JP3330618B2 - 入力モジュールと出力モジュールとの間の低ビットレートのコネクションの交換方法および通信ネットワークのネットワークコンポーネント - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、通信ネットワークのネットワークコンポー
ネントにおける入力モジュールと出力モジュール間の低
ビットレートのコネクションの交換方法およびそのため
に適したネットワークコンポーネントに関する。

通信ネットワーク有利には移動無線ネットワークある
いは定置ネットワークにおいては、情報（たとえば音声
伝送であれば有効情報またはシグナリング情報）が、時
分割多重方式TDM（Time Division Multiplex）に基づき
低い伝送レートで各ネットワークコンポーネント間の線
路を介して伝送される。この場合、たとえばPCM30加入
者接続ラインまたはPCM24加入者接続ラインを使用する
ことができる。有線情報伝送のために次世代の定置ネッ
トワークにおいて、あるいは次世代の移動無線ネットワ
ークにおいても、帯域幅の利用に関して利点の得られる
ATM伝送（Asynchronous Transfer Mode）の普及が目立
ってきている。それにもかかわらず、低ビットレートの
コネクション（たとえばTDMコネクション）を介した狭
帯域の情報伝送は、多数の移動無線加入者あるいは定置
ネットワーク加入者にとって依然として重要な利用形態
であり続けている。したがって、ネットワークコンポー
ネントにおいてTDM多重化技術をATM伝送技術に置き換え
なければならない場合には通常、大きな遅延が発生し、
たとえば毎秒8kbitの音声伝送において48msecの遅延が
発生する。その結果、音声品質が劣化してしまう。

たしかに原理的には、たとえばATMセルをごく僅かな
バイトで埋めるなどして小さな遅延しか生じさせないTD
M多重化技術からATM伝送技術への置き換えのやり方が存
在するけれども、結果としてATM帯域幅の非経済的な利
用が生じてしまう。この理由から、通信ネットワークの
ネットワークコンポーネントを、それが内部的にトラフ
ィックをATM交換ユニットを介して分配し、かつ外部の
線路では低ビットレートのTDMトラフィックをサポート
するように構成するのは、これまで困難であった。

国際出願WO 95/17789によれば、狭帯域の通信のため
のATMネットワークが公知である。この場合、僅かな個
数の複数の交換段をもつATM交換ユニットにおいてスイ
ッチングを行う目的で、複数のPCM信号つまり時分割多
重信号がATMセルに変換される。共通の宛先へ交換され
るべきPCMデータが、個々のATMセルにまとめられる。

本発明の課題は、ATMベースで低ビットレートのコネ
クションを交換するための方法およびネットワークコン
ポーネントにおいて、できるかぎり僅かな遅延時間と利
用可能なATM帯域幅の高い利用効率とが同時に達成でき
るように構成することにある。

本発明によればこの課題は、方法に関しては請求項１
記載の特徴により、また、ネットワークコンポーネント
に関しては請求項16記載の特徴により解決される。従属
請求項には本発明の有利な実施形態が示されている。

本発明は、通信ネットワークにおけるネットワークコ
ンポーネントの入力モジュールと出力モジュールの間に
おける低ビットレートのコネクションの交換に関する。
この場合、入力モジュールと出力モジュールにより第１
の交換レベルが構成され、さらにそれら入力モジュール
と出力モジュールの間に配置されたATM交換ユニットに
より第２の交換レベルが構成される。第１の交換レベル
では、入力モジュールに加わり同じ出力モジュールに伝
送すべき複数の低ビットレートのコネクションがそれぞ
れ、入力モジュールにより少なくとも１つのATMコネク
ションにまとめられる。第２の交換レベルでは、ATMセ
ル内で情報を伝送するため、ATM交換ユニットによりATM
コネクションがスイッチングされる。さらに第１の交換
レベルで、１つまたは複数の入力モジュールのスイッチ
ングされたATMコネクションが、出力モジュールにより
低ビットレートのコネクションに変換される。本発明に
よれば、第１の交換レベルにおける入力モジュールと出
力モジュールにそれぞれ外部のATMラインが接続されて
おり、このラインを介して複数のコネクションの情報が
時分割多重フレームまたはATMミニパケット内で構造化
されて受信および送信される。

交換プロセスを２つのレベルに分ければ、複数のコネ
クションが共通に同じATMコネクションで転送されるの
で、ATMセル容量を良好に利用できるという利点が得ら
れる。２つの交換レベルによって組み合わせられた交換
は、移動無線特有の機能のための格別経済的な解決手段
とを成し、ATM帯域幅が良好に利用されると同時に許容
可能な音声品質も保証される。ATM交換ユニットおよび
それとは別個に配置された入出力モジュールにおいて多
重レベル交換を行うようにした本発明によって、互いに
対立する２つのアスペクトを調和させることができ、つ
まり低ビットレートコネクションをATM技術に置き換え
ることにより生じる遅延が最小化され、かつATM帯域幅
の利用度が高められる。２つのレベルにおける分散形交
換のコンセプトにより、入出力モジュールにおいてもAT
M交換ユニットにおいても、交換プロセスを少なくとも
同じような形式であるいは同一の形式で実行できる、と
いう利点が得られる。また、各交換レベルにおけるソフ
トウェアおよびハードウェアを、交換制御によりコスト
をかけず簡単に整合させることができる。

本発明の１つの実施形態によれば、第１の交換レベル
における機能制御も第２の交換レベルにおける機能制御
も、１つの共通の制御装置が担っている。格別有利であ
るのは、ATM交換ユニットが分散形交換方式に従って稼
働され、その制御装置によって第１の交換レベルの入出
力コンポーネントにおける調整が行われることである。
また、第１および第２の交換レベルの統合制御を、僅か
なハードウェアコストおよびソフトウェアコストで実現
できる。

本発明のさらに別の有利な実施形態によれば、第１の
交換レベルにおける狭帯域交換を実施できるようにする
種々のやり方がある。それらのうち２つのやり方は、AT
Mセルにおけるミニパケットの収集に基づくものであ
り、この場合、入力モジュールまたは出力モジュール内
のコネクションテーブルに従って、どのミニパケットを
どのATMセルに挿入するのか、ないしはどのミニパケッ
トを出力モジュールのどのコネクションに分配するのか
が選定される。

また、３つのやり方は、まずはじめにコネクションた
とえばTDMコネクションを共通の出力側にまとめ、その
後、パケットコネクションに変換する、という原理に従
っており、このことはATMセルへの情報のエントリと同
じことを意味している。このやり方によれば、先に挙げ
た２つのやり方よりも５倍に及ぶ僅かな遅延を達成でき
ると同時に、利用可能な帯域幅の利用度を少なくとも２
倍にすることができる。

２つのレベルにおける交換を、低ビットレートのトラ
フィックコネクションに関連づけるのが有利である。そ
れというのも、それらのコネクションはトラフィック量
の大半を成しているが、シグナリングコネクションやオ
ペレーションコネクションやメンテナンスコネクション
（Ｏ＆M,Operation ＆ Maintenance）にも利用できるか
らである。

次に、図面を参照ながら実施例に基づき本発明につい
て詳しく説明する。

図１は、一方のコネクション伝送方向について２つの
交換レベルにおいてコネクションを交換するためのネッ
トワークコンポーネントを示すブロック図である。

図２および図３は、ATMセルにおけるミニパケットの
収集に基づく第１の交換レベルにおけるコネクションの
交換のための入力モジュールおよび出力モジュールを示
すブロック回路図である。

図４および図５は、ATMセルへのTDMコネクションの統
合に基づく第１の交換レベルにおけるコネクションの交
換のための入力モジュールと出力モジュールのブロック
回路図である。

図６は、同じ出力モジュールに属するTDMコネクショ
ンを共通の出力に統合するためのTDM交換エレメントの
基本動作を示す図である。

図７〜図９は、ATMセルをTDMコネクションの情報で埋
めるための種々の方式を示す図である。

図１には、後続の図面に続くコネクションの一方の伝
送方向について、２つの交換レベルにおいてコネクショ
ンを交換するための本発明によるネットワークコンポー
ネントのブロック回路図が示されている。戻りの方向は
図示の伝送方向に対しパラレルに走っているので、それ
についても以下の説明が相応にあてはまる。

このネットワークコンポーネントはたとえばベースス
テーションコントローラBSC（Base Station Controlle
r）あるいは無線コントローラRNC（Radion Network Con
troller）であり、これはたとえばGSM移動無線ネットワ
ークあるいあ汎用通信ネットワーク（UMTS,Universal M
obile Telecommunication System）の一部分として、無
線技術的な役割のコントロールや制御（殊にベースステ
ーションのコントロール）を担う。あるいはこのネット
ワークコンポーネントは符号変換ユニットTRAU（Transc
oding and Rate Adaption Unit）であり、これは周知の
ようにGSM移動無線ネットワークでは有効チャネルごと
に、ベースステーションコントローラBSCまたは無線コ
ントローラRNCとそれに後置接続された交換ステーショ
ン（MSC）との間の種々の伝送速度の整合、ならびに符
号変換機能を実施する。

図１には、ネットワークコンポーネントBSC,RNC,TRAU
についてコネクションの交換のために実質的に同じ機能
構造が描かれており、ここでは本発明にとって重要では
ない個々のコンポーネントのそれ自体周知の機能につい
ては詳しく立ち入らないことにする。２つの交換レベル
によって特徴づけられている本発明による交換処理を、
移動交換ステーションにおいて使用することもできる。
また、本発明は移動無線ネットワークのコンポーネント
に限定されるものではなく、定置ネットワークまたは移
動無線に特有の機能たとえば交換やコントロールや符号
変換など役割を実行し、内部的にATM伝送技術を介して
トラフィックを案内し、外部の線路に対したとえばTDM
コネクションを介して低ビットレートのトラフィックを
サポートする形式の、いかなるネットワークコンポーネ
ントにおいても基本的に使用可能である。

本発明によれば、実例として挙げた上述の機能を備え
たネットワークコンポーネントをATM交換方式に基づき
実現することができる。ネットワークコンポーネントBS
C/RNC/TRAUはこの目的でATM交換ユニットASWを有してお
り、これは有利には複数のモジュール（たとえば5Gbps
のATMスイッチングモジュール）および複数のATMマルチ
プレクサAMXから成る。さらに、ラインコンポーネント
（ラインインタフェース回路、Line Interface Circui
t）および制御装置MP−CPが、マルチプレクサAMXを介し
てATM交換ユニットASWと接続されている。ラインコンポ
ーネントは、それが伝送経路において入力側に配置され
ているか出力側に配置されているかに依存して、入力モ
ジュールILICの機能あるいは出力モジュールOLICの機能
を成す。したがって基本的に各ラインコンポーネント
は、入力モジュールILICの機能と出力モジュールの機能
OLICを有する。したがって入力側の複数のコネクション
ラインTDM−Ｉは入力モジュールILICによりそれぞれま
とめられ、マルチプレクサAMXを介して図示の実施例の
場合には方向ＩでATM交換ユニットASWへ転送される。そ
の際、コンポーネントごとに多数のコネクションライン
TDM−Ｉたとえば８つのコネクションラインが選択され
るようにすることで、入力モジュールにおける狭帯域多
重化の効率を高めることができる。

ATM交換ユニットASWはその際、本発明による２つの交
換レベルのうち第２の交換レベルを成し、ここではATM
交換ユニットASWは分散形交換方式に従って動作し、こ
れによれば入力側または出力側でATM交換ユニットASWと
接続されている入力モジュールILICおよび出力モジュー
ルOLIC内のコネクションテーブルによりコネクション経
路が決定される。また、入力モジュールILICと出力モジ
ュールOLICは、本発明による２つの交換レベルのうち第
１の交換レベルを成す。第１の交換レベルにおいて、図
示されている２つの入力モジュールILICの各々に加わり
（太い矢印でマークされた）同種の出力モジュールOLIC
へ伝送すべき低ビットレートの複数のコネクションTDM
−Ｉは、個々の入力モジュールILICによって少なくとも
１つのATMコネクションにまとめられる。この場合、外
部ラインたとえばPCM−30ラインなどによって、低ビッ
トレートコネクションTDM−Ｉの情報が導かれ、この情
報はTDM多重化方式に従って１つのTDMフレームにおける
複数のタイムスロットに含まれている。

第２の交換レベルにおいて、ATM交換ユニットASWによ
りATMセルにおける情報伝送のためのATMコネクションが
スイッチングされる。ついで第１の交換レベルにおい
て、１つまたは複数の入力モジュールILICから到来し出
力モジュールOLICにスイッチングされたATMコネクショ
ンが、出力モジュールOLICにより低ビットレートのコネ
クションTDM−Ｏに変換される。本発明に従って交換プ
ロセスが２つのレベルに分けられる場合、入力モジュー
ルILICの１つまたは複数の入力側のTDMコネクションが
同じATMコネクションにおいていっしょに転送され、出
力側において１つの出力モジュールOLICに適正に対応づ
けられるので、僅かな遅延とATMセル容量の良好な利用
が利点として得られるようになる。また、それぞれ異な
る入力モジュールILICからの複数のATMコネクション
を、同じ出力モジュールOLICに集めることもできる。２
つの交換レベルによる組み合わせられた交換によって、
ATM帯域幅が良好に利用されると同時に許容できる音声
品質も保証されるきわめて経済的な解決手段が得られ
る。

ATM交換ユニットおよびそれとは別個に配置された入
出力モジュールILIC,OLICにおいて複数レベルの交換を
行う本発明によって、対立する２つの観点を調和させる
ことができ、つまり低ビットレートのコネクションをAT
M技術に置き換えることで遅延が最小化され、かつATM帯
域幅の利用度が高められる。

２つのレベルにおける分散した交換というコンセプト
によって、入出力モジュールにおいてもATM交換ユニッ
トASWにおいても、少なくとも同じような形式であるい
は同一のやり方で交換プロセスを実行できる、という利
点が得られる。入出力モジュールILIC,OLICが、TDMフレ
ーム構造においてあるいはATMミニセル（AAL 2,ATM Ada
ption Layer 2によるミニセル）として構造化されて情
報が伝送される外部ATMラインに接続されている場合で
も、この２レベル交換方式を適用可能である。

コネクション処理（call processing）のための制御
装置を、シグナリングやＯ＆Ｍの役割を果たすための制
御装置と異なるように構成することができる。この場
合、第１の交換レベルと第２の交換レベルにおける交換
作業は、ATM交換ユニットと結合された制御装置MP−CP
（Main Processor for Call Processing）によって引き
継がれる。この構成の利点は、分散された交換方式ゆえ
に制御装置MP−CPは、第１のレベルの制御も第２のレベ
ルの制御も実現するために、入出力モジュールILIC,OLI
Cだけに合わせて設定を行えばよいことである。交換を
行う３つのユニットの各々を独自につまり複数の交換ノ
ードから成るネットワークに応じてそのままにしておく
ならば、３つの制御装置はシグナリングごとに各コネク
ションにおいてその動作を調整しなければならなくな
る。共通の制御の役割を担う上記の１つのプロセッサに
よって、そのようなことがなくなる。このように単一化
された制御は、僅かなハードウェアコストおよびソフト
ウェアコストで実現できるし、必要に応じて変更に対し
簡単かつ低コストで整合させることができる。

また、パケットデータサービスGPRS（General Packet
Radio System）によるデータ伝送のサポートを行う付
加的な機能を伴うベースステーションコントローラ／無
線コントローラBSC/RNCとして、ネットワークコンポー
ネントが構成されている場合、上記の装置構成をユニッ
トSPU（Signal Processing Unit）によって補うことが
できる（破線で示す）。やはりマルチプレクサAMXを介
してモジュールASMと接続されているユニットSPUは１つ
のラインコンポーネントを有しており、このコンポーネ
ントは出力モジュールOLICとして到来するATMセルをTDM
コネクションTDM−Ｏへ変換し、入力モジュールILICと
して到来するTDMコネクションTDM−ＩをATMセルへ変換
する。さらにユニットSPUはディジタルシグナルプロセ
ッサDSPを有しており、これは（GPRSサービスという状
況で）TDMコネクションに含まれる情報に基づきTDM指向
の機能を処理する。

GPRSサービスがベースステーションコントローラBSC
または無線コントローラRNCによってサービスされる場
合、コネクションはまずはじめに入力モジュールILIC
（太くマークした矢印Ｉ）からATM交換ユニットASWを介
してユニットSPUへ進み（太くマークした矢印II）、ユ
ニットSPUによる信号処理後、再びATM交換ユニットASW
を介して出力モジュールOLICへ進む。ネットワークコン
ポーネントとして符号変換ユニットに本発明を適用した
場合にも上記と同じことがあてはまり、その際、ユニッ
トSPUは付加的な機能に依存して選択的にではなく、常
に伝送経路中に挿入接続されている。ユニットSPUはこ
の場合、符号変換機能を実施するための符号変換ユニッ
トとして動かされる。上述の目的でATM交換ユニットASW
を２回通過することの代案として、伝送経路II中におか
れたコンポーネントILICとユニットSPUを、ただ１つの
ユニットSPU＊によって置き換えることができる。これ
はやはりTDM信号処理用のディジタルシグナルプロセッ
サDSPと入力モジュールILICの機能をもつラインコンポ
ーネントを有しており、これによって入力側のTDMコネ
クションTDM−Ｉにおける情報をただちに処理すること
ができ、その後、ATMセルへの変換ならびにATM交換ユニ
ットASWを介した（太くマークした矢印III）出力モジュ
ールOLICへの交換処理が続く。

図２および図３には、入力モジュールILICと出力モジ
ュールOLICのブロック回路図が示されており、これらは
ATMセル中のミニパケットの収集をベースとする第１の
交換レベルでコネクションを交換する。

図２は、入力モジュールILICにおける情報の伝送経路
が示されており、この場合、入力側に到来するコネクシ
ョンTDM−Ｉは出力側からATMセルとして送出され、この
ATMセルはさらにATM交換ユニットへ転送される。これと
同様に図３には、出力モジュールOLICにおける情報の伝
送経路が示されており、この場合、入力側に到来するAT
Mセルは出力側からコネクションTDM−Ｏとして送出され
る。

到来するTDMビットストリームからミニパケットが形
成されてミニパケットコレクタユニットMPCにおいて収
集され、その際、各コネクション（たとえば音声伝送用
の有効コネクション）のために、この種のミニパケット
コレクタユニットMPCを利用することができる。ミニパ
ケットはパケットヘッダとパケットボディから成る。ミ
ニパケットのヘッダには少なくとも、個々のコネクショ
ンを規定するコネクションアドレスが含まれている。こ
れに加えて、セキュリティフィールド、ミニパケットの
長さに関する情報、シーケンスナンバー等を含ませるこ
とができる。また、ボディには、伝送すべきコネクショ
ンデータが含まれている。ミニパケットのボディは、到
来する各TDMフレームから個々の音声コネクションに属
するタイムスロットが寄せ集められることによって形成
される。ボディの長さは数byteである。このため遅延時
間は、部分的に満たされたATMセル程度に小さい。同時
に複数のミニパケットを１つのATMセル内に格納するこ
とができるので、ATMセルの伝送容量をいっそう良好に
利用できるという利点が得られる。有利には、ミニパケ
ットのパケットヘッダのフォーマットを種々異なるよう
にすることができる。その際、できるかぎり僅かなビッ
トで間に合うよう固有のフォーマットとするかまたは、
AAL2の規格で決められたフォーマットとする。固定のボ
ディ長を選び、いずれにせよ第１の交換レベルにより安
全保護されることからチェックサムビットを省略すれ
ば、固有のフォーマットにおいて僅かなビット数が可能
となる。

次に、集められたミニパケットから、ATMセルコレク
タACCにおいてATMセルに統合することができる。どのミ
ニパケットがどのATMセルコレクタACCに属するのかにつ
いては、コネクションテーブルCONT1に定められてい
る。このテーブルにおけるエントリとデリートは、コネ
クション形成時およびコネクション廃棄時に図１による
コントロールプロセッサによって行われる。これと並行
してコントロールプロセッサは、入力モジュールILICに
おけるさらに別のコネクションテーブルCONT2、出力モ
ジュールOLIC（図３）における鏡像的なコネクションテ
ーブルCONT2′とコネクションテーブルCONT1′を処理す
る。コネクションテーブルCONT1ないしはCONT1′の処理
により第１の交換レベルが制御され、コネクションテー
ブルCONT2ないしはCONT2′の処理により第２の交換レベ
ルが制御される。第２の交換レベルの交換のために、コ
ントロールプロセッサは入力モジュールILICのコネクシ
ョンテーブルCONT2において各ATMセルコレクタACCに関
して、どの出力モジュールOLICへそのATMセルが到達す
べきであるかを決定する。個々の出力モジュールOLICに
関する情報は、ATMセルヘッダ中に含まれている。ATMセ
ルがATMセルコレクタACCを離れるのは、２つの条件のう
ち少なくとも一方が満たされたときであって、これはAT
Mセルが完全に満たされたときか、あるいは最大許容充
填時間に達しているときである。許容充填時間に注意を
払う理由は、ミニパケットは所定の遅延変動幅内で受信
機に到来しなければならないが、ATMセルが十分な速さ
で満たされるよう十分に多くのミニパケットコレクタMP
CがATMセルコレクタACCに回されることが、同時には保
証されていないからである。

ATMセルはATMセルコレクタACCを離れた後、遅延ユニ
ットDELを通過し、これは最も簡単な事例では、ATMセル
コレクタACCから送出されたATMセルに対するパラレルの
遅延素子として構成されており、ランダムな遅延時間を
有する。これによって、入力モジュールILICにおけるす
べてのATMセルコレクタがそれらのATMセルを、後置接続
されたATMセルメモリACBに向けて同時に排出してしまう
のが避けられる。なお、このATMセルメモリからATM交換
ユニットへの後続の転送が行われる。ATMセルの同時排
出のおそれがあるのは、TDM伝送方式において、入力モ
ジュールILICとつながっているすべての外部TDMライン
がクロックに関してもTDMフレームの位相に関しても同
期がとられているときである。また、ATMセルメモリACB
が十分な大きさでない場合には、セルが失われてしまっ
たり、あるいは最大許容遅延変動幅を超えてしまうおそ
れがある。それゆえ遅延ユニットDELはランダムな遅延
時間で、ATMセルコレクタACCとATMセルメモリACBとの間
をスイッチングする。

出力モジュールOLICには通常、種々の（たとえば図１
に示した２つの）入力モジュールILICからのATMコネク
ションが、ATM交換ユニットASWによりいっしょに交換さ
れて送られる。入力側のATMセルメモリACBにおいて、属
するATMセルが集められる。ATMセルヘッダ中の情報に基
づき、どの入力モジュールILICからどのATMセルが到来
したのかが求められ、コネクションテーブルCONT2′に
よりATMセルが複数のミニパケットジェネレータMPGに分
配される。各ミニパケットジェネレータMPGにおいて、A
TMセルからミニパケットが取り出され、後置接続された
ミニパケットコレクタMPCにバッファリングされる。そ
こから、ミニパケットがTDMビットストリームを有する
コネクションTDM−Ｏに変換され、その際、ミニパケッ
トの内容が外部に接続された個々の出力ラインへ向けて
相応のタイムスロットでスイッチングされる。この場
合、ミニセルのパケットヘッダ中の情報によって、適正
な目的地が供給される。ミニパケットまたはミニパケッ
トコレクタMPCとコネクション（タイムスロットおよび
出力ライン）の間の適正な対応づけのために、出力モジ
ュールOLICにおけるコネクションテーブルCONT1′が用
いられる。

この場合、原理的に、すべてのミニパケットコネクシ
ョンを入力モジュールILICから特定の出力モジュールOL
ICへ転送するために、ただ１つのATMコネクションで十
分であり、これは入力側のTDMコネクションと出力側のT
DMコネクションが位置に関して異なっている場合でも十
分である。ミニパケットコネクションを互いに区別でき
るようにする目的で、有利には十分に広いアドレス空間
が用いられ、このアドレス空間はミニパケットのヘッダ
を介してアドレス指定できる。標準化されたAAL−２方
式の場合、最大で248個のミニセルアドレスを使用でき
る。これを利用し尽くしてしまったときには、別のATM
コネクションが準備される。これに対する代案として、
固有のフォーマットに基づきアドレス空間をかなり大き
く広げて設計することができ、これによって別のATMコ
ネクションを準備するための煩雑さが抑えられる。

図４および図５には、入力モジュールILICと出力モジ
ュールOLICのブロック回路図が示されており、これらは
TDMコネクションをATMセルに統合することに基づき第１
の交換レベルにおいてコネクションを交換するために用
いられる。図２および図３による方式は、TDMコネクシ
ョンをバイトごとにパケット化する方式に従うものであ
ったのに対し、図４および図５による実施例の場合、そ
れらはビットごとに処理される。このことにより得られ
る利点は、遅延時間が従来のライン指向（circuit swit
ched）のものとまったく同じように低い、ということで
ある。しかも使用可能な帯域幅の利用度が、図２および
図３によるやり方の少なくとも２倍、高くなる。それと
いうのも、狭帯域コネクションの識別にミニパケットヘ
ッダを必要とせず、TDMフレーム内の位置がその目的で
用いられるからである。入力モジュールILICおよび出力
モジュールOLICにおける狭帯域交換は、時間と空間にお
ける状況の変化を利用しており、その結果はやはりTDM
フレームとなる。この役割はTDM交換エレメントBSW（Bi
t Switch）が担い、これは入力モジュールILICでは、入
力側に到来する低ビットレートのコネクションTDM−Ｉ
を出力側で低ビットレートのコネクションTDM−Ｏ′に
スイッチングし、出力モジュールOLICでは、入力側に到
来する低ビットレートのコネクションTDM−Ｉ′を出力
側で低ビットレートのコネクションTDM−Ｏにスイッチ
ングすることができる。

具体的には図６に示されているようにTDM交換エレメ
ントBSWは、１つのTDMフレームTDM−FRの個々のベット
を各々コネクションビットTCHBおよび同期ビットSYNBに
分割して交換することができる。たとえばPCM伝送の場
合、毎秒8kbitのチャネルはそれぞれPCMフレームごとに
１つのビットによって表される（フレームサイクル時間
125μ秒）。TDM交換エレメントBSWは、同じ出力モジュ
ールに属する入力側のすべてのTDMコネクションTDM−Ｉ
またはTDM−Ｉ′を、TDMコネクションTDM−Ｏ′またはT
DM−Ｏを案内する１つまたは複数の共通の出力側に対応
づける。１つのTDMフレームTDM−FRが収容できるよりも
多くのTDMコネクションが同じ出力モジュールに導かれ
るときには、複数の共通の出力側が必要とされる。たと
えばPCM30フレームは、最大で240個のサブマルチプレク
スコネクションをそれぞれ8kbit/sで転送することがで
きる。コネクションテーブルCONT1は、TDM−Ｉコネクシ
ョンとTDM−Ｏ′コネクションの上述の対応づけのため
に用いられる一方、コネクションテーブルCONT1′は、T
DM交換エレメントBSW内におけるTDM−Ｉ′コネクション
とTDM−Ｏコネクションとの対応づけを行う。これらの
コネクションテーブルCONT1およびCONT1′は、有利には
上述の１つの制御装置（図１のMP−CP1）によっても制
御される。

図４によれば、TDM交換エレメントBSWから供給される
ビットストリームの情報が後置接続されたATMセルコレ
クタACCにおいてATMセルにまとめられ、これは次に、AT
M交換ユニットASWにおけるATMコネクションをつなぐた
めのコネクションテーブルCONT2に基づき、ATMセルメモ
リACBに書き込まれる。したがって入力モジュールILIC
においてTDMコネクションの多重化に従って実行される
べき第２のステップは、TDMコネクションによって案内
される情報をTDM交換エレメントBSWの出力側でATMセル
にパックすることである。この第２のステップに関して
は択一的な方式があり、それについては図７〜図９に示
されている。

図５によれば、やはりATMコネクションが種々の入力
モジュールILICからATMコネクションユニットASWによっ
て交換されて、出力モジュールOLICに集まる。入力側の
ATMセルメモリACBに、属するATMセルが収集される。そ
こからATMセルは個々のATMセルコレクタACCに到達し、
そこにおいて、ATMコネクションをつなぐために利用さ
れる出力モジュールOLIC内のコネクションテーブルCONT
2′によって、対応づけが行われる。ついで、ATMセルコ
レクタACCから到来するATMセルのパケット解除が実施さ
れ、それによってパラレルな情報、ビットストリーム
が、TDM交換エレメントBSWにおける個々の入力側のTDM
コネクションTDM−Ｉ′に導かれ、図６に示されている
ようにして出力モジュールOLICの出力側のATMコネクシ
ョンTDM−Ｏにスイッチングされる。

図７〜図９には、ATMセルをTDMコネクションの情報で
満たすためのそれぞれ異なる方式が示されている。すべ
ての図面に共通しているのは、TDM交換エレメントBSWの
個々の出力側から、コネクションビットTCHBおよび同期
ビットSYNBを有する１つまたは複数のTDMフレームが到
来し、ATMセルATM−ＣとしてATMセルメモリにエントリ
され、そこからATM交換ユニットへ転送されることであ
る。各ATMセルATM−Ｃは、周知のようにヘッダフィール
ドAHDとデータフィールドADATを有している。

図７の場合、TDM出力側から到来したビットが、順番
にATMセルATM−Ｃに書き込まれる。ATMセルATM−Ｃがい
っぱいになると、それがただちに送り出される。したが
ってこの場合、あるビットが有効情報のためのTDMコネ
クションに属するのか、シグナリング情報のためのTDM
コネクションに属するのかは、あるいはTDMフレームTDM
−FRの同期ビットSYNBのものであるかは、考慮されない
ままである。したがって、TDMフレームの位相とATMセル
内におけるTDM情報の位置とは、なにも関係していな
い。この方式の場合、ATMセルへのTDMフレームのパック
は簡単であり、利用可能なATM帯域幅全体が利用され
る。

図８に示されている択一的な方式の場合にはAAL1（AT
M Adption Layer 1）によって、同期タイムスロット以
外のすべてのTDMタイムスロットがATMセルにパックされ
る。受信側がATMセル内におけるTDMタイムスロットの位
置を識別できるようにする目的で、８個目のATMセルATM
−Ｃごとに付加的にポインタPOIが挿入され、このポイ
ンタはTDM構造の始まりを最初の情報バイトOB0から識別
できるように指している。この場合、ATMセルATM−Ｃは
「構造化されたAAL1セル」と呼ばれる。AAL1方式によれ
ば、ATMセルは周期的に送り出される。この周期は、各A
TMセルが完全に満たされるよう、TDM出力側のデータレ
ートに合わせて調整されている。このようにしてこの方
式によれば、利用可能なATM帯域幅が完全に利用し尽く
され、かつATM受信側での同期合わせが簡単になる。

図９に示されているさらに別の択一的な方式の場合、
各ATMセルATM−Ｃは精確に１つのTDMフレームDTM−FRを
有している。これはATMセルATM−Ｃ内において、その同
期バイトSYNBが常に同じ個所におかれるようにポジショ
ニングされている。さらにこの方式の場合もATMセルが
周期的に送られ、パックプロセスによってTDMフレーム
構造が留意される。したがってATM帯域幅が完全には利
用し尽くされないけれども、ATM受信側でのTDM同期合わ
せを良好に実現することができ、しかもPCM30やPCM24の
コネクションラインに対し同じように低ビットレートの
TDMコネクションのキャリアとしてはたらく。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ペーター ホルツナー ドイツ連邦共和国 Ｄ―82110 ゲルメ リング ローゼンシュトラーセ 25ベー (72)発明者 ヴェルナー コルテ ドイツ連邦共和国 Ｄ―80538 ミュン ヘン ライトモアシュトラーセ 43 (72)発明者 カール シュロディー ドイツ連邦共和国 Ｄ―82538 ゲレー ツリート イザラウシュトラーセ ２ア ー (72)発明者 アンドレアス クルーク ドイツ連邦共和国 Ｄ―85551 キルヒ ハイム ツァウンケーニッヒリング ９ 審査官 間野 裕一 (56)参考文献 特開 平５−211523（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−336159（ＪＰ，Ａ) 国際公開95／17789（ＷＯ，Ａ１) 電子情報通信学会技術研究報告 ＳＳ Ｅ94−238，1995年 ３月15日 電子情報通信学会技術研究報告 ＩＮ 96−36，1996年 ７月19日 電子情報通信学会技術研究報告 ＳＳ Ｅ94−188，1995年 １月20日 村上紅他，「ＡＴＭ ＣＬＡＤ装 置」，ＮＥＣ技報，株式会社ＮＥＣクリ エイティブ，1995年 ４月25日，第48 巻，第４号，第39−45頁 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04L 12/56 H04J 3/00 H04Q 11/04

Claims (20)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力モジュール（ILIC）と出力モジュール
   （OLIC）は第１の交換レベルを成し、 入力モジュール（ILIC）と出力モジュール（OLIC）との
   間に配置されたATM交換ユニット（ASW）は第２の交換レ
   ベルを成し、 前記第１の交換レベルでは、入力モジュール（ILIC）に
   加わり同じ出力モジュール（OLIC）に伝送すべき複数の
   低ビットレートのコネクションをそれぞれ、入力モジュ
   ール（ILIC）により少なくとも１つのATMコネクション
   にまとめ、 前記第２の交換レベルでは、ATMセル内で情報を伝送す
   るためATMコネクションをATM交換ユニット（ASW）によ
   りスイッチングし、 前記第１の交換レベルで、１つまたは複数の入力モジュ
   ール（ILIC）のスイッチングされたATMコネクション
   を、出力モジュール（OLIC）により低ビットレートのコ
   ネクション（TDM−Ｏ）に変換する、 通信ネットワークのネットワークコンポーネント（たと
   えばBSC,RNC,TRAU）の入力モジュール（ILIC）と出力モ
   ジュール（OLIC）との間における低ビットレートのコネ
   クションの交換方法において、 第１の交換レベルにおける入力モジュール（ILIC）と出
   力モジュール（OLIC）にそれぞれ外部ATMラインを接続
   し、該ラインを介して複数のコネクションの情報を時分
   割多重フレームまたはATMミニパケット内で構造化して
   受信および送信することを特徴とする、 低ビットレートのコネクションの交換方法。
2. 【請求項２】前記の第１の交換レベルにおける入力モジ
   ュール（ILIC）内でそれぞれミニパケットを収集し、収
   集されたミニパケットからATMセルを形成し、コネクシ
   ョンテーブル（CONT1）に基づき、どのミニパケットを
   どのATMセルへ挿入するのかを選定する、請求項１記載
   の方法。
3. 【請求項３】各ATMセルを、ランダムな遅延時間で動作
   する入力モジュール（ILIC）の遅延ユニット（DEL）を
   通過させてから、ATMセルメモリ（ACB）に一時記憶し、
   第２の交換レベルにおけるATM交換ユニット（ASW）へ送
   出する、請求項２記載の方法。
4. 【請求項４】前記ミニパケットは、少なくとも１つのコ
   ネクションアドレスを備えたそれぞれ１つのパケットヘ
   ッダを有し、該パケットヘッダのために固有のヘッダフ
   ォーマットまたは標準化されたヘッドフォーマットを用
   いる、請求項２または３記載の方法。
5. 【請求項５】前記の第１の交換レベルにおける出力モジ
   ュール（OLIC）内でコネクションを交換するために、そ
   れぞれATMセルを収集し、各ATMセルからミニパケットを
   生成して一時記憶し、コネクションテーブル（CONT
   1′）に基づき、どのミニパケットを出力モジュール（O
   LIC）のどのコネクションに分配するのかを選定する、
   請求項１〜４のいずれか１項記載の方法。
6. 【請求項６】前記の第１の交換レベルにおける入力モジ
   ュール（ILIC）または出力モジュール（OLIC）内で、各
   コネクション（TDM−I,TDM−Ｉ′）に対し交換エレメン
   ト（BSW）によりマルチプレクス処理またはデマルチプ
   レクス処理を行い、コネクションテーブル（CONT1,CONT
   1′）に基づき各コネクションと各出力側とを対応づけ
   る、請求項１記載の方法。
7. 【請求項７】前記入力モジュール（ILIC）において、共
   通の出力側でマルチプレクス処理された情報からATMセ
   ルを形成して収集してから、それをATMセルメモリ（AC
   B）に一時記憶して、前記の第２の交換レベルにおけるA
   TM交換ユニット（ASW）へ送出する、請求項６記載の方
   法。
8. 【請求項８】前記の第１の交換レベルの出力モジュール
   （OLIC）において、到来したATMセルをATMセルメモリ
   （ACB）に一時記憶し、ついで収集してから、そられを
   交換エレメント（BSW）へ供給する、請求項６または７
   記載の方法。
9. 【請求項９】前記入力モジュール（ILIC）において別の
   コネクションテーブル（CONT2）に基づき、どのATMセル
   を第２の交換レベルにおけるATM交換ユニット（ASW）か
   らどの出力モジュール（OLIC）へスイッチングするのか
   を選定する、請求項１〜８のいずれか１項記載の方法。
10. 【請求項１０】前記出力モジュール（OLIC）においてさ
    らに別のコネクションテーブル（CONT2′）に基づき、
    どのATMセルをどのATMセルコレクタ（ACC）またはどの
    ミニパケットジェネレータ（MPG）に分配するのかを選
    定する、請求項１〜９のいずれか１項記載の方法。
11. 【請求項１１】１つの共通の出力側に到来する情報が、
    それが有効情報であるかシグナリング情報であるかとは
    無関係に、順番にATMセル（ATM−Ｃ）中にエントリされ
    るよう、ATMセル（ATM−Ｃ）を満たす、請求項７〜10の
    いずれか１項記載の方法。
12. 【請求項１２】ATMセル（ATM−Ｃ）を構造化されたATM
    セルとして、１つの共通の出力側に到来する情報で満た
    し、該情報に構造の始点を示すポインタ（POI）を含ま
    せる、請求項７〜10のいずれか１項記載の方法。
13. 【請求項１３】ATMセル（ATM−Ｃ）を、１つの共通の出
    力側に到来する情報で部分的に満たし、それぞれ同じ個
    所に位置する同期情報を含ませる、請求項７〜10のいず
    れか１項記載の方法。
14. 【請求項１４】前記の第１の交換レベルと第２の交換レ
    ベルにおける機能を制御するために共通の制御装置（MP
    −CP）を用いる、請求項１〜13のいずれか１項記載の方
    法。
15. 【請求項１５】前記ATM交換ユニット（ASW）を分散形交
    換方式に従って作動し、該ユニットの制御装置（MP−C
    P）により、第１の交換レベルにおける入力モジュール
    （ILIC）と出力モジュール（OLIC）の調整を行わせる、
    請求項１〜14のいずれか１項記載の方法。
16. 【請求項１６】入力モジュール（ILIC）と出力モジュー
    ル（OLIC）から成る第１の交換レベルと、 それぞれ入力モジュール（ILIC）に到来し同じ出力モジ
    ュール（OLIC）に伝送されるべき低ビットレートの複数
    のコネクション（TDM−Ｉ）を少なくとも１つのATMコネ
    クションにまとめるための、第１の交換レベルの入力モ
    ジュール（ILIC）内の装置と、 前記の入力モジュール（ILIC）と出力モジュール（OLI
    C）との間に配置されたATM交換ユニット（ASW）から成
    り、ATMセル内で情報を伝送するためATMコネクションを
    スイッチングする第２の交換レベルと、 出力モジュール（OLIC）にスイッチングされた１つまた
    は複数の入力モジュール（ILIC）のATMコネクション
    を、低ゼットレートのコネクション（TDM−Ｏ）に変換
    するための、第１の交換レベルにおける出力モジュール
    （OLIC）内の装置が設けられている、 通信ネットワークのネットワークコンポーネント（たと
    えばBSC,RNC,TRAU）の入力モジュール（ILIC）と出力モ
    ジュール（OLIC）との間における低ビットレートのコネ
    クションを交換するためのネットワークコンポーネント
    において、 時分割多重フレームまたはATMミニパケット内で複数の
    コネクションの情報を構造化して送信および受信するた
    めに、第１の交換レベルにおける入力モジュール（ILI
    C）と出力モジュール（OLIC）に対し、それぞれ外部ATM
    ラインが接続されていることを特徴とする、 低ビットレートのコネクションを交換するためのネット
    ワークコンポーネント。
17. 【請求項１７】移動無線固有の機能を実施するための請
    求項16記載のネットワークコンポーネント。
18. 【請求項１８】移動無線ネットワークのベースステーシ
    ョンをコントロールするため、ベースステーションコン
    トローラ（たとえばBSC）または無線コントローラ（た
    とえばRNC）として構成されている、請求項16または17
    記載のネットワークコンポーネント。
19. 【請求項１９】移動無線ネットワークの符号変換ユニッ
    ト（たとえばTRAU）として構成されている、請求項16ま
    たは17記載のネットワークコンポーネント。
20. 【請求項２０】定置ネットワーク固有の機能を実施す
    る、請求項16記載のネットワークコンポーネント。