【発明の詳細な説明】
輻輳回避
既存の公共交換電話ネットワーク（ＰＳＴＮ）は、コールの期間だけコミット
される定ビットレートチャネルを介して音声サービスを運ぶ。したがって、コー
ルのセットアップ時に輻輳が起こるおそれがある。
既存のパケット交換公共データネットワーク（ＰＳＰＤＮ）は、ベアラに統計
的に多重化される仮想チャネルを介して、データをパケットにして運ぶ。いかな
るときにも輻輳が起こるおそれがあるが、リンクごとに動作する積分高レベルデ
ータ制御（ＨＤＬＣ）プロトコルにより、データの完全性は保護される。
チャネルは、情報を運ぶか運ばないかにかかわらず帯域幅を占有するため、Ｐ
ＳＴＮは、データを運ぶには非効率的である。
統計多重化および積分ＨＤＬＣプロトコルによって導入される遅延変動のため
、ＰＳＰＤＮは音声会話を運ぶことはできない。
上記の２種のトラヒックの混成体を運ぶのには非同期転送モード（ＡＴＭ）ネ
ットワークが必要であり、したがって、そのトラヒック特性および機能は、ＰＳ
ＴＮまたはＰＳＰＤＮのいずれとも根本的に異なる。本発明は、ＡＴＭ基礎構造
のアクセス階層で異なるトラヒッククラスを扱う方法を識別し、提供する。
本発明によると、複数のスイッチを含み、ネットワー
クの入力またはそれに隣接するところに、ＡＴＭトラヒックを構成するコールを
受けるための３個の先入れ先出し（ＦＩＦＯ）バッファのセットを有し、それら
のバッファが、ＡＴＭトラヒックの定ビットレート（ＣＢＲ）トラヒック、持続
性セルレート（ＳＣＲ）トラヒックおよび使用可能ビットレート（ＡＢＲ）トラ
ヒックの形態にそれぞれ用いられるものであり、ＳＣＲバッファおよびＡＢＲバ
ッファからの出力レートが、バッファの内容が指定上限値を超えた場合にはバッ
ファの出力レートを小さな増分だけ増大させることによって、そしてバッファの
内容が指定下限値を下回った場合には出力レートを小さな増分だけ減少させるこ
とによって制御される、切換え式非同期転送モード（ＡＴＭ）ネットワークが提
供される。
次に、例として、添付の図面を参照しながら本発明を説明する。
図１は、本発明に使用するためのＡＴＭアクセスアップストリームバッファを
示すブロック図である。
図２は、本発明で実施されるトラヒック整形および輻輳回避を示すブロック図
である。
図３は、本発明のＡＴＭフロー制御ループを示すブロック図である。
国際電気通信連合（ＩＴＵ）研究グループ１３は、３種のＡＴＭトラヒックク
ラスを認識している。これらのクラスとは、
主に音声を運ぶための定ビットレート（ＣＢＲ）（クラスＡ）
主に可変ビットレート画像を運ぶための持続性セルレート（ＳＣＲ）（クラス
Ｂ）
データを運ぶのに使用される使用可能ビットレート（ＡＢＲ）（クラスＹ）
である。
これらのトラヒッククラスの一つがセットアップ時に各仮想チャネルと対応す
る。
ＳＣＲおよびＡＢＲの両トラヒッククラスをともに「バースト性」と定義する
。すなわち、仮想チャネル（ＶＣ）によって占有される瞬間帯域幅が連続的に変
化する。
バースト性ＶＣの平均帯域幅はピーク帯域幅よりも実質的に小さい。ＡＴＭス
イッチは、メモリバッファを含むその出力ポートで、多数のソースがベアラに対
するアクセスを求めて待ち行列を作ることを許し、それにより、トラヒックフロ
ーを平滑化する多重化機能を提供する。多くのバースト性チャネルが１個のベア
ラで運ばれるとき、バッファ待ち行列の有限メモリのオーバフローをもたらすピ
ークの一致の確率は非常に低い。したがって、平均に近づく仮想チャネル帯域幅
に基づいてネットワークの規模を決め、ひいては、ピーク帯域幅に基づいて規模
を決定する場合よりも多くのチャネルを運ぶことが可能である。これはシステム
の「統計利得」として知ら
れる。
セル損失確率の点で提供されるサービス品質は、許容される最大ピークチャネ
ル帯域幅（チャネル幅が小さいほど、運ばれるチャネルの数が増し、ひいては、
ベアラに関する統計平均からの標準偏差が小さくなる）、スイッチ中のメモリバ
ッファのサイズ（バッファが大きいほど、バースト積分の期間が長くなる）およ
びスイッチに入るトラヒックフローの「バーストしやすさ」に依存する。
ＶＣピーク帯域幅の制限は、システム制御の関数であり、提供されるＶＣ警備
機能およびスイッチメモリバッファは、費用を最小限にし、過度の遅延を回避す
るため、比較的小さくなければならない。しかし、バースト性トラヒックは、よ
り滑らかなトラヒックフローを達成するため、切換え式ネットワークに入る前に
、アクセスネットワーク中で調整することができる。大きなメモリバッファが、
アクセスネットワークの入口点に隣接して配置される。すべてのバースト性トラ
ヒック（ＳＣＲおよびＡＢＲクラス）は、このバッファを介して送られる。しか
し、ＳＣＲトラヒック（ＡＢＲトラヒックよりも遅延および遅延変動に対して感
度が高い）は、バッファからの出現に関して、より高い優先順位を与えられる。
ＣＣＲトラヒックはすでに「滑らか」であり、音声品質が遅延を被る。したが
って、このトラヒッククラスは、アクセスアップストリームのバースト性バッフ
ァに優
先する、別個のより小さなバッファを使用する。
得られたアップストリームバッファの構造を図１に示す。しかし、単なる緩衝
的記憶はそれ自体でトラヒックのフローを滑らかにするのに十分ではない。出力
レートが平均入力レートよりも有意に高いならば、バッファ中の待ち行列はほぼ
空になり、出力は入力のバーストしやすさの大部分を保持する。したがって、Ｃ
ＣＲチャネルのトラヒックフローを近似するまでになるトラヒックフローを作り
出すため、出力をレート制御しなければならない。しかし、出力レートが制限さ
れ過ぎるならば、バッファは満杯になり、オーバフローを起こすおそれがある。
したがって、出力フローを、バッファ中でほぼ一定のレベルに維持させるのに十
分なように強制するフィードバック機構が必要である。
バースト性トラヒックバッファのサイズは、図２に示す機構により、両限界の
間に維持される。待ち行列サイズが下限を下回るならば、バッファからの出力レ
ートは漸進的に減少する。同様に、サイズが上限を超えるならば、出力レートは
増す。小さな増分変化では、出力レートは比較的ゆっくり変化し、したがって、
滑らかなセルのフローを作り出す。
ＩＴＵ勧告は、各ＡＴＭセルのヘッダに３ビットのセルタイプフィールドを考
慮し、このフィールドのコードの１個が輻輳表示用である。この表示は、輻輳接
近の徴候があるとき、すなわち、普通は、バッファ内容が事前
設定値を超えたとき、ＶＣまたは仮想経路（ＶＰ）の経路中でスイッチまたは統
計マルチプレクサによってセットされる。意図することは、宛先ユーザネットワ
ークインタフェース（ＵＮＩ）で検出される輻輳表示の持続（具現態様に依存し
て、「Ｔ」基準点を上回るか下回る）が、輻輳メッセージのソースへの帰還をも
たらす。
セルタイプフィールドはまた、関連する仮想チャネルの帰還経路を介して伝送
され、輻輳メッセージを運ぶリソース管理（ＲＭ）セルを識別することを考慮し
ている。実際、ＲＭセルは、輻輳表示の持続が検出されたかどうかを問わず、規
則的な間隔で（たとえば、チャネルでＮ個のセルが受信されるごとに）戻される
。
ソースで受信されるＲＭセルは、アップストリームトラックの３種の状態の一
つを表示することができる。このような状態が以下の動作をもたらす。
１．輻輳状態：バッファ限界（上下とも）を、バッファの上縁に達するまで１増
分だけ上に移動させる。
バースト性入力が積分される期間を延長する。
バッファの出力レートを一時的に減らす（補充するまで）。
経路遅延を増大する。
２．ホールド状態：現在の状態を維持する。
３．非輻輳状態：バッファ限界（上下とも）を、バッファの下縁に達するまで１
増分だけ下に移動させる。
最後には元の状態を回復する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Congestion Avoidance Existing public switched telephone networks (PSTN) carry voice services over a constant bit rate channel that is committed only for the duration of the call. Therefore, congestion may occur during call setup. Existing packet switched public data networks (PSPDN) carry data in packets via virtual channels that are statistically multiplexed to bearers. Although congestion can occur at any time, the integrity of the data is preserved by the integrated high-level data control (HDLC) protocol that operates on a link-by-link basis. PSTNs are inefficient in carrying data because channels occupy bandwidth whether they carry information or not. Due to the delay variation introduced by the statistical multiplexing and integrating HDLC protocol, PSPDN cannot carry voice conversations. Asynchronous transfer mode (ATM) networks are required to carry a hybrid of the above two types of traffic, and therefore their traffic characteristics and functions are fundamentally different from either PSTN or PSPDN. The present invention identifies and provides a way to handle different traffic classes in the access hierarchy of the ATM infrastructure. According to the present invention, comprising a plurality of switches, at or near the input of the network, having a set of three first-in-first-out (FIFO) buffers for receiving calls making up ATM traffic, the buffers comprising: It is used in the form of constant bit rate (CBR) traffic, sustained cell rate (SCR) traffic and available bit rate (ABR) traffic for ATM traffic, respectively, and the output rate from the SCR buffer and the ABR buffer is Controlled by increasing the output rate of the buffer by a small increment when the content exceeds the specified upper limit, and by decreasing the output rate by a small increment when the content of the buffer falls below the specified lower limit. Switching asynchronous transfer mode De (ATM) network is provided. The invention will now be described, by way of example, with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a block diagram illustrating an ATM access upstream buffer for use in the present invention. FIG. 2 is a block diagram illustrating traffic shaping and congestion avoidance implemented in the present invention. FIG. 3 is a block diagram showing an ATM flow control loop of the present invention. The International Telecommunication Union (ITU) Research Group 13 is aware of three ATM traffic classes. These classes are mainly used to carry constant bit rate (CBR) for carrying voice (Class A), sustained cell rate (SCR) for carrying variable bit rate images (Class B), and data. Available bit rate (ABR) (class Y). One of these traffic classes corresponds to each virtual channel during setup. Both SCR and ABR traffic classes are defined as "bursty." That is, the instantaneous bandwidth occupied by the virtual channel (VC) changes continuously. The average bandwidth of the bursty VC is substantially less than the peak bandwidth. The ATM switch, at its output port containing the memory buffer, allows multiple sources to queue for access to the bearer, thereby providing a multiplexing function to smooth the traffic flow. When many bursty channels are carried on a single bearer, the probability of peak coincidence resulting in finite memory overflow of the buffer queue is very low. Thus, it is possible to size the network based on the virtual channel bandwidth approaching the average, and thus carry more channels than if sizing based on the peak bandwidth. This is known as the "statistical gain" of the system. The quality of service provided in terms of cell loss probability is the maximum allowed peak channel bandwidth (the smaller the channel width, the greater the number of channels carried, and thus the smaller the standard deviation from the statistical average for the bearer) , The size of the memory buffer in the switch (the larger the buffer, the longer the burst integration period) and the "burstability" of the traffic flow entering the switch. The VC peak bandwidth limit is a function of system control, and the VC security functions and switch memory buffers provided must be relatively small to minimize cost and avoid excessive delay. However, bursty traffic can be adjusted in the access network before entering the switched network to achieve a smoother traffic flow. A large memory buffer is located adjacent the entry point of the access network. All bursty traffic (SCR and ABR classes) is sent through this buffer. However, SCR traffic (which is more sensitive to delay and delay variation than ABR traffic) is given a higher priority for appearance from the buffer. CCR traffic is already "smooth" and voice quality suffers delay. Thus, this traffic class uses a separate, smaller buffer over the bursty buffer of the access upstream. FIG. 1 shows the structure of the obtained upstream buffer. However, mere buffer memory is not sufficient by itself to smooth the flow of traffic. If the output rate is significantly higher than the average input rate, the queue in the buffer will be almost empty and the output will retain most of the burstiness of the input. Therefore, the output must be rate controlled to create a traffic flow that approximates the traffic flow of the CCR channel. However, if the output rate is too limited, the buffer can become full and overflow. Therefore, there is a need for a feedback mechanism that forces the output flow to be sufficient to maintain a nearly constant level in the buffer. The size of the bursty traffic buffer is maintained between both limits by the mechanism shown in FIG. If the queue size falls below the lower bound, the output rate from the buffer will gradually decrease. Similarly, if the size exceeds the upper limit, the output rate will increase. With small incremental changes, the output rate changes relatively slowly, thus creating a smooth cell flow. The ITU recommendation considers a 3-bit cell type field in the header of each ATM cell, and one of the codes in this field is for congestion indication. This indication is set by a switch or statistical multiplexer in the path of a VC or virtual path (VP) when there is an indication of congestion approach, ie, usually when the buffer contents exceed a preset value. The intent is that the persistence of the congestion indication detected at the destination user network interface (UNI) (above or below the "T" reference point, depending on the implementation) will result in the return of the congestion message to the source. The cell type field also allows for identifying a resource management (RM) cell that is transmitted over the associated virtual channel's return path and carries the congestion message. Indeed, RM cells are returned at regular intervals (eg, every N cells received on the channel), regardless of whether the duration of the congestion indication is detected. An RM cell received at the source may indicate one of three states of the upstream track. Such a state results in the following operation. 1. Congestion state: The buffer limit (both upper and lower) is moved up by one increment until it reaches the upper edge of the buffer. Extends the period during which the bursty input is integrated. Temporarily reduce the buffer output rate (until refilling). Increase path delay. 2. Hold state: Maintain the current state. 3. Non-congested state: The buffer limit (both upper and lower) is moved down by one increment until it reaches the lower edge of the buffer. Finally, the original condition is restored.
【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項
【提出日】１９９７年４月４日
【補正内容】
明細書
輻輳回避
既存の公共交換電話ネットワーク（ＰＳＴＮ）は、コールの期間だけコミット
される定ビットレートチャネルを介して音声サービスを運ぶ。したがって、コー
ルのセットアップ時に輻輳が起こるおそれがある。
既存のパケット交換公共データネットワーク（ＰＳＰＤＮ）は、ベアラに統計
的に多重化される仮想チャネルを介して、データをパケットにして運ぶ。いかな
るときにも輻輳が起こるおそれがあるが、リンクごとに動作する積分高レベルデ
ータ制御（ＨＤＬＣ）プロトコルにより、データの完全性は保護される。
チャネルは、情報を運ぶか運ばないかにかかわらず帯域幅を占有するため、Ｐ
ＳＴＮは、データを運ぶには非効率的である。
統計多重化および積分ＨＤＬＣプロトコルによって導入される遅延変動のため
、ＰＳＰＤＮは音声会話を運ぶことはできない。
上記の２種のトラヒックの混成体を運ぶのには非同期転送モード（ＡＴＭ）ネ
ットワークが必要であり、したがって、そのトラヒック特性および機能は、ＰＳ
ＴＮまたはＰＳＰＤＮのいずれとも根本的に異なる。本発明は、ＡＴＭ基礎構造
のアクセス階層で異なるトラヒッククラスを扱う方法を識別し、提供する。
「An Integrated Dynamic Resource Allocation Sche
me for ATM Networks」（IEEE Infocom 93 Proceedings, vol．3，28 March 93，
pages 1288-1297）において、Bolla らは、ＡＴＭリンクがいくつかのトラヒッ
ククラスによって共用されるＡＴＭネットワークの帯域幅割当方式を記載してい
る。このシステムでは、各トラヒッククラスにセルバッファが設けられ、トラヒ
ック制御がバッファへの入力で実行される。
本発明によると、複数のスイッチを含み、ネットワークの入力またはそれに隣
接するところに、ＡＴＭトラヒックを構成するコールを受けるための３個の先入
れ先出し（ＦＩＦＯ）バッファのセットを有し、それらのバッファが、ＡＴＭト
ラヒックの定ビットレート（ＣＢＲ）トラヒック、持続性セルレート（ＳＣＲ）
トラヒックおよび使用可能ビットレート（ＡＢＲ）トラヒックの形態にそれぞれ
用いられるものであり、ＳＣＲバッファおよびＡＢＲバッファからの出力レート
が、バッファの内容が指定上限値を超えた場合にはバッファの出力レートを小さ
な増分だけ増大させることによって、そしてバッファの内容が指定下限値を下回
った場合には出力レートを小さな増分だけ減少させることによって制御される、
切換え式非同期転送モード（ＡＴＭ）ネットワークが提供される。
次に、例として、添付の図面を参照しながら本発明を説明する。
図１は、本発明に使用するためのＡＴＭアクセスアッ
プストリームバッファを示すブロック図である。
図２は、本発明で実施されるトラヒック整形および輻輳回避を示すブロック図
である。
図３は、本発明のＡＴＭフロー制御ループを示すブロック図である。
国際電気通信連合（ＩＴＵ）研究グループ１３は、３種のＡＴＭトラヒックク
ラスを認識している。これらのクラスとは、
主に音声を運ぶための定ビットレート（ＣＢＲ）（クラスＡ）
主に可変ビットレート画像を運ぶための持続性セルレート（ＳＣＲ）（クラス
Ｂ）
データを運ぶのに使用される使用可能ビットレート（ＡＢＲ）（クラスＹ）
である。
これらのトラヒッククラスの一つがセットアップ時に各仮想チャネルと対応す
る。
ＳＣＲおよびＡＢＲの両トラヒッククラスをともに「バースト性」と定義する
。すなわち、仮想チャネル（ＶＣ）によって占有される瞬間帯域幅が連続的に変
化する。
バースト性ＶＣの平均帯域幅はピーク帯域幅よりも実質的に小さい。ＡＴＭス
イッチは、メモリバッファを含むその出力ポートで、多数のソースがベアラに対
するアクセスを求めて待ち行列を作ることを許し、それにより
、トラヒックフローを平滑化する多重化機能を提供する。多くのバースト性チャ
ネルが１個のベアラで運ばれるとき、バッファ待ち行列の有限メモリのオーバフ
ローをもたらすピークの一致の確率は非常に低い。したがって、平均に近づく仮
想チャネル帯域幅に基づいてネットワークの規模を決め、ひいては、ピーク帯域
幅に基づいて規模を決定する場合よりも多くのチャネルを運ぶことが可能である
。これはシステムの「統計利得」として知られる。
セル損失確率の点で提供されるサービス品質は、許容される最大ピークチャネ
ル帯域幅（チャネル幅が小さいほど、運ばれるチャネルの数が増し、ひいては、
ベアラに関する統計平均からの標準偏差が小さくなる）、スイッチ中のメモリバ
ッファのサイズ（バッファが大きいほど、バースト積分の期間が長くなる）およ
びスイッチに入るトラヒックフローの「バーストしやすさ」に依存する。
ＶＣピーク帯域幅の制限は、システム制御の関数であり、提供されるＶＣ警備
機能およびスイッチメモリバッファは、費用を最小限にし、過度の遅延を回避す
るため、比較的小さくなければならない。しかし、バースト性トラヒックは、よ
り滑らかなトラヒックフローを達成するため、切換え式ネットワークに入る前に
、アクセスネットワーク中で調整することができる。大きなメモリバッファが、
アクセスネットワークの入口点に隣接して配
置される。すべてのバースト性トラヒック（ＳＣＲおよびＡＢＲクラス）は、こ
のバッファを介して送られる。しかし、ＳＣＲトラヒック（ＡＢＲトラヒックよ
りも遅延および遅延変動に対して感度が高い）は、バッファからの出現に関して
、より高い優先順位を与えられる。
ＣＣＲトラヒックはすでに「滑らか」であり、音声品質が遅延を被る。したが
って、このトラヒッククラスは、アクセスアップストリームのバースト性バッフ
ァに優先する、別個のより小さなバッファを使用する。
得られたアップストリームバッファの構造を図１に示す。しかし、単なる緩衝
的記憶はそれ自体でトラヒックのフローを滑らかにするのに十分ではない。出力
レートが平均入力レートよりも有意に高いならば、バッファ中の待ち行列はほぼ
空になり、出力は入力のバーストしやすさの大部分を保持する。したがって、Ｃ
ＢＲチャネルのトラヒックフローを近似するまでになるトラヒックフローを作り
出すため、出力をレート制御しなければならない。しかし、出力レートが制限さ
れ過ぎるならば、バッファは満杯になり、オーバフローを起こすおそれがある。
したがって、出力フローを、バッファ中でほぼ一定のレベルに維持させるのに十
分なように強制するフィードバック機構が必要である。
バースト性トラヒックバッファのサイズは、図２に示す機構により、両限界の
間に維持される。待ち行列サイズが下限を下回るならば、バッファからの出力レ
ートは
漸進的に減少する。同様に、サイズが上限を超えるならば、出力レートは増す。
小さな増分変化では、出力レートは比較的ゆっくり変化し、したがって、滑らか
なセルのフローを作り出す。
ＩＴＵ勧告は、各ＡＴＭセルのヘッダに３ビットのセルタイプフィールドを考
慮し、このフィールドのコードの１個が輻輳表示用である。この表示は、輻輳接
近の徴候があるとき、すなわち、普通は、バッファ内容が事前設定値を超えたと
き、ＶＣまたは仮想経路（ＶＰ）の経路中でスイッチまたは統計マルチプレクサ
によってセットされる。意図することは、宛先ユーザネットワークインタフェー
ス（ＵＮＩ）で検出される輻輳表示の持続（具現態様に依存して、「Ｔ」基準点
を上回るか下回る）が、輻輳メッセージのソースへの帰還をもたらす。
セルタイプフィールドはまた、関連する仮想チャネルの帰還経路を介して伝送
され、輻輳メッセージを運ぶリソース管理（ＲＭ）セルを識別することを考慮し
ている。実際、ＲＭセルは、輻輳表示の持続が検出されたかどうかを問わず、規
則的な間隔で（たとえば、チャネルでＮ個のセルが受信されるごとに）戻される
。
ソースで受信されるＲＭセルは、アップストリームトラックの３種の状態の一
つを表示することができる。このような状態が以下の動作をもたらす。
１．輻輳状態：バッファ限界（上下とも）を、バッファの上縁に達するまで１増
分だけ上に移動させる。
バースト性入力が積分される期間を延長する。
バッファの出力レートを一時的に減らす（補充するまで）。
経路遅延を増大する。
２．ホールド状態：現在の状態を維持する。
３．非輻輳状態：バッファ限界（上下とも）を、バッファの下縁に達するまで１
増分だけ下に移動させる。
最後には元の状態を回復する。
請求の範囲
１． 複数のスイッチを含む切換え式非同期転送モード（ＡＴＭ）ネットワーク
であって、ネットワークの入力またはそれに隣接するところに、ＡＴＭトラヒッ
クを構成するコールを受けるための先入れ先出し（ＦＩＦＯ）バッファのセット
を有し、前記バッファが、ＡＴＭトラヒックの定ビットレート（ＣＢＲ）トラヒ
ック、持続性セルレート（ＳＣＲ）トラヒックおよび使用可能ビットレート（Ａ
ＢＲ）トラヒックの形態にそれぞれ用いられるものであり、ネットワークが、バ
ッファの内容が指定上限値を超えた場合にはバッファの出力レートを小さな増分
だけ増大させ、バッファの内容が指定下限値を下回った場合には出力レートを小
さな増分だけ減少させることにより、ＳＣＲバッファおよびＡＢＲバッファから
の出力レートを制御するように適合されていることを特徴とするネットワーク。
２． ＣＢＲバッファ中のセルが第一の出現優先順位を有し、ＳＣＲバッファ中
のセルが第二の出現優先順位を有し、ＡＢＲバッファ中のセルが最低の出現優先
順位を有する請求項１記載のネットワーク。
３． 各セルが、そのヘッダ中に、スイッチによってセットされてバッファ中の
輻輳状態の発生を示すことができるフィールドを有し、ネットワークのアドレス
指定された宛先が、リソース管理（ＲＭ）セルを周期的に入力に伝送するように
適合され、ＲＭセルのペイロードが、
輻輳状態の表示を運ぶセルの持続した受信がいつ起こるかを示す情報を含み、ネ
ットワークが、入力でＲＭセルが受信されると、上下の指定値をともに、上限値
に達するまでバッファに対して上に移動させ、そのような情報を運ぶための手段
を含む請求項１または２記載のネットワーク。
４． そのような情報を運ばない入力でＲＭセルがその後に受信されると、上下
の指定値をともに、下限値に達するまでバッファ中で低下させるための手段をさ
らに含む請求項３記載のネットワーク。
【図１】
【図２】
[Procedural Amendment] Patent Law Article 184-8, Paragraph 1 [Date of Submission] April 4, 1997 [Amendment] Description Congestion Avoidance Existing Public Switched Telephone Network (PSTN) is committed only for the duration of the call. Carry voice services over a constant bit rate channel. Therefore, congestion may occur during call setup. Existing packet switched public data networks (PSPDN) carry data in packets via virtual channels that are statistically multiplexed to bearers. Although congestion can occur at any time, the integrity of the data is preserved by the integrated high-level data control (HDLC) protocol that operates on a link-by-link basis. PSTNs are inefficient in carrying data because channels occupy bandwidth whether they carry information or not. Due to the delay variation introduced by the statistical multiplexing and integrating HDLC protocol, PSPDN cannot carry voice conversations. Asynchronous transfer mode (ATM) networks are required to carry a hybrid of the above two types of traffic, and therefore their traffic characteristics and functions are fundamentally different from either PSTN or PSPDN. The present invention identifies and provides a way to handle different traffic classes in the access hierarchy of the ATM infrastructure. In “An Integrated Dynamic Resource Allocation Scheme for ATM Networks” (IEEE Infocom 93 Proceedings, vol. 3, 28 March 93, pages 1288-1297), Bolla et al. It describes the network bandwidth allocation scheme. In this system, a cell buffer is provided for each traffic class, and traffic control is performed at the input to the buffer. According to the present invention, comprising a plurality of switches, at or near the input of the network, having a set of three first-in-first-out (FIFO) buffers for receiving calls making up ATM traffic, the buffers comprising: It is used for constant bit rate (CBR) traffic, sustained cell rate (SCR) traffic, and available bit rate (ABR) traffic forms of ATM traffic, respectively, and the output rates from the SCR buffer and the ABR buffer are Controlled by increasing the output rate of the buffer by a small increment when the content exceeds the specified upper limit, and by decreasing the output rate by a small increment when the content of the buffer falls below the specified lower limit. Switching, asynchronous transfer Over de (ATM) network is provided. The invention will now be described, by way of example, with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a block diagram illustrating an ATM access upstream buffer for use in the present invention. FIG. 2 is a block diagram illustrating traffic shaping and congestion avoidance implemented in the present invention. FIG. 3 is a block diagram showing an ATM flow control loop of the present invention. The International Telecommunication Union (ITU) Research Group 13 is aware of three ATM traffic classes. These classes are mainly used to carry constant bit rate (CBR) for carrying voice (Class A), sustained cell rate (SCR) for carrying variable bit rate images (Class B), and data. Available bit rate (ABR) (class Y). One of these traffic classes corresponds to each virtual channel during setup. Both SCR and ABR traffic classes are defined as "bursty." That is, the instantaneous bandwidth occupied by the virtual channel (VC) changes continuously. The average bandwidth of the bursty VC is substantially less than the peak bandwidth. The ATM switch, at its output port containing the memory buffer, allows multiple sources to queue for access to the bearer, thereby providing a multiplexing function to smooth the traffic flow. When many bursty channels are carried on a single bearer, the probability of peak coincidence resulting in finite memory overflow of the buffer queue is very low. Thus, it is possible to size the network based on the virtual channel bandwidth approaching the average, and thus carry more channels than if sizing based on the peak bandwidth. This is known as the "statistical gain" of the system. The quality of service provided in terms of cell loss probability is the maximum allowed peak channel bandwidth (the smaller the channel width, the greater the number of channels carried, and thus the smaller the standard deviation from the statistical average for the bearer) , The size of the memory buffer in the switch (the larger the buffer, the longer the burst integration period) and the "burstability" of the traffic flow entering the switch. The VC peak bandwidth limit is a function of system control, and the VC security functions and switch memory buffers provided must be relatively small to minimize cost and avoid excessive delay. However, bursty traffic can be adjusted in the access network before entering the switched network to achieve a smoother traffic flow. A large memory buffer is located adjacent the entry point of the access network. All bursty traffic (SCR and ABR classes) is sent through this buffer. However, SCR traffic (which is more sensitive to delay and delay variation than ABR traffic) is given a higher priority for appearance from the buffer. CCR traffic is already "smooth" and voice quality suffers delay. Thus, this traffic class uses a separate, smaller buffer over the bursty buffer of the access upstream. FIG. 1 shows the structure of the obtained upstream buffer. However, mere buffer memory is not sufficient by itself to smooth the flow of traffic. If the output rate is significantly higher than the average input rate, the queue in the buffer will be almost empty and the output will retain most of the burstiness of the input. Therefore, the output must be rate controlled to create a traffic flow that approximates the traffic flow of the CBR channel. However, if the output rate is too limited, the buffer can become full and overflow. Therefore, there is a need for a feedback mechanism that forces the output flow to be sufficient to maintain a nearly constant level in the buffer. The size of the bursty traffic buffer is maintained between both limits by the mechanism shown in FIG. If the queue size falls below the lower bound, the output rate from the buffer will gradually decrease. Similarly, if the size exceeds the upper limit, the output rate will increase. With small incremental changes, the output rate changes relatively slowly, thus creating a smooth cell flow. The ITU recommendation considers a 3-bit cell type field in the header of each ATM cell, and one of the codes in this field is for congestion indication. This indication is set by a switch or statistical multiplexer in the path of a VC or virtual path (VP) when there is an indication of congestion approach, ie, usually when the buffer contents exceed a preset value. The intent is that the persistence of the congestion indication detected at the destination user network interface (UNI) (above or below the "T" reference point, depending on the implementation) will result in the return of the congestion message to the source. The cell type field also allows for identifying a resource management (RM) cell that is transmitted over the associated virtual channel's return path and carries the congestion message. Indeed, RM cells are returned at regular intervals (eg, every N cells received on the channel), regardless of whether the duration of the congestion indication is detected. An RM cell received at the source may indicate one of three states of the upstream track. Such a state results in the following operation. 1. Congestion state: The buffer limit (both upper and lower) is moved up by one increment until it reaches the upper edge of the buffer. Extends the period during which the bursty input is integrated. Temporarily reduce the buffer output rate (until refilling). Increase path delay. 2. Hold state: Maintain the current state. 3. Non-congested state: The buffer limit (both upper and lower) is moved down by one increment until it reaches the lower edge of the buffer. Finally, the original condition is restored. Claims 1. A switched asynchronous transfer mode (ATM) network including a plurality of switches, said set of first-in-first-out (FIFO) buffers at or near the input of the network for receiving calls making up ATM traffic. The buffer is used for the form of constant bit rate (CBR) traffic, sustained cell rate (SCR) traffic and available bit rate (ABR) traffic for ATM traffic, respectively, and the network is configured such that the buffer content is a specified upper limit. The output from the SCR and ABR buffers is increased by increasing the output rate of the buffer by a small increment when the value is exceeded, and decreasing the output rate by a small increment when the buffer content falls below the specified lower limit. I control the rate A network characterized by being adapted to: 2. 2. The cell of claim 1, wherein the cells in the CBR buffer have a first appearance priority, the cells in the SCR buffer have a second appearance priority, and the cells in the ABR buffer have the lowest appearance priority. network. 3. Each cell has a field in its header that can be set by the switch to indicate the occurrence of a congestion condition in the buffer, so that the network's addressed destination periodically updates the resource management (RM) cell. The RM cell payload adapted to transmit to the ingress, wherein the payload of the RM cell includes information indicating when a sustained reception of the cell carrying the indication of congestion occurs, and the network may be configured to send and receive the RM cell at the ingress when the RM cell is received at the ingress. 3. A network as claimed in claim 1 or 2, including means for moving both of the specified values up with respect to the buffer until the upper limit is reached and carrying such information. 4. 4. The network of claim 3 further comprising means for lowering both the upper and lower specified values in the buffer until a lower limit is reached when an RM cell is subsequently received with an input that does not carry such information. FIG. FIG. 2
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(81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，
ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ
Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ
，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，
ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ
Ｚ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ
，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ
，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，
ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，Ｊ
Ｐ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ
，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，
ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，Ｓ
Ｅ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ
，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ────────────────────────────────────────────────── ───
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(81) Designated countries EP (AT, BE, CH, DE,
DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, L
U, MC, NL, PT, SE), OA (BF, BJ, CF)
, CG, CI, CM, GA, GN, ML, MR, NE,
SN, TD, TG), AP (KE, LS, MW, SD, S
Z, UG), UA (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD
, RU, TJ, TM), AL, AM, AT, AU, AZ
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, UG, US, UZ, VN