JPS6313546A - パケツト呼処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、パケット通信網において、発加入者が発呼時
に、その発信せんとする呼についての情報速度つまり単
位時間あたりのパケット数などを網に通知し、網は通知
されたその値に基づいて呼の処理方針を決定して処理す
るパケット呼処理方法に関するものである。

〔従来の技術〕

パケット通信方式として、文献（Ｋｕｌｔｚｅｒ　ａｎ
ｄＭｏｎｔｇｏｔｎｅｒｙ　　：　５ｔａｔｉｓｔｉｃ
ａｌ　　ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ　　ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕ
ｒｅｓ　　ｆｏｒ　　ｆｕｔｕｒｅ　　５ｅｒｖｉｃｅ
ｓ　＋　　ＩＳＳ’　８４＋Ｍａｙ　　１９８４）に述
べる高速パケット交換方式があり、そこでの呼処理方式
として、呼設定時に発加大昔にその呼の想定最大情報速
度を通知させ、呼の受は付は可否判断とルーティングは
この通知値によって行う方式が知られている。

この方式の詳細を、従来の交換機の構成例を示す第２図
を用いて以下に説明する。

第２図において、１および１２はそれぞれ加入者回線あ
るいは中継回線、２は交換機、３は受信回路、４はパケ
ソ１一種別判定回路、５ばデータ転送処理回路、６は呼
制御パケット分析回路、７は呼設定・切断回路、８は中
継回線毎にその中継回線を使用している呼の宣言情報速
度を、呼設定・切断回路７から貰って計数し、合計値を
出力しているカウンタ回路、９は呼設定・切断以外の呼
制御を司る処理回路、ＩＯはパケット組み立て回路、１
１は送信回路、である。

なお呼の宣言情報速度、つまり当該呼の最大情報速度は
幾らであるか、ということを宣言する宣言情報速度は、
発呼要求パケットに制御悄叩として書き込まれて送られ
てくるので、これを呼制御パケット分析回路６で分析し
、呼設定・切断回路７を介してカウンタ回路８へ供給す
ること力く出来る。

一般に、パケソＮｆｆ１（言におけるノマグ・ノドむま
、Ｏｆ制御パケットとデータ転送パケ・ノドＧこ大別さ
ね１、発呼要求パケットは呼制御バケ・７）に属するノ
ぐケソトであるから、バケ・ノド種別判定回路４で種′
Ａ１１判定を受けると呼制御バケ・ノド分析回路６へ送
られ、他方、データ転送パケ・ノドは、ノぐケ・ノド種
号１１判定回路４で種別判定を受けるとデータ転送処理
回路５へ送られるものであることは、勿論である。

次に第１図を参照して従来のバケ・ソト呼処理動作を説
明する。第１図において、入り側の加入者回線あるいは
中継回線１から発呼要求ノマグ・ノドを受は取った発交
換機２は、パケ・ノド種別判定回路４、呼制御パケット
分析回路６によって発呼要求パケットであることを判定
して呼設定・切断回路７を起動する。呼設定・切断回路
７は、カウンタ回路８を参照して発信加入者回線を使用
中の呼のそれまでの最大情報速度の合計値Ｔを得、その
回線の一ヒ限情報速度Ｓ（これは既知）と前記合計値Ｔ
との差が新たに通知された想定最大情報速度Ｂを一ヒま
わるかどうかを知るため比較する。

その結果、上まわれば受は付けるが、上まわらない場合
は拒否する。これを発信加入者回線の上り、下り両方向
について行い、両方とも受は付けられる場合にのみ以下
の処理に移る。

ついで、呼設定・切断回路７は、着加入者アドレスに基
づいて出中継回線の候補を選定し、カウンタ回路８を参
照して各候補回線を使用中の呼の想定最大情報速度の合
計値Ｔ１を得、回線の上限情報速度Ｓ１とＴ、との差が
発加入者の通知してきた想定最大情報速度Ｂを両方開方
とも上まわる中継回線を選んで出中継回線とし、その他
、呼設定に関する所要の処理を行ったあと、該発呼パケ
ットをパケット組み立て回路１０、送信回路１１を経由
して選ばれた出中継回線１２に送出する。

また、呼設定・切断回路７は新たに設定する呼の両方向
の想定最大情報速度を発加入者回線および出中継回線に
対応するカウンタ回路８に通知し、カウンタ回路８はこ
の情報速度値をそれぞれ加算する。

中継交換機、および着交換機もこれと同様の動作を行う
ことでルーチングが完了し、着信加入者端末に想定最大
情報速度Ｂが通知される。着加入者端末は、自端末の能
力を考慮して着信の受は入れ、拒否あるいは想定最大情
報速度の修正を決定し、これを着呼受付パケットなどで
発信加入者端末に返送して、呼設定が完了する。

呼設定完了後、第２図中のデータ転送処理回路５によっ
て上記ルート上でデータ転送パケットが送受される。こ
の後、呼切断時、各交換機の呼設定・切断回路７は切断
された呼の両方向の想定最大情報速度を出中継回線に対
応するカウンタ回路８に通知し、カウンタ回路８はこの
情報速度値を減算する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

以上説明したような従来技術では、各加入者は、想定最
大情報速度を下回るパケットしか実際には送っていない
ことが多いにもかかわらず、中継回線としては、その最
大情報速度に見合った能力をもつ回線を割りつけてしま
うので中継回線の使用効率の低下、および網が接続でき
る呼数の低下をきたすという欠点があった。

また、従来はパケット数に比例する処理を行う交換機内
の資源（たとえばＣＰＵ）の能力を勘案することなしに
呼処理を行っていたので、該能力がネックとなり、それ
により、パケット遅延の増大、あるいはパケット紛失を
きたす可能性があった。

本発明は、パケット通信網において、中継回線の使用率
の低下、網が接続できる呼数の低下を阻止し、かつＣＰ
Ｕなどの能力ネックに起因するパケット遅延、パケット
紛失等を阻止すること、を解決すべき問題点としている
。

従って本発明の目的は、上記のような従来技術の欠点を
克服し、輻較の発生を抑制しつつ加入者回線および中継
回線の使用効率の向上、接続呼数の向上を図ることを可
能にしたパケット呼処理方法を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで本発明においては、交換機に、各加入者回線およ
び各中継回線毎に転送される情報速度、即ち単位時間に
転送され、あるいは送信バッファに書き込まれるパケッ
トのパケット長の総和を上り、下りの各方向について周
期的に計数する装置、計数結果からその中継回線のその
時点での上り、下りの各方向の転送可能情報速度を算出
する装置、呼設定時、上記の転送可能情報速度と発加入
者が表示した想定最大情報速度とを比較する装置、その
中継回線を使用中の呼の上り、下りの各方向の速度クラ
ス別内訳を計数する装置、パケット数に比例する処理に
供される資源の使用率を測定する装置を追加した。

〔作用〕

呼設定処理回路での発着信許可の判定や出中継回線の選
定に際し、上記の比較結果や速度クラス別内訳をも用い
るようにする。

要するに、発信加入者の要求する情報速度に対して、そ
れに見合う能力をもった回線を機械的に割付けるのでは
なく、交換機側のもてる能力の使われ方を観測しておき
、その能力に余裕のあるとき、発信加入者の要求を受付
けるようにした点が従来技術と異なるわけである。

〔実施例〕

次に図を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図である。同
図において、第２図におけるのと同じもの、対応したも
のには同じ符号を付しである。そのほか、２１はパケッ
ト数を数えるカウンタ、２２は転送可能パケット数の算
出回路、２５は比較判定回路、２６は速度クラス別の使
用内訳を計数するカウンタ回路、２７はゲート回路であ
る。このうちカウンタ２１、算出回路２２）カウンタ回
路２６は加入者回線／中継回線対応に各方向について設
置される。

なお、第１図に示した実施例は、パケットが固定長パケ
ットであり、交換機は速度クラス別の内訳管理も行う場
合の実施例である。

パケット組み立て回路１０は、加入者回線／中継回線対
応の図示せざる送信バッファにパケットを入れる都度、
またパケット種別判定回路４はパケット受信の都度、該
回線・該方向に対応するカウンタ２１に加算指示を出す
。カウンタ２１の前置のゲート回路２７が、図示せざる
タイマによって一定周期で一定時間（たとえば１秒毎に
１２５μｓ）だけ開き、その結果カウンタ２１による計
数はその時間内のみ実行される。計数結果は算出回路２
２に入力される。算出回路２２は、最新結果から遡って
Ｎ回（Ｎは予め定められた値）の計数結果を記憶してい
る。新たな計数結果の入力を契機に算出回路２２はＮ個
の平均値Ｘ、、０、最大値Ｘ、ｌＡつ、あるいは区間推
定理論に基づく信幀係数αの信転区間の最大値ＸＧを求
め（文献　和田、その他：統計学大要、養賢堂、１９７
９　）、該回線の実効容量を示す上限パケット速度Ｘ０
から引くことで、該回線のその時点の各方向の転送可能
パケット速度Ｘを算出する（ここで、単位時間あたりの
パケット数をパケット速度と略称している）。

また、呼設定・切断回路７は、使用する加入者回線、中
継回線の該当する方向に対応するカウン夕回路２６に対
して呼設定の場合には加算、呼切断の場合には減算を指
示し、その結果、カウンタ回路２６はその時点に該中継
回線を使用する呼数の各方向に関する速度クラス別内訳
を示す。

さらに、ＣＰＵ使用率測定回路２９は周期的に、図示せ
ざるＣＰＵ　（ＣＰＵは２５，７．９などの諸回路を制
御する）の使用率を測定し、余剰能力を単位時間あたり
に処理できるパケット数の形で記憶している。

さて、発信加入者回線１なら１を収容する交換８２は、
発呼要求パケットを受は取った時、従来技術の場合と同
様にして呼設定・切断回路７を起動する。呼設定・切断
回路７は発信の受は付は判定、出中継回線選定にあたり
、発信加入者回線番号、あるいは着加入者アドレスによ
り選定された出中継候補回線番号と、パケット・ヘッダ
に設定された想定最大パケット速度Ｓとを比較判定回路
２５に送る。

比較判定回路２５は、まずＣＰＵ使用率測定回路２９に
問い合わせてＣＰＵの余剰能力を知り、これと発加入者
の設定した想定最大パケット速度Ｓとを比較する。その
結果余剰能力がＳを上まわる場合のみ呼を受は付ける。

次いで、比較判定回路２５は算出回路２２に問い合わせ
て各回線のその時点の転送可能パケット速度Ｘを知り、
これと発加入者の設定した想定最大パケット速度Ｓとを
比較する。その結果、発信加入者回線の上り、下りどち
らかの方向についてＸがＳを下まわれば、発信を拒否す
る。

また、中継候補回線のうち、どちらかの方向について転
送可能パケット速度Ｘが想定最大パケット速度Ｓを下ま
わるものがあれば、その回線を候補から除去する。その
後、残った各候補回線の使用中呼数の各方向の速度クラ
ス別内訳をカウンタ回路２６の参照により知り、設定し
ようとする呼の高い方の速度クラスと同じ速度クラスの
呼の数がもっとも少ない中継回線をもって出中継回線と
し、その回線番号を呼設定・切断回路７に通知する。こ
れを受けた呼設定・切断回路７のその後の処理は従来技
術の場合と同様である。

なお、中継候補回線のうち、ＸがＳを下まわったものを
候補から除去し、残った各候補回線は、どれを出中継回
線としても良い訳であるが、上述のような選択の仕方を
するのは次の理由による。

つまり、候補回線が複数あるとすると、なるべく一つの
回線に高い速度クラスの呼が集中しないように、換言す
れば、高い速度クラスの呼はなるべく各回線に分散する
ように、出中継回線を選択する方が、その後、技術的に
都合の良い事情が存在するという事情によるもので、本
発明の本質とは直接関係がない。

都合の良い事情とは、簡単に説明すると、例えば一つの
回線に高い速度クラスの呼が集中し、しかも各呼の速度
が同時にピークに達するような事態が発生すると、技術
的に色々悪影響が発生するということで、高い速度クラ
スの呼はなるべく各回線に分散している方が、このよう
な悪影響は発生しないということである。

発呼要求パケットを受は取った中継回線収容交換機の動
作も以上と同様である。

また、発呼要求パケットを受は取った着加入者端末収容
交換機２は、従来技術の場合と同様にして呼設定・切断
回路７を起動すると、呼設定・切断回路７は、着加入者
アドレスを比較判定回路２５に送る。

比較判定回路２５は着加入者回線のその時点の両方向の
転送可能パケット速度Ｘを算出回路２２の参照により知
り、これと発加入者が設定した想定最大パケット速度Ｓ
とを比較して、両方向についてＸがＳを上まわる場合に
は着信を受は付け、それ以外の場合には拒否を呼設定・
切断回路７に通知する。これを受けた呼設定・切断回路
７のその後の処理は従来技術の場合と同様である。

以上は、固定長パケットであり、交換機は速度クラス別
の内訳管理をも行う場合の本発明の実施例であるが、速
度別に中継回線を使用する呼数を管理しない場合は、以
上説明した実施例の簡略化によって実現できることは明
らかであろう。

また固定長パケットでない場合も、パケット組立て回路
１０がパケット数をカウントする代わりに、パケット長
を出力し、カウンタ２１は所定の観測期間中にパケット
組立て回路１０から入力されたパケット長の累積値をカ
ウントする点が異なる等、上記実施例をわずかに変更す
ることで実現できることは明らかであろう。また、パケ
ット数に比例する処理に供されるＣＰＵ以外の資源につ
いてもＣＰＵ使用率測定と同様にして本発明が実現でき
ることは明らかである。

更に本発明の実施態様を若干の重複をいとわず、補足説
明すれば次の如くである。

すなわち、パケット呼処理方法において、交換機は、単
位時間の間に各加入者回線および各中継同線上を転送さ
れ、あるいは該回線対応の送信バッファに書き込まれた
上り、下りの情報量（即ち情報速度）を周期的に計数し
てその時点での各回線の各方向の転送可能情報速度Ｘｒ
　、Ｘｚを把握し、呼設定時、発信加入者は、その上り
、下り各方向の想定される最大情報速度Ｂ＋、Ｂｇを網
に通知し、呼設定時、発交換機は、発信加入者回線の上
記転送可能情報速度Ｘ１、Ｘｔが発信加入者のｉｍ知し
た上記情報速度Ｂ＋　、Ｂｇをそれぞれ上まわる場合に
発信を受は付け、呼設定時、発交換機および中継交換機
は、宛先から定まる出中継回線の候補のうち、上記転送
可能情報速度Ｘ＋　、Ｘｔが発信加入者の通知した上記
情報速度Ｂ、　、Ｂｔをそれぞれ上まわる回線を出中継
回線とし、呼設定時、着交換機は、着信加入者回線の上
記転送可能情報速度ＸＩ、Ｘｔが、発信加入者の通知し
た上記情報速度Ｂ、　、Ｂｔをそれぞれ上まわる場合に
着信を許可するのが普通の実施態様とすると、呼設定時
、発信者が想定して通知する各方向の想定最大情報速度
Ｂｌ　、Ｂｇは予め定められたｎ種類の値（以下速度ク
ラスと呼ぶ）からそれぞれ選ばれ（ｂｌ、ｂ２）、交換
機は各中継回線について、その回線を使用中の呼の現在
数を両方向について各速度クラス毎に記憶し、呼設定時
、上述の条件を満たす出中継回線が複数の場合は、該呼
の速度クラスｂ、、ｂ、のうち速い方の速度クラスと同
じ方向、同じ速度クラスの呼が最も少ない中継回線を出
中継回線とすると好都合であることば先にも説明した。

またバケットが固定長であり、情報速度ＸおよびＢに代
えて、単位時間あたりのパケット数を用いても良いこと
は勿論である。

更に、加入者回線あるいは中継回線の各方向の転送可能
情報速度Ｘは、該回線の上限情報速度Ｘ０と、周期的に
計数された実際の情報速度の最も新しいＮ個　Ｘ＋、Ｘ
ｔ、　・・・ＸＮ（Ｎは予め決定された一定値）の平均
値との差、即ち Ｘ−Ｘｏ　　（Ｘ＋＋Ｘｚ＋・・・＋Ｘ）ｌ　）／Ｎと
することもできる。

また加入者回線あるいは中継回線の各方向の転送可能情
報速度Ｘは、該回線の上限情報速度Ｘ０と、周期的に計
数された実際の情報速度の最も新しいＮ個Ｘｒ　、Ｘａ
　、・・・ＸＮ（Ｎは予め決定された一定値）の最大値
との差、即ち Ｘ　＝　Ｘｏ　　　Ｍａｘ　（Ｘ＋＋Ｘｚ＋”’ＸＮ）
とすることもできる。

なお、更に加入者回線あるいは中継回線の各方向の転送
可能情報速度Ｘは、該回線の上限情報速度Ｘ０と、周期
的に計数された実際の情報速度の最も新しいＮ個Ｘ、、
Ｘｇ、・・・ＸＮ　（Ｎは予め決定された一定値）から
以下の関係式により求めることを特徴としてもよい。

その関係式とは Ｘ　＝　Ｘｏ　　　ＸＧ なる式である。ここに、 Ｘ　ａ　−Ｘ　ｍ、ｌｌ＋　ＣＳ　／　Ｎへ＝ＸＩ１．
□＝（Ｘ＋＋Ｘｇ＋・・・十ＸＮ）／ＮＳ　　＝（（（
Ｘ＋　　ＸａａｓＪ”＋（Ｘｇ　　Ｘａ。、ｌ）”＋・
・・＋（Ｘ、−Ｘ□、、）”）　／Ｎ）””であり、ま
たＣは、規定する信頼関係αに対してを満たすＣ＝Ｃ（
α）である。例えば、ｃ　（０，９５）＝１．９６、Ｃ
（０，９９）　＝２．５８　　である。

また、交換機は、パケット数に比例する処理に供する交
換機内資源の使用率を周期的に計数してその時点での交
換機の余剰処理能力を単位時間あたりの処理パケット数
Ｘとして把握し、呼設定時、発信加入者は、その呼で想
定される単位時間あたりの最大パケット数Ｂを網に通知
し、呼設定時、交換機は、余剰処理能力Ｘが発信加入者
の通知したパケット数Ｂを上まわる場合にその呼を受は
付けることを特徴とすることもできる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、パケット数に比
例する処理に供される資源、中継回線あるいは着加入者
回線の使用状況を周期的に計測して、その結果によって
これらの余剰能力を決定するため、呼接続数の向上およ
び中継回線使用効率の向上が可能である。

また、ゲート回路２７等の開き方を制御することにより
、資源の使用状況として比較的長い期間での平均値、あ
るいは短い期間での瞬間値などを把握することが可能で
あり、こうして得られた平均値や瞬間値を組み合わせて
余剰能力を把握することも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例として、スロット形インタフ
ェースであり、交換機が速度クラス別の内訳管理をも行
う場合の交換機の構成例を示すブロック図、第２図は従
来技術による交換機の構成例を示すブロック図、である
。 符号の説明 １・・・加入者回線あるいは中継回線、２・・・交換機
、３・・・受信回路、４・・・パケット種別判定回路、
５・・・データ転送処理回路、６・・・呼制御パケット
分析回路、７・・・呼設定・切断回路、８・・・カウン
タ回路、９・・・呼設定・切断以外の呼制御を司る処理
回路、１０・・・パケット組み立て回路、１１・・・送
信回路、１２・・・加入者回線あるいは中継回線、２１
・・・カウンタ、２２・・・算出回路、２５・・・比較
判定回路、２６・・・カウンタ回路、２７・・・ゲート
回路、２９・・・ＣＰＵ使用率測定回路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）パケット通信網において、該網を構成する資源とし
   ての各回線および各交換機の使用状況を計測してそれら
   資源の余剰能力を算出して把握する段階と、加入者端末
   からの呼設定時、発信加入者が、その発信せんとする呼
   が要求する前記資源の能力の最大値を、網に対して通知
   する段階と、綱が把握している前記資源の余剰能力が、
   発信加入者が通知してきた前記要求能力を上回るか否か
   を判断する段階と、上回る場合にはその呼を受付ける段
   階と、を含むことを特徴とするパケット呼処理方法。 ２）特許請求の範囲第１項記載のパケット呼処理方法に
   おいて、前記各回線の使用状況として、同線上を転送さ
   れる情報の速度、または単位時間当たりの転送パケット
   数を用いることを特徴とするパケット呼処理方法。 ３）特許請求の範囲第１項または第２項記載のパケット
   呼処理方法において、前記各交換機の使用状況として、
   パケット数に比例する交換機内資源の使用率をとり、交
   換機の余剰能力として、単位時間当たりの処理可能パケ
   ット数をとることを特徴とするパケット呼処理方法。