JPH03254251A - 広帯域交換機における通話路装置 - Google Patents

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〕 広帯域（ＩＳＤＮ等）における広帯域交換機（ＡＴＭ交
換機）の通話路装置の構成に関し、通話路装置における
交換動作を高速化することを目的とし、セル多重された
複数の人・出力ポートを収容する広帯域交換機において
、入力部、制御部、セル交換部としての放送型伝送媒体
、出力部から成り、前記制御部は、前記入力部に到着し
たセルからヘッダ情報を抽出し、該ヘッダ情報を基に出
力ポートを決定し、前記出力部に対し該出力ポートに該
セルの取り込みを指示するとともに、前記入力部ではセ
ル内の情報を前記放送型伝送媒体５入力し、伝送媒体で
のセル通過時間分だけ交換制御を先行して該セルを該当
する出力ポートへ出力するように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、広帯域（ＩＳＤＮ等）における広帯域交換機
（ＡＴＭ交換機）の通話路装置の構成に関するものであ
る。

近年、通信網において高品質な動画像情報を含むマルチ
メディア通信を効率よく実現する広帯域ｌ５ＤＮへの要
求が高まっている。ＣＣＩＴＴでは、ＡＴＭ　（Ａｓｙ
ｎｃｈｒｏｎｏｕｓ　Ｔｒａｎｓｆｅｒ　Ｍｏｄｅ）を
広帯域ｌ５ＤＮを実現する有力技術としてとらえ勧告化
に向は検討を進めている。

ＡＴＶ交換機では、情報を固定長セルに分割し、ユーザ
の要求する情報帯域に応じてセル数を割当て情報を転送
する。そのため、ＡＴＭ交換により、帯域／バースト性
など多様な情報を一元的に扱う単一網構成で広帯域ｌ５
ＤＮを実現でき網の設計・保守・運用の効率化が図れる
こと、バースト情報を統計多重することにより伝送路や
交換機を効率的に利用できる（統計多重効果）こと、等
の可能性を有している。

しかし、複数の人力ボートからのセルをある出力ポート
にスイッチングする場合、セルは交換機に非同期で到着
するため出力ポートでのセルの競合を生じる。それを回
避するため、交換機はバッファを用いた待ち合わせ系と
する必要がある。そノ結果、バッファでの情報遅延や、
バッファのオーバフローによるセル廃棄を生じる可能性
がある。

ＡＴＭ交換機の実現には、その特長である統計多重効果
を損ねることなく、音声・動画通信での遅延品質とデー
タ通信での誤り品質を満足させることが必要である。一
般に、スイッチの内部速度を大きくするほど、統計多重
効果、セル廃棄、遅延特性ともによくなることが知られ
ており、スイッチ動作の高速化が要求されている。

〔従来の技術〕

この種、ＡＴＶ交換機の通話路装置の構成として種々検
討され、提案されている。そのうちセルのヘッダ部を分
離して制御する一例を第８図に示す。

この構成例は、日経エレクトロニクス　１９８８年１月
１１日号の第１３５頁に「浮上してきた次世代ｌ５ＤＮ
ｉｌ想」と題して発表されているものであり、その概略
は次の通りである。

第８図において、ＡＴＭ交換機の基本構成としては、複
数の人力ボート（入力回線）よりバースト的に入力され
るセルを、直列−並列に変換する変換部８１、並列され
たセルを位相調整する位相調整部８２、位相調整された
各セルよりヘッダ情報及び他のデータに分離し、多重化
するマルチプレクサ８３、多重化されたヘッダ情報に基
づき、各出力ポート（出力回線）を選択するヘッダ変換
処理部８４、ヘッダ情報及び各データを一時格納するバ
ッファメモリ８５、選択された順番に多重化するマルチ
プレクサ８６、多重化された並列データを並列−直列変
換する並直列変換部８７を備えている。

バッファメモリ８５への書き込みは、タイミング信号に
より書き込みアドレスを生成する書き込みアドレス生成
部９１からのアドレスに従い各バッファメモリに格納さ
れる。

一方、バッファメモリ８５からの読み出しは、ヘッダ変
換処理部８４にて変換された信号をゲート８９に与える
ことにより、上記の書き込みアドレスを所定のゲート８
９を介してＦＩＦＯメモリ８８に格納し、セレクタ９０
を介して、ランダムに読み出すことにより行われる。

従って、入力セルは、直並列変換された後、位相調整し
、ヘッダ部を多重化した後、そのヘッダ部の解析にとも
ないバッファメモリへの書き込みを行い、次に書き込ま
れたデータは、読み出しアドレスとしてＦＩＦＯメモリ
に書き込まれた情報に従いセレクタ８０を介して読み出
され、多重化され、並直列変換されて出力されることに
なる。

この従来技術によると、スイッチング時間は、ヘッダ変
換処理部８４におけるヘッダ情報から出力ポートを選択
するテーブルメモリ、ＦＩＦＯメモリ８８、バッファメ
モリ８５等のアクセス時間により制限される。即ち、シ
ステムの持つ１クロック時間内にこれらメモリをアクセ
スする必要がある。−例として、バッファメモリ８５は
１００セル分の容量（５３ハイド／セルＸ１００＝５゜
３にハイド）程度であるが、テーブルメモリとしては、
ＣＣＩＴＴ勧告では、２８ビツト長が合意され、容量と
して２”Ｘ２８Ｘｎ　（ｎ＝入力ボート数）ビット必要
となる。メモリデバイス技術はＥＣＬ、ＧａＡｓ、ＣＭ
Ｏ３等あるが、この程の高速かつ大容量メモリの現実に
はデバイス技術が追従できなく、困難である。

〔発明が解決しようとする課題〕

高速化の実現が困難である理由の一つに、従来のスイッ
チでは、セルの前部に付加されているヘッダ部分を解析
した後に、交換動作を行うため、ヘッダ処理が高速化を
抑えていることが挙げられる。即ち、従来技術では、第
８図のバッファメモリ＃１へのサイクル時間が、デープ
ルメモリのアクセス時間により制限されることになる。

本発明は、この種、広帯域交換機の問題点を解決するも
のであり、通話路装置における交換動作を高速化するこ
とを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、前記問題点を解決するために、実際のセルの
交換動作に先行して、ヘッダ処理動作を実行させること
により高速性を実現する。具体的には、ヘッダ制御処理
動作と交換動作を同時に進行させることによる。

このヘッダ制御処理動作と交換動作を同時に行わせるた
めに、本発明は、通話路として放送型の構成に着目した
ものである。

第１図に本発明の原理構成を示す。第１図において、セ
ル多重された複数の入・出力ポートを収容する広帯域交
換機を示し、入力部１２、制御部１４、セル交換部とし
て放送型伝送媒体１１、出力部１３から構成している。

制御部は、入力部に到着したセルからヘッダ情報を抽出
し、該ヘッダ情報を基に出力ポートを決定するヘッダ変
換部１４１と、出力ポートを選択する自己ルーチング部
１４２を備えている。

この自己ルーチング部１４２は、宛先アドレスを基に出
力ポートのアドレスを出力するもので、セル交換部であ
る放送型伝送媒体の出力部分を制御することになる。

この制御部１４により、出力部に対し該出力ポートに該
セルの取り込みを指示するとともに、前記入力部ではセ
ル内の情報を前記放送型伝送媒体へ入力し、伝送媒体部
でのセル通過時間分だけ交換制御を先行して該セルを該
当する出力ポートへ出力する。

各部の動作としては、次の通りとなる。

入力部１２： 入力ポートから到着したセルよりヘッダを抽出し、伝送
制御を先行させるために制御部へと送出する。ヘッダ抽
出を終了したセルは、全入力ボートで共有される放送型
伝送媒体に送出される時点（尚、スケジュール同期制御
にも依存する）まで入力バッファに蓄積される。

制御部１４： 入力部から送出されたヘッダ内のアドレスを基にスイッ
チ内の出力ポードアドレスを決定する。

セル伝送スケジューリングを行い、セル伝送順序を決定
する。決定されたセル送出順序に基づき、セルヘッダを
自己ルーチング網に入力し、出力ポートにセルヘッダを
送り込む。

伝送媒体１１： 人力ボートより到着したセルを、全出力ボートへと伝送
する放送機能を持つ。

出力部１３： 放送型メディアを通じて全ボートに到着するセルに対し
所望の出力ポートのみが収容するよう制御する出力ボー
ト選択スイッチングゲートと、交換機の交換能力と出力
ポートの伝送処理能力との速度差を吸収する出力バッフ
ァからなる。

出力ボート選択スイッチゲート（図示せず、実施例以下
参照のこと）は、制御部から自己ルーチング網を通して
送出されてきたセルヘッダをトリガーとして開かれ、こ
の動作と同期するよう制御部で送出時期を制御されたセ
ルが放送型伝送媒体を介して所望の出力ポートに到着し
た時に出力バッファへと取り入れる役目を狙っている。

本発明で用いる放送型伝送媒体は、バスから構成できる
。

また、放送型伝送媒体を、時分割多重化回路とリング伝
送路から構成することもできる。

また、放送伝送媒体を、時分割多重化回路、電気・光変
換回路及びスター型カプラから構成することもできる。

さらに、入力部に入力するセルの量を検出し、出力部へ
の出力分配を制御するスケジュール制御部１４３を備え
るとこで、入力セルの優先処理を可能とし、スケジュー
ル制御によりデータのラロー制御も可能とする。

〔作用〕 本発明で、セル交換部とヘッダ処理部に機能を分離した
機能分離型とし、ヘッダ処理時間とセルスイッチ内の遅
延時間をオーバラップさせることにより高速のスイッチ
ングを実現することができる。

第２図は、本発明による作用効果を説明する図であり、
（ａ）はヘッダ変換等を行う制御部１４でのヘッダ処理
プロセスを、（ｂ）はセル交換部（放送型伝送媒体）１
１でのセル交換プロセスを示す。

本発明では、入力部１２にあるセルのヘッダ情報を分離
するヘッダ情報読み出し時間（イ）と、ヘッダ変換を行
うヘッダ処理時間（ロ）と、セル交換部（放送型伝送媒
体）１１の出力のゲートを制御するゲー）ＯＮ時間（ハ
）の処理時間に並列に、放送型伝送媒体に入るデータの
伝送路内最小伝搬遅延時間（ニ）、セルが放送型伝送媒
体を通過する伝送セル収容時間（ホ）、伝送セルが出力
部１３へ掃き出されゲートがＯＦＦとなる時間（へ）で
セル交換を可能とする。

従って、セルのヘッダ部の解析と並列にセルデータは、
放送型伝送媒体を経由でき、実質的には伝搬遅延（ニ）
の部分が先行して処理されることになる。

〔実施例〕

員二坐裏旌班 本発明の第１の実施例を第３図を用いて以下説明する。

第３図において、セル多重された複数の人力ボートから
の人力セルは、−旦入力部２２に入る。

入力部２２は、ヘッダ抽出部２２１と入力バッファ部２
２２とから成る。ヘッダ抽出部２２１は、１セルの先頭
にあるヘッダ部分をコピー乃至は分離して抽出する。

またそのセルは、入力バッファ２２２に格納されたのち
、順番にセル交換部２１へ転送される。

このセル交換部２１は通信バス２１１から放り、その出
力側は各ゲート２１２に導出される。

制御部２４のヘッダ変換部２４１では、順に入力部２２
からのヘッダ情報を受取り、その宛先情報を内部テーブ
ル（図示せず）により、出力ポートを割り出し、その出
力ポート情報を自己ルーチング部２４２に渡す。自己ル
ーチング部２４２では、出力ポートの情報に従い所定の
ゲート２１２をＯＮする。

選択されたゲート２１２が開くことにより、通信バス上
にあるセル情報は所定の出力バッファ２３１へ出力する
。

かくして、入力セルは所定の出力ポートへ出力されるこ
とになる。しかも、セル交換部では、放送型の構成を採
ることにより、交換動作とヘッダ部の解析処理が並行し
て行われることなる。

また、スケジュール制御部２４３は、入力ハンファ或い
は出力バッファに格納されているセルの滞貨量により、
滞貨量の多い人力バッファの取り出しを優先させる。　
即ち、スセジュール機能を起動させることにより、セル
交換部の放送型伝送媒体に対しランダム書き込みし、ラ
ンダム読み出しを可能できる。

夷ｍ褐囲 第４図は、本発明の第２の実施例構成図であり、第１の
実施例と異なる点は、放送型伝送媒体とてリング型伝送
路４１から威り、その入力部に時分割多重化回路４５を
備える。

第４図において、セル多重された複数の入力ポートから
の入力セルは、−旦入力部４２に入る。

入力部４２は、ヘッダ抽出部４２１と入カバソファ部４
２２とから成る。ヘッダ抽出部４２１は、１セルの先頭
にあるヘッダ部分をコピー乃至は分離して抽出する。

またそのセルは、入力バッファ４２２に格納されたのち
、多重化回路４５により多重化されてリング型伝送路４
１へ転送される。このリング型伝送路４１は同一情報を
その出力側は各ゲート４１２に導出される。

ヘッダ変換部４４１では、順に入力部４２からのヘッダ
情報を受取、その宛先情報を内部チーフル（図示せず）
により、出力ポートを割り出し、その出力ポート情報を
自己ルーチング部４４２に渡す。自己ルーチング部４４
２では、出力ポートの情報に従い所定のゲート４１２を
ＯＮする。

選択されたゲート４１２が開くことにより、リング型伝
送路４１上にあるセル情報は所定の出力バッファ４３１
へ出力する。

かくして、人力セルは所定の出力ポートへ出力されるこ
とになる。しかも、リング型伝送路４１では、放送型の
構成を取ることにより、交換動作とヘッダ部の解析処理
が並行して行われることなる。

また、スケジュール制御部４４３により、第１の実施例
と同様に、人力ハッファ或いは出カバソファに格納され
ているセルの滞貨量により、滞貨量の多い入力バッファ
の取り出しを優先させることもできる。

纂主色夫施拠 第５図は、本発明の第３の実施例構成図であり、第２の
実施例と異なる点は、放送型伝送媒体とてリング型伝送
路５１に人力されるセルが並列して入力して成る。

即ち、第２の実施例では、入力部が１局に相当し、第３
の実施例では、入力部が複数あるものであり、複数局か
ら入力される構成として適用できるものである。

第５図において、セル多重された複数の入力ポートから
の入力セルは、−旦入力部５２に入る。

入力部５２は、ヘッダ抽出部５２１と人力バッファ部５
２２とから成る。ヘッダ抽出部５２１は、１セルの先頭
にあるヘッダ部分をコピー乃至は分離して抽出する。

またそのセルは、人力バッファ５２２に格納されたのち
、各入力バッファ５２２よりリング型伝送路５１へ転送
される。このリング型伝送路５１は一時間上では同一情
報をその出力側は各ゲート５１２に導出される。

ヘッダ変換部５４１では、順に入力部５２からのヘッダ
情報を受取、その宛先情報を内部テーブル（図示せず）
により、出力ポートを割り出し、その出力ポート情報を
自己ルーチング部５４２に渡す。自己ルーチング部５４
２では、出力ポートの情報に従い所定のゲート５１２を
ＯＮする。

選択されたゲート５１２が開くことにより、リング型伝
送路５１上にあるセル情報は所定の出力バッファ５３１
へ出力する。

かくして、人力セルは所定の出力ポートへ出力されるこ
とになる。しかも、リング型伝送路５１では、放送型の
構成を取ることにより、交換動作とヘッダ部の解析処理
が並行して行われることなる。

また、スケジュール制御部５４３により、第２の実施例
と同様に、入力ハッファ或いは出力バッファに格納され
ているセルの滞貨量により、滞貨量の多い入力バッファ
の取り出しを優先させることもできる。

第」１どＵ虹甜 第６図は、本発明の第４の実施例構成図であり、第２の
実施例と異なる点は、放送型伝送媒体とで光信号を扱い
スター型カプラ６１を用いるものである。従って、この
スター型カプラ６１の入力部は、時分割多重化された信
号を扱うが、その信号を電気・光信号に変換する電気・
光信号変換回路６５と、スター型カプラにより放送され
る信号を光・電気信号変換する光・電気信号変換回路６
１２を備える。

第６図において、セル多重された複数の人力ボートから
の入力セルは、−旦入力部６２に入る。

入力部６２は、ヘッダ抽出部６２１と入力バッファ部６
２２とから威る。ヘッダ抽出部６２１は、１セルの先頭
にあるヘッダ部分をコピー乃至は分離して抽出する。

またその・セルは、人力バッファ６２２に格納されたの
ち、電気・光信号変換回路６５により光信号に変換され
てスター型カプラ６１へ伝送されるこのスター型カプラ
６１は同一情報をその出力側は各党・電気信号変換回路
（ゲートの機能を有する）６１２に導出される。

ヘッダ変換部６４１では、順に入力部６２からのヘッダ
情報を受取、その宛先情報を内部テーブル（図示せず）
により、出力ポートを割り出し、その出力ポート情報を
自己ルーチング部６４２に渡す。自己ルーチング部６４
２では、出力ポートの情報に従い所定の光・電気信号変
換回路６１２を活性化する。

選択された光・電気信号変換回路６１２が開くことによ
り、スター型カプラにより分岐してきたセル情報は所定
の出力バッファ６３１へ出力する。

かくして、入力セルは所定の出力ポートへ出力されるこ
とになる。しかも、スター型カプラ６１は、放送型の構
成を取るので、交換動作とヘッダ部の解析処理が並行し
て行われることなる。

また、スケジュール制御部４４３により、第１の実施例
と同様に、人カバッファ或いは出力バッファに格納され
ているセルの滞貨量により、滞貨量の多い入力バッファ
の取り出しを優先させることもできる。

纂」」ど剥虹桝 第７図は、第５の実施例構成図を示す。

本実施例と、他の実施例と相違する点は、複数の入力回
線からの人力信号を直列・並列変換回路７６により並列
にし、入力部７２、セル交換部（リング型伝送路を一例
として挙げる）７１、出力部７３を各並列信号に対応し
て同時に並列動作されるとにより、交換動作を高速化し
た構成を示す。

各伝送路の並列化に伴い、ヘッダ変換処理部７４１及び
自己ルーチング部７４２も並列に設けられている。

出力部７３の出力バッファから出力されるセル情報は、
並列・直列変換回路７７により並列信号に変換され、所
定の出回線へと出力される。

本実施例は、セル交換部を並列化するものであり、上記
に説明した他の実施例との組合わせにより適宜、高速化
された交換通話路装置を得ることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように２本発明によれば。

ヘッダ処理とセル交換を同時に行うことができ高速化が
図れる。

更に、以下の効果が期待できる。

（１）セル交換部においては放送型通話路を採るってい
るため、放送機能が実現できる。

（２）優先制御することができる。

（３）出力側のバッファを見ることで（フィードバック
情報）、入力側で待機させることによりにフロー制御が
容易に実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の原理構成図、 第２図は、本発明の作用効果を説明する図、第３図は、
本発明の第１の実施例図、 第４図は、本発明の第２の実施例図、 第５図は、本発明の第３の実施例図、 第６図は、本発明の第４の実施例図、 第７図は、本発明の第５の実施例図、 第８図は、従来の構成図 である。 図において。 １１：セル交換部 １２：入力部 １３：出力部 １４：制御部 １４１：ヘッダ変換部 １４２：自己ルーチング網 １４３：スケジュール制御部 （放送型伝送媒体）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）セル多重された複数の入・出力ポートを収容する
   広帯域交換機において、 入力部（１２）、制御部（１４）、セル交換部としての
   放送型伝送媒体（１１）、出力部（１３）から成り、 前記制御部は、前記入力部に到着したセルからヘッダ情
   報を抽出し、該ヘッダ情報を基に出力ポートを決定し、 前記出力部に対し該出力ポートに該セルの取り込みを指
   示するとともに、 前記入力部ではセル内の情報を前記放送型伝送媒体へ入
   力し、伝送媒体でのセル通過時間分だけ交換制御を先行
   して該セルを該当する出力ポートへ出力する ことを特徴とする広帯域交換機における通話路装置。
2. （２）前記放送型伝送媒体は、バスから成り、全入力ポ
   ートからのセルを時分割多重し、前記出力部へ放送出力
   する ことを特徴とする請求項１項記載の広帯域交換機におけ
   る通話路装置。
3. （３）前記放送型伝送媒体は、時分割多重化回路とリン
   グ伝送路からなり、 全入力ポートからのセルを時分割多重し、前記出力部へ
   放送出力する ことを特徴とする請求項１項記載の広帯域交換機におけ
   る通話路装置。
4. （４）前記放送伝送媒体は、時分割多重化回路、電気・
   光変換回路及びスター型カプラからなり、全入力ポート
   からのセルを時分割多重し、前記出力部へ放送出力する ことを特徴とする請求項１項記載の広帯域交換機におけ
   る通話路装置。
5. （５）前記入力部に入力するセルの量を検出し、出力部
   への出力分配を制御するスケジュール制御部を備えた ことを特徴とする請求項１項記載の広帯域交換機におけ
   る通話路装置。