JP2613215B2 - パケット交換装置 - Google Patents
パケット交換装置Info
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- JP2613215B2 JP2613215B2 JP14146387A JP14146387A JP2613215B2 JP 2613215 B2 JP2613215 B2 JP 2613215B2 JP 14146387 A JP14146387 A JP 14146387A JP 14146387 A JP14146387 A JP 14146387A JP 2613215 B2 JP2613215 B2 JP 2613215B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はパケット交換装置に関し、特に階層化された
複数の基本交換モジュールからなるパケット交換装置に
関する。
複数の基本交換モジュールからなるパケット交換装置に
関する。
現在のパケツト交換装置の交換能力は、例えばNTTのD
51形パケツト交換機をとれば、104パケツト/秒の交換
能力が達成されている。
51形パケツト交換機をとれば、104パケツト/秒の交換
能力が達成されている。
今後、データ通信での情報量の増加と共にサービス機
能の拡大および新しいメデイア(画像,音声)へのパケ
ツト交換の適用拡大により、106パケツト/秒程度の交
換能力を有するパケツト交換機の開発が必要となる。
能の拡大および新しいメデイア(画像,音声)へのパケ
ツト交換の適用拡大により、106パケツト/秒程度の交
換能力を有するパケツト交換機の開発が必要となる。
しかし、従来のパケツト交換機の基本構成は、ユニ・
バスやループ・バス、それにメモリ共有結合系をとるマ
ルチ・プロセツサ構成であり、しかも、プロセツサ間通
信やプロトコル処理に複雑なソフトウエア処理を行なつ
ている。したがつて、パケツト交換トラヒツクの増大
は、直ちにバスやメモリの競合を引き起こすため、プロ
セツサ台数が多くなると交換能力が低下してしまう欠点
を持つ。
バスやループ・バス、それにメモリ共有結合系をとるマ
ルチ・プロセツサ構成であり、しかも、プロセツサ間通
信やプロトコル処理に複雑なソフトウエア処理を行なつ
ている。したがつて、パケツト交換トラヒツクの増大
は、直ちにバスやメモリの競合を引き起こすため、プロ
セツサ台数が多くなると交換能力が低下してしまう欠点
を持つ。
一方、性能面を最重視して高速転送を目指す結合系と
して、回線交換方式で見られるクロスバ・スイツチや、
完全結合系を採用すると、プロセツサ台数Nのとき、ク
ロスバ・スイツチでN2のスイツチ素子を必要とし、また
完全結合ネツトワークでは各プロセツサがN−1の入出
力ポートを用意することが必要である。このことは、プ
ロセツサ台数Nが増加すると経済的ではなくなることを
意味する。
して、回線交換方式で見られるクロスバ・スイツチや、
完全結合系を採用すると、プロセツサ台数Nのとき、ク
ロスバ・スイツチでN2のスイツチ素子を必要とし、また
完全結合ネツトワークでは各プロセツサがN−1の入出
力ポートを用意することが必要である。このことは、プ
ロセツサ台数Nが増加すると経済的ではなくなることを
意味する。
これらの背景から、高速転送とプロセツサ台数の増大
に対応するパケツト交換機のプロセツサ結合方式とし
て、日経エレクトロニクス12−21,1981年,第97頁から
第100頁において述べられているように、クロスバ・ス
イツチのスイツチング・モジユールを多段に置き、単段
の時のようにN2オーダーでスイツチ素子が増加しない結
合系をとる方式が有利であると述べられている。この多
段のクロスバ・スイツチ構成は、1000プロセツサ以上の
係合への適用が可能であり、米国バローズ社のスーパー
コンピユータが採用したオネガ・ネツトワークが、シヤ
フル・エケスチエンジを多段結合した,多段スイツチ構
成の一例として存在している。
に対応するパケツト交換機のプロセツサ結合方式とし
て、日経エレクトロニクス12−21,1981年,第97頁から
第100頁において述べられているように、クロスバ・ス
イツチのスイツチング・モジユールを多段に置き、単段
の時のようにN2オーダーでスイツチ素子が増加しない結
合系をとる方式が有利であると述べられている。この多
段のクロスバ・スイツチ構成は、1000プロセツサ以上の
係合への適用が可能であり、米国バローズ社のスーパー
コンピユータが採用したオネガ・ネツトワークが、シヤ
フル・エケスチエンジを多段結合した,多段スイツチ構
成の一例として存在している。
上記のオメガ・ネツトワークのような多段スイツチ網
構成方式は、加入者の追加等で網を拡張する必要が生じ
た場合には、追加加入者と従来の全加入者との間で結線
を行なう必要があり、特に網の規模が大きくなると結線
本数が急激に増大するため、網の容易な拡張や構成変更
ができないという問題があつた。
構成方式は、加入者の追加等で網を拡張する必要が生じ
た場合には、追加加入者と従来の全加入者との間で結線
を行なう必要があり、特に網の規模が大きくなると結線
本数が急激に増大するため、網の容易な拡張や構成変更
ができないという問題があつた。
本発明の目的は、多段スイツチ網構成方式を採用しつ
つ、網の拡張や構成変更が容易にできるパケツト交換装
置を実現することである。
つ、網の拡張や構成変更が容易にできるパケツト交換装
置を実現することである。
上記目的は、パケツト・データ端末,パケツト交換
機,電話等の音声通信装置を構成ユニツトとよぶ基本交
換モジユールに接続し、構成ユニツトを網の規模に応じ
て階層の段数が選べる階層的木構造となるように相互接
続したことにより、達成される。
機,電話等の音声通信装置を構成ユニツトとよぶ基本交
換モジユールに接続し、構成ユニツトを網の規模に応じ
て階層の段数が選べる階層的木構造となるように相互接
続したことにより、達成される。
パケツト・データの交換処理は、加入者端末識別用に
加入者アドレスを設け、パケツト転送先加入者アドレス
をパケツト・データのヘツダ部分に付与し、上記の構成
ユニツトが加入者アドレスを判定することで実行する。
加入者アドレスを設け、パケツト転送先加入者アドレス
をパケツト・データのヘツダ部分に付与し、上記の構成
ユニツトが加入者アドレスを判定することで実行する。
構成ユニツトの交換機能を実現するのはビツト・スイ
ツチと呼ぶスイツチング素子であり、入力パケツト・デ
ータの特定1ビツトの0.1判定の結果出力交換経路を決
定するものである。
ツチと呼ぶスイツチング素子であり、入力パケツト・デ
ータの特定1ビツトの0.1判定の結果出力交換経路を決
定するものである。
構成ユニツトはこのビツト・スイツチの順次交換処理
により動作するが、入力パケツト・データの宛先加入者
が自己の下位に収容する加入者には存在しない時には1
つの上位の構成ユニツトにパケツトを転送する前判定部
と、宛先加入者が自己の下位に収容する加入者に存在す
る時に、宛先加入者または宛先加入者を収容する下位の
構成ユニツトを判別し、最終的に宛先加入者を決定して
パケツトを転送する後判定部を有する。
により動作するが、入力パケツト・データの宛先加入者
が自己の下位に収容する加入者には存在しない時には1
つの上位の構成ユニツトにパケツトを転送する前判定部
と、宛先加入者が自己の下位に収容する加入者に存在す
る時に、宛先加入者または宛先加入者を収容する下位の
構成ユニツトを判別し、最終的に宛先加入者を決定して
パケツトを転送する後判定部を有する。
構成ユニツトのビツト・スイツチの交換処理では、転
送先の次段のビツト・スイツチの内部FIFO(先入れ先出
し)バツフアの状態を制御線を用いて監視し、空きがあ
る時に限つてパケツト・データを次段のビツト・スイツ
チに転送する。空きがない時は、内部FIFOバツフアにパ
ケツト・データを保留する。それによつて、パケツト・
データの衝突やバツフアあふれによる紛失を防止するこ
とができるので、確実な交換・中継動作をする。また、
ビツト・スイツチの判定結果は、宛先加入者が決まれば
常に一意的な交換経路を作り出すため、パケツト・デー
タの順序の逆転はなく、信頼性の高いパケツト・データ
の転送が行なえる。
送先の次段のビツト・スイツチの内部FIFO(先入れ先出
し)バツフアの状態を制御線を用いて監視し、空きがあ
る時に限つてパケツト・データを次段のビツト・スイツ
チに転送する。空きがない時は、内部FIFOバツフアにパ
ケツト・データを保留する。それによつて、パケツト・
データの衝突やバツフアあふれによる紛失を防止するこ
とができるので、確実な交換・中継動作をする。また、
ビツト・スイツチの判定結果は、宛先加入者が決まれば
常に一意的な交換経路を作り出すため、パケツト・デー
タの順序の逆転はなく、信頼性の高いパケツト・データ
の転送が行なえる。
以下、本発明の一実施例を第1図より順に説明する。
第1図は本発明によるパケツト網の全体構成図である。
本発明はパケツト・データ端末,CCITI勧告X,25パケツト
交換機、あるいは電話等の音声通信装置のいずれかより
なる加入者端末1を基本交換モジユールからなる構成ユ
ニツト4に接続する。構成ユニツト4は第1図のように
階層的に木構造となるように相互接続しており、網の規
模に応じて階層の段数が選べるようにしている。
第1図は本発明によるパケツト網の全体構成図である。
本発明はパケツト・データ端末,CCITI勧告X,25パケツト
交換機、あるいは電話等の音声通信装置のいずれかより
なる加入者端末1を基本交換モジユールからなる構成ユ
ニツト4に接続する。構成ユニツト4は第1図のように
階層的に木構造となるように相互接続しており、網の規
模に応じて階層の段数が選べるようにしている。
加入者端末と網の接続回線部2には、加入者端末の識
別のため、網内で一意的に決まる加入者アドレス3をつ
けており、パケツト・データの転送先はこの加入者アド
レス3を構成ユニツト4が判定することで交換経路を決
定する。
別のため、網内で一意的に決まる加入者アドレス3をつ
けており、パケツト・データの転送先はこの加入者アド
レス3を構成ユニツト4が判定することで交換経路を決
定する。
加入者アドレス3は加入者端末1が接続する構成ユニ
ツト4毎にまとまりを持つように付け、その長さは構成
ユニツト4の階層の段数で決められる。例えば、構成ユ
ニツト4における2桁の数字(2ビツト)はこの構成ユ
ニツトが加入者アドレスの上位2ビツトがこの2桁の数
字に等しい加入者端末を、階層の下位に収容しているこ
とを示している。すなわち、加入者端末のうち加入者ア
ドレスの上位2ビツトが等しい加入者端末をまとめて、
この構成ユニツトに接続している。
ツト4毎にまとまりを持つように付け、その長さは構成
ユニツト4の階層の段数で決められる。例えば、構成ユ
ニツト4における2桁の数字(2ビツト)はこの構成ユ
ニツトが加入者アドレスの上位2ビツトがこの2桁の数
字に等しい加入者端末を、階層の下位に収容しているこ
とを示している。すなわち、加入者端末のうち加入者ア
ドレスの上位2ビツトが等しい加入者端末をまとめて、
この構成ユニツトに接続している。
第1図において、加入者端末間のパケツト交換は構成
ユニツトがパケツト・データのヘツダ部分に付与した宛
先加入者アドレスを判定することにより、自己の収容す
る加入者端末の中に宛先加入者端末があるかどうかを各
階層の逐次決定することで行なう。すはわち、パケツト
・データの交換経路は、5aまたは5bのように決定され
る。
ユニツトがパケツト・データのヘツダ部分に付与した宛
先加入者アドレスを判定することにより、自己の収容す
る加入者端末の中に宛先加入者端末があるかどうかを各
階層の逐次決定することで行なう。すはわち、パケツト
・データの交換経路は、5aまたは5bのように決定され
る。
第1図において、網に新規の加入者端末を収容する必
要がある場合には、例えば、新たに構成ユニツト6を従
来あつた階層最下位の構成ユニツト4の加入者端末収容
回線に接続し、この構成ユニツト6に新規加入者端末を
収容する。したがつて、新規加入者端末の持つ加入者ア
ドレスは、従来あつた構成ユニツト4が収容する加入者
アドレス(0 0……)(……は任意長の任意ビツト列を
表わす)に、さらに新しい構成ユニツト6が収容する加
入者端末の識別用に2桁を加えて(001 1……)とす
る。このように、加入者端末の新規追加や接続変更に対
して、既存の構成範囲の接続関係および加入者アドレス
の変更をする必要がなく、構成ユニツト単位に無制限な
拡張,変更が可能である。なお、新規加入者端末の収容
のために追加した構成ユニツトの接続回線として、必ず
しも従来あつた階層最下位の構成ユニツトのものを選ぶ
制約はない。また、各構成ユニツトに接続し得る加入者
端末数の制約はない。例えば、第1図の各構成ユニツト
22=4個の加入者端末を収容しているが、この構成ユニ
ツトを3個用いて23個の加入者端末を収容できる。一般
に、1+2+3+……+n=n(n+1)/2個の構成ユ
ニツトを用いて2n個の加入者端末を収容する構成ユニツ
トを形成できる。何故なら、この構成ユニツトを単位と
して、階層の段位を構成できるからである。
要がある場合には、例えば、新たに構成ユニツト6を従
来あつた階層最下位の構成ユニツト4の加入者端末収容
回線に接続し、この構成ユニツト6に新規加入者端末を
収容する。したがつて、新規加入者端末の持つ加入者ア
ドレスは、従来あつた構成ユニツト4が収容する加入者
アドレス(0 0……)(……は任意長の任意ビツト列を
表わす)に、さらに新しい構成ユニツト6が収容する加
入者端末の識別用に2桁を加えて(001 1……)とす
る。このように、加入者端末の新規追加や接続変更に対
して、既存の構成範囲の接続関係および加入者アドレス
の変更をする必要がなく、構成ユニツト単位に無制限な
拡張,変更が可能である。なお、新規加入者端末の収容
のために追加した構成ユニツトの接続回線として、必ず
しも従来あつた階層最下位の構成ユニツトのものを選ぶ
制約はない。また、各構成ユニツトに接続し得る加入者
端末数の制約はない。例えば、第1図の各構成ユニツト
22=4個の加入者端末を収容しているが、この構成ユニ
ツトを3個用いて23個の加入者端末を収容できる。一般
に、1+2+3+……+n=n(n+1)/2個の構成ユ
ニツトを用いて2n個の加入者端末を収容する構成ユニツ
トを形成できる。何故なら、この構成ユニツトを単位と
して、階層の段位を構成できるからである。
第2図は構成ユニツトの概略図である。構成ユニツト
4には複数本の加入者端末接続回路10(10a〜10b)、上
位段の構成ユニツトへの接続回線11、下位段の構成ユニ
ツトへの接続回線12がある。なお、階層最上位の構成ユ
ニツトには上位段の構成ユニツトへの接続回線はない。
4には複数本の加入者端末接続回路10(10a〜10b)、上
位段の構成ユニツトへの接続回線11、下位段の構成ユニ
ツトへの接続回線12がある。なお、階層最上位の構成ユ
ニツトには上位段の構成ユニツトへの接続回線はない。
第3図は構成ユニツトの交換機能を実現するビツト・
スイツチと呼ぶスイツチング素子である。このビツト・
スイツチ13は従来からあるシヤフル・エクスチエンジを
多段拡張したオメガ・ネツトワークのスイツチング素子
としても知られており、入力データの特定1ビツトの0,
1を判定し、その判定結果よりスイツチング動作して入
力データを振り分ける。例えば、第3図の入力データ・
パケツト14のヘツダにある加入者アドレスの特定1ビツ
トを判定し、0のときは出力線15aに、1のときは出力
線15bにデータ・パケツトを出力する。
スイツチと呼ぶスイツチング素子である。このビツト・
スイツチ13は従来からあるシヤフル・エクスチエンジを
多段拡張したオメガ・ネツトワークのスイツチング素子
としても知られており、入力データの特定1ビツトの0,
1を判定し、その判定結果よりスイツチング動作して入
力データを振り分ける。例えば、第3図の入力データ・
パケツト14のヘツダにある加入者アドレスの特定1ビツ
トを判定し、0のときは出力線15aに、1のときは出力
線15bにデータ・パケツトを出力する。
第4図(a)は構成ユニツト4内にあるビツト・スイ
ツチの接続構成を示す。構成ユニツト4は、階層の上位
構成ユニツトを経由して転送するパケツト・データを取
出す前判定部分20と階層の下位にある構成ユニツトや本
構成ユニツト4に接続する加入者端末へのパケツト・デ
ータの振り分けを行なう後判定部分21とから成る。第4
図(a)の構成ユニツト4は、第1図の階層最上位より
第2段目のビツト・スイツチの内部接続を示している。
このように構成ユニツトの内部接続が階層の段位により
異なるのは階層の下位の構成ユニツトになるほど前判定
部分での加入者アドレスの判定回数が増加しているた
め、この前判定部分が階層の段位により異なる接続とな
つていることによる。
ツチの接続構成を示す。構成ユニツト4は、階層の上位
構成ユニツトを経由して転送するパケツト・データを取
出す前判定部分20と階層の下位にある構成ユニツトや本
構成ユニツト4に接続する加入者端末へのパケツト・デ
ータの振り分けを行なう後判定部分21とから成る。第4
図(a)の構成ユニツト4は、第1図の階層最上位より
第2段目のビツト・スイツチの内部接続を示している。
このように構成ユニツトの内部接続が階層の段位により
異なるのは階層の下位の構成ユニツトになるほど前判定
部分での加入者アドレスの判定回数が増加しているた
め、この前判定部分が階層の段位により異なる接続とな
つていることによる。
第4図(b)の構成ユニツトは、第1図な階層最上位
のビツチ・スイツチの内部接続であり、機能的には前判
定部分はなく後判定部分でけで、下位構成ユニツトへの
パケツト・データの振り分けのみを行なう。
のビツチ・スイツチの内部接続であり、機能的には前判
定部分はなく後判定部分でけで、下位構成ユニツトへの
パケツト・データの振り分けのみを行なう。
次に第4図(a)を用いて実際のパケツト・データの
交換方法を説明する。第4図(a)の下方に延びる4経
路のうち、接続回路12に接続する下位段の構成ユニツト
(あるいは、加入者端末でもよい)よりパケツト・デー
タが入力したとする。パケツト・データはまず前判定部
20のビツト・スイツチ22に入りここでこのパケツト・デ
ータがさらに上位の構成ユニツトに宛てたものかを判定
する。すなわち、パケツト・データのヘツダ部分に付与
した加入者アドレスの第1ビツト(最上位ビツト)の0,
1判定を行ない、1のときはさらに上位の構成ユニツト
へパケツト・データを転送するため、ビツト・スイツチ
23を介して接続回線11へ出力する。一方、第1ビツトが
0のときは続いてビツト・スイツチ24で第2ビツトの0,
1判定をし、1のときは同様に本構成ユニツトの上位へ
の転送パケツト・データとしてビツト・スイツチ23を介
して接続回線11へ出力する。第2ビツトが0のパケツト
・データのときは、上位への転送パケツトではないの
で、ビツト・スイツチ24より構成ユニツトの後判定部21
に入力し、ここで本構成ユニツトの下位にある構成ユニ
ツトの4回戦のうち、どれに宛てたパケツト・データか
を判定し転送先を振り分ける。
交換方法を説明する。第4図(a)の下方に延びる4経
路のうち、接続回路12に接続する下位段の構成ユニツト
(あるいは、加入者端末でもよい)よりパケツト・デー
タが入力したとする。パケツト・データはまず前判定部
20のビツト・スイツチ22に入りここでこのパケツト・デ
ータがさらに上位の構成ユニツトに宛てたものかを判定
する。すなわち、パケツト・データのヘツダ部分に付与
した加入者アドレスの第1ビツト(最上位ビツト)の0,
1判定を行ない、1のときはさらに上位の構成ユニツト
へパケツト・データを転送するため、ビツト・スイツチ
23を介して接続回線11へ出力する。一方、第1ビツトが
0のときは続いてビツト・スイツチ24で第2ビツトの0,
1判定をし、1のときは同様に本構成ユニツトの上位へ
の転送パケツト・データとしてビツト・スイツチ23を介
して接続回線11へ出力する。第2ビツトが0のパケツト
・データのときは、上位への転送パケツトではないの
で、ビツト・スイツチ24より構成ユニツトの後判定部21
に入力し、ここで本構成ユニツトの下位にある構成ユニ
ツトの4回戦のうち、どれに宛てたパケツト・データか
を判定し転送先を振り分ける。
具体的には、第4図(a)の下方に延びる4経路のう
ち接続回線12より宛先加入者アドレス〔0100……〕のパ
ケツト・データが入力したとき、前判定部で〔0 100…
…〕の下線部2ビツトを左から右へ判定し、ビツト・ス
イツチ23より上位構成ユニツトに転送される。また、宛
先加入者アドレス〔0010……〕のとき前判定部で〔0 0
10……〕の下線部2ビツトを左から右へ判定し、後判定
部のビツト・スイツチ25へ入力する。次に後判定部で
〔001 0……〕の下線部2ビツトを左から右へ判定し、
加入者アドレス〔0010……〕をもつ加入者端末集合を収
容する下位構成ユニツトへの接続回線10bへ転送を行な
う。
ち接続回線12より宛先加入者アドレス〔0100……〕のパ
ケツト・データが入力したとき、前判定部で〔0 100…
…〕の下線部2ビツトを左から右へ判定し、ビツト・ス
イツチ23より上位構成ユニツトに転送される。また、宛
先加入者アドレス〔0010……〕のとき前判定部で〔0 0
10……〕の下線部2ビツトを左から右へ判定し、後判定
部のビツト・スイツチ25へ入力する。次に後判定部で
〔001 0……〕の下線部2ビツトを左から右へ判定し、
加入者アドレス〔0010……〕をもつ加入者端末集合を収
容する下位構成ユニツトへの接続回線10bへ転送を行な
う。
同様に第4図(b)の最上位構成ユニツトの交換方法
は、下位構成ユニツトに接続する4回線より転送されて
きたパケツト・データのヘツダ部分の加入者アドレスの
第1,2ビツト目を判定し、宛先加入者アドレスが〔0 0
……〕のときは接続回線26、〔0 1……〕のときは接続
回線27、〔1 0……〕のときは接続回線28、〔1 1…
…〕のときは接続回線29に、それぞれパケツト・データ
を転送する。
は、下位構成ユニツトに接続する4回線より転送されて
きたパケツト・データのヘツダ部分の加入者アドレスの
第1,2ビツト目を判定し、宛先加入者アドレスが〔0 0
……〕のときは接続回線26、〔0 1……〕のときは接続
回線27、〔1 0……〕のときは接続回線28、〔1 1…
…〕のときは接続回線29に、それぞれパケツト・データ
を転送する。
次に、以上の動作をするビツト・スイツチの制御方法
とハードウエア概略図を第5図(a),(b)を用いて
説明する。
とハードウエア概略図を第5図(a),(b)を用いて
説明する。
従来のオメガ・ネツトワーク等が各ビツト・スイツチ
(スイツチング素子)にかかる負荷(トラヒツク量)が
平均的であるのに対して、本発明のパケツト網構成方式
は第4図(a)の構成ユニツトの前判定部にあるビツト
・スイツチ23に上位構成ユニツトへの転送パケツトが集
中する等の負荷集中が起こりうる。この負荷集中は上位
構成ユニツトになるほど起こる可能性をもつ。したがつ
て、負荷集中に起因するパケツト・データの閉塞(ブロ
ツキング)やパケツト・データの喪失・誤りといつたデ
ータの信頼性低下を抑止するビツト・スイツチの制御が
必要である。
(スイツチング素子)にかかる負荷(トラヒツク量)が
平均的であるのに対して、本発明のパケツト網構成方式
は第4図(a)の構成ユニツトの前判定部にあるビツト
・スイツチ23に上位構成ユニツトへの転送パケツトが集
中する等の負荷集中が起こりうる。この負荷集中は上位
構成ユニツトになるほど起こる可能性をもつ。したがつ
て、負荷集中に起因するパケツト・データの閉塞(ブロ
ツキング)やパケツト・データの喪失・誤りといつたデ
ータの信頼性低下を抑止するビツト・スイツチの制御が
必要である。
第5図(a)に上記のブロツキングやデータの信頼性
低下に対処可能なビツト・スイツチの制御手順のフロー
チヤートを示す。これは、ビツト・スイツチにFIFO(先
入れ,先出し)バツフアを設け、パケツト転送先の次段
ビツト・スイツチからの転送許可信号を受信するまで、
転送を開始しないハードウエア制御手順を示している。
具体的には、まず、ブロツク30でパケツトを受けとつた
時には、入力側のビツト・スイツチに対してFIFO使用中
の制御信号をオンにし、パケツトの衝突を防止した後、
ブロツク31で宛て先アドレスの決められたビツトが0か
1かを判定する。ブロツク32で、その結果と、結果によ
つて決定する次段のビツト・スイツチのFIFOバツフア空
塞制御線がオフかどうかを見て、両者が成立すなわち、
AND条件が成立する時には、ブロツク33で次段のビツト
・スイツチにパケツトを転送する。もし、次段のビツト
・スイツチのFIFOが空いていない場合は、ループ34にお
いてその状態でパケツトをFIFOに保留し待ちに入る。1
つの多重化したビツト・スイツチ(例えば第4図(a)
の23)に複数のビツト・スイツチ(例えば23に対して22
と24)がFIFO待ちに入つた場合は、ハードウエアのスイ
ツチングでそれらが公平にサービスされるような構成と
しておく。
低下に対処可能なビツト・スイツチの制御手順のフロー
チヤートを示す。これは、ビツト・スイツチにFIFO(先
入れ,先出し)バツフアを設け、パケツト転送先の次段
ビツト・スイツチからの転送許可信号を受信するまで、
転送を開始しないハードウエア制御手順を示している。
具体的には、まず、ブロツク30でパケツトを受けとつた
時には、入力側のビツト・スイツチに対してFIFO使用中
の制御信号をオンにし、パケツトの衝突を防止した後、
ブロツク31で宛て先アドレスの決められたビツトが0か
1かを判定する。ブロツク32で、その結果と、結果によ
つて決定する次段のビツト・スイツチのFIFOバツフア空
塞制御線がオフかどうかを見て、両者が成立すなわち、
AND条件が成立する時には、ブロツク33で次段のビツト
・スイツチにパケツトを転送する。もし、次段のビツト
・スイツチのFIFOが空いていない場合は、ループ34にお
いてその状態でパケツトをFIFOに保留し待ちに入る。1
つの多重化したビツト・スイツチ(例えば第4図(a)
の23)に複数のビツト・スイツチ(例えば23に対して22
と24)がFIFO待ちに入つた場合は、ハードウエアのスイ
ツチングでそれらが公平にサービスされるような構成と
しておく。
以上の制御を行なうビツト・スイツチのハードウエア
ブロツク構成図を第5図(b)に示す。ビツト・スイツ
チは、FIFOバツフア40,ビツト判定・ルート選択回路41,
空塞チエツク回路42,スイツチ・スイツチ制御部43,パケ
ツト送信回路44,パケツト受信回路45より構成する。ス
イツチ制御の時間的要求は、電送速度にもよるが、3Mbp
s程度の電送路で32バイト程度のパケツトを考えると、
パケツトの通過時間は86μsとなる。電送路の効率低下
を10%許容したとして約9μsである。この時間内にパ
ケツトの加入者アドレスを分析し、ルーチング処理とス
イツチ制御を行なうハートウエアは、第5図(b)の回
路をLSI内に組み込むことで可能となる。
ブロツク構成図を第5図(b)に示す。ビツト・スイツ
チは、FIFOバツフア40,ビツト判定・ルート選択回路41,
空塞チエツク回路42,スイツチ・スイツチ制御部43,パケ
ツト送信回路44,パケツト受信回路45より構成する。ス
イツチ制御の時間的要求は、電送速度にもよるが、3Mbp
s程度の電送路で32バイト程度のパケツトを考えると、
パケツトの通過時間は86μsとなる。電送路の効率低下
を10%許容したとして約9μsである。この時間内にパ
ケツトの加入者アドレスを分析し、ルーチング処理とス
イツチ制御を行なうハートウエアは、第5図(b)の回
路をLSI内に組み込むことで可能となる。
第6図は本発明のパケツト網量成方式における構成ユ
ニツト4と既存のパケツト・データ端末10,パケツト交
換機20aおよび電話等の音声通信装置30等の加入者端末
との接続を説明する。すなわち、パケツト・データ端末
10は入力データを本発明によるパケツト・フオーマツト
への組立て、パケツトからデータへの逆組立てを行なう
内部機能を有するため、構成ユニツト4へは直結してい
る。従来のパケツト交換機、例えばCCITT勧告X.25に基
づく交換機2aおよびそれに接続するパケツト端末10へ別
のパケツト交換機(網)2hは、X.25のパケツト・フオー
マツトを入力データとして等価的に交換することで、X.
25加入者端末間パケツト交換や網間接続等を行なうよう
にしている。これはX.25でいうアドレス体系が本発明の
パケツト網構成方式の加入者アドレス体系の外に設定さ
れていることで可能となる。電話等の音声通信装置30は
A/D,D/A変換機やデコーダ,エンコーダ,パケツト組立
て機能等を含む手段7を介して、構成ユニツト4に接続
する。
ニツト4と既存のパケツト・データ端末10,パケツト交
換機20aおよび電話等の音声通信装置30等の加入者端末
との接続を説明する。すなわち、パケツト・データ端末
10は入力データを本発明によるパケツト・フオーマツト
への組立て、パケツトからデータへの逆組立てを行なう
内部機能を有するため、構成ユニツト4へは直結してい
る。従来のパケツト交換機、例えばCCITT勧告X.25に基
づく交換機2aおよびそれに接続するパケツト端末10へ別
のパケツト交換機(網)2hは、X.25のパケツト・フオー
マツトを入力データとして等価的に交換することで、X.
25加入者端末間パケツト交換や網間接続等を行なうよう
にしている。これはX.25でいうアドレス体系が本発明の
パケツト網構成方式の加入者アドレス体系の外に設定さ
れていることで可能となる。電話等の音声通信装置30は
A/D,D/A変換機やデコーダ,エンコーダ,パケツト組立
て機能等を含む手段7を介して、構成ユニツト4に接続
する。
第7図は第1図に示した全体構成図を構成ユニツト内
部のビツト・スイツチの接続も含めた相互関係で示した
ものである。各構成ユニツトに付けたアドレスは、その
構成ユニツトが階層の下位に収容している加入者端末の
加入者アドレスの集合を示している。すなわち、構成ユ
ニツト〔0010〕とは下位に加入者(0010……)(……部
分は任意のビツト長をもつアドレス)を収容しているこ
とを示す。また、構成ユニツト〔φ〕は階層上の最上位
にあり、網の全加入者を収容していることを示してい
る。ただし、以上の構成ユニツトの名称は収容する加入
者アドレスの付け方に制限を与えるものではない。(加
入者アドレスを任意の長さにすることができるからであ
る。) いま、第7図を用いてパケツト交換の全体動作を説明
する。例えば、加入者アドレス(000000)の加入者71が
加入者72(000011)にパケツトを送出する動作を考え
る。加入者アドレス(000000)に接続する構成ユニツト
4のビツト・スイツチL0段は宛先加入者アドレスの最上
位1ビツトが(000011)であるので、判定0のビツト
・スイツチL1段にパケツトを出力する。次にL1段ビツト
・スイツチを最上位より、2ビツト目が(000011)で
あるので、判定0のビツト・スイツチL2段にパケツトを
出力する。以下同様に、順次3ビツト目,4ビツト目を判
定し、判定結果に従つて次段のビツト・スイツチにパケ
ツトを出力していく。そして、6ビツト長の上記の加入
者アドレスは最低5段のビツト・スイツチを経て、宛先
加入者は転送することができる。
部のビツト・スイツチの接続も含めた相互関係で示した
ものである。各構成ユニツトに付けたアドレスは、その
構成ユニツトが階層の下位に収容している加入者端末の
加入者アドレスの集合を示している。すなわち、構成ユ
ニツト〔0010〕とは下位に加入者(0010……)(……部
分は任意のビツト長をもつアドレス)を収容しているこ
とを示す。また、構成ユニツト〔φ〕は階層上の最上位
にあり、網の全加入者を収容していることを示してい
る。ただし、以上の構成ユニツトの名称は収容する加入
者アドレスの付け方に制限を与えるものではない。(加
入者アドレスを任意の長さにすることができるからであ
る。) いま、第7図を用いてパケツト交換の全体動作を説明
する。例えば、加入者アドレス(000000)の加入者71が
加入者72(000011)にパケツトを送出する動作を考え
る。加入者アドレス(000000)に接続する構成ユニツト
4のビツト・スイツチL0段は宛先加入者アドレスの最上
位1ビツトが(000011)であるので、判定0のビツト
・スイツチL1段にパケツトを出力する。次にL1段ビツト
・スイツチを最上位より、2ビツト目が(000011)で
あるので、判定0のビツト・スイツチL2段にパケツトを
出力する。以下同様に、順次3ビツト目,4ビツト目を判
定し、判定結果に従つて次段のビツト・スイツチにパケ
ツトを出力していく。そして、6ビツト長の上記の加入
者アドレスは最低5段のビツト・スイツチを経て、宛先
加入者は転送することができる。
次に、同じ加入者71(000000)が加入者73(001110)
にパケツトを送出する動作を考える。この場合は、前例
と同一経路で構成ユニツト40〔0000〕のビツト・スイツ
チL2段までパケツトが転送される。ここで宛先加入者ア
ドレスの3ビツト目(001110)を判定し、パケツトの
宛先が構成ユニツト40〔0000〕の自己の収容する加入者
端末でないことを判定する。その結果、上位の構成ユニ
ツト44〔00〕にパケツトを出力し、その前判定部で再
度、自己の収容する加入者端末(00……)に宛先加入者
があるかどうかを判定する。すなわち、パケツト・ヘツ
ダ部の最上位から4ビツトで、構成ユニツト40〔000
0〕,41〔0001〕,42〔0010〕,43〔0011〕に宛先加入者が
収容されているかを順次判定し、収容されている時には
該当する構成ユニツトの後判定部へ、収容されていない
時には、さらに上位の構成ユニツト4UU〔φ〕にパケツ
トを出力する。このように、各構成ユニツトの前判定部
で自己の収容する加入者が宛先加入者であるかを判定
し、宛先加入者がない時には階層上位の構成ユニツトの
前判定部にパケツトを転送し、再度宛先加入者の有無を
判定する。そして、ある構成ユニツトで宛先加入者が見
つかつた時には、構成ユニツトの後判定部で宛先加入者
を収容する階層下位の構成ユニツトを判別し、順次下位
の構成ユニツトの後判定部を経て、宛先加入者を決定す
る。
にパケツトを送出する動作を考える。この場合は、前例
と同一経路で構成ユニツト40〔0000〕のビツト・スイツ
チL2段までパケツトが転送される。ここで宛先加入者ア
ドレスの3ビツト目(001110)を判定し、パケツトの
宛先が構成ユニツト40〔0000〕の自己の収容する加入者
端末でないことを判定する。その結果、上位の構成ユニ
ツト44〔00〕にパケツトを出力し、その前判定部で再
度、自己の収容する加入者端末(00……)に宛先加入者
があるかどうかを判定する。すなわち、パケツト・ヘツ
ダ部の最上位から4ビツトで、構成ユニツト40〔000
0〕,41〔0001〕,42〔0010〕,43〔0011〕に宛先加入者が
収容されているかを順次判定し、収容されている時には
該当する構成ユニツトの後判定部へ、収容されていない
時には、さらに上位の構成ユニツト4UU〔φ〕にパケツ
トを出力する。このように、各構成ユニツトの前判定部
で自己の収容する加入者が宛先加入者であるかを判定
し、宛先加入者がない時には階層上位の構成ユニツトの
前判定部にパケツトを転送し、再度宛先加入者の有無を
判定する。そして、ある構成ユニツトで宛先加入者が見
つかつた時には、構成ユニツトの後判定部で宛先加入者
を収容する階層下位の構成ユニツトを判別し、順次下位
の構成ユニツトの後判定部を経て、宛先加入者を決定す
る。
宛先加入者73(001110)の例にもどると、構成ユニツ
ト4U〔00〕の前判定部は上位4ビツトの判定結果から、
構成ユニツト43〔0011〕にパケツトを転送し、その後判
定部で上位5,6ビツト(00111 0)を判定して宛先加入
者73(001110)にパケツトを転送することになる。
ト4U〔00〕の前判定部は上位4ビツトの判定結果から、
構成ユニツト43〔0011〕にパケツトを転送し、その後判
定部で上位5,6ビツト(00111 0)を判定して宛先加入
者73(001110)にパケツトを転送することになる。
本発明によるパケツト網構成方式の上記実施例によれ
ば、構成ユニツトに宛先加入者が自己の収容する加入者
に存在しない時に1階層だけ上位の構成ユニツトにパケ
ツトを転送し以後の宛先加入者判定をゆだねる前判定部
と、宛先加入者が自己の収容する加入者に存在する時
に、宛先加入者または、宛先加入者を収容する下位構成
ユニツトを判別し、最終的に宛先加入者を決定してそこ
にパケツトを転送する後判定部を設けたことにより、例
えば、近接地域へのトラヒツクが多い電話等には、従来
のオメガ・ネツトワークのようにどの宛先加入者にも同
数の判定・スイツチングを行ない転送する網構成方式に
比べて、経由する構成ユニツト数が少なくなり、判定・
スイツチング回数を減らすことができ、転送遅延を小さ
くすることができる。また、宛先加入者を識別する加入
者アドレスの桁数,定義方法には制限がなく、構成ユニ
ツトの追加や構成変更が加入者アドレスの桁数の増加、
定義の変更だけによつて容易に可能である。
ば、構成ユニツトに宛先加入者が自己の収容する加入者
に存在しない時に1階層だけ上位の構成ユニツトにパケ
ツトを転送し以後の宛先加入者判定をゆだねる前判定部
と、宛先加入者が自己の収容する加入者に存在する時
に、宛先加入者または、宛先加入者を収容する下位構成
ユニツトを判別し、最終的に宛先加入者を決定してそこ
にパケツトを転送する後判定部を設けたことにより、例
えば、近接地域へのトラヒツクが多い電話等には、従来
のオメガ・ネツトワークのようにどの宛先加入者にも同
数の判定・スイツチングを行ない転送する網構成方式に
比べて、経由する構成ユニツト数が少なくなり、判定・
スイツチング回数を減らすことができ、転送遅延を小さ
くすることができる。また、宛先加入者を識別する加入
者アドレスの桁数,定義方法には制限がなく、構成ユニ
ツトの追加や構成変更が加入者アドレスの桁数の増加、
定義の変更だけによつて容易に可能である。
パケツト交換処理速度に関しては、従来のパケツト・
ヘツダ部分からのパケツト種別の判定や呼制御を行なう
ソフトウエア処理方式に比べ、パケツト・ヘツダ部分の
ビツト判定をハードウエアにより実行することで、交換
経路が高速に一意的に決定し、パケツト・データの到着
の逆転時に必要な順序制御等の呼制御ソフトウエア処理
を省くことができる。
ヘツダ部分からのパケツト種別の判定や呼制御を行なう
ソフトウエア処理方式に比べ、パケツト・ヘツダ部分の
ビツト判定をハードウエアにより実行することで、交換
経路が高速に一意的に決定し、パケツト・データの到着
の逆転時に必要な順序制御等の呼制御ソフトウエア処理
を省くことができる。
本発明によればパケツト交換モジユールの階層化の段
数、またはパケツト交換モジユールの内のビツト・スイ
ツチの段数を容易に増やすことができるので拡張性に富
むネツトワークを構成することができる。また、ビツト
・スイツチの制御からネツトワーク呼制御を省略し、ハ
ードウエア・フアームウエアによるパケツト転送を行な
つているので従来の104パケツト/秒の処理能力に対し
て、106パケツト/秒の処理能力を有することが可能と
なる。
数、またはパケツト交換モジユールの内のビツト・スイ
ツチの段数を容易に増やすことができるので拡張性に富
むネツトワークを構成することができる。また、ビツト
・スイツチの制御からネツトワーク呼制御を省略し、ハ
ードウエア・フアームウエアによるパケツト転送を行な
つているので従来の104パケツト/秒の処理能力に対し
て、106パケツト/秒の処理能力を有することが可能と
なる。
第1図は本発明によるパケツト交換装置の一実施例を示
すの全体構成図、第2図は第1図の構成ユニツトの概略
構成図、第3図は構成ユニツトの交換機能を実現するビ
ツト・スイツチの構成図、第4図(a)は構成ユニツト
の内部のビツト・スイツチの接続構成図、第4図(b)
は階層最上位の構成ユニツトの内部のビツト・スイツチ
の接続構成図、第5図(a)はビツト・スイツチにおけ
るパケツト・データ転送制御手順のフローチヤート、第
5図(b)はビツト・スイツチのハードウエア概略図、
第6図は構成ユニツトと加入者端末の接続関係図、第7
図は本発明の網構成方式のパケツト交換全体動作説明図
である。
すの全体構成図、第2図は第1図の構成ユニツトの概略
構成図、第3図は構成ユニツトの交換機能を実現するビ
ツト・スイツチの構成図、第4図(a)は構成ユニツト
の内部のビツト・スイツチの接続構成図、第4図(b)
は階層最上位の構成ユニツトの内部のビツト・スイツチ
の接続構成図、第5図(a)はビツト・スイツチにおけ
るパケツト・データ転送制御手順のフローチヤート、第
5図(b)はビツト・スイツチのハードウエア概略図、
第6図は構成ユニツトと加入者端末の接続関係図、第7
図は本発明の網構成方式のパケツト交換全体動作説明図
である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菅野 実 横浜市戸塚区戸塚町216番地 株式会社 日立製作所戸塚工場内 (72)発明者 堀木 晃 横浜市戸塚区戸塚町216番地 株式会社 日立製作所戸塚工場内 (56)参考文献 特開 昭61−257041(JP,A) 特開 昭60−232743(JP,A)
Claims (2)
- 【請求項1】加入者装置または更に下位の基本交換モジ
ュールと接続しパケット交換を行うための複数対の入出
力線を収容する複数の基本交換モジュールが木構造に階
層化されて接続されたパケット交換装置であって、 最上位層の基本交換モジュールを除く上記各基本交換モ
ジュールが、自モジュールに収容される複数の入力線お
よび上位層の基本交換モジュールに収容される入力線に
接続された前判定部と、自モジュールに収容される複数
の出力線および上位層の基本交換モジュールに収容され
る出力線に接続された後判定部とを有し、 前記前判定部が、上記複数の入力線から入力されたパケ
ットを、それぞれの宛先情報の当該基本交換モジュール
が属する階層に対応する宛先情報の部分の値に応じて当
該パケットの宛先の加入者装置を当該基本交換モジュー
ルの下位に収容するかを判定し、当該パケットの宛先の
加入者装置を当該基本交換モジュールの下位に収容する
場合には上記後判定部に出力するとともに、当該パケッ
トの宛先の加入者装置を当該基本交換モジュールの下位
には収容しない場合には当該基本モジュールの1つ上位
層の基本交換モジュールの入力線に出力し、 上記後判定部が、上記前判定部および当該基本交換モジ
ュールの1つ上位層の基本交換モジュールの出力線から
入力されたパケットを、それぞれの宛先情報の当該基本
交換モジュールが属する階層に対応する宛先情報の部分
の値に応じて、当該パケットの宛先の加入者装置または
当該加入者装置を収容する下位の基本交換モジュールに
対応する出力線に出力することを特徴とする階層化され
た複数の基本モジュールからなるパケット交換装置。 - 【請求項2】前記最上位の基本交換モジュールが、前記
複数の入力線から入力されたパケットを、それぞれの宛
先情報の当該最上位の階層に対応する宛先情報の部分の
値に応じた出力線に出力することを特徴とする第1項に
記載のパケット交換装置。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14146387A JP2613215B2 (ja) | 1987-06-08 | 1987-06-08 | パケット交換装置 |
US07/194,044 US4876681A (en) | 1987-05-15 | 1988-05-13 | Packet switching equipment and a packet switching method for controlling packet switched networks |
CA000566796A CA1292054C (en) | 1987-05-15 | 1988-05-13 | Packet switching equipment and a packet switching method for controlling packet switched networks |
EP88107743A EP0291079B1 (en) | 1987-05-15 | 1988-05-13 | Apparatus for controlling packet switched networks |
DE3851084T DE3851084D1 (de) | 1987-05-15 | 1988-05-13 | Vorrichtung zur Steuerung von Paketvermittlungsnetzen. |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14146387A JP2613215B2 (ja) | 1987-06-08 | 1987-06-08 | パケット交換装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63305643A JPS63305643A (ja) | 1988-12-13 |
JP2613215B2 true JP2613215B2 (ja) | 1997-05-21 |
Family
ID=15292469
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14146387A Expired - Lifetime JP2613215B2 (ja) | 1987-05-15 | 1987-06-08 | パケット交換装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2613215B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7058062B2 (en) | 1986-09-16 | 2006-06-06 | Hitachi, Ltd. | Packet switching system having self-routing switches |
US6005867A (en) * | 1986-09-16 | 1999-12-21 | Hitachi, Ltd. | Time-division channel arrangement |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60232743A (ja) * | 1984-05-01 | 1985-11-19 | Agency Of Ind Science & Technol | スイツチング・ネツトワ−ク |
JPS61257041A (ja) * | 1985-05-10 | 1986-11-14 | Mitsubishi Electric Corp | 階層型交換システムのパケツト交換方式 |
-
1987
- 1987-06-08 JP JP14146387A patent/JP2613215B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS63305643A (ja) | 1988-12-13 |
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