(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
あらかじめ交換機間にコネクションレスでデータを専用に転送するためのＶＣＣ（バーチャル・チャネル・コネクション）を複数本張り、コネクションレスのデータ通信に対して専用に１本のＶＣＣを割り当て、該ＶＣＣを用いてコネクションレスのデータ通信を行うコネクションレス型通信方式において、
端末はコネクションレスのデータをセルに分解して送出すると共に、先頭にデータの宛て先端末のアドレスを示すセルを挿入して送出し、
交換機は該先頭セルにより示された宛先端末アドレスを参照し、前記データのコネクションレス通信に所定のＶＣＣを割り当て、先頭セルと同一の回線識別子を有するデータセルを、該ＶＣＣを用いて送信する、
ことを特徴とするコネクションレス型通信方式。
【請求項２】
交換機は、前記先頭セルの回線識別子と割り当てたＶＣＣの回線識別子との対応をスイッチングテーブルに記憶し、該スイッチングテーブルを参照して先頭セルと同一の回線識別子を有するデータセルを前記割り当てたＶＣＣを用いて通信することを特徴とする請求項１記載のコネクションレス型通信方式。
【請求項３】
端末は、コネクション型通信をする場合、シグナリングセルを送出してコネクション確立を要求し、該要求に対して指定された回線識別子をデータセルに付して送出し、
コネクションレス型の通信をする場合、前記先頭セルに端末と交換機間に予め設定されているＶＣＣの回線識別子を付して送出すると共にデータセルに該回線識別子と同一の回線識別子を付して送出することを特徴とする請求項１記載のコネクションレス型通信方式。
【請求項４】
前記先頭セルは、先頭セルであることを示す識別子を備え、交換機は該識別子により先頭セルを識別することを特徴とする請求項１記載のコネクションレス型通信方式。
【請求項５】
前記先頭セルは宛先端末アドレスのプロトコルを示すプロトコル識別子を有し、交換機は先頭セルで示された端末アドレスがどのプロトコルのアドレスかを、該プロトコル識別子を参照して判断することを特徴とする請求項１記載のコネクションレス型通信方式。
【請求項６】
前記先頭セルは通信に必要な帯域あるいは通信のサービスクラス（ＱＯＳクラス）を示すデータを有し、
交換機は、コネクションレス通信のために予め設定されているＶＣＣを管理するＶＣＣテーブルを備え、該ＶＣＣテーブルで各ＶＣＣの使用・未使用状態、該ＶＣＣに設定してある帯域あるいはＱＯＳクラスを管理し、該ＶＣＣテーブルを参照して前記先頭セルにより示された必要帯域あるいは必要ＱＯＳクラスに最適のＶＣＣを選択して割り当てることを特徴とする請求項１記載のコネクションレス型通信方式。
【請求項７】
交換機は、端末が要求した必要帯域あるいはＱＯＳクラスを満足するＶＣＣが存在しない場合には、これら必要帯域あるいはＱＯＳクラスを満たさないＶＣＣを一時的に割り当てて通信を開始し、
通信の途中で、該割り当てたＶＣＣの設定帯域あるいはＱＯＳクラスを端末が必要とする帯域まであるいはＱＯＳクラスまで引き上げることを特徴とする請求項６記載のコネクションレス型通信方式。
【請求項８】
前記一時的に割り当てたＶＣＣが存在する物理回線に、該ＶＣＣの設定帯域を必要帯域まで引き上げるだけの余剰帯域がない場合、該回線内に未使用のＶＣＣがあるかチェックし、あれば、該未使用ＶＣＣの設定帯域を減らして前記ＶＣＣの設定帯域を増加することを特徴とする請求項７記載のコネクションレス型通信方式。
【請求項９】
割り当てられたＶＣＣを用いた通信中に必要帯域やＱＯＳクラスに変更が生じたとき、端末は該必要帯域やＱＯＳクラスの変更を交換機に通知するために要求変更セルを送出することを特徴とする請求項６記載のコネクションレス型通信方式。
【請求項１０】
前記要求変更セルは先頭セルと同一の構成を備え、
交換機は、端末から先頭セルあるいは要求変更セルを受信したとき、該セルの回線識別子がスイッチングテーブルに登録されているか確認することにより、先頭セルと要求変更セルの区別をし、
要求変更セルの場合、ルーティング処理を行わず、既に割り当ててあるＶＣＣの設定帯域を必要帯域に変更する処理を実行することを特徴とする請求項６記載のコネクションレス型通信方式。
【請求項１１】
コネクションレス型通信が終了した時に、端末は通信の終了を示す通信終了通知セルを送出し、
交換機は通信終了通知セルの受信により、割り当てていたＶＣＣを未使用状態に戻すことを特徴とする請求項１記載のコネクションレス型通信方式。
【請求項１２】
割り当てたＶＣＣが存在する物理回線に該ＶＣＣの設定帯域を増やすだけの余剰帯域がない場合、交換機は網管理センタに対して端末間のダイレクトなＶＣＣの確立を要求し、前記既に割り当ててあるＶＣＣによる経路とは別のダイレクトな経路を介して端末間の通信を実行させることを特徴とする請求項８記載のコネクションレス型通信方式。
【請求項１３】
交換機はＶＣＣ確立エージェント部を備え、該ＶＣＣ確立エージェント部はＶＣＣテーブルに記入されている端末の要求内容を参照してシグナリング用データを生成し、該シグナリング用データを網管理センタに送出して端末に代わって端末間のダイレクトなＶＣＣの確立要求を行うことを特徴とする請求項１２記載のコネクションレス型通信方式。
【請求項１４】
前記先頭セルは通信継続性を示すデータを有し、交換機はＶＣＣテーブルで各ＶＣＣの通信継続性を管理し、通信継続性が所定のしきい値を越えている場合、網管理センタに対して端末間のダイレクトなＶＣＣの確立を要求し、既に割り当ててあるＶＣＣによる経路と別のダイレクトな経路を介して端末間の通信を実行させることを特徴とする請求項１２記載のコネクションレス型通信方式。
【請求項１５】
端末は網管理センタからダイレクトＶＣＣの回線識別子を受信したとき、セルに該回線識別子を付して送出すると共に、それまで割り当てていたＶＣＣによる通信の終了を、通信終了通知セルを送出して通知することを特徴とする請求項１２記載のコネクションレス型通信方式。
【請求項１６】
網管理センタに対してダイレクトＶＣＣの確立要求を送出する交換機は、発信端末を直接収容している交換機として、途中経路に位置する交換機は該発信端末を直接収容する交換機に対して、帯域不足を示す帯域不足通知セルを送出することを特徴とする請求項１２記載のコネクションレス型通信方式。
【請求項１７】
マルチキャスト通信を行う場合、発信端末は相手端末数分の先頭セルを連続的に送出することを特徴とする請求項１記載のコネクションレス型通信方式。
【請求項１８】
マルチキャスト通信を行う場合、発信端末は相手端末数分の先頭セルを連続的に送出し、
先頭セルを受信した交換機は、先頭セルにより示された宛先端末アドレスを参照してスイッチ先を求め、該スイッチ先がそれまでのスイッチ先と重複しない場合には所定のＶＣＣを割り当て、
先頭セルの回線識別子と該割り当てたＶＣＣの回線識別子との対応をスイッチングテーブルに登録することを特徴とする請求項１７記載のコネクションレス型通信方式。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はコネクションレスでユーザデータを送出するコネクションレス型通信方式に係わり、特に、所定の回線識別子を付加されて転送されるセル流の先頭に、宛先端末のアドレス等を含むセル（先頭セル）を挿入し、該先頭セルを参照してネットワークがユーザセルを宛先端末に送信するデータグラム式のコネクションレス型通信方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】
（１）  コネクション型通信／コネクションレス型通信
端末間を接続する方法として、コネクション型（ＣＯ：Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ  Ｏｒｉｅｎｔｅｄ）とコネクションレス型（ＣＬ：Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｌｅｓｓ  ）の２通がある。コネクション型通信は、図３１（ａ）に示すように、例えば、ダイヤル番号を回し、相手ベルを鳴らすように、通信を始める前に発信側（Ａシステム）と受信側（Ｂシステム）を確認し、両者間の通路を確立し、しかる後、確立した通路を介してデータ通信を行う方法である。この方式は、接続された回線を介して確実な通信が可能であり、しかも、接続された後の情報転送が簡単になる利点がある。しかし、接続に時間がかかるため、短いデータを送るのには効率的でない。
【０００３】
一方、コネクションレス型通信は、図３１（ｂ）に示すように、送出するデータをまとめてパケット化し、それぞれに宛先を付けてネットワークに送出し、ネットワークは各パケット毎に逐一宛先を確認して宛先端末に送信する方法である。この方法では、接続に時間がかからないため、短いデータでも効率的に送ることができる。
映像を含むマルチメディア伝送を可能にするため、Ｂ−ＩＳＤＮの名においてＡＴＭ（Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｍｏｄｅ）技術が開発され、様々な通信サービスが実現されている。このＢ−ＩＳＤＮは上記コネクション型とコネクションレス型の両方のサービスを提供することが可能である。
【０００４】
（２）  ＡＴＭ網におけるコネクション型通信
図３２はＡＴＭネットワークにおけるコネクション型通信の説明図であり、Ａ〜ＤはＡＴＭ端末、ＥＸ１〜ＥＸ４はＡＴＭ交換機、ＮＷＫはＡＴＭ交換機群によるネットワーク、ＮＭＣは網管理センターである。端末Ａが端末Ｃとコネクション型の通信をしようとした場合、以下のＶＣＣ（Ｖｉｒｔｕａｌ  Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）の確立手順が必要である。すなわち、
▲１▼端末Ａは、共通信号線（シグナリング用ＶＣＣ）を使って網管理センタＮＭＣに対して、端末Ｃとの通信要求を出す。
▲２▼網管理センタＮＭＣは端末Ａの要求に対して、ＡＴＭ交換機ＥＸ１→ＥＸ２→ＥＸ３→ＥＸ４経由の端末Ａ−Ｃ間ＶＣＣが最も有利な経路であると計算し、各交換機にＶＣＣを張るよう指示する。
▲３▼ＡＴＭ交換機ＥＸ１は端末Ａに対して、ＡＴＭ交換機ＥＸ４は端末Ｃに対して通信に使用する回線識別子ＶＰＩ，ＶＣＩを通知する。
▲４▼端末Ａはデータをセルに分解すると共に通知された回線識別子をセルに付加して回線に送出する。各交換機間ＥＸ１〜ＥＸ４は入力セルの回線識別子を変えながらスイッチングして送信する。端末Ｃは交換機ＥＸ４から送信される前記指定された回線識別子を有するセルを取り込んでデータに組立てる。
【０００５】
（３）  ＡＴＭ網におけるコネクションレス型通信
（３−１）  ＡＴＭ網におけるコネクションレス型通信を用いた場合の問題点
ＡＴＭセルのヘッダには、ＶＣＩ、ＶＰＩのような仮想的な回線識別子しか含まれていない。すなわち、ヘッダに宛先端末を示すアドレスが含まれていない。このため、電子メールのようなコネクションレス型の通信サービスを提供するには困難を伴う。例えば、ＷＷＷ（Ｗｏｒｌｄ  Ｗｉｄｅ  Ｗｅｂ）の平均的なダウンロード・ファイル・サイズは２Ｋｂｙｔｅであり、１５５Ｍｂｉｔ／秒のＡＴＭスイッチなら１００μ秒でダウンロードできる量である。しかし、ＡＴＭスイッチは接続に１０ｍ秒要するので、９９％が接続のためのオーバヘッドになってしまう。つまりコネクションレス型の通信サービスを実現するための伝送路として、コネクション型の転送方式であるＡＴＭ網を用いると、コネクションを確立する時間のために遅延が発生してしまう。
この問題点を解決する手段として、ＡＴＭレイヤでのＰＶＣ（Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ
Ｖｉｒｔｕａｌ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）方式と上位レイヤ（例えばＩＰレイヤ）でのデータグラム方式がある。
【０００６】
（３−２）  ＰＶＣ方式
ＰＶＣ方式は図３３に示すように通信する可能性のある全ての端末間Ａ〜Ｆ間に、あらかじめ、エンド−エンド間のＰＶＣを張っておく方式である。しかし、この方式はＰＶＣ資源を浪費する欠点があり、特に、不特定数の端末間で通信を行う大規模ネットワーク（インタネット等）に採用することができない。
【０００７】
（３−３）  データグラム方式
データグラム方式は、図３４に示すように、端末Ａ〜Ｆと最寄りの交換機ＥＸ１，ＥＸ２間、隣接交換機ＥＸ１−ＥＸ２間にあらかじめＰＶＣ（データグラム用ＶＣＣ：ＶＣＣ１〜ＶＣＣ７）を張っておき、各交換機で一旦ＡＴＭセルから上位レイヤのＩＰパケットを組み立て、ＩＰパケットヘッダに記述されている着信側端末アドレスを見て交換処理をするものである。尚、ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）で扱われるメッセージの単位をデータグラムと云い、パケットのヘッダ内に宛先アドレスを持たせ、パケット毎に転送するルートを、その都度決めて送信する方式をデータグラム方式という。
【０００８】
図３５はＩＰパケット（ＩＰデータグラム）とＡＴＭセルの関係図であり、ＰはＩＰパケットで、ヘッダＰＨと送信データＤＴで構成され、ヘッダＰＨには、発信元アドレス（Ｓｏｕｒｃｅ  Ａｄｄｒｅｓｓ）ＳＡや宛先アドレス（Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ  Ａｄｄｒｅｓｓ）ＤＡをはじめ種々の情報が含まれている。ＩＰパケットＰは多数のＡＴＭセルＣＬ１〜ＣＬｎに分割され、各セルの先頭にはセルヘッダＨＤが付加されている。なお、各セルＣＬ１〜ＣＬｎのヘッダＨＤに含まれる回線識別子（ＶＰＩ／ＶＣＩ）は同一値を有している。
【０００９】
図３６は従来のデータグラム方式を実現する交換機の構成図である。図中、１は交換機、２はＡＴＭスイッチ部、３はＩＰルータ部である。▲１▼ＡＴＭスイッチ部２のスイッチテーブル２ａは、セルの入力回線識別子（入力ＶＰＩ／ＶＣＩ）と出力回線識別子（出力ＶＰＩ／ＶＣＩ）の対応を記憶し、ＡＴＭスイッチ２ｂは一般ＶＣＣから到来するセルをスイッチテーブル２ａの内容に基づいて所定方路にスイッチする。▲２▼又、ＡＴＭスイッチ部２ｂはデータグラム用ＶＣＣからセルが到来すれば、該セルをＩＰルータ部３に渡す。ＩＰルータ部３のパケット組立て部３ａは、ＡＴＭセルをＩＰパケットに組み立ててルーチング制御部３ｃに渡す。▲３▼ルーチングテーブル３ｂは端末アドレスと出力先データグラム用ＶＣＣの対応を記憶している。従って、ルーチング制御部３ｃは、ルーチングテーブル３ｂを参照して入力されたＩＰパケットのヘッダが示す宛先端末アドレスに応じた出力先データグラム用ＶＣＣを求め、ＡＴＭスイッチ２ｂに通知して１パケットのスイッチングを行う。
【００１０】
かかる上位レイヤ（ＩＰレイヤ）でのデータグラム方式においては、▲２▼，▲３▼の処理をセルがデータグラム用ＶＣＣから到来する毎に行う必要があり、また▲２▼におけるパケットの組み立てに時間がかかる問題がある。
又、回線の帯域をオーバしたり、あるいは、通信のサービス品質を確保できなくなる問題もある。図３７はかかる問題の説明図であり、端末Ａから端末Ｅへ、又、端末Ｂから端末Ｆへデータグラム方式（コネクションレス型通信方式）でデータ送信する場合である。交換機ＥＸ１のルーチングテーブル３ｂには、図３６に示すように着信端末Ｅ，Ｆの端末アドレスに対応させて出力先データグラム用ＶＣＣ（ＶＣＣ４）が記憶されている。従って、端末Ａからデータグラム用ＶＣＣ（ＶＣＣ１）を介して到来する端末Ｅ宛てのセルは出力先データグラム用ＶＣＣ（ＶＣＣ４）に送出され、同様に、端末Ｂからデータグラム用ＶＣＣ（ＶＣＣ２）を介して到来する端末Ｆ宛てのセルはデータグラム用ＶＣＣ（ＶＣＣ４）に送出される。又、図示しないが交換機ＥＸ１に収容されて他の端末から交換機ＥＸ２に収容された端末宛てセルには、すべてデータグラム用ＶＣＣ（ＶＣＣ４）が割り当てられる。このため、回線ＬＮの帯域をオーバしたり、あるいは、通信のサービス品質を確保できなくなる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
すなわち、データグラム方式は、各交換機でＩＰレイヤのスイッチングが必要であるため、ＡＴＭスイッチの高速能力を十分に発揮できない問題がある。またデータグラム方式では、交換機ＥＸ１，ＥＸ２（図３７）間に張られた１つのデータグラム用ＶＣＣ（ＶＣＣ４）を複数のコネクションレス通信が同時に任意に使用するため、通信品質や通信継続に必要な帯域の保証ができない。このため、リアルタイム性が要求されるコンスタント・ビットレートＣＢＲの通信に向いていない。
【００１２】
かかるデータグラム方式の問題点を解決する手段としてＡＴＭスイッチ部でのカットスルー方式がある。図３８（ａ）はカットスルー方式の説明図であり、ＥＸ１〜ＥＸ３は交換機（ＩＰスイッチ）、２はＡＴＭスイッチ部、３はＩＰルータ部である。通常は、図３６において説明したようにデータグラム用ＶＣＣ（共通のＶＣＣ）を介して到来したＡＴＭセルからＩＰパケットを組み立てて、宛先ＩＰアドレスを基にスイッチングしている。しかし通信の途中で、ＩＰスイッチ間に端末Ａ−Ｅ間専用ＡＴＭコネクション（ＶＣＣ：Ｖｉｒｔｕａｌ  Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）を張り、端末Ａ−Ｅ間の通信をこのＶＣＣ経由とすることで、ＩＰルータ部３での経路選択を不要にし、ＡＴＭスイッチ部２でのカットスルー（近道）を図り、高速化を実現する。
【００１３】
又、カットスルーの契機を端末がＲＳＶＰ（ＲｅＳｏｕｒｃｅ  ｒｅｓｅｒＶａｔｉｏｎ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）の要求パケットを送出した時とする。ただし、ＲＳＶＰはＩＰの上位プロトコルで、通信の継続に必要な帯域を要求する手法である。このようにすることにより、ＩＰスイッチ（交換機）は必要な帯域を知ることができ、端末Ａ−Ｅ間の専用ＶＣＣをその要求帯域で張ることにより該通信の継続に必要な帯域の確保を保証する。すなわち、図３８（ｂ）に示すように、▲１▼普段はＩＰルータ部経由でスイッチングし、▲２▼ＲＳＶＰの要求パケットを検出したとき、必要帯域を確認し、▲３▼その必要帯域でショートカット用ＶＣＣを確立する。
しかし、カットスルー方式は単にＩＰスイッチの処理を高速化して、必要な帯域を確保しようとするもので、ネットワーク資源を効率よく使用できるとは限らない。例えば、ＩＰスイッチをカットスルーしたとしても、その経路はＩＰルータ部で決定された経路のままであり、エンド−エンドの端末で見た場合、必ずしも最短の経路とは限らない。
またＩＰルータ部で決定された経路で必要帯域を確保できない場合に別の経路を選択することができない。
【００１４】
以上より、本発明の目的はコネクション型通信用の交換機、例えば、ＡＴＭ交換機の高速スイッチング特性を十分に利用して高速のコネクションレス型の通信を可能することである。
本発明の別の目的は、データグラム用ＶＣＣの回線識別子（ＶＰＩ，ＶＣＩ）を付されて転送されるセル流の先頭に、宛先端末のアドレスや、端末が希望する必要帯域やサービス品質を示すデータグラム用セルを挿入することで、データグラム方式でのコネクションレス型通信を可能にすることである。
本発明の別の目的はデータグラム方式により決定された経路で通信が維持されている間に、ネットワークがより最適な経路を決定し、通信の継続、通信品質の維持等に必要なネットワーク資源を確保することである。
本発明の別の目的はデータグラム用セル（先頭セル）で示されたアドレスがどのプロトコルのアドレスかを識別できるようにして様々なプロトコルを扱えるようにすることである。
【００１５】
本発明の別の目的は、通信の途中で、端末が要求する必要帯域やＱＯＳクラスに変更があった場合、最新の要求内容をネットワークに通知して該最新の要求内容に応じた通信を行えるようにすることである。
本発明の別の目的は、データグラム方式による通信（コネクションレス型通信）の終了により割り当てていたＶＣＣを未使用状態に戻すことにより、該ＶＣＣを他のコネクションレス型通信のために再利用できるようにすることである。
本発明の別の目的は、割り当てたＶＣＣを含む物理回線に設定帯域を増やすだけの余剰帯域がない場合に、交換機が網管理センタに対して、端末間のダイレクトなＶＣＣの確立要求をし、データグラム方式による通信経路とは別のダイレクトな経路で端末が必要とする要求帯域、ＱＯＳを満たす通信ができるようにすることである。
【００１６】
本発明の別の目的は、通信の継続性を管理し、必要帯域やＱＯＳクラス等の要求を満たせる場合でも、継続性があるしきい値を越えているデータグラム用ＶＣＣが存在する場合には、交換機が網管理センタに対して、端末間のダイレクトなＶＣＣを確立することを要求し、データグラム方式による通信経路とは別のダイレクトな経路で端末が必要とする要求を満たす通信ができるようにし、長時間継続する通信のために予備のデータグラム用ＶＣＣが足りなくなることを防げるようにすることである。
本発明の別の目的は、交換機が網管理センタへダイレクトＶＣＣの確立要求を送出する場合、網管理センタへその要求を送出することのできる交換機を、発信端末を直接収容している交換機のみとして、途中経路に位置する交換機では、発信端末を直接収容する交換機に対して、帯域不足を示すデータグラム用セル（帯域不足通知セル）を送出するだけととすることで、網管理センタに対するダイレクトＶＣＣの確立要求の重複をさけることである。
データグラム方式のマルチキャスト通信において、発信端末の負荷を軽減し、かつ、トラヒックの増加を抑えるようにすることである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
図１、図２は本発明の原理説明図であり、図１は通信システムの概略構成、図２はＩＰパケットとＡＴＭセルの関係を示す。
図１において、Ａ〜Ｄは端末、ＥＸ１，ＥＸ２はＡＴＭ交換機である。又、  ＶＣＣ１は端末Ａと交換機ＥＸ１間のデータグラム用ＶＣＣ、ＶＣＣ２は端末Ｂと交換機ＥＸ１間のデータグラム用ＶＣＣ、ＶＣＣ３，４は交換機ＥＸ１，ＥＸ２間のデータグラム用ＶＣＣ、ＶＣＣ５は端末Ｃと交換機ＥＸ２間のデータグラム用ＶＣＣ、ＶＣＣ６は端末Ｄと交換機ＥＸ２間のデータグラム用ＶＣＣである。又、ＳＴはセルのスイッチング方路を決めるデータを記憶するスイッチングテーブル、ＶＴはデータグラム用ＶＣＣを管理するＶＣＣテーブルである。
【００１８】
図２において、１００１はＩＰパケット、１００２はＡＴＭセル群である。ＩＰパケット１００１はヘッダＰＨと送信データＤＴで構成され、ヘッダＰＨには、発信元アドレス（Ｓｏｕｒｃｅ  Ａｄｄｒｅｓｓ）ＳＡや宛先アドレス（Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ  Ａｄｄｒｅｓｓ）ＤＡをはじめ種々の情報が含まれている（図３５参照）。このＩＰパケット１００１は多数のＡＴＭセルＣ１〜Ｃｎに分割され、各セルにはＡＴＭヘッダＨＤが付加されている。これらＡＴＭセルＣ１〜Ｃｎの先頭には、宛先端末のアドレスを記入されたデータグラム用セル（先頭セル）Ｃ０が挿入されている。先頭セルのペイロード部には、（１）  データグラム用セルであることを示す２ビットのセル識別子ＩＤが記入されるフィールドＦ１、（２）  着信先端末のアドレスＤＡが記入されるフィールドＦ２、（３）  発信端末（送信元端末）のアドレスＤＡが記入されるフィールドＦ３、（４）  プロトコル識別子／トラヒック記述子（必要帯域）／通信のサービス品質ＱＯＳ／通信継続性等が記入されるフィールドＦ４がある。
【００１９】
（１）  あらかじめ交換機ＥＸ１，ＥＸ２間にコネクションレスでデータを専用に転送するためのＶＣＣ（データグラム用ＶＣＣ（ＶＣＣ３，４）を複数本張り、コネクションレス型のデータ通信に対して１本のデータグラム用ＶＣＣを割り当て、該データグラム用ＶＣＣを用いてコネクションレスのデータ通信を行う。すなわち、発信端末Ａは端末Ｃにデータを送信する場合、コネクションレスのデータ（ＩＰパケット１０００）をセルＣ１〜Ｃｎに分解してデータグラム用ＶＣＣ（ＶＣＣ１）に送出すると共に、先頭にデータの宛て先端末Ｃのアドレスを示すデータグラム用セル（先頭セルＣ０）を挿入して送出する。交換機ＥＸ１は該先頭セルＣ０で示された宛先端末アドレスを参照し、データのコネクションレス型通信のために所定の出力側のデータグラム用ＶＣＣ（ＶＣＣ３）を割り当て、以後、先頭セルＣ０と同一の回線識別子を有するデータセルＣ１〜Ｃｎを該データグラム用ＶＣＣ（ＶＣＣ３）を介して送信する。この場合、交換機ＥＸ１は、先頭セルＣ０の回線識別子とデータグラム用ＶＣＣ（ＶＣＣ３）の回線識別子との対応をスイッチングテーブルＳＴに記憶し、該スイッチングテーブルを参照して先頭セルＣ０と同一の回線識別子を有するデータセルＣ１，Ｃ２，・・・Ｃｎを前記割り当てたデータグラム用ＶＣＣ（ＶＣＣ３）を介して通信する。同様に、交換機ＥＸ１は発信端末Ｂから端末Ｄへのコネクションレス型通信のためにデータグラム用ＶＣＣ（ＶＣＣ４）を割り当てる。
【００２０】
以上のようにすれば、コネクション型通信の交換機、例えば、ＡＴＭ交換機ＥＸ１，ＥＸ２はＡＴＭセルをＩＰパケットに組み立てる必要がなく、その高速スイッチング特性を十分に利用してコネクションレス型通信ができる。又、交換機間に複数のデータグラム用ＶＣＣを設けたから、それぞれのコネクションレス型通信に所定の１本のデータグラム用ＶＣＣを割り当てて通信ができるため、端末が要求する帯域やＱＯＳを満足するコネクションレス型通信が可能になる。
【００２１】
（２）  先頭セルＣ０に宛先端末アドレスのプロトコルを示すプロトコル識別子を含ませ、各交換機ＥＸ１〜ＥＸ２が先頭セルＣ０で示された端末アドレスがどのプロトコルのアドレスかを該プロトコル識別子を参照して認識できるようにする。このようにすれば、ＩＰだけでなく様々な上位プロトコルを扱えるようになる。
（３）  先頭セルＣ０にコネクションレス型通信に必要な帯域あるいはサービス品質クラス（ＱＯＳクラス）を示すデータを含ませ、又、各交換機ＥＸ１，ＥＸ２においてＶＣＣテーブルＶＴで各データグラム用ＶＣＣの使用・未使用状態、データグラム用ＶＣＣに設定してある帯域あるいはＱＯＳクラスを管理させる。このようにすれば、交換機ＥＸ１，ＥＸ２はＶＣＣテーブルＶＴを参照することにより先頭セルが示す必要帯域あるいはＱＯＳクラスを満足するデータグラム用ＶＣＣを割当てることができる。
【００２２】
（４）  交換機ＥＸ１は、次段の交換機ＥＸ２との間に、発信端末が要求した必要帯域あるいはＱＯＳクラスを満足するデータグラム用ＶＣＣが存在しない場合には、これら必要帯域あるいはＱＯＳクラスを満たさないデータグラム用ＶＣＣを一時的に割り当てて通信を開始し、通信の途中で、該割り当てたＶＣＣの設定帯域あるいはＱＯＳクラスを端末が必要とする帯域あるいはＱＯＳクラスまで引き上げる。この場合、割り当てたデータグラム用ＶＣＣが存在する物理回線に、必要帯域まで引き上げるだけの余剰帯域がない場合、該回線内に未使用のデータグラム用ＶＣＣがあるかチェックし、あれば、該未使用ＶＣＣの設定帯域を減らして設定帯域を確保する。以上のようにすれば、端末が要求した必要帯域あるいはＱＯＳクラスを満足するデータグラム用ＶＣＣが存在しない場合であっても通信を直ちに開始でき、しかも、通信開始後に端末の要求を満足する通信ができるようになる。
【００２３】
（５）  割り当てられたデータグラム用ＶＣＣを用いた通信中に必要帯域やＱＯＳクラスに変更が生じたとき、端末は必要帯域やＱＯＳクラスの変更を交換機に通知するためのデータグラム用セル（要求変更セル）を送出し、交換機は該要求変更セルを受信した場合、ルーティング処理を行わず、既に割り当ててあるデータグラム用ＶＣＣの設定帯域を必要帯域に変更する処理のみを実行する。このようにすれば、交換機はルーチング処理から解放されるため負荷を軽減でき、しかも、変更後の要求を満たす通信が可能になる。
（６）  データグラム用ＶＣＣを用いたコネクションレス型通信が終了した時に、端末は通信の終了を示すデータグラム用セル（通信終了通知セル）を送出し、交換機は通信終了通知セルの受信により、割り当てていたデータグラム用ＶＣＣを未使用状態に戻す。このようにすれば、データグラム用ＶＣＣを以後他のコネクションレス型通信のために再利用できるようになる。
【００２４】
（７）  割り当てられたデータグラム用ＶＣＣを用いた通信中に必要帯域やＱＯＳクラスに変更が生じ、該データグラム用ＶＣＣを含む物理回線に設定帯域を必要帯域まで増やすだけの余剰帯域がない場合、交換機は網管理センタに対して端末間のダイレクトなＶＣＣの確立を要求し、既に割り当ててあるデータグラム用ＶＣＣによる経路とは別のダイレクトな経路を介して端末間の通信を実行させる。このようにすれば、変更後の要求を確実に満たす通信が可能になる。
（８）  先頭セルに通信継続性を示すデータを含ませ、交換機はＶＣＣテーブルで各データグラム用ＶＣＣの通信継続性を管理し、通信継続性が所定のしきい値を越えている場合、網管理センタに対して端末間のダイレクトなＶＣＣの確立を要求し、既に割り当ててあるデータグラム用ＶＣＣによる経路と別のダイレクトな経路を介して端末間の通信を実行させる。このようにすれば、長時間継続する通信のために予備のデータグラム用ＶＣＣが足りなくなることを防止できる。
【００２５】
（９）  網管理センタに対してダイレクトＶＣＣの確立要求を送出する交換機は、発信端末を直接収容している交換機として、途中経路に位置する交換機は該発信端末を直接収容する交換機に対して、帯域不足を示す帯域不足通知セルを送出するだけとする。このようにすれば、１つの交換機のみが網管理センタに対してダイレクトＶＣＣの確立要求を行うため、ＶＣＣ確立要求の重複をさけることができる。
（１０）  マルチキャスト通信を行う場合、発信端末は相手端末数分の先頭セルを連続的に送出し、先頭セルを受信した交換機は、先頭セルにより示された宛先端末アドレスを参照してスイッチ先を求め、該スイッチ先がそれまでのスイッチ先と重複しない場合には所定のＶＣＣを割り当て、先頭セルの回線識別子と該割り当てたＶＣＣの回線識別子との対応をスイッチングテーブルに登録する。このようにすれば、分岐点までセルを共通の通路を介して送出し、分岐点でコピーして分配できるため、マルチキャスト通信において、端末の負荷を軽減でき、かつ、トラヒックの増加を抑えることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
（Ａ）本発明の概略
（ａ）ＡＴＭベースでのデータグラム方式
データグラム方式の通信を行う従来例において、ＡＴＭレイヤでの交換ができず、上位ＩＰレイヤの交換を行う必要がある理由は以下の通りであった。すなわち、ＡＴＭセルをスイッチングするための回線識別子ＶＰＩ，ＶＣＩはＶＣＣ（コネクション）確立時にそのＶＣＣ毎に割り付けるものなので、ＶＣＣ確立を行わないデータグラム方式（コネクションレス型通信方式）では、ある１つのＶＰＩ，ＶＣＩを任意端末間通信で共用することになる。このため、データグラム方式では、ＡＴＭセルヘッダに記述されている回線識別子（ＶＰＩ／ＶＣＩ）を見ただけでは、そのセルの転送先を判断できない。そこで、データグラム方式では、ＡＴＭセルをＩＰパケットに組み立て直して、その宛て先端末のＩＰアドレスを読み取って転送先を決定する必要がある。
【００２７】
しかし、ＩＰレイヤの交換を行うためには、ＡＴＭセルをＩＰパケットに組み立て直す必要があり、この組み立てに相当の時間を必要とするため、ＡＴＭスイッチの能力を発揮できなくなる。
そこで本発明のコネクションレス型通信方式では、発信端末がある相手端末に向けてデータをＡＴＭセルとして送出しはじめる時、図２に示すように宛て先端末のアドレス（ＩＰアドレス）を示すデータグラム用セル（先頭セル）Ｃ０をセル流の先頭に付けて送出する。これにより、各交換機ＥＸ１，ＥＸ２（図１）ではＡＴＭセルをＩＰパケットに組み立て直す必要がなく、先頭セルＣ０を受信した段階で、そのセル流（ＩＰパケット全体）の転送先を決定できる。すなわち、交換機は先頭セルＣ０で示された宛先端末アドレスを参照し、コネクションレス型通信のために所定のデータグラム用ＶＣＣを割り当て、以後、先頭セルＣ０と同一の回線識別子を有するデータセルＣ１〜Ｃｎを該データグラム用ＶＣＣを介して送信する。
【００２８】
又、本発明のコネクションレス型通信方式では、予め交換機ＥＸ１，ＥＸ２間に複数のデータグラム用ＶＣＣを設け、各コネクションレス型通信に１本のデータグラム用ＶＣＣを割り当てる。このようにすることにより、端末が先頭セルを用いて要求してくる帯域やＱＯＳを満足するコネクションレス型通信を可能にする。すなわち本発明のコネクションレス型通信方式によれば、最初の通信段階から専用のデータグラム用ＶＣＣでカットスルーされることになる。
【００２９】
（ｂ）最適経路への変更
従来のＩＰスイッチの方式では図３８に示すように、ＡＴＭスイッチ部でのカットスルーの契機は、端末がＲＳＶＰパケットを送出した時である。これは、（１）  通信の初期段階では、大量のデータが流れることがあまりないこと、（２）  必要帯域やＱＯＳの保証が必要となるコンスタント・ビットレートＣＢＲのアプリケーションが起動されるのは、通信の第二段階からであること、（３）  また、これらのアプリケーションが起動されない初期段階では、端末は必要帯域やＱＯＳや通信の継続性等を正確に把握することができないことによる。
このことを本発明のコネクションレス型通信方式に当てはめると、本発明の先頭セルＣ０に記述される必要帯域やＱＯＳ等の情報は、不正確な情報であると言える。
【００３０】
このため本発明のコネクションレス型通信方式では、必要帯域やＱＯＳ等の情報に変更があった場合、端末は再度要求変更するためのデータグラム用セル（要求変更セル）を送出して、交換機に最新の要求を伝えるようにし、交換機は該要求変更セルの受信によりルーティング処理を行わず、既に割り当ててあるデータグラム用ＶＣＣの設定帯域、ＱＯＳを要求された必要帯域，ＱＯＳまで引き上げる。なお、既に割り当ててあるデータグラム用ＶＣＣが存在する物理回線が必要帯域やＱＯＳを保証できない場合は、発信端末を収容する交換機からの依頼により網管理センターＮＭＣが目的の相手端末迄のダイレクトなエンド−エンド端末間ＶＣＣを確立して、端末に対して新たな経路として提供する。
この時の目的相手端末迄の経路を確保する方法は、通常のＡＴＭ交換ネットワークにおけるコネクション型通信のＶＣＣ確立手段と同じである。以上により、本発明は端末からコネクションレス型通信の要求があった場合、データグラム方式で通信の初期段階を保証しつつ、その間にエンド−エンド端末間に端末の要求を満たすデータグラム用ＶＣＣを確立して端末に提供する。
【００３１】
（Ｂ）実施例
（ａ）ネットワークの構成
図３は本発明のコネクションレス型通信を行うネットワークの構成図であり、Ａ〜ＤはＡＴＭ端末、ＥＸ１〜ＥＸ４はＡＴＭ交換機である。又、ＶＣＣ１は端末Ａと交換機ＥＸ１間のデータグラム用ＶＣＣ、ＶＣＣ２は端末Ｂと交換機ＥＸ１間のデータグラム用ＶＣＣ、ＶＣＣ３〜ＶＣＣ５は交換機ＥＸ１，ＥＸ２間のデータグラム用ＶＣＣ、  ＶＣＣ６〜ＶＣＣ８は交換機ＥＸ２，ＥＸ３間のデータグラム用ＶＣＣ、ＶＣＣ９〜ＶＣＣ１１は交換機ＥＸ３，ＥＸ４間のデータグラム用ＶＣＣ、ＶＣＣ１２は端末Ｃと交換機ＥＸ４間のデータグラム用ＶＣＣ、ＶＣＣ１３は端末Ｄと交換機ＥＸ４間のデータグラム用ＶＣＣである。これらデータグラム用ＶＣＣ（ＶＣＣ１〜ＶＣＣ１３）は、セルを所定の発信端末から相手端末に転送できる様に、予め、端末−ＡＴＭ交換機間、隣接ＡＴＭ交換機間に設定しておく。
【００３２】
データグラム用ＶＣＣを予め張ることは、従来のデータグラム方式と同様であるが、本発明において特徴的なのは、データグラム用ＶＣＣを複数本平行に張っておくことである。すなわち、従来のデータグラム方式では、複数の通信が１つのデータグラム用ＶＣＣを共用するのに対して、本発明のコネクションレス型通信方式では、データグラム用ＶＣＣを複数本平行に張っておくことにより、それぞれの通信に専用にデータグラム用ＶＣＣを割り当てることができる。
【００３３】
（ｂ）ＡＴＭ端末の構成
図４はＡＴＭ端末の構成図であり、１１は上位アプリケーション部、１２は上位通信プロトコル制御部、１３はＡＴＭ通信制御部、１４はＡＴＭ回線インタフェース部である。ＡＴＭ通信制御部１３はＶＣＣ制御部１３ａとデータ転送制御部１３ｂを備え、ＶＣＣ制御部１３ａにはデータグラム用セル生成部１３ｃが設けられている。
【００３４】
コネクション型通信においては図３２で説明したように、通信に先立って発信端末（Ａとする）の上位通信プロトコル制御部１２はＶＣＣ制御部１３ａにコネクション確立のための情報（宛先端末のアドレス、必要帯域、ＱＯＳ等）を渡す。これにより、ＶＣＣ制御部１３ａは交換機ＥＸ１を介して共通信号線（シグナリング用ＶＣＣ）を使って網管理センター（図示せず）にコネクション確立を要求する。網管理センタは発信端末Ａの要求に対して、相手端末（Ｃとする）までの経路を設定し経路中の各交換機にＶＣＣを張るよう指示する。ＡＴＭ交換機ＥＸ１は発信端末Ａに対して、又、ＡＴＭ交換機ＥＸ４は着信端末Ｃに対して通信に使用する回線識別子ＶＰＩ／ＶＣＩを通知する。以後、データ転送制御部１３ｂは、上位より転送データを受取り、該データをセルに分解すると共に通知された回線識別子（ＶＰＩ／ＶＣＩ）をセルに付加して回線に送出する。各交換機間ＥＸ１〜ＥＸ４は入力セルの回線識別子を変えながらスイッチングして送信する。端末Ｃは交換機ＥＸ４から送信される前記指定された回線識別子を有するセルを取り込んでデータに組立てる。
【００３５】
コネクションレス型通信においても、上位通信プロトコル１２はＶＣＣ制御部１３ａに宛先端末のアドレスや必要帯域、ＱＯＳ等の情報を渡す。しかし、コネクションレス型通信の場合、ＶＣＣ制御部１３ａのデータグラム用セル生成部１３ｃは、図２に示すデータグラム用セル（先頭セル）を生成し、（１）  該先頭セルのセルヘッダに、端末−交換機間のデータグラム用ＶＣＣ（ＶＣＣ１）に予め設定してある回線識別子（ＶＰＩ／ＶＣＩ）を付し、（２）  ペイロード部に、セル識別子ＩＤ、着信先端末アドレスＤＡ、発信元端末アドレスＳＡ、その他の情報を含ませて回線に送出する。ついで、データ転送制御部１３ｂは、上位より転送データを受取り、該データをセルに分解すると共にこれらセルに先頭セルに付加した回線識別子（ＶＰＩ／ＶＣＩ）と同一の回線識別子を付加して回線に送出する。各交換機ＥＸ１〜ＥＸ４は先頭セルにより示された宛先端末アドレスを参照し、コネクションレス型通信のために所定のデータグラム用ＶＣＣを割り当て、先頭セルと同一の回線識別子を有するデータセルを該データグラム用ＶＣＣを用いて送信し、端末Ｃは交換機ＥＸ４から送信されるセルを取り込んでデータに組立てる。
【００３６】
なお、先頭セルにおけるセル識別子ＩＤは、データグラム用セルであることを示す２バイトのビット列であり、着信先端末アドレスＤＡは着信先端末のＩＰアドレス、あるいはＢ−ＩＳＤＮ網で使われる加入者番号、送信元端末アドレスＳＡは送信元端末のＩＰアドレス、あるいはＢ−ＩＳＤＮ網で使われる加入者番号、その他の情報はプロトコル識別子／トラヒック記述子／ＱＯＳクラス／通信継続性などである。
プロトコル識別子は、アドレスフィールドに記述した端末アドレスが、どのプロトコルのアドレスであるかを示すもの、トラフィック記述子は、平均速度、ピーク速度、バースト性、ピーク持続時間等の性質を表す測度で、Ｂ−ＩＳＤＮ網の呼設定時におけるシグナリング用セルに使用されるものと同じものである。  ＱＯＳ（Ｓｅｒｖｉｃｅ  ｏｆ  Ｑｕａｌｉｔｙ）クラスは、セル損失率、遅延時間、遅延ゆらぎ等で規定される品質をクラス分けしたもので、Ｂ−ＩＳＤＮ網のシグナリング用セルに使われるものと同じである。通信継続性は、アプリケーションがやり取りする総データ量の予想等から割り出される通信継続時間である。
【００３７】
以上のように、先頭セルは、セルヘッダに続く２バイトにデータグラム用セル（先頭セル）であることを示すユニークなビット列を持っているから、交換機は任意のタイミングで到着する先頭セルを検出することができる。また、コネクションレス型通信において、データをルーチングするために使う端末アドレスは、ＩＰアドレスに限らず、Ｂ−ＩＳＤＮ網の加入者番号等も使われるから、すなわち上位プロトコルはＴＣＰ／ＩＰとは限らないから、先頭セルのその他の情報フィールドＦ４にプロトコル識別子を持たせる。これにより、先頭セルを受信した各交換機がその端末アドレスがどの様な種類のアドレスであるかを判別できるようになる。
【００３８】
（ｃ）交換機の構成
図５は交換機ＥＸ１の構成図であり、他の交換機ＥＸ２〜ＥＸ４も同様の構成を有している。２１はＡＴＭスイッチ部、２２はデータグラム用ＶＣＣ割当部である。ＡＴＭスイッチ部２１において、２１ａはＡＴＭスイッチであり、セルを所定の方路にスイッチングすると共にデータグラム用セル（先頭セル）を識別してデータグラム用ＶＣＣ割当部２２に送出するもの、２１ｂはスイッチングテーブルであり、入力ＶＣＣの回線識別子（ＶＰＩ／ＶＣＩ）と出力ＶＣＣの回線識別子（ＶＰＩ／ＶＣＩ）の対応を記憶するものである。ＡＴＭスイッチ２１ａはスイッチングテーブル２１ｂに記憶されている対応関係を参照して入力セルを所定の出力ＶＣＣに送出する。
【００３９】
データグラム用ＶＣＣ割当部２２において、２２ａはデータグラム用セルのペイロード部に含まれる情報を読取って出力するデータグラムセル読取部、２２ｂは端末アドレスとスイッチング先（交換機）の対応を記憶するルーチングテーブルであり、宛先端末がＣ，Ｄであれば、スイッチング先は交換機２であるから、図示するように端末Ｃ、Ｄの端末アドレスに対応させて「交換機２」を記憶する。２２ｃはＶＣＣテーブルであり、自分（交換機１１）と他の交換機間に予め設定されている各データグラム用ＶＣＣについて、  設定ＱＯＳクラス、設定帯域、使用・未使用状態、コネクションレス型通信が必要とするＱＯＳ、必要帯域、通信継続性、送信元アドレス、着信先アドレス等を管理するものである。尚、図では、交換機ＥＸ１と交換機ＥＸ２間に設定されているデータグラム用ＶＣＣのＶＣＣテーブルのみが示されている。２２ｄはルーチング制御部であり、先頭セルが示す宛先アドレスに基づいてルーチングテーブル２２ｂとＶＣＣテーブル２２ｃを参照して所定のデータグラム用ＶＣＣを決定し、先頭セルの回線識別子と該データグラム用ＶＣＣの回線識別子との対応をスイッチングテーブル２１に記憶するものである。すなわち、ルーチング制御部２２ｄは、先頭セルで示された宛先端末アドレスに基づいてスイッチング先の交換機ＥＸ２をルーチングテーブル２２ｂより求め、ついで、先頭セルに含まれる必要帯域、必要ＱＯＳに基づいて、ＶＣＣテーブル２２ｃを参照して交換機ＥＸ１，ＥＸ２間に予め設定されている所定のデータグラム用ＶＣＣを決定する。
【００４０】
かかる交換機の動作の概略は以下の通りである。すなわち、ＡＴＭスイッチ２１ａは常に入力セルに付加されている回線識別子に基づいてスイッチングテーブル２１ｂを検索してＡＴＭレイヤでのスイッチングを行う。又、▲２▼データグラム用セル（先頭セル）を受け取ると、データグラムセル読取部２２ａが該先頭アドレスのペイロード部に含まれている各種情報を読み取ってルーティング制御部２２ｄに渡す。▲３▼ルーティング制御部２２ｄはセルの着信先端末アドレスフィールドを見て、ルーティングテーブル２２ｂ及びＶＣＣテーブル２２ｃを検索して、該通信に割り当てる出力先データグラム用ＶＣＣを決定し、スイッチングテーブル２１ｂに登録する。以後、先頭セルと同一の回線識別子を有するデータセルを該データグラム用ＶＣＣに送信する。
以上により、時間のかかるパケット組み立てを行う必要がない。又、先頭セルを受け取った時だけ、上記▲２▼，▲３▼の処理を行えばよく、以降のセルは▲１▼のみで高速に所定方路にスイッチングできる。
【００４１】
（ｄ）交換機の詳細な動作
図６に示すＱＯＳクラス及び帯域１．５ＭＨｚを有するデータグラム用ＶＣＣ（ＶＣＣ１〜ＶＣＣ１３）が予め端末−交換機間並びに各交換機間に設定されているネットワークにおいて、端末Ａがデータグラム用ＶＣＣ（ＶＣＣ１）に端末Ｃ宛てのデータを送出した場合について交換機ＥＸ１の動作を図７のフローに従って説明する。
先ず、交換機１のＡＴＭスイッチ２１ａは、データグラム用セル（先頭セル）を検出してデータグラム用読み取り部２２ａに入力する（ステップ１０１）。データグラム用読み取り部２２ａは先頭セルのペイロード部の着信先端末アドレスフィールドＦ２から宛先端末アドレスを読み取り、該アドレスが「アドレスＣ」であることを確認する（ステップ１０２）。ついで、ルーチング制御部２２ｄは確認した端末アドレスＣで、ルーチングテーブル２２ｂを検索して、スイッチング先が交換機２であることを確認する（ステップ１０３）。
【００４２】
次に、ルーチング制御部２２ｄは、データグラム用セル（先頭セル）におけるフィールドＦ４からＱＯＳクラスを確認する（ステップ１０４）。尚、先頭セルの要求するＱＯＳクラスが、「ＱＯＳ＝１」であったとする。ついで、ルーチング制御部２２ｄは交換機２宛のＶＣＣテーブル２２ｃを検索し（ステップ１０５）、要求されたＱＯＳクラスを満たす最適なデータグラム用ＶＣＣとして  ＶＣＣ３を割り当てる（ステップ１０６）。もし、データグラム用セルが要求するＱＯＳクラスと一致するＱＯＳクラスのデータグラム用ＶＣＣが、ＶＣＣテーブル２２ｃに登録されていない場合、あるいは使用中である場合は、なるべく要求されたＱＯＳクラスより良いクラスのデータグラム用ＶＣＣを割り当てる（１が最も良く、５が最も悪い）。
【００４３】
データグラム用ＶＣＣの割り当て完了すれば、ルーチング制御部２２ｄは、ＶＣＣテーブル２２ｃを更新すると共に（ステップ１０７）、スイッチングテーブル２１ｂに先頭セルの回線識別子（ＶＰＩ／ＶＣＩ）と割り当てたデータグラム用ＶＣＣの回線識別子（ＶＰＩ／ＶＣＩ）との対応を記憶する（ステップ１０８）。ステップ１０７により、ＶＣＣテーブル２２ｃは図５に示す状態から図８（ａ）に示す状態に更新される。又、スイッチングテーブル２１ｂはステップ１０８の処理により、図８（ｂ）に示すようにＶＣＣ１とＶＣＣ３の回線識別子の対応関係が記憶される。
しかる後、交換機ＥＸ１は端末Ｃ宛てのデータグラム用セル（先頭セル）をデータグラム用ＶＣＣ（ＶＣＣ３）へ転送する（ステップ１０９）。端末Ｃ宛の先頭セルを受け取った交換機ＥＸ２は、同様の手順でデータグラム用ＶＣＣとしてＶＣＣ６をこの通信に割り当てる。同様に交換機ＥＸ３はデータグラム用ＶＣＣとしてＶＣＣ９をこの通信に割り当て、交換機ＥＸ４はデータグラム用ＶＣＣとしてＶＣＣ１２を割り当て、端末Ａ−Ｃ間のコネクションレス型通信経路を確立する。
【００４４】
以後、各交換機ＥＸ１〜ＥＸ４のＡＴＭスイッチ２１ａはスイッチングテーブル２１ｂを参照して、先頭セルと同一の回線識別子を有するデータセルを割り当てた出力先のデータグラム用ＶＣＣに送信する。
尚、図８（ａ）において、必要帯域が３Ｍとなっているのは、データグラム用セル（先頭セル）のトラヒック記述子の示す必要帯域が３Ｍであったことを示す。同様に継続性が１となっているのは、データグラム用セルの通信継続性の示す値が、１であったことを示す。この通信継続性データは通信継続時間を１〜ｎに規格化したものであり、時間であっても良い。
【００４５】
（ｅ）割り当て帯域最適化機能を備えた交換機
（ｅ−１）  構成
図９は割り当て帯域最適化機能を備えた交換機の構成図であり、図５の交換機と同一部分には同一符号を付している。異なる点は、帯域テーブル２２ｅとＶＣＣテーブル管理部２２ｆをデータグラム用ＶＣＣ割当部２２に設けた点である。帯域テーブル２２ｅは、交換機に接続されている物理回線毎に、（１）  その物理帯域（最大使用可能帯域）、（２）  現在使用中の帯域、（３）  割り当て可能な残り帯域の対応を記憶するものである。ＶＣＣテーブル管理部２２ｆは帯域テーブル２２ｅの内容及び発信端末から要求された帯域（必要帯域）及びＱＯＳクラスに基づいて帯域の割り当て最適化制御を行う。
【００４６】
（ｅ−２）  第１の帯域再割当制御
図７の制御において交換機ＥＸ１は、３Ｍｂｐｓを要求する端末Ａ−Ｃ間のコネクションレス型通信のデータグラム用セル（先頭セル）に対して、１．５Ｍｂｐｓのデータグラム用ＶＣＣ（ＶＣＣ３）を割り当て、ＶＣＣテーブル２２の内容は図８に示すようになっている。これは、各交換機に予め設定する未使用データグラム用ＶＣＣに対して余り大きな帯域を割り当てることができないからであり、交換機ＥＸ１では各ＶＣＣに１．５Ｍｂｐｓを割り当てている。このように、データグラム用セル（先頭セル）が要求する帯域に満たない帯域のデータグラム用ＶＣＣを割り当てなければならない場合が多い。
【００４７】
そこで、図９の交換機は、予め用意している１．５Ｍｂｐｓのデータグラム用ＶＣＣを要求されたコネクションレス型通信に提供しておき、その帯域で通信が維持されている間に、データグラムセル（先頭セル）が要求した帯域まで、該データグラム用ＶＣＣの割当帯域を増加させるように制御する。これにより、円滑に通信が継続できるようになる。この場合、次段の交換機宛の回線に割当帯域を増やすだけの帯域リソースが残されてない場合、他の未使用データグラム用ＶＣＣの割当帯域を減らして、該使用中データグラム用ＶＣＣのために割当帯域リソースを確保する。必要ＱＯＳに変更があった場合も同様に、当初割り当てたＱＯＳクラスで通信を維持し、その間に該データグラム用ＶＣＣのＱＯＳクラスを変更する様にする。
【００４８】
図１０はＶＣＣテーブル管理部２２ｆによる第１の割り当て最適化制御の処理フローである。
図７の制御で所定のＱＯＳのデータグラム用ＶＣＣを先頭セルで要求されたコネクションレス型通信に割り当てる（ステップ１２１）。これにより、ＶＣＣテーブル２２ｃの内容は図１１（ａ）に示すようになる。
ついで、割り当てたデータグラム用ＶＣＣの設定帯域ＦＳをＶＣＣテーブル２２ｃより求め、該設定帯域ＦＳと要求された必要帯域ＦＲの大小を比較する（ステップ１２２）。ＦＳ≧ＦＲであれば、帯域の再割当をせず、コネクションレス型通信の終了を待ち（ステップ１２３）、通信終了により割り当てたデータグラム用ＶＣＣの解放、各種テーブルの更新を行う（ステップ１２４）。
【００４９】
一方、ステップ１２２において、ＦＳ＜ＦＲであれば、帯域管理テーブル２２ｅを参照し、データグラム用ＶＣＣが存在する物理回線に設定帯域を増加する余剰帯域があるかチェックする（ステップ１２５）。設定帯域を必要帯域まで増加する余剰帯域が存在すれば、設定帯域ＦＳを必要帯域ＦＲまで増加し、ＶＣＣテーブル２２ｃ及び帯域管理テーブル２２ｅの内容を更新する（ステップ１２６）。この結果、ＶＣＣテーブル２２ｃの内容は図１１（ａ）から図１１（ｂ）に示す内容に更新される。以後、コネクションレス型通信の終了を待ち（ステップ１２３）、通信終了により割り当てたデータグラム用ＶＣＣの解放、各種テーブル２２ｃ，２２ｅなどの更新を行う（ステップ１２４）。
【００５０】
ステップ１２５において、余剰帯域が存在しない場合には、ＶＣＣテーブル２２ｃを参照して他の未使用データグラム用ＶＣＣの割当帯域（設定帯域）を減らすことが可能かチェックし（ステップ１２７）、可能であれば、該他の未使用データグラム用ＶＣＣの割当帯域を減らして、その分使用中データグラム用ＶＣＣの設定帯域ＦＳを必要帯域ＦＲまで増加し、ＶＣＣテーブル２２ｃ及び帯域管理テーブル２２ｅの内容を更新する（ステップ１２８）。この結果、ＶＣＣテーブル２２ｃの内容は例えば図１１（ｂ）から図１１（ｃ）に示す内容に更新される。以後、コネクションレス型通信の終了を待ち（ステップ１２３）、通信終了により割り当てたデータグラム用ＶＣＣの解放、各種テーブル２２ｃ，２２ｅなどの更新を行う（ステップ１２４）。なお、ステップ１２７で他の未使用のデータグラム用ＶＣＣの割当帯域（設定帯域）を減らしても設定帯域ＦＳを必要帯域ＦＲまで増加できない場合には、別の手段により、例えば後述するダイレクトなＶＣＣの確立により必要帯域を満足する通信ができるように制御する。
【００５１】
（ｅ−３）  第２の帯域再割当制御
データグラム用ＶＣＣを介してコネクションレス型通信が維持されている間に、端末にて大量のデータ転送が発生するアプリケーションが起動され、端末がネットワークに対して要求する内容（必要ＱＯＳ、必要帯域、通信継続性等）が変わる場合がある。かかる場合、ＡＴＭ端末は要求変更を通知するためのデータグラム用セル（要求変更セル）を送出して、ネットワークに対する要求の変更を伝え、ネットワークは該要求を満足するように帯域、ＱＯＳの再割当制御を行う。尚、要求変更セルは先頭セルと全く同一の構成を有している。
【００５２】
図１２は要求変更時におけるＡＴＭ端末の動作説明図である。ＡＴＭ端末の上位通信プロトコル制御部１２はアプリケーションの実行に必要な帯域、必要ＱＯＳ、総データ量の変更をＶＣＣ制御部１３ａに通知する。これにより、ＶＣＣ制御部１３ａのデータグラム用セル生成部１３ｃは、図２に示す先頭セルと同一フォーマットのデータグラム用セル（要求変更セル）を生成してデータグラム用ＶＣＣに送出する。データグラム用セルを検出した交換機は、スイッチングテーブル２１ｂを検索して該セルが到来したデータグラム用ＶＣＣが既に登録されているか確認し、これによりデータグラム用セルが先頭セルであるか要求変更セルであるかの識別を行う。すなわち、データグラム用ＶＣＣが登録されていなければ到来セルは先頭セル、既に登録されていれば要求変更セルである。要求通知変更セルであれば、既にデータグラム用ＶＣＣを割り当ててあるから、再度のルーティング処理を行わず、新たな要求を満足するように帯域、ＱＯＳの再割当制御を行う。
【００５３】
図１３は要求変更時の交換機の制御フローである。
データグラム用セルを受信すれば（ステップ１０１）、スイッチングテーブル２１ｂを検索し（ステップ２０１）、セルが到来したデータグラム用ＶＣＣが既に登録されているか確認する（ステップ２０２）。セルが到来したデータグラム用ＶＣＣがスイッチングテーブル２１ｂに登録されていない場合には到来セルは先頭セルであるから図７で説明した制御（ステップ１０２〜ステップ１０９）を実行する。
一方、ステップ２０２において、セルが到来したデータグラム用ＶＣＣがスイッチングテーブル２１ｂに既に登録されていれば、到来セルは要求変更セルである。従って、該要求変更セルが示す要求に基づいてＶＣＣテーブル２２ｃの必要帯域、必要ＱＯＳ、通信継続性等を交信する（ステップ２０３）。ついで、新たな要求を満足するように帯域、ＱＯＳの最適化処理を行う（ステップ２０４）。
【００５４】
図１４は交換機の最適化処理フローである。まず、ＶＣＣテーブル２２ｃを参照して、設定帯域ＦＳと必要帯域ＦＲの大小を比較し（ステップ２０５ａ）、設定帯域ＦＳ≧必要帯域ＦＲであれば、次のＱＯＳ再割当処理に進む。しかし、ＦＳ＜ＦＲの場合には、ＶＣＣテーブル２２ｃを参照して不足分（＝ＦＲ−ＦＳ）を他の未使用データグラム用ＶＣＣの割当帯域（設定帯域）から充当することが可能かチェックし（ステップ２０５ｂ）、可能であれば、該他の未使用データグラム用ＶＣＣの割当帯域を減らして充当する（ステップ２０５ｃ）。しかし、不足分を他の未使用データグラム用ＶＣＣの割当帯域（設定帯域）から充当することが不可能であれば、ダイレクトなＶＣＣの確立（後述）を要求する。なお、ステップ２０５ａのまえに、データグラム用ＶＣＣが存在する回線に設定帯域ＦＳを必要帯域ＦＲまで増加する余剰帯域があるかチェックし、あれば、余剰帯域より不足分を充当するようにし、ない場合にステップ２０５ａ以降の処理を行うようにすることもできる。
【００５５】
帯域の再割当処理が終了すれば、ＶＣＣテーブル２２ｃを参照して、設定ＱＯＳ（＝ＱＳ）と必要ＱＯＳ（＝ＱＲ）を比較し（ステップ２０５ｄ）、ＱＳ＝ＱＲの場合には最適化処理を終了する。しかし、ＱＳ≠ＱＲの場合には、設定ＱＯＳを必要ＱＯＳに変更可能であるかチェックし（ステップ２０５ｅ）、変更可能であれば設定ＱＯＳを必要ＱＯＳに変更して最適化処理を終了する（ステップ２０５ｆ）。しかし、変更不可能な場合にはダイレクトなＶＣＣの確立を要求する。
【００５６】
（ｆ）通信終了制御
データグラム用ＶＣＣで行われていたコネクションレス型通信が終了すれば、ＡＴＭ端末のデータグラム用セル生成部１３ｃは、該データグラム用ＶＣＣを使用した通信が終了したことを示すデータグラム用セル（通信終了通知セル）を生成して交換機に送出し、交換機はこの通信終了通知セルを受信して終了処理を行う。
図１５は通信終了時におけるＡＴＭ端末の動作説明図である。ＡＴＭ端末の上位通信プロトコル制御部１２は通信終了によりその旨をＶＣＣ制御部１３ａに通知する。これにより、ＶＣＣ制御部１３ａのデータグラム用セル生成部１３ｃは、図１５（ｂ）に示す通信終了を通知するためのデータグラム用セル（通信終了通知セル）を生成してデータグラム用ＶＣＣに送出する。通信終了通知セルはその他の情報フィールドＦ４にオール０の無効データを入れて他のデータグラム用セルと識別可能にする。
【００５７】
図１６は交換機の通信終了処理フローである。データグラム用セルを受信すれば（ステップ１０１）、スイッチングテーブル２１ｂを検索し（ステップ２０１）、セルが到来したデータグラム用ＶＣＣが既に登録されているか確認する（ステップ２０２）。セルが到来したデータグラム用ＶＣＣがスイッチングテーブル２１ｂに登録されていない場合には到来セルは先頭セルであるから図７で説明した制御（ステップ１０２〜ステップ１０９）を実行する。
【００５８】
一方、ステップ２０２において、セルが到来したデータグラム用ＶＣＣがスイッチングテーブル２１ｂに既に登録されていれば、該セルのＦ４フィールドを参照し、その内容がオール０であるかチェックする（ステップ３０１、３０２）。おオール０でなければ、到来セルは要求変更セルである。従って、該要求変更セルが示す要求に基づいてＶＣＣテーブル２２ｃの必要帯域、必要ＱＯＳ、通信継続性等を更新する（ステップ２０３）。ついで、新たな要求を満足するように帯域、ＱＯＳの最適化処理を行う（ステップ２０４）。
【００５９】
ステップ３０２において、Ｆ４フィールドの内容がオール０であれば、到来セルは通信終了通知セルである。従って、ＶＣＣテーブル２２ｃの内容を更新する。すなわち、それまで使用していたデータグラム用ＶＣＣに応じたデータをクリアする（ステップ３０３）。又、スイッチングテーブル２１ｂの内容を更新する。すなわち、それまで使用していた入力データグラム用ＶＣＣの回線識別子と出力データグラム用ＶＣＣの回線識別子の対応をスイッチングテーブル２１ｂより削除する（ステップ３０４）。このように端末が通信の終了を示すデータグラム用セルを送出することにより、通信の終了時にデータグラム用ＶＣＣを該通信への割当から開放することができ、ネットワーク資源を必要以上に浪費することを避けられる。また、交換機は通信終了通知用セルを次の交換機へ送出する（ステップ３０５）。これにより、その他の交換機においても同様に、データグラム用ＶＣＣの割当が開放され、データグラムにて確立された端末Ａ−Ｃ間の経路は消滅する。
以上の通信終了処理により、ＶＣＣテーブル２２ｃは図１７（ａ）に示すように元の初期状態にクリアされ、又、スイッチングテーブル２１ｂも元の状態にクリアされる。
【００６０】
（ｆ）端末間のダイレクトなＶＣＣの確立制御
（ｆ−１）  ダイレクトＶＣＣの必要性
ＡＴＭ端末が要求変更セルを送出して、ネットワークに対する帯域要求を更に増加させた時、ネットワークは既に確立されている経路ではその要求を満足させる帯域を確保できない場合がある。かかる場合、交換機は端末からの変更要求通知をコネクション型通信の確立要求とみなして網管理センタに対して端末間にダイレクトなＶＣＣを張るよう依頼し、網管理センタにより確立されたＶＣＣを介して通信することで通信の継続に必要な帯域を確保する。
【００６１】
（ｆ−２）  ネットワーク構成
図１８は端末間のダイレクトなＶＣＣの確立制御を可能にするネットワークの構成図である。図中、Ａ〜ＤはＡＴＭ端末、ＥＸ１〜ＥＸ４はＡＴＭ交換機、ＮＷＫはＡＴＭ交換機群によるネットワーク、ＮＭＣは網管理センターである。
端末Ａ−Ｃ間にコネクションレス型の通信経路（交換機ＥＸ１→ＥＸ２→ＥＸ３→ＥＸ４）が確立されて通信が行われている。この時、端末Ａが帯域３０Ｍｂｐｓを要求する要求変更セルを送出したとする。しかし、交換機ＥＸ１−交換機ＥＸ２間の回線における最大使用帯域は２５Ｍｂｐｓなので、既に確立されている通信経路で端末Ａ−Ｃ間のコネクションレス型通信に必要な帯域３０Ｍｂｐｓを確保することができない。かかる場合、交換機ＥＸ１は、端末Ａの要求変更通知をもとに、共通信号線を使って網管理センタＮＭＣに対して、端末Ａ−Ｃ間のダイレクトなＶＣＣを確立するよう依頼する。コネクション型通信において（図３２参照）、網管理センタＮＭＣへのこの様な要求は、ＡＴＭ端末のＶＣＣ制御部が行う。しかし、データグラム型通信（コネクションレス型通信）で既に確立された経路に代わるダイレクトＶＣＣを確立する時は、交換機ＥＸ１がＡＴＭ端末に変わって、網管理センタＮＭＣにダイレクトなＶＣＣの確立要求を出す。
【００６２】
（ｆ−３）  交換機の構成
図１９はダイレクトなＶＣＣの要求制御を実現する交換機の構成図であり、図９の交換機と同一部分には同一符号を付している。図９の構成と異なる点はＶＣＣ確立エージェント部２３を設けた点であり、このＶＣＣ確立エージェント部２３はＶＣＣテーブル２２ｃの内容をもとに、シグナリング用データを生成して、網管理センタＮＭＣに対して端末Ａ−Ｃ間のダイレクトＶＣＣの確立要求を出すようになっている。すなわち、ＶＣＣ確立エージェント部２３は、▲１▼ＶＣＣテーブル２２ｃに登録されている端末の要求帯域ＦＲと帯域テーブル２２ｅで管理されている回線の残り帯域を監視している。端末の要求帯域を該回線の残り帯域で提供できる場合、データグラム用ＶＣＣに該回線の残り帯域を割り当てるよう制御する。▲２▼しかし、端末の要求帯域を該回線の残り帯域で提供しきれない場合、網管理センタＮＭＣにダイレクトＶＣＣの確立を依頼するためのデータを生成する。▲３▼そして、共通信号線を使って、網管理センタＮＭＣに対して、端末間のダイレクトなＶＣＣの確立を依頼するシグナリングデータを送出する。
【００６３】
（ｆ−４）  ダイレクトＶＣＣ確立による通信制御
図２０はダイレクトＶＣＣの確立及び通信制御フローである。
ＶＣＣ確立エージェント部２３は、データグラム用セル（要求変更セル）で必要帯域の増加が通知されると、すなわち、ＶＣＣテーブル２２ｃを参照して必要帯域の増加を検出すると（ステップ４０１）、コネクションレス型通信に割り当てているデータグラム用ＶＣＣの設定帯域ＦＳを要求帯域ＦＲまで増加できる余剰帯域が回線に残っているかチェックし（ステップ４０２）、残っていれば設定帯域ＦＳを要求帯域ＦＲまで増加する（ステップ４０３）。
しかし、設定帯域ＦＳを要求帯域ＦＲまで増加できる余剰帯域が回線に残っていない場合には、ＶＣＣテーブル２２ｃを参照して必要帯域、必要ＱＯＳ、発信元アドレス、着信先アドレス等を求め、これらを用いてダイレクトＶＣＣ確立を依頼するためのシグナリング用データを作成し（ステップ４０４）、共通信号線を使って網管理センタＮＭＣに端末Ａ−Ｃ間のダイレクトなＶＣＣの確立を要求する（ステップ４０５）。
【００６４】
端末Ａ−Ｃ間のダイレクトなＶＣＣの確立要求を受信すると、網管理センタＮＭＣは、端末Ａ−Ｃ間の経路を算出して、その経路を構成するＡＴＭ交換機群の各交換機に、端末Ａ−Ｃ間ＶＣＣの設定を指示して、端末Ａ−Ｃ間のダイレクトなＶＣＣを確立する（ステップ４０６）。ついで、網管理センタＮＭＣは共通信号線を介して端末Ａと端末Ｃに、データグラム用ＶＣＣに代わるダイレクトＶＣＣの回線識別子（ＶＰＩ／ＶＣＩ）を通知する（ステップ４０７）。
【００６５】
これにより、図２１に示すように、端末のＶＣＣ制御部１３ａは共通信号線からダイレクトＶＣＣの回線識別子を受信する。ダイレクトＶＣＣの回線識別子の通知を受けたＶＣＣ制御部１３ａは、データグラム用セル生成部１３ｃで管理してる通信情報を参照して、それまでデータグラム用ＶＣＣで行われていた通信のために、ダイレクトＶＣＣが張られたことを認識する。ついで、ＶＣＣ制御部１３ａはデータ転送制御部１３ｂに出力ＶＣＣの変更を通知すると共にダイレクトＶＣＣの回線識別子を渡す。以後、データ転送制御部１３ｂは、上位より受信したデータをセル化すると共に、ダイレクトＶＣＣの回線識別子をヘッダに付して送出する（ステップ４０８）。又、データグラム用セル生成部１３ｃは、管理していた該データグラム用ＶＣＣの割当を解除し、更に該データグラム用ＶＣＣによる通信終了を通知するデータグラム用セル（通信終了通知セル）を送出する（ステップ４０９）。これにより、コネクションレス型通信に割り当てられていたネットワーク内のデータグラム用ＶＣＣは未使用状態に戻され、以後他の端末間通信のために使用可能となる（ステップ４１０）。
【００６６】
（ｆ−５）  通信継続性の増大によるダイレクトＶＣＣ確立／通信制御
以上は、ＡＴＭ端末がネットワークに対する帯域要求を増加させた場合であるが、送信データ量が多くなって通信継続性（通信継続時間）が増大する場合がある。かかる場合もダイレクトなＶＣＣを確立して通信するように制御することができる。図２２はかかる通信継続性（通信継続時間）が増大する場合における通信制御フローである。
ＶＣＣ確立エージェント部２３は、データグラム用セル（要求変更セル）で通信継続性の増大が通知されると、すなわち、ＶＣＣテーブル２２ｃを参照して通信継続性（通信継続時間）の増加を検出すると（ステップ５０１）、該通信継続時間が予め設定されているしきい値と比較し（ステップ５０２）、しきい値以下の場合には処理を終了する。しかし、通信継続時間がしきい値以上の場合は、図２０のステップ４０４〜４１０の処理と同一の処理を行ってダイレクトＶＣＣによる通信制御を行う。これにより、長時間継続する通信を端末間のダイレクトＶＣＣで行うことができ、予備のデータグラム用ＶＣＣが足りなくなることを防ぐことができる。
【００６７】
（ｆ−６）  ＶＣＣ確立要求制御
以上のダイレクトＶＣＣ確立制御では（図１８参照）、交換機ＥＸ１−交換機ＥＸ２間のデータグラム用ＶＣＣ（ＶＣＣ３）で、帯域を確保できない場合、交換機ＥＸ１が網管理センタＮＭＣに対して端末Ａ−Ｃ間のダイレクトＶＣＣの確立要求を出した。しかし、この時、交換機ＥＸ２−交換機ＥＸ３間、交換機３−交換機４間の回線でも帯域を確保できなかった場合、同時に交換機ＥＸ２，ＥＸ３からも端末Ａ−Ｃ間のダイレクトＶＣＣの確立が出されてしまう問題が生じる。
そこで発信端末を直接収容していない交換機ＥＸ２〜ＥＸ４は、帯域を確保できない場合、網管理センタＮＭＣに対してダイレクトＶＣＣの確立要求を出さないようにする。代わって、交換機ＥＸ２〜ＥＸ４は図２３（ａ）に示すように、発信端末Ａを直接収容している交換機ＥＸ１に帯域を確保できない旨を伝えるデータグラム用セル（帯域不足通知セル）を送出するようにする。帯域不足通知セルは図２３（ｂ）に示すようにペイロード部のＦ４フィールドに帯域不足を示すユニークなビット列を入れることで他のセルと識別する。
【００６８】
すなわち、
▲１▼帯域不足１を管理している交換機ＥＸ２は、交換機ＥＸ１へ帯域不足を伝える帯域不足通知セルを送出する。
▲２▼交換機ＥＸ１は交換機ＥＸ２から帯域不足を伝えるデータグラム用セル（帯域不足通知セル）を受信したことを契機に、端末Ａ−Ｃ間のダイレクトＶＣＣの確立要求を網管理センタＮＭＣへ送出する。
▲３▼又、帯域不足２を管理している交換機ＥＸ３は、交換機ＥＸ１へ帯域不足を伝える帯域不足通知セルを送出する。しかし、交換機ＥＸ１は、すでに▲２▼で端末Ａ−Ｃ間のダイレクトＶＣＣの確立要求を送出しているので、交換機ＥＸ３からの帯域不足を伝える帯域不足通知セルに対しては、なにもしない。また、交換機ＥＸ３が送出した帯域不足を伝える帯域不足通知セルを受信した交換機ＥＸ２は、発信端末Ａを直接収容していないので、なにもしない。
【００６９】
以上のようにすれば、網管理センタＮＭＣに対してダイレクトＶＣＣの確立要求を出す交換機を、発信端末を直接収容する交換機ＥＸ１のみに限定できるためダイレクトＶＣＣの確立要求の重複をさけることが可能になる。
図２４はＶＣＣ確立要求処理を含む交換機の処理フローである。
所定のセル識別子を有するデータグラム用セルを検出すると（ステップ１０１）、スイッチングテーブル２１ｂを検索し（ステップ２０１）、セルが到来したデータグラム用ＶＣＣが既に登録されているか確認する（ステップ２０２）。セルが到来したデータグラム用ＶＣＣがスイッチングテーブル２１ｂに登録されていない場合には到来セルは先頭セルであるから図７で説明した制御（ステップ１０２〜ステップ１０９）を実行する。
【００７０】
一方、ステップ２０２において、セルが到来したデータグラム用ＶＣＣがスイッチングテーブル２１ｂに既に登録されていれば、該セルのＦ４フィールドを参照し、その内容がオール０であるかチェックする（ステップ３０１、３０２）。Ｆ４フィールドの内容がオール０であれば、到来セルは通信終了通知セルである。従って、ＶＣＣテーブル２２ｃの内容を更新する。すなわち、それまで使用していたデータグラム用ＶＣＣに応じたデータをクリアする（ステップ３０３）。又、スイッチングテーブル２１ｂの内容を更新する。すなわち、入力データグラム用ＶＣＣの回線識別子と出力データグラム用ＶＣＣの回線識別子の対応をスイッチングテーブル２１ｂより削除する（ステップ３０４）。なお、交換機は通信終了通知用セルを次の交換機へ送出する。
【００７１】
ステップ３０２において、オール０でなければ、到来セルは要求変更セルか帯域不足通知セルである。従って、Ｆ４フィールドの内容が帯域不足を示すビット列に一致するかチェックする（ステップ６０１）。帯域不足を示すビット列でなければ、セルは要求変更セルであるから、該要求変更セルが示す要求に基づいてＶＣＣテーブル２２ｃの必要帯域、必要ＱＯＳ、通信継続性等を更新する。又、新たな要求を満足するように帯域、ＱＯＳの最適化処理を行う（ステップ２０４）。
ステップ６０１において、Ｆ４フィールドの内容が帯域不足を示すビット列であれば、セルは帯域不足通知セルであるから、該帯域不足通知セルの送信元端末アドレスを読み取り、該アドレスが示す端末を自分が直接収容しているかチェックする（ステップ６０２、６０３）。直接収容している端末でなければ、帯域不足通知セルを無視する（ステップ６０４）。一方、発信端末を直接収容していれば、図２０のステップ４０４以降の処理（ＶＣＣ確立制御）を実行する（スレーブ６０５）。
【００７２】
（ｇ）マルチキャスト通信
従来のＴＣＰ／ＩＰのような１対１の通信プロトコルによるデータグラム網において、マルチキャスト通信を行う場合、端末は通信相手の数だけ同一の通信手順を繰り返して、それぞれにデータを送信しなければならない。しかし、これでは、情報を送出する端末の負荷やネットワークの必要帯域が相手端末数に比例して増大してしまう。
そこで本発明では、マルチキャスト通信を行う場合、送出元端末は通信相手の数に関わらず、一度だけ、データ送出を行うだけでよく、しかも、通信相手毎に経路が別れる交換機でデータを複製して、それぞれの相手端末に送信することで、端末の負荷やネットワークの必要帯域を抑制する。
【００７３】
図２５はかかるマルチキャスト通信の説明図であり、交換機ＥＸ１〜ＥＸ４を介して端末Ａより端末Ｃ，Ｄにデータをマルチキャストする場合を示しており、（ａ）は従来方式、（ｂ）は本発明方式によりマルチキャスト通信する場合である。従来のマルチキャスト通信方式では（ａ）に示すように端末Ａが端末Ｃ，Ｄにそれぞれ同じデータを送らなくてはならない。一方、本発明方式では、端末Ａは一度だけデータを送出すれば交換機ＥＸ４がデータを複製して端末Ｃ，Ｄにそれぞれ送信する。これにより、発信端末の負荷やネットワークの必要帯域を抑制することができる。
【００７４】
上記本発明のマルチキャスト通信を可能にするためには、データグラム用セル（先頭セル）で複数の相手端末のアドレスを指定しなくてはならない。上位プロトコルには、グループＩＰアドレスの様にマルチキャスト用のグループアドレスを持つプロトコルがある。かかる上位プロトコルがあれば、グループアドレスをデータグラム用セルの相手端末群のグループアドレスとして記述することで、１つのアドレスでマルチキャストの全ての相手端末を特定することができる。
しかし、グループアドレスを持たないプロトコルのデータを送出する場合、それぞれの端末のアドレスを使うしかなく、すなわち１つのデータグラム用セルで１つの相手端末のアドレスを指定するしかない。そこでマルチキャスト通信を行う場合、データを送出する発信端末は、相手端末の数分データグラム用セル（先頭セル）を送出して、複数の相手端末のアドレスを指定する。
【００７５】
図２６はマルチキャスト通信する相手端末の指定制御の説明図、図２７は各交換機のスイッチングテーブルの内容説明図、図２８は交換機ＥＸ１の交換機ＥＸ２宛てＶＣＣテーブルの内容説明図である。
端末Ａが端末Ｃ，Ｄとマルチキャストで通信しようとする場合、先ず、端末Ｃ宛のデータグラム用セル（先頭セル）を送出する。
▲１▼端末Ｃ宛の先頭セルを受信した交換機ＥＸ１は、スイッチング先が交換機ＥＸ２であることを判断し、データグラム用ＶＣＣとしてＶＣＣ３を割当て、スイッチングテーブルに入力データグラム用ＶＣＣと出力データグラム用ＶＣＣの対応を示す
「ＶＣＣ１−ＶＣＣ３」
を登録する（図２７（ａ））。実際には、ＶＣＣ１，ＶＣＣ３はそれらに予め設定してある回線識別子ＶＰＩ／ＶＣＩで特定される。又、交換機ＥＸ１はデータグラム用ＶＣＣの割り当てによりＶＣＣテーブルを図２８（ａ）から図２８（ｂ）に示すように更新する。ただし、こに段階ではまだ着信先は端末Ｃだけである。
【００７６】
▲２▼同様に、端末Ｃ宛の先頭セルを受信した交換機ＥＸ２は、スイッチング先が交換機ＥＸ３であることを判断し、データグラム用ＶＣＣとしてＶＣＣ６を割当て、てスイッチングテーブルに入力データグラム用ＶＣＣと出力データグラム用ＶＣＣの対応を示す
「ＶＣＣ３−ＶＣＣ６」を登録する。
▲３▼同様に、端末Ｃ宛の先頭セルを受信した交換機ＥＸ３は、スイッチング先が交換機ＥＸ４であることを判断し、データグラム用ＶＣＣとしてＶＣＣ９を割当て、スイッチングテーブルに入力データグラム用ＶＣＣと出力データグラム用ＶＣＣの対応を示す
「ＶＣＣ６−ＶＣＣ９」
を登録する。
▲４▼同様に、端末Ｃ宛の先頭セルを受信した交換機ＥＸ４は、スイッチング先が端末Ｃであること判断し、データグラム用ＶＣＣとしてＶＣＣ１２を割当て、スイッチングテーブルに入力データグラム用ＶＣＣと出力データグラム用ＶＣＣの対応を示す
「ＶＣＣ９−ＶＣＣ１２」
を登録する（図２７（ｂ））。
【００７７】
次に端末Ａは、端末Ｄ宛の先頭セルを送出する。
▲５▼端末Ｄ宛の先頭セルを受信した交換機ＥＸ１は、スイッチング先が交換機ＥＸ２で先のスイッチング先と変わらないことを確認し、新たにデータグラム用ＶＣＣを割り当てることはしない。しかし、ＶＣＣテーブルの着信先欄に端末Ｄを記入する（図２８（ｃ））。なお、帯域最適化処理により、ＶＣＣ４、ＶＣＣ５の設定帯域は  １．０Ｍ，  ０．５Ｍとなる。
▲６▼同様に、端末Ｄ宛の先頭セルを受信した交換機２は、スイッチング先が交換機ＥＸ３で先のスイッチング先と変わらないことを確認し、新たにデータグラム用ＶＣＣを割り当てることはしない。
▲７▼同様に、端末Ｄ宛の先頭用セルを受信した交換機ＥＸ３は、スイッチング先が交換機ＥＸ４で先のスイッチング先と変わらないことを確認し、新たにデータグラム用ＶＣＣを割り当てることはしない。
▲８▼端末Ｄの先頭セルを受信した交換機ＥＸ４は、スイッチング先が端末Ｄで先のスイッチング先と変わったことを認識し、新たにデータグラム用ＶＣＣとしてＶＣＣ１３を割当て、スイッチングテーブルに
「ＶＣＣ９−ＶＣＣ１３」
を追加する（図２７（ｃ））。
【００７８】
以上のように、スイッチングテーブルに登録済のデータグラム用ＶＣＣから先頭セルを受信した交換機は、スイッチング先が変わった場合のみ新たにデータグラム用ＶＣＣを割当ててスイッチングテーブルに追加登録する。これにより、図２６の場合、交換機４はデータを複製して端末Ｃ，Ｄにそれぞれ送信することが可能となる。
図２９及び図３０はマルチキャスト処理を含む交換機の制御フローである。
所定のセル識別子を有するデータグラム用セルを検出すると（ステップ１０１）、スイッチングテーブル２１ｂを検索し（ステップ２０１）、セルが到来したデータグラム用ＶＣＣが既に登録されているか確認する（ステップ２０２）。セルが到来したデータグラム用ＶＣＣがスイッチングテーブル２１ｂに登録されていない場合には到来セルは先頭セルであるから図７で説明した制御（ステップ１０２〜ステップ１０９）を実行する。
【００７９】
一方、ステップ２０２において、セルが到来したデータグラム用ＶＣＣがスイッチングテーブル２１ｂに既に登録されていれば、該セルのＦ４フィールドを参照し、その内容がオール０であるかチェックする（ステップ３０１、３０２）。Ｆ４フィールドの内容がオール０であれば、到来セルは通信終了通知セルである。従って、通信終了処理（ステップ３０３，３０４）を実行する。
ステップ３０２において、オール０でなければ、Ｆ４フィールドの内容が帯域不足を示すビット列に一致するかチェックする（ステップ６０１）。Ｆ４フィールドの内容が帯域不足を示すビット列であれば、図２４のステップ６０２以降の処理によりＶＣＣ確立制御を実行する（ステップ６１０）。
【００８０】
ステップ６０１において帯域不足を示すビット列に一致してなければ、受信セルセルに含まれる宛先端末アドレスを読み取り、該アドレスでルーチングテーブルを検索してスイッチング先の交換機を求める（ステップ７０１，７０２）。しかる後、スイッチングテーブルに登録されている入力ＶＣＣ−出力ＶＣＣの対応関係より、スイッチ先の交換機を求める（ステップ７０３）。ついで、ステップ７０２で得られたスイッチ先の交換機がステップ７０３で得られたスイッチ先の交換機に含まれいるかチェックする。、すなわち、スイッチ先が新たなスイッチ先であるかチェックする（ステップ７０４）。
スイッチ先が新たなスイッチ先でなければ、受信セルは要求変更セルであるから、該要求変更セルが示す要求に基づいてＶＣＣテーブルの必要帯域、必要ＱＯＳ、通信継続性等を更新する。又、新たな要求を満足するように帯域、ＱＯＳの最適化処理を行う（ステップ２０４）。
【００８１】
スイッチ先が新たなスイッチ先であれば、すなわち、スイッチ先が変更されていれば、マルチキャスト通信のための相手端末通知用セルであるから、データグラム用ＶＣＣとして新たなＶＣＣを割り当て（ステップ７０５）、しかる後、ＶＣＣテーブルの内容を更新すると共に（ステップ７０６）、スイッチングテーブルに新たなＶＣＣを記憶する（ステップ７０７）。以後、追加したデータグラム用ＶＣＣにセルを送出する。
以上、本発明を実施例により説明したが、本発明は請求の範囲に記載した本発明の主旨に従い種々の変形が可能であり、本発明はこれらを排除するものではない。
【００８２】
【発明の効果】
以上本発明によれば、交換機間でデータを受渡しするためのコネクションレス型通信のためのデータグラム用ＶＣＣを複数本用意しておき、各コネクションレス型通信（データグラム用通信）にそれぞれ１本づつ専用のコネクションを提供するので、それぞれの端末に対して、データを送出するための帯域や品質を保証ことができる。
本発明によれば、コネクション型通信の交換機、例えば、ＡＴＭ交換機はＩＰパケットに組み立てる必要がなく、その高速スイッチング特性を十分に利用してコネクションレス型通信ができる。
【００８３】
本発明によれば、先頭セルに宛先端末アドレスのプロトコルを示すプロトコル識別子を含ませ、交換機が先頭セルで示された端末アドレスがどのプロトコルのアドレスかを該プロトコル識別子を参照して認識できるようにしたから、ＩＰだけでなく様々なプロトコルを扱えることが可能になる。
本発明によれば、先頭セルにコネクションレス型通信に必要な帯域あるいはＱＯＳクラスを示すデータを含ませ、又、交換機においてＶＣＣテーブルで各データグラム用ＶＣＣの使用・未使用状態、データグラム用ＶＣＣに設定してある帯域あるいはＱＯＳクラスを管理させるようにしたから、交換機はＶＣＣテーブルＶＴを参照することにより容易に先頭セルが示す必要帯域あるいはＱＯＳクラスを満足するデータグラム用ＶＣＣを割当てることができる。
【００８４】
本発明によれば、端末が要求した必要帯域あるいはＱＯＳクラスを満足するデータグラム用ＶＣＣが存在しない場合であっても通信を開始でき、しかも、通信開始後に端末の要求を満足する通信を可能にする。
本発明によれば、要求変更セルを受信した場合、ルーチング処理を行わず、既に割り当ててあるデータグラム用ＶＣＣの設定帯域を要求帯域に変更する処理のみを実行するようにしたから、交換機はルーチング処理を行う必要がないため負荷が軽減し、しかも、変更後の要求を満たす通信が可能になる。
本発明によれば、データグラム用ＶＣＣを用いたコネクションレス型通信が終了した時に、端末は通信の終了を示す通信終了通知セルを送出し、交換機は通信終了通知セルの受信により、割り当てていたデータグラム用ＶＣＣを未使用状態に戻すようにしたから、データグラム用ＶＣＣを他のコネクションレス型通信のために再利用できるようになる。
【００８５】
本発明によれば、通信中に必要帯域やＱＯＳクラスに変更が生じ、物理回線に設定帯域を必要帯域まで増やすだけの余剰帯域がない場合、端末間のダイレクトなＶＣＣを確立して通信を行わせるようにしたから、変更後の要求を満たす通信が可能になる。
本発明によれば、先頭セルに通信継続性を示すデータを含ませ、通信継続性が所定のしきい値を越えている場合、端末間のダイレクトなＶＣＣを確立して通信を行わせるようにしたから、長時間継続する通信のためにデータグラム用ＶＣＣが足りなくなることを防止できる。
【００８６】
本発明によれば、  網管理センタに対してダイレクトＶＣＣの確立要求を送出する交換機を、発信端末を直接収容している交換機とするようにしたから、１つの交換機のみが網管理センタに対してダイレクトＶＣＣの確立要求を行うため、ＶＣＣ確立要求の重複をさけることができる。
本発明によれば、分岐点までユーザセルを共通の通路を介して送出し、分岐点でコピーして複数の相手通信装置に分配するようにしたから、マルチキャスト通信において、発信端末は１回ユーザセル流を送出するだけで良いため負荷を軽減でき、しかも、トラヒックの増加を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】通信システムの概略説明図である。
【図２】ＩＰパケットとＡＴＭセルの関係説明図である。
【図３】本発明のコネクションレス型通信を行うネットワークの構成図である。
【図４】端末の構成図である。
【図５】交換機の構成図である。
【図６】交換機の動作説明図である。
【図７】交換機の動作フロー図である。
【図８】テーブル内容説明図である。
【図９】割当帯域の最適化機能を備えた交換機の構成図である。
【図１０】割当帯域の最適化制御フローである。
【図１１】ＶＣＣテーブルの内容説明図である。
【図１２】要求変更時におけるＡＴＭ端末の動作説明図である。
【図１３】要求変更時における交換機の制御フローである。
【図１４】交換機の最適化処理フローである。
【図１５】通信終了時におけるＡＴＭ端末の動作説明図である。
【図１６】交換機の通信終了処理フローである。
【図１７】各種テーブル内容説明図である。
【図１８】ダイレクトなＶＣＣの確立制御を可能にするネットワーク構成図である。
【図１９】ＶＣＣ確立機能を備えた交換機の構成図である。
【図２０】ダイレクトＶＣＣの確立及び通信制御フロー（帯域増加）である。
【図２１】ダイレクトＶＣＣによる端末の通信制御説明図である。
【図２２】ダイレクトＶＣＣの確立及び通信制御フロー（通信継続性増大）である。
【図２３】ＶＣＣ確立要求制御を説明するネットワーク構成図である。
【図２４】交換機のＶＣＣ確立要求処理フローである。
【図２５】マルチキャスト通信の説明図である。
【図２６】マルチキャスト通信する相手端末指定制御の説明図である。
【図２７】スイッチングテーブルの内容説明図である。
【図２８】交換機１から交換機２宛て用のＶＣＣテーブルの内容説明図である。
【図２９】マルチキャスト処理を含む交換機の制御フロー（その１）である。
【図３０】マルチキャスト処理を含む交換機の制御フロー（その２）である。
【図３１】コネクション型とコネクションレス型通信の説明図である。
【図３２】コネクション型通信の説明図である。
【図３３】ＰＶＣ方式の説明図である。
【図３４】データグラム方式の説明図である。
【図３５】ＩＰパケットとＡＴＭセルの関係図である。
【図３６】従来のデータグラム方式を実現する交換機の構成図である。
【図３７】端末Ａ→Ｅ、端末Ｂ→Ｆへデータを送信する場合の従来方式の説明図である。
【図３８】ショートカット説明図である。
【符号の説明】
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ・・端末
ＥＸ１〜ＥＸ２・・交換機
ＳＴ・・スイッチングテーブル
ＶＴ・・ＶＣＣテーブル
Ｃ０・・データグラム用セル（先頭セル）
Ｃ１〜Ｃｎ・・ユーザセル
【図１】
0003561126.tif 000002
【図２】
0003561126.tif 000003
【図３】
0003561126.tif 000004
【図４】
0003561126.tif 000005
【図５】
0003561126.tif 000006
【図６】
0003561126.tif 000007
【図７】
0003561126.tif 000008
【図８】
0003561126.tif 000009
【図９】
0003561126.tif 000010
【図１０】
0003561126.tif 000011
【図１１】
0003561126.tif 000012
【図１２】
0003561126.tif 000013
【図１３】
0003561126.tif 000014
【図１４】
0003561126.tif 000015
【図１５】
0003561126.tif 000016
【図１６】
0003561126.tif 000017
【図１７】
0003561126.tif 000018
【図１８】
0003561126.tif 000019
【図１９】
0003561126.tif 000020
【図２０】
0003561126.tif 000021
【図２１】
0003561126.tif 000022
【図２２】
0003561126.tif 000023
【図２３】
0003561126.tif 000024
【図２４】
0003561126.tif 000025
【図２５】
0003561126.tif 000026
【図２６】
0003561126.tif 000027
【図２７】
0003561126.tif 000028
【図２８】
0003561126.tif 000029
【図２９】
0003561126.tif 000030
【図３０】
0003561126.tif 000031
【図３１】
0003561126.tif 000032
【図３２】
0003561126.tif 000033
【図３３】
0003561126.tif 000034
【図３４】
0003561126.tif 000035
【図３５】
0003561126.tif 000036
【図３６】
0003561126.tif 000037
【図３７】
0003561126.tif 000038
【図３８】
0003561126.tif 000039