JP3132719B2 - 使用量パラメータ制御回路 - Google Patents

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
（ＡＴＭ：Asynchronous Transfer Mode）の情報伝送に
利用する。特に、設定されたコネクションに対してユー
ザが申告以上の網資源を使用していないかどうかを監視
し、網内の他のコネクションの品質（ＱＯＳ：Quality
of Service）を悪化させることのないようにする技術に
関する。

【０００２】

【従来の技術】ＡＴＭ網では従来から、設定されたコネ
クションに対して、ユーザが申告以上に網資源を使用し
ていないかの監視が行われる。そして、申告以上に使用
しているときは違反と判定し、その時点でセルを廃棄す
るか、またはセルにタグを付与して網内に転送し、網内
の輻輳状況に応じてタグが付与されたセルを廃棄する制
御を行う。これにより、網内の他のコネクションのＱＯ
Ｓを悪化させないことができ、ある一定量のセルの転送
を保証することができる。このような技術は、使用量パ
ラメータ制御（ＵＰＣ：Usage Parameter Control ）と
呼ばれる。

【０００３】図４３は従来から用いられるＵＰＣを説明
する図であり、図４４および図４５はそのアルゴリズム
を示す。図４４と図４５とはその表現形式が異なるが、
内容は同一である。ここでは、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｉ．３７
１に規定されたリーキバケット型のＵＰＣについて説明
する。

【０００４】リーキバケット型ＵＰＣでは、ユーザから
のセルが到着したとき、ユーザが申告した以上に網資源
を使用していないか否かを監視し、申告以上に使用して
いるときにはそのセルを違反と判断する。違反であるか
否かの判断は、ｋ番目のセルが到着した時刻をｔ
_a （ｋ）、ｔ_a （ｋ）から最も直近の正常セルの到着時
刻ＬＣＴにおけるバケツの深さをＸとすると、バケツが
出力した直後のｔ_a （ｋ）におけるバケツの深さＸ′は
Ｘ−（ｔ_a （ｋ）−ＬＣＴ）となっている。ここで、
Ｘ′＞τ、すなわちｋ番目のセルが「ユーザが申告した
値により決定される到着時刻」−「遅延変動許容値τ」
より早く到着している場合、申告した以上に網資源を使
用しているとし、そのセルは違反とする。Ｘ′＜τ、す
なわちｋ番目のセルが「ユーザが申告した値により決定
される到着時刻」−「遅延変動許容値τ」より遅く到着
している場合、申告した以上には網資源を使用していな
いとし、そのセルは正常とする。正常と判断されたセル
はバケツに入力されるので、ｔ_a （ｋ）におけるバケツ
の深さをＸ＝ｍａｘ（０，Ｘ′）＋Ｔに更新する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、セル単位の違
反の判断では、複数のセルが含まれるパケットレベルで
みると、違反セルが複数のパケットに分散されている可
能性がある。このような状態を図４６に示す。このよう
な場合に、上位レイヤでＴＣＰその他の制御を用いてい
ると、違反セルが廃棄されたときにはその違反セルを含
むすべてのパケットを再送することになる。このため、
パケットの転送効率の低下が生じる問題がある。

【０００６】本発明は、このような課題を解決し、違反
セルが複数のパケットに分散してそれらがすべて再送さ
れることによるパケットの転送効率の低下を防止するこ
とのできるＵＰＣ回路を提供することを目的とし、さら
に、ユーザのパケットを効率よく転送することのできる
ＡＴＭ通信装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のＵＰＣ回路は、
ユーザ端末から非同期転送モード網内に転送されるセル
を監視し、そのユーザ端末が申告した以上の網資源を使
用する場合にはそのセルを違反と判定する監視手段と、
違反と判定されたセルを廃棄するための処理を行う廃棄
処理手段とを備えたＵＰＣ回路において、複数のセルが
含まれるパケット毎にそのパケットの先頭のセルを識別
する先頭セル識別手段を備え、監視手段はこの識別され
た先頭のセルについて違反または正常の判断を行う判断
手段を含み、廃棄処理手段は先頭のセルが違反とされた
パケット毎にセル廃棄の処理を行うセル処理手段を含む
ことを特徴とする。

【０００８】セル処理手段は、先頭のセルが違反と判断
されたパケットの先頭から最後尾のセルの直前のセルま
で、それらのセルが網内で廃棄されることを許容するタ
グを付与する手段を含んでもよく、先頭のセルが違反と
判断された時点でそのパケットの先頭から最後尾のセル
を廃棄する手段を含んでもよい。

【０００９】監視手段は、入力されたセルにそのセルが
網内で廃棄されることを許容するものであることを示す
タグが付与されているか否かを識別するタグ識別手段を
含み、廃棄処理手段は、このタグ識別手段または判断を
行う手段のいずれかにより違反と判断されたセルからそ
のセルを含むパケットの最後尾のセルの直前のセルまで
に、それらのセルが網内で廃棄されることを許容するタ
グを付与する手段を含むことができる。

【００１０】監視手段は平均セル速度のみを監視してセ
ルの違反を判定してもよく、平均セル速度とピークセル
速度とをそれぞれ監視してセルの違反を判定してもよ
い。

【００１１】監視手段は、パケットの先頭のセルおよび
最後尾のセルを除くすべてのセルについて、そのセルが
正常か違反かの判断を行う第二の判断手段を含み、廃棄
処理手段は、この判断を行う手段により違反とされたセ
ルから最後尾のセルの直前のセルまでセル廃棄の処理を
行う第二のセル処理手段を含むこともできる。この場
合、第二の判断手段におけるセルの正常あるいは違反を
判断するためのパラメータを、先頭のセルについての判
断手段とは異なって設定することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施形態を示すブ
ロック構成図であり、ユーザ端末とＡＴＭ網との接続構
成を示す。

【００１３】複数のユーザ端末１はそれぞれ、物理速度
Ｌ_i 〔セル／秒〕の加入者伝送路２（ｉは加入者伝送路
の入力端子位置）およびＵＰＣ回路３を介して、ＡＴＭ
スイッチ４に収容される。ユーザ端末１から送出される
ＡＴＭコネクションは、ＡＴＭスイッチ４からいくつか
の中継伝送路およびＡＴＭスイッチを経由して相手先に
論理的に接続される。図１には、ＡＴＭスイッチ４、５
を備え、ひとつユーザ端末１からのＡＴＭコネクション
６が、ＡＴＭスイッチ４、中継伝送路７、ＡＴＭスイッ
チ５および中継伝送路８を経由して設定された状態を示
す。ＡＴＭコネクションが通過する中継伝送路７、８で
は、ＡＴＭコネクションに対し、Ｓ_i 〔セル／秒〕の帯
域が割り当てられているものとする。

【００１４】ＵＰＣ回路３はそれぞれ、対応するノード
端末１からのＡＴＭコネクションのセルを監視し、その
ユーザ端末１が申告した以上の網資源を使用する場合に
はそのセルを違反と判定し、違反と判定されたセルを廃
棄するための処理を行う。このとき、複数のセルが含ま
れるパケット毎にそのパケットの先頭のセルを識別し、
この識別された先頭のセルについて違反または正常の判
断を行い、先頭のセルが違反とされたパケット毎にセル
廃棄の処理を行う。

【００１５】すなわち、Ｓ_i 〔セル／秒〕でＡＴＭコネ
クションのセルを監視し、ユーザ端末１がＡＴＭコネク
ションに対してＳ_i 〔セル／秒〕以下の速度でセルを送
出しているときには、そのセルをそのまま転送する。ユ
ーザ端末１がＳ_i 〔セル／秒〕を越える速度でセルを送
出したときには、その速度を上回るセルに対して、パケ
ット単位で廃棄の処理を行う。

【００１６】この廃棄の処理は、先頭のセルが違反と判
断された時点でそのパケットの先頭から最後尾のセルを
このＵＰＣ回路３において廃棄してもよく、先頭のセル
が違反と判断されたパケットの先頭から最後尾のセルの
直前のセルまで、それらのセルが網内で廃棄されること
を許容するタグを付与してもよい。

【００１７】タグを付与する場合、中継伝送路７および
８ではＡＴＭコネクションに対してＳ_i 〔セル／秒〕の
帯域を確保しているので、ＵＰＣ回路３でタグを付与さ
れなかったセルは、ＡＴＭスイッチ４、５で輻輳するこ
となく通過する。タグが付与されたセルは、他のコネク
ションのトラヒックが多い場合はそれらと輻輳してＡＴ
Ｍスイッチ４、５において廃棄され、他のトラヒックが
少ない場合には廃棄されずに通過する。したがってユー
ザ端末１は、最低でもＳ_i 〔セル／秒〕の速度でセルの
転送が保証され、他のトラヒックが少なく網内で輻輳が
ないときにはそれより高速のセルの転送が可能となる。

【００１８】また、ユーザ端末１がＳ_i 〔セル／秒〕以
上の速度でセルを送出するとき、あらかじめユーザ側で
優先度の高いセルと低いセルとを区別し、優先度の低い
セルにユーザ端末１がタグを送出することもできる。こ
のときＵＰＣ回路３では、タグが付与されているセルを
違反とし、そのセルからそのパケットの最後尾のセルの
直前までのセルを違反セルとする。タグが付与されてい
なければ、上述の処理を行う。このようにすると、ユー
ザ端末１からの優先度の高いパケットを確実に転送し、
優先度の低いパケットについては網内の輻輳がなければ
転送できるというベストエフォートサービスを実現でき
る。

【００１９】パケット長が極めて長い場合には、パケッ
トの先頭だけでなく途中でも正常か違反かを判断するこ
とがよい。すなわち、パケットの先頭のセルおよび最後
尾のセルを除くすべてのセルについて、そのセルが正常
か違反かの判断を行い、違反とされたセルから最後尾の
セルの直前のセルまで、タグを付与するか、またはその
場で廃棄する。

【００２０】ＡＴＭスイッチ４、５には、タグが付与さ
れたセルの輻輳を検出したとき、ＡＴＭコネクションの
ユーザ端末１に対し、輻輳状態であることを通知する手
段を設けることが望ましい。この通知の方法としては、
輻輳の発生したＡＴＭスイッチ４または５あるいは他の
ＡＴＭスイッチにおいて、ユーザセルのＰＴＩフィール
ドに輻輳通知ビットを書き込み、ＡＴＭコネクションの
逆方向のコネクションを通してユーザ端末１に通知する
方法がある。輻輳の通知を受けたユーザ端末１は、セル
損失を避けるため、ＡＴＭコネクションに送出するセル
の速度をＳ_i 〔セル／秒〕以下に落とすことが可能とな
る。これによりユーザ端末１では、セルの損失を防ぎ、
パケットの再送を避けることが可能となる。

【００２１】図２はＵＰＣ回路３の動作を説明する図で
ある。本発明によれば、このＵＰＣ回路３は、従来のＵ
ＰＣ回路が有する違反セル判定機能に加え、セルのＡＴ
ＭおよびＡＡＬ（ATM Adaptation Layer）ヘッダを利用
してセルレベルでパケットを識別し、その識別されたパ
ケット毎に違反、正常を判断する。

【００２２】図３および図４はセルの中からパケットを
識別する方法を説明する図であり、図３はＡＴＭセルの
ＡＵＵパラメータ、図４はＡＵＵパラメータとパケット
との関係を示す。ここでは、ＡＴＭでデータ通信を行う
際によく用いられているＡＡＬタイプ５を例に説明す
る。ＡＡＬタイプ５では、図３に示すように、同一のパ
ケットを構成する最後のセルのＡＵＵ（ATM Layer User
to User）パラメータは「１」に、その他は「０」に設
定される。そこで、図４に示すように、ＡＵＵパラメー
タが「１」であるセルの次のセルから、次に現れるＡＵ
Ｕパラメータが「１」であるセルまでが、同一パケット
を構成するセルであると識別できる。ＡＵＵパラメータ
はＡＴＭレイヤヘッダの中のＰＴＩフィールドにあるの
で、「０」か「１」かは容易に識別できる。ＡＡＬタイ
プ５以外でも、パケットの先頭または最後尾を識別する
ビットがＡＴＭおよびＡＡＬレイヤヘッダ中にあれば、
同様にしてパケットを識別することができる。

【００２３】

【実施例】図５はＵＰＣ回路の詳細を示すブロック構成
図である。このＵＰＣ回路は、セル識別部１１、違反判
定部１２、違反処理部１３、パラメータ用メモリ１４、
演算用メモリ１５、セル計数部１６、計数用メモリ１
７、制御インタフェース１８およびアラーム収集部１９
を備える。セル識別部１１は、ＶＰＩの識別および廃棄
すべきセルの識別を行う。違反判定部１２は、ユーザあ
るいは非ユーザのセルの識別、およびユーザセルおよび
非ユーザセルの違反判定を行う。違反処理部１３は、違
反判定部１２で違反と判定されたセルの廃棄処理を行
う。パラメータ用メモリ１４は、違反判定部１２で使用
する各ＶＰの入力セル監視パラメータ値を保持する。演
算用メモリ１５は、違反判定部１２で使用する各ＶＰの
違反判定用の制御パラメータおよびＵＰＣに関するパラ
メータを保持する。セル計数部１６は通過および違反セ
ルの計数を行う。計数用メモリ１７は通過および廃棄セ
ル数の計数値を保持する。制御インタフェース１８はＵ
ＰＣの各種設定制御を行う。アラーム収集部１９は、Ｕ
ＰＣの故障あるいはユーザ異常に対し、警報を通知す
る。

【００２４】このＵＰＣ回路の動作の実施例について、
以下にさらに詳しく説明する。

【００２５】図６ないし図８は第一実施例を説明する図
であり、図６はリーキバケット型ＵＰＣの動作、図７は
パケットを構成する最初のセルが正常か違反かを判断す
る処理の流れ、図８は個々のセルに対する処理の流れを
示す。ここでは、ユーザはタグが付与されていないセル
のみを送信し、ＵＰＣ回路では、平均セルレートＳＣＲ
のみを監視して、ＳＣＲに違反があったときに違反セル
にタグを付与する例について説明する。

【００２６】この場合、ＵＰＣ回路は、ユーザからのセ
ルが到着すると、そのセルがパケットを構成する最初の
セルかどうかを判断する。最初のセルならば、ユーザが
申告した以上に網資源を使用していないか否かを監視
し、申告以上に使用しているときにはそのセルを違反と
判断する。そして、違反と判断されたセルを含むパケッ
トに対し、最初のセルから最後尾のセルの直前まで違反
セルとする。最後尾のセルはパケットの終了を示すセル
であり、違反とはしない。違反と判断されたセルに対し
ては、タグを付与して網内に転送し、網内の輻輳状況に
応じて廃棄されることを許容する。

【００２７】パケットの最初のセルが正常か違反かの判
断は以下のように行う。まず、パケットを構成する最初
のセルが到着した時刻をｔ_a （ｋ）、ｔ_a （ｋ）から最
も直近の正常セルの到着時刻ＬＣＴにおけるバケツの深
さをＸとすると、バケツが出力した直後のｔ_a （ｋ）に
おけるバケツの深さＸ′は、Ｘ−（ｔ_a （ｋ）−ＬＣ
Ｔ）となっている。ここで、Ｘ′＞ＴＨ、すなわちパケ
ットを構成する最初のセルが「ユーザが申告した値によ
り決定される到着時刻」−「遅延変動許容値ＴＨ」より
早く到着している場合、申告した以上に網資源を使用し
ているとし、パケットの正常または違反状態を示すパラ
メータＶをＶ＝１、すなわち違反とする。Ｘ′＜ＴＨ、
すなわちパケットを構成する最初のセルが「ユーザが申
告した値により決定される到着時刻」−「遅延変動許容
値ＴＨ」より遅く到着している場合、申告した以上には
網資源を使用していないとし、パケットの正常または違
反状態を示すＶをＶ＝０、すなわち正常と判断する。正
常と判断されたセルはバケツに入力し、ｔ_a （ｋ）にお
けるバケツの深さをＸ＝ｍａｘ（０，Ｘ′）＋Ｔに更新
する。

【００２８】入力される個々のセルに対する処理を図８
を参照して説明する。まず、初期値として、最初のセル
が到着した時刻をｔ_a （１）、バケツの深さＸ＝０、最
も直近の正常セルの到着時刻ＬＣＴ＝ｔ_a （１）と設定
する。そして、ｋ番目のセルが到着した時刻ｔ_a （ｋ）
に、そのセルがパケットを構成する最初のセルかどうか
を判断する。最初のセルならば、上述したように違反ま
たは正常の判断を行い、そのセルが正常と判断されれ
ば、Ｖ＝０と設定してそのセルと同一のパケットを構成
するセルはすべて正常セルとする。違反の場合にはＶ＝
１に設定し、そのセルに、網内で廃棄されることを許容
するものであることを示すタグを付与する。入力された
セルがパケットを構成する最初のセルではなく、最後の
セルでもないときには、最初のセルにおいてＶ＝０に設
定されていれば正常、Ｖ＝１に設定されていればそのセ
ルも違反とし、違反のセルには同様にタグを付与する。
最後のセルについては、正常か違反かの判断を行う必要
がない。このようにして、先頭のセルが違反と判定され
たパケットでは、先頭から最後尾のセルの直前のセルま
でが違反と判定され、各セルにタグが付与される。

【００２９】図９は図８に示した処理を修正した例を示
す。この例はバーチャルスケジューリングアルゴリズム
を用いたものであり、パケットを構成する最初のセルの
正常あるいは違反をセルの理想的な到着時刻ＴＡＴによ
り判断する。すなわち、パケットを構成する最初のセル
が到着した時刻ｔ_a （ｋ） が遅延変動許容値ＴＨを考
慮しても早過ぎる場合（ＴＡＴ＞ｔ_a （ｋ）＋ＴＨ）
に、そのセルが違反であると判断する。以下の処理は図
８に示した処理と同等である。

【００３０】図１０および図１１は第二実施例を説明す
る図であり、図１０はリーキバケット型ＵＰＣの動作、
図１１は個々のセルに対する処理の流れを示す。この実
施例は、先頭のセルが違反と判断された場合に、そのパ
ケットの先頭から最後尾のセルまでをその場で廃棄する
ことが第一実施例と異なる。すなわち、ｋ番目のセルが
到着した時刻ｔ_a （ｋ）に、そのセルがパケットを構成
する最初のセルかどうかを判断する。最初のセルなら
ば、上述したように違反または正常の判断を行い、その
セルが正常と判断されれば、Ｖ＝０と設定してそのセル
と同一のパケットを構成するセルはすべて正常セルとす
る。違反の場合にはＶ＝１に設定するとともに、そのセ
ルを廃棄する。入力されたセルがパケットを構成する最
初のセルではないときには、最初のセルにおいてＶ＝０
に設定されていれば正常とし、Ｖ＝１に設定されていれ
ばそのセルも違反として廃棄する。この場合に、パケッ
トの最後のセルについても、Ｖ＝１であれば廃棄する。

【００３１】図１２は図１１に示した処理の修正例を示
す。この処理は図１１に示した処理をバーチャルスケジ
ューリングアルゴリズムに変形したものであり、パケッ
トを構成する最初のセルの正常あるいは違反をセルの理
想的な到着時刻ＴＡＴにより判断することが図１１の処
理と異なる。

【００３２】図１３および図１４は第三実施例を説明す
る図であり、図１３はリーキバケット型ＵＰＣの動作、
図１４は処理の流れを示す。ここでは、ユーザがＳＣＲ
に違反するセルを送出するときにはその旨のタグを付与
するものとし、ＵＰＣ回路では、平均セルレートＳＣＲ
のみを監視して、ＳＣＲに違反があったときに違反セル
にタグを付与する例について説明する。

【００３３】この場合、初期値として、最初のセルが到
着した時刻をｔ_a （１）、バケツの深さＸ＝０、最も直
近の正常セルの到着時刻ＬＣＴ＝ｔ_a （１）と設定す
る。そして、ｋ番目のセルが到着した時刻ｔ_a （ｋ）
に、そのセルにタグが付与されているか否かを識別す
る。タグが付与されていれば、そのセルは違反とし、違
反と判断されたセルから最後尾のセルの直前のセルまで
を違反セルとする。タグが付与されていなければ、その
セルがパケットを構成する最初のセルかどうかを判断す
る。この判断は第一実施例と同様に行うことができる。
もし最初のセルならば、そのセルが正常か違反かの判断
を行う。このセルが正常と判断されれば、Ｖ＝０と設定
してそのセルと同一パケットを構成するセルはすべて正
常セルとする。パケットの最初のセルが違反セルなら
ば、Ｖ＝１と設定してそのセルから最後尾のセルの直前
のセルまで違反セルとし、最後尾のセルは正常セルとす
る。正常と判断されたセルに対してはＸの値を更新す
る。違反と判断されたセルに対しては、Ｘは更新しな
い。違反と判断されたセルはタグを付与して網内に転送
する。網内では、輻輳状態に応じてそのセルを廃棄す
る。

【００３４】図１５は図１４に示した処理の修正例を示
す。この処理は図１４に示した処理をバーチャルスケジ
ューリングアルゴリズムに変形したものであり、パケッ
トを構成する最初のセルの正常あるいは違反をセルの理
想的な到着時刻ＴＡＴにより判断することが図１４の処
理と異なる。

【００３５】図１６および図１７は第四実施例を説明す
る図であり、図１６はリーキバケット型ＵＰＣの動作、
図１７は処理の流れを示す。ここでは、ユーザはタグが
付与されていないセルのみを送信し、ＵＰＣ回路では、
平均セルレートＳＣＲのみならずピークセルレートＰＣ
Ｒについても監視し、ＳＣＲに違反があったときに違反
セルにタグを付与する例について説明する。この場合に
はバケツがＰＣＲ監視用とＳＣＲ監視用の２段となる。

【００３６】上述の例と同様に、初期値として、最初の
セルが到着した時刻をｔ_a （１）、ＳＣＲ監視用のバケ
ツの深さＸ_SCR ＝０、ＰＣＲ監視用のバケツの深さＸ
_PCR ＝０、ＳＣＲ監視用およびＰＣＲ監視用のそれぞれ
のバケツへの最も直近の正常セルの到着時刻ＬＣＴ_SCR
＝ＬＣＴ_PCR ＝ｔ_a （１）と設定する。そして、ｋ番目
のセルが到着した時刻ｔ_a （ｋ）に、そのセルがパケッ
トを構成する最初のセルかどうかを判断する。この判断
は第一実施例と同様に行うことができる。もし最初のセ
ルならば、そのセルが正常か違反かの判断を行う。この
セルが正常と判断されればＶ＝０と設定し、違反と判断
されれば、Ｖ＝１と設定してそのセルから最後尾のセル
までを違反セルとし、最後のセルは正常セルとする。

【００３７】次に、従来のＵＰＣと同様にＰＣＲの監視
を行い、違反と判断されれば廃棄、正常と判断されれば
Ｘ_PCR を更新し、Ｖ＝０のセルあるいは最後尾のセルに
ついてはＸ_SCR を更新する。

【００３８】違反と判断されたセルに対しては、タグを
付与して網内に転送し、網内の輻輳状況に応じて廃棄さ
れる。

【００３９】図１８は図１７に示した処理の修正例を示
す。この処理は図１７に示した処理をバーチャルスケジ
ューリングアルゴリズムに変形したものであり、パケッ
トを構成する最初のセルの正常あるいは違反をＳＣＲに
ついてのセルの理想的な到着時刻ＴＡＴ_SCR により判断
し、ＰＣＲについてはその理想的な到着時刻ＴＡＴ_PCR
により判断することが図１７の処理と異なる。

【００４０】図１９および図２０は第五実施例を説明す
る図であり、図１９はリーキバケット型ＵＰＣの動作、
図２０は個々のセルに対する処理の流れを示す。この実
施例は、ＳＣＲ違反時にそのセルを廃棄することが第四
実施例と異なる。すなわち、時刻ｔ_a （ｋ）に到着した
セルがパケットを構成する最初のセルであり、かつその
セルが違反と判断されたとき、Ｖ＝１と設定してそのセ
ルから最後尾のセルまでを違反セルとして廃棄する。次
に従来のＵＰＣと同様にＰＣＲを監視し、違反と判断さ
れれば廃棄、正常と判断されればＸ_PCR を更新し、かつ
Ｖ＝０ならばＸ_SCR を更新する。

【００４１】図２１は図２０に示した処理の修正例を示
す。この処理は図２０に示した処理をバーチャルスケジ
ューリングアルゴリズムに変形したものであり、パケッ
トを構成する最初のセルの正常あるいは違反をＳＣＲに
ついてのセルの理想的な到着時刻ＴＡＴ_SCR により判断
し、ＰＣＲについてはその理想的な到着時刻ＴＡＴ_PCR
により判断することが図２０の処理と異なる。

【００４２】図２２および図２３はＵＰＣ回路の第六実
施例を説明する図であり、図２２はリーキバケット型Ｕ
ＰＣの動作、図２３は個々のセルに対する処理の流れを
示す。ここでは、ユーザがＳＣＲに違反するセルを送出
するときにはその旨のタグを付与するものとし、ＵＰＣ
回路では、ピークセルレートＰＣＲおよび平均セルレー
トＳＣＲを監視し、ＳＣＲに違反があったときに違反セ
ルにタグを付与する例について説明する。

【００４３】この場合、初期値として、最初のセルが到
着した時刻をｔ_a （１）、ＳＣＲ監視用のバケツの深さ
Ｘ_SCR ＝０、ＰＣＲ監視用のバケツの深さＸ_PCR ＝０、
ＳＣＲ監視用およびＰＣＲ監視用のそれぞれのバケツへ
の最も直近の正常セルの到着時刻ＬＣＴ_SCR ＝ＬＣＴ
_PCR ＝ｔ_a （１）と設定する。そして、ｋ番目のセルが
到着した時刻ｔ_a （ｋ）に、そのセルにタグが付与され
ているか否かを識別する。タグが付与されていればその
セルは違反とし、違反と判断されたセルから最後尾のセ
ルの直前のセルまで違反セルとする。タグが付与されて
いなければ、そのセルがパケットを構成する最初のセル
かどうかを判断する。この判断は第一実施例と同様に行
うことができる。もし最初のセルならば、そのセルが正
常か違反かの判断を行う。このセルが正常と判断されれ
ばＶ＝０と設定し、違反と判断されればＶ＝１と設定す
る。Ｖ＝１と設定されたときには、そのセルと最後尾の
セルを除く同一パケットを構成するセルとをすべて違反
セルとする。

【００４４】次に、従来のＵＰＣと同様にＰＣＲの監視
を行い、違反と判断されれば廃棄、正常と判断されれば
Ｘ_PCR を更新し、Ｖ＝０のセルあるいは最後尾のセルに
ついてはＸ_SCR を更新する。

【００４５】違反と判断されたセルに対しては、タグを
付与して網内に転送し、網内の輻輳状況に応じて廃棄さ
れる。

【００４６】図２４は図２３に示した処理の修正例を示
す。この処理は図２３に示した処理をバーチャルスケジ
ューリングアルゴリズムに変形したものであり、パケッ
トを構成する最初のセルの正常あるいは違反をＳＣＲに
ついてのセルの理想的な到着時刻ＴＡＴ_SCR により判断
し、ＰＣＲについてはその理想的な到着時刻ＴＡＴ_{PC R}
により判断することが図２３の処理と異なる。

【００４７】以上の実施例では、パケットの先頭で正常
と判断されると、その後続のセルもまたすべて正常と判
断される。この場合、パケット長が極めて長く、それを
構成するセルが連続して到着した場合に、多量のセルが
タグを付与されることなくＵＰＣ回路を通過し、他のコ
ネクションのＱＯＳの悪化を招くおそれがある。そこ
で、長いパケットを構成するセルが連続して入力された
場合には、パケットの途中からでも違反を判断すること
により、他のコネクションの品質劣化を防止することが
できる。このような実施例について以下に説明する。

【００４８】図２５および図２６は第七実施例を説明す
る図であり、図２５はリーキバケット型ＵＰＣの動作、
図２６は個々のセルに対する処理の流れを示す。ここで
は、ユーザはタグが付与されていないセルのみを送信
し、ＵＰＣ回路では、平均セルレートＳＣＲのみを監視
して、ＳＣＲに違反があったときに違反セルにタグを付
与する例について説明する。

【００４９】この場合には、第一実施例で用いた遅延変
動許容値ＴＨをＴＨ１と表し、新たなパラメータとし
て、パケットを構成する最初のセルと最後尾のセル以外
の正常または違反を判断するための遅延変動許容値ＴＨ
２を導入する。初期値として、最初のセルが到着した時
刻をｔ_a （１）、バケツの深さＸ＝０、最も直近の正常
セルの到着時刻ＬＣＴ＝ｔ_a （１）と設定する。そし
て、ｋ番目のセルが到着した時刻ｔ_a （ｋ）に、そのセ
ルがパケットを構成する最初のセルかどうかを判断す
る。この判断は第一実施例と同様に行うことができる。
もし最初のセルならば、そのセルが正常か違反かの判断
をＴＨ１を用いて行う。このセルが正常と判断されれば
Ｖ＝０とし、違反と判断されればＶ＝１とする。さら
に、最初のセルと最後尾のセル以外について、Ｖ＝１な
らば違反セルとし、Ｖ＝０ならばそのセルが正常か違反
かの判断をＴＨ２を用いて行う。違反と判断されればＶ
＝１とする。正常と判断されたセルと最後尾のセルに対
してはＸを更新する。違反と判断されたセルに対しては
Ｘは更新しない。違反と判断されたセルにはタグを付与
して網内に転送し、網内の輻輳状況に応じて廃棄され
る。

【００５０】図２７は図２６に示した処理の修正例を示
す。この処理は図２６に示した処理をバーチャルスケジ
ューリングアルゴリズムに変形したものであり、セルの
正常あるいは違反をセルの理想的な到着時刻ＴＡＴによ
り判断することが図２６の処理と異なる。

【００５１】図２８および図２９はＵＰＣ回路の第八実
施例を説明する図であり、図２８はリーキバケット型Ｕ
ＰＣの動作、図２９は個々のセルに対する処理の流れを
示す。この実施例は、違反と判断されたセルを廃棄する
ことが第七実施例と異なる。すなわち、パケットの最初
のセルが正常であるか違反であるかはＴＨ１を用いて判
断し、このセルが正常と判断されればＶ＝０、違反と判
断されればＶ＝１とする。そして、それ以降のセルで
は、Ｖ＝１ならば最後尾のセルまでを違反セルとし、Ｖ
＝０ならばそのセルが正常か違反かの判断をＴＨ２を用
いて行い、違反と判断されればＶ＝２とする。正常と判
断されたセルと、Ｖ＝２でかつ最後尾のセルとに対して
は、Ｘを更新する。違反と判断されたセルに対しては、
その時点で廃棄する。

【００５２】図３０は図２９に示した処理の修正例を示
す。この処理は図２９に示した処理をバーチャルスケジ
ューリングアルゴリズムに変形したものであり、パケッ
トを構成する最初のセルの正常あるいは違反をセルの理
想的な到着時刻ＴＡＴにより判断することが図２９の処
理と異なる。

【００５３】図３１および図３２は第九実施例を説明す
る図であり、図３１はリーキバケット型ＵＰＣの動作、
図３２は個々のセルに対する処理の流れを示す。ここで
は、ユーザがＳＣＲに違反するセルを送出するときには
その旨のタグを付与するものとし、ＵＰＣ回路では、平
均セルレートＳＣＲのみを監視して、ＳＣＲに違反があ
ったときに違反セルにタグを付与する例について説明す
る。

【００５４】この場合、初期値として、最初のセルが到
着した時刻をｔ_a （１）、バケツの深さＸ＝０、最も直
近の正常セルの到着時刻ＬＣＴ＝ｔ_a （１）と設定す
る。そして、ｋ番目のセルが到着した時刻ｔ_a （ｋ）
に、そのセルにタグが付与されているか否かを識別す
る。タグが付与されていればそのセルは違反とし、違反
と判断されたセルから最後尾のセルの直前のセルまで違
反セルとする。タグが付与されていなければ、そのセル
がパケットを構成する最初のセルかどうかを判断する。
この判断は第一実施例と同様に行うことができる。もし
最初のセルならば、そのセルが正常か違反かの判断をＴ
Ｈ１を用いて行う。このセルが正常と判断されればＶ＝
０とし、違反と判断されればＶ＝１とする。最初のセル
と最後尾のセル以外のセルでは、Ｖ＝０ならばそのセル
が正常か違反かの判断をＴＨ２を用いて行う。違反と判
断されればＶ＝１とする。正常と判断されたセルと最後
尾のセルに対してはＸを更新する。違反と判断されたセ
ルに対してはＸは更新しない。違反と判断されたセルに
対してはタグを付与して網内に転送し、網内の輻輳状況
に応じて廃棄される。

【００５５】図３３は図３２に示した処理の修正例を示
す。この処理は図３２に示した処理をバーチャルスケジ
ューリングアルゴリズムに変形したものであり、セルの
正常あるいは違反をセルの理想的な到着時刻ＴＡＴによ
り判断することが図３２の処理と異なる。

【００５６】図３４および図３５は第十実施例を説明す
る図であり、図３４はリーキバケット型ＵＰＣの動作、
図３５は個々のセルに対する処理の流れを示す。ここで
は、ユーザはタグが付与されていないセルのみを送信
し、ＵＰＣ回路では、平均セルレートＳＣＲおよびピー
クセルレートＰＣＲを監視し、ＳＣＲに違反があったと
きには違反セルにタグを付与する例について説明する。

【００５７】この実施例では、第七実施例と同様に、パ
ケットの最初のセルの正常あるいは違反を判断するため
の遅延変動許容値ＴＨ１と、最初のセルおよび最後尾の
セル以外の正常あるいは違反を判断するための遅延変動
許容値ＴＨ２とを用いる。また、初期値として、最初の
セルが到着した時刻をｔ_a （１）、ＳＣＲ監視用のバケ
ツの深さＸ_SCR ＝０、ＰＣＲ監視用のバケツの深さＸ
_PCR ＝０、ＳＣＲ監視用およびＰＣＲ監視用のそれぞれ
のバケツへの最も直近の正常セルの到着時刻ＬＣＴ_SCR
＝ＬＣＴ_PCR ＝ｔ_a （１）と設定する。そして、ｋ番目
のセルが到着した時刻ｔ_a （ｋ）に、そのセルがパケッ
トを構成する最初のセルかどうかを判断する。この判断
は第一実施例と同様に行うことができる。もし最初のセ
ルならば、そのセルが正常か違反かの判断をＴＨ１を用
いて行う。このセルが正常と判断されればＶ＝０とし、
違反と判断されればＶ＝１とする。最初のセルと最後尾
のセル以外のセルについては、Ｖ＝１ならば違反セルと
し、Ｖ＝０ならばそのセルが正常か違反かの判断をＴＨ
２を用いて行う。違反と判断されればＶ＝１とする。

【００５８】次に、従来のＵＰＣと同様にＰＣＲの監視
を行い、違反と判断されれば廃棄、正常と判断されれば
Ｘ_PCR を更新し、Ｖ＝０のセルあるいは最後尾のセルに
ついてはＸ_SCR を更新する。

【００５９】違反と判断されたセルに対しては、タグを
付与して網内に転送し、網内の輻輳状況に応じて廃棄さ
れる。

【００６０】図３６は図３５に示した処理の修正例を示
す。この処理は図３５に示した処理をバーチャルスケジ
ューリングアルゴリズムに変形したものであり、セルの
正常あるいは違反をセルの理想的な到着時刻ＴＡＴによ
り判断することが図３５の処理と異なる。

【００６１】図３７および図３８は第十一実施例を説明
する図であり、図３７はリーキバケット型ＵＰＣの動
作、図３８は個々のセルに対する処理の流れを示す。こ
の実施例は、ＳＣＲ違反時に違反セルを廃棄することが
第十実施例と異なる。

【００６２】すなわち、パケットの最初のセルが正常か
違反かの判断をＴＨ１を用いて行い、このセルが正常と
判断されればＶ＝０とし、違反と判断されればＶ＝１と
する。そして、それ以降のセルについて、Ｖ＝１ならば
最後尾のセルまでを違反セルとし、Ｖ＝０ならばそのセ
ルが正常か違反かの判断をＴＨ２を用いて行う。違反と
判断されればＶ＝２とする。次に、従来のＵＰＣと同様
にＰＣＲの監視を行い、違反と判断されれば廃棄、正常
と判断されればＸ_PCR を更新し、Ｖ＝０あるいはＶ＝２
でかつ最後尾のセルならばＸ_SCR を更新する。違反と判
断されたセルに対しては、その時点で廃棄する。

【００６３】図３９は図３８に示した処理の修正例を示
す。この処理は図３８に示した処理をバーチャルスケジ
ューリングアルゴリズムに変形したものであり、セルの
正常あるいは違反をセルの理想的な到着時刻ＴＡＴによ
り判断することが図３８の処理と異なる。

【００６４】図４０および図４１は第十二実施例を説明
する図であり、図４０はリーキバケット型ＵＰＣの動
作、図４１は個々のセルに対する処理の流れを示す。こ
こでは、ユーザは平均セルレートＳＣＲに違反するセル
を送出するときにはその旨のタグを付与するものとし、
ＵＰＣ回路では、ＳＣＲおよびピークセルレートＰＣＲ
を監視し、ＳＣＲに違反があったときには違反セルにタ
グを付与する例について説明する。

【００６５】この実施例では、第七実施例と同様に、パ
ケットの最初のセルの正常あるいは違反を判断するため
の遅延変動許容値ＴＨ１と、最初のセルおよび最後尾の
セル以外の正常あるいは違反を判断するための遅延変動
許容値ＴＨ２とを用いる。また、初期値として、最初の
セルが到着した時刻をｔ_a （１）、ＳＣＲ監視用のバケ
ツの深さＸ_SCR ＝０、ＰＣＲ監視用のバケツの深さＸ
_PCR ＝０、ＳＣＲ監視用およびＰＣＲ監視用のそれぞれ
のバケツへの最も直近の正常セルの到着時刻ＬＣＴ_SCR
＝ＬＣＴ_PCR ＝ｔ_a （１）と設定する。そして、ｋ番目
のセルが到着した時刻ｔ_a （ｋ）に、そのセルにタグが
付与されているか否かを識別する。タグが付与されてい
ればそのセルは違反セルとし、違反と判断されたセルか
ら最後尾の直前のセルまでを違反セルとする。タグが付
与されていなければ、そのセルがパケットを構成する最
初のセルかどうかを判断する。この判断は第一実施例と
同様に行うことができる。もし最初のセルならば、その
セルが正常か違反かの判断をＴＨ１を用いて行う。この
セルが正常と判断されればＶ＝０とし、違反と判断され
ればＶ＝１とする。最初のセルと最後尾のセル以外のセ
ルについては、Ｖ＝１ならば違反セルとし、Ｖ＝０なら
ばそのセルが正常か違反かの判断をＴＨ２を用いて行
う。違反と判断されればＶ＝１とする。次に、従来のＵ
ＰＣと同様にＰＣＲの監視を行い、違反と判断されれば
廃棄、正常と判断されればＸ_PCR を更新し、Ｖ＝０のセ
ルあるいは最後尾のセルについてはＸ_SCR を更新する。
Ｖ＝１ならばＸ_SCR を更新しない。違反と判断されたセ
ルに対しては、タグを付与して網内に転送し、網内の輻
輳状況に応じて廃棄される。

【００６６】図４２は図４１に示した処理の修正例を示
す。この処理は図４１に示した処理をバーチャルスケジ
ューリングアルゴリズムに変形したものであり、セルの
正常あるいは違反をセルの理想的な到着時刻ＴＡＴによ
り判断することが図４１の処理と異なる。

【００６７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のＵＰＣ回
路は、同一のパケットを構成するセルの正常あるいは違
反の判断をパケット単位で行うので、違反セルが同一の
パケットに集中することになる。したがって、大量のパ
ケットを再送することによるパケットの転送効率の低下
を防止できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を示すブロック構成図。

【図２】ＵＰＣ回路３の動作を説明する図。

【図３】セルの中からパケットを識別する方法を説明す
る図であり、ＡＴＭセルのＡＵＵパラメータを説明する
図。

【図４】セルの中からパケットを識別する方法を説明す
る図であり、ＡＵＵパラメータとパケットとの関係を示
す図。

【図５】ＵＰＣ回路の詳細を示すブロック構成図。

【図６】ＵＰＣ回路の動作の第一実施例を示す図であ
り、リーキバケット型ＵＰＣの動作を説明する図。

【図７】パケットを構成する最初のセルが正常か違反か
を判断する処理の流れを示す図。

【図８】個々のセルに対する処理の流れを示す図。

【図９】図８に示した処理の修正例を示す図。

【図１０】ＵＰＣ回路の動作の第二実施例を示す図であ
り、リーキバケット型ＵＰＣの動作を説明する図。

【図１１】パケットを構成するセルに対する処理の流れ
を示す図。

【図１２】図１１に示した処理の修正例を示す図。

【図１３】ＵＰＣ回路の動作の第三実施例を示す図であ
り、リーキバケット型ＵＰＣの動作を説明する図。

【図１４】パケットを構成するセルに対する処理の流れ
を示す図。

【図１５】図１４に示した処理の修正例を示す図。

【図１６】ＵＰＣ回路の動作の第四実施例を示す図であ
り、リーキバケット型ＵＰＣの動作を説明する図。

【図１７】パケットを構成するセルに対する処理の流れ
を示す図。

【図１８】図１７に示した処理の修正例を示す図。

【図１９】ＵＰＣ回路の動作の第五実施例を示す図であ
り、リーキバケット型ＵＰＣの動作を説明する図。

【図２０】パケットを構成するセルに対する処理の流れ
を示す図。

【図２１】図２０に示した処理の修正例を示す図。

【図２２】ＵＰＣ回路の動作の第六実施例を示す図であ
り、リーキバケット型ＵＰＣの動作を説明する図。

【図２３】パケットを構成するセルに対する処理の流れ
を示す図。

【図２４】図２３に示した処理の修正例を示す図。

【図２５】ＵＰＣ回路の動作の第七実施例を示す図であ
り、リーキバケット型ＵＰＣの動作を説明する図。

【図２６】パケットを構成するセルに対する処理の流れ
を示す図。

【図２７】図２６に示した処理の修正例を示す図。

【図２８】ＵＰＣ回路の動作の第八実施例を示す図であ
り、リーキバケット型ＵＰＣの動作を説明する図。

【図２９】パケットを構成するセルに対する処理の流れ
を示す図。

【図３０】図２９に示した処理の修正例を示す図。

【図３１】ＵＰＣ回路の動作の第九実施例を示す図であ
り、リーキバケット型ＵＰＣの動作を説明する図。

【図３２】パケットを構成するセルに対する処理の流れ
を示す図。

【図３３】図３２に示した処理の修正例を示す図。

【図３４】ＵＰＣ回路の動作の第十実施例を示す図であ
り、リーキバケット型ＵＰＣの動作を説明する図。

【図３５】パケットを構成するセルに対する処理の流れ
を示す図。

【図３６】図３５に示した処理の修正例を示す図。

【図３７】ＵＰＣ回路の動作の第十一実施例を示す図で
あり、リーキバケット型ＵＰＣの動作を説明する図。

【図３８】パケットを構成するセルに対する処理の流れ
を示す図。

【図３９】図３８に示した処理の修正例を示す図。

【図４０】ＵＰＣ回路の動作の第十二実施例を示す図で
あり、リーキバケット型ＵＰＣの動作を説明する図。

【図４１】パケットを構成するセルに対する処理の流れ
を示す図。

【図４２】図４１に示した処理の修正例を示す図。

【図４３】従来から用いられるＵＰＣを説明する図。

【図４４】アルゴリズムを示す図。

【図４５】図４４に示したアルゴリズムを表現形式を変
えて示す図。

【図４６】違反セルが複数のパケットに分散されている
状態を示す図。

【符号の説明】

１ ユーザ端末 ２ 加入者伝送路 ３ ＵＰＣ回路 ４、５ ＡＴＭスイッチ ６ ＡＴＭコネクション ７、８ 中継伝送路 １１ セル識別部 １２ 違反判定部 １３ 違反処理部 １４ パラメータ用メモリ １５ 演算用メモリ １６ セル計数部 １７ 計数用メモリ １８ 制御インタフェース １９ アラーム収集部

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−372245（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−268663（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−274786（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−168012（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04L 12/28 H04L 12/56

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ユーザ端末から非同期転送モード網内に
   転送されるセルを監視し、そのユーザ端末が申告した以
   上の網資源を使用する場合にはそのセルを違反と判定す
   る監視手段と、 違反と判定されたセルを廃棄するための処理を行う廃棄
   処理手段とを備えた使用量パラメータ制御回路におい
   て、 複数のセルが含まれるパケット毎にそのパケットの先頭
   のセルを識別する先頭セル識別手段を備え、 前記監視手段はこの識別された先頭のセルについて違反
   または正常の判断を行う先頭セル判断手段を含み、 前記廃棄処理手段は、先頭のセルが違反とされたパケッ
   トの先頭から最後尾のセルの直前のセルまで、それらの
   セルが網内で輻輳状態に応じて廃棄されることを許容す
   るものであることを示すタグを付与するタグ付与手段を
   含むことを特徴とする使用量パラメータ制御回路。
2. 【請求項２】 ユーザ端末からのセルには、そのセルが
   そのユーザ端末の申告した以上の網資源を使用するもの
   である場合に、そのセルが網内で廃棄されることを許容
   するものであることを示すタグが付与され、 前記監視手段は、入力されたセルにそのセルが網内で廃
   棄されることを許容するものであることを示すタグが付
   与されているか否かを識別するタグ識別手段を含み、 前記タグ付与手段は、前記タグ識別手段により違反と判
   断されたセルからそのセルを含むパケットの最後尾のセ
   ルの直前のセルにも前記タグを付与する手段を含む 請求
   項１記載の使用量パラメータ制御回路。
3. 【請求項３】 前記監視手段は、パケットの先頭のセル
   および最後尾のセルを除くすべてのセルについて、その
   セルが正常か違反かの判断を行う中間セル判断手段を含
   み、 前記タグ付与手段は、この中間セル判断手段により違反
   とされたセルから前記最後尾のセルの直前のセルにも前
   記タグを付与する手段を含む 請求項１記載の使用量パラ
   メータ制御回路。
4. 【請求項４】 前記第中間セル判断手段は、セルの正常
   あるいは違反を判断するためのパラメータが前記先頭セ
   ル判断手段とは異なって設定された請求項３記載の使用
   量パラメータ制御回路。