JP3079068B2 - ATM switch - Google Patents

ATM switch

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JP3079068B2
JP3079068B2 JP20346997A JP20346997A JP3079068B2 JP 3079068 B2 JP3079068 B2 JP 3079068B2 JP 20346997 A JP20346997 A JP 20346997A JP 20346997 A JP20346997 A JP 20346997A JP 3079068 B2 JP3079068 B2 JP 3079068B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はATM(Asynchronou
s Transfer Mode:非同期転送モード) 通信に利用する。
本発明はATMの交換装置に利用するに適する。特に、
単位スイッチを多段に接続して大規模なATMスイッチ
を構成する技術に関する。
The present invention relates to an ATM (Asynchronou).
s Transfer Mode: Used for communication.
The present invention is suitable for use in an ATM switching device. In particular,
The present invention relates to a technology for configuring a large-scale ATM switch by connecting unit switches in multiple stages.

【0002】[0002]

【従来の技術】ATMでは、固定長のセルをソフトウェ
アを介さずに簡略化されたプログラムを用いてハードウ
ェアで高速にスイッチングする。このためATM交換機
に搭載されるATMスイッチには高速制御性および高速
スイッチング性が要求される。特に、収容回線が増え、
要求スイッチサイズが大きくなると、単位スイッチの増
設では対応できなくなり、単位スイッチを多段に接続す
る多段スイッチ構成が必要になる。
2. Description of the Related Art In ATM, fixed-length cells are switched at high speed by hardware using a simplified program without using software. Therefore, the ATM switch mounted on the ATM exchange is required to have high-speed controllability and high-speed switching performance. In particular, the number of accommodation lines has increased,
When the required switch size becomes large, it cannot be accommodated by adding unit switches, and a multistage switch configuration for connecting the unit switches in multiple stages is required.

【0003】この従来例を図9を参照して説明する。図
9は単位スイッチが3段縦続に接続されたATMスイッ
チを示す図である。従来は図9に示すように、単位スイ
ッチを相互に3段縦続に接続するクロススイッチアーキ
テクチャが多段スイッチ構成でスイッチサイズを大型化
する有効な方法として知られている。
This conventional example will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a diagram showing an ATM switch in which unit switches are cascaded in three stages. Conventionally, as shown in FIG. 9, a cross switch architecture in which unit switches are connected in cascade in three stages is known as an effective method for increasing the switch size in a multistage switch configuration.

【0004】このクロススイッチアーキテクチャでは、
基本的には入力されたトラヒックはコネクションベース
でスイッチングされるため、同一コネクションを形成す
るセルはスイッチ内で必ず同一ルートを通る性質があ
る。このため、スイッチ内のコネクションのルートを管
理しないと2段目のスイッチでコネクションレベルによ
るリンクブロックが発生し、リンク内に流入するトラヒ
ックが高負荷状態に陥り、セル損失率の著しい劣化を招
く。
In this cross switch architecture,
Basically, input traffic is switched on a connection basis, so that cells forming the same connection always pass through the same route in the switch. For this reason, if the connection route in the switch is not managed, a link block due to the connection level occurs in the second-stage switch, the traffic flowing into the link falls into a high load state, and the cell loss rate is remarkably deteriorated.

【0005】従来、このようなリンクブロック状態を回
避する方法としては、(1)スイッチ内に任意のスピー
ドを持ったコネクションが最悪のパターンで収容される
条件を考えて(桜井、他、“多段接続ATM通話路のノ
ンブロック条件の検討”昭63信学春季全大B−31
8)、スイッチ内で収容コネクションが最悪の状態で偏
った場合でもリンク容量が不足してリンクブロックを起
こさないようにクロススイッチ内部を高速化するか、ク
ロススイッチを構成する2段目のスイッチに向かうルー
ト数を広げることにより実質リンク容量を増加させてノ
ンブロックを図る方法、(2)スイッチ内に収容される
コネクションを全て管理し、リンクブロックが発生した
場合には、収容されているコネクションの使用帯域を考
慮してコネクションの収容替えを行いリンクブロックを
回避する方法、(3)セルレベルで入力コネクションを
スイッチ2段目に振り分け、スイッチ内トラヒックを分
散させることによりリンクブロックを防ぐ方法がある。
Conventionally, as a method of avoiding such a link block state, (1) a condition in which a connection having an arbitrary speed is accommodated in a switch in a worst pattern is considered (Sakurai et al., “Multi-stage”). Investigation of non-blocking conditions for connected ATM communication path "Shin-Shungaku Spring Spring University B-31"
8) Even if the accommodating connection is biased in the worst state in the switch, the speed of the inside of the cross switch is increased so that the link capacity is insufficient and a link block does not occur, or the second stage switch constituting the cross switch is used. A method of increasing non-blocking by increasing the effective link capacity by increasing the number of routes to be routed. (2) Managing all connections accommodated in the switch and, when a link block occurs, the number of connections accommodated There is a method of avoiding a link block by changing the accommodating of connections in consideration of a used band, and (3) a method of distributing an in-switch traffic by distributing an input connection to a second stage at a cell level and preventing a link block. .

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の方法では、複数のサービスクラスを持ち、任
意のデータ送出レートを持つコネクションが多重される
ATMにおいては実現性に問題があり、スイッチをノン
ブロック化する完全な解とはなり得ない。
However, such a conventional method has a problem in its feasibility in an ATM having a plurality of service classes and multiplexing connections having an arbitrary data transmission rate. It cannot be a complete solution to non-blocking.

【0007】例えば、(1)による方法で任意のスピー
ドを備えるコネクションを収容するためにはスイッチ内
部リンク容量を3倍まで高速化する必要があり、スイッ
チ間リンクを構成するための多大な困難を伴い、高速ス
イッチとしては不経済なアーキテクチャとなる欠点があ
る。
For example, in order to accommodate a connection having an arbitrary speed by the method according to (1), it is necessary to increase the internal link capacity of the switch to three times, which is a great difficulty for forming a link between switches. Accordingly, there is a disadvantage that a high-speed switch has an uneconomical architecture.

【0008】また、(2)による方法では、コネクショ
ンの平均保留時間が短くなり、収容されるコネクション
数が膨大な数になる高速スイッチでは、それぞれのコネ
クションの使用帯域を管理し、コネクションレベルの重
なりを考えて収容コネクションの組合わせを変更してリ
ンクブロックを防止するためには、膨大な計算量を必要
とし、現実的なアプローチとは成り得ない。
In the method according to (2), in a high-speed switch in which the average hold time of the connection is shortened and the number of accommodated connections is enormous, the bandwidth used for each connection is managed and the connection level overlaps. In order to prevent the link block by changing the combination of the accommodating connections in consideration of the above, a huge amount of calculation is required, and it cannot be a realistic approach.

【0009】また、(3)による方法ではセル順序逆転
を防止するためにスイッチ入力側でセル毎にタイムスタ
ンプを付与し、スイッチ出力側でそのタイムスタンプ情
報をもとにセルを並び替える操作が必要である。
In the method of (3), in order to prevent the cell order from being reversed, a time stamp is added to each cell on the switch input side, and the operation of rearranging the cells on the switch output side based on the time stamp information is performed. is necessary.

【0010】このような構成の場合には、通常良好なト
ラヒック特性を得るためにスイッチ内にバッファを10
0セル分以上設けるために、最大バッファ容量分の順序
逆転が起こる可能性がある。
In the case of such a configuration, a buffer is usually provided in the switch in order to obtain good traffic characteristics.
Since 0 or more cells are provided, the order may be reversed for the maximum buffer capacity.

【0011】ソーティング対象をNとすると通常s=K
log2Nのステップが必要となるから、高速の複数の
入出力ポートを備える高速スイッチにおいては、出力ポ
ート毎にこのような大規模なソーティング回路とセル保
持用の大規模なバッファを配置することが困難となるた
め、やはり現実的なアプローチとは成り得ない。
[0011] Assuming that the sorting object is N, usually s = K
Since a log2N step is required, in a high-speed switch having a plurality of high-speed input / output ports, it is difficult to arrange such a large-scale sorting circuit and a large-scale buffer for holding cells for each output port. This is not a realistic approach.

【0012】本発明は、このような背景に行われたもの
であって、サービスクラスに係わらず任意のデータ送出
レートを持つコネクションを収容することができるAT
Mスイッチを提供することを目的とする。本発明は、収
容コネクションをノンブロックにスイッチングしネット
ワーク効率を向上させるATMスイッチを提供すること
を目的とする。
The present invention has been made in such a background, and an AT capable of accommodating a connection having an arbitrary data transmission rate regardless of a service class.
It is intended to provide an M switch. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an ATM switch that switches accommodation connections in a non-blocking manner and improves network efficiency.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明は、タイムスタン
プなしにセル順序保証を実現可能なセルレベルのダイナ
ミックなルーティングを行い、ATMスイッチをノンブ
ロック化することを最も主要な特徴とする。従来技術と
は、コネクションベースのスタティックなルーティング
を行わないところが異なる。
The most important feature of the present invention is to perform dynamic cell-level routing capable of realizing cell order guarantee without time stamps and to make the ATM switch non-blocking. It differs from the prior art in that static connection-based routing is not performed.

【0014】このために1段目の単位スイッチは、1セ
ル時間内で入力回線毎に出力回線が重ならないように、
セルバイセルで入力セルを振り分けを行うことにより、
入力負荷に依存せずに、また、入力トラヒックの偏りに
依存せずに2段目の単位スイッチに入力するトラヒック
の負荷と目的出力方路を均等化できる。
For this reason, the unit switch in the first stage is designed so that the output lines do not overlap for each input line within one cell time.
By sorting input cells on a cell-by-cell basis,
It is possible to equalize the load of the traffic input to the second-stage unit switch and the target output path without depending on the input load and without depending on the bias of the input traffic.

【0015】また、2段目の単位スイッチにあって、3
段目の同一の単位スイッチに接続されるそれぞれのバッ
ファについては、各バッファ間で到着セル情報を検出
し、バッファ間でその検出情報を交換してこの検出情報
をもとに空セルを挿入することにより、2段目の単位ス
イッチのセルの最大同時到着が起きたバッファのキュー
長に連動して各自のバッファ内のキュー長をコントロー
ルし、3段目の同一の単位スイッチを目指すセル毎の2
段目の単位スイッチ内遅延時間を同一にする。
In the unit switch of the second stage, 3
For each buffer connected to the same unit switch at the stage, the arriving cell information is detected between the buffers, the detected information is exchanged between the buffers, and an empty cell is inserted based on the detected information. Thus, the queue length in each buffer is controlled in conjunction with the queue length of the buffer in which the maximum simultaneous arrival of the cells of the unit switch of the second stage has occurred, and each cell which aims at the same unit switch of the third stage 2
The delay time in the unit switch at the stage is made the same.

【0016】このため、3段目の同一の単位スイッチを
目指す異なる1段目の単位スイッチおよび2段目の単位
スイッチを通過したセル同士が等しいスイッチ内遅延時
間で3段目の単位スイッチに入力することになるのでセ
ル順序逆転を保証することが可能となる。このため、ス
イッチセル毎にタイムスタンプを付与し、スイッチ出力
側でセルの順序をソーティングし、セルの並び替えを必
要とした従来の技術とは、タイムスタンプが不要な点お
よび出力側でソーティング回路が不要な点が大きく異な
る。
For this reason, cells that have passed through different first-stage unit switches and second-stage unit switches aiming at the same third-stage unit switch are input to the third-stage unit switch with the same intra-switch delay time. Therefore, the cell order can be reversed. For this reason, a time stamp is provided for each switch cell, the order of the cells is sorted on the switch output side, and the conventional technique that requires rearrangement of the cells is different from the conventional technique in which the time stamp is unnecessary and a sorting circuit on the output side. However, the point that is unnecessary is greatly different.

【0017】また、本発明のATMスイッチは、2段目
の単位スイッチで空セルを挿入するためにバッファ入力
負荷が見掛け上増大する。このためバッファ出力をK倍
にしてトラヒック特性を良くすることが望ましい。ま
た、3段目の単位スイッチの入力側ではこの空セルを実
際の入力セルと分離し廃棄することが望ましい。
Further, in the ATM switch of the present invention, an empty cell is inserted in the unit switch at the second stage, so that the buffer input load apparently increases. Therefore, it is desirable to improve the traffic characteristics by increasing the buffer output by a factor of K. It is desirable that the empty cells are separated from the actual input cells and discarded on the input side of the third-stage unit switch.

【0018】すなわち、本発明はATMスイッチであっ
て、N本の入力回線に到来するセルをその宛先にしたが
ってN本の出力回線のうちの一つ出力回線に分配する単
位スイッチを備え、この単位スイッチが3段縦続に接続
され、この1段目と2段目および2段目と3段目は、そ
れぞれ単位スイッチのN本の出力回線が次段のN個の単
位スイッチの入力回線のいずれかに接続されたATMス
イッチである。
That is, the present invention relates to an ATM switch comprising a unit switch for distributing cells arriving at N input lines to one of N output lines according to the destination. The switches are connected in cascade in three stages. In each of the first and second stages and the second and third stages, each of the N output lines of the unit switch is the same as the input line of the next N unit switches. It is an ATM switch connected to the crab.

【0019】ここで、本発明の特徴とするところは、前
記1段目の単位スイッチは、N本の出力回線の宛先割付
を1セル時間毎に変更しNセル時間で最初の割付に戻る
ように循環させる手段を備えたところにある。
Here, a feature of the present invention is that the unit switch in the first stage changes the destination allocation of N output lines every cell time and returns to the initial allocation in N cell times. Where means for circulating water are provided.

【0020】前記2段目の単位スイッチには出力回線毎
にそれぞれバッファが設けられ、前記3段目の単位スイ
ッチの同一のものに接続されるその2段目のN個のバッ
ファ毎にそのN個のバッファのキュー長が互いに等しく
なるように空セルを挿入する手段を備えることが望まし
い。
Each of the second-stage unit switches is provided with a buffer for each output line, and each of the second-stage N switches connected to the same third-stage unit switch has its N buffer. It is desirable to have means for inserting empty cells so that the queue lengths of the buffers become equal to each other.

【0021】前記2段目の単位スイッチの出力側および
前記3段目の単位スイッチの入力側の処理速度は前記1
段目の単位スイッチの処理速度のK倍に設定されること
が望ましい。
The processing speed on the output side of the unit switch in the second stage and the input side of the unit switch in the third stage is 1
It is desirable to set K times the processing speed of the unit switch at the stage.

【0022】前記3段目の単位スイッチは、入力回線毎
にそれぞれ設けられたN個のバッファと、このバッファ
に書込まれるセル列から前記挿入する手段により挿入さ
れた空セルを除去する手段とを備えることが望ましい。
The unit switch at the third stage comprises N buffers provided for each input line, and means for removing empty cells inserted by the inserting means from a cell row to be written into the buffers. It is desirable to provide.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】発明の実施の形態を図1を参照し
て説明する。図1は本発明実施例のATMスイッチの全
体構成図である。
Embodiments of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is an overall configuration diagram of an ATM switch according to an embodiment of the present invention.

【0024】本発明は、ATMスイッチであって、N本
の入力回線に到来するセルをその宛先にしたがってN本
の出力回線のうちの一つ出力回線に分配する単位スイッ
チU11〜U3Nを備え、この単位スイッチU11〜U3Nが3
段縦続に接続され、この1段目と2段目および2段目と
3段目は、それぞれ単位スイッチU11〜U1N、U21〜U
2NのN本の出力回線が次段のN個の単位スイッチU21
2N、U31〜U3Nの入力回線のいずれかに接続されたA
TMスイッチである。
The present invention relates to an ATM switch comprising unit switches U 11 to U 3N for distributing cells arriving at N input lines to one of N output lines according to their destinations. The unit switches U 11 to U 3N are 3
It is connected to the cascade-, the first and second stages and the second and third stages, the unit switches U 11 respectively ~U 1N, U 21 ~U
N output lines of 2N are connected to N unit switches U 21 to U 21 of the next stage.
U 2N, U 31 ~U 3N connected A to one of the input lines
It is a TM switch.

【0025】ここで、本発明の特徴とするところは、1
段目の単位スイッチU11〜U1Nは、N本の出力回線の宛
先割付を1セル時間毎に変更しNセル時間で最初の割付
に戻るように循環させるところにある。
The features of the present invention are as follows.
Stage unit switch U 11 ~U 1N of, there is to be circulated back to the first assignment with changes the destination assignment of N output line for each cell time N cell time.

【0026】2段目の単位スイッチU21〜U2Nには出力
回線毎にそれぞれバッファが設けられ、3段目の単位ス
イッチU31〜U3Nの同一のものに接続されるその2段目
のN個のバッファ毎にそのN個のバッファのキュー長が
互いに等しくなるように空セルを挿入するセル順序制御
部10を備えている。
The second unit switch U 21 to U 2N is provided with a buffer for each output line, and the second stage unit switch U 31 to U 3N is connected to the same unit switch U 31 to U 3N . The cell order control unit 10 inserts empty cells so that the queue lengths of the N buffers are equal to each other for each of the N buffers.

【0027】2段目の単位スイッチU21〜U2Nの出力側
および3段目の単位スイッチU31〜U3Nの入力側の処理
速度は1段目の単位スイッチU11〜U1Nの処理速度のK
倍に設定されている。
The processing speed of the output side of the second-stage unit switches U 21 to U 2N and the processing speed of the input side of the third-stage unit switches U 31 to U 3N are the processing speed of the first-stage unit switches U 11 to U 1N . K
It is set to double.

【0028】3段目の単位スイッチU31〜U3Nは、入力
回線毎にそれぞれ設けられたN個のバッファと、このバ
ッファに書込まれるセル列からセル順序制御部10によ
り挿入された空セルを除去する空セル除去部20とを備
えている。
The unit switches U 31 to U 3N at the third stage are composed of N buffers provided for each input line, and empty cells inserted by the cell order control unit 10 from a cell row written in the buffers. And an empty cell removing unit 20 for removing the

【0029】[0029]

【実施例】本発明実施例を図1ないし図8を参照して説
明する。図1は上記のとおりである。図2は1段目の単
位スイッチU11〜U1Nのブロック構成図である。図3は
1段目の単位スイッチU11〜U1Nの動作を説明するため
の図である。図4は2段目の単位スイッチU21〜U2N
ブロック構成図である。図5は2段目の単位スイッチU
21〜U2Nの動作を説明するための図である。図6は2段
目の単位スイッチU21〜U2Nのサイズと回線速度増加率
との関係を示す図である。横軸に単位スイッチサイズを
とり、縦軸に回線速度増加率をとる。図7は入力負荷と
回線速度増加率との関係を示す図である。横軸に入力負
荷をとり、縦軸に回線速度増加率をとる。図8は3段目
の単位スイッチU31〜U3Nのブロック構成図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is as described above. Figure 2 is a unit switch U 11 ~U block diagram of a 1N in the first stage. Figure 3 is a diagram for explaining the unit switch U 11 ~U 1N operation of the first stage. FIG. 4 is a block diagram of the unit switches U 21 to U 2N in the second stage. FIG. 5 shows the unit switch U in the second stage.
It is a diagram for explaining the operation of the 21 ~U 2N. 6 is a diagram showing the relationship between the size and the line speed increasing rate of the unit switch U 21 ~U 2N in the second stage. The horizontal axis indicates the unit switch size, and the vertical axis indicates the line speed increase rate. FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the input load and the line speed increase rate. The horizontal axis indicates the input load, and the vertical axis indicates the line speed increase rate. Figure 8 is a block diagram of the unit switch U 31 ~U 3N of the third stage.

【0030】本発明のATMスイッチはN×Nの単位ス
イッチU11〜U3Nが3段に接続されるクロススイッチア
ーキテクチャをベースにしている。図2および図3に示
すように、1段目の単位スイッチU11〜U1Nは入力トラ
ヒックをセルレベルで2段目の単位スイッチU21〜U2N
に振り分けるアロッタリングを行うバッファレススイッ
チにより構成される。
The ATM switch of the present invention is based on a cross switch architecture in which N × N unit switches U 11 to U 3N are connected in three stages. As shown in FIGS. 2 and 3, the unit switch at the first stage U 11 ~U 1N unit of second stage input traffic at the cell level switch U 21 ~U 2N
And a bufferless switch that performs allotting.

【0031】図4および図5に示すように、2段目の単
位スイッチU21〜U2Nはバッファ内に空セルを挿入する
ことでセル順序を保証するとともに、バッファからの読
出しはk倍に高速化されて出力される。
As shown in FIGS. 4 and 5, the unit switches U 21 to U 2N in the second stage guarantee the cell order by inserting empty cells in the buffer, and read from the buffer by k times. Output at high speed.

【0032】図8に示すように、3段目の単位スイッチ
31〜U3Nはスイッチ入力段の空セル除去部20で2段
目の単位スイッチU21〜U2Nで挿入された空セルと本来
の通信セルとを分離し、空セルを廃棄する。さらに、2
段目の単位スイッチU21〜U2Nで高速化された回線速度
を元に戻す。
As shown in FIG. 8, the unit switches U 31 to U 3N in the third stage are the empty cells inserted in the unit switches U 21 to U 2N in the second stage in the empty cell removing unit 20 in the switch input stage. The original communication cell is separated, and the empty cell is discarded. In addition, 2
Undo faster line speed in stage unit switch U 21 ~U 2N.

【0033】次に、各段における単位スイッチU11〜U
3Nの具体的構成例とその動作例を説明する。図2に1段
目の単位スイッチU11〜U1Nに配置されるアロッタリン
グスイッチ構成例を示す。この単位スイッチU11〜U1N
はバッファレスのクロスポイントスイッチとタグ変換回
路15により構成される。このタグ変換回路15はセル
到着毎に出力方路番号に対応したタグを挿入する。
Next, the unit switches U 11 to U in each stage
A specific configuration example of 3N and an operation example thereof will be described. Shows the A slotter ring switch configuration example that is disposed in the unit switch U 11 ~U 1N in the first stage in FIG. The unit switch U 11 ~U 1N
Is composed of a bufferless cross point switch and a tag conversion circuit 15. The tag conversion circuit 15 inserts a tag corresponding to the output route number every time a cell arrives.

【0034】図3にそのタグ変換の状況を概念的に示し
た。時刻T1〜T4は1セル時間に相当する。図3は入
出力回線が4回線の例であるが、所定の入力回線をN本
の出力回線のいずれかに1セル時間毎に循環的に順次接
続させる。タグ変換回路15はセル到着順に00、0
1、10、11のタグを入力セルに付与する。その後
に、入力セルは後段のバッファレススイッチに送出さ
れ、タグ毎にクロスポイントXに含まれるアドレスフィ
ルタにより読み出され異なる出力方路に振り分けられ
る。このとき順に(01、10、11、00)、(1
0、11、00、01)、(11、00、01、10)
のタグが付与されるので、トータルとして該当1段目の
単位スイッチU11〜U1Nに入力されたセルは負荷と出力
方路宛先が均等に分散されて2段目の単位スイッチU21
〜U2Nに入力される。
FIG. 3 conceptually shows the status of the tag conversion. Times T1 to T4 correspond to one cell time. FIG. 3 shows an example in which the number of input / output lines is four. A predetermined input line is connected to one of the N output lines in a cyclic manner every cell time. The tag conversion circuit 15 outputs 00, 0 in the order of cell arrival.
Tags 1, 10, and 11 are assigned to input cells. Thereafter, the input cells are sent to the subsequent bufferless switch, read out by the address filter included in the cross point X for each tag, and distributed to different output routes. At this time, (01, 10, 11, 00), (1
0, 11, 00, 01), (11, 00, 01, 10)
, The cells input to the corresponding first-stage unit switches U 11 to U 1N are uniformly distributed in load and output route destination, and the second-stage unit switches U 21
UU 2N .

【0035】図4に2段目の単位スイッチU21〜U2N
構成例を示す。この単位スイッチU21〜U2Nは出力バッ
ファ型スイッチを基本としており、単位スイッチU21
2Nの内部はN倍速に高速化されており、出力バッファ
部16には最大N個のセルが到着するものとする。
FIG. 4 shows an example of the configuration of the second-stage unit switches U 21 to U 2N . The unit switch U 21 ~U 2N is a base of an output buffer type switch, the unit switches U 21 ~
It is assumed that the speed of the inside of U 2N is increased to N times speed, and a maximum of N cells arrive at the output buffer unit 16.

【0036】このとき図5に示すように、同一の3段目
の単位スイッチU3i(i=1〜Nのいずれか)に接続さ
れる2段目の単位スイッチU2p、U2q、U2r(p、q、
r=1〜Nのいずれか)にあるバッファ間には互いに制
御線50により接続されたバッファ制御部51が配置さ
れている。このバッファ制御部51は自身の単位スイッ
チU2p、U2q、U2rに同時に到着するセル数を監視し、
同時セル数を制御線50を用いて自身以外の単位スイッ
チU2p、U2q、U2rのバッファ制御部51に通知する。
At this time, as shown in FIG. 5, the second-stage unit switches U 2p , U 2q and U 2r connected to the same third-stage unit switch U 3i (i = 1 to N). (P, q,
A buffer control unit 51 connected to each other by a control line 50 is arranged between buffers at r = 1 to N). The buffer control unit 51 monitors the number of cells arriving at its own unit switch U 2p , U 2q , U 2r simultaneously,
The number of simultaneous cells is notified to the buffer controllers 51 of the unit switches U 2p , U 2q , and U 2r other than itself using the control line 50.

【0037】各々のバッファ制御部51はこの通知され
る情報と自身のバッファに到着したセル数とを比較し、
到着セル数が少なければ自身以外の最大到着セル数と同
一になるまで空セルIを生成し、バッファに挿入する。
Each buffer control unit 51 compares the notified information with the number of cells arriving at its own buffer.
If the number of arriving cells is small, an empty cell I is generated until it becomes the same as the maximum number of arriving cells other than itself, and inserted into the buffer.

【0038】図5は時刻T1に2段目の単位スイッチU
2pのバッファに3個のセル(t1と図示)が同時到着し
て、それを受けて単位スイッチU2qのバッファ制御部5
1が空セルIを3個挿入し、単位スイッチU2rのバッフ
ァ制御部51が空セルIを2個を挿入している例を示し
ている。このような操作を行うことにより、同一の3段
目の単位スイッチU3iを目指すセル同士の2段目の単位
スイッチU2p、U2q、U2rまでのスイッチ内遅延時間は
同じになるのでセル順序逆転を保証することができる。
FIG. 5 shows the second stage unit switch U at time T1.
Three cells (illustrated as t1) arrive at the 2p buffer at the same time, and in response thereto, the buffer controller 5 of the unit switch U 2q receives it.
1 shows an example in which three empty cells I are inserted, and the buffer control unit 51 of the unit switch U 2r inserts two empty cells I. By performing such an operation, the delay time in the switch to the unit switch U 2p , U 2q , U 2r in the second stage between the cells aiming at the same unit switch U 3i in the same stage becomes the same. Order reversal can be guaranteed.

【0039】ただし、このような空セルによる余分な負
荷が生じるために、バッファ出力をK倍に高速化してい
る。この高速化の係数を図6および図7に見積もった。
図6に示すように、単位スイッチサイズを大きくすれば
高速化ファクタを抑えることができる。図7に示すよう
に、入力負荷を下げれば、ほとんど高速化しなくても十
分なトラヒック特性が得られることがわかる。
However, since an extra load is generated due to such an empty cell, the buffer output is increased by K times. 6 and 7 estimate the speed-up coefficient.
As shown in FIG. 6, if the unit switch size is increased, the speed-up factor can be suppressed. As shown in FIG. 7, when the input load is reduced, sufficient traffic characteristics can be obtained without increasing the speed.

【0040】次に、3段目の単位スイッチU31〜U3N
構成例を図8に示す。3段目の単位スイッチU31〜U3N
は出力バッファ型スイッチ17と空セル除去部20によ
り構成される。空セル除去部20は2段目の単位スイッ
チU21〜U2Nで挿入された空セルIと通信セルとを分離
し、空セルIを廃棄することにより3段目の単位スイッ
チU31〜U3Nの入力負荷を下げて3段目の単位スイッチ
31〜U3Nのトラヒック特性を向上させる。
Next, FIG. 8 shows a configuration example of the unit switches U 31 to U 3N in the third stage. Third stage unit switches U 31 to U 3N
Is composed of an output buffer type switch 17 and an empty cell removing unit 20. Empty cell removal unit 20 separates the communication cell with the air-cell I which is inserted in the unit switch U 21 ~U 2N in the second stage, the unit switches U 31 in the third stage by discarding the empty cell I ~U lower the input load of 3N improving the traffic characteristics of the unit switch U 31 ~U 3N of the third stage.

【0041】また、前述した1段目の単位スイッチU11
〜U1Nは共通バッファ型スイッチを用いて構成すること
もできる。共通バッファ型スイッチで構成する場合に
は、従来の共通バッファ型スイッチのセル読出し部分に
アロッタリング機能を付与することにより、入力トラヒ
ックをそれぞれの出力ポートにセルレベルで負荷、宛先
ともに均等に分散させることができる。さらに、2段目
の単位スイッチU21〜U2Nおよび3段目の単位スイッチ
31〜U3Nについても共通バッファ型スイッチを用いて
構成することができる。
The first-stage unit switch U 11 described above.
~ U 1N can also be configured using a common buffer type switch. In the case of the configuration using the common buffer type switch, the input traffic is equally distributed to the respective output ports at the cell level for both the load and the destination by providing an allotting function to the cell reading portion of the conventional common buffer type switch. be able to. Furthermore, it is possible for the second-stage unit switches U 21 of ~U 2N and units of the third stage switch U 31 ~U 3N also constructed using the shared buffer type switch.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
サービスクラスに係わらず任意のデータ送出レートを持
つコネクションを収容することができるATMスイッチ
を実現することができる。また、収容コネクションをノ
ンブロックにスイッチングしネットワーク効率を向上さ
せるATMスイッチを実現することができる。
As described above, according to the present invention,
An ATM switch that can accommodate a connection having an arbitrary data transmission rate regardless of the service class can be realized. Further, it is possible to realize an ATM switch that switches the accommodated connections in a non-blocking manner and improves network efficiency.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明実施例のATMスイッチの全体構成図。FIG. 1 is an overall configuration diagram of an ATM switch according to an embodiment of the present invention.

【図2】1段目の単位スイッチのブロック構成図。FIG. 2 is a block diagram of a first-stage unit switch.

【図3】1段目の単位スイッチの動作を説明するための
図。
FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of a first-stage unit switch;

【図4】2段目の単位スイッチのブロック構成図。FIG. 4 is a block diagram of a second-stage unit switch.

【図5】2段目の単位スイッチの動作を説明するための
図。
FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of a second-stage unit switch;

【図6】2段目の単位スイッチのサイズと回線速度増加
率との関係を示す図。
FIG. 6 is a diagram illustrating a relationship between the size of a unit switch in a second stage and a line speed increase rate.

【図7】入力負荷と回線速度増加率との関係を示す図。FIG. 7 is a diagram illustrating a relationship between an input load and a line speed increase rate.

【図8】3段目の単位スイッチのブロック構成図。FIG. 8 is a block diagram of a third-stage unit switch.

【図9】単位スイッチが3段縦続に接続されたATMス
イッチを示す図。
FIG. 9 is a diagram showing an ATM switch in which unit switches are cascaded in three stages.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 セル順序制御部 15 タグ変換回路 16 出力バッファ部 17 出力バッファ型スイッチ 20 空セル除去部 50 制御線 51 バッファ制御部 I 空セル t1、t2 セル U11〜U3N、U3i、U2p、U2q、U2r 単位スイッチ X クロスポイント10 cell sequence controller 15 tag conversion circuit 16 the output buffer unit 17 output buffer type switch 20 empty cell removal unit 50 control lines 51 buffer controller I empty cell t1, t2 cell U 11 ~U 3N, U 3i, U 2p, U 2q , U 2r unit switch X cross point

フロントページの続き (72)発明者 栗本 崇 東京都新宿区西新宿三丁目19番2号 日 本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 平6−6370(JP,A) 特開 平5−268251(JP,A) 特開 平8−23334(JP,A) 信学技報SSE89−173 信学技報SSE97−31 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04L 12/28 H04L 12/56 Continuation of front page (72) Inventor Takashi Kurimoto Nippon Telegraph and Telephone Corporation 3-9-1-2 Nishishinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo (56) References JP-A-6-6370 (JP, A) JP-A-5 -268251 (JP, A) JP-A-8-23334 (JP, A) IEICE technical report SSE89-173 IEICE technical report SSE97-31 (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H04L 12 / 28 H04L 12/56

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 N本の入力回線に到来するセルをその宛
先にしたがってN本の出力回線のうちの一つ出力回線
に分配する単位スイッチを備え、この単位スイッチが3
段縦続に接続され、この1段目と2段目および2段目と
3段目は、それぞれ単位スイッチのN本の出力回線が次
段のN個の単位スイッチの入力回線のいずれかに接続さ
れたATMスイッチにおいて、 前記1段目の単位スイッチは、ATMスイッチ内のトラ
ヒックの負荷を分散させる手段を備え 前記2段目の単位スイッチには出力回線毎にそれぞれバ
ッファが設けられ、前記3段目の単位スイッチの同一の
ものに接続されるその2段目のN個のバッファごとにそ
のN個のバッファのキュー長が互いに等しくなるように
空セルを挿入する手段を備えた ことを特徴とするATM
スイッチ。
1. A cell arriving at N input lines is addressed to the cell.
One of N output lines according to the previousofOutput line
Unit switch that distributes the
The first, second and second stages are connected in cascade
In the third stage, the N output lines of each unit switch are
Connected to one of the input lines of the N unit switches
In the ATM switch, the first-stage unit switch is:Traffic in ATM switch
Distribute the load of the hickEquipped with means, The second-stage unit switch is provided for each output line.
And the same unit switch as the third-stage unit switch is provided.
For each of the N buffers in the second stage connected to the
So that the queue lengths of the N buffers of
With means for inserting empty cells ATM characterized by the following:
switch.
【請求項2】 前記2段目の単位スイッチの出力側およ
び前記3段目の単位スイッチの入力側の処理速度は前記
1段目の単位スイッチの処理速度のK倍に設定された
求項1記載のATMスイッチ。
2. The output side of said second stage unit switch and
And the processing speed on the input side of the third unit switch is
The ATM switch according to claim 1, wherein the processing speed is set to K times the processing speed of the first unit switch.
【請求項3】 前記3段目の単位スイッチは、入力回線
毎にそれぞれ設けられたN個のバッファと、このバッフ
ァに書込まれるセル列から前記挿入する手段により挿入
された空セルを除去する手段とを備えた請求項記載の
ATMスイッチ。
3. The unit switch of the third stage is an input line.
N buffers provided for each
Inserted from the cell row written to the
ATM switch according to claim 1, further comprising a means for removing empty cell that is.
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