JP2894442B2 - 可変長ショートセル・スイッチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタル自動車
電話システムや携帯電話システムのような移動体通信シ
ステムなどに見られるＡＴＭ（Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕ
ｓ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｍｏｄｅ）通信において低速音
声通信などに用いられる可変長のショートセルのスイッ
チングを行う可変長ショートセルスイッチに関する。

【０００２】

【従来の技術】ＡＴＭ通信において、低速音声（低速音
声とは、６４Ｋｂｐｓの音声信号を圧縮することにより
作られた３２Ｋｂｐｓ、１６Ｋｂｐｓ、８Ｋｂｐｓなど
の低速な圧縮音声信号をいう）などで大きくなりがちな
遅延を低く抑制するため、この低速音声信号をセルより
長さが短い可変長のショートセルとして扱うことがある
が既存のＡＴＭスイッチは可変長のショートセルをその
ままスイッチングできないため、１つのショートセルを
１つのＡＴＭセルのペイロードに収容し、ペイロードの
残りの部分はダミーのパディングを挿入するパーシャル
フィルや、複数の同一相手先のショートセルを１つのＡ
ＴＭセルのペイロードに多重し、ＡＴＭスイッチングを
行う方法などがある。

【０００３】図７は例えば、特開平５−３０１３１号公
報に示されている従来のバス型セルスイッチの構成を示
すブロック図であり、このバス形セルスイッチは固定長
のパケットであるセルをスイッチングするものである。
図７において、１０１はセルが乗り合うセルバス、２０
１はセルバス上のセルの入出力を制御するセルバス制御
部、３０１〜３０ｎは回線・端末インタフェース部、５
１はセルのスイッチングを行うセルスイッチ回路、６は
インタフェース処理回路、７は外部インタフェースであ
る。

【０００４】次に、図７に示した従来のバス型セルスイ
ッチの動作について説明する。複数の回線・端末インタ
フェース部３０１〜３０ｎに共通に接続されたセルバス
１０１によって複数の回線・端末インタフェース部３０
１〜３０ｎ間でデータ（セルともいう）の交換接続が行
なわれる。

【０００５】例えば、まず、回線・端末インタフェース
部３０１において、外部インタフェース７から入力され
たデータ（セル）はインタフェース処理回路６によって
受信処理された後、セルスイッチ回路５１によってセル
バス制御部２０１の指示に従いセルバス１０１に出力さ
れる。そして各回線・端末インタフェース部３０１〜３
０ｎはセルバス１０１上に出力させたセルのヘッダに書
き込まれたアドレスと自分のアドレスとを照合すること
により、自分宛てのセルのみをセルスイッチ回路５１が
受信し、インタフェース処理回路６を経て当該セルを外
部インタフェース７へ出力する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来のバス型セルスイ
ッチは上記のように構成されていたので、圧縮された低
速音声などをセル化すると、セルのペイロード長分蓄積
するのに時間がかかり、セル化遅延が大きくなってしま
うという問題点があった。

【０００７】また、遅延を低く抑制するために、低速音
声などを可変長のショートセルとして扱うと、１つのシ
ョートセルを１つのＡＴＭセルのペイロードに収容し、
ペイロードの残りの部分はダミーのパディングを挿入す
るパーシャルフィルとするか、あるいは複数の同一相手
先のショートセルを１つのＡＴＭセルのペイロードに多
重してから、ＡＴＭスイッチングを行うため、スイッチ
ング容量、バッファの使用効率が悪くなったり、スイッ
チング遅延が大きくなったりするという問題点があっ
た。

【０００８】この発明はこのような問題点を解決するた
めに為されたものであり、ＡＴＭ通信において、低速音
声などを効率よく、しかも低遅延でスイッチングさせる
可変長ショートセルスイッチを実現させることを目的と
する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】第１の発明に係る可変長
ショートセルスイッチは、可変長のショートセルにおい
て、 Ｈ／Ｗ主体でショートセル単位にバッファリン
グ、スイッチングを行うバス型可変長ショートセルスイ
ッチを実現するものである。

【００１０】第２の発明に係る可変長ショートセルスイ
ッチは、ショートセルバス制御部・アービタ部が回線・
端末インタフェース部あるいは共通トランク部に対して
可変長ショートセルのバス帯域を必要な分だけダイナミ
ックに割り当てるものである。

【００１１】第３の発明に係る可変長ショートセルスイ
ッチは、ショートセルバスへのショートセルの送出の調
停の手順として回線・端末インタフェース部あるいは共
通トランク部が要求を出し、ショートセルバス制御部・
アービタ部がこの要求に対して送出許可を出すものであ
る。

【００１２】第４の発明に係る可変長ショートセルスイ
ッチは、ショートセルバスへのショートセルの送出の調
停の手順としてショートセルバス制御・アービタ部が複
数の回線・端末インタフェース部あるいは複数の共通ト
ランク部の内から特定のものを指定して送出指示を出す
ものである。

【００１３】第５の発明に係る可変長ショートセルスイ
ッチは、ショートセルバスへのショートセルの送出の調
停の決定方式はスロットの実装位置により自動的に優先
順位が決定するデージチェーン方式を用いるものであ
る。

【００１４】第６の発明に係る可変長ショートセルスイ
ッチは、ショートセルバスへのショートセルの送出の調
停の決定方式は、ショートセルバス制御部・アービタ部
が順番に従い送出権を回線・端末インタフェース部ある
いは共通トランク部に与え、それそれが順送りされ各回
線・端末インタフェース部あるいは共通トランク部は自
分の順番が過ぎた直後では一回りするまで待つ必要があ
るが公平なラウンドロビン方式を用いるものである。

【００１５】第７の発明に係る可変長ショートセルスイ
ッチは、ショートセルバスへのショートセルの送出の調
停の決定方式はショートセルバス制御部・アービタ部が
固定的に優先順位をつけ、優先順位の高いものから送出
権を与えていく固定優先順位方式を用いるものである。

【００１６】第８の発明に係る可変長ショートセルスイ
ッチは、ショートセルバスへのショートセルの送出の調
停の決定方式は固定優先順位のパターンを複数種類持
ち、セルバス制御部・アービタ部がこのパターンを状況
に応じて切り替える切り替え固定優先順位方式を用いる
ものである。

【００１７】第９の発明に係る可変長ショートセルスイ
ッチは、ショートセルバスへのショートセルの送出の調
停の決定方式は優先順位の変更が可能な可変優先順位方
式を用いるものである。

【００１８】第１０の発明に係る可変長ショートセルス
イッチは、ショートセルバスへのショートセルの送出の
調停の決定方式は送出権を順送りしながら送信するサイ
クル中での送出権の与えられる回数が送信元である回線
・端末インタフェース部あるいは共通トランク部により
異なる重みづけサイクル方式を用いるものである。

【００１９】第１１の発明に係る可変長ショートセルス
イッチは、ショートセルバスへのショートセルの送出の
調停の決定方式は重みづけサイクルの変更が可能な可変
重みづけサイクル方式を用いるものである。

【００２０】第１２の発明に係る可変長ショートセルス
イッチは、ショートセルバスへのショートセルの送出の
調停の決定方式は複数の優先順位を持つ場合、ショート
セル長により優先順位を切り替えたり、ショートセル長
により上記ショートセルの送出順番をずらしたり、とば
したりするものである。

【００２１】第１３の発明に係る可変長ショートセルス
イッチは、入力ショートセルバッファのたまり具合によ
り優先順位を設けたり、優先順位パターンを切り替えた
り、ショートセルの送出サイクルとその重みづけ等を変
更したりするものである。

【００２２】第１４の発明に係る可変長ショートセルス
イッチは、入力ショートセルバッファのたまり時間によ
り優先順位を設けたり、優先順位パターンを切り替えた
り、ショートセルの送出サイクルとその重みづけ等を変
更するものである。

【００２３】第１５の発明に係る可変長ショートセルス
イッチは、入力ショートセルバッファでのショートセル
の廃棄数または廃棄率により優先順位を設けたり、優先
順位パターンを切り替えたり、ショートセルの送出サイ
クルとその重みづけ等を変更したりするものである。

【００２４】第１６の発明に係る可変長ショートセルス
イッチは、低速音声圧縮レートにより可変長ショートセ
ルのセル長に偏りがある場合にその偏ったセル長のパタ
ーンをコード化するものである。

【００２５】第１７の発明に係る可変長ショートセルス
イッチは、ショートセルバス制御部・アービタ部がショ
ートセル周期パルスを出力したり、入力したショートセ
ル長をそのまま出力したり、ショートセル長をコード化
したりして、ショートセル周期パルスあるいはその指示
信号を出力するものである。

【００２６】第１８の発明に係る可変長ショートセルス
イッチは、入出力ショートセルバッファあるいはそれぞ
れの論理的な送信キューを入・出方路情報とＱｏＳ（Ｑ
ｕａｌｉｔｙ ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃｅ）クラス毎に持つ
ものである。

【００２７】第１９の発明に係る可変長ショートセルス
イッチは、入出力バッファを論理的に、ＱｏＳクラス毎
のＦＩＦＯで構成するものである。

【００２８】第２０の発明に係る可変長ショートセルス
イッチは、入出力バッファをそれぞれ共通、あるいはす
べて共通バッファで構成し、それぞれのＱｏＳクラス毎
に論理的な送信キューをもち、空きバッファ管理を行う
ものである。

【００２９】第２１の発明に係る可変長ショートセルス
イッチは、ショートセルタイミング周期生成において、
一定周期（例えば８ＫＨｚのフレームタイミングまたは
その倍数あるいは、１０ｍＳのタイミングあるいはその
倍数）で、必ず、ショートセルの先頭が来るように制御
し、一定周期の最後にダミーのパディングを挿入し、調
整するものである。

【００３０】第２２の発明に係る可変長ショートセルス
イッチは、ショートセルタイミング周期生成において、
一定周期（例えば８ＫＨｚのフレームタイミングまたは
その倍数あるいは、１０ｍＳのタイミングあるいはその
倍数）で、必ず、ショートセルの先頭が来るように制御
し、一定周期の最後にダミーのアイドルショートセルを
挿入し、調整するものである。

【００３１】第２３の発明に係る可変長ショートセルス
イッチは、ショートセルバスへ送出するショートセルの
一定周期の途中でショートセルがなくなった場合でも、
ショートセルバス制御部・アービタ部が上記周期の残り
の領域へダミーのパディングまたはアイドルショートセ
ルを挿入し、調整するものである。

【００３２】第２４の発明に係る可変長ショートセルス
イッチは、ショートセルバスへ送出するショートセルの
一定周期の途中でショートセルがなくなったときに、新
たにショートセルバスへ送出できるショートセルが発生
した場合、ショートセルバス制御部・アービタ部が次の
一定周期まで上記ショートセルの上記ショートセルバス
への送出を待たせるものである。

【００３３】第２５の発明に係る可変長ショートセルス
イッチは、ショートセルバスへ送出するショートセルの
一定周期の途中でショートセルがなくなったときに、新
たにショートセルバスへ送出できるショートセルが発生
した場合、ショートセルバス制御部・アービタ部はパデ
ィングまたは、アイドルショートセルの挿入を打ち切る
ものである。

【００３４】第２６の発明に係る可変長ショートセルス
イッチは、入出力バッファがオーバフロー状態またはそ
れに近い状態になった場合、ショートセルバス制御部・
アービタ部は強制的にＱｏＳクラスやバッファたまり時
間を制御したり、新たに発生したショートセルを廃棄し
たりするものである。

【００３５】第２７の発明に係る可変長ショートセルス
イッチは、出力バッファがオーバフロー状態またはそれ
に近い状態になった場合、送出側はショートセルをショ
ートセルバスへ送出することを見合わせるものである。

【００３６】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．図１は本発明に係るバス型ショートセル
スイッチの構成の一実施の形態を示すブロック図であ
る。この実施の形態では、データをセル単位ではなくセ
ルよりも短い長さを持ち、可変長のショートセルを単位
として取り扱うものである。図２は図１に示すバス型シ
ョートセルスイッチの詳細構成を示すブロック図であ
る。また、図３は可変長であるショートセルの配列状態
を示す説明図である。また、図４はショートセルのフォ
ーマット構成例を示す構成図である。以下、図１、図２
を用いて本発明に係る可変長ショートセル・スイッチの
一実施の形態を説明する。

【００３７】本発明に係るバス型ショートセルスイッチ
は、外部との入出力を行うインタフェース終端処理とイ
ンタフェースフォーマットから可変長ショートセルフォ
ーマットへの変換またはその逆の変換を行うインタフェ
ース処理回路６とショートセルスイッチ回路５とを備え
る回線・端末インタフェース部３０１〜３０ｎあるい
は、ハンドオーバ処理など回線端末インタフェース単位
ではなく共通的に処理することが望ましい処理を集中的
に処理する共通トランク処理回路８とショートセルスイ
ッチ回路５とを備える共通トランク部４０１〜４０ｎか
らの可変長のショートセルをショートセルバス制御部・
アービタ部２からの指示に従い、上り下り共用であるシ
ョートセルバス１上に送出し、異なる、あるいは同一の
回線・端末インタフェース部３０１〜３０ｎあるいは、
共通トランク部４０１〜４０ｎがショートセルバス制御
部・アービタ部２からの指示に従い、ショートセルバス
１上からショートセルを受信することによりスイッチン
グを行う。

【００３８】この構成により、ショートセルバス１にシ
ョートセルを出力した回線・端末インタフェース部３０
１〜３０ｎあるいは、共通トランク部４０１〜４０ｎ自
身が上記ショートセルを受信する折り返しも可能であ
る。また、複数あるいは全ての回線・端末インタフェー
ス部３０１〜３０ｎあるいは、複数あるいは全ての共通
トランク部４０１〜４０ｎがショートセルを受信するマ
ルチキャスト・ブロードキャストも可能である。

【００３９】まず、図２に示す入力側回路１１におい
て、入力アドレス変換・テーブル回路１２は、図３、４
に示す入力ショートセル１７の入力方路情報とショート
セルヘッダ内の入力ショートセルコネクション識別子と
を装置内のスイッチングアドレス（ＱｏＳクラス情報を
含む）に変換する。

【００４０】次に、このスイッチングアドレスを基にし
て入方路・ＱｏＳクラス分離部１３がショートセルを入
方路・ＱｏＳクラスに応じて分離して入力ショートセル
バッファ１４に入方路・ＱｏＳクラス毎に格納する。次
に、バス送出制御・優先制御回路１５は、ショートセル
バス１へショートセルの送出を行うわけであるが、各回
線・端末インタフェース部３０１〜３０ｎあるいは、共
通トランク部４０１〜４０ｎが勝手にショートセルバス
１へショートセルの送出を行っては衝突が発生してしま
うため、この衝突が発生しないようにショートセルバス
制御・アービタ部(2)が調停を行う。

【００４１】調停の手順は例えば、（１）各回線・端末
インタフェース部３０１〜３０ｎあるいは、共通トラン
ク部４０１〜４０ｎが要求を出しショートセルバス制御
・アービタ部２がこの要求に対して送出許可を出すリク
エスト方式、（２）ショートセルバス制御・アービタ部
２が回線・端末インタフェース部３０１〜３０ｎあるい
は、共通トランク部４０１〜４０ｎの内から特定のもの
を指定して送出指示を出す指名方式などがある。

【００４２】また調停の決定方式には（１）スロットの
実装位置により優先順位が自動的に決定されるデージチ
ェーン方式、（２）ショートセルバス制御・アービタ部
２が回線・端末インタフェース部３０１〜３０ｎあるい
は、共通トランク部４０１〜４０ｎに対して順番に従い
送出権を与え、この送出権が順送りされ各回線・端末イ
ンタフェース部あるいは、共通トランク部は自分の順番
が過ぎた直後では一回りするまで待つ必要があるが公平
なラウンドロビン方式、（３）ショートセルバス制御・
アービタ部２が固定的に優先順位をつけ優先順位の高い
ものから送出権を与えていく固定優先順位方式、（４）
固定優先順位のパターンを複数種類持ち状況に応じてそ
のパターンを切り替える切り替え固定優先順位方式、
（５）さらに優先順位を変更可能に構成し状況に応じて
優先順位を変更する可変優先順位方式、（６）サイクル
に従い順送りしながら送信することはラウンドロビン方
式と同様であるが、優先順位・帯域に応じて重み付けを
行い、サイクル中での送出権の与えられる回数が送信元
により異なる重みづけサイクル方式、（７）さらに重み
づけサイクルを変更可能なように構成し状況に応じ重み
づけサイクルを変更する可変重みづけサイクル方式など
があり、調停方式はそのシステムにより調停手順（１）
〜（２）と調停の決定方法（１）〜（７）との組み合わ
せにより柔軟に構成できる。

【００４３】そして上記（４）切り替え固定優先順位方
式、（５）可変優先順位方式および（７）可変重みづけ
サイクル方式において入力ショートセルバッファ（ある
いは出力ショートセルバッファ）のバッファのたまり具
合、バッファへのたまり時間、さらにショートセル廃棄
数や廃棄率により、固定優先順位のパターンの切り替
え、優先順位の切り替え、および重みづけサイクルを切
り替えることにより、ショートセルバスの帯域と入力シ
ョートセルバッファ（あるいは出力ショートセルバッフ
ァ）容量を有効に使用して効率的で柔軟なショートセル
スイッチを実現することができる。

【００４４】また、入力ショートセルバッファあるいは
出力ショートセルバッファがオーバーフロー状態、また
はそれに近い状態になった場合、強制的にＱｏＳクラス
やバッファたまり時間を調節したり、新しく発生（送出
可能となった）したショートセルを廃棄したりすること
によりバッファのオーバーフローを抑制するように制御
してもよい。

【００４５】また、出力ショートセルバッファがオーバ
ーフロー状態、またはそれに近い状態になった場合、送
出側であえてショートセルバスへの送出を見送り（それ
によりダミーのパディングまたはアイドルショートセル
の挿入が起こる場合もある）、バッファのオーバーフロ
ーを抑制するように制御してもよい。

【００４６】さらに、上記方法によりショートセルバス
１への送出権を得た送出元である回線・端末インタフェ
ース部３０１〜３０ｎあるいは、共通トランク部４０１
〜４０ｎは該当ショートセルのショートセル長をショー
トセルバス制御・アービタ部２へ出力する。送信元がシ
ョートセル長をショートセルバス制御・アービタ部２に
伝える方法として、該当ショートセルヘッダ内のショー
トセル長（図４でショートセルペイロード長と示されて
いるものがショートセル長である）そのもののを用いる
方法と、タイミングに余裕を持たせて、ショートセルバ
ス制御・アービタ部２で処理しやすいように該当ショー
トセルヘッダ内のショートセル長とは別にバスまたは個
別線により前もって該当ショートセルのショートセル長
を出力してもよい。あるいは、同時に出力してもよい。

【００４７】また、ショートセル長を低速音声に限定す
ると圧縮方法により特定のショートセル長に集中する場
合があり、その特性を生かし、いくつかのショートセル
長のパターンに絞り、そのパターンをコード化したショ
ートセル長情報でも同様の効果が得られる。

【００４８】なお、例えば、ショートセル長により複数
の優先順位を持つ場合やショートセル長が大きい場合に
は優先順位を下げる方式やショートセルバスへの送出順
番をずらしたり、とばしたりするなど、ショートセル長
を調停の決定に用いることも本発明の範疇である。

【００４９】ショートセルバス制御・アービタ部２は、
受信したショートセル長に基づき、ショートセル長周期
を決定し、ショートセル周期に基づいた送出指示また
は、ショートセル周期信号を出力する。

【００５０】あるいはショートセル長、コード化された
ショートセル長でも同様の効果がある。

【００５１】ショートセルバス１への送出権を得た送出
元は、該当のショートセルを入方路・ＱｏＳクラス多重
部１６を介して、ショートセルバス１へ送出する。

【００５２】そのとき、バスタイミング制御回路３１は
ショートセルバス制御・アービタ部２からのショートセ
ル長周期に基づいた送出指示あるいはショートセル周期
信号によりショートセルをショートセルバス１へ送出す
る。

【００５３】一方、出力側回路２１では、バスタイミン
グ制御部３１がショートセルバス制御・アービタ部２か
らのショートセル長周期に基づいた送出指示あるいはシ
ョートセル周期信号によりショートセルバス１からショ
ートセルを入力し、そのショートセルのスイッチングア
ドレスをスイッチング情報として受信すべきアドレスが
設定されているアドレスフィルタ２２を通すことにより
アドレスが一致している場合はコネクションを設定し、
コネクションが設定されているショートセルのみ受信す
る。

【００５４】受信したショートセルを出方路・ＱｏＳク
ラス分離部２３が分離して出力ショートセルバッファ２
４に出方路・ＱｏＳクラス毎に格納する。この出力ショ
ートセルバッファ２４に格納されたショートセルは出力
要求に応じて、出方路・ＱｏＳクラス多重部２５を介し
て多重され、出力アドレス変換テーブル２６はスイッチ
ングアドレスを出方路情報および出力ショートセルコネ
クション識別子に変換し、出力ショートセル２７として
送信する。

【００５５】ここで、入力ショートセルバッファ、出力
ショートセルバッファを論理的に、ＱｏＳクラス毎のＦ
ＩＦＯで構成してもよい。これにより、効率のよい可変
長ショートセルスイッチを容易に実現できる。

【００５６】また、入力ショートセルバッファ、出力シ
ョートセルバッファのそれぞれを共通バッファで、ある
いはすべて共通バッファで構成し、それぞれのＱｏＳク
ラス毎に論理的な送信キューをもち、空きバッファ管理
を行うことにより、特定のＱｏＳクラス、出方路に集中
した場合でも、バッファ容量を柔軟に、効率よく使用で
きる。

【００５７】なお、本実施の形態では入力側回路１１は
入力アドレス変換テーブル１２を用いて入力方路情報と
ショートセルヘッダ内の入力ショートセルコネクション
識別子とをスイッチングアドレスに変換し、出力側回路
２１は出力アドレス変換テーブル２６を用いてスイッチ
ングアドレスを出力方路情報と出力ショートセルコネク
ション識別子に変換しているが、入力側回路１１が入力
アドレス変換テーブル１２を用いて直接、出力方路情報
と出力ショートセルコネクション識別子に変換してもよ
い。

【００５８】さらに、入力方路情報、出力方路情報がな
く単一の方路の場合でも同様である。

【００５９】実施の形態２．図５は本発明に係る可変長
ショートセルスイッチの別の実施の形態を示すタイミン
グ図であり、ショートセルの周期にエラーが発生した場
合にダミーのパディング挿入により一定周期復帰の方法
を示すものである。また、図６は、図５と同様である
が、ショートセルの周期にエラーが発生した場合にアイ
ドルショートセルの挿入により一定周期復帰の方法の一
実施の形態を示すタイミング図である。以下、図５、図
６を用いて本発明の一定周期復帰方法の一実施の形態を
説明する。

【００６０】ショートセルは可変長のため、本発明に係
るショートセルスイッチは毎ショートセルタイミングで
ショートセル周期を生成することにより効率よくショー
トセルバス帯域を使用しているが、そのため、ショート
セル周期がこわれてエラーが発生するとスイッチングで
きなくなる。

【００６１】そこで、例えば８ＫＨｚのフレームタイミ
ングやその倍数によるマルチフレームタイミングあるい
は、１０ｍＳのタイミングやその倍数によるマルチフレ
ームタイミングなどの一定周期で可変長のショートセル
の先頭が必ず来るように制御することにより、可変長の
ため毎ショートセルタイミングで生成されるショートセ
ル周期がこわれた場合でも、次の一定周期タイミングで
ショートセル周期復帰が容易にできる。

【００６２】そして、ショートセルは可変長であるた
め、その一定周期に丁度ショートセルが隙間なく収まら
ない場合がある。このため、対策として一定周期の残り
の部分には、例えば全データ”ＡＬＬ ０”のパディン
グまたは、例えばショートセルコネクション識別子＝０
のアイドルショートセルを挿入することにより、次の一
定周期にショートセルのまたがりが発生しないようにす
ることができる。

【００６３】さらに、一定周期の途中で全ての端末・回
線インタフェース部３０１〜３０ｎまたは共通トランク
部４０１〜４０ｎからの送出ショートセルがなくなった
場合でもショートセルの残りの部分にダミーのパディン
グまたはアイドルショートセルを挿入することにより、
ショートセルバスにごみを出さずショートセル周期を正
常に保持することが可能になる。

【００６４】仮に一定周期の途中でパディングまたは、
アイドルショートセルが挿入されたときに、回線・端末
インタフェース部３０１〜３０ｎまたは共通トランク部
４０１〜４０ｎからショートセルバス１に送出するショ
ートセルが発生した場合、パディングまたはアイドルシ
ョートセルを送出した後、次の一定周期から送出する方
法か、上記パディングを打ち切ったりまたは上記アイド
ルショートセルの挿入を打ち切るかすることにより、シ
ョートセルバスの帯域を有効に使用する方法を実現する
ことができる。

【００６５】

【発明の効果】第１の発明によれば、可変長ショートセ
ルスイッチをハードウェア主体で実現するので、低速音
声などを短時間で処理でき、スイッチング容量、バッフ
ァの使用効率を大幅に改善し、低遅延のスイッチングが
可能となるという効果を奏する。

【００６６】また、第２の発明によれば、ショートセル
バス制御部・アービタ部が回線・端末インタフェース部
あるいは共通トランク部に対して可変長ショートセルの
バス帯域を必要な分だけダイナミックに割り当てるの
で、ダイナミックで柔軟にバスの帯域を使用できるとい
う効果を奏する。

【００６７】また、第３の発明によれば、ショートセル
バスへのショートセルの送出の調停の手順として、リク
エスト方式を用いることにより、可変長ショートセルス
イッチが容易に実現できるという効果を奏する。

【００６８】また、第４の発明によれば、ショートセル
バスへのショートセルの送出の調停の手順として、ショ
ートセルバスへのショートセルの送出の調停の手順とし
てショートセルバス制御・アービタ部が複数の回線・端
末インタフェース部あるいは複数の共通トランク部の内
から特定のものを指定して送出指示を出すので、ショー
トセルスイッチが容易に実現できるという効果を奏す
る。

【００６９】また、第５の発明によれば、ショートセル
バスへのショートセルの送出の調停の決定方式として、
デージチェーン方式を用いるので、可変長ショートセル
スイッチが容易に実現できるという効果を奏する。

【００７０】また、第６の発明によれば、ショートセル
バスへのショートセルの送出の調停の決定方式として、
ラウンドロビン方を用いるので、可変長ショートセルス
イッチが容易に実現できるという効果を奏する。

【００７１】また、第７の発明によれば、ショートセル
バスへのショートセルの送出の調停の決定方式として、
固定優先順位方式を用いるので、可変長ショートセルス
イッチが容易に実現できるという効果を奏する。

【００７２】また、第８の発明によれば、ショートセル
バスへのショートセルの送出の調停の決定方式として、
切り替え固定優先順位方式を用いることにより状況に応
じて優先順位の変更が可能となり、より柔軟にバスの帯
域を使用できるという効果を奏する。

【００７３】また、第９の発明によれば、ショートセル
バスへのショートセルの送出の調停の決定方式として、
可変優先順位方式を用いることにより状況に応じて優先
順位の変更が可能となり、より柔軟にバスの帯域を使用
できるという効果を奏する。

【００７４】また、第１０の発明によれば、ショートセ
ルバスへのショートセルの送出の調停の決定方式とし
て、重みづけサイクル方式を用いることにより、柔軟な
帯域設定が可能となるという効果を奏する。

【００７５】また、第１１の発明によれば、ショートセ
ルバスへのショートセルの送出の調停の決定方式とし
て、可変重みづけサイクル方式を用いることにより、状
況に応じて柔軟な帯域設定が可能となるという効果を奏
する。

【００７６】また、第１２の発明によれば、ショートセ
ルバスへのショートセルの送出の調停の決定方式とし
て、複数の優先順位を持つ場合、ショートセル長により
優先順位切り替えたり、ショートセル長によりショート
セルの送出順番をずらしたりとばしたりすることによ
り、より大きなショートセル長のショートセルによりシ
ョートセルバス帯域を占有され、より短いショートセル
（ショートセルバスの占有時間が短い）がショートセル
バスに送出することを圧迫しないという効果を奏する。

【００７７】また、第１３の発明によれば、入力ショー
トセルバッファ（または出力セルバッファ）のセルのた
まり具合により優先順位を設けたり、優先順位パターを
切り替えたり、ショートセルの送出サイクルとその重み
付け等を変更したりするので、ショートセルバス帯域と
入力ショートセルバッファ（または出力セルバッファ）
容量を有効に使用できるという効果を奏する。

【００７８】また、第１４の発明によれば、入力ショー
トセルバッファ（または出力セルバッファ）のセルのた
まり時間により優先順位を設けたり、優先順位パターン
を切り替えたり、ショーセルの送出サイクルとその重み
付け等を変更したりするので、ショートセルバス帯域と
入力ショートセルバッファ（または出力セルバッファ）
容量を有効に使用できるという効果を奏する。

【００７９】また、第１５の発明によれば、入力ショー
トセルバッファ（または出力セルバッファ）のセルの廃
棄数や廃棄率等により優先順位を設けたり、優先順位パ
ターンを切り替えたり、ショートセルの送出サイクルと
その重み付け等を変更したりするので、ショートセルバ
ス帯域と入力ショートセルバッファ（または出力セルバ
ッファ）容量を有効に使用できるという効果を奏する。

【００８０】また、第１６の発明によれば、低速音声圧
縮レートにより可変長ショートセルのセル長に偏りがあ
る場合にその偏ったセル長のパターンをコード化するの
で、簡単な制御でバス帯域を必要な分だけダイナミック
に割り当てることができるという効果を奏する。

【００８１】また、第１７の発明によれば、ショートセ
ルバス制御部・アービタ部はショートセル周期パルスを
出力したり、入力したショートセル長をそのまま出力し
たり、ショートセル長をコードで表し出力したりして、
ショートセル周期パルスあるいはその指示信号を出力す
るので、ショートセルの周期が可変でも、ショートセル
を正常に送出できるという効果を奏する。

【００８２】また、第１８の発明によれば、入出力ショ
ートセルバッファを論理的に入出方路毎、ＱｏＳクラス
毎に持つことにより、複数の方路、複数のＱｏＳクラス
に容易に対応できるという効果を奏する。

【００８３】また、第１９の発明によれば、入出力バッ
ファを論理的に、ＱｏＳクラス毎のＦＩＦＯで構成する
ことにより、効率のよい可変長ショートセルスイッチを
容易に実現できるという効果を奏する。

【００８４】また、第２０の発明によれば、入出力バッ
ファをそれぞれ共通、あるいはすべて共通バッファで構
成し、それぞれのＱｏＳクラス毎に論理的な送信キュー
をもち、空きバッファ管理を行うので、特定のＱｏＳク
ラス、出方路に集中した場合でも、バッファ容量を柔軟
に、効率よく使用できるという効果を奏する。

【００８５】また、第２１の発明によれば、ショートセ
ルタイミングの一定周期で必ずショートセルの先頭が来
るようにし、一定周期の最後にダミーのパディングを挿
入するので、一度ショートセル周期指示信号に誤りがあ
っても復帰でき、ショートセルの送出が再び正常に行え
るという効果を奏する。

【００８６】また、第２２の発明によれば、ショートセ
ルタイミングの一定周期で必ずショートセルの先頭が来
るようにし、一定周期の最後にダミーのアイドルショー
トセルを挿入するので、一度ショートセル周期指示信号
に誤りがあっても復帰でき、ショートセルの送出が再び
正常に行えるという効果を奏する。

【００８７】また、第２３の発明によれば、ショートセ
ルバスへ送出するショートセルの一定周期の途中でショ
ートセルがなくなった場合でも、ショートセルバス制御
部・アービタ部は上記周期の残りの領域へダミーのパデ
ィングまたはアイドルショートセルを挿入し、調整する
ので、次の処理が正常に行えるという効果を奏する。

【００８８】また、第２４の発明によれば、ショートセ
ルバスへ送出するショートセルの一定周期の途中でショ
ートセルがなくなったときに、新たにショートセルバス
へ送出できるショートセルが発生した場合、ショートセ
ルバス制御部・アービタ部は次の一定周期まで待たせる
ので、ショートセルを正常に送出できるという効果を奏
する。

【００８９】また、第２５の発明によれば、ショートセ
ルバスへ送出するショートセルの一定周期の途中でショ
ートセルがなくなったときに、新たにショートセルバス
へ送出できるショートセルが発生した場合、ショートセ
ルバス制御部・アービタ部はパディングまたは、アイド
ルショートセルの挿入を打ち切るので、ショートセルを
正常に送出できるという効果を奏する。

【００９０】また、第２６の発明によれば、入出力バッ
ファがオーバフロー状態またはそれに近い状態になった
場合、ショートセルバス制御部・アービタ部は強制的に
ＱｏＳクラスやバッファたまり時間を制御したり、新た
に発生したショートセルを廃棄したりするので、入出力
バッファでのオーバフローの発生を防止できるという効
果を奏する。

【００９１】また、第２７の発明によれば、出力バッフ
ァがオーバフロー状態またはそれに近い状態になった場
合、送出側はショートセルをショートセルバスへ送出す
ることを見合わせるので、出力バッファでのオーバフロ
ーの発生を防止できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るバス型ショートセルスイッチの
構成の一実施の形態を示すブロック図である。

【図２】 図１に示すバス型ショートセルスイッチの詳
細構成を示すブロック図である。

【図３】 可変長であるショートセルの配列状態を示す
説明図である。

【図４】 ショートセルのフォーマット構成例を示す構
成図である。

【図５】 本発明に係る可変長ショートセルスイッチの
別の実施の形態を示すタイミング図である。

【図６】 ショートセルの周期にエラーが発生した場合
にアイドルショートセルの挿入により一定周期復帰の方
法の一実施の形態を示すタイミング図である。

【図７】 従来例のバス型セルスイッチの構成を示すブ
ロック図である。

【符号の説明】

１ ショートセルバス ２ ショートセルバス制御部・アービタ部 ５ ショートセルスイッチ回路 ６ インタフェース処理回路 ７ 外部インタフェース ８ 共通トランク処理回路 １１ 入力側回路 １２ 入力アドレス変換テーブル １３ 入方路・ＱｏＳクラス分離 １４ 入力ショートセルバッファ １５ バス送出制御回路 １６ 入方路・ＱｏＳクラス多重 １７ 入力ショートセル ２１ 出力側回路 ２２ アドレスフィルタ ２３ 出方路・ ＱｏＳクラス分離 ２４ 出力ショートセルバッファ ２５ 出方路・ ＱｏＳクラス多重 ２６ 出力アドレス変換テーブル ２７ 出力ショートセル ３１ バスタイミング制御回路 ５１ セルスイッチ回路 １０１ セルバス ２０１ セルバス制御部 ３０１〜３０ｎ 回線・端末インタフェース部 ４０１〜４０ｎ 共通トランク部

───────────────────────────────────────────────────── 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 H04L 12/56

Claims (27)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定長のＡＴＭセルよりも短い可変長の
   ショートセルが乗り合うショートセルバスと、 このショートセルバスに接続されたショートセルバス制
   御部・アービタ部と、 このショートセルバス制御部・アービタ部に上記ショー
   トセルバスを介して接続された複数の回線・端末インタ
   フェース部または共通トランク部とを備え、上記回線・
   端末インタフェース部は外部との入出力を行うインタフ
   ェース終端処理とインタフェースフォーマットから可変
   長ショートセルフォーマットへの変換またはその逆の変
   換を行うインタフェース処理回路と、 上記ショートセルバス制御部・アービタ部の制御の下で
   上記インタフェース処理回路からの可変長のショートセ
   ルを上記ショートセルバスへ出力したり、上記ショート
   セルバスからデータを受信して上記インタフェース処理
   回路へ出力したりすることによりショートセルスイッチ
   ングを実現する第１のショートセルスイッチ回路とを備
   え、上記共通トランク部はハンドオーバ処理など回線端
   末インタフェース単位ではなく共通的に処理することが
   望ましい処理を集中的に処理する共通トランク処理回路
   と、上記ショートセルバス制御部・アービタ部の制御の
   下で、上記共通処理回路からのデータを上記ショートセ
   ルバスへ出力したり、上記ショートセルバスからデータ
   を受信して上記共通処理回路へ出力したりすることによ
   りショートセルスイッチングを実現する第２のショート
   セルスイッチ回路とを備え、 上記第１または第２のショートセルスイッチ回路は、可
   変長ショートセルのヘッダに書き込まれたショートセル
   コネクション識別子情報にもとづき相手先にスイッチン
   グするための入力側回路と出力側回路と、バス送出・受
   信ショートセルのバスタイミング制御回路とを備え、 上記入力側回路は、 外部から入力される可変長ショートセルの入力方路情報
   と上記入力ショートセルコネクション識別子情報から相
   手先の出方路情報と出力ショートセルコネクション識別
   子情報とＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃ
   ｅ）クラス情報に変換する入力アドレス変換テーブル回
   路と、 入力アドレス変換テーブル回路を介して入力した入力シ
   ョートセルをＱｏＳクラスに応じて分離する入方路Ｑｏ
   Ｓクラス分離部と、 ＱｏＳクラス毎に設けられ、上記入方路ＱｏＳクラス分
   離部によって振り分けられた入力ショートセルを対応す
   るＱｏＳクラスに格納する入力ショートセルバッファ
   と、 ＱｏＳクラスに応じて優先制御を行い、入方路ＱｏＳク
   ラス多重部へ出力するバス送出制御回路と、 バス送出制御回路からのショートセルをＱｏＳクラスで
   多重して上記ショートセルバスへ出力する入方路ＱｏＳ
   クラス多重部とを備え、 上記出力側回路は、 上記ショートセルバス上に出力された可変長のショート
   セルの内から、出方路情報と出力ショートセルコネクシ
   ョン識別子情報により、自分宛ての出力ショートセルの
   みを選択するアドレスフィルタと、 アドレスフィルタで選択された出力ショートセルをＱｏ
   Ｓクラスに応じて分離する出方路ＱｏＳクラス分離部
   と、 ＱｏＳクラス毎に設けられ、上記出方路ＱｏＳクラス分
   離部によって振り分けられた出力ショートセルを対応す
   るＱｏＳクラスに格納する出力ショートセルバッファ
   と、 出力ショートセルバッファに格納された出方路ショート
   セルを読み出してＱｏＳクラスで多重する出方路ＱｏＳ
   クラス多重部と、 この多重された出方路ショートセルを自分宛ての出方路
   情報と出力ショートセルコネクション識別子情報とＱｏ
   Ｓクラス情報から出力方路情報と上記出力ショートセル
   コネクション識別子情報に変換して外部へ出力する出力
   アドレス変換テーブル回路とを備えたことを特徴とする
   可変長ショートセル・スイッチ。
2. 【請求項２】 回線・端末インタフェース部あるいは共
   通トランク部は、ショートセルバスへ可変長のショート
   セルを送出する場合に、ショートセルヘッダ内のショー
   トセル長あるいはタイミングに余裕を持たせるため前も
   って又は同時に別個のバスあるいは個別線でショートセ
   ル長をショートセルバス制御部・アービタ部に申告し、
   このショートセルバス制御部・アービタ部は上記申請さ
   れたショートセル長に基づき、ショートセル周期を生成
   し、このショートセル周期の期間にバス送出許可を上記
   回線・端末インタフェース部あるいは共通トランク部に
   与えることを特徴とする請求項１記載の可変長ショート
   セル・スイッチ。
3. 【請求項３】 ショートセルバスへのショートセルの送
   出の調停の手順として回線・端末インタフェース部ある
   いは共通トランク部が要求を出し、ショートセルバス制
   御部・アービタ部が上記要求に対して送出許可を出すこ
   とを特徴とする請求項１記載の可変長ショートセル・ス
   イッチ。
4. 【請求項４】 ショートセルバスへのショートセルの送
   出の調停の手順としてショートセルバス制御・アービタ
   部が複数の回線・端末インタフェース部あるいは複数の
   共通トランク部の内から特定のものを指定して送出指示
   を出すことを特徴とする請求項１記載の可変長ショート
   セル・スイッチ。
5. 【請求項５】 ショートセルバスへのショートセルの送
   出の調停の決定方式はスロットの実装位置により自動的
   に優先順位が決定するデージチェーン方式を用いること
   を特徴とする請求項１記載の可変長ショートセル・スイ
   ッチ。
6. 【請求項６】 ショートセルバスへのショートセルの送
   出の調停の決定方式は、ショートセルバス制御部・アー
   ビタ部が順番に従い送出権を回線・端末インタフェース
   部あるいは共通トランク部に与え、それそれが順送りさ
   れ各回線・端末インタフェース部あるいは共通トランク
   部は自分の順番が過ぎた直後では一回りするまで待つ必
   要があるが公平なラウンドロビン方式を用いることを特
   徴とする請求項１記載の可変長ショートセル・スイッ
   チ。
7. 【請求項７】 ショートセルバスへのショートセルの送
   出の調停の決定方式はショートセルバス制御部・アービ
   タ部が固定的に優先順位をつけ、優先順位の高いものか
   ら送出権を与えていく固定優先順位方式を用いることを
   特徴とする請求項１記載の可変長ショートセル・スイッ
   チ。
8. 【請求項８】 ショートセルバスへのショートセルの送
   出の調停の決定方式は固定優先順位のパターンを複数種
   類持ち、ショートセルバス制御部・アービタ部がこのパ
   ターンを状況に応じて切り替える切り替え固定優先順位
   方式を用いることを特徴とする請求項１記載の可変長シ
   ョートセル・スイッチ。
9. 【請求項９】 ショートセルバスへのショートセルの送
   出の調停の決定方式は優先順位の変更が可能な可変優先
   順位方式を用いることを特徴とする請求項１記載の可変
   長ショートセル・スイッチ。
10. 【請求項１０】 ショートセルバスへのショートセルの
    送出の調停の決定方式は送出権を順送りしながら送信す
    るサイクル中での上記送出権の与えられる回数が送信元
    である回線・端末インタフェース部あるいは共通トラン
    ク部により異なる重みづけサイクル方式を用いることを
    特徴とする請求項１記載の可変長ショートセル・スイッ
    チ。
11. 【請求項１１】 ショートセルバスへのショートセルの
    送出の調停の決定方式は重みづけサイクルの変更が可能
    な可変重みづけサイクル方式を用いることを特徴とする
    請求項１０記載の可変長ショートセル・スイッチ。
12. 【請求項１２】 ショートセルバスへのショートセルの
    送出の調停の決定方式は複数の優先順位を持つ場合、シ
    ョートセル長により優先順位を切り替えたり、上記ショ
    ートセル長により上記ショートセルの送出順番をずらし
    たりとばしたりすることを特徴とする請求項１記載の可
    変長ショートセル・スイッチ。
13. 【請求項１３】 入力ショートセルバッファのたまり具
    合により優先順位を設けたり、優先順位パターンを切り
    替えたり、ショートセルの送出サイクルとその重みづけ
    等を変更したりすることを特徴とする請求項１記載の可
    変長ショートセル・スイッチ。
14. 【請求項１４】 入力ショートセルバッファのたまり時
    間により優先順位を設けたり、優先順位パターンを切り
    替えたり、ショートセルの送出サイクルとその重みづけ
    等を変更したりすることを特徴とする請求項１記載の可
    変長ショートセル・スイッチ。
15. 【請求項１５】 入力ショートセルバッファでのショー
    トセルの廃棄数または廃棄率により優先順位を設けた
    り、優先順位パターンを切り替えたり、ショートセルの
    送出サイクルとその重みづけ等を変更したりすることを
    特徴とする請求項１記載の可変長ショートセル・スイッ
    チ。
16. 【請求項１６】 低速音声圧縮レートにより可変長ショ
    ートセルのセル長に偏りがある場合にその偏ったセル長
    のパターンをコード化することを特徴とする請求項１記
    載の可変長ショートセル・スイッチ。
17. 【請求項１７】 ショートセルバス制御部・アービタ部
    はショートセル周期パルスを出力したり、入力したショ
    ートセル長をそのまま出力したり、ショートセル長をコ
    ードで表し出力したりして、ショートセル周期パルスあ
    るいはその指示信号を出力することを特徴とする請求項
    １記載の可変長ショートセル・スイッチ。
18. 【請求項１８】 入出力ショートセルバッファあるいは
    それぞれの論理的な送信キューを入・出方路情報とＱｏ
    Ｓ（Ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃｅ）クラス毎
    に持つことを特徴とする請求項１記載の可変長ショート
    セル・スイッチ。
19. 【請求項１９】 入出力バッファを論理的に、ＱｏＳク
    ラス毎のＦＩＦＯで構成することを特徴とする請求項１
    記載の可変長ショートセル・スイッチ。
20. 【請求項２０】 入出力バッファをそれぞれ共通、ある
    いはすべて共通バッファで構成し、それぞれのＱｏＳク
    ラス毎に論理的な送信キューをもち、空きバッファ管理
    を行うことを特徴とする請求項１記載の可変長ショート
    セル・スイッチ。
21. 【請求項２１】 ショートセルタイミング周期生成にお
    いて、一定周期（例えば８ＫＨｚのフレームタイミング
    またはその倍数あるいは、１０ｍＳのタイミングあるい
    はその倍数）で、必ず、ショートセルの先頭が来るよう
    に制御し、一定周期の最後にダミーのパディングを挿入
    し、調整することを特徴とする請求項１記載の可変長シ
    ョートセル・スイッチ。
22. 【請求項２２】 ショートセルタイミング周期生成にお
    いて、一定周期（例えば８ＫＨｚのフレームタイミング
    またはその倍数あるいは、１０ｍＳのタイミングあるい
    はその倍数）で、必ず、ショートセルの先頭が来るよう
    に制御し、一定周期の最後にダミーのアイドルショート
    セルを挿入し、調整することを特徴とする請求項１記載
    の可変長ショートセル・スイッチ。
23. 【請求項２３】 ショートセルバスへ送出するショート
    セルの一定周期の途中でショートセルがなくなった場合
    でも、ショートセルバス制御部・アービタ部は上記周期
    の残りの領域へダミーのパディングまたはアイドルショ
    ートセルを挿入し、調整することを特徴とする請求項１
    記載の可変長ショートセル・スイッチ。
24. 【請求項２４】 ショートセルバスへ送出するショート
    セルの一定周期の途中でショートセルがなくなった後
    に、新たにショートセルバスへ送出できるショートセル
    が発生した場合、ショートセルバス制御部・アービタ部
    がは次の一定周期までショートセルのショートセルバス
    への送出を待たせることを特徴とする請求項１記載の可
    変長ショートセル・スイッチ。
25. 【請求項２５】 ショートセルバスへ送出するショート
    セルの一定周期の途中でショートセルがなくなった後
    に、新たにショートセルバスへ送出できるショートセル
    が発生した場合、ショートセルバス制御部・アービタ部
    はパディングまたは、アイドルショートセルの挿入を打
    ち切ることを特徴とする請求項１記載の可変長ショート
    セル・スイッチ。
26. 【請求項２６】 入出力バッファがオーバフロー状態ま
    たはそれに近い状態になった場合、ショートセルバス制
    御部・アービタ部は強制的にＱｏＳクラスやバッファた
    まり時間を制御したり、新たに発生したショートセルを
    廃棄したりすることを特徴とする請求項１記載の可変長
    ショートセル・スイッチ。
27. 【請求項２７】 出力バッファがオーバフロー状態また
    はそれに近い状態になった場合、送出側はショートセル
    をショートセルバスへ送出することを見合わせることを
    特徴とする請求項１記載の可変長ショートセル・スイッ
    チ。