WO2000002413A1 - Procede d'allocation dynamique de debits pour un reseau de communication, notamment un reseau du type a hauts debits - Google Patents

Procede d'allocation dynamique de debits pour un reseau de communication, notamment un reseau du type a hauts debits Download PDF

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WO2000002413A1
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bit rate
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clipped
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PCT/FR1998/001444
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François-Arnaud REMAEL
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France Telecom S.A.
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Definitions

  • Method for dynamic allocation of bit rates for a communication network in particular a network of the high bit rate type.
  • the present invention relates to a dynamic rate allocation method for a communication network, in particular a network of the high speed type such as an ATM (Asynchronous Transfer Mode) network.
  • a network of the high speed type such as an ATM (Asynchronous Transfer Mode) network.
  • ATM networks have been designed to be able to support multimedia data streams, such as data, sounds, images and video.
  • multimedia data streams such as data, sounds, images and video.
  • ATM technology allows the same medium to transmit flows with different speeds and performance demands.
  • ATM networks are designed to be able to manage resources and guarantee quality of service.
  • a connection Before being established, a connection must request it from the network, specifying the desired characteristics, and in particular the speed it intends to reserve and the desired quality of service. If necessary, it specifies, in its request, the minimum speed that the network must guarantee. If the network judges it has the resources sufficient to satisfy the request, then it establishes the connection but it also guarantees the requested speed and quality of service.
  • CBR Constant Bit Rate
  • VBR Variable Bit Rate
  • ABR Atauilable Bit Rate
  • ABT ATM Block Transfer
  • ABR and ABT The mechanisms which are generally implemented for the classes of service known as ABR and ABT, the only ones considered here, are the following.
  • a specialized cell hereinafter called the resource management cell
  • the resource management cell will cover the entire path followed by the user cells of this connection.
  • a protocol is implemented to verify that the bit rate allocated so far for the connection does not exceed a value determined according to the other connections of the moment. If this is the case, this node will allocate to the connection a new speed, the value of which will be placed in the resource management cell.
  • An allocation process is planned to be implemented at the nodes of a network. It allows to allocate, to each of the sources whose connections converge on a network node and following a speed request formulated by said source, a cell speed so as to share the maximum band offered by the output link of said node.
  • bit rate allocation methods are generally implemented for connections carrying data and make use in queue nodes of the FIFO type, which cannot be envisaged for the transmission of video because of the specificity thereof. this with regard to the bit rates which are necessarily high, the transmission delay times which cannot be too great, etc.
  • the aim of the present invention is therefore to propose a bit rate allocation method allowing an equitable sharing of the bandwidth used by different real time sources, in particular video sources.
  • a method according to the invention is characterized in that it consists, during successive cycles, of: a) at the start of each cycle, assigning a flow rate to each of said connections, and b) during the cycle, allocate, on the one hand, to each connection whose required speed is higher than the speed which has been allocated to it, the speed which has been allocated to it, said connection then being counted and marked as a clipped connection, and, on the other hand share, for each connection whose required speed is lower than the speed assigned to it, either the speed already allocated in the previous cycle if in this previous cycle said connection had not been marked as a clipped connection, or the required speed if in the previous cycle said connection had been marked as a clipped connection, the difference between the value of the allocated speed and the value of the allocated speed then being counted as the value of unallocated speed, c) and, at the end of said cycle, calculate a new speed value to be assigned to the next cycle for each of said connections on the basis of the recorded value of unallocated speed
  • it consists in assigning to each of said sources, during an initial cycle, a bit rate corresponding to the equitable sharing between all the sources of the maximum band offered by the output link of said node.
  • it consists in calculating the new bit rate value to be assigned to the following cycle to each of the clipped connections by equitably sharing the unallocated bit rate between said clipped connections. According to another characteristic of the invention, it consists in calculating the new rate value to be assigned to the following cycle to each of said connections by sharing equally between said clipped connections said unallocated rate from which the excess assigned rate value is removed.
  • the period of each cycle is greater than the renegotiation period implemented by the equipment of said network.
  • the period of each cycle is greater than the renegotiation period implemented by the equipments of said network increased by the maximum duration of the times respectively taken by resource management cells of said connections to make the complete path from the source considered at the other end of the network and return to said source.
  • it is intended to count the requests originating from each of the sources, said method examining only requests which have the same order number.
  • it is intended to mark a connection after receipt of the request from the corresponding source, said mark being canceled at the start of each cycle, and said method examining only requests from sources whose connections are already marked.
  • it consists in weighting the bit rates respectively assigned to the sources.
  • Each weighting factor advantageously depends on the guaranteed minimum bit rate requested by the corresponding source. It is for example equal to the minimum guaranteed bit rate requested by said source divided by the total sum of the minimum guaranteed bit rates respectively requested by all sources.
  • the bit rate which is assigned to a source can then be equal to a bit rate value common to all the sources multiplied by said weighting factor.
  • the bit rate assigned to each source being the highest bit rate between the current bit rate of the connection concerned and the bit rate value fairly distributed among all sources.
  • it consists in keeping in the context of each connection a number characterizing the cycle.
  • the method according to the invention is implemented in each node of a network.
  • a register Reg is kept in which is stored the rate value which is allocated to this communication.
  • the source of each communication transmits a resource management cell RM on the path of the communication.
  • this RM cell carries the flow value required by the source.
  • the value carried by the management cell RM and that stored in the register Reg of the node are compared. If the flow value stored in the Reg register is less than the flow value carried by the management cell RM, then the latter is modified by taking the value stored in the register Reg. On the other hand, if it is equal or greater, then the value carried by the RM management cell is not modified.
  • the RM management cell is returned to the source. It then carries the lowest speed value which has been allocated to the communication by the network and which is therefore authorized by the latter along the communication path. The source then adapts its user cell transmission rate to this new value.
  • the cells which carry the data for example image and sound data, emitted by the source intended for its interlocutor are called here user cells.
  • the method according to the invention therefore relates to the allocation of a bit rate to a communication.
  • This allocation is dynamic in the sense that it is subject to a rate renegotiation which is carried out with the periodicity T of transmission of the RM resource management cells.
  • each node of the network sees pass, in a period T, a single and unique rate renegotiation request and responds to it, by means of the method of the invention, by allocating a rate there for its user cells.
  • the method of the invention is therefore implemented according to successive cycles of period T. We will describe the different stages of the method as they appear in a cycle.
  • the required value Rq is greater than the value RI.
  • the source request is said to be clipped at the RI value and is marked accordingly.
  • the value of the flow allocated to them is currently equal to the value RI.
  • the entire band not yet allocated during the cycle is stored in the register ⁇ and the number of clipped communications is stored in the counter m.
  • the connections which have been clipped are authorized to increase, in the following cycle, their bit rate by a value corresponding to the band of the output link of the node which has not yet been allocated divided by the number m of clipped communications.
  • RI 5
  • the total flow affected is N • RI or fifteen units.
  • the assignment of a speed to a communication is not the allocation.
  • the value of the assigned speed is the maximum speed value that the node can allocate to this connection.
  • the value of the allocated speed is unrelated to the value of allocated speed. The difference between the value of the allocated bit rate and the value of the allocated bit rate is counted as the unallocated band value.
  • Each of the communications C2 and C3 which have been clipped to the value of five units only these five units are allocated.
  • the allocated speed value is equal to the assigned speed value.
  • the band available for all communications is the band available on the output link of the node, ie C.
  • this total allocated bit rate Da can be greater than the maximum capacity C of the node output link.
  • This excess flow De therefore has the value:
  • R1 R1 + m
  • the current cycle is interrupted. Then we modify the value which is stored in the RI register and we start a new cycle from this connection.
  • the new value of RI is equal to the maximum between the speed value previously allocated to the connection concerned and the value of speed fairly distributed%, C being the speed available on the output link of the node considered and N being the number of active connections at the time considered.
  • a counter is provided for counting the requests emanating from each of the sources, the method then being provided for examining only the connections which have the same serial number.
  • the period of modification of the register RI is greater than the renegotiation period implemented by the network equipments provided for this purpose.
  • this period is increased by the maximum value of the times respectively taken by the RM resource management cells of the active connections. to make the complete trip from the source to the other end of the network and return to the source.
  • all of the sources have had time to comply with the speeds authorized by the various nodes of the network, compliance which can only take place after the resource management cell RM who carries the information corresponding to the flow allocated to the source has had time to return to the source. This way of proceeding allows the process a certain robustness compared to the rupture of certain links.
  • each connection is marked once having made a request and this mark is deleted at the start of each cycle. Thus, in a given cycle, a request is therefore no longer accepted if it originates from a connection which has already been marked.
  • a sequence number is assigned to each cycle which is incremented by one for each new cycle .
  • This serial number is memorized for each connection after its analysis in the cycle. So, suppose we are in the Cy cycle. In this cycle, before analysis, at a given connection, the Cy number is stored. 1. After analysis, the Cy number is stored. Before allocating a flow to a source, it is checked that the sequence number memorized for the connection considered is one unit less than that of the current cycle. If this is the case, the allocation is implemented. Otherwise, it is not implemented, because it means that said connection has already been analyzed in the current cycle.
  • each source requests a maximum flow rate.
  • the method also applies to the case where one would like to take into account an equity which would be proportional to the minimum guaranteed bit rates of the sources. To do this, we would proceed as follows.
  • DMd is the weighting factor applied to the source Q.
  • connection Ci is therefore clipped at the speed value R ,. If we consider an R register in which the value of the total bit rate assigned to all connections is stored, the bit rate value R, assigned to a connection will be equal to:
  • ⁇ represents unallocated throughput
  • DMGj represents the sum of the clipping factors weighting only the connections that have been clipped.

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Abstract

La présente invention concerne un procédé d'allocation dynamique de débits pour un réseau de communication, notamment un réseau du type à hauts débits tel qu'un réseau ATM (Asynchronous Transfer Mode). Ce procédé est prévu pour être mis en oeuvre aux noeuds d'un réseau, ledit procédé consistant à allouer, à chacune des sources dont les connexions convergent sur un noeud d'un réseau et suite à une requête de débit établie par ladite source, un débit de cellules de manière à partager la bande maxima offerte par le lien de sortie dudit noeud.

Description

Procédé d'allocation dynamique de débits pour un réseau de communication, notamment un réseau du type à hauts débits.
La présente invention concerne un procédé d'allocation dynamique de débits pour un réseau de communication, notamment un réseau du type à hauts débits tel qu'un réseau ATM (Asynchronous Transfer Mode).
Les réseaux ATM ont été conçus pour pouvoir supporter des flux de données multimédia, tels que des données, des sons, des images et de la vidéo. La technologie ATM permet à un même support de transmettre des flux présentant des débits et des demandes de performance différents. Pour pouvoir présenter de telles caractéristiques, les réseaux ATM sont prévus pour pouvoir gérer les ressources et garantir une qualité de service. Avant d'être établie, une connexion doit en faire la demande au réseau en précisant les caractéristiques souhaitées, et notamment le débit qu'elle entend réserver et la qualité de service désirée. Au besoin, elle précise, dans sa requête, le débit minimum que le réseau doit lui garantir. Si le réseau juge qu'il a les ressources suffisantes pour satisfaire la demande, alors il établit la connexion mais il garantit également le débit et la qualité de service demandés.
Différentes classes de service ont été définies qui, selon la nature des sources de données et des demandes en performance et en qualité souhaitées par les connexions correspondantes, définissent à leur tour un protocole de contrôle des trafics sur ces connexions. Les classes généralement considérées sont les suivantes : la classe dite CBR (Constant Bit Rate), la classe qui est dite VBR (Variable Bit Rate), la classe dite ABR (Available Bit Rate) et une classe voisine de la classe ABR, la classe dite ABT (ATM Block Transfer). Pour schématiser, on peut dire que dans la classe CBR, une qualité de service de haut niveau est spécifiée alors qu'aucune qualité de service en terme de temps de transfert ou de gigue n'est explicitement spécifiée dans la classe ABR. Dans la classe VBR, un certain nombre de paramètres de contrôle est défini au moment de la connexion, ces paramètres une fois définis servant au réseau pour garantir une qualité de service.
Les mécanismes qui sont généralement mis en œuvre pour les classes de service dite ABR et ABT, seules considérées ici, sont les suivants. Pour chacune des connexions actives, de manière périodique, une cellule spécialisée, dite par la suite cellule de gestion de ressources, va parcourir l'ensemble du trajet suivi par les cellules usager de cette connexion. A la réception de cette cellule sur un noeud du réseau, un protocole est mis en œuvre pour vérifier que le débit alloué jusqu'ici à la connexion n'excède pas une valeur déterminée en fonction des autres connexions du moment. Si tel est le cas, ce noeud va allouer à la connexion un nouveau débit dont la valeur sera placée dans la cellule de gestion de ressources. Arrivée à une extrémité du trajet suivi par les cellules usager, la cellule de gestion de ressources est retournée vers la source de la connexion concernée avec la plus petite valeur de débit autorisée le long du parcours. La source devra alors adapter son débit à cette nouvelle valeur.
Un procédé d'allocation est prévu pour être mis en œuvre aux noeuds d'un réseau. Il permet d'allouer, à chacune des sources dont les connexions convergent sur un noeud du réseau et suite à une requête de débit formulée par ladite source, un débit de cellules de manière à partager la bande maxima offerte par le lien de sortie dudit noeud.
Une description des mécanismes mis en œuvre pour le contrôle du trafic dans la classe ABR est par exemple faite par F.BONOMI et K.W.FENDICK dans un article intitulé "The rate-based flow control framework for the Available Bit Rate Atm service" paru dans IEEE Network de Mars/ Avril 1995.
Les procédés d'allocation de débit connus sont généralement mis en œuvre pour des connexions supportant des données et font utilisation dans les noeuds de files du type FIFO, ce qui ne peut être envisagé pour la transmission de vidéo du fait de la spécificité de celle-ci en ce qui concerne les débits qui sont nécessairement élevés, les temps de retard de transmission qui ne peuvent être trop importants, etc.
Le but de la présente invention est donc de proposer un procédé d'allocation de débit permettant un partage équitable de la bande passante utilisée par différentes sources temps réel, notamment des sources vidéo.
A cet effet, un procédé selon l'invention est caractérisé en ce qu'il consiste, lors de cycles successifs, à : a) au début de chaque cycle, affecter à chacune desdites connexions un débit, et b) pendant le cycle, à allouer, d'une part, à chaque connexion dont le débit requis est supérieur au débit qui lui a été affecté, le débit qui lui a été affecté, ladite connexion étant alors comptabilisée et marquée en tant que connexion écrêtée, et, d'autre part, à chaque connexion dont le débit requis est inférieur au débit qui lui a été affecté, soit le débit déjà alloué au cycle précédent si à ce cycle précédent ladite connexion n'avait pas été marquée en tant que connexion écrêtée, soit le débit requis si au cycle précédent ladite connexion avait été marquée en tant que connexion écrêtée, la différence entre la valeur du débit affecté et la valeur du débit alloué étant alors comptabilisée en tant que valeur de débit non-alloué, c) et, à la fin dudit cycle, calculer une nouvelle valeur de débit à affecter au cycle suivant à chacune desdites connexions sur la base de la valeur comptabilisée de débit non-alloué et le nombre de connexions écrêtées.
Selon une autre caractéristique de l'invention, il consiste à affecter à chacune desdites sources, lors d'un cycle initial, un débit correspondant au partage équitable entre toutes les sources de la bande maxima offerte par le lien de sortie dudit noeud.
Selon une autre caractéristique de l'invention, il consiste à calculer la nouvelle valeur de débit à affecter au cycle suivant à chacune des connexions écrêtées en partageant équitablement le débit non-alloué entre lesdites connexions écrêtées. Selon une autre caractéristique de l'invention, il consiste à calculer la nouvelle valeur de débit à affecter au cycle suivant à chacune desdites connexions en partageant équitablement entre lesdites connexions écrêtées ledit débit non-alloué auquel on ôte la valeur de débit affecté en excès.
Selon une autre caractéristique de l'invention, il est prévu pour que la période de chaque cycle soit supérieure à la période de renégociation mise en œuvre par les équipements dudit réseau.
Selon une autre caractéristique de l'invention, il est prévu pour que la période de chaque cycle soit supérieure à la période de renégociation mise en œuvre par les équipements dudit réseau augmentée de la durée maxima des temps respectivement mis par des cellules de gestion de ressources desdites connexions pour effectuer le trajet complet de la source considérée à l'autre extrémité du réseau et revenir à ladite source. Selon une autre caractéristique de l'invention, il est prévu pour compter les requêtes émanant de chacune des sources, ledit procédé n'examinant que les requêtes qui ont un même numéro d'ordre. Selon une autre caractéristique de l'invention, il est prévu pour marquer une connexion après réception de la requête de la source correspondante, ladite marque étant annulée au début de chaque cycle, et ledit procédé n'examinant que les requêtes des sources dont les connexions sont déjà marquées. Selon une autre caractéristique de l'invention, il consiste à pondérer les débits respectivement affectés aux sources. Chaque facteur de pondération dépend avantageusement du débit minimum garanti demandé par la source correspondante. Il est par exemple égal au débit minimum garanti demandé par ladite source divisé par la somme totale des débits minimum garantis respectivement demandés par toutes les sources. Le débit qui est affecté à une source peut alors être égal à une valeur de débit commune à toutes les sources que multiplie ledit facteur de pondération.
Selon une autre caractéristique de l'invention, à la réception de la requête d'une source dont la connexion n'avait pas été marquée au cycle précédent en tant que connexion écrêtée, et lorsque le débit maintenant requis est supérieur au débit qui avait été alloué au cycle précédent, il consiste à interrompre le cycle en cours et à recommencer un nouveau cycle à partir de cette requête, le débit affecté à chaque source étant le débit le plus élevé entre le débit courant de la connexion concernée et la valeur de débit équitablement répartie entre toutes les sources. Selon une autre caractéristique de l'invention, il consiste à conserver dans le contexte de chaque connexion un numéro caractérisant le cycle.
Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation faite en relation avec le dessin joint qui illustre le procédé selon l'invention à partir d'un exemple arbitraire.
Le procédé selon l'invention est implanté dans chaque noeud d'un réseau. Là, pour chaque communication active qui converge sur le noeud considéré, est tenu un registre Reg dans lequel est stockée la valeur de débit qui est allouée à cette communication. A des temps espacés d'une période T, la source de chaque communication émet une cellule de gestion de ressources RM sur le trajet de la communication. Au départ, cette cellule RM porte la valeur de débit requis par la source. A chaque noeud, sont comparées la valeur portée par la cellule de gestion RM et celle qui est stockée dans le registre Reg du noeud. Si la valeur de débit stockée dans le registre Reg est inférieure à la valeur de débit portée par la cellule de gestion RM, alors cette dernière est modifiée en prenant la valeur stockée dans le registre Reg. Par contre, si elle est égale ou supérieure, alors la valeur portée par la cellule de gestion RM n'est pas modifiée.
Arrivée à l'extrémité du réseau, la cellule de gestion RM est retournée vers la source. Elle porte alors la plus petite valeur de débit qui a été allouée à la communication par le réseau et qui est donc autorisée par celui-ci le long du trajet de la communication. La source adapte alors son débit d'émission de cellules usager à cette nouvelle valeur.
On notera que l'on nomme ici cellules usager, les cellules qui portent les données, par exemple des données d'image et de son, émises par la source à destination de son interlocuteur.
Le procédé selon l'invention concerne donc l'allocation d'un débit à une communication. Cette allocation est dynamique en ce sens qu'elle fait l'objet d'une renégociation de débit qui est effectuée avec la périodicité T d'émission des cellules gestion de ressources RM. Ainsi, pour chaque communication qui converge sur lui, chaque noeud du réseau voit passer, dans une période T, une seule et unique requête de renégociation de débit et y répond, au moyen du procédé de l'invention, en y allouant un débit pour ses cellules usager.
Le procédé de l'invention est donc mis en œuvre selon des cycles successifs de période T. On va décrire les différentes étapes du procédé telles qu'elles apparaissent dans un cycle.
Si on appelle C la bande maxima que peut supporter le lien de sortie du noeud considéré, une répartition la plus équitable possible entre les N sources dont les connexions convergent sur ce noeud alloue à chaque source la valeur de débit C I N . En conséquence, lors d'un cycle initial, cette valeur RI = C I N est placée dans chacun des registres Reg respectivement liés aux communications actives.
Lors de chaque cycle, lorsque le noeud reçoit la cellule de gestion de ressources RM émise d'une source dont la connexion converge sur lui, deux cas peuvent se présenter. Dans un premier cas, la valeur Rq qui est requise par la source et qui est portée par la cellule RM est inférieure à la valeur RI . Alors, un registre RΔ comptabilisant la quantité Δ de bande qui n'a pas été allouée pendant le cycle courant est incrémenté de la différence R\ - Rq . Par ailleurs, la communication est marquée comme ne pouvant pas augmenter son débit au-dessus de la valeur Rq .
Dans l'autre cas, la valeur requise Rq est supérieure à la valeur RI . La demande de la source est dite écrêtée à la valeur RI et est marquée en conséquence. On incrémenté par ailleurs un compteur m qui compte le nombre de demandes écrêtées.
A la fin du cycle, lorsque toutes les sources ont transmis leur cellule de gestion de ressources RM, c'est-à-dire après un temps T correspondant à la période d'émission des cellules RM par les sources, la situation est la suivante.
Les communications dont les demandes de débit Rq sont inférieures à la valeur
RI sont marquées comme ne pouvant augmenter leur débit au-delà de cette valeur
Rq . Pour les autres, la valeur du débit qui leur est allouée est pour l'instant égale à la valeur RI . La totalité de la bande non encore allouée durant le cycle est stockée dans le registre Δ et le nombre de communications écrêtées est stocké dans le compteur m.
On connaît ainsi le nombre de connexions qui souhaitent augmenter leur débit et la bande qui reste disponible pour cette augmentation. Selon l'invention, on autorise les connexions qui ont été écrêtées à augmenter, au cycle suivant, leur débit d'une valeur correspondant à la bande du lien de sortie du noeud qui n'a pas été encore allouée divisée par le nombre m de communications écrêtées.
Ainsi, au cycle suivant, on remet en œuvre le procédé de l'invention avec une nouvelle valeur de RI et en n'autorisant que les connexions précédemment écrêtées à augmenter leur débit. On va maintenant expliciter le procédé selon l'invention en prenant d'abord un exemple arbitraire illustratif dans lequel trois communications Cl, C2 et C3 sont mises en jeu (voir la Fig. 1). La première Cl a une demande de débit correspondant à deux unités, la seconde C2 à six unités et la troisième C3 à neuf unités. La capacité maximale C du lien de sortie du noeud est de quinze unités (C = 15). Lors du cycle initial CYls on va affecter à chaque communication un débit équitablement partagé RI dont la valeur est donc RI = C I N où N est le nombre de communications actives convergeant sur le noeud considéré. Ici N = 3. On a donc RI = 5. Le débit total affecté est N • RI soit quinze unités. Selon la terminologie adoptée ici, l'affectation d'un débit à une communication n'est pas l'allocation. Pour une connexion qui a été précédemment écrêtée, la valeur du débit affecté est la valeur maxima de débit que le noeud peut allouer à cette connexion. Par contre, pour une connexion qui n'a pas été précédemment écrêtée, la valeur du débit affecté est sans rapport avec la valeur de débit alloué. La différence entre la valeur du débit affecté et la valeur du débit alloué est comptabilisée en tant que valeur de bande non allouée.
Ainsi, à la communication Cl, on alloue deux unités et il reste donc trois unités qui n'ont pas été allouées et qui sont alors comptabilisées dans le registre RΔ (Δ = 3).
A chacune des communications C2 et C3 qui ont été écrêtées à la valeur de cinq unités, on n'alloue que ces cinq unités. Pour ces communications C2 et C3 seulement, la valeur de débit alloué est égale à la valeur de débit affecté.
A la fin de ce cycle, on a donc Δ = 3 et m = 2 (nombre de communications écrêtées = 2).
Au cycle suivant CY2, on va distribuer équitablement les trois unités qui n'ont pas été allouées au cycle précédent CYi à chacune des deux communications écrêtées C2
Δ 3 et C3, soit — = — = 1,5 unité par communication. Pour ce faire, on va affecter à m 2 chaque communication active sur le noeud considéré un débit équitablement partagé
RI de (5 + 1,5) unités soit 6,5 unités. Le débit total affecté est alors de N - Rl =
6,5 x 3 = 19,5 unités. A la communication Cl, on alloue deux unités et il reste, par rapport aux
6,5 unités affectées, 4,5 unités non allouées. A la communication C2, on alloue six unités correspondant à sa requête, et il reste donc 0,5 unité non allouée qui ajoutée aux
4,5 unités déjà non-allouées de la communication Cl donnent cinq unités non allouées. A la communication C3, on alloue 6,5 unités. Cette communication C3 est la seule qui a été écrêtée durant ce cycle. A la fin du cycle, on a donc Δ = 5 et m = 1.
Pour le calcul de la bande à partager au cycle suivant, on doit retrancher, des cinq unités non allouées, le débit affecté en excédent par rapport à la capacité maxima C du Uen de sortie du noeud, c'est-à-dire (N Rl - C) = (19,5 - 15) = 4,5 unités. La bande à partager au cycle suivant sera donc égale à : 5 - 4,5 = 0,5 unité qui va permettre de calculer la nouvelle valeur de RI égale maintenant à 6,5 + 0,5 = 7 unités.
Au cycle CY3, on va affecter à chaque communication active 7 unités correspondant à la nouvelle valeur de RI. Le débit total affecté est donc de 3 x 7 unités, soit 21 unités. On peut constater qu'à la fin du cycle CY3, Δ sera égal à 6. La bande à partager au cycle suivant sera alors de Δ - ( N • RI - C ) = 0.
Le processus se poursuit ainsi de cycle en cycle.
On va maintenant formaliser le procédé selon l'invention.
La bande disponible pour l'ensemble des communications est la bande disponible sur le lien de sortie du noeud, soit C.
Le débit total qui est équitablement affecté, au débit de chaque cycle, est noté Da et sa valeur est égale à N • RI , d'où :
Da = N R\
Or, ce débit total affecté Da peut être supérieur à la capacité maxima C du lien de sortie du noeud. Il en résulte qu'un débit a été affecté de manière excédentaire par rapport à cette capacité. Ce débit excédentaire De a donc pour valeur :
De = Da - C = N Rl - C .
On peut donc écrire la relation suivante :
C = Da - De = Da - (N R\ - C) = Da + (C- N RÏ) A la fin de chaque cycle, le débit total affecté Da a été, dans une première partie, alloué et, dans une seconde partie, non-alloué. Dans la partie allouée, se trouvent, d'une part, le débit effectivement alloué aux connexions qui sont écrêtées, soit m.Rl, où m représente le nombre de connexions écrêtées et RI le débit affecté à chaque communication et, d'autre part, le débit total alloué aux connexions non écrêtées, soit Débit . Quant à la seconde partie non-allouée, elle a été comptabilisée dans le no -écrêtées registre RΔ On peut donc écrire :
Da = m R\ + ∑Débit + A non -écrêtées
soit, en remplaçant dans l'expression précédente
C = m R\ + (C - N Rl) + ∑Débit + A non -écrêtées
ce qui peut se réécrire de la manière suivante :
C = m- R1 + - + Y Débit m J , ,,,, non -écretees
On voit, par cette relation, que si l'on attribue, au prochain cycle et aux m connexions qui ont été écrêtées précédemment, la valeur qui est comprise entre parenthèses, la bande sera équitablement partagée et sera complètement utilisée.
Selon l'invention, on va procéder de la manière suivante. Au prochain cycle, on va recommencer la mise en œuvre du procédé de l'invention en autorisant les seules connexions qui ont été écrêtées à augmenter de nouveau leur débit. Pour ce faire, on modifie la valeur de RI qui est maintenant égale à : (C - N - R1) + Δ
R1 = R1 + m
Ainsi, au début de chaque cycle, on se trouve avec un certain nombre de connexions qui ne sont pas autorisées à augmenter leur débit alors que les autres le sont et, ce, jusqu'à une valeur qui correspond à la valeur qui est stockée dans le registre RI . Puis les connexions sont examinées les unes après les autres par le procédé explicité ci-dessus, pour qu'à la fin du cycle, on puisse déterminer le débit disponible non encore alloué Δ et le nombre m de connexions écrêtées. De là, on recalcule une nouvelle valeur de RI qui sera utilisée pour l'examen du cycle suivant. Ce processus se poursuit donc de manière continue de cycle en cycle.
Selon l'invention, si une connexion qui n'a pas été écrêtée lors du cycle précédent souhaite, au cycle courant, augmenter son débit, on interrompt le cycle courant. Puis on modifie la valeur qui est stockée dans le registre RI et on lance un nouveau cycle à partir de cette connexion. La nouvelle valeur de RI est égale au maximum entre la valeur de débit précédemment allouée à la connexion concernée et la valeur de débit équitablement répartie % , C étant le débit disponible sur le lien de sortie du noeud considéré et N étant le nombre de connexions actives au moment considéré.
Selon un premier mode de réalisation de la présente invention, et afin de s'assurer que, lors d'une période, une renégociation de débit a bien eu lieu pour chaque connexion active convergeant sur le noeud considéré, on prévoit un compteur prévu pour compter les requêtes émanant de chacune des sources, le procédé étant alors prévu pour n'examiner que les connexions qui ont un même numéro d'ordre.
Selon un autre mode de réalisation de la présente invention, on prévoit que la période de modification du registre RI est plus importante que la période de renégociation mise en œuvre par les équipements du réseau prévus à cet effet.
Avantageusement, on augmente cette période de la valeur maximale des temps respectivement mis par les cellules de gestion de ressources RM des connexions actives pour effectuer le trajet complet de la source à l'autre extrémité du réseau et revenir à la source. Ainsi, on est sûr que l'ensemble des sources a eu le temps de se mettre en conformité avec les débits autorisés par les différents noeuds du réseau, mise en conformité qui ne peut avoir heu qu'après que la cellule de gestion de ressources RM qui est porteuse de l'information correspondant au débit alloué à la source ait eu le temps de retourner jusqu'à la source. Cette manière de faire permet au procédé une certaine robustesse par rapport à la rupture de certaines liaisons.
Au cas où une connexion ferait deux requêtes dans une même période, il ne serait pas tenu compte de la seconde pour qu'elle ne perturbe pas la répartition de la bande passante entre les sources. Chaque connexion est pour ce faire marquée une fois avoir effectué une requête et cette marque est effacée au début de chaque cycle. Ainsi, dans un cycle donné, une demande n'est donc plus acceptée si elle émane d'une connexion qui a déjà été marquée.
Selon un autre mode de réalisation de l'invention, pour éviter qu'une même connexion soit analysée deux fois durant un même cycle, on affecte, à chaque cycle, un numéro d'ordre qui est incrémenté d'une unité à chaque nouveau cycle. Ce numéro d'ordre est mémorisé pour chaque connexion après son analyse dans le cycle. Ainsi, supposons que l'on soit dans le cycle Cy. Dans ce cycle, avant analyse, à une connexion donné, est mémorisé le numéro Cy - 1. Après analyse, est mémorisé le numéro Cy. Avant d'allouer un débit à une source, on vérifie que le numéro d'ordre mémorisé pour la connexion considérée est inférieur d'une unité à celui du cycle courant. Si tel est le cas, l'allocation est mise en œuvre. Sinon, elle n'est pas mise en œuvre, car cela signifie que ladite connexion a déjà été analysée dans le cycle courant.
Lorsqu'on interrompt un cycle Cy, suite à une demande de débit d'une connexion non-écrêtée supérieure à ce qu'elle a jusqu'alors demandé, et qu'on recommence un nouveau cycle, on va affecter à ce cycle un numéro égal au numéro du cycle interrompu Cy plus deux unités. Chaque vérification aboutit ainsi à une nouvelle allocation. Dans le procédé qui vient d'être décrit, le débit demandé par la source vidéo correspondant à son débit maximum demandé est fixe dans le temps au moins à l'échelle de quelques cycles. L'utilisateur peut, s'il le désire, modifier ce paramètre mais, en pratique, il le fera rarement. Si toutefois pour des raisons de taille de réseau ou autres, les demandes des sources devaient être très souvent modifiées, on a pu montrer que le procédé de l'invention tend alors vers une allocation des débits à la valeur C/N si bien que l'on perd l'avantage de pouvoir utiliser la bande disponible pour la partager entre les sources dont les demandes sont les plus élevées.
Dans le procédé qui vient d'être décrit, chaque source fait une demande de débit maximum. Or, le procédé s'applique également au cas où l'on voudrait tenir compte d'une équité qui serait proportionnelle aux débits minimum garantis des sources. Pour ce faire, on procéderait de la manière suivante.
On divise la valeur C du débit disponible sur le Uen de sortie du noeud considéré par la somme des débits minima garantis Dmg; (i = 1 à N). On obtient alors un facteur qui permet la pondération de chaque débit équitablement affecté, noté ici R,. En effet, on a alors :
Figure imgf000015_0001
où DMd est le facteur de pondération appliqué à la source Q.
Chaque connexion Ci est donc écrêtée à la valeur de débit R,. Si l'on considère un registre R dans lequel est stockée la valeur du débit total affecté à toutes les connexions, la valeur de débit R, affectée à une connexion sera égale à :
Figure imgf000015_0002
A la fin de chaque cycle, la valeur recalculée de ce registre sera donnée par la relation suivante analogue à ceUe mentionnée ci-dessus :
Figure imgf000016_0001
écrêtées écrêtées
où DMGj = 1 représente la somme des facteurs de pondération, Δ
Figure imgf000016_0002
représente de débit non-alloué et DMGj représente la somme des facteurs de écrêtées pondération des seules connexions qui ont été écrêtées.

Claims

REVENDICATIONS
1) Procédé d'allocation dynamique de débits prévu pour être mis en œuvre aux noeuds d'un réseau, ledit procédé consistant à aUouer, à chacune des sources dont les connexions convergent sur un noeud d'un réseau et suite à une requête de débit étabUe par ladite source, un débit de cellules de manière à partager la bande maxima offerte par le lien de sortie dudit noeud, caractérisé en ce qu'il consiste, lors de cycles successifs, à : a) au début de chaque cycle, affecter à chacune desdites connexions un débit (RI, R,), et b) pendant le cycle, à allouer, d'une part, à chaque connexion dont le débit requis (Rq) est supérieur au débit qui lui a été affecté (RI, Ri), le débit qui lui a été affecté
(RI, R,), ladite connexion étant alors comptabiUsée (m) et marquée en tant que connexion écrêtée, et, d'autre part, à chaque connexion dont le débit requis (Rq) est inférieur au débit qui lui a été affecté (RI, R,), soit le débit déjà alloué au cycle précédent si à ce cycle précédent ladite connexion n'avait pas été marquée en tant que connexion écrêtée, soit le débit requis (Rq) si au cycle précédent ladite connexion avait été marquée en tant que connexion écrêtée, la différence entre la valeur du débit affecté et la valeur du débit aUoué étant alors comptabilisée en tant que valeur de débit non- alloué (Δ), c) et, à la fin dudit cycle, calculer une nouveUe valeur de débit (RI, R,) à affecter au cycle suivant à chacune desdites connexions sur la base de la valeur comptabiUsée de débit non-alloué (Δ) et le nombre de connexions écrêtées (m).
2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à affecter à chacune desdites sources, lors d'un cycle initial, un débit correspondant au partage équitable entre toutes les sources de la bande maxima offerte par le Uen de sortie dudit noeud :
RI = C/N Où C est la valeur en débit de la bande maxima offerte par le lien de sortie dudit noeud, et N est le nombre de connexions actives sur ledit noeud.
3) Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il consiste à calculer la nouveUe valeur de débit à affecter au cycle suivant à chacune des connexions écrêtées en partageant équitablement le débit non-aUoué entre lesdites connexions écrêtées :
RI = R1 + Δ / M
où Δ est le débit non-alloué et m est le nombre de connexions écrêtées.
4) Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il consiste à calculer la nouvelle valeur de débit à affecter au cycle suivant à chacune desdites connexions en partageant équitablement entre lesdites connexions écrêtées ledit débit non-aUoué auquel on ôte la valeur de débit affecté en excès :
„ (C - N R1) + Δ
Rl = Rl + - m
Où C est la valeur en débit de la bande maxima offerte par le Uen de sortie dudit noeud, Ν est le nombre de connexions actives sur ledit noeud, Δ est le débit non- alloué et m est le nombre de connexions écrêtées.
5) Procédé selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est prévu pour que la période de chaque cycle soit supérieure à la période de renégociation mise en œuvre par les équipements dudit réseau.
6) Procédé selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est prévu pour que la période de chaque cycle soit supérieure à la période de renégociation mise en œuvre par les équipements dudit réseau augmentée de la durée maxima des temps respectivement mis par des ceUules des gestion de ressources RM desdites connexions pour effectuer le trajet complet de la source considérée à l'autre extrémité du réseau et revenir à ladite source. 7) Procédé selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est prévu pour compter les requêtes émanant de chacune des sources, ledit procédé n'examinant que les requêtes qui ont un même numéro d'ordre.
8) Procédé selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est prévu pour marquer une connexion après réception de la requête de la source correspondante, ladite marque étant annulée au début de chaque cycle, et ledit procédé n'examinant que les requêtes des sources dont les connexions sont déjà marquées.
9) Procédé selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il consiste à pondérer les débits respectivement affectés aux sources. 10) Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que chaque facteur de pondération dépend du débit minimum garanti demandé par la source correspondante.
11) Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que le facteur de pondération d'une source est égal au débit minimum garanti demandé par ladite source divisé par la somme totale des débits minimum garantis respectivement demandés par toutes les sources.
12) Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que le débit qui est affecté à une source est égal à la valeur de débit totale affectée à toutes les sources que multiplie ledit facteur de pondération, ladite valeur de débit étant donnée par la relation suivante :
Figure imgf000019_0001
écrêtées où Δ représente de débit non-alloué et ∑DMGj représente la somme des écrêtées facteurs de pondération des seules connexions qui ont été écrêtées.
13) Procédé selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'à la réception de la requête d'une source dont la connexion n'avait pas été marquée au cycle précédent en tant que connexion écrêtée, et lorsque le débit maintenant requis est supérieur au débit qui avait été alloué au cycle précédent, il consiste à interrompre le cycle en cours et à recommencer un nouveau cycle à partir de cette requête, le débit affecté à chaque source étant le débit le plus élevé entre le débit courant de la connexion concernée et la valeur de débit équitablement répartie entre toutes les sources.
14) Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il consiste à conserver dans le contexte de chaque connexion un numéro caractérisant le cycle courant.
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