JP3454230B2 - Atm交換機のスイッチ制御回路 - Google Patents

Atm交換機のスイッチ制御回路

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JP3454230B2 JP2000174618A JP2000174618A JP3454230B2 JP 3454230 B2 JP3454230 B2 JP 3454230B2 JP 2000174618 A JP2000174618 A JP 2000174618A JP 2000174618 A JP2000174618 A JP 2000174618A JP 3454230 B2 JP3454230 B2 JP 3454230B2
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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ATM交換機のスイ
ッチ制御回路に関し、特にATM(Asynchron
ous Transfer Mode)セルを入出力ポ
ート間でスイッチングするATM交換機のスイッチ制御
方式に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種のATM交換機において
は、図16に示すように、入力ポートバッファ5と、出
力ポートバッファ2−1〜2−n(出力ポートバッファ
2−4〜2−nは図示せず)と、バッファ占有量計数部
3と、バックプレッシャ発信部6とを備えている。ま
た、入力ポートバッファ5はポート別分離器50と、出
力ポート対応論理キュー51−1〜51−nと、セル送
出制御部52と、バックプレッシャ受信部53とを備え
ている。尚、上記のATM交換機では、説明の簡単化の
ためにトラヒッククラスが一つである場合を想定してい
る。
【0003】図17は図16のバックプレッシャ発信部
6によるバックプレッシャ制御を示すフローチャートで
ある。これら図16及び図17を参照して従来のATM
交換機におけるセルスイッチング動作について説明す
る。
【0004】入力ポート100から流入するATMセル
は入力ポートバッファ5はポート別分離器50によって
ATMセルの宛先出力ポートが識別された後に、その識
別結果を基に適切な出力ポート対応論理キュー51−1
〜51−nに格納される。セル送出制御部52は出力ポ
ート対応論理キュー51−1〜51−n間でセル送出権
を周回的に持ち回らせる回転優先制御によってATMセ
ルの送出を制御する。
【0005】このセル送出制御部52の処理によって選
択された出力ポート対応論理キュー51−1〜51−n
から取り出されたATMセルは、入力ポート信号線10
1及び時分割多重バス102を経由してその宛先出力ポ
ートに対応した出力ポートバッファ2−1〜2−nに格
納される。
【0006】出力ポートバッファ2−1〜2−nでは先
頭のセルから順に出力ポート103−1〜103−n
(出力ポート103−4〜103−nは図示せず)に送
出される。バッファ占有量計数部3は出力ポートバッフ
ァ2−1〜2−n各々のキュー長を観測する。
【0007】バックプレッシャ発信部6はバッファ占有
量計数部3の保有する出力ポートバッファ2−1〜2−
n各々のキュー長情報を参照し(図17ステップS3
1)、キュー長が予め設定されたしきい値を超えて輻輳
状態になった出力ポートバッファ2−1〜2−nが存在
することを検知すると(図17ステップS32)、全て
の入力ポートバッファ5に対して輻輳状態にある出力ポ
ートを明記した送信停止(STOP)信号113とそれ
以外の出力ポートを明記した送信再開(GO)信号11
1とを発信する(図17ステップS33,S35)。
【0008】また、バックプレッシャ発信部6はキュー
長がしきい値を超えて輻輳状態になった出力ポートバッ
ファ2−1〜2−nが存在することを検知しなければ
(図17ステップS32)、全ての入力ポートバッファ
5に対して全ての出力ポートを明記した送信再開(G
O)信号111を発信する(図17ステップS34,S
35)。
【0009】送信停止(STOP)信号113を受信し
たバックプレッシャ受信部53は受信したバックプレッ
シャ信号情報からバックプレッシャ信号を発した出力ポ
ートを特定し、その出力ポートに対応した出力ポート対
応論理キュー51−1〜51−nからのセル送出を禁止
するようセル送出制御部52に通知する。
【0010】出力ポートバッファ2−1〜2−nの輻輳
が解除されると、その出力ポートを明記した送信再開
(GO)信号111を送信し、それまで送信が止められ
ていた出力ポート行きのセル転送を再開させる。
【0011】このように、従来のATM交換機における
入力ポートと出力ポートとの間のトラヒック制御として
は、特定の出力ポートが輻輳した場合にその出力ポート
バッファでのセル損失を防ぐために、その出力ポートへ
のセル出力を停止/再開させることを命じるバックプレ
ッシャ信号を全ての入力ポートバッファ5に対して発生
する単純なバックプレッシャ制御が存在するだけであ
る。
【0012】また、入力ポートバッファ5において、回
転優先制御ではなく、各論理キューからセルを送出した
後に次回のセル送出時刻を算出してセル送出を厳密に制
御する手法が考えられている。しかしながら、従来では
この送出時刻を現在時刻と常に比較し、送出時刻が現在
時刻以前であるならばセルを送出する、あるいは現在時
刻と全く比較することなしに、送出時刻順に従ってやみ
くもに送出するのみのどちらかである。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のバック
プレッシャ制御では、複数の入力ポートからのATMセ
ルが同一出力ポートに同時到着することによる輻輳が一
度発生すると、出力ポートバッファでのセル損失を防ぐ
ための送出停止信号が発信される。やがて、輻輳が解除
されて送出再開信号が発信されると、各入力ポートバッ
ファが同時にセル送出を再開するものの、同時到着によ
る輻輳が再び発生するので、送出停止信号が発信され
る。
【0014】上記のように、従来のバックプレッシャ制
御では各入力ポートバッファが送出再開、送出停止を同
期的に繰り返すため、各入力ポートからの同一出力ポー
トへのスループットが均一化してしまう。特に、同一出
力ポートヘ向かう元々のトラヒック量に入力ポート間で
ばらつきがある場合、同一出力ポートを使用するVC
(Virtual Channel)は帯域予約をして
いるにもかかわらず、スループットを全く保証できなく
なるおそれがある。
【0015】入力ポートバッファで行われるセル送出制
御については、セル送出の度に次回の送出時刻を算出す
るものの、送出時刻と現在時刻とを常に比較し、送出時
刻が現在時刻以前であるならばセルを送出するという制
御を行う場合、出力ポートバッファが全く輻輳していな
いにもかかわらず、入力ポートバッファからセルを送出
できない状態が発生し、出力ポートバッファの非効率利
用が問題となる。
【0016】また、送出時刻と現在時刻とを常に比較し
ない制御を行う場合には、出力ポートバッファの非効率
利用が解決されるものの、入力ポートバッファからセル
がやみくもに送られて輻輳が頻繁に発生し、従来のバッ
クプレッシャ制御による問題が影響を及ぼすようにな
る。
【0017】そこで、本発明の目的は上記の問題点を解
消し、ATM交換機内部での輻輳発生を抑制して同一出
力ポートを使用するVCのスループットを保証するトラ
ヒック制御が可能なATM交換機のスイッチ制御回路を
提供することにある。
【0018】
【課題を解決するための手段】本発明によるATM交換
機のスイッチ制御回路は、非同期転送モードで転送され
るATMセルを入力ポートと出力ポートとの間でスイッ
チングするATM交換機のスイッチ制御回路であって、
前記入力ポート及び前記出力ポート各々に対応して設け
られかつ前記入力ポートと前記出力ポートとの間でAT
Mセル交換を行うための入力ポートバッファ及び出力ポ
ートバッファと、前記出力ポートバッファでのセル廃棄
を防止するために前記出力ポートバッファの占有量に応
じて送出再開信号と送出停止信号と送出制御信号とのう
ちいずれかを出力するバックプレッシャ機能と、前記A
TMセルを送出する出力ポートに対応して前記バックプ
レッシャ機能から前記送出再開信号が入力された時に当
該出力ポートに対して予め設定された第1のレートで前
記ATMセルを送出するよう制御しかつ前記ATMセル
を送出する出力ポートに対応して前記バックプレッシャ
機能から前記送出制御信号が入力された時に当該出力ポ
ートに対して予め設定された第2のレートで前記ATM
セルを送出するよう制御するセル送出制御手段とを備え
ている。
【0019】本発明による他のATM交換機のスイッチ
制御回路は、上記の構成において、前記バックプレッシ
ャ機能が、前記出力ポートバッファの占有量が予め設定
された第1のしきい値未満の時に前記送出再開信号を出
力し、前記出力ポートバッファの占有量が前記第1のし
きい値と予め設定された第2のしきい値との間にある時
に前記送出制御信号を出力し、前記出力ポートバッファ
の占有量が前記第2のしきい値以上の時に前記送出停止
信号を出力するよう構成されている。
【0020】すなわち、上記課題を解決するために、本
発明においては、入力ポートバッファと出力ポートバッ
ファとの間でのバックプレッシャ信号を、送出再開(G
O)信号と送出停止(STOP)信号と送出制御(SH
APE)信号との三種類とする構成としている。
【0021】上記の構成を有するバックプレッシャ制御
を備えた入出力バッファ型ATM交換機において、入力
ポートバッファでは送出再開信号を発信している出力ポ
ートに対して第1のレート(R1)でセルを送出するこ
ととし、送出制御信号を発信している出力ポートに対し
て第2のレート(R2)でセルを送出する。
【0022】第1のレート(R1)としてポート最大レ
ートを選ぶ場合には、入力ポートバッファで各論理キュ
ーからセルを送出する度に次回のセル送出時刻を第2の
レート(R2)から計算することとし、送出再開信号を
受信している時には単純に送出時刻順に従ってセルを送
出するだけとし、送出制御信号を受信している時には、
上記と同様に、送出時刻順に従ってセルを送出するが、
送出時刻を必ず現在時刻と比較して送出時刻が現在時刻
よりも以前であるときに限ってセルを送出するようにし
ている。
【0023】これによって、ATM交換機内部での輻輳
発生を抑制して同一出力ポートを使用するVCのスルー
プットを保証するトラヒック制御が可能となる。
【0024】
【発明の実施の形態】次に、本発明の一実施例について
図面を参照して説明する。図1は本発明の一実施例の構
成を示すブロック図である。図において、本発明の一実
施例によるATM交換機は入力ポートバッファ1と、出
力ポートバッファ2−1〜2−n(出力ポートバッファ
2−4〜2−nは図示せず)と、バッファ占有量計数部
3と、バックプレッシャ発信部4とを備えている。ま
た、入力ポートバッファ1はポート別分離器10と、出
力ポート対応論理キュー11−1〜11−nと、セル送
出制御部12と、バックプレッシャ受信部13とを備え
ている。
【0025】入力ポートバッファ1はその内部に出力ポ
ート103−1〜103−n(出力ポート103−4〜
103−nは図示せず)毎に対応した出力ポート対応論
理キュー11−1〜11−nを設け、出力ポート103
−1〜103−n毎にキューイング可能としている。
【0026】この出力ポート対応論理キュー11−1〜
11−nをトラヒッククラス毎に用意することによっ
て、容易にマルチトラヒッククラス環境を提供すること
ができる。本発明の一実施例では説明の簡単化のため
に、トラヒッククラスが一つである場合を想定している
が、所望のサービスクラスの分だけいくらでも用意可能
である。
【0027】図2は図1のセル送出制御部12の構成を
示すブロック図である。図において、セル送出制御部1
2は送出制御部12aと、論理キューリスト12bと、
論理キューリスト管理部12cと、セル送出部12d
と、次回送出時刻算出部12eと、帯域テーブル12f
と、計時部12gとから構成されている。
【0028】これら図1及び図2を参照して本発明の一
実施例によるATM交換機のセルスイッチング動作につ
いて説明する。入力ポートバッファ1では入力ポート1
00から流入するATMセルをポート別分離器10によ
ってATMセルの宛先出力ポートを識別し、その識別結
果に応じて適切な出力ポート対応論理キュー11−1〜
11−nに格納する。
【0029】セル送出制御部12は各出力ポート対応論
理キュー11−1〜11−nからATMセルを送出した
後、その同じ論理キューからATMセルを送出する次回
の時刻を次回送出時刻算出部12eで算出するととも
に、どの論理キューから送出すべきかを時刻順に並べた
論理キューリスト12bを保有する。
【0030】論理キューリスト12bの先頭に位置する
出力ポート対応論理キュー11−1〜11−nから取り
出されたATMセルはセル送出制御部12のセル送出部
12dから入力ポート信号線101及び時分割多重バス
102を経由してその宛先出力ポートに対応した出力ポ
ートバッファ2−1〜2−nに格納される。出力ポート
バッファ2−1〜2−nは先頭のATMセルから順に出
力ポート103−1〜103−nに送出する。
【0031】図3は図1のセル送出制御部12が保有す
る論理キューリスト12bの一例を示す図である。図に
おいて、論理キューリスト12bにはその論理キューの
リスト上での位置(先頭,2番目,3番目)と、送出時
刻と、クラスと、宛先ポートとが保持されている。
【0032】セル送出制御部12の次回送出時刻算出部
12eは出力ポート対応論理キュー11−1〜11−n
各々からATMセルを送出した後、その同じ出力ポート
対応論理キュー11−1〜11−nからATMセルを送
出する次回の送出時刻を算出するが、その計算方式の一
例を以下に示す。
【0033】例えば、論理キューからATMセルを送出
する前回の計算時刻をTprev、論理キューに収容さ
れた個々のコネクションに割り当てられた宛先出力ポー
ト上の帯域をBWiとすると、次回の送出時刻Tnex
tは、 Tnext=Tprev+1/Σ
BWi ……(1)から計算される。
【0034】ここで、各コネクションに割り当てる帯域
BWiは、コネクション設定前に呼受付制御によって決
定されるものであり、宛先出力ポートを経由する全ての
コネクションの割り当て帯域の総和がその最大帯域を超
えないようにしている。
【0035】送出間隔(=Tnext−Tprev)
を、宛先出力ポートが輻輳しないように割り当てた帯域
の逆数に等しくすることによって、送出時刻を厳密に現
在時刻と比較して送出制御した場合、その宛先出力ポー
トは絶対に輻輳しない。
【0036】図4は図1のバッファ占有量計数部3が保
有する情報内容(バッファ占有量テーブル)の一例を示
す図である。図において、バッファ占有量テーブル3a
にはバッファ占有量計数部3が計数した出力ポートバッ
ファ2−1〜2−n各々の占有量(キュー長)を出力ポ
ートバッファ2−1〜2−n各々に対応して格納されて
いる。
【0037】図5は図1の出力ポートバッファ2−1に
おけるしきい値設定の一例を示す図である。図におい
て、出力ポートバッファ2−1にはバックプレッシャ発
信部4が送出制御(SHAPE)信号112を発信する
ためのしきい値Qth_shapeと、バックプレッシ
ャ発信部4が送出停止(STOP)信号113を発信す
るためのしきい値Qth_stopとが設定されてい
る。
【0038】図6は図1のバックプレッシャ発信部4に
よるバックプレッシャ制御を示すフローチャートであ
り、図7は図1のセル送出制御部12によるセル送出制
御を示すフローチャートである。これら図1〜図7を用
いて本発明の一実施例によるセル送出制御について説明
する。尚、説明の簡略化のため、一つのトラヒッククラ
スしか存在しないものとする。
【0039】入力ポートバッファ1では入力ポート10
0から流入するATMセルをポート別分離器10によっ
てATMセルの宛先出力ポートを識別し、その識別結果
に応じて適切な出力ポート対応論理キュー11−1〜1
1−nに格納する。
【0040】セル送出制御部12は各出力ポート対応論
理キュー11−1〜11−nからATMセルを送出した
後、その同じ論理キューからATMセルを送出する次回
の時刻を次回送出時刻算出部12eで算出するととも
に、どの論理キューから送出すべきかを時刻順に並べた
論理キューリスト12bを保有する。
【0041】論理キューリスト12bの先頭に位置する
出力ポート対応論理キュー11−1〜11−nから取り
出されたATMセルはセル送出制御部12のセル送出部
12dから入力ポート信号線101及び時分割多重バス
102を経由してその宛先出力ポートに対応した出力ポ
ートバッファ2−1〜2−nに格納される。出力ポート
バッファ2−1〜2−nは先頭のATMセルから順に出
力ポート103−1〜103−nに送出する。
【0042】バッファ占有量計数部3は出力ポートバッ
ファ2−1〜2−n各々の占有量(キュー長)を計数
し、計数したキュー長を出力ポートバッファ2−1〜2
−n各々に対応してバッファ占有量テーブル3aに格納
する。
【0043】バックプレッシャ発信部4はバッファ占有
量計数部3のバッファ占有量テーブル3a内のキュー長
Qoutを参照し(図6ステップS1)、出力ポート1
03−1〜103−n毎に用意される出力ポートバッフ
ァ2−1〜2−nのキュー長Qoutがしきい値Qth
_shape以下の出力ポートバッファ2−1〜2−n
が存在するか否かを判定する(図6ステップS2)。
【0044】バックプレッシャ発信部4はキュー長Qo
utがしきい値Qth_shape以下の出力ポートバ
ッファ2−1〜2−nがあれば、対応する出力ポート1
03−1〜103−nのバックプレッシャ信号を送出再
開(GO)信号111とする(図6ステップS3)。
【0045】バックプレッシャ発信部4はキュー長Qo
utがしきい値Qth_shape以下の出力ポートバ
ッファ2−1〜2−nがなければ、キュー長Qoutが
しきい値Qth_shapeとしきい値Qth_sto
pとの間にある出力ポートバッファ2−1〜2−nが存
在するか否かを判定する(図6ステップS4)。
【0046】バックプレッシャ発信部4はキュー長Qo
utがしきい値Qth_shapeとしきい値Qth_
stopとの間にある出力ポートバッファ2−1〜2−
nが存在すれば、対応する出力ポート103−1〜10
3−nのバックプレッシャ信号を送出制御(SHAP
E)信号112とする(図6ステップS5)。
【0047】バックプレッシャ発信部4はキュー長Qo
utがしきい値Qth_shapeとしきい値Qth_
stopとの間にある出力ポートバッファ2−1〜2−
nが存在しければ、キュー長Qoutがしきい値Qth
_stop以上の出力ポートバッファ2−1〜2−nが
存在するか否かを判定する(図6ステップS6)。
【0048】バックプレッシャ発信部4はキュー長Qo
utがしきい値Qth_stop以上の出力ポートバッ
ファ2−1〜2−nがあれば、対応する出力ポート10
3−1〜103−nのバックプレッシャ信号を送出停止
(STOP)信号113とする(図6ステップS7)。
【0049】バックプレッシャ発信部4はキュー長Qo
utがしきい値Qth_stop以上の出力ポートバッ
ファ2−1〜2−nがない場合、あるいは対応する出力
ポート103−1〜103−nのバックプレッシャ信号
を送出停止(STOP)信号113とすると、各出力ポ
ート103−1〜103−nに対応するバックプレッシ
ャ信号を全ての入力ポートバッファ1に対して発信する
(図6ステップS8)。
【0050】入力ポートバッファ1のバックプレッシャ
受信部13はバックプレッシャ発信部4からのバックプ
レッシャ信号を受信すると、そのバックプレッシャ信号
を各出力ポート103−1〜103−nに対応付けてバ
ックプレッシャ信号受信状況(図示せず)に格納し、そ
のバックプレッシャ信号に対応する指示(再開、制御、
停止)をセル送出制御部12に通知する。
【0051】セル送出制御部12は論理キューリスト1
2bの先頭を参照し(図7ステップS11)、論理キュ
ーリスト12bの先頭にエントリされた論理キューの宛
先ポートに対応するバックプレッシャ受信部13からの
指示を参照する(図7ステップS12)。
【0052】セル送出制御部12は論理キューリスト1
2bの先頭にエントリされた論理キューの宛先ポートに
対応するバックプレッシャ受信部13からの指示が再開
指示であれば(図7ステップS13)、論理キューリス
ト12bの先頭にエントリされた論理キューのATMセ
ルを送出する(図7ステップS14)。その際、セル送
出制御部12はその送出時刻と現在時刻とを比較するこ
とはしない。
【0053】セル送出制御部12は論理キューリスト1
2bの先頭にエントリされた論理キューの宛先ポートに
対応するバックプレッシャ受信部13からの指示が停止
指示であれば(図7ステップS15)、あるいは制御指
示でなければ(図7ステップS17)、論理キューリス
ト12bの次を参照する(図7ステップS16)。
【0054】すなわち、セル送出制御部12はバックプ
レッシャ受信部13からの指示が停止指示であれば、そ
の宛先ポートへのATMセルの送出を完全停止させ、論
理キューリスト12bの次を参照する。また、セル送出
制御部12はバックプレッシャ受信部13からの指示が
再開指示、停止指示、制御指示のいずれでもなければエ
ラーと判定し、論理キューリスト12bの次を参照す
る。
【0055】セル送出制御部12は論理キューリスト1
2bの先頭にエントリされた論理キューの宛先ポートに
対応するバックプレッシャ受信部13からの指示が制御
指示であれば(図7ステップS17)、論理キューリス
ト12bの先頭にエントリされた論理キューの送出時刻
を参照し(図7ステップS18)、送出時刻が計時部1
2gからの現在時刻以前である場合に限りそのATMセ
ルを送出する(図7ステップS19,S20)。送出時
刻が現在時刻以前でない場合、セル送出制御部12は論
理キューリスト12bの次を参照する(図7ステップS
16)。
【0056】複数のトラヒッククラスが混在する環境で
は、トラヒッククラス毎に独立した出力ポートバッファ
を用意する、あるいはトラヒッククラス毎に各バックプ
レッシャ信号のしきい値を用意することで、多様なトラ
ヒッククラス品質要求に応じた制御が可能となる。
【0057】以上説明したように、本発明の一実施例の
ATM交換機によれば、出力ポートバッファ2−1〜2
−nが輻輳していない場合には、各入力ポートバッファ
1でのセル送出制御を現在時刻と無関係にしてATMセ
ルを過剰的に送り出すことによって、出力ポートバッフ
ァ2−1〜2−nの利用効率を上げることが可能であ
る。
【0058】また、輻輳した出力ポートバッファ2−1
〜2−nに対してはまず送出制御(SHAPE)信号1
12を発信し、各入力ポートバッファ1でのセル送出制
御を厳密に現在時刻と比較するようにして、その出力ポ
ート103−1〜103−n宛ての総セル流が最大帯域
を超えないようにすることによって、呼受付制御で割り
当てた最低限の帯域を保証した上で出力ポートバッファ
2−1〜2−nがそれ以上輻輳しなくなり、送出停止
(STOP)信号113の発信頻度を大幅に低下させる
ことが可能となる。これによって、従来の送出再開(G
O)信号111及び送出停止(STOP)信号113の
みによるバックプレッシャ制御で深刻であった入力ポー
トバッファ1間でのスループット平均化に基づく帯域非
保証問題を防ぐことが可能となる。
【0059】図8及び図9は図1に示すATM交換機に
おいて、出力ポート#4のキュー長Qoutが送出制御
(SHAPE)信号発生用のしきい値Qth_shap
e以下である時の処理手順を説明する状態図であり、図
10及び図11は図1に示すATM交換機において、出
力ポート#4のキュー長Qoutが送出制御(SHAP
E)信号発生用のしきい値Qth_shape以上でか
つ送出停止(STOP)信号発生用のしきい値Qth_
stop以下である時の処理手順を説明する状態図であ
る。
【0060】また、図12及び図13は図1に示すAT
M交換機において、出力ポート#4のキュー長Qout
が送出制御(SHAPE)信号発生用のしきい値Qth
_shape以上でかつ送出停止(STOP)信号発生
用のしきい値Qth_stop以下である時の処理手順
を説明する状態図であり、図14及び図15は図1示す
ATM交換機において、出力ポート#4のキュー長Qo
utが送出停止(STOP)信号発生用のしきい値Qt
h_stop以上である時の処埋手順を説明する状態図
である。
【0061】これら図8〜図15を参照して本発明の一
実施例によるセル送出制御について具体的に説明する。
これら図8〜図15では155Mbpsの回線速度を有
する入力ポート100−1〜100−4及び出力ポート
103−1〜103−4を4本収容した本発明の一実施
例によるATM交換機システムにおいて、出力ポートバ
ッファ2−1〜2−4から送出制御(SHAPE)信号
112を発信するためのしきい値Qth_shapeを
40セル、送出停止(STOP)信号113を発信させ
るためのしきい値Qth_stopを80セルとしてい
る。
【0062】また、各入力ポート(#1〜#4)100
−1〜100−4から出力ポート(#4)103−4へ
は各1本づつのコネクションがあり、夫々の予約帯域は
入力ポート(#1)→出力ポート(#4)(VCI)は
80Mbps(=188.4ce11s/msec)、
入力ポート(#2)→出力ポート(#4)(VC2)は
40Mbps(=94.2 ce11s/msec)、
入力ポート(#3)→出力ポート(#4)(VC3)は
20Mbps(=47.1 cells/msec)、
入力ポート(#4)→出力ポート(#4)(VC4)は
10Mbps(=23.6 cells/msec)と
する。尚、入力ポート1−2〜1−4は入力ポート1−
1と同様の構成となっており、また上記の帯域情報はセ
ル送出制御部12の帯域テーブル12fに予め格納され
ている。
【0063】図8及び図9は現在時刻(t=500.0
000msec)に、入力ポート(#l)と出力ポート
(#4)との間に設定されたコネクションVC1が収容
された出力ポート(#4)宛ての論理キュー(送出時刻
t=550.0000msec)が、入力ポート(#
1)のセル送出制御部12が保有する論理キューリスト
12bの先頭に達した時の状態である。
【0064】ここで、入力ポート(#1)から出力ポー
ト(#4)に行くコネクションは他になく、この論理キ
ューにはVC1以外のコネクションは収容されていな
い。バックプレッシャ受信部13の保有するバックプレ
ッシャ受信状況13aを参照すると、出力ポート(#
4)からは送出制御(SHAPE)信号112も送出停
止(STOP)信号113も受けていないので[出力ポ
ート(#4)のキュー長は10セル]、セル送出制御部
12は送出時刻を現在時刻と比較することなしにVC1
が収容された論理キューからATMセルを取り出し、時
分割バス102を経由させて宛先出力ポートバッファ2
−4に収容する。
【0065】論理キューリスト12bの先頭にある出力
ポート(#4)宛ての論理キューの次回送出時刻Tne
xtは次回送出時刻算出部12eで(1)式によって算
出される。つまり次回送出時刻Tnextは、 Tne
xt =550.0000msec+1/18
8.4cells/msec =550.005
3msecとなる。セル送出制御部12は次回送出時刻
算出部12eで算出された次回送出時刻Tnextを基
に論理キューリスト12bを送出時刻順にソートし直す
よう論理キューリスト管理部12cに指示する。
【0066】図10及び図11は現在時刻(t=50
0.0000msec)に、入力ポート(#1)と出力
ポート(#4)との間に設定されたコネクションVC1
が収容された出力ポート(#4)宛ての論理キュー(送
出時刻t=550.0000msec)が、入力ポート
(#1)のセル送出制御部12が保有する論理キューリ
スト12bの先頭に達した時の状態である。
【0067】ここで、入力ポート(#1)から出力ポー
ト(#4)に行くコネクションは他になく、この論理キ
ューにはVC1以外のコネクションは収容されていな
い。バックプレッシャ受信部13の保有するバックプレ
ッシャ受信状況13aを参照すると、出力ポート(#
4)からは送出制御(SHAPE)信号112を受けて
いるので[出力ポート(#4)のキュー長は50セ
ル]、セル送出制御部12は送出時刻を現在時刻と比較
する。
【0068】この場合、送出時刻(t=550.000
0msec)は現在時刻(t=500.0000mse
c)よりも後なので、セル送出制御部12はこの論理キ
ューからATMセルを出力ポート(#4)に送出せず
に、論理キューリスト12bの次のエントリを調べる。
【0069】図12及び図13は現在時刻(t=56
0.0000msec)に、入力ポート(#1)と出力
ポート(#4)との間に設定されたコネクションVC1
が収容された出力ポート(#4)宛ての論理キュー(送
出時刻t=550.0000msec)が、入力ポート
(#1)のセル送出制御部12が保有する論理キューリ
スト12bの先頭に達した時の状態である。
【0070】ここで、入力ポート(#1)から出力ポー
ト(#4)に行くコネクションは他になく、この論理キ
ューにはVC1以外のコネクションは収容されていな
い。バックプレッシャ受信部13の保有するバックプレ
ッシャ受信状況13aを参照すると、出力ポート(#
4)からは送出制御(SHAPE)信号112を受けて
いるので[出力ポート(#4)のキュー長は50セ
ル]、セル送出制御部12は送出時刻を現在時刻と比較
する。
【0071】この場合、送出時刻(t=550.000
0msec)は現在時刻(t=560.0000mse
c)以前なので、セル送出制御部12はこの論理キュー
からATMセルを出力ポート(#4)に送出した後、次
回の送出時刻を計算して論理キューリスト12bを送出
時刻順にソートし直す。
【0072】図14及び図15は現在時刻(t=56
0.0000msec)に、入力ポート(#1)と出力
ポート(#4)との間に設定されたコネクションVC1
が収容された出力ポート(#4)宛ての論理キュー(送
出時刻t=550.0000msec)が、入力ポート
(#1)のセル送出制御部12が保有する論理キューリ
スト12bの先頭に達した時の状態である。
【0073】ここで、入力ポート(#1)から出力ポー
ト(#4)に行くコネクションは他になく、この論理キ
ューにはVC1以外のコネクションは収容されていな
い。バックプレッシャ受信部13の保有するバックプレ
ッシャ受信状況13aを参照すると、出力ポート(#
4)からは制御停止(STOP)信号113を受けてい
るので[出力ポート(#4)のキュー長は90セル]、
セル送出制御部12はこの論理キューからATMセルを
出力ポート(#4)に送出せずに、論理キューリスト1
2bの次のエントリを調べる。
【0074】このように、出力ポートバッファ2−1〜
2−nが輻輳していない場合には各入力ポートバッファ
1,1−1〜1−4でのセル送出制御を現在時刻とは無
関係にしてATMセルを過剰的に送り出すことによっ
て、出力ポートバッファ2−1〜2−nの利用効率を上
げることが可能となる。
【0075】また、出力ポートバッファ2−1〜2−n
が輻輳すると、まず送出制御(SHAPE)信号112
を発信し、各入力ポートバッファ1,1−1〜1−4で
のセル送出制御を厳密に現在時刻と比較するようにし、
輻輳した出力ポートバッファ2−1〜2−nに対応する
出力ポート103−1〜103−n宛ての総セル流が最
大帯域を超えないようにすることによって、呼受付制御
で割り当てた最低限の帯域を保証した上で出力ポートバ
ッファ2−1〜2−nがそれ以上輻輳しなくなり、送出
停止(STOP)信号113の発信頻度を大輻に低下さ
せることが可能となる。
【0076】これによって、従来の送出再開(GO)信
号111及び送出停止(STOP)信号113のみによ
るバックプレッシャ制御で深刻であった入力ポートバッ
ファ1,1−1〜1−4間でのスループット平均化に基
づく帯域非保証問題を防ぐことが可能となる。
【0077】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、非
同期転送モードで転送されるATMセルを入力ポートと
出力ポートとの間でスイッチングするATM交換機のス
イッチ制御回路において、入力ポートと出力ポートとの
間でATMセル交換を行うための入力ポートバッファ及
び出力ポートバッファを設け、出力ポートバッファでの
セル廃棄を防止するためにバックプレッシャ機能から出
力ポートバッファの占有量に応じて送出再開信号と送出
停止信号と送出制御信号とのうちいずれかを出力し、A
TMセルを送出する出力ポートに対応してバックプレッ
シャ機能から送出再開信号が入力された時に当該出力ポ
ートに対して予め設定された第1のレートでATMセル
を送出するよう制御するとともに、ATMセルを送出す
る出力ポートに対応してバックプレッシャ機能から送出
制御信号が入力された時に当該出力ポートに対して予め
設定された第2のレートでATMセルを送出するよう制
御することによって、ATM交換機内部での輻輳発生を
抑制して同一出力ポートを使用するVCのスループット
を保証するトラヒック制御を可能とすることができると
いう効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の構成を示すブロック図であ
る。
【図2】図1のセル送出制御部12の構成を示すブロッ
ク図である。
【図3】図1のセル送出制御部が保有する論理キューリ
ストの一例を示す図である。
【図4】図1のバッファ占有量計数部が保有する情報内
容の一例を示す図である。
【図5】図1の出力ポートバッファにおけるしきい値設
定の一例を示す図である。
【図6】図1のバックプレッシャ発信部によるバックプ
レッシャ制御を示すフローチャートである。
【図7】図1のセル送出制御部によるセル送出制御を示
すフローチャートである。
【図8】図1に示すATM交換機において出力ポートの
キュー長が送出制御(SHAPE)信号発生用のしきい
値以下である時の処理手順を説明する状態図である。
【図9】図1に示すATM交換機において出力ポートの
キュー長が送出制御(SHAPE)信号発生用のしきい
値以下である時の処理手順を説明する状態図である。
【図10】図1に示すATM交換機において出力ポート
のキュー長が送出制御(SHAPE)信号発生用のしき
い値以上でかつ送出停止(STOP)信号発生用のしき
い値以下である時の処理手順を説明する状態図である。
【図11】図1に示すATM交換機において出力ポート
のキュー長が送出制御(SHAPE)信号発生用のしき
い値以上でかつ送出停止(STOP)信号発生用のしき
い値以下である時の処理手順を説明する状態図である。
【図12】図1に示すATM交換機において出力ポート
のキュー長が送出制御(SHAPE)信号発生用のしき
い値以上でかつ送出停止(STOP)信号発生用のしき
い値以下である時の処理手順を説明する状態図である。
【図13】図1に示すATM交換機において出力ポート
のキュー長が送出制御(SHAPE)信号発生用のしき
い値以上でかつ送出停止(STOP)信号発生用のしき
い値以下である時の処理手順を説明する状態図である。
【図14】図1示すATM交換機において出力ポートの
キュー長が送出停止(STOP)信号発生用のしきい値
以上である時の処埋手順を説明する状態図である。
【図15】図1示すATM交換機において出力ポートの
キュー長が送出停止(STOP)信号発生用のしきい値
以上である時の処埋手順を説明する状態図である。
【図16】従来例の構成を示すブロック図である。
【図17】図16のバックプレッシャ発信部によるバッ
クプレッシャ制御を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1,1−1〜1−4 入力ポートバッファ 2−1〜2−4 出力ポートバッファ 3 バッファ占有量計数部 4 バックプレッシャ発信部 10 ポート別分離器 11−1〜11−n 出力ポート対応論理キュー 12 セル送出制御部 12a 送出制御部 12b 論理キューリスト 12c 論理キューリスト管理部 12d セル送出部 12e 次回送出時刻算出部 12f 帯域テーブル 12g 計時部 13 バックプレッシャ受信部 13a バックプレッシャ受信状況 111 送出再開(GO)信号 112 送出制御(SHAPE)信号 113 送出停止(STOP)信号
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−198552(JP,A) 特開 平3−230641(JP,A) 特開 平4−269040(JP,A) 特開 平6−197128(JP,A) 特開 平6−318955(JP,A) 特開 平7−177179(JP,A) 特開 平7−183886(JP,A) 特開 平7−240767(JP,A) 特開 平8−32586(JP,A) 特開 平8−288953(JP,A) 特開 平8−335945(JP,A) 篠原ほか,大規模スイッチにおける内 部輻輳制御の検討,信学技報,日本, (社)電子情報通信学会,1996年12月13 日,SSE96−131,p13−18 篠原ほか,大規模マルチQoSスイッ チアーキテクチャの提案,信学技報,日 本,(社)電子情報通信学会,1996年 8月20日,SSE96−55,p73−78 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04L 12/28

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】非同期転送モードで転送されるATMセル
    を入力ポートと出力ポートとの間でスイッチングするA
    TM交換機のスイッチ制御回路であって、 前記入力ポート及び前記出力ポート各々に対応して設け
    られかつ前記入力ポートと前記出力ポートとの間でAT
    Mセル交換を行うための入力ポートバッファ及び出力ポ
    ートバッファと、前記出力ポートバッファでのセル廃棄
    を防止するために前記出力ポートバッファの占有量に応
    じて送出再開信号と送出停止信号と送出制御信号とのう
    ちいずれかを出力するバックプレッシャ機能と、前記A
    TMセルを送出する出力ポートに対応して前記バックプ
    レッシャ機能から前記送出再開信号が入力された時に当
    該出力ポートに対して予め設定された第1のレートで前
    記ATMセルを送出するよう制御しかつ前記ATMセル
    を送出する出力ポートに対応して前記バックプレッシャ
    機能から前記送出制御信号が入力された時に当該出力ポ
    ートに対して予め設定された第2のレートで前記ATM
    セルを送出するよう制御するセル送出制御手段とを有す
    ることを特徴とするスイッチ制御回路。
  2. 【請求項2】前記バックプレッシャ機能は、前記出力ポ
    ートに対応して前記送出再開信号と前記送出停止信号と
    前記送出制御信号とのうちいずれかを出力するよう構成
    したことを特徴とする請求項1記載のスイッチ制御回
    路。
  3. 【請求項3】前記バックプレッシャ機能は、前記出力ポ
    ートバッファの占有量が予め設定された第1のしきい値
    未満の時に前記送出再開信号を出力し、前記出力ポート
    バッファの占有量が前記第1のしきい値と予め設定され
    た第2のしきい値との間にある時に前記送出制御信号を
    出力し、前記出力ポートバッファの占有量が前記第2の
    しきい値以上の時に前記送出停止信号を出力するよう構
    成したことを特徴とする請求項1または請求項2記載の
    スイッチ制御回路。
  4. 【請求項4】前記セル送出制御手段は、前記第2のレー
    トで前記ATMセルを送出する際に現在の時刻と前記第
    2のレートを基に算出した送出予定時刻とを比較する比
    較手段と、前記比較手段で前記送出予定時刻が前記現在
    の時刻以前である時に当該ATMセルを送出するよう制
    御する手段とを含むことを特徴とする請求項3に記載の
    スイッチ制御回路。
  5. 【請求項5】前記セル送出制御手段は、前記第1のレー
    トで前記ATMセルを送出する際に現在の時刻に関係な
    くかつ前記第2のレートを基に算出した送出予定時刻順
    に最大レートで前記ATMセルを送出するよう制御する
    手段とを含むことを特徴とする請求項3又は請求項4に
    記載のスイッチ制御回路。
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