JP3137834B2 - リング型atmノードのアクセス制御装置 - Google Patents

リング型atmノードのアクセス制御装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、リング型ATMノード
のリングへの送信量に対応したアクセスを行うアクセス
制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】リング型ATMネットワークに関する従
来技術として、例えば、ISO/IEC JTC1/SC6N7873「Speci
fication of the Asynchronus Transfer Mode Ring(ATM
R) Protocol」に記載された技術がある。図7及び図8
は、この従来技術によるアクセス制御方式を示したもの
である。図において、50a、50b、50cはセルの
送受信及び中継を行うアクセスユニット(AU)で、5
1a、51b、51cは全AU50で共通の特定時間
(周期)における予め決められた各アクセスユニットで
の送信可能セル数を示すウィンドウサイズである。ま
た、図8におけるリセットは、全AU50においてウィ
ンドウサイズ51内のセル送信、又はAU50において
送信するセルがウィンドウサイズ51に満たない場合は
全セル送信が終了した段階で、最後の送信AU50で次
の周期に移行することをリング上の全てのAU50に通
知するために用いられる。図9は、従来技術における独
自のセルフォーマットである。図において、60は周期
移行にともなうリセット動作等に用いるアクセス制御フ
ィールド(ACF)、61は仮想パス/仮想チャネルの
識別子であるVPI/VCI、62はペイロードのタイ
プを示すPT、63はセルロスプライオリティを示すC
LP、64はヘッダ誤りチェックを示すHEC、65は
情報を転送するペイロードである。
【0003】以下に上記アクセス制御方式の動作を説明
する。各AU50は、リング全体で共通の一定時間(周
期)内での送信セル数を示すウィンドウサイズ51が予
め決まっており、そのウィンドウサイズ51以内でリン
グが空いていればセルの送信を行う。その際、送信する
セルがあるAU50は、リング上を流れる全てのセルの
ACF60に、自AU50を示すアドレスを挿入する。
例えば、リング上の全てのAU50において送信するセ
ルがある場合、ACF60の値はAU50を通過する度
に書き替えられることになる。また、ウィンドウサイズ
51分のセル送信完了、または送信するセルが無くなっ
たAU50は、ACF60に自AU50を示すアドレス
を挿入することを止める。上記のようにACFを制御す
ることにより、リング上を流れるセルのACF60の値
が自AU50を示すアドレスであるセルを受信したAU
50は、現在の周期においてリング上で送信するセルを
持っているAU50は自局のみ(他のAU50は、現在
の周期における送信を完了)であることを認識すること
ができる。現在の周期においてリング上最後の送信AU
50は、送信を完了すると、リング全体を次の周期に移
行するためのリセットを開始することになる。また、時
間的なリセットも規定されており、一定時間たっても上
記で示すリセットが開始されない場合は、強制的リセッ
トを開始し、次の周期に移行することも可能である。以
上のように、従来技術では、リングで共通の周期を定義
し、その周期内で各ノードが自由に送信セル数を各AU
50で規定することにより、AU間での送信の公平性を
実現している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来のリング型ATM
ネットワークは、上記のように構成されているので、ウ
ィンドウサイズ51が全体として予め決められており、
これらの値を動的に変化させることは困難である。その
ため、送信量が時々刻々変化するデータ転送に関して
は、ウィンドウサイズ51を各ノードが送信量に応じて
確保することができないため、ウィンドウサイズ51を
非常に大きく取ることにより対応することになる。しか
しリングアクセスに関しては、通信量にかかわらず空い
ていればアクセスする方式であるので、運悪く特定時間
(周期)内にセル送信ができないAU50が発生すると
いう課題があった。
【0005】この発明は上記の課題を解決するためにな
されたもので、リング型ATMネットワークのアクセス
帯域を、送信するデータ量に応じて動的に変化させるこ
とで、効率的かつ公平な転送ができるアクセス制御装置
を得ることを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明に係るリング型
ATMノードのアクセス制御装置は、伝送路からのAT
Mノードへの受信セル中の空き帯域情報を検出する空き
帯域情報抽出手段と、自ATMノードから上記伝送路へ
送信を必要とするセルの設定時間あたりの送信量である
送信帯域の使用量増減が必要になると、上記空き帯域情
報を限度に該使用量増減に対応して自ノードからの送信
セルを送信制御する送信帯域制御手段と、上記必要にな
った送信帯域の使用量増減に対応して、上記空き帯域情
報抽出手段が検出した空き情報から自ノードの送信帯域
を増減させた後の新しい空き帯域情報を通知する空き帯
域情報挿入手段とを備えた。
【0007】また更に、伝送路で利用可能な帯域を分割
して複数のブロックとし、通信帯域、または空き帯域を
上記ブロックの数で表現して帯域情報として挿入、抽出
するようにした。
【0008】また更に、セル中の空き帯域情報に換え
て、伝送路上に空き帯域を要求するまたは帯域に関する
情報を通知する独立のセルを別に設け、各ATMノード
では該独立のセルを検出して対応動作をするようにし
た。
【0009】また更に、自ノードからの送信帯域を増加
要求するリクエスト情報を伝送路に送信し、該リクエス
ト情報を受けた別に定めた値以下の送信要求量の他ノー
ドでは、対応して送信帯域をせばめるようにした。
【0010】
【0011】
【0012】
【0013】
【作用】この発明によるリング型ATMノードのアクセ
ス制御装置は、各ATMノードにおいて受信セルの空き
帯域情報と、自ノードからの伝送路に対する帯域使用率
を見て、システム運用の基準に従って帯域使用率を変更
する場合は、自ノードからの送信量を増減すると共にス
イッチ後のセルの空き帯域情報が変更後の値に書き換え
られる。
【0014】また更に、空き帯域情報は簡単なブロック
の数値または記号で表され、セルの占有と解放は上記ブ
ロックの単位で行われる。
【0015】また更に、空き帯域の要求または空き帯域
情報は独立のセルにより行われ、各ノードは通常のセル
情報検出手段で空き帯域の要求または空き帯域情報を知
り、対応動作をする。
【0016】また更に、リクエスト情報を受けた送信量
に余裕のあるノードでは、対応して送信帯域をせばめる
動作をする。
【0017】
【0018】
【0019】
【0020】
【実施例】
実施例1.伝送路で全ノードが共通で使用可能な通信幅
を通信帯域と定義し、この通信帯域を各ノードが宣言し
た幅だけ占有するまたは割り当たるようにし、更に各ノ
ードは、その伝送路への通信量の増減によって占有幅を
増減する例を説明する。図1は、この発明の一実施例を
のノードの構成示す構成図であり、図において、1a、
1b、1cはデータ転送単位であるセルの送受信及び中
継を行うATMノード、2は各ATMノード1間をリン
グ状に接続する中継伝送路、3はATMノード1におい
てセルの交換を行うATMスイッチである。4はATM
ノード1において中継伝送路2上を巡回している空き帯
域情報を抽出する空き帯域情報抽出部、5はATMノー
ド1において中継伝送路2上に空き帯域情報を挿入する
空き帯域情報挿入部、6はATMノード1において端末
及び他ネットワークからの送信セルの送信帯域を制御す
ると共に、割り当てられた帯域における帯域使用率を観
測する送信帯域制御部である。また、7は空き帯域情報
抽出部4からの空き帯域情報と送信帯域制御部6からの
帯域使用率をもとに、自ATMノード1における送信帯
域を決定し、その送信帯域を送信帯域制御部6に通知す
ると共に、空き帯域挿入部5に対して空き帯域情報を通
知するアクセス制御部である。
【0021】上記構成のATMノードの動作について説
明する。図1において、空き帯域情報抽出部4は、絶え
ず中継伝送路2上を巡回している空き帯域情報をアクセ
ス制御部7に通知する。アクセス制御部7では、自AT
Mノード1における送信帯域を変化させない場合は、上
記空き帯域情報をそのまま空き帯域挿入部5に通知す
る。空き帯域挿入部5では、アクセス制御部7からの空
き帯域情報を中継伝送路2上に挿入する。この様に、空
き帯域情報は、リング型の中継伝送路上をATMスイッ
チを介さず巡回している。送信帯域制御部6において、
割り当てられた帯域における帯域使用率が非常に小さい
場合、すなわち、ATMノード1における送信帯域が現
在割り当てられている帯域より少なくても良い場合は、
アクセス制御部7において帯域使用率をもとに新たに少
ない送信帯域を決定し、送信帯域制御部6に通知して送
信帯域を削減すると共に、削減した帯域分を空き帯域情
報として空き帯域挿入部5に通知し、中継伝送路2に挿
入する。
【0022】送信帯域制御部6において、割り当てられ
た帯域における帯域使用率が非常に大きい場合、すなわ
ち、ATMノード1における送信帯域が現在割り当てら
れている帯域より大きいほうが良い場合は、アクセス制
御部7において空き帯域情報抽出部4からの空き帯域情
報で示される空き帯域以内で送信帯域を増加させて、送
信帯域制御部6に通知すると共に、増加した帯域分だけ
帯域情報抽出部4からの空き帯域情報を減少させて、空
き帯域挿入部5に通知し、中継伝送路2に挿入する。上
記のように動作することにより、各ATMノード1にお
ける送信帯域を、ATMノード1の送信セル量に応じて
動的かつ分散制御により変化させることができ、効率的
であって、かつATMノード間での公平な転送が可能で
ある。なお、本実施例では、リングは1重型としている
が、リングを2重型とすることも可能である。また、リ
ングを動作系/予備系からなる2重型とし、空き帯域情
報挿入を予備系リングで行ってもよい。
【0023】実施例2.本実施例では、通信帯域の具体
的な記載例と、占有幅の増減の例を説明する。図2は、
上記実施例1において中継伝送路2上で伝達される空き
帯域情報の基本単位を示すものである。図において、8
は中継伝送路2上で使用可能な全通信帯域を、9は全通
信帯域8を複数に分割した帯域ブロックを示す。図3
は、セルのフォーマットを示す図である。図において、
10はGFC、11は仮想パス識別子を示すVPI、1
2は仮想チャネル識別子を示すVCI、13はペイロー
ドタイプ識別子を示すPTI、14はセルロスプライオ
リティを示すCLP、15はヘッダ誤りチェックを示す
HEC、16は情報を転送するペイロードである。な
お、ここではUNIフォーマットについて示している。
NNIフォーマットの場合はGFC10部分がVPIフ
ィールド11となる。
【0024】本実施例では、上記実施例1におけるAT
Mノード1間の空き帯域情報をセルヘッダのGFCフィ
ールド10で表現する。具体的には、全通信帯域8をブ
ロック9の数で表して伝達する。ATMノード1におい
て送信帯域を削減する場合は、削減する帯域に相当する
帯域ブロック9の数を空き帯域情報挿入部5において、
セルヘッダのGFCフィールド10に書き加えることに
より、空き帯域情報として伝達する。ATMノード1に
おいて送信帯域を増加さす場合、空き帯域情報抽出部4
においてGFCフィールド10の値(帯域ブロック9の
数)をチェックし、受信する帯域ブロック9の数に対応
する帯域以内で、送信帯域を増加させる。この際、増加
した帯域分の帯域ブロックの数は、アクセス制御部7に
おいて減算されて空き帯域情報挿入部5においてセルの
GFCフィールド10に書き込まれ、伝達される。
【0025】ATMノード1において送信帯域を変化さ
せない場合は、空き帯域情報抽出部4において抽出され
たGFCフィールド10の値は、アクセス制御部7にお
いて変更されず、そのまま空き帯域情報挿入部5でセル
のGFCフィールド10に書き込まれて伝達される。な
お、GFCフィールドは、4ビットしかないことから、
1セルでは最大15個までの帯域ブロックの数しか表せ
ないが、複数セルにまたがって使用すればもっと細かな
分割が可能である。上記のように構成し動作させること
により、空き帯域情報を、量子化した帯域ブロックの数
で表現して伝達することができ、空き帯域情報伝達を既
存の領域とは別の特別な領域を用意することなく、簡易
に実現できる。
【0026】実施例3.上記実施例では、受信セルのセ
ルヘッダのある領域に帯域情報を記載する例を説明し
た。本実施例では、この情報を通常の送受信セルとは別
の独立した特別のセルを用意して、これに情報を載せる
例を説明する。すなわち、中継伝送路2上の空き帯域情
報の伝達方法として、独立の空き帯域情報伝達セルを用
意する。図4は、この発明の他の実施例のノード構成例
を示すブロック図である。図において、20は独立した
帯域情報セルを独立し、その帯域情報を抽出する帯域情
報セル検出部である。1つの空き帯域情報伝達セルは、
実施例2において示した帯域ブロック分の帯域を示すこ
ととし、ATMノード1において送信帯域を削減する場
合は、送信帯域制御部6aにおいて、帯域削減分(削減
する帯域ブロック数に相当)の空き帯域情報を発生して
空き帯域情報伝達セルに書き加え、他ATMノード1に
伝達する。また、ATMノード1において送信帯域を増
加さす場合は、帯域情報セル検出部6aにおいて空き帯
域情報伝達セル中の空き帯域以下の帯域分だけ取り込む
ことにより、送信帯域を増加させる。ノードから送出す
る空き帯域情報伝達せる中の数値は、対応して減らす。
【0027】ATMノード1において送信帯域を変化さ
せない場合は、空き帯域情報伝達セルはそのまま中継伝
送される。なお、空き帯域情報伝達セルは、ATMノー
ド1において取り込まれない限り、リング上を周回し続
けるものとする。上記のように動作することにより、空
き帯域情報をセル単位で行うことから、特別な空き帯域
情報挿入機能が必要なくなり、装置構成を簡略化でき
る。
【0028】実施例4.本実施例では、空き帯域通信情
報伝達セルの替わりにリクエストセルを周回させ、各ノ
ードは対応して各使用帯域を減らす例を説明する。上記
実施例3において、送信帯域制御部6aに帯域確保用の
リクエストを作成する手段を設ける。送信帯域制御部6
aにおいて、割り当てられた帯域における帯域使用率が
非常に大きく、かつ、一定時間内に空き帯域情報が来な
い場合、送信帯域制御部6aは帯域確保用のリクエスト
を作成し、中継伝送路に送出する。なお、送出する帯域
確保用のリクエストは、実施例2では、GFCフィール
ドの特定パターンで表すこととし、実施例3では、特定
のセルの形で表される。
【0029】帯域情報セル検出部20で帯域確保用のリ
クエストを受信したATMノード1では、自ATMノー
ド1における送信帯域及び帯域使用率から、幾らかの帯
域を解放する。なお、帯域確保リクエスト受信に伴う帯
域の解放方法については、(1)各ATMノード1で固
定的に解放する方法、(2)送信帯域にしきい値を設け
ておき、その値を越えている場合に解放する方法、
(3)帯域使用率に帯域解放用しきい値を設けておき、
そのしきい値より小さいが、自ら帯域を解放する動作を
行う程小さくはない場合に解放する方法、等が考えられ
る。上記のように動作することにより、中継伝送路上に
空き帯域情報が無い場合でも、帯域を確保することがで
きる。
【0030】実施例5.上記実施例では、各ノードはそ
れぞれ使用帯域を宣言し、以降はそれを増減してその範
囲内で自ノードの送信を行うようにした。本実施例で
は、予め各ノードが帯域の占有宣言をせず、空きスロッ
トを自由に使用し、しかし他ノードの使用度とバランス
をとって帯域を増減する例を説明する。図5は、この発
明の他の実施例を示す構成図である。図において、1
a、1b、1cはデータ転送単位であるセルの送受信及
び中継を行うATMノード、2は各ATMノード1間を
リング上に接続する中継伝送路、3はATMノード1に
おいて交換を行うATMスイッチ、21は中継伝送路2
上の空きセルスロットを検索する空きセルスロット検索
部、6bはATMノード1において端末及び他ネットワ
ークからの送信セルの送信帯域を空きセルスロット検索
部21からの空きセルスロット情報をもとに制御する送
信制御である。
【0031】上記構成のATMノードの動作を説明す
る。空きセルスロット検索部21は、中継伝送路上の空
きセルスロット(アイドルセル及び自ATMノード1に
おいて解放するセル)を検索し、空きセルスロット情報
を送信帯域制御部6bに通知する。送信帯域制御部6b
では、上記空きセルスロット情報をもとに中継伝送路の
混み具合を判断し、送信帯域を決定する。例えば、空き
セルスロット情報が残り10ブロック分の空きがあり、
自ノードは90%の帯域使用率ならば2ブロックを取り
込み、空きセルスロット情報8ブロック分に減らすとい
う運用を決めておく。上記のように動作することによ
り、空き帯域情報をATMノード1間でやり取りするこ
と無く、または管理ノードを設けてセル使用割り当てを
集中管理しないで、各ノードが自主的に送信帯域を決定
することができる。
【0032】実施例6.図6は、上記実施例5の送信帯
域制御部6bにおいて、送信帯域を決定するアルゴリズ
ムの例を示す図である。図6をもとに動作を説明する。
空きセルスロット検索部21は、ステップ30で一定時
間t内の空きセルスロット数xを検索し、送信帯域制御
部6bに通知する。ステップ31で送信帯域制御部6b
では、予め決められている空きセルスロットのスレッシ
ュホールド値zとxを比較する。x≧zの場合、すなわ
ち中継伝送路が比較的空いている場合、ステップ32で
送信帯域制御部6bは、送信すべきセルの待ち状態を観
測し、待ち合わせが多い場合、すなわち送信帯域を増加
させたい場合、ステップ33で現状の一定時間tにおけ
る送信セル数aに、規定値αだけ増加させるたセル数を
次の一定時間tにおける送信セル数bとする。待ち合わ
せが少ない場合、すなわち送信帯域は現状のままで良い
場合、ステップ34で次の一定時間tにおける送信セル
数は現状のセル数aのままとする。
【0033】しきい値zとxの比較結果が、x<zの場
合、すなわち中継伝送路が比較的混んでいる場合、送信
帯域制御部6bは、ステップ35で送信すべきセルの待
ち状態を観測し、待ち合わせが多い場合、ステップ36
で次の一定時間tにおける送信セル数は現状のセル数a
のままとする。待ち合わせが少ない、または無い場合、
ステップ37で現状の一定時間tにおける送信セル数a
から、規定値βだけ減少させるたセル数を次の一定時間
tにおける送信セル数bとする。この際、各ATMノー
ドは、一定時間t内における最低送信セル数yを規定し
ておくこととし、ステップ38で次の一定時間tにおけ
る送信セル数bと最低送信セル数yを比較し、次の一定
時間tにおける送信セル数bがyより小さくなる場合に
は、ステップ39で次の一定時間tにおける送信セル数
はyとする。上記のように動作することにより、送信帯
域制御部6bで送信帯域を自主的に決定することができ
る。
【0034】実施例7.上記実施例6では、次の一定時
間tにおける送信セル数を決定したが、各ATMノード
1は一定時間t内に最低yセルの転送が保証されるもの
として、各ATMノード1の空きセルスロット検索部2
1では、t時間内の空きセルスロット数をカウントし、
t時間内の空きセル数がy×n(nはノード数)を越え
た分の空きセルスロットに対して、yセル送信後も送信
するセルがある場合は送信するようにしてもよい。こう
することでも送信帯域制御部6bで送信帯域を自主的に
決定するができる。
【0035】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、空き帯
域情報抽出手段、送信帯域制限手段と空き帯域情報挿入
手段を設けたので、各ノードの送信量の変化に応じて対
応して送信帯域が変更され、効率的でかつ公平な送信が
できる効果がある。
【0036】また、空き帯域情報はブロックの数値で表
されるので、検出手段と制御手段の規模を更に小さくで
きる効果がある。
【0037】また、空き帯域に関する情報は独立のセル
で表されるので、特別の帯域を使用しなくてよく、装置
構成を簡略化できる効果がある。
【0038】また、リクエスト情報により、空き帯域情
報がなくても運用ができる効果がある。
【0039】
【0040】
【0041】
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施例1のノードの構成を示すブ
ロック図である。
【図2】 この発明の実施例2ないし実施例4において
用いる全帯域と帯域ブロックの説明図である。
【図3】 この発明で用いるセルフォーマット図であ
る。
【図4】 この発明の実施例3のノードの構成を示すブ
ロック図である。
【図5】 この発明の実施例5のノードの構成を示すブ
ロック図である。
【図6】 この発明の実施例6の動作アルゴリズムを示
す図である。
【図7】 従来のリング型ネットワークアクセス制御方
式の説明図である。
【図8】 従来のリング型ネットワークアクセス制御方
式のデータフローを示す図である。
【図9】 従来のリング型ネットワークアクセス制御方
式で用いるセルフォーマット図である。
【符号の説明】
1a,1b,1c ATMノード、2 中継伝送路、3
ATMスイッチ、4空き帯域情報抽出部、5 空き帯
域情報挿入部、6,6a,6b 送信帯域制御部、7
アクセス制御部、8 全帯域、9 帯域ブロック、10
GFC、20 帯域情報セル検出部、21 空きセル
スロット検索。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−336728(JP,A) 特開 平6−14035(JP,A) 特開 平6−69938(JP,A) 特開 平4−316240(JP,A) 特開 平5−227178(JP,A) 特開 平6−152620(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04L 12/28 H04L 12/42 H04L 12/56

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 伝送路からのATMノードへの受信セル
    中の空き帯域情報を検出する空き帯域情報抽出手段と、 自ATMノードから上記伝送路へ送信を必要とするセル
    の設定時間あたりの送信量である送信帯域の使用量増減
    が必要になると、上記空き帯域情報を限度に該使用量増
    減に対応して自ノードからの送信セルを送信制御する送
    信帯域制御手段と、上記必要になった送信帯域の使用量増減に対応して、上
    記空き帯域情報抽出手段が検出した空き情報から自ノー
    ドの上記送信帯域の使用量増減を減算した後の新しい空
    き帯域情報を通知する 空き帯域情報挿入手段とを備えた
    リング型ATMノードのアクセス制御装置。
  2. 【請求項2】 伝送路で利用可能な帯域を分割して複数
    のブロックとし、通信帯域、または空き帯域を上記ブロ
    ックの数で表現して帯域情報として挿入、抽出するよう
    にしたことを特徴とする請求項1記載のリング型ATM
    ノードのアクセス制御装置。
  3. 【請求項3】 セル中の空き帯域情報に換えて、伝送路
    上に空き帯域を要求するまたは帯域に関する情報を通知
    する独立のセルを別に設け、各ATMノードでは該独立
    のセルを検出して対応動作をすることを特徴とする請求
    項1記載のリング型ATMノードのアクセス制御装置。
  4. 【請求項4】 自ノードからの送信帯域を増加要求する
    リクエスト情報を伝送路に送信し、該リクエスト情報を
    受けた別に定めた値以下の送信要求量の他ノードでは、
    対応して送信帯域をせばめるようにしたことを特徴とす
    る請求項1または請求項3記載のリング型ATMノード
    のアクセス制御装置。
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