JP2856265B2 - 多段非同期転送モードスイッチにおけるパス張替え方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 目次 概要 産業上の利用分野 従来の技術 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段 作用 実 施 例 発明の効果 概要 多段非同期転送モードスイッチにおけるパス張替え方
法に関し、 内部輻輳等に対応したパスの張り替えを行う場合に、
入力セルの順序変更なしに、パスの張り替えを行うこと
ができる多段非同期転送モードスイッチにおけるパス張
替え方法を提供することを目的とし、 非同期多重化伝送におけるセルの方路振り分けを行
う、縦横にＮ本の信号線を有するＮ×Ｎの完全線群構成
のスイッチを、縦に複数個配列してスイッチ群を構成
し、該スイッチ群を横に複数配置し、かつ各々の群間を
信号ラインで接続して構成した多段スイッチにおけるパ
ス張替え方法において、前記多段スイッチに、パス張り
替え命令によって新規パスを定義付け、該多段スイッチ
の従来パスを伝送する最後の情報となるセルの直後にエ
ンドフラグEFを伝送し、該新規パスを最初に伝送するセ
ルの先頭にスタートフラグSFを伝送し、該多段スイッチ
の最終段となるスイッチ群の新規パスの張られたスイッ
チが、該スタートフラグSFを先に受信した場合、該スイ
ッチが該エンドフラグEFを受信するまでは、該新規パス
を介して送られてくる前段スイッチ群からのセルを記憶
手段に記憶しながら、従来パスを伝送するセルを当該ス
イッチの出力ポートへ出力し、該スイッチが該エンドフ
ラグEFを受信すると、該記憶手段に記憶されたセルを読
み出し、この読み出されたセルと、該読み出されたセル
のパス番号と異なる番号を有する該新規パスを介して送
られてくるセルとを、交互に該出力ポートへ出力し、該
記憶手段に記憶されたセルの出力が終了すると、該新規
パスを介して送られてくるセルを該出力ポートへ出力す
るように構成する。

産業上の利用分野 本発明は、多段非同期転送モードスイッチにおけるパ
ス張替え方法に関する。

近年、広帯域ISDN（Integrated Services Digital Ne
twork）の基盤技術として期待されるATM（Asynchronous
Transfer Mode）伝送方式の研究開発が盛んに行われて
いる。このATM伝送方式（非同期多重化伝送方式）は、
情報をセルと呼ばれる固定長53バイト（ヘッダ;5バイ
ト、情報フィールド;48バイト）のブロックに分割し、
高速に多重化／交換する技術であり、伝送速度2.4Gb/s
の高速通信を可能にしている。

また、同伝送方式においては、ATMセル単位で方路変
換を行うATMクロスコネクト〔ATMスイッチ（非同期転送
モードスイッチ）〕が適用されている。このATMスイッ
チは、回路規模縮小等の理由で多段スイッチ構成が採用
される場合がある。この多段スイッチ構成において、パ
スの容量増大時等において内部輻輳が予想される場合、
セル順序を保存しながら、必要に応じてパスの張り替え
を行うためのアルゴリズムと、それを実現するためのス
イッチ構成方法が要求されている。

従来の技術 学会・論文等で発表されている大規模なATMスイッチ
の構成は、多段スイッチ構成のものが多い。例えば３段
ATMスイッチがそうである。

この３段スイッチの構成例を第４図に示す。図中、1a
〜1c、2a〜2c及び3a〜3cは、ATMクロスポイントバッフ
ァ型スイッチである。この各スイッチ1a〜3cは、セルが
入力される第１〜第８入力ポートと、セルが出力される
第１〜第８出力ポートと、各入力ポート及び出力ポート
に接続される縦横８本ずつの信号ラインと、縦横の信号
ラインが交差する位置に、各入力ポートを介して順次入
力されるセルを一旦保持して入力順に出力するバッファ
とを具備して、８×８の完全線群に構成されている。

また、３段スイッチの構成は、図示するように第１段
目に、スイッチ1a〜1cが縦に配置され、２段目にスイッ
チ2a〜2cが縦に配置され、３段目にスイッチ3a〜3cが縦
に配置されており、第１段目、第２段目及び第３段目の
各スイッチが、その入出力ポートを介して複数のバーチ
ャルパスを有する接続用伝送路によって接続されてい
る。この接続は、第１段目と第２段目において、１段目
のスイッチ1aの第１出力ポートが、２段目のスイッチ2a
の第１入力ポートに接続され、スイッチ1aの第２出力ポ
ートが、スイッチ2bの第１入力ポートに接続され、スイ
ッチ1aの第３出力ポートが、スイッチ2cの第１入力ポー
トに接続されており、また、１段目のスイッチ1bの第１
出力ポートが２段目のスイッチ2aの第２入力ポートに、
スイッチ1bの第２出力ポートがスイッチ1bの第２入力ポ
ートに、スイッチ1bの第３出力ポートがスイッチ2cの第
２入力ポートにそれぞれ接続されており、更に、１段目
のスイッチ1cの第１出力ポートが２段目のスイッチ2aの
第３入力ポートに、スイッチ1cの第２出力ポートがスイ
ッチ2bの第３入力ポートに、スイッチ1cの第３出力ポー
トがスイッチ1cの第３入力ポートにそれぞれ接続されて
いる。

第２段目と第３段目においては、第１段目と第２段目
の接続と同様な接続が行われている。

このような構成によれば、図示せぬ伝送路／局内イン
タフェースから送出されるセルを第１段目のスイッチの
入力ポートを介して入力し、任意のパスを経由させなが
ら各スイッチで方路変更を行い、３段目のスイッチから
伝送路／局内インタフェースへ出力させることができ
る。但し、セルの通過するパスは予め設定しておく。

また、上述では、各段に３つのスイッチが縦に配列さ
れた場合の構成を説明したが、８×８のスイッチを用い
た場合には、縦に８つのスイッチを配列し、これを横に
第１〜第３と並べて構成することが可能である。つま
り、多段スイッチ構成は、規模の限界を考慮しなければ
Ｎ×Ｎのスイッチを、縦にＮ配列したものを、横にＮ配
列して構成することができる。

発明が解決しようとする課題 ところで、上述したような多段スイッチ構成において
は、内部輻輳が予想される場合等に、スイッチ内パスの
張り替えを行う必要が生じるが、これは入力セルの順序
が変更されないパスの張り替えでなければならない。し
かし、このようなパスの張り替えを行う有効な方法は、
各所で研究段階にある。

本発明は、このような点に鑑みてなされたものであ
り、内部輻輳等に対応したパスの張り替えを行う場合
に、入力セルの順序変更なしに、パスの張り替えを行う
ことができる多段非同期転送モードスイッチにおけるパ
ス張替え方法を提供することを目的としている。

課題を解決するための手段 第１図は本発明の原理図である。

この図は、多段非同期転送モードスイッチの構成を示
すものである。この多段非同期転送モードスイッチは、
非同期多重化伝送におけるセルの方路振り分けを行う、
縦横にＮ本の信号線を有するＮ×Ｎの完全線群構成のス
イッチ20a〜20c,21a〜21c,22a〜22cを、縦に複数個配列
して各スイッチ群20,21,22を構成し、このスイッチ群2
0,21,22を横に複数配置し、かつ各々の群20,21,22を信
号ラインで接続して構成したものである。

但し、最終段のスイッチ群22の各スイッチ22a〜22c
は、当該スイッチ22a〜22cの入力ポートを介して入力さ
れるセルを記憶する記憶手段を有する拡張出力部と、記
憶手段に記憶されたセルを当該スイッチ22a〜22cのどの
出力ポートに出力させるかを選択する選択手段と、選択
手段からの出力セルを一旦保持するバッファと、記憶手
段の空きセル容量を監視すると共に、記憶されたセルの
読み出して選択手段へ出力し、且つ該選択手段による出
力ポートの選択を制御する制御手段とを具備して構成さ
れている。

作用 上述した本発明によれば、例えば内部輻輳等に対応し
たパスの張り替えを行う場合に、まず、多段非同期転送
モードスイッチ（多段スイッチ）に、パス張り替え命令
によって新規パス31が定義付けられる。

この多段スイッチの従来パス30を伝送する最後の情報
となるセルの直後にはエンドフラグEFが伝送され、新規
パス31を最初に伝送するセルの先頭にはスタートフラグ
SFが伝送される。

そして、多段スイッチの最終段となるスイッチ群22の
新規パス31の張られたスイッチ22bが、スタートフラグS
Fを先に受信した場合、スイッチ22bがエンドフラグEFを
受信するまでは、新規パス31を介して送られてくる前段
スイッチ群21からのセルが記憶手段に記憶されながら、
従来パス30を伝送するセルが当該スイッチ22bの出力ポ
ートへ出力される。

スイッチ22bがエンドフラグEFを受信すると、記憶手
段に記憶されたセルが読み出され、この読み出されたセ
ルのパス番号と異なる番号を有する新規パス31を介して
送られてくるセルと、記憶手段の読み出されたセルと
が、交互に当該スイッチ22bの出力ポートへ出力され
る。

記憶手段に記憶されたセルの出力が終了すると、新規
パス31を介して送られてくるセルが、当該スイッチ22b
の出力ポートへ出力される。

従って、新規パスの張り替え時に、スイッチ22bの入
力ポートを介して入力されるセルの順序が入れ代わるこ
とがない。

実 施 例 以下、図面を参照して本発明の一実施例について説明
する。

第２図は本発明の一実施例による３段ATMスイッチの
構成図である。

この図において、第１段目のスイッチは、第４図に示
す従来例で説明した８×８のクロスポイントバッファ型
スイッチ1a〜1cがそれぞれ基本架＃１〜３に収容されて
構成されており、第２段目のスイッチは、８×８のクロ
スポイントバッファ型スイッチ2a〜2cがそれぞれ接続架
に収容されて構成されている。また、第３段目のスイッ
チは、本発明の特徴要素である第３図に示す拡張入力部
５と拡張出力部６とが設けられた８×８のクロスポイン
トバッファ型スイッチ4a,4b,4cが、それぞれ接続架に収
容されて構成されている。第３図については後述する。

また、第２図示の第１〜第３段目のスイッチは、第４
図の従来例で説明したように接続されている。

次に、このような構成の３段ATMスイッチにおけるパ
ス張替え方法について説明する。

このパスの張り替えは、バーチャルパス容量変更時
に、３段ATMスイッチ内で輻輳が予想される場合等に実
施されるものであり、従来できなかった入力セルの順序
を保証しながら張り替えを行うものである。

以下、このパス張り替え手順について説明する。

局内の監視・制御系より、パス張り替えの指令を各架
（各スイッチ1a〜4c）に伝える。

パス張り替え元のスイッチ1aは、従来のパス７に送出
されるセルの最後に、エンドフラグを表すOAMセル（監
視制御用セル）EFを送出する。（以降このエンドフラグ
を表すOAMセルEFを単にエンドフラグEFと呼ぶ。） これと同時に、新しいルーティングパス８に、スター
トフラグを表すOAMセルEFを送出する。（以降このスタ
ートフラグを表すOAMセルSFを単にスタートフラグSFと
呼ぶ。）スタートフラグSF送出後は、新規パス８に情報
セルを送出する。

スタートフラグSFを受信したスイッチ2aは、新しいル
ーティングテーブルに従って、引き続き到来するセルを
流し始める。スタートフラグSFは、そのまま新規パス８
を介してスイッチ4bを伝送される。

エンドフラグEFを受信したスイッチ2cは、新しいルー
ティングテーブルに従ってセルを送出する。エンドフラ
グEFはそのまま従来パス７を介してスイッチ4bへ伝送さ
れる。

従来パス７によって受信したセルを所望の伝送路／局
内インタフェースへ送出していたスイッチ4bは、エンド
フラグEF及びスタートフラグSFの到来を待っているが、
このスイッチ4bにおいては、エンドフラグEF及びスター
トフラグSFの受信時刻の違いに応じて以下に述べる２つ
の状態に対処する。

ここで、スイッチ4bの構成及び機能について第３図を
参照して述べておく。但し、最終段となる第３段目の各
スイッチ4a〜4cは何れも同構成、同機能となっている。

上述でも示した拡張出力部６は、共有メモリ10を有し
ており、新規パスを介してスイッチ2aから伝送されてく
る所望のセルが書き込まれて記憶されるようになってい
る。この制御は制御回路11で行われる。この制御回路11
は、共有メモリ10の容量を空きセル容量信号によって監
視している他、読み出し制御信号によって、メモリ10に
記憶されたセルを読み出して、セレクタ12へ送出する。
拡張入力部５は、そのセレクタ12と拡張入力用バッファ
13,13,…とを有しており、メモリ10からのセルを、制御
回路11の出力ポート制御信号によって制御されるセレク
タ12によって、どの信号ライン14,14,…を介して送出す
るのかを決める。これによってその選択された信号ライ
ン14に配置されるバッファ13にセルが保持される。そし
て、バッファ13に保持されたセルと、クロスポイントバ
ッファ型スイッチの従来からの構成要素である各バッフ
ァ15のセルとが、２段スキップポーリングによって交互
に選択されて出力されるようになっている。

また、拡張出力部６の共有メモリ６の代わりに、例え
ば破線枠10aで示す位置に、各信号ラインにそれぞれバ
ッファメモリを設けてもよい。

次に、前述した２つの状態の説明を行う。１つ目の状
態は、スイッチ4bがエンドフラグEFを先に受信した場合
である。

この場合、スイッチ4bには、エンドフラグEF、スター
トフラグSFの順に入力される。スイッチ4bには、新規ル
ーティングパス（新パス）８を介してスイッチ2aから伝
送されてくるセルを受け入れるために、入力ポートのVP
I（Virtual Path Indicator）変換部17に新しいバーチ
ャルパステーブルが準備されている。このエンドフラグ
EFによって従来パス（旧パス）７による通信が終了した
ことを確認すると、スタートフラグSF到来後の新パス８
を介して伝送されてくるセルに対して、新しいバーチャ
ルパステーブルに基づいてルーティング処理を行う。こ
れによって新パス８を介して到来するセルが方路変換さ
れて所望の伝送路／局内インタフェースへ出力されるよ
うになる。

２つ目の状態は、スイッチ4bがスタートフラグSFを先
に受信した場合である。

この場合、まだ旧パス７による通信が完了していない
ので、スイッチ4bはエンドフラグEFが到着するまで、新
パス８を介してスイッチ2aから送られてくるセルを、共
有メモリ10に書き込んで記憶する。そして、エンドフラ
グEFが到着すると、旧パス７による通信が完了し、制御
回路11の制御によって、共有メモリ10に記憶されたセル
が読み出される。この読み出しが行われたセルは、セレ
クタ12によって選択されたライン14のバッファ13に順次
保持され、この保持されたセルと、スイッチ2aから送ら
れてくるセルとが、２段スキップポーリングによって選
択されて出力される。ところで、その２段スキップポー
リングによる場合、共有メモリ10に記憶されたセルがス
タートフラグSF到着以降、スイッチ4bで先に受信された
ものであることに鑑みれば、旧パス７による通信完了以
後、新パス８を介して到着するセルは、メモリ10に記憶
されたセルよりも後に出力されなければならない。但
し、これは、バーチャルパスの番号が同様なセルの場合
にのみ限定されることであり、バーチャルパスの番号が
異なるセルに関しては、その限りではない。

即ち、２段スキップポーリングでは、先ず、拡張入力
用バッファ13が先に選択されてセルが出力され、次にバ
ッファ15が選択され、この際にメモリ10に記憶されたセ
ルのバーチャルパス番号と異なる番号のセルの保持され
たバッファ15であればそのセルが出力され、同番号のセ
ルが保持されたバッファ15であれば、そのセルは出力さ
れない。そして、再びバッファ13が選択される。以降メ
モリ10に記憶されたセルが無くなるまで、このようなバ
ッファ13と15との選択動作が順次繰り返される。メモリ
10のセルが無くなるとスイッチ2aから新パス８を介して
送られてくるセルが順次出力される。

ところで、上述した共有メモリ10のセルを出力させる
場合は、バーチャルパス番号を考慮してセルを出力する
ものであるが、先に共有メモリ10の全てのセルを出力さ
せ、この後で、新パス８を介して送られてくるスイッチ
2aからのセルを出力させるようにしても良い。

以上説明したパス張替え方法によれば、入力セルの順
序を保証しながら従来（旧）パス７から新規パス８への
張り替えを実現することができる。

発明の効果 以上説明したように、本発明によれば、内部輻輳等に
対応したパスの張り替えを行う場合に、入力セルの順序
変更なしに、パスの張り替えを行うことができる効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理図、 第２図は本発明の一実施例による３段ATMスイッチの構
成図、 第３図は第２図に示す第３段目の各スイッチの構成を説
明するための図、 第４図は従来の３段ATMスイッチの構成図である。 20〜21……スイッチ群、 20a〜20c,21a〜21c,22a〜22c……Ｎ×Ｎスイッチ、 30……従来パス、 31……新規パス、 SF……スタートフラグ、 EF……エンドフラグ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H04L 12/28,12/56

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】非同期多重化伝送におけるセルの方路振り
   分けを行う、縦横にＮ本の信号線を有するＮ×Ｎの完全
   線群構成のスイッチ（20a〜20c,21a〜21c,22a〜22c）
   を、縦に複数個配列してスイッチ群（20,21,22）を構成
   し、該スイッチ群（20,21,22）を横に複数配置し、かつ
   各々の群（20,21,22）間を信号ラインで接続して構成し
   た多段非同期転送モードスイッチにおけるパス張替え方
   法において、 前記多段非同期転送モードスイッチに、パス張り替え命
   令によって新規パス（31）を定義付け、 該多段非同期転送モードスイッチの従来パス（30）を伝
   送する最後の情報となるセルの直後にエンドフラグ（E
   F）を伝送し、 該新規パス（31）を最初に伝送するセルの先頭にスター
   トフラグ（SF）を伝送し、 該多段非同期転送モードスイッチの最終段となるスイッ
   チ群（22）の新規パス（31）の張られたスイッチ（22
   b）が、該スタートフラグ（SF）を先に受信した場合、
   該スイッチ（22b）が該エンドフラグ（EF）を受信する
   までは、該新規パス（31）を介して送られてくる前段ス
   イッチ群（21）からのセルを記憶手段に記憶しながら、
   従来パス（30）を伝送するセルを当該スイッチの（22
   b）出力ポートへ出力し、 該スイッチ（22b）が該エンドフラグ（EF）を受信する
   と、該記憶手段に記憶されたセルを読み出し、この読み
   出されたセルと、該読み出されたセルのパス番号と異な
   る番号を有する該新規パス（31）を介して送られてくる
   セルとを、交互に該出力ポートへ出力し、 該記憶手段に記憶されたセルの出力が終了すると、該新
   規パス（31）を介して送られてくるセルを該出力ポート
   へ出力するようにしたことを特徴とする多段非同期転送
   モードスイッチにおけるパス張替え方法。
2. 【請求項２】前記最終段となるスイッチ群（22）の新規
   パス（31）の張られたスイッチ（22b）が前記エンドフ
   ラグ（EF）を受信した場合に、前記記憶手段に記憶され
   た全てのセルを先に当該スイッチ（22b）の出力ポート
   へ出力した後で、前記新規パス（31）を介して送られて
   くるセルを該出力ポートへ出力するようにしたことを特
   徴とする請求項１記載の多段非同期転送モードスイッチ
   におけるパス張替え方法。
3. 【請求項３】前記最終段のスイッチ群（22）の各スイッ
   チ（22a〜22c）に、当該スイッチ（22a〜22c）の入力ポ
   ートを介して入力されるセルを記憶する記憶手段（10）
   を有する拡張出力部（６）と、該記憶手段（10）に記憶
   されたセルを当該スイッチ（22a〜22c）のどの出力ポー
   トに出力させるかを選択する選択手段（12）と、該選択
   手段（12）からの出力セルを一旦保持するバッファ（1
   3）と、該記憶手段（10）の空きセル容量を監視すると
   共に、記憶されたセルを読み出して該選択手段（12）へ
   出力し、且つ該選択手段（12）による出力ポートの選択
   を制御する制御手段（11）とを具備したことを特徴とす
   る請求項１又は２記載の多段非同期転送モードスイッチ
   におけるパス張替え方法。
4. 【請求項４】前記スイッチ（22b）に前記エンドフラグ
   （EF）が前記スタートフラグ（SF）よりも先に到着した
   場合、前記従来パス（30）による通信の終了を確認した
   後、該スイッチ（22b）に該スタートフラグ（SF）の到
   着以降、前記新パス（31）を介して伝送されてくるセル
   を、前記記憶手段を介すことなく、所望の出力ポートに
   出力させるようにしたことを特徴とする請求項１記載の
   多段非同期転送モードスイッチにおけるパス張替え方
   法。