JPH11510665A - Ａｔｍセルをコネクションエレメントを介して最適に伝送する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 従来の技術ではウェイテッドフェアキューイングスケジューリング法を使用した場合にＡＴＭセルの損失が生じることがある。本発明による方法では、ウェイテッドフェアキューイングスケジューリング法にしたがって処理すべきＡＴＭセルを、ピークビットレートを制限するための別の段階で処理することによりこの点を改善する。

Description

【発明の詳細な説明】 ＡＴＭセルをコネクションエレメントを介して最適 に伝送する方法 本発明は、請求項１の上位概念記載の方法に関する。 今日のＡＴＭシステムでは情報はセルによって伝送される。このセルはヘッダ 部分と情報部分とを有している。ヘッダ部分にはコネクション情報が記憶されて おり、情報部分には伝送すべきユーザデータが記憶されている。本来の伝送は一 般的に送信機と受信機との間のコネクションエレメントを介して行われる。ここ で場合により、コネクションエレメントを利用して、複数の送信装置にこの送信 装置から送出されるセルストリームを同じコネクションエレメントを介して伝送 させる要求が生じる。 それぞれのセルストリームの伝送を個々のセルストリームへの要求に応じて行 うために、従来の技術ではいわゆるスケジューリング法が行われてきた。この場 合にＡＴＭセルは所定のシーケンスでスケジュール装置のバッファメモリから読 み出される。例えばこの種のスケジューリング法として、ウェイテッドフェアキ ューイングスケジューリング（WEIGHTED FAIR QUEUEING SCHEDULING）法が挙げ られる。相応に関連の説明 は例えば刊行物“Virtual Spacing for Flexible Traffic Control”，J.W.Robe rts，International Journal of Communication Systems，Vol.7，307-318(1994 )に示されている。この場合に個々のセルストリームには相互に異なる重みづけ 係数が割り当てられ、この重みづけ係数を用いて個々のコネクションエレメント における実際の伝送過程が制御される。より良く理解するために図３に則して説 明する。 図では例えばセルストリーム１...ｎが示されている。ｎ個のセルストリーム は送信装置ＤＥＭＵＸから１つまたは複数の受信機の方向へ送出される。実際に はこの場合に共通のコネクションエレメントが１つ使用されるだけである。ｎ個 のセルストリームに重みづけ係数ｒ₁...ｒ_nが割り当てられている。理解を簡単 にするために、２つのセルストリームすなわちセルストリーム１、２だけがコネ クションエレメントを介して伝送されると仮定する。コネクションエレメントの 最大伝送容量は１５０Mbit/secである。２つのセルストリーム１、２にはそれぞ れ重みづけ係数ｒ₁＝２、ｒ_n＝１が割り当てられている。これによりセルストリ ーム１は伝送レート１００Mbit/Secで伝送されるが、セルストリーム２は伝送す べきセルが存在する場合でも伝送レート５０Mbit/Secでしか伝送されない。 こうした手法で問題となるのは、多くのスケジューリング法において、例えば 前述したウェイテッドフェ アキューイングスケジューリング法において後続のコネクションエレメント上の ピークビットレートの制限を確実に行うことができない点である。生じうるオー バーローディングを防ぐために、ＡＴＭセルは拒否される。このことは個々の場 合（例えば電話の場合）には許容可能であるが、データの損失が常に生じてしま うため、このような手法は回避すべきである。 本発明の課題は、ＡＴＭセルの損失を甘受することなしに、セルのレートをコ ネクションエレメントの伝送容量に最適に適合させる方法を提供することである 。 本発明は請求項１の上位概念に記載の方法に関しており、請求項１の特徴部分 に記載の特徴を有する方法により解決される。 本発明の利点は、順次に実行される２段階の方法を使用することである。この 場合２段階の方法の第１の段階では、待ち行列としてのＡＴＭセルがバッファメ モリに記憶されたスケジュール装置が選択される。第２の段階ではこのバッファ メモリの１つが選択され、少なくとも１つのＡＴＭセルが読み出されて伝送され る。有利には特に、この方法の第１の方法ステップを経て、１つまたは複数のヴ ァーチャルチャネル識別子を有するＡＴＭセルストリームのピークビットレート の制限が行われる。さらにこの第１の方法ステップは第２の方法ステップで使用 されるスケジューリング法 から独立している。 本発明の別の実施形態は従属請求項に記載されている。 本発明を以下に実施例に則して詳細に説明する。 図１には、本発明による方法を実行させるスイッチングシステムが示されてい る。 図２には、本発明による方法の１つの実施例が示されている。 図３には、本発明が基礎とする従来の技術が示されている。 図１には本発明による方法を実行させるスイッチングシステムが示されている 。ここではそれぞれ入力側と出力側とにマルチプレクサ装置Ｍが示されており、 出力側のマルチプレクサ装置Ｍはラインインターフェースサーキット（回線イン ターフェース結合機構）ＬＩＣに接続されている。さらに統計的マルチプレクサ 装置ＳＭＵが示されており、この装置においてスケジューリング法を動作させる 。この方法はここでは記号Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄにより示されている。さらに伝送線路 Ｅが示されており、この伝送線路の入力側に統計的マルチプレクサ装置ＳＭＵを 介して複数のスケジュール装置が接続されている。コネクション線路Ｅの出力側 は出力側マルチプレクサ装置Ｍを介してラインインターフェースサーキットＬＩ Ｃに接続されている。コネクション線路Ｅおよびラインインターフェースサーキ ットＬＩＣはスイッチングシステム内で伝送容量に関してクリティカルなものと して考慮しなければならない。特別な手段なしでは、伝送用エレメントＥに対す る最大ピークビットレートを保持するためにＡＴＭセルを拒否せざるをえない。 図２には統計的マルチプレクサ装置ＳＭＵが詳細に示されている。この装置は 図１の出力側マルチプレクサ装置Ｍに接続されている。コネクションエレメント を介して到来するＡＴＭセルはデマルチプレクサ装置ＤＥＭＵＸに供給される。 このデマルチプレクサ装置はＡＴＭセルを別のＡＴＭセルＤ０...Ｄ１２７を介 して個々に接続してスケジュール装置ＳＢ０...ＳＢ１２７のバッファメモリＰ₁ ...Ｐ_nに分配する。これらのバッファメモリはこの場合ＦＩＦＯメモリとして構 成されている。 この実施例ではＡＴＭセルは、周知のスケジューリング法によりバッファメモ リから読み出される。スケジュール装置ＳＢ０...ＳＢ１２６では周知のウェイ テッドフェアキューイングスケジューリング法ＷＦＱが使用される。ただし別の 方法を使用することもできるので、スケジュール装置ＳＢ１２７を例として説明 する。ここでは修正されたウェイテッドフェアキューイングスケジューリング法 ＲＳ（レートシェーピング法）が適用される。この周知の手法は２段階の方法の 第２の方法ステップを形成する。この第２の方法ステ ップは第１の方法ステップから全く独立している。ここでは任意のスケジューリ ング法を実行することができる。 ウェイテッドフェアキューイングスケジューリング法ＷＦＱが使用される場合 、ＡＴＭセルに先に述べたような種々の重みづけ係数ｒ_iが割り当てられる。こ の重みづけ係数を用いてＡＴＭセルは後から既知の手法で読み出され、伝送され る。 本発明による２段階の方法の第１の方法ステップは、マルチプレクサ装置ＭＵ Ｘにおいて実行される。ここでは個々のスケジュール装置Ｒ₀...Ｒ₁₂₇に係数Ｒ₀ ...Ｒ₁₂₇が割り当てられる。この場合、対応するスケジュール装置からビットを 送るための伝送路またはコネクション線路のビットレートが重要である。係数Ｒ は任意に調整可能である。これにより接続される伝送用エレメントでのピークビ ットレートを制限することができ、ＡＴＭセルの拒否は生じない。 まずスケジュール装置ＳＢ０...ＳＢ１２７のうちの１つが２段階の方法の第 １の方法ステップにより選択される。選択された装置はこの実施例ではスケジュ ール装置ＳＢ０とする。次に２段階の方法の第２の方法ステップが実行されるこ とにより、相応のバッファメモリＰ₁...Ｐ_nが選択される。ここでは例えばスケ ジュール装置ＳＢ０のバッファメモリＰ₁である。最初に記憶されたＡＴＭセル はマルチプレクサ装置Ｍ ＵＸに伝送され、別の装置に供給される。図１ではこの別の装置は伝送用エレメ ントＥ、図示されている出力側マルチプレクサ装置Ｍ、およびラインインターフ ェースサーキットＬＩＣである。ＡＴＭセルはウェイテッドフェアキューイング スケジューリング法ＷＦＱにしたがってマルチプレクサ装置ＭＵＸへ伝送される （第１の方法ステップ）。マルチプレクサ装置ＭＵＸではピークビットレートの 制限が行われる（第２の方法ステップ）。この場合、一般的に複数のコネクショ ンを表すＡＴＭセルストリームのピークビットレートが制限される。このコネク ションの数は複数のヴァーチャルチャネル識別子ＶＣＩによりヴァーチャルパス ＶＰＩにおいて算出される。したがってこれはヴァーチャルパスのピークビット レートである。 本発明の別の実施形態ではスケジュール装置が２重に構成されている。この実 施形態で例えばスケジュール装置ＳＢ０が言及される場合、これに並列に配置さ れたスケジュール装置ＳＢ’０も示唆されている。 本発明の別の実施形態ではリアルタイムＡＴＭセルＲＴがマルチプレクサ装置 ＭＵＸに供給される。このリアルタイムＡＴＭセルは、オンライン呼出しの形態 で伝送されるＡＴＭセルである。一般的にこのＡＴＭセルは、エコーが線路に生 じることがあるので優先的に処理しなければならない。本発明による方法ではこ のリアルタイムＡＴＭセルＲＴに高い優先順位が割り 当てられている。ただしこれは、リアルタイムＡＴＭセルＲＴが伝送されている 間はバッファメモリＰ₁...Ｐ_n内のＡＴＭセルをマルチプレクサ装置ＭＵＸに伝 送できないことを意味するものではない。リアルタイムＡＴＭセルＲＴはピーク ビットレートの制限なしでマルチプレクサ装置ＭＵＸに伝送される。このためリ アルタイムＡＴＭセルＲＴはスケジュール装置ＳＢ０...ＳＢ１２７において２ 段階のスケジューリング方法の第２の方法ステップで処理すべきＡＴＭセルを引 き受けることができる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９８年６月５日 【補正内容】 は例えば刊行物“Virtual Spacing for Flexible Traffic Control”，J.W.Robe rts，International Journal of Communication Systems，Vol.7，307-318(1994 )に示されている。この場合に個々のセルストリームには相互に異なる重みづけ 係数が割り当てられ、この重みづけ係数を用いて個々のコネクションエレメント における実際の伝送過程が制御される。より良く理解するために図３に則して説 明する。 図では例えばセルストリーム１...ｎが示されている。ｎ個のセルストリーム は送信装置ＤＥＭＵＸから１つまたは複数の受信機の方向へ送出される。実際に はこの場合に共通のコネクションエレメントが１つ使用されるだけである。ｎ個 のセルストリームに重みづけ係数ｒ₁...ｒ_nが割り当てられている。理解を簡単 にするために、２つのセルストリームすなわちセルストリーム１、２だけがコネ クションエレメントを介して伝送されると仮定する。コネクションエレメントの 最大伝送容量は１５０Mbit/secである。２つのセルストリーム１、２にはそれぞ れ重みづけ係数ｒ₁＝２、ｒ_n＝１が割り当てられている。これによりセルストリ ーム１は伝送レート１００Mbit/Secで伝送されるが、セルストリーム２は伝送す べきセルが存在する場合でも伝送レート５０Mbit/Secでしか伝送されない。 こうした手法で問題となるのは、多くのスケジューリング法において、例えば 前述したウェイテッドフェ アキューイングスケジューリング法において後続のコネクションエレメント上の ピークビットレートの制限を確実に行うことができない点である。生じうるオー バーローディングを防ぐために、ＡＴＭセルは拒否される。このことは個々の場 合（例えば電話の場合）には許容可能であるが、データの損失が常に生じてしま うため、このような手法は回避すべきである。 刊行物‘Traffic Control in ATM Switches with Large Buffers’，E.Wallme ier et al，9th ITC Specialist Seminar Teletraffic Modelling and Measurem ent Broadband and Mobile Communications;7.11.1995，45頁から60頁から、Ａ ＴＭセルを後続のコネクションエレメントにおいて多重化する方法が公知である 。この多重化を効率的に行うために、現行の装置には非経済的な大きなバッファ メモリが使用されている。 さらに刊行物‘Performance Design of an ATM Node on the Basis of the Ex perience from the BLNT RACE Project’，H.Heiss，E.Wallmeier ei al，Europ ean Transactions on Telecommunications and Related Technologies，Band 5 ，Nr.2，1.3.49の199頁から206頁に、ＡＴＭセルの統計的な多重化方法が記載さ れている。この場合特に、アップ／ダウンカウンタを用いる周知のLeaky Bucket 法が示されている。この方法を使用するとＡＴＭセルが常に拒否されてし まうので、ＡＴＭセルを効率的に処理するにはこの方法は使用できない。 さらにヨーロッパ特許第０７１００４６号公報に、ＡＴＭセルを後続の装置に 送出する装置が記載されている。ただしこの刊行物にはどのように処理を行うべ きかが詳細には示されていない。 本発明の課題は、ＡＴＭセルの損失を甘受することなしに、セルのレートをコ ネクションエレメントの伝送容量に最適に適合させる方法を提供することである 。 本発明は請求項１の上位概念に記載の方法に関しており、請求項１の特徴部分 に記載の特徴を有する方法により解決される。 本発明の利点は、順次に実行される２段階の方法を使用することである。この 場合２段階の方法の第１の段階では、待ち行列としてのＡＴＭセルがバッファメ モリに記憶されたスケジュール装置が選択される。第２の段階ではこのバッファ メモリの１つが選択され、少なくとも１つのＡＴＭセルが読み出されて伝送され る。有利には特に、この方法の第１の方法ステップを経て、１つまたは複数のヴ ァーチャルチャネル識別子を有するＡＴＭセルストリームのピークビットレート の制限が行われる。さらにこの第１の方法ステップは第２の方法ステップで使用 されるスケジューリング法 【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９８年６月３０日 【補正内容】 請求の範囲 １．マルチプレクサ装置（ＭＵＸ）および／またはデマルチプレクサ装置（Ｄ ＥＭＵＸ、Ｄ０...Ｄ１２７）と、 該装置間に配置された、バッファメモリ（Ｐ₁...Ｐ_n）を有するスケジュール 装置（ＳＢ０...ＳＢ１２７）と、 複数のヴァーチャルチャネル識別子および該ヴァーチャルチャネル識別子を含 むヴァーチャルパスが割り当てられているＡＴＭセルストリームとを用いる、Ａ ＴＭセルをコネクションエレメントを介して伝送する方法において、 後続のコネクションエレメント上の伝送容量を表す、任意に調整可能な重みづ け係数（Ｒ）をスケジュール装置（ＳＢｘ）に割り当て、 第１の方法ステップにおいて、割り当てられた重みづけ係数にしたがってスケ ジュール装置（ＳＢｘ）の１つを選択し、 第２の方法ステップにおいて、少なくとも１つのＡＴＭセルを選択されたスケ ジュール装置のバッファメモリ（Ｐ₁...Ｐ_n）の１つから取り出し、別の装置へ 送出する、 ＡＴＭセルをコネクションエレメントを介して最適に伝送する方法。 ２．スケジュール装置（ＳＢ０...ＳＢ１２７）のバッファメモリ（Ｐ₁...Ｐ_n ）内に記憶されているＡＴＭセルの取り出しをウェイテッドフェアキューイング スケジューリング法（ＷＦＱ）により行う、請求項１記載の方法。 ３．スケジュール装置（ＳＢ０...ＳＢ１２７）に並列に配置された個々のコ ネクションエレメントを介して付加的にリアルタイムＡＴＭセル（ＲＴ）をマル チプレクサ装置（ＭＵＸ）に送出し、その際にスケジュール装置（ＳＢ０...Ｓ Ｂ１２７）を介して伝送されるＡＴＭセルよりも高い優先順位で送出する、請求 項１または２記載の方法。 ４．バッファメモリ（Ｐ１...Ｐ１２７）はＦＩＦＯメモリとして構成されて いる、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。 ップは第１の方法ステップから全く独立している。ここでは任意のスケジューリ ング法を実行することができる。 ウェイテッドフェアキューイングスケジューリング法ＷＦＱが使用される場合 、ＡＴＭセルに先に述べたような種々の重みづけ係数ｒ_iが割り当てられる。こ の重みづけ係数を用いてＡＴＭセルは後から既知の手法で読み出され、伝送され る。 本発明による２段階の方法の第１の方法ステップは、マルチプレクサ装置ＭＵ Ｘにおいて実行される。ここでは個々のスケジュール装置ＳＢ０...ＳＢ１２７ に係数Ｒ₀...Ｒ₁₂₇が割り当てられる。この場合、対応するスケジュール装置か らビットを送るための伝送路またはコネクション線路のビットレートが重要であ る。係数Ｒは任意に調整可能である。これにより接続される伝送用エレメントで のピークビットレートを制限することができ、ＡＴＭセルの拒否は生じない。 まずスケジュール装置ＳＢ０...ＳＢ１２７のうちの１つが２段階の方法の第 １の方法ステップにより選択される。選択された装置はこの実施例ではスケジュ ール装置ＳＢ０とする。次に２段階の方法の第２の方法ステップが実行されるこ とにより、相応のバッファメモリＰ₁...Ｐ_nが選択される。ここでは例えばスケ ジュール装置ＳＢ０のバッファメモリＰ₁である。 最初に記憶されたＡＴＭセルはマルチプレクサ装置ＭＵＸに伝送され、別の装置 に供給される。図１ではこの別の装置は伝送用エレメントＥ、図示されている出 力側マルチプレクサ装置Ｍ、およびラインインターフェースサーキットＬＩＣで ある。ＡＴＭセルはウェイテッドフェアキューイングスケジューリング法ＷＦＱ にしたがってマルチプレクサ装置ＭＵＸへ伝送される（第１の方法ステップ）。 マルチプレクサ装置ＭＵＸではピークビットレートの制限が行われる（第２の方 法ステップ）。この場合、一般的に複数のコネクションを表すＡＴＭセルストリ ームのピークビットレートが制限される。このコネクションの数は複数のヴァー チャルチャネル識別子ＶＣＩによりヴァーチャルパスＶＰＩにおいて算出される 。したがってこれはヴァーチャルパスのピークビットレートである。 本発明の別の実施形態ではスケジュール装置が２重に構成されている。この実 施形態で例えばスケジュール装置ＳＢ０が言及される場合、これに並列に配置さ れたスケジュール装置ＳＢ’０も示唆されている。 本発明の別の実施形態ではリアルタイムＡＴＭセルＲＴがマルチプレクサ装置 ＭＵＸに供給される。このリアルタイムＡＴＭセルは、オンライン呼出しの形態 で伝送されるＡＴＭセルである。一般的にこのＡＴＭセルは、エコーが線路に生 じることがあるので優先的に処理しなければならない。本発明による方法ではこ のリアルタイムＡＴＭセルＲＴに高い優先順位が割り当てられている。ただしこ れは、リアルタイムＡＴＭセルＲＴが伝送されている間はバッファメモリＰ₁... Ｐ_n内のＡＴＭセルをマルチプレクサ装置ＭＵＸに伝送できないことを意味する ものではない。リアルタイムＡＴＭセルＲＴはピークビットレートの制限なしで マルチプレクサ装置ＭＵＸに伝送される。このためリアルタイムＡＴＭセルＲＴ はスケジュール装置ＳＢ０...ＳＢ１２７において２段階のスケジューリング方 法の第２の方法ステップで処理すべきＡＴＭセルを引き受けることができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．マルチプレクサ装置（ＭＵＸ）および／またはデマルチプレクサ装置（Ｄ ＥＭＵＸ、Ｄ０...Ｄ１２７）と、 該装置間に配置された、バッファメモリ（Ｐ₁...Ｐ_n）を有するスケジュール 装置（ＳＢ０...ＳＢ１２７）と、 複数のヴァーチャルチャネル識別子および場合により該ヴァーチャルチャネル 識別子を含むヴァーチャルパスが割り当てられているＡＴＭセルストリームとを 用いる、 ＡＴＭセルをコネクションエレメントを介して最適に伝送する方法において、 第１の方法ステップにおいて、ＡＴＭセルストリームのピークビットレートを 表す判断基準にしたがってスケジュール装置（ＳＢｘ）の１つを選択し、 第２の方法ステップにおいて、場合により少なくとも１つのＡＴＭセルをバッ ファメモリ（Ｐ₁...Ｐ_n）の１つから取り出し、別の装置へ送出する、 ＡＴＭセルをコネクションエレメントを介して最適に伝送する方法。 ２．第２の方法ステップにおいて、スケジュール装置（ＳＢ０...ＳＢ１２７ ）のバッファメモリ（Ｐ₁...Ｐ_n）内に記憶されているＡＴＭセルをウェイテッ ドフェアキューイングスケジューリング法（ＷＦＱ）により呼び出す、請求項１ 記載の方法。 ３．第１の方法ステップで当該のセルストリームのうち伝送すべきＡＴＭセル のピークビットレートの制限を、スケジュール装置（ＳＢ０...ＳＢ１２７）に 記憶されたＡＴＭセルに係数（Ｒ₀...Ｒ₁₂₇）を割り当てることにより行う、請 求項１または２記載の方法。 ４．スケジュール装置（ＳＢ０...ＳＢ１２７）に並列に配置された個々のコ ネクションエレメントを介して付加的にリアルタイムＡＴＭセル（ＲＴ）をマル チプレクサ装置（ＭＵＸ）に送出し、その際にスケジュール装置（ＳＢ０...Ｓ Ｂ１２７）を介して伝送されるＡＴＭセルよりも高い優先順位で送出する、請求 項１から３までのいずれか１項記載の方法。 ５．バッファメモリ（Ｐ１...Ｐ１２７）はＦＩＦＯメモリとして構成されて いる、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。