JP3437071B2

JP3437071B2 - Ａｔｍセル多重装置

Info

Publication number: JP3437071B2
Application number: JP29558897A
Authority: JP
Inventors: 健次柴田; 和憲古川; 嘉久小野
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1997-10-28
Filing date: 1997-10-28
Publication date: 2003-08-18
Anticipated expiration: 2017-10-28
Also published as: US6226264B1; JPH11136245A

Description

【発明の詳細な説明】

【発明の属する技術分野】本発明はＡＴＭセル多重装置
に関し、特に端末とＡＴＭ交換機との間に接続されるＡ
ＴＭセル多重装置に関するものである。

【０００１】ＡＴＭ（Asynchronous Transfer Mode：非
同期転送モード）は、マルチメディアを実現する通信技
術として期待され、コンピュータ間通信を始めとする高
速データ向けのものが開発されて来ている。

【０００２】しかし、最近のＡＴＭフォーラムにも見ら
れるように、音声、ＨＤＬＣ、ＦＲ（フレームリレー）
等の従来技術の通信プロトコルもＡＴＭでインタワーク
( 相互通信）するネットワークが市場で要求されてい
る。

【０００３】こうしたネットワークを構築する場合、Ａ
ＴＭ交換機（ＡＴＭスイッチ）を基幹ネットワークとし
て構築し、端末との回線の収容効率を上げるために、支
線系の装置として、ＡＴＭセル多重装置を設置するのが
有効である。

【０００４】

【従来の技術】図１は、このようなＡＴＭセル多重装置
の一般的な配置を示している。すなわち、符号２で総称
して示すＡＴＭセル多重装置は、符号１で総称して示す
端末から受信したデータをセル化（組み立て）して、符
号３で総称して示すＡＴＭ交換機に中継回線を介して送
るとともに、ＡＴＭ交換機３から中継回線を介して受信
したＡＴＭセル（以下、単にセルとも称する）をデセル
化（分解）して端末１へ送るように接続されている。

【０００５】このＡＴＭセル多重装置では、ＡＴＭプロ
トコル固有の厳しいトラフィック制御（Ｑ₀Ｓ制御）が
要求されるが、従来のＡＴＭ交換機およびＡＴＭセル多
重装置では、トラフィック制御を行うためにＡＴＭスイ
ッチ（図示せず）を搭載していた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＡＴＭ
スイッチは、非常に製造コストが高価になる欠点があ
り、また、ソフトウェア・ハードウェアの制御が複雑化
し、装置の大型化を招く欠点がある。

【０００７】また、単純にセルを多重する方式である
と、ＡＴＭセル多重装置内で複数のコネクションのセル
が競合したとき、ＣＢＲ(Constant Bit Rate：定ビット
レート）、ＶＢＲ(Variable Bit Rate：可変ビットレー
ト）、ＵＢＲ（Unspecific BitRate:ランダムビットレ
ート）等の各サービスカテゴリーにおいて衝突せずに通
信させるにはいずれかのセルを遅延（待機）させる必要
が生じる。

【０００８】これは特に、ＣＢＲのように時間遅延に厳
しいサービスカテゴリーでは許容されない。

【０００９】したがって本発明は、端末とＡＴＭ交換機
との間において、セルの組立・分解を時間遅延を生ぜず
に、簡易に且つ安価で行うことができるＡＴＭセル多重
装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明に係るＡＴＭセル多重装置は、端末とＡＴＭ
交換機間でＡＴＭセルの組み立て及び分解を行うように
ＡＴＭバス上に並列接続された複数のセル組立・分解部
と、該ＡＴＭバスを介して該セル組立・分解部に接続さ
れたＡＴＭバス管理用のＡＴＭバススケジューラとを備
え、該ＡＴＭバススケジューラが、該端末から該ＡＴＭ
交換機への上り方向のセルの送信は、所定のサービスカ
テゴリー又はトラフィック量に合わせたトラフィック管
理により予め設定されたスケジュールテーブルに従って
各セル組立・分解部毎に送信権を割り当てるとともに、
該ＡＴＭ交換機から該端末への下り方向は、全セル組立
・分解部にセルを同報し、各セル組立・分解部側で自分
宛てか否かを判定してセルを受信させることを特徴とし
たものである。

【００１１】すなわち、本発明に係るＡＴＭセル多重装
置は、図１と同様に端末１とＡＴＭ交換機３との間に接
続され、さらに図２に原理的に示すように、ＡＴＭバス
スケジューラ１１とＡＴＭバス１２と複数のセル組立・
分解部１３−１〜１３−４（符号１３で総称する）とで
構成されている。

【００１２】複数存在するセル組立・分解部１３はＡＴ
Ｍバス１２上に並列に接続され、セル組立・分解部１３
から中継回線を介してＡＴＭ交換機（図１参照）へセル
を送信可能とする。また、ＡＴＭバススケジューラ１１
はセル組立・分解部１３のセルを送信する契機を与える
ために置かれており、このＡＴＭバススケジューラ１１
がＡＴＭバス１２上のセルの送信・受信を制御すること
により、ＡＴＭスイッチを搭載せずに、セル多重・トラ
フィック制御を実現する。

【００１３】この場合、スケジュールとは、ＡＴＭバス
スケジューラ１１が各セル組立・分解部１３に対してセ
ルの送信権を与えることを意味する。ＡＴＭバス１２
は、中継回線およびバックアップ回線とセル組立・分解
部１３間のセルの送信・受信するためのバスである。

【００１４】セル組立・分解部１３は端末（図１参照）
に接続された端末回線を収容し、端末からの受信データ
をセル化し、ＡＴＭバス１２に送信する。中継回線を介
してＡＴＭ交換機から受信したセルもＡＴＭバス１２に
送信して、各セル組立・分解部１３に送信される。

【００１５】ＡＴＭバススケジューラ１１は、次のよう
にＡＴＭバス１２を制御する。複数存在するセル組立・分解部１３からＡＴＭバス１
２にセルを送信する場合、ＡＴＭバス１２上でセル送信
が競合するのを回避する。

【００１６】ＡＴＭフォーラムで規定されているサー
ビスカテゴリ（ＣＢＲ，rt(real time)-ＶＢＲ，nrt(no
n-real time)-ＶＢＲ，ＵＢＲ）に従ってセル組立・分
解部１３から中継回線を介してＡＴＭ交換機へセルを送
信するために、各セル組立・分解部１３に対して該サー
ビスカテゴリに基づいて送信権を与える。セル組立・分
解部１３は、ＡＴＭバススケジューラ１１から送信権が
与えられた場合のみＡＴＭバス１２にセルを送信する。

【００１７】セル組立・分解部１３がセルを送信する
場合、あらかじめ設定された最大セルレート（ＰＣＲ）
及び平均セルレート（ＳＣＲ）の送信レートを超えない
ように、トラフィック量に合わせたセル送信の制御を行
う。

【００１８】ここで、上記のＡＴＭバススケジューラ
は、該ＡＴＭ交換機に接続された中継回線が１本の場
合、該ＡＴＭバス上に、上り方向と下り方向のセルを平
等に割り当てることによりセルの送信・受信を制御する
ことができる。

【００１９】あるいは、該ＡＴＭバススケジューラは、
該ＡＴＭ交換機に接続された中継回線が複数本の場合、
下り方向は１タイムスロット内に該複数のセルを受信可
能とし、上り方向は１セルに制御することもできる。

【００２０】上記の中継回線が複数本でその物理速度が
互いに異なる場合、該ＡＴＭバススケジューラは、該Ａ
ＴＭバスの送信権を与える順序を決定するメモリテーブ
ルの設定間隔を間引き設定することにより、各セル組立
・分解部単位に迂回又は非迂回を選択可能とすることが
できる。

【００２１】また、該ＡＴＭバススケジューラは、上り
方向だけでなく下り方向のセルに対しても所定のサービ
スカテゴリー又はトラフィック量に合わせたトラフィッ
ク管理により予め設定されたスケジュールテーブルに従
って各セル組立・分解部毎に受信権を割り当てることに
より該中継回線の数を拡張可能とすることもできる。

【００２２】また、該セル組立・分解部とは別にＳＶＣ
呼設定制御部を設け、該ＳＶＣ呼設定制御部が、呼設定
プロトコルを制御し、該中継回線上で決定されたコネク
ションＩＤをセル組立・分解部に設定することにより該
ＡＴＭ交換機と接続可能にすることもできる。

【００２３】このＳＶＣ呼設定制御部は、仮想コネクシ
ョンＩＤを設定し、ＰＮＮＩで規定されているＳＯＦＴ
−ＰＶＣ機能を有するものである。

【００２４】上記のサービスカテゴリーは、ＣＢＲ，rt
-ＶＢＲ，nrt-ＶＢＲ，及びＵＢＲであり、該スケジュ
ールテーブルは、ＵＢＲを除く全サービスカテゴリーを
含むメインテーブルと、送信権についての優先順位の低
いサービスカテゴリーから成るサブテーブルとで構成す
ることができる。このとき、該ＡＴＭバススケジューラ
は、該メインテーブルにおけるセル組立・分解部が送信
権を放棄したときのみ該サブテーブルに基づいて送信権
を付与することができる。

【００２５】上記のメインテーブルは、ＣＢＲ，rt-Ｖ
ＢＲ，及びnrt-ＶＢＲの順に且つセル組立・分解部の登
録順にフレーム内で均等に各セル組立・分解部に対する
送信権を各タイムスロットに割り当てるように予め作成
することができる。

【００２６】また、本発明では、ＡＴＭセルインタフェ
ース部とＡＴＭ交換機間でＡＴＭセルの組み立て及び分
解を行うようにＡＴＭバス上に並列接続された複数のセ
ル組立・分解部と、該ＡＴＭバスを介して該セル組立・
分解部に接続されたＡＴＭバス管理用のＡＴＭバススケ
ジューラとを備え、該ＡＴＭバススケジューラが、該Ａ
ＴＭセルインタフェース部から該ＡＴＭ交換機への上り
方向のセルの送信は、所定のサービスカテゴリー又はト
ラフィック量に合わせたトラフィック管理により予め設
定されたスケジュールテーブルに従って各セル組立・分
解部毎に送信権を割り当てるとともに、該ＡＴＭ交換機
から該ＡＴＭセルインタフェースへの下り方向は、全Ａ
ＴＭセルインタフェース部にセルを同報し、各ＡＴＭセ
ルインタフェース部側で自分宛てか否かを判定し、セル
を受信するように構成してもよい。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下に本発明に係るＡＴＭセル多
重装置の実施例を説明する。図３は、ＡＴＭセル多重装
置の具体的な実施例を示す。このＡＴＭセル多重装置
は、ＡＴＭバススケジューラ及びＳＶＣ制御を行うＣＰ
Ｕを搭載したメインカード１１と、ＡＴＭセルバス１２
１及びプロセッサ間制御バス１２２を有するバックボー
ド１２と、中継回線（基本中継回線）とバス１２１，１
２２との間に接続された中継回線制御部としての中継カ
ード１４と、バックアップ回線とバス１２１，１２２と
の間に接続されたバックアップ回線制御部としてのバッ
クアップカード１５と、セル組立・分解機能を搭載した
セル組立・分解カード１３と、表示部としてのＬＣＤユ
ニット１８と、電源１９とで構成されている。セル組立
・分解カード１３は、ＣＰＵを内蔵した音声トランクＣ
ＬＡＤ１３−１，Ｖ／ＸＣＬＡＤカード１３−２を含ん
でいる。

【００２８】上記中継回線及びバックアップ回線には、
汎用の高速ディジタルインタフェースを用いる。例え
ば、ＩＴＵ−Ｔ勧告１４３０Ａ（又は１４３１Ａ）に規
定される所謂Ｉインタフェース条件を満足する光又は電
気的インタフェース回線などを用いることができる。

【００２９】上記のメインカード１１及びセル組立・分
解カード１３の詳細な実施例が図４に示されている。

【００３０】この実施例では、メインカード１１におい
て、バスの競合制御及びトラフィック制御を行うコント
ローラ２１１と、メモリテーブルを保持するデュアルポ
ート（ＤＰ）ＲＡＭ２１２と、ＤＲＡＭ２１３と、プロ
グラムや構成データファイルを格納したハードディスク
２１４と、ブートＲＯＭ２１５と、メインＣＰＵ２１６
とが、共通バス２１７を介して相互接続されている。

【００３１】また、セル組立・分解カード１３において
は、ＤＲＡＭ２２１と、ブートＳＲＡＭ２２２と、ＣＬ
ＡＤ−ＣＰＵ２２３とが共通バス２２４を介して接続さ
れており、ＣＰＵ２２３には端末回線を収容する終端装
置２２４が接続されている。

【００３２】（１）ＡＴＭバススケジューラの構成例ＡＴＭバススケジューラ１１は、図５に示すように、ス
ケジュールタイミングを規定するスケジュールテーブル
１１０と、スケジューラ管理制御部１１１と、該スケジ
ューラ管理制御部１１１の制御を受けて各セル組立・分
解部１３に送信権を与えるＡＴＭバス制御信号部１１２
と、該スケジューラ管理制御部１１１の制御を受けてス
ケジュールテーブル１１０のサーチ制御を行うサーチ制
御部１１３〜１１５と、ＰＣＲ設定テーブルＴ４と、セ
ル組立・分解部１３単位に送信セル数を計数するセル送
信レート監視部１１６と、サーチ制御部１１３〜１１５
及びセル送信レート監視部１１６の出力信号により各セ
ル組立・分解部１３に対する送信権に関する信号を生成
するＣＬＡＤ送信権信号生成部１１７から構成される。

【００３３】動作においては、予めセル組立・分解部１
３から申告された最大セルレート及び平均セルレートに
従ってスケジュールテーブル１１０を設定する。スケジ
ューラ管理制御部１１１は、スケジュールテーブル１１
０に設定された、セル組立・分解部−識別子（以下、Ｃ
ＬＡＤ−ＩＤと略称することがある）に従いセル組立・
分解部１３に送信権を与える。セル組立・分解部１３
は、スケジューラ１１から送信権を与えられた時のみ、
セルをＡＴＭバス１２に送信する。

【００３４】セル送信レート監視部１１６は、各セル組
立・分解部１３から送信されたセル数をセル組立・分解
部単位に一定時間毎に計数し、セル組立・分解部１３で
申告された最大セルレートを超えない制御を行う。ＡＴ
Ｍバススケジューラ１１は、セル組立・分解部１３の送
信セルレートが申告最大セルレートを超えた場合、該当
するセル組立・分解部１３の送信契機でも他のセル組立
・分解部１３に送信権を与える制御を行う。

【００３５】（２）ＡＴＭバスの実施例ＡＴＭバスは、上り（セル組立・分解部１３→ＡＴＭ交
換機３）／下り（ＡＴＭ交換機３→セル組立・分解部１
３）の両方向の送信権のスケジュールを行い、装置全体
のトラフィック制御を行う。

【００３６】まず、下り方向の転送は、各中継回線毎に
固定レートの送信権を与える。上り方向の転送は、セル
組立・分解部単位に割り当てられた最低セルレートに従
い送信権を与える。

【００３７】図６には、中継回線の数が１本または２本
で、中継回線の速度が1.5Mbpsの場合のＡＴＭバスの実
施例が示されている。

【００３８】中継回線の速度が1.5Mbpsであるとする
と、セルの送信間隔は、276μｓ(=1÷(1536÷8÷53(1セ
ルのバイト数)))となる。この間隔をＡＴＭバス上の１
タイムスロット（ＴＳ）とする。

【００３９】次に、下り方向の転送方式について説明す
る。中継回線が１回線の場合（バックアップ回線が無い
場合）、下り方向のセル送信と上り方向のセル送信を１
タイムスロットに１回づつ転送するサイクルを設定可能
にする制御を行う。

【００４０】中継回線が２回線（２回線以上は同じ論理
でいくらでも増やすことは可能）の場合は、下り方向の
転送サイクルは２となる。この結果、中継回線からは、
１タイムスロットにおいて、２セル分の受信が可能とな
る（図６参照）。

【００４１】中継回線から受信したセルは、１タイムス
ロット毎にＡＴＭバスに送信する。ＡＴＭバスに送信さ
れたセルは、ＡＴＭバスに接続されている全てのセル組
立・分解部に同報で送信される。

【００４２】セル組立・分解部には、予め自分で受信す
べきセルのコネクションＩＤ（図７のＡＴＭヘッダに示
すＶＰＩ／ＶＣＩ）を設定しておく。中継回線から送信
されたセルはＡＴＭバス上に同報されるので、全てのセ
ル組立・分解部はセルを受信する。

【００４３】セル組立・分解部は、受信したセルのコネ
クションＩＤを検索し、自分宛か否かを判定する。セル
組立・分解部は、ＡＴＭバスから受信したセルが自分宛
セルの場合は受信処理を行い、自分宛セルでないセルは
無視する。

【００４４】ここで、中継回線が複数存在した場合、セ
ル組立・分解部が受信したセルをどの中継回線から受信
したかを認識する方式を下記に示す。

【００４５】図６に示す如く、ＶＰＩの上位１ビットに
中継回線／バックアップ回線識別子を設定する。この中
継回線／バックアップ回線識別子は、どちらの中継回線
からセル受信したかを認識するための識別子である。バ
ックアップ回線から受信したセルはバックアップ回線制
御部において、中継回線／バックアップ回線識別子に
“１”を立てる。中継回線から受信セルは、“０”のま
ま通過させる。セル組立・分解部は、受信したセルのＶ
ＰＩの上位１ビットを参照し、どちらの中継回線からセ
ルを受信したかを認識することが可能となる。

【００４６】次に、上り方向の転送方式について説明す
る。１タイムスロットでは、１セルのみ送信可能とす
る。ＡＴＭバス上にセル組立・分解部は複数個並列接続
されているので、各セル組立・分解部が勝手にセルを送
信すると、ＡＴＭバス上で競合が発生してしまう。

【００４７】この問題を解決するために、ＡＴＭバスス
ケジューラがＡＴＭバスの上り方向のバスを以下のとお
り調停する。

【００４８】ＡＴＭバススケジューラは、トラフィック
制御を考慮してセル組立・分解部に上り方向のセル送信
権を与える。セル組立・分解部は、スケジューラから送
信権を与えられた時のみ、セルをＡＴＭバスに送信す
る。

【００４９】中継回線が複数存在した場合、中継回線を
選択する制御方式を下記に示す。セル組立・分解部は、
上記と同様にＶＰＩの上位１ビットに中継回線／バック
アップ回線識別子を設定する。中継回線／バックアップ
回線識別子は、どちらの中継回線にセルを送信するかを
指定するための識別子である。セル組立・分解部は、バ
ックアップ回線にセルを送信する場合は、中継回線／バ
ックアップ回線識別子に“１”を設定し、中継回線にセ
ルを送信する場合は“０”を設定する。中継回線制御部
およびバックアップ回線制御部は、受信したセルのＶＰ
Ｉの上位１ビットを参照し、自分宛か否かを認識するこ
とが可能となる。

【００５０】（３）ＡＴＭバススケジューラによるサー
ビスカテゴリの制御実施例ＡＴＭフォーラムで規定されている上記のサービスカテ
ゴリ（ＣＢＲ，rt-ＶＢＲ，nrt-ＶＢＲ，ＵＢＲ）をサ
ポートするため、ＡＴＭバススケジューラは、各サービ
スカテゴリ毎に下記の制御を行う。

【００５１】送信権の与え方の優先順位はＣＢＲ→rt-
ＶＢＲ→nrt-ＶＢＲ→ＵＢＲとし、許可を与えても送信
セルが無い時間は次の送信者の時間に加算する。なお、
最大セルレート（０＋１）とは、図７のヘッダにおける
ＣＬＰ＝０（セル非廃棄）及びＣＬＰ＝１（セル廃棄）
のいずれの場合であってもそのセルで最大セルレートを
換算したことを意味する。

【００５２】ＣＢＲ（図８参照）最大セルレート（０＋１）の値通りに送信権を均等に与
える。セル組立・分解部が送信権を与えられたとき、送
信データが無くても他のセル組立・分解部に送信権を渡
さず、空セルを中継回線に送信する。

【００５３】rt-ＶＢＲ（図９参照）最大セルレート（０＋１）の値通りに送信権を均等に与
える。セル組立・分解部が送信権を与えられた場合、送
信データが無ければ、他のnrt-ＶＢＲのセル組立・分解
部に送信権を渡す。

【００５４】nrt-ＶＢＲ（図１０参照）平均セルレート（０＋１）で送信権を均等に与える。但
し、平均セルレートが設定されていない場合は、最大セ
ルレート（０＋１）×α（αは任意）の値で送信権を与
える。

【００５５】セル組立・分解部が送信権をあたえられた
場合、送信データが無ければ、他のnrt-ＶＢＲのセル組
立・分解部に送信権を渡す。スケジューラは、rt-ＶＢ
Ｒおよびnrt-ＶＢＲのセル組立・分解部が送信権を放棄
した場合、nrt-ＶＢＲのセル組立・分解部内でラウンド
ロビン（順繰り）に送信権を与えるが、最大セルレート
（０＋１）以上の送信権は与えてはいけない。

【００５６】本制御は送信セル数をカウントし、最大セ
ルレート（０＋１）の値を超える送信権を与えないよう
にする。また、nrt-ＶＢＲ内で送信権が余る場合は、Ｕ
ＢＲに送信権を与える。

【００５７】ＵＢＲ（図１１参照）送信スケジューリングには設定しない。全てのnrt-ＶＢ
Ｒコネクションが送信権を放棄した場合のみ、送信権を
与える。

【００５８】（４）ＡＴＭバススケジューラの制御実施
例ＡＴＭバススケジューラの原理を説明する。ＡＴＭバス
スケジューラは、ＡＴＭバスの１タイムスロット毎に、
セル送信を許可するＣＬＡＤ−ＩＤ（セル組立・分解部
−識別子）を生成し、ＡＴＭバスによってセル組立・分
解部に通知する。

【００５９】各セル組立・分解部では、自分のＣＬＡＤ
−ＩＤが通知された場合のみセルを送信する。ＡＴＭバ
ススケジューラは、各セル組立・分解部毎の送信契機を
制御するＡＴＭバススケジューラメモリ１１０（図５参
照）を持つ。このスケジューラメモリ１１０には、図１
２に示す如く３種類のテーブルが存在する。

【００６０】同図（１）に示すメインテーブルには、Ａ
ＴＭバスの１タイムスロット毎に、どのＣＬＡＤ−ＩＤ
に送信契機を与えるのかが設定される。このメインテー
ブルには、セル組立・分解部又は中継回線の登録・変更
時に、各ＣＬＡＤ−ＩＤ毎のセル送信間隔（“最大セル
レート”、“平均セルレート”、または“最大セルレー
ト×α”）を計算した、ＣＢＲ、rt-ＶＢＲ、又はnrt-
ＶＢＲのセル組立・分解部のスケジュールリストが設定
される。

【００６１】同図（２）及び（３）にそれぞれ示すサブ
テーブル（nrt-ＶＢＲ）及びサブテーブル（ＵＢＲ）
は、メインテーブルのrt-ＶＢＲおよびnrt-ＶＢＲに対
するセル組立・分解部が送信権を放棄した場合（送信す
るセルが無い場合）、空きのタイムスロットに他のセル
組立・分解部が生成したセルを挿入して送信するために
スケジューラが参照するテーブルである。

【００６２】すなわち、ＡＴＭバススケジューラは、中
継回線の物理速度に応じた間隔に基き、上記のスケジュ
ーラテーブルの順番に従って、各セル組立・分解部にス
ケジュールを与える。

【００６３】ＡＴＭバススケジューラは、同図（１）に
示すメインテーブルにおけるrt-ＶＢＲのセル組立・分
解部が送信権を放棄した場合、同図（２）に示すサブテ
ーブル（nrt-ＶＢＲ）を参照し、nrt-ＶＢＲに対してス
ケジュールを行う。nrt-ＶＢＲの送信待ちテーブルのサ
イクルが一周した場合（全てのnrt-ＶＢＲが送信権を放
棄した場合）、同図（３）に示すサブテーブル（ＵＢ
Ｒ）を参照し、ＵＢＲにスケジュールを行う。

【００６４】次に、図１３を参照して上記のメインテー
ブルの作成アルゴリズムを説明する。 (1)音声データをＡＴＭセル多重する場合、音声は遅延
に厳しいため音声専用のタイムスロットを予約してお
き、このエリアには、音声セル組立・分解部以外は設定
できないようにする。

【００６５】(2)音声ＳＶＣ呼設定を契機に音声専用エ
リアにＣＬＡＤ−ＩＤを設定する。音声ＳＶＣ呼解放を
契機に音声専用エリアからＣＬＡＤ−ＩＤを削除して空
きタイムスロットにする。

【００６６】(3)１６Kbpsの音声セル組立・分解部は呼
設定を契機に１周期に２回メモリテーブルに設定する。 (4)８Kbpsの音声セル組立・分解部は呼設定を契機に１
周期に１回メモリテーブルに設定する。

【００６７】(5)ＣＢＲ，rt-ＶＢＲ，nrt-ＶＢＲの内の
最大セルレートが高いセル組立・分解部から設定する。
ＣＢＲ及びrt-ＶＢＲは最大セルレート（０＋１）の値
で数を決定する。nrt-ＶＢＲは、平均セルレート（０＋
１）の値をメインテーブルに設定し、｛最大セルレート
（０＋１）−平均セルレート（０＋１）｝の割合でサブ
テーブル( rt-ＶＢＲ) に設定する。

【００６８】(6)６４Kbps等の高速なデータ（例えばフ
レームリレー手順）に対するセル組立・分解部は次に示
す手順で設定する。まず、最大セルレート（０＋１）を
算出する。なお、ユーザフレーム長を６４バイトとす
る。最大セルレート（０＋１）＝物理速度／８×［OHA(n)］＝64000(bps)÷8×(2÷70) ＝228.5714286（セル／秒）

【００６９】これを、1 周期の最大セルレートで割る
と、次のようになる。 228.5714286÷21.56659765＝10.5984≒１１（ＴＳ）１周期に１１回メモリテーブルに設定する。タイムスロ
ットの周期は、可能な限り、１５(168/11)毎に設定す
る。図１３の例では、設定ＴＳ位置＝6,21,36,51,66,8
1,96,111,126,141,156となる。

【００７０】(7)2.4Kbps等の低速回線(PCR=8.57)は１タ
イムスロットと擬制し、８Kbpsと同じ最大セルレート
（21.5）でスケジュールする。 (8)設定するセル組立・分解部は、残りの空きタイムス
ロットに設定する。 (9)２以上設定するセル組立・分解部が同一番号に重な
る場合は、あとから設定されるＣＬＡＤ−ＩＤを１タイ
ムスロットずらす。

【００７１】(10)空きのタイムスロットは、空き表示を
設定する。ＡＴＭバススケジューラは、空きではnrt-Ｖ
ＢＲのセル組立・分解部をスケジュールする。空き表示
は、音声専用にも設定可能とし、音声ＳＶＣが設定され
ていない場合、スケジューラはnrt-ＶＢＲのセル組立・
分解部をスケジュールする。

【００７２】(11)中継速度が128Kbpsの場合、１２(=153
6/128) 飛ばしで設定する。図１３の例では、設定ＴＳ
位置＝1,13,25,37,49,61,73,85,97,109,121,133,145,15
7となり、この場合、セル組立・分解部数の総和は１４
以下となる。

【００７３】サブテーブル(rt-ＶＢＲ) の作成アルゴリ
ズムを図１４に示す。この場合は、該当するセル組立・
分解部が登録された順番に昇順にテーブルにＣＬＡＤ−
ＩＤを設定する。

【００７４】本サブテーブルはセル組立・分解部の登録
順に設定されるため、nrt-ＶＢＲのセル組立・分解部の
送信権が譲られる権利に優先順位は無い。本サブテーブ
ルのセル組立・分解部番号は複数回指定可能とし、出現
回数によって、セル組立・分解部の重み付けが可能とな
る。

【００７５】サブテーブル（ＵＢＲ）の作成アルゴリズ
ムを図１５に示す。この場合は、該当するセル組立・分
解部が登録された順番に昇順にテーブルにＣＬＡＤ−Ｉ
Ｄを設定する。本サブテーブルはセル組立・分解部の登
録順に設定されるため、ＵＢＲのセル組立・分解部の送
信権が譲られる権利に優先順位は無い。本サブテーブル
はセル組立・分解部の番号は１回のみ設定する。

【００７６】（５）最大セルレート（ＰＣＲ），平均セ
ルレート（ＳＣＲ）カウンタの実施例ＡＴＭバススケジューラは、送信権を譲り受けたnrt-Ｖ
ＢＲが最大セルレートを超えないように最大セルレート
・カウンタでセル数を監視し、仮に最大セルレートを超
えた場合は、他のnrt-ＶＢＲのセル組立・分解部に送信
権を譲る。

【００７７】ＡＴＭバススケジューラがセル組立・分解
部に送信権を与えると、セル組立・分解部は、送信セル
がある場合にセルを送信し、セルが無い場合はセルを送
信しない。ＡＴＭバススケジューラは、セル組立・分解
部がセルを送信したか否かがＡＴＭバス信号制御部（図
５の１１２）で判定可能であるため、セル組立・分解部
がセルを送信した場合は、セル送信カウンタをインクリ
メントする。この結果、一定時間単位でセル組立・分解
部単位にセル数を計算することが可能となる。

【００７８】ＡＴＭバススケジューラは、一定周期で予
めセル組立・分解部単位に設定された最大セルレート値
とセル送信カウンタを比較し、セル組立・分解部の送信
セルが最大セルレートを超える場合は、該当セル組立・
分解部に送信権を譲る制御は行わない。

【００７９】（６）ＡＴＭバススケジューラ周期の決定
方法ＡＴＭバススケジューラは、各セル組立・分解部の送信
順番をＡＴＭバススケジューラメモリに設定しておき、
そのメモリを１タイムスロット周期毎に読み出してスケ
ジューラバスで通知する。このメモリは、セル組立・分
解部または回線登録時にソフトウェアで設定する。

【００８０】スケジューラメモリの大きさは以下の通り
であり、タイムスロット数と回線使用率の比較を示す。音声のセルのペイロード長が４０バイトの場合（中継
回線の回線使用率が100（％）となり音声の収容効率が
最も高い値を考えると、タイムスロット数は144とな
る）。

【００８１】

【表１】

【００８２】音声のセルのペイロード長が４７バイト
の場合（中継回線の回線使用率が100（％）となり音声
の収容効率が最も高い値を考えると、タイムスロット数
は168となる）。

【００８３】

【表２】

【００８４】（７）バックアップ回線の制御方式中継回線が、通常運用時に使用する基本中継回線と、基
本中継回線が障害になった場合、通信を保証するための
バックアップ（予備）回線とで構成されるＡＴＭセル多
重装置において、基本中継回線とバックアップ回線の物
理速度が異なる場合のバックアアプ制御方式を下記に示
す。

【００８５】基本中継回線よりバックアップ回線の物理
速度が高い場合、基本中継回線で通信している全てのコ
ネクションをバックアップ回線に迂回させることができ
る。しかし、基本中継回線よりバックアップ回線の物理
速度が低い場合、基本中継回線で通信している全てのコ
ネクションを迂回させることは帯域の問題で出来ない。
従って、セル組立・分解部毎に迂回／非迂回の選択が必
要となる。以下にその場合の実施例を説明する。

【００８６】基本中継回線の物理速度を1.5Mbps、バッ
クアップ回線の物理速度を64Kbpsを例に説明する。この
場合の基本中継回線の物理速度は1.5Mbpsであるから、
１タイムスロット時間は0.267μｓであり、１周期を168
タイムスロットとすると、全てのタイムスロットにセル
が送信されると、以下の帯域を使用する。

【００８７】 168×53×8×(1÷0.046368)＝1536231.884 (bps）となり、1.5Mbpsのスループットが出力可能である。

【００８８】バックアップ回線の速度は64Kbpsであるか
ら、図１３に示すメインテーブルの設定において、バッ
クアップ回線接続時に迂回させるセル組立・分解部は、
２４タイムスロット毎に設定する。これを例えば、1TS,
25TS, 49TS, 73TS, 97TS, 121TS, 145TSとする。バッ
クアップ回線接続時に迂回させないセル組立・分解部
は、上記のタイムスロット以外に設定しておく。

【００８９】基本中継回線が障害となり、バックアップ
回線に接続する時には、物理速度が1.5Mbpsから64Kbps
となる。この場合、ＡＴＭバススケジューラは、物理速
度が変更されたことを契機に、メインテーブルの読み出
しを１タイムスロット毎のスケジュールから２４タイム
スロット毎のスケジュールに変更する。このことによ
り、２４タイムスロット毎に設定されたセル組立・分解
部のみ送信権が与えられ、迂回するセル組立・分解部と
迂回しないセル組立・分解部とを選択することが可能と
なる。

【００９０】上記と同様に、バックアップ回線の速度が
128Kbpsの場合は、１２タイムスロット毎に設定すれば
よい。

【００９１】（８）中継回線数の拡張例基本的にＡＴＭセル多重装置では、中継回線はせいぜい
２本（基本中継回線＋バックアップ回線）が一般的であ
るため、この前提を利用し、効率よく低コストで上りと
下りを制御可能とする方式を説明した。

【００９２】すなわち、図６は中継回線が２本の場合を
前提に記述しているため、１タイムスロット単位で下り
方向のセルは無条件に２セルまで受信可能となってい
る。上り方向はスケジューラの制御により、１タイムス
ロットで１セルのみ送信可能である。

【００９３】しかしながら、下り方向のセルも上り方向
と同一のスケジューラ方式に変更すれば、理論的には中
継回線の数に制限は無くなる。以下にその実施例を説明
する。

【００９４】下り方向にも、上り方向と同一の機構のス
ケジューラ機能を設ける。２つのスケジューラの制御に
より、１タイムスロット当たり上り１セル、下り１セル
の送信権を与える。中継回線制御部１４（図２参照）に
は、セル組立・分解部と同様の最大セルレートを申告さ
せ、これに基づいてメインテーブルを作成する。２つの
スケジューラは、１タイムスロットで送信権を１回づ
つ、セル組立・分解部及び中継回線制御部に与える。

【００９５】上記の制御を行うことにより、中継回線の
数の制限は無限に拡張することが可能である。

【００９６】（９）ＡＴＭ交換機との連携機能ＡＴＭセル多重装置とＡＴＭ交換機との連携機能につい
て下記に説明する。ＡＴＭ交換機では、ＡＴＭスイッチ
（図１７に示すＡＴＭ−ＳＷ) が内蔵されているため、
中継回線のコネクションＩＤ（ＶＰＩ／ＶＣＩ）と端末
側の（セル組立・分解部側）のコネクションＩＤとは異
なっており、ＡＴＭスイッチでコネクションＩＤの変換
を行うことが可能である。

【００９７】一方、ＡＴＭセル多重装置では、ＡＴＭス
イッチは搭載しないのが一般的であるため、中継回線の
コネクションＩＤとセル組立・分解部が生成するセルの
コネクションＩＤは同一である必要がある。

【００９８】この要件を満たすためには、セル組立・分
解部は以下に示す３つの機能が必要となる。 (1)ＰＶＣ（Permanent Virtual Circuit:固定バーチャ
ルサーキット）接続の場合は、中継回線で規定されるコ
ネクションＩＤをコネクション単位にセル組立・分解部
に設定可能とする。 (2)ＳＶＣ（Switched Virtual Circuit: 呼設定バーチ
ャルサーキット）接続の場合は、呼設定時に中継回線で
決定されたコネクションＩＤを呼毎にセル組立・分解部
に設定する必要がある。

【００９９】このようなＡＴＭセル多重装置の構成例を
図１６に示す。すなわち、ＡＴＭセル多重装置１１は、
上記のセル組立・分解部１３、中継回線制御部１４、端
末回線制御部１６の他にＳＶＣ呼設定制御部１７が設け
られている。

【０１００】ＳＶＣ呼設定制御部１７は、呼の設定契機
（例：端末からデータ受信、電源投入、端末から呼設定
メッセージ受信時等）にＡＴＭ交換機とＡＴＭの呼設定
プロトコル（例：ＡＴＭフォーラムＵＮＩ4.0等）に従
い、中継回線上のコネクションＩＤを決定する（図示の
）。

【０１０１】ＳＶＣ呼設定制御部１７は、決定されたコ
ネクションＩＤをセル組立・分解部部１３に設定する
（図示の）。セル組立・分解部１３は、設定されたコ
ネクションＩＤでセルの送信・受信を行う。この結果、
ＡＴＭスイッチを搭載しないセルの多重・分離が可能と
なる（図示の）。

【０１０２】(3)ＡＴＭフォーラムのＰＮＮＩ(Private
Network-Network Interface)で規定されているＳＯＦＴ
−ＰＶＣの場合は、ＡＴＭスイッチで変換された後の相
手先セル組立・分解部のコネクションＩＤを呼設定メッ
セージに設定する必要があるが、ＡＴＭセル多重装置で
は、ＡＴＭスイッチを搭載していないので、仮想的なコ
ネクションＩＤを指定する。

【０１０３】この仮想コネクションＩＤは、ＡＴＭセル
多重装置内で複数存在するセル組立・分解部の中で、ど
のセル組立・分解部に宛てたセルかを判定するために使
用し、実通信のセルのコネクションＩＤでは、ＡＴＭセ
ル多重装置−ＡＴＭ交換機間の中継回線で決定されたコ
ネクションＩＤをＡＴＭセル多重装置のセル組立・分解
部に設定し通信を行う。

【０１０４】このＳＶＣコネクションＩＤの設定シーケ
ンス例が図１７に示されている。相手ＶＰＩ／ＶＣＩと
は、ＡＴＭフォーラムのＰＮＮＩで使用する通信先コネ
クションＩＤである。ＡＴＭ交換機３から受信したＳＥ
ＴＵＰ（セットアップ）メッセージで、相手側（ＶＰＩ
／ＶＣＩ＝Ｅ）は、ＳＶＣ呼設定制御部１７でセル組立
・分解部Ｅを選択するために使用し、実通信では、ＡＴ
Ｍ交換機３のコネクションＩＤであるＶＰＩ／ＶＣＩ＝
Ｇを使用する。

【０１０５】（１０）ＡＴＭスイッチへの応用例上記の説明では、端末回線はすべてセル組立・分解部を
前提に説明して来たが、セル組立・分解部だけではな
く、直接、ＡＴＭセルインタフェースをサポートするこ
とにより、多対多の接続を実現した、低価格で簡易な、
疑似スイッチへの拡張も可能である。

【０１０６】実施例としては、セル組立・分解部をＡＴ
Ｍ−ＵＮＩインタフェース部に置き換えればよいだけで
ある。

【０１０７】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明に係るＡＴ
Ｍセル多重装置は、ＡＴＭバススケジューラが、端末か
らＡＴＭ交換機への上り方向のセルの送信は予め設定さ
れたスケジュールテーブルに従って各セル組立・分解部
毎に送信権を割り当てるとともに所定のサービスカテゴ
リー又はトラフィック管理により行い、該ＡＴＭ交換機
から該端末への下り方向は、全セル組立・分解部にセル
を同報し、各セル組立・分解部側で自分宛てか否かを判
定してセルを受信するように構成したので下記の効果が
得られる。

【０１０８】(1)ＡＴＭスイッチを搭載することなく、
トラフィック制御（ＣＢＲ，ＶＢＲ，ＵＢＲ）を可能と
し、ＡＴＭセル多重装置の開発コスト、製造コストを削
減し、小型化が図られる。 (2)ＡＴＭスイッチを搭載せずに、ＰＶＣ，ＳＶＣ，Ｓ
ＯＦＴ−ＰＶＣを可能とし、ＡＴＭセル多重装置の開発
コスト、製造コストを大幅に軽減することが可能とな
る。

【０１０９】(3)中継回線の数を容易に拡張可能とな
り、ＡＴＭセル多重装置の拡張性が増大する。 (4)スケジュールテーブルの設定間隔により、基本中継
回線とバックアップ回線とで、物理回線速度が異なる場
合、セル組立・分解部単位に迂回・非迂回を選択可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明及び従来技術に係るＡＴＭセル多重装置
の配置を示したブロック図である。

【図２】本発明に係るＡＴＭセル多重装置の原理構成を
示したブロック図である。

【図３】本発明に係るＡＴＭセル多重装置の実施例を示
したブロック図である。

【図４】本発明に係るＡＴＭセル多重装置の実際の詳細
システム実施例を示したブロック図である。

【図５】本発明に係るＡＴＭセル多重装置に用いられる
ＡＴＭバススケジューラの構成例を示したブロック図で
ある。

【図６】本発明に係るＡＴＭセル多重装置に用いられる
ＡＴＭバスの実施例を示した図である。

【図７】本発明に係るＡＴＭセル多重装置に用いられる
ＡＴＭフレームのヘッダフォーマット図である。

【図８】本発明に係るＡＴＭセル多重装置に用いられる
ＣＢＲ方式によるタイムチャート図である。

【図９】本発明に係るＡＴＭセル多重装置に用いられる
rt-ＶＢＲ方式によるタイムチャート図である。

【図１０】本発明に係るＡＴＭセル多重装置に用いられ
るnrt-ＶＢＲ方式によるタイムチャート図である。

【図１１】本発明に係るＡＴＭセル多重装置に用いられ
るＵＢＲ方式によるタイムチャート図である。

【図１２】本発明に係るＡＴＭセル多重装置に用いられ
るスケジュールテーブルの構成例を示した図である。

【図１３】本発明に係るＡＴＭセル多重装置に用いられ
るスケジュールテーブル中のメインテーブルの作成アル
ゴリズムを示した図である。

【図１４】本発明に係るＡＴＭセル多重装置に用いられ
るスケジュールテーブル中のサブテーブル（nrt-ＶＢ
Ｒ）の作成アルゴリズムを示した図である。

【図１５】本発明に係るＡＴＭセル多重装置に用いられ
るスケジュールテーブル中のサブテーブル（ＵＢＲ）の
作成アルゴリズムを示した図である。

【図１６】本発明に係るＡＴＭセル多重装置におけるＳ
ＶＣコネクションＩＤの動作例を示したブロック図であ
る。

【図１７】本発明に係るＡＴＭセル多重装置におけるＳ
ＯＦＴ−ＰＶＣ通信方式を示したシーケンス図である。

【符号の説明】

１端末２ＡＴＭセル多重装置３ＡＴＭ交換機１１ＡＴＭバススケジューラ１２ＡＴＭバス１３セル組立・分解部（ＣＬＡＤ）１１０スケジュールテーブルＴ１メインテーブルＴ２サブテーブルＴ３ＰＣＲ設定テーブル１１１スケジューラ管理制御部１１２ＡＴＭバス制御信号部１１３メインテーブルサーチ制御部１１４，１１５サブテーブルサーチ制御部１１６セル送信レート監視部１１７セル組立・分解部送信権信号生成部ＴＳタイムスロット図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平３−297245（ＪＰ，Ａ) 特開平４−137941（ＪＰ，Ａ) 特開平４−196654（ＪＰ，Ａ) 特開平４−207733（ＪＰ，Ａ) 特開平８−149139（ＪＰ，Ａ) 特開平９−186695（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04L 12/28

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】端末とＡＴＭ交換機間でＡＴＭセルの組み
立て及び分解を行うようにＡＴＭバス上に並列接続され
た複数のセル組立・分解部と、該ＡＴＭバスを介して該セル組立・分解部に接続された
ＡＴＭバス管理用のＡＴＭバススケジューラとを備え、該ＡＴＭバススケジューラが、該端末から該ＡＴＭ交換
機への上り方向のセルの送信は、所定のサービスカテゴ
リー又はトラフィック量に合わせたトラフィック管理に
より予め設定されたスケジュールテーブルに従って各セ
ル組立・分解部毎に送信権を割り当てるとともに、該Ａ
ＴＭ交換機から該端末への下り方向は、全セル組立・分
解部にセルを同報し、各セル組立・分解部側で自分宛て
か否かを判定してセルを受信させることを特徴とするＡ
ＴＭセル多重装置。
【請求項２】請求項１において、該ＡＴＭバススケジューラが、該ＡＴＭ交換機に接続さ
れた中継回線が１本の場合、該ＡＴＭバス上に、上り方
向と下り方向のセルを平等に割り当てることによりセル
の送信・受信を制御することを特徴としたＡＴＭセル多
重装置。
【請求項３】請求項１において、該ＡＴＭバススケジューラが、該ＡＴＭ交換機に接続さ
れた中継回線が複数本の場合、下り方向は１タイムスロ
ット内に該複数のセルを受信可能とし、上り方向は１セ
ルに制御することを特徴としたＡＴＭセル多重装置。
【請求項４】請求項３において、該複数本の中継回線の物理速度が互いに異なる場合、該
ＡＴＭバススケジューラが、該ＡＴＭバスの送信権を与
える順序を決定するメモリテーブルの設定間隔を間引き
設定することにより、各セル組立・分解部単位に迂回又
は非迂回を選択可能とすることを特徴としたＡＴＭセル
多重装置。
【請求項５】請求項３において、該ＡＴＭバススケジューラが、上り方向だけでなく下り
方向のセルに対しても所定のサービスカテゴリー又はト
ラフィック量に合わせたトラフィック管理により予め設
定されたスケジュールテーブルに従って各セル組立・分
解部毎に受信権を割り当てることにより該中継回線の数
を拡張可能としたことを特徴とするＡＴＭセル多重装
置。
【請求項６】請求項１乃至５のいずれかにおいて、該セル組立・分解部とは別にＳＶＣ呼設定制御部を設
け、該ＳＶＣ呼設定制御部が、呼設定プロトコルを制御
し、該中継回線上で決定されたコネクションＩＤをセル
組立・分解部に設定することにより該ＡＴＭ交換機と接
続可能にしたことを特徴とするＡＴＭセル多重装置。
【請求項７】請求項６において、該ＳＶＣ呼設定制御部が、仮想コネクションＩＤを設定
し、ＰＮＮＩで規定されているＳＯＦＴ−ＰＶＣ機能を
有することを特徴としたＡＴＭセル多重装置。
【請求項８】請求項１乃至６のいずれかにおいて、該サービスカテゴリーが、ＣＢＲ，rt-ＶＢＲ，nrt-Ｖ
ＢＲ，及びＵＢＲであることを特徴としたＡＴＭセル多
重装置。
【請求項９】請求項８において、該スケジュールテーブルが、ＵＢＲを除く全サービスカ
テゴリーを含むメインテーブルと、送信権についての優
先順位の低いサービスカテゴリーから成るサブテーブル
とで構成されており、該ＡＴＭバススケジューラが、該
メインテーブルにおけるセル組立・分解部が送信権を放
棄したときのみ該サブテーブルに基づいて送信権を付与
することを特徴としたＡＴＭセル多重装置。
【請求項１０】請求項９において、該メインテーブルが、ＣＢＲ，rt-ＶＢＲ，及びnrt-Ｖ
ＢＲの順に且つセル組立・分解部の登録順にフレーム内
で均等に各セル組立・分解部に対する送信権を各タイム
スロットに割り当てるように予め作成されていることを
特徴としたＡＴＭセル多重装置。
【請求項１１】ＡＴＭセルインタフェース部とＡＴＭ交
換機間でＡＴＭセルの組み立て及び分解を行うようにＡ
ＴＭバス上に並列接続された複数のセル組立・分解部
と、該ＡＴＭバスを介して該セル組立・分解部に接続された
ＡＴＭバス管理用のＡＴＭバススケジューラとを備え、該ＡＴＭバススケジューラが、該ＡＴＭセルインタフェ
ース部から該ＡＴＭ交換機への上り方向のセルの送信
は、所定のサービスカテゴリー又はトラフィック量に合
わせたトラフィック管理により予め設定されたスケジュ
ールテーブルに従って各セル組立・分解部毎に送信権を
割り当てるとともに、該ＡＴＭ交換機から該ＡＴＭセル
インタフェースへの下り方向は、全ＡＴＭセルインタフ
ェース部にセルを同報し、各ＡＴＭセルインタフェース
部側で自分宛てか否かを判定し、セルを受信することを
特徴としたＡＴＭスイッチ。