JP3512629B2 - 帯域共用制御回路と帯域制御回路及び通信システム - Google Patents

帯域共用制御回路と帯域制御回路及び通信システム

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JP3512629B2 JP9590298A JP9590298A JP3512629B2 JP 3512629 B2 JP3512629 B2 JP 3512629B2 JP 9590298 A JP9590298 A JP 9590298A JP 9590298 A JP9590298 A JP 9590298A JP 3512629 B2 JP3512629 B2 JP 3512629B2
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、帯域制御回路と帯
域共用制御回路及びこれらを用いる通信システムに関
し、例えばATM網や非ATM網における伝送速度に応
じた帯域を共用するための帯域共用制御回路と帯域共用
制御回路及びこれらを用いる通信システムに関する。 【0002】 【従来の技術】従来より、ATM網(Asynchronous Tra
nsfer Mode Network)において、ポイント・マルチポイ
ント伝送システムにおいては、共通伝送区間の帯域割り
当てを各クライアント装置ごとに固定値で割り当ててい
た。すなわち、データや画像、音声等の情報の転送に適
したATM網で、サーバ装置から各クライアント装置へ
のポイント・ツー・マルチポイントやマルチコネクショ
ン等の多様な通信を効率的に行うように、伝送速度や伝
送路数等の通信容量を表す帯域について、ATM網の帯
域割り当てが成されている。 【0003】通常、ATM網は、端末と交換機、端末や
交換機を接続する伝送リンクを有しており、伝送リンク
は、論理的に仮想パス(VP: Virtual Path)に分割
されている。このVP内に呼設定時に発端末と着端末間
に仮想チャネルコネクション(VCC:Virtual Channe
l Connection)が設定される。各セルのセルヘッダ内に
は、VPを特定する情報(VPI:Virtual Path Infor
mation)と、VP内のVCCを特定する情報(VCI:
Virtual Channel Information)があり、交換機はこの
VPIとVCIにより、各セルがどのVCCに対応する
情報を運んでいるかが識別できる。 【0004】この交換機には、セルの転送先を決めるセ
ルヘッダ交換テーブル(マッピング・テーブルともい
う)と、セルの交換処理を行うスイッチ、及びVPI/
VCI決定やセルヘッダ交換テーブル設定及び帯域予約
のための信号処理を行うプロセッサが設けられており、
通信時に、端末間のVPI/VCI決定、及び交換機上
のセルヘッダ変換テーブル設定と、端末間の帯域予約を
行う。帯域予約は、回線の輻輳を回避するために必要で
あり、例えば150Mb/sの転送能力に対し、流入す
るセル量がそれを越えることのないように、予め流入セ
ル量相当分の転送能力を確保している。このように、A
TM網では、「VPI/VCI決定」、「セルヘッダ変
換テーブル設定」、「帯域予約」を行うことにより、端
末と端末間の通信、端末と交換機間の通信を行う。ま
た、一般的な不特定加入者同士の通信の際には、これら
の処理を各通信に際して行い、各通信の終了時点で、
「帯域解放」、「セルヘッダ変換テーブル設定解除」、
及び「VPI/VCI解放」を行う。 【0005】このようなATM網では、マルチコネクシ
ョン通信やマルチポイント通信という多様な通信形態を
実現できる。例えば、マルチコネクション通信では、1
つの呼に対して1方向に複数のVCCを提供することに
より、音声や画像のメディア毎の情報転送を可能とす
る。また、マルチポイント通信では、1つの呼で、複数
の相手先との通信を行える。いわゆるテレビ会議は、こ
のマルチポイント通信の典型である。 【0006】図4は、従来のポイント・マルチポイント
で用いられる構成例を示すブロック図である。サーバ装
置40からクライアント装置50の方向へ伝送される下
り信号は、サーバ装置40に入り、バッファメモリ41
で一時的に蓄えられたあと、送受信制御回路42によっ
て各クライアント装置50に帯域を割り当て、送受信回
路43によって送信される。途中分岐回路60によって
分岐され、各クライアント装置50に分配される。クラ
イアント装置50は送受信回路53で受信し、送受信制
御回路52で自分宛に送られた帯域の情報のみ取り出し
出力する。一方サーバ装置40へ向けての上り信号は、
クライアント装置50の送受信制御回路52で送信タイ
ミングを制御して、送受信回路53で送信し、分岐回路
60で他のクライアント装置からの信号とあわされ、サ
ーバ装置40で受信する。サーバ装置40では送受信回
路43で受信し、送受信制御回路42でフォーマット変
換され、バッファメモリ41に蓄えられる。 【0007】 【発明が解決しようとする課題】このような方式の場
合、通常、サーバ装置40と分岐回路60間の共通伝送
路区間の帯域割り当てを、各クライアント装置50ごと
に固定値で割り当てているため、各クライアント装置か
らサーバへの上りパケット転送において輻輳が生じた
り、サーバ装置から各クライアント装置への下りパケッ
ト転送におけるランダム転送で長時間待ちのクライアン
ト装置が発生したり、特定クライアント装置への転送占
有時間の長時間化等で、物理的に帯域制限のある伝送路
で、特に共用帯域を有効に使用することができなかっ
た。 【0008】本発明は、上述したような帯域を有効に使
用することができないといったことに対して考えたもの
であり、複数のクライアント装置で帯域を共有すること
により、効率的に帯域を使用することを目的とする。 【0009】 【課題を解決するための手段】 本発明は、サーバ装置
と複数のクライアント装置との通信に複数のクライアン
ト装置で1フレーム内の共用帯域を使用し、前記クライ
アント装置の台数が減少した場合、1フレーム内の共用
帯域を狭め1フレーム内の共用帯域以外を前記クライ
アント装置へフルに帯域割り当てを行うポイント・マル
チポイント方式の通信システムにおいて、前記サーバ装
置は、各クライアント装置への送受信パケットを各クラ
イアント装置に対して割り当てた帯域に応じて送受信す
る送受信制御回路と、該送受信制御回路に帯域割当情報
を与える帯域制御回路とを有し、前記帯域制御回路は、
前記サーバ装置から下りパケットを送信するときに送出
される下りパケット送出フラグの入力時からの待ち時間
と、クライアント装置から上りパケットを送信するとき
送出される上りパケット送出フラグの入力時からの待
ち時間を記録する送出フラグタイマと、前記下りパケッ
トの送信終了フラグ及び前記上りパケットの送信終了フ
ラグを受けた場合に対応する前記送出フラグタイマ
セットするリセット手段と、前記下りパケットの送信及
び前記上りパケットの送信のそれぞれで一番待ち時間の
長いクライアント装置にパケット単位に1フレーム内の
共用帯域を割り当てる帯域割当情報を送受信制御回路に
与える手段とを備え、前記送受信制御回路が、前記帯域
割当情報を基にして、各クライアント装置にパケット単
位に1フレーム内の共用帯域を割り当てて送受信パケッ
トを送受信することを特徴とする。 【0010】 【0011】 【0012】 【0013】 【発明の実施の形態】本発明の実施形態について、図面
を参照しつつ詳細に説明する。 【0014】[第1の実施形態] (本実施形態の構成)図1に本実施形態のサーバ装置と
該サーバ装置に接続された複数のクライアント装置のう
ちの一つとを示す構成ブロック図を示す。ATM網で頻
繁に活用されると唱われているポイント・ツー・マルチ
ポイントの一方向のアプリケーションでは、サーバにビ
デオサーバを用い、ビデオサーバは、事前に圧縮したビ
デオストリームを複数のクライアント装置に配信する。
一方、LAN・TVアプリケーションは、蓄積ビデオス
トリームも、カメラからのリアルタイムのビデオも、ど
ちらも配信する。これらの全てのアプリケーションに必
要な帯域幅は、ケースバイケースで異なるが、デジタル
ビデオの帯域幅要求は100kビット/秒から70〜8
0Mビット/秒までの範囲に広がっている。本実施形態
は、このポイント・ツー・マルチポイントに関するもの
である。 【0015】図1において、サーバ装置10は、対クラ
イアント装置に関して、クライアント装置への下り信号
を送出するために一時的にデータを記憶するバッファメ
モリ11と、バッファメモリ11のデータを送出し且つ
クライアント装置からのデータをバッファメモリ11に
格納する送受信制御回路12と、送受信制御回路12が
取り扱うデータ量とデータ伝送速度を制御する帯域制御
回路13と、送受信制御回路12からのデータを送出し
且つクライアント装置からのデータを送受信制御回路1
2に伝送する送受信回路14とから構成されている。 【0016】また、クライアント装置20は、対サーバ
装置10に関して、データの格納・読み出し用のバッフ
ァメモリ21と、サーバ装置10への送出及び受信のた
めバッファメモリ21から読み出し且つ格納する送受信
制御回路22と、送受信制御回路22と送受信し且つサ
ーバ装置10との送受信を行う送受信回路23とから構
成されている。 【0017】また、分岐回路30は、サーバ装置10と
複数のクライアント装置とを接続し、サーバ装置10か
ら送出されたデータを目的のクライアント装置に分岐し
て伝送する。また、クライアント装置からのデータを時
間配分してサーバ装置10に伝送する機能も有してい
る。 【0018】図1において、サーバ装置10は下り信号
を送受信制御回路12によって各クライアント装置20
に信号を割り当て伝送される。途中分岐回路30によっ
て分岐され、各クライアント装置20に分配される。ク
ライアント装置20は送受信制御回路22で自分宛に送
られた情報のみ取り出し出力する。一方上り信号はクラ
イアント装置20の送受信制御回路22で送信タイミン
グを制御し、分岐回路30で他のクライアント装置から
の信号とあわされ、サーバ装置10で受信する。サーバ
装置10では光信号を電気信号に変換し、送受信制御回
路12でフォーマット変換を行い、それぞれのバッファ
に蓄える。 【0019】サーバ装置10には下りパケットを一時的
に蓄えておくバッファメモリ11を有し、下りパケット
を送信するときには、対応するクライアント装置20に
対して下りパケット送出フラグを送出する。クライアン
ト装置20には上りパケットを一時的に蓄えておくバッ
ファメモリ21を有し、上りパケットを送信するときに
は上りパケット送出フラグをサーバ装置10に対して送
出する。サーバ装置10で受信し、各クライアント装置
20の上りパケット送出フラグを検出する。下りパケッ
ト送出フラグと上りパケット送出フラグは帯域制御回路
13で集計され、どのクライアント装置20に対して帯
域を割り当てるか判定し、送受信制御回路12に帯域割
当情報を与える。送受信制御回路12では帯域制御回路
13から与えられた帯域割当情報を基にして、無瞬断で
クライアント装置20に帯域を割り当て、パケットを送
出・受信する。パケットの送出が終わると、パケット送
信終了フラグを送出する。帯域制御回路13はパケット
送信終了フラグを受け、帯域を割り当てていたクライア
ント装置20への帯域を削除し、該当クライアント装置
20のパケット送出フラグをリセットする。その後、再
びパケット送出フラグにより、新しいクライアント装置
へ帯域を割り当てる。 【0020】(本実施形態の動作の説明)図1に示す本
発明の実施形態による帯域共用制御回路又は共用と限ら
ない帯域制御回路の動作について、説明する。 【0021】まず、全体の信号の流れについて説明す
る。下り信号はサーバ装置10に入り、バッファメモリ
11で一時的に蓄えられたあと、送受信制御回路12に
よって必要な各クライアント装置20に帯域を割り当
て、送受信回路14で送信される。途中分岐回路30に
よって分岐され、各クライアント装置20に分配され
る。クライアント装置20は送受信回路23で受信し、
送受信制御回路22で自分宛に送られた情報のみ取り出
し出力する。一方上り信号はクライアント装置20の送
受信制御回路22で送信タイミングを制御し、分岐回路
30で他のクライアント装置からの信号とあわされ、サ
ーバ装置10で受信する。サーバ装置10では送受信回
路14で受信し、送受信制御回路12でフォーマット変
換され、バッファメモリ11に蓄えられる。 【0022】次に、帯域制御動作について、図2を参照
して説明する。 【0023】サーバ装置10には、下りパケットを一時
的に蓄えておくバッファメモリ11を有し、サーバ自体
で送出データを準備して(S11)、又は特定のクライ
アント装置から検索要求やデータ要求があってその要求
に対応したデータを準備して(S11)、パケット形式
に変換して送出する場合等に、そのパケット形式をバッ
ファメモリ11に格納し(S12)、当該下りパケット
を受信したら、バッファメモリ11は対応するクライア
ント装置20の下りパケット送出フラグを送出する(S
13)。各クライアント装置20への下りパケット送出
フラグは帯域制御回路13に入力され(S14)、各ク
ライアント装置ごとに、その下りパケット送出フラグと
その送出フラグタイマをONにする。帯域制御回路13
では、各クライアント装置の送出フラグタイマをみて、
一番待ち時間の長いクライアント装置に対して帯域を割
り当てる(S15)。つぎに、送受信制御回路12に帯
域割当情報を与え(S16)、送受信制御回路12内の
送受信帯域制御回路では、帯域制御回路13から与えら
れた帯域割当情報を基にして、無瞬断でクライアント装
置に帯域を割り当て、パケットを送出する(S17)。
送受信回路14でパケットの送出が終わると(S1
8)、送受信制御回路12はパケット送信終了フラグを
帯域制御回路13に送出する(S19)。 【0024】この後、帯域制御回路13はパケット送信
終了フラグを受け、帯域を割り当てていたクライアント
装置への帯域を削除し(S20)、該当クライアント装
置の送出フラグタイマをリセットする(S21)。 【0025】一方、クライアント装置20には上りパケ
ットを一時的に蓄えておくバッファメモリ21を有し、
クライアント装置20の操作者等からの指示により、上
りパケットを受信したら、上りパケット送出フラグをサ
ーバ装置10に対して送出する。 【0026】ここで、伝送路共有区間でのフレームを図
3に示す。1フレーム内に下りパケットと上りパケット
のペア構成とし、その共用帯域には、上りパケットのヘ
ッダーとして要求フラグとデータとが対としてサーバ装
置に送出され、下りパケットには送信許可フラグがオー
バーヘッドした状態でデータと共にクライアント装置に
送出する例を示している。また、1フレームにおいて、
共用帯域として1クライアント装置に対応しているが、
共用帯域以外の領域は帯域を確保したクライアント用に
パケットが割り当てられる。 【0027】続いて、サーバ装置10で受信し、各クラ
イアント装置の上りパケット送出フラグを検出する。各
クライアント装置の上りパケット送出フラグは帯域制御
回路13に入力され、各クライアント装置ごとにある送
出フラグタイマをONにする。帯域制御回路13では各
クライアント装置の送出フラグタイマをみて、一番待ち
時間の長いクライアント装置に対して、帯域を割り当て
る。送受信制御回路12に帯域割当情報を与え、送受信
制御回路で12は帯域制御回路13から与えられた帯域
割当情報を基にして、タイミング的に1フレームの終了
時点にスイッチングして無瞬断でクライアント装置に帯
域を割り当てる。 【0028】また、帯域を割り当てるクライアント装置
に対して、送信許可フラグを送信し、送信許可フラグを
受信したクライアント装置は、与えられた帯域に対して
パケットを送出する。パケットの送出が終わると、パケ
ット送信終了フラグを送出する。帯域制御回路13はパ
ケット送信終了フラグを受け、帯域を割り当てていたク
ライアント装置への帯域を削除し、該当クライアント装
置の送出フラグタイマをリセットする。 【0029】上記実施形態では、特にATM網に限る必
要もなく、非ATM網のSTM網でも、LANやWAN
等のプライベート網においても、適用できるものであ
る。 【0030】[第2の実施形態]第2の実施形態とし
て、クライアント装置への帯域の割り当てをパケット単
位という限定的な割り当てで行わずに、フレキシブルに
帯域を割り当てる方法がある。すなわち、図3による1
フレーム当たり、下りと上りの帯域は固定されていても
よいが、例えばクライアント装置の台数が減少した場合
等、1フレーム内の共用帯域を狭めて、共用帯域以外を
フルに帯域割り当てを行って、サービス品質を向上する
ものである。 【0031】上記第1の実施形態では、パケット送信終
了フラグをもって、該当クライアント装置への帯域の割
り当ての終了を行っていたが、パケットの終了の有無を
問わず、該当クライアント装置による固定データ長を送
信した後、強制的に帯域の割り当てを終了し、次のクラ
イアント装置へ帯域を割り当てる方法もある。この固定
長で行う方法は、送信中のクライアント装置にとって
は、残余のデータ送信を次の機会に譲るが、他の大多数
のクライアント装置にとってはパケットデータ送信の送
出機会が増加し、ポイント・マルチポイントシステムで
はデータ送出を平準化できる。 【0032】 【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、共通伝送路の帯域を複数のクライアント装置で共有
して用いるため、以下に記載するような効果を有する。 (1)ポイント・マルチポイント方式の帯域を複数のク
ライアント装置で共有して用いるため、帯域を有効に使
用することができる。 (2)パケット送信終了フラグにより帯域の変更を行う
ため、パケット単位での送信が可能である。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の実施形態による通信システムの帯域共
用制御回路関連のブロック図である。 【図2】本発明の実施形態による通信システムの一例の
フローチャートである。 【図3】本発明の実施形態による通信システムのデータ
伝送の構成図である。 【図4】従来例による通信システムの帯域共用制御関連
のブロック図である。 【符号の説明】 10,40 サーバ装置 11,41 バッファメモリ1 12,42 送受信制御回路1 13 帯域制御回路 14,43 送受信回路 20,50 クライアント装置 21,51 バッファメモリ2 22,52 送受信制御回路2 23,53 送受信回路
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平10−28129(JP,A) NTT技術ジャーナル Vol.9, No.4(1997.4)p20−24 NTT R&D Vol.44,No. 12(1995.12)p1157−1162 1997年電子通信学会総合全国大会B− 8−52 1997年電子通信学会総合全国大会B− 8−54 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04L 12/28,12/44 H04Q 3/00

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 サーバ装置と複数のクライアント装置と
    の通信に複数のクライアント装置で1フレーム内の共用
    帯域を使用し、前記クライアント装置の台数が減少した
    場合、1フレーム内の共用帯域を狭め1フレーム内の
    共用帯域以外を前記クライアント装置へフルに帯域割り
    当てを行うポイント・マルチポイント方式の通信システ
    ムにおいて、 前記サーバ装置は、各クライアント装置への送受信パケ
    ットを各クライアント装置に対して割り当てた帯域に応
    じて送受信する送受信制御回路と、該送受信制御回路に
    帯域割当情報を与える帯域制御回路とを有し、 前記帯域制御回路は、前記サーバ装置から下りパケット
    を送信するときに送出される下りパケット送出フラグ
    入力時からの待ち時間と、クライアント装置から上りパ
    ケットを送信するときに送出される上りパケット送出
    ラグの入力時からの待ち時間を記録する送出フラグタイ
    と、前記下りパケットの送信終了フラグ及び前記上り
    パケットの送信終了フラグを受けた場合に対応する前記
    送出フラグタイマリセットするリセット手段と、前記
    下りパケットの送信及び前記上りパケットの送信のそれ
    ぞれで一番待ち時間の長いクライアント装置にパケット
    単位に1フレーム内の共用帯域を割り当てる帯域割当情
    を送受信制御回路に与える手段とを備え、 前記送受信制御回路が、前記帯域割当情報を基にして、
    クライアント装置にパケット単位に1フレーム内の共
    帯域を割り当てて送受信パケットを送受信することを
    特徴する通信システム。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1997年電子通信学会総合全国大会B−8−52
1997年電子通信学会総合全国大会B−8−54
NTT R&D Vol.44,No.12(1995.12)p1157−1162
NTT技術ジャーナル Vol.9,No.4(1997.4)p20−24

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