(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コントローラと複数のユーザ端末とを含む双方向通信システムであって、該コントローラがダウンストリーム・データ・ストリームを前記ユーザ端末へ送出し、アップストリーム・データ・ストリームを前記ユーザ端末から受取り、前記ダウンストリーム・データ・ストリームが複数の許諾フィールドを含み、前記アップストリーム・データ・ストリームがアップストリーム・データ・スロットとアップストリーム制御スロットとを含む通信システムにおける、ユーザ端末からのアップストリーム・データ送信に対する権利を許諾する方法であって、
接続許諾を生成するコンテンション要求を処理するステップと、
所定のビット速度が指定されている接続のリストを保持するステップと、
各接続に対して指定されたビット速度におけるアップストリーム・データ伝送のための使用許諾を行うように、複数の許諾フィールドの選択されたフィールドを用いて、アップストリーム・データ・スロットに対する使用許諾をスケジューリングするステップと、
使用許諾がスケジューリングされる複数の許諾フィールドの１つの許諾フィールドにおけるデータ送信許諾を前記ユーザ端末へ送出するステップと、
コンテンション許諾が未済であり使用許諾がスケジューリングされない複数の許諾フィールドの１つの許諾フィールドにおけるデータ送信許諾を前記ユーザ端末に送出するステップと
を含む方法。
【請求項２】
使用許諾が、一定ビット速度データと可変ビット速度データの一方に対して送信権を許諾するようスケジューリングされ、
利用可能ビット速度データに対するデータ送信権を許諾するようコンテンション許諾が生成される
請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記保持するステップが、
前記リストが接続を含まずかつ接続が要求される時、前記接続のリストを初期設定するステップと、
前記リストが少なくとも第１の接続を含み、該第１の接続の消去が要求される時、接続を消去するステップと
を含む請求項１記載の方法。
【請求項４】
複数のユーザ端末を含む双方向ケーブル・システムにおけるコントローラであって、該コントローラが前記ユーザ端末に対してダウンストリーム・データ・ストリームを送出し、前記ユーザ端末からアップストリーム・データ・ストリームを受取ることができ、該ダウンストリーム・データ・ストリームが複数の許諾フィールドを含み、前記アップストリーム・データ・ストリームがアップストリーム・データ・スロットとアップストリーム制御スロットとを含み、前記ユーザ端末からのアップストリーム・データ送信のための権利を許諾するコントローラにおいて、
コンテンション許諾を生成するようコンテンション要求を処理する手段と、
所定のビット速度が指定されている接続のリストを保持する手段と、
各接続に対して指定されたビット速度におけるアップストリーム・データ伝送のための使用許諾を行うように、複数の許諾フィールドの選択されたフィールドを用いてアップストリーム・データ・スロットに対する使用許諾をスケジューリングする手段と、
使用許諾がスケジューリングされる複数の許諾フィールドの１つの許諾フィールドにおけるデータ送信許諾を前記ユーザ端末へ送出する手段と、
コンテンション許諾が未済でありかつ使用許諾がスケジューリングされない複数の許諾フィールドの１つの許諾フィールドにおけるデータ送信許諾を前記ユーザ端末へ送出する手段と
を備えるコントローラ。
【請求項５】
一定ビット速度データと可変ビット速度データとの一方に対する送信権を許諾するように、使用許諾がスケジューリングされ、
利用可能ビット速度データに対するデータ送信権を許諾するように、コンテンション許諾が生成される
請求項４記載のコントローラ。
【請求項６】
前記保持する手段が、
前記リストが接続を含まずかつ接続が要求される時、前記接続のリストを初期設定する手段と、
前記リストが少なくとも第１の接続を含み、該第１の接続の消去が要求される時、接続を消去する手段と
を含む請求項４記載のコントローラ。
【発明の詳細な説明】
発明の背景
仮出願第６０／００５，７４７号の出願日付１９９５年１０月２０日の優先権をここに主張する。
発明の分野
本発明は、公知のコンテンション方式のアップストリーム・データ伝送機構を備える双方向通信システム（例えば、ケーブルＴＶシステム）においてコンテンション方式のアップストリーム・データ伝送を提供する機構に関する。特に、本発明は、利用可能ビット速度アップストリーム・データ伝送の待ちに悪影響を及ぼさずに一定ビット速度伝送のジッタ要件が満たされるように、公知のコンテンション方式の利用可能ビット速度アップストリーム・データ伝送機構と両立する方法で、電話音声チャネル用などの一定ビット伝送速度アップストリーム・データ伝送を提供する機構に関する。
関連技術の記述
ケーブル・システムのアップストリーム・チャネルは、ＡＴＭフォーラム（非同期伝送モード・フォーラム）により規定される如きＣＢＲ（一定ビット速度）ないしＡＢＲ（利用可能ビット速度）の範囲にわたる種々のサービスを運ぶことが期待される。これら２つのサービスは、ジッタのような独特なサービスの質の要件の組を有する。ＣＢＲサービスに対しては制限されたジッタが要求されるが、ＡＢＲサービスに対してはそうではない。ＡＢＲ性能は、アクセス遅延が主要な役割を演じるシステム応答時間について計られる。ＣＢＲデータおよびＡＢＲデータはまた、トラヒック・パターンの予測を異にしている。ＣＢＲ発信源は一定速度でデータを生じるが、ＡＢＲ発信源は通常はバースト・モードにある。ケーブル・テレビジョン（ＣＡＴＶ）環境の共有されるアップストリーム・チャネルにおいては、サービスは、上記の相違により単一の媒体アクセス制御（ＭＡＣ）プロトコルによっては最適化され得ない。コンテンション方式の媒体アクセス制御アルゴリズムは、瞬時のアクセスを提供するローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）に対する適切なプロトコルとして示されてきたが、ＣＢＲ発信源に対する保証されたアクセス環境を提供して、制限されたジッタを達成することはできない。
コンテンション・アルゴリズムの一形態である、ユーザのデータ送信が同時に行われている間の衝突を解消するため（データ・フィールド以外の）別のフィールドを使用する分散型待ち行列ランダム・アクセス・プロトコル（ＤＱＲＡＰ）が、ＡＢＲトラヒックに対するシステム処理能力を最適化するため堤案されてきた。ＤＱＲＡＰは、妥当な平均アクセス遅延により８５％の利用度を示したが、ＣＢＲサービスをサポートするために保証されたアクセスを提供するまでには達していない。
必要とされるものは、同じシステム内でこれら２つのサービスを最適化するために、コンテンション方式の媒体アクセス・プロトコルにおいて保証されるアクセスをサポートする優先使用（ｐｒｉｏｒｉｔｙ  ｐｒｅｅｍｐｔ）機構である。
歴史的には、ＴＤＭＡ（時分割多元接続）装置を介して、保証されたアクセスが提供される。しかし、ＴＤＭＡ法は、基礎速度の整数倍のサービスを提供し得るに過ぎない。例えば、これらのサービスは、基礎速度が１６ｋｂｐｓであるならば、１６Ｋｂｐｓ、３２Ｋｂｐｓ、４８Ｋｂｐｓなどで可能である。２つのレイヤー間の任意の要求は、帯域幅の無駄を招く結果となる。
ＴＤＭＡは、周期的なフレーミング構造に基いている。媒体に対するアクセスは、通常は、次のサイクルの開始まで制限されるので、フレームが大きいかあるいは伝送速度が低ければ、長時間であり得る。
保証された性能のためしばしば用いられる別の方式は、１つの局が周期的にポーリングされ、この局が送るべき情報があるかどうかを示し得る場合である。ソース・データの性能は保証され得るが、局に対してポーリングを行う必要があるため、著しく帯域幅が無駄であり、また局が送るべきものがない時は帯域幅が浪費される。
ＤＱＲＡＰの如き媒体アクセス制御機構は、実際のデータ送信がデータ・スロットに生じる間の衝突した送信を解消するため、制御ミニ・スロット（ＣＭＳ）と呼ばれる個別のフィールドを用いる。データ・スロットと関連する幾つかのＣＭＳが、基本伝送ユニットを形成する。送信の用意のできたパケットを持つ局は、送信権限を得るためＣＭＳの１つをランダムに選択する。すでに送信権を得たこれらの局は、ＴＱと呼ばれる仮想待ち行列でスケジューリングされる（各局は、待っている局の合計数とその中での順番を知っている）。要求している局は、いわゆるコンテンション許諾（ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ  ｇｒａｎｔ）と共にダウンストリーム・チャネル上で中央コントローラにより送られるフィードバックにより、アクセス要求の成功について通知される。ＤＱＲＡＰは、「利用」対「アクセス遅延」に関する良好な性能を呈するものであった。優先的保護なしにコンテンション段階において優先方式を実現することは困難でありかつ高価につく。ＤＱＲＡＰは、ＣＢＲサービスをサポートするために要求される制限されたジッタを保証することができない。
ＸＤＱＲＡＰ（拡張分散待ち行列ランダム・アクセス・プロトコル）は、ＩＥＥＥ  ８０２．１４ネットワークが提供することを期待されるサービスにより要求される広範囲の性能を満たすため設計された媒体アクセス制御（ＭＡＣ）プロトコルである。これは、ＬＡＮ形式のトラヒックに瞬時アクセスの環境を提供するコンテンション方式のプロトコルである。ツリー／ブランチ型のネットワーク形態の当然の結果である中央フィードバック機構によれば、ＸＤＱＲＡＰは一定ビット速度（ＣＢＲ）サービスに対して決定的なアクセスを提供するために、予約方式とシームレスに結合する。ＭＡＣは、参考のため本文に援用される論文「ＩＥＥＥ  ８０２．１４に対してＸＤＱＲＡＰを用いる堤案（Ａ  ｐｒｏｐｏｓａｌ  ｔｏ  Ｕｓｅ  ＸＤＱＲＡＰ  ｆｏｒ  ＩＥＥＥ  ８０２．１４）」（８０２．１４／９５−０６８）において示された。基本ＸＤＱＲＡＰのシミュレーション結果については、参考のため本文に援用される論文「ある範囲の条件下のＸＤＱＲＡＰ性能のシミュレーション（Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  ｏｆ  ＸＤＱＲＡＰ  ｕｎｄｅｒ  ａ  Ｒａｎｇｅ  ｏｆ  Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ）」（ＩＥＥＥ  ８０２．１４／９５−０４９）に示された。
ＸＤＱＲＡＰモデルにおいては、チャネル時間は、一定の大きさの一連のタイム・スロットへ区分される。各単位は、実際のデータ送信が生じるデータ・フィールドと、データ・スロットを要求する制御フィールドとからなっている。要求フィールドは、「制御ミニ・スロット（ＣＭＳ）」と呼ばれる２つの領域からなる。データを送る局は、１組のルールに従って、送信要求を制御ミニ・スロットの１つに置く。コンテンション解消アルゴリズムは、同じ制御ミニ・スロット内に１つ以上の要求が潜在的に存在するので、ツリー型の方法である。中央フィードバックを利用することにより、ＸＤＱＲＡＰは、高速カバレージ解消（ｆａｓｔ−ｃｏｖｅｒａｇｅ  ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ）サイクルを達成するため、新たに到来したパケットにコンテンションが生じないようにする。
制御ミニ・スロットとデータ・スロットの状態は、ヘッドエンドにおいて常に監視される。この情報に基いて、大域待ち行列処理情報が共通ダウンストリーム・チャネルを介してネットワークへフィードバックされる。従って、個々の局は、その局所状態機械を然るべく調整する。コンテンションに勝った局は、自らを大域送信シーケンスに置く。コンテンションに敗れた局は、次の予定時間に再試行する。
音声および一部のビデオ会議のデータ・ストリームは、狭い時間ウインドウ（即ち、最小ジッタ）内でデータが受信側に到来することを必要とする。データ・スロットに対するコンテンションを有することは、従って、「一定ビット速度（ＣＢＲ）」データ・ストリームに対して用いるには良好な機構ではない。必要とされることは、データ・スロットを要求するため制御ミニ・スロットを使用する必要なしに局が一定間隔でデータを送ることを保証され得る機構である。
発明の概要
本発明の目的は、コンテンション方式の媒体アクセス・プロトコルで、保証されたアクセスをサポートする優先使用機構を提供することにある。本発明の更なる目的は、利用可能ビット速度アップストリーム・データ伝送の待ちに悪影響を及ぼすことなく一定ビット速度伝送のジッタ要件が満たされるように、公知のコンテンション方式の利用可能ビット速度アップストリーム・データ伝送機構と両立する方法で、例えば電話音声チャネルのための、一定ビット速度アップストリーム・データ伝送のための機構を提供することにある。
上記および他の目的は、コンテンション許諾を生成するようコンテンション要求を処理してコンテンション・リストを維持するステップを含み、各接続が指定された所定のビット速度を有する、ユーザ端末からのアップストリーム・データ送信のための権限を許諾する方法において達成される。当該方法は、コントローラと複数のユーザ端末とを含む双方向ケーブル・システムにおいて実施される。前記コントローラは、ダウンストリーム・データ・ストリームをユーザ端末へ送出し、アップストリーム・データ・ストリームをユーザ端末から受取る。ダウンストリーム・データ・ストリームは複数の許諾フィールドを含み、アップストリーム・データ・ストリームはアップストリーム・データ・スロットとアップストリーム制御スロットとを含む。前記方法は更に、各接続に対して指定されるビット速度でのアップストリーム・データ伝送のための使用許諾を与えるように複数の許諾フィールドのうちの選択されたフィールドを用いて、アップストリーム・データ・スロットに対する使用許諾をスケジューリングし、使用許諾がスケジューリングされるユーザ端末に対して複数の許諾フィールドのうちの１つの許諾フィールドでデータ送信許諾を送出し、コンテンション許諾が未済でありかつ使用許諾がスケジューリングされない複数の許諾フィールドのうちの１つの許諾フィールドでデータ送信許諾をユーザ端末に対して送出するステップを含む。
【図面の簡単な説明】
本発明については、下記図面に関する望ましい実施の形態についての以降の記述において詳細に記載される。
図１は、本発明によるヘッドエンドと少なくとも１つの局との間の信号インターフェースを示す機能ブロック図、
図２は、アップストリーム・フレームに対するフォーマット例を示すフォーマット図、
図３は、ダウンストリーム・フォーマットに対するフォーマット例を示すフォーマット図、
図４は、アップストリーム・フレームの概念的なアップストリーム時分割多重を示すフォーマット図、
図５は、ＣＢＲデータとＡＢＲデータとがどのように１つのアップストリーム・チャネルを共用するかについての実施の形態を示すフォーマット図、および
図６は、ＣＢＲ接続を確立するため用いられる信号の信号インターフェースを示す機能ブロック図である。
望ましい実施の形態の詳細な記述
保証されたアクセスを得るためＣＢＲ発信源がＤＱＲＡＰの如きアクセス機構を用いることができるように、ＤＱＲＡＰを処理して使用許諾機構を用いることができる。使用許諾は、局からの要求なしに中央コントローラにより発せられ、制御ミニ・スロットにおけるコンテンションを回避する。
この使用許諾機構を簡単に記述すると以下のとおりである。
１．ＣＢＲ接続が行われると、中央コントローラは、接続ＩＤとピーク・セル速度とについての情報を有する。これは、参考のため本文に援用されるＩＴＵ規格Ｑ．２９３１の如き接続確立機構を介して指定される。
２．当該情報は、使用許諾を発するため全てのＣＢＲ接続を追跡しているスケジューラ（中央コントローラ機能の一部）へ付加される。
３．使用許諾は、使用スロットが利用可能である時を接続（局）に通知するためダウンストリーム・チャネル上で制御ミニ・スロット・フィードバックにおいて運ばれる。既にＴＱにある接続ユーザもまた、使用許諾と優先使用が生じるのが判る。
中央コントローラの動作について簡単に述べると以下のとおりである。
１．中央コントローラは、ＣＢＲ要求を受取って、接続の許諾ができるかどうかを判定するためチャネルの残留帯域幅を計算する。接続は、充分な帯域幅がなければ拒否される。
２．中央コントローラは、スケジューラを生成する（あるいは、接続をスケジューラに加える）。
３．スケジューラはＣＢＲ接続のリストとピーク・セル速度の如き関連情報を保持する。
４．スケジューリングされたスロットが正当なものである時、使用許諾がＣＢＲスケジューラにより発せられる。
５．加入者に対してダウンストリーム・チャネル上で使用許諾が運ばれる。
６．ＴＱは変更されることがない。
例えば、コントローラからユーザ端末へのダウンストリーム・チャネルにおけるフィードバック・データ・フィールドは、局または端末のＩＤと送信権形式とを含む。送信権形式は、下記のようにコード化される。即ち、
0003675840.tif 000002
コンテンション許諾および使用許諾はダウンストリーム・チャネルにおける制御フィールドを共用するので、中央コントローラは、要求なし、衝突、コンテンション許諾の順序に基いてフィードバック・データ・フィールドを選択することにより、正常なコンテンション動作の影響を最小化しようとする。
使用許諾がスケジューラにより生成されると、中央コントローラは到来する制御ミニ・スロット・フィールドを走査して、上記基準に基いてフィードバック・データ・フィールドを選定する。この中央コントローラはまた、ＣＢＲ接続ＩＤによりＩＤフィールドを、および「１１」によりフィードバック・フィールドを上書きする。
ユーザ端末（局）の動作について簡単に述べると以下のとおりである。基本理念は、使用許諾をあたかも衝突の表示であるかのように取扱うことである。
・新たに到来したメッセージを持つ局
局は、ＦＢ＝１１であればこれをＴＱ＞０の場合として取扱う。
・ＴＱ位置を保持する局
第１の位置を保持する局は、先取りされ（ｐｒｅｅｍｐｔｅｄ）、その時のスロット上で送信しない。第１の位置以外の位置を保持する局は、中央コントローラにより同報通信されるＴＱ値が変更されないので、何の影響も持たない。
・コンテンション処理中の局
要求を中央コントローラにより上書きされる制御ミニ・スロットに置く局は、これを衝突として取扱う。これはＦＢ＝１０に相当する。異なるミニ・スロットを用いる局は影響を受けない。
・ＣＢＲ局
セルをその時のスロットで送信する。実質的に、ＣＢＲサービスを要求する局は２つの待ち行列、即ちＴＱとＣＢＲの待ち行列を保持する必要がある。
ＸＤＱＲＡＰは、軽負荷の期間にはデータ送信のための即時のアクセスを提供し、重負荷の期間には高速コンテンション解消による高い利用度を提供することにより、バースト状コンピュータ・データを取扱う優れた作業を行う。ＸＤＱＲＡＰプロトコルを要約すると、
１．１つの局は、接続ＩＤを付すため制御ミニ・スロット（ＣＭＳ）の１つをランダムに選定して、送信を欲するセル数を表示する（予約モード）。ＸＤＱＲＡＰの修正により、制御ミニ・スロット数は動的に変更され得る。
２．局が送信すべき１つのセルしか持たず、データ・スロットが用いられていなければ、この局がデータをデータ・スロットに置く（即時モード）。
３．ヘッドエンドは、ＣＭＳおよびデータ・スロット送信時間に対するフィードバック情報を提供する。２つ以上の局が１つのＣＭＳ上で衝突したならば、これらの局は衝突解消モードに入る。新たな局は衝突が解消されるまでこのＣＭＳを競い得ない。衝突が生じず、データが要求により送出されたならば、データは宛て先へ送られる。１つの局が複数のスロットを要求したならば、ヘッドエンドはこの局に、使用すべき開始データ・スロット番号と持ち得るスロット数とを通知する。
４．複数のＣＭＳが存在するため、システムはデータ転送にコンテンション解消を重ねることができる。予約モードでは、データ・スロットに対して起り得る衝突はない。当該システムは、コンテンションとデータ転送領域とが別であるがゆえに、１００％以上の負荷に対して安定である。
多数の局がデータ・スロットの使用を競い合い、局はこれらデータ・スロットに対するコンテンションを解消するので、遅延が生じることがあり得る。当該データの受信側では判るように、情報が周期的に送られたとしても、到達時間の変動があり得る。最小限の緩衝を要求するデータ・ストリームにとって、到達時間におけるこのような変動に適応しようとする試みは受入れ難い。「一定ビット速度（ＣＢＲ）のデータ・ストリーム」を取扱う本発明の実施の形態について記述すると以下のとおりである。
図１は、ヘッドエンドと１つ以上の接続を持つ少なくとも１つのユーザ端末または局との間に流れる情報を示している。ユーザ端末には、種々のメッセージ・トラヒックをサポートするように複数の接続識別（ＩＤ）が割当てられる。ヘッドエンドと各ユーザ端末とは、データ変調器、データ復調器およびプロセッサ（メモリおよび入出力回路を持つ）を備えている。
利用可能ビット速度トラヒック（ＡＢＲトラヒック）に対しては、ヘッドエンドはユーザ端末に対してアップストリーム制御スロット（例えば、制御ミニ・スロット）割当てデータを同報通信する。ユーザ端末は、かかる割当てデータを記憶し、このデータを用いて、要求がアップストリーム・データ・ストリームのどこに置かれるかを指示する。
ユーザ端末がヘッドエンドへ送るべきＡＢＲデータを持つ時、ユーザ端末は、ＡＢＲデータを運ぶアップストリーム・データ・スロットの割当てを要求するために、割当てられた制御スロットに要求を送出する。次に、ヘッドエンドは割当て要求の受取りを肯定応答する。
一定ビット速度（ＣＢＲ）トラヒックおよび可変ビット速度（ＶＢＲ）トラヒックに対しては、ユーザ端末はヘッドエンドと通信して接続を確立する。この接続は、取り消されるまで良好である。この接続は、転送されるべき各データ量子で更新される必要がない。通信チャネルはケーブル・ネットワーク上あるいはケーブル・ネットワーク外（例えば、電話線を介して）にあり得る。
ヘッドエンドは、全てのＣＢＲ接続およびＶＢＲ接続のためデータを運ぶようにアップストリーム・データ・スロットをスケジューリングし、次いで、未済のＡＢＲ要求のためデータを運ぶようにアップストリーム・データ・スロットをスケジューリングする。ヘッドエンドは、次に、上記のスケジュールに基いて、特に識別されたアップストリーム・データ・スロットでデータを上流へ運ぶため、特に識別された局ＩＤへデータ送信権を与える許諾をユーザ端末に対して同報通信する。このようにして、ＡＢＲコンテンション機構を備えたシステムにおいて、ＣＢＲおよびＶＢＲのジッタ要件を満たすことができる。
ユーザ端末は、指定されたデータ（例えば、局ＩＤにより規定されたデータ）を指定されたデータ・スロットにおいて上流へ送出することにより、許諾に応答する。次に、アップストリーム・データ送信の受取りがヘッドエンドにより肯定応答される。
図２は、本発明の一実施形態において用いられる如き、要求を知らせてデータを局からヘッドエンドへ送信するために用いられるアップストリーム・フレームを示している。このフレームは、１つのデータ・スロットと２つの制御ミニ・スロット（ＣＭＳ）とを含む。他の形態も使用できる。
ダウンストリーム・データ・フレーム（例えば、図３）が、大域待ち行列処理情報のフィードバックおよびユーザ・データをヘッドエンドから局へ運ぶ。フィードバック情報は、制御ミニ・スロットに対するＣＭＳ  Ａｃｋと、ＴＱおよびＲＱのその時の値と、データ・スロットの状態を含んでいる。フィードバック・フィールドの後には、多数のＡＴＭセルを含むデータ・スロット・フィールドが続く。各アップストリーム・チャネルごとに１つのフィードバック・フィールドが存在する。
ケーブル環境においては、局がネットワークを使用することを許容し、セキュリティを提供し、かつ料金請求のため統計数値を収集するため、（例えば、ヘッドエンドに）集中化された制御がなければならない。総称的に、この機能はネットワーク制御と呼ばれ、ネットワーク資源に対して責任をもつ少なくとも１つの要素が存在する。ネットワーク資源に対して責任を持つエンティティは、ネットワーク制御要素と呼ばれる。
データの送信に先立ち、局は接続がネットワークによりセットアップされることを要求しなければならない。接続セットアップ・プロセスの一部として、この局は経路の特性についてネットワークに通知する。この特性を規定する方法の１つは、参考のため本文に援用されるＩＴＵ規格であるＱ．２９３１と呼ばれる。接続についての情報を送受するプロセスは、シグナリング（ｓｉｇｎａｌｉｎｇ）と呼ばれる。この発明の環境では、シグナリング情報はヘッドエンドに配置されるネットワーク制御要素へ送られる。
Ｑ．２９３１のシグナリング情報は、かかる接続のための帯域幅と遅延とジッタ要件からなっている。ＣＢＲデータ・ストリームは、特定のデータ速度、最大端局間遅延およびジッタ裕度を要求する。ＡＢＲトラヒックは、ＣＢＲパラメータに加え、最小帯域幅およびバースト・サイズ情報を有する。スイッチ、中間コントローラおよび宛て先のような幾つかのネットワーク・エンティティは接続に関係する。これらエンティティのそれぞれは、シグナリング情報の種々のパラメータを受入れ、修正しあるいは拒否することができる。このことは、特定のデータ・ストリームに対して要求される接続形式をサポートするためにネットワーク資源が存在することを保証する。
ＣＭＳおよびデータ・スロットは、単一のエンティティとも、数１で始まり無限に続く無限長の時間領域多重（ＴＤＭ）フレームの一部とも見なすことができる。スロット番号はＴＱ（送信待ち行列）番号である。
１つの局がＣＢＲ接続を開始すると、ヘッドエンドは要求されるデータ速度に等しい速度で「ＴＤＭスロット」を周期的に割当て始める。ヘッドエンドがこれを行えるのは、どの情報速度が要求されたか、および接続が要求するジッタ量を知っているからであるる。ヘッドエンドは、最初のフレームから当該接続のための全データ送信に対するスロット数を計算することができる。これは、その集中化された制御が他の局の送信データをＣＢＲ接続により以前には予約されなかったデータ・スロットに持ち得るからである。局が制御ミニ・スロットを介して要求する必要なしに局にデータ・スロット（ＴＱ）番号を提供するかかる機構は、使用許諾と呼ばれる。
一例として、１つの局が６４Ｋｂ／秒の帯域幅と最小限のジッタとを持つ接続を要求するものと仮定する。ネットワーク制御要素は、この接続が毎秒上流方向に１６７個のＡＴＭセル（６４Ｋｂ／秒）／（８ビット／バイト）／（４８バイト／ＡＴＭセル）が利用可能であることを必要とすることを計算する。１ＭＨｚのアップストリームＱＰＳＫ信号の場合、１．５４４Ｍｂ／秒のデータ速度が可能である。「ＴＤＭスロット」は８２バイトからなり、これが毎秒２，３５３個（（１．５Ｍｂ／秒）／（８ビット／バイト）／（８２バイト／フレーム））の利用可能なフレームへ転換する。ネットワーク・コントローラは、１４番目の（１６７／２，３５３）「ＴＤＭスロット」を６４Ｋｂ／秒のＣＢＲ接続を要求する局へ割当てる。
一例として、図５は、ＣＢＲトラヒックとＡＢＲトラヒックとがどのように共存するかを示している。上記のＣＢＲ接続が既に局Ａに対して確立され、他の局Ｂが５個のＡＴＭセルを送信することを要求していたものとする。図５を用いると、ネットワーク・コントローラはフレーム５３７の期間に使用許諾を発しており、フレーム５５１の期間に再び使用許諾を発する。
コントローラは、局Ｂの要求を受取り、局Ｂの要求に応答して５４８の開始フレームを発する。コントローラは局Ａのフレームが５個のフレームの中間で生じることを知るので、コントローラは局Ｂに３個のＡＴＭセルを送らせるだけである。局Ｂは別の２個のＡＴＭセルに対する即時の要求を発することができ、ＣＢＲフレームの完了前に解消させて、フレーム５５２で始まる残りの２個のＡＴＭセルを送ることができる。
ＣＢＲ接続を働かせ、局に対するサービスの質を維持させるために、ネットワーク・コントローラは、所要のネットワーク・サービス・レベルを開始局から受取らねばならない。先に述べたように、Ｑ．２９３１として知られる国際電気通信連合（ＩＴＵ）の現行の規格は、接続特性をネットワークへ運ぶのに有効な機構である。かかる規格のサブセット（Ｑ．９３１、Ｑ．９３２、Ｑ．９３３）は、ＩＳＤＮ、フレーム・リレーおよびＡＴＭシグナリングにおいて用いられる。
モデムからの多数の接続は同じ物理的リンク上で多重化できる。各接続はＣＢＲ、ＶＢＲ、ＡＢＲおよびＵＢＲの如き異なるサービス種別を持つことができる。ネットワークはまた、ネットワークにおいてパケットがこうむる最大遅延量と到達時間における変動量（パケット到達ジッタ）とを保証する。
発信源と宛て先とのモデム間の接続品質は、接続の特性を指定する発信源モデムによって決定される。サービス・パラメータの品質は、接続セットアップ段階の期間に達成される。モデムが特定のパラメータに対する値を指定しなければ、デフォルト値が取られる。デフォルト値はネットワークのスペシフィックであるか、あるいは接続セットアップ時に確立される。
接続の３つの段階、即ち接続の確立、データ転送および終了が存在する。確立される接続は、指定された特性を有するネットワークを通る経路を確立するプロセスである。接続の確立後に、情報の流れがデータ転送を開始する。情報が転送された後、発信源はネットワークに接続を終了することを通知するよう要求される。この終了の通知は遮断シーケンスの形態をとり、この接続専用のネットワーク資源をネットワークが利用することが必要である。
メッセージは、所要の機能を実施するために発信源モデムとネットワークとの間に流れるパケットである。ネットワークは、要求された情報またはネットワーク外のデバイスからの要求情報を返送する。
先に述べたように、スケジューリング・アルゴリズムでコントローラが使用するパラメータを確立する必要がある。接続要求を中継するため有効な機構として、ＩＴＵ規格Ｑ．２９３１が用いられる。
図６は、種々の接続段階において流れる接続制御メッセージの概観を示す。
１つのメッセージにおける各パケットは、「情報要素」と呼ばれる１つ以上のフィールドを含む。情報要素は、当該要素と関連する論理的パラメータを含む。例えば、「端局間伝送（Ｅｎｄ−ｔｏ−Ｅｎｄ  Ｔｒａｎｓｉｔ）遅延」に対する情報要素は、発信側の要求された伝送遅延と、受入れられる最大伝送遅延とを含む。主な情報要素は表１に示される。接続制御メッセージの一部については、表２に記載される。
0003675840.tif 000003
0003675840.tif 000004
0003675840.tif 000005
これらメッセージは、総称的に接続制御メッセージと呼ばれる。典型的な接続制御パケットは、「プロトコル弁別子」、「接続照合」、「メッセージ形式」および１つ以上の「情報要素」を含む。
特定のメッセージは、特定のネットワークが必要とするかあるいは理解できるより多くの情報を含む。全ての機器は、当該機器の適正な動作に必要でないメッセージに存在する余分な情報を無視できねばならない。例えば、発信源は「接続」メッセージの期間には発信源アドレスを無視することができる。発信源アドレスはそれ自体のアドレスであるはずだからである。
「プロトコル弁別子」の目的は、ネットワーク接続制御のためのメッセージをＱ．９３１内の他のメッセージと区別することである。この弁別子はまた、Ｑ．９３１のメッセージを、他のＩＴＵ推奨事項および他の規格へコード化されるＯＳＩネットワーク層プロトコル・ユニットと区別する。
このフィールドに対する値は、推奨事項Ｑ．９３１のセクション４．２で指定されたＱ．９３１／（Ｉ．４５１）ユーザ／ネットワーク呼制御メッセージに対する値であるｘ’０８（16進数０８）でなければならない。
「接続照合」の目的は、特定のメッセージに適合する接続を識別することである。「接続照合」は、ネットワークを横切る端局間の意味を持たない。推奨事項Ｑ．９３１のセクション４．３参照。
「接続照合」値は、接続のためのインターフェースの発信源により割当てられる。これらの値は、特定のネットワーク・ポート・リンク内でのみ発信側に対して一義的である。「接続照合」値は接続開始時に割当てられ、接続の有効期間にわたって固定されたままである。接続が終了した後、関連する「接続照合」値が以降の接続へ再割当てされる。同じ接続における２つの同じ「接続照合」値は、それぞれの値がリンクの両端で始まった接続に関連する時に使用される。
「情報要素」識別子（ＩＥ）は、情報を運ぶのに必要なパラメータの論理的なグループ化である。「情報要素」は、それ自体の一義的な識別子、長さフィールドおよびパラメータを持つ。各「情報要素」は、メッセージ形式に無関係に同じままである。通常は、特定の情報要素が所与のメッセージに１回だけ存在する。
コンテンション方式の媒体アクセス制御における新規な一定ビット速度機構（これは例示であって限定ではないことが意図される）の望ましい実施の形態について記述したが、本文の教示に照らせば当業者には修正および変更が可能であることが判る。従って、請求の範囲によって規定される如き本発明の範囲および趣旨に含まれる本発明の開示された特定の実施の形態において変更が可能であることを理解すべきである。
特許法により要求される詳しさおよび特色により本発明を記述したが、特許請求され特許法の保護が求められることは、請求項に記載される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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