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発明の名称 ATMのシェーピング制御装置及びシェーピング制御方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2003−8634(P2003−8634A)
公開日 平成15年1月10日(2003.1.10)
出願番号 特願2001−190712(P2001−190712)
出願日 平成13年6月25日(2001.6.25)
代理人 【識別番号】100085235
【弁理士】
【氏名又は名称】松浦 兼行
【テーマコード(参考)】
5K030
【Fターム(参考)】
5K030 GA03 GA08 HA10 HB14 HC01 JA08 JA10 JL07 KA03 LC02 MA04 MB09 MB12 
発明者 柴崎 収功
要約 課題
出回線に設けられた帯域演算部でVC帯域を決めてシェーピングを行う従来方法や、トラフィックの滞留が発生した時に、そのVCの送信トラフィック量を制御する従来方法では、最適なシェーピングが困難である。

解決手段
複数のVCを束ねて一つのVPとしてATM網と接続される網終端装置におけるATMのシェーピング制御装置において、シェーピング管理制御部18は、レートモニタ171、172及び173から通知されたATMセルの流量測定結果に基づき、それらの総和が契約しているVP帯域15を超えないように決定した各々のシェーピング帯域を、各々のレートモニタ171、172及び173へ指示する。レートモニタ171、172及び173は、指示されたシェーピング帯域をシェーピング回路161、162及び163に設定し、これより各々一旦蓄積されたATMセルの瞬時速度を抑えて平均化して読出し出力させる。
特許請求の範囲
【請求項1】 複数のVCを束ねて一つのVPとしてATM網と接続される網終端装置におけるATMのシェーピング制御装置において、前記複数のVCの各VC毎に、実際のATMセルの単位時間当たりの流量であるレートを測定する複数のレートモニタと、前記複数のレートモニタからの測定結果を受け、前記VPの契約帯域を超えないように前記各VC毎にシェーピング帯域を決定して、そのシェーピング帯域を前記複数のレートモニタへ通知するシェーピング管理制御部と、前記複数のレートモニタのうち、対応して設けられたレートモニタから指示された帯域となるように、入力される一のVCのセルのシェーピングを行う、全部で複数のシェーピング回路とを有することを特徴とするATMのシェーピング制御装置。
【請求項2】 前記シェーピング管理制御部は、前記複数のレートモニタのうち、VCの契約帯域よりも広帯域の測定結果を報告したレートモニタに対して、前記複数のレートモニタからの測定結果に基づき実行したVC帯域の統計処理の結果、前記複数のVCの使用帯域が前記VPの契約帯域を超えないときには、報告された該広帯域をVC帯域として設定指示することを特徴とする請求項1記載のATMのシェーピング制御装置。
【請求項3】 前記一のVPを構成する前記複数のVCは、各々一又は二以上のVCからなる複数のクラスにクラス分けされており、前記シェーピング管理制御部は、前記複数のレートモニタからの測定結果を受け、前記VPの契約帯域を超えないように前記各クラス毎に他のクラスとは独立して前記VCのシェーピング帯域を決定して、そのシェーピング帯域を前記複数のレートモニタへ通知することを特徴とする請求項1記載のATMのシェーピング制御装置。
【請求項4】 前記複数のクラスは、優先順が付けられ、優先順位が高いクラスから順に前記VCのシェーピング帯域を決定することを特徴とする請求項3記載のATMのシェーピング制御装置。
【請求項5】 複数のVCを束ねて一つのVPとしてATM網と接続される網終端装置におけるATMのシェーピング制御方法において、前記複数のVCの各VC毎に、実際のATMセルの単位時間当たりの流量であるレートを測定する第1のステップと、前記第1のステップの測定結果に基づき、前記VPの契約帯域を超えないように前記各VC毎にシェーピング帯域を決定する第2のステップと、前記第2のステップにより決定されたシェーピング帯域に基づき、入力される一のVCのセルのシェーピングを行う第3のステップとを含むことを特徴とするシェーピング制御方法。
【請求項6】 前記一のVPを構成する前記複数のVCは、各々一又は二以上のVCからなる複数のクラスにクラス分けされており、前記第1のステップは、前記複数のクラスの各VP毎に、実際のATMセルの単位時間当たりの流量であるレートを測定し、前記第2のステップは、前記第1のステップの測定結果に基づき、前記VPの契約帯域を超えないように前記各クラス毎に他のクラスとは独立して前記VCのシェーピング帯域を決定することを特徴とする請求項5記載のシェーピング制御方法。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はATMのシェーピング制御装置及びシェーピング制御方法に係り、特に複数のバーチャルチャネル(VC:Virtual Channel)を束ねて一つのバーチャルパス(VP:Virtual Path)として非同期転送モード(ATM:Asynchronous Transfer Mode)網と接続されるNT2(Network Termination 2)において、各VC毎に帯域を可変制御するシェーピングを行うATMのシェーピング制御装置及びシェーピング制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】複数のVCを束ねて一つのVPとしてATM網と接続される網終端装置であるNT2において、VP帯域が契約した帯域を超えないように各々のVCにてシェーピングを行うのが一般的である。すなわち、VC帯域及びVP帯域は、NT2の使用者がATM網を運営する通信事業者と固定帯域で契約して、その固定帯域内で使用するものであるため、複数のVCを束ねた一つのVPの帯域が契約した帯域を超えないように、ATMスイッチにて各VC毎に契約した帯域の範囲内でトラフィックの送信を行うように制御するシェーピングを行う。
【0003】しかし、実際にはVC帯域は契約帯域以下でかなり余裕の帯域で使用する場合もあるが、VC帯域は固定契約であるので、使用していなくてもVP帯域上は固定的に割り当てられて確保されている。このとき、VP帯域上で他のVC帯域が契約帯域以上の帯域を使用したくても、未使用のVC帯域を振り替えて使用できず、VP帯域の有効活用がされていない。
【0004】そこで、従来より、網の呼設定情報やトラヒックの負荷状況に基づき、各出回線における所定クラスのVC毎の利用帯域を求める帯域演算部と、スイッチ前段部に設けられ、入力セルをVC毎にキューイングすると共に、該記憶セルを帯域演算部より通知されるVC毎の利用帯域に対応するセル読出レートでVC対応に読み出す帯域シェーパ部とを備え、出回線のあるVCの利用帯域が減少すると、新たな利用帯域が帯域シェーパ部及び当該VCの送出端末に知らせ、帯域シェーパ部が新たな利用帯域で当該VCのセル流を帯域シェーピングし、スイッチ以降の輻輳発生を回避する構成のATMのシェーピング制御装置及びシェーピング制御方法が知られている(特開平10−224364号公報:発明の名称「ATM交換機」)。
【0005】また、従来、VP内の各VCの受信トラフィック量を監視し、あるVCの受信トラフィック量が当該VCに割り当てられた帯域を上回り、トラフィックの滞留が発生しているとき、そのVCの送信トラフィック量を、当該VCが設定されているVP内の当該VCを含めた各VCの送信トラフィック量の総和が同VPに割り当てられた帯域を超えない範囲で調整するようにしたATMのシェーピング制御装置及びシェーピング制御方法も知られている(特開平11−136252号公報:発明の名称「ATMスイッチ及びシェーピング方法」)。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、前記特開平10−224364号公報記載の従来のATMのシェーピング制御装置及びシェーピング制御方法では、出回線に帯域演算部を有し、この帯域演算部でサービスクラスに対応してVC帯域を決め、この決めたVC帯域をATMスイッチ前段でシェーピングを行っているため、実際のVC毎の使用帯域に対応した適切なシェーピングが困難である。
【0007】また、前記特開平11−136252号公報記載の従来のATMのシェーピング制御装置及びシェーピング制御方法では、トラフィックの滞留が発生したことを検出した時に、そのVCの送信トラフィック量を、同じVP内の他のVCに、各VCの送信トラフィック量の総和が超えない範囲で割り当てるようにしているため、トラフィックの滞留が発生しなければVCのトラフィック量の変化を行わず、また、各VC帯域は予め契約した固定帯域のままであり、最適なシェーピングが困難である。
【0008】本発明は以上の点に鑑みなされたもので、VC毎の実際の使用帯域を測定し、その測定結果に基づいて、VC帯域を固定帯域とせず、VP帯域内で各VC毎に自由にVC帯域を可変することにより、適切なVCシェーピングを実現し得るATMのシェーピング制御装置及びシェーピング制御方法を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するため、本発明のATMのシェーピング制御装置は、複数のVCを束ねて一つのVPとしてATM網と接続される網終端装置におけるATMのシェーピング制御装置において、複数のVCの各VC毎に、実際のATMセルの単位時間当たりの流量であるレートを測定する複数のレートモニタと、複数のレートモニタからの測定結果を受け、VPの契約帯域を超えないように各VC毎にシェーピング帯域を決定して、そのシェーピング帯域を複数のレートモニタへ通知するシェーピング管理制御部と、複数のレートモニタのうち、対応して設けられたレートモニタから指示された帯域となるように、入力される一のVCのセルのシェーピングを行う、全部で複数のシェーピング回路とを有する構成としたものである。
【0010】この発明では、複数のVCの各VC毎に測定した、実際のレートの測定結果に基づき、VPの契約帯域を超えないように各VC毎にシェーピング帯域を決定して、入力される一のVCのセルのシェーピングを行うようにしたため、契約している固定帯域のVP帯域を超えない範囲で、複数のVCの帯域を各々動的に可変することができる。
【0011】また、上記の目的を達成するため、本発明は、シェーピング管理制御部を、複数のレートモニタのうち、VCの契約帯域よりも広帯域の測定結果を報告したレートモニタに対して、複数のレートモニタからの測定結果に基づき実行したVC帯域の統計処理の結果、複数のVCの使用帯域がVPの契約帯域を超えないときには、報告された広帯域をVC帯域として設定指示することを特徴とする。
【0012】また、上記の目的を達成するため、本発明制御装置は一のVPを構成する複数のVCを、各々一又は二以上のVCからなる複数のクラスにクラス分けし、シェーピング管理制御部は、複数のレートモニタからの測定結果を受け、VPの契約帯域を超えないように各クラス毎に他のクラスとは独立してVCのシェーピング帯域を決定して、そのシェーピング帯域を複数のレートモニタへ通知することを特徴とする。この発明では、複数のVC帯域を一つのシェーピング管理制御部で一元管理することができる。ここで、上記の複数のクラスは、優先順が付けられ、優先順位が高いクラスから順にVCのシェーピング帯域を決定することを特徴とする。
【0013】また、上記の目的を達成するため、本発明のシェーピング制御方法は、複数のVCを束ねて一つのVPとしてATM網と接続される網終端装置におけるATMのシェーピング制御方法において、複数のVCの各VC毎に、実際のATMセルの単位時間当たりの流量であるレートを測定する第1のステップと、第1のステップの測定結果に基づき、VPの契約帯域を超えないように各VC毎にシェーピング帯域を決定する第2のステップと、第2のステップにより決定されたシェーピング帯域に基づき、入力される一のVCのセルのシェーピングを行う第3のステップとを含むことを特徴とする。
【0014】この発明では、複数のVCの各VC毎に測定した、実際のレートの測定結果に基づき、VPの契約帯域を超えないように各VC毎にシェーピング帯域を決定して、入力される一のVCのセルのシェーピングを行うようにしたため、契約している固定帯域のVP帯域を超えない範囲で、複数のVCの帯域を各々動的に可変することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態について図面と共に説明する。図1は本発明になるATMのシェーピング制御装置及びシェーピング制御方法の一実施の形態の構成図を示す。同図において、網終端装置11は網終端装置12を介してATM網13に接続されている。ここで、網終端装置11は、切り替え選択、プロトコル処理などの回線接続制御機能を備えたNT2であり、図示しない標準端末(TE:Terminal Equipment)に接続されているので、以下、これらを含めてTE/NT2ともいう。
【0016】また、網終端装置12は回線終端機能を有するNT1(Network Termination1)であり、網終端装置(TE/NT2)11からの信号を伝送路インタフェースの信号に変換して伝送路へ送出し、また伝送路インタフェースから送出されてきた信号をTE/NT2の信号に変換する。ここでは、網終端装置(NT1)12とATM網13との間はVP回線14でATMセルが送受信される。VP回線14は、nチャネルのVC1〜VCnが束ねられた構成である。図1ではTEを記述していないが、TEは各々のVC毎に接続される。
【0017】図2は網終端装置11の一例の構成図を示す。同図に示す網終端装置11において、1つのVP帯域15には3つのVC1、VC2及びVC3が存在している(n=3の場合)。また、VC1においては、VC1のシェーピングを行うシェーピング回路161と、VC1の実際の帯域をモニタするレートモニタ171とから構成されている。同様に、VC2においては、VC2のシェーピングを行うシェーピング回路162と、VC2の実際の帯域をモニタするレートモニタ172とから構成され、VC3においては、VC3のシェーピングを行うシェーピング回路163と、VC3の実際の帯域をモニタするレートモニタ173とから構成されている。
【0018】シェーピング管理制御部18は、レートモニタ171〜173により測定されたVC1〜VC3のそれぞれの実際の帯域の測定結果を受け、契約されているVP帯域を超えないように各々のシェーピング帯域を決定し、各々のレートモニタ171〜173へ指示する。指示されたレートモニタ171〜173は、自分の配下のシェーピング回路161〜163に対してシェーピング帯域を設定する。
【0019】この図2の動作について説明するに、VC1の固定長のATMセルは、レートモニタ171に供給される一方、シェーピング回路161に供給されて一旦バッファされて吸収される。レートモニタ171は、単位時間当たりに通過する、割り当てられたVC1のATMセルの流量を測定し、その測定結果をシェーピング管理制御部18に通知する。
【0020】同様に、VC2、VC3の固定長の各ATMセルは、レートモニタ172、173に供給される一方、シェーピング回路162、163に供給されて一旦蓄積される。レートモニタ172、173は、単位時間当たりに通過する、割り当てられたVC2、VC3のATMセルの流量を測定し、その測定結果をシェーピング管理制御部18に通知する。
【0021】シェーピング管理制御部18は、レートモニタ171、172及び173から通知されたATMセルの流量測定結果に基づき、それらの総和が契約しているVP帯域15を超えないように決定した各々のシェーピング帯域を、各々のレートモニタ171、172及び173へ指示する。レートモニタ171、172及び173は、指示されたシェーピング帯域をシェーピング回路161、162及び163に設定し、これより各々一旦蓄積されたATMセルの瞬時速度を抑えて平均化して読出し出力させる(すなわち、シェーピングする)。
【0022】ここで、周知のように、ATMセルの瞬時速度は、VC1〜VC3の各々において一定ではなく、端末を使用している時間と使用していない時間とにより逐次変化するが、VC1〜VC3のうち未使用のVCがあり、かつ、他のVCで契約した固定帯域以上の帯域が使用される場合であっても、本実施の形態による上記のシェーピングにより、ATMセルの実際の瞬時速度測定結果(単位時間当たりのATMセルの流量の測定結果)に基づき、VP帯域15全体を超えないという条件で各VC帯域を動的に可変設定することができる。
【0023】次に、本実施の形態の動作について更に具体的に説明する。図3は時系列的にVC1〜VC3の各々のVC帯域が変化した様子を示す。同図において、時刻T1までは、VC1、VC2及びVC3の各VC帯域が各々5Mbpsであり、時刻T1から時刻T2までは、VC1が3MbpsでVC2及びVC3がそれぞれ5Mbpsであり、時刻T2から時刻T3までは、VC1が3MbpsでVC2が6MbpsでVC3が5Mbpsであり、時刻T3から時刻T4までは、VC1が4Mbpsで、VC2及びVC3がそれぞれ1Mbpsである。
【0024】このようなVC帯域の変化がある場合において、時刻T1でVC1が5Mbpsから3MbpsへVC帯域がダウンした場合のレートモニタ171の動作について図4と共に説明するに、レートモニタ171は時刻T1まではVC1のVC帯域が5Mbpsであることを認識しており(ステップS1)、またレートモニタ171は常時VC1のVC帯域をモニタしており、時刻T1のVC帯域の測定により(ステッブS2)、VC1のVC帯域が3Mbpsに変化したことを知る(ステップS3)。
【0025】すると、レートモニタ171はVC帯域をダウンさせることは、VP帯域に影響を与えないので、そのまま自分のシェーピング帯域を3Mbpsに変更して(ステップS4)、その旨をシェーピング管理制御部18へ報告する(ステップS5)。これにより、シェーピング管理制御部18はVC1のVC帯域が3Mbpsに設定されたことを知る(ステップS6)。
【0026】また、時刻T2でVC2のVC帯域が5Mbpsから6Mbpsへアップしているが、この場合のレートモニタ172の動作について図5と共に説明するに、レートモニタ172は時刻T1〜T2ではVC2のVC帯域が5Mbpsであることを認識しており(ステップS11)。レートモニタ172は常時VC2のVC帯域をモニタしており、時刻T2のVC帯域の測定により(ステッブS12)、VC2のVC帯域が6Mbpsにアップしたことを知る(ステップS13)。
【0027】このとき、シェーピング回路162によるシェーピング帯域は5Mbpsであるので、シェーピング回路162は6MbpsのATMセルの入力に対してシェーピングして5Mbpsとして出力する(1Mbps分をシェーピングしている。)。
【0028】レートモニタ172は、VC2のVC帯域が6Mbpsであることをシェーピング管理制御部18へ報告する(ステップS14)。この報告を受けたシェーピング管理制御部18はVC帯域の統計処理を実行し(ステップS15)、VC2のVC帯域を6MbpsにしてもVP帯域15を超えないかどうか判定し(ステップS16)、VP帯域15を超えないと判定した場合は、VC帯域を6Mbpsに設定するようにレートモニタ172へ指示する(ステップS17)。
【0029】これにより、レートモニタ172は、VC帯域を6Mbpsに変更設定し(ステップS18)、その旨をシェーピング回路162へ指示する。これにより、シェーピング回路162は、6MbpsのATMセルの入力に対してシェーピングして6Mbpsとして出力する。なお、ステップS16でVC帯域を6MbpsにするとVP帯域15を超えると判定した場合は、ステップS12に戻り、再度VC2のVC帯域を測定する。
【0030】このように、本実施の形態では、VP帯域15を超えない範囲で、VC1〜VC3の各VC帯域の変化に対応してシェーピング帯域を動的に可変制御するようにしているため、VP帯域15の有効活用ができる。また、シェーピング管理制御部18が3つのVC帯域を一元管理しているので、VC単位毎にクラス分けしたりすることができ、サービスにより優先度をつけることができる。また、統計処理もできるのでトラフィック計算も可能となる。更に、この実施の形態では、VC帯域毎に制御ができるので、VC別の負荷分散制御も可能である。
【0031】次に、本発明の他の実施の形態について説明する。図6は本発明の他の実施の形態の要部の構成図を示す。この実施の形態は、1つのVP帯域20に6つのVCが束ねられた場合の例で、VC1とVC2をクラスA、VC3とVC4をクラスB、VC5とVC6をクラスCとして、それぞれクラスAを10Mbps、クラスBを3Mbps、クラスCを1Mbpsというようにクラス分けをする。ここで、クラスAにはVCが2つあるので、合計20MbpsのVC帯域となり、同様に、クラスBは合計6Mbps、クラスCは合計2MbpsのVC帯域となる。
【0032】この実施の形態は、クラス毎に他のクラスとは独立してVC帯域を、他のVC帯域との合計がVP帯域20の25Mbpsを超えないように、動的に可変するものである。これにより、サービスするもの手により、優先順位付けをして、優先度の高いサービスを要求されているものは、クラスAのVCを割り当てて使用するようにする。このようにクラス分けすることにより、VC別に優先順位が付けられ、サービスに適応した制御ができる。
【0033】なお、本発明は以上の実施の形態に限定されるものではなく、例えば図6の実施の形態の各クラスは各々2つのVPからなるが、3つ以上でもよいし、異なる数のVPから構成されていてもよく、更には複数のクラスのうちの一又は二以上は1つのVPのみからなる構成でもよい。
【0034】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、契約している固定帯域のVP帯域を超えない範囲で、複数のVCの帯域を各々動的に可変するようにしたため、VP帯域の有効利用ができると共に、実際の各VCのレート測定結果に基づいてVC帯域を可変制御しているため、トラフィックの滞留が発生しなくても、最適なシェーピングができる。
【0035】また、本発明によれば、VC帯域の一元管理ができるため、VC単位毎にクラス分けしてサービスにより優先度をつけることができ、更に統計処理もできるのでトラフィック計算もできる。
【0036】更に、本発明によれば、一つのVP内の各VC毎に帯域を可変制御するようにしているため、VC別の負荷分散制御ができる。




 

 


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