(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発信元端末システム、切換えシステム及び宛先端末システムを有するＡＴＭネットワークにおいて、
交信管理システムの前記発信元端末システムは、ユーザー・データ・セルとともにＲＭセルを生成する手段を有し、
交信管理システムの前記切換えシステムは、動的制御理論から導出した指数変換関数を用いたＱＬに準拠したアルゴリズムに基づいて、セルの待ち行列長からＥＲ値を計算する手段及び前記ＲＭセル内のＥＲフィールドを更新する手段を有し、
交信管理システムの前記宛先端末システムは、前記切換えシステムを介してＲＭセルをそれらの発信元端末システムにリターンさせる手段を有する
ことを特徴とするＡＴＭネットワーク。
【請求項２】
前記切換えシステムは、回線終端ブロック、切換えブロック及び制御ブロックを有し、
入力ＡＴＭセルは、前記回線終端ブロックで処理され、前記切換えブロックに一時的に記憶され、かつ宛先回線終端ブロックがセルの送信可能状態にある場合には前記宛先回線終端ブロックに切換えられる
ことを特徴とする請求項１に記載のＡＴＭネットワーク。
【請求項３】
回線終端ブロックが入力ＲＭセルを識別し、前記入力ＲＭセルを切換えブロックを経て制御ブロックに転送した後に、前記制御ブロックは、前記ＱＬに準拠したアルゴリズムに従って周期的に計算されるＥＲ値を用いて前記ＲＭセルのＥＲフィールドを更新する
ことを特徴とする請求項２に記載のＡＴＭネットワーク。
【請求項４】
回線終端ブロックが入力ＲＭセルを識別し、前記入力ＲＭセルを切換えブロックを経て制御ブロックに転送した後に、前記制御ブロックは、ＲＭセルが前記制御ブロックによって受信された時点で前記ＱＬに準拠したアルゴリズムに従って計算されたＥＲ値を用いて前記ＲＭセルのＥＲフィールドを更新し、かつ前記ＲＭセルを前記切換えブロックを介して関連する宛先回線終端ブロックに送信する
ことを特徴とする請求項２に記載のＡＴＭネットワーク。
【請求項５】
入力ＲＭセルが前記宛先回線終端ブロックに到達した時にトリガを発生して前記ＱＬに準拠したアルゴリズムを呼出し、前記トリガを前記宛先回線終端ブロックから前記制御ブロックへと結合するための手段と、
前記ＱＬに準拠したアルゴリズムに従ってＥＲ値を計算する手段と、
前記計算されたＥＲ値を前記宛先回線終端ブロックに送信する手段と
を更に有し、
前記宛先回線終端ブロックは、前記入力ＲＭセルに応答してそのＥＲフィールドを更新する
ことを特徴とする請求項２に記載のＡＴＭネットワーク。
【請求項６】
前記制御ブロックは、前記切換えブロック内に記憶されたセルの数を周期的に読出し、前記ＱＬに準拠したアルゴリズムに従ってＥＲ値を計算し、かつ前記ＥＲ値を前記回線終端ブロックへと書込み、
前記宛先回線終端ブロックは、前記制御ブロックによって設定されたＥＲ値を用いて、通過するＲＭセルのＥＲフィールドを更新する
ことを特徴とする請求項２に記載のＡＴＭネットワーク。
【請求項７】
前記制御ブロックは、前記切換えブロック内に記憶されたセルの数を周期的に読出し、前記ＱＬに準拠したアルゴリズムに従ってＥＲ値を計算し、かつ前記ＥＲ値を切換えブロックへと書込み、
前記回線終端ブロックは、入力セルを前記切換えブロックに転送し、
前記切換えブロックは、前記制御ブロックによって設定されたＥＲ値を用いてＲＭセルのＥＲフィールドを更新し、かつ前記更新されたＥＲフィールドを関連する宛先回線終端ブロックに転送する
ことを特徴とする請求項２に記載のＡＴＭネットワーク。
【請求項８】
入力ＲＭセルが関連する切換えブロックへと転送されると、前記関連する切換えブロックは、前記ＱＬに準拠したアルゴリズムに従ってＥＲ値を計算し、かつＲＭセルのＥＲフィールドを更新し、前記更新されたＥＲ値を前記宛先回線終端ブロックに転送する
ことを特徴とする請求項２に記載のＡＴＭネットワーク。
【請求項９】
前記切換えシステムは、回線終端ブロック、切換えブロック及び制御ブロックを有し、
入力ＡＴＭセルは、前記回線終端ブロックで処理され、前記宛先回線終端ブロックへと切換えられ、かつ転送可能状態になるまで前記宛先回線終端ブロックに一時的に記憶される
ことを特徴とする請求項１に記載のＡＴＭネットワーク。
【請求項１０】
入力ＲＭセルが前記宛先回線終端ブロックに到達すると、前記宛先回線終端ブロックは、前記ＱＬに準拠したアルゴリズムに従って周期的に計算されるＥＲ値を用いて前記入力ＲＭセルのＥＲフィールドを更新する
ことを特徴とする請求項９に記載のＡＴＭネットワーク。
【請求項１１】
入力ＲＭセルが前記宛先回線終端ブロックに到達すると、前記宛先回線終端ブロックは、ＲＭセルが前記宛先回線終端ブロックによって受信された時点で、前記ＱＬに準拠したアルゴリズムに従って周期的に計算されるＥＲ値を用いて前記入力ＲＭセルのＥＲフィールドを更新する
ことを特徴とする請求項９に記載のＡＴＭネットワーク。
【請求項１２】
発信元端末システム、切換えシステム及び宛先端末システムを有するＡＴＭネットワークにおいて、
交信管理システムの前記発信元端末システムは、ユーザー・データ・セルとともにＲＭセルを生成し、
交信管理システムの前記切換えシステムは、動的制御理論から導出した指数変換関数を用いたＱＬに準拠したアルゴリズムを呼出し、前記ＱＬに準拠したアルゴリズムに従って、通過するＲＭセルのＥＲフィールドを更新し、
交信管理システムの前記宛先端末システムは、前記切換えシステムを介してＲＭセルをそれらの発信元端末システムにリターンさせる
ことを特徴とするＡＴＭネットワーク。
【請求項１３】
前記切換えシステムは、異なるバッファ・サイズと異なるバッファ手順を有する幾つかの種類のスイッチを有し、
複数のＱＬフィールドは、ＲＭセル内に割当てられ、前記フィールドは各種のスイッチにて前記ＱＬに準拠したアルゴリズムに従って別個に更新される
ことを特徴とする請求項１２に記載のＡＴＭネットワーク。
【請求項１４】
前記切換えシステムからリターンしたＲＭセルのＱＬフィールドをＥＲ値に変換する手段を更に含み、
前記ＥＲ値は、ＲＭセルのＥＲフィールドへと設定され、
かつオリジナルのＱＬフィールドは、前記発信元端末システムでリセットされることを特徴とする請求項１２に記載のＡＴＭネットワーク。
【請求項１５】
切換えシステムからのＲＭセルのＱＬフィールドをＥＲ値に変換する手段を更に含み、
前記ＥＲ値は、ＲＭセルのＥＲフィールドへと設定され、
かつオリジナルのＱＬフィールドは、前記宛先端末システムでリセットされることを特徴とする請求項１２に記載のＡＴＭネットワーク。
【請求項１６】
前記切換えシステムが多数個のスイッチを有し、更にＲＭセルのＱＬフィールドをＥＲ値に変換する手段を有し、
オリジナルのＱＬフィールドは前記スイッチの選択された１つでリセットされることを特徴とする請求項１２に記載のＡＴＭネットワーク。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はディジタル通信ネットワークの交信制御に関し、特にＡＴＭネットワークにおいて効率がよい有効ビット伝送速度（ＡＢＲ:Available Bit Rate）のフロー制御を実現するための待ち行列長準拠のアルゴリズムを実施するための機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
非同期転送モード（ＡＴＭ:asynchronous transfer mode）のネットワークのようなセル切換えディジタル通信ネットワークを介してデータを伝送する場合、多くの発信元が、切換えノードまたはリンクのデータ処理能力に負担を負わせるように、集中した比率でネットワークの切換えノードまたはリンクを経て大幅に変化する速度でデータ・セルを送信すると問題点が生ずる。ノードがデータを処理し他のノードに送る速度を超える速度で、データがノードに到達すると、ネットワークのノードに渋滞が生ずる。そのため、過剰なデータはノードのバッファ記憶装置内に累積し、これは到達速度と処理および発送速度との差の速度で充填される。渋滞が長期間持続すると、バッファ記憶装置は最大容量にまで充填され、それ以上の通過データは破棄されなければならない。
【０００３】
このようなデータ損失を最小限にするために、過剰なデータがネットワークに入ることを防止もしくは禁止するための有効ビット伝送速度（ＡＢＲ）フロー制御機構が開発されてきた。ＡＢＲフロー制御では、データがネットワークに入ることができる速度は許容セル速度（ＡＣＲ:allowable cell rate）を超えないように制御され、このＡＣＲは、通常はネットワークの渋滞を反映するネットワークからの資源管理（ＲＭ:resource management）セルの形式でフィードバック信号を介して調整される。このようなＡＢＲフロー制御機構の１つは１９９６年にＡＴＭフォーラム技術委員会著の「交信管理仕様バージョン４．０」のタイトルのＡＴＭフォーラム記録ａｆ−ｔｍ００５６．０００に記載されている。
【０００４】
しかし、上記のＡＴＭフォーラムの文献に記載されているＡＢＲフロー制御機構は主として発信元と宛先のシステムの性質について記載したものであり、切換えシステムの性質については特には記載されないままになっている。従来から切換え機構には幾つかの例があったが、これらの機構は例えば妥当性や安定性の問題で良好に動作しないことが判明している。また、例えばＡＢＲ交信負荷の正確な算出と、各ＡＢＲ接続線ごとに帯域幅を妥当に共用する必要がある等、切り換えを実施することは困難であった。更に、従来の切換え機構には、どれも安定性と性能の点で分析的な実証性がなかった。それらのほとんどは極めて限定された交信条件で、また極めて小規模なネットワークでのシミュレーションによって動作することが示されただけであった。専門家が既存のＡＴＭネットワークを実施するための完全なＡＢＲフロー制御機構を得るためには、実施することが簡単で、かつＡＢＲフロー制御の目的であるネットワーク資源を有効に活用することを達成する上で、有効なＡＴＭフォーラムに準拠したＡＢＲフロー制御機構を開発することが極めて重要である。
【０００５】
このようなＡＢＲフロー制御機構の１つとしては、１９９７年３月１９日に出願され、本明細書に参考文献として参照されている「待ち行列長に基づくＡＢＲフロー制御システム」のタイトルの米国特許出願シリアルナンバー０８／８２０，５５４号に記載されている。これは発信元システムがセルを送信するために利用できる速度を計算するための待ち行列長に基づく機構を利用したものである。すなわち、切換えノードがＲＭセルを受信すると、切換えノードは、切換えノードで累積された現行セルの待ち行列長に基づいてこの接続に必要なセル伝送速度を計算する。この速度値がＲＭセルのＥＲフィールド内に含まれる値未満である場合は、ＥＲフィールドは、この新たに計算された値で更新される。宛先端末システムは受信した全てのＲＭセルをそれらの発信元端末システムにリターンさせ、一方、この発信元端末システムは受信したＲＭセルのＥＲフィールドに含まれる値に従ってセル伝送速度を調整する。ＱＬ準拠のフロー制御機構の１実施例では、所望のセル伝送速度は切換えノードにてセルの待ち行列長の指数関数として計算され、これがフロー制御ネットワークに安定性が高い領域をもたらす。
【０００６】
より具体的には、上記の特許出願では、所望のセル伝送速度が切換えノードで累積される現行のセル待ち行列長に従って計算されるＡＴＭ切換えノード用の待ち行列長（ＱＬ:Queue Length）に準拠したフロー制御システムが利用される。計算された速度値は、そのセル伝送速度を調整するために発信元ノードによって利用される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
切換えＡＢＲフロー制御機構の有効性は、その応答度、安定性および妥当性によって判定することができる。応答度については、ＡＢＲ機構がネットワークの負荷の変化に速やかに応答する必要がある。すなわち、ネットワークの交信負荷が増大すると、スイッチは、ネットワークのそれ以上の渋滞を避けるために発信元にその伝送速度を速やかに減らすように通知する必要がある。このことができないと、スイッチ・バッファのオーバーフローとセル損失が生ずる。これに対して、ネットワークの交信量が減少すると、スイッチは発信元がその送信速度を高めるようにする必要がある。このことができないと、ネットワーク資源の活用度が低下する。安定性とは、ＡＢＲフロー制御機構が発信元のセル伝送速度を過度に動的に変化させて、発信元のセル伝送速度の変動を生じさせることがないことを意味している。速度変動が大きいと、接続の品質とネットワークの広域活用度とが低下する。ＡＢＲフロー制御機構は更に、全ての接続に対して、渋滞が生じた場合においても、ネットワークを平等に共用できるようにする必要がある。
【０００８】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、ネットワークの負荷の変化に速やかに応答することができ、発信元のセル伝送速度を過度に変化させて、発信元のセル伝送速度の変動を生じさせることがなく、渋滞が生じても全ての接続に対してネットワークを平等に共用することができるＡＴＭネットワークを得ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るＡＴＭネットワークは、発信元端末システム、切換えシステム及び宛先端末システムを有し、交信管理システムの発信元端末システムは、ユーザー・データ・セルとともにＲＭセルを生成する手段を有し、交信管理システムの切換えシステムは、動的制御理論から導出した指数変換関数を用いたＱＬに準拠したアルゴリズムに基づいて、セルの待ち行列長からＥＲ値を計算する手段及びＲＭセル内のＥＲフィールドを更新する手段を有し、交信管理システムの宛先端末システムは、切換えシステムを介してＲＭセルをそれらの発信元端末システムにリターンさせる手段を有する。
【００１０】
また、切換えシステムは、回線終端ブロック、切換えブロック及び制御ブロックを有し、入力ＡＴＭセルは、回線終端ブロックで処理され、切換えブロックに一時的に記憶され、かつ宛先回線終端ブロックがセルの送信可能状態にある場合には宛先回線終端ブロックに切換えられる。
【００１１】
また、回線終端ブロックが入力ＲＭセルを識別し、入力ＲＭセルを切換えブロックを経て制御ブロックに転送した後に、制御ブロックは、ＱＬに準拠したアルゴリズムに従って周期的に計算されるＥＲ値を用いてＲＭセルのＥＲフィールドを更新する。
【００１２】
また、回線終端ブロックが入力ＲＭセルを識別し、入力ＲＭセルを切換えブロックを経て制御ブロックに転送した後に、制御ブロックは、ＲＭセルが制御ブロックによって受信された時点でＱＬに準拠したアルゴリズムに従って計算されたＥＲ値を用いてＲＭセルのＥＲフィールドを更新し、かつＲＭセルを切換えブロックを介して関連する宛先回線終端ブロックに送信する。
【００１３】
また、入力ＲＭセルが宛先回線終端ブロックに到達した時にトリガを発生してＱＬに準拠したアルゴリズムを呼出し、トリガを宛先回線終端ブロックから制御ブロックへと結合するための手段と、ＱＬに準拠したアルゴリズムに従ってＥＲ値を計算する手段と、計算されたＥＲ値を宛先回線終端ブロックに送信する手段とを更に有し、宛先回線終端ブロックは、入力ＲＭセルに応答してそのＥＲフィールドを更新する。
【００１４】
また、制御ブロックは、切換えブロック内に記憶されたセルの数を周期的に読出し、ＱＬに準拠したアルゴリズムに従ってＥＲ値を計算し、かつＥＲ値を回線終端ブロックへと書込み、宛先回線終端ブロックは、制御ブロックによって設定されたＥＲ値を用いて、通過するＲＭセルのＥＲフィールドを更新する。
【００１５】
また、制御ブロックは、切換えブロック内に記憶されたセルの数を周期的に読出し、ＱＬに準拠したアルゴリズムに従ってＥＲ値を計算し、かつＥＲ値を切換えブロックへと書込み、回線終端ブロックは、入力セルを切換えブロックに転送し、切換えブロックは、制御ブロックによって設定されたＥＲ値を用いてＲＭセルのＥＲフィールドを更新し、かつ更新されたＥＲフィールドを関連する宛先回線終端ブロックに転送する。
【００１６】
また、入力ＲＭセルが関連する切換えブロックへと転送されると、関連する切換えブロックは、ＱＬに準拠したアルゴリズムに従ってＥＲ値を計算し、かつＲＭセルのＥＲフィールドを更新し、更新されたＥＲ値を宛先回線終端ブロックに転送する。
【００１７】
また、切換えシステムは、回線終端ブロック、切換えブロック及び制御ブロックを有し、入力ＡＴＭセルは、回線終端ブロックで処理され、宛先回線終端ブロックへと切換えられ、かつ転送可能状態になるまで宛先回線終端ブロックに一時的に記憶される。
【００１８】
また、入力ＲＭセルが宛先回線終端ブロックに到達すると、宛先回線終端ブロックは、ＱＬに準拠したアルゴリズムに従って周期的に計算されるＥＲ値を用いて入力ＲＭセルのＥＲフィールドを更新する。
【００１９】
また、入力ＲＭセルが宛先回線終端ブロックに到達すると、宛先回線終端ブロックは、ＲＭセルが宛先回線終端ブロックによって受信された時点で、ＱＬに準拠したアルゴリズムに従って周期的に計算されるＥＲ値を用いて入力ＲＭセルのＥＲフィールドを更新する。
【００２０】
また、この発明に係るＡＴＭネットワークは、発信元端末システム、切換えシステム及び宛先端末システムを有し、交信管理システムの発信元端末システムは、ユーザー・データ・セルとともにＲＭセルを生成し、交信管理システムの切換えシステムは、動的制御理論から導出した指数変換関数を用いたＱＬに準拠したアルゴリズムを呼出し、ＱＬに準拠したアルゴリズムに従って、通過するＲＭセルのＥＲフィールドを更新し、交信管理システムの宛先端末システムは、切換えシステムを介してＲＭセルをそれらの発信元端末システムにリターンさせる。
【００２１】
また、切換えシステムは、異なるバッファ・サイズと異なるバッファ手順を有する幾つかの種類のスイッチを有し、複数のＱＬフィールドは、ＲＭセル内に割当てられ、フィールドは各種のスイッチにてＱＬに準拠したアルゴリズムに従って別個に更新される。
【００２２】
また、切換えシステムからリターンしたＲＭセルのＱＬフィールドをＥＲ値に変換する手段を更に含み、ＥＲ値は、ＲＭセルのＥＲフィールドへと設定され、かつオリジナルのＱＬフィールドは、発信元端末システムでリセットされる。
【００２３】
また、切換えシステムからのＲＭセルのＱＬフィールドをＥＲ値に変換する手段を更に含み、ＥＲ値は、ＲＭセルのＥＲフィールドへと設定され、かつオリジナルのＱＬフィールドは、宛先端末システムでリセットされる。
【００２４】
また、切換えシステムが多数個のスイッチを有し、更にＲＭセルのＱＬフィールドをＥＲ値に変換する手段を有し、オリジナルのＱＬフィールドはスイッチの選択された１つでリセットされる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
本発明の上述のおよびその他の特徴は図面を参照した詳細な説明によってより明解に理解される。
【００２６】
さらに上述の従来技術に基づいて図１を参照すると、ＡＴＭネットワークを経たディジタル・データの伝送と、ＡＢＲフロー制御のフレームワークが示されている。１つまたはそれ以上の切換えノード２６を有するＡＴＭネットワークを利用して、発信元システム１０が宛先システム２２に接続される。発信元システム１０は、順方向ＲＭセル１４とともにデータ・セル１２を生成する。１個の順方向ＲＭセルは、ＡＴＭフォーラム交信管理仕様に基づいて、各々のＡＢＲ接続ごとに、送信される全てのＮｒｍセル内に生成される。ここでＮｒｍとは、ＡＢＲ接続のパラメタである。これらのセルは、ネットワーク内の１つまたはそれ以上の切換えノード２６によってそれらの宛先システムへと発送される。宛先システムは、データ・セルを消費し、順方向ＲＭセルを逆方向ＲＭセル１８へと変換し、逆方向ＲＭセルをネットワーク２４を介して発信元システム１０へと返送する。スイッチ２６は、ネットワーク渋滞情報を順方向および逆方向ＲＭセルの双方または一方に書込む。逆方向ＲＭセル１６を受信した後、発信元システム１０は、ＡＴＭフォーラムのフロー制御仕様の詳細な説明を含む１９９６年のＡＴＭフォーラムの技術委員会著の「交信管理仕様バージョン４．０」のタイトルのＡＴＭフォーラム記録ａｆ−ｔｍ００５６．０００に従って、セル内に含まれる渋滞情報に基づきセル伝送速度を調整する。
【００２７】
次に図２を参照すると、この図面は図１のＡＴＭネットワーク２４の切換えノード３０内のセルの流れと、ＡＢＲフロー制御機能を実施するためのＲＭセル・プロセッサ３８の利用状態とを示し、データおよびＲＭセルは、入力リンク３２を経てスイッチ３０に入り、出力リンク３４を経てスイッチから出る。セルの集中した入力速度が、セルがスイッチからでる出力リンクの伝送速度を超えた場合、出力リンクの帯域幅が利用可能になった時にセルを送信できるように、セルを一時的に記憶するためにセル・バッファ３６が必要である。セル・バッファ３６内のセルの数すなわち待ち行列長はＲＭセル・プロセッサ３８に入力される。ＲＭセル・プロセッサ３８はこの待ち行列長情報を用いて通過するＲＭセルを更新する。
【００２８】
次に図３を参照すると、図２のＲＭセル・プロセッサ３８によるＲＭセルの更新をより詳細に示されている。ＡＴＭフォーラムのＡＢＲフロー制御仕様に記載されているように、発信元システムが逆方向ＲＭセルを受信すると、このシステムは、接続用のセル伝送速度を、ＲＭセルのＥＲフィールド４６内に含まれる明示速度（ＥＲ:Explicit Rate）の値以上になるように調整する。このように、スイッチのＲＭセル・プロセッサは、通過するＲＭセルのＥＲフィールドを設定することを介して発信元システムの伝送速度を制御することができる。本発明は以下のＲＭセル処理機能の一方または双方を実行するためにＲＭセル・プロセッサを必要とする。
【００２９】
第１に、スイッチによって受信された各々の順方向ＲＭセル毎に、ＲＭセル・プロセッサは、受信されたＲＭセルがそこからスイッチを出る出力リンクの待ち行列長の値４０を読み出し、変換関数４２を用いて待ち行列長の値ｑをセル速度の値ｒ４４へと変換し、速度値４４がＲＭセルのＥＲフィールド４８の値よりも小さい場合は、ＥＲフィールド４６に速度値４４を設定する。
【００３０】
第２に、スイッチによって受信された各々の逆方向ＲＭセルごとに、ＲＭセル・プロセッサは、ＲＭセルと同じ接続のデータ・セルがそこからスイッチを出る出力リンクの待ち行列長４０の値を読み出し、変換関数４２を用いて待ち行列長の値ｑをセル速度の値ｒ４４へと変換し、速度値４４がＲＭセルのＥＲフィールド４８の値よりも小さい場合は、ＥＲフィールド４６に速度値４４を設定する。
【００３１】
変換関数４４は、ＡＢＲフロー制御性能に大きな影響を及ぼす。変換関数の選択が不適切であると、応答度が低下し、ＡＢＲフロー制御の不安定さを生ずることとなる。本発明は後述するような動的制御理論から導出した特別の指数変換関数を用いている。
【００３２】
次に図４を参照すると、スイッチの出力リンクの待ち行列ポイント５０での結合点のための待ち行列分析が示されている。ｔ（ｋ）を結合点のｋ番目のＲＭセルの到達時間とする。ｑ（ｋ）５２を用いて時間ｔ（ｋ）での待ち行列ポイントでの待ち行列長を表す。ｒ（ｋ）５４およびａ（ｋ）５６を用いて、入力リンクでの結合点の平均セル到達速度、および時間ｔ（ｋ）とｔ（ｋ＋１）との間の出力リンクの平均セル離脱速度をそれぞれ表す。スイッチがＲＭセル内に速度値を設定した後、スイッチが入力セルの速度変換を観測する前に、フィードバック遅延があることに留意されたい。言い換えると、ＲＭセルがその発信元システムにリターンし、伝送速度が変化したセルがスイッチに到達するまでにある程度の時間を要する。ｄ（ｋ）をＲＭセル期間の単位での時間ｔ（ｋ）での上記のフィードバック遅延であるものとする。すなわち、時間ｔ（ｋ）での入力セルの速度は（ｋ−ｄ（ｋ））番目のＲＭセル内に設定された速度値によって決定される。
【００３３】
ＡＢＲ結合点の動的な性質を研究するため、図４に示された待ち行列ポイントを結合点のボトルネックポイントであるとする。言い換えると、結合点はこの待ち行列ポイントで設定された速度値を用いてセルを送信するものと想定することができる。図４に示した表記法を用いて、以下の関係式が得られる。
【００３４】
【数１】
0004098416.tif 000002
【００３５】
上述の方程式の物理的な意味は、次のＲＭセルが到達する時間が現行の待ち行列長プラス現行のＲＭフィードバック中のセルの累積に等しく、結合点の現行のセル到達速度がこの待ち行列ポイントｄ（ｋ）でＲＭセル以前に設定された速度値と等しいということである。
【００３６】
上述の表記法を用いて、ここでＡＢＲフロー制御の下で結合点の安定性の分析を行うことができる。ｒ（ｋ）＝ｒ、ｑ（ｋ）＝ｑ、Ｔ（ｋ）＝Ｔが、ａ（ｋ）＝ａおよびｄ（ｋ）＝ｄの条件での結合点の平衡ポイントであるとものとする。言い換えると、結合点に利用できる帯域幅とフィードバック遅延が充分なフィードバックにわたって一定の状態に留まれば、システムは図４に示した全ての変数が一定値に留まって安定条件に達するものと想定される。次に、ＡＢＲフロー制御機構の安定性には、いずれかの理由から状態変数、すなわちｒ（ｋ）およびｑ（ｋ）が平衡ポイントから離れれば、それらが再び平衡ポイントに戻ることが必要である。システムが現行の平衡ポイントから離れる理由の１つは、例えば同じ伝送リンクを共用するいずれかの他の結合点の追加または除去の後で、結合点に利用できる帯域幅の変化によるものである。このように、安定したＡＢＲフロー制御システムは永久に変動するのではなく、新たな平衡ポイントで結合点のセル伝送速度を安定させるのである。
【００３７】
【数２】
0004098416.tif 000003
【００３８】
数式（２）を、待ち行列長とセル到達速度の平衡ポイントからの摂動であるものとする。方程式（１）から、下記の方程式が得られる。
【００３９】
【数３】
0004098416.tif 000004
【００４０】
δｒ（ｋ）を第１の方程式に代入すると、下記が得られる。
【００４１】
【数４】
0004098416.tif 000005
【００４２】
離散制御理論から、動的システム（４）は、下記の方程式が安定している時、またその場合に限り、すなわち方程式（５）がユニット円内に根を有している場合に安定する。
【００４３】
【数５】
0004098416.tif 000006
シミュレーションを用いて、方程式（５）の安定条件は下記のように得ることができる。
【００４４】
【数６】
0004098416.tif 000007
【００４５】
但し、フィードバック遅延ｄの関数としてのｇ（ｄ）の値は、下記のテーブルに示されている。
【００４６】
【表１】
0004098416.tif 000008
【００４７】
【表２】
0004098416.tif 000009
【００４８】
平衡状態で、Ｎｒｍセルは、Ｔの期間に到達し、但しＮｒｍは発信元システムが送信された全てのＮｒｍ内に１つの順方向ＲＭセルを送信する必要があるＡＴＭフォーラム仕様に記載のＡＢＲパラメタである。このようにして、下記のセル到達速度が得られる。
【００４９】
【数７】
0004098416.tif 000010
【００５０】
そこで、式（６）の安定条件は下記のように表すことができる。
【００５１】
【数８】
0004098416.tif 000011
【００５２】
この方程式によって、上述の安定条件を満たす速度と変換関数が得られる。
【００５３】
【数９】
0004098416.tif 000012
【００５４】
ここで、ＰＣＲはＡＴＭフォーラム仕様に規定のとおりセルを送信するために結合点が利用できるピーク・セル速度である。
【００５５】
次に図５を参照すると、フィードバック遅延の値が異なる速度変換関数の幾つかの例が示されている。速度変換関数として曲線６０が用いられた場合は、フィードバック遅延がＲＭフィードバックＴよりも大きくない限りは、本発明のＡＢＲフロー制御機構が安定することが保証される。同様に、速度変換関数として曲線６２または曲線６４が用いられると、フィードバック遅延が４Ｔまたは８Ｔよりも大きくない限りは、システムが安定することが保証される。安定性の観点からは、スイッチにおける速度変換関数を選択するには、大きいｄの値を用いるべきであり、それによって実際のフィードバック遅延の安定性が高い領域が得られる。しかし、ｄの値が大きいと、スイッチにおけるバッファの必要性も増大する。例えば、図５からｄ＝１の場合、結合点の伝送速度をそのピーク帯域幅ＰＣＲの半分に絞るには２２セルのバッファが必要である。ｄを４まで増大すると、同じ伝送速度を支えるには６４セルのバッファが必要である。
【００５６】
次に図６を参照すると、スイッチにおけるバッファの必要性が示されている。曲線７０と曲線７２とは、ｄ＝１とｄ＝４の場合の２つの例をそれぞれ示している。この関係はＡＢＲフロー制御に必要なバッファの量を決定するために、またはスイッチでの所定量のバッファを支えることができる最大のフィードバック遅延ｄを決定するために利用できる。
【００５７】
図６から観測できる１つの興味深い事実は、所定量のバッファとｄの選択でスイッチが支えることができる最低速度は、ピーク・セル速度（ＰＣＲ:peak cell rate）によって左右されるということである。ＰＣＲの値が大きいと、ネットワークの負荷が重くない場合、結合点を高い伝送速度まで増大できる。しかし、図６から、ネットワークの負荷が思い場合には、結合点の転送速度を絞るにはスイッチでより多くのバッファが必要である。所定量のバッファでスイッチの速度調整範を増大する方法の１つは、結合点に利用できる推定帯域幅を利用することによってＰＣＲを動的に設定することである。例えば、ＰＣＲは、ＡＢＲ交信に利用できる帯域幅の値を帯域幅を共用する能動的なＡＢＲ結合点の数で除算した値に設定することができる。別の方法は、待ち行列長がある所定のしきい値に到達した場合にＰＣＲを減少し、待ち行列長がある所定のしきい値未満に低下した場合はＰＣＲを増大することである。待ち行列長のしきい値は互いに過度に接近して設定されるべきではないことに留意されたい。さもなければ、機構の安定性に影響を及ぼすフィードバック値ｄを減少しても等価であろう。
【００５８】
次に図７を参照すると、本発明のＡＢＲフロー制御システムを中央の共用バッファ構成のＡＴＭスイッチで実施した態様が示されている。入力セル９８は、ＶＣテーブル８２内に記憶された情報に従って、セル・ヘッダを修正する回線カード８０に到達する。これらのセルは、次にスイッチ・カード８８に発送され、中央セル・バッファ８６に記憶される。出帯域幅を利用できる場合は、セル・バッファ８６に記憶されたセルは対応する回線カード８４へと発送され、出力セル１０８としてスイッチを離れる。各々の出力リンクごとに、スイッチ・カード８８は、出力リンクを宛先としたセル・バッファ８６内に現在存在するセル数を記録する待ち行列長の値を保持する。ＣＰＵカード９０内のプロセッサ９２は、スイッチの全ての出力リンクごとにスイッチ・カード８８から周期的に待ち行列のサイズ１００を読み出す。これらの待ち行列サイズの値は、次に図５に示すようにプロセッサ５によって速度変換関数を用いて速度値に変換される。計算された速度値は、対応する回線カード８４のＥＲレジスタ９４に書込まれる。セルがスイッチ・カード８８から回線カード８４へと伝送されると、通常のデータ・セル１０４は、変更なく回線カードによって伝送される。ＲＭセル１０６が、セル・フィルタ９２によって検出されると、これらのＲＭセルは、ＲＭセル・プロセッサ９６に送られる。ＲＭセル・プロセッサは、ＲＭセル内のＥＲフィールドをＥＲレジスタ９４と比較する。ＲＭセルのＥＲフィールド内の値がＥＲレジスタ９４内に記憶された値以上である場合は、ＥＲレジスタ９４内の速度値はＲＭセル内のＥＲフィールドへと書込まれる。そうではない場合は、ＲＭセルは不変のままに留まる。次にＲＭセルは回線カードによって伝送される。
【００５９】
上述のＲＭセルの処理は、順方向および逆方向のＲＭセルの双方で実行できることに留意されたい。順方向ＲＭセルの場合、ＲＭセルがそこから伝送される出力リンクを宛先とするセルの待ち行列長を用いて速度と値が計算される。逆方向ＲＭセルの場合、同じ結合点の順方向ＲＭセルがそこから伝送される出力リンクを宛先とするセル待ち行列長を用いて速度値が計算される。このように、逆方向ＲＭセルがスイッチで処理されるべき場合、各々がスイッチの出力リンクに対応する値を記憶する複数のＥＲレジスタ９４が必要になる。
【００６０】
セルが中央スイッチ・カードではなく各々の出回線カードで待機される出力バッファ構成のスイッチの場合は、待ち行列サイズの値を速度値に変換する機能は、周期的に、またはＲＭセルが送信されるべき時点のいずれかで各個の回線カードで実行することができる。逆方向ＲＭセルの処理を支援するため、回線カードが全ての出リンクの速度値を知るように、回線カードは周期的に通信する必要がある。
【００６１】
より詳細には、図８はＡＴＭネットワークの構成を示している。発信元端末システム（source end system）２０１は、ユーザー通信用のＡＴＭデータ・セル２０５と、発信元および宛先端末システム（destination end system）２０２の間に確率されるＡＴＭ結合点２０７を経て伝送速度を制御するための資源管理（ＲＭ）セル２０６とを転送する。ＡＴＭ切換えノード２０４からなる切換えシステム（switching system）２０３はＡＴＭ結合点識別子に基づいてＡＴＭセルを切換える。
【００６２】
図９は切換えシステム内のＡＴＭノード２０４の構成を示している。ノードは回線終端ブロック２０８と、切換えブロック２０９と、制御ブロッンク２１０とからなっている。回線終端ブロック２０８と切換えブロック２０９とは、ＡＴＭセル２１１に基づく伝送回線によって接続されている。制御ブロック２１０と切換えブロック２０９もＡＴＭセル２１１に基づく伝送回線によって接続されている。制御ブロック２１０とその他のブロックは、専用回線２１２によって接続されている。入力ユーザー・セル２０５は、発信元回線終端ブロック２０８ａから切換えブロック２０９に転送され、宛先回線終端ブロック２０８ｄがこれを取り出し、伝送可能な状態になるまで一時的に切換えブロックに記憶される。
【００６３】
入力ＲＭセルは、以下の機構の１つによって処理される。
【００６４】
機構１：
図１０はＡＴＭノード内のＲＭセルの経路及びＲＭセルを処理するための制御ブロックの機能とを示している。入力ＲＭセルは、切換えブロック２０９を経て、ＡＴＭセル２１２ａに基づく経路に沿って、発信元回線終端ブロック２０８ａから制御ブロック２１０へと転送される。入力セルは、制御ブロック２１０で処理された後、切換えブロック２０９を経て経路２１２ｂに沿って宛先回線終端ブロック２０８ｄに転送される。入力ユーザー・セルは切換えブロック２０９を経て経路２１３によって直接発信元回線終端ブロック２０８ａから宛先回線終端ブロック２０８ｄへと転送される。ＲＭセルの処理に関して、セルのＥＲフィールドは計算されたＥＲ値と比較され、ＲＭセルが、サブブロック２１５ａでデコードされた後、ＡＴＭフォーラムで指定されたＥＲモードの機構に従ってサブブロック２１５ｂで更新される。次に、更新されたＥＲフィールドは、サブブロック２１５ａでＲＭセルに設定される。ＥＲ値の計算は、サブブロック２１５ｃで周期的に実行される。サブブロック２１５ｃは専用の経路２１４ａを用いて切換えブロック２０９をアクセスし、経路２１４ｂによって周期的に記憶されたセル数を得る。サブブロック２１５ｃは、ＱＬに準拠したアルゴリズムに従って監視された値に基づいてＥＲ値を計算し、計算されたＥＲ値を隣接のサブブロック２１５ｂに転送する。
【００６５】
機構２：
図１１はＡＴＭノード内のＲＭセルの経路及びＲＭセルを処理するための制御ブロック内の機能とを示している。入力ＲＭセルは、切換えブロック２１０を経て、ＡＴＭセル２１２ａに基づく経路に沿って、発信元回線終端ブロック２０８ａから制御ブロック２１０へと転送される。入力ユーザー・セルは、切換えブロック２０９を経て、経路２１３によって直接発信元端末ブロック２０８ａから宛先回線端末ブロック２０８ｄへと転送される。ＲＭセルの処理に関して、入力ＲＭセルが、サブブロック２１５ａで認識されると、ＱＬに準拠するアルゴリズム２１４ｆを呼出すトリガが、サブブロック２１５ｃに結合される。サブブロック２１５ｃは、専用の経路２１４ａを利用して切換えブロック２０９にアクセスし、その時点で記憶されたセル数を得る。このサブブロック、例えばサブブロック２１５ｃは、ＱＬに準拠するアルゴリズムに従って監視された値に基づきＥＲ値を計算し、計算された値を隣接するサブブロック２１５ｂに転送する。入力ＲＭセルのＥＲフィールドが計算されたＥＲ値と比較され、ＡＴＭフォーラムに規定のＥＲモードの機構に従ってサブブロック２１５ｂで更新される。制御ブロック２１０で処理された後、ＥＲ値は、切換えブロック２０９を経て経路２１２ｂに沿って宛先回線終端ブロック２０８ｂに転送される。
【００６６】
機構３：
図１２は入力ＲＭおよびユーザー・セルがともに切換えブロック２０９を経て経路１２６に沿って宛先回線終端ブロック２０８ｄに転送されることを示している。宛先回線終端ブロック２０８ｄで、ＲＭセルは、サブブロック１２７ａでのセルの流れと区別される。ＲＭセルはデコードされ、そのＥＲフィールドは、サブブロック２１７ｂでＡＴＭフォーラムに規定のＥＲモードの機構に従って更新される。ＥＲ値の計算は、サブブロック２１５ｃで周期的に行われる。サブブロック２１５ｃは専用の経路２１４ａを利用して切換えブロック２０９にアクセスし、経路２１４ｂによって周期的に記憶されたセル数を得る。このサブブロック、例えばサブブロック２１５ｃは、ＱＬに準拠するアルゴリズムに従って監視された値に基づきＥＲ値を計算し、計算されたＥＲ値を経路２１４ｇによって宛先回線終端ブロック内のサブブロック２１７ｂへと転送する。
【００６７】
機構４：
図１３は入力ＲＭおよびユーザー・セルがともに切換えブロック２０９を経て経路１２６に沿って宛先回線終端ブロック２０８ｄに転送されることを示している。宛先回線終端ブロック２０８ｄで、ＲＭセルは、サブブロック１２７ａでのセルの流れと区別される。ＲＭセルはデコードされ、ＱＬに準拠するアルゴリズム２１４ｈを呼出すトリガが、サブブロック２１７ｂによってサブブロック２１５ｃに結合される。サブブロック２１５ｃは、専用の経路２１４ａを利用して切換えブロック２０９にアクセスし、その時点で記憶されたセル数を得る。サブブロック２１５ｃは、ＱＬに準拠するアルゴリズムに従って監視された値に基づきＥＲ値を計算し、計算されたＥＲ値を経路２１４ｇによって宛先回線終端ブロック内のサブブロック２１７ｂへと転送する。入力ＲＭセルのＥＲフィールドは、計算されたＥＲ値と比較され、ＡＴＭフォーラムに規定のＥＲセードの機構に従ってサブブロック２１７ｃで更新される。
【００６８】
機構３と機構４は、セルが切換えブロックではなく回線終端ブロックに一時的に記憶さこれる切換えモードにも適用され、その際には制御ブロック内の監視および計算ブロックは、各回線終端ブロックへと移動され、またセル待ち行列長の値は回線終端ブロックから読出されることに留意されたい。
【００６９】
機構５：
図１１に示した宛先回線端末区ブロック内のサブブロック２１７ａおよび２１７ｂは、切換えブロックに移動される。
【００７０】
機構６：
図１３に示した宛先回線終端ブロック内のサブブロック２１７ａおよび２１７ｂは、切換えブロックに移動される。
【００７１】
機構２，４および６にて、入力ＲＭセルがノードで認識されると、ＥＲ値を算出するための計算が行われ、このＲＭセルのＥＲフィールドを更新することができる。また、入力ＲＭセルの代わりに他のＲＭセルのＥＲフィールドを更新できる。
【００７２】
図１４はＥＲフィールドの更新タイミングを示す例を図示している。図１４では、順方向結合点２０７ｄ上の入力ＲＭセル２０６ｂがノード２０４で受信されると、ＥＲ値が計算され、そのＥＲフィールドが更新される。そして、ＥＲ値は順方向結合点２０７ｄ上の入力ＲＭセル２０６ａか、またはこの入力ＲＭセルではなく、順方向結合点に対応する逆方向結合点２０７ｅ上の入力ＲＭセル２０６ｃであるような他のＲＭセルに設定することができる。
【００７３】
機構６では、ＲＭセルができるだけ速やかに処理されることが望ましいので、その場合は現在受信中のＲＭセルのＥＲ値は、セルの流れを妨害することなく更新される。そして、ＲＭセルはハードトウェアに基づいて処理される。
【００７４】
図１５はハードウェアの構成図を示しており、図１６は図１５のハードウェアによって利用されるタイミング図の概要を示している。すなわち、入力ＲＭセル内のＥＲフィールドを更新する動作が図１５および図１６で説明されている。これらの図面を参照すると、切換え構造２１８ｅ内の記憶されたセル数は、ラッチおよびアクセス制御ブロック２１８ｂによって監視される。このブロックは、ハードウェアによって実施されているので、図１６に示すように、切換え構造２１８ｅへの迅速なアクセスを達成可能である。従って、ノード内に多くのポートが収容されている場合でも、各ポート向けのアクセスは、図１６に示すような１５５Ｍｂ／ｓのリンクの場合、１つのセル分の時間すなわち２．８マイクロ秒以内に完了する。
【００７５】
監視された値は、ブロック２１８ｂ内に登録され、ＲＭセル処理ブロック２１８ａによって参照される。入力ＲＭセルがブロック２１８ａで認識されると、ＥＲ値が計算され、ＥＲフィールドはブロック２１８ａ内のハードウェア論理によって更新されることができる。
【００７６】
一方、制御ブロック２１０内のＣＰＵ２１５ｄが切換えブロック２０９内の切換え構造２１８ｅにアクセスして、ブロック２１８ｅの動作のためのあるパラメタを設定し、かつその状態を監視する場合、また、切換え構造２１８ｅが経路２１４ｋおよび２１４ｍに結合されている場合、切換え構造２１８ｅへのブロック２１８ｂとＣＰＵ２１５ｄからのアクセス間を排他的に制御することが必要である。この目的のため、ＣＰＵ２１５ｄがスイッチ構造２１５ｅをアクセスする場合、ＣＰＵはコマンドをコマンド・レジスタ２１８ｄに設定する。ラッチおよびアクセス制御ブロック２１８ｂからのアクセス２１４ｊは、レジスタ２１８ｄ内にコマンドを設定中は禁止される。アクセス経路２１４ｊおよび２１４ｋは、コマンド・レジスタ２１８ｄに従ってセレクタ２１８ｃによって選択される。
【００７７】
上述のアプローチでは、速度制御は、前述のようにＲＭセル内のＥＲフィールドを用いて行われる。一方、ＲＭセル内のＱＬフィールドを利用して速度制御が行われる機構のバリエーションが、図１７に示されている。図１７はＲＭセルの様式を示している。ＱＬフィールドは、ＲＭセルに既に割当てられているものの、このフィールドを利用することは規格に基づくＡＢＲサービスには未だに規定されていない。このアプローチでは、ＥＲフィールドではなく、入力ＲＭセルのＱＬフィールドが、切換え構造内に記憶されたセル数に従って、直接的に更新される。簡略に述べると、このアプローチは、全ての切換えノードで記憶されたセル数からＥＲ値への変換を行う必要がなく、ひいては切換えノードの実施形態が簡略になる。
【００７８】
しかし、ＱＬフィールドはＥＲ値に変換される必要があり、このＥＲ値がネットワーク内のいずれかで許容されたセル速度へと適用される。図１８は変換ポイントの例を示しており、この場合の変換は、発信元端末システム２０１または宛先端末システム２０２で行われる。前者の場合は、逆方向結合点２０７ｆ上へリターンしたＲＭセルは、発信元端末システムで受信され、そのＱＬフィールドがＥＲ値に変換される。後者の場合は、順方向結合点２０７ｇ上のＲＭセルが宛先端末システム２０１に到達すると、そのＱＬフィールドがＥＲ値に変換され、その値は、そのＥＲフィールドに設定される。従って、ＲＭセルのＥＲフィールドは依然として逆方向結合点２０７ｆ上で更新されることができるものの、ＲＭセル２０６のＱＬフィールドは結合点２０７ｆ上では更新できない。
【００７９】
図１９は速度変換をネットワーク上の選択されたノードで行うこともできることを示している。この場合、選択されたノード２０４ｈは、入力ＲＭセルのＱＬフィールドをＥＲ値に変換し、ＥＲ値をこのＲＭセルのＥＲフィールドと比較する。次に、選択されたノードは、ＡＢＲの標準仕様に従ってこのフィールドを更新し、ＲＭセルのＱＬフィールドをクリヤする。順方向結合点２０７ｇ上の選択されたノード２０４ｈの後のノード２０４ｊおよび２０４ｋは、ＡＴＭフォーラムに規定のＥＲモードで動作することができる。
【００８０】
更に、ネットワーク内のノードのスイッチ構造、バッファ容量、またはバッファ構成の種類が異なる場合、各種類のＱＬ情報を搬送するために複数のＱＬフィールドをＲＭセルに割当てることができる。図２０は幾つかのＱＬフィールドを有するＲＭセルの様式を示している。また、図２１は幾つかのＱＬフィールドを有するＲＭセルを利用した動作例を示している。この例においては、切換えシステムは３種類、すなわちタイプ＃０、タイプ＃１、およびタイプ＃２に分類される６つのノードからなっている。３つのノード２０４Ｉ、２０４ｎおよび２０４ｐはタイプ＃０であり、２つのノード２０４ｍおよび２０４ｏはタイプ＃１であり、１つのノード２０４ｑはタイプ＃２のノードである。順方向結合点２０７ｇ上のＲＭセル２０６ａ内のＱＬフィールドは、同じ種類のノードで更新される。簡略に述べると、複数のＱＬフィールドは、別個に更新される。例えば、ＲＭセルが順方向結合点２０７ｆを経て発信元端末システム２０１にリターンする場合、各種類のＥＲ値は、その種類のＱＬフィールドを用いて計算される。次に、順方向結合点上のユーザー・セルを伝送するために最小のＥＲ値がＥＲ値ととして用いられる。
【００８１】
このＱＬ準拠システムは、スイッチにおけるセルの待ち行列長に従って絶対速度値を設定することによって、ＡＢＲフロー制御の応答度を改良するものである。これは、待ち行列長を利用してセル速度の上昇／下降量を決定する他のフロー制御機構とは対照的である。安定性の問題に対処するため、このシステムは待ち行列長の値を速度値に変換する指数関数を用いている。この指数関数はシステムに安定性が高い領域を付与することが実証されている。ＡＢＲフロー制御システムは増分的な速度設定ではなく絶対的な速度設定を利用し、かつその経路上の全てのスイッチによって設定された最低速度を用いた発信元システムを有することによって妥当性を達成する。最後に、このシステムはＡＴＭスイッチを用いることにより容易に実施できる。
【００８２】
また、上述のＱＬ準拠のＡＢＲフロー制御システムは、ＱＬに準拠したアルゴリズムを周期的に、または資源管理セルが検出された時に呼出すことによって実施される。
【００８３】
周期ベースまた事象ベース機構を実施するため、ＡＴＭ切換えノードは回線終端ブロック（ＬＴ:line termination block）と、切換えブロック（ＳＷ:switching block）と、制御ブロック（ＣＮＴ:control block）とからなっている。ＱＬ準拠のフロー制御を支援するための資源管理（ＲＭ:resouce management）セルの処理は、回線終端ブロック、切換えブロック、または制御ブロックによって実行される。ＱＬに準拠したアルゴリズムに基づくＲＭセルの処理機構は次のように要約される。
【００８４】
機構１：制御ブロックで周期ベースでの処理
機構２：制御ブロックで事象ベースでの処理
機構３：回線終端ブロックで周期ベースでの処理
機構４：回線終端ブロックで事象ベースでの処理
機構５：切換えブロックで周期ベースでの処理
機構６：切換えブロックで事象ベースでの処理
【００８５】
切換えノードでＱＬに準拠したアルゴリズムを実施することに加えて、本発明はＲＭセル内のＱＬフィールドを利用して発信元端末システム、宛先端末システム、または選択された切換えノードでＱＬに準拠したアルゴリズムを実施できるようにするＱＬ準拠のフロー制御機構の変化形をも提案するものである。
【００８６】
これまで本発明の好適な実施例を説明してきたが、当業者には本発明の趣旨の範囲内で修正および変更が可能であろう。従って、本発明の範囲は添付の特許請求の範囲に記載されたものとしてのみ限定されることを意図するものである。
【００８７】
【発明の効果】
このシステムは待ち行列長の値を速度値に変換するために指数関数を用いていることで安定性が得られ、かつ絶対的な速度設定を利用し、かつその経路上の全てのスイッチによって設定された最低速度を用いた発信元システムを有することによって妥当さが達成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  ＲＭセルが発信元システムによって生成され、ネットワーク内のスイッチによって処理され、宛先システムによって反転されて、ネットワーク渋滞情報を発信元とシステムに返送するＡＢＲフロー制御ループを示した概略図である。
【図２】  入力リンク、出力リンク、出力リンクにおける待ち行列の構成およびスイッチ内のＲＭセル・プロセッサを有するＡＴＭスイッチ・ノードを示した概略図である。
【図３】  待ち時間長を速度値に変換し、速度値を、通過するＲＭセルのＥＲフィールドへと書込む、図２のＲＭセル・プロセッサの機能性を示した概略図である。
【図４】  スイッチ内のセル待ち行列ポイントと、本システムの安定性分析を実施するために利用される関連する変数を示した概略図である。
【図５】  ＲＭセルのフィードバック遅延の値が異なる速度変換関数を示したグラフである。
【図６】  本フロー制御システムのスイッチ・バッファの必要性を示したグラフである。
【図７】  中央バッファ構成とともにスイッチ内の本システムの実施例と、スイッチ回線カードで速度変換機能とＲＭセル処理を実施するＣＰＵカード上のプロセッサとを示した概略図である。
【図８】  発信元端末システム、切換えシステムおよび宛先端末システムとともにＡＴＭネットワークを示した概略図である。
【図９】  切換えシステム内のノードを示した概略図である。
【図１０】  ＲＭセルの経路およびこれらのＲＭセルをノード内で処理するための経路とを示した概略図である。
【図１１】  ＲＭセルの経路およびこれらのＲＭセルをノード内で処理するための経路とを示した概略図である。
【図１２】  ＲＭセルの経路およびこれらのＲＭセルをノード内で処理するための経路とを示した概略図である。
【図１３】  ＲＭセルの経路およびこれらのＲＭセルをノード内で処理するための経路とを示した概略図である。
【図１４】  ノード内でＲＭセルのＥＲフィールドを更新するための手順を示した概略図である。
【図１５】  切換え構造への制御ブロックからと、ＲＭセルのＥＲフィールドを更新するモジュールからのアクセス間の排他的制御を示した概略図である。
【図１６】  排他的制御におけるタイミング図を示した概略図である。
【図１７】  ＡＴＭフォーラムで規定されたＲＭセルの様式を示した概略図である。
【図１８】  ＱＬフィールドをＲＭセル内のＥＲフィールドへと変換するポイントを示した概略図である。
【図１９】  ＱＬフィールドをＲＭセル内のＥＲフィールドへと変換するポイントを示した概略図である。
【図２０】  幾つかのＱＬフィールドを有するＲＭセルの様式を示した概略図である。
【図２１】  複数のＱＬフィールドを更新するための動作を示した概略図である。
【符号の説明】
２４  ＡＴＭネットワーク、４６，４８  ＥＲフィールド、２０１  発信元端末システム、２０２  宛先端末システム、２０３  切換えシステム、２０５  ＡＴＭデータ・セル（ユーザー・データ・セル）、２０６  ＲＭセル、２０８  回線終端ブロック、２０９  切換えブロック、２１０  制御ブロック、２１１  ＡＴＭセル。
【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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