JPH06177905A - Ａｔｍスイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 規模に対する柔軟性を持たせた場合に基板種
別が増加せず、また２重化した場合に系切り替えが単純
確実であるＡＴＭスイッチを提供することを目的とす
る。 【構成】 バンヤン系スイッチにて、ルーティングタグ
を計算するときに出力ポート番号のみではなく入力ポー
ト番号まで考えて計算する。また２重化した場合には同
じセル流を２重化された両方の系に与え、インタフェー
ス基板で単にどちらかの系からのセル流を選択するだけ
とする。 【効果】 偶数サブラックと奇数サブラックに挿入する
基板種別を同じとする事が出来、また、２重化されたＡ
ＴＭスイッチ内部の各バッファをＡＡＬでの対応能力の
範囲内で同じ状態とし、単純に系切り替えを行えるよう
になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、非同期伝送モードにて
情報の交換を行うＡＴＭ交換システムに係り、特に、セ
ルを所望の出方路へと導くＡＴＭスイッチに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、さかんに開発が進められているＡ
ＴＭ交換システムにおいては、ハードウェア化されたセ
ルスイッチ、すなわちＡＴＭスイッチは、システムの心
臓部として重要な役割を担う働らきをする。

【０００３】従来より、ＡＴＭスイッチに関しては種々
の研究開発が行われてきている。その様な研究開発の
内、本発明者が特開平１−２４１２４２号公報等で注目
したバンヤン系のＡＴＭスイッチは、任意の入力ポート
から任意の出力ポートの間の経路が唯一であるため、Ａ
ＴＭ交換システムを制御する主体（専らマイクロプロセ
ッサにて実現される）に対して、あるコネクションを設
定する際に必要となる計算量が小さい、という利点があ
る。

【０００４】しかしながら、所望の規模を実現可能とす
る、規模に対する柔軟性を保ちつつバンヤン系のＡＴＭ
スイッチを実現する事を考えると、ルーティングタグを
ハードウェアにて解析して所望の出力ポートへとセルを
転送する為、バンヤン系ＡＴＭスイッチの各ステージ毎
の出力ポートに、ルーティング上異なった識別子を付け
ることになってしまう。その結果、どうしてもパッケー
ジ種別が増加してしまい、結果としてコスト増を招く、
という欠点があった。

【０００５】また、ＡＴＭスイッチは蓄積交換であるが
故に、２重系を考え、故障発生時や保守作業時にＡＴＭ
スイッチのアクト系とスタンバイ系の切換え作業に工夫
を施さなければ、多量にセルが落ちる、等、該ＡＴＭス
イッチ上に設定されるコネクションのセル伝送品質に大
きな影響を与える。

【０００６】この問題点の解決法としては、特公平２−
１６６２８号公報や特開平２−２４６６４０号公報にて
開示されている様に、ＡＴＭスイッチのバッファ内にセ
ルが無くなった事を予め定められた時間経過、もしく
は、バッファがエンプイティである、といった情報を用
いてアクト系，スタンバイ系の切換を行ない、設定され
ているコネクションに与える影響を小さくする事が従来
より考えられている。このような従来の方法は、アクト
系／スタンバイ系両系が正常に動作している保守作業時
には問題ないが、何らかの故障が発生し、正常なセルが
出力されない、かつ／または正常にエンプティ信号が出
力されない場合には、ＡＴＭスイッチの系切換えが設計
意図通りに行われず、ＡＴＭスイッチ上に設定されたコ
ネクションのセル伝送品質に大きな影響を与えてしまう
事になる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】以上述べた様に、従来
のＡＴＭスイッチにおいては規模の柔軟性を保ちつつ実
現する場合、パッケージ種別が増加してしまい結果とし
てコスト増を招くという欠点や、２重化した場合に障害
発生時に系切り替えが設計意図通り正常に行われず、Ａ
ＴＭスイッチ上に設定されたコネクションのセル伝送品
質に大きな影響を与えてしまうといった欠点があった。

【０００８】この発明はこのような従来の課題を解決す
るためになされたもので、その第１の目的は、規模の柔
軟性を保ちつつ実現する場合にパッケージ種別が増加し
ないＡＴＭスイッチを選択することである。また、第２
の目的は障害発生時に系切換えを確実に、コネクション
のセル伝送品質に大きな影響を与えないで行う事のでき
るＡＴＭスイッチを提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るため、本願第１の発明は、複数の入力ポートから入力
されるセルを、該セルの持つルーティングタグに従って
所望の出力ポートへとスイッチングするＡＴＭスイッチ
において、前記セルが入力される入力ポート番号と、セ
ルを出力する出力ポート番号とを少なくとも引き数とす
る所定の関数にて前記ルーティングタグを算出する手段
を設けたことが特徴である。

【００１０】また、第２の目的を達成するため本願第２
の発明は、複数の入力ポートから入力されるセルを、該
セルの持つルーティングタグに従って所望の出力ポート
へとスイッチングする２重化されたＡＴＭスイッチにお
いて、前記２重化された主ＡＴＭスイッチ及び補助ＡＴ
Ｍスイッチの切換えを行う切換手段と、前記各ＡＴＭス
イッチの入力ポートに、同時に同じセルを供給すべく制
御する入力制御手段と、前記主ＡＴＭスイッチの出力セ
ルのみを取出し、補助ＡＴＭスイッチの出力セルを廃棄
すべく制御する出力制御手段と、を有することを特徴と
する。

【００１１】

【作用】本発明の第１の発明によると、バンヤン系のＡ
ＴＭスイッチにおいて、ルーティングタグを、セルが入
力される入力ポート番号と、該セルを出力する出力ポー
ト番号とを引き数とする、予め定められた関数にて計算
する事にしたので、複数基板で実現する場合に、各ステ
ージで必要とされるルーティングタグのビットを、入力
ポート番号によって反転させることによって、同一ステ
ージで要求されるトポロジを同一とする事ができる。こ
れによって、従来必要であった基板種別の１／２の種別
数にてバンヤン系スイッチを実現する事が可能になる。

【００１２】また、本発明の第２の発明によると、２重
化されたＡＴＭスイッチのそれぞれの系に同時にセルを
与え、アクト系から出力されるセルをインタフェース点
に出力すると同時にスタンバイ系から出力されるセルを
廃棄するので、通常時にアクト系とスタンバイ系のそれ
ぞれに含まれるバッファの状態をほぼ同一にする事がで
きる。これによって、ＡＴＭ交換機を制御する制御主体
は、アクト系とスタンバイ系の切り替えを任意の時点で
行えるようになり、障害発生時に常に正常に系切り替え
を行う事ができ、もってＡＴＭスイッチで発生する障害
が、該ＡＴＭスイッチ上に設定されているコネクション
のセル伝送品質に与える影響を最小化することができ
る。

【００１３】

【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の第１の実
施例について詳細に説明する。

【００１４】図１は、本実施例に係るＡＴＭスイッチの
構成を示す図である。同図には、同様のアーキテクチャ
にて１６×１６、３２×３２、６４×６４の各規模のＡ
ＴＭスイッチを実現する方法を示している。同図におい
て、符号１０１，１０２，・・・・，１７６（なお、図
中各スイッチの符号は左上が１０１、ここから右へ１０
２，１０３・・・１０６、そして、符号１０１から下へ
１１１，１２１，・・・１７１であり、右下が１７６で
ある。図中にはすべての符号を付していない。）は、８
入力８出力のＡＴＭスイッチで、例えば本発明者らが特
願平２−１４４３７０号にて開示した構成を持ち、ＬＳ
Ｉ１チップで実現されたものであって良い。以降、１チ
ップ化された８入力８出力のＡＴＭスイッチをＳＷＬ８
と記述する。同図では、セルは左から右に転送される。
ＳＷＬ８の左側が入力ポート、右側が出力ポートであ
る。

【００１５】同図で、破線の長方形にて囲まれた部分
（２つの基板を含む）がひとつの基板に相当する。ま
た、同図では、４ｃｈ分（Ｓｔａｇｅ＃０と、Ｓｔａｇ
ｅ＃０’の間、Ｓｔａｇｅ＃３とＳｔａｇｅ＃４の間）
もしくは８ｃｈ分（Ｓｔａｇｅ＃０’とＳｔａｇｅ＃１
の間、Ｓｔａｇｅ＃２とＳｔａｇｅ＃３の間）の接続が
まとめて記述されている。なお、Ｓｔａｇｅ＃１とＳｔ
ａｇｅ＃２の間の接続については、後述する。

【００１６】同図に示すように、本実施例のＡＴＭスイ
ッチは、２セットの基板より構成される１６×１６規模
のＡＴＭスイッチを用いて構築される。

【００１７】Ｓｔａｇｅ＃０、Ｓｔａｇｅ＃０’と、Ｓ
ａｇｅ＃３、Ｓｔａｇｅ＃４の位置にある１６×１６の
ＡＴＭスイッチ用の各基板は、セル転送方向にＳＷＬ８
を２個並べて２ステージ構成とし、入力側のステージの
ＳＷＬ８の出力ポートの内４ｃｈを同じく基板の出力側
のステージのＳＷＬ８の入力ポート４ｃｈに接続し、一
方、入力側のステージの出力ポートの残った４ｃｈを、
組となる基板に向けて出力し、さらに、余った、出力側
ステージの入力ポート４ｃｈを、組となる基板からの出
力に接続することにより構成されている。これは、良く
知られている、デルタ網において、内部リンク本数を増
やして（４本にして）スループット向上を図る対策を取
ったアーキテクチャと見なす事ができる。

【００１８】１６×１６より大きな規模のスイッチを得
る場合は、図１に示すように、上述の様にして作成した
１６×１６のＡＴＭスイッチの入出力ポートを８ｃｈづ
つまとめて２×２スイッチと見なし、これをバンヤン網
系のトポロジで接続する事により構成される。これは、
良く知られている様に、バンヤン網系のＡＴＭスイッチ
において、内部リンク本数を増やして（８本にして）ス
ループット向上を図る対策をとったアーキテクチャと見
なす事ができる。

【００１９】この様に、２種類のアーキテクチャを組み
合わせる事によって、１６×１６から６４×６４までの
規模のスイッチをシリーズ化し、ルーティングタグを一
元化されたアルゴリズムにて計算可能とすることができ
る。このアーキテクチャの利点の一つは、他の例えばク
ロス網といったアーキテクチャに比べて基板間のインタ
コネクションが単純で、その結果基板間を伝送される信
号で、ひとつのコネクタから出力される信号は必ずひと
つのコネクタに入力されるようすることができ工事性が
向上する事にある。

【００２０】図１において、上下方向での破線による切
り分け分がサブラックの切り分けに相当する。同図に示
すように、１６×１６時には２サブラック構成、３２×
３２時には４サブラック構成、６４×６４時には８サブ
ラック構成となる。また、左右方向での破線による切り
分けがサブラック内の基板の切り分けに相当する。以下
の説明の都合上、ＡＴＭスイッチの基板が挿入されるス
ロットを通話路スロットと呼び、それぞれの基板につい
て同図に示すように通話路スロット番号を付ける。

【００２１】なお、本発明の一実施例においては、イン
タフェース点を収容するパッケージ、インタフェースパ
ッケージはひとつのサブラックに挿入され、ＡＴＭスイ
ッチを構成する基板の内同一サブラックに挿入されてい
る基板の入力ポートと出力ポートに接続されるものとし
ている。

【００２２】ＡＴＭスイッチの基板内の各ＳＷＬ８に
は、図１に示すようにステージ番号が付与されている。
ステージ番号により、ルーティングタグの予め定められ
た位置が指定され、これによってＳＷＬ８はセルをスイ
ッチングする。

【００２３】ここで、Ｓｔａｇｅ０とＳｔａｇｅ０’は
ルーティングタグの同じ位置を参照してルーティングす
ることにしている。このため、Ｓｔａｇｅ０’の位置の
スイッチは事実上スイッチングしていない。よって、こ
の位置にＳＷＬ８は理論的には必要ないが、アーキテク
チャの統一性という観点から、ここでは、Ｓｔａｇｅ＃
０’の位置にＳＷＬ８があるものとして説明を進める。

【００２４】図１に示したＡＩＤは、通話路スロット＃
０の出力側に位置するＳＷＬ８の出力ポートを識別する
識別子である。スイッチ規模として１６×１６から６４
×６４まで考慮する場合、ＡＩＤは６ｂｉｔ必要にな
る。本発明の位置実施例では、上位３ｂｉｔは当該ＳＷ
Ｌ８が属するサブラックのサブラック番号、下位３ｂｉ
ｔはＳＷＬ８の出力ポート番号、となっている。なお、
ＡＴＭスイッチの入力ポートは、同一インタフェース基
板との通信に使用される出力ポートに付けられたＡＩＤ
と同じ値にて識別する事とする。

【００２５】本実施例のＡＴＭスイッチは、ＡＴＭスイ
ッチ内でのセル転送速度、および（増設単位である）１
６×１６スイッチ内のステージ間転送チャネル数を後で
述べる様に設定する事により６４×６４規模までのマル
チレートの意味でノンブロッキングとすることができ
る。このノンブロッキング性については後述する。

【００２６】さらに、後で詳細に説明するようにこの時
のルーティングタグは送出元インタフェース基板のＡＩ
Ｄ、及び送出先インタフェース基板のＡＩＤにより一意
に決定できる。本発明の一実施例であるＡＴＭスイッチ
は、これらの性質によりＡＴＭ交換機の制御主体で実行
される呼設定処理の負荷の低減が可能である。

【００２７】次に、本実施例におけるＡＴＭスイッチ内
部の基板間接続方法についてより詳細に説明する。

【００２８】各規模のスイッチを実現する場合は、通話
路スロットに挿入する基板種別が異なる。１６×１６規
模のスイッチはＡＳＷ０と呼ばれる基板１種類、３２×
３２規模のスイッチはＡＳＷ１、ＡＳＷ２の２種類、６
４×６４規模のスイッチはＡＳＷ１，２に加えてＡＳＷ
３の計３種類の基板を用いて構成される。表１に各規模
で各通話路スロットに挿入される種別を示す。

【００２９】

【表１】 以下、各規模のＡＴＭスイッチでの基板間接続形態につ
いてより詳しく説明する。

【００３０】まず、１６×１６規模のＡＴＭスイッチに
ついて説明する。１６×１６規模のＡＴＭスイッチの基
板間接続形態を図２に示す。同図においても、図１と同
様、セルは左から右に流れる。ＳＷＬ８の左側が入力ポ
ート、右側が出力ポートである。

【００３１】図２に示すように、１６×１６スイッチ
は、ＡＳＷ０基板を２つ組み合わせて構成される。基板
内部にはＳＷＬ８が２個使用されている。前述した様に
ＳＷＬ８は入力されたセルを所望の出力へと導く役目を
負う。“所望の出力”の決定はルーティングタグ中の一
部が外部からＤＣ的に与えられるステージ番号によって
指定され、指定された位置に出力ポート番号が書かれて
いると見なすことによって行われる。他の規模のスイッ
チとルーティングタグの統一性をとるため、これらのＬ
ＳＩには同図に示すようにステージ＃が付けられてい
る。

【００３２】ＳＷＬ８から１６×１６規模のＡＴＭスイ
ッチを構成するため、Ｓｔａｇｅ＃３に属するＳＷＬ８
の出力の内４ｃｈが基板内のＳｔａｇｅ＃４のＳＷＬ８
の入力４ｃｈに、別の４ｃｈの出力が対向する基板のＳ
ｔａｇｅ＃４のスイッチの入力４ｃｈにそれぞれ接続さ
れる。このように接続し、かつＡＴＭスイッチ内のセル
転送速度をＵＮＩ／ＮＮＩ上の転送速度の２倍に設定
し、かつ、後で述べるルーティングタグ付与法に従うな
らば、このトポロジを持つスイッチはマルチレートの意
味でノンブロッキング、すなわち各入力ポートと各出力
ポート上に設定されるコネクションの容量の総和が、Ｕ
ＮＩ／ＮＮＩ上の容量を越えない場合に、必ずＡＴＭス
イッチ内部のリンクにおいて当該リンクの伝送容量を越
えてコネクションが設定される事がないことになる。こ
の事は後で詳細に説明する。

【００３３】本実施例においては、セル転送速度変換は
Ｓｔａｇｅ＃３の入力ポート毎に配置された入力バッフ
ァ（図示せず）、Ｓｔａｇｅ＃４の出力ポート毎に配置
された出力バッファ（図示せず）がそれぞれ担う機能で
あるものとしている。これらの入力バッファ／出力バッ
ファについては本発明の有効性になんら影響を与えない
ので、他の規模のＡＴＭスイッチにおいても、インタフ
ェース基板との接続点にセル転送速度の変換機能がある
ことを仮定して以降の説明を進める。

【００３４】なお、ＳＷＬ８が本発明者らが特願平２−
１４４３７０号にて開示した構成を持つ場合、入力バッ
ファ−ＳＷＬ８−出力バッファでのセル転送では、転送
先のバッファがフルならば転送元でセルの出力を停止す
る、単純なフロー制御（バックプレッシャー）を適用す
る事としてもよい。これにより、スイッチ網内部に分配
配置されたバッファが、セルの衝突回避時に協調動作す
るようになり、比較的低負荷時のセル廃棄率を大きく改
善することができる。フロー制御は、他の規模のスイッ
チでも同様に導入される事としても良い。

【００３５】次に、３２×３２規模のＡＴＭスイッチに
ついて説明する。３２×３２スイッチの基板間接続形態
を図３に示す。同図においても図１と同様セルは左から
右に流れる。また、ＳＷＬ８の左側が入力ポート、右側
が出力ポートである。

【００３６】同図に示すように３２×３２スイッチは、
ＡＳＷ１基板をふたつ組み合わせて構成された１６×１
６スイッチと、ＡＳＷ２基板をふたつ組み合わせて構成
された１６×１６スイッチとを接続することにより構成
される。これらの１６×１６スイッチ間は、８ｃｈをま
とめて同一サブラック内、他サブラック内の間を、図１
に示されている様に接続されている。各基板内部にはＳ
ＷＬ８が２個使用されている。他の規模のＡＴＭスイッ
チとルーティングタグの統一性をとるため、これらのＬ
ＳＩには同図に示すようにステージ＃が付けられてい
る。

【００３７】前述のように、マルチレートの意味でノン
ブロッキングである１６×１６規模のＡＴＭスイッチを
同図に示すようににＳｔａｇｅ＃０’の８ｃｈの出力を
全てＳｔａｇｅ＃３の入力に与えて接続してゆき、かつ
セル転送速度を２倍に設定し後で述べるルーティングタ
グ付与法に従えば、後で詳しく説明するように３２×３
２規模のＡＴＭスイッチもマルチレートの意味でノンブ
ロッキングとなる。

【００３８】次に６４×６４規模のＡＴＭスイッチにつ
いて説明する。６４×６４スイッチの基板間接続形態を
図４に示す。同図においても、図１と同様、セルは左か
ら右に流れる。ＳＷＬ８の左側が入力ポート、右側が出
力ポートである。

【００３９】同図に示すように、６４×６４スイッチは
ＡＳＷ１基板をふたつ組み合わせて構成された１６×１
６スイッチと、ＡＳＷ２基板をふたつ組み合わせて構成
された１６×１６スイッチとを、ＡＳＷ３基板をふたつ
組み合わせて構成された１６×１６スイッチにて結合す
ることにより構成される。これらの１６×１６スイッチ
間は図１に示されているように、バンヤン系のＡＴＭス
イッチとなるように接続されている。ＡＳＷ１／ＡＳＷ
２基板は３２×３２スイッチと同様である。ＡＳＷ３基
板内部には８×８スイッチＬＳＩが８個使用され、同基
板を２枚使用して、隣あう基板間でのセル転送容量がＡ
ＳＷ１／ＡＳＷ２使用時の４倍に設定された１６×１６
スイッチを構成している。他の規模のスイッチとルーテ
ィングタグの統一性をとるため、これらのＬＳＩには同
図に示すようにステージ番号が付けられている。

【００４０】前述のように、Ｓｔａｇｅ＃１−Ｓｔａｇ
ｅ＃２間のセル転送容量は、Ｓｔａｇｅ＃０−Ｓｔａｇ
ｅ＃０’間／Ｓｔａｇｅ＃３−Ｓｔａｇｅ＃４間の４倍
に設定されている。このようにセル転送容量を設定し、
かつセル転送速度を２倍に設定し、後で述べるルーティ
ングタグ付与法に従えば、後で詳しく説明するように、
マルチレートの意味でノンブロッキングとなる。

【００４１】次に、実施例における、ＡＴＭスイッチを
構成する基板間の物理的な接続法について説明する。

【００４２】ＡＴＭスイッチはいわゆる空間分割形スイ
ッチであり、大規模なＡＴＭスイッチは、一般的に複数
の単位スイッチ間を複雑な配線にて接続して得られる。
ここで、単位スイッチ／基板間の配線法が複雑になり、
ケーブルが輻輳すると工事性が悪化するという問題点が
ある。一方で、バックパネル側で布線する事のできるチ
ャネル数にはコネクタの性能から来る制限があり、ＡＴ
Ｍスイッチ基板ではフリーエッジ側にコネクタを置かざ
るを得ない。

【００４３】本発明の一実施例においては、工事性を悪
化させないように、以下のような考え方で基板間接続を
行う事としても良い。

【００４４】１）フリーエッジ側のコネクタは、隣合う
サブラックの同一スロットに挿入されたＡＴＭスイッチ
基板間の接続、すなわちＳｔａｇｅ＃０−Ｓｔａｇｅ＃
０’間、Ｓｔａｇｅ＃１−Ｓｔａｇｅ＃２間、Ｓｔａｇ
ｅ＃３−Ｓｔａｇｅ＃４間に使用する。これにより、フ
リーエッジ側のケーブルの輻輳を防ぎ、フリーエッジ側
からの保守を可能とする。

【００４５】２）残りの接続、すなわちインタフェース
基板−Ｓｔａｇｅ＃０間、Ｓｔａｇｅ＃０’−Ｓｔａｇ
ｅ＃１間、Ｓｔａｇｅ＃２−Ｓｔａｇｅ＃３間、Ｓｔａ
ｇｅ＃４−インタフェース基板間はバックパネル側で布
線する。ここで、Ｓｔａｇｅ＃０’−Ｓｔａｇｅ＃１
間、Ｓｔａｇｅ＃２−Ｓｔａｇｅ＃３間の接続がひとつ
の基板からひとつのパッケージへの接続のみである（す
なわちひとつの基板から出力されるセル流が複数の基板
に向かう事がない）ことを利用し、高スループットの得
られる同軸コネクタを使用して接続する。

【００４６】例えば３２×３２規模のスイッチを、上述
の考えに従って実装した場合の概略図を図５に示す。同
図において、５１１〜５１４は通話路スロット＃１に挿
入されたＡＳＷ１、５２１〜５２４は通話路スロット＃
０に挿入されたＡＳＷ２、５３１〜５３４は各サブラッ
クに挿入されたインタフェース基板、５４１〜５４４は
各サブラックに実装されるバックパネル、５６１〜５６
４はＡＳＷ１／ＡＳＷ２のフリーエッジ側の配線、５７
１〜５７４はＡＳＷ１とＡＳＷ２とを接続するバックパ
ネル側の配線、５８１〜５８８はＡＴＭスイッチ基板と
インタフェース基板とを接続するバックパネル側の配
線、である。同図に示すように、上述の考えに従って実
装すれば、フリーエッジ側での保守が可能になる。

【００４７】次に、本発明の一実施例のＡＴＭスイッチ
におけるルーティングタグ付与法について説明する。

【００４８】前述の様に、ＡＴＭスイッチ内では、任意
のセルの持つルーティングタグの値によって、当該セル
が導かれる通話路が指定される。本発明の一実施例で
は、ＡＴＭスイッチ内部でルーティングされるセルは、
インタフェースパッケージにてインタフェース点から入
力されたセルに、当該セルのＶＰＩ／ＶＣＩを元に、当
該セルの属するコネクションに従ったルーティングタグ
が付加されるものとしている。ルーティングタグの長さ
は、本発明の有効性になんら影響を与えるものではな
く、ここでは、ルーティングタグは１５ビットであるこ
ととして説明を進める。

【００４９】本実施例のＡＴＭスイッチにおいて、ルー
ティングタグは以下の様に送出元と送出先のＡＩＤから
計算される。

【００５０】上述の様に、ＡＴＭスイッチのアーキテク
チャは基本的にバンヤン系、ただしバンヤン内部の各リ
ンクが複数構成である、というアーキテクチャである。

【００５１】よって、ＡＩＤ＝［｛ＩＲ２、ＩＲ１、Ｉ
Ｒ０｝、｛ＩＳ２、ＩＳ１、ＩＳ０｝］（ここで［｛サ
ブラック＃、即ち、ＡＩＤの上位３ｂｉｔ｝、｛サブラ
ック内の出力ポート番号、即ちＡＩＤの下位３ｂｉ
ｔ｝］）の入力ポートから入力され、ＡＩＤ＝［｛ＯＲ
２、ＯＲ１、ＯＲ０｝、｛ＯＳ２、ＯＳ１、ＯＳ０｝］
の出力ポートから出力されるセルに付けるルーティング
タグは、スイッチアーキテクチャから表２，表３のよう
に計算することができる。なお、表２は１５ビットのル
ーティングタグをセル先頭から順に３ビットづつに区切
って表現した表である。また、表３は表２内で使用して
いる記号の具体的な値を説明した表である。

【００５２】

【表２】

【表３】 各ステージに属するＳＷＬ８は、外部から与えられるス
テージ番号情報に従ってＳｔａｇｅ＃０〜Ｓｔａｇｅ＃
４のどれかのフィールドを選択し、当該位置に示された
番号に一致する出力ポート番号を持つ出力ポートに当該
セルを出力する。この動作をそれぞれのＳＷＬ８が行い
各ＡＴＭスイッチ基板間を前述の様に接続すると、任意
の入力ポートから任意の出力ポートへとセルを導くこと
ができる。なお、ＡＳＷ１内にあるＳｔａｇｅ＃０’に
属するＳＷＬ８は、Ｓｔａｇｅ＃０の位置のルーティン
グタグを参照して当該セルを出力する出力ポートを判定
するものとする。

【００５３】次に、上述のルーティングタグにて正常に
セルのスイッチングが行える事をより詳細に説明する。

【００５４】本実施例のＡＴＭスイッチにおいて、Ｓｔ
ａｇｅ＃０−Ｓｔａｇｅ＃０’間、Ｓｔａｇｅ＃１−Ｓ
ｔａｇｅ＃２間、Ｓｔａｇｅ＃３−Ｓｔａｇｅ＃４間の
接続がＳｔａｇｅ＃０／Ｓｔａｇｅ＃１／Ｓｔａｇｅ＃
３に属するＳＷＬ８の出力ポートの内、ｃｈ０−ｃｈ３
とｃｈ４−ｃｈ７とをそれぞれまとめて同一サブラック
内、もしくは隣接サブラック内のＳＷＬ８に接続してい
るので、“Ａ”，“Ｂ”，“Ｃ”は、１６×１６スイッ
チを２×２スイッチとして見なして、その２×２スイッ
チを用いて作成した２×２／４×４／８×８バンヤンス
イッチのルーティングタグに相当する。

【００５５】ここで、“Ａ”，“Ｂ”，“Ｃ”の計算に
入力側サブラック番号のある１ビットとのＥｘ−ＯＲ演
算を導入したのは、以下の様な原理によって（ｃｈ０−
ｃｈ３：自基板内に出力；ｃｈ４−ｃｈ７：隣接基板に
出力）である基板のみを定義し、奇数スロットに挿入さ
れている基板では適宜ルーティングタグを反転させ正常
にルーティングタグを行うことによって、基板種別を削
減するためである。

【００５６】まず、インタフェース基板から直接セルを
受け取るステージ、即ち１６×１６時のＳｔａｇｅ＃
３、３２×３２時のＳｔａｇｅ＃０、６４×６４時のＳ
ｔａｇｅ＃０について説明する。

【００５７】これらの位置では明らかにＩＲＯ＝１であ
る場合、奇数サブラック番号側のスイッチ基板に当該イ
ンタフェース基板からのセルが入力される事になる。こ
れらの場合はＯＲ０／１／２に対してＩＲＯとＥｘ−Ｏ
Ｒを取ったものとし奇数の場合にビット反転すれば、良
く知られたバンヤン系ＡＴＭスイッチにおける自己ルー
ティング原理が使用できる。

【００５８】次に、６４×６４時のＳｔａｇｅ＃１につ
いて図６を参照しながら説明する。なお、同図において
ＳＷＬ８に付けられた符号は図１で付けた符号と一致し
ている。

【００５９】当該ステージにおいて、奇数サブラック番
号に挿入されたスイッチ基板のＳｔａｇｅ＃１のＳＷＬ
８（１１３，１３３，１５３，１７３）にトラフィック
を与えるインタフェース基板は、ＩＲ２＝１であるサブ
ラック（すなわちサブラック＃４〜サブラック＃７）に
挿入されたインタフェース基板である。従って、６４×
６４時の“Ｂ”ビットはＯＲ１に対してＩＲ２とＥｘ−
ＯＲを取ったものとしＩＲ２＝１の場合にビット反転す
れば、良く知られたバンヤン系ＡＴＭスイッチにおける
自己ルーティング原理が使用できる。

【００６０】最後に、３２×３２／６４×６４時のＳｔ
ａｇｅ＃３について図７を参照しながら説明する。な
お、同図においても図６と同様ＳＷＬ８に付けられた符
号は図１で付けた符号と一致している。

【００６１】当該ステージにおいては、奇数サブラック
番号に挿入されたスイッチ基板のＳｔａｇｅ＃３のＳＷ
Ｌ８（１１５，１３５，１５５，１７５）にトラフィッ
クを与えるインタフェース基板は、図７に示すようにＩ
Ｒ１＝１であるサブラックに挿入されたインタフェース
基板である。従って、３２×３２、６４×６４時の
“Ｃ”ビットはＯＲ０に対してＩＲ１とＥｘ−ＯＲを取
ったものとし、ＩＲ１＝１の場合にビット反転すれば良
く知られたバンヤン系ＡＴＭスイッチにおける自己ルー
ティング原理が使用できる。

【００６２】もしこの演算を導入しないと、ＡＳＷ０／
ＡＳＷ１／ＡＳＷ２／ＡＳＷ３の各基板について、（ｃ
ｈ０−３が隣接サブラックに飛び、ｃｈ４−７が基板内
で閉じる）種類と、（ｃｈ４−７が隣接サブラックに飛
び、ｃｈ０−３が基板内で閉じる）種類の２種を規定す
る必要がある事に注意が必要である。また、ＩＲ０／Ｉ
Ｒ１／ＩＲ２とＯＲ０／ＯＲ１／ＯＲ２との演算をＥＸ
−ＯＲでなく、ＥＸ−ＮＯＲの演算とすると、（ｃｈ０
−ｃｈ３：隣接基板に出力；ｃｈ４−ｃｈ７：自基板内
に出力）である基板のみを定義したＡＴＭスイッチにも
適用可能である事も注意しておく。

【００６３】次に、本発明の一実施例であるＡＴＭスイ
ッチのノンブロッキング性について詳細に説明する。な
お、前述の様に、ここでのノンブロッキング性とは、各
入力ポートと各出力ポート上に設定されるコネクション
の容量の総和が、ＵＮＩ／ＮＮＩ上の容量を越えない場
合に、必ず、ＡＴＭスイッチ内部のリンクにおいて当該
リンクの伝送容量を越えてコネクションが設定される事
がない、ここで言うマルチレートの意味でノンブロッキ
ングの事を意味している。

【００６４】ます、１６×１６規模のＡＴＭスイッチに
ついてそのノンブロッキング性について説明する。

【００６５】ルーティングタグを上述のように付けた場
合、（ただしＡ、Ｂ、Ｃの送出元ＡＩＤのビットによる
Ｅｘ−ＯＲ操作を無視）、１６×１６スイッチでは、
［｛ＩＲＯ｝、｛ＩＳ２、ＩＳ１、ＩＳ０｝］から入力
されて、［｛ＯＲＯ｝、｛ＯＳ２，ＯＳ１，ＯＳ０｝］
から出力されるコネクションは、ＡＴＭスイッチ内のリ
ンクを以下の様に通過することになる。ここで、ＡＴＭ
スイッチ内の各ステージ間のリンクには、ＡＩＤと同様
に、サブラック番号と当該サブラックに属するＳＷＬ８
の入力ポート／出力ポート番号にて番号が付加されてい
るものとする。表４に示したコネクションの経路は、当
該コネクションが入力される入力ポートのＡＩＤと出力
される出力ポートＡＩＤを構成する各ビットにて表現し
た形式となっている。

【００６６】

【表４】 ここでリンク当たり容量とは、入側ポート、出側ポート
それぞれから見ていった時に最大集中する可能性のある
容量である。内部速度２倍化を仮定しているので、入側
／出側の小さい方が２以下であればマルチレートの意味
でノンブロッキングとなる。入側端子から見た場合、経
路表現中においてＳＷＬ８の入力ポートと出力ポートと
の２進表現でのビットに異なるものが１ビットあれば、
リンク当たり容量の出力ポートでの値入力ポートでの２
倍となる。出側端子からのリンク当たり容量も同様に計
算できる。

【００６７】本実施例による１６×１６規模のＡＴＭス
イッチでは、リンク当たり容量が２倍以下なのでノンブ
ロッキングである。

【００６８】次に、３２×３２規模のＡＴＭスイッチに
ついてそのノンブロッキング性について説明する。前述
の１６×１６規模のＡＴＭスイッチの場合と同様、コネ
クションの経路をビット表現で記述しリンク当たり容量
を計算すると以下の様になる。

【００６９】すなわち、ルーティングタグを上述のよう
に付けた場合（ただしＡ、Ｂ、Ｃの送出元ＡＩＤのビッ
トによるＥｘ−ＯＲを無視）、３２×３２規模のＡＴＭ
スイッチでは［｛ＩＲ１、ＩＲＯ｝、｛ＩＳ２、ＩＳ
１、ＩＳ０｝］から入力されて、［｛ＯＲ１、ＯＲ
０｝、｛ＯＳ２、ＯＳ１、ＯＳ０｝］から出力される。
コネクションの通過するリンクは表５の様に表現でき、
リンク当たり容量を計算することができる。

【００７０】

【表５】 １６×１６規模のＡＴＭスイッチと同様、リンク当たり
容量が２倍以下であり、ノンブロッキングである。

【００７１】また、６４×６４規模のＡＴＭスイッチで
は、［｛ＩＲ２、ＩＲ１、ＩＲＯ｝、｛ＩＳ２、ＩＳ
１、ＩＳ０｝］から入力されて、［｛ＯＲ２、ＯＲ１、
ＯＲＯ｝、｛ＯＳ２、ＯＳ１、ＯＳ０｝］出力される。
コネクションの通過するリンクは表６の様に表現でき、
リンク当たり容量を計算することができる。

【００７２】

【表６】 なお、上述のリンク当たり容量において、括弧付きの数
値はビット変化点の個数のみについて考えればこの値に
なる容量である。この数値は、実際にＡＴＭスイッチに
与えられるトラフィック量を越えているので括弧付きで
表現している。

【００７３】６４×６４規模のＡＴＭスイッチも、他の
規模のＡＴＭスイッチと同様リンク当たり容量が２倍以
下であり、ノンブロッキングである。

【００７４】なお、上述のノンブロッキング性について
の性質は前述のＥｘ−ＯＲ操作を加えても成立する。こ
れは、次の様に説明する事ができる。

【００７５】上述のノンブロッキング性の論議は、ＡＳ
Ｗ０／１／２／３のＳｔａｇｅ＃０，＃１，＃３におい
て、（Ｄ０−３：隣接基板に出力；Ｄ４−７：自基板内
に出力）である基板と、（Ｄ４−７：隣接基板に出力；
Ｄ０−３：自基板内に出力）である基板を定義してＡＴ
Ｍスイッチを構成した場合の議論である。

【００７６】ここで、前述のＥｘ−ＯＲ操作行う場合の
論議とノンブロッキング性に関する議論を比較すると、
Ｅｘ−ＯＲ操作を行うビットと複数のステージ間伝送路
間での負荷分散を行うビットとが独立している。よっ
て、Ｅｘ−ＯＲ操作とノンブロッキング性とは独立して
いるので、ノンブロッキング性についての性質は、前述
のＥｘ−ＯＲ操作を加えても成立する。

【００７７】次に本発明の第２実施例に係るＡＴＭスイ
ッチを２重化した場合の動作について図を参照しながら
詳細に説明する。

【００７８】図８は、ＡＴＭスイッチを２重化した場合
のＡＴＭスイッチとインタフェース基板との関係を示す
図である。同図において、８１１は０系側のＡＴＭスイ
ッチ、８１２は１系側のＡＴＭスイッチ、８２１は前記
ＡＴＭスイッチに接続され、インタフェース点を収容す
るインタフェース基板、８３１は前記インタフェース基
板内の、インタフェース点に向けてセルを送出する送信
側セル処理機能、８４１は前記インタフェース基板内
の、インタフェース点からセルを受信する受信側セル処
理機能、８５１は前記送信側セル処理機能に与えるセル
流を、０系側からのものにするか、１系側からのものに
するか選択するセレクタ１、８６１は受信側セル処理機
能に与える、セル転送に係るレディ信号を０系側からの
ものにするか、１系側からのものにするか選択するセレ
クタ２、８７１はインタフェース基板本実装時にフロー
制御信号をアサートするための抵抗である。

【００７９】なお、同図において、ＡＴＭスイッチとイ
ンタフェース基板との間でやりとりされるセル流は実線
で、これらの間でやりとりされる前記フロー制御用レデ
ィ信号は点線でそれぞれ示されている。

【００８０】また、同図においインタフェース基板とＡ
ＴＭスイッチとの間のセル転送には、転送用のクロック
及びセル先頭を示す信号が並走しているものとする。こ
のため、インタフェース基板側の送信側セル処理機能、
およびＡＴＭスイッチの入力ポートには、それぞれセル
位相を自身の都合に合わせる一種のセル同期機構が含ま
れていると仮定する。

【００８１】次に、同図に示すＡＴＭ交換システムにお
いて、系切り替えがどの様に行われるか説明する。

【００８２】ＡＴＭ交換機の制御主体（図示せず）は、
ＡＴＭスイッチ０系８１１がアクト系であるか１系８１
２がアクト系であるかを示す情報、及びアクト系指示
を、各インタフェース基板に常に通知している。

【００８３】各インタフェース基板では、制御主体から
のアクト系指示に従って、表７に示す様にセレクタ１、
セレクタ２を制御する。

【００８４】

【表７】 なお、受信側セル処理機能からＡＴＭスイッチ側に渡さ
れるセル流は、ＡＴＭスイッチ０系／１系とも同時に与
える。さらに、送信側セル処理機能が出力するセル転送
に係るレディ信号も、ＡＴＭスイッチ０系／１系に同時
に与えられている。

【００８５】ＡＴＭスイッチ０系／１系は、与えられた
セル流とレディ信号に従ってセルを入力しスイッチング
し出力している。ＡＴＭスイッチ０系／１系の動作を完
全に同期させ、それぞれの系内の対応するバッファから
０系／１系へ同じセルをまったく同じタイミングで与え
る事はＡＴＭスイッチの物理的な大きさを考えると困難
である。しかしながら、表７に従ってセレクタ１、セレ
クタ２を制御し、各インタフェース基板からのセル流を
同時に両系のＡＴＭスイッチに与えるとすると十分時間
が経った後に、ＡＴＭスイッチ０系／１系内の対応する
バッファに蓄積されているセルを１セル程度の誤差にて
同じにすることができる。

【００８６】制御主体が、何らかの故障をアクト系ＡＴ
Ｍスイッチにて発見すると、制御主体がアクト系指示を
反転させる。すると、インタフェース基板上のセレクタ
１とセレクタ２の状態が表７に従って反転する。反転し
たその時に、インタフェース基板からＡＴＭスイッチ
へ、もしくはその反対の方向に転送されていたセルはＡ
ＴＭスイッチの入力ポートもしくは送信側セル処理機能
の持つセル同期機構によって廃棄される。しかしなが
ら、これらセル同期機構はその次のセルからは正常に入
力する事ができる。

【００８７】これにより、系切り替え時には１セル廃棄
される／もしくは１セル同じセルが入力される可能性は
あるが、それ以上のセルが廃棄されることはなくなる。
この様なセル混入は、現在考えられているＡＡＬでの対
応能力内であり、大きな問題はない。

【００８８】なお、ＡＴＭスイッチの入出力ポートにイ
ンターフェース基板が接続されていない場合、該ポート
に転送されてしまったセルを確実に廃棄するため、抵抗
８７１を実装し、インタフェース基板本実装時にフロー
制御線がアサートされ、ＡＴＭスイッチの出力ポートか
ら常にセルが出力される様にしても良い。

【００８９】ここで、制御主体が検出する何らかの故障
とは、例えば、ＡＴＭスイッチ内部で、セルを一旦蓄積
するセルバッファを管理するための情報、例えばリンク
ドリストを作成するためのポインタ情報が何らかの要因
で書き変わったことを、例えばパリティにて検出した物
であっても良いし、また次の様なものであっても良い。

【００９０】即ち、例えば本願の第１の発明の様に送出
元インタフェース基板のＡＩＤと、送出先基板のＡＩＤ
とからルーティングタグを作成し、インタフェース点か
ら入力されたセルに付加してＡＴＭスイッチングを行う
場合に、当該ルーティングタグの他に送出先ＡＩＤもさ
らに付加してＡＴＭスイッチングを行い、当該送出先Ａ
ＩＤをＡＴＭスイッチからセルを受け取ったインタフェ
ース基板にて監視する。もし、自分に割り当てられたＡ
ＩＤと異なったＡＩＤを持つセルがＡＴＭスイッチから
与えられた時は、ＡＴＭスイッチに何らかの故障が発生
したとして制御主体に通知する。

【００９１】さらにまた、制御主体が検出する何らかの
故障とは次の様なものであっても良い。

【００９２】即ち、例えば本願第１の発明の様に、送出
元インタフェース基板のＡＩＤと、送出先基板のＡＩＤ
とからルーティングタグを作成し、インターフェース点
から入力されたセルに付加してＡＴＭスイッチングを行
う場合に、当該ルーティングタグの他に、送出元ＡＩＤ
と各インタフェース基板が管理する送出先ＡＩＤ毎のシ
ーケンスナンバを付加してＡＴＭスイッチングを行い、
当該送出元ＡＩＤとシーケンスナンバを、ＡＴＭスイッ
チからセルを受け取ったインタフェース基板にて監視す
る。もし、ひとつ前にその送出元から受け取ったセルの
シーケンスナンバと新たに受け取ったセルのシーケンス
ナンバが矛盾している場合、ＡＴＭスイッチに何らかの
故障が発生したとして制御主体に通知する。ただし、こ
の場合スイッチの切り替わりによって生じるシーケンス
ナンバの矛盾は無視する必要がある。

【００９３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の第１の発
明によると、バンヤン系のＡＴＭスイッチにおいて、各
ステージで必要とされるルーティングタグのビットを、
入力ポート番号によって反転させることによって、従来
必要であった基板種別の１／２の種別数にてバンヤン系
スイッチを実現する事が可能になる。

【００９４】また、本発明の第２の発明によると、２重
化されたＡＴＭスイッチのそれぞれの系に同時にセルを
与え、アクト系から出力されるセルをインタフェース点
に出力すると同時にスタンバイ系から出力されるセルを
廃棄するので、通常時にアクト系とスタンバイ系のそれ
ぞれに含まれるセルバッファの状態をほぼ同一にする事
ができ、単純な方法にて確実にアクト系とスタンバイ系
の切り替えを行えるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例におけるＡＴＭスイッチア
ーキテクチャを示す図である。

【図２】１６×１６規模のＡＴＭスイッチの詳細な接続
を示す図である。

【図３】３２×３２規模のＡＴＭスイッチの詳細な接続
を示す図である。

【図４】６４×６４規模のＡＴＭスイッチの詳細な接続
を示す図である。

【図５】３２×３２規模のＡＴＭスイッチの実装方法を
示す図である。

【図６】ルーティングタグ付与法を説明する図である。

【図７】ルーティングタグ付与法を説明する図である。

【図８】本発明の第２実施例に係るＡＴＭスイッチ切り
替え法を説明する図である。

【符号の説明】

１０１，１０２，〜，１７６ ８入力８出力のＡＴＭス
イッチ ５１１〜５１４ 通話路スロット＃１に挿入されたＡＳ
Ｗ１ ５２１〜５２４ 通話路スロット＃０に挿入されたＡＳ
Ｗ２ ５３１〜５３４ 各サブラックに挿入されたインタフェ
ース基板 ５４１〜５４４ 各サブラックに実装されるバックパネ
ル ５６１〜５６４ ＡＳＷ１／ＡＳＷ２のフリーエッジ側
の配線 ５７１〜５７４ ＡＳＷ１とＡＳＷ２とを接続するバッ
クパネル側の配線 ５８１〜５８８ ＡＴＭスイッチ基板とインタフェース
基板とを接続するバックパネル側の配線 ８１１ ０系側のＡＴＭスイッチ ８１２ １系側のＡＴＭスイッチ ８２１ インタフェース基板 ８３１ 送信側セル処理機能 ８４１ 受信側セル処理機能 ８５１ セル流を選択するセレクタ１ ８６１ レディ信号を選択するセレクタ２

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の入力ポートから入力されるセル
   を、該セルの持つルーティングタグに従って所望の出力
   ポートへとスイッチングするＡＴＭスイッチにおいて、 前記セルが入力される入力ポート番号と、セルを出力す
   る出力ポート番号とを少なくとも引き数とする所定の関
   数にて前記ルーティングタグを算出する手段を具備した
   ことを特徴とするＡＴＭスイッチ。
2. 【請求項２】 複数の入力ポートから入力されるセル
   を、該セルの持つルーティングタグに従って所望の出力
   ポートへとスイッチングする２重化されたＡＴＭスイッ
   チにおいて、 前記２重化された主ＡＴＭスイッチ及び補助ＡＴＭスイ
   ッチの切換えを行う切換手段と、 前記各ＡＴＭスイッチの入力ポートに、同時に同じセル
   を供給すべく制御する入力制御手段と、 前記主ＡＴＭスイッチの出力セルのみを取出し、補助Ａ
   ＴＭスイッチの出力セルを廃棄すべく制御する出力制御
   手段と、 を有することを特徴とするＡＴＭスイッチ。