JPH05292109A - セル非同期転送網内論理パス分散収容呼接続方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、セル非同期転送網内における広帯域
バーストの集中あるいは障害発生等によって局所的にト
ラヒック急上昇が生じた場合に、それを避けた転送を行
わせることによって中継交換ノードでのセル廃棄および
セル遅延の増大を抑制するために、常時、呼毎に発着交
換ノード間の複数の通信経路に論理パスを分散させて収
容し、網内各伝送路のセル流量密度を均等化に向かわせ
るべく呼を接続することを目的とする。 【構成】呼の着側交換ノードに到達しうる複数の通信経
路を形成する中継交換ノードの座標情報を格納しておく
経路表、それを読出す経路情報読出器、その各交換ノー
ドの負荷率情報を随時更新記憶しておく負荷率表、それ
を読出す負荷率読出器、その負荷率からパーセント遅延
を計算するＰ遅延計算器、その計算結果から最小パーセ
ント遅延の通信経路を判定するＰ遅延比較・最小経路判
定器、およびその判定結果を登録するセル交換機用接続
表とによって構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、非同期転送モード通信
網におけるセルの統計多重によって伝送路へ論理パスを
収容し、呼を接続する通信に対するセル非同期転送網内
論理パス分散収容呼接続方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のサービス毎に構築された通信網に
対して、次世代のＢＩＳＤＮ（高速広帯域サービス総合
ディジタル網）においては、ＡＴＭ（非同期転送モー
ド）方式によるデータ転送が実現される動向にある。

【０００３】このＡＴＭ方式においては、半固定的に予
め複数設定しておく仮想論理パスを呼毎に選択するバー
チャルパス方式を用いた呼接続方式が採用される動向に
ある（例えば、佐藤健一，太田聡，鴇沢郁男：”バーチ
ャルパスの概念を用いた広帯域統合伝達網の構成”，信
学論，Ｊ７２−Ｂ−Ｉ，１１，ｐｐ．９０４−９１６，
１９８９−１１参照）。

【０００４】バーチャルパス方式では、バーチャルパス
の選択権をアクセスノードと呼ばれる交換ノードだけに
持たせ、網内のトラヒック監視と通信経路選択表（ルー
ティングテーブル）の制御等の集中的な網管理を行うの
で、閉塞・障害・輻輳の発生時に、即時に適応的な通信
経路を探索し、適切な論理パスを選択もしくは設定しな
ければならない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述のＢＩＳＤＮにお
けるトラヒックは、サービス総合がもたらす多元トラヒ
ック（多呼種）の混在に起因して、時々刻々多様で且つ
動的な様相を呈する。特に、広帯域バースト信号の集中
あるいは障害発生等によって、網内で局所的にトラヒッ
ク急上昇が生じた場合に、バッファ溢れ等による呼の廃
棄を防ぐと共に、発着交換ノード間のセル非同期転送に
要するパーセント遅延（遅延のパーセント値のことであ
り、例えば、佐藤陽一，佐藤健一：”多ノード待合せ系
の遅延解析”，信学論，Ｊ７１−Ｂ，６，ｐｐ．６６９
−６７７，１９８８−０６参照）を抑制する等の、極め
て高い信頼性を保つことが要求される。

【０００６】それには、分散網（例えば、尾佐竹徇，田
中英彦：”分散形交換網”，信学論，５１−Ａ，６，ｐ
ｐ．２３０−２３７，１９６８−０６；尾佐竹徇：”高
度情報化時代の通信網について”，信学誌，６５，３，
ｐｐ．２３０−２３３，１９８２−０３；高瀬柔郎：”
基本分散形交換網の経路特性”，信学論，Ｊ７４−Ｂ−
Ｉ，９，ｐｐ．６５５−６６５，１９９１−０９参照）
等のように，発着交換ノードの間に通信経路を多く有す
る通信網を構築することが有効である。

【０００７】本発明は、セル非同期転送通信網内におけ
る広帯域バースト信号の集中あるいは障害発生等によっ
て局所的にトラヒック急上昇が生じた場合に、そのトラ
ヒック急上昇領域を避けてセル非同期転送を行わせるこ
とによって中継交換ノードでのバッファ溢れによるセル
廃棄およびセル遅延の増大を抑制するために、常時、呼
毎に発着交換ノード間の複数の通信経路（伝送路）に論
理パスを分散させて収容し、網内の各伝送路のセル流量
密度を均等化に向かわせるように呼を接続することを目
的とするセル非同期転送網内論理パス分散収容呼接続方
式。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、以
下に述べる手段によって達成される。

【０００９】発着交換ノードの間に複数の通信経路を有
する代表的なセル非同期転送網の一実施例の平面略図を
図２に記す。図２は格子状通信網の例であり、格子状に
配置したリンクが交叉する点に交換ノードを配置する。
各交換ノードにおける発呼に対して、その交換ノード
は、その呼が申告する所要伝送路容量を受付け可能な場
合に、呼毎に着側交換ノードに向かう論理パスを分散さ
せて通信経路に収容し、その呼を接続する。

【００１０】各交換ノードにおける一出方路に注目した
場合の、入方路との関係を図３に記す。図３は出力バッ
ファ形式を採用したセル交換機の略図の一例であり、図
中の丸記号はサーバーとも称される。発着交換ノードの
間の複数の各通信経路内の各中継交換ノード毎に、バッ
ファ入力に到着するセル信号による負荷率（伝送路使用
効率とも称される）を計測する。

【００１１】この負荷率は、適切に定めた観測時間長の
間に到着するセル個数をその観測時間長で割算して得た
値に、サービス時間（通常、１セルの時間長）を掛算し
た数値を用い、通常、０よりも大、１よりも小なる値を
呈する。なお、負荷率が１以上の値を呈する場合は、通
常、重負荷と称し、通信網の能力を超えた輻輳状態を意
味するので、本発明が解決しようとする課題の範囲を超
える。

【００１２】図２中の発着交換ノードの間に設定しうる
Ｍ本の通信経路の一実施例の各平面略図を図４に記し、
そのＭ本の各通信経路に対応する通信経路表の一実施例
を表１に記す。

【００１３】表１は、Ｍ本の各通信経路毎に、発側交換
ノードを第１番ノードと数え、以下着側交換ノードに向
かって順次中継交換ノードに番号を付し、最大Ｎ段の中
継段数を有する場合の、各中継交換ノードの座標（Ｘ，
Ｙ）を、図２中に併記した座標を用いて表示した例であ
る。

【００１４】セル非同期転送通信網内の各交換ノード
は、自ノードに到着するセルに対する負荷率を計測し、
トラヒック情報通知用の論理パスによって互いに通報し
合う。各交換ノードは、その通報を受ける毎に、その負
荷率を負荷率表に随時更新記憶する。

【００１５】セル非同期転送通信網内の各交換ノード
は、到着したセルからその着側交換ノードの識別情報を
読み出し、通信経路表を参照することによって、自ノー
ドからその着側交換ノードに至りうる複数の通信経路
と、各通信経路を形成する中継交換ノードを知る。

【００１６】その各通信経路を形成する中継交換ノード
における各負荷率を前記負荷率表から読み出し、その負
荷率に基づく計算によって、発着交換ノード間のパーセ
ント遅延を推定する。

【００１７】その各通信経路毎のパーセント遅延の推定
結果を比較することによって、最小の推定パーセント遅
延を呈する通信経路を判定する。

【００１８】その判定結果によるパーセント遅延が最小
な通信経路の一つに、前記到着セルを接続し、そのセル
の着側交換ノードへ向けて送出する。

【００１９】この接続処理を、前記論理パスを収容する
任務を担うセルに対して着側交換ノードに至る迄の発側
交換ノードを含む各中継交換ノードにおいて行う前記請
求項１記載のセル非同期転送網内論理パス分散収容呼接
続方式、または各中継交換ノードの複数の出方路側の負
荷率だけに基づいて行う前記請求項２記載のセル非同期
転送網内論理パス分散収容呼接続方式、または前記仮想
論理パスの選択もしくは設定の際に発側交換ノードだけ
で行う前記請求項３記載のセル非同期転送網内論理パス
分散収容呼接続方式によって、本発明の上記目的が達成
される。

【００２０】

【作用】前記通信網内の交換ノードから着側交換ノード
に至る複数の通信経路毎に、各通信経路内の中継交換ノ
ードにおける各負荷率に基づき、その各通信経路による
セル非同期転送に要するパーセント遅延の推定を行うた
めに、予め次の如くの準備を行っておく。

【００２１】先ず、評価すべき１００×Ｐパーセント
を、０＜Ｐ＜１の範囲の中から選定する。この値Ｐは、
通常、セルの規定損失率に基づいて、バッファ溢れによ
るセルの許容廃棄率等を参考にして定める。

【００２２】次に、各通信経路内の発側交換ノードから
着側交換ノードに向かって数えて第ｉ段中継交換ノード
に対する重み係数α（ｉ，Ｐ）；ｉ＝１，２，
３，．．．、および初段の重み係数β（１，Ｐ）を定め
る。９９パーセント遅延（Ｐ＝０．９９）に関する重み
係数の実施例を表２に記す。なお、これらの重み係数の
数値には、前記ＡＴＭ方式に特有な統計的多重化方式の
特性（例えば、山田博司，斎藤洋，川原崎雅敏：”ＡＴ
Ｍ網におけるトラヒック特性の解析”，ＮＴＴ，Ｒ＆
Ｄ，４０，１２，ｐｐ．１５７１−１５８０，１９９
１；佐藤陽一，中川健治，山中直明，佐藤健一：”ＡＴ
Ｍ網におけるＣＢＲパスの収容設計法”，信学技報，Ｃ
Ｓ９１−４，１９９１−０５参照）に応じて、補正値を
加算または減算して用いる。

【００２３】以上の準備の下に、各通信経路を形成する
中継交換ノードの段数Ｎに応じて、発着交換ノード間の
１００×Ｐパーセント遅延の前記サービス時間による正
規化推定値ｘ_Ｎ、を、各ｉ段中継交換ノードにおける負
荷率ρ_ｉを基に、次の式または式によって計算す
る。但し、その中継段数Ｎには、発側交換ノードまたは
着側交換ノードの何れか一方を含めて数える。そのどら
らを含めるかは、各中継交換ノードが出力バッファ形式
であるか、入力バッファ形式であるか等による。

【００２４】Ｎ＝１の場合には、 ｘ_１＝β（１，Ｐ）〔１＋｛α（１，Ｐ）／２｝ρ_ｉ／（１−ρ_ｉ）〕．．．． ．． Ｎ≧２の場合には、 ｘ_Ｎ＝β（１，Ｐ）〔１＋｛α（１，Ｐ）／２｝ρ_ｉ／（１−ρ_ｉ）〕

【００２５】網内の各発呼毎に、発着交換ノード間の複
数の各通信経路毎に、上式またはによって１００×
Ｐパーセント遅延の推定値ｘ_Ｎを求め、それらを比較
し、最小値を呈する通信経路（伝送路）のうちの一つに
論理パスを収容することによって、網内の伝送路に論理
パスを分散させて収容する呼接続が可能になる。

【００２６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。

【００２７】図１は、本発明のセル非同期転送網内論理
パス分散収容呼接続方式におけるセル交換機用接続表作
成器の一実施例の構成略図である。

【００２８】本発明の前記請求項１および請求項２記載
のセル非同期転送網内論理パス分散収容呼接続方式にお
いては、発側交換ノードを含む各中継交換ノードにおい
て、到着した前記論理パスを収容する任務を担うセル信
号が有する申告所要伝送路容量の識別情報を参照し、自
ノードで受付け不可能である場合にはそのセル信号を廃
棄し、受付け可能である場合には、そのセル信号の着側
交換ノードの識別情報信号を入力端子１に加える。

【００２９】本発明の前記請求項３記載のセル非同期転
送網内論理パス分散収容呼接続方式においては、発側交
換ノードにおいて、呼の申告所要伝送路容量を受付け不
可能である場合にはその呼を拒絶し、受付け可能である
場合には着側交換ノードの識別情報信号を入力端子１に
加える。

【００３０】経路情報読出器２は、この着側交換ノード
の識別情報を基に、経路表３を参照し、着側交換ノード
に到達しうる複数の各通信経路を形成する中継交換ノー
ドの座標情報を読出し、負荷率読出器４へ伝達する。

【００３１】負荷率読出器４は、この各通信経路の中継
交換ノードの座標情報を基に、負荷率表５を参照し、各
通信経路の中継交換ノードにおける負荷率を読出し、Ｐ
遅延計算器６へ伝達する。

【００３２】Ｐ遅延計算器６は、この各通信経路の中継
交換ノードにおける負荷率を基に、各通信経路毎に自ノ
ードから着側交換ノードへ到達する迄の１００×Ｐパー
セント遅延を計算し、計算結果をＰ遅延比較・最小経路
判定器７へ伝達する。

【００３３】Ｐ遅延比較・最小経路判定器７は、この各
通信経路の１００×Ｐパーセント遅延を比較し、最小値
を呈する通信経路を判定し、そのうちの一つの通信経路
をセル交換機用接続表８に通知する。

【００３４】前記請求項１および請求項２記載のセル非
同期転送網内論理パス分散収容呼接続方式においてはセ
ル交換機用接続表８に、この最小遅延を呈する通信経路
の出方路（伝送路）へ呼を接続するための出方路番号情
報、この呼を識別するための発側交換ノードの識別情報
と着側交換ノードの識別情報、および申告所要伝送路容
量に関する情報をそれぞれ登録する。この申告所要伝送
路容量に関する情報は、後続呼の受付判定に供する。

【００３５】前記請求項３記載のセル非同期転送網内論
理パス分散収容呼接続方式においてはセル交換機用接続
表８に、この最小遅延を呈する通信経路の仮想論理パス
へ呼を接続するための仮想論理パス識別情報と、申告所
要伝送路容量に関する情報とを登録する。この申告所要
伝送路容量に関する情報は、後続呼の受付判定に供す
る。

【００３６】前記請求項１および請求項３記載のセル非
同期転送網内論理パス分散収容呼接続方式においては、
網内全交換ノードから通報されてくる、各交換ノードに
おける負荷率に関する情報信号が入力端子９に加えら
れ、負荷率表５に随時更新記憶される。

【００３７】前記請求項２記載のセル非同期転送網内論
理パス分散収容呼接続方式においては、出方路（伝送
路）側のバッファに対する負荷率に関する情報信号が入
力端子９に加えられ、負荷率表５に随時更新記憶され
る。この出方路側バッファは、各交換ノードが出力バッ
ファ形式を採用していれば自ノードに存在し、各交換ノ
ードが入力バッファ形式を採用していれば次段中継交換
ノードに存在する。

【００３８】前記請求項１および請求項３記載のセル非
同期転送網内論理パス分散収容呼接続方式においては、
経路表３に、自ノードから他の各交換ノードに到達しう
る複数の各通信経路を形成する中継交換ノードの座標情
報を格納しておく。

【００３９】前記請求項２記載のセル非同期転送網内論
理パス分散収容呼接続方式においては、経路表３に、自
ノードから他の各交換ノードに到達しうる複数の各通信
経路の出方路（伝送路）番号情報を、座標情報の代用と
して格納しておく。

【００４０】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、発着交換ノードの間に複数の通信経路を有する
セル非同期転送通信網において、呼毎に発着交換ノード
の間の各通信経路のパーセント遅延を、時々刻々多様に
変化するトラヒックに対して逐次、推定・比較し、その
推定値が最小の通信経路を選択して呼を接続するので、
論理パスが通信経路（伝送路）に分散されて収容され、
網内の各伝送路のセル流量密度が均等化されると共に、
選択された通信経路によって発着交換ノード間のセル非
同期転送に要するパーセント遅延が最小に近づき、且つ
各中継交換ノードのバッファ容量を大きく等しく設定し
てＦＩＦＯ（Ｆｉｒｓｔ ｉｎ ｆｉｒｓｔ ｏｕｔ）
のサービス規律を採用する場合等にはバッファ溢れによ
るセル廃棄をも抑制しうるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における、セル交換機用接続表作成器の
一実施例を示した構成略図である。

【図２】本発明における、発着交換ノードの間に複数の
通信経路を有するセル非同期転送網の一実施例を示した
平面略図である。

【図３】本発明における、交換ノードの一出方路に着目
した場合の交換ノードの一実施例を示した構成略図であ
る。

【図４】本発明における、発着交換ノードの間に設定し
うるＭ本の通信経路の一実施例を示した各平面略図であ
る。

【符号の説明】

１ 識別情報信号の入力端子 ２ 経路情報読出器 ３ 経路表 ４ 負荷率読出器 ５ 負荷率表 ６ Ｐ遅延計算器 ７ Ｐ遅延比較・最小経路判定器 ８ セル交換機用接続表 ９ 負荷率に関する情報信号の入力端子

【表１】

【表２】

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも着側交換ノードの識別情報を有
   するセル（ヘッダ付固定長ブロック）信号を用いてデー
   タを非同期転送する通信網における発呼に対して、該呼
   の着側交換ノードへ至りうる複数の通信経路のうちの一
   つに該呼接続用の論理パスを収容する任務を担う、少な
   くとも該呼の発側交換ノードの識別情報と着側交換ノー
   ドの識別情報および該呼が申告する所要伝送路容量に関
   する識別情報とを有するセル信号を該呼の着側交換ノー
   ドへ向けて非同期転送する方式において、該セル信号が
   経由する発側交換ノードを含む各中継交換ノードで、該
   セル信号が該各中継交換ノードから着側交換ノードへ至
   りうる複数の通信経路のうちで前記申告所要伝送路容量
   を受付け可能な複数の該通信経路について、該通信経路
   が経由する各中継交換ノードにおけるセルに関する負荷
   率に基づいて該通信経路毎に遅延（系内時間）を推定
   し、該各推定値を比較し、該推定値が最小な通信経路の
   うちの一つに、前記識別情報を登録すると共に該通信経
   路に前記セル信号を接続する手順を、該セル信号が着側
   交換ノードに到達するまで漸次繰り返すことによって前
   記論理パスを収容した後に、前記呼を接続することを特
   徴とするセル非同期転送網内論理パス分散収容呼接続方
   式。
2. 【請求項２】前記通信網内の発呼に対して、前記呼接続
   用の論理パスを収容する任務を担うセル信号を該呼の着
   側交換ノードへ向けて非同期転送する方式において、該
   セル信号が経由する発側交換ノードを含む各中継交換ノ
   ードで、該セル信号が該各中継交換ノードから着側交換
   ノードへ至りうる複数の通信経路のうち、前記申告所要
   伝送路容量を受付け可能な複数の該通信経路について、
   前記各中継交換ノードの各出方路（伝送路）側バッファ
   のセルに関する負荷率をそれぞれ比較し、該負荷率が最
   小な通信経路のうちの一つに、前記識別情報を登録する
   と共に前記セル信号を接続する手順を、該セル信号が着
   側交換ノードに到達するまで漸次繰り返すことによって
   前記論理パスを収容した後に、前記呼を接続することを
   特徴とする請求項１記載のセル非同期転送網内論理パス
   分散収容呼接続方式。
3. 【請求項３】前記通信網内の発呼に対して、該呼の発側
   交換ノードと着側交換ノードとの間の複数の通信経路の
   それぞれに予め設定しておく仮想論理パスのうちから一
   つを選択する方式において、該複数の通信経路のうちで
   該呼が申告する所要伝送路容量を受付け可能な複数の該
   通信経路について、該通信経路が経由する各中継交換ノ
   ードにおけるセルに関する負荷率に基づいて該通信経路
   毎に遅延を推定し、該各推定値を比較し、該推定値が最
   小な該通信経路のうちの一つに、前記呼の前記識別情報
   と、前記申告所要伝送路容量に関する識別情報とを登録
   することによって前記仮想論理パスを該呼接続用の論理
   パスとして収容した後に、前記呼を接続することを特徴
   とする請求項１記載のセル非同期転送網内論理パス分散
   収容呼接続方式。