】 図２のステップＳ１２を詳細に示したフロー
チャートである。

【図４】 パスレート用のセルのフォーマットを示した
図である。

【図５】 ＯＡＭセルの共通フォーマットである。

【図６】 ＯＡＭセルにおけるＯＡＭセル種別と機能種
別の定義内容を示した図である。

【図７】 測定用セルのフォーマットを示した図であ
る。

【図８】 図７に示す固有フィールドの内容をまとめた
図である。。

【図９】 ユーザセルレート（ＵＣＲ）と測定用セルの
発生レート（ＭＣＲ）およびサービス品質の最小判断時
間（Ｔ）との関係を示した図である。

【図１０】 ユーザセルレートとサービス品質の参照判
断時間との関係をまとめた図である。

【図１１】 ネットワーク制御として、ＰＮＮＩルーテ
イングによる場合を示した図である。

【図１２】 ネットワーク制御として、ネットワークマ
ネージメントシステムの指示による場合を示した図であ
る。

【図１３】 測定器とＡＴＭスイッチとの接続構成例を
示した図である。

【符号の説明】

１ 測定器 ２ ネットワーク管理装置 ３ 端末Ａ ４ 端末Ｂ ５ａ〜５ｄ ＡＴＭスイッチ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セルのスイッチングを行う複数の非同期
   転送スイッチと、ルートを決定し前記非同期転送スイッ
   チを制御するネットワーク管理装置とからなる非同期転
   送ネットワークシステムにおいて、 前記ネットワークシステムは、入口となる非同期転送ス
   イッチに接続され、通信中にサービス品質測定のための
   測定用セルを挿入し、戻ってきた該測定用セル内の情報
   よりサービス品質に関する値の算出、解析を行い、該解
   析結果に基づき前記ネットワーク管理装置に通知を行う
   測定器をさらに備え、 前記非同期転送スイッチは、前記サービス品質算出のた
   めに必要となる値を前記測定用セルに書き込む機能をさ
   らに備え、 前記ネットワーク管理装置は、前記測定器からの通知に
   基づき新たなルート決定を行う機能をさらに備えたこと
   を特徴とする非同期転送ネットワークシステム。
2. 【請求項２】 前記測定器は、 コネクション接続後にパストレースのためのセルを送出
   することによりルート上の非同期転送スイッチのトレー
   ス順および固有ＩＤを特定する機能をさらに備え、前記
   通信中の測定用セルの挿入において、ルート上の各非同
   期転送スイッチが前記サービス品質算出のために必要と
   なる値を書き込む位置を該トレース順を利用した簡易Ｉ
   Ｄで指定した前記測定用セルを挿入し、前記非同期転送
   スイッチは、 前記パストレースのためのセルを受け取ると、自己の固
   有ＩＤを該セルの空欄に順次書き込むとともに、該セル
   よりトレース順を認識し該トレース順を簡易ＩＤとして
   記憶する機能をさらに備え、前記測定用セルへの情報の
   書き込みにおいて、前記測定用セル内の簡易ＩＤで指定
   された位置に前記サービス品質算出のために必要となる
   値を書き込むことを特徴とする請求項１に記載の非同期
   転送ネットワークシステム。
3. 【請求項３】 前記測定用セルは、 操作および保守を行うためのＯＡＭセルを利用し、 少なくとも前記ＯＡＭセルのＯＡＭセル種別項目をサー
   ビス品質を測定することを示す値にするとともに、 該ＯＡＭセルの固有フィールド項目に少なくとも該測定
   用セルを送出した時刻のデータと、各非同期転送スイッ
   チの前記簡易ＩＤと前記サービス品質算出のために必要
   となる値を書き込む領域を１組として、該組を複数備え
   ていることを特徴とする請求項２に記載の非同期転送ネ
   ットワークシステム。
4. 【請求項４】 前記非同期転送スイッチは、 サービス品質算出のために必要となる値として、ユーザ
   セルのカウント結果と、前記測定用セルを受信してから
   送信するまでの時間を該測定用セルに書き込み、 前記測定器は、 戻ってきた測定用セルより算出するサービス品質に関す
   る値として、ルートにおけるセル損失、セル転送遅延、
   セル転送遅延変動、および、非同期転送スイッチごとの
   セル損失、セル転送遅延、セル転送遅延変動を算出する
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記
   載の非同期ネットワーク管理システム。
5. 【請求項５】 セルのスイッチングを行う複数の非同期
   転送スイッチと、ルートを決定し前記非同期転送スイッ
   チを制御するネットワーク管理装置と、入口となる非同
   期転送スイッチに接続され通信中にサービス品質測定を
   行う測定器とからなる非同期転送ネットワークシステム
   におけるサービス品質管理方法であっ て、通信中にサービス品質測定のための測定用セルが前
   記測定器により挿入され、 前記送信された測定用セルに対して、前記非同期転送ス
   イッチにより前記サービス品質算出のために必要となる
   値が書き込まれ、 戻ってきた該測定用セル内の情報よりサービス品質に関
   する値の算出、解析および、該解析結果に基づき前記ネ
   ットワーク管理装置への通知が前記測定器により行わ
   れ、 前記測定器からの通知に基づき新たなルート決定が前記
   ネットワーク管理装置により行われることによりサービ
   ス品質の管理を行うことを特徴とする非同期転送ネット
   ワークシステムにおけるサービス品質管理方法。
6. 【請求項６】 非同期転送ネットワークシステムにおけ
   るサービス品質管理方法は、 コネクション接続後にパストレースのためのセルを前記
   測定器より送出することによりルート上の非同期転送ス
   イッチのトレース順および固有ＩＤを特定し、 前記非同期転送スイッチは、前記パストレースのための
   セルを受け取ると、自己の固有ＩＤを該セルの空欄に順
   次書き込むとともに、該セルよりトレース順を認識し該
   トレース順を簡易ＩＤとして記憶し、 前記測定器による通信中の測定用セルを挿入において、
   ルート上の各非同期転送スイッチが前記サービス品質算
   出のために必要となる値を書き込む位置を前記簡易ＩＤ
   で指定した前記測定用セルを挿入し、 前記測定用セルへの情報の書き込みにおいて、前記非同
   期転送スイッチは前記測定用セル内の簡易ＩＤで指定さ
   れた位置に前記サービス品質算出のために必要となる値
   を書き込むことを特徴とする請求項５に記載の非同期転
   送ネットワークシステムにおけるサービス品質管理方
   法。
7. 【請求項７】 前記測定用セルは、 操作および保守を行うためのＯＡＭセルを利用し、 少なくとも前記ＯＡＭセルのＯＡＭセル種別項目をサー
   ビス品質を測定することを示す値にするとともに、 該ＯＡＭセルの固有フィールド項目に少なくとも該測定
   用セルを送出した時刻のデータと、各非同期転送スイッ
   チの前記簡易ＩＤと前記サービス品質算出のために必要
   となる値を書き込む領域を１組として、該組を複数備え
   ていることを特徴とする請求項６に記載の非同期転送ネ
   ットワークシステムにおけるサービス品質管理方法。
8. 【請求項８】 前記サービス品質算出のために必要とな
   る値は、 ユーザセルのカウント結果と、測定用セルを受信してか
   ら送信するまでの時間であり、 前記サービス品質に関する値は、 ルートにおけるセル損失、セル転送遅延、セル転送遅延
   変動、および、非同期転送スイッチごとのセル損失、セ
   ル転送遅延、セル転送遅延変動をセル損失、セル転送遅
   延、セル転送遅延変動であることを特徴とする請求項５
   乃至請求項７のいずれかに記載の非同期ネットワーク管
   理システムにおけるサービス品質管理方法。