JP3559289B2 - 非同期伝送される通信セルを１００％の線路負荷効率で転送する方法 - Google Patents

Description

本発明は、非同期伝送法に従って転送された通信セルを100％の線路効率で転送する方法に関する。
インターフェースのデータ速度に適合するために、複数のデータブロックを有することのできる転送装置が使用される。ブロックは仮想経路のデータ速度を適合できる。複数のブロックのデータはインターフェースに供給することができる。標準化されたインターフェースはトラフィックの戻り渋滞（backpressure）をサポートする。１つだけのブロックデータがインターフェースに供給され、このブロックに対して調整されたデータ速度がインターフェースのデータ速度よりもやや高ければ、このインターフェースに対して100％負荷効率を達成することができる。複数のブロックのデータ、すなわち複数の仮想経路のデータがトラフィックの戻り渋滞をサポートするインターフェースに供給されると、線路インターフェースの100％負荷効率は達成されない。
本発明の課題は、複数ブロックのデータが供給されるインターフェースに対して100％の負荷効率が達成される方法を提供することである。
この課題は、請求項１の構成によって解決される。
本発明は、次のようなブロックに対する空データの転送を回避する。すなわち、このブロックに対して取り決められたデータ速度に従い、データを転送するための権限を有しているが、瞬時にはデータが存在しないブロックに対する空データの転送を回避するのである。本発明により、線路インターフェースを有効データによって完全に利用することができる。
本願の対象を以下、理解に必要な範囲で実施例として図面に基づき説明する。
図１は、通信セル処理のための公知の基本図、
図２は、図１にSBSと示されたユニットの詳細図、
図３は、図１にFDと示されたユニットの詳細図、
図４は、ユニットFDの別の構成図、
図５は、ユニットFDの別の構成図、
図６は、ユニットFDの別の構成図である。
図１の転送装置では、転送のため出力線路OL（Output Line）を介して定められる通信セルが、ブロックSB0..SBn（例えば64ブロック）に待ち行列として編成されて中間記憶される。通信セルは固定長を有し、非同期伝送、例えばATM（非同期伝送モード）伝送に従って仮想接続列で転送される。それぞれのブロックに供給される通信セルは入力線路IL（Input Line）で入力され、デマルチプレクサDMUX（Demultiplexer）で所属の仮想接続の尺度に従ってそれぞれのブロックに供給することができる。割当て装置SBS（Scheduler Block Scheduler）はブロック、権限をそれぞれの通信セルの転送のためにインターフェースIF（Interface）に分配する。
転送された通信セルが線路を占有している間の時間Tcellが通信セルサイクルを設定する。通信セルサイクルは通信セルクロックCClk（Cell Clock）の周期と同じである。割当て装置は、各通信セルサイクル毎に、どのブロックが通信セルを転送するか検出する。割当て装置は、各ブロック毎にカウンタFD0..FDnを有する。カウンタの入力側には通信セルクロックが供給される。カウンタは、所属のブロックに対して取り決められた通信セル速度に相応するカウンタ状態に達するとき、状態識別子を優先度設定装置PE（Priority Encoder）に送出する。優先度設定装置は、ちょうど状態識別子のセットされたブロックの中から、個々のブロックに配属された優先度に従って１つのブロックを選択し、このブロックに通信セルを転送するための権限を割り当てる。優先度設定装置は各通信セルサイクルにおいて、カウンタをセットされた状態識別子について、いわゆるラウンドロビン方式にしたがって探索することができる。
図２のカウンタは、所定の通信セル速度を調整することができる。このために通信セルクロックが速度カウンタ（カウンタｋビット）によって所定の値で分周される。この分周器の大きさは、調整すべき最小通信セル速度Rminによって定められる。レジスタ（速度パラメータ）には速度パラメータTserv＝1./.Rservがファイルされている。速度カウンタにはRservがロードされ、そのカウンタ値が各通信セルサイクルによって１だけ低減される。カウンタ状態が値０に達すると、カウンタには新たにロードされ、フリップフロップFFの出力側には状態識別子（フラグ）がセットされる。これは通信セルを所属のブロックから読み出すことができることを指示するためである。このブロックに対する通信セルが読み出されたなら、このフラグはリセットされる。通信セル速度（サービス速度）はRserv＝1/（Tserv×Tcell）により得られる。
通信セル速度が上昇すると、調整可能なステップ幅（専門用語には粒度と称される）がますます粗くなる（分周比1,2,3,4...）。
図３の端数分周器に対しては２つの変数が記憶される。
Tserv frac:速度パラメータの端数成分（ｚビット）、
Nserv frac:端数成分の瞬時和（ｚビット）、
Tserv count:速度パラメータの整数（カウンタ）成分（ｋビット）、
Nserv count:瞬時カウンタ状態（ｋビット）。
端数成分の計算は、ローカルで相応のブロックにて書くカウンタの通過時に行うか、または中央で（テーブルの変数）それぞれこのブロックからの読み出しの際に行われる。
アルゴリズムは次のとおりである。
if（Nserv count＝0/Block was served）
then Nserv frac＝Nserv frac＋Tserv frac modulo 2^Z
if（Nserv fracがオーバーフロー）then
フラグセット“１クロック抑圧”
次の通信セルサイクルでは、状態識別子フラグがリセットされ、この通信セルサイクルに対する計数が中断される。
従って速度は次式から得られる。
Rserv＝1/［（Tserv count＋Tserv frac＊Tcell）］
ｚ＝ld［1/（粒度（例えば１％））］
カウンタ全体は相互に依存せずにパラレルに動作する。複数のカウンタが同時に１つの通信セルサイクルで満了計数することができる。しかし各通信セルサイクルにおいては１つのブロックしかサービスできない。従ってカウンタは何回も満了計数することができるが、これが使用されることはない。このことから通信セルの遅延が生じる（Cell Delay Variation）。各ブロックに対しては取り決められた通信セル速度を維持すべきである。図４のカウンタでは、状態識別子を出力する図４のフリップフロップがイベントカウンタ（カウンタａビット）により置換されている。このイベントカウンタは、速度カウンタ（カウンタｋビット）が満了計数するときに１だけ減分される。イベントカウンタは、転送装置に設けられるブロックと同じ数の状態を取ることができる。イベントカウンタのカウンタ状態が０を越えていれば、状態識別子が優先度設定装置に出力される。
通信セルが転送されるインターフェースは、標準UTOPIAインターフェースとすることができる。このインターフェースはトラフィックの戻り渋滞（backpressure）をサポートする。割り当て装置は、インターフェースの戻り渋滞信号に応答することができるが、取り決められた通信セル速度は維持すべきである。物理的インターフェースには１つのブロック（port shaping）または複数のブロック（virtual path shaping）を割り当てることができる。図５による本願対象の実施形態では、イベントカウンタから出力された状態信号が、配属されたインターフェースの戻り渋滞信号と論理結合される。戻り渋滞信号がセットされれば、状態識別子が優先度設定装置に出力されず、これにより通信セルの転送は中断される。しかし満了計数イベントがイベントカウンタで計数され、これにより戻り渋滞信号の作用中に転送されなかった通信セルを、有効な戻り渋滞信号の停止後に行われる通信セルサイクルで転送することができる。このようにして取り決められた通信セル速度を維持することができる。
転送装置は、後続のインターフェースに、このインターフェースの最大データ速度を考慮した量の通信セルを割り当てる。転送装置が通信セルを転送する速度が、インターフェースのデータ速度に相応する速度よりもやや高いときに、インターフェースの100％負荷効率に達し、戻り渋滞信号によって制御される。
通信セルが割り当て装置によって処理される仮想接続を導入する際には、インターフェースの負荷効率を100％に維持することは取り敢えず行われない。
図６の実施例では、ブロックが仮想経路に割り当てられ（この仮想経路の速度で）、別個のブロックがインターフェースの残りの速度に対して割り当てられる。別個のブロックは読み出しアルゴリズムの際の低い優先度を受け取る。同時にブロックは１つの指示ブロックidleだけ拡張される。この指示ブロックidleは、該当するブロックが通信セルを含むか空であるかを指示する。指示ブロックidleは、速度カウンタとイベントカウンタとの間に挿入されたデコード装置decに供給される。速度カウンタが満了計数すると、所属のブロックは空である。従ってイベントカウンタがリセットされる。従って通信セルを含むブロックだけがサービスされ、通信セルサイクルが通信セルの転送のために失われることはない。

Claims (2)

1. 非同期伝送法により100％の線路負荷効率で通信セルを転送する方法において、
   ・通信セルを複数のブロック（SB0...SBn）に、当該通信セルをインタフェース（IF）を介して転送するために中間記憶し、
   ・当該複数ブロック（SB0...SBn）に対して取り決められた通信セル速度の和を形成し、当該和はインターフェースの通信セル速度よりも大きく、
   ・インターフェース（IF）の通信セル速度を上回るときに、インターフェース（IF）によって戻り渋滞信号を形成し、
   ・カウンタ（FD）を各ブロック（SB）ごとに設け、
   ・カウンタ（FD）を、その周期が通信セルサイクルに相応するクロック信号によりクロッキングし、
   ・カウンタ（FD）が所属のブロック（SB）に対して取り決められた通信セル速度に相応するカウンタ状態に達するとき、通信セルを転送するために該カウンタによって応答信号を形成し、
   ・転送のために定められた通信セルが相応のブロック（SB）に存在しない場合、各ブロック（SB）により空信号を出力し、
   ・有効な戻り渋滞信号および有効な空信号が存在しない場合だけ、ブロック（SB）に対して有効応答信号を出力し、
   ・各個々のブロック（SB）に対して優先度を設定し、
   ・複数ブロック（SB）の優先度のレベルに応じて、各通信セルサイクルごとに割当て装置（SBS）によって通信セルを転送するために１つのブロック（SB）を選択し、ただし前記複数ブロックに対しては、割当て装置が有効応答信号を受信しており、
   ・選択されたブロック（SB）の通信セルを転送するための権限を設定する、
   ことを特徴とする方法。
2. 非同期伝送法によって通信セルを100％の線路負荷効率で、インターフェース（IF）に接続された入力線路（IL）と出力線路（OL）との間で転送する装置であって、
   前記インターフェース（IF）はその通信セル速度を上回るときに戻り渋滞信号を出力する形式の装置において、
   ａ）デマルチプレクサ（DMUX）を有し、該デマルチプレクサは入力線路（IL）から供給された通信セルを分配し、
   ｂ）複数のブロック（SB0...SBn）を有し、当該複数のブロックは通信セルを中間記憶し、かつ通信セルが存在しない場合にはから信号を出力し、
   ｃ）各ブロック（SB）ごとにカウンタ（FD）が設けられており、
   該カウンタはその周期が通信セルサイクルに相応するクロック信号によりクロッキングされ、
   該カウンタは、所属のブロックに対して取り決められた通信セル速度に相応するカウンタ状態に達する際に有効応答信号を、有効戻り渋滞信号および有効空信号が存在しない場合だけ所属のブロック（SB）に対して出力し、
   ｄ）割当て装置（SBS）を有し、該割当て装置にはカウンタ（FD0...FDn）と優先度設定装置（PE）が設けられており、
   ｅ）該優先度設定装置は、１つのブロック（SB）を各通信セルサイクルごとに通信セルの転送のために複数ブロック（SB）の優先度のレベルに従って選択し、ただし前記複数ブロックについては、割当て装置（SBS）が有効応答信号を受信しているおり、
   前記割当て装置は、選択されたブロック（SB）に通信セルの転送のための権限を割当てる、
   ことを特徴とする装置。

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