JP2000500305A - パケット・ネットワーク料金計算方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 加入者（Ｓ１，Ｓ２）間の呼を運ぶパケットベースの通信システム（２０）は、新しい呼の等価帯域を計算し、システムが呼を受諾するに十分な容量を有しているかどうかを識別するための呼プロセッサ（２４）と、加入者が発した呼に対して加入者に課金を行う課金センタを有している。呼プロセッサ（２４）は課金センタ（２３）と結合され（２５）、等価帯域情報を課金センタに渡す。課金センタは費用モデル中の等価帯域情報を使用して、加入者が発した呼に対して加入者に課金を行う。システム（２０）は広帯域ＡＴＭシステムであることが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】発明の名称 パケット・ネットワーク料金計算方法発明の分野 本発明は、パケット・ベース転送モードに関するものであり、特に、このよう な転送モードで伝搬されるトラフィックの料金計算に関するものである。背景技術 非同期転送モード（ＡＴＭ）は、標準化されたパケット・ベースの転送モード であり、通信網内で情報転送を行う。ＡＴＭは、データを固定長のパケットまた はセルにグループ化することによって動作する。各セルは、ヘッダとデータのペ イロードを備えており、そのヘッダ部は各セル用の宛先とその他のオーバヘッド 情報を示している。 ＡＴＭを用いた広帯域統合サービス・ディジタル・ネットワーク（Ｂ−ＩＳＤ Ｎ）は、従来の公衆交換電話網、または現代のパケット交換データ網よりもかな り多くのオプションと柔軟性を有する。ＡＴＭを用いると、同じネットワーク上 で、音声、映像、データなど様々な種類のトラフィック・タイプを混在させるこ とができる。他のＡＴＭの特徴として、可変帯域を有したトラフィックも効率的 に伝搬できることが挙げられる。従来の回線交換網では、呼の全期間にわたって 、必要か否かに関わらず６４Ｋビット／秒の倍数に帯域が割り当てられる。これ と対照的に、ＡＴＭは、通信中に情報レートが変化するトラフィックにも適応で きる。 ネットワーク・オペレータにとって重要な通信ネットワークの特徴は、ネット ワークを形成して使用した分だけ加入者に使用料を請求するメカニズムにある。 従来の回線交換網では、料金は利用した帯域とトラフィックが運んだ距離に基づ いていた。呼の期間に対して割り当てられる帯域が固定していれば（６４Ｋビッ ト／秒の倍数）、利用した帯域を計算して顧客とオペレータ双方に公平な料金を 計算するのは簡単である。 ＡＴＭベースのネットワークでは、ネットワークを最大限に利用するために、 リソースをＡＴＭ呼に動的に割り当てるため、料金計算は簡単ではない。呼に対 して割り当てられるリソースは、その呼のトラフィック・パラメータ、すなわち 、呼に割り当てられたピーク・セル・レート、平均セル・レート、バースト、お よびサービス品質（ＱｏＳ）契約に依存する。 このような呼パラメータの１つ、例えば、ピーク・セル・レートに基づいて料 金計算を行うことも可能であるが、この場合は、加入者が実際に利用したネット ワーク・リソースが公正に料金に反映されない。また、たとえば、セル数を数え ることによって、発呼中に加入者が送信したトラフィック量に基づいて料金計算 を行うこともできる。この方法にも欠点がある。すなわち、呼設定時にネットワ ークがその呼の予約に使用されるが通信には使用されないリソース量が考慮され ない。従って、この方法ではネットワーク・オペレータに対して不公平である。 特許出願ＷＯ９５／２７３８５号はＡＴＭ送信システムを開示し、そこでは、シ ステムのインタフェースを通過するデータを料金計算の目的でモニタする。 本発明の目的は、ＡＴＭを用いたパケット・ベースのネットワーク上で行われ る呼の料金計算を可能にし、先行技術の方法の欠点を最小限にすることにある。発明の概要 本発明の一見地によれば、本発明は、加入者間で呼を運ぶパケット・ベースの 通信システムにおいて、呼許可装置を使用して新規の呼の等価帯域を計算する呼 プロセッサと課金センタを備え、その呼プロセッサは、課金センタに結合され、 等価帯域情報を課金センタに渡してその呼に関する課金情報を決定するように構 成される。 本発明の他の見地によれば、本発明は、パケット・ベース通信システム中で加 入者間の呼を運ぶ呼プロセッサにおいて、その呼プロセッサは、課金センタに結 合するための出力を有し、呼許可装置を使用して新規の呼の等価帯域を計算し、 その等価帯域情報を課金センタに渡すように構成される。 本発明のさらに他の見地によれば、本発明は、加入者間で呼を運ぶパケット・ ベースの通信システムを動作させる方法において、呼許可機能を行う呼プロセッ サは、加入者の１人が宣言した呼記述子に基づいて新規の呼の等価帯域を計算し 、課金センタは、呼プロセッサから等価帯域情報を受け取り、それを使用して呼 に関する課金情報を決定するように構成される。 本発明によれば、課金センタを呼プロセッサに接続することによって、呼プロ セッサの呼許可制御によって既に計算された等価帯域情報を用いることによって 、加入者のネットワーク使用量を正確に反映させた課金を計算することができる 。 好ましくは、本発明は、監視装置を備えて、呼設定時に宣言された記述子と通 信中に測定された記述子の差に関する監視情報を導出し、その監視情報を課金セ ンタに送る。 さらに、好ましくは、課金センタは料金請求センタでもあり、受け取った情報 を使用して課金計算を行い、加入者が使用した呼に対する課金行う。料金請求セ ンタは、費用モデル中の情報を使用し、予約されまたは使用された交換機、伝送 リソースに対する費用を計算して、呼の課金計算を行う。 本発明の実施の形態では、パケット・ベース通信システムは非同期転送モード （ＡＴＭ）で使用するように記述されているが、フレーム・リレー、交換マルチ メガバイト・データ・サービス（ＳＭＤＳ）、非接続広帯域データ・サービス （ＣＢＤＳ）、分散待ち行列二重バス（ＤＱＤＢ）も使用できることは容易に理 解できる。図面の簡単な説明 本発明の実施の形態の説明は、以下の添付図面を参照して行う。 図１は、パケット・ベースのネットワーク上の典型的な呼の特徴を示す図であ る。 図２は、本発明の一実施の形態に基づいた通信システムを示す図である。 図３は、図２のシステム中で実行される方法のステップを示す図である。発明の実施の形態 図１は加入者間の典型的なＡＴＭ呼のトラフィック・フローの特性を示す図で ある。加入者がデータを生成する比率は呼の間で様々に変化する。データはＡＴ Ｍセルにパックされ、通信ネットワーク上で運ばれる。ＡＴＭ呼の特徴の１つに 、ピーク・セル・レート（ＰＣＲ）があり、これはネットワーク接続される２つ の呼の間の最短時間に基づいている。また他の特徴として、持続セル・レート（ ＳＣＲ）があり、これは平均セル・レートと等価である。 図２は加入者の端末Ｓ１、Ｓ２を結ぶＡＴＭネットワーク２０を示す図である 。ルートは交換機２１と２２を介して加入者間で構築される。呼プロセッサ２４ は交換機２１と２２を制御し、ネットワーク上で接続を構築するように動作する 。呼プロセッサは各交換機に１つずつ割り当てられ、または多くの交換機間で共 有される。図２では、プロセッサ２４が交換機２１と２２に対応している。呼プ ロセッサは交換機中に設けられ、交換機と呼プロセッサは組み合わせて１ユニッ トとして販売される。また呼プロセッサは交換機とは別ユニットとして供給され る場合もある。 トラフィック管理装置は、ＡＴＭネットワーク中に設置され、ＡＴＭ接続の許 容サービス品質を保証する。トラフィック管理装置の主な機能は、呼許可制御 （ＣＡＣ）手続きであり、この呼許可制御は、新しい呼の要求条件と使用ネット ワーク・リソースに基づいて、新規の呼をネットワークが受諾できるか否かにつ いて決定する。監視装置を使用すると、呼のトラフィック記述子が最初の呼要求 で宣言されたものと確実に一致するようになる。 呼許可制御は、呼の設定段階中（もしくは呼の再調整段階）に行われる一連の 動作であり、仮想チャネルまたは仮想経路接続の受諾または拒否を決定する。新 しい呼が受諾されるのは、十分な使用ネットワーク・リソースがあり、既存の呼 と新規の呼のサービスの品質の一致が保証される場合である。 ＣＡＣ手続きは、接続のトラフィック記述子とサービス品質（ＱｏＳ）要求条 件に基づいてＡＴＭ接続のリソースの要求条件を見積もる。ＩＴＵ−Ｔは、接続 する連続２セル間の最短時間として、強制トラフィック記述子であるピーク・セ ル・レート（ＰＣＲ）を定義した。また、ＰＣＲ中の変動を許す場合として、セ ル遅延変動許容（ＣＤＶＴ）値を定義した。持続セル・レート（ＳＣＲ）とバー スト許容値（ＢＴ）は、ＡＴＭフォーラムによって定義された。ＡＴＭネットワ ークは、ネットワーク上の呼の相対的な必要性に応じて帯域を動的に割り当てる 。したがって、ネットワーク上で呼を運ぶのに必要なネットワーク・リソースを 定量化するのが困難になる。 ＣＡＣ中に設けられる１つの共通アルゴリズムは、等価帯域メソッド（または 等価容量、等価ビットレート）である。ここで、等価帯域（ＥＢｗ）は、呼要求 で宣言されるパラメータから呼に対して決定される。呼が受諾されるのは、割り 当てられていないルート容量が、計算されたＥＢｗよりも大きいまたは等しい場 合である。このＥＢｗは、最小使用帯域であり、それは、承諾された品質サービ ス（ＱｏＳ）実行パラメータ内で呼の受け渡しを保証するために、ネットワーク ・リンク上で準備されなければならない。一般的に、呼のＥＢｗはＰＣＲとＳＣ Ｒの重み付けされた平均値に相当する。所定の呼のＥＢｗは、リンクによって異 なり、ソースのトラフィック記述子（ＰＣＲ、ＳＣＲ、ＢＴ）、セル・レベル 実行対象（遅延、遅延変動、セル損失、セルのエラー・レート）、リンク容量、 およびバッファサイズに基づいて決められる。したがって、例えば、厳密な遅延 基準を有する呼は、ＣＤＶＴと遅延許容が高い呼と比較すると、より高い等価帯 域が必要となる。また、ＥＢｗは、リンク上の他の呼の他の特性とは弱い関係を 有する。しかし、この関係は、通常、無視される。 リンク上の予備（または不使用）帯域は、そのリンク上ですでに受諾された呼 の合計帯域となる。リンクの呼の使用レベルは、しばしば、リンク上の全ての呼 の合計等価帯域をリンク容量で割ったものと定義される。 固定ビットレート（ＣＢＲ）の呼の等価帯域はわずかであり、ピーク・セル・ レート（ＰＣＲ）値にまで減少する。可変ビットレート（ＶＢＲ）呼は、大きさ の問題が生じる。等価帯域アルゴリズムの範囲は既知である。交換機製造業者が 自社のＣＡＣアルゴリズムで共通に使用している１つの等価帯域アルゴリズムは 、ギベンズ−ハントが提案したものである。 呼設定時に実行される呼許可制御に加えて、監視または利用／ネットワーク・ パラメータ制御（ＵＰＣ／ＮＰＣ）がネットワークで一連の動作として行われる 。この動作は、それぞれユーザアクセスおよびネットワークアクセス時に、所望 のトラフィックに関するトラフィックおよびＡＴＭ接続の有効性のモニタと制御 を行う。これを行う主な目的は、やり取りされるパラメータ違反を検知すること によって、既存の接続のサービス品質（ＱｏＳ）に影響する不意のおよび悪意の ある不正行為からネットワーク・リソースを保護することにある。これによって 、ネットワークの効率と安定性を維持できる。 再度図２を参照すると、課金センタ２３はリンク２５を介して呼プロセッサ２ ４と接続される。呼許可制御（ＣＡＣ）中に、呼プロセッサによって計算された 等価値域幅情報は、リンク２５を介して課金センタに渡される。複数の呼プロセ ッサが存在するネットワークにおいて、各呼プロセッサは、この課金センタに接 続される。この接続は、直接リンク、または他の呼プロセッサを介したカスケー ド型リンクの場合がある。この等価帯域情報を使用して、ネットワーク上の呼に 関する課金情報が得られる。 等価帯域情報は主に、ネットワーク上で発生した呼の課金を計算するために使 用される。課金センタ２３は費用モデルを使用して料金を導出し、各加入者の料 金記録を保持する。課金センタを呼プロセッサへ接続することによって、加入者 によるネットワークの使用を正確に反映する料金が計算される。この時、呼プロ セッサの呼許可制御によって既に計算された等価帯域情報が使用される。 さらに、この等価帯域情報はネットワークの性能、使用、効率の監視にも使用 される。呼プロセッサが既に計算した等価帯域情報を運ぶことによって、処理要 求条件と統計収集時の信号のオーバ・ヘッドとを大幅に削減できる。また、課金 センタは等価帯域情報を使用して、ネットワークの収益性を評価できる。 通話中に監視制御装置によって作成された情報は、リンク２５を通過して料金 請求センタに渡され、違反要素を考慮して料金修正が行われる。監視制御装置は 、ネットワーク境界に、各交換機または呼プロセッサに設置可能である。監視制 御装置が呼プロセッサに設置されていない場合は、監視を行う装置と課金センタ 間に適切なリンクを設け、監視情報を伝搬しなければならない。 課金センタは費用モデルを使用して、加入者のネットワーク使用料を導出する 。 費用モデルの呼課金の可変要素を通信中に使用されるネットワーク・リソース に比例させることが提案されている。これは呼の等価帯域（ＥＢｗ）と呼期間に よって定量化できる。しかしながら、呼のＥＢｗは、ネットワーク上のリンクに よって異なるという点に注意しなければならない。この費用モデルを単純化する ため、呼の課金は呼の平均ＥＢｗを基本とすることもできる。また、好ましく は、相関要素も課金に適用され、呼要求によって特定され、ネットワーク監視装 置によって測定され、やり取りされた呼パラメータ間の差をも考慮できるように する。 この可変要素はネットワークの交換、伝送、運転コストに反映される。また、 好ましくは、この等価帯域ＥＢｗまたは平均等価帯域ＥＢｗ情報は、ネットワー クの交換費用と伝送費用の算出に使用される。呼の課金は、通信中に加入者が実 際に使用したリソース、または加入者のために予約されたリソースに基づいて、 また、呼設定時に交換される呼記述子に基づいて行われる。 図３は、図２のシステムによる呼の処理方法を示している。分かりやすくする ために、交換機２１と呼プロセッサ装置は組み合わされているものとする。 ステップ３０で、加入者Ｓ１は呼を開始する。ステップ３１で、加入者の端末 は呼記述子データを交換機２１に送出する。ステップ３２で、このデータを交換 機２１が受け取る。ステップ３３で、呼プロセッサ２４は、呼記述子データに基 づいて、ＥＢｗを計算する。ステップ３４で、呼の受諾、拒否が決定される。こ の決定は、ネットワークに呼を受諾するのに十分なリソースがあるかに否かに依 存する。呼が受諾されたら、ステップ３５で等価帯域情報が課金センタ２３に送 られる。通信中、呼が使用するリソースが呼設定時に同意した契約と一致しない 場合は、ステップ３６で監視情報が呼プロセッサ２４とネットワーク上の類似の 呼プロセッサから課金センタに送出される。ステップ３７，３８で、課金センタ ２３はそれぞれ等価帯域情報ＥＢｗと監視情報を受け取り、ステップ３９では、 それらを使用して呼の課金計算を行い、またはネットワーク統計を導出する。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９７年１０月２９日（１９９７．１０．２９） 【補正内容】 （請求の範囲の差し替え頁 第９頁〜第１０頁） 以下の下線部分が３４条補正の訂正部分です。 請求の範囲 １． 加入者間で呼を運ぶパケット・ベースの通信システムにおいて： 呼許可装置を使用して新規の呼の等価帯域を計算する呼プロセッサと課金セン タを備え； 前記呼プロセッサは、課金センタに結合され、等価帯域情報を課金センタに渡 してその呼に関する課金情報を決定することを特徴とするパケット・ベース通信 システム。 ２． 請求項１記載のパケット・ベース通信システム中で使用される呼プロセッ サにおいて： 前記呼プロセッサは、課金センタに結合するための出力を有し、呼許可装置を 使用して新規の呼の等価帯域を計算し、その等価帯域情報を課金センタに渡すこ とを特徴とする呼プロセッサ。 ３． パケット・ベース通信システムで使用される通信交換機において： その通信交換機が請求項２記載の呼プロセッサを取り入れたことを特徴とする 通信交換機。 ４． 加入者間で呼を運ぶパケット・ベースの通信システムを動作させる方法に おいて： 呼許可を行う呼プロセッサは、加入者の１人が宣言した呼記述子に基づいて新 規の呼の等価帯域を計算し、 課金センタは、呼プロセッサから等価帯域情報を受け取り、それを使用して呼 に関する課金情報を決定することを特徴とするパケット・ベース通信システムの 動作方法。 ５． 請求項４記載のパケット・ベース通信システムの動作方法において： 監視装置は、宣言された呼記述子と通信中に測定された呼記述子間の差に関す る監視情報を導出し、この監視情報を課金センタに渡すことを特徴とするパケッ ト・ベース通信システムの動作方法。 ６． 請求項４または請求項５記載のパケット・ベース通信システムの動作方法 において： 前記課金センタは料金請求センタにもなり、受け取った情報を使用して料金計 算を行い、使用した呼の料金を加入者に請求することを特徴とするパケット・ベ ース通信システムの動作方法。 ７． 請求項６記載のパケット・ベース通信システムの動作方法において： 前記料金請求センタは費用モデル中の情報を使用し、予約されまたは使用され た交換機、伝送リソースに対する費用を計算して、呼の課金計算を行うことを特 徴とするパケット・ベース通信システムの動作方法。 ８． 請求項１記載のパケット・ベース通信システムにおいて： 前記通信システムはＡＴＭシステムであることを特徴とするパケット・ベース 通信システム。９． 請求項１記載の呼プロセッサにおいて： 前記パケット・ベース通信システムはＡＴＭシステムであることを特徴とする パケット・ベース通信システム。 １０． 請求項１記載の通信交換機において： 前記パケット・ベース通信システムはＡＴＭシステムであることを特徴とする 通信交換機。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 加入者間で呼を運ぶパケット・ベースの通信システムにおいて： 呼許可装置を使用して新規の呼の等価帯域を計算する呼プロセッサと課金セン タを備え； 前記呼プロセッサは、課金センタに結合され、等価帯域情報を課金センタに渡 してその呼に関する課金情報を決定することを特徴とするパケット・ベース通信 システム。 ２． パケット・ベース通信システム中で加入者間の呼を運ぶ呼プロセッサにお いて： 前記呼プロセッサは、課金センタに結合するための出力を有し、呼許可装置を 使用して新規の呼の等価帯域を計算し、その等価帯域情報を課金センタに渡すこ とを特徴とする呼プロセッサ。 ３． パケット・ベース通信システムで使用される通信交換機において： その通信交換機が請求項２記載の呼プロセッサを取り入れたことを特徴とする 通信交換機。 ４． 加入者間で呼を運ぶパケット・ベースの通信システムを動作させる方法に おいて： 呼許可を行う呼プロセッサは、加入者の１人が宣言した呼記述子に基づいて新 規の呼の等価帯域を計算し、 課金センタは、呼プロセッサから等価帯域情報を受け取り、それを使用して呼 に関する課金情報を決定することを特徴とするパケット・ベース通信システムの 動作方法。 ５． 請求項４記載のパケット・ベース通信システムの動作方法において： 監視装置は、宣言された呼記述子と通信中に測定された呼記述子間の差に関す る監視情報を導出し、この監視情報を課金センタに渡すことを特徴とするパケッ ト・ベース通信システムの動作方法。 ６． 請求項４または請求項５記載のパケット・ベース通信システムの動作方法 において： 前記課金センタは料金請求センタにもなり、受け取った情報を使用して料金計 算を行い、使用した呼の料金を加入者に請求することを特徴とするパケット・ベ ース通信システムの動作方法。 ７． 請求項６記載のパケット・ベース通信システムの動作方法において： 前記料金請求センタは費用モデル中の情報を使用し、予約されまたは使用され た交換機、伝送リソースに対する費用を計算して、呼の課金計算を行うことを特 徴とするパケット・ベース通信システムの動作方法。 ８． 請求項１乃至３のいずれかに記載のパケット・ベース通信システム、呼プ ロセッサまたは通信交換機において： 前記通信システムはＡＴＭシステムであることを特徴とするパケット・ベース 通信システム、呼プロセッサまたは通信交換機。