JP3973044B2 - Ａｔｍ交換機におけるフィードバック制御方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＡＢＲ（Available Bit Rate）通信サービスにおける、フィードバック制御に基づく網輻輳の回避技術に関する。

現在、ＡＴＭ ForumやＩＴＵ−Ｔにおいて、ＡＴＭ（Asynchronous TransferMode）方式によるデータ交換技術をＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）やＷＡＮ（ワイドエリアネットワーク）等の高速データ通信網へ適用するためのサービス方式として、ＡＢＲサービスと呼ばれるサービスが提案されている。このＡＢＲサービスでは、網輻輳情報が交換機から送信端末にフィードバックされることにより、網輻輳を回避することが可能である。より具体的には、ＡＢＲサービスは、交換機が網リソースの使用状況を監視しながら送信端末の送信レートを変更させることにより、網の効率的運用を図り、かつ網の輻輳を回避し、セル損失を回避する網サービスである。以下に、ＡＢＲサービスについて説明する。
＜ＡＢＲサービス＞
ＡＢＲサービスを利用した通信においては、網リソースの情報を端末に通知するために、リソース管理セル（Resource Management Cell：ＲＭセル）が使用される。送信端末は、一定個数のユーザデータセルを送出する毎に、ＲＭセルを送出する。そのＲＭセルは、ＡＴＭ網を経て受信端末に達し、そこで折り返されて再び送信端末に戻ってくる。

図４４はＲＭセルのフォーマットの説明図である。図に示すように、ＲＭセルはユーザセルと同様、５バイト（あるいはオクテット）のヘッダと４８バイトのペイロードとから構成される。

このヘッダの中のＧＦＣ／ＶＰＩフィールドは、ＵＮＩ（ユーザ・ネットワーク・インタフェース）においてはＧＦＣ（一般的フロー制御）用のフィールドとして用いられ、ＮＮＩ（ネットワーク・ノード・インタフェース）においてはＶＰＩ（仮想パス識別子）用フィールドの一部として用いられる。従って、仮想パス識別子ＶＰＩは、ＵＮＩの時には８ビット、ＮＮＩの時には１２ビット構成となる。さらにこのヘッダにおいて、ＶＣＩは１６ビット構成の仮想チャネル識別子を表し、ＰＴは３ビット構成のペイロードタイプを表している。このペイロードタイプは、例えば“０００”によって輻輳無しのユーザセルを示し、“１１０”によってＲＭセルを示す。又ＣＬＰは１ビット構成のセル損失優先表示を、ＨＥＲは８ビット構成のヘッダ誤り制御を示す。

ＲＭセルの４８バイトのペイロードにおいて、１バイト構成の「ＲＭＰＲＯＴＯＣＯＬＩＤ」はＲＭプロトコル識別子であり、１ビット構成のＤＩＲは方向（Direction ）指示ビットである。ＤＩＲは、これが“０”のときＦ−ＲＭセル（順方向ＲＭセル）を表し、“１”のときはＢ−ＲＭセル（逆方向ＲＭセル）を示す。又１ビット構成のＢＮはＡＴＭ網の交換機或いは受信端末において生成されたＢ−ＲＭセルを示す逆方向輻輳通知ビット（Backward Explicit Congestion Notification ）を示し、１ビット構成のＣＩは輻輳表示（Congestion Indication ）ビットであり、１ビット構成のＮＩはセルレート非増加（No increase ）ビットを、１ビット構成のＲＡはＡＢＲサービスに於いては使用されない要求肯定（Request Acknowledge ）応答ビットを、３ビット構成のＲｅｓは未使用ビットを示している。

さらに、２バイト構成のＥＲは明示的指示セルレート（Explicit cell Rate）、２バイトのＣＣＲは現在のセルレート（Curent Cell Rate）、２バイト構成のＭＣＲはコネクション設定時に申告するミニマムセルレート（Minimum Cell Rate ）、４バイト構成のＱＬはＡＴＭ Forum規定のＡＢＲに於いては使用されないキューレングス（Queue Length）、４バイト構成のＳＮはシーケンス番号（Sequence Number ）、３０バイト＋６ビット構成のＲｅｓは未使用ビット、１０ビット構成のＣＲＣは巡回符号チェックビットである。

ＡＴＭ網内のＡＴＭ交換機は、交換機を通過するＲＭセルに対して、交換機内のリソース情報（帯域情報、輻輳情報）を書き込むことにより、網側の情報を送信端末に通知する。帯域情報や輻輳情報等が書き込まれたＲＭセルを受信した送信端末は、それらの情報に従って自身の許可セルレートＡＣＲ（Allowed Cell Rate)を再計算し、ＡＣＲ以下のレートで通信を行う。

また、送信端末は、通信開始時において、最大送信レートであるピークセルレートＰＣＲ（Peak Cell Rate) 、及び最低要求レートである最小セルレートＭＣＲ（Minumum Cell Rate)を網に申告、交渉する。送信端末は、交渉の結果決定したＰＣＲを超えたレートで、ＡＴＭセル（以下、単にセルという）を送出することはできない。また、ＡＴＭ網は、送信端末に対し、交渉の結果決定したＭＣＲ以上のレートを保証する。従って、送信端末における許可セルレートＡＣＲは、ＭＣＲ以上ＰＣＲ以下の範囲で変動する（ＭＣＲ≦ＡＣＲ≦ＰＣＲ）。

これらの動作によって、ＡＴＭ網側は、輻輳の回避及び輻輳からの回復を図ることが可能となり、端末側にとっては、網のリソースが空いている場合には高い送信レートでセルを送信できる。
＜ＡＢＲ端末の動作＞
ＡＢＲサービスを利用して通信する送信端末（ＡＢＲ送信端末）及び受信端末（ＡＢＲ受信端末）の動作は、ＡＴＭ Forumで標準化の対象となっている。以下に、これらの端末の主な動作について簡単に説明する。
ＡＢＲ送信端末：
送信端末は、各時点における許可セルレートＡＣＲ以下のレートで、セルを送出する。その際、ＡＢＲ送信端末は、一定個数（Ｎrm−１）個のユーザデータセルを送出する毎に、ＲＭセルを１個送出する。送信端末がＲＭセルを受信した場合、ＲＭセル中の輻輳表示ビットであるＣＩ（Congestion Indicator) ビットが０（非輻輳）に設定されていたならば、送信端末はＡＣＲの値を一定値だけ増加させる。また、ＣＩビットが１（輻輳）に設定されていたならば、送信端末はＡＣＲの値を一定値だけ減少させる。更に、送信端末は、上記動作と同時に、ＲＭセル中に書き込まれている明示的指示レートＥＲ（Explicit Rate)と先に再計算したＡＣＲとの大小を比較し、小さい方の値を新たなＡＣＲとする。ただしこの時、ＡＣＲの値は、ＭＣＲ≦ＡＣＲ≦ＰＣＲの範囲内でなければならない。

送信端末がＦ−ＲＭセルを送出する時は、ＲＭセルの明示的指示セルレートＥＲのフィールドに呼設定時にユーザが申告したピークセルレートＰＣＲを設定し、又現セルレートＣＣＲのフィールドに許容セルレートＡＣＲを設定し、ミニマムセルレートＭＣＲのフィールドにミニマムセルレートＭＣＲを設定する。

又送信端末はＢ−ＲＭセルを受信した場合、輻輳表示ビットＣＩが輻輳無しを示し且つセルレート非増加ビットＮＩがセルレート増加可を示す時は、ピークセルレートＰＣＲを超えない範囲で、或る一定の規則に従ってセルレートを上げることができる。又輻輳表示ビットＣＩが輻輳有りを示す時は、ミニマムセルレートＭＣＲを下回らない範囲で、或る一定の規則に従ってセルレートを下げるものである。従って、送信端末の許容セルレートＡＣＲはＭＣＲ≦ＡＣＲ≦ＰＣＲの範囲で変更され、ＡＴＭ網に幅榛が発生しない場合は、ピークセルレートＰＣＲあるいはその近傍のセルレートにより送信がおこなわれる。
ＡＢＲ受信端末：
受信端末は、送信側から転送されてきたユーザデータセルを終端すると共に、受信したＲＭセルを折り返して送信端末に向けて送信する。このとき、受信端末は、ＲＭセルの受信の直前に受信したユーザデータセル中に輻輳を表すＥＦＣＩ（Explicit Forward Congestion Indication：明示的前方輻輳表示）ビットが１に設定されていると、折り返すＲＭセル中の輻輳表示ビットＣＩを１に設定し、そのＲＭセルを送出する。
＜ＡＴＭ交換機の動作＞
ＡＢＲサービスを実現するＡＴＭ網側の動作、つまりＡＴＭ交換機の動作は、おおよそ大別して２種類あり、それぞれＥＦＣＩモード及びＥＲモードと呼ばれる。

ＥＦＣＩモードの交換機は、輻輳時に、そのＡＴＭ交換機を通過するユーザデータセル中のＥＦＣＩビットを設定する。これにより交換機内の輻輳を受信端末に通知することができ、受信端末において前述したようにＣＩビットを設定したＲＭセルを折り返すことにより、送信端末に輻輳を通知することができる。

ＥＲモードの交換機は、交換機内の輻輳常態や空帯域に基づいて端末が送信できるレートを計算し、送信端末側に送信を許すレートである明示的指示レートＥＲを計算し、そのレートをＡＴＭ交換機を順方向（送信側→受信側）或いは逆方向（受信側→送信側）に通過するＲＭセルのＥＲフィールドに書き込む。これによって交換機は端末に対して直接レートを指示することが可能となり、よりきめこまかいレート制御をおこなうことができる。

更に、ＥＦＣＩモードとＥＲモードに関係なく、交換機は端末から送出されているＲＭセルとは別に、交換機自身がＲＭセルを生成して送信端末側に送り出すことも可能である。その際、ＡＴＭ交換機は、自身の輻輳常態や空帯域に応じて、ＲＭセル中のＣＩビットを設定したり、計算した明示的レートＥＲをＲＭセル中に書き込むことができる。

以上の動作がＡＴＭ交換機の動作としてＡＴＭ Forumで標準化の対象となっているが、具体的な制御方式や実装方法に関しては標準化の対象外である。例えば、ＡＴＭ交換機内での輻輳状態の検出方法、或いは、明示的指示レートＥＲの計算アルゴリズムは、標準化の対象外である。

またＡＴＭ網では、個々のユーザに対する通信品質を保証するために、網の入り口における網−端末インタフェースであるＵＮＩ（User Network Interface）において各ユーザからのセル流量を監視して、許容された流量以上のセルが送出されている場合にはそれらの違反セルに対して廃棄等の処理を行うＵＰＣ（Usage Parameter Control）が必須の機能となる。

違反セルの網への流入を許した場合、通信路にセルが大量に流入するために輻輳が発生し、このユーザのみならず他のユーザの通信品質までも保証できなくなる恐れがある。特にＡＢＲ通信では、呼設定時にユーザと網との間で契約したセル流量の他に、ＲＭセルによって網から指示されたレートをユーザ側が守っているか否かをも監視する必要があるため、ＵＰＣにおける監視レートをＲＭセルの内容に従って動的に変化させる必要がある。

ＵＰＣでは監視レートを変更する場合、交換機がＥＲや幅榛表示をＲＭセルに書き込んだ後、直ちに監視レートを変更してはならない。これは、ＲＭセルが送信端末に到着し、送信端末が受信セルの内容に従ってＡＣＲを変更し、その後送信されるセルがＡＴＭ交換機に達するまでにはその分時間がかかり、それが遅延時間となるためである。したがってその往復遅延分だけ待ってから、監視レートを変更する必要がある。

そこで、ＡＢＲ通信を行うＡＴＭ交換機においては、ＵＰＣに必要とされる遅延時間を計測するための遅延時間計測が必要となる。
特開平８−２６５３３３号公報

ＡＢＲ通信では、ＵＮＩにおいて監視するレートに応じてＲＭセル内に書き込むＥＲを変更する際、上記の遅延時間分だけ待ってから監視レートを変更する必要がある。

ユーザ側が交換機からの指示に従っているときに誤ってＵＰＣにおいてセルを違反と判定することをできるだけ避けるために、ＵＰＣでは監視レートを下げる場合には遅延時間の最大値τ２に従ってレート変更を行ない、監視レートを上げる場合には遅延時間の最小値τ３によってレート変更を行うことが、ＡＴＭフォーラムやＩＴＵ−Ｔにおいて検討されている。

これらの遅延時間を実測する場合、交換機側から送信端末に戻ってきたＲＭセルはこの送信端末において終端されるので、交換機から送信端末までのセルの伝播時間と、送信端末から送出されたセルが交換機に達するまでの伝播時間の和を上記遅延時間として用いることが考えられる。

しかしながら、この値を正確な遅延時間と呼ぶためには、送信端末側と交換機側にある遅延を測るためのクロックの位相が高い精度で一致していることが必要であるが、これを実現することは非常に困難であるという問題がある。

またＡＴＭ交換システムにおいてＡＢＲサービスを機能させるためには、以下の２点の問題を解決しなければならない。

問題点１：上述のように、ＡＢＲ端末の動作は標準化の対象であるが、ＡＴＭ交換機の具体的な動作は標準化の対象外である。従って、ＡＴＭ交換機がＡＢＲサービスをサポートするためには、ＡＴＭ交換機は、上述したＥＦＣＩモード或いはＥＲモードの動作を実現するための制御機能を実装する必要がある。従って、従来のＡＴＭ交換機には無かった新たな制御機能が必要となる。

問題点２：大規模なＡＴＭ交換システムでは、ＡＴＭスイッチ内の交換速度が非常に高速なため、明示的指示レートＥＲの計算／変更機能を全てのバッファ箇所にインプリメントすることは困難である。

本発明は上述のような課題を解決しようとするものであって、まず、ＵＰＣに設定する遅延バラメータとして適切な値を設定することにより、ＡＢＲ通信において送信端末から網に流入するセル流の正確な監視を行うことが可能となる遅延時間計測方式を提供することを目的としている。また本発明は、輻輳を回避すると共に回線使用効率を向上することのできるＡＢＲ制御方法及びＡＢＲ制御装置を提供することを目的とする。さらに本発明は、大規模ＡＴＭ交換システム等においてもＡＢＲサービスを収容可能とするための具体的なＡＢＲ制御機能を提供することを目的としている。

図１は、本発明のＡＴＭ交換システムの構成例を示したものであって、１はＡＴＭ網、２と３はＡＴＭ交換機、ＡとＢはそれぞれＡＴＭ交換機２と３に対応するＡＢＲ端末である。この図は、ＡＴＭ交換機２とＡＢＲ端末Ａとの間の遅延を計測する場合を示しており、４はＡＢＲ端末Ａに対応するＵＮＩにおけるＡＢＲ用ＵＰＣ装置、５は遅延時間の計測を行う遅延時間計測部である。

ＡＢＲ端末ＡとＢに関して、双方向のＡＢＲコネクション＃１および＃２が存在する場合、正方向のコネクション＃１に関する遅延時間Ｔ１＋Ｔ２を計測するために、逆方向のＡＢＲコネクション＃２を利用する。ここで、遅延時間Ｔ１は遅延時間計測部５からＡＢＲ端末Ａまでの伝播時間、遅延時間Ｔ２はＡＢＲ端末Ａから遅延時間計測部５までの伝播時間である。ここでは、コネクション＃２のあるＲＭセルが遅延時間計測機能部５を通過してからＡＢＲ端末Ａで折り返されて再び遅延時間計測部５に達するまでの時間Ｔ３を、コネクション＃１に対して求める遅延時間とする。

本発明においては、ＲＭセルが遅延時間計測部５を最初に通過した時刻Ｔa を記憶しておき、対向する端末で折り返されて再び遅延時間計測部５で検出された時刻をＴb として、Ｔa −Ｔb を計算して遅延時間（往復遅延時間）を求める。この際、検出したＲＭセルが同一のＲＭセルであることを確認するために、ＲＭセル中のシーケンス番号（Sequence Number ：ＳＮ）を用いる。

このＳＮは送信端末で設定され、受信端末で変更されないことが、ＩＴＵ−ＴおよびＡＴＭフォーラムにおいて規定されている。従って、このＳＮが一致していることをもって同一のＲＭセルであることを確認できる。

以下、本発明の課題を解決するための具体的手段を述べる。
（１）ＡＢＲサービスを行うＡＴＭ網１において、交換機２の遅延時間計測部５によって網からの順方向ＲＭセルを検出したとき、まずその到着時刻Ｔa とともにコネクション識別子とシーケンス番号とを記憶し、次に記憶したものと同じコネクション識別子とシーケンス番号とを有する逆方向ＲＭセルが到着したとき、その到着時刻Ｔb を求める。そして到着時刻Ｔb から記憶した到着時刻Ｔa を減算することによって、ＲＭセルが交換機２に到着してから対向する受信側ＡＢＲ端末Ａで折り返されて再び交換機２に達するまでの往復遅延時間Ｔを算出する。（２）（１）の場合に、ＡＢＲコネクションが端末間で双方向で設定されている場合、一方向のＡＢＲコネクションに関する往復遅延時間ＴをＮ（Ｎは任意の整数）回計測し、この計測値の最大値および最小値を、それぞれ他方向のＡＢＲコネクションに対する、ＵＰＣで使用する遅延パラメタの最大値τ２および最小値τ３として設定する。
（３）（１）の場合に、ＡＢＲコネクションが端末間で双方向で設定されている場合、一方向のＡＢＲコネクションに関する往復遅延時間Ｔを１回計測し、この計測値を平均とする指数分布から算出された往復遅延時間の最大値および最小値を、それぞれ他方向のＡＢＲコネクションに対する、ＵＰＣで使用する遅延バラメタの最大値τ２および最小値τ３として設定する。

本発明のＡＢＲ制御方法は、（１）送信許可レートを送信端末に通知するＡＴＭ網に於けるＡＢＲ制御方法であって、観測期間中に１個以上のセルが到着するアクティブコネクションの数を出方路に対して求め、この出方路の帯域を前記アクティブコネクション数により除算した値を送信許可レートとして、送信端末に通知する過程を含む。従って、実際に活動しているコネクション数に対応した送信許可レートを設定することができる。

又本発明の他のＡＢＲ制御方法は、（２）送信許可レートを送信端末に通知するＡＴＭ網のＡＢＲ制御方法であって、観測期間中に１個以上のセルが到着するアクティブコネクションの数を出方路ごとに対して求め、このアクティブコネクションのミニマムセルレートを出方路ごとに加算した値を、出方路の帯域から減算する過程を含み、さらにこの減算結果を前記アクティブコネクション数により除算し、この除算した値にコネクションに対応するミニマムセルレートを加算して送信許可レートを算出し、この送信許可レートを送信端末に通知する過程を含む。これにより、送信許可レートをミニマムセルレートを下回らないように設定することができる。

上記のＡＢＲ制御方法は、（３）送信端末からのセルを一時的に蓄積する共通バッファメモリと、この共通バッファメモリのアドレスを管理するアドレス管理ＦＩＦＯバッファメモリとの少なくとも何れか一方に任意個数の閾値を設定する過程と、この閾値に対応して減少係数を設定する過程と、閾値を超えた蓄積量となった時にこの閾値に対応した減少係数を送信許可レートに乗算した値を送信端末に通知する過程を含むことができる。従って、出方路の帯域とアクティブＶＣ数とにより求められた送信許可レートを、輻輳発生前の状態に対応して補正して、輻輳を確実に回避させることができる。

又上記のＡＢＲ制御方法は、（４）セルの蓄積量が特定の閾値を超えた蓄積量の時に、送信許可レートをミニマムセルレートとして送信端末に通知する過程を含むことができる。

又上記ＡＢＲ制御方法では、（５）出方路に対応させてセルの到着個数をカウントし、一定個数のセルが到着した期間を観測期間とすることができる。

又上記ＡＢＲ制御方法では、（６）観測期間を、一定時間に設定することができる。この一定時間は例えばタイマにより設定することができる。

又本発明のＡＢＲ制御装置は、（７）例えば後に図７に示すように、送信許可レートを送信端末に通知するＡＴＭ網におけるＡＢＲ制御装置であって、送信端末からのセルを一時的に蓄積する共通バッファメモリと、出方路に対応して送信許可レートを算出する送信許可レート算出部と、共通バッファメモリに蓄積するセルのアドレスを管理するアドレス管理ＦＩＦＯバッファメモリと、アドレス管理ＦＩＦＯバッファメモリ又は共通バッファメモリ１の蓄積量を基に輻輳検出を行う輻輳検出制御部と、送信許可レート算出部からの送信許可レートをそのまま又は輻輳検出制御部からの輻輳通知信号に従って送信許可レートを低減した値を、ＲＭセルに書込んで送信端末に通知するＥＲ書込部とを備え、送信許可レート算出部は、観測期間中に１個以上のセルが到着するアクティブコネクションの出方路の数を出方路毎に求めて、この出方路の帯域を除算して送信許可レートを算出する構成を備えている。

（８）送信許可レート算出部は、出方路に対応させて到着セル数をカウントして、カウント値が所定数の時に観測期間とする到着セル計数カウンタと、出方路に対応させて到着セルのコネクション識別子を書込むアクティブＶＣテーブルと、このアクティブＶＣテーブルに書込まれた出方路に対応したコネクション識別子をカウントしてアクティブＶＣ数を求めるアクティブＶＣカウンタと、到着セル計数カウンタによる所定数をカウントしたアクティブＶＣカウンタのカウント内容のアクティブＶＣ数で、この出方路の帯域を除算して前記送信許可レートを算出する送信許可レート算出制御部とを備えている。

又（９）送信許可レート算出部は、出方路ごとにアクティブコネクションのミニマムセルレートを加算して合計ＭＣＲ値を出力する合計ＭＣＲ算出制御部と、観測期間に給けるアクティブコネクション数を求めるアクティブＶＣ計数カウンタと、観測期間に於ける合計ＭＣＲ算出制御部からの出方路対応の合計ＭＣＲ値を、出方路の帯域から滅算し、この減算した値をアクティブコネクション数で除算し、この除算した値にコネクション対応のミニマムセルレートを加算して、送信許可レートを算出する送信許可レート算出制御部とを備えている。

又（１０）ＥＲ書込部は、アドレス管理ＦＩＦＯバッファメモリ又は共通バッファメモリの蓄積量に対して複数の閾値を設定し、この閾値に対応した減少係数を設定したＥＲ変更パラメタテーブルと、アドレス管理ＦＩＦＯバッファメモリ又は共通バッファメモリ１からの閾値を庖えた情報を基に、ＥＲ変更パラメタテーブルから読み出した減少係数を、送信許可レート算出部からの送信許可レートに乗算するＥＲ算出部とを備えている。

図２は、本発明のブロック図である。

本発明は、固定長のセルをそれに付加されたルーティング情報に従って自律的にスイッチングさせるＡＴＭ交換機等のセル交換機において、そのセル交換機における輻輳状態をリソース管理セルを用いて送信端末１０９にフィードバックさせることにより、その送信端末１０９におけるセルの送信レートを可変させるＡＢＲサービス等を実現するフィードバック制御装置を前提とする。

まず、輻輳検出手段１０２（輻輳検出部３０３）は、セル交換機内のスイッチ部１０１（スイッチ部２０１）に設けられ、その内部の輻輳状態を検出する。

輻輳表示情報設定手段１０３（内部輻輳設定部３０４）は、セル交換機内のスイッチ部１０１に設けられ、輻輳検出手段１０２が検出した輻輳状態に応じてスイッチ部１０１を通過するユーザデータセルに、その輻輳状態を表示するための輻輳表示情報を設定する。より具体的には、輻輳表示情報設定手段１０３は、例えば、ユーザデータセルのヘッダ部のペイロードタイプフィールド内の明示的前方輻輳表示ビットとして、輻輳表示情報を設定する。

レート算出手段１０４（レート算出部２０６）は、セル交換機内のスイッチ部１０１の伝送路における伝送レートより低い伝送レートを有するセル交換機内の低速伝送路上、例えば多重分離装置１０８（多重分離装置２０５）の部分に設けられ、送信端末１０９に対して送信レートを指定する明示的指示レート（送信許可レートＢa(n)）を計算する。より具体的には、レート算出手段１０４は、例えば、低速伝送路上を転送される送信端末１０９における送信レートが可変され得るセルのアクティブな仮想コネクションの数を出力方路毎（加入者回線毎）に計測し、その各出力方路に設定されている伝送レートをその各出力方路毎のアクティブな仮想コネクションの数で除算し、その除算結果に基づいて（その除算結果として）明示的指示レートを計算する。

そして、レート変更手段１０５は、低速伝送路と同一の又は異なる低速伝送路上、例えば多重分離装置１０８から加入者回線処理装置１０６（加入者回線処理装置２０３）に向かう下り経路上に設けられ、その低速伝送路上を転送されるユーザデータセルへの輻輳表示情報の設定割合を検出し、その設定割合に基づきレート算出手段１０４が計算した明示的指示レートを変更し、その変更された明示的指示レートをその低速伝送路上を転送され送信端末１０９にフィードバックされるリソース管理セル（ＲＭセル）に設定する。より具体的には、レート変更手段１０５は、例えば、検出した輻輳表示情報の設定割合を所定の閾値、例えば設定割合の値と変化の増減方向に応じて設定される複数の所定の閾値と比較し、その比較結果に基づいてレート算出手段１０４が計算した明示的指示レートを変更する。更に具体的には、レート変更手段１０５は、例えば、上記比較結果に基づいて決定される除算値でレート算出手段１０４が計算した明示的指示レートを除算することによって、レート算出手段１０４が計算した明示的指示レートを変更する。これらの場合において、レート変更手段１０５は、所定周期で繰り返される観測区間毎の輻輳表示情報が設定されているユーザデータセルの到着個数として設定割合を検出する。或いは、レート変更手段１０５は、輻輳表示情報が設定されているユーザデータセルの到着間隔として設定割合を検出する。また、レート変更手段１０５は、検出した輻輳表示情報の設定割合をその前後に検出した設定割合に基づいて平滑化し、その平滑化された設定割合を所定の閾値と比較し、その比較結果に基づいてレート算出手段１０４が計算した明示的指示レートを変更するように構成してもよい。この場合における平滑化は、例えば次式に基づいて実行される。

Ｃ(n) ＝β・Now(n)＋（１−β）・Ｃ(n1)
Ｃ(n) は今回の平滑化後の設定割合
βは重み要素（０＜β≦１）
Now(n)は今回検出された平滑化されていない設定割合
Ｃ(n1)は前回の平滑化後の設定割合
なお、レート変更手段１０５は、所定周期で繰り返される観測区間毎に輻輳表示情報が設定されているユーザデータセルが到着した場合に、レート算出手段１０４が計算した明示的指示レートを所定の割合で変更するように構成してもよい。

上述したように、本発明では、スイッチ部１０１には、ユーザデータセルに輻輳表示情報を設定する機能のみを設け、時間のかかる明示的指示レートの計算機能がセルの交換速度が比較的遅い低速伝送路上に配置され、更に低速伝送路上において上記計算された明示的指示レートをユーザデータセルへの輻輳表示情報の設定状態に基づいて変更し、その変更された明示的指示レートがリソース管理セルに設定される。これにより、ハードウエア構成上の制約を回避すると同時に、スイッチ部１０１の輻輳状態をリソース管理セルに設定される明示的指示レートに適切に反映させることができる。

上述の発明の構成において、レート算出手段１０４は、計算した明示的指示レートを、低速伝送路上を転送され送信端末１０９にフィードバックされるリソース管理セルに設定し、レート変更手段１０５は、低速伝送路からレート算出手段１０４が計算した明示的指示レートが設定されているリソース管理セルを抽出し、そのリソース管理セルに設定されている明示的指示レートを設定割合に基づき変更し、その変更された明示的指示レートを抽出したリソース管理セルに設定し直し、そのリソース管理セルを低速伝送路に再び送出するように構成することができる。

この構成により、レート算出手段１０４からレート変更手段１０５への明示的指示レートの通知を効率良く行うことができる。

また、レート変更手段１０５は、検出した輻輳表示情報の設定割合をその前後に検出した設定割合に基づいて平滑化し、その平滑化された設定割合に基づいて明示的指示レートを変更することにより、明示的指示レートの極端な変化によって網上のトラヒックが不安定になることを回避することができる。

本発明の通信中コネクション数計測システムは、網の状態に応じて送信端末のパケット送出間隔の制御を行うセル交換網における通信中コネクション数計測システムであって、セル交換網において交換されるセルを検出するセル抽出部と、該セル抽出部によって少なくとも１個のパケットが到着したコネクションの数を通信中コネクション数としてカウントするコネクションカウンタと、観測開始点から所定間隔前までに該コネクションカウンタが認識した通信中コネクション数を決定する制御部と、を備えている。

前記観測開始点は前記セル抽出部にセルが到着した時刻と定義され、前記所定間隔は前記セル抽出部に所定個数のセルが到着する間隔として定義されうる。また、前記観測開始点は時間点であり、前記所定間隔は時間間隔として定義されうる。

前記制御部は、ある一定個数のセルが前記セル抽出部に到着するごとに、前記通信中コネクション数を決定しうる。また、前記制御部は、ある一定時間ごとに前記通信中コネクション数を決定する、請求項６１に記載の通信中コネクション数計測システム。

本発明の第２の通信中コネクション計測システムは、網の状態に応じて送信端末のパケット送出間隔の制御を行うセル交換網における通信中コネクション数計測システムであって、セル交換網において交換されるセルを検出するセル抽出部と、該セル抽出部によって少なくとも１個のパケットが到着したコネクションの数を通信中コネクション数としてカウントするコネクションカウンタと、観測開始点から所定間隔ＴＭ後までに該コネクションカウンタが認識するはずの通信中コネクション数を予測して決定する制御部と、を備えている。

前記制御部は、前記観測開始点から所定のＮ本の通信中コネクションを認識した時刻までの時間をＴとし、前記観測開始点から前記ＴＭ時間経過後の通信中コネクション数ＮACTIVEを係数αを用いて、ＮACTIVE＝α×Ｎ×ＴＭ／Ｔとして決定しうる。

また前記制御部は、前記観測開始点から前記ＴＭ時間内における実際の通信中コネクション数ＮACTIVER を計測し、該ＮACTIVER と前記ＮACTIVEとを比較して新たな係数αを決定し、次の通賃中コネクション数の決定において該新たなαを用いうる。

また前記制御部は、前記観測開始点から所定のＮｉ本の通信中コネクションを認識した時刻までの時間をＴｉとし、該Ｔｉ時間経過毎に前記観測開始点から前記ＴＭ時間経過後の通信中コネクション数ＮACTIVEをＮACTIVE＝Ｎｉ×ＴＭ／Ｔｉとして決定しうる。

また前記制御部は、前記時間ＴＭをｎ個の小期間Ｔｋに分割し、前記観測開始点から小期間Ｔｋが経過するまでに認識した通信中コネクション数をＮ本とし、前記観測開始点からＴＭ時間経過後の通信中コネクション数ＮACTIVEを、ＮACTIVE＝Ｎ×ｎとして決定しうる。

また前記制御部は、前記時間ＴＭをｎ個の小期間Ｔｋに分割し、前記観測開始点から小期間Ｔｋが経過するまでに認識した通信中コネクション数をＮ本とし、前記観測開始点からＴＭ時間経過後の通信中コネクション数ＮACTIVEを、ＮACTIVE＝α×Ｎ×ｎとして決定し、また前記観測開始点から前記ＴＭ時間内における実際の通信中コネクション数ＮACTIVER を計測し、該ＮACTIVER と前記ＮACTIVEとを比較して新たな係数αを決定し、次の通賃中コネクション数の決定において該新たなαを用いうる。

また前記制御部は、前記時間ＴＭをｎ個の小期間Ｔｋに分割し、小期間Ｔｋが経過する毎に該小期間Ｔｋ中に認識した通信中コネクション数をＮｋ本とし、該小期間Ｔｋが経過するごとに、前記観測開始点からＴＭ時間経過後の通信中コネクション数ＮACTIVEを、ＮACTIVE＝Ｎｋ＋（Ｎｋ−Ｎｋ1)×（ｎ−ｋ）として決定しうる。

さらに、システムは前記セル抽出部に到着したセルのコネクション識別子を記憶し、該コネクション識別子がまだ記憶されていない場合、該コネクション識別子に対応させて識別フラグを設定する記憶装置を備えることができ、前記制御部は、観測開始点から前記所定間隔ＴＭ後までに該コネクションカウンタがカウントした通信中コネクション数が該記憶装置に記憶可能な最大コネクション数Ｌを超えた場合、交換機に設定可能な最大コネクション数Ｍを前記ＮACTIVEとして設定しうる。

前記ＮACTIVEが前記交換機において接続可能な最大のコネクション数Ｍを越えた場合、該コネクション数Ｍを前記ＮACTIVEとして設定しうる。

前記ＮACTIVEが前記交換機において接続可能な最大のコネクション数Ｍを越えた場合、該交換機において現在確立しているコネクション数を該ＮACTIVEとして設定しうる。

本発明の通信中コネクション数計測方法は、網の状態に応じて送信端末のパケット送出間隔の制御を行うセル交換網における通信中コネクション数計測方法であって、セル交換網において交換されるセルを検出するステップと、少なくとも１個のパケットが検出されたコネクションの数を通信中コネクション数としてカウントするステップと、観測開始点から所定間隔前までにカウントした通信中コネクション数を決定するステップと、を備えている。また、この方法は上記の第１の通信中コネクション数決定システムにおける機能を実現するステップを含みうる。

本発明の第２の通信中コネクション数計測方法は、網の状態に応じて送信端末のパケット送出間隔の制御を行うセル交換網における通信中コネクション数計測方法であって、セル交換網において交換されるセルを検出するステップと、少なくとも１個のパケットが検出されたコネクションの数を通信中コネクション数としてカウントするステップと、観測開始点から所定間隔ＴＭ後までに該コネクションカウンタが認識するはずの通信中コネクション数を予測して決定するステップと、を備えている。また、この方法は上記の第２の通信中コネクション数決定システムにおける機能を実現するステップを含みうる。

本発明の記憶媒体は、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体であって、網の状態に応じて送信端末のパケット送出間隔の制御を行うセル交換網における通信中コネクション数計測機能を実行させるためのプログラムを記憶しており、該機能は、セル交換網において交換されるセルを検出するステップと、少なくとも１個のパケットが検出されたコネクションの数を通信中コネクション数としてカウントするステップと、観測開始点から所定間隔前までにカウントした通信中コネクション数を決定するステップと、を備えている。なお、この記憶媒体はさらに上記の第１のシステムの動作および第１の方法のステップを実現するための機能を含みうる。

本発明の第２の記憶媒体は、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体であって、網の状態に応じて送信端末のパケット送出間隔の制御を行うセル交換網における通信中コネクション数計測機能を実行させるためのプログラムを記憶しており、該機能は、セル交換網において交換されるセルを検出するステップと、少なくとも１個のパケットが検出されたコネクションの数を通信中コネクション数としてカウントするステップと、観測開始点から所定間隔ＴＭ後までに該コネクションカウンタが認識するはずの通信中コネクション数を予測して決定するステップと、を備えている。なお、この記憶媒体はさらに上記の第２のシステムの動作および第２の方法のステップを実現するための機能を含みうる。

上述の本発明の各装置、システム、方法を実現するためのコンピュータプログラムを一括して、あるいは分割して記憶している記憶媒体（磁気ディスク、光ディスク、磁気−光ディスク、ＲＯＭ、ＲＡＭ等）も本発明に含まれる。またこのプログラムを複数の記憶媒体に分割して使用することも本発明の範囲とする。

本発明によれば、ＡＢＲ通信を行うＡＴＭ網において交換機と端末間の遅延時間を計測し、ＵＰＣに設定する遅延パラメタとして適切な値を設定することができる。これによって、ＡＢＲ通信を行う場合に、送信端末から網に流入するセル流の正確な監視を行うことが可能なり、通信品質の劣化を防止することができる。

また、本発明によれば、ＡＢＲサービスによるＡＴＭ網において、観測期間中に１回でもユーザセルが到着するコネクションをアクテンプコネクションとし、そのうえで送信許可レートを、出方路対応のアクティブコネクション数で出方路の帯域を除算して求めるので、アクティブコネクション数が少ない出方路に対しては大きな送信許可レートを与えることができる。また、アクティブコネクション数が増加した場合は送信許可レートを低減するので、輻輳の回避、および輻輳からの回復を迅速に行うことができ、ＡＢＲサービスを効率良く提供することができる。

さらに本発明によれば、セル交換機内のスイッチ部には、ユーザデータセルに輻輳表示情報を設定する機能のみを設け、時間のかかる明示的指示レートの計算機能がセルの交換速度が比較的遅い低速伝送路上に配置され、更に低速伝送路上において上記計算された明示的指示レートをユーザデータセルへの輻輳表示情報の設定状態に基づいて変更し、その変更された明示的指示レートがリソース管理セルに設定される。これにより、ハードウエア構成上の制約を回避すると同時に、スイッチ部の輻輳状態をリソース管理セルに設定される明示的指示レートに適切に反映させることが可能となる。

この結果、大規模ＡＴＭ交換システム等において、ＡＢＲサービスなどのサービスの収容が可能となる。

また、レート算出手段からレート変更手段への明示的指示レートの通知が、リソース管理セルを介して行われることにより、その通知動作を効率良く行うことが可能となる。

更に、レート変更手段は、検出した輻輳表示情報の設定割合をその前後に検出した設定割合に基づいて平滑化し、その平滑化された設定割合に基づいて明示的指示レートを変更することにより、明示的指示レートの極端な変化によって網上のトラヒックが不安定になることを回避することが可能となる。

本発明の通信中コネクション計測方法を用いることにより、通信中コネクション数を計測する必要があるＡＴＭ交換機において、交換機が設定可能な最大コネクション数に起因して通信中コネクション数計測観測期間が大きくなった場合に、設定されている観測期間よりも短い時間で通信中コネクション数を知ることが出来、ＡＢＲ通信におけるＥＲ計算の遅延を短くすることが可能となる。さらに通信中コネクションを記憶するメモリが設定可能な最大コネクション数以下に制限されている場合に、適切な通信中コネクション数を決定することが出来、ＡＢＲ通信におけるＥＲ計算の結果が網に危険側に計算されることを防ぐことが可能となる。

以下、本発明による遅延時間決定の実施形態について説明する。

ここでは、前述の図１に示したコネクション＃２において、ＲＭセルがＡＴＭ網側から遅延時間計測部５を通過してＡＢＲ端末Ａにおいて折り返され、再び遅延時間計測部５に達するまでの時間（遅延時間）を計測して、その遅延時間からＵＰＣパラメタτ２とτ３を算出し、このτ２とτ３をコネクション＃１のＵＰＣパラメタとして設定する場合について説明する。

図３は本発明の一実施形態を示したものであって、遅延時間計測部５の詳細な構成を示すブロック図である。なお、この遅延時間計測部５は、例えば、図２における加入者回線処理装置１０６に設けられる。

図３において、図１における部分と同じものには同じ番号を用いている。１１は順方向に流れるＲＭセル（Forward ＲＭセル：以降、Ｆ−ＲＭセルと記す）のための順方向ＲＭセル検出・パラメタ抽出部、１２は制御部、１３はパラメタ保持メモリ、１４は逆方向に流れるＲＭセル（BackwardＲＭセル：以降、Ｂ−ＲＭセルと記す）のための逆方向ＲＭセル検出・パラメタ抽出部、１５は遅延時間演算部、１６はＵＰＣパラメタ算出・書込み制卸部、１７は計測遅延時間保持メモリである。

以下、図３に示した遅延時間計測部５の動作を説明する。以下の（ａ）〜（ｇ）は遅延時間計測部５の動作とその順序を示しており、図３中ではこれらは各動作に対応する部位を示している。

（ａ）まず、Ｆ−ＲＭセル検出・パラメタ抽出部１１によって、ＡＴＭ網側からのＦ−ＲＭセルを検出する。この際、Ｆ−ＲＭセル検出・パラメタ抽出部１１に備わる判定部は、ＲＭセル中の方向ビット（ＤＩＲ）を参照して、ＤＩＲ＝０を示すＲＭセルを検出する。ここでＤＩＲ＝０はＦ−ＲＭセルであることを示している。

（ｂ）検出したＲＭセル中の、コネクションを示すコネクション識別子およびシーケンス番号（ＳＮ）を抽出して制御部１２へ送る。

（ｃ）制御部１２は、抽出したコネクション識別子、シーケンス番号ＳＮ、および到着時刻Ｔa をパラメタ保持メモリ１３に書き込む。

（ｄ）Ｂ−ＲＭセル検出・パラメタ抽出部１４にＤＩＲ＝１を示すセルが到着した場合その到着時刻Ｔb を検出し、到着したＲＭセルのシーケンス番号ＳＮとともに制御部１２へ送る。ここでＤＩＲ＝１はＢ−ＲＭセルであることを示している。制御部１２は、到着したＲＭセルのＳＮを、パラメタ保持メモリ１３に保持されているＳＮとを比較して両者の一致を判定し、一致が判定されたとき到着時刻Ｔa とＴb を遅延時間演算部１５へ送る。

（ｅ）遅延時間演算部１５は、到着時刻の差Ｔ（Ｔ＝Ｔb −Ｔa ）を計算する。

（ｆ）ＵＰＣパラメタ算出・書込み制御部１６は、算出された時刻差Ｔを用いてＵＰＣの遅延パラメタτ２、τ３を導出する。

（ｇ）導出されたパラメタτ２、τ３を、パラメタ保持メモリ１３が記憶しているコネクション識別子と同じコネクション識別子を持つ、逆方向コネクション＃２に対するＵＰＣパラメタとして設定する。

図４は、本実施形態によるパラメタ保持メモリ１３の構成を示したものである。この図が示すように、パラメタ保持メモリ１３にはコネクション識別子と、シーケンス番号ＳＮと、Ｂ−ＲＭセル到着時刻Ｔ０のデータが、複数個格納される。

次に、計測した時刻差Ｔから、ＵＰＣの遅延パラメタτ２とτ３を導出する方法（第１の方法と第２の方法）を説明する。

第１の方法では、あるコネクションに対して遅延時間ＴをＮ回（Ｎは任意の整数）計測し、計測したなかでのＴの最大値をτ２、最小値をτ３として設定する。この場合、ＵＰＣパラメタ算出・書込み制御部１６は、計測した遅延時間Ｔを計測遅延時間保持メモリ１７に格納させ、遅延時間Ｔを所定のＮ回計測した時点で、格納したＮ個の遅延時間Ｔの中から最大値τ２と最小値τ３を決定する。

図５は、本実施形態による計測遅延時間保持メモリ１７の構成を示したものである。この図に示すように計測遅延時間保持メモリ１７には、コネクション識別子と、計測したＮ個の遅延時間Ｔ、Ｔ２、・・・、ＴＮが格納される。

第２の方法では、遅延時間Ｔを１回だけ計測し、この遅延時間から遅延パラメタτ２とτ３を決定する。この場合、ＵＰＣパラメタ算出・書込み制御部１６は、計測した遅延時間Ｔを平均とする指数分布曲線を算出する機能有し、この指数分布曲線から遅延パラメータの最小値および最大値を決定する。

図６は、指数分布曲線を用いた遅延パラメタτ２とτ３の決定方法を説明するための図である。この図が示すように、計測された遅延時間Ｔを平均とする指数分布曲線を決定し、この指数分布曲線のｘ％に相当するＴの値を遅延時間Ｔの最小値Ｔmin として、これをτ３とする。また、指数分布曲線のｙ％に相当するＴの値を遅延時間Ｔの最大値Ｔmax として、これをτ２とする。この第２の方法を用いる場合は、計測遅延時間保持メモリ１７は必要ない。なお、ｘ％とｙ％の値は、最も適切な遅延パラメータが得られるように予め設定することができる。

図７は本発明によるＡＢＲ制御装置の基本構成を表した図である。この図に示すように、このＡＢＲ制御装置は、共通バッファメモリ２１、送信許可レート算出部（あるいは明示的レートＥＲ算出部）２２、ＥＲ書込部２３、輻輳検出制御部２４、アドレス管理ＦＩＦＯバッファメモリ２５−１〜２５−ｎを備えている。このＡＢＲ制御装置はＥＲモードで動作するＡＴＭ交換機の要部に対応しており、ｎ個の入方路（入側の方路）とｎ個の出方路（出側の方路）とを有する。

複数の入方路を介して送られる送信端末側からのユーザセル及びＲＭセルは、図示を省略した多重化部により多重化され、送信許可レート算出部２２を介して共通バッファメモリ２１に一時的に蓄積される。その後各セルは、そのヘッダのＶＰＩとＶＣＩに対応した出方路に、図示を省略した多重分離部を介して送出される。共通バッファメモリ２１に於けるセル蓄積アドレスは、到着セルのＶＰＩ、ＶＣＩによって識別した出方路に対応するアドレス管理ＦＩＦＯバッファメモリ２５−１〜２５−ｎにより管理され、これにより輻輳が発生しているか否かを判定する。

到着セルのＶＰＩ、ＶＣＩにより識別した出方路に対応するアドレス管理ＦＩＦＯバッファメモリには、共通バッファメモリ２１における、到着したセルを書込んだ部分を示すアドレスが格納される。或る出方路に対応するアドレス管理ＦＩＦＯバッファメモリに蓄積された共通バッファメモリ２１のアドレスの個数が所定値を超えると、その出方路に輻輳が発生したと判定し、輻輳検出信号を輻輳検出制御部２４に伝え、輻輳検出制御部２４はＥＲ書込部２３に輻輳通知信号を出力する。この場合、輻輳検出制御部２４において共通バッファメモリ２１のセルの蓄積量を基に輻輳発生を検出することもできる。

送信許可レート算出部２２は、各出方路に対応したＡＢＲ通信に使用できる空帯域を基に送信許可レートを算出する。この場合、輻輳状態であるか否かに拘らず送信許可レートを算出するが、非輻輳時は、出方路に対応した送信許可レートがＥＲ書込部２３に転送されて、順方向ＲＭセル（Ｆ−ＲＭセル）及び逆方向ＲＭセル（Ｂ−ＲＭセル）の明示的指示セルレートＥＲのフィールドに書込まれる。

輻輳検出制御部２４から輻輳通知信号がＥＲ書込部２３に伝わると、ＥＲ書込部２３は送信許可レート算出部２２に於いて算出した送信許可レートを、所定の規則に従って低減させ、その低減した値をＲＭセルの明示的指示セルレートＥＲのフィールドに書込む。送信端末はこのＲＭセルを受信し、受信したＲＭセルの明示的指示セルレートＥＲのフィールドに書込まれた送信許可レートに従って送信レートを低減する。これにより、輻輳状態を迅速に回復することができる。

図８は送信許可レート算出部２２の構成を示している。この図に示すように、送信許可レート算出部２２は、セル抽出部３１、到着セル計数カウンタ３２、アクティブＶＣテーブル３３、アクティブＶＣ計数カウンタ３４、送信許可レート算出制御部（あるいは明示的レートＥＲ算出制御部）３５を備えている。セル抽出部３１は、送信端末側から送信されるセルのＶＰＩとＶＣＩを含むコネクション識別子を抽出して、アクティブＶＣテーブル３３に加えると共に、コネクション識別子を基に出方路に対応したセル検出信号を到着セル計数カウンタ３２に加える。

この到着セル計数カウンタ３２は、出方路に対応させて到着セルをカウントアップし、各出方路に対応するカウント値が所定値となると観測期間終了通知信号を送信許可レート算出制御部３５に出力する。

アクティブＶＣテーブル３３は、例えば図９に示すように、出方路＃１〜＃ｎに対応したテーブル（出方路用テーブル）を備え、それぞれのテーブルはコネクション識別子とセル到着識別フラグとを記録する領域を備えている。また、アクティブＶＣ計数カウンタ３４は、アクティブＶＣテーブル３３の出方路＃１〜＃ｎ用テーブルのセル到着識別フラグをカウントアップすることにより、アクティブＶＣ数を求める。

例えば、到着したセルを送出する出方路が＃１の場合には、そのセルのコネクション識別子を出方路＃１用テーブルに書込むと共に、セル到着識別フラグをセットし、到着セル計数カウンタ３２の出方路＃１に対応するカウンタをカウントアップする。又アクティブＶＣ計数カウンタ３４は、出方路毎にセル到着識別フラグをカウントアップする。

その後、同一のコネクション識別子を有するセルが到着した場合、到着セル計数カウンタ３２はカウントアップされるが、アクティブＶＣテーブル３３の出方路＃１用テーブルにおいてこのコネクション識別子に対応するセル到着識別フラグは先にセットされているから、出方路＃１用テーブルはそのままの状態に維持され、アクティブＶＣ計数カウンタ３４はカウントアップされない。

従って、このアクティブＶＣ計数カウンタ３４のカウント値は、リセット信号によりクリアされるまでの間に、１回でもユーザセルが到着したコネクション数、即ち、アクティブコネクション数を示すことになる。なお、アクティブＶＣテーブル３３のセル到着識別フラグとアクティブＶＣ計数カウンタ３４のカウントアップとの制御において、新たに書込まれたコネクション識別子をアクティブＶＣ計数カウンタ３４がカウントアップし、カウントアップしたことを示すセル到着識別フラグをセットして、それ以後のセル到着識別フラグがセットされたコネクション識別子のカウントアップを行わないように制御することもできる。

送信許可レート算出制御部３５は、到着セル計数カウンタ３２からの出方路に対応した観測期間終了通知信号を受信すると、出方路毎にアクティブＶＣ数をアクティブＶＣ計数カウンタ３４から読取り、出方路の送信許可レートを算出してＥＲ書込部２３へと転送する。また送信許可レート算出制御部３５は、リセット信号を到着セル計数カウンタ３２とアクティブＶＣテーブル３３とアクティブＶＣ計数カウンタ３４とに出力して、対応する出方路についてのカウント値、コネクション識別子とセル到着識別フラグ、及びアクティブＶＣ数とをクリアする。

図１０は本発明によるＡＢＲ制御装置の動作を示すフローチャートである。

このフローチャートが示すように、まず一定個数のセルが到着する間のアクティブＶＣ数Ｎｖｃ（ｎ）を、出方路毎に計測する（ステップＳ１）。このとき、到着セル計数カウンタ３２が出方路毎に到着セルが一定個数となったことを検出すると、観測期間終了通知信号を送信許可レート算出制御部３５に出力し、アクティブＶＣ計数カウンタ３４により出方路毎にカウントアップしたアクティブＶＣ数Ｎｖｃ（ｎ）を求める。

次に、送信許可レートＢａ（ｎ）を、Ｂａ（ｎ）＝Ｂ（ｎ）／Ｎｖｃ（ｎ）により算出する（ステップＳ２）。なお、Ｂ（ｎ）は各出方路の帯域を示す。この送信許可レートＢａ（ｎ）をＥＲ書込部３２へ転送し（ステップＳ３）、順方向ＲＭセル及び逆方向ＲＭセルの明示的指示セルレートＥＲのフィールドに書込む。ここでは、帯域Ｂ（ｎ）をアクティブＶＣ数で除算した値が送信許可レートＢａ（ｎ）とされるが、アクティブＶＣ数が多い場合は送信許可レートＢａ（ｎ）が低減されるので、輻輳の発生を回避することができる。

図１１は本発明のＡＢＲ制御装置の動作の第２の例を示すフローチャートである。

この例では、まず一定時間の観測期における出方路ごとのアクティブＶＣ数Ｎｖｃ（ｎ）を計測する（ステップＳ１１）。次に、前述のステップＳ２と同様な演算により送信許可レートＢａ（ｎ）を算出し（ステップＳ１２）、ＥＲ書込部３２へ転送する（ステップＳ１３）。この場合の一定時間の観測期間は、図８に於ける到着セル計数カウンタ３２を、出方路ごとのタイマ、或いは共通化したタイマとし、一定時間経過毎に送信許可レート算出制御部３５に観測期間終了通知信号を加える。これにより、前述の例と同様に、送信許可レートＢａ（ｎ）を求めることができる。

図１２は図７に示した送信許可レート算出部２２の第２の構成例を示す図である。

この図に示すように、この送信許可レート算出部２２は、セル抽出部４１、到着セル計数カウンタ４２、アクティブＶＣテーブル４３、アクティブＶＣ計数カウンタ４４、送信許可レート算出制御部（あるいは明示的レート算出制御部）４５、ＲＭセル抽出部４６、合計ＭＣＲ算出制御部４７を備えている。

セル抽出部４１は送信端末側から到着したセルのコネクション識別子を抽出し、到着セル計数カウンタ４２はそのセルを出方路に対応させてカウントアップする。カウントしたセルの数が所定数に達すると、到着セル計数カウンタ４２は観測期間終了通知信号を送信許可レート算出制御部４５に出力する。アクティブＶＣテーブル４３は、出方路に対応したコネクション識別子が既に書込まれているか否かを識別し、書込まれていない場合はコネクション識別子を書込むと共に、セル到着識別フラグをセットする。アクティブＶＣ計数カウンタ４４は、出方路ごとにセル到着識別フラグがセットされているコネクション識別子数をカウントアップする。

ＲＭセル抽出部４６は、到着したＲＭセルからコネクション識別子とＭＣＲ（Minimum Cell Rate ）とを抽出して、合計ＭＣＲ算出制御部４７に送る。この合計ＭＣＲ算出制御部４７は、アクティブＶＣテーブル４３を参照して、ＲＭセル抽出部４６から送られたコネクション識別子がアクティブＶＣテーブル４３に書込まれているか否かを判定し、アクティブＶＣテーブル４３に書込まれている場合は、ＭＣＲ値を加算する。このように、観測期間中に１個以上のセルが到着したコネクションはアクティブコネクションとされ、そのアクティブコネクションについてのミニマムセルレートＭＣＲが加算される。この場合、同一のコネクションについてのＭＣＲ値を繰り返して加算しないように、アクティブＶＣテーブル４３にＭＣＲ加算識別フラグを設け、アクティブＶＣについてのコネクション設定時のミニマムセルレートＭＣＲを出方路に対応させて加算する。

図１３はアクティブＶＣテーブル４３の構成を示す図である。

この図に示すように、アクティブＶＣテーブル４３は各出方路に対応した出方路＃１〜＃ｍ用テーブルを備えており、これらのテーブルはコネクション識別子の領域ＣＩと、セル到着識別フラグの領域ＣＦと、ＭＣＲ加算識別フラグの領域ＡＦとを備えている。送信許可レート算出制御部４５は出方路ごとに送信許可レートを算出すると、それに対応した出方路用テーブルをクリアし、次に到着したセルのコネクション識別子を出方路に対応させて領域ＣＩに書込み、それに対応した領域ＣＦにセル到着識別フラグをセットする。また、領域ＡＦにＭＣＲ加算識別フラグをセットし、合計ＭＣＲ算出制御部４７から参照された場合には、参照されるコネクションに対応するＭＣＲは既に加算されたことを表示する。

送信許可レート算出制御部２５は、到着セル計数カウンタ４２から出方路に対応した観測期間絶了通知信号を受信すると、アクティブＶＣ計数カウンタ４４からその出方路のアクティブＶＣ数を読取り、又合計ＭＣＲ算出制御部４７から合計ＭＣＲ値を読取って、送信許可レートを算出する。

この場合、各出方路の帯域をアクティブＶＣ数で除算した値を送信許可レートＢａ（ｎ）とすると、送信許可レートがミニマムセルレートＭＣＲ以下となる場合がある。各送信端末に対してミニマムセルレートＭＣＲが保証されていることから、送信許可レートがＭＣＲ以下になっても各送信端末はＭＣＲの送信レートでセルを送出する可能性があり、その場合には輻輳が発生する。

そこで、前述のように出方路に対応させてアクティブＶＣの各ＭＣＲを加算し、出方路の帯域から合計ＭＣＲ値を減算した後アクティブＶＣ数で除算する。これにより、ＭＣＲ値を超えて使用可能となるレートが判るから、それにアクティブＶＣごとにＭＣＲを加算して送信許可レートとする。したがって、各送信端末に対してはＭＣＲを保証し、且つ輻輳発生を回避することができる。

図１４は上記送信許可レート算出部の第２の例の動作を示すフローチャートである。この図に示すように、まずＲＭセル中のＭＣＲを抽出し（ステップＳ２１）、次にアクティブＶＣテーブルにそのＶＣが存在して参照済みか否かを判定する（ステップＳ２２）。即ち、ＲＭセル抽出部４６において抽出したＲＭセル中のＭＣＲとコネクション識別子とを抽出して、合計ＭＣＲ算出制御部４７に与え、合計ＭＣＲ算出制御部４７は、ＲＭセルのコネクション識別子を基にアクティブＶＣテーブル４３を参照して、このコネクション識別子がアクティブＶＣテーブル４３に書込まれているか否かを判定する。このときコネクション識別子が書込まれている場合は、それが参照済みか否か、即ち、ＭＣＲ加算識別フラグがセットされているか否かも判定する。

コネクション識別子がアクティブＶＣテーブル４３に書込まれており、且つ参滑済みでない場合は、出方路に対応させてコネクションのＭＣＲを加算する。即ち、ΣＭＣＲ＝ΣＭＣＲ＋ＭＣＲの加算を行う（ステップＳ２３）。コネクション識別子がアクティブＶＣテーブル４３に書込まれていない場合は、アクティブＶＣではないからＭＣＲの加算は行わない。又書込まれているが参照済みの場合は、既に、このアクティブＶＣについてのＭＣＲを加算しているから、再度の加算は行わない。

上記の動作とともに、一定個数のセルが到着する間のアクティブＶＣ数Ｎｖｃ（ｎ）も求める（ステップＳ２４）。即ち、到着セル計数カウンタ４２によってカウントされた出方路ごとのセル到着数が所定数となると、観測期間終了通知信号を送信許可レート算出制御部４５に与え、送信許可レート算出制御部４５は、その出方路に対応したアクティブＶＣ数をアクティブＶＣ計数カウンタ４４から読取る。又合計ＭＣＲ算出制御部４７から出方路に対応した合計ＭＣＲ値も読取る。

そして、送信許可レートＢａ（ｎ）を、Ｂａ（ｎ）＝ＭＣＲ＋〔（Ｂ（ｎ）−ΣＭＣＲ）／Ｎｖｃ（ｎ））〕により算出し（ステップＳ２５）、ＥＲ書込部へ転送する。なお、ＭＣＲは、コネクション設定時に申告したミニマムセルレート、Ｂ（ｎ）は出方路の帯域である。上記の動作により、アクティブＶＣ対応の送信端末に対してＭＣＲを保証できる送信許可レートを指示することができる。

図１５は、上記送信許可レート算出部の第２の例の第２の動作を示すフローチャートである。図１４に示したフローチャートでは、ステップＳ２４において一定個数のセル到着期間中のアクティブＶＣ数Ｎｖｃ（ｎ）を求めたが、この動作例では、ステップＳ２４に対応するステップＳ３４において、一定時間の観測期間中のアクティブＶＣ数Ｎｖｃ（ｎ）を求める点が第１動作例と相違するだけで、他のステップＳ３１〜Ｓ３３およびＳ３５では、それぞれ前述のステップＳ２１〜Ｓ２３およびＳ２５と同一の処理を行う。

ステップＳ３４における一定時間は、図１２における到着セル計数カウンタ４２の代わりに、出方路に対応したタイマ、或いは各出方路で共通化したタイマを設け、このタイマによって一定時間の観測期間を測定して送信許可レート算出制御部４５に通知する。

図１６は本発明によるＡＢＲ制御装置の第２の実施形態を表した図である。この図に示すように、このＡＢＲ制御装置は、共通バッファメモリ５１、送信許可レート算出部５２、ＥＲ書込部５３、輻輳検出制御部５４、出方路に対応したアドレス管理ＦＩＦＯバッファメモリ５５−１〜５５−ｎ、出方路に対応した輻輳検出部５６−１〜５６−ｎを備えている。

送信端末側からのユーザセル及びＲＭセルは、送信許可レート算出部５２を介して共通バッファメモリ５１に一時的に蓄積され、各セルはそのヘッダのＶＰＩとＶＣＩに対応した出方路に送出される。共通バッファメモリ５１に蓄積されたセルのアドレスは、到着したセルのＶＰＩとＶＣＩにより識別した出方路に対応するアドレス管理ＦＩＦＯバッファメモリ５５−１〜５５−ｎによって管理され、輻輳検出部５６−１〜５６−ｎはそれぞれ対応する方路の輻輳を検出する。

このアドレス管理ＦＩＦＯバッファメモリ５５−１〜５５−ｎと、共通バッファメモリ５１の構成は図示を省略しているが、到着セルのＶＰＩとＶＣＩによって識別した出方路に対応するアドレス管理ＦＩＦＯバッファメモリに対して、共通バッファメモリ３１に到着したセルの書込みアドレスが格納される。この場合、各アドレス管理ＦＩＦＯバッファメモリ５５−１〜５５−ｎには、複数のアドレス管理閾値ＴＨ１〜ＴＨｍが設定される。

或る出方路に対応するアドレス管理ＦＩＦＯバッファメモリに蓄積された共通バッファメモリ５１のアドレスの個数が所定のアドレス管理閾値ＴＨｍを超えると、その出方路には輻輳が発生したと判定され、輻輳検出信号が輻輳検出制御部５４に与えられる。輻輳検出制御部５４は、出方路に対応したアドレス管理ＦＩＦＯバッファメモリ５５−１〜５５−ｎに蓄積されているアドレス個数がどのアドレス管理閾値を超えたかの情報を輻輳通知信号としてＥＲ書込部５３に出力する。

送信許可レート算出部５２は、前述の図７の送信許可レート算出部２２と同様に動作して、コネクションに対応する送信許可レートを算出してそれをＥＲ書込部５３に出力する。このとき、輻輳検出制御部５４からの輻輳通知信号がなければ、その送信許可レートをそのコネクションの順方向及び逆方向のＲＭセルの明示的指示セルレートＥＲのフィールドに書込んだあとセルを送出する。

図１７は、アドレス管理ＦＩＦＯバッファメモリ５５（アドレス管理ＦＩＦＯバッファメモリ５５−１〜５５−ｎに対応）の説明図である。

アドレス管理ＦＩＦＯバッファメモリ５５は、共通バッファメモリ５１のアドレスを、共通バッファメモリ５１からセルを読出す為のキューとして蓄積し、そのキュー長に従ってアドレス管理閾値ＴＨ１〜ＴＨｍが設定される。アドレス管理ＦＩＦＯバッファメモリ５５は、蓄積したアドレス数に相当するキュー長が何れのアドレス管理閾値を超えたかを輻輳検出部５６−１〜５６−ｎを介して輻輳検出制御部５４（図１６参照）に転送し、キュー長が特定の閾値ＴＨｍを超えた時に、輻輳検出部５６−１〜５６−ｎは輻輳検出信号を輻輳検出制御部３４に転送する。

また、アドレス管理ＦＩＦＯバッファメモリ５５に対して、蓄積したアドレス数が各閾値ＴＨ１〜ＴＨｍを超えた時に送信許可レートＢａに乗算する減少係数α１〜αｍが設定される。この減少係数α１〜αｍは、それぞれアドレス管理閾値ＴＨ１〜ＴＨｍに対応して設定されており、蓄積したアドレスがあるアドレス管理閾値を超えた場合それに対応する減少係数α１〜αｍが出力される。ＥＲ書込部５３（図１６参照）は、送信許可レート算出部５２からの送信許可レートＢａに対して、輻輳検出制御部５４を介して入力した滅少係数α１〜αｍ（１＜α１＜α２＜・・・＜αｍ）を乗算して、その乗算値を送信許可レートとして、順方向及び逆方向のＲＭセルの明示的指示セルレートＥＲのフィールドに書込む。これにより、ＥＲ書込部５３は、ＲＭセルの明示的指示セルレートＥＲのフィールドに書込む送信許可レートを、輻輳が発生しないような値に低減することができる。

図１６には、各アドレス管理ＦＩＦＯバッファメモリ５５−１〜５５−ｍに対してそれぞれ同一のアドレス管理閾値ＴＨｌ〜ＴＨｍを設定する場合を示したが、出方路の特性に応じて出方路毎に異なるアドレス管理閾値を設定することも可能である。またアドレス管理閾値ＴＨｌ〜ＴＨｍに対する減少係数α１〜αｍをそれぞれ異なる値に設定することも可能である。さらに、共通バッファメモリ５１に蓄積されるセルの個数に対して、アドレス管理ＦＩＦＯバッファメモリに対する場合と同様にアドレス管理閾値を設定することもできる。

また、共通バッファメモリ５１とアドレス管理ＦＩＦＯバッファメモリ５５−１〜５５−ｍとに対してそれぞれアドレス管理閾値を設定することも可能であり、蓄積量がそれぞれのアドレス管理閾値を超えた否かに対応して、送信許可レート算出部５２に於いて算出した送信許可レートに減少係数α１〜αｍを乗算し、これによって輻輳が発生しないように送信許可レートを低減することができる。

さらに、送信許可レート算出部５２は前述の実施形態のように、送信許可レートを算出する期間として、一定個数のセルが到着する期間を観測期間と設定する方法、又は一定時間を観測期間として設定する方法の何れかを採用することができる。又ミニマムセルレートＭＣＲを考慮して送信許可レートを算出することもできる。

図１８はＥＲ書込部５３の説明図である。

この図に示すように、ＥＲ書込部５３は、ＥＲ書込制御部６１と、ＥＲ算出部６２と、ＥＲ変更パラメタテーブル６３を備えている。このＥＲ変更パラメタテーブル６３には、例えば次の図１９に示すように、アドレス管理閾値ＴＨ１〜ＴＨｍが格納され、またこれらに対応させて減少係数α１〜αｍ（１＞α１＞α２・・・＞αｍ＞０）も格納される。

ＥＲ書込制御部６１に送信許可レート算出部５２から送信許可レートが送られ、かつ輻輳検出制御部５４から輻輳通知信号が送られると、ＥＲ算出部６２は輻輳通知信号に含まれるアドレス管理閾値を基にＥＲ変更パラメタテーブル６３から減少係数を読み出し、それを送信許可レート算出部５２から送られた送信許可レートに乗算して送信許可レート得る。そして、得られた送信許可レートを順方向ＲＭセルと逆方向ＲＭセルの明示的指示セルレートＥＲのフィールドに書込んでセルを送出する。

ＥＲ変更パラメタテーブル６３は、各出方路に共通化して設けることもできる。この場合ＥＲ変更パラメタテーブル６３は、出方路に対応したテーブルを備える構成となり、各テーブルはそれぞれ異なる減少係数を格納することとなり得る。また前述のように、出方路毎に異なる値のアドレス管理閾値ＴＨ１〜ＴＨｍを設定することもできる。

前述の各実施の形態における各部の処理機能は、プロセッサ等により実現可能であり、又専用のハードウェアにより実現することも可能である。また、ＡＢＲサービスと他のＣＢＲ（Constant Bit Rate ）サービス等と混在したＡＴＭ網のサービスにおけるＡＢＲ通信に対しても適用することができる。また本発明の実施形態は前述の実施の形態にのみ限定されるものではなく、種々の機能や要素を付加、変更し得るものである。

次に、本発明によるＡＴＭ交換システムの実施形態について説明する。

図２０は、本実施形態のＡＴＭ交換システムの構成図である。

このシステムにおいて、加入者回線処理装置２０３は、加入者端末（加入者ＡＢＲ端末）２０２が接続される低速な回線を終端し、加入者端末２０２から流入するセルの流量の監視制御（ＵＰＣ：Usage Parameter Control）や課金処理等を実行する。

多重集線装置（マルチプレクサ）２０４は、加入者回線処理装置２０３が終端する低速な回線を多重集線し、高速な内部入力リンクに接続する。

スイッチ部２０１は、高速な入力リンクを幾つかの高速な出力リンクにセルごとに交換する自己ルーティングモジュール（ＳＲＭ）を多段に接続したものである。このスイッチ部２０１は、後述するように、本発明に特に関連して、内部の輻輳状態に応じてユーザデータセルのヘッダ部にＥＦＣＩビットを設定する機能を有する。

多重分離装置（デマルチプレクサ）２０５は、スイッチ部２０１の出力側に接続される高速な内部出力リンクを、低速な加入者回線に多重分離する。

レート算出部２０６は、本発明に特に関連する部分であり、多重分離装置２０５に接続されて、明示的指示レートＥＲを計算するための基礎レートである送信許可レートＢa(n)を計算する。

レート変更部２０７も、本発明に特に関連する部分であり、多重分離装置２０５から加入者回線処理装置２０３へ向かう下り経路上に設けられて、レート算出部２０６が計算した送信許可レートＢa(n)と、その経路上を通過するユーザデータセルにスイッチ部２０１によってＥＦＣＩビットが設定される度合とに基づいて明示的指示レートＥＲを計算し、それをＲＭセルに書き込む。

前述した通り、ＡＢＲサービスなどのフィードバック制御を必要とするサービスを利用する加入者端末をＡＴＭ網に収容するには、加入者端末を制御するためにＲＭセルに設定される明示的指示レートＥＲの計算／設定機能がＡＴＭ交換機自体に必要となる。しかし、このレート計算／設定はマイクロ秒オーダで行われなければならないため、セルを高速に交換する箇所（例えばスイッチ部）ではハードウエア的にその計算／設定が間に合わず、その機能のインプリメントは困難である。

そこで、図２０に示したシステムでは、明示的指示レートＥＲの計算／設定機能が、セルの交換速度が比較的遅い多重分離装置２０５に配置される。多重分離装置２０５では、セルの交換速度が比較的遅く出力方路（出側の方路、出方路）も限定されるため、明示的指示レートＥＲの計算／設定機能はインプリメントし易い。但し、この構成が採用される場合、多重分離装置２０５において発生する輻輳は、上記明示的指示レートＥＲの計算／設定機能によってある程度抑えられるが、スイッチ部２０１において発生する輻輳は抑えることができない。

この問題を解決するために、図２０に示したシステムでは、まず、スイッチ部２０１に、その内部の輻輳状態に応じてユーザデータセルのヘッダ部にＥＦＣＩビットを設定する機能が配置される。そして、多重分離装置２０５から加入者回線処理装置２０３へ向かう下り経路上に後述するレート変更部２０７が設けられる。このレート変更部２０７は、上記下り経路上を通過するユーザデータセルへのＥＦＣＩビットの設定割合を計測し、その計測結果と後述するレート算出部２０６が計算した送信許可レートＢa(n)とに基づいて、明示的指示レートＥＲを計算し、それを上記下り経路上を通過するＲＭセルに書き込む。このような構成により、スイッチ部２０１内の輻輳を抑えることができる。

図２１は、スイッチ部２０１を構成するＳＲＭの構成図である。なお、図７および図１６に示した装置もこのスイッチ部２０１のＳＲＭに対応させることができる。

共通バッファメモリ３０１には、ｎ本の入力方路（内部入力リンク）からそれぞれ入力されたセルが一時的に保持される。

ｎ個のアドレス管理バッファ３０２は、ｎ本の出力方路（内部出力リンク）毎に設けられる。共通バッファメモリ３０１に各出力方路に出力されるべき１つ以上のセルが格納されている場合、そのアドレスがアドレス管理バッファ３０２に保持される。そして、出力方路には、それに対応するアドレス管理バッファ３０２に記憶されているアドレスに対応する共通バッファメモリ３０１上のアドレスに記憶されているセルが順次読み出されて、出力方路に出力される。セルが読み出されると、それに対応するアドレス管理バッファ３０２上のアドレスは削除される。

輻輳検出部３０３は、出力方路毎に、出力方路に対応するアドレス管理バッファ３０２に記憶されているアドレス数を所定の閾値と比較する。これにより、各出力方路毎の輻輳が検出される。ここで、各アドレス管理バッファ３０２に記憶されているアドレス数は、アドレス管理バッファ３０２に対応する出力方路にたいして、その各アドレス数に等しい数のセルが共通バッファメモリ３０１に滞留していることを示している。従って、これら各アドレス数を監視することによって、出力方路毎の輻輳状態を検出することができる。そして、輻輳検出部３０３は、出力方路毎に輻輳の有無を内部輻輳設定部３０４に通知する。

内部輻輳設定部３０４は、出力方路のセルが共通バッファメモリ３０１から読み出される場合、輻輳検出部３０３からの通知に基づいて、輻輳が発生している出力方路のユーザデータセルが共通バッファメモリ３０１から読み出されるタイミングで、そのユーザデータセルのヘッダ部にＥＦＣＩビットを設定する。

図２２は、セルの一般的なデータフォーマットを示す図であり、図２２の中の（ａ) は加入者回線上のインタフェースであるＵＮＩ（User NetworkInterface）上のフォーマット、（ｂ）は局間の中継回線上のインタフェースであるＮＮＩ（Network Network Interface）上のフォーマットである。図２２に示されるように、セルはヘッダ部とペイロードとから構成される。通信データ（ユーザデータ又は各種制御データ）は、ペイロードである情報フィールドに格納される。ヘッダ部において、一般的フロー制御フィールドＧＦＣは、ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）等におけるセルの競合制御のために使用される。仮想パス識別子ＶＰＩはセルの仮想パスＶＰを識別するためのアドレス情報、仮想チャネル識別子ＶＣＩはセルの仮想チャネルＶＣを識別するためのアドレス情報である。セル損失優先度フィールドＣＬＰは、セル転送の優先度を制御するために使用される。ヘッダ誤り制御フィールドＨＥＣは、ヘッダ部のデータ誤りを検出／訂正するためのエラーチェックコードである。ペイロードタイプフィールドＰＴは、本発明に特に関連し、セルの種類を示す情報及びＥＦＣＩビットが格納される。このペイロードタイプフィールドＰＴの長さは３ビットであり、ユーザデータセルにおいては、このペイロードタイプフィールドＰＴの第４ビット（左端のビット）に０がセットされている。また、ユーザデータセルにおいて、ペイロードタイプフィールドＰＴの第５ビット（中央のビット）はＥＦＣＩビットとして機能する。このＥＦＣＩビットは、その値が０のときはそのユーザデータセルに関して輻輳が発生していないことを示し、その値が１のときはそのユーザデータセルに関して輻輳が発生していることを示す。

図２１の内部輻輳設定部３０４は、輻輳検出部３０３からの通知に基づいて輻輳が発生していることが知らされた出力方路のユーザデータセルが共通バッファメモリ３０１から読み出されるタイミングで、そのユーザデータセル内の上述のＥＦＣＩビットに、輻輳の発生を示す値１を設定する。また、後述するＲＭセルにおいては、ペイロードタイプフィールドＰＴには３ビットデータ“１１０”が設定される。

なお、スイッチ部２０１内においては、各セルの先頭には自己ルーティング用のタグ等が格納される数オクテット分のオーバーヘッドが付加され、また、ここではＶＰＩ及びＶＣＩの値も変換されるが、ペイロードタイプフィールドＰＴの３ビットデータはそのまま伝送される。

図２３は、図２０の多重分離装置２０５の構成図である。この多重分離装置２０５の基本的な構成は、図２０のスイッチ部２０１を構成するＳＲＭの構成に類似する。

共通バッファメモリ４０１には、スイッチ部２０１の１つの出力方路から入力されたセルが一時的に保持される。

ｍ個のアドレス管理バッファ４０２は、ｍ本の加入者回線毎（ｍ台の加入者回線処理装置２０３毎）に設けられ、共通バッファメモリ４０１において各加入者回線に出力されるべき１つ以上のセルが格納されている１つ以上のアドレスが保持される。そして、加入者回線毎に、それに対応するアドレス管理バッファ４０２に記憶されている各アドレスに対応する共通バッファメモリ４０１上の各アドレスに記憶されているセルが順次読み出されて、各加入者回線に向けて出力される。セルが読み出されると、それに対応するアドレス管理バッファ４０２上のアドレスは削除される。

輻輳検出部４０３は、加入者回線毎に、各加入者回線に対応する各アドレス管理バッファ４０２に記憶されているアドレス数を所定の閾値（複数の閾値でもよい）と比較することにより、各加入者回線毎の輻輳の有無（又は輻輳レベル）を検出する。ここで、各アドレス管理バッファ４０２に記憶されている各アドレス数は、アドレス管理バッファ４０２に対応する加入者回線に対して、その各アドレス数に等しい数のセルが共通バッファメモリ４０１に滞留していることを示している。従って、これら各アドレス数を監視することにより、加入者回線毎の輻輳状態を検出することができる。そして、輻輳検出部４０３は、加入者回線毎に輻輳の有無（又は輻輳レベル）をＥＲ書込み部４０４に通知する。

レート算出部２０６（図２０も参照）は、加入者回線毎に、アクティブな仮想コネクション（ＶＣ）の数を計測し、各加入者回線の伝送レートを対応する各アクティブＶＣ数で除算することにより、その除算結果として、各ＶＣ毎に公平に割り当てられた伝送レートである送信許可レートＢa(n)を計算する。そして、レート算出部２０６は、加入者回線毎の送信許可レートＢa(n)を、ＥＲ書込み部４０４及び後述するレート変更部２０７（図２０参照）に通知する。

図２４はレート算出部２０６の構成図である。

まず、アクティブＶＣ数観測制御部５０１は、一定個数のＡＢＲセル（ＡＢＲサービスのセルであることを示す情報が設定されたユーザデータセル）の到着を数えるためのカウンタを有する。そして、このアクティブＶＣ数観測制御部５０１は、ＡＢＲセルの到着時に、そのＡＢＲセルに付加されているコネクション識別子と出側の加入者回線とを識別することにより、各加入者回線に対応したアクティブＶＣ（仮想コネクション）テーブル５０２に、上記ＡＢＲセルに付加されているコネクション識別子を記憶すると共に、そのコネクション識別子に対応するＶＣに対して現在の観測期間中にＡＢＲセルが到着したことを示すセル到着識別フラグを設定する。同時に、アクティブＶＣ数観測制御部５０１は、各加入者回線毎のアクティブなＶＣの数を計測するためのカウンタであり、各加入者回線に対応したカウンタ、アクティブＶＣ数保持カウンタ５０３をカウントアップする。もし、同じ観測期間内に、各加入者回線毎にアクティブＶＣテーブル５０２に記憶されているセル到着識別フラグが設定されたコネクション識別子と、同じコネクション識別子を持ったＡＢＲセルが到着した場合には、アクティブＶＣ数観測制御部５０１は、各加入者回線毎のアクティブＶＣ数保持カウンタ５０３はカウントアップしない。

各観測期間の終了時には、各加入者回線毎のアクティブＶＣ数保持カウンタ５０３の値、即ち各加入者回線毎のアクティブＶＣ数が、送信許可レート演算部５０４に通知されると共に、アクティブＶＣテーブル５０２とアクティブＶＣ数保持カウンタ５０３の内容がクリアされる。なお、観測期間は、特には図示しないタイマによって、所定の周期で繰り返し連続的に設定される。

送信許可レート演算部５０４は、各加入者回線毎に、各加入者回線の伝送レート（通常は同じレート）を各加入者回線毎のアクティブＶＣ数保持カウンタ５０３の値で除算することによって、その除算結果として、各ＶＣ毎に公平に割り当てられた伝送レートである送信許可レートＢa(n)を計算する。そして、レート算出部２０６は、加入者回線毎の送信許可レートＢa(n)を、ＥＲ書込み部４０４及び後述するレート変更部２０７（図２０及び図２６参照）に通知する。

図２３に戻って、ＥＲ書込み部４０４は、加入者回線毎のＲＭセルが共通バッファメモリ４０１から読み出されるタイミングにおいて、レート算出部２０６から通知される加入者回線毎の送信許可レートＢa(n)を、そのＲＭセルのＥＲフィールド（後述する図２５参照）に設定する。或いは、ＥＲ書込み部４０４は、通知された送信許可レートＢa(n)をそのままＲＭセルに設定するのではなく、送信許可レートＢa(n)を輻輳検出部４０３から通知される加入者回線毎の輻輳の有無（又は輻輳レベル）に基づいて修正した上でＲＭセルに設定するように構成してもよい。この場合には、多重分離装置２０５における輻輳状態が、修正された送信許可レートＢa(n)に反映されることになる。このようにして送信許可レートＢa(n)が設定された各加入者回線毎のＲＭセルは、多重分離装置２０５から各加入者回線処理装置２０３に向かう各下り経路上に設けられた各レート変更部２０７に転送される。そして、そのＲＭセルには、スイッチ部２０１の輻輳状態が反映された明示的指示レートＥＲが設定されることになる。

図２５は、ＲＭセルのデータフォーマットを示す図である。

まず、ＲＭセルにおいては、ヘッダ部（Header）のペイロードタイプフィールドＰＴ（図２２参照）には、３ビットデータ“１１０”が設定される。また、そのＲＭセルが、仮想パスコネクションＡＢＲサービスのＲＭセルである場合には、そのヘッダ部にはＶＣＩ＝６が設定される。

次に、ペイロード部において、まず、６オクテット目のＲＭプロトコルＩＤとして、ＡＢＲサービスに対応する値１が設定される。

次に、ＲＭセルの７オクテット目は、メッセージタイプフィールド（Message Type Field）と呼ばれ、それぞれ下記のビット情報が設定される。

・DIR ：方向表示ビット。フォワード方向＝０、バックワード方向＝１。

・BN：BECNセル表示ビット。スイッチ部又は受信端末がバックワードＲＭセルを生成する場合に、BN＝１に設定される。これにより送信端末が生成したＲＭセルとバックワードＲＭセルとが区別される。

・CI：輻輳表示ビット。CI＝１（輻輳）、CI＝０（非輻輳）。CI＝１の場合に送信端末の許可セルレートＡＣＲの減少が要求される。

・NI：No Increase ビット。送信端末の許可セルレートＡＣＲを増加させないために設定される。CIビットとは異なり、NIビットは、許可セルレートＡＣＲの減少を要求するものではない。通常、送信端末は、NI＝０を設定したＲＭセルを送出する。

・RA：Request/Acknowledge ビット。ＡＴＭ Forumで規定されるＡＢＲサービスでは使用されない。

ＲＭセルの８及び９オクテット目には、明示的指示レートＥＲが設定される。このフィールドが、本発明に特に関連する。

ＲＭセルの１０〜５１オクテット目の各フィールドは、本発明には特には関連しないため、その詳細な説明は省略する。

ＲＭセルの５２及び５３オクテット目に設定されるCRC10 コードは、データエラーの検出／訂正用のコードである。

図２６は、多重分離装置２０５から各加入者回線処理装置２０３へ向かう各下り経路上に設けられるレート変更部２０７の構成図である。

まず、ＥＦＣＩビット計測部６０１は、多重分離装置２０５から加入者回線処理装置２０３に向けて転送されてきたセルのうちＥＦＣＩビットが値１に設定されているセルを検出し、その検出毎に、輻輳の度合いを示すセル数Now(n)をインクリメントする。このとき、各観測期間は、タイマ６０２により設定される。

各観測期間毎に得られる輻輳の度合いを示すセル数Now(n)は、輻輳度合い計算部６０３に通知される。輻輳度合い計算部６０３は、各観測期間毎に、通知された輻輳の度合いを示すセル数Now(n)と、３つの値β、Ｃ(n) 、及びＣ(n1)を用いて、次式に基づいて、輻輳の度合いを平滑化する。

Ｃ(n) ＝β・Now(n)＋（１−β）・Ｃ(n1)
ここで、βは重み要素で０＜β≦１であり、Ｃ(n) は今回の観測期間において計算されるべき輻輳の度合いを表すパラメタ、Ｃ(n1)は前回の観測期間において計算された輻輳の度合いを表すパラメタである。このような平滑化により、明示的指示レートＥＲの極端な変化によって網上のトラヒックが不安定になることを回避することができる。

ＥＲ変更部６０４は、上述の式によって計算される今回の観測期間における輻輳の度合いＣ(n) と予め決められた閾値とを比較し、その比較結果に基づいてＲＭセルによって前述したレート算出部２０６から通知されてくる送信許可レートＢa(n)から明示的指示レートＥＲを計算するための除算値を計算する。

ＥＲ書込み部６０５は、ＲＭセルが多重分離装置２０５から転送されてくるタイミングにおいて、そのＲＭセルのＥＲフィールドに設定されている送信許可レートＢa(n)をＥＲ変更部６０４から通知される除算値で除算することにより明示的指示レートＥＲを計算し、その明示的指示レートＥＲを上記ＲＭセルのＥＲフィールドに設定し直し、そのＲＭセルを加入者回線処理装置２０３に向けて送出する。

このようなＡＴＭ交換機側の動作に対し、送信側の加入者端末２０２（図２０参照）は、明示的指示レートＥＲをＲＭセルから抽出し、それに基づいて許可セルレートＡＣＲを再計算し、ＡＣＲ以下のレートで通信を行う。これにより、スイッチ部２０１及び多重分離装置２０５において発生する輻輳を抑えることができる。

図２７は、ＥＲ変更部６０４が比較を行う今回の観測期間における輻輳の度合いＣ(n) と予め決められた閾値との関係、及びそれらとＥＲ書込み部６０５において実行される除算処理との関係の例を示す図である。

この図において、横軸は時間を示し、縦軸は輻輳の度合いＣ(n) の値を示す。この図が示すように、前半の時間経過においてＣ(n) は大きくなっているが、これはスイッチ部２０１において輻輳が発生しつつあることを示している。この図の例では、明示的指示レートＥＲの変更を開始するための閾値としてＳ(1) とＳ(2) の２つが設定され、明示的指示レートＥＲの変更を解除するための閾値としてＥ(1) とＥ(2) の２つが設定されている。

そして、ＥＲ変更部６０４は、Ｃ(n) が閾値Ｓ(1) を越えていないうちは（区間Ａ）、除算値１を設定する。この場合には、スイッチ部２０１において、輻輳は発生していない。従って、ＥＲ書込み部６０５は、送信許可レートＢa(n)をそのまま明示的指示レートＥＲとして設定する。

また、ＥＲ変更部６０４は、Ｃ(n) が閾値Ｓ(1) を越えると（区間Ｂ）、除算値２を設定する。この場合には、スイッチ部２０１は、軽輻輳状態となる。そして、ＥＲ書込み部６０５は、送信許可レートＢa(n)を値２で除算して得られる値を明示的指示レートＥＲとして設定する。

更に、ＥＲ変更部６０４は、Ｃ(n) が閾値Ｓ(2) も越えると（区間Ｃ）、除算値４を設定する。この場合には、スイッチ部２０１は、重輻輳状態となる。そして、ＥＲ書込み部６０５は、送信許可レートＢa(n)を値４で除算して得られる値を明示的指示レートＥＲとして設定する。

一方、ＥＲ変更部６０４は、Ｃ(n) が閾値Ｅ(2) を下回ると（区間Ｃ→Ｂ）、除算値を４から２に戻す。また、ＥＲ変更部６０４は、Ｃ(n) が閾値Ｅ(1) をも下回ると（区間Ｂ→Ａ）、除算値を２から１に戻す。

このようにして、スイッチ部２０１の輻輳状態が、ＲＭセルに設定される明示的指示レートＥＲに適切に反映される。

上述の実施の形態において、明示的指示レートＥＲは送信許可レートＢa(n)が所定の除算値で除算されることにより計算されたが、本発明はこれに限られるものではなく、多重分離装置２０５から加入者回線処理装置２０３に向けて転送されてきたセルのうちＥＦＣＩビットが値１に設定されているセルの割合を検出して、その割合に基づいて所定の規則に従って送信許可レートＢa(n)が変更されるように構成してもよい。

また、所定の観測期間毎のＥＦＣＩビットが値１に設定されているセルの数ではなく、ＥＦＣＩビットが値１に設定されているセルの到着間隔が計測され、その計測結果に基づいて上記制御が行われるように構成してもよい。

上述の実施の形態においては、レート算出部２０６で算出された送信許可レートＢa(n)は、いったん網上のＲＭセルに設定され、そのＲＭセルがレート変更部２０７で抽出されることにより、そのＲＭセルに設定されている明示的指示レートＥＲが変更され、変更された明示的指示レートＥＲが改めてＲＭセルに設定される構成を有する。この構成により、レート算出部２０６からレート変更部２０７への明示的指示レートの通知を効率良く行うことができる。なお、このような構成ではなく、レート算出部２０６からレート変更部２０７へ、専用の制御線を介して送信許可レートＢa(n)が通知されるように構成してもよい。

更に、レート算出部２０６における送信許可レートＢa(n)の算出方式は、上述の方式のみに限られるものではない。

図２８は、図２０のスイッチ部２０１内において各ＳＲＭに輻輳が発生した場合の、明示的指示レートＥＲの変化を表した図である。

この図に示すように、ＥＲが１５０Ｍbit/s にセットされたセルがスイッチ部２０１を通過しようとするとき、スイッチ部２０１内の最初のＳＲＭで輻輳が発生した場合、この輻輳を知らせるためにセルのＥＦＣＩは１にセットされる。この輻輳に対してＥＲ変更部６０４が上述の方法に基づいて除算値を例えば２と設定すると、ＥＲ書込み部６０５はＥＲを２で割った値、すなわち７５Ｍbit/s を新たなＥＲとしてセルに設定する。その結果このセルの発信端末に対して、上記セルの通信ルートに対する許可レートは７５Ｍbit/s であることが通知される。

上記セルの通信ルート中における他ののＳＲＭに輻輳が発生している場合（２番目の輻輳発生）、上記と同様の方法によってＥＲはさらに半分の値３７．５Ｍbit/s に設定される。さらに他のＳＲＭでも輻輳が発生している場合（３番目の輻輳発生）は、さらに半分の１８．７５Ｍbit/s にＥＲが設定される。

図２９は、本発明によるＡＴＭ交換システムの第２の形態を示す図である。これは図２０に示したスイッチ部２０１の各ＳＲＭに対してレート算出部を設けた場合のシステム構成を示している。なお、図２０に示した部分と同じ機能を有する部分については同一の参照符号を付け、その説明を省略する。

このＡＴＭ交換システムのスイッチ部２０１’は、図２０のスイッチ部と同様に複数のＳＲＭを備えているが、これらのＳＲＭにはそれぞれ図２４に示したようなレート算出部２０６が対応づけられて設置されている。各レート算出部２０６は対応するＳＲＭにおける輻輳常態に基づいて、上述した方法に従って送信許可レートＢa(n)を計算する。この送信許可レートＢa(n)はＥＲ書込み部４０４に送られるが、このＥＲ書込み部４０４はＳＲＭのレート算出部２０６に対応するようにＳＲＭ毎に設置され得る。また、図２０のレート変更部２０７も各ＳＲＭに対応して設置することが可能である。この場合、セルのＥＲフィールドには、例えば図３０に示すように、ＳＲＭを通過するごとに新たなＥＲの値が設定されることとなる。

図３１は、ルーティングタグを備えたセルのデータフォーマットを示している。このデータフォーマットは、図２２あるいは図２５に示したフォーマットに加えて交換機内部ルーティングタグRouting 用フィールドと交換機内部輻輳表示ビットＣ用フィールドと他の用途に用いられうるフィールドReserve とを備えている。前記の図２０あるいは図２９に示したシステムにおけるセルに対してこのフォーマットを適用し、さらにルーティングタグで指定された方路においてスイッチよりも後の部分にレート変更部２０７を設けて、このレート変更部２０７において上述のようなレート変更処理を行うことも可能である。

次に本発明による通信中コネクション数計測法式の実施形態について説明する。

前述したように、ＡＢＲサービスにけるＥＲモードの制御をサポートする交換機において、具体的なＥＲの算出方法は標準化の対象外である。

本願では、上記の実施形態を用いて具体的なＥＲ算出方法の例について説明した。上記の実施形態（例えば図７〜図１５を用いて説明した実施形態）では、具体的な明示的レートＥＲを算出する方法として次の様な動作を行っている。つまり、ＡＴＭ交換機に少なくとも１個のセルが到着したＡＢＲコネクションをアクティブコネクションとして認識し、一定個数のセルが到着するまでの期間中（あるいは一定時間の観測期間中）にアクティブであると認識されたコネクションの数Ｎvcを観測し、ＡＢＲ通信用の目標使用帯域ＢをＮvcで等分割した帯域Ｂa を明示的なレートＥＲとしている。この方法を実施するためのシステム構成は、前述の図７、図８、及び図１２に示した。その他にも幾つかのＥＲ算出力式について述べているが、いずれの方式においても、ある観測期間毎のアクティブコネクション数の観測を行う。

具体的にアクティブコネクション数を数え上げるための方法は同様に上述の実施形態において述べている。ＡＴＭ交換機はアクティブコネクションを記憶するためにテーブルメモリおよび観測期間中のアクティブコネクション数を計数するカウンタを有する。テーブルメモリには例えばアクティブと認識したコネクションのコネクション識別子と識別フラグビットを設定するフィールドから構成される。

図３２にテーブルメモリの構成例を示す。セルが到着するとコネクション識別子と識別フラグヒットが設定され、同時にカウンタをインクリメントしてアクティブコネクション数をカウントしてゆく。ただし到着したセルに関してそのセルと同じコネクション識別子がすでにテーブルメモリ内に設定さわていた場合にはカウンタはインクリメントされない。

上記テーブルメモリの量としては、ＡＴＭ交換機における最大設定可能ＡＢＲコネクション数分を設定出来る容量が必要である。またアクティブコネクション数の観測期間の長さについては、一定個数到着期間を観測期間とするならば、観測期間として最大設定可能ＡＢＲコネクション数あるいはその時点で確立しているＡＢＲコネクション数に等しい観測期間を設定する必要がある。これは例えば１００本のコネクションが設定可能な場合に、もし１００本のコネクションが実際にセルを送出している場合（アクティブな場合）、観測期間として少なくとも１００個のセルが到着するまでの期間をとらなければ１００本のコネクションをアクティブであると判定できないからである。一定時間間隔で観測区間を設定した場合にも同様に、観測区間として、（最大設定可能ＡＢＲコネクション数あるいはその時点で確立しているＡＢＲコネクション数）×（セル時間）を設定する必要がある。

以上のような方式を用いることによって観測期間毎にアクティブなＡＢＲコネクションの数を知ることが可能となる。しかし最大設定可能ＡＢＲコネクション数が多い場合には、以下の２つの問題点が生じ得る。以下にそれら問題点およびその解決方法について述べる。
（１）観測期間の長期化によるＥＲ算出時間の遅れ：
上述したように、ＡＴＭ交換機における最大設定可能ＡＢＲコネクション数（以下これをＭ本とする）分のコネクションが通信中であった場合に、それら全てををアクティブであると判定するためには、観測期間としてＭ個のセルが到着する間隔に設定する必要がある。Ｍが大きくなると観測期間もまた長くなる。また同様に一定観測期間毎に観測する方法においても、Ｍ本のアクティブなコネクションを勧測するためには、少なくともＭセル時間分の観測期間が必要であるので、やはりＭが大きくなると観測期間も長くする必要がある。

交換機が行う明示的レートＥＲ算出の動作を考慮した場合、観測期間が長くなることはＥＲ計算時間間隔が長くなることを意味している。つまりＥＲ計算は１回の観測期間終了毎に行われるため、観測期間が長くなることによってＥＲ計算間隔が長くなる、さらに端末への通知の遅延となり、結果的にレート制御動作が効果的に機能せずに交換機において輻輳を引き起こす可能性が生じる。このようなＥＲ計算の遅延を防ぐためには、設定されている観測期間より短い間隔でＥＲを算出できる、つまり観測期間より短い間隔でアクティブなコネクション数を決定する機能が必要であり、かつ効果的な方法である。
（２）テーブルメモリ量の増加：
最大設定可能ＡＢＲコネクション数Ｍが多くなった湯合に、実際にはハード構成の側面あるいはコスト的側面等によりテーブルメモリ量が限定され、設置できるコネクション数がＭ以下に制限されることが考えられる。この場合、観測期間中にテーブルメモリが一杯になった時点でそれ以上のアクティブコネクションをカウント出来ないため、その場合観測されるアクティブコネクション数は実際のアクティブコネクションに対して少なく見積もられることになる。

端末に通知する明示的レートＥＲはＡＢＲ用の帯域をアクティブなコネクション数で割った値であるから、アクティブコネクション数を少なく見積もった場合には算出されるＥＲの値は実際のアクティブコネクション数から算出したＥＲより大きな値になる。これは網側にとっては危険側の値であり、結果的にこの値を通知された端末がこのＥＲにしたがったレートでセルを送出した場合に交換機で輻輳が発生する可能性がある。したがってテーブルメモリが一杯になった場合に、結果的に算出されるＥＲ値が網側に危険側にならないようなアクティブコネクション数の決定機能が必要である。

上記の問題を解決するために、本発明の後に述べる実施形態では次のような方法を用いる。
（１）観測期間の長期化によるＥＲ算出時間の遅れに対して：
（ａ）ある観測期間毎のアクティブなコネクションではなく、観測期間より短いある期間毎にその時刻からある時間分さかのぼった時点までの間に観測されたアクティブなコネクション数を計測する。これにより設定されている観測期間より短い時間間隔毎にアクティブコネクション数を知ることが出来、ＥＲ計算の遅延を防ぐことが可能となる。

（ｂ）観測期間が終了する以前に、観測期間終了時刻までに観測されるであろうアクティブなコネクション数を予め予測する。

（ｃ）観測期間をさらに幾つかの期間に区切り、区間毎に観測期間終了時までに観測されるであろうアクティブなコネクション数を予め予測する。

（ｄ）予測値を決定する係数を設定し、観測期間終了時毎にアクティブなコネクション数の予測値と実際のアクティブなコネクション数との比較から予測係数を更新して、予測値を実際の値との誤差を減少させる。

これらにより、設定されている観測期間より短い時間間隔毎にアクティブコネクション数を知ることが出来、ＥＲ計算の遅延を防ぐことが可能となる。
（２）テーブルメモリ量の増加に対して：
（ａ）観測期間中にテーブルメモリで記憶しているアクティブコネクション数が、そのテーブル内の最大記憶可能コネクション数（最大数とも呼ぶ）Ｌ（図３２参照）に達した場合には、観測期間終了時において最大設定可能ＡＢＲコネクション数Ｍをその観測期間におけるアクティブなコネクション数とする。あるいはその時点で確立しているＡＢＲコネクション数をアクティブなコネクション数とする。

（ｂ）観測期間中にテーブルメモリで記憶しているアクティブなコネクション数が、そのテーブル内の最大数Ｌに達した場合には、その時点までのアクティブコネクション数（＝テーブルの最大数）をもとに観測期間終了時点でのアクティブなコネクション数を予測する。

以下、上記の方法を実現するための具体例（通信中コネクション数計測システム）について説明する。なおこれらの発明は基本的にはＡＢＲサービスにおけるＥＲ計算のために使用されるが、その他ＡＢＲサービス以外にアクティブなコネクション数を知る必要がある通信サービスにおいても適用可能である。

図３３は本発明による通信中コネクション数計測システム（計測システムとも呼ぶ）の構成を示している。ＡＢＲサービスではＥＲ計算は交換機内の輻輳が発生しうる箇所で行われる。よってこの計測システムはそのような個所に適用され、輻輳が発生しうるセルバッファを通過するセルのコネクション数、つまりアクティブコネクション数（以下通信中コネクション数と記す）を数え、それらのコネクションに対して出側の方路の帯域を適当に分配して割り当てるために用いられる。

図３３に示すように、本発明の計測システムは、ＡＢＲ制御部７００と、図７、図１６、図２１、図２３等の共通バッファメモリと同様の機能を有する共通バッファ７１０を備えている。ＡＢＲ制御部７００は、共通バッファ７１０の前で各セルからコネクション識別子を抽出するセル抽出部７０１と、通信中コネクション数計測部７０２と明示レートＥＲ算出部７０３とを備えている。図３３は、複数の出側方路へと向かうセルが１つのバッファを共有する場合のシステム構成を表しているので、ＡＢＲ制御部７００は複数設置され（ただし図中にはその１つのみを示している）、それぞれが複数の出側方路に対応する通信中コネクションを計測し、ＥＲ計算を行う。

セル抽出部７０１は、送信端末からセルを受け取ると、セルを検出したことを示すセル検出信号を通信中コネクション数計測部７０２に出力し、またそのセルからコネクション識別子を抽出して通信中コネクション数計測部７０２に出力する。通信中コネクション数計測部７０２は、本発明の方法にしたがって通信中コネクション数を計算し、その結果を明示レートＥＲ算出部７０３（ＥＲ制御部）に出力する。明示レートＥＲ算出部７０３は計算された通信中コネクション数に基づいてＥＲを算出し、その結果をセルに書込む。

まず、上述した（１）観測期間の長期化によるＥＲ算出時間の遅れのの問題を解決する方法について説明する。この問題を解決する一つの方法は、設定されている観測期間より短いある時間毎に、その時点からある観測期間分さかのぼった時点までの間に到着しているセルに関して通信中コネクション数を計測することである。以下にその原理を説明する。

この方法は、観測期間を一定個数のセル到着間隔に設置するか、あるいは固定時間（固定セル時間）として設定するするかによって２通りに分類できる。

これらの方法を実現するために、計測システムのＡＢＲ制御部は図３３に示したように、通信中コネクション数計測部７０２と明示レートＥＲ算出部７０３のペアを複数備えており、それぞれのペアは異なる観測区間に応じたタイミングによってアクティブコネクション数を計測し、ＥＲ計算を行う。

図３４は通信中コネクション数計測部７０２の構成を示している。

この図に示すように、通信中コネクション数計測部７０２は、到着セル数計数カウンタ７２１と、通信中コネクション記憶テーブルメモリ７２２と、通信中コネクション数計数カウンタ７２３と制御部７２４とを備えている。到着セル数計数カウンタ７２１は一定個数Ｎｐの到着セル数をカウントする。この場合、上記ペアの数は、例えばＮｐとすればよい。なお、観測区間を固定時間にした場合、到着セル数カウンタ７２１は観測時間を計測するタイマーに置き換えられる。この場合は上記ペアの数は、例えば観測区間に隙間ができないような個数に設定すればよい。通信中コネクション記憶テーブルメモリ７２２は、図３２に示したような、コネクション識別子と識別フラグビットを設定するフィールドから構成される。

観測期間開始後セルが到着すると、到着セル計数カウンタ７２１がインクリメントされると同時にテーブルメモリ７２２にコネクション識別子と識別フラグビットが設定される。さらにコネクション数計数カウンタ７２３がインクリメントされ通信中コネクション数がカウントされる。ただし到着したセルのコネクション織別子と同じコネクション識別子のコネクションがすでにテーブルメモリ７２２内に設定されていた場合、つまりそのコネクション識別子に対する識別ビットが設定されている場合にはカウンタ７２３のカウント値は増加しない。到着セル数計数カウンタ７２１のカウント数が所定数Ｎｐに達した時点で１回の観測期間が終了し、通信中コネクション数計数カウンタ７２３のカウント値が制御部に送られ、到着セル計数カウンタからの終了リセット信号によってテーブルメモリ７２２とコネクション数計数カウンタ７２３の内容はクリアされる。

制御部７２４はこの通知信号を受信した時点で、カウンタ７２３のカウント値を通信中コネクション数ＮACTIVE（ＮA ）として設定する。設定されたＮACTIVEの値はＥＲ算出部７０３に通知される。ＥＲ算出部７０３は次のＮACTIVE値が通知されるまで、この値を用いてＥＲを算出する。

図３５は観測期間を一定個数（Ｎｐ＝Ｓ個）のセル到着間隔とした場合の、上記方式の原理を説明している。ここには、時間軸に対してセル[1]からセル[7]までの到着が矢印で表されている。ここでセル到着時刻毎に過去到着しているＮｐ＝Ｓ個分のセルに対して、その中に何本のコネクション数があるのかを数える。これを１セル到着毎（ＤＮ＝１）に行うことによって、各セル到着時刻毎に通信中コネクション数を知ることが出来る。例えばセル[5]が到着した時点で過去５個分のセル[1][2][3][4][5]に対して何本のコネクション数があるかを調べればよい。さらに次のセル[6]が到着した時点でも過去５個分のセル、つまりセル[2][3][4][5][6]に対してやはり何本のセルがあるかを調べればよい。

図３３のシステムでは１セル到着毎（ｍ＝１）に通信中コネクション数を決定しているが、これをＤＮ≧２個のセル到着毎に通信中コネクション数を計測することも可能である。例えば図３３のシステムの場合に、５セル到着毎（ｍ＝５）に通信中コネクションを決定するようにすれば、観測期間Ｎｐ＝５と等しくなりこれは従来の観測期間毎（Ｎｐ＝５）の通信中コネクションの観測方法と等しくなる。

図３６は、観測期間が固定時間間隔（ＴＭ＝Ｓ）の場合の通信中コネクション数計測方法について説明したものである。ここでは固定時間間隔の観測区間をセル時間で表している。たとえば装置の処理速度が１４９. ７６Ｍbit/s であるならば、この１セル時間はおよそ２. ７８μ秒である。固定時間間隔での観測の場合、セル到着時刻毎に通信中コネクション数を決定するのではなく、１セル時間毎（ＤＴ＝１）に通信中コネクションの数を決定してゆく。例えばセル時間ｔ＝５では過去５セル時間内に到着したセル[1][2][3]に対して何種類のコネクションがあるがを調べればよい。さらに次の時刻ｔ＝６では過去５セル時間内に到着したセルは[2][3][4]であるからこの中に何種類のコネクションがあるかを調べればよい。この動作を毎セル時間毎に繰り返すことによって、セル時間毎に通信中コネクションを知ることが出来る。さらに通信中コネクション数を決定する間隔をＤＴ≧２セル時間毎にして観測することも可能である。例えば図３６においてＤＴ＝５にすれば、観測期間ＴＭ＝５と等しくなりこれは従来の観測区間ＴＭ＝５による観測方法と同じである。

次に、ＥＲ計算時間の遅延をなくすための上記と異なる方法について説明する。この方法では、設定されている観測期間が終了する以前に、予測を用いて通信中コネクション数を決定する。予測による通信中コネクション計測には幾つかの方式がある。以下にそれらの方法を示す。これらの予測は図３３の通信中コネクション数計測部において行われる。なお、この後説明する方法においては、通信中コネクション数計測部７０２と明示レートＥＲ算出部７０３のペアはＡＢＲ制御部７００内に１つだけ設けてもよい。
（１）観測期間を固定時間ＴＭとし、観測開始時刻からＴＭ時間経過する以前に通信中コネクション数がある閾値Ｎ本に達した場合、ＴＭ時間後の通信中コネクション数ＮACTIVEを、
ＮACTIVE＝α×Ｎ×ＴＭ／Ｔ
として予測する。ただしαは適当な係数、Ｔは観測開始からＮ本の通信中コネクションを観測するまでの時間である。この方法はある本数のコネクション数がカウントされるまでの時間と観測期間との比から、観測期間終了時の通信中コネクション値を予測するという方式である。さらに係数αを適当に決めることによって予測値を修正可能である。

図３７はこの方法（１）を説明する図である。図に示すように、通信コネクション数がＮ本に達した時間Ｔにおいて、ＴＭ時間経過後の通信中コネクション数はＮをＴＭ／Ｔ倍し、さらに修正計数α（図中ではα＝１）をかけた値として算出される。
（２）観測期間を固定時間ＴＭとし、観測開始時刻からＴＭ時間経過する以前に通信中コネクション数が複数の閾値Ｎｉ（ただしｉ＝１、２、３、・・・、ｍ）本に達する毎に、ＴＭ時間後の通信中コネクション数ＮACTIVEを、
ＮACTIVE＝α×Ｎｉ×ＴＭ／Ｔｉ
として予測する。ただしＴｉは観測開始からＮｉ本の通信中コネクションを観測するまでの時間である。この方法は予測を行う契機を複数設定して、あるコネクション数を越える毎にその時刻までのコネクション数と経過時間から、観測期間終了時の通信中コネクション数を予測するという方式である。

図３８はこの方法（２）を説明する図である。図に示すように、通信コネクション数がＮｉ本に達した時間Ｔｉにおいて、ＴＭ時間経過後の通信中コネクション数はＮｉをＴＭ／Ｔ倍し、さらに修正計数α（図中ではα＝１）をかけた値として算出される。
（３）固定観測期間ＴＭをｎ個に分割し、各小期間をＴｋ（ただしｋ＝１、２、３、・・・、ｎ）とし、観測開始時刻からＴ１時間経過した時刻までに認識したコネクション数をＮ本とし、時刻Ｔ１において観測開始からＴＭ時間後の通信中コネクション数ＮACTIVEを、
ＮACTIVE＝α×Ｎ×ｎ
として予測する。ただしαは適当な係数である。この方法は観側期間をｎ個の小区間に分割し、最初の小区間を経過した時点でそれまで観測した通信中コネクション数をｎ倍することによって観測期間終了時のアクティブコネクション数を予測する方式である。さらに係数αを適当に決めることによって予測値を修正可能である。

図３９はこの方法（３）を説明する図である。図に示すように、ＴＭ時間経過後の通信中コネクション数はＮをｎ倍し、さらに修正計数α（図中ではα＝１）をかけた値として算出される。
（４）固定観測期間ＴＭをｎ個に分割し、各小期間をＴｋ（ただしｋ＝１、２、３、・・・、ｎ）とし、観測開始時刻から各々Ｔｋ時間経過毎に認識したコネクション数をＮｋ本とし、各々Ｔｋ時間経過毎に、観測開始からＴＭ時間後の通信中コネクション数ＮACTIVEを、
ＮACTIVE＝Ｎｋ＋（Ｎｋ−Ｎｋ−１）×（ｎ−ｋ）
として予測する。この方式は観測期間を小期間に分割し、各小期間経過時にその時刻にまでに計測された通信中コネクション数と、一つ前の小期間経過時までの計測された通信中コネクション数からコネクション数の傾きを算出し、その傾きから観測期間終了時の通信中コネクション数を予測する方式である。図４０はこの方法（４）を説明する図である。
（５）（１）及び（３）に関して、予測による通信中コネクション数の算出と同時に通常（観測期間ＴＭ毎の）の観測を行い、ＴＭ毎に観測値と予測値を比較することにより係数をαを求め、次の観測期間においてはαの値を修正した値に変更して予測を行う。これにより観測期間毎に適切な修正係数αを変更出来、より正確なコネクション数の予測が可能となる。

次に上述のテーブルメモリ量の増加の問題に対処するため方法について説明する。

図４１は通信中コネクション数計測部７０２の構成を示している。

通信中コネクション数計測部７０２は、一定個数Ｎｐの到着セル数をカウントするセル数計数カウンタ７３１、通信中コネクション記憶テーブルメモリ７３２、通信中コネクション数をカウントする通信中コネクション数計数カウンタ７３３、および制御部７３４を備えている。ここでは観測期間を一定個数セルの到着間隔とした場合について説明する。観測区間を固定時間にした場合、図の到着セル数カウンタ７３１は観測時間を計測するタイマーに置き換えられる。通信中コネクション数記憶テーブルメモリ７３２は、通信中であると認識したコネクションのコネクション識別子と識別フラグビットを設定するフィールドから構成される（図３２参照）。テーブルに記憶できる最大のコネクション数をＬで表す。

観測期間開始後セルが到着すると、到着セル計数カウンタ７３１がインクリメントされると同時にテーブルにコネクション識別子と識別フラグビットが設定される。さらにコネクション数計数カウンタ７３３がインクリメントされ通信中コネクション数がカウントされる。ただし到着したセルのコネクション織別子と同じコネクション識別子がすでにテーブルメモリ７３２内に設定されていた場合、つまりそのコネクション識別子に対する識別ビットが設定されている場合にはカウンタ値は増加しない。通常到着セル数計数カウンタ７３１がＮｐに達した時点で１回の観測期間が終了し、通信中コネクション数計数カウンタ７３３のカウント値が制御部に送られ、到着セル計数カウンタからの終了リセット信号によってテーブルメモリ７３２、コネクション数計数カウンタ７３３の内容はクリアされる。しかし観測期間中に通信中コネクション数計数カウンタ７３３がＬに等しくなると、閾値を越えたことを通知する閥値検出信号が制御部に対して送信される。

制御部７３４はこの通知信号を受信した時点で、予め与えられている、そのＥＲ算出部が対象としているその方路の最大設定可能ＡＢＲコネクション数Ｍを通信中コネクション数ＮACTIVEとして設定するか、あるいはその時点で確立しているＡＢＲコネクション数をＮACTIVEとして設定する。確立しているＡＢＲコネクション数は、例えばソフトウェアで管理されておりソフトウェアを介してＥＲ算出部に通知される値である。設定されたＮACTIVEの値はＥＲ算出部７０３に通知され、ＥＲ算出部７０３は次のＮACTIVEの値が通知されるまで、この値を用いてＥＲを算出する。

図４１の制御部７３４の動作は、通信コネクション数計数カウンタ値が閾値Ｌに達したときに、ＮACTIVEとして最大設定可能ＡＢＲコネクション数あるいは確立コネクション数を設定する場合と、ＮACTIVEに前述の予測法式（１）〜（５）で算出した値を設定する場合とによって異なる。

図４２は、ＮACTIVEとして最大設定可能ＡＢＲコネクション数あるいは確立コネクション数を設定する場合の制御部７３４の動作を説明する図である。

この図に示すように、制御部７３４は通信中コネクション数計数カウンタ７３３の値が閾値Ｌを超えたことを示す閾値制御信号を受信した場合、上位のソフトウエア等によって管理されている最大設定可能ＡＢＲコネクション数、あるいは確立コネクション数をＮACTIVEとして決定し、それをＥＲ算出部に通知する。

図４３は、ＮACTIVEとして予測値を用いる場合の制御部７３４の動作を説明する図である。この図に示すように、制御部７３４はＮACTIVE算出部７４１と、修正計数算出部７４２と、パラメタ記憶部７４３を備えている。

ＮACTIVE算出部７４１は、観測期間開始からＴＭ時間経過時まで（あるいはＮｐ個のセル到着時まで）の通信中コネクション数ＮACTIVEを算出して決定する。修正計数算出部７４２は、観測期間経過毎に修正計数αを算出する。パラメタ記憶部７４３は、算出したＮACTIVEおよび修正計数αを記憶する。

通信中コネクション計数カウンタから閾値Ｌを超えたことを示す閾値検出信号がＮACTIVE算出部７４１に送られると、その信号を検出したＮACTIVE算出部７４１は、前述した予測方式（１）〜（４）に従ってＮACTIVEを算出する。算出されたＮACTIVEの値は、ＥＲ算出部７０３へ送られ、同時にパラメタ記憶部７４３に保持される。観測期間終了時において、観測期間中の実際の通信中コネクション数として通信中コネクション数係数カウンタのカウンタ値が修正係数算出部７４２に通知されると、修正係数算出部７４２はパラメタ記憶部７４３からＮACTIVE値を取り出して、通信中コネクション値ＮACTIVEに基づいて修正係数αを決定する。この決定方法としては、例えば次の導出式を用いることができる。

α＝ＮREAL／ＮACTIVE
ここで、ＮREALは通信中コネクション数係数カウンタ７３３から通知された通信中コネクション数である。このようにして決定されたαはパラメタ記憶部７４３に格納され、それ以降のＮACTIVEの予測計算に使用される。

上記の方式の場合、通信中コネクション数ＮACTIVEを実際の通信中コネクション数より大きく見積もってしまう可能性がある。ＥＲ値は出側方路の帯域を通信中コネクション数で割った値であり、それがＡＢＲ端末に送信を許可するレートになるため、実際より大きく見積もった通信中コネクション数をもとに算出したＥＲ値は、網にとっては安全側の値である反面、結果的に網の使用効率が上がらない可能性も出てくる。これを避けるために、通信中テーブルメモリに記憶されている通信中コネクション数が上限値Ｌに達した場合に、それを契機に前述の予測を用いた方式によって観測期間終了時点でのＮACTIVEを算出する。これによって通信中コネクション数の過大評価を防ぐ。この予測によるＮACTIVEの算出は図４１の通信中コネクション数計測部７０２の制御部７３４において行われる。さらにこの予測によって求めたＮACTIVEが最大設定可能ＡＢＲコネクション数Ｍあるいは確立しているＡＢＲコネクション数を越えていた場合には、それらの値をＮACTIVEとして設定する。

（付記１） ＡＴＭ網において送信許可レートを端末に通知するための制御装置であって、
送信端末から送らたセルを一時的に蓄積するメモリと、
出方路に対応させて送信許可レートを算出する送信許可レート算出部と、
該メモリに蓄積されたセルのアドレスを管理するアドレス管理メモリと、
該アドレス管理メモリ又は該メモリの蓄積量を基に輻輳検出を行う輻輳検出制御部と、
該送信許可レートから受け取った送信許可レートをそのまま、あるいは該輻輳検出制御部から受け取った輻輳通知信号に従って該送信許可レートを低減した値を、制御セルに書込んで該端末に通知する書込部とを備え、
該送信許可レート算出部は、観測期間中に１個以上のセルが到着するアクティブコネクションの数を出方路に対応させて求め、該出方路の帯域を該求めた数で除算して該送信許可レートを算出する制御装置。
（付記２） 前記送信許可レート算出部は、
前記出方路に対応させて到着背セル数をカウントし、カウントした値が所定数の時を前記観測期間の終了時とする到着セル計数カウンタと、
前記出方路に対応する到着セルのコネクション識別子を書込むアクティブテーブルと、
該アクティブテーブルに書込まれた前記出方路に対応するコネクション識別子をカウントしてアクティブコネクション数を求めるアクティブカウンタと、
該到着セル計数カウンタが所定数をカウントした出方路に対応したアクティブカウンタによってカウントされたアクティブコネクション数で、該出方路の帯域を除算して前記送信許可レートを算出する送信許可レート算出制御部と、
を備えている、付記１に記載の制御装置。
（付記３） 前記送信許可レート算出部は、
前記出方路に対応したアクティブコネクションのミニマムセルレートを加算して合計ＭＣＲ値を出力する合計ＭＣＲ算出制御部と、
前記観測期間に於ける前記アクティブコネクション数を求めるアクティブＶＣ計数カウンタと、
前記観測期間にたいして前記合計ＭＣＲ算出制御部が求めた合計ＭＣＲ値を該出方路の帯域から減算し、該減算した値を前記アクティブコネクション数で除算し、該除算した値にコネクションに対応するミニマムセルレートを加算して、送信許可レートを算出する送信許可レート算出制御部と、
を備えている、付記２に記載の制御装置。
（付記４） 前記書込部は、
前記アドレス管理メモリ又は前記メモリの蓄積量に対する複数の閾値を設定し、該閾値に対応した減少係数を設定した変更パラメタテーブルと、
前記アドレス管理メモリ又は前記メモリの蓄積量が前記閾値を超えたことを伝える情報に基づいて、前記変更パラメタテーブルから読み出した前記減少係数を前記送信許可レート算出部からの送信許可レートに乗算する算出部と、
を備えている付記１乃至３の何れか１つに項記載の制御装置。
（付記５） セル交換機におけるセルの輻輳状態を端末にフィードバックさせることによりセルの送信レートを調節するＡＴＭ交換システムであって、
該ＡＴＭ交換システム内の輻輳状態を検出する輻輳検出手段と、
該輻輳検出手段が検出した該輻輳状態に応じて、該ＡＴＭ交換システムにおいて交換されるセルに該輻輳状態を表示するための輻輳表示情報を設定する輻輳表示情報設定手段と、
該輻輳状態の発生に関連するセルの伝送路に対する伝送レートを指定する明示的指示レートを計算するレート算出手段と、
該伝送路に対する輻輳の発生割合を検出し、該発生割合に基づいて該明示的指示レートを変更し、該変更された明示的指示レートを該端末にフィードバックされるセルに設定するレート変更手段と、
を備えたＡＴＭ交換システム。
（付記６） 前記レート変更手段は、前記輻輳の発生割合を所定の閾値と比較し、該比較の結果に基づいて前記レート算出手段が計算した明示的指示レートを変更する、付記５に記載のＡＴＭ交換システム。
（付記７） 前記レート変更手段は、前記比較の結果に基づいて決定される除算値で前記レート算出手段が計算した前記明示的指示レートを除算することによって、前記明示的指示レートを変更する、付記６に記載のＡＴＭ交換システム。
（付記８） 前記レート変更手段は、前記輻輳表示情報が設定されているセルの所定の観測期間内における到着個数を検出し、該到着個数に応じて前記輻輳の発生割合を認識する、付記５に記載のＡＴＭ交換システム。
（付記９） 前記レート変更手段は、前記輻輳表示情報が設定されているセルの到着間隔に基づいて前記輻輳の発生割合を認識する、付記５に記載のＡＴＭ交換システム。
（付記１０） 前記レート変更手段は、受け取ったセルにおける前記輻輳表示情報の設定割合を、該セルを受け取る前に認識した前記輻輳表示情報の設定割合に基づいて平滑化し、該平滑化された設定割合を所定の閾値と比較し、該比較の結果に基づいて前記レート算出手段が計算した明示的指示レートを変更する、付記５に記載のＡＴＭ交換システム。
（付記１１） 前記レート変更手段は、受け取ったセルにおける前記輻輳表示情報の設定割合を次式に基づいて平滑化する、
Ｃ(n) ＝β・Now(n)＋（１−β）・Ｃ(n1)
Ｃ(n) は今回の平滑化後の設定割合
βは重み要素（０＜β≦１）
Now(n)は今回検出された平滑化されていない設定割合
Ｃ(n1)は前回の平滑化後の設定割合
付記５に記載のＡＴＭ交換システム。
（付記１２） 前記レート変更手段は、受け取ったセルにおける前記輻輳表示情報の設定割合を複数の所定の閾値と比較し、該比較に基づいて該複数の所定の閾値に応じて予め決定されている複数の値のうちの１つを決定し、該決定した１つの値基づいて前記レート算出手段が計算した明示的指示レートを変更する、付記５に記載のＡＴＭ交換システム。
（付記１３） 前記レート変更手段は、ある観測期間内に前記輻輳表示情報が設定されているユーザデータセルが到着した場合に、前記レート算出手段が計算した明示的指示レートを所定の割合で変更する、付記５に記載のＡＴＭ交換システム。
（付記１４） 前記輻輳表示情報設定手段は、前記ユーザデータセルのヘッダ部のペイロードタイプフィールド内の明示的前方輻輳表示ビットとして、前記輻輳表示情報を設定する、付記５乃至１３のうちの１つに記載のＡＴＭ交換システム。
（付記１５） 前記レート算出手段は、前記計算した明示的指示レートを、前記伝送路上を転送され、且つ前記端末にフィードバックされるリソース管理セルに設定し、
前記レート変更手段は、前記伝送路から前記レート算出手段が計算した明示的指示レートが設定されているリソース管理セルを抽出し、該リソース管理セルに設定されている明示的指示レートを前記輻輳の発生割合に基づいて変更し、該変更された明示的指示レートを前記抽出したリソース管理セルに設定し直し、該リソース管理セルを前記伝送路に再び送出する、付記５乃至１４のうちの１つに記載のＡＴＭ交換システム。
（付記１６） 前記レート算出手段は、前記伝送路におけるアクティブな仮想コネクションの数を出力方路毎に計測し、該各出力方路に設定されている伝送レートを該各出力方路毎のアクティブな仮想コネクションの数で除算し、その除算結果に基づいて前記明示的指示レートを計算する、付記５乃至１５のうちの１つに記載のＡＴＭ交換システム。
（付記１７） 前記レート算出手段は、前記ＡＴＭ交換システム内の伝送路を多重分離する多重分離装置に対応して設置されている、付記５乃至１６のうちの１つに記載のＡＴＭ交換システム。
（付記１８） 前記レート算出手段は、前記ＡＴＭ交換システム内のスイッチ部を構成するＳＲＭに対応して設置されている、付記５乃至１６のうちの１つに記載のＡＴＭ交換システム。
（付記１９） 前記レート算出手段は、前記ＡＴＭ交換システム内のスイッチ部を構成する複数のＳＲＭのそれぞれ対応して設置されている、付記５乃至１６のうちの１つに記載のＡＴＭ交換システム。
（付記２０） セル交換機におけるセルの輻輳状態を端末にフィードバックさせることによりセルの送信レートを調節するＡＴＭ交換方法であって、
ＡＴＭ交換システム内の輻輳状態を検出するステップと、
検出した該輻輳状態に応じて、該ＡＴＭ交換システムにおいて交換されるセルに該輻輳状態を表示するための輻輳表示情報を設定するステップと、
該輻輳状態の発生に関連するセルの伝送路に対する伝送レートを指定する明示的指示レートを計算するステップと、
該伝送路に対する輻輳の発生割合を検出し、該発生割合に基づいて該明示的指示レートを変更し、該変更された明示的指示レートを該端末にフィードバックされるセルに設定するステップと、
を備えたＡＴＭ交換方法。
（付記２１） さらに、前記輻輳の発生割合を所定の閾値と比較し、該比較の結果に基づいて前記明示的指示レートを変更するステップを含む、付記２０に記載のＡＴＭ交換方法。
（付記２２） さらに、前記比較の結果に基づいて決定される除算値で前記明示的指示レートを除算することによって、前記明示的指示レートを変更するステップを含む、付記２１に記載のＡＴＭ交換方法。
（付記２３） さらに、前記輻輳表示情報が設定されているセルの所定の観測期間内における到着個数を検出し、該到着個数に応じて前記輻輳の発生割合を認識するステップを含む、付記２０に記載のＡＴＭ交換方法。
（付記２４） さらに、前記輻輳表示情報が設定されているセルの到着間隔に基づいて前記輻輳の発生割合を認識するステップを含む、付記２０に記載のＡＴＭ交換方法。
（付記２５） さらに、セルにおける前記輻輳表示情報の設定割合を、該セルを受け取る前に認識した前記輻輳表示情報の設定割合に基づいて平滑化するステップと、
該平滑化された設定割合を所定の閾値と比較するステップと、
該比較の結果に基づいて前記明示的指示レートを変更するステップと、
を含む付記２０に記載のＡＴＭ交換方法。
（付記２６） さらに、セルにおける前記輻輳表示情報の設定割合を次式に基づいて平滑化する、ステップを含む、付記２０に記載のＡＴＭ交換方法。

Ｃ(n) ＝β・Now(n)＋（１−β）・Ｃ(n1)
Ｃ(n) は今回の平滑化後の設定割合
βは重み要素（０＜β≦１）
Now(n)は今回検出された平滑化されていない設定割合
Ｃ(n1)は前回の平滑化後の設定割合
（付記２７） さらに、セルにおける前記輻輳表示情報の設定割合を複数の所定の閾値と比較するステップと、
該比較に基づいて該複数の所定の閾値に応じて予め決定されている複数の値のうちの１つを決定するステップと、
該決定した１つの値基づいて前記明示的指示レートを変更するステップと、
を含む付記２０に記載のＡＴＭ交換方法。
（付記２８） 網の状態に応じて送信端末のパケット送出間隔の制御を行うセル交換網における通信中コネクション数計測システムであって、
セル交換網において交換されるセルを検出するセル抽出部と、
該セル抽出部によって少なくとも１個のパケットが到着したコネクションの数を通信中コネクション数としてカウントするコネクションカウンタと、
観測開始点から所定間隔前までに該コネクションカウンタが認識した通信中コネクション数を決定する制御部と、
を備えた通信コネクション数計測システム。
（付記２９） 前記観測開始点は前記セル抽出部にセルが到着した時刻と定義され、前記所定間隔は前記セル抽出部に所定個数のセルが到着する間隔として定義される、付記２８に記載の通信中コネクション数計測システム。
（付記３０） 前記観測開始点は時間点であり、前記所定間隔は時間間隔として定義される、付記２８に記載の通信中コネクション数計測システム。
（付記３１） 前記制御部は、ある一定個数のセルが前記セル抽出部に到着するごとに、前記通信中コネクション数を決定する、付記２８に記載の通信中コネクション数計測システム。
（付記３２） 前記制御部は、ある一定時間ごとに前記通信中コネクション数を決定する、付記２８に記載の通信中コネクション数計測システム。
（付記３３） 網の状態に応じて送信端末のパケット送出間隔の制御を行う交換網における通信中コネクション数計測システムであって、
交換網において交換されるパケットを検出する抽出部と、
該抽出部によって少なくとも１個のパケットが到着したコネクションの数を通信中コネクション数としてカウントするコネクションカウンタと、
観測開始点から所定間隔ＴＭ後までに該コネクションカウンタが認識するはずの通信中コネクション数を予測して決定する制御部と、
を備えた通信中コネクション数計測システム。
（付記３４） 前記制御部は、前記観測開始点から所定のＮ本の通信中コネクションを認識した時刻までの時間をＴとし、前記観測開始点から前記ＴＭ時間経過後の通信中コネクション数ＮACTIVEを係数αを用いて、
ＮACTIVE＝ α×Ｎ×ＴＭ／Ｔ
として決定する、付記３３に記載の通信中コネクション数計測システム。
（付記３５） 前記制御部は、前記観測開始点から前記ＴＭ時間内における実際の通信中コネクション数ＮACTIVER を計測し、該ＮACTIVER と前記ＮACTIVEとを比較して新たな係数αを決定し、次の通賃中コネクション数の決定において該新たなαを用いる、付記３４に記載の通信中コネクション数計測システム。
（付記３６） 前記制御部は、前記観測開始点から所定のＮｉ本の通信中コネクションを認識した時刻までの時間をＴｉとし、該Ｔｉ時間経過毎に、前記観測開始点から前記ＴＭ時間経過後の通信中コネクション数ＮACTIVEを、
ＮACTIVE＝ Ｎｉ×ＴＭ／Ｔｉ
として決定する、付記３３に記載の通信中コネクション数計測システム。
（付記３７） 前記制御部は、前記時間ＴＭをｎ個の小期間Ｔｋに分割し、前記観測開始点から小期間Ｔｋが経過するまでに認識した通信中コネクション数をＮ本とし、前記観測開始点からＴＭ時間経過後の通信中コネクション数ＮACTIVEを、
ＮACTIVE＝ Ｎ×ｎ
として決定する、付記３３に記載の通信中コネクション数計測システム。
（付記３８） 前記制御部は、前記時間ＴＭをｎ個の小期間Ｔｋに分割し、前記観測開始点から小期間Ｔｋが経過するまでに認識した通信中コネクション数をＮ本とし、前記観測開始点からＴＭ時間経過後の通信中コネクション数ＮACTIVEを、
ＮACTIVE＝ α×Ｎ×ｎ
として決定し、また前記観測開始点から前記ＴＭ時間内における実際の通信中コネクション数ＮACTIVER を計測し、該ＮACTIVER と前記ＮACTIVEとを比較して新たな係数αを決定し、次の通賃中コネクション数の決定において該新たなαを用いる、付記３３に記載の通信中コネクション数計測システム。
（付記３９） 前記制御部は、前記時間ＴＭをｎ個の小期間Ｔｋに分割し、小期間Ｔｋが経過する毎に該小期間Ｔｋ中に認識した通信中コネクション数をＮｋ本とし、該小期間Ｔｋが経過するごとに、前記観測開始点からＴＭ時間経過後の通信中コネクション数ＮACTIVEを、
ＮACTIVE＝ Ｎｋ＋（Ｎｋ−Ｎｋ1)×（ｎ−ｋ）
として決定する、付記３３に記載の通信中コネクション数計測システム。
（付記４０） さらに、前記セル抽出部に到着したセルのコネクション識別子を記憶し、該コネクション識別子がまだ記憶されていない場合、該コネクション識別子に対応させて識別フラグを設定する記憶装置を備え、
前記制御部は、観測開始点から前記所定間隔ＴＭ後までに該コネクションカウンタがカウントした通信中コネクション数が該記憶装置に記憶可能な最大コネクション数Ｌを超えた場合、交換機に設定可能な最大コネクション数Ｍを前記ＮACTIVEとして設定する、付記３４乃至３９のうちの１つに記載の通信中コネクション数計測システム。
（付記４１） 前記ＮACTIVEが前記交換機において接続可能な最大のコネクション数Ｍを越えた場合、該コネクション数Ｍを前記ＮACTIVEとして設定する、付記４０に記載の通信中コネクション数計測システム。
（付記４２） 前記ＮACTIVEが前記交換機において接続可能な最大のコネクション数Ｍを越えた場合、該交換機において現在確立しているコネクション数を該ＮACTIVEとして設定する、付記４０に記載の通信中コネクション数計測システム。
（付記４３） 網の状態に応じて送信端末のパケット送出間隔の制御を行う交換網における通信中コネクション数計測方法であって、
交換網において交換されるパケットを検出するステップと、
少なくとも１個のパケットが検出されたコネクションの数を通信中コネクション数としてカウントするステップと、
観測開始点から所定間隔前までにカウントした通信中コネクション数を決定するステップと、
を備えた通信コネクション数計測方法。
（付記４４） 前記観測開始点は前記抽出部にセルが到着した時刻と定義され、前記所定間隔は所定個数のパケットが検出される間隔として定義される、付記４３に記載の通信中コネクション数計測方法。
（付記４５） 前記観測開始点は時間点であり、前記所定間隔は時間間隔として定義される、付記４３に記載の通信中コネクション数計測方法。
（付記４６） さらに、ある一定個数のセルが検出されるごとに、前記通信中コネクション数を決定するステップを含む、付記４３に記載の通信中コネクション数計測方法。
（付記４７） さらに、ある一定時間ごとに前記通信中コネクション数を決定するステップを含む、付記４３に記載の通信中コネクション数計測方法。
（付記４８） 網の状態に応じて送信端末のパケット送出間隔の制御を行う交換網における通信中コネクション数計測方法であって、
交換網において交換されるパケットを検出するステップと、
少なくとも１個のパケットが検出されたコネクションの数を通信中コネクション数としてカウントするステップと、
観測開始点から所定間隔ＴＭ後までに該コネクションカウンタが認識するはずの通信中コネクション数を予測して決定するステップと、
を備えた通信中コネクション数計測方法。
（付記４９） さらに、前記観測開始点から所定のＮ本の通信中コネクションを認識した時刻までの時間をＴとし、前記観測開始点から前記ＴＭ時間経過後の通信中コネクション数ＮACTIVEを係数αを用いて、
ＮACTIVE＝ α×Ｎ×ＴＭ／Ｔ
として決定するステップを含む、付記４８に記載の通信中コネクション数計測方法。
（付記５０） さらに、前記観測開始点から前記ＴＭ時間内における
実際の通信中コネクション数ＮACTIVER を計測し、該ＮACTIVER と前記ＮACTIVEとを比較して新たな係数αを決定しするステップと、次の通賃中コネクション数の決定において該新たなαを用いるステップとを含む、付記４９に記載の通信中コネクション数計測方法。
（付記５１） さらに、前記観測開始点から所定のＮｉ本の通信中コネクションを認識した時刻までの時間をＴｉとし、該Ｔｉ時間経過毎に、前記観測開始点から前記ＴＭ時間経過後の通信中コネクション数ＮACTIVEを、
ＮACTIVE＝ Ｎｉ×ＴＭ／Ｔｉ
として決定するステップを含む、付記４８に記載の通信中コネクション数計測方法。
（付記５２） さらに、前記時間ＴＭをｎ個の小期間Ｔｋに分割し、前記観測開始点から小期間Ｔｋが経過するまでに認識した通信中コネクション数をＮ本とし、前記観測開始点からＴＭ時間経過後の通信中コネクション数ＮACTIVEを、
ＮACTIVE＝ Ｎ×ｎ
として決定するステップを含む、付記４８に記載の通信中コネクション数計測方法。
（付記５３） さらに、前記時間ＴＭをｎ個の小期間Ｔｋに分割し、前記観測開始点から小期間Ｔｋが経過するまでに認識した通信中コネクション数をＮ本とし、前記観測開始点からＴＭ時間経過後の通信中コネクション数ＮACTIVEを、
ＮACTIVE＝ α×Ｎ×ｎ
として決定しするステップと、
前記観測開始点から前記ＴＭ時間内における実際の通信中コネクション数ＮACTIVER を計測し、該ＮACTIVER と前記ＮACTIVEとを比較して新たな係数αを決定するステップと、
次の通賃中コネクション数の決定において該新たなαを用いるステップと、を含む付記４８に記載の通信中コネクション数計測方法。
（付記５４） さらに、前記時間ＴＭをｎ個の小期間Ｔｋに分割し、小期間Ｔｋが経過する毎に該小期間Ｔｋ中に認識した通信中コネクション数をＮｋ本とし、該小期間Ｔｋが経過するごとに、前記観測開始点からＴＭ時間経過後の通信中コネクション数ＮACTIVEを、
ＮACTIVE＝ Ｎｋ＋（Ｎｋ−Ｎｋ1)×（ｎ−ｋ）
として決定するステップを含む、付記４８に記載の通信中コネクション数計測方法。
（付記５５） さらに、検出したセルのコネクション識別子を記憶するステップと、
該コネクション識別子がまだ記憶されていない場合、該コネクション識別子に対応させて識別フラグを設定するステップと、
観測開始点から前記所定間隔ＴＭ後までに該コネクションカウンタがカウントした通信中コネクション数が該記憶装置に記憶可能な最大コネクション数Ｌを超えた場合、交換機に設定可能な最大コネクション数Ｍを前記ＮACTIVEとして設定するステップと、
を含む付記４９乃至５４のうちの１つに記載の通信中コネクション数計測方法。
（付記５６） 前記ＮACTIVEが前記交換機において接続可能な最大のコネクション数Ｍを越えた場合、該コネクション数Ｍを前記ＮACTIVEとして設定する、付記５５に記載の通信中コネクション数計測方法。
（付記５７） 前記ＮACTIVEが前記交換機において接続可能な最大のコネクション数Ｍを越えた場合、該交換機において現在確立しているコネクション数を該ＮACTIVEとして設定する、付記５５に記載の通信中コネクション数計測方法。

本発明による遅延時間計測方法の原理の説明図である。 本発明によるＡＴＭ交換システムの機本構成の説明図である。 本発明による遅延時間計測装置の実施形態の説明図である。 本発明のパラメタ保持メモリの構成を示す図である。 本発明の計測遅延時間保持メモリの構成を示す図である。 本発明による遅延パラメタの決定方法を示す図である。 本発明のＡＢＲ制御装置の構成を示す図である。 本発明の送信許可レート算出部の構成を示す図である。 本発明のアクティブＶＣテーブルの構成を示す図である。 本発明による第１の送信許可レート算出方法を表したフローチャートである。 本発明による第２の送信許可レート算出方法を表したフローチャートである。 本発明の送信許可レート算出部の第２の形態を示す図である。 本発明のアクティブＶＣテーブルの説明図である。 本発明による第３の送信許可レート算出方法を表すフローチ十−トである。 本発明による第４の送信許可レート算出方法を表すフローチャートである。 本発明のＡＢＲ制御装置の第２の構成を表す図である。 本発明のアドレス管理ＦＩＦＯバッファメモリの説明図である。 本発明のＥＲ書込部の説明図である。 本発明のＥＲ変更パラメータテーブルの説明図である。 本発明のＡＢＲ交換システムの構成を示す図である。 本発明のスイッチ部のＳＲＭの構成図である。 セルのデータフォーマットを表した図である。 本発明の多重分離装置の構成図である。 本発明のレート算出部の構成図である。 ＲＭセルのデータフォーマットを表す図である。 本発明のレート変更部の構成図である。 本発明によるＥＲ変更部の動作を説明する図である。 輻輳の発生とＥＲとの関係を表した図である。 本発明のＡＢＲ交換システムの第２の構成を示す図である。 輻輳の発生とＥＲとの関係を表す図である。 本発明に用いられるセル構成を表す図である。 本発明のアクティブコネクション記憶テーブルメモリの構成を示す図である。 本発明の通信中コネクション数計測システムの構成説明図である。 本発明の通信中コネクション数計測部の構成説明図である。 本発明による通信中コネクション数計測方法を表す図である。 本発明による第２の通信中コネクション数計測方法を表す図である。 本発明の予測によるコネクション数計測方式（１）を表す図である。 本発明の予測によるコネクション数計測方式（２）を表す図である。 本発明の予測によるコネクション数計測方式（３）を表す図である。 本発明の予測によるコネクション数計測方式（４）を表す図である。 本発明の通信中コネクション数計測部の構成説明図である。 本発明の制御部の第１の動作を示す図である。 本発明の制御部の第２の動作を示す図である。 ＲＭセルの一般的構成を示す図である。

符号の説明

１ ＡＴＭ網
２、３ ＡＴＭ交換機
４ ＡＢＲ用ＣＰＵ
５ 遅延時間計測部
２１ 共通バッファメモリ
２２ 送信許可レート算出部
２３ ＥＲ書込部
２４ 輻輳検出制御部
２５ アドレス管理ＦＩＦＯバッファ
１０１ スイッチ部
１０２ 輻輳検出手段
１０３ 輻輳表示情報設定手段
１０４ レート算出手段
１０５ レート変更手段
１０６ 加入者回線処理装置
１０７ 多重集線装置
１０８ 多重分離装置
１０９ 加入者端末
２０１ スイッチ部
２０２ 加入者端末
２０３ 加入者回線処理装置
２０４ 多重集線装置
２０５ 多重分離装置
２０６ レート算出部
２０７ レート変更部
３０１、４０１ 共通バッファメモリ
３０２、４０２ アドレス管理バッファ
３０３、４０３ 輻輳検出部
３０４ 内部輻輳設定部
４０４ ＥＲ書込み部
５０１ アクティブＶＣ数観測制御部
５０２ アクティブＶＣテーブル
５０３ アクティブＶＣ数保持カウンタ
５０４ 送信許可レート演算部
６０１ ＥＦＣＩビット計測部
６０２ タイマ
６０３ 輻輳度合い計算部
６０４ ＥＲ変更部
６０５ ＥＲ書込み部
７００ ＡＢＲ制御部
７０１ セル抽出部
７０２ 通信中コネクション数計測部
７０３ 明示レートＥＲ算出部
７１０ 共通バッファ

Claims (11)

1. 観測期間中に１個以上のセルが到着するアクティブコネクションの数を出方路に対応させて求めるステップと、該出方路の帯域を該アクティブコネクションの数によって除算した値をもとめて送信許可レートとするステップと、該送信許可レートを端末に通知するステップと、を含むＡＴＭ網において送信許可レートを端末に通知するための制御方法において、
   前記端末から送信されるセルを一時的に蓄積するメモリの蓄積量がある閾値を超えたときに、前記送信許可レートをミニマムセルレートとして前記端末に通知するステップ、
   を含むことを特徴とする制御方法。
2. 観測期間中に１個以上のセルが到着するアクティブコネクションの数を出方路に対応させて求めるステップと、該出方路の帯域を該アクティブコネクションの数によって除算した値をもとめて送信許可レートとするステップと、該送信許可レートを端末に通知するステップと、を含むＡＴＭ網において送信許可レートを端末に通知するための制御方法において、
   前記端末から送信されるセルを一時的に蓄積するメモリのアドレスを管理するアドレス管理メモリに対して閾値と該閾値に対応して減少係数が設定されており、
   該アドレス管理メモリの蓄積量が該閾値をこえた量となったとき、該閾値に対応した該減少係数を前記送信許可レートに乗算した値を前記端末に通知するステップを含むことを特徴とする制御方法。
3. 前記アドレス管理メモリの蓄積量がある閾値を超えたときに、前記送信許可レートをミニマムセルレートとして前記端末に通知するステップ、
   をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の制御方法。
4. 観測期間中に１個以上のセルが到着するアクティブコネクションの数を出方路に対応させて求めるステップと、該出方路の帯域を該アクティブコネクションの数によって除算した値をもとめて送信許可レートとするステップと、該送信許可レートを端末に通知するステップと、を含むＡＴＭ網において送信許可レートを端末に通知するための制御方法において、
   前記出方路に対応させてセルの到着個数をカウントし、一定個数のセルが到着した期間を前記観測期間とすることを特徴とする制御方法。
5. ＡＴＭ網において送信許可レートを端末に通知するための制御方法において、
   観測期間中に１個以上のセルが到着するアクティブコネクションの数を出方路に対応させて求めるステップと、
   該出方路に対応する該アクティブコネクションのミニマムセルレートを加算した値を該出方路の帯域から減算し、該減算結果を該アクティブコネクションの数で除算して、該除算した値にコネクションに対応するミニマムセルレートを加算して送信許可レートを算出するステップと、
   該送信許可レートを端末に通知するステップと、
   を含むことを特徴とする制御方法。
6. 前記端末から送信されるセルを一時的に蓄積するメモリに対して閾値と該閾値に対応して減少係数が設定されており、
   該メモリの蓄積量が該閾値をこえた量となったとき、該閾値に対応した該減少係数を前記送信許可レートに乗算した値を前記端末に通知するステップ、
   をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の制御方法。
7. 前記端末から送信されるセルを一時的に蓄積するメモリの蓄積量がある閾値を超えたときに、前記送信許可レートをミニマムセルレートとして前記端末に通知するステップ、
   をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の制御方法。
8. 前記端末から送信されるセルを一時的に蓄積するメモリのアドレスを管理するアドレス管理メモリに対して閾値と該閾値に対応して減少係数が設定されており、
   該アドレス管理メモリの蓄積量が該閾値をこえた量となったとき、該閾値に対応した該減少係数を前記送信許可レートに乗算した値を前記端末に通知するステップ、
   をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の制御方法。
9. 前記アドレス管理メモリの蓄積量がある閾値を超えたときに、前記送信許可レートをミニマムセルレートとして前記端末に通知するステップ、
   をさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の制御方法。
10. 前記出方路に対応させてセルの到着個数をカウントし、一定個数のセルが到着した期間を前記観測期間とすることを特徴とする請求項５〜９のいずれか１つに記載の制御方法。
11. 前記観測期間が一定時間に設定されていることを特徴とする請求項５〜９のいずれか１つに記載の制御方法。

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