(57)【要約】【課題】データ輻輳時でも通信の回復を図れ、通信の品質を高めたデータ伝送システムを得る。【解決手段】ＴＤＭ伝送装置２内のＬＡＮインタフェース部８は受信制御部８４で輻輳時に中継バッファ８６に格納されるフレームデータのヘッダに輻輳通知情報を付加して送信制御部８３から伝送路側１にデータを多重伝送する一方、受信制御部８４で受け取ったフレームデータのヘッダに輻輳通知情報を検出すると送信制御部８３にて送信バッファ８２からのデータの流入を制限する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれに端末が接続されている複数のＴＤＭ伝送装置が伝送路によりリング状に接続されたデータ伝送システムにおいて、各ＴＤＭ伝送装置が、伝送路側へ送信するデータのヘッダに輻輳通知情報を付加し輻輳時に伝送路につながる各ＴＤＭ伝送装置に輻輳が発生したことを通知する手段と、伝送路側から輻輳通知情報が付加されたデータを受け取ると端末からのデータの流入を一時的に抑制する手段と、を備えたことを特徴とするデータ伝送システム。
【請求項２】
それぞれ端末が接続されている複数のＴＤＭ伝送装置が伝送路によりリング状に接続され、それぞれのＴＤＭ伝送装置が自らの端末からの他のＴＤＭ伝送装置の端末へのデータを伝送路上に送出し、また伝送路上のデータを取り込むと共に中継して伝送路に接続された他のＴＤＭ伝送装置に順次渡して伝送するデータ伝送システムにおいて、各ＴＤＭ伝送装置が、
伝送路側からのデータを受信してデータを取り込むと共にこれを中継手段に渡し、また中継手段からデータの輻輳通知を受けると中継手段へのデータに輻輳通知情報を付加し、また伝送路側からのデータのうちの自らの端末からのデータに輻輳通知情報が付加されていた場合に送信制御手段に輻輳検知を通知する受信制御手段と、
この受信制御手段から渡されたデータを次のＴＤＭ伝送装置に送信するために一時的に格納すると共に現在格納されているデータ量が所定値を超えた時に前記受信制御手段に輻輳通知を送る前記中継手段と、
自らの端末からの他のＴＤＭ伝送装置の端末へのデータおよび前記中継手段のデータを伝送路側に送信し、かつ前記受信制御手段より輻輳検知の通知を受けると前記中継手段のデータを優先して選択して伝送路側に送信する前記送信制御手段と、
を備えたことを特徴とするデータ伝送システム。
【請求項３】
前記送信制御手段において、輻輳検知の通知を受けると自らの端末からの他のＴＤＭ伝送装置の端末へのデータを一時的に停止することを特徴とする請求項２に記載のデータ伝送システム。
【請求項４】
前記送信制御手段において、輻輳検知の通知を受けると自らの端末からの他のＴＤＭ伝送装置の端末へのデータの送信レートを一時的に抑制することを特徴とする請求項２に記載のデータ伝送システム。
【請求項５】
前記送信制御手段において、自らの端末からの他のＴＤＭ伝送装置の端末へのデータの送信レートを監視し、輻輳時には送信レートが高い程抑制値を高くすることを特徴とする請求項４に記載のデータ伝送システム。
【請求項６】
前記送信制御手段において、前記各ＴＤＭ伝送装置毎に自らの端末からの他のＴＤＭ伝送装置の端末へのデータの輻輳時の所望の送信レートが予め設定され、これに従って抑制を行うことを特徴とする請求項４に記載のデータ伝送システム。
【請求項７】
前記中継手段において格納データ量に従い予め定められた複数のレベルに基づく輻輳通知を前記受信制御手段に送り、前記受信制御手段および送信制御手段がこれらの複数のレベルに基づく輻輳通知および輻輳検知の通知に従って前記複数のレベル毎に予め設定された送信レートで抑制を行うことを特徴とする請求項６に記載のデータ伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数のＬＡＮ間をリング状に構成されたＴＤＭ（時分割多重）伝送装置で接続し、複数のＬＡＮ相互間でデータを伝送するデータ伝送システム、特にこのシステムにおける輻輳制御に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種のデータ伝送システムにおいては、ネットワークシステムを構成する伝送装置に、一時送信データを記憶する記憶手段を備えて、データの伝送を行っている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭６１−２１０７４３号公報（第１１−１８頁、第４図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のリング状データ伝送システムでは、ネットワークシステムを構成する伝送装置に記憶手段を設けてデータを一時格納し、データ伝送の空き時間を利用して格納したデータを送信していた。しかし、伝送装置でデータが輻輳し、データ伝送の空き時間が少なくなった場合には、データがなかなか送れなかったり、データが記憶手段から溢れてしまうという問題点があった。
【０００５】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、データ輻輳時でも通信の回復を図れ、通信の品質を高めたデータ伝送システムを得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的に鑑みこの発明は、それぞれに端末が接続されている複数のＴＤＭ伝送装置が伝送路によりリング状に接続されたデータ伝送システムにおいて、各ＴＤＭ伝送装置が、伝送路側へ送信するデータのヘッダに輻輳通知情報を付加し輻輳時に伝送路につながる各ＴＤＭ伝送装置に輻輳が発生したことを通知する手段と、伝送路側から輻輳通知情報が付加されたデータを受け取ると端末からのデータの流入を一時的に抑制する手段と、を備えたことを特徴とするデータ伝送システムにある。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を各実施の形態に従って説明する。
実施の形態１．
図１は本発明の一実施の形態による輻輳制御装置を設けたデータ伝送システムの構造図であり、図において、伝送路１は光ファイバでリング状に接続された同期通信データの伝送路、ＴＤＭ伝送装置２Ａ〜２Ｄは複数の通信回線データをＴＤＭ方式で伝送する装置であり、これらのＴＤＭ伝送装置２Ａ〜２Ｄは伝送路１によりリング接続されている。ＬＡＮ３Ａ〜３Ｇは端末４Ａ〜４Ｇを通信回線で接続して構成した通信網である。ＬＡＮ３Ａ〜３Ｇのアクセス制御方式は、ＣＳＭＡ／ＣＤを用いる場合を想定しているが、他のアクセス制御方式でもよい。ＬＡＮ端末４Ａ〜４Ｇはコンピュータ等の端末である。
【０００８】
図２は１つのＴＤＭ伝送装置２の詳細な構成を示したものであり、図において光・電気信号変換部５は、伝送路１からの同期通信データを光信号から電気信号に変換する光／電気変換部（Ｏ／Ｅ）５１と多重化／多重分離バスからの同期通信データを電気信号から光信号に変換する電気／光変換部（Ｅ／Ｏ）５２から構成される。多重化／多重分離部６は、多重分離して多重分離データ（同期通信データの複数のタイムスロットを分離したデータである）に変換し、その多重分離データを多重分離バス７に送出し、また逆に多重分離バス７からの多重分離データを多重して同期通信データに変換し、その同期通信データを伝送路１側に送出する。多重分離バス７は多重分離データを伝送し、ＬＡＮインタフェース部８はＬＡＮ３Ａ、３Ｂを介して端末４Ａ、４Ｂと接続し、非同期通信データと同期通信データの変換機能を備える。
【０００９】
ＬＡＮインタフェース部８において、レイヤ２（データリンク層）スイッチ回路８１は端末４Ａ、４Ｂ側のフレームデータと多重分離バス７側のフレームデータを相互に中継し、送信バッファ８２はレイヤ２スイッチ回路８１から送出されたフレームデータを一時格納する。送信制御部８３は送信バッファ８２及び中継バッファ８５からのフレームデータを多重分離バス７に多重する。受信制御部８４は多重分離バス７からデータを多重分離する。受信バッファ８５は受信制御部８４からのデータを一時格納する。中継バッファ８６は受信制御部８４からのデータを一時格納する。バッファ監視部８７は中継バッファ８６のバッファ残量を監視し、その結果を受信制御部８４に通知する。
【００１０】
また、図３は送信制御部８３の詳細な構成を示したものである。ヘッダ付加部８３１は送信バッファ８２からのフレームデータにヘッダを付加する。送信・中継選択部８３２は送信バッファ８２と中継バッファ８６とを選択してデータを引き出し多重分離バス７に多重する。フラグ付加部８３３はさらにそのデータにフラグを付加する。
【００１１】
また、図４は受信制御部８４の詳細な構成を示したものである。フレームデータ抽出部８４１は、多重分離バス７から受信したデータよりフレームデータ部分を抽出する。ヘッダ判定・処理部８４２はフレームデータに付加されたヘッダの内容を判定する。
【００１２】
また、図５は多重分離バス７に送出されるデータのフォーマットを示したものである。
【００１３】
次に動作について説明する。端末４Ａ〜４ＧからＬＡＮ３Ａ〜３Ｇに送出された非同期通信データ（フレームデータ）は、ＴＤＭ伝送装置２Ａ〜２ＤのＬＡＮインタフェース部８で受信される。ＬＡＮインタフェース部８のレイヤ２スイッチ回路８１はＬＡＮ３よりフレームデータを受信すると、フレームデータの送信先アドレスを確認し、中継先が多重分離バス７側である場合は、送信バッファ８２へフレームデータを送出し、送信バッファ８２にフレームデータが格納される。
【００１４】
送信制御部８３の送信・中継処理部８３２は送信バッファ８２にフレームデータが格納されたことを検知すると、送信バッファ８２よりフレームデータを引き出し、ヘッダ付加部８３１で各ＬＡＮインタフェース８に一意に設定されたＩＤ番号と輻輳通知の情報を含むヘッダをフレームデータに付加して、多重分離バス７にフレームデータを送出する。送信・中継処理部８３２はまた、中継バッファ８６にフレームデータが格納されたことを検知すると、中継バッファ８６よりフレームデータを引き出し多重分離バス７にフレームデータを送出する。
【００１５】
多重化／多重分離部６は、多重分離バス７に出力されたデータを、通常のＴＤＭ処理に従って多重化して同期データとし、その同期データをＥ／Ｏ５２により電気信号から光信号に変換して伝送路１に送出する。
【００１６】
一方、ＴＤＭ伝送装置２は伝送路１から同期データを受信する。伝送路１からＯ／Ｅ５１により光信号から電気信号に変換された同期データを、多重化／多重分離部６は、受信した同期データを多重分離して多重分離データに変換し、その多重分離データを多重分離バス７に送出する。この多重分離データをＬＡＮインタフェース部８の受信制御部８４が受信する。受信制御部８４内のフレームデータ抽出部８４１でフレームデータをフラグから分離し、ヘッダ判定・処理部８４２にてフレームデータのヘッダ内のＩＤ番号が自ＬＡＮインタフェース８のＩＤ番号と一致した場合は、フレームデータがリングを一周したとして破棄、一致しなければ受信バッファ８５及び中継バッファ８６にフレームデータを格納する。更に、受信バッファ８５からレイヤ２スイッチ回路８１にフレームデータを１フレーム分送出し、レイヤ２スイッチ回路８１は、フレームデータを受信すると、フレームデータの送信先アドレスを確認し、送信先の端末４に接続するＬＡＮ３へフレームデータを送出する。
【００１７】
上記のシステムでＬＡＮインタフェース部８にて、バッファ監視部８７にて中継バッファ８６の使用量が所定のしきい値を超えたとき輻輳状態と判断し、受信制御部８４のヘッダ判定・処理部８４２に輻輳状態を通知する。輻輳通知を受けたヘッダ判定・処理部８４２は、中継バッファ８６に格納するフレームデータのヘッダ内の輻輳通知領域に輻輳状態を示す値を上書きし、中継バッファ８６に送出する。これにより、輻輳時には、中継バッファ８６より輻輳情報を載せたヘッダ及びフレームデータが伝送路１に送出される。
【００１８】
一方、ヘッダ判定・処理部８４２は多重分離バス７より受信したフレームデータのうちヘッダ内のＩＤ番号が自ＬＡＮインタフェース部８と一致するフレーム（自ＬＡＮインタフェース部８が端末４からのフレームデータを多重分離バス７に多重し、伝送路１を一周して戻ってきたフレーム）において、ヘッダ内の輻輳通知の情報を読み取り、輻輳状態を検知すると、送信・中継選択部８３２に輻輳通知を通知する。送信・中継選択部８３２は輻輳検知の通知を受けると一定時間中継バッファ８６を優先して選択し、送信バッファ８２から伝送路１へのデータの送出を一時的に停止する。
【００１９】
よって、あるＬＡＮインタフェース８にて輻輳状態が発生し、ヘッダの輻輳通知に輻輳状態を設定して伝送路１に送出すると、伝送路１上に接続されるＴＤＭ伝送装置２のＬＡＮインタフェース部８に次々にそのヘッダ（輻輳通知）が中継され、輻輳通知を受け取ったＬＡＮインタフェース部８にて次々と送信バッファ８２からのデータの送出が抑制される。結果として、所定期間、伝送路１への新たなフレームデータの伝送が抑制され、かつ伝送路１に伝送されていたフレームデータが送信元のＬＡＮインタフェース８にて破棄されるため、伝送路１の空き帯域が増えることになる。これにより、中継バッファ８６の使用容量が所定のしきい値を下回り、輻輳を通知したＬＡＮインタフェース部８の送信バッファ８２よりフレームデータを伝送路１に送出することが可能になる。
【００２０】
以上のように、この実施の形態１によれば、リング状に構成されたＴＤＭ伝送装置システムにおいて伝送路１側の輻輳制御が可能となり、中継・送信バッファが溢れてフレームが消失することを防ぐことができ通信品質の向上が図れるとともに、輻輳時に他の端末データの流入を抑制することで通信の回復を図ることができる。
【００２１】
実施の形態２．
実施の形態１では、輻輳通知を検知したＬＡＮインタフェース８の送信バッファ８２からのデータは完全に一時停止し、通信の遅延が一時的に大きくなる恐れがある。そこで実施の形態２では、図６に示すように、送信制御部８３に、送信バッファ８２からのデータを引き出すレートを制御する送信レート制御部８３４を設ける。
【００２２】
次に動作について説明する。送信レート制御部８３４は通常時は可能な最大のレートで送信バッファ８２よりデータを引き出すが、ヘッダ判定・処理部８４２より輻輳検知を通知された時には、予め設定された値に従い、送信バッファ８２からのデータを多重分離バス７に多重するデータ量を一時的に抑制する。
【００２３】
以上のように、実施の形態２によれば、輻輳通知を検知した場合にでも、送信レート制御部８３４により一定レートの通信を確保することで、通信の途絶・通信遅延が大きくなることを抑えることが可能となる。
【００２４】
実施の形態３．
実施の形態２では、輻輳通知を検知した場合に、ＬＡＮインタフェース部８の実際の送信負荷に関係なく、予め設定された固定値で輻輳時の送信レートの抑制値が決まるため、送信負荷が軽いのに下げ幅が大きくなるという不公平な制御になる可能性がある。そこで、実施の形態３では図７に示すように、送信制御部８３に、送信バッファ８２から多重分離バス７への送信レートを監視する送信レート監視部８３５を設ける。
【００２５】
次に、動作について説明する。送信レート監視部８３５は、送信バッファ８２から多重分離バス７への送信レートを監視する。送信レート制御部８３４は通常時は可能な最大のレートで送信バッファ８２よりデータを引き出すが、ヘッダ判定・処理部８４２より輻輳検知を通知された場合に、送信レート監視部８３５からの送信レートの情報に従い、送信レートを抑制する。このとき、送信レートの抑制値は、送信レートが高いほど高く設定することで、送信負荷の高いＬＡＮインタフェース部８ほど抑制がかかる。
【００２６】
以上のように、実施の形態３によれば、輻輳通知を検知した場合に、各ＬＡＮインタフェース部８の送信負荷に応じて送信レートの抑制の度合いを制御できるためバランスのとれた制御が可能となる。
【００２７】
実施の形態４．
実施の形態２では、輻輳検知時に一律の値で送信レートを抑制するため、特定の端末４のトラフィックの優先度を高くしたい場合に、対応できない恐れがある。そこで実施の形態４では図８に示すように、送信レートを設定可能とする送信レート設定部８３６を設ける。
【００２８】
次に、動作について説明する。送信レート制御部８３４は通常時は可能な最大のレートで送信バッファ８２よりデータを引き出すが、ヘッダ判定・処理部８４２より輻輳検知を通知された時には、送信レート設定部８３６からの送信レート値に従い、送信バッファ８２からのデータを多重分離バス７に多重するデータ量を一時的に抑制する。送信レート設定部８３６では送信レート値は自由に設定可能である。
【００２９】
以上のように、実施の形態４によれば、送信レート設定部８３６により端末毎にトラフィックの優先度をつけることが可能となり、優先度の高い端末４がつながるＬＡＮインタフェース部８では、送信レート設定部８３６の送信レート値を高く設定し、優先度の低い端末４がつながるＬＡＮインタフェース部８では、送信レート設定部８３６の送信レートを低く設定することで、輻輳時にも優先度の高いトラフィックの通信量を大きく確保でき、トラフィックの重要度の観点から通信品質を向上させることが可能となる。
【００３０】
実施の形態５．
実施の形態３では、輻輳しているか、輻輳していないかの２値であるため、輻輳状態がひどくない場合でも、抑制がかかりすぎて通信のスループットが低下する恐れがある。そこで、実施の形態５では図９に示すように、受信制御部８４に輻輳通知ビット比較部８４３を設ける。
【００３１】
次に動作について説明する。バッファ（残量）監視部８７では、バッファ残量のしきい値を複数設定し、輻輳状態のレベルを細かく分け、結果を輻輳通知ビット比較部８４３に通知する。例えば、次例は輻輳状態を４レベルに分け、輻輳通知ビットを２ビット用意したものである。輻輳レベルを更に細かく制御する場合は、輻輳通知ビットのビット幅を増やせばよい。
【００３２】
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【００３３】
輻輳通知ビット比較部８４３は、多重分離バス７から受信したフレームデータのヘッダの輻輳通知ビットの内容とバッファ（残量）監視部８７から受け取った輻輳通知ビットの結果を比較し、バッファ（残量）監視部８７から受け取った輻輳通知ビットのほうが小さい又は同じであればヘッダ内の輻輳通知ビットをそのまま中継バッファ８６に渡し、大きければヘッダ内の輻輳通知ビットをバッファ（残量）監視部８７から受け取った輻輳通知ビットの値に書き換え、中継バッファ８６に渡す。また、送信レート設定部８３６（図８参照）は、ヘッダ判定・処理部８４２より受け取った輻輳通知ビットの輻輳レベルに従い、予め設定された制御レベル（例えば上記４レベル毎に設定されているもの）に従い送信データを抑制する。
【００３４】
以上のように、輻輳状態レベルを細分化し、輻輳レベルに応じて送信データの抑制を変化させることで、柔軟な輻輳制御が可能となり、通信のスループットの向上を図ることが可能となる。
【００３５】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、それぞれに端末が接続されている複数のＴＤＭ伝送装置が伝送路によりリング状に接続されたデータ伝送システムにおいて、各ＴＤＭ伝送装置が、伝送路側へ送信するデータのヘッダに輻輳通知情報を付加し輻輳時に伝送路につながる各ＴＤＭ伝送装置に輻輳が発生したことを通知する手段と、伝送路側から輻輳通知情報が付加されたデータを受け取ると端末からのデータの流入を一時的に抑制する手段と、を備えたことを特徴とするデータ伝送システムとしたので、伝送路側の輻輳制御が可能となり、輻輳時に端末からのデータの流入を抑制することで通信の回復を図れ、通信の品質を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明によるデータ伝送システムの構成を示す図である。
【図２】図１のＴＤＭ伝送装置の構成の一例を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態１による送信制御部の構成を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態１による受信制御部の構成を示す図である。
【図５】この発明における多重分離バス上のデータフォーマットの一例を示す図である。
【図６】この発明の実施の形態２による送信制御部の構成の一例を示す図である。
【図７】この発明の実施の形態３による送信制御部の構成の一例を示す図である。
【図８】この発明の実施の形態４、５による送信制御部の構成の一例を示す図である。
【図９】この発明の実施の形態５による受信制御部の構成の一例を示す図である。
【符号の説明】
１  伝送路、２，２Ａ〜２Ｄ  ＴＤＭ伝送装置、３Ａ〜３Ｇ  ＬＡＮ、４Ａ〜４Ｇ  ＬＡＮ端末、５  光・電気信号変換部、６  多重化／多重分離部、７  多重分離バス、８  ＬＡＮインタフェース部、５１  光／電気変換部（Ｏ／Ｅ）、５２  電気／光変換部（Ｅ／Ｏ）、８１  レイヤ２（データリンク層）スイッチ回路、８２  送信バッファ、８３  送信制御部、８４  受信制御部、８５  受信バッファ、８６  中継バッファ、８７  バッファ監視部、８３１  ヘッダ付加部、８３２  送信・中継選択部、８３３  フラグ付加部、８３４  送信レート制御部、８３５  送信レート監視部、８３６  送信レート設定部、８４１  フレームデータ抽出部、８４２  ヘッダ判定・処理部、８４３  輻輳通知ビット比較部。
【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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