JPH1070547A

JPH1070547A - 入出力バッファ併用型ａｔｍスイッチ

Info

Publication number: JPH1070547A
Application number: JP22650596A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Ichikawa; 健市川
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1996-08-28
Filing date: 1996-08-28
Publication date: 1998-03-10

Abstract

(57)【要約】【課題】入力バッファの使用効率を上げて、スイッチ
内に滞留しているセルの数が減少しているにもかかわら
ず、スイッチの入力バッファで出力先宛のセルが廃棄さ
れる現象を防止した入出力バッファ併用型ＡＴＭスイッ
チを実現する。【解決手段】各入力部１０２₁〜１０２₄の入力バッ
ファ１０６の輻輳情報を収集する入力バッファ輻輳情報
収集・通知部１０４を設けることで、それぞれの入力部
１０２₁〜１０２₄の入力バッファ１０６の輻輳の度合
いが情報交換される。この結果、輻輳していない入力バ
ッファ１０６について、輻輳の生じている入力バッファ
１０６の輻輳が解除されるまで送信規制を行い、輻輳が
発生している入力バッファ１０６に送信優先権が与えら
れる。この結果、入力バッファ１０６全体の使用効率を
高めることができ、輻輳している入力バッファ１０６で
のセル廃棄を回避することが可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はＡＴＭ方式の交換機
に使用するＡＴＭスイッチに係わり、特に入出力バッフ
ァ併用型ＡＴＭスイッチに関する。

【０００２】

【従来の技術】入出力バッファ併用型ＡＴＭ（非同期転
送モード）スイッチは、出力バッファの送信先が一時的
にセルの受信ができなくなった場合や、スイッチの各入
力バッファが受信するセルが特定の出力バッファに集中
して、出力バッファで受信が送信最大値を越えた場合
に、そのスイッチから送信できないセルを一時的にスイ
ッチ内部の入出力バッファに蓄積することで、セルの廃
棄を回避するようになっている。

【０００３】このような従来の入出力バッファ併用型Ａ
ＴＭスイッチは、第１〜第３のセル送信規制手段を備え
ている。ここで第１のセル送信規制手段は、出力バッフ
ァの送信先で輻輳が発生した場合に、送信先からの送信
規則に従って、出力バッファからのセルの送信を規制す
るためのものである。第２のセル送信規制手段は、出力
バッファのオーバーフローによるセル廃棄が発生しない
ように、出力バッファの滞留セル数の監視や、しきい値
と滞留セルとの比較を行い、滞留セル数がしきい値を越
えたときに出力バッファへ送信している入力バッファに
セル送信を規制するようになっている。また、第３のセ
ル送信規制手段は、受信したセルをどの出力バッファへ
送信するセルかを入力バッファで識別し、送信する出力
バッファごとに分けてセルをバッファリングすること
で、各出力バッファからのＡＴＭセル送信の規則に従っ
て、各出力バッファ単位にセル送信を規制するものであ
る。

【０００４】図７は、特開平５−８３２８７号公報に開
示されたこのような入出力バッファ併用型ＡＴＭスイッ
チの回路構成を表わしたものである。この入出力バッフ
ァ併用型ＡＴＭスイッチは、スイッチ部２０１と、複数
の端末収容部２０２、……２０２と、同じく複数の伝送
路収容部２０３、……２０３を備えている。端末収容部
２０２は、送信部２０２Ｓと受信部２０２Ｒを備えてお
り、このうちの受信部２０２Ｒは入力規制バッファ手段
２１１と転送規制バッファ手段２１２を有している。伝
送路収容部２０３は、受信部２０３Ｒと送信部２０３Ｓ
を備えている。受信部２０３Ｒは、入力規制バッファ手
段２２１と転送規制通知手段２２２を有している。ま
た、送信部２０３Ｓは送信バッファ２２３と、この送信
バッファ２２３に一時的に格納されたセルの送信を制御
するセル送信制御手段２２４と、輻輳を検出する輻輳検
出手段２２５を有している。また、スイッチ部２０１の
コネクションレス・サービス・ファンクション（ＣＬＳ
Ｆ）２３１は、輻輳トラヒック分析手段２３２と輻輳通
知手段２３３を有している。

【０００５】この入出力バッファ併用型ＡＴＭスイッチ
で、セル送信制御手段２２４は出力バッファの送信先で
輻輳が発生した場合に、送信先からの送信規制に従っ
て、出力バッファからのセル送信を規制するようになっ
ている。輻輳検出手段２２５からの検出情報を基に輻輳
要因トラヒックの分析を行う輻輳トラヒック分析手段２
３２と、この輻輳トラヒック分析手段２３２の分析結果
に基づく輻輳要因トラヒックを伝送路収容部の受信部２
０３Ｒおよび端末収容部の受信部２０２Ｒの各入力規制
バッファ手段２１１、２２１へそれぞれ通知する輻輳通
知手段２３３は、出力バッファのオーバフローによるセ
ル廃棄が発生しないように、出力バッファの滞留セル数
の監視や、しきい値と滞留セル数との比較を行い、滞留
セル数がしきい値を越えたときに、出力バッファへ送信
している入力バッファにセル送信を規制する手段であ
る。

【０００６】また、セルのスイッチ部２０１への入力を
規制する入力規制バッファ手段は、受信したセルがどの
出力バッファへ送信するものであるかの識別を行い、送
信する出力バッファごとに分けてこれらのセルをバッフ
ァリングすることで、各出力バッファからのセル送信の
規制に従って、各バッファ単位にセル送信を規制するよ
うになっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の入出
力バッファ併用型ＡＴＭスイッチでは、出力バッファの
送信先が一時的にセルの受信をできなくなったような場
合や、各入力バッファから出力バッファへの送信が、特
定の出力バッファへの送信に集中して、出力バッファで
受信するセル数が送信可能なセル数を越える場合があ
る。このような場合には、スイッチから送信できないセ
ルを一時的にスイッチ内部の入出力バッファで蓄積する
ことで、セル廃棄を回避することができる。しかしなが
ら、上記した２つの場合のうちのいずれかの状態が発生
し、送信できなかったセルが各入力バッファに蓄積され
た後に状態が解除されると、その後、スイッチがこれら
２つの場合のような制約を受けずに通常の動作を行って
いるとき、入力バッファのオーバフローによるセル廃棄
が発生することがあるという問題があった。

【０００８】各入力バッファから出力バッファへのセル
送信規制は、出力バッファからのセル送信規制が全入力
バッファに対して一斉に発生あるいは解除されるのみな
ので、入力バッファ間に出力バッファへのセル送信優先
付けが無いことによる。入力バッファ間に出力バッファ
へのセル送信優先付けがないと、各入力バッファに特定
の出力バッファへ送信するセルが滞留している状態で、
そのすべての入力バッファが特定の出力バッファに送信
最大速度でセルを送信し、特定の出力バッファがしきい
値のオーバによるセル送信規制の動作を繰り返す。その
間の各入力バッファから特定の出力バッファへのセル送
信速度は、出力バッファのセル受信速度（これは、出力
バッファのセル送信最大速度に等しい。）を特定の出力
バッファへ送信するセルが滞留している全入力バッファ
で平等に分けることになる。

【０００９】したがって、仮に特定の出力バッファへ送
信するセルが滞留している入力バッファが４つであると
する。この場合には、各入力バッファから特定の出力バ
ッファへのセル送信速度は、出力バッファのセル送信最
大速度の１／４で、４つの入力バッファのうちの１つが
空になると１／３となる。また、２つが空になると１／
２となるので、その入力バッファのうちの１つが出力バ
ッファのセル送信最大速度の１／２で、特定の出力バッ
ファへ送信するセルを受信していたとすると、４つの入
力バッファのうちの２つが空になるまでの間、その入力
バッファはセル送信よりセル受信の方が多くなり、滞留
セルが増加していくことになる。したがって、その入力
バッファの残りのバッファ容量によっては、セル廃棄が
発生することになる。

【００１０】このように、従来の入出力バッファ併用型
ＡＴＭスイッチでは、スイッチ出力部の出力先から送信
規制を受けて、しばらくしてから出力先からの送信規制
が解除されると、その後、スイッチ入力部で出力先の受
信セル数よりもスイッチから出力先に送信するセルの数
が多く、スイッチ内に滞留している出力先宛のセル数が
減少している場合であっても、スイッチの入力バッファ
で出力先宛のセルが廃棄されるという問題があった。

【００１１】そこで本発明の目的は、入力バッファの使
用効率を上げて、スイッチ内に滞留しているセルの数が
減少しているにもかかわらず、スイッチの入力バッファ
で出力先宛のセルが廃棄される現象を防止することにあ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、（イ）複数の入力ポートおよび複数の出力ポートを
備え入力ポートに入力されたＡＴＭセルをそれぞれ該当
する出力ポートに出力するＡＴＭスイッチ部と、（ロ）
前記した複数の入力ポートに１つずつ接続され、入力さ
れるＡＴＭセルを入力バッファに格納した後、前記した
複数の出力ポートのいずれかを指定してＡＴＭセルスイ
ッチ部に送出する入力部と、（ハ）前記した複数の出力
ポートに１つずつ接続され、ＡＴＭスイッチ部から送ら
れてきたＡＴＭセルを出力バッファに格納した後、出力
する出力部と、（ニ）入力部の入力バッファ間で各々の
輻輳の度合いを情報交換させ、輻輳している入力バッフ
ァがある場合には輻輳していない入力バッファからの送
信を規制して輻輳している入力バッファの送信を優先さ
せる入力バッファ制御手段とを入出力バッファ併用型Ａ
ＴＭスイッチに具備させる。

【００１３】すなわち請求項１記載の発明では、入力バ
ッファ制御手段が各入力部の入力バッファ間で輻輳の度
合いを情報交換させることで、輻輳している入力バッフ
ァがある場合には輻輳していない入力バッファからの送
信を規制して輻輳している入力バッファの送信を優先さ
せるようにして、入力バッファ全体の使用効率を高め、
輻輳している入力バッファでのセル廃棄率を低減するこ
とにしている。

【００１４】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
入出力バッファ併用型ＡＴＭスイッチで、（イ）入力バ
ッファ制御手段は、入力バッファごとに出力バッファの
それぞれへ送信するＡＴＭセルの滞留セル数を予め定め
たしきい値と比較する比較手段と、これらの比較手段の
比較結果を集め、滞留セルがしきい値を越えている入力
バッファを出力バッファ別に確認してこれらの情報をそ
れぞれの入力バッファに通知する通知手段とを有する入
力バッファ輻輳情報収集・通知手段を備えており、
（ロ）入力バッファは、セルがしきい値を越えて滞留し
ている入力バッファが存在する出力バッファをこの入力
バッファ輻輳情報収集・通知手段からの情報により判別
し、自身がその出力バッファへ送信するセルの滞留セル
数がしきい値を越えていない場合にその自身のセルの送
信を停止するセル送信停止手段を具備することを特徴と
している。

【００１５】すなわち請求項２記載の発明では、入出力
バッファ併用型ＡＴＭスイッチの入力バッファ制御手段
は入力バッファ輻輳情報収集・通知手段を備えており、
この手段によって滞留セルがしきい値を越えている入力
バッファを出力バッファ別に確認してこれらの情報をそ
れぞれの入力バッファに通知するようにしている。この
通知を受けたそれぞれの入力バッファは、自身がその出
力バッファへ送信するセルの滞留セル数がしきい値を越
えていない場合には、その自身のセルの送信を停止する
ことで輻輳している入力バッファにセルの送信の優先権
を与えその送信を優先させるようにして、入力バッファ
全体の使用効率を高めている。

【００１６】請求項３記載の発明では、請求項２記載の
入出力バッファ併用型ＡＴＭスイッチで輻輳発生を比較
判定するためのしきい値の他に、輻輳の解除を比較判定
するための他のしきい値が設定されることを特徴として
いる。輻輳の解除のためのしきい値は、輻輳発生を比較
判定するためのしきい値より若干少ない値となることが
好ましい。

【００１７】

【発明の実施の形態】

【００１８】

【実施例】以下実施例につき本発明を詳細に説明する。

【００１９】図１は本発明の一実施例における入出力バ
ッファ併用型ＡＴＭスイッチの構成の概要を表わしたも
のである。このスイッチは、入力ポートおよび出力ポー
トが共に４つのポートで構成されたスイッチ部１０１を
備えている。スイッチ部１０１の入力ポートには、第１
の入力部１０２₁〜第４の入力部１０２₄が接続されて
おり、出力ポートには第１の出力部１０３₁〜第４の出
力部１０３₄が接続されている。また、スイッチ部１０
１には入力バッファ輻輳情報収集・通知部１０４と、出
力バッファ輻輳情報収集・通知部１０５が接続されてい
る。それぞれの入力部１０２₁〜１０２₄は、入力バッ
ファ１０６と入力バッファ制御部１０７で構成されてい
る。同様にそれぞれの出力部１０３₁〜１０３₄は、出
力バッファ１０８と出力バッファ制御部１０９で構成さ
れている。

【００２０】出力バッファ１０８は、スイッチ部１０１
から受信するＡＴＭセルを一時記憶するもので、出力バ
ッファ制御部１０９の指示に従ってＡＴＭセルあるいは
空きセルを送信する。出力バッファ制御部１０９は、出
力バッファ１０８の送信先からＡＴＭセル送信規制を受
けると、出力バッファ１０８からのＡＴＭセルの送出を
停止する。また、出力バッファ１０８からＡＴＭセルの
送出を停止している間、または出力バッファ１０８に有
効なＡＴＭセルがないときには、この出力バッファ１０
８に対して空きセルの送出を指示する。更に、出力バッ
ファ１０８の滞留セル数を監視して、しきい値を越える
と出力バッファ輻輳情報収集・通知部１０５に対してＡ
ＴＭセル送信規制を出力するようになっている。

【００２１】スイッチ部１０１は、第１の入力部１０２
₁〜第４の入力部１０２₄の合計４つの入力部から受信
するＡＴＭセルを第１の出力部１０３₁〜第４の出力部
１０３₄のどこに出力するかを、ＡＴＭセルと共に第１
〜第４の入力部１０２₁〜１０２₄から入力する情報に
より識別する。そして、すべての入力ポートから受信す
るＡＴＭセルがすべて同じ出力部へ出力される場合であ
っても、輻輳が生じないように送信速度を受信速度の４
倍の速度に変更して各出力部１０３₁〜１０３ ₄へ送信
する。

【００２２】出力バッファ輻輳情報収集・通知部１０５
は、各出力部１０３₁〜１０３₄から受信するセル送信
規制の通知を、スイッチ部１０１から受信するタイミン
グに従って、各入力部１０２₁〜１０２₄の入力バッフ
ァ制御部１０７に送信する。

【００２３】図２は、入力部の入力バッファの具体的な
構成を表わしたものである。入力バッファ１０６は、Ａ
ＴＭセル１１１を受信する受信部１１２を備えている。
受信部１１２は受信したＡＴＭセル１１１についてのＡ
ＴＭセルヘッダを複製し、これを入力制御部１１３に送
出する。また、ＡＴＭセルを第１のセレクタ１１４に送
出する。入力制御部１１３は、送られてきたＡＴＭセル
ヘッダからアドレス情報を抽出し、図１に示した入力バ
ッファ制御部１０７に通知する。また、その応答とし
て、そのＡＴＭセルをどの出力部１０３へ送信するかに
ついての情報を得るようになっている。

【００２４】第１のセレクタ１１４の出力側には、第１
〜第４の出力部１０３₁〜１０３₄にそれぞれ対応する
形で、第１〜第４の出力部用バッファ１１６₁〜１１６
₄が配置されている。図１における入力制御部１１３が
入力バッファ制御部１０７から受け取った情報が第１の
出力部１０３₁へ送信するＡＴＭセルであった場合、入
力制御部１１３は第１のセレクタ１１４を操作して、対
応する第１の出力部用バッファ１１６₁にこれを格納す
る。第１〜第４の出力部用バッファ１１６₁〜１１６₄
の出力側には、第２のセレクタ１１７が配置されてい
る。第２のセレクタ１１７には、第１〜第４の出力部用
バッファ１１６₁〜１１６₄の他に、空きセル生成部１
１８が接続されており、空きセルも入力されるようにな
っている。これら第１〜第４の出力部用バッファ１１６
₁〜１１６₄および空きセル生成部１１８ならびに第２
のセレクタ１１７は、出力制御部１１９の制御を受ける
ようになっている。

【００２５】すなわち、出力制御部１１９は図１に示し
たスイッチ部１０１にセルを送信する周期で、第１〜第
４の出力部用バッファ１１６₁〜１１６₄あるいは空き
セル生成部１１８からＡＴＭセルを読み出してスイッチ
部１０１へ送信するための情報を入力バッファ制御部１
０７から受け取る。そして、その情報に従って第１〜第
４の出力部用バッファ１１６₁〜１１６₄あるいは空き
セル生成部１１８からのＡＴＭセルの読み出し操作と第
２のセレクタ１１７の選択操作の指示を行い、送信部１
２１へＡＴＭセル１２２の送出を行わせる。送信部１２
１は、第２のセレクタ１１７から受信したＡＴＭセル１
２２を、図１に示したスイッチ部１０１が受信可能なタ
イミングでＡＴＭセル１２３として送信することにな
る。

【００２６】図３は、図１に示した入力部内の入力バッ
ファ制御部の具体的な構成を表わしたものである。入力
バッファ間制御機能を実現するための入力バッファ制御
部１０７は、図１に示した入力バッファ１０６から送ら
れてくるＡＴＭセルのアドレス情報を受信したりこれに
対する応答を行う受信判定部１３１を備えている。受信
判定部１３１の出力側には図１における第１〜第４の出
力部１０３₁〜１０３ ₄にそれぞれ対応する形で、第１
〜第４の滞留セルカウント部１３４₁〜１３４ ₄が配置
されている。受信判定部１３１は、入力バッファ１０６
から送られてくるＡＴＭセルのアドレス情報を基にし
て、ＡＴＭセルが第１〜第４の出力部１０３₁〜１０３
₄のどれに送信されるかの識別を行う。そして、この識
別結果を入力バッファ１０６に応答する。また、そのＡ
ＴＭセルが仮に第１の出力部１０３ ₁に送信するもので
あると応答した場合には、第１の滞留セルカウント部１
３４ ₁を“１”だけカウントアップする。

【００２７】第１〜第４の滞留セルカウント部１３４₁
〜１３４₄の出力側には滞留セル数しきい値超チェック
部１３５と、輻輳情報交換部１３６と、送信可能判定部
１３７および送信選択部１３８が配置されている。送信
選択部１３８は、送信可能判定部１３７より送信規制が
行われた出力部１０３以外の出力部１０３をラウンドロ
ビン形式で平等に選択し、選択されたセル送信指示を入
力バッファ１０６へ通知する。

【００２８】今、第１の出力部１０３₁が通知されたも
のとする。この場合には、第１の滞留セルカウント部１
３４₁を“１”だけカウントダウンする。また、送信可
能判定部１３７から送信可能な出力部１０３がないと指
示された場合には、入力バッファ１０６へ空きセルの送
信を指示することになる。

【００２９】滞留セル数しきい値超チェック部１３５
は、第１〜第４の滞留セルカウント部１３４₁〜１３４
₄より、入力バッファ１０６の第１〜第４の出力部用バ
ッファ１１６₁〜１１６₄に滞留しているセル数の情報
の確認を行う。また、これら第１〜第４の出力部用バッ
ファ１１６₁〜１１６₄に滞留しているセル数が、所定
のしきい値を越えていないかどうかのチェックを行う。
このしきい値は、図１に示した入力バッファ輻輳情報収
集・通知部１０４に輻輳を通知するか否かの判定に使用
される。チェックされた情報は、輻輳情報交換部１３６
に通知される。滞留セル数しきい値超チェック部１３５
は、また第１〜第４の出力部用バッファ１１６₁〜１１
６₄の滞留セル数が“０”かそれ以外かの確認を行う。
そして、その確認結果を示す情報を送信可能判定部１３
７に通知する。

【００３０】輻輳情報交換部１３６は、滞留セル数しき
い値超チェック部１３５からの入力バッファ１０６の第
１〜第４の出力部１０３₁〜１０３₄へ送信するセルの
しきい値超情報を、スイッチ部１０１から与えられるタ
イミングに合わせて入力バッファ輻輳情報収集・通知部
１０４に通知する。また、出力バッファ輻輳情報収集・
通知部１０５から第１〜第４の出力部１０３₁〜１０３
₄への送信規制信号と入力バッファ輻輳情報収集・通知
部１０４から各入力部１０２₁〜１０２₄での各出力部
１０３₁〜１０３₄に送信するセルのしきい値超情報を
受信する。

【００３１】例えば、出力バッファ輻輳情報収集・通知
部１０５から第３の出力部１０３₃の送信停止指示を受
けて、入力バッファ輻輳情報収集・通知部１０４から他
の入力部で第１の出力部１０３₁へ送信するＡＴＭセル
がしきい値を超えていると通知を受けたものとする。こ
の場合、自身の入力バッファ１０６の第１の出力部用バ
ッファ１１６₁の滞留セルがしきい値を越えていなけれ
ば、第１および第３の出力部１０３₁、１０３₃への送
信停止を送信可能判定部１３７に通知することになる。
送信可能判定部１３７は、輻輳情報交換部１３６から送
信の停止が指示された出力部１０３と滞留セル数しきい
値超チェック部１３５から送信可能なＡＴＭセルが
“０”であることの通知を受けた出力部１０３に対し
て、送信が不可であることを通知する。

【００３２】入力バッファ輻輳情報収集・通知部１０４
は、第１〜第４の入力部１０２₁〜１０２₄の間で互い
の情報交換ができるように、これらの入力部１０２₁〜
１０２₄の入力バッファ１０６の輻輳情報を収集し、そ
の情報を多重化してこれらの入力部１０２₁〜１０２₄
に通知するようになっている。

【００３３】次に以上のような構成の入出力バッファ併
用型ＡＴＭスイッチについてその動作を具体的に説明す
る。本実施例の入出力バッファ併用型ＡＴＭスイッチ
で、図１に示す各入力部１０２₁〜１０２₄内の入力バ
ッファ制御部１０７に配置された輻輳情報交換部１３６
（図３）は、図１に示す出力バッファ輻輳情報収集・通
知部１０５から各出力部１０３₁〜１０３₄への送信規
制信号を受信する。そして、各出力部１０３₁〜１０３
₄から送信停止の指示が行われているかを確認する。

【００３４】今、輻輳情報交換部１３６が、出力バッフ
ァ輻輳情報収集・通知部１０５から第１の出力部１０３
₁に対する送信停止の指示を受信しているものとする。
この送信停止の指示が解除されるまで、輻輳情報交換部
１３６は第１の出力部１０３ ₁に対するＡＴＭセルの送
出を停止するように送信可能判定部１３７に指示する。
送信可能判定部１３７はこの第１の出力部１０３₁に対
するＡＴＭセル送出停止指示を受けると、送信選択部１
３８に対して第１の出力部１０３₁に対するＡＴＭセル
の送出停止を指示する。送信選択部１３８は、入力バッ
ファ１０６からスイッチ部１０１に対してＡＴＭセルを
１セル送信する周期ごとに、第１〜第４の出力部１０３
₁〜１０３₄のいずれにセルを送出するかをラウンドロ
ビン方式で平等に選択している。この状態で第１の出力
部１０３₁に対するＡＴＭセル送出停止の指示を受ける
と、送信選択部１３８は第１の出力部１０３₁をその選
択論理から除外し、第１の出力部１０３₁に対して入力
バッファ１０６からＡＴＭセルが送出されないように設
定する。

【００３５】その間に入力バッファ１０６が第１の出力
部１０３₁宛のＡＴＭセルを受信すると、第１の出力部
用バッファ１１６₁にＡＴＭセルが書き込まれ、第１の
滞留セルカウント部１３４₁のカウント値がカウントア
ップされる。したがって、第１の滞留セルカウント部１
３４₁のカウント値は、入力バッファ１０６が第１の出
力部１０３₁宛のＡＴＭセルを受信するたびに増加し続
けることになる。

【００３６】滞留セル数しきい値超チェック部１３５
は、第１の滞留セルカウント部１３４ ₁のカウント値
を、しきい値と常に比較している。そして、そのカウン
ト値がしきい値を越えると第１の出力部１０３₁へ送信
すべき滞留セル数がしきい値を越えたことを輻輳情報交
換部１３６に通知する。輻輳情報交換部１３６はこの通
知を受けると、第１の出力部用バッファ１１６₁の輻輳
を、入力バッファ輻輳情報収集・通知部１０４（図１）
に通知する。

【００３７】図４は、この入力バッファ輻輳情報収集・
通知部が送受信する信号のタイミングを表わしたもので
ある。次の動作説明に移る前に、この入力バッファ輻輳
情報収集・通知部１０４の送受信する信号のタイミング
を説明する。この図の（ｅ）に示すタイミングパルス信
号１５１と同図（ｆ）に示すタイミングクロック１５２
は、共に図１に示すスイッチ部１０１から供給される信
号である。図４（ａ）〜（ｄ）は、図１に示す各入力部
１０２₁〜１０２₄内の入力バッファ制御部１０７の輻
輳情報信号１５３₁〜１５３₄を表わしている。これら
の輻輳情報信号１５３₁〜１５３₄は、それぞれＡＴＭ
セルを１セル送出するタイムスロットごとに輻輳状態か
未輻輳状態を示す信号である。

【００３８】同図（ｇ）に示す入力部輻輳情報多重信号
１５４は、これらタイムスロットにおける輻輳情報信号
１５３₁〜１５３₄の１つでも輻輳状態を示していると
きに輻輳状態を示し、すべてが未輻輳状態のときのみ未
輻輳状態となる信号である。例えばＡＴＭセルのＮ周期
目の第１の周期に割り当てられた区間では、輻輳情報信
号１５３₁〜１５３₄のすべてが未輻輳なので、入力部
輻輳情報多重信号１５４は未輻輳の状態となる。また、
輻輳情報信号１５３₁がＡＴＭセルの次の（Ｎ＋１）周
期目には輻輳状態に移行しているので、この（Ｎ＋１）
周期目の第１の周期に割り当てられた区間では、入力部
輻輳情報多重信号１５４が輻輳状態となる。タイミング
パルス信号１５１およびタイミングクロック１５２は、
各入力部の入力バッファ制御部１０７へ入力部輻輳情報
多重信号１５４を送信するためのタイミングを定める信
号として用いている。すなわち、タイミングパルス信号
１５１はそれぞれの入力部１０２₁〜１０２₄からスイ
ッチ部１０１へＡＴＭセル１２３を１セルずつ送出する
周期の開始を示すタイミング信号であり、タイミングク
ロック１５２は、前記したタイムスロットを示す信号で
ある。本実施例では第１〜第４の入力部１０２₁〜１０
２₄がそれぞれＡＴＭセル１２３を送出するようになっ
ているので、タイミングパルス信号１５１が１つ発生す
る周期でタイミングクロック１５２が４クロック分発生
するようになっている。

【００３９】入出力バッファ併用型ＡＴＭスイッチの動
作について再び説明を続ける。図１に示した第１の入力
部１０２₁の輻輳情報交換部１３６（図３）では、第１
の出力部用バッファ１１６₁（図２）にセルが溜まり、
滞留セル数しきい値超チェック部１３５で管理している
しきい値を越えてしまっている。そこで、第１の入力部
１０２₁では図４（ａ）に示すように輻輳情報信号１５
３₁における第１の出力部１０３₁に対するタイムスロ
ットを、ＡＴＭセルのＮセル周期目から（Ｎ＋１）周期
目で、未輻輳状態から輻輳状態に変更する。そして、こ
の変更情報を入力バッファ輻輳情報収集・通知部１０４
へ送信する。

【００４０】入力バッファ輻輳情報収集・通知部１０４
は、ＡＴＭセルのＮセル周期目における第１の出力部１
０３₁のタイムスロットで各入力部１０２₁〜１０２₄
の輻輳情報信号１５３₁〜１５３₄が未輻輳だったの
で、前記したようにこのときには入力部輻輳情報多重信
号１５４を未輻輳状態にしてこれらの入力部１０２₁〜
１０２₄に送信している。ＡＴＭセルが（Ｎ＋１）周期
目では第１の入力部１０２₁の輻輳情報信号１５３₁が
輻輳状態になっている。したがって、第１の出力部用バ
ッファ１１６₁（図２）で輻輳が発生しているような入
力部１０２が存在することをそれぞれの入力部１０２に
通知するため、図４（ｇ）に示す入力部輻輳情報多重信
号１５４を輻輳状態に設定する。そして、この入力部輻
輳情報多重信号１５４を各入力部１０２₁〜１０２₄に
送信する。

【００４１】ここで、ＡＴＭセルの（Ｎ＋１）周期目の
始めで出力バッファ輻輳情報収集・通知部１０５から各
入力部１０２₁〜１０２₄への第１の出力部１０３₁へ
のセル送出停止の指示が解除されたものとする。各入力
部１０２₁〜１０２₄の輻輳情報交換部１３６では、第
１の出力部１０３₁へのセル送出停止の指示が解除され
たので、もう１つの送信規制要因である入力部輻輳情報
多重信号１５４（図４（ｇ））における第１の出力部１
０３₁についてのタイムスロットを確認する。第１の入
力部１０２₁以外の入力部１０２₂〜１０２₄における
送信可能判定部１３７では、輻輳情報交換部１３６から
受信した入力部輻輳情報多重信号１５４の第１の出力部
１０３₁についてのタイムスロットが輻輳であること
と、滞留セル数しきい値超チェック部１３５から第１の
出力部用バッファ１１６₁が未輻輳であることの通知を
受ける。そして、第１の出力部１０３₁へのセル送信の
権利がないものと判定して、送信選択部１３８に対して
第１の出力部１０３₁へのセルの送信の停止を指示す
る。

【００４２】第１の入力部１０２₁の送信可能判定部１
３７では、輻輳情報交換部１３６から受信した入力部輻
輳情報多重信号１５４の第１の出力部１０３₁について
のタイムスロットが輻輳であることと、滞留セル数しき
い値超チェック部１３５から第１の出力部用バッファ１
１６₁が輻輳であることの通知を受けて、第１の出力部
１０３₁へのセル送信権があると判定する。そして、送
信選択部１３８に対して第１の出力部１０３₁へのセル
送信が可能であることを指示する。

【００４３】第１の入力部１０２₁の送信選択部１３８
では、第１の出力部１０３₁へのセル送信をラウンドロ
ビン選択に組み入れて、他の出力部１０３₂〜１０３₄
へのセル送信と同等にセル送信を再開する。この状態で
は、第１の出力部１０３₁へセルの送信が可能な入力部
は第１の入力部１０２₁のみである。したがって、第１
の出力部１０３₁に対するセルの送信を専有することが
できることになる。すなわち、第１の出力部１０３₁へ
のセル送信が第１の出力部１０３₁へのセル受信よりも
多い状態となり、第１の出力部用バッファ１１６₁の滞
留セル数は徐々に減少することになる。

【００４４】第１の入力部１０２₁の滞留セル数しきい
値超チェック部１３５では、第１の滞留セルカウント部
１３４₁（図３）から通知される滞留セル数を常時モニ
タしている。そして、輻輳発生と判定するしきい値より
も若干少ない値となる輻輳解除しきい値と比較する。そ
して、第１の滞留セルカウント部１３４₁から通知され
るセル数がこの輻輳解除しきい値よりも小さくなると、
輻輳情報交換部１３６および送信可能判定部１３７にこ
れを通知する。第１の入力部１０２₁の輻輳情報交換部
１３６が、滞留セル数しきい値超チェック部１３５から
ＡＴＭセルのＭ周期目で第１の出力部１０３₁の輻輳解
除の通知を受けたとする。この場合には、入力バッファ
輻輳情報収集・通知部１０４（図１）へ送信する輻輳情
報信号１５３₁（図４（ａ））のＡＴＭセルの図示しな
い（Ｍ＋１）周期目から、第１の出力部１０３₁のタイ
ムスロットを輻輳状態らか未輻輳状態に変更する。

【００４５】入力バッファ輻輳情報収集・通知部１０４
では、（Ｍ＋１）セル周期目に輻輳情報信号１５３₁に
おける第１の出力部１０３₁についてのタイムスロット
が未輻輳になり、すべての輻輳情報信号１５３₁〜１５
３₄についてそれらの第１の出力部１０３₁についての
タイムスロットが未輻輳になったのを確認すると、入力
部輻輳情報多重信号１５４の第１の出力部１０３₁につ
いてのタイムスロットを輻輳状態から未輻輳状態に変更
して、各入力部１０２₂〜１０２₄へ送信する。

【００４６】これら第１〜第４の入力部１０２₂〜１０
２₄の送信可能判定部１３７では、輻輳情報交換部１３
６から受信した入力部輻輳情報多重信号１５４の第１の
出力部１０３₁についてのタイムスロットが未輻輳状態
であるとの通知を受けると、第１の出力部１０３₁への
セル送出規制要因がすべて無くなったと判定する。そし
て、送信選択部１３８に対して第１の出力部１０３₁へ
のセル送信が可能であることを通知する。送信選択部１
３８では、第１の出力部１０３₁へのセル送信をラウン
ドロビン選択に組み入れ、他の出力部１０３₂〜１０３
₄へのセル送信と同等にセル送信を再開する。これによ
り、全部の入力部１０２₁〜１０２₄から第１の出力部
１０３₁へのセル送信が再開される。

【００４７】このような本実施例の入出力バッファ併用
型ＡＴＭスイッチでは、各入力部１０２₁〜１０２₄の
第１の出力部用バッファ１１６₁の容量が３０セルで、
滞留セル数しきい値超チェック部１３５で輻輳と判定す
るしきい値が２０セルで、滞留セル数しきい値超チェッ
ク部１３５で未輻輳と判定するしきい値が８セルである
とする。また、図４に示した（Ｎ＋１）セル周期目で出
力バッファ輻輳情報収集・通知部１０５（図１）から第
１の出力部１０３₁へのセル送信が解除された後に、第
１の受信部１１２（図２）が１秒当たりに受信可能なセ
ル数が１２セルで、１秒当たりの第１の入力部１０２₁
で受信する第１の出力部１０３₁宛のセルが６セル、そ
の他の入力部１０２₂〜１０２₄で受信する第１の出力
部１０３ ₁宛のセルが１秒当たり０セルであるとする。
更に、Ｎセル周期目の第１の入力部１０２₁の第１の滞
留セルカウント部１３４₁（図３）のカウント値が２０
セルで、その他の入力部１０２₂〜１０２₄の第１の滞
留セルカウント部１３４₁のカウント値が１２セルであ
るとする。

【００４８】図５は、このようなモデルケースを想定し
た場合の入力バッファ間制御機能が存在しない入出力バ
ッファ併用型ＡＴＭスイッチについて、その各入力部の
第１の滞留セルカウント部１３４₁の推移を表わしたも
のである。この図に示すようにＮセル周期の４秒後に第
１の入力バッファ１０２₁で、２セルのセル廃棄が発生
する。すなわち、受信セル数から送信セル数を差し引い
た３セル分ずつ滞留セルが増加しているので、４秒後に
本来では滞留セル数が“３２”となるべきところ、第１
の出力部用バッファ１１６₁の容量が３０セルなので、
超過した２セルが廃棄されることになる。

【００４９】図６はこれに対してこのモデルケースにお
いて、入出力バッファ併用型ＡＴＭスイッチの各入力部
の滞留セルカウント部のカウント値の推移を表わしたも
のである。本実施例に相当するこの入出力バッファ併用
型ＡＴＭスイッチでは、セル廃棄が発生することなくＮ
セル周期目の６秒後に第１の入力部１０２₁以外の入力
部１０２₂〜１０２₄で、第１の出力部用バッファ１１
６₁に滞留セルが無くなる。そして、第１の入力部１０
２₁についてもＮセル周期目の１０秒後に第１の出力部
用バッファ１１６₁に滞留セルが無くなって、通常の動
作に復旧している。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、入
力バッファ制御手段が各入力部の入力バッファ間で輻輳
の度合いを情報交換させることで、輻輳している入力バ
ッファがある場合には輻輳していない入力バッファから
の送信を規制して輻輳している入力バッファの送信を優
先させるようにして、入力バッファ全体の使用効率を高
め、輻輳している入力バッファでのセル廃棄率を低減す
ることにしたので、通信回線のデータ廃棄率にこれが反
映し、信頼性の高い通信回線を提供することができる。

【００５１】また、スイッチ内で輻輳が発生しないよう
なトラヒックをかけている状態でセルの廃棄が発生する
といったイリーガルな状態を回避することができるの
で、通信ネットワークの管理が容易になるという利点も
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における入出力バッファ併用
型ＡＴＭスイッチのブロック図である。

【図２】図１に示した入力部の入力バッファの具体的な
構成を表わしたブロック図である。

【図３】図１に示した入力部内の入力バッファ制御部の
具体的な構成を表わしたブロック図である。

【図４】入力バッファ輻輳情報収集・通知部が送受信す
る信号のタイミングを表わしたタイミング図である。

【図５】入力バッファ間制御機能が存在しない入出力バ
ッファ併用型ＡＴＭスイッチについてその各入力部の第
１の滞留セルカウント部の推移を表わした説明図であ
る。

【図６】入出力バッファ併用型ＡＴＭスイッチの各入力
部の滞留セルカウント部のカウント値の推移を表わした
説明図である。

【図７】従来提案された入出力バッファ併用型ＡＴＭス
イッチの回路構成を表わしたブロック図である。

【符号の説明】

１０１スイッチ部１０２入力部１０３出力部１０４入力バッファ輻輳情報収集・通知部１０５出力バッファ輻輳情報収集・通知部１０６入力バッファ１０７入力バッファ制御部１０８出力バッファ１０９出力バッファ制御部１１６出力部用バッファ１１８空きセル生成部１３４滞留セルカウント部１３５滞留セル数しきい値超チェック部１３６輻輳情報交換部１３７送信可能判定部１３８送信選択部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の入力ポートおよび複数の出力ポー
トを備え入力ポートに入力されたＡＴＭセルをそれぞれ
指定された出力ポートに出力するＡＴＭスイッチ部と、前記複数の入力ポートに１つずつ接続され、入力される
ＡＴＭセルを入力バッファに格納した後、前記複数の出
力ポートのいずれかを指定して前記ＡＴＭセルスイッチ
部に送出する入力部と、前記複数の出力ポートに１つずつ接続され、前記ＡＴＭ
スイッチ部から送られてきたＡＴＭセルを出力バッファ
に格納した後、出力する出力部と、前記入力部の入力バッファ間で各々の輻輳の度合いを情
報交換させ、輻輳している入力バッファがある場合には
輻輳していない入力バッファからの送信を規制して輻輳
している入力バッファの送信を優先させる入力バッファ
制御手段とを具備することを特徴とする入出力バッファ
併用型ＡＴＭスイッチ。
【請求項２】前記入力バッファ制御手段は、前記入力
バッファごとに前記出力バッファのそれぞれへ送信する
ＡＴＭセルの滞留セル数を予め定めたしきい値と比較す
る比較手段と、これらの比較手段の比較結果を集め、滞
留セルがしきい値を越えている入力バッファを出力バッ
ファ別に確認してこれらの情報をそれぞれの入力バッフ
ァに通知する通知手段とを有する入力バッファ輻輳情報
収集・通知手段を備えており、前記入力バッファは、セルがしきい値を越えて滞留して
いる入力バッファが存在する出力バッファをこの入力バ
ッファ輻輳情報収集・通知手段からの情報により判別
し、自身がその出力バッファへ送信するセルの滞留セル
数がしきい値を越えていない場合にその自身のセルの送
信を停止するセル送信停止手段を具備することを特徴と
する請求項１記載の入出力バッファ併用型ＡＴＭスイッ
チ。
【請求項３】前記輻輳発生を比較判定するためのしき
い値の他に、輻輳の解除を比較判定するための他のしき
い値が設定されることを特徴とする請求項２記載の入出
力バッファ併用型ＡＴＭスイッチ。