JP4164943B2 - ATM cell assembling apparatus and ATM cell disassembling apparatus - Google Patents

ATM cell assembling apparatus and ATM cell disassembling apparatus Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、同期多重化積み上げ技術であるSDH(Synchronous Digital Hierarchy)を多重化積み上げのハイアラーキとして基幹通信網を構成している既存のSTM(Synchronous Transfer Mode)網と、ATM(Asynchronous Transfer Mode)セル転送技術を基本とする今後のATM網との間で相互接続時に用いられる多重化インタフェースによるATMセル組立・分解装置に関する。
【0002】
とくに、本発明はSTM網側の多重化インタフェースにおいて音声を中心とする64kbps情報や64kbpsの整数倍の多元速度データが混在して多重化されている場合に、任意時点からの呼の発生に対して、ATMセル組立時のセル間の相互衝突を自動的に回避すると同時に、多元速度データに対するATMセル送出タイミングの負荷分散を図る、装置の高速化とメモリ規模の逓減を実現しLSI化に適した、STM網とATM網間接続用の多重化インタフェースによるATMセル組立・分解装置に関する。
【0003】
図29のSTM網とATM網を相互接続する為のATMセル組立・分解装置に適用イメージを示す。
【0004】
図29に示す如く、ATMセル組立・分解装置は、STM網側のTDM交換機とATM網側のATM交換機との間に配置され、通常は、同じ局舎の中で、STM網側の通信サービスのチャネル単位で交換接続を行っているTDM交換機と、通信サービス単位でATMセルの交換を行っているATM交換機の間に必要な通信データ間のフォーマット変換装置として利用される。
【0005】
又、図30の本発明のATMセル組立・分解装置と適用分野の対応に示す如く、ATMセル組立・分解装置は、図30のAAL(ATM Adaptation Layer) の下位層部分を占めるSAR(Segmentation and Reassembly)機能を、セルの連結管理や誤り制御、上位レイヤの情報伝送フレームのフレーム開始位置ポインタ情報伝達等を行うCS(Convergence Sublayer)機能と協調しながら果たしておりATM通信における基本的な機能要素の一つである。
【0006】
AAL層のインタフェースの国際標準分類には、ATMに載せる通信データの種類に応じて、AAL1からAAL5まで、4種類のクラス分けが定義されているが、本発明におけるSTM網側からのデータは、いわゆるCBR(Constant Bit Rate)と称する定速度の情報、即ち、同期64kbpsまたはその整数倍の多元速度データを対象としており、多重化インタフェースにおけるAAL1相当のATMセル組立・分解インタフェースを実現する装置に分類される。
【0007】
【従来の技術】
通信技術は急速に進展しつつあり、旧来技術をベースとする既存通信網から新規技術をベースとする新規通信網に移行して行く過程で、既存設備の活用に加えて既存網と新規網の間の相互接続は必須の課題となる。
【0008】
現在の基幹通信網は、多重化フレームの積み上げ構成法として、音声1CH相当の64kbpsの整数倍の速度を積み上げる方式をとっており、高次群は155.520MbpsのSTM1または、51.840MbpsのSTM0を基本の束とし、STM1の整数倍で積み上げを行う、網同期によるSTM(Synchronous Transfer Mode)技術を基本とする、SDH(Synchronous Digital Hierarchy) による階層多重化ハイアラーキによって網構築が進められている。
【0009】
図31にSDHの多重化ハイアラーキ、図32にSTM1のフレーム構成をしめす。
【0010】
図31に示す如く、SDHは各国における既存のスタッフ同期による低次群のPDH(Pleciochronous Digital Hierarchy) 網のハイアラーキを吸収しつつ、将来、広帯域サービスを提供するATM網への移行も意識した多重化構成となっている。
【0011】
この内、STM1の速度は、SDH網の中では、高次群の多重積み上げや国際接続の際などで最も基本となる多重化速度であり、日本・北米のハイアラーキの場合は、64kbps換算で24×4×21即ち2016CHを多重化することが出来、将来は家庭までB−ISDNサービスが導入される場合の基本速度としても期待されている。
【0012】
また、STM1の基本フレーム(以下STMフレーム)は、図32に示す如くこれまでのトラフィックの中心である音声の帯域の2倍の8kHz(125μs)のサンプリング周期を基本とする構成となっている。バーチャルコンテナVC1部分には、260×9=2340バイト分の情報を1フレームに載せて送ることが出来る。このSTMフレームにおけるバイト単位の基本時間幅を以下タイムスロットと呼ぶ。
【0013】
インターネット接続で一般的に使われている28.8kbpsや、56kbpsのデータ転送サービス、ISDNの64kbpsサービス、携帯電話やインターネットで使われている5.6kbps〜8kbpsの高能率圧縮音声の通信サービスもこの64kbpsの通信速度に変換されてのせて送られる。また、高速デジタル専用線などもその提供サービスは64kbpsの整数倍の速度を基本として提供されている。
【0014】
高速メモリ、処理LSI等の回路・デバイス技術の進展の結果、現在のTDM交換機の中で、STM1の多重化フレームを、TDM交換の基本の束として一般的に使うケースも増えている。
【0015】
他方、音声に加えて各種マルチメディアサービスを高品質で柔軟に提供する事を目的とし、STM1相当の155.520Mbpsを主な転送速度とするセル転送によるATM(Asynchronous Transfer Mode) 技術を基本とする、ATM網の構築も、現在は、ATM専用網を利用したイントラネット等の形で導入が進んでおり、今後は、公衆移動通信網や一般加入者系などへの本格的な導入が期待されている。
【0016】
この場合、過渡期に於いては、それぞれの網に接続されているユーザ同士が網を跨がって自由に通信サービスを受けられるようにする為に、既存のSTM網と新設のATM網との相互接続が必要となる。
【0017】
即ち、64kbpsをサービス積み上げの基本速度とする既存のSTM網と、155.520Mbpsの速度での53バイトのATMセル転送を基本技術とするATM網を、将来のサービスの発展への対応も十分に考慮しつつ、通信品質も保ちながら、簡単な回路構成で経済的に相互接続を行う技術、LSI化に適した装置の高速化と経済化を実現するATMセル組立・分解装置が求められている。
【0018】
以下に、ATMセル組立・分解の基本的な仕組について概要を述べ、従来技術によるATMセル組立・分解装置についてさらに詳細に説明する。始めにセル組立装置について、次にセル分解装置の順で説明する。
【0019】
図33のATM網内通信用のAAL1対応ATMセルの構成に、ATMセルのヘッダ部の詳細を含む基本セル構成の説明図を示す。又、図34の64kbps呼を対象としたAAL1用ATMセル組立・分解の仕組み、図35の従来のATMセル組立装置の構成、図36の従来のATMセル組立装置におけるセル組立の説明図に、従来のATM化装置の基本構成図と、ATMセル組立・分解の様子を示す。
【0020】
図33で最初の5バイト分は、公知のATMヘッダ部分であり,各々の機能は図に示す如く、VPI(Virtual Path Identifier) は交換ノード間接続における仮想的な通信の束即ちパスの論理的な識別番号で、VCI(Virtual Channel Identifier)は、このパスの中のどのチャネルを使うかを示す論理的な識別番号、PTI(Payload Type Identifier) はペイロード部分にのるデータの種別を、CLP(Cell Loss Priority)は、交換接続における輻輳待ち行列形成においてオーバフロー発生時、セルを優先的に廃棄しても良いことをネットワークに指示する為の制御ビット、HEC(Header Error Control)はヘッダ部分の誤り検出と訂正の為の誤り制御ビットを意味する。
【0021】
図33に示す如く、AAL1のATMセルでは、ATMペイロード48バイト中、1バイトは、図28の本発明のATMセル組立分解装置と適用分野の対応で説明したCS機能を果たす為のものである。即ち、ATMセルの受信側での組立時にSTMフレーム同期ポインタの周期的な送信等を指示するCSI(Convergence Sublayer Indication) に1ビット、ATMセルのシーケンス番号の連続性を確保しATMセルの順序付けなどを行う為のSC(Sequence Count)に3ビット、CSIとSCの組として定義されるSN(Sequnce Number) の伝送誤り修復の為のSNP(Sequence Number Protection)に4ビットで計1バイトがSAR PDUヘッダとして常時使われている。したがって、実際にSTM側からのデータを載せて送れるのは、常時は、47バイト分のSAR PDU(Protocol Data Unit)で示されるペイロードの部分である。
【0022】
実際には、STMフレームをATMセルに載せて伝送する上で、冗長度を省く為に、ATMセル上には、STMフレームのセクションオーバヘッド情報等は、のせて送られない。
【0023】
この結果、STMフレームと時間位置の同期関係を維持しないで、ATMセル組立・送出を行う64kbpsの整数倍の多元速度呼(以下多元呼)による通信呼に対しては、STMフレーム情報が失われてしまう。
【0024】
この為、このような多元呼に対しては、CS(Convergence Sublayer )機能の一環で、ATMセルからSTMフレームに戻す為に、STMフレームのフレーム同期を確保する機能が必要となり、SNで示される8セル周期毎に、STMフレームの先頭位置を示す為のポインタ情報を送る必要がある。この結果、8セル毎に、このポインタ情報でペイロード部の情報がさらに1バイト食われ周期的にSAR PDU部分は、46バイトとなる。
【0025】
この結果、実際のATMセル組立・分解は、この周期構造を意識する必要があるが、説明の簡単化の為に、本発明の説明においては、基本的には、ATMセルの組み立て・分解は全て、47バイトのペイロードとして説明を行う。
【0026】
尚、46バイトのペイロードが周期的に入る場合も、本発明において制御パラメータの指定を周期的に変えるだけで、回路等の変更なしに簡単に対応出来ることを最後にまとめて説明する。
【0027】
図34の64kbps呼を対象としたAAL1用ATMセル組立・分解の仕組みに示す如く、音声を主とする64kbsのデータの場合は、必ず125μs周期で1バイトのデータとして送られて来る。ATMセルを組立てる為には、47バイト分の64kbpsデータが必要な為、64kbpsデータが47バイト分到着する迄、図35の従来のATMセル組立装置の構成に示すセル化部のセル化バッファに、到着する64kbpsデータを、その都度バイト単位で蓄える。
【0028】
図35で、DMUX部はSTMフレームに多重化されて送られて来た64kbps呼を分離し、各チャネルに対応したセル化バッファにデータを蓄積する。47バイト分の音声データが蓄積された時点で、セル化部のバッファ制御部は、ATMセルのペイロード部に蓄積された47バイト分のデータを載せ、ATMヘッダ部5バイト+CS機能用1 バイト+ATM交換機のスイッチ内部処理の為に例えば1 バイト、合計7バイトのヘッダを付け、54バイトのATMセルに組み立てた後、コントローラに通知し、コントローラは当該ATMセルをMUX部で選択し多重ATMとしてATM網側のATM交換機に送り出す。
【0029】
尚、上記で、交換機の内部処理用の付加バイトを1バイトとしているが、例示であり、交換機内部処理用に、さらに、大きな付加バイト数を用いるケースも見受けられる。この場合、交換機の内部処理用のATMセルサイズも変化する。
【0030】
逆に、ATM網側から到着したATMセルのペイロード部には、通信データが47バイト分載っている為、一旦セル分解バッファにペイロードを1 バイトずつ分解して蓄えた後、125μs毎に、STMフレームの対応するタイムスロットで周期的に読みだされ送り出される。
【0031】
このATMセルの分解機能はATM音声端末でも同じ機能が必要とされ、図34に示す如く、ATMセルにまとめて送られて来た47バイト分の音声データは125μs毎の1バイトデータとして再生され、復号化されて音声となる。
【0032】
上記の説明から、音声を中心とする64kbps情報を対象とした場合には、ATMセル組立の過程で、必ずセル組立て待ちの遅延時間、Tc=47×125μs=5.875msが必要となる。
【0033】
このATMセル組立待ちの時間長、即ち、STM1の基本フレームを47ケ束ねたフレームを以下セル化基本フレームと呼ぶこととする。
【0034】
次に、図35の従来のATMセル組立装置の構成におけるセル組立の説明図を基に、先ず基本となる64kbpsデータを対象にした、多重化インタフェースによるATMセル組立の様子を説明する。
【0035】
図35で、STM網側からは、ATM網側に対して、STM1の1フレーム上に、64kbpsの速度相当の1バイトを基本タイムスロットとして、日米の標準的なハイアラーキ例では、既述の如く、最大で2016個の64kbpsチャネル相当分のデータが流れて来る。
【0036】
STM網側からの64kbpsチャネル呼(以下64kbps呼)の発生に応じて空きのタイムスロット1ケが当該チャネルに対して割り当てられる。ATMセル組立装置は、STM1の当該タイムスロットを通じて伝送されてくるバイト単位の64kbpsデータを、当該タイムスロットに割り当てられたセル化バッファに対して、STMフレーム毎に、順次蓄積する。47バイトのデータが蓄積された47STMフレーム後の時点で、データを読み出し、7バイトのATMヘッダ情報を付加してATMセルに組み立て、ATM網側のATM交換機に送る。
【0037】
この通話中に、他の64kbps呼が発生した場合には、別の空いているSTM1のタイムスロットに割り当てられた64kbpsデータが周期的に送られてくるが、この新たに割当てたSTM1のタイムスロットに対応づけられた空きのセル化バッファを使い、同様に、64kbpsデータのATMセル組立が行われる。
【0038】
サービス呼は、どの時点で発生するか全くランダムであるから、図36に示す如く、殆ど同時に隣接するSTM1のチャネルで通信が開始された場合には、47フレーム後のATMセル組立時点もオーバラップし、ATMセル間の相互衝突が発生し、ATMセルの並べ替えが必要となる。この為には、複数のATMセル化バッファの組立状況に応じた複雑な制御が必要となる。
【0039】
次に、多元呼即ち64kbpsの整数倍Nの呼の場合は、STM1のタイムスロット数は、複数、必要となる。この為、多重化インタフェースによるバイト多重を相互接続インタフェースの基本とする従来技術では、64kbps呼用に使っていない空きのタイムスロットを複数個組み合わせて必要なNケ分のタイムスロットを確保し、多元呼の通信が行われている。
【0040】
この場合、図37の従来の多元呼データに対するATMセルの組立に示す如く、64kbpsの整数倍Nの通信速度の多元速度呼の場合のセル組立て待ち時間は、〔47/N〕×125μsとなる。ここで、〔x〕は、xの少数点以下の数値を切り上げた整数を意味する。図37では、多元数N=3の場合を、64kbps情報チャネルと一緒に例示している。
【0041】
多元呼では、多元数即ち多元速度が上がる程、STMフレームあたりに送られて来るバイト数も増える為、セル化の為に必要な待ち時間は短縮され、多元数Nが47(伝送速度で3.008Mbps)以上になるとセル組立て待ちの時間は、STMフレーム以下となる。
【0042】
多元呼の場合、図38の従来技術によるの多元呼データのセル化バッファへの書き込み手順フロー図に示す如く、セル化バッファへの書込の過程では、STMフレームの複数のタイムスロットに分散して送られて来た同一チャネルのデータを、当該チャネルに対応付けられたアドレスのセル化バッファに書き込む必要があり、一つのタイムスロットのデータが到着する都度、当該タイムスロットが割り当てられたチャネルに対応するセル化バッファのアドレスを知る必要がある。
【0043】
このため、図37の従来構成によるセル化バッファへの書込の仕組みに示す如く、当該タイムスロットのデータが到着し書込制御部に蓄積されセル化バッファに書き込む順番になると、まず、当該タイムスロットに対応して設けられたTS/CH変換メモリから当該タイムスロット番号に割り当てられた当該多元呼用のチャネル番号、次いで、セル化アドレス制御メモリによってこのチャネル番号に対して割り振られたセル化バッファアドレスを知る。
【0044】
この様にして知ったセル化バッファアドレスに基づいて当該セル化バッファへ当該タイムスロットの受信情報の書込みが行われる。
【0045】
TS/CH変換メモリとセル化アドレス制御メモリは、一体で一つの制御メモリを構成しており、チャネル番号毎のテーブル値として、セル化バッファアドレスや、ATMセル組立に必要なセルヘッダ情報が保持されている。
【0046】
したがって、実際には、タイムスロットに対するセル化バッファアドレスの読出しは1サイクルで行われる。
【0047】
この結果、タイムスロット番号に対応したセル化バッファアドレスの読出と、このセル化バッファアドレスに対応したセル化バッファへの書込の2サイクルの処理が必要となる。
【0048】
STM1におけるタイムスロット時間長は、8/155.520Mbps=51nsであり、この時間長の間に、図38の従来技術によるSTMデータのセル化バッファへの書込手順フロー図のフローを、図39の従来構成によるセル化バッファへの書込の仕組みを使って実行する為に、割当タイムスロットに対するセル化バッファメモリのアドレス読出とセル化バッファメモリに対する書込の2回のアクセスサイクルが必要となる。
【0049】
この速度は現在のCMOSメモリでもシビアであり、多重化インタフェースの如く、多数のバッファメモリが必要なセル化組立装置では、LSI規模やメモリコストの増大、消費電力の増大の要因となっている。
【0050】
次に、従来のATMセル分解装置について説明する。
【0051】
図40の従来のATMセル分解装置構成例に、従来技術によるATMセル分解装置の具体例を示す。
【0052】
図40のATMセル分解装置で、セル書込制御部は、ペイロード抽出用バッファを兼ね、ATMセルのペイロード部をSTMフレームのタイムスロット番号に対応したアドレスを有するセル分解用バッファにバイト単位で書き込む際の書込先アドレスの指定制御を行う。書込制御テーブル部は、セル書込制御部で上記書込制御を行う為に必要な書込アドレス指定制御用の制御情報を格納する。
【0053】
セル分解用バッファは、ペイロードデータをSTMフレーム毎に割り当てられたタイムスロットのアドレスに多元数ずつ分解して一時格納する。
【0054】
STMデータ読出制御部は、セル分解用バッファからSTM用タイムスロットデータをアドレス順に読みだし、図32のSTM1のフレームの構成に示したセクションオーバヘッドなどの所定のデータを追加し、STMフレームとして送り出す。
【0055】
多元呼のATMセルが到着した時に、そのATMセルのチャネル番号VPI/VCIに対応したアドレスの書込制御テーブルを参照し、当該ATMセルの多元度分の、当該ATMセルを分解すべき宛て先の、STM1のタイムスロット番号を知り、当該ATMセルのペイロード部のデータを、STM1フレームの各チャネル番号に対応したアドレスのセル分解用バッファに蓄積する。
【0056】
例えば、多元数3の場合は、セルデータをSTMフレームのタイムスロット順に並んだバッファメモリからなるSTMデータ読出制御部に格納する前に、格納すべきSTMフレームの対応するタイムスロット番号TS#として、TS#5、TS#90 、TS#150を書込制御テーブルから知り、セル分解用バッファのタイムスロットに対応したアドレスに順次書き込む。
【0057】
この後、セル分解用バッファをTS#アドレス順に周期的に読み出すことによって、STMフレームに多重化されたデータをSTM網側に送りだす。
【0058】
STMデータ読出部は、STMのチャネル番号順のアドレス順にセル分解用バッファ部を読み出しながら、STMフレームのセクションオーバヘッドなどの必要な付加処理を行ってSTMデータとして送り出す。
【0059】
これによって、STMフレーム周期で繰り返す元のデータが復元されて、STM網側のTDM交換機に送られる。
【0060】
すなわち、従来例によるATMセル分解装置では、ATMセル分解用に用いられるバッファメモリからバイト単位で所定のSTMフレームへ分解するためにバッファメモリにデータの読み出し書込を行う為に許された時間は、STM1フレームの1バイト相当分の時間即ち51nsであり、この時間に、異なるメモリに対する読出しと書込みの2サイクルの処理を行う必要があり、ATMセル組立の場合と同様に、メモリとして高速メモリが必要となり、メモリ規模増大、消費電力の増大、装置のコストアップの要因となっていた。
【0061】
【発明が解決しようとする課題】
上記に説明した如く、従来構成技術によるSTM網とATM網間の接続に必要な従来構成によるATMセル組立・分解装置に於いては、
1).任意の時点で発生し、消滅する音声を中心とする64kbps呼データと多元速度データの多重化インタフェースによるATMセルの組立処理に於いて、ATM化フレーム上でのATMセル同士の衝突回避の為の複雑な制御が必要となっていた。
【0062】
2). 又、多元呼が多重化されている場合には、当該多元呼に対する割当タイムスロットとセル化バッファ又はセル分解用バッファのアドレスとの対応をとる為に、ATMセル組立時の書き込みアドレス読み出しとデータの書き込み、及び、セル分解時にも書き込みアドレス読み出しとデータの書き込みの2サイクルの処理を1タイムスロット分の51nsで行う必要があり、メモリ規模の増大やメモリの高速化の為の消費電力増大などの問題を生起していた。
【0063】
そこで、本発明の目的は、下記の課題を解決することである。
課題(1).多元呼に対してはSTMフレームの1タイムスロット51nsの間に2回のサイクルでデータを読み書き処理をしないで済み、高速メモリを不要とする。
課題(2).メモリ規模の削減による消費電力の削減を実現する。
課題(3).STM網とATM網の接続時に於いて、ATMセル組立時におけるATMセル同士の衝突を自動的に回避し、衝突回避の為の複雑な制御を不要とする。
課題(4).多元呼に対するATMセルのバースト発生を抑え、ATM網に対する負荷の分散化を図る。
【0064】
本発明は、上記課題を解決し、LSI化に適したATMセル組立・分解装置を提供する。
【0065】
ATMセル組立装置では、上記の課題(1)〜課題(4)の解決手段、ATMセル分解装置では、とくに課題(1)〜課題(2)の解決手段が必要となる。
【0066】
【課題を解決するための手段】
まず、本発明の基本的な着想ポイントに付き、簡単に説明する。
【0067】
課題1〜課題4を解決するために、従来技術の問題点を再度整理すると、
(1).STMのタイムスロットが複数必要な多元呼の場合には、従来技術ではバイト多重のSTMフレーム構成を前提としている為、同じチャネルのデータがSTMフレーム中の複数の離散したタイムスロットを使って送信及び受信が行われる。
【0068】
この結果、ATMセル組み立ての場合もATMセル分解の場合も、一度この離散したタイムスロット位置に相当するデータバッファ(セル化バッファ、セル分解用バッファ)のアドレス位置を確認した後でないと、データバッファへの書込が行えない。
(2).ATMセル組み立ての場合には、STMフレーム側から送られて来た通信データがATMセル組み立て用のペイロード数分だけ蓄積される都度、ATMセルの組み立てを行っている。
【0069】
従って、ATMセル組み立て時点が、通信データの開始時点によって定まり、隣接してきたSTMデータに対するATMセルの衝突回避操作が必然的に要求され、回避処理が複雑となっている。
【0070】
上記、(1)、(2)の問題点を解決する事によって、課題1〜課題3が解決され、その際、課題4を含めて解決を図ることが、ATMセル組立装置のATM網側との接続性能維持上から要求される基本要件となる。
【0071】
問題点(1)を解決する為に、本発明のATMセル組立・分解装置では、STM網との多元呼の送信・受信の接続インタフェースに関しては、従来技術の如く多重伝送インタフェースを前提としたSTMフレーム中のバイト単位の離散した多元数個のタイムスロットを使うのでなく、STMフレーム中の多元数個の隣接したタイムスロットを使うことにする。
【0072】
このように多元数個のタイムスロットが必要な多元呼に対しては、STMフレームの連続するタイムスロットを使うように定めることによって、多元呼が使っているタイムスロットは、先頭のタイムスロットから連続した多元数個のタイムロットであることが最初から明らかとなる。
【0073】
この結果、従来技術が必要としていた、STMデータをセル化バッファに書き込みペイロードデータを蓄積する場合のセル化バッファアドレス参照、ATMセルを多元数のバイト単位で分解してセル分解用バッファに書き込む場合のセル分解用バッファアドレス参照の処理が不要となる。
【0074】
これによって、バッファメモリへのデータ書込は1サイクルで行う事が可能となり、高速メモリは不要となり、メモリ規模も削減出来、課題(1)〜課題(2)の解決を図ることができる。
【0075】
次に、問題点(2)を解決する為に、本発明のATMセル組立装置では、ATMセルの組立を、従来技術の如く、通信呼の開始時点を基準にし、ペイロード用のデータがセル化バッファに蓄積される不特定の時点を待って受動的に行う方式でなく、予め定めたタイミングで能動的に行う方式にする。
【0076】
即ち、本発明では、STMフレームのペイロード数倍即ちSTMフレームの47倍のフレームをATMセル組立の為のセル化基本フレームとし、このセル化基本フレームを、ATMセルの時間幅で時間量子化したセルスロットを定め、このセルスロットのタイミングを使って、ATMセルの組立・送出を行う。
【0077】
即ち、ATMセル組立処理は、時間量子化されたセルスロットを使って、セルスロットの時間順に、セルスロットに対応するセル化バッファのデータを必要数分読出すことによって行われる。
【0078】
このセルスロットの使用ルールについて、簡単に述べると、64kbps呼の如く、音声などリアルタイム性の要求される通信呼に対しては、ATMセル組立・送出は、セル化基本フレームの周期で繰り返すSTMフレームの当該通信呼に対応するタイムスロット番号と1対1に対応した番号のセルスロットを使って行われる。
【0079】
これによって、ATM網側に送出されたATMセルは、STM網から送られて来たSTMデータと同じ時間周期性を維持することが出来、ATMセル組立の過程でも遅延揺らぎなどは発生せず、受信端末において、元の音声信号等に戻した場合の信号対雑音比の劣化を最小限に抑えることが可能となる。
【0080】
又、リアルタイム性の要求されないデータ通信などに使われる多元呼に対するATMセル組立・送出は、前記リアルタイム性の要求される通信呼が使っていないセルスロットを多元呼が共用し、セル化バッファにペイロードデータが蓄積された時間順の多元呼が使うルールとする。
【0081】
このようなルールにする事によって、このセルスロット以外では、ATMセルの組立・送出は行われない為に、ATMセルの相互衝突は、自動的に回避され、複雑な衝突回避処理は不要となり、課題(3)の解決が図られる。
【0082】
また、多元呼用に割り当てられたセルスロットを全ての多元呼が共用して使い、セル化バッファにペイロードデータが蓄積完了した順番の多元呼の順に、ATMセル組立・送出を行う事により、相互衝突回避が行われると同時に、同じ、多元呼に対するATMセルの発生時点の分散化も実現される。これによって、課題(4)の解決も図られている。
【0083】
次に、説明図を参照しながらさらに詳細な説明を行う。
【0084】
始めにATMセル組立装置ついでATMセル分解装置の順に説明する。
【0085】
本発明のATMセル組立装置に関し、図1の本発明のATMセル組立装置の原理構成図、図2の本発明のSTMフレームとセル化基本フレームの関係、図3の本発明のSTMフレームのタイムスロットとセル化バッファとセルスロットの対応関係、図4の本発明のATMセル組立の基本手順を示し、
ATMセル分解装置に関し、図5の本発明のATMセル分解装置の構成、図6の本発明のATMセル分解の基本手順に本発明の基本原理を示す。
【0086】
まず、図1〜図6に関し、それぞれの概要について簡単な説明を行う。
【0087】
図1において、STM書込制御部は、STMデータからセクションオーバヘッド等の余分な情報を除いて、ペイロード部分のタイムスロットデータをSTMフレーム順、タイムスロット番号順に、セル化バッファの対応するアドレスに書き込みを行う。
【0088】
セル化バッファは、STMフレームカウンタに応じた周期的な番号順、タイムスロット番号順にアドレス付与を行ったバッファメモリで、セル組立用のペイロードを一時的に蓄積する。
【0089】
ATMセル組立部は、セル化バッファから、一定の読み出しルールに従って、ATMセル用のペイロードデータを読み出し、ATMセルヘッダを付加して、ATMセルとして組立・送出を行う。
【0090】
セル化テーブルには、ATMセル組立部が対象とするセルスロットに対応するSTMデータのタイムスロットに関し、通信開始情報、多元数等の情報やATM組立の為のATMヘッダ情報等を保有しており、ATMセル組立部は、この情報を基に、セル組立の制御を行う。
【0091】
多元テーブルは、多元呼に対するセル組立準備が完了した順番のセル化バッファアドレスが論理的なFIFO(First In First Out) 待ち行列を構成しており、セルスロットが多元呼用に割当てられている場合に、この多元テーブルを利用することによって、ATMセル組立部は、待ち行列の先頭のセル化バッファアドレスのデータをATMペイロードとして簡単に読みだして来ることが出来るようになる。
【0092】
μP INF部は、STM交換機から各通信チャネルに対応した通信の開始、終了、使用タイムスロット、多元数情報などの必要なトラフィック情報を受け取り、セル化テーブルの更新や多元テーブルの更新制御を行う。
【0093】
又、タイミング作成部は、STMフレームカウンタクロックやタイムスロットカウンタクロック、セル化基本フレームクロックやセルスロットカウンタクロック、セル化バッファからのペイロードデータの読出に必要な読出クロック等、各部の機能実現に必要な各種クロックの発生を行う。
【0094】
これらのクロックを使って、セル化バッファにSTMデータを書込み、ATMセル組立部がセル化テーブル、多元テーブルの情報を基に、セル化バッファを読み出し、ATMセル組立が行われる。
【0095】
次に、図2の本発明のSTMフレームとセル化基本フレームの関係は、セルスロットとセル化基本フレーム、STMフレームの関係、及び、本発明で採用しているセルスロットの割当て実施例を示す。
【0096】
図2から、セル化基本フレームには、9×270×47/54=2115に相当するセルスロットがあることが分かる。又、STM1のフレームには、既述の如く、日米のSTM多重化ハイアラーキでは64kbps換算で、2016チャネル分のデータが送られて来る。
【0097】
したがって、図2に示す如く、STM1の1フレームあたりに多元呼の共用利用を意図して1ケの空きセルスロットを設けたとしても、さらに、余りのセルスロットを多元呼用の共用空きスロットとして使い、多元呼に対するATMセル組立待ち時間を短縮する事が出来る。
【0098】
図3の本発明のSTMフレームのタイムスロットとセル化バッファとセル化スロットの対応関係は、STMフレームのタイムスロット番号TS#とセル化バッファのアドレス番号CB#、セル化基本フレームのセルスロット番号CS#との対応関係を示す。
【0099】
図3に示す如く、STMフレームのタイムスロット番号TS#とセル化バッファのバッファアドレス番号CB#とは、1対1に対応させる様にし、セル化基本フレームにおいて64kbps呼の場合は、ATMセルスロット番号CS#も又セル化バッファアドレス番号CB#と1対1に対応させる。
【0100】
また、図3で例示した多元呼用に割り当てられた多元呼用共用セルスロットC2、C3は、全ての多元呼が共用して使うこととする。
【0101】
従って、以下では、STMフレームのタイムスロット番号をセル化バッファアドレス番号の代わりに使うこととする。
【0102】
図4の本発明のATMセル組立の基本手順は、通信開始直後から、ATMセル組立迄の基本手順を示す。
【0103】
図4は、特定の通信呼に着目して、ATMセル組立手順を通信開始から終了まで追った様子をしめす。また、図4で、64kbps呼の場合には、セル化テーブルの参照は行うが、多元テーブルの参照は不要のため行われない。
【0104】
セル化バッファへSTMフレーム毎タイムスロット毎に周期的に書き込まれたデータを、セルスロットの順番に、セルスロットに対応するタイムロットのデータの属性に応じて、セル化テーブル、多元テーブルを参照しながらペイロードデータの読み出し制御、ATMセル組立・送出が行われている。尚、さらに詳しい説明は実施例で行う。
【0105】
図5の本発明のATMセル分解装置の構成で、ATMセル書込制御部は、ATMセルを書込制御テーブルに従ってSTMフレームのタイムスロット順のアドレスバッファに多元数の単位で分解して書き込みを行う。STMデータ読出制御部は、この書き込まれたデータをSTMフレーム周期、タイムスロット周期で順次周期的に読み出し、STMフレームに組み立てを行う部分である。
【0106】
図6の本発明のATMセル分解の基本手順は、図5の構成によって、ATMセル分解を行う基本手順を示す。
【0107】
図6は、特定の通信呼に着目して、ATMセル分解手順を通信開始から終了まで追った様子を示す。さらに詳細な説明は実施例で行う。
【0108】
以下に、課題の解決手段について詳細説明を行う。
【0109】
先ず、本発明のセル組立装置による、課題(1)、課題(2 )を解決する手段について説明を行う。
【0110】
図1の本発明のATMセル組立装置の原理構成図で、STM書込制御部は、STMデータを一時蓄積し、セル化バッファにSTMフレームのタイムスロット毎の情報をバイト単位でタイムスロットの順に順次周期的に蓄える。
【0111】
この際、図3の本発明のSTMフレームのタイムスロットとセル化バッファとセルスロットの対応関係に、多元数N=2の場合のタイムスロットの構成を示した如く、多元呼は、必ず、多元数個の連続したSTM1のタイムスロットを使って送られて来るものとする。
【0112】
これは、従来技術の多重伝送によるバイト多重インタフェースに替わって、交換機接続で通常使われる、チャネル多重インタフェースを接続インタフェースとすることを意味する。
【0113】
これによって、多元呼の場合でも、セル化バッファへのデータ書込は、多元数に応じた連続するアドレス領域に、STMフレーム毎に周期的に行えば良く、アドレス変換メモリを参照しに行く手間を省くことが出来、書込の高速化が図れ、同時にアドレス変換メモリが不要となり、メモリ規模の削減が可能となる。
【0114】
また、多元呼のデータは、連続したバッファメモリに蓄積されている為に、セル組立時にも、実施例に詳細を示す如く、比較的簡単な読み出しルールで、データの読み出しが可能となる。
【0115】
次に、セル組立装置について、課題(3)のATMセルの相互衝突を自動的に回避する解決手段について説明する。
【0116】
セル組立を行うタイミングは、図2に示す如く、セル化基本フレーム中のセルスロットのタイミングで行うようにATMセル組立の時刻を量子化し、この量子化されたセルスロット以外のタイミングでは、ATMセルの組立・送出を行わないようにする。
【0117】
このように予めセル組立のタイミングを強制的に定めておく事によって、従来技術で問題となっていた、セル組立時のセルの相互衝突は自動的に回避され、ATMセルの衝突回避の為の複雑な制御処理が不要となる。
【0118】
最後に、セル組み立て装置に於いて、課題(4)の多元呼に対するATMセルのバースト発生を抑え、ATM網に対する負荷分散を図る解決手段について述べる。
【0119】
課題(3)の解決手段と課題(4)の解決手段とは、密接に関連している為、課題(3)の解決手段について、さらに、詳細な補足説明を行う。
【0120】
課題(3)の解決手段の説明に於いて、実際には、セル化基本フレームの量子化された各セルスロットでATMセルの組立・送出を行うには、当該セルスロットとSTMフレームのタイムスロット、セル化バッファ間の対応付け、及び、セル化バッファからどのようなルールで、データを読み出すかを規定する必要がある。
【0121】
本発明では、図2に示す如く、STMフレームのタイムスロット、セル化バッファ、セルスロットは、順番に、1対1に対応付けが行われている。
【0122】
但し、セルスロットの使用ルールは、64kbps呼と多元呼で異なる。
【0123】
即ち、リアルタイム性の要求される音声を主に使うケースが多い64kbps呼に対しては、STMフレームの特定のタイムスロットを使ってSTMフレームの周期で送られて来たデータは、セル化基本フレームの周期で繰り返す、対応する特定のセルスロットを使ってATMセルに組み立て送り出すようにする。
【0124】
これによって、STMフレームの64kbps呼と同じ時間周期性を保持したまま遅延揺らぎを発生させることなく、ATMセル組立・送出を行うことが出来、リアルタイム性を維持することができる。
【0125】
この場合、通話開始直後に於いては、最初のセルスロットに於いて、まだ、対応するセル化バッファに、47バイト分のデータが蓄積されていない状態で、セル化バッファからデータを読み出す必要がある為、当該最初のセルスロットの時点で、過去のどのアドレスからセル化バッファアドレスを読み出せば良いかを指示する読出ポインタ情報を、通信開始直後の時点で、図1の本発明のATMセル組立装置の原理構成図における、セル化テーブルに書き込んで置き、このセル化テーブルからのポインタ情報によって読み出し開始点を決めることとする。
【0126】
この処理は、図1のμP INF部が交換機側から得た信号情報を基に行われる。
【0127】
尚、近年、インターネットのマルチメディア応用の進展と共に、デジタル動画像通信などに対するニーズも増えつつあり、今後、音声を中心とする64kbps呼に対してだけでなく、多元呼でもリアルタイム性の要求されるアプリケーションが広がる可能性がある。この場合でも、本発明における64kbps呼に対する制御処理の考え方を拡張して対応する事が可能である。
【0128】
すなわち、このようなリアルタイム性が要求される多元呼に対しては、当該多元呼が使っている連続する多元数個のタイムスロットに対応した多元数呼のセルスロットを連続して使う形とすれば良い。
【0129】
この場合は、同じ多元呼に対するATMセルが続いて発生するが、多元数が2〜3に増えただけでも、多元数1と比べて、動画像通信における改善効果は著しい為、ATM網に対するATMセルのバースト発生を比較的小さな範囲に抑えながら、動画像通信などの広帯域性が必要なリアルタイム通信サービスにたいする通信品質改善効果を高めることが可能となる。
【0130】
他方、データ伝送に使われる場合が多くデータ量も多く従って多元数Nも大きな多元呼のデータをATMセルに組み立てる場合、課題(4)を解決する為に、セルスロットの使用ルールとして、次の2つのルールを用いることとする。
(1).ルール1;
次のセルスロットを多元呼用の共用のセルスロットとして使う。
【0131】
▲1▼.空きのスロット、例えば、図2の本発明のSTMフレームとATMセル化基本フレームの関係に示す、セルスロット番号CS#の43と44の間、87と88の間の空きスロット、
▲2▼. 64kbps呼が使っていない無通話中のセルスロット
▲3▼.多元呼用に割当られたタイムスロットに対応して1対1に割当が決められた通話中のセルスロット
即ち、▲1▼、▲2▼、▲3▼のセルスロットは、64kbps呼の場合の如く、特定のタイムスロットに対応した多元呼が占有して使うのでなく、全ての多元呼が、共用して使うように定める。
(2).ルール2;
多元呼用のATMセル組み立て・送り出しは、ATMセルペイロード用に47バイト以上のデータが蓄積されセル組み立て準備が完了した多元呼の時間順に、ルール1で定めた多元呼用の共用セルスロットを使って行う。
【0132】
ルール1、ルール2を採用する理由は、以下の通りである。
【0133】
即ち、多元呼の場合に、仮に64kbps呼の場合と同じルールを使って、多元呼のタイムスロットに1対1に対応したセル化バッファからのデータを対応するセルスロットにそのまま対応するATMセルを組立て送出することにすると、多元数に対応した数の連続するセルスロットに、同じ、多元呼に対するATMセルが連続してバースト的に発生する。
【0134】
この為、ATM網側でのQOS(Quality Of Service) 制御によって、シェーピング制御による遅延ゆらぎの増大やトラヒィックの輻輳時においてセルの強制的な廃棄などの制約を受け易くなる。
【0135】
又、このように同じ多元呼に対するセルスロットをまとめる考え方をとると、図35の従来の多元呼データに対するATMセル組立の説明図で示した如く、多元数が大きくなる程、多元呼のセル組立待ちの時間が大きくなり組立待ちによる遅延時間が大きくなる。
【0136】
これに対して、このルール1、ルール2を使って多元呼に対するATM組立を行うことによって、連続するセルスロットを特定の多元呼が占有してATMセルの組立・送出が行われることはなくなり、47バイト分のデータが蓄積された多元呼の順に、多元呼の共用セルスロットを使って、順次ATMセルを送り出すことが出来る。
【0137】
この結果、多元数の大きな特定の多元呼に対してもATMセルの発生のタイミングを分散させることが可能となる。これによって、ATM網側に負担をかけないATMセルの組立、送出が可能となる。
【0138】
次に、ルール1、ルール2を用いて、多元呼に対するATMセル組み立てがどのように行われるかを説明する。
【0139】
図1の本発明のATMセル組立装置の原理構成図に於いて、ATMセル組立部は、セル化基本フレーム内のセルスロット毎に順次、セルスロットクロックカウタが示す番号のアドレスのセル化テーブルを見に行き、このセルスロットに対応するSTMフレームのタイムスロットがどのような種類のデータによって使われているかを確認する。
【0140】
即ち、先ず、当該セルスロットに対応したタイムスロットが使用開始されたのかどうか、使われている場合は、64kbps呼用に使われているのか多元呼用に使われているのか、などの情報を得る。
【0141】
このセル化テーブルの情報に従って、64kbps呼の場合は、セルスロット到来時に、前記の読出ポインタを読出開始点とし、対応するセル化バッファから必要なペイロードデータを読み出し54バイト幅の当該セルスロットにATMセルを組み立てて送りだす。
【0142】
多元呼の場合は、図4の本発明のATMセル組立の基本手順に示す如く、ATMセル組立部は、セル化テーブルの参照に加え、セル化準備の整っているセル化バッファアドレスの情報を待ち行列の順番に保持している多元テーブルの参照も行う。
【0143】
先ず、ATMセル組立部は、セルスロット番号に対応するセル化テーブルアドレス番号即ちSTMのタイムスロット番号に対応するアドレスのセル化テーブルのデータを見て、ルール1によって、多元呼用の共用スロットとして使える事を確認した場合には、無条件に、多元テーブルを参照しに行く。
【0144】
多元テーブルからは、多元呼用の共用セルスロットの時点で、セル組立準備が完了している待ち行列の先頭待ち順のセル化バッファアドレス情報を得る。
【0145】
次いで、ATMセル組立部は、このセル化バッファアドレス番号、すなわち、STMフレームのタイムスロット番号に対応するセル化テーブルアドレスから、セル化バッファの読み出し開始位置を示すポインタ情報、ATMヘッダ情報、多元数などセル組み立てに必要な情報を得る。
【0146】
ATM組立部は、このようにして得た、セル化バッファの読み出し開始位置を示すポインタ情報と多元数に応じて、セル化バッファから47バイト分のペイロードデータを、当該多元呼に対応した一定のルールで読み出し、ATMヘッダを加えて、ATMセルに組み立て、ATM網側のATM交換機に送り出す。
【0147】
尚、上記のATMセル組立処理は、セルスロットの時間幅即ち51ns×54=2754nsで行えば良い為、とくに、処理速度上から問題は発生しない。
【0148】
以上述べた如く、本発明のATMセル組立装置の提供する解決手段によって、課題(1)〜課題(4)が解決される。
【0149】
次に、本発明のATMセル分解装置による、従来課題の解決手段を説明する。
【0150】
ATMセル分解装置に於いては、従来課題の内、とくに、課題(1)、課題(2)の解決手段の実現が望まれている。
【0151】
図3の本発明のSTMのタイムスロットとセル化バッファとセルスロットの対応関係に例示した如く、本発明では、多元呼の場合はSTMフレームの連続する多元数個のタイムスロットを使って、STM網との接続インタフェースとする事にしている。
【0152】
図5の本発明のATMセル分解装置の構成において、ATMセル書込制御部はATMセルが到着すると、書込制御テーブルを参照して、ATMセルのヘッダ部のATMアドレス情報に対応した書込み制御テーブルから、当該ATMセルのペイロードとして送られて来た多元呼のSTMデータに対するSTMフレームの先頭のタイムスロット番号と多元数を知る。
【0153】
当該STMフレームの先頭のタイムスロット番号が分かれば、先頭のタイムスロット番号のアドレスから多元数だけ連続したタイムスロットアドレス番号のセル分解バッファにATMセルのペイロードを書込み、さらに、残されたATMペイロードのデータを順次、多元数ずつ分解して、以降のSTMフレームのタイムスロットに対応するセル分解バッファに書込み、ATMセルのペイロード部の読み出しデータがなくなるまでこの操作を行う。
【0154】
STM読出制御部は、ATMセルの到来する遅延ゆらぎに対して、読み出しサイクルの開始時点が、書き込みサイクルの時点と逆転しないように、余裕を見たタイミング遅延をとって、セル分解バッファから、順次、STMフレーム、タイムスロットの順に、周期的にSTMフレーム用のペイロードデータを読み出し、オーバヘッド情報を付加して、STMフレームに組み立て、送り出す。
【0155】
図6の本発明のATMセル分解の基本手順は、図5の構成に従って、ATMセル分解を行う手順をしめす。
【0156】
図5で説明した如く、ATMセルの到着の遅延揺らぎによって、書き込みと読み出しのタイミングが逆転しないように読み出し開始時点の書き込み開始時点に対するタイミングマージンをとるようにする必要がある。
【0157】
また、ATMセルの多元数分ずつ分解する場合に、ATMセルの到着の都度書き込み開始点のアドレスの連続性を保つようにする必要がある。
【0158】
この間、本発明のセル分解装置では、従来技術の如く、セル化分解バッファへの書込みアドレスを、アドレス変換用メモリへタイムスロット毎に、その都度参照しに行く必要はなく、これによって、課題(1)の高速メモリの不要化と課題(2)のメモリ規模の削減を達成している。
【0159】
次に、実施例を参照しながら、本発明の更に詳細な説明を行う。
【0160】
【発明の実施の形態】
ATMセル組立装置、ATMセル分解装置の順に説明を行う。
1. 先ず、ATMセル組立装置について説明を行う。
【0161】
図7のセル化バッファの構成、図8のセル化テーブルの構成、図9の多元テーブルの構成、図10の多元チェーン情報の更新例、図11の本発明のATMセル組立の詳細フロー図、図12の64kbps呼対応セル化バッファの書き込みと読み出しイメージ、図13のセル化バッファへの多元呼の書き込みと読み出しイメージ、図14の多元数Nとセル組立準備完了時点のSTMフレーム番号シーケンス計算例、図15の多元数Nとセル化バッファアドレス待ち行列例、図16の通信開始直後の手順図、図17の第2セル以降の組立手順図、図18の通信終了時の手順、図19のセル化バッファへの書き込みと読み出し手順の詳細フロー図、図20の本発明のATMセル組立装置の詳細な機能情報関連図を基に説明を行う。
【0162】
説明は、本発明の特徴的な構成要素である
1)図7のセル化バッファ、2)図8のセル化テーブル、3)図9の多元テーブルの順に、他の関連図面も参照しながら行い、4)最後に図19、図20を使ったまとめの説明の手順で行う。
【0163】
実施例の実現ポイントは、セル化バッファへの書き込みと読み出しを多元数に応じて所定のルールで正しく行うことである。
【0164】
以下順を追って図面を参照しながら説明する。
1)セル化バッファ
図7のセル化バッファの構成にしめす如く、セル化バッファは、STMフレームカウンタによって生成するSTMフレームの周期番号に対応する列方向のアドレス番号FR#と、STMフレーム内のタイムスロットカウンタによって生成されるタイムスロット番号TS#に対応する行方向のアドレスの組合せによって指定されるアドレス毎に、バイト単位で、STMフレームからのタイムスロットデータを順次書き込む。
【0165】
セル化バッファのSTMフレームアドレスの周期数としては、ペイロード数の47以上で、データの書込と読出間でタイミング余裕のある数値であれば良いが、クロックカウンタ構成上の容易さから、64従ってそのカウンタ値として0〜63の値を選んでいる。
【0166】
同様に、タイムスロット番号TS#は2048従ってカウンタ値として0〜2047の値としている。この内、実際に使われるのは、既述の如く、日米のハイアラーキーでは、STM1フレーム構成の多重化数2016に対応する、0〜2015迄のアドレスである。
【0167】
格納データには、図7に示す如く、内部処理の信頼度を上げる為にパリティビットを追加しても良い。
【0168】
セル化バッファへのSTMデータの書込は、到来したSTMフレーム番号FR#に対応するセル化バッファの列方向アドレスを固定したまま、行方向のタイムスロット番号順にシーケンシャルに行われる。次のSTMフレームでは、フレーム番号を1つ増やして、次の列のセル化バッファに対して、同様に行方向のタイムスロット番号順に同じようにして書込処理を行う。以下、このサイクルを繰り返す。64回目のSTMフレームで、丁度、一巡して、次の新たなデータが、前に書き込んだデータの上から書き込まれる。従って、セル組立の為のデータ読出は、STMフレーム番号が一巡する前に行う必要がある。
【0169】
逆に、セル化バッファからのデータ読み出しのタイミングがデータ書き込みのタイミングを追い越さないようにする必要がある。
【0170】
又、セル化バッファには、図1の本発明のATMセル組立装置の原理構成図におけるSTM書込制御部が、STMフレームからセクションオーバーヘッドなどの余分な情報は取り除き、ペイロードに相当するデータのみの書込処理を行っている。
【0171】
図12の64kbps呼対応セル化バッファへの書き込みと読み出しイメージと図13のセル化バッファへの多元呼の書き込みと読み出しイメージに、セル化バッファへのSTMデータの書き込みとATMペイロード読み出しのイメージを示す。
【0172】
64kbps呼に対しては、タイムスロット番号即ち行を一定にしたまま、書込と読み出しが行われ、多元呼に対しては、使用している多元数個の連続するタイムスロット番号相当の複数の行にわたって書込みと読み出しが行われ、とくに、読み出しの場合は、読み出しポインタ位置が、オフセットのずれとなって現れることが分かる。
2)セル化テーブル
図8のセル化テーブルは、本発明で、多元テーブルと共に、ATMセル組立処理において中心的な役割を果たしており、他の関連図面を参照しながら、詳細な説明を行う。
【0173】
図8のセル化テーブルの構成で、テーブルは通信呼のチャネル毎のタイムスロット番号のアドレス順に構成されている。尚、多元呼のチャネルの場合には、先頭のタイムスロットから多元数個のタイムスロットを使う事が明白な為、最初のタイムスロット番号のセル化テーブルアドレスに必要な情報が代表して書き込まれている。また、図中で括弧内の数値はビット数を表す。
【0174】
図8で、チャネルデータENは、当該タイムスロットTS#が、通信に使用中か不使用中かを示す情報で、通信中の場合は1、不使用中の場合は0で、1ビット、多元数Nは、多元数1の64kbps呼も含めた多元数を示し11ビット、ATMデータは、ATMセル組立の場合のヘッダ情報として必要な、VPI、VCI、PTI、CLPを表し、32ビットである。
【0175】
又、AALデータのSNは、図33のATM網内通信用のAAL1対応ATMセルの構成で説明した如く、CSI用1ビットとSC用3ビットの計4ビットで、ATMセルの連続性保証管理及び、STMフレームに組立直す場合に、STMフレーム位置情報の伝送を指示する制御情報の役目を果たす。
【0176】
制御情報のFCA( First Cell Arrival) の1ビットはフラグビットで、常時は0の値を取り、交換機からの通信開始情報によって、通信開始直後のSTMフレームにおいて最初は1に設定される。
【0177】
同様に、LCA(Last Cell Arrival)の1ビットは、常時は0の値を取り、通信終了時のSTMフレームにおいて、交換機からの通信終了通知情報によって、1に設定される。
【0178】
FCA、LCAは、EN、Nと共に用いて、通信開始、定常状態、通信終了を指示し、その値の組合せに応じて、次の時系列に応じた処理を行う。
(1).最初のセルに対する処理:FCA=1、LCA=0設定時
(a).セル組立開始の準備処理、
(b).最初のセル組立処理、
(2).第2セル以降の後続セル組立処理:FCA=0、LCA=0時
(3).最終のセルに対する処理:FCA=0、LCA=1設定時
(a).セル組立終了の準備処理
(b).最終のセル組立処理
の3つの状態処理を時系列順に行う必要がある。以下、順次、説明を行う。
【0179】
上記の処理は、64kbps呼と多元呼とで、図12の64kbps呼対応セル化バッファの書込みと読出しイメージと図13のセル化バッファへの多元呼の書込みと読出しイメージに示す如く、セル化バッファの書き込みと読み出しルールが異なること、セルスロットの使用ルールが異なるため、それぞれ、異なった処理を行う必要がある。従って、各手順毎に64kbps呼、多元呼毎に分けて説明を行う。
【0180】
尚、図11の本発明のATMセル組立の詳細フロー図に、FCA、LCAの変化と共に、時系列順に、ATMセル組み立ての準備から、定常状態でのATMセル組み立て、最終のATMセル組み立ての手順をしめす。
(1).最初のセルに対する処理:FCA=1、LCA=0、EN=1 時
交換機側からの制御信号受信により、フラグビットFCAが1に設定された事によって、μP INF部によって動作しているセル化テーブル処理プログラムは、対象タイムスロットに関して、現在のSTMフレームが通信の開始された最初のSTMフレームである事を知り、図16の通信開始直後の手順図に示す如く、64kbps呼、多元呼に分けて次の処理を行う。
(A).64kbps呼の場合:N=1時
(a).セル組立開始の準備処理 FCA=1、LCA=0
セル化テーブル処理プログラムが起動されて、図11の本発明のATMセル組立の詳細フロー図に示す如く、64kbps呼に対する最初のATMセル組み立てを行うセルスロットまでに、セル化バッファのどのアドレスから読み出せば良いかを示す読み出しポインタ情報をセル化テーブルに書き込む。この処理終了後に、フラグとしての用を果たしたFCAの値は0に戻される。
(b).最初のセル組立処理 FCA=0、LCA=0
当該64kbps呼に対する最初のセルスロットが到来した時点では、ATMセル組立部のセル組立の対象とする64kbps呼のタイムスロットに対するセル化バッファには、必要バイト数の47バイト分のデータの書込はまだ行われていない。
【0181】
この為、当該最初のセルスロットにおいては、まず、対応するタイムスロットを使って最初の64kbps呼の通信が開始されたSTMフレームの位置情報を、(a)で設定した、読出ポインタ情報によって知る。
【0182】
次いで、図12の64kbps呼対応セル化バッファの書き込みと読み出しイメージに示す如く、読出ポインタで示すセル化バッファのアドレスから当該最初のセルスロットの時点におけるSTMフレームカウンタが示す現在のSTMフレーム番号の1つ前までのセル化バッファのアドレス迄の分のバイト数のデータを最初の64kbps用のペイロードデータとして読出す。
【0183】
また、ペイロード数47バイト未満のペイロードを完全なペイロードデータの形にする為に、先ず、読出ポインタから現在のSTMフレームの1つ前までのバイト数を47バイトから減算したバイト数を求める。次に、このバイト数分の0連続データをパディングデータとして作成する。
【0184】
この0連続のパディングデータの後に読み出したデータをペイロードデータとして結合し完全なペイロードとし、ATMヘッダを付加して、ATMセルとして組立・送出する。
【0185】
同時に、第2セル以降とくに、最終セル組立における47バイト未満のペイロード発生の際の端数処理を正しく行う為に、読み出しポインタとして、ペイロード用に読み出しを終えたSTMフレームの次のフレーム即ち、現在のセルスロットに対するSTMフレームカウンタの値を設定する。
【0186】
上の説明で、セルスロットの時点におけるSTMフレームカウンタ番号の1つ前迄のセル化バッファを読み出すこととしたのは、セル化バッファからのデータ読出のタイミングがデータ書込のタイミングを追い越さないようにするためである。
【0187】
即ち、図2の本発明のSTMフレームとセル化基本フレームの関係に示す如く、1つのSTMフレームには、45個のセルスロットが含まれる。
【0188】
従って、当該セルスロットの位置がSTMフレームの中の前の方の時間位置に存在する場合は、セル化バッファへの当該STMフレームデータの書込みがまだ完了していない確率が高くなる。
【0189】
又、最悪は、書込と読出のタイミングが衝突するケースも起こりうる。このように書込と読出のタイミングをずらす事によって、セル化バッファのデュアルポートメモリ機能を使って、異なるアドレスへのデータの書込と読出の平行動作が各々独立して安定に行える。
【0190】
64kbps呼に対する最初のセル組立の際に、簡単化の為に、当該セルスロットの時点のSTMフレーム番号の1つ前迄のセル化バッファを機械的に47バイト分遡って順次読み出すという考え方もある。即ち、最初のセルのペイロードに、一部、過去の残留データによる誤差が一緒にのっても構わないという考え方である。これは、64kbps呼の場合は、音声がデータの中心であり、音声の場合には、最初のセル1ケ分即ち時間にして約6ミリ秒分通信開始直後の雑音は人間の耳にとって影響が少ないという考えに基づく。
【0191】
しかし、既述の如く、64kbps呼はインターネットにおけるダイヤルアップ接続や移動通信におけるモバイルコンピューティングなどデータ通信的な使い方が増えている。
【0192】
データ通信に於いては、下位レイヤに大量のエラーが生じた場合は、上位層のプロトコルで、一般的には、再送処理による誤り訂正の処理が行われる。この結果、再送処理による遅延時間が通信接続の都度、必ず通信開始時のアプリケーション立ち上げの遅れとなって現れる。
【0193】
64kbps呼の場合のまだセル化用のペイロードデータが蓄積されていない場合でも、最初のセルスロットで、セル化を開始する上で、通信開始のフラグ情報FCAと、読出開始ポインタ情報を組み合わせて使う事によって、上記の問題を回避して、正しいデータ通信が可能となる。
(B).多元呼の場合:N>1時
(a).セル組立開始の準備処理、FCA=1
多元数Nが2以上の場合即ち多元呼の場合には、フラグビットFCAが1になっている現在のSTMフレームから、幾ら後のどのSTMフレームでセル化準備が整うかを、多元数に応じて定まる計算式によって計算処理し予測する。
【0194】
尚、この処理が終わった後、フラグとしての用を果たしたFCAの値は0に戻される。
【0195】
図13は、セル化バッファへの多元呼のデータの書込みと読みだしイメージを示す。図13の如く、書込みは、多元数分だけ行方向即ちタイムスロットの順番に、STMフレーム番号をシフトしながら周期的に書き込めば良いが、ATMセルの組立の都度、読みだし開始位置は、基準位置からのズレ即ちオフセットofsが発生する。
【0196】
当該多元呼に対するタイムスロット番号の一番先頭のタイムスロット番号位置を、基準位置すなわちofs=0と定義すると、ATMセル組立を行った当該セル化バッファに、次のセル化準備が完了する時の次のSTMフレーム位置即ちFRRは、次の計算式によって求める事ができる。
(FRR −FR# −1)モジュロ64×N −ofs >47─(1)
(1)式を満足させる最小のFRRの値を求めれば、そのFRRが次のセル組立準備が完了するSTMフレーム番号となる。即ち、
FRR =〔FR# +1+( 47+ofs)/N]〕モジュロ64─(2)
で求められる。
【0197】
ここで、〔 〕は小数点以下を切り捨てた整数値を採用することを意味する。
【0198】
又、モジュロ64の演算は、STMフレーム周期が0〜63の数値で繰り返す事を考慮している。演算式で+1の項は、セル化バッファを読みに行く時のタイミングを書き込みが完了したSTMフレームの次のフレームで読みに行く事を意味しており、64kbps呼の場合のセル化バッファの読み出しが、現在のSTMフレームの1つ前までのSTMフレームアドレスのセル化バッファを読みだす様にしているのと同じ理由である。
【0199】
図14の多元数とセル組立準備完了時点のSTMフレーム番号シーケンス計算例は多元数Nとセル組立準備完了時点のSTMフレーム番号の計算例である。但し、いずれの多元数の呼もSTMフレーム番号0のフレームでセル化バッファへのデータ蓄積を開始した場合を例示している。
【0200】
図14で、枠の横軸はSTMフレーム番号、縦軸は通信呼の多元数、枠内の数字は、左横軸の多元呼に対してペイロード数47バイト分のデータがセル化バッファに蓄積されセル組立準備が完了したSTMフレーム番号FR#をさす。
【0201】
また、セル化の開始時点のSTMフレームは、全て同じ、FR#=0から開始した場合を示している。
【0202】
この場合、多元数=1即ち64kbps呼では、STMフレーム番号46のフレームで最初のセル組立準備が完了し、多元数=2即ち128kbps呼では、STMフレーム番号23で最初のセル組立準備が完了する。同様に、多元数=3の場合は、STMフレーム番号15、31、46のSTMフレームでセル組立準備が完了することを意味する。
【0203】
図15の多元数とセル化バッファアドレス待ち行列例は、図14を基に,STMフレーム順に、各STMフレーム時点に於ける多元数毎の待ち行列を形成したものである。待ち行列に並んでいる数値は、通信呼の多元数を示す。又、下付数字は、通信呼の識別番号を表す。この場合は、各多元数の通信呼は全て1個の場合を示している。
【0204】
図15で、例えば、STMフレームのどの列にも、多元数941 の行列要素が2個、多元数471 が1個が並ぶことが分かる。
【0205】
この場合は、各多元呼の数は全て1個だけの為、識別添字は全て1となる。また、この例示では、STMフレーム番号が同じ0からセル組立準備を開始する為に、47番目のSTMフレーム番号46のSTMフレームに、一斉にセル組立準備が完了する。
【0206】
図14、図15から明らかな如く、多元数の大きな多元呼程、通信開始後の最初のセル化のタイミングが早く到来する。
【0207】
従って、多元数の小さな多元呼が、最初に到来してセル組立準備の整うSTMフレームの待ち行列の先頭に並んだとしても、続いて、多元数の大きな多元呼が到来した場合には、当該後続の多元呼のセル組立準備が整う時点のSTMフレームが、最初に到来した多元呼に対するセル組立準備の整うSTMフレームの前に来ることが起こりうる。
【0208】
このようにして、修正されたSTMフレームの待ち行列順に形成された多元テーブルを用いて、セルスロット毎に、セルスロットの時点のSTMフレーム番号のアドレス待ち行列の順番に、順次、セル化バッファの読み出しとATMセル組立を行えば、多元数の大きな多元呼が後から到来して、セル組立準備完了時点の逆転が起きた場合でも、待ち行列の順番を正しく保ち、多元呼に対するATMセル組立を行うことが出来る。
【0209】
尚、多元テーブルにおける現在のSTMフレームカウンタ相当のSTMフレーム単位のセル化バッファアドレスの待ち行列に対するセル組立が全て完了して、待ち行列が空の場合は、セル組立は停止する。
【0210】
セルスロットの時点におけるSTMフレームカウンタ相当の多元テーブルのSTMフレーム番号単位の待ち行列が最初から0の場合には、送るべき多元呼のペイロードが存在しないことを意味する為に、当該セルスロットでのATMセル組立は行わない。
【0211】
逆に、多元テーブルにおける、当該セルスロットに対するSTMフレームカウンタ相当のSTMフレーム単位のセル化バッファアドレス待ち行列に対するATMセル組立・送出が、STMフレームカウンタの示す期間内に終わらずに、待ち行列が残るケースも考えられる。
【0212】
これは、64kbps呼の通信呼が特定のタイムスロット付近に集中して発生した場合にセルスロットが空きのセルスロットを除いて全て64kbps呼によって占有され、同じSTMフレームの時点でセル組立準備が完了している多数の多元呼に対するATMセル組立・送出が待たされた場合に起こる。
【0213】
この場合には、後の時点の多元呼用のセルスロットを使いながら、ATMセル組立がまだなされていない以前のSTMフレーム番号の待ち行列の先頭まで戻って待ち行列の先頭を決める。
【0214】
この節の終わりに、多元呼の場合のATMセル組み立て準備手順を、再度まとめてのべる。
【0215】
図16の処理手順にしめす如く、特定のタイムスロットから多元数分の連続するタイムスロットを使って通信を開始した多元呼に対して、通信開始直後の最初のデータの受信を開始したSTMフレーム位置からセル組立準備が整う分のデータ即ち47バイト分のデータがセル化バッファに蓄積されるSTMフレーム番号を(2)式によって計算する。
【0216】
計算によって予測した、多元テーブルの同じSTMフレーム番号の列の行列の最後尾に、新たな待ち行列要素として追加を行い、同時に当該、セル化テーブルの読み出しポインタの値として、通信開始直後のSTMフレーム番号と、当該多元呼に対するタイムスロットの先頭番号相当のオフセット即ち0を設定する。
【0217】
又、多元チェーン情報として、当該、セル化バッファアドレスが、多元テーブルの計算によって予測して並んだSTMフレームの列の待ち行列の最後尾に並んだ事を示す為、自分自身と同じセル化バッファアドレス即ち当該多元呼のタイムスロット番号の先頭値を設定する。以上の処理は、多元呼に対するセル組立の前準備として行われる。
【0218】
最初のATMセルに対するセル化バッファの読出開始アドレス位置を示す読出ポインタも設定され、多元呼の場合も、この最初の読出ポインタのオフセット値は必ず0の値をとる。
【0219】
また、同様に新たな多元呼のセル化バッファアドレスが待ち行列要素として追加されたことを受け、その、待ち行列間のつながりを表す多元チェーン情報の初期設定も行う。
(b).最初のセル組立処理、
ATM組立装置がセルスロットカウンタ番号から1対1に対応するタイムスロット番号を知り、図8のセル化テーブルの該当するタイムスロット番号のアドレスのテーブル値からこのタイムスロットを使っている通信チャネルの属性データを得、ルール1によって、当該セルスロットが多元呼用に割り当てられたものであることを判断する。
【0220】
この場合、多元テーブルを無条件に参照しに行き、現在のセルスロットの時点のSTMフレーム相当の待ち行列の並びを見に行き、ATMセル組立準備完了順に、FIFOを形成している多元テーブルの待ち行列の先頭要素のセル化バッファアドレス番号即ちタイムスロット番号を知る。
【0221】
ついで、このタイムスロット番号のアドレスのセル化テーブルを見に行き、読み出しポインタの値を用いて、当該、セル化バッファを図13のセル化バッファへの多元呼の書込みと読出しイメージに例示した如く、多元数に応じた読み出しルールで47バイト分読み出しを行う。ATMセル組立装置は、この読み出したペイロードデータに、セル化テーブルから得たATMヘッダを付加して、ATMセルに組み立て送り出す。
【0222】
同時に、当該多元呼のセル化バッファに次のATMデータが蓄積されるタイミングを、(2)式を用いて計算し、後続のATMセル組立を行う為に、多元テーブルの新たなSTMフレーム番号の最後尾に、当該多元呼のセル化バッファアドレスを並び直させる。
【0223】
即ち、計算予測結果を基に、多元テーブルの当該次のSTMフレーム番号に相当する行列位置を求め、過去の他のタイムスロットデータに対する予測処理の結果として、既に並んでいるATMセル組立待ちバッファアドレスの待ち行列の1番最後に、この新しく、通信開始したタイムスロット番号に対応する多元呼用のセル化バッファアドレスを追加する。
【0224】
又、セル化テーブルにおける、当該セル化バッファアドレスに対応するタイムスロット番号に対する読み出しポインタの値を、セル化バッファを読み出し終わった時の読み出しポイントのアドレスの次のアドレス値に設定し、多元チェーン情報の値を自分自身のタイムスロット番号値に設定する。
【0225】
さらに、多元テーブルは、今まで、先頭だった当該多元呼のセル化バッファアドレスの後続の順位だった待ち行列要素を先頭要素とするように変更を行い、次のATMセル組み立てに備える。
(2).第2セル以降の後続セル組立処理:FCA=0、LCA=0時
定常状態の処理であり、64kbps呼と多元呼に分けて説明する。
(A).64kbps呼の場合 N=1
最初のセル組み立てと全く同様の処理手順で、読み出しポインタから現在のSTMフレームの1つ前のSTMフレーム番号のアドレス迄47バイト分を読み出す処理、及び次のATMセル組み立てに備えて、新たな読み出しポインタの値の設定処理を行えば良い。
(B).多元呼の場合 N>1
最初のセル組み立てと全く同様の処理手順で、読み出しポインタから47バイト分ずつ多元数に応じた読み出しルールで、読み出しを行い、新たな読み出しポインタの設定、多元テーブルの更新を行えば良い。
(3).最終のセルに対する処理:FCA=0、LCA=1設定時
通信呼の終了即ちこのSTMフレームがSTMデータ通信用の最終フレームであることを意味しており、64kbps呼、多元呼に分けて最終のATMセル組み立て処理を行う。
(A).64kbps時 N=1
(a).セル組立終了の準備処理、LCA=1
セル化テーブル処理プログラムの終了処理モジュールが起動され、フラグビットLCA=1が交換機から送られて来、設定されたSTMフレーム番号即ちフレームカウンタの値を、終了ポインタの値として設定し、最終のATMセル組み立てに備える。まだ、この時点では、LCAの値は1のままとする。
(b).最後のセル組立処理、LCA=1
当該64kbps呼に対する最終のセルスロットで、このセルスロットに対するセル化テーブルを参照し、LCA=1に設定されていることを確認すると、次の最終ATMセル組み立て処理を行う。
【0226】
即ち、読み出し開始ポインタから、読み出し終了ポインタ迄の値をペイロードとして読み出し、ATMセルに組み立て送出する。
【0227】
この最後のセル組立の場合には、ペイロードデータは47バイト未満となるため、読出ポインタから最終STMフレーム番号までのバイト数を47バイトから減算した残りの数値相当分のバイト数相当の0連続のデータをパディングデータとする。先に読出したペイロードデータの後に、この0連続のパディングデータを結合して完全なペイロードデータとして、ATMヘッダを付加し、ATMセルとして組立・送出する。
【0228】
この処理と同時に、用を果たしたフラグビットLCAの値を0に戻す。
【0229】
最後に、当該64kbpsタイムスロットの番号のアドレスのセル化テーブルの値をクリアし、対応するタイムスロットが不使用状態に戻ったことをしめす為に、ENは信号系ソフト処理プログラムによって0に設定される。
(B).多元呼時 N>1
(a).セル組立終了の準備処理 LCA=1
64kbps処理と同様に、セル化テーブル処理プログラムの終了処理モジュールが起動され、LCA=1が送られて来た最終のATMセルのタイミングに対するSTMフレーム番号即ちフレームカウンタの値を、読み出し終了ポインタの値として設定し、最終のATMセル組み立てに備える。まだ、この時点では、LCAの値は1のままとする。
【0230】
多元呼の場合も、読み出し終了ポインタの値は64kbps呼と同じ値を使えば良い。これは、多元呼の場合、STMフレーム毎に、隣接する多元数分のタイムスロットを使ってデータが送られて来る為、最終のSTMフレームにおける通信用の最終タイムスロット位置は、当該多元呼に対する先頭のタイムスロットを含めてカウントして多元数個のタイムスロット位置に定まっているからである。
(b).最終のセル組立処理、LCA=1
対象とするセルスロットが多元呼用に割り当てられたセルスロットで、多元テーブルから持って来た待ち行列の先頭のセル化バッファアドレスに対応するセル化テーブルのタイムスロット情報が、フラグビットLCA=1によって、STMの最終フレームである事が判明した場合である。
【0231】
此の場合、当該多元呼に対する最終のセルスロットで、このセルスロット即ちタイムスロットに対するセル化テーブルを参照し、LCA=1に設定されていることを確認すると、次の最終ATMセル組み立て処理を行う。
【0232】
即ち、読み出し開始ポインタから、終了ポインタ迄の値をペイロードとして読み出し、ATMセルに組み立て送出する。読み出しルールは、定常状態と全く同じルールで良い。
【0233】
この時も、64kbps呼の場合と同様にして、読み出し開始ポインタから終了ポインタまでのバイトカウント数を47バイトから減算したバイト数の0連続データをパディングデータとして作成し、先に読み出したデータの後に結合し、完全な47バイトのペイロードとして、ATMヘッダ情報を付加して、ATMセルに組み立て・送り出す。
【0234】
この処理と同時に、用を果たしたフラグビットLCAの値を0に戻す。
【0235】
又、当該多元呼に対する多元テーブルにおける待ち行列要素は、削除したままとする。
【0236】
最後に、64kbps呼と同様に、セル化テーブルの当該多元呼に対するタイムスロット番号のテーブルをクリアし、EN=0に設定される。
【0237】
次に、読出ポインタと、終了ポインタについて、上記のFCA、LCAの機能説明で簡単な説明は行ったが、さらに詳細な説明を行う。
【0238】
読出ポインタは、STMフレーム番号FR#6ビットとATMセル組み立ての都度発生するタイムスロットTS#の読出開始位置のずれ、即ち、オフセット数ofs11ビットの計17ビットで表される。
【0239】
読出ポインタは、図12の64kbps呼に対するセル化バッファの書き込みと読み出しイメージ、図13の多元呼に対するセル化バッファの書き込みと読み出しイメージに示す如く、ATMセル組み立て時の、セル化バッファの読出開始位置情報を指す。読み出しポインタは、セル化バッファの読み出しの都度、次のセル組み立て準備に備えて、新たな値が書き込まれる。
【0240】
この読み出しポインタで示されるFR#と、タイムスロットTS#とオフセットofsから指定される値を初期値として、読み出しアドレス発生用のSTMフレームカウンタとタイムスロットカウンタがカウントアップ動作を周期的に行うことによってセル化バッファからデータが読み出される。
【0241】
64kbps呼の場合には、通信開始直後の最初のセル組み立て時において重要な役割を果たす。又、64kbps呼も、多元呼の場合も、定常状態でATMセル組み立てを行う都度、この読出ポインタを読出開始点として、セル化バッファの読出を行う。読み出しポインタは、通信呼の終了時にも、正しく、ペイロードの端数処理即ち47バイト未満のペイロード組み立て処理を行う際に、終了ポインタとセットになって重要な役割を果たす。
【0242】
以下、64kbps呼の場合と多元呼の場合に分けて説明する。
(A).先ず、64kbps呼の場合、図7のセル化バッファの構成において、同じSTMフレームのタイムスロット番号のセル化バッファをSTMフレームFR#の番号順に読み出すことによって、必要なペイロードデータが得られる。 従って、セル組み立てに於ける読み出しポインタにおいてオフセットofsは常に0に設定される。これは、図12の64kbps呼対応セル化バッファへの書き込みと読み出しイメージからも明らかである。
(B).次に、多元呼の場合、STMフレームあたり多元数個のタイムスロットのデータが隣接して周期的に到来する。
【0243】
従って、通話開始直後に、通話開始時における最初のSTMフレーム内の割り当てられたタイムスロット番号と多元数が分かれば、47バイト分の情報が蓄積されるそれ以降のSTMフレームの到来時点は、周期的に繰り返される為、簡単に計算し予測できる。
【0244】
但し、この場合に、64kbps呼の場合と異なり、図13のセル化バッファへの多元呼の書込みと読み出しイメージにしめした如く、ペイロード用に47バイトのデータを読み出しする都度、次のペイロードの読み出し開始位置は、前の読み出し開始位置のオフセット位置ofsとは、異なった値をとることになる。
【0245】
当該多元呼の最初の読み出し開始位置、即ち、最初のタイムスロット位置をSTMフレームにおける列方向の読み出し位置のずれ即ちオフセットofsの基準点(ofs=0)と定義する。
【0246】
この時、例えば、N=5の場合は、最初のATMセル組み立てが完了し、次の第2のATMセル組み立てが開始される時のオフセットの位置は、47モジュロ5=2として得られる。また、次のATMセル組立時には(47−3)モジュロ5=4として得られる。
【0247】
上記の毎回ずれるオフセットの値を実際の回路処理によって得るには、セル組み立て終了時におけるセル化バッファのSTMフレーム番号アドレスとタイムスロット番号の基準位置からのずれの情報を読みだしアドレスカウンタの値から得る。
【0248】
このアドレスカウンタから得た基準位置からのずれの値に1を加えてモジュロ5の演算処理即ち剰余演算を行った結果が0となる場合は、ペイロード読み出しの終了位置が、当該多元呼に対する読み出しSTMフレーム番号相当アドレスの列方向の読み出し位置の最終位置だったことを意味する。
【0249】
従って、この場合は、次の読みだし開始位置のSTMフレーム位置は、ペイロードデータの読み出しが終了したSTMフレーム番号FR#に1を加えた値を、新たな読み出しポインタにおけるSTMフレーム番号とし、また、オフセットofs=0の値を設定する。
【0250】
上記の剰余演算が0以外の値の場合は、読み出し終了位置における読み出しカウンタのSTMフレーム番号を次の読み出しポインタのSTMフレーム情報として、読み出し終了位置における基準位置からのズレの値に1を加えた値を、次の読み出しポインタのオフセット情報として設定する。
【0251】
以下、毎回、ATMセル組立が行われる都度、上記の処理を繰り返して、読み出しポインタの値を更新する。
【0252】
終了ポインタは、6ビットで、FCAの時に、説明を行っているが、STMの通信呼の終了フレームを検知して、特定の通信呼に対する最終ATMセル組み立てに於いて、ATMペイロードに生ずる47バイト未満の端数処理を行う。
【0253】
オフセットは、情報として不要であり、最終のSTMフレームの値が分かれば64kbps呼も多元呼も最終セルの組み立てを行うことができる。
【0254】
図8のセル化テーブルに関し、最後に多元チェーン情報について説明する。
【0255】
多元チェーン情報は、多元呼に対するセル組立準備完了のセル化バッファアドレスが待ち行列を形成している多元テーブルにおいて当該セル化バッファアドレス従ってタイムスロット番号が待ち行列を作っている列の当該セル化バッファアドレスの次のセル化バッファアドレスを指す。
【0256】
この時、セル組立待ちのセル化バッファアドレスが、待ち行列の最後に並ぶ時には、行列の最後であることを示す為に、多元チェーン情報は、自分自身のセル化バッファアドレス即ちSTMフレームの対応するタイムスロット番号値を設定する。このようなケースは、通信開始直後と、ATMセル組立直後に発生する。
【0257】
即ち、当該多元呼に対する通信が開始された直後に、セル組み立て準備完了時期のSTMフレーム位置を予測して、新たな待ち行列要素として、当該STMフレーム番号に相当する待ち行列の最後尾に並んだ時には、後続する待ち行列要素はない為に自分自身のアドレス即ちセル組立待ちに入った当該セル化バッファのアドレス値を設定する。
【0258】
同様に、ATMセル組立の定常モードに入り、多元呼に対するATMセルの組立を行った時に、当該多元呼に対する次のATMセル組立準備が完了する次のSTMフレームに相当する列の待ち行列の最後に並び直す。この時も、後続の待ち行列要素はない為、多元チェーン情報は自分自身のアドレスを設定する。
【0259】
これに対して、待ち行列の最後尾に新たな待ち行列要素が追加された直前まで最後尾であった待ち行列要素に対するセル化テーブルのタイムスロット番号のアドレスにおける新たな多元チェーン情報として、この新たに、最後尾に追加された多元呼のセル化バッファアドレス即ちタイムスロット番号が書き込まれる。
3)多元テーブル
次に、図9の多元テーブルの構成について説明する。
【0260】
図9で示す如く、シーケンス順に並んだSTMフレーム番号毎に、セル組立待ちのセル化バッファアドレス即ち対応するSTMフレームのタイムスロット番号の待ち行列が形成されている。図9で括弧内の数字は、必要ビット数を示す。
【0261】
また、多元呼の繋がりを示す多元チェーン情報は、セル化テーブルに保持されている。
【0262】
図9では、各STMフレームの待ち行列毎に、セル化対象のセル化バッファの先頭のアドレス値、最後尾のアドレス値、当該STMフレームに並んでいる待ち行列要素の数すなわち送出すべきチャネル数が蓄えられている。
【0263】
システムとして通信開始直後に多元呼として、最初の待ち行列に並んだセル化バッファアドレス値即ちタイムスロット値が、自動的に、待ち行列の先頭となり、以降は、STMフレーム順に、各STMフレームの並びの先頭の行列要素が常に、STMフレームのシーケンス順にFIFO論理によって、多元テーブルの待ち行列の先頭要素として取り出されるように待ち行列が形成されている。
【0264】
図10の多元チェーン情報の更新例に、多元テーブルと、セル化テーブルの多元チェーンの更新例を示す。
【0265】
図10には、セル化テーブルの中で、多元呼の待ち行列の繋がりを示す、多元チェーン情報部分のテーブルを抜粋して示している。
【0266】
図10で、待ち行列の先頭の、セル組立対象の先頭のセル化バッファアドレス即ちタイムスロット値は、フレーム番号FR#の2の列のTS#=3とする。
【0267】
この状態で、TS#=3のセル化バッファアドレスに対する多元呼に対するセル組立が行われると、FR#=2のSTMフレームの次の待ち行列要素のTS#=6が、次のセル組立待ち行列の先頭要素として、多元テーブルのSTMフレームFR#=2の先頭TS値の書き替えが行われる。ここで、この後続の待ち行列要素のTS値は、図10の右に多元チェーン情報をセル化テーブルの抜粋によって説明した如く、セル化テーブルにおける多元チェーン情報によって得られる。また、FR#=2の並びの待ち行列要素数は3から2に減ぜられる。
【0268】
同時に、このTS=3のセル化バッファアドレスに対する次のセル組立準備が完了する予測STMフレーム時点を所定の計算式によって計算し、FR#=8を得る。
【0269】
このFR#=8の待ち行列の最後尾は、TS=27のセル化バッファアドレスであったが、この値を、TS=3に書き替える。
【0270】
同時に、FR#=8の待ち行列の最後尾の待ち行列要素、TS=27に対する多元チェーン情報を、TS=27から、新たな値、TS=3に書き替える。
【0271】
最後に、TS=3に対応するセル化テーブルにおける多元チェーン情報を、以前の多元チェーン情報のTS=6の値から、待ち行列の最後尾に並んだ事をしめす為にTS=3に設定する。
【0272】
同様の処理を、新たな多元呼が発生する都度、ATMセル組立が完了する都度行えば良い。
3)総括説明
以上の説明を総括的にまとめて、図19の本発明のATMセル組立手順の全体詳細フロー図、図20の本発明のATMセル組立装置の機能情報関連図に示す。
【0273】
以下、簡単なまとめの説明を行う。
【0274】
図19の動作フローにおいて、本発明の特徴をなす基本実現要素は、図1の本発明のATMセル組立装置の原理構成図におけるセル化バッファと、セル化テーブルと多元テーブルである。
【0275】
通信呼が新たに発生したことを検出したμP INF部は、セル化テーブルの初期値の設定を行う。この初期値設定には、既に、説明した如く、制御情報FCAの値を0から1への設定や、64kbps呼用、多元呼用のそれぞれに対応した読みだしポインタ値の設定、最初の多元チェーン情報即ち自分自身のTS値の設定、ATMセルのヘッダ値の設定、多元呼の場合には、この通信開始STMフレーム位置から多元数に応じて定まるATMセル組立準備予定のSTMフレーム位置の計算及び多元テーブルへの待ち行列要素の追加による多元テーブルの更新等が含まれる。
【0276】
セル化バッファ部へのSTMデータの書込みは、図9にしめす如く、STMフレームに仮想的に付けたフレーム番号FR#の順のフレームカウンタ、STMフレーム中のチャネルデータが送られて来る時間位置に対して順番に番号を付与したTSカウンタの順番に、周期的に行われている。セル化バッファのアドレスはこの書込みカウンタが指示するアドレス値と1対1に対応している。この時、STMフレームのセクションオーバヘッド等の不要な情報は、除去される。
【0277】
他方、セル組立部が行うセル化バッファからのペイロードデータの読みだしは、図2に示すセル化基本フレーム内の量子化されたタイムスロットであるセルスロットのタイミングで周期的に行われている。
【0278】
この時に、既述の如く、64kbps呼の場合も多元呼の場合も、セル化バッファへのSTMデータ書込みと、ATMペイロード用のデータ読みだしのタイミングの時間順が逆転しないように制御しながら読みだし処理を行う。
【0279】
又、64kbps呼の場合と、多元呼の場合で、セルスロットの使い方、セル化バッファの読みだしルールやセル化テーブルの更新ルールが異なり、多元呼の場合には、多元テーブルの利用と更新処理が余分に必要となる。
【0280】
セルスロットの属性の判断は、既述の如く、セルスロット番号に1対1に対応しているセル化テーブルのタイムスロット番号の属性データを参照することによって行う。
【0281】
64kbps呼の場合、最初のセル組立時は、通信開始時のSTMフレームの値を、セル化バッファの読みだし開始位置を示す読みだしポインタ情報として得る。この読みだし開始位置から当該セルスロットのSTMフレームの1つ前迄のSTMフレーム分のセル化バッファアドレスからペイロードデータを読みだし、ATMヘッダを付加してATMセルとして組み立てATM網側に送り出す。
【0282】
多元呼の場合は、当該セルスロットが、空きセルスロットか、対応するSTMフレームのタイムスロットで通信が行われていないセルスロットか、多元呼用に対応するSTMフレームのタイムスロットを使って多元呼の通信が行われている場合かのどれかの場合で、この場合は、当該セルスロットは、多元呼が共用スロットとして使っても良いセルスロットである。
【0283】
従って、この場合は、多元テーブルを参照しに行き、セル組立待ち順のセル化バッファアドレス即ちタイムスロット番号の待ち行列の先頭の値を使ってセル化バッファの読みだしを多元数に応じたルールで読み出す。
【0284】
同時に、セル化テーブルと多元テーブルの更新を図10の多元チェーン情報の更新で説明した手順によって行う。
【0285】
図20は、以上の説明を総合した、本発明のATMセル組立装置の機能情報関連図を示す。
【0286】
各機能要素間で必要な情報の相互のやり取り、各の動作に必要なクロック等がしめされている。実際の各機能部の構成にあたっては、マイクロプロセッサを用いた演算やデータの相互転送等によるソフト処理と、クロック発生部等のハード処理部が組み合わされて実現されている。
【0287】
簡単に総括的な説明を行うと、STM多重データは、一旦、STM書込み制御部に蓄積され、直列並列変換処理が行われ、バイト単位にバッファに蓄えられた後で、セクションオーバヘッド部を除いたチャネルデータ部のタイムスロットデータのみが抽出され、セル化バッファに逐次、STMフレーム順、タイムスロット順に書き込まれる。
【0288】
又、これらと平行して、交換機から来た、通話開始時の情報を得て、セル化テーブルの通話を開始したタイムスロットに相当するアドレスに各種の初期設定値が書き込まれ、同時に、通信呼が多元呼の場合には、多元テーブルに、新たな待ち行列要素の追加を行う。
【0289】
ATMセル組立部は、セル化基本フレームの周期で量子化された時間単位のセルスロット毎にATMセル組立動作を平行して行っており、セルスロット毎に、セルスロットが、64kbps呼用に割当済か、多元呼用かの情報を、セル化テーブルのセルスロットに1対1で対応したタイムスロット番号のアドレスに蓄積されている情報から得て、64kbps呼、多元呼用のそれぞれに応じたセル組立動作を行う。
【0290】
64kbps呼の場合は、通信開始直後のセル組立の場合には、フラグ情報FCAが1であることによって、最初のセル組立であることを知り、読み出しポインタ情報を使って、通信が開始されたSTMフレームを開始点とした正しい個数のペイロードデータをセル化バッファから読み出す。
【0291】
多元呼の場合は、多元テーブルからATMセル組立準備が整った先頭の待ち行列要素のセル化バッファアドレスを知り、このセル化バッファアドレス即ちタイムスロット番号に対する読み出し開始ポインタの情報と多元数を基に、セル化バッファの読み出しを行う。
【0292】
又、この読み出し処理に応じて、次の待ち行列位置の計算を行い、多元テーブルの更新を行い、同時にセル化テーブルの更新を行う。 セル化テーブルからのデータの読み出しの際は、セル化準備が完了したセルから読み出すこと、セル化テーブルへのデータの書込みと読み出しのタイミングが逆転しないように制御する。
【0293】
図20で、セル化バッファ読み出し制御用のカウンタクロックFR#とTS#が64kbps呼の場合と、多元呼の場合で発生ルールが異なり、とくに多元呼の場合には、ATMセル組み立ての都度発生するオフセットの違いを吸収する為に、セル化テーブルから読み出しポインタによってオフセットデータを得て読み出し開始位置相当のアドレスクロックの値をその都度変えながら読み出し動作を行っている。
【0294】
次に、CSIが1となり、STMフレームのフレーム同期位置を示すポインタ情報を送らなければならない場合の処置について説明する。
【0295】
この場合は、ATMセルのペイロード部分は、CSI=1の指示情報を受けて、STMフレームのフレーム同期位置情報を送る必要がある為に、通常は、ペイロードとして、47バイト使っているのに対して、1バイト分がポインタ情報として使われる。この為、ATMセルのペイロードデータ数は46バイトとなる。
【0296】
この場合は、ATMセルの組立準備が完了するSTMフレーム番号は、早めになるが、そのSTMフレーム番号は、式(2)のペイロード数47の数値を46に置き換えることによって、簡単に計算の修正が可能となる。
【0297】
又、セル化スロットで対応するタイムスロットに対するセル化テーブルを読みに行って、CSI=1のフラグが設定されたことを確認した場合は、セル化バッファからデータを読み出す際には、読み出しポインタから46バイト分だけのデータをペイロードデータとして読み出すようにする。
【0298】
このようにして、CSI=1に対応して、ペイロードデータが46バイトになる場合でも、回路や処理のアルゴリズムを変更することなく、制御パラメータを変更するだけで、簡単に対応が可能となる。
【0299】
以上、本発明のATMセル組立装置について、詳細な説明を行った。
2.次に、本発明のATMセル分解装置について説明する。
【0300】
図5の本発明のATMセル分解装置の構成に加え、図21の64kbps呼に対する本発明のセル分解処理の概要、図22の128kbps呼に対する本発明のセル分解処理の概要、図23の本発明のセル分解用バッファの構成、図24の書込制御テーブルの構成、図25の書込シーケンス例、図26の読出シーケンス例を基に説明を行う。
【0301】
図5の本発明のセル分解装置の構成で概要を説明した如く、本発明のセル分解装置に置いては、図21、図22に示す如く、ATMペイロードを、64kbps呼の場合には、STMフレーム番号順に1バイトずつ、128kbps呼の場合には、STMフレーム周期毎に2バイト分ずつ連続するタイムスロットに割り当てて分解していけば良い。 図21では、VPI、VCIで指定されるアドレス値のATMセルを、STMフレームのタイムスロット5番の位置に分解している例を示す。同じく、図22は多元数=2の多元呼を、STMフレームの連続するタイムスロット5番と6番の位置に分解している例を示す。
【0302】
多元呼の場合は、一般的にはNバイトの固まりで、STMフレーム毎の、連続するNケのタイムロットに、ATMセルのペイロードデータの分解が行われる。
【0303】
図23のセル分解用バッファの構成に示す如く、STMフレームに対応して付けたアドレス番号は、0〜127の周期の値を持ち、ATMセル化バッファの倍の大きさを持たせている。
【0304】
これは、遅延ゆらぎ吸収を配慮した為である。各データ格納領域は、8ビットに必要に応じてパリティビットを付加したデータを蓄積する。
【0305】
また、タイムスロット番号は、各STMフレーム番号毎に、0〜2047の値が付与されているが、実際にこの内、0〜2015迄のアドレスが使われる。
【0306】
64kbps呼の場合には、各STMフレーム毎に、1バイトのデータが、ATMセルから読み出され、書き込まれる。書込みを行うタイムスロット番号は、書込み制御テーブルから得られる。
【0307】
多元呼の場合には、先頭のTS番号のアドレスから連続して、多元数分の連続したアドレスに書込みを行う。この時、書込み制御部は、制御テーブルから得た先頭TS番号と多元数から書き込むべきバッファアドレスを特定して書込みを行う。
【0308】
他方、STM側の読み出し処理は、書込み側とは独立に、常に、一定周期で行われている。すなわち、125μsのSTMフレーム毎に1フレーム分のデータが、ATMセル分解用バッファからTS番号の順に読み出される。
【0309】
STMフレーム内の処理は、サイクリックに、STMフレームクロックとTSクロックをカウントアップさせながらデータの読み出しを行うだけで良い。
【0310】
他方、ATMセルは、一般的に網内でのトラフィックの輻輳度合によって、同じパス上を情報が伝達されても、パス利用時の待ち合わせ時間の揺らぎによる遅延揺らぎを持っている。
【0311】
この結果、STMフレーム側は、常に、一定の周期で、データの読み出しを行っているのに対して、ATMセルの到着の遅延揺らぎによって振られる時間で、ATMセル分解用バッファへの書込みが行われることになる。
【0312】
従って、この揺らぎを考慮して書込みと読み出しタイミングが逆転しないようにタイムマージンを確保するために、図23に示す如く、STMフレーム組み立て側の読み出し開始時刻を、遅延ゆらぎがない場合にATMセルの分解を行うために使う書込み用に使うフレームクロックFR#の書込み開始時間に対して、読み出しに使うSTMフレーム側の読み出しのフレームクロックの開始時間位置を余裕時間τだけ遅らせることとする。図23の例では、τ=125μs×3=375μsの場合が例示されている。これは、逆に、読み出し側を基準とした場合には、読み出し側のフレームクロックに対して、τ時間分だけ、早いフレームクロックを使ってデータの書込みを行うことを意味する。
【0313】
図24に書込み制御テーブルの構成を示す。
【0314】
図24で、各制御データは、VPI/VCIの組からきまる各通信チャネル毎にテーブルとして保持されている。又、括弧内の数字は、必要ビット数を示す。
【0315】
ATM入力セルのVPI/VCIは、STMフレームのチャネル番号即ちTS番号に1対1に対応しており、入力セルのVPI/VCI毎に、以下のパラメータを格納する。各パラメータはそれぞれ下記の意味を有する。
EN:呼設定情報(EN=1:呼設定あり、EN=0:呼設定なし)
N:多元数(N=1: 64kbps呼、N=2: 128kbps)
TTS:先頭タイムスロット
TAU:遅延揺らぎ吸収値(例:TAU=2の時、2STMフレーム分即ち250μs分の揺らぎ吸収が可能。又、τ=TAU+1と定義する)
FCA:第一セル到着情報(0:第1セル未到着、1:第1セル到着)
このフラグ情報を使って、最初のATMセルの到着を検知し、ATMセルの分解開始の最初のアドレス位置設定を通じて、ATMセルの遅延揺らぎに対するマージン設定を行う。
LCA:ATMセルが最終セルであることを指示する。これによって、セル分解終了処理の準備及び終了処理を行う。通常は0の値を取り、通信終了時に交換機側からの設定情報によって1に設定され、終了処理と同時に0に戻される。
FR :書込ポインタ1 で、当該ATMセルのペイロード分解データをATMセル分解バッファに書き込む場合の最初の書込み開始位置のフレーム番号をさすポインタ情報で多元呼の場合に書込ポインタ2と組み合わせて使う。
TS :書込ポインタ2で、当該ATMセルのペイロード分解データをATMセル分解バッファに書き込む場合の最初の書込み開始位置のタイムスロット番号をさすポインタ情報で、多元呼の場合だけ使用し、書込ポインタ1とセットで使われる。
FRL:最終セルに対する最終STMフレーム番号。データ書き込みの終了ポインタ情報
ここで、書込ポインタ2のTSは、ATMセルの分解毎に、タイムスロットの読み出し開始位置情報がずれるのを示しており、絶対数として表示しているが、セル化バッファからの読み出しの場合と同様に基準点即ち先頭のタイムスロットTSからの相対値として定義することも可能である。
【0316】
書込ポインタ2は、多元呼の場合、読み出しポインタと同様の理由で、ATMセルのペイロード数47のデータを多元数ずつ、各STMフレームに分解して行った場合に、発生する書込開始位置のずれを次のATMセル分解開始時の為に示す。
【0317】
通信が開始され、呼が設定された直後の時点では、EN、N、TTS、TAUがマイクロプロセッサ等によって書込み制御テーブルに書き込まれる。
【0318】
図25は、書込みシーケンスの例を示している。
【0319】
図25で、WDは書込済バイト数、WFDはSTMフレーム内の書込済バイト数、TTSは、多元呼のSTMフレーム内の先頭のタイムスロット番号、WFRは書込時のSTMフレーム番号、WTSは書込時のタイムスロット番号を示す。
【0320】
呼設定直後に到着する第1セルと、第2セル目以降とで処理ルールが異なる。
【0321】
第1セル目では、遅延揺らぎ吸収の為、τ=TAU+1だけ読み出しのSTMフレーム側に対して前にずらしたフレーム位置から書込みを行う。この時の書込み開始のアドレスは、タイムスロットの先頭位置である。
【0322】
ここで、τの式が+1の意味は、揺らぎ吸収値TAUまで最悪ATMセル到着の遅延揺らぎが発生しても尚1STMフレーム分の余裕をみることを意味している。
【0323】
この第1セルの分解が終わった時点で、書込み終了位置のアドレスの次のアドレスを、次の書込み時の書込み開始ポインタ情報として、制御テーブルにおける、当該ATMセルのアドレスVPI/VCIに対応したタイムスロット番号のアドレスへ書き込む。
【0324】
第2セル以降は、上記の第1セル分解処理に引き続いて、第1セルの分解が終了したアドレスの次のアドレスから同じようにしてセルの分解が行われる。
【0325】
図25の左側のシーケンスは、通信開始直後の呼の設定が行われる場合に、遅延揺らぎ吸収の為に、第1セルの分解を行う場合の最初の書込み開始点を読み出しフレームに対して、τ=TAU+1分のフレームだけ先行した位置から、バッファに書込みを開始することを意味している。又、タイムスロットの開始位置は、当該、多元呼のSTMフレームの開始位置に相当する。
【0326】
図25の右側のシーケンスは、47バイトのデータを、各STMフレーム毎に多元数分ずつ書込み処理を行い、その処理を繰り返して、必要なSTMフレーム分のデータ書込み処理を行う時の処理手順を示す。第2セルの終了直後のアドレスの次のアドレスを同様にして、次のセル分解時の分解開始位置アドレスとして制御テーブルの更新を行う。以下、同様のサイクルを最後まで行う。
【0327】
図26は、STM側の読み出しシーケンスを示す。STMフレームの周期クロックRFR、タイムスロットカウンタクロックRTS順に、データの読み出し処理が行われることを示す。
【0328】
ここで、RFRは0〜127の値をとり巡回し、RTSは0〜2429の値を巡回している。RTSの内、実際にSTMデータとして使われるのは、STMフレームのタイムスロット分の0〜2015である。
【0329】
この後、STMセクションヘッダデータとの結合が行われ、STMフレームデータとしてSTM網側に送出される。
【0330】
以上、説明した如く、本発明のATMセル分解装置に置いては、書込み側ではアドレス変換の為のメモリアクセス及び高速メモリが不要となり、装置の小型化、経済化、低電力化に適したATMセル分解装置の実現が可能となる。
【0331】
最後に、本発明の拡張発明について、補足して説明を行う。
【0332】
即ち、以上の説明では、説明の複雑化をさける為に、リアルタイム性を要求される通信呼としては、音声を中心とする64kbps呼即ち多元数1の場合だけを想定して説明を行った。
【0333】
しかし、近年、インターネットのマルチメディア応用が進展するにつれ、動画放送や動画像通信などの64kbps以上の多元速度の通信呼でリアルタイム性を要求する場合が見受けられるようになって来た。
【0334】
移動通信の分野でも、W−CDMAを使った動画像等を含む64kbps以上の高速のデジタル通信サービスが予定されている。
【0335】
そこで、本発明を拡張して、このような多元数Nが1以上の多元呼で音声に加えて動画像等のリアルタイム性の要求される多元呼に対しても、本発明を拡張して適用することができることを説明する。
【0336】
本拡張発明は、とくに、多元数が2〜3程度の多元数が余り大きくない多元呼で、多元数1の64kbps呼に比べて、相対的な改善効果が大きな場合に、適用した場合にとくに効果が大きい。
【0337】
本発明では、課題を解決する手段の説明で簡単にふれた如く、ATMセル組立装置に置いて、リアルタイム性の要求されるN>1の多元呼に対するセル組立を行う場合に、多元数1の場合の考え方をそのまま拡張して適用する。
【0338】
即ち、他のリアルタイム性を必要としない多元呼用に割り当てられたセルロットに対しては、セルスロットは、全ての多元呼が共用して使う形とし、多元テーブルで待ち行列を作っている先頭の多元呼から順に、ATMセル組立・送出を行っている。
【0339】
しかし、リアルタイム性を要求される多元呼に対しては、当該セルスロットに対応するセル化テーブルにリアルタイム要求のフラグが立てられた多元呼の場合には、当該セルスロットは、64kbps呼の場合と同様に、当該多元呼が占有して使う形とする。
【0340】
即ち、リアルタイム通信の要求のあった多元呼に対するSTMフレームの多元数個の隣接したタイムスロットの通信データは、当該タイムスロットに1対1に対応した多元数個の連続するセルスロットを使って、ATMセルの組立・送出を行う。
【0341】
このようにする事によって、本発明の基本構成と考え方を変更することなく、リアルタイム性を要求する多元呼に対しても、対応が可能となる。
【0342】
但し、本拡張発明は、多元数が大きな場合はセルのバースト発生が大きくなる為に適用上の制約がある。
【0343】
図27のセル化テーブルの拡張構成に、上記で説明した、リアルタイム性要求フラグRを追加したセル化テーブルの構成をしめす。
【0344】
チャネルデータに、リアルタイム性を要求するフラグビットRが追加されている。この情報は、交換機側からの信号情報として得られ、対応する多元呼のチャネル(タイムスロット)に相当する番号のアドレスのセル化テーブル値として設定される。通常の多元呼に大しては、R=0であり、リアルタイム性を要求する多元呼に対しては、R=1に設定される。
【0345】
これによって、多元呼即ちN>1の場合で、R=1の通信呼が到来した場合には、多元呼であっても、64kbps呼の場合と同様に考えて、STMフレームのタイムスロットと対応するセル化基本フレーム上のセルスロットの関係を1対1に対応付けて、ATMセル組立送出を行う。
【0346】
セルスロットが他の多元呼と共用して使われないで、リアルタイム性を要求する特定の多元呼が専有して使う点が異なるが、セル化バッファへのデータの書き込みや読みだしのルールは、通常の多元呼の場合と同じである。
【0347】
従って、読みだしポインタの設定や更新も多元呼の場合と同じルールで行われる。
【0348】
図28のリアルタイム呼への拡張を考慮したセル化バッファへの書き込みと読出手順の詳細フロー図に示す如く、セル化スロットに対応するタイムスロットに多元呼(N>1)であってリアルタイム性の要求がある(R=1)の呼に対しては、64kbps呼と同様に、当該セルスロットを、対応するタイムスロットを使って送られてきたリアルタイム性を要求する多元呼が専有してATMセルの組立・送出を行う。
【0349】
尚、ATMセル分解装置に関しては、必ずSTMフレームの周期データに復元される為、ATMセル組立を行う場合の如くリアルタイム性保持の工夫はとくに必要なく、他のN>1の多元呼の場合と同様にして、ATMセルの分解を行えば良く、とくに、拡張変更を行わなくても、本発明をそのまま、適用すれば良い。
【0350】
本拡張発明は、とくに、多元数が余り大きくならないN=2〜3程度の範囲で適用して、ATM網側へのバースト発生の影響も少なく抑え、リアルタイム性保証による動画像通信などへの適用効果をあげることができる。
【0351】
【発明の効果】
本発明のATMセル組立・分解装置によって、高速メモリを不要とし、メモリ規模を削減し、ATMセル組立時の相互衝突回避の複雑な処理を不要とし、かつ、多元呼に対しては同一の多元呼に対するATMセルのバースト的発生を抑え、ATM網に対する効果的な負荷分散を達成する、LSI化に適した装置の実現が可能となり、その適用効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のATMセル組立装置の原理構成図である。
【図2】 本発明のSTMフレームとセル化基本フレームの関係である。
【図3】 本発明のSTMフレームのタイムスロットとセル化バッファとセルスロットの対応関係である。
【図4】 本発明のATMセル組立の基本手順である。
【図5】 本発明のATMセル分解装置の構成である。
【図6】 本発明のATMセル分解の基本手順である。
【図7】 セル化バッファの構成である。
【図8】 セル化テーブルの構成である。
【図9】 多元テーブルの構成である。
【図10】 多元チェーン情報の更新例である。
【図11】 本発明のATMセル組立の詳細フロー図である。
【図12】 64kbps呼対応セル化バッファの書き込みと読み出しイメージである。
【図13】 セル化バッファへの多元呼の書き込みと読み出しイメージである。
【図14】 多元数Nとセル組立準備完了時点のSTMフレーム番号シーケンスの計算例である。
【図15】 多元数とセル化バッファアドレス待ち行列例である。
【図16】 通信開始直後の手順図である。
【図17】 第2セル以降の組立手順図である。
【図18】 通信終了時の手順図である。
【図19】 セル化バッファへの書き込みと読み出し手順の詳細フロー図である。
【図20】 本発明のATMセル組立装置の機能情報関連図である。
【図21】 64kbps呼に対する本発明のセル分解処理の概要である。
【図22】 128kbps呼に対する本発明のセル分解処理の概要である
【図23】 本発明のセル分解用バッファの構成である。
【図24】 書込制御テーブルの構成である。
【図25】 書込シーケンス例である。
【図26】 読出シーケンス例である。
【図27】 セル化テーブルの拡張構成である。
【図28】 多元リアルタイム呼への拡張を考慮したセル化バッファへの書込みと読出手順の詳細フロー図である。
【図29】 STM網とATM網を相互接続する為のATMセル組立・分解装置である。
【図30】 本発明のATMセル組立・分解装置と適用分野の対応である。
【図31】 SDHの多重化ハイアラーキである。
【図32】 STM1のフレーム構成である。
【図33】 ATM網内のAAL1対応ATMセルの構成である。
【図34】 64kbps呼を対象としたAAL1用ATMセル組立・分解の仕組みである。
【図35】 従来のATMセル組立装置の構成である。
【図36】 従来のATMセル組立装置におけるセル組立の説明図である。
【図37】 従来の多元呼データに対するATMセル組立である。
【図38】 従来技術によるSTM多元呼データのセル化バッファへの書込手順フロー図である。
【図39】 従来構成によるセル化バッファへの書込の仕組みである。
【図40】 従来のATMセル分解装置の構成例である。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an existing STM (Synchronous Transfer Mode) network and an ATM (Asynchronous Transfer Mode) cell that constitute a backbone communication network using SDH (Synchronous Digital Hierarchy), which is a synchronous multiplexing stacking technology, as a hierarchy of multiplexing stacks. The present invention relates to an ATM cell assembling / disassembling apparatus using a multiplexing interface used for mutual connection with a future ATM network based on a transfer technology.
[0002]
In particular, in the present invention, when the STM network side multiplexing interface is multiplexed with 64 kbps information centered on voice and multi-rate data that is an integral multiple of 64 kbps, the generation of a call from an arbitrary time point is prevented. In addition, it automatically avoids mutual collision between cells when assembling ATM cells, and at the same time, distributes the load of ATM cell transmission timing for multi-rate data, realizes high-speed device and diminishing memory scale, and is suitable for LSI implementation The present invention also relates to an ATM cell assembling / disassembling apparatus using a multiplexing interface for connection between an STM network and an ATM network.
[0003]
An image applied to the ATM cell assembling / disassembling apparatus for interconnecting the STM network and the ATM network of FIG. 29 is shown.
[0004]
As shown in FIG. 29, the ATM cell assembling / disassembling apparatus is disposed between the TDM switch on the STM network side and the ATM switch on the ATM network side. Usually, the communication service on the STM network side in the same station. It is used as a format conversion apparatus between necessary communication data between a TDM exchange that performs exchange connection in units of channels and an ATM exchange that exchanges ATM cells in communication services.
[0005]
Further, as shown in the correspondence between the ATM cell assembling / disassembling apparatus of the present invention and the application field of FIG. 30, the ATM cell assembling / disassembling apparatus is an SAR (Segmentation and Disassembly) that occupies the lower layer portion of the AAL (ATM Adaptation Layer) of FIG. The reassembly function is performed in coordination with the CS (Convergence Sublayer) function, which performs cell connection management, error control, frame start position pointer information transmission of higher layer information transmission frames, etc. One.
[0006]
According to the international standard classification of the interface of the AAL layer, four types of classification from AAL1 to AAL5 are defined according to the type of communication data put on the ATM, but the data from the STM network side in the present invention is Targeted at constant rate information called CBR (Constant Bit Rate), that is, synchronous multi-rate data of 64 kbps or an integral multiple thereof, classified as a device that realizes an ATM cell assembling / disassembling interface equivalent to AAL1 in a multiplexing interface Is done.
[0007]
[Prior art]
Communication technology is advancing rapidly, and in the process of shifting from an existing communication network based on the old technology to a new communication network based on the new technology, in addition to utilizing existing facilities, Interconnection between them is an essential issue.
[0008]
The current backbone communication network employs a method of stacking multiplexed frames at a rate that is an integral multiple of 64 kbps equivalent to voice 1CH, and the higher-order group is based on STM1 of 155.520 Mbps or STM0 of 51.840 Mbps. A network is being constructed by hierarchical multiplexing hierarchy based on SDH (Synchronous Digital Hierarchy) based on STM (Synchronous Transfer Mode) technology based on network synchronization, which is stacked at an integral multiple of STM1.
[0009]
FIG. 31 shows the SDH multiplexing hierarchy, and FIG. 32 shows the STM1 frame structure.
[0010]
As shown in FIG. 31, SDH absorbs the hierarchy of low-order group PDH (Pleciochronous Digital Hierarchy) networks by synchronizing existing staff in each country, and is also aware of the shift to ATM networks that will provide broadband services in the future. It has a configuration.
[0011]
Of these, the STM1 speed is the most basic multiplexing speed in the SDH network, such as when stacking higher-order groups or when connecting internationally. In the case of Hierarchy in Japan and North America, it is 24 × 4 in terms of 64 kbps. × 21, that is, 2016CH can be multiplexed, and in the future, it is expected as a basic speed when the B-ISDN service is introduced to the home.
[0012]
Further, the basic frame of STM1 (hereinafter referred to as STM frame) has a configuration based on a sampling period of 8 kHz (125 μs), which is twice the bandwidth of the voice, which has been the center of traffic so far, as shown in FIG. In the virtual container VC1, 260 × 9 = 2340 bytes of information can be loaded on one frame and sent. The basic time width in bytes in this STM frame is hereinafter referred to as a time slot.
[0013]
This includes the 28.8 kbps and 56 kbps data transfer services commonly used for Internet connection, the ISDN 64 kbps service, and the high-efficiency compressed voice communication service of 5.6 kbps to 8 kbps used for mobile phones and the Internet. It is sent after being converted to a communication speed of 64 kbps. Also, high-speed digital leased lines and the like are provided on the basis of a speed that is an integral multiple of 64 kbps.
[0014]
As a result of progress in circuit / device technologies such as high-speed memory and processing LSI, the number of STM1 multiplexed frames is generally used as a basic bundle of TDM exchange in the current TDM exchange.
[0015]
On the other hand, with the aim of providing high-quality and flexible multimedia services in addition to voice, it is based on ATM (Asynchronous Transfer Mode) technology based on cell transfer with a main transfer rate of 155.520 Mbps equivalent to STM1. The construction of ATM networks is currently being introduced in the form of intranets using ATM dedicated networks, and in the future, full-scale introduction to public mobile communication networks and general subscribers is expected. Yes.
[0016]
In this case, in the transition period, in order to allow users connected to each network to freely receive communication services across the network, the existing STM network and the newly established ATM network Interconnection is required.
[0017]
In other words, the existing STM network with 64 kbps as the basic speed of service accumulation and the ATM network with the basic technology of 53-byte ATM cell transfer at the speed of 155.520 Mbps as well as for future service development. There is a need for a technology for economically interconnecting with a simple circuit configuration while keeping communication quality in mind, and an ATM cell assembling / disassembling device that realizes high-speed and economical equipment suitable for LSI implementation. .
[0018]
In the following, an outline of the basic mechanism of ATM cell assembly / disassembly will be described, and a conventional ATM cell assembly / disassembly apparatus will be described in more detail. First, the cell assembling apparatus will be described in the order of the cell disassembling apparatus.
[0019]
An explanatory diagram of a basic cell configuration including details of the header portion of the ATM cell is shown in the configuration of the ATM cell corresponding to AAL1 for communication within the ATM network of FIG. Also, FIG. 34 illustrates a mechanism for assembling and disassembling an AAL1 ATM cell for a 64 kbps call, a configuration of a conventional ATM cell assembling apparatus of FIG. 35, and an explanatory diagram of cell assembling in the conventional ATM cell assembling apparatus of FIG. A basic configuration diagram of a conventional ATM device and a state of ATM cell assembly / disassembly are shown.
[0020]
In FIG. 33, the first 5 bytes are a well-known ATM header part, and each function is as shown in the figure. The VPI (Virtual Path Identifier) is a logical bundle of virtual communication bundles or paths in the connection between switching nodes. VCI (Virtual Channel Identifier) is a logical identification number indicating which channel in this path is used, and PTI (Payload Type Identifier) is the type of data in the payload portion, CLP ( Cell Loss Priority) is a control bit for instructing the network that cells may be discarded preferentially when an overflow occurs in the formation of a congestion queue in an exchange connection. HEC (Header Error Control) is an error in the header part. Means error control bits for detection and correction.
[0021]
As shown in FIG. 33, in the ATM cell of AAL1, one byte in 48 bytes of the ATM payload is for fulfilling the CS function described in the correspondence between the ATM cell assembling / disassembling apparatus of the present invention of FIG. . That is, when assembling on the ATM cell receiving side, 1 bit is set for CSI (Convergence Sublayer Indication) for instructing periodic transmission of the STM frame synchronization pointer, and the sequence of ATM cells is secured to ensure the continuity of ATM cell sequence numbers. SAR PDU with 3 bits for SC (Sequence Count) for performing SAR PDU, 4 bits for SNP (Sequence Number Protection) for transmission error correction of SN (Sequence Number) defined as a set of CSI and SC Always used as a header. Therefore, it is always a payload part indicated by 47-byte SAR PDU (Protocol Data Unit) that can be actually sent with data from the STM side.
[0022]
Actually, in order to reduce redundancy in transmitting an STM frame on an ATM cell, section overhead information of the STM frame is not sent on the ATM cell.
[0023]
As a result, STM frame information is lost for a communication call based on a multi-rate call (hereinafter referred to as multi-party call) of an integral multiple of 64 kbps that performs ATM cell assembly and transmission without maintaining the synchronization relationship between the STM frame and the time position. End up.
[0024]
Therefore, for such multiple calls, a function for ensuring frame synchronization of the STM frame is required to return from the ATM cell to the STM frame as part of the CS (Convergence Sublayer) function, which is indicated by SN. It is necessary to send pointer information for indicating the head position of the STM frame every 8 cell periods. As a result, the payload information is further consumed by 1 byte every 8 cells, and the SAR PDU portion is 46 bytes periodically.
[0025]
As a result, in actual ATM cell assembly / disassembly, it is necessary to be aware of this periodic structure. However, in order to simplify the explanation, in the description of the present invention, basically, assembly / disassembly of ATM cells is not performed. All are described as a 47-byte payload.
[0026]
It will be finally described that even when a 46-byte payload periodically enters, it can be easily handled without changing the circuit or the like only by periodically changing the designation of the control parameter in the present invention.
[0027]
As shown in the mechanism of assembling / disassembling AAL1 ATM cells for a 64 kbps call in FIG. 34, in the case of 64 kbps data mainly composed of voice, it is always sent as 1-byte data at a period of 125 μs. In order to assemble the ATM cell, 64 kbps data for 47 bytes is required. Therefore, until the 64 kbps data arrives for 47 bytes, it is stored in the cellized buffer of the cellization unit shown in the configuration of the conventional ATM cell assembling apparatus in FIG. The 64 kbps data that arrives is stored in units of bytes each time.
[0028]
In FIG. 35, the DMUX unit separates a 64 kbps call that has been multiplexed and sent in an STM frame, and accumulates data in a cellized buffer corresponding to each channel. When 47 bytes of audio data is accumulated, the buffer control unit of the cellization unit places the 47 bytes of data accumulated in the payload portion of the ATM cell, and includes 5 bytes of ATM header portion + 1 byte for CS function + ATM. For example, 1 byte, a total of 7 bytes header is attached to the switch inside the switch, and it is assembled into a 54-byte ATM cell, and then notified to the controller. The controller selects the ATM cell in the MUX section, and ATM is multiplexed as ATM. Send to the ATM switch on the network side.
[0029]
In the above description, the additional byte for internal processing of the exchange is 1 byte. However, this is only an example, and there are cases where a larger number of additional bytes is used for internal processing of the exchange. In this case, the ATM cell size for internal processing of the exchange also changes.
[0030]
On the contrary, since the communication data for 47 bytes is stored in the payload part of the ATM cell arriving from the ATM network side, the payload is once decomposed and stored in the cell disassembly buffer one by one, and then the STM every 125 μs. It is periodically read and sent out in the corresponding time slot of the frame.
[0031]
This ATM cell disassembly function is also required for ATM voice terminals. As shown in FIG. 34, 47 bytes of voice data sent together in an ATM cell are reproduced as 1-byte data every 125 μs. The sound is decoded.
[0032]
From the above description, when 64 kbps information centered on voice is targeted, a delay time of cell assembly waiting, Tc = 47 × 125 μs = 5.875 ms, is always required in the process of ATM cell assembly.
[0033]
This ATM cell assembly waiting time, that is, a frame in which 47 basic frames of STM1 are bundled is hereinafter referred to as a cellized basic frame.
[0034]
Next, based on the explanatory diagram of cell assembly in the configuration of the conventional ATM cell assembly apparatus shown in FIG. 35, the state of ATM cell assembly by the multiplexing interface for the basic 64 kbps data will be described first.
[0035]
In FIG. 35, from the STM network side to the ATM network side, one byte corresponding to a speed of 64 kbps is set as a basic time slot on one frame of STM1, and in the standard hierarchy example of Japan and the United States, Thus, data corresponding to a maximum of 2016 64 kbps channels flows.
[0036]
In response to the occurrence of a 64 kbps channel call (hereinafter referred to as 64 kbps call) from the STM network side, one empty time slot is allocated to the channel. The ATM cell assembling apparatus sequentially accumulates 64 kbps data in bytes transmitted through the time slot of STM1 for each STM frame in the cellized buffer assigned to the time slot. At the time after the 47 STM frame in which the 47-byte data is accumulated, the data is read out, added with 7-byte ATM header information, assembled into an ATM cell, and sent to the ATM switch on the ATM network side.
[0037]
If another 64 kbps call occurs during this call, 64 kbps data assigned to another free STM1 time slot is sent periodically, but this newly assigned STM1 time slot Similarly, an ATM cell assembly of 64 kbps data is performed using an empty cellization buffer associated with.
[0038]
When a service call is generated is completely random, as shown in FIG. 36, when communication is started on the adjacent STM1 channel almost simultaneously, the ATM cell assembly time after 47 frames overlaps. However, mutual collision between ATM cells occurs, and it is necessary to rearrange the ATM cells. For this purpose, complicated control according to the assembly situation of a plurality of ATM cell-ized buffers is required.
[0039]
Next, in the case of a multi-factor call, that is, a call with an integer multiple of 64 kbps, a plurality of STM1 time slots are required. For this reason, in the prior art based on the interconnection interface based on byte multiplexing by the multiplexing interface, a plurality of empty time slots that are not used for 64 kbps calls are combined to secure the necessary N time slots. Call communication is taking place.
[0040]
In this case, as shown in the assembly of ATM cells for conventional multi-call data in FIG. 37, the cell assembling waiting time in the case of a multi-speed call with a communication speed of an integer multiple N of 64 kbps is [47 / N] × 125 μs. . Here, [x] means an integer obtained by rounding up a numerical value below the decimal point of x. In FIG. 37, the case of the multinary number N = 3 is illustrated together with the 64 kbps information channel.
[0041]
In a multiple call, as the multiple number, that is, the multiple rate increases, the number of bytes sent per STM frame also increases, so the waiting time required for cell conversion is shortened, and the multiple number N is 47 (transmission rate 3 .008 Mbps) or more, the cell assembly waiting time is less than the STM frame.
[0042]
In the case of a multi-call, as shown in the flow chart for writing multi-call data into the cellized buffer according to the prior art of FIG. 38, in the process of writing into the cellized buffer, it is distributed over a plurality of time slots of the STM frame. It is necessary to write the data of the same channel sent to the cell buffer of the address associated with the channel, and whenever the data of one time slot arrives, the data is sent to the channel to which the time slot is assigned. You need to know the address of the corresponding cellized buffer.
[0043]
Therefore, as shown in the writing mechanism of the cellized buffer according to the conventional configuration of FIG. 37, when the data of the time slot arrives and is stored in the write control unit and is written in the cellized buffer, Channel number for the multiple call assigned to the time slot number from the TS / CH conversion memory provided corresponding to the slot, and then the cellized buffer allocated to this channel number by the cellized address control memory Know the address.
[0044]
Based on the cellized buffer address known in this way, the reception information of the time slot is written into the cellized buffer.
[0045]
The TS / CH conversion memory and the cell address control memory constitute a single control memory, and the cell buffer information and cell header information necessary for ATM cell assembly are held as table values for each channel number. ing.
[0046]
Therefore, in practice, reading of the cellized buffer address for the time slot is performed in one cycle.
[0047]
As a result, two cycles of reading of the cellized buffer address corresponding to the time slot number and writing to the cellized buffer corresponding to this cellized buffer address are required.
[0048]
The time slot time length in STM1 is 8 / 155.520 Mbps = 51 ns. During this time length, the flow of the flow chart of the procedure for writing STM data into the cell buffer according to the prior art of FIG. 38 is shown in FIG. Therefore, two access cycles of reading the address of the cellized buffer memory and writing to the cellized buffer memory with respect to the assigned time slot are required. .
[0049]
This speed is severe even in the current CMOS memory, and in a cell assembly apparatus that requires a large number of buffer memories such as a multiplexing interface, it becomes a factor of increase in LSI scale, memory cost, and power consumption.
[0050]
Next, a conventional ATM cell disassembling apparatus will be described.
[0051]
A specific example of a conventional ATM cell disassembly apparatus is shown in FIG. 40 as a conventional ATM cell disassembly apparatus configuration example.
[0052]
In the ATM cell disassembling apparatus of FIG. 40, the cell writing control unit also serves as a payload extraction buffer, and writes the payload portion of the ATM cell to the cell disassembly buffer having an address corresponding to the time slot number of the STM frame in bytes. At the time of writing. The write control table unit stores control information for write address designation control necessary for the cell write control unit to perform the write control.
[0053]
The cell disassembling buffer disassembles the payload data into multiples of the address of the time slot assigned for each STM frame and temporarily stores it.
[0054]
The STM data read control unit reads the STM time slot data from the cell disassembly buffer in the order of addresses, adds predetermined data such as a section overhead shown in the STM1 frame configuration of FIG. 32, and sends it out as an STM frame.
[0055]
When a multi-call ATM cell arrives, the address to which the ATM cell corresponding to the multi-degree of the ATM cell is to be disassembled by referring to the write control table of the address corresponding to the channel number VPI / VCI of the ATM cell The time slot number of STM1 is known, and the data of the payload portion of the ATM cell is stored in the cell disassembly buffer at the address corresponding to each channel number of the STM1 frame.
[0056]
For example, in the case of a multiple number 3, before storing the cell data in the STM data read control unit composed of the buffer memory arranged in the time slot order of the STM frame, as the corresponding time slot number TS # of the STM frame to be stored, TS # 5, TS # 90, and TS # 150 are obtained from the write control table, and are sequentially written to addresses corresponding to the time slots of the cell decomposition buffer.
[0057]
Thereafter, by periodically reading the cell disassembly buffer in the order of TS # addresses, the data multiplexed in the STM frame is sent to the STM network side.
[0058]
The STM data reading unit performs necessary addition processing such as section overhead of the STM frame and sends it out as STM data while reading the cell disassembly buffer unit in the order of addresses in the order of STM channel numbers.
[0059]
As a result, the original data repeated in the STM frame period is restored and sent to the TDM exchange on the STM network side.
[0060]
That is, in the conventional ATM cell disassembling apparatus, the time allowed for reading and writing data to the buffer memory in order to decompose the buffer memory used for ATM cell disassembly into a predetermined STM frame in byte units is The time corresponding to 1 byte of the STM1 frame, that is, 51 ns, requires processing of two cycles of reading and writing to different memories at this time. As in the case of ATM cell assembly, a high-speed memory is used as the memory. This is necessary, which increases the memory scale, power consumption, and increases the cost of the apparatus.
[0061]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in the ATM cell assembling / disassembling apparatus according to the conventional configuration necessary for connection between the STM network and the ATM network according to the conventional configuration technique,
1). In the process of assembling ATM cells using a multiplexed interface of 64 kbps call data and multi-rate data centered on voice that occurs and disappears at an arbitrary time, it is possible to avoid collision between ATM cells on an ATM frame. Complex control was required.
[0062]
2). Also, when multiple calls are multiplexed, the write address at the time of assembling the ATM cell is used to make correspondence between the allocated time slot for the multiple call and the address of the cellization buffer or cell disassembly buffer. It is necessary to perform two cycles of writing address reading and data writing in 51 ns for one time slot even at the time of reading and data writing and cell decomposition, and consumption for increasing the memory scale and memory speed. There were problems such as an increase in power.
[0063]
Therefore, an object of the present invention is to solve the following problems.
Problem (1): For multiple calls, it is not necessary to read and write data in two cycles during one time slot 51 ns of an STM frame, and a high-speed memory is not required.
Problem (2): Realize reduction of power consumption by reducing memory scale.
Problem (3): When connecting an STM network and an ATM network, collision between ATM cells at the time of ATM cell assembly is automatically avoided, and complicated control for collision avoidance is not required.
Problem (4): Burst of ATM cells for multi-way calls is suppressed, and the load on the ATM network is distributed.
[0064]
The present invention solves the above problems and provides an ATM cell assembling / disassembling apparatus suitable for LSI.
[0065]
In the ATM cell assembling apparatus, the means for solving the above problems (1) to (4), and in the ATM cell disassembling apparatus, the means for solving the problems (1) to (2) are required.
[0066]
[Means for Solving the Problems]
First, the basic idea point of the present invention will be briefly described.
[0067]
In order to solve Problem 1 to Problem 4, the problems of the prior art are rearranged again.
(1). In the case of a multi-call that requires a plurality of STM time slots, the prior art assumes a byte-multiplexed STM frame structure, so that data of the same channel is transmitted and transmitted using a plurality of discrete time slots in the STM frame. Reception is performed.
[0068]
As a result, in both the case of ATM cell assembly and ATM cell decomposition, the data buffer must be confirmed after confirming the address position of the data buffer (cellization buffer, cell decomposition buffer) corresponding to the discrete time slot positions. Cannot write to.
(2). In the case of ATM cell assembly, the ATM cell is assembled each time communication data sent from the STM frame side is accumulated by the number of payloads for ATM cell assembly.
[0069]
Therefore, the ATM cell assembly time is determined by the start time of the communication data, and the ATM cell collision avoidance operation for the adjacent STM data is inevitably required, and the avoidance processing is complicated.
[0070]
By solving the above problems (1) and (2), the problems 1 to 3 are solved. At that time, the problem including the problem 4 can be solved with the ATM network side of the ATM cell assembling apparatus. This is a basic requirement for maintaining the connection performance of the network.
[0071]
In order to solve the problem (1), in the ATM cell assembling / disassembling apparatus of the present invention, the STM based on the multiplex transmission interface as in the prior art is used as the connection interface for transmission / reception of multi-calls with the STM network. Instead of using discrete multiple-number time slots in bytes in a frame, we use multiple adjacent time slots in an STM frame.
[0072]
For a multi-call that requires multiple time slots in this way, the time slots used by the multi-call are continuous from the first time slot by determining to use continuous time slots in the STM frame. It is clear from the beginning that this is a multiple lot time lot.
[0073]
As a result, when the STM data is written into the cell buffer and the payload data is stored, the prior art requires the cell buffer address reference, and when the ATM cell is decomposed in units of multiple bytes and written to the cell decomposition buffer. The cell decomposition buffer address reference process is not required.
[0074]
As a result, data writing to the buffer memory can be performed in one cycle, a high-speed memory is unnecessary, the memory scale can be reduced, and the problems (1) to (2) can be solved.
[0075]
Next, in order to solve the problem (2), in the ATM cell assembling apparatus according to the present invention, as in the prior art, the ATM cell assembly is based on the start time of the communication call, and the payload data is converted into cells. Instead of passively waiting for an unspecified time stored in the buffer, a method of actively performing at a predetermined timing is adopted.
[0076]
That is, in the present invention, the STM frame payload number multiple, that is, 47 times the STM frame frame is used as a cellized basic frame for ATM cell assembly, and this cellized basic frame is time quantized with the time width of the ATM cell. A cell slot is determined, and ATM cell is assembled and transmitted using the timing of this cell slot.
[0077]
That is, the ATM cell assembling process is performed by reading the required number of data in the cell buffer corresponding to the cell slot in the time order of the cell slot using the time-quantized cell slot.
[0078]
The cell slot usage rule will be briefly described. For a communication call that requires real-time property such as voice, such as a 64 kbps call, the ATM cell assembly / transmission is repeated at the period of the cellized basic frame. This is performed using a cell slot having a number corresponding to the time slot number corresponding to the communication call.
[0079]
As a result, the ATM cell sent to the ATM network side can maintain the same time periodicity as the STM data sent from the STM network, and there is no delay fluctuation in the ATM cell assembly process. In the receiving terminal, it is possible to minimize the deterioration of the signal-to-noise ratio when returning to the original audio signal or the like.
[0080]
In addition, when assembling and sending ATM cells for multi-calls that are used for data communication that does not require real-time characteristics, the multi-call shares a cell slot that is not used by the communication call that requires real-time characteristics, and a payload is stored in the cellized buffer. Suppose that the rule is used by multiple calls in the time order in which data is accumulated.
[0081]
By adopting such a rule, ATM cells are not assembled / transmitted outside this cell slot, so mutual collision of ATM cells is automatically avoided, and complicated collision avoidance processing becomes unnecessary. The problem (3) can be solved.
[0082]
Also, cell slots allocated for multi-calls are shared and used by all multi-calls, and ATM cells are assembled and transmitted in the order of multi-calls in the order in which payload data has been stored in the cellization buffer. At the same time as collision avoidance is performed, the same decentralization at the time of generation of ATM cells for the multi-way call is realized. Thereby, the solution to the problem (4) is also achieved.
[0083]
Next, further detailed description will be given with reference to the explanatory drawings.
[0084]
First, an ATM cell assembling apparatus and then an ATM cell disassembling apparatus will be described in this order.
[0085]
The ATM cell assembling apparatus of the present invention relates to the principle configuration of the ATM cell assembling apparatus of the present invention of FIG. 1, the relationship between the STM frame of the present invention and the basic cell frame of FIG. 2, the time of the STM frame of the present invention of FIG. FIG. 4 shows the correspondence between slots, cellized buffers, and cell slots, and the basic procedure for assembling the ATM cell of FIG.
Regarding the ATM cell disassembling apparatus, the basic principle of the present invention is shown in the configuration of the ATM cell disassembling apparatus of the present invention in FIG. 5 and the basic procedure of ATM cell disassembling of the present invention in FIG.
[0086]
First, regarding each of FIGS. 1 to 6, a brief description of each outline will be given.
[0087]
In FIG. 1, the STM write control unit writes the time slot data of the payload portion to the corresponding addresses of the cellized buffer in the STM frame order and the time slot number order, excluding extra information such as section overhead from the STM data. I do.
[0088]
The cell buffer is a buffer memory in which addresses are given in the order of periodic numbers and time slot numbers in accordance with the STM frame counter, and temporarily stores a cell assembly payload.
[0089]
The ATM cell assembling unit reads ATM cell payload data from the cell buffer according to a certain reading rule, adds an ATM cell header, and assembles and sends out the ATM cell.
[0090]
The cellization table holds information such as communication start information, multi-element numbers, ATM header information for ATM assembly, etc. regarding the time slot of STM data corresponding to the cell slot targeted by the ATM cell assembly unit. The ATM cell assembly unit controls cell assembly based on this information.
[0091]
In the multi-factor table, the cellized buffer addresses in the order in which cell assembly preparation for multi-calls is completed constitute a logical first in first out (FIFO) queue, and cell slots are allocated for multi-calls. In addition, by using this multi-element table, the ATM cell assembling section can easily read out the data of the cellized buffer address at the head of the queue as the ATM payload.
[0092]
The μP INF unit receives necessary traffic information such as start and end of communication corresponding to each communication channel, used time slot, and multi-element information from the STM switch, and updates the cell table and multi-table update.
[0093]
The timing generator is necessary to realize the functions of each part, such as the STM frame counter clock, time slot counter clock, cellized basic frame clock, cell slot counter clock, and read clock required to read payload data from the cellized buffer. Various clocks are generated.
[0094]
Using these clocks, STM data is written into the cellized buffer, the ATM cell assembling unit reads out the cellized buffer based on the information in the cellized table and the multiple table, and ATM cell assembly is performed.
[0095]
Next, the relationship between the STM frame and the cellized basic frame of the present invention in FIG. 2 shows the relationship between the cell slot, the cellized basic frame, and the STM frame, and the cell slot allocation embodiment employed in the present invention. .
[0096]
From FIG. 2, it can be seen that the cellized basic frame has a cell slot corresponding to 9 × 270 × 47/54 = 2115. Further, as described above, in the STM1 frame, data for 2016 channels is sent in the STM multiplexing hierarchy of Japan and the United States in terms of 64 kbps.
[0097]
Therefore, as shown in FIG. 2, even if one vacant cell slot is provided per STM1 frame for the purpose of shared use of multiple calls, the remaining cell slots are used as shared free slots for multiple calls. The ATM cell assembly waiting time for multi-way calls can be shortened.
[0098]
The correspondence relationship between the time slot of the STM frame, cellized buffer, and cellized slot of the present invention shown in FIG. 3 is as follows: STM frame time slot number TS #, cellized buffer address number CB #, cellized basic frame cell slot number The correspondence with CS # is shown.
[0099]
As shown in FIG. 3, the time slot number TS # of the STM frame and the buffer address number CB # of the cellized buffer have a one-to-one correspondence, and in the case of a 64 kbps call in the cellized basic frame, the ATM cell slot The number CS # also has a one-to-one correspondence with the cellized buffer address number CB #.
[0100]
Further, the multi-call common cell slots C2 and C3 allocated for multi-call illustrated in FIG. 3 are shared by all multi-calls.
[0101]
Therefore, hereinafter, the time slot number of the STM frame is used in place of the cellized buffer address number.
[0102]
The basic procedure for assembling the ATM cell of the present invention in FIG. 4 shows the basic procedure from the start of communication to the assembly of the ATM cell.
[0103]
FIG. 4 shows a state in which the ATM cell assembling procedure is followed from the communication start to the end, focusing on a specific communication call. Further, in FIG. 4, in the case of a 64 kbps call, the cellization table is referred to, but the multi-component table is not referred to because it is unnecessary.
[0104]
The data periodically written to the cellized buffer for each time slot of each STM frame is referred to the cellized table and the multiple table according to the attribute of the data of the time lot corresponding to the cell slot in the order of the cell slot. However, payload data read control and ATM cell assembly / transmission are performed. Further detailed description will be given in the embodiment.
[0105]
In the configuration of the ATM cell disassembling apparatus of the present invention shown in FIG. 5, the ATM cell writing control unit decomposes the ATM cell into the address buffer in the time slot order of the STM frame according to the writing control table, and writes the data in units of multiples. Do. The STM data read controller is a part that sequentially reads out the written data in the STM frame period and the time slot period, and assembles it into an STM frame.
[0106]
The basic procedure of ATM cell disassembly of the present invention in FIG. 6 shows the basic procedure for performing ATM cell disassembly with the configuration of FIG.
[0107]
FIG. 6 shows a state in which the ATM cell disassembly procedure is followed from the start to the end of communication, focusing on a specific communication call. A more detailed description is given in the examples.
[0108]
The problem solving means will be described in detail below.
[0109]
First, means for solving the problems (1) and (2) by the cell assembling apparatus of the present invention will be described.
[0110]
FIG. 1 is a diagram illustrating the principle of the ATM cell assembling apparatus of the present invention shown in FIG. 1, in which an STM write control unit temporarily stores STM data, and stores information for each time slot of an STM frame in a cell buffer in the order of time slots in bytes. Store sequentially and periodically.
[0111]
At this time, as shown in the correspondence relationship between the time slot of the STM frame, the cell buffer, and the cell slot of the present invention in FIG. It shall be sent using several consecutive STM1 time slots.
[0112]
This means that, instead of the byte multiplex interface by the multiplex transmission of the prior art, the channel multiplex interface normally used for switching connection is used as the connection interface.
[0113]
As a result, even in the case of a multi-way call, data writing to the cellized buffer may be performed periodically for each STM frame in a continuous address area corresponding to the multi-way number. Thus, the writing speed can be increased, and at the same time, the address translation memory is not required, and the memory scale can be reduced.
[0114]
In addition, since the multi-call data is stored in the continuous buffer memory, the data can be read with a relatively simple read rule as detailed in the embodiment even when the cell is assembled.
[0115]
Next, a description will be given of solution means for automatically avoiding the mutual collision of ATM cells of the problem (3) in the cell assembling apparatus.
[0116]
As shown in FIG. 2, the timing of cell assembly is such that the ATM cell assembly time is quantized so as to be performed at the timing of the cell slot in the cellized basic frame. At timings other than the quantized cell slot, the ATM cell is Do not assemble / send.
[0117]
By forcibly setting the cell assembly timing in this way, the mutual collision of cells at the time of cell assembly, which has been a problem in the prior art, is automatically avoided, and for avoiding the collision of ATM cells. Complex control processing is not required.
[0118]
Finally, a description will be given of a means for solving the problem (4), in which the burst of ATM cells in response to the multi-source call is suppressed and the load is distributed to the ATM network.
[0119]
Since the solving means of the problem (3) and the solving means of the problem (4) are closely related, a detailed supplementary explanation will be given for the solving means of the problem (3).
[0120]
In the description of the means for solving the problem (3), in actuality, in order to assemble and transmit the ATM cell in each quantized cell slot of the cellized basic frame, the cell slot and the time slot of the STM frame are used. It is necessary to define the correspondence between cellized buffers and the rules for reading data from the cellized buffers.
[0121]
In the present invention, as shown in FIG. 2, the time slot, the cell buffer, and the cell slot of the STM frame are associated one by one in order.
[0122]
However, cell slot usage rules differ between 64 kbps calls and multi-way calls.
[0123]
That is, for 64 kbps calls that often use voices that require real-time characteristics, the data sent in the STM frame period using a specific time slot of the STM frame is the cellized basic frame. Assemble and send to the ATM cell using the corresponding specific cell slot.
[0124]
As a result, ATM cells can be assembled and transmitted without causing delay fluctuation while maintaining the same time periodicity as a 64 kbps call of an STM frame, and real-time characteristics can be maintained.
[0125]
In this case, immediately after the start of the call, it is necessary to read data from the cellized buffer in the first cell slot in a state where 47 bytes of data are not yet stored in the corresponding cellized buffer. Therefore, at the time of the first cell slot, read pointer information that indicates which address in the past should be read from the cellized buffer address is displayed immediately after the start of communication. In the principle configuration diagram of the assembling apparatus, it is written in the cell conversion table, and the read start point is determined by the pointer information from the cell conversion table.
[0126]
This processing is performed based on the signal information obtained from the exchange side by the μP INF unit in FIG.
[0127]
In recent years, with the development of multimedia applications on the Internet, the needs for digital video communication and the like are increasing. In the future, not only for 64 kbps calls centered on voice but also for multi-way calls, real-time performance is required. Applications may spread. Even in this case, the concept of control processing for a 64 kbps call in the present invention can be expanded and dealt with.
[0128]
In other words, for such a multi-call that requires real-time performance, the multi-call cell slot corresponding to the continuous multi-multiple time slots used by the multi-call is used continuously. It ’s fine.
[0129]
In this case, ATM cells for the same multi-call are generated continuously. However, even if the multi-element is increased to 2-3, the improvement effect in the video communication is remarkable as compared with the multi-element 1. While suppressing the occurrence of cell bursts to a relatively small range, it is possible to enhance the communication quality improvement effect for a real-time communication service that requires wide bandwidth such as video communication.
[0130]
On the other hand, when assembling multi-call data that is often used for data transmission and has a large amount of data and therefore a large multi-factor N in an ATM cell, in order to solve the problem (4), the cell slot usage rule is as follows: Two rules will be used.
(1) .Rule 1;
The next cell slot is used as a shared cell slot for multiple calls.
[0131]
(1). Empty slots, for example, empty slots between cell slot numbers CS # 43 and 44, 87 and 88 shown in the relationship between the STM frame of the present invention and the ATM cellized basic frame in FIG.
▲ 2 ▼. Cell slot without call when 64 kbps call is not used
(3). Corresponding cell slot with one-to-one allocation corresponding to the time slot allocated for multiple calls
That is, the cell slots (1), (2), and (3) are not used exclusively by multiple calls corresponding to a specific time slot as in the case of a 64 kbps call, but are shared by all multiple calls. To be used.
(2) .Rule 2;
Multi-call ATM cell assembly / sending uses the multi-call common cell slot defined in Rule 1 in the time order of multi-call when data of 47 bytes or more is accumulated for ATM cell payload and cell assembly preparation is completed. Do it.
[0132]
The reason for adopting rule 1 and rule 2 is as follows.
[0133]
That is, in the case of multi-call, using the same rules as in the case of 64 kbps call, the ATM cell corresponding to the cell slot corresponding to the cell slot corresponding to the time slot of the multi-call is directly corresponded to the cell slot. When assembled and transmitted, ATM cells for the same multi-element call are continuously generated in bursts in a number of consecutive cell slots corresponding to the multi-element number.
[0134]
For this reason, QOS (Quality Of Service) control on the ATM network side is likely to be subject to restrictions such as an increase in delay fluctuation due to shaping control and a forced cell discard at the time of traffic congestion.
[0135]
Further, when the concept of grouping cell slots for the same multi-call as described above is taken, as shown in the explanatory diagram of ATM cell assembly for the conventional multi-call data in FIG. The waiting time increases and the delay time due to assembly waiting increases.
[0136]
On the other hand, by performing ATM assembly for multi-calls using these rules 1 and 2, a specific multi-call does not occupy a continuous cell slot and ATM cells are not assembled and transmitted. ATM cells can be sent out sequentially using the shared cell slot of the multi-call in the order of the multi-call in which 47 bytes of data are stored.
[0137]
As a result, it is possible to distribute the generation timing of ATM cells even for a specific multi-way call having a large multi-way number. As a result, it is possible to assemble and send ATM cells without imposing a burden on the ATM network side.
[0138]
Next, how ATM cell assembly is performed for a multi-way call using rule 1 and rule 2 will be described.
[0139]
Referring to FIG. 1, the ATM cell assembling unit of the present invention has an address cell numbering table indicated by a cell slot clock counter in order for each cell slot in a cellized basic frame. To see what kind of data the time slot of the STM frame corresponding to this cell slot is used.
[0140]
That is, first, information such as whether or not the time slot corresponding to the cell slot is started, and if it is used, is used for a 64 kbps call or a multiple call. obtain.
[0141]
According to the information of this cellization table, in the case of a 64 kbps call, when the cell slot arrives, the above read pointer is used as a read start point, and the necessary payload data is read from the corresponding cellization buffer, and the ATM cell is read into the cell slot having a width of 54 bytes. Assemble the cell and send it out.
[0142]
In the case of a multi-call, as shown in the basic procedure of ATM cell assembly of the present invention in FIG. 4, the ATM cell assembly unit, in addition to referring to the cellization table, provides information on cellized buffer addresses ready for cellization. It also refers to the multi-component table held in the queue order.
[0143]
First, the ATM cell assembling unit looks at the cellization table address number corresponding to the cell slot number, that is, the data in the cellization table corresponding to the time slot number of the STM, and uses rule 1 as a shared slot for multiple calls. If it is confirmed that it can be used, it goes unconditionally to refer to the multiple table.
[0144]
From the multi-element table, cellized buffer address information in the waiting order at the head of the queue in which cell assembly preparation is completed is obtained at the time of the shared cell slot for multi-call.
[0145]
Next, the ATM cell assembling unit, from this cellization buffer address number, that is, a cellization table address corresponding to the time slot number of the STM frame, pointer information indicating the read start position of the cellization buffer, ATM header information, multiple number Get information necessary for cell assembly.
[0146]
The ATM assembling unit obtains the payload data for 47 bytes from the cellized buffer according to the pointer information indicating the read start position of the cellized buffer and the multiplex so that a fixed number corresponding to the multiplex call is obtained. Read by rule, add ATM header, assemble into ATM cell, and send to ATM switch on ATM side.
[0147]
The ATM cell assembling process may be performed with a cell slot time width, that is, 51 ns × 54 = 2754 ns, so that there is no particular problem in terms of processing speed.
[0148]
As described above, the problems (1) to (4) are solved by the solution provided by the ATM cell assembling apparatus of the present invention.
[0149]
Next, means for solving the conventional problems by the ATM cell disassembling apparatus of the present invention will be described.
[0150]
In the ATM cell disassembling apparatus, it is desired to realize means for solving the problems (1) and (2) among the conventional problems.
[0151]
As illustrated in the correspondence relationship between the STM time slot, the cell buffer, and the cell slot of the present invention in FIG. 3, in the present invention, in the case of a multiple call, the STM frame is used by using a plurality of continuous time slots of the STM frame. The connection interface with the network is used.
[0152]
In the configuration of the ATM cell disassembling apparatus of the present invention shown in FIG. 5, when an ATM cell arrives, the ATM cell write control unit refers to the write control table and writes control corresponding to the ATM address information in the header part of the ATM cell. From the table, the time slot number and the multiplex number at the head of the STM frame for the STM data of the multiplex call sent as the payload of the ATM cell are known.
[0153]
If the leading time slot number of the STM frame is known, the ATM cell payload is written to the cell decomposition buffer having the time slot address number that is continuous from the address of the leading time slot number by a multiple, and the remaining ATM payload The data is sequentially decomposed by multiples, written to the cell decomposition buffer corresponding to the time slot of the subsequent STM frame, and this operation is performed until there is no read data in the payload portion of the ATM cell.
[0154]
The STM read control unit sequentially takes the timing delay with an allowance so that the start time of the read cycle does not reverse the time of the write cycle with respect to the delay fluctuation that the ATM cell arrives, and sequentially starts from the cell decomposition buffer. The payload data for the STM frame is periodically read out in the order of the STM frame and the time slot, the overhead information is added, and the STM frame is assembled and sent out.
[0155]
The basic procedure for ATM cell disassembly of the present invention in FIG. 6 shows the procedure for performing ATM cell disassembly in accordance with the configuration of FIG.
[0156]
As described with reference to FIG. 5, it is necessary to take a timing margin from the read start time to the write start time so that the write and read timings are not reversed due to delay fluctuations in arrival of ATM cells.
[0157]
In addition, when the ATM cell is decomposed by multiple elements, it is necessary to maintain the continuity of the address at the write start point every time the ATM cell arrives.
[0158]
Meanwhile, in the cell disassembly apparatus of the present invention, unlike the prior art, it is not necessary to go to the address conversion memory every time slot for the address to be written to the cell decomposition buffer. The 1) high-speed memory is not required and the problem (2) is to reduce the memory scale.
[0159]
Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples.
[0160]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The ATM cell assembly device and the ATM cell disassembly device will be described in this order.
1. First, the ATM cell assembling apparatus will be described.
[0161]
FIG. 7 shows the configuration of the cellized buffer, FIG. 8 shows the configuration of the cellized table, FIG. 9 shows the configuration of the multi-component table, FIG. 10 shows an example of updating the multi-chain information, and FIG. Image of writing and reading to cellized buffer for 64 kbps call of FIG. 12, image of writing and reading of multiple call to cellized buffer of FIG. 13, example of STM frame number sequence at the time of completion of preparation of multiple number N and cell of FIG. 15, the multiple number N and cellized buffer address queue example in FIG. 15, a procedure diagram immediately after the start of communication in FIG. 16, an assembly procedure diagram after the second cell in FIG. 17, a procedure at the end of communication in FIG. Description will be made based on the detailed flowchart of the procedure for writing to and reading from the cellized buffer and the detailed functional information related diagram of the ATM cell assembling apparatus of the present invention shown in FIG.
[0162]
The description is a characteristic component of the present invention.
1) Cellized buffer in FIG. 7, 2) Cellized table in FIG. 8 and 3) Multiple table in FIG. 9 in order, with reference to other related drawings. 4) Finally, FIG. 19 and FIG. 20 were used. Follow the procedure in the summary.
[0163]
The realization point of the embodiment is to correctly perform writing and reading to the cellized buffer according to a predetermined rule according to the multinary number.
[0164]
The following description will be made in order with reference to the drawings.
1) Cellized buffer
As shown in the configuration of the cellized buffer in FIG. 7, the cellized buffer is generated by the column-direction address number FR # corresponding to the cycle number of the STM frame generated by the STM frame counter and the time slot counter in the STM frame. The time slot data from the STM frame is sequentially written in units of bytes for each address specified by the combination of the row direction addresses corresponding to the time slot number TS #.
[0165]
The number of cycles of the STM frame address of the cellized buffer may be any number that is 47 or more of the number of payloads and that has a timing margin between writing and reading of data. A value of 0 to 63 is selected as the counter value.
[0166]
Similarly, the time slot number TS # has a value of 0-2047 as a counter value in 2048. Of these, as described above, in the Japanese and US hierarchy, addresses 0 to 2015 corresponding to the multiplexing number 2016 of the STM1 frame configuration are actually used.
[0167]
As shown in FIG. 7, parity bits may be added to the stored data in order to increase the reliability of internal processing.
[0168]
The writing of STM data into the cell buffer is performed sequentially in the order of the time slot numbers in the row direction while fixing the column direction address of the cell buffer corresponding to the incoming STM frame number FR #. In the next STM frame, the frame number is incremented by 1, and the writing process is similarly performed in the order of the time slot numbers in the row direction with respect to the cellized buffer in the next column. Thereafter, this cycle is repeated. In the 64th STM frame, the next new data is written from the top of the previously written data. Therefore, it is necessary to read data for cell assembly before the STM frame number is completed.
[0169]
Conversely, it is necessary to prevent the timing of reading data from the cellized buffer from overtaking the timing of writing data.
[0170]
In addition, in the cellized buffer, the STM write control unit in the principle configuration diagram of the ATM cell assembling apparatus of the present invention in FIG. 1 removes extra information such as section overhead from the STM frame, and stores only the data corresponding to the payload. A writing process is in progress.
[0171]
The image of writing and reading to the 64 kbps call compatible cellized buffer in FIG. 12 and the image of writing and reading the multiple call to the cellized buffer in FIG. 13 show the image of writing the STM data to the cellized buffer and reading the ATM payload. .
[0172]
For 64 kbps calls, writing and reading are performed while keeping the time slot number, that is, the row constant, and for multiple calls, a plurality of multiple time slots corresponding to the multiple multiple time slots used are used. It can be seen that writing and reading are performed across the lines, and in particular, in the case of reading, the reading pointer position appears as an offset shift.
2) Cellization table
The cell conversion table of FIG. 8 plays a central role in the ATM cell assembly process together with the multi-element table in the present invention, and will be described in detail with reference to other related drawings.
[0173]
In the configuration of the cell conversion table in FIG. 8, the table is configured in the order of the addresses of the time slot numbers for each channel of the communication call. In the case of a multi-call channel, since it is obvious that multiple multi-time slots are used from the first time slot, necessary information is written in the cell table table address of the first time slot number as a representative. ing. In the figure, the numerical value in parentheses represents the number of bits.
[0174]
In FIG. 8, the channel data EN is information indicating whether the time slot TS # is used for communication or not used, and is 1 when communication is in progress, 0 when not in use, 1 bit, multiple The number N indicates a multiple number including a 64 kbps call of a multiple number 1 and is 11 bits, and the ATM data represents VPI, VCI, PTI, and CLP necessary as header information in the case of ATM cell assembly, and is 32 bits. .
[0175]
The SN of AAL data is 4 bits in total, 1 bit for CSI and 3 bits for SC, as described in the configuration of ATM cell for AAL1 for ATM network communication in FIG. And when reassembling into an STM frame, it plays the role of control information for instructing transmission of STM frame position information.
[0176]
One bit of FCA (First Cell Arrival) of the control information is a flag bit, and always takes a value of 0, and is initially set to 1 in the STM frame immediately after the start of communication according to the communication start information from the exchange.
[0177]
Similarly, one bit of LCA (Last Cell Arrival) always takes a value of 0, and is set to 1 by the communication end notification information from the exchange in the STM frame at the end of communication.
[0178]
FCA and LCA are used together with EN and N to instruct communication start, steady state, and communication end, and perform processing corresponding to the next time series according to the combination of the values.
(1). Processing for first cell: FCA = 1, LCA = 0
(A). Preparation process for starting cell assembly,
(B). First cell assembly process,
(2). Subsequent cell assembly processing after the second cell: FCA = 0, LCA = 0
(3). Processing for the last cell: FCA = 0, LCA = 1
(A). Preparation for cell assembly completion
(B). Final cell assembly process
These three state processes need to be performed in chronological order. Hereinafter, description will be made sequentially.
[0179]
The above processing is performed for a 64 kbps call and a multi-party call, as shown in the write and read images of the 64-kbps call-compatible cell buffer in FIG. 12 and the multi-call write and read images in the cell buffer shown in FIG. Since the writing and reading rules are different and the cell slot usage rules are different, it is necessary to perform different processes. Therefore, a description will be given separately for each procedure for each 64 kbps call and multiple call.
[0180]
The detailed ATM cell assembly flow diagram of the present invention in FIG. 11 shows the procedure for assembling the ATM cell in the steady state from the preparation of the ATM cell assembly in chronological order along with changes in FCA and LCA, and the final ATM cell assembly procedure. Show.
(1). Processing for the first cell: FCA = 1, LCA = 0, EN = 1
As the flag bit FCA is set to 1 by receiving the control signal from the exchange, the cell table processing program operated by the μP INF unit starts communication with the current STM frame for the target time slot. Knowing that it is the first STM frame, as shown in the procedure diagram immediately after the start of communication in FIG. 16, the following processing is performed separately for 64 kbps calls and multi-way calls.
(A). For 64 kbps calls: N = 1 o'clock
(A). Preparation process for starting cell assembly FCA = 1, LCA = 0
As shown in the detailed flow diagram of the ATM cell assembly of the present invention in FIG. 11, the cellization table processing program is started, and from which address of the cellization buffer is read by the cell slot for the first ATM cell assembly for a 64 kbps call. Read pointer information indicating whether it should be output is written in the cell conversion table. After this processing is completed, the value of FCA used as a flag is returned to zero.
(B). First cell assembly process FCA = 0, LCA = 0
When the first cell slot for the 64 kbps call arrives, 47 bytes of data of the required number of bytes are written into the cellized buffer for the time slot of the 64 kbps call to be assembled by the ATM cell assembling unit. It hasn't been done yet.
[0181]
Therefore, in the first cell slot, first, the position information of the STM frame in which communication of the first 64 kbps call is started using the corresponding time slot is known from the read pointer information set in (a).
[0182]
Next, as shown in the write / read image of the 64 kbps call corresponding cellized buffer in FIG. 12, the current STM frame number indicated by the STM frame counter at the time of the first cell slot from the address of the cellized buffer indicated by the read pointer is 1 Data corresponding to the number of bytes up to the previous cell buffer address is read as the first 64 kbps payload data.
[0183]
Further, in order to make a payload of less than 47 bytes into a complete payload data form, first, the number of bytes obtained by subtracting the number of bytes from the read pointer to the previous one of the current STM frame from 47 bytes is obtained. Next, 0 continuous data for the number of bytes is created as padding data.
[0184]
Data read after the zero-continuous padding data is combined as payload data to form a complete payload, an ATM header is added, and an ATM cell is assembled and transmitted.
[0185]
At the same time, in order to correctly perform the fraction processing when the payload of less than 47 bytes is generated in the final cell assembly after the second cell, the next frame of the STM frame that has been read for the payload, that is, the current frame Set the value of the STM frame counter for the cell slot.
[0186]
In the above description, the cellized buffer up to the previous STM frame counter number at the time of the cell slot is read out so that the timing of reading data from the cellized buffer does not overtake the timing of writing data. It is to make it.
[0187]
That is, as shown in the relationship between the STM frame and the cellized basic frame of the present invention in FIG. 2, one STM frame includes 45 cell slots.
[0188]
Therefore, when the position of the cell slot exists at the earlier time position in the STM frame, there is a high probability that the writing of the STM frame data to the cellized buffer has not yet been completed.
[0189]
In the worst case, the timing of writing and reading may collide. By shifting the write and read timings in this way, the parallel operation of writing and reading data to different addresses can be performed independently and stably using the dual port memory function of the cellized buffer.
[0190]
There is also an idea that when the first cell assembly for a 64 kbps call is made, for simplification, the cellization buffer up to the previous STM frame number at the time of the cell slot is mechanically read sequentially 47 bytes backward. . That is, it is a concept that a part of an error due to past residual data may be included in the payload of the first cell. This is because in the case of a 64 kbps call, the voice is the center of data, and in the case of voice, the noise immediately after the start of communication for the first cell, ie, about 6 milliseconds, has an effect on the human ear. Based on the idea of few.
[0191]
However, as described above, 64 kbps calls are increasingly used for data communication such as dial-up connection in the Internet and mobile computing in mobile communication.
[0192]
In data communication, when a large number of errors occur in a lower layer, an error correction process is generally performed by a retransmission process using an upper layer protocol. As a result, the delay time due to the retransmission process always appears as a delay in starting the application at the start of communication every time communication connection is established.
[0193]
Even when payload data for cell conversion is not yet stored in the case of a 64 kbps call, in order to start cell conversion in the first cell slot, the communication start flag information FCA and read start pointer information are used in combination. As a result, the above problem can be avoided and correct data communication can be performed.
(B). For multiple calls: N> 1 o'clock
(A). Cell assembly start preparation process, FCA = 1
When the multiplex N is 2 or more, that is, in the case of a multiplex call, the STM frame in which the flag bit FCA is set to 1 and which STM frame is ready for cellization are determined according to the multiplex. Calculate and predict using a formula determined by
[0194]
Note that after this processing is completed, the value of the FCA used as a flag is returned to zero.
[0195]
FIG. 13 shows an image of writing and reading multi-call data to the cellized buffer. As shown in FIG. 13, the writing can be performed periodically while shifting the STM frame number in the row direction, that is, in the order of the time slot by the multiple number, but each time an ATM cell is assembled, the reading start position is the reference position. A deviation from the position, that is, an offset ofs occurs.
[0196]
When the first time slot number position of the time slot number for the multi-call is defined as a reference position, that is, ofs = 0, the next cellized preparation is completed in the cellized buffer in which the ATM cell is assembled. The next STM frame position, that is, FRR can be obtained by the following calculation formula.
(FRR −FR # −1) modulo 64 × N −ofs> 47− (1)
If the minimum FRR value that satisfies the equation (1) is obtained, the FRR becomes the STM frame number at which the next cell assembly preparation is completed. That is,
FRR = [FR # + 1 + (47 + ofs) / N]] Modulo 64-(2)
Is required.
[0197]
Here, [] means that an integer value obtained by rounding down the decimal point is adopted.
[0198]
The modulo 64 calculation takes into account that the STM frame period repeats with a numerical value of 0-63. The term +1 in the arithmetic expression means that the timing when reading the cellized buffer is read in the frame next to the STM frame in which writing has been completed, and reading of the cellized buffer in the case of a 64 kbps call is performed. However, this is the same reason as reading the cell buffer of the STM frame address up to the previous one of the current STM frame.
[0199]
The example of the STM frame number sequence calculation at the time of completion of the multinary number and cell assembly preparation in FIG. 14 is an example of calculation of the multinary number N and the STM frame number at the time of cell assembly preparation completion. However, the case where any multinary number call starts data accumulation in the cell buffer with the frame of STM frame number 0 is illustrated.
[0200]
In FIG. 14, the horizontal axis of the frame is the STM frame number, the vertical axis is the multiple number of communication calls, and the numbers in the frame are the data for 47 bytes of payload stored in the cellized buffer for the multiple calls on the left horizontal axis. The STM frame number FR # for which cell assembly preparation is completed.
[0201]
In addition, the STM frames at the start of cell conversion are all the same, starting from FR # = 0.
[0202]
In this case, the first cell assembly preparation is completed in the frame of the STM frame number 46 in the multi-factor = 1, that is, 64 kbps call, and the first cell assembly preparation is completed in the STM frame number 23 in the multi-factor = 2, that is, 128 kbps call. . Similarly, when the multiple number = 3, it means that the cell assembly preparation is completed in the STM frames of STM frame numbers 15, 31, and 46.
[0203]
In the example of the multiple number and cellized buffer address queue in FIG. 15, a queue for each multiple number at each STM frame time point is formed in the STM frame order based on FIG. The numbers in the queue indicate the number of communication calls. The subscript number represents the identification number of the communication call. In this case, the communication call of each multinary number is one.
[0204]
In FIG. 15, for example, in any column of the STM frame, the multinary number 94 1 There are 2 matrix elements, multinary number 47 1 It can be seen that one is lined up.
[0205]
In this case, since the number of each multi-way call is only one, the identification subscripts are all one. In this example, since cell assembly preparation is started from 0 having the same STM frame number, the cell assembly preparation is completed for the STM frame of the 47th STM frame number 46 at the same time.
[0206]
As is clear from FIG. 14 and FIG. 15, the timing of the first cell conversion after the start of communication and the multi-call with a large multi-element arrives earlier.
[0207]
Therefore, even if a multi-factor call with a small multi-factor arrives at the beginning of the queue of STM frames ready for cell assembly and arrives at the beginning, It can happen that the STM frame at which the subsequent multi-call is ready for cell assembly comes before the STM frame that is ready for cell assembly for the first incoming multi-call.
[0208]
In this way, using the multi-element table formed in the queue order of the modified STM frames, the cellization buffer of each cell slot is sequentially updated in the order of the address queue of the STM frame number at the time of the cell slot. When reading and ATM cell assembly are performed, even if a multi-source call with a large number of elements arrives later and a reverse of the time when cell assembly preparation is completed, the queue order is maintained correctly, and ATM cell assembly for multi-source calls is performed. Can be done.
[0209]
When all the cell assemblies for the queue of cellized buffer addresses in STM frame units corresponding to the current STM frame counter in the multiple table are completed and the queue is empty, the cell assembly is stopped.
[0210]
When the queue of the STM frame number unit of the multi-element table corresponding to the STM frame counter at the time of the cell slot is 0 from the beginning, it means that there is no multi-call payload to be sent. No ATM cell assembly is performed.
[0211]
Conversely, in the multi-element table, the ATM cell assembly / transmission for the cellized buffer address queue in STM frame units corresponding to the STM frame counter for the cell slot does not end within the period indicated by the STM frame counter, and the queue remains. Cases are also conceivable.
[0212]
This is because when 64 kbps communication calls are concentrated near a specific time slot, all the cell slots are occupied by 64 kbps calls except for empty cell slots, and cell assembly preparation is completed at the same STM frame. This occurs when ATM cell assembly / transmission for a large number of multiple calls is awaited.
[0213]
In this case, using the cell slot for the multi-call at a later time, the head of the queue is returned to the head of the previous STM frame number queue that has not yet been assembled.
[0214]
At the end of this section, the ATM cell assembly preparation procedure for multi-way calls is summarized again.
[0215]
As shown in the processing procedure of FIG. 16, the STM frame position at which reception of the first data immediately after the start of communication is started for a multi-call that has started communication using a continuous time slot corresponding to the multi-element number from a specific time slot. From (2), the STM frame number in which data for cell assembly preparation, that is, 47 bytes of data is stored in the cell buffer is calculated.
[0216]
The STM frame immediately after the start of communication is added as a new queue element at the end of the matrix of the same STM frame number column of the multiple table predicted by calculation, and at the same time as the read pointer value of the cellization table. A number and an offset corresponding to the top number of the time slot for the multi-call, that is, 0 are set.
[0217]
Also, as multi-chain information, the cellized buffer address is the same cellized buffer as itself to indicate that the cellized buffer address is arranged at the end of the queue of the STM frame sequence predicted by the multi-table calculation. An address, that is, the first value of the time slot number of the multi-call is set. The above processing is performed as a preparation for cell assembly for multi-way calls.
[0218]
A read pointer indicating the read start address position of the cell buffer for the first ATM cell is also set, and the offset value of the first read pointer always takes a value of 0 even in the case of multiple calls.
[0219]
Similarly, in response to the addition of a new multi-call cellularization buffer address as a queuing element, the multi-chain information indicating the connection between the queuing is initialized.
(B). First cell assembly process,
The ATM assembling apparatus knows the time slot number corresponding one-to-one from the cell slot counter number, and the attribute of the communication channel using this time slot from the table value of the address of the corresponding time slot number in the cellized table of FIG. Data is obtained and it is determined according to rule 1 that the cell slot is assigned for multi-call.
[0220]
In this case, the multi-element table is unconditionally referred to, the queue sequence corresponding to the STM frame at the time of the current cell slot is viewed, and the multi-table of the multi-table forming the FIFO in the order of completion of ATM cell assembly preparation. Know the cellized buffer address number or time slot number of the first element in the queue.
[0221]
Next, the cellized table of the address of this time slot number is looked at, and the cellized buffer is used as the example of the multiple call write and read image to the cellized buffer of FIG. 13 using the value of the read pointer. Then, 47 bytes are read according to the read rule corresponding to the multinary number. The ATM cell assembling apparatus adds the ATM header obtained from the cell conversion table to the read payload data and assembles and sends it out to the ATM cell.
[0222]
At the same time, the timing at which the next ATM data is stored in the cell buffer of the multi-source call is calculated using the equation (2), and the new STM frame number of the multi-unit table is used to assemble the subsequent ATM cell. At the end, the cellized buffer addresses of the multi-call are rearranged.
[0223]
That is, based on the calculation prediction result, the matrix position corresponding to the next STM frame number in the multi-element table is obtained, and as a result of the prediction process for the other past time slot data, the already arranged ATM cell assembly waiting buffer addresses The cellized buffer address for the multi-call corresponding to the newly started time slot number is added at the end of the queue.
[0224]
Also, the value of the read pointer for the time slot number corresponding to the cellized buffer address in the cellized table is set to the address value next to the address of the read point when the cellized buffer is read, and the multi-chain information Set the value of to your own timeslot number value.
[0225]
Further, the multi-element table is changed so that the queue element which is the subsequent rank of the cellized buffer address of the multi-call that has been the head until now is used as the head element to prepare for the next ATM cell assembly.
(2). Subsequent cell assembly processing after the second cell: FCA = 0, LCA = 0
This is a steady state process and will be described separately for a 64 kbps call and a multi-way call.
(A). For a 64 kbps call, N = 1
Processing for reading 47 bytes from the read pointer to the address of the STM frame number one previous to the current STM frame, and a new read in preparation for the next ATM cell in the same processing procedure as the first cell assembly A pointer value setting process may be performed.
(B). For multi-way calls N> 1
In the same processing procedure as the first cell assembly, reading is performed by 47 bytes from the read pointer in accordance with the read rule corresponding to the multiple, and a new read pointer is set and the multiple table is updated.
(3). Processing for the last cell: FCA = 0, LCA = 1
This means that the end of the communication call, that is, this STM frame is the final frame for STM data communication, and the final ATM cell assembling process is performed separately for the 64 kbps call and the multi-party call.
(A). N = 1 at 64 kbps
(A). Preparation process for cell assembly completion, LCA = 1
The end processing module of the cellization table processing program is started, flag bit LCA = 1 is sent from the exchange, the set STM frame number, that is, the frame counter value is set as the end pointer value, and the final ATM Prepare for cell assembly. At this time, the value of LCA remains at 1.
(B). Last cell assembly process, LCA = 1
In the final cell slot for the 64 kbps call, referring to the cell conversion table for this cell slot and confirming that LCA = 1 is set, the next final ATM cell assembly process is performed.
[0226]
That is, the value from the read start pointer to the read end pointer is read as a payload, and is assembled and sent to an ATM cell.
[0227]
In the case of this last cell assembly, the payload data is less than 47 bytes. Therefore, the number of bytes from the read pointer to the final STM frame number is subtracted from the 47 bytes, and the number of bytes corresponding to the number of bytes corresponding to the remaining numerical value is consecutive. Let the data be padding data. After the payload data read out earlier, this zero-continuous padding data is combined to add an ATM header as complete payload data, and it is assembled and sent out as an ATM cell.
[0228]
Simultaneously with this processing, the value of the flag bit LCA that has been used is returned to zero.
[0229]
Finally, EN is set to 0 by the signal software processing program in order to clear the cellization table value of the address of the 64 kbps time slot number and indicate that the corresponding time slot has returned to the unused state. The
(B). Multi-call N> 1
(A). Cell assembly completion preparation LCA = 1
Similarly to the 64 kbps processing, the termination processing module of the cellization table processing program is activated, and the STM frame number, that is, the value of the frame counter for the timing of the last ATM cell to which LCA = 1 is sent, the value of the read end pointer To prepare for the final ATM cell assembly. At this time, the value of LCA remains at 1.
[0230]
In the case of a multi-source call, the value of the read end pointer may be the same as that for a 64 kbps call. This is because, in the case of a multi-factor call, data is sent using time slots corresponding to the number of adjacent multi-elements for each STM frame, so the final time slot position for communication in the final STM frame is the same as that for the multi-call. This is because the time slot including the first time slot is counted to determine the position of multiple time slots.
(B). Final cell assembly process, LCA = 1
The time slot information of the cellization table corresponding to the cellization buffer address at the head of the queue brought from the multiple table is the cell slot to which the target cell slot is assigned for the multiple call, and the flag bit LCA = 1. This is a case where it is found that it is the last frame of STM.
[0231]
In this case, in the final cell slot for the multi-call, referring to the cellization table for this cell slot, that is, the time slot, and confirming that LCA = 1 is set, the next final ATM cell assembly process is performed. .
[0232]
That is, a value from the read start pointer to the end pointer is read as a payload, and is assembled and sent to an ATM cell. The read rule may be exactly the same rule as in the steady state.
[0233]
At this time, as in the case of the 64 kbps call, 0 consecutive data of the number of bytes obtained by subtracting the number of bytes counted from the read start pointer to the end pointer from 47 bytes is created as padding data, and after the previously read data Combined, ATM header information is added as a complete 47-byte payload, and assembled and sent out to an ATM cell.
[0234]
Simultaneously with this processing, the value of the flag bit LCA that has been used is returned to zero.
[0235]
Further, the queue elements in the multi-element table for the multi-call are left deleted.
[0236]
Finally, as in the 64 kbps call, the time slot number table for the multiple call in the cellization table is cleared and EN = 0 is set.
[0237]
Next, the read pointer and the end pointer have been briefly described in the above description of the functions of the FCA and LCA, but will be described in more detail.
[0238]
The read pointer is represented by a shift of the read start position of the STM frame number FR # 6 bit and the time slot TS # generated every time an ATM cell is assembled, that is, a total of 17 bits of the offset number ofs11 bits.
[0239]
The read pointer indicates the read start position of the cellized buffer when the ATM cell is assembled, as shown in the write and read images of the cellized buffer for the 64 kbps call in FIG. 12 and the write and read images of the cellized buffer for the multiple call in FIG. Refers to information. The read pointer is written with a new value every time the cell buffer is read in preparation for the next cell assembly.
[0240]
By using the FRTM indicated by the read pointer, the value specified from the time slot TS # and the offset ofs as initial values, the STM frame counter for generating the read address and the time slot counter periodically perform a count-up operation. Data is read from the cellized buffer.
[0241]
In the case of a 64 kbps call, it plays an important role when the first cell is assembled immediately after the start of communication. In addition, in the case of 64 kbps calls and multi-source calls, each time an ATM cell is assembled in a steady state, the cell buffer is read using this read pointer as a read start point. The read pointer plays an important role in combination with the end pointer when the payload is correctly processed at the end of the communication call, that is, when the payload assembly process of less than 47 bytes is performed.
[0242]
Hereinafter, the case of a 64 kbps call and the case of a multiple call will be described separately.
(A). First, in the case of a 64 kbps call, the necessary payload data is obtained by reading the cellized buffers having the same STM frame time slot numbers in the order of the STM frame FR # numbers in the configuration of the cellized buffer of FIG. Therefore, the offset ofs is always set to 0 in the read pointer in cell assembly. This is also apparent from the image of writing to and reading from the 64 kbps call compatible cellized buffer in FIG.
(B). Next, in the case of multiple calls, data of multiple multiple time slots per STM frame comes periodically adjacently.
[0243]
Therefore, immediately after the start of the call, if the assigned time slot number and the multiple number in the first STM frame at the start of the call are known, the arrival time of the subsequent STM frame in which 47 bytes of information are accumulated is Because it is repeated repeatedly, it is easy to calculate and predict.
[0244]
However, in this case, unlike the case of the 64 kbps call, the read of the next payload is performed each time 47 bytes of data are read for the payload as shown in the image of writing and reading the multiple call to the cellized buffer in FIG. The start position takes a value different from the offset position ofs of the previous read start position.
[0245]
The first reading start position of the multi-call, that is, the first time slot position is defined as a reference position (ofs = 0) of the reading position shift in the column direction in the STM frame, that is, the offset ofs.
[0246]
At this time, for example, if N = 5, the offset position when the first ATM cell assembly is completed and the next second ATM cell assembly is started is obtained as 47 modulo 5 = 2. Further, when the next ATM cell is assembled, (47-3) modulo 5 = 4 is obtained.
[0247]
In order to obtain the offset value shifted every time by actual circuit processing, information on the deviation from the reference position of the STM frame number address and time slot number of the cellized buffer at the end of cell assembly is read from the value of the address counter. obtain.
[0248]
When 1 is added to the value of deviation from the reference position obtained from this address counter and the result of modulo 5 arithmetic processing, that is, remainder operation is 0, the end position of the payload read is the read STM for the multi-call. This means that it was the final position of the reading position in the column direction of the address corresponding to the frame number.
[0249]
Accordingly, in this case, the STM frame position at the next reading start position is set to a value obtained by adding 1 to the STM frame number FR # from which the payload data has been read, as the STM frame number in the new read pointer. A value of offset ofs = 0 is set.
[0250]
When the remainder calculation is a value other than 0, the STM frame number of the reading counter at the reading end position is used as the STM frame information of the next reading pointer, and 1 is added to the deviation value from the reference position at the reading end position. The value is set as offset information for the next read pointer.
[0251]
Thereafter, each time ATM cell assembly is performed, the above process is repeated to update the value of the read pointer.
[0252]
The end pointer is 6 bits, and is described in the case of FCA. However, when the end frame of the STM communication call is detected, the final ATM cell assembly for the specific communication call is 47 bytes generated in the ATM payload. Rounding off less than
[0253]
The offset is unnecessary as information, and if the value of the final STM frame is known, the final cell can be assembled for both 64 kbps calls and multi-way calls.
[0254]
With regard to the cell table shown in FIG.
[0255]
The multi-chain information includes the cell buffer of the column in which the cell buffer address of the cell assembly preparation completion for the multi-call forms a queue in the multi-table where the cell buffer address and thus the time slot number forms a queue. Points to the next cellized buffer address of the address.
[0256]
At this time, when the cell assembly buffer address waiting for cell assembly is arranged at the end of the queue, the multi-chain information is associated with the own cellization buffer address, that is, the STM frame, to indicate the end of the queue. Set the time slot number value. Such a case occurs immediately after the start of communication and immediately after ATM cell assembly.
[0257]
That is, immediately after the communication for the multi-call is started, the STM frame position at the time when the cell assembly preparation is completed is predicted and arranged as a new queue element at the tail of the queue corresponding to the STM frame number. Sometimes there is no subsequent queue element, so it sets its own address, that is, the address value of the cellized buffer that has entered cell assembly waiting.
[0258]
Similarly, when the ATM cell assembly steady mode is entered and the ATM cell is assembled for the multi-call, the end of the queue corresponding to the next STM frame in which the preparation for the next ATM cell assembly for the multi-call is completed. Rearrange to. At this time, since there is no subsequent queue element, the multi-chain information sets its own address.
[0259]
On the other hand, this new multi-chain information at the address of the time slot number of the cellization table for the queue element that was the last queue element immediately before the new queue element was added to the tail of the queue is newly added. The cellized buffer address of the multi-call added at the end, that is, the time slot number is written.
3) Multiple table
Next, the configuration of the multi-element table in FIG. 9 will be described.
[0260]
As shown in FIG. 9, for each STM frame number arranged in the sequence order, a cell buffer address waiting for cell assembly, that is, a queue of time slot numbers of the corresponding STM frame is formed. The numbers in parentheses in FIG. 9 indicate the required number of bits.
[0261]
Further, multi-chain information indicating the connection of multi-calls is held in the cell conversion table.
[0262]
In FIG. 9, for each queue of each STM frame, the first address value, the last address value of the cellization buffer to be cellized, the number of queue elements arranged in the STM frame, that is, the number of channels to be transmitted Is stored.
[0263]
The cellized buffer address value, that is, the time slot value arranged in the first queue as a multi-call immediately after the start of communication as the system automatically becomes the head of the queue, and thereafter, the STM frames are arranged in the STM frame order. The queue is formed so that the first queue element is always taken out as the first element of the queue of the multi-element table by the FIFO logic in the sequence order of the STM frame.
[0264]
The update example of the multi-chain information in FIG. 10 shows an update example of the multi-chain table and the multi-chain of the cellized table.
[0265]
FIG. 10 shows an excerpt of a table of the multi-chain information section showing the connection of the multi-call queue in the cell conversion table.
[0266]
In FIG. 10, it is assumed that the top cellized buffer address of the cell assembly target, that is, the time slot value at the head of the queue, that is, the time slot value is TS # = 3 in the second column of frame number FR #.
[0267]
In this state, when cell assembly is performed for a multiple call for the cellized buffer address of TS # = 3, TS # = 6 of the next queue element of the STM frame of FR # = 2 becomes the next cell assembly queue. As the first element, the first TS value of the STM frame FR # = 2 in the multi-element table is rewritten. Here, the TS value of this subsequent queuing element is obtained from the multi-chain information in the cellization table as described in the right of FIG. 10 with the multi-chain information extracted from the cell conversion table. In addition, the number of queue elements in the array of FR # = 2 is reduced from 3 to 2.
[0268]
At the same time, the predicted STM frame point at which the next cell assembly preparation for the TS = 3 cellized buffer address is completed is calculated by a predetermined calculation formula to obtain FR # = 8.
[0269]
The tail of this FR # = 8 queue was the cell buffer address of TS = 27, but this value is rewritten to TS = 3.
[0270]
At the same time, the multi-chain information for the last queue element of the queue of FR # = 8, TS = 27, is rewritten from TS = 27 to a new value, TS = 3.
[0271]
Finally, the multi-chain information in the cellization table corresponding to TS = 3 is set to TS = 3 in order to indicate that the multi-chain information is aligned at the end of the queue from the value of TS = 6 of the previous multi-chain information. .
[0272]
The same processing may be performed every time a new multi-way call is generated and when ATM cell assembly is completed.
3) General explanation
The above description is summarized and shown in an overall detailed flowchart of the ATM cell assembling procedure of the present invention in FIG. 19 and a function information related diagram of the ATM cell assembling apparatus of the present invention in FIG.
[0273]
A brief summary will be described below.
[0274]
In the operation flow of FIG. 19, the basic realization elements that characterize the present invention are the cellized buffer, the cellized table, and the multiple table in the principle configuration diagram of the ATM cell assembling apparatus of the present invention of FIG.
[0275]
The μP INF unit that has detected that a new communication call has occurred sets the initial value of the cellization table. As described above, the initial value is set by setting the value of the control information FCA from 0 to 1, setting the read pointer value corresponding to each of 64 kbps call and multiple call, and the first multiple chain. In the case of information, that is, setting of own TS value, setting of header value of ATM cell, multiple call, calculation of STM frame position to be prepared for assembly of ATM cell determined according to multiple number from this communication start STM frame position, and This includes updating the multi-element table by adding queue elements to the multi-element table.
[0276]
As shown in FIG. 9, the STM data is written into the cell buffer section at the time position where the frame counter in the order of the frame number FR # virtually added to the STM frame and the channel data in the STM frame are sent. On the other hand, it is periodically performed in the order of TS counters assigned numbers in order. The cellized buffer address has a one-to-one correspondence with the address value indicated by the write counter. At this time, unnecessary information such as the section overhead of the STM frame is removed.
[0277]
On the other hand, the reading of the payload data from the cellization buffer performed by the cell assembling unit is periodically performed at the timing of the cell slot which is a quantized time slot in the cellized basic frame shown in FIG.
[0278]
At this time, as described above, in the case of a 64 kbps call and a multi-party call, the STM data writing to the cellized buffer and the data reading timing for the ATM payload are read while being controlled so as not to be reversed. Dashi processing is performed.
[0279]
In the case of a 64 kbps call and in the case of a multi-way call, the usage of cell slots, the rules for reading a cell buffer, and the rules for updating the cell-by table are different. Need extra.
[0280]
As described above, the attribute of the cell slot is determined by referring to the attribute data of the time slot number of the cellization table corresponding to the cell slot number on a one-to-one basis.
[0281]
In the case of a 64 kbps call, when the first cell is assembled, the value of the STM frame at the start of communication is obtained as read pointer information indicating the read start position of the cell buffer. Payload data is read from the cell buffer address for the STM frame from the read start position to the previous STM frame of the cell slot, and an ATM header is added to assemble it as an ATM cell and sent to the ATM network side.
[0282]
In the case of a multi-call, the cell slot is an empty cell slot, a cell slot in which communication is not performed in the time slot of the corresponding STM frame, or a multi-call using a time slot of the STM frame corresponding to the multi-call. In this case, the cell slot is a cell slot that may be used as a shared slot by a multi-way call.
[0283]
Therefore, in this case, go to the multiple table and refer to the cell buffer read in the order of waiting for cell assembly, that is, the read value of the cell buffer using the first value of the queue of time slot numbers. Read with.
[0284]
At the same time, the cellized table and the multiple table are updated by the procedure described in the update of the multiple chain information in FIG.
[0285]
FIG. 20 shows a functional information related diagram of the ATM cell assembling apparatus according to the present invention, in which the above description is integrated.
[0286]
Mutual exchange of necessary information between each functional element, clocks necessary for each operation, and the like are shown. The actual configuration of each functional unit is realized by a combination of software processing such as computation using a microprocessor and mutual transfer of data, and hardware processing units such as a clock generation unit.
[0287]
Briefly, the STM multiplexed data is temporarily stored in the STM write control unit, subjected to serial / parallel conversion processing, stored in the buffer in units of bytes, and then excludes the section overhead unit. Only the time slot data of the channel data part is extracted and written sequentially into the cell buffer, in the STM frame order and in the time slot order.
[0288]
In parallel with these, the information at the start of the call from the exchange is obtained, and various initial setting values are written in the address corresponding to the time slot in the cell table where the call is started. Is a multi-way call, a new queue element is added to the multi-way table.
[0289]
The ATM cell assembling unit performs the ATM cell assembling operation in parallel for each cell slot quantized with the period of the cellized basic frame, and for each cell slot, a cell slot is allocated for a 64 kbps call. Information on whether the call has been completed or used for multiple calls from the information stored in the address of the time slot number corresponding to the cell slot of the cellization table on a one-to-one basis, corresponding to each of 64 kbps call and multiple call Perform cell assembly operation.
[0290]
In the case of a 64 kbps call, in the case of cell assembly immediately after the start of communication, the flag information FCA is 1, so that the first cell assembly is known and communication is started using the read pointer information. The correct number of payload data starting from the frame is read from the cellized buffer.
[0291]
In the case of multiple calls, the cell table buffer address of the first queue element ready for ATM cell assembly is known from the multiple table, and based on the read start pointer information and multiple number of this cell buffer address, that is, the time slot number. Read the cell buffer.
[0292]
Further, in accordance with this reading process, the next queue position is calculated, the multi-element table is updated, and the cellization table is simultaneously updated. When reading data from the cellization table, control is performed so that data is read from a cell that has been prepared for cellization and the timing of writing and reading data to the cellization table is not reversed.
[0293]
In FIG. 20, the generation rules are different between the case where the counter clocks FR # and TS # for controlling cell read buffer read are 64 kbps and the case of a multi-source call, and particularly in the case of a multi-source call, this occurs every time an ATM cell is assembled. In order to absorb the difference in offset, the read operation is performed while obtaining the offset data from the cell conversion table by the read pointer and changing the value of the address clock corresponding to the read start position each time.
[0294]
Next, a description will be given of a procedure when CSI becomes 1 and pointer information indicating the frame synchronization position of the STM frame must be sent.
[0295]
In this case, since the payload portion of the ATM cell needs to receive the instruction information of CSI = 1 and send the frame synchronization position information of the STM frame, it normally uses 47 bytes as the payload. One byte is used as pointer information. For this reason, the number of payload data in the ATM cell is 46 bytes.
[0296]
In this case, the STM frame number for which the assembly preparation of the ATM cell is completed is earlier, but the calculation of the STM frame number can be easily corrected by replacing the value of the number of payloads 47 in Equation (2) with 46. Is possible.
[0297]
In addition, when reading the cellization table for the corresponding time slot in the cellized slot and confirming that the flag of CSI = 1 is set, when reading data from the cellized buffer, the read pointer is used. Data of only 46 bytes is read as payload data.
[0298]
In this way, even when the payload data becomes 46 bytes corresponding to CSI = 1, it is possible to easily cope with the change by simply changing the control parameter without changing the circuit and the processing algorithm.
[0299]
The ATM cell assembling apparatus of the present invention has been described in detail above.
2. Next, the ATM cell disassembling apparatus of the present invention will be described.
[0300]
In addition to the configuration of the ATM cell disassembly apparatus of the present invention of FIG. 5, the outline of the cell disassembly process of the present invention for the 64 kbps call of FIG. 21, the outline of the cell disassembly process of the present invention for the 128 kbps call of FIG. Description will be made based on the configuration of the cell decomposition buffer, the configuration of the write control table in FIG. 24, the write sequence example in FIG. 25, and the read sequence example in FIG.
[0301]
As outlined in the configuration of the cell disassembly device of the present invention in FIG. 5, in the cell disassembly device of the present invention, as shown in FIG. 21 and FIG. 22, the ATM payload is STM in the case of a 64 kbps call. In the case of a call of 128 kbps, one byte at a time in the frame number order, it is only necessary to allocate and disassemble to time slots that are continuous by 2 bytes every STM frame period. FIG. 21 shows an example in which an ATM cell having an address value specified by VPI and VCI is disassembled into the position of time slot 5 in the STM frame. Similarly, FIG. 22 shows an example in which a multiplex call with multiplex number = 2 is disassembled into the positions of time slots 5 and 6 in the STM frame.
[0302]
In the case of a multiple call, the payload data of the ATM cell is generally decomposed into N time lots for each STM frame in a cluster of N bytes.
[0303]
As shown in the configuration of the cell decomposition buffer in FIG. 23, the address number assigned to the STM frame has a period value of 0 to 127, and is twice as large as the ATM cell buffer.
[0304]
This is because delay fluctuation absorption is taken into consideration. Each data storage area stores data in which parity bits are added to 8 bits as necessary.
[0305]
The time slot number is assigned a value from 0 to 2047 for each STM frame number. Of these, addresses from 0 to 2015 are actually used.
[0306]
In the case of a 64 kbps call, 1-byte data is read from the ATM cell and written for each STM frame. The time slot number for writing is obtained from the write control table.
[0307]
In the case of a multi-way call, writing is performed to continuous addresses corresponding to the multi-way number continuously from the address of the first TS number. At this time, the writing control unit performs writing by specifying the buffer address to be written from the first TS number obtained from the control table and the multiple number.
[0308]
On the other hand, the reading process on the STM side is always performed at a constant cycle independently of the writing side. That is, for each 125 μs STM frame, one frame of data is read from the ATM cell disassembly buffer in the order of TS numbers.
[0309]
The processing in the STM frame only needs to read data while cyclically counting up the STM frame clock and the TS clock.
[0310]
On the other hand, ATM cells generally have delay fluctuations due to fluctuations in waiting time when a path is used even if information is transmitted on the same path due to the degree of traffic congestion in the network.
[0311]
As a result, on the STM frame side, data is always read out at a constant cycle, whereas writing to the ATM cell disassembly buffer is performed in the time that is shifted by the delay fluctuation of arrival of the ATM cell. It will be.
[0312]
Therefore, in order to secure a time margin so that the write and read timings are not reversed taking this fluctuation into consideration, as shown in FIG. 23, the read start time on the STM frame assembling side is set in the case where there is no delay fluctuation. Assume that the start time position of the read frame clock on the STM frame side used for reading is delayed by an allowance time τ with respect to the write start time of the frame clock FR # used for writing used for disassembling. In the example of FIG. 23, the case of τ = 125 μs × 3 = 375 μs is illustrated. Conversely, when the read side is used as a reference, this means that data is written using a frame clock that is earlier by τ time than the frame clock on the read side.
[0313]
FIG. 24 shows the configuration of the write control table.
[0314]
In FIG. 24, each control data is held as a table for each communication channel determined from the VPI / VCI pair. The numbers in parentheses indicate the required number of bits.
[0315]
The ATM input cell VPI / VCI has a one-to-one correspondence with the channel number of the STM frame, that is, the TS number, and stores the following parameters for each VPI / VCI of the input cell. Each parameter has the following meaning.
EN: Call setting information (EN = 1: Call set, EN = 0: No call set)
N: Multiple (N = 1: 64 kbps call, N = 2: 128 kbps)
TTS: First time slot
TAU: Delay fluctuation absorption value (Example: When TAU = 2, fluctuation absorption for 2 STM frames, that is, 250 μs is possible. Also defined as τ = TAU + 1)
FCA: first cell arrival information (0: first cell not arrived, 1: first cell arrived)
Using this flag information, the arrival of the first ATM cell is detected, and a margin is set for delay fluctuation of the ATM cell through the setting of the first address position at the start of ATM cell disassembly.
LCA: indicates that the ATM cell is the last cell. In this way, preparation and end processing for cell disassembly end processing is performed. Normally, it takes a value of 0, and is set to 1 according to the setting information from the exchange side when communication ends, and is returned to 0 simultaneously with the end processing.
FR: Pointer information indicating the frame number of the first write start position when the payload decomposition data of the ATM cell is written to the ATM cell decomposition buffer with the write pointer 1 and used in combination with the write pointer 2 in the case of a multi-call. .
TS: Pointer information indicating the time slot number of the first write start position when the payload decomposition data of the ATM cell is written to the ATM cell decomposition buffer with the write pointer 2, and is used only in the case of multi-way calls. Used as a set with 1.
FRL: Last STM frame number for the last cell. End pointer information for data writing
Here, TS of the write pointer 2 indicates that the reading start position information of the time slot is shifted every time the ATM cell is decomposed, and is displayed as an absolute number, but when reading from the cellized buffer Similarly, it is possible to define a relative value from the reference point, that is, the first time slot TS.
[0316]
The write pointer 2 is a write start position that occurs when the data of the ATM cell payload number 47 is decomposed into each STM frame for each reason in the same manner as the read pointer in the case of a multi-source call. Is shown for the next ATM cell decomposition start.
[0317]
At the time immediately after the communication is started and the call is set up, EN, N, TTS, and TAU are written into the write control table by a microprocessor or the like.
[0318]
FIG. 25 shows an example of a write sequence.
[0319]
In FIG. 25, WD is the number of written bytes, WFD is the number of written bytes in the STM frame, TTS is the first time slot number in the STM frame of the multi-call, WFR is the STM frame number at the time of writing, WTS indicates a time slot number at the time of writing.
[0320]
Processing rules differ between the first cell that arrives immediately after call setup and the second and subsequent cells.
[0321]
In the first cell, in order to absorb delay fluctuation, writing is performed from the frame position shifted forward with respect to the STM frame side for reading by τ = TAU + 1. At this time, the write start address is the start position of the time slot.
[0322]
Here, the meaning of +1 in the expression of τ means that even if the delay fluctuation of arrival of the worst ATM cell occurs up to the fluctuation absorption value TAU, a margin of one STM frame is still observed.
[0323]
At the time when the decomposition of the first cell is completed, the time corresponding to the address VPI / VCI of the ATM cell in the control table is used as the write start pointer information at the time of the next write. Write to the slot number address.
[0324]
In the second and subsequent cells, following the first cell decomposition process, the cells are decomposed in the same manner from the address next to the address at which the decomposition of the first cell is completed.
[0325]
In the sequence on the left side of FIG. 25, when a call is set up immediately after the start of communication, the first write start point when the first cell is decomposed is absorbed with respect to the read frame in order to absorb delay fluctuation. This means that writing to the buffer is started from a position preceding by TAU + 1 frame. The start position of the time slot corresponds to the start position of the multi-call STM frame.
[0326]
The sequence on the right side of FIG. 25 is a processing procedure for writing 47 bytes of data for each STM frame by multiples and repeating the process to write data for the necessary STM frames. Show. Similarly, the address next to the address immediately after the end of the second cell is updated, and the control table is updated as the decomposition start position address at the time of the next cell decomposition. Thereafter, the same cycle is performed to the end.
[0327]
FIG. 26 shows a read sequence on the STM side. This indicates that data read processing is performed in the order of the cycle clock RFR of the STM frame and the time slot counter clock RTS.
[0328]
Here, RFR takes a value from 0 to 127, and RTS cycles from 0 to 2429. Of the RTS, 0 to 2015 corresponding to the time slot of the STM frame are actually used as the STM data.
[0329]
Thereafter, it is combined with the STM section header data and sent to the STM network side as STM frame data.
[0330]
As described above, in the ATM cell disassembling apparatus of the present invention, memory access and high-speed memory for address conversion are not necessary on the writing side, and ATM suitable for downsizing, economy, and low power of the apparatus. A cell disassembly device can be realized.
[0331]
Finally, the extended invention of the present invention will be supplementarily described.
[0332]
That is, in the above description, in order to avoid complexity of the description, the description has been made assuming that the communication call that requires real-time performance is only a 64-kbps call centered on voice, that is, a multinary one.
[0333]
However, in recent years, with the development of multimedia applications on the Internet, there have been cases where real-time characteristics are required for multi-rate communication calls of 64 kbps or higher such as video broadcasts and moving image communications.
[0334]
Also in the field of mobile communication, a high-speed digital communication service of 64 kbps or higher including moving images using W-CDMA is planned.
[0335]
Therefore, the present invention has been expanded and applied to such multi-way calls that require real-time characteristics such as moving images in addition to voice in such multi-way calls having a multiplex number N of 1 or more. Explain what you can do.
[0336]
The present invention is particularly applicable to a case where the present invention is applied to a multi-call in which a multi-factor having a multi-element number of about 2 to 3 is not so large and a relative improvement effect is large compared to a multi-element 1 64-kbps call. Great effect.
[0337]
In the present invention, as mentioned briefly in the explanation of the means for solving the problem, when cell assembly is performed in an ATM cell assembling apparatus for N> 1 multi-distance calls requiring real-time performance, the multi-element 1 The idea of the case is extended and applied as it is.
[0338]
That is, for cell lots allocated for multi-calls that do not require other real-time characteristics, the cell slot is used by all multi-calls in a shared manner, and the head of the queue that is queued in the multi-table is used. ATM cells are assembled and transmitted in order from the multi-party call.
[0339]
However, for a multi-call that requires real-time performance, in the case of a multi-call with a real-time request flag set in the cellization table corresponding to the cell slot, the cell slot is the same as the case of a 64 kbps call. Similarly, it is assumed that the multi-way call is occupied and used.
[0340]
That is, the communication data of multiple adjacent time slots of the STM frame for the multiple call for which real-time communication is requested uses multiple continuous cell slots corresponding to the time slot in a one-to-one relationship. Assembling and sending out ATM cells.
[0341]
By doing so, it is possible to cope with a multi-way call requiring real-time performance without changing the basic configuration and concept of the present invention.
[0342]
However, this extended invention has application restrictions because the occurrence of bursts of cells becomes large when the multinary number is large.
[0343]
27 shows the configuration of the cellization table in which the real time request flag R described above is added to the expanded configuration of the cellization table of FIG.
[0344]
A flag bit R for requesting real time property is added to the channel data. This information is obtained as signal information from the exchange side, and is set as a cellization table value of an address having a number corresponding to the channel (time slot) of the corresponding multiple call. R = 0 for a normal multi-way call, and R = 1 is set for a multi-way call that requires real-time performance.
[0345]
As a result, when a multi-call, ie, N> 1, and a communication call with R = 1 arrives, the multi-call is considered to correspond to the time slot of the STM frame in the same manner as the 64 kbps call. Assemble and send ATM cells by associating the relationship of cell slots on the cellized basic frame to one-to-one.
[0346]
The cell slot is not used in common with other multi-calls, but is used exclusively by specific multi-calls that require real-time performance, but the rules for writing and reading data to the cellized buffer are as follows: The same as in the case of a normal multi-way call.
[0347]
Accordingly, the setting and updating of the reading pointer are performed according to the same rules as in the case of multiple calls.
[0348]
As shown in the detailed flow chart of the writing and reading procedure to the cellized buffer in consideration of the extension to the real-time call in FIG. 28, the multi-call (N> 1) in the time slot corresponding to the cellized slot is real-time. For a call with a request (R = 1), as in the case of a 64 kbps call, the cell slot is occupied exclusively by a multi-way call requesting real-time property transmitted using the corresponding time slot, and the ATM cell. Assembling and sending out.
[0349]
Note that the ATM cell disassembly device is always restored to the STM frame period data, so there is no need to maintain real-time characteristics as in the case of ATM cell assembly, and other N> 1 multi-calls. Similarly, the ATM cell may be disassembled. In particular, the present invention may be applied as it is without changing the expansion.
[0350]
In particular, the present invention is applied in the range of N = 2 to 3 where the multinary number is not so large, and the influence of burst generation on the ATM network side is suppressed to a small extent. Can be effective.
[0351]
【The invention's effect】
The ATM cell assembling / disassembling apparatus of the present invention eliminates the need for high-speed memory, reduces the memory scale, eliminates the need for complicated processing for avoiding mutual collision during ATM cell assembly, and provides the same multi-factor for multiple calls. It is possible to realize a device suitable for LSI implementation that suppresses burst generation of ATM cells for calls and achieves effective load distribution to the ATM network, and its application effect is great.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a principle configuration diagram of an ATM cell assembling apparatus according to the present invention.
FIG. 2 shows the relationship between the STM frame and the cellized basic frame of the present invention.
FIG. 3 is a correspondence relationship between a time slot, a cell buffer, and a cell slot of an STM frame according to the present invention.
FIG. 4 is a basic procedure for assembling an ATM cell according to the present invention.
FIG. 5 is a configuration of an ATM cell disassembling apparatus according to the present invention.
FIG. 6 is a basic procedure of ATM cell decomposition of the present invention.
FIG. 7 shows a configuration of a cell buffer.
FIG. 8 is a configuration of a cellization table.
FIG. 9 is a configuration of a multi-component table.
FIG. 10 is an example of updating multi-chain information.
FIG. 11 is a detailed flow diagram of ATM cell assembly of the present invention.
FIG. 12 is an image of writing and reading in a cell buffer for 64 kbps call.
FIG. 13 is an image of writing and reading a multi-source call to a cell buffer.
FIG. 14 is a calculation example of an STM frame number sequence at the time of completion of multiple number N and cell assembly preparation.
FIG. 15 is an example of a multinary and cellized buffer address queue.
FIG. 16 is a procedure diagram immediately after the start of communication;
FIG. 17 is an assembly procedure diagram after the second cell.
FIG. 18 is a procedure diagram at the end of communication.
FIG. 19 is a detailed flowchart of a procedure for writing to and reading from a cellized buffer.
FIG. 20 is a functional information related diagram of the ATM cell assembling apparatus of the present invention.
FIG. 21 is an overview of the cell disassembly process of the present invention for a 64 kbps call.
FIG. 22 is an overview of the cell disassembly process of the present invention for a 128 kbps call.
FIG. 23 is a configuration of a cell decomposition buffer according to the present invention.
FIG. 24 is a configuration of a write control table.
FIG. 25 is an example of a write sequence.
FIG. 26 is a read sequence example.
FIG. 27 shows an expanded configuration of a cellization table.
FIG. 28 is a detailed flow diagram of a procedure for writing to and reading from a cellized buffer in consideration of expansion to a multiple real-time call.
FIG. 29 is an ATM cell assembling / disassembling apparatus for interconnecting an STM network and an ATM network.
FIG. 30 shows the correspondence between the ATM cell assembling / disassembling apparatus of the present invention and the application field.
FIG. 31 is a multiplexing hierarchy of SDH.
FIG. 32 shows the frame structure of STM1.
FIG. 33 shows the configuration of an AAL1-compatible ATM cell in the ATM network.
FIG. 34 shows an AAL1 ATM cell assembly / disassembly mechanism for a 64 kbps call.
FIG. 35 is a configuration of a conventional ATM cell assembling apparatus.
FIG. 36 is an explanatory diagram of cell assembly in a conventional ATM cell assembly apparatus.
FIG. 37 shows conventional ATM cell assembly for multi-call data.
FIG. 38 is a flowchart of a procedure for writing STM multi-call data to a cellized buffer according to the prior art.
FIG. 39 shows a mechanism for writing into a cellized buffer according to a conventional configuration.
FIG. 40 is a configuration example of a conventional ATM cell disassembling apparatus.

Claims (9)

STM(Synchronous Transfer Mode)データをATM (Asynchronous Transfer Mode) セルに変換するATMセル組立装置において、
STM網と多元速度の通信呼データを送受信する場合に、STMフレーム中の連続する多元数のタイムスロットを使い、
ATM網へATMセルを組立し送出する場合に、STMフレーム周期にペイロード数を乗算した時間長のセル化基本フレームをATMセルの時間幅で時間量子化したセルスロットを使い、
リアルタイム性が要求される通信呼に対するATMセル組立・送出は、該通信呼に1対1に対応した該セル化基本フレームで周期的に繰り返す特定のセルスロットで行い、
リアルタイム性が要求されない多元呼に対するATMセル組立・送出は、リアルタイム性が要求される通信呼に割り当てられていない該セルスロットを多元呼用の共用セルスロットとして使い、ATMセル組立準備が完了した多元呼の順番に行うことを特徴とするATMセル組立装置。
In an ATM cell assembling apparatus for converting STM (Synchronous Transfer Mode) data into ATM (Asynchronous Transfer Mode) cells,
When transmitting / receiving multi-rate communication call data to / from the STM network, use the continuous multi-factor time slots in the STM frame,
When an ATM cell is assembled and sent to the ATM network, a cell slot obtained by time-quantizing the basic cell frame of time length obtained by multiplying the STM frame period by the number of payloads with the time width of the ATM cell is used.
ATM cell assembly / transmission for a communication call that requires real-time performance is performed in a specific cell slot that repeats periodically in the cellized basic frame corresponding to the communication call on a one-to-one basis,
In the ATM cell assembly / transmission for a multi-call that does not require real-time performance, the cell slot that is not allocated to a communication call that requires real-time performance is used as a shared cell slot for multi-call, and the ATM cell assembly preparation is completed. An ATM cell assembling apparatus characterized by performing in the order of calls .
請求項1に記載のATMセル組立装置において、
該STMデータをSTMフレーム毎に格納する第一のデータバッファと、
該STMデータをSTMフレーム毎及びタイムスロット毎にバイト単位で第一のデータバッファに格納する書込制御部と、
第一のデータバッファからATMセル組立用の所望のデータをペイロード用に読み出してATMセル組立を行うATMセル組立制御部と、を備え、
該書込制御部は、第一のデータバッファに対し該ATMセル組立制御部と独立して該STMデータの到着順に該STMフレーム毎及びタイムスロット毎に書込処理を行い、
該ATMセル組立制御部は、第一のデータバッファからデータを読み出し、ATMセルに組み立てるATMセル組立部と、該ATMセル組立部がデータ読出及びATMセル組立を行う為に必要な該STMデータのタイムスロット毎の属性データを格納するセル化テーブルと、該多元呼に関し、第一のデータバッファに、ATMセル組立に必要なデータが格納完了する順番に、第一のデータバッファのアドレスがFIFO (First In First Out) 論理の待ち行列を形成する多元テーブルとを有し、
該ATMセル組立部は、該セル化テーブル、該多元テーブルのデータに基づいて、ATMセルの組立を行うことを特徴とするATMセル組立装置。
The ATM cell assembling apparatus according to claim 1,
A first data buffer for storing the STM data for each STM frame;
A write control unit for storing the STM data in the first data buffer byte by byte for each STM frame and each time slot;
An ATM cell assembly control unit which reads out desired data for ATM cell assembly from the first data buffer for payload and performs ATM cell assembly,
The write control unit performs a write process on the first data buffer for each STM frame and each time slot in the arrival order of the STM data independently of the ATM cell assembly control unit,
The ATM cell assembly control unit reads the data from the first data buffer, assembles the ATM cell into an ATM cell, and the STM data necessary for the ATM cell assembly unit to perform data reading and ATM cell assembly. The cellization table for storing attribute data for each time slot, and the address of the first data buffer is FIFO (in order of completion of storing data necessary for ATM cell assembly in the first data buffer for the multiple call. First In First Out) with multiple tables forming a logical queue,
The ATM cell assembling unit assembles an ATM cell based on data of the cell conversion table and the multi-component table .
請求項2に記載のATMセル組立装置において、
該ATMセル組立制御部は、
ATMセルの組立を行う場合に、該セル化テーブルの対応するタイムスロットのアドレスの属性データから、該ATMセルが組立てられるセルスロットが多元呼用に割り当てられたセルスロットであることを検知した場合には、該多元テーブルから該待ち行列の先頭の多元呼用データバッファアドレス値を取得し、該データバッファアドレス値に1対1に対応するタイムスロット番地の該セル化テーブルから、該多元呼用に必要な読み出し制御パラメータを取得し、第一のデータバッファからのデータ読出を行うことを特徴とするATMセル組立装置。
The ATM cell assembling apparatus according to claim 2 ,
The ATM cell assembly control unit
When an ATM cell is assembled, it is detected from the attribute data of the address of the corresponding time slot in the cellization table that the cell slot into which the ATM cell is assembled is a cell slot allocated for multi-call. The multi-call data buffer address value at the head of the queue is obtained from the multi-table, and the multi-call call is obtained from the cellized table at the time slot address corresponding to the data buffer address value on a one-to-one basis. An ATM cell assembling apparatus characterized in that a read control parameter necessary for the data acquisition is acquired and data is read from the first data buffer .
請求項に記載のATMセル組立装置において、
該セル化テーブルを構成するタイムスロット毎のデータは、
通信呼の開始を指示するフラグビットと、
第一のデータバッファからのデータ読み出しの開始ポイントを指示し、通信開始時に設定され、第一のデータバッファからペイロードデータが読み出される毎に更新される読出ポインタと、
通信の終了を指示するフラグビットと、
第一のデータバッファからのデータ読み出しの終了ポイントを指示する終了ポインタと、から構成されることを特徴とするATMセル組立装置。
The ATM cell assembling apparatus according to claim 2 ,
The data for each time slot making up the cellization table is:
A flag bit indicating the start of a communication call;
Instructing the starting point of data reading from the first data buffer, set at the start of communication, and updated when the payload data is read from the first data buffer,
A flag bit that indicates the end of communication;
ATM cell assembling apparatus characterized by being composed of a completion pointer to the end point of the data read from the first data buffer.
請求項4に記載のATMセル組立装置において、
該多元テーブルは、
該多元呼毎のデータバッファアドレスを、ペイロード数のデータが蓄積完了する順番に、STMフレーム単位のFIFO論理の待ち行列として形成した待ち行列をSTMフレーム番号順に連結して構成され、
該多元呼に対するATMセル組立毎に、該ペイロード数と、多元数と、第一のデータバッファのペイロードデータ読出終了アドレス位置データと、に基づいて、
該多元呼用に割り当てられた第一のデータバッファ領域に次のペイロード数分のデータが蓄積完了する新たなSTMフレーム単位の待ち行列時間位置の予測を行い、
該待ち行列の並び位置の更新を行うことを特徴とするATMセル組立装置。
The ATM cell assembling apparatus according to claim 4 ,
The multiple table is
The data buffer address for each multi-call is configured by concatenating a queue formed as a FIFO logic queue in units of STM frames in the order of completion of accumulation of data of the number of payloads, in the order of STM frame numbers,
For each ATM cell assembly for the multiple call, based on the number of payloads, the multiple number, and the payload data read end address position data of the first data buffer,
Prediction of the queue time position in units of a new STM frame in which data for the next payload number has been accumulated in the first data buffer area allocated for the multiple call,
An ATM cell assembling apparatus, wherein the arrangement position of the queue is updated .
請求項に記載のATMセル組立装置において、
該多元テーブルのSTMフレーム毎の待ち行列を表示するデータテーブルは、
該STMフレームの待ち行列の先頭の行列要素のデータバッファアドレス値と、最後尾の行列要素のデータバッファアドレス値と、該待ち行列の長さと、から構成され、
該先頭の行列要素の後続待ち行列要素のアドレスを、
該先頭の行列要素のデータバッファアドレスに1対1に対応した該セル化テーブルにおけるタイムスロット毎のテーブルにおいて、多元チェーン情報として保有させ、
該最後尾の行列要素のデータバッファアドレスに1対1に対応した該セル化テーブルにおけるタイムスロット毎のテーブルにおいては、該セル化テーブルのタイムスロット値を多元チェーン情報として保有させることを特徴とするATMセル組立装置。
The ATM cell assembling apparatus according to claim 5 ,
The data table that displays the queue for each STM frame of the multi-element table is:
A data buffer address value of the first matrix element of the queue of the STM frame, a data buffer address value of the last matrix element, and a length of the queue;
The address of the subsequent queue element of the first matrix element is
In the table for each time slot in the cellization table corresponding one-to-one to the data buffer address of the head matrix element, it is held as multi-chain information,
In the table for each time slot in the cellization table corresponding one-to-one to the data buffer address of the last matrix element, the time slot value of the cellization table is held as multi-chain information. ATM cell assembly equipment.
ATMセルをSTMデータに変換するATMセル分解装置において、In an ATM cell disassembly device that converts ATM cells into STM data,
STM網と多元速度の通信呼データを送受信する場合に、STMフレーム中の連続する多元数のタイムスロットを使い、When transmitting / receiving multi-rate communication call data to / from the STM network, use the continuous multi-factor time slots in the STM frame,
ATM網へATMセルを組立し送出する場合に、STMフレーム周期にペイロード数を乗算した時間長のセル化基本フレームをATMセルの時間幅で時間量子化したセルスロットを使い、When an ATM cell is assembled and sent to the ATM network, a cell slot obtained by time-quantizing the basic cell frame of time length obtained by multiplying the STM frame period by the number of payloads with the time width of the ATM cell is used.
該ATMセルのペイロードデータを格納する第二のデータバッファと、A second data buffer for storing the payload data of the ATM cell;
該ATMセルの到着時に第二のデータバッファに書込みを行うATMセル書込処理部と、An ATM cell write processor for writing to the second data buffer when the ATM cell arrives;
該ATMセルの該ペイロードデータを第二のデータバッファに書き込む為に必要な書込み制御情報が格納された書込制御テーブルを有するATMセルデータ書込制御部と、An ATM cell data write control unit having a write control table in which write control information necessary for writing the payload data of the ATM cell to the second data buffer is stored;
該STMデータを読み出すSTMデータ読出部と、を備え、An STM data reading unit for reading the STM data,
第二のデータバッファは、該STMフレーム毎及びタイムスロット毎の周期カウンタのアドレス順にデータを読み出し、The second data buffer reads data in the order of addresses of the cycle counter for each STM frame and each time slot,
該ATMセルデータ書込制御部は、多元呼のデータを第二のデータバッファに格納する場合に、該書込制御テーブルから読み出した該多元呼に対する割当タイムスロットの先頭を示す番号値と多元数を用いて、STMフレームデータの連続するタイムスロットに対応した多元数個の連続するアドレスを第二のデータバッファに書込制御を行うことを特徴とするATMセル分解装置。When the ATM cell data write control unit stores the data of the multi-call in the second data buffer, the ATM cell data write control unit indicates the number value and multi-number indicating the head of the assigned time slot for the multi-call read from the write control table. The ATM cell disassembly apparatus is characterized in that, using the, a write control is performed for a plurality of consecutive addresses corresponding to consecutive time slots of STM frame data in a second data buffer.
請求項7に記載のATMセル分解装置において、
該ATMセル書込制御部は、
呼設定直後に、最初に到着した該ATMセルのペイロードデータを格納するSTMフレーム番号を、現在読み出しを行っているSTMフレーム番号にATMセル到着の遅延揺らぎ吸収時間に相当するフレーム数を加算したSTMフレーム番号とし、該STMフレーム 番号のアドレスから第二のデータバッファへのATMセル分解データの格納を開始するように制御することを特徴とするATMセル分解装置。
The ATM cell disassembling apparatus according to claim 7,
The ATM cell write control unit
Immediately after the call is set up, the STM frame number storing the payload data of the ATM cell that has arrived first is obtained by adding the number of frames corresponding to the delay fluctuation absorption time of arrival of the ATM cell to the currently read STM frame number. An ATM cell disassembling apparatus that controls to start storing ATM cell disassembled data in the second data buffer from the address of the STM frame number as a frame number .
請求項に記載のATMセル分解装置において、
該書込制御テーブルのデータは、
通信の開始を指示するフラグビットと、
ATMセルを分解して第二のデータバッファにデータ書込を行う為の開始ポイントを指示し通信開始時に設定されATMセル分解の都度更新される書込ポインタと、
通信の終了を指示するフラグビットと、
第二のデータバッファへのデータ書込の終了ポイントを指示する終了ポインタと、から構成されることを特徴とするATMセル分解装置。
The ATM cell disassembling apparatus according to claim 7 ,
The write control table data is:
A flag bit that indicates the start of communication;
A write pointer that indicates a start point for decomposing an ATM cell and writing data to the second data buffer, and is set at the start of communication and updated each time an ATM cell is decomposed;
A flag bit that indicates the end of communication;
An ATM cell disassembling apparatus comprising: an end pointer that indicates an end point of data writing to the second data buffer .
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