(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
管理用セルを挿入するセル挿入部と、ユーザセルのシェーピング処理を行なうシェーピング処理部とを備え、
前記セル挿入部は、セル挿入要求発生時に前記シェーピング処理部に空きセルの挿入要求を挿入セルの品質クラスと共に通知する手段と、セルハイウェイに挿入された空きセルに挿入セルを書き込む手段とを備え、
前記シェーピング処理部は、前記セル挿入部から空きセルの挿入要求を通知されたときに、空きセルを生成し、通知された品質クラスに基づいてセルハイウェイに空きセルを挿入する手段を備え、
管理用セルの挿入要求発生時にのみ、その帯域を与えて挿入することを特徴とするＡＴＭ装置における帯域制御装置。
【請求項２】
前記セル挿入部は、空きセルの挿入要求を通知するとき、挿入セルの回線識別子を通知し、前記シェーピング処理部は、通知された回線識別子に基づいて空きセルを挿入することを特徴とする請求項１記載のＡＴＭ装置における帯域制御装置。
【請求項３】
前記セル挿入部は、空きセルの挿入要求を通知するとき、挿入セルのコネクション識別子を通知し、前記シェーピング処理部は、通知されたコネクション識別子に基づいて空きセルを挿入することを特徴とする請求項１記載のＡＴＭ装置における帯域制御装置。
【請求項４】
前記セル挿入部は、空きセルの挿入要求を通知するとき、挿入セルの回線識別子及びコネクション識別子の情報を通知し、前記シェーピング処理部は、通知された挿入セルの前記情報に基づいて空きセルを挿入することを特徴とする請求項１記載のＡＴＭ装置における帯域制御装置。
【請求項５】
前記セル挿入部は、複数の空きセルの挿入要求を通知するとき、同一の空きセル挿入要求情報を複数回繰り返して通知することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載のＡＴＭ装置における帯域制御装置。
【請求項６】
前記セル挿入部は、複数の空きセルの挿入要求を通知するとき、同一の空きセル挿入要求情報の繰り返し回数を通知することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載のＡＴＭ装置における帯域制御装置。
【請求項７】
前記セル挿入部は、セル挿入待ちキューを備え、挿入セルを該セル挿入待ちキューへ書き込むときに、前記シェーピング処理部に空きセルの挿入要求を通知することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項記載のＡＴＭ装置における帯域制御装置。
【請求項８】
前記セル挿入部は、前記セル挿入待ちキューのキュー長を監視する手段を備え、該キュー長が所定のしきい値を超えたときに、前記シェーピング処理部に空きセルの挿入要求を通知することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項記載のＡＴＭ装置における帯域制御装置。
【請求項９】
前記シェーピング処理部は、前記セル挿入部から通知された空きセル要求数を保持する空きセルカウンタを備え、該空きセルカウンタは、シェーピングバッファとは別に空きセル挿入を管理する構成を有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項記載のＡＴＭ装置における帯域制御装置。
【請求項１０】
前記シェーピング処理部は、前記セル挿入部から空きセルの挿入要求を通知されると、空きセルをシェーピングバッファのユーザセルキューの先頭又は後尾に書き込む手段を備え、挿入空きセルとユーザセルとをシェーピングバッファで一元管理する構成を有することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項記載のＡＴＭ装置における帯域制御装置。
【請求項１１】
前記シェーピング処理部は、前記空きセルカウンタを回線識別子毎に備えたことを特徴とする請求項９記載のＡＴＭ装置における帯域制御装置。
【請求項１２】
前記シェーピング処理部は、前記空きセルカウンタをコネクション識別子毎に備えたことを特徴とする請求項９記載のＡＴＭ装置における帯域制御装置。
【請求項１３】
前記シェーピング処理部は、前記空きセルカウンタを品質クラス毎に備えたことを特徴とする請求項９記載のＡＴＭ装置における帯域制御装置。
【請求項１４】
前記シェーピング処理部は、前記空きセルカウンタを、回線識別子、コネクション識別子及び品質クラスの全て又はそれらのうちの２つの組み合わせ毎に備えたことを特徴とする請求項９記載のＡＴＭ装置における帯域制御装置。
【請求項１５】
前記シェーピング処理部は、空きセルを挿入するとき、ユーザセルがシェーピングバッファから読み出されたものと見做して帯域の制御を行う手段を備え、空きセルの帯域をユーザセルの帯域に含めてシェーピング処理を行なう構成を有することを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項記載のＡＴＭ装置における帯域制御装置。
【請求項１６】
前記シェーピング処理部は、空きセルを挿入するとき、ユーザセルはシェーピングバッファから読み出されないものとして扱い、空きセルを挿入後に読み出す手段を備え、空きセルの帯域とユーザセルの帯域とに対し個別にシェーピング処理を行なう構成を有することを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項記載のＡＴＭ装置における帯域制御装置。
【請求項１７】
前記シェーピング処理部は、要求された空きセルに一つの品質クラスを割り当て、空きセルを一定のレートでセルハイウェイに挿入する構成を有することを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか１項記載のＡＴＭ装置における帯域制御装置。
【請求項１８】
前記シェーピング処理部は、要求された空きセルに一つの品質クラスを割り当て、他の優先度の高い品質クラスのユーザセルの読み出しがないときに空きセルをセルハイウェイに読み出すことを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか１項記載のＡＴＭ装置における帯域制御装置。
【請求項１９】
前記シェーピング処理部は、他の優先度の高い品質クラスのセルの読み出しがないときにユーザセルを読出す品質クラスのユーザセルと、空きセルとの間で、予め設定された優先順位に従って、ユーザセル又は空きセルをセルハイウェイに読み出す構成を有することを特徴とする請求項１８記載のＡＴＭ装置における帯域制御装置。
【請求項２０】
前記シェーピング処理部は、要求された空きセルの品質クラスとして、ユーザセルの品質クラスのうちの一つの品質クラスと同一の品質クラスに割り当て、空きセルをハイウェイに読み出す構成を有することを特徴とする請求項１乃至１６いずれか１項記載のＡＴＭ装置における帯域制御装置。
【請求項２１】
前記シェーピング処理部は、空きセルとユーザセルとの間で予め設定された優先順位に従って、ユーザセル又は空きセルをセルハイウェイに読み出す構成を有することを特徴とする請求項２０記載のＡＴＭ装置における帯域制御装置。
【請求項２２】
前記シェーピング処理部は、空きセルとユーザセルとを一定の割合で交互にセルハイウェイに読み出すことを特徴とする請求項２０記載のＡＴＭ装置における帯域制御装置。
【請求項２３】
前記シェーピング処理部は、要求された空きセルに割り当てる品質クラスを複数の品質クラスの中から選択し、ある一つの品質クラス又は複数の品質クラスを割り当てる構成を有することを特徴とする請求項２０記載のＡＴＭ装置における帯域制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
近年、ＣＢＲ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ  Ｂｉｔ  Ｒａｔｅ）、ＶＢＲ（Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｂｉｔ  Ｒａｔｅ）といったピークレートやサステーナブルセルレート（平均セルレート）等のユーザセル転送レートを規定し、廃棄率や遅延特性等の品質を保証する品質保証型サービスに加えて、低価格なサービスの提供を目指して、ＡＢＲ（Ａｖａｉｒａｌｂｅ  Ｂｉｔ  Ｒａｔｅ）やＵＢＲ（Ｕｎｓｐｅｃｉｆｉｅｄ  Ｂｉｔ  Ｒａｔｅ）等、品質保証は最低限とする代わりに、ネットワークの帯域が空いている限り、ユーザトラヒックを収容するといったべストエフォート型サービスの規定が提案されている。
【０００２】
本発明は、これら品質保証型及びべストエフォート型のサービスを提供するＡＴＭ交換機やＡＴＭ通信装置等のＡＴＭ装置におけるＯＡＭ（Ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｎｄ  Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ：保守運用）セル等の管理用セルを挿入するための帯域制御装置に関する。
【０００３】
【従来の技術】
図２７は従来のＡＴＭ装置における帯域制御装置の説明図である。同図において２７−１０はセル挿入部、２７−１１は挿入セル生成部、２７−１２はセル挿入待ちキュー、２７−２０は空きセル挿入機能を有するシェーピング処理部、２７−２１はセル読み出し制御部、２７−２２はシェーピングバッファ、１−３０はセルハイウェイである。
【０００４】
シェーピングバッファ２７−２２は、セルハイウェイ２７−３０から受信した各ユーザセルを蓄積し、セル読み出し制御部２７−２１は、シェーピングバッファ２７−２２から、各ユーザセルを、あらかじめ定められた帯域以内で、即ちユーザセルの送出瞬間速度が一定値を越えないように平均化した速度以下で、読み出すように制御してシェーピング処理を行なう。
【０００５】
また、セル読み出し制御部２７−２１は、予め見積もった固定的なレートでＯＡＭセル等の管理用セル挿入用の空きセルをユーザセルの間に挿入するように、シェーピングバッファ２７−２２のセル読み出しを制御する。
【０００６】
ＯＡＭセル等の管理用セルは、挿入セル生成部２７−１１により生成され、セル挿入待ちキュー２７−１２に格納され、セルハイウェイ２７−３０に空きセルが到来したときにセル挿入待ちキュー２７−１２から読み出され、空きセルに上書きされてセルハイウェイ２７−３０に送出される。
【０００７】
このように従来は、ユーザセルの帯域を保証し、かつＯＡＭセル等の管理用セルの挿入を行うために、セル読み出し制御部２７−２１は予めユーザサービス用の帯域とＯＡＭセル等の管理用セル挿入用の帯域とを別々に確保していた。そのため、ＯＡＭセル等の管理用セル挿入を必要としない場合でも、ＯＡＭセル等の管理用セル挿入用の帯域を常時確保していた。
【０００８】
また、特開平３−７１７４９号（特願平１−２０８２３７号）公報には、セル挿入が必要なときにセルをハイウェイに挿入するＡＴＭセル挿入方式が記載されているが、このＡＴＭセル挿入方式は、ユーザへ提供しているサービス品質には関係なく、挿入の必要なセルが発生すると所定時間経過内にセルを挿入するものであった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
図２７に示した従来例のように、ＯＡＭセル等の管理用セル挿入用の帯域を常に確保しておく構成では、挿入される最大のＯＡＭセル等の管理用セルに対する帯域を予め固定的に確保しておく必要があり、ＯＡＭセル等の管理用セルの挿入を必要としない場合でも、一定のレートで空きセルが挿入され、ＯＡＭセル等の管理用セルを挿入しない図の斜線部で示す帯域が有効に利用されず、無駄に帯域を確保してしまうという問題を生じていた。
【００１０】
また、前記公報に記載のＡＴＭセル挿入方式によりＯＡＭセル等の管理用セルを挿入する構成では、挿入すべきＯＡＭセル等の管理用セルが発生すると、ユーザセルのサービス品質と関係なくユーザセルの送出を止めてＯＡＭセル等の管理用セルを挿入するため、ユーザセルの遅延、廃棄の原因となり、ユーザセルに対して所定のサービス品質を保証することができなくなるという問題を生じる。
【００１１】
本発明は、ユーザセルのサービス品質を保証しながら、予めＯＡＭセル等の管理用セル挿入用の帯域を確保することなく、必要時にＯＡＭセル等の管理用セル挿入用の帯域を確保し、ＯＡＭセル等の管理用セルを挿入しないときはその帯域をＡＢＲ、ＵＢＲ等のべストエフォート型サービスのセル送出に割り当て、ネットワークリソースの有効活用を図ることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明のＡＴＭ装置における帯域制御装置は、（１）管理用セルを挿入するセル挿入部と、ユーザセルのシェーピング処理を行なうシェーピング処理部とを備え、前記セル挿入部は、セル挿入要求発生時に前記シェーピング処理部に空きセルの挿入要求を挿入セルの品質クラスと共に通知する手段と、セルハイウェイに挿入された空きセルに挿入セルを書き込む手段とを備え、前記シェーピング処理部は、前記セル挿入部から空きセルの挿入要求を通知されたときに、空きセルを生成し、通知された品質クラスに基づいてセルハイウェイに空きセルを挿入する手段を備え、管理用セルの挿入要求発生時にのみ、その帯域を与えて挿入するものである。
【００１５】
また、（２）前記セル挿入部は、空きセルの挿入要求を通知するとき、挿入セルの回線識別子を通知し、前記シェーピング処理部は、通知された回線識別子に基づいて空きセルを挿入するものである。
【００１６】
また、（３）前記セル挿入部は、空きセルの挿入要求を通知するとき、挿入セルのコネクション識別子を通知し、前記シェーピング処理部は、通知されたコネクション識別子に基づいて空きセルを挿入するものである。
【００１７】
また、（４）前記セル挿入部は、空きセルの挿入要求を通知するとき、挿入セルの回線識別子及びコネクション識別子の情報を通知し、前記シェーピング処理部は、通知された挿入セルの前記情報に基づいて空きセルを挿入するものである。
【００１８】
また、（５）前記セル挿入部は、複数の空きセルの挿入要求を通知するとき、同一の空きセル挿入要求情報を複数回繰り返して通知するものである。
また、（６）前記セル挿入部は、複数の空きセルの挿入要求を通知するとき、同一の空きセル挿入要求情報の繰り返し回数を通知するものである。
【００１９】
また、（７）前記セル挿入部は、セル挿入待ちキューを備え、挿入セルを該セル挿入待ちキューへ書き込むときに、前記シェーピング処理部に空きセルの挿入要求を通知するものである。
【００２０】
また、（８）前記セル挿入部は、前記セル挿入待ちキューのキュー長を監視する手段を備え、該キュー長が所定のしきい値を超えたときに、前記シェーピング処理部に空きセルの挿入要求を通知するものである。
【００２１】
また、（９）前記シェーピング処理部は、前記セル挿入部から通知された空きセル要求数を保持する空きセルカウンタを備え、該空きセルカウンタは、シェーピングバッファとは別に空きセル挿入を管理する構成を有するものである。
【００２２】
また、（１０）前記シェーピング処理部は、前記セル挿入部から空きセルの挿入要求を通知されると、空きセルをシェーピングバッファのユーザセルキューの先頭又は後尾に書き込む手段を備え、挿入空きセルとユーザセルとをシェーピングバッファで一元管理する構成を有するものである。
【００２３】
また、（１１）前記シェーピング処理部は、前記空きセルカウンタを回線識別子毎に備えたものである。
また、（１２）前記シェーピング処理部は、前記空きセルカウンタをコネクション識別子毎に備えたものである。
また、（１３）前記シェーピング処理部は、前記空きセルカウンタを品質クラス毎に備えたものである。
【００２４】
また、（１４）前記シェーピング処理部は、前記空きセルカウンタを、回線識別子、コネクション識別子及び品質クラスの全て又はそれらのうちの２つの組み合わせ毎に備えたものである。
【００２５】
また、（１５）前記シェーピング処理部は、空きセルを挿入するとき、ユーザセルがシェーピングバッファから読み出されたものと見做して帯域の制御を行う手段を備え、空きセルの帯域をユーザセルの帯域に含めてシェーピング処理を行なう構成を有するものである。
【００２６】
また、（１６）前記シェーピング処理部は、空きセルを挿入するとき、ユーザセルはシェーピングバッファから読み出されないものとして扱い、空きセルを挿入後に読み出す手段を備え、空きセルの帯域とユーザセルの帯域とに対し個別にシェーピング処理を行なう構成を有するものである。
【００２７】
また、（１７）前記シェーピング処理部は、要求された空きセルに一つの品質クラスを割り当て、空きセルを一定のレートでセルハイウェイに挿入する構成を有するものである。
【００２８】
また、（１８）前記シェーピング処理部は、要求された空きセルに一つの品質クラスを割り当て、他の優先度の高い品質クラスのユーザセルの読み出しがないときに空きセルをセルハイウェイに読み出すものである。
【００２９】
また、（１９）前記シェーピング処理部は、他の優先度の高い品質クラスのセルの読み出しがないときにユーザセルを読出す品質クラスのユーザセルと、空きセルとの間で、予め設定された優先順位に従って、ユーザセル又は空きセルをセルハイウェイに読み出す構成を有するものである。
【００３０】
また、（２０）前記シェーピング処理部は、要求された空きセルの品質クラスとして、ユーザセルの品質クラスのうちの一つの品質クラスと同一の品質クラスに割り当て、空きセルをハイウェイに読み出す構成を有するものである。
【００３１】
また、（２１）前記シェーピング処理部は、空きセルとユーザセルとの間で予め設定された優先順位に従って、ユーザセル又は空きセルをセルハイウェイに読み出す構成を有するものである。
【００３２】
また、（２２）前記シェーピング処理部は、空きセルとユーザセルとを一定の割合で交互にセルハイウェイに読み出すものである。
また、（２３）前記シェーピング処理部は、要求された空きセルに割り当てる品質クラスを複数の品質クラスの中から選択し、ある一つの品質クラス又は複数の品質クラスを割り当てる構成を有するものである。
【００３３】
【発明の実施の形態】
図１は本発明におけるＯＡＭセル等の管理用セルの挿入帯域の説明図である。同図において、１−１０はセル挿入部、１−１１は挿入セル生成部、１−１２はセル挿入待ちキュー、１−１３は空きセル要求生成部、１−２０は空きセル挿入機能を有するシェーピング処理部、１−２１はセル読み出し制御部、１−２２はシェーピングバッファ、１−３０はセルハイウェイである。
【００３４】
シェーピングバッファ１−２２は、セルハイウェイ１−３０から受信した各ユーザセルを蓄積し、セル読み出し制御部１−２１は、シェーピングバッファ１−２２から、各ユーザセルを、あらかじめ定められた帯域以内で、即ちユーザセルの送出瞬間速度が一定値を越えないように平均化した速度以下で、読み出すように制御してシェーピング処理を行なう。
【００３５】
ＯＡＭセル等の管理用セルの挿入要求発生時、挿入セル生成部１−１１は挿入すべき管理用セルを生成し、セル挿入待ちキュー１−１２に該管理用セルを格納する。セル挿入待ちキュー１−１２に管理用セルが格納されると、空きセル要求生成部１−１３は、シェーピング処理部１−２０のセル読み出し制御部１−２１に空きセル要求信号を送出し、セル読み出し制御部１−２１は、該空きセル要求に応じてシェーピングバッファ１−２２に対して管理用セル挿入用の空きセル挿入を指示する。
【００３６】
シェーピングバッファ１−２２はこのように必要時にオンデマンドで空きセルを挿入し、セルハイウェイ１−３０に空きセルを送出する。セル挿入部１−１０のセル挿入待ちキュー１−１２は、シェーピング処理部１−２０で挿入された空きセルが到着したときにセル挿入待ちキュー１−１２から挿入セルを読み出し、該空きセルに挿入セルを上書きし、セルハイウェイ１−３０に送出する。
【００３７】
セル読み出し制御部１−２１は管理用セル挿入要求発生時にその挿入用の帯域を確保するため、管理用セルを挿入しないときは、全帯域をＡＢＲ、ＵＢＲ等のベストエフォート型サービスクラスのセル送出に割り当てることができ、全帯域を有効に使用することができる。
【００３８】
図２は本発明のＯＡＭセル等の管理用セルの帯域要求に応じた空きセル挿入の説明図である。ＯＡＭセル等の管理用セルの挿入要求発生時、セル挿入部１−１０の空きセル要求生成部１−１３から、シェーピング処理部１−２０のセル読み出し制御部１−２１に、空きセル要求を通知する際に、挿入対象セルの品質クラス（ＱｏＳ）、回線識別子若しくはコネクション識別子又はそれらの全て若しくは２つの組み合わせを含む空きセル要求信号を送出し、セル読み出し制御部１−２１は、それらの通知された空きセル要求信号に対応した空きセルを挿入する。
【００３９】
このように、セル挿入部１−１０は、空きセル要求情報として、挿入するＯＡＭセル等の管理用セルの品質クラス、回線識別子又はコネクション識別子を通知し、シェーピング処理部１−２０は、それら通知された空きセル要求に対応した空きセルを挿入し、挿入すべきＯＡＭセルの要求に対応した帯域を確保することができる。ここで、回線識別子は物理回線の識別番号であり、コネクション識別子は仮想回線の識別番号である。
【００４０】
図３に本発明で使用するセルのフォーマットを示す。セルフォーマットの種類としては、図の（Ａ）に示すユーザセルフォーマット、図の（Ｂ）に示すＯＡＭセルフォーマット及び図の（Ｃ）に示す空きセルフォーマットがある。
【００４１】
ユーザセルフォーマットはユーザデータを転送するセルのフォーマット、ＯＡＭセルフォーマットは、障害情報、コネクション導通試験情報又はコネクション品質情報等のＯＡＭ情報を転送するＯＡＭセルのフォーマット、空きセルフォーマットは転送するセルがないときにセルがないことを明示するために転送する空きセルのフォーマットである。
【００４２】
図３の各セルのフォーマットにおいて、「ＥＮ」は空きセル識別子（ＥＮ＝０：空きセル、１：有効セル）、「ＱｏＳ」は品質クラス識別子、「ＶＰＩ」はバーチャルパス識別子、「ＶＣＩ」はバーチャルチャネル識別子、「ＰＴＩ」はペイロードタイプ識別子、「ＣＬＰ」はセル損失優先表示、「ＣＲＣ１０」は巡回冗長符号である。
【００４３】
なお、図３に示したセルフォーマットのヘッダ部は、標準化された一般のＡＴＭセルのフォーマットのヘッダ部と若干異なるが、ＡＴＭ交換機内等、閉じたシステム内においては、適宜、ヘッダ部を付け替えることができ、図３に示すようなフォーマットとすることができる。
【００４４】
また、空きセルに対して品質クラス、コネクション識別子又は回線識別子を付与しているため、セル挿入部１−１０のセル挿入待ちキュー１−１２からセルを読み出し、該セルに挿入セルを上書きする際に、対応した品質クラス、コネクション識別子又は回線識別子の挿入セルを上書きすることができる。
【００４５】
前述の図２に示した空きセル要求情報として通知する品質クラス、回線識別子又はコネクション識別子は、それぞれ各セルフォーマットの第０バイトのＱｏＳ、第１バイトの回線識別子、第２乃至第５バイトのＶＰＩ，ＶＣＩを抽出することにより識別される。
【００４６】
図４及び図５は本発明の一つのコネクションに対する複数の管理用セル挿入時の空きセル挿入の説明図である。同一コネクションに対し、例えば、ＬＢ（Ｌｏｏｐ  Ｂａｃｋ）セルの挿入及びＰＭ（Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）セルの挿入等のように、同一コネクションに複数種類のＯＡＭセル等の管理用セルを続けて挿入する場合、図４に示すように、空きセル要求生成部１−１３は、品質クラス、回線識別子又はコネクション識別子等を含む空きセル要求信号を、要求する空きセル数分、繰り返して転送する。
【００４７】
図４において、空きセル要求生成部１−１３からセル読み出し制御部１−２１に、第１番（＃１）のコネクションに対して３回、第２番（＃２）のコネクションに対して１回、第３番（＃３）のコネクションに対して２回、空きセル要求信号を転送する例を示している。
【００４８】
このように空きセル要求信号を繰り返して転送する手段は、続けて挿入するＯＡＭセル等の管理用セルのパタンが少ないケースに対して、転送する空きセル要求信号が少なくて済み、空きセル要求用の信号線を少なくすることができる。また、発生した要求情報を単純に並べて転送するだけなので、複数のＯＡＭセル等の管理要セル情報を、要求空きセル数にマージする処理等が不要になり、簡易な処理で空きセル要求信号を転送することができる。
【００４９】
一方、続けて挿入するＯＡＭセル等の管理用セルのパタンが多いケースに対して、図５に示すように、空きセル要求生成部１−１３は、品質クラス、回線識別子又はコネクション識別子等を含む空きセル要求信号とともに、要求する空きセル数を各コネクション対応に通知する。
【００５０】
図５において、空きセル要求生成部１−１３からセル読み出し制御部１−２１に、第１番（＃１）のコネクションに対して要求する空きセル数（空きセル要求回数）が３個、第２番（＃２）のコネクションに対して要求する空きセル数が１個、第３番（＃３）のコネクションに対して要求する空きセル数が２個であることを通知する例を示している。
【００５１】
このように要求空きセル数を通知する手段は、続けて挿入するＯＡＭセル等の管理用セルの発生時にそれら複数の管理用セル情報を、要求空きセル数にマージする処理が必要となるが、続けて挿入するＯＡＭセル等の管理用セルのパタンが多いケースに対して、転送する空きセル要求信号が少なくて済み、空きセル要求用の信号線を少なくすることができる。また、シェーピング処理部１−２０では到着した空きセル要求を一つ一つ数え上げて空きセル要求数を算出する高速処理が不要となる。
【００５２】
図６及び図７は本発明の空きセル要求通知のタイミングの説明図である。セル挿入部１−１０からシェーピング処理部１−２０へ空きセル要求を通知するタイミングとして、図６に示すように、空きセル要求生成部１−１３は、セル挿入待ちキュー１−１２へのセル書き込みをモニタしておき、セル挿入待ちキュー１−１２への書き込みが発生すると直ちに対応する空きセル要求信号を送信する。
【００５３】
このように構成することにより、挿入すべきＯＡＭセル等の管理用セルの発生と同時に空きセル要求信号が送出されるため、空きセル挿入の高速なレスポンスを得ることができる。
【００５４】
また、図７に示すように、セル挿入部１−１０からシェーピング処理部１−２０へ空きセル要求を通知するタイミングとして、空きセル要求生成部１−１３は、セル挿入待ちキュー１−１２のキュー長を監視しておき、該キュー長が予め設定されたしきい値を超えたときに、対応する空きセル要求を通知する構成とすることもできる。
【００５５】
このように構成することにより、空きセル要求をしなくてもセルハイウェイ上に適度に空きセルが流出されて来るような場合、無用な空きセル要求の出し過ぎを抑制することができる。
【００５６】
図８は本発明のシェーピングバッファによる空きセル挿入の説明図である。セル読み出し制御部１−２１は、空きセル要求生成部１−１３から空きセル要求信号を受信すると、ユーザセル用のシェーピングバッファ１−２２に順番に格納されているセルの先頭又は後尾に空きセルを追加して挿入する。
【００５７】
このように空きセルの挿入にユーザセル用のシェーピングバッファ１−２２を用い、ユーザセルと空きセルの送出をシェーピングバッファ１−２２で一元管理することにより、空きセルを管理するための新たなハードウェアを追加することなく構成することができる。また、空きセルをシェーピングバッファ１−２２の先頭に書き込む場合には、空きセル挿入の高速なレスポンスを得ることができる。
【００５８】
図９は本発明の空きセルカウンタによる空きセル挿入の説明図である。シェーピング処理部１−２０は、ユーザセル用のシェーピングバッフア１−２２とは別に空きセルカウンタ１−２３を備え、該空きセルカウンタ１−２３は、セル読み出し制御部１−２１が空きセル要求生成部１−１３から空きセル要求信号を受信すると、受信した空きセル要求数をカウントし、そのカウント値を保持する。
【００５９】
空きセル挿入は、この空きセルカウンタ１−２３のカウント値を基に行い、空きセルの挿入とユーザセルのシェーピングとを個別に管理し、回線毎又はコネクション毎等のＯＡＭセルとユーザセルの多様な品質クラスに応じた帯域制御を行なって空きセル挿入を行なう。以下、各種の品質クラスに応じた空きセル挿入について説明する。
【００６０】
図１０は本発明のＯＡＭセル等の管理用セル挿入の帯域要求に応じた空きセルカウンタによる空きセル挿入の説明図である。空きセルカウンタ１−２３は、回線識別子毎、コネクション識別子毎又は品質クラス毎に設け、それぞれのカウント値に応じて、回線識別子毎、コネクション識別子毎若しくは品質クラス毎又はそれらの２つ以上の組み合わせに応じた帯域要求に従って空きセル挿入を行なう。
【００６１】
このように、空きセル挿入を、回線識別子、コネクション識別子若しくは品質クラス毎又はそれらの２つ以上の組み合わせの毎の空きセルカウンタ１−２３により管理することにより、ＯＡＭセル等の管理用セル挿入の帯域要求に対応した空きセル挿入が可能となり、セル挿入部１−１０で帯域要求に応じたＯＡＭセル等の管理用セルの挿入が可能となる。
【００６２】
ここで、空きセル要求数を個別に保持する空きセルカウンタ１−２３の管理種別は、セルハイウェイ１−３０からのセルを読み出すシェーピングバッファ１−２２の管理種別と一致していなくても良い。
【００６３】
図１１は本発明のＯＡＭセル等の管理用セルとユーザセルとを合わせた帯域要求に応じた空きセル挿入の説明図である。図の（Ａ）は、通常読み出し時（空きセル要求なしの時）にシェーピングバッファ１−２２からセルハイウェイ１−３０に読み出されるセルを示し、図の（Ｂ）は、空きセル要求発生時にシェーピングバッファ１−２２及び空きセルカウンタ１−２３からセルハイウェイ１−３０に読み出されるセルを示している。
【００６４】
ＯＡＭセル等の管理用セルの帯域とユーザセルの帯域との合体（ａｇｇｒｅｇａｔｅ）に対して帯域要求がなされている場合、シェーピングレートが例えば１／３であるとすると、通常読み出し時では、図の（Ａ）に示すように、セルハイウェイ１−３０上に３回に１回の割合でユーザセルのみが読み出されて送出される。なお、このとき空きセルカウンタ１−２３のカウント値はゼロであり、空きセルは挿入されない。
【００６５】
一方、空きセル要求発生時では、空きセルカウンタ１−２３のカウント値は１以上となり、このとき図の（Ｂ）に示すように、ユーザセルの代わりに空きセルが読み出されたものとして空きセルを挿入し、空きセルとユーザセルとを合わせて３回に１回の割合でセルを読み出して送出する。そして、空きセル挿入のため読み出されなかったユーザセルは、次の読み出しサイクルのときに、順番に読み出される。
【００６６】
このように空きセル挿入を、ユーザセルが読み出されたものとして帯域の制御を行い、要求された空きセルの帯域とユーザセルの帯域とを合わせた所望のシェーピングレートで送出する。従って、空きセル要求の帯域とユーザセルの帯域とをひとまとめにして管理することができ、ユーザからの使用帯域の申告が、ＯＡＭセル等の管理用セルとユーザセルとの帯域の合計で申告されている場合に好適に対応することができる。
【００６７】
図１２は本発明のＯＡＭセル等の管理用セルとユーザセルとを分けた帯域要求に個別に対応する空きセル挿入の説明図である。図の（Ａ）は、通常読み出し時（空きセル要求なしの時）にシェーピングバッファ１−２２からセルハイウェイ１−３０に読み出されるセルを示し、図の（Ｂ）は、空きセル要求発生時にシェーピングバッファ１−２２及び空きセルカウンタ１−２３からセルハイウェイ１−３０に読み出されるセルを示している。
【００６８】
図の（Ａ）に示す通常読み出し時の動作は、前述の図１１の（Ａ）に示した場合と同様である。空きセル要求発生時は、図の（Ｂ）に示すように、要求により空きセル（図の斜線を施したセル）を挿入した際、該挿入位置がユーザセルの読み出し位置と競合した場合は、ユーザセルが読み出されなかったとして帯域の制御を行い、次のセル位置でユーザセルを読出す。すなわち、ユーザセルの読み出しは、空きセルの挿入に関わらず３回に１回の割合で読み出される。
【００６９】
このように、要求された空きセルの帯域とユーザセルの帯域とを別個に管理するため、この実施の形態は、ユーザからの使用帯域の申告が、ＯＡＭセル等の管理用セルとユーザセルとに分けて別々（Ｓｅｐａｒａｔｅ）に申告されている場合に好適に対応することができる。
【００７０】
図１３及び図１４は本発明の品質クラスを割り当てた空きセルカウンタによる空きセル挿入の説明図である。図１３は空きセルカウンタに或る一定の読み出しレートの品質クラスを割り当て、該空きセルカウンタにより一定レートで空きセルを挿入する実施の形態を示している。
【００７１】
今、品質クラス１の最優先の品質クラスを与えられたシェーピングバッファ１−２２＃１と、品質クラス２の第２優先の品質クラスを与えられ、空きセルを挿入する空きセルカウンタ１−２３と、品質クラス３の低優先の品質クラスが与えられたシェーピングバッファ１−２２＃２とから、セルハイウェイ１−３０にセルが送出されるものとする。
【００７２】
シェーピングバッファ１−２２＃１の読み出しレートは１／１０、空きセルカウンタ１−２３の読み出しレートは１／４であるとし、シェーピングバッファ１−２２＃２は他のクラスの読み出しがないときにセルを読み出すものとする。
【００７３】
図１３に示すように、品質クラス１の最優先の品質クラスを与えられたシェーピングバッファ１−２２＃１からは、読み出しレート１／１０で、すなわち、セルハイウェイ上で１０個のセルのうち１個のセルの割合で読み出され、他の品質クラスのセルと競合した場合、最優先で送出される。
【００７４】
品質クラス２の第２優先の品質クラスを与えられた空きセルカウンタ１−２３は、読み出しレート１／４で空きセルを読み出し、セルハイウェイ上で４個のセルのうち１個のセルの割合で挿入する。品質クラス１のセルと競合した場合、次のセル位置に１つずらして挿入する。
【００７５】
品質クラス３の低優先の品質クラスが与えられたシェーピングバッファ１−２２＃２は、他の品質クラスの読み出しがないときに当該シェーピングバッファ１−２２＃２からセルを読み出して送出する。
【００７６】
このように、空きセルに対して一定の読み出しレートを割り当てるため、挿入されるＯＡＭセル等の管理用セルの品質を保証することができる。ただし、従来と異なり、空きセル要求がないときは、その帯域をべストエフォート型サービスクラスのユーザセルに割り当てることができる。
【００７７】
また、シェーピングバッファは回線毎かつ品質クラス毎にユーザセルの読み出しレートを管理し、空きセルカウンタは品質クラス毎又は回線毎にのみ空きセルの読み出しレートを管理する構成とすることができる。
【００７８】
図１４は要求された空きセルに対してユーザセルとは別の品質クラスを割り当て、優先度の高い他の品質クラスの読み出しがないときに、要求空きセルの全てを挿入する実施の形態を示している。
【００７９】
品質クラス１の最優先の品質クラスを与えられたシェーピングバッファ１−２２＃１からは、読み出しレート１／１０でセルが読みだされ、品質クラス２の第２優先の品質クラスを与えられた空きセルカウンタ１−２３と、品質クラス３の低優先の品質クラスが与えられたシェーピングバッファ１−２２＃２とからは、より優先度の高い他のクラスのセル読み出しがないときにセルを読み出し、セルハイウェイ１−３０に送出するものとする。
【００８０】
図１４に示すように、品質クラス１の最優先の品質クラスを与えられたシェーピングバッファ１−２２＃１からは、セルハイウェイ上で１０個のセルうち１個のセルの割合でセルが読み出され、他の品質クラスのセルと競合した場合、最優先で送出される。
【００８１】
品質クラス２の空きセルカウンタ１−２３は、例えば、空きセル要求数が４つのとき、より優先度の高い品質クラス１のセル読み出しがないときに、要求された４つの空きセルを連続的に挿入する。
【００８２】
品質クラス３のシェーピングバッファ１−２２＃２は、より優先度の高い品質クラス１及び２のセル読み出しがないときに、当該シェーピングバッファ１−２２＃２からセルを連続的に読み出して送出する。
【００８３】
そして、空きセルカウンタと幾つかのシェーピングバッファとを、他の優先度の高い品質クラスのセル読み出しがないときにセルを送出する品質クラスとしたとき、空きセルカウンタと幾つかのシェーピングバッファとの間で、ユーザに提供するサービス品質に応じて優先順位を可変とする構成とすることができる。
【００８４】
この実施の形態では、空きセル要求に対して予め一定の空きセル読み出しレートを予測して設定するという困難な作業をする必要がなく、より優先度の高い他の品質クラスからのセル読み出しのない空き帯域を有効に使用することができる。
【００８５】
また、より高い他の品質クラスの読み出しがないときにセルを読み出す品質クラスのシェーピングバッファと空きセルカウンタとの間で、セルの読み出し及び空きセル挿入の優先順位の設定を変更可能とすることにより、複数に分類されるべストエフォート型サービスの品質クラスや帯域保証型サービスの品質クラスが混在する場合において、これらの複数の品質クラスのユーザセルと要求された空きセルとの間での最適な帯域制御が可能となる。
【００８６】
なお、シェーピングバッファは回線毎かつ品質クラス毎にセル読み出しを管理し、空きセルカウンタは回線毎又は品質クラス毎にのみ空きセル挿入を管理する構成とすることができる。
【００８７】
図１５は、本発明の空きセルカウンタを他のユーザセルの品質クラスと同レべルに割り当てた空きセル挿入の説明図である。同図に示すように、品質クラス１の最優先の品質クラスを与えられたシェーピングバッファ１−２２＃１と、品質クラス２の第２優先の品質クラスを与えられたシェーピングバッファ１−２２＃２と、品質クラス３の低優先の品質クラスが与えられたシェーピングバッファ１−２２＃３とがある場合、空きセルカウンタ１−２３に、要求された空きセルの品質クラスに最も近い、例えば、シェーピングバッファ１−２２＃２と同じ品質クラス２を与える。
【００８８】
一般的に、複数の品質クラスのセル読み出しには競合制御を行なうための機構が必要となり、品質クラス制御のハードウェア規模が大きくなるが、空きセルカウンタを他のユーザセルの品質クラスと同レべルに割り当ることにより、空きセルの品質クラス制御を既存のユーザセルに対する品質クラス制御と共用化することができ、少ないハードウェア量の増加で、要求空きセルに対する品質を保証することができる。
【００８９】
そして、同一の品質クラスの要求空きセルとユーザセルとの間では、要求空きセル又はユーザセルのいずれか一方を固定的に優先させて読み出し、要求空きセルのサービス品質とユーザのサービス品質を一元的に管理することにより、空きセル挿入の制御を簡易なものとすることができる。
【００９０】
また、同一の品質クラスの要求空きセルとユーザセルとの間で、ユーザセルと要求空きセルの読み出しの割合を予め決めておき、その割合に従って交互に読み出す構成とすることもできる。
【００９１】
要求空きセルのサービス品質とユーザセルのサービス品質とを一元的に管理する際、要求空きセルとユーザセルの読み出しパタンをより詳細に規定することもできるが、上記のように、ユーザセルとＯＡＭセル等の管理用セルの送出割合を規定する構成とすることにより、カウンタ等の簡単なハードウェアの追加のみで空きセル挿入制御を行なうことができる。
【００９２】
更に、要求された空きセルの品質クラスを、いくつかの他のユーザセルの品質クラスの中から選択して割り当てる構成とすることができる。このような構成により、必要に応じて割り当てる複数の品質クラスの空きセル要求を一元的に管理することができ、空きセル挿入制御のためのハードウェア量を削減することができる。
【００９３】
【実施例】
図１６は本発明の第１の実施例を示す図である。この実施例は、品質保証型サービスを提供するＱｏＳ＃１のＯＡＭセルの帯域を保証しながら、ＯＡＭセルを挿入しないときは、べストエフォート型サービスを提供するＱｏＳ＃２のコネクションのユーザセルが、ＯＡＭセルの帯域を有効に使用して送出される例を示している。
【００９４】
ＯＡＭセル生成部１６−１でＯＡＭセルが生成されると、ＯＡＭセルをセル挿入待ちキュー１６−２に書き込む。空きセル要求生成部１６−３は、セル挿入待ちキュー１６−２に書き込まれるＯＡＭセルを監視して、当該ＯＡＭセルに対応する空きセル要求信号１６−４をセル読出制御部１６−５に通知する。
【００９５】
空きセル要求を受け取ったセル読出制御部１６−５は、一旦、空きセル情報保持カウンタ１６−６に要求空きセル数を保持しておき、シェーピングバッファ１６−７に蓄積されているユーザセルとの間で挿入タイミングの調整を行い、空きセルかユーザセルかのいずれか一方を選択して読み出す指示をセレクタ１６−８に送出する。
【００９６】
セレクタ１６−８は、セル読出制御部１６−５からの読出選択指示に従って、空きセル又はユーザセルを読み出し、或るタイミングでユーザセルを挿入する代わりに、空きセルをセルハイウェイ１６−９に挿入する。
【００９７】
セル挿入制御部１６−１０は、セルハイウェイ１６−９に挿入された空きセルを検出し、該空きセルに対しセル挿入待ちキュー１６−２に蓄積されたＯＡＭセルを読み出して上書きして挿入する。
【００９８】
このような一連の制御により、ＯＡＭセル挿入のための帯域を確保しながら、ＯＡＭセルの挿入がないときは、その帯域をべストエフォート型サービスを提供している品質クラスに割り当てることが可能となる。
【００９９】
ここで、ＯＡＭセル生成部１６−１から挿入されるセルとして、ＯＡＭセルの代わりに、ＲＭ（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）セル等の他の用途のセルの挿入に対しても同様に行なうことができる。
【０１００】
また、シェーピングバッファ１６−７で挿入するセルとしてユーザセルの代わりに、ＯＡＭセルより優先度の低いセルや、シェーピング処理部とＯＡＭセル挿入部との間の通信で使用されるローカルなセルであっても良い。
【０１０１】
また、図１６ではセル挿入待ちキュー１６−２や空きセル情報保持カウンタ１６−６をＱｏＳクラス毎に分けて保持しているが、ＯＡＭセルの品質クラスを区別せずに、一つにまとめることによハードウェア量の削減を図ることもできる。
【０１０２】
空きセル要求生成部１６−３から通知する空きセル要求信号１６−４として品質クラス番号（ＱｏＳ＃１，ＱｏＳ＃２）を通知することにより、セル読出制御部１６−５は当該品質クラスに対応する空きセルを挿入し、対応する品質クラスのＯＡＭセルを挿入するための帯域を確保するように構成することができる。
【０１０３】
また、空きセル要求生成部１６−３から通知する空きセル要求信号１６−４として物理的な回線番号である回線織別子を通知することにより、セル読み出し制御部１６−５は当該回線番号に対応する空きセルを挿入し、対応する回線番号のＯＡＭセルを挿入するための帯域を確保するように構成することができる。
【０１０４】
この構成は、図１６に示す品質クラス番号（ＱｏＳ＃１，ＱｏＳ＃２）を回線番号に置き換えることにより容易に構成変更することができ、シェーピングバッファ１６−７がセル流を物理回線速度に平滑化するシェーパであるときに有効である。
【０１０５】
また、空きセル要求生成部１６−３から通知する空きセル要求信号１６−４として、コネクション番号であるコネクション識別子を通知することにより、セル読出制御部１６−５に当該コネクションに対応する空きセルを挿入し、対応するコネクションのＯＡＭセルを挿入するための帯域を確保するように構成することができる。
【０１０６】
この構成は、図１６に示す品質クラス番号（ＱｏＳ＃１，ＱｏＳ＃２）をコネクション識別子に置き換えることにより容易に構成変更することができ、シェーピングバッファ１６−７が、コネクション単位にセル流を平滑化するＶＣ／ＶＰシェーパであるときに有効である。
【０１０７】
更にまた、空きセル要求生成部１６−３から通知する空きセル要求信号１６−４として、品質クラス番号、回線識別子、コネクション識別子をすべて通知するか、又はそれらの２つの組み合わせを通知ことにより、セル読み出し制御部１６−５はそれらの通知に対応する空きセルを挿入し、対応するＯＡＭセルを挿入するための帯域を確保するように構成することができる。
【０１０８】
図１６に示した実施例は、空きセル要求生成部１６−３において、ＯＡＭセルのセル挿入待ちセルキュー１６−２への書き込みを監視し、書き込みの発生したＯＡＭセルから空きセル要求に必要な品質クラス、回線識別子又はコネクション識別子を読み出して、空きセル要求信号１６−４を生成する構成例を示している。
【０１０９】
このように、ＯＡＭセルのセル挿入待ちセルキュー１６−２への書き込みを監視し、その書き込みが行なわれたときに空きセル要求信号１６−４を生成することにより、セル挿入待ちキュー１６−２が満杯状態のときに新規に発生したＯＡＭセルが、セル挿入待ちキュー１６−２へ書き込まれず廃棄されるような場合において、セル挿入待ちキュー１６−２への書き込みが行なわれたときだけ空きセル要求信号１６−４を生成するため、廃棄されるＯＡＭセルに対し、余分に空きセルを要求することはない。
【０１１０】
図１７は本発明の第２の実施例を示す図である。この実施例は、品質クラス毎、回線毎又はコネクション毎の帯域制御が混在した場合の実施例を示している。この実施例では、回線＃１はＶＣ＃１のコネクションを収容し、このコネクションＶＣ＃１の品質クラスはＱｏＳ＃１である。また、回線＃２はＶＣ＃２〜＃４の３つのコネクションを収容し、コネクションＶＣ＃２の品質クラスはＱｏＳ＃１、コネクションＶＣ＃３，＃４の品質クラスはＱｏＳ＃２である。
【０１１１】
そのため、セル挿入待ちキュー１７−２及シェーピングバッファ１７−７は、それぞれのコネクションＶＣ＃１〜ＶＣ＃４対応に備えられ、また、空きセル情報保持カウンタ１７−６は、品質クラス毎、回線毎若しくははコネクション毎又はそれらの組み合わせ毎に備えられる。その他の構成は図１６に示したものと同様である。
【０１１２】
このような実施例では空きセル要求信号１７−４として、品質クラス番号、回線識別子若しくはコネクション識別子又はそのいずれかの組み合わせを通知し、セル読み出し制御部１７−５はその通知に応じてセル読出しの選択指示を行ない、各回線、各コネクション毎の品質クラスに応じて空きセルの挿入を行なう。
【０１１３】
図１８は本発明の空きセル要求信号のフォーマット例を示す図である。図の（Ａ）は要求する空きセルの数だけ空きセル要求信号を繰り返して送信するフォーマット例を示し、図の（Ｂ）は空きセル要求信号と共に要求する空きセル数を送信するフォーマットの例を示している。
【０１１４】
同図において、ＨＷクロックはセルハイウェイのデータ同期信号であり、ＨＷクロックに同期させて空きセル要求信号が送信される。また、空きセル要求生成部からセル読出制御部へ、インタフェース１及びインタフェース２の二つの信号経路を介して空きセル要求信号を送信する。
【０１１５】
同時セル挿入パタンとして、例えば、（１）ＡＩＳセル、（２）ＬＢセル、（３）ＦｏｒｗａｒｄＰＭセル、（４）ＣＣセル、（５）ＡＣＴ／ＤＡＣＴセル、（６）ＲＤＩセル、（７）ＬＢ折り返しセル、（８）ＢａｃｋｗａｒｄＰＭセルの８個のＯＡＭセルを挿入する場合、図の（Ａ）はそれらのＯＡＭセルに対応する品質クラス番号及びデータのイネーブルフラグＥＮ（１が有効、０が無効）を８個分繰り返して送信して空きセル要求する例を示している。
【０１１６】
図の（Ｂ）は同時セル挿入パタンとして、前述の（１）〜（８）のＯＡＭセルを挿入する場合、（１）〜（５）の前方転送するＯＡＭセルと折り返し挿入するタイプの（６）〜（８）のＯＡＭセルとに分類し（通常、前方転送するＯＡＭセルの品質クラス番号と折り返し挿入するＯＡＭセルの品質クラス番号は違うため）、前記二つのタイプのＯＡＭセルに対応する品質クラス番号ＱｏＳとデータのイネーブルフラグＥＮとから成る空きセル要求情報をインタフェース１を介して送信し、インタフェース２を介してそれらの空きセルの要求数Ｃｏｕｎｔを送信する例を示している。
【０１１７】
なお、空きセルの要求数を送信する場合、イネーブルフラグＥＮを使用せずに、無効のとき空きセル要求数＝０、有効のとき空きセル要求数≧１として空きセル要求数により代用することもできる。
【０１１８】
また、セルハイウェイのデータ同期信号ＨＷクロックのようなセルハイウェイクロックに同期した新たなインタフェースクロックを追加する代わりに、挿入するセルの方向と逆方向のセルハイウェイ等の他のインタフェースのクロックを使用することもできる。
【０１１９】
図１９は本発明の第３の実施例を示す図である。この実施例は、セル挿入待ちキューのキュー長を監視して空きセル要求を通知する実施例を示している。また、図２０及び図２１にキュー長の監視とその監視を基に空きセル要求を通知する処理のフローを示し、図２０はセル挿入待ちキューの読み出し時のフロー、図２１はセル挿入待ちキューの書き込み時のフローを示す。以下、本発明の第３の実施例を図１９乃至図２１を参照して説明する。
【０１２０】
セル挿入制御部１９−１０においてセル挿入待ちキュー１９−２からセルを読み出し、セルハイウェイ１９−９にセルを挿入し、キュー長減少指示があった場合（処理フロー２０−１）、対応するセル挿入待ちキュー１９−２の読み出し数（通常、１セル時間毎に挿入処理を実行しているため１である）をキュー長監視部１９−１１に通知する。
【０１２１】
キュー長監視部１９−１１は、前回キュー長保持レジスタ１９−１２から対応するキューの前回キュー長を読み出し（処理フロー２０−２）、前回キュー長と読出数とを比較し（処理フロー２０−３）、前回キュー長が読出数より大きい場合、前回キュー長から読出数を減算し（処理フロー２０−４）、また、前回キュー長が読出数より大きくない場合、前回キュー長を０とし（処理フロー２０−５）、新たなキュー長を前回キュー長保持値として前回キュー長保持レジスタ１９−１２に保持させる（処理フロー２０−６）。
【０１２２】
前述の処理フロー２０−６の後、及び前述の処理フロー２０−１においてキュー長減少指示がない場合、図２１の書き込みフローへ移る。
キュー長監視部１９−１１は、ＯＡＭセル生成部１９−１からＯＡＭセルが生成され、セル挿入待ちセルキュー１９−２へＯＡＭセルが書き込まれるのを監視し、キュー長増加指示があると（処理フロー２１−１）、前回キュー長保持レジスタ１９−１２から対応するキューの前回キュー長を読み出し（処理フロー２１−２）、キュー長しきい値保持レジスタ１９−１３から対応するキュー長しきい値を読み出し（処理フロー２１−３）、前回のキュー長に書き込みによるセル増加数を加算して新たなキュー長とし（処理フロー２１−４）、新たなキュー長を前回キュー長に書き換えて更新し、前回キュー長保持値とする（処理フロー２１−５）。
【０１２３】
キュー長監視部１９−１１は、新たな前回キュー長と予め各キュー毎に設定しておいたキュー長しきい値とを比較し（処理フロー２１−６）、新たな前回キュー長がキュー長しきい値より大きい場合、対応するキューの品質クラス、回線識別子、コネクション識別子を含む空きセル要求信号を生成するように指示する空きセル要求生成指示を空きセル要求生成部１９−３に送信する。新たな前回キュー長がキュー長しきい値以下の場合、空きセル要求生成指示はしない。
【０１２４】
ここで、図２０のキュー読み出しフローは、図２１のキュー書き込みフローと独立事象であるため、キュー読み出しフローとキュー書き込みフローの順序を入れ替えることも可能であるが、キュー読み出しフローをキュー書き込みフローに先立って実行することにより、誤って空きセル要求生成指示が送出され過ぎることを防ぐことができる。
【０１２５】
なお、キュー長しきい値の設定の仕方として、例えば、品質保証型サービス（ＱｏＳ＃１）のセル挿入待ちキューに対してはしきい値を小さく設定し、べストエフォート型サービス（ＱｏＳ＃２）のセル挿入待ちキューのしきい値を大きく設定しておくことにより、品質クラスによって、空きセル要求制御の遅延時間を可変にすることができる。
【０１２６】
図２２は本発明のシェーピング処理部の構成を示す図である。図２３乃至図２６はシェーピングバッファ制御のフローを示し、図２３はユーザセル到着時の書き込み処理のフロー、図２４はユーザセル読み出しの処理のフロー、図２５及び図２６は読み出し選択指示の処理のフローを示している。
【０１２７】
セルハイウェイより到着したユーザセルは、シェーピングバッファ２２−７に順次書き込まれ、キューイングされるが、そのとき図２３に示す処理フローに従って、セル読出制御部２２−５内のシェーピングバッファ管理テーブル２２−５１が更新される。
【０１２８】
セルが到着すると、品質クラスＱｏＳ番号をキーとしてシェーピングバッファ管理テーブル２２−５１を読み出す（  処理フロー２３−１）  。シェーピングバッファ管理テーブル２２−５１は、品質クラスＱｏＳ番号毎にユーザセルのキューのヘッドアドレスとテールアドレスとユーザセル数とを格納した回線管理テーブルと、シェーピングバッファの空きを管理する空き管理テーブルとを備える。
【０１２９】
前述の処理フロー２３−１では更に品質クラスＱｏＳ番号毎のセル数規定値を読み出し、ユーザセル数のカウンタ値とセル数規定値とを比較し（処理フロー２３−２）、ユーザセル数のカウンタ値がセル数規定値を超えていれば、到着したユーザセルを廃棄する（処理フロー２３−３）。
【０１３０】
ユーザセル数のカウンタ値がセル数規定値以下であれば、空き管理テーブルを読み出し（処理フロー２３−４）、シェーピングバッファの空きセル数をカウントする空き管理カウンタが０であれば（処理フロー２３−５）、到着したユーザセルを廃棄する（処理フロー２３−６）。
【０１３１】
空き管理カウンタが１以上であれば（処理フロー２３−５）、対応する品質クラスＱｏＳ番号のテールアドレスのポインタチェーンに空きバッファのヘッドアドレスを書き込み（処理フロー２３−７）、空きキューのヘッドアドレスに到着したユーザセルを書き込む（処理フロー２３−８）。
【０１３２】
シェーピングバッファ管理テーブル２２−５１の回線管理テーブルを更新する処理として、空きキューのヘッドアドレスを、対応する品質クラスＱｏＳ番号のテールアドレスとし、該品質クラスＱｏＳ番号のユーザセル数に１を加算する（処理フロー２３−９）。
【０１３３】
空き管理テーブルの更新処理として、空きチェーンの次のアドレスを空きキューのヘッドアドレスとし、空き数カウンタから１を減算し（処理フロー２３−１０）、シェーピングバッファ２２−７の書き込み処理を終了する。
【０１３４】
シェーピングバッファ２２−７にユーザセルの読み出し指示があると、品質クラスＱｏＳ番号をキーとしてシェーピングバッファ管理テーブル２２−５１を読み出す（  処理フロー２４−１）  。該テーブル内のユーザセル数のカウンタ値が０以下であれば（  処理フロー２４−２）  、無効処理とし（  処理フロー２４−３）  、ユーザセル数のカウンタ値が０を超えていれば（  処理フロー２４−２）  、ヘッドアドレスのユーザセルをハイウェイに読み出す（  処理フロー２４−４）  。
【０１３５】
空き管理テーブルを読み出し（  処理フロー２４−５）  空きキューのテールアドレスに、当該品質クラス番号のヘッドアドレスを書き込み、空きチェーンを構築する（  処理フロー２４−６）  。
【０１３６】
回線管理テーブルの更新処理として、次のチェーンアドレスをヘッドアドレスとし、ユーザセル数のカウンタ値を１減算する（  処理フロー２４−７）  。空き管理テーブルの更新処理として、当該品質クラス番号のヘッドアドレスを空きキューのテールアドレスに書き込み、空き数のカウンタに１を加算し（  処理フロー２４−８）  、処理を終了する。
【０１３７】
空きセル要求信号２２−４により通知された要求空きセルは、空きセル要求受信部２２−５４に一旦受信され、対応する空きセル情報カウンタ２２−６に新規に要求された空きセル数を追加する。
【０１３８】
競合制御部２２−５３は、各品質クラスＱｏＳ番号毎のスケジューリングカウンタからのセルの読み出し要求、空きセル情報保持カウンタ２２−６の要求空きセル情報、シェーピングバッファ管理テーブル２２−５１のユーザセル数の情報を基に、読み出すべきセルを決定し、読出選択指示をセレクタ２２−８に通知し、セレクタ２２−８は該指示により、シェーピングバッファ２２−７からユーザセル又は空きセル保持カウンタから空きセルを読み出し、出力セルハイウェイに出力する。
【０１３９】
空きセル情報保持カウンタ２２−６を用いて、シェーピングバッファ２２−７とは別に空きセルを管理することにより、空きセルとユーザセルとの間で自由度の高い品質クラス制御が可能となる。
【０１４０】
通知された空きセル要求信号を基に、ユーザセルが到着した場合と同様の手順で、挿入用の空きセルをシェーピングバッファ２２−７に書き込むことにより、要求された空きセルの挿入を管理する構成とすることができる。
【０１４１】
挿入用の空きセルを書き込む際、要求された空きセルをヘッドアドレスに書き込むか、テールアドレスに書き込むかによってシェーピングバッファ２２−７の先頭又は後尾に空きセルを追加することができる。
【０１４２】
また、同じ品質クラスＱｏＳ番号に対して、同時に追加する要求空きセルが多数ある場合には、シェーピングバッファ２２−７に書き込む空きセル情報に繰り返し回数を書き込み、その繰り返し回数分は、空きセル情報の読み出し時にポインタチェーンの書き換えを行わないこととすることにより、要求された空きセル数分連続してシェーピングバッファ２２−７へ書き込む場合に比べて、シェーピングバッファ２２−７へアクセス回数を削減することができる。
【０１４３】
空きセル要求信号２２−４として品質クラス番号（例．ＱｏＳ＃１，ＱｏＳ＃２）が通知される場合、空き情報保持セルカウンタ２２−６は品質クラス番号毎に要求空きセルを管理する構成とし、空きセル要求信号２２−４として物理的な回線番号である回線識別子が通知される場合、空き情報保持セルカウンタ２２−６は回線番号毎に要求空きセルを管理する構成とし、空きセル要求信号２２−４としてコネクション番号であるコネクション識別子が通知される場合、空きセル情報保持カウンタ２２−６はコネクション識別子毎に要求空きセルを管理する構成とすることができる。
【０１４４】
空きセル要求信号２２−４として品質クラス番号、回線識別子、コネクション識別子のすべて、又はそれらの２つの組み合わせが通知される場合、空きセル情報保持セルカウンタ２２−６はそれぞれに対応する要求空きセルを管理する構成とすることができる。
【０１４５】
なお、空きセル情報保持セルカウンタ２２−６を個別に備える代わりに、シェーピングバッファ２２−７に空きセルを書き込み、ユーザセルと一緒に管理する構成とすることができる。
【０１４６】
また、空きセル情報保持カウンタ２２−６とシェーピングバッファ２２−７とを別個に備える構成においては、空きセル情報保持カウンタ２２−６は回線織別子毎に管理し、シェーピングバッファ２２−７は、品質クラス番号毎及び回線織別子毎に管理する等の組み合わせにより管理する構成とすることもできる。
【０１４７】
空きセルの帯域の扱いとして、要求された空きセルを挿入する際に、ユーザセルが読み出されたように帯域の制御を行うことにより、要求された空きセルの帯域とユーザセルの帯域とを合わせたシェーピングレートによりセルを送出する構成とすることができる。
【０１４８】
この構成は、対応するユーザセルの挿入間隔を規定するスケジューリングカウンタ２２−５２が満了となりユーザセルを読み出すべきタイミングになったとき、競合制御部２２−５３において、ユーザセルの代わりに空きセルの挿入の選択指示がされた場合に、ユーザセルが読み出されたものとして、スケジューリングカウンタ２２−５２をリセットし、次のユーザセルの挿入時間をカウントし始める構成とすることができる。
【０１４９】
図２５は本発明の空きセルの帯域とユーザセルの帯域とを合わせてシェーピングレートとする処理フローを示す図である。スケジューリングカウンタ２２−５２は１カウント時間が経過すると（処理フロー２５−１）、読出し間隔規定値を読み出し（処理フロー２５−２）、スケジューリングカウンタ２２−５２のカウンタ値に１を加算し、その値と読み出し間隔規定値とを比較し（処理フロー２５−３）、その値が読み出し間隔規定値未満であれば処理を終了する。
【０１５０】
カウンタ値に１を加算した値が、読み出し間隔規定値以上であれば、スケジューリングカウンタ２２−５２は競合制御部２２−５３にカウンタ満了を通知し（処理フロー２５−４）、ユーザセル又は要求空きセルが読み出し可能であれば（処理フロー２５−５）、カウンタ値を０にリセットし（処理フロー２５−６）、ユーザセル及び要求空きセルのいずれもが読み出し不可能であれば（処理フロー２５−５）、カウンタ値に１を加算し（処理フロー２５−７）、処理を終了する。
【０１５１】
空きセルの帯域の扱いとして、要求された空きセルを読み出す際に、ユーザセルは読み出されれなかったものとして、帯域の制御を行うことより、要求された空きセルの帯域とユーザセルの帯域を分けて、それぞれのシェーピングレートでセルを送出する構成とすることができる。
【０１５２】
この構成は、対応するユーザセルの挿入間隔を規定するスケジューリングカウンタ２２−５２が満了となり、ユーザセルを読み出すべきタイミングになったとき、競合制御部２２−５３において、ユーザセルの代わりに空きセル挿入の選択指示がされた場合に、スケジューリングカウンタ２２−５２をリセットせず、次のタイミングで再度スケジューリングカウンタ２２−５２が満了状態となり、ユーザセルを読み出すべきタイミングとなるように構成し、ユーザセルが空きセルとは別個の帯域で送出される。
【０１５３】
図２６は本発明の空きセルの帯域とユーザセルの帯域とを個別のシェーピングレートとする処理フローを示す図である。スケジューリングカウンタ２２−５２のカウンタ値が、読み出し間隔規定値以上となり、競合制御部２２−５３にカウンタ満了を通知するまでのフロー（処理フロー２６−１乃至処理フロー２６−４）は、図２５に示した処理フローと同様である。
【０１５４】
カウンタ満了通知時、競合制御部２２−５３はユーザセルが読み出し可能かどうかを判定し（処理フロー２６−５）、ユーザセルが読み出し可能な場合のみカウンタ値を０にリセットする（処理フロー２６−６）。また、ユーザセルが読み出し可能でなければ、空きセルを読み出した場合でもカウンタ値に１を加算し（処理フロー２６−７）、処理を終了する。
【０１５５】
ここで、空きセルの帯域とユーザセルの帯域とを合わせたシェーピングレートとするか、或いは個別のシェーピングレートとするかの選択は、ユーザからの使用帯域の申告が、ＯＡＭセルとユーザセルの帯域の合計値（Ａｇｇｒｅｇａｔｅ）で申告されているか、或いはユーザからの使用帯域の申告が、ＯＡＭセルとユーザセルの帯域が個別（Ｓｅｐａｒａｔｅ）に申告されているかに応じて、サービスクラス毎に切り替えることができる。
【０１５６】
空きセル情報保持カウンタ２２−６に一つの品質クラスを割り当てて、空きセル挿入を管理する構成とすることができる。空きセル挿入のタイミングを規定する手段として、空きセル情報保持カウンタ２２−６に対してもスケジューリングカウンタ２２−５２と同様の読み出しタイミングを規定するカウンタを設け、該カウンタの満了により空きセルを挿入する構成とすることができる。このような構成によれば、ＯＡＭセルの挿入レートを或る一定値以下に規定することが可能となり、バースト的なＯＡＭセル挿入が行われるのを防ぐことができる。
【０１５７】
空きセル情報保持カウンタ２２−６に一つの品質クラスを割り当てて空きセルを管理する際、空きセル挿入のタイミングを規定する手段として、他の品質クラスのスケジューリングカウンタ２２−５２のいずれもが満了していない期間を空きセル挿入のタイミングとする構成とすることができる。
【０１５８】
また、他の品質クラスのスケジューリングカウンタ２２−５２のいずれもが満了していない期間に、セルを読み出すことができる複数の品質クラスに優先順位を付けて空きセル又はユーザセルを読み出す構成とすることができる。
【０１５９】
このような構成が好適に適用されるサービスとして、スケジューリングカウンタ２２−５２の満了により一定レートの読み出しタイミングを与える品質クラスに、ＣＢＲやＶＢＲといった品質保証型サービスを適用し、いずれのスケジューリングカウンタ２２−５２も満了していない期間にセルを読み出す品質クラスに、空きセル挿入やＡＢＲやＵＢＲといったべストエフォート型サービスを適用し、更に空きセル挿入、ＡＢＲ及びＵＢＲ等のサービスを提供する品質クラスの中で優先順位を与えてセルを読み出す構成とすることができる。
【０１６０】
要求空きセルを一つの品質クラスとしてまとめて扱うのではなく、ユーザセルに対する品質クラスと同等のものを割り当て、要求空きセルを読み出すタイミングを、割り当てた品質クラスのセル読み出しタイミングとする構成とすることができる。また、同じ品質クラスの要求空きセルとユーザセルとを読み出す際、要求空きセルとユーザセルとの間で読み出し順位の優先度を固定的に割り当てておくことができる。
【０１６１】
このような構成において、要求空きセルの品質クラスをＡＢＲやＵＢＲといったべストフォ−ト型サービスを提供する品質クラスに割り当て、その中で要求空きセルの読み出し優先度をユーザセルより高く設定する。
【０１６２】
こうした場合、仮にＡＢＲの品質クラスの要求空きセルであっても、べストフォート型サービスを提供する他の品質クラスのユーザセルよりも優先され、要求空きセルの品質を保証しつつ、要求空きセルの品質クラス制御をユーザセルの品質クラス制御と共通化することができるため、ハードウェア量の削減を図ることができる。
【０１６３】
また、要求空きセルにユーザセルに対する品質クラスと同等のものを割り当てる構成において、要求空きセルと同じ品質クラスのユーザセルと要求空きセルとの間で、ユーザセルと要求空きセルとを一定の割合で交互に読み出す構成とすることができる。
【０１６４】
このような構成において、要求空きセルの品質クラスをＣＢＲやＶＢＲといった品質保証型サービスを提供する品質クラスに割り当て、ユーザセルと要求空きセル読み出し割合を、例えば９：１に設定する。こうした場合、要求空きセルに対して確定的な品質を保証できるが、ユーザセルもＯＡＭセルも挿入されないときには、その帯域を、べストフォート型サービスを提供する品質クラスのユーザセルに割り当てることができるとともに、要求空きセルの品質クラス制御をユーザセルの品質クラス制御と共通化することができ、ハードウェア量の削減を図ることができる。
【０１６５】
また、要求空きセルにユーザセルに対する品質クラスと同等のものを割り当てる構成において、要求空きセルを割り当てる品質クラスを選択可能とし、例えば、ＣＢＲ、ＶＢＲ、ＡＢＲ、ＵＢＲの個々の品質クラス毎に割り当てるか、或いはＣＢＲとＶＢＲの品質クラス、又はＡＢＲとＵＢＲの品質クラス等のように複数の品質クラスの組み合わせに対して割り当てることができる。
【０１６６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ＯＡＭセル等の管理用セルの挿入要求発生時にのみ、その帯域を与えて挿入することにより、ＯＡＭセル等の管理要セル挿入用の帯域を常に確保しておく必要がないので、ＯＡＭセル等の管理要セルの挿入を必要としないときは、その帯域をＡＢＲ、ＵＢＲ等のべストエフォート型サービスのユーザセルの送出に割り当てることができ、ネットワークリソースを有効に活用することができる。
【０１６７】
また、挿入するＯＡＭセル等の管理用セルに対してその品質クラス、回線識別子又はコネクション識別子に基づいて空きセルを挿入し、該空きセルに挿入セル書き込むことにより、ユーザセルに対して所定のサービス品質を保証しながら、ＯＡＭセル等の管理用セルを挿入することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明におけるＯＡＭセル等の管理用セルの挿入帯域の説明図である。
【図２】本発明の管理用セルの帯域要求に応じた空きセル挿入の説明図である。
【図３】本発明で使用するセルのフォーマットを示す図である。
【図４】本発明の一つのコネクションに対する複数の管理用セル挿入時の空きセル挿入の説明図である。
【図５】本発明の一つのコネクションに対する複数の管理用セル挿入時の空きセル挿入の説明図である。
【図６】本発明の空きセル要求通知のタイミングの説明図である。
【図７】本発明の空きセル要求通知のタイミングの説明図である。
【図８】本発明のシェーピングバッファによる空きセル挿入の説明図である。
【図９】本発明の空きセルカウンタによる空きセル挿入の説明図である。
【図１０】本発明の管理用セル挿入の帯域要求に応じた空きセルカウンタによる空きセル挿入の説明図である。
【図１１】本発明の管理用セルとユーザセルとを合わせた帯域要求に応じた空きセル挿入の説明図である。
【図１２】本発明の管理用セルとユーザセルとを分けた帯域要求に個別に対応する空きセル挿入の説明図である。
【図１３】本発明の品質クラスを割り当てた空きセルカウンタによる空きセル挿入の説明図である。
【図１４】本発明の品質クラスを割り当てた空きセルカウンタによる空きセル挿入の説明図である。
【図１５】本発明の空きセルカウンタを他のユーザセルの品質クラスと同レべルに割り当てた空きセル挿入の説明図である。
【図１６】本発明の第１の実施例を示す図である。
【図１７】本発明の第２の実施例を示す図である。
【図１８】本発明の空きセル要求信号のフォーマット例を示す図である。
【図１９】本発明の第３の実施例を示す図である。
【図２０】本発明のセル挿入待ちキューの読み出し時のキュー長の監視のフローを示す図である。
【図２１】本発明のセル挿入待ちキューの書き込み時のキュー長の監視のフローを示す図である。
【図２２】本発明のシェーピング処理部の構成を示す図である。
【図２３】本発明のシェーピングバッファのユーザセル到着時の書き込み処理のフローを示す図である。
【図２４】本発明のシェーピングバッファのユーザセル読み出しの処理のフローを示す図である。
【図２５】本発明のシェーピング処理部の読み出し選択指示の処理のフローを示す図である。
【図２６】本発明のシェーピング処理部の読み出し選択指示の処理のフローを示す図である。
【図２７】従来のＡＴＭ装置における帯域制御装置の説明図である。
【符号の説明】
１−１０  セル挿入部
１−１１  挿入セル生成部
１−１２  セル挿入待ちキュー
１−１３  空きセル要求生成部
１−２０  空きセル挿入機能を有するシェーピング処理部
１−２１  セル読み出し制御部
１−２２  シェーピングバッファ
１−３０  セルハイウェイ
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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