JPH0423540A - Ａｔｍネットワークにおけるセルエラー訂正方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概　　要〕 ＡＴＭネットワーク内で発生したセルの抜けや誤配送等
のセルエラーを検出、訂正するＡＴＭネットワークにお
けるセルエラー訂正方式に関し、長い周期性を持ちかつ
規則性を有する整数の系列をセル番号として用いて、少
ない個数の整数で長いセル抜けを検出して、セルエラー
を訂正することを目的とし、 情報をセル単位に分割して伝送する非同期転送モードの
ネットワークにおいて、該情報の送信部でＯから最大値
りまでの整数を用いて、該最大値しより長い周期性を持
ちかつ規則性を有する整数の系列をセル番号として送信
セルに巡回的に付加するセル番号付加手段と、該情報の
受信部で到着セルに付加されているセル番号と、前記整
数の系列とを基にして前記ネットワーク中で発生したＡ
ＴＭセルの抜け及び誤配送を含むセルエラーを検出、訂
正するセルエラー検出・訂正手段を備えるように構成す
る。

〔産業上の利用分野〕

本発明は広帯域（Ｂｒｏａｄ　ｂａｎｄ）　　Ｉ　Ｓ　
Ｄ　Ｎのように音声、動画像、データ等の情報を統合的
に取り扱う非同期転送モード（ＡＴＭ）ネットワークに
おける通信サービス方式に係り、さらに詳しくはＡＴＭ
ネットワーク内で発生したセルの抜けや誤配送等のセル
エラーを検出、訂正するＡＴＭネットワークにおけるセ
ルエラー訂正方式に関する。

音声やデータ、及び動画像などのあらゆる通信サービス
を統合化した次世代の通信ネットワークとして、広帯域
（Ｂ−）ＩＳＤＮが研究、開発されている。Ｂ−ＩＳＤ
Ｎでは非同期転送モード（ＡＴＶ）が用いられ、音声や
動画像等の連続情報とデータなどのバースト情報の発生
状況や各情報の通信速度に依存することなく、全ての情
報がセルと呼ばれる固定長情報に分割され、高速転送さ
れる。

しかしながら、このＡＴＭネットワークにおいてはバー
スト的な情報の発生によって交換機内のバッファに入り
きれないセルが連続的に抜けてしまうセル抜けが起こる
ことがある。またセルの宛先が伝送路のビット誤りによ
って変更さたり、他の受信部に転送されるべきセルが紛
れ込むような誤配送が起こることがある。そこでこれら
のセルエラーの検出と訂正を行うことが望まれている。

［従来の技術〕 広域ネットワークにおいて通信回線の有効利用を目的と
したパケット交換は現在広範な分野で使用されている。

パケット交換網では例えば発進端末からのパケットが、
−度バケツトバッファという一時記憶メモリに蓄積され
た後に、着信端末に分配するという方法もとられるが、
このメモリ交換は時間を要し、高速交換には不適である
。

自己ルーチング方式は高速パケット交換に適したもので
ある。この方式では、各呼の識別番号（ＶＣＮ）とその
出線の対応表が作られ、ある識別番号の呼がくるとその
対応表によって指定される出線へその呼が送り出される
。この自己ルーチング方式は、非同期に転送される固定
長パケットと見なし得るＡＴＭセルの高速交換にも用い
られる。

第１０図はＡＴＭセルのフォーマットの例である。同図
においてセルの長さは、例えば５３バイトの固定長であ
り、そのうち５バイトのセルヘッダはセルの宛先情報等
を示し、転送される情報部は４８ハイドである。転送さ
れる情報部４８バイトの先頭には、送信側において付加
されたシーケンスナンバが格納されている。

第１１図はこのようなＡＴＭセル交換用の自己ルーチン
グ方式交換機の例である。図で交換機の主体は自己ルー
チングモジ立−ル（ＳＲＭ）と呼ばれる基本単位スイッ
チ１が複数段接続されたマルチステージ自己ル−チング
ネットワーク（ＭＳＲＮ）２である。図ではスイッチ段
数３の場合を示したが、段数が増加しても基本動作原理
は同じである。

実際の物理的な回線を示す入力ハイウェイ３上を、例え
ば同一加入者から異なる相手先に送出すべきＡＴＶセル
群が１０図に示すように、仮想チャネル番号（ＶＣＮ）
が各セルにヘッダとして付与された形式で、仮想チャネ
ル番号変換器■ＣＣ（ＶＣＮコンバータ）４に入力する
。ＶＣＮコンバータ（ＶＣＣ）４はコールプロセッシン
グ５の制御により、ＡＴ’Ｍセルの仮想チャネル番号を
■ＣＮ’につけかえ、ＭＳＲＮＺ内でのパス情報として
のＴＡＧ情報とともにセルをＭＳＲＮ２に入力させる。

ここで仮想チャネル番号（論理リンク番号ともいう）Ｖ
ＣＮのつけかえを行うのは、ハイウェイ上でのセルヘッ
ダのビット数を減らすためである。

初段の自己ルーチングモジュール（ＳＲＭ）１に入力さ
れたセルデータはＴＡＧ情報の示すルートにより、ＡＴ
Ｍセルの衝突を防止するための競合調停回路６を介して
キューバッファメモリ７に記憶された後、再び競合調停
回路６を介して次段のＳＲＭＩに送られる。次段及び次
々段のＳＲＭＩ内で、セルデータは同様にＴＡＧ情報に
従ったパスを経由して相手端末の接続されている出力ハ
イウェイ８に出力される。ＴＡＧ情報はＭＳＲＮ２内で
のルーチングに使用されるもので、出力ハイウェイ８に
は出力されない。

コールプロセッシング５は、前述のように各呼の識別番
号であるＶＣＮに対する出線の対応表を保持しており、
ＶＣＮ’を作ると同時に、ＭＳＲ゛Ｎ２内でのパスを決
めるＴＡＧ情報を生成し、ＶＣＣ４を制御する。またシ
グナルプロセッシング９は入力ハイウェイ３上のセルデ
ータの仮想チャネル番号ＶＣＮに対するルート情報をア
ウトスロットシグナリング１０によって受は取り、これ
をコールプロセッシング５に出力する。

第１２図にセルエラー訂正方式の従来例を示す。

従来方式では送信側で第１０図で説明したように連続し
たシーケンスナンバがセルに付加され、受信側では送ら
れてきたセルのシーケンスナンバを基にしてエラー検出
が行われる。

この方式は到着した２つのセルのシーケンスナンバと期
待値を保持しているシーケンスナンバレジスタＳＮＣの
値により、セル抜け・誤配送を検出・訂正するものであ
る。第１２図（ａ）にシーケンスナンバのつけ方を示す
。まず第１２図（ハ）の１セルの誤配送について説明す
る。到着したセルのシーケンスナンバが８、期待値が５
であるのでエラーが起こったことが分かる。ここで次に
到着したセルのシーケンスナンバを見ると５なので、期
待値と等しいのでシーケンスナンバ８のセルは誤配送と
判定できる。ただしここでは誤配送とセル抜けが連続し
ては起こらないものと仮定している。

よって誤配送セルを廃棄させてエラーの訂正を行う。

次に第１２図（Ｃ）のセル抜けについて説明する。

到着したセルのシーケンスナンバが８、期待値が５なの
でエラーが起こったことが分かる。ここで次に到着した
セルのシーケンスナンバを見ると９なので、セル抜けと
判定できる。よって８−５＝３で３つ分のダミーセル（
擬似セル）を挿入してエラーの訂正を行う。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述のように従来のセルエラー訂正方式では、送信側で
巡回的にセル番号としてセルに付けられた連続した整数
値、すなわちシーケンスナンバを受信側でチエツクする
ことによりセルエラーの検出と訂正が行われていた。と
ころがこの方式においては、例えばシーケンスナンバが
０から１５の場合に１７個以上のセル抜けが起きると１
周期分のセル抜けの検出は不可能になり、シーケンスナ
ンバ以上のセル抜けが起きた場合にセルエラ〜の訂正が
できないという問題点があった。この問題点はシーケン
スナンバ長を長くすることによって解決できるが、シー
ケンスナンバ長をあまり長（すると第１０図で示した情
報部４８バイトのうちシーケンスナンバが格納される部
分が長くなり、セルによって転送される実際の情報量が
少なくなるという問題点が生ずる。

本発明は、長い周期性を持ちかつ規則性を有する整数の
系列をセル番号として用いて、少ない個数の整数で長い
セル抜けを検出して、セルエラーを訂正することを目的
とする。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は本発明の原理ブロック図である。同図は音声、
動画像、データ等の情報をセル単位に分割して伝送する
非同期転送モード（ＡＴＭ）のネットワークにおけるセ
ルエラー訂正方式の原理ブロック図である。

第１図において、セル番号付加手段（１２）は音声、動
画像、データ等の情報の送信部において、０から最大値
りまでの整数を用いてその最大値しより長い周期性を持
ちかつ規則性を有する整数の系列をセル番号として送信
セルに巡回的に付加する。この整数の系列としては、例
えば擬似乱数を用いることもできる。

セルエラー検出・訂正手段１３は、連続情報の受信部に
おいてＡＴＭネットワーク１１から到着したセルに付加
されているセル番号と前述の整数の系列とを基にしてＡ
ＴＭネットワーク１１内で発生したＡＴＭセルの抜けお
よび誤配送等のセルエラーを検出し、例えばセル抜けに
対してはダミーセルを挿入することによってセルエラー
を訂正する。ここでセルエラー検出・訂正手段１３は、
前述の最大値しより長い周期性を持ちかつ規則性を有す
る整数の系列をあらかじめ記憶し、その記憶内容と到着
セルに付加されているセル番号とを比較してセルエラー
を検出するか、送信部でセルに付加されたセル番号の整
数の系列と同じ系列を発生してその系列発生内容と到着
セルのセル番号とを比較して、セルエラーを検出する。

〔作　　　用〕

本発明においては、情報の送信部で０から最大値し、例
えば１５までの整数を用いた系列が送信部３ セルに付加される。この整数の系列は最大値しより長い
周期性を持ちかつ規則性を有するものである。例えばＬ
が１５の場合には、周期が１５より長くなることからＯ
から１５までの整数のうちで任意の整数は１周期の中に
複数回用いられることになる。

このような系列の整数が送信セルに順次巡回的に付加さ
れ、受信部で記憶されているその整数の系列、または受
信部で発生される整数の系列と到着セルに付加されてい
る番号とが比較されることにより、セルの抜け誤配送等
が検出される。

また１個所セルエラーが検出されたとき、その時点以後
に入力される少数個（＜Ｌ）、例えば５個のセルの番号
を検査用系列とし、その検査用系列を整数の系列１周期
分の中から検索することによって、例えば長いセル抜け
の訂正を行うこともできる。

以上のように、本発明によれば少ない個数の整数を用い
て長い周期の間のセルエラーを検出することができる。

〔実　　施　　例〕

第２図は本発明のセルエラー訂正方式の基本例の説明図
である。同図（ａ）に示すように、従来例の第１２図に
おけるシーケンスナンバの代わりに、長い周期性を持ち
規則性を有する整数の系列がセルに付けられる。同図に
おいて、この整数の系列１周期分は系列の中に用いられ
ている整数の最大値、ここでは１５よりも長い周期性を
持っている。

このため例えば５やＩＯのように同じ整数の値が系列１
周期分の間に複数回用いられる。

第２図（ｂ）はセルエラー検出の方法を示し、同図にお
いて送信セルに付けられたセル番号は受信側では期待値
とされ、その期待値と受信側で受信したセルに付けられ
ているセル番号とが比較される。

この例では１５，７，１１．５までは受信セルのセル番
号と期待値とが一致するが、その次の期待値１０に対し
て受信セルのセル番号が１３であることからセルエラー
が検出され、その後の受信セルのセル番号６，３．・・
・が期待値と比較され、３つのセルが抜けたことが検出
される。そこでこの部分に対応して３つのダミーセルが
挿入されて、セルエラー訂正が行われる。

第３図は本発明のセルエラー訂正方式の処理実施例フロ
ーチャートである。また第４図は長い周期性を持ち規則
性を有する整数の系列として擬似乱数を用いた場合のセ
ルエラー検出の実施例である。第３図と第４図を用いて
セルエラー訂正の例を説明する。

第３図において処理がスタートすると、まずステップＳ
２０で到着セルに付けられている番号Ｒと期待値Ｃとが
一致するか否かが判定され、一致する場合にはＳ２１で
異常なしと判断されてチエツクが続行される。例えば第
４図で受信セル番号、ここでは擬似乱数番号が１５．７
，１１．５までは期待値と一致するためにチエツクが次
々と続行される。

次の受信セル番号“１”は期待値１０と一致しないため
に、第３図の３２２で検査用の系列として不一致が発生
したところからｎ個の到着セル番号が記憶され、その検
査用系列を用いて長いｌｉ１期性を持ち規則性を有する
整数の系列が１周期にわたって検索される。例えばｎ＝
５とすると、第４図でエラーが検出された最初のセル番
号“ｌ“から５個の受信セル番号１，８．１２，６．３
が検査用系列として選ばれる。

ここで検査用系列の整数の数ｎは、整数の系列１周期の
中に同じ検査用系列が含まれない程度に多く取る必要が
ある。ここでは１０，５．１０・・・、７，１１．５の
合計６３個の整数を１周期とする整数の系列の中に１．
８という整数の系列は２組存在し、１，８．１２という
ｎ＝３の系列を検査用として用いれば検索が可能である
が、信頼性を高くするためにｎ＝５とされている。整数
の系列１周期がさらに長くなれば、検査用系列の整数の
数ｎはさらに大きく取る必要がある。

第４図では期待値１０の位置から始まった受信セルの検
査用系列１，８，１２，６．３は、エラーが検出された
期待（！！１０の位置から数えて４２番目以降に存在し
、４１個のセルが抜けたことが検出される。そこで第３
図の３２４でセルエラー訂正として例えば４１個のダミ
ーセルが挿入され、その後のチエツクが続行される。

第３図の３２３で検査用系列が整数の系列１周期の中に
存在しない場合には、検査用系列として選ばれたｎ個の
系列、ここでは擬似乱数の系列１Ｂ、１２，６．３その
ものにセルエラーがあることが３２５で判定され、Ｓ２
６でその系列が廃棄され、Ｓ２７で廃棄された系列の次
の位置のセル番号から再び検査系列を取るようにＲが定
められ、Ｓ２２からの処理が繰り返される。

第５図は受信側に送信側と同一の擬似乱数発生回路を用
意しておき、セルエラーの検出を行うセルエラー訂正シ
ステムの構成ブロック図である。

同図において、送信部は長い周期性を持つ整数の系列と
して擬似乱数を発生する擬似乱数発生部３１、送信機か
らのソースデータに擬似乱数番号を付加す４擬似乱数付
加部３２、セルの宛先等を示すヘッダを付加してセル化
するセル化部３３を備えて、セルをＡＴＭネットワーク
に出力する。

第５図において受信部にＡＴＭネットワークから入力さ
れたセルはユーザデータ取出し部３４と擬似乱数番号取
出し部３６とに並行して与えられる。そしてユーザデー
タ取出し部３４によってセルからユーザデータのみが取
り出され、そのユーザデータはユーザデータバッファ３
５に一時的に保持される。

一方擬似乱数番号取出し部３６によってセルから整数の
系列としての擬似乱数番号が取り出され、その番号は３
１と同じ回路である擬似乱数発生部３７によって発生さ
れる擬似乱数番号、すなわち期待値とセルエラー検出部
３８によって比較され、セルエラー検出部３８からはス
イッチ制御部３９、およびダミーセル発生部４０に制御
信号が与えられる。

すなわち、セルエラーがない場合には、スイッチ制御部
３９によりユーザデータバッファ３５に一時的に格納さ
れているユーザデータがゆらぎ吸収バッファ４１に与え
られる。セルエラー、例えばセル抜けが検出された時に
はスイッチ制御部３９によってスイッチがダミーセル発
生部４０側に切り替えられ、ダミーセル発生部４０が発
生するダミーセルがゆらぎ吸収バッファ４１に与えられ
る。ゆらぎ吸収バッファ４１はＡＴＭ網で発生したセル
の到着間隔の変動や遅延を吸収するためのバッファであ
る。

第６図は送信部内に設けられた擬似乱数発生部３１が発
生する整数の系列１周期分の擬似乱数を記憶する擬似乱
数表記憶部４２、例えばメモリを受信部に備えたエラー
訂正システムの構成ブロック図である。同図において、
セルエラー検出部４３が擬似乱数番号取出し部３６によ
って取り出された受信セルに付加されている擬似乱数番
号と擬似乱数表記憶部４２の出力とを比較してセルエラ
ーを検出する点を除いては、その構成は第５図と全く同
一である。

第７図は受信側に擬似乱数発生回路を備えたセルエラー
検出部、すなわち第５図におけるセルエラー検出部３８
の実施例の構成ブロック図である。

同図において、セルエラー検出部３８は擬似乱数番号取
出し部３６の出力によって受信セルに付加された擬似乱
数番号をｎ個連続して記憶する擬似乱数番号ｎ記憶部４
４、セルエラー検出部３８の全体を制御する制御部４５
、擬像乱数番号ｎ記憶部４４の出力と擬似乱数発生部３
７から出力される期待値を比較する番号比較部４６、セ
ルエラー例えばセル抜けの数を数えるカウンタ４７から
構成されている。

第７図のセルエラー検出部の動作を第４図のセルエラー
検出例を用いて説明する。まず番号比較部４６によりセ
ルエラーが検出されると、制御部４５によってカウンタ
４７がスタートされる。そして擬似乱数発生部３７から
１つずつ擬似乱数が出力され、擬似乱数番号ｎ記憶部４
４に記憶されている番号と番号比較部４６で１つずつ比
較される。

第４図で整数の系列１周期のうちで検査用系列の最初の
２つの整数１．８はエラー検出個所から整数の系列上で
２８８番目以降あり、この２個の数値が検出された時点
でカウンタ４７の値は２７でストップされる。しかしな
がら次の乱数の値４は検査用系列のものとは異なるので
、カウンタ値はここで３０とされて、再び検査用系列の
検索が再開される。そして４２番目以降に検査用系列が
正しく検出された時点でカウンタ値は４１でストップさ
れており、セルエラーとして４１個のセル抜けが検出さ
れる。

第８図は受信側に擬似乱数表を用いたセルエラー検出部
、すなわち第６図のセルエラー検出部４３と擬似乱数表
記憶部４２との実施例の構成ブロック図である。同図に
おいてセルエラー検出部４３の構成は第７図におけると
同様であり、擬似乱数表記憶部４２は整数の系列として
使用される１周期分の擬似乱数を記憶する擬似乱数表記
憶メモリ４８と擬似乱数表検索部４９とから成り、擬似
乱数表検索部４９はセルエラー検出部４３内の制御部４
５の制御により、擬似乱数の値をセルエラー検出部４３
に出力する。

第９図は６個のフリップフロップを用いて６３個の整数
を１周期とする擬似乱数の発生回路実施例である。同図
において、６個のフリップフロツプ５０〜５５の出力の
初期値は全て１であり、ＥＸ−ＯＲ回路５６の出力は０
となっている。最初のクロックが入力すると、４個のフ
リップフロップ５０〜５３の出力は０１１１、ＥＸ−Ｏ
Ｒ回路５６の出力は１となる。次のクロックが入力する
と４個のフリップフロップの出力は１０１１、第３のク
ロックが入力すると４個のフリップフロップの出力は０
１０１となる。以下同様にして４個のフリップフロップ
５０〜５３の出力は変化し、６４クロツクを１周期とす
る擬似乱数を発生することになる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によればＡＴＭネットワー
ク中でのセルエラーを、長い周期性を持ち規則性を有す
る整数の系列を用いて短いビット数で検出することが可
能になり、ＡＴＭネットワークにおける信頼性の向上に
寄与するところが大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理ブロック図、 第２図は本発明のセルエラー訂正方式の基本例を説明す
る図、 第３図は本発明のセルエラー訂正方式の処理実施例のフ
ローチャート、 第４図は長い周期性を持ち規則性を有する整数の系列と
して擬イ以乱数を用いた場合のセルエラー検出の実施例
を示す図、 第５図は送信部と受信部に同一擬似乱数発生回路を備え
たセルエラー訂正システムの構成を示すブロック図、 第６図は受信側に擬似乱数表を備えたセルエラー訂正シ
ステムの構成を示すブロック図、第７図は擬似乱数発生
回路を備えたセルエラー検出部の実施例の構成を示すブ
ロック図、第８図は擬似乱数表を備えたセルエラー検出
部の実施例の構成を示すブロック図、 第９図は６個のフリップフロップを用いて６３個の整数
を１周期とする擬似乱数発生回路の実施例を示す図、 第１０図はＡＴＭセルのフォーマットの例を示す図、 第１１図は自己ルーチング方式交換機の例を示す図、 第１２図はセルエラー訂正方式の従来例を示す図である
。 １１・・・ＡＴＭネットワーク、 １２・・・セル番号付加手段、 １３・・・セルエラー検出・訂正手段、３１．３７・・
・擬似乱数発生部、 ３２・・・擬似乱数付加部、 ３６・・・擬似乱数番号取出し部、 ３８．４３・・・セルエラー検出部、 ４２・・・擬似乱数表記憶部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）情報をセル単位に分割して伝送する非同期転送モー
   ド（ＡＴＭ）のネットワーク（１１）において、 該情報の送信部で０から最大値Ｌまでの整数を用いて、
   該最大値Ｌより長い周期性を持ちかつ規則性を有する整
   数の系列をセル番号として送信セルに巡回的に付加する
   セル番号付加手段（１２）と、 該情報の受信部で到着セルに付加されているセル番号と
   、前記整数の系列とを基にして前記ネットワーク（１１
   ）中で発生したＡＴＭセルの抜け及び誤配送を含むセル
   エラーを検出、訂正するセルエラー検出・訂正手段（１
   ３）を備えたことを特徴とするＡＴＭネットワークにお
   けるセルエラー訂正方式。 ２）前記最大値Ｌより長い周期性を持ちかつ規則性を有
   する整数の系列が擬似乱数であることを特徴とする請求
   項１記載のＡＴＭネットワークにおけるセルエラー訂正
   方式。 ３）前記セルエラー検出・訂正手段（１３）が、前記送
   信部でセル番号として付加される最大値Ｌより長い周期
   性を持ちかつ規則性を有する整数の系列１周期分を記憶
   し、該記憶内容と到着セルに付加されているセル番号と
   を比較してセルエラーを検出、訂正することを特徴とす
   る請求項１あるいは２記載のＡＴＭネットワークにおけ
   るセルエラー訂正方式。 ４）前記セルエラー検出・訂正手段（１３）が、前記送
   信部でセル番号として付加される最大値Ｌより長い周期
   性を持ちかつ規則性を有する整数の系列１周期分を発生
   し、該系列発生内容と到着セルに付加されているセル番
   号とを比較してセルエラーを検出、訂正することを特徴
   とする請求項１あるいは２記載のＡＴＭネットワークに
   おけるセルエラー訂正方式。 ５）前記セルエラー検出・訂正手段（１３）が、前記整
   数の系列と到着セルに付加されているセル番号とを比較
   してセルエラーを検出した時点以後に入力される、前記
   系列内の整数の最大値Ｌより少ない個数の到着セルに付
   加されているセル番号を検査用系列とし、該検査用系列
   を前記系列１周期分の中から検索してセルエラーを訂正
   することを特徴とする請求項３あるいは４記載のＡＴＭ
   ネットワークにおけるセルエラー訂正方式。 ６）前記検査用系列が前記整数の系列１周期の中に存在
   しないとき、前記セルエラー検出・訂正手段（１３）が
   該検査用系列のセル番号が付加されていたセルを廃棄し
   、該検査用系列としてとられたセル番号の末尾が付加さ
   れていた到着セルの次に到着したセルから新しい検査用
   系列を作成して該新検査用系列の検索を行うことを特徴
   とする請求項５記載のＡＴＭネットワークにおけるセル
   エラー訂正方式。 ７）前記セルエラー検出・訂正手段（１３）がセル抜け
   を検出したとき、該抜けたセルの個数と同一個数のダミ
   ーセルを挿入してセルエラーの訂正を行うことを特徴と
   する請求項１、２、３あるいは４記載のＡＴＭネットワ
   ークにおけるセルエラー訂正方式。