JPH05136813A

JPH05136813A - Ａｔｍ通話路における帯域管理方式

Info

Publication number: JPH05136813A
Application number: JP29676891A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Uchida; 佳宏内田; Yasuhiro Aso; 泰弘麻生; Shuji Yoshimura; 修二吉村; Shiro Uryu; 士郎瓜生
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1991-11-13
Filing date: 1991-11-13
Publication date: 1993-06-01

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明はＡＴＭスイッチを備えたＡＴＭ通話路
における帯域管理方式に関し，申請値と実際の帯域にず
れを持つＡＴＭ交換機の帯域管理下において，通話路の
負荷が非常に高い状態にある場合でも，必ず接続しなけ
ればならない緊急呼が確実に通信できることを目的とす
る。【構成】出力ハイウェイにトークンを出力するタイミン
グ発生部は，出力ハイウェイ上の各クロスポイント部を
順次転送するトークンを発生すると共に，クロスポイン
ト部の終段からのトークンを入力するトークン発生間隔
制御部を備える。トークン発生間隔制御部は，入力する
トークンを直ちにクロスポイントへ送信するかセル間隔
だけ捕捉した後送信するかの制御を行うよう構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はＡＴＭ通話路における帯
域管理方式に関する。近年，広帯域ＩＳＤＮに対応する
交換方式としてＡＴＭ（Asynchronous Transfer Mode)
交換の研究が盛んに進められている。ＡＴＭ交換機で
は，処理される呼の情報は全てセルと呼ばれる固定長の
パケットに変換されている。各々の呼はそのサービス種
別毎の通信に必要な帯域が異なるが，ＡＴＭでは音声の
ような低速で占有帯域の一定の呼や，画像のような高速
呼，またはコンピュータ間のデータ通信のように高速且
つバースト性の高い呼など全てをセル化して一つのＡＴ
Ｍスイッチで交換する。そのため，各呼によりスイッチ
を流れるセル数やセルの流れ方にバラつきが生じるた
め，緊急で重要な呼を必要な時に必ず伝送するための工
夫が望まれている。

【０００２】

【従来の技術】図６は従来のＡＴＭスイッチの説明図で
ある。図６のＡ．はＡＴＭスイッチの構成例であり，こ
のＡＴＭスイッチ（ＡＴＭＳＷ）は，セルフルーティン
グモジュール（以下ＳＲＭという）というスイッチ機能
を持つモジュールが各段に２個ずつ設けられ３段で構成
されている。初段のＳＲＭ₀₀，ＳＲＭ₁₀にはそれぞれ２
つの入力ポートＩＰ₀，ＩＰ₁とＩＰ₂，ＩＰ ₃からセ
ルが入力され，出力段のＳＲＭ₀₂，ＳＲＭ₁₂から出力ポ
ートＯＰ₀，ＯＰ₁とＯＰ₂，ＯＰ₃にセルが出力され
る。なお，各入力ポートはそれぞれ入力ハイウェイに接
続され，各出力ポートは出力ハイウェイに接続されてい
る。

【０００３】このＡＴＭＳＷの入力ポート側には図示さ
れないが，端末や伝送路からの各呼のＶＰＩ（Virtual
Path Identifire ），ＶＣＩ（Virtual Channel Identi
fire) に対応して呼設定時に要求された使用帯域や情報
の種別等を勘案してＡＴＭＳＷにおける各段のスイッチ
ング動作を規定するルーティング情報が設定されてお
り，各ＶＰＩ・ＶＣＩのセルに対してルーティング情報
（これをタグという）をセル毎に付加してＡＴＭＳＷに
入力する。

【０００４】図６のＢ．にＡＴＭスイッチ内のセルの構
成を示す。端末や伝送路から入力するセルは，５バイト
のヘッダ（呼に対応して付与されるＶＰＩ・ＶＣＩ等を
含む）と４８バイトの情報フィールド（相手に送りたい
データ等）とで構成され，ＡＴＭ交換機のＡＴＭＳＷの
前段においてタグがヘッダ（例えば１バイトで構成）に
付加される。各セルはこのタグによりＳＲＭ内において
切替え方向が制御される。

【０００５】図６のＣ．にＳＲＭの構成を示す。この例
は，Ａ．に示すＡＴＭＳＷに設けられた６個のＳＲＭの
１つを示し，ＳＲＭは入力端子，の２つの入力ハイ
ウェイから出力端子，の２つの出力ハイウェイの何
れかに出力する，２入力２出力の機能を持つ（Ｃ．に示
す〜はＡ．に示すＳＲＭ₀₀の同じ記号に対応す
る）。

【０００６】ＳＲＭは，２つのハイウェイの何れからで
も２つの出力ハイウェイの何れへも出力できるように切
替え可能で，各ハイウェイの交点にクロスポイント部Ｘ
Ｐ₀₀〜ＸＰ₁₁が設けられている。クロスポイント部ＸＰ
には入力ハイウェイから入力するセルを格納するバッフ
ァが設けられ，タグにより切替が指定されたセルがバッ
ファに格納され，そのバッファに格納されたセルは出力
ハイウェイ側の制御によりシーケンス制御により順次読
み出される。

【０００７】図７はＳＲＭのクロスポイントにおけるセ
ルの出力制御構成である。図７には，４×４（入力ハイ
ウェイ４本と出力ハイウェイが４本）のＳＲＭにおける
１本の出力ハイウェイに対応する構成だけ示すが，実際
には同様な構成が他の３本の出力ハイウェイにも備えら
れる。

【０００８】図７の各クロスポイント部ＸＰ０〜ＸＰ３
は，それぞれ横方向から入力ハイウェイ（ＩＨＷ０〜Ｉ
ＨＷ３）が接続され，縦方向の１本の出力ハイウェイ
（ＯＨＷ０とする）に共通に接続されている。他の３つ
の出力ハイウェイ（ＯＨＷ１〜ＯＨＷ３）に関連する構
成は図示省略されている。

【０００９】各クロスポイントは，入力ハイウェイＩＨ
Ｗ０〜ＩＨＷ３から供給されるセルを格納するバッファ
（ＢＦ）と，トークン（ＴＫＮ）の転送制御を行うトー
クン制御回路（ＴＫＣ），及びトークン制御回路（ＴＫ
Ｃ）の制御によりバッファＢＦから１つのセルを出力ハ
イウェイに読み出す制御を行う多重部（ＭＵＸ）とで構
成する。トークンは最初はタイミング発生部（ＴＭＧ）
から発生し，クロスポイント部ＸＰ０（以下，ＸＰとい
う，他も同様）のトークン制御回路ＴＫＣに入力し，順
次各クロスポイント間を巡回経路を介して転送され，最
後のＸＰ３から出力されると最初のＸＰ０に戻る動作を
繰り返す。

【００１０】図８はタイミング信号とセル出力信号の説
明図である。タイミング発生部ＴＭＧは，トークンの最
初の信号を発生する他に，図８に示すクロック信号（Ｃ
ＬＫで表示），セルを出力ハイウェイに出力できるタイ
ミングを表すセルフレーム信号（ＣＦで表示）及びイネ
ーブル信号（ＥＮＢで表示）を発生する。セルフレーム
信号は１セルの時間（少なくとも５３バイト分）毎に発
生する。イネーブル信号は，タイミング発生部ＴＭＧか
ら発生する時は，全てハイレベルであり，出力ハイウェ
イ上にセルを出力したクロスポイント部により，セル出
力区間だけロウレベルに駆動する有効を表示する信号を
発生する。

【００１１】図８のセルデータ（ｃｅｌｌｄａｔａで
表示）は，イネーブル信号がロウレベルの時，出力ハイ
ウェイ上のセルデータが有効（セルデータが出力されて
いること）であり，ハイレベルの時出力ハイウェイのセ
ルデータは無効であることを表し，他のクロスポイント
ではこの信号が無効である区間（ハイレベルの区間）に
セルを出力することができる。

【００１２】ＸＰ０にトークンが入力すると，多重部Ｍ
ＵＸを駆動する。多重部ＭＵＸはバッファＢＦにセルが
格納されていると，タイミング発生部ＴＭＧから出力さ
れているタイミング信号や，制御信号を用いてトークン
を捕捉して，バッファＢＦから１つのセルを読み出して
出力ハイウェイへ出力する。セルの出力と並行して，ま
たはセルが格納されていない時は直ちに，トークン制御
回路ＴＫＣは次のＸＰ１へトークンを送出する。次のＸ
Ｐ１でも同様の動作を行う。

【００１３】図９は図７の構成におけるトークンの転送
動作とスイッチング動作のタイミングチャートである。
図９において，各ＸＰ０〜ＸＰ３間を転送するトークン
は，矢印を含む実線により示され，下段にはＯＨＷ（出
力ハイウェイ）上の各タイミングｔ１，ｔ２・・に対応
して出力されるセルを表示している。すなわち，タイミ
ングｔ１の時点では，ＸＰ０，Ｘ０３のバッファにそれ
ぞれセル，が格納されつつある時であり，他のＸＰ
１，ＸＰ２にはバッファにセルが格納されていないの
で，トークンはＸＰ０〜ＸＰ３を巡回し，さらにＸＰ０
に戻ってタイミングｔ２において順次転送されてＸＰ３
に達する。このＸＰ３では既にバッファにセルの格納
が終了しているので，トークンはこのＸＰ３で捕捉さ
れ，セルの読み出しがｔ３の時に（上記ＴＭＧから供
給されるセルフレームがｔ３の先頭に発生）開始されて
ＯＨＷ上に出力される。

【００１４】タイミングｔ３にＸＰ３から解放されたト
ークンはＸＰ０に戻ると，ここではセルが既に格納さ
れているのでトークンが捕捉され，次のタイミングｔ４
で読み出しが行われる一方，ＸＰ１にトークンが渡され
ると捕捉されてセルがタイミングｔ５で読み出され
る。ここからさらにＸＰ２にトークンを渡される。

【００１５】ＸＰ２でトークンが捕捉されてセルを読
み出されて，以下図のように順次各クロスポイントにセ
ルが格納されているとそれぞれでトークンの捕捉と読み
出しが行われて，出力ハイウェイＯＨＷに図のようにセ
ルが出力される。

【００１６】上記のようなＡＴＭスイッチにおけるスイ
ッチ動作を説明すると，図６のＡ．に示すＡＴＭスイッ
チにおいて，指定された入力ポートからＡＴＭセルを入
力して，各ＳＲＭのどのクロスポイント部を通って指定
された出力ポートへ出力させるためのパスをどのように
張るか（タグを設定するか）を例により説明する。入力
ポートＩＰ₀から出力ポートＯＰ₃へのパスは，次の通
りである。

【００１７】ルート１：ＩＰ₀−ＳＲＭ₀₀ＸＰ₀₀−ＳＲＭ₀₁ＸＰ₀₁−
ＳＲＭ₁₂ＸＰ₀₁−ＯＰルート２：ＩＰ₀−ＳＲＭ₀₀ＸＰ₀₁−ＳＲＭ₁₁ＸＰ₀₁−
ＳＲＭ₁₂ＸＰ₁₁−ＯＰこの２つのルートがあるが，どちらを選択するかはその
時点で各クロスポイント部に割り当てられている帯域に
より決定される。

【００１８】このようなＡＴＭ交換機では，交換してい
る呼の帯域管理がサービス品質に非常に大きな影響を与
え，帯域管理は交換機の制御部が行い，その方法として
は次の方法が一般的である。

【００１９】各クロスポイント部に割り当てられてい
る帯域を記録するテーブルを持ち，呼の受付，解放の
際に必要に応じてテーブルを更新し，定期的に，実際
にクロスポイント部に割り当てられている帯域を調べ，
必要に応じてテーブルを更新する。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来例によれ
ば，各クロスポイント部に帯域を記録するテーブルを持
ち，呼の受付，解放の際にテーブルを更新する。この場
合，呼の受付時に加算する帯域や，解放の際に減算する
帯域は，端末側から申請されたサービス種別とバースト
性を加味した数値が用いられ，その値は推定値となる。
この推定値と実際に伝送される帯域の値とは殆どの場合
ずれがある。そのため上記のように補正する手順が用
意されている。ところが，既に帯域を割り当てて運用し
ているため，実際にクロスポイント部における帯域が推
定値を越えて通話路（ＡＴＭスイッチ）の負荷が非常に
高くなってしまうと，その通話路を通って伝送する必要
がある重要な通信（または緊急性の高い通信）を行おう
としても確実に接続できる保証がない。

【００２１】本発明は申請値と実際の帯域にずれを持つ
ＡＴＭ交換機の帯域管理下において，通話路の負荷が非
常に高い状態にある場合でも，必ず接続しなければなら
ない緊急呼を確実に接続することができるＡＴＭ通話路
における帯域管理方法を提供することを目的とする。

【００２２】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理構成
図であり，図にはトークンによりスイッチを行う４入力
×４出力のＡＴＭスイッチの中の１部（４入力１出力の
部分）だけを示すが，他の３つの出力のための構成も図
１と同様である。

【００２３】図１において，１はタイミング発生部，２
はトークン発生間隔制御部，３はトークン巡回経路，４
−０〜４−３は各クロスポイント（ＸＰ０〜ＸＰ３で表
示），５−０〜５−３は各入力ハイウェイ（ＩＨＷ０〜
ＩＨＷ３），６は出力ハイウェイ（ＯＨＷ）である。

【００２４】本発明はトークンを用いて多重化を行うＡ
ＴＭスイッチにおいてクロスポイントへ送出するトーク
ンの発生間隔を制御することにより通話路のマージを確
保してＡＴＭ通話路の帯域管理を行うものである。

【００２５】

【作用】図１において，タイミング発生部１のトークン
発生間隔制御部２から最初のトークンを発生すると，ク
ロスポイント４−０（ＸＰ０）に供給される。ＸＰ０に
おいて従来と同様にバッファにセルが格納されていると
トークンが捕捉され，出力ハイウェイＯＨＷへの読み出
しが行われてトークンが次のクロスポイントへ送出され
る。セルが無い場合は直ちにトークンは次のＸＰ１へ送
出され，最後のクロスポイントＸＰ３からトークンが出
力されると，トークンはトークン巡回経路３を通ってタ
イミング発生部１のトークン発生間隔制御部２に入力す
る。トークン発生間隔制御部２は，戻ってきたトークン
に対して所定周期（トークンの所定の巡回回数）毎に一
定セル数分の時間トークンの発生を休止し，その後再び
トークンを送出する。

【００２６】これにより，出力ハイウェイＯＨＷ上にセ
ルが連続的に（隙間なく）出力される状態が発生しない
ので，セルの衝突が起きる可能性が少なくなる。したが
って出力ハイウェイから次の段のスイッチモジュールへ
入力する構成が複数段設けられたＡＴＭ通話路におい
て，緊急な呼が発生しても必ず伝送することができる。

【００２７】

【実施例】図２はタイミング発生部の実施例の構成図，
図３は実施例の構成におけるトークン送出の制御フロー
図，図４は本発明によるタイミング発生部からのトーク
ンの発生制御とスイッチング動作のタイミングチャー
ト，図５は本発明による出線多重制御の動作例である。

【００２８】図２に示す構成はタイミング発生部の構成
を示し，２０はクロック発生源を備えたクロック（ＣＬ
Ｋ）作成部，２１はセルフレーム（ＣＦ）作成部，２２
はＡＴＭスイッチの１つの出力ハイウェイの初段のクロ
スポイントにトークンを供給するトークン送信部，２３
は各クロスポイントを巡回して戻ってきたトークンを受
け取るトークン受信部，２４はトークン受信部２３の受
信検出出力によりカウントを行い，他方に入力する設定
値と比較を行って，トークン送信部２２の制御及びカウ
ント制御を行うカウンタ部，２５は帯域規制の程度に応
じた設定値を保持するレジスタである。

【００２９】図２のクロック作成部２０はクロック信号
を発生してＡＴＭスイッチの各クロスポイントに供給
し，セルフレーム作成部２１は出力ハイウェイ上にセル
を送出できる区間を表すセルフレームを発生する，これ
らのクロック信号，セルフレーム信号の例は図８のＣ
Ｆ，ＣＬＫとして示されている。

【００３０】図２のトークンの発生の動作を図３に示す
制御フローを参照しながら説明する。トークン送信部２
２から最初のトークンを送出後，トークン受信部２３で
トークン受信を判別し（図３の３０），トークンを受信
を検出するとカウンタ部２４を起動する。カウンタ部２
４はその時のカウンタ値がレジスタ２５に設定した設定
値（Ｃｔｈ）と一致したか判別し（図３の３１），一致
しない時（Ｃｔｈに達しない時）はカウンタをカウント
アップ（＋１）して（図３の３２），トークン送信部２
２を駆動してトークンを送信させる（図３の３５）。カ
ウンタ値が設定値（Ｃｔｈ）と一致した場合，セルフレ
ームが発生したか判断し（図３の３３），セルフレーム
が発生すると，カウンタをクリアし（図３の３４），次
いでトークン送信部２２を駆動してトークンを送出する
（図３の３５）。このステップ３３と３４の処理により
トークンはＴＭＧにおいて捕捉（休止）されており，出
力ハイウェイ上ではその期間（少なくとも１セルフレー
ム分）空き状態となる。

【００３１】次に図４に示す本発明によるタイミング発
生部（ＴＭＧ）からのトークンの発生制御とスイッチン
グ動作のタイミングチャートを説明する。このタイミン
グチャートは，４入力ハイウェイ（クロスポイントの各
段＃０〜＃３に対応）・４出力ハイウェイのＡＴＭスイ
ッチにおいて，１つの出力ハイウェイ（ＯＨＷ）におけ
るＴＭＧから発生するトークンの例である。

【００３２】この場合，ＴＭＧから発生するトークンは
タイミングｔ１の時出力すべきセルが各入力ハイウェイ
に対応する各段＃０〜＃３に格納されてないので，ＴＭ
Ｇに戻り，図２のカウンタ部２４でカウントアップ（カ
ウンタ値＝１とする）された後トークンが再びタイミン
グｔ２でスイッチに送信される。この時，段＃０のクロ
スポイントでトークンが捕捉され，セルが出力ハイウェ
イＯＨＷに読み出される。その後タイミングｔ３でトー
クンが後段に送出され，段＃３でトークンが捕捉され，
セルがＯＨＷに出力される。この後タイミングｔ４で
トークンはＴＭＧに戻り，カウンタ部２４でカウントア
ップ（カウンタ値＝２）が行われて送信され，段＃１で
捕捉されセルがタイミングｔ５にＯＨＷへ出力され
る。次いで，トークンは終段＃３まで転送されＴＭＧに
戻る。この時，ＴＭＧのカウンタ部はカウンタ値が２に
なっており，設定値（Ｃｔｈ）＝２の場合，直ちにセル
を送信せず，一定時間だけ休止し（図３のステップ３
３，３４の動作），その後タイミングｔ６にトークンが
送信される。この結果，図４のＯＨＷのセルの多重の状
態に示すように，ＴＭＧにより１セル分の休止期間（こ
の例では１セルフレームより少ない）が発生する（この
例では，トークン自体はタイミングｔ６にも発生してＴ
ＭＧから隙間なく送信されている）。

【００３３】図５に本発明による出線多重制御の動作例
を示す。この例は，２入力ハイウェイ（ＩＨＷ１，ＩＨ
Ｗ２）・２出力ハイウェイのＡＴＭスイッチにおいて，
Ａ．に示すように一方の出力ハイウェイ（ＯＨＷ）とこ
れに接続する２つのクロスポイント（ＸＰ１，ＸＰ２）
の構成における動作を示す。

【００３４】図５のＢ．のセルフレームは図２のＣＦ作
成部２１から発生し，各セルの区間を表し，ＸＰ１のバ
ッファ及びＸＰ２のバッファにはそれぞれＡ１，Ｂ１，
Ｃ１の各セル，Ａ２，Ｂ２のセルが図のように発生した
場合，ＯＨＷには図のように各セルが発生する。また，
トークン（ＴＫＮ）を捕捉したポイントは，図に示すよ
うに最初にＸＰ１で捕捉して，ＯＨＷにセルＡ１が出力
され，その後タイミング発生部（ＴＭＧ）で捕捉され
て，ＯＨＷ上の斜線が施された部分が空き区間となる。
その後，２個のセルフレームの期間後にＸＰ２で捕捉さ
れトークンにより，セルＡ２がＯＨＷに出力され，その
後にタイミング発生部（ＴＭＧ）で捕捉されてＯＨＷ上
に１セルフレーム分の空き区間が発生する。以下図に示
すように，各クロスポイントにおけるトークンの捕捉と
セルの出力動作と，タイミング発生部における周期的な
トークンの捕捉が行われる。

【００３５】本発明のタイミング発生部（ＴＭＧ）によ
るトークンの捕捉（休止）の間隔は，緊急呼を接続する
のに必要な帯域に応じて可変とし（図２のカウンタ部２
４へ入力する設定値を可変とする），緊急呼の接続時に
ＡＴＭ通話路に十分な余裕が無い時は，タイミング発生
部によるトークンの捕捉を停止し（図２のカウンタ部２
４への設定値を大きな値に設定，またはトークンをＴＭ
Ｇに戻さず従来と同様に先頭のクロスポイントに戻
す），多重禁止部分を設けないようにする。

【００３６】

【発明の効果】本発明によればＡＴＭ通話路の過負荷に
対するマージンを簡単に持たせることができ，常に緊急
時の呼を通すことができ，ＡＴＭ交換サービスの品質を
高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理構成図である。

【図２】タイミング発生部の実施例の構成図である。

【図３】実施例の構成におけるトークン送出の制御フロ
ー図である。

【図４】本発明によるタイミング発生部からのトークン
の発生制御とスイッチング動作のタイミングチャートで
ある。

【図５】本発明による出線多重制御の動作例である。

【図６】従来のＡＴＭスイッチの説明図である。

【図７】ＳＲＭのクロスポイントにおけるセルの出力制
御構成である。

【図８】タイミング信号とセル出力信号の説明図であ
る。

【図９】図７の構成におけるトークンの転送動作とスイ
ッチング動作のタイミングチャートである。

【符号の説明】

１タイミング発生部２トークン発生間隔制御部３トークン巡回経路４−０〜４−３クロスポイント（ＸＰ０〜ＸＰ３）５−０〜５−３入力ハイウェイ（ＩＨＷ０〜ＩＨＷ
３）６出力ハイウェイ（ＯＨＷ）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所 9076−5ＫＨ０４Ｑ 11/04 Ｌ (72)発明者瓜生士郎神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地富士通株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の入力ハイウェイと複数の出力ハイ
ウェイが，相互に各クロスポイント部を介して接続し，
各出力ハイウェイ上の複数のクロスポイント部は出力ハ
イウェイに沿って巡回するトークンにより順次駆動され
て入力ハイウェイのセルを出力ハイウェイ上に多重化す
るＡＴＭスイッチを備えたＡＴＭ通話路において，出力ハイウェイにトークンを出力するタイミング発生部
は，出力ハイウェイ上の各クロスポイント部を順次転送
するトークンを発生すると共に，クロスポイント部の終
段からのトークンを入力するトークン発生間隔制御部を
備え，トークン発生間隔制御部は，入力するトークンを直ちに
クロスポイントへ送信するかセル間隔だけ捕捉した後送
信するかの制御を行うことを特徴とするＡＴＭ通話路に
おける帯域管理方式。
【請求項２】請求項１において，前記トークン発生間隔制御部は，クロスポイント部の終
段から入力するトークン受信部，トークン受信部の受信
出力を入力し，トークン送信部に送信指示を出力するカ
ウンタ部を備え，前記カウンタ部は，トークンの受信出力をカウントし，
カウンタ値を設定された値と比較して，一致しないと直
ちに送信指示を出力し，一致するとセル間隔後に送信指
示を出力することを特徴とするＡＴＭ通話路における帯
域管理方式。