JPH07327036A - 自己ルーチング交換機及び交換システム - Google Patents

自己ルーチング交換機及び交換システム

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JPH07327036A
JPH07327036A JP12138694A JP12138694A JPH07327036A JP H07327036 A JPH07327036 A JP H07327036A JP 12138694 A JP12138694 A JP 12138694A JP 12138694 A JP12138694 A JP 12138694A JP H07327036 A JPH07327036 A JP H07327036A
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雅美 村山
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ATM交換モジュールを増設する場合でも配
線替えを行う必要がなく大規模化を容易に行えるように
する。 【構成】 ATM交換機50を多段接続構成にし、中間
段の交換モジュールをSTM交換モジュール61で構成
する。制御部81は、上り方向及び下り方向のATM交
換モジュール51a〜51m,71a〜71mの数に応
じて、STM交換モジュール61内の各空間スイッチに
おける入線と出線の接続関係をソフト的に設定する。こ
れにより、ATM交換モジュール51a〜51mよりの
総計mn本の入線はそれぞれ制御部で設定されたmn本
の出線に接続され、所定のATM交換モジュール71a
〜71nの入線に接続される。ATM交換モジュールを
増設した場合には、ATM交換モジュールの数に応じて
制御部は、STM交換モジュール61内蔵の各空間スイ
ッチにおける入線と出線の接続関係をソフト的に変更す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は自己ルーチング交換機に
係わり、特にハードウェア量を少なくでき、しかも、大
規模化(増設)が容易に行える自己ルーチング交換機に
関する。
【0002】
【従来の技術】音声通信、データ通信だけでなく動画像
も含めたマルチメディア通信のニーズが高まりつつあ
り、そのような広帯域(Broadband)の通信の実現手段と
して、非同期転送モード(Asynchronous Transfer Mode
: ATM)を基本とするB−ISDN(Broadband-I
SDN)の交換技術が実用化されつつある。ATM伝送
方式はすべての情報をセルとよばれる固定情報に変換し
て高速転送する。すなわち、ATM伝送方式では物理回
線上に多重に論理リンクを張ることにより回線を複数の
呼に割り当てる。そして、各呼に応じた端末からの動画
像データや音声データ等を固定長の情報単位(セルとい
う)に分解し、順次回線に送り出して多重化を実現す
る。
【0003】セルは図11に示すように、53バイトの
固定長ブロックで構成され、その内5バイトがヘッダ部
HD、48バイトがインフォメーションフィールド(情
報部)DTである。ヘッダ部HDには、データがブロッ
クに分解された後でも宛先が判るように呼識別用の仮想
チャンネル番号(Virtual Channel Identifier:VC
I)が含まれ、そのほか方路を特定する仮想パスの識別
子(Virtual Path Identifier:VPI)や、リンク間
のフロー制御に用いられるジェネリックフローコントロ
ールGFC(Generic Flow Control)や、ペイロードタ
イプPT(Payload Type)やヘッダのエラー訂正用符号
HEC(Header Error Control)等が含まれている。
【0004】図12はATM伝送方式を説明するための
ATM網の概略構成図であり、1a,1bはATM端末
装置、3はATM網である。ATM網3は、データセル
を伝送する情報網3aと制御信号を伝送する信号網3b
を備え、情報網3aにおける各ATM交換機3c-1〜3c
-nの呼処理プロセッサ(CPU)3d-1〜3d-nは信号網
3bと接続されている。発信端末1aが着信端末1bを
呼び出すための発呼操作を行うと、発信端末内のセル組
立部はSET UPメッセージ(発信番号、着信番号、端末の
種別、平均セル速度、最大セル速度等を含むデータ)を
セル単位に分割し、各分割データに信号用VCI(端末
毎に予め定まっている)を付して信号セルを生成し、該
信号セルをATM網3に送り出す。
【0005】ATM交換機(発信側交換機)3c-1の信
号装置は信号セルを受信すれば、該信号セルに含まれる
情報を組立ててCPU3d−1に通知する。CPUは受
信メッセージに基づいて発信者サービス分析処理、課金
処理、着信者数字翻訳処理等の呼処理を行なうと共に、
申告された平均セル速度、最大セル速度等に基づいて方
路(VPI)及び呼識別情報(VCI)を決定し、つい
で、信号網3bを介してNO.7プロトコルに従って次
の中継交換機3c-2に発信番号、着信番号、VPI、VC
I、その他のデータを含む接続情報を送出する。中継交
換機3c-2は発信側交換機3c-1と同様な処理を行ない、以
後同様な処理が行われ、最終的に発信側交換機3c-1か
ら着信端末が接続されたATM交換機(着信側交換機)
3c-nまでのパス及び中継ATM交換機3c-2,3c-3,・・・
が決定される。着信側交換機3c-nは発信番号、着信番
号、上位ATM交換機3c-3のVCIを含む接続情報を
受信すれば、着信端末に所定VCIを割り当てると共
に、着信端末1bが通話可能であるか調べる。通話可能
であれば、信号網3bは通話可能な旨を発信側交換機3
c-1に通知し、発信側交換機は発信端末1aに所定のV
CIを割り当てる。
【0006】パス上の各ATM交換機3c-1〜3c-nはパ
ス毎に、上位ATM交換機のVCIに対応させて、(1)
該VCIを有するセルの出線を特定するための情報(ル
ーチング情報又はタグ情報という)と、(2) 出力するセ
ルに付加する新たなVCI、VPIを内蔵のルーチング
テーブルに登録する。以上により、発信端末1aと着信
端末1b間にパスが形成されると、両端末は発呼セル、
応答セルを互いに送受しあって通信手順を確認する。し
かる後、発信端末1aは送信すべきデータを所定バイト
長に分解すると共に、前記割り当てられたVCIを含む
ヘッダを付けてセルを生成し、該セルをATM網3に送
り出す。各ATM交換機3c-1〜3c-nは上位交換機から
所定の入ハイウェイ(入線)を介してセルが入力される
と、自分のルーチングテーブルを参照して入力されたセ
ルのVPI/VCIを付け変えると共にタグ情報に基づ
いて所定の出ハイウェイ(出線)に送り出す。この結
果、発信端末1aから出力されたセルは呼制御で決定し
たパスを介して着信側交換機3c-nに到達する。着信側
交換機3c-nはルーチングテーブルを参照して入力され
たセルに付加されているVCIを着信端末に割り当てた
VCIに付け変えた後、着信端末1bが接続されている
回線に送出する。
【0007】以後、発信端末1aはセルを順次着信端末
1bに送り、着信端末は受信したセルに含まれる情報部
DTを組立て、元のデータを復元する。以上は、1つの
呼に対する場合であるが、端末−ATM交換機間及び隣
接ATM交換機間の各回線の両端で互いに持ち合うVC
I値を変えることにより、1つの回線に多数の呼に応じ
た論理リンクを張ることができ、これにより高速多重通
信が実現される。ATM方式によれば、動画像、デー
タ、音声等異なる伝送速度をもつ情報源の情報を多重化
することができるため1本の伝送路を有効に使え、しか
も、パケット交換でソフト的に行っているような再送制
御や複雑な通信手順が不要となり、150Mbps乃至
600Mbpsの超高速のデータ伝送が可能となる。
又、ATM交換機にはバッファリングの機能があり、こ
のバッファリング機能によりATM交換機や着信端末に
多数の呼が発生した場合でも発信端末を待たせることな
く呼を受け付けて着信端末に送ることができる。例え
ば、着信端末1bに対し同時に多数の端末から呼が発生
し、これにより着信側交換機3c-nと着信端末1b間の回
線に空きがなくなると、着信端末に送れないセルが発生
する。かかる場合、着信側交換機3c-nは送れないセルを
バッファリングし、回線に空きができた時に送ることに
より発信端末を待たせることなく呼を受け付けて着信端
末に送ることができる。
【0008】図13はかかるATM交換機のバッファリ
ング機能を説明するための自己ルーチングATM交換機
の構成図であり、1つの基本スイッチングユニットSW
Uと制御情報付加ユニットCIAUと、呼処理用のCP
U(呼制御部)CPRを有している。尚、このATM交
換機は、ある1つの入線(入力ポート)とある1つの出
線(出力ポート)間に複数の経路が存在し、各入線・出
線間に3段の自己ルーチングスイッチモジュールが存在
する多段バッファ型ATM通話路構成になっている。基
本スイッチングユニットSWUは入力段自己ルーチング
スイッチモジュールSRM11〜SRM13と、中間段自己
ルーチングスイッチモジュールSRM21〜SRM23と、
出力段自己ルーチングスイッチモジュールSRM31〜S
RM33を備え、多段リンク(図13では3段リンク)構
成になっている。L11〜L33は一次リンク、M11〜M33
は二次リンクである。入力段モジュールSRM11〜SR
13の入力端は制御情報付加回路CIAUを介して入線
(入ハイウェイ)#1〜#9に接続され、出力端は中間
段モジュールSRM21〜SRM23に接続され、中間段モ
ジュールの各出力端は出力段モジュールSRM31〜SR
33と接続され、出力段モジュールの出力端は出線(出
ハイウェイ)#1〜#9と接続されている。
【0009】制御情報付加ユニットCIAUは、各入力
線#1〜#9に対応してルーチング情報等を付加する付
加回路AC1〜AC9を備え、各付加回路AC1〜AC
9は対応する入線から入力されたセルにルーチングヘッ
ダRH(図14参照)を付加すると共に、該セルに含ま
れるVCIを付け替えて基本スイッチングユニットSW
Uに送り出す。呼制御部CPRは発呼時、呼制御を行っ
て該呼のVCIを決定すると共に、着信端末の所在地に
応じてルーチングヘッダを決定し、これら制御情報(ル
ーチングヘッダやVCI)を該呼に応じたセルが入力さ
れる付加回路のルーチングテーブル(図示せず)に書き
込む。尚、前記決定した制御情報(ルーチングヘッダや
VCI)は上位ATM交換機のVCIに対応させてルー
チングテーブルに書き込む。ルーチングヘッダRH(図
14)は3つのルーチング情報RH1〜RH3を有してお
り、ルーチング情報RH1は一次リンクの番号、すなわ
ち入力段モジュールの出力端番号を示し、ルーチング情
報RH2は二次リンクの番号、すなわち中間段モジュー
ルの出力端番号を示し、ルーチング情報RH3は出線番
号、すなわち出力段の出力端番号を示す。
【0010】呼制御が終わって、セルが上位ATM交換
機を介して所定の入線に入力されると、該入線に接続さ
れた付加回路AC1〜AC9は、ルーチングテーブルよ
り入力セルに付加されているVCIに応じた制御情報
(ルーチングヘッダRHとVCI)を読み出す。そし
て、セルに該ルーチングヘッダを付加すると共に、該セ
ルのVCIを読み出したVCIで付け替えて基本スイッ
チングユニットSWUに送り出す。図14は各付加回路
AC1〜AC9から出力される情報のフォーマット例で
ある。各段のモジュールSRMijはこのルーチングヘッ
ダRHiを用いてセルを該当リンク、すなわち所定の出
力端へ導き、最終的に所定の出線より送出する。尚、出
線に送出する前に図示しない後処理回路でルーチングヘ
ッダは除去される。
【0011】図15は自己ルーチングスイッチモジュー
ル(SRM1)の具体例を示す回路図である。I1〜I3
は制御情報検出回路、D1〜D3は伝送情報遅延回路、D
1〜DM3はデマルチプレクサ、DEC1〜DEC3は制
御情報デコード回路であり、以上によりセル振分け部C
ELDが構成される。FM11〜FM33はバッファメモリ
で例えばFIFO(First-In First-Out)メモリ、SEL
1〜SEL3はセレクタ、AOM1〜AOM3は到着順序管
理FIFOである。各到着順序管理FIFO(AOM1
〜AOM3)はそれぞれ制御情報デコード回路DEC1
DEC3の出力端に接続され、対応する3つのバッファ
メモリFM11〜FM13,FM21〜FM23,FM31〜FM
33にセルが到来する順序を記憶し、対応するセレクタS
EL1〜SEL3を制御してセル到来順に3つのバッファ
メモリからセルを読み出して出線#1〜#3に送出す
る。
【0012】入力端#1〜#3に入る伝送情報は図14
に示すフォーマットを有しており、検出回路Ii(i=1〜
3)はこの信号に含まれる制御情報を抽出してデコード
回路DECi(i=1〜3)に送る。制御情報は入力段用ル
ーチングヘッダRH1、中間段用ルーチングヘッダRH
2、出力段用ルーチングヘッダRH3を有しているか
ら、検出回路Iiは当該自己ルーチングスイッチモジュ
ールSRMが第何段目であるかにより、該当するルーチ
ン情報RH1〜RH3を検出してデコード回路DECi
に入力する。
【0013】デコード回路DECiは入力されたルーチ
ングヘッダRHiが出力端#j(j=1〜3)を示すも
のであれば、切換信号SiによりデマルチプレクサDMi
を操作してFIFOメモリFMjiに伝送情報を送る。例
えば、入力端#1より入力した情報に含まれるルーチン
グヘッダRHが出力端#2を示すものであれば、デコー
ド回路DEC1はデマルチプレクサDM1を操作して入力
端#1からの情報をFM21に入力する。到着順序管理F
IFO(AOMi)は制御情報デコード回路DEC1
DEC3の出力端に接続され、対応する3つのバッファ
メモリFMi1〜FMi3にセルが到来する順序を記憶す
る。例えば、セルがバッファメモリFM11→FM12→F
13→FM12→・・・の順序で到来すれば、到着順序管
理FIFO(AOM1)には1→2→3→2→・・・の
ようにセル到来順にバッファメモリ識別符号が記憶され
る。しかる後、到着順序管理FIFO(AOMi)は対
応するセレクタSELiを制御してセル到来順に3つの
バッファメモリFMi1〜FMi3からセルを読み出して出
線#iに送出する。
【0014】このように、FIFOメモリFMijに複数
セル分の容量を持たせておくことにより、バッファ機能
が得られ、一時的に伝送データが増大するような場合に
も十分に対応できる。また、セル到来順にバッファメモ
リFMi1〜FMi3からセルを読み出すため各バッファメ
モリFMi1〜FMi3に均等数のセルが滞留し、バッファ
メモリよりオーバフローしてセルが廃棄される事態がな
くなる。図16は自己ルーチングスイッチモジュールの
簡略表現図であり、m本の入力リンクとm本の出力リン
クの交差点上にバッファメモリFM11〜FMmmが配置さ
れており、図15の自己ルーチングスイッチモジュール
は点線で囲まれた部分に対応する。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、ATM
交換機(ATMスイッチングシステム)は、セルヘッダ
内のVCI/VPI単位でスイッチングを行うシステム
である。かかるATM交換機(N×Nスイッチ)を大規
模化するためには、入線数、出線数Nを大きくする方法
(第1の方法)が考えられる。しかし、この方法では、
Nを大きくすると、必要なハードウェア(モジュール)
量はN2に比例して大きくなりNが大きくなるほどハー
ドウェア量が増大する問題がある。又、大規模化の方法
としてn×nのモジュールを多段接続する方法(第2の
方法)が考えられる。図17は3段のn×nのATMス
イッチSWi1〜SWi3(i=1〜m)をm列並列に設け、全
体的にmn×mnのATMスイッチを構成した場合であ
る。各段のATMスイッチの出線はn/m本づつm組に
分けられ、それぞれ次段のm個のATMスイッチに入力
される構成を備えている。かかる多段構成によれば、m
・(3n2)に応じたハードウェア量が必要になる。例
えば、m=8として8n×8nのATMスイッチを構成
するとハードウェア量は、24n2となる。一方、第1
の方法では、64n2に応じたハードウェア量が必要に
なる。すなわち、第2の方法によれば、第1の方法に比
べてハードウェア量が少なくなる利点がある。
【0016】しかし、第2の方法では、各段のATMス
イッチの出線をn/m本づつm組に分け、それぞれ次段
のm個のATMスイッチに入力するように配線しなけれ
ばならない。このため、ATMスイッチを大規模化する
ためにmを変更すると配線も変えなくてはならず、増設
が非常に面倒となる問題がある。又、従来はSTM網
(Synchronous Transfer Mode:同期伝送モード)からA
TM網に乗り入れて、あるいは逆にATM網よりSTM
網に乗り入れてそれぞれの端末間で簡単に通信すること
ができない問題がある。
【0017】以上から本発明の第1の目的は、大規模で
あっても小型のATM交換機を提供することである。本
発明の第2の目的は、増設する場合に配線の張替が不要
であり、増設性に優れたATM交換機を提供することで
ある。本発明の第3の目的は、ATM網とSTM網を統
合して交換処理できる交換システムを提供することであ
る。
【0018】
【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理説明
図であり、前記第1、第2の目的は交換モジュールを多
段接続した構成を備えると共に、多段接続構成において
中間の交換モジュールとして入線と出線の接続関係が反
固定に切り替え可能なSTM交換モジュール(回線交換
モジュール)61を備え、該STM交換モジュールの前
段及び後段における交換モジュールとしてATM交換モ
ジュール(自己ルーチング交換モジュール)51a〜5
1m;71a〜71mを備え、しかも、STM交換モジ
ュールの入線と出線の接続関係をソフト的に反固定に設
定する制御部81を備えたATM交換機により達成され
る。又、上記第3の目的は、STM網から入力されたS
TM情報をセル化すると共に、所定フォーマットのセル
フレームに変換し、中間のSTM交換モジュール61及
び出力側のATM交換モジュール71a〜71mを介し
てATM網に送り出すセル化モジュール91と、所定の
ATM交換モジュール51a〜51m及び中間のSTM
交換モジュール61を介して入力されたセルフレームを
セル流にデフォーミングした後、デセル化してSTM網
に送り出すデセル化モジュール92を前記ATM交換機
に設けることにより達成される。
【0019】
【作用】第1の発明において、制御部81は前段及び後
段のATM交換モジュールの数mに応じて、STM交換
モジュール61が内蔵する各空間スイッチにおける入線
と出線の接続関係をソフト的に設定する。各ATM交換
モジュール51a〜51mより入力された総計mn本の
入線はそれぞれ制御部81により設定されたmn本の出
線に接続され、所定のATM交換モジュール71a〜7
1nの入線となる。前段及び後段のATM交換モジュー
ルが増設された場合には、これらATM交換モジュール
の数m′に応じて制御部81は、STM交換モジュール
61内蔵の各空間スイッチにおける入線と出線の接続関
係をソフト的に変更する。以上のように、ATM交換モ
ジュールの数に応じて制御部で入線と出線の接続関係を
ソフト的に反固定に設定するだけで良いため、ATM交
換モジュールを増設しても配線替えを行う必要はなく、
容易に増設することができる。又、交換モジュールを多
段接続してATM交換機を構成し、中間の交換モジュー
ルをSTM交換モジュールで構成しているため、入線、
出線数を多くして大規模にしても必要なモジュール数を
少なくで小型構成とすることができる。
【0020】更に、第2の発明において、セル化モジュ
ール91はSTM網から入力された信号をセル化すると
共に、所定フォーマットのセルフレームに変換して中間
のSTM交換モジュール61を介して出力側のATM交
換モジュール71a〜71mに入力してATM網に送り
出す。又、デセル化モジュール92は所定のATM交換
モジュール51a〜51mよりSTM交換モジュール6
1を介して入力されたセルフレームをセル流にデフォー
ミングした後、デセル化してSTM網に送り出す。この
ようにすば、STM網からATM網に乗り入れて、ある
いは逆にATM網よりSTM網に乗り入れてそれぞれの
端末間で簡単に通信することができる。
【0021】
【実施例】
(a) 本発明の第1の実施例 (a-1) 全体の構成 ATM交換機は種々の形態サービスを統合して処理でき
るものである。バースト性の高い情報は多重化してバー
スト性をランダムに近くして処理する方が、交換機の資
源(伝送帯域)の利用効率が上がる。このため、交換機
のスイッチング部はより高速で動作させるのが望まし
い。又、スイッチング方式は種々の方式が考えられてい
るが、セルのバッファリングは高速動作上必ず必要とな
る。このバッファの深さが、バースト情報に対するセル
ロスレート(Cell Loss Rate)を決めるパラメータとな
る。バッファが深いほど、バースト情報に対して交換機
の資源の利用効率が高くなる。しかし、システムは当然
大きくなってしまう。この傾向は、スイッチング部のス
ケールが大きくなる程、顕著である。ところで、STM
(Synchronous Transfer Mode)のスイッチは、スイッチ
ングを行っている情報の形態を意識しないため、スイッ
チング部の大きさはスイッチングを行う情報に依存しな
い。そこで、多段接続構成のATM交換機において、中
間段の交換モジュールを高速のSTM交換モジュールと
する。このようにすると、ATM交換機の全体のサイズ
を小さくでき、しかも、バースト性をランダムに処理し
てATM交換機の資源の利用効率を高めることができ
る。
【0022】図2は上記の点を考慮した本発明に係るA
TM交換機の全体の構成図である。図中、50は交換モ
ジュールを多段接続(図では3段接続)した構成を備え
たATM交換機である。51a〜51mはUNI/NN
I(USER NETWORK INTERFACE/ NETWORK NODE INTERFAC
E)より入力されたセルをスイッチングする第1段目(上
り方向)のm個のATM交換モジュール(自己ルーチン
グモジュール)であり、それぞれn入力、n出力の構成
を有している。ATM交換モジュールにおいて、nは62
2Mbps換算で16程度とする。61は第2段目(中間)
のSTM交換モジュール(回線交換モジュール)であ
り、多数の空間スイッチを内蔵し、入線と出線の接続関
係がソフト的に任意に設定可能となっている。この接続
関係は1度設定するとATM交換モジュール数が変更し
ない限り半固定される。STM交換モジュール61は、
ATM交換モジュールを16個結合できる構成でありSO
NETSTS-12を基本にスイッチングを行うスイッチであ
る。SONET(Synchronous Optical Network)は高速データ
を、バッファリングを最小にして伝送できる構成となっ
ており、STM交換モジュール61においてはその特徴
を生かしてポインタアクション(Pointer Action)で情
報を制御する。このため、大規模で小型のスイッチが実
現可能である。71a〜71mはn入力、n出力の構成
を有する第3段目(下り方向)のm個のATM交換モジュ
ールであり、入力セルをスイッチングして所定のUNI
/NNIに送出する。81はSTM交換モジュール61
内の空間スイッチをソフト的に制御して入線と出線の接
続関係を設定する制御部である。
【0023】(a-2) ATM交換モジュール 図3は上り、下り方向のATM交換モジュールの構成図
である。52-1〜52-4はラインインタフェース(LI)で
あり、上り方向に関しては、UNI/NNIに応じた
フレーム信号よりATMセルを分離して出力し、下り
方向に関してはATMセルをUNI/NNIに応じたフ
レーム信号に変換して送り出す。UNI/NNIとして
SONET STS-12C(622Mbps)、SONET STS-3C(156Mbps)、SONET
STS-1(5.1Mbps)、DS3(45Mbps)、DS1(1.5Mbps)等が規定
されており、ラインインタフェースLIには例えばSONE
T STS-3C(156Mbps)のUNI/NNIが接続されている
ものとする。53は一次多重分離部(MPX/DMP
X)であり、上り方向に関しては4つのラインインタフ
ェースLIから入力されたSTS-3C(156Mbps)のATMセ
ルを多重化してSTS-12C(622Mbps)のATMセル流にして
出力し、下り方向にはSTS-12C(622Mbps)のATMセル流
を4分岐してSTS-3C(156Mbps)にしてラインインタフェ
ースLIに入力する。54は二次多重部(MPX)であ
り、4つの一次分離多重部から入力されたSTS-12C(622M
bps)のATMセルを多重化してSTS-48C(2.4Gbps)のAT
Mセル流にして出力する。
【0024】55は4入力、4出力の上り方向のATM
スイッチ部であり、STS-48C(2.4Gbps)のATMセル流の
各ATMセルに付加されているルーチング情報に基づい
てATMセルを所定の出線にスイッチングするもの、5
6は2次分離部(DMPX)であり、STS-48C(2.4Gbps)
のATMセル流を4分岐してSTS-12C(622Mbps)のATM
セル流にするもの、57は折り返し部(LLP)であ
り、ATMセル流を後段のSTM交換モジュール側に送
出するか、STM交換モジュールを介さず下り方向のA
TM交換モジュールに折り返すかを設定するものであ
る。折り返し部57は、STM交換モジュール61が存
在しない小規模のATM交換機の場合には、セル流を折
り返して下り方向のATM交換モジュールに入力し、S
TM交換モジュール61が存在する大規模のATM交換
機の場合には、セル流を後段のSTM交換モジュール側
に送出する。
【0025】72は二次多重化部であり、STM交換モ
ジュール61より折り返し部を介して入力された4つの
STS-12C(622Mbps)のATMセル流を多重化し、STS-48C
(2.4Gbps)のATMセル流にして出力するもの、73は
4入力、4出力の下り方向のATMスイッチ部であり、
STS-48C(2.4Gbps)のATMセル流の各ATMセルに付加
されているルーチング情報に基づいてATMセルを所定
の出線にスイッチングするもの、74は2次分離部(D
MPX)であり、STS-48C(2.4Gbps)のATMセル流を4
分岐してSTS-12C(622Mbps)のATMセル流にするもので
ある。尚、ATM交換機の1段目(上り方向)の各AT
M交換モジュール51a〜51mは、ラインインタフ
ェース(LI)52-1〜52-4の上り方向回路部分と、一
次多重分離部53の多重部と、二次多重部54と、
上り方向のスイッチング部55と、二次分離部56
と、折り返し部57の上り方向部分とにより構成され
ている。又、ATM交換機の3段目(下り方向)の各A
TM交換モジュール71a〜71mは、折り返し部5
7の下り方向部分と、二次多重部72と、下り方向
のスイッチング部73と、二次分離部74と、一次
多重分離部53の分離部と、ラインインタフェース52
-1〜52-4の下り方向回路部分とにより構成されている。
【0026】(a-3) ラインインタフェース部(LI) 図4はラインインタフェースLIの構成図であり、上り
方向と下り方向の2つの構成を備えている。上り方向に
おいて、52aはSONET(Synchronous Optical Net
work )終端部、52bはATM終端部、52cはUPC
(Usage Parameter Control )部であり、下り方向にお
いて、52dは課金制御部、52eはATM終端部(A
TMフォーミング部)、52fはSONET終端部(S
ONETフォーミング部)である。SONET終端部5
2aは、UNI/NNIに応じたフレーム信号、例えば
SONET STS-3C(156Mbps)のフォーマットを有するフレー
ム信号よりオーバヘッド(セクションオーバヘッド、パ
スオーバヘッド)を削除するものである。図5はSONET S
TS-3C(156Mbps)のフレームフォーマットの説明図であ
り、1フレーム9×270バイトで構成されている。最
初の9×9バイトはセクションオーバヘッド(Section O
verhead)SOH、残りはパスオーバヘッド(Path Overhe
ad)POH及びペイロード(payload)PLである。セク
ションオーバヘッドSOHは、フレームの先頭を表わ
す情報(フレーム同期信号)、伝送路固有の情報(伝
送時のエラーをチェックする情報、ネットワークを保守
するための情報等)、パスオーバヘッドPOHの位置
を示すポインタ等を伝送する部分、パスオーバヘッドP
OHは網内でのエンド・ツー・エンドの監視情報を伝送
する部分、ペイロードPLは150Mbpsnの情報をATMセ
ルとして送る部分である。
【0027】図6はSONET STS-3C(156Mbps)のフレーム
を多重化して生成されたSONET STS-12C(622Mbps)のフ
レームフォーマット説明図であり、9×9×4バイトの
セクションオーバヘッドSOHと、9×4バイト(実際
には9バイトのみを使い、残りは未使用)のパスオーバ
ヘッドPOHと、9×260×4バイトのペイロードP
L(VC−4コンテナ)で構成されている。ATM終端
部52bはATMセルのヘッダに含まれるHEC(Head
er Error Control)を用いてセルの先頭を識別すると共
に、VPIの付け替えを行い、また、HECを削除し替
わってルーチング情報を付加する。UPC部52cは、
伝送容量の申告値と実際のセル流入量が合っているか監
視し申告値以上のセルが流入した時、規定違反のセルを
廃棄する。課金制御部52dは通過するATMセル数を
計数して課金データを作成する。ATM終端部(ATM
フォーミング部)52eは入力されたATMセルよりル
ーチング情報を削除し、替わってHECを演算して挿入
する。SONET終端部(SONETフォーミング部)
52fは入力されたSTS-12のセル流を図5に示すSONET
STS-3Cフォーマットのフレームに変換してUNI/NNIに送
出する。
【0028】(a-4) STM交換モジュール STM交換モジュール61は、ATMのUNI、NNI
が最高速度STM-12を規定しているため、STM-12を基本に
している。図7はSTM交換モジュールの構成図であ
り、61はSTM交換モジュール、62a〜62mは第
1インタフェース部、63は空間スイッチ部、64a〜
64mは第2インタフェース部、81は制御部である。
空間スイッチ部63において、IN1〜INmnは入力端
子、OUT1〜OUTmnは出力端子である。制御部81
は、呼処理制御を行うと共に、空間スイッチ部63の入
線・出線の接続関係をソフト的に制御する呼処理プロセ
ッサ81aと、呼処理プロセッサからの指示に従って空
間スイッチ部63の入線・出線の接続を切り替えるスイ
ッチコントロール部81bを有している。第1インタフ
ェース部62a〜62mはそれぞれ上り方向のATM交
換モジュール51a〜51m(図2参照)に対応して設
けられている。第1のインタフェース部62a〜62m
は、ATM交換モジュール51a〜51mから入力され
たSTS-12Cのセル流にオーバヘッドを付加してSONET STS
-12Cのフォーマットを有するフレームを生成し、該フレ
ームを空間スイッチ部63に出力する。第2インタフェ
ース部64a〜64mはそれぞれ下り方向のATM交換
モジュール71a〜71m(図2参照)に対応して設け
られ、空間スイッチ部63から出力されたSONET STS-12
Cのフレームよりオーバヘッドを削除してSTS-12Cのセル
流に変換する。
【0029】空間スイッチ部63は、上り方向あるいは
下り方向のATM交換モジュール数mに対応した数の空
間スイッチモジュール63a〜63mを備えている。例
えば、上り方向及び下り方向に設けられるn×nのAT
M交換モジュールの数をそれぞれmとするとき、空間ス
イッチ部63はm個の空間スイッチモジュール63a〜
63mを備えている。そして、各ATM交換モジュール
51a〜51mからのn本の出線は全て(総計mn
本)、各空間スイッチモジュール63a〜63mに接続
されている。尚、実際には、ATM交換モジュールの増
設を考慮して、空間スイッチモジュール数Mは実際のA
TM交換モジュール数mより大きい。そして、各ATM
交換モジュールのn本の出線がそれぞれ接続される空間
スイッチ部63の入力端子IN11〜INMnはすべてM個
の各空間スイッチモジュール63a〜63Mに接続され
るように予め配線されている。
【0030】空間スイッチモジュールは63a〜63m
は制御部81の指示に従って、所定の入線(入力端子)
を所定の出線(出力端子)に接続するようになってい
る。例えば、各ATM交換モジュール51a〜51mの
n個の出線(第1インタフェース62a〜62mのn個
の出線)をそれぞれn/m個づつm組に分ける。第1番
目の空間スイッチモジュール63aは、各ATM交換モ
ジュール51a〜51mからのそれぞれ(n/m)個の
第1組の入線(総計n本)を第2のインタフェース64
aを介して下り方向のATM交換モジュール71aの入
線に接続する。第2番目の空間スイッチモジュール63
bは、同様に各ATM交換モジュール51a〜51mか
らのそれぞれ(n/m)個の第2組の入線(総計n本)
を第2インタフェース部64bを介して下り方向のAT
M交換モジュール71bの入線に接続する。以下同様
に、第m番目の空間スイッチモジュール63mは、各A
TM交換モジュール51a〜51mからのそれぞれ(n
/m)個の第m組の入線(総計n本)を第2インタフェ
ース部64mを介して下り方向のATM交換モジュール
71mの入線に接続する。
【0031】図8はm=2,n=8の場合における空間
スイッチのスイッチング説明図である。実際の信号ルー
トのみ示しているが、m=8まで増設できるように空間
スイッチ部63は配線されている。第1番目の空間スイ
ッチモジュール63aは、ATM交換モジュール51
a,51bの出線から入力される第1組のそれぞれn/
m個(=4個)のセル流を、ATM交換モジュール71
aに入力するように固定接続(点線参照)している。
又、第2番目の空間スイッチモジュール63bは、AT
M交換モジュール51a,51bから入力される第2組
のそれぞれn/m(=4)個のセル流を、ATM交換モ
ジュール71bに入力するように固定接続(点線参照)
している。従って、ATM交換モジュール51a,51
bの任意の入線からのATMセルは、該ATMセルに付
加するルーチング情報を適当に定めることにより所定の
空間スイッチモジュール63a,63bに入力すること
ができ、ついで、該空間スイッチモジュールに接続され
たATM交換モジュール71a,71bでスイッチング
して任意の出線から送出できる。
【0032】図9はm=4に増設した場合であり、実際
の信号ルートのみ示している。第1番目の空間スイッチ
モジュール63aは、ATM交換モジュール51a〜5
1dから入力された第1組のそれぞれn/m(=2)個
のセル流を、下り方向のATM交換モジュール71aに
入力するように入線、出線を固定接続(点線参照)して
いる。又、第2番目の空間スイッチモジュール63b
は、ATM交換モジュール51a〜51dから入力され
た第2組のそれぞれn/m(=2)個のセル流を、下り
方向のATM交換モジュール71bに入力するように入
線、出線を固定接続(点線参照)している。第3番目の
空間スイッチモジュール63cは、ATM交換モジュー
ル51a〜51dから入力された第3組のそれぞれn/
m(=2)個のセル流を、下り方向のATM交換モジュ
ール71cに入力するように入線、出線を固定接続(点
線参照)している。第4番目の空間スイッチモジュール
63dは、ATM交換モジュール51a〜51dから入
力された第4組のそれぞれn/m(=2)個のセル流
を、下り方向のATM交換モジュール71dに入力する
ように入線、出線を固定接続(点線参照)している。従
って、ATM交換モジュール51a〜51dの任意の入
線からのATMセルは、該ATMセルに付加するルーチ
ング情報を適当に定めることにより所定の空間スイッチ
モジュール63a〜63dに入力することができ、つい
で、該空間スイッチモジュールに接続されたATM交換
モジュール71a〜71dでスイッチングして任意の出
線から送出できる。
【0033】(a-5) 交換機の動作 ATM交換モジュールが増設されることを考慮し、最大
M個のATM交換モジュールが接続可能なように、ST
M交換モジュール61を構成する。すなわち、STM交
換モジュール61の空間スイッチ部63に空間スイッチ
モジュールをM個設ける。そして、M個のATM交換モ
ジュールからのn本の出線(総計Mn本)が接続される
空間スイッチ部63のMn個の入力端子を、各空間スイ
ッチモジュール63a〜63Mに予め配線しておく。
又、M個の各空間スイッチモジュールから出力されるそ
れぞれn個の出線を空間スイッチ部63の出力端子に予
め配線しておく。
【0034】かかる状況において、実際のm(≦M)個
の上り方向ATM交換モジュール51a〜51mのn本
の出線を第1インタフェース62a〜62mを介して空
間スイッチ部63の入力端子に接続する。又、m(≦
M)個の下り方向ATM交換モジュール71a〜71m
のn本の入線を第2インタフェース62a〜62mを介
して空間スイッチ部63の出力端子に接続する。そし
て、制御部81により、空間スイッチ部63の所定の入
力端子が所定の出力端子に接続されるように接続制御す
る。これにより、第1番目の空間スイッチモジュール6
3aは、各ATM交換モジュール51a〜51mからの
それぞれ(n/m)個の第1組の入線(総計n本)を第
2のインタフェース64aを介して下り方向のATM交
換モジュール71aの入線に接続する。又、第2番目の
空間スイッチモジュール63bは、同様に各ATM交換
モジュールのそれぞれ(n/m)個の第2組の入線(総
計n本)を第2インタフェース部64bを介して下り方
向のATM交換モジュール71bの入線に接続する。以
下同様に、第m番目の空間スイッチモジュール63m
は、各ATM交換モジュールからのそれぞれ(n/m)
個の第m組の入線(総計n本)を第2インタフェース部
64mを介して下り方向のATM交換モジュール71m
の入線に接続する。
【0035】以上により、上り、下り方向にATM交換
モジュールがm個設けられた時の多段接続構成のATM
交換機が構成される。B−ISDNのUNI/NNIか
らのセルは所定の上り方向のATM交換モジュール51
a〜51mに収容され、VCI/VPI単位で交換され
る。局内の呼の場合には、着加入者が収容される下り方
向のATM交換モジュール71a〜71mに、STM交
換網61を介してセルが転送される。他局の場合には、
STM交換モジュール61経由で、宛先のNNIのイン
タフェースを収容する下り方向のATM交換モジュール
71a〜71mにセルが転送される。
【0036】ATM交換モジュールを増設する場合に
は、増設する上り方向のATM交換モジュールのn本の
出線を第1インタフェースを介して空間スイッチ部のn
個の入力端子に接続し、また、増設する下り方向のAT
M交換モジュールのn本の出線を第2インタフェースを
介して空間スイッチ部のn個の出力端子に接続する。増
設により、上り方向及び下り方向のATM交換モジュー
ルの数がm′になれば、制御部81により空間スイッチ
部63の入力端子と出力端子の接続関係を変更する。す
なわち、第1番目の空間スイッチモジュール63aは、
各ATM交換モジュール51a〜51m′からのそれぞ
れ(n/m′)本の第1組の入線(総計n本)を第2の
インタフェース64aを介して下り方向のATM交換モ
ジュール71aの入線に接続する。又、第2番目の空間
スイッチモジュール63bは、同様に各ATM交換モジ
ュールのそれぞれ(n/m′)本の第2組の入線(総計
n本)を第2インタフェース部64bを介して下り方向
のATM交換モジュール71bの入線に接続する。以下
同様に、第m′番目の空間スイッチモジュール63m′
は、各ATM交換モジュールからのそれぞれ(n/
m′)本の第m′組の入線(総計n本)を第2インタフ
ェース部64m′を介して下り方向のATM交換モジュ
ール71m′の入線に接続する。
【0037】以上により、上り、下り方向にATM交換
モジュールがm′個設けられた時の多段接続構成のAT
M交換機が構成される。以上より、第1実施例によれ
ば、ATM交換モジュールの数に応じて制御部81で入
線と出線の接続関係をソフト的に半固定に設定するだけ
で良いため、ATM交換モジュールを増設しても配線替
えを行う必要はなく、容易に増設することができる。
又、ATM交換機を多段接続構成にし、かつ、中間段の
ATM交換モジュールを高速のSTM交換モジュールで
置き換えているため、ATM交換機の全体のサイズを小
さくでき、しかも、バースト性をランダムに処理してA
TM交換機の資源の利用効率を高めることができる。
【0038】(b) 本発明の第2の実施例 第1実施例においては、上り、下り方向のATM交換モ
ジュール間の接続にSTM交換モジュール61を用いて
いる。このため、ATM交換モジュールの替わりに、あ
るいは新たに、STMの交換システム(例えば通常の電
話交換機)を該STM交換モジュールの前段、後段に設
け、STM網のデータをSONETのフレームに多重し
てSTM交換モジュール61に入出力することが加納と
なる。このようにすれば、ATM、STMを統合したシ
ステムを容易に構築することができる。
【0039】図10は本発明の第2実施例の全体構成図
であり、図2の第1実施例と同一部分には同一符号を付
している。51a〜51mは第1段目(上り方向)のm個
のATM交換モジュール、61は第2段目(中間)のS
TM交換モジュールであり、多数の空間スイッチを内蔵
している。71a〜71mは第3段目(下り方向)のm個
のATM交換モジュールである。90a,90bはST
M交換機、91はセル化モジュール、92はデセル化モ
ジュールである。セル化モジュール91は、STM網か
ら入力された信号をセル化するセル化部91aと、セル
流をSONET STC-12のフォーマットを有するフレームに変
換するインタフェース(フォーミング部)を有している。
デセル化部92は、SONET STC-12のフレームをセル流に
変換するインタフェース部(デフォーミング部)92a
と、セル流をデセル化するSTM網に送り出すデセル化
部92bを有している。
【0040】セル化モジュール91はSTM網よりST
M交換モジュール61を介して入力された信号をセル化
すると共に、SONET STC-12のフォーマットを有するフレ
ームに変換する。ついで、セル化モジュールは該フレー
ムを中間のSTM交換モジュール61に入力する。ST
M交換モジュール61は入力されたフレームを出力側の
所定のATM交換モジュール71a〜71mに入力し、
該ATM交換モジュール71a〜71mを介してATM
網に送り出す。又、デセル化モジュール92は所定のA
TM交換モジュール51a〜51mよりSTM交換モジ
ュール61を介して入力されたSONET STC-12フォーマッ
トのフレームをセル流にデフォーミングした後、デセル
化してSTM網に送り出す。以上のようにすれば、ST
M網からATM網に乗り入れて、あるいは逆にATM網
よりSTM網に乗り入れてそれぞれの端末間で簡単に通
信することができる。すなわち、ATM交換機の大規模
化が行え、しかも、ATM網とSTM網を統合して処理
できる交換システムを構築することができる。以上、本
発明を実施例により説明したが、本発明は請求の範囲に
記載した本発明の主旨に従い種々の変形が可能であり、
本発明はこれらを排除するものではない。
【0041】
【発明の効果】以上本発明によれば、ATM交換モジュ
ールの数に応じて制御部でSTM交換モジュールの入線
と出線の接続関係を設定するだけで良いため、ATM交
換モジュールを増設しても配線替えを行う必要はなく、
容易に増設することができる。又、本発明によれば、交
換モジュールを多段に接続してATM交換機を構成し、
かつ、中間段のATM交換モジュールを高速のSTM交
換モジュールで置き換えているため、ATM交換機の全
体のサイズを小さくでき、しかも、バースト性をランダ
ムに処理してATM交換機の資源の利用効率を高めるこ
とができる。更に、本発明によれば、中間段のSTM交
換モジュールにセル化モジュールとデセル化モジュール
を接続したから、STM網からの信号をセル化してAT
M網に送り出すことができ、又、STM交換モジュール
を介して入力されたATM網からのセル流をデセル化し
てSTM網に送出することができる。すなわち、STM
網からATM網に乗り入れて、あるいは逆にATM網よ
りSTM網に乗り入れてそれぞれの端末間で簡単に通信
することができ、ATM網とSTM網を統合して処理で
きる交換システムを構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理説明図である。
【図2】本発明の第1の実施例の全体構成図である。
【図3】ATM交換モジュールの構成図である。
【図4】ラインインタフェースLIの構成図である。
【図5】SONET STS-3のフレームフォーマットの説明図
である。
【図6】SONET STS-12のフレームフォーマットの説明図
である。
【図7】STM交換モジュールの構成図である。
【図8】空間スイッチのスイッチング説明図(m=2,
n=8)である。
【図9】空間スイッチのスイッチング説明図(m=4,
n=8)である。
【図10】本発明の第2実施例の全体構成図である。
【図11】ATMセルの構成図である。
【図12】ATM網の概略説明図である。
【図13】マルチ経路多段バッファ型ATM交換機の構
成図である。
【図14】ATMセルに付加されるルーチングヘッダ説
明図である。
【図15】自己ルーチングスイッチモジュールの構成図
である。
【図16】自己ルーチングスイッチモジュールの概略表
現図である。
【図17】従来の多段接続構成のATM交換機の構成図
である。
【符号の説明】
50・・ATM交換機 51a〜51m;71a〜71m・・ATM交換モジュ
ール 61・・STM交換モジュール 81・・制御部 91・・セル化モジュール 92・・デセル化モジュール
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04Q 11/04 (72)発明者 村山 雅美 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 (72)発明者 福田 直樹 福岡県福岡市博多区博多駅前一丁目4番4 号 富士通九州通信システム株式会社内

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ルーチング用制御データ部と送信情報部
    とからなる固定長セルを所定の出方路にスイッチングす
    る自己ルーチング交換機において、 交換モジュールを
    多段接続した構成を備えると共に、 中間の交換モジュールとして、入線と出線の接続関係が
    切り替え可能な回線交換モジュールを備え、 前記回線交換モジュールの前段及び後段における交換モ
    ジュールとして自己ルーチング交換モジュールを備え、 更に、前記回線交換モジュールの入線と出線の接続関係
    を設定する制御部を有することを特徴とする自己ルーチ
    ング交換機。
  2. 【請求項2】 前段の自己ルーチングモジュールと回線
    交換モジュールの間に設けられ、セル流を所定フォーマ
    ットを有するフレームに変換する第1インタフェース部
    と、 回線交換モジュールと後段の自己ルーチングモジュール
    間に設けられ、所定のフォーマットを有するセルフレー
    ムをセル流に変換する第2インタフェース部を有するこ
    とを特徴とする請求項1記載の自己ルーチング交換機。
  3. 【請求項3】 回線交換モジュールを空間スイッチで構
    成することを特徴とする請求項1又は請求項2記載の自
    己ルーチング交換機。
  4. 【請求項4】 前段及び後段に設けられるn×nの自己
    ルーチング交換モジュールの数をそれぞれmとすると
    き、回線交換機はM(≧m)個の空間スイッチモジュー
    ルを備え、 前段の各自己ルーチング交換モジュールからのn本の出
    線を全て(総計mn本)、各空間スイッチモジュールに
    接続し、 m個の空間スイッチモジュールは制御部の指示に従っ
    て、各自己ルーチング交換モジュールからのそれぞれ
    (n/m)本づつの総計n本の入線を所定の出線に接続
    し、 m個の空間スイッチモジュールのそれぞれのn本の出線
    を後段の自己ルーチング交換モジュールに接続すること
    を特徴とする請求項3記載の自己ルーチング交換機。
  5. 【請求項5】 前記前段の自己ルーチング交換モジュー
    ルは、 ユーザ網インタフェース(UNI)あるいはネットワー
    クノード網(NNI)と接続されたラインインタフェー
    ス部と、 複数のラインインタフェースから出力されるセルを多重
    化する多重化部と、n個の多重化部と接続されたn×n
    の自己ルーチングスイッチ部と、 自己ルーチングスイッチ部のn本の出線と接続され、そ
    れぞれの出線より入力された多重セル流を分離する分離
    部を有し、 各分離部により分離されたセル流を前記第1インタフェ
    ース部に入力することを特徴とする請求項2記載の自己
    ルーチング交換機。
  6. 【請求項6】 前記後段の自己ルーチングモジュール
    は、 前記第2インタフェース部から出力されるセル流を多重
    化する多重化部と、 n個の多重化部と接続されたn×nの自己ルーチングス
    イッチング部と、 自己ルーチングスイッチング部のn本の出線と接続さ
    れ、それぞれの出線より入力された多重セル流を分離す
    る分離部と、 各分離部により分離されたセル流をセルフレームに変換
    して出力するラインインタフェース部を備えたことを特
    徴とする請求項5記載の自己ルーチング交換機。
  7. 【請求項7】 自己ルーチング網と回線網を統合して交
    換する交換システムにおいて、 交換システムは交換モジュールを多段接続した構成を備
    えると共に、 中間の交換モジュールとしての回線交換モジュールと、 回線交換モジュールの前段及び後段に設けられた自己ル
    ーチング交換モジュールと、 回線交換モジュールの入線と出線の接続関係を切り替え
    制御する制御部と、 回線網より回線交換モジュールを介して入力された信号
    をセル化すると共に、所定フォーマットのセルフレーム
    に変換して回線交換モジュールに入力するセル化モジュ
    ールと、 所定の自己ルーチング交換モジュールより回線交換モジ
    ュールを介して入力されたセルフレームをセル流に変換
    した後、デセル化して回線網に入力するデセル化モジュ
    ールとを備えたことを特徴とする交換システム。
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