JP3436918B2 - 衛星通信マルチキャスト・スイッチング装置及び方法 - Google Patents

衛星通信マルチキャスト・スイッチング装置及び方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般的に、マルチ
キャスト処理が可能な衛星通信システムに関し、更に特
定すれば、マルチキャスト処理のキャパシティを調整し
て異なる要件を満たすことが可能な衛星通信システムに
関する。
【0002】
【従来の技術】最新の通信ネットワークでは、搬送する
情報量のばらつきが大きい。このような情報は、通信衛
星を介してより多く送信されている。単一の衛星は、例
えば、各々250MHzの帯域幅のアップリンク信号を
受信可能な、30個以上のアップリンク・トランスポン
ダに匹敵すると考えられる。その結果、アップリンク・
データ経路は、毎秒8〜60ギガビット以上のキャパシ
ティを有することができる。衛星が通信ネットワーク内
におけるリンクである場合、多く地上局が個々に衛星へ
のアップリンク信号をエンコードし、変調し、送信する
場合がある。各アップリンク信号は、例えば、各々通話
のためのデータを搬送する、数百もの個々のデータ・チ
ャネルから成る場合もある。同様に、衛星が生成し地上
局に送信されるダウンリンク信号は、多くの場合、数百
人ものユーザに向けたデータを含む。加えて、クロスリ
ンク信号は衛星間でデータを送信することもできる。
【0003】衛星(及び地上)通信システムは、アップ
リンク信号、ダウンリンク信号、及びクロスリンク信号
のデータ・トラフィックを個別の情報ピースに分割し、
続いて離散した各情報ピースは、通信ネットワーク内に
おいて選択した異なるチャネル上で送信することができ
る。離散情報ピースは、例えば、「フレーム」又は「A
TMパケット」と呼ばれており、個々のシステムによっ
て異なる。従来の地上システムでは、例えば、データ・
パケットは非同期転送モード(ATM)セルとすること
ができる。
【0004】各ATMセルは、特定のフォーマットで規
定したデータ・パケットであり、53バイト長で、5ヘ
ッダ・バイト(「ヘッダ」と呼ぶ)及び48情報バイト
(「情報ペイロード」と呼ぶ)を含む。ヘッダは、ネッ
トワークがATM接続を通じてノード間でセルを転送す
るために必要な情報を収容する。即ち、ヘッダは、8ビ
ットの仮想経路識別子(VPI)から成る論理アドレ
ス、及び16ビットの仮想チャネル識別子(VCI)を
含む。また、ヘッダは、4ビットのジェネリック・フロ
ー制御(GFC)、3ビットのペイロード・タイプ(P
T)、及び1ビットのセル損失優先度(CLP)インデ
ィケータも収容する。ヘッダは、1バイトのヘッダ・エ
ラー・チェック(HEC)フィールドによってエラーか
ら保護されている。
【0005】ATMヘッダ・セルのVPI/VCIフィ
ールドは、ATMアドレス情報を収容する。ATMセル
の単一方向移送には仮想チャネルが用いられ、各チャネ
ルにはVCI値が関連付けられている。仮想経路(V
P)は、仮想チャネル(VC)の集合体(aggreg
ate bundle)である。これらの経路にはVP
I値が関連付けられており、各VPI値は1つ以上のV
Cの集合体を識別する。所定のインターフェースにおい
て2つの異なるVPに属する2つの異なるVCが同じV
CI値を有する場合があるので、そのVPI及びVCI
値が示された場合、インターフェースにおいては、VC
のみが完全に識別される。このように、ATMアドレス
・フィールドは、2つのサブフィールドに分割されてい
る。第1バイトはVPIを包含する。このフィールドの
情報は、仮想チャネルのグループから成る仮想経路を切
り替えるために用いられる。第2バイトはVCIを収容
し、仮想チャネルを切り替えるために用いられる。VC
I内の情報は、特定の仮想経路上における単一の仮想チ
ャネルを識別する。
【0006】ATMネットワークに対する接続では、役
割が分担されている。ユーザ及びネットワーク・プロバ
イダは、アプリケーション帯域幅要求及び提供されるそ
の他のトラフィック特性の対応について、同意しなけれ
ばならない。更にかかる同意の目的の1つは、送信する
データ・パケットの完全性を維持することの確保であ
り、ネットワーク・ユーザは、サービス品質(QoS)
等級にしたがって、セルを分類する。QoSは、特定の
トラフィック用途に準拠したセルの特定のパラメータに
よって定義される。トラフィック・パラメータは、ユー
ザ及びネットワーク・プロバイダ間で交渉され、ユーザ
の入力セルを監視して、トラフィック・パラメータの合
意に違反しないことを徹底する。これらのパラメータ
は、ユーザが直接観察し測定することができる。QoS
は、端末間で規定され、一方の端末は、例えば、端末ワ
ークステーション、顧客構内ネットワーク、あるいは個
人又は公衆ATMユーザ−ネットワークである。QoS
は、任意数の測定結果に関して定義される。
【0007】ATM性能パラメータを定義するために用
いられる測定結果は、有効セル転送、誤りセル転送、損
失セル、誤挿入セル、及び過剰誤りセル・ブロックを含
む。これらの性能パラメータは、精度、依存性、及び速
度の汎用QoS評価基準に対応する。セル・エラー率、
過剰誤りセル・ブロック率、及びセル誤挿入率の測定
は、精度のQoS評価基準に対応し、セル損失率の測定
は、依存性のQoS評価基準に対応し、セル転送遅延、
平均セル転送遅延、及びセル遅延変動の測定は、速度の
QoS評価基準に対応する。セル・エラー率(CER)
は、誤りセル数を、転送成功セル及び誤りセルの和で除
算して定義する。過剰誤りセル・ブロック率は、全送信
セル・ブロックによって定義する。セル誤挿入率(CM
R)は、誤挿入セルを指定時間間隔で除算した値であ
る。セル損失率(CLR)は、損失セルを送信セルで除
算して定義する。セル転送遅延は、測定点におけるセル
送出イベントと、特定の接続点のための別の測定点にお
ける対応するセルの着信イベントとの間の経過時間であ
る。
【0008】2測定点間のセル転送遅延は、全ATMノ
ード間送信遅延、及び測定点間の全ATMノード処理遅
延の和である。平均セル転送遅延は、1つ以上の接続点
に対する、指定数のセル転送遅延推定絶対値の平均であ
る。セル遅延変動は、セル・クランピング(cell
clumping)の尺度である。即ち、セルが通常の
間隔よりもどれ位近接しているかを示す。セル・クラン
ピングは、過度に大量のセルが互いに密接し過ぎて到達
した場合、セル・バッファがオーバーフローを起こす虞
れがあるので、問題である。
【0009】QoS等級(クラス)は、予め指定されて
いるパラメータ・スレショルド値によって定義する。各
QoS等級は、ATM性能パラメータの部分集合によっ
て決定され、ATM仮想接続部に対する性能を示す。A
TMセル・ヘッダ及びQoS等級に関する更なる詳細
は、ATM Theory and Applicat
ion(ATMの理論及び応用)(David E.M
cDysan & Darren L.Spohn、M
cGraw−Hill, Inc.1995)を含む多
数の参考文献に記載されている。ATMスイッチにQo
S等級を用いることにより、データ・パケットの完全性
を確保する。加えて、殆どの用途(容量が収益を生む)
では、重要な性能係数の1つに、通信システムを通過す
る情報量(即ち、スループット)がある。一般に、デー
タ・スループットが高い程、効果の潜在的可能性は高く
なる。
【0010】従来、高スループットの空間系スイッチを
実施する際の問題点として、地上端末は任意の時点にお
いても特定的に構成されたダウンリンクにおいてでない
と情報を受信できないことがあげられる。ダウンリンク
の構成は、例えば、周波数、コーディング、衛星が情報
を送信する時点におけるダウンリンクの偏波を含む、数
個のパラメータに左右される。地上で送信される情報と
は異なり、全ての地球端末があらゆるダウンリンクにお
いて情報を受信できる訳ではない。これは、地球端末は
任意の時点においても特定的に構成されたダウンリンク
のみを受信するように構成されているからである。した
がって、空間系システムは、地上システムとは異なり、
その情報の地上局への配信において固有の問題に直面し
ている。言い換えると、従来の地上ネットワークは、通
信衛星に適したインフラストラクチャを設けていなかっ
たのである。
【0011】更に、衛星通信システムの運営から得られ
る利便性は、衛星通信システムにおいて用いられるスイ
ッチの重量及び電力消費による影響を受ける。空間系の
実施態様では、重量が大きくなりスイッチにおける電力
消費が増大する程、宇宙船及び打ち上げコストの上昇を
招き、及びスループット低下の潜在的可能性が生ずる。
更に、これらは潜在的な利便性の低下という影響を与え
る。したがって、セル・スイッチ機構は、実施した場合
に、スイッチの重量及び電力消費を極力抑えることが望
ましい。これは、かかる機構による機能性追加が、ボト
ム・ライン(bottom line)に悪影響を及ぼ
すことはないからである。
【0012】このような機構の1つが、マルチキャスト
・キャパシティ(能力)を与える機構である。セル・ス
イッチ内においてマルチキャストを用いることにより、
選択可能な宛先数に同じデータを送ることが可能とな
る。この機構は、地上スイッチにおける帯域幅の非効率
的な使用に対処する。マルチキャスト機構が利用できる
ようになる以前では、ブロードキャスト機能が一般的に
用いられていた。これは、可能な全ての宛先に同じデー
タを送出する。マルチキャストの実現によって、データ
を必要とする宛先のみが、データを受信するようになっ
たため、未使用の帯域幅をデータ・パケット送信に利用
できるようになった。
【0013】しかしながら、地上系スイッチに実施する
マルチキャスト・キャパシティは、そのコスト、重量及
び複雑性のために、衛星通信システムにおける使用には
適していない。しかしながら、空間系セルスイッチにお
けるマルチキャスト機能性の必要性は、特に重要であ
る。何故なら、利用可能になれば、アップリンク、ダウ
ンリンク及びクロスリンク帯域幅の効率的な使用を、最
大限に高めるように作用するからである。
【0014】機内衛星マルチキャスト能力がない場合、
地上において複製を行ない、アップリンクを通じて多数
のコピーを送らなければならない。したがって、発信元
端末は、この複製技法を用いて同じデータを繰り返し送
出しなければならないので、アップリンク帯域幅が浪費
される。同様に、空間系スイッチ内にブロードキャスト
・キャパシティのみがあっても、全てのダウンリンク及
びクロスリンク・ビームにデータを送るため、ダウンリ
ンク及びクロスリンク帯域幅を浪費する結果となる。空
間系スイッチにマルチキャスト・キャパシティがあれ
ば、データを必要とする宛先のみに送ることができるた
め、帯域幅の最適化が可能となる。地上系又は空間系シ
ステムのいずれで用いられても、マルチキャストは、A
TM及びATMのQoSパラメータ(先に論じた)のよ
うな最新のネットワーク規格に対応するので理想的であ
る。目標とする業務計画に応じて、ユーザは、必要な専
用アップリンク及びダウンリンク帯域幅の増減に応じ
て、調整可能にしかもモジュール状に、マルチキャスト
・キャパシティ(能力)を実現するように選択すること
ができる。
【0015】セル・スイッチの重量及び電力に影響を及
ぼす要因の1つは、マルチキャスト機構を実施するため
に用いるデータ・パケット記憶装置、例えば、キュー・
バッファの数である。従来では、マルチキャストを実施
する際、多数のキュー・バッファを用いていた(例え
ば、スイッチのインバウンド側に1つ、そしてアウトバ
ウンド側に1つ)。キュー・バッファは、ATMセルが
後続の処理のために抽出され最終的に指定の宛先に導出
されるまで、ATMセルを格納しておく。このように多
数のキュー・バッファを用いる実施態様は、ATM Q
oSパラメータに対応するように設計されている。多数
のキュー・バッファを用いる実施態様は地上スイッチに
は効率的であり得るものの、この手法は空間系スイッチ
では望ましくない。その理由は、このような実施態様が
不必要にスイッチの重量及び電力消費の増大を招くから
である。重量及び電力の増大は、宇宙船及び発射コスト
の上昇、及びスループットの低下を招き、更に利便性の
損失となって現れる。加えて、複雑度が高まる結果、信
頼性が低下する。
【0016】地上通信ネットワークは、近年ATM規格
に移行しつつある。多くの場合、衛星システムを通じて
地上通信ネットワークをリンクすることが望ましい。し
かしながら、これまでは、宇宙に基盤を置く実施態様で
は、効率的なマルチキャスト・キャパシティが得られ
ず、したがって総合的に信頼性がありしかも経済的な情
報転送の進展が阻害されていた。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】したがって、商用衛星
システムにおいて、調整可能なモジュール状のアーキテ
クチャを用いることにより、適切な数のマルチキャスト
・モジュールを採用し、必要十分なマルチキャスト・キ
ャパシティを満足する効率的なマルチキャスト能力が衛
星通信業界では求められている。本発明の目的は、異な
る衛星システムの必要性を個々に満たすように調整可能
でモジュール状の衛星マルチキャスト・スイッチング・
アーキテクチャを提供することである。各システムのマ
ルチキャスト・キャパシティは、それぞれが立案する業
務及び収益計画を基本とする。また、本発明の目的は、
非反復的エンジニアリング・コストを最小に維持するよ
うに共通の設計を適応化することができる衛星マルチキ
ャスト・スイッチング技術を提供することである。
【0018】
【課題を解決するための手段】本発明の好適な実施形態
によれば、1組の入力ポートに、データ・セルを受信す
るためにスイッチを設ける。マルチキャスト・ルーティ
ング・コードを含む受信データ・セルは、第1組の出力
ポート即ちノードに切り換えられ、マルチキャスト・ル
ーティング・コードを削除された受信データ・セルは、
第2組の出力ポート即ちノードに切り替えられる。第1
組の出力ポート即ちノードに切り替えられたデータ・セ
ルは、コピー即ち複製され、マルチキャスト・ルーティ
ング・コードは、複製データ・セルから削除され、複製
データ・セルは次いで入力ポートに結合され、複製デー
タ・セルはスイッチ手段の第2組の出力ポート即ちノー
ドに送信される。アウトバウンド処理が、第2組の出力
ポート即ちノードに結合されたデータ・セルに対して行
われ、衛星のダウンリンクによる送信のためにデータ・
セルを準備する。
【0019】本発明の変形例においては、インバウンド
処理も行なうことによって、マルチキャスト・ルーティ
ング・コードが衛星内においてデータ・セルに書き込ま
れ、その後、スイッチ手段に送信される。
【0020】
【発明の実施の形態】本発明の目的は、衛星通信システ
ムにおいてマルチキャストを実現する方法及び装置を提
供することによって、全体的又は部分的に達成される。
好適な実施形態では、データ(この場合ATMセル)
は、スイッチ・インバウンド・モジュールにおける復調
器出力から、プロセッサ・スイッチに入力する。セル・
ヘッダが抽出され、インバウンド・ルックアップ・テー
ブル(参照テーブル)へのインデックスとして用いられ
る。インバウンド・ルックアップ・テーブルは、以下の
情報を提供する。即ち、スイッチ・ファブリック(スイ
ッチ・ファブリック)を介してセルを導くルーティング
・タグ、セルQoSに関連する優先度情報、及び、セル
が次の宛先に移動する際に用いる新VPI又はVCIヘ
ッダである。ルックアップ・テーブルの検索動作が完了
したなら、セルをその優先度にしたがってインバウンド
・モジュール内で整列させ、スイッチ・ファブリックを
介しての該宛先ポートまでの転送を待つ。
【0021】ヘッダ情報に基づいて、セルには2つの経
路が使用できる。ユニキャスト・セル転送は、スイッチ
・ファブリックを介してセルを宛先のアウトバウンド・
モジュールに送出し、ここでダウンリンク処理のために
セルを整列させる。マルチキャスト・セル転送では、セ
ルはインバウンド・モジュールを離れ、マルチキャスト
・モジュールによって受信される。マルチキャスト・モ
ジュールは、インバウンド・モジュールと概ね同様にセ
ルを処理する。ヘッダが抽出され、マルチキャスト・ル
ックアップ・テーブルへのインデックスとして用いられ
る。マルチキャスト・ルックアップ・テーブルは、イン
バウンド・ルックアップ・テーブルと同様の情報、ルー
ティング・タグや新VPI/VCIヘッダ等を含む。し
かし、このテーブルは、この特定のマルチキャスト・セ
ルのために作成する必要がある数のコピーも格納する。
インバウンド・モジュールと同様、ルックアップ・テー
ブルの検索処理の後、セルを整列し、ダウンリンク処理
のために適切なアウトバウンド・モジュールに転送する
か、あるいは、更に別のマルチキャスト複製処理のため
に、異なるマルチキャスト・モジュールに転送する。こ
のように、複製セルをアウトバウンド・モジュールに転
送する場合、マルチキャスト・ルーティング・タグを出
力モジュール・ルーティング・タグに変更すること等に
より、マルチキャスト・ルーティング・タグは、削除さ
れる。
【0022】本システム内におけるマルチキャスト・キ
ャパビリティ(能力)は、多数のマルチキャスト・モジ
ュールを用いることによって更に拡張可能である。この
点を例示するために、ルーティング・タグの指示にした
がって、セルを所与のインバウンド・モジュールからマ
ルチキャスト・モジュールに導出する。すると、このマ
ルチキャスト・モジュールは、セルを複製し、該複製セ
ルをスイッチ・ファブリックによる調停及びルーティン
グに使用可能にする。1つ以上の複製セルが1つのルー
ティング・タグを有し、別のマルチキャスト・モジュー
ルにそれを導出するので、2つのモジュールで同時に拡
張マルチキャスト複製を行なうことが可能となる。この
方法は、更に多数のモジュールに拡張することによっ
て、このマルチキャスト・アーキテクチャの調整可能性
を実証することができる。
【0023】前述の技術を用いることにより、マルチキ
ャスト処理をアウトバウンド処理から分離することがで
きるので、本システムのマルチキャスト処理能力を調整
して、異なる要件を満たすことができる。更に具体的に
は、マルチキャスト複製は、アウトバウンド処理が行わ
れるモジュールとは別個のモジュールにおいて行なうこ
とができる。その結果、マルチキャスト複製モジュール
の数は、顧客の必要性に応じて調整することができる。
【0024】このアーキテクチャでは、マルチキャスト
・モジュールは、丁度アウトバウンド処理モジュールの
ように、スイッチ・ファブリックの出力ポート上に位置
し、スイッチ・モジュール又は出力処理モジュールの構
造を変更することなく、マルチキャスト複製モジュール
を必要に応じて追加することができる。マルチキャスト
・セルの処理を分離してマルチキャスト複製モジュール
内に含ませることによって、インバウンド及びアウトバ
ウンド・モジュールは、一層高い利用度で動作すること
が可能となる。何故なら、これらは、統合化手法では必
要な場合がある、データ・セルの複製及びフィルタリン
グのために帯域幅を確保する必要がないからである。
【0025】また、前述の技術は、二点間及び一点対多
点間での機能でトレード・オフを見出そうとする際に、
標準化したスイッチへのポート・インターフェースによ
って、調整可能性及びモジュール性を得ることができ
る。調整可能性によって、システムが発信元端末による
又は発信元端末からのマルチキャスト処理を実行するこ
とを選択した場合、マルチキャスト複製モジュールの必
要性をなくすか、最小に止めることが可能となる。ま
た、前述の技術は、異なるサービス品質(QoS)等級
を異なる宛先に割り当て、マルチキャストの宛先数に対
する特定の制限を全て排除することができる。
【0026】図1に示すコンポーネントは、軌道通信衛
星10内に組み込むことが好ましい。好適な実施形態
は、衛星10の機内に、従来からのアップリンク受信機
25、汎用の復調器30、インバウンド処理モジュール
50、スイッチ・モジュール80、アウトバウンド処理
モジュール100、ダウンリンク送信機104、及びマ
ルチキャスト複製モジュール110、130を配置す
る。マルチキャスト複製モジュール110、130に関
する更なる情報は、Lisa A.Moy−Yeeet
al.(A.モイ・リーその他)名義で本願と同一日
に出願し、”Method And Means Fo
r Serial Cell Replication
For Multicast In A Cell
Switch”(セル・スイッチにおけるマルチキャス
トのためのシリアル・セル複製方法及び手段)と題する
TRW整理番号第22−0050に記載されている。こ
れは、本願と同じ譲受人に譲渡され、この言及によりそ
の内容は本願にも含まれるものとする。
【0027】インバウンド処理モジュール50及びスイ
ッチ・モジュール80に関する更なる情報は、1999
年1月25日Scott M.Takahaski
(M.タカハスキ)の名義で出願され、”Satell
ite Communication Routing
Arbitration Techniques”
(衛星通信ルーティング調停技術)と題する米国特許出
願第09/236,682号に記載されている。この出
願は、本願と同じ譲受人に譲渡され、この言及によりそ
の内容は本願にも含まれるものとする。衛星10は、2
0で示す1群の地上設置通信局からの128個の無線周
波数信号のアップリンク・ビームUB1〜UB128を
受信する。アップリンク・ビームUB1〜UB128
は、従来のアップリンク受信機25によって受信及び処
理され、リード32を通じて従来の復調器30に送信さ
れる。
【0028】尚、好適な実施形態では、本発明をATM
セルに関連付けて記載するが、本発明はATMセルにも
ATMネットワークにも限定される訳ではない。本発明
は、適切にフォーマットされた他の任意のデータ・パケ
ットとでも実施可能である。データ・パケットは、通
常、情報ペイロード及びヘッダで構成されている。ヘッ
ダは、データ・パケットに関連する情報を収容するデー
タ・パケットの部分を含む。ヘッダは、データ・パケッ
ト・フォーマットによっては、情報ペイロードの前又は
後に添付するか、あるいはその中に散在させることも可
能である。データ・パケットのフォーマット及びサイズ
は、送信中に一時的に変更し、より多くのルーティング
及び処理情報に対処することも可能である。
【0029】図1に戻り、インバウンド処理モジュール
50は、入力バス52を通じて、復調器30からATM
データ・セルを受信する。尚、インバウンド処理モジュ
ール50は、多系統の入力バスを通じて多数の復調器か
らもセルを受信可能である。モジュール50は、ATM
セルからのヘッダ・データを処理するプロセッサ54を
含む。ATMセルの処理は、例えば、ルックアップ・テ
ーブル(参照テーブル)56から受け取ったデータに基
づいて、ルーティング・タグ又はコード、優先度、ダウ
ンリンク・コード・レート、及び、その他の情報を追加
することを含む。このために、ATMセルが拡大し、そ
のサイズが変化する可能性がある。また、処理は、AT
Mセル・ヘッダの一部又は全部を、ルックアップ・テー
ブル56から受信した情報と置き換える場合がある。プ
ロセッサ54は、セルのヘッダからの情報を用いて、ル
ックアップ・テーブル56内にある対応のエントリを識
別する。次に、インバウンド処理モジュールは、スイッ
チ・ファブリック・モジュール80を介して、ルーティ
ング・タグ又はコードが示すモジュールにセルを直接導
出する。セルがマルチキャスト処理を必要とする場合、
ルーティング・タグは、多数のマルチキャスト複製モジ
ュール内の1つのモジュール110又は130を特定
し、それに応じてセルを導出する。セルがマルチキャス
ト処理を必要としない場合、ルーティング・タグは、多
数のアウトバウンド・モジュール100の1つを特定
し、それに応じて、スイッチ・ファブリック・モジュー
ル80を介してセルを導出する。
【0030】スイッチ・ファブリック80を介してセル
を送出する前に、入力キュー64にこれを格納すること
ができる。加えて、好適な実施形態によれば、インバウ
ンド・モジュールは、スイッチ・ファブリック80を介
してセルを送出する許可を必要とする。この許可は、他
のインバウンド・モジュール50やマルチキャスト・モ
ジュール110、130からの要求に左右され、出力ポ
ート・アービタ82によって認可又は拒否される。認可
された場合、スイッチ・ファブリック80を介して、セ
ルをその適正な宛先に送り出す。許可が拒否された場
合、要求が許可されるまで要求を繰り返す。
【0031】適切な時点において、ATMセルは、バス
86を通じて、スイッチ・ファブリック80のクロスバ
ー・スイッチS1〜S32のスイッチ・ファブリック入
力ポートIP1〜IP128の内の1つに送信される。
スイッチS1〜S32は、スイッチ・ファブリック入力
ポート即ちノードIP1〜IP128とスイッチ・ファ
ブリック出力ポート即ちノードOP1〜OP128との
間の全体的な接続を提供し、任意のスイッチ・ファブリ
ック入力ポートIP1〜IP128が、任意のスイッチ
・ファブリック出力ポートOP1〜OP128に接続す
ることができる。スイッチは、ルーティング・タグを用
いて、任意の所定時点においても、どのスイッチ・ファ
ブリック入力ポートIP1〜IP128を、どのスイッ
チ・ファブリック出力ポートOP1〜OP128に接続
すべきかについて、指示することができる。
【0032】スイッチ・ファブリック出力ポートOP1
〜OP128は、アウトバウンド・モジュール100及
びマルチキャスト複製モジュール110、130に接続
されている。例えば、図1では、スイッチ・ファブリッ
ク出力ポートOP1は、バス88を通じてアウトバウン
ド・モジュール100に接続されており、スイッチ・フ
ァブリック出力ポートOP128は、バス108を通じ
てマルチキャスト・モジュール110に接続されてい
る。
【0033】マルチキャスト複製モジュール110がセ
ルを受信すると、キュー・メモリ114にこのセルを格
納することができる。複製プロセッサ112は、マルチ
キャスト・セルをコピー即ち複製し、必要なだけセルの
コピーを揃える。マルチキャスト・モジュール内におけ
る処理には、マルチキャスト・ルックアップ・テーブル
118を用いて、ルーティング・タグ又はコード、優先
度、ダウンリンク・コード・レート、及びその他の情報
を、マルチキャスト・セルの各コピー即ち複製毎に与え
ることを含んでもよい。セルの各コピーは、マルチキャ
スト複製モジュール110又は130が該コピーを処理
した後、スイッチ・ファブリック80を介して、適正な
宛先に導出される。例えば、図1では、マルチキャスト
複製モジュール110は、バス121を通じて、クロス
バー・スイッチS1〜S32の各々のスイッチ・ファブ
リック入力ポートIP128に接続されている。
【0034】好適な実施形態では、マルチキャスト・セ
ルの各コピー即ち複製は、一意のルーティング・タグを
有し、スイッチ・ファブリック80を介して、複製を一
意のアウトバウンド・モジュール100に導出させる。
好適な実施形態では、マルチキャスト・モジュールは、
スイッチ・ファブリック80を介してセルを送出する許
可を必要とする。この許可要求は、他のインバウンド・
モジュール50及びマルチキャスト・モジュール11
0、130からの要求に左右され、出力ポート・アービ
タ82によって許可又は拒否される。許可された場合、
スイッチ・ファブリック80を介してセルをその適正な
宛先に送出する。要求が拒否された場合、要求が許可さ
れるまで要求を繰り返す。アウトバウンド処理モジュー
ルは、公知の方法で、送信ビームDB1〜DB128の
内1つによる送信のために、セルの準備を行なう。モジ
ュール100による処理の後、ATMセルは、出力10
2を介して、衛星10のダウンリンク送信回路104の
変調器に送信される。
【0035】好適な実施形態によれば、顧客がマルチキ
ャスト複製処理を必要としている場合、衛星10に追加
のマルチキャスト複製モジュールを付加することも可能
である。例えば、図示のようにモジュール110と同一
の追加のマルチキャスト複製モジュール130を付加
し、モジュール110、130による同時マルチキャス
ト処理を可能にすることもできる。モジュール130
は、バス132に接続された入力131を含み、バス1
32は、クロスバー・スイッチS1〜S32の各々の出
力ノード即ちポートOP2に接続されている。また、複
製モジュール130は、出力135も含み、該出力13
5はバス136を通じてクロスバー・スイッチS1〜S
32の各々の入力ポートIP2に接続されている。マル
チキャスト複製モジュール110、130に関する更な
る詳細は、先に引用した関連出願に与えられている。
【0036】好ましくは、インバウンド・プロセッサ5
4は、マルチキャスト処理情報を必要とする各ATMセ
ルに、当該セルをモジュール110又はモジュール13
0のどちらで処理するのかについて示す情報を追加す
る。しかしながら、マルチキャスト処理を必要とするA
TMセルを次に使用可能なマルチキャスト複製モジュー
ルに割り当てるアルゴリズムを、プロセッサ54にプロ
グラムすることも可能である。プロセッサ54は、別の
機構によって、ATMセルをルックアップ・テーブル・
メモリ56から処理する際に、そのサービス品質を示す
情報を追加することも可能である。
【0037】当業者にとって、本発明の好適な形態が、
添付した特許請求の範囲に規定した本発明の真の精神及
び範囲から逸脱することなく、変更又は修正が可能であ
ることが明らかであろう。ATMセル・ヘッダの読み取
り装置は、スイッチ・モジュール80内にある必要はな
く、他のモジュール内に配置することも可能である。ス
イッチ・モジュール80に関して記載したノード即ちポ
ートを他の場所に移動させることも可能である。スイッ
チ・モジュール80は、モジュール110、110、1
30が、バスによってアドレス指定される周辺デバイス
の形態を取るバス構造を設けることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の好適な実施形態の概略ブロック図であ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ダレン・アール・グレゴイア アメリカ合衆国カリフォルニア州90278, リダンド・ビーチ,アーマー・レイン 1811,アパートメント 29 (72)発明者 スコット・エム・タカハシ アメリカ合衆国カリフォルニア州90503, トーランス,スターゲス・ドライブ 19402 (72)発明者 ローランド・ワイ・ワング アメリカ合衆国カリフォルニア州91016, モンロヴィア,ヴァレー・サークル 347 (72)発明者 ゾルタン・ズィー・ストロール アメリカ合衆国カリフォルニア州90275, ランチョ・パロス・ヴァーデス,ワイル ドブライアー・ドライブ 5722 (56)参考文献 特開 平5−68045(JP,A) 特開 平8−79253(JP,A) 俊長秀紀他,SAT98−45 衛星搭載 ATMスイッチ構成法の研究,信学技報 SAT,日本,電子情報通信学会,第98 巻第340号 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04L 12/00 H04B 7/185

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 衛星通信システムにおいて、マルチキャ
    スト処理を要求するデータ・セルに対してマルチキャス
    ト・スイッチングを行う装置であって、 マルチキャスト処理を要求する第1のデータ・セルに第
    1のマルチキャスト・ルーティング・コードを書き込む
    とともに該第1のデータ・セルを1組の入力ポートに結
    合し、かつ、マルチキャスト処理を要求する第2のデー
    タ・セルに第2のマルチキャストルーティング・コード
    を書き込むとともに該第2のデータ・セルを入力ポート
    に結合するインバウンド処理手段と、 第1のデータ・セルを複製して第1の複製されたデータ
    ・セルを生成し、該第1の複製されたデータ・セルから
    第1のマルチキャスト・ルーティング・コードを削除
    し、かつ、該第1の複製されたデータ・セルを入力ポー
    トに結合する第1のマルチキャスト複製手段と、 第2のデータ・セルを複製して第2の複製されたデータ
    ・セルを生成し、該第2の複製されたデータ・セルから
    第2のマルチキャスト・ルーティング・コードを削除
    し、かつ、該第2の複製されたデータ・セルを入力ポー
    トに結合する第2のマルチキャスト複製手段と、 第1のデータ・セル、第1の複製されたデータ・セル、
    第2のデータ・セル、及び第2の複製されたデータ・セ
    ルを入力ポートにおいて受信するとともに、マルチキャ
    スト処理を要求しない第3のデータ・セルを入力ポート
    において受信して、第1のデータ・セルを第1のマルチ
    キャスト複製手段に導き、第1の複製されたデータ・セ
    ルを1組の出力ポートに導き、第2のデータ・セルを第
    2のマルチキャスト複製手段に導き、第2の複製された
    データ・セルを出力ポートに導き、第3のデータ・セル
    を出力ポートに導くスイッチング手段と、 出力ポートに接続され、第1の複製されたデータ・セ
    ル、第2の複製されたデータ・セル、及び第3のデータ
    ・セルを送信のためにアウトバウンド処理を行うアウト
    バウンド処理手段とからなり、マルチキャスト処理をア
    ウトバウンド処理から分離して行うことにより、システ
    ムのマルチキャスト処理キャパシティを調整して異なる
    要求に対処することができるようにしたことを特徴とす
    る装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の装置において、スイッチ
    ング手段は複数のスイッチング・モジュールで構成さ
    れ、各スイッチング・モジュールはクロスバー・スイッ
    チであることを特徴とする装置。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の装置において、 インバウンド処理手段は、マルチキャスト・ルーティン
    グ・コードを格納したルックアップ・テーブルを備えて
    いることを特徴とする装置。
  4. 【請求項4】 請求項1記載の装置において、第1及び
    第2のマルチキャスト複製手段はそれぞれ、第1及び第
    2の複製されたデータ・セル内に、ルーティング・コー
    ド及び仮想チャネル又は仮想経路コードを挿入する手段
    を備えていることを特徴とする装置。
  5. 【請求項5】請求項1記載の装置において、 スイッチ手段は、第1、第2及び第3のデータ・セルを
    受信する第1の組の入力ポートと、第2及び第3の組の
    入力ポートと、第1、第2及び第3の組の出力ポートと
    を備えたスイッチ・モジュールを含み、 アウトバウンド処理手段は、第1の組の出力ポートに結
    合されたアウトバウンド処理モジュールを含み、 第1のマルチキャスト複製手段は、第2の組の入力ポー
    ト及び第2の組の出力ポートに結合された第1のマルチ
    キャスト複製モジュールを含み、 第2のマルチキャスト複製手段は、第3の組の入力ポー
    ト及び第3の組の出力ポートに結合された第2のマルチ
    キャスト複製モジュールを含み、 マルチキャスト複製モジュールの数を調整して異なる要
    件を満たすことを可能とし、かつ、マルチキャスト複製
    モジュールは、スイッチ・モジュールをアウトバウンド
    処理モジュールと共有可能であって、スイッチ・モジュ
    ール又はアウトバウンド処理モジュールの構造を変更す
    ることなく、必要に応じてマルチキャスト複製モジュー
    ルを追加可能としたことを特徴とする装置。
  6. 【請求項6】 請求項1記載の装置において、第1及び
    第2のマルチキャスト複製手段はそれぞれ、 複製すべきデータ・セルの複製の回数を表しデータを記
    憶する手段と、 該データに応じてデータセルを複製する手段とを備えて
    いることを特徴とする装置。
  7. 【請求項7】 衛星通信システムにおいて、データ・セ
    ルに対してマルチキャスト・スイッチングを行なうマル
    チキャスト・スイッチング装置であって、 スイッチであって、 1組の入力ポートと、 第1の組の出力ポートと、 第2の組の出力ポートと、 マルチキャスト・ルーティング・コードを含む第1及び
    第2のデータ・セルを第1の組の出力ポートに結合し、
    マルチキャスト・ルーティング・コードを削除したデー
    タ・セルを第2の組の出力ポートに結合するカプラとを
    備えるスイッチと、 マルチキャスト・セル複製器であって、 第1のマルチキャスト・セル複製器と、 第1のマルチキャスト・セル複製器と同時に動作可能な
    第2のマルチキャスト・セル複製器と、 第1の組の出力ポートに結合された入力と、 複製するデータ・セルを格納する第1のメモリと、 第1のメモリに結合され、複製されたデータ・セルから
    マルチキャスト・ルーティング・コードを削除する複製
    プロセッサと、 複製プロセッサ及び入力ポートに結合され、複製された
    データ・セルを第2の組の出力ポートに送信する出力と
    を備え、スイッチのカプラを介して、第1のマルチキャ
    スト・セル複製器に第1のデータ・セルが結合され、第
    2のマルチキャスト・セル複製器に第2のデータ・セル
    が結合されるよう構成されたマルチキャスト・セル複製
    器と、 第2の組の出力ポートに結合されたアウトバウンド・デ
    ータ・セル・プロセッサと、 インバウンド・データ・セル・モジュールであって、 インバウンド・データ・セルを格納する第2のメモリ
    と、 第1のマルチキャスト・ルーティング・コードを、マル
    チキャスト処理を要求する第1のデータ・セルに書き込
    み、第2のマルチキャスト・ルーティング・コードを、
    マルチキャスト処理を要求する第2のデータ・セルに書
    き込むインバウンド・プロセッサと、 インバウンド・プロセッサ及び1組の入力ポートに結合
    された出力とを備え、第1及び第2のデータ・セルに対
    して同時にマルチキャスト複製を行うことができるよう
    にしたインバウンド・データ・セル・モジュールとを備
    え、マルチキャスト処理をインバウンド処理及びアウト
    バウンド処理から分離することにより、システムのマル
    チキャスト処理キャパシティを調整して異なる要求に対
    処することができるようにしたことを特徴とする装置。
  8. 【請求項8】 請求項7記載の装置において、スイッチ
    は、複数のクロスバー・スイッチを含んでいることを特
    徴とする装置。
  9. 【請求項9】 請求項7記載の装置において、 スイッチは、マルチキャスト・ルーティング・コードを
    含む第1及び第2のデータ・セルを受信する第1の入力
    ポートと、第2及び第3の入力ポートと、第1、第2及
    び第3の出力ポートとを備え、 アウトバウンド・データ・セル・プロセッサは、第1の
    出力ポートに結合され、 第1のマルチキャスト・セル複製器は、第2の入力ポー
    ト及び第2の出力ポートに結合され、 第2のマルチキャスト・セル複製器は、第3の入力ポー
    ト及び第3の出力ポートに結合され、 マルチキャスト・セル複製器の数を調整して異なる要求
    に対処することを可能とし、かつ、これらマルチキャス
    ト複製モジュールは、スイッチ及びアウトバウンド・デ
    ータ・セル・プロセッサを共有して、スイッチ又はアウ
    トバウンド・データ・セル・プロセッサの構造を変更す
    ることなく、必要に応じてマルチキャスト複製器を追加
    することができるようにしたことを特徴とする装置。
  10. 【請求項10】請求項7記載の装置において、 スイッチ手段は、第1、第2及び第3のデータ・セルを
    受信する第1の入力ポートと、第2及び第3の入力ポー
    トと、第1、第2及び第3の出力ポートとを備えたスイ
    ッチ・モジュールを含み、 アウトバウンド・セル・プロセッサは、第1の出力ポー
    トに結合され、 第1のマルチキャスト複製手段は、第2の入力ポート及
    び第2の出力ポートに結合され、 第2のマルチキャスト複製手段は、第3の入力ポート及
    び第3の出力ポートに結合され、 マルチキャスト複製モジュールの数を調整して異なる要
    件を満たすことを可能とし、かつ、マルチキャスト複製
    モジュールは、スイッチ・モジュールをアウトバウンド
    処理モジュールと共有可能であって、スイッチ・モジュ
    ール又はアウトバウンド処理モジュールの構造を変更す
    ることなく、必要に応じてマルチキャスト複製モジュー
    ルを追加可能としたことを特徴とする装置。
  11. 【請求項11】 請求項7記載の装置において、第1及
    び第2のマルチキャスト・セル複製器は、データ・セル
    を複製する回数を表すデータの記憶部を備え、該データ
    に応じてデータ・セルを複製することを特徴とする装
    置。
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