JP3003051B2 - デュアルスイッチプレーン動作ａｔｍスイッチ - Google Patents

デュアルスイッチプレーン動作ａｔｍスイッチ

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JP3003051B2 JP8504539A JP50453995A JP3003051B2 JP 3003051 B2 JP3003051 B2 JP 3003051B2 JP 8504539 A JP8504539 A JP 8504539A JP 50453995 A JP50453995 A JP 50453995A JP 3003051 B2 JP3003051 B2 JP 3003051B2
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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、一般にATM交換網に関連し、特によりよい
信頼性・保守性ためにデュアルプレーンの動作モードを
利用するATM交換網に関する。
背景技術 電話交換システムは一日24時間ノンストップで動作す
ることが要求されるので、電話交換システムは、できる
だけ最も効率的に構成された、最も信頼される構成要素
で構成する必要がある。しかしながら、非常に信頼性の
ある構成要素だけを使っても故障が発生しないという補
償が十分にあるわけではない。以前から高信頼性と保守
性のある通信交換システムを達成する様々な方法があっ
た。多くの構成の中で、デュアル同期一致システム（デ
ュアルプレーン動作）は大変うまく行くということがわ
かっている。
このシステムはTDM変換において非常に日常的になっ
ているが、特別な場合を除いてメッセージ交換またはコ
ンピュータ処理に対しては適用されていない。以下の特
許は、いくつかの例を示す。1993年12月28日のKato等の
米国特許No.5,274,633は、ATMデュアルスイッチ・シス
テムについて述べている。このシステムではヘッダ内で
識別されるセルは、アクティブ・スイッチまたはスタン
バイ・スイッチどちらかに送られる。出力コントローラ
は、出力伝送のために正しいセルを選択する。1992年10
月６日のIzawa等の米国特許No.5,153,578では、デュア
ルATMスイッチ内で同じデータを確立するための装置と
方法を教示している。それは、アクティブ・スイッチと
スタンバイ・スイッチ間の同期に関する。２つのスイッ
チ間のセルカウントの差に従ってダミーセルが挿入さ
れ、それによって出力において適切な同期が得られる。
1991年12月10日のIsono等の米国特許No.5,072,440は、A
TMスイッチについて述べており、そのスイッチはデュア
ル自己経路選択スイッチと、アクティブ・スイッチとス
タンバイ・スイッチ間で選択する変換モジュールを含
む。この特許は、すべてのセルが実際の切り換え前にア
クティブ・スイッチから解放されたかどうかを決定する
技術について特に述べている。1990年３月21日のChoppi
ng等のヨーロッパ特許No.359,352はデュアルプレーン動
作の同期のスイッチネットワークについて述べている。
この特許は、交差によってネットワークの信頼性を保証
している。そこで、データの流れは、各階段、例えばラ
イン端子、スイッチ、送信で２つのプレーンに分配され
る。一方、1994年２月８日のBansal等の米国特許No.5,2
85,441は、ATMスイッチのライン保護技術について述べ
ている。この技術は、アクティブ・ラインとスタンバイ
・ライン間のエラーレス切り換えに関する。制御可能な
時間遅延量は、ラインとスイッチ手段を接続する２つの
チャネルの一方にRAMの形で挿入される。進みデータは
時間遅延があるラインに送られ、遅れデータは、他のラ
インに送られる。エラーレス切り換えは、適切な時間遅
延が進みデータに対して与えられた後に行われる。
本発明は信頼性と保守性を高める目的に対して、デュ
アルスイッチプレーン内で動作するATMスイッチに関す
る困難性について述べてる。とくに、良く知られている
デュアルプレーンスイッチでは、たとえ同じプレーン内
の他のポートからの残りのリンクが正常に機能していて
も、一つのリンク内でたった一つの欠陥があればプレー
ン全体が故障することになる。各プレーンを通過するセ
ル伝送の時間遅延は、リンク長、セルを処理する時間、
その他いろいろな要因によってそれぞれ異なることは、
よく知られている。その上、伝送エラーは、無限の遅延
を引き起こかもしれない。すなわち、同一のセルは他の
プレーンに全く現れないかもしれない。しかしながら、
セルが２つのプレーン間で適切に揃うように、従来シス
テムの２つのプレーンは同期に近い形で、または許容可
能な所定の遅延時間の偏差範囲内で動作することが必要
である。そうでなければ、セルは複写されるか、誤って
廃棄されるか、誤った順序になる。本発明はシステム内
の多くの障害に耐えられるATMスイッチを実現する．た
だし、この障害が１つのポートとスイッチ構成間の両プ
レーンのリンク内で発生しないことを条件とする。本発
明に於けるスイッチは、プレーン間での厳密な同期は必
要としない。特に本発明では対称、非対称トラフィック
の概念を利用する。どちらのトラフィックも、単位セル
内に構成され、それによって宛先において、セルは障害
や劣化がスイッチプレーンのリンクで発生するときでも
適切に集められる。
発明の目的 したがって、本発明の目的は、デュアルプレーン動作
中におけるポート間の単位セル中のトラフィックを切り
換える技術を提供することにある。
発明のもう一つの目的は、デュアルスイッチプレーン
を動作させ、対称または非対称のどちらかの標識がつい
たセルを用いるATMスイッチを提供することにある。
さらに、本発明の目的は、対称または非対称の標識が
ついたセルを用いてポート間で単位セルでの切り換え方
法を提供することにある。
さらに、本発明の目的は、リンク内の障害に応答する
アラームを用いて、ポート間で単位セル内でトラフィッ
クを切り換え、それによってセルが対称または非対称の
標識をつける技術を提供することにある。
さらに、本発明の目的は、対称または非対称の標識が
ついた単位セル内でポート間のトラフィックを切り換
え、フロー制御を行い、それによって、セルがセルの衝
突で消失しないような技術を提供することにある。
さらに、本発明の目的は、対称または非対称の単位セ
ルでポート間のトラフィックを切り換え、切り換え中に
セルが損失なしにコントローラからの制御信号に応答し
て好ましいプレーン動作を選択する技術を提供すること
にある。
発明の概要 本発明は、簡単に述べると、第１スイッチプレーン内
の第１スイッチ構成と、第２スイッチプレーン内の第２
スイッチ構成と、第１と第２のスイッチ構成に接続さ
れ、第１と第２のスイッチプレーンによって双方向ポー
ト間で単位セル内の情報を転送するための複数の双方向
ポートとから構成されたデュアルスイッチプレーン動作
をするATMスイッチに関するものである。各双方向ポー
トは、セルに対称、非対称のどちらかの標識をつけるた
めの標識付け手段と、対称セルを両スイッチ構成に送
り、非対称セルを２つのスイッチ構成の一方だけに送る
ための送信手段とを有する。
さらに、各双方向ポートは、対称セルを２つのスイッ
チ構成のうちプリセットされ選択された一つから受け、
非対称セルを２つのスイッチ構成のいずれかから受ける
ための受信手段とを有する。
本発明の他の側面によれば、本発明は、第１スイッチ
プレーン内の第１スイッチ構成と、第２スイッチプレー
ン内の第２スイッチ構成と、第１と第２のスイッチ構成
に接続された複数の双方向ポートとから構成されたデュ
アルスイッチ・プレーン動作をするATMスイッチを用い
て、第１と第２のスイッチプレーンによって双方向ポー
ト間で単位セル内の情報を転送する方法に関するもので
ある。この方法は、各双方向ポートは、セルに対称、非
対称のどちらかの標識をつけ、対称セルを両スイッチプ
レーン内のスイッチ構成に送出し、非対称セルを両スイ
ッチプレーンの片方のスイッチ構成に送出する。さら
に、この方法においては、各双方向ポートは、対称セル
を２つのスイッチ構成のうちプリセットされ選択された
一つから受け、非対称セルを２つのスイッチ構成のうち
のいずれかから受ける。
図面の簡単な説明 図１は、本発明によるデュアルスイッチプレーン動作
におけるATMスイッチの概略図である。
図２は、本発明によるデュアルスイッチプレーンのAT
Mスイッチの正常動作の概略図である。
図３は、障害が１つのリンク内で生じるときのATMス
イッチの動作の概略図である。
図４は、ATMスイッチによる訂正動作の概略図であ
る。
図５は、障害が光ファイバの出力リンクで生じたとき
のATMスイッチの動作の概略図である。
図６は、１つ以上の障害がリンクで生じたときのATM
スイッチによる訂正動作の概略図である。
図７は、ポートの入力リンクで障害が発生したときの
ATMスイッチによる訂正動作の概略図である。
図８は、ポートの出力リンクで障害が発生したときの
ATMスイッチによる訂正作用の概略図である。
図９は、ATMスイッチのトラフィックの監視動作の概
略図である。
図10は、ATMスイッチの動作の概略図であり、輻輳制
御が一定の状況下で必要となることを示している。
図11は、本発明によるフロー制御構成の概略図であ
る。
図12は、本発明を具現化する拡張ATMスイッチであ
る。
実施の形態 図１は、本発明の１つの実施の形態によるデュアルプ
レーン動作モードにおけるATMスイッチ10の展開図であ
る。このスイッチには、16個（あるいは他の数）のポー
ト12があり、そのうちA,B,Cのポートだけが図示してあ
る。この実施の形態において、各ポートは、例えばバン
ド幅600Mb/sを取り扱う。このスイッチは十分に冗長性
があり、各ポートがAX0とAX1で表される冗長なマルチプ
レクサ（AX）14を有している。スイッチ構造16も同じく
冗長性があり、一方のスイッチプレーン内のSF0で表さ
れるスイッチ構造と、もう一方のスイッチプレーン内の
SF1で表されるスイッチ構造から構成されている。ライ
ンカード18のどの番号も各ポートに取り付けることがで
きるが、600Mb/sのバンド幅が必要である。各ラインカ
ードも同様に、冗長な対（１＋１）によって、保護され
る。この図は、各ポートに取り付けられたLC0、LC1で表
される一対の保護ラインカードを示す。
ラインカードとマルチプレクサ間の接続は入力と出力
で完全に交差している。すなわち、一方から２つの他方
へ双方向へ接続される。それゆえ、入力ではLC0は、AX
0、AX1の両方に接続され、LC1もAX0、AX1の両方に接続
されている。従ってどのマルチプレクサも入力側からト
ラフィックを受けるために、どちらのラインカードをも
選択することができる。マルチプレクサからスイッチ構
成までの接続は光ファイバ・リンクなどによって点接続
によって行われ、SF0はAX0の全ポートからのトラフィッ
クを、SF1はAX1の全ポートからのトラフィックを受け
る。出力側においてもスイッチ構成からマルチプレクサ
までの接続は、ポイントツーポイント光ファイバリンク
によって行われる。このようにAX0ポートはセルを送出
し、またSF0からのセルを受ける。このスイッチプレー
ンはスイッチプレーン０と呼ぶ。同様に、AX1ポートは
セルをSF1へ送り、またSF1からのセルを受ける。これを
スイッチプレーン１と呼ぶ。以下で説明するように、ロ
ーカルプレーン、メイトプレーンと称するプレーンも同
様に用いられる。AX0に対しては、スイッチプレーン０
はローカルプレーンであり、スイッチプレーン１はメイ
トプレーンである。AX1に対しては、スイッチプレーン
１はローカルプレーンであり、スイッチプレーン０はメ
イトプレーンである。さらに、このトラフィックはスイ
ッチ構成からマルチプレクサ間（例えば、AX0とAX1）の
銅線バス20を経由してメイト・マルチプレクサまで再生
される。こうして各マルチプレクサは、どのプレーンか
らのトラフィックをも受けることができる。マルチプレ
クサとラインカード間の接続は完全に交差しているの
で、各マルチプレクサからのトラフィックは出力側のラ
インカードのいずれにも送ることができる。
ここで、スイッチの動作について対称と非対称の概念
を用いて述べることにする。対称のトラフィックは、一
つのポートから両方のスイッチプレーンへ送られる。非
対称のトラフィックは、一つのポートから一つのスイッ
チプレーンだけに送られる。
（対称動作） 図２は、通常の動作モードにおけるスイッチを示す。
この図はポートＤ上のトラフィックに関する３つの入力
ポートA,B,Cを示す。ポートＤは出力ポートのどれにで
もなるし、ポートA,B,Cにもなれる。この図または他の
図では、ATMセルのような単位セル中のトラフィック
は、それが送り出されたポートの文字によって表され
る。セルが対称セルか非対称セルか（Ｓ＝対称、Ａ＝非
対称）、またセルがSF0かSF1かどちらに送られるか（０
＝スイッチプレーン０に送られるセル、１＝スイッチプ
レーン１に送られるセル）を示すため各セルに上付文字
が付けられる。各ポートは、時に応じてデータトラフィ
ックを送受する好ましいラインカードとして一対のライ
ンカードから一つを選択する。LC0が選択されたライン
カードであると仮定すると、入力のポートＡは、LC0か
らデータトラフィックをAX0で受け取り、AX1でLC0から
の同じトラフィックを受け取る。従って全データトラフ
ィックは両方のプレーンへ送られる。しかしながら、出
力では、ポートＤも同様に、選択ラインカードがトラフ
ィックを受け取る選択プレーンとして２つのスイッチプ
レーンのうちの一つを選択する。選択プレーンとして選
択されたプレーンは、ワーキング・プレーンと呼ばれ、
もう一方をプロテクション・プレーンまたはスタンバイ
・プレーンと呼ぶ。この例では、上で述べたようにAX0
とAX1は入力のLC0からトラフィックを受け取り、AX0
は、そのトラフィックをローカル・プレーンSF0（スイ
ッチプレーン０）へ送出し、AX1はそのトラフィックを
ローカル・プレーンSF1（スイッチプレーン１）に送出
する。同じトラフィックがラインカードLC0から受け取
られ、両プレーンに送られるので、そのトラフィックに
は図２に示すように対称のＳが付けられる。添付数字
は、セルが送られるプレーンに対して０か１のどちらか
によってセルが識別される一方、実際の付加情報は、そ
れが対称か非対称かを示すだけである。ポートＤは、AX
0でのSF0からと、AX1でのSF1から同一のトラフィックを
受け取る。選択ラインカードからまたはワーキング・プ
レーン内のトラフィック・パスは、太線で示してある。
通常の動作では、SF0とSF1は同じトラフィックを受け取
り、出力ポートＤも２つのマルチプレクサで同じトラフ
ィックを受け取る。しかしながら、ポートＤでどちらの
ラインカードを選んでも、どちらのプレーンを選んでも
影響はないが、後で述べるように、出力ポートで選択ラ
インカードおよびワーキングプレーンを選択するには種
々の基準が使われる。
（非対称動作） 入力ポートが、１つのスイッチ構成だけにセルを送る
場合、セルには非対称のＡを付ける。入力経路に故障が
あるときに、非対称トラフィックが使われる。これは、
入力マルチプレクサ、スイッチ構成またはマルチプレク
サとスイッチ構成間にある光ファイバ・リンクの故障で
ある可能性がある。たいていは、その故障は光ファイバ
・リンク内に存在し、レーザの劣化と故障に影響を及ぼ
す。この発明によれば、プレーンが、リンクの故障、例
えばLOS（信号の損失）、LOF（フレームの損失）のよう
なハード的な故障を被ると、出力ポートはプロテクショ
ン・ポートに即座に切り換わる。図３は入力データパス
が切断された場合を示す。すなわち、ポートＡのAX0か
らSF0までの入力光ファイバ・リンク内で切断があった
場合が示されている。この結果、SF0はポートB,Cからの
トラフィックを受け取るが、ポートＡからのトラフィッ
クは受け取らない。訂正動作はまだ行われておらず、し
たがって、SF1に向かうセルは対称マークが付いたまま
である。LC0がポートＤの選択ラインカードになってい
るので、LC1が選択ラインカードにならない限り、ポー
トＤは必要なセルを送出しない。
図４は、この発明の一実施の形態によるスイッチによ
る訂正動作を示す図である。故障が入力パス上にある場
合、メイト・マルチプレクサは、入力トラフィックに非
対称の標識を付ける。今までのマルチプレクサはトラフ
ィックを送出するのを停止する。各マルチプレクサは、
出力側で、それぞれのローカルプレーンから対称トラフ
ィックを受け取り、両プレーンから非対称トラフィック
を受け取るように設計されている。このように、ローカ
ルプレーンであるか否かにかかわらず、出力マルチプレ
クサは両プレーンから非対称のマークの付いたセルを受
け取る。さらに図４において、SF0は、ポートＡからど
のようなトラフィックも受け取らないときに問題が生じ
たことを検出する。SF0は、遠端受信誤り（FERF）とい
うアラームを送ることによってポートＡに警報を出す。
FERF表示は、出力光ファイバ上でSF0からポートＡのAX0
に送られる。ポートＡのAX0はFERF表示を受け取ると、
ポートＡはメイトAX1に信号を送り、トラフィックに非
対称の標識を付けてトラフィックの送信を開始するする
ように通知する。ポートＡのAX0は、トラフィックの送
信を停止し、診断モードに入ることができる。図４で
は、ポートＡのAX1からのトラフィックは非対称と標識
付けされている。SF0は、ポートB,Cからだけトラフィッ
クを受け取り続ける。SF1は、ポートA,B,Cからトラフィ
ックを受け取り続ける。たとえ出力ポートＤのAX0がSF0
からトラフィックを受け取っていても、SF1から非対称
トラフィックも受け取る。つまり、SF1を回ってきたポ
ートＡからの非対称トラフィックは、SF0からのトラフ
ィックと合流する。ポートＤのLC0は選択ラインカード
であり、LC0は、その出力側に正しいセルを送出する。
スイッチ構成とマルチプレクサ間の出力側でリンクの
障害があった場合には、FERFは必要ではなく、セルを非
対称に標識変えすることも不要である。これは、出力マ
ルチプレクサがスイッチ構成からのトラフィック受信が
停止したことを即座に認識できるからである。図５は、
この場合を図示したものである。出力リンクで切断が起
こると、ポートＤのAX0へのセル送信が停止する。ポー
トＤは送信の切断を検出し、AX1からセルを受け取るプ
ロテクション・ラインカードLC1に即座に切り換え、そ
こから出力する。リンク上のモニタは伝送損失を検出
し、リアルタイム・コントローラは、モニタ信号に反応
して、ラインカードを切り換える。モニタとリアルタイ
ム・コントローラは、後で詳しく、図９において説明す
る。障害が起きた出力リンクＤからのセルであっても、
入力トラフィック中のセルはすべて対称が維持されてい
る。ここで、AX0とLC0は診断のためシステムから取り除
くことができる。
図６は、複数の入力障害に耐えるスイッチの機能を示
す図である。この図では、ポートＡのAX0とSF0間の入力
リンク内に障害があり、またポートＣのAX1とSF1間の入
力リンク内に２つ目の障害がある。ここで、SF0はポー
トＡから入力障害を検出し、FERFをポートＡに送出す
る。同様にSF1はポートＣから入力障害を検出し、FERF
をポートＣに送出する。ポートＡは、AX1からのトラフ
ィックに非対称の標識付けを開始する。ポートＣは、AX
0からのトラフィックに非対称の標識付けを開始する。S
F0は、ポートＢおよびＣからトラフィックを受け取り、
SF1は、ポートＡおよびＢからトラフィックを受け取
る。この場合、いずれのスイッチ構成もトラフィックす
べてを受け取らない。それ故、ポートＤは、ローカルプ
レーン上のAX0でポートＢからの対称トラフィックを受
け取り、また両プレーンから非対称トラフィック、すな
わち、ローカルプレーン上のポートＣからの非対称トラ
フィックとメイトプレーン上のSF1経由のポートＡから
の非対称トラフィックを受け取る。この時、ポートＤの
AX0は、これらのトラフィックを出力側で合流させる。
同様に、AX1は、ポートＢからの対称トラフィックとポ
ートＡからの非対称トラフィックを受け取る（両トラフ
ィクともローカルプレーン上にある）。しかし、AX1は
また、メイトプレーン上のポートＣからの非対称トラフ
ィックを受け取る。その結果、両マルチプレクサはそれ
ぞれのラインカードに同じトラフィック（やがては、ト
ラフィックが潜在的に非対称になる可能性はあるが）を
送出する。LC0はポートＤの選択ラインカードであるの
で、LC0は出力リンクに正しいセルを送出する。
ここまでは、上述のように、障害がポートA,Cからの
入力光ファイバリンク内で起きたとき、もしくは障害が
ポートＤに向かう出力リンク内で起きたときのポートA,
B,CからポートＤにかけてのトラフィックに関連して説
明した。スイッチは完全に双方向性があるので、スイッ
チ構成経由でトラフィックがポートＡからポートＡに流
れたり、また障害がそのパス内で発生する可能性があ
る。
図７は、図６で示したものと同じ構成を描写したもの
であるが、入力にポートA,C、出力にポートA,Cを示して
いる。図６の場合では、障害が入力リンク上で検出され
るとき、FERFはポートA,Cに送られ、ポートA,Cでは即座
にセルに非対称の標識を付け始め、それぞれのスイッチ
構成にこのセルを送出されていた。図７では、出力側の
ポートＡは、AX1からのトラフィックを受け取るプロテ
クティブ・ラインカードLC1に切り換える。ポートＡのA
X1は、またポートＣからのトラフィックを受け取る。ト
ラフィックのパスは、太線で示してある。入力AX0ポー
トと出力AX0ポートは、入力のLC0、出力のLC0として同
じカード上にある。図７に示すように、入力側のポート
ＡのAX0と出力側のAX0は完全に分離され、ここでは修復
のためにシステムから取り出すことができる。同じこと
がポートＣの入力障害に対しても適用する。
図８は、複数の障害が出力リンクで生じるときのポー
トA,Cを示す図である。図４で述べたように、FERF表示
は入力側に送られないので、ポートA,Cは両スイッチ構
成に対称の標識を付けたセルを送り続ける。しかしなが
ら、SF1がローカルプレーンであるから、出力側のポー
トＡは、SF1からの対称トラフィックを受け取るAX1に切
り換える。その結果SF1はポートA,Cからの完全なトラフ
ィックを受け取り続ける。同様に、この切り換え後、ポ
ートＣは、ポートA,Cからの完全なトラフィックを受け
取り続けるSF0からのトラフィックを受け取る。
図９は、プレーンの選択と監視を示す。マルチプレク
サは、両プレーンから非対称トラフィックを受け取り、
それぞれのローカルプレーンから対称トラフィックを受
け取る。このことは、両マルチプレクサが十分かつ全く
等しいセルを扱っていることを保証するものである。し
かしながら、両プレーン上の伝送品質が異なることもあ
るので、図９の出力ポート、例えばポートＤは、選択ラ
インカードがトラフィックを受け取る選択プレーンまた
はワーキングプレーンとして１つのスイッチプレーンを
有することになる。この実施の形態において、ワーキン
グスイッチプレーンと選択ラインカードを選択するため
に用いられる基準は、両プレーンから一定時間受け取ら
れたエラーの最も少ないセルである。これは、モニタ50
で監視され、モニタ50はセルの完全性をチェックした
り、良好なセルを数えたりする。この情報はRTC（リア
ルタイム・コントローラ）52を通過する。同様なモニタ
は、スイッチ構成とマルチプレクサ間の入力リンク上に
あるが、これは図には示されていない。このように、RT
Cはこれらのモニタからすべてのリンク内における劣化
と故障についての同様な情報を得る。それで、RTCは、
どのスイッチプレーンとラインカードが選択されるかを
決定し、選択MUX54に送る。
図９は、また選択プレートの選択に他の基準が使われ
る必要がある場合も示してある。多くの劣化した入力リ
ンクが示されている。リンクは、BER（ビットエラー
率）で図に示される値に劣化している。ポートでは、伝
送性能は、各プレーン毎に次のように測定される。
［（出力リンク性能）＋Σ（入力リンクすべての性
能）］ リアルタイム・コントローラ（RTC）は、リンクすべ
てのビットエラー率（BER）についての情報を訂正す
る。その後、RTCは選択プレーンを選択するためにこの
情報を用い選択プレーンに切り換え、全マルチプレクサ
を切り替えるためにプログラムする。このようにして、
このシステムはプレーン内のソフト障害に対して保護さ
れている。プレーン間の切り換えは、トラフィック上に
ヒット（複製や脱落）を引き起こすので、２秒ごとにス
イッチプレーンを選択することは、勧められない。
両スイッチ構成からのトラフィックが、一定期間一つ
のポートに集めることは可能である。フロー制御のため
のポート衝突メッセージを用いて、データパイプを通し
て600Mbを通過できるさせることができる一つのポート
に集中するトラフィックを1.2Gb/sまで可能とすること
ができる。このことは、一つのポートで対称、非対称の
トラフィックの集中の総和が600Mb/sを上回る場合に発
生する。一つのポートで対称トラフィックの集中が600M
b/sを越えることはできない。従って、時間フロー制御
が必要なときは、非対称トラフィックが存在するときに
限る。
図10は、ポートの衝突メッセージに必要な一例を示す
図である。この図ではスイッチプレーン０内に２つの障
害があり、その結果、大量の非対称トラフィックがSF1
を通って流れる。SF0は、ポートＢからの対称トラフィ
ックを受け取るだけである。ピーク時またはピーク区間
では、SF0（ポートＢ経由）からの対称トラフィックとS
F1（ポートＡ、Ｃ経由）からの非対称トラフィックは60
0Mb/sを越えることになる。したがって、衝突制御が必
要となる。
図11は、マルチプレクサAX0、AX1での衝突制御の仕組
みを示す図である。各マルチプレクサは待ち行列バッフ
ァとして３ポートRAM70を有している。このRAMは１周期
に２回の書き込みと１回の読み出しができる。先に述べ
たように、モニタ72は各マルチプレクサのローカルプレ
ーン内の最も少ないエラーセルを測定する。バッファが
ある限界値を超えるか、メイトプレーン閾値予測装置74
がメイトプレーン内の各バッファが閾値になっているこ
とを表示すると、PORTOFFメッセージが、各セルと一緒
にローカルプレーン内のスイッチ構成に返送される。バ
ッファが閾値以内の時、PORTONメッセージが、各セルと
一緒にスイッチ構成に返送される。メイトプレーンの閾
値予測装置74は、メイトプレーンからのクロスオーバ・
バス上のトラフィックを監視することによって、メイト
プレーン内のバッファの充満状態を予測する。このこと
は、各プレーンを通るセルの遅延が異なるため必要であ
る。各マルチプレクサは、いずれかのバッファが閾値に
達したとき、そのローカルプレーン内のフローを制御し
なければならない。これによって、もしフローが一つの
ポート内で制御される場合に起こるトラフィックのジッ
タの発生を防ぐことができる。マルチプレクサ間で閾値
を交差連結することによって閾値予測装置の代役とする
ことができる。しかしながら、一つの障害は、破滅的な
故障を引き起こすこともある。この実施の形態において
は、バッファは32個のセルで設定されるが、そのサイズ
は次の通りである。これによって、リンクは100％の利
用が保証される。
２×（ファイバリンク内の往復遅延セルの数 ＋スイッチ構成内のセル処理時間の数＋セル余裕数） ATMスイッチは、他の通信装置と同様に保守が必要で
ある。デュアルスイッチプレーン内では、各プレーンは
他のプレーンにトラフィックすべてを強制的に切り換え
ることによってテストされ、保守される。これは障害復
旧の時と同じ方法を用い、元の非対称トラフィックにマ
ークを付けることによって達成される。それは、元のAX
で衝突がない方法で実施される。すべての標識付けの同
期は、バッファリングによって、または伝送遅延変化に
よって妨げられない共通なポイントで発生するからであ
る。図９のRTCは各ポートのAXに情報を与えることによ
って、プレーンの切り換えと協調して機能し、同じプレ
ーン上のトラフィックに非対称のマークをつける。メイ
トプレーンのバッファからセルが排出されると、メイト
プレーンまたはスイッチ構成は、保守のための運用から
外される。
故障のない状態でのAX単体の保守には、上で述べた方
法を使うことになる。最初は、上に述べたように、衝突
がない方法で単体のスイッチ構成にトラフィックすべて
を押し込む。少したって、メイトスイッチ構成ははずさ
れ、AXペアに向かうすべてのトラフィックは、１つのス
イッチ構成から送られる。AXとメイトAXを通るトラフィ
ックは、AX上のバッファの最大遅延よりも小さい時間間
隔の後、LCMUXからみるように時間遅延が揃えられる。
従って、LCMUXは衝突がない方法で、任意時にプレーン
を切り換えてもよい。AXとメイトAXを通る時間遅延が等
しく、各AXを通るトラフィックが等しいからである。プ
レーンの切り換えがLCMUXで行われると、RTCはそれぞれ
のAXの元の状態に戻り、AXを対称動作モードに戻す。そ
の結果、両プレーンは運用状態に戻る。保守を必要とす
るポートでは、トラフィックは対称モードに戻り、保守
を必要とするAXは運用から外される。すべての動作は、
衝突のない方法で行われ、ユーザーには、その運用には
気付かない。
図12は、本発明についてのもう一つの実施の形態、す
なわち、拡張された３ステージ・スイッチング構造を示
す図である。この構造は、折り返しの構成形式となって
おり、ポートＡだけが示されている。スイッチ構成80
は、１つのスイッチプレーンは３段スイッチ構成であ
り、もう一つのスイッチ構成82は、別のスイッチプレー
ン内にある。ステージ1,2間のリンク、またはステージ
2,3間のリンクが84の点で故障したとき、故障があった
リンクの受信端の処理装置は、FERF表示を上述の１段の
方法と同じ方法で反対方向のリンク上に挿入する。FERF
メッセージを受け取ったローカル装置は、内部のメッセ
ージパスを介してRTC86に通知する。このローカル装置
は、また故障したリンクへのトラフィックのすべてを遮
断する。RTCは、２重化プレーン上の相互リンク88のす
べてのトラフィックに非対称のマークをつけるように通
知する。ポートＡのレシーバは、単一ステージの方法と
同様の方法で動作する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−76428（ＪＰ，Ａ) 国際公開94／11973（ＷＯ，Ａ１) 国際公開93／15579（ＷＯ，Ａ１) 「Ｂ−ＩＳＤＮ入門」，オーム社, ｐ．162−163 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04L 12/56

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】第１スイッチプレーン内の第１スイッチ構
    成（SF0）と、第２スイッチプレーン内の第２スイッチ
    構成（SF1）と、第１と第２のスイッチ構成に接続さ
    れ、第１と第２のスイッチプレーンによって送信と受信
    ポート間で単位セル内の情報を転送するための複数のポ
    ートとから構成されたデュアルスイッチプレーン動作を
    するATMスイッチにおいて： 各スイッチ構成は、 送信ポートから送出されたセルに故障または劣化を検出
    した場合、そのポートに警報信号（FERF）を送出する警
    報手段を有し； 各送信ポートは、 各スイッチ構成に接続されている第１と第２のマルチプ
    レクサ（AX0,AX1）を有し、その各マルチプレクサの各
    入力端は、それぞれ第１と第２の信号入力端と交差接続
    され、 前記各スイッチ構成の警報手段から警報信号（FERF）を
    受け取るとセルに非対称の標識をつけ、警報信号（FER
    F）を受け取らないときはセルに対称の標識を付ける標
    識付け手段と、 前記対称セルを両スイッチ構成に送り、前記非対称セル
    を２つのスイッチ構成の一方だけに送るための送信手段
    とを有し； 受信ポートは、 各スイッチ構成に接続されている第１と第２のマルチプ
    レクサ（AX0,AX1）を有し、その各マルチプレクサの各
    入力端がそれぞれ第１と第２のスイッチ構成と交差接続
    され、対称セルを前記２つのスイッチ構成のうちプリセ
    ットされ選択された一つから受け、非対称セルを前記２
    つのスイッチ構成のいずれかから受けるための受信手段
    とを有する ことを特徴とするデュアルスイッチプレーン動作ATMス
    イッチ。
  2. 【請求項２】請求項１のデュアルスイッチプレーン動作
    ATMスイッチにおいて： 各受信ポートは、各マルチプレクサにセルモニタ（50）
    を有し、各スイッチ構成からの伝送セルの状態を監視す
    ることを特徴とするデュアルスイッチプレーン動作ATM
    スイッチ。
  3. 【請求項３】請求項２のデュアルスイッチプレーン動作
    ATMスイッチおいて： 各受信ポートは、さらにスイッチ構成から受けたセルを
    一時的にストアするバッファ（70）と、バッファの充満
    状態を示す手段とバッファの充満状態に応じて各スイッ
    チ構成にフロー制御信号を送る手段を有するフロー制御
    手段とを有することを特徴とするデュアルスイッチプレ
    ーン動作ATMスイッチ。
  4. 【請求項４】請求項３のデュアルスイッチプレーン動作
    ATMスイッチにおいて： 各受信ポートは、さらに、リアルタイム・コントローラ
    手段（52）を有し、セルの伝送状態についてのモニタか
    らの情報を収集し、２つのスイッチプレーンのうちの１
    つを各ポートが対称セルを受け取る選択プレーンとして
    選択することを特徴とするデュアルスイッチプレーン動
    作ATMスイッチ。
  5. 【請求項５】請求項４のデュアルスイッチプレーン動作
    ATMスイッチにおいて： 第１と第２のスイッチ構成はそれぞれマルチステージ・
    スイッチ構成であることを特徴とするデュアルスイッチ
    プレーン動作ATMスイッチ。
  6. 【請求項６】第１スイッチプレーン内の第１スイッチ構
    成（SF0）と、第２スイッチプレーン内の第２スイッチ
    構成（SF1）と、第１と第２のスイッチ構成に接続され
    た複数のポートとから構成されたデュアルスイッチプレ
    ーン動作をするATMスイッチを用いて、第１と第２のス
    イッチプレーンによって送信と受信ポート間で単位セル
    内の情報を転送する方法において： 各スイッチ構成は、 送信ポートから送出されたセルに故障または劣化を検出
    した場合、そのポートに警報信号（FERF）を送出し； 各送信ポートは、 前記各スイッチ構成に接続されている第１と第２のマル
    チプレクサ（AX0,AX1）を有し、その各マルチプレクサ
    の各入力端が、それぞれ第１と第２の信号入力端と交差
    接続され、 前記各スイッチ構成の警報手段から警報信号（FERF）を
    受け取ると、セルに非対称の標識をつけ、その非対称セ
    ルを片方のスイッチ構成に送出し、警報信号（FERF）を
    受け取らないときは、セルに対称の標識を付け、その対
    称セルを両スイッチ構成に送出し； 各受信ポートは、 各スイッチ構成に接続されている第１と第２のマルチプ
    レクサ（AX0,AX1）を有し、その各マルチプレクサの各
    入力端がそれぞれ第１と第２のスイッチ構成と交差接続
    され、 対称セルを２つのスイッチ構成のうちプリセットされ選
    択された一つから受け、非対称セルを２つのスイッチ構
    成のうちのいずれかから受ける ことを特徴とするデュアルスイッチプレーン動作ATMス
    イッチング方法。
  7. 【請求項７】請求項６のデュアルスイッチプレーン動作
    ATMスイッチング方法において： さらに、各受信ポートは両スイッチプレーン内のスイッ
    チ構成からの伝送セルの状態を監視し、その状態に応じ
    て２つのスイッチプレーンのうちの一方の対称セルを受
    け取る選択プレーンとして選択することを特徴とするデ
    ュアルスイッチプレーン動作ATMスイッチング方法。
  8. 【請求項８】請求項７のデュアルスイッチプレーン動作
    ATMスイッチング方法において： さらに、各受信ポートは、第１と第２のスイッチプレー
    ン内に伝送されるセルを別々にバッファリングし、バッ
    ファリングの充満状態に応じて各スイッチ構成にフロー
    制御信号を送出することを特徴とするデュアルスイッチ
    プレーン動作ATMスイッチング方法。
  9. 【請求項９】請求項７のデュアルスイッチプレーン動作
    ATMスイッチング方法において： さらに、送信ポートは、対称または非対称のいずれかの
    標識の付いたメンテナンス・セルを受信ポートに送り、
    その受信ポートは、２つのスイッチプレーンのいずれか
    からの標識の付いたメンテナンス・セルに応じてスイッ
    チプレーンを切り換えることを特徴とするデュアルスイ
    ッチプレーン動作ATMスイッチング方法。
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