JPH11145964A - Ａｔｍスイッチシステム及びセルトラヒック制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 各単位スイッチのセルトラヒック情報の管理
等を、スイッチシステムの実装規模や演算量の増大なし
に実現し、このセルトラヒック情報に基づいたセルトラ
ヒック制御を可能とするＡＴＭスイッチシステムを提供
すること。 【解決手段】 単位スイッチを１行又は複数行及び複数
列配列した多段スイッチ部と受信セルを一旦蓄積して多
段スイッチ部へ送出する蓄積部を備え、蓄積部へ到着し
たセルと蓄積部から送出されるセルの少なくとも一方に
ついてセルヘッダ情報を抽出し、このヘッダ情報をもと
に該セルが多段スイッチ部内を転送される際に通過する
単位スイッチ及びその出力ポートを求め、これら各単位
スイッチの各出力ポートのセルトラヒック情報またはそ
の元となる情報を該セルが到着したものか送出されるも
のかに応じて更新していくことによりセルトラヒック情
報を求め、このセルトラヒック情報に基づいて所定のセ
ルトラヒック制御を行う。

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（Ａｓｙｎ
ｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｍｏｄｅ）方式
にて情報通信を行うＡＴＭ交換機内に搭載されるＡＴＭ
スイッチシステム及びセルトラヒック制御方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】高速、広帯域な情報通信を提供するため
の一つの有力な手段として、ＡＴＭ方式を用いた通信網
（以下では、ＡＴＭ網と呼ぶ）の構築が挙げられる。Ａ
ＴＭ網では、セルと呼ばれる固定長（５３バイト；ヘッ
ダ部が５バイト、ペイロード部が４８バイト）のパケッ
トにて、通信情報の転送を行う。

【０００３】上記のＡＴＭ方式にて、高速、広帯域な情
報通信を実現するため、ＡＴＭ網内にてセルの蓄積、交
換を行うＡＴＭスイッチシステムの開発が行われてい
る。高スループットな（例えば、数十Ｇ〜数百Ｇｂｉｔ
／ｓ）ＡＴＭスイッチを実現する一つの方式として、小
規模な単位スイッチを行方向、列方向に多数接続するこ
とにより構成される、多段スイッチ方式が考えられてい
る。

【０００４】図１９は、単位スイッチ（１１１０〜１１
１７、１１２０〜１１２７、１１３０〜１１３７）を行
方向に８段、列方向に３段接続した多段スイッチシステ
ムの一構成例を示す。図１９の（ａ）では、多段スイッ
チシステムの一構成例を、図１９の（ｂ）では、単位ス
イッチの一構成例を示している。本構成例では、単位ス
イッチでの１ポートあたりのスループットが２．４Ｇｂ
ｉｔ／ｓである場合、多段スイッチシステム全体では、
２．４×８×８＝略１６０Ｇｂｉｔ／ｓのスループット
が提供できることとなる。

【０００５】このような多段スイッチシステムを運用す
る際、各単位スイッチ内でのバッファ溢れによるセル廃
棄（輻輳の発生）を防ぐことを目的とした、セルトラヒ
ック制御が不可欠となる。図１９の（ｂ）に示した単位
スイッチ構成例では、スイッチ（１０１５）の出側ポー
ト毎に搭載されているバッファ（１１６１〜１１６８）
でのセル廃棄を防ぐよう、多段スイッチシステム全体で
の制御が必要となる。

【０００６】具体的には、各単位スイッチにおける、各
出側ポートでの蓄積セル数や、各出側ポートへ向かうセ
ルの到着速度（一定時間内での到着セル数）等を常に監
視し、ある単位スイッチのある出側ポートにおいて輻輳
状態に陥ったと判断した場合には、この輻輳を解消させ
るため、該出側ポート宛に転送されるセルの送出を規制
させる旨の通知を、前段の単位スイッチや、あるいは、
該多段スイッチシステムの前段に位置するセル送信端末
や他のスイッチシステムに対して行う等の制御手法が考
えられる。

【０００７】このとき問題となるのは、各単位スイッチ
での各出側ポートでの蓄積セル数や、各出側ポートへ向
かうセルの到着速度等の、出側ポート毎のセルトラヒッ
ク情報を、多段スイッチシステムを構成する全ての単位
スイッチより収集できる多段スイッチ制御部（１０１
４）の設置が必要であること、そして、各単位スイッチ
上へ、自身の出側ポート毎のセルトラヒック情報を常に
調べ、多段スイッチ制御部（１０１４）に対してセルト
ラヒック情報の通知を行う機能を搭載する必要があるこ
とである。

【０００８】しかしながら、このような多段スイッチ制
御部の設置、各単位スイッチへの上記情報の通知機能の
搭載を行う場合、それによりスイッチシステム全体にて
要する演算量、実装規模を考えると、現実システムでの
実現は非常に困難であるものと思われる。例えば、各単
位スイッチにセルトラヒック情報の通知機能を搭載させ
る場合、図１９の例においては、８×３＝２４個の単位
スイッチ全てへの搭載が必要となり、これによる多段ス
イッチシステム全体の実装規模は大きくなるであろう。
また、上記多段スイッチ制御部においても、図１９の例
においては、２４個の単位スイッチ各々から発せられる
セルトラヒック情報を常に収集し、監視していく必要が
あり、この処理は、多段スイッチ制御部における演算量
を非常に大きくしてしまうであろう。

【０００９】ここで、ＡＴＭ方式での通信において提供
されるサービスクラスの一つであるＡＢＲ（Ａｖａｉｌ
ａｂｌｅ Ｂｉｔ Ｒａｔｅ）サービスクラスを、上記
スイッチシステムが搭載されたＡＴＭ網にて提供する場
合を考える。図２０に、ＡＢＲサービスの概要を示す。
ＡＢＲサービスでは、送信端末（２１）より、通信情報
が含まれるセル（データセル）の他に、一定周期毎にＲ
Ｍセル（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ セ
ル；資源管理セル）が受信端末（２２）宛に送出され
（フォワードＲＭセル）、受信端末では、受け取ったＲ
Ｍセルを折り返し送信端末宛に送信する（バックワード
ＲＭセル）。その際、本ＲＭセル上には、通過するＡＴ
Ｍ網（２３）内のＡＴＭスイッチ（２４）や、折り返さ
れる受信端末により、ＡＴＭ網における輻輳状況が上書
きされ、これらの情報は最終的にはバックワードＲＭセ
ルを受信する送信端末宛に伝わることとなり、送信端末
では、ＡＴＭ網内の輻輳状況に応じて、セル送出速度の
変更を行う。なお、図２０において、ＲＭセルは斜線に
て示している。

【００１０】ＡＴＭスイッチや受信端末では、輻輳の発
生、継続を防ぐために、ＲＭセル内の以下の情報を更新
することにより、送信端末に対してセル送出速度の制御
を依頼する。 ＥＲ（Ｅｘｐｌｉｃｉｔ Ｃｅｌｌ Ｒａｔｅ）：２バ
イト情報 明示的セル速度。送出可能なセル速度が記載。送信端末
では、本値を越える速度でのセル送出は許されない。 ＣＩ（Ｃｏｎｇｅｓｔｉｏｎ Ｉｎｄｉｃａｔｉｏ
ｎ）：１ビット情報 輻輳表示ビット。本ビット値の設定時には、送信端末で
は、セル送出速度を減少しなければならない。 ＮＩ（Ｎｏ Ｉｎｃｒｅａｓｅ）：１ビット情報 速度増加禁止ビット。本ビット値の設定時には、送信端
末では、セル送出速度を増加してはならない。

【００１１】図１９に示したような多段スイッチシステ
ムを用いたＡＴＭ網においてＡＢＲサービスを提供する
場合、多段スイッチを構成する各単位スイッチにおける
輻輳の回避を行うよう、受信したＲＭセル内の各情報の
更新を行うことが必要となる。ＲＭセル内のＥＲ値を更
新する場合を考えると、本ＲＭセルに対応するフォワー
ド方向の仮想コネクションが通過する全ての単位スイッ
チにおける輻輳状況を把握した上で、前記全ての単位ス
イッチにおいて輻輳が回避されるよう、該ＥＲ値の更新
を行うことが望ましい。そのためには、上記に示したよ
うな、各単位スイッチでの出側ポート毎のセルトラヒッ
ク情報を、多段スイッチシステムを構成する全ての単位
スイッチより収集できる多段スイッチ制御部を用意し、
そして、自身の出側ポート毎の前記情報を、前記多段ス
イッチ制御部に対して通知を行う機能を各単位スイッチ
上へ搭載することが必要となる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上記したように従来の
ＡＴＭスイッチシステムでは、本システムを構築する各
単位スイッチにおける蓄積セル数、一定時間内の到着セ
ル数等のセルトラヒック情報を管理するためには、これ
らの情報を通知する機能の搭載が単位スイッチ毎に必要
となり、また、全ての単位スイッチより送出されるこれ
らの情報を統合し制御するための機能も必要となり、そ
の結果、スイッチシステムの実装規模、演算量は巨大な
ものとなってしまうという問題があった。

【００１３】本発明は、上記事情を考慮してなされたも
ので、各単位スイッチのセルトラヒック情報の更新、管
理等を、スイッチシステムの実装規模や演算量の増大な
しに実現し、このセルトラヒック情報に基づいたセルト
ラヒック制御を可能とするＡＴＭスイッチシステム及び
セルトラヒック制御方法を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明（請求項１）に係
るＡＴＭスイッチシステムは、入力されたセルの経路を
該セル内に付された経路情報に従って切り替えるための
単位スイッチを１個または複数個並設した単位段を、複
数段接続してなる多段スイッチ手段と、外部から受信し
たセルを一旦蓄積した後に前記多段スイッチ手段へ送出
するセル蓄積手段と、前記セル蓄積手段にて蓄積された
セルのヘッダ情報を抽出するセルヘッダ情報抽出手段
と、前記セルヘッダ情報抽出手段により前記セルから抽
出された前記ヘッダ情報（例えば、仮想コネクション識
別子）をもとに、該セルが前記多段スイッチ手段内を転
送される際に通過する前記単位スイッチおよびその出力
ポートを求めるルート情報管理手段と、前記セル蓄積手
段へのセルの到着および前記セル蓄積手段からのセルの
送出の少なくとも一方に基づいて、各単位スイッチの各
出力ポートにおけるセルトラヒック情報（蓄積セル数、
任意の時間内における到着セル数等）を求めるセルトラ
ヒック監視手段と、前記セルトラヒック情報に基づい
て、所定のセルトラヒック制御を行うセルトラヒック制
御手段とを具備することを特徴とする。

【００１５】好ましくは、前記セルトラヒック監視手段
は、前記セル蓄積手段へ到着したセルまたは前記セル蓄
積手段から送出されるセルが通過する各単位スイッチの
各出力ポートにおけるセルトラヒック情報またはその元
となる情報を更新することによって、前記セルトラヒッ
ク情報を求めるようにしてもよい。

【００１６】好ましくは、前記セルトラヒック制御手段
は、前記セルトラヒック情報に基づいて所定の制御情報
を所定の外部ノードに通知するための処理を行うように
してもい。

【００１７】前記セルトラヒック情報は前記多段スイッ
チ手段内部のセルトラヒック状態を推定していると考え
られるので、前記セルトラヒック情報に基づいた所定の
制御情報は前記多段スイッチ手段内部のセルトラヒック
状態を反映させたものになっていると考えられる。

【００１８】好ましくは、前記セルトラヒック制御手段
は、前記セルトラヒック情報に基づいて、前記多段スイ
ッチ手段内部の経路制御を行うようにしてもよい。好ま
しくは、前記セルトラヒック監視手段は、前記セルトラ
ヒック情報を、セルが属する各サービスクラス毎に求め
るようにしてもよい。

【００１９】好ましくは、前記セルトラヒック制御手段
は、前記サービスクラスを考慮したトラヒック制御を行
うようにしてもよい。本発明（請求項７）に係るＡＴＭ
スイッチシステムは、入力されたセルの経路を該セル内
に付された経路情報に従って切り替えるための単位スイ
ッチを１個または複数個並設した単位段を、複数段接続
してなる多段スイッチ手段と、外部から受信したセルを
一旦蓄積した後に前記多段スイッチ手段へ送出するセル
蓄積手段と、前記セル蓄積手段にて蓄積されたセルのヘ
ッダ情報を抽出するセルヘッダ情報抽出手段と、前記セ
ルヘッダ情報抽出手段より前記セルから抽出された前記
ヘッダ情報（例えば、仮想コネクション識別子）をもと
に、該セルの属するサービスクラスを求めるとともに、
少なくとも該セルの属するサービスクラスがＡＢＲ（Ａ
ｖａｉｌａｂｌｅ Ｂｉｔ Ｒａｔｅ）サービスクラス
である場合に、該セルが前記多段スイッチ手段内を転送
される際に通過する前記単位スイッチおよびその出力ポ
ートを求めるルート情報管理手段と、少なくとも、前記
セル蓄積手段へのＡＢＲサービスクラスに属するセルの
到着に基づいて、各単位スイッチの各出力ポートにおけ
るＡＢＲサービスクラスに関するセルトラヒック情報
（蓄積セル数、任意の時間内における到着セル数等）を
求めるセルトラヒック監視手段と、前記セルトラヒック
情報に基づいて一定周期毎に、前記多段スイッチ手段内
の各単位スイッチの各出力ポートについて、該出力ポー
トより送出するＡＢＲサービスクラスに属するセル対し
て該出力ポートが提供可能なセル送出速度値を算出する
セル送出速度値算出手段と、バックワードＲＭセル（Ｒ
ｅｓｏｕｒｃｅＭａｎａｇｅｍｅｎｔ セル；資源管理
セル）を受信した際に、該バックワードＲＭセルに対応
するＡＢＲサービスクラスに属するセルが通過する各単
位スイッチの各出力ポートについての前記セル速度値算
出手段にて算出された前記提供可能なセル送出速度値夫
々と、該バックワードＲＭセル内に記載されている明示
的セル速度値（Ｅｘｐｌｉｃｉｔ Ｃｅｌｌ Ｒａｔｅ
値；ＥＲ値）とのうちの最小値を、新たな明示的速度
値として、該バックワードＲＭセル内に上書きする明示
的速度値更新手段とを具備することを特徴とする。

【００２０】本発明（請求項８）は、入力されたセルの
経路を該セル内に付された経路情報に従って切り替える
ための単位スイッチを１個または複数個並設した単位段
を、複数段接続してなる多段スイッチ手段と外部から受
信したセルを一旦蓄積した後に前記多段スイッチ手段へ
送出するセル蓄積手段とを備えたＡＴＭスイッチシステ
ムにおけるセルトラヒック制御方法であって、前記セル
蓄積手段へ到着したセルおよび前記セル蓄積手段から送
出されるセルの少なくとも一方について、セルのヘッダ
情報（例えば、仮想コネクション識別子）を抽出し、抽
出された前記ヘッダ情報をもとに、該セルが前記多段ス
イッチ手段内を転送される際に通過する前記単位スイッ
チおよびその出力ポートを求め、求められた各単位スイ
ッチの各出力ポートにおけるセルトラヒック情報（蓄積
セル数、任意の時間内における到着セル数等）またはそ
の元となる情報を、前記セルが到着したものか送出され
るものかに応じて更新していくことにより、セルトラヒ
ック情報を求め、このセルトラヒック情報に基づいて、
所定のセルトラヒック制御を行うことを特徴とする。

【００２１】本発明（請求項９）は、入力されたセルの
経路を該セル内に付された経路情報に従って切り替える
ための単位スイッチを１個または複数個並設した単位段
を、複数段接続してなる多段スイッチ手段と外部から受
信したセルを一旦蓄積した後に前記多段スイッチ手段へ
送出するセル蓄積手段とを備えたＡＴＭスイッチシステ
ムにおけるセルトラヒック制御方法であって、少なくと
も前記セル蓄積手段へ到着したセルについて、セルのヘ
ッダ情報（例えば、仮想コネクション識別子）を抽出
し、抽出された前記ヘッダ情報（例えば、仮想コネクシ
ョン識別子）をもとに、該セルの属するサービスクラス
を求めるとともに、少なくとも該セルの属するサービス
クラスがＡＢＲ（Ａｖａｉｌａｂｌｅ Ｂｉｔ Ｒａｔ
ｅ）サービスクラスである場合に、該セルが前記多段ス
イッチ手段内を転送される際に通過する前記単位スイッ
チおよびその出力ポートを求め、求められた各単位スイ
ッチの各出力ポートにおけるＡＢＲサービスクラスに関
するセルトラヒック情報（蓄積セル数、任意の時間内に
おける到着セル数等）またはその元となる情報を更新し
ていくとともに、一定周期毎に、前記セルトラヒック情
報に基づいて、前記多段スイッチ手段内の各単位スイッ
チの各出力ポートについて、該出力ポートより送出する
ＡＢＲサービスクラスに属するセル対して該出力ポート
が提供可能なセル送出速度値を算出し、バックワードＲ
Ｍセル（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ セ
ル；資源管理セル）を受信した場合に、該バックワード
ＲＭセルに対応するＡＢＲサービスクラスに属するセル
が通過する各単位スイッチの各出力ポートについての前
記提供可能なセル送出速度値夫々と、該バックワードＲ
Ｍセル内に記載されている明示的セル速度値（Ｅｘｐｌ
ｉｃｉｔ Ｃｅｌｌ Ｒａｔｅ 値；ＥＲ値）とのうち
の最小値を、新たな明示的速度値として、該バックワー
ドＲＭセル内に上書きすることを特徴とする。

【００２２】本発明によれば、ＡＴＭスイッチシステム
内の多段スイッチの前段のセル蓄積手段へのセルの到着
やセル蓄積手段から多段スイッチへのセルの送出を監視
し、これに基づいて到着セルや送出セルが多段スイッチ
内部で通過する各単位スイッチの各出力ポートについて
のセルの到着セルやセルの送出を推定することによっ
て、スイッチシステムの実装規模や演算量を増大させる
ことなく、各単位スイッチの各出力ポートにおける到着
セル数、蓄積セル数等のセルトラヒック情報を一括管理
することを可能とし、そしてこのセルトラヒック情報に
基づいた輻輳制御等のセルトラヒック制御を可能とす
る。

【００２３】なお、上記の装置に係る発明は方法に係る
発明としても成立し、方法に係る発明は装置に係る発明
としても成立する。また、上記の発明は、相当する手順
あるいは手段をコンピュータに実行させるためのプログ
ラムを記録した機械読取り可能な媒体としても成立す
る。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら発明の
形態を説明する。図１に、本発明の一実施形態に係るＡ
ＴＭスイッチシステムの基本構成例を示す。

【００２５】本実施形態に係るＡＴＭスイッチシステム
は、単位スイッチ（１１０〜１１７、１２０〜１２７、
１３０〜１３７）を多段結合してなる多段スイッチシス
テム部４とセルトラヒック情報管理部２を備えており、
多段スイッチシステム部４の入側単位スイッチ群（１１
０〜１１７）の前にセルトラヒック情報管理部２が接続
された構成をとっている。また、各単位スイッチ（１１
０〜１１７、１２０〜１２７、１３０〜１３７）は、そ
れぞれ、複数の入側ポートと複数の出側ポートを持ち、
スイッチ（１４）の出側ポート毎にバッファ（１６）が
搭載される。

【００２６】図１においては、多段スイッチシステム部
４として、単位スイッチ（１１０〜１１７、１２０〜１
２７、１３０〜１３７）を行方向に８段、列方向に３段
接続した構成例を示している。また、この場合、各単位
スイッチ（１１０〜１１７、１２０〜１２７、１３０〜
１３７）は、それぞれ、８つの入側ポートと８つの出側
ポートを持ち、８つの出側ポート毎にバッファが搭載さ
れる。なお、以下の説明で具体例を用いるときはこの８
段×３段の構成を用いるものとする。

【００２７】セルトラヒック情報管理部２では、本ＡＴ
Ｍスイッチシステムの全ての単位スイッチの各出側ポー
トに対して、（１）一定時間内に、該出側ポートに到着
すると予測されるセル数（上記の一定時間内での、予測
される該出側ポートへの到着セル速度）、（２）該出側
ポートのキュー（バッファ）にて蓄積されると予測され
るセル数、等に関するセルトラヒック情報の更新、管理
を行う。

【００２８】図２は本実施形態に係るセルトラヒック情
報管理部２の機能ブロック図である。図２に示すよう
に、本セルトラヒック情報管理部２は、ＡＴＭスイッチ
システムの入力ポートに到着したセルを一旦蓄積し、一
定の処理を施した後に多段スイッチシステム部４へ該セ
ルを送出するセル蓄積部３１−１〜３１−ｎ（図１にて
例示した多段スイッチシステムの構成時にはセル蓄積部
は８×８＝６４個用意される（ｎ＝６４））と、セルの
ＶＣＩ（Ｖｉｒｔｕａｌ ＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎＩｄｅ
ｎｔｉｆｉｅｒ；仮想コネクション識別子）と、該セル
が多段スイッチシステム部４内を転送される際に通過す
る全ての単位スイッチの出側ポート番号を対応づけて記
憶する多段スイッチ内部ルーチング表３２と、当該セル
トラヒック情報管理部へのセルの到着過程をもとに、多
段スイッチシステム部４内の各単位スイッチの全出力ポ
ート毎に、一定時間内における到着セル数を予測し算出
する、到着セル数保持メモリ３３と、当該セルトラヒッ
ク情報管理部へのセルの到着過程をもとに、多段スイッ
チシステム部４内の各単位スイッチの全出力ポート毎
に、該出力ポートにて蓄積されているセル数を予測し算
出する、蓄積セル数保持メモリ３４と、これら到着セル
数保持メモリ３３および蓄積セル数保持メモリ３４内の
情報をもとにして、多段スイッチシステム部４内の輻輳
状況を把握し、必要に応じて制御を施す、セルトラヒッ
ク制御部３５とを備えている。なお、ここでいう仮想コ
ネクション（ＶＣ）とは、仮想パスコネクション（ＶＰ
Ｃ）、または仮想チャネルコネクション（ＶＣＣ）を表
すものとする。

【００２９】図３および図４にセルトラヒック情報管理
部２の動作概要のフローチャートを示す。図３はセル到
着時、セル送出時の処理であり、図４は一定周期で行う
到着セル数、蓄積セル数の抽出時の処理である。

【００３０】図３に示すように、ＡＴＭスイッチシステ
ムにポート＃ｍ（ｍは１〜ｎのいずれか）からセルが到
着すると（ステップＳ１０）、多段スイッチシステム部
４へ送出される前に、一旦、セル蓄積部３１−ｍに蓄積
される。そして、セル蓄積部３１−ｍでは、到着したセ
ルのＶＣＩを抽出し（ステップＳ１１）、これを多段ス
イッチ内部ルーチング表３２へ渡す。

【００３１】多段スイッチ内部ルーチング表３２では、
受信したＶＣＩをもとに、このセルが通過する各単位ス
イッチ内の出側ポートを全て調べて（ステップＳ１
２）、これらを到着セル数保持メモリ３３および蓄積セ
ル数保持メモリ３４へ転送する。

【００３２】到着セル数保持メモリ３３および蓄積セル
数保持メモリ３４では、それぞれ、受信した出側ポート
の組に間もなくセルが到着するものと判断し、該出側ポ
ートでの到着セル数、蓄積セル数を、受信した全ての出
側ポートに対して加算する（ステップＳ１３〜Ｓ１
５）。

【００３３】セル蓄積部３１−１〜３１−ｎにて蓄積さ
れていたセルが多段スイッチシステム部４へ送出される
際には（ステップＳ１０）、上記と同様に、該セルのＶ
ＣＩが多段スイッチ内部ルーチング表３２へ渡され（ス
テップＳ１１）、そして、該セルが通過する出側ポート
を全て蓄積セル数保持メモリ３４へ転送する（ステップ
Ｓ１２）。この場合、蓄積セル数保持メモリ３４では、
受信した全ての出側ポートに対する蓄積セル数を減算す
る（ステップＳ１３，Ｓ１６）。

【００３４】なお、図４に示すように、セルトラヒック
制御部３５では、一定時間毎に（ステップＳ１７）、多
段スイッチシステム部４内の各々の単位スイッチの出側
ポートにおける到着セル数、蓄積セル数を、それぞれ到
着セル数保持メモリ３３、蓄積セル数保持メモリ３４よ
り読み出し（ステップＳ１８）、各出側ポートでの輻輳
の有無を判断し、必要な制御を施す。このとき、到着セ
ル数に関しては、この値をセルトラヒック制御部３５が
読み出した後にクリアする（ステップＳ１９）。

【００３５】次に、セルトラヒック情報管理部２の多段
スイッチ内部ルーチング表３２について説明する。図５
に、多段スイッチ内部ルーチング表３２の一構成例を示
す。また、図６に、本多段スイッチ内部ルーチング表３
２の内容の具体例に従いＶＣが設定されたＡＴＭスイッ
チシステムを示す。

【００３６】多段スイッチ内部ルーチング表３２は、Ａ
ＴＭスイッチシステム内にて現在設定されているＶＣＩ
（４１）と、そのＶＣＩが割り当てられるＶＣ上を転送
されるセルが到着するＡＴＭスイッチシステム（セルト
ラヒック情報管理部２）の入力ポート（４２）と、その
セルが通過する各列の単位スイッチおよびその出力ポー
ト（４３〜４５）とが、対応付けられて保持されてい
る。

【００３７】セル蓄積部３１１〜３１ｎより、到着した
セルのＶＣＩが引き渡されると、本ＶＣＩと同一のＶＣ
Ｉを多段スイッチ内部ルーチング表３２にて記載されて
いるＶＣＩ（４１）より検索し、同一ＶＣＩが見つかれ
ば、本多段スイッチ内部ルーチング表３２にて対応づけ
られている各列の単位スイッチの出力ポート値（４３〜
４５）を抽出し、これらの値を、到着セル数保持メモリ
３３や蓄積セル数保持メモリ３４へ、必要に応じて送出
する。

【００３８】このとき、セルが到着したＡＴＭスイッチ
システム（セルトラヒック情報管理部２）の入力ポート
番号が分かっていれば、ＶＣＩと入力ポート番号の組を
用いて、該当する各列の単位スイッチの出力ポート値を
検索することができる。例えば、まず、入力ポート番号
をキーとして検索し、この結果を対象として上記のよう
にＶＣＩをキーとして検索することにより、効率的に該
当する各列の単位スイッチの出力ポート値を検索するこ
とができる。

【００３９】なお、多段スイッチ内部ルーチング表３２
では、仮想コネクションが新規に設定される度に、該仮
想コネクションのＶＣＩに関する情報を新たに追加し、
また仮想コネクションが解放される（設定を終了する）
度に、該仮想コネクションのＶＣＩに関する情報を削除
するという制御が必要である。

【００４０】次に、セルトラヒック情報管理部２の到着
セル数保持メモリ３３について説明する。図７に、到着
セル数保持メモリ３３の一構成例を示す。

【００４１】図７に示すように、本到着セル数保持メモ
リ３３は、計数中である到着セル数を出力ポート毎に保
持するカウンタ５２１〜５２３、与えられた出力ポート
番号における到着セル数を保持しているカウンタを選択
し、該カウンタの値を１加算するよう指示するカウンタ
選択部５１、対応するカウンタにおいて計数された到着
セル数を保持し、一定時間が経過すると、該カウンタ内
の値を新たな到着セル数として更新し保持するメモリ５
３１〜５３３、これらメモリ５３１〜５３３にて保持さ
れる到着セル数の更新周期を計数するタイマ５４、多段
スイッチ内部ルーチング表３２より通知を受けた、セル
が到着する出力ポート番号を、例えば出力ポート番号が
記載されたトークンとして記憶しておき、出力ポートに
対応するカウンタ５２１〜５２３の値を正しく加算させ
るよう、カウンタ選択部５１へ指示を行うトークン保持
部５５を有する。

【００４２】次に、図７に示した到着セル数保持メモリ
３３の動作例について説明する。多段スイッチ内部ルー
チング表３２よりセルが通過する出力ポート番号（本具
体例のＡＴＭスイッチシステムでは、３種類の値が引き
渡される）が与えられる度に、これら出力ポート番号を
記載した１つのトークン（または出力ポート番号を１つ
ずつ記載したいくつかのトークン）を生成し、トークン
保持部５５にて該トークンを蓄積する。また、トークン
保持部５５では、本保持部内にトークンが存在すれば、
該トークンに記載されている出力ポート番号をカウンタ
選択部５１へ通知した後に該トークンを消去する。

【００４３】なお、トークン保持部５５は、同時期にＡ
ＴＭスイッチシステムの異なる入力ポートにセルが到着
することにより発せられる、同一出力ポートへの複数の
カウンタ加算要求を処理するために用意されるべきもの
で、上記の要求を受けた場合には、同一の出力ポート値
を持つトークンを複数個生成してトークン保持部５５に
て一旦記憶させ、また、本トークン保持部５５では、存
在しているトークンを即座に処理するよう、トークン内
に記載されている出力ポート番号を順次通知していく。

【００４４】カウンタ選択部５１では、通知された出力
ポート番号に関する到着セル数情報が記載されているカ
ウンタ５２１〜５２３を選択し、この値を１加算する。
そして、タイマ５４にてあらかじめ定められた時間を計
数すれば、カウンタ５２１〜５２３に対して、現在各カ
ウンタ内に保持されている値を、上記の時間内に到着し
たセル数としてメモリ５３１〜５３３にて保持させるよ
う指示する。この指示を受けたカウンタ５２１〜５２３
では、現在保持中の値を対応するメモリ５３１〜５３３
に転送し、カウンタ値を０にクリアする。

【００４５】なお、メモリ５３１〜５３３の内容の更新
については、メモリ数の多さ（本具体例のＡＴＭスイッ
チシステムでは、８×８スイッチが８個、３列に並んで
いるため、８×８×３＝１９２）を考えると、各メモリ
の内容を全て同時刻に更新するよりも、各メモリの更新
時刻をスライドさせる手法を用いることが望ましい。例
えば、図８に示すように、各単位時間毎に、メモリ更新
を指示する旨の信号を各々のメモリに対して順次生成さ
せるような動作を、タイマ５４にて行わせる。

【００４６】次に、セルトラヒック情報管理部２の蓄積
セル数保持メモリ３４について説明する。図９に、蓄積
セル数保持メモリ３４の一構成例を示す。

【００４７】図９に示すように、本蓄積セル数保持メモ
リ３４は、計数中である蓄積セル数を出力ポート毎に保
持するカウンタ６２１〜６２３、与えられた出力ポート
番号における蓄積セル数を保持しているカウンタを選択
し、該カウンタの値を１加算するよう指示するカウンタ
選択部６１１、与えられた出力ポート番号における蓄積
セル数を保持しているカウンタを選択し、該カウンタの
値を１減算するよう指示するカウンタ選択部６１２、対
応するカウンタにおいて計数された蓄積セル数を保持
し、一定時間が経過すると、該カウンタ内の値を新たな
蓄積セル数として更新し保持するメモリ６３１〜６３
３、これらメモリ６３１〜６３３にて保持される蓄積セ
ル数の更新周期を計数するタイマ６４、多段スイッチ内
部ルーチング表３２より通知を受けた、セルが到着する
出力ポート番号を、例えば出力ポート番号が記載された
トークンとして記憶しておき、出力ポートに対応するカ
ウンタ６２１〜６２３の値を正しく加算させるよう、カ
ウンタ選択部６１１へ指示を行うトークン保持部６５
１、多段スイッチ内部ルーチング表３２より通知を受け
た、セルを送出する出力ポート番号を、例えば出力ポー
ト番号が記載されたトークンとして記憶しておき、出力
ポートに対応するカウンタ６２１〜６２３の値を正しく
減算させるよう、カウンタ選択部６１２へ指示を行うト
ークン保持部６５２を有する。

【００４８】次に、図９に示した蓄積セル数保持メモリ
３４の動作例について説明する。多段スイッチ内部ルー
チング表３２よりセルが通過する出力ポート番号（本具
体例のＡＴＭスイッチシステムでは、３種類の値が引き
渡される）が与えられる度に、これら出力ポート番号を
記載した１つのトークン（または出力ポート番号を１つ
ずつ記載したいくつかのトークン）を生成し、カウンタ
加算時（新規セルの到着時）にはトークン保持部６５１
にて該トークンを蓄積し、カウンタ減算時（蓄積セルの
送出時）にはトークン保持部６５２にて該トークンを蓄
積する。また、トークン保持部６５１では、本保持部内
にトークンが存在すれば、該トークンに記載されている
出力ポート番号をカウンタ選択部６１１へ通知した後に
該トークンを消去する。同様に、トークン保持部６５２
では、本保持部内にトークンが存在すれば、該トークン
に記載されている出力ポート番号をカウンタ選択部６１
２へ通知した後に該トークンを消去する。

【００４９】カウンタ選択部６１１では、通知された出
力ポート番号に関する到着セル数情報が記載されている
カウンタ６２１〜６２３を選択し、これらの値を１加算
する。一方、カウンタ選択部６１２では、通知された出
力ポート番号に関する到着セル数情報が記載されている
カウンタ６２１〜６２３を選択し、これらの値を１減算
する。

【００５０】そして、タイマ６４にてあらかじめ定めら
れた時間を計数すれば、カウンタ６２１〜６２３に対し
て、現在各カウンタ内に保持されている値を、現時刻に
て蓄積されているセル数としてメモリ６３１〜６３３に
て保持させるよう指示する。この指示を受けたカウンタ
６２１〜６２３では、現在保持中の値を対応するメモリ
６３１〜６３３に転送する。

【００５１】なお、メモリ６３１〜６３３の内容の更新
については、メモリ数の多さ（本具体例のＡＴＭスイッ
チシステムでは、８×８スイッチが８個、３列に並んで
いるため、８×８×３＝１９２）を考えると、各メモリ
の内容を全て同時刻に更新するよりも、各メモリの更新
時刻をスライドさせる手法を用いることが望ましい。例
えば、図８に示すように、各単位時間毎に、メモリ更新
を指示する旨の信号を各々のメモリに対して順次生成さ
せるような動作を、タイマ６４にて行わせる。

【００５２】図１０に、到着セル数保持メモリ３３内の
メモリ５３１〜５３３および蓄積セル数保持メモリ３４
内のメモリ６３１〜６３３の一構成例を示す。図１０の
ように、両メモリ共、各々の出力ポート番号（７１）
と、各出力ポートにおけるセル数（７２）が対応づけら
れて記憶される。なお、到着セル数保持メモリ３３内の
メモリ５３１〜５３３ではセル数は到着セル数を示し、
蓄積セル数保持メモリ３４内のメモリ６３１〜６３３で
はセル数は蓄積セル数を示す。

【００５３】図１１に、要求サービスクラスを考慮した
到着セル数保持メモリ３３内のメモリ５３１〜５３３お
よび蓄積セル数保持メモリ３４内のメモリ６３１〜６３
３の一構成例を示す。

【００５４】セルトラヒック情報管理部２内にて、セル
蓄積部３１１〜３１ｎより引き渡されるＶＣＩより、本
ＶＣＩを持つ仮想コネクションが要求するサービスクラ
スは容易に導出できる。図２にて示した構成例では、例
えば多段スイッチ内部ルーチング表３２にて、ＶＣＩと
要求サービスクラスとを対応づけて記憶させ、到着セル
数保持メモリ３３、蓄積セル数保持メモリ３４に対し
て、出力ポート番号と共に、要求サービスクラスを引き
渡す。これにより、図１１に示すような、各サービスク
ラス毎のセル数情報（７２１〜７２４）を保持すること
ができ、サービスクラスに応じた制御実行の際に有益な
情報を提供することができる。

【００５５】なお、サービスクラス毎にセルトラヒック
情報を管理する場合、当該ＡＴＭスイッチシステムが提
供可能なサービスクラスのうちの一部の所望のサービス
クラスのみを対象としてもよい。また、このような一部
または全部のサービスクラス毎のセルトラヒック情報
と、サービスクラスにかかわらない（全サービスクラス
について総和を取った）セルトラヒック情報とを管理す
るようにしてもよい。

【００５６】以上、本実施形態に係るＡＴＭスイッチシ
ステムの基本的な構成・動作を中心に説明してきたが、
本セルトラヒック制御部３５では、到着セル数保持メモ
リ３３、蓄積セル数保持メモリ３４内の情報を必要に応
じて適宜利用することにより、本ＡＴＭスイッチシステ
ムにおける輻輳制御等を実行することができる。以下で
は、本セルトラヒック制御部３５にて実現可能な制御手
法についていくつかを説明する。

【００５７】（１）ＥＲ値（明示的セル速度値）の算出 ＡＴＭ方式での通信において提供されるサービスの一つ
にＡＢＲ（Ａｖａｉｌａｂｌｅ Ｂｉｔ Ｒａｔｅ）サ
ービスがある。ＡＢＲサービスは、通信中にセル廃棄が
生じないことを保証するサービスであり、遅延について
は特に保証しないものである。図２０に示すように、Ａ
ＢＲサービスでは、送信端末（２１）より送出されるＲ
Ｍセル（資源管理セル）内に、仮想コネクション上に位
置するＡＴＭ網（２３）内のＡＴＭスイッチ（２４）や
受信端末（２２）等により、現在の輻輳状況が記載さ
れ、受信端末にて折り返された該ＲＭセルを送信端末に
て受信することにより、送信端末は現在の仮想コネクシ
ョン上の輻輳状況を知ることができ、これに応じてセル
送出速度の変更を行う。このようなセル送出速度の制御
を行うことにより、ＡＢＲサービスが提供すべきセル廃
棄の防止が達成される。なお、ＲＭセル内に記載される
輻輳状況を記載する領域としては、ＥＲ値（明示的セル
速度値）、ＣＩビット（輻輳表示ビット）、ＮＩビット
（速度増加禁止ビット）がある。

【００５８】多段スイッチシステムによりセルの交換、
転送を行う本ＡＴＭスイッチシステムでは、この多段ス
イッチシステムを構成する各単位スイッチにおける輻輳
回避を考慮した、ＲＭセル上への輻輳状況（ＥＲ値、Ｃ
Ｉビット、ＮＩビット）の記載が必要となる。そのため
にセルトラヒック制御部３５において行われるべき制御
の一例について、ＥＲ値の算出に関して説明する。

【００５９】図１２〜図１５に、ＥＲ値算出アルゴリズ
ムの概要をフローチャートにて示す。なお、本アルゴリ
ズムは、Ｔｈｅ ＡＴＭ Ｆｏｒｕｍの寄書９５−０１
９５にて述べられているＣＡＰＣ２（Ｃｏｎｇｅｓｔｉ
ｏｎ Ａｖｏｉｄａｎｃｅｗｉｔｈ Ｐｒｏｐｏｒｔｉ
ｏｎａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ，Ｌｅｖｅｌ ２）を本ＡＴ
Ｍスイッチシステムに適用させたアルゴリズムを一例と
して用いている。

【００６０】図１２は、多段スイッチシステムを構成す
る各単位スイッチの出力ポートにおける、提供可能なセ
ル送出速度（ＥＲＳ）の算出アルゴリズムの概要を示
す。一定時間が経過する度に、全ての出力ポートにおけ
るＥＲＳ値の更新を行う（ステップＳ２０）。任意の出
力ポートに対して（ステップＳ２１）、到着セル数保持
メモリ３３にて保持されている該出力ポートへの到着セ
ル数を抽出する（ステップＳ２２）。そして、該到着セ
ル数を上記の一定時間（ＥＲＳ値更新周期）で割った値
を、該出力ポートへのセル到着速度として求め（ステッ
プＳ２３）、このセル到着速度をもとに、該出力ポート
でのＥＲＳ値の更新を行う（ステップＳ２４；更新手順
は後述する）。まだＥＲＳ値が未更新である出力ポート
が存在すれば（ステップＳ２５）、これらの出力ポート
に関してもＥＲＳ値を更新する。そして、全ての出力ポ
ートに関してＥＲＳ値の更新が終了すれば、更新周期
（上記の一定時間）の経過後に、再びＥＲＳ値を更新す
る（ステップＳ２６）。

【００６１】なお、更新周期を短時間に設定する程、多
段スイッチシステム内の輻輳状況を迅速に反映させたＥ
ＲＳ値の設定が可能となるが、本アルゴリズムを実行さ
せるＣＰＵの高速処理、複数ＣＰＵによる並列処理、等
が要求され、システム規模の巨大化をもたらすこととな
るので、実装機能な規模の範囲内で、更新周期を最小化
させることが望ましい。

【００６２】図１３は、図１２のステップＳ２４にて示
したＥＲＳ値の算出アルゴリズムの概要を示す。図１２
のステップＳ２３にてセル到着速度（Ｒａｔｅ）が算出
されれば（ステップＳ３０）、この値を元に、ＥＲＳ値
を更新する（ステップＳ３１，Ｓ３２）。

【００６３】ここでは、 ＥＲｘ＝１＋Ｇａｉｎ×（１−Ｒａｔｅ／ＲＯ） ＥＲＳ（更新後の値）＝ＥＲＳ（更新前の値）×ＥＲｘ にて求める。

【００６４】ここで、ＲＯ値は出力ポートにおいてＡＢ
Ｒサービスに提供可能なセル転送速度であり、Ｇａｉｎ
はＥＲＳ（ＥＲｘ）の変動量を制御する係数である。Ｅ
Ｒｘ値は、Ｒａｔｅ値とＲＯ値との大小関係を元に、Ｅ
ＲＳ値の増加量もしくは減少量を定める値であり、Ｒａ
ｔｅ＞ＲＯであれば（ポートにて提供可能な速度を上回
るセル到着であれば）、ＥＲｘ＜１となるようなＥＲｘ
値に設定してＥＲＳ値を減少させるよう、また、Ｒａｔ
ｅ＜ＲＯであれば（ポートにて提供可能な速度を下回る
セル到着であれば）、ＥＲｘ＞１となるようなＥＲｘ値
に設定してＥＲＳ値を増加させるよう、ＥＲＳ値を制御
する。

【００６５】なお、ＥＲＳ値は、ＲＯ値、ＭＡＣＲ×Ｅ
ＲＵ値を上回らないよう、そしてＭＡＣＲ×ＥＲＤ値を
下回らないように修正して（ステップＳ３３，Ｓ３
４）、ＥＲＳ値の更新を終了する（ステップＳ３５）。

【００６６】ここで、ＥＲＵは、ＥＲＵ＞１を満たす定
数であり、ＥＲＤは、ＥＲＤ＜１を満たす定数である。
上記のＭＡＣＲ値は、フォワードＲＭセル内に記載され
ている、送信端末の現在のセル送出速度（ＣＣＲ値；Ｃ
ｕｒｒｅｎｔ Ｃｅｌｌ Ｒａｔｅ）を元に更新される
値であり、各出力ポート毎に算出される、ＣＣＲ値の移
動指数平均値である。図１４に、ＭＡＣＲ値の算出アル
ゴリズムの概要を示す。

【００６７】フォワードＲＭセルがセルトラヒック情報
管理部２に到着すれば（ステップＳ４０）、このフォワ
ードＲＭセル内のＣＣＲ値、ＶＣＩを抽出し（ステップ
Ｓ４１）、該ＶＣＩを用いて、多段スイッチ内部ルーチ
ング表３２により、本ＲＭセルが通過する出力ポートを
検索する（ステップＳ４２）。ここで抽出された各々の
出力ポートに対して、ＭＡＣＲの更新を行う。

【００６８】上記で抽出された各出力ポートに対して
（ステップＳ４３）、ＡＣＲ値を算出する（ステップＳ
４４）。ここでは、 ＡＣＲ＝ＣＣＲ×ｍｉｎ（１，ＲＯ／Ｒａｔｅ） にて求める。

【００６９】本計算により、該出力ポートにおけるＲａ
ｔｅ値がＲＯ値を上回る場合には、実際のＣＣＲ値より
も小さな値（ＡＣＲ＝ＣＣＲ×ＲＯ／Ｒａｔｅ）を用い
てＭＡＣＲ値を算出することとなる。なお、Ｒａｔｅ＜
ＲＯ ｏｒ Ｒａｔｅ＝ＲＯである場合には、ＡＣＲ＝
ＣＣＲとなる。

【００７０】このＡＣＲ値と現時点でのＭＡＣＲ値を用
いて、ＭＡＣＲ値を更新する（ステップＳ４５）。ここ
では、 ＭＡＣＲ（更新後）＝ＭＡＣＲ＋ＡＶＦ×（ＡＣＲ−Ｍ
ＡＣＲ） にて求める。ここで、ＡＶＦ値は定数である。

【００７１】上記したＭＡＣＲ値の更新を、ステップＳ
４２において抽出された全ての出力ポートに対して終了
すれば（ステップＳ４６）、本アルゴリズムを終了する
（ステップＳ４７）。

【００７２】図１５は、ＡＴＭスイッチシステムにて受
信したバックワードＲＭ内のＥＲ値を更新するアルゴリ
ズムの概要を示す。バックワードＲＭセルがセルトラヒ
ック情報管理部２に到着すれば（ステップＳ５０）、バ
ックワードＲＭセル内のＥＲ値、ＶＣＩを抽出し（ステ
ップＳ５１）、該ＶＣＩを用いて、多段スイッチ内部ル
ーチング表３２により、本バックワードＲＭセルに対応
するフォワード方向への送信セルが通過する、単位スイ
ッチの出力ポート（本バックワードＲＭセルの宛先であ
るセル送信端末より、本バックワードＲＭを折り返し送
出したセル受信端末宛に送信されるセルが通過する出力
ポート）を全て検索する（ステップＳ５２）。

【００７３】ここで抽出された各々の出力ポートについ
て、各々にて算出されたＥＲＳ値を抽出する（ステップ
Ｓ５３）。なお、各々のポートでのＥＲＳ値を区別する
ため、１列目、２列目、３列目の出力ポートでのＥＲＳ
値をそれぞれ、ＥＲＳ１，ＥＲＳ２，ＥＲＳ３で示すも
のとする。そして、これらＥＲＳ１値、ＥＲＳ２値、Ｅ
ＲＳ３値と、本バックワードＲＭセルより抽出したＥＲ
値の中での最小値を新たなＥＲ値として、本バックワー
ドＲＭセル内へ上書きし（ステップＳ５４）、本バック
ワードＲＭセルを送出する（ステップＳ５５）。

【００７４】（２）ＣＩビット（輻輳表示ビット）、Ｎ
Ｉビット（速度増加禁止ビット）の設定 図１６に、ＡＴＭスイッチシステムにて受信したバック
ワードＲＭ内のＣＩビット、ＮＩビットを設定するアル
ゴリズムの概要を示す。

【００７５】バックワードＲＭセルがセルトラヒック情
報管理部２に到着すれば（ステップＳ６０）、該バック
ワードＲＭセル内のＶＣＩを抽出し（ステップＳ６
１）、該ＶＣＩを用いて、多段スイッチ内部ルーチング
表３２により、本ＶＣＩを持つＶＣが通過する出力ポー
トを検索する（ステップＳ６２）。

【００７６】本ＡＴＭスイッチシステムにてＣＩビット
の設定を行う場合は（ステップＳ６３）、ここで抽出さ
れた各々の出力ポートにおける蓄積セル数を蓄積セル数
保持メモリ３４より抽出し、抽出された蓄積セル数のう
ち１つでもその値がＣＩビット設定可否の閾値であるＴ
ｈｒｅ＿ＣＩを上回っていれば（ステップＳ６４）、該
バックワードＲＭセル内のＣＩビットを設定する（ステ
ップＳ６５）。

【００７７】本ＡＴＭスイッチシステムにてＮＩビット
の設定を行う場合は（ステップＳ６６）、ここで抽出さ
れた各々の出力ポートにおける蓄積セル数を蓄積セル数
保持メモリ３４より抽出し、抽出された蓄積セル数のう
ち１つでもその値がＮＩビット設定可否の閾値であるＴ
ｈｒｅ＿ＮＩを上回っていれば（ステップＳ６７）、該
ＲＭセル内のＮＩビットを設定する（ステップＳ６
８）。

【００７８】上記の処理が終了すれば、本バックワード
ＲＭセルを送出する（ステップＳ６９）。ここでは、各
出力ポートにおける蓄積セル数を元に、ＣＩビット、Ｎ
Ｉビットの設定の可否判断を行ったが、前述したＥＲ値
（ＥＲＳ１値、ＥＲＳ２値、ＥＲＳ３値）と、あらかじ
め定めておいた閾値とを比較することにより、ＣＩビッ
ト、ＮＩビットを設定するという可否判断も可能であ
る。また、上述した輻輳判断結果を元に、ＣＩビット、
ＮＩビットを設定する代わりに、フォワード方向に転送
されるデータセル内のＥＦＣＩ（Ｅｘｐｌｉｃｉｔ Ｆ
ｏｒｗａｒｄ Ｃｏｎｇｅｓｔｉｏｎ Ｉｎｄｉｃａｔ
ｉｏｎ）ビットを設定し、本セルの受信端末に輻輳の有
無を通知する手段も可能である。

【００７９】なお、図１６の手順において、ステップＳ
６３〜Ｓ６５の手順と、ステップＳ６６〜Ｓ６８の手順
とは入れ替えることが可能であり、ＣＩビットとＮＩビ
ットの設定を両方行う場合には蓄積セル数の抽出は重複
して行う必要はない。

【００８０】（３）新規ＡＢＲコネクションのルート決
定 ＡＢＲサービスを要求する仮想コネクション（以降で
は、ＡＢＲコネクションと呼ぶ）の設定に伴う、本セル
トラヒック制御部３５の動作について説明する。ＡＢＲ
サービスでは、ＣＢＲサービスやＶＢＲサービスと異な
り、仮想コネクションにおいて帯域を固定的に確保しな
い（実際は、最小セル転送速度（ＭＣＲ）を保証するた
めの帯域確保はＡＢＲサービスにおいても行われている
が、それを上回る帯域の確保は行っていない）。そのた
め、新規にＡＢＲコネクションを設定するためには、既
にサービス中であるＡＢＲコネクションにて使用されて
いる帯域情報を用いて、できるだけ未使用帯域の多いル
ートに本コネクションを設定すれば、より高速なＡＢＲ
セル転送が可能となる。

【００８１】図１７に、ＡＴＭスイッチシステム内に新
規ＡＢＲコネクションを設定するアルゴリズムの概要を
示する。新規にＡＢＲコネクションを設定する旨の要求
を受ければ（ステップＳ７０）、該ＡＢＲコネクション
のＡＴＭスイッチシステムにおける入力ポート、出力ポ
ートを元に、物理的に設定可能であるルート情報を抽出
する（ステップＳ７１）。なお、物理的に設定可能であ
るルートをすべて抽出するのではなく、何らかの基準に
よって抽出対象範囲を制限してもよい。また、輻輳が発
生していることが分かっている単位スイッチ等、何等か
の基準を満たす回避すべき単位スイッチを経由するルー
トは抽出結果から除外するなどの処理を行ってもよい。

【００８２】抽出された各ルートにおいて、本ルートが
通過する各単位スイッチの出力ポートにおいて算出され
たＥＲＳ値、ＭＡＣＲ値を抽出し（ステップＳ７２）、
ＥＲＳ値については最小となるＥＲＳ値と本ルートのＥ
Ｒ値とし、ＭＡＣＲ値については最大となるＭＡＣＲ値
を本ルートのＭＡＣＲ値とする（ステップＳ７３）。新
規のＡＢＲコネクションの設定候補であるルートの中よ
り、ＥＲ値がなるべく最大で、ＭＡＣＲ値がなるべく最
小となるルートを選択し、本ルート上に該コネクション
を設定すると決定し（ステップＳ７４）、設定のための
シグナリングを実行する（ステップＳ７５）。

【００８３】図１８は、コネクションの設定を行うルー
トの選択の際に用いるＥＲ値、ＭＡＣＲ値の、到着セル
の負荷（Ｒａｔｅ値）とのおおよその関係を示したグラ
フである。なお、図１８の（ａ）は、図１３のステップ
Ｓ３１，Ｓ３２をもとに表したＥＲ値（ＥＲＳ値）と負
荷との関係を、図１８の（ｂ）は、図１４のステップＳ
４４，Ｓ４５をもとに表したＭＡＣＲ値と負荷との関係
を、それぞれ示している。また、図１８の（ａ）におけ
るＥＲｏｌｄ値とは、図１３に示したフローチャートに
従いＥＲ値を新たに計算する前に設定されていたＥＲ値
を表す。

【００８４】図１８の（ａ）より、到着セルの負荷が重
い（Ｒａｔｅ値が大きい）ほど、ＥＲＳ値はより小さな
値をとるという関係が成り立つため、ＥＲ値がより大き
いルートを選択することで、負荷が軽く、セル送出速度
の上限が高いセル送出が可能なコネクションの設定が期
待できる。また、図１８の（ｂ）より、到着セルの負荷
が軽い（Ｒａｔｅ＜ＲＯなるＲａｔｅ値において、Ｒａ
ｔｅ値が小さい）ほど、ＭＡＣＲ値はより小さな値をと
るという関係が成り立つため、ＭＡＣＲがより小さいル
ートを選択することで、負荷の軽いサービスを受けるこ
とのできるコネクションの設定が期待できる。

【００８５】なお、図１８より、Ｒａｔｅ値が小さな値
をとる場合、ＥＲ値は一定値（ＲＯ）をとることとな
り、また、Ｒａｔｅ＞ＲＯなるＲａｔｅ値をとる場合、
ＭＡＣＲ値は一定値をとることとなるため、ＥＲ値のみ
を用いた、もしくはＭＡＣＲ値のみを用いたルート選択
では、十分な解の得られない場合がある。そのため、Ｅ
Ｒ値、ＭＡＣＲ値の両値を用いたルート選択を行うこと
が望ましい。

【００８６】なお、システム要求に応じて、上記構成の
一部、例えば、到着セル数保持メモリと蓄積セル数保持
メモリの一方のみを備えてもよい。なお、以上の各機能
は、ソフトウェアとしても実現可能である。また、上記
した各手順あるいは手段をコンピュータに実行させるた
めのプログラムを記録した機械読取り可能な媒体として
実施することもできる。本発明は、上述した実施の形態
に限定されるものではなく、その技術的範囲において種
々変形して実施することができる。

【００８７】

【発明の効果】本発明によれば、ＡＴＭスイッチシステ
ム内の多段スイッチの前段のセル蓄積手段へのセルの到
着やセル蓄積手段から多段スイッチへのセルの送出を監
視し、これに基づいて到着セルや送出セルが多段スイッ
チ内部で通過する各単位スイッチの各出力ポートについ
てのセルの到着セルやセルの送出を推定することによっ
て、スイッチシステムの実装規模や演算量を増大させる
ことなく、各単位スイッチの各出力ポートにおける到着
セル数、蓄積セル数等のセルトラヒック情報を一括管理
することを可能とし、そしてこのセルトラヒック情報に
基づいた輻輳制御等のセルトラヒック制御を可能とす
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るＡＴＭスイッチシス
テムの基本構成を示す図

【図２】同実施形態に係るセルトラヒック情報管理部の
構成を示す図

【図３】セルトラヒック情報管理部のセル到着時、セル
送出時の処理手順の一例を示す図

【図４】セルトラヒック情報管理部の到着セル数、蓄積
セル数の抽出時の処理手順の一例を示す図

【図５】多段スイッチ内部ルーチング表の構成例を示す
図

【図６】ＡＴＭスイッチシステムにおいて設定されたＶ
Ｃを説明するための図

【図７】到着セル数保持メモリの構成例を示す図

【図８】タイマの動作例を説明するための図

【図９】蓄積セル数保持メモリの構成例を示す図

【図１０】到着セル数保持メモリ内のメモリおよび蓄積
セル数保持メモリ内のメモリの一構成例を示す図

【図１１】到着セル数保持メモリ内のメモリ、蓄積セル
数保持メモリ内のメモリの他の構成例を示す図

【図１２】各単位スイッチの出力ポートにおけるＥＲＳ
値の更新手順の一例を示すフローチャート

【図１３】ＥＲＳ値の算出手順の一例を示すフローチャ
ート

【図１４】ＭＡＣＲ値の算出手順の一例を示すフローチ
ャート

【図１５】バックワードＲＭ内のＥＲ値の更新手順の一
例を示すフローチャート

【図１６】バックワードＲＭ内のＣＩビット、ＮＩビッ
トの設定手順の一例を示すフローチャート

【図１７】ＡＴＭスイッチシステム内に新規ＡＢＲコネ
クションを設定する手順の一例を示すフローチャート

【図１８】負荷とＥＲ値およびＭＡＣＲ値との関係を示
す図

【図１９】従来の多段スイッチシステムの構成例を示す
図

【図２０】ＡＢＲサービスでのＲＭセルの流れを説明す
るための図

【符号の説明】

２…セルトラヒック情報管理部 ４…多段スイッチシステム部 １４…スイッチ １６…バッファ ３１−１〜３１−ｎ…セル蓄積部 ３２…多段スイッチ内部ルーチング表 ３３…到着セル数保持メモリ ３４…蓄積セル数保持メモリ ３５…セルトラヒック制御部 ５１，６１１，６１２…カウンタ選択部 ５２１〜５２３，６２１〜６２３…カウンタ ５３１〜５３３，６３１〜６３３…メモリ ５４，６４…タイマ ５５，６５１，６５２…トークン保持部 １１０〜１１７，１２０〜１２７，１３０〜１３７…単
位スイッチ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力されたセルの経路を該セル内に付され
   た経路情報に従って切り替えるための単位スイッチを１
   個または複数個並設した単位段を、複数段接続してなる
   多段スイッチ手段と、 外部から受信したセルを一旦蓄積した後に前記多段スイ
   ッチ手段へ送出するセル蓄積手段と、 前記セル蓄積手段にて蓄積されたセルのヘッダ情報を抽
   出するセルヘッダ情報抽出手段と、 前記セルヘッダ情報抽出手段により前記セルから抽出さ
   れた前記ヘッダ情報をもとに、該セルが前記多段スイッ
   チ手段内を転送される際に通過する前記単位スイッチお
   よびその出力ポートを求めるルート情報管理手段と、 前記セル蓄積手段へのセルの到着および前記セル蓄積手
   段からのセルの送出の少なくとも一方に基づいて、各単
   位スイッチの各出力ポートにおけるセルトラヒック情報
   を求めるセルトラヒック監視手段と、 前記セルトラヒック情報に基づいて、所定のセルトラヒ
   ック制御を行うセルトラヒック制御手段とを具備するこ
   とを特徴とするＡＴＭスイッチシステム。
2. 【請求項２】前記セルトラヒック監視手段は、前記セル
   蓄積手段へ到着したセルまたは前記セル蓄積手段から送
   出されるセルが通過する各単位スイッチの各出力ポート
   におけるセルトラヒック情報またはその元となる情報を
   更新することによって、前記セルトラヒック情報を求め
   ることを特徴とする請求項１または２に記載のＡＴＭス
   イッチシステム。
3. 【請求項３】前記セルトラヒック制御手段は、前記セル
   トラヒック情報に基づいて所定の制御情報を所定の外部
   ノードに通知するための処理を行うことを特徴とする請
   求項１に記載のＡＴＭスイッチシステム。
4. 【請求項４】前記セルトラヒック制御手段は、前記セル
   トラヒック情報に基づいて、前記多段スイッチ手段内部
   の経路制御を行うことを特徴とする請求項１ないし３の
   いずれか１項に記載のＡＴＭスイッチシステム。
5. 【請求項５】前記セルトラヒック監視手段は、前記セル
   トラヒック情報を、セルが属する各サービスクラス毎に
   求めることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１
   項に記載のＡＴＭスイッチシステム。
6. 【請求項６】前記セルトラヒック制御手段は、前記サー
   ビスクラスを考慮したトラヒック制御を行うことを特徴
   とする請求項５に記載のＡＴＭスイッチシステム。
7. 【請求項７】入力されたセルの経路を該セル内に付され
   た経路情報に従って切り替えるための単位スイッチを１
   個または複数個並設した単位段を、複数段接続してなる
   多段スイッチ手段と、 外部から受信したセルを一旦蓄積した後に前記多段スイ
   ッチ手段へ送出するセル蓄積手段と、 前記セル蓄積手段にて蓄積されたセルのヘッダ情報を抽
   出するセルヘッダ情報抽出手段と、 前記セルヘッダ情報抽出手段より前記セルから抽出され
   た前記ヘッダ情報をもとに、該セルの属するサービスク
   ラスを求めるとともに、少なくとも該セルの属するサー
   ビスクラスがＡＢＲサービスクラスである場合に、該セ
   ルが前記多段スイッチ手段内を転送される際に通過する
   前記単位スイッチおよびその出力ポートを求めるルート
   情報管理手段と、 少なくとも、前記セル蓄積手段へのＡＢＲサービスクラ
   スに属するセルの到着に基づいて、各単位スイッチの各
   出力ポートにおけるＡＢＲサービスクラスに関するセル
   トラヒック情報を求めるセルトラヒック監視手段と、 前記セルトラヒック情報に基づいて一定周期毎に、前記
   多段スイッチ手段内の各単位スイッチの各出力ポートに
   ついて、該出力ポートより送出するＡＢＲサービスクラ
   スに属するセル対して該出力ポートが提供可能なセル送
   出速度値を算出するセル送出速度値算出手段と、 バックワードＲＭセルを受信した際に、該バックワード
   ＲＭセルに対応するＡＢＲサービスクラスに属するセル
   が通過する各単位スイッチの各出力ポートについての前
   記セル速度値算出手段にて算出された前記提供可能なセ
   ル送出速度値夫々と、該バックワードＲＭセル内に記載
   されている明示的セル速度値とのうちの最小値を、新た
   な明示的速度値として、該バックワードＲＭセル内に上
   書きする明示的速度値更新手段とを具備することを特徴
   とするＡＴＭスイッチシステム。
8. 【請求項８】入力されたセルの経路を該セル内に付され
   た経路情報に従って切り替えるための単位スイッチを１
   個または複数個並設した単位段を、複数段接続してなる
   多段スイッチ手段と外部から受信したセルを一旦蓄積し
   た後に前記多段スイッチ手段へ送出するセル蓄積手段と
   を備えたＡＴＭスイッチシステムにおけるセルトラヒッ
   ク制御方法であって、 前記セル蓄積手段へ到着したセルおよび前記セル蓄積手
   段から送出されるセルの少なくとも一方について、セル
   のヘッダ情報を抽出し、 抽出された前記ヘッダ情報をもとに、該セルが前記多段
   スイッチ手段内を転送される際に通過する前記単位スイ
   ッチおよびその出力ポートを求め、 求められた各単位スイッチの各出力ポートにおけるセル
   トラヒック情報またはその元となる情報を、前記セルが
   到着したものか送出されるものかに応じて更新していく
   ことにより、セルトラヒック情報を求め、 このセルトラヒック情報に基づいて、所定のセルトラヒ
   ック制御を行うことを特徴とするセルトラヒック制御方
   法。
9. 【請求項９】入力されたセルの経路を該セル内に付され
   た経路情報に従って切り替えるための単位スイッチを１
   個または複数個並設した単位段を、複数段接続してなる
   多段スイッチ手段と外部から受信したセルを一旦蓄積し
   た後に前記多段スイッチ手段へ送出するセル蓄積手段と
   を備えたＡＴＭスイッチシステムにおけるセルトラヒッ
   ク制御方法であって、 少なくとも前記セル蓄積手段へ到着したセルについて、
   セルのヘッダ情報を抽出し、 抽出された前記ヘッダ情報をもとに、該セルの属するサ
   ービスクラスを求めるとともに、少なくとも該セルの属
   するサービスクラスがＡＢＲサービスクラスである場合
   に、該セルが前記多段スイッチ手段内を転送される際に
   通過する前記単位スイッチおよびその出力ポートを求
   め、 求められた各単位スイッチの各出力ポートにおけるＡＢ
   Ｒサービスクラスに関するセルトラヒック情報またはそ
   の元となる情報を更新していくとともに、 一定周期毎に、前記セルトラヒック情報に基づいて、前
   記多段スイッチ手段内の各単位スイッチの各出力ポート
   について、該出力ポートより送出するＡＢＲサービスク
   ラスに属するセル対して該出力ポートが提供可能なセル
   送出速度値を算出し、 バックワードＲＭセルを受信した場合に、該バックワー
   ドＲＭセルに対応するＡＢＲサービスクラスに属するセ
   ルが通過する各単位スイッチの各出力ポートについての
   前記提供可能なセル送出速度値夫々と、該バックワード
   ＲＭセル内に記載されている明示的セル速度値とのうち
   の最小値を、新たな明示的速度値として、該バックワー
   ドＲＭセル内に上書きすることを特徴とするセルトラヒ
   ック制御方法。