JPS63136859A - パケツト交換機 - Google Patents

パケツト交換機

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JPS63136859A
JPS63136859A JP61283739A JP28373986A JPS63136859A JP S63136859 A JPS63136859 A JP S63136859A JP 61283739 A JP61283739 A JP 61283739A JP 28373986 A JP28373986 A JP 28373986A JP S63136859 A JPS63136859 A JP S63136859A
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英一 筒井
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福田 治樹
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 本発明は、音声や動画像等の連続信号通信を行なうパケ
ット交換機において、パケットの受信遅延時間のばらつ
き・変動をなくしてこれを一定遅延時間とするために、
パケットの到着時刻の変動を一定の時間範囲に調整する
ことにより、受信端に於ても、パケット到着時刻の変動
をその一定時間内に収めたものである。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、パケット交換機に関し、特に音声や動画等の
連続信号通信を行うパケット交換機に関するものである
音声や動画等の、いわゆる連続信号通信は、発信端末か
ら着信端末へのパス(呼)が設定されている間、伝達遅
延が一定となる必要がある。
一方、パケット交換網は、音声、動画等の連続信号通信
及びデータ通信等の断続的(バースト的)信号通信を、
同一の交換機で収容できるため、将来の統合網を構成す
る上で極めて有望である。
このようなパケット網では、パケット交換機におけるパ
ケット処理時間の変動や、伝送路へ送出するパケットの
待ち行列などによって、パケットが発信端末から相手端
末へ転送される伝達時間が時々刻々変動する。
そのため、パケット受信端末では、受信したパケットに
遅延時間を付加して、全遅延時間が一定となるようにす
る必要がある。
〔従来の技術〕
従来の音声・データ統合パケット交換網の基本構成例を
第8図(a)に示す。
送話器100の音声信号は、音声パケット送信部101
内のAD変換器102でディジタル信号に変換され、こ
れをパケット組立て部(P^)103で第8図(b)に
示すパケット形式に変換する。この際、パケットにはパ
ケットを組立てる毎に“1”づつ増加するシーケンス番
号(SQ)を付加しておく。これは、後続のパケット交
換機104や伝送路105で生じるビットエラー等によ
るパケット紛失があっても受信側でそれを検出できるよ
うにするためのものである。
一方、データ端末106は、パケットを任意のタイミン
グ、即ち非同期で発生する。データ用パケットは、デー
タエラーを防ぐため、音声とは別のシーケンス番号管理
を行っている。
パケット交換機104は、送話器100からの音声パケ
ットとデータ端末106からのデータパケットを、その
転送ヘッダ(第8図(b))を参照して、所定の出方路
に転送する。
着信端末に到着したパケットは、到着タイミンが様々に
変動するが、これを着信端末の音声パケット受信部10
7の遅延ゆらぎを吸収バッファ(FIFOバッファ)1
08に−HMbiすることによって、遅延時間を一定に
する。この後、パケット分解部109では、バッファ1
08からパケットを取り出し、パケットのヘッダ等を取
り除いてディジタル音声信号を抽出する。この際、パケ
ットのシーケンス番号(SQ)を参照し、シーケンス番
号の抜けを検出したら、無音のパターンを挿入する。最
後に、DA変換器110でディジタル信号をアナログ信
号に変換して、受話器111に出力する。
【発明が解決しようとする問題点〕
従来の音声・データ統合パケット網では、網内のパケッ
トの交換処理が音声信号処理においても非同期であるた
めに、パケット送信部101からパケット受信部107
までのパケットの伝達遅延が不確定である。特に、伝送
路のトラフィック密度が高くなると、パケットの伝送遅
延が急激に増加してしまい、これは、伝送路の速度が敗
Mbps以上の高速であれば大きな問題とはならないが
、伝送路の速度が数百Kbps以下になったりパケット
交換機の中継段数が多くなるとエコー等の重大な問題を
招来することになる。
従って、本発明の目的は、パケット網内を伝送される連
続信号のパケットの伝送遅延時間とその変動を許容範囲
内に収めることのできるパケット交換機を提供すること
に在る。
C問題点を解決するための手段〕 第1図は上記の目的を達成するために、一定周期でパケ
ットスイッチlに到着するパケットの論理チャネル番号
から分配先の出方路対応部2を決定し転送するパケット
交換機の概要図を示したもので、本発明においては特に
各出方路対応部2が、到着パケットに3種類の遅延時間
を与えて伝送路に送出する時間調整部3と、前記一定周
期と同じ周期のパルスを発生するパルス発生回路4と、
このパルス及び前記論理チャネル番号に応じて呼の期待
するシーケンス番号を発生する呼期待シーケンス番号発
生回路5と、前記パケットのシーケンス番号と期待シー
ケンス番号とを比較し、その差が−1,O,+1のとき
だけ、これらに対応して一定の遅延時間が得られるよう
に時間調整部3の遅延時間のいずれかを選択制御する制
御回路6と、を備えている。
〔作   用〕
第1図において、パケ7)スイッチlには組み立てられ
たパケットが一定周期で時間的に前後のゆらぎを伴って
到着するようになっている。このパケットには第2図に
示す如く呼を識別するための論理チャネル番号(LCN
)が付加されており、この論理チャネル番号によりパケ
・ントスイッチ1は分配先の出方路対応部2を決定して
パケ7)を転送する。
出方路対応部2においても上記の一定周期と同一の周期
でパルスを発生するパルス発生回路4が設けられており
、この一定周期のパルス及びパケットの論理チャネル番
号に応じて呼の期待するシーケンス番号が呼期待シーケ
ンス番号発生回路5から発生され、この期待シーケンス
番号と送られて来たパケット内のシーケンス番号とが制
御回路6で比較されて両者の差かえられる。この制御回
路6では“、更にその差に応じて時間調整部3で与えら
れる3種類の遅延時間を選択制御することによりパケッ
トを許可される一定遅延時間内に収め、伝送路へ送出し
ている0以上の動作を、時間を追って示したのが第3図
である。
図において、パケット発生源(図示せず)からは、同期
通信用パケットが周期Tで発生する。このパケットがパ
ケットスイッチ(PSW) Aを通過すると、パケット
スイッチA内での処理時間の変動により、パケットスイ
ッチ1の出口にパケットが現われる時刻は確率的に斜線
で示す範囲内で変動する。
そして、制御回路6で受信パケットのシーケンス番号と
期待シーケンス番号とを比較して、時間調整部3内のい
ずれかの遅延時間でパケットを転送した後、伝送路Aに
出力される。このとき、パケットが伝送路Aに出力され
る時刻の変動範囲は、出方路対応部Aの周期パルスに挟
まれた時間区間Tに収まっている。
次に、伝送路AからのパケットがパケットスイッチBを
通過すると、パケットスイッチBの出口におけるパケッ
トの到着時刻の変動範囲が斜線で示す範囲に広がる。し
かし、これも、出方路対応部Bを通過すると、パケット
が伝送路Bに出力される時刻の変動範囲は、出方路対応
部Bの周期パルスに挟まれた時間区間Tに収まる。
このように、パケットの中継段数が何段あっても、同一
呼のパケットが伝送路を通るタイミングは、各出方路対
応部で一定の遅延時間を与えることによりその伝送路に
接続する出方路対応部の周期パルスに挟まれた一定時間
区間の範囲内に収まる。言い換えると、発着端末から着
信端末までの遅延時間の変動は必ず周期T以下であるこ
とがわかる。
〔実 施 例〕
次に本発明に係るパケット交換機の実施例について説明
する。
第4図は本発明のパケット交換機の一実施例を示すブロ
ック図で、第1図に示した時間調整部3は、縦続接続さ
れた3つのFIFO(First−In  ・F 1r
st−Out)メモリ11〜13と、同期パケット出力
FIFOメモリ14と、FIFOメモリ11〜13への
パケット転送制御を行うスイッチSWI と、で構成さ
れている。
また呼期待シーケンス番号発生回路5は、呼の数に対応
して設けられそれぞれが当該呼の期待するシーケンス番
号を存しパルス発生回路4のパルスによってカウントア
ツプするカウンタESQ−0〜ESfll−N と、こ
れらのカウンタを選択するスイッチSW2と、呼を識別
するためのパケットの論理チャネル番号(LCN)に応
じてスイッチ5112を制御するスイッチ制御ロジック
回路21と、で構成されている。
更に制御回路6はスイッチ蛋2からの期待シーケンス番
号ESQと受信パケット中のシーケンス番号とを比較し
て差を算出する減算器22と、その差に応じてスイッチ
SWIを制御するスイッチ制御ロジック回路23と、で
構成されている。
次に動作を説明すると、まず、出方路対応部2では、回
路21によりパケットのLCN (即ち呼の識別番号)
に応じてスイッチSW2を制御し、関係するカウンタを
カウンタ群ESQ−0〜ESQ−Nから選択する。該カ
ウンタには、当該呼のパケットに期待するシーケンス番
号(ESll)がセントされている。
尚、該カウンタ群は、周期Tの周期パルスが回路4から
発生する毎に、全カウンタを“l”だけカウントアップ
する。
呼を接続した直後は、期待シーケンス番号(ESo)は
不定であり、パケットのシーケンス番号SQと期待シー
ケンス番号ESQは、全く無関係である。
そこで、パケットのシーケンス番号sQがESロー1〜
ESΩ+1の範囲以外の場合は、ロジック回路23がス
イッチSW1をどこにも接続しないことによりそのパケ
ットを廃棄し制御ロジック回路21によって指示されて
いるカウンタに“1″を加算することによって、徐々に
期待シーケンス番号ESoを変化させる。これは最大限
、シーケンス番号のモジェラス分だけ行われる。
こうして一旦、シーケンス番号S口がESQ−1〜ES
Ω+1の範囲に収まれば、以後は安定する。
そして、5Q−25口を減算器22で計算し、■ 5Q
=ESQ+1→パケツトをFrFOllへ転送■ SQ
 = ESQ  → −FIFOL2〃■ SO=ε5
Q−1→ 〃FIFO13−となるようにロジック回路
23がスイッチSWIを切り替える。
又、出方路対応部では、周期Tの周期パルスが発生する
毎にPIFO13の内容を同期パケット出力FIPO1
4へ転送し、PIFOL2の内容をFIFO13へ転送
しPIFOIIの内容をF[FO12へ転送する。一方
、同期パケット出力FIFO14では、その中のパケッ
トを伝送路に次々と送出する。このように時間調整部3
では3種類のパケット遅延時間を設けて第3図に示した
ように遅延時間変動を周期T内に収めている。
次に第5図に示す本発明の別の実施例について説明する
第5図において、第1図に示した時間調整部3は、4つ
のFIFOメモリ30〜33と、これらのうちのいずれ
かを同期パケット出力prpoとして選択するスイッチ
SW3と、このスイッチSW3の位置と所定の位置関係
に設定されるスイッチ蛋4と、で構成されている。
また、呼期待シーケンス番号発生回路5は、パルス発生
回路4によってカウントアツプする共通カウンタ41と
、パケットのシーケンス番号(LCN)に対応したオフ
セット番号を記憶したオフセットテーブル42と、共通
カウンタ41のカウントとオフセットテーブル42のオ
フセットシーケンス番号を加えて呼の期待シーケンス番
号を発生する加算器43と、で構成されている。尚、加
算器44はパケット廃棄時にオフセットテーブル42に
“1°を加算する加算器である。
更に制御回路6は、期待シーケンス番号ESQとシーケ
ンス番号SQの減算を行う減算器51と、この減算値に
より時間調整部3のスイッチ舗3及びSW4を所定の関
係で制御するスイッチ制御ロジック回路52と、減算器
51の出力が−1、O+ + 1のいずれでもないとき
パケットを廃棄しオフセット番号をカウントアップする
ためにスイッチSW5を制御するスイッチ制御ロジック
回路53と、で構成されている。
尚、第4図の出方路対応部の構成では、時間間隔Tの周
期パルス毎に、PIF013−同期パケット出力FIF
014、pXF012→FIF013、FIFOII→
FIFO12の転送を瞬間的に行う必要がある。しかし
FIFOの入出力速度は有限であるため、これには困難
が伴う。
また、多数のカウンタ群を設けるのも困難である。
これを解決するために、第5図の実施例では、時間調整
部3のFIFOを循環式にしている。また第5図では、
同期通信用パケットだけでなく、非同期通信用パケット
を処理するための制御回路60およびスイッチSW6並
びにFIFOメモリ70も含まれている。
次に動作を説明するとパケットスイッチ(psh)1で
は同一の出方路に送出すべきパケットを、同期通信用パ
ケットは端子P1に、非同期通信用パケットは、端子P
Oに出力する。端子POからの非同期通信用パケットは
非同期パケット出力FIFO70へ格納される。
一方、端子P1からの同期通信用パケットは、まず、そ
の論理チャネル番号(LCN)をインデクスとして、オ
フセットテーブル42を参照し、読み出した値(オフセ
ット値)と、共通カウンタ41の値を加算器43で加算
し、呼の期待シーケンス番号ESQとする。ここで、共
通カウンタ41は、周期パルス発生回路4で発生される
、周期Tのパルスによってカウントアップされる。それ
ゆえ期待シーケンス番号ESIIも、周期Tで11″づ
つカウントアツプされる。即ち、パケットスイッチ1か
ら受取るパケットの論理チャネル番号(LCN)に応じ
てオフセット値を切り替えることにより、「オフセット
値+共通カウンタ値」で表わされる期待シーケンス番号
ESQが変化することとなる。しかも、共通カウンタ4
11個をカウントアツプするだけで、全ての論理チャネ
ル番号LCIJに対応する期待シーケンス番号ESQが
同時にカウントアツプされることになる。
そして、制御ロジック回路53では、減算器51から出
力される5Q−ESQの値に応じて、次のような動作を
行なう。
(i ) 5Q−ESQ−÷1.又はOl又は−1であ
ればスイッチSW5の上側を閉じ、下側を開ける。
(ii) 5Q−ESQ=上記以外 であればスイッチ舖5の上側を開いてパケットを廃棄し
、スイッチ謝5の下側を閉じて、現在の論理チャネル番
号(LCN)に対するオフセット値に1′を加算し たものをオフセットテーブル42に書き込む。
呼が接続された直後はESQの値が不定なので上記の(
ii )の状態にあるが、(ii)の操作を繰り返すう
ちに、(i)の条件が満足され、以後、(i)の状態を
継続する。
一方、制御ロジック回路52では、周期Tのパルスが回
路4から発生する毎に、スイッチSW3を接点番号0,
1,2,3,0,1,2.3,0,109.と回転させ
る。そしてスイッチSW3の指しているFIFOが、そ
の時の同期パケット出力FIFOとなり、そこから、接
点番号の増加する順(遅延時間が経過する順)にFIF
O−■、FIFO−11、FIFO−1と対応付けられ
る。即ち、5113が回転する毎にFIFO−1[[−
同期パケット出力FIFO1FIFO−II →FIF
O−1[[、FIFO−1−FIFO−nという転送が
行われたのと同じことになる。
また、ある時点で同期パケット出力FIFOだったもの
は、次の時点ではFIFO−1になるが、その時は当8
亥FIFOのパケットは出力されて空になっている。
制御ロジック回路52は、上記のように、pIp。
30〜33を動的に対応付ける。そして5Q−ESQに
応じてスイッチSW4を次のように操作する。
(i ) 5Q−ESQ−+ lならば、FIFO−1
に対応するFIFO,叩ち、舖3の接点番号+3 にSn2をセ・ントしてパケットを1亥FIFOに転送
する。
(ii)SQ−ε5Q=0ならば、FIFO−■に対応
するFIFO1即ち、籏3の接点番号+2 にSn2をセントしてパケットを該 FIFOに転送する。
(iii) 5Q−ESQ=−1ならば、FIFO−I
IIに対応するFIFO1即ち、Sn3の接点番号+1
にSn2をセントして、パケットを 該FIFOに転送する。
(iv ) 5Q−ESQ−上記以外ならば、上述の如
(舗5でパケットが廃棄されるのでSn2 は無関係である。
尚、制御回路60ではスイッチ舗3で指示されるFIF
Oを同期パケット出力FIFOとみなし、そこにパケッ
トが有る限り、スイッチ舖6を接点2側にセットして、
同期通信用パケットを伝送路に送出する。そして、該F
IFOが空になるとスイッチSW6を接点l側にセット
して、非同期パケット出力FIFOから非同期通信用パ
ケットを取り出して伝送路へ送出する。
第6図には、制御ロジック回路52の構成例を示す、同
期パケット出力用FIFO指定カウンク71で現時点の
同期パケット出力FIFOを指示しスイツチ釦3の接点
番号を出力する。そして加算器72(2ビツトの加算器
)がスイッチSW3の接点番号に “2゛を加算してモ
ジュラス4の加算を実行する。この関係を下記の表に示
す。
表:モジュラス4の加算 第7閏は、第5図の実施例での、伝送路上のパケットの
転送形態を示したものである。この図より、同期Tのパ
ルスが出方路対応部で発生する毎に、先ず同期パケット
群が優先的に転送され、それが終了すると、次の周期パ
ルスが発生するまでの間、非同期パケットが転送される
。次の周期パルスが発生した時点で、非同期パケットが
転送中の場合には、そのパケットの転送が終わるのを待
って同期パケット群の転送が開始される。また、同期パ
ケット群の中での、各パケットの転送順序は、パケット
スイッチ内の処理のゆらぎ等により、固定されない。
尚、上記の各実施例においては同期パケットの長さは任
意である。さらに端末が同期通信用パケットを発生する
周期がT/N (N=1.2.3  ・・・・)であっ
ても、パケットのシーケンス番号(SQ)をパケットN
個毎に1だけ加算するようにすれば、パケットの同期転
送が可能である。このときのシーケンス番号は、次のよ
うになる。
0.0.0・・・O=N個、1,1.1・・・1=N個
、2.2.2・・・2・N個、3.3・・・3・N個、
4.4・・・4=N(固更に、端末における周期T毎の
パケ7)の送信が間欠的に中止されるような場合(音声
が無音のときにパケットの送出を停止する方式など)で
も、送信中止となったパケットの分だけ、パケットシー
ケンス番号をカウントアツプするだけで、本方式を適用
できる。
〔発明の効果〕
本発明のパケット交換機によれば、パケットの発生周期
と同一周期で発生されるパルスにより呼の期待するシー
ケンス番号とパケット転送のシーケンス番号との関係か
らパケットの遅延時間を一定に調整するように構成した
ので、同期通信パケットがパケット交換機を何段中継し
ても、その遅延時荀の変動幅はパルスの発生周期内に収
めることができるとともに、中継一段溝たりの遅延時間
がその周期の2倍の許容範囲内に保証できる効果がある
。従って、同期通信パケットの受信端でのゆらぎ吸収バ
ッファは大幅に小容量化できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係るパケット交換機の原理を示す図、 第2図は本発明で用いられるパケットの形式を示す図、 第3図は本発明の動作原理を説明するための図、第4図
は本発明の一実施例を示すブロック図、第5図は本発明
の別の実施例を示すブロック図、第6図は第5図の実施
例で用いられるスイッチ制御ロジック回路の構成例を示
すブロック図、第7図は伝送路上のパケット転送の形態
を示す図、 第8図(a)及び(b)はそれぞれ従来の音声・データ
統合パケット交換機網の基本構成例及びパケット形式を
示す図、である。 第1図、第4図及び第5図において、 1はパケットスイッチ、 2は出方路対応部、 3は時間調整部、 4はパルス発生回路、 5は呼期待シーケンス番号発生回路、 6は制御回路、を示す。 尚、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)一定周期でパケットスイッチ(1)に到着するパ
    ケットの論理チャネル番号から分配先の出方路対応部(
    2)を決定し転送するパケット交換機において、各出方
    路対応部(2)が、前記パケットに3種類の遅延時間を
    与えて伝送路に送出する時間調整部(3)と、 前記一定周期のパルスを発生するパルス発生回路(4)
    と、 前記パルス及び前記論理チャネル番号に応じて呼の期待
    するシーケンス番号を発生する呼期待シーケンス番号発
    生回路(5)と、 前記呼パケットのシーケンス番号と期待シーケンス番号
    とを比較し、その差が−1、0、+1の時のみ、これら
    に対応して一定の遅延時間が得られるように前記時間調
    整部(3)の遅延時間のいずれかを選択制御する制御回
    路(6)と、 を備えたことを特徴とするパケット交換機。
  2. (2)前記時間調整部(3)が、縦続接続された3つの
    FIFOメモリ(11〜13)及び同期パケット出力F
    IFOメモリ(14)と、前記制御回路(6)の出力に
    応じて前記3つのFIFOメモリ(11〜13)のいず
    れかを選択するスイッチ(SW1)と、で構成されてい
    る特許請求の範囲第1項に記載のパケット交換機。
  3. (3)前記時間調整部(3)が4つのFIFOメモリ(
    30〜33)と、前記制御回路(6)の出力に応じて前
    記FIFOメモリ(30〜33)の1つを同期パケット
    出力FIFOメモリに指定し、残りのFIFOメモリと
    前記同期パケット出力FIFOメモリとで前記3つの遅
    延時間を与えるように切り替えるスイッチ(SW3、S
    W4)と、で構成されている特許請求の範囲第1項に記
    載のパケット交換機。
  4. (4)前記呼期待シーケンス番号発生回路(5)が、前
    記呼のシーケンス番号及び数に対応して設けられ前記パ
    ルス発生回路(4)によって同時にカウントアップする
    カウンタ(ESQ−0〜ESQ−N)と、該カウンタ(
    ESQ−0〜ESQ−N)を切り替えるスイッチ(SW
    2)と、該スイッチ(SW2)を前記呼のシーケンス番
    号に対応して制御する制御ロジック回路(21)と、で
    構成されている特許請求の範囲第1項乃至第3項のいず
    れかに記載のパケット交換機。
  5. (5)前記呼期待シーケンス番号発生回路(5)が、前
    記パルス発生回路4によってカウントアップする共通カ
    ウンタ(41)と、前記呼のシーケンス番号に対応した
    オフセット番号を記憶したオフセットテーブル(42)
    と、前記共通カウンタ(41)のカウンタと前記オフセ
    ット番号を加えて前記呼の期待シーケンス番号を発生す
    る加算器(43)と、で構成されている特許請求の範囲
    第1項乃至第3項のいずれかに記載のパケット交換機。
  6. (6)前記呼期待シーケンス番号発生回路(5)は前記
    オフセットテーブル(42)のオフセット値を1だけ加
    算する加算器(44)を含み、前記制御回路(6)は、
    前記シーケンス番号の差が−1、0、+1以外のとき前
    記加算器(44)の出力により前記テーブル(42)を
    書き替えるように制御する特許請求の範囲第5項に記載
    のパケット交換機。
JP61283739A 1986-11-28 1986-11-28 パケツト交換機 Granted JPS63136859A (ja)

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JPH0448305B2 JPH0448305B2 (ja) 1992-08-06

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06209328A (ja) * 1989-12-23 1994-07-26 Alcatel Nv 正確なセルシーケンスの回復方法およびその出力装置
WO1997042734A1 (fr) * 1996-05-07 1997-11-13 Yamaha Corporation Procede et dispositif de transmission de donnees

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