JPH04227357A - 通信システムにおけるふくそう制御方法及び装置 - Google Patents

通信システムにおけるふくそう制御方法及び装置

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JPH04227357A
JPH04227357A JP3099757A JP9975791A JPH04227357A JP H04227357 A JPH04227357 A JP H04227357A JP 3099757 A JP3099757 A JP 3099757A JP 9975791 A JP9975791 A JP 9975791A JP H04227357 A JPH04227357 A JP H04227357A
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04JMULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J3/00Time-division multiplex systems
    • H04J3/24Time-division multiplex systems in which the allocation is indicated by an address the different channels being transmitted sequentially
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04JMULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J3/00Time-division multiplex systems
    • H04J3/16Time-division multiplex systems in which the time allocation to individual channels within a transmission cycle is variable, e.g. to accommodate varying complexity of signals, to vary number of channels transmitted
    • H04J3/1682Allocation of channels according to the instantaneous demands of the users, e.g. concentrated multiplexers, statistical multiplexers

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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は通信システムに係り、特
にそのふくそう制御に関する。
【0002】
【従来の技術】複数の低速チャネルからのデータを伝送
するために、高速通信リンクが一般に利用されている。 通常、各低速チャネルからのデータは待ち行列に一時格
納され、それらの待ち行列が例えば時分割マルチプレク
サ又はスイッチ(交換機)によって順次処理される。こ
こで前記待ち行列の一つが突然に多量のデータを受信し
た状態を考える。この状態で、マルチプレクサはこの待
ち行列を十分な速さで処理することができず、また待ち
行列の容量が有限であるために、データのオーバーフロ
ーが生じる。このオーバーフロー状態がふくそうと呼ば
れる。
【0003】このふくそう問題を解決するために、いく
つかのシステムが提案された。その一つがエム.サイデ
ィ(M.Sidi)等による論文「入力レート規制によ
るふくそう制御」(IEEE  GLOBECOM  
1989)に開示されている。この論文において、複数
の端末はネットワークに接続され、各端末には所定の最
大入力データレートが割り当てられている。そして、ふ
くそう制御は、端末のデータ入力レートが所定最大値を
越えるときにデータをドロップさせることで実行する。 その代わりにデータの入力は一時的に停止される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このシステムの問題点
は、運転に先立って各端末に対して資源要求の決定を行
う必要があることである。この事前決定を正確に行うこ
とはできないために、最悪の事態を想定せざるを得ない
。このためにある特定端末に対して平常時に必要とされ
るより多くのネットワーク資源を確保することとなり、
資源を有効に活用することができない。
【0005】他の従来システムでは、各端末に対してそ
の端末によって要求されるだけのデータを転送すること
を許す。そして、ふくそう制御は、ふくそうが発生した
ときにその端末へ制御メッセージを送ることによって行
われる。即ち、この制御メッセージによって端末からの
転送が禁止され、ふくそうが回避される。しかしながら
、このシステムは高速ネットワークでは十分に機能しな
い。なぜならば、制御メッセージが生成され端末へ転送
されるまでに、ふくそうは既に発生しており、データは
失われているからである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、最大N−1個
の待ち行列、Nチャネルの通信リンク及び前記チャネル
を前記通信リンクへ多重化するマルチプレクサを採用す
ることで、上記従来の問題点を解決しようとするもので
ある。最大N−1の待ち行列は順次ポールされる。待ち
行列がポールされている間、その待ち行列からのデータ
は通信リンクのNチャネルの1つへ出力として供給され
る。これによって全ての待ち行列がポールされた後、少
なくとも1つの残余チャネルが残る。
【0007】ポーリングと同時に、待ち行列はモニタさ
れ、どの待ち行列がデータオーバーフロー状態に最も近
いか、言い換えれば他の待ち行列に比べて格納データが
最も多い待ち行列を決定する。N−1待ち行列がポール
されモニタされた後、データオーバーフロー状態に最も
近い待ち行列からのデータは前記残余チャネルで伝送さ
れる。本発明では、この残余チャネルが最大加重負荷の
チャネルに自動的に提供される。
【0008】
【実施例】図1は本発明の一実施例を示すブロック図で
ある。本実施例は、スイッチ100、複数の待ち行列1
01−104、時分割マルチプレクサ(TDM)105
、通信リンク111、及びモニタ112から構成されて
いる。説明を簡潔にするために、一例として通信リンク
111は5チャネルに分割され、マルチプレクサ105
の入力106−110の各々がその5チャネルの各々に
関係していると仮定する。ただし、当業者であれば、所
望のチャネル数で構成できるであろう。
【0009】1つのポーリングサイクル中に、4つの待
ち行列101−104の各々は所定時間(ポーリング時
間)ポールされる。更に、マルチプレクサの入力110
は各ポーリングサイクルにおいてポーリング時間ポール
される。従って、各ポーリングサイクルは5つのポーリ
ング時間からなる。即ち、4つの待ち行列101−10
4の各々に対するポーリング時間とマルチプレクサ11
0に対する最後のポーリング時間とである。
【0010】時間分割マルチプレクサ105は、周知の
方法により所定の順序で待ち行列101−104を順次
ポールする。待ち行列101−104の各々に対するポ
ーリング時間中に、待ち行列101−104のある行列
のデータは、対応するマルチプレクサ入力106−10
9へ供給され、通信リンク111の対応するチャネルで
伝送される。更に、待ち行列101−104の各々に対
するポーリング時間中に、モニタ112は各待ち行列の
充満度(フルネス:fullness)の記録する。こ
の充満度は、その待ち行列がデータオーバーフロー状態
にどれだけ近づいているかを表し、例えばその待ち行列
のデータ占有率などである。また、モニタ112はポー
ルされる待ち行列のアドレスも記録する。
【0011】モニタ112はポールされる待ち行列をモ
ニタするために設けられているから、モニタ112はマ
ルチプレクサ105と同期させておくことが必要である
。この同期は、例えばモニタ112のクロックをマルチ
プレクサ105に用いられるクロックから引いてくれば
容易に達成できる。
【0012】待ち行列101−104がポールされると
、モニタ112は待ち行列101−104のうちでデー
タオーバーフロー状態に最も近い待ち行列のアドレスを
収納する。モニタ112はそれから制御信号をスイッチ
100へ送出する。この制御信号によってスイッチ10
0はデータオーバーフロー状態に最も近い待ち行列をマ
ルチプレクサ入力110に接続する。こうして各ポーリ
ングサイクルにおける5番目のポーリング時間をデータ
オーバーフロー状態に最も近い待ち行列のために利用す
る。
【0013】このようにして、マルチプレクサ105の
入力110を利用し、各ポーリングサイクルで4つの待
ち行列101−104のうちの1つからデータを伝送す
る。詳しくは、あるポーリングサイクル中に、データー
オーバーフロー状態に最も近い待ち行列がそのポーリン
グサイクルの5番目のポーリング時間にマルチプレクサ
入力110へスイッチ接続される。
【0014】以上の方法でネットワークのふくそうが緩
和される。ここで、例えば待ち行列103から突然に多
量のデータを受信し、それによってデータオーバーフロ
ー状態に非常に近づいた、と仮定しよう。
【0015】上述のごとく、待ち行列103はあるポー
リングサイクル中に2度サービスされることとなる。待
ち行列103はデータオーバーフロー状態に最も近く、
従ってスイッチ100を通してマルチプレクサ入力11
0に接続されるからである待ち行列103に対する2度
のサービスは、他の待ち行列よりデータオーバーフロー
状態が緩和されるまで続けられる。
【0016】図2は、本実施例におけるモニタ112で
実行されるアルゴリズムの動作ステップを示すフローチ
ャートである。同図において、「i」は現在ポールされ
ている待ち行列のアドレスを示し、充満度は待ち行列の
データ(例えばパケット)による占有率を示す。説明の
ために、待ち行列101−104はそれぞれアドレス1
−4にあるものと仮定する。
【0017】ステップ200を通してこのアルゴリズム
に入ると、ポーリングサイクルのスタートにおいて、ス
テップ201でi=1(待ち行列101に対応)および
fullness=0(空の待ち行列に対応)と設定さ
れる。第1の待ち行列101が時分割マルチプレクサ1
05によってポールされると、待ち行列101の充満度
「fullness」はステップ202によってモニタ
112に記録される。ステップ203において、記録さ
れた充満度fullnessは格納された充満度ful
lness(ここでは初期値0)と比較される。もし記
録充満度の方が大きければ、ステップ204において更
新され、記録充満度が格納充満度に取って代わる。しか
し、逆に記録充満度が格納充満度以下であるならば、格
納充満度及びアドレスは更新されない。
【0018】次に、ステップ205において、全ての待
ち行列が現在のポーリングサイクルでポールされたかど
うかが決定される。もしポールされていない待ち行列が
残っていれば、ステップ206で待ち行列アドレスiが
インクリメントされる(即ち、i=i+1)。そして、
ステップ202−205が繰り返される。
【0019】こうして待ち行列が全てポールされた後で
、最も充満した行列のアドレス及びその充満度がモニタ
112に格納される。最後の待ち行列がポールされた後
、ステップ207において、制御信号がスイッチ100
へ送出される。この制御信号によって、スイッチ100
はデータオーバーフロー状態に最も近い、即ち最も充満
した行列をマルチプレクサ入力110に接続し、これに
よりこの待ち行列に対してそのポーリングサイクル中に
2度サービス処理を行う。そして、アルゴリズムは次の
ポーリングサイクルのスタートのためにステップ201
へ戻る。
【0020】本実施例の動作に付いて更に数点述べて起
きたい。まず、本実施例によってふくそうが完全になく
なるわけではない。もしある待ち行列に対してデータが
通信リンク111の関係するチャネルの伝送速度より高
速で入力し続けると、その待ち行列は結局データオーバ
ーフロー状態になってしまうであろう。
【0021】しかしながら、本実施例はオーバーフロー
の発生を遅らせることができるために、データ供給元に
その旨を知らせてデータ伝送を抑制又は停止するための
十分な時間を得ることができる。1つの別チャネル(残
余チャネル)を利用してふくそう制御を行うわけである
が、このような別チャネルはふくそうしていないときで
も決して遊んでいるわけではない。全てのポーリングサ
イクルでこの別チャネルは利用される。各ポーリングサ
イクルにおいてデータオーバーフロー状態に最も近い待
ち行列にダイナミックに割り当てられるからである。
【0022】また、受信端末はマルチプレクサ入力11
0に関係したチャネルからのデータをその宛先へ切り換
えなければならない。パケットシステムにおいては、パ
ケットヘッダのアドレスを利用して、周知の方法により
受信側でこの機能を完遂する。他のシステムでは、アウ
ト−オブ−バンド・シグナリングを利用できる。
【0023】なお、本実施例に限らず、2以上の別チャ
ネルを採用しても良い。通信リンクは実際にはいくつか
の物理的接続であり、必要に応じて1以上の接続が用い
られる。高速化のために、通信リンクは光ファイバがよ
い。
【0024】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
るふくそう制御方法及び装置は、別チャネルを利用して
データオーバーフローが発生しそうな待ち行列のデータ
を伝送することで、資源を有効に活用しつつ、ふくそう
を消滅又は緩和することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示すブロック図である。
【図2】本実施例におけるモニタ112で実行されるア
ルゴリズムの動作ステップを示すフローチャートである
【符号の説明】
101−104  待ち行列 105          時分割マルチプレクサ10
6−110  マルチプレクサ入力111      
    通信リンク112          モニタ

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  複数(N)の通信チャネルを生成し通
    信リンクへの接続を行う手段と複数(最大N−1)の待
    ち行列とを有する通信システムにおけるふくそう制御方
    法において、 (a)前記待ち行列の1つをポーリングし、そのポーリ
    ング中に前記待ち行列からのデータを前記Nチャネルの
    うちの関連する1チャネルで伝送するステップと、(b
    )前記複数(最大N−1)の待ち行列の各々に対して前
    記ステップ(a)を繰り返し、それによって少なくとも
    1つの残余チャネルを残すステップと、(c)他の待ち
    行列に比べて格納データが最も多い待ち行列を少なくと
    も1つ決定し、この待ち行列からデータを前記残余チャ
    ネルで出力するステップと、(d)前記ステップ(a)
    から(c)までを繰り返すステップと、を有することを
    特徴とするふくそう制御方法。
  2. 【請求項2】  前記通信リンクは光ファイバ通信リン
    クであることを特徴とする請求項1記載の制御方法。
  3. 【請求項3】  前記ステップ(c)は、各待ち行列の
    充満度をモニタし、最も充満度の高い待ち行列のアドレ
    スを記録し、前記記録アドレスに応じて制御信号を生成
    し、前記制御信号をスイッチに伝送し、前記記録アドレ
    スに対応する待ち行列から前記スイッチを通して前記通
    信リンクへデータをスイッチングする、ステップを含む
    ことを特徴とする請求項2記載の制御方法。
  4. 【請求項4】  複数(N)の通信チャネルを生成し通
    信リンクへの接続を行う手段を有する通信システムにお
    けるふくそう制御装置において、複数(最大N−1)の
    待ち行列と、前記待ち行列を順次ポーリングし、そのポ
    ーリング中に各待ち行列からのデータを前記Nチャネル
    のうちの関連する1チャネルで出力し、それによって少
    なくとも1つの残余チャネルを残すポーリング・出力手
    段と、他の待ち行列に比べて格納データが最も多い待ち
    行列を少なくとも1つ決定するために前記待ち行列の各
    々をモニタする手段と、データを前記格納データが最も
    多い待ち行列から前記ポーリング・出力手段へスイッチ
    ングし、前記残余チャネルで出力させるスイッチング手
    段と、を有することを特徴とするふくそう制御装置。
  5. 【請求項5】  前記通信リンクは光ファイバ通信リン
    クであることを特徴とする請求項4記載の制御装置。
  6. 【請求項6】  前記モニタ手段は、各待ち行列の充満
    度をモニタし最も充満度の高い待ち行列のアドレスを記
    録する手段を有することを特徴とする請求項5記載の制
    御装置。
  7. 【請求項7】  前記ポーリング手段は時分割マルチプ
    レクサからなり、この時分割マルチプレクサは複数の出
    力を有し、各出力は前記複数(N−1)の待ち行列の各
    々からデータを受信するよう構成されていることを特徴
    とする請求項6記載の制御装置。
JP9975791A 1990-04-06 1991-04-05 通信システムにおけるふくそう制御方法及び装置 Expired - Fee Related JPH0828741B2 (ja)

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US07/505,796 US5048013A (en) 1990-04-06 1990-04-06 Transmission congestion control method and apparatus
US505796 1990-04-06

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JPH04227357A true JPH04227357A (ja) 1992-08-17
JPH0828741B2 JPH0828741B2 (ja) 1996-03-21

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