JPH11234306A - データ転送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 可変長パケットを用いたデータ通信の提案が
あるが、可変長パケットの具体的構造について、ネット
ワークにおけるムダの少ない高速転送に適するパケット
形式を提案する。 【解決手段】 汎用のプロセッサや通信専用ＬＳＩ等で
扱い易い８バイトを基本長データ長としたり、現行のセ
ルの５３バイトを基本長データ長としたり、あるいは、
６４バイトを基本長データ長とし、ユーザ情報の長さに
応じて、基本長データ長の整数倍のパケット長を用いて
ユーザ情報を転送する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータ間通
信等で、イーサネットフレームをはじめとするＭＡＣフ
レームやＩＰパケットを送受信してデータ等をＡＴＭで
セル化して転送する方式に利用する。特に、大量に高速
で入力するＭＡＣフレームやＩＰパケットのセルを宛先
に出力する転送方式に利用する。

【０００２】

【従来の技術】ＡＴＭ(Asynchronous Transfer Mode)通
信では、あらゆる情報を分割して、固定長のセルに書込
み転送する。このように、あらゆる情報を固定長のセル
に書込んで転送することにより、非同期による高速転送
が可能になったことは既に広く知られていることであ
る。

【０００３】この従来例を図２５および図２６を参照し
て説明する。図２５は従来のＡＴＭスイッチの概念図で
ある。図２６は従来のＡＴＭスイッチに用いられるセル
バッファ部の要部ブロック構成図である。図２５に示す
ように、セルはＡＴＭスイッチのセルバッファ部１−１
および１−２に一時蓄積され、同一出力回線に向かうセ
ル同士の衝突を回避するための競合制御の後にセルバッ
ファ部１−１、１−２から読出される。セルバッファ部
１−１、１−２から読出されたセルは、そのヘッダ領域
に書込まれているアドレスが、アドレスフィルタ２が透
過を許すアドレスと一致した場合には当該アドレスフィ
ルタ２に接続された出力回線に出力される。

【０００４】セルバッファ部は、図２６に示すように、
セルバッファ１０、セル廃棄部１１、制御部１２、キュ
ー長監視部１３により構成される。セルバッファ１０に
はセルが蓄積される。セルバッファ１０のキュー長はキ
ュー長監視部１３によって監視される。このキュー長の
監視結果は制御部１２に報告される。制御部１２では、
キュー長にしたがって、到来するセルをセルバッファ１
０に蓄積するか否かを決定する。キュー長には閾値が設
けられ、キュー長監視部１３から報告される監視結果が
この閾値を越えているか否かで廃棄するか否かを決定す
る。

【０００５】従来のＡＴＭ通信網を図２７を参照して説
明する。図２７は従来のＡＴＭ通信網の概念図である。
この例では、送信端末Ｔ１およびＴ２のデータＤ１およ
びＤ２はそれぞれＩＰ(Internet Protocol) パケットで
ある。このＩＰパケットは分割されてセルに書込まれ
る。このセルは中継装置Ｌ１に入力される。中継装置Ｌ
１は、図２５に示したようなＡＴＭスイッチを備え、セ
ルをそのヘッダ領域に書込まれたアドレス（ＶＰＩ、Ｖ
ＣＩ）にしたがって所望の出力回線に振り分ける。この
とき、図２７に示すように、送信端末Ｔ１およびＴ２か
ら送信された時点では一連のセルであっても、中継装置
Ｌ１では無関係にセルの交換が行われるため、送信端末
Ｔ１からのセルと送信端末Ｔ２からのセルとが混ざり合
う状態が生じる。

【０００６】これらのセルは中継装置Ｌ２により所定の
受信端末Ｒ１またはＲ２にそれぞれ振り分けられる。受
信端末Ｒ１およびＲ２では到着したセルを組み立てるこ
とにより、ＩＰパケットであるデータＤ１およびＤ２を
再生する。

【０００７】従来の中継装置Ｌ１およびＬ２の具体的構
成例を図２８を参照して説明する。図２８は従来の中継
装置Ｌ１およびＬ２の具体的構成例を示す図である。図
２８に示すように、中継装置Ｌ１およびＬ２は、第一ス
テージ、第二ステージ、第三ステージにより構成され、
第一ステージでは、第二ステージでスイッチングするた
めのタグ付けが行われる。また、第二ステージではタグ
にしたがったスイッチングが行われる。図２５に示した
ＡＴＭスイッチは、この第二ステージの構成を示してい
る。第三ステージでは、元のセルに戻すためのタグ削除
が行われる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】１つのデータ単位のユ
ーザ情報にはＩＰパケットやＭＡＣフレームなどの単位
が考えられるが、これらは可変長である。可変長のユー
ザ情報を可変長のセル（通信ブロック単位でユーザ情報
を収容するもの）で転送しようとすると、可変長処理の
ために高速なハードウェア処理ができない。

【０００９】そこで、ユーザ情報のサイズより大きな固
定長のセル（通信ブロック単位でユーザ情報を収容する
もの）を使用すると、セル中のユーザ情報を未収容な領
域が多く発生する。すると、ネットワークでは、無駄な
情報の転送のやりとりの割合が増えることになる。

【００１０】このため、ユーザ情報のサイズより小さい
固定長のセルを使用すると、高速処理が可能で無駄な未
収容領域を少なくできる。

【００１１】現在のＡＴＭ通信網に用いられているＩＴ
Ｕ−Ｔ標準のセルの構造は、ヘッダ領域５バイト、ペイ
ロード領域４８バイトであり、セル長は固定長である。
セルが固定長であると、ネットワーク網の途中にある中
継装置ではこのセルの固定長単位にバッファリング（一
時的な蓄積）をしたり、セルの転送ができるため、ハー
ドウェア処理に向いており、高速転送可能である。

【００１２】このようなＡＴＭによりデータの転送は、
多種多様な情報源のトラヒックを一元的に転送すること
を目的とした転送モードであるため、コンピュータ通信
トラヒックへの適合が不足している部分がある。

【００１３】例えば、ユーザ情報のサイズがセル長より
長いと、１つのセル単位にはユーザ情報が収納できず、
送信端末Ｔ１およびＴ２において複数のセルに分割し、
受信端末Ｒ１およびＲ２では複数のセルを全部一端揃う
まで蓄えて、ユーザ情報を組立直す必要がある。

【００１４】この複数セルの分割により、セルタックス
問題と呼ばれるものが生じている。これは、既存ＡＴＭ
方式で使われるセルのＯＨ(Over head) 率、すなわち、
情報転送に必要なフレーム同期やＯＡＭ(Operation Adm
inistration and Maintenance)のためのビットの割合い
が大きいことを指している。ＡＴＭ登場以前のフレーム
やパケット等のＯＨ率は平均４％未満であるのに対し、
セルのＯＨ率は、ＡＡＬのオーバーヘッドを除いても常
に９．４％であり、それ以前の各種フレームのＯＨ率に
比べてかなり大きい。

【００１５】また、デッドセル問題も生じている。これ
は、セル長がＩＰパケットやＭＡＣフレームの長さに比
べてかりな短いため、伝送路におけるたった１セルの損
失でも、受信側ではその上位レイヤのＩＰパケット等が
廃棄されてしまうことを指している。パケット廃棄が発
生すると、ＵＤＰではパケット単位の受信情報の欠落が
生じる。また、ＴＣＰでは再送処理が行われ、更なるセ
ルトラヒックの増大を招く結果となる。したがって、Ａ
ＴＭ通信網でコンピュータ通信トラヒックが大部分を占
める現状では、コンピュータ通信への適合性を向上させ
る必要がある。

【００１６】このような観点から提案された技術とし
て、特開平７−２５４９０４号公報に開示された技術が
ある。ここには、ｎ倍長データを用いることによりユー
ザのデータを分割することなく転送し、データの一部が
欠落することによるデータの再送等の確率を低減させる
技術が開示されている。前記公開公報には、ｎ倍長デー
タを作成する技術についての記載があるが、蓄積交換に
よる中継接続およびセル長が大きすぎるときの処理につ
いての検討は行われていない。

【００１７】本発明は、このような背景に行われたもの
であって、本特許出願は、出願人がＡＴＭ通信網の現状
に照らして最適なｎ倍長データの構成について具体的に
検討を行い、その構成を提案するものである。すなわ
ち、本発明は、一つのユーザのデータを分割することな
くセルベースで処理することができ、セルタックス問題
を解決できるデータ転送装置を提供することを目的とす
る。本発明は、ＡＴＭ通信網におけるデータのスループ
ットを向上させることができ、デッドセル問題を解決で
きるデータ転送装置を提供することを目的とする。本発
明は、ＡＴＭ通信網におけるデータの転送遅延時間を短
縮することができるデータ転送装置を提供することを目
的とする。本発明は、既存のＡＴＭスイッチを適用する
ことができるデータ転送装置を提供することを目的とす
る。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明は、コンピュータ
通信の可変長パケットを転送する方式として、可変長パ
ケットを収容するｎ倍長データの長さを基本長データ長
の整数倍とすることを特徴とする。また、基本長データ
長は、現在は６４バイト程度までを単位とした処理が可
能であることから、ヘッダ領域長を８バイトとし、ペイ
ロード領域を８バイトの整数倍とすることにより、基本
的には、１つのＩＰパケットまたはＭＡＣフレームが１
つのｎ倍長データに収容されることを想定している。ま
た、従来のＡＴＭとの整合性を考慮して、基本長データ
長を現在のセル長の５３バイトとし、ｎ倍長データを５
３バイトの整数倍とすることもできる。これにより、一
つのデータをセルベースに転送、多重、廃棄処理するこ
とができるため、データを単位として転送遅延時間を短
縮することができる。

【００１９】すなわち、本発明はデータ転送装置であっ
て、本発明の特徴とするところは、一区切りのデータ単
位のユーザ情報を基本長データがｎ個縦続に接続された
ｎ倍長データのペイロード領域に収容して通信網に送信
する手段を備えた送信端末と、このｎ倍長データをｎ倍
長データ単位に蓄積交換により交換接続する手段を備え
た中継装置と、このｎ倍長データをｎ倍長データ単位に
受信して前記ペイロード領域から前記ユーザ情報を再現
する手段とを備えた受信端末とを備えたことを特徴とす
るところにある。

【００２０】このとき、前記中継装置および前記受信端
末には、それぞれ到来するｎ倍長データをｎ倍長データ
単位で廃棄する手段を含むことが望ましい。

【００２１】また、前記送信する手段は、前記ペイロー
ド領域の長さが前記ユーザ情報の長さより長いときに
は、その余剰の長さにパディング部を挿入する手段を含
むことが望ましい。

【００２２】前記中継装置および前記受信端末には、ｎ
倍長データを一時蓄積するセルバッファと、このｎ倍長
データのヘッダ領域に含まれる長さを示す情報にしたが
ってこのセルバッファの空き容量と到着したｎ倍長デー
タの長さとを比較する手段と、この比較する手段の比較
結果にしたがって前記セルバッファの空き容量が前記ｎ
倍長データの長さより小さいときには、当該ｎ倍長デー
タの全部を廃棄する手段を含むことが望ましい。これに
より、送信端末から送信されたユーザ情報の一部のデー
タが欠落したデータが受信端末に到着することを回避す
ることができる。

【００２３】前記ｎ倍長データは、セル長Ｌバイトのセ
ル構造を基本長データとし、この基本長データを可変の
整数ｎ個つなげたビット列Ｌ×ｎの長さ（Ｌは自然数）
である構造とすることができる。

【００２４】例えば、前記ｎ倍長データの先頭に位置す
る一つの基本長データをこのｎ倍長データのヘッダ領域
とし他の基本長データのすべてをこのｎ倍長データのペ
イロード領域とした構造としたり、前記Ｌは８ｍバイト
であり、ｍは２以上の整数であり、さらに、前記ｍは８
である構造としたり、前記Ｌバイトは５３バイトであ
り、先頭の基本長データには５バイトの前記ｎ倍長デー
タのヘッダ領域を有し他の（Ｌ×ｎ）−５バイトの長さ
をこのｎ倍長データのペイロード領域とする構造とした
り、あるいは、それぞれヘッダ領域５バイトおよびペイ
ロード領域４８バイトを有する５３バイトの基本長デー
タが、整数ｎ個つながれたｎ倍長データを用いる構造と
することができる。前記ヘッダ領域には、当該ｎ倍長デ
ータの長さを示す情報を含むことができる。

【００２５】このとき、前記長さを示す情報は、前記ヘ
ッダ領域の中のＶＰＩ領域の一部、または、ＶＣＩ領域
の一部に含まれるようにすることができる。

【００２６】また、それぞれヘッダ領域５バイトおよび
ペイロード領域４８バイトを有する５３バイトの基本長
データが、整数ｎ個つながれたｎ倍長データを用いる構
造とした場合には、前記ヘッダ領域には、そのヘッダ領
域を含む基本長データが前記ｎ倍長データの中の最終位
置の基本長データであるか否かを示す情報を含むように
してもよい。このとき、前記最終位置の基本長データで
あるか否かを示す情報は、前記ヘッダ領域の中のＶＰＩ
領域の一部、または、ＶＣＩ領域の一部、または、ＰＴ
領域の一部に含まれるようにすることができる。さら
に、前記ヘッダ領域には、このヘッダ領域を含む基本長
データに後続する基本長データ数の情報を含むようにし
てもよい。また、前記ヘッダ領域には、このヘッダ領域
を含む基本長データが前記ｎ倍長データの先頭に位置す
るか否かを示す情報を含むようにしてもよい。

【００２７】また、前記ヘッダ領域ではなく、前記ペイ
ロード領域には、当該ｎ倍長データの長さを示す情報を
含むようにすることもできる。このとき、前記長さを示
す情報は、前記ペイロード領域の中のＡＡＬ領域の一部
に含むことができる。

【００２８】また、前記それぞれヘッダ領域５バイトお
よびペイロード領域４８バイトを有する５３バイトの基
本長データが、整数ｎ個つながれたｎ倍長データを用い
る構造とした場合には、前記ペイロード領域には、その
ペイロード領域を含む基本長データが前記ｎ倍長データ
の中の最終位置の基本長データであるか否かを示す情報
を含むことができる。この場合もこの最終位置の基本長
データであるか否かを示す情報は、前記ペイロード領域
の中のＡＡＬ領域の一部に含むことができる。

【００２９】このように、前記最終位置の基本長データ
であるか否かを示す情報を含むｎ倍長データを用いる場
合には、前記中継装置および前記受信端末には、ｎ倍長
データを一時蓄積するセルバッファと、前記最終位置の
基本長データであるか否かを示す情報にしたがってこの
セルバッファの空き容量が基本長データの長さよりも小
さくなり、かつ、現在書込途中のｎ倍長データを構成す
る基本長データが未だ最終位置の基本長データでないと
きには、前記現在書込途中のｎ倍長データの全部を廃棄
する手段を含むことが望ましい。

【００３０】また、前記中継装置は、ｎ倍長データの方
路情報を抽出する手段と、このｎ倍長データを基本長デ
ータに分割する手段と、この基本長データに前記抽出す
る手段により抽出された方路情報をそれぞれ付与する手
段とを含む第一ステージと、この第一ステージから送出
される基本長データをその方路情報にしたがって交換接
続する手段を含む第二ステージと、この第二ステージに
より交換接続された基本長データの方路情報を削除する
手段と、この基本長データを前記ｎ倍長データに組み立
てる手段とを含む第三ステージとを備える構成とするこ
ともできる。

【００３１】このとき、前記方路情報は、前記ｎ倍長デ
ータが到着した入力ポートの情報および最終位置の基本
長データを示す情報を含み、前記組み立てる手段は、前
記入力ポートの情報および前記最終位置の基本長データ
を示す情報にしたがって入力ポート毎にｎ倍長データを
組み立てる手段を含むことが望ましい。また、前記基本
長データはＡＴＭセル長であることができる。

【００３２】このように、ＡＴＭスイッチと同じ第一、
第二、第三ステージ構成とすることにより、既存のＡＴ
Ｍスイッチをそのまま本発明に適用することができる。
これにより本発明のデータ転送装置を短期間に実現する
ことができる。特に、基本長データをＡＴＭセルと同じ
長さとすることにより、既存のＡＴＭスイッチがそのま
ま本発明に適用できる。また、基本長データをＡＴＭセ
ル長とせずに、任意の長さとした場合であっても、第二
ステージをその長さに適合するものに換えるだけで、第
一および第三ステージについては既存のＡＴＭスイッチ
の装置をそのまま適用することができる。

【００３３】前記第一ステージでは、入力ポートに、種
々のＶＰＩ／ＶＣＩが付与されたｎ倍長データが入力す
ると、このｎ倍長データは基本長データに分割され、Ｖ
ＰＩ／ＶＣＩに対応するスイッチング用のタグがそれぞ
れ基本長データの先頭に付けられる。このタグは、ＶＰ
Ｉ／ＶＣＩに対応して所定の出力ポートに出力されるよ
うにあらかじめ設定されたものである。前記第二ステー
ジでは、このタグにしたがってスイッチングが行われ
る。前記第三ステージでは、タグが削除され、各出力ポ
ートでは、入力ポート毎に基本長データのソートが行わ
れる。ソートが行われた基本長データはｎ倍長データに
組み立てられる。

【００３４】

【発明の実施の形態】発明の実施の形態を図１および図
２、図４ないし図１３、図１８および図１９を参照して
説明する。図１は本発明実施例の通信網の要部構成図で
ある。図２は本発明実施例のセルバッファ部の要部ブロ
ック構成図である。図４ないし図６は本発明実施例のｎ
倍長データの構成を示す図である。図７はユーザ情報の
データとペイロード領域との関係を示す図である。図８
はヘッダ領域を複数有する可変長パケットの構成を示す
図である。図９はヘッダ領域の構成を示す図である。図
１０はヘッダ領域の情報書込み位置を示す図である。図
１１はＡＡＬ領域を示す図である。図１２および図１３
はヘッダ領域を複数有する可変長パケットのヘッダ情報
の一例を示す図である。図１８は本発明第二実施例の中
継装置および中継網に相当するＡＴＭスイッチの要部ブ
ロック構成図である。図１９は本発明第三実施例の中継
装置および中継網に相当するＡＴＭスイッチの要部ブロ
ック構成図である。

【００３５】本発明はデータ転送装置であって、本発明
の特徴とするところは、図１に示すように、一区切りの
データ単位のユーザ情報であるデータＤ１およびＤ２を
基本長データがｎ個縦続に接続されたｎ倍長データのペ
イロード領域に収容して通信網に送信する送信端末Ｔ１
およびＴ２と、このｎ倍長データをｎ倍長データ単位に
蓄積交換により交換接続する中継装置Ｌ１およびＬ２
と、このｎ倍長データをｎ倍長データ単位に受信して前
記ペイロード領域から前記ユーザ情報を再現する受信端
末Ｒ１およびＲ２とを備えたところにある。この中継装
置Ｌ１、Ｌ２および受信端末Ｒ１、Ｒ２は、それぞれ到
来するｎ倍長データをｎ倍長データ単位で廃棄する。ま
た、送信端末Ｔ１およびＴ２は、前記ペイロード領域の
長さがデータＤ１およびＤ２の長さより長いときには、
その余剰の長さにパディング部を挿入する。

【００３６】中継装置Ｌ１、Ｌ２および受信端末Ｒ１、
Ｒ２には、図２に示すように、ｎ倍長データを一時蓄積
するセルバッファ１０と、ヘッダ識別部１５により読出
されたこのｎ倍長データのヘッダ領域に含まれる長さを
示す情報にしたがってキュー長監視部１３により検出さ
れたこのセルバッファの空き容量と到着したｎ倍長デー
タの長さとを比較する手段である制御部１４と、この制
御部１４の比較結果にしたがってセルバッファ１０の空
き容量が前記ｎ倍長データの長さより小さいときには、
当該ｎ倍長データの全部を廃棄する手段であるセル廃棄
部１１を含む。

【００３７】以下は、本発明のデータ転送装置に用いる
ｎ倍長データの構造の例を示す。図４に示す例は、前記
ｎ倍長データは、セル長Ｌバイトのセル構造を基本長デ
ータとし、この基本長データを可変の整数ｎ個つなげた
ビット列Ｌ×ｎの長さ（Ｌは自然数）である。このと
き、前記ｎ倍長データの先頭に位置する一つの基本長デ
ータをこのｎ倍長データのヘッダ領域とし他の基本長デ
ータのすべてをこのｎ倍長データのペイロード領域とす
る。

【００３８】特に、本発明実施例では、図４において、
前記Ｌは８ｍバイトであり、ｍは２以上の整数であるｎ
倍長データを用いることを想定している。このとき、前
記ｍは、“２”、“４”、“６”、“８”などの値をと
ることができる。例えば、前記ｍの値を“８”とし、基
本長データ長を６４バイトとすることにより、６４バイ
トのｎ倍のｎ倍長データを構成することができる。この
ように、処理単位を大きくすることにより、高速な転送
処理を実現することができる。なお、現在の技術水準に
よれば、基本長データ長を６４バイトとすることは充分
に可能である。また、このように処理単位を大きくし、
高速な転送処理を実現するという発想は特開平７−２５
４９０４号公報に開示された技術にはない。

【００３９】図５に示す例は、前記Ｌバイトは８バイト
であり、前記整数ｎは２以上である。

【００４０】図６に示す例は、前記Ｌバイトは５３バイ
トであり、先頭の基本長データには５バイトの前記ｎ倍
長データのヘッダ領域を有し他の（Ｌ×ｎ）−５バイト
の長さをこのｎ倍長データのペイロード領域とする。

【００４１】図８に示す例は、それぞれヘッダ領域５バ
イトおよびペイロード領域４８バイトを有する５３バイ
トの基本長データが、整数ｎ個つながれたｎ倍長データ
を用いる。

【００４２】図９に示すように、前記ヘッダ領域には、
当該ｎ倍長データの長さを示す情報を含む。このとき、
前記長さを示す情報は、図１０（ｂ）に示すように、前
記ヘッダ領域の中のＶＰＩ領域の一部、または、図１０
（ｃ）に示すように、ＶＣＩ領域の一部に含まれる。

【００４３】また、図８に示すｎ倍長データ構造を用い
る場合には、前記ヘッダ領域には、そのヘッダ領域を含
む基本長データが前記ｎ倍長データの中の最終位置の基
本長データであるか否かを示す情報を含む。この最終位
置の基本長データであるか否かを示す情報は、図１０
（ｂ）に示すように、前記ヘッダ領域の中のＶＰＩ領域
の一部、または、図１０（ｃ）に示すように、ＶＣＩ領
域の一部、または、図１０（ｄ）に示すように、ＰＴ領
域の一部に含まれる。また、前記ヘッダ領域には、この
ヘッダ領域を含む基本長データに後続する基本長データ
数の情報を含むようにすることもできる。さらに、前記
ヘッダ領域には、このヘッダ領域を含む基本長データが
前記ｎ倍長データの先頭に位置するか否かを示す情報を
含むこともできる。

【００４４】図１１に示す例は、前記ペイロード領域に
は、当該ｎ倍長データの長さを示す情報を含むこともで
きる。この長さを示す情報は、前記ペイロード領域の中
のＡＡＬ領域の一部に含まれる。また、図８に示すｎ倍
長データ構造を用いる場合には、前記ペイロード領域に
は、そのペイロード領域を含む基本長データが前記ｎ倍
長データの中の最終位置の基本長データであるか否かを
示す情報を含むこともできる。この最終位置の基本長デ
ータであるか否かを示す情報は、前記ペイロード領域の
中のＡＡＬ領域の一部に含まれる。この場合には、図２
に示すように、中継装置Ｌ１、Ｌ２および受信端末Ｒ
１、Ｒ２には、ｎ倍長データを一時蓄積するセルバッフ
ァ１０と、ヘッダ識別部１５により読出された前記最終
位置の基本長データであるか否かを示す情報にしたがっ
てキュー長監視部１３により検出されたこのセルバッフ
ァ１０の空き容量が基本長データの長さよりも小さくな
り、かつ、現在書込途中のｎ倍長データを構成する基本
長データが未だ最終位置の基本長データでないときに
は、前記現在書込途中のｎ倍長データの全部を廃棄する
手段である読出セル廃棄部１６を含む構成とすることが
できる。

【００４５】また、中継装置Ｌ１や中継装置Ｌ２は、ｎ
倍長データである可変長セルが基本長データ長がＡＴＭ
セルと等しい長さの基本長セルによって構成される場合
に、図１８および図１９に示すように、可変長セルの方
路情報を抽出し、この可変長セルを基本長セルに分割す
る手段であるバッファ部３２と、この基本長セルに方路
情報をそれぞれ付与する手段であるタグバッファ３３と
を含む第一ステージ２１と、この第一ステージ２１から
送出される基本長セルをその方路情報にしたがって交換
接続する第二ステージ２２と、この第二ステージ２２に
より交換接続された基本長セルの方路情報を削除し、こ
の基本長セルを前記可変長セルに組み立てる手段である
出力バッファ４２とを含む第三ステージ２３とを備え
る。

【００４６】前記方路情報は、前記可変長セルが到着し
た入力ポートの情報および最終位置の基本長セルを示す
情報を含み、出力バッファ４２は、前記入力ポートの情
報および前記最終位置の基本長セルを示す情報にしたが
って入力ポート毎に可変長セルを組み立てる。なお、こ
こでは、基本長セルはＡＴＭセルと同じ長さであるとし
て説明したが、６４バイト等の任意に長さとした場合で
も動作可能である。

【００４７】

【実施例】（第一実施例）本発明第一実施例を説明す
る。図１に示す送信端末Ｔ１およびＴ２では、ｎ倍長デ
ータにユーザ情報を収納する。この収納のとき、ｎ倍長
データのヘッダ領域の次からユーザ情報をｎ倍長データ
のペイロード領域に詰めて入れる。当然ｎ倍長データの
ペイロード領域のサイズはユーザ情報のサイズが一致す
る場合と、ペイロード領域がユーザ情報より大きい場合
がある。後者の場合はペイロード領域の空き領域が生じ
るため、ユーザ情報と区別できるようなビット列でパデ
ィングする。このパディング部のビット列は、例えばオ
ール“０”とか“１”とかのパディングが選べる。以上
のようにユーザ情報がｎ倍長データに収納されたあと、
通信網に送信される。

【００４８】通信網の途中の中継装置Ｌ１およびＬ２で
は、複数の送信端末Ｔ１、Ｔ２から送信されたｎ倍長デ
ータが到着する。図１の中継装置Ｌ１は送信端末Ｔ１、
Ｔ２からのデータをそれぞれの固まりのまま多重する。
この場合、従来の技術のように中継装置Ｌ１で送信端末
Ｔ１からのデータＤ１のセルと送信端末Ｔ２からのデー
タＤ２のセルが混在しない。こうするために、多重する
中継装置Ｌ１は送信端末Ｔ１からのデータＤ１と送信端
末Ｔ２からのデータＤ２をいったん蓄積し、一方の送信
端末Ｔ１からのデータＤ１を先に転送し、その後に他の
送信端末Ｔ２からのデータＤ２を転送する。

【００４９】また、図１の中継装置Ｌ２は送信端末Ｔ
１、Ｔ２からのデータＤ１およびＤ２を多重分離する。
このとき、送信端末Ｔ１、Ｔ２からのデータＤ１、Ｄ２
は必ず順にそれぞれのデータＤ１、Ｄ２の固まりとして
のｎ倍長データで中継装置Ｌ２に到着する。したがっ
て、中継装置Ｌ２では転送先のみが分かれば順次、送信
端末Ｔ１、Ｔ２からのデータＤ１およびＤ２単位のｎ倍
長データにより転送できる。図１では、送信端末Ｔ１、
Ｔ２からのｎ倍長データ単位のデータＤ１、Ｄ２はそれ
ぞれ受信端末Ｒ１、Ｒ２に順に転送するだけで済む。

【００５０】最後に受信端末Ｒ１、Ｒ２では、受け取っ
た送信端末Ｔ１、Ｔ２からのデータＤ１、Ｄ２のｎ倍長
データをヘッダ領域とパディング部を取り除くだけで元
の１データ分のユーザ情報データＤ１、Ｄ２を再現する
ことができる。ここで、従来の技術では、セル間に他の
通信のセルがインターリーブされるため先頭セルから最
後尾セルまでを受け取る時間間隔としてのセル遅延が大
きいのに対し、本発明では、送信端末Ｔ１、Ｔ２からの
データＤ１、Ｄ２のｎ倍長データを受け取る場合はユー
ザ情報データＤ１、Ｄ２が固まっているので、遅延が小
さく抑えられる。

【００５１】さらに、データがＡＴＭ通信網の一部で欠
落する（従来の技術でいうところのセル損失が発生し
た）場合を考えてみる。従来の技術では送信端末Ｔ１お
よびＴ２の元のデータＤ１およびＤ２は複数のセルに分
割されて転送される。したがって、１つのセル損失が発
生したときにも同じ元のデータＤ１およびＤ２を構成す
る他のセルはそれぞれの中継装置で転送され受信端末Ｒ
１およびＲ２まで送られる。そして、受信端末Ｒ１およ
びＲ２でデセル化（受信した全てのセルから元のデータ
を構成し直す）を行った後に、デセル化した結果の元の
ユーザ情報データＤ１およびＤ２がおかしいことが分か
り、初めて受信端末Ｒ１、Ｒ２は送信端末Ｔ１、Ｔ２に
再度データＤ１、Ｄ２を送り直すように要請する。

【００５２】これに対し、本発明では、従来の技術でセ
ルに対応する単位の基本長データに損失があったとき、
損失の起こった中継装置Ｌ１、Ｌ２または伝送路で基本
長データが損失したら転送の次の中継装置で損失基本長
データを含むｎ倍長データの転送処理をやめることがで
きる。つまり受信端末Ｒ１、Ｒ２にデータＤ１、Ｄ２が
再生できないような無駄なデータのセル転送はしない。
したがって、通信網内での不用意なトラヒックの増大を
抑制できる。

【００５３】本発明第一実施例のセルバッファ部の動作
を図２および図３を参照して説明する。図３は本発明第
一実施例のセルバッファ部の動作を示すフローチャート
である。図２に示すセルバッファ部は、図１に示す中継
装置Ｌ１およびＬ２、受信端末Ｒ１およびＲ２に備えら
れている。

【００５４】図２に示すヘッダ識別部１５では、到着し
たセルのヘッダ領域を参照する（Ｓ１）。参照の結果、
ヘッダ領域に書込まれている情報がデータ長の情報か、
あるいは、最終データの情報かを判定する（Ｓ２）。す
なわち、図４に示すように、ｎ倍長データの先頭位置に
一つのヘッダ領域を有するｎ倍長データであれば、その
ヘッダ領域にはそのｎ倍長データのデータ長の情報が書
込まれている。また、図８に示すように、ｎ倍長データ
の複数の区間毎にそれぞれヘッダ領域が書込まれている
ｎ倍長データであれば、そのヘッダ領域には、後続の基
本長データ数を含めてｎ倍長データのデータ長の情報が
書込まれている場合もあるし、最終の基本長データであ
ることを示す最終データ情報が書込まれている場合もあ
る。図２に示すヘッダ識別部１５は、それらのいずれの
場合にも対応することができる。

【００５５】ヘッダ識別部１５の参照結果によりデータ
長情報が得られた場合には、そのデータ長を認識し（Ｓ
３）、キュー長監視部１３により監視されているキュー
長情報と比較することにより、セルバッファ１０に入る
か否かを判定する（Ｓ４）。その判定の結果、セルバッ
ファ１０に入らなければ、そのｎ倍長データを構成する
全ての基本長データを廃棄する（Ｓ６）。また、セルバ
ッファ１０に入るならば、セルバッファ１０に格納する
（Ｓ５）。

【００５６】ヘッダ識別部１５の参照結果により最終デ
ータ情報が得られた場合には（Ｓ２）、その基本長デー
タが最終の基本長データであるか否かを判定する（Ｓ
７）。最終の基本長データであると判定されたときに、
セルバッファ１０に入るか否かを判定する（Ｓ４）。す
なわち、セルバッファ１０の容量が基本長データ長より
も小さければ、その最終の基本長データはセルバッファ
１０に格納することは不可能である。この場合には、既
にセルバッファ１０に格納されたそのｎ倍長データの一
部は読出セル廃棄部１６によりセルバッファ１０から読
出された時点で廃棄される。これにより、情報の一部が
欠落したｎ倍長データが次段の中継装置または受信端末
に到着することはない。なお、最終の基本長データが到
着する以前に、既にセルバッファ１０の容量がなくなっ
た場合には、その時点で現在書込途中のｎ倍長データは
廃棄される。これにより、図１に示す本発明第一実施例
の通信網では、一つのｎ倍長データ単位にスイッチング
が行われ、一つのｎ倍長データ中に空きセルが混入した
り他のデータのセルが混入することはない。

【００５７】以下では、ｎ倍長データの構成について説
明する。図４に示す例は、Ｌを基本長データ長、ｎを自
然数とすると、ｎ倍長データの長さは常にＬ×ｎとして
表せる。このようにセル構造を決めたｎ倍長データの利
用について説明する。送信端末Ｔ１、Ｔ２では、まず、
ユーザ情報の１データＤ１、Ｄ２（ＩＰパケットやＭＡ
Ｃフレームなど）のサイズＬｕを基に、最もコンパクト
な大きさで、ｎ倍長データのサイズＬｖを決定する。こ
こでＬｂを基本長データサイズ、Ｌｈをｎ倍長データの
ヘッダサイズとする。このとき、 Ｎ≧（Ｌｕ＋Ｌｈ）／Ｌｂ を満足する最も小さいｍｉｎ（Ｎ）を基にして、ｎ倍長
データのサイズＬｖを決めることができる。すなわち、 Ｌｖ＝Ｌｂ×ｎ＝Ｌｂ×ｍｉｎ（Ｎ） となる。ここで、ユーザ情報のサイズＬｕに関する情報
はＩＰパケットを扱うならばＩＰヘッダ領域内に、ＭＡ
Ｃフレームがユーザ情報になっている場合もそのヘッダ
領域にサイズ情報があり、ｎ倍長データのサイズＬｖの
決定に用いることができる。

【００５８】前述したように、本発明第一実施例では、
図４において、前記Ｌは８ｍバイトであり、ｍは２以上
の整数であるｎ倍長データを用いることを想定してい
る。このとき、前記ｍは、“２”、“４”、“６”、
“８”などの値をとることができる。例えば、前記ｍの
値を“８”とし、基本長データ長を６４バイトとするこ
とにより、６４バイトのｎ倍のｎ倍長データを構成する
ことができる。このように、処理単位を大きくすること
により、高速な転送処理を実現することができる。な
お、現在の技術水準によれば、基本長データ長を６４バ
イトとすることは充分に可能である。また、このように
処理単位を大きくし、高速な転送処理を実現するという
発想は特開平７−２５４９０４号公報に開示された技術
にはない。

【００５９】図５に示す例は、基本長データ長を８バイ
トのヘッダ領域と８バイトの整数倍のペイロード領域を
有する構成とする例である。ｎ倍長データ内の処理は、
ｎ倍長データの長さが８バイトの整数倍であるため、８
バイトを単位とした処理により、ヘッダ領域処理並びに
転送処理を行うことができる。

【００６０】このようにセルのヘッダ領域を８バイト、
ペイロード領域を８バイトの整数倍とすると、８バイト
単位のデータは一般的にプロセッサや通信専用ＬＳＩで
扱いやすい単位である。したがって、送信端末Ｔ１、Ｔ
２でｎ倍長データにユーザ情報を収納するとき、中継装
置Ｌ１、Ｌ２で転送処理を行うとき、受信端末Ｒ１、Ｒ
２でｎ倍長データからのユーザ情報の取り出しを行うと
きなどのさまざまな処理を汎用のプロセッサや通信専用
ＬＳＩで実行しやすくなる。

【００６１】これにより、本発明の通信網を実現するた
めに、現行の中継装置に使われているＡＴＭスイッチを
少し改良するだけで済む。改良点はｎ倍長データの長さ
分の個数の基本長データを連続にバッファリングした
り、転送するように取り扱う点である。

【００６２】図６に示す例は、基本長データ長を５バイ
トのヘッダ領域と４８バイトのペイロード領域からなる
現行のセル構造とする例である。ｎ倍長データの長さを
５３バイトの整数倍としてｎ倍長データの転送処理を行
う。

【００６３】図７に示す例は、基本長データ長より長い
ｎ倍長データの基本長データのヘッダ領域に対応する位
置のビット列を、その前後のペイロード領域と連続した
ペイロード領域として使用する場合の一例である。ｎ倍
長データのペイロード領域を全てユーザ情報を格納でき
るように使える。したがって、図４の例で説明したよう
に、ｎ倍長データの長さＬｖで決めることができる。

【００６４】図８に示す例は、基本長データ長より長い
ｎ倍長データの基本長データのヘッダ領域に対応する位
置のビット列を、ペイロード領域として使用せずにヘッ
ダ領域として使用する。すなわち、ｎ倍長データを連結
した基本長データの固まりと見なせる構造とする場合の
一例である。この場合には、ｎ倍長データの先頭位置か
ら基本長データの長さＬｂ毎にヘッダ情報を書込むエリ
アを設ける。したがって、図４に示した例とはｎ倍長デ
ータのサイズＬｖを決定するところが次のように異な
る。

【００６５】まず、基本長データのペイロード領域のサ
イズがＬｂ−Ｌｈなので、 Ｎ″≧Ｌｕ／（Ｌｂ−Ｌｈ） したがって、ユーザ情報の１データ（ＩＰパケットやＭ
ＡＣフレームなど）のサイズＬｕを基に、最もコンパク
トな大きさのｎ倍長データの大きさをＬｖ″は、 Ｌｖ″＝Ｌｂ×ｍｉｎ（Ｎ″） となる。

【００６６】また、ユーザ情報はサイズＬｂ−Ｌｈ毎に
分割し、ｎ倍長データの先頭位置からＬｈ、Ｌｂ＋Ｌ
ｈ、２Ｌｂ＋Ｌｈ、３Ｌｂ＋Ｌｈ、…の位置から順に分
割したユーザ情報を収納する。ここまでは、送信端末Ｔ
１、Ｔ２の処理で異なる点である。受信端末Ｒ１、Ｒ２
では、ｎ倍長データからユーザ情報を取り出すときに
は、先頭位置からＬｈ、Ｌｂ＋Ｌｈ、２Ｌｂ＋Ｌｈ、３
Ｌｂ＋Ｌｈ、…の位置からサイズＬｂ−Ｌｈのデータを
取り出し、結びつけることで元のユーザ情報を再現でき
る。

【００６７】図９に示す例は、ｎ倍長データの長さまた
は最後の基本長データ相当の部分であるか否かを示す領
域を、ｎ倍長データのヘッダ領域内に新規に設ける場合
の一例である。これまで説明したｎ倍長データのヘッダ
情報を付与する領域に、ｎ倍長データの長さＬｖ＊（ま
たはＬｖ＊″）を示す情報を付与する新たな領域を設け
る。あるいは、図８に示した基本長データの長さ毎に設
けられているヘッダ領域にｎ倍長データ内の最初のヘッ
ダ領域か否か、またはｎ倍長データ内の最小位置のヘッ
ダ領域か否かを示す情報を付与する新たな領域を設け
る。

【００６８】このような情報を付与すると、中継装置Ｌ
１、Ｌ２や受信端末Ｒ１、Ｒ２でｎ倍長データを受けて
いる途中でｎ倍長データのサイズが分かる。この情報を
使って、中継装置Ｌ１、Ｌ２では蓄積および転送、受信
端末Ｒ１、Ｒ２では元のユーザ情報の再現の各処理につ
いて必要なバッファ量を削減できたり、処理時間を短縮
できたりする。

【００６９】このときのｎ倍長データのサイズはＬｖ＊
（またはＬｖ＊″）は次のように求まる。ｎ倍長データ
のヘッダサイズ：Ｌｈ＋Ｌｈ＊、ｎ倍長データの長さ情
報を付与する新たな領域：Ｌｈ＊、ヘッダ領域がｎ倍長
データの先頭位置のみにある場合のｎ倍長データの長さ
Ｌｖ＊は、 Ｌｖ＊＝Ｌｂ×ｍｉｎ（Ｎ＊） ただし、 Ｎ＊≧（Ｌｕ＋Ｌｈ＋Ｌｈ＊）／Ｌｂ である。また、ヘッダ領域がｎ倍長データの先頭から基
本長データの長さＬｂ毎にある場合のｎ倍長データの長
さＬｖ＊″は、 Ｌｖ＊″＝Ｌｂ×ｍｉｎ（Ｎ＊″） ただし、 Ｎ＊″≧Ｌｕ／（Ｌｂ−Ｌｈ−Ｌｈ＊） である。

【００７０】図１０に示す例は、ｎ倍長データの長さま
たは最後の基本長データ相当の部分であるか否かを示す
領域を、ＶＰＩ領域の一部またはＶＣＩ領域の一部また
はＰＴ領域の一部に設ける場合の一例である。１０
（ｂ）はＶＰＩ領域の一部に、１０（ｃ）はＶＣＩ領域
の一部に、１０（ｄ）はＰＴ領域の一部に設ける場合で
あり、１０（ａ）は従来のヘッダ領域との比較対象とし
て図示した。従来のヘッダ領域のＰＴ領域に設ける場合
には、現状では“１１１”以外には機能が割り当てられ
ているので、これを最後の基本長データ相当の部分であ
るか否かを示すビット列とする以外はない。

【００７１】図１１に示す例は、ｎ倍長データの長さま
たは最後の基本長データ相当の部分であるか否かを示す
領域を、ＡＡＬ（ＡＴＭアダプテーションレイヤ）に設
ける。具体的にはペイロード領域の先頭に領域を設ける
場合の一例である。

【００７２】図１２は、送信端末Ｔ１、Ｔ２で、ｎ倍長
データ内の周期的に配置されている各ヘッダ領域のｎ倍
長データの長さを示す領域に、後続の長さを基本長デー
タ相当数またはバイト数またはビット数で記述して送信
する場合の一例であり、後続の長さを基本長データ相当
数で表示した場合である。

【００７３】図１３は、ｎ倍長データ内の周期的に配置
されている各ヘッダ領域のｎ倍長データの長さを示す領
域の最初のヘッダ領域の長さ表示領域にはｎ倍長データ
の長さを基本長データ相当数またはバイト数またはビッ
ト数で記述し、かつ、同一ｎ倍長データの２番目以降の
ヘッダ領域には、２番目以降であることを示すビットを
記述して送信する場合の一例であり、２番目以降である
ことを示すビットを“０〜０”で表示した場合である。

【００７４】図１４はＩＰパケットをセルで転送した場
合のＡＴＭスイッチでの多重化後のセルの順番を示す図
である。図１４（ａ）は従来の５３バイトの固定長セル
の場合であり、図１４（ｂ）はｎ倍長データの場合であ
る。図１４では、４つのＩＰパケットをセル化してあ
り、各ＩＰパケット長は等しく、また、ＡＴＭスイッチ
への入力位相も同時としている。ＡＴＭスイッチは図の
上位の入力からポーリングを行って一つの出力ポートに
出力する。

【００７５】図１４（ａ）は従来の５３バイトの固定長
セルを多重しているため、各ＩＰパケットの一部をペイ
ロード領域に収容したセルが混入される。一方、図１４
（ｂ）はｎ倍長データで一つのＩＰパケットを固定長セ
ルより長い１セル中に収容しているため、ＡＴＭスイッ
チによる多重化出力後も、一つのＩＰパケットが他のＩ
Ｐパケットによって分断されることはない。なお、後述
の比較のため、ｎ倍長データの構造は、図８に示したよ
うな、ペイロード領域中の基本長データのヘッダ領域に
対応する位置のビット列を、ペイロード領域として使用
せずにヘッダ領域として使用する。すなわち、ｎ倍長デ
ータを連結した基本長データの固まりと見なせる構造と
している。このため、１ＩＰパケット分のセル長は、ど
ちらの場合でも同じである。

【００７６】図１５は、図１４で示された多重化セル流
を受信した場合のＩＰパケットの転送遅延時間を示す図
である。伝搬遅延時間とＩＰパケットの組立て時間はゼ
ロとしている。図１４と同様に、図１５（ａ）は従来の
５３バイトの固定長セルの場合、図１５（ｂ）はｎ倍長
データの場合である。図１５（ａ）に示した従来例と比
較して図１５（ｂ）に示した本発明のデータ転送装置の
方が１ＩＰパケット送信時間が短縮されていることがわ
かる。

【００７７】図１６は、図１５で示したＩＰパケットの
平均転送遅延時間を示す図である。横軸は、１ＩＰパケ
ットを構成する固定長セル数、または、基本長データ長
に対するｎ倍長データの長さの比（ｎ倍）である。縦軸
はＩＰパケットの平均転送遅延時間である。ＩＰパケッ
トの平均転送遅延時間を比較すると、本発明のデータ転
送装置は、固定長セル方式に比べて、約０．６３倍の短
い時間で転送できることがわかる。

【００７８】図１７は、ＩＰパケットの平均転送遅延時
間を条件を変えて比較したコンピュータシミュレーショ
ン結果を示す図である。ＩＰパケットが複数のＡＴＭス
イッチの入力ポートからランダムに入力し、一つの出力
ポートに伝送路使用率０．８で多重出力されるものとし
ている。ＩＰパケットの長さは、従来の固定長セルにセ
ル化した場合に３２セル、ｎ倍長データにセル化した場
合に基本長データ長に対するｎ倍長データの長さの比は
３２倍である。横軸はＡＴＭスイッチの入力ポート数、
縦軸はＩＰパケットの平均転送遅延時間である。ＩＰパ
ケットの平均転送遅延時間を比較すると、本発明のデー
タ転送装置は、固定長セル方式に比べて、約０．６倍の
短い時間で転送できることが分かる。

【００７９】（第二実施例）本発明第二実施例を図１８
を参照して説明する。本発明第二実施例では、既存のＡ
ＴＭスイッチをベースにして、これらに機能を追加する
ことにより本発明に適用するデータ転送装置を実現する
実施例である。したがって、ここでは、ｎ倍長データを
整数倍長セル、基本長データを基本長セルと呼び、この
長さを基本セル長と呼ぶ。

【００８０】本発明第二実施例では、主信号が通る部分
を三つのステージにより構成している。ここでは、これ
らを入力側から順に第一ステージ２１、第二ステージ２
２、第三ステージ２３と呼ぶ。

【００８１】まず、第一ステージ２１では、入力ポート
に、種々のＶＰＩ／ＶＣＩが付けられた整数倍長セルが
入力されると、この整数倍長セルはバッファ部３２に一
時蓄積される。このバッファ部３２では、ＶＰＩ／ＶＣ
Ｉが抽出されてテーブル３４に転送される。テーブル３
４では、抽出されたＶＰＩ／ＶＣＩに対応するスイッチ
ング用のタグが生成されてタグバッファ３３に転送され
る。また、バッファ部３２では、整数倍長セルヘッダ内
の「セル長を示す領域」に記載された「基本セル長のｎ
倍」が検出され、この検出結果はカウンタ３１に転送さ
れる。カウンタ３１では、この倍数により一つの整数倍
長セルの先頭を識別する。整数倍長セルヘッダの認識
は、従来の固定長セル方式と同様に、セルヘッダのＣＲ
Ｃビットの演算チェックにより行われる。なお、カウン
タ３１は第一ステージ２１のリセット後の最初の整数倍
長セルの入力に対しても、整数倍長セルの先頭であると
認識する。また、カウンタ３１は、この多重数をテーブ
ル３４に転送し、テーブル３４では、多重数分のタグを
生成する。

【００８２】バッファ部３２では、整数倍長セルが複数
の基本長セルに分割され、加算器３５により整数倍長セ
ルの先頭に付与されていたＶＰＩ／ＶＣＩに対応するス
イッチング用のタグが分割された各基本長セルの先頭に
付与される。

【００８３】この基本長セルは第二ステージ２２に送ら
れる。このタグは、ＶＰＩ／ＶＣＩに対応して所定の出
力ポートに出力されるように、あらかじめ設定されたも
のである。整数倍長セルでは、長さが基本長セルのｎ倍
になるが、ヘッダが整数倍長セルの先頭にしかない場合
には、後続の部分を基本長セル毎に転送するために、整
数倍長セルの先頭部分の処理で得たタグを記憶してお
き、後続部分を基本長セル毎に転送するのに使用する。
セルヘッダが整数倍長セル毎の先頭にある場合には、な
い場合と同様に処理してもよいし、基本長セル毎に、Ｖ
ＰＩ／ＶＣＩに対応するタグ情報を読出してタグを付加
し、第二ステージ２２に転送してもよい。このため、第
二ステージ２２の処理方式は、従来の固定長セル用ＡＴ
Ｍスイッチと同じである。ここで、基本長セル長が既存
のＡＴＭセルと同じ長さであるとすれば、第二ステージ
２２は既存のＡＴＭスイッチ回路（ＬＳＩ）により実現
することができる。

【００８４】第三ステージ２３では、転送されてきた基
本長セルをバッファ部４０に一時蓄積する。バッファ部
４０では基本長セルからタグを削除する。これは従来の
固定長セル用ＡＴＭスイッチと同じである。次に、基本
長セルを整数倍長セルに組み立てる必要がある。第二ス
テージ２２では、従来の固定長セル用ＡＴＭスイッチと
同じように転送処理されるので、第三ステージ２３の各
出力ポートに到着する基本長セルは、他の整数倍長セル
の基本長セルとインタリーブされて到着する。そこで、
第三ステージ２３では、各出力ポートで入力ポート毎に
出力バッファ４２を設け、一つの整数倍長セルの最後の
部分が到着すると出力するようにする。この動作のため
に、タグには、従来の固定長セル用ＡＴＭスイッチで用
いられる経路情報の他に、入力ポート番号および最終位
置の基本長データであることを示すビットを付加する。
第三ステージにおけるこれらの制御は出力制御部４１に
より行われる。

【００８５】本発明第二実施例の構成は、図２８に示し
た従来の中継装置Ｌ１、Ｌ２をそのまま踏襲した構成で
あり、既存のＡＴＭスイッチを本発明のデータ転送装置
に容易に転用することができる。これにより、少ない時
間および経費により本発明のデータ転送装置を実現する
ことができる。

【００８６】（第三実施例）本発明第三実施例を図１９
を参照して説明する。本発明第三実施例は、図１２およ
び図１３に示すようなデータ長情報がない整数倍長セル
の場合のデータ転送装置の要部ブロック構成図である。
また、本発明第三実施例は、本発明第二実施例と同様
に、既存のＡＴＭスイッチをベースにして、これらに機
能を追加して整数倍長セル用のデータ転送装置を実現す
る。すなわち、本発明第二実施例と同様に、主信号が通
る部分を三つのステージにより構成する。

【００８７】まず、第一ステージ２１の入力ポートに、
種々のＶＰＩ／ＶＣＩが付けられた整数倍長セルが入力
すると、この整数倍長セルはバッファ部３２に一時蓄積
される。入力制御部５０は、バッファ部３２に蓄積され
た整数倍長セルのヘッダ内の「最後の基本長セル相当分
であるか否かを示す領域」に記載された「最後の基本長
セル相当分である表示」により、一つの整数倍長セルの
末尾を識別し、次の整数倍長セルの入力に対し、整数倍
長セルの先頭であると認識する。整数倍長セルの認識
は、従来の固定長セル方式と同様に、セルヘッダのＣＲ
Ｃビットの演算チェックにより行われる。なお、第一ス
テージ２１のリセット後の最初の整数倍長セルの入力に
対しても、整数倍長セルの先頭であると認識する。

【００８８】このようにして認識された整数倍長セルの
入力に対し、ＶＰＩ／ＶＣＩに対応するタグがテーブル
３４により生成される。このタグはタグバッファ３３に
転送され、加算器３５により基本長セルの先頭に付けら
れ、第二ステージ２２に送られる。このタグは、ＶＰＩ
／ＶＣＩに対応して所定の出力ポートに出力されるよう
に、あらかじめ設定されたものである。ここまでは、従
来の固定長セル用ＡＴＭスイッチと同じである。

【００８９】整数倍長セルでは、長さが基本長セルのｎ
倍になるが、ヘッダが整数倍長セルの先頭にしかない場
合には、後続の部分を基本長セル毎に転送するために、
整数倍長セルの先頭部分の処理で得たタグを記憶してお
き、後続部分を基本長セル毎に転送するのに使用する。
セルヘッダが整数倍長セル毎の先頭にある場合には、な
い場合と同様に処理してもよいし、基本長セル毎に、Ｖ
ＰＩ／ＶＣＩに対応するタグ情報を読出してタグを付加
し、第二ステージ２２に転送してもよい。このため、第
二ステージ２２の処理方式は、従来の固定長セル用ＡＴ
Ｍスイッチと同じである。

【００９０】第三ステージ２３では、転送されてきた基
本長セルをバッファ部４０に一時蓄積する。バッファ部
４０では、蓄積された基本長セルからタグを削除する。
これは従来の固定長セル用ＡＴＭスイッチと同じであ
る。次に、基本長セル毎に分割して転送されてきた情報
を整数倍長セルに組み立てる必要がある。第二ステージ
２２では従来の固定長セル用ＡＴＭスイッチと同じよう
に転送処理されるので、第三ステージ２３の各出力ポー
トに到着する基本長セルは、他の整数倍長セルの基本長
セルとインタリーブされて到着する。そこで、ここで
は、各出力ポートで、入力ポート毎に出力バッファ４２
を設け、一つの整数倍長セルの最後の部分が到着すると
出力する。この動作のために、タグには、従来の固定長
セル用ＡＴＭスイッチで用いられる第二ステージ２２内
の経路情報の他に、入力ポート番号を示すビットが必要
になる。第三ステージにおけるこれらの制御は出力制御
部４１により行われる。

【００９１】出力制御部４１における整数倍長セルの最
後の部分か否かの識別は、(1) セルヘッダ内の「後続の
基本長データ相当数」がゼロであるか、または、(2) 次
の整数倍長セルの到着、すなわち、「長さ表示領域」が
ゼロ以外の値であるか、(3)タグ内の「整数倍長セルの
最後の部分であることを示すビット」によって行う。
(3) の場合には、タグ内に「整数倍長セルの最後の部分
であることを示すビット」があらかじめ必要で、第一ス
テージ２１の入力制御部５０でビット値を設定する。

【００９２】本発明第三実施例の構成は、図２８に示し
た従来の中継装置Ｌ１、Ｌ２をそのまま踏襲した構成で
あり、既存のＡＴＭスイッチを本発明のデータ転送装置
に容易に転用することができる。これにより、少ない時
間および経費により本発明のデータ転送装置を実現する
ことができる。

【００９３】（実施例まとめ）セルレベルの転送効率に
ついて、既存のＡＴＭ方式と本発明とを図２０ないし図
２２を参照して比較する。図２０は短パケットの場合の
セルペイロード長と転送効率との関係を示す図であり、
横軸にセルペイロード長(Byte)をとり、縦軸に転送効率
をとる。図２１は中パケットの場合のセルペイロード長
と転送効率との関係を示す図であり、横軸にセルペイロ
ード長(Byte)をとり、縦軸に転送効率をとる。図２２は
長パケットの場合のセルペイロード長と転送効率との関
係を示す図であり、横軸にセルペイロード長(Byte)をと
り、縦軸に転送効率をとる。まず、単一固定長方式を考
えたとき、ハードウェア技術は既存のＡＴＭ方式のセル
長を決めたときよりも格段に進歩していることから、セ
ル長を現在よりも長くするという方法も考えられる。し
かしながら、単一固定長方式は、可変長パケットに対し
ては高い転送効率を望めない方式である。

【００９４】このことを示すために、短／中／長の三種
類のパケット長について、セルペイロード長に対する転
送効率を求めたものを図２０〜図２２に示した。図２０
〜図２２からわかるように、セルペイロード長がパケッ
ト長よりも短いと、パケットを分割して複数のセルで転
送することになるので、ところどころで転送効率の低い
セルペイロード長が存在する。また、セルペイロード長
がパケット長よりも長いところでは、セルペイロード長
が長くなるにつれて、転送効率が次第に低くなる。した
がって、「どのような長さのパケット長に対しても常に
転送効率が高い」というペイロード長を選択することは
不可能である。

【００９５】次に、単一固定長方式と整数倍長方式のパ
ケット長に対する転送効率を比較したものを図２３に示
す。図２３は転送効率の比較例を示す図であり、横軸に
パケット長(Byte)をとり、縦軸に転送効率をとる。単一
固定長セルのヘッダ長とペイロード長は、標準ＡＴＭ方
式と同様に、それぞれ５バイトと４８バイトとした。整
数倍長セルのヘッダ長と基本長も、それぞれ５バイトと
５３バイトとした。また、セル化方法については、ＬＬ
Ｃ／ＳＮＡＰビットとＡＡＬ５の末尾ビットを省略し
た。

【００９６】転送効率の差は、パケット長が長くなるに
つれて大きくなり、パケット長が１５００バイト付近で
は、整数倍長方式の転送効率が９６．６〜９９．７％で
あるのに対し、単一固定長方式では最大でも９０．６％
である。ＯＨ率で見ると、整数倍長方式が０．３％〜
３．４％であるのに対し、単一固定長方式では最小でも
９．４％である。

【００９７】また、パケット長が２０〜１５００バイト
の平均転送効率は、整数倍長方式が９３．８％（ＯＨ率
６．２％）であるのに対し、単一固定長方式では８６．
３％（同１３．７％）であり、７．５％もの差がある。

【００９８】したがって、整数倍長方式を用いることに
より、セルタックス問題をかなり改善できる。

【００９９】また、セルがＡＴＭネットワークを転送さ
れる場合にはＡＴＭスイッチを通過するが、ＡＴＭスイ
ッチのバッファ量は無限ではないため、必ずセル損失が
発生する。図２４は単一固定長方式と整数倍長方式のバ
ッファ量に対するパケット損失率を比較した一例を示す
図であり、横軸にバッファサイズをとり、縦軸にパケッ
ト損失率をとる。

【０１００】３２×３２ポートのＡＴＭスイッチを想定
し、各出力ポートには各入力ポートからの負荷が均等、
かつ、ランダムに到着し、出力レートを越える過剰な到
着分は出力バッファに蓄積されるものとする。現在のＩ
Ｐパケット転送は、ベストエフォート(Best Effort) 形
で行われるのが一般的なため、シミュレーションでは、
出力端子の平均使用効率を０．９９９として、バッファ
量を１２８〜２０４８転送単位（１転送単位は５３バイ
ト）まで変化させた。また、転送されるパケットの長さ
は、イーサネットで転送されるＩＰパケットの最大長か
ら１５００バイトとし、これはセルレベルでそれぞれ３
２セルと３２転送単位である。

【０１０１】単一固定長方式では、スイッチ内でセルイ
ンターリーブされ、バッファで１セルでも損失が起こる
と、そのセルを含むパケットが受信端末で廃棄されるも
のとする。整数倍長方式では、３２転送単位の固まりが
スイッチ内を転送され、バッファに完全に収容されない
場合には、３２転送単位が廃棄されるものとする。

【０１０２】図２４からわかるように、単一固定長方式
のパケット損失率は整数倍長方式の約２倍である。これ
はスイッチ１段の場合であり、多段スイッチ通過による
セル損失を考慮すると、この差は更に大きくなる。した
がって、整数倍長方式を用いることにより、デッドセル
問題をかなり改善できる。

【０１０３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
一つのユーザのデータを分割することなくセルベースで
処理することができ、セルタックス問題を解決すること
ができる。これにより、ＡＴＭ通信網におけるデータの
スループットを向上させることができ、デッドセル問題
を解決できるとともに、データの転送遅延時間を短縮す
ることができる。また、既存のＡＴＭスイッチを本発明
に適用することができるため、本発明のデータ転送装置
を短期間に実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例の通信網の要部構成図。

【図２】本発明実施例のセルバッファ部の要部ブロック
構成図。

【図３】本発明実施例のセルバッファ部の動作を示すフ
ローチャート。

【図４】本発明実施例のｎ倍長データの構成を示す図。

【図５】本発明実施例のｎ倍長データの構成を示す図。

【図６】本発明実施例のｎ倍長データの構成を示す図。

【図７】ユーザ情報のデータとペイロード領域との関係
を示す図。

【図８】ヘッダ領域を複数有する可変長パケットの構成
を示す図。

【図９】ヘッダ領域の構成を示す図。

【図１０】ヘッダ領域の情報書込み位置を示す図。

【図１１】ＡＡＬ領域を示す図。

【図１２】ヘッダ領域を複数有する可変長パケットのヘ
ッダ情報の一例を示す図。

【図１３】ヘッダ領域を複数有する可変長パケットのヘ
ッダ情報の一例を示す図。

【図１４】ＩＰパケットをセルで転送した場合のＡＴＭ
スイッチでの多重化後のセルの順番を示す図。

【図１５】多重化セル流を受信した場合のＩＰパケット
の転送遅延時間を示す図。

【図１６】ＩＰパケットの平均転送遅延時間を示す図。

【図１７】コンピュータシミュレーション結果を示す
図。

【図１８】本発明第二実施例の中継装置および中継網に
相当するＡＴＭスイッチの要部ブロック構成図。

【図１９】本発明第三実施例の中継装置および中継網に
相当するＡＴＭスイッチの要部ブロック構成図。

【図２０】短パケットの場合のセルペイロード長と転送
効率との関係を示す図。

【図２１】中パケットの場合のセルペイロード長と転送
効率との関係を示す図。

【図２２】長パケットの場合のセルペイロード長と転送
効率との関係を示す図。

【図２３】転送効率の比較例を示す図。

【図２４】単一固定長方式と整数倍長方式のバッファ量
に対するパケット損失率を比較した一例を示す図。

【図２５】従来のＡＴＭスイッチの概念図。

【図２６】従来のＡＴＭスイッチに用いられるセルバッ
ファ部の要部ブロック構成図。

【図２７】従来のＡＴＭ通信網の概念図。

【図２８】従来の中継装置の具体的構成例を示す図。

【符号の説明】

１−１、１−２ セルバッファ部 ２ アドレスフィルタ １０ セルバッファ １１ セル廃棄部 １２、１４ 制御部 １３ キュー長監視部 １５ ヘッダ識別部 １６ 読出セル廃棄部 ２１ 第一ステージ ２２ 第二ステージ ２３ 第三ステージ ３１ カウンタ ３２、４０ バッファ部 ３３ タグバッファ ３４ テーブル ３５ 加算器 ４１ 出力制御部 ４２ 出力バッファ ５０ 入力制御部 Ｄ１、Ｄ２ データ Ｌ１、Ｌ２ 中継装置 Ｒ１、Ｒ２ 受信端末 Ｔ１、Ｔ２ 送信端末

Claims (28)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一区切りのデータ単位のユーザ情報を基
   本長データがｎ個縦続に接続されたｎ倍長データのペイ
   ロード領域に収容して通信網に送信する手段を備えた送
   信端末と、このｎ倍長データをｎ倍長データ単位に蓄積
   交換により交換接続する手段を備えた中継装置と、この
   ｎ倍長データをｎ倍長データ単位に受信して前記ペイロ
   ード領域から前記ユーザ情報を再現する手段とを備えた
   受信端末とを備えたことを特徴とするデータ転送装置。
   ただし、ｎは自然数
2. 【請求項２】 前記中継装置および前記受信端末には、
   それぞれ到来するｎ倍長データをｎ倍長データ単位で廃
   棄する手段を含む請求項１記載のデータ転送装置。
3. 【請求項３】 前記送信する手段は、前記ペイロード領
   域の長さが前記ユーザ情報の長さより長いときには、そ
   の余剰の長さにパディング部を挿入する手段を含む請求
   項１記載のデータ転送装置。
4. 【請求項４】 前記中継装置および前記受信端末には、
   ｎ倍長データを一時蓄積するセルバッファと、このｎ倍
   長データのヘッダ領域に含まれる長さを示す情報にした
   がってこのセルバッファの空き容量と到着したｎ倍長デ
   ータの長さとを比較する手段と、この比較する手段の比
   較結果にしたがって前記セルバッファの空き容量が前記
   ｎ倍長データの長さより小さいときには、当該ｎ倍長デ
   ータの全部を廃棄する手段を含む請求項１記載のデータ
   転送装置。
5. 【請求項５】 前記ｎ倍長データは、セル長Ｌバイトの
   セル構造を基本長データとし、この基本長データを可変
   の整数ｎ個つなげたビット列Ｌ×ｎの長さ（Ｌは自然
   数）である請求項１記載のデータ転送装置。
6. 【請求項６】 前記ｎ倍長データの先頭に位置する一つ
   の基本長データをこのｎ倍長データのヘッダ領域とし他
   の基本長データのすべてをこのｎ倍長データのペイロー
   ド領域とする請求項５記載のデータ転送装置。
7. 【請求項７】 前記Ｌは８ｍバイトであり、ｍは２以上
   の整数である請求項６記載のデータ転送装置。
8. 【請求項８】 前記ｍは８である請求項７記載のデータ
   転送装置。
9. 【請求項９】 前記Ｌバイトは５３バイトであり、先頭
   の基本長データには５バイトの前記ｎ倍長データのヘッ
   ダ領域を有し他の（Ｌ×ｎ）−５バイトの長さをこのｎ
   倍長データのペイロード領域とする請求項５記載のデー
   タ転送装置。
10. 【請求項１０】 それぞれヘッダ領域５バイトおよびペ
    イロード領域４８バイトを有する５３バイトの基本長デ
    ータが、整数ｎ個つながれたｎ倍長データを用いる請求
    項５記載のデータ転送装置。
11. 【請求項１１】 前記ヘッダ領域には、当該ｎ倍長デー
    タの長さを示す情報を含む請求項６ないし９のいずれか
    に記載のデータ転送装置。
12. 【請求項１２】 前記ヘッダ領域には、それぞれ当該ｎ
    倍長データの長さを示す情報を含む請求項１０記載のデ
    ータ転送装置。
13. 【請求項１３】 前記長さを示す情報は、前記ヘッダ領
    域の中のＶＰＩ領域の一部に含まれる請求項１１または
    １２記載のデータ転送装置。
14. 【請求項１４】 前記長さを示す情報は、前記ヘッダ領
    域の中のＶＣＩ領域の一部に含まれる請求項１１または
    １２記載のデータ転送装置。
15. 【請求項１５】 前記ヘッダ領域には、そのヘッダ領域
    を含む基本長データが前記ｎ倍長データの中の最終位置
    の基本長データであるか否かを示す情報を含む請求項１
    ０記載のデータ転送装置。
16. 【請求項１６】 前記最終位置の基本長データであるか
    否かを示す情報は、前記ヘッダ領域の中のＶＰＩ領域の
    一部に含まれる請求項１５記載のデータ転送装置。
17. 【請求項１７】 前記最終位置の基本長データであるか
    否かを示す情報は、前記ヘッダ領域の中のＶＣＩ領域の
    一部に含まれる請求項１５記載のデータ転送装置。
18. 【請求項１８】 前記最終位置の基本長データであるか
    否かを示す情報は、前記ヘッダ領域の中のＰＴ領域の一
    部に含まれる請求項１５記載のデータ転送装置。
19. 【請求項１９】 前記ヘッダ領域には、このヘッダ領域
    を含む基本長データに後続する基本長データ数の情報を
    含む請求項１０記載のデータ転送装置。
20. 【請求項２０】 前記ヘッダ領域には、このヘッダ領域
    を含む基本長データが前記ｎ倍長データの先頭に位置す
    るか否かを示す情報を含む請求項１０記載のデータ転送
    装置。
21. 【請求項２１】 前記ペイロード領域には、当該ｎ倍長
    データの長さを示す情報を含む請求項６ないし１０のい
    ずれかに記載のデータ転送装置。
22. 【請求項２２】 前記長さを示す情報は、前記ペイロー
    ド領域の中のＡＡＬ領域の一部に含まれる請求項２１記
    載のデータ転送装置。
23. 【請求項２３】 前記ペイロード領域には、そのペイロ
    ード領域を含む基本長データが前記ｎ倍長データの中の
    最終位置の基本長データであるか否かを示す情報を含む
    請求項１０記載のデータ転送装置。
24. 【請求項２４】 前記最終位置の基本長データであるか
    否かを示す情報は、前記ペイロード領域の中のＡＡＬ領
    域の一部に含まれる請求項２３記載のデータ転送装置。
25. 【請求項２５】 前記中継装置および前記受信端末に
    は、ｎ倍長データを一時蓄積するセルバッファと、前記
    最終位置の基本長データであるか否かを示す情報にした
    がってこのセルバッファの空き容量が基本長データの長
    さよりも小さくなり、かつ、現在書込途中のｎ倍長デー
    タを構成する基本長データが未だ最終位置の基本長デー
    タでないときには、前記現在書込途中のｎ倍長データの
    全部を廃棄する手段を含む請求項１５または２３記載の
    データ転送装置。
26. 【請求項２６】 前記中継装置は、ｎ倍長データの方路
    情報を抽出する手段と、このｎ倍長データを基本長デー
    タに分割する手段と、この基本長データに前記抽出する
    手段により抽出された方路情報をそれぞれ付与する手段
    とを含む第一ステージと、この第一ステージから送出さ
    れる基本長データをその方路情報にしたがって交換接続
    する手段を含む第二ステージと、この第二ステージによ
    り交換接続された基本長データの方路情報を削除する手
    段と、この基本長データを前記ｎ倍長データに組み立て
    る手段とを含む第三ステージとを備えた請求項１記載の
    データ転送装置。
27. 【請求項２７】 前記方路情報は、前記ｎ倍長データが
    到着した入力ポートの情報および最終位置の基本長デー
    タを示す情報を含み、 前記組み立てる手段は、前記入力ポートの情報および前
    記最終位置の基本長データを示す情報にしたがって入力
    ポート毎にｎ倍長データを組み立てる手段を含む請求項
    ２６記載のデータ転送装置。
28. 【請求項２８】 前記基本長データは、ＡＴＭセル長で
    ある請求項２６記載のデータ転送装置。