JP2018046377A - Ｓｒｉｏスイッチおよびｓｒｉｏスイッチの経路切替方法 - Google Patents

Abstract

【課題】輻輳時の経路の切り替えを簡単な構成で迅速に行えること。【解決手段】ＳＲＩＯスイッチ１００は、複数のポートが、所定の処理を行う機能部２０１と他のＳＲＩＯスイッチ１００のポートに接続され、機能部２０１から入力されるパケットを他のＳＲＩＯスイッチ１００に所定の経路で転送する。パケットを転送している現状の経路で輻輳が生じた場合、現状の経路と、現状の経路以外の代替経路それぞれの通信品質を比較し、通信品質が良好な経路に切り替える経路制御部１１０を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、パケットの経路を切り替えるＳＲＩＯスイッチおよびＳＲＩＯスイッチの経路切替方法に関する。

ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）などの移動通信の通信規格にしたがった無線の基地局装置では、セル設置の効率化やＯＰＥＸ／ＣＡＰＡＸの削減が行え、セルが高密度化されてきている。ＯＰＥＸはｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｅｘｐｅｎｄｉｔｕｒｅ（運用コスト）、ＣＡＰＡＸは、ｃａｐｉｔａｌ ｅｘｐｅｎｄｉｔｕｒｅ（設備投資）を意味する。

このため、近年の基地局装置は、従来の３〜６セルよりも多くのセルが収容され、セル単位で処理する機能部が複数存在して互いに情報伝達を行うために高速インタフェースを必要としている。これら複数の機能部間を、例えば、ＳＲＩＯ（Ｓｅｒｉａｌ Ｒａｐｉｄ ＩＯ）スイッチで接続した構成がある。各機能部は、例えば、ＢＢＵ（ベースバンドユニット）、コントローラ、Ｌ１，Ｌ２（レイヤ１，２）処理部、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）処理部等を含む。

ＳＲＩＯは、スイッチ構成を実現するプロトコルの一つであり、ＰＣＩ ＥｘｐｒｅｓｓのようにＲｏｏｔ Ｃｏｍｐｌｅｘ（階層の根幹となるデバイス）を配置する必要がなく、エラー検出やリカバリ処理を自身のハードウェアによりスイッチが自律的に実施する。このようなＳＲＩＯスイッチは、低レイテンシ（低遅延）での通信が可能であり、例えば、規定時間（例えば、１ｍｓ周期）等の短い時間で処理を実施する無線基地局装置などに使用されている。

従来、複数の経路を有するスイッチの輻輳の制御として、ＴＣＰ／ＩＰの通信プロトコルにおいてデータ伝送の再送率を求め、再送率が高くなったとき再送率の低い伝送経路に経路を切り替える技術がある（例えば、下記特許文献１参照。）。ＴＣＰ／ＩＰは、Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ／Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌの略である。

また、フレームリレー交換機において、フレームリレー固有の信号であるＢＥＣＮ（Ｂａｃｋｗａｒｄ Ｅｘｐｌｉｃｉｔ Ｃｏｎｇｅｓｔｉｏｎ Ｎｏｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）を用いて輻輳を判断する技術がある（例えば、下記特許文献２参照。）。

特開２００５−３４０９９１号公報 特開平１１−２０５３８５号公報

ＳＲＩＯスイッチは、高速転送に向いているが、スイッチの経路変更を動的に行うような機能は具備していない。上述したＳＲＩＯスイッチ外部の所定の処理を行う機能部の追加や接続先変更によって、ある一部のスイッチの経路にパケットが集中すると遅延（輻輳）が生じる。輻輳が発生すると、上記の規定時間内で受信側の機能部にパケットが到達せず処理ができなくなり、例えば、音声が途切れたり、ストリーミングなどのデータが途切れたりすることが生じ、携帯電話機のユーザへのサービス（通信品質等）の劣化が生じる。

また、上記従来技術のようにＴＣＰ／ＩＰなどの再送を検出する方法では、送信元が輻輳を検出して再送を行う必要があるため、再送を検出するまでに時間を要する。この場合、上述した無線基地局装置のように低レイテンシが要求される装置に用いることができない。また、ＢＥＣＮはフレームリレーに固有の信号を用い、ＢＥＣＮフレームビットに挿入する必要があるとともに、自装置で自律的に輻輳を回避することはできない。

一つの側面では、本発明は、輻輳時の経路の切り替えを簡単な構成で迅速に行えることを目的とする。

一つの案では、ＳＲＩＯスイッチは、複数のポートが、所定の処理を行う機能部と他のＳＲＩＯスイッチのポートに接続され、前記機能部から入力されるパケットを他の前記ＳＲＩＯスイッチに所定の経路で転送するＳＲＩＯスイッチにおいて、前記パケットを転送している現状の経路で輻輳が生じた場合、前記現状の経路と、当該現状の経路以外の代替経路それぞれの通信品質を比較し、通信品質が良好な経路に切り替える経路制御部を備えた、ことを要件とする。

一つの実施形態によれば、輻輳時の経路の切り替えを簡単な構成で迅速に行えるという効果を有する。

図１は、本発明の実施の形態にかかるＳＲＩＯスイッチを示すブロック図である。 図２は、実施の形態のＳＲＩＯスイッチが適用される基地局装置の構成例を示す図である。 図３は、既存のＳＲＩＯスイッチ間の輻輳を説明するための図である。 図４は、実施の形態のＳＲＩＯスイッチ間の輻輳時の経路切替動作を説明するための図である。（その１） 図５は、実施の形態のＳＲＩＯスイッチ間の輻輳時の経路切替動作を説明するための図である。（その２） 図６は、実施の形態のＳＲＩＯスイッチ間の輻輳時の経路切替動作を説明するための図である。（その３） 図７は、実施の形態のＳＲＩＯスイッチ間の輻輳時の経路切替動作を説明するための図である。（その４） 図８は、実施の形態のＳＲＩＯスイッチ間の輻輳時の経路切替動作を説明するための図である。（その５） 図９は、実施の形態のＳＲＩＯスイッチ間の輻輳時の経路切替動作を説明するための図である。（その６） 図１０は、実施の形態のＳＲＩＯスイッチが実行する経路切り替えの処理例を示すフローチャートである。

（実施の形態）
実施の形態のＳＲＩＯスイッチは、相互に接続するＳＲＩＯスイッチ間の経路の輻輳具合を自律的に監視し、輻輳を検出した場合には、輻輳が生じていない（空いている）経路に切り替える。例えば、上述の基地局装置の機能部が多数の場合、この基地局装置には多数の機能部間の情報伝送のために多数のＳＲＩＯスイッチが設けられ、ＳＲＩＯスイッチ間の輻輳が生じることがある。

図１は、本発明の実施の形態にかかるＳＲＩＯスイッチを示すブロック図である。ＳＲＩＯスイッチ１００は、複数のポート１０１と、ポート１０１間に設けられ、ポート１０１間の経路を切り替えるクロスポイントスイッチ１０２と、各ポート１０１に入出力されるデータ（パケット）の品質情報を常時収集する情報収集部１０３と、を含む。

図示の例では、ポート１０１は、５個設けられ、ポート＃１〜＃５（１０１）は、ＳＲＩＲＯスイッチ１００外部の所定の処理を行う機能部や、他のＳＲＩＯスイッチ１００に接続される。具体的な接続例は後述する。

そして、実施の形態のＳＲＩＯスイッチ１００は、さらに、判定部１１１と、比較部１１２と、送信経路管理テーブル（経路設定部）１１３と、制御部１１４と、を含む。

判定部１１１は、情報収集部１０３が収集した各ポート１０１の品質情報が所定の閾値以内であるか否かを判定する。比較部１１２は、現状の経路と、代替経路の品質情報を比較する。クロスポイントスイッチ１０２は、自ＳＲＩＯスイッチ１００内の各ポート１０１間の接続について、任意のポート１０１間で切り替えることができる。

送信経路管理テーブル１１３は、現状と代替の経路情報を管理（設定）するテーブルである。制御部１１４は、判定部１１１の判定結果と、比較部１１２の比較結果と、送信経路管理テーブル１１３の設定と、に基づき、現状の経路の輻輳を判断し、代替の経路を選択し、クロスポイントスイッチ１０２に対し、経路の切り替え制御を行う。

図１に示したポート１０１と、クロスポイントスイッチ１０２は、スイッチ部品で構成できる。また、情報収集部１０３と、判定部１１１と、比較部１１２と、送信経路管理テーブル１１３と、制御部１１４の各機能は、経路制御部１１０として機能し、例えば、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）を用いて構成できる。

このほか、経路制御部１１０を構成する情報収集部１０３と、判定部１１１と、比較部１１２と、制御部１１４の各機能は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等のプロセッサを用いて構成できる。そして、ＣＰＵは、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等のメモリに格納された制御プログラムを実行することで、経路制御部１１０（情報収集部１０３と、判定部１１１と、比較部１１２と、制御部１１４）の機能を実現できる。この際、ＣＰＵは、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等のメモリを作業領域として使用する。また、送信経路管理テーブル１１３は、ＲＯＭやフラッシュメモリ等のメモリを用いて構成できる。

上述した情報収集部１０３は、ＳＲＩＯ規格で規定されておりスイッチ間等でやり取りされるコントロールシンボル（Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｍｂｏｌ）の情報のうち、パケットの再送要求とパケット受信不可情報を収集する。パケットの再送要求はＰａｃｋｅｔ−ｒｅｔｒｙ、パケット受信不可はＰａｃｋｅｔ−ｎｏｔ−ａｃｃｅｐｔである。

情報収集部１０３は、各ポート１０１に入出力されるパケットの再送要求の回数と、パケット受信不可の回数とをそれぞれカウントする。無線の基地局装置に適用した場合、情報収集部１０３は、基地局装置の規定時間（例えば、１ｍｓ周期）毎のパケットの再送要求の回数と、パケット受信不可の回数とをそれぞれカウントし、規定時間毎にクリア（更新）する処理を繰り返し行う。

なお、既存の構成では、コントロールシンボルの情報は、輻輳により送信先の受信バッファが枯渇した場合などに送信先から受信し、問題発生の状態監視、エラー検出などで使用されており、経路を切り替えるための品質情報としては使用されていない。

実施の形態では、Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｍｂｏｌを多く受信した（パケットの再送要求（リトライ）の回数と、パケット受信不可の回数に相当）ポート１０１は品質が悪いと判断し、転送経路の切り替えを行う契機として使用する。そして、実施の形態で追加した各機能（判定部１１１と、比較部１１２と、制御部１１４）により、高速、かつリアルタイムな経路切り替えを実現する。

図１に示した上記構成によるＳＲＩＯスイッチ１００の動作の概要を説明すると、情報収集部１０３は、Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｍｂｏｌに基づく各ポート１０１のパケットの再送要求やパケット受信不可情報等の品質情報を収集し、判定部１１１に通知する。判定部１１１は、各品質情報が所定の閾値を超えたか否かを判定し、閾値を超えたポート１０１を制御部１１４に通知する。

そして、制御部１１４は、送信経路管理テーブル１１３に代替経路の情報を要求し、送信経路管理テーブル１１３は、代替経路の情報を制御部１１４に通知する。代替経路の情報とは、現状の経路以外で選択可能な経路等の情報である。

そして、制御部１１４は、現状の経路と代替経路の経路情報を比較部１１２に通知する。比較部１１２は、現状の経路と代替経路の品質情報を情報収集部１０３に要求する。情報収集部１０３は、現状の経路と代替経路の品質情報を比較部１１２に通知する。そして、比較部１１２は、現状の経路と代替経路の品質情報を比較し、比較結果を制御部１１４に通知する。例えば、現状の経路と代替経路の品質情報として、パケットの再送回数とパケット受信不可の回数を用いて比較判断する。

制御部１１４は、比較部１１２の比較結果に基づき、現状の経路の品質情報よりも品質が良好な代替経路を選択し、選択した代替経路となるように、クロスポイントスイッチ１０２を切り替え制御する。代替経路が複数の場合、代替経路のポート１０１の番号順（昇順や降順等）の選択、品質情報が良好な順（例えば、過去の通信品質に基づく選択）の選択、等を行うことができる。このほか、複数のＳＲＩＯスイッチ１００、すなわち２個以上のＳＲＩＯスイッチ１００を経由する経路の場合、これら複数のＳＲＩＯスイッチ１００全体で合計したポートの経由数が最も少ない（例えば伝送経路が短いに相当）代替経路を選択することもできる。

図２は、実施の形態のＳＲＩＯスイッチが適用される基地局装置の構成例を示す図である。無線の基地局装置２００は、一方側にユーザＡがそれぞれ保有する携帯電話機２１０等に無線接続する複数の機能部２０１（２０１ａ〜２０１ｄ）を有し、他方側にはコアネットワーク網２２０に接続する複数の機能部２０１（２０１ｅ〜２０１ｈ）を有する。複数の機能部２０１は、例えば、上述したように、複数セルに応じて複数設けられる。

一方側（ユーザ側）の機能部２０１ａ〜２０１ｄは、例えば、ＢＢＵ（ベースバンドユニット）、コントローラ、Ｌ１，Ｌ２（レイヤ１，２）処理部、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）処理部等を含む。他方側（コアネットワーク側）の機能部２０１ｅ〜２０１ｈは、例えば、ＢＢＵ（ベースバンドユニット）、コントローラ、Ｌ１，Ｌ２（レイヤ１，２）処理部、ネットワークインタフェース等を含む。

複数の機能部２０１でデータの交換を行う場合、図２に記載のように機能部２０１間にスイッチ（例えばＳＲＩＯスイッチ１００）を配置する。図２では、スイッチの個数を一つとしたが、スイッチに接続する機能部２０１の個数が増えると、機能部２０１間を繋ぐためスイッチの個数も増える。

（ＳＲＩＯスイッチ間の輻輳について）
ここで、複数のＳＲＩＯスイッチを接続した場合のＳＲＩＯスイッチ間の経路での輻輳の発生について既存のＳＲＩＯスイッチの構成を用いて説明しておく。

図３は、既存のＳＲＩＯスイッチ間の輻輳を説明するための図である。既存のＳＲＩＯスイッチは符号を３００とし、内部構成で図１と同様の構成であるポート１０１、クロスポイントスイッチ１０２、情報収集部１０３には同一の符号を付してある。

また、一つのＳＲＩＯスイッチ３００あたり３つの所定の処理を行う機能部２０１がそれぞれポート＃１〜＃３（１０１）に接続され、合計１２の機能部＃１〜＃１２（２０１）が４つのＳＲＩＯスイッチ３００（３００ａ〜３００ｄ）にそれぞれ接続されている。

ＳＲＩＯスイッチ３００ａのポート＃５（１０１）はＳＲＩＯスイッチ３００ｂのポート＃５（１０１）に接続されている。ＳＲＩＯスイッチ３００ａのポート＃４（１０１）は、ＳＲＩＯスイッチ３００ｃのポート＃４（１０１）に接続されている。ＳＲＩＯスイッチ３００ｃのポート＃５（１０１）は、ＳＲＩＯスイッチ３００ｄのポート＃５（１０１）に接続されている。ＳＲＩＯスイッチ３００ｂのポート＃４（１０１）は、ＳＲＩＯスイッチ３００ｄのポート＃４（１０１）に接続されている。これにより、４つのＳＲＩＯスイッチ３００（３００ａ〜３００ｄ）は、互いにいずれかのＳＲＩＯスイッチ３００を介した迂回（代替経路）が可能である。

図３の構成例において、機能部＃１（２０１）から機能部＃８（２０１）の伝送経路を介してデータ（パケット）の交換（伝送）を行う場合の経路を図中実線で示す。具体的には、機能部＃１→ＳＲＩＯスイッチ＃１（３００ａ）のポート＃１〜ポート＃５→ＳＲＩＯスイッチ＃２（３００ｂ）のポート＃５〜ポート＃２→機能部＃８の経路となる。

そして、新たに機能部＃３と、機能部＃９の間のデータ交換が発生したとする。この場合、図中点線で示す経路となる。具体的には、機能部＃３→ＳＲＩＯスイッチ＃１（３００ａ）のポート＃３〜ポート＃５→ＳＲＩＯスイッチ＃２（３００ｂ）のポート＃５〜ポート＃３→機能部＃９の経路となる。

この場合、ＳＲＩＯスイッチ＃１（３００ａ）と、ＳＲＩＯスイッチ＃２（３００ｂ）の間では、これら２種の機能部間（機能部＃１→機能部＃８と、機能部＃３→機能部＃９）のデータが流れることになる。そして、ＳＲＩＯスイッチ＃１（３００ａ）とＳＲＩＯスイッチ＃２（３００ｂ）の間で、輻輳Ｘが発生しやすくなる。

既存のＳＲＩＯスイッチ３００の機能では、輻輳の発生個所に応じてスイッチを動的に切り替えるような機能がないため、他の経路が空いていても設定で決められた通りのルートでデータの交換を行う。このため、機能部＃１→機能部＃８、機能部＃３→機能部＃９それぞれの間で伝送するパケットの遅延や破棄など、正常にデータが転送できない状態が生じることがある。

既存のＳＲＩＯスイッチ３００では、データ（パケット）の送信元である機能部２０１が輻輳を検出して再送を行う必要があるため、機能部２０１が再送を検出するまでに時間を要する。そのため、パケットの輻輳が発生してから経路が切り替わるまでに時間を要し、例えば、無線の基地局装置２００のように低レンテンシ（規定時間１ｍｓ）での処理が要求される装置に適用することはできない。

（実施の形態のＳＲＩＯスイッチの動作処理例）
以下、実施の形態のＳＲＩＯスイッチの動作処理例について、複数のＳＲＩＯスイッチを接続した場合のＳＲＩＯスイッチ間の経路での輻輳の発生について説明しておく。

図４〜図９は、実施の形態のＳＲＩＯスイッチ間の輻輳時の経路切替動作を説明するための図である。図１と同様の構成部には同一の符号を付してある。

図４に示す例では、図３と同様に、一つのＳＲＩＯスイッチ１００あたり３つの外部の機能部２０１がそれぞれポート＃１〜＃３（１０１）に接続されている。合計１２の機能部＃１〜＃１２（２０１）が４つのＳＲＩＯスイッチ１００（１００ａ〜１００ｄ）にそれぞれ接続されている。

一つのＳＲＩＯスイッチ１００あたり設けることができるポート数は限られている。上述した無線の基地局装置２００のように、多数の機能部２０１間のパケットを転送する構成の場合、図４に示すように、複数のＳＲＩＯスイッチ１００（１００ａ〜１００ｄ）を相互に接続して用いることになる。

具体的には、ＳＲＩＯスイッチ１００ａのポート＃５（１０１）はＳＲＩＯスイッチ１００ｂのポート＃５（１０１）に接続されている。ＳＲＩＯスイッチ１００ａのポート＃４（１０１）は、ＳＲＩＯスイッチ１００ｃのポート＃４（１０１）に接続されている。ＳＲＩＯスイッチ１００ｃのポート＃５（１０１）は、ＳＲＩＯスイッチ１００ｄのポート＃５（１０１）に接続されている。ＳＲＩＯスイッチ１００ｂのポート＃４（１０１）は、ＳＲＩＯスイッチ１００ｄのポート＃４（１０１）に接続されている。これにより、４つのＳＲＩＯスイッチ１００（１００ａ〜１００ｄ）は、互いにいずれかのＳＲＩＯスイッチ１００を介した迂回（代替経路）が可能である。

上記構成により、機能部＃１〜＃１２（２０１）がＳＲＩＯスイッチ１００を介して互いに接続できる構成となっている。このように、複数のＳＲＩＯスイッチ＃１〜＃４（１００）を互いに接続することで、大容量のＳＲＩＯスイッチ１００を構成することができる。

ＳＲＩＯスイッチ＃１（１００ａ）の経路制御部１１０の送信経路管理テーブル１１３は、自身のＳＲＩＯスイッチ＃１（１００ａ）に対する他のＳＲＩＯスイッチ＃２〜＃４（１００ｂ〜１００ｄ）のポート接続状態に基づき、複数の代替経路を設定保持する。

図４のポート接続構成によれば、送信経路管理テーブル１１３には、下記の経路１，２が設定されている。
経路１（運用中の現状の経路）：ＳＲＩＯスイッチ＃１（１００ａ）のポート＃５→ＳＲＩＯスイッチ＃２（１００ｂ）のポート＃５
経路２（代替経路）：ＳＲＩＯスイッチ＃１（１００ａ）のポート＃４→ＳＲＩＯスイッチ＃３（１００ｃ）のポート＃４→ＳＲＩＯスイッチ＃３（１００ｃ）のポート＃５→ＳＲＩＯスイッチ＃４（１００ｄ）のポート＃５→ＳＲＩＯスイッチ＃４のポート＃４→ＳＲＩＯスイッチ＃２（１００ｂ）のポート＃４

そして、図４の図中実線で示すように、機能部＃１（２０１）から機能部＃８（２０１）の伝送経路を介してデータ（パケット）の交換（伝送）を行っているとする（現状の経路）。具体的には、機能部＃１→ＳＲＩＯスイッチ＃１（１００ａ）のポート＃１〜ポート＃５→ＳＲＩＯスイッチ＃２（１００ｂ）のポート＃５〜ポート＃２→機能部＃８の経路となる。

そして、新たに機能部＃３と、機能部＃９の間のデータ交換が発生したとする。この場合、図中点線で示す経路となる。具体的には、機能部＃３→ＳＲＩＯスイッチ＃１（１００ａ）のポート＃３〜ポート＃５→ＳＲＩＯスイッチ＃２（１００ｂ）のポート＃５〜ポート＃３→機能部＃９の経路となる。

この場合、ＳＲＩＯスイッチ＃１（１００ａ）と、ＳＲＩＯスイッチ＃２（１００ｂ）の間では、これら２種の機能部間（機能部＃１→機能部＃８と、機能部＃３→機能部＃９）のデータが流れることになる。そして、ＳＲＩＯスイッチ＃１（１００ａ）とＳＲＩＯスイッチ＃２（１００ｂ）の間で、輻輳Ｘが発生したとする。

この場合、図５に示すように、輻輳Ｘにより、ＳＲＩＯスイッチ＃１（１００ａ）のポート＃５と、ＳＲＩＯスイッチ＃２（１００ｂ）のポート＃５間でパケットのリトライが増加する。そして、ＳＲＩＯスイッチ＃１（１００ａ）のポート＃５は、コントロールシンボルに含まれるリトライ回数とパケット受信不可の回数（品質情報）を経路制御部１１０の情報収集部１０３に通知する（Ｓ１）。以下の説明では、リトライ回数に基づき経路を切り替え制御する例を説明する。

ＳＲＩＯスイッチ＃１〜＃４（１００ａ〜１００ｄ）のそれぞれ情報収集部１０３は、自身が有するポート＃１〜＃５（１０１）について、現状の経路のパケット転送にかかるリトライ回数と、パケット受信不可の回数を判定部１１１に通知する。

そして、ＳＲＩＯスイッチ＃１（１００ａ）の経路制御部１１０では、情報収集部１０３がポート＃５のリトライ数を判定部１１１に通知する（Ｓ２）。

つぎに、図６に示すように、経路制御部１１０は、判定部１１１がポート＃５のリトライ数が所定の閾値を超えているか判定する（Ｓ３）。判定部１１１は、自身のＳＲＩＯスイッチ１００内の現状の経路の各ポートについて閾値を用いて判定を行う。閾値は、通信品質、この例では、リトライ数の上限値として所定の値が設定されているとする。そして、経路制御部１１０の判定部１１１は、閾値を超過しているポートがあった場合に、閾値を超えたポート番号を経路制御部１１０の制御部１１４に通知する。この図６の例では、ポート＃５のリトライ数が閾値を超えたとし、このポート番号＃５を制御部１１４に通知する（Ｓ４）。

つぎに、図７に示すように、経路制御部１１０は、制御部１１４が送信経路管理テーブル１１３に対し代替経路となるポート番号を要求し（Ｓ５）、制御部１１４は、送信経路管理テーブル１１３から代替経路となるポート番号を取得する（Ｓ６）。この代替経路は、上述した経路２であり、ＳＲＩＯスイッチ＃１（１００ａ）のポート＃４→ＳＲＩＯスイッチ＃３（１００ｃ）のポート＃４→ＳＲＩＯスイッチ＃３（１００ｃ）のポート＃５→ＳＲＩＯスイッチ＃４（１００ｄ）のポート＃５→ＳＲＩＯスイッチ＃４のポート＃４→ＳＲＩＯスイッチ＃２（１００ｂ）のポート＃４、の各ポート番号を含む。

つぎに、図８に示すように、経路制御部１１０は、制御部１１４が比較部１１２に現状の経路と、代替経路のポート番号をそれぞれ通知する（Ｓ７）。そして、経路制御部１１０の比較部１１２は、情報収集部１０３に現状の経路のリトライ数と、代替経路のリトライ数を要求する（Ｓ８）。

これにより、経路制御部１１０の情報収集部１０３は、比較部１１２に現状の経路のリトライ数と、代替経路のリトライ数を通知する（Ｓ９）。そして、経路制御部１１０の比較部１１２は、現状の経路のリトライ数と、代替経路のリトライ数とを比較し（Ｓ１０）、比較部１１２は、制御部１１４に現状の経路のリトライ数と、代替経路のリトライ数との比較結果を通知する（Ｓ１１）。

つぎに、図９に示すように、経路制御部１１０は、制御部１１４の判断により、現状の経路よりも代替経路のほうがリトライ数が少ない場合に、代替経路に経路を切り替える（Ｓ１２）。図９の例では、現状の経路での輻輳発生により、代替経路のほうがリトライ数が少ない場合を示す。これにより、経路制御部１１０の制御部１１４は、クロスポイントスイッチ１０２に対し、現状の経路を代替経路に経路の切り替えを制御する。

代替経路は上記の経路２であり、図中点線で示す（Ｓ１３）。具体的には、ＳＲＩＯスイッチ＃１（１００ａ）のポート＃４→ＳＲＩＯスイッチ＃３（１００ｃ）のポート＃４→ＳＲＩＯスイッチ＃３（１００ｃ）のポート＃５→ＳＲＩＯスイッチ＃４（１００ｄ）のポート＃５→ＳＲＩＯスイッチ＃４のポート＃４→ＳＲＩＯスイッチ＃２（１００ｂ）のポート＃４、の経路である。

ここで、ＳＲＩＯスイッチ＃３（１００ｃ）→ＳＲＩＯスイッチ＃４（１００ｄ）→ＳＲＩＯスイッチ＃２（１００ｂ）の経路については、代替経路として設定済みである。すなわち、ＳＲＩＯスイッチ＃３（１００ｃ）、ＳＲＩＯスイッチ＃４（１００ｄ）、ＳＲＩＯスイッチ＃２（１００ｂ）は、それぞれ図中点線で示す経路が接続済みである。このため、ＳＲＩＯスイッチ＃１（１００ａ）が、現状の経路（図中実線）から代替経路（図中点線）に経路切り替え制御を行うだけで、送信元からの送信先の機能部２０１へのパケットを代替経路の各ＳＲＩＯスイッチ１００を介して伝送（転送）できる。

以上の経路切替制御により、機能部＃３（２０１）から機能部＃９（２０１）の経路を代替経路に切り替えることができる。また、代替経路への経路切り替えにより、ＳＲＩＯスイッチ＃１（１００ａ）とＳＲＩＯスイッチ＃２（１００ｂ）の間の輻輳を解消することができる。

図１０は、実施の形態のＳＲＩＯスイッチが実行する経路切り替えの処理例を示すフローチャートである。図１０に示す処理は、ＳＲＩＯスイッチ１００単位、すなわち、ＳＲＩＯスイッチ１００毎に設けられた経路制御部１１０（制御部１１４、判定部１１１、比較部１１２、送信経路管理テーブル１１３、情報収集部１０３）が実行する。例えば、ＳＲＩＯスイッチ＃１（１００ａ）の処理例を説明する。

経路制御部１１０は、自ＳＲＩＯスイッチ１００ａの現状の経路の各ポート１０１におけるパケットの再送（Ｐａｃｋｅｔ−ｒｅｔｒｙ）の回数と、受信不可（Ｐａｃｋｅｔ−ｎｏｔ−ａｃｃｅｐｔ）の回数を収集する（ステップＳ１００１）。これらパケットの再送の回数と、受信不可の回数は、コントロールシンボルの情報に含まれ、経路制御部１１０は、経路切り替えのための品質情報として用いる。

つぎに、経路制御部１１０は、パケットの再送の回数と、受信不可の回数が、所定の閾値を超えたか判断する（ステップＳ１００２）。パケットの再送の回数、あるいは受信不可の回数のいずれかあるいはいずれも閾値を超えた場合には（ステップＳ１００２：Ｙｅｓ）、ステップＳ１００３に移行し、パケットの再送の回数、あるいは受信不可の回数のいずれかあるいはいずれも閾値未満であれば（ステップＳ１００２：Ｎｏ）、ステップＳ１００１に戻る。

つぎに、経路制御部１１０は、現状の経路と代替経路について、パケット再送の回数、あるいは受信不可の回数（またはこれらの組み合わせ）とを比較する（ステップＳ１００３）。そして、経路制御部１１０は、現状の経路と、代替経路とについて、それぞれのパケット再送の回数、あるいは受信不可の回数（またはこれらの組み合わせ）が少ないほうの経路を選択し、選択した経路に切り替える（ステップＳ１００４）。以後、ステップＳ１００１に戻り、選択した経路（現状の経路）に対する品質情報の収集を継続する。

ところで、経路制御部１１０は、コントロールシンボルの情報以外のＳＲＩＯスイッチ１００で用いられる下記の各情報１．〜４．を監視することにより経路切り替えを制御することができる。
１．ＳＲＩＯスイッチ１００のレーン（Ｌａｎｅ）数
２．パケットのバッファ滞留時間
３．パケット破棄数
４．パケット送受信数

上記の１．についてはＳＲＩＯスイッチ１００の現状の経路のレーン数を監視し、減少した場合に経路を代替経路に切り替える制御を行う。上記の２．〜４．については、いずれかが予め決められたそれぞれの閾値を超えた場合に経路を切り替えることで輻輳を回避することが可能である。また、上記１．〜４．の複数の情報を判定条件として組み合わせることも可能である。

また、上述した実施の形態では、一つのＳＲＩＯスイッチ１００あたり５つのポート１０１を有する構成例を説明した。これに限らず、例えば、図１に示すＳＲＩＯスイッチ１００がより多くのポート数を有する構成であってもよい。例えば、一つのＳＲＩＯスイッチ１００あたり８つのポート１０１を有する場合、ＳＲＩＯスイッチ１００ａ，１００ｂ間においてポート＃６〜＃８が互いに任意に接続された構成とすることができる。このＳＲＩＯスイッチ１００ａ，１００ｂ間では、ポート＃６〜＃８間に複数の代替経路を設定しておくことができ、代替経路の数を増やすことができる。

代替経路として複数選択可能な場合、経路制御部１１０は、代替経路が複数の場合、代替経路のポート１０１の番号順（昇順や降順等）の選択や、品質情報が良好な順（例えば、過去の通信品質に基づく選択）の選択を行うことができる。このほか、複数のＳＲＩＯスイッチ１００、すなわち２個以上のＳＲＩＯスイッチ１００を経由する経路の場合、これら複数のＳＲＩＯスイッチ１００全体で合計したポートの経由数が最も少ない（例えば伝送経路が短いに相当）代替経路を選択することもできる。例えば、ＳＲＩＯスイッチ１００ａ，１００ｂ間で図１に記載以上のポート数（例えばポート＃６）を有する構成の場合、図４〜図９で説明した代替経路として、ポート経由数が少ないＳＲＩＯスイッチ１００ａ，１００ｂのポート＃６間を選択してもよい。

以上説明した実施の形態によれば、ＳＲＩＯスイッチを相互に接続し、ＳＲＩＯスイッチ間の輻輳の発生をＳＲＩＯスイッチが自律的に判断して輻輳が生じない経路に切り替える制御を行う。この際、ＳＲＩＯスイッチは、ＳＲＩＯ規格で規定されたコントロールシンボル等の情報を利用して経路切り替えを行うため、通信品質を監視するパケットやインタフェース、プロトコルを新たに追加する必要がなく、簡単な構成で経路を切り替えることができる。

また、ＳＲＩＯスイッチ間で伝送（転送）するパケット毎に更新される品質情報をＳＲＩＯスイッチ内で監視して経路の切り替えを制御するため、ＴＣＰ／ＩＰなどのリトライとは異なり、従来の方法より高速、かつリアルタイムに経路を切り替えることができる。

これにより、機能部を多数有し、複数のＳＲＩＯスイッチ間で多数のポートが接続され、かつ低レンテンシが要求される無線の基地局装置等に適用できる。この基地局装置によれば、機能部間のパケットの輻輳が生じた際でも迅速に経路を切り替えできるため、パケットロス等を防ぐことができ、ユーザのサービス（通信品質等）を維持できるようになる。

なお、本実施の形態で説明したＳＲＩＯスイッチの経路切り替えにかかる方法は、予め用意された制御プログラムを対象機器（ＳＲＩＯスイッチ）等のＦＰＧＡやコンピュータ（ＣＰＵ等のプロセッサ）で実行することにより実現することができる。本制御プログラムは、磁気ディスク、光ディスク、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）フラッシュメモリなどのコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、プロセッサによって記録媒体から読み出されることによって実行される。また、制御プログラムは、インターネット等のネットワークを介して配布してもよい。

上述した実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。

（付記１）複数のポートが、所定の処理を行う機能部と他のＳＲＩＯスイッチのポートに接続され、前記機能部から入力されるパケットを他の前記ＳＲＩＯスイッチに所定の経路で転送するＳＲＩＯスイッチにおいて、
前記パケットを転送している現状の経路で輻輳が生じた場合、前記現状の経路と、当該現状の経路以外の代替経路それぞれの通信品質を比較し、通信品質が良好な経路に切り替える経路制御部を備えたことを特徴とするＳＲＩＯスイッチ。

（付記２）前記経路制御部は、
ＳＲＩＯ規格で規定されたコントロールシンボルの情報に含まれる前記パケットの再送要求と、受信不可情報のうち少なくとも一つを用いて前記通信品質を判断することを特徴とする付記１に記載のＳＲＩＯスイッチ。

（付記３）前記経路制御部は、
前記パケットの再送要求の回数と、受信不可情報の回数のうち少なくともいずれか一つが所定の閾値以下の経路の通信品質が良好と判断することを特徴とする付記２に記載のＳＲＩＯスイッチ。

（付記４）前記経路制御部は、
前記機能部から入力される前記パケットの前記現状の経路および前記代替経路の情報を設定記憶する経路設定部を有し、
前記経路設定部に設定されている前記現状の経路の輻輳発生時に、前記現状の経路および前記代替経路の情報に基づき、切替先の経路を選択することを特徴とする付記１〜３のいずれか一つに記載のＳＲＩＯスイッチ。

（付記５）前記経路制御部は、
前記現状の経路よりも前記代替経路の通信品質が良好であり、前記代替経路が複数ある場合、前記代替経路のポートの番号順、品質情報が良好な順、他の前記ＳＲＩＯスイッチを経由する場合のポートの経由数、のいずれかのうち最適な前記代替経路に経路を切り替えることを特徴とする付記１〜４のいずれか一つに記載のＳＲＩＯスイッチ。

（付記６）複数のポートが、所定の処理を行う機能部と他のＳＲＩＯスイッチのポートに接続され、前記機能部から入力されるパケットを他の前記ＳＲＩＯスイッチに所定の経路で転送するＳＲＩＯスイッチの経路切替方法において、
前記ＳＲＩＯスイッチは、前記パケットを転送している現状の経路で輻輳が生じた場合、前記現状の経路と、当該現状の経路以外の代替経路それぞれの通信品質を比較し、通信品質が良好な経路に切り替えることを特徴とするＳＲＩＯスイッチの経路切替方法。

１００（１００ａ〜１００ｄ） ＳＲＩＯスイッチ
１０１ ポート
１０２ クロスポイントスイッチ
１０３ 情報収集部
１１０ 経路制御部
１１１ 判定部
１１２ 比較部
１１３ 送信経路管理テーブル
１１４ 制御部
２００ 基地局装置
２０１（２０１ａ〜２０１ｈ） 機能部
２１０ 携帯電話機
２２０ コアネットワーク網

Claims (5)

1. 複数のポートが、所定の処理を行う機能部と他のＳＲＩＯスイッチのポートに接続され、
   前記機能部から入力されるパケットを他の前記ＳＲＩＯスイッチに所定の経路で転送するＳＲＩＯスイッチにおいて、
   前記パケットを転送している現状の経路で輻輳が生じた場合、前記現状の経路と、当該現状の経路以外の代替経路それぞれの通信品質を比較し、通信品質が良好な経路に切り替える経路制御部を備えたことを特徴とするＳＲＩＯスイッチ。
2. 前記経路制御部は、
   ＳＲＩＯ規格で規定されたコントロールシンボルの情報に含まれる前記パケットの再送要求と、受信不可情報のうち少なくとも一つを用いて前記通信品質を判断することを特徴とする請求項１に記載のＳＲＩＯスイッチ。
3. 前記経路制御部は、
   前記パケットの再送要求の回数と、受信不可情報の回数のうち少なくともいずれか一つが所定の閾値以下の経路の通信品質が良好と判断することを特徴とする請求項２に記載のＳＲＩＯスイッチ。
4. 前記経路制御部は、
   前記機能部から入力される前記パケットの前記現状の経路および前記代替経路の情報を設定記憶する経路設定部を有し、
   前記経路設定部に設定されている前記現状の経路の輻輳発生時に、前記現状の経路および前記代替経路の情報に基づき、切替先の経路を選択することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のＳＲＩＯスイッチ。
5. 複数のポートが、所定の処理を行う機能部と他のＳＲＩＯスイッチのポートに接続され、前記機能部から入力されるパケットを他の前記ＳＲＩＯスイッチに所定の経路で転送するＳＲＩＯスイッチの経路切替方法において、
   前記ＳＲＩＯスイッチは、前記パケットを転送している現状の経路で輻輳が生じた場合、前記現状の経路と、当該現状の経路以外の代替経路それぞれの通信品質を比較し、通信品質が良好な経路に切り替えることを特徴とするＳＲＩＯスイッチの経路切替方法。

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