JPH03252240A - セル伝送通信網 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、ＡＴＭ通信システム等で使用される通信網に
係わり、各セルを複数のセルにコピーして伝送できるセ
ル伝送通信網に関する。

（従来の技術） 近年、通信に必要な情報伝達能力を呼設定時に確保して
おく　Ｓ　Ｔ　Ｍ　（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ　Ｔｒａ
ｎｓｆｅｒＭｏｄｅ）と呼ばれる転送モード（−船釣な
既存の電話網で使用中）に代わって、通信端末が必要な
ときに通信網の情報伝達能力を使用するＡＴＭ（Ａｓｙ
ｎｃｈｒｏｎｏｕｓ　Ｔｒａｎｓｆｅｒ　Ｍｏｄｏ）に
対する関心と期待が高まっている。

ＡＴＭは、セルと呼ばれる固定長の短パケットを用いて
情報を伝達し、各通信端末では必要に応じて通信網にデ
ータセルを渡すこと、即ち通信端末が必要なときに通信
網の情報伝達能力を使用する事を特徴とする転送モード
である。

ＳＴＭと比較してＡＴＭには、通信端末が必要とする任
意の情報伝達速度を通信端末に提供できること、通信端
末が必要とするときのみ通信網の情報伝達能力を使用す
るため通信効率が向上すること、といった利点があるた
め、ＡＴＭは、音声、データ、動画などを一元化して扱
うことができる通信網、即ちＢ−ＩＳＤＮ網を構成する
基本技術として脚光を浴びている。

この様なり−ＩＳＤＮを実現するために必要なＡＴＭ交
換機は第６図に示すような構成をとる。

この図に示すＡＴＭ交換機は各入力通信路に接続される
複数の前処理部１０１ａ〜ＬＯ１＋ｍと、各出力通信路
に接続される複数の後処理部１０２８〜１０２ｍと、こ
れら前処理部１０１ａ−１０１＋ｉと後処理部１０２ａ
〜ＩＱ２ｍとの間に介挿されるセルスイッチ１０３と、
前記前処理部１０１ａ〜１０１ｍ及び後処理部１１０２
ａ＝１０２を制御する制御装［！１０４とを備えており
、各入力通信路を介して供給されるセルを取り込みなが
ら、これらを指定された出力通信路に振り分ける。この
際。

入力通信路から前処理部１０１８〜１０１ｍに入力され
るセルには前処理部１０１ａ〜１０１ｍにおいて、セル
スイッチ１０３内でのローカルなルーティングを行うの
に用いられる方路情報（ルーティング・タグ）の付与、
Ｖ　ＣＩ　（Ｖｉｒｔｕａｌ　Ｃｈａｎｎｅｌ　Ｉｄｅ
ｎｔｉｆｉｅｒ）の変換がヘッダ変換テーブルにしたが
って行われる。

そして、セルスイッチ１０３では、前処理部１０１８〜
１０１ｍにおいて付加されたルーティング・タグに従っ
てセルを所望の出力通信路に出力する。

このようなＡＴＭ交換機の基本的な機能の他に、ある一
つの情報を複数のユーザ（端末１通信ポート）に与える
コピー機能が、ＡＴＭにおけるサービスの一形態として
注目されている。この機能の実現のためには、ＡＴＭ交
換機にコピー機能を付与することが必要とされる。

従来、このコピー機能付きのセルスイッチは、ＩＥＥＥ
トランザクションオンコミュニケーションズ第３７巻第
１号６０−６９頁１９８９年１月のＲ，Ｇ。

ＢＵＢＥＮＩＫおよびＪ、Ｓ、ＴＵＲＮＥＲ著の′″ブ
ロードキヤストパケツトスイツチ解析“と称する文献に
開示されているがごとく、セルスイッチ１０３をセルの
コピーを行うコピー網１０５（ＣＮ）とコピーされたセ
ルのヘッダ変換を行う　ＢＧＴ工１０６ａ−Ｂ　Ｇ　Ｔ
　ｎ１０６ｎとコピーされたセルの負荷を分散させる分
散網１０７（ＤＮ）とセルのルーティングを行うルーテ
ィング網１０８（ＲＮ）から構成することにより実現し
ていた（第７図参照）。

（発明が解決しようとする課題） セルスイッチ１０３が第７図のような構成の場合、入力
通信路から入力されたセルは、コピー網１０５（ＣＮ）
、分散網１０７（ＤＮ）、ルーティング蘭１０８　（Ｒ
Ｎ）の３段を通過後に出力通信路に出力されるが、通常
のルーティング網１０８（ＲＮ）のみのセルスイッチに
おいてはセルが通過する段数は１段である。

すなわち、第７図のような構成のセルスイッチでコピー
機能を実現する場合、コピー機能を設けない通常のセル
スイッチの約３倍の大きさになるという問題点があった
。

本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたもので
、その目的とするところは、コピー網（ＣＮ）に負荷調
節機能を持たせ、セルスイッチ１０３が通過する段数を
２段に減少させ、　コピー網（ＣＮ）、分散網（Ｄ　Ｎ
）を通過することにより増加する遅延時間を減少させる
ことができるセル伝送通信網を提供することにある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明は、上記目的を達成するために、複数の入力通信
路から入力されたヘッダ情報が付加されている複数の第
１のセルの中でコピーすべき第１のセルをコピーして第
２のセルを生成しこれらを伝送するセル伝送通信網にお
いて、各第１のセルのヘッダ情報に応じてコピーに必要
な情報を各第１のセルに付加するコピー情報付与手段と
、このコピー情報付与手段から出力された各第１のセル
を一旦記憶した後でこの記憶した各第１のセルを読み出
して出力する記憶手段と、この記憶手段から出力された
第１のセルに付加されたコピーに必要な情報に応じて第
１のセルをコピーした第２のセルを出力するためにポー
ト接続を切り換えるポート接続切り換え手段と、このポ
ート接続切り換え手段から出力された第２のセルのコピ
ーに必要な情報を取除き、ヘッダ情報に基づきヘッダ変
換を行なうと共にルーティング・タグを付加した第２の
セルを出力するヘッダ変換手段と、このヘッダ変換手段
から出力される第２のセルのトラフィック状態を監視す
るトラフィック監視手段と、記憶手段から次に出力され
る第１のセルのヘッダ情報及びトラフィック監視手段の
トラフィック状態に基づき、記憶手段への第１のセルの
記憶と読み出しの制御及びポート接続切り換え手段を制
御する入出力制御手段とを備えたことを特徴とするもの
である。

（作用） 本発明によれば、入出力制御手段は、記憶手段から表示
されるヘッダ情報及びトラフィック監視手段から表示さ
れるトラフィック状態に応じて、ポート接続を制御の信
号を出力する。このポート接続制御の信号に基づき、ポ
ート接続切り換え手段が、記憶手段の出力線とヘッダ変
換手段の入力線間の接続の切り換えを行うことにより、
セル伝送通信網から出力されるセルの負荷分散、負荷制
御を行うことができ、コピー機能と負荷分散機能を兼ね
備えたセル伝送通信網が実現できる。

これにより、セル伝送の遅延時間を減少することができ
る。

（実施例） 以下１図面を参照して本発明の一実施例を説明する。

第１図は、本発明の一実施例であるコピー網の構成を示
すブロック図である。また、第１図の各ブロックを展開
した構成図を第２図に示す。

まずヘッダ情報付与手段１は、同期部１１〜ＩＮ、ユー
ザ用・制御用セル識別部５１〜５Ｎ、ヘッダ情報付与テ
ーブル２１〜２Ｎから構成される（第２図参照）。

同期部１１〜ＩＮ内の同期検出部１ａｌ＝ｌａｎ　（第
３図参照）は、通信路からの要求に従ってセルを受取り
、受は取ったセルは入力セルの同期パターンに基づきセ
ルの同期を検出する０次に、タイミング発生部１ｂｌ〜
ｌｂｎ　（第３図参照）において、同期検出部１ａｌ〜
ｌａｎで検出されたタイミングに基づき、ユーザ用・制
御用セル識別部５１〜５Ｎに与えるセル書き込みクロッ
クを発生する。

ユーザ用・制御用セル識別部５１〜５Ｎは、タイミング
発生部１ｂｌ〜ｌｂｎで発生されるセル書き込みクロッ
クにより、セルを一旦蓄積する。セル蓄積後。

ＡＴＭ交換機およびＡＴＭ交換機間の制御を行うのに使
用する制御用セルかユーザに転送されるユーザ用セルか
を判別し、制御用のセルであれば、コピー網の外部にあ
る制御装置に制御用セルを転送し、ユーザ用のセルであ
れば、入出力制御部３から与えられる出力タイミングに
基づき、■セル、■ヘッダ情報付与テーブル２１〜２Ｎ
により付与されるコピー数情報、■ヘッダ情報付与テー
ブル２１〜２Ｎにより付与されるどの入力通信路から入
力されたセルであるかを識別する入力ポート番号、の３
つの情報をＭＵＸ６を介して蓄積部２に転送する。

また、前段のスイッチに対して、ユーザ用・制御用セル
識別部５１〜５Ｎが新たにセルを入力可能かどうかを示
すＲＤＹＩ信号を表示する。

ヘッダ情報付与テーブル２１〜２Ｎは、少なくともユー
ザ用・制御用セル識別部５１〜５Ｎに入力されたセルの
ヘッダ情報に基づきセルにコピー数、どの入力通信路か
ら入力されたセルであるかを識別する入力ポート番号を
付与する。また、ヘッダ情報付与テーブル２１〜２Ｎは
、呼設定時に交換機制御部からの制御信号に基づきテー
ブルの書き換えを行う。

蓄積手段８は、ＦＩＦＯが入力通信路別に複数設けられ
、入出力制御部３が発生するタイミングに基づいて、各
入力通信路からの内部セルをその入力通信路に対応する
ＦＩＦＯに書き込みを行う（第４図参照）。それと共に
、蓄積手段８は、蓄積手段８のバッファ状態（ＦＵＬＬ
　：蓄積手段８に内部セルを蓄積できる領域が無い状態
、ＮＯＲＭＡＬ　：￥１積手段８に内部セルが存在して
いる状態、ＥＭＰＴＹ　：蓄積手段８に内部セルが蓄積
されていない状態）を入出力制御部３に表示する。また
、蓄積手段８は、入出力制御部３が発生するタイミング
に基づき内部セルの出力を行う。この際、蓄積手段８に
おける内部セルの入出力を、入出力制御部３から与えら
れる書き込みクロック周波数と読みだしクロック周波数
を異なる周波数で行うことにより、その周波数比によっ
て速度変換を行うことができるような構成にしても良い
。蓄積手段８は、第４図のような構成でも良いが、情報
を効率的に蓄積するために一つの共有メモリ領域内に入
力通信別の仮想的なＦＩＦＯを複数設け、入出力制御部
３がらの制御信号に基づき、複数の入力通信路から入力
される内部セルをその入力通信路に対応する仮想的なＦ
ＩＦＯにＭＩＸを介して時分割で蓄積するような共通バ
ッファ構成でも良い。

また、この共通バッファ構成においては、内部セルは、
入力通信路対応に設けられた仮想的な各ＦＩＦＯの先頭
からＤＭＵＸを介して時分割でポート接続切り換え部４
に出力される。

入出力制御部３は、蓄積手段８から入力されるバッファ
状態信号に基づきユーザ用・制御用セル識別部５１〜５
ＮにＲＤＹ２信号を表示し、もって、蓄積手段８へのセ
ルの入力制御を行う（例えば、ＲＤＹ２信号がアクティ
ブであれば、蓄積手段８に内部セルを蓄積する）、また
、入出力制御部３は、　コピー網ＣＮｌ０からルーティ
ング網ＲＮ１０８に出力される各出力線対応のトラフィ
ック情報をトラフィック監視部１０５から受は取り、　
■この各出力線対応のトラフィック情報と■蓄積手段８
がらの付与情報（この場合コピー数および入力ポート番
号）、■蓄積手段８のバッファ状態信号の３つの情報に
基づき、−回にコピーするセル数、負荷の少ない経路の
選択等の決定を行い、ポート接続切り換え部４に与える
ポート接続制御信号を発生し、セルの出力制御を行う。

入出力制御部３の出力制御アルゴリズムは、例えば、次
のようなアルゴリズムでも良い。

すなわち、入出力制御部３は、バッファ状態信号、延べ
出力セル数、ヘッダ変換テーブル９１〜９Ｎがデータ入
力受付可能であるかを入出力制御部３に表示するＲＤＹ
３信号とを調べる。

ここで、内部セルの延べ出力セル数とは、各入力ポート
別に管理された仮想的なバッファの先頭にある内部セル
のコピー数に基づき算出される１出力サイクルでの出力
を行いたい内部セル数を表す。

次に、ＲＤＹ３信号の数が、延べの出力内部セル数より
大きい場合は、全ての内部セルをヘッダ変換テーブル９
１〜９Ｎに出力し、ＲＤＹ３信号の数が延べの出力内部
セル数より小さい場合は、全ての内部セルを出力するこ
とができないので、例えば各内部セルの持つ優先度に基
づき、出力を行う内部セルを選択する。

次に、出力することが決定された先頭の内部セルをどの
出力ポートに出力するかの選択を行う。

ここで、出力することが決定された先頭の内部セルをど
の出力ポートに出力するかの選択は、トラフィック監視
部１０で監視されているトラフィック情報に基づき、ト
ラフィック量が少ない順にポートを選択することによっ
て行われ、ポート接続切り換え部４は、入出力制御部３
からのポート接続制御信号に基づき、選択された出力ポ
ートを接続するようにポート接続を切り換える。

セルのコピーは、ポート接続切り換え部４の接続を、例
えば、第５図のように、ＤＭＵＸからの１出力ポートを
複数のヘッダ変換テーブル９１〜９Ｎに接続することに
よって行うことができる。ここで、セルのコピー数が多
く、ルーティング網内部のトラフィックが混雑している
場合、１出力サイクルで各セルに要求されるコピー数分
のセルをコピーできない場合がある。この様な場合は、
出力できなかったセル数分を新たなセルのコピー数とし
て更新操作を行い、セルの出力される優先度も上げるよ
うにして、次の出力サイクルにおいて蓄積部２から更新
されたコピー数に基づきセルのコピーを行えば良い。

ポート接続切り換え部４は、入出力制御３から与えられ
たポート接続制御信号に基づき、ＤＭＵｘ７の出力線と
ヘッダ変換テーブル９１〜９Ｎ間の接続の切り換えを行
う。

ポート接続切り換え部４は、ＤＭＵＸ７の出力線数Ｎ、
ルーティング網への出力線数Ｎとした時（第５図参照）
、例えば、ＮＵＮクロスバスイッチを用いることにより
実現できる。そして、ＮＵＮクロスバスイッチのクロス
ポイントに入出力制御部３からのポート接続制御信号を
与えることによってポート接続の切り換えを行っても良
い。

また、ポート接続切り換え部４は、バスと、自分光ての
データであることを識別し自分光てのデータであればバ
スとの接続を行うような手段を各通信路対応に待つよう
な構成でも良い。

トラフィック監視部１０は、ヘッダ変換テーブル９１〜
９Ｎを通過後のルーティング・タグ情報に基づきルーテ
ィング網に接続される出力線から出力される各出力線別
のトラフィック量のカウントおよびルーティング網に接
続される出力線から出力されるトラフィック量の総和を
カウントし、これらのカウント値を入出力制御部３に表
示している。

ヘッダ変換テーブル９１〜９Ｎは、ルーティング網に接
続される各出力線対応に与えられ、内部セルがヘッダ変
換テーブル９１〜９Ｎへ入力可能かを示すＲＤＹ３信号
を入出力制御部３に表示している。

また、ヘッダ変換テーブル９１〜９Ｎは、入出力制御部
３から与えられるタイミングに従って内部セルを一旦蓄
積し、内部セルから付与情報を取り除くと共にヘッダ変
換を行う。

すなわち、ヘッダ変換テーブル９１〜９Ｎは、現在与え
られているＶＣＩ　（Ｖｉｒｔｕａｌ　Ｃｈａｎｎｅｌ
　Ｉｄｅｎｔｆｉｅｒ）を新しいＶＣＩに変更したり、
ルーティング網ＲＮ１０８内でのローカルなルーティン
グを行うのに用いられるルーティング・タグを付与した
りする。

また、セルがコピーされた時のヘッダ変換は、次のよう
にして行われる。

すなわち、ヘッダ変換テーブル９１〜９Ｎは、コピーさ
れるセルが現在持っているＶＰＩに対応してコピー数に
個分の新しいＶＰＩ、ルーティング・タグ情報の組み（
ＶＣＩＩ、Ｒ−ＴＡＧＩ）、（ＶＣｌ２、Ｒ−ＴａＯ２
）、（ＶＣＩｋ、Ｒ−ＴＡＧｋ）を持つ、そして、セル
のコピーが一回の内部セル出力サイクルで実行可能な場
合には、ヘッダ変換テーブル９１〜９Ｎは、コピーされ
たセルが出力される出力線の位置（出力線番号）に応じ
て、（ＶＣＩＩ、Ｒ−ＴＡＧｌ）、（ＶＣｌ２、Ｒ−Ｔ
ａＯ２）、（ＶＣＩ　ｋ、Ｒ−ＴＡＧｋ）（７）うち、
どの新しいＶＣｌ、ルーティング・タグ情報の組みを選
択するかを指示する信号が入出力制御部３からそれぞれ
与えられ、この指示信号に基づいてそれぞれヘッダ変換
を行う、具体的に、第５図のように内部セルがコピーさ
れた場合、ヘッダ変換テーブル９２に転送された内部セ
ルには、同一の内部セルからコピーされたセルのうちで
出力線の位置が１番目の位置にあるので、（ＶＣＩＩ、
Ｒ−ＴＡＧｌ）の組が与えられ、ヘッダ変換テーブル９
３に転送された内部セルには、同一の内部セルからコピ
ーされたセルのうちで出力線の位置が２番目の位置にあ
るので、（ＶＣｌ２、Ｒ−ＴａＯ２）の組が与えられる
。

また、セルのコピーが一回の内部セル出力サイクルで実
行できない場合には、数回の内部セル出力サイクルで分
割してセルのコピーを行う。すなわち、入出力制御部３
は、各入力通信路対応に仮想的に設けられたＦＩＦＯの
先頭にある内部セルが以前の内部セル出力サイクルまで
で、コピーできたセル数Ｃを各ＦＩＦＯ対応に記憶して
おく。

−回の内部セル出力サイクルでコピーができなかった分
の内部セルは１次の内部セル出力サイクルでコピーされ
、コピーされた内部セルのヘッダ変換は、コピーされた
内部セルが以前の内部セル出力サイクルまででコピーで
きたセル数Ｃに基づきヘッダ変換テーブル、の左端から
コピーされた数分Ｃだけ右にシフトした位置から（ＶＣ
Ｉ（ｃ＋１）、Ｒ−Ｔ　Ａ　Ｇ　（ｃ　＋　１　）　）
から順次（Ｖ　ＣＩ　（ｃ＋２）、Ｒ−ＴＡＧ　（ｃ＋
２））、−（ＶＣＩ　ｋ、　Ｒ−ＴＡＧｋ）を選択する
ことによって行われる。また、Ｖ　Ｐ　Ｉ　　（Ｖｉｒ
ｔｎａｌ　Ｐａｔｈ　Ｉｄｅｎｔｉｆｅｒ）をヘッダ変
換に用いる場合も同様のことを行えば良い。

ヘッダ変換テーブル９１〜９Ｎの構成は、例えばダブル
バッファ構成にしておき、一つのバッファ（バッファ１
）は、現在のヘッダの変換に用いるヘッダ変換テーブル
とし、もう一つのバッファ（バッファ２）は、呼設定に
伴うヘッダ変換テーブル書き換え時に新しいヘッダ変換
テーブル情報を蓄積する領域として用い、セルの出力さ
れるタイミングで、現在入力されているセルのヘッダ変
換を行うと共にバッファ２に蓄積されている新しいヘッ
ダ変換テーブル情報をバッファ１に書き込むような構成
にしても良い。

また、ヘッダ変換テーブル９１〜９Ｎは、入出力制御部
３が与えるタイミングに従ってルーティング・タグが付
加されたセルをセルスイッチに出力し、セルスイッチ内
にセルの蓄積が正常に行われたか否かを示すＡＣＫ償号
をセルスイッチから取り込む。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によると、セル伝送通信網
としてセルのコピーに必要となるトラフィック監視部、
ポート接続切り換え部を設け、分散網を機能も合せ持つ
構成にすることにより、分散網通過分の遅延時間を減少
させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示した図、第２図は、第１
図の具体的構成を示した図、第３図は、記憶部の一構成
例を示した図、第４図は、ポート接続切り換え部におけ
るセルコピーの一例を示した図、第５図は一般的なＡＴ
Ｖ交換機の一構成を示した図、第６図及び第７図は、従
来のコピー機能の実現方式に係わる構成図である。 １・・ヘッダ情報付与手段 ３・・・入出力制御部 ４・・・ポート接続切り換え部 ８・・・蓄積手段　　　　　９・・・ヘッダ変換手段１
０・・・トラフィック監視部 １０５・・・コピー網

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 複数の入力通信路から入力されたヘッダ情報が付加され
   ている複数の第１のセルの中でコピーすべき前記第１の
   セルをコピーして第２のセルを生成しこれらを伝送する
   セル伝送通信網において、前記各第１のセルの前記ヘッ
   ダ情報に応じて前記コピーに必要な情報を前記各第１の
   セルに付加するコピー情報付与手段と、 このコピー情報付与手段から出力された前記各第１のセ
   ルを一旦記憶した後でこの記憶した前記各第１のセルを
   読み出して出力する記憶手段と、この記憶手段から出力
   された前記第１のセルに付加された前記コピーに必要な
   情報に応じて前記第１のセルをコピーした前記第２のセ
   ルを出力するためにポート接続を切り換えるポート接続
   切り換え手段と、 このポート接続切り換え手段から出力された前記第２の
   セルの前記コピーに必要な情報を取除き、前記ヘッダ情
   報に基づきヘッダ変換を行なうと共にルーティング・タ
   グを付加した前記第２のセルを出力するヘッダ変換手段
   と、 このヘッダ変換手段から出力される前記第２のセルのト
   ラフィック状態を監視するトラフィック監視手段と、 前記記憶手段から次に出力される前記第１のセルの前記
   ヘッダ情報及び前記トラフィック監視手段の前記トラフ
   ィック状態に基づき、前記記憶手段への前記第１のセル
   の記憶と読み出しの制御及び前記ポート接続切り換え手
   段を制御する入出力制御手段とを備えたことを特徴とす
   るセル伝送通信網。