JP2002158708A - スイッチ装置、通信装置及び通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 大容量で高速なルーティングを行う。 【解決手段】 マトリクススイッチ２１は、パケット内
に設けられた、出力方路情報を含むタグにもとづいて、
パケットのセルフルーティングを行う。セレクタ２２−
１〜２２−ｎは、マトリクススイッチ２１のＮ個の出力
ポートＰ＃１〜Ｐ＃Ｎに対応して配置され、Ｎ：１のセ
レクト制御を行う。設定レジスタ２３−１〜２３−ｎ
は、セレクタ２２−１〜２２−ｎが信号選択を行うため
のセレクト情報を保持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スイッチ装置、通
信装置及び通信システムに関し、特にパケットのルーテ
ィングを行うスイッチ装置、マルチキャスト通信を行う
通信装置及び多数の回線を収容して、通信制御を行う通
信システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、インタ―ネットの急激な普及に伴
って、大容量で効率的なＩＰ（Internet Protocol）ト
ラフィックの需要が急増しており、高速かつ大容量のル
ーティング装置の実現が望まれている。

【０００３】ルーティング装置では、ネットワ―ク上の
目的アドレスまでの転送経路を選択する際、マルチキャ
スト通信などを行う場合には、パケットコピーの動作を
伴う。

【０００４】従来のパケットコピー技術では、まず、受
信したパケットを一度バッファへ蓄積する。そして、パ
ケット内の識別子をキ―に、あらかじめ用意してあるル
ーティングテーブルから出力方路を検索する。その後、
取得した出力方路情報にしたがってバッファからの読み
出しを行うことで、１つのパケットを複数の出力方路へ
送信していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
従来のパケットコピーを行うルーティング装置では、大
容量のトラフィックを高速で処理する場合、非常に多数
の回線を収容する必要があるため、パケットタイプや出
力方路毎に装備するキュ―が膨大な数になり、また、ル
ーティングテーブルも大規模になってしまうといった問
題があった。

【０００６】一方、ＩＰフレームのルーティングを行う
場合、可変長のフレームが入力するため、Packet by Pa
cketの処理ではなく、フレームを意識した処理を行わな
ければならない。

【０００７】すなわち、ＡＴＭの固定長パケット（セ
ル）を対象にするPacket by Packetの処理では、セルに
は最初から行き先アドレスが示されているので、ルーテ
ィング時に送信順序の逆転が生じてもよく、セルを独立
に扱うことができる。

【０００８】ところが、ＩＰトラフィックの場合、可変
長フレームを固定長パケットに分割してルーティングす
る際に、分割時のパケットの順序を保証する必要がある
ため、パケットを独立して扱うことができない。

【０００９】このように、ＩＰトラフィックのマルチキ
ャスト等の処理を行う場合、装置内では、可変長フレー
ムを固定長パケットに分割して扱うために、バッファへ
の蓄積・読み出し時に、フレーム生成時のパケットの連
続性を保証する必要がある。さらに、その上にマルチキ
ャスト通信等を考慮すると、従来技術ではバッファのア
ドレス管理が非常に複雑になってしまい、高速処理の妨
げになるといった問題があった。

【００１０】本発明では、このような点に鑑みてなされ
たものであり、大容量で高速なルーティングを行うスイ
ッチ装置を提供することを目的とする。また、本発明の
他の目的は、効率よく再帰的なマルチキャストを行う通
信装置を提供することを目的とする。

【００１１】さらに、本発明の他の目的は、大容量で高
速なルーティングを行い、かつ効率よく再帰的なマルチ
キャストを行う通信システムを提供することを目的とす
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するために、図１に示すような、パケットのルーティ
ングを行うスイッチ装置２において、パケット内に設け
られた、出力方路情報を含むタグにもとづいて、パケッ
トのセルフルーティングを行うマトリクススイッチ２１
と、マトリクススイッチ２１のＮ個の出力ポートＰ＃１
〜Ｐ＃Ｎに対応して配置したＮ：１のセレクタ２２−１
〜２２−ｎと、セレクタ２２−１〜２２−ｎが信号選択
を行うためのセレクト情報を保持する設定レジスタ２３
−１〜２３−ｎと、から構成されるパケットコピー部２
０と、を有することを特徴とするスイッチ装置２が提供
される。

【００１３】ここで、マトリクススイッチ２１は、パケ
ット内に設けられた、出力方路情報を含むタグにもとづ
いて、パケットのセルフルーティングを行う。セレクタ
２２−１〜２２−ｎは、マトリクススイッチ２１のＮ個
の出力ポートＰ＃１〜Ｐ＃Ｎに対応して配置したＮ：１
のセレクタである。設定レジスタ２３−１〜２３−ｎ
は、セレクタ２２−１〜２２−ｎが信号選択を行うため
のセレクト情報を保持する。

【００１４】また、図７に示すような、パケット通信を
行う通信装置５０において、入力した可変長のフレーム
を固定長の複数のパケットに分割し、フレームのマルチ
キャストを行う場合には、先頭パケットのみに、マルチ
キャストを行う旨のマルチキャスト識別情報を、マルチ
キャスト情報として付与するマルチキャスト情報付与手
段１１と、入力回線側からのパケットまたはループバッ
クされたパケットのいずれかを選択するパケット選択手
段１２と、選択されたパケットのマルチキャスト識別情
報を認識して出力方路を検索し、出力方路情報を含むタ
グの変換を行うタグ変換手段１３と、から構成される入
力回線インタフェース部１と、パケットを格納するパケ
ットバッファに対し、フレーム連続性を保証するスケジ
ューリングを行って、パケットの書き込み及び読み出し
を行うスケジューリング処理手段３２と、パケットバッ
ファから読み出されたパケットを、入力回線インタフェ
ース部１へループバックするループバック手段３３と、
パケットを結合してフレームを生成し、該当する出力方
路から出力するパケット結合手段３４と、から構成され
る出力回線インタフェース部３と、を有することを特徴
とする通信装置５０が提供される。

【００１５】ここで、マルチキャスト情報付与手段１１
は、入力した可変長のフレームを固定長の複数のパケッ
トに分割し、フレームのマルチキャストを行う場合に
は、先頭パケットのみに、マルチキャストを行う旨のマ
ルチキャスト識別情報を、マルチキャスト情報として付
与する。パケット選択手段１２は、入力回線側からのパ
ケットまたはループバックされたパケットのいずれかを
選択する。タグ変換手段１３は、選択されたパケットの
マルチキャスト識別情報を認識して出力方路を検索し、
出力方路情報を含むタグの変換を行う。スケジューリン
グ処理手段３２は、パケットを格納するパケットバッフ
ァに対し、フレーム連続性を保証するスケジューリング
を行って、パケットの書き込み及び読み出しを行う。ル
ープバック手段３３は、パケットバッファから読み出さ
れたパケットを、入力回線インタフェース部１へループ
バックする。パケット結合手段３４は、パケットを結合
してフレームを生成し、該当する出力方路から出力す
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は本発明のスイッチ装置の原
理図である。スイッチ装置２は、マトリクススイッチ２
１とパケットコピー部２０から構成され、パケットのル
ーティングを行う。

【００１７】マトリクススイッチ２１は、Ｎ×Ｎのマト
リクス状のスイッチであり、Ｎ本の入力ラインｉＬ＃１
〜ｉＬ＃Ｎと接続し、Ｎ個の出力ポートＰ＃１〜Ｐ＃Ｎ
を持つ。

【００１８】そして、入力ラインｉＬ＃１〜ｉＬ＃Ｎか
ら送られてきた入力パケットに対し、パケット内に設定
された、出力方路情報（パケットが向かうべき、１つの
出力先が示された情報）を含むタグ（TAG）にもとづい
て、パケットのセルフルーティングを行い、該当するポ
ートＰ＃１〜Ｐ＃Ｎからパケットを出力する。

【００１９】パケットコピー部２０は、セレクタ２２−
１〜２２−ｎと設定レジスタ２３−１〜２３−ｎから構
成される。セレクタ２２−１〜２２−ｎは、マトリクス
スイッチ２１のＮ個の出力ポートＰ＃１〜Ｐ＃Ｎに対応
して配置しており、入力数：出力数がＮ：１のセレクタ
である。すなわち、各セレクタの入力側は、ポートＰ＃
１〜Ｐ＃Ｎのすべてと接続し、各セレクタの出力側は、
出力ラインｏＬ＃１〜ｏＬ＃Ｎのそれぞれと接続する。

【００２０】設定レジスタ２３−１〜２３−ｎは、セレ
クタ２２−１〜２２−ｎが信号選択を行うためのセレク
ト情報を保持し、セレクタ２２−１〜２２−ｎに対して
信号選択指示を行う。なお、セレクト情報は、上位のソ
フトウェアから指示される。

【００２１】このように、パケットコピー部２０では、
ポートＰ＃１〜Ｐ＃Ｎから入力されたパケットを、Ｎ列
に配置したすべてのセレクタ２２−１〜２２−ｎに入力
し、上位からの指示にもとづいて、各セレクタにてポー
トを選択してパケットを出力する。

【００２２】このようなスイッチ装置２の構成により、
入力するすべてのパケットに対してコピーを行うことが
可能になる。例えば、ポートＰ＃１からのパケットを、
出力ラインｏＬ＃１〜ｏＬ＃３から出力する場合、設定
レジスタ２３−１〜２３−３では、上位から指示された
ポートＰ＃１の識別子を保持する。

【００２３】そして、セレクタ２２−１〜２２−３は、
この設定にしたがって、信号を選択することにより、マ
トリクススイッチ２１にてポートＰ＃１にセルフルーテ
ィングされたすべてのパケットが、パケットコピー部２
０にて出力ラインｏＬ＃１〜ｏＬ＃３から出力されるこ
とになる。

【００２４】次にスイッチ装置２が実現するＡＰＳ（Au
tomatic Protection Switching）制御について説明す
る。ＡＰＳとは、第１の系と第２の系の両系から入力さ
れるデータに対し、１つの共通制御部（ここではスイッ
チ装置２に該当）でいずれか一方の系のデータだけを取
り込んで処理し、第１の系と第２の系の両系から、処理
後のデータを出力する機能のことをいう。

【００２５】図２はPer−Line収容時のＡＰＳを示す図
である。スイッチ装置２に対し、入力側のWorkingとPro
tectionそれぞれに回線インタフェース部１００ａ、１
００ｂが設けられ、出力側のWorkingとProtectionそれ
ぞれに回線インタフェース部３００ａ、３００ｂが設け
られる。そして、ラインＬ＃１（ＡＣＴ）はWorking
に、ラインＬ＃１（ＳＢＹ）はProtectionに収容されて
いる。

【００２６】このような構成上でのＡＰＳ制御では、ま
ずラインＬ＃１（ＳＢＹ）からのパケットは、回線イン
タフェース部１００ｂによって廃棄され、スイッチ装置
２にはラインＬ＃１（ＡＣＴ）からのパケットのみが入
力される。

【００２７】その後、スイッチ装置２内で、セルフルー
ティング、パケットコピーが実行されて、Workingの回
線インタフェース部３００ａ及びProtectionの回線イン
タフェース部３００ｂから同一パケットが出力される。

【００２８】図３はMulti−Line収容時のＡＰＳを示す
図である。Multi−Line収容として、４回線収容の場合
を示している。スイッチ装置２に対し、入力側のWorkin
gとProtectionそれぞれに回線インタフェース部１００
ｃ、１００ｄが設けられ、出力側のWorkingとProtectio
nそれぞれに回線インタフェース部３００ｃ、３００ｄ
が設けられる。

【００２９】ラインＬ＃１（ＡＣＴ）、ラインＬ＃２
（ＳＢＹ）、ラインＬ＃３（ＡＣＴ）、ラインＬ＃４
（ＳＢＹ）はWorkingに、ラインＬ＃１（ＳＢＹ）、ラ
インＬ＃２（ＡＣＴ）、ラインＬ＃３（ＳＢＹ）、ライ
ンＬ＃４（ＡＣＴ）はProtectionに収容されている。

【００３０】このような構成上でのＡＰＳ制御では、ラ
インＬ＃２（ＳＢＹ）とラインＬ＃４（ＳＢＹ）からの
パケットは、回線インタフェース部１００ｃによって廃
棄され、WorkingからはラインＬ＃１（ＡＣＴ）とライ
ンＬ＃３（ＡＣＴ）からのパケットのみが入力される。

【００３１】また、ラインＬ＃１（ＳＢＹ）とラインＬ
＃３（ＳＢＹ）からのパケットは、回線インタフェース
部１００ｄによって廃棄され、Protectionからはライン
Ｌ＃２（ＡＣＴ）とラインＬ＃４（ＡＣＴ）からのパケ
ットのみが入力される。

【００３２】その後、スイッチ装置２内で、セルフルー
ティング、パケットコピーが実行されて、Workingの回
線インタフェース部３００ｃ及びProtectionの回線イン
タフェース部３００ｄから同一パケットが出力される。

【００３３】このように、Per−Line収容、Multi−Line
収容にかかわらず、コピーされたパケットを、入力側で
廃棄した系と同一の出力側の系にも出力することで、Ａ
ＰＳ制御が実現される。

【００３４】次に装置二重化制御について説明する。上
記のＡＰＳでは回線インタフェース部の入力段でパケッ
トが廃棄されているが、装置二重化制御ではスイッチ装
置２の入力段でパケットが廃棄される。

【００３５】図４は装置二重化制御を示す図である。ス
イッチ装置２に対し、入力側のWorkingとProtectionそ
れぞれに回線インタフェース部１０１−１〜１０１−
ｍ、１０２−１〜１０２−ｍが設けられ、出力側のWork
ingとProtectionそれぞれに回線インタフェース部３０
１−１〜３０１−ｍ、３０２−１〜３０２−ｍが設けら
れる。

【００３６】Protection配下のラインからのパケット
は、スイッチ装置２の入力段で廃棄される。そして、Wo
rking配下のラインのパケットに関してのみ、スイッチ
装置２へ入力される。

【００３７】その後、スイッチ装置２内で、セルフルー
ティング、パケットコピーが実行されて、Workingの回
線インタフェース部３０１−１〜３０１−ｍ及びProtec
tionの回線インタフェース部３０２−１〜３０２−ｍか
らパケットが出力される。

【００３８】次にスイッチ装置２が実現するＳＮＯＰ
（Snooping of Outgoing Port）制御について説明す
る。ＳＮＯＰとは、共通制御部で処理を行った後、通常
の出力方路の他に、試験機へつながる方路にもパケット
を出力する機能のことをいう。このＳＮＯＰ制御によ
り、運用中に装置の動作状態を把握することができる。

【００３９】図５はＳＮＯＰを示す図である。スイッチ
装置２に対し、入力方路側に回線インタフェース部１０
３−１〜１０３−ｎが設けられ、出力方路側に回線イン
タフェース部３０３−１〜３０３−ｎが設けられる。ま
た、回線インタフェース部３０４の出力は試験機３１０
へと接続している。

【００４０】このような構成に対し、全入力Ｎ方路から
のパケットは、スイッチ装置２に入力し、スイッチ装置
２内で、セルフルーティング、パケットコピーが実行さ
れる。そして、回線インタフェース部３０３−１〜３０
３−ｎから出力Ｎ方路へパケットが出力される。また、
回線インタフェース部３０４を介して、コピーされたパ
ケットが試験機３１０へ送信される。

【００４１】以上説明したように、本発明のスイッチ装
置２は、Ｎ×Ｎのマトリクススイッチ２１とパケットコ
ピー部２０を設けて、セルフルーティング及びパケット
コピー処理を行う構成とした。

【００４２】これにより、多数の回線を収容した場合で
も、大規模なキュ―やルーティングテーブルを設置する
必要がないので、ハードウェア量を軽減でき、高速かつ
大容量のルーティングを行うことが可能になる。また、
本発明のスイッチ装置２の構成により、ＡＰＳ制御、装
置二重化制御、ＳＮＯＰ制御を容易に実現することが可
能になる。

【００４３】次に本発明の通信システムについて説明す
る。図６は通信システムの構成を示す図である。通信シ
ステム５は、入力回線インタフェース部１−１〜１−ｎ
（総称して、入力回線インタフェース部１）と、入力バ
ッファ４１−１〜４１−ｎ（総称して、入力バッファ４
１）と、出力回線インタフェース部３−１〜３−ｎ（総
称して、出力回線インタフェース部３）と、出力バッフ
ァ４２−１〜４２−ｎ（総称して、出力バッファ４２）
と、スイッチ部２（上述のスイッチ装置２に該当）とか
ら構成される。

【００４４】なお、入力回線インタフェース部１−１〜
１−ｎはそれぞれ、入力方路ｉＨＷ＃１〜ｉＨＷ＃Ｎと
接続し、出力回線インタフェース部３−１〜３−ｎはそ
れぞれ、出力方路ｏＨＷ＃１〜ｏＨＷ＃Ｎと接続する。

【００４５】図７は入力／出力回線インタフェース部の
構成を示す図である。同一番号の入力方路と出力方路に
対する、入力回線インタフェース部と出力回線インタフ
ェース部は、ハードウェアの構成上、同じ１つのＬＳＩ
（本発明の通信装置に該当する）上に展開される。

【００４６】例えば、図６で、入力回線インタフェース
部１−１と出力回線インタフェース部３−１は、１つの
ＬＳＩ中に含まれる。他の回線インタフェース部も同様
である。

【００４７】通信装置５０の入力回線インタフェース部
１に対し、マルチキャスト情報付与手段１１は、入力し
た可変長のフレームを固定長の複数のパケットに分割
し、フレームのマルチキャストを行う場合には、先頭パ
ケットのみにマルチキャスト情報として、マルチキャス
トを行う旨のマルチキャスト識別情報を付与する（マル
チキャストを行うか否かの１ビット情報である）。

【００４８】パケット選択手段１２は、マルチキャスト
情報付与手段１１から出力されたパケット、または出力
回線インタフェース部３からループバックされてきたパ
ケットのいずれか一方を選択し、タグ変換手段１３へ送
信する。

【００４９】タグ変換手段１３は、パケット選択手段１
２から出力されたマルチキャスト対象のパケット（以
下、マルチキャストパケットと呼ぶ）に対し、マルチキ
ャスト識別情報を認識し、出力方路を後述の検索テーブ
ルを用いて検索する。そして、パケットのタグを、検索
した出力方路情報を含むタグに変換する（すなわち、旧
タグが付いていたらこれを落とし、次の出力先の出力方
路を示す新タグをあらたに付加するということ）。

【００５０】通信装置５０の出力回線インタフェース部
３に対し、ヘッダ抽出手段３１は、スイッチ部２でルー
ティングやコピー処理されたパケットを受信して、パケ
ットからヘッダを抽出する。

【００５１】スケジューリング処理手段３２は、パケッ
トを格納するパケットバッファを有し、フレーム連続性
（フレーム生成時のパケットの連続性）を保証するスケ
ジューリングを行って、パケットの書き込み及び読み出
しを行う。このスケジューリング処理により、パケット
のインターリーブを回避できる。

【００５２】ループバック手段３３は、パケットバッフ
ァから読み出されたパケットを、入力回線インタフェー
ス部１へループバックする。パケット結合手段３４は、
パケットを結合してフレームを生成し、該当する出力方
路からパケットを出力する。

【００５３】次にマルチキャスト情報付与手段１１につ
いて説明する。図８はマルチキャスト情報付与手段１１
の構成を示す図である。マルチキャスト情報付与手段１
１は、分岐手段１１ａ、分割バッファ手段１１ｂ、ヘッ
ダ生成手段１１ｃ、パケット生成手段１１ｄから構成さ
れる。

【００５４】分岐手段１１ａは、入力方路ｉＨＷから送
られてきた可変長フレーム（マルチキャスト対象のフレ
ームとする）を受信し、ペイロード部分とヘッダ部分に
分岐する。そして、ペイロード部分は、分割バッファ手
段１１ｂへ、ヘッダ部分はヘッダ生成手段１１ｃへ送信
する。なお、以降では、マルチキャスト対象のフレーム
をマルチキャストフレームと呼ぶ。

【００５５】分割バッファ手段１１ｂは、ペイロードを
蓄積し、分割して出力する。ここで、ペイロードの分割
バッファ手段１１ｂへの書き込みは、パリティチェッ
ク、フレーム長チェックが正常確認された後に書き込み
完了となり、完了時にはバッファ書き込み完了フラグを
セットする。

【００５６】ヘッダ生成手段１１ｃは、バッファ書き込
み完了フラグがセットされた時に、ヘッダ内にあるパケ
ットを識別するためのパケット識別子（以下、ＰＩＤ）
を検索キーとして、マルチキャスト識別テーブルＴ１よ
り、１ビットのマルチキャスト識別情報ｍＩＤを獲得す
る。また、これらの処理と並行して、ヘッダ内の各種情
報にもとづいて、固定長パケット用のヘッダを生成す
る。

【００５７】パケット生成手段１１ｄは、分割バッファ
手段１１ｂで分割されたペイロードと、ヘッダ生成手段
１１ｃから送信される固定長パケット用のヘッダ及びマ
ルチキャスト識別情報ｍＩＤを受信して、固定長のパケ
ットを生成する。

【００５８】また、マルチキャスト識別情報ｍＩＤは、
先頭パケットのみに付与し（先頭パケットのペイロード
領域に格納させる）、フレームの先頭パケットを示す識
別子はパケットのヘッダ内に格納される。

【００５９】次にタグ変換手段１３について説明する。
図９はタグ変換の様子を示す図である。タグ変換手段１
３は、マルチキャスト対象のフレームを分割して生成さ
れた１フレームを構成する固定長パケット群（固定長パ
ケットＰＫとする）を受信する。また、このときの先頭
パケットから、マルチキャスト識別情報ｍＩＤを取得す
る。

【００６０】タグ変換手段１３は、マルチキャスト識別
情報ｍＩＤにより、マルチキャストパケット（マルチキ
ャストフレーム）であることを認識すると、タグ変換手
段１３内に設置された検索テーブルＴ２を用いて、固定
長パケットＰＫが出力されるべき出力方路を検索する。

【００６１】この場合、受信した固定長パケットＰＫが
何番の回線番号から流れてきたものかは、上位からタグ
変換手段１３に通知されるので、検索動作としては、タ
グ変換手段１３は最初に、自回線番号より後ろの最若番
回線から検索を開始する。例えば、自回線番号が＃７な
らば検索テーブルＴ２の回線番号＃８以降から検索を開
始する。

【００６２】そして、マルチキャスト対象フラグに
“１”が立っている回線番号が、出力方路となる。例え
ば、図では回線番号＃８２に“１”が立っているので、
固定長パケットＰＫは、回線番号＃８２の出力方路から
出力されることになる。

【００６３】タグ変換手段１３は、上記のような検索を
して得た出力方路情報である新しいタグを、固定長パケ
ットＰＫに付与する。ここでは、ＴＡＧ＝８２の出力方
路情報を含むタグを固定長パケットＰＫに付与する。

【００６４】また、検索手順としては、自回線番号より
後ろの最若番回線から検索を順に開始した後は、最後に
自回線番号に戻るようにする。例えば、自回線番号が＃
７なら、回線番号＃８から＃Ｎまで順に検索を開始し、
次に回線番号＃１に戻って最後に自回線番号＃７の検索
を行う。

【００６５】さらに、検索テーブルＴ２を引いての検索
処理は、マルチキャスト識別情報ｍＩＤを含む先頭パケ
ットを認識した時のみに行えばよく、後続の分割パケッ
トには、検索して得た結果を含むタグを、順次書き換え
ていけばよい。

【００６６】このように、上記の説明では、マルチキャ
スト情報付与手段１１がマルチキャスト識別情報ｍＩＤ
を付与し、タグ変換手段１３が検索テーブルＴ２を用い
て出力方路を検索することで、マルチキャスト方路にパ
ケットを転送する構成とした。

【００６７】次にマルチキャスト方路にパケットを転送
する他の実施の形態について説明する。他の実施の形態
では、マルチキャスト情報付与手段１１が、マルチキャ
スト情報として、マルチキャスト識別情報ｍＩＤに加え
て、マルチキャストすべき方路が示されたマルチキャス
ト方路情報を付与する。マルチキャスト方路情報とは、
検索テーブルＴ２の内容と同じであり、マルチキャスト
すべき出力方路にビットが立っているビットマップ情報
のことである。

【００６８】このマルチキャスト方路情報を、マルチキ
ャスト元の入力回線インタフェース部１で、先頭パケッ
トに最初の段階で付与する。そして、通過ブロックでの
タグ変換手段１３では、このマルチキャスト方路情報に
もとづいてタグ変換していく。このような構成により、
マルチキャスト方路にパケットを転送する制御を行って
もよい。

【００６９】また、このような制御を行う場合、転送中
にマルチキャスト方路情報に誤りが発生する可能性があ
る。したがって、マルチキャスト方路情報の付与時に
は、ＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）等の誤り訂正
符号も同時に付与する。これにより、タグ変換手段１３
では、マルチキャスト方路情報の正常性をチェックする
ことができる。

【００７０】次にヘッダ抽出手段３１について説明す
る。図１０はヘッダ抽出手段３１の動作手順を示すフロ
ーチャートである。 〔Ｓ１〕受信したマルチキャストフレームの先頭パケッ
トから、ペイロード領域に格納されているマルチキャス
ト識別情報ｍＩＤを取得する。 〔Ｓ２〕取得したマルチキャスト識別情報ｍＩＤに対し
て、ビット＝１であるならば、マルチキャストフラグを
セットし、後述の書き込み制御手段にマルチキャスト識
別情報等が含まれるヘッダ情報を転送する。 〔Ｓ３〕同一フレーム内の先頭以外のパケットについて
は、マルチキャストフラグにしたがって、書き込み制御
手段にヘッダ情報を転送する。

【００７１】次にスケジューリング処理手段３２につい
て説明する。図１１はスケジューリング処理手段３２の
構成を示す図である。スケジューリング処理手段３２
は、パケットバッファ３２ａ、書き込み制御手段３２
ｂ、フレーム組立て手段３２ｃ、読み出し制御手段３２
ｄから構成される。

【００７２】また、書き込み制御手段３２ｂは、空きア
ドレスキューＱ１を含み、フレーム組立て手段３２ｃ
は、ユニキャスト用キューＱ２とマルチキャスト用キュ
ーＱ３を含み、読み出し制御手段３２ｄは、ユニキャス
ト用キューＱ４とマルチキャスト用キューＱ５を含む。
なお、ここでのユニキャスト用とは回線出力側を、マル
チキャスト用とはループバック側を対象にしたものであ
る。

【００７３】書き込み制御手段３２ｂは、ヘッダ抽出手
段３１から送信されたヘッダ情報にもとづいて、パケッ
トバッファ３２ａへのパケット書き込みが可能であるか
否かを判断する。書き込み可能であれば、空きアドレス
キューＱ１よりＷＡ（WriteAddress）を取得し、パケッ
トバッファ３２ａと、フレーム組立て手段３２ｃへＷＡ
を送信する。

【００７４】パケットバッファ３２ａは、受信したＷＡ
にしたがって、ヘッダ抽出手段３１から送信されたパケ
ットを書き込む。フレーム組立て手段３２ｃは、空きア
ドレスキューＱ１からのＷＡにしたがって、ユニキャス
ト用キューＱ２においてＷＡのチェーンを形成させる。
そして、１フレーム分のＷＡのキューイングが完了した
時点で、組立て情報を読み出し制御手段３２ｄへ送信す
る。すなわち、１フレーム分の各パケットのＷＡがキュ
ーイングされたら、１フレームの組立てが完了したもの
として、これらのＷＡを組立て情報として送信する。

【００７５】読み出し制御手段３２ｄは、組立て情報を
受信すると、ループバックを行う場合、マルチキャスト
用キューＱ５において、ＳＧＲＰ（scheduling group）
毎に、組立て情報であるＷＡにもとづいて、ＷＡチェー
ンを形成させる。

【００７６】そして、ユニキャスト用キューＱ４からの
ＲＡ（Read Address）の発行がなく、かつ後述のループ
バック手段３３からのバックプレッシャ通知（後述のル
ープバックＦＩＦＯがｆｕｌｌの時に出力される信号）
がない場合に、マルチキャスト用キューＱ５は、パケッ
トバッファ３２ａへＲＡを送信する。

【００７７】すなわち、マルチキャスト用キューＱ５で
形成したＷＡチェーンをＲＡとして用いることで、パケ
ットバッファ３２ａに書き込まれた１フレーム分のパケ
ットの読み出し制御を行う。また、このＲＡを、パケッ
トバッファ３２ａから読み出し制御を行ったことを示す
読み出し情報として、フレーム組立て手段３２ｃへ送信
する。

【００７８】パケットバッファ３２ａは、マルチキャス
ト用キューＱ５からのＲＡにしたがって、パケットの読
み出しを行い、ループバック手段３３へパケットとルー
プバック情報（ループバックされたパケットであるか否
かを知らせる信号）を送信する。なお、この場合のパケ
ットは、ループバック・パケットである。

【００７９】フレーム組立て手段３２ｃは、読み出し情
報を受信すると、マルチキャスト用キューＱ３におい
て、ＳＧＲＰ毎に、読み出し情報であるＲＡを再度ＷＡ
としてＷＡのチェーンを形成させる。そして、１フレー
ム分のＷＡのキューイングが完了した時点で、これを組
立て情報として読み出し制御手段３２ｄへ送信する 読み出し制御手段３２ｄは、組立て情報を受信すると、
ユニキャストを行う場合、ユニキャスト用キューＱ４に
おいて、組立て情報であるＷＡからＷＡチェーンを形成
させる。そして、ＷＡチェーンの形成後、ユニキャスト
用キューＱ４は、ＷＡチェーンをＲＡとして、パケット
バッファ３２ａへ送信する。また、このＲＡを読み出し
情報として書き込み制御手段３２ｂへ送信する。

【００８０】パケットバッファ３２ａは、読み出し制御
手段３２ｄから受信したＲＡにしたがって、パケットの
読み出しを行い、ループバック手段３３へパケットとル
ープバック情報を送信する。

【００８１】書き込み制御手段３２ｂでは、読み出し情
報を受信すると、１フレーム分のパケットの回線側出力
及びループバック側出力のそれぞれに対するスケジュー
リング制御が完了したものとして、該当するＲＡに対応
するＷＡの解放を行う。そして、空きアドレスキューＱ
１のＷＡチェーンを更新する。

【００８２】なお、読み出し制御手段３２ｄは、ループ
バック手段３３からバックプレッシャ通知を受信した場
合には、パケットバッファ３２ａからのパケット読み出
しを停止する。これにより、後述のループバックＦＩＦ
Ｏの輻輳を軽減できる。

【００８３】なお、スケジューリング処理手段３２は、
上記で説明したスケジューリング処理を、ＱＯＳ（Qual
ity Of Service）クラスにしたがって、優先度の高いも
のから行うことで、ＱＯＳを保証した制御を行うことも
可能である。

【００８４】次にループバック手段３３について説明す
る。図１２はループバック手段３３の構成を示す図であ
る。ループバック手段３３は、振り分け手段３３ａ、ル
ープバックＦＩＦＯ３３ｂ、フレームカウンタ３３ｃか
ら構成される。

【００８５】振り分け手段３３ａは、スケジューリング
処理手段３２からのループバック情報にもとづいて、パ
ケットをループバックＦＩＦＯ３３ｂ、または後述のパ
ケット結合手段３４のいずれかへ送信する。

【００８６】例えば、ループバック情報が“１”なら
ば、受信したパケットが、ループバックされたものであ
ることを示し、振り分け手段３３ａは、ループバックＦ
ＩＦＯ３３ｂへ送信する。また、ループバック情報が
“０”ならば、受信したパケットが、ループバックされ
たものでないことを示し、パケット結合手段３４へ送信
する。

【００８７】ループバックＦＩＦＯ３３ｂは、パケット
を受信すると、フレームの先頭パケット及び中間パケッ
トに対しては、ＦＩＦＯへ書き込む際に、ＷＰ（Write
Pointer）とＲＰ(Read Pointer)との比較により、ＦＩ
ＦＯのｆｕｌｌ状態をチェックする。そして、ｆｕｌｌ
状態の場合には、ＦＩＦＯ−ｆｕｌｌフラグをセット
し、スケジューリング処理手段３２へバックプレッシャ
通知を送信する。また、ｆｕｌｌ状態でなければＦＩＦ
Ｏへ書き込む。

【００８８】一方、フレームの最終パケットを書き込む
場合は、上記のｆｕｌｌ状態時の動作のほかに、フレー
ムエンドフラグ及び存在フラグをセットして、後述のパ
ケット選択手段１２へそれらを送信し、フレームカウン
タ３３ｃをインクリメントする。

【００８９】ループバックＦＩＦＯ３３ｂからのパケッ
トの読み出しについては、後述のパケット選択手段１２
からのフレーム読み出し許可通知を契機に、１フレーム
分のパケットを連続的に読み出す。

【００９０】また、フレームの先頭パケット及び中間パ
ケットの読み出し時では、フレームエンドフラグをリセ
ットし、ＲＰとＷＰとの比較により、ＦＩＦＯのｆｕｌ
ｌ状態をチェックし、ｆｕｌｌ状態でなければＦＩＦＯ
のｆｕｌｌフラグをリセットする。

【００９１】フレームの最終パケットを読み出す場合
は、ＲＰの更新／ｆｕｌｌ状態チェックは先頭／中間パ
ケットと同様に行い、さらにフレームエンドフラグをセ
ットして、パケット選択手段１２へフレームエンド通知
を送信する。また、フレームカウンタ３３ｃをデクリメ
ントし、カウント値が０になれば存在フラグ（ループバ
ック・パケットの存在を示すフラグ）をリセットし、パ
ケット選択手段１２への存在通知を解除する。

【００９２】次にパケット選択手段１２について説明す
る。図１３はパケット選択手段１２の構成を示す図であ
る。パケット選択手段１２は、マルチキャスト・スケジ
ューリング処理手段１２ａとパケットセレクタ１２ｂか
ら構成される。

【００９３】マルチキャスト・スケジューリング処理手
段１２ａは、分割バッファ手段１１ｂ（図８で上述）に
１フレーム分のデータが蓄積された時点で、マルチキャ
スト情報付与手段１１から送信されるパケット送出要求
を受信する。さらに、ループバックＦＩＦＯ３３ｂ（図
１２で上述）に１フレーム分のデータが蓄積された時点
で、ループバック手段３３から送信される存在通知を受
信する。

【００９４】すると、マルチキャスト・スケジューリン
グ処理手段１２ａでは、マルチキャスト情報付与手段１
１から送信されたパケット（回線ハイウェイ・パケッ
ト）と、ループバック手段３３から送信されたパケット
（ループバック・パケット）の調停制御を行って、いず
れのパケットを選択するかの選択信号を生成する。ま
た、マルチキャスト情報付与手段１１とループバック手
段３３それぞれへ、パケット送信許可通知及びフレーム
読み出し許可通知を送信する。

【００９５】なお、調停制御は、通常、回線ハイウェイ
・パケットを最優先とし、１フレーム分のパケットを読
み出した後は、再度調停制御を行う。一方、マルチキャ
スト情報付与手段１１よりパケット送出要求がなく、フ
レームエンド通知があり、かつループバック手段３３か
らの読み出し要求がある場合は、ループバック手段３３
へフレーム読み出し許可通知を送信し、フレームエンド
通知があるまで、１フレーム分のループバック・パケッ
トを選択しつづける。

【００９６】なお、ループバック手段３３からの読み出
し要求が継続し、１フレーム分のループバック・パケッ
トを読み出し終わったときに、マルチキャスト情報付与
手段１１よりパケット送出要求があれば、回線ハイウェ
イ・パケットを選択する。

【００９７】次にパケット結合手段３４について説明す
る。受信したパケットが、マルチキャストフレームの先
頭パケットであれば、ペイロード領域からマルチキャス
ト識別情報ｍＩＤを除いたデータをバッファへ書き込
む。

【００９８】また、中間パケットまたは最終パケットで
あれば、ペイロード領域の全データをバッファに書き込
む。なお、最終パケットを書き込む場合には、エンドフ
ラグをセットし、フレームカウンタをインクリメントす
る。

【００９９】一方、フレームカウンタが１以上の値を示
している場合、先頭からエンドフラグがセットされてい
るアドレスまで読み出しつづける。そして、エンドフラ
グがセットされているアドレスのデータを読み出すと、
エンドフラグをリセットし、フレームカウンタをデクリ
メントする。このような処理によりパケットをフレーム
化して出力することができる。

【０１００】次に再帰マルチキャスト時のパケットの流
れについて例を用いて説明する。図１４は再帰マルチキ
ャストの一例を示す図である。入力回線インタフェース
部１−７では、入力方路ｉＨＷ＃７から入力したフレー
ムをパケット分割し、マルチキャスト識別情報ｍＩＤを
付与し、タグ情報の変換を行う（ＴＡＧ＝８２）。

【０１０１】ＴＡＧ＝８２のパケットは、入力バッファ
４１−７を介してスイッチ部２へ送信され、ＨＷ＃８２
へのルーティング処理が行われる（ユニキャストと同様
の処理）。

【０１０２】ＴＡＧ＝８２のパケットは、出力バッファ
４２−８２を介して出力回線インタフェース部３−８２
へ送信される。出力回線インタフェース部３−８２は、
ＴＡＧ＝８２のパケットを出力方路ｏＨＷ＃８２へ出力
し、かつ入力回線インタフェース部１−８２へループバ
ックさせる。

【０１０３】入力回線インタフェース部１−８２は、入
力方路ｉＨＷ＃８２からのパケットと、ループバックさ
れてきたパケットの調停を行って、ループバックされて
きたパケットを選択する。そして、タグ情報の変換を行
う（ＴＡＧ＝８７）。

【０１０４】ＴＡＧ＝８７のパケットは、入力バッファ
４１−８２を介してスイッチ部２へ送信され、ＨＷ＃８
７へのルーティング処理が行われる（ユニキャストと同
様の処理）。

【０１０５】ＴＡＧ＝８７のパケットは、出力バッファ
４２−８７を介して出力回線インタフェース部３−８７
へ送信される。出力回線インタフェース部３−８７は、
ＴＡＧ＝８７のパケットを出力方路ｏＨＷ＃８７へ出力
し、かつ入力回線インタフェース部１−８７へループバ
ックさせる。

【０１０６】入力回線インタフェース部１−８７は、入
力方路ｉＨＷ＃８７からのパケットと、ループバックさ
れてきたパケットの調停を行って、ループバックされて
きたパケットを選択する。そして、タグ情報の変換を行
う（ＴＡＧ＝７）。

【０１０７】ＴＡＧ＝７のパケットは、入力バッファ４
１−８７を介してスイッチ部２へ送信され、ＨＷ＃７へ
のルーティング処理が行われる（ユニキャストと同様の
処理）。

【０１０８】ＴＡＧ＝７のパケットは、出力バッファ４
２−７を介して出力回線インタフェース部３−７へ送信
される。出力回線インタフェース部３−７は、ＴＡＧ＝
７のパケットを出力方路ｏＨＷ＃７へ出力する。

【０１０９】以上説明したように、本発明の通信装置５
０及び通信システム５は、入力回線側で、フレームをパ
ケットに分割して、マルチキャスト識別情報の付与及び
パケットのタグ変換を行い、出力回線側では、パケット
のループバック及びループバックの際のスケジュ―リン
グを行い、該当の出力方路からパケットを結合して出力
する構成とした。

【０１１０】これにより、効率よく再帰的なマルチキャ
ストを実現することが可能になり、複雑なアドレス管理
が不要となる。また、ハードウェアの回路規模も削減さ
れ、ＬＳＩ開発工程を短縮することが可能になる。

【０１１１】次にパケット転送停止手段について説明す
る。パケット転送停止手段は、回線障害等が検出された
場合に、マルチキャスト方路情報の対応するビット情報
をディセーブルにする。そして、障害発生した回線への
パケット転送を停止する。これにより、正常な回線への
パケット転送のみを継続することが可能になる。

【０１１２】次に再帰マルチキャスト時におけるフレー
ムの逆順発生について説明する。図１５はフレームの逆
順発生を示す図である。入力方路ｉＨＷ＃７から、フレ
ームｆ１→フレームｆ２→フレームｆ３の順に複数のフ
レームが入力し、フレームｆ１〜ｆ３が出力方路ｏＨＷ
＃８２→ｏＨＷ＃８７→ｏＨＷ＃７へマルチキャストさ
れる場合を考える。

【０１１３】このようなマルチキャストツリーに対し、
フレームｆ１が位置Ｌｐｂ１でループバックされた後
に、ＨＷ＃８２が、回線障害等の理由でマルチキャスト
対象から抜けたとする（ｏＨＷ＃８２からのフレーム出
力が閉鎖される）。すると、フレーム転送の流れとして
は、フレームｆ１は、ｉＨＷ＃７→ｏＨＷ＃８２→ｏＨ
Ｗ＃８７→ｏＨＷ＃７の順に転送されるが、パケット転
送停止手段の制御により、後続のフレームｆ２、ｆ３
は、ｉＨＷ＃７→ｏＨＷ＃８７→ｏＨＷ＃７の順に転送
されることになる。

【０１１４】このような場合、フレームｆ１がループバ
ックしている間に（図中、Ａ）、ｏＨＷ＃８７へ向かっ
てフレームｆ２が流れるために、フレームｆ２はフレー
ムｆ１よりも先に到着する可能性があり（図中、Ｐ
点）、ｏＨＷ＃８７へはフレームｆ２、ｆ１、ｆ３の順
序で出力されることになる。その後、フレームｆ２、ｆ
１、ｆ３の順で、位置Ｌｐｂ２でループバックされて、
ｏＨＷ＃７からもフレームｆ２、ｆ１、ｆ３の順序で出
力されることになる。

【０１１５】このように、マルチキャストの実行中、マ
ルチキャストツリーが何らかの要因で変更してしまう
と、フレームの輻輳状態によって、フレームの逆順が発
生してしまうおそれがあった。

【０１１６】次にフレーム逆順発生を防止する本発明の
フレーム転送について説明する。図１６はフレームの逆
順発生を防止した本発明のフレーム転送を示す図であ
る。図１５で上述したマルチキャストツリーに対し、フ
レームｆ１が位置Ｌｐｂ１でループバックされた後に、
ＨＷ＃８２がマルチキャスト対象から抜けた場合、本発
明では、ＨＷ＃８２の回線側から出力されないフレーム
ｆ２を、ＨＷ＃８２へダミーとして一旦転送して位置Ｌ
ｐｂ１でループバックさせる。これにより、Ｐ点に対
し、フレームｆ１→フレームｆ２→フレームｆ３の順に
到着させることができ、フレーム逆順の発生を防止する
ことができる。

【０１１７】すなわち、ＨＷ＃８２がマルチキャストツ
リーから抜けたときに、元のマルチキャスト情報である
ｏＨＷ＃８２→ｏＨＷ＃８７→ｏＨＷ＃７から、即座に
変更後のマルチキャスト情報であるｏＨＷ＃８７→ｏＨ
Ｗ＃７に従うと、図１５で示したようなフレーム逆順が
発生してしまう。

【０１１８】したがって、本発明では、マルチキャスト
ツリーが変更した以後の、ある一定時間の間は、元のマ
ルチキャスト情報の出力方路の流れに従うように制御す
ることで、フレーム逆順発生を防止する。

【０１１９】次に本発明のフレーム順序保証制御手段に
ついて上述の例にもとづいて説明する。図１７、図１８
はフレーム順序保証制御を説明するための図である。図
に示すフレームの状態は、入力回線インタフェース部１
−７のｉＨＷ＃７におけるフレーム到着時の状態を示し
ている。図１７ではフレームｆ１とフレームｆ２のバー
スト間隔が短く、図１８ではフレームｆ１とフレームｆ
２のバースト間隔が長くなっている状態を示している。

【０１２０】ここで、フレームの先頭パケットに付与さ
れているＰＩＤ（パケットＩＤ）を参照して、図１９で
後述するテーブルにアクセスすることで、マルチキャス
ト方路情報を認識することができる。このため、ＰＩＤ
を参照した後に、該当フレームのルーティング制御（マ
ルチキャスト制御）が実行されることになる。

【０１２１】したがって、フレームｆ１のＰＩＤ１の参
照時間と、フレームｆ２のＰＩＤ２の参照時間との間隔
である参照間隔時間ｔｒｅｆは、フレームｆ１のルーテ
ィング制御が開始されてから、次にフレームｆ２がルー
ティング制御されるまでの時間間隔となる。

【０１２２】ここで図１７で、マルチキャスト変更要求
時間ｔｃが図の位置で発生し、時間ｔｌｏｏｐをフレー
ムｆ１のループバックにかかる所要時間とした場合に
は、マルチキャスト情報参照間隔時間ｔｒｅｆ１が、時
間（ｔｃ＋ｔｌｏｏｐ）よりも小さくなるので、図１５
で示したようにＰ点で、フレームｆ１とフレームｆ２の
順序逆転の可能性が生じてくる（フレームｆ１が巡回し
ているときに、フレームｆ２のルーティング制御が実行
されてしまうから）。

【０１２３】一方、図１８のように、マルチキャスト情
報参照間隔時間ｔｒｅｆ２が、時間（ｔｃ＋ｔｌｏｏ
ｐ）よりも大きいときは、図１５で示したＰ点で、フレ
ームｆ１とフレームｆ２の順序逆転が生じることはない
（フレームｆ１の巡回が終了したときに、フレームｆ２
のルーティング制御が実行されるから）。

【０１２４】したがって、フレームｆ１のＰＩＤ１を参
照した後に、マルチキャストツリー変更要求があった場
合、時間ｔｒｅｆと時間（ｔｃ＋ｔｌｏｏｐ）を比較
し、比較結果がｔｒｅｆ＜（ｔｃ＋ｔｌｏｏｐ）のとき
は、フレームｆ２のマルチキャストを、変更後のｏＨＷ
＃８７→ｏＨＷ＃７とはせずに、フレームｆ１で行った
ｏＨＷ＃８２→ｏＨＷ＃８７→ｏＨＷ＃７でフレームｆ
２をマルチキャストする（変更前の古いタイプのマルチ
キャスト情報を適用する）。また、ｔｒｅｆ＞（ｔｃ＋
ｔｌｏｏｐ）のときは、フレームｆ２のマルチキャスト
を、変更後のＨＷ＃８２→ｏＨＷ＃８７→ｏＨＷ＃７で
マルチキャストする（変更後の新規のマルチキャスト情
報を適用する）。

【０１２５】次に時間算出の一般式について説明する。
マルチキャスト情報参照間隔時間をｔｒｅｆ、マルチキ
ャスト変更要求時間をｔｃ、回線削減数をＫ（最初のマ
ルチキャストツリーから抜けた回線の数のこと。上記の
例では、ＨＷ＃８２の１回線が抜けたのでＫ＝１であ
る）、１回線当たりのループバック時間をｔｌｏｏｐと
した場合に、以下の式で表される。

【０１２６】

【数１】 ｔｒｅｆ＞（ｔｃ＋Ｋ×ｔｌｏｏｐ） …（１） を満たさない場合には、フレーム逆転順序が生じる可能
性ありとして、マルチキャストツリー変更後のフレーム
に対し、元のマルチキャスト情報の出力方路の流れに従
うように制御する。また、式（１）を満たす場合には、
フレーム逆転順序が生じる可能性なしとして、マルチキ
ャストツリー変更後のフレームに対し、変更後のマルチ
キャスト情報でのフレーム転送を行う。

【０１２７】また、時間ｔｌｏｏｐの算出式は、各構成
要素（入力回線インタフェース部１、スイッチ部２、出
力回線インタフェース部３など）での信号伝搬の固定遅
延時間の累積値をＤ１、フレームがバッファに滞留する
際の最大の滞留フレームサイズをＤ２（ワーストケース
を考える）、バッファから該当のフレームを読み出す際
のフレーム読み出しレートをＤ３とした場合に、以下の
式

【０１２８】

【数２】 ｔｌｏｏｐ＝Ｄ１＋（Ｄ２／Ｄ３） …（２） で求められる。

【０１２９】図１９は時間管理テーブル及び時刻設定レ
ジスタを示す図である。時間管理テーブルＴ３は、マル
チキャスト対象回線フラグＴ３ａ、前ＰＩＤ参照時刻Ｔ
３ｂ、マルチキャスト変更要求時刻Ｔ３ｃ、回線削減数
Ｔ３ｄ、マルチキャストツリー抜け対象回線フラグＴ３
ｅから構成され、各ＰＩＤ毎にそれぞれの情報が記載さ
れる。

【０１３０】マルチキャスト対象回線フラグＴ３ａは、
マルチキャストすべき回線を示すフラグからなるビット
マップ情報である。前ＰＩＤ参照時刻Ｔ３ｂは、前回の
フレームのＰＩＤの参照時刻が示される。例えば、フレ
ームｆ２の時間管理を行っている場合には、フレームｆ
１のＰＩＤ１を参照した時刻がこの欄に示される。マル
チキャスト変更要求時刻Ｔ３ｃは、上述したマルチキャ
スト変更要求時間ｔｃのことである。回線削減数Ｔ３ｄ
は、上述したマルチキャスト抜けの回線削減数Ｋのこと
である。マルチキャストツリー抜け対象回線フラグＴ３
ｅは、マルチキャスト抜けの回線を示すフラグからなる
ビットマップ情報である。

【０１３１】また、現在時刻設定レジスタＲ１は、装置
内のタイマが一定周期でカウントしているカウント値を
時刻として格納するレジスタであり、この値はＰＩＤ参
照時刻やマルチキャスト変更要求時刻として用いられ
る。時刻設定レジスタＲ２は、上述した１回線当たりの
ループバック時間ｔｌｏｏｐの時刻値を格納するレジス
タである。

【０１３２】ここで、これらのテーブル値を用いて、上
述した例の場合を考えると、フレームｆ１とフレームｆ
２のマルチキャスト情報参照間隔時間ｔｒｅｆは、（現
在時刻レジスタＲ１の設定値）−（前ＰＩＤ参照時刻Ｔ
３ｂの値）により、ｔｒｅｆ＝５０００（＝５０００−
０）、マルチキャスト変更要求時間ｔｃはｔｃ＝１０、
回線削減数ＫはＫ＝１、１回線当たりのループバック時
間ｔｌｏｏｐは時刻設定レジスタＲ２の値である４０９
６である。

【０１３３】したがって、５０００＜１０＋１×４０９
６（＝５００６）となるので、式（１）は満たされず、
フレーム逆転順序が生じる可能性ありとして、元のマル
チキャスト情報の出力方路の流れに従うようにフレーム
ｆ２のルーティング制御（この例では、ＨＷ＃８２へフ
レームｆ２をダミーとして転送する）を行うことにな
る。

【０１３４】なお、上記の例ではフレーム逆順の防止策
を説明するために、フレームｆ１→フレームｆ２→フレ
ームｆ３の順に回線側から入力がある場合に、マルチキ
ャストツリーの変更時に、フレームｆ２→フレームｆ１
→フレームｆ３と逆順するものとして、フレームｆ１と
フレームｆ２に対するフレーム逆順防止について説明し
たが、フレーム輻輳状態によってフレームｆ２→フレー
ムｆ３→フレームｆ１と逆順するような場合でも、本発
明のフレーム順序保証制御をフレームｆ１〜ｆ３に行え
ば、同様にしてフレーム逆順の防止を図ることができ
る。

【０１３５】また、上記の説明では、式（１）の条件を
満たすまで、ダミーとしてのフレームを転送するので、
スイッチ部２でのスイッチ内帯域リソースが必要であ
る。一方、他の実施の形態として、式（１）の条件が満
たす場合にのみ、上位からのマルチキャストツリーの変
更要求を受け付ける構成にしてもよい。このようにすれ
ばダミーフレームが不要なため、スイッチ内の帯域リソ
ースが不要となる。ただし、この場合、式（１）の条件
が満たされるまで、マルチキャストツリーの変更要求情
報を保持しておく必要がある。

【０１３６】次に図１１で説明したスケジューリング処
理手段３２の、他の実施の形態について説明する。図２
０はスケジューリング処理手段３２の他の実施の形態を
示す図である。スケジューリング処理手段３２−１は、
パケットバッファ３２ａ−１、書き込み制御手段３２ｂ
−１、フレーム組立て手段３２ｃ−１、読み出し制御手
段３２ｄ−１から構成される。

【０１３７】また、書き込み制御手段３２ｂ−１は、空
きアドレスキューＱ１−１（ユニキャスト用）、Ｑ１−
２（マルチキャスト用）を含み、フレーム組立て手段３
２ｃ−１は、ユニキャスト用キューＱ２−１とマルチキ
ャスト用キューＱ３−１を含み、読み出し制御手段３２
ｄ−１は、ユニキャスト用キューＱ４−１とマルチキャ
スト用キューＱ５−１を含む。

【０１３８】書き込み制御手段３２ｂ−１は、受信した
パケットがマルチキャストパケットである場合（回線出
力及びループバックを行う場合）、ヘッダ抽出手段３１
から送信されたヘッダ情報にもとづいて、パケットバッ
ファ３２ａ−１へのパケット書き込みが可能であるか否
かを判断する。書き込み可能であれば、空きアドレスキ
ューＱ１−１、Ｑ１−２より２つのＷＡを取得し、パケ
ットバッファ３２ａ−１と、フレーム組立て手段３２ｃ
−１へＷＡを送信する。

【０１３９】パケットバッファ３２ａ−１は、ヘッダ抽
出手段３１から送信された１つのパケットを、受信した
２つのＷＡに書き込む。フレーム組立て手段３２ｃ−１
は、空きアドレスキューＱ１−１からのＷＡにしたがっ
て、ユニキャスト用キューＱ２−１においてＷＡのチェ
ーンを形成させる。また、空きアドレスキューＱ１−２
からのＷＡにしたがって、マルチキャスト用キューＱ３
−１においてＷＡのチェーンを形成させる。

【０１４０】そして、１フレーム分のＷＡのキューイン
グが完了した時点でそれぞれ独立に、読み出し制御手段
３２ｄ−１のユニキャスト用キューＱ４−１及びマルチ
キャスト用キューＱ５−１へ組立て情報を送信する。

【０１４１】ユニキャスト用キューＱ４−１は、組立て
情報を受信すると、ＷＡチェーンをＲＡとして、パケッ
トバッファ３２ａ−１へ送信する。また、このＲＡを読
み出し情報として書き込み制御手段３２ｂ−１へ送信す
る。

【０１４２】一方、マルチキャスト用キューＱ５−１
は、組立て情報を受信すると、ループバック手段３３か
らのバックプレッシャ通知がない場合に、ＷＡチェーン
をＲＡとして、パケットバッファ３２ａ−１へ送信す
る。また、このＲＡを読み出し情報として書き込み制御
手段３２ｂ−１へ送信する。

【０１４３】パケットバッファ３２ａ−１は、ユニキャ
スト用キューＱ４−１から受信したＲＡにしたがって、
パケットの読み出しを行い、ループバック手段３３へパ
ケットとループバック情報を送信する。さらに、マルチ
キャスト用キューＱ５−１から受信したＲＡにしたがっ
て、パケットの読み出しを行い、ループバック手段３３
へパケットとループバック情報を送信する。

【０１４４】書き込み制御手段３２ｂ−１では、読み出
し情報を受信すると、１フレーム分のパケットの回線側
出力及びループバック側出力のそれぞれに対するスケジ
ューリング制御が完了したものとして、該当するＲＡに
対応するＷＡの解放を行う。そして、空きアドレスキュ
ーＱ１−１、Ｑ１−２のＷＡチェーンを更新する。

【０１４５】以上説明したように、変形例であるスケジ
ューリング処理手段３２−１では、ユニキャスト用キュ
ーとマルチキャスト用キューとを独立に制御する構成と
した。これにより、図１１で上述したスケジューリング
処理手段３２のようなユニキャスト用キューとマルチキ
ャスト用キューとを連携して制御した場合に比べて、処
理の複雑さがなくなり、バッファ量は多くなるが処理を
簡易に行うことが可能になる。

【０１４６】次に本発明の通信システム５（通信制御部
５とする）を多段接続して大規模スイッチを構成した多
段スイッチシステムについて説明する。図２１は多段ス
イッチシステムの構成を示す図である。図中、ＩＮＦ部
は、入力回線インタフェース部１または出力回線インタ
フェース部３に対応し、ＢＵＦ部（バッファ部）は、入
力バッファ４１または出力バッファ４２に対応し、Ｎ×
Ｎ＿ＳＷは、入力／出力がＮ回線のスイッチ部２に対応
する。ただし、このＢＵＦ部には、マルチキャスト制御
を行う機能を持たせてある。

【０１４７】多段スイッチシステム６０ａは、通信制御
部５を伝送媒体で複数接続した大規模スイッチシステム
である。図の例では、３段構成となっており、各段の通
信制御部５の台数がＭ台あるため、１段目の回線数はＭ
×Ｎ本、３段目の回線数はＮ×Ｍ本である。

【０１４８】このような構成では、２段目と３段目の入
力側のＩＮＦ部において、各々受信したパケットに対し
てマルチキャスト情報（マルチキャスト識別情報及びマ
ルチキャスト方路情報を含む）の付与を行う。そして、
マルチキャスト情報が付与されたマルチキャストパケッ
トは、スイッチングされて、対応する出回線へコピーさ
れて出力される。

【０１４９】例えば、入回線ｉＨＷ＃１から入力された
パケットを、グループＧａの出回線ｏＨＷ＃１Ａ、ｏＨ
Ｗ＃２Ａ、ｏＨＷ＃３Ａに出力させる場合には、２段目
でマルチキャストを行うことで、コピーされたパケット
がｏＨＷ＃１Ａ、ｏＨＷ＃２Ａ、ｏＨＷ＃３Ａから出力
される。

【０１５０】また、入回線ｉＨＷ＃１から入力されたパ
ケットを、グループＧｂの出回線ｏＨＷ＃１Ｂ、ｏＨＷ
＃２Ｂ、ｏＨＷ＃３Ｂに出力させる場合には、２段目で
のマルチキャストは必要なく、３段目でマルチキャスト
を行うことで、コピーされたパケットがｏＨＷ＃１Ｂ、
ｏＨＷ＃２Ｂ、ｏＨＷ＃３Ｂから出力される。

【０１５１】次に多段スイッチシステムの変形例につい
て説明する。図２２は多段スイッチシステムの変形例の
構成を示す図である。多段スイッチシステム６０ｂは、
入回線／出回線側のみにＩＮＦ部を持ち、ＢＵＦ部を介
してスイッチ部が多段（図の例は３段）接続された構成
となっている。

【０１５２】多段スイッチシステム６０ｂは、ＩＮＦマ
ルチキャスト及ＢＵＦマルチキャストを行う。ＩＮＦマ
ルチキャストとは、ＩＮＦ部で行う上記で説明してきた
マルチキャストのことである。ＢＵＦマルチキャストと
は、多段スイッチシステム６０ｂでのＢＵＦ部で行うマ
ルチキャストのことである。

【０１５３】図２３はマルチキャスト設定テーブルを示
す図である。マルチキャスト設定テーブルＴ４は、ＰＩ
Ｄ毎に、ＩＮＦマルチキャストを行うか否かを示す識別
子（ＵＥＮと呼ぶ）と、ＢＵＦマルチキャストを行うか
否かを示す識別子（ＵＳＰと呼ぶ）と、ループバックを
行うか否かを示す識別子（ＤＥＮと呼ぶ）と、の項目か
ら構成される。

【０１５４】ここで、ＵＥＮ＝１のときはＩＮＦマルチ
キャストが実行される。ＵＳＰ＝１のときはＢＵＦマル
チキャストが実行される。また、ＤＥＮ＝１のときはル
ープバックが実行される。ただし、ＤＥＮの識別子情報
は、ＢＵＦマルチキャスト対象のパケットに対して設定
される。そして、これらの識別子の値は、上位からのソ
フトウェア指示で設定される。

【０１５５】図２４は多段スイッチシステム６０ｂの動
作の一例を示す図である。 〔Ｓ１０〕ＩＮＦ部５ａは、入回線ｉＨＷ＃１から入力
したパケットを受信する。そして、このパケットがマル
チキャストすべきパケットである場合、このパケットの
ＰＩＤにもとづいて、マルチキャスト設定テーブルＴ４
を参照し、ＩＮＦマルチキャストまたはＢＵＦマルチキ
ャストのいずれを行うのかを判断する。

【０１５６】ＩＮＦマルチキャストを行う場合には（Ｕ
ＥＮ＝１）、パケットにマルチキャスト方路情報及びタ
グを付与し、さらにマルチキャスト識別情報としてＩＮ
Ｆマルチキャストである旨を示す情報を付与して転送す
る。

【０１５７】一方、ＢＵＦマルチキャストを行う場合に
は（ＵＳＰ＝１）、ＩＮＦ部５ａでは、ＢＵＦ部４ａで
マルチキャスト方路情報等を付与するための空き領域の
確保のみ行い、マルチキャスト方路情報は付与しない。
そして、マルチキャスト識別情報としてＢＵＦマルチキ
ャストである旨を示す情報を付与して転送する。 〔Ｓ１１〕ＢＵＦ部４ａは、ＩＮＦ部５ａからマルチキ
ャストパケットを受信すると、マルチキャスト識別情報
からこのパケットがＢＵＦマルチキャスト対象であるこ
とを認識したとする。すると、マルチキャスト方路情報
を設定して、ＢＵＦ部４ａからマルチキャストを行う
（図では２方路から転送されている）。

【０１５８】なお、マルチキャストは１段目で一括して
行うのではなく、２、３段目で分散して行うことによ
り、各段でのコピーによるスループットの劣化を抑制し
てもよい。

【０１５９】また、マルチキャスト識別情報からＩＮＦ
マルチキャストと認識した場合、コピーはせずに、ユニ
キャストパケットとして、タグを参照してスイッチング
を行って転送する。 〔Ｓ１２〕ＩＮＦ部５ｂ、５ｃは、転送されてきたパケ
ットを受信すると、マルチキャスト識別情報を参照し
て、ＢＵＦマルチキャストされたパケットであることを
認識する。そして、ＩＮＦ部５ｂ、５ｃは、マルチキャ
スト設定テーブルＴ４を参照し、このパケットをループ
バックすべきか否かの判断を行う。

【０１６０】ここで、ＤＥＮ＝１と設定されているもの
とすると、ＩＮＦ部５ｂ、５ｃは、パケットをそれぞれ
出回線ｏＨＷ＃１ａ、１ｂから出力すると同時に、折り
返し転送として、タグを付与してループバックする。さ
らに、ここでは、マルチキャスト識別情報をＩＮＦマル
チキャストに変換する。なお、ＤＥＮ＝０の場合には、
出回線ｏＨＷ＃１ａ、１ｂへ出力のみ行い、ループバッ
クは行わない。

【０１６１】一方、ＩＮＦ部５ｂ、５ｃは、転送されて
きたパケットを受信して、マルチキャスト識別情報か
ら、ＩＮＦマルチキャストあることを認識した場合、マ
ルチキャスト方路情報を参照し、自回線以外のビットが
立っていたら（ｏＨＷ＃１ａ、１ｂ以外の回線にビット
が立っていたら）、タグを付与してループバック処理を
行い、折り返して転送する。 〔Ｓ１３〕ＢＵＦ部４ｂ、４ｃは、ループバックされた
パケットを受信すると、マルチキャスト識別情報からＩ
ＮＦマルチキャストであることを認識し、ユニキャスト
と同様にタグを付与して転送する。なお、マルチキャス
ト識別情報がＢＵＦマルチキャストであれば、ＢＵＦ部
４ｂ、４ｃでマルチキャストされることになる。 〔Ｓ１４〕ルーティングの一方の側のＢＵＦ部４ｄ、４
ｅは、マルチキャスト識別情報によらず、受信したパケ
ットをユニキャストと同様にタグを付与して転送し、パ
ケットは回線ｏＨＷ＃１ｃから出力される。

【０１６２】また、他方のルーティング側のＢＵＦ部４
ｆ、４ｇは、マルチキャスト識別情報によらず、受信し
たパケットをユニキャストと同様にタグを付与して転送
する。 〔Ｓ１５〕ＩＮＦ部５ｄは、ループバックされてきたパ
ケットに対して、ステップＳ１２と同様な処理行い、パ
ケットを回線ｏＨＷ＃１ｄから出力すると同時に、折り
返しが必要な場合にはループバック処理を行う。以降同
様にしてパケットのルーティング制御を行う。

【０１６３】このように、本発明の多段スイッチシステ
ムでは、通信制御部５を多段に接続して、上記のような
ルーティング制御を行う構成とした。これにより、大規
模なスイッチング制御及びマルチキャスト制御を高速に
行うことが可能になる。

【０１６４】（付記１） パケットのルーティングを行
うスイッチ装置において、パケット内に設けられた、出
力方路情報を含むタグにもとづいて、パケットのセルフ
ルーティングを行うマトリクススイッチと、前記マトリ
クススイッチのＮ個の出力ポートに対応して配置した
Ｎ：１のセレクタと、前記セレクタが信号選択を行うた
めのセレクト情報を保持する設定レジスタと、から構成
されるパケットコピー部と、を有することを特徴とする
スイッチ装置。

【０１６５】（付記２） 第１の系と第２の系の両系か
ら入力したパケットに対し、いずれか一方の系のパケッ
トのルーティング及びパケットコピーの処理を行なっ
て、前記第１の系と前記第２の系の両系から、処理後の
パケットを出力するＡＰＳ制御または装置二重化制御を
行うことを特徴とする付記１記載のスイッチ装置。

【０１６６】（付記３）パケットのルーティング及びパ
ケットコピーを行なって、通常の出力方路の他に、試験
機へつながる方路にもパケットを出力するＳＮＯＰ制御
を行うことを特徴とする付記１記載のスイッチ装置。

【０１６７】（付記４） パケット通信を行う通信装置
において、入力した可変長のフレームを固定長の複数の
パケットに分割し、フレームのマルチキャストを行う場
合には、先頭パケットのみに、マルチキャストを行う旨
のマルチキャスト識別情報を、マルチキャスト情報とし
て付与するマルチキャスト情報付与手段と、入力回線側
からのパケットまたはループバックされたパケットのい
ずれかを選択するパケット選択手段と、選択されたパケ
ットの前記マルチキャスト識別情報を認識して出力方路
を検索し、出力方路情報を含むタグの変換を行うタグ変
換手段と、から構成される入力回線インタフェース部
と、パケットを格納するパケットバッファに対し、フレ
ーム連続性を保証するスケジューリングを行って、パケ
ットの書き込み及び読み出しを行うスケジューリング処
理手段と、前記パケットバッファから読み出されたパケ
ットを、前記入力回線インタフェース部へループバック
するループバック手段と、パケットを結合してフレーム
を生成し、該当する出力方路から出力するパケット結合
手段と、から構成される出力回線インタフェース部と、
を有することを特徴とする通信装置。

【０１６８】（付記５） 多数の回線を収容して、通信
制御を行う通信システムにおいて、入力した可変長のフ
レームを固定長の複数のパケットに分割し、フレームの
マルチキャストを行う場合には、先頭パケットのみに、
マルチキャストを行う旨のマルチキャスト識別情報を、
マルチキャスト情報として付与するマルチキャスト情報
付与手段と、入力回線側からのパケットまたはループバ
ックされたパケットのいずれかを選択するパケット選択
手段と、選択されたパケットの前記マルチキャスト識別
情報を認識して出力方路を検索し、出力方路情報を含む
タグの変換を行うタグ変換手段と、から構成される入力
回線インタフェース部と、前記タグにもとづいて、パケ
ットのセルフルーティングを行うマトリクススイッチ
と、前記マトリクススイッチのＮ個の出力ポートに対応
して配置したＮ：１のセレクタ及び前記セレクタが信号
選択を行うためのセレクト情報を保持する設定レジスタ
を含むパケットコピー部と、から構成されるスイッチ部
と、前記スイッチ部から出力されたパケットを格納する
パケットバッファに対し、フレーム連続性を保証するス
ケジューリングを行って、パケットの書き込み及び読み
出しを行うスケジュ―リング処理手段と、前記パケット
バッファから読み出されたパケットを、前記入力回線イ
ンタフェース部へループバックするループバック手段
と、パケットを結合してフレームを生成し、該当する出
力方路から出力するパケット結合手段と、から構成され
る出力回線インタフェース部と、を有することを特徴と
する通信システム。

【０１６９】（付記６） 前記タグ変換手段は、前記マ
ルチキャスト識別情報を認識して出力方路を検索する
際、自回線番号以降の最若番の回線番号から順番に検索
を始めて、最後に前記自回線番号を検索することを特徴
とする付記５記載の通信システム。

【０１７０】（付記７） 前記マルチキャスト情報付与
手段は、先頭パケットのみに、マルチキャストすべき方
路が示されたマルチキャスト方路情報を、前記マルチキ
ャスト情報として、マルチキャスト元で付与することを
特徴とする付記５記載の通信システム。

【０１７１】（付記８） 前記マルチキャスト情報付与
手段は、前記マルチキャスト方路情報を付与する際は、
誤り訂正符号を付与することを特徴とする付記７記載の
通信システム。

【０１７２】（付記９） 前記タグ変換手段は、前記マ
ルチキャスト方路情報を持つパケット転送に対しては、
出力方路の検索をせずに、前記マルチキャスト方路情報
にしたがってタグ変換を行うことを特徴とする付記７記
載の通信システム。

【０１７３】（付記１０） 前記スケジューリング処理
手段は、パケットバッファと、ユニキャスト用キュー
と、マルチキャスト用キューとを有し、ユニキャストパ
ケットとマルチキャストパケットに対して、前記ユニキ
ャスト用キュー及び前記マルチキャスト用キューが連携
した制御を行って、前記パケットバッファのアドレスを
共用して、前記スケジューリング処理を行うことを特徴
とする付記５記載の通信システム。

【０１７４】（付記１１） 前記スケジューリング処理
手段は、ループバック用に読み出した読み出しアドレス
を、再度書き込みアドレスとして、キュー内に前記書き
込みアドレスのチェーンを形成することを特徴とする付
記１０記載の通信システム。

【０１７５】（付記１２） 前記スケジューリング処理
手段は、パケットバッファと、ユニキャスト用キュー
と、マルチキャスト用キューとを有し、ユニキャストパ
ケットとマルチキャストパケットに対して、前記ユニキ
ャスト用キュー及び前記マルチキャスト用キューが独立
した制御を行って、前記パケットバッファのアドレスを
個別に用いて、前記スケジューリング処理を行うことを
特徴とする付記５記載の通信システム。

【０１７６】（付記１３） 前記スケジューリング処理
手段は、ＱＯＳ毎に前記スケジューリング処理を行うこ
とを特徴とする付記５記載の通信システム。 （付記１４） 前記ループバック手段は、ループバック
すべきパケットを格納するメモリを有し、前記メモリが
ｆｕｌｌ状態の時には、前記ｆｕｌｌ状態であることを
通知する信号を、前記スケジューリング処理手段へ送信
することを特徴とする付記５記載の通信システム。

【０１７７】（付記１５） 前記パケット選択手段は、
入力回線側からのパケットまたはループバックされたパ
ケットのいずれかを選択する際に、フレーム単位での調
停制御を行うことを特徴とする付記５記載の通信システ
ム。

【０１７８】（付記１６） 障害が検出された場合に
は、マルチキャスト方路情報の対応するビット情報をデ
ィセーブルにし、障害発生した回線へのパケット転送を
停止するパケット転送停止手段をさらに有することを特
徴とする付記５記載の通信システム。

【０１７９】（付記１７） 前記入力回線インタフェー
ス部は、マルチキャストツリーの変更要求時に、フレー
ム逆順発生を防止するフレーム順序保証制御手段をさら
に有し、前記フレーム順序保証制御手段は、フレームの
ルーティング制御間隔であるマルチキャスト情報参照間
隔時間をｔｒｅｆ、マルチキャスト変更要求時間をｔ
ｃ、回線削減数をＫ、１回線当たりのループバック時間
をｔｌｏｏｐとした場合に、以下の算出式、 ｔｒｅｆ＞（ｔｃ＋Ｋ×ｔｌｏｏｐ） を満たさない場合には、フレーム逆順が生じる可能性あ
りとして、変更要求前のマルチキャスト方路情報にもと
づいてルーティング制御を行い、満たす場合には、変更
要求後のマルチキャスト方路情報にもとづいてルーティ
ング制御を行うことを特徴とする付記５記載の通信シス
テム。

【０１８０】（付記１８） 前記フレーム順序保証制御
手段は、前記算出式が満たされるまで、変更要求前のマ
ルチキャスト方路情報にもとづくルーティング制御とし
て、前記マルチキャストツリーから抜けた回線に、ダミ
ーとしてのフレームを転送することで、フレーム逆順発
生を防止することを特徴とする付記１７記載の通信シス
テム。

【０１８１】（付記１９） 前記フレーム順序保証制御
手段は、前記算出式が満たされる場合にのみ、前記マル
チキャストツリーの変更要求を受け付けて、変更要求後
のマルチキャスト方路情報にもとづいてルーティング制
御を行うことで、フレーム逆順発生を防止することを特
徴とする付記１７記載の通信システム。

【０１８２】（付記２０） 多数の回線を収容して、通
信制御を行う多段スイッチシステムにおいて、入力した
可変長のフレームを固定長の複数のパケットに分割し、
フレームのマルチキャストを行う場合には、先頭パケッ
トのみに、マルチキャストを行う旨のマルチキャスト識
別情報を付与するマルチキャスト情報付与手段と、入力
回線側からのパケットまたはループバックされたパケッ
トのいずれかを選択するパケット選択手段と、選択され
たパケットの前記マルチキャスト識別情報を認識して出
力方路を検索し、出力方路情報を含むタグの変換を行う
タグ変換手段と、から構成される入力回線インタフェー
ス部と、前記タグにもとづいて、パケットのセルフルー
ティングを行うマトリクススイッチと、前記マトリクス
スイッチのＮ個の出力ポートに対応して配置したＮ：１
のセレクタ及び前記セレクタが信号選択を行うためのセ
レクト情報を保持する設定レジスタを含むパケットコピ
ー部と、から構成されるスイッチ部と、前記スイッチ部
から出力されたパケットを格納するパケットバッファに
対し、フレーム連続性を保証するスケジューリングを行
って、パケットの書き込み及び読み出しを行うスケジュ
―リング処理手段と、前記パケットバッファから読み出
されたパケットを、前記入力回線インタフェース部へル
ープバックするループバック手段と、パケットを結合し
てフレームを生成し、該当する出力方路から出力するパ
ケット結合手段と、から構成される出力回線インタフェ
ース部と、から構成される通信制御部と、前記通信制御
部を多段に接続する伝送媒体と、を有することを特徴と
する多段スイッチシステム。

【０１８３】（付記２１） 前記通信制御部は、スイッ
チング前またはスイッチング後のパケットのバッファリ
ング制御及びマルチキャスト制御を行うバッファ部をさ
らに有することを特徴とする付記２０記載の多段スイッ
チシステム。

【０１８４】（付記２２） 前記通信制御部は、前記入
力回線インタフェース部及び前記出力回線インタフェー
ス部を用いてのマルチキャストであるＩＮＦマルチキャ
スト、または前記バッファ部を用いてのマルチキャスト
であるＢＵＦマルチキャストの少なくとも一方のマルチ
キャストを行うことを特徴とする付記２１記載の多段ス
イッチシステム。

【０１８５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のスイッチ
装置は、出力方路情報を含むタグにもとづいて、パケッ
トのセルフルーティングを行うマトリクススイッチと、
マトリクススイッチのＮ個の出力ポートに対応して配置
したＮ：１のセレクタと、で構成した。これにより、大
規模なルーティングテーブルなどを用意することなく、
大容量で高速なルーティングが可能になる。

【０１８６】また、本発明の通信装置は、入力回線側
で、フレームをパケットに分割して、マルチキャスト識
別情報の付与及びパケットのタグ変換を行い、出力回線
側では、パケットのループバック及びループバックの際
のスケジュ―リングを行い、該当の出力方路からパケッ
トを結合して出力する構成とした。これにより、効率の
よい高品質なマルチキャストを行うことが可能になる。

【０１８７】さらに、本発明の通信システムは、スイッ
チ部は、出力方路情報を含むタグにもとづいて、パケッ
トのセルフルーティングを行うマトリクススイッチと、
マトリクススイッチのＮ個の出力ポートに対応して配置
したＮ：１のセレクタと、で構成し、入力回線側では、
フレームをパケットに分割して、マルチキャスト識別情
報の付与及びパケットのタグ変換を行い、出力回線側で
は、パケットのループバック及びループバックの際のス
ケジュ―リングを行い、該当の出力方路からパケットを
結合して出力する構成とした。これにより、大規模なル
ーティングテーブルなどを用意することなく、大容量で
高速なルーティングが可能になり、かつ効率のよい高品
質なマルチキャストを行うことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスイッチ装置の原理図である。

【図２】Per−Line収容時のＡＰＳを示す図である。

【図３】Multi−Line収容時のＡＰＳを示す図である。

【図４】装置二重化制御を示す図である。

【図５】ＳＮＯＰを示す図である。

【図６】通信システムの構成を示す図である。

【図７】入力／出力回線インタフェース部の構成を示す
図である。

【図８】マルチキャスト情報付与手段の構成を示す図で
ある。

【図９】タグ変換の様子を示す図である。

【図１０】ヘッダ抽出手段の動作手順を示すフローチャ
ートである。

【図１１】スケジューリング処理手段の構成を示す図で
ある。

【図１２】ループバック手段の構成を示す図である。

【図１３】パケット選択手段の構成を示す図である。

【図１４】再帰マルチキャストの一例を示す図である。

【図１５】フレームの逆順発生を示す図である。

【図１６】フレームの逆順発生を防止した本発明のフレ
ーム転送を示す図である。

【図１７】フレーム順序保証制御を説明するための図で
ある。

【図１８】フレーム順序保証制御を説明するための図で
ある。

【図１９】時間管理テーブル及び時刻設定レジスタを示
す図である。

【図２０】スケジューリング処理手段の他の実施の形態
を示す図である。

【図２１】多段スイッチシステムの構成を示す図であ
る。

【図２２】多段スイッチシステムの変形例の構成を示す
図である。

【図２３】マルチキャスト設定テーブルを示す図であ
る。

【図２４】多段スイッチシステムの動作の一例を示す図
である。

【符号の説明】

２ スイッチ装置 ２０ パケットコピー部 ２１ マトリクススイッチ ２２−１〜２２−ｎ セレクタ ２３−１〜２３−ｎ 設定レジスタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 瓜生 士郎 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 朝永 博 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 松岡 直樹 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 Ｆターム(参考） 5K030 GA01 HA10 HB14 JA05 KA03 KA15 KX09 KX28 LB05 LD02 LE14 MD02

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パケットのルーティングを行うスイッチ
   装置において、 パケット内に設けられた、出力方路情報を含むタグにも
   とづいて、パケットのセルフルーティングを行うマトリ
   クススイッチと、 前記マトリクススイッチのＮ個の出力ポートに対応して
   配置したＮ：１のセレクタと、前記セレクタが信号選択
   を行うためのセレクト情報を保持する設定レジスタと、
   から構成されるパケットコピー部と、 を有することを特徴とするスイッチ装置。
2. 【請求項２】 第１の系と第２の系の両系から入力した
   パケットに対し、いずれか一方の系のパケットのルーテ
   ィング及びパケットコピーの処理を行なって、前記第１
   の系と前記第２の系の両系から、処理後のパケットを出
   力するＡＰＳ制御または装置二重化制御を行うことを特
   徴とする請求項１記載のスイッチ装置。
3. 【請求項３】 パケット通信を行う通信装置において、 入力した可変長のフレームを固定長の複数のパケットに
   分割し、フレームのマルチキャストを行う場合には、先
   頭パケットのみに、マルチキャストを行う旨のマルチキ
   ャスト識別情報を、マルチキャスト情報として付与する
   マルチキャスト情報付与手段と、入力回線側からのパケ
   ットまたはループバックされたパケットのいずれかを選
   択するパケット選択手段と、選択されたパケットの前記
   マルチキャスト識別情報を認識して出力方路を検索し、
   出力方路情報を含むタグの変換を行うタグ変換手段と、
   から構成される入力回線インタフェース部と、 パケットを格納するパケットバッファに対し、フレーム
   連続性を保証するスケジューリングを行って、パケット
   の書き込み及び読み出しを行うスケジューリング処理手
   段と、前記パケットバッファから読み出されたパケット
   を、前記入力回線インタフェース部へループバックする
   ループバック手段と、パケットを結合してフレームを生
   成し、該当する出力方路から出力するパケット結合手段
   と、から構成される出力回線インタフェース部と、 を有することを特徴とする通信装置。
4. 【請求項４】 多数の回線を収容して、通信制御を行う
   通信システムにおいて、 入力した可変長のフレームを固定長の複数のパケットに
   分割し、フレームのマルチキャストを行う場合には、先
   頭パケットのみに、マルチキャストを行う旨のマルチキ
   ャスト識別情報を、マルチキャスト情報として付与する
   マルチキャスト情報付与手段と、入力回線側からのパケ
   ットまたはループバックされたパケットのいずれかを選
   択するパケット選択手段と、選択されたパケットの前記
   マルチキャスト識別情報を認識して出力方路を検索し、
   出力方路情報を含むタグの変換を行うタグ変換手段と、
   から構成される入力回線インタフェース部と、 前記タグにもとづいて、パケットのセルフルーティング
   を行うマトリクススイッチと、前記マトリクススイッチ
   のＮ個の出力ポートに対応して配置したＮ：１のセレク
   タ及び前記セレクタが信号選択を行うためのセレクト情
   報を保持する設定レジスタを含むパケットコピー部と、
   から構成されるスイッチ部と、 前記スイッチ部から出力されたパケットを格納するパケ
   ットバッファに対し、フレーム連続性を保証するスケジ
   ューリングを行って、パケットの書き込み及び読み出し
   を行うスケジュ―リング処理手段と、前記パケットバッ
   ファから読み出されたパケットを、前記入力回線インタ
   フェース部へループバックするループバック手段と、パ
   ケットを結合してフレームを生成し、該当する出力方路
   から出力するパケット結合手段と、から構成される出力
   回線インタフェース部と、 を有することを特徴とする通信システム。
5. 【請求項５】 前記タグ変換手段は、前記マルチキャス
   ト識別情報を認識して出力方路を検索する際、自回線番
   号以降の最若番の回線番号から順番に検索を始めて、最
   後に前記自回線番号を検索することを特徴とする請求項
   ４記載の通信システム。