JPH10512422A

JPH10512422A - 大容量ａｔｍ交換機

Info

Publication number: JPH10512422A
Application number: JP9516149A
Authority: JP
Inventors: ベシャイ・マジェッド・イー; ムンター・エルンスト・エイ
Original assignee: ノーザン・テレコム・リミテッド
Priority date: 1995-10-26
Filing date: 1996-10-09
Publication date: 1998-11-24
Anticipated expiration: 2016-10-09
Also published as: JP3074353B2; DE69619843D1; DE69619843T2; EP0857383B1; CA2233628C; WO1997016004A1; CA2233628A1; EP0857383A1; US5745486A

Abstract

(57)【要約】本発明のＡＴＭスイッチ構成は、一定長の不均一バーストに含まれるマルチ・テラビット／ｓのデータ転送に拡張できる。本構成では、３段スイッチ構成で接続を行う回転子を用いる。一実施の形態では、入力側においてセルが選別され、第１段および第２段の間でマッチング処理が行われる。交換機の制御は単純で、呼レベルおよびセル・レベル双方において高性能を有している。本発明は、セルが適切な順序で配分され、しかも、どの個別接続の速度も入力ポート速度と同じくらい速いという基本的な条件を満たしている。わずかに内部拡張することで、入力ポートおよび出力ポート双方が許容するビット速度が、中心部を通る経路を保証する、という意味で交換機がノンブロックとなる。この特徴は、接続時間内に、度々ビット速度の変更を行う必要があるサービスに特に有用である。

Description

【発明の詳細な説明】発明の名称大容量ＡＴＭ交換機発明の分野本発明は、一般的にＡＴＭ交換機に関するものであり、特に、回転子（ｒｏｔａｔｏｒ）と共有メモリ・モジュールを用いた大容量ＡＴＭ交換機に関するものである。背景技術従来のＡＴＭ交換機は、主としてセル同期に基づいている。大規模交換ノードに用いられる最も一般的な構成として、バッファ・スペース・バッファ・ネットワーク、および３バッファ・ステージ・ネットワークの２つがある。図１は、代表的なバッファ・スペース・バッファ・ネットワークを示す。ここでは、Ｎ×Ｎ１段の空間（スペース）スイッチが、Ｎ個の非同期マルチプレクサとＮ個の非同期デマルチプレクサとを相互に接続している。優先待ち行列を入力部モジュールに設けて、様々な階層に属するトラヒック・ストリームのサービス品質（ＱＯＳ）を制御している。入力マルチプレクサおよび出力デマルチプレクサを組にして、モジュール内交換を行う折り返し構造を形成している。入力部において非同期多重化を行うため、この構造には、競合（コンテンション）対策としての高速なメカニズムが必要となる。従来のバッファ・スペース・バッファ構成では、特定の出力部に対して同時に発生する複数の要求を処理するため、セル毎に仲介が行われ、それには、高速なメカニズムを要する。図２は、既知の通常の３バッファ・ステージ構造を示している。この構造には、余分なバッファリング段があるおかげで競合の問題はないが、何らかの容量上の制限が生じる。図２の構成において、各要素には、ｎ×ｎ共有メモリ(ＣＭ)、または出力バッファ（ＯＢ）スイッチ（ここで、ｎの代表的な値は１６かそこらである）と、Ｐ個の中間モジュールがある。Ｐ＝ｎであるため、総容量は、リンク速度ｒのｎ²倍となる。以下に説明する折り返し構造では、容量が、リンク速度ｒの（１／２）ｎ²倍に制限される。異なる外部モジュール間では、所定の接続を有するセルが、適切なセル順序を保証するために、同一の中間スイッチ・モジュールを介して経路指定されなければならない。優先サービスは、１あるいはそれ以上の段で実行できる。上述したように、セル同期交換機には容量上の制限がある。１９９５年１２月１２日に発行された米国特許第５，４７５，６７９号（ムンター(Ｍｕｎｔｅｒ) による）は、非常に高速なネットワークに適した交換機構成を開示している。その設計は、２つの主な原理に基づいている。第１の原理は、適切なガード・タイムを有する複数のセルを転送して、高速セル同期によって生じる問題を回避するものである。また、第２の原理は、着信セルを入力段で選別して、交換機内で内部経路指定と輻幀制御を行うものである。これら複数のセルを、以降、バーストと呼ぶが、これらは、同じ出力ポートに属さねばならない上、バースト長は、１セルから１００セル程まで、大きく変わる。このバーストは、光・空間スイッチを通して、直接、入力部から出力部に転送され、中央制御部を用いて、衝突のない転送を実現している。このように、交換機の容量は、主に、この制御部の速度によって制限される。具体的に説明すると、従来のバッファ・スペース・バッファ構成には、１つの入力バッファが（可能ならば階層毎に）設けられており、宛先情報は、セルのヘッダに格納されているだけである。図３に示すように、上記の同時継続出願に開示された構成では、セルは宛先に従って選別されるため、競合に対する解決策を与えることになる。図３において、各入力モジュール（空間スイッチへの入力部）の共通バッファは、多数の可変長セクションに分割される。セクションの数はＮ、あるいは、それ以下であり、それは入力モジュールの数に左右される。優先サービスを行うには、各セクションを、宛先毎の階層数に基づいて、さらに分割する。内部モジュール・ペイロードの転送は、要求と許可に基づいて行われる。出力モジュールへの送信セルを有する入力モジュールは、送信する意志を通知する必要がある。制御システムは、負荷転送の時間と各トランザクション毎のセル数を決定する。この負荷は、一様なバースト形式で転送され、一様なバーストには、図４に示すように、同じ宛先を有するセルが含まれる。図４のアイドル・スロットは、バースト内のガード・タイムを示している。このことによって、以下の２つの可能性が生じる。すなわち、中央制御プロトコル、または分散制御に基づくプロトコルである。上記の同時継続出願が開示する構成は、中央制御に基づくものである。入力モジュールは、単に、要求された宛先と、現在の負荷に含まれるセル数を示すことによって要求を行う。この情報は、中央制御部が定期的に制御バスをアクセスし、そのバスを介して送信される(または、その他の適した方法で送信される)。要求が一度に処理されるため、自然にセル順序が保持される。最大の個別接続速度は、入力ポート速度に等しく、例えば、６００Ｍｂ／ｓほどである。交換機の容量は、主として制御部の速度によって制限される。入力部毎に、トラヒックの流れを制御する専用プロセッサを設けても、宛先の数が多い場合、過度の遅延が生じてしまう。入力（出力）モジュールの数が比較的少なければ(例えば、Ｎ＝１６)、優れたセル遅延性能が得られる。また、トラヒック負荷が比較的多くても、入力バッファへの要求は、控えめなものとなる。従って、妥当なバッファ・サイズで、セル損失を極小にすることが可能となる。１９９２年１２月１日に発行された米国特許第５，１６８，４９２号（ベシャイ（Ｂｅｓｈａｉ）等による）は、回転アクセスのＡＴＭ／ＳＴＭパケット交換機を開示している。これらの交換機は、機能的には、従来のバッファ・スペース・バッファ構成の交換機と同じである。その基本的な実施例において、入力部および出力部に回転子（整流子）を有する中間パケット・バッファが用いられている。バースト転送、光回転子、および分散制御を用いることによって、低容量モジュールを使用した大容量交換機を構成することが可能となる。本発明によれば、回転子を用い、また、非並行の入力部・出力部の組において、いくつかの制御部を同時に動作させると、容量を大幅に増加させることができる。バーストが同一宛先のセルを有していなければならないという条件が緩和され、また、バーストが同じ大きさであれば、容量の増加を簡単に行うことができる。図３の構成では、図４に示すようにバーストは一様であり(つまり、全てのバースト・セルが同じ宛先を有している)、その長さも可変である。図５に示すように、バーストが不均一で、同じ長さであれば、その制御を強化させることできる。不均一なバーストとは、異なった宛先のセルを有するものである。よって、本発明は、上記の同時継続出願に開示されている概念と、米国特許第５，１６８，４９２号の回転アクセスという考えを用いて、数テラビット／ｓという究極の容量を有する交換機を構築するものである。一人のユーザに許容できる最大接続速度は、入力ポート速度に等しい。発明の目的本発明の目的は、３段構造の回転子を用い、所定長の不均一バーストでデータ転送をする大容量ＡＴＭ交換機を提供することである。本発明の他の目的は、所定長の不均一バーストでデータを交換する方法を提供することである。さらに、本発明の目的は、入力バッファと中間バッファ間におけるセル・マッチングを用いた大容量ＡＴＭ交換機を提供することである。本発明のさらなる目的は、入力バッファと中間バッファ間におけるセルのマッチング工程を有する、所定長の不均一バーストでデータを交換する方法を提供することである。さらに、本発明の目的は、内部的にノンブロックの大容量ＡＴＭ交換機を提供することである。発明の概要簡単に述べると、本発明の一態様によれば、本発明は、各連続アクセス・タイムに、Ｎ個の入力モジュールとＭ個（Ｍ，Ｎは正の整数）の出力モジュール間で、所定数のセルからなるバースト中のデータを交換する、回転アクセスの大容量ＡＴＭ交換システムに関する。本交換システムは、上記Ｎ個の入力モジュールが有するバッファであって、これらバッファの各々が上記出力モジュール各々に専用となっており、セルの宛先出力モジュールに従って、これらのセルを個々のバッファに格納する当該バッファと、Ｐ個（Ｐは正の整数）の共通メモリであって、その各々がＭ個のメモリ・セクションを有し、各メモリ・セクションは、少なくとも上記所定数のセルを保持できるとともに、上記出力モジュール各々に専用となっている、当該共通メモリと、各アクセス・タイムにおいて、周期的に上記Ｎ個の入力モジュールと上記Ｐ個の共通メモリを接続して、各セルが、上記Ｎ個の入力モジュールより転送され、かつ、各セルの宛先出力モジュールに従って各セクションに格納されるようにする入力回転子と、各アクセス・タイムにおいて、周期的に上記Ｐ個の共通メモリと上記Ｍ個の出力モジュールを接続することで、個々の出力モジュールが個々のメモリ・セクションに接続され、そのメモリ・セクションに保存されているセルを読み出すようにする出力回転子とを備える。さらに、本発明の他の態様によれば、本発明は、各連続アクセス・タイムに、Ｎ個の入力モジュールとＭ個（Ｍ，Ｎは正の整数）の出力モジュール間でデータを交換する回転アクセスの大容量ＡＴＭ交換システムにおいて、Ｎ個の入力モジュールとＭ個の出力モジュールとの間で、各連続アクセス・タイムに、所定数のセルからなるバースト中のデータを交換する方法に関するものである。本方法は、前記Ｎ個の入力モジュールが、セルの宛先出力モジュールに従って、これらのセルを別々のバッファに格納する工程と、周期的に前記Ｎ個の入力モジュールをＰ個（Ｐは正の整数）の共通メモリに接続する工程を備える。本方法はさらに、各アクセス・タイムにおいて、上記セルの宛先出力モジュールに従って、上記Ｎ個の入力モジュールの１つから上記共通メモリの１つのメモリ・セクション各々に、上記所定数のセルのバーストを転送する工程と、周期的に上記共通メモリと上記Ｍ個の出力モジュールを接続することで、これら出力モジュール各々が個々のメモリ・セクションに接続されて、そのメモリ・セクションに保存されているセルを読み出すようにする工程とを備える。図面の簡単な説明図１は、公知のバッファ・スペース・バッファ交換機を示す図である。図２は、公知の３段交換機を示す図である。図３は、入力選別およびバースト転送を行うバッファ・スペース交換機を示す図である。図４は、可変長の一様バーストを示す図である。図５は、一定長の一様バーストを示す図である。図６は、本発明の一実施の形態に係る３段回転子リンク交換機を示す図である。図７は、本発明の他の実施の形態に係る、入力選別、バースト転送、および分散制御を行う３段交換機を示す図である。図８は、本発明による中間ＣＭへの回転アクセスの動作を示す図である。図９は、本発明のマッチング処理を示す図である。図１０は、同時マッチング処理を示す図である。図１１は、リング構成を用いた、本発明の他の実施の形態を示す図である。図１２は、折り返し構成の交換システムを示す図である。図１３は、共通メモリのマルチプレクサ／デマルチプレクサ交換機を示す図である。図１４は、小型のｋ×ｋ回転子を２ｋユニット必要とするｋ²×ｋ²回転子を示す図である。図１５は、小型のｋ×ｋ回転子を３ｋ²ユニット必要とするｋ³×ｋ³回転子を示す図である。図１６は、入力バッファ占有分布を示す図である。図１７，図１８，図１９は、異なる条件下でのセル遅延補関数を示す図である。発明の実施の形態図６は、本発明の一実施の形態に係る交換機の構成を概略的に示すものである。この実施の形態では、Ｎ個の入力モジュールおよびＮ個の出力モジュールが、２つの光回転子３４，３６とＰ個の中間モジュール３８によって連結されている。各入力モジュールは、ｎ個の入力４０を受信し、シリアル・リンク４２を介して、多重化されたデータを回転子３４に送信する。各出力モジュールは、回転子３６より多重化されたデータを受信し、そのデータをｎ個の出力４４に分離化する。なお、Ｎ，Ｐ，ｎは、任意の正の整数である。また、異なる数の入力モジュールおよび出力モジュールを用いることもできる。本実施の形態における入力モジュール、中間モジュール、および出力モジュールは、数個の共通メモリ・モジュールからできており、それらは、ＣＭ_O〜ＣＭ_N _-1 ，ＣＭ_O〜ＣＭ_P-1で示されている。各回転子はｋ×ｋ回転子であり、各入力を各出力に均等に接続する、ｋ＞１の周期選択器である。すなわち、この回転子は、逆駆動型のｋ×ｋ選択器であり、ｋ個の並列組とｋ個のシリアル・リンク（合計でｋ²個のリンク）として機能する。入力速度が同一（例えば、各々がχ[ｂ／ｓ ]）であるとすると、各リンクの速度はχ／ｋ［ｂ／ｓ］となる。これらのリンクを、以降「仮想リンク」と呼ぶ。ここで仮想と呼ばれるのは、再構成が可能だからである。仮想リンクは、いくつかの時間スロットからなる固定間隔（時間スロットは、セル持続期間である）の間、外側のＣＭを中間のＣＭに接続する。この間隔は、「アクセス・タイム」と呼ばれ、Δで示す。異なった宛先を有する可能性のあるセルのバーストは、アクセス・タイム毎に入力ＣＭから中間ＣＭへ転送される。個別の接続速度は、最大ｒ＊（ｎ／Ｐ）である。ここでｎは、ＣＭ毎の外部ポート数であり、Ｐは中間ＣＭの数、そして、ｒは外部ポートの速度を示す。この構成は、図２に示す３段交換機とほとんど同じ動作をするが、唯一の相違は、この構成では、所定の外部モジュールから中間モジュールの組へのリンクが高速かつ間欠的であるのに対して、図２の標準的な構成では、速度が遅く、かつ連続的である、ということである。従って、バースト転送が必要となる。この構成では、段間の通信を制御する必要がなく、容量には、実質的に制限がない。しかしながら、全体的なセル遅延のばらつきは、ＣＢＲ(一定ビット速度) や他の遅延に感応するトラヒックにとり許容できないものである。この問題は、呼の捕捉段において、仮想回路用に適切な経路選択をし、また、少なくとも中間ＣＭにおいて、優先度の分類を行うことによって解決できる。基本的に、内部経路指定の構成は、出力モジュールに対して高い転送優先度が与えられている中間ＣＭに、均等に遅延感応トラヒックを配分する。トラヒックの分類には、ＣＢＲ，ＶＢＲ(可変ビット速度)、ＡＢＲ（有効ビット速度）がある。適切なセル・シーケンスを維持するためには、分類とは無関係に、個々の接続に同じ中間ＣＭを使用しなければならない。この要件があるため、ユーザ毎の最大接続速度が、ｒ＊ｎ／Ｐに制限されてしまう。例えば、ｒ＝６２０Ｍｂ／ｓ，ｎ＝１６，Ｐ＝２５６の場合、その交換機の容量は、約２．５Ｔｂ／ｓとなるが、最大接続速度は、４０Ｍｂ／ｓ（６２０×１６／２５６）以下となる。従って、大容量の代価として、個々の接続速度の上限が下がることになる。さらに制御を行うことで、同じく大容量であるが、個々の接続速度を外部ポートの速度と同じ程度に高くできる。それについて、以下、本発明のさらなる実施の形態を用いて説明する。図７は、マッチング処理を使用した実施の形態を示す。回転子周期の間、各入力モジュール５０が各中間ＣＭ５２と接続する。各接続が行われている間のアクセス・タイム（Δ（スロット）で示す）は、固定されている。例えば、回転子ポート速度が１０Ｇｂ／ｓの場合、Δ＝１６は、約０．７マイクロ秒に相当する。各アクセス・タイムの間に、１あるいはそれ以上の出力モジュールに属する複数のセルが転送される。各アクセス・タイム中、１または２セル分のガード・タイムが必要となる。このアクセス・タイムの生産時間を、以下、デューティ・サイクルと呼び、デューティ・サイクル毎のセル数をＤとする。各中間ＣＭ中の制御アレイには、Ｎ個の出力モジュールそれぞれに宛てたセルの数が格納される。本実施の形態では、Ｎ個の入力モジュールおよび出力モジュールがあるが、それらの数は、等しくなくてもよい。各アクセス・タイムの間、各出力モジュールは、その出力モジュール宛てのセルを読み出し、制御アレイの対応する登録をゼロにリセットする。アクセス・タイム毎に読み出されるセルの最大数は、Ｄ（例えば、１６個のセルとなるΔを選び、２セル分のガード・タイムを用いた場合、１４になる）である。中間ＣＭへのセルの入力は、マッチング処理に基づいて行われる。容量は、回転子の大きさによって左右され、実際上、制限はない。各入力部から各出力部へは、一定の遅延が生じる。この遅延は、( １マイクロ秒オーダーの)１アクセス・タイムから、Ｎアクセス・タイムまで変化するが、入力部・出力部の組が同じであれば、その遅延も一定である。例えば、入力ＣＭモジュールにつき、１６個のＯＣ１２（約６２０Ｍｂ／ｓの光搬送波）ポートがある場合、光回転子のポートにおける時間スロット（ＡＴＭセル持続期間）は、約４０ナノ秒である。１６スロット分のアクセス・タイム（約０．７マイクロ秒）を選択すると、２５６個の中間ＣＭモジュール（容量が２．５Ｔｂ／ｓ）を有する大容量交換機における最悪の一定遅延は、２００マイクロ秒以下となる。各アクセス・タイムの間(例えば、１６スロット分の持続時間)、各入力モジュールは、セル・バーストを中間モジュールに転送する。転送されたセルの数は、デューティ・サイクルによって制限されるが、デューティ・サイクルは、(セル時間での)接続期間からガード・タイム（例えば、１セルまたは２セル分）を差し引いたものと定義される。２スロット分のガード・タイムを有する、１６スロットのアクセス・タイムでは、デューティ・サイクルは１４になる。セルは、多数の出力モジュールに属していてもよい。図８は、８×８スイッチ（Ｎ＝８）内の中間ＣＭ６０動作を示す。図８において、各列は、論理的に８つのセクションに分割された中間ＣＭを示す。各セクションは、１つの出力モジュールに対応する。(単に論理的な)セクションは、デューティ・サイクルと同じ幅（例えば、１４セル）を有している。アクセス・タイムの間、図８の入力モジュール６は、宛先が出力モジュール１，２，４，７のセルを最上部のＣＭに格納する。このアクセス・タイムの間、各入力モジュールは、異なるセクションへの書込みを行う。その後、回転子が次の位置に移動する。しかしながら、アクセスする出力モジュールが読み出せるのは、その出力モジュール専用の（論理的な）セクションに存在するものだけである。よって、出力モジュール６は、回転子が移動するに従い、各列のセクション６に格納されたセルのみを読み出すことになる。バーストの成分は、図９に示す、簡単なマッチング処理によって決定される。各入力モジュールは、宛先毎の待機中のセル数についての配列７０を保持し、各中間モジュールは、宛先毎の空きスロット数についての配列７２を保持する。これら２つの配列は、ある繰り返し順で一致している。７４で示したのは、受容されたセル数であり、それは、点検した各宛先に対する待機中のセル数および空きスロット数よりも少なく、その総数は、デューティ・サイクルによって制限される。図１０は、Ｎ個の入力モジュールからＮ個の中間モジュールへの、バーストの同時転送を示す(Ｐ＝Ｎ)。同図において、入力モジュール０，１，…，Ｎ−２，Ｎ−１は、中間モジュール１，２，…，Ｎ−１，０にアクセスしている。回転の論理的な順序は、物理的なポート順序に従う必要はない。すなわち、その順序は、回転子において、様々な方法であらかじめ設定することができる。入力マルチプレクサと出力デマルチプレクサが、逐次、中間バッファに接続するため、セル順序が保持されている。いずれかの中間ＣＭに格納される最大セル数は、Ｄ×Ｎに等しい。ここでＤは、デューティ・サイクル毎のセル数である。実際に中間メモリに格納されるセル数は、トラヒックの負荷構成やセルの到来パターンによって変化する。図９および図１０のマッチング処理を行うための直接的な方法として、各入力モジュールから中間モジュールへ送信を行わせるものがある。それは、続いて発生するアクセス・タイムにおいて、各々がｄビットからなるＮ個のワードの配列（例えば、８０で示す配列）をアクセスすることである。ここで、ｄ＝［ｌｏｇ₂ (Ｄ)］であり、Ｄはデューティ・サイクル、[.]は、最も近い整数への切上げを示している。どの宛先にも転送できるセルの最大数は、デューティ・サイクル中のセル数に等しい。従って、Ｎ＝２５６ポートで、Ｄ＝１４（すなわち、ｄ＝４）であれば、アクセス・タイム毎に転送できるビット数は、１０２４（約２．４セル）である。そこで、各中間モジュールは、選択された宛先と、各宛先への許容セル数を示す許可メッセージ８２によって応答する。この許可メッセージに含まれる最大ビット数は、Ｄ（ｖ＋ｄ）で、ｖ＝［ｌｏｇ₂(Ｎ)］である。（１つの許可メッセージに対する選択された出力モジュールは、多くてもＤ個である。また、ｖビットには、出力モジュール番号が格納され、ｄビットには、選択された出力モジュール毎のセル数が格納される。）上記の例（Ｎ＝２５６，Ｄ＝１４）では、最大メッセージ長は１６８ビットである。交換機容量に対する許可メッセージのオーバーヘッドの比率θは、 θ＝｛[ｌｏｇ₂(Ｎ)]＋[ｌｏｇ₂(Ｄ)]｝／Ｂとなる。ここでＢは、ＡＴＭセル毎のビット数を示す(Ｂ＝４２４)。Ｎ＝２５６，Ｄ＝１４ならば、θは０．０２８となる。なお、制御データの転送は、逆の順序で行うこともできる。中間モジュールは、その状態情報を入力モジュールに送信し、その入力モジュールがマッチング処理を行うようにしてもよい。このオーバーヘッド（制御データ量）は、以下に説明する他の実施の形態によって、大幅に減少させることができる。この実施の形態では、入力モジュールは、数アクセス・タイム毎に、入力バッファ状態を中間モジュールに送信し、各中間モジュールに対して、マッチング結果により変更した入力データを、次の装置へ渡すようにする。言い換えれば、中間モジュールＹが入力モジュールＸより状態配列を受信すると、中間モジュールＹはマッチング処理を行い、このマッチング処理の結果に基づいて、入力状態の配列を減らし、その減らした配列を、次の中間モジュールＹ＋１（モジュロＮ）に渡す。この中間モジュールＹ＋１は、続くアクセス・タイムの間、同じ入力モジュールＸよってアクセスされる。上記のマッチング処理は、アクセス・タイムΔの間に実行されなければならない。なお、比率｛(Δ／Ｄ)−１｝は、内部的にノンブロックの交換機を実現するのに必要な拡張である(例えば、１６／１４)。図１１は、このようなメカニズムを示しており、ここでは、リング構成を使用している。入力モジュール９０は、そのバッファ状態情報を中間モジュール９２（例えばＣＭ₀）へ送信し、次のアクセス・タイムにおけるデータ転送のために、それに対してアクセスする。マッチング処理が行われると、ＣＭ₀は、入力モジュール９０のバッファ状態を更新し、次のモジュール（例えばＣＭ₁）へ情報を送信する。ＣＭ₁は、入力モジュール９０がデータ転送のために中間モジュールＣＭ₁にアクセスするとき、入力モジュール９０の更新されたバッファ状態を用いてマッチング処理を行う。さらに更新されたバッファ状態情報は、例えば、 (図１１に例示するように)４アクセス・タイムの間に、次の中間モジュール等へ送信される。このとき、入力モジュール９４は、例えば、中間モジュールＣＭ_X にバッファ状態情報を送信する。このメカニズムは、入力モジュールから中央モジュールへの長い伝搬遅延に耐え得るものである。そうでなければ、伝搬遅延がアクセス・タイムを超えると、連続するマッチング処理の相互依存があるために、制御機能が複雑化する。入力状態データをＬアクセス・タイム（Ｌ＞１）毎に送信すると、対応する制御データ量が係数η分、減少する。 η＝［ｌｏｇ₂(Ｌ．Ｄ)］／Ｌ［ｌｏｇ₂(Ｄ)］交換機の動作は、この人工的な遅延に対しては、極めて感度が鈍いため、入力更新を、１６または３２アクセス・タイム毎に送信するような選択を行ってもよい。Ｌ＝３２，Ｄ＝１４の場合、係数ηは０．０７０３である。なお、Ｌ＝１であれば、η＝１である。入力モジュールから中間モジュールへの制御データのオーバーヘッドと交換機容量との比率εは、 ε＝｛Ｎ[ｌｏｇ₂(Ｌ．Ｄ)]｝／ＢＬＤとなる。ここでＢは、ＡＴＭセル毎のビット数である(Ｂ＝４２４)。Ｌ＝３２，Ｄ＝１４，Ｎ＝２５６ならば、εは単に０．０１２である。入力ＣＭと中間ＣＭを横断する際に発生する可変遅延は、全てのトラヒック・ストリームに対して無視できる。従って、入力段、中間段のいずれにおいても、優先分類が不要となる。しかしながら、優先サービスは、出口(つまり、出力段) において必要となる。出力動作は、単一ＣＭ段交換機の動作と同様であるため、ここでは説明しない。関連する評価指数は、ここでは、主に呼捕捉ブロッキングによって決定されるサービス等級(ＧＯＳ)、および、セル損失および／またはセル転送遅延によって決まるサービス品質（ＱＯＳ）である。本発明の交換ネットワークについてのセル遅延およびセル損失が寄与するは、出口段のそれよりも小さく、少なくとも振幅オーダーで寄与する。従って、同様なトラヒック状態では、全性能が、(理想的な)単一段交換機の性能と同等となる。呼およびセル・レベルにおける性能上の論点を、以下に説明する。呼レベルのブロッキングは、主にＣＢＲおよびＶＢＲトラヒック・ストリームに適用されるが、そこでは、新規着呼の捕捉が、定格トラヒック・ディスクリプタ（ｔｒａｆｆｉｃｄｅｓｃｒｉｐｔｏｒ）に依存し、従って、計算された「有効ビット速度(ＥＢＲ)」に左右される。このＥＢＲの値は、セル・レベルの性能（セル損失および／またはセル遅延変動）によって決まる。入力モジュールにおける、低速トラヒックの高速ストリームへの多重化、それに続く、中間ＣＭへの配分は、主に出力占有率によって決まる全セル遅延には、ほとんど影響を与えない。内部で変動する遅延は無視できる。これは、各入力モジュールが、どの仮想回路に対しても、いかなる中間モジュールを介して、自由にセルを転送できるからである。さらに、図１６からも分かるように(これについては、後述する)、入力モジュールにおけるセルの格納条件が控えめであるため、主たる影響を及ぼすセル損失がなくなる。従って、ＥＢＲの計算は、単一段出力バッファを有する交換機や、共通メモリ交換機に適用できるような、基準的な方法に基づいて行うことができる。出力バッファを有する交換機、あるいは共通メモリ交換機のように、本発明の交換機はガード・タイムがなく、呼レベルにおいてノンブロッキングとして扱うことができる。つまり、着呼の捕捉は、指定された出力部の状態によってのみ決定される。ガード・タイムがあれば、リンク容量はいくらか減る。しかしながら、内部リンクが外部リンクよりも、わずかに高速となる、何らかの内部的な拡張を許容することは慣習的に行われている。この拡張は、内部フロー制御のために行われるものであり、単一段交換機のトラヒック性能には影響を与えない。さらに、この拡張は、ガード・タイムのオーバーヘッドを相殺する効果もある。着信要求のブロッキングが、指定された出力リンクによってのみ決定されるならば、定義上、交換機はノンブロックであるとされる。リンクのブロッキングのため、出力ポートの呼レベルの占有率、すなわち、通信中の呼についてＥＢＲの総和をポート・ビット速度で除した値は、単一値以下の平均値近辺を変動する。外部リンクは、時々、完全呼レベルの占有率状態になる。許容範囲内の呼ブロッキング（例えば、０．０１）を実現するには、トラヒックの性質によって、平均呼レベル占有率が０．８くらいとなるように、外部リンクを設計する。平均セル・レベル占有率は、平均呼レベル占有率よりも低い。これは、ＶＢＲ接続に対するＥＢＲが、その接続の平均ビット速度よりも、常に高いからである。後述するシミュレーション結果は、悲観的ともとれる平均セル・レベル占有率０．８０に基づくものであり、内部的な拡張はゼロとする。０．１あたりの代表的な拡張が行われれば、遅延変動はかなり小さくなる。セル・レベルの性能は、通常、セル損失確率とセル遅延変動によって表される。交換局間の往復遅延は、従来は、回線交換に対してミリ秒以下に設定されているが、ＡＴＭ交換機にも適用することができる。本提案の交換機における交換局間の往復遅延は、一定であり、回転子周期の持続期間に等しい。ポート速度が１０Ｇｂ／ｓの２５６ポート交換機では、回転子周期は、１６スロットのアクセス・タイムで約１７５マイクロ秒、すなわち、８スロットのアクセス・タイムで約８８マイクロ秒である。この往復遅延は、入力ポートｘから出力ポートｙへの遅延と、入力ポートｙから出力ポートｘへの遅延の総和である。２つの成分は等しくない上、各々が、１アクセス・タイムΔから（Ｎ−１）Δの間で変化する。長いｘ−ｙ遅延は、短いｙ−ｘ遅延に対応し、その和は一定である。セル遅延変動は、ＣＢＲ接続に用いられる平滑バッファの大きさを決定するため、必要不可欠な性能指標である。本発明の交換機（５〜１０Ｇｂ／ｓの回転子リンクを有する）は、遅延分散を生じさせるが、その遅延分散は十分位数では、選択した基準負荷において一般に許容される限度である２５０μ秒をかなり下回る。さらなる実施の形態によれば、図１２に示す折り返し構成は、図２，図３，図６，図７の構成に用いることができる。各ＣＭモジュールは、図１３に示すように、マルチプレクサ・デマルチプレクサ結合スイッチとして動作する。ｎ×ｎのＣＭモジュールは、ｎ／２：１マルチプレクサ、１：ｎ／２デマルチプレクサ、そして、ｎ／２：ｎ／２スイッチ（外部ポートｎの偶数に対して）として動作する。有効内部拡張比率は、交換局内の設備によって大きくなる。多重化機能は、ほとんど格納容量を必要としないため、各入力・出力結合モジュールの共通メモリ容量は、主に出力待ち行列用に使用される。この構成の主たる利点は、モジュール内トラヒックだけが、中間段を横断する必要がある、ということである。これによって、中間段を横切るセル転送の比率が減少し、従って、競合遅延が減ることになる。外部ＣＭと中間ＣＭを接続する仮想リンクの組は、簡単な回転子で実現することができる。本発明のさらなる実施の形態によれば、各々がｋ×ｋ（ｋ＞１）の大きさの小型回転子ユニットを用い、様々な速度で動作する小型ユニットをカスケードに接続することによって、大きな回転子を構成することができる。つまり、それぞれがｋ×ｋの大きさの、ｋ^h-1個の小型回転子をｈ列に配置することによって、ｋ^h×ｋ^h（ｋ＝１，２，…）の回転子を構成することができる。最も内部に位置するユニットは、Δスロット毎にポートを切り換えなければならない( ここで、Δは所望のアクセス・タイムである)。第２列目のユニットは、ｋΔスロット毎にポートを切り換えなければならない。図１４は、容量をｋ²×ｋ²に拡張した２段構成を示す。第３列目のユニットは、ｋ²Δスロット毎にポートの切換えを行い、図１５に示すように、容量をｋ³×ｋ³ に拡張する。例えば、２５６×２５６回転子には、１６×１６の大きさの回転子３２個を、各列が１６ユニットになるように２列に配列する必要がある(ここでは、ｋ＝１６，ｈ＝２である)。図１５の構成では、ｋ＝１６で、１６×１６の回転子７６８個のユニットで、４０９６×４０９６の回転子を構成することができる(２５６個のユニットを３列(ｈ＝３))。興味深いことに、同じ大きさのノンブロック空間スイッチは、正方形に配置した１６×１６空間スイッチを６５５３６ユニット必要とする。空間スイッチとは違い、回転子の動作は周期的であり、トラヒックに依存しない。シミュレーション結果本提案の構成に対する模擬実験装置（シミュレータ）を開発し、Ｎ＝８〜Ｎ＝２５６の範囲の、異なる大きさのスイッチ性能を検討した。なお、このとき、(外部モジュールで内部交換を行う)折り返し構成と、(内部交換を行わない)非折り返し構成の双方を用いた。各々の場合で処理するセル数は、約２．５×１０⁸である。入力モジュール・バッファ占有率と可変セル遅延は、ポート平均セル占有率０．８０に対するものとして示されている。 (例えば、ＯＣ１２速度の)入力モジュール・ポートに到来するトラヒックは、いくつかの発生源より生成されたトラヒック・ストリームが多重化されたものである。ここでは、各発生源より生成されたトラヒックは、非常にバースト性が高く、ピーク速度と平均速度の比が大きいものとする。「ＯＮ」期間と「ＯＦＦ」期間が幾何学的に分配されているＯＮ・ＯＦＦモデルを用いて、入力モジュール・ポートにおける多重化トラヒックの平均バースト長を２０と仮定する(個々の発生源は、そのピーク速度では、かなり長いバースト長を有している、とする)。１０Ｇｂ／ｓ程度の回転子ポート速度では、合成トラヒックのバースト性はかなり小さい。以下のシミュレーション結果に示すように、出力段に向かうセル転送の遅延のばらつきは、かなり小さい。出力段における（より速度の遅いポートに分離化する）出力処理が、ほとんどの遅延の原因となっており、この処理は、単一段のＣＭ交換機と同様、バースト性の影響を受ける。シミュレーション結果は、空間的にバランスのとれたトラヒックに対して得られたものである。空間的なアンバランスが高い、いくつかの場合に対して得られた結果（この場合、異なる入力・出力組に対して、トラヒック強度が大きくばらつく）は、各出力ポートの総負荷が変化しない限り、空間的なトラヒック分布に対して無視できるくらいの感度を示す。図１６は、アクセス・タイムΔが１６セル間隔（スロット）で、ガード・タイムγが２セル間隔の場合における、入力バッファ分布を示す。１０^-7オーダーのセル損失に対して、バッファ・サイズは、３５セル以下で十分である。図１７は、折り返し構造における可変セル遅延の分布（セル遅延補関数）を示す。アクセス・タイムΔは、スイッチの大きさが異なっても、１６セル間隔で一定に保たれる。ガード・タイムは２となり、セル間隔は０．０８マイクロ秒である。ポート数が増えると、回転子周期が増すため、遅延も増大する。図１８は、アクセス・タイムΔを８スロットに減らし、ガード・タイムを１スロットに減らしたときの、折り返し構造における遅延性能（セル遅延補関数）を示す。セル間隔は０．０８マイクロ秒である。アイドル(ガード)・タイムは、図１７に示す場合と同じであるが、アクセス・タイムが減少するため、遅延性能が向上する。図１９は、（モジュール内交換は行わない）非折り返し構造の場合の遅延性能（セル遅延補関数）を示す。アクセス・タイムΔは１６セル、ガード・タイムは２セル、そして、セル間隔は０．０４マイクロ秒である。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】１９９７年８月２８日【補正内容】ある）と、Ｐ個の中間モジュールがある。Ｐ＝ｎであるため、総容量は、リンク速度ｒのｎ²倍となる。以下に説明する折り返し構造では、容量が、リンク速度ｒの（１／２）ｎ²倍に制限される。異なる外部モジュール間では、所定の接続を有するセルが、適切なセル順序を保証するために、同一の中間スイッチ・モジュールを介して経路指定されなければならない。優先サービスは、１あるいはそれ以上の段で実行できる。上述したように、セル同期交換機には容量上の制限がある。１９９５年１２月１２日に発行された米国特許第５，４７５，６７９号（ムンター(Ｍｕｎｔｅｒ) による）は、非常に高速なネットワークに適した交換機構成を開示している。その設計は、２つの主な原理に基づいている。第１の原理は、適切なガード・タイムを有する複数のセルを転送して、高速セル同期によって生じる問題を回避するものである。また、第２の原理は、着信セルを入力段で選別して、交換機内で内部経路指定と輻輳制御を行うものである。これら複数のセルを、以降、バーストと呼ぶが、これらは、同じ出力ポートに属さねばならない上、バースト長は、１セルから１００セル程まで、大きく変わる。このバーストは、光・空間スイッチを通して、直接、入力部から出力部に転送され、中央制御部を用いて、衝突のない転送を実現している。このように、交換機の容量は、主に、この制御部の速度によって制限される。具体的に説明すると、従来のバッファ・スペース・バッフア構成には、１つの入力バッファが（可能ならば階層毎に）設けられており、宛先情報は、セルのヘッダに格納されているだけである。図３に示すように、上記ムンターに対する米国特許に開示された構成では、セルは宛先に従って選別されるため、競合に対する解決策を与えることになる。図３において、各入力モジュール（空間スイッチへの入力部）の共通バッファは、多数の可変長セクションに分割される。セクション数はＮ、あるいは、それ以下であり、それは入力モジュールの数に左右される。優先サービスを行うには、各セクションを、宛先毎の階層数に基づいて、さらに分割する。内部モジュール・ペイロードの転送は、要求と許可に基づいて行われる。出力モジュールへの送信セルを有する入力モジュールは、送信する意志請求の範囲１．各連続アクセス・タイムに、Ｎ個の入力モジュール（３０）とＭ個（Ｍ，Ｎは正の整数）の出力モジュール（３２）間で、所定数のセルからなるバースト中のデータを交換する、回転アクセスの大容量ＡＴＭ交換システムにおいて、前記Ｎ個の入力モジュールが有するバッファ（５０）であって、各入力モジュールのバッファ各々が前記出力モジュール各々に専用となっており、セルの宛先出力モジュールに従って、これらのセルを個々のバッファに格納する当該バッファと、Ｐ個（Ｐは正の整数）の共通メモリ（３８）であって、その各々がＭ個のメモリ・セクションを有し、各メモリ・セクションは、少なくとも前記所定数のセルを保持できるとともに、前記出力モジュール各々に専用となっている、当該共通メモリと、各アクセス・タイムにおいて、周期的に前記Ｎ個の入力モジュールと前記Ｐ個の共通メモリを接続して、各セルが、前記Ｎ個の入力モジュールより転送され、かつ、各セルの宛先出力モジュールに従って各セクションに格納されるようにする入力回転子（３４）と、各アクセス・タイムにおいて、周期的に前記Ｐ個の共通メモリと前記Ｍ個の出力モジュールを接続することで、個々の出力モジュールが個々のメモリ・セクションに接続され、そのメモリ・セクションに保存されているセルを読み出すようにする出力回転子（３６）とを備えることを特徴とする大容量ＡＴＭ交換システム。２．前記入力モジュールは、論理的にバッファ・セクションに区画されたバッファを有しており、各バッファ・セクションは、前記Ｍ個の出力モジュールに対応することを特徴とする請求項１記載の大容量ＡＴＭ交換システム。３．前記入力および出力回転子は、同時にｋ個（ｋは１より大きい整数）の接続を行うｋ×ｋ回転子であることを特徴とする請求項２記載の大容量ＡＴＭ交換システム。４．さらに、バースト内の所定数のセルの宛先に従って、前記入力モジュール中のバッファに格納されたセルと、前記共通メモリのセクション中の空きスロットとのマッチングを行うマッチング・メカニズムを備えることを特徴とする請求項３記載の大容量ＡＴＭ交換システム。５．前記入力モジュールは、前記所定数のセルの宛先に従って、これらセルのバッファに格納されたセル数に関する入力制御データを前記マッチング・メカニズムに送信し、前記共通メモリは、前記セクション中で使用可能な空きスロット数に関するメモリ状態データを前記マッチング・メカニズムに送信し、そして、前記マッチング・メカニズムは、前記所定数のセルの宛先に従って、転送すべきセル数についての許可信号を前記入力モジュールに送信することを特徴とする請求項４記載の大容量ＡＴＭ交換システム。６．さらに、数アクセス・タイム毎に、前記共通メモリの１つに入力制御データを送信する個別の入力モジュールと、前記Ｐ個の共通メモリをリング構成で接続するリング制御装置と、各アクセス・タイムの間、各入力モジュールへ許可信号を送信し、かつ、前記許可信号の結果として、前記入力制御データを更新する、マッチング・メカニズムを有する個別の共通メモリと、前記更新した入力制御データを、前記リング中の次段の共通メモリへ送信する個別の共通メモリとを備えることを特徴とする請求項４記載の大容量ＡＴＭ交換システム。７．Ｍ＝Ｎ＝Ｐであることを特徴とする請求項５記載の大容量ＡＴＭ交換システム。８．Ｍ＝Ｎ＝Ｐであることを特徴とする請求項６記載の大容量ＡＴＭ交換システム。９．前記入力および出力回転子各々は、ｈ個（ｈは正の整数）の縦列接続された（ｋ×ｋ）回転子の組を有しており、各組中の前記（ｋ×ｋ）回転子の数がｋで、ある組が他の組よりもｋ倍速く動作するときｋ＝［Ｍ^1/h］であることを特徴とする請求項７記載の大容量ＡＴＭ交換システム。１０．前記入力および出力回転子各々は、ｈ個（ｈは正の整数）の縦列接続された（ｋ×ｋ）回転子の組を有しており、各組中の前記（ｋ×ｋ）回転子の数がｋで、ある組が他の組よりもｋ倍速く動作するときｋ＝［Ｍ^1/h］であることを特徴とする請求項８記載の大容量ＡＴＭ交換システム。１１．回転アクセスの大容量ＡＴＭ交換システムにおいて、Ｎ個の入力モジュール（３０）とＭ個（Ｍ，Ｎは正の整数）の出力モジュール（３２）との間で、各連続アクセス・タイムに、所定数のセルからなるバースト中のデータを交換する方法であって、前記Ｎ個の入力モジュールが、セルの宛先出力モジュールに従って、これらのセルを別々のバッファに格納する工程と、周期的に前記Ｎ個の入力モジュールをＰ個（Ｐは正の整数）の共通メモリ（３８）に接続する工程と、各アクセス・タイムにおいて、前記セルの宛先出力モジュールに従って、前記Ｎ個の入力モジュールの１つから前記共通メモリの１つのメモリ・セクション各々に、前記所定数のセルのバーストを転送する工程と、周期的に前記共通メモリと前記Ｍ個の出力モジュールを接続することで、これら出力モジュール各々が個々のメモリ・セクションに接続されて、そのメモリ・セクションに保存されているセルを読み出すようにする工程とを備えることを特徴とする所定数のセルからなるバースト中のデータを交換する方法。１２．前記周期的に接続する工程は、周期的に、各アクセス・タイムにおいて、前記入力モジュールと共通メモリ間、および、前記共通メモリと前記Ｍ個の出力モジュール間で、同時にｋ個（ｋは１より大きい整数）の接続を行う工程を含むことを特徴とする請求項１１記載の所定数のセルからなるバースト中のデータを交換する方法。１３．さらに、バースト内の所定数のセルの宛先に従って、前記入力モジュール中のバッファに格納されたセルと、前記共通メモリのセクション中の空きスロットとのマッチングを行う工程を備えることを特徴とする請求項１２記載の所定数のセルからなるバースト中のデータを交換する方法。１４．さらに、入力制御データとメモリ状態データのマッチングを行う工程であって、この入力制御データは、前記所定数のセルの宛先に従って、これらセルのバッファに格納されたセル数に関するデータであり、前記メモリ状態データは、前記セクション中で使用可能な空きスロット数に関するものである、当該工程と、前記所定数のセルの宛先に従って、転送すべきセル数についての許可信号を前記入力モジュールに送信する工程とを備えることを特徴とする請求項１３記載の所定数のセルからなるバースト中のデータを交換する方法。１５．前記Ｐ個の共通メモリはリング構成で接続されており、当該方法は、さらに、各入力モジュールで、数アクセス・タイム毎に、前記共通メモリの１つに入力制御データを送信する工程と、各共通メモリで、前記入力制御データと前記メモリ状態データのマッチングを行い、各アクセス・タイムの間、各入力モジュールに許可信号を送信する工程と、各共通メモリで、さらに、前記許可信号の結果として、さらに前記入力制御データを更新する工程と、各共通メモリで、前記更新した入力制御データを、前記リング中の次段の共通メモリへ送信する工程とを備えることを特徴とする請求項１４記載の所定数のセルからなるバースト中のデータを交換する方法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ムンター・エルンスト・エイカナダ国，ケイ２エル２エイ７，オンタリオ，カナタ，ナヌーククレッセント４

Claims

【特許請求の範囲】１．各連続アクセス・タイムに、Ｎ個の入力モジュールとＭ個（Ｍ，Ｎは正の整数）の出力モジュール間で、所定数のセルからなるバースト中のデータを交換する、回転アクセスの大容量ＡＴＭ交換システムにおいて、前記Ｎ個の入力モジュールが有するバッファであって、これらバッファの各々が前記出力モジュール各々に専用となっており、セルの宛先出力モジュールに従って、これらのセルを個々のバッファに格納する当該バッファと、Ｐ個（Ｐは正の整数）の共通メモリであって、その各々がＭ個のメモリ・セクションを有し、各メモリ・セクションは、少なくとも前記所定数のセルを保持できるとともに、前記出力モジュール各々に専用となっている、当該共通メモリと、各アクセス・タイムにおいて、周期的に前記Ｎ個の入力モジュールと前記Ｐ個の共通メモリを接続して、各セルが、前記Ｎ個の入力モジュールより転送され、かつ、各セルの宛先出力モジュールに従って各セクションに格納されるようにする入力回転子と、各アクセス・タイムにおいて、周期的に前記Ｐ個の共通メモリと前記Ｍ個の出力モジュールを接続することで、個々の出力モジュールが個々のメモリ・セクションに接続され、そのメモリ・セクションに保存されているセルを読み出すようにする出力回転子とを備えることを特徴とする大容量ＡＴＭ交換システム。２．前記入力モジュールは、論理的にバッファ・セクションに区画されたバッファを有しており、各バッファ・セクションは、前記Ｍ個の出力モジュールに対応することを特徴とする請求項１記載の大容量ＡＴＭ交換システム。３．前記入力および出力回転子は、同時にｋ個（ｋは１より大きい整数）の接続を行うｋ×ｋ回転子であることを特徴とする請求項２記載の大容量ＡＴＭ交換システム。４．さらに、バースト内の所定数のセルの宛先に従って、前記入力モジュール中のバッファに格納されたセルと、前記共通メモリのセクション中の空きスロットとのマッチングを行うマッチング・メカニズムを備えることを特徴とする請求項３記載の大容量ＡＴＭ交換システム。５．前記入力モジュールは、前記所定数のセルの宛先に従って、これらセルのバッファに格納されたセル数に関する入力制御データを前記マッチング・メカニズムに送信し、前記共通メモリは、前記セクション中で使用可能な空きスロット数に関するメモリ状態データを前記マッチング・メカニズムに送信し、そして、前記マッチング・メカニズムは、前記所定数のセルの宛先に従って、転送すべきセル数についての許可信号を前記入力モジュールに送信することを特徴とする請求項４記載の大容量ＡＴＭ交換システム。６．さらに、数アクセス・タイム毎に、前記共通メモリの１つに入力制御データを送信する個別の入力モジュールと、前記Ｐ個の共通メモリをリング構成で接続するリング制御装置と、各アクセス・タイムの間、各入力モジュールへ許可信号を送信し、かつ、前記許可信号の結果として、前記入力制御データを更新する、マッチング・メカニズムを有する個別の共通メモリと、前記更新した入力制御データを、前記リング中の次段の共通メモリへ送信する個別の共通メモリとを備えることを特徴とする請求項４記載の大容量ＡＴＭ交換システム。７．Ｍ＝Ｎ＝Ｐであることを特徴とする請求項５記載の大容量ＡＴＭ交換システム。８．Ｍ＝Ｎ＝Ｐであることを特徴とする請求項６記載の大容量ＡＴＭ交換システム。９．前記入力および出力回転子各々は、ｈ個（ｈは正の整数）の縦列接続された（ｋ×ｋ）回転子の組を有しており、各組中の前記（ｋ×ｋ）回転子の数がｋで、ある組が他の組よりもｋ倍速く動作するときｋ＝［Ｍ^1/h］であることを特徴とする請求項７記載の大容量ＡＴＭ交換システム。１０．前記入力および出力回転子各々は、ｈ個（ｈは正の整数）の縦列接続された（ｋ×ｋ）回転子の組を有しており、各組中の前記（ｋ×ｋ）回転子の数がｋで、ある組が他の組よりもｋ倍速く動作するときｋ＝［Ｍ^1/h］であることを特徴とする請求項８記載の大容量ＡＴＭ交換システム。１１．各連続アクセス・タイムに、Ｎ個の入力モジュールとＭ個（Ｍ，Ｎは正の整数）の出力モジュール間でデータを交換する回転アクセスの大容量ＡＴＭ交換システムにおいて、Ｎ個の入力モジュールとＭ個の出力モジュールとの間で、各連続アクセス・タイムに、所定数のセルからなるバースト中のデータを交換する方法であって、前記Ｎ個の入力モジュールが、セルの宛先出力モジュールに従って、これらのセルを別々のバッファに格納する工程と、周期的に前記Ｎ個の入力モジュールをＰ個（Ｐは正の整数）の共通メモリに接続する工程と、各アクセス・タイムにおいて、前記セルの宛先出力モジュールに従って、前記Ｎ個の入力モジュールの１つから前記共通メモリの１つのメモリ・セクション各々に、前記所定数のセルのバーストを転送する工程と、周期的に前記共通メモリと前記Ｍ個の出力モジュールを接続することで、これら出力モジュール各々が個々のメモリ・セクションに接続されて、そのメモリ・セクションに保存されているセルを読み出すようにする工程とを備えることを特徴とする所定数のセルからなるバースト中のデータを交換する方法。１２．前記周期的に接続する工程は、周期的に、各アクセス・タイムにおいて、前記入力モジュールと共通メモリ間、および、前記共通メモリと前記Ｍ個の出力モジュール間で、同時にｋ個（ｋは１より大きい整数）の接続を行う工程を含むことを特徴とする請求項１０記載の所定数のセルからなるバースト中のデータを交換する方法。１３．さらに、バースト内の所定数のセルの宛先に従って、前記入力モジュール中のバッファに格納されたセルと、前記共通メモリのセクション中の空きスロットとのマッチングを行う工程を備えることを特徴とする請求項１２記載の所定数のセルからなるバースト中のデータを交換する方法。１４．さらに、入力制御データとメモリ状態データのマッチングを行う工程であって、この入力制御データは、前記所定数のセルの宛先に従って、これらセルのバッファに格納されたセル数に関するデータであり、前記メモリ状態データは、前記セクション中で使用可能な空きスロット数に関するものである、当該工程と、前記所定数のセルの宛先に従って、転送すべきセル数についての許可信号を前記入力モジュールに送信する工程とを備えることを特徴とする請求項１３記載の所定数のセルからなるバースト中のデータを交換する方法。１５．前記Ｐ個の共通メモリはリング構成で接続されており、当該方法は、さらに、各入力モジュールで、数アクセス・タイム毎に、前記共通メモリの１つに入力制御データを送信する工程と、各共通メモリで、前記入力制御データと前記メモリ状態データのマッチングを行い、各アクセス・タイムの間、各入力モジュールに許可信号を送信する工程と、各共通メモリで、さらに、前記許可信号の結果として、さらに前記入力制御データを更新する工程と、各共通メモリで、前記更新した入力制御データを、前記リング中の次段の共通メモリへ送信する工程とを備えることを特徴とする請求項１４記載の所定数のセルからなるバースト中のデータを交換する方法。