JPH09511113A - デュアルスイッチプレーン動作ａｔｍスイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 新たなデュアルスイッチプレーン動作をするＡＴＭスイッチおよびデュアルスイッチプレーン中のポート間のユニットセル中でトラフィックをスイッチングする方法が記述される。本発明のＡＴＭスイッチは、冗長スイッチプレーンが供給される保護プレーンである。スイッチ中でトラフィックセルは、入力ポートで、対称、非対称のどちらかの標識が付けられ、スイッチプレーンが故障および品質劣化した場合でも宛先ポートは訂正されたセルを適切に集めることができる。

Description

【発明の詳細な説明】発明の名称 デュアルスイッチプレーン動作ＡＴＭスイッチ技術分野 本発明は、一般にＡＴＭ交換網に関連し、特によりよい信頼性・保守性ために デュアルプレーンの動作モードを利用するＡＴＭ交換網に関する。背景技術 電話交換システムは一日２４時間ノンストップで動作することが要求されるの で、電話交換システムは、できるだけ最も効率的に構成された、最も信頼される 構成要素で構成する必要がある。しかしながら、非常に信頼性のある構成要素だ けを使っても故障が発生しないという補償が十分にあるわけではない。以前から 高信頼性と保守性のある通信交換システムを達成する様々な方法があった。多く の構成の中で、デュアル同期一致システム（デュアルプレーン動作）は大変うま く行くということがわかっている。 このシステムはＴＤＭ交換において非常に日常的になっているが、特別な場合 を除いてメッセージ交換またはコンピュータ処理に対しては適用されていない。 以下の特許は、いくつかの例を示す。１９９３年１２月２８日のＫａｔｏ等の米 国特許No.5,274,633は、ＡＴＭデュアルスイッチ・システムについて述べている 。このシステムではヘッダ内で識別されるセルは、アクティブ・スイッチまたは スタンバイ・スイッチどちらかに送られる。出力コントローラは、出力伝送のた めに正しいセルを選択する。１９９２年１０月６日のＩｚａｗａ等の米国特許No .5,153,578では、デュアルＡＴＭスイッチ内で同じデータを確立するための装置 と方法を教示している。それは、アクティブ・スイッチとスタンバイ・スイッチ 間の同期に関する。２つのスイッチ間のセルカウントの差に従ってダミーセルが 挿入され、それによって出力において適切な同期が得られる。１９９１年１２月 １０日のＩｓｏｎｏ等の米国特許No.5,072,440は、ＡＴＭスイッチについて述べ ており、そのスイッチはデュアル自己経路選択スイッチと、アクティブ・スイッ チとスタンバイ・スイッチ間で選択する変換モジュールを含む。この特許は、す べてのセルが実際の切り換え前にアクティブ・スイッチから解放されたかどうか を決定する技術について特に述べている。１９９０年３月２１日のChopping等の ヨーロッパ特許No.359,352はデュアルプレーン動作の同期スイッチネットワーク について述べている。この特許は、交差によってネットワークの信頼性を保証し ている。そこで、データの流れは、各段階、例えばライン端子、スイッチ、送信 で２つのプレーンに分配される。一方、１９９４年２月８日のBansal等の米国特 許No.5,285,441は、ＡＴＭスイッチのライン保護技術について述べている。この 技術は、アクティブ・ラインとスタンバイ・ライン間のエラーレス切り換えに関 する。制御可能な時間遅延量は、ラインとスイッチ手段を接続する２つのチャネ ルの一方にＲＡＭの形で挿入される。進みデータは時間遅延があるラインに送ら れ、遅れデータは、他のラインに送られる。エラーレス切り換えは、適切な時間 遅延が進みデータに対して与えられた後に行われる。 本発明は信頼性と保守性を高める目的に対して、デュアルスイッチプレーン内 で動作するＡＴＭスイッチに関する困難性について述べてる。とくに、良く知ら れているデュアルプレーンスイッチでは、たとえ同じプレーン内の他のポートか らの残りのリンクが正常に機能していても、一つのリンク内でたった一つの欠陥 があればプレーン全体が故障することになる。各プレーンを通過するセル伝送の 時間遅延は、リンク長、セルを処理する時間、その他いろいろな要因によってそ れぞれ異なることは、よく知られている。その上、伝送エラーは、無限の遅延を 引き起こかもしれない。すなわち、同一のセルは他のプレーンに全く現れないか もしれない。しかしながら、セルが２つのプレーン間で適切に揃うように、従来 システムの２つのプレーンは同期に近い形で、または許容可能な所定の遅延時間 の偏差範囲内で動作することが必要である。そうでなければ、セルは複写される か、誤って廃棄されるか、誤った順序になる。本発明はシステム内の多くの障害 に耐えられるＡＴＭスイッチを実現する．ただし、この障害が１つのポートとス イッチ構成間の両プレーンのリンク内で発生しないことを条件とする。本発明に 於けるスイッチは、プレーン間での厳密な同期は必要としない。特に本発明では 対称、非対称トラフィックの概念を利用する。どちらのトラフィックも、単位セ ル内に構成され、それによって宛先において、セルは障害や劣化がスイッチプレ ーンのリンクで発生するときでも適切に集められる。発明の目的 したがって、本発明の目的は、デュアルプレーン動作中におけるポート間の単 位セル中のトラフィックを切り換える技術を提供することにある。 発明のもう一つの目的は、デュアルスイッチプレーンを動作させ、対称または 非対称のどちらかの標識がついたセルを用いるＡＴＭスイッチを提供することに ある。 さらに、本発明の目的は、対称または非対称の標識がついたセルを用いてポー ト間で単位セルでの切り換え方法を提供することにある。 さらに、本発明の目的は、リンク内の障害に応答するアラームを用いて、ポー ト間で単位セル内でトラフィックを切り換え、それによってセルが対称または非 対称の標識をつける技術を提供することにある。 さらに、本発明の目的は、対称または非対称の標識がついた単位セル内でポー ト間のトラフィックを切り換え、フロー制御を行い、それによって、セルがセル の衝突で消失しないような技術を提供することにある。 さらに、本発明の目的は、対称または非対称の単位セルでポート間のトラフィ ックを切り換え、切り換え中にセルが損失なしにコントローラからの制御信号に 応答して好ましいプレーン動作を選択する技術を提供することにある。発明の概要 本発明は、簡単に述べると、第１と第２のスイッチ構成に接続された複数のポ ートから構成され、第１スイッチプレーン内の第１スイッチ構成と第２スイッチ プレーン内の第２スイッチ構成によってポート間の単位セル内の情報を伝送する ためのデュアルプレーン動作のＡＴＭスイッチに関するものである。各ポートは 、 各セルに対称、非対称どちらかの標識をつけるための標識付け手段を有し、両ス イッチ構成に対称セルを送出し、２つのスイッチ構成の一方だけに非対称セルを 送出するための伝送手段を含む。各ポートはまた、２つのスイッチ構成の一つか ら対称セルを、両スイッチ構成から非対称セルを受け取るための受信手段を有す る。 本発明の他の側面によれば、本発明は、第１スイッチプレーン内の第１スイッ チ構成と、第２スイッチプレーン内の第２スイッチ構成によってポート間の単位 セル内での情報を切り換えるＡＴＭ情報スイッチング方法に関するものである。 この方法は、各ポートが、対称または非対称どちらかの標識を各セルに付け、対 称セルを両スイッチプレーン内のスイッチ構成に送出し、非対称セルを２つのス イッチプレーンの片方のスイッチ構成に送出する。この方法はさらに、各ポート が、この２つのスイッチプレーン内の一方のスイッチ構成から対称セルを受け取 り、両スイッチプレーン内のスイッチ構成から非対称セルを受け取る。図面の簡単な説明 図１は、本発明によるデュアルスイッチプレーン動作におけるＡＴＭスイッチ の概略図である。 図２は、本発明によるデュアルスイッチプレーンのＡＴＭスイッチの正常動作 の概略図である。 図３は、障害が１つのリンク内で生じるときのＡＴＭスイッチの動作の概略図 である。 図４は、ＡＴＭスイッチによる訂正動作の概略図である。 図５は、障害が光ファイバの出力リンクで生じたときのＡＴＭスイッチの動作 の概略図である。 図６は、１つ以上の障害がリンクで生じたときのＡＴＭスイッチによる訂正動 作の概略図である。 図７は、ポートの入力リンクで障害が発生したときのＡＴＭスイッチによる訂 正動作の概略図である。 図８は、ポートの出力リンクで障害が発生したときのＡＴＭスイッチによる訂 正作用の概略図である。 図９は、ＡＴＭスイッチのトラフィックの監視動作の概略図である。 図１０は、ＡＴＭスイッチの動作の概略図であり、輻輳制御が一定の状況下で 必要となることを示している。 図１１は、本発明によるフロー制御構成の概略図である。 図１２は、本発明を具現化する拡張ＡＴＭスイッチである。実施の形態 図１は、本発明の１つの実施の形態によるデュアルプレーン動作モードにおけ るＡＴＭスイッチ１０の展開図である。このスイッチには、１６個（あるいは他 の数）のポート１２があり、そのうちＡ，Ｂ，Ｃのポートだけが図示してある。 この実施の形態において、各ポートは、例えばバンド幅６００Ｍｂ／ｓを取り扱 う。このスイッチは十分に冗長性があり、各ポートがＡＸ０とＡＸ１で表される 冗長なマルチプレクサ（ＡＸ）１４を有している。スイッチ構造１６も同じく冗 長性があり、一方のスイッチプレーン内のＳＦ０で表されるスイッチ構造と、も う一方のスイッチプレーン内のＳＦ１で表されるスイッチ構造から構成されてい る。ラインカード１８のどの番号も各ポートに取り付けることができるが、６０ ０Ｍｂ／ｓのバンド幅が必要である。各ラインカードも同様に、冗長な対（１＋ １）によって、保護される。この図は、各ポートに取り付けられたＬＣ０、ＬＣ １で表される一対の保護ラインカードを示す。 ラインカードとマルチプレクサ間の接続は入力と出力で完全に交差している。 すなわち、一方から２つの他方へ双方向へ接続される。それゆえ、入力ではＬＣ ０は、ＡＸ０、ＡＸ１の両方に接続され、ＬＣ１もＡＸ０、ＡＸ１の両方に接続 されている。従ってどのマルチプレクサも入力側からトラフィックを受けるため に、どちらのラインカードをも選択することができる。マルチプレクサからスイ ッチ構成までの接続は光ファイバ・リンクなどによって点接続によって行われ、 ＳＦ０はＡＸ０の全ポートからのトラフィックを、ＳＦ１はＡＸ１の全ポートか らのトラフィックを受ける。出力側においてもスイッチ構成からマルチプレクサ までの接続は、ポイントツーポイント光ファイバリンクによって行われる。この ようにＡＸ０ポートはセルを送出し、またＳＦ０からのセルを受ける。このスイ ッチプレーンはスイッチプレーン０と呼ぶ。同様に、ＡＸ１ポートはセルをＳＦ １へ送り、またＳＦ１からのセルを受ける。これをスイッチプレーン１と呼ぶ。 以下で説明するように、ローカルプレーン、メイトプレーンと称するプレーンも 同様に用いられる。ＡＸ０に対しては、スイッチプレーン０はローカルプレーン であり、スイッチプレーン１はメイトプレーンである。ＡＸ１に対しては、スイ ッチプレーン１はローカルプレーンであり、スイッチプレーン０はメイトプレー ンである。さらに、このトラフィックはスイッチ構成からマルチプレクサ間（例 えば、ＡＸ０とＡＸ１）の銅線バス２０を経由してメイト・マルチプレクサまで 再生される。こうして各マルチプレクサは、どのプレーンからのトラフィックを も受けることができる。マルチプレクサとラインカード間の接続は完全に交差し ているので、各マルチプレクサからのトラフィックは出力側のラインカードのい ずれにも送ることができる。 ここで、スイッチの動作について対称と非対称の概念を用いて述べることにす る。対称のトラフィックは、一つのポートから両方のスイッチプレーンへ送られ る。非対称のトラフィックは、一つのポートから一つのスイッチプレーンだけに 送られる。 （対称動作） 図２は、通常の動作モードにおけるスイッチを示す。この図はポートＤ上のト ラフィックに関する３つの入力ポートＡ，Ｂ，Ｃを示す。ポートＤは出力ポート のどれにでもなるし、ポートＡ，Ｂ，Ｃにもなれる。この図または他の図では、 ＡＴＭセルのような単位セル中のトラフィックは、それが送り出されたポートの 文字によって表される。セルが対称セルか非対称セルか（Ｓ＝対称、Ａ＝非対称 ）、またセルがＳＦ０かＳＦ１かどちらに送られるか（０＝スイッチプレーン０ に送られるセル、１＝スイッチプレーン１に送られるセル）を示すため各セルに 上付文字が付けられる。各ポートは、時に応じてデータトラフィックを送受する 好ま しいラインカードとして一対のラインカードから一つを選択する。ＬＣＯが選択 されたラインカードであると仮定すると、入力のポートＡは、ＬＣＯからデータ トラフィックをＡＸ０で受け取り、ＡＸ１でＬＣ０からの同じトラフィックを受 け取る。従って全データトラフィックは両方のプレーンへ送られる。しかしなが ら、出力では、ポートＤも同様に、選択ラインカードがトラフィックを受け取る 選択プレーンとして２つのスイッチプレーンのうちの一つを選択する。選択プレ ーンとして選択されたプレーンは、ワーキング・プレーンと呼ばれ、もう一方を プロテクション・プレーンまたはスタンバイ・プレーンと呼ぶ。この例では、上 で述べたようにＡＸ０とＡＸ１は入力のＬＣ０らトラフィックを受け取り、ＡＸ ０は、そのトラフィックをローカル・プレーンＳＦ０（スイッチプレーン０）へ 送出し、ＡＸ１はそのトラフィックをローカル・プレーンＳＦ１（スイッチプレ ーン１）に送出する。同じトラフィックがラインカードＬＣ０から受け取られ、 両プレーンに送られるので、そのトラフィックには図２に示すように対称のＳが 付けられる。添付数字は、セルが送られるプレーンに対して０か１のどちらかに よってセルが識別される一方、実際の付加情報は、それが対称か非対称かを示す だけである。ポートＤは、ＡＸ０でのＳＦ０からと、ＡＸ１でのＳＦ１から同一 のトラフィックを受け取る。選択ラインカードからまたはワーキング・プレーン 内のトラフィック・パスは、太線で示してある。通常の動作では、ＳＦ０とＳＦ １は同じトラフィックを受け取り、出力ポートＤも２つのマルチプレクサで同じ トラフィックを受け取る。しかしながら、ポートＤでどちらのラインカードを選 んでも、どちらのプレーンを選んでも影響はないが、後で述べるように、出力ポ ートで選択ラインカードおよびワーキングプレーンを選択するには種々の基準が 使われる。 （非対称動作） 入力ポートが、１つのスイッチ構成だけにセルを送る場合、セルには非対称の Ａを付ける。入力経路に故障があるときに、非対称トラフィックが使われる。こ れは、入力マルチプレクサ、スイッチ構成またはマルチプレクサとスイッチ構成 間にある光ファイバ・リンクの故障である可能性がある。たいていは、その故障 は光ファイバ・リンク内に存在し、レーザの劣化と故障に影響を及ぼす。この発 明によれば、プレーンが、リンクの故障、例えばＬＯＳ（信号の損失）、ＬＯＦ （フレームの損失）のようなハード的な故障を被ると、出力ポートはプロテクシ ョン・ポートに即座に切り換わる。図３は入力データパスが切断された場合を示 す。すなわち、ポートＡのＡＸ０からＳＦ０までの入力光ファイバ・リンク内で 切断があった場合が示されている。この結果、ＳＦ０はポートＢ，Ｃからのトラ フィックを受け取るが、ポートＡからのトラフィックは受け取らない。訂正動作 はまだ行われておらず、したがって、ＳＦ１に向かうセルは対称マークが付いた ままである。ＬＣ０がポートＤの選択ラインカードになっているので、ＬＣ１が 選択ラインカードにならない限り、ポートＤは必要なセルを送出しない。 図４は、この発明の一実施の形態によるスイッチによる訂正動作を示す図であ る。故障が入力パス上にある場合、メイト・マルチプレクサは、入力トラフィッ クに非対称の標識を付ける。今までのマルチプレクサはトラフィックを送出する のを停止する。各マルチプレクサは、出力側で、それぞれのローカルプレーンか ら対称トラフィックを受け取り、両プレーンから非対称トラフィックを受け取る ように設計されている。このように、ローカルプレーンであるか否かにかかわら ず、出力マルチプレクサは両プレーンから非対称のマークの付いたセルを受け取 る。さらに図４において、ＳＦ０は、ポートＡからどのようなトラフィックも受 け取らないときに問題が生じたことを検出する。ＳＦ０は、遠端受信誤り（ＦＥ ＲＦ）というアラームを送ることによってポートＡに警報を出す。ＦＥＲＦ表示 は、出力光ファイバ上でＳＦ０からポートＡのＡＸ０に送られる。ポートＡのＡ Ｘ０はＦＥＲＦ表示を受け取ると、ポートＡはメイトＡＸ１に信号を送り、トラ フィックに非対称の標識を付けてトラフィックの送信を開始するするように通知 する。ポートＡのＡＸ０は、トラフィックの送信を停止し、診断モードに入るこ とができる。図４では、ポートＡのＡＸ１からのトラフィックは非対称と標識付 けされている。ＳＦ０は、ポートＢ，Ｃからだけトラフィックを受け取り続ける 。ＳＦ１は、ポートＡ，Ｂ，Ｃからトラフィックを受け取り続ける。たとえ出力 ポートＤのＡＸ０がＳＦ０からトラフィックを受け取っていても、ＳＦ１から非 対 称トラフィックも受け取る。つまり、ＳＦ１を回ってきたポートＡからの非対称 トラフィックは、ＳＦ０からのトラフィックと合流する。ポートＤのＬＣＯは選 択ラインカードであり、ＬＣＯは、その出力側に正しいセルを送出する。 スイッチ構成とマルチプレクサ間の出力側でリンクの障害があった場合には、 ＦＥＲＦは必要ではなく、セルを非対称に標識変えすることも不要である。これ は、出力マルチプレクサがスイッチ構成からのトラフィック受信が停止したこと を即座に認識できるからである。図５は、この場合を図示したものである。出力 リンクで切断が起こると、ポートＤのＡＸ０へのセル送信が停止する。ポートＤ は送信の切断を検出し、ＡＸ１からセルを受け取るプロテクション・ラインカー ドＬＣ１に即座に切り換え、そこから出力する。リンク上のモニタは伝送損失を 検出し、リアルタイム・コントローラは、モニタ信号に反応して、ラインカード を切り換える。モニタとリアルタイム・コントローラは、後で詳しく、図９にお いて説明する。障害が起きた出力リンクＤからのセルであっても、入力トラフィ ック中のセルはすべて対称が維持されている。ここで、ＡＸ０とＬＣ０は診断の ためシステムから取り除くことができる。 図６は、複数の入力障害に耐えるスイッチの機能を示す図である。この図では 、ポートＡのＡＸ０とＳＦ０間の入力リンク内に障害があり、またポートＣのＡ Ｘ１とＳＦ１間の入力リンク内に２つ目の障害がある。ここで、ＳＦ０はポート Ａから入力障害を検出し、ＦＥＲＦをポートＡに送出する。同様にＳＦ１はポー トＣから入力障害を検出し、ＦＥＲＦをポートＣに送出する。ポートＡは、ＡＸ １からのトラフィックに非対称の標識付けを開始する。ポートＣは、ＡＸ０から のトラフィックに非対称の標識付けを開始する。ＳＦ０は、ポートＢおよびＣか らトラフィックを受け取り、ＳＦ１は、ポートＡおよびＢからトラフィックを受 け取る。この場合、いずれのスイッチ構成もトラフィックすべてを受け取らない 。それ故、ポートＤは、ローカルプレーン上のＡＸ０でポートＢからの対称トラ フィックを受け取り、また両プレーンから非対称トラフィック、すなわち、ロー カルプレーン上のポートＣからの非対称トラフィックとメイトプレーン上のＳＦ １ 経由のポートＡからの非対称トラフィックを受け取る。この時、ポートＤのＡＸ ０は、これらのトラフィックを出力側で合流させる。同様に、ＡＸ１は、ポート Ｂからの対称トラフィックとポートＡからの非対称トラフィックを受け取る（両 トラフィクともローカルプレーン上にある）。しかし、ＡＸ１はまた、メイトプ レーン上のポートＣからの非対称トラフィックを受け取る。その結果、両マルチ プレクサはそれぞれのラインカードに同じトラフィック（やがては、トラフィッ クが潜在的に非対称になる可能性はあるが）を送出する。ＬＣ０はポートＤの選 択ラインカードであるので、ＬＣ０は出力リンクに正しいセルを送出する。 ここまでは、上述のように、障害がポートＡ，Ｃからの入力光ファイバリンク 内で起きたとき、もしくは障害がポートＤに向かう出力リンク内で起きたときの ポートＡ，Ｂ，ＣからポートＤにかけてのトラフィックに関連して説明した。ス イッチは完全に双方向性があるので、スイッチ構成経由でトラフィックがポート ＡからポートＡに流れたり、また障害がそのパス内で発生する可能性がある。 図７は、図６で示したものと同じ構成を描写したものであるが、入力にポート Ａ，Ｃ、出力にポートＡ，Ｃを示している。図６の場合では、障害が入力リンク 上で検出されるとき、ＦＥＲＦはポートＡ，Ｃに送られ、ポートＡ，Ｃでは即座 にセルに非対称の標識を付け始め、それぞれのスイッチ構成にこのセルを送出さ れていた。図７では、出力側のポートＡは、ＡＸ１からのトラフィックを受け取 るプロテクティブ・ラインカードＬＣ１に切り換える。ポートＡのＡＸ１は、ま たポートＣからのトラフィックを受け取る。トラフィックのパスは、太線で示し てある。入力ＡＸ０ポートと出力ＡＸ０ポートは、入力のＬＣ０、出力のＬＣ０ として同じカード上にある。図７に示すように、入力側のポートＡのＡＸ０と出 力側のＡＸ０は安全に分離され、ここでは修復のためにシステムから取り出すこ とができる。同じことがポートＣの入力障害に対しても適用する。 図８は、複数の障害が出力リンクで生じるときのポートＡ，Ｃを示す図である 。図４で述べたように、ＦＥＲＦ表示は入力側に送られないので、ポートＡ，Ｃ は 両スイッチ構成に対称の標識を付けたセルを送り続ける。しかしながら、ＳＦ１ がローカルプレーンであるから、出力側のポートＡは、ＳＦ１からの対称トラフ ィックを受け取るＡＸ１に切り換える。その結果ＳＦ１はポートＡ，Ｃからの完 全なトラフィックを受け取り続ける。同様に、この切り換え後、ポートＣは、ポ ートＡ，Ｃからの完全なトラフィックを受け取り続けるＳＦ０からのトラフィッ クを受け取る。 図９は、プレーンの選択と監視を示す。マルチプレクサは、両プレーンから非 対称トラフィックを受け取り、それぞれのローカルプレーンから対称トラフィッ クを受け取る。このことは、両マルチプレクサが十分かつ全く等しいセルを扱っ ていることを保証するものである。しかしながら、両プレーン上の伝送品質が異 なることもあるので、図９の出力ポート、例えばポートＤは、選択ラインカード がトラフィックを受け取る選択プレーンまたはワーキングプレーンとして１つの スイッチプレーンを有することになる。この実施の形態において、ワーキングス イッチプレーンと選択ラインカードを選択するために用いられる基準は、両プレ ーンから一定時間受け取られたエラーの最も少ないセルである。これは、モニタ ５０で監視され、モニタ５０はセルの完全性をチェックしたり、良好なセルを数 えたりする。この情報はＲＴＣ（リアルタイム・コントローラ）５２を通過する 。同様なモニタは、スイッチ構成とマルチプレクサ間の入力リンク上にあるが、 これは図には示されていない。このように、ＲＴＣはこれらのモニタからすべて のリンク内における劣化と故障についての同様な情報を得る。それで、ＲＴＣは 、どのスイッチプレーンとラインカードが選択されるかを決定し、選択ＭＵＸ５ ４に送る。 図９は、また選択プレートの選択に他の基準が使われる必要がある場合も示し てある。多くの劣化した入力リンクが示されている。リンクは、ＢＥＲ（ビット エラー率）で図に示される値に劣化している。ポートでは、伝送性能は、各プレ ーン毎に次のように測定される。 ［（出力リンク性能）＋Σ（入力リンクすべての性能）］ リアルタイム・コントローラ（ＲＴＣ）は、リンクすべてのビットエラー率（ ＢＥＲ）についての情報を訂正する。その後、ＲＴＣは選択プレーンを選択する ためにこの情報を用い選択プレーンに切り換え、全マルチプレクサを切り替える ためにプログラムする。このようにして、このシステムはプレーン内のソフト障 害に対して保護されている。プレーン間の切り換えは、トラフィック上にヒット （複製や脱落）を引き起こすので、２秒ごとにスイッチプレーンを選択すること は、勧められない。 両スイッチ構成からのトラフィックが、一定期間一つのポートに集めることは 可能である。フロー制御のためのポート衝突メッセージを用いて、データパイプ を通して６００Ｍｂを通過できるさせることができる一つのポートに集中するト ラフィックを１．２Ｇｂ／ｓまで可能とすることができる。このことは、一つの ポートで対称、非対称のトラフィックの集中の総和が６００Ｍｂ／ｓを上回る場 合に発生する。一つのポートで対称トラフィックの集中が６００Ｍｂ／ｓを越え ることはできない。従って、時間フロー制御が必要なときは、非対称トラフィッ クが存在するときに限る。 図１０は、ポートの衝突メッセージに必要な一例を示す図である。この図では スイッチプレーン０内に２つの障害があり、その結果、大量の非対称トラフィッ クがＳＦ１を通って流れる。ＳＦ０は、ポートＢからの対称トラフィックを受け 取るだけである。ピーク時またはピーク区間では、ＳＦ０（ポートＢ経由）から の対称トラフィックとＳＦ１（ポートＡ、Ｃ経由）からの非対称トラフィックは ６００Ｍｂ／ｓを越えることになる。したがって、衝突制御が必要となる。 図１１は、マルチプレクサＡＸ０、ＡＸ１での衝突制御の仕組みを示す図であ る。各マルチプレクサは待ち行列バッファとして３ポートＲＡＭ７０を有してい る。このＲＡＭは１周期に２回の書き込みと１回の読み出しができる。先に述べ たように、モニタ７２は各マルチプレクサのローカルプレーン内の最も少ないエ ラーセルを測定する。バッファがある限界値を超えるか、メイトプレーン閾値予 測装置７４がメイトプレーン内の各バッファが閾値になっていることを表示する と、ＰＯＲＴＯＦＦメッセージが、各セルと一緒にローカルプレーン内のスイッ チ構成に返送される。バッファが閾値以内の時、ＰＯＲＴＯＮメッセージが、各 セルと一緒にスイッチ構成に返送される。メイトプレーンの閾値予測装置７４は 、メイトプレーンからのクロスオーバ・バス上のトラフィックを監視することに よって、メイトプレーン内のバッファの充満状態を予測する。このことは、各プ レーンを通るセルの遅延が異なるため必要である。各マルチプレクサは、いずれ かのバッファが閾値に達したとき、そのローカルプレーン内のフローを制御しな ければならない。これによって、もしフローが一つのポート内で制御される場合 に起こるトラフィックのジッタの発生を防ぐことができる。マルチプレクサ間で 閾値を交差連結することによって閾値予測装置の代役とすることができる。しか しながら、一つの障害は、破滅的な故障を引き起こすこともある。この実施の形 態においては、バッファは３２個のセルで設定されるが、そのサイズは次の通り である。これによって、リンクは１００％の利用が保証される。 ２×（ファイバリンク内の往復遅延セルの数＋スイッチ構成内のセル処理時 間の数＋セルの余裕数） ＡＴＭスイッチは、他の通信装置と同様に保守が必要である。デュアルスイッ チプレーン内では、各プレーンは他のプレーンにトラフィックすべてを強制的に 切り換えることによってテストされ、保守される。これは障害復旧の時と同じ方 法を用い、元の非対称トラフィックにマークを付けることによって達成される。 それは、元のＡＸで衝突がない方法で実施される。すべての標識付けの同期は、 バッファリングによって、または伝送遅延変化によって妨げられない共通なポイ ントで発生するからである。図９のＲＴＣは各ポートのＡＸに情報を与えること によって、プレーンの切り換えと協調して機能し、同じプレーン上のトラフィッ クに非対称のマークをつける。メイトプレーンのバッファからセルが排出される と、メイトプレーンまたはスイッチ構成は、保守のための運用から外される。 故障のない状態でのＡＸ単体の保守には、上で述べた方法を使うことになる。 最初は、上に述べたように、衝突がない方法で単体のスイッチ構成にトラフィッ クすべてを押し込む。少したって、メイトスイッチ構成ははずされ、ＡＸペアに 向かうすべてのトラフィックは、１つのスイッチ構成から送られる。ＡＸとメイ トＡＸを通るトラフィックは、ＡＸ上のバッファの最大遅延よりも小さい時間間 隔の後、ＬＣＭＵＸからみるように時間遅延が揃えられる。従って、ＬＣＭＵＸ は衝突がない方法で、任意時にプレーンを切り換えてもよい。ＡＸとメイトＡＸ を通る時間遅延が等しく、各ＡＸを通るトラフィックが等しいからである。プレ ーンの切り換えがＬＣＭＵＸで行われると、ＲＴＣはそれぞれのＡＸの元の状態 に戻り、ＡＸを対称動作モードに戻す。その結果、両プレーンは運用状態に戻る 。保守を必要とするポートでは、トラフィックは対称モードに戻り、保守を必要 とするＡＸは運用から外される。すべての動作は、衝突のない方法で行われ、ユ ーザーには、その運用には気付かない。 図１２は、本発明についてのもう一つの実施の形態、すなわち、拡張された３ ステージ・スイッチング構造を示す図である。この構造は、折り返しの構成形式 となっており、ポートＡだけが示されている。スイッチ構成８０は、１つのスイ ッチプレーンは３段スイッチ構成であり、もう一つのスイッチ構成８２は、別の スイッチプレーン内にある。ステージ１，２間のリンク、またはステージ２，３ 間のリンクが８４の点で故障したとき、故障があったリンクの受信端の処理装置 は、ＦＥＲＦ表示を上述の１段の方法と同じ方法で反対方向のリンク上に挿入す る。ＦＥＲＦメッセージを受け取ったローカル装置は、内部のメッセージパスを 介してＲＴＣ８６に通知する。このローカル装置は、また故障したリンクへのト ラフィックのすべてを遮断する。ＲＴＣは、２重化プレーン上の相互リンク８８ のすべてのトラフィックに非対称のマークをつけるように通知する。ポートＡの レシーバは、単一ステージの方法と同様の方法で動作する。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９６年１月１０日 【補正内容】 （請求の範囲の差し替え頁 第１３頁〜第１５頁） 以下の下線部分が３４条補正の訂正部分です。 請求の範囲 １． 第１スイッチプレーン内の第１スイッチ構成（ＳＦ０）と、第２スイッチ プレーン内の第２スイッチ構成（ＳＦ１）と、第１と第２のスイッチ構成に接続 され、第１と第２のスイッチプレーンによって双方向ポート間で単位セル内の情 報を転送するための複数の双方向ポート（１２）とから構成されたデュアルスイ ッチプレーン動作をするＡＴＭスイッチにおいて： 各双方向ポートは、 セルに対称、非対称のどちらかの標識をつけるための標識付け手段と； 対称セルを両スイッチ構成に送り、非対称セルを２つのスイッチ構成の一方だ けに送るための送信手段（１４）と； 対称セルを２つのスイッチ構成のうちプリセットされ選択された一つから受け 、非対称セルを２つのスイッチ構成のいずれかから受けるための受信手段（１４ ）とを有することを特徴とするデュアルスイッチプレーン動作ＡＴＭスイッチ。 ２． 請求項１のデュアルスイッチプレーン動作ＡＴＭスイッチにおいて： 各双方向ポートは、それぞれのスイッチ構成に接続されている第１と第２のマ ルチプレクサ（ＡＸ０，ＡＸ１）を有し、その各々は、その間でセルを送るため に第１と第２のマルチプレクサ間で交差接続（例えば２０）されることを特徴と するデュアルスイッチプレーン動作ＡＴＭスイッチ。 ３． 請求項２のデュアルスイッチプレーン動作ＡＴＭスイッチにおいて： 各スイッチ構成は、警報手段を有し、一つのポートから送出されたセルに故障 または劣化を検出した場合、その双方向ポートに警報信号（ＦＥＲＦ）を送出す ることを特徴とするデュアルスイッチプレーン動作ＡＴＭスイッチ。 ４． 請求項３のデュアルスイッチプレーン動作ＡＴＭスイッチにおいて： 各双方向ポートは、各マルチプレクサにセルモニタ（５０）を有し、各スイッ チ構成からの伝送セルの状態を監視することを特徴とするデュアルスイッチプレ ーン動作ＡＴＭスイッチ。 ５． 請求項４のデュアルスイッチプレーン動作ＡＴＭスイッチにおいて： 各双方向ポートは、さらにスイッチ構成から受けたセルを一時的にストアする バッファ（７０）と、バッファの充満状態を示す手段とバッファの充満状態に応 じて各スイッチ構成にフロー制御信号を送る手段を有するフロー制御手段とを有 することを特徴とするデュアルスイッチプレーン動作ＡＴＭスイッチ。 ６． 請求項５のデュアルスイッチプレーン動作ＡＴＭスイッチにおいて： さらに、リアルタイム・コントローラ手段（５２）を有し、セルの伝送状態に ついてのモニタからの情報を収集し、２つのスイッチプレーンのうちの１つを各 ポートが対称セルを受け取る選択プレーンとして選択することを特徴とするデュ アルスイッチプレーン動作ＡＴＭスイッチ。 ７． 請求項６のデュアルスイッチプレーン動作ＡＴＭスイッチにおいて： 第１と第２のスイッチ構成はそれぞれマルチステージ・スイッチ構成であるこ とを特徴とするデュアルスイッチプレーン動作ＡＴＭスイッチ。 ８．第１スイッチプレーン内の第１スイッチ構成（ＳＦ０）と、第２スイッチプ レーン内の第２スイッチ構成（ＳＦ１）と、第１と第２のスイッチ構成に接続さ れた複数の双方向ポート（１２）とから構成されたデュアルスイッチプレーン動 作をするＡＴＭスイッチを用いて、第１と第２のスイッチプレーンによって双方 向 ポート間で単位セル内の情報を転送する方法において： 各双方向ポート（１２）は、セルに対称、非対称のどちらかの標識をつけ、対 称セルを両スイッチプレーン内のスイッチ構成に送出し、非対称セルを両スイッ チプレーンの片方のスイッチ構成に送出し； 各双方向ポート（１２）は、対称セルを２つのスイッチ構成のうちプリセット され選択された 一つから受け、非対称セルを２つのスイッチ構成のうちのいずれ か から受けることを特徴とするデュアルスイッチプレーン動作ＡＴＭスイッチン グ方法。 ９． 請求項８のデュアルスイッチプレーン動作ＡＴＭスイッチング方法におい て： さらに各スイッチ構成は、上述のポートから送られたセルの伝送中に故障もし くは劣化を検出したとき、警報信号（ＦＥＲＦ）を１つのポートに送出すること を特徴とするデュアルスイッチプレーン動作ＡＴＭスイッチング方法。 １０． 請求項９のデュアルスイッチプレーン動作ＡＴＭスイッチング方法にお いて： さらに、各ポート（１２）は両スイッチプレーン内のスイッチ構成からの伝送 セルの状態を監視し、その状態に応じて２つのスイッチプレーンのうちの一方を 対称セルを受け取る選択プレーンとして選択することを特徴とするデュアルスイ ッチプレーン動作ＡＴＭスイッチング方法。 １１． 請求項１０のデュアルスイッチプレーン動作ＡＴＭスイッチング方法に おいて： さらに、各双方向ポート（１２）は、第１と第２のスイッチプレーン内に伝送 されるセルを別々にバッファリングし、バッファリングの充満状態に応じて各ス イッチ構成にフロー制御信号を送出することを特徴とするデュアルスイッチプレ ーン動作ＡＴＭスイッチング方法。 １２． 請求項１０のデュアルスイッチプレーン動作ＡＴＭスイッチング方法に おいて： さらに、双方向ポートの１つは、宛先双方向ポートに標識の付いたメンテナン ス・セルを送り、その宛先双方向ポートは、２つのスイッチプレーンのいずれか からの標識の付いたメンテナンス・セルに応じてスイッチプレーンを切り換える ことを特徴とするデュアルスイッチプレーン動作ＡＴＭスイッチング方法。 【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９６年１月１７日 【補正内容】 （３４条補正 明細書の差し替え頁 第２頁〜第４ａ頁） 以下の下線部分が３４条補正の訂正部分です。 ・・・ 一方、１９９４年２月８日のBansal等の米国特許No.5,285,441は、Ａ ＴＭスイッチのライン保護技術について述べている。この技術は、アクティブ・ ラインとスタンバイ・ライン間のエラーレス切り換えに関する。制御可能な時間 遅延量は、ラインとスイッチ手段を接続する２つのチャネルの一方にＲＡＭの形 で挿入される。進みデータは時間遅延があるラインに送られ、遅れデータは、他 のラインに送られる。エラーレス切り換えは、適切な時間遅延が進みデータに対 して与えられた後に行われる。 １９９４年５月２６日に公開されたヨーロッパ特許公開公報WO94/11973は、「 データパケットの識別」の発明を開示している。この発明は付加ビットが各ＡＴ Ｍデータセルの外部に付加され、このスイッチによっていろいろな目的、すなわ ち経路選択、スイッチプレーン選択等に内部で使用されるパケット・スイッチに 関する。各ＡＴＭセルのヘッダは入力ポートで読まれ、スイッチ内で何の動作が 取られるべきかに関して決定がなされる。この動作の一つは、プレーンＡ、プレ ーンＢまたは両プレーンからのセルが目的の宛先に届くかどうかを決定する。 本発明は信頼性と保守性を高める目的に対して、デュアルスイッチプレーン内 で動作するＡＴＭスイッチに関する困難性について述べてる。とくに、良く知ら れているデュアルプレーンスイッチでは、たとえ同じプレーン内の他のポートか らの残りのリンクが正常に機能していても、一つのリンク内でたった一つの欠陥 があればプレーン全体が故障することになる。各プレーンを通過するセル伝送の 時間遅延は、リンク長、セルを処理する時間、その他いろいろな要因によってそ れぞれ異なることは、よく知られている。その上、伝送エラーは、無限の遅延を 引き起こかもしれない。すなわち、同一のセルは他のプレーンに全く現れないか もしれない。しかしながら、セルが２つのプレーン間で適切に揃うように、従来 システムの２つのプレーンは同期に近い形で、または許容可能な所定の遅延時間 の偏差範囲内で動作することが必要である。そうでなければ、セルは複写される か、誤って廃棄されるか、誤った順序になる。本発明はシステム内の多くの障害 に耐えられるＡＴＭスイッチを実現する．ただし、この障害が１つのポートとス イッチ構成間の両プレーンのリンク内で発生しないことを条件とする。本発明に 於けるスイッチは、プレーン間での厳密な同期は必要としない。特に本発明では 対称、非対称トラフィックの概念を利用する。どちらのトラフィックも、単位セ ル内に構成され、それによって宛先において、セルは障害や劣化がスイッチプレ ーンのリンクで発生するときでも適切に集められる。 発明の目的 したがって、本発明の目的は、デュアルプレーン動作中におけるポート間の単 位セル中のトラフィックを切り換える技術を提供することにある。 発明のもう一つの目的は、デュアルスイッチプレーンを動作させ、対称または 非対称のどちらかの標識がついたセルを用いるＡＴＭスイッチを提供することに ある。 さらに、本発明の目的は、対称または非対称の標識がついたセルを用いてポー ト間で単位セルでの切り換え方法を提供することにある。 さらに、本発明の目的は、リンク内の障害に応答するアラームを用いて、ポー ト間で単位セル内でトラフィックを切り換え、それによってセルが対称または非 対称の標識をつける技術を提供することにある。 さらに、本発明の目的は、対称または非対称の標識がついた単位セル内でポー ト間のトラフィックを切り換え、フロー制御を行い、それによって、セルがセル の衝突で消失しないような技術を提供することにある。 さらに、本発明の目的は、対称または非対称の単位セルでポート間のトラフィ ックを切り換え、切り換え中にセルが損失なしにコントローラからの制御信号に 応答して好ましいプレーン動作を選択する技術を提供することにある。 発明の概要 本発明は、簡単に述べると、第１スイッチプレーン内の第１スイッチ構成と、 第２スイッチプレーン内の第２スイッチ構成と、第１と第２のスイッチ構成に接 続され、第１と第２のスイッチプレーンによって双方向ポート間で単位セル内の 情報を転送するための複数の双方向ポートとから構成されたデュアルスイッチプ レーン動作をするＡＴＭスイッチに関するものである。各双方向ポートは、セル に対称、非対称のどちらかの標識をつけるための標識付け手段と、対称セルを両 スイッチ構成に送り、非対称セルを２つのスイッチ構成の一方だけに送るための 送信手段とを有する。 さらに、各双方向ポートは、対称セルを２つのスイッチ構成のうちプリセット され選択された一つから受け、非対称セルを２つのスイッチ構成のいずれかから 受けるための受信手段とを有する。 本発明の他の側面によれば、本発明は、第１スイッチプレーン内の第１スイッ チ構成と、第２スイッチプレーン内の第２スイッチ構成と、第１と第２のスイッ チ構成に接続された複数の双方向ポートとから構成されたデュアルスイッチ・プ レーン動作をするＡＴＭスイッチを用いて、第１と第２のスイッチプレーンによ って双方向ポート間で単位セル内の情報を転送する方法に関するものである。こ の方法は、各双方向ポートは、セルに対称、非対称のどちらかの標識をつけ、対 称セルを両スイッチプレーン内のスイッチ構成に送出し、非対称セルを両スイッ チプレーンの片方のスイッチ構成に送出する。さらに、この方法においては、各 双方向ポートは、対称セルを２つのスイッチ構成のうちプリセットされ選択され た一つから受け、非対称セルを２つのスイッチ構成のうちのいずれかから受ける 。 図面の簡単な説明 図１は、本発明によるデュアルスイッチプレーン動作におけるＡＴＭスイッチ の概略図である。 図２は、本発明によるデュアルスイッチプレーンのＡＴＭスイッチの正常動作 の概略図である。 図３は、障害が１つのリンク内で生じるときのＡＴＭスイッチの動作の概略図 である。 図４は、ＡＴＭスイッチによる訂正動作の概略図である。 図５は、障害が光ファイバの出力リンクで生じたときのＡＴＭスイッチの動作 の概略図である。 図６は、１つ以上の障害がリンクで生じたときのＡＴＭスイッチによる訂正動 作の概略図である。 図７は、ポートの入力リンクで障害が発生したときのＡＴＭスイッチによる訂 正動作の概略図である。 図８は、ポートの出力リンクで障害が発生したときのＡＴＭスイッチによる訂 正作用の概略図である。 図９は、ＡＴＭスイッチのトラフィックの監視動作の概略図である。 図１０は、ＡＴＭスイッチの動作の概略図であり、輻輳制御が一定の状況下で 必要となることを示している。 図１１は、本発明によるフロー制御構成の概略図である。 図１２は、本発明を具現化する拡張ＡＴＭスイッチである。 実施の形態 図１は、本発明の１つの実施の形態によるデュアルプレーン動作モードにおけ るＡＴＭスイッチ１０の展開図である。・・・・・

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 第１スイッチプレーン内の第１スイッチ構成（ＳＦ０）と、第２スイッチ プレーン内の第２スイッチ構成（ＳＦ１）と、第１と第２のスイッチ構成に接続 され、第１と第２のスイッチプレーンによってポート間で単位セル内の情報を転 送するための複数のポート（１２）とから構成されたデュアルスイッチプレーン 動作をするＡＴＭスイッチにおいて： 各ポートは、 セルに対称、非対称のどちらかの標識をつけるための標識付け手段と； 対称セルを両スイッチ構成に送り、非対称セルを２つのスイッチ構成の一方だ けに送るための送信手段（１４）と； 対称セルを２つのスイッチ構成の一つから受け、非対称セルを両スイッチ構成 から受けるための受信手段（１４）とを有することを特徴とするデュアルスイッ チプレーン動作ＡＴＭスイッチ。 ２． 請求項１のデュアルスイッチプレーン動作ＡＴＭスイッチにおいて： 各ポートは、それぞれのスイッチ構成に接続されている第１と第２のマルチプ レクサ（ＡＸ０，ＡＸ１）を有し、その各々は、その間でセルを送るために第１ と第２のマルチプレクサ間で交差接続（例えば２０）されることを特徴とするデ ュアルスイッチプレーン動作ＡＴＭスイッチ。 ３． 請求項２のデュアルスイッチプレーン動作ＡＴＭスイッチにおいて： 各スイッチ構成は、警報手段を有し、一つのポートから送出されたセルに故障 または劣化を検出した場合、そのポートに警報信号（ＦＥＲＦ）を送出すること を特徴とするデュアルスイッチプレーン動作ＡＴＭスイッチ。 ４． 請求項３のデュアルスイッチプレーン動作ＡＴＭスイッチにおいて： 各ポートは、各マルチプレクサにセルモニタ（５０）を有し、各スイッチ構成 からの伝送セルの状態を監視することを特徴とするデュアルスイッチプレーン動 作ＡＴＭスイッチ。 ５． 請求項４のデュアルスイッチプレーン動作ＡＴＭスイッチにおいて： 各ポートは、さらにバッファ（７０）とバッファの充満状態に応じて各スイッ チ構成にフロー制御信号を送るためフロー制御手段とを有することを特徴とする デュアルスイッチプレーン動作ＡＴＭスイッチ。 ６． 請求項５のデュアルスイッチプレーン動作ＡＴＭスイッチにおいて： さらに、リアルタイム・コントローラ手段（５２）を有し、セルの伝送状態に ついてのモニタからの情報を収集し、２つのスイッチプレーンのうちの１つを各 ポートが対称セルを受け取る選択プレーンとして選択することを特徴とするデュ アルスイッチプレーン動作ＡＴＭスイッチ。 ７． 請求項６のデュアルスイッチプレーン動作ＡＴＭスイッチにおいて： 第１と第２のスイッチ構成はそれぞれマルチステージ・スイッチ構成であるこ とを特徴とするデュアルスイッチプレーン動作ＡＴＭスイッチ。 ８．第１スイッチプレーン内の第１スイッチ構成（ＳＦ０）と、第２スイッチプ レーン内の第２スイッチ構成（ＳＦ１）と、第１と第２のスイッチ構成に接続さ れた複数のポート（１２）とから構成されたデュアルスイッチプレーン動作をす るＡＴＭスイッチを用いて、第１と第２のスイッチプレーンによってポート間で 単位セル内の情報を転送する方法において： 各ポート（１２）は、セルに対称、非対称のどちらかの標識をつけ、対称セル を両スイッチプレーン内のスイッチ構成に送出し、非対称セルを両スイッチプレ ーンの片方のスイッチ構成に送出し； 各ポート（１２）は、対称セルを２つのスイッチ構成の一つから受け、非対称 セルを両スイッチ構成から受けることを特徴とするデュアルスイッチプレーン動 作ＡＴＭスイッチング方法。 ９． 請求項８のデュアルスイッチプレーン動作ＡＴＭスイッチング方法におい て： さらに各スイッチ構成は、上述のポートから送られたセルの伝送中に故障もし くは劣化を検出したとき、警報信号（ＦＥＲＦ）を１つのポートに送出すること を特徴とするデュアルスイッチプレーン動作ＡＴＭスイッチング方法。 １０． 請求項９のデュアルスイッチプレーン動作ＡＴＭスイッチング方法にお いて： さらに、各ポート（１２）は両スイッチプレーン内のスイッチ構成からの伝送 セルの状態を監視し、その状態に応じて２つのスイッチプレーンのうちの一方を 対称セルを受け取る選択プレーンとして選択することを特徴とするデュアルスイ ッチプレーン動作ＡＴＭスイッチング方法。 １１． 請求項１０のデュアルスイッチプレーン動作ＡＴＭスイッチング方法に おいて： さらに、各ポート（１２）は、第１と第２のスイッチプレーン内に伝送される セルを別々にバッファリングし、バッファリングの充満状態に応じて各スイッチ 構成にフロー制御信号を送出することを特徴とするデュアルスイッチプレーン動 作ＡＴＭスイッチング方法。 １２． 請求項１０のデュアルスイッチプレーン動作ＡＴＭスイッチング方法に おいて： さらに、ポートの１つは、宛先ポートに標識の付いたメンテナンス・セルを送 り、その宛先ポートは、両スイッチプレーンからの標識の付いたメンテナンス・ セルに応じてスイッチプレーンを切り換えることを特徴とするデュアルスイッチ プレーン動作ＡＴＭスイッチング方法。