(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発信局となる交換局と着信局となる交換局及び中継局となる交換局がそれぞれ中継回線を介して接続されている通信システムにおいて、
前記着信局及び前記中継局にそれぞれ設けられ、前記発信局から情報収集要求を受けると、自局に接続されている中継回線の使用可能な容量を示す容量情報と自局の情報送出能力を示す能力情報及び送信待ち情報量を示す情報量データとを前記発信局に返信する中継回線伝送状態調査部と、
前記発信局に設けられ、前記中継回線毎に受信した前記容量情報と前記能力情報及び前記情報量データに基づき容量に対する伝送遅延時間を算出し、かつ前記中継回線の組み合わせで決まるルート毎に前記伝送遅延時間の総和を算出し、該総和の小さい順に前記各ルートを優先順位を付して記憶部に記憶する制御部と、
を備えることを特徴とするルート選択装置。
【請求項２】
前記発信局は、前記情報収集要求を定期的に出力することを特徴とする請求項１記載のルート選択装置。
【請求項３】
発信局となる交換局と着信局となる交換局及び中継局となる交換局がそれぞれ中継回線を介して接続されている通信システムにおいて、
前記発信局から前記着信局及び前記中継局に情報収集要求を送信すること、
前記着信局及び前記中継局が、前記情報収集要求を受けると、自局に接続されている中継回線の使用可能な容量を示す容量情報と、自局の情報送出能力を示す能力情報及び送信待ち情報量を示す情報量データとを収集し、前記発信局に送信すること、
該発信局が、前記中継回線毎に受信した前記容量情報と前記能力情報及び情報量データに基づき容量に対する伝送遅延時間を算出すると共に前記中継回線の組み合わせで決まるルート毎に前記伝送遅延時間の総和を算出し、該総和の小さい順に前記各ルートを優先順位を付して記憶部に記憶すること、
を特徴とするルート選択方法。
【請求項４】
前記発信局は、前記情報収集要求を定期的に出力することを特徴とする請求項３記載のルート選択方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、相互に中継回線によって結ばれてネットワークを構成する複数の交換局があるとき、発信局と着信局との間で通信を行う際に、候補としてあげられた複数のルートの中から最適のルートを選択するルート選択装置及び選択方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ディジタル通信網は急激な発展を遂げつつあり、パケット通信からＡＴＭ（Asynchronous Transfer Mode）通信へと発展するに連れて、信号の伝送速度が高速化している。それに伴って通信網の拡大化も進んでいる。
通信網が拡大すると、同一通信網中でのルーティングが、ディジタル通信網の管理運用に関する重要な技術になっている。
【０００３】
ネットワークは、相互に中継回線によって結ばれた複数の交換局により構成される。
隣接する交換局の間を結ぶ中継回線が複数あれば、信号を伝送できるルートがその中継回線の数だけ存在する。網の目のようなネットワークであれば、発信局から着信局につくまでに全く別の交換局を経由するルートが存在しうる。信号を伝送できる全てのルートを候補として挙げ、これらの候補の中から、最適ルートを選択する動作をルーティングと呼んでいる。
従来は、経由する中継交換局の数が少ないルートほど選択される優先順位が高くなるようにルーティングを行っていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
以上説明した従来の技術には、次のような解決すべき課題があった。
１．ルーティングの基準として、経由する中継交換局の数が少ないルートを優先的に選択するという方法を採用すると、ネットワークの構成が変わらない限り、優先順位が変わらない。しかし、混み合った中継回線を含むルートが最初に選択されると、通信効率が悪くなる。
２．自局に接続された中継回線の混み具合を考慮した選択は可能であるが、自局に直接接続されていない中継回線の混み具合は不明であるから、それだけで、必ずしも適切なルートの選択はできない。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以上の点を解決するために、次の構成を採用する。
〈構成１〉
本発明は、発信局となる交換局と着信局となる交換局及び中継局となる交換局がそれぞれ中継回線を介して接続されている通信システムにおいて、
前記着信局及び前記中継局にそれぞれ設けられ、前記発信局から情報収集要求を受けると、自局に接続されている中継回線の使用可能な容量を示す容量情報と自局の情報送出能力を示す能力情報及び送信待ち情報量を示す情報量データとを前記発信局に返信する中継回線伝送状態調査部と、
前記発信局に設けられ、前記中継回線毎に受信した前記容量情報と前記能力情報及び前記情報量データに基づき容量に対する伝送遅延時間を算出し、かつ前記中継回線の組み合わせで決まるルート毎に前記伝送遅延時間の総和を算出し、該総和の小さい順に前記各ルートを優先順位を付して記憶部に記憶する制御部と、
を備えることを特徴とするルート選択装置。
【０００６】
〈構成２〉
構成１において、前記発信局は、前記情報収集要求を定期的に出力することを特徴とする。
【０００７】
〈構成３〉
他の発明は、発信局となる交換局と着信局となる交換局及び中継局となる交換局がそれぞれ中継回線を介して接続されている通信システムにおいて、
前記発信局から前記着信局及び前記中継局に情報収集要求を送信すること、
前記着信局及び前記中継局が、前記情報収集要求を受けると、自局に接続されている中継回線の使用可能な容量を示す容量情報と、自局の情報送出能力を示す能力情報及び送信待ち情報量を示す情報量データとを収集し、前記発信局に送信すること、
該発信局が、前記中継回線毎に受信した前記容量情報と前記能力情報及び情報量データに基づき容量に対する伝送遅延時間を算出すると共に前記中継回線の組み合わせで決まるルート毎に前記伝送遅延時間の総和を算出し、該総和の小さい順に前記各ルートを優先順位を付して記憶部に記憶すること、
を特徴とするルート選択方法。
【０００８】
〈構成４〉
構成３において、前記発信局は、前記情報収集要求を定期的に出力することを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を具体例を用いて詳細に説明する。
〈具体例の構成〉
図１は本発明によるルート選択装置の具体例を示すブロック図である。
発明の理解を容易にするために、まず最初にパケット通信システムを例に挙げて、ルーティングの概要について説明する。
パケット通信では、連続したディジタル信号を一定の長さ以下のブロックに切断して、それぞれに転送のために必要な宛先と制御情報からなるヘッダを付けたパケットを伝送情報の１単位として交信する。パケットは、一旦パケット交換局のメモリに蓄積され、中継回線が空いた時に着信局に向けて送出される。パケットには宛先がついているので、中継回線の混み具合等によって、ルートを任意に選択して送出することができる。
【００１０】
図２は、パケット交換システムの基本となる４中継局構成を示す構成図である。
図のネットワークは、パケット中継交換局Ａ、パケット中継交換局Ｂ、パケット中継交換局Ｃ、パケット中継交換局Ｄと、それぞれの中継交換局の間を結ぶ中継回線４１〜４６から構成される。パケット中継交換局Ａを発信局としパケット中継交換局Ｂを着信局とすれば、発信局と着信局を結ぶルートは、Ｌ１〜Ｌ４まである。各ルートは複数の中継回線を縦につないだ状態で構成される。例えばルートＬ２は、中継回線４２と中継回線４５を縦につないで構成される。
【００１１】
又、各パケット中継交換局には、それぞれＮ個の加入者交換局が接続され、加入者交換局には複数の通信端末が接続されている。
本発明によるルート選択装置は、上記パケット中継交換局Ａ、パケット中継交換局Ｂ、パケット中継交換局Ｃ、パケット中継交換局Ｄ、等の内部に組み込まれている。
【００１２】
次に、従来のルーティング方式について説明する。
図２に示すように、４個の中継交換局Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄが相互に４角形の頂点に配置されたネットワークにおいて、各局はそれぞれ中継回線４１〜４６によって相互に結ばれている。
中継交換局Ａから中継交換局Ｂへの信号のルートは４つある。ルートＬ１は、中継交換局Ａから中継回線４１を通って、直接中継交換局Ｂに至るルートである。ルートＬ２は、中継交換局Ａから中継回線４２、中継回線４５、を通って中継交換局Ｃを経由するルートである。ルートＬ３は、中継回線４３、中継回線４６を通って中継交換局Ｄを経由するルートである。ルートＬ４は、中継回線４３、中継回線４４、中継回線４５を通って中継交換局Ｄ、中継交換局Ｃを経由するルートである。
【００１３】
従来のルーティング方式では、これらの候補から、経由する中継交換局の数が少ないルートを優先的に選択するようにしている。従って、ルートＬ１が選択される。
即ち、あくまで経由する中継交換局数の少ないルートが一義的に選択され、そのルートに含まれる中継回線の混み具合は考慮されていない。
本発明では、選択しようとするルートに含まれる全ての中継回線の混み具合を考慮に入れる。
【００１４】
次に図１を用いて、本発明によるルート選択装置を詳細に説明する。
図１より、本発明によるルート選択装置は、中継回線伝送状態調査部１と中継回線情報記憶部２と制御部３から構成されている。
中継回線伝送状態調査部１は、自局と隣接する交換局との間を結ぶ全ての中継回線の伝送遅延時間を算出するための情報を他の交換機との間で相互に通知し合う機能を持つ。具体的には、隣接するパケット中継交換局に対して、定期的に情報収集パケットを送信して、各パケット中継交換局が保持している混み具合の情報を収集する。この混み具合の情報から、あとで説明する要領で伝送遅延時間が算出される。伝送遅延時間というのは、パケットが中継回線を伝送されるために必要とする時間をいう。
【００１５】
中継回線情報記憶部２は、ルーティングに必要なルート選択テーブルを記憶する部分である。ルート選択テーブルは、発信局から着信局に至る全てのルートと、ルート選択の優先順位を示すデータを保持している。
図３はルート選択テーブルを示す説明図である。
図は中継交換局Ａが記憶している中継交換局Ｂ局向けのルート選択テーブルの１例である。中継交換局Ｂ局向けのルートはＬ１からＬ４まで４通りあるが、この例では、ルートＬ１の優先順位が一番高く設定されている。ルート選択テーブルは制御部３が生成する。
【００１６】
制御部３は、他の交換機から通知された中継回線の上記混み具合の情報を利用して、各ルートに含まれる中継回線の伝送遅延時間の総和が短いものほど、ルート選択の優先順位を高く設定する。こうして、自局がパケットを発信する際に中継回線情報記憶部２の記憶するルート選択テーブルを参照して、複数のルートの中から、最適ルートを選択してパケットを送出する。
また、制御部３は、中継回線情報記憶部２が記憶するルート選択テーブルを定期的に更新する処理も行う。
【００１７】
〈具体例の動作〉
以上の構成の本発明のルート選択装置は、次のように動作する。
図４は、ルート選択テーブル更新手順を示す説明図である。
ルート選択テーブルは、当初、経由する中継交換局の数が少ないルートほど選択される優先順位が高くなるように設定しておく。その後、以下の要領で優先順位を変更する。
この例は、図２に示すパケット通信の中継交換局構成での手順を示す。
図４の左側に自局（Ａ局）を、右側に他局（Ｂ，Ｃ，Ｄ局）を配置して、その間を中継回線４１、中継回線４２、中継回線４３で結んでいる。
【００１８】
ステップＳ１．中継回線情報収集。
パケット中継交換局Ａの中継回線伝送状態調査部１（図１）は、隣接する他の交換局（Ｂ，Ｃ，Ｄ局）にむけて、中継回線４１、中継回線４２、中継回線４３を通じて情報収集パケットを送信する。情報収集パケットとは、隣接局の中継回線の混み具合を調査するためのパケットである。情報収集パケットは、自局の局名、相手局の局名を付されて、自局を除く全ての隣接中継交換局にむけて送出される。
【００１９】
ステップＳ２．通知情報設定。
情報収集パケットを受信した隣接中継交換局（Ｂ，Ｃ，Ｄ局）は、自局（ここでは、Ｂ，Ｃ，Ｄ局）に直接接続されている中継回線の回線容量、割り当て回線容量、使用回線容量、送信キューの送出能力、送信待ちのパケット量、及びその中継回線が接続されている相手局名を返信パケットに設定する。例えば図２のＣ局の場合なら、返信パケットに、中継回線４５（相手局Ｂ局）、中継回線４２（相手局Ａ局）、中継回線４４（相手局Ｄ局）を設定する。
【００２０】
回線容量とは、１秒間に中継回線に送出できるパケットの最大個数であり、この中継回線の送出限界容量である。割り当て回線容量とは、送出限界容量の内で自局に使用を許可されている容量である。使用回線容量とは、今現在実際に使用中の容量である。送信キューとは、一定個数のパケットを一旦一列に整列させ、しかる後に中継回線に、整列したまま順番に送出処理する先入れ先出方式のバッファである。中継回線の中でパケット同士が激突するのを避けるための処理である。送信キューはパケットにとっては、伝送遅延の要因にもなっている。
これらの通知情報が、各中継回線の伝送遅延時間を算出するために使用される。
【００２１】
ステップＳ３．情報収集パケット（返信パケット）返信。
ステップＳ２で設定した返信パケットを隣接中継交換局（Ｂ，Ｃ，Ｄ局）からパケット中継交換局Ａに返信する。
【００２２】
Ｓ４．残回線容量算出。
隣接中継交換局（Ｂ，Ｃ，Ｄ局）から情報収集パケット（返信パケット）を受信したパケット中継交換局Ａの中継回線伝送状態調査部１（図１）は、その返信パケットから各中継回線毎の回線容量、割り当て回線容量、使用回線容量、送信キューの送出能力、送信待ちのパケット量を抽出して制御部３（図１）へ送る。
制御部３（図１）は次式から残回線容量を算出する。
残回線容量（個／秒）＝割り当て回線容量−使用回線容量……（１）式
この（１）式の計算を全ての中継回線について行う。
【００２３】
ステップＳ５．伝送遅延時間算出。
制御部３（図１）は、（１）式で求めた残回線容量を、次式に代入して各中継回線での伝送遅延時間を算出する。
0003548837.tif 000002
この計算を自局に直接接続する中継回線をも含めて全ての中継回線について行う。
【００２４】
この結果を基にして全てのルートについて伝送遅延時間（秒）の総和を計算する。例えば、図２において、パケット中継交換局Ａからパケット中継交換局Ｂへのルートを考える。図２に示すように、ルートＬ１からルートＬ４まで、４本のルートがある。その各々のルートについて、そのルートに含まれる中継回線の伝送遅延時間（秒）の総和を算出する。
【００２５】
ステップＳ６．優先順位決定。
制御部３（図１）は、各々のルートについて求めた伝送遅延時間（秒）の総和を比較して、パケット中継交換局Ａからパケット中継交換局Ｂに至る４本のルートを、その伝送遅延時間（秒）の総和の短い順に並べ変える。
【００２６】
ステップＳ７．ルート選択テーブル更新。
制御部３（図１）は、この並べ変えた結果を基にして、中継回線情報記憶部２（図１）が記憶する図３に示したようなＢ局向けルート選択テーブルを書き替える。
パケット中継交換局Ａは、以上の処理を、自局を発信局として全ての他の中継交換局について実施する。図２の例では、テーブルが３個できる。また、例えば数時間おきに定期的にルート選択テーブルの更新処理を実行する。
【００２７】
その結果、ルート選択装置は、各ルートの現実に近い伝送遅延時間を比較してルート選択を実施することが可能になる。
定期的にルート選択テーブルの更新処理を実行するのは、交換機に接続されている通信端末の種類によっては時間帯によって利用頻度が極端に異なる場合もありうるからである。
【００２８】
なお、上記のルート選択装置はパケット通信に利用した例をもって説明したが、パケットのかわりに、セルを用いることにより、ＡＴＭ通信にも適用することが可能である。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によるルート選択装置及び選択方法には、以下のような効果がある。
１．信号を伝送する場合に複数のルートが存在するとき、各ルートに含まれる中継回線の伝送遅延時間の総和が短いものほど、ルート選択の優先順位を高く設定するので、通信効率がよい。また、伝送遅延時間が長く、通信効率の悪いルートを選択する頻度が少なくなる。
【００３０】
２．中継回線の混み具合を考慮するので、特定のルートが混雑するのを緩和できる。
３．中継回線伝送状態調査部が、隣接する他交換局と行う情報収集パケット交信を、定期的に適当な時間間隔で実施するならば、時間帯ごとにルーティングをより最適化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるルート選択装置である。
【図２】パケット通信４中継局構成図である。
【図３】Ｂ局向けルート選択テーブルの説明図である。
【図４】ルート選択テーブル更新手順説明図である。
【符号の説明】
１  中継回線伝送状態調査部
２  中継回線情報記憶部
３  制御部
Ａ〜Ｎ  パケット中継交換局
Ａ１〜ＡＮ  加入者交換局
４１〜４Ｎ  中継回線
【図１】
0003548837.tif 000003
【図２】
0003548837.tif 000004
【図３】
0003548837.tif 000005
【図４】
0003548837.tif 000006