JP2000115191A - シェーピング装置及びシェーピングシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 データセルの廃棄を回避し、その廃棄に起因
する網の利用効率の低下を防止する。 【解決手段】 輻輳通知情報送信手段は、コネクション
毎にバッファリングされているデータセル数に基づい
て、次の到来データセルを廃棄する輻輳状態にもう少し
で到達する準輻輳状態、準輻輳状態に至っていない非輻
輳状態をコネクション毎に検知し、検知結果に応じて、
データセルの送出側装置に輻輳通知情報を送信する。輻
輳通知情報受信手段は、データセルの送出先側装置から
の輻輳通知情報により、その装置が、あるコネクション
について非輻輳状態に有る場合には、そのコネクション
に定められている送信レートに従ってデータセル送信さ
せると共に、その装置が、あるコネクションについて準
輻輳状態に有る場合には、そのコネクションについての
データセルの送出の平均レートを、そのコネクションに
定められている送信レートより低める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はシェーピング装置及
びシェーピングシステムに関し、例えば、ＡＴＭ網にお
ける伝送装置に適用し得るものである。

【０００２】

【従来の技術】広帯域サービス統合ディジタル網(Broad
band aspects of Integrated ServiceDigital Network;
以下「B-ISDN」という)に対応するネットワークとし
て、近年、非同期転送モード(Asynchronous Transfer M
ode; 以下「ATM」という)の技術を用いるネットワーク
（「ATM網」ともいう）の研究、開発が盛んに進められ
ており、実用化も始まっている。

【０００３】かかるATM網においては、セルを単位とし
て情報の伝送が行われている。ここで、セルとは、伝送
すべき情報を固定長に区切ることにより形成された転送
情報部と、宛先を示すアドレス等の制御情報を有するセ
ルヘッダとからなる情報ブロックである。かかるセルヘ
ッダには、通信開始前に予め定められた、ＶＰＩ（Virt
ual Path Identifier: 仮想パス識別子）とＶＣＩ(Vir
tual Channel Identifier: 仮想チャネル識別子)が含ま
れている。ＡＴＭ網では、かかるＶＰＩ又はＶＣＩに基
づきＶＰ（仮想パス）又はＶＣ（仮想チャネル）を識別
して、スイッチ交換装置や伝送装置における伝送路の切
り替え等が行われる。また、各ＶＰ又はＶＣのトラフィ
ック特性に基づいて、１ラインに複数のトラフィックの
統計多重を行っている。

【０００４】このため、各ＶＰ又はＶＣに対応して定め
られたトラフィック特性（例えば、平均使用帯域、最高
帯域等）と、実際に伝送されるトラフィック特性が異な
る場合には、ＡＴＭスイッチにおいて、異常なバッファ
漏れを起こし、サービス品質が非常に悪化するおそれが
ある。

【０００５】かかる弊害を防止するため、各ＶＰ又はＶ
Ｃ単位に、トラフィックのシェーピング（平滑化）を行
って、実際のトラフィック特性を満たすようにする必要
がある。

【０００６】図２は、シェーピング装置の従来例を示し
ている。従来のシェーピング装置は、ＶＣ識別部４０
１、セルバッファ部４０２、輻輳監視部４０３、バッフ
ァ書込制御部４０４、出力制御部４０５及び読出制御部
４０６から構成されている。

【０００７】まず、入力セルがＶＣ識別部４０１へ入力
されると、入力セルのＶＣＩが識別された後、セルバッ
ファ部４０２に与えられる。セルバッファ部４０２は、
ＶＣ数と同数の複数のセルキューを有しており、該複数
のセルキューの各々は各ＶＣに１対１で対応しており、
当該ＶＣのセルを保存するようなされている。そして、
セルバッファ部４０２に与えられたセルは、バッファ書
込制御部４０４による後述する制御下で、識別されたＶ
ＣＩに対応するセルキューに格納される。

【０００８】ＶＣ識別部４０１において識別されたＶＣ
Ｉは、輻輳監視部４０３とバッファ書込制御部４０４と
に与えられ、ＶＣ毎にトッラフィクが輻輳していないか
を監視することに供される。

【０００９】各ＶＣのトラフィックの状態は、当該ＶＣ
に対応するセルキューに格納されたセル数によって示さ
れる一方、トラフィックが輻輳していることは、このセ
ル数が所定数を超えていることにより示される。このた
め、あるＶＣのトラフィックの輻輳検知は、ＶＣ毎に予
め輻輳検知の閾値を定め、この閾値と当該ＶＣに格納さ
れているセル数とを比較することにより行われる。

【００１０】該セル数が該閾値を超えている場合には、
ＶＣのトラフィックが輻輳していると判断され、輻輳監
視部４０３は、バッファ書込制御部４０４を制御し、セ
ルバッファ部４０２内に設けられた当該ＶＣに係るセル
キューへのセルの書込を禁止し、書込禁止のなされたセ
ルを廃棄する。

【００１１】一方、今回到来したセルに係るＶＣに輻輳
が生じていない場合には、バッファ書込制御部４０４
は、ＶＣ識別部４０１で識別されたＶＣＩに対応するセ
ルバッファ部４０２内のセルキューに今回到来したセル
を格納させる。

【００１２】また、ＶＣ識別部４０１で識別されたＶＣ
Ｉは、出力制御部４０５にも与えられる。なお、廃棄処
理されたセルのＶＣＩは、出力制御部４０５には与えら
れない。出力制御部４０５には、ＶＣの数と同数であっ
て、その各々が各ＶＣに１対１で対応する出力制御要素
＃１〜＃ｎが設けられている。出力制御部４０５内の今
回入力されたＶＣＩに係る出力制御要素は、今回到着し
たセルを当該シェーピング装置から送出させる時刻を決
定して管理する。

【００１３】読出制御部４０６は、内蔵するタイマが新
たなセル送出時刻になると、当該時刻を送出時刻として
いるセルの情報が、出力制御部４０５内のいずれかの出
力制御要素＃１〜＃ｎで管理されているを確認し、２以
上ある場合には、競合の調停を行いながら、出力するセ
ルのＶＣを決定して、セルバッファ部４０２のそのＶＣ
に係るセルキューの最古に格納されたセルを読み出して
送出させる。なお、新たなセル送出時刻になっても、出
力制御部４０５内の管理情報によっては、セルが送出さ
れないこともある。

【００１４】このように、従来装置においては、トラフ
ィックの輻輳しているＶＣがある場合には、当該ＶＣに
対するセルの書込を禁止し、書込の禁じられたセルを廃
棄することにより、トラフィックの増大を防止する手法
が採られていた。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記構成を有
する従来のシェーピング装置においては、いわば入力回
線処理段階でトラフィックの輻輳発生の未然防止が図ら
れてはいるものの、輻輳の未然防止を、送出レートを維
持したまま、セルのバッファへの書込を禁止し、書込の
禁止されたセルを廃棄することにより行っている。この
ため、廃棄されたセルの分だけ網が無駄に使用されるこ
とになり、この分だけ網の利用効率が低下してしまうと
いう課題があった。

【００１６】そこで、シェーピング機能によるセルの廃
棄を最小限に抑え、セル廃棄に起因する網の利用効率の
低下を防止できるシェーピング装置及びシェーピングシ
ステムが求められていた。

【００１７】

【課題を解決するため手段】かかる課題を解決するた
め、第１の本発明のシェーピング装置は、（１）到来し
たデータセルを、データセルのコネクションの種別毎に
区別してバッファリングすると共に、コネクションの種
別毎に定められている送信レートに従って、バッファリ
ングされているデータセルを取り出して送信するシェー
ピング手段と、（２）コネクションの種別毎にバッファ
リングされているデータセルの数に基づいて、次に到来
したデータセルを廃棄しなければならない輻輳状態にも
う少しで到達する準輻輳状態、準輻輳状態に至っていな
い非輻輳状態を、コネクションの種別毎に検知し、検知
結果に応じて、データセルの送出側の装置に輻輳通知情
報を送信する輻輳通知情報送信手段とを有することを特
徴とする。

【００１８】また、第２の本発明のシェーピング装置
は、（１）到来したデータセルを、データセルのコネク
ションの種別毎に区別してバッファリングすると共に、
コネクションの種別毎に定められている送信レートに従
って、バッファリングされているデータセルを取り出し
て送信するシェーピング手段と、（２）データセルの送
出先側の装置からの輻輳通知情報により、あるコネクシ
ョン種別のデータセルの送出先側の装置が、非輻輳状態
に有ることを認識した場合には、上記シェーピング手段
から、そのコネクション種別に定められている送信レー
トに従って、バッファリングされているデータセルを取
り出して送信させると共に、あるコネクション種別のデ
ータセルの送出先側の装置が、準輻輳状態に有ることを
認識した場合には、そのコネクション種別についてのデ
ータセルの送出の平均レートを、そのコネクション種別
に定められている送信レートよりリアルタイムに低める
ように上記シェーピング手段を制御する輻輳通知情報受
信手段とを有することを特徴とする。

【００１９】さらに、第３の本発明のシェーピング装置
は、（１）到来したデータセルを、データセルのコネク
ションの種別毎に区別してバッファリングすると共に、
コネクションの種別毎に定められている送信レートに従
って、バッファリングされているデータセルを取り出し
て送信するシェーピング手段と、（２）コネクションの
種別毎にバッファリングされているデータセルの数に基
づいて、次に到来したデータセルを廃棄しなければなら
ない輻輳状態にもう少しで到達する準輻輳状態、準輻輳
状態に至っていない非輻輳状態を、コネクションの種別
毎に検知し、検知結果に応じて、データセルの送出側の
装置に輻輳通知情報を送信する輻輳通知情報送信手段
と、（３）データセルの送出先側の装置からの輻輳通知
情報により、あるコネクション種別のデータセルの送出
先側の装置が、非輻輳状態に有ることを認識した場合に
は、上記シェーピング手段から、そのコネクション種別
に定められている送信レートに従って、バッファリング
されているデータセルを取り出して送信させると共に、
あるコネクション種別のデータセルの送出先側の装置
が、準輻輳状態に有ることを認識した場合には、そのコ
ネクション種別についてのデータセルの送出の平均レー
トを、そのコネクション種別に定められている送信レー
トよりリアルタイムに低めるように上記シェーピング手
段を制御する輻輳通知情報受信手段とを有することを特
徴とする。

【００２０】さらにまた、第４の本発明は、第１のシェ
ーピング装置から送出されたデータセルが第２のシェー
ピング装置に与えられるシェーピングシステムにおい
て、上記第１のシェーピング装置が、第１又は第３の本
発明のシェーピング装置であり、上記第２のシェーピン
グ装置が、第２又は第３の本発明のシェーピング装置で
あることを特徴とする。

【００２１】

【発明の実施の形態】（Ａ）第１の実施形態 以下、添付図面を参照しながら、本発明によるシェーピ
ング装置の第１の実施形態を説明する。

【００２２】なお、この第１の実施形態のシェーピング
装置は、例えば、後述する第２又は第３の実施形態のシ
ェーピング装置と共にシェーピングシステムを構成する
ものであり、データセルの伝送方向から見て下流側に、
この第１の実施形態のシェーピング装置が位置するもの
である。 （Ａ−１）第１の実施形態の構成 まず、図３を参照しながら、第１の実施形態のシェーピ
ング装置の構成を説明する。

【００２３】図３は、本実施形態に係るシェーピング装
置１の構成を示すブロック図であり、本実施形態に係る
シェーピング装置1は、図３に示すように、シェーピン
グ手段１０と輻輳通知セル送信手段１５とからなってい
る。

【００２４】シェーピング手段１０は、トラフィックの
シェーピングを行いながら、データセル（一般的なセル
であるが、後述する輻輳通知セルと区別するためこのよ
うに呼んでいる）を伝送することを主として行う部分で
ある。これに対して、輻輳通知セル送信手段１５は、後
に説明する輻輳通知セルを送信することを主として行う
部分である。

【００２５】シェーピング手段１０は、図３に示すよう
に、ＶＣ識別部１０１、書込処理部１０２、セルバッフ
ァ部１０３、読出処理部１０４、スケジュール管理部１
０５及び送信レート格納部１０６を有している。

【００２６】ここで、 ＶＣ識別部１０１は、受信した
データセルのセルヘッダよりＶＣＩを識別し、識別した
ＶＣＩと受信データセル自体を書込処理部１０２に与え
るものである。

【００２７】書込処理部１０２は、基本的には、ＶＣ識
別部１０１より受け取った受信データセルを、ＶＣ識別
部１０１より受け取ったＶＣＩに応じて、次に説明する
セルバッファ部１０３へ書き込むものである。なお、書
込処理部１０２は、ＶＣ識別部１０１より受け取ったＶ
ＣＩに係るセルバッファ部１０３内のＶＣ別のセルキュ
ーの格納セル数に１を加えた値が、輻輳検知閾値以上に
なる場合には、ＶＣ識別部１０１より受け取った受信デ
ータセルを廃棄するものである。

【００２８】書込処理部１０２は、データセルをセルバ
ッファ１０３に書込んだ際には（受信データセルが廃棄
されなかった場合には）、当該セルについてのセル送信
時刻（セルバッファ部１０３内に格納されているデータ
セルを、ＶＣ識別部１０１より受け取ったＶＣＩをスケ
ジュール管理部１０５及び後述する輻輳事前検知部１５
１に与えるものである。なお、書込処理部１０２は、今
回の入力セルについてのセルキュー内への格納セル数
（入力セルを格納した後のセル数）も、後述する輻輳事
前検知部１５１に与えるものである。

【００２９】セルバッファ部１０３は、受信データセル
を格納するためのｎ個のセルキューα１〜αｎからなっ
ている。ここで、ｎはＶＣ数と同数であり、セルキュー
α１〜αｎの各々は、各ＶＣに１対１で対応している。
かかる内部構成を有するセルバッファ部１０３へは、上
述のように、書込処理部１０２からデータセルが与えら
れ、書込処理部１０２によって、そのデータセルがその
セルに係るＶＣに応じたセルキューに格納されるように
構成されている。

【００３０】送信レート格納部１０６には、各ＶＣにつ
いての送信レート情報が格納されている。送信レート情
報は、最少セル間隔で規定し、当該装置の運用中にあっ
ても随時最少セル間隔を任意の値に変更できる。

【００３１】スケジュール管理部１０５は、受信してセ
ルバッファ１０３内に格納されたセルの当該シェーピン
グ装置１からの送出時刻を決定して管理するものであ
り、管理は、ＶＣ毎に区別して行うものである。送出時
刻の決定には、送信レート格納部１０６に格納されてい
るそのデータセルに係るＶＣについての送信レートが参
照される。例えば、今回の受信データセルに係るＶＣの
前回の受信データセルについて定められた送出時刻（前
回の受信データセルが既に送出している場合には現時
刻）に、送信レート格納部１０６に格納されている最少
セル間隔を加算した時刻を、今回の受信データセルにつ
いての送出時刻に決定する。

【００３２】読出処理部１０４は、スケジュール管理部
１０５が内蔵するタイマが時刻を更新して新たなセル送
出時刻となると、更新された現時刻をセル送出時刻とし
ているデータセルに係るＶＣを認識し（複数ある場合に
はＶＣ間の調停も行う）、セルバッファ部１０３内のそ
のＶＣに係るセルキューに格納されている最古のデータ
セルを読み出して送出するものである。

【００３３】なお、この第１の実施形態のシェーピング
装置１は、輻輳通知セル送信手段１５を設けたことに特
徴を有するものであり、シェーピング手段１０の詳細構
成は、輻輳通知セル送信手段１５が後述する機能を実現
できる構成であれば、既存のいずれの構成であっても良
い。

【００３４】輻輳通知セル送信手段１５は、図３に示す
ように、輻輳事前検知部１５１及び輻輳通知セル送信部
１５２を有している。

【００３５】ここで、この第１の実施形態の場合、トラ
フィックの状態としては、輻輳状態と、準輻輳状態と、
非輻輳状態とがあり、準輻輳状態は、輻輳状態と非輻輳
状態の中間の状態であって輻輳状態に近い状態をいう。

【００３６】輻輳事前検知部１５１は、ＶＣ毎にトラフ
ィックを監視しており、トラフィックが準輻輳状態にあ
ることや準輻輳状態から非輻輳状態に変化したことを検
知するものである。輻輳事前検知部１５１は、各ＶＣ毎
のトラフィック状態を内部で記憶しており、書込処理が
実行された際に、準輻輳状態か否かを監視し、読出処理
が実行された際に、準輻輳状態から非輻輳状態に復帰し
たか否かを監視するものである。

【００３７】輻輳事前検知部１５１は、例えば、今回の
受信データセル（書込セル）に係るＶＣ用のセルキュー
の格納セル数（今回の受信データセルも含めたセル数）
と、輻輳状態の判定用閾値より小さい準輻輳状態の可変
判定用閾値との大小比較により準輻輳状態又は非輻輳状
態を検知する。また、輻輳事前検知部１５１は、例え
ば、今回の送出データセル（読出セル）に係るＶＣ用の
セルキューの格納セル数（今回の送出により１少なくな
ったセル数）と、準輻輳状態の可変判定用閾値との大小
比較により準輻輳状態又は非輻輳状態を検知し、準輻輳
状態からの非輻輳状態への復帰があったか否かを判定す
る。輻輳事前検知部１５１は、判定結果を輻輳通知セル
送信部１５２に通知する。

【００３８】輻輳通知セル送信部１５２は、受信時処理
の中で、準輻輳状態であることが通知されると、準輻輳
状態であること、格納セル数、ＶＣＩとを含む輻輳通知
セルを生成し、これを当該シェーピング装置１から網へ
送出する。また、輻輳通知セル送信部１５２は、送信時
処理の中で、準輻輳状態から非輻輳状態への復帰が通知
されると、非輻輳状態に変化したことを表すと共に、そ
の変化があったＶＣＩとを含む輻輳通知セルを生成し、
これを当該シェーピング装置１から網へ送出する。な
お、輻輳通知セル送信部１５２からの輻輳通知セルの送
出方向は、データセルの伝送方向の逆方向である。 （Ａ―２）第１の実施形態の動作 次に、図４及び図５のフローチャートを参照しながら、
第１の実施形態のシェーピング装置の動作について説明
する。 （Ａ−２−１）データセルの受信時処理 まず、図４のフローチャートを参照しながら、データセ
ルの受信時処理について説明する。

【００３９】ＶＣ識別部１０１において、データセルが
受信されると、受信データセルにおけるＶＣＩが認識さ
れる（ステップ３００）。なお、ＶＣ識別部１０１は、
スケジュール管理部１０５内のタイマによる時刻の更新
周期でデータセルの受信の確認を行っている。

【００４０】書込処理部１０２においては、まず、今回
の受信データセルを廃棄するか否か（輻輳状態になるか
否か）が判定され（ステップ３０１）、廃棄するという
判定結果が得られた場合には、今回の受信データセルを
廃棄して一連の受信時処理を終了する（ステップ３０
１、３０２）。なお、後述するように、輻輳状態への回
避機能を有するため、ステップ３０２によって、受信デ
ータセルが廃棄されることはまずあり得ない。

【００４１】受信データセルを廃棄しないという結果を
得た場合には、書込処理部１０２にによって、今回の受
信データセルが該当するＶＣに係る、セルバッファ部１
０３内のセルキューに格納されると共に（ステップ３０
３）、スケジュール管理部１０５によって、今回の受信
データセルの送出時刻が、送信レート格納部１０６に格
納されているそのセルに係るＶＣの送信レートが参照さ
れて決定される（ステップ３０４）。

【００４２】また、輻輳事前検知部１５１において、今
回の書込のデータセルに係るＶＣが準輻輳状態か否かが
判定される（ステップ３０５）。準輻輳状態になければ
（非輻輳状態であれば）、一連の受信時処理を終了す
る。

【００４３】これに対して、準輻輳状態であれば、輻輳
事前検知部１５１からの通知によって、輻輳通知セル送
信部１５２が、準輻輳状態であること、格納セル数、Ｖ
ＣＩとを含む輻輳通知セルを生成し、この輻輳通知セル
を当該シェーピング装置１から網へ送信して、一連の受
信時処理を終了する（ステップ３０６）。 （Ａ−２−２）データセルの送信時処理 次に、図５のフローチャートを参照しながら、データセ
ルの送信時処理について説明する。なお、例えば、スケ
ジュール管理部１０５が内蔵するタイマが現時刻を更新
した場合において、上述した図４に示す一連の受信時処
理を実行した後に、この図５に示す送信時処理が実行さ
れる。

【００４４】読出処理部１０４は、スケジュール管理部
１０５が内蔵するタイマが現時刻を更新して新たなセル
送出時刻となると、更新された現時刻をセル送出時刻と
しているデータセル（そのデータセルに係るＶＣ）がセ
ルバッファ部１０３内に存在するか否かを確認する（ス
テップ３１０）。存在しない場合には、一連の送信時処
理を終了する。

【００４５】これに対して、現時刻をセル送出時刻とし
ているデータセルがセルバッファ部１０３内に存在する
場合には（複数ある場合にはＶＣ間の調停も行う）、読
出処理部１０４は、セルバッファ部１０３内のそのＶＣ
に係るセルキューに格納されている最古のデータセルを
読み出して送出させる（ステップ３１１）。

【００４６】輻輳事前検知部１５１は、この送出後にお
いて、そのＶＣのトラフィックが準輻輳状態から非輻輳
状態に復帰したか否かを判定する（ステップ３１２）。
輻輳事前検知部１５１は、準輻輳状態から非輻輳状態に
復帰していない場合には、すなわち、準輻輳状態や非輻
輳状態を継続している場合には、一連の送信時処理を終
了する。

【００４７】輻輳通知セル送信部１５２は、準輻輳状態
から非輻輳状態への復帰が通知されると、非輻輳状態に
変化したことを表すと共に、その変化があったＶＣＩと
を含む輻輳通知セルを生成し、これを当該シェーピング
装置１から網へ送出し、一連の送信時処理を終了する
（ステップ３１３）。 （Ａ−３）第１の実施形態の効果 以上説明したように、第１の実施形態によれば、輻輳通
知セルを用いて、各ＶＣが準輻輳状態にあることや、準
輻輳状態から非輻輳状態に復帰したことなどを、当該シ
ェーピング装置１にデータセルを送信してくる上流側の
装置（例えば、後述する第２又は第３の実施形態のシェ
ーピング装置）に通知するようにしたので、上流側の装
置において、データセルの送出調整を行うことができ、
その結果、輻輳状態の発生を未然に抑えることができ
る。その結果、データセルの廃棄を抑えることができ、
網の使用効率を従来より高めることができる。 （Ｂ）第２の実施形態 次に、添付図面を参照しながら、本発明によるシェーピ
ング装置の第２の実施形態を説明する。

【００４８】なお、この第２の実施形態のシェーピング
装置は、例えば、前述した第１の実施形態のシェーピン
グ装置又は後述する第３の実施形態のシェーピング装置
と共にシェーピングシステムを構成するものであり、デ
ータセルの伝送方向から見て上流側に、この第２の実施
形態のシェーピング装置が位置するものである。 （Ｂ−１）第２の実施形態の構成 図６を参照しながら、第２の実施形態のシェーピング装
置２の構成を説明する。なお、図６において、第１の実
施形態のシェーピング装置１に係る図３との同一、対応
部分には同一符号を付して示している。

【００４９】図６及び図３の比較から明らかなように、
第２の実施形態のシェーピング装置２は、第１の実施形
態のシェーピング装置１における輻輳通知セル送信手段
１５を備えず、その代わりに、輻輳通知セル受信手段２
０を備えているものである。なお、第２の実施形態のシ
ェーピング装置２も、シェーピング手段１０は、当然に
備えている。

【００５０】シェーピング部１０は、第１の実施形態の
ものとほぼ同様である。書込処理部１０２及び読出処理
部１０４が、輻輳通知セル送信手段１５との間で情報の
授受を行わないのは、輻輳通知セル送信手段１５が存在
しないので当然である。この第２の実施形態の送信レー
ト格納部１０６は、スケジュール管理部１０５が参照す
るＶＣ毎の送信レートを書換可能に保持しているもので
ある。また、第２の実施形態の送信レート格納部１０６
は、各ＶＣ毎の基準的な送信レートも保持しているもの
であるが、この基準送信レートは、参照格納領域に転送
されない限りにおいて、スケジュール管理部１０５が参
照し得ないものである。

【００５１】第２の実施形態のシェーピング装置２で新
たに設けられた輻輳通知セル受信手段２０は、輻輳通知
セル受信部２０１及び送信レート書換部２０２からなっ
ている。

【００５２】輻輳通知セル受信部２０１は、網より輻輳
通知セルを受け取り、この輻輳通知セルを解析（分解）
して必要な情報を取り出すものである。輻輳通知セル
は、この第２の実施形態シェーピング装置２から送出さ
れたデータセルが与えられる、データセルの流れから見
て下流側の装置から網を介して与えられるものである。
輻輳通知セル受信部２０１は、受信した輻輳通知セル
が、準輻輳状態であること、格納セル数及びＶＣＩを含
む輻輳通知セルである場合には、準輻輳状態であるこ
と、格納セル数及びＶＣＩの情報を、送信レート書換部
２０２に与え、受信した輻輳通知セルが、準輻輳状態か
ら非輻輳状態に変化したこと及びＶＣＩとを含む輻輳通
知セルである場合には、準輻輳状態から非輻輳状態に変
化したこと及びＶＣＩの情報を、送信レート書換部２０
２に与える。

【００５３】送信レート書換部２０２は、輻輳通知セル
受信部２０１からの情報に基づいて、受信した輻輳通知
セルに含まれていたＶＣＩが規定するＶＣの参照送信レ
ートを変更するものである。

【００５４】送信レート書換部２０２は、準輻輳状態で
あること、格納セル数及びＶＣＩの情報が与えられた場
合には、格納セル数を準輻輳状態での輻輳の強度を示す
情報として捉えて、下流側の装置において輻輳状態を引
き起こさない適正な送信レートを演算してこの適正レー
トにＶＣＩが規定するＶＣの参照送信レートを変更す
る。例えば、送信レートの情報が、最小セル間隔で規定
されているものであれば、強度が大きい準輻輳状態であ
れば、参照に供する最小セル間隔を基準の最小セル間隔
よりかなり長くし、強度が小さい準輻輳状態であれば、
参照に供する最小セル間隔を基準の最小セル間隔より僅
かに長くしたりする。

【００５５】また、送信レート書換部２０２は、準輻輳
状態から非輻輳状態に変化したこと及びＶＣＩの情報が
与えられた場合には、ＶＣＩが規定するＶＣの参照送信
レートを、そのＶＣについての基準送信レートに復帰さ
せる。 （Ｂ−２）第２の実施形態の動作 第２実施形態のシェーピング装置２におけるシェーピン
グの基本動作は、従来装置等と同様である。すなわち、
データセルの受信時処理であれば、図４におけるステッ
プ３００〜３０４の処理を行う（ステップ３０４からは
ステップ３００に戻る）。また、データセルの送信時処
理であれば、図５におけるステップ３１０及び３１１の
処理を行う（ステップ３１１からはステップ３１０に戻
る）。

【００５６】そこで、以下では、輻輳通知セルの受信時
処理を、図７のフローチャートを参照しながら説明す
る。

【００５７】輻輳通知セル受信部２０１は、輻輳通知セ
ルの到来を監視しており（ステップ３２０）、輻輳通知
セルが到来すると、到来した輻輳通知セルの種類を判別
する（ステップ３２１）。

【００５８】輻輳通知セル受信部２０１は、受信した輻
輳通知セルが、準輻輳状態であること、格納セル数及び
ＶＣＩを含む輻輳通知セルである場合には、準輻輳状態
であること、格納セル数及びＶＣＩの情報を、送信レー
ト書換部２０２に与え、これにより、送信レート書換部
２０２は、下流側の装置において輻輳状態を引き起こさ
ない適正な参照送信レートを演算する（ステップ３２
２）。

【００５９】一方、輻輳通知セル受信部２０１は、到来
した輻輳通知セルが、準輻輳状態から非輻輳状態に変化
したこと及びＶＣＩを含む輻輳通知セルである場合に
は、準輻輳状態から非輻輳状態に変化したこと及びＶＣ
Ｉの情報を、送信レート書換部２０２に与え、これによ
り、送信レート書換部２０２は、ＶＣＩが規定するＶＣ
の基準送信レートを認識する（ステップ３２３）。

【００６０】その後、送信レート書換部２０２は、送信
レート格納部１０５が書換可能な状態にあることを確認
して（ステップ３２４）、そのＶＣの参照送信レート
を、ステップ３２２で演算した適正な参照送信レート又
はステップ３２３で認識した基準送信レートに書換え
（ステップ３２５）、次の輻輳通知セルの到来を待ち受
ける状態に戻る。

【００６１】なお、ステップ３２４は、スケジュール管
理部１０５が受信データセルの送出時刻を決定するため
に、参照送信レートを参照中に、その送信レートを書換
えた場合には、誤動作が生じる恐れがあるため、正常動
作を保証するために設けられた処理ステップである。ま
た、ステップ３２４は、異なる下流側の装置からほぼ同
時に輻輳通知セルが到来し、図７に示す処理がほぼ並列
的に並行動作することがあり、そのような場合における
書換えの正常動作を考慮して設けられた処理ステップで
ある。 （Ｂ―３）第２の実施形態の効果 以上のように、第２の実施形態のシェーピング装置２に
よれば、網から到来した輻輳通知セルの内容に基づい
て、データセルの送信時刻の決定時に参照される送信レ
ートを、下流側の装置で輻輳状態が引き起こされないよ
うに制御でき、輻輳を未然に防止させることができる。
セル廃棄に起因する無駄な網の使用が防止でき、ひいて
は網の利用効率低下が防止できる。 （Ｃ）第３の実施形態 次に、添付図面を参照しながら、本発明によるシェーピ
ング装置の第３の実施形態を説明する。

【００６２】なお、この第３の実施形態のシェーピング
装置は、例えば、前述した第１の実施形態のシェーピン
グ装置又は第２の実施形態のシェーピング装置、若しく
は、谷位置する当該第３のシェーピング装置と共にシェ
ーピングシステムを構成するものである。例えば、デー
タセルの伝送方向から見て、この第３の実施形態のシェ
ーピング装置が上流側に位置している場合には、下流側
に位置するシェーピング装置は、第１又は第３の実施形
態のシェーピング装置である。また例えば、データセル
の伝送方向から見て、この第３の実施形態のシェーピン
グ装置が下流側に位置している場合には、上流側に位置
するシェーピング装置は、第２又は第３の実施形態のシ
ェーピング装置である。 （Ｃ−１）第３の実施形態の構成 図１を参照しながら、第３の実施形態のシェーピング装
置３の構成を説明する。なお、図１において、第１の実
施形態のシェーピング装置１に係る図３や、第２の実施
形態のシェーピング装置２に係る図６との同一、対応部
分には同一符号を付して示している。

【００６３】図１、図３及び図６の比較から明らかなよ
うに、この第３の実施形態のシェーピング装置３は、シ
ェーピング手段１０に加えて、第１の実施形態のシェー
ピング装置１における特徴構成である輻輳通知セル送信
手段１５と、第２の実施形態のシェーピング装置２にお
ける特徴構成である輻輳通知セル受信手段２０とを共に
備えているものである。

【００６４】シェーピング手段１０、輻輳通知セル送信
手段１５及び輻輳通知セル受信手段２０のそれぞれの詳
細構成は、既述した第１又は第２の実施形態と同様であ
るので、その説明は省略する。 （Ｃ−２）第３の実施形態の動作 次に、第３の実施形態のシェーピング装置３の動作につ
いて説明する。

【００６５】第３の実施形態のシェーピング装置３にお
いても、データセルが到来したときの受信時処理は、上
述した図４に示すように実行される。

【００６６】すなわち、ＶＣ識別部１０１において、デ
ータセルが受信されると、受信データセルにおけるＶＣ
Ｉが認識され、書込処理部１０２において、今回の受信
データセルを廃棄しないことが確認された後に、書込処
理部１０２にによって、今回の受信データセルが該当す
るＶＣに係る、セルバッファ部１０３内のセルキューに
格納されると共に、スケジュール管理部１０５によっ
て、今回の受信データセルの送出時刻が、送信レート格
納部１０６に格納されているそのセルに係るＶＣの送信
レートが参照されて決定される。また、輻輳事前検知部
１５１において、今回の書込のデータセルに係るＶＣが
準輻輳状態か否かが判定され、準輻輳状態であれば、輻
輳事前検知部１５１からの通知によって、輻輳通知セル
送信部１５２が、準輻輳状態であること、格納セル数、
ＶＣＩとを含む輻輳通知セルを生成し、この輻輳通知セ
ルを当該シェーピング装置３から網へ送信する。

【００６７】また、第３の実施形態のシェーピング装置
３においても、データセルの受信時処理は、上述した図
５に示すように実行される。

【００６８】すなわち、現時刻が更新されると、読出処
理部１０４において、この現時刻をセル送出時刻として
いるデータセルがセルバッファ部１０３内に存在するか
否かを確認され、存在する場合には、読出処理部１０４
によって、セルバッファ部１０３内のそのデータセルを
読み出され網に送出される。また、輻輳事前検知部１５
１により、この送出後において、そのＶＣのトラフィッ
クが準輻輳状態から非輻輳状態に復帰したか否かを判定
され、準輻輳状態から非輻輳状態へ復帰したときには、
輻輳通知セル送信部１５２によって、非輻輳状態に変化
したことを表すと共に、その変化があったＶＣＩとを含
む輻輳通知セルが当該シェーピング装置３から網へ送出
される。

【００６９】さらに、第３の実施形態のシェーピング装
置３においても、輻輳通知セルが到来したときの受信時
処理は、上述した図７に示すように実行される。

【００７０】すなわち、輻輳通知セル受信部２０１は、
輻輳通知セルの到来を監視しており、輻輳通知セルが到
来すると、到来した輻輳通知セルの種類を判別する。そ
して、受信した輻輳通知セルが、準輻輳状態であるこ
と、格納セル数及びＶＣＩを含む輻輳通知セルである場
合には、送信レート書換部２０２は、下流側の装置にお
いて輻輳状態を引き起こさない適正な参照送信レートを
演算し、一方、到来した輻輳通知セルが、準輻輳状態か
ら非輻輳状態に変化したこと及びＶＣＩを含む輻輳通知
セルである場合には、送信レート書換部２０２は、ＶＣ
Ｉが規定するＶＣの基準送信レートを認識する。その
後、送信レート書換部２０２は、送信レート格納部１０
５が書換可能な状態にあることを確認して、そのＶＣの
参照送信レートを、適正な参照送信レート又は認識した
基準送信レートに書換え、次の輻輳通知セルの到来を待
ち受ける状態に戻る。

【００７１】以上のように、第３の実施形態のシェーピ
ング装置３においては、データセルの平滑化伝送機能
（シェーピング機能）だけでなく、データセルの上流側
の装置に対する輻輳通知セルの送信機能や、データセル
の下流側の装置からの輻輳通知セルの受信機能を実現す
るように動作する。 （Ｃ―３）第３の実施形態の効果 以上説明したように、第３の実施形態のシェーピング装
置３によれば、輻輳通知セル送信手段からの輻輳通知セ
ルを用いて、各ＶＣが準輻輳状態にあることや、準輻輳
状態から非輻輳状態に復帰したことなどを、当該シェー
ピング装置３にデータセルを送信してくる上流側の装置
に通知するようにしたので、上流側の装置において、デ
ータセルの送出調整を行うことができ、その結果、輻輳
状態の発生を未然に抑えることができる。その結果、デ
ータセルの廃棄を抑えることができ、網の使用効率を従
来より高めることができる。

【００７２】また、第３の実施形態のシェーピング装置
３によれば、網を介して下流側の装置から到来した輻輳
通知セルの内容に基づいて、データセルの送信時刻の決
定時に参照される送信レートを、下流側の装置で輻輳状
態が引き起こされないように制御でき、輻輳を未然に防
止させることができ、セル廃棄に起因する無駄な網の使
用が防止でき、ひいては網の利用効率低下が防止でき
る。

【００７３】例えば、網を介して下流側の装置から到来
した輻輳通知セルの内容に基づいて、データセルの送信
時刻の決定時に参照される送信レートを低くした場合、
そのＶＣに係る当該シェーピング装置３での格納セル数
が増大することもあるが、この増大により準輻輳状態に
なれば、上流側の装置に輻輳通知セルを用いて通知する
ので、システム全体で輻輳状態を回避するための制御を
分散でき、システム全体における輻輳状態の防止機能を
非常に大きくすることができる。 （Ｄ）他の実施形態 （Ｄ−１） 上記各実施形態においては、データセルの
流れから見た下流側の装置から上流側の装置への準輻輳
状態等の通知を、輻輳通知セルを用いて行うものを示し
たが、シグナリング信号として授受するようにしても良
い。 （Ｄ−２） 上記各実施形態においては、ＶＣを単位と
してシェーピングを行うものを示したが、他のコネクシ
ョン単位でシェーピングを行う装置に本発明を適用でき
る。 （Ｄ−３） 上記各実施形態においては、準輻輳状態を
表す輻輳通知セルには、セルキュー内のセル数の情報
（準輻輳状態の強度の情報）を含め、その情報をも利用
して適正送信レートを決定するものを示したが、単純に
準輻輳状態であることを通知し、準輻輳状態が通知され
た際に固定の送信レートを適用するようにしても良い。
この場合であれば、準輻輳状態を表している輻輳通知セ
ルを、非輻輳状態から準輻輳状態への変化があったとき
に送信するようにしても良い。また、準輻輳状態を１段
だけでなく、２段以上に分けて、準輻輳状態の段階によ
って、適用する送信レートを変更するようにしても良
い。 （Ｄ−４） 上記第１又は第３の実施形態においては、
準輻輳状態であるかを捉える閾値と、準輻輳状態から非
輻輳状態に復帰したかを捉える閾値とが同一値のものを
示したが、異なるようにしても良い。例えば、輻輳状態
になることを確実に防止すべく、後者の閾値を前者の閾
値より小さくするようにしても良い。 （Ｄ−５） 上記各実施形態の説明では、輻輳通知セル
が上流側の１個の装置に与えられるようなイメージで説
明したが、同一のＶＣに係る複数の上流側の装置に与え
て受信処理させるようにしても良い。 （Ｄ−６） 上記第２又は第３の実施形態においては、
準輻輳状態であることを表す輻輳通知セルを受信したと
きに、送信レートを変更するものを示したが、送信レー
トを変更すると共に、セルキュー内に既に格納されてい
る、送信時刻が既に定められているデータセルのその送
信時刻も、新たな送信レートに合わせて変更するように
しても良い。この送信時刻の変更は、運用中にあっても
リアルタイムに行うことができる。 （Ｄ−７） 上記各実施形態においては、データセルの
受信時にそのデータセルの送信時刻を定めるシェーピン
グ手段を有するものを示したが、他のシェーピング手段
を有するものにも本発明を適用できる。例えば、ＶＣご
との前回の送信時刻や送信レート等を管理しておき、デ
ータセルの新たな送信時刻になったときに、それらの情
報から送信すべきデータセルのＶＣを決定するものであ
っても良い。また例えば、全ての格納セルの送信時刻を
決定するのではなく、データセルの送出時にそのＶＣに
ついての次の送信時刻だけを定めるものであっても良
い。 （Ｄ−８） 上記第２又は第３の実施形態においては、
準輻輳状態であることを表す輻輳通知セルを受信したと
きに、送信レートを変更して下流側の装置での輻輳状態
（データセルの廃棄）を回避するものを示したが、準輻
輳状態であることを表す輻輳通知セルを受信したとき
に、決定済みの全ての送信時刻に所定のオフセット時間
を加算して送信時刻を一定時間ずつ遅延させることで、
下流側の装置での輻輳状態（データセルの廃棄）を回避
するようにしても良い。

【００７４】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、第１の
シェーピング装置から送出されたデータセルが第２のシ
ェーピング装置に与えられるシェーピングシステムにお
いて、第２のシェーピング装置が、コネクションの種別
毎にバッファリングされているデータセルの数に基づい
て、次に到来したデータセルを廃棄しなければならない
輻輳状態にもう少しで到達する準輻輳状態、準輻輳状態
に至っていない非輻輳状態を、コネクションの種別毎に
検知し、検知結果に応じて、第１のシェーピング装置に
輻輳通知情報を送信し、これにより、第１のシェーピン
グ装置が、第２のシェーピング装置が非輻輳状態に有る
ことを認識した場合には、そのコネクション種別に定め
られている送信レートに従って、バッファリングされて
いるデータセルを取り出して送信させると共に、第２の
シェーピング装置が準輻輳状態にあることを認識した場
合には、そのコネクション種別についてのデータセルの
送出の平均レートを、そのコネクション種別に定められ
ている送信レートよりリアルタイムに低めるように制御
するので、第２のシェーピング装置が輻輳状態になるこ
と（データセルを廃棄する状態）を未然に防止でき、セ
ル廃棄に起因する網の利用効率の低下を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第３の実施形態のシェーピング装置を示すブロ
ック図である。

【図２】従来のシェーピング装置を示すブロック図であ
る。

【図３】第１の実施形態のシェーピング装置を示すブロ
ック図である。

【図４】第１の実施形態のデータセル受信時の処理を示
すフローチャートである。

【図５】第１の実施形態のデータセル送信時の処理を示
すフローチャートである。

【図６】第２の実施形態のシェーピング装置を示すブロ
ック図である。

【図７】第２の実施形態の輻輳通知セル受信時の処理を
示すフローチャートである。

【符号の説明】

１、２、３…シェーピング装置、 １０…シェーピング手段、 １５…輻輳通知セル送信手段、 ２０…輻輳通知セル受信手段、 １０６…送信レート格納部、 １５１…輻輳事前検知部、 １５２…輻輳通知セル送信部、 ２０１…輻輳通知セル受信部、 ２０２…送信レート書換部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 則武 克誌 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内 (72)発明者 牛島 重彦 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内 Ｆターム(参考） 5K030 GA01 GA13 HA10 HB14 HB29 HC06 KX11 LC02 LC11 MB02 9A001 HH34 LL09

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 到来したデータセルを、データセルのコ
   ネクションの種別毎に区別してバッファリングすると共
   に、コネクションの種別毎に定められている送信レート
   に従って、バッファリングされているデータセルを取り
   出して送信するシェーピング手段と、 コネクションの種別毎にバッファリングされているデー
   タセルの数に基づいて、次に到来したデータセルを廃棄
   しなければならない輻輳状態にもう少しで到達する準輻
   輳状態、準輻輳状態に至っていない非輻輳状態を、コネ
   クションの種別毎に検知し、検知結果に応じて、データ
   セルの送出側の装置に輻輳通知情報を送信する輻輳通知
   情報送信手段とを有することを特徴とするシェーピング
   装置。
2. 【請求項２】 到来したデータセルを、データセルのコ
   ネクションの種別毎に区別してバッファリングすると共
   に、コネクションの種別毎に定められている送信レート
   に従って、バッファリングされているデータセルを取り
   出して送信するシェーピング手段と、 データセルの送出先側の装置からの輻輳通知情報によ
   り、あるコネクション種別のデータセルの送出先側の装
   置が、非輻輳状態に有ることを認識した場合には、上記
   シェーピング手段から、そのコネクション種別に定めら
   れている送信レートに従って、バッファリングされてい
   るデータセルを取り出して送信させると共に、あるコネ
   クション種別のデータセルの送出先側の装置が、準輻輳
   状態に有ることを認識した場合には、そのコネクション
   種別についてのデータセルの送出の平均レートを、その
   コネクション種別に定められている送信レートよりリア
   ルタイムに低めるように上記シェーピング手段を制御す
   る輻輳通知情報受信手段とを有することを特徴とするシ
   ェーピング装置。
3. 【請求項３】 到来したデータセルを、データセルのコ
   ネクションの種別毎に区別してバッファリングすると共
   に、コネクションの種別毎に定められている送信レート
   に従って、バッファリングされているデータセルを取り
   出して送信するシェーピング手段と、 コネクションの種別毎にバッファリングされているデー
   タセルの数に基づいて、次に到来したデータセルを廃棄
   しなければならない輻輳状態にもう少しで到達する準輻
   輳状態、準輻輳状態に至っていない非輻輳状態を、コネ
   クションの種別毎に検知し、検知結果に応じて、データ
   セルの送出側の装置に輻輳通知情報を送信する輻輳通知
   情報送信手段と、 データセルの送出先側の装置からの輻輳通知情報によ
   り、あるコネクション種別のデータセルの送出先側の装
   置が、非輻輳状態に有ることを認識した場合には、上記
   シェーピング手段から、そのコネクション種別に定めら
   れている送信レートに従って、バッファリングされてい
   るデータセルを取り出して送信させると共に、あるコネ
   クション種別のデータセルの送出先側の装置が、準輻輳
   状態に有ることを認識した場合には、そのコネクション
   種別についてのデータセルの送出の平均レートを、その
   コネクション種別に定められている送信レートよりリア
   ルタイムに低めるように上記シェーピング手段を制御す
   る輻輳通知情報受信手段とを有することを特徴とするシ
   ェーピング装置。
4. 【請求項４】 上記輻輳通知情報受信手段は、あるコネ
   クション種別のデータセルの送出先側の装置が準輻輳状
   態に有ることを認識した場合には、送出すべきデータセ
   ルの決定のために参照される送信レート情報を、基準の
   送信レートから小さいレートに書き換えることを通じ
   て、そのコネクション種別についてのデータセルの送出
   の平均レートを、そのコネクション種別に定められてい
   る送信レートよりリアルタイムに低めることを特徴とす
   る請求項２又は３に記載のシェーピング装置。
5. 【請求項５】 第１のシェーピング装置から送出された
   データセルが第２のシェーピング装置に与えられるシェ
   ーピングシステムにおいて、 上記第１のシェーピング装置が、請求項１又は請求項３
   に記載のシェーピング装置であり、上記第２のシェーピ
   ング装置が、請求項２又は請求項３に記載のシェーピン
   グ装置であることを特徴とするシェーピングシステム。