JP3122278B2

JP3122278B2 - Ａｔｍ交換機の系切替え方式

Info

Publication number: JP3122278B2
Application number: JP5999493A
Authority: JP
Inventors: 正文加藤; 祐司加藤; 次雄加藤; 裕江崎; 竜一武智
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1993-03-19
Filing date: 1993-03-19
Publication date: 2001-01-09
Anticipated expiration: 2016-01-09
Also published as: JPH06276216A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はＡＴＭ交換機の系切替え
方式に係わり、特に２つの同じＡＴＭ通話路を並列に配
列した二重化構成を備え、無瞬断で現運用系を予備系に
すると共に、現予備系を運用系にして運用状態を切替え
るＡＴＭ交換機の系切替え方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】音声通信、データ通信だけでなく動画像
通信も含めたマルチメディア通信のニーズが高まりつつ
あり、そのような広帯域（broadband)の通信の実現手段
として、非同期転送モード（Asynchronous Transfer Mo
de:ＡＴＭ）を基本とするＢ−ＩＳＤＮ（Ｂroadband−
ＩＳＤＮ）の交換技術がＣＣＩＴＴで合意され、研究が
進められている。ＡＴＭ方式では物理回線上に多重に論
理リンクを張ることにより回線を複数の呼に割り当て
る。そして、各呼に応じた端末からの動画像データや音
声データ等を固定長の情報単位（セルという）に分解
し、順次回線に送り出して多重化を実現する。セルは図
７に示すように、５３バイトの固定長ブロックで構成さ
れ、その内５バイトがヘッダ部ＨＤ、４８バイトがイン
フォメーションフィールド（情報部）ＤＴである。ヘッ
ダ部ＨＤには、データがブロックに分解された後でも宛
先が判るように呼識別用の仮想チャンネル番号（Virtua
l Channel Identifier：ＶＣＩ）が含まれ、そのほか方
路を特定する仮想パスの識別子（Virtual Path Identif
ier：ＶＰＩ）や、リンク間のフロー制御に用いられる
ジェネリックフローコントロールＧＦＣ（Generic Flow
Control）や、ペイロードＰＴ（PayloadType)やヘッダ
のエラー訂正用符号ＨＥＣ（Header Error Control)等
が含まれている。

【０００３】図８はＡＴＭ方式を説明するためのＡＴＭ
網の概略構成図であり、１１ａ，１１ｂは端末装置、１
３はＡＴＭ網である。ＡＴＭ網１３は、データセルを伝
送する情報網１３ａと制御信号を伝送する信号網１３ｂ
を備え、情報網１３ａにおける各ＡＴＭ交換機１３c-1
〜１３c-nのＣＰＵ１３d-1〜13d-nは信号網１３ｂと接
続されている。発信端末１１ａが着信端末１１ｂを呼び
出すための発呼操作を行うと、発信端末内のセル組立部
は発信番号、着信番号、端末の種別、伝送速度（帯域）
等を含むデータをセル単位に分割し、各分割データに信
号用ＶＣＩ（端末毎に予め定まっている）を付して信号
セルを生成し、該信号セルをＡＴＭ網１３に送り出す。

【０００４】ＡＴＭ交換機（発信側交換機）１３c-1の
図示しない信号装置は信号セルを受信すれば、該信号セ
ルに含まれる情報を組立ててＣＰＵ１３ｄ−１に通知す
る。ＣＰＵは発信者サービス分析処理、課金処理、着信
者数字翻訳処理等の呼処理を行なうと共に、方路（ＶＰ
Ｉ）及び呼識別情報（ＶＣＩ）を決定し、信号網１３ｂ
を介してＮＯ．７プロトコルに従って次の中継交換機13
c-2に発信番号、着信番号、ＶＰＩ、ＶＣＩ、その他の
データを含む接続情報を送出する。以後、中継交換機13
c-2は同様な処理を行ない、最終的に発信側交換機１３c
-1から着信端末が接続されたＡＴＭ交換機（着信側交換
機）１３c-nまでのパス及び中継ＡＴＭ交換機１３c-2,
１３c-3,・・・が決定される。着信側交換機１３c-nは発信
番号、着信番号、上位ＡＴＭ交換機のＶＣＩを含む接続
情報を受信すれば、着信端末に所定ＶＣＩを割り当てる
と共に、着信端末１１ｂが通話可能であるか調べる。通
話可能であれば、信号網１３ｂは通話可能な旨を発信側
交換機１３c-1に通知し、発信側交換機は発信端末１１
ａに所定のＶＣＩを割り当てる。

【０００５】パス上の各ＡＴＭ交換機１３c-1〜１３c-n
はパス毎に、上位ＡＴＭ交換機のＶＣＩに対応させて、
(1) 該ＶＣＩを有するセルの出力パス（出ハイウェイ）
を特定するための接続情報（ルーチングヘッダ）と、
(2) 出力するセルに付加する新たなＶＣＩ、ＶＰＩを内
蔵のルーチングテーブルに登録する。以上により、発信
端末１１ａと着信端末１１ｂ間にパスが形成されると、
両端末は発呼セル、応答セルを互いに送受しあって通信
手順を確認する。しかる後、発信端末１１ａは送信すべ
きデータを所定バイト長に分解すると共に、前記割り当
てられたＶＣＩを含むヘッダを付けてセルを生成し、該
セルをＡＴＭ網１３に送り出す。各ＡＴＭ交換機１３c-
1〜１３c-nは上位交換機から所定の入ハイウェイを介し
てセルが入力されると、ルーチングテーブルに基づいて
該入力されたセルのＶＣＩを付け変えると共に所定の出
ハイウェイに送り出す。この結果、発信端末１１ａから
出力されたセルは呼制御で決定したパスを介して着信側
交換機１３c-nに到達する。着信側交換機１３c-nはルー
チングテーブルに基づいて、入力されたセルに付加され
ているＶＣＩを着信端末に割り当てたＶＣＩに付け変え
た後、着信端末１１ｂが接続されている回線に送出す
る。

【０００６】以後、発信端末１１ａはセルを順次着信端
末１１ｂに送り、着信端末は受信したセルに含まれる情
報部ＤＴを組立て、元のデータを復元する。以上は、１
つの呼に対する場合であるが、端末−ＡＴＭ交換機間及
び隣接ＡＴＭ交換機間の各回線の両端で互いに持ち合う
ＶＣＩ値を変えることにより、１つの回線に多数の呼に
応じた論理リンクを張ることができ、これにより高速多
重通信が実現される。ＡＴＭ方式によれば、画像、デー
タ、音声等異なる伝送速度をもつ情報源の情報を多重化
することができるため１本の伝送路を有効に使え、しか
も、パケット交換でソフト的に行っているような再送制
御や複雑な通信手順が不要となり、１５０Ｍｂｐｓの超
高速のデータ伝送が可能となる。

【０００７】又、ＡＴＭ交換機にはバッファリングの機
能があり、このバッファリング機能によりＡＴＭ交換機
や着信端末に多数の呼が発生した場合でも発信端末を待
たせることなく呼を受け付けて着信端末に送ることがで
きる。例えば、着信端末１１ｂに対し同時に多数の端末
から呼が発生し、これにより着信側交換機13c-nと着信
端末１１ｂ間の回線に空きがなくなると、着信端末に送
れないセルが発生する。かかる場合、着信側交換機13c-
nは送れないセルをバッファリングし、回線に空きがで
きた時に送ることにより発信端末を待たせることなく呼
を受け付けて着信端末に送ることができる。

【０００８】図９は自己ルーチングＡＴＭ交換機の構成
図であり、基本スイッチングユニットＳＷＵと制御情報
付加ユニットＣＩＡＵと、呼処理用のＣＰＵ（呼制御
部）ＣＬＰを有している。尚、このＡＴＭ交換機は、入
線・出線間に１段の自己ルーチングスイッチモジュール
ＳＲＭ１が存在する構成になっているが、１段につき複
数の自己ルーチングスイッチモジュ−ルが複数段接続さ
れた構成であっても構わない。モジュールＳＲＭ１の入
力端は制御情報付加回路ＣＩＡＵを介して入線（入ハイ
ウェイ）＃１〜＃３接続され、出力端は出線（出ハイウ
ェイ）＃１〜＃３と接続されている。制御情報付加ユニ
ットＣＩＡＵは、各入力線＃１〜＃３に対応してルーチ
ング情報等を付加する付加回路ＡＣ１〜ＡＣ３を備え、
各付加回路ＡＣ１〜ＡＣ３は対応する入線から入力され
たセルにルーチングヘッダを付加すると共に、該セルに
含まれるＶＣＩを付け替えて基本スイッチングユニット
ＳＷＵに送り出す。

【０００９】呼制御部ＣＬＰは発呼時、呼制御を行って
セルのＶＣＩ、ＶＰＩを決定すると共に、着信端末の所
在地に応じてルーチングヘッダＲＨを決定し、これら制
御情報をセルが入力される付加回路のルーチングテーブ
ル（図示せず）に書き込む。尚、セルが入力される付加
回路は呼制御時に上位ＡＴＭ交換機より通知される情報
より既知である。又、前記決定した制御情報を上位ＡＴ
Ｍ交換機のＶＣＩに対応させて付加回路のルーチングテ
ーブルに書き込む。呼制御が終わって、セルが上位ＡＴ
Ｍ交換機を介して所定の入線に入力されると、該入線に
接続された付加回路ＡＣ１〜ＡＣ３は、ルーチングテー
ブルより入力セルに付加されているＶＣＩに応じた制御
情報（ルーチングヘッダＲＨとＶＣＩ）を読み出す。そ
して、セルに該ルーチングヘッダＲＨを付加すると共
に、該セルのＶＣＩを読み出したＶＣＩで付け替えて基
本スイッチングユニットＳＷＵに送り出す。基本スイッ
チングユニットＳＷＵの自己ルーチングスイッチモジュ
ールＳＲＭ１はルーチングヘッダＲＨを用いてセルを所
定の出線より送出する。尚、出線に送出する前に図示し
ない後処理回路でルーチングヘッダは除去される。

【００１０】図１０は自己ルーチングスイッチモジュー
ル（ＳＲＭ１）の具体例を示す回路図である。Ｉ₁〜Ｉ₃
は制御情報検出回路、Ｄ₁〜Ｄ₃は伝送情報遅延回路、Ｄ
Ｍ₁〜ＤＭ₃はデマルチプレクサ、ＤＥＣ₁〜ＤＥＣ₃は制
御情報デコード回路であり、以上によりセル振分け部Ｃ
ＥＬＤが構成される。ＦＭ₁₁〜ＦＭ₃₃はバッファメモリ
で例えばＦＩＦＯ(First-In First-Out)メモリ、ＳＥＬ
₁〜ＳＥＬ₃はセレクタ、ＡＯＭ₁〜ＡＯＭ₃は到着順序管
理ＦＩＦＯである。各到着順序管理ＦＩＦＯ（ＡＯＭ₁
〜ＡＯＭ₃）はそれぞれ制御情報デコード回路ＤＥＣ₁〜
ＤＥＣ₃の出力端に接続され、対応する３つのバッファ
メモリＦＭ₁₁〜ＦＭ₁₃，ＦＭ₂₁〜ＦＭ₂₃，ＦＭ₃₁〜ＦＭ
₃₃にセルが到来する順序を記憶し、対応するセレクタＳ
ＥＬ₁〜ＳＥＬ₃を制御してセル到来順に３つのバッファ
メモリからセルを読み出して出線＃１〜＃３に送出す
る。

【００１１】検出回路Ｉi(i=１〜３）は入力されたセル
に含まれる制御情報を抽出してデコード回路ＤＥＣi(i=
１〜３）に送る。デコード回路ＤＥＣiは入力されたル
ーチングヘッダＲＨが出力端＃ｊ（ｊ＝１〜３）を示す
ものであれば、切換信号ＳiによりデマルチプレクサＤ
Ｍiを操作してＦＩＦＯメモリＦＭjiに伝送情報を送
る。例えば、入力端＃１より入力した情報に含まれるル
ーチングヘッダＲＨが出力端＃２を示すものであれば、
デコード回路ＤＥＣ₁はデマルチプレクサＤＭ₁を操作し
て入力端＃１からの情報をＦＭ ₂₁に入力する。到着順序
管理ＦＩＦＯ（ＡＯＭｉ）は制御情報デコード回路ＤＥ
Ｃ₁〜ＤＥＣ₃の出力端に接続され、対応する３つのバッ
ファメモリＦＭi₁〜ＦＭi₃にセルが到来する順序を記憶
する。例えば、セルがバッファメモリＦＭ₁₁→ＦＭ₁₂→
ＦＭ₁₃→ＦＭ₁₂→・・・の順序で到来すれば、到着順序
管理ＦＩＦＯ（ＡＯＭ₁）には１→２→３→２→・・・
のようにセル到来順にバッファメモリ識別符号が記憶さ
れる。しかる後、到着順序管理ＦＩＦＯ（ＡＯＭｉ）は
対応するセレクタＳＥＬiを制御してセル到来順に３つ
のバッファメモリＦＭi₁〜ＦＭi₃からセルを読み出して
出線＃iに送出する。

【００１２】このように、ＦＩＦＯメモリＦＭijに複数
セル分の容量を持たせておくことにより、バッファ機能
が得られ、一時的に伝送データが増大するような場合に
も十分に対応できる。また、セル到来順にバッファメモ
リＦＭi₁〜ＦＭi₃からセルを読み出すため各バッファメ
モリＦＭi₁〜ＦＭi₃に均等数のセルが滞留し、バッファ
メモリよりオーバフローしてセルが廃棄される事態がな
くなる。以上のようなＡＴＭ交換機においては、信頼性
をあげるために運用系（Ａｃｔ系）と予備系（Ｓｂｙ
系）を有する二重化構成になっており、現運用系に障害
が発生すると即座に現予備系を運用系に切り替えてサー
ビス向上を図っている。ところで、長時間現運用系が動
作している状態で障害が発生して予備系に切り替えても
予備系が正常に動くかどうか判らない。このため、定期
的に運用系→予備系、予備系→運用系に切り替えて、両
系が正常に動作していることを確認し、障害発生時に予
備系に切り替えるようにしている。このようにすれば、
障害発生時に予備系が正常でないことにより通信システ
ムがダウンするのを防止できる。尚、定期的な系切替え
は１日に１回程度行なって予備系が正常に動作するかど
うかのチェックを行ない、正常に動作してなければ元に
戻して予備系の不具合を直す。

【００１３】かかる系切替えは無瞬断に行なう必要があ
る。というには、ＡＴＭ交換機は前述のようにバッファ
リング機能によりＡＴＭセルを蓄積しており、急に運用
系と予備系の運用状態を切り替えると、ＡＴＭ交換機に
滞留されているＡＴＭセルが失われる（セル廃棄）。Ａ
ＴＭ網のサ−ビス条件としてエンド・ツー・エンドで１
／１０¹¹〜１／１０⁶オ−ダのセル廃棄でなければなら
ない。このため、定期的な系切替えによりセル廃棄が生
じると、前記サ−ビス条件を満足しなくなる。このた
め、系切替えは無瞬断、換言すればセル廃棄無しで行な
う必要がある。以上より、無瞬断で系切替えを行なう系
切替え方式が提案されている。

【００１４】図１１は提案されている系切換方式におけ
る一方の系のＡＴＭ通話路の概略構成図であり、１段の
ＡＴＭスイッチで構成されている。図１２は提案されて
いる系切替え方式の説明図である。図１１において、Ｍ
ＬＰは多重化部、ＤＢＦ１〜ＤＢＦmは出バッファーで
ある。多重化部ＭＬＰは出線＃１〜＃ｍ行きの速度Ｖの
セルを多重化してｍＶの速度で各出線対応に設けた出バ
ッファーＤＢＦ１〜ＤＢＦmに格納し、各出バッファよ
り速度Ｖで読出して対応する出線＃１〜＃ｍに出力す
る。図１２において、ＡＴＰＴ0，ＡＴＰＴ1は図１１に
示す運用系、予備系のＡＴＭ通話路であり、出線＃ｉの
出バッファーＤＢＦiのみが示されている。ＳＳＷは予
備系・運用系の切替えを行なう系切替部、ＳＣＣは系切
替えを指示する系切替指示部、ＥＭＮは出バッファーＤ
ＢＦiが空きになったことを監視する空き監視部であ
る。

【００１５】系切替指示部ＳＣＣより切替指示がある
と、現予備系のＡＴＭ通話路ＡＴＰＴ1の全出バッファ
ーＤＢＦ１〜ＤＢＦmを空にする。例えば、図示しない
バッファクリア手段により全出バッファーをクリアす
る。ついで、現運用系のＡＴＭ通話路ＡＴＰＴ0へのセル
の入力を停止すると共に、現予備系のＡＴＭ通話路ＡＴ
ＰＴ1のみへセルを入力する。又、系切替部ＳＳＷは現
運用系からの出力を有効とし、現運用系からのセルを選
択して各出線に出力する。なお、現予備系のＡＴＭ通話
路ＡＴＰＴ1は入力されたセルを各出バッファーＤＢＦ
１〜ＤＢＦmに記憶・滞留する。現運用系の出線＃ｉに対応する出バッファーＤＢＦi
に滞留されているセルが全て出力されると空き監視部Ｅ
ＭＮは系切替信号を出力する。これにより、系切替部ＳＳＷは現予備系のＡＴＭ通話
路ＡＴＰＴ1の出バッファーＤＢＦiよりセルを選択して
出線＃iに出力する。以後、同様に、各出バッファーに
滞留されているセルが全て出力される毎に系切替信号が
出力されて予備系に切り替えられ、最終的に全出線に出
力されるセルは予備系からのセルに切り替えられ、系の
切替えが無瞬断で行なわれる。

【００１６】この出バッファー毎に切替える方法によれ
ば、出バッファー間の滞留セル数のバラツキを吸収する
ためにバッファー長を冗長に用意する必要がなく、又、
ハ−ド増分もなく優れている。尚、出線毎でなく、全出
線一度に切り替える場合には、運用系で常時使用してい
るバッファ長の２倍のバッファー長が必要になり、この
点からも優れているといえる。又、この方法は図１３に
示すように各出線の出バッファーを共通化した共通バッ
ファー型ＡＴＭ通話路へ適用することもできる。図１３
において、ＭＬＰは多重化部、ＣＭＭは共通バッファー
メモリ、ＤＭＰＸは多重分離部である。各入力リンクを
多重化する手前の地点と出力を多重分離した地点に系交
絡点（運用系と予備系の切換点）をもたせ、多重分離さ
れた出力毎に、その方路行きのセルが運用系から全部読
み出されたことを確認してから出力選択論理を変える。
各出方路毎の蓄積セル数が０になったことは、この共通
バッファメモリＣＭＭの使用アドレスを出方路毎に管理
しているＦＩＦＯ（図示せず）の中身が０になったこと
で簡単に確認できる。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、提案されてい
る系切替え方式は、運用系への入力を止めて予備系への
みセルを入力し、運用系のセルの滞留が無くなった後に
予備系に切り替えるものである。このため、予備系に切
り替えたとき該予備系が正常に動作しない場合、元の運
用系に切り替えるとセルの廃棄が生じ、ＡＴＭ網のサー
ビス条件（セル廃棄率）を満足できなくなりサービスの
低下を来す問題がある。又、提案されている系切替え方
式は１段のＡＴＭスイッチを用いるＡＴＭ通話路の系切
替えに適用できるが、１段であっても、ＡＴＭ特有のシ
ェーピング機能部（ＶＰシェーパ）を備えたＡＴＭ通話
路の系切替に適用できない問題がある。以下、この点を
詳細に説明する。

【００１８】図１４は第１段目に図１１のＡＴＭスイッ
チ（ＡＴＰＴ）を有し、第２段にシェーピング機能を備
えたＶＰシェーパ（ＶＳＨ）を有するＡＴＭ通話路であ
り、ＶＰシェーパの前後に系交絡点が存在する。尚、Ｖ
Ｐシェーパは出線＃１のみ示してあるが他の出線につい
ても同様のＶＰシェーパが設けられている。ＶＰシェー
パは１つの伝送路の使用帯域Ｖ（例えば150Mb/s)をＶＰ
Ｉ毎に予め設定しておき、該使用帯域に収まるようにセ
ルを伝送路に送り出すものである。伝送路の使用帯域を
ＶＰＩ毎に管理をすることにより、特定のＶＰＩにより
伝送路の帯域の大半が専有されて他のＶＰＩのセルが送
出できなくなることを防止できる。

【００１９】ＶＰシェーパにおいて、ＶＰＤＶはＶＰＩ
毎にセルを振り分けるＶＰ振分部、ＦＢ１〜ＦＢｎはＶ
ＰＩ毎に設けられたＦＩＦＯバッファ、ＳＥＬはセレク
タ、ＳＣＤは予め設定されているスケジュールに従って
各バッファからセルを読み出して出線（伝送路）＃１に
送り出すスケジューラである。スケジューラは伝送路を
１周期１２８個のセルスロットに区分する時、各セルス
ロットＳ₁〜Ｓ₁₂₈の各々にどのバッファからのセルを呼
び出すかを予め設定されており、１２８個のセルスロッ
ト毎に所定のバッファからセルを読み出して伝送路に送
出し、この動作をサイクリックに行う。これにより、各
ＶＰＩに使用帯域Ｖ１，Ｖ２，・・・Ｖｎ（Ｖ≧Ｖ１＋
Ｖ２＋・・・＋Ｖn)が割り当てられる。かかるＶＰシェ
ーパを有するＡＴＭ通話路においては、ＶＰＩ毎に各バ
ッファの出口に交絡点があるのではなく、速度Ｖで多重
化された後に系切替え点があり、ＶＰシェーパの全バッ
ファＦＢ１〜ＦＢｎの切替は同時に行われる。このた
め、系切替え指示があると、現運用系シェーパの全バッ
ファの全てが空きになるまで、予備系シェーパのバッフ
ァに入力セルを蓄積しなければならない。そして、この
蓄積セル数は現運用系の最も時間のかかるものに左右さ
れる。

【００２０】系切替えをしない場合に廃棄されるセルを
も系切替え時に予備系で救済する必要はないが、系切替
えをしなければそのまま現運用系を通り抜けるセルが系
切替により予備系で廃棄を起こすことがありうる。例え
ば、Ｖ＝150Mb/s、Ｖ１＝10Mb/s、Ｑ１＝100(Ｑは滞留
セル数）、Ｖ２＝140Mb/s、Ｑ２＝0とし、その後、バッ
ファＦＢ２へ140Mb/sで連続的にセルが到着するものと
する。もし、系切替えを行なうことなく運用系を通すな
らば、当然バッファＦＢ２への全セルは、該バッファを
経由して正しく伝送路＃１に送出される。しかし、系切
替えが起動されると、バッファＦＢ１が空きになるまで
の間に、Ｖ２・Ｑ１／Ｖ１＝１４００個のセルが予備系
に到来する。これを吸収するためには、非常に長いバッ
ファを用意する必要があり、ハード量が膨大になりすぎ
る。すなわち、提案されている系切替え方式は、ＡＴＭ
特有のシェーピング機能を備えたＶＰシェーパに適用で
きない。

【００２１】以上から本発明の目的は、バッファ量を冗
長に設けなくてもセル廃棄なく無瞬断で系の切替えがで
きるＡＴＭ交換機の系切替え方式を提供することであ
る。本発明の別の目的は、ＶＰシェーパを備えたＡＴＭ
通話路でもセルの廃棄がなく無瞬断で系の切替えができ
るＡＴＭ交換機の系切替え方式を提供することである。

【００２２】

【課題を解決するための手段】図１、図２はは本発明の
原理説明図であり、２つの同じＡＴＭ通話路を並列に配
列した二重化構成を備えている。図１において、５１は
運用系のＶＰシェーパ、ＦＢ₁〜ＦＢnはＶＰＩ毎に設け
られたＦＩＦＯバッファ、ＳＥＬは予め設定されている
スケジュールに従って各バッファからセルを読み出して
出線（伝送路）＃ｉに送り出すセレクタである。５２は
予備系のＶＰシェーパ、５３は運用系のバッファが空き
になったことを監視する空き監視部、５４はセルを運用
系、予備系のＶＰシェーパに選択的に入力する入力側の
系切替部、５４はセルを運用系、予備系のＶＰシェーパ
から選択的に出力する出力側の系切替部、５６は系切替
制御部である。

【００２３】図２において、６１は運用系のＡＴＭ通話
路、６２は予備系のＡＴＭ通話路であり、ＡＴＭスイッ
チ６１ａ，６２ａとＶＰシェーパ６１ｂ，６２ｂを縦続
した構成を有している。６３は運用系のＶＰシェーパ６
１ｂの全バッファが空きになったことを監視する空き監
視部、６４はセルを運用系、予備系のＡＴＭスイッチに
選択的に入力する入力側の系切替部、６４はセルを運用
系、予備系のＶＰシェーパから選択的に出力する出力側
の系切替部、６６は系切替制御部である。運用系、予備
系のＡＴＭスイッチ６１，６２において、ＡＴＭスイッ
チとＶＰシェーパの中間には系切替部６１ｃ，６２ｃが
それぞれ設けられている。

【００２４】

【作用】系切替指示により、系切替制御部５６は現予備
系のＶＰシェーパ５２の全バッファを一度空きにし、し
かる後、現運用系のＶＰシェーパ５１の各ＦＩＦＯバッ
ファＦＢ₁〜ＦＢnに蓄積されているセルが読み出される
のに要する時間をＦＩＦＯバッファ毎に求め、その最大
時間内に到着しうるセル数を求め、該セル数分現予備系
ＶＰシェーパ５２のＦＩＦＯバッファで吸収できるか判
断する（無瞬断系切替条件）。前記セル数分現予備系の
ＦＩＦＯバッファで吸収できれば、系切替制御部５６
は、入力側系切替部５４を制御してセルが入力されるＶ
Ｐシェーパを現運用系から現予備系に切替える。これに
より、以後、セルは現運用系には入力されず現予備系に
入力される。しかる後、空き監視部５３は現運用系の各
ＦＩＦＯバッファに蓄積されている全セルが読み出され
た監視し、全セルの読み出しが完了すれば、現予備系の
ＶＰシェーパ５２よりセルの読み出しを開始すると共
に、出力側系切替部５５を制御して現予備系から読み出
されたセルを出線＃ｉに送り出す。このように、系切替
指示があった時、現運用系のＶＰシェーパに滞留してい
る全セルが読み出されるまでの時間を求め、該時間内に
到来しうるセルを全て予備系バッファに蓄積できること
を条件に、系切替を行なうようにしたから、バッファ長
を冗長に設けなくても、セル廃棄なくＶＰシェーパの無
瞬断切替えができる。

【００２５】又、図２に示すように、ＡＴＭスイッチ６
１ａ，６２ａとＶＰシェーパ６１ｂ，６２ｂが縦続さ
れ、ＡＴＭスイッチの前段とＶＰシェーパの後段とそれ
らの中間に系交絡点（系切替え部）が存在する場合、系
切替指制御部６６は系切替指示により、予備系のＡＴＭ
スイッチ６２ａとＶＰシェーパ６２ｂにおける全バッフ
ァを空きにし、又、セルが入力されるＡＴＭスイッチを
現運用系から現予備系に切り換えると共に、現予備系の
ＡＴＭスイッチ６２ａからのセルの読み出しを停止して
おく。かかる状態において、現運用系のＡＴＭスイッチ
６１ａに滞留している全セルが読み出された時、系切替
制御部６６は無瞬断系切替条件が成立しているか判断
し、条件が成立していれば、現予備系のＡＴＭスイッチ
６２ａからのセルの読み出しを開始して現予備系のＶＰ
シェーパ６２ｂへ入力する。しかる後、空き監視部６３
は現運用系のＶＰシェーパ６１ｂにおける各ＦＩＦＯバ
ッファに蓄積されている全セルが読み出された監視し、
全セルの読み出しが完了すれば、現予備系のＶＰシェー
パ６２ｂよりセルの読み出しを開始すると共に、出力側
系切替部６５を制御して現予備系から読み出されたセル
を出線＃ｉに送り出す。これにより、ＡＴＭスイッチと
ＶＰシェーパが縦続されたＡＴＭ通話路であっても、バ
ッファ長を冗長に設けなくても、ＶＰシェーパの無瞬断
切替えができる。

【００２６】又、前記無瞬断系切替条件が成立しない場
合には、現予備系のＡＴＭスイッチ６２ａからのセルの
読み出しを開始して現運用系のＶＰシェーパ６１ｂに入
力し、無瞬断系切替条件が成立した時、現予備系のＡＴ
Ｍスイッチ６２ａから読み出されたセルが入力されるＶ
Ｐシェーパを現運用系から現予備系に切替え、現運用系
のＶＰシェーパ６１ｂにおける各ＦＩＦＯバッファに蓄
積されている全セルが読み出された後に、現予備系のＶ
Ｐシェーパ６２ｂよりセルの読み出しを開始し、現運用
系を予備系に、現予備系を運用系に切替える。

【００２７】

【実施例】(a) 本発明の第１の実施例全体の構成図３はＶＰシェーパの前後に交絡点が存在する場合の本
発明の第１の実施例構成図である。５１は現運用系のＶ
Ｐシェーパ、５２は予備系のＶＰシェーパ、５３は運用
系のＶＰシェーパにおける全バッファが空きになったこ
とを監視する空き監視部、５４はセルを運用系、予備系
のＶＰシェーパ５１，５２に選択的に入力する入力側の
系切替部、５４はセルを運用系、予備系のＶＰシェーパ
５１，５２から選択的に出力する出力側の系切替部、５
６は系切替指示に基づいて運用系、予備系の無瞬断切替
制御を実行する系切替制御部である。尚、図３では出線
＃１についてのみ示しているが、実際には各出線毎に設
けられているものである。又、図３では、現運用系５１
を予備系に、現予備系５２を運用系に切替るために必要
な信号線のみ示している。

【００２８】ＶＰシェーパ運用系、予備系のＶＰシェーパ５１，５２は共に同一の
構成を備えている。ＶＰＤＶはＶＰＩ毎にセルを振り分
けるＶＰ振分部、ＦＢ１〜ＦＢｎはＶＰＩ毎に設けられ
たＦＩＦＯバッファ、ＳＥＬはセレクタ、ＳＣＤは予め
設定されているスケジュールに従って各ＦＩＦＯバッフ
ァからセルを読み出して出線（伝送路）＃１に送り出す
スケジューラ、ＢＳＭは各ＦＩＦＯバッファ（ＦＢ１〜
ＦＢｎ）に滞留しているセル数Ｃ₁〜Ｃnを監視する滞留
セル数監視部である。スケジューラＳＣＤには、伝送路
を１周期１２８個のセルスロットに区分する時、各セル
スロットＳ₁〜Ｓ₁₂₈の各々にどのＦＩＦＯバッファＦＢ
１〜ＦＢｎからのセルを呼び出すかが予め設定されてい
る。従って、スケジューラＳＣＤは、１２８個のセルス
ロット毎にバッファ指示信号ＢＦＩを出力し、セレクタ
ＳＥＬはバッファ指示信号ＢＦＩが指示するＦＩＦＯバ
ッファからセルを読み出して伝送路に送出し、この動作
をサイクリックに行う。これにより、各ＶＰＩに使用帯
域Ｖ１，Ｖ２，・・・Ｖｎ（Ｖ≧Ｖ１＋Ｖ２＋・・＋Ｖ
n)が割り当てられる。

【００２９】滞留セル数監視部ＢＳＭはスケジューラＳ
ＣＤから出力されるバッファ指示信号ＢＦＩをデコード
するデコーダＤＥＣと各ＦＩＦＯバッファ毎に設けられ
たカウンタ部ＣＮ₁〜ＣＮnを有している。各カウンタ部
ＱＮiは対応するＦＩＦＯバッファＦＢiにセルが蓄積さ
れる毎に計数値（セル数）Ｑiをカウントアップし、
又、対応するＦＩＦＯバッファＦＢiからセルが読み出
される毎にカウントダウンするようになっている。尚、
空き監視部５３は各カウンタ部ＣＮ₁〜ＣＮnのセル数Ｑ
₁〜Ｑnを監視することにより全ＦＩＦＯバッファＦＢ１
〜ＦＢｎの空きを検出できる。

【００３０】系切替の基本原理ＦＩＦＯバッファＦＢiの現蓄積セル数をＱi、スケジュ
ーリングされた平均読み出し速度をＶiとすると、これ
を読み出すのに必要な時間はＱi／Ｖiであり、この値は
バッファ毎に当然異なり、最後のバッファがセルの吐き
出しを完了するまでの時間に、到着しうるセルの数が予
備に設けておく必要があるバッファ長となる。その時間
Ｔmaxは、Ｔmax＝max（Ｑi／Ｖi）・・・(1) ただし、max（Ｑi／Ｖi）＝max(Ｑ₁／Ｖ₁,Ｑ₂／Ｖ₂,・
・・,Ｑn／Ｖn)である。

【００３１】時間Ｔmaxの間に予備系に到着しうるセル
の数を求めると、入力速度がＶであるため、Ｖ・Ｔmax
となる。この到着セル数が、１つのバッファに集中して
到着した場合にも、吸収しうる（セル廃棄なく蓄積でき
る）バッファ長を予備系に設ける必要がある。言いかえ
ると、予備系のバッファ長をＬとすると次式Ｖ・max（Ｑi／Ｖi）≦Ｌ・・・(2) を満足することがセル廃棄なく無瞬断で系を切替えるこ
とができる条件（無瞬断系切替条件）である。この条件
が成立するとき、運用系で全バッファが空きになるまで
の間、予備系のあるバッファに集中的にのＶの速度でセ
ルが到着しても、Ｌというバッファ長で吸収できる。つ
まり、系切替え用にバッファ長に冗長を持たせる必要が
なくなる。

【００３２】系切替制御図４はＶＰシェーパの前後に系交絡点が存在する場合に
おけるＡＴＭ通話路の系切替制御の流れ図である。系切
替指示が入力されると、系切替制御部５６はバッファク
リア指令ＣＬを現予備系のＶＰシェーパ５２に入力し、
図示しないクリア手段により全バッファを一度空きにす
る（ステップ１０１）。しかる後、系切替制御部５６は
ＶＰシェーパ５１の各ＦＩＦＯバッファＦＢ₁〜ＦＢnに
蓄積されているセル数Ｑ₁〜Ｑnを用いて、各バッファか
ら全セルが読み出されるのに要する時間（Qi/Vi）を演
算する。ついで、最大時間Ｔmax(＝max(Qi/Vi)）を求
め、時間Ｔmax内に到着しうるセル数Ｖ・Ｔmaxを演算
し、(2)式が成立するか判断する。すなわち、Ｖ・Ｔmax
個のセルを現予備系のＶＰシェーパ５２のＦＩＦＯバッ
ファで吸収できるか判断する（無瞬断系切替条件）。・
・ステップ１０２

【００３３】無瞬断系切替条件が成立してなければ成立
するまで迄、今まで通りの動作を繰り返す。すなわち、
現運用系のＶＰシェーパ５１にセルを入力し、該ＶＰシ
ェーパ５１よりセルを読み出して出線＃ｉに出力する。
かかる状態において、系切替制御部５６は(2)式が成立
するか常時チェックし、成立すれば、系切替部５４を制
御してセルが入力されるＶＰシェーパを現運用系から現
予備系に切替える(ステップ１０３）。これにより、以
後、セルは現運用系には入力されず現予備系に入力され
る。ついで、系切替制御部５６は空き監視部５３に空き
監視開始ＭＳＴを指示する。以後、空き監視部５３はセ
ル数Ｑ₁〜Ｑnに基づいて、現運用系の各ＦＩＦＯバッフ
ァに蓄積されている全セルが読み出された監視する（ス
テップ１０４）。すなわち、Ｑ₁＝Ｑ₂＝・・・＝Ｑn＝０に
なったか監視する。

【００３４】全セルの読み出しが完了すれば、空き監視
部５３は切替イネーブル信号ＳＣＥを発生すると共に、
現運用系のＶＰシェーパ５１にセル読み出し停止ＲＳＰ
を指示し、現予備系のＶＰシェーパ５２にセル読み出し
開始ＲＳＴを指示する。系切替部５５は以後現予備系の
ＶＰシェーパ５２より読み出されたセルを出線＃ｉに送
り出す（ステップ１０５）。

【００３５】(b) 本発明の第２の実施例全体の構成図５は本発明の第２の実施例構成図であり、運用系、予
備系の各ＡＴＭ通話路がそれぞれＡＴＭスイッチとＶＰ
シェーパを縦続した構成を有し、ＡＴＭスイッチの前
段、ＶＰシェーパの後段、それらの中間に系交絡点（系
切替え部）が存在する場合である。６１は現運用系のＡ
ＴＭ通話路、６２は現予備系のＡＴＭ通話路であり、そ
れぞれＡＴＭスイッチ（自己ルーチングスイッチモジュ
ール）６１ａ，６２ａとＶＰシェーパ６１ｂ，６２ｂを
縦続接続した構成を有している。ＡＴＭスイッチ６１
ａ，６２ａは例えば、図９、図１０に示す構成を備え、
ＶＰシェーパ６１ｂ，６２ｂは図３のＶＰシェーパ５１
と同一構成を備えている。尚、ＡＴＭスイッチ６１ａ，
６２ａの各出線＃ｉ（ｉ＝１，２，３，・・・）毎にＶ
Ｐシェーパが設けられているが、図５では出線＃１につ
いてのみ示している。

【００３６】６３は運用系のＶＰシェーパ６１ｂの全バ
ッファが空きになったことを監視する空き監視部、６４
はセルを運用系、予備系のＡＴＭスイッチに選択的に入
力する入力側の系切替部、６５はセルを運用系、予備系
のＶＰシェーパから選択的に出力する出力側の系切替
部、６６は系切替制御部である。ＡＴＭスイッチ６１
ａ，６２ａの出線＃１とＶＰシェーパ６１ｂ，６２ｂの
中間には系切替部６１ｃ，６２ｃがそれぞれ設けら、Ａ
ＴＭスイッチ６１ａ，６２ａの出力を選択できるように
なっている。又、ＡＴＭスイッチ６１ａ，６２ａの各出
線＃ｉ（ｉ＝１，２，３）毎にバッファ空き監視部６１
ｄ，６２ｄが設けられている（図では出線＃１のバッフ
ァ空き監視部のみ示している）。バッファ空き監視部６
１ｄ，６２ｄはＡＴＭスイッチ６１ａ，６２ａにおける
出線＃１に応じた到着順序管理ＦＩＦＯ（ＡＯＭｉ、図
１０参照）の内容が空きになったか監視し、空きになっ
た時、出線＃１に接続されている全バッファＦＭ11〜Ｆ
Ｍ13が同時に空きになったとみなしてバッファオールゼ
ロ信号ＢＡＺを出力する。

【００３７】全体の動作図６は第２の実施例におけるＡＴＭ通話路の系切替制御
の流れ図である。系切替指示が入力されると、系切替制
御部６６はバッファクリア指令ＣＬを現予備系に入力
し、図示しないクリア手段によりＡＴＭスイッチ６２ａ
とＶＰシェーパ６２ｂにおける全バッファを一度空きに
する（ステップ２０１）。ついで、系切替イネーブル信
号ＳＣＥ１を発生して、セルが入力されるＡＴＭスイッ
チを現運用系６１から現予備系６２に切り換える（ステ
ップ２０２）。尚、現予備系のＡＴＭスイッチ６２ａか
らのセルの読み出しを停止しておく。かかる状態におい
て、現運用系のＡＴＭスイッチ６１ａの出線＃１に接続
されている全バッファのセルが読み出されてバッファが
空きになったか監視する（ステップ２０３）。

【００３８】全バッファが空きになって、バッファ空き
監視部６１ｄからバッファオ−ルゼロ信号ＢＡＺが出力
されると、系切替制御部６６はＶＰシェーパ６１ｂの各
ＦＩＦＯバッファＦＢ₁〜ＦＢnに蓄積されているセル数
Ｑ₁〜Ｑnを用いて、各バッファＦＢ₁〜ＦＢnから全セル
が読み出されるのに要する時間（Qi/Vi）を演算する。
ついで、最大時間Ｔmax（＝max(Qi/Vi)）を求め、時間
Ｔmax内に到着しうるセル数Ｖ・Ｔmaxを演算し、(2)式
が成立するか判断する（ステップ２０４）。すなわち、
Ｖ・Ｔmax個のセルを現予備系のＶＰシェーパ５２のＦ
ＩＦＯバッファで吸収できるか判断する（無瞬断系切替
条件）。系切替制御部６６は無瞬断系切替条件が成立し
ていれば、読み出し開始指令ＲＳＴを現予備系のＡＴＭ
スイッチ６２ａに入力し、該ＡＴＭスイッチ６２ａから
のセルの読み出を開始し、読み出したセルを現予備系の
ＶＰシェーパ６２ｂへ入力する（ステップ２０５）。
尚、現運用系のＡＴＭスイッチ６１ａには読み出し停止
信号ＲＳＰを入力し、読み出しを停止する。

【００３９】ついで、系切替制御部６６は空き監視部６
３に空き監視開始ＭＳＴを指示する。以後、空き監視部
６３は現運用系のＶＰシェーパ６１ｂから入力されるセ
ル数Ｑ₁〜Ｑnに基づいて、該ＶＰシェーパの各ＦＩＦＯ
バッファに蓄積されている全セルが読み出された監視す
る（ステップ２０６）。全セルの読み出しが完了すれ
ば、空き監視部６３は切替イネーブル信号ＳＣＥ４を発
生すると共に、現運用系のＶＰシェーパ６１ｂにセル読
み出し停止ＣＲＳＰを指示し、現予備系のＶＰシェーパ
６２ｂにセル読み出し開始ＣＲＳＴを指示する。系切替
部６５は以後，現予備系のＶＰシェーパ６２ｂより読み
出されたセルを出線＃１に送り出す（ステップ２０
７）。以上により、系の切替えが完了する。

【００４０】一方、ステップ２０４において、無瞬断系
切替条件が成立しない場合には、読み出し開始指令ＲＳ
Ｔを現予備系のＡＴＭスイッチ６２ａに入力し、該ＡＴ
Ｍスイッチ６２ａからのセルの読み出しを開始する。そ
して、系切替信号ＳＣＥ２，ＳＣＥ３を発生し、ＡＴＭ
スイッチ６２ａから読み出したセルを現運用系のＶＰシ
ェーパ６１ｂに入力する（現予備系のＶＰシェーパ６２
ｂには入力しない）。尚、現運用系のＡＴＭスイッチ６
１ａには読み出し停止信号ＲＳＰを入力し、読み出しを
停止する。以後、ステップ２０４に戻って無瞬断系切替
条件が成立するまで、ＡＴＭスイッチ６２ａから読み出
したセルを現運用系のＶＰシェーパ６１ｂに入力する
（ステップ２０８）。無瞬断系切替条件が成立すれば、
系切替信号ＳＣＥ２，ＳＣＥ３を発生し、ＡＴＭスイッ
チ６２ａから読み出したセルを現予備系のＶＰシェーパ
６２ｂに入力し、ステップ２０６以降の処理を実行して
系の切替えを行なう。以上、本発明を実施例により説明
したが、本発明は請求の範囲に記載した本発明の主旨に
従い種々の変形が可能であり、本発明はこれらを排除す
るものではない。

【００４１】

【発明の効果】以上本発明によれば、系切替指示があっ
た時、現運用系のＶＰシェーパに滞留している全セルが
読み出されるまでの時間を求め、該時間内に到来しうる
セルを全て予備系バッファに蓄積できることを条件に、
系切替を行なうように構成したから、バッファ長を冗長
に設けなくても、セルの廃棄なく、ＶＰシェーパの無瞬
断切替えができる。又、本発明によれば、ＡＴＭスイッ
チとＶＰシェーパが縦続されたＡＴＭ通話路において、
ＡＴＭスイッチの前段とＶＰシェーパの後段とそれらの
中間に系交絡点（系切替え部）が存在する場合にも、バ
ッファ長を冗長に設けなくても、ＶＰシェーパの無瞬断
切替えができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の原理説明図である。

【図２】本発明の第２の原理説明図である。

【図３】本発明の第１の実施例構成図である。

【図４】系切替制御の流れ図である。

【図５】本発明の第２の実施例構成図である。

【図６】第２実施例の系切替制御の流れ図である。

【図７】ＡＴＭセルの構成図である。

【図８】ＡＴＭ網の概略説明図である。

【図９】自己ルーチングＡＴＭ交換機の構成図である。

【図１０】自己ルーチングスイッチモジュールの構成図
である。

【図１１】系切替え方式におけるＡＴＭ通話路の概略構
成図である。

【図１２】提案されている系切替え方式の説明図であ
る。

【図１３】共通バッファ型ＡＴＭ通話路における系切替
方式説明図である。

【図１４】提案されている系切替え方式の問題点説明図
である。

【符号の説明】

５１・・運用系のＶＰシェーパ５２・・予備系のＶＰシェーパ５３・・空き監視部５４・・入力側の系切替部５５・・出力側の系切替部５６・・系切替制御部６１・・運用系のＡＴＭ通話路６２・・予備系のＡＴＭ通話路６１ａ，６２ａ・・ＡＴＭスイッチ６１ｂ，６２ｂ・・ＶＰシェーパ６３・・空き監視部６４・・入力側の系切替部６５・・出力側の系切替部６６・・系切替制御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者江崎裕神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地富士通株式会社内 (72)発明者武智竜一神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地富士通株式会社内 (56)参考文献特開平６−216928（ＪＰ，Ａ) 信学技報ＳＳＥ91−13

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】２つの同じＡＴＭ通話路を並列に配列し
た二重化構成を備え、現運用系を予備系にすると共に、
現予備系を運用系にして運用状態を切替えるＡＴＭ交換
機の系切替え方式において、ＶＰＩ毎にＦＩＦＯバッファを設けてセルを蓄積し、各
ＶＰＩの要求帯域に応じて出力リンクの各セルスロット
を一定セル数を一周期として所定のＦＩＦＯバッファに
割り当て、該割り当てに応じて各ＦＩＦＯバッファから
セルを読み出すＶＰシェーパがＡＴＭ通話路に設けら
れ、該ＶＰシェーパの前後に系交絡点が存在する場合、系切替え要求により、現運用系のＶＰシェーパの各ＦＩ
ＦＯバッファに蓄積されているセルが読み出されるのに
要する時間をＦＩＦＯバッファ毎に求め、その最大時間の時間内に到着しうるセル数を求め、該セル数分現予備系のＦＩＦＯバッファで吸収できるか
判断し、吸収できることを条件にセルが入力されるＶＰシェーパ
を現運用系から現予備系に切替え、現運用系の各ＦＩＦＯバッファに蓄積されている全セル
が読み出された後に、現予備系よりセルの読み出しを開
始して現運用系を予備系に、現予備系を運用系に切替え
ることを特徴とするＡＴＭ交換機の系切替え方式。
【請求項２】ＡＴＭスイッチとＶＰシェーパが縦続さ
れ、ＡＴＭスイッチの前段とＶＰシェーパの後段とそれ
らの中間に系交絡点が存在する場合、系切替え要求により、現予備系のＡＴＭスイッチとＶＰ
シェーパにおける全バッファを空きにし、セルが入力されるＡＴＭスイッチを現運用系から現予備
系に切り換えると共に、現予備系のＡＴＭスイッチから
のセルの読み出しを停止しておき、現運用系のＡＴＭスイッチに滞留している全セルが読み
出されて次段のＶＰシェーパに入力された時、前記条件
が成立しているか判断し、条件が成立していれば、現予備系のＡＴＭスイッチから
のセルの読み出しを開始して現予備系のＶＰシェーパへ
入力し、現運用系のＶＰシェーパにおける各ＦＩＦＯバッファに
蓄積されている全セルが読み出された後に、現予備系の
ＶＰシェーパよりセルの読み出しを開始し、現運用系を
予備系に、現予備系を運用系に切替えることを特徴とす
る請求項１記載のＡＴＭ交換機の系切替え方式。
【請求項３】前記条件が成立しない場合には、現予備
系のＡＴＭスイッチからのセルの読み出しを開始して現
運用系のＶＰシェーパに入力し、前記条件が成立した時、現予備系のＡＴＭスイッチから
読み出されたセルが入力されるＶＰシェーパを現運用系
から現予備系に切替え、現運用系のＶＰシェーパにおける各ＦＩＦＯバッファに
蓄積されている全セルが読み出された後に、現予備系の
ＶＰシェーパよりセルの読み出しを開始し、現運用系を
予備系に、現予備系を運用系に切替えることを特徴とす
る請求項２記載のＡＴＭ交換機の系切替え方式。