JPH088931A - Ａｔｍ−ｌａｎシステム、ａｔｍスイッチ及びｃａｔｖ網 - Google Patents

Ａｔｍ−ｌａｎシステム、ａｔｍスイッチ及びｃａｔｖ網

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JPH088931A
JPH088931A JP14022394A JP14022394A JPH088931A JP H088931 A JPH088931 A JP H088931A JP 14022394 A JP14022394 A JP 14022394A JP 14022394 A JP14022394 A JP 14022394A JP H088931 A JPH088931 A JP H088931A
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JP
Japan
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cell
terminal
atm
message
terminals
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JP14022394A
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English (en)
Inventor
Yasuro Shohata
康郎 正畑
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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  • Two-Way Televisions, Distribution Of Moving Picture Or The Like (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
  • Small-Scale Networks (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】端末の独立性が高く、かつＡＴＭスイッチのハ
ードウェア量を小さくできるＡＴＭ−ＬＡＮシステムを
提供する。 【構成】 複数の端末を複数のハブを介して接続し、端
末からハブを制御する形式のＡＴＭ−ＬＡＮシステムに
おいて、任意の入力ポートに入力したセルを任意の二つ
以上の出力ポートへコピーして出力するコピー接続機能
を有するＡＴＭスイッチ２０と、ブロードキャストチャ
ネル上のメッセージの宛先情報に従って、予め定められ
たルーティングタグ群の一つから選択したルーティング
タグを該メッセージに付加してＡＴＭスイッチ２０の所
定の入力ポートへ渡すルーティングタグ付加部１０２を
有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、複数の端末を収容しそ
れら端末間で通信を行うためのローカルエリアネットワ
ーク（ＬＡＮ）に関し、特に非同期転送モード（ＡＴ
Ｍ）で通信を行うＡＴＭ−ＬＡＮシステムと該ＡＴＭ−
ＬＡＮシステムを構成するハブに含まれるＡＴＭスイッ
チ、及び非同期転送モードで通信を行うＣＡＴＶ網に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、伝送／交換技術の高速化を狙
う技術として、ＡＴＭ（非同期転送モード）が注目を集
めている。ＡＴＭは、全ての情報をセルと呼ばれる固定
長短パケットに担わせて転送する事により、パケット交
換のハードウェア実装を狙い、高速な情報の伝送／交換
を容易にする事を狙った技術である。
【０００３】ＡＴＭは、将来の広帯域サービス統合ディ
ジタル網（Ｂ−ＩＳＤＮ）の“約束された解”と目され
ている。このことから、広域網へのインタオペラビリテ
ィを高めるべく、例えば一つのフロアといった限定され
た区域をサービス範囲とするネットワーク、即ちローカ
ルエリアネットワーク（ＬＡＮ）に、ＡＴＭ技術を適用
したいわゆるＡＴＭ−ＬＡＮに関する研究・開発が近年
活発である。しかしながら、今まで研究・開発されてき
たＡＴＭ−ＬＡＮには、以下のような問題点がある。
【０００４】ＡＴＭ通信網は、基本的にＡＴＭレイヤに
てコネクションオリエンティッドの通信を提供するもの
である。従来のＡＴＭ−ＬＡＮでは、収容する端末にコ
ネクションを設定する機能は網側機能として提供され
る。また、従来から分散オペレーティングシステムとい
ったＬＡＮ上で提供されるネットワーキングされたサー
ビスが多用している、“ある端末があるサービスを使用
しようとする際、該サービスを提供するホストをＬＡＮ
内ブロードキャストにて探索する”といった技術も、網
側機能として提供されているものを使用せざるを得な
い。即ち、従来のＡＴＭ−ＬＡＮは、端末の網側機能か
らの独立性が低い。これは結果として、網側機能によっ
てネットワーキングされるサービスの機能が制限されて
しまうという重大な欠点を内包してしまう事を意味す
る。また、通信資源の管理をワークステーションが行え
ないので、通信資源を使うプロセスのデッドロックを検
出できないという点も問題である。
【０００５】このような問題に対して、コネクションを
設定する際、ハブが持つＶＰ／ＶＣリンク設定機能とＶ
Ｐ／ＶＣ連結機能とを端末からの指示にて制御すること
によって、コネクション設定を端末が主体となって行
い、もって網側機能からの端末の独立性を高めたＡＴＭ
−ＬＡＮシステムが考えられている。この場合、ＡＴＭ
−ＬＡＮシステムを構成するハブ（ノードとも呼ばれ
る）は、例えば端末からハブへのＶＰ／ＶＣリンク設定
機能とＶＰ／ＶＣリンクの連結機能への指示等を行うべ
くブロードキャストチャネルを準備するための機能を有
する。このブロードキャストチャネルのメッセージに
は、そのメッセージの宛先と送出元が書かれている。各
ハブは、ブロードキャストチャネル上のメッセージの宛
先を参照し、自分宛であればそのメッセージを取り込ん
でハブ設定プロセスへと転送することによって、コネク
ション設定プロセスからの指示を知る。メッセージの宛
先と送出元には、端末やハブに製造時から付加されるノ
ード番号と呼ばれるグローバルユニークな番号が書き込
まれている。製造時にグローバルユニーク性を保証して
付加する番号を宛先とすることにより、ＶＰ／ＶＣリン
ク設定をブロードキャストチャネル上で指示する等、ブ
ロードキャストチャネルを用いた通信を電源投入時から
行う事ができる。
【０００６】このブロードキャストチャネル上のメッセ
ージは、ＡＴＭセル一つに納めることとし、メッセージ
長が伸びる事による遅延の増大を抑えている。ブロード
キャストチャネル上のセルをブロードキャストセルと呼
び、また、ブロードキャストセル以外のセルをユーザセ
ルと呼ぶ。ブロードキャストセルとユーザセルは、各ハ
ブのインタフェース点からは混在して入力される。予め
定められたＶＰＩ／ＶＣＩを持つセルをブロードキャス
トセルと定義することにより、ブロードキャストセルと
ユーザセルの区別を行う。
【０００７】ブロードキャストセルの転送宛先を指定す
る方法として、以下の３種類の方法が考えられる。
【０００８】第１の方法は、ブロードキャストセルの転
送宛先のノード番号を宛先とする方法である。この宛先
を持つブロードキャストセルは、全ての端末／ハブに一
旦転送され、転送先においてこの宛先が参照され、自分
のノード番号と一致する端末／ハブのみが当該ブロード
キャストセルを取り込む動作を行う。
【０００９】第２の方法は、あるブロードキャストセル
を全ての端末／ハブが取り込む様にする方法である。こ
れを示すために、宛先に例えばオール“１”といった予
め定められたビットパタンを予約する。これはＡＴＭ−
ＬＡＮシステム中でサービスを提供している場所を探
す、等の目的で使用される。
【００１０】第３の方法は、あるブロードキャストセル
を当該セルを挿入した端末／ハブに直接物理リンクで接
続されたハブもしくは端末のみに渡し、その他の端末／
ハブには渡さないという方法である。これを示すため
に、宛先に例えばオール“０”といった予め定められた
ビットパタンを予約する。これはノード番号と組み合わ
され、ＡＴＭ−ＬＡＮシステムがどの様に接続されてい
るかをコネクション設定プロセスが認識する、即ち構成
認識を行うためのプロトコルの実行の為に使用される。
【００１１】以上の３通りの宛先指定法を実現するため
には、ブロードキャストセルに前端末／ハブに転送する
ものと、物理リンクにて直接接続された端末／ハブのみ
に転送するものの２種類を規定する必要がある。前者を
全端末同報のブロードキャストセル、後者を隣接ノード
分岐のブロードキャストセルと呼ぶ。
【００１２】各ハブは、ユーザセルについては以下に述
べる様な従来のＡＴＭ−ＬＡＮシステムと同様の処理を
行う。すなわち、各ハブは入力されたセルのＶＰＩ／Ｖ
ＣＩを参照し、当該セルが属するＶＰ／ＶＣを知る。次
に、各ハブはそのＶＰ／ＶＣに属するセルの転送先であ
る送出先のインタフェース点およびその送出先のインタ
フェース点での新しいＶＰＩ／ＶＣＩを知る。各ハブ
は、意図された送出先のインタフェース点に入力セルを
転送すると同時に、新しいＶＰＩ／ＶＣＩに書き換え
る。この動作を行うため、各ハブは設定されているＶＣ
／ＶＰ毎に、当該ＶＰ／ＶＣに属するセルを送出するイ
ンタフェース点を示す情報と、送出先の新しいＶＰＩ／
ＶＣＩを示す情報を保持するテーブル（これをルーティ
ングタグテーブルと呼ぶ）を各ポート毎に備えている。
上述のハブ設定メッセージを受け取ると、ハブ設定プロ
セスは必要なポートのルーティングタグテーブルを更新
する事により、ＶＰ／ＶＣリンクの設定と連結を行うこ
とになる。
【００１３】一方、各ハブはブロードキャストセルにつ
いては、以下のような処理を行い、ＡＴＭ−ＬＡＮシス
テム全体としてブロードキャストチャネルを提供する。
ブロードキャストセルは、全てのハブ設定プロセスや端
末に、ただ１回、転送される必要がある。この様なブロ
ードキャストを行う方法として良く知られている方法
は、ＡＴＭ−ＬＡＮ中に木構造を定義し、その木構造に
沿ってブロードキャストセルをコピーしながら転送する
方法である。この木構造をブロードキャスト木と呼ぶ。
ハブ設定プロセスや端末は、ブロードキャスト木のリー
フとして定義される。
【００１４】ここで、ブロードキャストチャネルを実現
する手法として以下の２種類が考えられる。
【００１５】第１の方法では、上述のブロードキャスト
木のルートに、該ブロードキャスト木に沿ってリーフか
らルートに向かって、リーフである端末やハブ設定プロ
セスの送出したブロードキャストセルを転送し、一旦ブ
ロードキャスト木のルートに全て合流させる。その後、
合流させたトラフィックを再度ブロードキャスト木に沿
って、今度はルートから各リーフに向けて各ハブでコピ
ーを行いながら転送する。
【００１６】この方法は、転送されるブロードキャスト
セル間に全順序が規定され、全端末、全ハブ設定プロセ
スが受け取るブロードキャストセルの順番が全て同一で
あるという分散ＯＳを実現するために好ましい性質があ
る一方、一つのブロードキャストセルがブロードキャス
ト木に沿って２回転送されるので、ブロードキャストチ
ャネルのレイテンシが悪くなると同時にブロードキャス
トチャネルのトラフィックが増大してしまう、という問
題点がある。さらに、ブロードキャスト木のルートから
コネクション設定プロセスまでの経路上で障害が発生す
ると、ＡＴＭ−ＬＡＮ全体が動作しなくなってしまう、
という問題点もある。
【００１７】第２の方法は、ブロードキャスト木を構成
する枝となっている物理リンクから入ってきたブロード
キャストセルを各ハブでコピーし、入ってきた枝以外の
枝となっている物理リンクへと送出する方法である。
【００１８】この方法では、一つのブロードキャストセ
ルはただ１回ブロードキャスト木に沿って転送されるだ
けであるので、ブロードキャストチャネルのレイテン
シ、トラフィックとも第１の方法に比して小さく、ま
た、ＡＴＭ−ＬＡＮ内部に障害が発生しても、障害発生
ポイントからコネクション設定プロセスまでの間で規定
されるＡＴＭ−ＬＡＮの一部は動作を続けることが可能
であるという利点がある。しかしながら、ブロードキャ
ストセルの間に全順序が規定できない、即ち、それぞれ
の端末／ハブ設定プロセスが受信するブロードキャスト
セルの順序がそれぞれ毎に異なるという問題点がある。
【００１９】例えば、ブロードキャストチャネル用のＶ
ＰＩ／ＶＣＩを第１のアルゴリズム用、第２のアルゴリ
ズム用それぞれに対して予約し、これらのアルゴリズム
の利点を生かすように、ブロードキャストセルにて提供
されるサービスの性質に応じてどちらかを選択するとい
った手法も考えられるが、第２の方法で必要なメッセー
ジ到着に係る全順序規定の可能なブロードキャストチャ
ネルは、いわゆるポイント−マルチポイントコネクショ
ンをコネクション設定プロセスがＡＴＭ−ＬＡＮ中に定
義できれば容易に構築可能であるので、ここでは以降の
説明においては、ブロードキャストチャネル実現の為
に、上述した第２の方法を使ってブロードキャストセル
の転送を各ハブが行っているものとして説明を進める。
【００２０】上述の様にブロードキャストチャネルを実
現するためには、各インタフェース点に、該インタフェ
ース点がブロードキャスト木の枝である物理リンクを収
容しているか否かを示す情報が必要になる。
【００２１】上述した思想で構築される改良されたＡＴ
Ｍ−ＬＡＮに対しては、ＩＴＵ−Ｔ／ＡＴＭ Ｆｏｒｕ
ｍといった標準化機関で策定されているＡＴＭに関する
標準（以下、ＡＴＭ標準方式という）にて動作する端末
や上位のネットワークを接続したり、移動端末を収容し
たりすることが容易である。ノード番号がグローバルユ
ニークであるので、上記のＡＴＭ標準方式にて策定され
るレイヤ３アドレスと、ノード番号との対応関係をコネ
クション設定プロセスが保持し、かつ必要な位置にコネ
クションを設定する事にしておけば、ＡＴＭ標準方式と
のインタワーキングは容易である。また、ノード番号が
グローバルユニークであるので、一つのコネクション設
定プロセスのサービス範囲内（これを管理ドメインと呼
ぶ）での端末の移動のみならず、管理ドメインを越えた
端末の移動に対しても容易に対応することが可能であ
る。さらに、ブロードキャストチャネル上で、端末の必
要とするサービスを端末主導で検索可能なプロトコルを
実行することが可能なので、移動端末の種別をＡＴＭ−
ＬＡＮが意識する必要もない。
【００２２】一方、上述の改良されたＡＴＭ−ＬＡＮシ
ステムのハブ内で使用されるＡＴＭスイッチとしては、
ポイント−ポイント接続のＡＴＭスイッチにバス型スイ
ッチを併設するもの、もしくは出力バッファ型でブロー
ドキャストセルのルーティングを実現する為に出力部に
アドレスフィルタを置く形式のものが考えられる。しか
し、前者の場合はブロードキャストセルを処理するため
に特別なハードウェアが必要で、かつバス型スイッチに
対してブロードキャストセルを分岐／挿入する部分に比
較的大容量のセルバッファが必要であり、後者の場合は
ユーザセル／ブロードキャストセルをコピーする為のバ
スの後ろに設けられるセルバッファに比較的大容量のセ
ルバッファや、ブロードキャストセルをルーティングす
るためのアドレスフィルタといった特別なハードウェア
が必要であり、いずれにしてもＡＴＭスイッチのハード
ウェア量が大きいという欠点が生じる。
【００２３】また、ＣＬＳＦ（コネクションレスサービ
スファンクション）として良く知られている、コネクシ
ョンレス通信を行うパケットを処理する機能をコネクシ
ョン設定プロセスにて実現する場合、ＣＬＳＦを任意の
ワークステーションに移してスループットを向上させる
という操作をユーザがいかにして行うことができるかも
課題となる。
【００２４】さらに、上述の改良されたＡＴＭ−ＬＡＮ
システムでは、ＩＴＵ−Ｔ／ＡＴＭＦｏｒｕｍ標準に比
べてハブの制御系の機能が削減されることでコスト削減
が可能である。しかし、ＡＴＭ−ＬＡＮシステムのハブ
にＡＴＭスイッチ、物理レイヤ機能、ヘッダ書き換え機
能等、通話路系を実現するために数多くの部品を使用す
ると、例えばユーザがエディタを動作させる場合のよう
に、下り方向のトラフィックは大きいが、上り方向のト
ラフィックは小さいという端末をより安くＡＴＭ−ＬＡ
Ｎに収容したいというユーザの要求に答えることは難し
い。
【００２５】ところで、例えば M.DePrycker，W.Verbie
st，D.Mestdaghが、ISS92 の会議録pp.380-384に、“ A
TM PASSIVE NETWORKS : PREPARING THE ACCESS NETWORK
FORBISDN”と題された論文で開示した如く、同軸ケー
ブルや光スターカプラといった比較的安価な伝送媒体を
用いて多数の加入者を収容し、これらの加入者にビデオ
分配サービスや、ビデオオンデマンドといったサービス
を提供する、いわゆるＣＡＴＶ網をＡＴＭ化しようとす
る動きが近年活発である。しかしながら、従来知られて
いるこの種の通信網の場合、光スターカプラを通じて転
送される情報はＡＴＭセルの形式をとっているが、光ス
ターカップラ上にコネクションを設定する為に、光スタ
ーカップラ上で定義された１セル長のスロットをコネク
ションを要求した端末に割り当てている。これは、いわ
ゆる回線交換、ＳＴＭである。従って、加入者が例えば
１ｋｂｐｓから１０Ｇｂｐｓまでといった如く幅広い伝
送帯域を要求する様になった場合、コネクションに対し
てスロットを割り当てるのが困難になったり、ＡＴＭ公
衆網と接続する点においてアダプテーションを行わなけ
ればならないためにヘッドエンドのハードウェア量が大
きくなってしまったり、あるいはＡＴＭ公衆網からの着
呼、公衆網への発呼といったＡＴＭ公衆網のサービスを
受けるために一旦プロトコル変換が行われるのでサービ
スの透過性が悪いといった様に、ＡＴＭ公衆網とのイン
タワーキングを考えたときにその制御が困難であり、ま
たヘッドエンドのハードウェア量が増大するという問題
が生じることになる。
【００２６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の第１の目的
は、端末の独立性を高くでき、かつＡＴＭスイッチのハ
ードウェア量を小さく抑える事のできるＡＴＭ−ＬＡＮ
システムおよび該ＡＴＭ−ＬＡＮに適したＡＴＭスイッ
チを提供することにある。
【００２７】本発明の第２の目的は、端末の独立性を高
くでき、かつＣＬＳＦのネットワーキングを行う事ので
きるＡＴＭ−ＬＡＮシステムを提供することにある。
【００２８】本発明の第３の目的は、通話路系を実現す
るために必要な部品点数を削減したハブを有するＡＴＭ
−ＬＡＮシステムを提供することにある。
【００２９】本発明の第４の目的は、ＡＴＭ公衆網との
インタワーキングが簡単で、ヘッドエンドのハードウェ
ア量も削減できるＣＡＴＶ網を提供することにある。
【００３０】
【課題を解決するための手段】第１の目的を達成するた
め、第１の発明は複数の端末を複数のハブを介して接続
し、前記端末間で同期転送モードによりセルを伝送して
通信を行うＡＴＭ−ＬＡＮシステムにおいて、前記複数
の端末の少なくとも一つに設けられ、バーチャルパスま
たはバーチャルチャネルのリンクを設定するためのリン
ク設定要求及び該リンクを連結するためのリンク連結要
求を送出する要求送出手段と、前記複数のハブ及び前記
複数の端末を接続し、前記要求送出手段から送出された
前記リンク設定要求およびリンク連結要求を含むメッセ
ージを前記複数のハブに対して転送するブロードキャス
トチャネルと、前記複数のハブのそれぞれに設けられ、
前記ブロードキャストチャネルから転送された前記リン
ク設定要求およびリンク連結要求を受けて前記リンクの
設定及び連結を行うリンク設定／連結手段とを具備し、
前記ハブは、前記セルを入力する複数の入力ポートと前
記セルを出力する複数の出力ポートおよび任意の入力ポ
ートに入力したセルを任意の二つ以上の出力ポートへコ
ピーして出力するコピー接続機能を有するＡＴＭスイッ
チと、前記ブロードキャストチャネル上のメッセージの
宛先情報に従って、予め定められたルーティングタグ群
の一つから選択したルーティングタグを該メッセージに
付加して前記ＡＴＭスイッチの所定の入力ポートへ入力
させるルーティングタグ付加手段とを有することを特徴
とする。
【００３１】さらに、第１の発明はセルを入力する複数
の入力ポートとセルを出力する複数の出力ポートおよび
記憶手段を有し、各入力ポートから入力されたセルを該
記憶手段の所定のアドレスに一旦書き込み、該記憶手段
の所定のアドレスから各出力ポートへ出力するセルを読
み出すＡＴＭスイッチにおいて、(a) 前記複数の入力ポ
ートからそれぞれ入力されるセルを書き込むアドレスを
決定するための前記入力ポートの数と同数の書き込みア
ドレス決定タイムスロット群と、(b) 前記複数の出力ポ
ートのうち任意の二つ以上の出力ポートへ転送されるセ
ルを読み出すアドレスを決定するための一つのコピーセ
ル出力ポート決定タイムスロットと、(c) 前記コピーセ
ル出力ポート決定タイムスロットに続いて前記複数の出
力ポートから出力されるセルを読み出すアドレスを決定
するための前記出力ポートの数と同数の読み出しアドレ
ス決定タイムスロット群とを用いて前記記憶手段の書き
込みアドレスおよび読み出しアドレスを管理するアドレ
ス管理手段を有することを特徴とする。なお、上記記憶
手段はＲＡＭにより実現され、共通のセルバッファを構
成する。
【００３２】第２の目的を達成するため、第２の発明は
複数の端末を複数のハブを介して接続し、前記端末間の
通信を非同期転送モードにより行うＡＴＭ−ＬＡＮシス
テムにおいて、前記複数の端末の少なくとも一つに設け
られ、バーチャルパスまたはバーチャルチャネルのリン
クを設定するためのリンク設定要求及び該リンクを連結
するためのリンク連結要求を送出する要求送出手段と、
前記複数のハブ及び前記複数の端末を接続し、前記要求
送出手段から送出された前記リンク設定要求およびリン
ク連結要求を含むメッセージを前記複数のハブに対して
転送するブロードキャストチャネルと、前記複数のハブ
のそれぞれに設けられ、前記ブロードキャストチャネル
から転送された前記リンク設定要求およびリンク連結要
求を受けて前記リンクの設定及び連結を行うリンク設定
／連結手段と、前記複数の端末の少なくとも一つに設け
られたコネクションレスサービスを提供するための処理
を行うコネクションレスサービス処理手段と、前記複数
の端末のうちの前記コネクションレスサービス処理手段
を有しない端末に設けられ、該端末が前記コネクション
レスサービスを要求する際に前記コネクションレスサー
ビス処理手段を有する端末に向かうコネクションの設定
を前記要求送出手段に依頼するコネクション設定依頼手
段とを具備することを特徴とする。
【００３３】また、前記コネクションレスサービス処理
手段は、前記コネクションレスサービスの制御メッセー
ジを転送するセルのヘッダ部のセル廃棄優先度ビットを
オフに、該コネクションレスサービスのデータメッセー
ジを転送するセルのヘッダ部のセル廃棄優先度ビットを
オンにそれぞれ設定するアダプテーション手段を有する
ことを特徴とする。
【００３４】第３の目的を達成するため、第３の発明は
複数の端末を複数のハブを介して接続し、前記端末間の
通信を非同期転送モードにより行うＡＴＭ−ＬＡＮシス
テムにおいて、前記複数の端末の少なくとも一つに設け
られ、バーチャルパスまたはバーチャルチャネルのリン
クを設定するためのリンク設定要求及び該リンクを連結
するためのリンク連結要求を送出する要求送出手段と、
前記複数のハブ及び前記複数の端末を接続し、前記要求
送出手段から送出された前記リンク設定要求およびリン
ク連結要求を含むメッセージを前記複数のハブに対して
転送するブロードキャストチャネルと、前記複数のハブ
のそれぞれに設けられ、前記ブロードキャストチャネル
から転送された前記リンク設定要求およびリンク連結要
求を受けて前記リンクの設定及び連結を行うリンク設定
／連結手段と、前記ハブの各々のポートと前記複数の端
末のうちの二つ以上の端末との間に接続された光スター
カプラとを具備することを特徴とする。
【００３５】第４の目的を達成するため、第４の発明は
複数の端末を光スターカプラもしくは同軸ケーブルから
なる分配手段を含む伝送路を介してヘッドエンドに接続
し、該ヘッドエンドと前記複数の端末との間の通信を非
同期転送モードによりセルの形で行うＣＡＴＶ網であっ
て、前記ヘッドエンドに設けられ、該ヘッドエンドから
前記端末への情報を伝送する下りリンクに予め定められ
た間隔でオーバーヘッドを送出することにより下りリン
ク上にフレームを定義し、該オーバーヘッドに囲まれた
ペイロード部分に前記セルを挿入するとともに、遅れ時
間測定メッセージを送出するフレームを該オーバーヘッ
ドにより指定する下りリンク情報送出手段と、前記端末
に設けられ、前記下りリンク上で定義されたフレームを
予め定められた個数に分割して上りリンクスロットとし
て設定する上りリンクスロット設定手段と、前記端末か
ら送出される遅れ時間測定メッセージによる時間測定の
結果に基づいて前記上りリンクスロット設定手段により
設定される上りリンクスロットの開始時間を早めること
により、前記伝送路による遅延を補償する伝送路遅延補
償手段とを具備することを特徴とする。
【００３６】
【作用】第１の発明によると、ＡＴＭ−ＬＡＮシステム
を構成するハブにコピー接続の可能なＡＴＭスイッチを
用いることで、ブロードキャストセルのコピーをハブに
おいて実現するため、ＡＴＭスイッチ自体にブロードキ
ャストセルのコピーのための特別なハードウェアを持た
ずにブロードキャストチャネルを実現する事ができる。
しかも、ブロードキャストセルの宛先に従ってルーティ
ングタグを選択してするため、ＡＴＭスイッチの出力側
にアドレスフィルタのような特別なハードウェアを置く
必要もない。これによりＡＴＭスイッチのハードウェア
量が効果的に削減される。
【００３７】また、第１の発明のＡＴＭ−ＬＡＮシステ
ムで使用するコピー接続機能を有する上記ＡＴＭスイッ
チとして、共通のセルバッファを備えたいわゆる共通バ
ッファ型スイッチを採用することにより、ユーザセルと
ブロードキャストセルの区別無く、ＡＴＭスイッチに含
まれるセルバッファを使用する事が可能であり、これに
よってハブ内に必要となるセルバッファの総量を大幅に
削減することが可能になる。
【００３８】さらに、このようなコピー接続の可能な共
通バッファ型ＡＴＭスイッチにおいて、共通のセルバッ
ファを構成するＲＡＭからセルを読み出す時、コピーセ
ルを読み出すアドレスを決定するコピーセル出力ポート
決定タイムスロットと、それに続いて出力される他のセ
ルを読み出すアドレスを決定するタイムスロットを明確
に分離することにより、コピーを実現する時の種々の問
題が解決される。
【００３９】第２の発明によると、コネクションレスサ
ービスを要求する端末がコネクションレスサービス処理
手段であるＣＬＳＦプロセスを自律的にＡＴＭ−ＬＡＮ
システム中で検索できるようにしたので、ＡＴＭ−ＬＡ
Ｎシステムの管理者が自由にＣＬＳＦプロセスを実装す
る端末の個数を変化させ、もって該ＡＴＭ−ＬＡＮシス
テム中で提供されるコネクションレスサービスのスルー
プットを決定することが可能となる。
【００４０】また、ここでＣＬＳＦプロセスがＡＴＭレ
イヤに対して、制御メッセージを転送するセルのヘッダ
部のセル廃棄優先度（ＣＬＰ）ビットをオフとし、デー
タメッセージを転送するセルのヘッダ部のＣＬＰビット
をオンとして、前者のＣＬＰを後者のそれよりも小さく
することで、ＡＴＭレイヤでの輻輳発生時であっても制
御メッセージが廃棄されにくく、結果としてスループッ
トの良いＡＴＭ−ＬＡＮシステムを提供する事が可能と
なる。
【００４１】第３の発明によると、複数の端末を単なる
光スターカプラを介してハブの共通のポートに接続して
一つのインタフェース点に収容できるので、通話路形を
実現するために多くの部品を必要としない非常に安価な
構成で多数の端末を収容可能であるＡＴＭ−ＬＡＮを提
供することができる。
【００４２】第４の発明によると、ＡＴＭ多重を行う加
入者網を提供することができ、さらに加入者網において
スロッテドアロハというスループットの良い方式を使用
することが可能になるので、ＡＴＭ公衆網などのＡＴＭ
通信網とのインタワーキング性の高いＣＡＴＶ網を安価
に構築する事が可能となる。
【００４３】
【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の実施例に
ついて詳細に説明する。
【００４４】図１は、本発明の一実施例に係るＡＴＭ−
ＬＡＮシステムの全体構成を示している。このＡＴＭ−
ＬＡＮシステムは、ハブ１−１〜１−３を介して複数の
端末２−１〜２−４を接続した構成となっている。ハブ
１−１〜１−３と端末２−１〜２−４の間は、物理リン
ク７−１〜７−６にて接続されている。
【００４５】さらに、このＡＴＭ−ＬＡＮシステム内
に、各ハブ１−１〜１−３及び各端末２−１〜２−３を
接続しているブロードキャストチャネル３が設けられて
いる。各ハブ１−１〜１−３には、ハブ設定プロセス４
−１〜４−３がそれぞれ備えられ、また端末２−１〜２
−４のうちの少なくとも一つ（この例では２−１）にコ
ネクション設定プロセス５が備えられる。
【００４６】コネクション設定プロセス５は、任意のハ
ブ１−１〜１−３に対してＶＰ（バーチャルパス）また
はＶＣ（バーチャルチャネル）を構成するＶＰ／ＶＣリ
ンク６−１〜６−３を設定し、かつそれらを連結する要
求、即ちハブ設定要求をブロードキャストチャネル３に
向けて送出する機能を持っている。
【００４７】ハブ設定プロセス４−１〜４−３は、ブロ
ードキャストチャネル３により転送されてきたハブ設定
要求を受けてＶＰ／ＶＣリンク６−１〜６−３の設定お
よびそれらリンクの連結を行う。
【００４８】コネクション設定プロセス５が意図するハ
ブ上でＶＰ／ＶＣリンクが設定され連結されると、コネ
クション設定プロセス５が意図するＶＰもしくはＶＣが
ＡＴＭ−ＬＡＮシステム上に設定できる事になる。コネ
クション設定プロセス５は端末側プロセスであるので、
このコネクション設定プロセス５による通信資源の管理
情報を他のユーザプロセスと共有する事は容易である。
これによってデッドロック回避も可能である。
【００４９】図２は、第１の発明の一実施例に係るＡＴ
Ｍ−ＬＡＮのハブの構成を示す図である。本実施例に係
るＡＴＭ−ＬＡＮのハブは、複数の回線インタフェース
（ＩＮＦ＃１，…，ＩＮＦ＃ｎ）１０−１，…，１０−
ｎ、ＡＴＭスイッチ２０およびノード制御部３０から構
成されている。
【００５０】各回線インタフェース１０−ｉ（ｉ＝１，
…，ｎ）は、受信側の物理レイヤ部１０１、ルーティン
グタグ付加部１０２、ルーティングタグ削除部１０３、
送信側の物理レイヤ部１０４、及び回線インタフェース
が収容する物理リンク上にブロードキャスト木の枝が存
在するか否かを示す機械式スイッチ１０５から成ってい
る。また、ノード制御部３０はマイクロプロセッサ３０
１、受信ＦＩＦＯメモリ３０２、送信ＦＩＦＯメモリ３
０３、入力ポート３０４、ＲＯＭ３０５、ＲＡＭ３０６
より成っている。
【００５１】マイクロプロセッサ３０１は、ＲＯＭ３０
５に予め記憶されているプログラムに従って動作し、本
実施例に係るハブ全体の制御を行う。この為、各回線イ
ンタフェース１０−ｉの各構成部、受信側の物理レイヤ
部１０１、ルーティングタグ付加部１０２、ルーティン
グタグ削除部１０３、送信側の物理レイヤ部１０４はマ
イクロプロセッサ３０１の指令を受けて各種動作を行う
様に構成されている。図が煩雑になるのを防ぐため、図
２ではこの為に必要となる信号経路は図示されていな
い。また、各回線インタフェースが含む機械式スイッチ
１０５は、ノード制御部３０の入力ポート３０４に接続
されているものとする。
【００５２】図３に、本実施例に係るハブに含まれるＡ
ＴＭスイッチ２０の扱うセルのフォーマットを示す。Ａ
ＴＭスイッチ２０は、ＩＴＵ−Ｔにて規定された形式の
セル（ここではこの形式を持つセルを国際標準セルと呼
ぶ）の先頭に８ビットのルーティングタグの付いた形式
のセル（ここではこの形式を持つセルを内部セルと呼
ぶ）をスイッチングする。ＡＴＭスイッチ２０はコピー
接続機能、つまり任意の入力ポートに入力したセルを任
意の二つ以上の出力ポートへコピーして出力する機能を
有するものであり、８ビットのルーティングタグは、ビ
ットマップ方式として良く知られた形式にて該セルを転
送すべき出力ポートを指定する。図３に例示されたフォ
ーマットの場合、ＡＴＭスイッチ２０の最大のポート数
を８としているが、ビットマップ方式とは以下の様な方
式である。即ち、ルーティングタグの各ビットと、ＡＴ
Ｍスイッチ２０の各ポートを対応させておく。送出ポー
トの指定は、該ルーティングタグのビットを１とする事
で行う。ＡＴＭスイッチ２０は、該ルーティングタグの
うちで１となっているビットに対応するポートへ該セル
を送出する。複数ビットで１となっていれば、必要に応
じてＡＴＭスイッチ２０はセルをコピーして出力する。
ルーティングタグが全て０である内部セルは、以降のフ
ィールドに有意情報を保持していない、いわゆる空セル
である。
【００５３】本実施例の場合、全てのポートでＩＴＵ−
Ｔ標準でＵＮＩセルと呼ばれる形式の国際標準を扱うも
のとしている。即ち、国際標準セルのヘッダ部５バイト
は、前から順にＧＦＣフィールド、ＶＰＩフィールド、
ＶＣＩフィールド、ＰＴＩフィールド、ＣＬＰビット、
ＨＥＣフィールドである。これらのフィールドの意味は
ＩＴＵ−Ｔ標準に準拠している。ただし、ＶＰＩフィー
ルド、ＶＣＩフィールドのビットパタンの内の一つが予
めブロードキャストチャネル用に予約されている。この
予約する値は、本発明の有効性に何等影響を与えない
が、ここでは、この予約された値としてオール“１”を
採用し、以下の説明を進める。
【００５４】ユーザセルの場合、国際標準セルの情報部
にはユーザ情報が担われるが、ブロードキャストセルの
場合は、端末からハブへの指示が書かれる。ここでは、
ブロードキャストセルの情報部の使い方としては、特願
平５−１２０３５１に示したものを前提として説明を進
める。即ち、前から順に宛先アドレス、送出元アドレ
ス、メッセージ種別、メッセージ番号、メッセージ内
容、ＢＩＰ−８である。これらのフィールドの実際の値
は、特願平５−１２０３５１に開示されたものと同様で
あるとする。なお、ＩＴＵ−Ｔ標準のＯＡＭセルと合わ
せ、ＢＩＰ−８の代わりにＣＲＣ−１０を採用すること
にしても構わない。この場合、メッセージ内容フィール
ドがオクテットの整数倍にならず、メッセージ内容フィ
ールドの作成の為の手間が増大するという欠点がある。
【００５５】以下、これらの図を参照しながら、本実施
例に係るＡＴＭ−ＬＡＮにおけるハブの動作を詳細に説
明する。
【００５６】まず、各回線インタフェース１０−ｉは、
以下の動作を行う。ハブの外部から物理リンクを通じて
入力されるビット列は、物理レイヤ部（受信側）１０１
に入力される。物理レイヤ部（受信側）１０１では、該
入力されたビット列に対してフレーム同期、セル同期操
作を行ってセル流を再生し、ルーティングタグ付加部１
０２へと出力する。
【００５７】ルーティングタグ付加部１０２では、物理
レイヤ部（受信側）１０１から受信したセル流に含まれ
るそれぞれのセルに、ＡＴＭスイッチ２０での該セルの
ルーティングを指定するルーティングタグを付加し、Ａ
ＴＭスイッチ２０の入力ポートへと渡す。
【００５８】ＡＴＭスイッチ２０は、各回線インタフェ
ース１０から入力されたセルを該セルに付加されたルー
ティングタグに従ってスイッチングし、所望の出力ポー
トへと転送する。このより詳細な方法は、後ほど説明す
る。
【００５９】ＡＴＭスイッチ２０の出力ポートから一つ
の回線インタフェース１０に向けて送出されたセルは、
ルーティングタグ削除部１０３において、該セルに付加
されたルーティングタグが削除されてインタフェース点
上でのフォーマットへと戻され、物理レイヤ部（送信
側）１０４へ転送される。物理レイヤ部（送信側）で
は、渡されたセルのヘッダ中のＨＥＣ値を計算してＨＥ
Ｃフィールドを書き換え、該物理レイヤ部（送信側）１
０４の作成しているフレームのペイロード部分に乗せら
れ、ハブの外部へと送出される。
【００６０】一方、ＡＴＭスイッチ２０の出力ポートか
らノード制御部３０に向けて送出されたセルは、一旦受
信バッファ３０２に保持される。受信バッファ３０２に
は、外部から固定的に、もしくはマイクロプロセッサ３
０１により受信バッファ制御の為の内部レジスタ群の一
部に、電源投入時に該ハブに付加されたノード番号が与
えられている。ＡＴＭスイッチ２０からセルを受け取る
と、受信バッファ３０２は受け取ったセルの宛先アドレ
スを参照し、以下の動作を行う。すなわち、受け取った
セルの宛先アドレスが全端末同報であるか、もしくは隣
接ノード分岐である場合は、マイクロプロセッサ３０１
に引き渡すべく、一旦保持する。宛先アドレスがその他
の値の場合は、前記与えられたノード番号と、該受け取
ったセルの宛先アドレスフィールドを比較し、一致した
場合にのみマイクロプロセッサ３０１に引き渡すべく、
一旦保持する。一致しなかった場合は廃棄する。
【００６１】マイクロプロセッサ３０１は、受信バッフ
ァ３０２にセルが保持されたことを割り込みやポーリン
グといった良く知られた手法により関知する。受信バッ
ファ３０２にセルが保持されたならば、マイクロプロセ
ッサ３０１は該セルをＲＡＭ３０６へと転送する。マイ
クロプロセッサ３０１は、ＲＯＭ３０５に保持されたプ
ログラムに従ってＲＡＭ３０６に転送されたセルを解析
し、該セルにて指示された動作を行う。
【００６２】一方、マイクロプロセッサ３０１がハブ外
部に情報を転送するときは、該外部に転送したい情報を
持つセルを送信バッファ３０３上に作成する。送信バッ
ファ３０３は、マイクロプロセッサ３０１によりセルが
一つ作成されると、ＡＴＭスイッチ２０に向けて送出す
る。ＡＴＭスイッチは、ノード制御部３０から渡された
セルも、回線インタフェースから渡されたセルと同様、
該セルに付加されたルーティングタグに従って所望の出
力ポートへと転送する。
【００６３】次に、各回線インタフェース１０−ｉのル
ーティングタグ付加部１０２およびルーティングタグ削
除部１０３のより詳細な動作について説明する。
【００６４】まず、ルーティングタグ付加部１０２につ
いて説明する。各回線インタフェース１０−ｉのルーテ
ィングタグ付加部１０２は、ルーティングタグテーブル
を内蔵している。該ルーティングタグテーブルはマイク
ロプロセッサ３０１による設定／変更が可能な様に構成
されている。該ルーティングタグテーブルは、ユーザセ
ルのＡＴＭスイッチでのルーティングの為に必要なルー
ティングタグを保持するために使用される。
【００６５】ルーティングタグ付加部１０２は、物理レ
イヤ部（受信側）１０１からセルを受け取ると、該セル
のＶＰＩ／ＶＣＩフィールドを参照し、該セルがユーザ
セルであるか、ブロードキャストセルであるか、判断す
る。該セルがユーザセルである場合、該セルの持つＶＰ
Ｉ／ＶＣＩに対応するルーティングタグテーブルのエン
トリを参照し、該セルが送出されるべき出力ポートを示
すルーティングタグを該セルに付加する。
【００６６】コピー接続の可能なＡＴＭスイッチ２０を
採用する場合、良く知られているように、それぞれのコ
ピーコネクションをＶＰＩ／ＶＣＩではなく、ハブ内部
のみで一意である特別な識別子にて識別するのが適当で
ある。あるコピーコネクションについて考えると、該コ
ピーコネクションの入力部に一つのＶＰＩ／ＶＣＩ、該
コピーコネクションがｎ個の出力ポートに向けて設定さ
れているとすれば、該コピーコネクションの出力部にｎ
個のＶＰＩ／ＶＣＩがそれぞれ付けられており、これら
の識別子のどれかを使うよりは、別に識別子を定義した
方がコピーコネクションの制御が単純になるからであ
る。この識別子をコピーコネクション識別子と呼ぶ。こ
の識別子は、ノード制御部３０のマイクロプロセッサ３
０１が独立して管理する事が可能である。本実施例の場
合、ＡＴＭスイッチ２０は、後に述べるように、セルの
コピーを作成するとき、該セルのビットパタンを書き換
えるようには構成されていない。ＡＴＭスイッチ２０を
経由した後、ルーティングタグ削除部１０３において、
必要な値をＶＰＩ／ＶＣＩフィールドに書き込む時の手
がかりとする為、本実施例に係るＡＴＭ−ＬＡＮのハブ
では、該コピーコネクション識別子を国際標準セルのＶ
ＰＩフィールドに書き込む事としている。ＶＰ交換のサ
ポートを行うため、ＶＣＩフィールドについては、ルー
ティングタグ付加部１０２はトランスペアレントとして
いる。
【００６７】さらに、本実施例に係るＡＴＭ−ＬＡＮの
ハブの場合、ルーティングタグ付加部１０２がブロード
キャストセルの内の全端末同報のブロードキャストセル
に付加するルーティングタグを保持するレジスタを内蔵
している。ブロードキャストセルに付加するルーティン
グタグは、以下の様にしてマイクロプロセッサ３０１に
より計算され、該ルーティングタグを保持するレジスタ
に設定される。即ち、マイクロプロセッサ３０１は、ま
ず、各回線インタフェース１０−ｉの機械式スイッチ１
０５の値を入力ポート３０４を通じて読み取る。
【００６８】次にマイクロプロセッサ３０１は、該読み
とった値と、上述のブロードキャストチャネル実現用ア
ルゴリズム、即ち、該機械式スイッチ１０５にてブロー
ドキャスト木があると指定されているインタフェース点
から入力されたブロードキャストセルは、自分以外の回
線インタフェースの内、該機械式スイッチ１０５にてブ
ロードキャスト木がある指定されているインタフェース
点へと転送するというアルゴリズムとから、各回線イン
タフェース１０−ｉ毎にブロードキャストセル用のルー
ティングタグを計算し、ルーティングタグ付加部１０２
の内蔵するレジスタに設定する。設定の契機は、該ハブ
の電源投入時、もしくは機械式スイッチ１０５に設定さ
れた値が変化した時である。
【００６９】ルーティングタグ付加部１０２が物理レイ
ヤ部（受信側）１０１からセルを受け取り、該セルのＶ
ＰＩ／ＶＣＩフィールドを参照した結果、該セルがブロ
ードキャストセルであると認識した時は、ルーティング
タグ付加部１０２は次にブロードキャストセルの宛先ア
ドレスフィールドを参照し、該ブロードキャストセルが
隣接ノード分岐のブロードキャストセルであるか、全端
末同報のブロードキャストセルであるかを判断する。
【００７０】全端末同報のブロードキャストセルの場
合、前記ブロードキャストセル用のルーティングタグを
保持したレジスタからルーティングタグを取り出し、該
入力されたセルに付加してＡＴＭスイッチ２０へと送出
する。ブロードキャストセルは、どのハブのどの出力ポ
ートであっても全て同一のＶＰＩ／ＶＣＩ値を持ってい
るので、ユーザセルとは異なり、ＶＰＩ値のコピーコネ
クション識別子への書き換えは行わない。
【００７１】一方、受け取ったセルが隣接ノード分岐の
ブロードキャストセルである場合、ルーティングタグ付
加部１０２はノード制御部３０の接続されたポートにの
み向かう事を指示するルーティングタグを付加し、ＡＴ
Ｍスイッチ２０に出力する。このノード制御部３０の接
続されたポートにのみ向かう事を指示するルーティング
タグについても、マイクロプロセッサ３０１が電源投入
時にルーティングタグ付加部１０２に内蔵されたレジス
タに予め書き込んでおくものとする。また、この時もＶ
ＰＩフィールドの書き換えは行わない。
【００７２】なお、隣接ノード分岐のブロードキャスト
セルに対して応答を返すときに、全端末同報のブロード
キャストセルとする事も可能であるが、これを行うと例
えばＡＴＭ−ＬＡＮの電源立ち上げ時にブロードキャス
トチャネル３に一斉にブロードキャストセルが与えられ
る結果となり、望ましくない。このため、隣接ノード分
岐のブロードキャストセルに対して応答を返すときは、
該隣接ノード分岐のブロードキャストセルが到着したポ
ートに対してのみ、隣接ノード分岐のブロードキャスト
セルにて応答を返すことが望ましい。これを実現するた
めには、ルーティングタグ付加部１０２が隣接ノード分
岐のブロードキャストセルの例えば宛先フィールドのプ
ロセス番号の部分、もしくはＶＰＩ／ＶＣＩフィールド
の一部に、自分に付けられたポート番号を書き込む事
で、ノード制御部３０に該隣接ノード分岐のブロードキ
ャストセルが到着したポート番号を通知する様にしても
よい。ノード制御部３０は、該ポート番号を参照し、隣
接ノード分岐のブロードキャストセルによる応答メッセ
ージに付けるルーティングタグを所望のポートにのみ転
送するように設定する事になる。
【００７３】次に、ルーティングタグ削除部１０３につ
いて説明する。
【００７４】ルーティングタグ削除部１０３は、新規Ｖ
ＰＩ／ＶＣＩテーブルを内蔵している。ルーティングタ
グ付加部１０２に内蔵されたルーティングタグテーブル
と同様、この新規ＶＰＩ／ＶＣＩテーブルはマイクロプ
ロセッサ３０１による設定／変更が可能な様に構成され
ている。該新規ＶＰＩ／ＶＣＩテーブルは、ユーザセル
がインタフェース点に向けて送出される時のＶＰＩ／Ｖ
ＣＩ値を保持するために使用される。
【００７５】上述したように、ルーティングタグ付加部
１０２において内部セルのＶＰＩフィールドにコピーコ
ネクション識別子が記述される。新規ＶＰＩ／ＶＣＩテ
ーブルは、該コピーコネクション識別子をキーとしてア
クセス可能な様に構成されている。
【００７６】ルーティングタグ削除部１０３は、ＡＴＭ
スイッチ２０からセルを受け取ると、まずＶＰＩフィー
ルドを参照し、入力されたセルがブロードキャストセル
か、ユーザセルか判断する。コピーコネクション識別子
の値として２５５、すなわち全て１を使用しないという
規約を設ける事で、ＶＰＩフィールドが全て１であれば
ブロードキャストセル、そうでなければユーザセルと判
断することが可能になる。
【００７７】受け取ったセルがブロードキャストセルで
ある場合、ルーティングタグ削除部１０３はルーティン
グタグ付加部１０２にて付加されたルーティングタグを
削除し、国際標準セルとして物理レイヤ部（送信側）１
０４へと渡す。受け取ったセルがユーザセルである場
合、ルーティングタグ削除部１０３は、ルーティングタ
グを削除すると同時に、ＶＰＩフィールドの値をキーと
して該セルが送出される時に持つべきＶＰＩ／ＶＣＩ値
を新規ＶＰＩ／ＶＣＩテーブルから取り出し、該セルの
ＶＰＩ／ＶＣＩフィールドを書き換える。ここで、各コ
ピーコネクション識別子毎に、該識別子にて識別される
コネクションがＶＣ交換を受けるか、ＶＰ交換を受ける
かを指定するビットを新規ＶＰＩ／ＶＣＩテーブルの各
エントリに設け、ＶＰ交換を受けるとされるコネクショ
ンに属するセルであればＶＰＩのみを、ＶＣ交換を受け
るとされるコネクションに属するセルであればＶＰＩと
ＶＣＩを、それぞれ書き換える様にルーティングタグ削
除部１０３を構成すると、より望ましい実施例となる。
【００７８】なお、ＧＦＣフィールドについてはルーテ
ィングタグ付加部１０２、ルーティングタグ削除部１０
３共にトランスペアレントとする。以降に説明するよう
に、本実施例のＡＴＭ−ＬＡＮでは端末−端末間のフロ
ー制御にＧＦＣフィールドが使用される様に構成されて
も良い。
【００７９】また、ノード制御部３０の受信ＦＩＦＯメ
モリ３０２には、内部セルの形式、即ちルーティングタ
グが付加された形式にてセルが受信されることに注意が
必要である。また、送信ＦＩＦＯメモリ３０３には、内
部セルの形式にてセルを格納する必要があることにも注
意が必要である。マイクロプロセッサ３０１は、送信Ｆ
ＩＦＯメモリ３０３にセルを書き込む時、必要となるル
ーティングタグを付加した形式のブロードキャストセル
を作成する。全端末同報のブロードキャストセルに付加
するルーティングタグは、回線インタフェース１０−ｉ
の機械式スイッチ１０５に設定された情報を入力ポート
３０４を経由して読み取ると、マイクロプロセッサ３０
１にて計算することが可能になる。即ち、上述のブロー
ドキャストチャネル実現のためのブロードキャストセル
のルーティングアルゴリズムに従い、該機械式スイッチ
１０５にてブロードキャスト木が設定されていると指定
されている回線インタフェース全てに該ブロードキャス
トセルを転送するようにすれば良い。一方、隣接ノード
分岐のブロードキャストセルについては、該ブロードキ
ャストセルを転送したい先の回線インタフェースを指定
する様なルーティングタグを付加する事になる。
【００８０】さらに、本実施例ではコスト削減の為にル
ーティングタグ付加部１０２にて付加される情報はルー
ティングタグ８ビットだけであるとしたが、例えばルー
ティングタグを３２ビットにしたり、コピーコネクショ
ン識別子１６ビットとし、ＶＰＩフィールドに上書きせ
ずにルーティングタグと国際標準セルの間に挟み、ルー
ティングタグ削除部１０３が参照する位置を変化させる
等、付加される情報の変形は本発明の有効性を損なうも
のでは無いことに注意が必要である。
【００８１】さらにまた、ＡＴＭスイッチ２０にかかる
負荷を削減するため、不要なブロードキャストセルをノ
ード制御部３０に転送しないようにすべく、ルーティン
グタグを変化させてブロードキャストセルに付加する動
作を行う様にルーティングタグ付加部１０２を構成する
事も可能である。ルーティングタグ付加部１０２は、物
理レイヤ部（受信側）１０１からセルを受け取った時、
該セルがブロードキャストセルであるならば、宛先アド
レスフィールドを参照し、該宛先アドレスフィールドの
値に従って、以下のように付加するルーティングタグを
変化させる。
【００８２】即ち、宛先アドレスフィールドが全端末に
転送する事を示していれば、上述のマイクロプロセッサ
３０１から設定されたルーティングタグで全端末同報の
ブロードキャストセル用であるものを付加する。一方、
宛先アドレスフィールドが隣接ノード分岐の場合は、上
述と同じく、マイクロプロセッサ３０１から設定された
ルーティングタグで隣接ノード分岐のブロードキャスト
セル用であるものを付加する。宛先アドレスフィールド
に、ある端末もしくはハブ設定プロセスが指定されてい
たならば、ルーティングタグ付加部１０２は、次に、該
ハブに付加されたノード番号と該宛先アドレスフィール
ドを比較する。一致していれば、ノード制御部３０にの
み向かうルーティングタグ、即ち隣接ノード分岐のブロ
ードキャストセル用のルーティングタグを付加する。一
致していなければ、全端末同報のブロードキャストセル
用のルーティングタグと、隣接ノード分岐のブロードキ
ャストセル用のルーティングタグの各ビットの論理否定
をとったものとの、各ビットの論理積をとったものをル
ーティングタグとして与える。ここで与えられるルーテ
ィングタグは、ここで述べた様に操作を加える事で、ノ
ード制御部を除くブロードキャスト木の枝へと該セルを
コピーして転送する様な形式となる。
【００８３】なお、以上のアルゴリズムを実行するため
に必要となるノード番号は、マイクロプロセッサ３０１
が電源投入時にルーティングタグ付加部１０２の内部レ
ジスタに設定するようにしても良いし、あるいはルーテ
ィングタグ付加部１０２を実現するＬＳＩの外部ピンに
ＤＣ信号として与えるようにしても良い。
【００８４】上述したように、ノード番号による処理を
ルーティングタグ付加部１０２にて行う事にすると、Ａ
ＴＭスイッチ２０の負荷が低下するという利点の他に、
受信ＦＩＦＯメモリ３０２でのノード番号によるアドレ
スフィルタリングが不要となり、受信ＦＩＦＯメモリ３
０２として汎用のＦＩＦＯメモリが使用可能になるとい
う利点もある。
【００８５】この場合さらに、受信ＦＩＦＯメモリ３０
２でのアドレスフィルタリングを行わないので、あるＶ
ＰＩ／ＶＣＩを持つユーザセルをノード制御部３０に転
送する様にルーティングタグ付加部１０２に含まれるル
ーティングタグテーブルを設定し、マイクロプロセッサ
３０にてＡＡＬ５といったアダプテーションプロトコル
を実行すると、各端末とノード制御部３０との間に任意
長のメッセージの転送が可能なコネクションが設定でき
るようになるという利点もある。このように端末とノー
ド制御部３０の間にコネクションを設定できるようにな
ると、マイクロプロセッサ３０に要求される処理能力は
大きくなるが、例えば、今後ＡＴＭフォーラム等で規定
されるＮＮＩ（ＡＴＭ−ＬＡＮのハブ間のインタフェー
ス）に従って端末から各ＡＴＭ−ＬＡＮのハブを制御で
きるようになり、マルチベンダ性という観点からはより
望ましいＡＴＭ−ＬＡＮのハブを構成する事が可能にな
る。さらに、該ハブにおいて実行されるプログラムを端
末からロードするといった事を考える場合、ブロードキ
ャストセル上にプログラムをロードするプロトコルを記
述するよりも、セルの情報部をより多く該ロードされる
プログラムを構成するデータに割り当てる事ができ、よ
り効率的にプログラムをロードする事が可能になる。
【００８６】図３に示した本実施例に係るＡＴＭ−ＬＡ
Ｎのハブにおいては、回線インタフェース１０−ｉのル
ーティングタグ付加部１０２及びルーティングタグ削除
部１０３との間でのセル転送において、セルの転送方向
と反対方向にフロー制御の為の破線で示した信号が設け
られている。このフロー制御の信号は、受信ＦＩＦＯメ
モリ３０２及び送信ＦＩＦＯメモリ３０３との間にも同
様に設けられている。この信号は、セルを転送する先に
新たにセルを保持する領域が残っている事を指示するた
めに設けられている。例えば、ルーティングタグ付加部
１０２からＡＴＭスイッチ２０へのセル送出時、送信Ｆ
ＩＦＯメモリ３０３からＡＴＭスイッチ２０へのセル送
出時には、ルーティングタグ付加部１０２や送信ＦＩＦ
Ｏメモリ３０３がこの信号を参照し、ＡＴＭスイッチ２
０に新たにセルを保持する領域があるか否か判断し、新
たにセルを保持する領域がある場合に限り、セルを送出
するようにする。ＡＴＭスイッチ２０からルーティング
タグ削除部１０３や受信ＦＩＦＯメモリ３０２へのセル
の送出時も、同様に処理される。この信号の効果につい
ては、後に詳しく説明する。
【００８７】以上、本実施例におけるルーティングタグ
付加部１０２及びルーティングタグ削除部１０３の動作
の詳細な説明を行った。なお、ここで説明した動作は、
以下に説明する共通バッファ型のコピー接続の可能なＡ
ＴＭスイッチのみに適応するのではなく、例えば本発明
者が特開平５−１６７６０７にて開示したＡＴＭスイッ
チに代表される様な、一般的に議論されているコピー接
続の可能なＡＴＭスイッチに適用することが可能である
ことは言うまでもない。
【００８８】図４に、ＡＴＭスイッチ２０の詳細な構成
を示す。本実施例に係るハブに含まれるＡＴＭスイッチ
２０は、各入力ポート＃ｉ対応に設けられ、該入力ポー
トから入力されるセルをＡＴＭスイッチ２０内部のパラ
レル度にシリアル−パラレル変換（Ｓ／Ｐ変換）するシ
リアル−パラレル変換器２０１−０〜２０１−７と、該
シリアル−パラレル変換器２０１−０〜２０１−７のパ
ラレル出力を一旦保持する入力レジスタ２０２−０〜２
０２−７と、セルを保持する領域を提供するＲＡＭ２０
４と、該ＲＡＭ２０４の使用状況を管理するためのアド
レス管理部２０３と、各出力ポート＃ｉ対応に設けら
れ、該ＲＡＭ２０４の出力データを一旦保持する出力レ
ジスタ２０５−０〜２０５−７と、該出力レジスタ２０
５−０〜２０５−７の出力を受け取り、パラレル−シリ
アル変換（Ｐ／Ｓ変換）を行って各出力ポート＃ｉから
セルを送出するパラレル−シリアル変換器２０６−０〜
２０６−７とからなっている。なお、各入力ポートから
出力されるフロー制御信号、及び各出力ポートから入力
されるフロー制御信号（同図では破線で記述）は、それ
ぞれアドレス管理部２０３に接続されている。
【００８９】次に、図４及び図５を参照しながら、本実
施例に係るＡＴＭスイッチ２０の動作を説明する。図５
は、本実施例に係るＡＴＭスイッチ２０の動作タイミン
グを示すタイミングチャートである。
【００９０】本実施例に係るＡＴＭスイッチ２０は、以
下の様に動作する。入力ポートもしくは出力ポートでの
セルの入出力に伴うＡＴＭスイッチ２０の動作は、一つ
のセルを入出力可能な時間（これをセルスロットと呼
ぶ）毎に同じ動作が繰り返されている。図５に示すよう
に、ＡＴＭスイッチ２０内では予め定められた個数の小
片にセルスロットを分割して入力されたセルの処理を進
める。この予め定められた個数の小片をサブセルスロッ
トと呼ぶ。本実施例のＡＴＭスイッチ２０では、内部セ
ルが５４バイト長と、３で割り切れる長さであるため、
セルスロットは３個のサブセルスロットに分割されてい
る。ここで、内部セルの長さを５４バイト以外の値、例
えば６４バイトのように４で割り切れる長さに設定した
場合、セルスロットを４個のサブセルスロットに分割し
ても、本発明の有効性になんら影響を及ばさないことに
注意が必要である。４個のサブスロットに分割する事
で、フロー制御信号の入出力タイミングを改善する事が
できる。
【００９１】さらに、各サブセルスロットは前半部と後
半部に分けられている。各サブセルスロットの前半部で
ＲＡＭ２０４に対して入力ポートから入力されたセルを
書き込み、後半部でＲＡＭ２０４からセルを読み出して
出力ポートへと転送する。各サブスロットの前半部と後
半部は、（入出力ポート数＋１）に等しいタイムスロッ
トにさらに分割されている。
【００９２】各入力ポート毎に存在するシリアル−パラ
レル変換器２０１−ｉは、サブセルスロット毎に入力さ
れる、セルの一部であるところのセル小片を取り込み、
パラレル形式へと変換する。本実施例では、セルスロッ
トが３個のサブセルスロットに分割されているので、セ
ル小片は一つの内部セルの１／３、即ち１４４ビットに
て構成されている。この為、シリアル−パラレル変換器
２０１−ｉは入力されたセルを１４４ビットパラレルの
形式に変換する。この１４４ビットパラレルの形式は、
以降入力レジスタ２０２−ｉ、ＲＡＭ２０４、出力レジ
スタ２０５−ｉを経由して、パラレル−シリアル変換器
２０６−ｉへの入力まで使用される。即ち、入力レジス
タ２０２−ｉ、ＲＡＭ２０４のデータバス、出力レジス
タ２０５−ｉはそれぞれ１４４ビット幅となっている。
パラレル−シリアル変換器２０６−ｉでは、サブセルス
ロット毎に、出力レジスタ２０５−ｉから１４４ビット
パラレルの形式のセル小片を受け取り、パラレル−シリ
アル変換を行い、所望のパラレル度へとセル小片を変換
して出力ポートから出力する。
【００９３】本実施例に係るＡＴＭスイッチ２０におい
ては、入力ポートからのセル入力と出力ポートからのセ
ル出力は、同位相で行われる様にタイミング設計がなさ
れている。即ち、セルスロットの開始時に入力ポートか
らセルの入力が開始され、それと同時に出力ポートから
セルの出力が開始される。この為、セルスロットの開始
を示す信号をＡＴＭスイッチ２０の外部から与え、該信
号に同期してルーティングタグ付加部１０２やルーティ
ングタグ削除部１０３がＡＴＭスイッチ２０とセルのや
りとりを行うようにしてもよい。
【００９４】セルを構成する最初のセル小片＃１が入力
ポートから入力され、シリアル−パラレル変換器２０１
−ｉに入力されると、該セル小片が１４４ビットパラレ
ル形式に変形される。１４４ビットパラレル形式に変形
されたセル小片は、次のサブセルスロットの先頭で、入
力レジスタ２０２−ｉへと転送される。次のサブセルス
ロットの前半に含まれるタイムスロットの内、入力ポー
ト数に等しい部分において、それぞれのタイムスロット
毎にそれぞれの入力ポートから入力されたセル小片が順
次ＲＡＭ２０４へと書き込まれてゆく。セル小片＃２，
＃３も同様に、該セル小片が入力されたサブセルスロッ
トの次のサブセルスロットの前半部の各タイムスロット
で、ＲＡＭ２０４に書き込まれる。
【００９５】入力されたセルをＲＡＭ２０４へ書き込む
為には、それぞれのセルを該ＲＡＭ２０４の何処に書き
込むか、即ち書き込みアドレスを決定する必要がある。
この為、セル小片＃１に含まれるルーティングタグが、
シリアル−パラレル変換器２０１−ｉからアドレス管理
部２０３へと渡される。アドレス管理部２０３では、後
で述べる方法によりＲＡＭ２０４のアドレスを管理して
おり、各入力ポートからのセルそれぞれに対してＲＡＭ
２０４のアドレスを割り当てる。各セル小片＃１〜＃３
のＲＡＭ２０４への書き込み時のそれぞれのタイムスロ
ットでは、それぞれのセルに割り当てられたアドレスが
ＲＡＭ２０３に向けて送出される。ＲＡＭ２０３は、ア
ドレス管理部２０３によって送出されたアドレスに基づ
き、セルの書き込みを行う。この時、セルが入力されは
したが、ＲＡＭ２０４のアドレスが割り当てられなかっ
た場合、該セルの受け取りに失敗する事になる。各入力
ポートのフロー制御線は、セルの受け取りを成功した
か、失敗したかを該セルの送出元へと通知する信号であ
る。アドレス管理部２０３は、アドレス割り当ての正否
に基づき、該フロー制御線を所望のレベル（例えば成功
＝Ｈレベル、失敗＝Ｌレベル）に駆動する。
【００９６】一方、セルの読み出し時には、セルを読み
出すＲＡＭ２０４のアドレスをポート毎に決定する必要
がある。本実施例においては、サブセルスロット＃３の
前半部で、アドレス管理部２０３がそれぞれの出力ポー
トから出力するセルを含むＲＡＭ２０３のアドレスを後
で述べる方法によって決定する。サブセルスロットにタ
イムスロットが（出力ポート数＋１）だけ含まれてい
る。これらのサブセルスロットは、後ほど説明する方法
で一つの出力ポートのみに転送されるセル（これをＰ−
Ｐセルと呼ぶ）のアドレスをそれぞれの出力ポート毎に
計算する為に使用され、残りの一つのタイムスロットが
複数の出力ポートへと転送するセル（これをコピーセル
と呼ぶ）のアドレスを計算するために使用される。
【００９７】アドレス管理部２０３は、サブセルスロッ
ト＃３の後半部で、次のセルスロットにて出力されるセ
ルのセル小片＃１をそれぞれの出力ポート毎に読み出す
べくＲＡＭ２０４にアドレスを与える。ＲＡＭ２０４か
ら読み出されたセル小片＃１は、出力レジスタ２０５−
ｉに転送される。ここで、Ｐ−Ｐセルとコピーセルの処
理法が一つの大きな技術的課題となるが、これについて
は後ほど詳しく説明する。
【００９８】出力レジスタ２０５−ｉに転送されたセル
小片＃１は、次のサブセルスロット（サブセルスロット
＃１）の先頭でパラレル−シリアル変換器２０６−ｉへ
と転送され、パラレル−シリアル変換を受けて所望のパ
ラレル度へと変換された後、出力ポートから送出され
る。
【００９９】以降、同様にアドレス管理部２０３は、サ
ブセルスロット＃１、サブセルスロット＃２の後半部
で、次のサブセルスロットにて送出するセル小片＃２、
＃３を出力ポート毎に読み出すべくＲＡＭ２０４にアド
レスを出力する。ＲＡＭ２０４から読み出されたセル小
片は、それぞれ出力レジスタ２０５−ｉへと転送され、
パラレル−シリアル変換器２０６−ｉにてパラレル−シ
リアル変換を受けて所望のパラレル度へと変換された
後、出力ポートから出力される。
【０１００】出力ポートから出力されたセルを受信する
バッファは、サブセルスロット＃２の前半部が終了する
までに、該セルの受け取りが正常に行われたかを示すフ
ロー制御線を所望のレベル（例えば成功＝Ｈレベル、失
敗＝Ｌレベル）に駆動するものとしている。送出先で正
常にセルが受け取られた場合、該セルをＲＡＭ２０４か
ら削除する必要がある。この読み出しセル削除操作は、
サブセルスロット＃２の後半部のタイムスロットにて行
われる。この操作の方法も、後ほど詳しく説明される。
【０１０１】ここで、シリアル／パラレル変換器−入力
レジスタ−ＲＡＭ−出力レジスタ−パラレル／シリアル
変換器の間のデータ転送は、セルスロット中のどのタイ
ムスロットにて実行すればよいか、予め決まっているこ
とに注意が必要である。このため、これらのデータ転送
はセルスロットの開始時にリセットされるカウンタにて
制御することができる。ノイズその他の原因によりカウ
ンタが誤動作しても、セルスロット毎にリセットをかけ
ているので、次のセルスロットからはこのカウンタが再
度正常に動作可能という通信機器にとって望ましい特性
をデータ転送制御系に与えることができることに注意が
必要である。
【０１０２】図６に、アドレス管理部２０３の詳細な構
成を示す。同図に示されるように、アドレス管理部２０
３は、空きアドレスキュー５０１、各出力ポートに対応
した出力ポートキュ−５０２−０〜５０２−７、コピー
用キュー５０３、ルーティングタグ解析部５０４、フロ
ー制御処理部５０５、書き込みアドレスレジスタ５０
６、読み出しアドレスレジスタ５０７、及びフロー制御
レジスタ５０８からなっている。
【０１０３】ＲＡＭ２０４のメモリ領域は、３ワード
（１ワード１４４ビット）をまとめて１エントリとし、
エントリ単位でセルに割り当てられる。この３ワードの
内、最も小さいアドレスにて該セル単位のエントリを識
別することにし、このアドレスをエントリアドレスと呼
ぶ。空きアドレスキュー５０１は、ＲＡＭ２０４のエン
トリで、セルが保持されていないもののエントリアドレ
スを保持している。電源投入時、空きアドレスキュー５
０１には、ＲＡＭ２０４に含まれる全エントリのエント
リアドレスが予め書き込まれているものとする。
【０１０４】また、出力ポートキュー５０２−ｉには、
それぞれ対応する出力ポートにのみ送出されるセルを含
むＲＡＭ２０４のエントリのエントリアドレスが保持さ
れているものとし、コピー用キュー５０３には、二つ以
上の出力ポートに転送されるセルを含むエントリのエン
トリアドレスが保持されているものとする。これらのキ
ューは、電源投入時に空にする。
【０１０５】サブセルスロット＃１の後半部で行われ
る、書き込みアドレス決定操作は次の様に行われる。ま
ず、サブセルスロット＃１の後半部の含む９個（入力ポ
ート数＋１）のタイムスロットの内、前の８個が、それ
ぞれ、入力ポートに割り当てられる。この割り当て法
は、本発明者らが特開平４−３８０３６で開示した様
に、初めのセルスロットでは入力ポート＃０，＃１，
…，＃７、次のセルスロットでは、入力ポート＃１，＃
２，…，＃７，＃０といった如く、セルスロット毎に入
力ポートにアドレスを割り当てる順序を順に変化させる
ようにしても良い。これにより、各入力ポート間の公平
性が確保される。
【０１０６】各タイムスロットでは、まず、ルーティン
グタグ解析部５０４が、該タイムスロットに割り当てら
れた入力ポートからのセルのルーティングタグを解析
し、該セルが空セルであるか、否かを判断する。
【０１０７】該セルが空セルである場合、そのタイムス
ロットでは何もしない。
【０１０８】一方、入力されたセルが空セルで無い場
合、ルーティングタグ解析部５０４は入力されたセルを
保持するエントリを確保すべく、空きアドレスキュー５
０１からエントリアドレスを一つデキューしようとす
る。この時、空きアドレスキュー５０１が空であれば該
入力されたセルを保持する事ができない。空きアドレス
キュー５０１が空で無ければ、該入力されたセルを保持
する事が可能である。この空きアドレスキュー５０１が
空であるか否かの情報に従って、該タイムスロットに割
り当てられた入力ポートのフロー制御線を所望のレベル
に駆動する必要がある。これを行うため、空きアドレス
キュー５０１が空であるか否かの情報がフロー制御レジ
スタ５０８に転送される。フロー制御レジスタ５０８
は、それぞれの入力ポートに対応した１ビットのフリッ
プフロップからなっており、空きアドレスキュー５０１
から送られてきた、空であるか否かの情報がタイムスロ
ットに呼応して所望のフリップフロップにコピーされ
る。これらフリップフロップの出力が、フロー制御信号
の出力となる。
【０１０９】空きアドレスキュー５０１が空でない場
合、ルーティングタグ解析部５０４による空きアドレス
キュー５０１からのエントリアドレスのデューは成功す
る。これによりルーティングタグ解析部５０４は、タイ
ムスロットに呼応した入力ポートからのセルを保持すべ
きアドレスを得ることになる。この空きアドレスキュー
からデキューされたアドレスは、ルーティングタグ解析
部５０４に転送されると同時に、書き込みアドレスレジ
スタ５０６へと転送される。書き込みアドレスレジスタ
５０６は、入力ポート毎にエントリアドレスを記憶する
レジスタ群からなっており、転送されたエントリアドレ
スはタイムスロットに呼応したレジスタへと保持され
る。
【０１１０】次に、ルーティングタグ解析部５０４は、
タイムスロットに呼応した入力ポートからのルーティン
グタグを参照し、該ルーティングタグ中に１が一つ存在
するか、複数存在するか判断する。前述した様に、ルー
ティングタグの各ビットはそれぞれ出力ポートに対応し
ている。本実施例の場合、１となっているビットに対応
する出力ポートへ該セルを転送する事としているので、
該ルーティングタグ中に１が一つ存在するときは、該セ
ルを唯一の出力ポートへと転送し、複数個１が存在する
ときは、該セルを複数の出力ポートへと転送する事にな
る。唯一の出力ポートに転送するセルがＰ−Ｐセルで、
複数の出力ポートへと転送するセルがコピーセルであ
る。
【０１１１】ルーティングタグ解析部５０４は、タイム
スロットに呼応したルーティングタグの解析の結果、対
応するセルがＰ−Ｐセルである場合は、該セルが転送さ
れる出力ポートに対応する出力ポートキュー５０２−ｉ
へ空きアドレスキュー５０１からデキューしたエントリ
アドレスをエンキューする。対応するセルがコピーセル
である場合は、エントリアドレスをコピー用キュー５０
３にエンキューする。この時、同時に該ルーティングタ
グを該エントリアドレスと組にしてコピー用キュー５０
３へとエントリする。
【０１１２】以上でセル入力に伴う書き込みアドレス決
定操作は終了する。書き込みアドレスレジスタ５０６に
保持された各入力ポートから入力されるセルに割り当て
られたエントリアドレスは、書き込みアドレス決定操作
に引き続くＲＡＭ２０４へのセル書き込み時に、以下の
様に操作されてＲＡＭ２０４のアドレスとしてＲＡＭ２
０４へと与えられる。
【０１１３】サブセルスロット＃２の前半で行われるセ
ル小片＃１の書き込み期間、サブセルスロット＃３の前
半で行われるセル小片＃２の書き込み期間、次のセルス
ロットのサブセルスロット＃１の前半で行われるセル小
片＃３の書き込み期間は、それぞれ入力ポート数に等し
いタイムスロットに分割されている。それぞれのタイム
スロットは、各入力ポートに対応している。書き込みア
ドレスレジスタ５０６は、それぞれのタイムスロットに
おいて、呼応する入力ポートに対応したレジスタからエ
ントリアドレスを読み出し、サブセルスロット＃２であ
れば該エントリアドレスをそのまま、サブセルスロット
＃３であれば該エントリアドレスに１を加えた値を、サ
ブセルスロット＃１であれば該エントリアドレスに２を
加えた値をそれぞれＲＡＭ２０４のアドレスへと出力す
る。この操作と、各入力ポートに対応したシリアル−パ
ラレル変換器２０１−ｉ、入力レジスタ２０２−ｉにお
いて行われる操作とにより、エントリアドレスで指定さ
れるワード、エントリアドレス＋１で指定されるワー
ド、エントリアドレス＋２で指定されるワード、という
連続した３ワードに該エントリアドレスが割り当てられ
たセルが一つ書き込まれる事になる。
【０１１４】次に、サブセルスロット＃３の前半部で行
われる読み出しアドレス決定操作について説明する。
【０１１５】読み出しアドレス決定操作が行われる期間
は、出力ポート数＋１のタイムスロットに分割されてい
る。各タイムスロットにおいて、アドレス管理部２０３
は各出力ポートから出力するセルを含むＲＡＭのエント
リアドレスを決定する操作を行う。上述したように、Ｐ
−Ｐセルとコピーセルをどの様に扱うかが大きな技術的
課題となる。常にコピーセルばかり優先して送出するこ
とにすると、Ｐ−Ｐセルが送出される機会が極端に減っ
てしまう、あるセルスロットでコピーセルのみ送出する
と、コピーセルを送出するポート数が少ないときに空き
セルを転送する出力ポートが増えてスループットが低下
する、といった問題点を解決する必要がある。本実施例
においては、以下のようにＰ−Ｐセルとコピーセルを扱
う事で上述の二つの問題点を解決している。
【０１１６】すなわち、各セルスロット毎に、読み出し
アドレス決定操作を行う順序を変化させる。例えば、あ
るセルスロットではまずコピーセルを送出する出力ポー
ト及び出力するセルを決定し、次に、コピーセルを送出
しない出力ポートについて、出力するＰ−Ｐセルを決定
する。一方、別のセルスロットではまず各出力ポートに
おいてＰ−Ｐセルを送出する出力ポート及び出力するセ
ルを決定し、次に、Ｐ−Ｐセルを送出しない出力ポート
について、コピーセルを送出するか否かを決定する。前
者のセルスロットをコピーセル優先セルスロット、後者
のセルスロットをＰ−Ｐセル優先セルスロットとそれぞ
れ呼ぶ。以上の様に、コピーセル優先セルスロットで
も、コピーセルが送出されない出力ポートにＰ−Ｐセル
を送出する機会を与えることで、空きセルを転送する出
力ポートの増加によりスループットが低下する事を防ぐ
事ができる。
【０１１７】コピーセル優先セルスロットとＰ−Ｐセル
優先セルスロットは、例えば、連続する９個のセルスロ
ットをＰ−Ｐセル優先セルスロットとし、次の一つをコ
ピーセル優先セルスロットとするといった事を繰り返す
方法により、その比率が予め定められる。この比率は、
ＡＴＭスイッチ２０が内部レジスタを持ち、マイクロプ
ロセッサ３０１が該比率を該内部レジスタに設定すると
いう方法で変化させられるようにする。これにより、Ａ
ＴＭスイッチ２０に入力されるコピーセルとＰ−Ｐセル
の比率に一致させてコピーセル優先セルスロットとＰ−
Ｐセル優先セルスロットを作成することが可能になり、
どちらかのセルによりＡＴＭスイッチ２０のＲＡＭ２０
４が満たされてしまう事を防ぐことが可能になる。
【０１１８】ここで、ＡＴＭスイッチ２０が保持してい
るコピーセル数をカウントするカウンタをＡＴＭスイッ
チ２０に持たせ、マイクロプロセッサ３０１が所定の周
期で該カウンタをポーリングし、該カウンタの値の変化
によってコピーセル優先セルスロットの比率を変化させ
る、といった制御を行う事としても良い。例えば、マイ
クロプロセッサ３０１の前回の該カウンタへのポーリン
グ時に比べ、カウンタ値が増加していたならコピーセル
優先セルスロットの比率を増やす、カウンタ値が減少し
ていたならコピーセル優先セルスロットの比率を減ら
す、といった制御を行う事が考えられる。これにより、
コピーセルとＰ−Ｐセルの比率の時間変化に応じた最適
な比率にＰ−Ｐセル優先スロットとコピーセル優先セル
スロットの比率を設定する事が可能になる。
【０１１９】さらにまた、本実施例に係るＡＴＭ−ＬＡ
Ｎのハブにおいては、コピーセルはブロードキャストセ
ルを含み、該ブロードキャストセルはハブの制御情報を
含むので、コピーセルに対して最低限の帯域を与える事
が必要になる。本実施例に係るＡＴＭスイッチでは、コ
ピーセル優先セルスロットを予め準備しておくことと、
コピーセルスロットの全セルスロットに占める比率をブ
ロードキャストセルを転送するために必要な最低限の帯
域よりも小さくしない事で、コピーセルに対して最低限
の帯域を与える事が可能になる。
【０１２０】読み出しアドレス決定操作の詳細な動作を
説明する前に、読み出しアドレスレジスタ５０７の構成
について述べる。読み出しアドレスレジスタ５０７は、
各出力ポートに対応した読み出しアドレス決定操作の結
果得られる、それぞれの出力ポート毎に送出するセルを
保持しているエントリアドレス、及びコピーセルを保持
しているエントリアドレス及びコピーセルを該セルスロ
ットにおいて送出する出力ポートを保持するレジスタ群
からなっている。これらのレジスタには、読み出しアド
レス決定操作の途中で、以下述べるように順に必要な情
報が書き込まれる。
【０１２１】フロー制御処理部５０５は、使用済みポー
トレジスタ（図示せず）と呼ばれる各出力ポートに対応
したフリップフロップからなるレジスタを含んでいるも
のとする。該使用済みポートレジスタの各フリップフロ
ップは、読み出しアドレス決定操作が開始される前に一
旦全てリセットされる。
【０１２２】読み出しアドレス決定操作は、フロー制御
処理部５０５により実行される。フロー制御処理部５０
５は、以下の様に動作することで各出力ポートから送出
するセルを保持しているＲＡＭ２０４のエントリアドレ
スを決定する。これらのエントリアドレスから始まる３
ワードを順次読み出す事で、セルが送出される。
【０１２３】まず、Ｐ−Ｐセル優先セルスロットにおけ
る、フロー制御処理部５０５の動作を説明する。
【０１２４】Ｐ−Ｐセル優先セルスロットにおいては、
読み出しアドレス決定操作が行われる期間のタイムスロ
ットが、以下の様に使用される。すなわち最初のタイム
スロットでは、出力ポートキュー５０２−０が参照さ
れ、出力ポート０向けのＰ−ＰセルがＲＡＭ２０４に存
在しているか否かが確認される。出力ポート０向けのＰ
−Ｐセルが存在しているならば、該出力ポートから該Ｐ
−Ｐセルを送出する事とし、出力ポート０に対応する使
用済みポートレジスタのフリップフロップをセットす
る。その後、該出力ポートキュー５０２−０の先頭のエ
ントリアドレスをコピーし、読み出しアドレスレジスタ
５０７中の対応するレジスタへと転送する。ここで、出
力ポートキュー５０２−０の先頭のエントリアドレス
は、該出力ポートキュー５０２−０から削除される訳で
は無いことに注意が必要である。先頭のエントリアドレ
スの削除は、読み出しセル削除操作を行う別の期間、即
ち次のセルスロットのサブセルスロット＃２の後半部
分、にて行われる。出力ポート０向けのセルが存在して
いないならば、該出力ポートへはＰ−Ｐセルを送出しな
い事とする。
【０１２５】以下、次のタイムスロットでは、出力ポー
トキュー５０２−１を、さらにその次のタイムスロット
では出力ポートキュー５０２−２を、という如く連続す
るタイムスロットで順次出力ポートキュー５０２−ｉを
参照し、該出力ポートキュー５０２−ｉが空でなければ
使用済みポートレジスタの対応するビットをセットし、
該出力ポートキュー５０２−ｉからエントリアドレスを
デキューし、読み出しアドレスレジスタ５０７中の対応
するレジスタへと転送する。以上の操作が、Ｐ−Ｐセル
に関する、出力ポート毎に送出するセルの保持されたエ
ントリアドレスを決定する操作に対応する。
【０１２６】以上の操作を順に行うと、読み出しアドレ
ス決定操作が行われる期間のタイムスロットが出力ポー
ト数分、消費される。読み出しアドレス決定操作が行わ
れる期間の最後のタイムスロットでは、出力ポートキュ
ー５０２−ｉの代わりに、コピー用キュー５０３が参照
され、該コピー用キュー５０３が空でなければ、以下の
操作を行う。
【０１２７】まず、コピー用キュー５０３の先頭のエン
トリアドレスとルーティングタグの組がコピーされる。
ここでも、該コピーされたエントリアドレスとルーティ
ングタグの組がコピー用キュー５０３から削除される訳
では無いことに注意が必要である。このエントリアドレ
ストルーティングタグの組の削除は、次のセルスロット
のサブセルスロット＃２における読み出しセル削除操作
が行われる期間にて実行される。
【０１２８】次に、該タイムスロットの前のタイムスロ
ットにて行われたＰ−Ｐセルを出力するか否かの判断の
結果と、前記コピーしたルーティングタグを比較し、該
コピー用キュー５０３の先頭のエントリアドレスに保持
されたコピーセルを出力するポートを決定する操作を行
う。Ｐ−Ｐセルを出力するか否かの判断結果は、使用済
みポートレジスタに反映されており、対応するビットが
リセットのままであればコピーセルを送出する事が可能
である。また、該コピーセルを送出すべき出力ポート
は、前記コピー用キュー５０３からコピーしてきたルー
ティングタグで１が立っているビットにより指示されて
いる。よって、該ルーティングタグの対応するビットが
１である出力ポートの内、使用済みポートレジスタの対
応するフリップフロップがリセットされたままである出
力ポートに、該コピー用キュー５０３の先頭のエントリ
アドレスに保持されたコピーセルを出力する様決定する
事ができる。
【０１２９】図７に、上で説明したコピーセルの出力ポ
ート決定操作の動作例を示す。同図には、Ｐ−Ｐセルを
出力ポート１、３、４、７へと送出する事が使用済みポ
ートレジスタにて表示されている時に、コピー用キュー
から取り出したルーティングタグにより、対応するセル
が出力ポート０、１、２、３、６へと転送すべきである
事が指示された場合について示してある。明らかな様
に、出力ポート０、２、６に該コピーセルを送出する様
決定する事ができる。このコピーセルを送出する出力ポ
ートを示す情報は、上記コピーセルのエントリアドレス
と共に読み出しアドレスレジスタへと転送され、一旦保
持される。
【０１３０】以上の様にフロー制御処理部５０５が動作
することで、Ｐ−Ｐセルをコピーセルに優先して送出す
る事が可能になる。また、Ｐ−Ｐセルが存在していない
出力ポートに、コピーセルを送出する事も可能である。
【０１３１】一方、コピーセル優先セルスロットにおけ
る、フロー制御処理部５０５の動作は以下の通りであ
る。
【０１３２】コピーセル優先セルスロットにおいては、
読み出しアドレス決定操作が行われる期間のタイムスロ
ットが、以下の様に使用される。すなわち、最初のタイ
ムスロットではコピー用キュー５０３が参照され、コピ
ーセルがＲＡＭ２０４に存在しているか否かが確認され
る。コピーセルがＲＡＭ２０４に存在しているならば、
該コピー用キュー５０３の先頭のエントリアドレスとル
ーティングタグがコピーされる。これらはコピー用キュ
ー５０３から削除されていない事に注意が必要である。
次に、コピーセルの持つルーティングタグで１が立って
いるビットに対応する出力ポートへと該コピーセルを送
出する事とし、該コピーセルのルーティングタグをフロ
ー制御処理部５０５の使用済みポートレジスタにコピー
する。その後、これらコピーされたエントリアドレスと
ルーティングタグの組が、読み出しアドレスレジスタ５
０７に転送され、所望のレジスタに保持される。
【０１３３】次のタイムスロットでは、出力ポート０向
けのＰ−Ｐセルが送出されるか否かが判断される。ま
ず、使用済みポートレジスタが参照され、出力ポート０
にコピーセルが送出されようとしていないか確認する。
コピーセルが送出されようとしている場合、このタイム
スロットでは以降何もしない。コピーセルが送出されよ
うとしていない場合、出力ポート０に対応する出力ポー
トキュー５０２−０が参照され、出力ポート０向けのＰ
−ＰセルがＲＡＭ２０４に存在しているか否かが確認さ
れる。出力ポート０向けのセルが存在していなければ、
このタイムスロットでは以降何もしない。出力ポート０
向けのセルが存在していれば、該出力ポートからＰ−Ｐ
セルを送出する事とし、出力ポート０に対応する使用済
みポートレジスタのフリップフロップをセットする。そ
の後、該出力ポートキュー５０２−０の先頭のエントリ
アドレスをコピーし、読み出しアドレスレジスタ５０７
中の対応するレジスタへと転送する。この時、該コピー
されたエントリアドレスが出力ポートキュー５０２−０
から削除されない事に注意が必要である。
【０１３４】以下、次のタイムスロットでは出力ポート
１に対して、さらにその次のタイムスロットでは出力ポ
ート２を、という如く連続するタイムスロットで順次出
力ポートｉについてＰ−Ｐセルを送出するか否かを決定
してゆく。
【０１３５】以上の様にフロー制御処理部５０５が動作
することで、コピーセルをＰ−Ｐセルに優先して送出す
る事が可能になる。また、コピーセルを送出しない出力
ポートにＰ−Ｐセルを送出する事も可能である。
【０１３６】以上でセル出力に伴い実行される読み出し
アドレス決定操作は終了する。読み出しアドレスレジス
タ５０７に保持された各出力ポートから出力されるセル
に割り当てられたＰ−Ｐセルに関するエントリアドレ
ス、及びコピーセルに関するエントリアドレスと該コピ
ーセルを送出する出力ポートの情報は、読み出しアドレ
ス決定操作に引き続く、ＲＡＭ２０４からのセル読み出
し時に、以下のように操作されてＲＡＭ２０４のアドレ
スとしてＲＡＭ２０４へと与えられる。
【０１３７】サブセルスロット＃３の後半で行われるセ
ル小片＃１の読み出し期間、サブセルスロット＃１の後
半で行われるセル小片＃２の読み出し期間、サブセルス
ロット＃２の後半で行われるセル小片＃３の読み出し期
間は、それぞれ出力ポート数に１を加えた値に等しいタ
イムスロットに分割されている。その先頭のタイムスロ
ットは、コピーセルの処理の為に使用される。残ったタ
イムスロットは、それぞれ出力ポートｉ向けのＰ−Ｐセ
ルを送出するために使用される。読み出しアドレスレジ
スタ５０７は、それぞれのタイムスロットにおいて、対
応する、コピーセルのエントリアドレスを保持したレジ
スタ、もしくは出力ポートに対応したレジスタからエン
トリアドレスを読み出し、サブセルスロット＃３であれ
ば該エントリアドレスをそのまま、サブセルスロット＃
１であれば該エントリアドレスに１を加えた値を、サブ
セルスロット＃３であれば該エントリアドレスに２を加
えた値を、ＲＡＭ２０４のアドレスへと出力する。
【０１３８】また、ＲＡＭ２０４からのセル読み出し期
間において、ＲＡＭ２０４から読み出されたデータは以
下のようにして出力レジスタ２０５−ｉへと転送され
る。
【０１３９】コピーセル処理用のタイムスロットにおい
ては、ＲＡＭ２０４から読み出されるデータが、所望の
出力ポートへと転送される様、アドレス管理部２０３の
読み出しアドレスレジスタ５０７が含む、読み出しアド
レス決定期間にて作成された、コピーセルを送出する出
力ポートを示す情報の各ビットが、それぞれ対応する出
力レジスタ２０５−ｉへと渡される。該出力ポートを示
す情報が１である場合、対応した出力レジスタ２０５−
ｉは、ＲＡＭ２０４からのデータを取り込む。これによ
って、ＲＡＭ２０４から読み出されたセルを所望の複数
の出力ポートへと転送することが可能になる。
【０１４０】一方、Ｐ−Ｐセル処理用のタイムスロット
においては、ＲＡＭ２０４から読み出されるデータが、
該タイムスロットに割り当てられた出力ポートに対応す
る出力レジスタ２０５−ｉにて取り込まれる。ここで、
前のコピーセル処理用のタイムスロットにおいて、コピ
ーセルを取り込んだ出力レジスタは、Ｐ−Ｐセル処理用
のタイムスロットではＲＡＭ２０４からのデータを取り
込まないように制御されることが必要である事に注意が
必要である。
【０１４１】上の様に、それぞれのセルの読み出し期間
においてアドレス管理部がＲＡＭ２０４にアドレスを与
え、かつ出力レジスタ２０５−ｉがＲＡＭ２０４から読
み出されたデータを取り込む事で、エントリアドレスで
指定されるワード、エントリアドレス＋１で指定される
ワード、エントリアドレス＋２で指定されるワードとい
う連続した３ワードがサブセルスロット毎に順次読み出
され、所望の出力ポートへと転送される事になる。それ
ぞれのサブセルスロットの後半部で出力レジスタ２０５
−ｉに保持されたデータは、次のサブセルスロットの開
始時にパラシリ変換器２０６−ｉへと転送され、該パラ
シリ変換器２０６−ｉで所望のシリアル度にパラレル−
シリアル変換され、出力される。
【０１４２】本実施例に係るＡＴＭスイッチ２０におい
ては、フロー制御が行える事が一つの大きな特徴となっ
ている。フロー制御を行うため、該ＡＴＭスイッチ２０
がセルを出力する先のセルバッファは、サブセルスロッ
ト＃２の前半が終了するまでに、該セルスロットにて出
力されているセルを確実に受け取ることができるか否か
を該ＡＴＭスイッチ２０に通知することとしている。該
ＡＴＭスイッチ２０は、この通知された信号を以下の様
に処理することで、確実に受け取られたセルのみを該Ａ
ＴＭスイッチ２０のバッファから削除する様にし、もっ
てフロー制御を実現している。この操作は読み出しセル
削除操作と呼ばれ、サブセルスロット＃２の後半部で行
われる。
【０１４３】サブセルスロット＃２の後半部で行われる
読み出しセル削除操作は、読み出しアドレス決定操作と
同様、アドレス管理部２０３のフロー制御処理部５０５
にて実行される。
【０１４４】読み出しセル削除操作の行われる期間は、
出力ポート数に１を加えた値に等しい値のタイムスロッ
トに分割されている。これらのタイムスロットは、最初
のタイムスロットがコピーセルに、それに続くタイムス
ロットがそれぞれの出力ポートに送出されるＰ−Ｐセル
に、それぞれ割り当てられている。
【０１４５】フロー制御処理部５０５は、それぞれの出
力ポートから与えられる、該出力ポートから該セルスロ
ットにて送出しているセルを確実に受信できたか否かを
示すフロー制御信号を参照し、以下の様に各タイムスロ
ットにて動作する。
【０１４６】まず、コピーセルに割り当てられた、最初
のタイムスロットでの動作について説明する。フロー制
御処理部５０５は、読み出しアドレスレジスタ５０７に
含まれる、コピーセルを送出すると決定した出力ポート
を示す情報を参照する。次に、コピーセルを送出すると
決定した出力ポートから与えられた、フロー制御信号を
参照する。これらの二つの情報を比較し、該コピーセル
が該セルスロットでの送出で確実に受け取られた出力ポ
ートを知る。その後、コピー用キュー５０３の先頭に保
持されたルーティングタグのビットの内、該セルが確実
に受け取られた出力ポートのビットを１から０に書き換
える。これにより、該コピーセルを受け取る必要のある
出力ポートで、未だ該コピーセルを受け取っていない出
力ポートを、コピー用キュー５０３に保持されたルーテ
ィングタグにて把握する事が可能になり、今まで説明し
た動作を繰り返すことで、確実に所望の出力ポート群へ
と該コピーセルを送出する事が可能になる。
【０１４７】図８に、コピーセルのルーティングタグの
更新の例を示す。同図では、ルーティングタグ０、１、
２、３、６へと転送すべきである事が指示されているコ
ピーセルが出力ポート０、２、６へと送出された図７に
示した例において、出力ポート０と出力ポート２へ送出
したコピーセルは送出先で受信できたが、出力ポート６
へ送出したコピーセルは送出先で受信できなかった時に
ついて例示している。この例でのフロー制御入力は、出
力ポート１、３、４、５、７へはＰ−Ｐセルが送出され
ており、これらのＰ−Ｐセルについても、送出先で出力
ポート１、２、４、５では受信でき、出力ポート７では
受信できなかった場合について示してある。
【０１４８】上に述べた方法に従うと、コピーセル送出
前に”１１１１００１０”であったコピー用キュー５０
３の先頭のルーティングタグが、出力ポート０と出力ポ
ート２へのセル送出の成功により、”０１０１００１
０”と書き換えられる。続くサブセルスロットでの読み
出しアドレス決定操作では、該コピー用キュー５０３の
先頭のコピーセルは、そのルーティングタグが”０１０
１００１０”として処理される。なお、実際に出力ポー
トから出力されるコピーセルはＲＡＭ２０４に保持され
たものであり、上の様にルーティングタグが変化したも
のが出力される訳では無いことに注意が必要である。こ
のルーティングタグの書き換えは、コピー用キュー５０
３の先頭でのみ行われる。
【０１４９】ルーティングタグの書き換えの結果、全て
のビットが０になったならば該コピーセルはＲＡＭ２０
４から削除される必要がある。これは以下の様に行われ
る。コピー用キュー５０３の先頭のルーティングタグと
エントリアドレスが該キューからデキューされて削除さ
れる。この時デキューされたエントリアドレスは、空き
アドレスキュー５０１にエンキューされる。
【０１５０】一方、各出力ポートに割り当てられた読み
出しセル削除操作期間中のタイムスロットでは、以下の
操作が行われる。すなわち、各出力ポートに割り当てら
れたタイムスロットにおいて、フロー制御処理部５０５
は、読み出しアドレスレジスタ５０７に含まれる、コピ
ーセルを送出すると決定した出力ポートを示す情報の
内、該タイムスロットに割り当てられた出力ポートに関
する情報を参照し、コピーセルが送出されたか否かを知
る。コピーセルが送出された場合は、該タイムスロット
において、以降何も行わない。
【０１５１】コピーセルが送出されなかった場合は、次
に、使用済みポートレジスタを参照し、該タイムスロッ
トに割り当てられた出力ポートにセルが送出されたか否
かを知る。もし、該セルスロットにおいて、対応する出
力ポートにセルが送出されていないなら、該タイムスロ
ットにおいて、以降何も行わない。
【０１５２】既にコピーセルについては、該出力ポート
に送出されていない事を確認しているので、もし、セル
が送出されているとすれば、それはＰ−Ｐセルである。
もし、セルが送出されているならば、該出力ポートから
入力されたフロー制御信号を参照し、該出力ポートから
出力されたＰ−Ｐセルが送出先で受け取られたか、否か
を知る。
【０１５３】送出先で受け取られたならば、該Ｐ−Ｐセ
ルを削除する必要がある。これを実行するため、該出力
ポートに対応する出力ポートキュー５０２−ｉの先頭の
エントリアドレスをデキューし、該エントリアドレスを
出力ポートキュー５０２−ｉから削除する。次に、デキ
ューしたエントリアドレスを、空きアドレスキュー５０
１にエンキューする。
【０１５４】以上で本実施例に係るＡＴＭスイッチ２０
の詳細な動作の説明を終わる。なお、コピーセルのスル
ープットを上げるため、読み出しセル削除操作における
コピーセルの扱いにおいて、例えば、コピー用キュー５
０３上でのルーティングタグ書き換えの結果、ルーティ
ングタグ中に１が一つとなったら、即ちＰ−Ｐセルと同
一のルーティングタグとなったら、次の読み出しアドレ
ス決定操作において該コピーセルをＰ−Ｐセルと見な
し、出力ポートキュ５０２−ｉ中のセルに優先して送出
するといった事を行っても良い。さらにまた、出力ポー
トキュー５０２−ｉの他に、上の様に一旦コピー用キュ
ーに入力された後でＰ−Ｐセルと見なされるセルの含ま
れるエントリアドレスを保持するキューを各出力ポート
対応に持つことにしても良い。この様な事を行うと、コ
ピーセルのスループットは向上するが、ＡＴＭスイッチ
２０の複雑度が増し、ＡＴＭスイッチ２０のコストが増
大する。上の事を行うか、否かは、該ＡＴＭスイッチ２
０の適用されるシステムの性格、により決定されるべき
事項である。該ＡＴＭスイッチ２０が、少々のコスト増
はあっても、コピーセルのスループットを増大させたい
性格を持つＡＴＭ−ＬＡＮに適用される場合、上述の技
術を適用するべきである。
【０１５５】また、アドレス管理部２０３に含まれる空
きアドレスキュー５０１、出力ポートキュー５０２−
ｉ、コピー用キュー５０３の実際の実現形態は、汎用の
ＦＩＦＯチップでも良いし、これらを一つのメモリ空間
上に実現するべく、リンクドリストにて構成する事にし
ても良い。リンクドリストにて構成する場合、米国特許
第５０８３２６９号にて本発明者が開示した技術を用い
る事で、リンクドリストのポインタ処理のスループット
を向上させる事が可能であることは言うまでもない。
【０１５６】なお、ここで説明した本実施例に係るＡＴ
Ｍスイッチ２０にて扱うセル、内部セルの長さは５４バ
イトとしたが、例えば６４バイトとしても構わない。こ
の場合、ルーティングタグの長さをより長く取ることが
可能になり、より大規模なコピー機能付きＡＴＭスイッ
チを実現できることになる。内部セルの長さをより長く
した場合は、本実施例に係るＡＴＭスイッチ２０の動作
としては、サブセルスロットの数を変化させて設計すれ
ば良い。タイミング設計において、本発明を実施する場
合に要求される事項は、書き込みアドレス決定操作、読
み出しアドレス決定操作、読み出しセル削除操作を実行
するためセルスロットが３個以上のサブセルスロットに
分割されることと、サブセルスロット中に少なくとも
（入力ポート数＋出力ポート数＋１）のタイムスロット
が確保できることの２点である事は明らかである。
【０１５７】以上述べた本実施例に係るＡＴＭスイッチ
２０には、フロー制御機能がある。この為、図２に示す
ようにＡＴＭスイッチ２０をＡＴＭ−ＬＡＮのハブに適
用した場合、ノード制御機能３０の受信ＦＩＦＯメモリ
３０２の長さを短くし、もってＡＴＭ−ＬＡＮのハブ全
体のハードウェア量を削減する事が可能になる。マイク
ロプロセッサ３０１におけるブロードキャストセル受信
操作は、該マイクロプロセッサ３０１のプログラム実行
時間に依存しており、一般的にＡＴＭスイッチでのセル
転送速度より遅い。
【０１５８】本発明のＡＴＭ−ＬＡＮシステムでは、マ
イクロプロセッサ３０１の計算能力を削減してハブのコ
ストを削減することを考えているので、ブロードキャス
トセル受信操作では、比較的多量のバッファが必要にな
る。例えば、電源投入直後の構成認識フェーズでは、ブ
ロードキャストチャネルにほぼ同時に該ＡＴＭ−ＬＡＮ
を構成するノード数に等しい全端末同報のブロードキャ
ストセルが送出される場合があり、受信ＦＩＦＯメモリ
３０２にアドレスフィルタ機能を持たせるとすれば、該
受信ＦＩＦＯメモリ３０２の長さとしてノード数に等し
いセルを一旦保持できるように設定しないと、ブロード
キャストセルが廃棄され、構成認識に必要な時間が増大
する等の望ましくない結果を及ぼす。本発明のＡＴＭス
イッチ２０を該ＡＴＭ−ＬＡＮに適用すると、受信ＦＩ
ＦＯメモリ３０２の長さが短くても、フロー制御により
ノード制御機能３０へのブロードキャストセルをＡＴＭ
スイッチ２０内のＲＡＭ２０４に保持できるようにな
り、受信ＦＩＦＯ３０２の長さを削減する事が可能にな
る。
【０１５９】ここで、本発明のＡＴＭスイッチ２０がい
わゆる共通バッファ型スイッチになっている事に注意が
必要である。ＡＴＭスイッチ２０が共通バッファスイッ
チであるので、全ての出力ポートにおいてセルを保持す
るメモリ領域がＲＡＭ２０４という共通領域になる。こ
の結果、ＡＴＭスイッチ２０自身に必要なメモリ量も削
減する事が可能になる。ＡＴＭスイッチ２０が共通バッ
ファであることと、受信ＦＩＦＯメモリ３０２からＡＴ
Ｍスイッチ２０に向けてフロー制御がかけられることに
より、ハブ全体で必要となるセルバッファ用のメモリ領
域を最小化することが可能になる。
【０１６０】さらに、本実施例に係るＡＴＭスイッチ２
０は、コピー接続の可能なＡＴＭスイッチである為、該
ＡＴＭスイッチの適用により本発明のＡＴＭ−ＬＡＮシ
ステムにおいて、各端末が自由にコピーコネクションを
設定できることにも注意が必要である。このコピーコネ
クションは、例えば、全ての端末が送出したセルを一旦
マージし、そのセル流を全ての端末にコピーして渡す事
で、全ての端末が同一の順序でセルを受信できるとい
う、分散アルゴリズムを各端末の上で実現するために好
適なコネクションを実現する為に使用する事が可能にな
る。この結果、上述のアルゴリズムによるブロードキャ
ストチャネルは必要なく、ブロードキャストチャネル実
現のアルゴリズムとして、コネクション設定プロセスの
乗った端末からルートまでの間の物理リンク等に故障が
発生した時に全ＡＴＭ−ＬＡＮが動作しなくならず、ま
た、各ハブの生存確認をコネクション設定プロセスの乗
った端末からのポーリングにて実現できるという、ブロ
ードキャストチャネルによるルーティングタグテーブル
設定という本発明のＡＴＭ−ＬＡＮが持つ特徴に好適な
アルゴリズムを選択できるようになる。
【０１６１】次に、第２の発明について詳細に説明す
る。
【０１６２】図９に、本発明の第２の実施例を示す。同
図では、本実施例に係るＡＴＭ−ＬＡＮ上でコネクショ
ンレスサービスを提供する場合について示してある。
【０１６３】本実施例では、本発明によるＡＴＭ−ＬＡ
Ｎ（ＡＴＭ−ＬＡＮ＃１、＃２）を二つ、上位のＡＴＭ
通信網２００１を経由して接続している。ＡＴＭ−ＬＡ
Ｎ＃１は、ハブ＃１−１０１１〜＃１−１０１４から構
成され、端末＃１−１０２１〜＃１−１０２４が収容さ
れている。一方、ＡＴＭ−ＬＡＮ＃２は、ハブ＃２−１
０１１〜＃２−１０１４から構成され、端末＃２−１０
２１〜＃２−１０２４が収容されている。なお、同図に
示した本実施例に係るＡＴＭ−ＬＡＮにおいても、ブロ
ードキャストチャネル３が存在しているが、図が煩雑に
なるのを防ぐため、同図には示していない。
【０１６４】それぞれのＡＴＭ−ＬＡＮのコネクション
設定プロセス＃１−１０２１１，＃２−１０２１１は、
それぞれ、端末＃１−１０２１，＃２−１０２１上に乗
せられている。これらのプロセスは、上位のＡＴＭ通信
網２００１のＱ．９３Ｂ終端部２００１１と、コネクシ
ョン２００３、２００４にて接続され、上位のＡＴＭ通
信網２００１から／への呼設定要求を該Ｑ．９３Ｂ終端
部２００１１とやりとりしている。
【０１６５】それぞれのＡＴＭ−ＬＡＮには、一つずつ
のＣＬＳＦプロセス＃１−１０２４１、＃２−１０２４
１が存在している。これらのＣＬＳＦプロセスがＡＴＭ
−ＬＡＮ上でコネクションレスサービスを提供する。こ
れらのＣＬＳＦプロセスは、ＡＴＭ−ＬＡＮに端末＃１
−１０２４、＃２−１０２４上に実装されている。コネ
クション設定プロセスからＣＬＳＦプロセスを独立させ
る事で、ＡＴＭ−ＬＡＮの管理者は、該ＡＴＭ−ＬＡＮ
内で提供されるＣＬＳＦサービスのスループットを自由
に設定する事が可能になる。より高いスループットを得
る為には、より早いワークステーションに該ＣＬＳＦプ
ロセスを配備し直す、ＡＴＭ−ＬＡＮに配備するＣＬＳ
Ｆプロセスを複数個にする等のことを行えば良い。
【０１６６】それぞれのＣＬＳＦプロセスは、ＡＴＭコ
ネクションによってコネクションレスサービスを要求す
る端末と接続され、相互にコネクションレスサービスの
メッセージの送受信を行っている。例えば、ＡＴＭ−Ｌ
ＡＮ＃１であれば端末＃１−１０２２がコネクション２
００５で、端末＃１−１０２３がコネクション２００６
で、それぞれＣＬＳＦプロセス＃１−１０２４１に接続
されている。また、ＡＴＭ−ＬＡＮ＃２であれば、端末
＃２−１０２２がコネクション２００３で、端末＃１−
１０２３がコネクション２００４で、それぞれＣＬＳＦ
プロセス＃１−１０２４１に接続されている。さらに、
それぞれのＣＬＳＦプロセス＃１−１０２４１、＃２−
１０２４１は上位のＡＴＭ通信網２００１を経由するＡ
ＴＭコネクション２００２により接続され、ＡＴＭ−Ｌ
ＡＮ間のコネクションレスサービスのメッセージの送受
を行っている。
【０１６７】コネクションレスサービスのメッセージに
は、宛先アドレスとして、レイヤ３アドレスが付加され
ている。このレイヤ３アドレスは、例えば、ＩＴＵ−Ｔ
にて標準化されているＥ．１６４アドレスでも良いし、
ＴＣＰ／ＩＰにて使用されているＩＰアドレスでも構わ
ない。コネクションレスサービスを受ける端末には、こ
のレイヤ３アドレスを少なくとも一つ割り当てられてい
るものとしている。上位のＡＴＭ通信網からの着呼に対
応するため、本発明に係るＡＴＭ−ＬＡＮではそれぞれ
のＡＴＭ−ＬＡＮに存在するコネクション設定プロセス
＃１−１０２１１、＃２−１０２１１がそれぞれの端末
に割り当てられたレイヤ３アドレスとそれぞれの端末が
製造時から持っているノード番号との対応関係を保持し
ており、本実施例に係るＡＴＭ−ＬＡＮでは、このコネ
クション設定プロセスが保持しているレイヤ３アドレス
とノード番号との対応関係を用いてコネクションレスサ
ービスのメッセージのルーティングが行われる。
【０１６８】以下、同図と図１０を参照しながら、端末
がコネクションレスサービスの提供をうける事が可能に
なるまでの本実施例に係るＡＴＭ−ＬＡＮの動作を説明
する。図１０には、この場合にＡＴＭ−ＬＡＮ中でやり
とりされるメッセージのシーケンスが示されている。
【０１６９】各端末は、コネクションレスサービスを受
けたいと考えると自ＡＴＭ−ＬＡＮ中のＣＬＳＦプロセ
スを検索し、該ＣＬＳＦプロセスに向けてコネクション
を設定する。その後、該ＣＬＳＦプロセスに自分に割り
当てられたレイヤ３アドレスを登録する、といった一連
の処理を行う事で、コネクションレスサービスの提供を
受ける事ができるようになる。例えば、端末＃２−１０
２２がコネクションレスサービスを受けたいと考えた場
合、端末＃２−１０２４に設けられたＣＬＳＦプロセス
＃２−１０２４１を検索して、ＡＴＭコネクション２０
０３を設定し、ＣＬＳＦプロセス＃２−１０２４１に自
分に割り当てられたレイヤ３アドレスを登録する。
【０１７０】最初にＣＬＳＦプロセスを検索するため
に、まず端末＃２−１０２２はコネクションレスサーバ
検索メッセージ（Ｍ１０１）をブロードキャストチャネ
ル３に送出する。該コネクションレスサーバ検索メッセ
ージは、特願平５−９３２２３１にて開示したサービス
検索メッセージの１種として実現されていても良い。
【０１７１】端末＃２−１０２２が送出したコネクショ
ンレスサーバ検索メッセージは、全ハブ、及び全端末に
ブロードキャストチャネル３を経由して転送される。端
末＃２−１０２４は、該コネクションレスサーバ検索メ
ッセージを受け取ると、該端末上で実行されているプロ
セスの内、ブロードキャストチャネル３を用いて通信を
行うプロセス全てに該メッセージを渡す。ＣＬＳＦプロ
セス＃２−１０２４１以外のプロセスで、該メッセージ
を受け取ったプロセスは、該メッセージを無視する。
【０１７２】ここで、例えば、全てのワークステーショ
ンのＣＬＳＦプロセスのプロセス番号が予め一つに定め
られているならば、宛先フィールドの下位２オクテット
に該予め定められたプロセス番号を記述しておくという
事を行う事もできる。この場合、該端末＃２−１０２４
のオペレーティングシステムにて該メッセージがルーテ
ィングされるため、必要の無いプロセスに該メッセージ
を転送可能であるという利点はあるが、一方でプロセス
番号に固定的に使用できない番号が発生し、プロセス番
号空間の使用効率が低下する、という問題点がある。こ
こで、プロセス番号の代わりに、ＴＣＰ／ＩＰプロトコ
ルで言う所のウエルノウンポート、即ちサービス毎に予
め定められた番号を使用する事にしても、不要なプロセ
スに該コネクションレスサービス検索メッセージを転送
しないという効果が得られるが、サービスのバージョン
番号による検索ができなくなるという問題点もある。ま
た、該端末＃２−１０２４のオペレーティングシステム
が受け取ったメッセージのメッセージ内容フィールドを
読みとり、該メッセージの種別に従ってＣＬＳＦプロセ
ス＃２−１０２４１にのみ転送するといった事を行って
も、不要なプロセスに該コネクションレスサービス検索
メッセージを転送しないという効果が得られるが、これ
についてはオペレーティングシステム構築時に予め定め
られたサービスしか提供できず、サービス種別の拡張性
に欠けるという問題点がある。
【０１７３】ＣＬＳＦプロセス＃２−１０２４１は、該
コネクションレスサーバ検索メッセージを受け取ると、
該検索メッセージに対応する応答メッセージであるとこ
ろのコネクションレスサーバ検索応答メッセージ（Ｍ１
０２）を作成し、ブロードキャストチャネル３へ転送す
る。外応答メッセージは、特願平５−９３２２３１にて
開示されたサービス検索応答メッセージの１種として実
現されていても良い。該応答メッセージの宛先には、該
応答メッセージを作成したプロセスのノード番号、プロ
セス番号が記載されており、不要のプロセスに該応答メ
ッセージを渡すといった無駄は行う必要がない。また、
該検索メッセージを受け取ってから、該応答メッセージ
を送出するまでの時間を、例えばＣＬＳＦプロセス＃２
−１０２４１が収容している端末数であるとか、過去一
定期間中に処理したメッセージ数であるとかいった、該
ＣＬＳＦプロセスの負荷を表す統計量に比例させて大き
くしても構わない。検索メッセージを受け取ってから、
応答メッセージを送出するまでの時間を変化させた場合
の効果については、後ほど詳しく説明する。
【０１７４】ブロードキャストチャネル３から該応答メ
ッセージを受け取る事で、端末＃２−１０２２は、ＣＬ
ＳＦプロセス＃２−１０２４１のＡＴＭ−ＬＡＮ中での
存在位置（例えば、本実施例においては、端末＃２−１
０２４上に実装されているという事）を知る事ができ
る。
【０１７５】次に、端末＃２−１０２２は、ＡＴＭコネ
クション２００３を設定するため、特願平５−１２０３
５１にて開示した様に、コネクション設定要求メッセー
ジ（Ｍ１０３）を作成してブロードキャストチャネル３
上へと送出する。コネクション設定プロセス＃２−１０
２１１は、特願平５−１２０３５１で開示したプロトコ
ルに従って、該コネクション設定要求メッセージにより
ＡＴＭコネクション２００３を設定する。なお、ここ
で、各端末において、コネクションレスサービスを受け
るプロセスが複数ある場合、それぞれのプロセスがＣＬ
ＳＦプロセス＃２−１０２４１とのコネクションを持つ
事にしても良いし、あるいは一つの特別なプロセスがＣ
ＬＳＦプロセス＃２−１０２４１とのコネクションを持
つことにしても良い。前者の方式をとった場合、ＡＴＭ
−ＬＡＮの各ハブのルーティングタグテーブルの消費量
は大きいが、端末内部でのコネクションレスメッセージ
のルーティングは容易になる性質があり、後者の場合
は、これと反対の性質がある。どちらを選択するかは、
ＣＬＳＦプロセス＃２−１０２４１が提供するコネクシ
ョンレスサービスの性質によって決められるべき事項で
ある。
【０１７６】コネクション設定要求メッセージに係る一
連の処理を終了し、端末＃２−１０２２とＣＬＳＦプロ
セス＃２−１０２４１との間のＡＴＭコネクション２０
０３を設定しおわると、コネクション設定プロセス＃２
−１０２１１は、特願平５−１２０３５１で開示したプ
ロトコルに従って、コネクション設定終了メッセージ
（Ｍ１０４）をブロードキャストチャネル３を通じて端
末＃２−１０２２へと転送する。
【０１７７】端末＃２−１０２２は、該コネクション設
定終了メッセージを受け取った事でＣＬＳＦプロセス＃
２−１０２４１との通信路が確立された事を知る。
【０１７８】次に、端末＃２−１０２２は、ＣＬＳＦプ
ロセス＃２−１０２４１に対して自分のレイヤ３アドレ
スの登録を行う。
【０１７９】前述した様に、本実施例においてはレイヤ
３アドレスとノード番号の対応表がコネクション設定プ
ロセス＃２−１０２１１に保持されている事としてい
る。この為、端末＃２−１０２２は、自分のレイヤ３ア
ドレス登録の前に、自分に割り当てられたレイヤ３アド
レスをコネクション設定プロセス＃２−１０２１１に問
い合わせる必要がある。これは、以下の様にして行われ
る。
【０１８０】端末＃２−１０２２は、自分のレイヤ３ア
ドレスの通知を受けるべくレイヤ３アドレス参照要求メ
ッセージを作成し、ブロードキャストチャネル３へと送
出する。レイヤ３アドレス参照要求メッセージの構成は
以下の通りである。
【０１８１】宛先フィールドには、コネクション設定プ
ロセス＃２−１０２１１のノード番号、プロセス番号が
含まれている。このコネクション設定プロセスのノード
番号、プロセス番号は、特願平５−１２０３５１に開示
した如く、ブロードキャストチャネル３上で提供されて
いる、コネクション設定プロセスを検索するサービスを
用いる事で知る事ができる。
【０１８２】差出元フィールドには端末＃２−１０２２
のノード番号、及び、該端末上でコネクションレスサー
ビスを受けようとしているプロセスのプロセス番号が含
まれている。これらの情報は端末＃２−１０２２上で容
易に得る事ができる。
【０１８３】メッセージ種別フィールドには、特願平５
−１２０３５１に示されている様にレイヤ３アドレス参
照要求メッセージを表す値が書き込まれている。この実
際の値は本発明の有効性に関係しないので、ここでは特
に限定せずに説明を進める。
【０１８４】メッセージ番号フィールドは、メッセージ
抜けを検出するため、特願平５−１２０３５１にて開示
された方法で使用される。
【０１８５】メッセージ内容フィールドには、有意情報
は何も記述されていない。差出元アドレスのノード番号
が、レイヤ３アドレスを知りたい端末のノード番号であ
ると認識される。
【０１８６】ブロードキャストチャネル３を通じて、レ
イヤ３アドレス参照要求メッセージを受け取ると、コネ
クション設定プロセス＃２−１０２１１は、該メッセー
ジにより指定された端末について、自分が保持している
ノード番号とレイヤ３アドレスの対応表を参照し、該端
末に割り当てられたレイヤ３アドレスを知る。その後、
コネクション設定プロセス＃２−１０２１１は、該指定
された端末のノード番号と、割り当てられたレイヤ３ア
ドレスとをメッセージ内容フィールドに含む、レイヤ３
アドレス参照応答メッセージ（Ｍ１０６）を作成し、ブ
ロードキャストチャネル３へと送出する。レイヤ３アド
レス参照応答メッセージの構成は以下の通りである。
【０１８７】宛先フィールドには、端末＃２−１０２２
のノード番号、プロセス番号が含まれている。このノー
ド番号、プロセス番号は、前述のレイヤ３アドレス参照
要求メッセージの差出元アドレスを参照する事で知る事
ができる。
【０１８８】差出元フィールドにはコネクション設定プ
ロセス＃２−１０２１１のノード番号、プロセス番号が
含まれている。これらの情報は端末＃２−１０２１上で
容易に得る事ができる。
【０１８９】メッセージ種別フィールドには、特願平５
−１２０３５１に示されている様に、レイヤ３アドレス
参照要求メッセージを表す値に”１０００ ００００”
を加えた値が書き込まれている。
【０１９０】メッセージ番号フィールドは、メッセージ
抜けを検出するため、特願平５−１２０３５１にて開示
された方法で使用される。
【０１９１】メッセージ内容フィールドには、レイヤ３
アドレスを知りたい端末（ここの例では端末＃２−１０
２２）のノード番号と、該ノード番号によって、ノード
番号とレイヤ３アドレスの対応表を引いた結果知る事の
できたレイヤ３アドレスが書かれている。
【０１９２】ここで、このフィールドに含まれるレイヤ
３アドレスは、Ｅ．１６４アドレスであっても良いし、
またＩＰアドレスであっても良い。より望ましくは、Ａ
ＴＭフォーラムと呼ばれるＡＴＭ−ＬＡＮの業界標準を
策定している団体にて考えられている、これら複数種類
のレイヤ３アドレスを同一のフォーマットで記述可能な
フォーマットである事である。また、コネクション設定
プロセス＃２−１０２１１に、問い合わせのあったノー
ド番号に対応するレイヤ３アドレスが登録されていない
可能性もある。これを示すために、メッセージ内容フィ
ールドの中の１ビットを使用する事にしてもよい。
【０１９３】さらに、一つの端末に複数のレイヤ３アド
レスが割り当てられている場合、このレイヤ３アドレス
検索応答メッセージを、割り当てられているレイヤ３ア
ドレスの個数に等しい個数、メッセージ番号フィールド
を同一の値にして作成し、ブロードキャストチャネル３
に送出する様にしても良い。端末＃２−１０２２は、同
一のレイヤ３アドレス検索要求メッセージに対応するレ
イヤ３アドレス検索応答メッセージを複数受け取ると、
レイヤ３アドレスを知ろうとした端末に複数のレイヤ３
アドレスが付加されているものとして以下の処理を行
う。
【０１９４】また、端末＃２−１０２２がコネクション
設定プロセス＃２−１０２１１よりレイヤ３アドレスの
通知を受けるのは、上に述べた様な、ブロードキャスト
チャネル３上のメッセージであっても良いし、また、端
末＃２−１０２２がコネクション設定プロセス＃２−１
０２１１とのコネクション設定を要求し、該要求に従っ
て設定されたコネクションを経由して行う事にしても良
い。
【０１９５】以上により、端末＃２−１０２２が、新た
にコネクションレスサービスを受けようとしている端末
のレイヤ３アドレスを知る事ができた事になる。
【０１９６】なお、端末＃２−１０２２が予め自分に割
り当てられたレイヤ３アドレスを持っている場合があ
る。この場合にはレイヤ３アドレス参照要求メッセージ
（Ｍ１０５）を送出することなく、次のフェーズへと移
行する事が可能である。
【０１９７】また、特願平５−１２０３５１に開示した
コネクション設定プロトコルに従うと、コネクション設
定要求メッセージ（Ｍ１０３）から起動されるコネクシ
ョン設定プロセス＃２−１０２１１の動作の中で、コネ
クション設定通知メッセージを用いて、ＣＬＳＦプロセ
ス＃２−１０２４１に対してコネクション２００３が設
定された事を通知する事が行われる。該コネクション設
定通知メッセージ中には、端末＃２−１０２２のノード
番号が含まれているので、レイヤ３アドレス参照要求メ
ッセージ中に該端末＃２−１０２２のノード番号を含め
る事にすれば、ＣＬＳＦプロセス＃２−１０２４１が端
末＃２−１０２２のレイヤ３アドレスをコネクション設
定プロセス＃２−１０２１１に問い合わせる、といった
プロトコルとすることも可能である。しかしながら、こ
の方法には、プロトコルが複雑になること、また端末＃
２−１０２２のレイヤ３アドレスがコネクション設定プ
ロセス＃２−１０２１１に登録されていなかった場合に
その事を通知する為に新たな情報要素がコネクション設
定通知確認メッセージに必要になること、といった問題
点がある。
【０１９８】端末＃２−１０２２は、自分に割り当てら
れたレイヤ３アドレスを獲得すると、次にコネクション
設定要求（Ｍ１０３）によって設定されたＡＴＭコネク
ション２００３を通じてＣＬＳＦプロセス＃２−１０２
４１と通信を行い、レイヤ３アドレスの登録を行う（Ｍ
１０７）。この登録のプロトコルは、種々考えられる
が、望ましくは上記ＡＴＭフォーラムにて規定される、
ＵＮＩ上でのアドレス登録プロトコルに準じた形式であ
る事である。既に端末＃２−１０２２とＣＬＳＦプロセ
ス＃２−１０２４１の間にＡＴＭコネクションが設定さ
れているので、ＡＡＬプロトコルを適用することで、可
変長のメッセージが扱える様になっていることに注意が
必要である。このレイヤ３アドレス登録作業は、ＡＴＭ
レイヤの動作に必要な作業ではなく、ネットワークレイ
ヤの動作に必要な作業であるので、ＡＴＭレイヤのコネ
クションを使って行われても構わない。勿論、ブロード
キャストチャネル３上にこのプロトコルを実行するため
のメッセージを定義することも可能である。
【０１９９】ＣＬＳＦプロセス＃２−１０２４１は、端
末＃２−１０２２との間のＡＴＭコネクション２００３
に、上記レイヤ３アドレス登録プロトコルにて端末＃２
−１０２２から通知されたレイヤ３アドレスが割り当て
られているとみなし、外部から受け取ったコネクション
レスサービスのメッセージの宛先アドレスと、登録され
たレイヤ３アドレスが一致するＡＴＭコネクションに、
該コネクションレスサービスのメッセージを送出する事
になる。
【０２００】以上で端末が新たにコネクションレスサー
ビスを受け始める時に本実施例のＡＴＭ−ＬＡＮ上で実
行される処理の説明を終わる。以上の動作を行う事で、
一つのＡＴＭ−ＬＡＮ中でのコネクションレスサービス
を各端末に提供することが可能になる。
【０２０１】複数のＡＴＭ−ＬＡＮを渡るコネクション
レスサービスを端末に提供するためには、上位のＡＴＭ
通信網２００１を経由したＣＬＳＦプロセス間のＡＴＭ
コネクション２００２を設定する必要がある。本実施例
では、このコネクションはＡＴＭ−ＬＡＮの管理者が予
め設定しているものとする。また、一つのＡＴＭ−ＬＡ
Ｎ中に複数のＣＬＳＦプロセスが存在する場合、これら
のＣＬＳＦプロセス間を接続するコネクションも必要に
なるが、このコネクションもＡＴＭ−ＬＡＮの管理者
が、予め設定しているものとする。
【０２０２】図１１に、ＣＬＳＦプロセス＃２−１０２
４１の構成を示す。ＣＬＳＦプロセスは、全て端末＃２
−１０２４上のプロセスとして構成されているものとし
ている。ＣＬＳＦプロセスは、ルーティングプロセス１
０２４１１とアダプテーションプロセス１０２４１３及
び制御プロセス１０２４１４から構成されている。
【０２０３】制御プロセス１０２４１４は、ブロードキ
ャストチャネル３と接続され、ブロードキャストチャネ
ル上のメッセージにて指定されるコネクション設定に呼
応して、アダプテーションプロセス１０２４１３や、Ａ
ＴＭレイヤ処理を行うハードウェア（図示せず）の設定
を行う。図９に示された例では、ブロードキャストチャ
ネル３上のメッセージにより、端末＃２−１０２２との
間のコネクション２００３や、端末＃２−１０２３との
間のコネクション２００４の設定が通知されるので、こ
れらのコネクション設定通知に呼応して、アダプテーシ
ョンプロセス１０２４１３が、コネクション２００３、
２００４との間で情報の授受が行える様、該アダプテー
ションプロセスを設定したり、ハードウェアを設定した
りする。
【０２０４】さらに、新たに端末からコネクションが設
定された場合、最初に該端末のレイヤ３アドレスを登録
するプロトコルが実行されるが、このプロトコルを実行
するのも制御プロセス１０２４１４である。制御プロセ
ス１０２４１４は、端末からコネクションが設定される
と、まず該コネクションからのアダプテーションプロセ
ス１０２４１３を経由したメッセージ授受を自分が行う
様にアダプテーションプロセス１０２４１３を設定す
る。次に、端末からのアドレス登録が行われるのを待
ち、アドレス登録が行われると、該コネクションとレイ
ヤ３アドレスの対応関係をルーティングプロセス１０２
４１１中のコネクションレスルーティングテーブル１０
２４１２に登録する。なお、コネクションレスルーティ
ングテーブル１０２４１２中でのコネクションの識別子
は、例えばＡＴＭレイヤにおけるコネクション識別子、
即ちＶＰＩ／ＶＣＩであっても良い。
【０２０５】また、制御プロセス１０２４１４は、コネ
クションレスサーバ検索メッセージを受信すると、該メ
ッセージの応答メッセージであるコネクションレスサー
バ検索応答メッセージを送出する。ここで、上で述べた
様に、ルーティングプロセス１０２４１１の動作状況を
監視し、自分が受け付けているコネクションレスサービ
スのメッセージ数が多い場合、即ちルーティングプロセ
ス１０２４１１にかかっている負荷が大きい場合に、コ
ネクションレスサーバ検索応答メッセージの送出を遅ら
せても良い。コネクションレスサービスのスループット
を上げる目的で、ＣＬＳＦプロセスが複数個、一つのＡ
ＴＭ−ＬＡＮ中に存在している場合、コネクションレス
サーバ検索メッセージを送出した端末は、ＣＬＳＦプロ
セスの個数に等しい個数のコネクションレスサーバ検索
応答メッセージを受信する事になる。上で述べた様に、
制御プロセス１０２４１４がコネクションレスサーバ検
索応答メッセージの送出を、ルーティングプロセス１０
２４１１の負荷に比例して遅らせる事で、該コネクショ
ンレスサーバ検索メッセージを送出した端末は、負荷の
軽い順にコネクションレスサーバ検索応答メッセージを
受け取る事が可能になる。この為、負荷の軽いＣＬＳＦ
プロセスを選んでコネクション設定を行う事が可能にな
る。最も早くコネクションレスサーバ検索応答メッセー
ジを返してきたＣＬＳＦプロセスを選択し、そのＣＬＳ
ＦプロセスへのＡＴＭコネクションの設定をコネクショ
ン設定プロセスに依頼すれば良い。
【０２０６】なお、ルーティングプロセス１０２４１１
の負荷は、一定時間中に処理したメッセージ数の他、ア
ダプテーションプロセス１０２４１３に接続されている
コネクション数、一定時間中にルーティグプロセスに割
り当てられたＣＰＵ時間、等の指標が考えられる。ま
た、これらの指標の組み合わせにて負荷を規定すること
も可能である。どの指標を用いてルーティングプロセス
１０２４１１の負荷を定義するかは、ＡＴＭ−ＬＡＮシ
ステムの性質によって決定すべき事項である。
【０２０７】また、本実施例において仮定しているブロ
ードキャストチャネル実現アルゴリズム、即ちハブに入
力されたブロードキャストセルは入力されたポート以外
のポートで、ブロードキャスト木が設定されているもの
に送出するというアルゴリズムでは、それぞれの端末に
到着するブロードキャストセルの順番が変化する。この
為、コネクションレスサービスを受けようとする端末が
受信するコネクションレスサーバ検索応答メッセージの
順番が、正確にそれらを送出したＣＬＳＦプロセスの負
荷の順番に対応しない事も考えられる。正確に、最も負
荷の小さなＣＬＳＦプロセスへのコネクション設定を行
うためには、例えば、以下の様な方法が考えられる。負
荷の差によって生じさせる、コネクションレスサーバ検
索応答メッセージ送出までの待ち時間を、例えば３種類
準備する。即ち、負荷が軽い時はｔａ、負荷が普通の時
はｔｂ、負荷が重いときはtc待つ様にする。ここで、ｔ
ｂ−ｔａや、ｔｃ−ｔｂにて定義される、それぞれの負
荷における待ち時間の差を、あるメッセージをブロード
キャストチャネルに送出してからＡＴＭ−ＬＡＮ全体に
転送されるまでに必要な時間の最大に設定する様にする
と、負荷の異なるＣＬＳＦからのメッセージの到着順序
が逆転する事はなくなる。
【０２０８】また、コネクションレスサーバ検索応答メ
ッセージをＡＴＭ−ＬＡＮ全体にブロードキャストする
為に、別途コピーコネクションを設定する事も考えられ
る。このコピーコネクションは、まず、全端末から送出
されたメッセージをＡＴＭ−ＬＡＮ中の一点に集め、こ
こでメッセージ間の全順序を規定し、集めたメッセージ
を順次全端末へと転送する、といったコネクションであ
る。このコネクションは、第１の発明によるＡＴＭスイ
ッチを用いることでＡＴＭ−ＬＡＮ中に設定することが
可能になる。このようにメッセージを一旦集めてコピー
して配布する事で、全端末が受け取るメッセージの到着
順序が変化する事はなくなる。この為、上述のそれぞれ
の負荷における待ち時間の差を小さな値とする事が可能
になる。つまり、この待ち時間の差は、ＡＴＭ−ＬＡＮ
全体にメッセージが配られるまでの最大時間ではなく、
メッセージを集める点までの遅延時間の最大にて規定す
れば良くなる。しかしながら、この様なコネクションを
設定すると、各ハブのルーティグタグテーブルの消費量
が大きくなるという問題点がある。どちらを選択する
か、は、ＡＴＭ−ＬＡＮシステムにて提供するサービス
の性質によって決定されるべき事項である。
【０２０９】アダプテーションプロセス１０２４１３
は、それぞれのＡＴＭコネクションから入力されるセル
を、予め定められたアダプテーションプロトコルに従っ
てメッセージへと組み上げ、ルーティングプロセス１０
２４１１もしくは制御プロセス１０２４１４へと転送す
る。さらに、ルーティングプロセス１０２４１１もしく
は制御プロセス１０２４１４から受け取ったメッセージ
を、予め定められたアダプテーションプロトコルに従っ
てセルへと分解し、該メッセージを受け取った時に指定
されたコネクションへと送出する。アダプテーションの
プロトコルは、例えば、ＩＴＵ−Ｔ標準に規定されてい
るＡＡＬ４プロトコルでも、ＡＡＬ５プロトコルでも、
また、新たにユーザが定義した、ルーティングプロセス
１０２４１１が処理するプロトコルに適したプロトコル
も構わない。
【０２１０】ルーティングプロセス１０２４１１は、ア
ダプテーションプロセスから受け取ったメッセージの宛
先アドレスを参照し、コネクションレスルーティングテ
ーブル１０２４１２を参照して該メッセージを送出する
コネクションを決定し、該決定したコネクションを表す
識別子と該メッセージを組にしてアダプテーションプロ
セスへと転送する。これにより、コネクションレスサー
ビスのメッセージのルーティングが実現できる。
【０２１１】ここで、コネクションレスルーティングテ
ーブル中に登録されていない宛先を含むメッセージは、
例えば別のＣＬＳＦプロセスへのコネクション（図１１
に示した例では、ＡＴＭコネクション２００２）へと転
送するようにしても良い。また、コネクションレスサー
ビスのメッセージが一時期に多数到着する等で、ルーテ
ィングプロセス１０２４１１でのメッセージのルーティ
ングが追いつかなくなった場合、他の端末やＣＬＳＦプ
ロセスに向けてフロー制御の為のメッセージを送出する
事にしても良い。これらはルーティングプロセス１０２
４１１にて扱うプロトコル毎に詳細な仕様が定められて
おり、この定められた仕様に従ってメッセージのルーテ
ィングを実行するのが望ましい。
【０２１２】なお、ここで述べた様にＡＴＭレイヤの上
にコネクションレスサービスを実装すると、以下の様な
問題が発生する事が知られている。
【０２１３】ＡＴＭレイヤにおいて輻輳が発生し、セル
廃棄が発生する様になると、そのセル廃棄によってアダ
プテーションプロセス１０２４１３でメッセージの廃棄
が発生する。このメッセージの廃棄は、ユーザが実際に
送出したコネクションレスサービスのメッセージ、これ
をデータメッセージと呼ぶ、である場合の他に、ルーテ
ィングプロセス１０２４１１でのメッセージの輻輳を通
知する等、コネクションレスサービスの品質を確保する
ために必要なメッセージ、これを制御メッセージと呼
ぶ、である場合がある。データメッセージの廃棄と制御
メッセージの廃棄は、ＡＴＭレイヤでこれらのメッセー
ジを区別せずに廃棄する場合、ほぼ均等に発生する。こ
のため、例えばＡＴＭレイヤの輻輳をルーティングプロ
セス１０２４１１に通知してメッセージ送出を抑制すべ
く制御メッセージを出したとしても、この制御がうまく
かからなくなる危険性がある。この結果として、グッド
プットとして良く知られている通信品質、即ちレイヤ４
でのメッセージのスループット、が非常に悪化するとい
う問題点がある。
【０２１４】グッドプットの悪化を避けるためには、ル
ーティングプロセス１０２４１１での制御メッセージに
よるデータメッセージの送出抑制の制御を効率良くかけ
る必要がある。このために、アダプテーションプロセス
１０２４１３が以下の様に制御メッセージを扱う事とし
ても良い。
【０２１５】その第１の方法は以下の通りである。
【０２１６】セルのヘッダ部分に規定されているＧＦＣ
フィールドに、ルーティングプロセス１０２４１１の負
荷を表す値を、アダプテーションプロセス１０２４１３
が埋め込んで送出する。それぞれのＣＬＳＦプロセス
は、受け取ったセルのＧＦＣフィールドを参照し、メッ
セージ送出を抑制する。
【０２１７】この場合、セル廃棄が発生してメッセージ
廃棄が発生するとしても、ＧＦＣフィールドによりメッ
セージ送出の抑制が行える可能性が高くなる。一つのメ
ッセージ起源のセルが全て廃棄される確率が比較的低い
のがその理由である。しかしながら、ＧＦＣフィールド
は４ビットと短く、メッセージ送出抑制の為に良く行わ
れる、いわゆるウインド制御を行うには不足しており、
単純な制御しか行うことができないという問題点と、例
えば公衆網といった上位のＡＴＭ通信網におけるＮＮ
Ｉ、即ち交換機−交換機間のインタフェースにはＧＦＣ
が無く、ハブ間のインタフェースにまでＩＴＵ−Ｔ標準
で言うところのＵＮＩセルを適用する、本実施例に係る
ＡＴＭ−ＬＡＮの様なＡＴＭ通信網でなければこの制御
がかからないという問題はあるが、アダプテーションプ
ロセス１０２４１３のプロトコルとして特殊なものを使
う必要が無く、またＡＴＭセルの廃棄優先度による優先
制御機能をハブが持っている必要も無いという利点もあ
る。
【０２１８】また、その第２の方法は以下の通りであ
る。
【０２１９】ハブがコネクション単位の優先制御機能を
持っている場合、制御メッセージを転送するコネクショ
ンと、データメッセージを流すコネクションとを区別
し、制御メッセージを流すコネクションの優先順位を高
く、データメッセージを流すコネクションの優先順位を
低く、それぞれ設定する。
【０２２０】この方法は、第１の方法に比べて、制御メ
ッセージを転送するコネクションを設定するため、より
複雑なフロー制御プロトコルを実行する事ができるとい
う利点があるが、一方で、コネクションを分けて転送す
るため、送出元でのデータメッセージと制御メッセージ
の到着順序が、受信先で異なる可能性があるという問題
がある。データメッセージと制御メッセージの間の到着
順序に従って処理を行うプロトコルには適用できない。
【０２２１】最後に、その第３の方法は以下の通りであ
る。
【０２２２】ハブがセルのヘッダのＣＬＰ（セル廃棄優
先度）ビットを参照して選択的にセルを廃棄できる機能
を持っていれば、アダプテーションプロセス１０２４１
３は、制御メッセージのＣＬＰを０（オフ）、即ち廃棄
されにくい優先度に、データメッセージのＣＬＰを１
（オン）、即ち廃棄されやすい優先度にそれぞれ設定し
て送出する。
【０２２３】この方法では、ハブにて発生したＡＴＭレ
イヤの輻輳が直ちに該ハブ上のメッセージに反映される
ため、最も効率良く上位レイヤでの輻輳制御を行う事が
できるが、一方でセルのプッシュアウトという非常に複
雑な処理を各ハブが実行する必要があるという問題点が
ある。各ハブにてセルのプッシュアウトを実現するため
には、図１２に示すように本発明者らが特開平４−１０
０４５１で開示したごとく、回線インタフェース１０−
ｉからＡＴＭスイッチ２０へのセル転送経路にプッシュ
アウトを実現したセルバッファ４０−ｉを挿入するとい
った事が考えられる。第１の発明によるＡＴＭスイッチ
２０を使用したハブの場合、ＡＴＭレイヤのフロー制御
を行っているので、セル廃棄が発生するならば必ず回線
インタフェース１０−ｉの出口、もしくはプッシュアウ
トを実現したセルバッファ４０−ｉである、という性質
を持つ。この為、図１２に示した構成を持つハブには、
セル廃棄優先度の高いセルがセルバッファ４０−ｉ中に
存在するにも関わらず、セルバッファ４０−ｉに到着し
たセル廃棄優先度の低いセルが廃棄されるといった事が
なく、セル廃棄優先度に関する制御が正確に行えるとい
う利点がある。
【０２２４】以上で、本発明によるＣＬＳＦプロセスを
コネクション設定プロセスから独立させる手法に関する
説明を終わる。なお、ここではＡＴＭインタフェースを
持つ端末をＣＬＳＦプロセスにＡＴＭコネクションにて
接続する事を説明したが、ＣＬＳＦプロセスに接続した
い端末は必ずＡＴＭインタフェースを持っている訳では
ない。例えば、イーサネットインタフェースのみ持つ端
末も、ＣＬＳＦプロセスに接続する必要がある。イーサ
ネットインタフェースのみ持つ端末をＣＬＳＦプロセス
に接続するのは、以下のように行うのが望ましい。
【０２２５】現在のワークステーションは必ず、一つは
イーサネットインタフェースを持っている。ＣＬＳＦプ
ロセスを実装する端末として、この様なイーサネットイ
ンタフェースを持つワークステーションを選択する。
【０２２６】イーサネットインタフェースのみ持つ端末
は、ＣＬＳＦプロセスの実装されたワークステーション
とイーサネットにより接続される。イーサネットインタ
フェースのみ持つ端末の送出するメッセージをＡＴＭ−
ＬＡＮ上に送出する、もしくはＡＴＭ−ＬＡＮ上のメッ
セージをイーサネットインタフェースのみ持つ端末に転
送する為に、ＣＬＳＦプロセスのアダプテーションプロ
セス１０２４１３をＡＴＭインタフェースのみではな
く、イーサネットインタフェースからもメッセージの授
受を行えるように構成する。
【０２２７】以上の構成により、新たにＡＴＭ−ＬＡＮ
を導入するユーザであっても、該ユーザが既に敷設して
いるイーサネットの同軸ケーブルを活用しながら、ＡＴ
Ｍ−ＬＡＮによる通信を使用する事が可能になる。
【０２２８】次に、第３の発明について詳細に説明す
る。
【０２２９】図１３に、本発明の第３の実施例を示す。
本実施例のＡＴＭ−ＬＡＮでは、ハブのインタフェース
点を複数の端末で共有するため、光スターカップラを用
いた分配器６を用いた構成を示している。
【０２３０】分配器６は、二つの１：ｎ光スターカプラ
６０１，６０２から構成される。第１の光スターカプラ
６０１は、ハブ１−４から入力された光信号をそれぞれ
等しい光パワーに分割し、端末２−５〜２−７へと導く
働きを持つ。また、第２の光スターカプラ６０２は、端
末２−５〜２−７の送出した光信号を一つのポートに合
流してハブ１−４へと転送する働きを持つ。
【０２３１】良く知られているように、ｎ入力ｎ出力の
光スターカプラは、それぞれの入力ポートから入力され
た光信号をｎ等分してｎ個の出力ポートへと配する機能
を有する。１：ｎ光スターカプラは、これらの入力ポー
トもしくは出力ポートのいくつかを使用しないことで実
現する事が可能である。良く知られているように、光信
号を転送する光導波路は強い双方向性を持つ。即ち、あ
るポートに光信号を入射するとそのポートは入力ポート
となり、対向するポートが出力ポートとなる。一方、そ
の対向するポートから光信号を入射すると、そのポート
が入力ポートとなり、先ほど入力ポートと見なしたポー
トが出力ポートとなる。この強い双方向性の為、１：ｎ
光スターカプラ６０１，６０２は、同一種類の部品をそ
れに入力する光信号の方向を変化させて使用する事で実
現する事ができる。また、単一の１：ｎ光スターカプラ
を用いても同様の機能が実現可能であるが、その場合に
は光スターカプラに光ファイバを接続する為のコネクタ
等での光の反射が問題となり、光ノイズレベルが上がる
という問題点がある。
【０２３２】ハブ１−４は、端末２−５〜２−７へと転
送する情報を後ほど詳しく説明する形式で光信号に変換
し、分配器６の１：ｎ光スターカプラ６０１に入力す
る。光スターカプラ６０１に入力された光信号はｎ等分
され、それぞれの端末２−５〜２−７へと出力される。
各端末２−５〜２−７は、受け取った光信号からハブ１
−４の送出した情報を復調する。
【０２３３】一方、各端末２−５〜２−７は、ハブ１−
４へと転送する情報を後ほど詳しく説明する形式で光信
号に変換し、分配器６の光スターカプラ６０２に入力す
る。光スターカプラ６０２は、それぞれの端末から与え
られる光信号を合流させ、ハブ１−４へと出力する。ハ
ブ１−４は、受け取った光信号から端末２−５〜２−７
の送出した情報を復調する。
【０２３４】１：ｎ光スターカプラによる情報伝送は、
電波による情報伝送と同様の性質を持つ。即ち、一つの
情報送出元から送出された情報が複数の情報受信先で同
時に受信可能であるが、同時に複数の情報送出元が情報
を送出すると、それらの情報は失われてしまう、という
性質がある。この為、本発明者が特願平５−３４９６３
４にて開示した無線チャネルのＡＴＭ化手法がこの構成
でも同様に使用する事が可能になる。ただし、図１３に
示した構成の場合、上りリンクと下りリンクの伝送路が
明確に分割されているので、上り、下りの光周波数を異
なるものに設定する必要がないという利点がある。
【０２３５】図１４に、分配器６上での情報伝送構造を
示す。
【０２３６】特願平５−３４９６３４にて開示した無線
チャネルの構造と同様、下りリンクは、オーバーヘッド
６０３−ｉが周期的に現れる現状の光伝送システムと同
様の情報伝送構造を持つ。このオーバーヘッド６０３−
ｉには、少なくともフレーム同期をとるために必要なフ
レーム同期パタンが含まれる。その他、若干の制御情報
を乗せる必要がある場合もあるが、この制御情報につい
ては後ほど詳しく説明する。
【０２３７】二つのオーバーヘッドの間のペイロード部
分に、ハブ１−４が端末２−５〜２−７に転送したい情
報を挿入する。ここで示す実施例では、オーバーヘッド
６０３−１，６０３−２の間に、ＩＴＵ−Ｔ標準に定め
られたセルがｎ個挟まれた形式となっている。下りリン
クに情報を送出するのはハブ１−４のみであり、端末２
−５〜２−７にはこの形式の情報がこのまま渡される。
各端末は、受け取った光信号から電気のビット列を再生
し、該再生した電気のビット列からビット同期をとり、
該ビット同期の結果得られるクロックにて該ビット列を
参照して、オーバーヘッド中に含まれるビット同期パタ
ンを検索してフレーム同期をとり、フレーム同期確立後
はオーバーヘッド部分とペイロード部分に分離し、ペイ
ロード部分のセルを取り出す、といった良く知られた方
法にてセルを取り出し、ハブ１−４から転送された情報
を受け取る。
【０２３８】一方、上りリンクは複数の端末２−５〜２
−７に向けてセルを送出するので、１：ｎ光スターカプ
ラ６０２においてセル衝突が発生する事がある。このセ
ル衝突の確率を低めるため、上りリンクにはセルが一つ
入るスロットが定義されている。各端末２−ｉは、下り
リンクにてオーバーヘッドの到着を参照し、該オーバー
ヘッドの到着と到着の間をｍ等分し、上りリンクのスロ
ットを定義する。上りリンクにセルを送出する時は、こ
のスロット中にセルを送出する。各端末２−ｉと１：ｎ
光スターカプラ６０２の間の距離は一定ではないので、
各スロット間にガードタイムが設けられている。各端末
２−ｉは送出したい情報がある場合、オーバーヘッドの
到着間を分割して作成したスロットのうちの一つを自由
に選んで該情報をセル化して送出する。
【０２３９】ここで、同一のスロットに複数の端末がセ
ルを送出しなければ、送出されたセルは１：ｎ光カップ
ラを通じてハブ１−４に渡される。ハブ１−４は、受け
取ったセルのビット同期を取り、ビット同期にて作成し
たクロックにて該セルをサンプルする事で、端末２−ｉ
から転送された情報を受け取る。
【０２４０】ところで、各端末２−ｉと分配器６との間
の距離が一定ではないため、各端末２−ｉから送出され
るセルをハブ１−４で受信するタイミングが一定しな
い。つまり、ハブ１−４で受信される上りリンク上の光
信号は、下りリンク上の光信号とは異なり、連続してビ
ットが転送される形式のものではない。よって、ハブ１
−４でのビット同期はセル毎に取る必要がある。セル毎
にビット同期を取るため、上りリンクのセルのヘッダ部
分の先頭にプリアンブルと呼ばれるビット同期をとるた
めの情報が付属している。ハブ１−４では、プリアンブ
ルを参照してセルの先頭を認識し、ビットの参照タイミ
ングを決定してセルを取り込む。このプリアンブルの参
照により、ビット同期と同時に該セルに関するセル同期
も確立することに注意が必要である。
【０２４１】同一のスロットに複数の端末がセルを送出
した場合、そのスロットにてセル衝突が発生する。セル
衝突発生時には、ハブ１−４では正常にセルを受け取る
事ができない。本実施例に係るＡＴＭ−ＬＡＮにおいて
は、このとき衝突を起こしたセルは廃棄することにする
事で、セル衝突の発生を許容する所に大きな特徴があ
る。
【０２４２】なお、上りリンクにおけるガードタイムの
長さは、分配器６と各端末２−ｉ間の距離、光ファイバ
中の光信号の速度、下りリンクでのフレーム周期、上り
リンクでのスロット数、セルの長さ、及び端末からのセ
ル送出の速度から以下の様にして計算する事ができる。
【０２４３】良く知られている様に、光ファイバ中では
光信号は約５μｓかかって１ｋｍ伝送してゆく。例え
ば、分配器６と各端末２−ｉの間の距離として０ｍから
２５ｍまでの範囲を許容するとすれば、光スターカプラ
６０１から各端末２−ｉを経由して光スターカプラ６０
２に至る距離の差が最大５０ｍとなるので、ガードタイ
ムとして少なくとも２５０ｎｓは必要になる。ところ
で、端末から送出される光信号のビットレートを１５
５．５２Ｍｂｐｓとし、１フレームの長さを１２５μｓ
とすれば、１フレーム中に１９４４０ビット存在する事
になる。上りリンクにおいて、１フレーム中にセルを４
０個含める事にすれば、一つのガードタイムとセルの組
み合わせに４８６ビット割り当てられる事になる。する
と、ガードタイムとして６２ビット割り当てる事ができ
る。１５５．５２Ｍｂｐｓの転送レートで６２ビットは
約３９０ｎｓに相当するので、分配器６から端末までの
距離として最大２５ｍまで許容する場合に必要なガード
タイムを確保できる事になる。
【０２４４】これらのパラメータの具体値が本発明の効
果を損ねる事はないが、４２４ビットのセルの伝送の為
に必要なガートダイムが６２ビットと、上りリンクで複
数端末の送出するセルを合流するために約１３％という
比較的小さな値のオーバーヘッドで済むという望ましい
性質があるので、以降の説明ではＡＴＭ−ＬＡＮシステ
ムが上に述べた具体的数値にて構成されているものとす
る。このようにパラメタを決定した場合、上りリンクで
のセルを転送する速度は最大１３５．６８Ｍｂｐｓとな
る。
【０２４５】なお、ガードタイムの長さを決める際、分
配器６からハブ１−４までの距離を考慮する必要が無い
ことに注意が必要である。分配器６からハブ１−４まで
の距離は、光ファイバ、分配器６中での光信号の減衰率
と、ハブ１−４や端末２−ｉにて使用されているＥ／Ｏ
（電気−光変換器）、Ｏ／Ｅ（光−電気変換器）モジュ
ールの光信号送出パワー、光信号受信感度にて決定され
る。この為、図１４に示した伝送構造では、ハブ１−４
から端末２−ｉまでの距離は比較的長く取る事が可能で
あるという利点がある。
【０２４６】さらに、下りリンクのフレームのペイロー
ド部分に含まれるセル数ｎは、下りリンクでの情報伝送
速度、オーバーヘッドの長さ、及びフレーム長といった
パラメータによって決定されるが、後ほど詳しく説明す
る様に整数個のセルを含む様にフレームを構成するのが
望ましい。ここでは、上りリンクと同様１５５．２５Ｍ
ｂｐｓの伝送速度で、１２５μｓの長さの１フレーム中
に４０個のセルを含むものとして説明を進める。つま
り、オーバーヘッド６０３−ｉが２４８０ビットから構
成されているものとする。なお、以下に述べる制御方式
では、端末２−ｉの消費電力を小さく設定する目的で、
分配器６への情報送出速度を小さくする場合、上りリン
クの１フレーム中に含まれるセル数ｍが、下りリンクの
１フレーム中に含まれるセル数ｎより小さくなるような
システムを考える事も可能である事に注意が必要であ
る。
【０２４７】なお、セル衝突の発生を許容する事にする
と、光−電気変換に関して以下の問題点が生じる。即
ち、セル衝突が発生すると、該スロットでの光信号の強
度が他のスロットの光信号強度より大きくなり、Ｏ／Ｅ
変換器の構成によっては内部の電気増幅器が飽和してし
まい、該電気増幅器が扱える信号の上限周波数が低下し
てしまうという問題点である。電気増幅器の飽和状態
が、次のセルスロットまで続くとすると、たとえセル衝
突が起きていなくても、次のセルスロットで到着するセ
ルを正常に取り込むことができない。
【０２４８】しかしながら、この問題点については、以
下の様にして緩和する事が可能である。
【０２４９】電気増幅器の飽和は、該電気増幅器を構成
するトランジスタに過剰な電荷が蓄積されてしまう事に
よって発生する。このため、該過剰な電荷を基準電位に
逃がす回路を該電気増幅器に付加することで迅速に解消
する事ができる。この過剰電荷を逃がす回路が動作する
のに必要な時間を見込んで、ガードタイムをその時間分
長くとれば、あるセルスロットでセル衝突が発生して電
気増幅器の飽和が発生していたとしても、次のセルスロ
ットでは該飽和状態から必ず脱し、次のセルスロットで
正常にセルを取り込む事ができる様にシステムを構成す
る事が可能である。
【０２５０】以上で、図１３に示した本実施例に係るＡ
ＴＭ−ＬＡＮにおける１：ｎ光スターカプラを用いた分
配器６を通じたハブ１−４と端末２−ｉとの間の情報転
送の原理説明を終わる。分配器６の構成要素は、二つの
１：ｎ光スターカプラのみであるので、この分配器６は
図２に示したハブよりも低コストで実現することができ
る。この結果、分配器６を使用することで多数の端末を
ＡＴＭ−ＬＡＮに収容する際のコストを最小化すること
ができる。勿論、分配器６を用いて端末を収容した場
合、これらの端末がハブ１−４に転送可能となる平均ビ
ットレートは上りリンク上のビットレートの端末数分の
１となるが、例えばこれらの端末がユーザの手元にあ
り、主にエディタによるファイルの参照と更新に使用さ
れているならば、上りリンクに送出できる情報量が小さ
くなることには問題がない。例えば、サーバクライアン
トモデルによる分散処理を行う事を考えた時のサーバと
なる端末といったものは、より多くの情報をハブに送出
することが考えられるが、こういった種類の端末はハブ
１−４に直接収容すれば良い。
【０２５１】特願平５−９３２２３１にて開示したＡＴ
Ｍ−ＬＡＮは、ブロードキャストチャネル３上のブロー
ドキャストセルにて内部にＡＴＭコネクションを設定し
てゆく事を大きな特徴としている。ハブ１−４は、隣接
ノード番号の獲得以外は何も能動的に動作しなければな
らない機能を持たず、単にブロードキャストセルに従っ
てその動作を決定するのみである。一方、分配器６はハ
ブ１−４から渡されたセルをコピーして端末２−５、２
−６、２−７へと転送するようになっているので、分配
器６を含むＡＴＭ−ＬＡＮシステムを考えたとしても、
特願平５−９３２２３１にて開示したプロトコルに従っ
て、ＡＴＭ−ＬＡＮ上にＡＴＭコネクションを設定する
事ができる。次に、分配器６を経由するコネクションの
設定方法について詳細に説明する。
【０２５２】特願平５−９３２２３１にて開示したプロ
トコルに従うと、ハブ１−４は電源が投入されると、隣
接しているハブもしくは端末のノード番号を確保すべ
く、全てのポートに向けて隣接ノード番号要求メッセー
ジを送出する。このメッセージの宛先アドレスは隣接ノ
ード分岐であり、該ハブに隣接したノードもしくは端末
は、このメッセージを受け取ると、自分のノード番号を
含む隣接ノード番号要求応答メッセージを作成して、該
隣接ノード番号要求メッセージが入力されたポートに向
かって送出する。分配器６の接続されたポートにおいて
は、ハブ１−４が送出した隣接ノード番号要求メッセー
ジは端末２−５〜２−７へと転送される。端末２−５〜
２−７は、隣接ノード番号要求メッセージを受け取る
と、自分のノード番号を含む隣接ノード番号要求応答メ
ッセージを作成し、ハブ１−４へと送り返す。分配器６
上の情報伝送構造が下りリンク上に規定されたフレーム
構造から定義されるセル単位であるので、分配器６に接
続されている端末がブロードキャストセルを送出するこ
とは、端末側で下りリンクに関するフレーム同期がとれ
た段階から可能である。ハブ１−４が電源投入直後から
下りリンクに上述のフレーム構造を送出することで、端
末側では電源投入直後から自動的にフレーム同期確立の
為の動作を行うことができ、自動的にセル送出可である
状態に移行する事ができる。
【０２５３】結局、ハブ１−４は分配器６の接続された
ポートに隣接ノード番号要求メッセージを送出すると、
分配器６の先に接続された、電源の投入された端末の個
数に等しい数の隣接ノード番号要求応答メッセージを受
け取ることになる。これにより、ハブ１−４は一つのポ
ートに複数の端末が分配器６を通じて接続されている事
を知る。
【０２５４】ある端末から構成吸い上げ要求メッセージ
をブロードキャストチャネル３を経由して受け取ると、
各ハブは自分が持っている構成情報を基に構成吸い上げ
要求応答メッセージを作成し、構成吸い上げ要求メッセ
ージを送出した端末へとブロードキャストチャネル３を
経由して送り返す。この構成吸い上げ要求応答メッセー
ジは各ハブの各ポート毎に作成され、ハブでのポート番
号、隣接ハブもしくは隣接端末のノード番号、及びその
ポートの構成を示す情報が含まれている。ブロードキャ
ストチャネル３上ではブロードキャストセルのみが扱わ
れる事としており、分配器６にて複数端末に接続された
ポートにおいて、複数隣接端末のノード番号を一つの構
成吸い上げ要求応答メッセージに含める事はできない。
【０２５５】そこで、分配器６にて複数端末に接続され
たポートの場合、各隣接端末毎に構成吸い上げ要求応答
メッセージを作成して、ブロードキャストチャネル３に
送出する事にする。構成吸い上げ要求メッセージを送出
した端末は、同一ハブの同一ポートに関する構成吸い上
げ要求応答メッセージを複数受け取る事で、同一ハブの
同一ポートに複数の端末が接続されていることを認識す
る。以上により、ある端末により実行される構成認識に
おいて、分配器６がシステムに及ぼす効果、即ちハブの
一つのポートに複数の端末を接続することを正しく認識
する事が可能になる。なお、分配器６は単に光スターカ
プラのみで構成されており、外部から制御する制御項目
を持たない。この為、ブロードキャストセルの送受信を
行う機能も必要ない。
【０２５６】分配器６に接続されている端末の一つがコ
ネクション設定を要求する場合、直接ハブに接続される
端末と同様、コネクション設定要求メッセージをブロー
ドキャストチャネル３に送出する。この時、コネクショ
ン設定を要求する端末は、コネクション設定サービスの
検索を行って、コネクション設定プロセスのＡＴＭ−Ｌ
ＡＮ中の位置、即ちコネクション設定プロセスを提供し
ている端末のノード番号を知っているものとする。
【０２５７】分配器６に向けて送出されたコネクション
設定要求メッセージは、ハブ１−４に転送され、以降ブ
ロードキャストチャネル３に乗せられて、コネクション
設定プロセスへと転送される。コネクション設定プロセ
スでは、該コネクション設定要求メッセージに含まれる
発側端末と着側端末のノード番号と、自分が持っている
ＡＴＭ−ＬＡＮの構成に関するデータベースとを突き合
わせ、ＡＴＭ−ＬＡＮ中のどの経路に要求されたコネク
ションを設定するか、そのコネクション用に要求されて
いる帯域が余っているかを確認する。この時、分配器６
とハブ１−４との間の経路についても、他の経路と同様
に帯域の管理を行い、該経路上に設定されているコネク
ション帯域の総和と、新たに設定されようとしているコ
ネクションの帯域の和が該経路上の全帯域を越えるよう
であれば、該コネクションを設定できる余裕がないと見
なして、該コネクションの設定を拒絶する。この場合、
下りリンク側は与えられたトラフィックが全ての端末に
分配器６により分配され、一方、上りリンク側は全ての
端末の送出したトラフィックが分配器６により合流され
るため、分配器６と各端末との間のリンクについて帯域
管理を行う必要はない。
【０２５８】例えば、 M.DePrycker，W.Verbiest，D.Me
stdaghがＩＳＳ９２の会議録、pp.380-384の“ ATM PAS
SIVE NETWORKS:PREPARING THE ACCESS NETWORK FOR BIS
DN”と題された論文で開示した様な、今まで知られてい
る光スターカップラを用いた通信網の場合、光スターカ
ップラ上にコネクションを設定する為に、上で述べた帯
域を管理しているのではなく、光スターカップラ上で定
義されたスロットをコネクションを要求した端末に割り
当てる事を行っている。これは、いわゆる回線交換、Ｓ
ＴＭである。本発明によるＡＴＭ−ＬＡＮの場合、分配
器６とハブ１−４の間のスロットを端末に割り当てるこ
とはせず、ＡＴＭ通信網で行われる呼受け付け制御とし
ての帯域管理のみを行う事が大きな特徴となっている。
このように、呼受け付け制御のみでコネクション設定を
すませる事で、端末が要求するコネクションの帯域の範
囲が、例えば１ｋｂｐｓから１０Ｇｂｐｓまでといった
如く広くなったとしても、呼受け付け制御としては単な
る加算のみを実行すれば良く、コネクション設定のオー
バーヘッドが小さくなると共に、分配器６を接続するポ
ートのハードウェア量も削減する事が可能になる。すな
わち、今までの光スターカップラを用いた通信網をＡＴ
Ｍ通信網に接続する場合、光スターカップラを用いた通
信網がいわゆる回線交換網であるので、接続点にＡＡＬ
１といったＣＢＲ（固定ビットレート）を処理するため
のアダプテーションプロトコルが必要になり、ハードウ
ェア量が増大するが、本発明によればこのような問題が
緩和される。
【０２５９】コネクションを設定する経路上に要求され
た帯域を越える残余があれば、コネクション設定プロセ
スは、該要求されたコネクションを設定する。これは、
コネクションの経路上の各ハブにノード設定要求メッセ
ージを送出し、各ハブの持つルーティングタグテーブル
を順次設定する事によって行われる。この時、コネクシ
ョンが設定される経路上に分配器６も存在しているが、
分配器６には何も制御項目が無く、ノード設定要求メッ
セージを分配器６に転送する必要が無いことに注意が必
要である。
【０２６０】コネクション設定が終了すると、コネクシ
ョン設定プロセスはコネクション設定を要求した端末に
向けてコネクション設定終了メッセージをブロードキャ
ストチャネル３を通じて送出する。ハブ１−４に到着し
たコネクション設定終了メッセージは、ハブ１−４から
分配器６に向けて送出される。分配器６は、接続されて
いる端末２−５〜２−７全てに該コネクション設定終了
メッセージを分配する。端末２−５〜２−７は、それぞ
れ受け取るブロードキャストセルに関して自分に付加さ
れたノード番号でアドレスフィルタリングを行ってお
り、該コネクション設定終了メッセージは所望の端末、
即ちコネクション設定を要求した端末に受信される。
【０２６１】以上で分配器６にて接続された端末からコ
ネクション設定を要求する際に起こる一連の処理につい
ての説明を終わる。この説明から明らかな様に、本実施
例に係るＡＴＭ−ＬＡＮの最大の特徴である、ブロード
キャストチャネル３が分配器６の持つ物理的性質により
自動的に該分配器６上でも実現されているため、特願平
５−９３２２３１にて開示したブロードキャストチャネ
ル上のプロトコルが、分配器６を含むＡＴＭ−ＬＡＮで
あっても適用可能であることに注意が必要である。以上
の説明から、分配器６に接続された端末へコネクション
が設定された事を通知することや、分配器６に接続され
た端末からのサービス検索といった、その他のブロード
キャストチャネル３上で定義されたサービスについて
も、コネクション設定要求と同様に提供可能である事は
当業者には明らかである。
【０２６２】次に、分配器６を接続する為に必要になる
ハブ１−４の機能、及び端末２−ｉの機能について説明
する。
【０２６３】図１５は、分配器６を接続するためにハブ
１−４に必要になる、光スターカプラインタフェース６
０の構成と、該光スターカプラインタフェース６０とＡ
ＴＭスイッチ２０との接続を示した図である。
【０２６４】同図に示すように、光スターカプラインタ
フェース６０はＡＴＭスイッチ２０から与えられたセル
を下りリンクに送出するために、ルーティングタグ削除
部６０１、ＨＥＣ生成部６０２、フレーム作成部６０３
およびＥ／Ｏ変換器６０４を持ち、上りリンクから受け
取ったセルをＡＴＭスイッチ２０に転送するために、Ｏ
／Ｅ変換器６０５、ＰＬＬ６０６、ＨＥＣチェック部６
０７およびルーティングタグ付加部６０８を持ってい
る。
【０２６５】図１６は、分配器６に接続するために端末
２−ｉに必要になるＡＴＭインタフェース７０の構成を
示した図である。
【０２６６】同図に示すように、ＡＴＭインタフェース
７０は、下りリンクからのセルを受信するために、Ｏ／
Ｅ変換器７０１、フレーム同期部７０２、ＨＥＣチェッ
ク部７０３、アドレスフィルタ７０４および受信ＦＩＦ
Ｏメモリ７０５を持ち、上りリンクにセルを送出するた
めに、送信ＦＩＦＯメモリ７０６、ＨＥＣ計算部７０
７、タイミング調整部７０８およびＥ／Ｏ変換器７０９
を持っている。
【０２６７】以下、光スターカプラインタフェース６０
とＡＴＭインタフェース７０の動作を説明する。
【０２６８】光スターカプラインタフェース６０に電源
が投入されると、フレーム作成部６０３が図１４に示し
た下りリンクの情報伝送構造のうち、オーバーヘッド６
０３−ｉ部分を作成し、Ｅ／Ｏ変換器６０４へと送出す
る。また、フレーム作成部６０３はＨＥＣ作成部６０２
から受け取るセルを下りリンクのペイロード部分に順次
挿入するという機能も持っている。即ち、フレーム作成
部６０３は、図１４に示した下りリンクでの情報転送構
造を作成するという役割を持つ。ここで、この情報転送
構造は、本実施例に係るＡＴＭ−ＬＡＮ全体が同期して
いる網同期クロックに従属して作成されるものとする。
光スターカプラインタフェース６０の電源投入時に、分
配器６０にて接続されている端末にまだＡＴＭコネクシ
ョンが設定されていないと仮定すれば、ＨＥＣ作成部６
０２からは有意情報を持っていない空セル、もしくは他
の端末、もしくはＡＴＭ−ＬＡＮ中のハブの作成したブ
ロードキャストセルが渡されている事になる。フレーム
作成部６０３は、これらの空セルもしくはブロードキャ
ストセルを下りリンクのペイロード部分に挿入してＥ／
Ｏ変換器６０４へと送出する事になる。
【０２６９】Ｅ／Ｏ変換器６０４は、フレーム作成部６
０３から受け取った電気信号を光信号に変換して下りリ
ンクへと送出する。
【０２７０】フレーム作成部６０３により作成され、Ｅ
／Ｏ変換器６０４により電気−光変換を受けた光信号
は、分配器６を経由して各端末に分配される。それぞれ
の端末のＡＴＭインタフェース７０は、電源が投入され
ると、まず以下の動作を行う。すなわち、下りリンクか
ら入力される光信号は、Ｏ／Ｅ変換器７０１にて光−電
気変換を受けた後、フレーム同期部７０２に与えられ
る。さらに、Ｏ／Ｅ変換器７０１では、受け取った光信
号から抽出されるビットクロックが出力され、フレーム
同期部７０２、ＨＥＣチェック部７０３、アドレスフィ
ルタ７０４、受信ＦＩＦＯメモリ７０５の入力側、送信
ＦＩＦＯメモリ７０６の出力側、ＨＥＣ計算部７０７、
タイミング調整部７０８がそれぞれＯ／Ｅ変換器７０１
から出力されるビットクロックから作られるタイミング
信号により動作する。Ｏ／Ｅ変換器７０１から出力され
るビットクロックは、光スターカプラインタフェース６
０のフレーム作成部６０３が動作するクロックに従属し
ており、この結果としてＡＴＭインタフェース７０が網
同期クロックに従属して動作するようになる事に注意が
必要である。
【０２７１】フレーム同期部７０２は、Ｏ／Ｅ変換器７
０１から受け取ったビット列から、フレーム同期パタン
を検索するといった良く知られた方法でフレーム同期を
確立する操作を行う。フレーム同期が確立すると、オー
バーヘッド部分とペイロード部分の区別が付くようにな
るので、上りリンクでのスロットが定義できる様にな
る。フレーム同期が確立すると、フレーム同期部７０２
は、上りリンクでのスロットを定義するタイミング信号
である上りリンクスロット定義信号をタイミング調整部
７０８に出力する。なお、フレーム同期が確立するとフ
レーム同期部７０２は上りリンクスロット定義信号を送
出すると共に、ペイロード部分のセルを順次ＨＥＣチェ
ック部７０３へと渡す。ＨＥＣチェック部７０３以降の
動作については、後ほど詳細に説明する。
【０２７２】フレーム同期部７０２においてフレーム同
期が確立すると、端末２−ｉからのセル送出が可能にな
る。端末２−ｉでは、上りリンクに向けてセルを送出す
る際、以下の様に動作する。
【０２７３】まず、端末２−ｉは外部に送出したい情報
をセル化する。このセル化された情報は、プロセッサの
システムバスを経由して送信ＦＩＦＯメモリ７０６へと
書き込まれる。ここで書き込まれるセルの形式は、５３
バイトセルのＶＰＩ部分に後ほど述べるプリアンブルパ
タンを、またＶＣＩ部分にＶＰを示す識別子の一部とＶ
Ｃを示す識別子の一部を書き込んだものである。ＰＴＩ
／ＣＬＰビットはＩＴＵ−Ｔ標準に準拠し、所望の値に
設定する。セルの情報部には転送したい情報を含ませ
る。
【０２７４】タイミング調整部７０８は、フレーム同期
部７０２でのフレーム同期確立を受け、図１４に示した
スロットの開始に合わせて、送信ＦＩＦＯメモリ７０６
をポーリングする。送信ＦＩＦＯメモリ７０６にセルが
保持されていたならば、該保持されている先頭のセル
を、ＨＥＣ計算部７０７を経由して読み出し、一つのス
ロットに乗せる。なお、ここでのＨＥＣ演算はヘッダ部
分全てではなく、ＶＰＩフィールドを除いた部分に対し
て行われるものとする。スロットに乗せられたセルはＥ
／Ｏ変換器７０９にて光信号となり、分配器６を経由し
てハブ１−４へと転送される。
【０２７５】ハブ１−４の光スターカプラインタフェー
ス６０では、分配器６から受信した光信号をＯ／Ｅ変換
器６０５によって電気信号へと変換し、ＰＬＬ６０６へ
と送出する。このＯ／Ｅ変換器６０５の受ける光信号
は、同一スロット中に複数の端末がセルを送出すること
による光パワーの変化がある。この為、このＯ／Ｅ変換
器６０５は前述した電気増幅器の飽和を防ぐ回路を含ん
でいる事が望ましい。
【０２７６】ＰＬＬ６０６では、Ｏ／Ｅ変換器６０５か
ら受け取った電気信号のセルの先頭に付けられたプリア
ンブルから、該セルをサンプルする為に必要なクロック
を再生し、ＨＥＣチェック部６０７へと渡すと同時に、
Ｏ／Ｅ変換器６０５から受け取った電気信号もＨＥＣチ
ェック部６０７へと渡す。
【０２７７】ＨＥＣチェック部６０７では、受け取った
電気信号をＰＬＬ６０６で再生されたクロックによって
サンプルし、セルを再生する。その後、端末２−ｉから
ハブ４の間で起こったビット誤りを検出するため、該セ
ルのヘッダ部分のＨＥＣのチェックを行う。ここでのＨ
ＥＣチェックは、端末側の動作に合わせて、ＶＣＩフィ
ールドとＰＴＩ／ＣＬＰに対してのみ行われるものとす
る。ＰＬＬ６０６が非同期に動作しているため、プリア
ンブルパタンを全て再生することは困難であり、ＨＥＣ
チェック部６０７がプリアンブルパタンを全て受け取れ
るとは限らないのが、ＨＥＣチェックを行うヘッダ部分
からＶＰＩフィールドを除く理由である。ＨＥＣチェッ
クによりヘッダ部分に誤りの発見されたセルは、訂正可
能な誤りであればヘッダ部分が訂正され、ルーティング
タグ付加部６０８へと送出される。訂正不可能な誤りで
あれば、該セルは廃棄されても良い。誤りの発見されな
かったセルは、ルーティングタグ付加部６０８へと送出
される。
【０２７８】ルーティングタグ付加部６０８では、該セ
ルのヘッダを参照し、該セルがブロードキャストセルで
あるか、ユーザセルであるか、またブロードキャストセ
ルであるならば、そのセルは隣接ノード分岐のブロード
キャストセルであるか、自分のノード制御部３０に向か
う全端末同報のブロードキャストセルであるか、自分の
ノード制御部３０には不要の全端末同報のブロードキャ
ストセルであるかを判断し、それぞれに前述のルーティ
ングタグを付加してＡＴＭスイッチ２０へと渡す。
【０２７９】ここで、本実施例における上りリンク上の
セルにおいては、ＩＴＵ−Ｔにて標準化されているＮＮ
ＩセルのＶＰＩ部分をプリアンブルとして使用すること
にしており、該セルが属するコネクションの識別にはＶ
ＣＩ部分のみが使用可能である事に注意が必要である。
ブロードキャストセルとユーザセルの識別は、ブロード
キャストセルはＶＣＩ部分が全て１、それ以外のＶＣＩ
値ならばユーザセルといった形式で行う。さらに、上り
リンク上でＶＣ交換とＶＰ交換をサポートするため、Ｖ
ＣＩフィールドの予め定められた数のビットがＶＣの識
別子、残りがＶＰの識別子といった形で使用されている
ものとする。
【０２８０】ＡＴＭスイッチ２０には、光スターカプラ
インタフェース６０の他に回線インタフェース１０が接
続される事もある。また、ＡＴＭスイッチ２０はコピー
接続の可能なＡＴＭスイッチである。これらのことか
ら、光スターカプラインタフェース６０のルーティング
タグ付加部６０８では、以下の様にヘッダ部分を処理し
てＡＴＭスイッチ２０に送出する必要がある。
【０２８１】１）ブロードキャストセル：ＶＰＩ部分に
オール“１”を挿入 ２）ユーザセル：ＶＰＩ部分にコピーコネクション識別
子を書き込み、ＶＣＩのＶＰ識別子部分に０を書き込む この処理により、分配器６の上りリンクから受信したセ
ルをＡＴＭスイッチ２０を経由して回線インタフェース
１０へと転送しても、該セルを該回線インタフェース１
０にて正常に処理する事が可能となる。
【０２８２】さらに、分配器６の上りチャネル上のブロ
ードキャストセルは、該ブロードキャストセルを送出し
た端末以外の端末に戻す必要があることにも注意が必要
である。これを実現するため、光スターカプラインタフ
ェースのルーティングタグ付加部６０８は、以下のよう
に受信したセルにルーティングタグを付加する。
【０２８３】１）ユーザセル：自分の持つルーティング
タグテーブルの、ＶＣＩフィールドで示されるＶＣもし
くはＶＰに割り当てられたエントリ中のルーティングタ
グを付加 ２）ブロードキャストセル： ２−１）隣接ノード分岐のブロードキャストセル：ノー
ド制御部３０に転送するルーティングタグを付加 ２−２）全端末同報のブロードキャストセル： Ａ）宛先フィールドが自分のノード番号：ノード制御部
３０に転送するルーティングタグを付加 Ｂ）宛先フィールドが自分のノード番号以外：ノード制
御部３０の接続されたポート以外のブロードキャストチ
ャネルの設定された全ポート、および自分自身に転送す
るルーティングタグを付加 全端末同報のブロードキャストセルであって、宛先フィ
ールドが自分のノード番号以外であるものに対して付加
されるルーティングタグが、回線インタフェース１０の
ルーティングタグ付加部１０２において付加されるルー
ティングタグと異なっている事に注意が必要である。こ
の条件を満たすブロードキャストセルに回線インタフェ
ース１０で付加されるルーティングタグは、ノード制御
部３０と当該回線インタフェース１０が接続されたポー
ト以外のブロードキャストチャネルの設定された全ポー
トに送出するルーティングタグである。もし、回線イン
タフェース１０において、光スターカプラインタフェー
スのブロードキャストに上のルーティングタグを付加す
ると、該ブロードキャストセルが自分自身に戻ってくる
事になり、これが対向するハブへと転送される事にな
る。この結果、対向するハブでも同じ事が発生し、同じ
ブロードキャストセルがハブ間で無限に授受され、結果
として同じブロードキャストセルが無限にＡＴＭ−ＬＡ
Ｎ全体に転送される、という望ましくない結果となる。
光スターカプラインタフェースにおける上記ルーティン
グタグは、ある端末の送出したブロードキャストセルを
同一の分配器６に接続された全端末に転送する為に付加
されている。端末はブロードキャスト木のリーフであ
り、ブロードキャストセルを再度送出する必要がないの
で、上記ルーティングタグを付加しても、同一のブロー
ドキャストセルが無限に発生するという望ましくない状
況は発生しない。
【０２８４】一方、ＡＴＭスイッチ２０から下りリンク
に送出するセルを受け取ると、ルーティングタグ削除部
６０１は該セルのルーティングタグを削除すると共に、
コピーコネクション識別子を基に自らが内蔵するテーブ
ルを参照して該セルが下りリンクに送出される時のＶＰ
Ｉ／ＶＣＩを獲得し、該ＶＰＩ／ＶＣＩに該セルのＶＰ
Ｉ／ＶＣＩフィールドを書き換えるという回線インタフ
ェース１０のルーティングタグ削除部１０３と同じ動作
を行い、該セルをＨＥＣ作成部６０２へと渡す。
【０２８５】ＨＥＣ作成部６０２では、該セルのヘッダ
部分の値からＨＥＣ値を計算し、フレーム作成部６０３
へと渡す。
【０２８６】フレーム作成部６０３では、前述したよう
に受け取ったセルを順次ペイロード部分に挿入し、Ｅ／
Ｏ変換器６０４に渡す。Ｅ／Ｏ変換器６０４では、前述
したように受け取った電気信号を光信号に変換して分配
器６へと送出する。
【０２８７】分配器６を経由して端末２−ｉに受信され
た光信号は、前述したようにＯ／Ｅ変換器７０１にて電
気信号に変換され、フレーム同期部７０２に渡される。
フレーム同期部７０２では、前述したように受け取った
電気信号からフレーム同期を確立する動作を行ってい
る。
【０２８８】例えば、ＳＴＭ−１といったフレーム構造
上のＡＴＭインタフェースとは異なり、本実施例におけ
る下りリンクの分配器６上での情報伝送構造において
は、オーバーヘッド６０３−ｉの間にセルが整数個含ま
れる事にしているので、フレーム同期部７０２において
フレーム同期が確立すると同時に、セルの先頭も認識す
ることが可能になる。ＳＴＭ−１といったフレーム構造
上のＡＴＭインタフェースで必要な、いわゆるセル同期
といった機能は不要である。しかしながら、ハブ１−４
からＡＴＭインタフェース７０への転送中にビット誤り
が発生する可能性があるので、本実施例においてはＨＥ
Ｃチェック部７０３においてセルのヘッダ部分のＨＥＣ
のチェックを行い、該セルのヘッダ部分にビット誤りが
無いことを確認していることとしている。
【０２８９】フレーム同期部７０２は、フレーム同期確
立中はペイロード部分のセルを順次ＨＥＣチェック部７
０３に渡している。ＨＥＣチェック部７０３は、受け取
ったセルのヘッダ部分についてＨＥＣチェックを行う。
誤りが検出されないセルはアドレスフィルタ７０４へと
渡される。訂正可能な誤りが検出されたセルは、誤りが
訂正され、アドレスフィルタ７０４へと渡される。訂正
不可能な誤りが検出されたセルは、ＨＥＣチェック部７
０３によって廃棄される。
【０２９０】アドレスフィルタ７０４では、まずヘッダ
部分を参照し、該セルがユーザセルであるか、ブロード
キャストセルであるかを識別する。ユーザセルであれ
ば、該セルのＶＰＩ／ＶＣＩを参照し、該ＶＰＩ／ＶＣ
Ｉにて識別されるコネクションが該端末に設定されてい
るか否かを判断する。該ＶＰＩ／ＶＣＩにて識別される
コネクションが該端末に設定されているならば、該セル
を受信ＦＩＦＯメモリ７０５に入力し、設定されていな
いならば、該セルを廃棄する。
【０２９１】一方、受け取ったセルがブロードキャスト
セルであるならば、まずアドレスフィルタ７０４は情報
部についてＢＩＰ−８による誤り検出を行い、誤りの発
見されたセルは廃棄する。
【０２９２】ＢＩＰ−８による誤り検出にて誤りが検出
されなかったブロードキャストセルは、次に宛先フィー
ルドと送出元フィールドが参照される。これらのフィー
ルドの値により、以下のように該セルが処理される。
【０２９３】１）隣接ノード分岐のブロードキャストセ
ル：受信ＦＩＦＯメモリ７０５に入力 ２）全端末同報のブロードキャストセル： ２−１）宛先フィールドに自分のノード番号が書かれて
いる：受信ＦＩＦＯメモリ７０５に入力 ２−２）宛先フィールドで全端末同報が指定されてい
る： Ａ）送出元フィールドに自分のノード番号がかかれてい
る：廃棄 Ｂ）送出元フィールドの値が自分のノード番号以外：受
信ＦＩＦＯメモリ７０５に入力。
【０２９４】ここで、全端末同報のブロードキャストセ
ルについて、分配器６に接続された端末には、自分の送
出した全端末同報のブロードキャストセルが受信されて
しまう事に注意が必要である。この為、受け取ったブロ
ードキャストセルで、自分が送出したブロードキャスト
セルであると認識されるものを廃棄する必要がある。な
お、宛先フィールド及び送出元フィールドの両方に自分
のノード番号が書かれていると、上のアルゴリズムによ
れば受信ＦＩＦＯメモリ７０５に取り込まれる事になる
が、この様なブロードキャストセルを用いて自分の接続
されているハブが正常に動作しているか否かを確認可能
である事に注意が必要である。
【０２９５】以上で、本実施例に係るＡＴＭ−ＬＡＮの
ハブの光スターカプラインタフェース６０と、端末のＡ
ＴＭインタフェース７０の詳細な動作の説明を終わる。
【０２９６】なお、光スターカプラインタフェース６０
中のＰＬＬ６０６の構成は、端末から送出されるセルが
網同期用クロックに従属しているので、以下に述べるよ
うな可変ディレイを用いた回路に置き換え可能である事
に注意が必要である。
【０２９７】図１７に、ＰＬＬを使用する代わりに可変
ディレイを用て受信セルのサンプルを行うクロックを作
成する場合の構成を示す。Ｏ／Ｅ変換器６０５より入力
されるビットパタンと、該ハブ１−４が動作している１
５５．５２ＭＨｚのクロックとの位相比較を行い、該ビ
ットパタンを正常にサンプル可能な位置まで１５５．５
２ＭＨｚのクロックを可変ディレイ６０６１により遅延
させる構成となっている。ＡＴＭ−ＬＡＮ全体に網同期
が確立している前提では、ハブの動作クロックである１
５５．５２ＭＨｚと、分配器６を経由して接続されてい
る端末が上りリンクに向けて送出するデータの持つ周波
数とは、ほぼ一致している。よって、単にハブの動作ク
ロックの位相を制御するだけで、上りリンクから受け取
ったセルをサンプル可能なクロックを得る事ができる。
【０２９８】ハブ動作クロックである１５５．５２ＭＨ
ｚは、一旦可変ディレイ６０６１に入力される。可変デ
ィレイ６０６１のクロック出力は、Ｏ／Ｅ変換器６０５
より与えられるビットパタンをサンプルするフリップフ
ロップ６０６４のクロック入力端子と、位相比較器６０
６２の一方の入力に与えられる。位相比較器６０６２の
他方の入力には、Ｏ／Ｅ変換器６０５からのビットパタ
ンが与えられる。
【０２９９】位相比較器６０６２は、これら二つの入力
の位相を比較し、両入力の位相差に相当したアナログ信
号をサンプル＆ホールド回路６０６３に出力する。位相
比較器６０６２から出力されるアナログ信号は、その変
化範囲を例えば０Ｖ〜１Ｖとして、二つの入力の位相差
が１８０°に近ければ０Ｖに近く、この位相差が０°に
近ければ１Ｖに近くなるような信号とする。位相比較器
６０６２は、同図に示されている通り、入力された二つ
の信号の積をとるアナログ乗算器と、アナログ乗算器の
出力に付加されたローパスフィルタとから構成されてい
ても良い。アナログ乗算器で二つの入力の積をとると、
位相差に比例した低周波の信号と入力された二つの信号
の周波数の２倍の周波数の信号を得ることができるの
で、低周波の信号をローパスフィルタで選択し、位相差
に比例した低周波の信号を上述した様な変化範囲の信号
に変換して出力する事で、所望のアナログ信号を出力す
ることができる。
【０３００】サンプル＆ホールド回路６０６３は、プリ
アンブル検出回路６０６５からの指示に従い、サンプル
状態とホールド状態の間を遷移する。サンプル状態時に
は、与えられたアナログ信号の電位をスルーして出力す
る。一方、ホールド状態時にはサンプル状態時に与えら
れていたアナログ信号の電位を保持して出力する。初期
状態では、サンプル状態であるとする。この結果、Ｏ／
Ｅ変換器６０５から与えられたビットパタンと、ハブ動
作クロックとの間の位相差に従った信号であるところの
ディレイ量信号が可変ディレイ６０６１に与えられる。
【０３０１】ディレイ量信号が可変ディレイ６０６１に
与えられると、該信号に反比例したディレイがハブ動作
クロックに与えられる。この結果として、可変ディレイ
６０６１、位相比較器６０６２、およびサンプル＆ホー
ルド回路６０６３によってクローズドループが構成さ
れ、Ｏ／Ｅ変換器６０５から与えられたビットパタンと
ハブ動作クロックの位相が一致する様に動作することに
なる。そこで、フリップフロップ６０６４により可変デ
ィレイの出力クロックの立ち下がりでＯ／Ｅ変換器６０
５からのビットパタンをサンプルすると、Ｏ／Ｅ変換器
６０５からのビットパタンを正常にサンプルできること
になる。
【０３０２】図１８に、可変ディレイ６０６１の構成例
を示す。ここで採用した可変ディレイ６０６１の回路
は、４つのＭＯＳトランジスタ（以下単にトランジスタ
と略記）６０６１３〜６０６１６による可変ディレイ回
路と、該可変ディレイ回路に対してディレイ量を指定す
るバイアスを与える二つのトランジスタ６０６１１、６
０６１２とからなるバイアス回路とにより構成される。
トランジスタ６０６１１と、６０６１３の組、及びトラ
ンジスタ６０６１２と６０６１４の組は、カレントミラ
ーとなっている。可変ディレイ回路からの出力は波形整
形器６０６１８に入力され、外部に出力される。なお、
波形整形器６０６１８の入力容量、可変ディレイ回路か
ら波形整形器６０６１８までの配線に付く容量等の浮遊
容量を破線で示し、６０６１７と符号を付けている。
【０３０３】外部からディレイ量信号として電位が与え
られると、ｎチャネルＭＯＳトランジスタ６０６１２
に、該電位に比例した電流が流れる。その結果、ｐチャ
ネルＭＯＳトランジスタ６０６１１にｎチャネルＭＯＳ
トランジスタ６０６１２に流れた電流と同じ電流が流れ
る。その結果、ｐチャネルＭＯＳトランジスタ６０６１
１のゲートと電源電位の間に、流れた電流に比例した電
圧が生じる。この電圧はｐチャネルＭＯＳトランジスタ
６０６１３のゲートに同一の電圧を与える事になり、結
果としてｐチャネルＭＯＳトランジスタ６０６１３にｐ
チャネルＭＯＳトランジスタ６０６１１に流れている電
流と等しい電流が流れる様になる。結局、外部からディ
レイ量信号として与えられた電位に比例した電流がトラ
ンジスタ６０６１３に流れる。また、トランジスタ６０
６１４には外部からのディレイ量信号が与えられている
ので、やはり外部からディレイ量信号として与えられた
電位に比例した電流がｎチャネルのトランジスタ６０６
１４に流れる事になる。
【０３０４】ところで、ｐチャネルＭＯＳトランジスタ
６０６１５とｎチャネルＭＯＳトランジスタ６０６１６
は、ＣＭＯＳ論理回路のＮＯＴゲートとなっている。こ
れらのゲートに与えられる電圧が閾値電圧より低けれ
ば、ｐチャネルＭＯＳトランジスタ６０６１５がＯＮ、
ｎチャネルＭＯＳトランジスタ６０６１６がＯＦＦとな
る。一方、これらのゲートに与えられる電圧が閾値電圧
より高ければ、ｐチャネルＭＯＳトランジスタ６０６１
５がＯＦＦ、ｎチャネルＭＯＳトランジスタ６０６１６
がＯＮとなる。この結果、入力レベルと逆のレベルの電
圧が浮遊容量６０６１７にかかる。
【０３０５】しかし、浮遊容量６０６１７に電荷を蓄積
する経路ではｐチャネルＭＯＳトランジスタ６０６１３
が該経路に流れる電流をディレイ量信号に比例した電流
に制限しており、また浮遊容量６０６１７に蓄積された
電荷を吸い出す経路ではｎチャネルＭＯＳトランジスタ
６０６１４が該経路に流れる電流をディレイ量に比例し
た電流に制限している。よって、クロック入力から出力
までのディレイがディレイ量として与えられる電圧に反
比例するように制御される。
【０３０６】トランジスタ６０６１３〜６０６１６によ
り構成される可変ディレイ回路の出力は、波形整形器６
０６１８にて、ディジタルのクロック信号として十分な
立ち上がり、立ち下がり時間を持つ波形に整形されて出
力される。
【０３０７】図１９に、本発明による分配器６によって
複数端末を収容したＡＴＭ−ＬＡＮでの上りリンクにお
けるセルの形式を示す。前述した分配器６と端末の距
離、伝送速度、ガードタイムのパラメータによると、連
続するスロット間でのセル到着間隔の最小値は、１５
５．５２Ｍｂｐｓのビット換算で約２０ビットある。こ
の２０ビットの期間はどのような位相でサンプルしたと
しても、論理値０をフリップフロップ６０６４にてサン
プルする事ができる。セルの到着前には、プリアンブル
検出回路６０６５はサンプル＆ホールド回路６０６３を
サンプル状態に制御している。セルが到着し始めると、
まず先頭のプリアンブルパタン（ここでは１６進数で表
現してＡＡ５という値をプリアンブルとして持つものと
する）により前述の可変ディレイ６０６１、位相比較器
６０６２、サンプル＆ホールド回路６０６３のループが
動作し始め、フリップフロップ６０６４に与えられるク
ロックの位相が到着したセルのビットパタンに合わせら
れ、フリップフロップ６０６４でのサンプルが正常に行
われる様になる。
【０３０８】フリップフロップ６０６４の出力は、プリ
アンブル検出回路６０６５に与えられている。プリアン
ブル検出回路６０６５では、プリアンブルパタンの最後
の６ビットパタンから、”１００１０１”というパタン
を検索している。このパタンをプリアンブル終了パタン
と呼ぶ。このパタンを検出すると、プリアンブル検出回
路６０６５はサンプル＆ホールド回路６０６３をホール
ド状態に移行させ、以降のＶＣＩフィールド、情報部フ
ィールドをＨＥＣチェック部６０７へと送出する。情報
部フィールドを最後まで送出すると、プリアンブル検出
部６０６５はサンプル＆ホールド回路６０６３を再びサ
ンプル状態へと移行させ、次のセル到着に備える。セル
のＶＣＩ及び情報部には、０や１が続くようなビットパ
タンが現れる事があるので、この部分では前述の可変デ
ィレイ６０６１、位相比較器６０６２、サンプル＆ホー
ルド回路６０６３のループが動作する事は保証できな
い。この為、サンプル＆ホールド回路６０６３によって
ディレイ量信号をプリアンブル以降のＶＣＩフィール
ド、情報部フィールドを受信している間保持してやる必
要がある。
【０３０９】なお、前述のプリアンブル終了パタン検出
後、プリアンブル検出部６０６５がサンプル＆ホールド
回路６０６３をホールド状態のまま維持している時間は
予め定められた時間でかまわない。これはセルが固定長
であることによる。この為、図１７に示したディレイ回
路は、例えばあるスロットにおいてセル衝突が発生した
結果、プリアンブル終了パタンを誤って検出した場合な
どにも、プリアンブル検出回路６０６５がサンプル＆ホ
ールド回路６０６３を無限にホールド状態に保持するこ
とがないという、望ましい性質を持つことに注意が必要
である。このプリアンブル終了パタン誤検出の確率は、
少なくとも２０ビットの０が続いた後、６ビット後にプ
リアンブル終了パタンが発生する、という上りリンク上
でのセルフォーマットを使ってプリアンブル検出回路６
０６５がプリアンブル終了パタンを検出する事にして
も、低下させる事が可能である。
【０３１０】本発明による分配器６によって複数端末を
収容したＡＴＭ−ＬＡＮでは、特願平５−３４９６３４
で開示した移動端末を収容するための無線による上りリ
ンクと同様、複数の端末が同じスロットにセルを送出す
ると、該送出されたセルが廃棄されてしまう。この為、
特願平５−３４９６３４では下りリンクのフレームの開
始から上りリンクのスロットに番号を付け、移動端末の
ノード番号を例えば４で割った余りと、該スロット番号
を４で割った余りが一致した場合に、該移動端末に上り
リンクにセルを送出する権利を持たせ、もって同一スロ
ットにセルを送出する可能性のある移動端末数を削減し
て、該スロットでのセル衝突の確率を低下させる、とい
った手法を開示している。本実施例に係る分配器６にて
複数端末を収容したＡＴＭ−ＬＡＮであっても、分配器
６上で定義された情報伝送構造が特願平５−３４９６３
４で開示した無線チャネルと同様であるため、同じよう
にノード番号とスロット番号を用いて、それぞれのスロ
ットにセルを送出する可能性のある端末数を削減し、も
って該セルスロットでのセル衝突の確率を低下させるよ
うできる事に注意が必要である。このような制御を実現
するためには、ＡＴＭインタフェース７０のタイミング
調整部７０８が上りリンクのスロット番号をカウント
し、かつ自分に付けられたノード番号を参照すること
で、自分に割り当てられたスロットを認識し、自分に割
り当てられたスロットでのみセルを送出する様動作すれ
ば良い。
【０３１１】無線チャネルで接続される移動端末は、い
つ該無線チャネルから抜けるか、予測がつかない。この
為、移動端末が上りリンクに送出するセルの衝突確率を
低下させるために使用する情報は、ノード番号とかスロ
ット番号の様に、常に移動端末で獲得できる情報を使う
事が移動時の情報処理の複雑さを緩和する観点から望ま
しい。一方、分配器６で接続される端末は、無線チャネ
ルで接続される端末と異なり、一旦接続されるとなかな
か分配器６から外されないという性質を持つ。この性質
により、以下の様に単にノード番号とスロット番号を用
いる他にも、ハブ１−４から若干の情報を受け取り、該
受け取った情報も用いてスロットにアクセスしても、大
きく制御系の複雑度を上げることがない。よって、以下
に述べるような前述のセル送出制御アルゴリズムよりも
セル衝突の確率を低下させることができ、さらに各端末
が必要ならば分配器６上の上りチャネル上のほぼ全ての
帯域を使うことも可能という、非常に望ましい特徴を持
ったセル送出制御アルゴリズムをＡＴＭインタフェース
７０のタイミング調整部７０８に実行させても構わな
い。なお、以下に述べるセル送出制御アルゴリズムは、
移動端末の移動時の情報処理の複雑さを問題にしなけれ
ば、特願平５−３４９６３４にて開示した無線チャネル
であっても実行可能である事に注意が必要である。
【０３１２】分配器６上における上述の上りチャネルで
は、フレーム中にセルが一つ入力可能なスロットが計４
０個、割り当てられている。これらのスロットはハブ１
−４でのハード処理は全て同一であるが、端末２−ｉが
該スロットを使うための規約として、以下の規約を設け
る事にする（図２０）。
【０３１３】１）フレーム開始からの先頭の４スロット
は、ブロードキャストセルを主に転送することを目的と
した制御優先スロットとし、それらに先頭から順に０，
１，２，３，…，７と番号を付ける。
【０３１４】２）残りのスロットは、ユーザセルを主に
転送することを目的としたデータ優先スロットとし、そ
れらに先頭から順に０，１，２，…，１６，１，７，
０，１，，２，…，１６，１７と番号を付ける。
【０３１５】３）各端末は、制御優先スロットに対して
セルを送出する時は、自分の持つノード番号を４で割っ
た余りと、該制御優先スロットに付加した番号が一致す
るものについてのみセルを送出する。
【０３１６】４）各端末に電源が投入されると、各端末
は、分配器６の接続されたハブのノード制御部３０に対
して、もしくはコネクション設定プロセスに対して、デ
ータ優先スロット番号要求メッセージをブロードキャス
トチャネル３を通じて送出する。なお、この際、該メッ
セージは上記制御優先スロットに送出される事が望まし
い。ノード制御部３０もしくはコネクション設定プロセ
スは、一つの分配器６に接続された端末に、該データ優
先スロット番号要求メッセージを受け取った順に０，
１，２，…，１７と番号を付け、該番号をデータ優先ス
ロット番号応答メッセージに含めて、ブロードキャスト
チャネル３を通じて、要求元の端末に転送する。（分配
器６に接続される最大の端末数は１８であるとしてい
る） ５）各端末のタイミング調整部は、上記データ優先スロ
ット番号応答メッセージに含まれた番号（これを送出ス
ロット番号と呼ぶ）を保持している。送信ＦＩＦＯメモ
リ７０６に送出するべきユーザセルが保持されている
時、該保持されているユーザセルの個数が予め定められ
た個数より少ない場合は、データ優先スロットで送出ス
ロット番号に等しいもののみにおいてユーザセルを送出
する。送信ＦＩＦＯメモリ７０６に保持されているユー
ザセルの個数が予め定められた個数より多い場合は、任
意のスロットにユーザセルを送出する。
【０３１７】上述のアルゴリズムは、無線チャネルの上
りリンクでセル衝突確率を低下させる為に導入したアル
ゴリズムに比べ、たまたまノード番号の下位２ビットが
一致する端末が同一の分配器６に接続された場合でも、
少なくともデータ優先スロットにおけるセル衝突は避け
ることが可能であり、セル衝突確率をより低下させる事
ができる。また、送信ＦＩＦＯメモリ７０６に保持され
たユーザセルの数が予め定められた個数より多い場合、
他の端末に割り当てられたスロットにセルを送出する事
を禁止していないので、一つの端末が上りリンクの最大
帯域近くまで帯域を使用する事も可能である。端末がユ
ーザセルを送出するときには、コネクション設定が行わ
れ、分配器６とハブ１−４との間の物理リンク上で帯域
割り当てが行われているので、一つの端末が上りリンク
の最大帯域近くまで帯域を使用する場合は、他の端末が
ユーザセルを送出する事は、正常動作時にはない。この
ため、一つの端末が上りリンクの最大帯域近くまで帯域
を使用したとしても、セル衝突が増加する結果を招く事
はない。
【０３１８】なお、ハブ１−４での制御優先スロットな
らびにデータ優先スロット上のセルの処理はまったく同
一であるので、それぞれの端末は制御優先スロットに対
してユーザセルを送出する事にしても良い。ただし、制
御優先スロットで他の端末に割り当てられたスロットに
セルを送出する事は禁止する。これは、制御優先スロッ
トは、上述のデータ優先スロット番号要求メッセージと
いった制御の為に必要な情報を主に転送することを目的
に設けられていることによる。同様に、データ優先スロ
ットに対してブロードキャストセルを送出しても良い。
ただし、データ優先スロットでは、他の端末が自分に割
り当てられたスロットに対してセルを送出してくる可能
性があるので、該ブロードキャストセルが正常にハブに
届く確率は低下する事に注意が必要である。
【０３１９】また、制御優先スロットの割り当てはノー
ド番号が基本となっているので、たまたまノード番号の
下位２ビットの一致する端末が分配器６に接続されてい
ると、何らかの要求メッセージの上りリンク上での衝突
が起こり得る。衝突が発生すると、送出した要求メッセ
ージに対して応答メッセージをいつまでも受けることが
できなくなる。この問題に対応する為、要求メッセージ
送出後、応答メッセージを受け取るまでにタイマを設
け、該タイマのタイムアウトにより再度要求メッセージ
を送出する事が考えられるが、このタイマのタイムアウ
ト時間をそれぞれの端末でメッセージ送出毎に乱数を発
生させて変化させるようにすれば、同一の端末による同
一の衝突が無限に発生して、いつまでも要求メッセージ
が正常にハブ１−４に転送されない、といった望ましく
ない状況を回避する事ができる。
【０３２０】さらに、上で述べた制御優先スロット、デ
ータ優先スロットの個数は、特に上で述べた値に限られ
るものでは無く、任意の比率に決定する事が可能である
ことに注意が必要である。ただし、一つの分配器６に接
続された端末間では同一の数値とする必要があることは
言うまでもない。
【０３２１】端末２−ｉがスロットを使うための前述の
規約では、送信ＦＩＦＯメモリ７０６に保持されている
ユーザセルの個数が予め定められた個数より多い場合
は、任意のスロットにユーザセルを送出する事にしてい
たが、自分に割り当てられていないスロットにセルを送
出する場合、ＣＡＣにて割り当てられた帯域を使用する
様な確率でセルを送出するか否かを決定するようにして
も良い。これは、例えば各端末が乱数発生器を持ち、そ
れぞれのスロットで乱数を発生させ、該発生させた乱数
を用いて、例えば該乱数がＣＡＣにて割り当てられた帯
域から導出された値よりも小さい場合にセルを送出する
ように構成することで、容易に実現が可能である。これ
によって、確かに端末に割り当てらられた帯域にて該端
末がセルを送出するように制御することができ、よりセ
ル衝突の確率を小さくする事ができる。
【０３２２】上に述べたアルゴリズムをタイミング調整
部７０８が実行したとしても、あるスロットでのセル衝
突の確率を０にすることはできない。一方で、例えば端
末が生存しているか否かをハブ１−４のノード制御部３
０から確認するといった如く、正常に端末が動作してい
るならばセル衝突が発生する確率を０にする必要のある
メッセージも存在している。この様なメッセージを転送
するためには、以下のようにハブ１−４と端末２−ｉが
動作すれば良い。即ち、特願平５−３４９６３４にて開
示した様に、ある種のブロードキャストセルが下りリン
クから到着したならば、上りリンクでのセルを、該下り
リンクでこの様な種類のメッセージの現れたスロットの
番号に付けられた番号に例えば１を加えた番号を持つス
ロットを該下りリンクでのある種のブロードキャストセ
ルの宛先である端末専用に予約する、という様に動作す
れば良い。図２１には、一例としてハブ１−４のノード
制御部３０が端末の生存確認を生存確認要求メッセージ
にて行う場合が示されている。分配器６を経由して送出
された生存確認要求メッセージが、例えばオーバーヘッ
ドから二つめのセルに現れたとする。この場合、上りリ
ンクの番号２のスロットが該生存確認要求メッセージの
宛先端末に割り当てられる。他の端末は、正常動作時は
該スロットにセルを送出しない事にする。この制御は、
制御優先スロットとデータ優先スロットに関する上述の
制御よりも優先されて実行されなければならない事は言
うまでもない。
【０３２３】以上、光スターカプラを用いた分配器によ
りハブの一つのインタフェース点に複数の端末を収容す
る場合の、本実施例に係るＡＴＭ−ＬＡＮの動作、及び
システム構成について、詳細に説明した。なお、以上の
説明から明らかな様に、ここで述べた動作は、特に１：
ｎの光スターカプラ二つにより構成される分配器のみで
実現可能な訳ではなく、図２２に示すように、ｎ：ｎの
光スターカプラ一つにより構成されてもかまわない。こ
の場合、上りリンクと下りリンクを区別する必要が生じ
るが、これについては、下りリンクと上りリンクの光波
長を変える、例えば、下りリンクには高速化に有利な波
長１．５５μｍの光を使い、上りリンクにはレーザ光発
生素子の値段の安価な波長１．３μｍの光を使うといっ
た方法が考えられる。また、光スターカプラの持つ強い
双方向性を用い、同じ波長の光に対する光スターカプラ
における伝送方向によっても、上りリンクと下りリンク
を定義する事が可能である。
【０３２４】また、上に述べた上りリンクにおけるガー
ドタイムの長さを決める際の実際のパラメータにおい
て、光ファイバ中の光信号の速度は上りリンクでの情報
転送速度によらずほぼ一定である事に注意が必要であ
る。このため、分配器６と各端末２−ｉ間の伝送路の距
離を０ｍから２５ｍの範囲で固定したとすると、例えば
上りリンクの情報転送速度を６２０Ｍｂｐｓに変えた時
には、ビット数で数えた必要となるガードタイムの長さ
は４倍になる。一方、セルの長さは固定であるので、上
で述べたように一つのセルにガードタイムを設ける、即
ち上りリンクのスロットに１セルを割り当てる形式で
は、上りリンクの使用効率が低下する事になる。上りリ
ンクの使用効率を低下させないためには、一つのスロッ
トに一つを越える数のセル、例えば４個のセルを含める
様にすれば良い。各端末は、送信ＦＩＦＯメモリ７０６
に３セル以下しか保持されていない場合、該スロットの
前から順に送信ＦＩＦＯメモリ７０６に保持されたセル
を送出し、残った部分は空セルを送出するか、もしくは
何も送出しない事にしても良い。
【０３２５】今まで説明してきた、第３の発明の実施例
では上りリンクのガードタイムを分配器６と端末２−ｉ
との間の伝送路の距離として仮定した長さの範囲でそれ
ぞれの端末が送出したセルが衝突しない様に設定する事
で、例えば１フロア内といった比較的狭い範囲のＡＴＭ
−ＬＡＮに対して分配器６を適用し、もって端末の収容
コストを削減する事を考えていた。しかしながら、第３
の発明は特にこのような状況のみに適用される訳ではな
く、以下説明する様なより広い範囲に広がった端末に対
しても適用可能である。このようなシステム例として、
ＣＡＴＶ網を取り上げ、以下に第４の発明の詳細な説明
を行う。
【０３２６】図２３に、第４の発明を適用するＣＡＴＶ
網の構成を示す。
【０３２７】同図に示すように、このＣＡＴＶ網は公衆
網に接続されたバックボーン網としてＡＴＭ交換機によ
って構成されるＡＴＭ網を用い、それぞれの加入者エリ
アに対して図１３ないしは図２２に示した光スターカプ
ラによる分配器によって加入者宅を収容する様になって
いる。ＡＴＭ通信網の適用により、現状ＣＡＴＶ網で行
われているビデオ分配サービスの他に、加入者宅からの
公衆網への呼設定、公衆網からの呼着信サービスが受け
られる事が大きな特徴となっている。また、トラフィッ
ク量の多いビジネスユーザをＡＴＭ交換機に直収するこ
とで、該ビジネスユーザに対してもＣＡＴＶ網業者がサ
ービスを提供可能になる。
【０３２８】また、ＡＴＭ交換機にビデオサーバを接続
し、それぞれの加入者が任意の時間に該ビデオサーバに
ＣＡＴＶ網を経由してアクセスすることで、いわゆるビ
デオオンデマンドサービスも提供することができるよう
になっている。
【０３２９】さらに、各加入者エリアに移動端末による
無線アクセスを提供するべく、無線ゾーン基地局を配し
ても構わない。該無線ゾーン基地局は、ＡＴＭ交換機に
直収されているものとする。ここでの無線ゾーンは、例
えば特願平５−３４９６３４に示した様なＡＴＭ多重形
式のものとすることで、バックボーン網への移動端末収
容についてシームレス化を図る事ができる。なお、前述
した様に光スターカプラによる分配器６または７と、電
波による無線チャネルとは基本的に同じシステム的性質
を持っているので、以降説明する光スターカップラによ
る分配器のＣＡＴＶ網への適用における情報伝送構造
は、フェージング対策等のＡＴＭ技術で言うところの物
理レイヤのＰＭＤサブレイヤの機能の拡充により、その
まま無線ゾーンにおける情報伝送構造に応用する事が可
能である事に注意が必要である。
【０３３０】図２４に、加入者宅に入るＣＡＴＶ用端末
Ａ０の一例を示す。このＣＡＴＶ用端末Ａ０は、ＣＡＴ
Ｖインタフェース９０と、マイクロプロセッサＡ０１、
及びマイクロプロセッサシステムバスに接続されたＦＡ
Ｘ、電話、コードレス電話等の通常の家庭用通信機器
や、ビデオ分配サービス等を受ける為のＣＲＴディスプ
レイやスピーカ、並びにＣＡＴＶ用端末Ａ０を制御する
ためのリモコン等からなっている。
【０３３１】マイクロプロセッサＡ０１は、ＣＡＴＶイ
ンタフェース９０を経由して入力される情報をそれぞれ
所望の機器に転送したり、それぞれの機器から外部に向
けて送出される情報を一旦受け取ってＣＡＴＶインタフ
ェース９０に転送する処理を行う。この時、必要であれ
ば画像や音声の符号化／復号化を行う。さらにマイクロ
プロセッサＡ０１は、リモコンからの加入者の指示を受
け、それぞれの機器の制御も行う。なお、ブロードキャ
ストチャネル３上のメッセージにおいて、これらマイク
ロプロセッサのシステムバスに接続された機器を区別す
るために、宛先アドレス中のプロセス番号を使用するこ
とにしても良い。これにより、機器を区別したコネクシ
ョン設定要求をマイクロプロセッサＡ０１がＣＡＴＶ網
に向けてブロードキャストチャネル３を経由して送出す
る事が可能になる。
【０３３２】第４の発明は、ＣＡＴＶ網の光スターカプ
ラによる加入者収容網のみならず、例えば、同軸ケーブ
ルを用いた加入者収容網にも同様に適用可能である。図
２５に、第４の発明を適用する同軸ケーブルを用いた加
入者収容網を含むＣＡＴＶ網の構成を示す。加入者宅へ
のトラフィックが、いわゆるＡＴＭ−ＭＵＸを経由して
同軸ケーブルにより各加入者宅に分配されている。
【０３３３】図２６に示すように同軸ケーブル上では、
下りリンクと上りリンクがそれぞれ中心周波数ｆ１とｆ
２の下に変調を受け、例えばそれぞれ２００ＭＨｚと１
００ＭＨｚの帯域をもって周波数多重されているものと
する。変復調方式によって、これらの帯域で転送できる
ビットレートは変化するが、ここでは上りリンクと下り
リンクに同一の変復調方式が適用されているものとし、
上りリンクは下りリンクの１／２の伝送レートを持って
いるものとする。また、図２７に示す様に、今まで説明
してきたのと同様、下りリンクは周期的に現れるフレー
ム同期確立用のオーバーヘッドの間にセルが整数個含ま
れている構成にて情報が伝送されるものとする。上りリ
ンクは下りリンクの半分の伝送容量であるので、下りリ
ンク上で定義されたフレームが下りリンクの１フレーム
中に含まれているセル数の半分の個数のスロットに分割
されている。
【０３３４】なお、光スターカプラによる加入者収容網
や、同軸ケーブルによる加入者収容網、または電波等に
より、加入者宅の端末からトラフィックが一旦集線され
る場所、例えばＡＴＭ交換機、ＡＴＭ−ＭＵＸ、無線ゾ
ーン基地局を一括してヘッドエンドと呼ぶ。
【０３３５】上に述べた様なシステムは、基本的には空
間的に端末が広く分布することで、第３の発明が適用さ
れるシステムの持つ性質と同様の性質を持っている。分
配器において、下りリンクのトラフィックは全ての加入
者宅に等しく分配されるので、本発明の一実施例による
ＡＴＭ−ＬＡＮの最大の特徴であるブロードキャストチ
ャネルを自然に提供することが可能であるが、一方で上
りリンクのトラフィックは、同時に複数加入者がセルを
送出すると衝突を起こして正常にヘッドエンドで受信す
ることができないといった性質を踏襲している。このた
め、今まで説明してきた第３の発明による端末収容法に
おける、各種制御手法、特にブロードキャストチャネル
によるコネクション設定等や、特願平５−３４９６３４
にて開示した公衆網との呼設定、呼着信を必要とする加
入者宅までＱ．９３Ｂコネクションを設定するといった
ことは、第４の発明の適用されるシステムにもまったく
同様に導入する事が可能である。ただし、加入者宅の端
末はいつ電源を切られるか分からず、また、ある加入者
宅の端末の電源が切られたからといって、コネクション
設定サービスが途切れる事は許されない。よって、第４
の発明の適用されたＣＡＴＶ網の場合、今まで説明して
きた本発明の一実施例によるＡＴＭ−ＬＡＮとは異な
り、コネクション設定プロセスをヘッドエンド上で実現
しておく必要がある。特願平５−３４９６３４にて指摘
した様に、本発明の一実施例によるＡＴＭ−ＬＡＮの制
御の枠組みの場合、ブロードキャストチャネル３が繋が
っており、また各端末、各ヘッドエンドにブロードキャ
ストチャネル３上でルーティングに使用されるノード番
号が規定されてさえいれば、コネクション設定プロセス
は端末にも網側にも実装可能である。また、一般的に一
つの加入者収容網に収容される端末の数は比較的少なく
（例えば１６台から２５６台）、ブロードキャストチャ
ネル３を基本とした制御が適用可能な範囲である。
【０３３６】ＣＡＴＶ網の加入者収容網と、１フロアと
いった狭い範囲に閉じたＡＴＭ−ＬＡＮとの大きな違い
は、ヘッドエンドと端末の間の伝送路の距離である。即
ち、ＣＡＴＶ網の加入者収容網では、各加入者宅からＡ
ＴＭ交換機までの光ファイバの長さ、各加入者宅からＡ
ＴＭ多重化部までの同軸ケーブルの長さ、もしくは加入
者エリアにおける無線ゾーン中の移動端末から無線ゾー
ン基地局までの距離といった、収容しようとしている端
末とヘッドエンドとの間の伝送路の距離が、いままで説
明してきた本発明の一実施例によるＡＴＭ−ＬＡＮシス
テムの場合と比べて非常に大きくなる。例えば、１フロ
ア内に限定した場合、端末とヘッドエンドの間の伝送路
の距離として最大２５ｍ程度を仮定すれば良かったもの
が、ＣＡＴＶの加入者エリアに適用しようとすると例え
ば半径５ｋｍ程度を仮定する必要がある。下りリンクは
唯一のヘッドエンドから複数の端末に情報を伝送するだ
けであるので、同一の情報伝送構造が使用可能である。
一方、上りリンクにおいてはヘッドエンドと端末の距離
の差をガードタイムで保護しようとすると、その長さが
４０倍必要になる。このガードタイムの長さは、例えば
１５５．５２Ｍｂｐｓの信号を光ファイバで転送した場
合で考えて約１０μｓとなり、前述の様にセル一つを含
む事のできる一つのスロットにガードタイムを付加する
事を考えると、許容できない伝送効率の悪化を生じさせ
てしまう。
【０３３７】この伝送効率の悪化を防ぐための一つの方
策は、一つのスロットに複数セルを含ませることである
が、この方法によると端末が超低速から超高速までのコ
ネクションを使用する場合に上りリンクの使用効率が低
下してしまうという問題がある。そこで、第４の発明で
はＣＡＴＶの加入者収容網において、端末と必要な位置
との間の伝送路の距離を測定し、それに基づいて端末側
でのセル送出タイミングを該距離に比例して変化させ、
もってガードタイムとして必要な時間を収容端末とヘッ
ドエンドの距離の差から距離測定の精度まで縮めるとい
う方法をとることとしている。
【０３３８】図２８に、ＣＡＴＶ加入者網にて行われる
距離測定の第１の方法を示す。この方法は、端末が上り
リンクに送出した情報を自分で受信できない場合の距離
測定手法である。この方法は、例えば特願平５−３４９
６３４に示した様な下りリンクに割り当てられた周波数
のみ受信可能な移動端末や、図１２に示した１：ｎ光ス
ターカプラを二つ使用した分配器や、図２２に示した
ｎ：ｎ光スターカプラを用いた分配器に下りリンクに割
り当てられた波長の光のみ受信可能である端末をつない
だ場合や、図２５に示した同軸ケーブルを用いた加入者
収容網に下りリンクに割り当てられた周波数のみ受信可
能な端末を接続した場合、等に適用する事ができる。
【０３３９】距離測定を実現するため、上りリンクのフ
レームのうちの一部を距離測定フレームとする。距離測
定フレームにおいては、一つの端末が自分とヘッドエン
ドとの間の距離を測定する事ができる。距離測定結果
は、下りリンクのフレームのオーバーヘッド部分もしく
はブロードキャストチャネル３上のメッセージで通知さ
れる。距離測定の行われない上りリンクのフレームをユ
ーザデータフレームと呼ぶ。このユーザデータフレーム
では、ブロードキャストセルやユーザセルの送出が今ま
で説明してきたプロトコルに従って実行される。
【０３４０】新たに加入者収容網に参加した端末は、下
りリンクからビットパタンを受け取り、該ビットパタン
からフレーム同期を確立し、オーバーヘッドを参照して
いる。オーバーヘッド部分には、該オーバーヘッドの終
了から上りリンクで開始されるフレームの次のフレーム
が距離測定フレームであるかユーザデータフレームであ
るかを指示するビットが存在している。それぞれの端末
は、オーバーヘッド部分の該ビットにて次のフレームが
距離測定フレームであるかユーザフレームであるかを知
る。
【０３４１】上りリンクのフレームが距離測定フレーム
である場合、距離測定を行いたい端末がブロードキャス
トチャネル３上に定義されたメッセージである遅れ時間
測定メッセージを下りリンクのオーバーヘッド終了に合
わせて送出する。該メッセージには、該メッセージを送
出した端末のノード番号が付加されている。
【０３４２】距離測定メッセージを送出した端末が唯一
であった場合、該距離測定メッセージは正常にヘッドエ
ンドに到着する。ヘッドエンドでのセル受信は前述した
ようにそれぞれの端末との距離が異なっているので、基
本的に該セルに付加されたプリアンブルにてビット同期
とセル同期をとるように構成されている。このため、距
離測定フレーム期間中に該距離測定メッセージが到着し
終われば、ヘッドエンドは、該距離測定メッセージを正
常に受信する事ができる。
【０３４３】ヘッドエンドでは、現在送出しているフレ
ームの一つ前のフレームに距離測定指示を付加して送出
したならば、自分が送出している下りリンクのフレーム
におけるオーバーヘッド部分送出終了から、上りリンク
から遅れ測定メッセージが受信できるまでの時間を計測
している。この時間は、若干の誤差はあるものの、ヘッ
ドエンドから端末までの情報伝送にかかる遅延時間と、
端末からヘッドエンドまでの情報伝送にかかる遅延時間
を加えたものになる。
【０３４４】オーバーヘッド部分に保守用にとられたタ
イムスロットがあることを仮定すれば、ヘッドエンドが
測定した上記ヘッドエンドから端末を経由してヘッドエ
ンドまで至る情報伝送にかかる時間は、該保守用タイム
スロットにて該遅れ測定メッセージを送出した端末のノ
ード番号と、遅れ時間を組にしたメッセージを端末に向
けて送出することで端末に通知する事ができる。また、
ブロードキャストチャネル３上に遅れ時間測定結果通知
メッセージを定義し、該遅れ時間測定結果通知メッセー
ジにて前記遅れ時間測定メッセージを送出した端末へと
遅れ時間を通知する事も可能である。
【０３４５】遅れ時間測定メッセージを送出した端末
は、ヘッドエンドから遅れ時間の測定結果を受け取るま
で、上りリンクにセルを送出しない。遅れ時間測定メッ
セージを送出してから、予め定められた時間中にヘッド
エンドからの遅れ時間測定結果を受け取れなかった場合
は、再度、距離測定フレームの出現を待って遅れ時間測
定メッセージを送出する。この時、同時に複数の端末が
遅れ時間測定メッセージを送出している可能性があるの
で、それぞれの端末が乱数を発生させ、該乱数の値だけ
距離測定フレームを見送ってから遅れ時間測定メッセー
ジを送出するようなプロトコルとしてもよい。
【０３４６】ヘッドエンドから遅れ時間の測定結果を受
け取ると、端末は通知された遅れ時間にと等しい時間、
上りリンクでのフレーム上りリンクスロットの開始タイ
ミングを早めて、セルの送出を開始することにより、端
末とヘッドエンド間の伝送路の遅延を補償する。すなわ
ち、端末にはこのような伝送路遅延補償機能が備えられ
ている。端末で受信している下りリンクでのフレーム周
期が一定周期であるので、受信している下りリンクでの
フレームの終了から終了までの間で定義される上りリン
クのフレームを通知された時間だけ早めて開始すること
が可能である事は当業者には明らかである。
【０３４７】このように、それぞれの端末がヘッドエン
ド−該端末−ヘッドエンドの情報伝送遅延時間に等しい
時間だけ早めてセル送出を開始すると、ヘッドエンドで
受信される上りリンクのフレームの開始は、ヘッドエン
ド−端末間の距離の差が相殺され、丁度ヘッドエンドが
オーバーヘッドを送出し終わる点に一致することにな
る。この結果、上りリンクのスロットの前に付けられる
ガードタイムは、距離測定の精度に等しい長さだけ付け
れば良くなり、第３の発明をＣＡＴＶ網の加入者収容網
といった、空間的に広い範囲に広がった端末を収容する
為に適用する事が可能になる。
【０３４８】なお、伝送路の周囲温度が変化する等の理
由により、ヘッドエンド−端末−ヘッドエンド間の情報
伝送にかかる遅延時間は、若干ではあるが変化する。こ
の変化に追従するため、各端末は比較的長い時間間隔、
例えば１０分間隔で距離測定を再度行う様にしても良
い。
【０３４９】図２９に、図２８に示した情報伝送構造に
て情報をやりとりするために必要となるヘッドエンド側
の機能構成を示す。同図には、同軸ケーブルによる加入
者収容網を収容するための同軸ケーブルインタフェース
８０の構成が示されている。なお、ＡＴＭ技術でいうと
ころの物理レイヤのＰＭＤサブレイヤに当たる部分、図
２９においては共用器８０５、受信回路８０６、および
送信回路８０４を所望の物理媒体に対応するもの置き換
えると、例えば光ファイバに対応する様に該機能構成を
変形する事ができるし、また無線チャネルの基地局にも
対応でする様に変形する事ができる事は言うまでもな
い。
【０３５０】同軸ケーブルに向けて転送する必要のある
セルは、ＡＴＭスイッチ２０を経由して、ルーティング
タグ削除部８０１へと渡される。このルーティングタグ
削除部８０１の動作は、前述の光スターカプラインタフ
ェース６０中のルーティングタグ削除部６０１の動作と
同じである。ルーティングタグ削除部８０１にてＡＴＭ
スイッチ２０でのルーティングタグが削除され、ＶＰＩ
／ＶＣＩフィールドの書き換えられたセルは、次にＨＥ
Ｃ演算部８０２に渡され、ＨＥＣフィールドに所望の値
が書き込まれた後、フレーム作成部８０３へと渡され
る。
【０３５１】フレーム作成部８０３は、周期的にオーバ
ーヘッドを送信回路８０４に向けて送出すると同時に、
該オーバーヘッド中の１ビットを操作して、上りリンク
のフレームを距離測定フレームとユーザフレームに振り
分けている。さらに、オーバーヘッドとオーバーヘッド
の間にＨＥＣ演算部８０２から受け取るセルを挿入し、
送信回路８０４へと転送している。
【０３５２】送信回路８０４では、受け取ったビット列
を、中心周波数ｆ１にて変調し、共用器８０５を通じて
同軸ケーブルへと転送する。
【０３５３】共用器８０５は、中心周波数ｆ１、帯域幅
２００ＭＨｚの第１のパッシブバンドパスフィルタ、お
よび中心周波数ｆ２、帯域幅１００ＭＨｚの第２のパッ
シブバンドパスフィルタとから構成されている。下りリ
ンクの中心周波数ｆ１の信号は、第１のパッシブフィル
タを経由して同軸ケーブルへと送出される。
【０３５４】一方、上りリンクの信号は、共用器８０５
の、第２のパッシブフィルタを通じて受信回路８０６に
渡される。受信回路８０６では、受け取った信号からビ
ットパタンを再生し、ＰＬＬ８０７に渡す。
【０３５５】ＰＬＬ８０７は、受け取った信号からプリ
アンブルを検出し、該信号をサンプル可能なクロックを
抽出すると共に、該抽出クロックと共に、受け取った信
号をサンプルした結果のビットパタンをＨＥＣチェック
部８０８に渡す。ＰＬＬ８０７の動作は、光スターカプ
ラインタフェース６０のＰＬＬ６０６と同様である。
【０３５６】ＨＥＣチェック部８０８によりＨＥＣチェ
ックの終わったセルは、遅れ測定部８０９を通じてルー
ティングタグ付加部８１０に渡される。ルーティングタ
グ付加部８１０では、入力されたセルに、ＡＴＭスイッ
チ２０で必要となるルーティングタグを付加してＡＴＭ
スイッチ２０に送出する。ＨＥＣチェック部８０８、及
び、ルーティングタグ付加部８１０の動作は、光スター
カプラ６０のＨＥＣチェック部６０７、ルーティングタ
グ付加部６０８の動作と同様である。
【０３５７】図１５に示した光スターカプラインタフェ
ース６０と、同軸ケーブルインタフェース８０の違い
は、後者が遅れ測定メッセージに対応できるように構成
されている点にある。フレーム作成部８０３は例えば１
２８フレームに１回といった定められた間隔で、もしく
はＣＡＴＶ網の管理部ヘッドエンドのＯＡＭ機能（図示
せず）を通じて指定した時に、オーバヘッド中の予め定
められたビットを予め定められた値とすることで、距離
測定フレームを定義すると同時に、距離測定フレームの
開始を遅れ測定部８０９に指示する。遅れ測定部８０９
は、距離測定フレームの開始が指示されると、自らの持
つタイマの動作を開始して遅れ測定メッセージの到着を
待つ。
【０３５８】遅れ測定メッセージが到着すると、遅れ測
定部８０９は前記タイマを停止させる。タイマの保持し
ている値が測定結果である。遅れ測定部８０９は、この
測定結果と遅れ測定メッセージ中の送出元フィールド中
のノードＩＤをフレーム作成部８０３に渡す。フレーム
作成部８０３は、渡された情報をオーバヘッド部分の予
め定められたビットを用いるか、自分の作成するブロー
ドキャストキャストと空セルを置き換えるかして、測定
結果を所望の端末に向けて転送する。
【０３５９】なお、距離測定の第１の方法を実行する端
末側の機能、即ち図２３のＣＡＴＶインタフェース８０
としては、例えば図１６に示したＡＴＭインタフェース
７０において、物理レイヤのＰＭＤサブレイヤを伝送媒
体に応じて入れ替え、フレーム同期部７０２が受信した
オーバヘッド中の指示に従って距離測定フレームの開始
をタイミング調整部に通知すると共に、タイミング調整
部が該指示に従って遅れ測定メッセージを送出する機能
を持ち、かつタイミング調整部７０がヘッドエンドから
の距離測定結果通知に従って、上りリンクでのフレーム
開始を早める機能を持てば十分であることは同業者には
明らかである。
【０３６０】以上で、第３の発明をＣＡＴＶ網に適用す
る場合に必要となる距離測定の第１の方法の説明を終わ
る。次に、第３の発明をＣＡＴＶ網に適用する場合に必
要になる、距離測定の第２の方法について詳細に説明す
る。
【０３６１】ここで説明する距離測定の第２の方法は、
例えば図２１に示したｎ：ｎ光スターカプラを用いた分
配器７を用いたシステムで、下りリンクと上りリンクの
光波長が異なっており、端末が自分の出したメッセージ
を容易に受信可能である様なシステムに対して適用する
事ができる。この方式の場合、端末側に必要な光受信機
の個数が増えてコスト高になるという欠点はあるが、同
一距離測定フレームにおいて複数個の端末が距離測定を
行える可能性があり、距離測定のオーバーヘッドが第１
の方法に比べて小さくできるという利点がある。
【０３６２】図３０に、距離測定の第２の方法の動作を
示す。この図では、下りリンクに使用する光波長を１．
５５μｍ、上りリンクに使用する光波長を１．３μｍと
している。各端末は、１．５５μｍの光受光器の他に、
１．３μｍの光受光器も持つ事にしている。
【０３６３】第１の方法と同様、上りリンク上に下りリ
ンク上のフレームを基準にしてフレームが定義され、該
上りリンク上のフレームが下りリンク上のオーバーヘッ
ド中の１ビットによってユーザデータフレームと距離測
定フレームに振り分けられている。
【０３６４】新たに加入者網に接続された端末は、ユー
ザデータフレームに対して情報を送出する前に、距離測
定フレームに対して遅れ測定メッセージを送出する。各
端末は、遅れ測定メッセージを送出した後、１．３μｍ
の光受光器から自分の送出した遅れ測定メッセージが受
信されるまでの間の時間を測定している。
【０３６５】端末が測定しているこの時間は、端末から
分配器７を経由して端末へと至るパスに情報を転送する
為に必要となる時間となる。そこで、ユーザフレームの
開始を下りリンクのオーバーヘッドの到着から該計測さ
れた時間だけ早めると、分配器７と各端末との間の距離
が相殺され、全ての端末のセルを上記距離測定の誤差分
だけのガードタイムを設けるだけで上りリンクに正常に
合流させる事が可能になる。
【０３６６】この距離測定も、第１の距離測定の方法と
同様、時間的な遅延時間の変化を補償するため、予め定
められた時間間隔で各端末が実行する事にしても良い。
【０３６７】ここで、端末が遅れ測定メッセージを送信
してから、予め定められた時間だけ待っても自分の送信
した遅れ測定メッセージを受信できなかった場合、他の
端末と遅れ測定メッセージが衝突したものと見なし、次
の距離測定フレームにおいて遅れ測定メッセージを再送
出する事にしても良い。この時、下りリンクでオーバー
ヘッドの受信を終了してから、遅れ測定メッセージを送
出するまでの遅れ時間を、各端末で乱数を発生させ、該
乱数に従って変更する事にすると、同一の端末間での遅
れ測定メッセージの衝突を避けることができるようにな
ると同時に、同一の距離測定フレームにて複数の端末が
同時に距離測定を実行する事が可能になる。ここでの遅
れ測定メッセージの上りリンクでのアクセスは、いわゆ
るピュアアロハになる事に注意が必要である。これは、
距離測定が終了するまでは上りリンクに対してスロット
を定義することはできないのが理由である。良く知られ
ているように、ピュアアロハのスループットは約０．１
８である。最適な距離測定フレームのユーザデータフレ
ームに対する比率は、該加入者網に接続される最大の端
末数と、必要とされる距離測定の頻度及び該ピュアアロ
ハのスループットから計算可能である。
【０３６８】図３１に、第２の距離測定の方法を実行す
るために加入者宅の端末Ａ０に必要な機能構成を示す。
同図には、図２３中のＣＡＴＶインタフェース９０の構
成を示してある。同図に示すように、ＣＡＴＶインタフ
ェース９０は、光分波器９０１、第１のＯ／Ｅ変換器９
０２、フレーム同期部９０３、ＨＥＣチェック部９０
４、アドレスフィルタ９０５、受信ＦＩＦＯメモリ９０
６、送信ＦＩＦＯメモリ９０７、ＨＥＣ計算部９０８、
タイミング調整部９０９、光ファイバ長補正部９１０、
Ｅ／Ｏ変換器９１１、第２のＯ／Ｅ変換器９１２、ＰＬ
Ｌ９１３、ＨＥＣチェック部９１４、遅れ測定メッセー
ジ抽出部９１５、遅れ計測部９１６よりなっている。
【０３６９】ＣＡＴＶインタフェース９０の下りリンク
によりヘッドエンドから与えられる情報を受信する経路
は、以下のように動作する。
【０３７０】ｎ：ｎ光スターカプラにより構成された分
配器７より与えられる光信号は、光分波器９０１によ
り、波長１．５５μｍの下りリンクの光信号と波長１．
３μｍの上りリンクの光信号に分解される。下りリンク
の光信号は、波長１．５５μｍに対応した第１のＯ／Ｅ
変換器９０２によって電気信号に変換され、フレーム同
期部９０３によってフレーム同期が確立されてペイロー
ド部分のセルが抜き出される。その後、フレーム同期部
９０３にて抜き出されたセルに対して、ＨＥＣチェック
部９０４にて該セルのＨＥＣチェックが行われ、アドレ
スフィルタ９０５にて該端末に必要なセルが抽出され、
受信ＦＩＦＯメモリ９０６に一旦保持される。マイクロ
プロセッサＡ０１は、該受信ＦＩＦＯメモリ９０６を一
定周期でポーリングしており、該受信ＦＩＦＯメモリ９
０６にセルが保持されていたなら該セルをデキューし、
必要な処理を加える。第１のＯ／Ｅ変換器９０２、フレ
ーム同期部９０３、ＨＥＣチェック部９０４、アドレス
フィルタ９０５、受信ＦＩＦＯメモリ９０６の動作は、
フレーム同期部９０３が上りフレームのタイミング定義
を行うのみではなく、距離測定フレームとユーザデータ
フレームの振り分けを行う点を除いて、図１５に示した
ＡＴＭインタフェースのＯ／Ｅ変換器７０１、フレーム
同期部７０２、ＨＥＣチェック部７０３、アドレスフィ
ルタ７０４、受信ＦＩＦＯメモリ７０５の動作と同じで
良い。
【０３７１】一方、上りリンクへ情報を送出する経路は
以下の様に動作する。
【０３７２】ユーザデータフレームにセルを送出する前
に、上で述べた距離測定を行う必要がある。これは以下
の様に行われる。タイミング調整部９０９は、フレーム
同期部９０３から与えられる距離測定フレームとユーザ
データフレームの振り分けに関する情報を参照し、距離
測定フレームの出現を待つ。距離測定フレームが現れた
なら、マイクロプロセッサＡ０１が予め作成し、送信Ｆ
ＩＦＯメモリ９０７に他のセルと区別して保持されてい
る遅れ測定メッセージをＨＥＣ計算部９０９を経由して
読み出すか、もしくは自らが遅れ測定メッセージを作成
し、距離測定フレームの開始から予め定められた時間だ
け待って、光ファイバ長補正部９１０に該遅れ測定メッ
セージを送出する。それと同時に、遅れ計測部９１６の
持っているタイマをスタートさせる。
【０３７３】光ファイバ長補正部９１０は、距離測定の
結果、該ＣＡＴＶインタフェースで固定的に付加しなけ
ればならない遅れを作成する目的で付けられているが、
距離測定前にはここでの遅延量は０とし、該遅れ測定メ
ッセージをＥ／Ｏ変換器９１１へと送出する。Ｅ／Ｏ変
換器９１１は、該受け取った遅れ測定メッセージを上り
リンクに割り当てられた１．３μｍの波長を持つ光信号
に変換し、ｎ：ｎ光スターカプラによりなる分配器７へ
と送出する。
【０３７４】分配器７では、受け取った光信号をｎ個の
出力ポートへと均一に分配する。その結果、該端末が送
出した遅れ測定メッセージはｎ：ｎ光スターカプラによ
り折り返され、光分波器９０１へと入力される。
【０３７５】光分波器９０１は、該受け取った遅れ測定
メッセージを該メッセージの波長に従って第２のＯ／Ｅ
変換器９１２へと転送する。第２のＯ／Ｅ変換器９１２
は、該メッセージを電気信号に変換し、ＰＬＬ９１３を
通じてＨＥＣチェック部９１４へと渡す。ＨＥＣチェッ
ク部９１４は、ＰＬＬ９１３にて該メッセージから抽出
されたクロックを基に該メッセージをサンプリングし、
該メッセージのＨＥＣチェックを行い、正しければ該メ
ッセージを遅れ測定メッセージ抽出部９１５へと渡す。
第２のＯ／Ｅ変換器９１２、ＰＬＬ９１３、ＨＥＣチェ
ック部９１４の動作は、図１４に示したＡＴＭ−ＬＡＮ
のハブ側の光スターカプラインタフェース６０中のＯ／
Ｅ変換器６０５、ＰＬＬ６０６、ＨＥＣチェック部６０
７の動作と同じである。該メッセージは端末の動作クロ
ックにて作成されているので、ＰＬＬ９１３を端末の動
作クロックの遅延量を制御する図１６に示した構成で実
現することができる事も同じである。
【０３７６】上述した第２のＯ／Ｅ変換器９１２、ＰＬ
Ｌ９１３、ＨＥＣチェック部９１４は距離測定フレーム
送出時のみではなく、ユーザデータフレーム送出時にも
動作している。また、距離測定フレーム中には複数の端
末が同一フレーム中に遅れ測定メッセージを送出する。
この為、遅れ測定メッセージ抽出部９１５は、ＨＥＣチ
ェック部９１４から与えられたセルの内、自分が送出し
た遅れ測定メッセージを検索している。自分が送出した
遅れ測定メッセージが抽出できたならば、遅れ計測部９
１６中のタイマをストップする。
【０３７７】タイミング調整部９０９がスタートしてか
ら、遅れ計測メッセージ抽出部９１５がストップするま
でにタイマに累算された時間が、即ち端末から分配器７
を経由して端末までの遅延時間に相当する。以降のセル
送出時には、光ファイバ長補正部９１０はタイミング調
整部９０９からセルを受け取ると、遅れ計測部９１６中
のタイマの値を読み取り、該タイマの値に従った遅延量
の後にＥ／Ｏ変換器９１１へとセルを送出する。これに
よりユーザデータフレームにおいて、分配器７に各端末
から到着するセルについて、それぞれの端末と分配器７
の間の距離の差を補正して、分配器７においてセルを合
流させる事ができるようになる。
【０３７８】ユーザデータフレームにおけるセル送出
は、以下の様に行われる。
【０３７９】マイクロプロセッサＡ０１は、上りリンク
に送出したい情報をセル化し、送信ＦＩＦＯメモリ９０
７に渡す。タイミング調整部９０９は、送信ＦＩＦＯメ
モリ９０７にセルが保持されていれば、該セルをＨＥＣ
計算部９０８を経由して読み出す。ＨＥＣ計算部９０８
は通過しているセルのヘッダ部分を参照し、ＨＥＣフィ
ールドの値を計算して、その値を該フィールドに埋め込
む。
【０３８０】タイミング調整部９０９は、タイミング調
整部９０９を経由してセルを受け取ると、下りリンクの
オーバーヘッドの終了から定義された上りリンクのフレ
ーム中の任意のスロット、もしくは前述したアルゴリズ
ムに従って該端末に割り当てられたスロットに受け取っ
たセルを挿入し、光ファイバ長補正部９１０に渡す。光
ファイバ長補正部９１０は、前述したように遅れ計測部
９１６の含むタイマの値に従った時間の後、受け取った
セルをＥ／Ｏ変換器９１１に渡す。Ｅ／Ｏ変換器９１１
は、受け取ったセルを光信号に変換し、分配器７へと送
出する。分配器７では、受け取った光信号を全てのポー
トに均一に分配しており、その内のヘッドエンドに向か
った光信号から、ヘッドエンドがＥ／Ｏ変換器９１１か
ら送出された情報を再生する。
【０３８１】ヘッドエンド側の分配器７とのインタフェ
ース部分の構成は、例えば図１４に示したＡＴＭ−ＬＡ
Ｎのハブの光スターカプラインタフェース６０と、Ｅ／
Ｏ変換器６０４が下りリンクの波長１．５５μｍにて電
気−光変換を行うこと、及びＯ／Ｅ変換器６０５が上り
リンクの波長１．３μｍにて光−電気変換を行うことを
除き、同一で構わない。
【０３８２】以上で、第３の発明をＣＡＴＶ網の加入者
収容網に適用する場合に必要になる機能についての詳細
な説明を終わる。なお、端末とヘッドエンドの距離の差
により、ヘッドエンド側で端末からの光信号にレベルの
差が生じ、ヘッドエンド側で光−電気変換を行いにくく
なるという問題点があるが、この問題に関しては距離測
定の結果を光出力強度にフィードバックし、なるべくヘ
ッドエンドでの光強度に端末間での差が発生しないよう
に制御することで対応することも可能である。
【０３８３】なお、第３の発明、及び第４の発明におけ
る光スターカプラによるＡＴＭ交換の原理から、上りリ
ンク上に仮想フレームを定義する事ができ、仮想フレー
ム中のスロットに番号を付け、この番号を元に上りリン
クのそれぞれのスロットで複数の端末のアクセス制御が
可能であるという事実を使用すると、以下のような上り
リンクでの衝突のまったく起きないアクセスプロトコル
を実行する事も可能である。無線チャネルと光ファイバ
のシステム的性質が同一であることから、このプロトコ
ルを特願平５−３４９６３４に示した無線チャネルにも
適用可の卯であることは言うまでもない。
【０３８４】図３２に、ここで採用されるアクセスプロ
トコルを実行するために、アクセス網のヘッドエンドの
光スターカプラインタフェース６０もしくは同軸ケーブ
ルインタフェース８０に追加する機能構成を示す。
【０３８５】送信許可テーブル３２０１は、光スターカ
プラもしくは同軸によるアクセス網に接続される個々の
端末について、それぞれの端末に送信を許可する帯域を
示す情報を保持している。
【０３８６】同図に示すように、該送信許可テーブル３
２０１は上りリンクの仮想フレーム中のデータ優先スロ
ットの如くに主に端末が実際に他人に送信したい情報を
担ったセルを乗せるセルスロットのスロット数ａに、該
上りリンクでのセル長（ここでは５３バイト）のバイト
数を掛けた数のワードを持っている。各ワードは、光ス
ターカプラもしくは同軸によるアクセス網に接続される
最大端末数と同数のビットからなる。
【０３８７】送信許可テーブルの最初のワードの全ビッ
トの値は１である。これを基本通信能力用送信許可と呼
ぶ。該基本通信能力用送信許可の目的は、各端末に対し
て最小の通信帯域を割り当てる事にある。この通信帯域
により、例えばここで説明したＡＴＭ−ＬＡＮの大きな
特徴をなすブロードキャストチャネル上の制御セルであ
るとか、Ｑ．２９３１プロトコルといった呼設定を行う
為のプロトコルを実行する。
【０３８８】残りのワードに、各端末に呼設定の結果新
たに割り当てられた帯域、拡張通信能力に関する送出許
可が設定されている。それぞれの端末に、割り当てた上
りリンクの帯域に比例する個数のワードの該端末に対応
するビットに１を設定する事で、各端末に割り当てられ
た帯域が設定されている。
【０３８９】送信許可テーブル３２０１には、スロット
数ａにセル長を掛けただけのワードが存在している。こ
のワードは、それぞれ後ほど説明するアルゴリズムに従
って上りリンクのセルスロットに割り当てられ、それぞ
れ割り当てられたセルスロットにて発生する端末に対す
る送信許可を表している。上りリンクの一つの仮想フレ
ームの長さが、１２５μｓという一般的な長さである場
合、この１ワード一つが丁度６４ｋｂｐｓの帯域に相当
することになる。よって、各端末に割り当てられたビッ
トで１の立っているものの数を制御すれば、６４ｋｂｐ
ｓの倍数でそれぞれの端末に送信許可が与えられる事に
なる。図３２の例において、例えば拡張通信能力用送信
許可に関して、端末２に割り当てられたビットに１が立
っているワードは合計で１３個あるので、６４ｋｂｐｓ
×１３の帯域が拡張通信能力として該端末に割り当てら
れている事になる。また、例えば一つの端末に１００Ｍ
ｂｐｓの帯域を割り当てるならば、該端末に割り当てら
れたビットを約１５００個、１に設定する。なお、図３
２の例において送信許可テーブルの一つのワードに複数
個の１が設定可能である事が、ここで述べているアクセ
スプロトコルの最大の利点を生み出しているが、この事
に関しては後ほど説明する。
【０３９０】この送出許可の情報は、下りリンクのセル
のＧＦＣフィールドを用いて端末に転送される。端末に
は、アクセス網に接続された時に後ほど述べる方法によ
って端末番号が付けられている。セル送出を許可する端
末に付与された端末番号を送信許可情報として、下りリ
ンクのセルのＧＦＣフィールドに含ませ送出する。
【０３９１】送出許可の情報がＧＦＣに含まれるセル
は、図３３に示すように下りリンクのフレームの先頭か
らａセル、即ち上りリンクの仮想フレーム中のデータ優
先スロットの個数に等しい個数に現れる。下りリンクの
フレーム中に含まれる残りのセルには、送出許可は含ま
れない。端末に対して割り当てる端末番号を１からとす
ると、ＧＦＣ＝００００によって送出許可無しを指定す
る事ができる。また、ＧＦＣは４ビットである事から、
合計で１５端末までアクセス網に接続することが可能に
なる。これ以上の個数の端末をアクセス網に接続する場
合は、下りリンクのセルのＶＰＩフィールドのビットの
内、いくつかを端末に割り当てられる前記端末番号を転
送するように割り当てても良いし、下りリンクのセルの
先頭に端末番号を転送するための特別なフィールドを設
ける事にしても良い。
【０３９２】各端末は、自分に割り当てられた前記端末
番号と、前記ＧＦＣフィールドにて転送されてきた送信
許可情報とを比較し、一致したならば送出許可を得たも
のとして、上りリンクのスロットにセルを送出する。こ
の送出するスロットは、以下の様に決定される。即ち、
該一致したセルの、下りリンクでのフレーム位置と等し
いフレーム位置の上りリンクのセルスロットにセルを送
出する。これは、下りリンクと上りリンクのスロットに
図３２に示すようにスロット番号を付けた時、ある端末
に割り当てられた前記番号とＧＦＣフィールドにて転送
されてきた送信許可情報が一致したセルが出現したセル
スロットに付加されたスロット番号と、等しいスロット
番号を持つ上りリンクのセルスロットにセルを送出す
る、と言い換える事もできる。ただし、このアクセスプ
ロトコルをＣＡＴＶ網に適用した場合、距離測定の結
果、上りリンクの仮想フレームの開始は早められている
事があるので、下りリンクに現れた送出許可情報によっ
て上りリンクにセルを送出できるのは、該送出許可情報
を得た時に上りリンクに存在した仮想フレームの次の仮
想フレームになる。端末は一つの仮想フレーム中に出現
する送出許可情報を含むセル数に長さが等しい、スロッ
ト番号を保持できるＦＩＦＯメモリを持ち、該ＦＩＦＯ
メモリに自分に対する送出許可を含むセルが出現した上
りリンクのスロット番号を保持しておき、次の仮想フレ
ームで該ＦＩＦＯメモリからスロット番号をデキュー
し、上りリンク上で、デキューした番号と等しい番号を
持つスロットにてセルを送出する。
【０３９３】上述のように、下りリンクの一つのフレー
ムにおいて送信許可情報を転送するセルスロットの個数
を上りリンクの一つの仮想フレームに含まれるセルスロ
ットの個数に一致させ、それらのセルスロット番号の比
較を行って端末から上りリンクにセルを送出する事で、
各端末が前記送信許可情報に従ってセルを送出する事に
なる。この結果として、上りリンク上の任意のセルスロ
ットにおいて、複数の端末が同時にセルを送出するのを
防ぐ事、即ち上りリンク上でのセル衝突を回避する事が
可能になる。
【０３９４】送信許可テーブル３２０１の各ワードは、
下りリンクで、送出許可を含むセルを送出する度に順に
読み出され、許可無検出部３２０２へと転送される。こ
れによって、送信許可テーブルの各ワードは下りリンク
の５３フレームに１回順に読み出され、許可無検出部３
２０２に転送される事になる。
【０３９５】許可無検出部３２０２は、読み出されたワ
ードに１が立っていなければ、即ちそのワードで送出許
可がどの端末にも与えられていなければ、該ワードを廃
棄する。どこかの端末に送出許可が与えられていれば、
該ワードをスロット割当ＦＩＦＯメモリ３２０３へと転
送する。スロット割当ＦＩＦＯメモリ３２０３は、受け
取ったワードを一旦保持する。
【０３９６】保持レジスタ３２０４には、スロット割当
ＦＩＦＯメモリ３２０３から読み出されたワードが保持
される。ＧＦＣ作成部３２０５は、保持レジスタ３２０
４に保持された該ワードを参照し、１の立っているビッ
トに対応して順にアクセス網に接続された端末に送出許
可を与えてゆく。即ち、ＧＦＣ部に送出許可を含むセル
を送出するタイミングで保持レジスタ３２０４を参照
し、１が立っているビットに対応する端末で、今までに
送出許可を与えていない端末に付加された端末番号をＧ
ＦＣ付加部３２０６に送付する。ＧＦＣ付加部３２０６
は、ＧＦＣ作成部３２０５から与えられた端末番号を自
分を通過しているセルのＧＦＣ部に埋め込み、物理レイ
ヤ機能を実現する機能要素へと送出する。これによっ
て、アクセス網の下りリンクに送信許可情報が送出され
る。
【０３９７】保持レジスタ３２０４の保持しているワー
ドで、１が立っているビットに対応する端末全てに送信
許可を与えたなら、ＧＦＣ作成部３２０５は、スロット
割当ＦＩＦＯメモリ３２０３に対して、次のワードを保
持レジスタ３２０４に転送するよう読出要求を出す。ス
ロット割当ＦＩＦＯメモリ３２０３は、該読み出し要求
に呼応して自分の保持しているワードを一つ、保持レジ
スタ３２０４に渡す。新たに渡されたワードを参照し、
ＧＦＣ作成部３２０５が再度各端末に送信許可を与えて
ゆく。なお、スロット割当ＦＩＦＯメモリ３２０３が空
の時は、どの端末に対しても送信許可が与えられないこ
とは言うまでもない。
【０３９８】上述のように、送信許可テーブル３２０１
からのワードの読み出しと、ＧＦＣ作成部３２０５での
端末への送信許可付与を行うと、送信許可テーブルの各
ワードに含まれる１の立っている個数をただ一つに限定
する必要がないことに注意が必要である。これによっ
て、送信許可テーブルに対して設定するデータを、それ
ぞれの端末に割り当てられた帯域に比例した個数の１を
例えばアドレスの若いワードから順に、例えば１５０Ｍ
ｂｐｓ与える時は約１５００個設定するだけで作成可能
である、というデータの作成の手間が非常に小さいアル
ゴリズムを採用する事が可能になる。この様な計算の簡
単なアルゴリズムで帯域割り当てが可能な為、ここで説
明しているアクセス制御方式は、今までに知られている
ＡＴＭ通信網と同様、それぞれのコネクションを帯域の
みで管理すれば良く、マルチレートのコネクションを多
数扱う端末をアクセス網に接続する場合でも、比較的能
力の小さなプロセッサによって簡単に帯域割り当てが可
能であるという特徴を持つ。よって、本発明の一実施例
によるＡＴＭ−ＬＡＮの大きな特徴、即ちハブのプロセ
ッサに要求される計算能力を削減してコスト削減を行う
という特徴に合致したアクセスプロトコルとなってい
る。ここで、送信許可テーブルに送信許可テーブルの全
ワードで１の立っているビットの数を５３×ａ個以下と
し、かつスロット割当ＦＩＦＯメモリ３２０３の長さを
５３×ａワードとすれば、スロット割当ＦＩＦＯメモリ
３２０３がオーバーフローしない事は明らかである。
【０３９９】この事実は、送信許可テーブル３２０１の
各ワードで１を立てるビットを一つに限定する制御をか
けてはならない、という限定を加えるものでないことに
注意が必要である。勿論、各ワードで１を立てるビット
を一つにする様に送信許可テーブル３２０１への書き込
み情報を作成することも可能である。この場合、それぞ
れの端末から上りリンクへのセル送出タイミングを厳密
に決定している事になり、上りリンク上の各端末のトラ
フィック特性を厳密に制御可能である利点はあるが、一
方でより複雑なアルゴリズムにて送信許可テーブル３２
０１への書き込み情報を作成することになり、コネクシ
ョン設定にかかる時間が増大する、ネットワーク側に必
要となるプロセッシング能力が増大する、といった問題
を生じる。
【０４００】ここで、送信許可を与える単位を端末毎に
定義している事に注意が必要である。ある端末が複数の
コネクションを使用している場合、端末に与えられた帯
域をコネクションに対して再分割するのは端末が実行す
る事になる。なお、送信許可を端末毎ではなく、コネク
ション毎に割り当てるようにシステムを構築しても良い
が、この方式には、送信許可テーブルのワードの長さを
例えば４０９６といったアクセス網内部で使用可能なコ
ネクションの総数分に設定する必要がある、下りリンク
で端末に転送される送出許可情報が端末に割り当てられ
た端末番号ではなく、コネクション識別子になり、下り
リンクで転送しなければならないオーバーヘッドが増大
するといった欠点があり、望ましくない。
【０４０１】上で述べたアクセスプロトコルを実行する
ためには、端末がアクセス網に接続された時に、該端末
に上述の端末番号を付与する必要がある。この為に、図
３３に示すように、上りリンク上に仮想フレームのセル
スロットのうちの一つを制御優先スロットとし、この上
で端末に対して端末番号を付加する以下の様なプロトコ
ルを実行する事としても良い。即ち、端末がアクセス網
に接続された時に、最初に端末番号要求メッセージをブ
ロードキャストセルとして、該制御優先スロットに送出
する。該端末番号要求メッセージを受け取ると、アクセ
ス網のヘッドエンドの光スターカプラインタフェース６
０もしくは同軸ケーブルインタフェース８０、もしくは
図２９に現れた加入者エリアコネクション設定部にて、
該端末番号要求メッセージを受け取った順に端末に番号
を付け、該付与した番号を端末番号応答メッセージとし
て下りリンクに乗せる。この時、このプロトコルを実行
するために必要になる最初の端末識別子として、ここで
述べているＡＴＭ−ＬＡＮ及びＡＴＭ化されたＣＡＴＶ
網に特有の、ノード番号を使用可能である事は言うまで
もない。これによって、ＣＡＴＶ網に接続しているＰＣ
を加入者が自分のオフィスに持ち込み、そこのＡＴＭ−
ＬＡＮに接続するといった可搬性を端末に付与すること
ができる。
【０４０２】ところで、第３の発明及び第４の発明にお
ける光スターカプラにて接続される端末にて、Ｑ．２９
３１（Ｑ．９３Ｂの正式なＩＴＵ−Ｔでの名称）として
知られている上位のＡＴＭ通信網にて提供される呼設定
プロトコルにてコネクションを設定する場合、メタシグ
ナリングと呼ばれる、今後標準化が行われるプロトコル
にて、個々の端末それぞれにシグナリングＶＣを設定す
る必要がある。この場合、光スターカプラ上で、個々の
端末それぞれのシグナリングＶＣに、それぞれ異なった
ＶＣＩ値を割り当てる必要がある。ヘッドエンドもしく
は上位のＡＴＭ通信網のＱ．２９３１終端プロセスは、
呼設定に係るメッセージを特定の端末に転送するか、も
しくは受信したメッセージの送出元の端末を識別する為
に該ＶＣＩ値を使用する事になる。メタシグナリングの
プロトコルを動作させるためのメッセージを転送するセ
ルスロットとして、上りリンクの仮想フレーム中の予め
定められた位置を予約する事も可能であるし、また、上
述の端末毎に下りリンクのセルのＶＰＩフィールドを用
いて上りリンクにセルを送出する端末もしくはコネクシ
ョンを指定するプロトコルの中に、メタシグナリングを
転送するように指示する値を予め予約しておいても良
い。
【０４０３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると次
の効果が得られる。
【０４０４】第１の発明によれば、ＡＴＭ−ＬＡＮのハ
ブがコピー接続の可能なＡＴＭスイッチを含み、該ＡＴ
Ｍスイッチにてブロードキャストセルを必要なポートに
コピーして転送するようにルーティングタグを付加する
ことにより、ＡＴＭ−ＬＡＮのハブのハードウェア量を
削減することが可能になる。さらに、該ＡＴＭスイッチ
をコピー接続の可能な共通バッファ型のＡＴＭスイッチ
とすれば、ブロードキャストセルとユーザセルを保持す
る空間を唯一のメモリ空間に取ることができ、よりＡＴ
Ｍ−ＬＡＮのハブのハードウェア量を削減することが可
能になる。
【０４０５】第２の発明によれば、端末がＣＬＳＦプロ
セスを検索してコネクションレスサービスの提供を受け
るようにしたことにより、ＡＴＭ−ＬＡＮにて提供する
コネクションレスサービスのスループットをＣＬＳＦプ
ロセスを実装する端末数にて制御可能という望ましい性
質を持つＡＴＭ−ＬＡＮシステムを実現することができ
る。
【０４０６】第３の発明によれば、光スターカプラのみ
で実現された簡易な分配器により複数の端末をＡＴＭ−
ＬＡＮに収容することができるので、端末を収容するた
めに必要なコストを最小にすることができる。
【０４０７】第４の発明によれば、光スターカプラまた
は同軸ケーブルといった伝送路を用いた加入者網を持つ
ＣＡＴＶ網の完全ＡＴＭ化が可能になるので、ＡＴＭ公
衆網などのＡＴＭ通信網とのインタワーキングの容易な
ＣＡＴＶ網を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るＡＴＭ−ＬＡＮシステムの概略
構成を示す図
【図２】 第１の発明の一実施例に係るＡＴＭ−ＬＡＮ
におけるハブの構成を示す図
【図３】 ＡＴＭ−ＬＡＮシステム中のセルのフォーマ
ットを示す図
【図４】 コピー接続の可能な共通バッファ型ＡＴＭス
イッチの構成を示す図
【図５】 コピー接続の可能な共通バッファ型ＡＴＭス
イッチの動作を示すタイミングチャート
【図６】 コピー接続の可能な共通バッファ型ＡＴＭス
イッチのアドレス管理部の構成を示す図
【図７】 コピーセル出力ポート決定手順を説明する図
【図８】 ルーティングタグ更新手順を説明する図
【図９】 第２の発明の一実施例に係るＡＴＭ−ＬＡＮ
システムを示す図
【図１０】 同実施例に係るＡＴＭ−ＬＡＮシステムに
おける端末がコネクションレスサービスを受けるまでに
実行する手順を示す図
【図１１】 同実施例におけるＣＬＳＦプロセスの構成
を示す図
【図１２】 ＣＬＰによりセル廃棄を行うＡＴＭ−ＬＡ
Ｎのハブの構成を示す図
【図１３】 第３の発明の一実施例に係るＡＴＭ−ＬＡ
Ｎシステムの構成を示す図
【図１４】 第３の発明における情報伝送構造を説明す
る図
【図１５】 第３の発明における光スターカプラインタ
フェースの構成を示す図
【図１６】 第３の発明におけるＡＴＭインタフェース
の構成を示す図
【図１７】 可変ディレイによる上りリンクのセルサン
プルクロック作成方法を示す図
【図１８】 可変ディレイの構成を示す図
【図１９】 プリアンブルパタンを持つセルのビットパ
タンを示す図
【図２０】 上りリンクにおける端末のアクセスプロト
コルを説明する図
【図２１】 下りリンクのメッセージによる上りリンク
スロット予約を説明する図
【図２２】 第３の発明の他の実施例に係るＡＴＭ−Ｌ
ＡＮシステムの構成を示す図
【図２３】 第４の発明が適用されるＣＡＴＶ網の構成
を示す図
【図２４】 ＣＡＴＶ網の加入者端末の構成を示す図
【図２５】 第４の発明が適用されるＡＴＭ−ＬＡＮシ
ステムの構成を示す図
【図２６】 同軸ケーブルでの帯域割り当てを説明する
図
【図２７】同軸ケーブル上での情報転送構造を示す図
【図２８】 第１の距離測定法を説明する図
【図２９】 第１の距離測定法を実現するヘッドエンド
の機能構成を説明する図
【図３０】 第２の距離測定法を説明する図
【図３１】 第２の距離測定法を実現する端末のＣＡＴ
Ｖインタフェースの構成を示す図
【図３２】 上りリンクでの衝突の起きないアクセスプ
ロトコルを実行するための構成を示す図
【図３３】 送出許可情報がＧＦＣに含まれるセルの構
造を示す図
【符号の説明】
１０…回線ＩＮＦ ２０…ＡＴＭスイッチ ３０…ノード制御部 ４０…ＣＬＰ機能付き
セルバッファ ６０…光スターカプラＩＮＦ ７０…ＡＴＭインタフ
ェース ８０…同軸ケーブルＩＮＦ ９０…ＣＡＴＶインタ
フェース
───────────────────────────────────────────────────── 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 3/00 9466−5Ｋ Ｈ０４Ｌ 11/20 Ｈ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】複数の端末を複数のハブを介して接続し、
    前記端末間で同期転送モードによりセルを伝送して通信
    を行うＡＴＭ−ＬＡＮシステムにおいて、 前記複数の端末の少なくとも一つに設けられ、バーチャ
    ルパスまたはバーチャルチャネルのリンクを設定するた
    めのリンク設定要求及び該リンクを連結するためのリン
    ク連結要求を送出する要求送出手段と、 前記複数のハブ及び前記複数の端末を接続し、前記要求
    送出手段から送出された前記リンク設定要求およびリン
    ク連結要求を含むメッセージを前記複数のハブに対して
    転送するブロードキャストチャネルと、 前記複数のハブのそれぞれに設けられ、前記ブロードキ
    ャストチャネルから転送された前記リンク設定要求およ
    びリンク連結要求を受けて前記リンクの設定及び連結を
    行うリンク設定／連結手段とを具備し、 前記ハブは、 前記セルを入力する複数の入力ポートと前記セルを出力
    する複数の出力ポートおよび任意の入力ポートに入力し
    たセルを任意の二つ以上の出力ポートへコピーして出力
    する機能を有するＡＴＭスイッチと、 前記ブロードキャストチャネル上のメッセージの宛先情
    報に従って、予め定められたルーティングタグ群の一つ
    から選択したルーティングタグを該メッセージに付加し
    て前記ＡＴＭスイッチの所定の入力ポートへ入力される
    手段とを有することを特徴とするＡＴＭ−ＬＡＮシステ
    ム。
  2. 【請求項２】セルを入力する複数の入力ポートとセルを
    出力する複数の出力ポートおよび記憶手段を有し、各入
    力ポートから入力されたセルを該記憶手段の所定のアド
    レスに一旦書き込み、該記憶手段の所定のアドレスから
    各出力ポートへ出力するセルを読み出すＡＴＭスイッチ
    において、 (a) 前記複数の入力ポートからそれぞれ入力されるセル
    を書き込むアドレスを決定するための前記入力ポートの
    数と同数の書き込みアドレス決定タイムスロット群と、 (b) 前記複数の出力ポートのうち任意の二つ以上の出力
    ポートへ転送されるセルを読み出すアドレスを決定する
    ための一つのコピーセル出力ポート決定タイムスロット
    と、 (c) 前記コピーセル出力ポート決定タイムスロットに続
    いて前記複数の出力ポートから出力されるセルを読み出
    すアドレスを決定するための前記出力ポートの数と同数
    の読み出しアドレス決定タイムスロット群とを用いて前
    記記憶手段の書き込みアドレスおよび読み出しアドレス
    を管理するアドレス管理手段を有することを特徴とする
    ＡＴＭスイッチ。
  3. 【請求項３】複数の端末を複数のハブを介して接続し、
    前記端末間の通信を非同期転送モードにより行うＡＴＭ
    −ＬＡＮシステムにおいて、 前記複数の端末の少なくとも一つに設けられ、バーチャ
    ルパスまたはバーチャルチャネルのリンクを設定するた
    めのリンク設定要求及び該リンクを連結するためのリン
    ク連結要求を送出する要求送出手段と、 前記複数のハブ及び前記複数の端末を接続し、前記要求
    送出手段から送出された前記リンク設定要求およびリン
    ク連結要求を含むメッセージを前記複数のハブに対して
    転送するブロードキャストチャネルと、 前記複数のハブのそれぞれに設けられ、前記ブロードキ
    ャストチャネルから転送された前記リンク設定要求およ
    びリンク連結要求を受けて前記リンクの設定及び連結を
    行うリンク設定／連結手段と、 前記複数の端末の少なくとも一つに設けられたコネクシ
    ョンレスサービスを提供するための処理を行うコネクシ
    ョンレスサービス処理手段と、 前記複数の端末のうちの前記コネクションレスサービス
    処理手段を有しない端末に設けられ、該端末が前記コネ
    クションレスサービスを要求する際に前記コネクション
    レスサービス処理手段を有する端末に向かうコネクショ
    ンの設定を前記要求送出手段に依頼するコネクション設
    定依頼手段とを具備することを特徴とするＡＴＭ−ＬＡ
    Ｎシステム。
  4. 【請求項４】前記コネクションレスサービス処理手段
    は、前記コネクションレスサービスの制御メッセージを
    転送するセルのヘッダ部のセル廃棄優先度ビットをオフ
    に、該コネクションレスサービスのデータメッセージを
    転送するセルのヘッダ部のセル廃棄優先度ビットをオン
    にそれぞれ設定するアダプテーション手段を有すること
    を特徴とする請求項３に記載のＡＴＭ−ＬＡＮシステ
    ム。
  5. 【請求項５】複数の端末を複数のハブを介して接続し、
    前記端末間の通信を非同期転送モードにより行うＡＴＭ
    −ＬＡＮシステムにおいて、 前記複数の端末の少なくとも一つに設けられ、バーチャ
    ルパスまたはバーチャルチャネルのリンクを設定するた
    めのリンク設定要求及び該リンクを連結するためのリン
    ク連結要求を送出する要求送出手段と、 前記複数のハブ及び前記複数の端末を接続し、前記要求
    送出手段から送出された前記リンク設定要求およびリン
    ク連結要求を含むメッセージを前記複数のハブに対して
    転送するブロードキャストチャネルと、 前記複数のハブのそれぞれに設けられ、前記ブロードキ
    ャストチャネルから転送された前記リンク設定要求およ
    びリンク連結要求を受けて前記リンクの設定及び連結を
    行うリンク設定／連結手段と、 前記ハブの各々のポートと前記複数の端末のうちの二つ
    以上の端末との間に接続された光スターカプラとを具備
    することを特徴とするＡＴＭ−ＬＡＮシステム。
  6. 【請求項６】複数の端末を光スターカプラもしくは同軸
    ケーブルからなる分配手段を含む伝送路を介してヘッド
    エンドに接続し、該ヘッドエンドと前記複数の端末との
    間の通信を非同期転送モードによりセルの形で行うＣＡ
    ＴＶ網であって、 前記ヘッドエンドに設けられ、該ヘッドエンドから前記
    端末への情報を伝送する下りリンクに予め定められた間
    隔でオーバーヘッドを送出することにより該下りリンク
    上にフレームを定義し、該オーバーヘッドに囲まれたペ
    イロード部分に前記セルを挿入するとともに、遅れ時間
    測定メッセージを送出するフレームを該該オーバーヘッ
    ドにより指定する下りリンク情報送出手段と、 前記端末に設けられ、前記下りリンク上で定義されたフ
    レームを予め定められた個数に分割して上りリンクスロ
    ットとして設定する上りリンクスロット設定手段と、 前記端末から送出される遅れ時間測定メッセージによる
    時間測定の結果に基づいて前記上りリンクスロット設定
    手段により設定される上りリンクスロットの開始時間を
    早めることにより、前記伝送路による遅延を補償する伝
    送路遅延補償手段とを具備することを特徴とするＣＡＴ
    Ｖ網。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009206963A (ja) * 2008-02-28 2009-09-10 Fujitsu Telecom Networks Ltd Ａｔｍ装置および優先制御方法

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