JPH0738610A

JPH0738610A - パケット伝送方式

Info

Publication number: JPH0738610A
Application number: JP18302493A
Authority: JP
Inventors: Hideo Tatsuno; 秀雄龍野; Nobuyuki Tokura; 信之戸倉
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: NTT Inc
Priority date: 1993-07-23
Filing date: 1993-07-23
Publication date: 1995-02-07

Abstract

(57)【要約】【目的】パケット伝送路における伝送路切換を瞬時に
行う。このとき、パケットの廃棄や逆転を発生させな
い。【構成】複数Ｎ対の双方向伝送路からのパケットが受
信装置の一本の出力伝送路から出力されるように多重化
される。このように、出力は一本に収束しているので、
入力側だけで伝送路切換が行える。このとき発生するパ
ケット廃棄や逆転は、バッファ回路を用いて遅延量調整
を行い防止する。【効果】無瞬断で伝送路切換が行える。伝送路の輻輳
を回避することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はディジタル通信に利用す
る。特に、パケットを用いたディジタル通信の伝送路切
替技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来例を図６を参照して説明する。図６
は従来例の構成を示す概念図である。送信装置１および
受信装置２において、通常は現用の伝送路４を用いて通
信を行っている。中継ノード３において輻輳を検出した
ときは、輻輳通知信号８を共通線９を介して送信装置１
および受信装置２に送出する。送信装置１および受信装
置２は、この輻輳通知信号８により現用の伝送路４から
予備の伝送路５に切り替えを行う。予備の伝送路５が輻
輳した場合にはさらに別の予備の伝送路に切り替えるこ
ともできる。この場合には、送信装置１および受信装置
２間で対向通信切替制御が必要である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この従来例方式によれ
ば、輻輳を検出した中継ノードから共通線を用いて送受
信装置に輻輳通知信号を転送していたので、輻輳検出か
ら回線切替までの時間が長くなる。また、回線切替に
は、送信装置および受信装置での切替えが必要になり、
予備の伝送路が複数ある場合には、切替えるべき予備の
伝送路番号情報を送受信装置間で交信する必要があるた
め、対向通信切替制御が必要になる。さらに、送信装置
での切替時刻と受信装置での切替時刻を一致させること
は困難である。また、一致させたとしても回線切替によ
るパケット廃棄およびパケット順序の逆転が生じてしま
う。

【０００４】本発明は、このような背景に行われたもの
であり、伝送路切替を瞬時に行い、パケット廃棄やパケ
ット逆転等が発生しないパケット伝送方式を提供するこ
とを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、対向して設け
られパケットを送受信する一対の通信ノードと、この対
向する通信ノード間には複数Ｎ対の双方向伝送路が設け
られ、このＮ対の双方向伝送路にはそれぞれ中継ノード
が介挿されたパケット伝送方式である。

【０００６】ここで、本発明の特徴とするところは、前
記一対の通信ノードの各受信装置は、前記複数Ｎの伝送
路に到来する信号をそれぞれ一つの出力伝送路に送出す
る多重手段を備え、前記中継ノードは、通過する信号の
輻輳を双方向についてそれぞれ検出する手段と、この検
出する手段の検出結果にしたがって輻輳が検出されたと
きに対応する反対方向伝送路に輻輳通知信号を送出する
手段とを備え、前記通信ノードの受信装置にこの輻輳通
知信号を検知する手段を備え、その通信ノードの送信装
置にこの検知する手段の出力にしたがってそれ以降の送
信伝送路を輻輳が検知されていない伝送路に切替える手
段を備えたところにある。

【０００７】前記切替える手段は、切替元の伝送路遅延
時間と切替先の伝送路遅延時間との差以上の遅延時間を
与えるバッファ回路と、遅延時間の大きい伝送路から遅
延時間の小さい伝送路に切替を行うときにはそのバッフ
ァ回路を経由させる手段とを備えることが望ましい。

【０００８】前記Ｎの伝送路は、仮想パス（ＶＰ）また
は仮想チャネル（ＶＣ）であることができる。

【０００９】

【作用】送信装置と受信装置との間に、双方向に設定さ
れ、受信装置で一本の伝送路に合流接続するＮ本の伝送
路が設けられている。送信装置に入力される伝送路は、
通常はＮ本の伝送路の内の一本またはｍ本（≦Ｎ）によ
り送出される。したがって、使用中の現用伝送路は受信
側で残りの予備の伝送路と常時合流接続されているた
め、伝送路の切替は送信側だけでよい。すなわち、伝送
路の切替は輻輳を検出した中継ノードから送信装置に送
られてくる逆方向の輻輳通知信号を用いて自立切替制御
が可能である。このため、伝送路の切替は速やかに行う
ことができる。

【００１０】さらに、伝送遅延が小さい伝送路から伝送
遅延が大きい伝送路への切替においては、そのまま切替
えても無瞬断切替となる。伝送遅延の大きい伝送路から
小さい伝送路への切替においては、伝送遅延差をいった
んバッファ回路で吸収してから切り換えることにより、
無瞬断切替が可能になる。これによって、伝送路におい
て、パケットの欠落および順序の逆転が生じなくなる。
また、バッファ回路からのパケット出力速度を制御し
て、必要以上にパケット速度が上昇することを抑えるの
で、伝送路の切替によって途中の中継ノードでの輻輳誘
発を防ぐことができる。

【００１１】このバッファ回路は通信ノードの送信装置
に配置すれば十分である。複数Ｎの伝送路の各遅延時間
が等しくなるようにあらかじめバッファ回路を用意して
おくことができる。このバッファ回路は伝送路の切替後
に信号の途切れたときに削除することができる。

【００１２】

【実施例】本発明第一実施例の構成を図１および図２を
参照して説明する。図１は本発明第一実施例の全体構成
図である。図２は本発明第一実施例の概念図である。図
２は上り方向と下り方向とを分けて図示したものであ
り、図１に示す通信ノード５０は送信装置１０および受
信装置１３として示し、通信ノード５１は受信装置１１
および送信装置１２として示す。中継ノード１４および
１７、中継ノード１５および１８、中継ノード１６およ
び１９はそれぞれ同一ノードである。また、伝送路２４
および２７、伝送路２５および２８、伝送路２６および
２９はそれぞれ同一パス経路である。

【００１３】本発明は、対向して設けられパケットを送
受信する一対の通信ノード５０、５１と、この対向する
通信ノード５０、５１間には複数Ｎ対の双方向の伝送路
２４〜２９が設けられ、このＮ対の双方向の伝送路２４
〜２９にはそれぞれ中継ノード１４〜１９が介挿された
パケット伝送方式である。

【００１４】ここで、本発明の特徴とするところは、通
信ノード５０、５１の各受信装置１１、１３は、伝送路
２４〜２９に到来する信号をそれぞれ一つの出力伝送路
２１、２３に送出する多重手段として多重化回路３６を
備え、中継ノード１４〜１９は、通過する信号の輻輳を
双方向についてそれぞれ検出する手段として輻輳検出回
路３２と、この輻輳検出回路３２の検出結果にしたがっ
て輻輳が検出されたときに対応する反対方向の伝送路２
４〜２９に輻輳通知信号を送出する手段として輻輳通知
信号挿入回路３３とを備え、通信ノード５０、５１の受
信装置１１、１３にこの輻輳通知信号を検知する手段と
して輻輳通知信号検知回路３０を備え、その通信ノード
５０、５１の送信装置１０、１２に輻輳通知信号検知回
路３０の出力にしたがってそれ以降の送信の伝送路２４
〜２９を輻輳が検知されていない伝送路２４〜２９に切
替える手段として切替制御回路３５を備えたところにあ
る。本発明第一実施例では伝送路２４〜２９は、仮想パ
ス（ＶＰ）のパス経路である。

【００１５】次に、本発明第一実施例の動作を説明す
る。上り方向の送信装置１０と受信装置１１との間には
経路の異なるＮ本の伝送路２４〜２６が設定されてお
り、伝送路２４〜２６は受信装置１１で一本の出力伝送
路２１に合流接続されて、上り方向の出力パスになる。
下り方向も同様な構成である。受信装置１１側でＮ本の
伝送路２４〜２６が合流接続しているのでパス切替は送
信装置１０側だけでよい。

【００１６】送信装置１０または１２の網輻輳監視パケ
ット発生回路３１からは、周期的に伝送路２４〜２９に
網輻輳監視パケットが送出される。この網輻輳監視パケ
ットは受信装置１１または１３で抽出され、輻輳通知信
号検知回路３０に入力される。輻輳通知信号検知回路３
０では、一定時間内における輻輳通知信号を含むパケッ
トの検出率を常時監視しており、その値が一定値以上と
なった場合に、対向する逆方向の伝送路２４〜２９を使
用中のパスの切替指示信号を出力する。

【００１７】ここで、パケット構成を図３を参照して説
明する。図３はパケット構成を示す図である。ヘッダ領
域６０は、パス識別番号６１、回線識別番号６２、輻輳
通知信号挿入領域６３から構成され、情報領域６６は、
パケット種類識別番号６４、情報６５から構成される。
網輻輳監視パケットは入力伝送路２０または２２から流
入するパケットと同じであるが、回線識別番号は特定な
番号を使用する。これによって、パス内の通常パケット
と区別できるので、受信装置１１または１３で網輻輳監
視パケットのみを抽出できる。

【００１８】中継ノード１４〜１９は、バッファのＱ長
または伝送路２４〜２９の使用率より輻輳状態を常時監
視しており、輻輳検出回路３２が輻輳を検出した場合
は、輻輳監視パケットの転送周期以上の時間に、逆方向
の伝送路２４〜２９を流れる全パケットまたは網輻輳監
視パケットのみの輻輳通知信号挿入領域６３に輻輳通知
信号を挿入する。

【００１９】次に、輻輳によるパス切替手順を示す。図
２は入力伝送路２０が送信装置１０で伝送路２４に接続
され、受信装置１１で伝送路２４〜２６の合流接続によ
り出力伝送路２１となっている。この状態で、中継ノー
ド１４の輻輳検出回路３２が輻輳を検出した場合、中継
ノード１７の輻輳通知信号挿入回路３３において、逆方
向パケットに輻輳通知信号を挿入する。受信装置１３の
で示される輻輳通知信号検知回路３０において、一定
時間内の輻輳通知信号を含むパケットの検出率が一定値
を越すことにより、パス切替指示信号を出力する。これ
によりに示すように一定時間内の輻輳通知信号を含む
パケットの検出率が一定値を越した伝送路２７に対向す
る逆方向の伝送路２４を使用中のパスを一定時間内の輻
輳通知信号を含むパケットの検出率が一定値を越さない
パス経路に対向する逆方向の伝送路２５に切り換える。

【００２０】また、受信装置１３の輻輳通知信号検知回
路３０において、網輻輳監視パケットが一定時間以上検
出されない場合には、その伝送路２７〜２９に対向する
逆方向の伝送路２４〜２６を使用中のパスを網輻輳監視
パケットが一定時間間隔以下で検出され、かつ一定時間
内の輻輳通知信号を含むパケットの検出率が一定値を越
さない伝送路２７〜２９に対向する逆方向の伝送路２４
〜２６に切替える。これは、網輻輳監視パケットが受信
装置１３側に到着しない場合には、逆方向の伝送路２４
〜２６が輻輳しているか否かを判断できないためであ
る。

【００２１】また、図２において輻輳による伝送路２４
から２５へのパス切替前は、受信装置１３において伝送
路２７から到着する網輻輳監視パケットを輻輳通知信号
検知回路３０で終端せず出力伝送路２３にそのまま送出
し、パス切替後はこれに代えて、伝送路２８から到着す
る網輻輳監視パケットを伝送路２３に送出するように構
成することもできる。これによりパス切替が生じても中
継ノード１４〜１９の輻輳状態を端末まで伝えることが
できる。さらに、受信装置１３のすべての伝送路２７〜
２９に対応する輻輳通知信号検知回路３０で一定時間内
の輻輳通知信号を含むパケットの検出率が一定値を越す
場合には、受信装置１３が出力伝送路２３に網輻輳通知
信号を含むパケットを送出するように構成することもで
きる。

【００２２】また、輻輳通知信号検知回路３０は、一定
時間内における輻輳通知信号を含むパケットの検出率が
一定値以上である場合にはパス切替指示信号を出力する
方法に代え、一定時間内の輻輳通知信号を含むパケット
の検出率が一定値Ｔｈ１以上でパスの切替指示信号をセ
ットし、その検出率が一定値Ｔｈ２（＜Ｔｈ１）以下で
その切替指示信号をリセットし、その切替指示信号がセ
ット状態にある場合、パス切替指示信号を出力するよう
にすることもできる。これは、輻輳通知信号の検出にヒ
ステリシスを設けることにより不要なパス切替を防ぐ効
果がある。

【００２３】また、以上の説明では、送信装置１０、１
２より網輻輳監視パケットを周期的に送出し、中継ノー
ド１４〜１９が輻輳通知信号をそのパケットに挿入する
ことで、中継ノード１４〜１９の輻輳を送信装置１０、
１２に伝えたが、輻輳を検知した中継ノード１４〜１９
が輻輳通知信号を含むパケットを新たに発生して逆方向
の伝送路２４〜２９に挿入することにより送信装置１
０、１２に中継ノード１４〜１９の輻輳を伝えてもよ
い。この場合には、新たに発生するパケットの回線識別
番号６２は特定の番号を用いる。また、パケット種類識
別番号６４は特定の番号が用いられる。これにより通常
パケットと輻輳通知信号を含むパケットとを区別するこ
とができる。

【００２４】なお、輻輳によりパス切替信号を出力して
パス切替を行うのではなく、輻輳が生じていない場合に
おいても、より伝送遅延の小さい伝送路２４〜２９を選
択するように切替えることもできる。

【００２５】本発明第二実施例を図４を参照して説明す
る。図４は本発明第二実施例の概念図である。本発明第
二実施例では、受信装置１１、１３側で合流接続するＮ
本の回線経路を用いた回線切替の例にそのまま置き代え
ることもできる。ただし、この場合には、パケットは回
線識別番号６２により転送される。

【００２６】図４において、入力伝送路２０、２２の同
一パス内の回線は、送信装置１０または１２において回
線毎に伝送路２４〜２６、２７〜２９に振り分けられ
る。また、伝送路２４〜２９内のパケットのハンドリン
グはパス識別番号６１によって行われる。

【００２７】輻輳による切替は、回線に対応する仮想チ
ャネル（ＶＣ）毎に行われる点を除いては本発明第一実
施例と同様である。図４では、中継ノード１４〜１９の
輻輳検出回路３２が輻輳を検知した場合のＶＣｂ４１の
回線切替の例を示している。図４の場合には、図２の場
合に比較して仮想チャネル（ＶＣ）毎に切替先の伝送路
２４〜２９を選択することができるのでトラフィックを
より分散させることができる。

【００２８】本発明第一および第二実施例における輻輳
による伝送路２４〜２９の切替においては、伝送遅延の
小さな伝送路２４〜２９から伝送遅延の大きな伝送路２
４〜２９への切替は無瞬断で行うことができる。しか
し、伝送遅延の大きな伝送路２４〜２９から小さな伝送
路２４〜２９への切替においては、パケットの順序逆転
が生じる。これを防ぐ方法を図５を参照して説明する。
図５は、伝送遅延の大きな伝送路２４〜２９から伝送遅
延の小さな伝送路２４〜２９への無瞬断切替の方法を示
す図である。図５において、入力伝送路４６を伝送遅延
の大きな現用の伝送路４８から予備の伝送路４９に切替
信号５３により切替える場合、まず入力伝送路４６をバ
ッファ回路５２に接続する。このバッファ回路５２によ
り、現用の伝送路４８と予備の伝送路４９との伝送遅延
差以上、バッファ回路５２に入力するパケットを遅延さ
せてから出力を開始し、バッファ回路５２内のパケット
がなくなった時点で、予備の伝送路４９からバッファ回
路５２を切り離す。この場合、バッファ回路５２内のパ
ケットを連続して出力すると、バッファ回路５２の出力
のパケット速度が大きくなり、後続の中継ノード１４〜
１９での輻輳誘発の原因となり望ましくない。これを防
ぐためには、特願平３−１６３４９９（本願出願時に未
公開）に開示されているように、バッファ回路５２に入
力するパケット流から空きのパケットを周期的に除くこ
とによりパケット間隔圧縮されたパケット流をバッファ
回路５２から出力する。これによって、バッファ回路５
２の出力パケット速度の入力パケット速度に比較した増
加量は微小にすることができ、切替による輻輳誘発を防
ぐことができる。本発明第一および第二実施例では、バ
ッファ回路５２は送信装置１０、１２側に備えられてい
る。

【００２９】中継ノード１４〜１９が現在のパケット速
度から未来のパケット速度を予測して輻輳予知信号を送
出する場合には、図５で説明した無瞬断切替の方法は適
用できない。これは、図５に示した方法は、切替先の伝
送路２４〜２９にある中継ノード１４〜１９では伝送路
２４〜２９の切替によって急にパケット速度が上昇し、
輻輳予測できないからである。これを解決するために
は、伝送路２４〜２９の切替時において、切替対象の伝
送路２４〜２９内のパケット流をバッファ回路５２に導
き、その切替が遅延の大きな伝送路２４〜２９から小さ
な伝送路２４〜２９への切替である場合には、その伝送
遅延差以上そのバッファ回路５２により前記パケット流
を遅延させてから、また、遅延の小さな伝送路２４〜２
９から大きな伝送路２４〜２９への切替の場合にはすぐ
に、バッファ回路５２からのパケットの出力を開始す
る。バッファ回路５２からのパケット出力は、出力パケ
ット速度が一定の初速度からバッファ回路５２内のパケ
ットがなくなるかもしくは切替対象の伝送路２４〜２９
の規定最大速度の一定倍までパケット速度の時間変化率
である加速度もしくは時間変化比率である加速比一定で
パケット速度が増加するように制御する。これによっ
て、切替直後のパケット速度は徐々に増加するので、中
継ノード１４〜１９では現在のパケット速度から未来の
パケット速度を予測でき、輻輳予知信号を送出すること
ができる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
伝送路切替を瞬時に行い、パケット廃棄やパケット逆転
等が発生しない。また、バッファ回路からのパケット出
力速度を制御して、必要以上にパケット速度が上昇する
ことを押さえるので、回線もしくはパスの切替によっ
て、途中の中継ノードでの輻輳誘発を防ぐことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明第一実施例の全体構成図。

【図２】本発明第一実施例の概念図。

【図３】パケット構成を示す図。

【図４】本発明第二実施例の概念図。

【図５】伝送遅延の大きな伝送路から伝送遅延の小さな
伝送路への無瞬断切替の方法を示す図。

【図６】従来例の構成を示す概念図。

【符号の説明】

１、１０、１２送信装置２、１１、１３受信装置３、３′、１４〜１９中継ノード４、５、２４〜２９伝送路６、２０、２２、４６入力伝送路７、２１、２３、４７出力伝送路８輻輳通知信号９共通線１０、１２、４４送信装置１１、１３、４５受信装置３０輻輳通知信号検知回路３１網輻輳監視パケット発生回路３２輻輳検出回路３３輻輳通知信号挿入回路４１ＶＣｂ５０、５１通信ノード６０ヘッダ領域６１パス識別番号６２回線識別番号６３輻輳通知信号挿入領域６４パケット種類識別番号６５情報６６情報領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０４Ｌ 29/00 9371−5ＫＨ０４Ｌ 13/00 Ｓ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】対向して設けられパケットを送受信する
一対の通信ノードと、この対向する通信ノード間には複
数Ｎ対の双方向伝送路が設けられ、このＮ対の双方向伝
送路にはそれぞれ中継ノードが介挿されたパケット伝送
方式において、前記一対の通信ノードの各受信装置は、前記複数Ｎの伝
送路に到来する信号をそれぞれ一つの出力伝送路に送出
する多重手段を備え、前記中継ノードは、通過する信号の輻輳を双方向につい
てそれぞれ検出する手段と、この検出する手段の検出結
果にしたがって輻輳が検出されたときに対応する反対方
向伝送路に輻輳通知信号を送出する手段とを備え、前記通信ノードの受信装置にこの輻輳通知信号を検知す
る手段を備え、その通信ノードの送信装置にこの検知す
る手段の出力にしたがってそれ以降の送信伝送路を輻輳
が検知されていない伝送路に切替える手段を備えたこと
を特徴とするパケット伝送方式。
【請求項２】前記切替える手段は、切替元の伝送路遅
延時間と切替先の伝送路遅延時間との差以上の遅延時間
を与えるバッファ回路と、遅延時間の大きい伝送路から
遅延時間の小さい伝送路に切替を行うときにはそのバッ
ファ回路を経由させる手段とを備えた請求項１記載のパ
ケット伝送方式。
【請求項３】前記Ｎの伝送路は、仮想パス（ＶＰ）で
ある請求項１記載のパケット伝送方式。
【請求項４】前記Ｎの伝送路は、仮想チャネル（Ｖ
Ｃ）である請求項１記載のパケット伝送方式。