JP3634489B2 - Congestion control system and congestion control method in cell switching system - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ATM 交換システム等のセル交換における輻輳制御技術に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
B−ISDN(広帯域サービス統合ディジタル網)では、種々の速度・形態の情報に関するサービスを1つの網に統合して提供することが可能である。現在、B−ISDNとして、ATM (非同期転送モード)交換方式が実現されている。
【0003】
ATM 交換方式では、網内のリソースを有効に利用するために、一般に輻輳制御が行われる。そのような輻輳制御の一方式として、ABR (可変ビットレート)サービスにおける輻輳制御方式が知られている。この方式では、ABR サービスを利用するセルに対して網内のバッファで輻輳の状態が監視され、輻輳が検出されると、セル内の特定のビット(EFCIビット)がオンされる。宛先加入者端末は、EFCIビットがセットされているセルを受信すると、リソースマネージメントセルと呼ばれるセルを用いて、輻輳の状態を、発信加入者端末に通知する。発信加入者端末は、輻輳通知を受信すると、所定のアルゴリズムに従って、送信データの使用帯域を減少させる。
【0004】
ここで、ABR サービスにおける輻輳制御は加入者端末間の制御として規定されるが、例えば中継交換機において上述の輻輳が発生した場合には、その発生が宛先加入者端末から発信加入者端末まで通知されるのに相当な時間がかかり、発信加入者端末が上記輻輳通知を受信してから輻輳制御を行うのでは遅過ぎる場合がある。このような場合には、網内の1箇所での輻輳の発生が他の箇所での輻輳を次々に引き起こす可能性が高くなる。そこで、網内の各交換機内においても、自律的な輻輳制御が望まれる。
【0005】
交換機内での輻輳の発生には、交換機内の各部分におけるバッファの性能が関係してくる。
今、一般的なATM 交換システムは、システムの小型化と経済化を図るために、回線301から回線個別部302を介して受信された情報は、多重/分離部303内の多重部で多重された後にスイッチ部304に入力され、そこでセル単位でスイッチングされた後、多重/分離部303内の分離部で目的の回線301毎に分離されて、回線個別部302を介して回線301に出力される構成を有する。このような構成を有するATM 交換システムにおいて、種々の速度・形態の情報に関するサービスを統合して処理するためには、システムの処理速度を高速化することが望ましく、より具体的には、多重部からスイッチ部304に入力するハイウエイ及びスイッチ部304から分離部に出力するハイウエイのデータ転送速度を、できる限り高速化するのが望ましい。また、このような高速化によって、スイッチ部304が小型化されるという効果も生まれる。
【0006】
しかし、ハイウエイが高速化されればされるほど、多重/分離部303及びスイッチ部304内の各バッファには十分な容量が要求され、それらを構成するためのメモリに対するコストが増大してしまうという問題点が発生する。特に、コンピュータ間の通信データのようなバースト性の強い情報を効率良く処理するためには、これらのバッファ容量を十分に確保する必要が生じ、システムコストを引き上げる原因となっている。
【0007】
そこで、従来、各回線個別部302から多重/分離部303への入力部にバッファが設けられ、これらの各回線対応のバッファによってセルの発生頻度の差を吸収することにより、多重/分離部303及びスイッチ部304内の各バッファに対して要求される容量を緩和し、システムの小型化及び経済化を図る方式が実現されている。
【0008】
しかし、コンピュータ間の通信データのようなバースト性の強い情報を効率良く処理するためには上述の回線入力部のバッファの容量はできる限り大きい方が良いが、そのようにした場合には、電話音声等の即時性の要求の強い情報の遅延が増大してしまうという問題点を有している。
【0009】
このような問題点に対して、従来は、回線入力部のバッファの容量が即時性の要求の強い情報の遅延を許容できる範囲内の容量とされ、バースト性の強い情報の使用帯域を制限することによって、バースト性の強い情報と即時性の要求の強い情報の混在利用を図っていた。
【0010】
しかし、当然のことながら、このような方式には限界があった。
また、上述の混在方式に加えて、多重/分離部303内の分離部内のバッファにおいて輻輳の状態が監視され、ここでバースト性の強い情報の入力による輻輳が検出されると、全ての回線入力部のバッファに対して専用の制御線を介して通知がなされることにより、多重/分離部303内の分離部内のバッファでの輻輳状態が解消されるまで、全ての回線入力部のバッファからのセルの出力が停止される、という方式が提案されている。この場合には、やがて、全ての回線入力部のバッファへのセルの入力も規制されることになり、全ての回線入力部においてセル廃棄が発生することになる。
【0011】
この場合に、本来ならば、本当に輻輳を発生させている回線入力部のバッファからのセルの出力のみを停止するのが理想である。しかし、上述のバッファ制御方式では、スイッチ部304に対して設定されている通信パスを多重/分離部303内の分離部内のバッファにおいて認識することができないため、全ての回線入力部のバッファからのセルの出力を停止させなければならず、この結果、即時性の要求の強い情報を含む全ての通信情報が輻輳の影響を受けてしまうという問題点を有している。
【0012】
また、上述のバッファ制御方式では、全ての回線入力部のバッファからのセルの出力を停止させないかさせるかのオン/オフ制御しか行われないため、スイッチ部304の使用効率を必ずしも向上させることができないという問題点を有している。
【0013】
本発明の課題は、システムの小型化及び経済化を維持しつつ、バースト性の強い情報に対する適切な輻輳制御を実現し、かつバースト性の強い情報と即時性の要求の強い情報の両方を効率良く処理可能とすることにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明の第1の態様は、ATM セル等のセルをスイッチングするスイッチ装置を有するセル交換システムを前提とする。
【0015】
そしてまず、セルに、それが即時性を要求するサービスのセルであるか否かを表示する即時性要求情報(S−I ビット)を付加する即時性要求情報付加装置(IVCC103)を有する。
【0016】
次に、即時性を要求しないサービスのセルを一時保持し、そのセルを所定の読出し帯域で読み出してスイッチ装置に向けて出力するバッファ装置(I−BUF 105)を有する。
【0017】
そして、セルに付加されている即時性要求情報が、そのセルが即時性を要求しないサービスのセルであることを示している場合には、そのセルをバッファ装置に向かうルートに振り分け、セルに付加されている即時性要求情報が、そのセルが即時性を要求するサービスのセルであることを示している場合には、そのセルをスイッチ装置に向かう即時性を要求するサービスのセルのためのルート(R−BUF 106を含むルート)に振り分ける振分装置(振分部104)を有する。
【0018】
このような本発明の第1の態様の構成により、スイッチ装置内のバッファ規模を増大させることなく、コンピュータ間の通信データのようなバースト性の強い情報を効率良く処理できると共に、電話音声等の即時性の要求の強い情報の遅延の増大を防止することができる。
【0019】
次に、本発明の第2の態様は、上り回線上のセルを一時保持し、そのセルを所定の読出し帯域で読み出すバッファ装置(I−BUF 105)と、そのバッファ装置からのセルをスイッチングするスイッチ装置と、そのスイッチ装置からのセルを各加入者端末に向かう各下り回線に出力する分離装置(DMUX112)とを有するセル交換システムを前提とする。
【0020】
そしてまず、分離装置において、各加入者端末に向かう各下り回線毎に輻輳状態を検出する輻輳状態監視装置(DMUX CTL113)を有する。
次に、その輻輳状態監視装置が輻輳状態を検出した場合に、その輻輳状態を検出した下り回線と対の上り回線上を転送されるセルに、輻輳状態に応じた輻輳情報を設定する輻輳情報設定装置(DMUX CTL113及びINS 108)を有する。
【0021】
また、各下り回線上で輻輳情報が設定されたセルを検出する輻輳情報設定セル検出装置(O−CELL EXT110)を有する。
そして、その輻輳情報設定セル検出装置における輻輳情報が設定されたセルの検出状態に応じて、その輻輳情報設定セル検出装置に対応する下り回線と対の上り回線上に設けられているバッファ装置において、そこからのセルの読出し帯域を制御するバッファ制御装置(I−BUF CTL 109)を有する。
【0022】
上述の本発明の第2の態様において、輻輳状態監視装置が監視する輻輳状態は複数のレベルの状態からなり、輻輳情報設定装置は輻輳状態のレベルに応じた輻輳情報を設定し、バッファ制御装置は、輻輳情報設定セル検出装置が検出したセルに設定されている輻輳情報が示す輻輳状態のレベルに応じて、バッファ装置におけるセルの読出し帯域を制御するように構成することができる。
【0023】
この場合更に、輻輳状態監視装置は、分離装置内の各加入者端末に向かう各下り回線の各バッファにおけるセルの滞留量の変化を監視することにより、複数のレベルからなる輻輳状態のそれぞれを検出するように構成することができる。
【0024】
また、バッファ制御装置は、輻輳情報設定セル検出装置が検出したセルに設定されている輻輳情報が示す輻輳状態のレベルに応じて、バッファ装置におけるセルの読出し帯域の減少量を制御するように構成することができる。
【0025】
或いは、バッファ制御装置は、輻輳情報設定セル検出装置が検出したセルに設定されている輻輳情報が示す輻輳状態のレベルが所定のレベルを示した場合に、バッファ装置におけるセルの読出しを停止するように構成することができる。
【0026】
更に、バッファ制御装置は、輻輳情報設定セル検出装置が輻輳情報が設定されたセルを検出しない場合には、所定の割合で、バッファ装置におけるセルの読出し帯域を増加させるように構成することができる。
【0027】
また、前述した本発明の第2の態様において、輻輳情報は、セルに付加されるセル交換システム内でのみ使用されるヘッダ部に設定されるように構成することができる。
【0028】
更に、前述した本発明の第2の態様において、バッファ制御装置は、バッファ装置におけるセルの読出し帯域を、そのバッファ装置を使用する各パスに対して割り当てている使用帯域の平均値の総和を基準として、その平均値の総和を最低帯域として保証するように制御するように構成することができる。
【0029】
上述した本発明の第2の態様の構成とその変形の構成により、コンピュータ間の通信データのようなバースト性の強い情報を最大限の効率で転送することが可能となる。
【0030】
また、輻輳情報がセルに付加されるセル交換システム内でのみ使用されるヘッダ部に設定されることにより、本発明の第2の態様による輻輳制御を交換機外の他の輻輳制御と併用することが可能となり、より精密な輻輳制御を実現することができる。
【0031】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
本発明の実施の形態では、入力セルに、それが即時性を要求するサービスのセルであるか否かを表示する情報(S−I ビット)が付加される。そして、その情報に基づいて、即時性を要求しないバースト性の強いサービスの入力セルは大きな容量の第1のバッファ(I−BUF )を介してスイッチ部に入力され、即時性を要求するサービスの入力セルは必要最小限の容量(数セル分程度)の第2のバッファ(R−BUF )を介してスイッチ部に入力される。これによって、スイッチ部内のバッファ規模を増大させることなく、コンピュータ間の通信データのようなバースト性の強い情報を効率良く処理できると共に、電話音声等の即時性の要求の強い情報の遅延の増大を防止することができる。
【0032】
また、本発明の実施の形態では、スイッチ部から各加入者端末に向かう各下り回線にセルを出力する分離部内のバッファにおいて輻輳の状態が監視される。そして、ここでバースト性の強い情報の入力による輻輳が検出されると、輻輳が検出された下り回線と対の上り回線(加入者端末からスイッチ部に向かう回線)にスイッチ部に向けて入力してくるセルに、輻輳の程度に応じた輻輳通知(EFCIレベル表示)が設定される。この上り回線上のセルは、スイッチ部でスイッチングされた後、輻輳が検出された下り回線に向けてセルを送信している加入者端末に戻る下り回線に転送され、その下り回線を終端している終端装置(個別対応部)において検出される。個別対応部は、輻輳通知が設定されたセルを検出した場合と検出しない場合とで、所定のアルゴリズムに従って、上記下り回線と対の上り回線上に設けられている前記第1のバッファ(即時性を要求しないセル用のバッファ)において、そこからのセルの読出し帯域(速度)を制御する。この結果、輻輳が検出された下り回線に向かうセルの転送量が制御され、セルが最大限の効率で転送される。この場合に、輻輳が検出された下り回線に向けてセルを送信している加入者端末に接続する上り回線以外の上り回線上では、セルの転送量は規制されることはないという特徴を有する。また、即時性の要求の強い情報は、第2のバッファを介してスイッチ部に入力されるため、第1のバッファにおける規制の影響を受けないという特徴を有する。
【0033】
図1は、上述の特徴的な機能を実現するための本発明の実施の形態のシステム構成図である。図1において、スイッチインタフェース部102は、図3の多重/分離部303に対応する。また、個別対応部101は、図3の回線対応部302と多重/分離部303のインタフェース部に、各回線対応部302毎(各回線301毎)に設けられる。また、図2は、本発明の実施の形態において、スイッチ部内を流れるセル(ATM セル)のデータ構成図である。
【0034】
図1において、個別対応部101内のIVCC103は、回線個別部から入力されるセルに対して、そのATM ヘッダ部に付加されているVPI (仮想パス識別子)とVCI (仮想チャネル識別子)(共に図2参照)に基づいて内部の特には図示しないテーブルを参照することによって、上記入力セルのATM ヘッダ内のVPI/VCI を出力方路に対応するVPI/VCI に付け替えると共に、上記入力セルの先頭に、その入力セルが即時性を要求するサービスのセルであるか否かを表示するS−I ビット値と、上記入力セルがスイッチインタフェース部102の後段のスイッチ部内を自立的にスイッチングされるためのスイッチタグと、上記入力セルがスイッチ部から出力された後にスイッチインタフェース部102内のDMUX(分離部)112で自立的に分離されるためのDMUXタグと、EFCIレベル表示のためのフィールドを含む1オクテット分のフィールドのためのダミーデータとからなるスイッチングヘッダ(図2参照)を付加する。EFCIレベル表示は、後述するINS 108によって挿入される。
【0035】
ここで、S−I ビットは、本発明に特に関連する情報であり、その値は、それが付加されている入力セルが即時性を要求するサービスのセルであるならば“1”にセットされ、それ以外のサービスのセルであるならば“0”にセットされる。そして、振分部104は、入力セルのS−I ビットの値を判別することによって、入力セルが即時性を要求しないサービスのセルであってS−I ビットの値が“0”であるならば、入力セルを大きな容量の第1のバッファであるI−BUF 105に書き込み、入力セルが即時性を要求するサービスのセルであってS−I ビットの値が“1”であるならば、入力セルを大きな容量の第1のバッファであるI−BUF 105に書き込み、必要最小限の容量(数セル分程度)の第2のバッファであるR−BUF 106に書き込む。I−BUF 105とR−BUF 106の各出力は、MUX (多重部)107で多重された後に、INS 108(後述する)及びスイッチインタフェース部102内のMUX 111を介して、スイッチ部(図3のスイッチ部304に対応する)に入力される。
【0036】
このようにして、即時性を要求しないバースト性の強い情報のみが大きな容量の第1のバッファであるI−BUF 105を介してスイッチ部に入力され、即時性を要求するサービスの入力セルは必要最小限の容量の第2のバッファであるR−BUF 106を介してスイッチ部に入力されるため、スイッチ部内のバッファ規模を増大させることなく、コンピュータ間の通信データのようなバースト性の強い情報を効率良く処理できると共に、電話音声等の即時性の要求の強い情報の遅延の増大を防止することができる。
【0037】
次に、スイッチインタフェース部102内のDMUX CTL(分離部制御部)113は、スイッチ部から各加入者端末に向かう各下り回線にセルを出力するDMUX(分離部)112内の特には図示しないバッファにおける輻輳状態を監視している。より具体的には、DMUX CTL113は、各下り回線に対応する各バッファ内の滞留セル数を、複数の所定の閾値と比較している。そして、DMUX CTL113は、何れかのバッファにおいて輻輳を検出すると、輻輳を検出したバッファに対応する下り回線と対の上り回線(加入者端末からスイッチ部に向かう回線)上の個別対応部101内のINS (挿入部)108を制御することにより、MUX 107からスイッチ部に向けて入力してくるセルのスイッチングヘッダに、輻輳の程度に応じた値を有する輻輳通知であるEFCIレベル表示(図2参照)を設定する。
【0038】
INS 108から出力された上述の上り回線上のセルは、スイッチインタフェース部102内のMUX 111を介してスイッチ部に入力され、そこでスイッチングされた後に、輻輳が検出された下り回線に向けてセルを送信している加入者端末に戻る下り回線に転送される。
【0039】
これに対して、上述の加入者端末に戻る下り回線を終端している個別対応部101内のO−CELL EXT(出力セル検出部)110は、EFCIレベル表示が設定されているセルを検出すると、そのEFCIレベル表示の値をI−BUF CTL (入力バッファ制御部)109に通知する。I−BUF CTL 109は、O−CELL EXT110からEFCIレベル表示の値を通知された場合と通知されない場合のそれぞれについて、所定のアルゴリズムに従って、それと対の上り回線上に設けられているI−BUF 105におけるセルの読出し帯域(速度)を制御する。この結果、輻輳が検出された下り回線に向かうセルの転送量が制御され、セルが最大限の効率で転送される。
【0040】
続いて、上述の輻輳制御の具体例について、以下に説明する。
まず、加入者は、通信を要求する際に、国際勧告に従って、サービス属性と使用帯域の情報を申告する。交換機システムの呼処理プロセッサは、申告されたサービス属性が即時性を要求するサービスの属性を示している場合は、申告された使用帯域をピーク帯域として、その加入者を交換機内のリソースに割り当てる。一方、申告されたサービス属性が即時性を要求しないサービスの属性を示している場合は、申告された使用帯域を平均帯域とし使用帯域がポアソン分布に従うと仮定して、その加入者を交換機内のリソースに割り当てる。
【0041】
次に、スイッチインタフェース部102内のDMUX CTL113は、各下り回線に対応する各バッファ内の滞留セル数を複数の所定の閾値と比較して、各バッファ内の滞留セル数の変化の度合いを検出することにより、輻輳状態を検出する。この輻輳状態は、例えば2つのレベルからなり、例えば、第1レベルは、100セル入力する間のバッファ内の滞留セル数の増加が50セル以下であり、第2レベルは、100セル入力する間のバッファ内の滞留セル数の増加が51セル以上である。DMUX CTL113は、第1レベル又は第2レベルの輻輳状態のそれぞれを検出した場合に、輻輳を検出したバッファに対応する下り回線と対の上り回線上の個別対応部101内のINS 108を制御することによって、MUX 107からスイッチ部に向けて入力してくるセルのスイッチングヘッダに、例えば値“1”又は“2”のEFCIレベル表示を設定する。
【0042】
個別対応部101内のI−BUF CTL 109は、交換機システム内の呼処理プロセッサが上記個別対応部101が終端する回線を使用する各パスに対して割り当てている使用帯域の平均値の総和に対応する読み出し帯域(速度)で、上記個別対応部101内のI−BUF 105からのセルの読出しを開始する。そして、上記I−BUF CTL 109は、その個別対応部101内のO−CELL EXT110からEFCIレベル表示の値を通知されない場合は、所定の周期毎に、上記I−BUF 105における読出し帯域(速度)を、20%ずつ増加させる。
【0043】
一方、I−BUF CTL 109は、その個別対応部101内のO−CELL EXT110から第1レベルの輻輳状態を示すEFCIレベル表示の値“1”を通知された場合には、上記I−BUF 105における読出し帯域(速度)を、前述した平均値の総和に対応する値を最低値として、現在値の1/2に減少させる。
【0044】
また、I−BUF CTL 109は、その個別対応部101内のO−CELL EXT110から第2レベルの輻輳状態を示すEFCIレベル表示の値“2”を通知された場合には、上記I−BUF 105からのセルの読み出しを停止する。
【0045】
以上のようにして、電話音声等の即時性の要求の強い情報の遅延の増大を防止しつつ、コンピュータ間の通信データのようなバースト性の強い情報を最大限の効率で転送することが可能となる。
【0046】
また、上述した実施の形態において、図2に示されるように、EFCIレベル表示は、交換機内部でのみ使用されるスイッチングヘッダ内に設定される。これにより、ABR サービスにおける加入者端末間の輻輳制御に用いられるEFCI情報と区別することができ、両者を併用した輻輳制御が実施されることにより、加入者端末を含む網全体で、より精密な輻輳制御を実現することができる。
【0047】
【発明の効果】
本発明の第1の態様によれば、スイッチ装置内のバッファ規模を増大させることなく、コンピュータ間の通信データのようなバースト性の強い情報を効率良く処理できると共に、電話音声等の即時性の要求の強い情報の遅延の増大を防止することが可能となる。
【0048】
本発明の第2の態様とその変形によれば、コンピュータ間の通信データのようなバースト性の強い情報を最大限の効率で転送することが可能となる。
また、輻輳情報がセルに付加されるセル交換システム内でのみ使用されるヘッダ部に設定されることにより、本発明の第2の態様による輻輳制御を交換機外の他の輻輳制御と併用することが可能となり、より精密な輻輳制御を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態のシステム構成図である。
【図2】本発明の実施の形態におけるATM セルのデータ構成図である。
【図3】一般的なATM 交換システムの構成図である。
【符号の説明】
101 個別対応部
102 スイッチインタフェース部
103 IVCC
104 振分部
105 I−BUF
106 R−BUF
107、111 MUX
108 INS
109 I−BUF CTL
110 O−CELL EXT
112 DMUX
113 DMUX CTL[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a congestion control technique in cell switching such as an ATM switching system.
[0002]
[Prior art and problems to be solved by the invention]
In B-ISDN (broadband service integrated digital network), it is possible to provide services related to information of various speeds and forms in one network. Currently, an ATM (asynchronous transfer mode) exchange method is realized as B-ISDN.
[0003]
In the ATM switching method, congestion control is generally performed in order to effectively use resources in the network. As one method of such congestion control, a congestion control method in an ABR (variable bit rate) service is known. In this method, the congestion state of a cell using the ABR service is monitored by a buffer in the network, and when a congestion is detected, a specific bit (EFCI bit) in the cell is turned on. When the destination subscriber terminal receives the cell in which the EFCI bit is set, the destination subscriber terminal notifies the calling subscriber terminal of the congestion state using a cell called a resource management cell. When the calling subscriber terminal receives the congestion notification, the calling subscriber terminal decreases the band used for transmission data according to a predetermined algorithm.
[0004]
Here, congestion control in the ABR service is defined as control between subscriber terminals. For example, when the above-described congestion occurs in a relay exchange, the occurrence is notified from the destination subscriber terminal to the calling subscriber terminal. It takes a considerable amount of time, and it may be too late for the calling subscriber terminal to perform congestion control after receiving the congestion notification. In such a case, the occurrence of congestion at one location in the network is likely to cause congestion at other locations one after another. Therefore, autonomous congestion control is desired in each exchange in the network.
[0005]
The occurrence of congestion in the exchange is related to the performance of the buffers in each part in the exchange.
Now, in a general ATM switching system, information received from the
[0006]
However, as the highway speed increases, sufficient capacity is required for each buffer in the multiplexing / demultiplexing unit 303 and the switch unit 304, and the cost for the memory for configuring them increases. Problems arise. In particular, in order to efficiently process highly bursty information such as communication data between computers, it is necessary to secure a sufficient capacity of these buffers, which increases the system cost.
[0007]
Therefore, conventionally, a buffer is provided at the input unit from each line
[0008]
However, in order to efficiently process highly bursty information such as communication data between computers, it is better that the buffer capacity of the line input unit is as large as possible. There is a problem in that delay of information such as voice that has a strong demand for immediacy increases.
[0009]
To deal with such problems, conventionally, the capacity of the buffer in the line input unit is set to a capacity that can tolerate delays in information that requires immediacy, and limits the use band of information with strong burstiness. As a result, information with strong burstiness and information with strong demand for immediacy were mixedly used.
[0010]
However, as a matter of course, such a method has its limitations.
In addition to the above-described mixed method, the state of congestion is monitored in the buffer in the demultiplexing unit in the multiplexing / demultiplexing unit 303. When congestion due to the input of strong burst information is detected, all line inputs are detected. Until the congestion state in the buffer in the demultiplexing unit in the multiplexing / demultiplexing unit 303 is resolved, the notification from the buffers in all the line input units is performed. A method has been proposed in which cell output is stopped. In this case, the input of cells to the buffers of all the line input units is eventually restricted, and cell discard occurs in all the line input units.
[0011]
In this case, it is ideal to stop only the cell output from the buffer of the line input unit that is actually causing congestion. However, in the buffer control method described above, the communication path set for the switch unit 304 cannot be recognized by the buffer in the demultiplexing unit in the multiplexing / demultiplexing unit 303. The cell output must be stopped. As a result, there is a problem in that all communication information including information with a strong immediacy requirement is affected by congestion.
[0012]
Further, in the above-described buffer control method, only the on / off control of whether to stop the output of cells from the buffers of all the line input units is performed, so that the use efficiency of the switch unit 304 is necessarily improved. It has the problem that it cannot be done.
[0013]
The object of the present invention is to realize appropriate congestion control for highly bursty information while maintaining the miniaturization and economy of the system, and to efficiently use both highly bursty information and immediacy required information. It is to be able to process well.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
The first aspect of the present invention is based on a cell switching system having a switch device for switching a cell such as an ATM cell.
[0015]
First, the cell has an immediacy request information adding device (IVCC 103) for adding immediacy request information (SI bit) indicating whether or not the cell is a service cell requesting immediacy.
[0016]
Next, it has a buffer device (I-BUF 105) that temporarily holds a cell of a service that does not require immediacy, reads the cell in a predetermined read band, and outputs it to the switch device.
[0017]
If the immediacy request information added to the cell indicates that the cell is a service cell that does not require immediacy, the cell is distributed to the route toward the buffer device and added to the cell. If the immediacy request information being processed indicates that the cell is a cell of a service that requires immediacy, the route for the cell of the service that requests immediacy toward the switch device. A distribution device (distribution unit 104) that distributes to (a route including the R-BUF 106) is included.
[0018]
With the configuration of the first aspect of the present invention, it is possible to efficiently process highly bursty information such as communication data between computers without increasing the buffer size in the switch device, It is possible to prevent an increase in delay of information having a strong demand for immediacy.
[0019]
Next, according to the second aspect of the present invention, a cell on the uplink is temporarily stored, the buffer device (I-BUF 105) for reading the cell in a predetermined read band, and the cell from the buffer device are switched. Assume a cell switching system having a switch device and a separation device (DMUX 112) that outputs a cell from the switch device to each downlink directed to each subscriber terminal.
[0020]
First, the separation device includes a congestion state monitoring device (DMUX CTL 113) that detects a congestion state for each downlink directed to each subscriber terminal.
Next, when the congestion state monitoring device detects the congestion state, the congestion information is set for the congestion information corresponding to the congestion state in the cell transferred on the uplink paired with the downlink where the congestion state is detected. It has setting devices (
[0021]
In addition, it has a congestion information setting cell detection device (O-CELL EXT110) that detects a cell in which congestion information is set on each downlink.
Then, in the buffer device provided on the uplink corresponding to the downlink corresponding to the congestion information setting cell detection device according to the detection state of the cell in which the congestion information is set in the congestion information setting cell detection device And a buffer control device (I-BUF CTL 109) for controlling the cell read band therefrom.
[0022]
In the second aspect of the present invention described above, the congestion state monitored by the congestion state monitoring device is composed of a plurality of levels, and the congestion information setting device sets the congestion information according to the level of the congestion state. Can be configured to control the cell read band in the buffer device according to the level of congestion state indicated by the congestion information set in the cell detected by the congestion information setting cell detection device.
[0023]
Further in this case, the congestion state monitoring device detects each of the congestion states composed of a plurality of levels by monitoring changes in the amount of cells remaining in each buffer of each downlink directed to each subscriber terminal in the separation device. Can be configured to.
[0024]
Further, the buffer control device is configured to control a decrease amount of the cell read bandwidth in the buffer device in accordance with a congestion state level indicated by the congestion information set in the cell detected by the congestion information setting cell detection device. can do.
[0025]
Alternatively, the buffer control device may stop reading the cell in the buffer device when the congestion state level indicated by the congestion information set in the cell detected by the congestion information setting cell detection device indicates a predetermined level. Can be configured.
[0026]
Furthermore, the buffer control device can be configured to increase the cell read bandwidth in the buffer device at a predetermined rate when the congestion information setting cell detection device does not detect the cell for which the congestion information is set. .
[0027]
In the second aspect of the present invention described above, the congestion information can be configured to be set in a header portion used only in a cell switching system added to a cell.
[0028]
Furthermore, in the second aspect of the present invention described above, the buffer control device sets the cell read bandwidth in the buffer device based on the sum of the average values of the used bandwidths assigned to the paths using the buffer device. As a result, it can be configured to control so as to guarantee the sum of the average values as the minimum bandwidth.
[0029]
With the above-described configuration of the second aspect of the present invention and the modified configuration thereof, it is possible to transfer information with strong burst characteristics such as communication data between computers with maximum efficiency.
[0030]
Also, the congestion control according to the second aspect of the present invention is used in combination with other congestion control outside the exchange by setting the congestion information in the header part used only in the cell switching system added to the cell. Therefore, more precise congestion control can be realized.
[0031]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
In the embodiment of the present invention, information (SI bit) indicating whether or not the cell is a service cell requiring immediacy is added to the input cell. Based on this information, the input cell of the bursty service that does not require immediacy is input to the switch unit via the first buffer (I-BUF) having a large capacity, and the service cell that requires immediacy is input. The input cell is input to the switch unit via the second buffer (R-BUF) having the necessary minimum capacity (about several cells). As a result, it is possible to efficiently process highly bursty information such as communication data between computers without increasing the buffer size in the switch unit, and to increase delay of information that is demanding immediacy such as telephone voice. Can be prevented.
[0032]
Further, in the embodiment of the present invention, the state of congestion is monitored in a buffer in the separation unit that outputs a cell to each downlink directed from the switch unit to each subscriber terminal. When congestion due to the input of information with strong burstiness is detected here, it is input toward the switch unit on the uplink (line from the subscriber terminal to the switch unit) paired with the downlink where the congestion was detected. A congestion notification (an EFCI level display) corresponding to the degree of congestion is set in the incoming cell. The cells on this uplink are switched by the switch unit, then transferred to the downlink returning to the subscriber terminal that is transmitting the cell toward the downlink where congestion is detected, and the downlink is terminated. It is detected in the terminating device (individual corresponding unit). The individual handling unit determines whether the first buffer (immediateness) provided on the uplink paired with the downlink according to a predetermined algorithm depending on whether the cell for which the congestion notification is set is detected or not. In a cell buffer that does not require a cell), the read bandwidth (speed) of the cell from there is controlled. As a result, the amount of cells transferred to the downlink where congestion is detected is controlled, and the cells are transferred with maximum efficiency. In this case, the amount of cell transfer is not restricted on the uplink other than the uplink connected to the subscriber terminal that is transmitting the cell toward the downlink where congestion is detected. . In addition, since information with a strong demand for immediacy is input to the switch unit via the second buffer, there is a feature that the information is not affected by the restriction in the first buffer.
[0033]
FIG. 1 is a system configuration diagram of an embodiment of the present invention for realizing the above-described characteristic functions. In FIG. 1, the switch interface unit 102 corresponds to the multiplexing / demultiplexing unit 303 in FIG. The individual correspondence unit 101 is provided for each line correspondence unit 302 (each line 301) in the interface unit of the
[0034]
In FIG. 1, the
[0035]
Here, the SI bit is information particularly relevant to the present invention, and its value is set to “1” if the input cell to which it is attached is a service cell that requires immediacy. If it is a cell of any other service, it is set to “0”. Then, the allocating
[0036]
In this way, only information with strong burstiness that does not require immediacy is input to the switch unit via the I-
[0037]
Next, a DMUX CTL (separation unit control unit) 113 in the switch interface unit 102 is a buffer (not shown) in the DMUX (separation unit) 112 that outputs a cell to each downlink directed from the switch unit to each subscriber terminal. The congestion state is monitored. More specifically, the
[0038]
The cell on the above-described uplink output from the
[0039]
On the other hand, when the O-CELL EXT (output cell detection unit) 110 in the individual correspondence unit 101 terminating the downlink returning to the subscriber terminal detects a cell in which the EFCI level display is set. The EFCI level display value is notified to the I-BUF CTL (input buffer control unit) 109. The I-
[0040]
Subsequently, a specific example of the above-described congestion control will be described below.
First, when a subscriber requests communication, the subscriber declares information on service attributes and used bandwidth in accordance with international recommendations. When the declared service attribute indicates an attribute of a service that requires immediacy, the call processing processor of the exchange system assigns the subscriber to a resource in the exchange using the declared use band as a peak band. On the other hand, if the declared service attribute indicates an attribute of a service that does not require immediacy, the subscriber is assumed to be the average bandwidth in the declared usage band and the usage band follows a Poisson distribution. Assign to resources.
[0041]
Next, the
[0042]
The I-
[0043]
On the other hand, when the I-
[0044]
When the I-
[0045]
As described above, it is possible to transfer highly bursty information such as communication data between computers with maximum efficiency while preventing an increase in delay of information that is demanding immediacy such as telephone voice. It becomes.
[0046]
In the embodiment described above, as shown in FIG. 2, the EFCI level display is set in a switching header used only inside the exchange. As a result, it can be distinguished from the EFCI information used for congestion control between subscriber terminals in the ABR service, and the congestion control using both is performed, so that the entire network including the subscriber terminals is more precise. Congestion control can be realized.
[0047]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, it is possible to efficiently process highly bursty information such as communication data between computers without increasing the buffer size in the switch device, and to improve immediacy such as telephone voice. It is possible to prevent an increase in delay of highly demanded information.
[0048]
According to the second aspect of the present invention and its modification, it is possible to transfer information having strong burst characteristics such as communication data between computers with maximum efficiency.
In addition, the congestion control according to the second aspect of the present invention is used in combination with other congestion control outside the exchange by setting the congestion information in the header part used only in the cell switching system added to the cell. Therefore, more precise congestion control can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a system configuration diagram of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a data configuration diagram of an ATM cell according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram of a general ATM switching system.
[Explanation of symbols]
101 Individual Corresponding Unit 102
104 Distribution unit 105 I-BUF
106 R-BUF
107, 111 MUX
108 INS
109 I-BUF CTL
110 O-CELL EXT
112 DMUX
113 DMUX CTL
Claims (12)
セルに、それが即時性を要求するサービスのセルであるか否かを表示する即時性要求情報を付加する即時性要求情報付加装置と、
即時性を要求しないサービスのセルを一時保持し、該セルを所定の読出し帯域で読み出して前記スイッチ装置に向けて出力する大容量の第1のバッファ装置と、
即時性を要求するサービスのセルのための必要最低限の容量を有し、該セルを前記スイッチ装置に向けて出力する第2のバッファ装置と、
前記セルに付加されている即時性要求情報が、該セルが即時性を要求しないサービスのセルであることを示している場合には、該セルを前記第1のバッファ装置に向かうルートに振り分け、前記セルに付加されている即時性要求情報が、該セルが即時性を要求するサービスのセルであることを示している場合には、該セルを前記第2のバッファ装置に向かうルートに振り分ける振分装置と、
を有することを特徴とするセル交換システムにおける輻輳制御システム。In a cell switching system having a switching device for switching cells,
An immediacy request information adding device for adding immediacy request information indicating whether or not the cell is a service cell requesting immediacy;
A high-capacity first buffer device that temporarily holds a cell of a service that does not require immediacy, reads the cell in a predetermined read band, and outputs the cell to the switch device;
A second buffer device having a necessary minimum capacity for a cell of service requiring immediacy and outputting the cell to the switch device;
When the immediacy request information added to the cell indicates that the cell is a service cell that does not require immediacy, the cell is distributed to a route toward the first buffer device, When the immediacy request information added to the cell indicates that the cell is a service cell that requires immediacy, the distribution of the cell to the route toward the second buffer device is performed. A dispensing device;
A congestion control system in a cell switching system, comprising:
該バッファ装置からのセルをスイッチングするスイッチ装置と、
該スイッチ装置からのセルを各加入者端末に向かう各下り回線に出力する分離装置と
を有するセル交換システムにおいて、
前記分離装置において、
前記各加入者端末に向かう各下り回線毎に輻輳状態を検出する輻輳状態監視装置と、
該輻輳状態監視装置が輻輳状態を検出した場合に、該輻輳状態を検出した下り回線と対の上り回線上を転送されるセルに、前記輻輳状態に応じた輻輳情報を設定する輻輳情報設定装置と、
前記各下り回線上で前記輻輳情報が設定されたセルを検出する輻輳情報設定セル検出装置と、
該輻輳情報設定セル検出装置における前記輻輳情報が設定されたセルの検出状態に応じて、該輻輳情報設定セル検出装置に対応する下り回線と対の上り回線上に設けられている前記バッファ装置において、そこからのセルの読出し帯域を制御するバッファ制御装置とを有し、
前記輻輳状態監視装置が監視する輻輳状態は複数のレベルの状態からなり、
前記輻輳情報設定装置は前記輻輳状態のレベルに応じた輻輳情報を設定し、
前記バッファ制御装置は、前記輻輳情報設定セル検出装置が検出したセルに設定されている輻輳情報が示す輻輳状態のレベルに応じて、前記バッファ装置における前記セルの読出し帯域を制御する、
ことを特徴とするセル交換システムにおける輻輳制御システム。A buffer device that temporarily holds a cell on the uplink and reads the cell in a predetermined read bandwidth;
A switching device for switching cells from the buffer device;
In a cell switching system having a separation device that outputs a cell from the switch device to each downlink directed to each subscriber terminal,
In the separation device,
A congestion state monitoring device for detecting a congestion state for each downlink directed to each subscriber terminal;
When the congestion state monitoring device detects a congestion state, a congestion information setting device that sets congestion information corresponding to the congestion state in a cell transferred on an uplink paired with the downlink where the congestion state is detected When,
A congestion information setting cell detection device for detecting a cell in which the congestion information is set on each downlink;
In the buffer device provided on the uplink corresponding to the downlink corresponding to the congestion information setting cell detection device according to the detection state of the cell in which the congestion information is set in the congestion information setting cell detection device , possess a buffer controller for controlling the reading band of cells therefrom,
The congestion status monitored by the congestion status monitoring device consists of a plurality of levels.
The congestion information setting device sets congestion information according to the level of the congestion state,
The buffer control device controls the read bandwidth of the cell in the buffer device according to the level of congestion state indicated by the congestion information set in the cell detected by the congestion information setting cell detection device,
A congestion control system in a cell switching system.
各加入者端末に向かう各下り回線毎に輻輳状態を検出する輻輳状態検出ステップと、
該輻輳状態が検出された場合に、該輻輳状態が検出された下り回線と対の上り回線上を転送されるセルに、前記輻輳状態に応じた輻輳情報を設定する輻輳状態設定ステップと、
前記各下り回線上で前記輻輳情報が設定されたセルを検出する輻輳情報設定セル検出ステップと、
該下り回線上での前記輻輳情報設定セル検出ステップで検出されたセルに設定された輻輳情報に応じて、該下り回線と対の上り回線において、前記スイッチ装置への前記セルの流入量を制御するセル流入量制御ステップと、
を有し、
前記輻輳状態検出ステップで検出する輻輳状態は複数のレベルの状態からなり、
前記輻輳状態設定ステップは、前記輻輳状態のレベルに応じた輻輳情報を設定し、
前記セル流入量制御ステップは、前記輻輳情報設定セル検出ステップで検出されたセルに設定されている輻輳情報が示す輻輳状態のレベルに応じて、前記スイッチ装置への前記セルの流入量を制御する、
ことを特徴とするセル交換システムにおける輻輳制御方法。A congestion control method in a cell switching system in which a cell is switched by a switch device,
A congestion state detection step for detecting a congestion state for each downlink directed to each subscriber terminal;
A congestion state setting step for setting congestion information according to the congestion state in a cell transferred on an uplink paired with the downlink in which the congestion state is detected when the congestion state is detected;
A congestion information setting cell detection step for detecting a cell in which the congestion information is set on each downlink;
In accordance with the congestion information set in the cell detected in the congestion information setting cell detection step on the downlink, the inflow amount of the cell to the switch device is controlled in the uplink paired with the downlink A cell inflow control step,
Have
The congestion state detected in the congestion state detection step consists of a plurality of levels.
The congestion state setting step sets congestion information according to the level of the congestion state,
The cell inflow amount control step controls the inflow amount of the cell to the switch device according to a congestion state level indicated by the congestion information set in the cell detected in the congestion information setting cell detection step. ,
A congestion control method in a cell switching system.
該バッファ装置からのセルをスイッチングするスイッチ装置と、A switching device for switching cells from the buffer device;
該スイッチ装置からのセルを各加入者端末に向かう各下り回線に出力する分離装置とA separation device for outputting a cell from the switch device to each downlink directed to each subscriber terminal;
を有するセル交換システムにおいて、In a cell switching system having
前記分離装置において、In the separation device,
前記各加入者端末に向かう各下り回線毎に輻輳状態を検出する輻輳状態監視装置と、A congestion state monitoring device for detecting a congestion state for each downlink directed to each subscriber terminal;
該輻輳状態監視装置が輻輳状態を検出した場合に、該輻輳状態を検出した下り回線と対の上り回線上を転送されるセルに、前記輻輳状態に応じた輻輳情報を設定する輻輳情報設定装置と、When the congestion state monitoring device detects a congestion state, a congestion information setting device that sets congestion information corresponding to the congestion state in a cell transferred on the uplink paired with the downlink where the congestion state is detected When,
前記各下り回線上で前記輻輳情報が設定されたセルを検出する輻輳情報設定セル検出装置と、A congestion information setting cell detection device for detecting a cell in which the congestion information is set on each downlink;
該輻輳情報設定セル検出装置における前記輻輳情報が設定されたセルの検出状態に応じて、該輻輳情報設定セル検出装置に対応する下り回線と対の上り回線上に設けられている前記バッファ装置において、そこからのセルの読出し帯域を制御するバッファ制御装置とを有し、In the buffer device provided on the uplink corresponding to the downlink corresponding to the congestion information setting cell detection device according to the detection state of the cell in which the congestion information is set in the congestion information setting cell detection device A buffer controller for controlling the read bandwidth of the cell therefrom,
前記バッファ制御装置は、前記輻輳情報設定セル検出装置が前記輻輳情報が設定されたセルを検出しない場合には、所定の割合で、前記バッファ装置における前記セルの読出し帯域を増加させる、The buffer control device, when the congestion information setting cell detection device does not detect the cell for which the congestion information is set, increases the read bandwidth of the cell in the buffer device at a predetermined rate,
ことを特徴とするセル交換システムにおける輻輳制御システム。A congestion control system in a cell switching system.
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