JPH06132978A - Atmスイッチ - Google Patents

Atmスイッチ

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JPH06132978A
JPH06132978A JP28301292A JP28301292A JPH06132978A JP H06132978 A JPH06132978 A JP H06132978A JP 28301292 A JP28301292 A JP 28301292A JP 28301292 A JP28301292 A JP 28301292A JP H06132978 A JPH06132978 A JP H06132978A
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JP
Japan
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cell
input
line buffer
output
cells
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Application number
JP28301292A
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English (en)
Inventor
Koichi Genda
浩一 源田
Naoaki Yamanaka
直明 山中
Hideki Kataoka
秀樹 片岡
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
  • Use Of Switch Circuits For Exchanges And Methods Of Control Of Multiplex Exchanges (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ATMスイッチにおいて、セルどうしの衝突
によるセル損失をなくするもしくは小さくする。 【構成】 ATMスイッチを構成するATMスイッチエ
レメントで衝突回避のためセルを廃棄したとき、その廃
棄したセルの再送出を促すための廃棄信号を送信元に返
送する。あるいは、出回線バッファに受信確認信号の返
送部を設け、入回線バッファではこの受信確認信号が一
定時間以上受信されないとき、セルを再送出する。 【効果】 高いスループットのATM交換装置が実現で
きる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はデジタル通信交換装置に
利用する。特に、ATM(非同期転送モード)交換装置
のスループット改善技術に関する。
【0002】
【従来の技術】ISDN網の普及によりデジタル情報通
信もさまざまな方式が実用化されている。その中でもA
TMはどのような通信情報でも扱える優れた方式であ
る。
【0003】図12を参照して従来例を説明する。図1
2は従来例装置のブロック図である。図12はスイッチ
規模8×8のATMスイッチ3であり、入回線11 〜1
8 から入力されるセルは、各ATMスイッチエレメント
511〜543において、ヘッダに付与された宛先情報
にしたがいスイッチングされて所望する出回線21 〜2
8 に出力される。
【0004】入回線17 より入力されたセルは、ヘッダ
に出力回線のアドレスを有している。いま、ヘッダに出
回線26 のアドレス(101)が記録されているとき、
1段目のATMスイッチエレメント541ではアドレス
の第一ビット(1)を抽出し、2段目のATMスイッチ
エレメント542ではアドレスの第二ビット(0)を抽
出し、3段目のATMスイッチエレメント533ではア
ドレスの第三ビット(1)を抽出する。それぞれのAT
Mスイッチエレメント541、542、533では、該
当するヘッダの情報が「0」ならば上の出力ポート、
「1」ならば下の出力ポートにセルをセルフルーティン
グする。すなわち、ATMスイッチエレメント541→
542→533を介してセルは所望の出回線26 (10
1)に出力される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような方
式では同一宛先を有するセル間で衝突が生じ、さらに出
力宛先が異なるセル間においても同一リンクを通る場合
に内部リンクで衝突が生じる。
【0006】図13は内部リンク衝突を示す図である。
入回線11 には、セル周期T1にセルAが入力され、セ
ル周期T2にセルCが入力される。入回線13 には、セ
ル周期T1にセルBが入力され、セル周期T2にセルD
が入力される。セル周期T1ではセルAおよびBが同一
の出力宛先(000)を持つため、どちらかのセルAま
たはBが廃棄される。この例ではセルBが廃棄された。
この場合の衝突は1段目のATMスイッチエレメント5
11の段階ですでに発生している。最初の1ビットがど
ちらも「0」でありATMスイッチエレメント511の
出力側で衝突する。同様に、セル周期T2において入力
されるセルCおよびDは、異なる出力宛先であるにも係
わらず1段目のスイッチエレメント511で衝突し、ど
ちらかのセルCまたはDが廃棄される。ここでは、セル
Dが廃棄された。このように、出力宛先が同一のセルど
うしの他にも、出力宛先が異なるセルどうしでも内部リ
ンク共有のため衝突が発生してセル損失が大きくなる。
【0007】本発明は、このような背景に行われたもの
であり、複数のセル間の衝突による損失をなくしまたは
小さくして高いスループットを実現できるATMスイッ
チを提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、複数N個の入
回線と複数M個の出回線とを収容し、この入回線から入
力されたセルのヘッダ情報をもとに前記出回線にこのセ
ルの交換接続を行うATMスイッチである。
【0009】ここで、本発明の特徴とするところは前記
N個の入回線をそれぞれ書込入力とするN個の入回線バ
ッファと、前記M個の出回線をそれぞれ読出出力とする
M個の出回線バッファと、この入回線バッファの読出出
力およびこの出回線バッファの書込入力を結合する内部
リンクとを備え、前記内部リンクには、セルの衝突を検
出する手段と、この検出する手段の検出出力をそのセル
の送出元の入回線バッファに伝達する手段とを含み、そ
の検出出力の伝達を受けた入回線バッファは、送出した
セルの複写を繰り返して送出する手段を含み、前記入回
線バッファの読出速度および前記出回線バッファの書込
速度は前記入回線バッファの書込速度のK倍(ただしK
≧1)であるところにある。
【0010】また、本発明の別の形態は、前記出回線バ
ッファに前記内部リンクを介してセルが入力したときに
受信確認信号を発生する手段と、前記入回線バッファか
らセルを送出した後に一定時間を経過してもそのセルの
受信確認信号が発生しないときにそのセルを送出した入
回線バッファからそのセルの複写を繰り返して送出する
手段とを備え、前記入回線バッファの読出速度および前
記出回線バッファの書込速度は前記入回線バッファの書
込速度のK倍(ただしK≧1)とする構成である。
【0011】
【作用】到着したセルは入回線バッファに蓄えられ、入
力セル周期のK倍の速度で順次内部リンクに送出され
る。このセルが入力されたATMスイッチエレメントで
は、ヘッダから出力宛先情報が抽出されてその方路の内
部リンクに送出される。
【0012】出回線バッファの書込速度も入力セル周期
のK倍の速度であり、ATMスイッチ内は入力セル周期
のK倍の速度でセルが転送される。
【0013】このとき、同一出力宛先のセルまたは同一
内部リンクを通過するセルの間で衝突が発生すると、各
ATMスイッチエレメントまたは出回線バッファでは、
この衝突を起こしたセルの一つを選択して他のセルは廃
棄される。
【0014】廃棄されたセルの再送出を促すため、AT
Mスイッチエレメントまたは出回線バッファからセルの
廃棄信号または受信確認信号が送信元に返送される。
【0015】これを受けて入回線バッファではATMス
イッチエレメントからの廃棄信号受信直前に送出したセ
ルを再送出する。または出回線バッファからの受信確認
信号が一定時間以上送信元で受信されないとき、入回線
バッファは受信確認信号未到着分のセルを再送出する。
これら再送出されるセルは、入回線バッファのコピーレ
ジスタにより複写されたセルである。これにより、AT
Mスイッチにおける衝突のためのセル損失をなくするま
たは小さくできる。
【0016】
【実施例】本発明第一実施例の構成を図1ないし図6を
参照して説明する。図1は本発明第一実施例装置の全体
構成図である。図2は本発明第一実施例のATMスイッ
チエレメントの内部構成図である。図3は制御回路の真
理値を示す図である。図4は制御回路の内部構成を示す
図である。図5は本発明第一実施例の入回線バッファの
内部構成図である。図6は本発明第一実施例の出回線バ
ッファの内部構成図である。
【0017】本発明は、8個の入回線11 〜18 と8個
の出回線21 〜28 とを収容し、この入回線11 〜18
から入力されたセルAおよびBのヘッダ情報をもとに出
回線21 〜28 にこのセルAおよびBの交換接続を行う
ATMスイッチ3である。
【0018】ここで、本発明の特徴とするところは8個
の入回線11 〜18 をそれぞれ書込入力とする8個の入
回線バッファ51 〜58 と、8個の出回線21 〜28
それぞれ読出出力とする8個の出回線バッファ61 〜6
8 と、この入回線バッファ51 〜58 の読出出力および
この出回線バッファ61 〜68 の書込入力を結合する内
部リンク411〜484とを備え、内部リンク411〜
484には、セルAおよびBの衝突を検出する手段と、
この検出する手段の検出出力をそのセルの送出元の入回
線バッファ51 〜58 に伝達する手段とを含む制御回路
8を含み、その検出出力の伝達を受けた入回線バッファ
1 〜58 は、送出したセルAまたはBの複写を繰り返
して送出する手段としてコピーレジスタ12を含み、入
回線バッファ51 〜58 の読出速度および出回線バッフ
ァ61 〜68 の書込速度は入回線バッファ51 〜58
書込速度のK倍(ただしK≧1)であるところにある。
本発明第一実施例装置においては、K=2である。
【0019】次に、本発明第一実施例の動作を説明す
る。図1において、ATMスイッチエレメント711
は、入力されるセルAおよびBのヘッダの宛先情報(0
00)を判別してルーティングし、出力側の内部リンク
412で二つのセルAおよびBが衝突するときは一つの
セルAまたはBのみを出力し、一方のセルAまたはBは
廃棄される。入力側および出力側は、セル周期T、処理
速度VであるがATMスイッチ3の内部ではセル周期T
/KすなわちT/2、処理速度K・Vすなわち2Vとな
る。
【0020】図2に示すATMスイッチエレメント71
1では、制御回路8は内部リンク411および421か
らの分岐信号をアドレスフィルタAFを介して入力し、
廃棄するセルAまたはBを選択して廃棄する。さらに、
制御回路8は廃棄されたセルAまたはBの送出元である
入回線バッファ51 または52 に対して廃棄信号を図示
しないバスを介して返送する。廃棄信号の返送は、バス
を用いる他にも内部リンク411または421を用いて
逆送する構成とすることもできる。制御回路8の真理値
を図3に示す。ここでは、入回線バッファ51 からの信
号をr1、入回線バッファ52 からの信号をr2、入回
線バッファ51 に返送される廃棄信号をB1、入回線バ
ッファ52 に返送される廃棄信号をB2、セレクタの制
御信号をそれぞれSn 、Sn-1 とする。制御回路8をハ
ードウェアで構成するときの構成を図4に示した。制御
回路8はソフトウェアで構成することもできる。
【0021】図5に示す入回線バッファ51 では、制御
回路14がこの廃棄信号を受信すると次のセル送出タイ
ミングにおいて、コピーレジスタ12に複写されている
廃棄されたセルと同一のセルをコピーレジスタ12から
再送出する。
【0022】図6に示す出回線バッファ61 では、到着
したセルを入力セル周期Tの2倍の速度で書込み、さら
にセル周期Tで読出す。
【0023】次に、図7を参照して本発明第一実施例の
動作をさらに説明する。図7は本発明第一実施例の動作
を示すタイムチャートである。入回線11 には周期T1
およびT3で出力宛先が出回線21 (000)であるセ
ルAおよびCが入力される。入回線12 には周期T1で
出力宛先が出回線21 (000)であるセルBが入力さ
れ、周期T3で出力宛先が出回線22 (001)である
セルDが入力される。ここでは、入回線バッファ51
2 の読出速度および出回線バッファ61 、62 の書込
速度を周期T1〜T5の2倍の周期t1〜t4として説
明する。
【0024】周期t1において、入回線バッファ51
よび52 からセルAおよびBが読出されるが、このセル
AおよびBは同一出力宛先(000)であるためATM
スイッチエレメント711の出力で衝突する。この結
果、ここではセルBが廃棄される。ATMスイッチエレ
メント711からは、セルBの廃棄を知らせる廃棄信号
がセルBを送出した入回線バッファ52 に返送される。
【0025】周期t2において、セルBが入回線バッフ
ァ52 から再び送出される。周期T3において、セルA
およびBは出回線バッファ61 に格納される。
【0026】周期t3において、入回線バッファ51
よび52 からセルCおよびDが読出されるが、このセル
CおよびDは異なる出力宛先(000)および(00
1)であるにも係わらず、ヘッダ情報の第一ビットはお
互いに「0」であるためATMスイッチエレメント71
1の出力で衝突する。この結果、ここではセルDが廃棄
される。ATMスイッチエレメント711からは、セル
Dの廃棄を知らせる廃棄信号がセルDを送出した入回線
バッファ52 に返送される。
【0027】周期t4において、セルDが入回線バッフ
ァ52 から再び送出される。周期T5において、セルC
およびDは出回線バッファ61 に格納される。これに並
行して、セルAおよびBは周期T4およびT5で出回線
バッファ61 から出力される。これにより、セルどうし
の衝突によるセル損失が回避できる。
【0028】次に、図8ないし図10を参照して本発明
第二実施例を説明する。図8は本発明第二実施例の全体
構成図である。図9は本発明第二実施例の入回線バッフ
ァの内部構成図である。図10は本発明第二実施例の出
回線バッファの内部構成図である。本発明第二実施例も
本発明第一実施例と同様に、廃棄されたセルの情報をそ
のセルの送出元に伝達し、損失したセルの再送出を促す
ことは同じである。ここで、本発明第一実施例との差異
は、廃棄されたセルの情報を出回線バッファ61 〜68
から受信確認信号として送出元に返送するところにあ
る。したがって、図2に戻り、本発明第二実施例ではA
TMスイッチエレメント711の制御回路8における廃
棄信号の返送は不要である。
【0029】図10において、出回線バッファ61 に本
発明第二実施例装置ではセルの受信確認信号返送部20
を設けた。出回線バッファ61 に到着したセルの送出元
に対して受信確認信号返送部20は受信確認信号を返送
する。
【0030】図9に示すように、入回線バッファ51
はタイマ16が設けられている。このタイマ16はセル
送出時点から計時を開始し、受信確認信号受信時点で計
時を停止してリセットする。送出したセルが何らかの原
因で廃棄され、受信確認信号が返送されない場合は、タ
イマ16にあらかじめ設定されている時間経過後に、コ
ピーレジスタ12に格納されている受信確認されないセ
ルと同一のセルが再送出される。
【0031】次に、図11を参照して本発明第二実施例
の動作をさらに説明する。図11は本発明第二実施例の
動作を示すタイムチャートである。入回線11 には周期
T1およびT3で出力宛先が出回線21 (000)であ
るセルAおよびCが入力される。入回線12 には周期T
1で出力宛先が出回線21 (000)であるセルBが入
力され、周期T3で出力宛先が出回線22 (001)で
あるセルDが入力される。ここでは、入回線バッファ5
1 、52 の読出速度および出回線バッファ61、62
書込速度を周期T1〜T5の2倍の周期t1〜t4とし
て説明する。
【0032】周期t1において、入回線バッファ51
よび52 からセルAおよびBが読出されるが、このセル
AおよびBは同一出力宛先(000)であるためATM
スイッチエレメント711の出力で衝突する。この結
果、ここではセルBが廃棄される。出回線バッファ61
にはセルAのみが到着し、受信確認信号が入回線バッフ
ァ51 に返送される。入回線バッファ52 には受信確認
信号は返送されず、入回線バッファ52 のタイマ16で
は、あらかじめ設定されている時間を超過して計時が行
われる。これにより、入回線バッファ52 の制御回路1
4は、セルBが廃棄されたことを検知する。
【0033】周期t2において、セルBが入回線バッフ
ァ52 から再び送出される。周期T3において、セルA
およびBは出回線バッファ61 に格納される。
【0034】周期t3において、入回線バッファ51
よび52 からセルCおよびDが読出されるが、このセル
CおよびDは異なる出力宛先(000)および(00
1)であるにも係わらず、ヘッダ情報の第一ビットはお
互いに「0」であるためATMスイッチエレメント71
1の出力で衝突する。この結果、ここではセルDが廃棄
される。出回線バッファ61 にはセルCのみが到着し、
受信確認信号が入回線バッファ51 に返送される。入回
線バッファ52 には受信確認信号は返送されず、入回線
バッファ52 のタイマ16では、あらかじめ設定されて
いる時間を超過して計時が行われる。これにより、入回
線バッファ52 の制御回路14は、セルDが廃棄された
ことを検知する。
【0035】周期t4において、セルDが入回線バッフ
ァ52 から再び送出される。周期T5において、セルC
およびDは出回線バッファ61 に格納される。これに並
行して、セルAおよびBは周期T4およびT5で出回線
バッファ61 から出力される。
【0036】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によればA
TMスイッチにおいて複数のセル間の衝突によるセル損
失をなくするまたは小さくできる。これにより、高いス
ループットのATM交換装置が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明第一実施例の全体構成図。
【図2】本発明第一実施例のATMスイッチエレメント
の内部構成図。
【図3】ATMスイッチエレメントの制御回路の真理値
を示す図。
【図4】ATMスイッチエレメントの制御回路のハード
ウェア構成図。
【図5】本発明第一実施例の入回線バッファの内部構成
図。
【図6】本発明第一実施例の出回線バッファの内部構成
図。
【図7】本発明第一実施例の動作を示すタイムチャー
ト。
【図8】本発明第二実施例の全体構成図。
【図9】本発明第二実施例の入回線バッファの内部構成
図。
【図10】本発明第二実施例の出回線バッファの内部構
成図。
【図11】本発明第二実施例の動作を示すタイムチャー
ト。
【図12】従来例装置の構成図。
【図13】内部リンク衝突を説明する図。
【符号の説明】
1 〜18 入回線 21 〜28 出回線 3 ATMスイッチ 8、14、15 制御回路 10、11 FIFO 12 コピーレジスタ 16 タイマ 20 受信確認信号返送部 411〜484 内部リンク 51 〜58 入回線バッファ 61 〜68 出回線バッファ 511〜543、711〜743 ATMスイッチエレ
メント AF アドレスフィルタ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数N個の入回線と複数M個の出回線と
    を収容し、この入回線から入力されたセルのヘッダ情報
    をもとに前記出回線にこのセルの交換接続を行うATM
    スイッチにおいて、 前記N個の入回線をそれぞれ書込入力とするN個の入回
    線バッファと、 前記M個の出回線をそれぞれ読出出力とするM個の出回
    線バッファと、 この入回線バッファの読出出力およびこの出回線バッフ
    ァの書込入力を結合する内部リンクとを備え、 前記内部リンクには、セルの衝突を検出する手段と、こ
    の検出する手段の検出出力をそのセルの送出元の入回線
    バッファに伝達する手段とを含み、 その検出出力の伝達を受けた入回線バッファは、送出し
    たセルの複写を繰り返して送出する手段を含み、 前記入回線バッファの読出速度および前記出回線バッフ
    ァの書込速度は前記入回線バッファの書込速度のK倍
    (ただしK≧1)であることを特徴とするATMスイッ
    チ。
  2. 【請求項2】 複数N個の入回線と複数M個の出回線と
    を収容し、この入回線から入力されたセルのヘッダ情報
    をもとに前記出回線にこのセルの交換接続を行うATM
    スイッチにおいて、 前記N個の入回線をそれぞれ書込入力とするN個の入回
    線バッファと、 前記M個の出回線をそれぞれ読出出力とするM個の出回
    線バッファと、 この入回線バッファの読出出力およびこの出回線バッフ
    ァの書込入力を結合する内部リンクとを備え、さらに、 前記出回線バッファに前記内部リンクを介してセルが入
    力したときに受信確認信号を発生する手段と、 前記入回線バッファからセルを送出した後に一定時間を
    経過してもそのセルの受信確認信号が発生しないときに
    そのセルを送出した入回線バッファからそのセルの複写
    を繰り返して送出する手段とを備え、 前記入回線バッファの読出速度および前記出回線バッフ
    ァの書込速度は前記入回線バッファの書込速度のK倍
    (ただしK≧1)であることを特徴とするATMスイッ
    チ。
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