JPH06232898A

JPH06232898A - Ａｔｍスイッチ

Info

Publication number: JPH06232898A
Application number: JP2036193A
Authority: JP
Inventors: Koichi Genda; 浩一源田; Naoaki Yamanaka; 直明山中
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1993-02-08
Filing date: 1993-02-08
Publication date: 1994-08-19

Abstract

(57)【要約】【目的】ＡＴＭスイッチにおいて、スイッチ規模の拡
大とともに増加するスイッチ内部速度を低減する。【構成】入回線バッファのセル蓄積容量をあらかじめ
設定された閾値と比較し、その閾値に達するまでは受信
確認信号が未返送のセルについては何回でも再送する。【効果】一定のスループットを確保しつつスイッチ規
模拡大にともなうスイッチ内部速度の増加を低減でき
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】ＡＴＭ(Asynchronous Transfer Mode:非
同期転送モード) は、高速広帯域の情報転送方式として
広く知られている。ＡＴＭではすべての情報はセルと呼
ばれるパケットを用いて転送される。ＡＴＭスイッチ
は、ＡＴＭ通信網に設けられ入回線を介して到来するセ
ルを入力し、ヘッダ情報から宛先を読取り該当する出回
線に送出するディジタル通信交換装置である。

【０００３】図１１を参照して従来例を説明する。図１
１は従来例装置の構成図である。入回線１０１〜１０４
から入力されるセルは、速度変換部２１０〜２４０によ
り４倍の速度に変換され、外部から与えられる読出クロ
ック２５を基準としてスイッチ部５に向けて読出され
る。ここで、変換速度を４倍としたのは入回線１０１〜
１０４の数が４であることに依存する。この速度は、１
セル周期の間に４個の入回線１０１〜１０４から４つの
セルを読出せる速度である。速度変換部２１０〜２４０
から読出されたセルは、ヘッダに含まれる出力宛先情報
をもとにスイッチ部５内を転送され、所望する出力バッ
ファ部４０１〜４０４に接続される。

【０００４】次に、図１２を参照して従来例装置の動作
を説明する。図１２は速度変換部２１０〜２４０からの
セル読出しを示すタイムチャートである。読出クロック
２５は、入回線１０１〜１０４毎に位相が異なる。速度
変換部２１０〜２４０は、この読出クロックにしたが
い、４倍に高速化されたセルをスイッチ部５に向けて読
出す。このようにして、出力バッファ部４０１〜４０４
を有したＡＴＭスイッチは、スイッチ部５内部でのセル
衝突を完全に回避することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このようなＡＴＭスイ
ッチは、セル衝突を回避できる優れた装置であるが、ス
イッチ規模の増加に伴いスイッチ内部速度を増加させる
必要があり、大規模化をはかるためには、高速動作でき
るスイッチエレメントその他の装置を多数準備しなけれ
ばならず、コストおよび技術の点からスイッチ規模の制
約を受けざるを得ないという問題があった。

【０００６】本発明は、このような背景に行われたもの
でありスイッチ規模の拡大に伴い増加するスイッチ内部
速度の増加を低減できるＡＴＭスイッチを提供すること
を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数Ｎ個の入
回線をそれぞれ書込入力とするＮ個の入力バッファ部
と、複数Ｍ個の出回線をそれぞれ読出出力とするＭ個の
出力バッファ部と、この入力バッファ部の読出出力およ
びこの出力バッファ部の書込入力をこの入力バッファ部
から読出されたセルのヘッダ情報をもとに結合するスイ
ッチ部とを備え、前記入力バッファ部の読出速度および
前記出力バッファ部の書込速度は前記入力バッファ部の
書込速度のｍ倍（ただし１＜ｍ≦Ｎ）であり、前記出力
バッファ部には、この出力バッファ部に入力されたセル
の受信確認信号をこのセルの送信元の入力バッファ部に
返送する手段を備え、前記入力バッファ部には、前記入
力バッファ部の先頭セルを前記受信確認信号を受信する
まで繰り返して送出する手段を備えたＡＴＭスイッチで
ある。

【０００８】ここで、本発明の特徴とするところは、前
記入力バッファ部のセル蓄積容量をそれぞれ個別に検出
する手段と、この検出する手段の検出出力とあらかじめ
設定された閾値とをそれぞれ個別に比較する手段とを備
え、前記比較する手段の出力がある前記先頭セルは送信
されなくともそれを廃棄して次のセルを先頭セルに繰り
上げる手段を備えたところにある。

【０００９】前記返送する手段は、セル転送経路と同一
経路を逆方向に返送する手段を含むことが望ましい。

【００１０】前記スイッチ部は、クロスポイントスイッ
チで構成されることが望ましい。

【００１１】本願出願人は先願（１）特願平４−２８２
９３７号（２）特願平４−２８２９７８号（３）特願平
４−２８３０１２号（４）特願平５−００７９１９号
（いずれも本願出願時において未公開）においてＡＴＭ
スイッチを出願しているがこれとの相違点を次に述べ
る。

【００１２】（１）特願平４−２８２９３７号は、入回
線側にセルバッファを設け、この読出速度を書込速度よ
りも高速にしている。本発明では入回線側の入力セル速
度と出回線側の出力セル速度とは同じである。また、一
定のスループットを確保しつつスイッチ規模を拡大する
とスイッチ内部速度が増加するところが本発明とは大き
な相違である。

【００１３】（２）特願平４−２８２９７８号は、入回
線側および出回線側にセルバッファを設け、入回線側の
セルバッファの読出速度は書込速度よりも高速になって
おり、出回線側のセルバッファの書込速度は入回線側の
セルバッファの読出速度と同期して高速になっている。
入回線側からのセルの送出の制限があり、それは出回線
側のセルバッファのセル蓄積数の複数の閾値によって制
限する。本発明では入力バッファ部に閾値を設けてお
り、入力バッファ部のセル蓄積数とこの閾値とを比較し
ている。また、一定のスループットを確保しつつスイッ
チ規模を拡大するとスイッチ内部速度が増加するところ
が本発明とは大きな相違である。

【００１４】（３）特願平４−２８３０１２号は、入回
線側および出回線側にセルバッファを設け、入回線側の
セルバッファの読出速度は書込速度よりも高速になって
おり、出回線側のセルバッファの書込速度は入回線側の
セルバッファの読出速度と同期して高速になっている。
入回線側からのセルの送出の制限は、送出したセルの廃
棄信号が返送された時点でセルの再送を行うか、または
受信確認信号の返送がないセルについて再送を行う。本
発明ではあらかじめセルの再送を繰り返し行っており、
廃棄信号または受信確認信号が返送されたらセルの送出
を禁止している。また、一定のスループットを確保しつ
つスイッチ規模を拡大するとスイッチ内部速度が増加す
るところが本発明とは大きな相違である。

【００１５】（４）特願平５−００７９１９号は、入回
線側に速度変換部を設け、出回線側に出力バッファ部を
設けて入回線側の速度変換部の読出速度は書込速度より
も高速になっている。速度変換部からのセルの送出の制
限は、あらかじめセルの再送を繰り返し行っており、廃
棄信号または受信確認信号が返送されたらセルの送出を
禁止する。一定のスループットを確保しつつスイッチ規
模を拡大するとスイッチ内部速度が増加するところが本
発明とは大きな相違である。

【００１６】

【作用】入力バッファ部から書込み速度のｍ倍（１＜ｍ
≦Ｎ、Ｎ：スイッチ規模）の速度でセルを読出し、同一
セルの読出し回数を入力バッファ部のセル蓄積数と外部
から設定される閾値との比較結果に基づき設定する。１
セル周期に入力バッファ部から出力バッファ部に到達可
能なセル数を最大１セルに限定する。もし、１セル周期
内に１セルも出力バッファ部に到達できなかったときに
は、閾値に達するまでその後に続くセル周期においても
同一セルを繰り返し送出できる。

【００１７】これにより、一定のスループットを確保し
つつスイッチ規模の拡大に伴うスイッチの内部速度の増
加を低減できる。

【００１８】

【実施例】本発明実施例の構成を図１を参照して説明す
る。図１は本発明実施例の構成図である。

【００１９】本発明は、８個の入回線１０１〜１０８を
それぞれ書込入力とする８個の入力バッファ部３０１〜
３０８と、８個の出回線２０１〜２０８をそれぞれ読出
出力とする８個の出力バッファ部４０１〜４０８と、こ
の入力バッファ部３０１〜３０８の読出出力およびこの
出力バッファ部４０１〜４０８の書込入力をこの入力バ
ッファ部３０１〜３０８から読出されたセルのヘッダ情
報をもとに結合するスイッチ部５とを備え、入力バッフ
ァ部３０１〜３０８の読出速度および出力バッファ部４
０１〜４０８の書込速度は入力バッファ部３０１〜３０
８の書込速度のｍ倍（ただし１＜ｍ≦８）であり、出力
バッファ部４０１〜４０８には、この出力バッファ部４
０１〜４０８に入力されたセルの受信確認信号をこのセ
ルの送信元の入力バッファ部３０１〜３０８に返送する
手段を備え、入力バッファ部３０１〜３０８には、入力
バッファ部３０１〜３０８の先頭セルを前記受信確認信
号を受信するまで繰り返して送出する手段を備えたＡＴ
Ｍスイッチである。

【００２０】ここで、本発明の特徴とするところは、入
力バッファ部３０１〜３０８のセル蓄積容量をそれぞれ
個別に検出する手段と、この検出する手段の検出出力と
あらかじめ設定された閾値１２１〜１２８とをそれぞれ
個別に比較する手段とを備え、前記比較する手段の出力
がある前記先頭セルは送信されなくともそれを廃棄して
次のセルを先頭セルに繰り上げる手段を備えたところに
ある。

【００２１】次に、本発明実施例の動作を説明する。入
力されるセルは、入力バッファ部３０１〜３０８により
ｍ倍（１＜ｍ≦８、８：スイッチ規模）の速度に変換さ
れ、入力バッファ部３０１〜３０８からスイッチ部５に
向けて１セル周期に最大ｍ回読出される。出力バッファ
部４０１〜４０８に受信されたセルは入力バッファ部３
０１〜３０８からの読出しを出力バッファ部４０１〜４
０８が生成する受信確認信号ＡＣＫにしたがい停止され
る。また、１セル周期に入力バッファ部３０１〜３０８
から出力バッファ部４０１〜４０８に到達可能なセル数
を１セルに限定する。さらに、同一セルの読出し回数は
読出す入力バッファ部３０１〜３０８のセル蓄積数と外
部から設定される閾値１２１〜１２８との比較結果に基
づき、各入力バッファ部３０１〜３０８が独自に決定す
る。

【００２２】図２を参照して本発明実施例の動作をさら
に詳細に説明する。図２は入力バッファ部３０１〜３０
８からのセル読出しタイミングを示すタイムチャートで
ある。ここでは、読出速度は４倍とした。１セル周期を
示すセル周期基準クロック１４と読出周期を示す読出基
準クロック１５とは、入力バッファ部３０１〜３０８に
外部から入力される。入力バッファ部３０１〜３０８
は、入回線１０１〜１０８から入力されるセルを４倍の
速度に変換し、セルを読出基準クロック１５にしたがい
１セル周期に最大４回読出す。セル周期Ｔ１において
は、入力バッファ部３０１〜３０５から同一宛先「０」
を持つセルが読出され、読出周期ｔ１１では入力バッフ
ァ部３０１から信号線６０１に出力されたセルＡが出力
バッファ部４０１に到達できる。セルを受信した出力バ
ッファ部４０１からは、入力バッファ部３０１に向けて
受信確認信号ＡＣＫが返送される。本発明実施例では、
受信確認信号ＡＣＫが返送された入力バッファ部３０１
は同一セル周期のセル読出しを行わない。このため、読
出周期ｔ１２ではセルＡの読出しは停止され、入力バッ
ファ部３０２〜３０５からは読出周期ｔ１１に読出した
セルと同一のセルが再度読出される。この動作の繰り返
しにより、セル周期Ｔ１ではｍに等しい４セルが出力バ
ッファ部４０１に到達できる。

【００２３】読出周期ｔ１４に示すように、ｍ回の読出
しにもかかわらず出力バッファ部に到達できないセルＥ
は、セルを読出す入力バッファ部３０５のセル蓄積数に
したがい、セル蓄積数が閾値以上である場合は廃棄さ
れ、以下の場合には次のセル周期Ｔ２での再送を決定さ
れる。

【００２４】次に、図３および図４を参照して入力バッ
ファ部の動作を説明する。図３は入力バッファ部の構成
図である。図４は入力バッファ部の動作を示すタイムチ
ャートである。メモリ１０から読出されるセルは、書込
まれる速度のｍ倍で１セル周期に最大ｍ回読出される。
入回線１０５からセルが入力されるとメモリ１０に蓄積
され、セル周期基準クロック１４を基準としてセル蓄積
数カウンタ１９にセル蓄積数がカウントされる。カウン
ト値は信号線１３を介して比較回路１７に入力される。
一方、メモリ１０に蓄積されたセルは、読出基準クロッ
ク１５を基準としてｍ倍の速度で信号線６０５を通して
スイッチ部５に読出される。信号線８０５を介して受信
確認信号ＡＣＫが入力されると、セルの読出しは信号線
１５から入力される読出基準クロックを基に停止され
（セル周期Ｔ２、読出周期ｔ２４）、次セル周期Ｔ３に
おいては読出セルがＸに変更される。また、受信確認信
号ＡＣＫが返送されずかつカウント値が閾値を超えてい
るとき、読出されているセルは廃棄される。先頭セル再
送回路２０は、受信確認信号ＡＣＫが返送されるまで、
またはカウント値が閾値を超えるまでの間、先頭セルを
再送し続ける。ここで、閾値を「２」とすればセル周期
Ｔ４ではカウント値が３のため、次セル周期Ｔ５におい
て、受信確認信号ＡＣＫ返送がなくとも読出セルはＸか
らＹに変更される。なお、閾値は入力バッファ部３０１
〜３０８内部に内蔵する構成とすることもできる。

【００２５】次に、図５を参照して入力バッファ部３０
１〜３０８の動作をさらに詳細に説明する。図５は入力
バッファ部３０１〜３０８の動作を示すフローチャート
である。入回線１０１〜１０８から入力バッファ部３０
１〜３０８にセルが入力されると（Ｓ１）、セル蓄積数
カウンタ１９は「１」加算される（Ｓ２）。このセル蓄
積数カウンタ１９の計数値があらかじめ設定されている
閾値以下であれば（Ｓ３）、先頭セルを維持したまま書
込速度のｍ倍の読出速度で先頭セルを読出す（Ｓ５）。
この先頭セルに対する受信確認信号ＡＣＫが返送される
と（Ｓ６）、セル送出を停止して先頭セルを次のセルに
変更し、さらにセル蓄積数カウンタ１９から「１」を減
算する（Ｓ７）。

【００２６】セル蓄積数カウンタ１９の計数値があらか
じめ設定されている閾値を超えれば（Ｓ３）、先頭セル
を更新しセル蓄積数カウンタ１９から「１」を減算する
（Ｓ４）。この新たな先頭セルを書込速度のｍ倍の読出
速度で先頭セルを読出す（Ｓ５）。この先頭セルに対す
る受信確認信号ＡＣＫが返送されると（Ｓ６）、セル送
出を停止して先頭セルを次のセルに変更し、さらにセル
蓄積数カウンタ１９から「１」を減算する（Ｓ７）。

【００２７】受信確認信号ＡＣＫが返送されなければ
（Ｓ６）、セル蓄積数カウンタ１９の計数値が閾値に達
するまで読出しは繰り返される。

【００２８】次に、図６および図７を参照して出力バッ
ファ部４０１〜４０８を説明する。図６は出力バッファ
部４０１〜４０８のブロック構成図である。図７は出力
バッファ部４０１〜４０８の動作を示すタイムチャート
である。出力バッファ部４０１〜４０８は、信号線７０
１〜７０８を介してセルが入力されたとき、メモリ制御
部９では受信確認信号ＡＣＫを生成し受信確認信号返送
線９０１〜９０８を介して受信確認信号ＡＣＫを返送す
る。

【００２９】図７に示すように、セルが信号線７０１〜
７０８を介して入力されるとｄ時間後に受信確認信号Ａ
ＣＫをｐ時間だけ発生させて受信確認信号返送線９０１
〜９０８を介して返送する。時間ｄおよびｐは、出力バ
ッファ部４０１〜４０８外部から設定される。この時間
ｄおよびｐは、出力バッファ部４０１〜４０８の内部に
固定設定される構成とすることもできる。

【００３０】図８ないし図１０を参照してスイッチ部５
を説明する。図８はスイッチ部５の構成図である。図９
はクロスポイントスイッチのブロック構成図である。図
１０はクロスポイントスイッチの動作を示すタイムチャ
ートである。図８に示すように、本発明実施例装置のス
イッチ部５はクロスポイントスイッチで構成されてい
る。セルまたは受信確認信号ＡＣＫは同一の経路により
それぞれ転送または返送される。

【００３１】図９にクロスポイントスイッチのブロック
構成を示した。ヘッダ照合回路１は、信号線１１から入
力されるセルのヘッダに含まれる出力宛先を照合し、一
致か否かの結果を信号線３５に出力する。セル経路分岐
回路３は、信号線３５の値をもとに、信号線１１から入
力されるセルの経路の分岐を行う。ＡＣＫ切替部２は、
信号線３５の値をもとに信号線２４から入力される受信
確認信号ＡＣＫの返送経路を切替える。ＯＲ回路４は、
隣接するクロスポイントから信号線２２を介して転送さ
れる受信確認信号ＡＣＫと、信号線２４を介して転送さ
れる受信確認信号ＡＣＫを加算して信号線２１に出力す
る。

【００３２】図１０に示すように、信号線１１から入力
されるセルはヘッダ照合回路１で出力宛先を照合され
る。出力宛先が一致した場合にヘッダ照合回路１は、信
号線３５の信号がハイレベルのときは信号線１１から入
力される信号を信号線３４に通過させ、ロウレベルのと
きは信号線１３から入力される信号を信号線３４に通過
させるてスイッチングを実行する。一方、出力バッファ
部部４０１〜４０８から返送される受信確認信号ＡＣＫ
は信号線２４から入力され、ＡＣＫ切替部２は、信号線
３５の信号がハイレベルのとき信号線２１に受信確認信
号ＡＣＫを出力し、ロウレベルのとき信号線２３に出力
する。また、信号線２２から入力される受信確認信号Ａ
ＣＫは、ＯＲ回路４により信号線２４から入力される受
信確認信号ＡＣＫと加算され、信号線２１に出力され
る。以上の動作により、セル転送と同一の経路で受信確
認信号ＡＣＫを返送することができる。このクロスポイ
ントスイッチは、光回路により構成することもできる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によればス
イッチ規模の拡大に伴い増加するスイッチ内部速度の増
加を低減できる。

【００３４】一定のスループットを確保しつつ、１セル
周期の多重数を低減できるＡＴＭスイッチが実現でき
る。

【００３５】前記先願は、一定のスループットを確保し
つつスイッチ規模を拡大するとスイッチ内部速度を高速
化する必要があるが、本発明ではスイッチ規模を拡大し
ても読出速度の増加が低減できる効果がある。その他の
先願と本発明との効果の相違は以下のとおりである。

【００３６】（１）先願特願平４−２８２９３７号は、
入回線の入力セル速度よりも出回線の出力セル速度が高
速になり、後続に高速な装置を用意しなければならなか
ったが本発明ではセル速度を変化させることなく交換が
行える。

【００３７】（２）先願特願平４−２８２９７８号は、
入回線側からのセルの送出の制限は、出回線側のセルバ
ッファのセル蓄積数の複数の閾値によって制限し、構成
が複雑であったが本発明では受信確認信号が返送される
だけであり、ハードウェア構成を簡単にできる。

【００３８】（３）先願特願平４−２８３０１２号は、
入回線側からのセルの送出の制限は、送出したセルの廃
棄信号が返送された時点でセルの再送を行うか、または
受信確認信号の返送がないセルについて再送を行うた
め、各信号が返送されてから再送手順が開始されるが本
発明では再送を始めから行っており、受信確認信号の返
送があればその再送を停止する構成であるため高速化に
対応できる。

【００３９】（４）先願特願平５−００７９１９号は、
入回線側に速度変換部を設け、セルが１セル蓄積される
だけであったが、本発明では入力バッファ部が設けられ
入力セルが複数蓄積できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例の構成図。

【図２】入力バッファ部からのセル読出しタイミングを
示すタイムチャート。

【図３】入力バッファ部の構成図。

【図４】入力バッファ部の動作を示すタイムチャート。

【図５】入力バッファ部の動作を示すフローチャート。

【図６】出力バッファ部のブロック構成図。

【図７】出力バッファ部の動作を示すタイムチャート。

【図８】スイッチ部の構成図。

【図９】クロスポイントスイッチのブロック構成図。

【図１０】クロスポイントスイッチの動作を示すタイム
チャート。

【図１１】従来例装置の構成図。

【図１２】速度変換部からのセル読出しを示すタイムチ
ャート。

【符号の説明】

１ヘッダ照合回路２ＡＣＫ切替部３セル経路分岐回路４ＯＲ回路５スイッチ部６１セル蓄積用バッファ７バッファ制御部８コピー回路９メモリ制御部１０メモリ１４セル周期基準クロック１５読出基準クロック１６読出制御線１７比較回路１９セル蓄積数カウンタ２０先頭セル再送回路２５読出クロック３１メモリ制御回路５０制御回路１０１〜１０８入回線１２１〜１２８閾値２０１〜２０８出回線２１０〜２４０速度変換部３０１〜３０８入力バッファ部４０１〜４０８出力バッファ部１１、１２、１３、１８、２１〜２４、３４、３５、６
０１〜６０８、７０１〜７０８、８０１〜８０８信号
線９０１〜９０８受信確認信号返送線Ｔ１〜Ｔ５セル周期ｔ１１〜ｔ５４読出周期

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数Ｎ個の入回線をそれぞれ書込入力と
するＮ個の入力バッファ部と、複数Ｍ個の出回線をそれ
ぞれ読出出力とするＭ個の出力バッファ部と、この入力
バッファ部の読出出力およびこの出力バッファ部の書込
入力をこの入力バッファ部から読出されたセルのヘッダ
情報をもとに結合するスイッチ部とを備え、前記入力バッファ部の読出速度および前記出力バッファ
部の書込速度は前記入力バッファ部の書込速度のｍ倍
（ただし１＜ｍ≦Ｎ）であり、前記出力バッファ部には、この出力バッファ部に入力さ
れたセルの受信確認信号をこのセルの送信元の入力バッ
ファ部に返送する手段を備え、前記入力バッファ部には、前記入力バッファ部の先頭セ
ルを前記受信確認信号を受信するまで繰り返して送出す
る手段を備えたＡＴＭスイッチにおいて、前記入力バッファ部のセル蓄積容量をそれぞれ個別に検
出する手段と、この検出する手段の検出出力とあらかじめ設定された閾
値とをそれぞれ個別に比較する手段とを備え、前記比較する手段の出力がある前記先頭セルは送信され
なくともそれを廃棄して次のセルを先頭セルに繰り上げ
る手段を備えたことを特徴とするＡＴＭスイッチ。
【請求項２】前記返送する手段は、セル転送経路と同
一経路を逆方向に返送する手段を含む請求項１記載のＡ
ＴＭスイッチ。
【請求項３】前記スイッチ部は、クロスポイントスイ
ッチで構成された請求項１記載のＡＴＭスイッチ。