JPH07240752A - Atm交換機のスイッチングパス設定方法 - Google Patents
Atm交換機のスイッチングパス設定方法Info
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Abstract
するサービス種別毎の品質管理を容易に行えるようにす
る。 【構成】 回線インタフェース部11は、入力回線から
セルを受信すると、そのセルのサービスが要求するの品
質クラス(クラス0〜3)を表示するQCCタグを付加
する。QCCクラスバッファ30は、QCCタグに従っ
て、セルを品質クラスに対応づけて格納する。各品質ク
ラスにはそれぞれ所定の読出し帯域が割り当てられてお
り、その読出し帯域でQCCクラスバッファ30から品
質クラスごとに独立にセルを読み出す。各品質クラスの
読出し帯域の加算値はスイッチのパスの帯域である。Q
CCクラスバッファ30から読み出したセルをマルチプ
レクサ13が多重化してスイッチ部20へ出力する。
Description
設定方法に係わり、特に、複数の品質クラスを設けたA
TM交換機におけるスイッチングパス設定方法に関す
る。
非同期転送モード)方式は、情報を48バイトごとの固
定長に区切り、その先頭部分に5バイトのヘッダと呼ば
れる制御情報(あて先など)を付加して転送する方式で
あり、この合計53バイトの情報のブロックをセルと呼
ぶ。ATMでは、高速で情報を送りたいときには単位時
間当たりに送るセルの数を増加させ、低速の場合にはそ
のセルの数を減少させることにより、容易に情報の伝送
速度の調節を行える。したがって、ATMでは、電話音
声データなどの数kbps程度の低速の情報から、動画
などの数100Mbps程度の高速の情報までの各種サ
ービスを統一的に扱うことができる。
納されているVPI(仮想パス識別子)およびVCI
(仮想チャネル識別子)によって制御される。すなわ
ち、セルがATM交換機に入力されると、入力セルのV
PI/VCIと出力セルのVPI/VCIとの対応関
係、および入力セルのVPI/VCIとATM交換機内
のルートとの対応関係が格納されている変換テーブルを
参照して、そのセルに付加されているVPI/VCIが
書き換えられると共に、そのセルの先頭にタグと呼ばれ
るルーティング用の情報が付加される。この結果、セル
は、タグによって決定されるルートを通って所定の出力
回線に出力される。尚、この変換テーブルは、呼の設定
時に書き込まれる。
を統一的に扱うので、任意のパスにデータ伝送が集中
し、そのデータ伝送の帯域がパスの容量を越えてしまう
ことがありえる。このため一般に、ATM交換機は、各
セルをいったんバッファメモリに蓄積し、セル伝送の瞬
間速度がパスの容量を越えないようにセルを読み出すシ
ェーピング機能を有している。バッファメモリの構成と
しては、クロスポイント型、入力バッファ型、出力バッ
ファ型、共通バッファ型等が知られている。クロスポイ
ント型は、各スイッチ素子の入力と出力のクロスポイン
ト(交差点)にそれぞれバッファを設ける。入力バッフ
ァ型、出力バッファ型は、それぞれスイッチの入力側、
出力側にバッファを設ける。共通バッファ型は、スイッ
チの各入力または各出力端子用のバッファを共通に設け
る。しかしながら、例えばLANのデータ伝送のような
ピーク性の高いトラヒックが入力されると、上記バッフ
ァメモリが瞬間的にオーバーフローしてしまう場合があ
る。この場合、オーバーフローしたセルは破棄される。
う各種サービスは、セル転送時間に関する品質(絶対遅
延時間、遅延ゆらぎ)やセル損失率(エラー率)に関す
る品質など、それぞれ異なる品質が要求され、また、そ
の要求される品質のレベルもそれぞれサービスによって
異なる。たとえば、LANデータをATMで転送する場
合、端末間で伝送エラー発生時のデータ再送機能を有し
ていることが多く、セル破棄などが発生したとしても上
記再送機能によってデータは再送されるので、セル損失
に対する要求はさほど厳しくない。一方、たとえば上述
のようなデータ再送機能を有していない画像データ伝送
の場合、特に高画質が要求される場合には、わずかなセ
ル損失が画質に影響を及ぼす恐れがあるので、セル損失
に関して厳しい要求が発生する。
パスの特性に対する解析が十分に行われておらず、バー
スト的なデータ入力等によってセル破棄が発生した場
合、どのサービスのセルが破棄されるかは不明であっ
た。したがって、セル損失に関する要求がさほど厳しく
ないセルが破棄されずに、その要求が厳しいセルが破棄
されてしまうこともある。また、ATMでは、フレーム
リレー交換方式のパケット情報も処理することが可能で
あるが、フレームリレー交換方式では物理帯域よりも大
きな帯域のパスが設定されるので、フレームリレー交換
方式のパケットで輻輳が発生すると、他のATMセルに
対しても影響が及びやすく、ATMセルが破棄されるな
どして品質が低下してしまう。この場合も、どのサービ
スのATMセルが破棄されるかは不明である。
制御は、セルのヘッダ内のCLPビットに基づいて行っ
ていたが、CLPビットは1ビットの制御信号であり、
2レベルの優先順位しか設定することができない。この
ため、各種サービスのセルの品質管理を柔軟に行うこと
ができなかった。
呼の設定時に申告される使用帯域と品質クラスに基づい
て、その呼に交換機内での所定の帯域を割り当てる方法
が考えられる。この方法では、各呼のVPI/VCIご
とに交換機内での所定の帯域を割り当てる必要がある
が、通常、交換機内では非常に多くの種類のVPI/V
CIが交換される。したがって、帯域割り当てのための
テーブルは非常に大きな構成となり、特に伝送速度が高
速になるとその制御がセルの伝送速度に追いつかなくな
ってしまう。具体的には、交換機内の適当なバッファに
おいて帯域管理を行う場合、VPI/VCIとそれぞれ
の許容帯域との対応関係を格納したテーブルを各バッフ
ァ毎に設け、各セルのVPI/VCIとテーブル内のV
PI/VCIとを比較する必要がある。このため、VP
I/VCIを検出・比較する構成が大がかりになり、そ
の処理も複雑になってしまう。
て、交換機内にスイッチを複数個設けて各サービスをそ
れらスイッチに割り当て、あるサービスに割り当てられ
たパスの輻輳が他のサービスに影響を及ぼすことを避け
るという手法が考えられるが、この場合、スイッチのコ
ストが高くなりサイズも大きくなってしまう。このよう
な点を考慮すれば、既存のスイッチを用いながら、各サ
ービス間で影響を及ぼしあわず、かつ各サービスごとの
品質を容易に管理できるパスの設定方法が望まれる。
ATM交換機内において各種サービスに対するサービス
種別ごとの品質管理を容易に行うことができるスイッチ
ングパス設定方法を実現することを目的とする。
原理を示す図1を参照しながら説明する。本発明のAT
M交換機のスイッチングパス設定方法は、入力インタフ
ェース手段1、第1のバッファ手段2、第1の読出し制
御手段3およびスイッチ手段4から成る。
ら受信した入力セルを交換機内セルの形式に変換する。
このとき、上記入力セルの制御情報(例えば、そのセル
のヘッダに格納されているVPI/VCI)に基づいて
その交換機内セルに品質クラスを、例えばタグ情報とし
て設定する。入力セルとそのセルの品質クラスとの対応
関係は、例えば、呼の設定時に入力インタフェース手段
1が有する変換テーブルに書き込まれる。
に対応づけて交換機内セルを格納する。このとき、交換
機内セルは、品質クラス毎にそれぞれFIFO(First
InFirst Out )形式で格納される。
に対して設定された所定のパラメータ、例えば帯域に従
って第1のバッファ手段2から各品質クラスごとに交換
機内セルを読み出す。また、第1の読出し制御手段3
は、各品質クラスに対して設定した帯域の加算値がスイ
ッチ手段4のパスの帯域またはその帯域よりも小さい帯
域となるように第1のバッファ手段2から交換機内セル
を読み出す。
3の制御に従って読み出された交換機内セルを交換す
る。本発明の他の態様は、第2のバッファ手段5、第2
の読出し制御手段6、出力インタフェース手段7から成
る。
力された品質クラスを有する交換機内セルをその品質ク
ラスに対応づけて格納する。第2の読出し制御手段6
は、各品質クラスに対して設定された所定のパラメー
タ、例えば帯域に従って第2のバッファ手段5から交換
機内セルを読み出す。また、第2の読出し制御手段5
は、出力回線に割り当てられている帯域で交換機内セル
を読み出す。
し制御手段6の制御に従って読み出された交換機内セル
を回線上でのセル形式に変換して出力回線に出力する。
なお、本発明は、上記手段1〜7から成る構成とするこ
とも可能であり、その場合、スイッチ手段4が出力する
交換機内セルを第2のバッファ手段5に品質クラスに対
応づけて格納する。
フェース手段1によって交換機内セルの形式に変換され
るとき、その入力セルの制御情報(ヘッダに格納されて
いるVPI/VCI)に基づいた品質クラスが付加され
る。このため、交換機内セルに、そのセルのサービス種
別に対応する品質クラスを付加できる。このように、交
換機に複数の品質クラスをもたせ、その品質クラスにサ
ービスを割り当てる。
に対応づけて格納し、第1の読出し制御手段3の制御に
従ってその交換機内セルを各品質クラスごとに設定した
パラメータに従って読み出すので、セル破棄は品質クラ
スごとに独立に行われる。このことは、交換機内に仮想
的な品質クラスパスを設定したことと同じであり、ある
品質クラスに割り当てられたサービスにおいて輻輳など
によるセル破棄が発生しても、他の品質クラスに割り当
てられたサービスに影響が及ばない。
クラスに対して割り当てた帯域の加算値をスイッチ手段
4のパスの帯域またはその帯域よりも小さい帯域とする
ので、スイッチ手段4へ入力されるセルがそのクロスポ
イントにおいて破棄されることはない。したがって、上
記各手段1〜3によってサービス毎の品質管理を行うこ
とができる。
内セルは、品質クラスに対応づけられて第2のバッファ
手段5に格納され、第2の読出し制御手段6の制御に従
って読み出される。このとき、スイッチ手段4が出力す
る任意の品質クラスの帯域が増加して第2のバッファ手
段5でセル破棄が発生したとしても、セル破棄は品質ク
ラスごとに独立に行われるので、あるクラスのサービス
の輻輳が他のサービスへ影響を及ぼすことはない。ま
た、第2の読出し制御手段6は、各出力回線の帯域に従
ってセルを読み出すので、任意の出力回線へ出力される
セルの帯域がその出力回線に割り当てられている帯域を
越えることはなく、回線に出力するときにセル破棄は起
こらない。
M交換機内の品質クラスに割り当てて、仮想的な品質ク
ラスパスを設定することによって各品質クラスに割り当
てたサービスごとに品質管理を行う。
説明する。図2は本発明の一実施例のATM交換機の全
体構成を説明する構成図である。同図に示すように、こ
の実施例のATM交換機は、回線インタフェース装置1
0及びスイッチ部20から構成される。そして、回線イ
ンタフェース装置10は16本の回線を収容している。
また、このATM交換機は、大容量小型化を実現するた
めにスイッチングを高速(ここでは、2.4Gbps)
で実行し、2段階の多重・分離を行う構成である。
それぞれ終端する回線インタフェース部11を持ってい
る。この回線インタフェース部11は、回線から入力さ
れるセルを受信し、VCI変換テーブル12に書き込ま
れている内容に従って、セルを回線上でのフォーマット
から交換機内でのフォーマットに変換する。このとき、
交換機内でのルート情報や交換機が有する品質クラスに
関する情報をセルの先頭にタグとして付加する。
RAM等のメモリからなり、各入力セルのVPI/VC
Iに対応づけて、出力セルのVPI/VCIおよびタグ
情報を格納している。これらの対応関係は、呼の設定時
に呼ごとに書き込まれる。
線インタフェース部11から出力されるセルを多重化し
て出力する。ここでは、16個の回線インタフェース部
11から出力されるセルを多重してスイッチ部20へ転
送する。
インタフェース装置10から転送されてきたセルを多重
化してスイッチ22に対して出力する。スイッチ22
は、セルフルーティングスイッチであり、セルの先頭に
付加されているタグ情報に基づいて、ハードウェアで入
力端から出力端までのルートを自動的に選択し、高速で
セルを交換して出力する。
びデマルチプレクサ14(DMUX1)は、スイッチ2
2から出力されたセルを、そのセルの先頭に付加されて
いるタグ情報に基づいた放路に出力する。そして、デマ
ルチプレクサ14から出力されたセルは、回線インタフ
ェース部11において交換機内でのフォーマットから回
線上でのフォーマットに変換されて回線に出力される。
フォーマットを図3を参照しながら説明する。図3
(a)は、回線上でのセルのフォーマットである。同図
に示すように、回線上でのセルは、先頭の12ビットが
VPIであり、このVPIに続く16ビットがVCIで
ある。そして、ペイロードの種別(ユーザ情報であるの
か、あるいは制御情報であるのか等)を示す3ビットの
PTI(ペイロード・タイプ)、1ビットのCLP(セ
ル損失優先表示)、ヘッダ部の誤り検出とセル同期に用
いられる8ビットのHEC(ヘッダ誤り制御)がVPI
/VCIに続く。そして、上記5バイトのヘッダに続い
て48バイトのペイロードが格納されている。なお、回
線上では、セルはシリアル形式で伝送される。
て行う。先ず、呼の設定時に、加入者がシグナリング等
によって、相手先、申告帯域、サービス種別などに関す
る情報を交換機に通知する。交換機は、その通知された
情報を基にパスを設定できるか否かを調べ、設定できる
場合はVPI/VCIを決定し、発呼した加入者に対し
てそのVPI/VCIを返送する。そして、加入者は、
以後このVPI/VCIを用いて相手先とデータを授受
する。なお、このとき、VCI変換テーブル12が書き
込まれる。
に示す。VCI変換テーブル12には、出力セルのVP
I/VCIおよび交換機内でそのセルに付加するタグ情
報とが格納される。これらの情報は、呼の設定時に、加
入者が交換機に対して通知する通信相手先、申告帯域、
サービス種別などに関する情報に基づいて、上述のよう
にして交換機が決定したVPI/VCIにユニークに対
応するアドレスに書き込まれる。したがって、入力セル
のVPI/VCIを検出すれば、そのセルに設定すべき
出力VPI/VCIおよびタグ情報が得られる。
マットである。同図に示すように、交換機内でのセル
は、その先頭に2バイトのタグが付加されており、その
タグに続いてVPI/VCI、PTI、CLP、および
ペイロードが格納される。
み出したものである。このタグの先頭の3ビットは属性
表示タグであり、CLPをコピーしたビット、テストセ
ルであるか否かを表示するビット、ポイント対ポイント
通信であるのかポイント対マルチポイント通信であるの
かを表示するビットからなる。スイッチタグは3ビット
の情報であり、このスイッチタグがスイッチ22内での
セルの通過するルートを決定する。
ラスを表示する。この実施例では、2ビットのQCCタ
グによって4クラス(クラス0〜3)を設定する。ま
た、この実施例においては、セル損失率(破棄率)の許
容値に従って品質クラスを設定しているが、この他にも
セル伝送遅延時間を基準としてクラス分けを行う構成と
してもよい。
を持たせてある。すなわち、加入者が要求するサービス
は、例えばビデオデータ、音声データ、コンピュータデ
ータ等、そのサービス種別によって要求される品質(セ
ル損失率)が異なっており、この各サービスの要求品質
を上記品質クラスに対応させて、各サービスを上記品質
クラスに割り当てる。上記対応関係はATMネットワー
クにおいて予め決められており、呼の設定時に加入者が
要求するサービスを交換機に通知したときに、そのサー
ビスに対して割り当てられている品質クラスを表示する
QCCタグの内容をVCI変換テーブル12内の所定ア
ドレスに書き込む。
ェース装置タグは、デマルチプレクサ23またはデマル
チプレクサ14の出力方路を指示する。上記タグの次に
はVPI/VCIが続くが、このVPI/VCIはVC
I変換テーブル12を参照して書き換えられた値であ
る。また、PTI、CLPは、回線上のセルのものと同
じである。そして、上記ヘッダに続いてペイロードが格
納される。なお、セルは交換機内ではパラレル処理され
るため、例えば8ビットパラレル形式で伝送され、水平
パリティを用いてセルデータの正常性を確認する。
スパスの設定について説明する。図5は、入力回線とス
イッチとの間に設けられた品質クラスパスを設定するた
めに用いるQCCクラスバッファとその周辺部を模式的
に示した図である。同図に示す例においては、QCCク
ラスバッファ30をマルチプレクサ13の前段に設けて
いるが、QCCクラスバッファ30をマルチプレクサ1
3とマルチプレクサ21との間に設ける構成とすること
も可能である。
ルを受信すると、VCI変換テーブル12を参照してそ
のセルを回線上のフォーマットから交換機内のフォーマ
ットに変換する。このとき、上述したように、各セルに
はそのセルの品質クラスを表示するQCCタグが付加さ
れる。
は、QCCタグに従って品質クラス0〜3に分類され、
その品質クラスに対応づけられてQCCクラスバッファ
30に書き込まれる。このように、タグを用いてセルの
品質クラスの認識を行うので、その処理を高速で実行す
ることが出来る。このQCCクラスバッファ30は4個
の独立したバッファで構成することができる。この場
合、各バッファに1つの品質クラスを割り当てる。ま
た、QCCクラスバッファ30を共通バッファで構成す
ることもできるが、共通バッファでの構成は後述詳しく
説明する。
み出しは、各品質クラス毎に行う。この読出し制御は、
各品質クラスに対して所定の読出し帯域を割り当て、そ
の読出し帯域に従って各品質クラスのセルを読み出すも
のである。
力すると、そのセルは品質クラス0と対応づけられてQ
CCクラスバッファ30に書き込まれ(「品質クラス0
のバッファに書き込む」と表現する)、品質クラス0に
対して割り当てられた帯域で読み出される。したがっ
て、品質クラス0のバッファに書き込む帯域よりも、そ
こから読み出す帯域が大きい場合には、品質クラス0の
バッファはオーバーフローすることがないので、セルは
破棄されることはない。ところが、品質クラス0のバッ
ファに書き込む帯域が、そこから読み出す帯域よりも大
きくなると、品質クラス0のバッファがオーバーフロー
してセルが破棄される。このようなセル破棄は、申告帯
域を越えるバースト的なピーク性の高いデータが交換機
に入力されたときに起こりうる。
の品質クラスに対して十分大きな読出し帯域を割り当て
ればよいが、それら読出し帯域の設定には以下のような
制限がある。すなわち、上記各品質クラスに割り当てる
読出し帯域の加算値を、スイッチ22内のパスの帯域
(または、スイッチ22内のパスの帯域よりも小さな帯
域)に設定する必要がある。この制限を設けることによ
って、スイッチ22内の各クロスポイントでのセル破棄
を防ぐことができる。
いて、いずれかの品質クラスでセル破棄が起こりうる
が、品質クラス毎に独立してセルの書込み・読出しを行
っているので、各品質クラス間で相互に影響を及ぼし合
うことはない。すなわち、ある品質クラスにおいて輻輳
などのためにセル破棄が発生したとしても、その輻輳が
他の品質クラスにおいてセル破棄を引き起こすことはな
く、上記他の品質クラスの品質を低下させることはな
い。このことは、交換機内に品質クラス毎の仮想的なパ
スを設けたことと等価である。
し帯域が割り当てられるが、この帯域が各品質クラスの
品質(セル破棄率)を決定する。たとえば、品質クラス
0に割り当てられているサービスの品質要求が厳しくセ
ル損失が殆ど許されないとすると、品質クラス0の読出
し帯域を品質クラス0のバッファへの書き込み帯域に比
べて十分大きくする。このように品質クラス0の読出し
帯域を設定すれば、品質クラス0のバッファは常にマー
ジンを持っており、品質クラス0のサービスのデータが
バースト的に入力されても品質クラス0のバッファがオ
ーバーフローすることはなくセル破棄は発生しない。
質クラスのバッファへの書込み帯域と読出し帯域との関
係に依存するが、上記書込み帯域は呼の設定時の申告帯
域から求められる。この申告帯域は、コネクション受付
制御(CAC)と呼ばれるソフトウェアによって、現在
接続されているパスに対して一元的に管理されている。
そして、各品質クラス毎に、この申告帯域の加算値と読
出し帯域とがそれぞれ所定の関係(例えば、所定の比
率)になるように制御する。したがって、各品質クラス
に割り当てる読出し帯域は呼の設定ごとに変化する。
尚、この実施例では、上述のようにして読出し帯域を求
めているが、例えば各サービスの利用状況の予測を基に
して上記読出し帯域を固定的に設定するようにしてもよ
い。
要求品質は、例えばセル損失率で規定する。このセル損
失率は、上記申告帯域と読出し帯域との関係および各品
質クラスが使用するバッファの容量から、シミュレーシ
ョンによって算出できる。換言すれば、各品質クラスが
使用するバッファ容量を既知とすると、各品質クラス毎
の申告帯域はコネクション受付制御ソフトウェアによっ
て管理されているので、任意のセル損失率を満たすよう
な読出し帯域を品質クラス毎に決定できる。
られた品質クラスパスを設定するために用いるQCCク
ラスバッファとその周辺部を模式的に示した図である。
同図に示す例においては、QCCクラスバッファ40を
デマルチプレクサ14の前段に設けているが、QCCク
ラスバッファ40をデマルチプレクサ23の前段に設け
る構成とすることも可能である。
込み・読出し制御は、基本的には図5を用いて説明した
QCCクラスバッファ30に対するものと同じである。
QCCクラスバッファ40には、スイッチ22から出力
されたセルをQCCタグに従って品質クラスに対応づけ
て格納する。また、QCCクラスバッファ40からセル
を読み出す動作は、各品質クラスに対して所定の読出し
帯域を割り当て、その読出し帯域で各品質クラス毎に独
立にセルを読み出し、デマルチプレクサ14に出力す
る。そして、デマルチプレクサ14は、各セルの回線イ
ンタフェース装置タグが指定する回線インタフェース部
11に対してセルを出力し、回線インタフェース部11
がそのセルを回線に出力する。
み出しは、各回線インタフェース部11の帯域に従って
行う。換言すれば、各回線インタフェース部11が現在
終端しているサービスに対応するクロックでセルの読み
出しを行う。各回線インタフェース部11の帯域がそれ
ぞれ異なる場合には、その読出しクロックを順次変化さ
せる。この実施例では、このクロックの帯域を各品質ク
ラスに対して所定の割合で読出し帯域として振り分け、
その読出し帯域で各品質クラス毎に対応するセルを読み
出す。なお、各回線インタフェース部11の帯域は、コ
ネクション受付制御ソフトウェアによって一元的に管理
されている。
ッチ22で交換された後にある回線に出力されるセルの
帯域が、その回線に割り当てられている帯域よりも大く
なった場合、QCCクラスバッファ40においてセル破
棄が行われるので、回線インタフェース部11または回
線上でセル破棄が発生することはない。そして、このQ
CCクラスバッファ40でのセル破棄は、品質クラス毎
に独立に行われるので、ある品質クラスに割り当てられ
たサービスが輻輳状態となってその品質クラスでセル破
棄が発生しても、その輻輳が他の品質クラスに影響を及
ぼすことはない。また、この場合、セル破棄はQCCク
ラスバッファ40においてのみ起こるので、QCCクラ
スバッファ40から読み出されたセルは、破棄されるこ
となく回線を介して通信の相手先に転送される。
では、スイッチ22の入力側のマルチプレクス部および
スイッチ22の出力側のデマルチプレクス部に、それぞ
れ品質クラスバッファを設け、それら品質クラスバッフ
ァに対するセルの書込み・読出し制御を品質クラス毎に
独立して行う。そして、各品質クラスに対して割り当て
られている上記品質クラスバッファがオーバーフローし
た場合、または各品質クラスに対して設定してあるバッ
ファ使用量の閾値を越えた場合には、その品質クラスに
おいてのみセル破棄が起こり、他の品質クラスの品質を
低下させることはない。従って、各品質クラスに対して
所定の品質(許容セル破棄率)を設定しておけば、この
品質クラス単位でセルの品質を管理できる。この結果、
各サービスが要求するセル破棄に関する品質を満たすよ
うな管理を行うことができる。
ト的に増加した場合には、上記品質クラスバッファにお
いてセル破棄を発生させることによってスイッチ部での
セル破棄を防ぐようにしたので、スイッチ部の構成には
何ら特別な手段を用いることなく、上述のような品質ク
ラス毎、すなわちサービスごとの品質管理を行うことが
できる。換言すれば、上記品質管理はスイッチの構成に
依存しないので、例えば大容量化のためにスイッチ部を
多段接続する等してスイッチ部の構成を変更する場合で
も、そのスイッチに対して特別な手段を行う必要はな
い。
ラスの情報を予めタグ情報としてセルに含ませ、そのタ
グ情報を用いて品質管理を行っている。この場合、品質
クラスのクラス数は、交換機が処理するVPI/VCI
の数に比べて非常に少ないため、バッファ部での品質ク
ラスの管理(制御)を容易かつ高速に実現できる。この
ことは、交換機内に仮想的な品質クラスパスを設けるこ
とによって実現されるものである。そして、この結果、
VPI/VCIと許容帯域との対応関係を格納する非常
に大きなテーブルが不要になり、また、帯域管理におい
てVPI/VCIの比較等の処理も不要になる。
スバッファとその周辺部の具体的な構成を、図7を参照
しながら説明する。この実施例では、回線インタフェー
ス装置10が16本の回線を収容し、それら回線をライ
ン0〜15を呼ぶことにする。そして、各ラインに対し
て共通バッファ31、品質クラス検出回路32、アドレ
スFIFO33および読出し制御回路34が設けられて
いる。
終端する不図示の入力インタフェース部(図5の回線イ
ンタフェース部11に対応する)によってフォーマット
変換される。このフォーマット変換は、図3を用いて説
明した変換であり、セルにそのセルの品質クラス(サー
ビス種別)を表示するQCCタグが付加される。この入
力インタフェース部が出力したセルは、共通バッファ3
1−0に書き込まれる。また、このとき、品質クラス検
出回路32−0がQCCタグによってそのセルの品質ク
ラスを認識する。
に独立したFIFO形式のメモリであり、クラス0〜ク
ラス3用のFIFOからなる。そして、アドレスFIF
O33−0は共通バッファ31−0に格納されるセルの
先頭アドレスを品質クラス毎に格納する。たとえば、品
質クラス検出回路32−0によって認識された品質クラ
スがクラス0であった場合には、共通バッファ31−0
に格納されるそのセルの先頭アドレスをアドレスFIF
O33−0のクラス0用FIFOに書き込む。また、こ
のとき、品質クラス検出回路32−0は、順序制御回路
35に対してそのクラス番号(たとえば「0」)を通知
する。
であり、各ラインからセルが入力するごとにそのセルデ
ータがそれぞれ共通バッファ31−0〜31−15に書
き込まれ、その書き込みアドレスがそれぞれアドレスF
IFO33−0〜33−15に品質クラス毎に格納され
る。さらに、品質クラス検出回路32−0〜32−15
は順序制御回路35に対してクラス番号(0〜3)を通
知する。
32−0〜32−15からクラス番号を受信すると、そ
の到着順序に従ってライン指定FIFO36内の上記ク
ラス番号に対応したFIFOに、そのクラス番号を送出
した品質クラス検出回路のライン番号を書き込む。例え
ば、品質クラス検出回路32−0からクラス番号「0」
を受信した後に、品質クラス検出回路32−1からクラ
ス番号「0」を受信した場合には、先ずライン指定FI
FO36のクラス0用FIFOにライン番号「0」を格
納し、続いて同じクラス0用FIFOにライン番号
「1」を格納する。もし、順序制御回路35が同時に同
一のクラス番号を受信した場合には、たとえばライン番
号が小さいほうを優先してライン指定FIFO36に書
き込む。
の読み出しは、各品質クラス毎に割り当てた読出し帯域
に従って制御する。この読出し制御の一例を図8を参照
しながら説明する。ここでは、説明を簡単にするため
に、各品質クラス0〜3に対して割り当てる読出し帯域
として、それぞれ0.6Gbps,0.4Gbps,
1.2Gbpsおよび0.2Gbpsが割り当てられて
いるものとする。これら読出し帯域の加算値は2.4G
bpsであり、スイッチ22のパスの帯域と同じであ
る。
ーブルに格納されており、その読出し帯域テーブルの内
容に従って、ライン指定FIFO36からライン番号を
読み出す。所定時間内に読み出すライン番号の数は、こ
の読出し帯域の比率と同じであり、図8に示す例では、
クラス0〜3用FIFOから所定時間内にそれぞれ3
個、2個、6個、1個の割合でライン番号を読み出す。
読み出すと、そのライン番号の読出し制御回路34−0
〜34−15に対して、そのライン番号が格納されてい
た品質クラス用FIFOのクラス番号を転送する。例え
ば、ライン指定FIFO36のクラス0用FIFOから
その先頭に格納されているライン番号「0」を読み出し
た場合、制御回路34−0に対してクラス番号「0」を
転送する。
受け取ると、アドレスFIFO33−0のクラス0用F
IFOから、その先頭に格納されているアドレスデータ
を読み出す。そして、共通バッファ31−0から上記ア
ドレスに格納されているセルデータを読み出してマルチ
プレクサ13−0に出力する。
各ラインの共通バッファ31−0〜31−15の出力を
それぞれ多重化して出力するが、任意のラインのマルチ
プレクサの出力データが、その任意のラインよりもライ
ン番号が1つ大きいラインのマルチプレクサへ入力され
る。このような構成とすることにより、例えば回線イン
タフェース装置10に収容される回線を8本とするよう
なシステムとする場合には、マルチプレクサ13−7の
出力データをスイッチ部20へ転送するようにするだけ
で、他の構成を変えることなく柔軟に対応できる。ここ
では、マルチプレクサ13−15の出力データをスイッ
チ部20へ転送する。
セルを読み出す帯域の加算値は2.4Gbpsであり、
各ラインから入力されたセルはマルチプレクサ13−0
〜13−15によって多重化されて、この帯域でスイッ
チ22に対して出力される。この帯域はスイッチ22内
のパスの帯域と同じであるのでマルチプレクサ13−1
5から出力されたセルがスイッチ22において破棄され
ることはない。
スト的に増加して、例えばそれら入力セルの帯域の合計
が2.4Gbpsを越えた場合には、ライン指定FIF
O36がオーバーフローすることによってセル破棄が発
生する。ライン指定FIFO36の各クラス用FIFO
はそれぞれ所定の容量を持っているが、ある品質クラス
のセル転送が急激に増加すると、その品質クラスのクラ
ス用FIFOがオーバーフローして、その品質クラスに
おいてのみセル破棄が起こる。
Nデータというサービスを品質クラス0に割り当ててい
るとし、その品質クラス0のセルを瞬間的に大量に転送
した場合、ライン指定FIFO36のクラス0用FIF
Oにおいてセル破棄が発生するが、他のクラス1〜3用
のFIFOではセル破棄は発生しない。したがって、こ
の場合、上記LANデータの転送においてそのデータの
一部が破棄されてしまうが、品質クラス1〜3に割り当
てられている他のサービスには影響が及ばず、それら他
のサービスの品質低下を防ぐことができる。
と、ライン指定FIFO36だけでなく、アドレスFI
FO33−0〜33−15においてオーバーフローが発
生することもある。たとえば、ライン0から品質クラス
0のセルがバースト的に入力すると、アドレスFIFO
33−0のクラス0用バッファがオーバーフローしてし
まう。この場合、共通バッファ31−0に対して品質ク
ラス0のセルの書き込みを禁止することによってセル破
棄を発生させる。この制御の一例としては、共通バッフ
ァ31−0の入力側に1セル分のバッファを設け、その
バッファにセルを格納している期間に、アドレスFIF
O33−0においてそのセルの品質クラス用のFIFO
にマージンがあるか否か(または、所定の閾値を越えて
いるか否か)を判断し、マージンがあればそのセルデー
タを共通バッファ31−0に書き込み、無ければそのセ
ルを破棄するという手法で実現できる。
ルに格納された各品質クラスに割り当てた帯域を可変と
することも可能である。この制御の一例としては、図5
を参照しながら説明したように、呼の設定ごとにその呼
の使用帯域申告値を基に読出し帯域を決定して上記読出
し帯域テーブルの内容を書き換えるものである。あるい
は、各品質クラス毎の申告帯域と読出し帯域との対応関
係を予めシミュレーション等で求めてテーブルに格納し
ておき、呼が設定されるごとにそのテーブルを検索する
ようにしてもよい。
ラスバッファとその周辺部の具体的な構成を図9に示
す。この構成は、図7に示す構成の1ライン分の構成と
基本的には同じである。すなわち、スイッチ部20から
到着したセルの品質クラスが、品質クラス検出回路42
においてQCCタグによって認識される。また、そのセ
ルのセルデータが共通バッファ41に書き込まれ、その
書き込みアドレスがアドレスFIFO43の所定クラス
に格納される。そして、各品質クラスに対して割り当て
られた帯域に従って、読出し制御回路44がセルデータ
を読み出してデマルチプレクサ14へ転送する。
の回路を他の形態によって構成した場合の実施例を図1
0に示す。ここでは、説明を簡単にするために、品質ク
ラスを2クラスとする。
ス毎に分離する。すなわち、セルフィルタ51はクラス
1用通過フィルタ51−1およびクラス2用通過フィル
タ51−2を備えており、入力セルの品質クラスに従っ
て、そのセルを通過または遮断する。そして、クラス1
用通過フィルタ51−1を通過したセルはクラス1用バ
ッファメモリ52−1に書き込まれ、クラス2用通過フ
ィルタ51−2を通過したセルはクラス2用バッファメ
モリ52−2に書き込まれる。これらバッファメモリ5
2−1および52−2は、FIFOメモリである。
−2は、それぞれカウンタ53−1および53−2を備
えている。カウンタ53−1は、クラス1用バッファメ
モリ52−1にセルデータが書き込まれるごとにカウン
トアップし、そこからセルデータが読み出されるごとに
カウントダウンする。カウンタ53−2は、クラス2用
バッファメモリ52−2に対して同様の動作を行う。従
って、これらカウンタ53−1または53−2のカウン
ト値から、クラス1用バッファメモリ52−1またはク
ラス2用バッファメモリ52−2内のセル蓄積量を知る
ことができる。上記各カウント値は、出力制御部54に
通知される。
クラス2用バッファメモリ52−2から読み出されたセ
ルはセレクタ55に入力される。そして、セレクタ55
が出力制御部54の制御に従って、セルを多重化して出
力する。
る品質クラス(ここでは、サービス種別に対応する)お
よび申告帯域に基づいて、クラス1,2に対して所定の
割合で出力帯域を割り当てる。そして、セレクタ55
が、その出力帯域(セレクト指示)に従ってクラス1用
バッファメモリ52−1またはクラス2用バッファメモ
リ52−2から入力されるセルを選択して出力する。
2に割り当てた出力帯域と、各クラスが要求する許容最
大遅延時間とからクラス1用バッファメモリ52−1お
よびクラス2用バッファメモリ52−2の容量を設定す
る。この設定は、カウンタ53−1および53−2のカ
ウンタ値にそれぞれ所定の閾値を設けることによって行
う。そして、カウンタ値がこの閾値を越えた場合、対応
するバッファへのセルの書き込みを禁止する。
モリ52−1またはクラス2用バッファメモリ52−2
のセル蓄積量に基づいて、すなわちカウンタ53−1ま
たは53−2のカウント値に基づいて、各クラスに割り
当てる帯域を変更する制御を行う。たとえば、クラス1
用バッファメモリ52−1のセル蓄積量が、ある所定の
値よりも小さくなったとすると、その場合、クラス1の
出力帯域がその入力帯域に比べて必要以上に大きくなっ
ている状態であり、換言すれば、クラス1が要求するセ
ル破棄率に関する品質に比べて必要以上に高い品質でセ
ル破棄制御を行っている状態である。したがって、この
場合、クラス1の出力帯域を小さくし、その余剰帯域を
クラス2へ割り当てることができる。このときの各クラ
スの出力帯域W1 ,W2 の算出方法の一例を示す。
2−1および52−2のセル蓄積量、D1 およびD2 は
各クラスの許容最大遅延時間、K1 およびK2は呼の設
定時の各クラスのバッファの出力帯域である。
て再設定された出力帯域に応じて各クラス用バッファメ
モリ52−1および52−2の容量を変更する。ただ
し、各クラスが要求する許容最大遅延時間を満たすよう
な容量とする。以下に、各容量Q1 ,Q2 の算出方法の
一例を示す。
ラスのトラヒック変動により、そのクラスのバッファの
セル蓄積量が減少した場合に、許容最大遅延時間の範囲
内でそのクラスのバッファからのセルの出力帯域を小さ
くすることで、余剰帯域を他のクラスへ割り当てること
ができ、総合的なセル転送効率を向上させることができ
る。
は、交換機に複数の品質クラスを設け、入力セルをその
サービス種別に応じて上記品質クラスに割り当て、この
品質クラス毎にセル破棄に関する管理を行うので、ある
サービスで輻輳が発生してセル破棄が発生しても他のサ
ービスの品質が低下することはない。
との間で行う場合、回線から入力するセルをそのセルの
品質クラスに対応づけてバッファに書き込み、各品質ク
ラスに割り当てた所定の帯域で上記バッファから品質ク
ラス毎にそのセルを読出すが、この読出し帯域の加算値
をスイッチのパスの帯域としているので、スイッチにお
いてセル破棄が発生することはなく、既存のスイッチを
用いて容易にサービスごとの品質管理を行うことができ
る。
との間で行う場合、スイッチから出力されたセルをその
セルの品質クラスと対応づけてバッファに書き込み、各
品質クラスに割り当てた帯域で上記バッファから品質ク
ラス毎にそのセルを読出すが、これら帯域は出力回線の
帯域を所定の割合で振り分けた値なので、スイッチ出力
が特定の出力回線に集中するなどしても、セル破棄は上
記バッファにおいてサービス毎に行われ、サービス間の
干渉を防ぐことができる。
る。
る。
あり、同図(a)が回線上でのフォーマットを示し、同
図(b)が交換機内のフォーマットを示す。
る。
パスの設定を行う回路を模式的に表した図である。
パスの設定を行う回路を模式的に表した図である。
チプレクス部における品質クラスパス設定回路を示す。
ある。
ルチプレクス部における品質クラスパス設定回路を示
す。
すブロック図である。
1) 20 スイッチ部 21 マルチプレクサ(MUX2) 22 スイッチ 23 デマルチプレクサ(DMUX
2) 30 QCCクラスバッファ 31−0〜31−15 共通バッファ 32−0〜32−15 品質クラス検出回路 33−0〜33−15 アドレスFIFO 34−0〜34−15 読出し制御回路 35 順序制御回路 36 ライン指定FIFO 40 QCCクラスバッファ 41 共通バッファ 42 品質クラス検出回路 43 アドレスFIFO 44 読出し制御回路 51 セルフィルタ 51−1 クラス1用通過フィルタ 51−2 クラス2用通過フィルタ 52−1 クラス1用バッファメモリ 52−2 クラス2用バッファメモリ 53−1,53−2 カウンタ 54 出力制御部 55 セレクタ
Claims (20)
- 【請求項1】 入力回線から受信した入力セルの制御情
報に基づいてそのセルに品質クラスを設定する入力イン
タフェース手段(1)と、 上記入力インタフェース手段(1)によって設定された
セルの品質クラスを認識してその品質クラスに対応づけ
てセルを格納するバッファ手段(2)と、 各品質クラスに対して割り当てられた所定のパラメータ
に従って、上記バッファ手段(2)からセルを読み出す
制御を行う読出し制御手段(3)と、 上記読出し制御手段(3)の制御に従って読み出された
セルを交換するスイッチ手段(4)と、 から成ることを特徴とするATM交換機のスイッチング
パス設定方法。 - 【請求項2】 上記入力インタフェース手段(1)が、
入力セルの制御情報部に格納されているセル識別子と品
質クラスとの対応関係を定義した変換テーブル(12)
を有し、その変換テーブル(12)に従ってセルに品質
クラスを設定することを特徴とする請求項1に記載のA
TM交換機のスイッチングパス設定方法。 - 【請求項3】 上記入力インタフェース手段(1)が、
セルのタグとして品質クラスを設定することを特徴とす
る請求項1に記載のATM交換機のスイッチングパス設
定方法。 - 【請求項4】 上記読出し制御手段(3)が、各品質ク
ラスに対して割り当てた所定の帯域に基づいて上記バッ
ファ手段(2)から対応する品質クラスのセルを読み出
す制御を行うことを特徴とする請求項1に記載のATM
交換機のスイッチングパス設定方法。 - 【請求項5】 上記読出し制御手段(3)が、各品質ク
ラスに対して割り当てた所定の帯域の加算値を上記スイ
ッチ手段(4)のパスの帯域またはその物理帯域よりも
小さい帯域とする制御を行うことを特徴とする請求項4
に記載のATM交換機のスイッチングパス設定方法。 - 【請求項6】 上記読出し制御手段(3)が、各品質ク
ラス毎の呼の申告帯域の和に基づいて上記バッファ手段
(2)からの読出し帯域を決定し、その帯域に基づいて
上記バッファ手段(2)からセルを読み出す制御を行う
ことを特徴とする請求項1に記載のATM交換機のスイ
ッチングパス設定方法。 - 【請求項7】 上記バッファ手段(2)の任意の品質ク
ラスのセル蓄積量がその品質クラスに対して設定されて
いる閾値を越えた場合、その品質クラスのセルを破棄す
ることを特徴とする請求項1に記載のATM交換機のス
イッチングパス設定方法。 - 【請求項8】 上記読出し制御手段(3)が、上記バッ
ファ手段(2)に格納されたセル蓄積量に基づいて各品
質クラスに対して割り当てる帯域を変更し、その変更さ
れた帯域に従って上記バッファ手段(2)からセルを読
み出す制御を行うことを特徴とする請求項1に記載のA
TM交換機のスイッチングパス設定方法。 - 【請求項9】 上記読出し制御手段(3)が、上記バッ
ファ手段(2)に格納された品質クラス毎のセル蓄積量
に基づいて、各品質クラス毎に割り当てた上記バッファ
手段(2)の容量を変更することを特徴とする請求項1
に記載のATM交換機のスイッチングパス設定方法。 - 【請求項10】 複数の入力回線からそれぞれ受信した
入力セルの制御情報に基づいてそのセルに品質クラスを
設定する複数の入力インタフェース手段と、 上記各入力インタフェース手段によって品質クラスが設
定されたセルをそれぞれその品質クラスに対応づけて格
納する複数のバッファ手段と、 各品質クラスに対して割り当てられた所定のパラメータ
に従って上記各バッファ手段からセルを読み出す制御を
行う読出し制御手段と、 上記読出し制御手段の制御に従って上記複数のバッファ
手段から読み出されたセルを多重する多重化手段と、 上記多重化手段が出力するセルを交換するスイッチ手段
と、 から成ることを特徴とするATM交換機のスイッチング
パス設定方法。 - 【請求項11】 スイッチから出力された所定の品質ク
ラスが設定されているセルを、その品質クラスに対応づ
けて格納するバッファ手段(5)と、 各品質クラスに対して割り当てられた所定のパラメータ
に従って上記バッファ手段(5)からセルを読み出す制
御を行う読出し制御手段(6)と、 上記読出し制御手段の制御に従って読み出されたセルを
出力回線に出力する出力インタフェース手段(7)と、 から成ることを特徴とするATM交換機のスイッチング
パス設定方法。 - 【請求項12】 上記読出し制御手段(6)が、上記出
力回線に割り当てられた帯域で上記バッファ手段(5)
からセルを読み出す制御を行うことを特徴とする請求項
11に記載のATM交換機のスイッチングパス設定方
法。 - 【請求項13】 上記読出し制御手段(6)が、上記出
力回線に割り当てられた帯域を各品質クラスに対して所
定の割合で振り分け、その各品質クラスに振り分けられ
た帯域で対応する品質クラスのセルを上記バッファ手段
(5)から読み出す制御を行うことを特徴とする請求項
12に記載のATM交換機のスイッチングパス設定方
法。 - 【請求項14】 上記読出し制御手段(6)が、各品質
クラス毎の呼の申告帯域の和に基づいて上記バッファ手
段(5)からの読出し帯域を決定し、その帯域に基づい
て上記バッファ手段(5)からセルを読み出す制御を行
うことを特徴とする請求項11に記載のATM交換機の
スイッチングパス設定方法。 - 【請求項15】 上記バッファ手段(5)の任意の品質
クラスのセル蓄積量がその品質クラスに対して設定され
ている閾値を越えた場合、その品質クラスのセルを破棄
することを特徴とする請求項11に記載のATM交換機
のスイッチングパス設定方法。 - 【請求項16】 上記読出し制御手段(6)が、上記バ
ッファ手段(5)に格納されたセル蓄積量に基づいて各
品質クラスに対して割り当てる帯域を変更し、その変更
された帯域に従って上記バッファ手段(5)からセルを
読み出す制御を行うことを特徴とする請求項11に記載
のATM交換機のスイッチングパス設定方法。 - 【請求項17】 上記読出し制御手段(6)が、上記バ
ッファ手段(5)に格納された品質クラス毎のセル蓄積
量に基づいて、各品質クラス毎に割り当てた上記バッフ
ァ手段(5)の容量を変更することを特徴とする請求項
11に記載のATM交換機のスイッチングパス設定方
法。 - 【請求項18】 スイッチ手段から出力された所定の品
質クラスが設定されているセルを、その品質クラスに対
応づけて格納するバッファ手段と、 各品質クラスに対して割り当てられた所定のパラメータ
に従って上記バッファ手段からセルを読み出す制御を行
う読出し制御手段と、 上記読出し制御手段の制御に従って読み出されたセル
を、そのセルの制御情報に基づいて所定の放路に出力す
る分離手段と、 該分離手段から出力されたセルをそれぞれ受信し、その
セルを回線に出力する出力インタフェース手段と、 からなることを特徴とするATM交換機のスイッチング
パス設定方法。 - 【請求項19】 入力回線から受信した入力セルの制御
情報に基づいてそのセルに品質クラスを設定する入力イ
ンタフェース手段(1)と、 上記入力インタフェース手段(1)によって設定された
セルの品質クラスを認識してその品質クラスに対応づけ
てセルを格納する第1のバッファ手段(2)と、 各品質クラスに対して割り当てられた第1のパラメータ
に従って上記第1のバッファ手段(2)からセルを読み
出す制御を行う第1の読出し制御手段(3)と、 上記第1の読出し制御手段(3)の制御に従って読み出
されたセルを交換するスイッチ手段(4)と、 該スイッチ手段(4)から出力されたセルをその品質ク
ラスに対応づけて格納する第2のバッファ手段(5)
と、 各品質クラスに対して割り当てられた第2のパラメータ
に従って上記第2のバッファ手段(5)からセルを読み
出す制御を行う第2の読出し制御手段(6)と、 上記第2の読出し制御手段(6)の制御に従って読み出
されたセルを出力回線に出力する出力インタフェース手
段(7)と、 から成ることを特徴とするATM交換機のスイッチング
パス設定方法。 - 【請求項20】 複数の入力回線からそれぞれ受信した
入力セルの制御情報に基づいてそのセルに品質クラス、
交換機内ルート情報および出力先情報を設定する複数の
入力インタフェース手段と、 上記各入力インタフェース手段品質クラスが設定された
セルをそれぞれその品質クラスに対応づけて格納する複
数の第1のバッファ手段と、 各品質クラスに対して割り当てられた第1のパラメータ
に従って上記各第1のバッファ手段からセルを読み出す
制御を行う第1の読出し制御手段と、 上記第1の読出し制御手段の制御に従って上記複数の第
1のバッファ手段から読み出されたセルを多重する多重
化手段と、 上記多重化手段が出力するセルを、上記交換機内ルート
情報に従って交換するスイッチ手段と、 該スイッチ手段から出力されたセルをその品質クラスに
対応づけて格納する第2のバッファ手段と、 各品質クラスに対して割り当てられた第2のパラメータ
に従って上記第2のバッファ手段からセルを読み出す制
御を行う第2の読出し制御手段と、 上記第2の読出し制御手段の制御に従って読み出された
セルを、上記出力先情報に従って分離する分離手段と、 該分離手段によって分離された各セルをそれぞれ受信
し、そのセルを出力回線に出力する複数の出力インタフ
ェース手段と、 から成ることを特徴とするATM交換機のスイッチング
パス設定方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2933494A JP3354689B2 (ja) | 1994-02-28 | 1994-02-28 | Atm交換機、交換機及びそのスイッチングパス設定方法 |
US08/332,379 US5555265A (en) | 1994-02-28 | 1994-10-31 | Switching path setting system used in switching equipment for exchanging a fixed length cell |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2933494A JP3354689B2 (ja) | 1994-02-28 | 1994-02-28 | Atm交換機、交換機及びそのスイッチングパス設定方法 |
Publications (2)
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