JP2810393B2

JP2810393B2 - セル多重化装置

Info

Publication number: JP2810393B2
Application number: JP32525988A
Authority: JP
Inventors: 敏弘鹿間; 秀昭山中; 一能大島; 直行杉山
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1988-12-23
Filing date: 1988-12-23
Publication date: 1998-10-15
Anticipated expiration: 2013-10-15
Also published as: JPH02170743A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は複数の端末からの情報をまとめて１本の伝
送路に多重化する装置に関するもので、特に、端末から
発生するディジタルデータや音声を、端末毎に一定長に
区切りヘッダを付与してセルを組み立て、それらを伝送
路に多重化して送出するセル多重化装置に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

従来、時分割多重化技術として、特開昭62−135033号
公報、特開昭58−200652号公報及び特開昭61−230444号
公報に示すものがある。

そして、広帯域ISDNに向けてATM（Asynchronous Tran
sfer Mode）が脚光を浴びている。ATMでは、情報を一定
長のブロックに分割し、その先頭に宛先などを示すヘッ
ダを付けて送信する。ヘッダが付いたブロックをセルと
呼ぶ。第４図はセル組み立て多重化の概念を示してい
る。第４図において、（１）はセル多重化装置、（２）
は高速端末、（３）は低速端末、（４）は伝送路、
（５）は送信待ち行列、（６）はセル、（７）はヘッ
ダ、（８）は端末データである。

上記構成において、セル多重化装置（１）は、高速端
末（２）および低速端末（３）から送出されるディジタ
ル信号を内蔵するバッファに蓄積し、一定量蓄積した端
末データ（８）にヘッダ（７）を付与して端末毎にセル
（６）を構成し、伝送路（４）に送信する。

複数端末からの情報のセル（６）組み立てにおいて、
セル（６）の送信タイミングがある時刻に集中する事が
ある。この場合、セル多重化装置（１）はセル（６）の
組み立て完了順にセル（６）を伝送路（４）に送信し、
直ちに送信できないセル（６）は送信待ち行列（５）に
待たせる。セル（６）の伝送路（４）での送信が完了す
ると、当該セル（６）のバッファは開放され、別のセル
（６）組み立てに使用することが出来る。このようにし
て、セル多重化装置（１）は各端末から送出された信号
に対し、セル（６）を組み立て、多重化し、伝送路
（４）へ送信することが出来る。

ATMが脚光を浴びている理由は、音声、データ、画像
などのマルチメディア情報を統一的に伝送交換できる
事、および回線交換サービスとパケット交換サービスを
１つのネットワークで統一的に提供できる事にある。

ここで、マルチメディア情報をセル化して伝送する場
合、情報の種類によって要求される伝送品質が異なり、
ATMではこれらの要求を同時に満足させる事が大きな課
題となる。例えば、コンピュータと端末間の通信では、
遅延に対する要求は厳しくないが、データの紛失は許さ
れない。一方、電話などの音声通信では多少の信号の欠
損は許されるものの、長い遅延やそのゆらぎは許されな
い。このようなマルチメディア情報のセル多重伝送につ
いては従来盛んに研究されている。

ところで、ATMではこのようなマルチメディア情報を
セル化して多重伝送するとともに、回線交換も同じメカ
ニズムで実現できる点に特徴がある。ATMによる回線交
換は、原理的に多種類の速度による多元トラヒックの回
線交換を実現できる。しかし、従来の研究では、ATMに
より多元トラヒックの回線交換を実現する場合の詳細に
ついては検討が十分なされていなかった。電子情報通信
学会情報ネットワーク研究会資料IN−87−112「ATMにお
ける回線交換サービス」は、ATMによる回線交換の実現
上の問題点を検討した唯一の資料であるが、この資料で
はATMにおける回線交換実現上の種々の問題点を検討し
ているものの、セルの遅延変動と廃棄率にのみ着目して
おり、ATMにより多元トラックの回線交換を行なう場合
の問題については検討がなされていない。

〔発明が解決しようとする課題〕

すなわち、ATMによる多元トラヒックの回線交換を実
現する場合、以下のような問題がある。

回線交換の場合、セル多重化装置（１）は端末から一
定の通信速度で連続的に入力されたデータをセル化する
が、セル（６）の長さが固定なので、セル（６）は一定
の間隔で周期的に生成される。ここで、セル多重化装置
（１）がセル（６）の組み立て完了順にセル（６）を伝
送路（４）に送信すると、第５図に示す如く問題が生じ
る。

第５図は１台の高速端末（２）と多数の低速端末
（３）からのデータより組み立てたセル（６）を従来の
方法により伝送路（４）に多重する場合の動作例を示し
ており、（21）は高速端末（２）のセル生成タイミン
グ、（22）は低速端末（３）のセル生成タイミング、
（23）は伝送路（４）上のセル多重化形式、（6a）は高
速端末セル、（6b）は低速端末セルを示している。

この第５図では、高速端末（２）からのデータにより
生成された高速端末セル（6a）も、低速端末（３）から
のデータにより生成された低速端末セル（6b）もセル
（６）の組み立て完了順に待ち行列を作って送信される
ことを示しており、ここで、低速端末セル（6b）は高速
端末セル（6a）より長い周期で生成され、複数の低速端
末（３）間でのセル生成のタイミング関係は任意であ
る。

しかしながら、もし、第５図のように、複数の低速端
末（３）より生成される低速端末セル（6b）の生成タイ
ミング（22）の位相が揃った場合、高速端末セル（6a）
の間に多数の低速端末（6b）が割り込んで送信されるこ
とになり、高速端末セル（6a）は多数の低速端末セル
（6b）が送信が完了するまで待たされる事になる。また
高速端末セル（6a）が送信されるまでに生成された多数
の高速端末セル（6a）も同様に待たされる事になる。

従来の方式では、このように低速端末（３）より生成
されるセル（6b）のタイミング関係により、高速端末セ
ル（6a）に大きな待ち合せが生じ、高速端末セル（6a）
の遅延が大きくなる欠点があった。

この発明は、上記のような従来のものの問題点を解消
するためになされたもので、高速端末セルの遅延を減少
させてATMにより多元トラヒックの回線交換を実現でき
るセル多重化装置を提供することを目的とするものであ
る。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係るセル多重化装置は、複数の回線交換用
端末の各々から連続して送られてくる情報を端末毎に一
定長さブロックに区切り、上記ブロック宛先を含むヘッ
ダを付与してセルを組み立て、組み立完了順に多重化し
て送信待ち行列を作成し伝送路に送信するセル多重化装
置において、低通信速度の端末の情報より組み立てた低
速端末セルにそれぞれランダムな遅延をかけるランダム
遅延回路を備えたものである。

〔作用〕

この発明においては、ランダム遅延回路により、低通
信速度の端末の情報より組み立てた低速端末セルにそれ
ぞれランダムな遅延をかけられその後多重化されるた
め、低速端末によるセルの発生が周期的に集中すること
がなくなる。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例を示す構成図で、同図に
おいて、セル多重装置（１）は、高速及び低速端末
（２）、（３）からの各情報に基づいてそれぞれ高速端
末セル（6a）及び低速端末セル（6b）を組み立てる組立
回路（９）と、セルを多重化するセル多重化回路（10）
及び伝送路（４）に送信する通信回線インタフェース
（13）を備えてなり、上記セル多重化回路（10）には、
低速端末（３）用と高速端末（２）用の２種類の送信待
ち行列（11a）、（11b）が設けられると共に、高速端末
セル（6a）を低速端末セル（6b）より優先して伝送路
（４）に送り出すことにより、高速端末セル（6a）間に
低速端末セル（6b）の送信が割り込まないようにする送
信処理部（12）が設けられている。

上記構成においては、低速端末セル（6b）は低速端末
用送信待ち行列（11b）、高速端末セル（6a）は高速端
末用送信待ち行列（11a）に入力し、これに基づき、送
信処理部（12）がセル（６）を伝送路（４）に送出する
場合、高速端末用待ち行列（11a）にセル（6a）があれ
ば、これを取り出して送信する。もし、高速端末用待ち
行列（11a）にセル（6a）が無く、低速端末用待ち行列
（11b）にセル（6b）が有れば、これを取り出して送信
する。

したがって、上記実施例によれば、第５図の従来例に
対応して示す第２図の動作例に示されるように、低速端
末（３）のセル生成タイミング（22）において低速端末
セル（6b）の生成位相が揃った場合でも、高速端末セル
（6a）は優先的に転送されるので、高速端末セル（6a）
が待たされる事がない。また、多数の高速端末セル（6
a）が待ち行列ない待たさないので、バッファの不足に
よるセル（６）の棄却も生じない。

なお、以上は２種類の速度の回線交換データを２種類
の優先度を設けて優先転送する場合について説明した
が、この発明はこれに限らず速度クラスの数が任意のト
ラヒックを、任意の数の優先速を設けて優先転送を行な
ってもよい、但し、高速なトラヒックのセルの優先度を
低速なしトラヒックのセルの優先度より低くしてはなら
ない。

次に、第３図は他の発明に係る一実施例を示し、図示
実施例によるセル多重化装置（１）は、低速端末用のセ
ル組立回路（９）の後ろにランダム遅延回路（14）をそ
れぞれ設置し、低速端末（３）のデータから成るセルが
ランダムな遅延の後、セル多重化回路（10）により多重
化されるようにしたものである。

第３図構成において、セル多重化装置（１）には、例
えば50Mbpsの高速端末（２）が１台、64Kbpsの低速端末
（３）が1000台収容され、また、セル多重化装置（１）
からは150Mpbsの伝送路（４）が出ていくものとする。

今、一つのセル（６）を組み立てるために必要なデー
タの量を100バイトすると、一つの65Kbpsの低速端末
（３）からは12.5msecに１セル（６）が送出されること
になる。一方、同様に50Mbpsの高速端末（２）からは1.
6μsecに１セル（６）が送出される。高速端末（２）の
セル（６）の間に生起する低速端末（３）のセルの数は
平均的に高々一つまたは二つぐらいであるが、確率的に
複数、例えば10個生起する場合もあり、この時の遅延は
約53μsecにもなる。従来の装置では、この場合、セル
を送出した低速端末（３）から12.5msec後に再び周期的
にセルが送出され、それらが集中することになり、周期
的に大きい遅延が生じ、伝送品質を低下させる。ところ
が、第３図実施例によれば、低速端末（３）の（（6b）
にはランダムな遅延がかけられるため、周期的にセルが
集中することがなく、高速端末（２）のセル（6a）の遅
延時間が先例より均一化する。

なお、以上の例では、高速端末（２）と低速端末
（３）の数、伝送速度、１セルあたりのデータ量を限定
したが、この発明はこれに限らず一般の場合に適用可能
である。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、低速端末セルをラ
ンダムな遅延の後多重化するため、低速端末によるセル
の発生が周期的に集中することがなくなり、低速端末か
ら集中して生起するセルによって高速端末のセルの遅延
およびセルを保留するのに必要なバッファ数を減少でき
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるセル多重化装置の構
成を示す説明図、第２図は第１図構成のセル多重化装置
の動作例を示す説明図、第３図は他の発明の一実施例に
係る第１図に対応する構成図、第４図は従来のセル多重
化装置を示す構成図、第５図は第４図の従来例において
１台の高速端末と多数の低速端末からの組み立てたセル
を多重伝送する場合の動作例を示す説明図である。図において、（１）はセル多重化装置、（２）は高速端
末、（３）は低速端末、（４）は伝送路、（11）は送信
待ち行列、（６）はセル、（6a）は高速端末セル、（6
b）は低速端末セル、（７）はヘッダ、（８）は端末デ
ータ、（10）は多重化回路、（11a）は高速端末用送信
待ち行列、（11b）は低速端末用送信待ち行列、（21）
は高速端末のセル生成タイミング、（22）は低速端末の
セル生成タイミング、（23）は伝送路上のセル多重化形
式、（12）は送信処理部である。なお、各図中、同一符号は同一、または相当部分を示
す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大島一能神奈川県鎌倉市大船５丁目１番１号三菱電機株式会社通信システム研究所内 (72)発明者杉山直行神奈川県鎌倉市大船５丁目１番１号三菱電機株式会社通信システム研究所内 (56)参考文献特開昭58−12458（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−173932（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−227150（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の回線交換用端末の各々から連続して
送られてくる情報を端末毎に一定長さブロックに区切
り、上記ブロック宛先を含むヘッダを付与してセルを組
み立て、組み立完了順に多重化して送信待ち行列を作成
し伝送路に送信するセル多重化装置において、低通信速
度の端末の情報より組み立てた低速端末セルにそれぞれ
ランダムな遅延をかけるランダム遅延回路を備えたこと
を特徴とするセル多重化装置。