JP2002290440A - Stmマッピング回路及び方法 - Google Patents
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Abstract
マッピング処理が可能なSTMマッピング回路を提供す
る。 【解決手段】 バイトデータがそれぞれ有効なデータで
あるか否かを示すバイト有効性情報を生成するパケット
長検出回路と、バイト有効性情報を用いてパッドバイト
を取り除きつつバイトデータを所定の順序に並び替える
ためのルーティング情報を生成するルーティング回路
と、パケットデータがどの論理チャネルに属するかを示
すチャネル番号信号にしたがって各論理チャネル毎のパ
ケットデータをそれぞれ取り込むパケットフィルタ回路
と、ルーティング情報にしたがってパッドバイトを取り
除きつつ論理チャネル毎のパケットデータをそれぞれ所
定の順序にソートするM×Mスイッチと、M×Mスイッ
チでソートされたパケットデータを論理チャネル毎に保
持するパケットメモリとを有する構成とする。
Description
ous Transport Signal)フレームやSTM(Synchronou
s Transfer Module)フレームのペイロードに、パケッ
トデータを所定の論理チャネルに振り分けつつ格納する
ためのマッピング処理を行うSTMマッピング回路に関
する。
求に対処するために通信回線の伝送速度がより高速化す
る傾向にある。しかしながら、伝送速度は、伝送装置の
信号処理速度、すなわちLSIの処理速度やデバイス間
のデータ転送速度等で制限されてしまうため、受信信号
をパラレルに展開して処理することで高速化に対応する
手法が採用されている。例えば、伝送速度が2.488
Gbpsの通信回線からの信号を受信した場合、該受信
信号を64本の38.88Mbpsの信号にパラレル展
開すれば、十分に処理可能な速度で取り扱うことができ
る。
l)のようにデータ長がパケット毎に異なる可変長パケ
ットを処理する場合、一般に、伝送装置では、可変長パ
ケットをATM(Asynchronous Transfer Mode)セルの
ような固定長の小さなパケットに区切ってスイッチング
処理等を行う。しかしながら、近年、T1X1などの標
準化作業により可変長パケットを固定長パケットに区切
らずにそのまま取り扱う処理方法が提案されている。こ
のような処理を行う通信方式として、例えば、GFP
(Generic Framing Procedure)やSDL(Simple Data
Link)等が知られている。
間にパッドバイト(Pad Byte)を挿入して、各パケット
長をパラレル展開する信号数の整数倍の長さに変換して
いる。パッドバイトは予め決められた”0”と”1”の
繰り返しパターン、あるいは全て”0”のパターンで構
成され、パッドバイトそのものに論理的な意味を持つも
のではない。
列の一例を図11に示す。
一例を示す図であり、同図(a)はパッドバイトが挿入
された信号列の一例を示す模式図、同図(b)はパッド
バイトが無い信号列の一例を示す模式図である。
ト(バイト0からバイト7)にパラレル展開された例で
ある。図11(a)に示すデータ系列Aは、バイトデー
タA−1からA−10までの計10バイトのパケットで
あり、バイトデータA−10と次のデータ系列Bとの間
に6バイトのパッドバイトが挿入されている。同様に、
データ系列BはバイトデータB−1からB−14までの
計14バイトのパケットであり、次のデータ系列Cとの
間に2バイトのパッドバイトが挿入されている。また、
データ系列CはバイトデータC−1からC−12までの
計12バイトのパケットであり、次のデータ系列Dとの
間に4バイトのパッドバイトが挿入されている。
パケット間にそれぞれ挿入すると、各パケットの先頭の
バイトデータを、パラレル展開された信号列の先頭バイ
ト(図11(a)ではByte0)にそれぞれ格納する
ことができるため、パケットの先頭が明らかになって後
の処理が容易になる。
た固定長のビットパターンが挿入されている場合、バイ
ト0(Byte0)を監視することで該ビットパターン
を容易に検出することができる。また、パラレル展開に
よって一度に処理される複数バイトのデータ中(図11
(a)ではByte0〜7)に複数パケットのデータが
含まれることがないため、スイッチング処理等が容易に
なる。
トを伝送装置から通信回線に出力する場合、パッドバイ
トは不要なデータであり、回線帯域を必要以上に圧迫す
るため、図11(b)に示すように除去することが望ま
しい。
ッドバイトが除去された信号列の様子を示し、データ系
列AのバイトデータA−10に続けてデータ系列Bのバ
イトデータB−1が挿入されている。同様に、データ系
列BのデータB−14に続けてデータ系列CのデータC
−1が挿入され、データ系列CのデータC−12に続け
てデータ系列DのデータD−1が挿入されている。
して、例えば、パッドバイトを含む各パケットデータを
一旦メモリに格納し、有効なデータであるかパッドバイ
トであるか否かをそれぞれ判定した後、有効なデータの
みを取り出す方法が考えられる。
可変長パケット間にパッドバイトを挿入して処理する通
信方式は、提案されたばかりの新しい技術であり、パッ
ドバイトを取り除く具体的な手法については何も提案さ
れていない。
l Hierarchy)における多重化フォーマットであるST
Mフォーマットの伝送フレームやPPP(Point to Poi
nt Protocol)等のパケットのスイッチング処理を行う
STM/Packetハイブリッドスイッチ等が開発さ
れつつあるが、このような装置では上記パッドバイトを
取り除く処理が必要になる。したがって、例えば、上記
STM/Packetハイブリッドスイッチが備える、
伝送フレームのペイロード領域にバイトデータをマッピ
ングするSTMマッピング回路等にパッドバイトを除去
する機能を持たせることが望ましい。
ort Signal)−nやSTM(Synchronous Transfer Mod
ule)−n等の伝送フレームのペイロード領域に、AU
(Administrative Unit)−3やAU−4等の単位ユニ
ットを格納する際の処理単位はチャネルと呼ばれてい
る。以下ではこのようなチャネルを物理チャネルと呼
ぶ。また、可変長パケットのヘッダ部によって宛先毎に
区別されるパケット種別を以下では論理チャネルと呼
ぶ。
る問題点を解決するためになされたものであり、パッド
バイトを除去しつつパケットデータのマッピング処理が
可能なSTMマッピング回路を提供することを目的とす
る。
本発明のSTMマッピング回路は、所定の論理チャネル
にバイト単位でデータを振り分けつつ伝送フレームに格
納するためのマッピング処理を行うSTMマッピング回
路であって、kを正の整数とし、M=2kとしたとき、
パッドバイトを含むM個にパラレル展開された複数のバ
イトデータを受け取り、該バイトデータがそれぞれ有効
なデータであるか前記パッドバイトであるかを示すバイ
ト有効性情報を生成するパケット長検出回路と、前記バ
イト有効性情報を用いて前記パッドバイトを取り除きつ
つ前記バイトデータを所定の順序に並び替えるためのル
ーティング情報を生成するルーティング回路と、前記パ
ケットデータがどの論理チャネルに属するかを示すチャ
ネル番号信号にしたがって各論理チャネル毎にパケット
データをそれぞれ取り込むパケットフィルタ回路と、前
記ルーティング情報にしたがって前記パッドバイトを取
り除きつつ前記論理チャネル毎のパケットデータをそれ
ぞれ所定の順序に並び替えるM×Mスイッチと、前記M
×Mスイッチにより並び替えられたパケットデータを前
記論理チャネル毎に保持するパケットメモリと、を有す
る構成である。
M×Mスイッチに、前記論理チャネル単位で時分割に前
記パケットデータをそれぞれ並び替えさせるためのルー
ティング情報を生成し、前記M×Mスイッチは、該ルー
ティング情報にしたがって前記論理チャネル単位で時分
割に、前記パケットデータをそれぞれ並び替えてもよ
い。
記パケットメモリから、前記バイトデータをそれぞれ所
定の順に読み出すための情報が記録されるチャネル制御
メモリと、前記チャネル制御メモリに記録された情報に
したがって前記バイトデータを所定の順序に並び替える
第2のM×Mスイッチと、前記第2のM×Mスイッチか
ら出力された前記論理チャネル毎のバイトデータを多重
化するセレクタ回路と、をさらに有していてもよく、前
記セレクタ回路は、全物理チャネルのバイトデータを読
み出すのに必要な処理周期内で、同じ論理チャネルのバ
イトデータを複数の任意の物理チャネルのバイトデータ
として読み出してもよい。
れた複数の2×2スイッチから成るバニヤンスイッチで
あることが望ましい。
所定の論理チャネルにバイト単位でデータを振り分けつ
つ伝送フレームに格納するためのSTMマッピング方法
であって、kを正の整数とし、M=2kとしたとき、パ
ッドバイトを含むM個にパラレル展開された複数のバイ
トデータから、該バイトデータがそれぞれ有効なデータ
であるか前記パッドバイトであるかを示すバイト有効性
情報を生成し、前記バイト有効性情報を用いて前記パッ
ドバイトを取り除きつつ前記バイトデータを所定の順序
に並び替えるためのルーティング情報を生成し、前記パ
ケットデータがどの論理チャネルに属するかを示すチャ
ネル番号信号にしたがって各論理チャネル毎のパケット
データをそれぞれ取り込み、前記ルーティング情報にし
たがって前記パッドバイトを取り除きつつ前記論理チャ
ネル毎のパケットデータをM×Mスイッチを用いて所定
の順序に並び替え、前記M×Mスイッチにより並び替え
られたパケットデータを前記論理チャネル毎にメモリで
保持する方法である。
に前記パケットデータをそれぞれ並び替えるためのルー
ティング情報を生成し、前記M×Mスイッチを用いて、
該ルーティング情報にしたがって前記論理チャネル単位
で時分割に、前記パケットデータをそれぞれ並び替えて
もよい。
データが保持された前記メモリから、該バイトデータを
それぞれ所定の順序で読み出すための論理チャネル情報
を生成し、該論理チャネル情報にしたがって前記論理チ
ャネル毎に前記バイトデータを所定の順序に並び替え、
並び替えた前記論理チャネル毎のバイトデータをそれぞ
れ多重化してもよく、全物理チャネルのバイトデータを
読み出すのに必要な処理周期内で、同じ論理チャネルの
バイトデータを複数の任意の物理チャネルのバイトデー
タとして読み出してもよい。
れた複数の2×2スイッチから成るバニヤンスイッチを
用いることが望ましい。
法では、パッドバイトを含むM個にパラレル展開された
複数のバイトデータから、該バイトデータがそれぞれ有
効なデータであるかパッドバイトであるかを示すバイト
有効性情報を生成し、バイト有効性情報を用いてパッド
バイトを取り除きつつバイトデータを所定の順序に並び
替えるためのルーティング情報を生成し、パケットデー
タがどの論理チャネルに属するかを示すチャネル番号信
号にしたがって各論理チャネル毎のパケットデータをそ
れぞれ取り込み、ルーティング情報にしたがってパッド
バイトを取り除きつつ論理チャネル毎のパケットデータ
をM×Mスイッチを用いて所定の順序に並び替え、M×
Mスイッチにより並び替えられたパケットデータを論理
チャネル毎に保持することで、パッドバイトを除去しつ
つデータのマッピング処理が可能なSTMマッピング回
路を得ることができる。
トデータをそれぞれ並び替えるためのルーティング情報
を生成し、該ルーティング情報にしたがって論理チャネ
ル単位で時分割に、パケットデータをそれぞれ並び替え
ることで、ルーティング情報を生成するルーティング回
路とM×Mスイッチとをチャネル毎に設ける必要がなく
なる。
ータが保持されたパケットメモリから、該バイトデータ
をそれぞれ所定の順序で読み出すための論理チャネル情
報を生成し、該論理チャネル情報にしたがって論理チャ
ネル毎にバイトデータを所定の順序に並び替え、並び替
えた論理チャネル毎のバイトデータをそれぞれ多重化す
ることで、バーチャルコンカチネーションにも対応する
ことができる。
ることでルーティング処理のためのスイッチ回路の低減
することができる。
て説明する。
ームのペイロード領域へパケットデータを対応する論理
チャネルに振り分けつつ格納するためのマッピング処理
を行うSTMマッピング回路に、可変長パケット間に挿
入されたパッドバイトを除去する機能を持たせた構成を
提案する。
例えば、STMフレームのスイッチング処理を行うST
Mスイッチと、STMスイッチから受信したSTMフレ
ームを論理チャネル単位に分離し、それぞれのパケット
を抽出した後、該パケット毎にスイッチング処理を行う
パケットスイッチとを有する、上述したSTM/Pac
ketハイブリッドスイッチの該パケットスイッチ等で
用いられる。
Mマッピング回路の第1の実施の形態について図面を参
照して説明する。
図である。なお、STS−nはSONET(Synchronou
s Optical Network)で規定された多重化フォーマット
であり、STM−nはSDH( Synchronous Digital H
ierarchy )で規定された多重化フォーマットである。
フレームは、先頭にSOH(Section Over Head)領
域、及びAU PTR(Administrative Unit Pointe
r)領域が設けられ、それらに続いてペイロード領域
(POH(Path Over Head)領域を含む)が設けられる
構成である。
領域は48個のAU−3(51.84Mbps)から構
成され、AU−3に1つの物理チャネルが割り当てられ
るとすると、ぺイロード領域には最大で48個の物理チ
ャネルのバイトデータが格納される。また、ペイロード
領域には図1に示す矢印の順序で各物理チャネルのバイ
トデータがそれぞれ格納される。なお、図1の各行はそ
れぞれ8ビット(1バイト)で構成され、伝送路上では
1クロックで1つの物理チャネル分のデータが1バイト
ずつ送信される。
ームを生成する際に、不要なパッドバイトを除去しつ
つ、ペイロード領域の所定の物理チャネルにバイトデー
タをそれぞれ格納するためのマッピング処理を行う。
1の実施の形態の構成を示すブロック図である。
ッピング回路は、入力されたパケットデータのパケット
長を検出し、パラレル展開されたM(M=2k:kは正
の整数)個のバイトデータ毎に、有効なバイトデータで
あるか否か(パッドバイト)を示すMビットのバイト有
効性情報を生成するパケット長検出回路101と、パケ
ットデータと同時に入力される、該パケットデータがど
の論理チャネルに属するかを示すチャネル番号信号にし
たがって自論理チャネルのパケットデータを取り込むN
個(Nは正の整数)のパケットフィルタ回路1021〜
102Nと、後述する第1のM×Mスイッチ1041〜1
04Nにおけるルーティング処理を制御するためのルー
ティング情報を生成するN個のルーティング回路103
1〜103Nと、MバイトのデータをM個の出力ポートに
振り分けるN個の第1のM×Mスイッチ1041〜10
4Nと、第1のM×Mスイッチ1041〜104nで振り
分けられたパケットデータを一時的に格納するM個の独
立したFIFO(First-in First-out)メモリから成る
M個×Nチャネル分のパケットメモリ10511〜105
NMと、伝送フレームの各物理チャネルと該物理チャネル
に割り当てられた論理チャネルの関係を示す論理チャネ
ル情報が記録されるチャネル制御メモリ108と、パケ
ットメモリ10511〜105NMに格納されたパケットデ
ータを、チャネル制御メモリ108から出力される論理
チャネル情報に基づいてバイト単位でスイッチングする
第2のM×Mスイッチ1071〜107Nと、第2のM×
Mスイッチ1071〜107Nの出力をチャネル制御メモ
リ108から出力される論理チャネル情報に基づいてバ
イト単位で選択出力するセレクタ回路1061〜106M
とを有する構成である。
トデータにパラレル展開されたパケットデータが1バイ
ト毎に有効なデータであるか無効なデータ(パッドバイ
ト)であるかを示すMビットのバイト有効性情報を生成
する。
ータの場合、最初の8ByteのバイトデータA−1か
らA−8に対応して、全て有効なデータであることを示
す計8ビットのバイト有効性情報を生成する。また、次
の8Byteに対応して、バイトデータA−9、A−1
0が有効なデータであり、Byte2からByte7ま
でが無効なデータ(パッドバイト)であることを示すバ
イト有効性情報を生成する。
ヘッダ部のパケット長領域の値から検出することができ
る。上述したGFPやSDLの可変長パケットの場合、
ヘッダ部にパケット長の値が格納されるパケット長領域
を有している。具体的には、GFPならばPLI領域、
SDLならばLENGTH領域が使用される。また、パ
ケット長検出回路101には、パケットデータと該パケ
ットデータがどの論理チャネルに属するかを示す信号で
あるチャネル番号信号が入力される。
Nは、パケット長検出回路101から出力されたチャン
ネル番号信号をそれぞれ監視し、自論理チャネル番号の
バイトデータであれば取り込む回路である。
段の第1のM×Mスイッチ1041〜104Nで用いるル
ーティング情報を生成する。例えば、図11(a)に示
した各バイトデータからパッドバイトをそれぞれ取り除
き、図11(b)に示した位置にルーティングするため
の情報を生成する。
構成例を示すブロック図であり、図4は図2に示した第
1のM×Mスイッチの一構成例を示すブロック図であ
る。なお、図3に示したルーティング回路1031〜1
03Nは、パラレル展開数Mが8の場合の構成例を示
し、図4に示した第1のM×Mスイッチ1041〜10
4NはM=8である8×8スイッチの構成例を示してい
る。
31〜103Nは、バイト有効性情報に基づいて有効なデ
ータ数をカウントする有効バイト数カウント回路111
1〜1117と、有効なデータが格納されたポート番号の
最大値を判定する最大有効ポート番号判定回路113
と、最大有効ポート番号判定回路113の判定結果にし
たがって有効なデータが最後に格納されたポート番号を
選択する8→1セレクタ回路(8→1SEL)114
と、8→1セレクタ回路114で選択されたポート番号
の情報を保持すると共に、対応するパケットメモリが空
であることを示すパケットメモリアンダーフロー信号に
したがって該情報を出力するフリップフロップ回路(F
/F)117と、フリップフロップ回路117の出力信
号と有効バイト数カウント回路1111〜1117の出力
信号とを加算し、ルーティング情報として出力する加算
器1121〜1128とを有する構成である。なお、加算
器1121〜1128は、加算結果がM以上のときには、
その値からMを減算して0〜M−1の範囲の値を出力す
る。
Nは、M個のM→1セレクタ回路を有する構成である。
また、M→1セレクタ回路は、M−1個の2→1セレク
タ回路120によって構成される。
第1のM×Mスイッチ(8×8スイッチ)1041〜1
04Nは、8個の8→1セレクタ回路1211〜1218
によって構成され、各8→1セレクタ回路1211〜1
218の入力ポート0〜7にパラレル展開された8個の
バイトデータがそれぞれ入力される。
ルーティング情報にしたがって入力された8個のバイト
データの中から1つのバイトデータを選択して出力ポー
トに出力する。
れぞれM個のポートに別れたFIFO(First-in First
-out)メモリから構成され、第1のM×Mスイッチ10
41〜104Nで振り分けられたM個のバイトデータを順
次格納し、1クロック毎に最大でM個のバイトデータを
出力する。また、FIFOが空になったときにはパケッ
トメモリアンダーフロー信号を1クロック毎にルーティ
ング回路1031〜103Nに出力する。
Nは、チャネル制御メモリ108から出力される論理チ
ャネル情報に基づいてバイト単位でスイッチングを行
う。
の一構成例を示すブロック図である。
ームの各物理チャネルにそれぞれ割り当てられた論理チ
ャネルの関係がテーブル状に記録されている。
チャネル(CH)1〜48に対して、論理チャネル(C
H)1〜8がそれぞれ割り当てられている。具体的に
は、物理CH1〜物理CH8に論理CH1が割り当てら
れ、物理CH9〜物理CH13に論理CH2が割り当て
られ、物理CH14〜物理16に論理CH3が割り当て
られ、物理CH17〜物理CH24に論理CH4が割り
当てられ、物理CH25〜物理CH28に論理CH5が
割り当てられ、物理CH29〜物理CH32に論理CH
6が割り当てられ、物理CH33〜物理CH44に論理
CH7が割り当てられ、物理CH45〜物理CH48に
論理CH8が割り当てられている。
毎に処理される物理チャネル8個(M=8)分に対応す
る論理チャネル番号(2進数)を示す信号であり、チャ
ネル制御メモリ108からは、8bit×8個の計64
bit幅で出力される。
Nは、チャネル制御メモリ108から受け取った論理チ
ャネル情報に基づいて、それぞれ自論理チャネルが割り
当てられた物理チャネル数をカウントし、対応するパケ
ットメモリ10511〜105NMからカウント数に一致す
る数のバイトデータをそれぞれ読み出す。
〜107Nは、対応するパケットメモリに格納されたデ
ータのうち、前回最後に読み出したデータが何番目のF
IFOメモリ(何バイト目)のデータであるかを記録し
ておき、次にパケットメモリからデータを読み出すとき
には、それに続くFIFOメモリから上記カウント数分
のバイトデータを読み出していく。なお、パケットメモ
リを構成する最後のFIFOメモリからデータを読み出
した場合は最初のFIFOメモリに戻ってデータの読み
出しを行う。
8)のFIFOメモリから構成されている場合、第2の
M×Mスイッチ1071〜107Nは、バイト7のデータ
まで読み出したら、バイト0に戻ってバイト7まで順に
データを読み出していく。このとき、パケットメモリ1
0511〜105NMはFIFOメモリで構成されているた
め、第2のM×Mスイッチ1071〜107Nは、任意の
アドレスのバイト0〜7までのデータを読み終えると、
アドレスをカウントアップして次のバイト0〜7までの
データを順に読み出していく。
M×Mスイッチ1071〜107Nは、論理チャネル情報
にしたがって、自論理チャネルが割り当てられた物理チ
ャネルに対応する出力ポートに、読み出したバイトデー
タをそれぞれスイッチングする。
された論理チャネル情報が図5で示したテーブルで表さ
れる場合、最初の1クロック目に出力される論理チャネ
ル情報は、{CH1、CH1、CH1、CH1、CH
1、CH1、CH1、CH1}となる。
のM×Mスイッチ1071のみが動作し、論理チャネル
情報中の論理CH1の数、すなわち8バイト分のデータ
がパケットメモリ10511〜1051Mから読み出され
る。
1で、前回、最後にデータが読み出したパケットメモリ
がバイト3(パケットメモリ10513)であるとする
と、第2のM×Mスイッチ1071は、バイト4(パケ
ットメモリ10515)からバイト7(パケットメモリ1
0518)までのデータを1バイトずつ読み出し、さらに
バイト0に戻ってバイト0(パケットメモリ10511)
からバイト3(パケットメモリ10514)までのデータ
をそれぞれ1バイトずつ読み出していく。なお、バイト
4〜7とバイト0〜3とではFIFOメモリの読み出し
アドレスが異なり、バイト0〜3のほうがアドレスが
「1」だけ大きい値となる。
ャネル情報中の論理CH1が割り当てられた物理チャネ
ルに対応する出力ポートに、読み出した8個のバイトデ
ータをそれぞれスイッチングする。
リがバイト4(パケットメモリ10515)であった場
合、バイト4(パケットメモリ10515)からバイト7
(パケットメモリ10518)までのデータを第2のM×
Mスイッチ1071の出力ポート1〜4に順に出力し、
バイト0(パケットメモリ10511)からバイト3(パ
ケットメモリ10514)までのデータを第2のM×Mス
イッチ1071の出力ポート5〜8に順に出力するよう
にスイッチングする。
Nは、スイッチング経路を示すルーティング情報をルッ
クアップテーブルとして生成し、該ルーティング情報を
用いてパケットメモリから読み出したバイトデータのル
ーティングを行う。
する先頭のバイト番号0(パケットメモリ10511に対
応)〜7(パケットメモリ10518に対応)と、自論理
チャネルが割り当てられた物理チャネルに対応する自C
H出力位置とによって決定される。
ルの一構成例を示すテーブル図である。
チャネル制御メモリ108から受け取った論理チャネル
情報中の自CH出力位置、先頭メモリ番号、入力ポート
0のバイト0(パケットメモリ10511に対応)に対応
するルーティング情報、入力ポート1のバイト1(パケ
ットメモリ10512に対応)に対応するルーティング情
報、入力ポート2のバイト2(パケットメモリ10513
に対応)に対応するルーティング情報、入力ポート3の
バイト3(パケットメモリ10514に対応)に対応する
ルーティング情報がそれぞれ記録されている。
論理チャネル番号とを比較照合することで求め、例え
ば、論理チャネル1の場合、論理チャネル情報={CH
1、CH1、CH2、CH3}ならば自CH出力位置は
“1100”となる。また、論理チャネル2の場合は論
理チャネル情報=“0010”、論理チャネル3の場合
は論理チャネル情報=“0001”、論理チャネル4の
場合は論理チャネル情報=“0000”となる。
“00”ならば出力ポート0にルーティングされるよう
にスイッチングされる。同様に“01”ならば出力ポー
ト1にルーティングされ、“10”ならば出力ポート2
にルーティングされ、“11”ならば出力ポート3にル
ーティングされるようにスイッチングされる。
1、CH1、CH1、CH1}で、先頭メモリ番号が
「3」の場合を考える。
置は“1111”となる。先頭メモリ番号を「3」とす
ると、入力ポート0のバイト0(パケットメモリ105
11に対応)のデータはルーティング情報“01”にした
がって出力ポート1に出力される。同様に、入力ポート
1のバイト1(パケットメモリ10512に対応)のデー
タはルーティング情報“10”にしたがって出力ポート
2に出力され、入力ポート2のバイト2(パケットメモ
リ10512に対応)のデータはルーティング情報“1
1”にしたがって出力ポート3に出力され、入力ポート
3のバイト3(10514に対応)のデータはルーティン
グ情報“00”にしたがって出力ポート0に出力され
る。
“0000”に設定されるため、入力ポートと出力ポー
トが一致するようスイッチングされる。このとき、自バ
イト数は「0」なので、各パケットメモリ10521〜1
05N4からは何も読み出されずに値「0」がスイッチン
グされる。
よって並び替えられた(ソートされた)バイトデータ
は、セレクタ回路1061〜106Mで選択出力され、バ
イトデータが論理チャネル毎に多重化される。
ル制御メモリ108から出力された論理チャネル情報を
セレクト信号として用い、対応する論理チャネル情報に
したがって、論理チャネル1〜論理チャネルNのバイト
データを選択出力する。
物理チャネル1〜48に対して論理チャネル1〜48を
順に設定した論理チャネル情報をチャネル制御メモリ1
08に記録すれば、STMフレームのペイロード中に論
理チャネル1〜48が順番にマッピングされ、AU−3
×48チャネルから成る2.488Gbpsフレームの
ペイロード部を生成することができる。
チャネル1〜48の全てを論理チャネル1に設定した論
理チャネル情報をチャネル制御メモリ108に記録すれ
ば、STMフレームのペイロード中に論理チャネル1の
みがマッピングされ、AU−3×48チャネルに1つの
論理チャネルが割り当てられた2.488Gbpsフレ
ームのペイロード部を生成することができる。
よれば、パッドバイトを除去しつつデータのマッピング
処理が可能なSTMマッピング回路を得ることができ
る。
マッピング回路の第2の実施の形態について図面を用い
て説明する。
グ回路では第1のM×Mスイッチ1041〜104NをM
個のM→1セレクタ回路で構成している。さらに、M→
1セレクタ回路をM−1個の2→1セレクタ回路で構成
している。
1〜104Nを構成するためには、M×(M−1)個の2
→1セレクタ回路が必要になり、Mが大きくなると第1
のM×Mスイッチを構成するのに必要な2→1セレクタ
回路の数が増えてしまう。本実施形態では、回路規模を
縮小することが可能なSTMマッピング回路を提案す
る。
2の実施の形態の構成を示すブロック図である。
ッピング回路は、入力されたパケットデータのパケット
長を検出し、M個にパラレル展開されたバイトデータ毎
に、有効なバイトデータであるか否か(パッドバイト)
を示すMビットのバイト有効性情報を生成するパケット
長検出回路1と、後述するバニヤン網におけるルーティ
ング処理を制御するためのルーティング情報を生成する
ルーティング回路2と、N本の論理チャネル毎に、M個
のバイトデータをM個の出力ポートに振り分けるバニヤ
ン網3と、パケットデータと同時に入力される、該パケ
ットデータのマッピング先を示すチャネル番号信号に基
づいて自論理チャネルで処理するパケットデータを取り
込むN個のパケットフィルタ回路41〜4Nと、バニヤン
網3で振り分けられたパケットデータを一時的に格納す
る1チャネルあたりM個のFIFO(First-in First-o
ut)メモリから成るM×N個のパケットメモリ511〜5
NMと、伝送フレームの各物理チャネルに割り当てられた
論理チャネルの関係が記録されるチャネル制御メモリ8
と、パケットメモリ511〜5NMに格納されたパケットデ
ータを読み出し、チャネル制御メモリ8から出力される
論理チャネル情報に基づいてバイト単位でスイッチング
するM×Mスイッチ71〜7Nと、M×Mスイッチ71〜
7Nの出力をチャネル制御メモリ8から出力される論理
チャネル情報に基づいてバイト単位で選択出力するセレ
クタ回路61〜6Mとを有する構成である。
回路1から出力されるパケットデータ、バイト有効性情
報、及びチャンネル情報信号と、N個のパケットメモリ
51〜5Nから出力されるパケットメモリアンダーフロー
信号とがそれぞれ入力される。また、バニヤン網3に
は、ルーティング回路2から出力されるMバイトのバイ
トデータ、チャンネル情報信号、及び各バイトデータの
ルーティング情報とがそれぞれ入力される。
態と同様に、M個のバイトデータにパラレル展開された
パケットデータをN本の各論理チャネル毎のデータに振
り分けると共に、該バイトデータが有効なデータである
か無効なデータ(パッドバイト)であるかを示すMビッ
トのバイト有効性情報を生成する。
3で用いるルーティング情報を生成する。
構成例を示すブロック図であり、図9は図7に示したバ
ニヤン網の一構成例を示すブロック図である。なお、図
8に示したルーティング回路はパラレル展開数Mが8の
場合の構成例を示し、図9に示したバニヤン網はM=8
の構成例を示している。
は、バイト有効性情報に基づいて有効なデータ数をカウ
ントする有効バイト数カウント回路111〜117と、有
効なデータが格納されたポート番号の最大値を判定する
最大有効ポート番号判定回路13と、最大有効ポート番
号判定回路13の判定結果にしたがい有効なデータが最
後に格納されたポート番号を選択する8→1セレクタ回
路(8→1SEL)14と、1個のルーティング回路2
でN本の論理チャネルを時分割処理するために、論理チ
ャネル1〜Nの各々についてMポート中のどのポートに
最後のデータが書き込まれたか示す信号を保持するルー
ティング結果メモリ16と、パケットデータと同時に入
力されるチャネル番号信号に基づいてパケットメモリか
ら当該論理チャンネルの最後のルーティング結果を読み
出して出力するメモリ制御回路15と、メモリ制御回路
15の出力信号と有効バイト数カウント回路の出力信号
とを加算し、ルーティング情報として出力する加算器1
21〜128とを有する構成である。なお、加算器121
〜128は、加算結果がMを超えるときにはその値から
Mを減算し、0〜M−1の範囲の値を出力する。また、
メモリ制御回路15には、論理チャネル毎のパケットメ
モリアンダーフロー信号がパケットメモリより入力さ
れ、アンダーフロー信号(=1)の立ち上がりエッジを
検出したら、ルーティング結果メモリ16の該当する論
理チャネルを初期化し、アンダーフローが発生した後に
最初に到着する、その該当論理チャネルのバイトデータ
がポート0よりルーティングされる。
ヤンスイッチ21と、バニヤンスイッチ21のルーティ
ング結果を一時的に保持するバッファメモリ22とを有
する構成である。
に、(M/2)個の2×2スイッチ20がk(2k=
M)段接続された構成である。例えば、図9に示したバ
ニヤンスイッチ21はM=8のときの構成であるため、
4個の2×2スイッチ20が3段接続される。2×2ス
イッチ20の最終段の出力ポートはバッファメモリ22
の各ポートに接続される。
イトデータが何も蓄積されていない状態を示し、入力ポ
ート0、3、4、5、6に有効なデータ(有効データ)
が入力され、それ以外のポートにはパッドバイト等の無
効なデータが入力された様子を示している。また、図9
では、各入力ポートから入力された有効データがバッフ
ァメモリ22のポート0からポート7の順に蓄積される
様子を示している。すなわち、入力ポート0から入力さ
れた有効データはバッファメモリ22のポート0にルー
ティングされ、入力ポート3から入力された有効データ
はバッファメモリ22のポート1にルーティングされ、
入力ポート4から入力された有効データはバッファメモ
リ22のポート2にルーティングされ、入力ポート5か
ら入力された有効データはバッファメモリ22のポート
3にルーティングされ、入力ポート6から入力された有
効データはバッファメモリ22のポート4にルーティン
グされる。このようにして、バッファメモリ22のポー
ト0〜4にそれぞれ有効データがブロッキングを起こす
ことなくソートされて蓄積される。
各2×2スイッチ20は、ルーティング先のバッファメ
モリ22のポート番号を2進表示した最下位ビットの値
に応じてそれぞれスイッチングを行う。例えば、入力ポ
ート0から入力された有効データはバッファメモリ22
のポート0、すなわち“000”にルーティングするよ
うに、その最下位ビットの値“0”にしたがってスイッ
チングを行う。同様に、入力ポート1から入力された有
効データはバッファメモリ22のポート1、すなわち
“001”にルーティングするように、その最下位ビッ
トの値“1”にしたがってスイッチングを行う。
ルーティング先のバッファメモリ22のポート番号を2
進表示した2ビット目の値に応じてそれぞれスイッチン
グを行う。例えば、入力ポート0から入力された有効デ
ータはバッファメモリ22のポート0、すなわち“00
0”にルーティングするように、その2ビット目の値
“0”にしたがってスイッチングを行う。同様に、入力
ポート1から入力された有効データはパケットメモリ2
2のポート1、すなわち“001”にルーティングする
ように、その2ビット目の値“0”にしたがってスイッ
チングを行う。
ルーティング先のバッファメモリ22のポート番号を2
進表示した3ビット目の値に応じてそれぞれスイッチン
グを行う。例えば、入力ポート0から入力された有効デ
ータはバッファメモリ22のポート0、すなわち“00
0”にルーティングするように、その3ビット目の値
“0”にしたがってスイッチングを行う。同様に、入力
ポート1から入力された有効データはバッファメモリ2
2のポート1、すなわち“001”にルーティングする
ように、その3ビット目の値“0”にしたがってスイッ
チングを行う。
処理周期における様子を示しており、入力ポート0、
2、6、7に有効データが入力された場合の動作を示し
ている。
にはポート4までバイトデータが蓄積されているためポ
ート5からルーティングされる。
有効データはバッファメモリ22のポート5にルーティ
ングされ、入力ポート2から入力された有効データはバ
ッファメモリ22のポート6にルーティングされ、入力
ポート6から入力された有効データはバッファメモリ2
2のポート7にルーティングされ、入力ポート7から入
力された有効データはバッファメモリ22のポート0に
ルーティングされる。
ディア時代へのパスポート」(横川ディジタルコンピュ
ータ株式会社SI事業本部著、P49〜P50)等に記載され
ているように、入力信号列をノンブロッキングでソート
することができる。
ーティング処理にバニヤン網3を利用することで、第1
の実施の形態で用いたM×Mスイッチに比べて回路規模
を縮小することができる。特に、本実施形態では、Nチ
ャネル分の論理チャネルのパケットデータのルーティン
グ処理を1つのバニヤン網3で時分割処理するため、論
理チャネル毎にM×Mスイッチを設けていた第1の実施
の形態の構成よりも回路規模をさらに縮小することがで
きる。
びバニヤン網3のように、各論理チャネル毎のルーティ
ング処理をそれぞれ1つの回路で時分割処理すれば、バ
ニヤン網3に代えて第1の実施の形態で用いた第1のM
×Mスイッチを設けてもよい。その場合、バニヤン網3
を用いる場合に比べて回路規模は増えるが、第1の実施
の形態のように第1のM×Mスイッチを各論理チャネル
毎に設ける必要がないため、第1の実施の形態よりも回
路規模を縮小することができる。
ン網3から出力されるチャンネル番号信号を1クロック
毎にそれぞれ監視し、自論理チャネルで取り扱うチャン
ネル番号のバイトデータであれば取り込む。また、自論
理チャネルで取り扱わないバイトデータであればそれを
廃棄する。
れたバイトデータはパケットメモリ51〜5Nにそれぞれ
送られる。パケットメモリ51〜5Nは、論理チャネル毎
にM個のポートに分かれたFIFOメモリから構成さ
れ、バニヤン網3の出力ポートに対応した各ポートにそ
れぞれバイトデータを蓄積し、1クロック毎に最大でM
個のバイトデータを出力する。また、FIFOが空にな
ったときにはパケットメモリアンダーフロー信号を1ク
ロック毎にルーティング回路2に出力する。
メモリ8から出力される論理チャネル情報信号に基づい
てバイト単位でスイッチングを行う。
71〜7Nの動作は、第1の実施の形態のチャネル制御メ
モリ108及び第2のM×Mスイッチ1071〜107N
と同一であり、チャネル制御メモリ8からは、1クロッ
ク毎に処理される物理チャネル8個(M=8)分に対応
する論理チャネル番号(2進数)を示す信号である論理
チャネル情報が出力され、M×Mスイッチ71〜7Nは自
論理チャネルのM個のバイトデータを順に読み出してい
く。そして、論理チャネル情報中の自CH出力位置と先
頭メモリ番号とからルーティング情報を生成し、論理チ
ャネル毎に所定の順序にバイトデータを並び替える。
71〜7Nから出力されたバイトデータを選択出力し、論
理チャネル毎のバイトデータを多重化する。セレクタ回
路6 1〜6Mの動作は、第1の実施の形態のセレクタ回路
1061〜106Mと同様である。
モリ8から出力された論理チャネル情報をセレクト信号
として用い、対応する論理チャネル情報にしたがって、
論理チャネル1〜論理チャネルNのバイトデータを選択
出力する。
物理チャネル1〜48に対して論理チャネル1〜48を
順に設定した論理チャネル情報をチャネル制御メモリ8
に記録すれば、STMフレームのペイロード中に論理チ
ャネル1〜48が順番にマッピングされ、AU−3×4
8チャネルから成る2.488Gbpsフレームのペイ
ロード部を生成することができる。
チャネル1〜48の全てを論理チャネル1に設定した論
理チャネル情報をチャネル制御メモリ8に記録すれば、
STMフレームのペイロード中に論理チャネル1のみが
マッピングされ、AU−3×48チャネルに1つの論理
チャネルが割り当てられた2.488Gbpsフレーム
のペイロード部を生成することができる。
ッピング回路は、パケットデータのルーティング処理に
バニヤン網を用いているため、第1の実施の形態に比べ
て回路規模を縮小することができる。また、第1の実施
の形態で各チャネル毎に設けていたM×Mスイッチ及び
ルーティング回路を、時分割処理することで1つのルー
ティング回路とバニヤン網3で構成することができるた
め、回路規模をさらに低減することができる。したがっ
て、本発明のSTMマッピング回路を搭載するSTM/
Packetハイブリッドスイッチ等のラインカードあ
るいはスイッチカードの実装面積が縮小され、装置規模
を小さくすることができる。
例えば、STM−16フレームに48チャンネル分のA
U−3(51.84Mbps)のパケットデータを収容
する場合に適用できるが、一つの論理チャネルを複数の
任意のAU−3×i個(iは48以下の正の整数、例え
ば、AU−3×2=103.68Mbps、AU−3×
6=311.04Mbps)に割り当てることで伝送速
度を、AU−3の帯域(51.84Mbps)単位で任
意に設定可能なバーチャルコンカチネーション(Virtua
l Concatenation)にも適用することができる。
48)のバイトデータを読み出すのに必要な処理周期の
うち、チャネル制御メモリの設定において、同じ論理チ
ャネルのバイトデータを複数の任意の物理チャネルのバ
イトデータとして割り当て、第2のM×Mスイッチまた
はM×Mスイッチによって各論理チャネル毎に所定の順
に並べ替え、セレクタ回路により論理チャネル毎のバイ
トデータを多重化して出力すればよい。
いるので、以下に記載する効果を奏する。
れた複数のバイトデータから、該バイトデータがそれぞ
れ有効なデータであるかパッドバイトであるかを示すバ
イト有効性情報を生成し、バイト有効性情報を用いてパ
ッドバイトを取り除きつつバイトデータを所定の順序に
並び替えるためのルーティング情報を生成し、パケット
データがどの論理チャネルに属するかを示すチャネル番
号信号にしたがって各論理チャネル毎のパケットデータ
をそれぞれ取り込み、ルーティング情報にしたがってパ
ッドバイトを取り除きつつ論理チャネル毎のパケットデ
ータをM×Mスイッチを用いて所定の順序に並び替え、
M×Mスイッチにより並び替えられたパケットデータを
論理チャネル毎に保持することで、パッドバイトを除去
しつつデータのマッピング処理が可能なSTMマッピン
グ回路を得ることができる。
トデータをそれぞれ並び替えるためのルーティング情報
を生成し、該ルーティング情報にしたがって論理チャネ
ル単位で時分割に、パケットデータをそれぞれ並び替え
ることで、ルーティング情報を生成するルーティング回
路とM×Mスイッチとをチャネル毎に設ける必要がなく
なり、回路規模を縮小することができる。
ータが保持されたパケットメモリから、該バイトデータ
をそれぞれ所定の順序で読み出すための論理チャネル情
報を生成し、該論理チャネル情報にしたがって論理チャ
ネル毎にバイトデータを所定の順序に並び替え、並び替
えた論理チャネル毎のバイトデータをそれぞれ多重化す
ることで、バーチャルコンカチネーションにも対応する
ことができる。
ることでルーティング処理のためのスイッチ回路の低減
することができるため、回路規模をさらに低減すること
ができる。
路を搭載するSTM/Packetハイブリッドスイッ
チ等のラインカードあるいはスイッチカードの実装面積
が縮小され、装置規模を小さくすることができる。
形態の構成を示すブロック図である。
すブロック図である。
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
例を示すテーブル図である。
形態の構成を示すブロック図である。
すブロック図である。
ック図である。
ける様子を示すブロック図である。
図であり、同図(a)はパッドバイトが挿入された信号
列の一例を示す模式図、同図(b)はパッドバイトが無
い信号列の一例を示す模式図である。
ント回路 121〜128、1121〜1128 加算器 13、113 最大有効ポート番号判定回路 14、114、1211〜1218 8→1セレクタ回
路 15 メモリ制御回路 16 ルーティング結果メモリ 20 2×2スイッチ 21 バニヤンスイッチ 22 バッファメモリ 1041〜104N 第1のM×Mスイッチ 1071〜107N 第2のM×Mスイッチ 117 フリップフロップ回路 120 2→1セレクタ回路
Claims (11)
- 【請求項1】 所定の論理チャネルにバイト単位でデー
タを振り分けつつ伝送フレームに格納するためのマッピ
ング処理を行うSTMマッピング回路であって、 kを正の整数とし、M=2kとしたとき、 パッドバイトを含むM個にパラレル展開された複数のバ
イトデータを受け取り、該バイトデータがそれぞれ有効
なデータであるか前記パッドバイトであるかを示すバイ
ト有効性情報を生成するパケット長検出回路と、 前記バイト有効性情報を用いて前記パッドバイトを取り
除きつつ前記バイトデータを所定の順序に並び替えるた
めのルーティング情報を生成するルーティング回路と、 前記パケットデータがどの論理チャネルに属するかを示
すチャネル番号信号にしたがって各論理チャネル毎にパ
ケットデータをそれぞれ取り込むパケットフィルタ回路
と、 前記ルーティング情報にしたがって前記パッドバイトを
取り除きつつ前記論理チャネル毎のパケットデータをそ
れぞれ所定の順序に並び替えるM×Mスイッチと、 前記M×Mスイッチにより並び替えられたパケットデー
タを前記論理チャネル毎に保持するパケットメモリと、
を有するSTMマッピング回路。 - 【請求項2】 前記ルーティング回路は、 前記M×Mスイッチに、前記論理チャネル単位で時分割
に前記パケットデータをそれぞれ並び替えさせるための
ルーティング情報を生成し、 前記M×Mスイッチは、 該ルーティング情報にしたがって前記論理チャネル単位
で時分割に、前記パケットデータをそれぞれ並び替える
請求項1記載のSTMマッピング回路。 - 【請求項3】 前記論理チャネル毎に設けられた前記パ
ケットメモリから、前記バイトデータをそれぞれ所定の
順に読み出すための情報が記録されるチャネル制御メモ
リと、 前記チャネル制御メモリに記録された情報にしたがって
前記バイトデータを所定の順序に並び替える第2のM×
Mスイッチと、 前記第2のM×Mスイッチから出力された前記論理チャ
ネル毎のバイトデータを多重化するセレクタ回路と、を
さらに有する請求項1または2記載のSTMマッピング
回路。 - 【請求項4】 前記セレクタ回路は、 全物理チャネルのバイトデータを読み出すのに必要な処
理周期内で、同じ論理チャネルのバイトデータを複数の
任意の物理チャネルのバイトデータとして読み出す請求
項3記載のSTMマッピング回路。 - 【請求項5】 前記M×Mスイッチは、 多段接続された複数の2×2スイッチから成るバニヤン
スイッチである請求項1乃至4のいずれか1項記載のS
TMマッピング回路。 - 【請求項6】 STMフレームのスイッチング処理を行
うSTMスイッチと、 請求項1乃至5のいずれか1項記載のSTMマッピング
回路を備え、前記STMスイッチから受信したSTMフ
レームを論理チャネル単位に分離し、それぞれのパケッ
トを抽出した後、該パケット毎にスイッチング処理を行
うパケットスイッチと、を有するSTM/Packet
ハイブリッドスイッチ。 - 【請求項7】 所定の論理チャネルにバイト単位でデー
タを振り分けつつ伝送フレームに格納するためのSTM
マッピング方法であって、 kを正の整数とし、M=2kとしたとき、 パッドバイトを含むM個にパラレル展開された複数のバ
イトデータから、該バイトデータがそれぞれ有効なデー
タであるか前記パッドバイトであるかを示すバイト有効
性情報を生成し、 前記バイト有効性情報を用いて前記パッドバイトを取り
除きつつ前記バイトデータを所定の順序に並び替えるた
めのルーティング情報を生成し、 前記パケットデータがどの論理チャネルに属するかを示
すチャネル番号信号にしたがって各論理チャネル毎のパ
ケットデータをそれぞれ取り込み、 前記ルーティング情報にしたがって前記パッドバイトを
取り除きつつ前記論理チャネル毎のパケットデータをM
×Mスイッチを用いて所定の順序に並び替え、 前記M×Mスイッチにより並び替えられたパケットデー
タを前記論理チャネル毎にメモリで保持するSTMマッ
ピング方法。 - 【請求項8】 前記論理チャネル単位で時分割に前記パ
ケットデータをそれぞれ並び替えるためのルーティング
情報を生成し、 前記M×Mスイッチを用いて、 該ルーティング情報にしたがって前記論理チャネル単位
で時分割に、前記パケットデータをそれぞれ並び替える
請求項7記載のSTMマッピング方法。 - 【請求項9】 前記論理チャネル毎の前記パケットデー
タが保持された前記メモリから、該バイトデータをそれ
ぞれ所定の順序で読み出すための論理チャネル情報を生
成し、 該論理チャネル情報にしたがって前記論理チャネル毎に
前記バイトデータを所定の順序に並び替え、 並び替えた前記論理チャネル毎のバイトデータをそれぞ
れ多重化する請求項7または8記載のSTMマッピング
方法。 - 【請求項10】 全物理チャネルのバイトデータを読み
出すのに必要な処理周期内で、同じ論理チャネルのバイ
トデータを複数の任意の物理チャネルのバイトデータと
して読み出す請求項9記載のSTMマッピング方法。 - 【請求項11】 前記M×Mスイッチは、 多段接続された複数の2×2スイッチから成るバニヤン
スイッチである請求項7乃至10のいずれか1項記載の
STMマッピング方法。
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