JP3742481B2 - 固定長セル取扱式交換機及び固定長セルの読み出し速度制御方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
（目次）
発明の属する技術分野
従来の技術
発明が解決しようとする課題
課題を解決するための手段（図１〜図３）
発明の実施の形態（図４〜図３４）
発明の効果
【０００２】
【発明の属する技術分野】
本発明は、転送すべき情報を固定長セル単位に分割して転送するシステムに関し、特に、様々な品質クラスの呼を処理する際に用いて好適な、固定長セル取扱式交換機及び固定長セルの読み出し速度制御方法に関する。
【０００３】
【従来の技術】
固定長セルを取り扱う固定長セル取扱式交換機としては、特に固定長セルとしてＡＴＭ(Asynchronous Transfer Mode)セルについての交換を行なうＡＴＭ交換機がある。このようなＡＴＭ交換機を適用するためのＡＴＭ交換技術は、次世代交換方式としてＩＴＵ−Ｔで合意され、広帯域のＩＳＤＮ(Integrated Services Digital Network）を実現する技術として各機関において開発が盛んに行なわれている。
【０００４】
上述のＡＴＭ交換方式においては、５３オクテットの固定長セルとしてのＡＴＭセルを情報転送単位として用いるようになっているが、このＡＴＭセルは制御情報（宛て先等）が記録された５オクテットのヘッダ部と４８オクテットのデータ部（ペイロード）とにより構成されている。
このような、ＡＴＭ交換方式においては、ＡＴＭセルを非同期に転送することができ、高速で情報を送りたいときには単位時間当たりに送るＡＴＭセルの数を増加させる一方、低速で送る場合にはそのＡＴＭセルの数を減少させることにより、情報の伝送速度を容易に調節することができるようになっている。
【０００５】
即ち、上述のＡＴＭ交換技術を適用することにより、音声データ等の数ｋｂｐｓ程度の低速の情報から、動画等の数１００Ｍｂｐｓ程度の高速の情報までの情報を統一的に扱って情報転送を行なうことができるのである。
ＡＴＭ交換機では、音声，画像，データ等の様々なセル品質を持つ通信サービスを扱うため、それぞれの品質を満足させ、且つ交換機リソースを有効に活用できる制御方式が必要である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したようなＡＴＭ交換機のごとき固定長セル取扱式交換機では、交換機内における処理が複雑化しているため、各種のサービスにおいて、品質クラスの最も高いデータに対応するサービスをベースに全てのメディアを制御しており、ネットワークリソースを有効に利用することができないという課題がある。
【０００７】
また、交換機リソースを各品質クラス毎に分割していないため、セル輻輳が生じた場合には、品質の高低に関係なく、そのときの状態に応じてセルの廃棄が起きてしまう。つまり、品質クラスの低い呼によるセル輻輳により、品質の高いクラスのセルの廃棄を誘発してしまう可能性がある。即ち、他の通信においてセル輻輳が生じた場合には、要求される品質を満足するような通信を行なうことができなくなるという課題もある。
【０００８】
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、各品質クラス毎の読み出し速度をダイナミックに変更することにより、品質の異なる呼による固定長セル同士が、それぞれ影響を与えることをなくし、要求される各品質クラスに即して伝送処理を行なうことができるようにした、固定長セル取扱式交換機及び固定長セルの読み出し速度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】
図１は第１の発明の原理ブロック図であり、この図１において、１−１は固定長セル取扱式交換機であり、この固定長セル取扱式交換機１−１は、固定長セルを用いた通信を行なう際の呼処理を制御する呼処理制御部２を有するとともに、品質クラス識別子関連部３及び品質制御バッファ部４をそなえて構成されている。
【００１０】
ここで、品質クラス識別子関連部３は、固定長セルの品質クラスに応じて品質クラス識別子を関連づけするものであり、品質制御バッファ部４は、品質クラス識別子と関連づけされた固定長セルを、品質クラス識別子に基づいて管理する管理部４ａと、管理部４ａにて管理された固定長セルのそれぞれを格納するバッファ４ｂと、バッファ４ｂにて格納された固定長セルの読み出し速度に関する情報を保持する読出速度情報保持部４ｃとをそなえている。
【００１１】
また、上述の呼処理制御部２は、現在設定されている呼における品質クラス及び申告された申告帯域に基づいて、バッファ４ｂの仮想帯域を設定する仮想帯域設定部２０と、読出速度情報保持部４ｃにおいて保持されている固定長セルの読み出し速度を、仮想帯域設定部２０にて設定された仮想帯域に基づいて設定制御する読出速度設定制御部２１とをそなえている（請求項１）。
【００１２】
さらに、上述の品質制御バッファ部４は、固定長セル輻輳が発生する可能性のある箇所に設けることができる（請求項２）。
また、上述の仮想帯域設定部２０は、新規呼の設定を要求する際に申告された申告帯域と、品質クラスに対応して既に設定されている仮想帯域の基となった申告帯域とを加算し、加算結果に基づいて更新された仮想帯域を演算することができるとともに、上述の読出速度設定制御部２１は、現在の各品質クラスに対応するバッファ４ｂに格納された固定長セルの読み出し速度と、仮想帯域設定部２０からの上記の更新された仮想帯域とを品質クラス毎に大小比較する帯域比較部をそなえ、この帯域比較部における比較結果に基づいて、上記固定長セルの読み出し速度を制御することもできる（請求項３）。
【００１３】
この場合においては、上述の読出速度設定制御部２１は、上記の帯域比較部における帯域比較の結果、更新された仮想帯域が読み出し速度よりも大きい品質クラスがある場合には、上記品質クラスに対応して割り当てられた読み出し速度を増加させる一方、他の空き帯域のある品質クラスに対応して割り当てられた読み出し速度を減少させる読み出し速度調整処理を行なうことができる（請求項４）。
【００１４】
また、この読出速度設定制御部２１は、上記の帯域比較部における帯域比較の結果、更新された仮想帯域が読み出し速度よりも大きい品質クラスがある場合には、各品質クラスの使用帯域に対する空き帯域の比が分散されるように、全ての品質クラスにおける上記読み出し速度を設定制御することもできる（請求項５）。
【００１５】
さらに、この読出速度設定制御部２１は、各品質クラスにおけるバッファ４ｂの空き帯域をプールエリアにて管理する空き帯域管理部をそなえ、新規の呼の設定が要求された場合に、上記新規呼に該当する品質クラスの読み出し速度を、その空き帯域管理部にて管理されている空き帯域に基づいて補充することができる（請求項６）。
【００１６】
また、この読出速度設定制御部２１は、仮想帯域設定部２０からの更新された仮想帯域の、現在の各品質クラスに対応するバッファ４ｂに格納された固定長セルの読み出し速度に対する不足分よりも大きい読み出し速度を補充することもできる（請求項７）。
さらに、この読出速度設定制御部２１は、仮想帯域設定部２０からの更新された仮想帯域の、現在の各品質クラスに対応するバッファ４ｂに格納された固定長セルの読み出し速度に対する不足分よりも所定の読み出し速度分大きい読み出し速度を補充することもできる（請求項８）。
【００１７】
また、図２は第２の発明の原理ブロック図であり、この図２に示す固定長セル取扱式交換機１−２は、品質クラス識別子関連部３，管理部４ａ，バッファ４ｂ及び読出速度設定制御部２１をそなえて構成されている。
ここで、品質クラス識別子関連部３は、呼を設定する際に申告された品質クラス及び申告帯域に基づき、設定された呼における経路から流入される固定長セルに品質クラス識別子を関連づけするものであり、管理部４ａは、品質クラス識別子関連部３から入力される固定長セルの経路を、品質クラス識別子関連部３にて関連づけされた品質クラス識別子に基づいて管理するものであり、
ッファ４ｂは、管理部４ａにて管理されたそれぞれの固定長セルを格納するものである。
【００１８】
さらに、読出速度設定制御部２１は、上記品質クラス及び申告された申告帯域に基づいて、上記バッファ４ｂの仮想帯域を設定し、バッファ４ｂにおいて保持されている固定長セルの読み出し速度を、仮想帯域に基づいて制御するものである（請求項９）。
また、図３は第３の発明の原理説明図であり、この図３に示すように、通信の品質クラスに基づいて、流入される固定長セルをバッファ４ｂに格納しておき、バッファ４ｂを所定の読み出し速度で読み出す固定長セルの読み出し速度制御方法においては、以下に示すステップＳ１〜ステップＳ４により帯域制御が行なわれるようになっている。
【００１９】
即ち、仮想帯域設定ステップ（Ｓ１）において、品質クラス及び申告された申告帯域に基づいて、上記バッファ４ｂの仮想帯域を設定し、品質クラス識別子関連ステップ（Ｓ２）において、呼を設定する際に申告された、通信の品質クラス及び申告帯域に基づき、設定された呼における経路から流入される固定長セルに品質クラス識別子を関連づけする。
【００２０】
さらに、バッファ格納ステップ（Ｓ３）において、品質クラス識別子関連ステップ（Ｓ１）にて品質クラス識別子と関連づけされた固定長セルを、品質クラス識別子に基づいて管理して、バッファ４ｂに格納し、読み出しステップ（Ｓ４）において、呼処理制御部２による制御に基づき、バッファ格納ステップ（Ｓ３）においてバッファ４ｂに格納された固定長セルを、上記品質クラス及び品質クラス毎に申告された仮想帯域に基づいた読み出し速度で読み出している（請求項１０）。
【００２１】
この場合、仮想帯域設定ステップ（Ｓ１）において、予め品質クラス毎の固定長セルの負荷に基づいてバッファ４ｂにて格納された固定長セルの読み出し速度を固定に設定しておき、新規呼が発生した時に品質クラスの仮想帯域が固定に設定された読み出し速度を超えた場合に、読み出しステップ（Ｓ４）において、上記品質クラスに対応して割り当てられた読み出し速度を不足分の速度以上に増加させる一方、他の空き帯域のある品質クラスに対応して割り当てられた読み出し速度を減少させる読み出し速度調整処理を行なうことができる（請求項１１）。
【００２２】
また、予め該品質クラス毎の固定長セルの負荷に基づいてバッファ４ｂにて格納された固定長セルの読み出し速度を固定に設定しておき、新規呼が発生した時に品質クラスの仮想帯域が固定に設定された読み出し速度を超えた場合に、読み出しステップ（Ｓ４）において、各品質クラスの使用帯域に対する空き帯域の比が分散されるように、全品質クラスの読み出し速度を変更することもできる（請求項１２）。
【００２３】
さらに、各品質クラスにおけるバッファ４ｂの空き帯域をプールエリアにて管理しておき、仮想帯域設定ステップ（Ｓ１）における上記呼の設定／解放の際に設定される各品質クラスの仮想帯域に合わせて、読み出しステップ（Ｓ４）における読み出し速度を変更することもできる（請求項１３）。
また、各品質クラスにおけるバッファ４ｂの空き帯域をプールエリアにて管理しておき、新規呼の設定が要求された場合には、読み出しステップ（Ｓ４）における読み出し速度を、新規呼の設定に伴って増加する品質クラスの仮想帯域以上の固定値の読み出し速度を空き帯域に基づいて補充する一方、呼の解放に伴って予め設定された固定値の読み出し速度分以上の空き帯域が発生した場合には、固定値の空き帯域を上記プールエリアに戻すこともできる（請求項１４）。
【００２４】
さらに、各品質クラスにおけるバッファ４ｂの空き帯域をプールエリアにて管理しておき、新規呼の設定が要求された場合には、読み出しステップ（Ｓ４）における読み出し速度を、新規呼の設定に伴って増加する品質クラスの仮想帯域以上の固定値の読み出し速度を空き帯域に基づいて補充する一方、呼の解放に伴って空き帯域が発生した場合においても、次に新規呼の設定が要求されるまで、上記呼の解放された品質クラスにおけるバッファ４ｂの読み出し速度を維持することもできる（請求項１５）。
【００２５】
また、空き帯域が最も多い品質クラスを上記他の空き帯域のある品質クラスとして、順次不足分の速度以上の固定値についての上記読み出し速度調整処理を行なうことができ（請求項１６）、さらに、空き帯域が最も多い品質クラスを上記他の空き帯域のある品質クラスとして、順次不足分の速度及び固定値の読み出し速度についての上記読み出し速度調整処理を行なうこともできる（請求項１７）。
【００２６】
さらに、上記の品質クラス以外の各品質クラスを、上記他の空き帯域のある品質クラスとして、不足分以上の固定値の読み出し速度を等分配して上記読み出し速度調整処理を行なうことができるとともに（請求項１８）、上記の品質クラス以外の各品質クラスを、上記他の空き帯域のある品質クラスとして、不足分の速度及び固定値の読み出し速度を等分配して上記読み出し速度調整処理を行なうこともできる（請求項１９）。
【００２７】
また、上記の品質クラス以外の各品質クラスを、上記他の空き帯域のある品質クラスとして、不足分以上の固定値の読み出し速度を各品質クラスの空き速度に比例分配して上記読み出し速度調整処理を行なうことができ（請求項２０）、さらに、上記の品質クラス以外の各品質クラスを、上記他の空き帯域のある品質クラスとして、不足分の速度及び固定値の読み出し速度を各品質クラスの空き速度に比例分配して上記読み出し速度調整処理を行なうこともできる（請求項２１）。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図４は本発明の一実施形態にかかる固定長セル取扱式交換機の要部構成を示すブロック図で、この図４において、４は品質制御バッファ部であり、この品質制御バッファ部４は、図５に示すＡＴＭ（Asynchronous Transfer Mode）通信システムにおけるＡＴＭ交換機（固定長セル取扱式交換機）１Ａに適用しうるものである。
【００２９】
また、この図５に示すＡＴＭ通信システム５０において、ＡＴＭ交換機１Ａは、各端末５あるいは他交換機１Ｂとの間で送受信される固定長セル（ＡＴＭセル；通常は、５バイトのヘッダ部と４８バイトのデータ部とからなる５３バイトのデータ）を扱う交換機で、各ＡＴＭセルに付与されているヘッダ部に応じて、各ＡＴＭセルを非同期に転送先へ送信できるようになっている。
【００３０】
さらに、このＡＴＭ交換機１Ａは、接続回線としてのＮＮＩ（Network Node Interface）を介して他交換機（他ＡＴＭ交換機）１Ｂに接続されるとともに、接続回線としてのＵＮＩ（User Network Interface）を介して端末５を収容するものであり、呼処理プロセッサ２，終端装置６，回線インタフェース装置７及びＡＴＭスイッチ１３をそなえて構成されている。
【００３１】
ここで、ＡＴＭスイッチ（ＭＳＳＲ；Multi Stage Self Routing）１３は、上述の接続回線を介して流入されるＡＴＭセルについて、ヘッダ部に設定されているタグ情報〔転送先アドレスなどのルーティング情報（ＶＣＩ；Virtual Channel Indentifier ）〕に応じてＡＴＭセルの転送経路を自動的に選択するものである。
【００３２】
また、呼処理プロセッサ２は、上述のＡＴＭスイッチ１３を制御することにより、ＡＴＭセルを用いた通信を行なう際の呼に対するルーティング処理を制御するものである。
即ち、この呼処理プロセッサ２によって、自局（ＡＴＭ交換機１Ａ）が収容している端末〔各加入者端末（ユーザ）〕５との情報交換を、接続回線としてのＵＮＩを通じて行なうほか、他局（他交換機１Ｂ）との情報交換を、接続回線としてのＮＮＩを通じて行なうことができるようになっている。
【００３３】
さらに、終端装置６はＡＴＭ交換機１Ａ内に流入されるメッセージセル等を終端し、この終端されたメッセージ情報等を、呼処理プロセッサ２に送信するものである。また、回線インタフェース装置７は、接続回線（ＵＮＩ，ＮＮＩ）とＡＴＭスイッチ１３とをインタフェースするものである。
ところで、上述の回線インタフェース装置７は、例えば図６に示すように、ミドルインタフェース〔ＭＩＦ；Middle Interface（中速度インタフェース）〕１０Ａ，１０Ｂ，ハイインタフェース〔ＨＩＦ；High Interface（高速度インタフェース）〕１１Ａ，１１Ｂ及び集線装置（ＣＣＲＳＨ）１２をそなえて構成されている。
【００３４】
ここで、ミドルインタフェース１０Ａ，１０Ｂ，ハイインタフェース１１Ａ，１１Ｂは、それぞれ２．４Ｇｂｐｓ分の回線を収容できるインタフェースで、具体的に、ミドルインタフェース１０Ａ，１０Ｂは、ＵＮＩ及びＮＮＩを通じて得られる端末５及び他交換機１Ｂからの情報（１回線当たり１５０Ｍｂｐｓの情報）を１６回線分（１５０Ｍｂｐｓ×１６）多重／分離できるようになっており、ハイインタフェース１１Ａ，１１Ｂは、１回線当たり６００Ｍｂｐｓの情報を４回線分（６００Ｍｂｐｓ×４）多重／分離できるようになっている。
【００３５】
さらに、集線装置１２は、複数のデータ回線を収束し、少数の回線上に出力するもので、ここでは、ミドルインタフェース１０Ａ，１０Ｂあるいはハイインタフェース１１Ａ，１１Ｂからの出力を４回線分（２．４Ｇｂｐｓ×４）収容し、次段のスイッチング素子１３ａ−１〜１３ａ−８の何れかに１回線分（２．４Ｇｂｐｓ）の出力を行なうようになっており、この集線装置１２を設けることで、より多くの回線からのＡＴＭセルを伝送することができるようになっている。つまり、集線装置１２は扱うＡＴＭセルの伝送速度（収容する回線の伝送速度）に応じて設置されるようになっている。なお、上述のミドルインタフェース１０Ａ，１０Ｂ，ハイインタフェース１１Ａ，１１Ｂ及び集線装置１２は、いずれも詳細には図示しない多重／分離機能部及び出力バッファを有することができる。
【００３６】
つまり、上述のＡＴＭ交換機１Ａは、この回線インタフェース装置７により、端末５あるいは他交換機１ＢからのＡＴＭセルを所定数多重化して、ＡＴＭスイッチ１３に入力されるＡＴＭセルの伝送速度を全て２．４Ｇｂｐｓという高速の伝送速度に統一変換することにより、低速度のＡＴＭセルに対しても交換処理を高速に行なうことができるようになっている。
【００３７】
また、ＡＴＭスイッチ１３は、各インタフェース１０Ａ，１０Ｂ，１１Ａ，１１Ｂからの２．４Ｇｂｐｓの回線を収容して情報の伝送を行なうものであり、例えば図６に示すように、３段のスイッチ構成（スイッチ段１３ａ〜１３ｃ）を有している。
ここで、各スイッチ段１３ａ〜１３ｃには、それぞれ８つのスイッチング素子１３ａ−１〜１３ａ−８，１３ｂ−１〜１３ｂ−８及び１３ｃ−１〜１３ｃ−８が設けられており、それぞれ８入力８出力型の構成となっている。そして、これらの各スイッチング素子１３ａ−１〜１３ａ−８，１３ｂ−１〜１３ｂ−８及び１３ｃ−１〜１３ｃ−８では、各ＡＴＭセルのヘッダ部に記憶されたルーティング情報（タグ情報）を順次読み取り、“０”か“１”かの二者択一を繰り返すことによって経路を自動的に選択するようになっている。
【００３８】
なお、各スイッチング素子１３ａ−１〜１３ａ−８，１３ｂ−１〜１３ｂ−８及び１３ｃ−１〜１３ｃ−８は、ＡＴＭセルを後段に出力するための図示しない出力バッファを有することができる。
ところで、図４に示す品質制御バッファ部４は、図６に示すＡＴＭ交換機１Ａ内の各装置内に設置されるものであって、特に、各装置の出力側、即ち、ＡＴＭセル廃棄が発生する可能性のある部分に設置されるようになっている。例えば、上述の品質制御バッファ部４を、図６の“★”に示すように、集線装置１２，スイッチング素子１３ａ−１〜１３ａ−８，１３ｂ−１〜１３ｂ−８及び１３ｃ−１〜１３ｃ−８，ミドルインタフェース１０Ａ，１０Ｂ，ハイインタフェース１１Ａ，１１Ｂの出力側に設けられた出力バッファとして用いることができる。
【００３９】
ここで、この品質制御バッファ部４は、例えば図４に示すように、管理部４ａ，バッファ４ｂ−１〜４ｂ−４，ＱＣＢ読出スケジューラ４ｃ及びマルチプレクサ（ＭＵＸ）４ｄをそなえて構成されており、入力されたＡＴＭセルのヘッダ部に記憶された情報に基づいて、品質の高いＡＴＭセルと低いＡＴＭセルとの管理制御を行なうようになっている。
【００４０】
ここで、この品質制御バッファ部４に入力されるＡＴＭセルは、５バイトのヘッダ部と４８バイトのデータ部（ペイロード）とからなる５３バイトの固定長セルにより構成され（図４の矢印Ａ参照）、そのヘッダ部には、転送先へ送信するためのタグ情報３ａや出力ＶＰＩ( Virtual Path Identifier:仮想パス識別子）／ＶＣＩ( Virtual Channel Identifier:仮想チャネル識別子）３ｂのほかに、品質クラス識別子（ＱＣＢｉ；Quality Control Buffer Identifier ）３ｃが記憶されるようになっている。
【００４１】
ここで、タグ３ａは、上述したＡＴＭ交換機１Ａ内におけるＡＴＭスイッチ１３内の方路を示すルーティング・ビットであり、出力ＶＰＩ／ＶＣＩ３ｂは、ＡＴＭセルを何れの装置（端末５または他交換機１Ｂ）に送出するかを識別するためのルーティング・ビットである。
即ち、ＶＰＩは各回線の行き先別に多重化されたパスを区別するためのものであり、インタフェース毎に決められている。さらに、ＶＣＩは各端末５間に設定された情報通信路に相当するもので、各ＶＰ（仮想パス）毎に決められるようになっている。また、品質クラス識別子３ｃは、ＡＴＭセルの品質を識別するためのビットである。
【００４２】
なお、この品質クラス識別子３ｃは、回線入力側の回線インタフェース装置７に設けられた仮想チャネル変換部（ＶＣＣ；Virtual Channel Converter ，図示略）において、ＶＰＩ／ＶＣＩの変換を行なう際に付与されるようになっている。即ち、このＶＣＣは、ＡＴＭセルの品質クラスに応じて品質クラス識別子を関連づけする品質クラス識別子関連部としての機能を有している。
【００４３】
また、上述の品質クラスは、設定される呼において要求される通信品質を示すものであり、このＶＣＣにおいては、呼毎に設定されるＶＰＩ／ＶＣＩに対応してＱＣＢｉを関連づけするようになっているのである。例えば、セル廃棄率が高くても許容される通信は品質クラスが低く、セル廃棄率が比較的低いことが要求される通信は品質クラスが高いといえる。
【００４４】
そして、ＡＴＭ交換機１Ａ内で交換処理が施されたＡＴＭセルは、他交換機１Ｂ（又は端末５）に送信される際には、その最終出力段（回線出力側の回線インタフェース装置７）において、そのヘッダ部に関連づけされた品質クラス識別子３ｃが除去されるようになっている。
ところで、図４に示す管理部４ａは、ＶＣＣにて品質クラス識別子３ｃと関連づけされたＡＴＭセルを品質クラス識別子３ｃに基づいて管理するもので、ここでは、ＡＴＭセルを、品質クラス識別子番号に対応して４つの品質クラス（ＱＣＢ０〜ＱＣＢ３）のいずれかに分別し、その分別結果に応じて対応する４つのバッファ４ｂ−１〜４ｂ−４のうちの何れかに格納されるよう管理するようになっている。なお、本実施形態においては、バッファ４ｂ−１〜４ｂ−４は固定長である。
【００４５】
即ち、品質クラスがＱＣＢ０に分別されたＡＴＭセルは、バッファ４ｂ−１に格納され、品質クラスがＱＣＢ１に分別されたＡＴＭセルは、バッファ４ｂ−２に格納され、品質クラスがＱＣＢ２に分別されたＡＴＭセルは、バッファ４ｂ−３に格納され、品質クラスがＱＣＢ３に分別されたＡＴＭセルは、バッファ４ｂ−４に格納されるよう管理されている。なお、本実施形態においては、バッファ４ｂ−１〜４ｂ−４は固定長である。
【００４６】
さらに、バッファ４ｂ−１〜４ｂ−４は、管理部４ａにて管理された品質の異なるＡＴＭセルを格納するもので、後述する読出速度設定制御部２１により、それぞれのバッファ４ｂ−１〜４ｂ−４に設定された品質クラス毎の読み出し速度で、ＡＴＭセルを次段のマルチプレクサ４ｄに送出するようになっている。
具体的には、図８に示すように、各バッファ４ｂ−１〜４ｂ−４は、それぞれ、仮想帯域とともに、仮想帯域に対応した読み出し速度が設定されており、これにより、品質の異なるＡＴＭセルを管理して保持することができるようになっている。なお、読み出し速度と仮想帯域との差を空き帯域としており、この空き帯域は、各バッファ４ｂ−１〜４ｂ−４における品質を確保するためのものである。また、上述の仮想帯域には、セル揺らぎ等の他のパラメータも考慮されている。
【００４７】
即ち、空き帯域が仮想帯域に対して大きくなるほど（仮想帯域に対する読み出し速度が大きくなるほど）、セル輻輳によるセル廃棄が生じにくくなり、高品質を確保することができる一方、空き帯域が小さくなるほど、品質が低くなる。
例えばこの図８においては、仮想帯域に対して読み出し速度が２倍であるクラス０（１００Ｍｂｐｓ→２００Ｍｂｐｓ）が最も品質が高く、仮想帯域と読み出し速度とが等しいクラス１（２００Ｍｂｐｓ→２００Ｍｂｐｓ）が最も品質の低いことを示している。なお、ここでは、品質クラスは４クラスとなっているが、この品質クラス数は送信すべきＡＴＭセルの品質に応じて適宜設定することができる。
【００４８】
さらに、ＱＣＢ読出スケジューラ（読出速度情報保持部）４ｃは、後述する呼処理プロセッサ２における読出速度設定制御部２１からの制御を受けて、バッファ４ｂ−１〜４ｂ−４にて格納されたＡＴＭセルの読み出し速度に関する情報を保持するものであり、上述のバッファ４ｂ−１〜４ｂ−４をハードウェア制御するようになっている。
【００４９】
また、マルチプレクサ４ｄは、バッファ４ｂ−１〜４ｂ−４から出力されるＡＴＭセルを多重化し、２．４Ｇｂｐｓの速度で出力するものである。
つまり、この品質制御バッファ部４が設置されたＡＴＭ交換機１Ａ内の各装置では、それぞれ、ＡＴＭセルのヘッダ部に、転送先へ転送されるまでのルート情報としてのタグ３ａや、転送先の情報としての出力ＶＰＩ／ＶＣＩ３ｂのほかに、セル品質を識別（分別）するための情報としての品質クラス識別子３ｃを関連づけすることにより、品質の高いＡＴＭセルと低いＡＴＭセルとを分別して送信するので、品質の低いＡＴＭセル輻輳による品質の高いＡＴＭセルの廃棄等を防ぐことができるようになっている。
【００５０】
ところで、前述の呼処理プロセッサ２（図５参照）は、一般に、ＡＴＭセルを用いた通信を行なう際の呼に対するルーティング処理を制御するものであるが、本発明では、それに加えて呼の読み出し速度制御を行なうようになっており、例えば図７に示すように、仮想帯域設定部２０及び読出速度設定制御部２１をそなえて構成されている。
【００５１】
ここで、仮想帯域設定部２０は、現在設定されている呼におけるＡＴＭセルの品質クラス及び申告された申告帯域に基づいて、上述の各バッファ４ｂ−１〜４ｂ−４の仮想帯域を設定するものである。
具体的には、セットアップメッセージにより、新規呼の設定を要求（申告）された際は、品質クラスに対応して既に設定されている仮想帯域の基となった申告帯域と、そのセットアップメッセージにより申告された申告帯域とを加算し、この加算結果を用い、セットアップメッセージに含まれる申告帯域以外の他の呼設定用パラメータの値を考慮しながら、更新された仮想帯域（総仮想帯域）を演算するようになっており、これにより、各バッファ４ｂ−１〜４ｂ−４の仮想帯域を設定することができる。
【００５２】
なお、上述の仮想帯域（使用中帯域）とは、バッファ４ｂ−１〜４ｂ−４に流入されるセルの流入量の最大値であって、後述のバッファ読み出し速度に対して、バッファ書き込み速度と呼ぶこともできる。
また、上述の更新された仮想帯域を演算するにあたって考慮される他の呼設定用パラメータとしては、ＰＣＲ（Peak Cell Rate），ＳＣＲ（Sustainable Cell Rate ），セル揺らぎ（CDV;Cell Delay Validation ），バッファ長（指定された品質クラスのバッファ４ｂ−１〜４ｂ−４に要求される容量）及びＭＢＳ（Maximum Burst Size）がある。
【００５３】
さらに、読出速度設定制御部２１は、上述のＱＣＢ読出スケジューラ４ｃにおいて保持されているＡＴＭセルの読み出し速度を仮想帯域設定部２０にて設定された仮想帯域に基づいて設定制御するものである。即ち、読出速度設定制御部２１は、各品質クラスに対応するバッファ４ｂ−１〜４ｂ−４（以下、単に品質クラスと記載する場合あり）にて格納されているＡＴＭセルの読み出し速度を設定制御するものであって、帯域比較部２１ａ及び空き帯域管理部２１ｂをそなえて構成されている。
【００５４】
帯域比較部２１ａは、現在の各品質クラスに対応するバッファ４ｂ−１〜４ｂ−４に格納されたＡＴＭセルの読み出し速度と、仮想帯域設定部２０からの更新された仮想帯域とを品質クラス毎に大小比較するもので、空き帯域管理部２１ｂは、各品質クラスにおけるバッファ４ｂ−１〜４ｂ−４の空き帯域をプールエリアにて管理するものである。
【００５５】
これにより、読出速度設定制御部２１においては、帯域比較部２１ａにおける比較結果や、空き帯域管理部２１ｂにおけるバッファ４ｂ−１〜４ｂ−４の空き帯域管理情報に基づいて、上述のバッファ４ｂ−１〜４ｂ−４にて保持されているＡＴＭセルの読み出し速度を制御するようになっている。
例えば、読出速度設定制御部２１は、上述の帯域比較部２１ａにおける帯域比較の結果、更新された仮想帯域が読み出し速度よりも大きい品質クラスがある場合には、その品質クラスに対応して割り当てられた読み出し速度を増加させる一方、他の空き帯域のある品質クラスに対応して割り当てられた読み出し速度を減少させる読み出し速度調整処理を行なうことができる。
【００５６】
つまり、呼処理プロセッサ２では、予め品質クラス毎の固定長セルの負荷に基づいて複数のバッファ４ｂ−１〜４ｂ−４にて格納された固定長セルの読み出し速度を固定に設定しておき、新規呼が発生した時に品質クラスの仮想帯域が固定に設定された読み出し速度を超えた場合に、上記品質クラスに対応して割り当てられた読み出し速度を不足分の速度以上（不足分以上）に適宜増加させる一方、他の空き帯域のある品質クラスに対応して割り当てられた読み出し速度に対応して読み出し速度を減少させるようになっているのである。
【００５７】
なお、上述の不足分は、更新された仮想帯域で通信を行なう際の各品質クラスで要求される通信品質を満足するような空き帯域分についても考慮に入れた値とすることができる。
また、読出速度設定制御部２１においては、空き帯域管理部２１ｂを用いることにより、新規の呼の設定が要求された場合に、この新規の呼に該当する読み出し速度を、空き帯域管理部２１ｂにて管理されている空き帯域に基づいて補充することもできる。
【００５８】
具体的に、ＡＴＭ交換機１Ａの品質制御バッファ部４の読み出し速度の補充態様について、３種類の品質クラスに対応した品質制御バッファ部４〔ＱＣＢ０（品質クラス高），ＱＣＢ１（品質クラス中），ＱＣＢ２（品質クラス低）〕に着目して、以下、図３３及び図３４を用いて説明する。ここで、図３３は品質制御バッファ部４に設定された仮想帯域及び読み出し速度を示す図であり、図３４は呼処理プロセッサ２（仮想帯域設定部２０および読出速度設定制御部２１）による読み出し速度制御処理を説明するためのフローチャートである。
【００５９】
なお、上述の仮想帯域及び読み出し速度は、図８にて上述したように、品質の異なるＡＴＭセルを管理して保持すべく、品質クラスに対応した品質制御バッファ毎に設定されたものであって、各品質クラスにおける仮想帯域については、図３３に示すように、ＰＣＲ総和，ＳＣＲ総和等のパラメータを考慮した関数演算により算出されるようになっている。なお、読み出し速度については、設定された仮想帯域から後述するような種々の導出方法がある。
【００６０】
また、ＰＣＲ総和とは、ユーザから申告される申告帯域のピークレート（最大値）の総和を示すもので、図３３では、各品質クラスにおいて、それぞれ１３０Ｍ，１５０Ｍ，２０００Ｍとなっている。
さらに、ＳＣＲ総和とは、ユーザから申告される申告帯域の平均レート（平均値）の総和を示すもので、図３３では、各品質クラスにおいて、それぞれ５０Ｍ，６０Ｍ，５０Ｍとなっている。なお、この図３３に示す品質クラスでは、品質クラスＱＣＢ０が最も品質が高く、品質クラスＱＣＢ１，ＱＣＢ２になるにつれ、品質が低くなるように設定されている。
【００６１】
ところで、上述の仮想帯域設定部２０及び読み出し速度設定制御部２１による仮想帯域の算出方法及び読み出し速度の設定（読み出し速度制御処理）としては、例えば、図３４に示すフローチャート（ａ１〜ａ１８）に従って行なわれるようになっている。
まず、各品質クラスに、初期値を設定しておく。即ち、ＰＣＲ総和を“０”に設定（SPCR0=0,SPCR1=0,SPCR2=0 ）しておくとともに、ＳＣＲ総和を“０”に設定（SSCR0=0,SSCR1=0,SSCR2=0 ）しておく（ステップａ１）。
【００６２】
ここで、セットアップメッセージにより、新規呼設定の要求を受けた場合において（ステップａ２のＹＥＳルート）、そのセットアップメッセージにて申告された品質クラスがＱＣＢ０である場合（ステップａ３の「ＱＣＢ＝０」ルート）、品質クラスＱＣＢ０のピークレートの総和を求める（“SPCR0=SPCR0+pcr ”；ステップａ４）。即ち、ここで求められるＰＣＲ総和は、予め設定されている呼のＰＣＲ総和に新規呼のＰＣＲを加算したものである。
【００６３】
その後、この新規呼のＰＣＲを加算したＰＣＲ総和に所定の重み付けをすることにより、品質クラスＱＣＢ０の総仮想帯域を求める（“仮想帯域０＝SPCR0 ÷0.9 ”；ステップａ５）。つまり、この重み付けを行なうことにより、図３３に示した品質クラスＱＣＢ０の仮想帯域１４４Ｍが求められるようになっている。
さらに、図３４のステップａ３において、申告された申告帯域が品質クラスＱＣＢ２である場合（ステップａ３の「ＱＣＢ＝２」ルート）、品質クラスＱＣＢ２のピークレートの総和を求めたのち（“SPCR2=SPCR2+pcr ”；ステップａ６）、品質クラスＱＣＢ２の総仮想帯域を求める（“仮想帯域２＝SPCR2 ×0.05”；ステップａ７）。つまり、この場合も求められたＰＣＲ総和に所定の重み付けをすることにより、図３３に示した品質クラスＱＣＢ２の仮想帯域１００Ｍが求められるようになっている。
【００６４】
また、図３４のステップａ３において、申告された申告帯域が品質クラスＱＣＢ１である場合には（ステップａ３の「ＱＣＢ＝１」ルート）、セットアップメッセージにて申告されている最大値バーストサイズ（ＭＢＳ），ＰＣＲ値及びＳＣＲ値を用いて演算される演算値が５００より小さいか否かによって、仮想帯域の演算関数を分けている（“ＭＢＳ×pcr ÷ scr＜５００？”；ステップａ８）。
【００６５】
つまり、ここでは、得られた演算値が所定の範囲（この場合においては、“５００”）より小さいか否かによって、品質クラスＱＣＢ１の中で、さらに、品質のレベルを分別管理（クラスＡ，クラスＢ）して、演算手法を分けることができるようになっているのである。
そして、上述の演算の結果、得られた演算値が５００より小さい場合（ステップａ８のＹＥＳルート）、品質クラスＱＣＢ１のクラスＡとしての仮想帯域が演算される。即ち、クラスＡにおける平均レートの総和が求められる（“SSCR1A=SSCR1A+scr ”；ステップａ９）。なお、ここで求められるＳＣＲ総和は、予め設定されている呼（ＱＣＢ１のクラスＡの呼）のＳＣＲ総和に新規呼のＳＣＲを加算したものである。
【００６６】
その後、この新規呼のＳＣＲを加算したＳＣＲ総和に所定の演算処理を施すことにより、品質クラスＱＣＢ１におけるクラスＡの総仮想帯域を求めることができる（“仮想帯域１Ａ＝F1A(SSCR1A) ；ステップａ１０）。具体的に、ここで行なわれる演算処理は、以下に示す式が用いられている。
なお、上述の（式１）における係数ａ０〜ａ５は、セットアップメッセージに含まれる各種パラメータ（ＱＣＢ，ＰＣＲ，ＳＣＲ，ＣＤＶ，バッファ長又はＭＢＳ）に基づいて設定されたものである。
【００６７】
つまり、この演算処理を行なうことにより、例えば図３３に示した品質クラスＱＣＢ１の仮想帯域９０Ｍを求めることができる。
一方、上述の演算の結果、得られた演算値が５００以上である場合（ステップａ８のＮＯルート）、品質クラスＱＣＢ１のクラスＢにおける平均レートの総和が求められる（“SSCR1B=SSCR1B+scr ”；ステップａ１１）。なお、ここで求められるＳＣＲ総和は、予め設定されている呼（特に、クラスＢの呼）のＳＣＲ総和に新規呼のＳＣＲを加算したものである。
【００６８】
その後、上述のクラスＡの場合と同様に、このＳＣＲ総和に所定の演算処理を施すことにより、品質クラスＱＣＢ０の総仮想帯域が求められる（“仮想帯域１Ｂ＝F1B(SSCR1B) ；ステップａ１２）。
また、ここで行なわれる演算処理は、上述の（式１）と係数のみが異なったほぼ同様な式が用いられている。なお、この演算処理により、例えば図３３に示した品質クラスＱＣＢ１におけるクラスＢの仮想帯域９０Ｍを求めることができる。
【００６９】
そして、上述のような処理を施したのち、それぞれの品質クラスにおける総仮想帯域を用いて、各品質クラスにおける総仮想帯域の総和（全仮想帯域）が求められる（全仮想帯域＝仮想帯域０＋仮想帯域１Ａ＋仮想帯域１Ｂ＋仮想帯域２；ステップａ１３）。
その後、このようにして求められた全仮想帯域が、実際に入力されてくるＡＴＭセルの物理最大速度よりも小さい場合には（ステップａ１４のＹＥＳルート）、各品質クラスの読み出し速度は、設定されている総仮想帯域の値に応じて適宜変更される一方（ステップａ１５〜ａ１７）、全仮想帯域が物理最大速度以上である場合には（ステップａ１４のＮＯルート）、新規呼の受け付けは行なわれない（ステップａ１８）。
【００７０】
即ち、全仮想帯域が物理最大速度よりも小さく、総仮想帯域が読み出し速度以下である場合には（ステップａ１５のＹＥＳルート）、読み出し速度を変更せずに新規呼を受け付ける一方（ステップａ１６）、読み出し速度が総仮想帯域より大きい場合は（ステップａ１５のＮＯルート）、読み出し速度を、少なくとも総仮想帯域以上となるように変更するための所要の処理を施したのち、新規呼を受け付ける。なお、この読み出し速度の変更方法については、後述することにする。
【００７１】
上述したように、バッファ４ｂ−１〜４ｂ−４の容量（バッファ長）は、固定（例えば、１０セル分程度の容量）に設定されており、仮想帯域が増えた場合には、バッファ長はダイナミックに変えることなく、読み出し速度の変更を行なうことのみにより対応し、セル輻輳を抑制している。
また、上述の仮想帯域の更新の際に、ＭＢＳ，セル揺らぎ，バッファ長等のパラメータが考慮されているので、読み出し速度の変更を行なう際には、少なくともこれらのパラメータは（間接的に）考慮されることになる。
【００７２】
即ち、更新された仮想帯域としての総仮想帯域は、バッファに流入されると想定されるセル流入量の最大値として設定されているので、読み出し速度を少なくともこの総仮想帯域以上とすれば、セル輻輳を抑制できることが期待されるのである。
【００７３】
ところで、上述の読出速度設定制御部２１におけるバッファ４ｂ−１〜４ｂ−４の読み出し速度の制御態様（手法）としては、具体的には以下の５つの態様〔手法；（Ａ）〜（Ｅ）〕がある。
（Ａ）空き帯域が最も多い品質クラスから順次読み出し速度をもらい受ける態様
ここで、この態様においては、読出速度設定制御部２１は、不足分のある品質クラスに、他の空き帯域のある品質クラスのうちで空き帯域が最も多い（大きい）品質クラスから順次不足分の速度以上の固定値について読み出し速度調整処理を行なうようになっている。つまり、新規呼発生時に、仮想帯域設定部２０にて更新された仮想帯域が予め各バッファ４ｂ−１〜４ｂ−４に設定されていた読み出し速度を超えた場合に、その読み出し速度と仮想速度（仮想帯域）の差が最も大きい品質クラスから、不足分以上の固定値（一定速度分）の読み出し速度（例えば、２００Ｍｂｐｓ，４００Ｍｂｐｓ，６００Ｍｂｐｓ，．．．，空き帯域の上限まで）をもらい受けるようになっている。
【００７４】
この場合においては、上述の不足分のある品質クラスがもらい受ける読み出し速度は、その不足分の量に応じて、一定の離散的な値をとることになる。即ち、例えば不足分が１００Ｍｂｐｓである場合、もらい受ける読み出し速度は２００Ｍｂｐｓとするが、不足分が３００Ｍｂｐｓである場合には、もらい受ける読み出し速度は４００Ｍｂｐｓとなる。
【００７５】
また、必要とする読み出し速度が、空き帯域が最も多い品質クラスだけでは不足する場合には、次に空き帯域の多い品質クラスから固定値の読み出し速度をもらい受けるようになっており、さらに、空き帯域が最も多い品質クラスが複数存在する場合には、品質クラス識別子番号の若い品質クラスの方から順にもらい受けることができる。
【００７６】
なお、上述のもらい受ける読み出し速度は、不足分以上の固定値に限らず、少なくとも不足分よりも大きければ（不足分を超えれば）よく、この場合、読み出し速度は一定の離散値にはならない。例えば、他の品質クラスからもらい受ける読み出し速度としては、上述のごとき不足分以上の固定値ではなく、不足分の速度及び固定値の読み出し速度の加算値としてもよい。
【００７７】
換言すれば、上述の読出速度設定制御部２１では、仮想帯域設定部２０にて更新された仮想帯域が予めバッファ４ｂ−１〜４ｂ−４に設定されていた読み出し速度を超えた場合に、空き帯域が最も多い品質クラスから不足分の速度及び固定値の読み出し速度（例えば、２００Ｍｂｐｓ，４００Ｍｂｐｓ，６００Ｍｂｐｓ，．．．，空き帯域の上限まで）をもらい受けるようにしてもよいのである。
【００７８】
即ち、このようにすれば、不足分よりも確実に一定値の余分な（空きとなる）読み出し速度を確保することができるので、各品質クラスに要求された品質保持を確実なものとすることができる。
なお、この場合においても、空き帯域が最も多い品質クラスだけでは不足する場合には、同様に、次に空き帯域の大きい品質クラスから固定値の読み出し速度をもらい受け、空き帯域が最も多い品質クラスが複数存在する場合には、品質クラス識別子番号の若い品質クラスの方から順にもらい受けることができる。
【００７９】
（Ｂ）各品質クラスの空き帯域から均等に読み出し速度をもらい受ける態様
上述の（Ａ）においては、読み出し速度の不足分が生じたときに、空き帯域が最も大きい品質クラスから順次読み出し速度をもらい受けるようになっているが、各品質クラスの空き帯域から均等に読み出し速度をもらい受けることもできる。
【００８０】
具体的には、読出速度設定制御部２１は、上述の更新された仮想帯域が読み出し速度よりも大きい品質クラス以外の各品質クラスを、他の空き帯域のある品質クラスとして不足分以上の固定値の読み出し速度を等分配して読み出し速度調整処理を行なうようになっている。
つまり、新規呼発生時に、更新された仮想帯域が予めバッファ４ｂ−１〜４ｂ−４に設定されていた読み出し速度を超えた場合には、他の品質クラスから不足分以上の固定値の読み出し速度（例えば、２００Ｍｂｐｓ，４００Ｍｂｐｓ，６００Ｍｂｐｓ，．．．，空き帯域の上限まで）を各品質クラスの空き帯域から均等に同じ速度分ずつもらい受けるようになっている。
【００８１】
例えば、不足分の生じた品質クラスが他の品質クラスからもらい受ける全体の読み出し速度が２００Ｍｂｐｓの場合は、他の品質クラス毎で、不足分の生じた品質クラスに与える読み出し速度は、２００Ｍｂｐｓ／（品質クラスの数−１）となる。
なお、この場合も、もらい受ける読み出し速度は、不足分以上の固定値に限らず、少なくとも不足分よりも大きければ（不足分を超えれば）よい。例えば、他の品質クラスからもらい受ける読み出し速度としては、上述のごとき不足分以上の固定値ではなく、不足分の速度及び固定値の読み出し速度の加算値としてもよい。
【００８２】
換言すれば、読出速度設定制御部２１では、仮想帯域設定部２０にて更新された仮想帯域が予め各バッファ４ｂ−１〜４ｂ−４に設定されていた読み出し速度を超えたことを検出した場合に、読み出し速度に不足分の発生した当該品質クラス以外の他の品質クラスから不足分の速度及び固定値の読み出し速度を等分配した分もらい受けるようにしてもよいのである。
【００８３】
即ち、このようにすれば、上述の場合と同様、不足分よりも確実に一定値の余分な（空きとなる）読み出し速度を確保することができるので、各品質クラスに要求された品質保持を確実なものとすることができる。
（Ｃ）各品質クラスの空き帯域にほぼ比例した分ずつ読み出し速度をもらい受ける態様
この態様においては、ある品質クラスにおいて読み出し速度の不足分が生じたときに、各品質クラスの空き帯域にほぼ比例した分ずつ読み出し速度をもらい受けるようになっている。
【００８４】
具体的には、読出速度設定制御部２１は、更新された仮想帯域が読み出し速度よりも大きい品質クラス以外の各品質クラスを、他の空き帯域のある品質クラスとして不足分以上の固定値の読み出し速度を各品質クラスの空き帯域にほぼ比例分配して読み出し速度調整処理を行なうようになっている。
つまり、新規呼発生時に、更新された仮想帯域が予めバッファ４ｂ−１〜４ｂ−４に設定されていた読み出し速度を超えた場合には、他の品質クラスから不足分以上の固定値の読み出し速度（例えば、２００Ｍｂｐｓ，４００Ｍｂｐｓ，６００Ｍｂｐｓ，．．．，空き帯域の上限まで）を各品質クラスの空き速度にほぼ比例した分ずつもらい受けるようになっている。なお、この場合も同様に、もらい受ける読み出し速度は、不足分以上の固定値に限らず、少なくとも不足分よりも大きければ（不足分を超えれば）よい。
【００８５】
例えば、他の品質クラスからもらい受ける読み出し速度としては、上述のごとき不足分以上の固定値ではなく、不足分の速度及び固定値の読み出し速度の加算値としてもよい。
換言すれば、読出速度設定制御部２１では、仮想帯域設定部２０にて更新された仮想帯域が予め各バッファ４ｂ−１〜４ｂ−４に設定されていた読み出し速度を超えた場合に、読み出し速度に不足分の発生した当該品質クラス以外の他の各品質クラスの空き帯域にほぼ比例分配した分をもらい受けるようにしてもよいのである。
【００８６】
即ち、このようにすれば、上述の場合と同様、不足分よりも確実に一定値の余分な（空きとなる）読み出し速度を確保することができるので、各品質クラスに要求された品質保持を確実なものとすることができる。
（Ｄ）各品質クラスの使用帯域に対する空き帯域を分散させる態様
この態様においては、ある品質クラスにおいて読み出し速度の不足分が生じたときに各品質クラスの使用帯域（仮想帯域）に対する空き帯域の比が分散されるように、全ての品質クラスの読み出し速度を制御するようになっている。
【００８７】
具体的には、読出速度設定制御部２１は、帯域比較部２１ａにおける帯域比較の結果、更新された仮想帯域が読み出し速度よりも大きい品質クラスがある場合には、各品質クラスの使用帯域に対する空き帯域の比が分散されるように、全ての品質クラスにおける読み出し速度を設定制御するようになっている。
つまり、読出速度設定制御部２１では、予め品質クラス毎の固定長セルの負荷に基づいて複数のバッファ４ｂ−１〜４ｂ−４にて格納されたＡＴＭセルの読み出し速度を固定に設定しておき、新規呼が発生した時に品質クラスの仮想帯域が固定に設定された読み出し速度を超えた場合に、各品質クラスの使用帯域に対する空き帯域の比が分散されるように、全品質クラスの読み出し速度を変更するようになっている。
【００８８】
（Ｅ）各品質クラスの空き帯域をプールエリアにて管理する態様
上述したように、空き帯域管理部２１ｂ（図７参照）は、各品質クラスにおけるバッファ４ｂの空き帯域をプールエリアにて管理するもので、読出速度設定制御部２１では、新規呼の設定が要求された場合に、上記新規呼に該当する品質クラスの読み出し速度を、空き帯域管理部２１ｂにて管理されている空き帯域に基づいて補充するようになっている。
【００８９】
具体的には、装置の初期運用時に、各バッファ４ｂ−１〜４ｂ−４に必要最低限の読み出し速度を設定しておき、空きの速度をプールとして保管しておく。そして、新規呼の要求（コネクション要求）に基づいて算出された品質クラスの総仮想帯域に対して、予め設定されていた読み出し速度（ＱＣＢ読み取り速度）が不足していた場合には、全品質クラスの空き速度（空き帯域）を保管するプールエリアから不足分の読み出し速度を使用する（引き出す）ようになっているのである。
【００９０】
即ち、プールエリアからの取り出し契機は、コネクション要求がその時点での品質クラスのバッファの読み出し速度を上回った時点で行なわれる。なお、このプールエリアは、「総物理読み出し速度（図６においては、２．４Ｇｂｐｓ）−Σ各品質クラスの総仮想帯域」と表せる。
また、呼処理プロセッサ２は、呼の設定／解放の際に設定される各品質クラスの仮想帯域に合わせて、読み出し速度を変更することもできる。つまり、新規呼の発生時及び呼の解放時に変更される仮想帯域を読み出し速度として設定するのである（各品質クラスの総仮想帯域＝各品質クラスの読み出し速度）。
【００９１】
さらに、呼処理プロセッサ２は、新規呼の設定が要求された場合には、読み出し速度を新規呼の設定に伴って増加する品質クラスの仮想帯域以上の読み出し速度を空き帯域に基づいて補充する一方、呼の解放に伴って予め設定された固定値の読み出し速度分以上の空き帯域が発生した場合には、その固定値よりも少ない固定値の空き帯域をプールエリアに戻すようになっている。
【００９２】
具体的には、新規呼発生時において、品質クラスの仮想帯域がバッファの読み出し速度を超えた場合に、プールエリアから不足分以上の固定値の読み出し速度（例えば、１００Ｍｂｐｓ，２００Ｍｂｐｓ，３００Ｍｂｐｓ，．．．，又はそれ以上）をもらい受ける。即ち、プールエリアからの取り出し契機は、コネクション要求発生時に仮想帯域設定部２０にて更新された仮想帯域（総仮想帯域）がその時点での品質クラスの読み出し速度を上回った時点であり、プールエリアからは不足分の読み出し速度（例えば、２５０Ｍｂｐｓ）以上のある固定値（例えば、３００Ｍｂｐｓ）を引き出すようになっている。
【００９３】
そして、呼の解放が発生した品質クラスのバッファ４ｂ−１〜４ｂ−４が、上述のプールエリアからもらい受けた固定値を上回る空き帯域が発生した場合、当該固定値をプールエリアに戻すようになっている。
即ち、プールエリアへの空き帯域の余りを戻す契機は、コネクション解放が発生した品質クラスのバッファ４ｂ−１〜４ｂ−４における空き帯域が、ある固定値（例えば、３００Ｍｂｐｓ）を上回った場合（例えば、空き帯域が３５０Ｍｂｐｓとなった場合）であり、このとき、プールエリアへは上述の固定値分（３００Ｍｂｐｓ）を戻すようになっている。
【００９４】
なお、上述のプールエリアからの固定分の引出し及び引き戻しは、ソフトウェアにより実施されるようになっており、これにより、読み出し速度の変更処理が柔軟に行なえるようになっている。
また、呼の解放時に固定分の空き帯域をプールエリアへ戻す契機の判断基準を、プールエリアから引き出した値を上回るか否かとすることにより、読み出し速度のプールエリアとの間のもらい受け／引き戻しの頻発、即ち、振動を防止することができる。
【００９５】
さらに、呼処理プロセッサ２は、新規呼の設定が要求された場合に、上述の場合と同様、読み出し速度を新規呼の設定に伴って増加する品質クラスの仮想帯域以上の固定値の読み出し速度を空き帯域に基づいて補充する一方、呼の解放に伴って空き帯域が発生した場合には、上述のごとき差し戻しは行なわずに、次に新規呼の設定が要求されるまで、その呼の解放された品質クラスにおけるバッファ４ｂ−１〜４ｂ−４の読み出し速度を維持することもできる。
【００９６】
具体的には、新規呼発生時において、その呼に対応する品質クラスのバッファ４ｂ−１〜４ｂ−４において、仮想帯域が読み出し速度を超えた場合に、プールエリアから不足分以上の固定の読み出し速度（例えば、１００Ｍｂｐｓ，２００Ｍｂｐｓ，３００Ｍｂｐｓ，．．．）をもらい受けるが、呼の解放時に空き帯域が発生してもプールエリアへは戻さずに、それまでの状態（読み出し速度）を維持するようになっている。なお、後述するように、このときプールエリアでは、この発生した空き帯域分が戻されたと仮定した状態となっている。
【００９７】
そして、次の新たなコネクション（新規呼）要求により、読み出し速度の変更をしなければならない時には、その該当する品質クラスは、不足分以上の固定値の読み出し速度をプールエリアからもらい受けるようになっており、この時点において、全ての品質クラスの読み出し速度をそれぞれに設定された仮想帯域と同じ値になるように設定しなおすようになっている。即ち、ある品質クラスに発生していた空き帯域についても、実質的にプールエリアに戻すことになるのである。
【００９８】
以下、上述のごとく構成された本実施形態の固定長セル取扱式交換機におけるＡＴＭセルの読み出し速度制御方法について７．に示すフローチャート（ステップＳ５，Ｓ６）及び図１０に示すタイムチャート（ｔ１〜ｔ６）に従って説明する。
まず、ユーザ（発端末５）から新規呼の設定が要求されると〔ｓｅｔ ｕｐ（申告帯域の設定）；図１０のｔ１参照〕、呼処理プロセッサ２ではその要求が発信用であるか着信用であるかが分析され、発信用である場合、図６に示すＡＴＭ交換機１のＡＴＭスイッチ１３内のルートが選択される（図１０のｔ２参照）。その後、呼処理プロセッサ２の仮想帯域設定部２０では、上述の申告帯域に基づいて、対応する品質クラスにおける仮想帯域を算出する（図９のステップＳ５，図１０のｔ３参照）。
【００９９】
即ち、各品質クラスＱＣＢ０〜ＱＣＢ３に対応して既に設定されているパスの仮想帯域の基となる申告帯域と、その申告値（申告帯域）とが加算され、この加算結果に基づいて当該品質クラスＱＣＢ０〜ＱＣＢ３では、それぞれ更新された仮想帯域（総仮想帯域）が算出される（図１０のｔ４参照）。
換言すれば、ＡＴＭ交換機１内の各装置（ＭＳＳＲ１３，ＣＣＲＳＨ１２，ＭＩＦ１０Ａ，ＨＩＦ１１Ａ）に設置された品質制御バッファ部４において、上述のｓｅｔ ｕｐ信号により申告された品質クラスに対応するバッファ４ｂ−１〜４ｂ−４（対応する品質クラスは、それぞれＱＣＢ０〜ＱＣＢ３）において、現在使用中の帯域の基となる申告帯域と、申告値（申告帯域）とを加算することにより、総仮想帯域を算出するのである。
【０１００】
その後、読出速度設定制御部２１により、ＱＣＢ読出スケジューラ４ｃに保持されているＡＴＭセルの読み出し速度を、その算出結果に基づいて設定制御し（図９のステップＳ６，図１０のｔ５参照）、その後、呼処理プロセッサ２では着端末５側にｓｅｔ ｕｐ信号が送信される（図１０のｔ６参照）。
ここで、上述のステップＳ６における申告帯域に対する読み出し速度の設定制御については、以下に示す様々な手法で行なうことができる。
【０１０１】
（Ａ１）空き帯域が最も多い品質クラスから不足分以上の固定値の読み出し速度をもらい受ける場合の処理
以下では、空き帯域が最も多い品質クラスから不足分以上の固定値の読み出し速度をもらい受ける場合の呼処理プロセッサ２の動作について、図１１に示すフローチャート（ステップＳ７〜Ｓ１０）に従って説明する。
【０１０２】
まず、ユーザから新規呼の設定を要求（申告）されると、呼処理プロセッサ２の仮想帯域設定部２０では、その申告値（申告帯域）と、該当する品質クラスに対応して既に設定されている仮想帯域の基となる申告帯域とを加算し、この加算結果に基づいて当該品質クラスの総仮想帯域（Ｔｉ；更新された仮想帯域）を演算（算出）する（ステップＳ７）。
【０１０３】
なお、上述のごとく求められた各品質クラス毎の総仮想帯域が算出されると、全ての品質クラスの総仮想帯域の総和（全仮想帯域）が求められる（図３４のステップａ１３参照）。
そして、この全仮想帯域が上述の物理最大速度以上である場合には、新規呼の受け付けは行なわれないが（図３４におけるステップａ１４のＮＯルートからステップａ１８参照）、全仮想帯域が上述の物理最大速度より小さい場合には、以下に示す図１１のステップＳ８〜Ｓ１０の処理が施されて、新規呼の受け付けが行なわれる（ステップａ１４のＹＥＳルートからステップａ１５〜ａ１７参照）。
【０１０４】
つまり、図１１に示すように、帯域比較部２１ａでは、各品質クラスにおける現時点での（現在の）読み出し速度（Ｒｉ）を抽出し（ステップＳ８）、各品質クラスにおいて、上記の総仮想帯域が現時点での読み出し速度よりも大きいか否か（Ｔｉ＞Ｒｉ）を比較する（ステップＳ９；図３４のステップａ１５と同様）。
【０１０５】
その結果、総仮想帯域（Ｔｉ）が現時点での読み出し速度（Ｒｉ）よりも大きい品質クラスが存在する場合は（ステップＳ９のＹＥＳルート）、読出速度設定制御部２１ではＱＣＢ読出スケジューラ４ｃを制御することを通じて、その品質クラスに最も空き帯域の多い品質クラスから不足分以上の固定値の読み出し速度をもらい受ける一方（ステップＳ１０）、何れの品質クラスにおいても総仮想帯域が現時点での読み出し速度以下である場合は（ステップＳ９のＮＯルート）、読み出し速度を変更せずに、新規呼を受け付ける。
【０１０６】
具体的に、図１２（ａ）に示すように、総読み出し速度２．４Ｇｂｐｓを有する品質制御バッファ部４において、その品質制御バッファ部４の所有するバッファ４ｂ−１〜４ｂ−４（品質クラスＱＣＢ０〜ＱＣＢ３）が、それぞれ仮想帯域〔使用中速度（Ｚ）〕の異なる６００Ｍｂｐｓの読み出し速度に設定されている場合、品質クラスＱＣＢ１に新規呼として申告帯域２００Ｍｂｐｓが申告されたとする。
【０１０７】
この新規呼を受け付けるにあたっては、申告された申告帯域と、仮想帯域設定部２０により品質クラスＱＣＢ１に対応して既に設定されている仮想帯域の基となる申告帯域と加算し、この加算結果に基づいて品質クラスＱＣＢ１の総仮想帯域を算出する。
【０１０８】
即ち、ここでは品質クラスＱＣＢ１の仮想帯域の基となる申告帯域〔使用中速度（Ｚ）＝５００Ｍｂｐｓ〕に新規呼による申告帯域（２００Ｍｂｐｓ）が加算されるため、品質クラスＱＣＢ１の総仮想帯域のみが７００Ｍｂｐｓに更新される（品質クラスＱＣＢ１の総仮想帯域Ｔｉ＝７００Ｍｂｐｓ）。
そして、その総仮想帯域（Ｔｉ＝７００Ｍｂｐｓ）が現時点での品質クラスＱＣＢ１における読み出し速度〔Ｒｉ＝６００Ｍｂｐｓ；図１２（ａ）の帯域Ａ参照〕よりも大きいか否かが比較される。この場合においては、品質クラスＱＣＢ１の総仮想帯域が現時点での品質クラスＱＣＢ１における読み出し速度よりも大きいため〔Ｔｉ（７００Ｍｂｐｓ）＞Ｒｉ（６００Ｍｂｐｓ）〕、図１２（ｂ）に示すように、その不足分以上の固定値の読み出し速度〔図１２（ｂ）の帯域Ｂ参照；ここでは、固定値分として２００Ｍｂｐｓを設定〕を空き帯域の最も多い品質クラスＱＣＢ０からもらい受ける。
【０１０９】
これにより、品質クラスＱＣＢ０，ＱＣＢ１の読み出し速度が変更される。つまり、品質クラスＱＣＢ１の読み出し速度が６００Ｍｂｐｓから８００Ｍｂｐｓに変更され品質クラスＱＣＢ０の読み出し速度が６００Ｍｂｐｓから４００Ｍｂｐｓに変更されるが、他の品質クラスＱＣＢ２，ＱＣＢ３の読み出し速度については変更されない。
【０１１０】
このように、本実施形態にかかる固定長セル取扱式交換機１−１によれば、品質の異なるＡＴＭセルをその品質に応じた読み出し速度に設定制御することができるので、設定されていた読み出し速度を超える申告があった場合においても、容易かつダイナミックに読み出し速度を変更することができ、品質の異なる呼によるセル同士間で影響を及ぼし合うことなく、各品質クラス毎でセル廃棄及びセル遅延を独立に制御することができるので、要求される品質クラスに即して送信すべきＡＴＭセルの交換処理を確実に行なうことができ、本装置の処理能力の向上に寄与する。
【０１１１】
また、上述の固定長セル取扱式交換機１−１によれば、呼処理制御部としての呼処理プロセッサ２により、新規呼の申告帯域に基づいて算出された総仮想帯域と、申告された品質クラスにおける現時点での読み出し速度とを比較した結果、総仮想帯域が現時点での読み出し速度よりも大きい品質クラス（ＱＣＢ１）がある場合には、その読み出し速度の不足分以上の固定値の速度を最も空き帯域の多い品質クラス（ＱＣＢ０）からもらい受けることができるので、空き帯域の移動処理（読み出し速度の設定）を簡単に行なうことができるとともに、最も空き帯域の多い品質クラス以外の他の品質クラスにおいては、品質を変更することなく維持することができる利点がある。
【０１１２】
さらに、上述の固定長セル取扱式交換機１−１によれば、読み出し速度を変更した場合においても、読み出し速度に余裕をもたせているため（空き帯域があるため）、次に発呼要求があった場合においても読み出し速度を変更せずに、呼の受付を行なえる可能性があり、これにより、ハードアクセスを減少させることができ、呼設定の時間及び呼処理プロセッサ２の負荷を減少させることができる利点もある。
【０１１３】
（Ａ２）空き帯域が最も多い品質クラスから不足分の速度及び固定値の読み出し速度をもらい受ける場合の処理
以下では、最も空き帯域の多い品質クラスから不足分の速度及び固定値分の読み出し速度をもらい受ける場合における呼処理プロセッサ２の動作について、図１３に示すフローチャート（ステップＳ１１〜Ｓ１４）に従って説明する。なお、図１３に示すステップＳ１１〜Ｓ１３の各処理は、上述の図１１に示すステップＳ７〜Ｓ９の各処理とそれぞれ同様であるため、詳細な説明は省略する。
【０１１４】
つまり、ここでは、図１３に示すステップＳ１３において総仮想帯域（Ｔｉ）が現時点での読み出し速度（Ｒｉ）よりも大きいか否かの比較結果として、総仮想帯域が現時点での読み出し速度よりも大きいクラスが存在する場合は（ステップＳ１３のＹＥＳルート）、読出速度設定制御部２１ではＱＣＢ読出スケジューラ４ｃを制御することを通じて、その品質クラスに、他の品質クラスのうちで最も空き帯域の多い品質クラスから不足分の速度及び固定値分の読み出し速度をもらい受ける一方（ステップＳ１４）、何れの品質クラスにおいても総仮想帯域が現時点での読み出し速度以下である場合は（ステップＳ１３のＮＯルート）、読み出し速度を変更せずに新規呼を受け付ける。
【０１１５】
具体的に、図１４（ａ）に示すような状態において、品質クラスＱＣＢ１に新規呼として申告帯域２００Ｍｂｐｓが申告されると、上述の場合と同様に、仮想帯域設定部２０において、その申告帯域と、品質クラスＱＣＢ１に対応して既に設定されている仮想帯域の基となる申告帯域とが加算され、この加算結果に基づいて品質クラスＱＣＢ１の総仮想帯域が算出されて、上述の（Ａ１）と同様の帯域比較が行なわれて、必要に応じて読み出し速度のもらい受けが行なわれる。
【０１１６】
即ち、図１４（ｂ）に示すように、品質クラスＱＣＢ１は、その不足分の速度〔１００Ｍｂｐｓ；図１４（ｂ）の帯域Ｂ参照〕及び固定値分の速度〔ここでは、２００Ｍｂｐｓ；図１４（ｂ）の帯域Ｃ参照〕を空き帯域の最も多い品質クラスからもらい受ける。
これにより、品質クラスＱＣＢ０，ＱＣＢ１の読み出し速度が変更される。つまり、品質クラスＱＣＢ１の読み出し速度が６００Ｍｂｐｓから９００Ｍｂｐｓに変更され、品質クラスＱＣＢ０の読み出し速度が６００Ｍｂｐｓから３００Ｍｂｐｓに変更されるが、品質クラスＱＣＢ２，ＱＣＢ３の読み出し速度については変更されない。
【０１１７】
このように、上述の固定長セル取扱式交換機１−１によれば、呼処理制御部としての呼処理プロセッサ２により、新規呼の申告帯域に基づいて算出された総仮想帯域と現時点での読み出し速度とを比較した結果、総仮想帯域が現時点での読み出し速度よりも大きい品質クラス（ＱＣＢ１）がある場合には、その読み出し速度の不足分及び固定値分の速度を、最も空き帯域の多い品質クラス（ＱＣＢ０）からもらい受けるので、読み出し速度を変更した後における読み出し速度の余裕分を確実に確保することができ、この場合もハードアクセスを減少させるとともに、それに伴う呼設定の時間及び呼処理プロセッサ２の負荷を減少させることができるので、本装置の処理能力を大幅に向上させることができる。
【０１１８】
また、不足分よりも確実に一定値の余分な（空きとなる）読み出し速度を確保することができるので、各品質クラスに要求された品質保持を確実なものとすることができる。
（Ｂ１）各品質クラスの空き帯域から均等に不足分以上の固定値の読み出し速度をもらい受ける場合の処理
次に、以下では、各品質クラスの空き帯域から均等に不足分以上の固定値の読み出し速度をもらい受ける場合の呼処理プロセッサ２の動作について、図１５に示すフローチャート（ステップＳ１５〜Ｓ１８）に従って説明する。なお、図１５に示すステップＳ１５〜Ｓ１７の各処理も、上述の図１１に示すステップＳ７〜Ｓ９の各処理とそれぞれ同様であるため、詳細な説明は省略する。
【０１１９】
つまり、ここでは、図１５に示すステップＳ１７において総仮想帯域（Ｔｉ）と現時点での読み出し速度（Ｒｉ）との比較結果として、総仮想帯域が現時点での読み出し速度よりも大きい品質クラスが存在する場合は（ステップＳ１７のＹＥＳルート）、読出速度設定制御部２１ではＱＣＢ読出スケジューラ４ｃを制御することを通じて、該当する品質クラスに対し、他の品質クラスの空き帯域から均等に不足分以上の固定値の読み出し速度をもらい受ける一方（ステップＳ１８）、何れの品質クラスにおいても総仮想帯域が現時点での読み出し速度以下である場合は（ステップＳ１７のＮＯルート）、読み出し速度を変更せずに、新規呼を受け付ける。
【０１２０】
例えば、図１６（ａ）に示すような状態において、品質クラスＱＣＢ１に新規呼として申告帯域２００Ｍｂｐｓが申告された場合、図１６（ｂ）に示すように、品質クラスＱＣＢ１は、その不足分以上の固定値の読み出し速度〔図１６（ｂ）の帯域Ｂ参照；ここでは、固定値分として３００Ｍｂｐｓを設定〕を他の各品質クラスＱＣＢ０，ＱＣＢ２，ＱＣＢ３の空き帯域から均等に（１００Ｍｂｐｓずつ）もらい受ける。
【０１２１】
これにより、各品質クラスＱＣＢ０〜ＱＣＢ３の読み出し速度が変更される。つまり、ここでは、品質クラスＱＣＢ１の読み出し速度は６００Ｍｂｐｓから９００Ｍｂｐｓに変更され、その他の品質クラスＱＣＢ０，ＱＣＢ２，ＱＣＢ３の読み出し速度は、それぞれ６００Ｍｂｐｓから５００Ｍｂｐｓに変更される。
このように、上述の固定長セル取扱式交換機１−１によれば、呼処理制御部としての呼処理プロセッサ２により、新規呼の申告帯域に基づいて算出された総仮想帯域と現時点での読み出し速度とを比較した結果、総仮想帯域が現時点での読み出し速度よりも大きい品質クラス（ＱＣＢ１）がある場合には、その該当する品質クラス以外の他の各品質クラス（ＱＣＢ０，ＱＣＢ２，ＱＣＢ３）からその読み出し速度の不足分以上の固定値の読み出し速度を均等にもらい受けるので、上記の他の各品質クラスの何れにおいても、大幅な読み出し速度の減少はなく、それぞれが読み出し速度変更前に近い品質を保持できる利点がある。
【０１２２】
（Ｂ２）各品質クラスの空き帯域から均等に不足分の速度及び固定値の読み出し速度をもらい受ける場合の処理
次に、以下では、上記各品質クラスから均等に不足分の読み出し速度分及びある所定の固定値分の読み出し速度を合わせた読み出し速度をもらい受ける場合における呼処理プロセッサ２の動作について、図１７に示すフローチャート（ステップＳ１９〜Ｓ２２）に従って説明する。なお、図１７に示すステップＳ１９〜Ｓ２１の各処理も、上述の図１１に示すステップＳ７〜Ｓ９の各処理とそれぞれ同様であるため、詳細な説明は省略する。
【０１２３】
つまり、ここでは、図１７に示すステップＳ２１において総仮想帯域（Ｔｉ）が現時点での読み出し速度（Ｒｉ）よりも大きいか否かの比較結果として、総仮想帯域が現時点での読み出し速度よりも大きいクラスが存在する場合は（ステップＳ２１のＹＥＳルート）、読出速度設定制御部２１ではＱＣＢ読出スケジューラ４ｃを制御することを通じて、当該不足分の発生した品質クラスに各品質クラスから均等に不足分の速度及び固定値分の読み出し速度をもらい受ける一方（ステップＳ２２）、何れの品質クラスにおいても総仮想帯域が現時点での読み出し速度以下である場合は（ステップＳ２１のＮＯルート）、読み出し速度を変更せずに、新規呼を受け付ける。
【０１２４】
具体的に、図１８（ａ）に示すような状態において、品質クラスＱＣＢ１に新規呼として申告帯域２００Ｍｂｐｓが申告された場合は、図１８（ｂ）に示すように、品質クラスＱＣＢ１は、その不足分の速度〔１００Ｍｂｐｓ；図１８（ｂ）の帯域Ｂ参照〕及び固定値分の速度〔ここでは、２００Ｍｂｐｓ；図１８（ｂ）の帯域Ｃ参照〕に相当する分（計３００Ｍｂｐｓ）を他の各品質クラス（ＱＣＢ０，ＱＣＢ２及びＱＣＢ３）から均等に（１００Ｍｂｐｓずつ）もらい受ける。
【０１２５】
これにより、各品質クラスの読み出し速度が変更される。つまり、ここでは、品質クラスＱＣＢ１の読み出し速度が６００Ｍｂｐｓから９００Ｍｂｐｓに変更され、その他の品質クラスＱＣＢ０，ＱＣＢ２，ＱＣＢ３の読み出し速度が、それぞれ６００Ｍｂｐｓから５００Ｍｂｐｓに変更される。
このように、上述の固定長セル取扱式交換機１−１によれば、呼処理制御部としての呼処理プロセッサ２により、新規呼の申告帯域に基づいて算出された総仮想帯域と現時点での読み出し速度を比較した結果、総仮想帯域が現時点での読み出し速度よりも大きい品質クラス（ＱＣＢ１）がある場合には、その該当する品質クラス以外の他の各品質クラス（ＱＣＢ０，ＱＣＢ２，ＱＣＢ３）からその読み出し速度の不足分の速度及び固定値分の速度を均等にもらい受けるので、この場合も、上記の他の各品質クラスの何れにおいても、大幅な読み出し速度の減少はなく、それそれが読み出し速度変更前に近い品質を保持できる利点がある。
【０１２６】
また、不足分よりも確実に一定値の余分な（空きとなる）読み出し速度を確保することができるので、各品質クラスに要求された品質保持を確実なものとすることができる利点もある。
（Ｃ１）各品質クラスの空き帯域にほぼ比例した分ずつ不足分以上の読み出し速度をもらい受ける場合の処理
次に、以下では、各品質クラスの空き帯域にほぼ比例した分ずつ不足分以上の固定値の読み出し速度をもらい受ける場合の呼処理プロセッサ２の動作について、図１９に示すフローチャート（ステップＳ２３〜Ｓ２６）に従って説明する。なお、図１９に示すステップＳ２３〜Ｓ２５の各処理も、上述の図１１に示すステップＳ７〜Ｓ９の各処理とそれぞれ同様であるため、詳細な説明は省略する。
【０１２７】
つまり、ここでは、図１９に示すステップＳ２５において総仮想帯域（Ｔｉ）と現時点での読み出し速度（Ｒｉ）との比較結果として、総仮想帯域が現時点での読み出し速度よりも大きい品質クラスが存在する場合は（ステップＳ１９のＹＥＳルート）、読出速度設定制御部２１ではＱＣＢ読出スケジューラ４ｃを制御することを通じて、当該不足分の発生した品質クラスに対し、それ以外の品質クラスの空き帯域から、それらの空き帯域にほぼ比例した分ずつ不足分以上の固定値の読み出し速度をもらい受ける一方（ステップＳ２６）、何れの品質クラスにおいても総仮想帯域が現時点での読み出し速度以下である場合は（ステップＳ２５のＮＯルート）、読み出し速度を変更せずに、新規呼を受け付ける。
【０１２８】
具体的に、図２０（ａ）に示すような状態において、品質クラスＱＣＢ１に新規呼として申告帯域２００Ｍｂｐｓが申告された場合は、図２０（ｂ）に示すように、品質クラスＱＣＢ１は、その不足分以上の固定値の読み出し速度〔ここでは、３００Ｍｂｐｓ；図２０（ｂ）の区間Ｂ参照〕を他の各品質クラスＱＣＢ０，ＱＣＢ２，ＱＣＢ３のそれぞれの空き帯域にほぼ比例した分ずつもらい受ける。
【０１２９】
なお、ここでは、各品質クラスの空き帯域にほぼ比例した分ずつ読み出し速度をもらい受けるため、空き帯域が４００Ｍｂｐｓの品質クラスＱＣＢ０から１００Ｍｂｐｓ、空き帯域が５００Ｍｂｐｓの品質クラスＱＣＢ３からは２００Ｍｂｐｓの合計３００Ｍｂｐｓをもらい受けることになり、従って、品質クラスＱＣＢ１の読み出し速度は６００Ｍｂｐｓから９００Ｍｂｐｓに変更される。これに伴い、品質クラスＱＣＢ０の読み出し速度は５００Ｍｂｐｓに、品質クラスＱＣＢ３の読み出し速度は４００Ｍｂｐｓに変更されるが、品質クラスＱＣＢ２は６００Ｍｂｐｓのままで変更されない。
【０１３０】
このように、上述の固定長セル取扱式交換機１−１によれば、呼処理制御部としての呼処理プロセッサ２により、新規呼の申告帯域に基づいて算出された総仮想帯域と現時点での読み出し速度とを比較した結果、総仮想帯域が現時点での読み出し速度よりも大きい品質クラス（ＱＣＢ１）がある場合には、その読み出し速度の不足分以上の固定値をその該当する品質クラス以外の他の各品質クラス（ＱＣＢ０，ＱＣＢ２，ＱＣＢ３）のそれぞれの空き帯域にほぼ比例した分ずつもらい受けるので、上記の他の各品質クラスの空き帯域を偏りなく確保することができる利点がある。
【０１３１】
（Ｃ２）各品質クラスの空き帯域にほぼ比例した分ずつ不足分の速度及び固定値の読み出し速度をもらい受ける場合の処理
次に、以下では、各品質クラスの空き帯域にほぼ比例した分ずつ不足分の速度分及び固定値分の速度を合わせた読み出し速度をもらい受ける場合における呼処理プロセッサ２の動作について、図２１に示すフローチャート（ステップＳ２７〜Ｓ３０）に従って説明する。なお、図２１に示すステップＳ２７〜Ｓ２９の各処理も、上述の図１１に示すステップＳ７〜Ｓ９の各処理とそれぞれ同様であるため、詳細な説明は省略する。
【０１３２】
つまり、ここでは、図２１のステップＳ２９において総仮想帯域（Ｔｉ）が現時点での読み出し速度（Ｒｉ）よりも大きいか否かの比較結果として、総仮想帯域が現時点での読み出し速度よりも大きいクラスが存在する場合は（ステップＳ２９のＹＥＳルート）、読出速度設定制御部２１ではＱＣＢ読出スケジューラ４ｃを制御することを通じて、その品質クラスに各品質クラスの空き帯域にほぼ比例して読み出し速度の不足分及びある所定の固定値分の速度をもらい受ける一方（ステップＳ３０）、何れのクラスにおいても総仮想帯域が現時点での読み出し速度以下である場合は（ステップＳ２９のＮＯルート）、読み出し速度を変更せずに、新規呼を受け付ける。
【０１３３】
例えば、図２２（ａ）に示すような状態において、品質クラスＱＣＢ１に新規呼として申告帯域２００Ｍｂｐｓが申告された場合は、図２２（ｂ）に示すように、品質クラスＱＣＢ１は、その不足分の速度〔１００Ｍｂｐｓ；図２２（ｂ）の区間Ｂ参照〕及び固定値分の速度〔ここでは、２００Ｍｂｐｓ；図２２（ｂ）の区間Ｃ参照〕に相当する分を他の各品質クラスのそれぞれの空き帯域にほぼ比例した分ずつもらい受ける。
【０１３４】
これにより、各品質クラスＱＣＢ０，ＱＣＢ２，ＱＣＢ３の読み出し速度が変更される。この場合においては、品質クラスＱＣＢ１の読み出し速度が６００Ｍｂｐｓから９００Ｍｂｐｓに変更されるとともに、品質クラスＱＣＢ０，ＱＣＢ３の読み出し速度が、それぞれ５００Ｍｂｐｓ，４００Ｍｂｐｓに変更され、品質クラスＱＣＢ２の読み出し速度については６００Ｍｂｐｓのままで変更されない。
【０１３５】
このように、上述の固定長セル取扱式交換機１−１によれば、呼処理制御部としての呼処理プロセッサ２により、新規呼の申告帯域に基づいて算出された総仮想帯域と現時点での読み出し速度を比較した結果、総仮想帯域が現時点での読み出し速度よりも大きい品質クラス（ＱＣＢ１）がある場合には、その読み出し速度の不足分及び固定値分の速度を、その該当する品質クラス以外の他の各品質クラス（ＱＣＢ０，ＱＣＢ２，ＱＣＢ３）のそれぞれの空き帯域にほぼ比例した分ずつもらい受けるので、この場合も、上記の他の各品質クラスの空き帯域を偏りなく確保することができる利点がある。
【０１３６】
また、不足分よりも確実に一定値の余分な（空きとなる）読み出し速度を確保することができるので、各品質クラスに要求された品質保持を確実なものとすることができる利点もある。
（Ｄ）各品質クラスの使用帯域に対して空き帯域を分散させる場合の処理
次に、以下では、各品質クラスにおいて算出された総仮想帯域の比に対して空き帯域が分散するようにした場合の呼処理プロセッサ２の動作について、図２３に示すフローチャート（ステップＳ３１〜Ｓ３４）に従って説明する。なお、図２３に示すステップＳ３１〜Ｓ３３の各処理も、上述の図１１に示すステップＳ７〜Ｓ９の各処理とそれぞれ同様であるため、詳細な説明は省略する。
【０１３７】
つまり、図２３に示すステップＳ３３において総仮想帯域（Ｔｉ）と現時点での読み出し速度（Ｒｉ）との比較結果として、総仮想帯域が現時点での読み出し速度よりも大きい品質クラスが存在する場合（各品質クラスを満足する空き帯域が存在しない場合）は（ステップＳ３３のＹＥＳルート）、読出速度設定制御部２１ではＱＣＢ読出スケジューラ４ｃを制御することを通じて、各品質クラスＱＣＢ０〜ＱＣＢ３の総仮想帯域（使用帯域）に比例して空き帯域が全品質クラスに分散されるように読み出し速度を変更する一方（ステップＳ３４）、何れの品質クラスにおいても総仮想帯域が現時点での読み出し速度以下である場合は（ステップＳ３３のＮＯルート）、読み出し速度を変更せずに、新規呼を受け付ける。
【０１３８】
例えば、図２４（ａ）に示すような状態において、品質クラスＱＣＢ１に新規呼として申告帯域２００Ｍｂｐｓが申告された場合、図２４（ｂ）に示すように、各品質クラスＱＣＢ０〜ＱＣＢ３の総仮想帯域にほぼ比例して空き帯域が分散される。
このように、上述の固定長セル取扱式交換機１−１によれば、呼処理制御部としての呼処理プロセッサ２により、新規呼の申告帯域に基づいて算出された総仮想帯域と、申告された品質クラスにおける現時点での読み出し速度とを比較した結果、総仮想帯域が現時点での読み出し速度よりも大きい品質クラス（ＱＣＢ０）がある場合には、全品質クラス（ＱＣＢ０〜ＱＣＢ３）の総仮想帯域にほぼ比例して空き帯域を分散するので、各品質クラスにおいてそれぞれの品質を偏りなく確実に確保することができる。
【０１３９】
以上、本実施形態の固定長セル取扱式交換機１−１によれば、上述の（Ａ）〜（Ｄ）に詳述したような態様で動作するので、更新された仮想帯域（総仮想帯域）が読み出し速度よりも大きい品質クラスがある場合には、上記品質クラスに対応して割り当てられた読み出し速度を増加させる一方、他の空き帯域のある品質クラスに対応して割り当てられた読み出し速度を減少させる読み出し速度調整処理を行なうことができ、上記の該当する品質クラスの要求する品質を確実に確保することができ、システム構築の際の柔軟性に大いに寄与する。
【０１４０】
（Ｅ１）各品質クラスの空き帯域をプールエリアにて管理し、呼の設定／解放に応じて読み出し速度を変更する場合の処理
ところで、以下では、各品質クラスにおけるバッファの空き帯域をプールエリアにて管理しておき、呼の設定及び解放の際に設定される各品質クラスの総仮想帯域に合わせて読み出し速度を変更する場合について、図２５，図２７及び図２８に示すフローチャート（ステップＳ３５〜Ｓ４４）に従って説明する。
【０１４１】
即ち、ユーザから新規呼の設定を要求（申告）されると、図２５のフローチャートに示すように、呼処理プロセッサ２では、その申告帯域と、該当する品質クラスに対応して既に設定されている仮想帯域の基となる申告帯域とを加算し、この加算結果に基づいて、当該品質クラスにおける総仮想帯域（Ｔｉ）を算出する（ステップＳ３５）。このようにして求められた総仮想帯域（Ｔｉ）を、各品質クラスの読み出し速度として、それぞれ設定する（ステップＳ３６）。
【０１４２】
例えば、図２６（ａ）に示すように、各品質クラスには、それぞれ仮想帯域が設定されており、各品質クラスの全空き帯域がプールエリアに管理（例えば、１Ｇｂｐｓ）されている状態において、品質クラスＱＣＢ１に１００Ｍｂｐｓの追加申告があった場合、図２６（ｂ）に示すように、プールエリアから申告分の１００Ｍｂｐｓをもらい受けて、品質クラスＱＣＢ１に追加される。
【０１４３】
また、呼の解放時には、予め設定された固定値の読み出し速度分を上回る空き帯域が発生するまで、その空き帯域をプールエリアに戻さない。
即ち、各品質クラス共通の空き帯域をプールエリアにて管理しているにもかかわらず、呼の解放が発生した品質クラスに空き帯域が発生することが考えられる。この場合においては、以降、当該品質クラスの呼が発生すると、この品質クラスにおいて発生している空き帯域を考慮に入れて読み出し速度を調整している。
【０１４４】
これを、図２７及び図２８に示すフローチャート（ステップＳ３７〜Ｓ４０及びステップＳ４１〜Ｓ４４）に従って説明する。なお、図２７に示すステップＳ３７〜Ｓ３９の各処理も、上述の図１１に示すステップＳ７〜Ｓ９の各処理とそれぞれ同様であるため、詳細な説明は省略する。
つまり、ここでは、図２７に示すステップＳ３９において総仮想帯域（Ｔｉ）と現時点での読み出し速度（Ｒｉ）との比較結果として、総仮想帯域が現時点での読み出し速度よりも大きい品質クラスが存在する場合は（ステップＳ３９のＹＥＳルート）、読出速度設定制御部２１ではＱＣＢ読出スケジューラ４ｃを制御することを通じて、空き帯域プールから不足分以上の固定の読み出し速度（Ｗｉ）をもらい受ける一方（ステップＳ４０）、何れの品質クラスにおいても総仮想帯域が現時点での読み出し速度以下である場合は（ステップＳ３９のＮＯルート）、読み出し速度を変更せずに、新規呼を受け付ける。
【０１４５】
具体的には、図２９（ａ）に示すように、各品質クラスには、それぞれ仮想帯域が設定されており、各品質クラスの全空き帯域がプールエリアに管理（例えば、１Ｇｂｐｓ）されている状態において、品質クラスＱＣＢ１に１００Ｍｂｐｓの追加申告があった場合、図２９（ｂ）に示すように、プールエリアから申告分の１００Ｍｂｐｓ〔図２９（ｂ）の帯域Ｂ参照〕及び固定の読み出し速度分〔例えば、固定値＝２００Ｍｂｐｓ；図２９（ｂ）の帯域Ｃ参照〕をもらい受けて、品質クラスＱＣＢ１に追加する。
【０１４６】
一方、呼の解放時には、図２８に示すように、解放するパスの申告帯域に基づいて仮想帯域を算出し、各品質クラスＱＣＢ０〜ＱＣＢ３における総仮想帯域（Ｔｉ）を算出したのち（ステップＳ４１）、各品質クラスＱＣＢ０〜ＱＣＢ３の空き帯域（Ｖｉ）を算出する（ステップＳ４２）。
その後、算出された空き帯域（Ｖｉ）と予め設定された固定値（Ｕｉ；例えば３００Ｍｂｐｓ）との比較結果として、空き帯域（Ｖｉ）が固定値（Ｕｉ）以上である場合は（ステップＳ４３のＮＯルート）、読出速度設定制御部２１ではＱＣＢ読出スケジューラ４ｃを制御することを通じて、プールエリアから引き出された分の固定値（Ｗｉ）をプールエリアに戻す一方（ステップＳ４４）、何れの品質クラスにおいても空き帯域（Ｖｉ）が固定値（Ｕｉ）よりも小さい場合は（ステップＳ４３のＹＥＳルート）、プールエリアには戻さない。
【０１４７】
例えば、図２９（ｂ）に示すように、読み出し速度変更後における品質クラスＱＣＢ１の空き帯域（帯域Ｃ参照）が２００Ｍｂｐｓである状態において、品質クラスＱＣＢ１に１５０Ｍｂｐｓの解放申告があった場合、品質クラスＱＣＢ１の空き帯域は３５０Ｍｂｐｓ（Ｖｉ）となる。つまり、品質クラスＱＣＢ１に固定値（Ｕｉ＝３００Ｍｂｐｓ）以上の空き帯域が発生したことになるため、前回プールエリアから引き出された分の固定値（Ｗｉ＝２００Ｍｂｐｓ）がプールエリアに戻される。
【０１４８】
このように、上述の固定長セル取扱式交換機１−１によれば、呼処理制御部としての呼処理プロセッサ２により、呼の設定／解放の際に設定される各品質クラスの仮想帯域に合わせて読み出し速度を変更するので、発呼時にその発呼要求に該当する品質クラスの読み出し速度分をプールエリアからもらい受けて変更するだけでよく、各バッファ４ｂ−１〜４ｂ−４間の帯域移動の処理を簡略化することができるので、本装置の読み出し速度制御処理をより迅速に行なうことができる利点がある。
【０１４９】
具体的には、上述の固定長セル取扱式交換機１−１によれば、呼処理制御部としての呼処理プロセッサ２により、新規呼の申告帯域に基づいて、申告分及び固定値分の読み出し速度をプールエリアにもらい受けるとともに、呼の解放時に伴って、固定値分の空き帯域が発生した場合には、その固定値分よりも少ない固定値分をプールエリアに戻すので、常にプールエリアに空き帯域を確保することができ、新規呼の要求時には即座に対応することができる。従って、この場合も、本装置の読み出し速度制御処理をより迅速に行なうことができる。
【０１５０】
（Ｅ２）各品質クラスの空き帯域をプールエリアにて管理し、呼の解放時に空き帯域が発生した場合でも、読み出し速度を変更しない場合の処理
さらに、ここでは、呼の解放時に伴って空き帯域が発生した場合においても、次に新規呼の設定が要求されるまで、その品質クラスにおけるバッファの読み出し速度を維持する場合について説明する。
【０１５１】
例えば、図３０（ａ）に示すように、各品質クラスにそれぞれ仮想帯域が設定され、各品質クラスの全空き帯域がプールエリアに管理（例えば、１Ｇｂｐｓ）されている状態において、品質クラスＱＣＢ１（読み出し速度は５００Ｍｂｐｓ）に１００Ｍｂｐｓの追加申告があった場合、図３０（ｂ）に示すように、プールエリアから申告分の１００Ｍｂｐｓ〔図３０（ｂ）の帯域Ｂ参照〕及び固定の読み出し分速度〔例えば、固定値＝２００Ｍｂｐｓ；図３０（ｂ）の帯域Ｃ参照〕をもらい受けて、品質クラスＱＣＢ１に追加され、品質クラスＱＣＢ１の読み出し速度は８００Ｍｂｐｓとなる。
【０１５２】
その後、例えば、品質クラスＱＣＢ１に２００Ｍｂｐｓの呼の解放が発生した場合、空き帯域が４００Ｍｂｐｓ〔図３１（ａ）の帯域Ｂ参照〕発生するが、新規呼の設定が要求されるまでは、図３１（ａ）に示すように、品質クラスＱＣＢ１の読み出し速度は８００Ｍｂｐｓを変えず、この状態を維持したまま実施される。なお、ソフトは、このときのプールエリアに品質クラスＱＣＢ１からの空き帯域４００Ｍｂｐｓ〔図３１（ａ）の帯域Ｃ参照〕が戻されたものとしている。
【０１５３】
そして、この状態において、例えば、品質クラスＱＣＢ０に１００Ｍｂｐｓが新たに申告された場合、品質クラスＱＣＢ１に残っていた空き帯域４００Ｍｂｐｓはプールエリアに戻されるとともに、品質クラスＱＣＢ０は、申告分の１００Ｍｂｐｓ〔図３１（ｂ）の帯域Ｂ参照〕及び固定の読み出し分速度〔例えば、２００Ｍｂｐｓ；図３１（ｂ）の帯域Ｃ参照〕をプールエリアよりもらい受ける。
【０１５４】
このように、上述の固定長セル取扱式交換機１−１によれば、呼処理制御部としての呼処理プロセッサ２により、呼の解放時には、空き帯域が発生した場合においても、次の新規呼の設定が要求されるまで、呼の解放された品質クラスにおけるバッファ４ｂ−１〜４ｂ−４の読み出し速度を維持するので、呼の設定時にのみ呼処理プロセッサ２を起動させればよく、装置全体の消費電力の節約に大いに寄与する。
【０１５５】
以上のように、本実施形態の固定長セル取扱式交換機１−１によれば、品質の異なるＡＴＭセルをその品質に応じた読み出し速度に設定制御することができるので、設定されていた読み出し速度を超える申告があった場合においても、容易かつダイナミックに読み出し速度を変更することができ、品質の異なる呼によるセル同士間で影響を及ぼし合うことなく、各品質クラス毎でセル廃棄及びセル遅延を独立に制御することができるので、要求される品質クラスに即して送信すべきＡＴＭセルの交換処理を確実に行なうことができ、本装置の処理能力を大幅に向上させることができる。
【０１５６】
（Ｆ）その他
なお、上述の本実施形態では、予め各品質クラス毎に設定された読み出し速度を、新規呼の要求に対して変更する制御方法について詳述したが、各品質クラス毎の読み出し速度を固定設定しておき、新規呼発生時に、申告帯域に基づいて算出された仮想帯域を加算した品質クラスの総仮想帯域が、予め固定値で設定された読み出し速度以下の場合には、その品質クラスのＡＴＭセルを受け付ける一方、上記品質クラス総仮想帯域が予め固定値で設定された読み出し速度を超える場合には、その品質クラスのＡＴＭセルは受け付けないようにすることもできる。
【０１５７】
具体的に、図３２に示すフローチャート（ステップＳ４５〜Ｓ４９）に従って説明すると、ユーザから新規呼の設定を要求（申告）されると（申告帯域の設定）、対応する品質クラスにおける仮想帯域を算出する（ステップＳ４５）。その後、各品質クラスＱＣＢ０〜ＱＣＢ３では、それぞれ総仮想帯域を算出し、読出速度設定制御部２１により読出速度情報保持部４ｃに保持されている各品質クラスの読み出し速度を抽出する（ステップＳ４６）。
【０１５８】
このとき、各品質クラスの総仮想帯域が、読み出し速度以下であるかどうかを判断し（ステップＳ４７）、その結果、総仮想帯域が読み出し速度以下である場合は（ステップＳ４７のＹＥＳルート）、該当する品質クラスのＡＴＭセルを受け付ける一方（ステップＳ４８）、総仮想帯域が読み出し速度を超える場合は（ステップＳ４７のＮＯルート）、該当する品質クラスのＡＴＭセルは受け付けない（ステップＳ４９）。
【０１５９】
このように、読み出し速度を予め固定値で設定しているので、呼の要求に応じた読み出し速度の変更処理を行なう必要がなく、各品質クラスにおいて常に要求された品質をもつＡＴＭセルを送信することが可能となる。
【０１６０】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の固定長セル取扱式交換機によれば、品質の異なる固定長セルをその品質に応じた読み出し速度に設定制御することができるので、設定されていた読み出し速度を超える申告があった場合においても、容易かつダイナミックに読み出し速度を変更することができ、品質の異なる呼によるセル同士間で影響を及ぼし合うことなく、各品質クラス毎でセル廃棄及びセル遅延を独立に制御することができるので、要求される品質クラスに即して送信すべき固定長セルの交換処理を確実に行なうことができ、本装置の処理能力を大幅に向上させることができる利点がある（請求項１〜３，５，９，１０，１２）。
【０１６１】
また、本発明によれば、呼処理制御部により、更新された仮想帯域（総仮想帯域）が読み出し速度よりも大きい品質クラスがある場合には、上記品質クラスに対応して割り当てられた読み出し速度を増加させる一方、他の空き帯域のある品質クラスに対応して割り当てられた読み出し速度を減少させる読み出し速度調整処理を行なうので、上記の該当する品質クラスの要求する品質を確実に確保することができ、システム構築の際の柔軟性に大いに寄与する利点がある（請求項４，７，８，１１，１６〜２１）。
【０１６２】
さらに、本発明によれば、各品質クラスにおけるバッファの空き帯域をプールエリアにて管理しておき、呼の設定／解放の際に設定される各品質クラスの仮想帯域に合わせて読み出し速度を変更するので、発呼時にその発呼要求に該当する品質クラスの読み出し速度分をプールエリアからもらい受けて変更するだけでよく、各バッファ間の帯域移動の処理を簡略化することができるので、本装置の読み出し速度制御処理をより迅速に行なうことができる利点がある（請求項６，１３〜１５）。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の発明の原理ブロック図である。
【図２】第２の発明の原理ブロック図である。
【図３】第３の発明の原理説明図である。
【図４】本実施形態にかかるＡＴＭ交換機の要部構成を示すブロック図である。
【図５】本実施形態にかかるＡＴＭ交換機に適用しうるＡＴＭセル通信システムの構成を示すブロック図である。
【図６】本実施形態にかかるＡＴＭ交換機の内部構成を示すブロック図である。
【図７】本実施形態にかかる呼処理プロセッサの内部構成を示すブロック図である。
【図８】本実施形態にかかる品質制御バッファ部に設定された仮想帯域及び読み出し速度の一例を示す図である。
【図９】本実施形態にかかる呼処理プロセッサによる読み出し速度制御処理を説明するためのフローチャートである。
【図１０】本実施形態にかかる呼処理プロセッサにおける呼処理の動作を説明するためのタイムチャートである。
【図１１】本実施形態にかかる呼処理プロセッサによる読み出し速度制御処理を説明するためのフローチャートである。
【図１２】（ａ），（ｂ）はそれぞれ本実施形態にかかる呼処理プロセッサによる読み出し速度制御処理の一例を示す図である。
【図１３】本実施形態にかかる呼処理プロセッサによる読み出し速度制御処理を説明するためのフローチャートである。
【図１４】（ａ），（ｂ）はそれぞれ本実施形態にかかる呼処理プロセッサによる読み出し速度制御処理の一例を示す図である。
【図１５】本実施形態にかかる呼処理プロセッサによる読み出し速度制御処理を説明するためのフローチャートである。
【図１６】（ａ），（ｂ）はそれぞれ本実施形態にかかる呼処理プロセッサによる読み出し速度制御処理の一例を示す図である。
【図１７】本実施形態にかかる呼処理プロセッサによる読み出し速度制御処理を説明するためのフローチャートである。
【図１８】（ａ），（ｂ）はそれぞれ本実施形態にかかる呼処理プロセッサによる読み出し速度制御処理の一例を示す図である。
【図１９】本実施形態にかかる呼処理プロセッサによる読み出し速度制御処理を説明するためのフローチャートである。
【図２０】（ａ），（ｂ）はそれぞれ本実施形態にかかる呼処理プロセッサによる読み出し速度制御処理の一例を示す図である。
【図２１】本実施形態にかかる呼処理プロセッサによる読み出し速度制御処理を説明するためのフローチャートである。
【図２２】（ａ），（ｂ）はそれぞれ本実施形態にかかる呼処理プロセッサによる読み出し速度制御処理の一例を示す図である。
【図２３】本実施形態にかかる呼処理プロセッサによる読み出し速度制御処理を説明するためのフローチャートである。
【図２４】（ａ），（ｂ）はそれぞれ本実施形態にかかる呼処理プロセッサによる読み出し速度制御処理の一例を示す図である。
【図２５】本実施形態にかかる呼処理プロセッサによる読み出し速度制御処理を説明するためのフローチャートである。
【図２６】（ａ），（ｂ）はそれぞれ本実施形態にかかる呼処理プロセッサによる読み出し速度制御処理の一例を示す図である。
【図２７】本実施形態にかかる呼処理プロセッサによる読み出し速度制御処理を説明するためのフローチャートである。
【図２８】本実施形態にかかる呼処理プロセッサによる読み出し速度制御処理を説明するためのフローチャートである。
【図２９】（ａ），（ｂ）はそれぞれ本実施形態にかかる呼処理プロセッサによる読み出し速度制御処理の一例を示す図である。
【図３０】（ａ），（ｂ）はそれぞれ本実施形態にかかる呼処理プロセッサによる読み出し速度制御処理の一例を示す図である。
【図３１】（ａ），（ｂ）はそれぞれ本実施形態にかかる呼処理プロセッサによる読み出し速度制御処理の一例を示す図である。
【図３２】本実施形態の変形例にかかる呼処理プロセッサによる読み出し速度制御処理を説明するためのフローチャートである。
【図３３】本実施形態にかかる品質制御バッファ部に設定された仮想帯域及び読み出し速度の他の例を示す図である。
【図３４】本実施形態にかかる呼処理プロセッサによる読み出し速度制御処理を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１−１，１−２，１Ａ，１Ｂ 固定長セル取扱式交換機（ＡＴＭ交換機）
２ 呼処理制御部（呼処理プロセッサ）
３ 品質クラス識別子関連部
３ａ タグ
３ｂ 出力ＶＰＩ／ＶＣＩ（仮想パス識別子／仮想チャネル識別子）
３ｃ 品質クラス識別子（ＱＣＢｉ）
４ 品質制御バッファ部
４ａ 管理部
４ｂ，４ｂ−１〜４ｂ−４ バッファ
４ｃ 読出速度情報保持部（ＱＣＢ読出スケジューラ）
４ｄ マルチプレクサ（ＭＵＸ）
５ 加入者端末（端末）
６ 終端装置
７ 回線インタフェース装置
１０Ａ，１０Ｂ ミドルインタフェース〔ＭＩＦ：Middle Interface（中速度インタフェース）〕
１１Ａ，１１Ｂ ハイインタフェース〔ＨＩＦ：High Interface（高速度インタフェース）〕
１２ 集線装置
１３ ＡＴＭスイッチ
１３ａ〜１３ｃ スイッチ段
１３ａ−１〜１３ａ−８，１３ｂ−１〜１３ｂ−８，１３ｃ−１〜１３ｃ−８スイッチング素子
２０ 仮想帯域設定部
２１ 読出速度設定制御部
２１ａ 帯域比較部
２１ｂ 空き帯域管理部
５０ ＡＴＭ通信システム
（目次）
発明の属する技術分野
従来の技術
発明が解決しようとする課題
課題を解決するための手段（図１〜図３）
発明の実施の形態（図４〜図３４）
発明の効果
【０００２】
【発明の属する技術分野】
本発明は、転送すべき情報を固定長セル単位に分割して転送するシステムに関し、特に、様々な品質クラスの呼を処理する際に用いて好適な、固定長セル取扱式交換機及び固定長セルの読み出し速度制御方法に関する。
【０００３】
【従来の技術】
固定長セルを取り扱う固定長セル取扱式交換機としては、特に固定長セルとしてＡＴＭ(Asynchronous Transfer Mode)セルについての交換を行なうＡＴＭ交換機がある。このようなＡＴＭ交換機を適用するためのＡＴＭ交換技術は、次世代交換方式としてＩＴＵ−Ｔで合意され、広帯域のＩＳＤＮ(Integrated Services Digital Network）を実現する技術として各機関において開発が盛んに行なわれている。
【０００４】
上述のＡＴＭ交換方式においては、５３オクテットの固定長セルとしてのＡＴＭセルを情報転送単位として用いるようになっているが、このＡＴＭセルは制御情報（宛て先等）が記録された５オクテットのヘッダ部と４８オクテットのデータ部（ペイロード）とにより構成されている。
このような、ＡＴＭ交換方式においては、ＡＴＭセルを非同期に転送することができ、高速で情報を送りたいときには単位時間当たりに送るＡＴＭセルの数を増加させる一方、低速で送る場合にはそのＡＴＭセルの数を減少させることにより、情報の伝送速度を容易に調節することができるようになっている。
【０００５】
即ち、上述のＡＴＭ交換技術を適用することにより、音声データ等の数ｋｂｐｓ程度の低速の情報から、動画等の数１００Ｍｂｐｓ程度の高速の情報までの情報を統一的に扱って情報転送を行なうことができるのである。
ＡＴＭ交換機では、音声，画像，データ等の様々なセル品質を持つ通信サービスを扱うため、それぞれの品質を満足させ、且つ交換機リソースを有効に活用できる制御方式が必要である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したようなＡＴＭ交換機のごとき固定長セル取扱式交換機では、交換機内における処理が複雑化しているため、各種のサービスにおいて、品質クラスの最も高いデータに対応するサービスをベースに全てのメディアを制御しており、ネットワークリソースを有効に利用することができないという課題がある。
【０００７】
また、交換機リソースを各品質クラス毎に分割していないため、セル輻輳が生じた場合には、品質の高低に関係なく、そのときの状態に応じてセルの廃棄が起きてしまう。つまり、品質クラスの低い呼によるセル輻輳により、品質の高いクラスのセルの廃棄を誘発してしまう可能性がある。即ち、他の通信においてセル輻輳が生じた場合には、要求される品質を満足するような通信を行なうことができなくなるという課題もある。
【０００８】
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、各品質クラス毎の読み出し速度をダイナミックに変更することにより、品質の異なる呼による固定長セル同士が、それぞれ影響を与えることをなくし、要求される各品質クラスに即して伝送処理を行なうことができるようにした、固定長セル取扱式交換機及び固定長セルの読み出し速度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】
図１は第１の発明の原理ブロック図であり、この図１において、１−１は固定長セル取扱式交換機であり、この固定長セル取扱式交換機１−１は、固定長セルを用いた通信を行なう際の呼処理を制御する呼処理制御部２を有するとともに、品質クラス識別子関連部３及び品質制御バッファ部４をそなえて構成されている。
【００１０】
ここで、品質クラス識別子関連部３は、固定長セルの品質クラスに応じて品質クラス識別子を関連づけするものであり、品質制御バッファ部４は、品質クラス識別子と関連づけされた固定長セルを、品質クラス識別子に基づいて管理する管理部４ａと、管理部４ａにて管理された固定長セルのそれぞれを格納するバッファ４ｂと、バッファ４ｂにて格納された固定長セルの読み出し速度に関する情報を保持する読出速度情報保持部４ｃとをそなえている。
【００１１】
また、上述の呼処理制御部２は、現在設定されている呼における品質クラス及び申告された申告帯域に基づいて、バッファ４ｂの仮想帯域を設定する仮想帯域設定部２０と、読出速度情報保持部４ｃにおいて保持されている固定長セルの読み出し速度を、仮想帯域設定部２０にて設定された仮想帯域に基づいて設定制御する読出速度設定制御部２１とをそなえている（請求項１）。
【００１２】
さらに、上述の品質制御バッファ部４は、固定長セル輻輳が発生する可能性のある箇所に設けることができる（請求項２）。
また、上述の仮想帯域設定部２０は、新規呼の設定を要求する際に申告された申告帯域と、品質クラスに対応して既に設定されている仮想帯域の基となった申告帯域とを加算し、加算結果に基づいて更新された仮想帯域を演算することができるとともに、上述の読出速度設定制御部２１は、現在の各品質クラスに対応するバッファ４ｂに格納された固定長セルの読み出し速度と、仮想帯域設定部２０からの上記の更新された仮想帯域とを品質クラス毎に大小比較する帯域比較部をそなえ、この帯域比較部における比較結果に基づいて、上記固定長セルの読み出し速度を制御することもできる（請求項３）。
【００１３】
この場合においては、上述の読出速度設定制御部２１は、上記の帯域比較部における帯域比較の結果、更新された仮想帯域が読み出し速度よりも大きい品質クラスがある場合には、上記品質クラスに対応して割り当てられた読み出し速度を増加させる一方、他の空き帯域のある品質クラスに対応して割り当てられた読み出し速度を減少させる読み出し速度調整処理を行なうことができる（請求項４）。
【００１４】
また、この読出速度設定制御部２１は、上記の帯域比較部における帯域比較の結果、更新された仮想帯域が読み出し速度よりも大きい品質クラスがある場合には、各品質クラスの使用帯域に対する空き帯域の比が分散されるように、全ての品質クラスにおける上記読み出し速度を設定制御することもできる（請求項５）。
【００１５】
さらに、この読出速度設定制御部２１は、各品質クラスにおけるバッファ４ｂの空き帯域をプールエリアにて管理する空き帯域管理部をそなえ、新規の呼の設定が要求された場合に、上記新規呼に該当する品質クラスの読み出し速度を、その空き帯域管理部にて管理されている空き帯域に基づいて補充することができる（請求項６）。
【００１６】
また、この読出速度設定制御部２１は、仮想帯域設定部２０からの更新された仮想帯域の、現在の各品質クラスに対応するバッファ４ｂに格納された固定長セルの読み出し速度に対する不足分よりも大きい読み出し速度を補充することもできる（請求項７）。
さらに、この読出速度設定制御部２１は、仮想帯域設定部２０からの更新された仮想帯域の、現在の各品質クラスに対応するバッファ４ｂに格納された固定長セルの読み出し速度に対する不足分よりも所定の読み出し速度分大きい読み出し速度を補充することもできる（請求項８）。
【００１７】
また、図２は第２の発明の原理ブロック図であり、この図２に示す固定長セル取扱式交換機１−２は、品質クラス識別子関連部３，管理部４ａ，バッファ４ｂ及び読出速度設定制御部２１をそなえて構成されている。
ここで、品質クラス識別子関連部３は、呼を設定する際に申告された品質クラス及び申告帯域に基づき、設定された呼における経路から流入される固定長セルに品質クラス識別子を関連づけするものであり、管理部４ａは、品質クラス識別子関連部３から入力される固定長セルの経路を、品質クラス識別子関連部３にて関連づけされた品質クラス識別子に基づいて管理するものであり、
ッファ４ｂは、管理部４ａにて管理されたそれぞれの固定長セルを格納するものである。
【００１８】
さらに、読出速度設定制御部２１は、上記品質クラス及び申告された申告帯域に基づいて、上記バッファ４ｂの仮想帯域を設定し、バッファ４ｂにおいて保持されている固定長セルの読み出し速度を、仮想帯域に基づいて制御するものである（請求項９）。
また、図３は第３の発明の原理説明図であり、この図３に示すように、通信の品質クラスに基づいて、流入される固定長セルをバッファ４ｂに格納しておき、バッファ４ｂを所定の読み出し速度で読み出す固定長セルの読み出し速度制御方法においては、以下に示すステップＳ１〜ステップＳ４により帯域制御が行なわれるようになっている。
【００１９】
即ち、仮想帯域設定ステップ（Ｓ１）において、品質クラス及び申告された申告帯域に基づいて、上記バッファ４ｂの仮想帯域を設定し、品質クラス識別子関連ステップ（Ｓ２）において、呼を設定する際に申告された、通信の品質クラス及び申告帯域に基づき、設定された呼における経路から流入される固定長セルに品質クラス識別子を関連づけする。
【００２０】
さらに、バッファ格納ステップ（Ｓ３）において、品質クラス識別子関連ステップ（Ｓ１）にて品質クラス識別子と関連づけされた固定長セルを、品質クラス識別子に基づいて管理して、バッファ４ｂに格納し、読み出しステップ（Ｓ４）において、呼処理制御部２による制御に基づき、バッファ格納ステップ（Ｓ３）においてバッファ４ｂに格納された固定長セルを、上記品質クラス及び品質クラス毎に申告された仮想帯域に基づいた読み出し速度で読み出している（請求項１０）。
【００２１】
この場合、仮想帯域設定ステップ（Ｓ１）において、予め品質クラス毎の固定長セルの負荷に基づいてバッファ４ｂにて格納された固定長セルの読み出し速度を固定に設定しておき、新規呼が発生した時に品質クラスの仮想帯域が固定に設定された読み出し速度を超えた場合に、読み出しステップ（Ｓ４）において、上記品質クラスに対応して割り当てられた読み出し速度を不足分の速度以上に増加させる一方、他の空き帯域のある品質クラスに対応して割り当てられた読み出し速度を減少させる読み出し速度調整処理を行なうことができる（請求項１１）。
【００２２】
また、予め該品質クラス毎の固定長セルの負荷に基づいてバッファ４ｂにて格納された固定長セルの読み出し速度を固定に設定しておき、新規呼が発生した時に品質クラスの仮想帯域が固定に設定された読み出し速度を超えた場合に、読み出しステップ（Ｓ４）において、各品質クラスの使用帯域に対する空き帯域の比が分散されるように、全品質クラスの読み出し速度を変更することもできる（請求項１２）。
【００２３】
さらに、各品質クラスにおけるバッファ４ｂの空き帯域をプールエリアにて管理しておき、仮想帯域設定ステップ（Ｓ１）における上記呼の設定／解放の際に設定される各品質クラスの仮想帯域に合わせて、読み出しステップ（Ｓ４）における読み出し速度を変更することもできる（請求項１３）。
また、各品質クラスにおけるバッファ４ｂの空き帯域をプールエリアにて管理しておき、新規呼の設定が要求された場合には、読み出しステップ（Ｓ４）における読み出し速度を、新規呼の設定に伴って増加する品質クラスの仮想帯域以上の固定値の読み出し速度を空き帯域に基づいて補充する一方、呼の解放に伴って予め設定された固定値の読み出し速度分以上の空き帯域が発生した場合には、固定値の空き帯域を上記プールエリアに戻すこともできる（請求項１４）。
【００２４】
さらに、各品質クラスにおけるバッファ４ｂの空き帯域をプールエリアにて管理しておき、新規呼の設定が要求された場合には、読み出しステップ（Ｓ４）における読み出し速度を、新規呼の設定に伴って増加する品質クラスの仮想帯域以上の固定値の読み出し速度を空き帯域に基づいて補充する一方、呼の解放に伴って空き帯域が発生した場合においても、次に新規呼の設定が要求されるまで、上記呼の解放された品質クラスにおけるバッファ４ｂの読み出し速度を維持することもできる（請求項１５）。
【００２５】
また、空き帯域が最も多い品質クラスを上記他の空き帯域のある品質クラスとして、順次不足分の速度以上の固定値についての上記読み出し速度調整処理を行なうことができ（請求項１６）、さらに、空き帯域が最も多い品質クラスを上記他の空き帯域のある品質クラスとして、順次不足分の速度及び固定値の読み出し速度についての上記読み出し速度調整処理を行なうこともできる（請求項１７）。
【００２６】
さらに、上記の品質クラス以外の各品質クラスを、上記他の空き帯域のある品質クラスとして、不足分以上の固定値の読み出し速度を等分配して上記読み出し速度調整処理を行なうことができるとともに（請求項１８）、上記の品質クラス以外の各品質クラスを、上記他の空き帯域のある品質クラスとして、不足分の速度及び固定値の読み出し速度を等分配して上記読み出し速度調整処理を行なうこともできる（請求項１９）。
【００２７】
また、上記の品質クラス以外の各品質クラスを、上記他の空き帯域のある品質クラスとして、不足分以上の固定値の読み出し速度を各品質クラスの空き速度に比例分配して上記読み出し速度調整処理を行なうことができ（請求項２０）、さらに、上記の品質クラス以外の各品質クラスを、上記他の空き帯域のある品質クラスとして、不足分の速度及び固定値の読み出し速度を各品質クラスの空き速度に比例分配して上記読み出し速度調整処理を行なうこともできる（請求項２１）。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図４は本発明の一実施形態にかかる固定長セル取扱式交換機の要部構成を示すブロック図で、この図４において、４は品質制御バッファ部であり、この品質制御バッファ部４は、図５に示すＡＴＭ（Asynchronous Transfer Mode）通信システムにおけるＡＴＭ交換機（固定長セル取扱式交換機）１Ａに適用しうるものである。
【００２９】
また、この図５に示すＡＴＭ通信システム５０において、ＡＴＭ交換機１Ａは、各端末５あるいは他交換機１Ｂとの間で送受信される固定長セル（ＡＴＭセル；通常は、５バイトのヘッダ部と４８バイトのデータ部とからなる５３バイトのデータ）を扱う交換機で、各ＡＴＭセルに付与されているヘッダ部に応じて、各ＡＴＭセルを非同期に転送先へ送信できるようになっている。
【００３０】
さらに、このＡＴＭ交換機１Ａは、接続回線としてのＮＮＩ（Network Node Interface）を介して他交換機（他ＡＴＭ交換機）１Ｂに接続されるとともに、接続回線としてのＵＮＩ（User Network Interface）を介して端末５を収容するものであり、呼処理プロセッサ２，終端装置６，回線インタフェース装置７及びＡＴＭスイッチ１３をそなえて構成されている。
【００３１】
ここで、ＡＴＭスイッチ（ＭＳＳＲ；Multi Stage Self Routing）１３は、上述の接続回線を介して流入されるＡＴＭセルについて、ヘッダ部に設定されているタグ情報〔転送先アドレスなどのルーティング情報（ＶＣＩ；Virtual Channel Indentifier ）〕に応じてＡＴＭセルの転送経路を自動的に選択するものである。
【００３２】
また、呼処理プロセッサ２は、上述のＡＴＭスイッチ１３を制御することにより、ＡＴＭセルを用いた通信を行なう際の呼に対するルーティング処理を制御するものである。
即ち、この呼処理プロセッサ２によって、自局（ＡＴＭ交換機１Ａ）が収容している端末〔各加入者端末（ユーザ）〕５との情報交換を、接続回線としてのＵＮＩを通じて行なうほか、他局（他交換機１Ｂ）との情報交換を、接続回線としてのＮＮＩを通じて行なうことができるようになっている。
【００３３】
さらに、終端装置６はＡＴＭ交換機１Ａ内に流入されるメッセージセル等を終端し、この終端されたメッセージ情報等を、呼処理プロセッサ２に送信するものである。また、回線インタフェース装置７は、接続回線（ＵＮＩ，ＮＮＩ）とＡＴＭスイッチ１３とをインタフェースするものである。
ところで、上述の回線インタフェース装置７は、例えば図６に示すように、ミドルインタフェース〔ＭＩＦ；Middle Interface（中速度インタフェース）〕１０Ａ，１０Ｂ，ハイインタフェース〔ＨＩＦ；High Interface（高速度インタフェース）〕１１Ａ，１１Ｂ及び集線装置（ＣＣＲＳＨ）１２をそなえて構成されている。
【００３４】
ここで、ミドルインタフェース１０Ａ，１０Ｂ，ハイインタフェース１１Ａ，１１Ｂは、それぞれ２．４Ｇｂｐｓ分の回線を収容できるインタフェースで、具体的に、ミドルインタフェース１０Ａ，１０Ｂは、ＵＮＩ及びＮＮＩを通じて得られる端末５及び他交換機１Ｂからの情報（１回線当たり１５０Ｍｂｐｓの情報）を１６回線分（１５０Ｍｂｐｓ×１６）多重／分離できるようになっており、ハイインタフェース１１Ａ，１１Ｂは、１回線当たり６００Ｍｂｐｓの情報を４回線分（６００Ｍｂｐｓ×４）多重／分離できるようになっている。
【００３５】
さらに、集線装置１２は、複数のデータ回線を収束し、少数の回線上に出力するもので、ここでは、ミドルインタフェース１０Ａ，１０Ｂあるいはハイインタフェース１１Ａ，１１Ｂからの出力を４回線分（２．４Ｇｂｐｓ×４）収容し、次段のスイッチング素子１３ａ−１〜１３ａ−８の何れかに１回線分（２．４Ｇｂｐｓ）の出力を行なうようになっており、この集線装置１２を設けることで、より多くの回線からのＡＴＭセルを伝送することができるようになっている。つまり、集線装置１２は扱うＡＴＭセルの伝送速度（収容する回線の伝送速度）に応じて設置されるようになっている。なお、上述のミドルインタフェース１０Ａ，１０Ｂ，ハイインタフェース１１Ａ，１１Ｂ及び集線装置１２は、いずれも詳細には図示しない多重／分離機能部及び出力バッファを有することができる。
【００３６】
つまり、上述のＡＴＭ交換機１Ａは、この回線インタフェース装置７により、端末５あるいは他交換機１ＢからのＡＴＭセルを所定数多重化して、ＡＴＭスイッチ１３に入力されるＡＴＭセルの伝送速度を全て２．４Ｇｂｐｓという高速の伝送速度に統一変換することにより、低速度のＡＴＭセルに対しても交換処理を高速に行なうことができるようになっている。
【００３７】
また、ＡＴＭスイッチ１３は、各インタフェース１０Ａ，１０Ｂ，１１Ａ，１１Ｂからの２．４Ｇｂｐｓの回線を収容して情報の伝送を行なうものであり、例えば図６に示すように、３段のスイッチ構成（スイッチ段１３ａ〜１３ｃ）を有している。
ここで、各スイッチ段１３ａ〜１３ｃには、それぞれ８つのスイッチング素子１３ａ−１〜１３ａ−８，１３ｂ−１〜１３ｂ−８及び１３ｃ−１〜１３ｃ−８が設けられており、それぞれ８入力８出力型の構成となっている。そして、これらの各スイッチング素子１３ａ−１〜１３ａ−８，１３ｂ−１〜１３ｂ−８及び１３ｃ−１〜１３ｃ−８では、各ＡＴＭセルのヘッダ部に記憶されたルーティング情報（タグ情報）を順次読み取り、“０”か“１”かの二者択一を繰り返すことによって経路を自動的に選択するようになっている。
【００３８】
なお、各スイッチング素子１３ａ−１〜１３ａ−８，１３ｂ−１〜１３ｂ−８及び１３ｃ−１〜１３ｃ−８は、ＡＴＭセルを後段に出力するための図示しない出力バッファを有することができる。
ところで、図４に示す品質制御バッファ部４は、図６に示すＡＴＭ交換機１Ａ内の各装置内に設置されるものであって、特に、各装置の出力側、即ち、ＡＴＭセル廃棄が発生する可能性のある部分に設置されるようになっている。例えば、上述の品質制御バッファ部４を、図６の“★”に示すように、集線装置１２，スイッチング素子１３ａ−１〜１３ａ−８，１３ｂ−１〜１３ｂ−８及び１３ｃ−１〜１３ｃ−８，ミドルインタフェース１０Ａ，１０Ｂ，ハイインタフェース１１Ａ，１１Ｂの出力側に設けられた出力バッファとして用いることができる。
【００３９】
ここで、この品質制御バッファ部４は、例えば図４に示すように、管理部４ａ，バッファ４ｂ−１〜４ｂ−４，ＱＣＢ読出スケジューラ４ｃ及びマルチプレクサ（ＭＵＸ）４ｄをそなえて構成されており、入力されたＡＴＭセルのヘッダ部に記憶された情報に基づいて、品質の高いＡＴＭセルと低いＡＴＭセルとの管理制御を行なうようになっている。
【００４０】
ここで、この品質制御バッファ部４に入力されるＡＴＭセルは、５バイトのヘッダ部と４８バイトのデータ部（ペイロード）とからなる５３バイトの固定長セルにより構成され（図４の矢印Ａ参照）、そのヘッダ部には、転送先へ送信するためのタグ情報３ａや出力ＶＰＩ( Virtual Path Identifier:仮想パス識別子）／ＶＣＩ( Virtual Channel Identifier:仮想チャネル識別子）３ｂのほかに、品質クラス識別子（ＱＣＢｉ；Quality Control Buffer Identifier ）３ｃが記憶されるようになっている。
【００４１】
ここで、タグ３ａは、上述したＡＴＭ交換機１Ａ内におけるＡＴＭスイッチ１３内の方路を示すルーティング・ビットであり、出力ＶＰＩ／ＶＣＩ３ｂは、ＡＴＭセルを何れの装置（端末５または他交換機１Ｂ）に送出するかを識別するためのルーティング・ビットである。
即ち、ＶＰＩは各回線の行き先別に多重化されたパスを区別するためのものであり、インタフェース毎に決められている。さらに、ＶＣＩは各端末５間に設定された情報通信路に相当するもので、各ＶＰ（仮想パス）毎に決められるようになっている。また、品質クラス識別子３ｃは、ＡＴＭセルの品質を識別するためのビットである。
【００４２】
なお、この品質クラス識別子３ｃは、回線入力側の回線インタフェース装置７に設けられた仮想チャネル変換部（ＶＣＣ；Virtual Channel Converter ，図示略）において、ＶＰＩ／ＶＣＩの変換を行なう際に付与されるようになっている。即ち、このＶＣＣは、ＡＴＭセルの品質クラスに応じて品質クラス識別子を関連づけする品質クラス識別子関連部としての機能を有している。
【００４３】
また、上述の品質クラスは、設定される呼において要求される通信品質を示すものであり、このＶＣＣにおいては、呼毎に設定されるＶＰＩ／ＶＣＩに対応してＱＣＢｉを関連づけするようになっているのである。例えば、セル廃棄率が高くても許容される通信は品質クラスが低く、セル廃棄率が比較的低いことが要求される通信は品質クラスが高いといえる。
【００４４】
そして、ＡＴＭ交換機１Ａ内で交換処理が施されたＡＴＭセルは、他交換機１Ｂ（又は端末５）に送信される際には、その最終出力段（回線出力側の回線インタフェース装置７）において、そのヘッダ部に関連づけされた品質クラス識別子３ｃが除去されるようになっている。
ところで、図４に示す管理部４ａは、ＶＣＣにて品質クラス識別子３ｃと関連づけされたＡＴＭセルを品質クラス識別子３ｃに基づいて管理するもので、ここでは、ＡＴＭセルを、品質クラス識別子番号に対応して４つの品質クラス（ＱＣＢ０〜ＱＣＢ３）のいずれかに分別し、その分別結果に応じて対応する４つのバッファ４ｂ−１〜４ｂ−４のうちの何れかに格納されるよう管理するようになっている。なお、本実施形態においては、バッファ４ｂ−１〜４ｂ−４は固定長である。
【００４５】
即ち、品質クラスがＱＣＢ０に分別されたＡＴＭセルは、バッファ４ｂ−１に格納され、品質クラスがＱＣＢ１に分別されたＡＴＭセルは、バッファ４ｂ−２に格納され、品質クラスがＱＣＢ２に分別されたＡＴＭセルは、バッファ４ｂ−３に格納され、品質クラスがＱＣＢ３に分別されたＡＴＭセルは、バッファ４ｂ−４に格納されるよう管理されている。なお、本実施形態においては、バッファ４ｂ−１〜４ｂ−４は固定長である。
【００４６】
さらに、バッファ４ｂ−１〜４ｂ−４は、管理部４ａにて管理された品質の異なるＡＴＭセルを格納するもので、後述する読出速度設定制御部２１により、それぞれのバッファ４ｂ−１〜４ｂ−４に設定された品質クラス毎の読み出し速度で、ＡＴＭセルを次段のマルチプレクサ４ｄに送出するようになっている。
具体的には、図８に示すように、各バッファ４ｂ−１〜４ｂ−４は、それぞれ、仮想帯域とともに、仮想帯域に対応した読み出し速度が設定されており、これにより、品質の異なるＡＴＭセルを管理して保持することができるようになっている。なお、読み出し速度と仮想帯域との差を空き帯域としており、この空き帯域は、各バッファ４ｂ−１〜４ｂ−４における品質を確保するためのものである。また、上述の仮想帯域には、セル揺らぎ等の他のパラメータも考慮されている。
【００４７】
即ち、空き帯域が仮想帯域に対して大きくなるほど（仮想帯域に対する読み出し速度が大きくなるほど）、セル輻輳によるセル廃棄が生じにくくなり、高品質を確保することができる一方、空き帯域が小さくなるほど、品質が低くなる。
例えばこの図８においては、仮想帯域に対して読み出し速度が２倍であるクラス０（１００Ｍｂｐｓ→２００Ｍｂｐｓ）が最も品質が高く、仮想帯域と読み出し速度とが等しいクラス１（２００Ｍｂｐｓ→２００Ｍｂｐｓ）が最も品質の低いことを示している。なお、ここでは、品質クラスは４クラスとなっているが、この品質クラス数は送信すべきＡＴＭセルの品質に応じて適宜設定することができる。
【００４８】
さらに、ＱＣＢ読出スケジューラ（読出速度情報保持部）４ｃは、後述する呼処理プロセッサ２における読出速度設定制御部２１からの制御を受けて、バッファ４ｂ−１〜４ｂ−４にて格納されたＡＴＭセルの読み出し速度に関する情報を保持するものであり、上述のバッファ４ｂ−１〜４ｂ−４をハードウェア制御するようになっている。
【００４９】
また、マルチプレクサ４ｄは、バッファ４ｂ−１〜４ｂ−４から出力されるＡＴＭセルを多重化し、２．４Ｇｂｐｓの速度で出力するものである。
つまり、この品質制御バッファ部４が設置されたＡＴＭ交換機１Ａ内の各装置では、それぞれ、ＡＴＭセルのヘッダ部に、転送先へ転送されるまでのルート情報としてのタグ３ａや、転送先の情報としての出力ＶＰＩ／ＶＣＩ３ｂのほかに、セル品質を識別（分別）するための情報としての品質クラス識別子３ｃを関連づけすることにより、品質の高いＡＴＭセルと低いＡＴＭセルとを分別して送信するので、品質の低いＡＴＭセル輻輳による品質の高いＡＴＭセルの廃棄等を防ぐことができるようになっている。
【００５０】
ところで、前述の呼処理プロセッサ２（図５参照）は、一般に、ＡＴＭセルを用いた通信を行なう際の呼に対するルーティング処理を制御するものであるが、本発明では、それに加えて呼の読み出し速度制御を行なうようになっており、例えば図７に示すように、仮想帯域設定部２０及び読出速度設定制御部２１をそなえて構成されている。
【００５１】
ここで、仮想帯域設定部２０は、現在設定されている呼におけるＡＴＭセルの品質クラス及び申告された申告帯域に基づいて、上述の各バッファ４ｂ−１〜４ｂ−４の仮想帯域を設定するものである。
具体的には、セットアップメッセージにより、新規呼の設定を要求（申告）された際は、品質クラスに対応して既に設定されている仮想帯域の基となった申告帯域と、そのセットアップメッセージにより申告された申告帯域とを加算し、この加算結果を用い、セットアップメッセージに含まれる申告帯域以外の他の呼設定用パラメータの値を考慮しながら、更新された仮想帯域（総仮想帯域）を演算するようになっており、これにより、各バッファ４ｂ−１〜４ｂ−４の仮想帯域を設定することができる。
【００５２】
なお、上述の仮想帯域（使用中帯域）とは、バッファ４ｂ−１〜４ｂ−４に流入されるセルの流入量の最大値であって、後述のバッファ読み出し速度に対して、バッファ書き込み速度と呼ぶこともできる。
また、上述の更新された仮想帯域を演算するにあたって考慮される他の呼設定用パラメータとしては、ＰＣＲ（Peak Cell Rate），ＳＣＲ（Sustainable Cell Rate ），セル揺らぎ（CDV;Cell Delay Validation ），バッファ長（指定された品質クラスのバッファ４ｂ−１〜４ｂ−４に要求される容量）及びＭＢＳ（Maximum Burst Size）がある。
【００５３】
さらに、読出速度設定制御部２１は、上述のＱＣＢ読出スケジューラ４ｃにおいて保持されているＡＴＭセルの読み出し速度を仮想帯域設定部２０にて設定された仮想帯域に基づいて設定制御するものである。即ち、読出速度設定制御部２１は、各品質クラスに対応するバッファ４ｂ−１〜４ｂ−４（以下、単に品質クラスと記載する場合あり）にて格納されているＡＴＭセルの読み出し速度を設定制御するものであって、帯域比較部２１ａ及び空き帯域管理部２１ｂをそなえて構成されている。
【００５４】
帯域比較部２１ａは、現在の各品質クラスに対応するバッファ４ｂ−１〜４ｂ−４に格納されたＡＴＭセルの読み出し速度と、仮想帯域設定部２０からの更新された仮想帯域とを品質クラス毎に大小比較するもので、空き帯域管理部２１ｂは、各品質クラスにおけるバッファ４ｂ−１〜４ｂ−４の空き帯域をプールエリアにて管理するものである。
【００５５】
これにより、読出速度設定制御部２１においては、帯域比較部２１ａにおける比較結果や、空き帯域管理部２１ｂにおけるバッファ４ｂ−１〜４ｂ−４の空き帯域管理情報に基づいて、上述のバッファ４ｂ−１〜４ｂ−４にて保持されているＡＴＭセルの読み出し速度を制御するようになっている。
例えば、読出速度設定制御部２１は、上述の帯域比較部２１ａにおける帯域比較の結果、更新された仮想帯域が読み出し速度よりも大きい品質クラスがある場合には、その品質クラスに対応して割り当てられた読み出し速度を増加させる一方、他の空き帯域のある品質クラスに対応して割り当てられた読み出し速度を減少させる読み出し速度調整処理を行なうことができる。
【００５６】
つまり、呼処理プロセッサ２では、予め品質クラス毎の固定長セルの負荷に基づいて複数のバッファ４ｂ−１〜４ｂ−４にて格納された固定長セルの読み出し速度を固定に設定しておき、新規呼が発生した時に品質クラスの仮想帯域が固定に設定された読み出し速度を超えた場合に、上記品質クラスに対応して割り当てられた読み出し速度を不足分の速度以上（不足分以上）に適宜増加させる一方、他の空き帯域のある品質クラスに対応して割り当てられた読み出し速度に対応して読み出し速度を減少させるようになっているのである。
【００５７】
なお、上述の不足分は、更新された仮想帯域で通信を行なう際の各品質クラスで要求される通信品質を満足するような空き帯域分についても考慮に入れた値とすることができる。
また、読出速度設定制御部２１においては、空き帯域管理部２１ｂを用いることにより、新規の呼の設定が要求された場合に、この新規の呼に該当する読み出し速度を、空き帯域管理部２１ｂにて管理されている空き帯域に基づいて補充することもできる。
【００５８】
具体的に、ＡＴＭ交換機１Ａの品質制御バッファ部４の読み出し速度の補充態様について、３種類の品質クラスに対応した品質制御バッファ部４〔ＱＣＢ０（品質クラス高），ＱＣＢ１（品質クラス中），ＱＣＢ２（品質クラス低）〕に着目して、以下、図３３及び図３４を用いて説明する。ここで、図３３は品質制御バッファ部４に設定された仮想帯域及び読み出し速度を示す図であり、図３４は呼処理プロセッサ２（仮想帯域設定部２０および読出速度設定制御部２１）による読み出し速度制御処理を説明するためのフローチャートである。
【００５９】
なお、上述の仮想帯域及び読み出し速度は、図８にて上述したように、品質の異なるＡＴＭセルを管理して保持すべく、品質クラスに対応した品質制御バッファ毎に設定されたものであって、各品質クラスにおける仮想帯域については、図３３に示すように、ＰＣＲ総和，ＳＣＲ総和等のパラメータを考慮した関数演算により算出されるようになっている。なお、読み出し速度については、設定された仮想帯域から後述するような種々の導出方法がある。
【００６０】
また、ＰＣＲ総和とは、ユーザから申告される申告帯域のピークレート（最大値）の総和を示すもので、図３３では、各品質クラスにおいて、それぞれ１３０Ｍ，１５０Ｍ，２０００Ｍとなっている。
さらに、ＳＣＲ総和とは、ユーザから申告される申告帯域の平均レート（平均値）の総和を示すもので、図３３では、各品質クラスにおいて、それぞれ５０Ｍ，６０Ｍ，５０Ｍとなっている。なお、この図３３に示す品質クラスでは、品質クラスＱＣＢ０が最も品質が高く、品質クラスＱＣＢ１，ＱＣＢ２になるにつれ、品質が低くなるように設定されている。
【００６１】
ところで、上述の仮想帯域設定部２０及び読み出し速度設定制御部２１による仮想帯域の算出方法及び読み出し速度の設定（読み出し速度制御処理）としては、例えば、図３４に示すフローチャート（ａ１〜ａ１８）に従って行なわれるようになっている。
まず、各品質クラスに、初期値を設定しておく。即ち、ＰＣＲ総和を“０”に設定（SPCR0=0,SPCR1=0,SPCR2=0 ）しておくとともに、ＳＣＲ総和を“０”に設定（SSCR0=0,SSCR1=0,SSCR2=0 ）しておく（ステップａ１）。
【００６２】
ここで、セットアップメッセージにより、新規呼設定の要求を受けた場合において（ステップａ２のＹＥＳルート）、そのセットアップメッセージにて申告された品質クラスがＱＣＢ０である場合（ステップａ３の「ＱＣＢ＝０」ルート）、品質クラスＱＣＢ０のピークレートの総和を求める（“SPCR0=SPCR0+pcr ”；ステップａ４）。即ち、ここで求められるＰＣＲ総和は、予め設定されている呼のＰＣＲ総和に新規呼のＰＣＲを加算したものである。
【００６３】
その後、この新規呼のＰＣＲを加算したＰＣＲ総和に所定の重み付けをすることにより、品質クラスＱＣＢ０の総仮想帯域を求める（“仮想帯域０＝SPCR0 ÷0.9 ”；ステップａ５）。つまり、この重み付けを行なうことにより、図３３に示した品質クラスＱＣＢ０の仮想帯域１４４Ｍが求められるようになっている。
さらに、図３４のステップａ３において、申告された申告帯域が品質クラスＱＣＢ２である場合（ステップａ３の「ＱＣＢ＝２」ルート）、品質クラスＱＣＢ２のピークレートの総和を求めたのち（“SPCR2=SPCR2+pcr ”；ステップａ６）、品質クラスＱＣＢ２の総仮想帯域を求める（“仮想帯域２＝SPCR2 ×0.05”；ステップａ７）。つまり、この場合も求められたＰＣＲ総和に所定の重み付けをすることにより、図３３に示した品質クラスＱＣＢ２の仮想帯域１００Ｍが求められるようになっている。
【００６４】
また、図３４のステップａ３において、申告された申告帯域が品質クラスＱＣＢ１である場合には（ステップａ３の「ＱＣＢ＝１」ルート）、セットアップメッセージにて申告されている最大値バーストサイズ（ＭＢＳ），ＰＣＲ値及びＳＣＲ値を用いて演算される演算値が５００より小さいか否かによって、仮想帯域の演算関数を分けている（“ＭＢＳ×pcr ÷ scr＜５００？”；ステップａ８）。
【００６５】
つまり、ここでは、得られた演算値が所定の範囲（この場合においては、“５００”）より小さいか否かによって、品質クラスＱＣＢ１の中で、さらに、品質のレベルを分別管理（クラスＡ，クラスＢ）して、演算手法を分けることができるようになっているのである。
そして、上述の演算の結果、得られた演算値が５００より小さい場合（ステップａ８のＹＥＳルート）、品質クラスＱＣＢ１のクラスＡとしての仮想帯域が演算される。即ち、クラスＡにおける平均レートの総和が求められる（“SSCR1A=SSCR1A+scr ”；ステップａ９）。なお、ここで求められるＳＣＲ総和は、予め設定されている呼（ＱＣＢ１のクラスＡの呼）のＳＣＲ総和に新規呼のＳＣＲを加算したものである。
【００６６】
その後、この新規呼のＳＣＲを加算したＳＣＲ総和に所定の演算処理を施すことにより、品質クラスＱＣＢ１におけるクラスＡの総仮想帯域を求めることができる（“仮想帯域１Ａ＝F1A(SSCR1A) ；ステップａ１０）。具体的に、ここで行なわれる演算処理は、以下に示す式が用いられている。
【００６７】
つまり、この演算処理を行なうことにより、例えば図３３に示した品質クラスＱＣＢ１の仮想帯域９０Ｍを求めることができる。
一方、上述の演算の結果、得られた演算値が５００以上である場合（ステップａ８のＮＯルート）、品質クラスＱＣＢ１のクラスＢにおける平均レートの総和が求められる（“SSCR1B=SSCR1B+scr ”；ステップａ１１）。なお、ここで求められるＳＣＲ総和は、予め設定されている呼（特に、クラスＢの呼）のＳＣＲ総和に新規呼のＳＣＲを加算したものである。
【００６８】
その後、上述のクラスＡの場合と同様に、このＳＣＲ総和に所定の演算処理を施すことにより、品質クラスＱＣＢ０の総仮想帯域が求められる（“仮想帯域１Ｂ＝F1B(SSCR1B) ；ステップａ１２）。
また、ここで行なわれる演算処理は、上述の（式１）と係数のみが異なったほぼ同様な式が用いられている。なお、この演算処理により、例えば図３３に示した品質クラスＱＣＢ１におけるクラスＢの仮想帯域９０Ｍを求めることができる。
【００６９】
そして、上述のような処理を施したのち、それぞれの品質クラスにおける総仮想帯域を用いて、各品質クラスにおける総仮想帯域の総和（全仮想帯域）が求められる（全仮想帯域＝仮想帯域０＋仮想帯域１Ａ＋仮想帯域１Ｂ＋仮想帯域２；ステップａ１３）。
その後、このようにして求められた全仮想帯域が、実際に入力されてくるＡＴＭセルの物理最大速度よりも小さい場合には（ステップａ１４のＹＥＳルート）、各品質クラスの読み出し速度は、設定されている総仮想帯域の値に応じて適宜変更される一方（ステップａ１５〜ａ１７）、全仮想帯域が物理最大速度以上である場合には（ステップａ１４のＮＯルート）、新規呼の受け付けは行なわれない（ステップａ１８）。
【００７０】
即ち、全仮想帯域が物理最大速度よりも小さく、総仮想帯域が読み出し速度以下である場合には（ステップａ１５のＹＥＳルート）、読み出し速度を変更せずに新規呼を受け付ける一方（ステップａ１６）、読み出し速度が総仮想帯域より大きい場合は（ステップａ１５のＮＯルート）、読み出し速度を、少なくとも総仮想帯域以上となるように変更するための所要の処理を施したのち、新規呼を受け付ける。なお、この読み出し速度の変更方法については、後述することにする。
【００７１】
上述したように、バッファ４ｂ−１〜４ｂ−４の容量（バッファ長）は、固定（例えば、１０セル分程度の容量）に設定されており、仮想帯域が増えた場合には、バッファ長はダイナミックに変えることなく、読み出し速度の変更を行なうことのみにより対応し、セル輻輳を抑制している。
また、上述の仮想帯域の更新の際に、ＭＢＳ，セル揺らぎ，バッファ長等のパラメータが考慮されているので、読み出し速度の変更を行なう際には、少なくともこれらのパラメータは（間接的に）考慮されることになる。
【００７２】
即ち、更新された仮想帯域としての総仮想帯域は、バッファに流入されると想定されるセル流入量の最大値として設定されているので、読み出し速度を少なくともこの総仮想帯域以上とすれば、セル輻輳を抑制できることが期待されるのである。
【００７３】
ところで、上述の読出速度設定制御部２１におけるバッファ４ｂ−１〜４ｂ−４の読み出し速度の制御態様（手法）としては、具体的には以下の５つの態様〔手法；（Ａ）〜（Ｅ）〕がある。
（Ａ）空き帯域が最も多い品質クラスから順次読み出し速度をもらい受ける態様
ここで、この態様においては、読出速度設定制御部２１は、不足分のある品質クラスに、他の空き帯域のある品質クラスのうちで空き帯域が最も多い（大きい）品質クラスから順次不足分の速度以上の固定値について読み出し速度調整処理を行なうようになっている。つまり、新規呼発生時に、仮想帯域設定部２０にて更新された仮想帯域が予め各バッファ４ｂ−１〜４ｂ−４に設定されていた読み出し速度を超えた場合に、その読み出し速度と仮想速度（仮想帯域）の差が最も大きい品質クラスから、不足分以上の固定値（一定速度分）の読み出し速度（例えば、２００Ｍｂｐｓ，４００Ｍｂｐｓ，６００Ｍｂｐｓ，．．．，空き帯域の上限まで）をもらい受けるようになっている。
【００７４】
この場合においては、上述の不足分のある品質クラスがもらい受ける読み出し速度は、その不足分の量に応じて、一定の離散的な値をとることになる。即ち、例えば不足分が１００Ｍｂｐｓである場合、もらい受ける読み出し速度は２００Ｍｂｐｓとするが、不足分が３００Ｍｂｐｓである場合には、もらい受ける読み出し速度は４００Ｍｂｐｓとなる。
【００７５】
また、必要とする読み出し速度が、空き帯域が最も多い品質クラスだけでは不足する場合には、次に空き帯域の多い品質クラスから固定値の読み出し速度をもらい受けるようになっており、さらに、空き帯域が最も多い品質クラスが複数存在する場合には、品質クラス識別子番号の若い品質クラスの方から順にもらい受けることができる。
【００７６】
なお、上述のもらい受ける読み出し速度は、不足分以上の固定値に限らず、少なくとも不足分よりも大きければ（不足分を超えれば）よく、この場合、読み出し速度は一定の離散値にはならない。例えば、他の品質クラスからもらい受ける読み出し速度としては、上述のごとき不足分以上の固定値ではなく、不足分の速度及び固定値の読み出し速度の加算値としてもよい。
【００７７】
換言すれば、上述の読出速度設定制御部２１では、仮想帯域設定部２０にて更新された仮想帯域が予めバッファ４ｂ−１〜４ｂ−４に設定されていた読み出し速度を超えた場合に、空き帯域が最も多い品質クラスから不足分の速度及び固定値の読み出し速度（例えば、２００Ｍｂｐｓ，４００Ｍｂｐｓ，６００Ｍｂｐｓ，．．．，空き帯域の上限まで）をもらい受けるようにしてもよいのである。
【００７８】
即ち、このようにすれば、不足分よりも確実に一定値の余分な（空きとなる）読み出し速度を確保することができるので、各品質クラスに要求された品質保持を確実なものとすることができる。
なお、この場合においても、空き帯域が最も多い品質クラスだけでは不足する場合には、同様に、次に空き帯域の大きい品質クラスから固定値の読み出し速度をもらい受け、空き帯域が最も多い品質クラスが複数存在する場合には、品質クラス識別子番号の若い品質クラスの方から順にもらい受けることができる。
【００７９】
（Ｂ）各品質クラスの空き帯域から均等に読み出し速度をもらい受ける態様
上述の（Ａ）においては、読み出し速度の不足分が生じたときに、空き帯域が最も大きい品質クラスから順次読み出し速度をもらい受けるようになっているが、各品質クラスの空き帯域から均等に読み出し速度をもらい受けることもできる。
【００８０】
具体的には、読出速度設定制御部２１は、上述の更新された仮想帯域が読み出し速度よりも大きい品質クラス以外の各品質クラスを、他の空き帯域のある品質クラスとして不足分以上の固定値の読み出し速度を等分配して読み出し速度調整処理を行なうようになっている。
つまり、新規呼発生時に、更新された仮想帯域が予めバッファ４ｂ−１〜４ｂ−４に設定されていた読み出し速度を超えた場合には、他の品質クラスから不足分以上の固定値の読み出し速度（例えば、２００Ｍｂｐｓ，４００Ｍｂｐｓ，６００Ｍｂｐｓ，．．．，空き帯域の上限まで）を各品質クラスの空き帯域から均等に同じ速度分ずつもらい受けるようになっている。
【００８１】
例えば、不足分の生じた品質クラスが他の品質クラスからもらい受ける全体の読み出し速度が２００Ｍｂｐｓの場合は、他の品質クラス毎で、不足分の生じた品質クラスに与える読み出し速度は、２００Ｍｂｐｓ／（品質クラスの数−１）となる。
なお、この場合も、もらい受ける読み出し速度は、不足分以上の固定値に限らず、少なくとも不足分よりも大きければ（不足分を超えれば）よい。例えば、他の品質クラスからもらい受ける読み出し速度としては、上述のごとき不足分以上の固定値ではなく、不足分の速度及び固定値の読み出し速度の加算値としてもよい。
【００８２】
換言すれば、読出速度設定制御部２１では、仮想帯域設定部２０にて更新された仮想帯域が予め各バッファ４ｂ−１〜４ｂ−４に設定されていた読み出し速度を超えたことを検出した場合に、読み出し速度に不足分の発生した当該品質クラス以外の他の品質クラスから不足分の速度及び固定値の読み出し速度を等分配した分もらい受けるようにしてもよいのである。
【００８３】
即ち、このようにすれば、上述の場合と同様、不足分よりも確実に一定値の余分な（空きとなる）読み出し速度を確保することができるので、各品質クラスに要求された品質保持を確実なものとすることができる。
（Ｃ）各品質クラスの空き帯域にほぼ比例した分ずつ読み出し速度をもらい受ける態様
この態様においては、ある品質クラスにおいて読み出し速度の不足分が生じたときに、各品質クラスの空き帯域にほぼ比例した分ずつ読み出し速度をもらい受けるようになっている。
【００８４】
具体的には、読出速度設定制御部２１は、更新された仮想帯域が読み出し速度よりも大きい品質クラス以外の各品質クラスを、他の空き帯域のある品質クラスとして不足分以上の固定値の読み出し速度を各品質クラスの空き帯域にほぼ比例分配して読み出し速度調整処理を行なうようになっている。
つまり、新規呼発生時に、更新された仮想帯域が予めバッファ４ｂ−１〜４ｂ−４に設定されていた読み出し速度を超えた場合には、他の品質クラスから不足分以上の固定値の読み出し速度（例えば、２００Ｍｂｐｓ，４００Ｍｂｐｓ，６００Ｍｂｐｓ，．．．，空き帯域の上限まで）を各品質クラスの空き速度にほぼ比例した分ずつもらい受けるようになっている。なお、この場合も同様に、もらい受ける読み出し速度は、不足分以上の固定値に限らず、少なくとも不足分よりも大きければ（不足分を超えれば）よい。
【００８５】
例えば、他の品質クラスからもらい受ける読み出し速度としては、上述のごとき不足分以上の固定値ではなく、不足分の速度及び固定値の読み出し速度の加算値としてもよい。
換言すれば、読出速度設定制御部２１では、仮想帯域設定部２０にて更新された仮想帯域が予め各バッファ４ｂ−１〜４ｂ−４に設定されていた読み出し速度を超えた場合に、読み出し速度に不足分の発生した当該品質クラス以外の他の各品質クラスの空き帯域にほぼ比例分配した分をもらい受けるようにしてもよいのである。
【００８６】
即ち、このようにすれば、上述の場合と同様、不足分よりも確実に一定値の余分な（空きとなる）読み出し速度を確保することができるので、各品質クラスに要求された品質保持を確実なものとすることができる。
（Ｄ）各品質クラスの使用帯域に対する空き帯域を分散させる態様
この態様においては、ある品質クラスにおいて読み出し速度の不足分が生じたときに各品質クラスの使用帯域（仮想帯域）に対する空き帯域の比が分散されるように、全ての品質クラスの読み出し速度を制御するようになっている。
【００８７】
具体的には、読出速度設定制御部２１は、帯域比較部２１ａにおける帯域比較の結果、更新された仮想帯域が読み出し速度よりも大きい品質クラスがある場合には、各品質クラスの使用帯域に対する空き帯域の比が分散されるように、全ての品質クラスにおける読み出し速度を設定制御するようになっている。
つまり、読出速度設定制御部２１では、予め品質クラス毎の固定長セルの負荷に基づいて複数のバッファ４ｂ−１〜４ｂ−４にて格納されたＡＴＭセルの読み出し速度を固定に設定しておき、新規呼が発生した時に品質クラスの仮想帯域が固定に設定された読み出し速度を超えた場合に、各品質クラスの使用帯域に対する空き帯域の比が分散されるように、全品質クラスの読み出し速度を変更するようになっている。
【００８８】
（Ｅ）各品質クラスの空き帯域をプールエリアにて管理する態様
上述したように、空き帯域管理部２１ｂ（図７参照）は、各品質クラスにおけるバッファ４ｂの空き帯域をプールエリアにて管理するもので、読出速度設定制御部２１では、新規呼の設定が要求された場合に、上記新規呼に該当する品質クラスの読み出し速度を、空き帯域管理部２１ｂにて管理されている空き帯域に基づいて補充するようになっている。
【００８９】
具体的には、装置の初期運用時に、各バッファ４ｂ−１〜４ｂ−４に必要最低限の読み出し速度を設定しておき、空きの速度をプールとして保管しておく。そして、新規呼の要求（コネクション要求）に基づいて算出された品質クラスの総仮想帯域に対して、予め設定されていた読み出し速度（ＱＣＢ読み取り速度）が不足していた場合には、全品質クラスの空き速度（空き帯域）を保管するプールエリアから不足分の読み出し速度を使用する（引き出す）ようになっているのである。
【００９０】
即ち、プールエリアからの取り出し契機は、コネクション要求がその時点での品質クラスのバッファの読み出し速度を上回った時点で行なわれる。なお、このプールエリアは、「総物理読み出し速度（図６においては、２．４Ｇｂｐｓ）−Σ各品質クラスの総仮想帯域」と表せる。
また、呼処理プロセッサ２は、呼の設定／解放の際に設定される各品質クラスの仮想帯域に合わせて、読み出し速度を変更することもできる。つまり、新規呼の発生時及び呼の解放時に変更される仮想帯域を読み出し速度として設定するのである（各品質クラスの総仮想帯域＝各品質クラスの読み出し速度）。
【００９１】
さらに、呼処理プロセッサ２は、新規呼の設定が要求された場合には、読み出し速度を新規呼の設定に伴って増加する品質クラスの仮想帯域以上の読み出し速度を空き帯域に基づいて補充する一方、呼の解放に伴って予め設定された固定値の読み出し速度分以上の空き帯域が発生した場合には、その固定値よりも少ない固定値の空き帯域をプールエリアに戻すようになっている。
【００９２】
具体的には、新規呼発生時において、品質クラスの仮想帯域がバッファの読み出し速度を超えた場合に、プールエリアから不足分以上の固定値の読み出し速度（例えば、１００Ｍｂｐｓ，２００Ｍｂｐｓ，３００Ｍｂｐｓ，．．．，又はそれ以上）をもらい受ける。即ち、プールエリアからの取り出し契機は、コネクション要求発生時に仮想帯域設定部２０にて更新された仮想帯域（総仮想帯域）がその時点での品質クラスの読み出し速度を上回った時点であり、プールエリアからは不足分の読み出し速度（例えば、２５０Ｍｂｐｓ）以上のある固定値（例えば、３００Ｍｂｐｓ）を引き出すようになっている。
【００９３】
そして、呼の解放が発生した品質クラスのバッファ４ｂ−１〜４ｂ−４が、上述のプールエリアからもらい受けた固定値を上回る空き帯域が発生した場合、当該固定値をプールエリアに戻すようになっている。
即ち、プールエリアへの空き帯域の余りを戻す契機は、コネクション解放が発生した品質クラスのバッファ４ｂ−１〜４ｂ−４における空き帯域が、ある固定値（例えば、３００Ｍｂｐｓ）を上回った場合（例えば、空き帯域が３５０Ｍｂｐｓとなった場合）であり、このとき、プールエリアへは上述の固定値分（３００Ｍｂｐｓ）を戻すようになっている。
【００９４】
なお、上述のプールエリアからの固定分の引出し及び引き戻しは、ソフトウェアにより実施されるようになっており、これにより、読み出し速度の変更処理が柔軟に行なえるようになっている。
また、呼の解放時に固定分の空き帯域をプールエリアへ戻す契機の判断基準を、プールエリアから引き出した値を上回るか否かとすることにより、読み出し速度のプールエリアとの間のもらい受け／引き戻しの頻発、即ち、振動を防止することができる。
【００９５】
さらに、呼処理プロセッサ２は、新規呼の設定が要求された場合に、上述の場合と同様、読み出し速度を新規呼の設定に伴って増加する品質クラスの仮想帯域以上の固定値の読み出し速度を空き帯域に基づいて補充する一方、呼の解放に伴って空き帯域が発生した場合には、上述のごとき差し戻しは行なわずに、次に新規呼の設定が要求されるまで、その呼の解放された品質クラスにおけるバッファ４ｂ−１〜４ｂ−４の読み出し速度を維持することもできる。
【００９６】
具体的には、新規呼発生時において、その呼に対応する品質クラスのバッファ４ｂ−１〜４ｂ−４において、仮想帯域が読み出し速度を超えた場合に、プールエリアから不足分以上の固定の読み出し速度（例えば、１００Ｍｂｐｓ，２００Ｍｂｐｓ，３００Ｍｂｐｓ，．．．）をもらい受けるが、呼の解放時に空き帯域が発生してもプールエリアへは戻さずに、それまでの状態（読み出し速度）を維持するようになっている。なお、後述するように、このときプールエリアでは、この発生した空き帯域分が戻されたと仮定した状態となっている。
【００９７】
そして、次の新たなコネクション（新規呼）要求により、読み出し速度の変更をしなければならない時には、その該当する品質クラスは、不足分以上の固定値の読み出し速度をプールエリアからもらい受けるようになっており、この時点において、全ての品質クラスの読み出し速度をそれぞれに設定された仮想帯域と同じ値になるように設定しなおすようになっている。即ち、ある品質クラスに発生していた空き帯域についても、実質的にプールエリアに戻すことになるのである。
【００９８】
以下、上述のごとく構成された本実施形態の固定長セル取扱式交換機におけるＡＴＭセルの読み出し速度制御方法について７．に示すフローチャート（ステップＳ５，Ｓ６）及び図１０に示すタイムチャート（ｔ１〜ｔ６）に従って説明する。
まず、ユーザ（発端末５）から新規呼の設定が要求されると〔ｓｅｔ ｕｐ（申告帯域の設定）；図１０のｔ１参照〕、呼処理プロセッサ２ではその要求が発信用であるか着信用であるかが分析され、発信用である場合、図６に示すＡＴＭ交換機１のＡＴＭスイッチ１３内のルートが選択される（図１０のｔ２参照）。その後、呼処理プロセッサ２の仮想帯域設定部２０では、上述の申告帯域に基づいて、対応する品質クラスにおける仮想帯域を算出する（図９のステップＳ５，図１０のｔ３参照）。
【００９９】
即ち、各品質クラスＱＣＢ０〜ＱＣＢ３に対応して既に設定されているパスの仮想帯域の基となる申告帯域と、その申告値（申告帯域）とが加算され、この加算結果に基づいて当該品質クラスＱＣＢ０〜ＱＣＢ３では、それぞれ更新された仮想帯域（総仮想帯域）が算出される（図１０のｔ４参照）。
換言すれば、ＡＴＭ交換機１内の各装置（ＭＳＳＲ１３，ＣＣＲＳＨ１２，ＭＩＦ１０Ａ，ＨＩＦ１１Ａ）に設置された品質制御バッファ部４において、上述のｓｅｔ ｕｐ信号により申告された品質クラスに対応するバッファ４ｂ−１〜４ｂ−４（対応する品質クラスは、それぞれＱＣＢ０〜ＱＣＢ３）において、現在使用中の帯域の基となる申告帯域と、申告値（申告帯域）とを加算することにより、総仮想帯域を算出するのである。
【０１００】
その後、読出速度設定制御部２１により、ＱＣＢ読出スケジューラ４ｃに保持されているＡＴＭセルの読み出し速度を、その算出結果に基づいて設定制御し（図９のステップＳ６，図１０のｔ５参照）、その後、呼処理プロセッサ２では着端末５側にｓｅｔ ｕｐ信号が送信される（図１０のｔ６参照）。
ここで、上述のステップＳ６における申告帯域に対する読み出し速度の設定制御については、以下に示す様々な手法で行なうことができる。
【０１０１】
（Ａ１）空き帯域が最も多い品質クラスから不足分以上の固定値の読み出し速度をもらい受ける場合の処理
以下では、空き帯域が最も多い品質クラスから不足分以上の固定値の読み出し速度をもらい受ける場合の呼処理プロセッサ２の動作について、図１１に示すフローチャート（ステップＳ７〜Ｓ１０）に従って説明する。
【０１０２】
まず、ユーザから新規呼の設定を要求（申告）されると、呼処理プロセッサ２の仮想帯域設定部２０では、その申告値（申告帯域）と、該当する品質クラスに対応して既に設定されている仮想帯域の基となる申告帯域とを加算し、この加算結果に基づいて当該品質クラスの総仮想帯域（Ｔｉ；更新された仮想帯域）を演算（算出）する（ステップＳ７）。
【０１０３】
なお、上述のごとく求められた各品質クラス毎の総仮想帯域が算出されると、全ての品質クラスの総仮想帯域の総和（全仮想帯域）が求められる（図３４のステップａ１３参照）。
そして、この全仮想帯域が上述の物理最大速度以上である場合には、新規呼の受け付けは行なわれないが（図３４におけるステップａ１４のＮＯルートからステップａ１８参照）、全仮想帯域が上述の物理最大速度より小さい場合には、以下に示す図１１のステップＳ８〜Ｓ１０の処理が施されて、新規呼の受け付けが行なわれる（ステップａ１４のＹＥＳルートからステップａ１５〜ａ１７参照）。
【０１０４】
つまり、図１１に示すように、帯域比較部２１ａでは、各品質クラスにおける現時点での（現在の）読み出し速度（Ｒｉ）を抽出し（ステップＳ８）、各品質クラスにおいて、上記の総仮想帯域が現時点での読み出し速度よりも大きいか否か（Ｔｉ＞Ｒｉ）を比較する（ステップＳ９；図３４のステップａ１５と同様）。
【０１０５】
その結果、総仮想帯域（Ｔｉ）が現時点での読み出し速度（Ｒｉ）よりも大きい品質クラスが存在する場合は（ステップＳ９のＹＥＳルート）、読出速度設定制御部２１ではＱＣＢ読出スケジューラ４ｃを制御することを通じて、その品質クラスに最も空き帯域の多い品質クラスから不足分以上の固定値の読み出し速度をもらい受ける一方（ステップＳ１０）、何れの品質クラスにおいても総仮想帯域が現時点での読み出し速度以下である場合は（ステップＳ９のＮＯルート）、読み出し速度を変更せずに、新規呼を受け付ける。
【０１０６】
具体的に、図１２（ａ）に示すように、総読み出し速度２．４Ｇｂｐｓを有する品質制御バッファ部４において、その品質制御バッファ部４の所有するバッファ４ｂ−１〜４ｂ−４（品質クラスＱＣＢ０〜ＱＣＢ３）が、それぞれ仮想帯域〔使用中速度（Ｚ）〕の異なる６００Ｍｂｐｓの読み出し速度に設定されている場合、品質クラスＱＣＢ１に新規呼として申告帯域２００Ｍｂｐｓが申告されたとする。
【０１０７】
この新規呼を受け付けるにあたっては、申告された申告帯域と、仮想帯域設定部２０により品質クラスＱＣＢ１に対応して既に設定されている仮想帯域の基となる申告帯域と加算し、この加算結果に基づいて品質クラスＱＣＢ１の総仮想帯域を算出する。
【０１０８】
即ち、ここでは品質クラスＱＣＢ１の仮想帯域の基となる申告帯域〔使用中速度（Ｚ）＝５００Ｍｂｐｓ〕に新規呼による申告帯域（２００Ｍｂｐｓ）が加算されるため、品質クラスＱＣＢ１の総仮想帯域のみが７００Ｍｂｐｓに更新される（品質クラスＱＣＢ１の総仮想帯域Ｔｉ＝７００Ｍｂｐｓ）。
そして、その総仮想帯域（Ｔｉ＝７００Ｍｂｐｓ）が現時点での品質クラスＱＣＢ１における読み出し速度〔Ｒｉ＝６００Ｍｂｐｓ；図１２（ａ）の帯域Ａ参照〕よりも大きいか否かが比較される。この場合においては、品質クラスＱＣＢ１の総仮想帯域が現時点での品質クラスＱＣＢ１における読み出し速度よりも大きいため〔Ｔｉ（７００Ｍｂｐｓ）＞Ｒｉ（６００Ｍｂｐｓ）〕、図１２（ｂ）に示すように、その不足分以上の固定値の読み出し速度〔図１２（ｂ）の帯域Ｂ参照；ここでは、固定値分として２００Ｍｂｐｓを設定〕を空き帯域の最も多い品質クラスＱＣＢ０からもらい受ける。
【０１０９】
これにより、品質クラスＱＣＢ０，ＱＣＢ１の読み出し速度が変更される。つまり、品質クラスＱＣＢ１の読み出し速度が６００Ｍｂｐｓから８００Ｍｂｐｓに変更され品質クラスＱＣＢ０の読み出し速度が６００Ｍｂｐｓから４００Ｍｂｐｓに変更されるが、他の品質クラスＱＣＢ２，ＱＣＢ３の読み出し速度については変更されない。
【０１１０】
このように、本実施形態にかかる固定長セル取扱式交換機１−１によれば、品質の異なるＡＴＭセルをその品質に応じた読み出し速度に設定制御することができるので、設定されていた読み出し速度を超える申告があった場合においても、容易かつダイナミックに読み出し速度を変更することができ、品質の異なる呼によるセル同士間で影響を及ぼし合うことなく、各品質クラス毎でセル廃棄及びセル遅延を独立に制御することができるので、要求される品質クラスに即して送信すべきＡＴＭセルの交換処理を確実に行なうことができ、本装置の処理能力の向上に寄与する。
【０１１１】
また、上述の固定長セル取扱式交換機１−１によれば、呼処理制御部としての呼処理プロセッサ２により、新規呼の申告帯域に基づいて算出された総仮想帯域と、申告された品質クラスにおける現時点での読み出し速度とを比較した結果、総仮想帯域が現時点での読み出し速度よりも大きい品質クラス（ＱＣＢ１）がある場合には、その読み出し速度の不足分以上の固定値の速度を最も空き帯域の多い品質クラス（ＱＣＢ０）からもらい受けることができるので、空き帯域の移動処理（読み出し速度の設定）を簡単に行なうことができるとともに、最も空き帯域の多い品質クラス以外の他の品質クラスにおいては、品質を変更することなく維持することができる利点がある。
【０１１２】
さらに、上述の固定長セル取扱式交換機１−１によれば、読み出し速度を変更した場合においても、読み出し速度に余裕をもたせているため（空き帯域があるため）、次に発呼要求があった場合においても読み出し速度を変更せずに、呼の受付を行なえる可能性があり、これにより、ハードアクセスを減少させることができ、呼設定の時間及び呼処理プロセッサ２の負荷を減少させることができる利点もある。
【０１１３】
（Ａ２）空き帯域が最も多い品質クラスから不足分の速度及び固定値の読み出し速度をもらい受ける場合の処理
以下では、最も空き帯域の多い品質クラスから不足分の速度及び固定値分の読み出し速度をもらい受ける場合における呼処理プロセッサ２の動作について、図１３に示すフローチャート（ステップＳ１１〜Ｓ１４）に従って説明する。なお、図１３に示すステップＳ１１〜Ｓ１３の各処理は、上述の図１１に示すステップＳ７〜Ｓ９の各処理とそれぞれ同様であるため、詳細な説明は省略する。
【０１１４】
つまり、ここでは、図１３に示すステップＳ１３において総仮想帯域（Ｔｉ）が現時点での読み出し速度（Ｒｉ）よりも大きいか否かの比較結果として、総仮想帯域が現時点での読み出し速度よりも大きいクラスが存在する場合は（ステップＳ１３のＹＥＳルート）、読出速度設定制御部２１ではＱＣＢ読出スケジューラ４ｃを制御することを通じて、その品質クラスに、他の品質クラスのうちで最も空き帯域の多い品質クラスから不足分の速度及び固定値分の読み出し速度をもらい受ける一方（ステップＳ１４）、何れの品質クラスにおいても総仮想帯域が現時点での読み出し速度以下である場合は（ステップＳ１３のＮＯルート）、読み出し速度を変更せずに新規呼を受け付ける。
【０１１５】
具体的に、図１４（ａ）に示すような状態において、品質クラスＱＣＢ１に新規呼として申告帯域２００Ｍｂｐｓが申告されると、上述の場合と同様に、仮想帯域設定部２０において、その申告帯域と、品質クラスＱＣＢ１に対応して既に設定されている仮想帯域の基となる申告帯域とが加算され、この加算結果に基づいて品質クラスＱＣＢ１の総仮想帯域が算出されて、上述の（Ａ１）と同様の帯域比較が行なわれて、必要に応じて読み出し速度のもらい受けが行なわれる。
【０１１６】
即ち、図１４（ｂ）に示すように、品質クラスＱＣＢ１は、その不足分の速度〔１００Ｍｂｐｓ；図１４（ｂ）の帯域Ｂ参照〕及び固定値分の速度〔ここでは、２００Ｍｂｐｓ；図１４（ｂ）の帯域Ｃ参照〕を空き帯域の最も多い品質クラスからもらい受ける。
これにより、品質クラスＱＣＢ０，ＱＣＢ１の読み出し速度が変更される。つまり、品質クラスＱＣＢ１の読み出し速度が６００Ｍｂｐｓから９００Ｍｂｐｓに変更され、品質クラスＱＣＢ０の読み出し速度が６００Ｍｂｐｓから３００Ｍｂｐｓに変更されるが、品質クラスＱＣＢ２，ＱＣＢ３の読み出し速度については変更されない。
【０１１７】
このように、上述の固定長セル取扱式交換機１−１によれば、呼処理制御部としての呼処理プロセッサ２により、新規呼の申告帯域に基づいて算出された総仮想帯域と現時点での読み出し速度とを比較した結果、総仮想帯域が現時点での読み出し速度よりも大きい品質クラス（ＱＣＢ１）がある場合には、その読み出し速度の不足分及び固定値分の速度を、最も空き帯域の多い品質クラス（ＱＣＢ０）からもらい受けるので、読み出し速度を変更した後における読み出し速度の余裕分を確実に確保することができ、この場合もハードアクセスを減少させるとともに、それに伴う呼設定の時間及び呼処理プロセッサ２の負荷を減少させることができるので、本装置の処理能力を大幅に向上させることができる。
【０１１８】
また、不足分よりも確実に一定値の余分な（空きとなる）読み出し速度を確保することができるので、各品質クラスに要求された品質保持を確実なものとすることができる。
（Ｂ１）各品質クラスの空き帯域から均等に不足分以上の固定値の読み出し速度をもらい受ける場合の処理
次に、以下では、各品質クラスの空き帯域から均等に不足分以上の固定値の読み出し速度をもらい受ける場合の呼処理プロセッサ２の動作について、図１５に示すフローチャート（ステップＳ１５〜Ｓ１８）に従って説明する。なお、図１５に示すステップＳ１５〜Ｓ１７の各処理も、上述の図１１に示すステップＳ７〜Ｓ９の各処理とそれぞれ同様であるため、詳細な説明は省略する。
【０１１９】
つまり、ここでは、図１５に示すステップＳ１７において総仮想帯域（Ｔｉ）と現時点での読み出し速度（Ｒｉ）との比較結果として、総仮想帯域が現時点での読み出し速度よりも大きい品質クラスが存在する場合は（ステップＳ１７のＹＥＳルート）、読出速度設定制御部２１ではＱＣＢ読出スケジューラ４ｃを制御することを通じて、該当する品質クラスに対し、他の品質クラスの空き帯域から均等に不足分以上の固定値の読み出し速度をもらい受ける一方（ステップＳ１８）、何れの品質クラスにおいても総仮想帯域が現時点での読み出し速度以下である場合は（ステップＳ１７のＮＯルート）、読み出し速度を変更せずに、新規呼を受け付ける。
【０１２０】
例えば、図１６（ａ）に示すような状態において、品質クラスＱＣＢ１に新規呼として申告帯域２００Ｍｂｐｓが申告された場合、図１６（ｂ）に示すように、品質クラスＱＣＢ１は、その不足分以上の固定値の読み出し速度〔図１６（ｂ）の帯域Ｂ参照；ここでは、固定値分として３００Ｍｂｐｓを設定〕を他の各品質クラスＱＣＢ０，ＱＣＢ２，ＱＣＢ３の空き帯域から均等に（１００Ｍｂｐｓずつ）もらい受ける。
【０１２１】
これにより、各品質クラスＱＣＢ０〜ＱＣＢ３の読み出し速度が変更される。つまり、ここでは、品質クラスＱＣＢ１の読み出し速度は６００Ｍｂｐｓから９００Ｍｂｐｓに変更され、その他の品質クラスＱＣＢ０，ＱＣＢ２，ＱＣＢ３の読み出し速度は、それぞれ６００Ｍｂｐｓから５００Ｍｂｐｓに変更される。
このように、上述の固定長セル取扱式交換機１−１によれば、呼処理制御部としての呼処理プロセッサ２により、新規呼の申告帯域に基づいて算出された総仮想帯域と現時点での読み出し速度とを比較した結果、総仮想帯域が現時点での読み出し速度よりも大きい品質クラス（ＱＣＢ１）がある場合には、その該当する品質クラス以外の他の各品質クラス（ＱＣＢ０，ＱＣＢ２，ＱＣＢ３）からその読み出し速度の不足分以上の固定値の読み出し速度を均等にもらい受けるので、上記の他の各品質クラスの何れにおいても、大幅な読み出し速度の減少はなく、それぞれが読み出し速度変更前に近い品質を保持できる利点がある。
【０１２２】
（Ｂ２）各品質クラスの空き帯域から均等に不足分の速度及び固定値の読み出し速度をもらい受ける場合の処理
次に、以下では、上記各品質クラスから均等に不足分の読み出し速度分及びある所定の固定値分の読み出し速度を合わせた読み出し速度をもらい受ける場合における呼処理プロセッサ２の動作について、図１７に示すフローチャート（ステップＳ１９〜Ｓ２２）に従って説明する。なお、図１７に示すステップＳ１９〜Ｓ２１の各処理も、上述の図１１に示すステップＳ７〜Ｓ９の各処理とそれぞれ同様であるため、詳細な説明は省略する。
【０１２３】
つまり、ここでは、図１７に示すステップＳ２１において総仮想帯域（Ｔｉ）が現時点での読み出し速度（Ｒｉ）よりも大きいか否かの比較結果として、総仮想帯域が現時点での読み出し速度よりも大きいクラスが存在する場合は（ステップＳ２１のＹＥＳルート）、読出速度設定制御部２１ではＱＣＢ読出スケジューラ４ｃを制御することを通じて、当該不足分の発生した品質クラスに各品質クラスから均等に不足分の速度及び固定値分の読み出し速度をもらい受ける一方（ステップＳ２２）、何れの品質クラスにおいても総仮想帯域が現時点での読み出し速度以下である場合は（ステップＳ２１のＮＯルート）、読み出し速度を変更せずに、新規呼を受け付ける。
【０１２４】
具体的に、図１８（ａ）に示すような状態において、品質クラスＱＣＢ１に新規呼として申告帯域２００Ｍｂｐｓが申告された場合は、図１８（ｂ）に示すように、品質クラスＱＣＢ１は、その不足分の速度〔１００Ｍｂｐｓ；図１８（ｂ）の帯域Ｂ参照〕及び固定値分の速度〔ここでは、２００Ｍｂｐｓ；図１８（ｂ）の帯域Ｃ参照〕に相当する分（計３００Ｍｂｐｓ）を他の各品質クラス（ＱＣＢ０，ＱＣＢ２及びＱＣＢ３）から均等に（１００Ｍｂｐｓずつ）もらい受ける。
【０１２５】
これにより、各品質クラスの読み出し速度が変更される。つまり、ここでは、品質クラスＱＣＢ１の読み出し速度が６００Ｍｂｐｓから９００Ｍｂｐｓに変更され、その他の品質クラスＱＣＢ０，ＱＣＢ２，ＱＣＢ３の読み出し速度が、それぞれ６００Ｍｂｐｓから５００Ｍｂｐｓに変更される。
このように、上述の固定長セル取扱式交換機１−１によれば、呼処理制御部としての呼処理プロセッサ２により、新規呼の申告帯域に基づいて算出された総仮想帯域と現時点での読み出し速度を比較した結果、総仮想帯域が現時点での読み出し速度よりも大きい品質クラス（ＱＣＢ１）がある場合には、その該当する品質クラス以外の他の各品質クラス（ＱＣＢ０，ＱＣＢ２，ＱＣＢ３）からその読み出し速度の不足分の速度及び固定値分の速度を均等にもらい受けるので、この場合も、上記の他の各品質クラスの何れにおいても、大幅な読み出し速度の減少はなく、それそれが読み出し速度変更前に近い品質を保持できる利点がある。
【０１２６】
また、不足分よりも確実に一定値の余分な（空きとなる）読み出し速度を確保することができるので、各品質クラスに要求された品質保持を確実なものとすることができる利点もある。
（Ｃ１）各品質クラスの空き帯域にほぼ比例した分ずつ不足分以上の読み出し速度をもらい受ける場合の処理
次に、以下では、各品質クラスの空き帯域にほぼ比例した分ずつ不足分以上の固定値の読み出し速度をもらい受ける場合の呼処理プロセッサ２の動作について、図１９に示すフローチャート（ステップＳ２３〜Ｓ２６）に従って説明する。なお、図１９に示すステップＳ２３〜Ｓ２５の各処理も、上述の図１１に示すステップＳ７〜Ｓ９の各処理とそれぞれ同様であるため、詳細な説明は省略する。
【０１２７】
つまり、ここでは、図１９に示すステップＳ２５において総仮想帯域（Ｔｉ）と現時点での読み出し速度（Ｒｉ）との比較結果として、総仮想帯域が現時点での読み出し速度よりも大きい品質クラスが存在する場合は（ステップＳ１９のＹＥＳルート）、読出速度設定制御部２１ではＱＣＢ読出スケジューラ４ｃを制御することを通じて、当該不足分の発生した品質クラスに対し、それ以外の品質クラスの空き帯域から、それらの空き帯域にほぼ比例した分ずつ不足分以上の固定値の読み出し速度をもらい受ける一方（ステップＳ２６）、何れの品質クラスにおいても総仮想帯域が現時点での読み出し速度以下である場合は（ステップＳ２５のＮＯルート）、読み出し速度を変更せずに、新規呼を受け付ける。
【０１２８】
具体的に、図２０（ａ）に示すような状態において、品質クラスＱＣＢ１に新規呼として申告帯域２００Ｍｂｐｓが申告された場合は、図２０（ｂ）に示すように、品質クラスＱＣＢ１は、その不足分以上の固定値の読み出し速度〔ここでは、３００Ｍｂｐｓ；図２０（ｂ）の区間Ｂ参照〕を他の各品質クラスＱＣＢ０，ＱＣＢ２，ＱＣＢ３のそれぞれの空き帯域にほぼ比例した分ずつもらい受ける。
【０１２９】
なお、ここでは、各品質クラスの空き帯域にほぼ比例した分ずつ読み出し速度をもらい受けるため、空き帯域が４００Ｍｂｐｓの品質クラスＱＣＢ０から１００Ｍｂｐｓ、空き帯域が５００Ｍｂｐｓの品質クラスＱＣＢ３からは２００Ｍｂｐｓの合計３００Ｍｂｐｓをもらい受けることになり、従って、品質クラスＱＣＢ１の読み出し速度は６００Ｍｂｐｓから９００Ｍｂｐｓに変更される。これに伴い、品質クラスＱＣＢ０の読み出し速度は５００Ｍｂｐｓに、品質クラスＱＣＢ３の読み出し速度は４００Ｍｂｐｓに変更されるが、品質クラスＱＣＢ２は６００Ｍｂｐｓのままで変更されない。
【０１３０】
このように、上述の固定長セル取扱式交換機１−１によれば、呼処理制御部としての呼処理プロセッサ２により、新規呼の申告帯域に基づいて算出された総仮想帯域と現時点での読み出し速度とを比較した結果、総仮想帯域が現時点での読み出し速度よりも大きい品質クラス（ＱＣＢ１）がある場合には、その読み出し速度の不足分以上の固定値をその該当する品質クラス以外の他の各品質クラス（ＱＣＢ０，ＱＣＢ２，ＱＣＢ３）のそれぞれの空き帯域にほぼ比例した分ずつもらい受けるので、上記の他の各品質クラスの空き帯域を偏りなく確保することができる利点がある。
【０１３１】
（Ｃ２）各品質クラスの空き帯域にほぼ比例した分ずつ不足分の速度及び固定値の読み出し速度をもらい受ける場合の処理
次に、以下では、各品質クラスの空き帯域にほぼ比例した分ずつ不足分の速度分及び固定値分の速度を合わせた読み出し速度をもらい受ける場合における呼処理プロセッサ２の動作について、図２１に示すフローチャート（ステップＳ２７〜Ｓ３０）に従って説明する。なお、図２１に示すステップＳ２７〜Ｓ２９の各処理も、上述の図１１に示すステップＳ７〜Ｓ９の各処理とそれぞれ同様であるため、詳細な説明は省略する。
【０１３２】
つまり、ここでは、図２１のステップＳ２９において総仮想帯域（Ｔｉ）が現時点での読み出し速度（Ｒｉ）よりも大きいか否かの比較結果として、総仮想帯域が現時点での読み出し速度よりも大きいクラスが存在する場合は（ステップＳ２９のＹＥＳルート）、読出速度設定制御部２１ではＱＣＢ読出スケジューラ４ｃを制御することを通じて、その品質クラスに各品質クラスの空き帯域にほぼ比例して読み出し速度の不足分及びある所定の固定値分の速度をもらい受ける一方（ステップＳ３０）、何れのクラスにおいても総仮想帯域が現時点での読み出し速度以下である場合は（ステップＳ２９のＮＯルート）、読み出し速度を変更せずに、新規呼を受け付ける。
【０１３３】
例えば、図２２（ａ）に示すような状態において、品質クラスＱＣＢ１に新規呼として申告帯域２００Ｍｂｐｓが申告された場合は、図２２（ｂ）に示すように、品質クラスＱＣＢ１は、その不足分の速度〔１００Ｍｂｐｓ；図２２（ｂ）の区間Ｂ参照〕及び固定値分の速度〔ここでは、２００Ｍｂｐｓ；図２２（ｂ）の区間Ｃ参照〕に相当する分を他の各品質クラスのそれぞれの空き帯域にほぼ比例した分ずつもらい受ける。
【０１３４】
これにより、各品質クラスＱＣＢ０，ＱＣＢ２，ＱＣＢ３の読み出し速度が変更される。この場合においては、品質クラスＱＣＢ１の読み出し速度が６００Ｍｂｐｓから９００Ｍｂｐｓに変更されるとともに、品質クラスＱＣＢ０，ＱＣＢ３の読み出し速度が、それぞれ５００Ｍｂｐｓ，４００Ｍｂｐｓに変更され、品質クラスＱＣＢ２の読み出し速度については６００Ｍｂｐｓのままで変更されない。
【０１３５】
このように、上述の固定長セル取扱式交換機１−１によれば、呼処理制御部としての呼処理プロセッサ２により、新規呼の申告帯域に基づいて算出された総仮想帯域と現時点での読み出し速度を比較した結果、総仮想帯域が現時点での読み出し速度よりも大きい品質クラス（ＱＣＢ１）がある場合には、その読み出し速度の不足分及び固定値分の速度を、その該当する品質クラス以外の他の各品質クラス（ＱＣＢ０，ＱＣＢ２，ＱＣＢ３）のそれぞれの空き帯域にほぼ比例した分ずつもらい受けるので、この場合も、上記の他の各品質クラスの空き帯域を偏りなく確保することができる利点がある。
【０１３６】
また、不足分よりも確実に一定値の余分な（空きとなる）読み出し速度を確保することができるので、各品質クラスに要求された品質保持を確実なものとすることができる利点もある。
（Ｄ）各品質クラスの使用帯域に対して空き帯域を分散させる場合の処理
次に、以下では、各品質クラスにおいて算出された総仮想帯域の比に対して空き帯域が分散するようにした場合の呼処理プロセッサ２の動作について、図２３に示すフローチャート（ステップＳ３１〜Ｓ３４）に従って説明する。なお、図２３に示すステップＳ３１〜Ｓ３３の各処理も、上述の図１１に示すステップＳ７〜Ｓ９の各処理とそれぞれ同様であるため、詳細な説明は省略する。
【０１３７】
つまり、図２３に示すステップＳ３３において総仮想帯域（Ｔｉ）と現時点での読み出し速度（Ｒｉ）との比較結果として、総仮想帯域が現時点での読み出し速度よりも大きい品質クラスが存在する場合（各品質クラスを満足する空き帯域が存在しない場合）は（ステップＳ３３のＹＥＳルート）、読出速度設定制御部２１ではＱＣＢ読出スケジューラ４ｃを制御することを通じて、各品質クラスＱＣＢ０〜ＱＣＢ３の総仮想帯域（使用帯域）に比例して空き帯域が全品質クラスに分散されるように読み出し速度を変更する一方（ステップＳ３４）、何れの品質クラスにおいても総仮想帯域が現時点での読み出し速度以下である場合は（ステップＳ３３のＮＯルート）、読み出し速度を変更せずに、新規呼を受け付ける。
【０１３８】
例えば、図２４（ａ）に示すような状態において、品質クラスＱＣＢ１に新規呼として申告帯域２００Ｍｂｐｓが申告された場合、図２４（ｂ）に示すように、各品質クラスＱＣＢ０〜ＱＣＢ３の総仮想帯域にほぼ比例して空き帯域が分散される。
このように、上述の固定長セル取扱式交換機１−１によれば、呼処理制御部としての呼処理プロセッサ２により、新規呼の申告帯域に基づいて算出された総仮想帯域と、申告された品質クラスにおける現時点での読み出し速度とを比較した結果、総仮想帯域が現時点での読み出し速度よりも大きい品質クラス（ＱＣＢ０）がある場合には、全品質クラス（ＱＣＢ０〜ＱＣＢ３）の総仮想帯域にほぼ比例して空き帯域を分散するので、各品質クラスにおいてそれぞれの品質を偏りなく確実に確保することができる。
【０１３９】
以上、本実施形態の固定長セル取扱式交換機１−１によれば、上述の（Ａ）〜（Ｄ）に詳述したような態様で動作するので、更新された仮想帯域（総仮想帯域）が読み出し速度よりも大きい品質クラスがある場合には、上記品質クラスに対応して割り当てられた読み出し速度を増加させる一方、他の空き帯域のある品質クラスに対応して割り当てられた読み出し速度を減少させる読み出し速度調整処理を行なうことができ、上記の該当する品質クラスの要求する品質を確実に確保することができ、システム構築の際の柔軟性に大いに寄与する。
【０１４０】
（Ｅ１）各品質クラスの空き帯域をプールエリアにて管理し、呼の設定／解放に応じて読み出し速度を変更する場合の処理
ところで、以下では、各品質クラスにおけるバッファの空き帯域をプールエリアにて管理しておき、呼の設定及び解放の際に設定される各品質クラスの総仮想帯域に合わせて読み出し速度を変更する場合について、図２５，図２７及び図２８に示すフローチャート（ステップＳ３５〜Ｓ４４）に従って説明する。
【０１４１】
即ち、ユーザから新規呼の設定を要求（申告）されると、図２５のフローチャートに示すように、呼処理プロセッサ２では、その申告帯域と、該当する品質クラスに対応して既に設定されている仮想帯域の基となる申告帯域とを加算し、この加算結果に基づいて、当該品質クラスにおける総仮想帯域（Ｔｉ）を算出する（ステップＳ３５）。このようにして求められた総仮想帯域（Ｔｉ）を、各品質クラスの読み出し速度として、それぞれ設定する（ステップＳ３６）。
【０１４２】
例えば、図２６（ａ）に示すように、各品質クラスには、それぞれ仮想帯域が設定されており、各品質クラスの全空き帯域がプールエリアに管理（例えば、１Ｇｂｐｓ）されている状態において、品質クラスＱＣＢ１に１００Ｍｂｐｓの追加申告があった場合、図２６（ｂ）に示すように、プールエリアから申告分の１００Ｍｂｐｓをもらい受けて、品質クラスＱＣＢ１に追加される。
【０１４３】
また、呼の解放時には、予め設定された固定値の読み出し速度分を上回る空き帯域が発生するまで、その空き帯域をプールエリアに戻さない。
即ち、各品質クラス共通の空き帯域をプールエリアにて管理しているにもかかわらず、呼の解放が発生した品質クラスに空き帯域が発生することが考えられる。この場合においては、以降、当該品質クラスの呼が発生すると、この品質クラスにおいて発生している空き帯域を考慮に入れて読み出し速度を調整している。
【０１４４】
これを、図２７及び図２８に示すフローチャート（ステップＳ３７〜Ｓ４０及びステップＳ４１〜Ｓ４４）に従って説明する。なお、図２７に示すステップＳ３７〜Ｓ３９の各処理も、上述の図１１に示すステップＳ７〜Ｓ９の各処理とそれぞれ同様であるため、詳細な説明は省略する。
つまり、ここでは、図２７に示すステップＳ３９において総仮想帯域（Ｔｉ）と現時点での読み出し速度（Ｒｉ）との比較結果として、総仮想帯域が現時点での読み出し速度よりも大きい品質クラスが存在する場合は（ステップＳ３９のＹＥＳルート）、読出速度設定制御部２１ではＱＣＢ読出スケジューラ４ｃを制御することを通じて、空き帯域プールから不足分以上の固定の読み出し速度（Ｗｉ）をもらい受ける一方（ステップＳ４０）、何れの品質クラスにおいても総仮想帯域が現時点での読み出し速度以下である場合は（ステップＳ３９のＮＯルート）、読み出し速度を変更せずに、新規呼を受け付ける。
【０１４５】
具体的には、図２９（ａ）に示すように、各品質クラスには、それぞれ仮想帯域が設定されており、各品質クラスの全空き帯域がプールエリアに管理（例えば、１Ｇｂｐｓ）されている状態において、品質クラスＱＣＢ１に１００Ｍｂｐｓの追加申告があった場合、図２９（ｂ）に示すように、プールエリアから申告分の１００Ｍｂｐｓ〔図２９（ｂ）の帯域Ｂ参照〕及び固定の読み出し速度分〔例えば、固定値＝２００Ｍｂｐｓ；図２９（ｂ）の帯域Ｃ参照〕をもらい受けて、品質クラスＱＣＢ１に追加する。
【０１４６】
一方、呼の解放時には、図２８に示すように、解放するパスの申告帯域に基づいて仮想帯域を算出し、各品質クラスＱＣＢ０〜ＱＣＢ３における総仮想帯域（Ｔｉ）を算出したのち（ステップＳ４１）、各品質クラスＱＣＢ０〜ＱＣＢ３の空き帯域（Ｖｉ）を算出する（ステップＳ４２）。
その後、算出された空き帯域（Ｖｉ）と予め設定された固定値（Ｕｉ；例えば３００Ｍｂｐｓ）との比較結果として、空き帯域（Ｖｉ）が固定値（Ｕｉ）以上である場合は（ステップＳ４３のＮＯルート）、読出速度設定制御部２１ではＱＣＢ読出スケジューラ４ｃを制御することを通じて、プールエリアから引き出された分の固定値（Ｗｉ）をプールエリアに戻す一方（ステップＳ４４）、何れの品質クラスにおいても空き帯域（Ｖｉ）が固定値（Ｕｉ）よりも小さい場合は（ステップＳ４３のＹＥＳルート）、プールエリアには戻さない。
【０１４７】
例えば、図２９（ｂ）に示すように、読み出し速度変更後における品質クラスＱＣＢ１の空き帯域（帯域Ｃ参照）が２００Ｍｂｐｓである状態において、品質クラスＱＣＢ１に１５０Ｍｂｐｓの解放申告があった場合、品質クラスＱＣＢ１の空き帯域は３５０Ｍｂｐｓ（Ｖｉ）となる。つまり、品質クラスＱＣＢ１に固定値（Ｕｉ＝３００Ｍｂｐｓ）以上の空き帯域が発生したことになるため、前回プールエリアから引き出された分の固定値（Ｗｉ＝２００Ｍｂｐｓ）がプールエリアに戻される。
【０１４８】
このように、上述の固定長セル取扱式交換機１−１によれば、呼処理制御部としての呼処理プロセッサ２により、呼の設定／解放の際に設定される各品質クラスの仮想帯域に合わせて読み出し速度を変更するので、発呼時にその発呼要求に該当する品質クラスの読み出し速度分をプールエリアからもらい受けて変更するだけでよく、各バッファ４ｂ−１〜４ｂ−４間の帯域移動の処理を簡略化することができるので、本装置の読み出し速度制御処理をより迅速に行なうことができる利点がある。
【０１４９】
具体的には、上述の固定長セル取扱式交換機１−１によれば、呼処理制御部としての呼処理プロセッサ２により、新規呼の申告帯域に基づいて、申告分及び固定値分の読み出し速度をプールエリアにもらい受けるとともに、呼の解放時に伴って、固定値分の空き帯域が発生した場合には、その固定値分よりも少ない固定値分をプールエリアに戻すので、常にプールエリアに空き帯域を確保することができ、新規呼の要求時には即座に対応することができる。従って、この場合も、本装置の読み出し速度制御処理をより迅速に行なうことができる。
【０１５０】
（Ｅ２）各品質クラスの空き帯域をプールエリアにて管理し、呼の解放時に空き帯域が発生した場合でも、読み出し速度を変更しない場合の処理
さらに、ここでは、呼の解放時に伴って空き帯域が発生した場合においても、次に新規呼の設定が要求されるまで、その品質クラスにおけるバッファの読み出し速度を維持する場合について説明する。
【０１５１】
例えば、図３０（ａ）に示すように、各品質クラスにそれぞれ仮想帯域が設定され、各品質クラスの全空き帯域がプールエリアに管理（例えば、１Ｇｂｐｓ）されている状態において、品質クラスＱＣＢ１（読み出し速度は５００Ｍｂｐｓ）に１００Ｍｂｐｓの追加申告があった場合、図３０（ｂ）に示すように、プールエリアから申告分の１００Ｍｂｐｓ〔図３０（ｂ）の帯域Ｂ参照〕及び固定の読み出し分速度〔例えば、固定値＝２００Ｍｂｐｓ；図３０（ｂ）の帯域Ｃ参照〕をもらい受けて、品質クラスＱＣＢ１に追加され、品質クラスＱＣＢ１の読み出し速度は８００Ｍｂｐｓとなる。
【０１５２】
その後、例えば、品質クラスＱＣＢ１に２００Ｍｂｐｓの呼の解放が発生した場合、空き帯域が４００Ｍｂｐｓ〔図３１（ａ）の帯域Ｂ参照〕発生するが、新規呼の設定が要求されるまでは、図３１（ａ）に示すように、品質クラスＱＣＢ１の読み出し速度は８００Ｍｂｐｓを変えず、この状態を維持したまま実施される。なお、ソフトは、このときのプールエリアに品質クラスＱＣＢ１からの空き帯域４００Ｍｂｐｓ〔図３１（ａ）の帯域Ｃ参照〕が戻されたものとしている。
【０１５３】
そして、この状態において、例えば、品質クラスＱＣＢ０に１００Ｍｂｐｓが新たに申告された場合、品質クラスＱＣＢ１に残っていた空き帯域４００Ｍｂｐｓはプールエリアに戻されるとともに、品質クラスＱＣＢ０は、申告分の１００Ｍｂｐｓ〔図３１（ｂ）の帯域Ｂ参照〕及び固定の読み出し分速度〔例えば、２００Ｍｂｐｓ；図３１（ｂ）の帯域Ｃ参照〕をプールエリアよりもらい受ける。
【０１５４】
このように、上述の固定長セル取扱式交換機１−１によれば、呼処理制御部としての呼処理プロセッサ２により、呼の解放時には、空き帯域が発生した場合においても、次の新規呼の設定が要求されるまで、呼の解放された品質クラスにおけるバッファ４ｂ−１〜４ｂ−４の読み出し速度を維持するので、呼の設定時にのみ呼処理プロセッサ２を起動させればよく、装置全体の消費電力の節約に大いに寄与する。
【０１５５】
以上のように、本実施形態の固定長セル取扱式交換機１−１によれば、品質の異なるＡＴＭセルをその品質に応じた読み出し速度に設定制御することができるので、設定されていた読み出し速度を超える申告があった場合においても、容易かつダイナミックに読み出し速度を変更することができ、品質の異なる呼によるセル同士間で影響を及ぼし合うことなく、各品質クラス毎でセル廃棄及びセル遅延を独立に制御することができるので、要求される品質クラスに即して送信すべきＡＴＭセルの交換処理を確実に行なうことができ、本装置の処理能力を大幅に向上させることができる。
【０１５６】
（Ｆ）その他
なお、上述の本実施形態では、予め各品質クラス毎に設定された読み出し速度を、新規呼の要求に対して変更する制御方法について詳述したが、各品質クラス毎の読み出し速度を固定設定しておき、新規呼発生時に、申告帯域に基づいて算出された仮想帯域を加算した品質クラスの総仮想帯域が、予め固定値で設定された読み出し速度以下の場合には、その品質クラスのＡＴＭセルを受け付ける一方、上記品質クラス総仮想帯域が予め固定値で設定された読み出し速度を超える場合には、その品質クラスのＡＴＭセルは受け付けないようにすることもできる。
【０１５７】
具体的に、図３２に示すフローチャート（ステップＳ４５〜Ｓ４９）に従って説明すると、ユーザから新規呼の設定を要求（申告）されると（申告帯域の設定）、対応する品質クラスにおける仮想帯域を算出する（ステップＳ４５）。その後、各品質クラスＱＣＢ０〜ＱＣＢ３では、それぞれ総仮想帯域を算出し、読出速度設定制御部２１により読出速度情報保持部４ｃに保持されている各品質クラスの読み出し速度を抽出する（ステップＳ４６）。
【０１５８】
このとき、各品質クラスの総仮想帯域が、読み出し速度以下であるかどうかを判断し（ステップＳ４７）、その結果、総仮想帯域が読み出し速度以下である場合は（ステップＳ４７のＹＥＳルート）、該当する品質クラスのＡＴＭセルを受け付ける一方（ステップＳ４８）、総仮想帯域が読み出し速度を超える場合は（ステップＳ４７のＮＯルート）、該当する品質クラスのＡＴＭセルは受け付けない（ステップＳ４９）。
【０１５９】
このように、読み出し速度を予め固定値で設定しているので、呼の要求に応じた読み出し速度の変更処理を行なう必要がなく、各品質クラスにおいて常に要求された品質をもつＡＴＭセルを送信することが可能となる。
【０１６０】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の固定長セル取扱式交換機によれば、品質の異なる固定長セルをその品質に応じた読み出し速度に設定制御することができるので、設定されていた読み出し速度を超える申告があった場合においても、容易かつダイナミックに読み出し速度を変更することができ、品質の異なる呼によるセル同士間で影響を及ぼし合うことなく、各品質クラス毎でセル廃棄及びセル遅延を独立に制御することができるので、要求される品質クラスに即して送信すべき固定長セルの交換処理を確実に行なうことができ、本装置の処理能力を大幅に向上させることができる利点がある（請求項１〜３，５，９，１０，１２）。
【０１６１】
また、本発明によれば、呼処理制御部により、更新された仮想帯域（総仮想帯域）が読み出し速度よりも大きい品質クラスがある場合には、上記品質クラスに対応して割り当てられた読み出し速度を増加させる一方、他の空き帯域のある品質クラスに対応して割り当てられた読み出し速度を減少させる読み出し速度調整処理を行なうので、上記の該当する品質クラスの要求する品質を確実に確保することができ、システム構築の際の柔軟性に大いに寄与する利点がある（請求項４，７，８，１１，１６〜２１）。
【０１６２】
さらに、本発明によれば、各品質クラスにおけるバッファの空き帯域をプールエリアにて管理しておき、呼の設定／解放の際に設定される各品質クラスの仮想帯域に合わせて読み出し速度を変更するので、発呼時にその発呼要求に該当する品質クラスの読み出し速度分をプールエリアからもらい受けて変更するだけでよく、各バッファ間の帯域移動の処理を簡略化することができるので、本装置の読み出し速度制御処理をより迅速に行なうことができる利点がある（請求項６，１３〜１５）。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の発明の原理ブロック図である。
【図２】第２の発明の原理ブロック図である。
【図３】第３の発明の原理説明図である。
【図４】本実施形態にかかるＡＴＭ交換機の要部構成を示すブロック図である。
【図５】本実施形態にかかるＡＴＭ交換機に適用しうるＡＴＭセル通信システムの構成を示すブロック図である。
【図６】本実施形態にかかるＡＴＭ交換機の内部構成を示すブロック図である。
【図７】本実施形態にかかる呼処理プロセッサの内部構成を示すブロック図である。
【図８】本実施形態にかかる品質制御バッファ部に設定された仮想帯域及び読み出し速度の一例を示す図である。
【図９】本実施形態にかかる呼処理プロセッサによる読み出し速度制御処理を説明するためのフローチャートである。
【図１０】本実施形態にかかる呼処理プロセッサにおける呼処理の動作を説明するためのタイムチャートである。
【図１１】本実施形態にかかる呼処理プロセッサによる読み出し速度制御処理を説明するためのフローチャートである。
【図１２】（ａ），（ｂ）はそれぞれ本実施形態にかかる呼処理プロセッサによる読み出し速度制御処理の一例を示す図である。
【図１３】本実施形態にかかる呼処理プロセッサによる読み出し速度制御処理を説明するためのフローチャートである。
【図１４】（ａ），（ｂ）はそれぞれ本実施形態にかかる呼処理プロセッサによる読み出し速度制御処理の一例を示す図である。
【図１５】本実施形態にかかる呼処理プロセッサによる読み出し速度制御処理を説明するためのフローチャートである。
【図１６】（ａ），（ｂ）はそれぞれ本実施形態にかかる呼処理プロセッサによる読み出し速度制御処理の一例を示す図である。
【図１７】本実施形態にかかる呼処理プロセッサによる読み出し速度制御処理を説明するためのフローチャートである。
【図１８】（ａ），（ｂ）はそれぞれ本実施形態にかかる呼処理プロセッサによる読み出し速度制御処理の一例を示す図である。
【図１９】本実施形態にかかる呼処理プロセッサによる読み出し速度制御処理を説明するためのフローチャートである。
【図２０】（ａ），（ｂ）はそれぞれ本実施形態にかかる呼処理プロセッサによる読み出し速度制御処理の一例を示す図である。
【図２１】本実施形態にかかる呼処理プロセッサによる読み出し速度制御処理を説明するためのフローチャートである。
【図２２】（ａ），（ｂ）はそれぞれ本実施形態にかかる呼処理プロセッサによる読み出し速度制御処理の一例を示す図である。
【図２３】本実施形態にかかる呼処理プロセッサによる読み出し速度制御処理を説明するためのフローチャートである。
【図２４】（ａ），（ｂ）はそれぞれ本実施形態にかかる呼処理プロセッサによる読み出し速度制御処理の一例を示す図である。
【図２５】本実施形態にかかる呼処理プロセッサによる読み出し速度制御処理を説明するためのフローチャートである。
【図２６】（ａ），（ｂ）はそれぞれ本実施形態にかかる呼処理プロセッサによる読み出し速度制御処理の一例を示す図である。
【図２７】本実施形態にかかる呼処理プロセッサによる読み出し速度制御処理を説明するためのフローチャートである。
【図２８】本実施形態にかかる呼処理プロセッサによる読み出し速度制御処理を説明するためのフローチャートである。
【図２９】（ａ），（ｂ）はそれぞれ本実施形態にかかる呼処理プロセッサによる読み出し速度制御処理の一例を示す図である。
【図３０】（ａ），（ｂ）はそれぞれ本実施形態にかかる呼処理プロセッサによる読み出し速度制御処理の一例を示す図である。
【図３１】（ａ），（ｂ）はそれぞれ本実施形態にかかる呼処理プロセッサによる読み出し速度制御処理の一例を示す図である。
【図３２】本実施形態の変形例にかかる呼処理プロセッサによる読み出し速度制御処理を説明するためのフローチャートである。
【図３３】本実施形態にかかる品質制御バッファ部に設定された仮想帯域及び読み出し速度の他の例を示す図である。
【図３４】本実施形態にかかる呼処理プロセッサによる読み出し速度制御処理を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１−１，１−２，１Ａ，１Ｂ 固定長セル取扱式交換機（ＡＴＭ交換機）
２ 呼処理制御部（呼処理プロセッサ）
３ 品質クラス識別子関連部
３ａ タグ
３ｂ 出力ＶＰＩ／ＶＣＩ（仮想パス識別子／仮想チャネル識別子）
３ｃ 品質クラス識別子（ＱＣＢｉ）
４ 品質制御バッファ部
４ａ 管理部
４ｂ，４ｂ−１〜４ｂ−４ バッファ
４ｃ 読出速度情報保持部（ＱＣＢ読出スケジューラ）
４ｄ マルチプレクサ（ＭＵＸ）
５ 加入者端末（端末）
６ 終端装置
７ 回線インタフェース装置
１０Ａ，１０Ｂ ミドルインタフェース〔ＭＩＦ：Middle Interface（中速度インタフェース）〕
１１Ａ，１１Ｂ ハイインタフェース〔ＨＩＦ：High Interface（高速度インタフェース）〕
１２ 集線装置
１３ ＡＴＭスイッチ
１３ａ〜１３ｃ スイッチ段
１３ａ−１〜１３ａ−８，１３ｂ−１〜１３ｂ−８，１３ｃ−１〜１３ｃ−８スイッチング素子
２０ 仮想帯域設定部
２１ 読出速度設定制御部
２１ａ 帯域比較部
２１ｂ 空き帯域管理部
５０ ＡＴＭ通信システム
Claims (21)
- 固定長セルを用いた通信を行なう際の呼処理を制御する呼処理制御部を有する固定長セル取扱式交換機において、
該固定長セルの品質クラスに応じて品質クラス識別子を関連づけする品質クラス識別子関連部と、
該品質クラス識別子と関連づけされた固定長セルを、該品質クラス識別子に基づいて管理する管理部及び該管理部にて管理された該固定長セルのそれぞれを格納するバッファと、該バッファにて格納された該固定長セルの読み出し速度に関する情報を保持する読出速度情報保持部とをそなえてなる品質制御バッファ部とをそなえ、
該呼処理制御部が、
現在設定されている呼における上記品質クラス及び申告された申告帯域に基づいて、上記バッファの仮想帯域を設定する仮想帯域設定部と、
該読出速度情報保持部において保持されている固定長セルの読み出し速度を、該仮想帯域設定部にて設定された該仮想帯域に基づいて設定制御する読出速度設定制御部とをそなえて構成されたことを特徴とする、固定長セル取扱式交換機。 - 該品質制御バッファ部が、固定長セル輻輳が発生する可能性のある箇所に設けられたことを特徴とする、請求項１記載の固定長セル取扱式交換機。
- 該仮想帯域設定部が、新規呼の設定を要求する際に申告された申告帯域と、該品質クラスに対応して既に設定されている該仮想帯域の基となった申告帯域とを加算し、加算結果に基づいて更新された仮想帯域を演算するように構成されるとともに、
該読出速度設定制御部が、現在の各品質クラスに対応するバッファに格納された固定長セルの読み出し速度と、該仮想帯域設定部からの該更新された仮想帯域とを該品質クラス毎に大小比較する帯域比較部をそなえ、該帯域比較部における比較結果に基づいて、上記固定長セルの読み出し速度を制御するように構成されたことを特徴とする、請求項１記載の固定長セル取扱式交換機。 - 該読出速度設定制御部が、該帯域比較部における帯域比較の結果、該更新された仮想帯域が該読み出し速度よりも大きい品質クラスがある場合には、上記品質クラスに対応して割り当てられた該読み出し速度を増加させる一方、他の空き帯域のある品質クラスに対応して割り当てられた該読み出し速度を減少させる読み出し速度調整処理を行なうように構成されたことを特徴とする、請求項３記載の固定長セル取扱式交換機。
- 該読出速度設定制御部が、該帯域比較部における帯域比較の結果、該更新された仮想帯域が該読み出し速度よりも大きい品質クラスがある場合には、各品質クラスの使用帯域に対する空き帯域の比が分散されるように、全ての該品質クラスにおける上記読み出し速度を設定制御するように構成されたことを特徴とする、請求項３記載の固定長セル取扱式交換機。
- 該読出速度設定制御部が、各品質クラスにおけるバッファの空き帯域をプールエリアにて管理する空き帯域管理部をそなえ、新規の呼の設定が要求された場合に、上記新規呼に該当する品質クラスの読み出し速度を、該空き帯域管理部にて管理されている該空き帯域に基づいて補充するように構成されたことを特徴とする、請求項１記載の固定長セル取扱式交換機。
- 該読出速度設定制御部が、上記の仮想帯域設定部からの更新された仮想帯域の、該現在の各品質クラスに対応するバッファに格納された固定長セルの読み出し速度に対する不足分よりも大きい読み出し速度を補充するように構成されたことを特徴とする、請求項３記載の固定長セル取扱式交換機。
- 該読出速度設定制御部が、上記の仮想帯域設定部からの更新された仮想帯域の、該現在の各品質クラスに対応するバッファに格納された固定長セルの読み出し速度に対する不足分よりも所定の読み出し速度分大きい読出速度を補充するように構成されたことを特徴とする、請求項７記載の固定長セル取扱式交換機。
- 呼を設定する際に申告された品質クラス及び申告帯域に基づき、該設定された呼における経路から流入される固定長セルに品質クラス識別子を関連づけする品質クラス識別子関連部と、
該品質クラス識別子関連部から入力される該固定長セルの経路を、該品質クラス識別子関連部にて関連づけされた品質クラス識別子に基づいて管理する管理部と、
該管理部にて管理されたそれぞれの該固定長セルを格納するバッファと、
上記品質クラス及び申告された申告帯域に基づいて、上記バッファの仮想帯域を設定し、該バッファにおいて保持されている該固定長セルの読み出し速度を、該仮想帯域に基づいて制御する読出速度設定制御部とをそなえて構成されたことを特徴とする、固定長セル取扱式交換機。 - 通信の品質クラスに基づいて、流入される固定長セルをバッファに格納しておき、バッファを所定の読み出し速度で読み出す固定長セルの読み出し速度制御方法において、
上記品質クラス及び申告された申告帯域に基づいて、上記バッファの該仮想帯域を設定する仮想帯域設定ステップと、
呼を設定する際に申告された、該通信の品質クラス及び申告帯域に基づき、該設定された呼における経路から流入される固定長セルに品質クラス識別子を関連づけする品質クラス識別子関連ステップと、
該品質クラス識別子と関連づけされた固定長セルを、該品質クラス識別子に基づいて管理して、該バッファに格納するバッファ格納ステップと、
該バッファ格納ステップにおいて該バッファに格納された固定長セルを、該仮想帯域に基づいた読み出し速度で読み出す読出ステップとにより構成されたことを特徴とする、固定長セルの読み出し速度制御方法。 - 該仮想帯域設定ステップにおいて、予め該品質クラス毎の固定長セルの負荷に基づいて該バッファにて格納された固定長セルの読み出し速度を固定に設定しておき、新規呼が発生した時に該品質クラスの仮想帯域が該固定に設定された読み出し速度を超えた場合に、該読出ステップにおいて、上記品質クラスに対応して割り当てられた該読み出し速度を不足分の速度以上に増加させる一方、他の空き帯域のある品質クラスに対応して割り当てられた該読み出し速度を減少させる読み出し速度調整処理を行なうことを特徴とする、請求項１０記載の固定長セルの読み出し速度制御方法。
- 該仮想帯域設定ステップにおいて、予め該品質クラス毎の固定長セルの負荷に基づいて該バッファにて格納された固定長セルの読み出し速度を固定に設定しておき、新規呼が発生した時に該品質クラスの仮想帯域が該固定に設定された読み出し速度を超えた場合に、該読出ステップにおいて、各品質クラスの使用帯域に対する空き帯域の比が分散されるように、全品質クラスの読み出し速度を変更することを特徴とする、請求項１０記載の固定長セルの読み出し速度制御方法。
- 各品質クラスにおけるバッファの空き帯域をプールエリアにて管理しておき、該仮想帯域設定ステップにおける上記呼の設定／解放の際に設定される各品質クラスの仮想帯域に合わせて、該読出ステップにおける読み出し速度を変更することを特徴とする、請求項１０記載の固定長セルの読み出し速度制御方法。
- 各品質クラスにおけるバッファの空き帯域をプールエリアにて管理しておき、新規呼の設定が要求された場合には、該読出ステップにおける読み出し速度を、該新規呼の設定に伴って増加する該品質クラスの仮想帯域以上の固定値の読み出し速度を該空き帯域に基づいて補充する一方、呼の解放に伴って予め設定された固定値の読み出し速度分以上の空き帯域が発生した場合には、該固定値の空き帯域を該プールエリアに戻すことを特徴とする、請求項１０記載の固定長セルの読み出し速度制御方法。
- 各品質クラスにおけるバッファの空き帯域をプールエリアにて管理しておき、新規呼の設定が要求された場合には、該読出ステップにおける読み出し速度を、該新規呼の設定に伴って増加する該品質クラスの仮想帯域以上の固定値の読み出し速度を該空き帯域に基づいて補充する一方、呼の解放に伴って空き帯域が発生した場合においても、次に新規呼の設定が要求されるまで、当該呼の解放された品質クラスにおけるバッファの読み出し速度を維持することを特徴とする、請求項１０記載の固定長セルの読み出し速度制御方法。
- 空き帯域が最も多い品質クラスを上記他の空き帯域のある品質クラスとして、順次不足分の速度以上の固定値についての上記読み出し速度調整処理を行なうことを特徴とする、請求項１１記載の固定長セルの読み出し速度制御方法。
- 空き帯域が最も多い品質クラスを上記他の空き帯域のある品質クラスとして、順次不足分の速度及び固定値の読み出し速度についての上記読み出し速度調整処理を行なうことを特徴とする、請求項１１記載の固定長セルの読み出し速度制御方法。
- 当該品質クラス以外の各品質クラスを、上記他の空き帯域のある品質クラスとして、不足分の速度以上の固定値の読み出し速度を等分配して上記読み出し速度調整処理を行なうことを特徴とする、請求項１１記載の固定長セルの読み出し速度制御方法。
- 当該品質クラス以外の各品質クラスを、上記他の空き帯域のある品質クラスとして、不足分の速度及び固定値の読み出し速度を等分配して上記読み出し速度調整処理を行なうことを特徴とする、請求項１１記載の固定長セルの読み出し速度制御方法。
- 当該品質クラス以外の各品質クラスを、上記他の空き帯域のある品質クラスとして、不足分の速度以上の固定値の読み出し速度を各品質クラスの空き速度に比例分配して上記読み出し速度調整処理を行なうことを特徴とする、請求項１１記載の固定長セルの読み出し速度制御方法。
- 当該品質クラス以外の各品質クラスを、上記他の空き帯域のある品質クラスとして、不足分の速度及び固定値の読み出し速度を各品質クラスの空き速度に比例分配して上記読み出し速度調整処理を行なうことを特徴とする、請求項１１記載の固定長セルの読み出し速度制御方法。
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