(57)【要約】【課題】複数中継ノードが輻輳予測しても、送信装置のセルレートはビートダウンせず、ピークレートでセル転送可能であり、また、中継伝送路のスループットが高く、また、リアルタイム形伝送を可能とする。【解決手段】初レートからＰＣＲまでセル加速比でセルレートを増加するとともに、リソース管理セルを周期的に送出し、受信側で折り返されたリソース管理セルを受信し、当該受信したリソース管理セルに輻輳予測信号が書き込まれているとき、送出すべきセルがある場合は、ＡＣＲと等しいセルレートを仮のＰＣＲとするか否かを判断し、当該ＡＣＲと等しいセルレートを仮のＰＣＲとすると判断した場合には、当該仮のＰＣＲを本来のＰＣＲに戻すと判断されるまで当該仮のＰＣＲを継続してセル送出する。【選択図】  図１
2004336238.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信装置が接続された送信側のノードまたは中継ノードは、セルの宛先アドレスまたは経路識別番号により当該セルが転送される順方向の出力バッファの使用率または出力バッファまたは多重化手段の出力のセル転送レートから輻輳前兆の有無を検出し、当該検出結果が輻輳前兆有りを示すときその旨を示す輻輳予測信号を、前記送信装置から周期的に送出されるフォワードリソース管理セルまたは前記フォワードリソース管理セルが受信側で折り返されたバックワードリソース管理セルに書き込み、前記送信装置に伝えるセル転送方法において、
前記送信装置は、初レートからピークセルレート（以降ＰＣＲと記す）まで一定値以下のセル加速比でセルレートを増加するとともに、前記フォワードリソース管理セルを周期的に送出し、前記バックワードリソース管理セルを受信し、当該受信したバックワードリソース管理セルに前記輻輳予測信号が書き込まれているとき、送出すべきセルがある場合は、現在のセルレート（以降ＡＣＲと記す）と等しいセルレートを仮のＰＣＲとするか否かを判断し、当該ＡＣＲと等しいセルレートを仮のＰＣＲとすると判断した場合には、当該仮のＰＣＲを本来のＰＣＲに戻すと判断されるまで当該仮のＰＣＲを継続してセル送出することを特徴とするセル転送方法。
【請求項２】
送信装置が接続された送信側のノードまたは中継ノードは、セルの宛先アドレスまたは経路識別番号により当該セルが転送される順方向の出力バッファの使用率または出力バッファまたは多重化手段の出力のセル転送レートから輻輳前兆の有無を検出し、当該検出結果が輻輳前兆有りを示すときその旨を示す輻輳予測信号を、前記送信装置から周期的に送出されるフォワードリソース管理セルまたは前記フォワードリソース管理セルが受信側で折り返されたバックワードリソース管理セルに書き込み、前記送信装置に伝えるセル転送方法において、
前記送信装置は、初レートからＰＣＲまで一定値以下のセル加速度でセルレートを増加するとともに、セルレート増加有無信号を含む前記フォワードリソース管理セルを周期的に送出し、セルレート増加有無信号を含む前記バックワードリソース管理セルを受信し、当該受信したバックワードリソース管理セルに前記輻輳予測信号が書き込まれているとき、送出すべきセルがある場合は、ＡＣＲと等しいセルレートを仮のＰＣＲとするか否かを判断し、当該ＡＣＲと等しいセルレートを仮のＰＣＲとすると判断した場合には、当該仮のＰＣＲを本来のＰＣＲに戻すと判断されるまで前記セルレート増加有無信号を“増加無し”にして当該仮のＰＣＲを継続してセル送出することを特徴とするセル転送方法。
【請求項３】
送信装置が接続された送信側のノードまたは中継ノードは、セルの宛先アドレスまたは経路識別番号により当該セルが転送される順方向の出力バッファの使用率または出力バッファまたは多重化手段の出力のセル転送レートから輻輳前兆の有無を検出し、当該検出結果が輻輳前兆有りを示すときその旨を示す輻輳予測信号を、前記送信装置から周期的に送出されるフォワードリソース管理セルまたは前記フォワードリソース管理セルが受信側で折り返されたバックワードリソース管理セルに書き込み、前記送信装置に伝えるセル転送方法において、
前記送信装置は、初レートからＰＣＲまで一定値以下のセル加速度でセルレートを増加するとともに、セルレート増加有無信号を含む前記フォワードリソース管理セルを周期的に送出し、セルレート増加有無信号を含む前記バックワードリソース管理セルを受信し、当該受信したバックワードリソース管理セルに前記輻輳予測信号が書き込まれているとき、送出すべきセルがある場合は、ＡＣＲと等しいセルレートを仮のＰＣＲとするか否かを判断し、当該ＡＣＲと等しいセルレートを仮のＰＣＲとすると判断した場合には、当該仮のＰＣＲを本来のＰＣＲに戻すと判断されるまで当該仮のＰＣＲを継続してセル送出することを特徴とするセル転送方法。
【請求項４】
前記ＡＣＲと等しいセルレートを仮のＰＣＲとするか否かを判断する際には、一定長のシフトレジスタを用意し、このシフトレジスタに輻輳予測信号が書き込まれていない前記バックワードリソース管理セルを受信した場合には“０”を入力し、輻輳予測信号が書き込まれている前記バックワードリソース管理セルを受信した場合は“１”を入力し、シフトレジスタ内の“１”の合計が第一の所定値（Ｐ１）以上になり、ＡＣＲが未だ本来のＰＣＲに到達していない場合にＡＣＲと等しいセルレートを仮のＰＣＲとして設定する請求項１ないし３のいずれかに記載のセル転送方法。
【請求項５】
前記仮のＰＣＲを本来のＰＣＲに戻すと判断する際には、前記シフトレジスタ内の“１”の合計が前記第一の所定値（Ｐ１）よりも小さい第二の所定値（Ｐ２＜Ｐ１）以下になった場合に前記仮のＰＣＲを本来のＰＣＲに戻すと判断する請求項４記載のセル転送方法。
【請求項６】
前記ＡＣＲと等しいセルレートを仮のＰＣＲとするか否かを判断する際には、カウンタ値が初期値に設定されたアップダウンカウンタを用意し、輻輳予測信号が書き込まれていない前記バックワードリソース管理セルを受信した場合にはこのアップダウンカウンタから“１”を減算し、輻輳予測信号が書き込まれている前記バックワードリソース管理セルを受信した場合は“１”を加算し、このアップダウンカウンタのカウンタ値が第一の所定値（Ｐ１）以上になり、ＡＣＲが未だ本来のＰＣＲに到達していない場合にＡＣＲと等しいセルレートを仮のＰＣＲとして設定する請求項１ないし３のいずれかに記載のセル転送方法。
【請求項７】
前記仮のＰＣＲを本来のＰＣＲに戻すと判断する際には、前記アップダウンカウンタのカウンタ値が前記第一の所定値（Ｐ１）よりも小さい第二の所定値（Ｐ２＜Ｐ１）以下になった場合に前記仮のＰＣＲを本来のＰＣＲに戻すと判断する請求項４または６記載のセル転送方法。
【請求項８】
一旦ＡＣＲと等しいセルレートを仮のＰＣＲとした場合には、当該仮のＰＣＲを前記本来のＰＣＲに戻すまで当該仮のＰＣＲとは異なる他の仮のＰＣＲへの変更は行わない請求項１ないし７のいずれかに記載のセル転送方法。
【請求項９】
初レートからＰＣＲまで一定値以下のセル加速比でセルレートを増加させてセル送出するセル送出制御手段と、
フォワードリソース管理セルを周期的に送出する手段と、
受信側で折り返されたバックワードリソース管理セルを受信する手段と
を備え、
前記セル送出制御手段は、
当該受信したバックワードリソース管理セルに前記輻輳予測信号が書き込まれていないとき、送出すべきセルがある場合は、前記セル加速比でセルレートを増加させる手段と、
当該受信したバックワードリソース管理セルに前記輻輳予測信号が書き込まれているとき、送出すべきセルがある場合は、ＡＣＲと等しいセルレートを仮のＰＣＲとするか否かを判断する手段と、
当該ＡＣＲと等しいセルレートを仮のＰＣＲとすると判断した場合には当該仮のＰＣＲを本来のＰＣＲに戻すと判断されるまで当該仮のＰＣＲを継続してセル送出する手段と
を備えたことを特徴とする送信装置。
【請求項１０】
初レートからＰＣＲまで一定値以下のセル加速度でセルレートを増加させてセル送出するセル送出制御手段と、
セルレート増加有無信号を含むフォワードリソース管理セルを周期的に送出する手段と、
受信側で折り返されたセルレート増加有無信号を含むバックワードリソース管理セルを受信する手段と
を備え、
前記セル送出制御手段は、
当該受信したバックワードリソース管理セルに前記輻輳予測信号が書き込まれていないとき、送出すべきセルがある場合は、前記セル加速度でセルレートを増加させる手段と、
当該受信したバックワードリソース管理セルに前記輻輳予測信号が書き込まれているとき、送出すべきセルがある場合は、ＡＣＲと等しいセルレートを仮のＰＣＲとするか否かを判断する手段と、
当該ＡＣＲと等しいセルレートを仮のＰＣＲとすると判断した場合には、当該仮のＰＣＲを本来のＰＣＲに戻すと判断されるまで前記セルレート増加有無信号を“増加無し”にして当該仮のＰＣＲを継続してセル送出する手段と
を備えたことを特徴とする送信装置。
【請求項１１】
初レートからＰＣＲまで一定値以下のセル加速度でセルレートを増加させてセル送出するセル送出制御手段と、
ＡＣＲが前記ＰＣＲの場合はセルレート増加無し、前記ＰＣＲ未満の場合はセルレート増加有りとしたセルレート増加有無信号を含むフォワードリソース管理セルを周期的に送出する手段と、
受信側で折り返されたバックワードセルレート増加有無信号を含むリソース管理セルを受信する手段と
を備え、
前記セル送出制御手段は、
当該受信したバックワードリソース管理セルに前記輻輳予測信号が書き込まれていないとき、送出すべきセルがある場合は、前記セル加速度でセルレートを増加させる手段と、
当該受信したバックワードリソース管理セルに前記輻輳予測信号が書き込まれているとき、送出すべきセルがある場合は、ＡＣＲと等しいセルレートを仮のＰＣＲとするか否かを判断する手段と、
当該ＡＣＲと等しいセルレートを仮のＰＣＲとすると判断した場合には、当該仮のＰＣＲを本来のＰＣＲに戻すと判断されるまで当該仮のＰＣＲを継続してセル送出する手段と
を備えたことを特徴とする送信装置。
【請求項１２】
前記判断する手段は、
一定長のシフトレジスタと、
このシフトレジスタに輻輳予測信号が書き込まれていない前記バックワードリソース管理セルを受信した場合には“０”を入力し、輻輳予測信号が書き込まれている前記バックワードリソース管理セルを受信した場合は“１”を入力し、シフトレジスタ内の“１”の合計が第一の所定値（Ｐ１）以上になり、ＡＣＲが未だ本来のＰＣＲに到達していない場合にＡＣＲと等しいセルレートを仮のＰＣＲとして設定する手段と
を備えた請求項９ないし１１のいずれかに記載の送信装置。
【請求項１３】
前記シフトレジスタ内の１の合計が前記第一の所定値（Ｐ１）よりも小さい第二の所定値（Ｐ２＜Ｐ１）以下になった場合に、前記仮のＰＣＲを本来のＰＣＲに戻すと判断する手段を備えた請求項１２記載の送信装置。
【請求項１４】
前記判断する手段は、
アップダウンカウンタと、
このアップダウンカウンタのカウンタ値を初期値に設定し、輻輳予測信号が書き込まれていない前記バックワードリソース管理セルを受信した場合にはこのアップダウンカウンタから“１”を減算し、輻輳予測信号が書き込まれている前記バックワードリソース管理セルを受信した場合は“１”を加算し、カウンタ値が第一の所定値（Ｐ１）以上になり、ＡＣＲが未だ本来のＰＣＲに到達していない場合にＡＣＲと等しいセルレートを仮のＰＣＲとして設定する手段と
を備えた請求項９ないし１１のいずれかに記載の送信装置。
【請求項１５】
前記アップダウンカウンタのカウンタ値が前記第一の所定値（Ｐ１）よりも小さい第二の所定値（Ｐ２＜Ｐ１）以下になった場合に、前記仮のＰＣＲを本来のＰＣＲに戻すと判断する手段を備えた請求項１２または１４記載の送信装置。
【請求項１６】
前記仮のＰＣＲを継続してセル送出する手段は、一旦ＡＣＲと等しいセルレートを仮のＰＣＲとした場合には、当該仮のＰＣＲを前記本来のＰＣＲに戻すまで当該仮のＰＣＲとは異なる他の仮のＰＣＲへの変更は禁止する手段を備えた請求項９ないし１１のいずれかに記載の送信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＡＴＭ（Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｍｏｄｅ）網に用いる固定長パケット（セル）の転送方法に関する。本発明は、送受信装置間で送信側のノード、中継ノード、受信側のノードを介してセルを双方向に転送する網輻輳回避技術を用いたセル転送方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１に従来例の構成図を示す。図１において、１−１、１−２は送信端末装置、２はセル組立回路、３は送信バッファ、４はセル送出制御回路、５はＦＲＭセル送出回路、６はＢＲＭセル受信回路、７は受信バッファ、８はセル分解回路、９、１０は中継ノード、１１、１２はバッファ、１３は輻輳予測回路、１４は輻輳予測信号挿入回路、１５は経路選択回路、、１６ー１、１６ー２は受信端末装置、１７は受信バッファ、１８はセル分解回路、１９はＦＲＭセル折り返し回路、２０はセル組立回路、２１は送信バッファ、２２は伝送路である。送信端末装置１−１、１−２はそれぞれ受信端末装置１６−１、１６−２に接続され、双方向にコネクションが設定されているものとする。図１は送信端末装置より受信端末装置にデータセルを送る片方向通信の場合を示しており、逆方向通信は省略されている。
【０００３】
図２は、セルフォーマットの一例を示す図である。セルヘッダにはＶＰＩ，ＶＣＩ，ＣＬＰ，ＰＴＩ（Ｐａｙｌｏａｄ  Ｔｙｐｅ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ），ＨＥＣの各フィールドが設けられている。ＲＭセルは、セルヘッダのＰＴＩフィールドにおいて１１０のセルで定義されている。ちなみに、ＰＴＩフィールドが０００のセルはユーザ情報セルで、輻輳なしのＡＴＭレイヤユーザ間表示＝０のセルであり、００１のセルはユーザ情報セルで、輻輳なしのＡＴＭレイヤユーザ間表示＝１のセルであり、０１０のセルはユーザ情報セルで、輻輳有りのＡＴＭレイヤユーザ間表示＝０のセルであり、０１１のセルはユーザ情報セルで、輻輳有りのＡＴＭレイヤユーザ間表示＝１のセルである。尚、フォワードＲＭセル（ＦＲＭセル）とバックワードＲＭセル（ＢＲＭセル）の区別は、セルペイロードで行われる。また輻輳表示ビット（ＣＩビット）は、ＲＭセルのペイロードに書き込まれる。データセルはユーザ情報セルである。
【０００４】
セル組立回路２より送出されたデータセルは一時的に送信バッファ３に蓄積された後、セル送出制御回路４の制御に従って送信バッファ３より読み出される。送信バッファ３の出力セルレートはそのセル間隔がＬ／ＡＣＲ，（ＡＣＲ：現在のセルレート、Ｌ：セル長（４２４ｂｉｔ））になるように制御される。セル送出制御回路４は送信バッファ３よりＮｒｍ−１個のデータセルを読み出す毎に制御信号をＦＲＭセル送出回路５に送り、その回路５より１個のＦＲＭセルを送出させる。
【０００５】
セル送出制御回路４の制御に従って、送信バッファ３およびＦＲＭセル送出回路５から送出されるデータセルおよびＦＲＭセルのセルレートＹは次式に示される。
【０００６】
Ｙ＝ＩＣＲ＊ｅｘｐ（β＊Ｔ）      …（１）
β＝ＰＣＲ＊ＲＩＦ／（Ｎｒｍ＊Ｌ）…（２）
Ｙ：送出セルレート（ｂｉｔ／ｓｅｃ）
ＲＩＦ：レート増加係数
Ｎｒｍ：ＲＭセルに挟まれて送られるデータセルの数＋１
ＰＣＲ：ピークセルレート（ｂｉｔ／ｓｅｃ）
ＩＣＲ：初レート（ｂｉｔ／ｓｅｃ）（＝最小セルレート（ＭＣＲ））
β：加速比係数（１／ｓｅｃ）
Ｌ：セル長（ｂｉｔ）
Ｔ：入力を経過時間とし、出力をセルレートとする仮想ルックアップテーブル上の経過時間（ｓｅｃ）
セルレート増加中のセルレートを式（１）、（２）のように表わすことができるので、端末１−１、１−２からの送出セルはセル加速比（単位時間当たりのセルレート増加比率）制限に従っており、このため中継ノード９は輻輳予測が可能となる。現在のセルレートＡＣＲ（ｂｉｔ／ｓｅｃ）は、ＢＲＭセル受信回路６が輻輳予測信号を含まない（ＣＩ＝０）ＢＲＭセルを受信した場合は、次式で示されるようにセルレートを増加させる。
【０００７】
ＡＣＲ＝ＡＣＲ＋ＲＩＦ＊ＰＣＲ
ＡＣＲ＝Ｍｉｎ（ＡＣＲ，ＰＣＲ）…（３）
ＡＣＲ：現在のセルレート（ｂｉｔ／ｓｅｃ）
ＲＩＦ：レート増加係数
ＰＣＲ：ピークセルレート（ｂｉｔ／ｓｅｃ）
Ｍｉｎ（Ａ，Ｂ）：ＡとＢの内小さい方をとる
また、現在のセルレートＡＣＲは、ＢＲＭセル受信回路６が輻輳予測信号を含む（ＣＩ＝１）ＢＲＭセルを受信した場合は、次式で示されるようにセルレートを減少させる。
【０００８】
ＡＣＲ＝ＡＣＲ−ＲＤＦ＊ＡＣＲ
ＡＣＲ＝Ｍａｘ（ＡＣＲ，ＭＣＲ）…（４）
ＲＤＦ：レート減少係数
ＭＣＲ；最小セルレート（ｂｉｔ／ｓｅｃ）
Ｍａｘ（Ａ，Ｂ）：ＡとＢの内大きい方をとる
式（３）、式（４）により現在のセルレートＡＣＲの増加または減速を行うとき、式（１）の仮想ルックアップテーブル上の経過時間Ｔが増加または減少する。セル送出制御回路４はセル送信端末装置１からのデータセル送出開始時には、現在のセルレートＡＣＲをＩＣＲ（初レート）に設定する。またＩＣＲはＭＣＲ（最小セルレート）にする。以上述べた送信端末装置の動作フローを図３に示す。
【０００９】
送信バッファ３より読み出されたデータセルとＦＲＭセル送出回路５より送出されたＦＲＭセルは伝送路２２により中継ノード９のバッファ１１に送られる。バッファ１１に一時的に蓄積されたデータセルとＦＲＭセルは伝送路レートで読み出される。中継ノード９では、バッファ１１から読み出されたセルレートより、輻輳予測回路１３により伝送路の輻輳予測を次式により行う。
【００１０】
Ｖ＝Ｖｃ＊ｅｘｐ（ＰＣＲ＊ＲＩＦ＊Ｄ１／（Ｎｒｍ＊Ｌ））…（５）
Ｖ：輻輳予測レート（ｂｉｔ／ｓｅｃ）
Ｖｃ：現在の伝送路のセルレート（ｂｉｔ／ｓｅｃ）
Ｌ：セル長（４２４ｂｉｔ）
ＰＣＲ：ピークセルレート
ＲＩＦ：レート増加係数
Ｎｒｍ：ＲＭセルに挟まれて送られるデータセルの数＋１
Ｄ１：セル送信端末装置１と中継ノード９との往復遅延時間（ｓｅｃ）
（５）式において輻輳予測レートＶが伝送路の許容セルレート（Ｖｍａｘ）を超す場合、すなわち
Ｖｃ＞Ｖｍａｘ＊ｅｘｐ（−ＰＣＲ＊ＲＩＦ＊Ｄ１／（Ｎｒｍ＊Ｌ））
の場合には、輻輳予測回路１３は輻輳予測有りと判断する。輻輳予測回路１３は輻輳予測有りと判断した場合には、輻輳予測信号挿入回路１４において逆方向に流れるＢＲＭセルのペイロードのＣＩビットを１に設定する。輻輳予測信号が挿入されたＢＲＭセルは経路選択回路１５により対地別にふりわけられて、送信端末装置１−１、１−２のＢＲＭセル受信回路６に送られる。
【００１１】
中継ノード９のバッファ１１より読み出されたデータセルおよびＦＲＭセルは中継ノード１０のバッファ１１、経路選択回路１５を介して、受信端末装置１６−１、１６−２に送られる。受信端末装置１６では、ＦＲＭセルのみをＢＲＭセルに変換後、ＦＲＭセル折り返し回路１９により折り返す。折り返されたＢＲＭセルは中継ノード１０を介して、中継ノード９に送られる。一方、受信端末装置１６に到着したデータセルはバッファ１７を介してセル分解回路１８に送られる。また、セル組立回路２０より発生したセルはバッファ２１に蓄積された後、セル送出制御回路（図には記してない）により読み出されて、中継ノード９、１０を経由して送信端末装置１の受信バッファ７に蓄積された後セル分解回路８に送られる（例えば、非特許文献１または２参照）。
【００１２】
【非特許文献１】
Ｎ．Ｔｏｋｕｒａ，Ｈ．Ｔａｔｓｕｎｏ，ａｎｄ  Ｙ．Ｋａｊｉｙａｍａ，”Ｃｏｎｇｅｓｔｉｏｎ  ａｖｏｉｄａｎｃｅ  ｎｅｔｗｏｒｋｓ  ｂａｓｅｄ  ｏｎ  ｃｏｎｇｅｓｔｉｏｎ  ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ  ｆｅｅｄｂａｃｋ  ｂｙ  ｌｉｍｉｔｅｄ  ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ−ｒａｔｅ／−ｒａｔｉｏ：ＣＥＦＬＡＲ，”ＩＥＩＣＥ  ＴＲＡＮＳ．ＣＯＭＭＵＮ．，ｖｏｌ．Ｅ７９−Ｂ，ｎｏ．４，ｐｐ．５５０−５５９，１９９６
【非特許文献２】
Ｈ．Ｔａｔｓｕｎｏ，Ｙ．Ｋａｊｉｙａｍａ，ａｎｄ  Ｎ．Ｔｏｋｕｒａ，”Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  ｏｆ  ＡＢＲ  ｗｉｔｈ  ＣＥＦＬＡＲ  ｃｏｎｃｅｐｔ  ｉｎ  ＡＴＭ  ｎｅｔｗｏｒｋｓ，”Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ＩＴＣ−ＣＳＣＣ  ’９９，Ｓａｄｏ，Ｎｉｉｇａｔａ，Ｊａｐａｎ，ｐｐ．１２４６−１２４９，１９９９
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来例は、送信端末装置１のような送信装置がセル加速比制限に従ってセルを送出し、中継ノードが輻輳予測を行うため、中継ノードでのセル廃棄が無く、遅延が少なく、中継ノードのバッファは少ないメモリ量でよいという利点がある。しかし、送信装置からのセルが輻輳予測する複数の中継ノードを経由する場合には、複数の中継ノードから輻輳予測信号が送信装置に届くため、送信装置のセルレートは必要以上に低下するという欠点がある。これはビートダウンと呼ばれる現象である。また、網の輻輳予測制御によって、中継伝送路のスループットは振動するため、平均スループットが下がる欠点がある。また、従来例は網を複数の端末が公平使用するセル転送方法であるため、リアルタイム形伝送を行った場合、網輻輳により必要とする帯域を確保できないという欠点がある。
【００１４】
本発明は、このような背景に行われたものであって、複数中継ノードが輻輳予測しても、送信装置のセルレートはビートダウンせず、ピークレートでセル転送可能であり、また、中継伝送路のスループットが高く、また、リアルタイム形伝送を可能とするセル転送方法および送信装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、送信装置である送信側のレート制御回路または送信側の端末装置が、初レートからＰＣＲまで一定値以下のセル加速度（α）あるいは加速比（β）でセル転送レートを上昇させるセル送出制御を行いながら、送信側のノードおよび中継ノードの出力バッファ出力での輻輳予測を行うときに、複数中継ノードが輻輳予測しても、送信装置のセルレートはビートダウンせず、ピークレートでセル転送可能であり、また、中継伝送路のスループットが高く、また、リアルタイム形伝送を可能とすることを特徴とする。
【００１６】
これにより、送信側のノード出力伝送路または中継ノード出力伝送路の帯域予約無しに一定帯域を必要とする映像等のリアルタイム形伝送および高速大容量ファイル転送等の非リアルタイム形伝送を可能とする到達レート確保形の輻輳回避網を実現することができる。また、ビートダウンの発生しないセル転送方法を実現することができる。また、網を安定させるとともに、長距離伝送を可能とすることができる。
【００１７】
すなわち、本発明の第一の観点は、送信装置が接続された送信側のノードまたは中継ノードは、セルの宛先アドレスまたは経路識別番号により当該セルが転送される順方向の出力バッファの使用率または出力バッファまたは多重化手段の出力のセル転送レートから輻輳前兆の有無を検出し、当該検出結果が輻輳前兆有りを示すときその旨を示す輻輳予測信号を、前記送信装置から周期的に送出されるフォワードリソース管理セルまたは前記フォワードリソース管理セルが受信側で折り返されたバックワードリソース管理セルに書き込み、前記送信装置に伝えるセル転送方法である。
【００１８】
ここで、本発明の特徴とするところは、前記送信装置は、初レートからＰＣＲまで一定値以下のセル加速比でセルレートを増加するとともに、前記フォワードリソース管理セルを周期的に送出し、前記バックワードリソース管理セルを受信し、当該受信したバックワードリソース管理セルに前記輻輳予測信号が書き込まれているとき、送出すべきセルがある場合は、ＡＣＲと等しいセルレートを仮のＰＣＲとするか否かを判断し、当該ＡＣＲと等しいセルレートを仮のＰＣＲとすると判断した場合には、当該仮のＰＣＲを本来のＰＣＲに戻すと判断されるまで当該仮のＰＣＲを継続してセル送出するところにある（請求項１）。
【００１９】
このように、本発明では、輻輳予測信号を受け取った時点のセルレートはそのままにできる。したがって、ビートダウンせず、ピークレートでセル転送可能であり、中継伝送路のスループットを高く維持できる。例えば、既に本来のＰＣＲに到達し、リアルタイム形伝送を行っていた場合には、そのリアルタイム形伝送を継続させることができる。
【００２０】
また、仮のＰＣＲを設定する送信装置は、設定しないときと比べ、非優先動作となる。したがって、優先動作を必要とする送信装置と、優先動作を必要としない送信装置とを区別し、優先動作を必要とする送信装置が優先的にセル転送を実施することができるようになる。
【００２１】
あるいは、前記送信装置は、初レートからＰＣＲまで一定値以下のセル加速度でセルレートを増加するとともに、セルレート増加有無信号を含む前記フォワードリソース管理セルを周期的に送出し、セルレート増加有無信号を含む前記バックワードリソース管理セルを受信し、当該受信したバックワードリソース管理セルに前記輻輳予測信号が書き込まれているとき、送出すべきセルがある場合は、ＡＣＲと等しいセルレートを仮のＰＣＲとするか否かを判断し、当該ＡＣＲと等しいセルレートを仮のＰＣＲとすると判断した場合には、当該仮のＰＣＲを本来のＰＣＲに戻すと判断されるまで前記セルレート増加有無信号を“増加無し”にして当該仮のＰＣＲを継続してセル送出することもできる（請求項２）。
【００２２】
これによれば、輻輳予測を行っているノードがセルレート増加有無信号に含まれる“増加無し”の情報を利用して正確な輻輳前兆の有無を検出することができる。すなわち、輻輳予測を行っているノードでは“輻輳前兆有り”を検出して輻輳予測信号を送出した後に、この輻輳予測信号を受け取った送信装置が実際にＡＣＲと等しいセルレートを仮のＰＣＲとしたことを把握することができる。したがって、今後のセルレートの増加の状況を把握することができるため、輻輳予測を正確に行うことができる結果、例えば、制限をかける帯域が小さくなり、長距離伝送でもスループットを高くすることができる。
【００２３】
あるいは、前記送信装置は、初レートからＰＣＲまで一定値以下のセル加速度でセルレートを増加するとともに、セルレート増加有無信号を含む前記フォワードリソース管理セルを周期的に送出し、受信側で折り返されたセルレート増加有無信号を含む前記バックワードリソース管理セルを受信し、当該受信したバックワードリソース管理セルに前記輻輳予測信号が書き込まれているとき、送出すべきセルがある場合は、ＡＣＲと等しいセルレートを仮のＰＣＲとするか否かを判断し、当該ＡＣＲと等しいセルレートを仮のＰＣＲとすると判断した場合には、当該仮のＰＣＲを本来のＰＣＲに戻すと判断されるまで当該仮のＰＣＲを継続してセル送出することもできる（請求項３）。
【００２４】
これによれば、送信装置が輻輳予測信号を受け取ってＡＣＲと等しいセルレートを仮のＰＣＲとした場合でもセルレート増加有無信号を“増加無し”とせずに“増加有り”のままにしておくことにより、輻輳予測を安全側にすることができる。したがって、輻輳予測の正確さは低くなるが、その一方で、余裕の大きな輻輳回避制御を行うことができるため、例えば、予期せぬトラヒック増加が発生した場合にも混乱少なくこれに対応することができる。
【００２５】
また、前記ＡＣＲと等しいセルレートを仮のＰＣＲとするか否かを判断する際には、一定長のシフトレジスタを用意し、このシフトレジスタに輻輳予測信号が書き込まれていない前記バックワードリソース管理セルを受信した場合には“０”を入力し、輻輳予測信号が書き込まれている前記バックワードリソース管理セルを受信した場合は“１”を入力し、シフトレジスタ内の“１”の合計が第一の所定値（Ｐ１）以上になり、ＡＣＲが未だ本来のＰＣＲに到達していない場合にＡＣＲと等しいセルレートを仮のＰＣＲとして設定することができる（請求項４）。
【００２６】
さらに、前記仮のＰＣＲを本来のＰＣＲに戻すと判断する際には、前記シフトレジスタ内の“１”の合計が前記第一の所定値（Ｐ１）よりも小さい第二の所定値（Ｐ２＜Ｐ１）以下になった場合に前記仮のＰＣＲを本来のＰＣＲに戻すと判断することができる（請求項５）。
【００２７】
このように、送信装置がシフトレジスタを用いて、仮のＰＣＲを本来のＰＣＲに戻す時間をランダム化しているので、網の輻輳予測状態が解除されたとき、多数の端末が一斉にセルレートを増加させ、網が不安定になることを防ぐことができる。
【００２８】
あるいは、シフトレジスタに代えて、前記ＡＣＲと等しいセルレートを仮のＰＣＲとするか否かを判断する際には、カウンタ値が初期値に設定されたアップダウンカウンタを用意し、輻輳予測信号が書き込まれていない前記バックワードリソース管理セルを受信した場合にはこのアップダウンカウンタから“１”を減算し、輻輳予測信号が書き込まれている前記バックワードリソース管理セルを受信した場合は“１”を加算し、このアップダウンカウンタのカウンタ値が第一の所定値（Ｐ１）以上になり、ＡＣＲが未だ本来のＰＣＲに到達していない場合にＡＣＲと等しいセルレートを仮のＰＣＲとして設定することもできる（請求項６）。
【００２９】
さらに、前記仮のＰＣＲを本来のＰＣＲに戻すと判断する際には、前記アップダウンカウンタのカウンタ値が前記第一の所定値（Ｐ１）よりも小さい第二の所定値（Ｐ２＜Ｐ１）以下になった場合に前記仮のＰＣＲを本来のＰＣＲに戻すと判断することもできる（請求項７）。
【００３０】
また、一旦ＡＣＲと等しいセルレートを仮のＰＣＲとした後に、さらに、当該仮のＰＣＲとは異なる他の仮のＰＣＲへの変更を許容してしまうと、このような他の仮のＰＣＲへの変更を何度も行ってしまい、レートが変動してしまう場合がある。特に、特願２００２−１６４０５０号（本願出願時に未公開）に示したメモリ実装を行ってハードウェアによりセル速度を増加する場合にはレート一定モードでもレートが振動してしまう事態が生じる。そこで、そのようなことが起こらないように、一旦ＡＣＲと等しいセルレートを仮のＰＣＲとした場合には、当該仮のＰＣＲを前記本来のＰＣＲに戻すまで当該仮のＰＣＲとは異なる他の仮のＰＣＲへの変更は行わないことが望ましい（請求項８）。
【００３１】
本発明の第二の観点は送信装置であって、本発明の特徴とするところは、初レートからＰＣＲまで一定値以下のセル加速比でセルレートを増加させてセル送出するセル送出制御手段と、フォワードリソース管理セルを周期的に送出する手段と、受信側で折り返されたバックワードリソース管理セルを受信する手段とを備え、前記セル送出制御手段は、当該受信したバックワードリソース管理セルに前記輻輳予測信号が書き込まれていないとき、送出すべきセルがある場合は、前記セル加速比でセルレートを増加させる手段と、当該受信したバックワードリソース管理セルに前記輻輳予測信号が書き込まれているとき、送出すべきセルがある場合は、ＡＣＲと等しいセルレートを仮のＰＣＲとするか否かを判断する手段と、当該ＡＣＲと等しいセルレートを仮のＰＣＲとすると判断した場合には当該仮のＰＣＲを本来のＰＣＲに戻すと判断されるまで当該仮のＰＣＲを継続してセル送出する手段とを備えたところにある（請求項９）。
【００３２】
あるいは、本発明の送信装置の特徴とするところは、初レートからＰＣＲまで一定値以下のセル加速度でセルレートを増加させてセル送出するセル送出制御手段と、セルレート増加有無信号を含むフォワードリソース管理セルを周期的に送出する手段と、受信側で折り返されたセルレート増加有無信号を含むバックワードリソース管理セルを受信する手段とを備え、前記セル送出制御手段は、当該受信したバックワードリソース管理セルに前記輻輳予測信号が書き込まれていないとき、送出すべきセルがある場合は、前記セル加速度でセルレートを増加させる手段と、当該受信したバックワードリソース管理セルに前記輻輳予測信号が書き込まれているとき、送出すべきセルがある場合は、ＡＣＲと等しいセルレートを仮のＰＣＲとするか否かを判断する手段と、当該ＡＣＲと等しいセルレートを仮のＰＣＲとすると判断した場合には、当該仮のＰＣＲを本来のＰＣＲに戻すと判断されるまで前記セルレート増加有無信号を“増加無し”にして当該仮のＰＣＲを継続してセル送出する手段とを備えたところにある（請求項１０）。
【００３３】
あるいは、本発明の送信装置の特徴とするところは、初レートからＰＣＲまで一定値以下のセル加速度でセルレートを増加させてセル送出するセル送出制御手段と、ＡＣＲが前記ＰＣＲの場合はセルレート増加無し、前記ＰＣＲ未満の場合はセルレート増加有りとしたセルレート増加有無信号を含むフォワードリソース管理セルを周期的に送出する手段と、受信側で折り返されたセルレート増加有無信号を含むバックワードリソース管理セルを受信する手段とを備え、前記セル送出制御手段は、当該受信したバックワードリソース管理セルに前記輻輳予測信号が書き込まれていないとき、送出すべきセルがある場合は、前記セル加速度でセルレートを増加させる手段と、当該受信したバックワードリソース管理セルに前記輻輳予測信号が書き込まれているとき、送出すべきセルがある場合は、ＡＣＲと等しいセルレートを仮のＰＣＲとするか否かを判断する手段と、当該ＡＣＲと等しいセルレートを仮のＰＣＲとすると判断した場合には、当該仮のＰＣＲを本来のＰＣＲに戻すと判断されるまで当該仮のＰＣＲを継続してセル送出する手段とを備えたところにある（請求項１１）。
【００３４】
また、前記判断する手段は、一定長のシフトレジスタと、このシフトレジスタに輻輳予測信号が書き込まれていない前記バックワードリソース管理セルを受信した場合には“０”を入力し、輻輳予測信号が書き込まれている前記バックワードリソース管理セルを受信した場合は“１”を入力し、シフトレジスタ内の“１”の合計が第一の所定値（Ｐ１）以上になり、ＡＣＲが未だ本来のＰＣＲに到達していない場合にＡＣＲと等しいセルレートを仮のＰＣＲとして設定する手段とを備えることができる（請求項１２）。
【００３５】
さらに、前記シフトレジスタ内の１の合計が前記第一の所定値（Ｐ１）よりも小さい第二の所定値（Ｐ２＜Ｐ１）以下になった場合に、前記仮のＰＣＲを本来のＰＣＲに戻すと判断する手段を備えることができる（請求項１３）。
【００３６】
あるいは、前記判断する手段は、アップダウンカウンタと、このアップダウンカウンタのカウンタ値を初期値に設定し、輻輳予測信号が書き込まれていない前記バックワードリソース管理セルを受信した場合にはこのアップダウンカウンタから“１”を減算し、輻輳予測信号が書き込まれている前記バックワードリソース管理セルを受信した場合は“１”を加算し、カウンタ値が第一の所定値（Ｐ１）以上になり、ＡＣＲが未だ本来のＰＣＲに到達していない場合にＡＣＲと等しいセルレートを仮のＰＣＲとして設定する手段とを備えることができる（請求項１４）。
【００３７】
さらに、前記アップダウンカウンタのカウンタ値が前記第一の所定値（Ｐ１）よりも小さい第二の所定値（Ｐ２＜Ｐ１）以下になった場合に、前記仮のＰＣＲを本来のＰＣＲに戻すと判断する手段を備えることができる（請求項１５）。
【００３８】
また、前記仮のＰＣＲを継続してセル送出する手段は、一旦ＡＣＲと等しいセルレートを仮のＰＣＲとした場合には、当該仮のＰＣＲを前記本来のＰＣＲに戻すまで当該仮のＰＣＲとは異なる他の仮のＰＣＲへの変更は禁止する手段を備えることが望ましい（請求項１６）。
【００３９】
【発明の実施の形態】
（第一実施形態）
本発明の第一実施形態を図４を用いて説明する。本実施形態はセル加速比を用いたＡＴＭ網における例である。図４において、３０は送信側のノード、３１は送信側の端末装置、３２は送信側のＵＰＣ（Ｕｓａｇｅ  Ｐａｒａｍｅｔｅｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）等のインタフェース回路、４３は送信側のレート制御回路、３３はルーチング回路、３４は出力バッファ、３５は輻輳予測回路、３６は輻輳予測信号挿入回路、３７は中継ノード、３８は受信側のノード、３９は受信側のＵＰＣ等のインタフェース回路、４４は受信側のレート制御回路、４０は受信側の端末装置、４１は中継伝送路、４２は加入者線（アクセス回線）である。
【００４０】
送信側のレート制御回路４３の構成を図５に示す。図５において、５０はＦＲＭセル折り返し回路、５６はＢＲＭセル受信回路、５７はセル送出制御回路、５８はＦＲＭセル送出回路、４５は送信バッファ、４６はセル組み立て回路、４７は受信バッファ、４８はセル分解回路である。
【００４１】
送信側の端末装置３１の構成を図６に示す。図６において、各回路は図５と同じである。受信側のレート制御回路４４の構成を図７に示す。図７において、各回路は図５と同様である。次ぎに受信側の端末装置４０の構成を図８に示す。図８において、各回路は図５と同じである。
【００４２】
図４は送信側のレート制御回路または送信側の端末装置より受信側のレート制御回路または受信側の端末装置にデータセルを送る片方向通信の場合を示しており、逆方向通信は省略されている。送信側のノード、中継ノード、受信側のノードは経路識別番号（ＶＣＩ）により経路設定する。
【００４３】
送信側のレート制御回路４３は、送信端末側から受信したパケットをセル組み立て回路４６においてセルに組み立て、送信バッファ４５に送る。送信バッファ４５に蓄積されたセルはセル送出制御回路５７の制御により読み出される。
【００４４】
送信バッファ４５の出力のセルレートはそのセル間隔がＬ／ＡＣＲ（ＡＣＲ：現在のセルレート、Ｌ：セル長（４２４ｂｉｔ））になるように制御される。セル送出制御回路５７は送信バッファ４５よりＮｒｍ−１個のデータセルを読み出す毎に制御信号をＦＲＭセル送出回路５８に送り、その回路５８より１個のＦＲＭセルを送出させる。ＦＲＭセルのＶＰＩ、ＶＣＩ領域には、送信バッファ４５が受け取ったセルのＶＰＩ，ＶＣＩがコピーされる。
【００４５】
セル送出制御回路５７の制御に従って、送信バッファ４５およびＦＲＭセル送出回路５８から送出されるデータセルおよびＦＲＭセルのセルレートＹは次式に示される。
【００４６】
Ｙ＝ＩＣＲ＊ｅｘｐ（β＊Ｔ）…（６）
β＝ΔＶ／（Ｎｒｍ＊Ｌ）    …（７）
Ｙ：送出セルレート（ｂｉｔ／ｓｅｃ）
Ｎｒｍ：ＦＲＭセルに挟まれて送られるデータセルの数＋１
ΔＶ：最大セルレート増加量（ｂｉｔ／ｓｅｃ）
ＩＣＲ：初レート（ｂｉｔ／ｓｅｃ）（＝最小セルレート（ＭＣＲ））
β：加速比係数（１／ｓｅｃ）
Ｌ：セル長（ｂｉｔ）
Ｔ：入力を経過時間とし、出力をセルレートとする仮想ルックアップテーブル上の経過時間（ｓｅｃ）
セルレート増加中のセルレートを式（６）、（７）のように表わすことができるので、送信側のレート制御回路または送信側の端末装置からの送出セルはセル加速比（単位時間当たりのセルレート増加比率）制限に従っている。従って、全ての送信側のレート制御回路または送信側の端末装置の加速比係数βが等しくなるので、送信側のノード３０、中継ノード３７、受信側のノードの輻輳予測回路３５は輻輳予測が可能となる。ＡＣＲ（ｂｉｔ／ｓｅｃ）は、ＢＲＭセル受信回路５６が輻輳予測信号を含まない（ＣＩ＝０）ＢＲＭセルを受信した場合は、次式で示されるようにセルレートを増加させる。
【００４７】
ＡＣＲ＝ＡＣＲ＋ΔＶ
ＡＣＲ＝Ｍｉｎ（ＡＣＲ，ＰＣＲ）…（８）
ＡＣＲ：現在のセルレート（ｂｉｔ／ｓｅｃ）
ΔＶ：最大セルレート増加量（ｂｉｔ／ｓｅｃ）
ＰＣＲ：ピークセルレート（ｂｉｔ／ｓｅｃ）
Ｍｉｎ（Ａ，Ｂ）：ＡとＢの内小さい方をとる
また、ＡＣＲは、ＢＲＭセル受信回路５６が輻輳予測信号を含む（ＣＩ＝１）ＢＲＭセルを受信した場合は、送出すべきセルがある場合は、本来のＰＣＲのセルレートをＡＣＲと等しいセルレートに変更して仮のＰＣＲとするか判断し、変更すると判断した場合には仮のＰＣＲを本来のＰＣＲの値（ＭＡＸ値（最大値））に戻すと判断するまでその変更したセルレートでセル送出する（請求項１、９）。
【００４８】
本来のＰＣＲをＡＣＲと等しいセルレートに変更して仮のＰＣＲとするか判断する方法は、一定長のシフトレジスタを用意し、このシフトレジスタに輻輳予測信号が書き込まれていないリソース管理セルを受信した場合には“０”を入力し、輻輳予測信号が書き込まれているリソース管理セルを受信した場合は“１”を入力し、シフトレジスタ内の“１”の合計が所定値Ｐ１以上になった場合に本来のＰＣＲをＡＣＲと等しいセルレートに変更して仮のＰＣＲとする方法である（請求項４、１２）。また、仮のＰＣＲを本来のＰＣＲ（最大値）に戻すか判断する方法は、前記シフトレジスタ内の“１”の合計が所定値Ｐ２（Ｐ２＜Ｐ１）以下になった場合に戻す方法である（請求項５、１３）。
【００４９】
または、本来のＰＣＲをＡＣＲと等しいセルレートに変更して仮のＰＣＲとするか判断する方法は、カウンタ値を初期値に設定されたアップダウンカウンタを用意し、輻輳予測信号が書き込まれていないリソース管理セルを受信した場合にはこのアップダウンカウンタから“１”を減算し、輻輳予測信号が書き込まれているリソース管理セルを受信した場合は“１”を加算し、アップダウンカウンタのカウンタ値が所定値Ｐ１以上になった場合にＰＣＲをＡＣＲに変更する方法である（請求項６、１４）。また、仮のＰＣＲを本来のＰＣＲ（最大値）に戻すと判断する方法は、前記アップダウンカウンタのカウンタ値が所定値Ｐ２（Ｐ２＜Ｐ１）以下になった場合に仮のＰＣＲを本来のＰＣＲに戻す方法である（請求項７、１５）。なお、一旦本来のＰＣＲをＡＣＲと等しいセルレートの仮のＰＣＲに変更した場合には、仮のＰＣＲを本来のＰＣＲに戻すまで仮のＰＣＲの変更を行わない（請求項８、１６）。
【００５０】
また、送信側のレート制御回路４３または送信側の端末装置３１のＦＲＭセル折り返し回路５０がＦＲＭセルを受信した場合は、ＢＲＭセルに変更して折り返す。その際ＢＲＭセルのＶＰＩ、ＶＣＩは受信したＦＲＭセルのＶＰＩ，ＶＣＩをそのまま用いる。送信側の端末装置３１の場合には、ＦＲＭセル折り返し回路５０を送信側のインタフェース回路３２に設けてもよい。
セル送出制御回路５７は送信側のレート制御回路４３または送信側の端末装置３１からのデータセル送出開始時には、現在のセルレートＡＣＲをＩＣＲ（初レート）に設定する。またＩＣＲはＭＣＲ（最小セルレート）にする。ＭＣＲ，ＰＣＲは送信側のレート制御回路４３または送信側の端末装置３１によって異なってもよいが、ΔＶ、Ｎｒｍは全ての送信側のレート制御回路４３または送信側の端末装置３１で同一にする必要がある。
【００５１】
以上述べた送信側のレート制御回路４３または送信側の端末装置３１の動作フローを図９および図１０に示す。セル送出制御回路５７を含む送信側のレート制御回路４３または送信側の端末装置３１の動作を図９のフローを用いて説明する。この例は本来のＰＣＲを現在レートＡＣＲと等しいセルレートの仮のＰＣＲに変換する場合にシフトレジスタを用いる例である（請求項４、１２）。まず、現在のセルレートＡＣＲをＭＣＲに設定し、本来のＰＣＲを最大値に設定し、Ｓを０とする（２００）。続いて送信バッファ４５に送出すべきデータセルが有るか調べ（２０１）、もし無ければ
ＡＣＲ＝ＡＣＲ＊Ｋ、ＡＣＲ＝Ｍａｘ（ＡＣＲ，ＭＣＲ）
（Ｋ：１未満の定数、Ｍａｘ：大きい方をとる）
とし（２０３）、Ｓ＝０とし（２１７）、２０４に遷移する。
【００５２】
一方、送出すべきデータセルが有る場合には（２０１）、Ｌ／ＡＣＲのセル間隔でＮｒｍ−１個のデータセルを送出する毎に１個のＦＲＭセルを送出する（２０２）。途中でＣＩ＝０（輻輳予測無し）のＢＲＭセルを受信したら（２０４）、長さＭのシフトレジスタに０を入力し（２０５）、そのシフトレジスタ内の１の合計値がＰ２以下であるか判断し（２０６）、Ｐ２以下である場合は、Ｓ＝０とし（２０７）、ＰＣＲ＝ＭＡＸとする（２０８）。一方、Ｐ２以下でない場合には、２０９に遷移する。
【００５３】
続いてＡＣＲ＝ＰＣＲ（即ち、仮のＰＣＲ）であるか判断し（２０９）、等しい場合には、２０１に遷移する。一方、等しくない場合には、ＡＣＲをＡＣＲ＋ΔＶに変更し、さらにＡＣＲとＰＣＲの内小さい方をＡＣＲとし（２１０）、２０１に遷移する。
【００５４】
また、ＣＩ＝１（輻輳予測有り）のＢＲＭセルを受信したら（２１１）、シフトレジスタに１を入力し（２１２）、そのシフトレジスタ内の１の合計はＰ１（Ｐ１＞Ｐ２）以上か判断し（２１３）、Ｐ１以上の場合には、Ｓ＝１か判断し（２１４）、Ｓ＝１でない場合には、Ｓ＝１とし（２１５）、ＰＣＲ（即ち、仮のＰＣＲ）＝ＡＣＲとし（２１６）、２０１に遷移する。Ｓ＝１の場合は２０１に遷移する。なお、Ｓは本来のＰＣＲを一旦ＡＣＲに変換して仮のＰＣＲとした場合に、この仮のＰＣＲを本来のＰＣＲに戻すと判断するまで再設定しないようにするために用いている。
【００５５】
セル送出制御回路５７を含む送信側のレート制御回路４３または送信側の端末装置３１の動作の他の例を図１０のフローを用いて説明する。この例はＰＣＲを現在レートに変換する場合にアップダウンカウンタを用いる例である（請求項６、１４）。まず、現在のセルレートＡＣＲをＭＣＲに設定し、ＰＣＲを最大値に設定し、アップダウンカウンタのカウンタ値Ｍを最大値（Ｍｕｐ）に設定し、Ｓを０とする（２５０）。続いて送信バッファ４５に送出すべきデータセルが有るか調べ（２０１）、もし無ければ
ＡＣＲ＝ＡＣＲ＊Ｋ、ＡＣＲ＝Ｍａｘ（ＡＣＲ，ＭＣＲ）
（Ｋ：１未満の定数、Ｍａｘ：大きい方をとる）
とし（２０３）、Ｓ＝０とし（２１７）、２０４に遷移する。
【００５６】
一方、送出すべきデータセルが有る場合には（２０１）、Ｌ／ＡＣＲのセル間隔でＮｒｍ−１個のデータセルを送出する毎に１個のＦＲＭセルを送出する（２０２）。途中でＣＩ＝０（輻輳予測無し）のＢＲＭセルを受信したら（２０４）、カウンタ値Ｍを“１”減算し（２５１）、Ｍ＜０ならば（２５２）、Ｍ＝０とする（２５３）。
【００５７】
続いてＭが所定値Ｐ２以下か判断し（２５４）、Ｐ２以下である場合は、Ｓ＝０とし（２０７）、ＰＣＲ＝ＭＡＸとする（２０８）。一方、Ｐ２以下でない場合には、２０９に遷移する。続いてＡＣＲ＝ＰＣＲ（即ち、仮のＰＣＲ）であるか判断し（２０９）、等しい場合には、２０１に遷移する。一方、等しくない場合には、ＡＣＲをＡＣＲ＋ΔＶに変更し、さらにＡＣＲとＰＣＲの内小さい方をＡＣＲとし（２１０）、２０１に遷移する。
【００５８】
また、ＣＩ＝１（輻輳予測有り）のＢＲＭセルを受信したら（２１１）、カウンタ値Ｍを“１”加算し（２５５）、Ｍ＞Ｍｕｐならば（２５６）、Ｍ＝Ｍｕｐとする（２５７）。続いてカウンタ値Ｍが所定値Ｐ１（Ｐ１＞Ｐ２）以上か判断し（２５８）、Ｐ１以上の場合には、Ｓ＝１か判断し（２１４）、Ｓ＝１でない場合には、Ｓ＝１とし（２１５）、ＰＣＲ（即ち、仮のＰＣＲ）＝ＡＣＲとし（２１６）、２０１に遷移する。Ｓ＝１の場合は２０１に遷移する。
【００５９】
送信側の端末装置３１の送信バッファ４５より読み出されたデータセルとＦＲＭセル送出回路５８より送出されたＦＲＭセルは加入者線（アクセス回線）４２を介して、送信側のノード３０のインタフェース回路３２に送られる。インタフェース回路３２に到着したセルは順方向のルーチング回路３３に送られる。
【００６０】
一方、送信側のレート制御回路４３の送信バッファ４５より読み出されたデータセルとＦＲＭセル送出回路５８より送出されたＦＲＭセルは送信側のノード３０の順方向のルーチング回路３３に送られる。ルーチング回路３３に到着したセルは順方向の出力バッファ３４に振り分けられる。
【００６１】
送信側のノード３０では、順方向の出力バッファ出力のセルレートより、輻輳予測回路３５により出力伝送路の輻輳予測を次式により行う。
【００６２】
ＶΣ＞Ｖｍａｘ＊ｅｘｐ（−β＊ｔ）
β＝ΔＶ／（Ｎｒｍ＊Ｌ）            …（９）
β：加速比係数（１／ｓｅｃ）
ＶΣ：現在の順方向の出力バッファの使用率と読み出しレートの積または出力バッファ出力の合計セルレート（ｂｉｔ／ｓｅｃ）
Ｖｍａｘ：出力伝送路の許容セルレート（ｂｉｔ／ｓｅｃ）
Ｌ：セル長（ｂｉｔ）
ΔＶ：送信端末装置または送信レート制御回路の最大セルレート増加量（ｂｉｔ／ｓｅｃ）
Ｎｒｍ：ＦＲＭセルに挟まれて送られるデータセルの数＋１
ｔ：送信側の端末装置と最遠端受信端末装置との往復遅延時間（ｓｅｃ）
式（９）を満たす時輻輳予測回路３５は輻輳予測有り（輻輳の前兆有り）と判断する。輻輳予測回路３５は輻輳予測有りと判断した場合には、輻輳予測信号挿入回路３６において順方向に流れるＦＲＭセルのペイロードのＣＩビットを１に設定する。
図１１に送信側のノード３０の輻輳回避動作を示す。まず、順方向の出力バッファ出力の現在の合計セルレートＶΣを輻輳予測回路３５において測定する（３００）。この測定は観測時間をウィンド幅とするスライディングウィンドウにより行うことができる。次ぎに
ＶΣ＞Ｖｍａｘ＊ｅｘｐ（−β＊ｔ）
により輻輳の前兆の有無を判断する（３０１）。輻輳の前兆有りと判断すると（３０２）、輻輳予測信号挿入回路３６において一定時間順方向の出力バッファ出力を流れるＦＲＭセルのＣＩビットを１に設定する（３０３）。もし輻輳の前兆無しと判断すれば（３０４）なにもしない。
【００６３】
送信側のノード３０の順方向の出力バッファ３４より送出されたセルは中継伝送路４１を介して中継ノード３７の順方向のルーチング回路３３に到達する。ルーチング回路３３に到着したセルは順方向の出力バッファ３４に振り分けられる。輻輳予測回路３５は順方向の出力バッファ出力のセルレートより輻輳予測を行う。中継ノード３７の輻輳予測回路３５および輻輳予測信号挿入回路３６の動作は送信側のノード３０の動作（図１１）と同じなので説明を省略する。
【００６４】
中継ノード３７の順方向の出力バッファ３４より送出されたセルは受信側のノード３８の順方向のルーチング回路３３に到達する。順方向のルーチング回路３３に到着したセルは出力バッファ３４を介して受信側のレート制御回路４４または受信側のインタフェース回路３９に振り分けられる。受信側のノード３８の輻輳予測回路３５は順方向の出力バッファ出力のセルレートより輻輳予測を行う。受信側のノード３８の輻輳予測回路３５および輻輳予測信号挿入回路３６の動作は送信側のノード３０の動作（図１１）と同じなので説明を省略する。
【００６５】
受信側のインタフェース回路３９に到着したセルは受信側の端末装置４０に送られる。受信側のレート制御回路４４または受信側の端末装置４０に到達したセルの内、ＦＲＭセルはＦＲＭセル折り返し回路５０でＢＲＭセルに変換後折り返される。一方、受信側のレート制御回路４４の場合、データセルはパケットに変換後受信端末側に送られる。なお、受信側の端末装置４０の場合、ＦＲＭセルは、受信側のインタフェース回路３９で折り返してもよい。
【００６６】
（第二実施形態）
本発明第二実施形態を図１２を用いて説明する。本実施形態はセル加速度を用いたＡＴＭ網における例である。図１２において、６０は送信側のノード、６１は送信側の端末装置、６２は送信側のＵＰＣ等のインタフェース回路、６３は送信側のレート制御回路、６４はルーチング回路、６５は出力バッファ、６６は輻輳予測回路、６７は輻輳予測信号挿入回路、７２は中継ノード、７３は受信側のノード、６９は受信側のＵＰＣ等のインタフェース回路、６８は受信側のレート制御回路、７０は受信側の端末装置、７１は中継伝送路、７４は加入者線（アクセス回線）である。
【００６７】
送信側のレート制御回路６３の構成を図１３に示す。図１３において、８０はＦＲＭセル折り返し回路、８１はＢＲＭセル受信回路、８２はセル送出制御回路、８３はＦＲＭセル送出回路、８４は送信バッファ、８５はセル組み立て回路、８６は受信バッファ、８７はセル分解回路である。
【００６８】
送信側の端末装置６１の構成を図１４に示す。図１４において、各回路は図１３と同じである。受信側のレート制御回路６８の構成を図１５に示す。図１５において、各回路は図１３と同様である。受信側の端末装置７０の構成を図１６に示す。図１６において、各回路は図１３と同じである。
【００６９】
図１２は送信側のレート制御回路または送信側の端末装置より受信側のレート制御回路または受信側の端末装置にデータセルを送る片方向通信の場合を示しており、逆方向通信は省略されている。送信側のノード、中継ノード、受信側のノードは経路識別番号（ＶＣＩ）により経路設定する。
【００７０】
送信側のレート制御回路６３は、送信端末側から受信したパケットをセル組み立て回路８５においてセルに組み立て、送信バッファ８４に送る。送信バッファ８４に蓄積されたセルはセル送出制御回路８２の制御により読み出される。
【００７１】
送信バッファ８４のセルレートはそのセル間隔がＬ／ＡＣＲ，（ＡＣＲ：現在のセルレート、Ｌ：セル長（４２４ｂｉｔ））になるように制御される。セル送出制御回路８２は一定周期ΔＴで制御信号をＦＲＭセル送出回路８３に送り、ＦＲＭセル送出回路８３よりセルレート増加有無信号Ｕを含むＦＲＭセルを送出させる。セル送出制御回路８２が送信バッファ８４より読み出すセルレートＡＣＲ（ｂｉｔ／ｓｅｃ）は、ＢＲＭセル受信回路８１が輻輳予測信号を含まない（ＣＩ＝０）ＢＲＭセルを受信した場合は、次式で示されるように増加される。
【００７２】
ＡＣＲ＝ＡＣＲ＋ΔＶ
ＡＣＲ＝Ｍｉｎ（ＡＣＲ，ＰＣＲ）…（１０）
ＡＣＲ：現在のセルレート（ｂｉｔ／ｓｅｃ）
ΔＶ：最大セルレート増加量（ｂｉｔ／ｓｅｃ）
ＰＣＲ：ピークセルレート（ｂｉｔ／ｓｅｃ）
Ｍｉｎ（Ａ，Ｂ）：ＡとＢの内小さい方をとる
１回のセルレート増加量はΔＶ以下でもよい。セル送出制御回路８２の制御に従って、セルレート増加が式（１０）のように行われるので、送信バッファ８４から送出されるデータセルのセルレートＹは次式に示される。
【００７３】
Ｙ＝α＊Ｔ        …（１１）
α＝ΔＶ／ΔＴ    …（１２）
Ｙ：送出セルレート（ｂｉｔ／ｓｅｃ）
ΔＶ：最大セルレート増加量（ｂｉｔ／ｓｅｃ）
ΔＴ：一定時間（ＦＲＭセルの周期）
α：セル加速度（ｂｉｔ／ｓｅｃ２）
Ｔ：入力を経過時間とし、出力をセルレートとする仮想ルックアップテーブル上の経過時間（ｓｅｃ）
セルレート増加中のセルレートを式（１１）、（１２）のように表わすことができるので、送信側のレート制御回路６３からの送出セルはセル加速度（単位時間当たりのセルレート増加率）制限に従っている。また、送信側の端末装置６１のセル送出制御回路８２も送信側のレート制御回路６３と同様に動作するので、送出セルはセル加速度制限に従っている。従って、全ての送信側のレート制御回路６３および送信側の端末装置６１のセル加速度の上限αが等しくなるので、送信側のノード６０、中継ノード７２および受信側のノード７３の輻輳予測回路６６は輻輳予測が可能となる。
【００７４】
また、現在のセルレートＡＣＲは、ＢＲＭセル受信回路８１が輻輳予測信号を含む（ＣＩ＝１）ＢＲＭセルを受信した場合は、送出すべきセルがある場合は、本来のＰＣＲをＡＣＲと等しいセルレートに変更して仮のＰＣＲとするか判断し、変更すると判断した場合にはセルレート増加有無信号Ｕを増加無し（Ｕ＝０）にして、仮のＰＣＲを本来のＰＣＲに戻すと判断するまでその変更したセルレートでセル送出する（請求項２、１０）。
【００７５】
または、現在のセルレートＡＣＲは、ＢＲＭセル受信回路８１が輻輳予測信号を含む（ＣＩ＝１）ＢＲＭセルを受信した場合は、送出すべきセルがある場合は、本来のＰＣＲをＡＣＲと等しいセルレートの仮のＰＣＲに変更するか判断し、変更すると判断した場合には、セルレート増加有無信号Ｕを増加無し（Ｕ＝０）とせずに、仮のＰＣＲを本来のＰＣＲに戻すと判断するまでその変更したセルレートでセル送出する（請求項３、１１）。
【００７６】
本来のＰＣＲをＡＣＲと等しいセルレートの仮のＰＣＲに変更するか判断する方法は、一定長のシフトレジスタを用意し、このシフトレジスタに輻輳予測信号が書き込まれていないリソース管理セルを受信した場合には“０”を入力し、輻輳予測信号が書き込まれているリソース管理セルを受信した場合は“１”を入力し、シフトレジスタ内の“１”の合計が所定値Ｐ１以上になった場合に本来のＰＣＲをＡＣＲと等しいセルレートの仮のＰＣＲに変更する方法である（請求項４、１２）。また、仮のＰＣＲを本来のＰＣＲに戻すか判断する方法は、前記シフトレジスタ内の“１”の合計が所定値Ｐ２（Ｐ２＜Ｐ１）以下になった場合に戻す方法である（請求項５、１３）。
【００７７】
または、本来のＰＣＲをＡＣＲと等しいセルレートの仮のＰＣＲに変更するか判断する方法は、カウンタ値を初期値に設定されたアップダウンカウンタを用意し、輻輳予測信号が書き込まれていないリソース管理セルを受信した場合にはこのアップダウンカウンタから“１”を減算し、輻輳予測信号が書き込まれているリソース管理セルを受信した場合は“１”を加算し、アップダウンカウンタのカウンタ値が所定値Ｐ１以上になった場合に本来のＰＣＲをＡＣＲと等しいセルレートの仮のＰＣＲに変更する方法である（請求項６、１４）。
【００７８】
また、仮のＰＣＲを本来のＰＣＲに戻すと判断する方法は、前記アップダウンカウンタのカウンタ値が所定値Ｐ２（Ｐ２＜Ｐ１）以下になった場合に仮のＰＣＲを本来のＰＣＲに戻す方法である（請求項７、１５）。なお、一旦本来のＰＣＲをＡＣＲと等しいセルレートの仮のＰＣＲに変更した場合には、仮のＰＣＲを本来のＰＣＲに戻すまで仮のＰＣＲの変更を行わない（請求項８、１６）。
【００７９】
また、送信側のレート制御回路６３または送信側の端末装置６１のＦＲＭセル折り返し回路８０がＦＲＭセルを受信した場合は、ＢＲＭセルに変更して折り返す。その際ＢＲＭセルのＶＰＩ、ＶＣＩは受信したＦＲＭセルのＶＰＩ，ＶＣＩをそのまま用いる。送信側の端末装置６１の場合には、ＦＲＭセル折り返し回路８０を送信側のインタフェース回路６２に設けてもよい。
【００８０】
セル送出制御回路８２は送信側のレート制御回路６３または送信側の端末装置６１からのデータセル送出開始時には、現在のセルレートＡＣＲをＩＣＲ（初レート）に設定する。またＩＣＲはＭＣＲ（最小セルレート）にする。ＭＣＲ，ＰＣＲは送信側のレート制御回路６３または送信側の端末装置６１によって異なってもよいが、ΔＶ、ΔＴは全ての送信側のレート制御回路６３または送信側の端末装置６１で同一にする必要がある。以上述べた送信側のレート制御回路６３または送信側の端末装置６１の動作フローを図１７、図１８、図１９、図２０に示す。
【００８１】
セル送出制御回路８２を含む送信側のレート制御回路６３または送信側の端末装置６１の動作を図１７のフローを用いて説明する。この例は本来のＰＣＲをＡＣＲと等しいセルレートの仮のＰＣＲに変換する場合に、シフトレジスタを用いる例である（請求項４、１２）。またこの例は、本来のＰＣＲを仮のＰＣＲに変換した際にセルレート増加有無信号Ｕも“増加無し（Ｕ＝０）”にする例である（請求項２、１０）。まず、現在のセルレートＡＣＲをＭＣＲに設定し、ＰＣＲをＭＡＸ（最大値）に設定し、セルレート増加有無信号Ｕを“１（増加有り）”とし、Ｓを“０”とする（４００）。続いて送信バッファ８４に送出すべきデータセルが有るか調べ（４０１）、もし無ければ
ＡＣＲ＝ＡＣＲ−ΔＶ’
（ΔＶ’：所定値）
ＡＣＲ＝Ｍａｘ（ＡＣＲ，ＭＣＲ），（Ｍａｘ：大きい方をとる）
とし（４０４）、Ｓ＝０とし（４６０）、４０５に遷移する。
【００８２】
一方、送出すべきデータセルが有る場合には（４０１）、Ｌ／ＡＣＲのセル間隔でデータセルを送出し（４０２）、一定周期ΔＴでセルレート増加有無信号Ｕを含むＦＲＭセルを送出する（４０３）。途中でＣＩ＝０（輻輳予測無し）のＢＲＭセルを受信したら（４０５）、長さＭのシフトレジスタに“０”を入力し（４０６）、そのシフトレジスタ内の“１”の合計値がＰ２以下であるか判断し（４０７）、Ｐ２以下である場合は、Ｓ＝０とし（４０８）、ＰＣＲ＝ＭＡＸとする（４０９）。一方、Ｐ２以下でない場合には、４１０に遷移する。
【００８３】
続いてＡＣＲ＝ＰＣＲ（即ち、仮のＰＣＲ）であるか判断し（４１０）、等しい場合には、Ｕ＝０とし（４１１）、４０１に遷移する。一方、等しくなく場合には、ＡＣＲをＡＣＲ＋ΔＶに変更し、さらにＡＣＲとＰＣＲの内小さい方をＡＣＲとし（４１２）、Ｕ＝１とし（４１３）、４０１に遷移する。
【００８４】
また、ＣＩ＝１（輻輳予測有り）のＢＲＭセルを受信したら（４１４）、シフトレジスタに“１”を入力し（４１５）、そのシフトレジスタ内の“１”の合計はＰ１（Ｐ１＞Ｐ２）以上か判断し（４１６）、Ｐ１以上の場合には、Ｓ＝１か判断し（４１７）、Ｓ＝１でない場合には、Ｓ＝１とし（４１８）、ＰＣＲ（即ち、仮のＰＣＲ）＝ＡＣＲとし（４１９）、Ｕ＝０とし（４２０）、４０１に遷移する。
【００８５】
また、Ｓ＝１の場合は、Ｕ＝０とし（４２１）、４０１に遷移する。一方、Ｐ１以上でない場合は（４１６）、ＡＣＲ＝ＰＣＲ（即ち、仮のＰＣＲ）か判断し（４２２）、等しい場合は、Ｕ＝０とし（４２３）、４０１に遷移する。等しくない場合は、Ｕ＝１とし（４２４）、４０１に遷移する。なお、Ｓは、本来のＰＣＲを一旦仮のＰＣＲに変換した場合に、仮のＰＣＲを本来のＰＣＲに戻すと判断するまで再設定しないようにするために用いている（請求項８、１６）。
【００８６】
セル送出制御回路８２を含む送信側のレート制御回路６３または送信側の端末装置６１の動作の他の例を図１８のフローを用いて説明する。この例は本来のＰＣＲをＡＣＲと等しいセルレートの仮のＰＣＲに変換する場合に、アップダウンカウンタを用いる例である（請求項６、１４）。また、この例は、本来のＰＣＲを仮のＰＣＲに変換した際にセルレート増加有無信号Ｕも“増加無し（Ｕ＝０）”にする例である（請求項２、１０）。
【００８７】
まず、現在のセルレートＡＣＲをＭＣＲに設定し、ＰＣＲをＭＡＸ（最大値）に設定し、セルレート増加有無信号Ｕを“１（増加有り）”とし、Ｓを“０”とし、アップダウンカウンタのカウンタ値Ｍを最大値（Ｍｕｐ）に設定する（４００）。続いて送信バッファ８４に送出すべきデータセルが有るか調べ（４０１）、もし無ければ
ＡＣＲ＝ＡＣＲーΔＶ’
（ΔＶ’：所定値）
ＡＣＲ＝Ｍａｘ（ＡＣＲ，ＭＣＲ），（Ｍａｘ：大きい方をとる）
とし（４０４）、Ｓ＝０とし（４６０）、４０５に遷移する。
【００８８】
一方、送出すべきデータセルが有る場合には（４０１）、Ｌ／ＡＣＲのセル間隔でデータセルを送出し（４０２）、一定周期ΔＴでセルレート増加有無信号Ｕを含むＦＲＭセルを送出する（４０３）。途中でＣＩ＝０（輻輳予測無し）のＢＲＭセルを受信したら（４０５）、カウンタ値Ｍを“１”減算し（６０２）、Ｍ＜０ならば（６０３）、Ｍ＝０とする（６０４）。続いてＭが所定値Ｐ２以下か判断し（６０５）、Ｐ２以下である場合は、Ｓ＝０とし（４０８）、ＰＣＲ＝ＭＡＸとする（４０９）。一方、Ｐ２以下でない場合には、４１０に遷移する。
【００８９】
続いてＡＣＲ＝ＰＣＲ（即ち、仮のＰＣＲ）であるか判断し（４１０）、等しい場合には、Ｕ＝０とし（４１１）、４０１に遷移する。一方、等しくない場合には、ＡＣＲをＡＣＲ＋ΔＶに変更し、さらにＡＣＲとＰＣＲの内小さい方をＡＣＲとし（４１２）、Ｕ＝１とし（４１３）、４０１に遷移する。
【００９０】
また、ＣＩ＝１（輻輳予測有り）のＢＲＭセルを受信したら（４１４）、カウンタ値Ｍを“１”加算し（６０６）、Ｍ＞Ｍｕｐならば（６０７）、Ｍ＝Ｍｕｐとする（６０８）。続いてＳ＝１か判断し（６０９）、Ｓ＝１ならばＵ＝０とし（６１１）、４０１に遷移する。一方、Ｓ＝１でないなら、カウンタ値Ｍが所定値Ｐ１（Ｐ１＞Ｐ２）以上か判断し（６１０）、Ｐ１以上の場合には、Ｓ＝１とし（４１８）、ＰＣＲ（即ち、仮のＰＣＲ）＝ＡＣＲとし（４１９）、Ｕ＝０とし（４２０）、４０１に遷移する。一方、Ｐ１以上でない場合は（６１０）、ＡＣＲ＝ＰＣＲ（即ち、仮のＰＣＲ）か判断し（４２２）、等しい場合は、Ｕ＝０とし（４２３）、４０１に遷移する。等しくない場合は、Ｕ＝１とし（４２４）、４０１に遷移する。
【００９１】
セル送出制御回路８２を含む送信側のレート制御回路６３または送信側の端末装置６１の動作の他の例を図１９のフローを用いて説明する。この例は本来のＰＣＲを仮のＰＣＲに変換する場合に、シフトレジスタを用いる例である（請求項４、１２）。またこの例は、本来のＰＣＲを仮のＰＣＲに変換した際にセルレート増加有無信号Ｕを“増加無し（Ｕ＝０）”にせず、ＡＣＲ＝ＭＡＸの場合のみＵ＝０とする例である（請求項３、１１）。
【００９２】
まず、現在のセルレートＡＣＲをＭＣＲに設定し、ＰＣＲをＭＡＸ（最大値）に設定し、セルレート増加有無信号Ｕを“１（増加有り）”とし、Ｓを“０”とする（４００）。次ぎに送信バッファ８４に送出すべきデータセルが有るか調べ（４０１）、もし無ければ
ＡＣＲ＝ＡＣＲーΔＶ’
（ΔＶ’：所定値）
ＡＣＲ＝Ｍａｘ（ＡＣＲ，ＭＣＲ），（Ｍａｘ：大きい方をとる）
とし（４０４）、Ｓ＝０とし（４６０）、４０５に遷移する。
【００９３】
一方、送出すべきデータセルが有る場合には（４０１）、Ｌ／ＡＣＲのセル間隔でデータセルを送出し（４０２）、一定周期ΔＴでセルレート増加有無信号Ｕを含むＦＲＭセルを送出する（４０３）。途中でＣＩ＝０（輻輳予測無し）のＢＲＭセルを受信したら（４０５）、長さＭのシフトレジスタに“０”を入力し（４０６）、そのシフトレジスタ内の“１”の合計値がＰ２以下であるか判断し（４０７）、Ｐ２以下である場合は、Ｓ＝０とし（４０８）、ＰＣＲ＝ＭＡＸとする（４０９）。一方、Ｐ２以下でない場合には、４５０に遷移する。
【００９４】
続いてＡＣＲ≧ＰＣＲであるか判断し（４５０）、ＡＣＲ≧ＰＣＲ（即ち、仮のＰＣＲ）である場合には、ＡＣＲ≧ＭＡＸか判断し（４５１）、ＡＣＲ≧ＭＡＸである場合は、Ｕ＝０とし（４５３）、４０１に遷移する。一方、ＡＣＲ≧ＭＡＸでない場合は、Ｕ＝１とし（４５２）、４０１に遷移する。ＡＣＲ≧ＰＣＲでない場合には、ＡＣＲをＡＣＲ＋ΔＶに変更し、さらにＡＣＲとＰＣＲの内小さい方をＡＣＲとし（４１２）、Ｕ＝１とし（４１３）、４０１に遷移する。
【００９５】
また、ＣＩ＝１（輻輳予測有り）のＢＲＭセルを受信したら（４１４）、ＡＣＲ≧ＭＡＸであるか判断し（４５４）、ＡＣＲ≧ＭＡＸである場合は、Ｕ＝０とし（４５５）、ＡＣＲ≧ＭＡＸでない場合は、Ｕ＝１とし（４５６）、４１５に遷移する。続いてシフトレジスタに“１”を入力し（４１５）、そのシフトレジスタ内の“１”の合計はＰ１（Ｐ１＞Ｐ２）以上か判断し（４１６）、Ｐ１以上の場合には、Ｓ＝１か判断し（４１７）、Ｓ＝１でない場合には、Ｓ＝１とし（４１８）、ＰＣＲ（即ち、仮のＰＣＲ）＝ＡＣＲとし（４１９）、４０１に遷移する。また、Ｓ＝１の場合は、４０１に遷移する。一方、Ｐ１以上でない場合は（４１６）、４０１に遷移する。
【００９６】
セル送出制御回路８２を含む送信側のレート制御回路６３または送信側の端末装置６１の動作の他の例を図２０のフローを用いて説明する。この例は本来のＰＣＲを仮のＰＣＲに変換する場合に、アップダウンカウンタを用いる例である（請求項６、１４）。またこの例は、本来のＰＣＲを仮のＰＣＲに変換した際にセルレート増加有無信号Ｕを“増加無し（Ｕ＝０）”にせず、ＡＣＲ＝ＭＡＸの場合のみＵ＝０とする例である。まず、現在のセルレートＡＣＲをＭＣＲに設定し、ＰＣＲをＭＡＸ（最大値）に設定し、セルレート増加有無信号Ｕを“１（増加有り）”とし、Ｓを“０”とし、アップダウンカウンタのカウンタ値Ｍを最大値Ｍｕｐに設定する（６００）。次ぎに送信バッファ８４に送出すべきデータセルが有るか調べ（４０１）、もし無ければ
ＡＣＲ＝ＡＣＲーΔＶ’
（ΔＶ’：所定値）
ＡＣＲ＝Ｍａｘ（ＡＣＲ，ＭＣＲ），（Ｍａｘ：大きい方をとる）
とし（４０４）、Ｓ＝０とし（４６０）、４０５に遷移する。
【００９７】
一方、送出すべきデータセルが有る場合には（４０１）、Ｌ／ＡＣＲのセル間隔でデータセルを送出し（４０２）、一定周期ΔＴでセルレート増加有無信号Ｕを含むＦＲＭセルを送出する（４０３）。途中でＣＩ＝０（輻輳予測無し）のＢＲＭセルを受信したら（４０５）、カウンタ値Ｍを“１”減算し（６０２）、Ｍ＜０ならば（６０３）、Ｍ＝０とする（６０４）。次ぎにＭが所定値Ｐ２以下か判断し（６０５）、Ｐ２以下である場合は、Ｓ＝０とし（４０８）、ＰＣＲ＝ＭＡＸとする（４０９）。
【００９８】
一方、Ｐ２以下でない場合には、４５０に遷移する。次ぎにＡＣＲ≧ＰＣＲであるか判断し（４５０）、ＡＣＲ≧ＰＣＲ（即ち、仮のＰＣＲ）である場合には、ＡＣＲ≧ＭＡＸか判断し（４５１）、ＡＣＲ≧ＭＡＸである場合は、Ｕ＝０とし（４５３）、４０１に遷移する。一方、ＡＣＲ≧ＭＡＸでない場合は、Ｕ＝１とし（４５２）、４０１に遷移する。ＡＣＲ≧ＰＣＲでない場合には、ＡＣＲをＡＣＲ＋ΔＶに変更し、さらにＡＣＲとＰＣＲの内小さい方をＡＣＲとし（４１２）、Ｕ＝１とし（４１３）、４０１に遷移する。
【００９９】
また、ＣＩ＝１（輻輳予測有り）のＢＲＭセルを受信したら（４１４）、ＡＣＲ≧ＭＡＸであるか判断し（４５４）、ＡＣＲ≧ＭＡＸである場合は、Ｕ＝０とし（４５５）、ＡＣＲ≧ＭＡＸでない場合は、Ｕ＝１とし（４５６）、６０６に遷移する。続いてカウンタ値Ｍを“１”加算し（６０６）、Ｍ＞Ｍｕｐならば（６０７）、Ｍ＝Ｍｕｐとする（６０８）。次ぎにカウンタ値Ｍが所定値Ｐ１（Ｐ１＞Ｐ２）以上か判断し（６１０）、Ｐ１以上の場合には、Ｓ＝１か判断し（６０９）、Ｓ＝１でない場合にはＳ＝１とし（４１８）、ＰＣＲ（即ち、仮のＰＣＲ）＝ＡＣＲとし（４１９）、４０１に遷移する。また、Ｓ＝１の場合は、４０１に遷移する。一方、Ｐ１以上でない場合は（４１６）、４０１に遷移する。
【０１００】
送信側の端末装置６１の送信バッファ８４より読み出されたデータセルとＦＲＭセル送出回路８３より送出されたＦＲＭセルは加入者線（アクセス回線）７４を介して送信側のノード６０のインタフェース回路６２に送られる。インタフェース回路６２に到着したセルは順方向のルーチング回路６４に送られる。
【０１０１】
一方、送信側のレート制御回路６３の送信バッファ８４より読み出されたデータセルとＦＲＭセル送出回路８３より送出されたＦＲＭセルは送信側のノード６０の順方向のルーチング回路６４に送られる。ルーチング回路６４に到着したセルは順方向の出力バッファ６５に振り分けられる。送信側のノード６０では、順方向の出力バッファ出力のセルレートより、輻輳予測回路６６により出力伝送路の輻輳予測を次式により行う。
【０１０２】
ＶΣ＋Ｎ＊α＊ｔ／Ｊ＞Ｖｍａｘ…（１３）
α＝ΔＶ／ΔＴ
α：加速度（ｂｉｔ／ｓｅｃ２）
ＶΣ：現在の順方向の出力バッファの使用率と読み出しレートの積または出力バッファ出力の合計セルレート（ｂｉｔ／ｓｅｃ）
Ｎ：Ｊ＊ΔＴ時間内に順方向の出力バッファ出力を流れるセルレート増加有り信号（Ｕ＝１）を含むＦＲＭセルの数
Ｖｍａｘ：出力伝送路の許容セルレート
ΔＶ：送信端末装置または送信レート制御回路の最大セルレート増加量（ｂｉｔ／ｓｅｃ）
ΔＴ：一定時間（ＦＲＭセルの周期）
Ｊ：定数
ｔ：輻輳予測時間（送信端末装置と最遠端受信端末装置との往復遅延時間）（ｓｅｃ）
式（１３）の左辺の第２項は輻輳予測帯域であり、Ｕ＝１の端末数と加速度αの積に比例する。式（１３）を満たす時輻輳予測回路６６は輻輳予測有り（輻輳の前兆有り）と判断する。輻輳予測回路６６は輻輳予測有りと判断した場合には、輻輳予測信号挿入回路６７において順方向出力バッファ出力を流れるＦＲＭセルのペイロードのＣＩビットを１に設定する。
【０１０３】
図２１に送信側のノード６０の輻輳回避動作を示す。まず、輻輳予測回路６６において、順方向の出力バッファ出力の現在の合計セルレートＶΣを測定する（５００）。この測定は観測時間をウィンド幅とするスライディングウィンドウにより行うことができる。次ぎにＪ＊ΔＴ時間内に順方向の出力バッファ出力を流れるセルレート増加有り信号（Ｕ＝１）を含むＦＲＭセルの数Ｎを測定する（５０１）。次ぎに
ＶΣ＋Ｎ＊α＊ｔ／Ｊ＞Ｖｍａｘ
α＝ΔＶ／ΔＴ
により輻輳の前兆の有無を判断する（５０２）。輻輳の前兆有りと判断すると（５０３）、輻輳予測信号挿入回路６７において一定時間順方向出力バッファ出力を流れるＦＲＭセルのＣＩビットを１に設定する（５０４）。もし輻輳の前兆無しと判断すれば（５０５）なにもしない。
【０１０４】
送信側のノード６０の順方向の出力バッファ６５より送出されたセルは中継伝送路７１を介して中継ノード７２の順方向のルーチング回路６４に到達する。ルーチング回路６４に到着したセルは順方向の出力バッファ６５に振り分けられる。輻輳予測回路６６は順方向の出力バッファ出力のセルレートより輻輳予測を行う。中継ノード７２の輻輳予測回路６６および輻輳予測信号挿入回路６７の動作は送信側のノード６０の動作（図２１）と同じなので説明を省略する。
【０１０５】
中継ノード７２の順方向の出力バッファ６５より送出されたセルは受信側のノード７３の順方向のルーチング回路６４に到達する。順方向のルーチング回路６４に到着したセルは出力バッファ６５を介して受信側のレート制御回路６８または受信側のインタフェース回路６９に振り分けられる。受信側のノード７３の輻輳予測回路６６は順方向の出力バッファ出力のセルレートより輻輳予測を行う。受信側のノード７３の輻輳予測回路６６および輻輳予測信号挿入回路６７の動作は送信側のノード６０の動作（図２１）と同じなので説明を省略する。
【０１０６】
受信側のインタフェース回路６９に到着したセルは受信側の端末装置７０に送られる。受信側のレート制御回路６８または受信側の端末装置７０に到達したセルの内、ＦＲＭセルはＦＲＭセル折り返し回路８０でＢＲＭセルに変換後折り返される。一方、受信側のレート制御回路６８の場合、データセルはパケットに変換後受信端末側に送られる。なお、受信側の端末装置７０の場合、ＦＲＭセルは、受信側のインタフェース回路６９で折り返してもよい。
【０１０７】
以上述べた実施例では、輻輳予測回路が輻輳の前兆を検出したとき、順方向の出力バッファ出力を流れるＦＲＭセルに輻輳予測信号を挿入する例を示したが、輻輳予測信号は、逆方向経路入力を流れるＢＲＭセルに挿入してもよい。
【０１０８】
また、以上述べた実施例では、ＦＲＭセル、ＢＲＭセルを用いたＶＣ網の例を示したが、本発明は、ＶＰＦＲＭセル（特定ＶＣＩのセル）、ＶＰＢＲＭセル（特定ＶＣＩのセル）を用いたＶＰ網にも適用できる。
【０１０９】
また、第二実施形態では、ＦＲＭセルに音声信号を挿入することにより、ＦＲＭセルを音声信号伝送に利用してもよい。また、以上述べた本実施形態では、セルは網内ノードにおいて経路識別番号により転送される例を示したが、セルはペイロード内の宛先アドレスによって転送されるように網内ノードを構成してもよい。このようなセルとしてＶＣ設定セル、ＶＰ設定セルがある。さらに、セルのヘッダ内の宛先アドレスによって転送されるように網内ノードを構成してもよい。
【０１１０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、送信側のノードまたは中継ノードの出力バッファ出力は輻輳予測状態を継続するが、輻輳にはならない。従って、中継伝送路は平均スループットの高い状態を維持できる利点がある。また、ピークレートに到達した送信側のレート制御回路または送信側の端末装置は複数の中継ノードの出力バッファ出力が輻輳予測中でもピークレートでセル転送でき、リアルタイム形伝送が可能となる利点がある。
【０１１１】
また、本発明は、送信装置がシフトレジスタを用いて、ＰＣＲを元の値に戻す時間をランダム化しているので、網の輻輳予測状態が解除されたとき、多数の端末が一斉にセルレートを増加させ、網が不安定になることを防ぐ。
【０１１２】
また、本発明は、送信装置が、セルレート増加有無信号Ｕを含むＦＲＭセルを送出し、送信側のノードまたは中継ノードの輻輳予測回路における輻輳予測にそのＵを用いる。送信端末がＰＣＲをＡＣＲに変更した場合はＵ＝０とするので、それが輻輳予測回路における輻輳予測に反映される。これによって、輻輳予測回路の輻輳予測が正確になり、長距離伝送でもスループットを高くできる利点が生じる。
【０１１３】
以上述べたように本発明は、送信側のノード出力伝送路／中継ノード出力伝送路の帯域予約無しに一定帯域を必要とする映像等のリアルタイム形伝送および高速大容量ファイル転送等の非リアルタイム形伝送を可能とする到達レート確保形の輻輳回避網を提供するものである。また、ビートダウンの発生しないセル転送方法を提供するものである。また、網を安定させるとともに、長距離伝送を可能とするものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来例のセル転送システムの構成図。
【図２】セルフォーマットの一例を示す図。
【図３】従来例の送信端末装置の動作フローを示す図。
【図４】第一実施形態のセル転送システムの構成図。
【図５】第一実施形態の送信側のレート制御回路の構成図。
【図６】第一実施形態の送信側の端末装置の構成図。
【図７】第一実施形態の受信側のレート制御回路の構成図。
【図８】第一実施形態の受信側の端末装置の構成図。
【図９】第一実施形態の送信側のレート制御回路または送信側の端末装置の動作フローを示す図。
【図１０】第一実施形態の送信側のレート制御回路または送信側の端末装置の動作フローを示す図。
【図１１】第一実施形態の送信側のノードの輻輳回避動作フローを示す図。
【図１２】第二実施形態のセル転送システムの構成図。
【図１３】第二実施形態の送信側のレート制御回路の構成図。
【図１４】第二実施形態の送信側の端末装置の構成図。
【図１５】第二実施形態の受信側のレート制御回路の構成図。
【図１６】第二実施形態の受信側の端末装置の構成図。
【図１７】第二実施形態の送信側のレート制御回路または送信側の端末装置の動作フローを示す図。
【図１８】第二実施形態の送信側のレート制御回路または送信側の端末装置の動作フローを示す図。
【図１９】第二実施形態の送信側のレート制御回路または送信側の端末装置の動作フローを示す図。
【図２０】第二実施形態の送信側のレート制御回路または送信側の端末装置の動作フローを示す図。
【図２１】第二実施形態の送信側のノードの輻輳回避動作フローを示す図。
【符号の説明】
１−１、１−２  送信端末装置
２  セル組立回路
３  送信バッファ
４  セル送出制御回路
５  ＦＲＭセル送出回路
６  ＢＲＭセル受信回路
７  受信バッファ
８  セル分解回路
９、１０  中継ノード
１１、１２  バッファ
１３  輻輳予測回路
１４  輻輳予測信号挿入回路
１５  経路選択回路
１６−１、１６−２  受信端末装置
１７  受信バッファ
１８  セル分解回路
１９  ＦＲＭセル折り返し回路
２０  セル組立回路
２１  送信バッファ
２２  伝送路
３０  送信側のノード
３１  送信側の端末装置
３２  送信側のＵＰＣ等のインタフェース回路
３３  ルーチング回路
３４  出力バッファ
３５  輻輳予測回路
３６  輻輳予測信号挿入回路
３７  中継ノード
３８  受信側のノード
３９  受信側のＵＰＣ等のインタフェース回路
４０  受信側の端末装置
４１  中継伝送路
４２  加入者線（アクセス回線）
４３  送信側のレート制御回路
４４  受信側のレート制御回路
４５  送信バッファ
４６  セル組み立て回路
４７  受信バッファ
４８  セル分解回路
５０  ＦＲＭセル折り返し回路
５６  ＢＲＭセル受信回路
５７  セル送出制御回路
５８  ＦＲＭセル送出回路、
６０  送信側のノード
６１  送信側の端末装置
６２  送信側のＵＰＣ等のインタフェース回路
６３  送信側のレート制御回路
６４  ルーチング回路
６５  出力バッファ
６６  輻輳予測回路
６７  輻輳予測信号挿入回路
６８  受信側のレート制御回路
６９  受信側のＵＰＣ等のインタフェース回路
７０  受信側の端末装置
７１  中継伝送路
７２  中継ノード
７３  受信側のノード
７４  加入者線（アクセス回線）
８０  ＦＲＭセル折り返し回路
８１  ＢＲＭセル受信回路
８２  セル送出制御回路
８３  ＦＲＭセル送出回路
８４  送信バッファ
８５  セル組み立て回路
８６  受信バッファ
８７  セル分解回路
【図１】
2004336238.tif 000003
【図２】
2004336238.tif 000004
【図３】
2004336238.tif 000005
【図４】
2004336238.tif 000006
【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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