JPH0486044A - 広帯域通信網、エンドユーザ端末、通信網、広帯域通信ノード、通信ノード、インターフェースアダプタ、マルチポイント接続インターフェース、マルチポイント接続制御装置及びアクセスユニット - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、ＡＴＭ　（Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ　Ｔｒ
ａｎｓｆｅｒ　Ｎ。

ｄｅ）技術を適用した、いわゆる広帯域ｌ５ＤＮをベー
スとする広帯域公衆交換網並びに企業内ユースを照準し
た広帯域企業内交換網に関する。

（従来の技術） １００余年の歴史を経てこれまでに開発・構築され運用
されてきた電話網、データ網そしてＦＡＸ網等の個別サ
ービス網を、ｌ５ＤＮ　（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　５ｅ
ｒｖｉｃｅｓ　Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｎｅｔｗｏｒｋ　）に
より、一つのネットワーク体系のもとに統合しようとす
る動きが世界各所で推し進められている。

ｌ５ＤＮ化の第１ステツプとして、１９８８年から狭帯
域ｌ５ＤＮが我が国をはじめとする先進各国で運用が始
まった。さらにＡＴＭ技術をベースとする広帯域ｌ５Ｄ
Ｎにより放送網との融合を含めｌ５ＤＮ網の完成を目指
して、その技術開発がＣＣＩＴＴ　（国際電信電話諮問
委員会）を中心に世界の主要な研究機関で鋭意進められ
ている。

ところで、ＡＴＭ技術を用いた広帯域ＩＳＩ網では、１
５５．５２Ｍｂｐｓあるいは６２２．０８Ｍｂｐｓとい
った超高速のユーザ・網インタフエースを備えている。

そして、これまでの電話、ファクシミリ等は固定速度サ
ービスＣＢＲ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　Ｂｉｔ　Ｒａｔ
ｅ　　）として、また高品位テレビを含む動画像、ＣＡ
Ｄ　（ｃｏｍｐｕｔｅｒ　ａｉｄｅｄ　ｄｅｓｉｇｎ　
）やコンピュータグラフィックスを含む超高速かつ大容
量のコンピュータデータ等は可変速度サービスＶＢＲ（
Ｖａｒｌａｂｌｅ　Ｂｉｔ　Ｒａｔｅ　　）として、同
じインタフェースを介して柔軟に対応することが可能と
なる。

しかし、このために、通信に先立ちユーザは呼の属性デ
ータとしてピークトラヒック、平均トラヒック、バース
ト性、端末種別、さらにサービス品質ＱＯ８（セル廃棄
率、遅延時間等）等を網に申告する必要があった。そし
て、網側では申告された呼の属性データを基に該呼の通
信に必要な通信リソースを推定し、網内のリソースの使
用状況に照らし合わせ、受付けられるか否かが判定され
ていた。判定の結果、受付けが許可された呼は、送信す
べき情報をセルと呼ばれる固定長（５３オクテツト）の
パケットに分割して網内に送り込むことになるが、時に
は申告した属性データを逸脱してセルを送出することも
あり得る。

かくして、網内には予期せぬ過剰なセルが送り込まれ、
しかも同一方路にセルが集中（コンピュータのファイル
転送のようにバースト性が強い呼程、この傾向が強い）
した場合には、網内に滞留することになる。このため、
広帯域ｌ５ＤＮ網のキー構成要素であるＡＴＭスイッチ
には大量のセルバッファを設けているが、同バッファに
て吸収しきれない場合には、セルは消失（これをセル廃
棄という）することになる。このセル廃棄は、網がセル
を受取ったときに、いわゆるポリーシング機能により申
告した属性データの範囲を越えたものを違反セルとして
刻印したセル、またクラス２（可変ビットレート映像通
信）等のＶＢＲにて端末からセル送出の際に非優先セル
（たとえば、階層化映像符号化方式では、重要度の高い
情報と低い情報とを優先セル／非優先セルとに分けて送
出する方法が検討されている）として刻印したセルを対
象に行われる。これらの刻印セルは廃棄してもなお上述
したバッファにて吸収しきれない場合には、クラス１（
疑似回線通信）等のセルにも廃棄が及ぶことになる。

一般に、伝送路の雑音等に起因するビット誤りは、転送
情報の最後部に設けられたＣＲＣ符号にてエラーチエツ
クし、必要に応じて送信側に再送要求を行って回復する
ことができる。しかし、セル廃棄は受信先ではセルが送
られたことすら分らないため、再送要求することができ
ない。

このセル廃棄は、クラス３（コネクションオリエンテッ
ド）、クラス４（コネクションレスデータ伝送の支援）
のデータ通信では致命的な問題となるため、セル内の情
報フィルード（４８オクテツト）にＡＴＭアダブチ−ジ
ョンレイヤ機能として、シーケンス番号を設け、受信先
でセル廃棄を検出し再送要求できる機構を付加している
。

一方、実時間性か要求されるクラス１．２の呼に対して
は、ＣＣＩ　ＴＴでは、セル廃棄に耐え得る符号化方式
の開発を要請している。

（発明が解決しようとする課題） これまでＣＣＩＴＴを中心に検討されてきた広帯域ｌ５
ＤＮ交換網の抱える主な問題と課題を以下に整理する。

■サービス品質 （ａ）セル廃棄 前述したようにシーケンス番号の付与により、受信側で
セル消失を検出することは可能ではあるが、クラス１．
２の呼では実時間性が要求されるため再送による回復は
事実上困難である。今後の研究課題となっている符号化
方式によっては、非優先セルの廃棄による影響を少なく
することも可能であるが、通常セル（違反／非優先でな
いセル）の廃棄はいうまでもなく、違反セルの廃棄にお
いても深刻な問題をもたらす。

すなわち、善良な（悪意のない）ユーザが無意工に、申
告した属性データの範囲を逸脱した場合には、優先／非
優先セルを問わず廃棄されることになる。換言すれば、
網が一旦受取った情報が消失することがあり、しかも、
どの情報がどれだけ消失したかを送信側では知り得ない
ことになるため、慎重かつ善良なユーザは通信費が高く
なることを覚悟の上で属性データに常にマージンを持た
せて申告することになる。

一方、通信費の削減に熱心なユーザは網内トラヒックを
睨みながら、違反セルの発生を覚悟の上で少なめに属性
データを申告することになる。こうした行動は、いわば
網との間でゲームを楽しむ如く駆は引きを行うことにな
り、成功と失敗を繰返すこと毎に、その行動はニスカレ
ートしがちになる。

こうしたユーザの増加は、網内トラヒックの異常な増加
を引き起こし、慎重かつ善良なユーザが送出した通常セ
ルの消失を招き、ひいてはユーザは網に対する不信と不
安を抱くことになる。“情報を正確速くかつ公平に伝え
る゛という公衆通信網としての本来の使命を放棄してい
ると言われても致し方ないところである。

また、クラス３．４においても同様の現象が起きるが、
特にデータ通信では、上述したように情報の欠落は絶対
に許されないため、消失したセルの再送が上位レイヤに
て行われる。

セル廃棄は高トラヒック程、発生確率が高くなるが、こ
うした状況下で再送を繰返すことは益々トラヒックを高
めることになり、網は輻轢状態に陥りやすい、すなわち
網の安定性を損なう方向に働く。

（ｂ）セル遅延ゆらぎ 前述したように、高トラヒツク状態ではセルが網内に滞
留、すなわちセルの伝達に遅延を生じることになる。交
換機の容ｊｉ　（ＡＴＭスイッチの規模）が大きくなる
程、また網内での中継段数が増える程、遅延量は大きく
なり、しかもその遅延量は網内のトラヒックによって変
動（これを“セル遅延ゆらぎ°という）することになる
。実時間性が要求されるクラス１．２の呼では、受信端
末側に７（ッファを設けてゆらぎを補償する必要がある
が、たとえば１００回線（インタフェース）程度の比較
的小規模の広帯域交換網では数μｓｅｃ〜数ｍ５ｅｅ程
度のセル遅延ゆらぎで済むのに対して、国際間の通信で
は多数の中継網が介在するため、数１００ｍ５ｅｃ　　
（長距離伝送に伴う絶対遅延時間を除く）にも及ぶこと
があり、各端末は膨大なバッファ量（たとえば、情報速
度１００Ｍｂｐｓの端末では数Ｘバイト必要）を具備し
なければならないことになる。

このため、後述するＡＴＭスイッチにてサービス品質に
基づいた優先制御を行うなど、網内にてゆらぎそのもの
を低くすることが課題となっている。

（ｃ）呼接続時間 狭帯域１ｓＤＮを含むこれまでの交換機では、通常、呼
の接続（電話の場合、発信者がリングバックトーンを聞
く）までに数秒を要し、時には１０秒あるいは２０秒を
越えることもある。

これは、発信端末より呼設定要求が出されると、交換ノ
ードはまず同呼に対する着信処理を行い、次に着信先端
末との間を結ぶ回線を捕捉し、そして着信先端末に対し
て発信処理を行うなどの一連の処理を行うためである。

しかも、呼が複数の中継交換ノードを経由するものであ
れば、各々の中継交換ノードにて着信処理、回線捕捉そ
して発信処理を行うため、接続時間はさらに長くなる。

これに対して、広帯域ｌ５ＤＮ網では、前述の論理パス
の概念を導入し、中継ノードでの処理の簡略化を図るな
どの対策を講じようとしているが、呼設定に際し申告し
た属性データの網とのネゴシェーション、ネゴシェーシ
ョン結果に伴う論理パス内の帯域確保、着信先端末への
発信処理など一連の処理を双方向（発信端末−網一着信
端末、着信端末−網一発信端末）で行う必要があり、接
続までに秒オーダの時間がかかることは否めない。

通話時間が電話並みもしくはそれ以上に長いと想定され
るクラス１．２の呼では、接続に秒オーダの時間を要し
ても大きな支障はない。

しかしながら、情報を間欠的に伝送するコンピュータ間
通信では、情報を転送する毎に呼接続に秒オーダの時間
を要していたのでは、コンピュータの性能が活かされず
使い難いシステムとなる。

このため、コンピュータ間通信専用の構内通信ネットワ
ークである　ＬＡＮ　（ローカルエリアネットワーク）
では、コネクションレスと呼ばれる方式を採用し、ユー
ザには接続時間を意識させないようにしている。広帯域
ｌ５ＤＮが実用化されれば１Ｍバイトのファイルを数ｍ
　ＳｅＣで転送することも可能になり、また近年の急速
な技術革新とともに益々性能向上が進められているコン
ピュータ間の通信では、コネクションレス方式の適用は
必須事項といっても過言ではない。

一方、前述の“コネクションレスデータ伝送の支援″を
目的としたクラス４は、ＬＡＮ間接続を意図としたもの
で、最初の呼（パス）の接続にはクラス１．２並みの接
続時間を許容し、接続後は長時間にわたってパスを保持
しておき、エンド・エンド間のルーティング制御はユー
ザ（上位レイヤ）に委ね網は関与しないものとしている
。

多数のユーザで同じ通信媒体を共有し合うＬＡＮでは、
ＬＡＮ上並びにＬＡＮ間のトラヒックは絶間なく流れる
ため、広帯域ｌ５ＤＮ網上で長時間にわたりパスを保持
しても経済的に成立つが、遠隔地から中央のデータベー
スをアクセスする場合のように広帯域ｌ５ＤＮ網に直接
１台のコンピュータ端末を接続する時には、前述したよ
うに情報転送が間欠的であるため、クラス４として長時
間パスを保持することは経済性が悪くな゛る。また、ユ
ーザからはエンド・エンド間に専用線が設けられている
ように見え、呼接続が不要となるパーマネント論理パス
や情報フィールドに記述されている上位レイヤのアドレ
スからセルヘッダのアドレスを生成する機構を網内に設
けることによってコネクションレスサービスを実現しよ
うとする考えなどがあり今後の検討課題となっているが
、この方法ではユーザのアクセスにいつでも応じられる
よう所定の通信リソースを網側は常時または通信が完了
するまで確保しておかねばならず、結局はユーザに高い
使用料を強いることになる。性能追及もさることながら
経済性を重視しがちな一般ユーザの多くは、秒オーダの
接続時間を覚悟の上、クラス３のコネクションオリエン
テッドによるデータ通信を選択せざるを得なくなる。こ
れは網にとっても一般ユーザから頻繁に呼接続要求が出
されることを暗示しており、網は呼処理の面でも輻轢状
態に陥りやすい、すなわち網の安定性を損なうことにも
なりかねない。

２０００年頃には全世帯数の半分位がハイパーメディア
等を利用した高度なパソコン通信を行うなどの予測もあ
る。しかし、広帯域ｌ５ＤＮ網が安価に、すなわち網内
通信リソースの効率的運用を図りつつ、かつ網側の負担
が軽いコネクションレスサービスを提供、もしくはコネ
クションレス並みに呼接続時間を短縮できない限り、こ
うした莫大な潜在需要が見込まれる一般コンビュータ利
用者（ＬＡＮ間接続は大手企業等に限られる）の興味を
引くことは難しい。また、網の安定性の面からもこれら
の解決が急務であると言っても過言ではない。

■属性データの申告 （ａ）ユーザ申告の信憑性 前述したように広帯域ｌ５ＤＮでは、通信に先立ちユー
ザは呼の属性データとしてピークトラヒック、平均トラ
ヒック、バースト性、端末種別、さらにサービス品質（
ＱＯ３：セル廃棄率、遅延時間等）等の複雑かつ難解な
パラメータを網に申告する必要があり、その具体化につ
いては現在なおＣＣＩ　ＴＴにて検討が行われている。

一般ユーザがこれらの属性データの意味を正しく理解し
、そしてこれから行おうとする通信について各パラメー
タ値を正確に推測し申告することは極めて難しいのは明
らかで、このために広帯域ｌ５ＤＮの最大の特長である
柔軟性の犠牲を覚悟の上、上述の属性データを組合せた
サービス品目をいくつか用意し、ユーザにその中から選
択する方法等も検討されている。

申告データに基づいて網側は通信リソースを確保するの
に対して、ユーザ側は申告データに関わりなく一方的に
セルを網へ送り込むことができる。

そして送り込まれたセルを相手方に最大限の努力を払っ
て送り届けようとする網が安定にがっ効率良く運用を払
っていくには、申告された属性データが正しいことが前
提となる。

一般ユーザに分り易く簡素で、しかもユーザの多種多様
な通信ニーズに応える柔軟な、そして申告データにたと
え、間違い、あるいは偽りがあっても網の安定性等に影
響を与えないような属性デ−夕の申告方式と運用方式の
確立が、広帯域ｌ５ＤＮ実用化に当たってのもう一つの
大きな課題となっている。

（ｂ）課金方式 広帯域ｌ５ＤＮ網にてどのような課金方式を設定するか
は、今後の課題とされ、現状では未検討状態にある。し
かしながら、課金方式の設定いかんによっては網の安定
運用と交換機等の通信機器の設計には大きな影響を与え
ることになり、その確立が急務となっている。

当然のことながら、課金方式はユーザが申告する属性デ
ータを反映したものになるが、ユーザに分り易く、そし
て虚偽の申告を防ぎ、かつ適切な網内通信リソースの使
用を誘導するものでなければならない。属性データの簡
素化を含め、総合的な視野にたった方式の確立が望まれ
ている。

■広帯域交換機の構成／処理 （ａ）ＡＴ）ｌスイッチバッファ容量 前述したように広帯域ｌ５ＤＮを実現する上でのキーエ
レメントであるＡＴＭスイッチには、大量のセルバッフ
ァが必要である。しかも、同スイッチは１５５．５２Ｍ
ｂｐｓあるいはＢ２２．０８Ｍｂｐｓのスルーブツトを
実現しなければならず、効率の良いスイッチの構成方法
を含めその技術的克服のために、各所で鋭意研究開発か
進められている。現在考えられているバッチャバンヤン
網方式や共通バッファ方式等のＡＴＭスイッチでは、た
とえば８×８の極小規模なものにおいてすら、後述する
ようにスイッチ内に数１０（ｌセル分の大量のバッファ
が必要である。

こうした大量のバッファは、主としてバースト性の強い
呼が同一方路に集中した時のためのもので、前述のセル
遅延ゆらぎの抑圧とともに、＾ＴＭスイッチＬＳＩの大
容量化の大きな妨げとなっている。

広帯域ｌ５ＤＮ全体を見通した方式の見直しを行うこと
によって大幅なバッファ削減が実現できれば、その効用
は計り知れないものかある。

（ｂ）優先制御 前述したようにＡＴＭスイッチ内では、ユーザが申告し
たサービス品質（セル廃棄、遅延時間等）あるいは非優
先セル、違反セルに対応して、どのセルを優先的に所望
の方路に出力するかを判断し制御する。こうした制御機
構の付加は、高速大量なセルバッファの盛り込みととも
に大容量にして安価なＡＴＭスイッチＬＳＩの実現を妨
げる要因になっている。

（Ｃ）ポリーシング機能 前述したように現在では、ユーザ側は呼設定にて網との
間で合意した属性データ（またはサービス品目）に関わ
りなく一方的にセルを網へ送り込むことができる。属性
データ（またはサービス品目）の範囲を逸脱していない
かを監視し、違反したものについて違反セルの刻印を付
加する機能で、＾ＴＭスイッチの前段、すなわち加入者
線インタフェース毎に設けることになる。この監視機能
をさらに進め、網内トラヒックに応じてセル廃棄を行い
ＡＴ）Ｉスイッチへの過剰なセルの流入を防ごうとする
考えもあり、これによってＡＴＭスイッチのバッファを
多少減らせる等の改善が期待できるが、本発明が目的と
する現在の広帯域ｌ５ＤＮ網が抱える多くの問題並びに
課題を総合的に解決することにはならない。

（ｄ）呼受付は制御 呼接続に際しユーザが申告した属性データに基づき、同
呼に対する網内で必要な通信リソースを推定し受付けら
れるかを判断するもので、交換機としての所定の呼量を
満足するためには簡単なアルゴリズムで精度よくかつ高
速に処理する必要があり、現在なお学会レベルで検討が
加えられている状況にある。

（ｅ）課金／トラヒック集計 上述したように、これまでに考えられてきた広帯域１ｓ
ＤＮでは、交換機内でセル廃棄や優先制御が行われる。

このため、ユーザが送信しようとした情報と実際に網を
介して受信先に届けられた情報との間には差を生じ、ま
たサービス品質の面でも呼毎並びに網内トラヒックの状
況に応じて異なったものになる。したがって、正確に課
金集計あるいは網内を流れるトラヒックを対地別に集計
しようとすると、網内（＾ＴＭスイッチの後段）に集計
機構を設けなければならないことになる。

しかしながら、網内を流れるセルにはセルヘッダ（５オ
クテツト）と呼ばれるルーティング制御のための情報が
付加されているが、同ヘッダには受信先を特定するため
の論理パス識別子（ＶＰＩ）および論理チャネル識別子
（ＶＣＩ）等が書かれているだけで、送信先を特定する
ための情報は一切盛り込まれておらず、上記目的を達成
することが事実上不可能である。実際に受信先に届けら
れたか否かを無視し、網の入口にて送り込まれたセル数
を集計するしか方法がなく、ユーザからの不評を禁じ得
ないのが実情である。

■ユーザ・網インタフエース（ＵＮＩ）ＣＣＩＴＴでは
、これまでに広帯域ｌ５ＤＮの基本枠組みの検討に注力
してきており、具体的なユーザ網インタフエースの検討
は今後の検討課題となっている。同インタフェースの検
討に当たっては、狭帯域ｌ５ＤＮにて実現されている複
数の端末でインタフェースを共有し合ういわゆるマルチ
ポイントマルチドロップ）接続が、超高速のインタフェ
ース速度を備えているたけに重要な課題となる。また、
狭帯域１ｓＤＮの基本速度となっている６４Ｋｂｐｓの
伝送速度との整合性を確保しやすいインタフェースであ
ることも、広帯域ｌ５ＤＮと狭帯域ｌ５ＤＮとの相互乗
り入れの視点から重要となってくる。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、特にこれ
までにＣＣＩ　ＴＴにて検討されてきた基本枠組みを越
えることなく、今後の検討課題であるユーザ・網インタ
フエース等に焦点を当てて、上述した広帯域ｌ５ＤＮ公
衆網が抱える問題あるいは課題を総合的に解決する広帯
域交換網を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、 特許請求の範囲第１項記載の発明は、固定長の情報フィ
ールドとヘッダとからなるセルを多重伝送する複数の広
帯域入出力ポートと前記ヘッダ内のラベル値の識別によ
り前記複数の広帯域入出力ポートに対し前記セルを多重
分離するスイッチング手段とを備えた複数の広帯域交換
ノードと、前記複数の広帯域交換ノード間で前記広帯域
入出力ポートを介して前記セルを転送するための広帯域
交換ノード間伝送路とを具備した広帯域交換網であって
、前記広帯域交換ノードを介して、複数の前記セルから
なるデータの送受を行うユーザに対し、固定ビットレー
ト伝送による伝送サービス、可変ビットレート伝送によ
る伝送サービス、固定ビットレート伝送と可変ビットレ
ート伝送とを組合わせた伝送サービスを提供することを
特徴としている。

特許請求の範囲第２項記載の発明は、特許請求の範囲第
１項記載の発明において、ユーザが前記広帯域交換ノー
ドを介して、前記広帯域交換網が提供する伝送サービス
によりセルを前記広帯域交換網内へ送出するに先立ち、
前記広帯域交換網に対して希望する伝送速度を申告し、
前記広帯域交換網は申告された前記希望する伝送速度に
基づいて前記ユーザに対してセルを所定の伝送速度で送
出する許可を与えることによってフロー制御をすること
を特徴としている。

特許請求の範囲第３項記載の発明は、特許請求の範囲第
２項記載の発明において、前記フロー制御は、可変ビッ
トレート伝送による伝送サービスと、固定ビットレート
伝送と可変ビットレート伝送とを組合わせた伝送サービ
スの可変ビットレト伝送分とに対して行われることを特
徴としている。

特許請求の範囲第４項記載の発明は、特許請求の範囲第
２項記載の発明において前記フロー制御は、前記複数の
広帯域交換ノードのうち終端する広帯域交換ノード間に
設定された１つまたは複数の論理パスを介して単位時間
当たりに転送し得るセル数の範囲内に収まるよう制御す
ることを特徴としている。

特許請求の範囲第５項記載の発明は、特許請求の範囲第
２項記載の発明において前記フロー制御は、前記複数の
広帯域交換ノードのうち終端する広帯域交換ノード間に
設定された１つまたは複数の論理パスを介して単位時間
当たりに転送し得るセル数の範囲内に収まるよう制御す
ることを特徴としている。

特許請求の範囲第６項記載の発明は、特許請求の範囲第
４項記載の発明において前記フロー制御は、前記単位時
間を１フレーム周期とし、このフレーム周期ごとにユー
ザより申告されたセル送出数に基づいて広帯域交換ノー
ドが送出を許可するセル数を算出し、該ユーザに対して
通知することを特徴としている。

特許請求の範囲第７項記載の発明は、特許請求の範囲第
６項記載の発明において前記フロー制御は、セルの送出
間隔をランダム化し、該ユーザに対してランダム化され
た該送出間隔を通知することを特徴としている。

特許請求の範囲第８項記載の発明は、特許請求の範囲第
７項記載の発明において前記フロー制御は、マルチポイ
ント接続サービスを提供するセルベースの加入者線また
は宅内系インタフェース上にて実現されることを特徴と
している。

特許請求の範囲第９項記載の発明は、特許請求の範囲第
４項記載の発明において前記論理パスは、固定ビットレ
ート伝送による伝送サービスの伝送速度と、固定ビット
レート伝送と可変ビットレート伝送を組合わせた伝送サ
ービスの固定ビットレート伝送速度との和を収容する事
が可能な第１の帯域と、可変ビットレート伝送による伝
送サービスの伝送速度と、固定ビットレート伝送と可変
ビットレート伝送を組合わせた伝送サービスの可変ビッ
トレート伝送速度とを収容することが可能な第２の帯域
とを有していることを特徴としている。

特許請求の範囲第１０項記載の発明は、特許請求の範囲
第２項記載の発明において前記広帯域交換網に取込まれ
たセルは、固定ビットレート伝送および可変ビットレー
ト伝送の如何にかかわらず対等に処理されることを特徴
としている。

特許請求の範囲第１１項記載の発明は、特許請求の範囲
第６項記載の発明において前記広帯域交換網を利用する
ユーザが、階層化符号方式により可変と・７トレートの
通信を行う場合、優先度の低いセルから前記フロー制御
の対象とすることを特徴としている。

特許請求の範囲第１２項記載の発明は、中断または切断
された呼に対して、再開または再呼設定要求に速やかに
応じられるように当該通信リソースを管理テーブルに登
録し、網内トラヒックまたは他の呼の通信要求に応じて
、適宜、前記管理テーブルから当該通信リソースを抹消
し、当該通信リソースを解放することを特徴としている
。

特許請求の範囲第１３項記載の発明は、特許請求の範囲
第１項記載の発明において、前記セルの伝送速度に対す
るセル単価、通信時間単価、およびパス保留時間単価を
網内リソースの適切な利用をユーザに誘導するように定
義し、ユーザが実際に送出したセル数、通信時間、パス
保留時間、および通信距離に基づいて課金することを特
徴としている。

（作用） 本発明の広帯域交換網では、ユーザに対して固定ビット
レート伝送による伝送サービス、可変ビットレート伝送
による伝送サービス、および固定とットレート伝送と可
変ビットレート伝送を組合わせた伝送サービスを提供し
、ユーザがこれらサービスの伝送速度を広帯域交換網に
対して申告し、広帯域交換網との間で合意し登録された
伝送速度を基にフロー制御するので、網には過剰なセル
が流入することがなくなり、またユーザにとっても分り
やすい申告パラメータとなる。

また、フロー制御とともにセルの送出間隔（タイミング
）をランダム化し該ユーザに対し該送出間隔（タイミン
グ）を通知する機能を備えているので、ＡＴＭスイッチ
でのセル同士の衝突確率が少なくなり、＾ＴＭスイッチ
が具備すべきバッファ量を大幅に削減できるとともに、
セルの網内滞留時間も大幅に削減できる。

また、上記フロー制御およびセル送出間隔のランダム化
機能は、マルチポイント接続サービスを提供するセルベ
ースの加入者線または宅内系インタフェース上で実現で
きるので、同じ通信媒体を用いた効率の良い通信を行う
ことができる。

また、終端する広帯域交換ノード間に設定される論理パ
スは、複数の固定ビットレート伝送速度の和を収容し得
る帯域と、複数の可変ビットレート伝送速度を収容し得
る所定の帯域とを収容し得る帯域を備えればよいので、
網内リソースを効率よく運用することができる。

また、階層化符号方式により可変とットレートの映像等
の通信を行う端末では、優先度の低いセルから前記フロ
ー制御の対象とすることができるので、セル廃棄に伴う
映像の劣化を最小化することができる。

また、中断または切断された呼に対して、再開または再
呼設定要求に速やかに応じられるように当該通信リソー
スを管理テーブルに登録し、網内トラヒックまたは他の
呼の通信要求に応じて、適宜、この管理テーブルから当
該通信リソースを抹消し、当該通信リソースを解放する
ので、パソコン等によるコンピュータ通信をコネクショ
ンレス相当のレスポンスで、しかも低料金で利用するこ
が可能になる。

さらに、伝送速度に対するセル単価あるいはパス保留時
間単価を網内リソースの適切な利用をユーザに誘導する
ように定義し、実際に送出したセル数、通信時間、通信
距離を基に課金するので、網は安定かつ効率よく運用す
ることができる。

（実施例） 以下、図面を参照しながら本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例である広帯域交換網の概略構
成を示す図である。

広帯域ｌ５ＤＮ端末（以下、Ｂ−ＴＥと記す）１ａは、
加入者線インタフェース３ａを介して広帯域ｌ５ＤＮ網
をなす２台のＡＴＭ交換ノード２ａ、２ｂに接続されて
いる。更に加入者線インタフェース３ｂを介して受信先
のＢ−ＴＥ　１　ｂに接続されている。また、２台のＡ
ＴＭ交換ノード２ａ、２ｂとの間には論理パス４か設定
されている。

なお、同図には２台のＡＴＭ交換ノードのみ記載されて
いるが、同ノード間には複数の中ｉ（クロスコネクト）
ノードが介在しても差し支えない。

要は、Ｂ−ＴＥを終端するＡＴＭ交換ノード間に論理パ
スが張られていることが、広帯域ｌ５ＤＮ網の特徴であ
り、同論理パスには図に示したＢ−ＴＥｌａ、ｌｂだけ
でなく、後述するように同じ交換ノードにて終端される
他のＢ−ＴＥ間も同論理パスを共有することができる。

広帯域ｌ５ＤＮ網では、Ｂ−ＴＥより送出されるＡＴＭ
セルの宛て先をＡＴＭセルの先頭に設けられた論理チャ
ネル識別子（ＶＣＩ）と論理パス識別子（ＶＰＩ）とに
よって判別する。

論理チャネル識別子（ＶＣＩ）はＡＴＭ交換ノードに直
接接続されたＢ−ＴＥあるいは加入者線インタフェース
の識別をする。一方、論理パス識別子（ＶＰＩ）は広帯
域Ｉ　ＳＤＮ網内の論理パスの識別に使用される。

なお、同図にはいわゆる網終端装置（ＣＣＩＴＴでの呼
び方ではＮＴＩ、ＮＴ２）などの記述は簡単化のため省
略している。

第２図は、第１図に示すＢ−ＴＥＩの概略構成を示す図
である。コンピュータなどの端末（以下ＴＥと記す）１
０はアクセスユニット（以下ＡＵと記す）１１を介して
加入者線インタフェース３に接続されている。ＡＵＩＩ
はＴＥＩＯ及び加入者線インタフェース３との接続イン
タフェース回路１２，１５、ＡＴＭセルの送受信を行う
ためのバッフ７メモリ１３、ＡＴＭセルの送受信制御な
どを行うだめのコントローラ１４から構成されている。

なお、ＡＵｌｌには複数台のＴＥを接続することも可能
であり、これを考慮した具体的な加入者線インタフェー
スについては第１１図にて詳述する。

第３図は加入者線インタフェース回路を中心に、ＡＴＭ
交換ノード２の概略構成を示した図である。

同図に示すように、ＡＴＭスイッチ２４には複数の入出
力ポートが設けられ、これらのポートを介して複数の加
入者線インタフェース回路２ｏと複数のノード間伝送路
２５が接続されている。

加入者線インタフェース回路２０には、加入者線インタ
フェース３を介してＢ−ＴＥとの間でＡＴＭセルの送受
信を行う接続インタフェース回路２１とＡＴＭセルの送
受信制御などを行うコントローラ２２などから構成され
ている。接続インタフェース回路２１とＡＴＭスイッチ
２４との間には前述のＡＵ内に設けられたバッファメモ
リに相当するメモリは必ずしも必要ではない。また、ノ
ード間伝送路２５には前述の論理パス４を複数本設定す
ることができる。更に、コントローラ２２並びにＡＴＭ
スイッチ２４はＡＴＭ交換ノード２の全体の制御を司ど
る主制御装置２６に接続されている。

なお、本構成では、従来考えられていた加入者線インタ
フェース回路でのボリーシング機能、あるいはＡＴＭス
イッチでのＡＴＭセル優先制御などの機能は必要ではな
い。（これらについては、詳細に後述する。） 第４図は呼の設定時にＢ−ＴＥより申告される属性デー
タの例を示す図である。

同図（ａ）に示すトラヒック量が一定なりラス１の疑似
回線通信では、固定ビットレート（ＣＢＲ）サービスと
して、例えば６４Ｋｂｐｓ、１０Ｍ　ｂ　ｐ　ｓ・・・
・・・のようにＡＴＭセル内に設けられた４８オクテツ
トの情報フィールドまたはセル廃棄対策などのためのＡ
ＴＭアダブチ−ジョンレイヤを除いたユーザ情報の転送
領域（これをサービスデータユニット：ＳＤＵと呼び、
クラス１では４７オクテツトの領域をもつ）により伝送
される固定とットレートの情報伝送速度Ｕｃを申告する
。

なお、クラスごとにＳＤＵの領域長は異なるが、後述す
るように本実施例によればセル廃棄を実用上無視し得る
程に少なくできるので、ＡＴＭアダブチ−ジョンレイヤ
の一部または全部を省略することも可能となる。このた
め、特に断らない限り前者の情報フィールドをベースと
する情報伝送速度を用いることとする。

同図（ｂ）に示す常時トラヒックが存在し、常に、トラ
ヒック量が変動するクラス２の可変ビットレート映像通
信では、ＣＢＲサービスと可変ビットレートＶＢＲサー
ビスとを組合せたＭＢＲ（ｍ１ｘｅｄ　ｂｉｔ　ｒａｔ
ｅ）サービスとして、各々固定ビットレートの情報伝送
速度Ｕｃと可変ビットレートの情報伝送速度Ｕｖを申告
する。

なお、可変ビットレートの情報伝送速度としては、ピー
ク速度、平均速度あるいはセル転送を行っている時、す
なわち有情報時の平均速度などが考えられるが、以下の
説明では説明を簡略化する目的でピーク速度を用いるこ
ととする。

同図（ｃ）に示すトラヒックが間欠的に発生するクラス
３のコネクションオリエンテッドのデータ通信では、Ｖ
ＢＲサービスとして可変ビットレートの情報伝送速度Ｕ
ｖを申告する。

そして、同図（ｄ）に示すＬＡＮ間接続を想定したクラ
ス４のコネクションレスデータ通信の支援では、ＬＡＮ
間に流れるトラヒック並びに後述の課金方式などを勘案
して、ＶＢＲサービス（トラヒックが少なく間欠的であ
る場合）あるいはＭＢＲサービス（トラヒックは大きく
変動するもののほぼ常時トラヒックが存在する場合）あ
るいはＣＢＲサービス（はぼ一定のトラヒックが常時流
れる場合）とをユーザの選択により決定する。そして、
この決定に基づいて、ＵｖあるいはＵｃとＵの両方、あ
るいはＵｃを申告する。

ここで特徴的な事は、従来考えられていた属性データで
はピークトラヒック（速度）、平均トラヒック（速度）
、バースト性、端末種別、更にサービス品質（セル廃棄
率、遅延時間など）など複雑なパラメータを申告する必
要があったのに対して、本実施例では、ＵｅあるいはＵ
ｖ並びに必要に応じてクラス種別を申告すればよいこと
である。

このように大幅に簡潔化した属性データであっても、広
帯域ｌ５ＤＮ網内の安定な運用並びにユーザが各々目的
とする通信に何等支障を来すことなく、これまで考えら
れてきたサービスより、より高い品質のサービスを提供
できる。

以下に、このような高い品質のサービスを提供するため
の具体的手段を説明する 第５図は終端するＡＴＭ交換ノード間に設定された論理
パス３０内に複数台のＢ−ＴＥからの呼が登録されてい
る様子を例示する図である。

Ｂ−ＴＥＩはＵｃｌとＵｖｌを、Ｂ−ＴＥ２．Ｂ−ＴＥ
３は各々Ｕ　ｖ２．　Ｕ　ｖ３を、Ｂ−ＴＥ４．Ｂ−Ｔ
Ｅ５は各々Ｕ　ｃ４．　Ｕ　ｃ５の伝送速度が登録され
ている。そして、論理パス３０内にはＵｖｌ−Ｕｖ３を
収容する所定のＶＢＲ帯域３１とＵｃｌ〜Ｕｃ５の各伝
送速度の和を帯域とするＣＢＲ帯域３２が確保される。

ここにＶＢＲ帯域はＡＴＭ方式の特長の一つである統計
多重効果を活かすことによって、網内リソースの有効利
用を図ろうとするもので、所定のＶＢＲ帯域とは例えば
Ｕｖｌ〜Ｕｖ３の二乗和平方根あるいはＵｖｌ−Ｕｖ３
の最大伝送速度、更には実際に論理パス上のトラヒック
を所定の時間観測し、その結果によりフロー制御される
ＡＴＭセルのセル比率が例えば５％以下となるような帯
域を設定するなど種々の手法が考えられる。

なお、第５図に示す例では論理パス３０の帯域はＶＢＲ
帯域３１とＣＢＲ帯域３２の和となっているが、これよ
り広い帯域をもつ論理パスを予め設定しておいてもよい
。このようにした場合は、同帯域を越えない範囲で新た
な呼の受付が可能であり、また範囲を越えるような場合
、あるいは論理パスに余分の帯域を持たせないきめ細か
な運用を行う場合には、網内の他のトラヒック状況を見
ながら適宜論理パスの帯域を可変してもよい。

また、第５図に示す例ではＶＥＲ帯域３１はクラス２〜
３に共通に設けるものとしているが、各クラスのトラヒ
ックの特性を踏まえてクラス毎に二乗和平方根（クラス
２．４のように比較的可変ビットレート伝送の平均トラ
ヒック量−使用率−が高い場合）、あるいは最大伝送速
度（クラス３のように平均トラヒックが低い場合）、論
理パス上の実トラヒックの観測結果（トラヒックの振舞
いが予想できない場合）に基づく帯域を確保してもよい
。

なお、最大伝送速度をＶＥＲ帯域とする場合には、この
最大伝送速度以下の伝送速度を申告した呼であれば無制
限に受は付けられることになる。

例えば、加入者インタフェース回路にて流入するＡＴＭ
セル数（トラヒック量）を常時集計し、ＶＥＲ帯域内の
平均トラヒック量が一定の水準（例えば平均使用率が０
，８）に達した場合には、適宜帯域を広げるか、網内リ
ソースに余裕がない時にはＢ−ＴＨに対し伝送速度を下
げるよう促すか、あるいは、新たな呼の受付を制限する
などの対策を施せばよい。

第６図は可変ビットレート伝送におけるＡＴＭセル送出
シーケンスの例を示す図である。

加入者線インタフェースの物理速度をＣＣＩＴＴにて規
定されている１５５．５２Ｍｂｐｓとすると、例えば５
．８７５ｍ５ｅｃを１周期とするフレーム単位ごとに、
Ｂ−ＴＥは次のｉフレーム目で送出したいセル数Ｎｒｉ
をＡＴＭ交換ノードに要求する。ＡＴＭ交換ノードでは
同じ論理パス上を通る呼からのセル要求数を集計し、要
求セル数の合計値がＶＢＲ帯域で１フレーム当たり送出
可能なセル数（例えば、ＶＢＲ帯域が１０Ｍｂ　ｐ　ｓ
であれば１０　Ｍ　ｂ　ｐ　ｓ　／　（４ｇｏｃｔ；ｘ
　８ｂｉｔｓ）　Ｘ５．８７５ｍ５ｅｃ−１５３セル）
以下であれば、そのままＢ−ＴＥからの要求セル数を許
可するが、送出可能セル数を越えている場合には、例え
ば呼の設定時に登録した伝送速度を基に比例配分したセ
ル数を各Ｂ−ＴＥに割り当て、Ｎｐｊとして通知するす
ることにより、フロー制御を行う。Ｎ９１個のセル送出
を通知されたＢ−ＴＥは、次フレームにてＮ９１個を越
えない範囲でセルを網に送出する。

以下、同様のシーケンスを終話するまでフレームごとに
繰り返す。

なお、上述の説明ではＢ−ＴＥより次フレームで送出し
たいセル数を要求するものとしているが、多少、課金な
どの正確さ、リソースの使用効率は劣るが、前フレーム
までのセル送出数を基に網側が次フムーレでのセル送出
許可数を割当てＢ−ＴＥに通知するなど、必ずしもＢ−
ＴＥ側からセル送出数を要求させなくても網内への過剰
なセルの流入を防ぐフロー制御を行うことができる。

第７図は固定ビットレート伝送におけるセル送出シーケ
ンスの例を示す図である。

同図に示すように、固定ビットレート伝送では伝送速度
が一定であるため、各フレーム毎に送出するセル数Ｎｃ
は一定となっている。ただし、ユーザは登録した伝送速
度を逸脱しないことを前提としたもので、後述するよう
に悪意あるユーザによっては同速度を逸脱してセルを網
に送出することも有り得るため、網側より各フレームご
とに送出を許可するセル数を通知（固定ビットレート伝
送ではユーザよりフレームごとにセル送出数を必ずしも
要求させる必要はない）することにより、実質的にフロ
ー制御することも可能である。

なお、この例では、フレーム周期を５．８７５ｍ５ｅｃ
としているが、これは狭帯域ｌ５ＤＮ網における基本フ
レーム周期１２５μｓｅｃの４７倍に当るものである。

このため、特にクラス１のＳＤＵが４７オクテツトであ
ることを考慮すると、５゜８７５ｍ５ｅｃのフレーム周
期毎に１個のセルを送出すれば、ユーザ情報の伝送速度
は６４　Ｋｂｐｓとなり、狭帯域ｌ５ＤＮ網との整合性
を確保するとともに相互乗り入れを容易にする事が可能
である。ただし、本発明におけるフレーム周期は上記例
に限られるものではなく、他の周期にも適用可能である
ことは付言するまでもない。

更に、６４Ｋｂｐｓ未膚の伝送速度の場合、１フレーム
当たりのセル送出数は１個未満となるため、複数フレー
ムを単位に、あるいは特にフレーム周期を設けずに長時
間での平均ビットレートが登録した伝送速度を満たすよ
う送出セル数の通知並びにフロー制御を行ってもよい。

また、上述した例では、要求セル数が送出可能セル数を
越えている場合には、呼の設定時に登録した伝送速度を
基に比例配分したセル数を各Ｂ−ＴＥに割り当てるとし
ているが、伝送速度そのももに比例、すなわちＵｖｌが
１０Ｍｂ　ｐ　ｓ、Ｕｖ２がＩ　Ｍ　ｂ　ｐ　ｓの伝送
速度のとき、配分するセル数を１０：１としてもよい。

また、後述する課金体系に沿って配分、すなわち１０　
Ｍ　ｂ　ｐ　ｓのリンク単価が２９円／分、１Ｍｂｐｓ
は６円／分であれば、２９：６の割合で配分してもよい
。さらに、他にも伝送速度の平方根をベースに配分する
など種々の方法が考えられる。

更に、Ｂ−ＴＥが呼設定時に登録した伝送速度を逸脱し
たセル数を要求した場合には、たとえ論理パス上に余裕
があっても登録速度内に収まるようＣＢＲサービス／Ｖ
ＢＲサービス／ＭＢＲサービスにかかわりなく送出セル
数を制御することも可能であり、これによって悪意ある
ユーザの虚偽の申告を防ぐことができる。

かくして、Ｂ−ＴＥはＡＴＭ交換ノードからの指示に従
ってＡＴＭセルを送出するため、網内にはその転送能力
を越える過剰なセルが流入することがなくなり、ＡＴＭ
スイッチに適量のセルバッファを設けておけば、網はセ
ル廃棄を行うことなく安定した運用を行うことが可能に
なるとともに、従来考えられていたボリーシング機能も
不要になる。

一方、Ｂ−ＴＥ側ではクラス２〜４の場合、網よりフロ
ー制御を受けるため、送信したい情報を常に送信できる
とは限らなくなる。実時間性が要求されるクラス２では
、送出できなかったＡＴＭセルを次フレーム以降で送出
することは一般に許容されず、従ってＢ−ＴＥ内にてセ
ル廃棄することになる。しかしながら、前述したように
階層化映像符号化方式を用いた可変ビットレート映像通
信では、Ｂ−ＴＥ内にてどのＡＴＭセルが優先度が高い
かを識別できるため、セル廃棄されると映像品質に重大
な影響をもつ優先度の高いＡＴＭセルの送出用にＵｃを
申告し、逆に優先度の低いものはＵｖとして申告すれば
、網よりフロー制御を受けた場合、すなわちＮｐ１がＮ
ｒｌを下回った時には、Ｂ−ＴＥの責任において優先度
の低いＡＴＶセルから廃棄することが可能になり、映像
品質の劣化を最小化することも可能になる。

一方、データ通信を対象とするクラス３．４では、一般
に実時間性が要求されないため、送出できなかったＡＴ
Ｍセルを次フレーム以降に送出しても差し支えなく、こ
れはコンピュータ通信で一般的に行われているフロー制
御に相当するものである。

以上の説明から明らかなように、固定ビットレート伝送
ＣＢＲと可変ビットレート伝送ＶＥＲの違いは、可変ビ
ットレート伝送ＶＢＲは網よりフロー制御を受けること
があるのに対して、固定ビットレート伝送ＣＢＲはフロ
ー制御を受けることなく、常に一定の伝送速度が保証さ
れることである。さらに、後述のセル到着間隔のランダ
ム化を適用すればＡＴＭセルの網内滞留時間を極値かに
抑えることができる。そして、網内に一旦取り込まれた
ＡＴＭセルは固定ビットレート伝送ＣＢＲ及び可変ビッ
トレート伝送ＶＢＨに関わりなくセル廃棄あるいは優先
制御されることなく、対等の処理を受けるものとしても
網の安定かつ効率的な運用に支障を来すことはない。こ
のため、ＡＴＭスイッチなどの処理が簡素化されること
になる。

逆に、網内での扱いが異なる、例えば固定ビットレート
伝送のセルを優先的に転送すると、固定ビットレート伝
送と可変ビットレート伝送とから成るＭ　Ｂ　Ｒサービ
スでは、セルの転送順序の逆転を招くことになり、受信
側での処理が複雑になるなどの問題を生じる。

このように、クラス２〜４については網がフロー制御を
行うため、網内には過剰なセルは流入しなくなり、その
分ＡＴＭスイッチのバッファ量を減らすことが可能にな
る。また、網あるいはＡＴＭスイッチに流入するＡＴＭ
セルの到着間隔がランダム、すなオ〕ちバースト（連続
発生するＡ　Ｔ　Ｍセルの塊）性が低ければ、同じ出線
（論理パス）にＡＴＭセルが集中する確率が低くなる。

このため、ＡＴＭスイッチ内のバッファ容量を更に減ら
すことが可能になり、同時にバッファリングにともなう
セルの網内滞留（遅延）時間も減ることになる。

第８図は個別バッファ型（Ｓｅｐａｒａｔｅｄ）と共通
バッファｆｒ　（Ｓｈａｒｅｄ）のＡＴＭスイッチを試
作し、ランダム性が強いトラヒック（同図（ａ））とノ
く−スト性の強いトラヒック（同図（ｂ））について、
セル廃棄率とバッファ容量との関係を実験により求めた
図（「遠藤他：　“バッファを共通化したＡＴＭ交換用
メモリスイッチ“電子情報通信学会論文誌Ｂ−１，Ｖｏ
１．Ｊ７２−Ｂ−１，Ｎｏ、ｌｌ、ｐｐ、１０Ｂ２−１
０８９．１９８９年１１月　」より出典）である。

同実験結果によれば、ランダム到着の場合、ノくスト到
着に比較してバッファ容量を１／１６〜１／１８に減ら
しても同しセル廃棄率を実現することが可能であり、同
時にセル遅延時間も１／１６〜１／１８に減ることにな
る。同図から明らかなように、セル廃棄率はバッファ量
に対し指数関数的に減少するため、バッファ量をやや大
目に備えておけば（それても従来考えられていた）（・
ソファ量より大幅に少ない）セル廃棄率を実用上無視し
２得るほどに小さくすることが可能である。

第９図は５本の入線からＣＢＲ／ＶＢＲ／ＭＢＲサービ
スを問わずランダムな時間間隔でセルがＡＴＭスイ；ン
チ２４に流入し、３本の出線に出力される様子を示した
図である。

同図に示すように、ＡＴＭスイッチ２４にはＢ−ＴＥか
ら送出されたＡＴＭセルが１フレームを単位周期にＡＴ
Ｍセルの送出順序を確保しつつランダムな時間間隔で流
入し、出線にＡＴＭセルが同時に多数集中することなく
、セル順序を維持して各々の出線に出力されている。第
９図に示した例では、１フレーム時間を前述と同様に５
．８７５ｍ５ｅｃとしているが、加入者線インタフェー
スの物理速度が１．５５．５２Ｍｂｐ　ｓの場合、］フ
レーム内に２０７５個のＡＴＭセルを収容することがで
きるが、この数はＡＴＭセルの到着間隔に十分なランダ
ム性を持たせ得る母集団の大きさであり、５．８７５ｍ
５ｅｃのフレーム周期はＢＴＥからのセル要求数を集計
し許可数を割振り、更にハードロジックにより、ＡＴＭ
セルの送出（到着）間隔のランダム化を行う（例えば、
ランダムに並べた１〜２０７５の数値をＲＯＭに記憶し
ておき、順に読み出した数値をフレーム内のセル送出位
置とする）などの一連の処理を実行するに十分な時間で
ある。

なお、ＡＴＭセルの到着間隔がランダム化することにと
もない、呼の属性（例えばクラス］、２）によっては、
受信側でバッファメモリを設け、ランダム化並びに網内
滞留によって生じるセル遅延時間ゆらぎを補償する必要
がある。この最大ゆらぎ量は１フレーム時間程度であり
、複数の網が介在する国際通信であっても最悪２０ｍ５
ｅｃ程度の極値かな量となる。

ＡＴＭセルの到着間隔をランダム化する方法としては、
次のような手段がある。

■加入者線インタフェースを１台のＢ−ＴＥで占有する
場合（非マルチポイント接続）には、第２図に示すＢ−
ＴＥ内のバッファ１３とコントローラ１４にて所定の複
数のＡＴＭセルの送出タイミングをフレーム内でランダ
ムに設定する。

■Ｂ−ＴＥではランダム化を行わず広帯域交換ノード内
の加入者線インタフェース回路にバッファメモリ（第３
図には図示せず）を設け、同回路からＡＴＭスイッチへ
出力する際にセル間隔をランダム・化する。

■第３図に示す加入者線インタフェース回路２０内のコ
ントローラ２２にてセル間隔をランダム化した送出タイ
ミングを算出し、結果を、ＣＣＩＴＴにて検討中の第１
０図に示す５ＤＨ（同期ディジタルハイアラーキ）ベー
スあるいは第１１図に示すセルベースの加入者線インタ
フェースに設けられている０＆Ｍ　（保守運用のための
伝送オーバヘッド）領域に位置するＳＯＨ（セクション
オーバヘッド）を用いて各Ｂ−ＴＥに通知し、各Ｂ−Ｔ
Ｅは通知されたタイミングにてセルを送出する。

第１１図はセルベースの加入者線（または宅内系）イン
タフェースを、例えば光スターカブラを介して複数台の
ＡＵ（加入者線インタフェースの場合、ＡＵは前述のＮ
ＴＩ、ＮＴ２の機能を兼ねる）をパッシブ接続・し同じ
伝送媒体を共有し合う、いわゆるマルチポイント接続サ
ービス、更に各ＡＵに複数台のＴＥを接続することも考
慮した実施例を示すものである。

フレーム周期は前述の例と同じ５．８７５ｍ５ｅｃとし
ている。そして、このフレーム周期は下り（広帯域交換
ノードからＡＵ力方向及び上り（ＡＵから広帯域交換ノ
ード方向）共に、ＳＯＨセルの転送を行う制御ウィンド
ウ領域と通常のＡＴＭセルの転送を行う情報セル領域と
から構成されている。

下り及び上りとも、情報セル転送領域には最大２０７５
セルを収容することができるが、上りにはマルチポイン
ト接続にともなうＡＴＭセル同士の衝突を避け、かつ受
信側でのＡＴＭセルのビット同期を確立するために８ビ
ツトのガードビットがセル間に設けられている。また、
下り制御ウィンドウ領域には最大７８個のＳＯＨセル（
一部は伝搬遅延時間制御並びにＯ＆Ｍに用いられる）が
、上りには最大マルチポイント数（ＡＵ数）に応じて１
６または３２個のセル数要求用ＳＯＨセルと伝搬遅延時
間計測用のＳＯＨセル（０＆Ｍ機能を兼ねることも可能
）並びに伝搬遅延時間計測のためのウィンドウ（伝搬遅
延時間計測用ＳＯＨセル以外は送信されない）などが設
けられている。なお、伝搬遅延時間計測はＡＴＭセルが
伝送路上を伝搬する際の遅延時間を補償する上で必要な
往復伝搬時間を計測するためのものでる。マルチポイン
ト接続の構成例を含め、アクセス制御の詳細は特願平２
−１３２１８８に述べられているので、ここでは説明を
省略する。

同構成において、各ＡＵは同ＡＵに接続されている複数
のＴＥ毎の次フレームで送出したいＡＴＭセル数ＮＲｊ
を所定のセル数要求用ＳＯＨセルを用いて、広帯域交換
ノードに要求する。広帯域交換ノードでは前述の手順に
従って、各ＴＥ毎に許可するセル数Ｎｐｉを求めるとと
もに、セル同士が衝突しないようインタフェース全体を
通してセルの送出タイミングをランダム化し、同結果を
下りのセル割当用ＳＯＨセルを用い、ビットマツプ形式
にて各ＡＵ並びにＴＥに通知する。ここで、上りのセル
数要求用ＳＯＨセルの情報フィールドは、通常のセルと
同様に４８オクテツトあるが、ＴＥの識別用に８ビツト
を、また要求セル数の記述用に１２ビツトを割り当てれ
ば、１６台以上のＴＥのセル要求数を１個のＳＯＨセル
で表現することができる。一方、広帯域交換ノードから
のビットマツプ形式によるセル割り当ては、第１２図に
示すように、ＴＥＯ諜別月別用ビツトを割り当てれば全
体として８Ｘ２０７５ビツトの情報長が必要となるか、
ＣＲＣ符号などの付加を考慮しても４８個位のＳＯＨセ
ルを用いれば十分である。また、ＡＵ数が１６の場合に
は上りの伝搬遅延時間計測用ウィンドウは６７．３μｓ
ｅｃ、ＡＵ数が３２の場合には２２．８μＳｅＣ確保で
き、各々７にｍ　２Ｋｍの線路長までカバーすることが
できる。

７Ｋｍの線路長は狭帯域ｌ５ＤＮ網などにおける加入者
線インタフェースがカバーする最大線路長であり、一方
、２ＫｍはＰＢＸなどの構内網で必要とされる最大線路
長である。

このように、ＴＥが送出するセル数Ｎｐ１はＴＥからの
ザ求を基に網側か指定するため、網ではＴＥ毎のセル送
出数を常時正確かつ簡単に把握できることになり、後述
の課金あるいはトラヒック集計を正確に行うことか可能
になる。

なお、以１−の説明では論理パスはＢ−ＴＥを終端する
２ノ一ト間に設けるものとしているが、第２０図に示す
ようにＢ−ＴＥ間（エンド・エンド間）に中継交換器を
介して複数の論理パスが介在する場合には、以ドのよう
な処理を行えば良い。

すなわち、同図（論理パスなとは図の左側から右側へセ
ルか転送される一方向のみ記載）においてＡ　Ｔ　Ｍ交
換ノード５１．５２．５５．５６はＢＴＥを終端するロ
ーカル交換（ＬＳ）局、ＡＴ■１交換、ノード５３．５
４はＡＴＭ交換ノード５１．５２．５５．５６間の論理
パスを終端（７、中継する中継交換（ＴＳ）局、特にＡ
　Ｔ　Ｍ交換ノード５３はＢ−ＴＥも終端する機能も備
えた中間交換（ＴＬＳ）局の役割を担っている。なお、
ＴＳあるいはＴＬＳ局は、例えば東京・大阪間というよ
うに長距離幹線区間での論理パスの終端局として設置さ
れるもので、論理パスの終端を行わないクロスコネクト
ノードとは異なる。そして、ＡＴＭ交換ノード５１には
論理パスＶＰＩＩに論理チャネルＶＣＩＩ〜３と、論理
パスＶＰＩ２に論理チャネルＶＣｌ４．５が収容され、
Ａ　Ｔ　Ｎ１交換、ノド５２には論理パスＶＰ１３に論
理チャネルＶＣＩ６．７が収容されている。論理パスの
終端と中継を行うＡＴＭ交換ノード５３では、セルヘッ
ダ内のＶＣｌ、、ＶＰＩを書換えることによって、ＶＰ
ＩＩに収容されているＶＣＩＩ〜５を各々ｖＣＩｌｌ〜
コ５に変換し、ＶＰＩ４へ中継する。同様にＶＰＩ３に
収容されているＶ、ＣＩ６．７も各々ＶＣ！１６．１７
に変換されＶＰＩ４へ中継される。またＶＰＩ４には、
Ａ　Ｔ　？Ｖ、１交換ノーＦ５３て終端されるＶＣ１１
８〜２０が収容されている。

一方、Ａ　Ｔ　Ｍ交換ノード５４ではＶＰＩ４を終端し
、ＶＣｌ　１１．１２を各々Ｖ　ＣＩ　１．１．１２を
各々ＶＣｌ２］、２２に変換の上、ＶＰＩ６に中継、Ｖ
Ｃｌ１８をＶＣｌ２５に変換しＶＰＩ７に中継し、ＡＴ
Ｍ交換ノード５５へ向けて各々のセルを転送する。さら
にＡ　Ｔ　Ｍ交換ノード５４はＶＣｌ１３をＶＣＩ　２
６に変換しＶＰＩ８に中継、ＶＣｌ１６．１７をＶＣｌ
２９．３０に変換しＶＰＩＩＯに中継し、ＡＴＭ交換ノ
ード５６へ向けて谷々のセルを転送する。

かくなる構成において、ＡＴＭ交換ノード５】ではＶＣ
ＩＩ、ＶＣｌ２（またはＢ−ＴＥ）に対する一フレーム
毎のセル割当てを同交換ノード５１にあらかしめ登録さ
れているＶＰＩ５の帯域にて伝送し、得るセル数を越Ｘ
、ないよう前述（第６図、第′７図）した方法にて行う
。同様に、ＶＣｌ３はＶＰＩ８の帯域、ＶＣｌ４．５は
ＶＰＩ６の帯域を基に各々の収容Ａ　Ｔ　Ｐｖ１交換ノ
ードにてセル割当てが行われる。セル数が割当てられた
後のセル送出タイミングのランダムかは各々のＶＣＩが
収容されている加入者回路インターフコイス単位に、あ
るいはＶＰＩ単位に行われる。

上記方法にてセル数の割当てを行う場合には、ＶＰＩ４
の帯域はＶＰｉ５〜１０各々の帯域の和と同しか、広い
必要があり、同様にＶＰＩＩはＶＰＩ５とＶＰＩ８の帯
域の和、ＶＰＩ２はＶＰＩ６の帯域、ＶＰＩ３はＶＰＩ
ＩＯの帯域と同じか広い必要があるが、例えば多数のＶ
ＰＩを収容し。

かつ長距離間に設けられるＶＰＩ４ては、ＶＰＩが帯域
−杯にセル転送が行われるとは限らないため、ＶＰＩ４
の帯域をＶＰＩ５〜１０の帯域の和よりも狭くする。す
なわち論理パスレベルでの統計多重を行えば、より網内
リソースの有効利用を図ることかできる。この論理パス
レベルでの統計多重を実現する方法としては、以）に述
べる（説明を簡単にするため長距離区間をなずＶＰＩ４
の帯域のみ狭くなっている場合を想定する。）ように幾
つかの方法か考えられる。

第１の方法は、ＶＣＩＩ〜５とＶＣ１６〜７およびＶＣ
１１ｇ〜２０に対してあらかじめＶＰＩ４内で転送し得
るセル数を割振っておき、例えば交換ノード５１ではＶ
ＣＩＩ〜５に対する割振りの和を越えない範囲でＶＰＩ
ＩとＶＰＩ２との間で統計多重を行う方法である。

第２の方法は、ｖＣ１１〜７およびＶＣ１１８〜２０を
介して要求された次フレームでのセル転送要求数を例え
ば交換ノード５３で集計し、集計したセル数がＶＰＩ４
の帯域にて転送し得る数を越えた場合には、第６図、第
７図で述べたようにセル転送可能数をＶＰ１５〜１０で
比例分配し、同結果をＡＴＭ交換ノード５１および５２
に通知することによって、各々の交換ノードでは通知さ
れたセル転送可能数を越えない範囲でＢ−ＴＥからのセ
ル転送要求数を踏まえてセル転送数割り当てを行う方法
である。

第３の方法は、例えばＶＰ　１４から送出されるセル数
をＶＰＩ５〜１０毎に交換ノード５４で集計し、同集計
を基に各ＶＰＩのトラヒック変動（偏り）状況を推定す
ることによって秒、あるいは分オーダで各ＶＰＩで許容
する最大セル転送数を割振り、ＡＴＭ交換ノード５１．
５２．５３に通知する。各交換ノードでは同通知を越え
ない範囲でＢ−ＴＥからのセル転送要求数を踏まえてセ
ル転送数割当てを行う方法である。

第４の方法は、網内に流れるセル数を網への入り口であ
る二交換ノード５１．５２．５３あるいは網の出口であ
る交換ノード５５．５６で集計し、集計結果を例えば網
内に設けられた管理ノード（第２０図には図示せず）に
通知する。同管理ノードでは数１０秒あるいは数分オー
ダで各ＶＰＩのトラヒック変動（偏り）状況を推定する
ことによって各ＶＰＩで許容する最大セル転送数を割振
りＡＴＭ交換ノード５１．５２．５３に通知し、各交換
ノードでは同通知を越えない範囲でＢ−ＴＥからのセル
転送要求数を踏まえてセル転送数割当てを行う方法であ
る。

第１の方法は、Ｂ−ＴＥを終端する交換ノードに閉じた
処理が可能なため、実現は最も簡易であるが、網内リソ
ースの有効利用の面では第２の方法より劣る。第２の方
法は、フレーム単位で統計多重を行うことができるため
、網内リソース（ＶＰＩ４）の使用効率を最も高くする
ことが可能であるが、フレーム単位で集計ならびに他ノ
ードへの通知を行う必要があり、一連の処理および通知
を高速に行う必要がある。これに対して、第３、第４の
方法は第２の方法はどの高速性は要求されないものの、
その分納内リソースの使用効率は低下することになるが
、とくに第４の方法は管理ノードにて網金体を見通した
割振りが可能なため、複雑な網構成の場合に効果的であ
る。他にも例えば第１と第３あるいは第４の方法を組み
合わせるなど種々の方法が考えられるが、第２以外の方
法では上述したように網内リソースの有効利用の面で若
干劣ることになる。

ところで、ＣＣＩＴＴでは、統計多重により論理チャネ
ルの瞬間的な和が論理パスの帯域を越える場合であって
も、論理パスはすべての論理チャネルのサービス品質（
ＱＯ５）を満足しなければならないと規定しており、そ
の実現方法については今後の検討課題としている。すな
わち、論理パス間での統計多重の対象となるのは網側か
転送を保証しない優先度が低いまたは違反刻印されたセ
ルに限られており、論理パス間での統計多重を積極的に
活用する方向にはない。これに対して、本発明では網内
に取り込んだすべてのセルを対象に論理パス間で統計多
重効果を活用することが可能であり、これによって−時
的なトラヒックの偏りを（論理パスの帯域登録を変更す
ること無く）吸収することができ、網内リソースの有効
活用が図れる。

次に、クラス３に主眼をおいたコンピュータ通信におけ
る呼接続時間を短縮するための呼接続方式の実施例につ
いて説明する。

第１３図は本発明における接続形態の一例を示す図であ
る。

Ｂ−ＴＥｌａ　〜ｌｄはＡＴＭ交換ノード２ａ１２ｂに
各々論理チャネル３３８〜３３ｄを介して接続され、こ
れら論理チャネルはＡＴＭ交換ノード２ａ、２ｂ間に張
られた論理パス４ａｂ内に各々所望の帯域３１が確保さ
れている。

なお、同図では説明を簡単化するためＢ−ＴＥｌａ、ｌ
ｃからＢ−ＴＥｌｂ、ｌｄへの一方向の論理チャネル及
び論理パスのみ記載しているが、実際には逆方向の論理
チャネルあるいは論理パスも張られることになる。また
同様の理由から、呼制御のための論理パスなどの記述も
省略されている。

第１４図は上記接続形態における呼制御シーケンスの例
を示した図である。

３４ａ〜３４ｘはデータリンク設定のための呼制御信号
を、３５ａ〜３５ｃはＢ−ＴＥ間での情報転送プロセス
を表している。

第１５図はＡＴＭ交換ノード２ａから２ｂ、２ｂから２
８に対して張られた論理パス４ａｂ、４ｂａに対する呼
番号ＣＲｉをキーとするＢ−ＴＥの端末識別子ＴＥＩｊ
と論理チャネル識別子ＶＣＩｋ及び伝送速度Ｕｅ、Ｕｖ
などとの関係を示す管理テーブル３６ａｂ、３６ｂａの
例を示す図である。

さて、Ｂ−ＴＥｌａからＢ−Ｔ　Ｅ　］、　ｂ　ヘの呼
設定要求メツセージ３４ａをＡＴＭ交換ノード２ａへ送
出すると、同交換ノードでは前述の属性データ（ＣＢＲ
／ＶＢＲ／ＭＢＲ＋−１＝”スの種別、伝送速度、クラ
スなど）を含む呼設定要求メツセージ３４ａを分析して
該当する論理パス４ａｂを選択する。更に、該当する論
理パス４ａｂの第１５図（ａ）に示す管理テーブル３６
ａｂの残余帯域を参照して、所望の伝送速度が確保でき
るかをチエツクする。可能と判定された時は呼番号ＣＲ
Ｉ　。

論理チャネル識別子ＶＣＩｊを付与し、ＣＢＲ／ＶＢＲ
の識別（ＭＢＲサービスを要求している呼であれば一つ
の呼番号に対してＣＢＲとＶＢＲ両方が登録される）と
該伝送速度Ｕｃ、ＴＪｖ、　クラスなどを管理テーブル
３６ａｂに登録するとともに、残余帯域の更新を行う。

次に、ＡＴＭ交換ノード２ａは呼設定メツセージ３４ｂ
をＡＴＭ交換ノード２ｂに送る。すると、同交換ノード
２ｂは１３−ＴＥｌｂに呼設定要求メツセージ３４ｃを
送る。Ｂ　−Ｔ　Ｅ　１．　ｂからの応答メツセージ３
４ｄをＡＴＭ交換ノード２ｂが受は取ると、同応答メツ
セージに含まれる属性データ（Ｂ−ＴＥｌａから申告す
ることもあり得る）より、Ｂ−ＴＥ　１　ｂからＢ−Ｔ
Ｅ１ａ方向への論理パス４ｂａを選択するとともに、管
理テーブル３６ｂａを参照し、同じ呼番号ＣＲ１にてＶ
ＣＩｊなど必要なデータを登録する。

その後、順次応答メツセージ３４　ｅ、３４　ｆがＢ−
ＴＥｌａに向けて転送され、その結果Ｂ−ＴＥｌａとＢ
−ＴＥ　ｌ　ｂ間のデータリンクが確立され通信可能状
態となる。

データリンク確立後、ユーザによる情報転送３５ａが行
われるが、転送が一旦終了し、次の転送までに間がある
時には、Ｂ−ＴＥから中断メツセージ３４ｇがＡＴＭ交
換ノード２ａに送信される。

ＡＴＭ交換ノード２ａでは、中断メツセージ３４ｇかク
ラス３の呼であれば管理テーブル３６ａｂ上の当該呼番
号の呼状態の欄に中断開始時刻を書き込むとともに、中
断メツセージ３４ｈをＡＴＭ交換ノード２ｂに送る。そ
して、同様に管理テーブル３６ｂａに中断開始時刻を書
込み、更にＢ−ＴＥｌｂに対し、ユーザ中断かあった旨
を伝えるための通知メツセージ３４ｉを、Ｂ−ＴＥｌａ
に対し、中断確認メツセージ３４ｊを、それぞれ、送信
する。

かくなる状態にてＢ−ＴＥｌａより再開メツセージ３４
ｋがＡＴＭ交換ノード２ａに送信されると、ＡＴＭ交換
ノード２ａは呼番号ＣＲＩをもとに管理テーブル３６ａ
ｂ上の該中断開始時刻をクリアし、また再開メツセージ
３４１によりＡＴＭ交換ノード２ｂは管理テーブル３６
ｂａの該中断開始時刻もクリアするとともに、Ｂ−ＴＥ
　１　ｂに対し、ユーザ再開があった旨を伝えるための
通知メツセージ３４ｍを、Ｂ−ＴＥｌａに対し、再開確
認メツセージ３４ｎが、それぞれ送られる。そして、再
び、ユーザ間での情報転送プロセス３５ｂが再開される
。以下、中断／再開は同じ手順にて繰り返されることに
なり、Ｂ−ＴＥからの切断メツセージを受けると管理テ
ーブル３６ａｂ、３６ｂａ上の当該呼の登録が抹消され
、同時に残余帯域が更新される。一方、他の端末Ｂ−Ｔ
ＥＩＣから新たな呼設定メツセージ３４ｏが送られ、管
理テーブルを参照した結果、残余帯域が不足している場
合には、第１４図の３４ｐ〜３４ｘに示すシーケンスに
て、中断中のクラス３の呼について中断開始時刻の古い
ものから順に管理テーブルからの抹消を行い必要な帯域
を確保するとともに、テーブルから抹消した呼を解放す
る。

また、中断中のＢ−ＴＥが他のＢ−ＴＥから着信を受け
る場合には、管理テーブル３６ａｂ、３５ｂａ上の当該
呼の登録を抹消し、当該Ｂ−ＴＨに解放メツセージを送
信した上で、新たな呼の着信を受は付ける。中断中のＢ
−ＴＥが他のＢ−ＴＥに発信する場合にも、同様に管理
テーブルからの抹消と解放処理の後に、発信処理を行う
。なお中断後、長時間を経過し網内トラヒックなどによ
り管理テーブルから抹消、すなわち解放されたＢ−ＴＥ
が再度通信を行う時は、呼設定要求メツセージからやり
直すことになる。

第１６図、第１７図は、中断メツセージの代わりに切断
あるいは解放メツセージを使用する場合のシーケンスお
よび管理テーブルを示す図である。

第１６図では４０８〜４０Ｘに示すように、中断メツセ
ージの代わりに切断あるいは解放メツセージが使われて
いるが、基本的には通常の発着信シーケンスと同じであ
る。

呼番号の代わりに、相手端末の識別子ＴＥ　Ｉｊが、第
１７図（ａ）、（ｂ）に示す管理テーブル３７ａｂ、３
７ｂａに登録されている。

再呼設定要求メツセージ４０ｍを受けると、発呼側Ｔｌ
１ｌｉと相手側ＴＥ　Ｉｊから管理テーブルをサーチし
、登録内容と申告した属性データとが一致すれば、当該
呼に対する帯域捕捉処理を省略し、直ちに相手端末との
間で呼設定処理に入る。

なお、本実施例では、たとえ端末から切断メツセージが
送信されても管理テーブルから当該呼の登録データが抹
消されることはなく、他の端末からの発信の際に残余帯
域が不足した時など、前述の実施例と同じ条件のもとて
抹消が行われる。

かくして、管理テーブルに当該呼が登録されている状態
であれば、特に中断メツセージを使用する前者の実施例
では、数ｍ５ｅＣないしは数１０ｍ５ｅｃの極めて短時
間のうちに情報転送を再開できることになり、ユーザは
この時間をほとんど意識することなく、コネクションレ
ス並みのレスポンスで広帯域ｌ５ＤＮ網によるコンピュ
ータ間通信を利用できることになる。また、広帯域ｌ５
ＤＮ網においては、網内リソースが不足した時には中断
中の呼が捕捉していた帯域（通信リソース）を他のユー
ザに転用できるため、網内リソースを無駄に確保してお
く必要がなくなり、中断中はあえて課金対象にする必要
がなくなる。さらに、中断後ユーザが端末を放置し、切
断または解放を怠っても、時間が経ち網内トラヒックが
高くなれば管理テーブルから抹消され、網側から解放さ
れることになるため、管理テーブルを不必要に大きくす
る必要はない。換言すれば、ユーザにとってはコネクシ
ョンレス相当のサービスを低料金で利用することが可能
となり、網側にとっても網内リソースの有効利用を図る
ことができる。

なお、上述した説明ではＢ−ＴＥより中断または切断な
どのメツセージを送信するとしているが、同メツセージ
はユーザの意思に基づいて送信してもよく、またＢ−Ｔ
Ｅ内のタイマにて例えばデータ送信後１分間を経過した
時、あるいは後述の課金体系（網への過剰な呼設定要求
などを抑制するために、１分間未満に通信が終了しても
１分間分のパス保留時間単価を課金する）を考慮し、呼
設定後１分間経過したときに情報転送が行われていなか
った時、更には網側のタイマにて所定の時間経過した時
に、当該管理テーブルの呼状態欄へ中断開始時刻を書込
み、以後の再開に備えてもよい。

また、上述の説明では、管理テーブルに中断開始時刻を
書込み、中断開始時刻の古い順にテーブルから抹消して
いくとしているが、例えば過去の中断／再開回数に応じ
て優先順位を設けたり、網内リソースの有効利用を考慮
し、伝送速度を基に優先順位を設けたり、ユーザ要求を
優先順位に反映させるなどしてもよい。

更に、上述の管理テーブルはパラメータ数が比較的多く
なっているため、テーブルサーチに時間が掛かる恐れが
あるが、例えば呼番号をキーとするテーブル、優先順位
をキーとするテーブル、端末怠別子をキーとするテーブ
ルを複数設けるなどのインプリメントにより、処理上の
負荷を軽減し、より速く、所定の再開処理を実行し得る
ことは付言するまでもない。

更に、上述の説明では、論理パス内に残余帯域が不足し
たり、他の呼が当該Ｂ−ＴＨに着信をかけた時なとに、
当該呼の登録を抹消するとしているが、網内トラヒック
状況によっては他の論理パスの帯域か不足したり、ある
いは新たな論理パスを設ける際にも、管理テーブルに登
録されている中断または切断中の呼の登録を抹消し、通
信リンスを解放してもよい。なお上記説明ではＡＴＭ交
換ノード２ａ、２ｂ間には１本の論理パスが設けられる
ものとしているが、前述した複数のノードて論理パスを
中継する場合には、各々のノードに管理テーブルを設け
て、上述した説明と同様のｆ順にて中断、再開ならびに
解放を行うことができる。

また、本説明ではクラス３の呼を対象としているが、他
のクラス１．２あるいは４についても適用し得ることは
明らかであり、同時に広帯域ｌ５ＤＮ網に限らず狭帯域
ｌ５ＤＮ網あるいは構内交換機（ＰＢＸ）などにも広く
適用でき、ユーザに利便を与えることが可能である。

要すれば、中断または切断された呼に対して、再開また
は再呼設定要求にすみやかに応じられるよう当該通信リ
ソースを所定の管理テーブルに登録し、網内トラヒック
または他の呼の通信要求に応じて適宜、管理テーブルか
ら抹消し、当該通信リソースを解放するところに本実施
例の特徴があり、その実現方法は数多く存在し得る。本
実施例では、これらの実現方式を、その特徴からイミデ
ィエイト・コネクション・サービスと総称する。

次に、ユーザが広帯域ｌ５ＤＮ網を利用する上で適切な
網内リソースの使用を誘導し、また網にとっても安定か
つ効率の良い運用を行っていく上で重要な要素となる課
金方式について、第１８図と第１９図を用いて説明する
。

第１８図は固定とットレート伝送と可変ビットレート伝
送の伝送速度別の料金を示す図である。

固定ビットレート伝送では、伝送速度Ｕｅの〕分間当た
りのセル転送数■は１０　　　ＸＵｃＭｂｐ　ｓ　／　
（４８０ｅｔ、Ｘ　８ｂｉｔ）Ｘ　６０　ｓ　ｅ　ｃで
表せ、Ｕｃが６４Ｋｂｐｓ、ＩＭｂｐｓ、１．０Ｍｂｐ
ｓ。

１００Ｍｂｐｓのとき、夫々１０　　セル７分。

１．５６Ｘ１０　　　セル７分、１．５６Ｘ１０６セル
７分、１．５６Ｘ１０　　　セル７分の転送能力をもつ
。　次に、近距離通信（当然通信距離によ一〕で価格は
変わる）を想定したセル単価■（セル１個当たりの送信
価格）を例えば４×１０４ＸＵｃ−１／３円／セルとす
ると、１分間当たりの通信時間単価■はセル転送数とセ
ル単価との積、すなわちＵｃ　２／３　　に比例した単
価となり、同単硼に通信時間を乗じたものが通信料金と
なる。

一方、ｉｉＪ変ビットレート伝送では、ユーザから見る
と網からフロー制御を受けるためサービス品質が劣るこ
と、逆に網側にとっては通信リソースを効率的に運用で
きること、またコンピュータ通信にて網への過度な発呼
要求と論理パスの長時間保留を抑制することを考慮し、
セル単価■を例えば固定ビットレート伝送の１／４とし
、パス保留時間単価■を例えば固定ビットレート伝送の
通信時間単価■の１／１０とし、更に１分未満の呼であ
っても１分間分のパス保留時間単価を課金するものとす
ると、セル送出数にセル単価■を乗じたものとパス保留
時間にパス保留時間単価■を乗じたものとの和が通信料
金となる。

第１９図はクラス１，４が対象となるＣＢＲサービス、
クラス２．４が対象となるＭＢＲサービス（紀伝送速度
−Ｕｃ　＋Ｕｖ　、Ｕｃ　＝Ｕｖを仮定）並びにクラス
３，４が対象となるＶＥＲサービスについて、具体的な
通信料金を示す図である。

同図によれば、ＣＢＲサービスでは上述の伝送速度毎に
、夫々】０円／分、６２円／分、２９０円／分、１３４
５円／分となる。

このように、伝送速度が］０倍になっても料金は４．６
倍程度に止どまっているため、ユーザは抵抗なく広帯域
ｌ５ＤＮ網が提供する高速通信サービスを利用できる。

また、不必要に高速な伝送速度を申告することを防ぐこ
とができる。

一方、保留時間が長くトラヒックが常に変動するＭＢＲ
サービスでは、可変ビットレート伝送における平均使用
率をη（セル転送数−最大セル転送数■×η）とすると
、いずれの伝送速度においてもη−〇、１．η−〇、５
．η−１，０のとき、ＣＢＲサービスよりも夫々３５％
、２５％、１５％程度の割安料金となる。このため、ユ
ーザに固定ビットレート伝送と可変とットレート伝送と
を組み合わせた適切な申告を促すものとなる。

また、コンピュータのファイル転送などが主体となるク
ラス３．クラス４では、ファイル容量をＦメガバイトと
し、Ｆ−１Ｍバイトでは１３３Ｋｂｐｓ、Ｆ＝１０Ｍバ
イトでは１．３ＭｂｐｓＦ−１００Ｍバイトでは１３Ｍ
ｂｐｓ程度の伝送速度で申告するのが最も安価になり、
この時のファイル転送時間は共に１分間程度を要する。

ファイル転送時間を数秒程度にしたいときは、夫々１０
倍の伝送速度を申告すればよく、その時の価格は１０〜
３０％程度の上昇で済む。これに対して、更に１０倍の
転送速度（１秒以下でファイル転送が可能）を申告した
場合には４倍以上の価格となり、ユーザから見たコスト
パフォーマンスは急激に低下することになる。換言すれ
ば、１分間程度の時間を覚悟するならば最も安価にファ
イル転送を行うことができ、またマンマシンインタフェ
ース上から数秒程度で転送したい場合には１０〜３０％
程度の価格上昇で済むが、過度の高速度あるいは過度の
低速度での通信はかえって経費が増加することになり、
結果としてユーザに適切な伝送速度の申告を誘導するこ
とになる。

なお、第１８図では前述したようにファイル容量ＦをＡ
ＴＭセルの情報フィールド長である４８オクテツトで割
っているが、ＣＣＩＴＴでの検討では現在クラス３，４
のＳＤＵ領域は４４オクテツトとなっており、同ＳＤＵ
の転送能力においても上述した説明の主旨を損ねること
はない。

また、上述した説明では、例えば固定ビットレート伝送
のセル単価をＵｃ−１／３に比例するなど、具体的算出
式を例示しているが、本発明は同算出式に限定されるも
のではな（種々の係数の組み合わせが考えられることは
付言するまでもない。

更に、上述した説明ではクラスあるいはサービス種別に
よらず、固定ピッレート伝送並びに可変ビットレート伝
送各々のセル単価などを同じとしているが、クラスある
いはサービス種別ごとに設定しても差し支えない。要す
れば、ユーザに対してＣＢＲサービスとＶＢＲサービス
並びにＭＢＲサービスを提供し、ユーザはこれらのサー
ビスの伝送速度を申告し、網との間で合意した伝送速度
に対するセル単価と通信時間単価あるいはパス保留時間
単価を網内リソースの適切な利用をユーザに誘導するよ
うに定義し、実際に送出したセル数あるいは通信時間あ
るいはパス保留時間並びに通信距離を基に課金すること
が本発明の主旨であり、この範囲において多数の算出式
が成立し得る。

［発明の効果〕 以上述べたように、本発明の広帯域交換網によれば、網
と端末との連動によるフロー制御により、網には過剰な
セルが流入しなくなるため、網内でのセル廃棄がなくな
る。

さらに、網（またはＡＴＶスイッチ）に流入するセルの
到着間隔をランダム化することにより、セルのバースト
性がなくなるため、ＡＴＭスイッチのバッファ量を大幅
に削減することが可能となり、同時にセル遅延ゆらぎも
大幅に削減することが可能となる。

そして、セル廃棄が基本的になくなることから、従来考
えられていたＡＴＶアダブションレイヤによる情報フィ
ールド内のセルシーケンス番号をセル毎に設けることが
必ずしも必要でなくなったため、ユーザ情報の転送速度
を高め、より網内リソースの有効活用を図ることも可能
である。

また、固定ビットレート伝送による伝送サービスと、Ａ
ＴＶの特長である統計多重効果を活かす可変ビットレー
ト伝送による伝送サービスと、動画縁などの伝送に効果
的な固定ビットレート伝送と可変ビットレート伝送を組
合わせた伝送サービスを提供することによって、ユーザ
は呼設定に当たり各々のサービスにおける伝送速度を申
告すれば良くなるため、ユーザにとって分かり易く簡素
で、しかも従来考えられていた複雑な属性パラメータの
組み合わせによる網側からの一方的なサビス品目の絞り
込みが必要でなくなるため、広帯域ｌ５ＤＮ網の最大の
特長である柔軟性が損なわれることがなくなり、また将
来の種々のユーザニーズにも幅広く対応することかでき
る。

そして、ＣＣＩＴＴにて今後の検討課題となっているマ
ルチポイント接続サービスについても、上記フロー制御
及びセル到着のランダム化を実現するための具体的方式
を提案しており、同じ通信媒体を用いた効率の良い通信
を提供することができる。

さらに、中断または切断された呼に対して、再開または
再呼設定要求に速やかに応しられるように当該通信リソ
ースを管理テーブルに登録し、網内トラヒックまたは他
の呼の通信要求に応じて、適宜、前記管理テーブルから
当該通信リソースを抹消し、当該通信リソースを解放す
るので、コネクションレス・サービスなみのサービスを
提供することができ、大手企業を中心とするクラス４で
のＬＡＮ間接続のみならず、一般ユーザによるクラス３
でのパソコン通信などにも大きな利便を与え、同時に網
内通信リソースも効率的に運用できる。

さらに、上述の各サービス体系を踏まえ、伝送速度に基
づくセル重任と通信時間単価並びにパス保留時間単価な
どについて具体的算出方法を提供することにより、適切
な網内通信リソースの使用を促すとともに、虚偽の申告
による他ユーザへの迷惑を防ぎ、更に網の安定な運用に
も効果的である。

また、網でのポリーシング機能や優先制御が不要になり
、呼受付制御が簡素化されるなど、広帯域ｌ５ＤＮ網あ
るいは広帯域企業情報通信網を構成する交換ノードある
いは中継（クロスコネクト）ノードなどの開発が容易に
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である広帯域交換網の概略構
成を示す図、第２図は、第１図に示すＢＴＥＩの概略構
成を示す図、第３図は加入者線インタフェース回路を中
心に、ＡＴＭ交換ノード２の概略構成を示した図、第４
図は呼の設定時にＢ−ＴＥより申告される属性データの
例を示す図、第５図は終端するＡＴＭ交換ノード間に設
定された論理パス内に複数台のＢ−ＴＥからの呼が登録
されている様子を例示する図、第６図は可変ビットレー
ト伝送におけるＡＴＭセル送出シーケンスの例を示す図
、第７図は固定ビットレート伝送におけるセル送出シー
ケンスの例を示す図、第８図は個別バッファ型（Ｓｅｐ
ａｒａｔｅｔｄ）と共通バッファ型（Ｓｈａｒｅｄ）の
ＡＴＭスイッチを試作し、ランダム性か強いトラヒック
とバースト性の強いトラヒックについて、セル廃棄率と
バッファ容量との関係を実験により求めた図、第９図は
５本の入線がらＣＢＲ／ＶＢＲ／ＭＢＲサービスを問わ
ずランダムな時間間隔でセルがＡＴＭスイッチに流入し
、３本の出線に出力される様子を示した図、第１０図は
５ＤＲ（同期ディジタルハイアラーキ）ベースを示す図
、第１１図はセルベースインターフェイスによるマルチ
ポイント接続におけるフレームを示す図、第１２図は制
御ウィンドウ領域のＳＯＨセルを示す図、第１３図は本
発明における接続形態の一例を示す図、第１４図は上記
接続形態における呼制御シーケンスの例を示した図、第
１５図は中断メツセージを使用する場合のＡＴＭ交換ノ
ード内の管理テーブルの例を示す図、第１６図は切断、
解放メツセージを使用する場合のシーケンスを示す図、
第１７図は第１６図に示すシーケンスに用いられる管理
テーブルを示す図、第１８図は固定ビットレート伝送と
可変ビットレート伝送の伝送速度別の料金を示す図、第
１９図はＣＢＲサービス、ＭＢＲサービス、ＶＢＲサー
ビスについて具体的な通信料金を示す図、第２０図はＢ
−ＴＥ間に中継交換機を介して複数の論理パスが介在す
る場合を示す図である。 １、ｌａ、ｌｂ、ｌｃ、ｌｄ−・・広帯域ＩＳＤＮ端末
、２ａ、２ｂ−ＡＴＭ交換ノード、３．３ａ。 ３ｂ・・・加入者線インタフェース、４．４ａｂ・・・
論理ハス、１０・・・端末、１１・・・アクセスユニッ
ト、１２．１５・・・インターフェイス回路、１３・・
・バッファメモリ、１４・・・コントローラ、２０・・
・加入者線インタフェース回路、２１・・・接続インタ
ーフェイス、２２・・・コントローラ、２４・・・ＡＴ
Ｍスイッチ、２５・・・ノード間伝送路、２６・・・主
制御装置、３０・・・論理パス、３１・・・ＶＢＲ帯域
、３２・・・ＣＢＲ帯域、３３　ａ　、　３３　ｂ　、
　３３　ｃ　、　３３　ｄ　−・・論理チャネル、３４
ａ〜３４ｘ・・・データリンク設定のための呼制御信号
、３５ａ〜３５ｃ・・・Ｂ−ＴＥ間での情報転送プロセ
ス、３６　ａ　ｂ　％　３６　ｂ　ａ　−３７ａ　ｂ　
ｓ　３７　ｂ　ａ　・・・管理テーブル、４０ａ　〜４
０Ｘ・・・呼制御信号。 出願人　　　　　　株式会社　東芝 代理人　弁理士　　須　山　佐　− ＡＴＭ交換ノード２ 第３ｖｌＪ 第１図 第２図 ＣＢＲ■セル仄４名シーグンスイダ） １１βＤζＩ酬 −１１−１［ＸｊＪ＞Ｉ：＞Ｉ！１ｌｌＩ工１層、Ｌｌ
づい− 工１１”’、！Ｊｖいｅｌ （＠）　　ランシムＪｊｌ＋−ラし１．り状ａ第８図 第１０図 第１４ｒＩＩＪ 中断／Ａ開＋噸 （２Ｌ） （ｂ） 交換ノード２ａ （２畠→２ｂ方向） （Ｊ） 交換ノード２ｂ （２ｂ→２ａ方向）

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. （１）固定長の情報フィールドとヘッダとからなるセル
   を多重伝送する複数の広帯域入出力ポートと前記ヘッダ
   内のラベル値の識別により前記複数の広帯域入出力ポー
   トに対し前記セルを多重分離するスイッチング手段とを
   備えた複数の広帯域交換ノードと、 前記複数の広帯域交換ノード間で前記広帯域入出力ポー
   トを介して前記セルを転送するための広帯域交換ノード
   間伝送路とを具備した広帯域交換網であって、 前記広帯域交換ノードを介して、複数の前記セルからな
   るデータの送受を行うユーザに対し、固定ビットレート
   伝送による伝送サービス、可変ビットレート伝送による
   伝送サービス、固定ビットレート伝送と可変ビットレー
   ト伝送とを組合わせた伝送サービスを提供することを特
   徴とする広帯域交換網。
2. （２）ユーザが前記広帯域交換ノードを介して、前記広
   帯域交換網が提供する伝送サービスによりセルを前記広
   帯域交換網内へ送出するに先立ち、前記広帯域交換網に
   対して希望する伝送速度を申告し、前記広帯域交換網は
   申告された前記希望する伝送速度に基づいて前記ユーザ
   に対してセルを所定の伝送速度で送出する許可を与える
   ことによってフロー制御をすることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の広帯域交換網。
3. （３）前記フロー制御は、可変ビットレート伝送による
   伝送サービスと、固定ビットレート伝送と可変ビットレ
   ート伝送とを組合わせた伝送サービスの可変ビットレー
   ト伝送分とに対して行われることを特徴とする特許請求
   の範囲第２項記載の広帯域交換網。
4. （４）前記フロー制御は、前記複数の広帯域交換ノード
   のうち終端する広帯域交換ノード間に設定された１つま
   たは複数の論理パスを介して単位時間当たりに転送し得
   るセル数の範囲内に収まるよう制御することを特徴とす
   る特許請求の範囲第２項記載の広帯域交換網。
5. （５）前記論理パスにて単位時間当たりに転送し得るセ
   ル数は、網内のトラヒック状況に応じて一時的に変更し
   得ることを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の広帯
   域交換網。
6. （６）前記フロー制御は、前記単位時間を１フレーム周
   期とし、このフレーム周期ごとにユーザより申告された
   セル送出数に基づいて広帯域交換ノードが送出を許可す
   るセル数を算出し、該ユーザに対して通知することを特
   徴とする特許請求の範囲第４項記載の広帯域交換網。
7. （７）前記フロー制御は、セルの送出間隔をランダム化
   し、該ユーザに対してランダム化された該送出間隔を通
   知することを特徴とする特許請求の範囲第６項記載の広
   帯域交換網。
8. （８）前記フロー制御は、マルチポイント接続サービス
   を提供するセルベースの加入者線または宅内系インタフ
   ェース上にて実現されることを特徴とする特許請求の範
   囲第７項記載の広帯域交換網。
9. （９）前記論理パスは、固定ビットレート伝送による伝
   送サービスの伝送速度と、固定ビットレート伝送と可変
   ビットレート伝送を組合わせた伝送サービスの固定ビッ
   トレート伝送速度との和を収容する事が可能な第１の帯
   域と、可変ビットレート伝送による伝送サービスの伝送
   速度と、固定ビットレート伝送と可変ビットレート伝送
   を組合わせた伝送サービスの可変ビットレート伝送速度
   とを収容することが可能な第２の帯域とを有しているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の広帯域交換
   網。
10. （１０）前記広帯域交換網に取込まれたセルは、固定ビ
    ットレート伝送、可変ビットレート伝送の如何にかかわ
    らず対等に処理されることを特徴とする特許請求の範囲
    第２項記載の広帯域交換網。
11. （１１）前記広帯域交換網を利用するユーザが、階層化
    符号方式により可変ビットレートの通信を行う場合、優
    先度の低いセルから前記フロー制御の対象とすることを
    特徴とする特許請求の範囲第６項記載の広帯域交換網。
12. （１２）中断または切断された呼に対して、再開または
    再呼設定要求に速やかに応じられるように当該通信リソ
    ースを管理テーブルに登録し、網内トラヒックまたは他
    の呼の通信要求に応じて、適宜、前記管理テーブルから
    当該通信リソースを抹消し、当該通信リソースを解放す
    ることを特徴とする広帯域交換網。
13. （１３）前記セルの伝送速度に対するセル単価、通信時
    間単価、およびパス保留時間単価を網内リソースの適切
    な利用をユーザに誘導するように定義し、ユーザが実際
    に送出したセル数、通信時間、パス保留時間、および通
    信距離に基づいて課金することを特徴とする特許請求の
    範囲第１項記載の広帯域交換網。