JP2907196B2 - Ａｔｍコンセントレータ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ＡＴＭ交換機や
ＡＴＭクロスコネクト装置などに用いられる集線型ＡＴ
Ｍスイッチにおけるトラヒック優先制御方式において、
特に、複数の優先クラス用出力セルバッファを設けて、
低優先クラスのスループット低下を抑えながら、トラヒ
ック優先制御を実現するのに用いるＡＴＭコンセントレ
ータに関する。

【０００２】

【従来の技術】ＡＴＭ（Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｔ
ｒａｎｓｆｅｒ Ｍｏｄｅ）通信では、音声信号，画像
信号，データ信号などの様々な情報信号をディジタル化
して、５３バイト長のＡＴＭセルのペイロード部分にデ
ィジタル化情報信号を格納したＡＴＭトラヒックを転送
する。音声信号，画像信号，データ信号は情報速度（転
送帯域）や、許容遅延時間が異なるため、音声トラヒッ
ク，画像トラヒック，データトラヒックに対する、転送
帯域保証や転送遅延保証などの、ＡＴＭ網の伝送品質
（ＱｏＳ：Ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃｅ）に
対するユーザの要求は様々である。例えば、転送遅延に
関しては、音声トラヒックや画像トラヒックの転送遅延
が増加すると、受信側でＡＴＭセルから再生した音声信
号や画像信号は不自然な印象を与えるため、音声トラヒ
ックや画像トラヒックの転送遅延を少なくしたいという
要望が強い。一方、低速データトラヒックのように、転
送遅延が多少大きくても、転送品質低下につながらない
場合もある。

【０００３】そこで、情報信号の転送遅延や転送帯域に
対する要求別に、任意の数の品質クラスを設定して、該
情報信号をＡＴＭセル化したトラヒックに対して品質ク
ラスを設定し、該ＡＴＭセルのセルヘッダ部分にあるＶ
ＰＩ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｐａｔｈ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅ
ｒ）やＶＣＩ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ
Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）などのコネクション番号や、
ＣＬＰ（Ｃｅｌｌ Ｌｏｓｓ Ｐｒｉｏｒｉｔｙ）ビッ
トによって該セルの品質クラスを割り当てておき、ＡＴ
Ｍ交換機やＡＴＭクロスコネクト装置などのバッファ
で、到着セルのセルヘッダ領域のＶＰＩやＶＣＩやＣＬ
Ｐビットより、該コネクションの品質クラスを判定し
て、該品質クラスに応じた制御を行う、優先制御方式が
ある。

【０００４】優先制御方式の一構成を図１６を用いて説
明する。これは、一つの入力ハイウェイと一つの出力ハ
イウェイを有するＡＴＭセルバッファである。品質クラ
スとして、ここでは転送遅延の品質クラスとして高優先
クラス（クラス）と低優先クラス（クラス２）の二つを
設定し、高優先クラス用のセルバッファ３３と低優先ク
ラス用のセルバッファ３４を配備するものとする。３１
−１と３１−２はコネクションフィルタであり、到着セ
ルのＶＰＩ，ＶＣＩ，ＣＬＰビットなどを参照し、該セ
ルの品質クラスを判定して、各々の品質クラスに該当す
る有効セルを各々の出力セルバッファに転送する。例え
ば、コネクションフィルタ３１−１が高優先クラスであ
れば、該セルをセルバッファ３３に書き込み、コネクシ
ョンフィルタ３１−２が低優先クラスであれば、セルバ
ッファ３４に書き込む。３２は各セルバッファ３３，３
４からセルを読み出す読み出し制御部である。

【０００５】読み出し制御部３２でセル読み出し順序決
定法としては、例えば、特開平４−２２０８３４号公報
の７頁１１〜１２行目にあるように、高優先クラス用の
セルバッファ３３からセルを読み出し、該セルバッファ
３３中の蓄積セル数が０であれば、低優先クラスのセル
バッファ３４を読み出す、完全優先制御方式がある。完
全優先制御方式は、読み出し制御部３２での制御が簡易
であり、高速回路にも適用できるという特徴を有する。

【０００６】次に、ＡＴＭコンセントレータについて説
明する。このＡＴＭコンセントレータは、複数入力ハイ
ウェイを、入力ハイウェイ数以下の本数の出力ハイウェ
イに集線するＡＴＭスイッチである。（ｍ×ｎ−ｎ）Ａ
ＴＭコンセントレータは、ｍ×ｎ本の入力ハイウェイを
ｎ本の出力ハイウェイに集線する。例えば、特開平７−
６６８２７号公報の図１に示されるように、ｎ本の入力
ハイウェイとｎ本の出力ハイウェイを有するｍ個の基本
モジュールと、一つの接続モジュールを用いて、ｍ×ｎ
本の入力ハイウェイとｍ×ｎ本の出力ハイウェイを有す
るＡＴＭ交換機やＡＴＭクロスコネクト装置を構成する
場合に、該接続モジュールにてｍ×ｎ本の入力ハイウェ
イをｎ本の出力ハイウェイに集線するために、（ｍ×ｎ
−ｎ）ＡＴＭコンセントレータが用いられる。

【０００７】図１７はかかる従来の（ｍ×ｎ−ｎ）ＡＴ
Ｍコンセントレータを示し、１１−１〜１１−ｎはｍ−
１セレクタ、１２はカウンタ、１３はルーティング判定
回路、１４は（ｎ×ｎ）バニヤンスイッチによるルーテ
ィング網、３５−１〜３５−ｎはｎ本のＦＩＦＯで構成
した出力セルバッファ、３６−１〜３６−ｎはコネクシ
ョンフィルタ部である。これによれば、ｎ×ｍ本の入力
ハイウェイは、ｍ−１セレクタ１１−１〜１１−ｎで、
速度ｍ倍のｎ本の信号に多重される。このｍ−１セレク
タ１１−１〜１１−ｎは、カウンタ１２の発生する信号
で、多重タイミングを一致させる。これらのｎ本の多重
信号は、コネクションフィルタ部３６−１〜３６−ｎに
送られ、該コネクションフィルタ部３６−１〜３６−ｎ
は各ＡＴＭセルのセルヘッダ内のＶＰＩ領域およびＶＣ
Ｉ領域あるいはＣＬＰビットを参照し、ＡＴＭセルがこ
のＡＴＭコンセントレータで通過させる通過コネクショ
ンの有効セルであるか否かを判定し、通過コネクション
の有効セルならば該有効セルをルーティング判定回路１
３に送り、通過コネクションでない場合や、通過コネク
ションの無効セルならば、そのＡＴＭセルを空きセルや
無効セルに上書きする。

【０００８】ルーティング判定回路１３とルーティング
網１４は、有効セルが出力セルバッファ３５−１〜３５
−ｎの特定のものに集中してバッファ溢れが発生しない
ように、同一入力ハイウェイからの有効セル到着順序を
保持しながら、出力セルバッファ３５−１〜３５−ｎに
有効セルを均一に蓄積することを目的に配備するもので
あり、バニヤンスイッチの有する、単調な入力信号列を
連続した信号列にブロッキングが発生することなく整列
させる、という既知の性質を利用して、有効セルを、小
さい番号のハイウェイから順番に１セルずつ詰めて出力
し、次のセルスロットに到着する有効セルは、前セルス
ロットで有効セルを出力した最大ハイウェイ番号に１を
加えたハイウェイより有効セルを詰めて行き、ハイウェ
イ番号がｎに達したら、再びハイウェイ１に戻る。有効
セルがないハイウェイには、空きセルや無効セルを出力
させる。

【０００９】例えばｎ＝８のときに、４個の有効セルが
同時にルーティング判定回路１３の奇数番号ハイウェイ
（ＨＷ１，ＨＷ３，ＨＷ５，ＨＷ７）に入力されると、
ルーティング網１４の出力では、ＨＷ１，ＨＷ２，ＨＷ
３，ＨＷ４に出力される。次のセルスロットでルーティ
ング判定回路１３に同時に７個の有効セルが入力される
ならば、ＨＷ５，ＨＷ６，ＨＷ７，ＨＷ８，ＨＷ１，Ｈ
Ｗ２，ＨＷ３に有効セルが出力される。出力バッファ３
５−１〜３５−ｎには、該ルーティング網１４より、入
力速度のｍ倍の速度でＡＴＭセルが送られ、一つの出力
セルバッファには、一セルスロット内にｍ回のＡＴＭセ
ルの書き込みがある。出力セルバッファ３５−１〜３５
−ｎは、入力セルが有効セル以外の空きセルや無効セル
であっても、これらを蓄積してゆく。これらの出力セル
バッファ３５−１〜３５−ｎからは、一セルスロット毎
に各出力位置よりＡＴＭセルが読み出され、３５−１〜
３５−ｎの蓄積セルが空きセルや無効セルであっても、
該セルを読み出す。

【００１０】次に、ＡＴＭコンセントレータにおいて、
品質クラスを設定して、完全優先制御を行う場合の従来
例を図１８に示す。これは、図１７のＡＴＭコンセント
レータに、転送遅延の品質クラスとして高優先クラス
（クラス１）と低優先クラス（クラス２）の２クラスを
設定して完全優先制御を行う例である。図１８におい
て、１は高優先クラス用ソーティング部、２は低優先ク
ラス用ソーティング部、３−１〜３−ｎは高優先クラス
用出力セルバッファ、４は高優先クラス用出力セルバッ
ファ３−１〜３−ｎの有効セル蓄積数を保持する有効セ
ル数テーブル、６−１〜６−ｎは低優先クラス用出力セ
ルバッファ、７は低優先クラス用出力バッファ６−１〜
６−ｎの有効セル蓄積数を保持する有効セル数テーブ
ル、３８は読み出し制御部、３９はセレクタ部である。

【００１１】各ソーティング部１，２の構成例を図２に
示す。これは、図１７中で点線で示した範囲３７のう
ち、コネクションフィルタ部３６−１〜３６−ｎの代わ
りに、コネクションフィルタと品質フィルタの機能を有
するコネクション品質クラスフィルタ回路１５−１〜１
５−ｎを配備したものである。このコネクション品質ク
ラスフィルタ回路１５−１〜１５−ｎは、各ＡＴＭセル
のセルヘッダ内のＶＰＩ領域およびＶＣＩ領域あるいは
ＣＬＰビットを参照し、ＡＴＭセルが、ＡＴＭコンセン
トレータで通過させる通過コネクションの有効セルであ
るか否かを判定し、通過コネクションの有効セルの場合
は、さらに、ＶＰＩ，ＶＣＩおよびＣＬＰビットより有
効セルの品質クラス（例えばクラス１かクラス２）を判
定する。

【００１２】そして、ＡＴＭセルがソーティング部１，
２で通過させる品質クラスの有効セルならば、該有効セ
ルをルーティング判定回路１３に送り、通過コネクショ
ンでない場合や、通過コネクションの無効セルの場合、
あるいは、通過コネクションの有効セルであっても、該
ソーティング部１，２が通過させる品質クラスではない
場合は、該ＡＴＭセルを空きセルや無効セルに上書きす
る。

【００１３】その結果、図１７のＡＴＭコンセントレー
タは（ｍ×ｎ）ハイウェイの入力信号中から、予め定め
たＶＰＩ番号とＶＣＩ番号とＣＬＰビット、および予め
定めた品質クラスを有するＡＴＭセルを選択して、該Ａ
ＴＭセルをｎハイウェイに集線する機能となるが、出力
速度は入力速度のｍ倍になる。

【００１４】次に、図１８の完全優先制御機能を有する
（ｍ×ｎ−ｎ）ＡＴＭコンセントレータの動作説明を行
う。該ＡＴＭコンセントレータにＡＴＭセルが到着する
と、予め定めたＶＰＩおよびＶＣＩおよびＣＬＰビット
を有するＡＴＭセルについて、該セルの品質クラス別に
ソーティング部１，２で集線される。そして、高優先ク
ラスの有効セルであれば、高優先クラス用ソーティング
部１で集線されて入力速度ｍ倍の速度で高優先クラス用
出力セルバッファ３−１〜３−ｎに書き込まれ、低優先
クラスの有効セルであれば、低優先クラス用ソーティン
グ２で集線されて入力速度ｍ倍の速度で低優先クラス用
出力セルバッファ６−１〜６−ｎに書き込まれる。

【００１５】高優先クラス用有効セル数テーブル４に
は、次の読み出しタイミングで高優先先クラス用出力セ
ルバッファ３−１〜３−ｎより読み出される予定の合計
ｎ個のＡＴＭセル中の有効セル数がカウントされて書き
込まれる。また、低優先クラス用有効セル数テーブル７
には、次の読み出しタイミングで低優先クラス用の出力
セルバッファ６−１〜６−ｎより一括して読み出される
予定の合計ｎ個のＡＴＭセル中の有効セル数がカウント
されて書き込まれる。

【００１６】セレクタ部３９は、出力セレクタスロット
毎に高優先クラス用出力セルバッファ３−１〜３−ｎの
出力位置より、ＡＴＭセルを１個ずつ読み出す。同時
に、読み出し制御部３８は、高優先クラス用有効セル数
テーブル４から、高優先クラス用出力セルバッファ３−
１〜３−ｎの出力位置にあるＡＴＭセル中の有効セル数
情報を読み出す。そして、高優先クラスの有効セル数
が、０であるか否かを調べ、１以上の場合は、セレクタ
部３９に対して、高優先クラス用出力バッファ３−１〜
３−ｎから読み出したｎ個のＡＴＭセルを出力するよ
う、セレクト信号を出力する。一方、高優先クラスの有
効セル数が０の場合は、セレクタ部３９に対して低優先
クラス用出力セルバッファ６−１〜６−ｎのＡＴＭセル
を出力するよう、セレクト信号を出力する。

【００１７】このため、セレクタ部３９では、読み出し
制御部３８からのセレクト信号を受け取り、該セレクト
信号がクラス１（高優先クラス）を選択する内容の場合
には、高優先クラス用出力セルバッファ３−１〜３−ｎ
から読み出したｎ個のＡＴＭセルをｎ本の出力ハイウェ
イに１セルずつ出力する。一方、該セレクト信号が、ク
ラス２（低優先クラス２）を選択する内容の場合には、
低優先クラス用出力セルバッファ６−１〜６−ｎから出
力位置にあるＡＴＭセルを１個ずつ読み出し、ｎ個のＡ
ＴＭセルを、ｎ本の出力ハイウェイに１セルずつ出力す
る。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来のＡＴＭコンセントレータにあっては、高次の品質
クラスの高優先クラス用出力セルバッファ３−１〜３−
ｎから読み出した合計ｎ個のＡＴＭセルに１個でも有効
セルが含まれた場合には、その品質クラスよりも低次の
品質クラスのＡＴＭセルは、全く出力しないため、ＡＴ
Ｍコンセントレータのスループットが増加しない場合が
あるという課題があった。これは、高優先クラス用出力
セルバッファ３−１〜３−ｎの何れかに常に必ずｋ個
（ｋは１≦ｋ＜ｎを満たす正の整数）の有効セルが蓄積
されるような到着間隔の場合には、高優先クラス用出力
セルバッファ３−１〜３−ｎからｋ個の有効セルが出力
されるのみで、出力セルバッファ６−１〜６−ｎのクラ
ス２の有効セルは全く出力されず、ＡＴＭコンセントレ
ータの出力ハイウェイのうちｎ−ｋ本は空きセルや無効
セルが出力され、有効セルはあるｋハイウェイで転送さ
れるのみとなるためである。

【００１９】例えば、ＡＴＭコンセントレータへのクラ
ス２の有効セルの到着頻度が高く、一方、クラス１の有
効セルの到着頻度は低いものの、必ず高優先クラス用出
力セルバッファ３−１〜３−ｎの何れかに１個の有効セ
ルが蓄積されるような到着間隔では、高優先クラス用出
力セルバッファ３−１〜３−ｎからＡＴＭセルが出力さ
れるのみで、低優先クラス用出力セルバッファ６−１〜
６−ｎに蓄積されているクラス２の有効セルは全く出力
されず、ＡＴＭコンセントレータの出力ハイウェイのう
ちｎ−１本は空きセルや無効セルが出力され、有効セル
はある１ハイウェイで転送されるのみである。この結
果、ハイウェイ利用率は増加せず、ＡＴＭコンセントレ
ータのスループットは増加しないという課題があった。

【００２０】この発明は前記のような課題を解決するも
のであり、（ｍ×ｎ−１）ＡＴＭコンセントレータに複
数の品質クラスを設定し、出力セルバッファを品質クラ
スと同数に分割して、高優先クラスの有効セルを低優先
クラスの有効セルよりも必ず優先して出力する完全優先
制御を行う場合において、完全優先制御を行いながら、
ｎ本の出力ハイウェイ中の高優先クラスの有効セル数が
少ない場合などは、高優先クラスの有効セルと低優先ク
ラスの有効セルを多重化して出力することで、ハイウェ
イ利用率を向上し、スループットの向上を図ることがで
きるＡＴＭコンセントレータを得ることを目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】前記目的達成のために、
請求項１の発明にかかるＡＴＭコンセントレータは、品
質クラス毎にｎ本の出力セルバッファから読み出したセ
ル中の有効セル数Ｎ１からＮＣＬを調べ、優先度の高い
ものから順に有効セル数の累積Ｎを算出し、有効セル数
Ｎが出力ハイウェイ総数ｎを超過しない最大の品質クラ
スｃ（ｃは１以上、ＣＬ以下）を求め、ｃ＝１の場合は
クラス１の出力セルバッファから読み出したｎ個のセル
を出力するように指示するように指示する多重制御信号
を作成し、ｃが２以上の場合には、クラス１のｎ本の高
優先クラス用出力セルバッファから読み出したｎ個のセ
ルのうち有効セルではないハイウェイ番号と、クラス２
からクラスｃの各々の出力バッファから読み出したセル
のうち有効セルであるハイウェイ番号を、品質クラス２
からクラスｃまでについて調べて、該クラス１の有効セ
ル以外のハイウェイにクラス２からクラスｃまでの有効
セルを上書するように指示するための多重制御信号を作
成する読み出し制御部と、その多重制御信号に従って、
クラス１の出力セルバッファから読み出したｎ個のセル
か、あるいはクラス１の出力セルバッファから読み出し
たｎ個のセルに、クラス２からクラスｃまでの出力セル
バッファから読み出した有効セルを前記多重制御信号に
基づいて多重した合計ｎ個のセルを、ｎ本の出力ハイウ
ェイに出力する品質クラス多重部とを有し、前記読み出
し制御部が作成した多重制御信号に基づいて、高優先ク
ラスと低優先クラスの優先制御を行うようにしたもので
ある。

【００２２】また、請求項２の発明にかかるＡＴＭコン
セントレータは、前記各品質クラス毎の出力セルバッフ
ァの出力位置にある有効セル数Ｎ１からＮＣＬをカウン
トして、これらのカウント数を保持する有効セル数テー
ブルを品質クラス毎に持ち、前記読み出し制御部で、前
記有効セル数テーブルから読み出した有効セル数Ｎ１か
らＮＣＬを用いて、多重する最大の品質クラス数ｃを求
めるようにしたものである。

【００２３】また、請求項３の発明にかかるＡＴＭコン
セントレータは、前記各品質クラス毎の出力セルバッフ
ァの出力位置の何れのハイウェイに有効セルが蓄積され
ているかを示す、有効セル位置情報Ｌ１からＬＣＬまで
を調べ、これらの有効セル位置情報Ｌ１からＬＣＬを保
持する有効セル位置情報テーブルを品質クラス毎に持
ち、前記読み出し制御部では、前記有効セル位置情報テ
ーブルから読み出した有効セル位置情報Ｌ１からＬｃを
用いて、何れの出力ハイウェイにクラス２からクラスｃ
の有効セルを上書きするかを判定するようにしたもので
ある。

【００２４】また、請求項４の発明にかかるＡＴＭコン
セントレータは、ｎ本の出力ハイウェイのうち隣り合う
複数のハイウェイを、等しいハイウェイ数で構成される
ｇ個（ｇはｎ以下の正の整数）のハイウェイグループに
まとめ、品質クラス毎に、ｎ本の出力セルバッファから
読み出したｇ個のグループのうち有効セルを含むグルー
プの数Ｎ１からＮＣＬを調べ、優先度の高いものから順
に有効セルを含むグループの数の累積Ｎを算出し、有効
グループ数Ｎがグループ総数ｇを超過しない最大の品質
クラスｃ（ｃは１以上、ＣＬ以下）を求め、ｃ＝１の場
合はクラス１の出力セルバッファから読み出したｇ個の
グループを出力するように指示する多重制御信号を作成
し、ｃが２以上の場合には、クラス１の出力セルバッフ
ァから読み出したｇ個のグループのうち有効セルを含ま
ないグループ番号と、クラス２からクラスｃの各々の出
力セルバッファから読み出したグループのうち有効セル
を含むグループ番号を、品質クラス２からクラスｃまで
について調べ、該クラス１の有効セルを含まないグルー
プにクラス２からクラスｃまでの有効セルを含むグルー
プを上書きするよう指示するための多重制御信号を作成
する読み出し制御部と、前記多重制御信号に従って、ク
ラス１の出力セルバッファから読み出したｇ個のグルー
プか、あるいはクラス１の出力セルバッファから読み出
したｇ個のグループに、クラス２からクラスｃまでの出
力セルバッファから読み出した有効セルを含むグループ
を前記多重制御信号に基づいて多重した合計ｇ個のグル
ープを、ｎ本の出力ハイウェイに出力する品質クラス多
重部とを有し、前記読み出し制御部の作成した多重制御
信号に基づいて、高優先クラスと低優先クラスの優先制
御を行うようにしたものである。

【００２５】また、請求項５の発明にかかるＡＴＭコン
セントレータは、前記各品質クラス毎の出力セルバッフ
ァの出力位置にある有効セルを含むグループ総数Ｎ１か
らＮＣＬをカウントして、これらのカウント値を保持す
る有効グループ数テーブルを品質クラス毎に持ち、前記
読み出し制御部では、前記有効グループ数テーブルから
読み出した有効グループ数Ｎ１からＮＣＬを用いて、多
重する最大の品質クラス数ｃを求めるようにしたもので
ある。

【００２６】また、請求項６の発明にかかるＡＴＭコン
セントレータは、前記各品質クラス毎の出力セルバッフ
ァの出力位置の何れのグループに有効セルが蓄積されて
いるかを示す、有効グループ位置情報Ｌ１からＬＣＬま
でを調べて、これらの有効グループ位置情報Ｌ１からＬ
ＣＬを保持する有効グループ位置情報テーブルを品質ク
ラス毎に持ち、前記読み込み制御部で、前記有効グルー
プ位置情報テーブルから読み出した有効グループ位置情
報Ｌ１からＬｃを用いて、何れの出力グループにクラス
２からクラスｃの有効グループを上書きするかを判定す
るようにしたものである。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
図について説明する。図１は、この発明のＡＴＭ交換機
やＡＴＭクロスコネクト装置に用いられる、優先制御機
能を有するＡＴＭコンセントレータを示すブロック図で
あり、同図において、１は高優先クラス用ソーティング
部、２は低優先クラス用ソーティング部であり、これら
は各品質クラスの属する有効セルのみを選択し、ｍ×ｎ
本の入力信号をｎ本に集線する。高優先クラス用ソーテ
ィング部１と低優先クラス用ソーティング部２には、同
一セル信号が入力される。高優先クラス用ソーティング
部１のｎ本の出力には、高優先クラス用出力セルバッフ
ァ３−１〜３−ｎが設けられており、低優先クラス用ソ
ーティング部２のｎ本の出力には、低優先クラス用出力
セルバッファ６−１〜６−ｎが設けられている。高優先
クラス用出力セルバッファ６−１〜６−ｎには、これら
のセル出力位置にある有効セルの個数Ｎ１を保持する有
効セル数テーブル４と、該Ｎ１個の有効セルが高優先ク
ラス用出力セルバッファ３−１〜３−ｎの何れに蓄積さ
れているのかを表す位置情報Ｌ１を保持する有効セル位
置情報テーブル５とを有する。

【００２８】同様に、低優先クラス用出力セルバッファ
６−１〜６−ｎには、これら出力位置にある有効セルの
個数Ｎ２を保持する有効セル数テーブル７と、このＮ２
個の有効セルが低優先クラス用出力セルバッファ６−１
〜６−ｎの何れに蓄積されているのかを表す位置情報Ｌ
２を保持する有効セル位置情報テーブル８を有する。ま
た、９は品質クラス多重部で、これが高優先クラス用出
力セルバッファ３−１〜３−ｎより出力されるセル信号
と、低優先クラス用出力セルバッファ６−１〜６−ｎよ
り出力されるセル信号とを多重する。高優先クラス用出
力セルバッファ３−１〜３−ｎおよび低優先クラス用出
力セルバッファ６−１〜６−ｎの何れの蓄積セルを、品
質クラス多重部９で多重するかを、有効セル数テーブル
４中の有効セル個数情報Ｎ１と有効セル位置情報テーブ
ル５中の有効セル位置情報Ｌ１、および有効セル数テー
ブル７中の有効セル個数情報Ｎ２と有効セル位置情報テ
ーブル８中の有効セル位置情報Ｌ２に基づいて、１セル
スロット毎に判断するために、読み出し制御部１０を設
けている。読み出し制御部１０から品質クラス多重部９
に対して、多重制御信号ＳＥＬ（ｋ）を送出する。ここ
で、ｋは１以上ｎ以下の整数である。

【００２９】図２は、図１における高優先クラス用ソー
ティング部１および低優先クラス用ソーティング部２の
形態を表すブロック図である。既述のように、１１−１
〜１１−ｎはｍ−１セレクタ、１２はｍ−１セレクタ用
のカウンタ、１３はルーティング判定回路、１４はｎ×
ｎバニヤンスイッチによるルーティング回路、１５−１
〜１５−ｎはコネクション・品質クラスフィルタ回路で
ある。

【００３０】次に、この発明の実施の形態の動作を、図
３および図４のフローチャートを参照して説明する。ま
ず、図１の高優先クラス用のソーティング部，低優先ク
ラス用のソーティング部２に有効セルが到着すると、各
々のコネクション・品質クラスフィルタ回路１５−１〜
１５−ｎは、有効セルのヘッダ領域のＶＰＩ番号または
ＶＣＩ番号あるいはその双方とＣＬＰビットを調べて、
該有効セルが各ソーティング部１，２が通過させる通過
コネクションに属するかを判定して、通過コネクション
の場合には、有効セルの品質クラスを該ＶＰＩ番号、Ｖ
ＣＩ番号、ＣＬＰビットから判断して、各ソーティング
部１，２で通過させる品質クラスであるか否かを判定の
上、通過させる場合は、その有効セルを高優先クラス用
のソーティング部１あるいは低優先クラス用のソーティ
ング部２内に取り込み、その有効セルが、通過コネクシ
ョンでも、通過品質クラスでもない場合には、前記有効
セルを空きセルや無効セルなどに上書きし、この有効セ
ルは高優先クラス用のソーティング部１あるいは低優先
クラス用のソーティング部２内で集線された上、高優先
クラス用出力セルバッファ３−１〜３−ｎ、あるいは低
優先クラス用出力セルバッファ６−１〜６−ｎに送られ
る。

【００３１】高優先クラス用のソーティング部１から送
られたｎ個のＡＴＭセルを高優先クラス用出力セルバッ
ファ３−１〜３−ｎに書き込む際に、これらの高優先ク
ラス用出力セルバッファ３−１〜３−ｎではｎ個のＡＴ
Ｍセル中の有効セル数Ｎ１をカウントして有効セル数テ
ーブル４に保持するとともに、それがハイウェイ１〜ｎ
の何れのハイウェイのＡＴＭセルであるかを示す位置情
報Ｌ１を有効セル位置情報テーブル５に保持する。

【００３２】一方、読み出し制御部１０は、読み出しセ
ルスロット毎に、まず全ハイウェイの多重制御信号ＳＥ
Ｌ（ｋ）を“クラス１（高優先クラス）のハイウェイ番
号ｋ”に設定する（ステップＡ１）。ここで、ｋ＝１〜
ｎとする。同時に、高優先クラス有効セル数Ｎ１を有効
セル数テーブル４から読み込み（ステップＡ２）、ま
た、低優先クラス有効セル数Ｎ２を有効セル数テーブル
７より読み込む（ステップＡ３）。次に、該高優先クラ
ス有効セル数Ｎ１と低優先クラス有効セル数Ｎ２の和を
算出して、高優先クラス有効セル数Ｎ１＋低優先クラス
有効セル数Ｎ２と出力ハイウェイ総数ｎとの大小比較を
行う（ステップＡ４）。高優先クラス有効セル数Ｎ１＋
低優先クラス有効セル数Ｎ２がｎを超過する場合には
（ステップＡ４）、多重制御信号ＳＥＬ（ｋ）を品質ク
ラス多重部９に送出し（ステップＡ１２）、高優先クラ
ス有効セル数Ｎ１＋低優先クラス有効セル数Ｎ２がｎ以
下の場合には（ステップＡ４）、高優先クラス有効セル
位置情報Ｌ１を有効セル位置情報テーブル５から読み込
み（ステップＡ５）、また、低優先クラス有効セル位置
情報Ｌ２を有効セル位置情報テーブルＬ８から読込む
（ステップＡ６）。

【００３３】次いで内部変数ｊおよびｋの双方を１に初
期化し（ステップＡ７）、低優先クラス用有効セル位置
情報Ｌ２で、ハイウェイ番号の小さい方から、有効セル
が書かれているハイウェイ番号ｊを検索し（ステップＡ
８）、また、高優先クラス用有効セル位置情報Ｌ１で
は、ハイウェイ番号の小さい方から、空きセルや無効セ
ルなどの有効セルではないＡＴＭセルが書き込まれてい
るハイウェイ番号ｋを検索し（ステップＡ９）、“クラ
ス２のハイウェイｊのセルを出力する”という内容の信
号を、ハイウェイｋの多重制御信号ＳＥＬ（ｋ）に設定
する（ステップＡ１０）。これらのステップＡ８〜Ａ１
０は、低優先クラス用位置情報Ｌ２中の有効セルの検索
が終了するまで行い（ステップＡ１１）、多重制御信号
ＳＥＬ（ｋ）を品質クラス多重部９に送出する（ステッ
プＡ１２）。

【００３４】一方、品質クラス多重部９では、読み出し
セルスロット毎に、読み出し制御部１０からの多重制御
信号ＳＥＬ（ｋ）を読み込み（ステップＡ１３）、ま
た、高優先クラス用出力セルバッファ３−１〜３−ｎか
らＡＴＭセルを１個ずつ内部セルバッファＣＥＬ１
（ｊ）に読込む（ステップＡ１４）。ここで、ｊ＝１〜
ｎである。次に、前セルスロット時にクラス２の有効セ
ルを出力したか否かを示す内部フラグＲ（初期設定値＝
１）を調べて（ステップＡ２３）、Ｒ＝１ならば、低優
先クラス用出力セルバッファ６−１〜６−ｎから１セル
ずつＡＴＭセルを内部セルバッファＣＥＬ２（ｊ）に読
み込み（ステップＡ１５）、Ｒ＝０（ステップＡ２３）
ならば、低優先クラス用出力セルバッファ６−１〜６−
ｎからはセルは読み込まない。そして、Ｒ＝０にリセッ
トする（ステップＡ２４）。

【００３５】そして、ハイウェイ番号を示す内部変数ｋ
を１に初期化して（ステップＡ１６）、多重制御信号Ｓ
ＥＬ（ｋ）より、ハイウェイ番号ｋが出力する品質クラ
スｃと、出力するハイウェイ番号ｊを得て（ステップＡ
１７）、その品質クラスｃ＝クラス１（高優先クラス）
であるか否かを判定し（ステップＡ１８）、判定の結
果、クラス１（ステップＡ１８）ならば、ハイウェイｋ
の出力セルとして、クラス１のｊ番目の内部セルバッフ
ァＣＥＬ１（ｊ）のＡＴＭセルを出力し（ステップＡ１
９）、クラス１でない（ステップＡ１８）ならば、ハイ
ウェイｋの出力セルとして、クラス２のｊ番目の内部セ
ルバッファＣＥＬ２（ｊ）のＡＴＭセルを出力するとと
もに（ステップＡ２０）、内部フラグＲに、クラス２の
有効セルを送出したことを示す１を設定する（ステップ
Ａ２５）。そして、ステップＡ１７〜Ａ２０，Ａ２５の
処理を出力ハイウェイ総数ｎまで実行するために、ｋに
１を加算して（ステップＡ２１）、加算後のｋがｎ以下
であるかの判断を行い（ステップＡ２２）、ｋがｎ以下
の場合（ステップＡ２２）にはステップＡ１７に戻り、
ｋがｎを超過する場合（ステップＡ２２）の場合には終
了する。

【００３６】次に、前記実施の形態をさらに具体的に説
明する。図５は、ｍ×ｎ＝１６本（ｍ＝２、ｎ＝８）の
入力ハイウェイとｎ＝８本の出力ハイウェイを有し、品
質クラスとしてクラス１（高優先クラス）とクラス２
（低優先クラス）の２クラスを設定して遅延品質クラス
の完全優先制御を行うＡＴＭコンセントレータを示す。
同図において、１は高優先クラス用のソーティング部、
２は低優先クラス用のソーティング部であり、一例とし
て、カウンタやセレクタ、フリップフロップ回路などの
ディジタル論理回路で構成される。３−１〜３−８は高
優先クラス用出力セルバッファ、６−１〜６−８は低優
先クラス用出力セルバッファであり、一例として、ＦＩ
ＦＯメモリで実現される。４は、高優先クラス用出力バ
ッファ３−１〜３−８のセル出力位置にある高優先クラ
ス有効セル数Ｎ１を保持する有効セル数テーブルであ
り、５は該高優先クラス有効セル数Ｎ１個の有効セルが
高優先クラス用出力セルバッファ３−１〜３−８の何れ
に蓄積されているのかを表す位置Ｌ１を保持する有効セ
ル位置情報テーブルであり、一例としてＦＩＦＯメモリ
で実現される。

【００３７】また、７は、低優先クラス用出力セルバッ
ファ６−１〜６−８の出力位置にある低優先クラス有効
セル数Ｎ２を保持する有効セル数テーブルであり、８は
低優先クラス有効セル数Ｎ２個の有効セルが低優先クラ
ス用出力セルバッファ６−１〜６−８の何れに蓄積され
ているのかを表す位置Ｌ２を保持する有効セル位置情報
テーブルであり、これらは、一例としてＦＩＦＯメモリ
で実現する。１０は読み出し制御部であり、品質クラス
多重部９に対して、多重制御信号ＳＥＬ（１）〜ＳＥＬ
（８）を送出する。品質クラス多重部９ではＳＥＬ
（８）を受けて、高優先クラス用出力セルバッファ３−
１〜３−８と低優先クラス用出力セルバッファ６−１〜
６−８のセル出力位置にあるＡＴＭセルを多重して、計
８個のセルを８本出力ハイウェイに送る。品質クラス多
重部９および読み出し制御部１０は例えばディジタル論
理回路、あるいは、プロセッサ処理によるソフトウェア
によって実現される。

【００３８】次に、かかる読み出し制御部１０と品質ク
ラス多重部９の動作を、図６に用いて説明する。高優先
クラス用出力セルバッファ３−１〜３−８に、クラス１
の１９個の有効セルＣ１−１〜Ｃ１−１９が蓄積されて
おり、また、低優先クラス用出力セルバッファ６−１〜
６−８にクラス２の３個の有効セルＣ２−１〜Ｃ２−３
が蓄積されており、残りは空きセルで満たされているも
のとする。高優先クラス用出力セルバッファ３−１〜３
−８および低優先クラス用出力セルバッファ６−１〜６
−８がＦＩＦＯで構成されているものとすると、個々の
出力セルバッファのセル出力位置にある有効セルは高優
先クラス用出力セルバッファ３−１〜３−８では有効セ
ルＣ１−１〜Ｃ１−８、低優先クラス用出力セルバッフ
ァ６−１〜６−８では有効セルＣ２−１〜Ｃ２−３であ
る。従って、高優先クラス有効セル数Ｎ１＝８、低優先
クラス有効セル数Ｎ２＝３である。

【００３９】また、図６において、読み出し制御部１０
は、まず、有効セル数テーブル４と有効セル位置情報テ
ーブル５より高優先クラス有効セル数Ｎ１＝８と低優先
クラス有効セル数Ｎ２＝３を読み出す（時刻ＴＳ１）。
そして、高優先クラス有効セル数Ｎ１＋低優先クラス有
効セル数Ｎ２の演算を行い、その結果は１１である。こ
の演算結果とｎ＝８との大小比較を行うと高優先クラス
有効セル数Ｎ１＋低優先クラス有効セル数Ｎ２＞ｎであ
る。従って、ＴＳ１ではクラス１の８個の有効セルＣ１
−１〜Ｃ１−８が出力される。次のセルスロットでの高
優先クラス用出力セルバッファ３−１〜３−８のセル出
力位置にある有効セルはＣ１−９〜Ｃ１−１６、高優先
クラス用出力セルバッファ６−１〜６−８のセル出力位
置にある有効セルはＣ２−１〜Ｃ２−３である。従っ
て、高優先クラス用出力セルバッファ３−１〜３−８で
はＮ１＝８、低優先クラス用出力セルバッファ６−１〜
６−８ではＮ２＝３である。読み出し制御部１０は有効
セル数テーブル４と有効セル位置情報テーブル５より高
優先クラス用出力セルバッファではＮ１＝８と、低優先
クラス用出力セルバッファではＮ２＝３を読み出す（時
刻ＴＳ２）。そして、Ｎ１＋Ｎ２＞ｎである。従って、
ＴＳ２ではクラス１の８個の有効セルＣ１−９〜Ｃ１−
１６が出力される。

【００４０】さらに、次のセルスロットでの、高優先ク
ラス用出力セルバッファ３−１〜３−８のセル出力位置
にある有効セルはＣ１−１７〜Ｃ１−１９、低優先クラ
ス用出力セルバッファ６−１〜６−８のセル出力位置に
ある有効セルはＣ２−１〜Ｃ２−３である。従って、Ｎ
１＝３、Ｎ２＝３である。図６に示すように、読み出し
制御部１０は有効セル数テーブル４と有効セル位置情報
テーブル５よりＮ１＝３とＮ２＝３を読み出す（時刻Ｔ
Ｓ＝３）。そして、Ｎ１＋Ｎ２の演算を行い、その結果
は６である。この演算結果とｎ＝８との大小比較を行う
とＮ１＋Ｎ２＜ｎである。従って、ＴＳ３ではクラス１
の３個の有効セルＣ１−１７〜Ｃ１−１９と、クラス２
の３個の有効セルＣ２−１〜Ｃ２−３が出力される。仮
に、ＴＳ４にクラス１の有効セルが８個入力されるもの
とすれば、従来の実施例では、クラス２の有効セルＣ２
−１〜Ｃ２−３はＴＳ４でも依然として出力できない。
しかし、この発明によれば、ＴＳ３の空きセルに多重し
て出力することが可能であり、その結果、網利用率が向
上してスループットが増加する。

【００４１】図１および図５の例では、品質クラス数は
高優先クラス（クラス１）と低優先クラス（クラス２）
の２クラスであり、ソーティング部および出力セルバッ
ファ、有効セル数テーブル、有効セル位置情報テーブル
は、高優先クラスと低優先クラスの２クラス分を設けた
場合を示したが、３クラス以上の品質クラス分けを行う
場合には、出力セルバッファ、有効セル数記憶用メモ
リ、有効セル位置記憶用メモリを品質クラス分配備する
ことによって、このこの発明の優先制御方式を適用する
ことが可能である。

【００４２】図７は任意の品質クラス数ＣＬを設定した
場合の、この発明による、完全優先制御機能を有する
（ｍ×ｎ−ｎ）ＡＴＭコンセントレータを示す。同図に
おいて、１６−１〜１６−ＣＬは、各品質クラスのソー
ティング部、１７−１−１〜１７−ＣＬ−ｎは、各品質
クラス用出力セルバッファ、１８−１〜１８−ＣＬは各
品質クラスの有効セル数情報を保持する有効セル数テー
ブル、１９−１〜１９−ＣＬは、各品質クラスの有効セ
ル位置情報を保持する有効セル位置情報テーブル、２０
は品質クラス多重部であり、２１は読み出し制御部、１
６−１〜１６−ＣＬは図１に示したものと等しい回路で
実現される。

【００４３】図８は、図７における読み出し制御部２１
および品質クラス多重部２０の各動作を示すフローチャ
ートである。読み出し制御部２１は、読み出しセルスロ
ット毎に、まず全ハイウェイの多重制御信号ＳＥＬ
（ｋ）を“クラス１（高優先クラス）のハイウェイ番号
ｋ”に設定する（ステップＡ２６）。ここで、ｋ＝１〜
ｎである。そして、内部変数の初期設定として、検索用
変数ｋ＝１に設定し、品質クラス番号ｃ＝２に設定し、
有効セル数Ｎ＝０に設定し、有効セル位置情報Ｌ＝全て
空きセル、に設定する（ステップＡ２７）。そして、ク
ラス１の有効セル数Ｎ１を有効セル数テーブル１８−１
から読み込み、有効セル数Ｎ１をＮにセットし（ステッ
プＡ２８）、クラス１の有効セル位置情報Ｌ１を有効セ
ル位置情報テーブル１９−１から読み込み、Ｌにセット
する（ステップＡ２９）。

【００４４】次に、クラスｃの有効セル数Ｎｃを有効セ
ル数テーブル１８−ｃより読み込む（ステップＡ３
０）。そして、Ｎ＋Ｎｃと出力ハイウェイ総数ｎとの大
小比較を行い（ステップＡ３１）、Ｎ＋Ｎｃ＞ｎの場合
（ステップＡ３１）は、多重制御信号ＳＥＬ（ｋ）を品
質クラス多重部２０に送出し（ステップＡ３９）、一
方、Ｎ１＋Ｎ２≦ｎの場合（ステップＡ３１）は、クラ
スｃの有効セル位置情報Ｌｃを有効セル位置情報テーブ
ル１９−ｃから読み込む（ステップＡ３２）、次いで内
部変数ｊ＝１に初期化し、ｋは前回の検索したハイウェ
イ番号最大値＋１に設定し（ステップＡ３３）、クラス
ｃ用有効セル位置情報Ｌｃで、番号の小さいハイウェイ
より順に有効セルが書かれているハイウェイ番号ｊを検
索して（ステップＡ３４）、また、内部有効セル位置情
報Ｌでは、ｋ以上のハイウェイについて番号の小さい方
から、空きセルや無効セルなどの有効セルではないハイ
ウェイ番号ｋを検索し（ステップＡ３５）、“クラスｃ
のハイウェイｊのセル出力する”を意味する信号を、ハ
イウェイｋの多重制御信号ＳＥＬ（ｋ）として設定する
８ステップＡ３６）。

【００４５】そして、該ステップＡ３２〜Ａ３６は、ク
ラスｃ用有効セル位置情報Ｌｃ中の有効セルの検索が終
了するまで行い（ステップＡ３７）、また、ステップＡ
３２〜Ａ３７の処理は、全ての品質クラスに対して行う
ために、品質クラスを示す内部変数ｃ＝ＣＬであるか否
かを判定し（ステップＡ３８）、ｃ＝ＣＬの場合（ステ
ップＡ３８）には、多重制御信号ＳＥＬ（ｋ）を品質ク
ラス多重部２０に送出し（ステップＡ３９）、ｃ＜ＣＬ
の場合（ステップＡ３８）には、ｃに１を加算して（ス
テップＡ４０）、ステップＡ３０に戻る。

【００４６】一方、品質クラス多重部２０では、読み出
しセルスロット毎に、読み出し制御部２１からの多重制
御信号ＳＥＬ（ｋ）を読み込み（ステップＡ４１）、次
に、前セルスロット時にどの品質クラスまでの有効セル
を出力したかを示す内部信号をＲとして、内部変数ｃ＝
Ｒに設定し（ステップＡ４２）、クラス１〜クラスｃま
での出力セルバッファ１７−１−１〜１７−ｃ−ｎの各
々から１セルずつＡＴＭセルを内部セルバッファＣＥＬ
１（ｊ）〜ＣＥＬｃ（ｊ）に読み込む（ステップＡ４
３）。ここで、ｊ＝１〜ｎである。そして、Ｒ＝１にリ
セットする（ステップＡ４４）。さらに、ハイウェイ番
号を示す内部変数ｋを１に初期化して（ステップＡ４
５）、受信多重制御信号ＳＥＬ（ｋ）より、ハイウェイ
番号ｋが出力すべき品質クラスｃと出力すべきハイウェ
イ番号ｊを取り出す（ステップＡ４６）。そして、ハイ
ウェイｋの出力セルとして、クラスｃのｊ番目の内部セ
ルバッファＣＥＬｃ（ｊ）のＡＴＭセルを出力するとと
もに（ステップＡ４７）、どの品質クラスまでを出力し
たかを示す内部フラグにＲとｃの大きい方の値を入力す
る（ステップＡ４８）。

【００４７】これらのステップＡ４６〜Ａ４８を出力ハ
イウェイ総数ｎまで実行するために、ｋに１を加算して
（ステップＡ４９）、加算後のｋがｎ以下であるかの判
断を行い（ステップＡ５０）、ｋがｎ以下の場合には
（ステップＡ５０）、ステップＡ４６に戻り、一方、ｋ
がｎを超過する場合には終了する。なお、図７の例で
は、各品質クラスの有効セル位置情報Ｌ１〜ＬＣＬを得
るために有効セル位置情報テーブル１９−１〜１９−Ｃ
Ｌを配備しているが、該有効セル位置情報テーブル１９
−１〜１９−ＣＬを配備せずに、出力セルバッファより
ＡＴＭセルを読み出す際に、読み出し制御部２１や品質
クラス多重部２０において、読み出したＡＴＭセルのヘ
ッダ部分を参照して、有効セルであるか否かを判定し、
この有効セル位置情報Ｌ１〜ＬＣＬを得てもよい。

【００４８】同様に、図７の例では、Ｎ１〜ＮＣＬを求
めるために有効テーブルテーブル１８−１〜１８−ＣＬ
を配備しているが、これらは、有効セル数テーブル１８
−１〜１８−ＣＬを配備せずに、出力セルバッファより
ＡＴＭセルを読み出す際に、読み出し制御部２１や品質
クラス多重部２０において、読み出したＡＴＭセルのヘ
ッダ部分を参照して、有効セルであるか否かを判定し、
有効セル数Ｎ１〜ＮＣＬを得てもよい。また、各セル位
置情報の形態は特に特定されず、例えば、出力ハイウェ
イ分のビット幅を用意して、該ビットに順番に出力ハイ
ウェイを割り当て、この出力ハイウェイのセルバッファ
の蓄積が有効セルの場合には、出力ハイウェイ番号に相
当するビットに１を入力し、無効セルや空きセルの場合
には、該出力ハイウェイ番号に相当するビットに０を入
力する方法や、有効セルが蓄積されている出力ハイウェ
イ番号そのものをメモリに記憶する方式などが適用可能
である。

【００４９】図１０は、ｎ本の出力ハイウェイをｇ個
（ｇ＜ｎ）のハイウェイグループに統合して、グループ
単位で品質クラスの多重化を行う、完全優先制御機能を
有する（ｍ×ｎ−ｎ）ＡＴＭコンセントレータを示す。
１６−１〜１６−ＣＬは各品質クラスのソーティング
部、１７−１−１〜１７−ＣＬ−ｎは各品質クラス用出
力セルバッファであり、各品質クラス毎に、品質クラス
用出力セルバッファ１７−１−１〜１７−ＣＬ−ｎの出
力ハイウェイのうち、隣合う複数のハイウェイを、等し
いハイウェイ数で構成するｇ個のグループに指定して、
計ｇ個のグループを品質クラス毎に設定する。そして、
２２−１〜２２−ＣＬは各品質クラスのｇ個のグループ
のうち、各品質クラス用出力セルバッファ１７−１−１
〜１７−ＣＬ−ｎの出力位置に有効セルを含むグループ
数Ｎ１〜ＮＣＬを保持する有効グループ数テーブルであ
り、グループ数Ｎ１〜ＮＣＬのことを有効グループ数と
呼ぶこととする。２３−１〜２３−ＣＬは、各品質クラ
スのｇ個のグループのうち、何れのグループの品質クラ
ス用出力セルバッファ１７−１−１〜１７−ＣＬ−ｎの
出力位置に有効セルが含まれているかを示す有効グルー
プセル位置情報Ｌ１〜ＬＣＮを保持する有効グループセ
ル位置情報テーブルである。２４は品質クラス多重部、
２５は読み出し制御部である。

【００５０】図１および図７は品質クラス多重部２４お
よび読み出し制御部２５の各動作を示すフローチャート
である。これについて述べると、読み出し制御部２４
は、読み出しせるスロット毎に、まず前グループの多重
制御信号ＳＥＬ（ｋ）を“クラス１（高優先クラス）の
グループ番号グループｋ”に設定する（ステップＡ５
１）。ここで、ｋ＝１〜ｇである。そして、内部変数の
初期設定として、検索用変数ｋ＝１に設定し、品質クラ
ス番号ｃ＝２に設定し、有効グループ数Ｎ＝０に設定
し、有効グループ位置情報Ｌ＝全て空きセル（グルー
プ）に設定する（ステップＡ５２）。そして、クラス１
の有効グループ数Ｎ１を有効グループ数テーブル２２−
１から読み込み。これをＮにセットし（ステップＡ５
３）、クラス１の有効グループ位置情報Ｌ１を有効グル
ープ位置情報２３−１から読み込み、Ｌにセットする
（ステップＡ５４）。

【００５１】次に、クラスｃの有効グループ数Ｎｃを有
効グループ数テーブル２２−ｃより読み込む（ステップ
Ａ５５）。そして、そのＮとＮｃの和を算出して、Ｎ＋
Ｎｃと出力グループ総数ｇとの大小比較を行い（ステッ
プＡ５６）、Ｎ＋Ｎｃ＞ｎの場合は（ステップ）、多重
制御信号ＳＥＬ（ｋ）を品質クラス多重部２５に送出し
（ステップＡ５７）、Ｎ１＋Ｎ２≦ｎの場合は（ステッ
プＡ５６）、クラスｃの有効グループ位置情報Ｌｃを有
効グループセル位置情報テーブル２３−ｃから読み込む
（ステップＡ５７）。次いで内部変数ｊ＝１に初期化
し、ｋは前回に検索したグループ番号最大値＋１に設定
し（ステップＡ５８）、クラスｃ用有効グループ位置情
報Ｌｃで、グループ番号の小さい方から、有効セルが含
まれているグループ番号ｊを検索する（ステップＡ５
９）。また、内部有効セル位置情報Ｌでは、ｋ以上のグ
ループについて番号の小さい方が、有効セルを含まない
グループ番号ｋを検索し（ステップＡ６０）、“クラス
ｃのグループｊを出力する”意味の信号を、読み出しグ
ループｋの多重制御信号ＳＥＬ（ｋ）として設定する
（ステップＡ６１）。

【００５２】そして、ステップＡ５９〜Ａ６１は、クラ
ス用有効グループ位置情報Ｌｃ中の有効グループ検索が
終了するまで行い（ステップＡ６２）、そして、該ステ
ップＡ５７〜Ａ６２の処理は、全ての品質クラスに対し
て行うために、品質クラスを示す内部変数ｃ＝ＣＬであ
るか否かを判定し（ステップＡ６３）、ｃ＝ＣＬの場合
には、多重制御信号ＳＥＬ（ｋ）を品質クラス多重部２
４に送出する（ステップＡ６４）。一方ｃ＜ＣＬの場合
には、ｃに１を加算して（ステップＡ６５）、ステップ
Ａ５５に戻る。

【００５３】一方、品質クラス多重部２４では、１セル
スロット毎に、読み出し制御部２５からの多重制御信号
ＳＥＬ（ｋ）を読み込み（ステップＡ６６）、次に全セ
ルスロット時にどの品質クラスまでの有効セルを出力し
たかを示す内部信号をＲとして、内部変数ｃ＝Ｒに設定
し（ステップＡ６７）、クラス１〜クラスｃまでの出力
セルバッファ１７−１−１〜１７−ｃ−ｎから１セルず
つＡＴＭセルを内部セルバッファＣＥＬ１（ｊ）〜ＣＥ
Ｌｃ（ｊ）に読み込む（ステップＡ６８）。ここで、ｊ
＝１〜ｎである。そして、Ｒ＝１にリセットする（ステ
ップＡ６９）。また、出力グループ番号を示す内部変数
ｋを１に初期化して（ステップＡ７０）、受信多重制御
信号ＳＥＬ（ｋ）より、出力グループ番号ｋで出力する
品質クラスｃと、読み出しハイウェイ番号ｊを取り出す
（ステップＡ７１）。

【００５４】該出力グループ番号ｋから該当する出力ハ
イウェイ番号ｋｓ〜ｋｌ（ｋｓ＜ｋｌ、ｋｓとｋｌはと
もにｎ以下の正の整数）を特定し（ステップＡ７２）、
また、ハイウェイ番号ｊより該当する読み出し側ハイウ
ェイ番号ｊｓ〜ｊｌ（ｊｓ＜ｊｌ、ｊｓとｊｌはともに
ｎ以下の正の整数）とを特定し（ステップＡ７３）、出
力ハイウェイｋｓ〜ｋｌの出力セルとして、クラスｃの
ｊｓ〜ｊｌ番目の内部セルバッファＣＥＬｃ（ｊｓ）〜
ＣＥＬｃ（ｊｌ）のＡＴＭセルを出力するとともに（ス
テップＡ７４）、どの品質クラスまでを出力したかを示
す内部フラグＲに、Ｒとｃの大きい方の値を入力する
（ステップＡ７５）。こうして、ステップＡ７１〜Ａ７
５の処理を出力グループ総数ｇまで実行するために、ｋ
にｌを加算して（ステップＡ７６）、加算後のｋがｇ以
下であるかの判断を行い（ステップＡ７７）、ｋがｎ以
下の場合には（ステップＡ７７）、ステップＡ７０に戻
り、ｋがｎが超過する場合には（ステップＡ７７）終了
する。

【００５５】ここでは、読み出し制御部２５での検索手
段におけるｊの最大検索回数がループ１回当たりでｇ回
であり、ハイウェイ毎に多重化する場合の検索回数であ
るｎ回よりも、処理ステップ数が少なくて済み、また、
ｋの検索においても、最大検索回数は１ループ当たりで
最大でｇ回であり、ハイウェイ毎に多重化を行う方式の
最大検索回数であるｎ回よりも少なくて済む、という特
徴をもつ。一方で、出力バッファのあるハイウェイが空
きセルであっても、該ハイウェイが属するグループが有
効グループである場合には、該空きセルであるハイウェ
イは有効セルで上書きされることがないため、ハイウェ
イ毎に多重化を行う方式よりは、網利用率は低下する
が、高速転送に利用するためにステップ数を削減したい
場合には有効である。

【００５６】なお、図１０の例では、各品質クラスの有
効グループ位置情報Ｌ１〜ＬＣＬを得るために有効グル
ープセル位置情報テーブル２３−１〜２３−ＣＬを配備
しているが、これらの配備をせずに、出力セルバッファ
よりＡＴＭセルを読み出す際に、品質クラス多重部２４
や読み出し制御部２５において、読み出したＡＴＭセル
のヘッダ部分を参照して、有効セルであるか否かを判定
し、有効グループ位置情報Ｌ１からＬＣＬを得てもよ
い。同様に、図１０の例では、各品質クラスの有効グル
ープ数Ｎ１〜ＮＣＬを求めるために有効グループ数テー
ブル２２−１〜２２−ＣＬを配備しているが、これらを
配備せずに、出力セルバッファよりＡＴＭセルを読み出
す際に、品質クラス多重部２４や読み出し制御部２５に
おいて、読み出したＡＴＭセルのヘッダ部分を参照し
て、有効セルであるか否かを判定し、該有効グループ数
Ｎ１〜ＮＣＬを得てもよい。

【００５７】また、各セル位置情報の形態は特に特定さ
れず、例えば、グループ総数ｇ分のビット幅を用意し
て、該ビットを順番にグループ番号に割り当てて、該グ
ループの出力セルバッファに蓄積されるセルが有効セル
の場合には、グループ番号に相当するビットに１を入力
し、無効セルや空きセルの場合には該グループ番号に相
当するビットに０を入力する方法や、有効セルが蓄積さ
れているグループ番号そのものをメモリに記憶する方式
などが適用可能である。

【００５８】また、図１，図５，図７，図１０の例にお
いては、複数の品質クラスの入力セルを品質クラス毎に
集線を行うために、品質クラス毎にソーティング部を配
備しているが、この発明では、複数のソーティング部の
配備法は特定しない。また図２に示したソーティング部
では、ｎ本の出力ハイウェイの特定の出力ハイウェイに
偏って有効セルが出力されないようにルーティング判定
回路１３およびルーティング網１４を配備して、有効セ
ルをｎ本の出力ハイウェイに均等に振り分けているが、
ルーティング判定回路１３およびルーティング網１４を
配備せず、出力ハイウェイ毎の有効セル個数に偏りが生
じる場合においても、この発明により完全優先先制御機
能は適用できる。

【００５９】図１３は、この発明による、複数の品質ク
ラス（クラス１〜クラスＣＬ）のソーティングを、一つ
のソーティング部２６で行い、品質クラス１〜クラスＣ
Ｌまでの完全優先制御を行う、（ｍ×ｎ−ｎ）ＡＴＭコ
ンセントレータを示すブロック図である。これは、図７
の実施例において、品質クラス１〜クラスＣＬ別に配備
してあるソーティング部１６−１〜１６−ＣＬを、一つ
のソーティング部２６にもとめたものであり、図１４に
このソーティング部２６の詳細を示す。１１−１〜１１
−ｎはｍ−１セレクタ、２７−１−１〜２７−ＣＬ−ｎ
はコネクション・品質クラスフィルタ回路、２８−１〜
２８−ＣＬは品質クラス別に配備したルーティング判定
回路、２９−１〜２９−ＣＬは品質クラス別に配備した
ルーティング網である。ｍ−ｎセレクタ１１−１〜１１
−ｎによってｍ本の入力ハイウェイを速度ｍ倍にして多
重化し、ｎ本の多重化信号は、品質クラス１〜クラスＣ
Ｌ別に配備された、コネクション・品質クラスフィルタ
回路２７−１−１〜２７−ＣＬ−ｎに送られる。

【００６０】該コネクション・品質クラスフィルタ回路
２７−１−１〜２７−ＣＬ−ｎは、入力ＡＴＭセルのヘ
ッダ部にあるＶＰＩ領域およびＣＩ領域、およびＣＬＰ
ビットを参照して、各々で通過させる通過コネクション
の有効セルであるか、および各々で通過させる品質クラ
スの有効セルであるかを判定し、通過させるセルである
場合には、クラス１〜クラスＣＬ毎に配備した、ルーテ
ィング判定回路２８−１〜２８−ＣＬおよびルーティン
グ網２９−１〜２９−ＣＬによって、品質クラスのｎ本
の出力ハイウェイに均等に出力する。出力される信号速
度は、入力信号速度のｍ倍である。なお、この発明によ
る完全優先制御機能は、図１４のソーティング部にルー
ティング判定回路２８−１〜２８−ＣＬおよびルーティ
ング網２９−１〜２−ＣＬを配備しない場合において
も、適用することができる。

【００６１】図１５は、ソーティング部２６の他の例を
示す。これは、各々の品質クラス１〜クラスＣＬの出力
部に、ハイウェイ別にセルバッファ３０−１−１〜３０
−ＣＬ−ｎを配備したものである。１１−１〜１１−ｎ
はｍ−１セレクタ、２７−１−１〜２７−ＣＬ−ｎはコ
ネクション・品質クラスフィルタ回路、２８−１〜２８
−ＣＬはルーティング判定回路、２９−１〜２９−ＣＬ
はルーティング網である。これによれば、ｍ−１セレク
タ１１−１〜１１−ｎによってｍ本の入力ハイウェイを
速度ｍ倍にして多重化し、信号はコネクション・品質ク
ラスフィルタ回路２７−１−１〜２７−ＣＬ−ｎに送ら
れる。これらのコネクション・品質クラスフィルタ回路
２７−１−１〜２７−ＣＬ−ｎは、入力ＡＴＭセルのヘ
ッダ部にあるＶＰＩ領域およびＶＣＩおよびＣＬＰビッ
トを参照して、各々で通過させる通過コネクションの有
効セルであるか、および各々で通過させる品質クラスの
有効セルであるかを判定し、通過セルの場合には、クラ
ス１〜クラスＣＬ毎に配備したルーティング判定回路２
８−１〜２８−ＣＬおよびルーティング網２９−１〜２
９−ＣＬにより品質クラスのｎ個のセルバッファに転送
する。その速度は入力信号速度のｍ倍である。

【００６２】また、セルバッファ３０−１−１〜３０−
ＣＬ−ｎからは、ソーティング部２６への入力信号速度
と等速度でセルスロット毎にセルを出力する。従って、
セルバッファ３０−１−１〜３０−ＣＬ−ｎのセルバッ
ファ長が十分大きく、また、各品質クラスのトラヒック
量の偏りがない場合などでは、セルバッファのバッファ
溢れは起らない。つまり、この例における出力ハイウェ
イの信号速度は、図１４の場合に比べて出力ハイウェイ
の信号速度の１／ｍであり、パッケージ間伝送などの、
高速信号転送が適用しにくい場合も適用可能であるとい
う特徴を有する。この発明による完全優先制御機能は、
図１５のソーティング部にルーティング判定回路２８−
１〜２８−ＣＬおよびルーティング網２９−１〜２９−
ＣＬを配備しない場合においても、適用することができ
る。

【００６３】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、ＡＴ
Ｍコンセントレータにおいて、高優先クラス用出力バッ
ファの出力位置にある有効セルＮ１と、低優先クラス出
力バッファの出力位置にある有効セルＮ２の和がｎ以下
であるか否かを読み出し制御部で判定して、ｎ以下なら
ば、Ｎ１個の高優先クラスのセルとＮ２個の低優先クラ
スの有効セルを品質クラス多重部で多重して出力ハイウ
ェイに送り、その結果、有効セル数Ｎ１とＮ２の和がｎ
以下の場合には、高優先クラスのセルのみを出力する従
来技術ではｎ本の出力ハイウェイの利用率が１００×Ｎ
１／ｎパーセントとなるのに対し、この発明では、ｎ本
の出力ハイウェイの利用率は１００×（Ｎ１＋Ｎ２）／
ｎパーセントに向上し、この結果、有効セル数Ｎ１とＮ
２の和がｎ以下になるトラヒック到着間隔時には、スル
ープットが向上する。同様の理由により、３クラス以上
の任意の数の品質クラスを設定して、完全優先制御を行
う場合においても、該ＡＴＭコンセントレータのスルー
プットは上昇する。

【００６４】また、従来は、高優先クラスの有効セルが
完全に出力された後でのみしか低優先クラスは出力され
ず、該ＡＴＭコンセントレータでの低優先クラスのセル
の平均遅延時間が増大する傾向にあったが、この発明に
よれば、高優先クラス用出力バッファの出力位置にある
有効セル数Ｎ１と、低優先クラス出力バッファの出力位
置にある有効セル数Ｎ２の和がｎ以下であれば、同じセ
ルスロットで低優先クラスの有効セルも転送できるの
で、この低優先クラスのトラヒックの平均遅延時間が減
少する。同様の理由から、３クラス以上の任意の数の品
質クラスを設定して、完全優先制御を行う場合において
も、優先度の低い品質クラスの平均遅延時間が短縮され
るという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の一形態によるＡＴＭコンセ
ントレータを示すブロック図である。

【図２】 図１におけるソーティング部の詳細を示すブ
ロック図である。

【図３】 図１における読み出し制御部の動作手順を示
すフローチャートである。

【図４】 図１における品質クラス多重部の動作を示す
フローチャートである。

【図５】 この発明の実施の他の形態によるＡＴＭコン
セントレータを示すブロック図である。

【図６】 図５のＡＴＭコンセントレータにおける品質
クラス多重化の過程を示す説明図である。

【図７】 この発明の実施の他の形態によるＡＴＭコン
セントレータを示すブロック図である。

【図８】 図７における読み出し制御部の動作手順を示
すフローチャートである。

【図９】 図７における品質クラス多重部の動作手順を
示すフローチャートである。

【図１０】 この発明の実施の他の形態によるＡＴＭコ
ンセントレータを示すブロック図である。

【図１１】 図１０における読み出し制御部の動作手順
を示すフローチャートである。

【図１２】 図１０における品質クラス多重部の動作を
示すフローチャートである。

【図１３】 この発明の実施の他の形態によるＡＴＭコ
ンセントレータを示すブロック図である。

【図１４】 図１３におけるソーティング部の詳細を示
すブロック図である。

【図１５】 図１３におけるソーティング部の他の例を
詳細に示すブロック図である。

【図１６】 従来のＡＴＭセルバッファを示す説明図で
ある。

【図１７】 従来のＡＴＭコンセントレータを示すブロ
ック図である。

【図１８】 従来の優先制御機能を有するＡＴＭコンセ
ントレータを示すブロック図である。

【符号の説明】

１ 高優先クラス用ソーティング部 ２ 低優先クラス用ソーティング部 ３−１〜３−ｎ 高優先クラス用出力セルバッファ（出
力セルバッファ） ４ 高優先クラス用有効セル数テーブル（有効セル数テ
ーブル） ５ 高優先クラス用有効セル位置情報テーブル（有効セ
ル位置情報テーブル） ６−１〜６−ｎ 低優先クラス用出力セルバッファ（出
力セルバッファ） ７ 低優先クラス用有効セル数テーブル（有効セル数テ
ーブル） ８ 低優先クラス用有効セル位置情報テーブル（有効セ
ル位置情報テーブル） ９ 品質クラス多重部 １０ 読み出し制御部

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

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ｍ×ｎ本の入力ハイウェイとｎ本の出力
   ハイウェイを有し、品質クラスとして高優先クラスであ
   るクラス１から低優先クラスであるクラスＣＬ（ＣＬは
   任意の正の整数）までのＣＬ階段を設定し、品質クラス
   毎に出力ハイウェイ別に出力セルバッファを配備して、
   高優先クラスを必ず低優先クラスに優先して出力する優
   先制御を行うＡＴＭコンセントレータにおいて、 前記品質クラス毎にｎ本の出力セルバッファから読み出
   したセル中の有効セル数Ｎ１からＮＣＬを調べ、優先度
   の高いものから順に有効セル数の累積Ｎを算出し、有効
   セル数Ｎが出力ハイウェイ総数ｎを超過しない最大の品
   質クラスｃ（ｃは１以上、ＣＬ以下）を求め、ｃ＝１の
   場合はクラス１の出力セルバッファから読み出したｎ個
   のセルを出力するように指示するように指示する多重制
   御信号を作成し、ｃが２以上の場合には、クラス１のｎ
   本の高優先クラス用出力セルバッファから読み出したｎ
   個のセルのうち有効セルではないハイウェイ番号と、ク
   ラス２からクラスｃの各々の出力バッファから読み出し
   たセルのうち有効セルであるハイウェイ番号を、品質ク
   ラス２からクラスｃまでについて調べて、該クラス１の
   有効セル以外のハイウェイにクラス２からクラスｃまで
   の有効セルを上書するように指示するための多重制御信
   号を作成する読み出し制御部と、 前記多重制御信号に従って、クラス１の出力セルバッフ
   ァから読み出したｎ個のセルか、あるいはクラス１の出
   力セルバッファから読み出したｎ個のセルに、クラス２
   からクラスｃまでの出力セルバッファから読み出した有
   効セルを前記多重制御信号に基づいて多重した合計ｎ個
   のセルを、ｎ本の出力ハイウェイに出力する品質クラス
   多重部とを有し、 前記読み出し制御部が作成した多重制御信号に基づい
   て、高優先クラスと低優先クラスの優先制御を行うこと
   を特徴とするＡＴＭコンセントレータ。
2. 【請求項２】 前記各品質クラス毎の出力セルバッファ
   の出力位置にある有効セル数Ｎ１からＮＣＬをカウント
   して、これらのカウント数を保持する有効セル数テーブ
   ルを品質クラス毎に持ち、 前記読み出し制御部では、前記有効セル数テーブルから
   読み出した有効セル数Ｎ１からＮＣＬを用いて、多重す
   る最大の品質クラス数ｃを求めることを特徴とする請求
   項１記載のＡＴＭコンセントレータ。
3. 【請求項３】 前記各品質クラス毎の出力セルバッファ
   の出力位置の何れのハイウェイに有効セルが蓄積されて
   いるかを示す、有効セル位置情報Ｌ１からＬＣＬまでを
   調べ、品質クラス毎にこれらの有効セル位置情報Ｌ１か
   らＬＣＬを保持する有効セル位置情報テーブルを品質ク
   ラス毎に持ち、 前記読み出し制御部では、前記有効セル位置情報テーブ
   ルから読み出した有効セル位置情報Ｌ１からＬｃを用い
   て、何れの出力ハイウェイにクラス２からクラスｃの有
   効セルを上書きするかを判定することを特徴とする請求
   項１に記載のＡＴＭコンセントレータ。
4. 【請求項４】 ｍ×ｎ本の入力ハイウェイとｎ本の出力
   ハイウェイを有し、品質クラスとして高優先クラスであ
   るクラス１から低優先クラスであるクラスＣＬ（ＣＬは
   任意の正の整数）までのＣＬ段階を設定し、品質クラス
   毎に出力ハイウェイ別に出力セルバッファを配備して、
   高優先クラスを必ず低優先クラスに優先して出力する優
   先制御を行うＡＴＭコンセントレータにおいて、 前記ｎ本の出力ハイウェイのうち隣り合う複数のハイウ
   ェイを、等しいハイウェイ数で構成されるｇ個（ｇはｎ
   以下の正の整数）のハイウェイグループにまとめ、品質
   クラス毎に、ｎ本の出力セルバッファから読み出したｇ
   個のグループのうち有効セルを含むグループの数Ｎ１か
   らＮＣＬを調べ、優先度の高いものから順に有効セルを
   含むグループの数の累積Ｎを算出し、有効グループ数Ｎ
   がグループ総数ｇを超過しない最大の品質クラスｃ（ｃ
   は１以上、ＣＬ以下）を求め、ｃ＝１の場合はクラス１
   の出力セルバッファから読み出したｇ個のグループを出
   力するように指示する多重制御信号を作成し、ｃが２以
   上の場合には、クラス１の出力セルバッファから読み出
   したｇ個のグループのうち有効セルを含まないグループ
   番号と、クラス２からクラスｃの各々の出力セルバッフ
   ァから読み出したグループのうち有効セルを含むグルー
   プ番号を、品質クラス２からクラスｃまでについて調
   べ、該クラス１の有効セルを含まないグループにクラス
   ２からクラスｃまでの有効セルを含むグループを上書き
   するよう指示するための多重制御信号を作成する読み出
   し制御部と、 前記多重制御信号に従って、クラス１の出力セルバッフ
   ァから読み出したｇ個のグループか、あるいはクラス１
   の出力セルバッファから読み出したｇ個のグループに、
   クラス２からクラスｃまでの出力セルバッファから読み
   出した有効セルを含むグループを前記多重制御信号に基
   づいて多重した合計ｇ個のグループを、ｎ本の出力ハイ
   ウェイに出力する品質クラス多重部とを有し、 前記読み出し制御部が作成した多重制御信号に基づい
   て、高優先クラスと低優先クラスの優先制御を行うこと
   を特徴とするＡＴＭコンセントレータ。
5. 【請求項５】 前記各品質クラス毎の出力セルバッファ
   の出力位置にある有効セルを含むグループ総数Ｎ１から
   ＮＣＬをカウントして、これらのカウント値を保持する
   有効グループ数テーブルを品質クラス毎に持ち、 前記読み出し制御部では、前記有効グループ数テーブル
   から読み出した有効グループ数Ｎ１からＮＣＬを用い
   て、多重する最大の品質クラス数ｃを求めることを特徴
   とする請求項４記載のＡＴＭコンセントレータ。
6. 【請求項６】 前記各品質クラス毎の出力セルバッファ
   の出力位置の何れのグループに有効セルが蓄積されてい
   るかを示す、有効グループ位置情報Ｌ１からＬＣＬまで
   を調べて、これらの有効グループ位置情報Ｌ１からＬＣ
   Ｌを保持する有効グループ位置情報テーブルを品質クラ
   ス毎に持ち、 前記読み込み制御部では、前記有効グループ位置情報テ
   ーブルから読み出した有効グループ位置情報Ｌ１からＬ
   ｃを用いて、何れの出力グループにクラス２からクラス
   ｃの有効グループを上書きするかを判定することを特徴
   とする請求項４に記載のＡＴＭコンセントレータ。