JP2001016206A - 帯域共有制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ユーザからセルが到来する多数のコネクショ
ンを複数のグループにグループ分けして、そのグループ
内で帯域共有制御を行い、そのグループで選択されたセ
ルを回線に割り付けて送信する装置で、優先度の低いグ
ループに送信すべきセルがあるにもかかわらず、回線に
空きセルが送信される状況が発生する不都合を解消す
る。 【解決手段】 複数のグループの選択制御についても、
優先度にしたがう固定的な選択を行うことなく、当該回
線の最大帯域まで利用するように読出順序を決定する帯
域共有制御を行う。 【効果】 廃棄セルが少なくなり効率的なＡＴＭ通信が
実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【発明の属する技術分野】本発明はＡＴＭ（Asynchrono
us Transmission Mode, 非同期伝送モード）通信に利用
する。本発明は、ユーザ毎に申告され契約される最低帯
域（ＭＣＲ，Minimum Cell Rate)および最大帯域 (ＰＣ
Ｒ，Peak Cell Rate) に基づき伝送路の帯域を共有する
ように送信セルの選択を行う帯域共有制御の改良に関す
る。特に、ユーザからのセルが到来するコネクションの
複数についてグループを形成し、そのグループの複数に
ついて一つのＶＰ（Vertual Path, 仮想高速多重伝送
路) に送信セルを割りつけるように２段階の選択制御を
行う場合の改良に関する。

【従来の技術】図８は従来例帯域共有制御装置のブロッ
ク構成図である。各ユーザからのセルはコネクション
（回線）単位で管理され、図８のコネクションＣ１〜Ｃ
１２に到来する。このセルのヘッダ部分にはコネクショ
ン情報その他が記録されている。各コネクションＣ１〜
Ｃ１２にはそれぞれ一時滞留用のキューバッファＱＢ１
〜ＱＢ１２が設けられ、到来したセルはこのキューバッ
ファに蓄積されて回線への送信を待つ。各コネクション
Ｃ１〜Ｃ１２はあらかじめ設定された優先順位にしたが
ってグループＧｒ１〜Ｇｒ３に分別されている。各グル
ープには、帯域共有制御回路ＣＯＮＴが設けられ、その
制御にしたがって各キューバッファに滞留するセルをグ
ループ毎に設けたマルチプレクサＭＵＸに読出し、その
マルチプレクサＭＵＸから、セレクタＳＥＬにより回線
ＶＰに送信する。帯域共有制御回路ＣＯＮＴは、そのグ
ループ内のコネクションに対応して設けたキューバッフ
ァに滞留するセルを監視し、帯域共有制御テーブルＴを
参照し、そのグループに設定された最大帯域までコネク
ションの帯域を共有するように制御されている。

【発明が解決しようとする課題】ここで図８に示す従来
例装置では、各グループを選択するセレクタＳＥＬはス
ケジュールカウンタＳＣにより制御されている。すなわ
ち、グループの読出帯域はそのグループに設定された優
先度にしたがって周期的に割当てるように構成されてい
る。たとえば単純にグループＡ，Ｂ，Ｃの選択タイミン
グが６：３：１であるとすると、スケジュールカウンタ
ＳＣは、１０回のうち６回はグループＡを選択し、３回
はグループＢを選択し、１回はグループＣを選択するよ
うに設定される。この構成は固定的であり、各グループ
に滞留するセルの状況に対応することができない。たま
たまグループＢに滞留するセルがなくなっている状態で
あり、いっぽうグループＣに滞留して送信待ちとなって
いるセルが多量にあり、グループＣでは滞留セルがタイ
ムオーバにより廃棄される状況にあっても、グループＢ
に設定された選択時には空きセルが送信されることにな
る。これはユーザとの契約に違反するものではないが、
伝送可能帯域が有効に利用されていないことになる。本
発明はこのような背景に行われたものであって、優先度
あるいは最大利用可能帯域にしたがってコネクションが
グループ分けされている場合にも、他のグループに送信
待ちとなっているセルがあるときには、無駄なタイムス
ロットを無くして有効な帯域共有制御を行うことができ
る制御装置を提供することを目的とする。本発明は、帯
域共有制御による廃棄セルを少なくするＡＴＭ通信方式
を提供することを目的とする。本発明は、ＡＴＭ通信網
の利用率を向上することを目的とする。

【課題を解決するための手段】本発明は、コネクション
がグループ分けされている場合にも、グループ対応に第
二のキューバッファを設け、この第二のキューバッファ
に滞留するセルについてコネクション対応に行う帯域共
有制御と同様に出力回線の最大帯域まで利用するように
第二の帯域共有制御を行うことを特徴とする。すなわち
本発明は、それぞれユーザからのセルが到来するコネク
ション（Ｃ１〜Ｃ１２）と、このコネクション毎に設け
られ送信すべきセルを一時蓄積する第一のキューバッフ
ァ（ＱＢ１〜ＱＢ１２）と、この第一のキューバッファ
の複数毎にグループを形成しそのグループ内で前記キュ
ーバッファに滞留するセルに対してユーザ毎に設定され
た契約（ＭＣＲおよびＣＰＲを含む）に基づきあらかじ
め設定された帯域割当てにしたがって読出順序を決定す
る第一の帯域共有制御手段（ＣＯＮＴ（Ｃ）、ＭＵＸ
（Ｃ））と、前記グループの複数についてそれぞれ前記
第一の帯域共有制御手段により選択されたセルを回線
（ＶＰ）に割り付けて送信するグループ選択手段とを備
えた帯域共有制御装置において、このグループ選択手段
には、グループ毎に設けられ送信すべきセルを一時蓄積
する第二のキューバッファ（ＱＢＡ〜ＱＢＣ）と、この
第二のキューバッファに滞留するセルの情報からグルー
プ毎にあらかじめ設定された帯域割当てにしたがって読
出順序を決定する第二の帯域共有制御手段（ＣＯＮＴ
（Ｇ）、ＭＵＸ（Ｇ））とを備えたことを特徴とする。
括弧内の符号は構成を理解しやすいように表示する実施
例図面の参照符号である。この第二の帯域共有制御手段
（ＣＯＮＴ（Ｇ）、ＭＵＸ（Ｇ））は、前記第二のキュ
ーバッファに滞留するセルについてグループ対応にその
読出論理が記録された制御テーブル（Ｔ）と、その制御
テーブルにしたがって読出制御を実行する手段とを含
む。そして、その読出制御が実行された後になお前記第
二のキューバッファに滞留するセルがあるときには当該
回線の最大帯域が利用されるまでその第二のキューバッ
ファに滞留するセルの読出を実行する構成である。本発
明は、第二のキューバッファ（ＱＢＡ〜ＱＢＣ）の滞留
状態を監視しその滞留セルが溢れる可能性があるとき
に、第一の帯域共有制御手段に対して読出停止を指示す
る監視回路（ＳＶ）を備える構成とすることが望まし
い。このグループ選択手段の出力回路に、前記第二の帯
域共有制御手段の制御により発生したゆらぎを抑圧する
シェーパ（ＳＨ）を備えることができる。この第二のキ
ューバッファを前記第一のキューバッファとは別のハー
ドウエアとして設けることなく、この第二のキューバッ
ファが前記第一のキューバッファの内部に設定される構
成とすることができる。この構成により全体のハードウ
エアを小さく設計することができる。この構成により、
グループをまたがって帯域共有制御を行うことができる
から、他のグループに選択送信すべきセルがあるにもか
かわらず、一つのグループに選択送信すべきセルがない
場合に、そのグループの送信タイミングに空きセルを送
信するようなことは回避され、契約によるＣＰＲまで有
効に送信帯域を利用することができる。本発明により廃
棄されるセルを少なくし、ＡＴＭ通信網の利用効率を向
上することができる。

【発明の実施の形態】（第一実施例）図１は本発明第一
実施例装置のブロック構成図である。各ユーザからのセ
ルはコネクション（回線）単位で管理され、コネクショ
ンＣ１〜Ｃ１２に到来する。このセルのヘッダ部分には
コネクション情報その他が記録されている。各コネクシ
ョンＣ１〜Ｃ１２にはそれぞれ一時滞留用のキューバッ
ファＱＢ１〜ＱＢ１２が設けられ、到来したセルはこの
キューバッファに蓄積されて回線への送信を待つ。各コ
ネクションＣ１〜Ｃ１２はあらかじめ設定された最大利
用帯域にしたがってグループＧｒ１〜Ｇｒ３に分別され
ている。この例では最大利用帯域が、グループＡが３０
Ｍｂｐｓ、グループＢが７０Ｍｂｐｓ、グループＣが５
０Ｍｂｐｓとし、三つのグループの合計帯域は１５０Ｍ
ｂｐｓとなる。各グループには、第一の帯域共有制御回
路ＣＯＮＴ（Ｃ）が設けられ、その制御にしたがって各
キューバッファに滞留するセルをグループ毎に設けたマ
ルチプレクサＭＵＸに読出す。帯域共有制御回路ＣＯＮ
Ｔ（Ｃ）は、そのグループ内のコネクションに対応して
設けたキューバッファに滞留するセルを監視し、そのグ
ループに設定された最大帯域までコネクションの帯域を
共有するように制御する。ここで本発明の特徴として、
グループ毎に設けられ送信すべきセルを一時蓄積する第
二のキューバッファＱＢＡ〜ＱＢＣを設け、この第二の
キューバッファに滞留するセルの情報からグループ毎に
あらかじめ設定された帯域割当てにしたがって読出順序
を決定する第二の帯域共有制御手段（ＣＯＮＴ（Ｇ）お
よびＭＵＸ（Ｇ））とを備える。第二の帯域共有制御手
段の出力部においては、第二の帯域共有制御手段にて生
じたゆらぎを抑圧するシェーパを備えて帯域容量の超過
を防いでいる。図２はこの第二の帯域共有制御手段ＣＯ
ＮＴ（Ｇ）およびＭＵＸ（Ｇ）のさらに詳しいブロック
構成図である。この第二の帯域共有制御手段は、前記第
二のキューバッファに滞留するセルについてグループ対
応にその読出論理が記録された制御テーブルＴと、その
制御テーブルにしたがって読出制御を実行する手段とを
備え、その読出制御が実行された後になお前記第二のキ
ューバッファに滞留するセルがあるときには当該回線の
最大帯域が利用されるまでその第二のキューバッファに
滞留するセルの読出を実行するように構成される。図２
に示す帯域共有制御手段の構成そのものは、複数のコネ
クションに対するグループ毎に設ける第一の帯域共有制
御手段と基本的に同一である。すなわち、キューバッフ
ァＱＢＡ〜ＱＢＣをコネクション対応のキューバッファ
（ＱＢｎ）と読み替えることにより、同一の構成とな
る。したがって、この第二の帯域共有制御手段は、従来
から利用されている第一の帯域共有制御手段と同一のハ
ードウエアおよびソフトウエアを用いて、その制御仕様
を変更することにより実現することができる。すなわち
図２の制御テーブルＴには、コネクション対応のキュー
バッファについては図３に示すテーブルをインストール
し、グループ対応のキューバッファについては図４に示
すテーブルをインストールする。図２に示す装置では、
いずれかのキューバッファにセルがあるときには、ＯＲ
論理によりキュー滞留フラグは「１」となり、優先度が
下位のものにセルが滞留していることを認識できるか
ら、このときに空き情報の読出（読出を実行しない状
態）を行うようなことをなくするように制御することが
できる。図３（ａ）はグループＡの四つのコネクショ
ン、図３（ｂ）はグループＢの三つのコネクション、図
３（ｃ）はグループＣの五つのコネクションに対する読
出論理を示す制御テーブルの例示である。それぞれ各コ
ネクションに契約（または申告）にしたがって最低保証
帯域を設定し、その優先度をこの読出管理テーブルによ
り設定する。それぞれテーブルの「１」は読出を行い、
「０」は読出を行わないことを表す。この構成は従来例
装置と同様である。図４は三つのグループに対する読出
論理を示す制御テーブルの実施例である。上で述べたよ
うに、この三つのグループに対して、それぞれ最大利用
帯域が、グループＡが３０Ｍｂｐｓ、グループＢが７０
Ｍｂｐｓ、グループＣが５０Ｍｂｐｓとし、三つのグル
ープの合計帯域は１５０Ｍｂｐｓとなる。これが一つの
回線（ＶＰ）を共有することになる。図４はグループ毎
の最大帯域の比にしたがって読出タイミングの条件が設
定されている。この読出テーブルで「１」は読出が可能
であり、「０」の位置ではそのグループの読出権がない
ことを意味する。テーブルには７つのスロットがあり、
初期値はスロット１からスタートする。スロット１では
グループＡ，Ｂ，Ｃのいずれにもアクセス権がある。こ
のときには三つのグループに優先順位をつけて、優先順
位が Ａ＞Ｂ＞Ｃ というように、グループＡの優先順
位が最も高く、グループＣの優先順位が最も低いように
くらい付けする。このスロット１では、グループＡ，
Ｂ，Ｃの順に読出が実行され、全てが読出されたことに
よりスロット１の処理が完了する。このようにしてスロ
ット２、３、４、・・・のように進みスロット７で一巡
する。図５にこの制御の要部制御フローチャートを示
す。初期状態では、グループ読出テーブルの先頭列位置
を参照し、読出要求を待つ。読出タイミング位置にて読
出要求が発生し、読出対象グループに読出データがある
かを判断する。この判断は、読出タイミングの直前に各
キューバッファのセル滞留状況を確認し、読出テーブル
を参照して、次に読出すべきグループを決定する。同一
列中に読出すべき情報が複数存在する場合には、その存
在を示すフラグを用いて状態を管理する。これは有効フ
ラグと読出テーブルとの論理積により読出を実行する。
いちど読出を実行するとフラグを「０」として読出対象
からはずす。フラグが「０」となっているグループがな
いときにはすべてのグループが読出対象となる。読出対
象が複数あるときには、あらかじめ管理する側の仕様に
より設定した順序にしたがって読出グループを決定す
る。これにより決定されたグループの読出が実行され、
このとき、キューバッファからの読出フラグを立てて、
読出テーブルの同じ列で読出時に競合した他のグループ
にアクセス権を与える準備をする。このようにして、制
御テーブルの読出対象グループの検索位置（制御テーブ
ルの列）ですべて読出候補がなくなるまでこの処理を繰
り返し、その列ですべての読出が完了したときに次の列
での検索が開始される。このようにして制御テーブルの
列をすべて参照し、読出を行わない空き情報の読出を実
行することがあるのは（図５の左端）、すべてのグルー
プに読出すべきセルがないときのみである。このように
本発明の制御では、他のグループに読出すべきセルがあ
るのに空き情報の読出を実行することはなくなる。図６
はこの実施例装置の動作タイムチャートである。図６の
〔本発明〕の表示は本発明実施例装置の動作であり、比
較のために〔従来例〕の表示に図８で説明した従来例装
置についての動作を示す。最上段ＩＮに入力情報を示
す。各グループのキューバッファの滞留状況と、制御テ
ーブルの値を示す。この制御テーブルの値は図４と対応
する。そしてこの制御テーブルの各タイムスロットの値
が割当欄に表示されている。この例ではキューバッファ
の読出処理の実行に１タイムスロットの時間を要するも
のとして表示されている。図６の本発明実施例の最下段
および従来例の最下段にそれぞれの場合の出力ＯＵＴを
示す。図６からわかるように、従来例装置では、セレク
タＳＥＬはスケジュール・カウンタＳＣにしたがって固
定的な循環選択を実行するので、出力ＯＵＴには「Ｘ」
で示すような空きが発生することになるが、本発明実施
例ではそのような場合には、優先度の低いグループのキ
ューバッファに滞留するセルが読出され、利用可能な最
大帯域まで帯域共有制御が実行されている様子が理解で
きる。 （第二実施例）図７は本発明第二実施例の装置ブロック
構成図である。これは、グループ用の第二のキューバッ
ファをハードウエアとして別に設けるのではなく、コネ
クション用の第一のキューバッファの内部に実質的に第
二のキューバッファを設定する場合の構成図である。第
一実施例の説明では、いったん情報をグループ用のキュ
ーバッファに格納するように説明したが、コネクション
用のキューバッファを使用してグループ毎に存在する第
一のキューバッファに、グループ帯域共有制御の信号を
与えて、メモリ・アドレスの利用状態を変更することに
より実質的に第二のキューバッファを設定することがで
きる。このような構成により同様に第二の帯域共有制御
による読出制御を実行することができる。この第二実施
例の構成では、ハードウエアとして２段階のキューバッ
ファの構成をとることなく、制御信号のみを２段階とす
ることにより同等の制御を実行するものである。この構
成では、各グループのコネクション帯域共有制御は、自
分のグループが読出を実行する割当てとなったときに有
効になるように、グループ帯域共有制御からのグループ
毎の割当信号により制御される。また、グループ帯域共
有制御では、各グループのセル滞留の有無を監視して、
滞留があるグループに読出権を与えるように同様に制御
することができる。また、第二の帯域共有制御手段の出
力部においては、第一実施例と同様に、第二の帯域共有
制御手段にて生じたゆらぎを抑圧するシェーパを備えて
帯域容量の超過を防いでいる。シェーパの動作を図９に
示す。シェーパでは、常時、セルの間隔を監視し、定義
された最小セル間隔以下にならない様に制御する。最小
セル間隔以下で入力された場合、出力遅延を付加する。
図９の例ではのセルとのセルの間隔が最小セル間隔
以下であるので、のセルの出力を最小セル間隔まで遅
延させることで、帯域の超過を防ぐ。また、のセルと
のセルの間隔は最小セル間隔以上になっているので
のセルは遅延することなく出力される。同様に、のセ
ルとのセルの間隔は最小セル間隔以下になってしまっ
ているのでのセルは最小セル間隔を確保できるように
遅延させられる。このように、セルとセルの間隔を常時
監視し帯域容量の超過を防ぐ様に動作するのがシェーパ
である。この第二実施例の構成によれば、第二の帯域制
御手段によるセルの移動がなくなるから、一時的とはい
え同一の情報が二重に記録される領域がなくなるととも
に、二種類のキューバッファにそれぞれ余裕を設定する
必要がなくなる。したがって、キューバッファの利用効
率が高くなり、実質的にハードウエアの規模を小さくす
ることができる効果がある。

【発明の効果】以上説明したように、グループの選択制
御にもコネクションの選択制御と同様の帯域共有制御を
実行することにより、当該回線の最大帯域まで利用する
ことができるから、他のグループに送信すべきセルが滞
留しているのに送信権が与えられずに空きセルを送信す
るような不合理を解消することができる。本発明は、従
来からよく知られているコネクションについての帯域共
有制御と同様の回路をグループについて設けることによ
り実施することができる。本発明によりＡＴＭ通信網の
利用効率を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明第一実施例装置のブロック構成図。

【図２】本発明第一実施例装置の第二の帯域共有制御手
段の構成を説明するブロック構成図。

【図３】本発明実施例装置の制御テーブルの構成図（第
一の帯域共有制御手段）。

【図４】本発明実施例装置の制御テーブルの構成図（第
二の帯域共有制御手段）。

【図５】本発明実施例装置の要部制御フローチャート。

【図６】本発明実施例装置および従来例装置の動作タイ
ムチャート。

【図７】本発明第二実施例装置のブロック構成図。

【図８】従来例のブロック構成図。

【図９】シェーパ動作図。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉野 學 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内 (72)発明者 家永 憲人 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内 Ｆターム(参考） 5K030 GA03 HA10 KA03 KA04 LC02 LC09 LC11 MA13 MB15

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 それぞれユーザからのセルが到来するコ
   ネクション毎に設けられ送信すべきセルを一時蓄積する
   第一のキューバッファと、この第一のキューバッファの
   複数毎にグループを形成しそのグループ内で前記キュー
   バッファに滞留するセルに対してあらかじめ設定された
   帯域割当てにしたがって読出順序を決定する第一の帯域
   共有制御手段と、前記グループの複数についてそれぞれ
   前記第一の帯域共有制御手段により選択されたセルを回
   線に割り付けて送信するグループ選択手段とを備えた帯
   域共有制御装置において、前記グループ選択手段は、グ
   ループ毎に設けられ送信すべきセルを一時蓄積する第二
   のキューバッファと、この第二のキューバッファに滞留
   するセルの情報からグループ毎にあらかじめ設定された
   帯域割当てにしたがって前記回線の最大帯域まで利用す
   るように読出順序を決定する第二の帯域共有制御手段と
   を備え、前記第二の帯域共有制御手段は、前記第二のキ
   ューバッファに滞留するセルについてグループ対応にそ
   の読出論理が記録された制御テーブルと、その制御テー
   ブルにしたがって読出制御を実行する手段とを含むこと
   を特徴とする帯域共有制御装置。
2. 【請求項２】 前記第二のキューバッファの滞留状態を
   監視しその滞留セルが溢れる可能性があるときに前記第
   一の帯域共有制御手段に対して読出停止を指示する監視
   回路を備えた請求項１記載の帯域共有制御装置。
3. 【請求項３】 前記グループ選択手段の出力回路に、前
   記第二の帯域共有制御手段の制御により発生したゆらぎ
   を抑圧するシェーパを備えた請求項１記載の帯域共有制
   御装置。
4. 【請求項４】 前記第二のキューバッファを前記第一の
   キューバッファとは別のハードウエアとして設けること
   なく、前記第二の帯域共有制御手段の制御により読み出
   し順序を決定する制御信号を直接前記第一の帯域共有制
   御手段の読み出し制御に使用することで、この第二のキ
   ューバッファと前記第一のキューバッファを統合するこ
   とで実現した請求項１記載の帯域共有制御装置。