(57)【要約】【課題】複数中継ノードが輻輳予測しても、送信端末装置のセル速度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、中継伝送路のスループットが高く、リアルタイム形伝送を可能とする。【解決手段】送信側のノードまたは中継ノードは、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ＭＵＸの入力または出力のセル転送速度と所定時間内の帯域確保フォワードリソース管理セル数から輻輳前兆の有無を検出し、送信装置は、所定時間ウインドウ内に受信した輻輳予測信号を含む前記管理セル数が所定値Ｌ個以下である場合は、ＰＣＲでデータセルの送出を開始し、前記管理セルの送出開始から所定時間Ｔ０経過しても、所定時間ウインドウＴ内に受信した輻輳予測信号を含む前記管理セル数が所定値Ｌ個以下にならない場合は、前記管理セルの送出を停止する。【選択図】　図１
2004120111.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ＭＵＸ（多重化手段）の入力または出力のセル転送速度と所定時間内の帯域確保フォワードリソース管理セル数から輻輳前兆の有無を検出する手段と、
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帯域確保フォ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手段と
を備え、
前記送信装置は、ΔＴ／（ＰＣＲ／Ｋ）（ΔＴ：所定時間、Ｋ：所定レート）の周期で帯域確保フォワードリソース管理セルを送出し、受信側のノードに接続された受信装置で折り返された帯域確保バックワードリソース管理セルを受信し、所定時間ウインドウ（長さＴ）内に受信した輻輳予測信号を含む帯域確保バックワードリソース管理セル数が所定値Ｌ個以下である場合は、ＰＣＲでデータセルの送出を開始し、前記帯域確保フォワードリソース管理セルの送出開始から所定時間Ｔ０経過しても、所定時間ウインドウＴ内に受信した輻輳予測信号を含む帯域確保バックワードリソース管理セル数が所定値Ｌ個以下にならない場合は、帯域確保フォワードリソース管理セルの送出を停止する手段を備えた
ことを特徴とするセル転送装置。
【請求項２】
受信装置が接続された受信側のノードまたは中継ノードは、
セルが転送される逆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ＭＵＸの入力または出力のセル転送速度と所定時間内の帯域確保バックワードリソース管理セル数から輻輳前兆の有無を検出する手段と、
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、送信装置から周期的に送出され、受信側で折り返された帯域確保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手段と
を備え、
前記送信装置は、ΔＴ／（ＰＣＲ／Ｋ）（ΔＴ：所定時間、Ｋ：所定レート）の周期で帯域確保フォワードリソース管理セルを送出し、受信側のノードに接続された受信装置で折り返された帯域確保バックワードリソース管理セルを受信し、所定時間ウインドウ（長さＴ）内に受信した輻輳予測信号を含む帯域確保バックワードリソース管理セル数が所定値Ｌ個以下である場合は、データセル送出開始指示信号を受信装置に送出し、前記帯域確保フォワードリソース管理セルの送出開始から所定時間Ｔ０経過しても、所定時間ウインドウＴ内に受信した輻輳予測信号を含む帯域確保バックワードリソース管理セル数が所定値Ｌ個以下にならない場合は、帯域確保フォワードリソース管理セルの送出を停止する手段を備えた
ことを特徴とするセル転送装置。
【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ＭＵＸの入力または出力のセル転送速度と所定時間内の帯域確保リソース管理セル数から輻輳前兆の有無を検出する手段と、
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帯域確保リソース管理セルに書き込み、前記送信装置に伝える手段と
を備え、
受信装置が接続された受信側のノードまたは中継ノードは、
セルが転送される逆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ＭＵＸの入力または出力のセル転送速度と所定時間内の帯域確保リソース管理セル数から輻輳前兆の有無を検出する手段と、
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、受信側で折り返された帯域確保リソース管理セルに書き込み、前記送信装置に伝える手段と
を備え、
前記送信装置は、ΔＴ／（ＰＣＲ／Ｋ）（ΔＴ：所定時間、Ｋ：所定レート）の周期で帯域確保リソース管理セルを送出し、受信側のノードに接続された受信装置で折り返された前記帯域確保リソース管理セルを受信し、所定時間ウインドウ（長さＴ）内に受信した輻輳予測信号を含む帯域確保リソース管理セル数が所定値Ｌ個以下である場合は、データセル送出開始指示信号を受信装置に送出し、前記帯域確保リソース管理セルの送出開始から所定時間Ｔ０経過しても、所定時間ウインドウＴ内に受信した輻輳予測信号を含む帯域確保リソース管理セル数が所定値Ｌ個以下にならない場合は、帯域確保リソース管理セルの送出を停止する手段を備えた
ことを特徴とするセル転送装置。
【請求項４】
前記送信装置は、前の帯域確保バックワードリソース管理セルの受信から所定時間Ｔ１経過しても次の帯域確保バックワードリソース管理セルを受信しない場合は、帯域確保フォワードリソース管理セルの送出を停止する手段を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載のセル転送装置。
【請求項５】
前記送信装置は、前の帯域確保リソース管理セルの受信から所定時間Ｔ１経過しても次の帯域確保リソース管理セルを受信しない場合は、帯域確保リソース管理セルの送出を停止する手段を備えたことを特徴とする請求項３に記載のセル転装置。
【請求項６】
前記送信装置の所定時間ウインドウは長さＭ（＝ＰＣＲ＊Ｔ／（Ｋ＊ΔＴ））のシフトレジスタであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のセル転送装置。
【請求項７】
前記輻輳前兆の有無を検出する手段は、
ＶΣ＋Ｊ＊Ｔ２＊Ｋ／ΔＴ
ＶΣ：順方向の出力バッファの使用率＊読み出し速度または出力バッファまたはＭＵＸの入力または出力のセル転送速度
Ｔ２：順方向の出力バッファまたはＭＵＸの出力における時間ウインドウＪ：順方向の出力バッファまたはＭＵＸの出力における時間ウインドウＴ２内の輻輳予測信号の挿入されていない合計帯域確保フォワードリソース管理セル数
Ｋ：所定レート
ΔＴ：所定時間
Ｖｍａｘ：出力伝送路の許容セルレート
がＶｍａｘ以上である時、輻輳前兆有りとする手段であることを特徴とする請求項１に記載のセル転送装置。
【請求項８】
前記輻輳前兆の有無を検出する手段は、
ＶΣ＋Ｊ＊Ｔ２＊Ｋ／ΔＴ
ＶΣ：逆方向の出力バッファの使用率＊読み出し速度または出力バッファまたはＭＵＸの入力または出力のセル転送速度
Ｔ２：逆方向の出力バッファまたはＭＵＸの出力における時間ウインドウＪ：逆方向の出力バッファまたはＭＵＸの出力における時間ウインドウＴ２内の輻輳予測信号の挿入されていない合計帯域確保バックワードリソース管理セル数
Ｋ：所定レート
ΔＴ：所定時間
Ｖｍａｘ：出力伝送路の許容セルレート
がＶｍａｘ以上である時、輻輳前兆有りとする手段であることを特徴とする請求項２に記載のセル転送装置。
【請求項９】
前記輻輳前兆の有無を検出する手段は、
ＶΣ＋Ｊ＊Ｔ２＊Ｋ／ΔＴ
ＶΣ：順または逆方向の出力バッファの使用率＊読み出し速度または出力バッファまたはＭＵＸの入力または出力のセル転送速度
Ｔ２：順または逆方向の出力バッファまたはＭＵＸの出力における時間ウインドウ
Ｊ：順または逆方向の出力バッファまたはＭＵＸの出力における時間ウインドウＴ２内の輻輳予測信号の挿入されていない合計帯域確保リソース管理セル数
Ｋ：所定レート
ΔＴ：所定時間
Ｖｍａｘ：出力伝送路の許容セルレート
がＶｍａｘ以上である時、輻輳前兆有りとする手段であることを特徴とする請求項３に記載のセル転送装置。
【請求項１０】
ΔＴ／（ＰＣＲ／Ｋ）（ΔＴ：所定時間、Ｋ：所定レート）の周期で帯域確保フォワードリソース管理セルを送出し、受信側のノードに接続された受信装置で折り返された前記帯域確保バックワードリソース管理セルを受信し、所定時間ウインドウ（長さＴ）内に受信した輻輳予測信号を含む帯域確保バックワードリソース管理セル数が所定値Ｌ個以下である場合は、ＰＣＲでデータセルの送出を開始し、前記帯域確保フォワードリソース管理セルの送出開始から所定時間Ｔ０経過しても、所定時間ウインドウＴ内に受信した輻輳予測信号を含む帯域確保バックワードリソース管理セル数が所定値Ｌ個以下にならない場合は、帯域確保フォワードリソース管理セルの送出を停止する手段を備えたことを特徴とする送信装置。
【請求項１１】
ΔＴ／（ＰＣＲ／Ｋ）（ΔＴ：所定時間、Ｋ：所定レート）の周期で帯域確保フォワードリソース管理セルを送出し、受信側のノードに接続された受信装置で折り返された前記帯域確保バックワードリソース管理セルを受信し、所定時間ウインドウ（長さＴ）内に受信した輻輳予測信号を含む帯域確保バックワードリソース管理セル数が所定値Ｌ個以下である場合は、データセル送出開始指示信号を受信装置に送出し、前記帯域確保フォワードリソース管理セルの送出開始から所定時間Ｔ０経過しても、所定時間ウインドウＴ内に受信した輻輳予測信号を含む帯域確保バックワードリソース管理セル数が所定値Ｌ個以下にならない場合は、帯域確保フォワードリソース管理セルの送出を停止する手段を備えたことを特徴とする送信装置。
【請求項１２】
ΔＴ／（ＰＣＲ／Ｋ）（ΔＴ：所定時間、Ｋ：所定レート）の周期で帯域確保リソース管理セルを送出し、受信側のノードに接続された受信装置で折り返された前記帯域確保リソース管理セルを受信し、所定時間ウインドウ（長さＴ）内に受信した輻輳予測信号を含む帯域確保リソース管理セル数が所定値Ｌ個以下である場合は、データセル送出開始指示信号を受信装置に送出し、前記帯域確保リソース管理セルの送出開始から所定時間Ｔ０経過しても、所定時間ウインドウＴ内に受信した輻輳予測信号を含む帯域確保リソース管理セル数が所定値Ｌ個以下にならない場合は、帯域確保リソース管理セルの送出を停止する手段を備えたことを特徴とする送信装置。
【請求項１３】
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の順方向の出力バッファ出力またはＭＵＸ出力に到来しているセルの合計セル速度ＶΣと所定時間Ｔ２内の輻輳予測信号の挿入されていない帯域確保フォワードリソース管理セル数Ｊから順方向の出力バッファ出力またはＭＵＸ出力のセル速度を
ＶΣ＋Ｊ＊Ｔ２＊Ｋ／ΔＴ
ＶΣ：順方向の出力バッファの使用率＊読み出し速度または出力バッファまたはＭＵＸの出力のセル転送速度
Ｔ２：順方向の出力バッファまたはＭＵＸの出力における時間ウインドウＪ：順方向の出力バッファまたはＭＵＸの出力における時間ウインドウＴ２内の輻輳予測信号の挿入されていない合計帯域確保フォワードリソース管理セル数
Ｋ：所定レート
ΔＴ：所定時間
Ｖｍａｘ：出力伝送路の許容セルレート
で求め、この値が、出力伝送路の許容セル速度（Ｖｍａｘ）以上である場合に、輻輳前兆有りと判断する手段を備えたことを特徴とする輻輳予測回路。
【請求項１４】
受信装置が接続された受信側のノードまたは中継ノードの逆方向の出力バッファ出力またはＭＵＸ出力に到来しているセルの合計セル速度ＶΣと所定時間Ｔ２内の輻輳予測信号の挿入されていない帯域確保バックワードリソース管理セル数Ｊから逆方向の出力バッファ出力またはＭＵＸ出力のセル速度を
ＶΣ＋Ｊ＊Ｔ２＊Ｋ／ΔＴ
ＶΣ：逆方向の出力バッファの使用率＊読み出し速度または出力バッファまたはＭＵＸの出力のセル転送速度
Ｔ２：逆方向の出力バッファまたはＭＵＸの出力における時間ウインドウＪ：逆方向の出力バッファまたはＭＵＸの出力における時間ウインドウＴ２内の輻輳予測信号の挿入されていない合計帯域確保バックワードリソース管理セル数
Ｋ：所定レート
ΔＴ：所定時間
Ｖｍａｘ：出力伝送路の許容セルレート
で求め、この値が、出力伝送路の許容セル速度（Ｖｍａｘ）以上である場合に、輻輳前兆有りと判断する手段を備えたことを特徴とする輻輳予測回路。
【請求項１５】
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の順方向の出力バッファ出力またはＭＵＸ出力に到来しているセルの合計セル速度ＶΣと所定時間Ｔ２内の輻輳予測信号の挿入されていない帯域確保リソース管理セル数Ｊから順方向の出力バッファ出力またはＭＵＸ出力のセル速度を
ＶΣ＋Ｊ＊Ｔ２＊Ｋ／ΔＴ
ＶΣ：順方向の出力バッファの使用率＊読み出し速度または出力バッファまたはＭＵＸの出力のセル転送速度
Ｔ２：順方向の出力バッファまたはＭＵＸの出力における時間ウインドウＪ：順方向の出力バッファまたはＭＵＸの出力における時間ウインドウＴ２内の輻輳予測信号の挿入されていない合計帯域確保リソース管理セル数
Ｋ：所定レート
ΔＴ：所定時間
Ｖｍａｘ：出力伝送路の許容セルレート
で求め、この値が、出力伝送路の許容セル速度（Ｖｍａｘ）以上である場合に、輻輳前兆有りと判断する手段を備えたことを特徴とする輻輳予測回路。
【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）の転送技術に関する。本発明は、送受信側の端末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に関する。
【０００２】
なお、本明細書では固定長パケット（セル）に着目して説明を行うが、固定長パケットを一般のパケットに置き替えても同様に説明することができる。したがって、本発明の適用範囲は固定長パケット（セル）に限定されない。
【０００３】
【従来の技術】
図１に従来例のシステム構成を示す。図１において、１ー１、１ー２は送信側の端末装置、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は受信側の端末装置、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は中継伝送路である。送信側の端末装置１ー１、１ー２はそれぞれ受信側の端末装置１６ー１、１６ー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は送信側の端末装置より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、逆方向通信は容易に類推することができるので省略されている。
【０００４】
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。なお、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。
【０００５】
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の出力セル速度はそのセル間隔がＬ／ＡＣＲ，（ＡＣＲ：現在のセル速度、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。
【０００６】
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セルのセル速度Ｙは次式に示される。
【０００７】
Ｙ＝ＩＣＲ＊ｅｘｐ（β＊Ｔ）　　　　　　　　　…（１）
β＝ＰＣＲ＊ＲＩＦ／（Ｎｒｍ＊Ｌ）　　　　　　…（２）
Ｙ：送出セル速度（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：初速度（ｂｉｔ／ｓｅｃ）（＝最小セル速度（ＭＣＲ））
β：加速比係数（１／ｓｅｃ）
Ｌ：セル長（４２４ｂｉｔ）
Ｔ：入力を経過時間とし、出力をセル速度とする仮想ルックアップテーブル上の経過時間（ｓｅｃ）
セル速度増加中のセル速度を式（１）、（２）のように表わすことができるので、端末１ー１、１ー２からの送出セルはセル加速比（単位時間当たりのセル速度増加比率）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。現在のセル速度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速度を増加させる。
【０００８】
ＡＣＲ＝ＡＣＲ＋ＲＩＦ＊ＰＣＲ
ＡＣＲ＝Ｍｉｎ（ＡＣＲ，ＰＣＲ）　　　　　　　　…（３）
ＡＣＲ：現在のセル速度（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、現在のセル速度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速度を減少させる。
【０００９】
ＡＣＲ＝ＡＣＲーＲＤＦ＊ＡＣＲ
ＡＣＲ＝Ｍａｘ（ＡＣＲ，ＭＣＲ）　　　　　　　　…（４）
ＲＤＦ：レート減少係数
ＭＣＲ；最小セル速度（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。
【００１０】
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、現在のセル速度ＡＣＲをＩＣＲ（初速度）に設定する。またＩＣＲはＭＣＲ（最小セル速度）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。
【００１１】
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セルは中継伝送路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セルは伝送路速度で読み出される。中継ノード９では、バッファ１１から読み出されたセル速度より、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。
【００１２】
Ｖ＝Ｖｃ＊ｅｘｐ（ＰＣＲ＊ＲＩＦ＊Ｄ１／（Ｎｒｍ＊Ｌ））　…（５）
Ｖ：輻輳予測速度（ｂｉｔ／ｓｅｃ）
Ｖｃ：現在の伝送路のセル速度（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速度Ｖが伝送路の許容セル速度（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ー１、１ー２のＢＲＭセル受信回路６に送られる。
【００１３】
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ー１、１６ー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および２参照）。
【００１４】
また、送信側のレート制御回路または送信側の端末装置が一定値以下のパケット加速比で初速度からピークレートまでパケット転送速度を上昇させることによって送信ノードのスイッチ出力または出力バッファ出力および中継ノードのスイッチ出力または出力バッファ出力での輻輳予測を可能とし、網から輻輳予測信号を受信したとき、送出すべきパケットがある場合は、パケット転送速度を増加中であっても、一定レートでパケット転送中であっても、現在のパケット転送レートを維持することにより、複数の中継ノードが輻輳予測しても、送信側の端末装置のセル速度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、リアルタイム形伝送を可能とする技術が提案されている（例えば、特願２００１−１７４４７２号（本願出願時に未公開）参照）。
【００１５】
また、送信側のレート制御回路または送信側の端末装置が一定値以下のパケット加速度で初速度からピークレートまでパケット転送速度を上昇させることによって送信ノードまたは中継ノードの順方向のスイッチの出力バッファ出力での輻輳予測を可能とし、送信側のレート制御回路または送信側の端末装置は網から輻輳予測信号を受信したとき、送信すべきパケットがある場合は、パケット転送速度を増加中であっても、一定レートでパケット転送中であっても、現在のパケット転送レートを維持することにより、複数の中継ノードの出力伝送路が輻輳予測状態でも、送信端末装置のセル速度はビートダウンせず、ピークレートでまたはレートを下げずにパケット転送可能となるので、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技術が提案されている（例えば、特願２００１−２３０４７４号（本願出願時に未公開）参照）。
【００１６】
また、送信側のレート制御回路または端末装置は網から輻輳予測信号を受信したとき、直前の輻輳予測信号が書込まれていないリソース管理セルに含まれる送出レート（ＡＣＲ’）に現在のセルレート（ＡＣＲ）を変更する。または、直前の輻輳予測信号が書込まれていないリソース管理セルに含まれていた送出セルレート（ＡＣＲ’）が一定レート（Ｒ０）以上である場合には、現在のセルレート（ＡＣＲ）を減少し、減少した値がＲ０未満である場合には、ＡＣＲをＲ０とし、ＡＣＲ’がＲ０未満である場合には、現在のセルレート（ＡＣＲ）をＡＣＲ’にすることにより、複数の中継ノードが輻輳予測しても、送信側の端末装置のセル速度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、中継伝送路のスループットが高く、さらに、リアルタイム形伝送を可能とする技術が提案されている（例えば、特願２００２−２４３５５号（本願出願時に未公開）参照）。
【００１７】
また、送信装置は、セル加速比またはセル加速度によるセル送出速度増加モードとセル送出速度一定モードとを有し、一定周期で送出した送出セルレート（ＡＣＲ’）を含む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込まれていないとき、送出すべきセルがある場合は、セル速度増加モードでセルを送出し、一方、当該受信したリソース管理セルに輻輳予測信号が書込まれているとき、送出すべきセルがある場合は、直前の輻輳予測信号が書込まれていないリソース管理セルに含まれていた送出セルレート（ＡＣＲ’）に現在のセルレート（ＡＣＲ）を変更し、次に輻輳予測信号を含まないリソース管理セルが到着するまでそのセル速度（セル速度一定モード）でセルを送出することにより、出力伝送路の帯域予約無しに一定帯域を必要とする到達速度確保形の輻輳回避網を提供する技術が提案されている（例えば、特願２００２−１６４６５０号（本願出願時に未公開）参照）。
【００１８】
また、送信側のレート制御回路が一定値以下のセル加速度またはセル加速比で初速度からピークレートまでダミーセルによりセル転送速度を上昇させるとともに周期的に送出セルレートを含むリソース管理セルを送出し、受信側のレート制御回路でダミーセルおよびリソース管理セルを折り返すことによって送信側のノードの順方向の出力バッファ出力、中継ノードの順方向および逆方向の出力バッファ出力、受信側ノードの逆方向の出力バッファ出力での輻輳予測を可能とさせることにより、複数の中継ノードから輻輳予測信号が送信端末装置に届くことによる送信端末装置のセル速度の必要以上の低下を抑え、網の輻輳予測制御による中継伝送路のスループットの振動を抑える技術が提案されている（例えば、特願２００２−２１５４１１号（本願出願時に未公開）参照）。
【００１９】
本発明はこれらの既に提案されている技術とは異なり、送信側のノードまたは中継ノードは、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ＭＵＸの入力または出力のセル転送速度と所定時間内の帯域確保フォワードリソース管理セル数から輻輳前兆の有無を検出し、送信装置は、所定時間ウインドウ内に受信した輻輳予測信号を含む前記管理セル数が所定値Ｌ個以下である場合は、ＰＣＲでデータセルの送出を開始し、前記管理セルの送出開始から所定時間Ｔ０経過しても、所定時間ウインドウＴ内に受信した輻輳予測信号を含む前記管理セル数が所定値Ｌ個以下にならない場合は、前記管理セルの送出を停止することにより、送信側のノード出力伝送路あるい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リアルタイム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伝送を可能とし、また、ビートダウンの発生しないセル転送を提供し、また、逆方向高速大容量ファイル転送および双方向リアルタイム形伝送を可能とすることを目的とする。
【００２０】
【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
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
従来例は、送信端末装置１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１１は少ないメモリ量でよいという利点がある。しかし、送信端末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端末装置に届くため、送信端末装置のセル速度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。
【００２２】
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に、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。
【００２３】
本発明は、このような背景に行われたものであって、送信側のノード出力伝送路あるい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リアルタイム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伝送を可能とし、また、ビートダウンの発生しないセル転送を提供し、また、逆方向高速大容量ファイル転送および双方向リアルタイム形伝送を可能とすることを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、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ＭＵＸの入力または出力のセル転送速度と所定時間内の帯域確保フォワードリソース管理セル数から輻輳前兆の有無を検出する手段と、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帯域確保リソース管理セルに書き込み、前記送信装置に伝える手段を備え、前記送信装置は、ΔＴ／（ＰＣＲ／Ｋ）（ΔＴ：所定時間、Ｋ：所定レート）の周期で帯域確保リソース管理セルを送出し、受信側のノードに接続された受信装置で折り返された前記帯域確保リソース管理セルを受信し、所定時間ウインドウ（長さＴ）内に受信した輻輳予測信号を含む帯域確保リソース管理セル数が所定値Ｌ個以下である場合は、ＰＣＲでデータセルの送出を開始し、前記帯域確保リソース管理セルの送出開始から所定時間Ｔ０経過しても、所定時間ウインドウＴ内に受信した輻輳予測信号を含む帯域確保リソース管理セル数が所定値Ｌ個以下にならない場合は、帯域確保リソース管理セルの送出を停止する手段を備えたことを特徴とする。
【００２５】
また、前記送信装置は、前の帯域確保リソース管理セルの受信から所定時間Ｔ１経過しても次の帯域確保リソース管理セルを受信しない場合は、帯域確保リソース管理セルの送出を停止する手段を備えたことを特徴とする。
【００２６】
また、前記送信装置の所定時間ウインドウは長さＭ（＝ＰＣＲ＊Ｔ／（Ｋ＊ΔＴ））のシフトレジスタであることを特徴とする。
【００２７】
また、前記輻輳前兆の有無を検出する手段は、
ＶΣ＋Ｊ＊Ｔ２＊Ｋ／ΔＴ
ＶΣ：順方向の出力バッファの使用率＊読み出し速度または出力バッファまたはＭＵＸの入力または出力のセル転送速度
Ｔ２：順方向の出力バッファまたはＭＵＸの出力における時間ウインドウ
Ｊ：順方向の出力バッファまたはＭＵＸの出力における時間ウインドウＴ２内の合計帯域確保フォワードリソース管理セル数
Ｋ：所定レート
ΔＴ：所定時間
Ｖｍａｘ：出力伝送路の許容セルレート
がＶｍａｘ以上である時、輻輳前兆有りとする手段であることを特徴とする。
【００２８】
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、データセルの送出に先立って、Ｋ＊ΔＴ／ＰＣＲ（Ｋ：所定レート、ΔＴ：所定時間、ＰＣＲ：データ送出のレート）の周期で帯域確保フォワードリソース管理セルを送出する。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、順方向の出力バッファ出力またはＭＵＸ出力の合計セル速度と所定時間内の輻輳予測信号の挿入されていない帯域確保フォワードリソース管理セルの数から輻輳の前兆の有無を判断し、輻輳が予測される場合には、順方向の帯域確保フォワードリソース管理セルに輻輳予測信号を挿入する。送信装置は、受信側のレート制御回路または受信側の端末装置である受信装置で折り返された帯域確保バックワードリソース管理セルを受信し、所定時間ウインドウ（長さＴ）内に受信した輻輳予測信号を含む帯域確保リソース管理セル数が所定値Ｌ個以下である場合は、ＰＣＲでデータセルの送出を開始し、前記帯域確保フォワードリソース管理セルの送出開始から所定時間Ｔ０経過しても、所定時間ウインドウＴ内に受信した輻輳予測信号を含む帯域確保バックワードリソース管理セル数が所定値Ｌ個以下にならない場合は、帯域確保フォワードリソース管理セルの送出を停止する。
【００２９】
所定時間ウインドウ内の輻輳予測信号を含む帯域確保バックワードリソース管理セルの数が所定値以下である場合は、順方向経路の帯域が確保できたことを示すものであり、一旦帯域確保できれば、以後輻輳予測信号を含む帯域確保バックワードリソース管理セルを受信しても、それは他のトラヒックが原因であるので、帯域確保フォワードリソース管理セルの送出を停止し、ＰＣＲでデータセルの送出が可能となる。このため、リアルタイム形伝送が可能になる。
【００３０】
なお、受信装置が接続された受信側のノードまたは中継ノードについては、上記説明の順方向を逆方向とし、帯域確保フォワードリソース管理セルを帯域確保バックワードリソース管理セルに変えることにより同様に説明できるので詳細な説明は省略する。また、順方向、逆方向の区別のない帯域確保リソース管理セルを用いても同様に説明することができる。
【００３１】
すなわち、本発明の第一の観点はセル転送装置であって、本発明の特徴とするところは、送信装置が接続されたセル転送装置としての送信側のノードまたは中継ノードは、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ＭＵＸ（多重化手段）の入力または出力のセル転送速度と所定時間内の帯域確保フォワードリソース管理セル数から輻輳前兆の有無を検出する手段と、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帯域確保フォ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手段とを備え、前記送信装置は、ΔＴ／（ＰＣＲ／Ｋ）（ΔＴ：所定時間、Ｋ：所定レート）の周期で帯域確保フォワードリソース管理セルを送出し、受信側のノードに接続された受信装置で折り返された帯域確保バックワードリソース管理セルを受信し、所定時間ウインドウ（長さＴ）内に受信した輻輳予測信号を含む帯域確保バックワードリソース管理セル数が所定値Ｌ個以下である場合は、ＰＣＲでデータセルの送出を開始し、前記帯域確保フォワードリソース管理セルの送出開始から所定時間Ｔ０経過しても、所定時間ウインドウＴ内に受信した輻輳予測信号を含む帯域確保バックワードリソース管理セル数が所定値Ｌ個以下にならない場合は、帯域確保フォワードリソース管理セルの送出を停止する手段を備えたところにある。
【００３２】
あるいは、受信装置が接続された本発明のセル転送装置としての受信側のノードまたは中継ノードは、セルが転送される逆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ＭＵＸの入力または出力のセル転送速度と所定時間内の帯域確保バックワードリソース管理セル数から輻輳前兆の有無を検出する手段と、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、送信装置から周期的に送出され、受信側で折り返された帯域確保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手段とを備え、前記送信装置は、ΔＴ／（ＰＣＲ／Ｋ）（ΔＴ：所定時間、Ｋ：所定レート）の周期で帯域確保フォワードリソース管理セルを送出し、受信側のノードに接続された受信装置で折り返された帯域確保バックワードリソース管理セルを受信し、所定時間ウインドウ（長さＴ）内に受信した輻輳予測信号を含む帯域確保バックワードリソース管理セル数が所定値Ｌ個以下である場合は、データセル送出開始指示信号を受信装置に送出し、前記帯域確保フォワードリソース管理セルの送出開始から所定時間Ｔ０経過しても、所定時間ウインドウＴ内に受信した輻輳予測信号を含む帯域確保バックワードリソース管理セル数が所定値Ｌ個以下にならない場合は、帯域確保フォワードリソース管理セルの送出を停止する手段を備えたことを特徴とする。
【００３３】
あるいは、送信装置が接続された本発明のセル転送装置としての送信側のノードまたは中継ノードは、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ＭＵＸの入力または出力のセル転送速度と所定時間内の帯域確保リソース管理セル数から輻輳前兆の有無を検出する手段と、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帯域確保リソース管理セルに書き込み、前記送信装置に伝える手段とを備え、受信装置が接続された受信側のノードまたは中継ノードは、セルが転送される逆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ＭＵＸの入力または出力のセル転送速度と所定時間内の帯域確保リソース管理セル数から輻輳前兆の有無を検出する手段と、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、受信側で折り返された帯域確保リソース管理セルに書き込み、前記送信装置に伝える手段とを備え、前記送信装置は、ΔＴ／（ＰＣＲ／Ｋ）（ΔＴ：所定時間、Ｋ：所定レート）の周期で帯域確保リソース管理セルを送出し、受信側のノードに接続された受信装置で折り返された前記帯域確保リソース管理セルを受信し、所定時間ウインドウ（長さＴ）内に受信した輻輳予測信号を含む帯域確保リソース管理セル数が所定値Ｌ個以下である場合は、データセル送出開始指示信号を受信装置に送出し、前記帯域確保リソース管理セルの送出開始から所定時間Ｔ０経過しても、所定時間ウインドウＴ内に受信した輻輳予測信号を含む帯域確保リソース管理セル数が所定値Ｌ個以下にならない場合は、帯域確保リソース管理セルの送出を停止する手段を備えたことを特徴とする。
【００３４】
前記送信装置は、前の帯域確保バックワードリソース管理セルの受信から所定時間Ｔ１経過しても次の帯域確保バックワードリソース管理セルを受信しない場合は、帯域確保フォワードリソース管理セルの送出を停止する手段を備えることが望ましい。
【００３５】
あるいは、前記送信装置は、前の帯域確保リソース管理セルの受信から所定時間Ｔ１経過しても次の帯域確保リソース管理セルを受信しない場合は、帯域確保リソース管理セルの送出を停止する手段を備えることが望ましい。
【００３６】
また、前記送信装置の所定時間ウインドウは長さＭ（＝ＰＣＲ＊Ｔ／（Ｋ＊ΔＴ））のシフトレジスタであることができる。
【００３７】
また、　前記輻輳前兆の有無を検出する手段は、
ＶΣ＋Ｊ＊Ｔ２＊Ｋ／ΔＴ
ＶΣ：順方向の出力バッファの使用率＊読み出し速度または出力バッファまたはＭＵＸの入力または出力のセル転送速度
Ｔ２：順方向の出力バッファまたはＭＵＸの出力における時間ウインドウ
Ｊ：順方向の出力バッファまたはＭＵＸの出力における時間ウインドウＴ２内の輻輳予測信号の挿入されていない合計帯域確保フォワードリソース管理セル数
Ｋ：所定レート
ΔＴ：所定時間
Ｖｍａｘ：出力伝送路の許容セルレート
がＶｍａｘ以上である時、輻輳前兆有りとする手段であることができる。
【００３８】
あるいは、前記輻輳前兆の有無を検出する手段は、
ＶΣ＋Ｊ＊Ｔ２＊Ｋ／ΔＴ
ＶΣ：逆方向の出力バッファの使用率＊読み出し速度または出力バッファまたはＭＵＸの入力または出力のセル転送速度
Ｔ２：逆方向の出力バッファまたはＭＵＸの出力における時間ウインドウＪ：逆方向の出力バッファまたはＭＵＸの出力における時間ウインドウＴ２内の輻輳予測信号の挿入されていない合計帯域確保バックワードリソース管理セル数
Ｋ：所定レート
ΔＴ：所定時間
Ｖｍａｘ：出力伝送路の許容セルレート
がＶｍａｘ以上である時、輻輳前兆有りとする手段であることができる。
【００３９】
あるいは、前記輻輳前兆の有無を検出する手段は、
ＶΣ＋Ｊ＊Ｔ２＊Ｋ／ΔＴ
ＶΣ：順または逆方向の出力バッファの使用率＊読み出し速度または出力バッファまたはＭＵＸの入力または出力のセル転送速度
Ｔ２：順または逆方向の出力バッファまたはＭＵＸの出力における時間ウインドウ
Ｊ：順または逆方向の出力バッファまたはＭＵＸの出力における時間ウインドウＴ２内の輻輳予測信号の挿入されていない合計帯域確保リソース管理セル数
Ｋ：所定レート
ΔＴ：所定時間
Ｖｍａｘ：出力伝送路の許容セルレート
がＶｍａｘ以上である時、輻輳前兆有りとする手段であることができる。
【００４０】
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、ΔＴ／（ＰＣＲ／Ｋ）（ΔＴ：所定時間、Ｋ：所定レート）の周期で帯域確保フォワードリソース管理セルを送出し、受信側のノードに接続された受信装置で折り返された前記帯域確保バックワードリソース管理セルを受信し、所定時間ウインドウ（長さＴ）内に受信した輻輳予測信号を含む帯域確保バックワードリソース管理セル数が所定値Ｌ個以下である場合は、ＰＣＲでデータセルの送出を開始し、前記帯域確保フォワードリソース管理セルの送出開始から所定時間Ｔ０経過しても、所定時間ウインドウＴ内に受信した輻輳予測信号を含む帯域確保バックワードリソース管理セル数が所定値Ｌ個以下にならない場合は、帯域確保フォワードリソース管理セルの送出を停止する手段を備えたところにある。
【００４１】
あるいは、本発明の送信装置は、ΔＴ／（ＰＣＲ／Ｋ）（ΔＴ：所定時間、Ｋ：所定レート）の周期で帯域確保フォワードリソース管理セルを送出し、受信側のノードに接続された受信装置で折り返された前記帯域確保バックワードリソース管理セルを受信し、所定時間ウインドウ（長さＴ）内に受信した輻輳予測信号を含む帯域確保バックワードリソース管理セル数が所定値Ｌ個以下である場合は、データセル送出開始指示信号を受信装置に送出し、前記帯域確保フォワードリソース管理セルの送出開始から所定時間Ｔ０経過しても、所定時間ウインドウＴ内に受信した輻輳予測信号を含む帯域確保バックワードリソース管理セル数が所定値Ｌ個以下にならない場合は、帯域確保フォワードリソース管理セルの送出を停止する手段を備えたことを特徴とする。
【００４２】
あるいは、本発明の送信装置は、ΔＴ／（ＰＣＲ／Ｋ）（ΔＴ：所定時間、Ｋ：所定レート）の周期で帯域確保リソース管理セルを送出し、受信側のノードに接続された受信装置で折り返された前記帯域確保リソース管理セルを受信し、所定時間ウインドウ（長さＴ）内に受信した輻輳予測信号を含む帯域確保リソース管理セル数が所定値Ｌ個以下である場合は、データセル送出開始指示信号を受信装置に送出し、前記帯域確保リソース管理セルの送出開始から所定時間Ｔ０経過しても、所定時間ウインドウＴ内に受信した輻輳予測信号を含む帯域確保リソース管理セル数が所定値Ｌ個以下にならない場合は、帯域確保リソース管理セルの送出を停止する手段を備えたことを特徴とする。
【００４３】
本発明の第三の観点は輻輳予測回路であって、本発明の特徴とするところは、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の順方向の出力バッファ出力またはＭＵＸ出力に到来しているセルの合計セル速度ＶΣと所定時間Ｔ２内の輻輳予測信号の挿入されていない帯域確保フォワードリソース管理セル数Ｊから順方向の出力バッファ出力またはＭＵＸ出力のセル速度を
ＶΣ＋Ｊ＊Ｔ２＊Ｋ／ΔＴ
ＶΣ：順方向の出力バッファの使用率＊読み出し速度または出力バッファまたはＭＵＸの出力のセル転送速度
Ｔ２：順方向の出力バッファまたはＭＵＸの出力における時間ウインドウＪ：順方向の出力バッファまたはＭＵＸの出力における時間ウインドウＴ２内の輻輳予測信号の挿入されていない合計帯域確保フォワードリソース管理セル数
Ｋ：所定レート
ΔＴ：所定時間
Ｖｍａｘ：出力伝送路の許容セルレート
で求め、この値が、出力伝送路の許容セル速度（Ｖｍａｘ）以上である場合に、輻輳前兆有りと判断する手段を備えたところにある。
【００４４】
あるいは、本発明の輻輳予測回路は、受信装置が接続された受信側のノードまたは中継ノードの逆方向の出力バッファ出力またはＭＵＸ出力に到来しているセルの合計セル速度ＶΣと所定時間Ｔ２内の輻輳予測信号の挿入されていない帯域確保バックワードリソース管理セル数Ｊから逆方向の出力バッファ出力またはＭＵＸ出力のセル速度を
ＶΣ＋Ｊ＊Ｔ２＊Ｋ／ΔＴ
ＶΣ：逆方向の出力バッファの使用率＊読み出し速度または出力バッファまたはＭＵＸの出力のセル転送速度
Ｔ２：逆方向の出力バッファまたはＭＵＸの出力における時間ウインドウＪ：逆方向の出力バッファまたはＭＵＸの出力における時間ウインドウＴ２内の輻輳予測信号の挿入されていない合計帯域確保バックワードリソース管理セル数
Ｋ：所定レート
ΔＴ：所定時間
Ｖｍａｘ：出力伝送路の許容セルレート
で求め、この値が、出力伝送路の許容セル速度（Ｖｍａｘ）以上である場合に、輻輳前兆有りと判断する手段を備えたことを特徴とする。
【００４５】
あるいは、本発明の輻輳予測回路は、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の順方向の出力バッファ出力またはＭＵＸ出力に到来しているセルの合計セル速度ＶΣと所定時間Ｔ２内の輻輳予測信号の挿入されていない帯域確保リソース管理セル数Ｊから順方向の出力バッファ出力またはＭＵＸ出力のセル速度を
ＶΣ＋Ｊ＊Ｔ２＊Ｋ／ΔＴ
ＶΣ：順方向の出力バッファの使用率＊読み出し速度または出力バッファまたはＭＵＸの出力のセル転送速度
Ｔ２：順方向の出力バッファまたはＭＵＸの出力における時間ウインドウ
Ｊ：順方向の出力バッファまたはＭＵＸの出力における時間ウインドウＴ２内の輻輳予測信号の挿入されていない合計帯域確保リソース管理セル数
Ｋ：所定レート
ΔＴ：所定時間
Ｖｍａｘ：出力伝送路の許容セルレート
で求め、この値が、出力伝送路の許容セル速度（Ｖｍａｘ）以上である場合に、輻輳前兆有りと判断する手段を備えたことを特徴とする。
【００４６】
以上述べたように本発明は、送信側のノード出力伝送路あるい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、本発明は、逆方向高速大容量ファイル転送および双方向リアルタイム形伝送を可能とするものである。
【００４７】
【発明の実施の形態】
（第一実施例）
本発明第一実施例を図４を用いて説明する。図４において、３０は送信側のノード、３１は中継ノード、３２は受信側のノード、３３は送信側の端末装置、３４は送信側のＵＰＣ（Ｕｓａｇｅ　Ｐａｒａｍｅｔｅｒ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）等のインタフェース回路、３５は送信側のレート制御回路、３６はルーティング回路、３７は出力バッファ、３８は輻輳予測回路、３９は輻輳予測信号挿入回路、４１は受信側のＵＰＣ等のインタフェース回路、４２は受信側のレート制御回路、４０は受信側の端末装置、４４は中継伝送路、４３は加入者線（アクセス回線）である。ルーティング回路３６および出力バッファ３７はＡＴＭスイッチ（通信装置）を構成する。送信側のレート制御回路３５の構成を図５に示す。図５において、４５は帯域確保ＦＲＭセル折り返し回路、４６は受信バッファ、４７は帯域確保ＢＲＭセル受信回路、４８はセル送出制御回路、４９は帯域確保ＦＲＭセル送出回路、５０は送信バッファ、５１はセル組立回路、５２はセル分解回路である。次ぎに送信側の端末装置３３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。次ぎに受信側のレート制御回路４２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。
【００４８】
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。送信側のレート制御回路または送信側の端末装置と受信側のレート制御回路または受信側の端末装置は、送信側のノード、中継ノード、受信側のノードのＡＴＭスイッチ（通信装置）を介して経路識別番号（ＶＣＩ）により双方向にＶＣ接続されているものとする。
【００４９】
送信側のレート制御回路３５のセル送出制御回路４８は、セル組立回路５１より、ＰＣＲ（ピークセルレート）を含む通信開始信号を受け取った場合には、Ｋ＊ΔＴ／ＰＣＲ（Ｋ：所定レート（例えば１Ｍｂｉｔ／ｓｅｃ）、ΔＴ：所定時間（例えば５ｍｓｅｃ））の周期で帯域確保ＦＲＭ（フォワードリソース管理）セルを送出するように、帯域確保ＦＲＭセル送出回路４９に信号を送出する。帯域確保ＦＲＭセルは、ＦＲＭセルのペイロードにセルの種類として「帯域確保」が記入されているセルである。
【００５０】
送信側のレート制御回路３５から送出された帯域確保ＦＲＭセルは、受信側のレート制御回路４２または受信側の端末装置４０の帯域確保ＦＲＭセル折り返し回路４５で帯域確保ＢＲＭセルとして折り返されて、帯域確保ＢＲＭセル受信回路４７に到着する。所定時間ウインドウＴ（所定時間、例えば０．１ｓｅｃ）内に帯域確保ＢＲＭセル受信回路４７で受信した輻輳予測信号を含む帯域確保ＢＲＭセルの数が所定値Ｌ個（例えば０個）以下である場合には、セル送出制御回路４８は、送信端末にデータ送出開始信号を送出する。
【００５１】
セル送出制御回路４８は、送信バッファにデータセルが蓄積されたところで、帯域確保ＦＲＭセルの送出を停止し、送信バッファ５０より、ＰＣＲのセル速度でデータセルを読み出す。
【００５２】
一方、帯域確保ＦＲＭセル送出開始から一定時間Ｔ０（例えば１ｓｅｃ）経過しても、所定時間ウインドウＴ内に帯域確保ＢＲＭセル受信回路４７で受信した輻輳予測信号を含む帯域確保ＢＲＭセルの数が所定値Ｌ個以下になる場合が生じない場合には、セル送出制御回路４８は、帯域確保ＦＲＭセルの送出を停止するとともに、通信停止信号を送信端末に送出する。なお、所定時間ウインドウは長さＭ（＝ＰＣＲ＊Ｔ／（Ｋ＊ΔＴ））のシフトレジスタで実現することが望ましい。以上は、送信側のレート制御回路３５の動作であるが、送信側の端末装置３３の動作もほぼ同様である。
【００５３】
以上述べた送信側のレート制御回路３５または送信側の端末装置３３の動作フローを図９に示す。また、受信側のレート制御回路４２または受信側の端末装置４０の動作フローを図１０に示す。セル送出制御回路４８を含む送信側のレート制御回路３５または送信側の端末装置３３の動作を図９のフローを用いて説明する。まず、Ｔｉｍｅｒ１，Ｔｉｍｅｒ２（経過時間とともにタイマ値が増加するタイマ）のタイマ値を０に設定する（２００）。次ぎに長さＭ（＝ＰＣＲ＊Ｔ／（Ｋ＊ΔＴ））のシフトレジスタに全て１を設定する（２０１）。次に、Ｋ＊ΔＴ／ＰＣＲの周期で帯域確保ＦＲＭセルを送出する（２０２）。途中でＣＩ＝０（輻輳予測無し）の帯域確保ＢＲＭセルを受信したら（２０３）、Ｔｉｍｅｒ２のタイマ値を０とし（２０４）、長さＭのシフトレジスタに０を入力する（２０５）。次にそのシフトレジスタ内の数字の合計はＬ以下か判断し（２０６）、Ｌ以下である場合には、帯域確保ＦＲＭセルの送出を停止し、ＰＣＲでデータセルを送出するとともに、ΔＴの周期でＦＲＭセルの送出を開始する（２０７）。一方、Ｌ以下でない場合は、２０２に遷移する。
【００５４】
またＣＩ＝１（輻輳予測有り）の帯域確保ＢＲＭセルを受信したら（２０８）、Ｔｉｍｅｒ２のタイマ値を０とし（２０９）、長さＭのシフトレジスタに１を入力する（２１０）。
次に、Ｔｉｍｅｒ１のタイマ値が所定値Ｔ０より大きいか判断し（２１１）、大きい場合には、帯域確保ＦＲＭセルの送出を停止する（２１２）。一方、大きくない場合には、２０２に遷移する。次に、Ｔｉｍｅｒ２のタイマ値が所定値Ｔ１（例えば０．１ｓｅｃ）より大きいか判断し（２１３）、大きい場合には、２１５に遷移し、大きくない場合には、Ｔｉｍｅｒ１のタイマ値が所定値Ｔ０より大きいか判断し（２１４）、大きい場合には、帯域確保ＦＲＭセルの送出を停止し（２１５）、大きくない場合には、２０２に遷移する。
【００５５】
次に、受信側のレート制御回路４２または受信側の端末装置４０の動作を図１０のフローを用いて説明する。まず、帯域確保ＦＲＭセルを受信したか判断し（２２０）、受信した場合には、その帯域確保ＦＲＭセルを帯域確保ＢＲＭセルとして折り返し（２２１）、２２０に遷移する。一方、受信しない場合には、データセルを受信したか判断し（２２２）、受信した場合には、そのデータセルを分解し、パケットに組み立て、受信端末に送出し（２２３）、２２０に遷移する。
【００５６】
送信側の端末装置３３より送出された帯域確保ＦＲＭセルは加入者線（アクセス回線）４３を介して、送信側のノード３０のインタフェース回路３４に送られる。インタフェース回路３４に到着したセルはＡＴＭスイッチの順方向のルーティング回路３６に送られる。
【００５７】
一方、送信側のレート制御回路３５より送出された帯域確保ＦＲＭセルは送信側のノード３０のＡＴＭスイッチの順方向のルーティング回路３６に送られる。
【００５８】
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速度より、輻輳予測回路３８により出力伝送路の輻輳予測を次式により行う。
【００５９】
ＶΣ＋Ｊ＊Ｔ２＊Ｋ／ΔＴ＞Ｖｍａｘ　　　　　…（６）
ＶΣ：順方向の出力バッファの使用率＊読み出し速度または出力バッファのセル転送速度
Ｔ２：順方向の出力バッファ出力における観測時間ウインドウ
Ｊ：順方向の出力バッファ出力における時間ウインドウＴ２内の輻輳予測信号を含まない合計帯域確保ＦＲＭセル数
Ｋ：所定レート
ΔＴ：所定時間
Ｖｍａｘ：出力伝送路の許容セルレート
式（６）を満たす時輻輳予測回路３８は輻輳予測有り（輻輳の前兆有り）と判断する。
【００６０】
輻輳予測回路３８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３９において順方向に流れる帯域確保ＦＲＭセルのペイロードのＣＩビットを１に設定する。
【００６１】
図１１に送信側のノード３０の輻輳回避動作を示す。まず、通信装置（ＡＴＭスイッチ）の順方向の出力バッファ出力の現在の合計セル速度ＶΣおよびＴ２時間内の輻輳予測信号を含まない帯域確保ＦＲＭセル数Ｊを輻輳予測回路３８において測定する（２５０）。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＋Ｊ＊Ｔ２＊Ｋ／ΔＴ＞Ｖｍａｘ
により輻輳の前兆の有無を判断する（２５１）。輻輳の前兆有りと判断すると（２５２）、輻輳予測信号挿入回路３９において一定時間通信装置の順方向出力バッファ出力を流れる帯域確保ＦＲＭセルのＣＩビットを１に設定する（２５３）。もし輻輳の前兆無しと判断すれば（２５４）なにもしない。
【００６２】
送信側のノード３０の順方向の出力バッファ３７より送出されたセルは中継伝送路４４を介して中継ノード３１の順方向のルーティング回路３６に到達する。ルーティング回路３６に到着したセルは順方向の出力バッファ３７に振り分けられる。輻輳予測回路３８は順方向の出力バッファ出力のセル速度より輻輳予測を行う。中継ノード３１の輻輳予測回路３８および輻輳予測信号挿入回路３９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。
【００６３】
中継ノード３１の順方向の出力バッファ３７より送出されたセルは受信側のノード３２の順方向のルーティング回路３６に到達する。順方向のルーティング回路３６に到着したセルは出力バッファ３７を介して受信側のレート制御回路４２または受信側のインタフェース回路４１に振り分けられる。受信側のインタフェース回路４１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４２または受信側の端末装置４０の動作は、図１０に示したとおりである。
【００６４】
（第二実施例）
本発明第二実施例を図１２を用いて説明する。図１２において、６０は送信側のノード、６１は中継ノード、６２は受信側のノード、６３は送信側の端末装置、６４は送信側のＵＰＣ等のインタフェース回路、６５は送信側のレート制御回路、６６はルーティング回路、６７は出力バッファ、６８は輻輳予測回路、６９は輻輳予測信号挿入回路、７０は受信側のＵＰＣ等のインタフェース回路、７２は受信側のレート制御回路、７１は受信側の端末装置、７４は中継伝送路、７３は加入者線（アクセス回線）である。ルーティング回路６６および出力バッファ６７はＡＴＭスイッチ（通信装置）を構成する。送信側のレート制御回路６５の構成を図１３に示す。図１３において、８１は受信バッファ、８０は帯域確保ＢＲＭセル受信回路、８２はセル送出制御回路、８３は帯域確保ＦＲＭセル送出回路、８４は送信バッファ、８５はセル組立回路、８６はセル分解回路である。次ぎに送信側の端末装置６３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。次ぎに受信側のレート制御回路７２の構成を図１５に示す。図１５において、８７は帯域確保ＦＲＭセル折り返しおよび廃棄回路であり、他の各回路は図１３と同様である。次ぎに受信側の端末装置７１の構成を図１６に示す。図１６において、各回路は図１５と同じである。
【００６５】
図１２は受信装置である受信側のレート制御回路または受信側の端末装置より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にデータセルを送る場合を示している。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と受信装置である受信側のレート制御回路または受信側の端末装置は、送信側のノード、中継ノード、受信側のノードのＡＴＭスイッチ（通信装置）を介して経路識別番号（ＶＣＩ）により双方向にＶＣ接続されているものとする。
【００６６】
送信側のレート制御回路６５のセル送出制御回路８２は、セル組立回路８５より、ＰＣＲ（ピークセルレート）を含む通信開始信号を受け取った場合には、Ｋ＊ΔＴ／ＰＣＲ（Ｋ：所定レート（例えば１Ｍｂｉｔ／ｓｅｃ）、ΔＴ：所定時間（例えば５ｍｓｅｃ））の周期で帯域確保ＦＲＭ（フォワードリソース管理）セルを送出するように、帯域確保ＦＲＭセル送出回路８３に信号を送出する。帯域確保ＦＲＭセルは、ＦＲＭセルのペイロードにセルの種類として「帯域確保」が記入されているセルである。
【００６７】
送信側のレート制御回路６５から送出された帯域確保ＦＲＭセルは、受信側のレート制御回路７２または受信側の端末装置７１の帯域確保ＦＲＭセル折り返しおよび廃棄回路８７で帯域確保ＢＲＭセルとして折り返されて、帯域確保ＢＲＭセル受信回路８０に到着する。
【００６８】
この帯域確保ＢＲＭセルには、受信側のノード６２または中継ノード６１の逆方向の輻輳予測回路６８において輻輳が予測される場合に、輻輳予測信号が挿入される。
【００６９】
所定時間ウインドウＴ（所定時間、例えば０．１ｓｅｃ）内に帯域確保ＢＲＭセル受信回路８０で受信した輻輳予測信号を含む帯域確保ＢＲＭセルの数が所定値Ｌ個（例えば０個）以下である場合には、セル送出制御回路８２は、受信側のレート制御回路７２にデータ送出開始指示信号を送出する。この信号を受信した受信側のレート制御回路７２は、帯域確保ＦＲＭセルを廃棄するとともに、ＰＣＲでデータセルを送信側に送出する。送信側のレート制御回路６５は、受信側からデータセルを受信した場合には、帯域確保ＦＲＭセルの送出を停止するとともに、そのデータセルを分解して、パケットに組み立て送信端末に送出する。
【００７０】
一方、帯域確保ＦＲＭセル送出開始から一定時間Ｔ０（例えば１ｓｅｃ）経過しても、所定時間ウインドウＴ内に帯域確保ＢＲＭセル受信回路８０で受信した輻輳予測信号を含む帯域確保ＢＲＭセルの数が所定値Ｌ個以下になる場合が生じない場合には、セル送出制御回路８２は、帯域確保ＦＲＭセルの送出を停止するとともに、通信停止信号を送信端末に送出する。なお、所定時間ウインドウは長さＭ（＝ＰＣＲ＊Ｔ／（Ｋ＊ΔＴ））のシフトレジスタで実現することが望ましい。
【００７１】
以上は、送信側のレート制御回路６５および受信側のレート制御回路７２の動作であるが、送信側の端末装置６３および受信側の端末装置７１の動作もほぼ同様である。　以上述べた送信側のレート制御回路６５または送信側の端末装置６３の動作フローを図１７に示す。また、受信側のレート制御回路７２または受信側の端末装置７１の動作フローを図１８に示す。
【００７２】
セル送出制御回路８２を含む送信側のレート制御回路６５または送信側の端末装置６３の動作を図１７のフローを用いて説明する。まず、Ｔｉｍｅｒ１，Ｔｉｍｅｒ２（経過時間とともにタイマ値が増加するタイマ）のタイマ値を０に設定する（３００）。次ぎに長さＭ（＝ＰＣＲ＊Ｔ／（Ｋ＊ΔＴ））のシフトレジスタに全て１を設定する（３０１）。次に、Ｋ＊ΔＴ／ＰＣＲの周期で帯域確保ＦＲＭセルを送出する（３０２）。途中でＣＩ＝０（輻輳予測無し）の帯域確保ＢＲＭセルを受信したら（３０３）、Ｔｉｍｅｒ２のタイマ値を０とし（３０４）、長さＭのシフトレジスタに０を入力する（３０５）。次にそのシフトレジスタ内の数字の合計はＬ以下か判断し（３０６）、Ｌ以下である場合には、データセル送出開始指示信号を受信側に送出する（３０７）。一方、Ｌ以下でない場合は、３０２に遷移する。
【００７３】
またＣＩ＝１（輻輳予測有り）の帯域確保ＢＲＭセルを受信したら（３０８）、Ｔｉｍｅｒ２のタイマ値を０とし（３０９）、長さＭのシフトレジスタに１を入力する（３１０）。次に、Ｔｉｍｅｒ１のタイマ値が所定値Ｔ０より大きいか判断し（３１１）、大きい場合には、帯域確保ＦＲＭセルの送出を停止する（３１２）。一方、大きくない場合には、３０２に遷移する。次に、Ｔｉｍｅｒ２のタイマ値が所定値Ｔ１（例えば０．１ｓｅｃ）より大きいか判断し（３１３）、大きい場合には、３１５に遷移し、大きくない場合には、Ｔｉｍｅｒ１のタイマ値が所定値Ｔ０より大きいか判断し（３１４）、大きい場合には、帯域確保ＦＲＭセルの送出を停止し（３１５）、大きくない場合には、３０２に遷移する。
【００７４】
次に、受信側よりデータセルが到着したか判断し（３１６）、到着した場合は、帯域確保ＦＲＭセルの送出を停止するとともに、そのデータセルを分解し、パケットに組み立て送信端末に送出する（３１７）。一方、データセルが到着しない場合には、Ｋ＊ΔＴ／ＰＣＲの周期で帯域確保ＦＲＭセルを送出し（３１８）、３１６に遷移する。
【００７５】
次に、受信側のレート制御回路７２または受信側の端末装置７１の動作を図１８のフローを用いて説明する。まず、帯域確保ＦＲＭセルを受信したか判断し（３２０）、受信した場合には、その帯域確保ＦＲＭセルを帯域確保ＢＲＭセルとして折り返し（３２１）、３２０に遷移する。一方、受信しない場合には、データセル送出開始指示信号を受信したか判断し（３２２）、受信した場合には、帯域確保ＦＲＭセルを廃棄するとともにＰＣＲでデータセルを送信側に送出する（３２３）。
【００７６】
送信側の端末装置６３より送出された帯域確保ＦＲＭセルは加入者線（アクセス回線）７３を介して、送信側のノード６０のインタフェース回路６４に送られる。インタフェース回路６４に到着したセルはＡＴＭスイッチの順方向のルーティング回路６６に送られる。
【００７７】
一方、送信側のレート制御回路６５より送出された帯域確保ＦＲＭセルは送信側のノード６０のＡＴＭスイッチの順方向のルーティング回路６６に送られる。
【００７８】
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速度より、輻輳予測回路６８により出力伝送路の輻輳予測を次式により行う。
【００７９】
ＶΣ＋Ｊ＊Ｔ２＊Ｋ／ΔＴ＞Ｖｍａｘ　　　　　…（７）
ＶΣ：順方向の出力バッファの使用率＊読み出し速度または出力バッファのセル転送速度
Ｔ２：順方向の出力バッファ出力における観測時間ウインドウ
Ｊ：順方向の出力バッファ出力における時間ウインドウＴ２内の輻輳予測信号を含まない合計帯域確保ＢＲＭセル数
Ｋ：所定レート
ΔＴ：所定時間
Ｖｍａｘ：出力伝送路の許容セルレート
式（７）を満たす時輻輳予測回路６８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６８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６９において順方向に流れる帯域確保ＢＲＭセルのペイロードのＣＩビットを１に設定する。
【００８０】
送信側のノード６０の順方向の出力バッファ３７より送出されたセルは中継伝送路７４を介して中継ノード６１の順方向のルーティング回路６６に到達する。ルーティング回路６６に到着したセルは順方向の出力バッファ６７に振り分けられる。輻輳予測回路６８は順方向の出力バッファ出力のセル速度より輻輳予測を行う。中継ノード６１の輻輳予測回路６８および輻輳予測信号挿入回路６９の動作は送信側のノード６０の動作と同じなので説明を省略する。
【００８１】
中継ノード６１の順方向の出力バッファ６７より送出されたセルは受信側のノード６２の順方向のルーティング回路６６に到達する。順方向のルーティング回路６６に到着したセルは出力バッファ６７を介して受信側のレート制御回路７２または受信側のインタフェース回路７０に振り分けられる。受信側のインタフェース回路７０に到着したセルは受信側の端末装置７１に送られる。受信側のレート制御回路７２または受信側の端末装置７１の動作は、図１８に示したとおりである。
【００８２】
受信側のレート制御回路７２または受信側の端末装置７１の帯域確保ＦＲＭセル折り返しおよび廃棄回路８７で帯域確保ＢＲＭセルとして折り返されたセルは、受信側のノード６２の逆方向のルーティング回路６６に到着する。逆方向のルーティング回路６６に到着したセルは逆方向の出力バッファ６７に振り分けられる。受信側のノード６２の輻輳予測回路６８では、逆方向の出力バッファ出力のセル速度から出力伝送路の輻輳予測を行う。
【００８３】
図１９に受信側のノード６２の輻輳回避動作を示す。まず、通信装置（ＡＴＭスイッチ）の逆方向の出力バッファ出力の現在の合計セル速度ＶΣおよびＴ２時間内の輻輳予測信号を含まない帯域確保ＢＲＭセル数Ｊを輻輳予測回路６８において測定する（３３０）。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＋Ｊ＊Ｔ２＊Ｋ／ΔＴ＞Ｖｍａｘ
により輻輳の前兆の有無を判断する（３３１）。輻輳の前兆有りと判断すると（３３２）、輻輳予測信号挿入回路６９において一定時間通信装置の逆方向出力バッファ出力を流れる帯域確保ＢＲＭセルのＣＩビットを１に設定する（３３３）。もし輻輳の前兆無しと判断すれば（３３４）なにもしない。
【００８４】
受信側のノード６２の逆方向の出力バッファ６７より送出されたセルは中継ノード６１の逆方向のルーティング回路６６に到着する。逆方向のルーティング回路６６に到着したセルは逆方向の出力バッファ６７に振り分けられる。中継ノード６１の輻輳予測回路６８では、逆方向の出力バッファ出力のセル速度から出力伝送路の輻輳予測を行う。中継ノード６１の逆方向の輻輳予測動作は、受信側のノード６２の場合（図１９）と同じなので説明を省略する。
【００８５】
中継ノード６１の逆方向の出力バッファ６７より送出されたセルは送信側のノード６０の逆方向のルーティング回路６６に到着する。逆方向のルーティング回路６６に到着したセルは逆方向の出力バッファ６７に振り分けられる。逆方向の出力バッファ６７より送出されたセルは、送信側のレート制御回路６５または送信側のインタフェース回路６４に到着する。送信側のインタフェース回路６４に到着したセルは加入者線７３を介して送信側の端末装置６３に送られる。
（第三実施例）
本発明第三実施例を図２０を用いて説明する。図２０において、１００は送信側のノード、１０１は中継ノード、１０２は受信側のノード、１０３は送信側の端末装置、１０４は送信側のＵＰＣ等のインタフェース回路、１０５は送信側のレート制御回路、１０６はルーティング回路、１０７は出力バッファ、１０８は輻輳予測回路、１０９は輻輳予測信号挿入回路、１１０は受信側のＵＰＣ等のインタフェース回路、１１２は受信側のレート制御回路、１１１は受信側の端末装置、１１４は中継伝送路、１１３は加入者線（アクセス回線）である。ルーティング回路１０６および出力バッファ１０７はＡＴＭスイッチ（通信装置）を構成する。送信側のレート制御回路１０５の構成を図２１に示す。図２１において、１１５は受信バッファ、１１６は帯域確保ＲＭセル受信回路、１１７はセル送出制御回路、１１８は帯域確保ＲＭセル送出回路、１１９は送信バッファ、１２０はセル組立回路、１２１はセル分解回路である。次ぎに送信側の端末装置１０３の構成を図２２に示す。図２２において、各回路は図２１と同じである。次ぎに受信側のレート制御回路１１２の構成を図２３に示す。図２３において、１２２は帯域確保ＲＭセル折り返しおよび廃棄回路であり、他の各回路は図２１と同様である。次ぎに受信側の端末装置１１１の構成を図２４に示す。図２４において、各回路は図２３と同じである。
【００８６】
図２０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と受信装置である受信側のレート制御回路または受信側の端末装置との間で双方向にデータセルを送る場合を示している。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と受信装置である受信側のレート制御回路または受信側の端末装置は、送信側のノード、中継ノード、受信側のノードのＡＴＭスイッチ（通信装置）を介して経路識別番号（ＶＣＩ）により双方向にＶＣ接続されているものとする。
【００８７】
送信側のレート制御回路１０５のセル送出制御回路１１７は、セル組立回路１２０より、ＰＣＲ（ピークセルレート）を含む通信開始信号を受け取った場合には、Ｋ＊ΔＴ／ＰＣＲ（Ｋ：所定レート（例えば１Ｍｂｉｔ／ｓｅｃ）、ΔＴ：所定時間（例えば５ｍｓｅｃ））の周期で帯域確保ＲＭ（リソース管理）セルを送出するように、帯域確保ＲＭセル送出回路１１８に信号を送出する。帯域確保ＲＭセルは、ＲＭセルのペイロードにセルの種類として「帯域確保」が記入されているセルである。
【００８８】
送信側のレート制御回路１０５から送出された帯域確保ＲＭセルは、受信側のレート制御回路１１２または受信側の端末装置１１１の帯域確保ＲＭセル折り返しおよび廃棄回路１２２で折り返されて、帯域確保ＲＭセル受信回路１１６に到着する。この帯域確保ＲＭセルには、送信側のノード１００または中継ノード１０１の順方向の輻輳予測回路１０８、または、受信側のノード１０２または中継ノード１０１の逆方向の輻輳予測回路１０８において輻輳が予測される場合に、輻輳予測信号が挿入される。
【００８９】
所定時間ウインドウＴ（所定時間、例えば０．１ｓｅｃ）内に帯域確保ＲＭセル受信回路１１６で受信した輻輳予測信号を含む帯域確保ＲＭセルの数が所定値Ｌ個（例えば０個）以下である場合には、セル送出制御回路１１７は、受信側のレート制御回路１１２にデータ送出開始指示信号を送出する。この信号を受信した受信側のレート制御回路１１２は、帯域確保ＲＭセルを廃棄するとともに、ＰＣＲでデータセルを送信側に送出する。送信側のレート制御回路１０５は、受信側からデータセルを受信した場合には、帯域確保ＲＭセルの送出を停止するとともに、そのデータセルを分解して、パケットに組み立て送信端末に送出し、さらにＰＣＲでデータセルを受信側のレート制御回路１１２に送出する。
【００９０】
一方、帯域確保ＲＭセル送出開始から一定時間Ｔ０（例えば１ｓｅｃ）経過しても、所定時間ウインドウＴ内に帯域確保ＲＭセル受信回路１１６で受信した輻輳予測信号を含む帯域確保ＲＭセルの数が所定値Ｌ個以下になる場合が生じない場合には、セル送出制御回路１１７は、帯域確保ＲＭセルの送出を停止するとともに、通信停止信号を送信端末に送出する。なお、所定時間ウインドウは長さＭ（＝ＰＣＲ＊Ｔ／（Ｋ＊ΔＴ））のシフトレジスタで実現することが望ましい。
【００９１】
以上は、送信側のレート制御回路１０５および受信側のレート制御回路１１２の動作であるが、送信側の端末装置１０３および受信側の端末装置１１１の動作もほぼ同様である。　以上述べた送信側のレート制御回路１０５または送信側の端末装置１０３の動作フローを図２５に示す。また、受信側のレート制御回路１１２または受信側の端末装置１１１の動作フローを図２６に示す。
【００９２】
セル送出制御回路１１７を含む送信側のレート制御回路１０５または送信側の端末装置１０３の動作を図２５のフローを用いて説明する。まず、Ｔｉｍｅｒ１，Ｔｉｍｅｒ２（経過時間とともにタイマ値が増加するタイマ）のタイマ値を０に設定する（４００）。次ぎに長さＭ（＝ＰＣＲ＊Ｔ／（Ｋ＊ΔＴ））のシフトレジスタに全て１を設定する（４０１）。次に、Ｋ＊ΔＴ／ＰＣＲの周期で帯域確保ＲＭセルを送出する（４０２）。途中でＣＩ＝０（輻輳予測無し）の帯域確保ＲＭセルを受信したら（４０３）、Ｔｉｍｅｒ２のタイマ値を０とし（４０４）、長さＭのシフトレジスタに０を入力する（４０５）。次にそのシフトレジスタ内の数字の合計はＬ以下か判断し（４０６）、Ｌ以下である場合には、データセル送出開始指示信号を受信側に送出しする（４０７）。一方、Ｌ以下でない場合は、４０２に遷移する。
【００９３】
またＣＩ＝１（輻輳予測有り）の帯域確保ＲＭセルを受信したら（４０８）、Ｔｉｍｅｒ２のタイマ値を０とし（４０９）、長さＭのシフトレジスタに１を入力する（４１０）。次に、Ｔｉｍｅｒ１のタイマ値が所定値Ｔ０より大きいか判断し（４１１）、大きい場合には、帯域確保ＲＭセルの送出を停止する（４１２）。一方、大きくない場合には、４０２に遷移する。次に、Ｔｉｍｅｒ２のタイマ値が所定値Ｔ１（例えば０．１ｓｅｃ）より大きいか判断し（４１３）、大きい場合には、４１５に遷移し、大きくない場合には、Ｔｉｍｅｒ１のタイマ値が所定値Ｔ０より大きいか判断し（４１４）、大きい場合には、帯域確保ＲＭセルの送出を停止し（４１５）、大きくない場合には、４０２に遷移する。
【００９４】
次に、受信側よりデータセルが到着したか判断し（４１６）、到着した場合は、帯域確保ＲＭセルの送出を停止するとともに、そのデータセルを分解し、パケットに組み立て送信端末に送出し、さらにＰＣＲでデータセルを受信側に送出する（４１７）。一方、データセルが到着しない場合には、Ｋ＊ΔＴ／ＰＣＲの周期で帯域確保ＲＭセルを送出し（４１８）、４１６に遷移する。
【００９５】
次に、受信側のレート制御回路１１２または受信側の端末装置１１１の動作を図２６のフローを用いて説明する。まず、帯域確保ＲＭセルを受信したか判断し（４２０）、受信した場合には、その帯域確保ＲＭセルを折り返し（４２１）、４２０に遷移する。一方、受信しない場合には、データセル送出開始指示信号を受信したか判断し（４２２）、受信した場合には、帯域確保ＲＭセルを廃棄するとともにＰＣＲでデータセルを送信側に送出する（４２３）。
【００９６】
送信側の端末装置１０３より送出された帯域確保ＲＭセルは加入者線（アクセス回線）１１３を介して、送信側のノード１００のインタフェース回路１０４に送られる。インタフェース回路１０４に到着したセルはＡＴＭスイッチの順方向のルーティング回路１０６に送られる。
【００９７】
一方、送信側のレート制御回路１０５より送出された帯域確保ＲＭセルは送信側のノード１００のＡＴＭスイッチの順方向のルーティング回路１０６に送られる。
【００９８】
送信側のノード１００では、順方向の出力バッファ出力のセル速度より、輻輳予測回路１０８により出力伝送路の輻輳予測を次式により行う。
【００９９】
ＶΣ＋Ｊ＊Ｔ２＊Ｋ／ΔＴ＞Ｖｍａｘ　　　　　…（８）
ＶΣ：順方向の出力バッファの使用率＊読み出し速度または出力バッファのセル転送速度
Ｔ２：順方向の出力バッファ出力における観測時間ウインドウ
Ｊ：順方向の出力バッファ出力における時間ウインドウＴ２内の輻輳予測信号を含まない合計帯域確保ＲＭセル数
Ｋ：所定レート
ΔＴ：所定時間
Ｖｍａｘ：出力伝送路の許容セルレート
式（８）を満たす時輻輳予測回路１０８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１０８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１０９において順方向に流れる帯域確保ＲＭセルのペイロードのＣＩビットを１に設定する。
【０１００】
図２７に送信側のノード１００の輻輳回避動作を示す。まず、通信装置（ＡＴＭスイッチ）の順方向の出力バッファ出力の現在の合計セル速度ＶΣおよびＴ２時間内の輻輳予測信号を含まない帯域確保ＲＭセル数Ｊを輻輳予測回路１０８において測定する（４３０）。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＋Ｊ＊Ｔ２＊Ｋ／ΔＴ＞Ｖｍａｘ
により輻輳の前兆の有無を判断する（４３１）。輻輳の前兆有りと判断すると（４３２）、輻輳予測信号挿入回路１０９において一定時間通信装置の順方向出力バッファ出力を流れる帯域確保ＲＭセルのＣＩビットを１に設定することにより帯域確保ＲＭセルに輻輳予測信号を挿入する（４３３）。もし輻輳の前兆無しと判断すれば（４３４）なにもしない。
【０１０１】
送信側のノード１００の順方向の出力バッファ１０７より送出されたセルは中継伝送路１１４を介して中継ノード１０１の順方向のルーティング回路１０６に到達する。ルーティング回路１０６に到着したセルは順方向の出力バッファ１０７に振り分けられる。輻輳予測回路１０８は順方向の出力バッファ出力のセル速度より輻輳予測を行う。中継ノード１０１の輻輳予測回路１０８および輻輳予測信号挿入回路１０９の動作は送信側のノード１００の動作（図２７）と同じなので説明を省略する。
【０１０２】
中継ノード１０１の順方向の出力バッファ１０７より送出されたセルは受信側のノード１０２の順方向のルーティング回路１０６に到達する。順方向のルーティング回路１０６に到着したセルは出力バッファ１０７を介して受信側のレート制御回路１１２または受信側のインタフェース回路１１０に振り分けられる。受信側のインタフェース回路１１０に到着したセルは受信側の端末装置１１１に送られる。受信側のレート制御回路１１２または受信側の端末装置１１１の動作は、図２６に示したとおりである。
【０１０３】
受信側のレート制御回路１１２または受信側の端末装置１１１の帯域確保ＲＭセル折り返しおよび廃棄回路１２２で折り返されたセルは、受信側のノード１０２の逆方向のルーティング回路１０６に到着する。逆方向のルーティング回路１０６に到着したセルは逆方向の出力バッファ１０７に振り分けられる。受信側のノード１０２の輻輳予測回路１０８では、逆方向の出力バッファ出力のセル速度から出力伝送路の輻輳予測を行う。この輻輳予測動作は送信側のノード１００の動作（図２７）と同じなので説明を省略する。但し、順方向を逆方向に変える必要がある。
【０１０４】
受信側のノード１０２の逆方向の出力バッファ１０７より送出されたセルは中継ノード１０１の逆方向のルーティング回路１０６に到着する。逆方向のルーティング回路１０６に到着したセルは逆方向の出力バッファ１０７に振り分けられる。中継ノード１０１の輻輳予測回路１０８では、逆方向の出力バッファ出力のセル速度から出力伝送路の輻輳予測を行う。中継ノード１０１の逆方向の輻輳予測動作は、送信側のノード１００の場合（図２７）と同じなので説明を省略する。但し、順方向を逆方向に変える必要がある。
【０１０５】
中継ノード１０１の逆方向の出力バッファ１０７より送出されたセルは送信側のノード１００の逆方向のルーティング回路１０６に到着する。逆方向のルーティング回路１０６に到着したセルは逆方向の出力バッファ１０７に振り分けられる。逆方向の出力バッファ１０７より送出されたセルは、送信側のレート制御回路１０５または送信側のインタフェース回路１０４に到着する。送信側のインタフェース回路１０４に到着したセルは加入者線１１３を介して送信側の端末装置１０３に送られる。
【０１０６】
本発明は、セル転送について述べたが、パケット転送にも適用できる。
【０１０７】
（実施例まとめ）
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、データセルの送出に先立って、Ｋ＊ΔＴ／ＰＣＲ（Ｋ：所定レート、ΔＴ：所定時間、ＰＣＲ：データ送出のレート）の周期で帯域確保フォワードリソース管理セルを送出する。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、順方向の出力バッファ出力またはＭＵＸ出力の合計セル速度と所定時間内の輻輳予測信号の挿入されていない帯域確保フォワードリソース管理セルの数から輻輳の前兆の有無を判断し、輻輳が予測される場合には、順方向の帯域確保フォワードリソース管理セルに輻輳予測信号を挿入する。送信装置は、受信側のレート制御回路または受信側の端末装置である受信装置で折り返された帯域確保バックワードリソース管理セルを受信し、所定時間ウインドウ（長さＴ）内に受信した輻輳予測信号を含む帯域確保リソース管理セル数が所定値Ｌ個以下である場合は、ＰＣＲでデータセルの送出を開始し、前記帯域確保バックワードリソース管理セルの送出開始から所定時間Ｔ０経過しても、所定時間ウインドウＴ内に受信した輻輳予測信号を含む帯域確保バックワードリソース管理セル数が所定値Ｌ個以下にならない場合は、帯域確保リソース管理セルの送出を停止する。
【０１０８】
所定時間ウインドウ内の輻輳予測信号を含む帯域確保バックワードリソース管理セルの数が所定値以下である場合は、順方向経路の帯域が確保できたことを示すものであり、一旦帯域確保できれば、以後輻輳予測信号を含む帯域確保バックワードリソース管理セルを受信しても、それは他のトラヒックが原因であるので、帯域確保フォワードリソース管理セルの送出を停止し、ＰＣＲでデータセルの送出が可能となる。このため、リアルタイム形伝送が可能になる。
【０１０９】
【発明の効果】
以上述べたように本発明は、送信側のノード出力伝送路あるい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リアルタイム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伝送を可能とするものである。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、本発明は、逆方向高速大容量ファイル転送および双方向リアルタイム形伝送を可能とするものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来例のシステム構成図。
【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】第一実施例のシステム構成図。
【図５】第一実施例の送信側のレート制御回路の構成図。
【図６】第一実施例の送信側の端末装置の構成図。
【図７】第一実施例の受信側のレート制御回路の構成図。
【図８】第一実施例の受信側の端末装置の構成図。
【図９】第一実施例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】受信側のレート制御回路または受信側の端末装置の動作フローを示す図。
【図１１】第一実施例の送信側のノードの輻輳回避動作フローを示す図。
【図１２】第二実施例のシステム構成を示す図。
【図１３】第二実施例の送信側のレート制御回路の構成図。
【図１４】第二実施例の送信側の端末装置の構成図。
【図１５】第二実施例の受信側のレート制御回路の構成図。
【図１６】第二実施例の受信側の端末装置の構成図。
【図１７】第二実施例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】第二実施例の受信側のレート制御回路または受信側の端末装置の動作フローを示す図。
【図１９】第二実施例の受信側のノードの輻輳回避動作フローを示す図。
【図２０】第三実施例のシステム構成図。
【図２１】第三実施例の送信側のレート制御回路の構成図。
【図２２】第三実施例の送信側の端末装置の構成図。
【図２３】第三実施例の受信側のレート制御回路の構成図。
【図２４】第三実施例の受信側の端末装置の構成図。
【図２５】第三実施例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２６】第三実施例の受信側のレート制御回路または受信側の端末装置の動作フローを示す図。
【図２７】第三実施例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ー１、１ー２　送信端末装置
２、２０、５１、８５、１２０　セル組立回路
３、２１、５０、８４、１１９　送信バッファ
４、４８、８２、１１７　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、１７、４６、８１、１１５　受信バッファ
８、１８、５２、８６、１２１　セル分解回路
９、１０、３１、６１、１０１　中継ノード
１１、１２　バッファ
１３、３８、６８、１０８　輻輳予測回路
１４、３９、６９、１０９　輻輳予測信号挿入回路
１５　経路選択回路
１６、１６ー１、１６ー２　受信端末装置
１９　ＦＲＭセル折り返し回路
２２、４４、７４、１１４　中継伝送路
３０、６０、１００　送信側のノード
３２、６２、１０２　受信側のノード
３３、６３、１０３　送信側の端末装置
３４、６４、１０４　送信側のインタフェース回路
３５、６５、１０５　送信側のレート制御回路
３６、６６、１０６　ルーティング回路
３７、６７、１０７　出力バッファ
４０、７１、１１１　受信側の端末装置
４１、７０、１１０　受信側のインタフェース回路
４２、７２、１１２　受信側のレート制御回路
４３、７３、１１３　加入者線（アクセス回線）
４５　帯域確保ＦＲＭセル折り返し回路
４７　帯域確保ＢＲＭセル受信回路
４９　帯域確保ＦＲＭセル送出回路
８０　帯域確保ＢＲＭセル受信回路
８３　帯域確保ＦＲＭセル送出回路
８７　帯域確保ＦＲＭセル折り返しおよび廃棄回路
１１６　帯域確保ＲＭセル受信回路
１１８　帯域確保ＲＭセル送出回路
１２２　帯域確保ＲＭセル折り返しおよび廃棄回路
【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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