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JP3592041B2 - Cell switching equipment - Google Patents
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JP3592041B2 - Cell switching equipment - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セル交換装置に関し、例えば、非同期転送モード(ATM)交換機に適用して好適なものである。
【0002】
【従来の技術】
図2に、従来用いられているATM交換機の構成を示す。一般に、この種のATM交換機では、156Mbpsの帯域を要する高速回線を収容することを前提としている。しかし、実用的な回線の帯域は、1.5Mbps〜6.3Mbpsと比較的低速である。また、LANを収容する場合でも、通常使用されているイーサネット等の帯域は、10Mbps程度である。
【0003】
ところが、ATM交換機の主スイッチ部4(図2)は、高速回線(156Mbps等)を収容することも想定しており、基本設計が高速回線向きになっているものが多い。
【0004】
このような装置において、前述したような低速回線を収容するには、回線収容部(多重化部2及び分離化部6)において、多重化と分離化の2つの処理を経て収容するのが一般的であった。一方、高速回線を収容する場合は、高速回線入力出力インタフェース8及び9を用いてそのまま接続する方法が採られる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
かかる従来技術の課題を、図3を用いて説明する。なお、図3は、ATM交換機の各種機能をさらに詳細に表したものである。以下、図3に基づいて、各部の機能及び動作を説明する。
【0006】
各々の低速回線入力インタフェース部1(1) 、1(2) 、…、1(n) より入力されるセルには、それぞれコネクションを識別するためのVPI(バーチャルパスコネクション識別子)及びVCI(バーチャルチャネルコネクション識別子)が付与されている。
【0007】
ATM交換機は、これら識別子に基づいて、出側ポート及び識別子を選択し、交換動作を行うのが通常であるが、この種の交換機では、かかる識別子の他にも装置内ヘッダを使用する。このヘッダは、主スイッチ部4におけるルーティングのために使用するヘッダ(スイッチ制御ヘッダ)である。なお、その付加機能は、スイッチ制御ヘッダ付与機能(又は、ヘッダ変換機能)と呼ばれる。
【0008】
このようにスイッチ制御ヘッダ付与部1A(1) 、1A(2) 、…、1A(n) において、各回線より入力されたセルにスイッチ制御ヘッダが付与されると、次は、次段の多重化部2によって、主スイッチ部4の入力リンク容量(例えば156Mbps)までセルを多重化する処理が行われる。
【0009】
ここで、多重化部2に入力されたセルは、バッファ2A(1) 、2A(2) 、…、2A(n) に一時保持され、多重化される。なお、多重化されたセルは主スイッチ部4に入力され交換された後、次段の分離化部6に入力される。
【0010】
分離化部6は、分離部6Aにおいて、主スイッチ部4から入力した各セルを、前述したスイッチ制御ヘッダに基づいて対応する回線毎に振り分けた後、回線毎用意された次段のセルバッファ6B(1) 、6B(2) 、…、6B(n) にバッファリングする。
【0011】
このように、セルバッファ6B(1) 、6B(2) 、…、6B(n) にバッファリングするのは、高速度で到着するセルを低速回線に出力できるようにするためである。
【0012】
すなわち、次段の送出速度制御部6C(1) 、6C(2) 、…6C(n) は、低速回線出力インタフェース部7(1) 、7(2) 、…7(n) に対する送出トラヒック流量を一定値以下に抑えるよう機能するが、このとき、出力する回線の帯域を越えて到着したセルのバッファリングに、当該セルバッファ6B(1) 、6B(2) 、…、6B(n) が用いられる。
【0013】
ところが、かかる構成を有するATM交換機には、以下に示すような問題点があった。
【0014】
(1)第1に、入側回線毎に対応して、スイッチ制御ヘッダ付与部1A(1) 、1A(2)、…1A(n) が必要となるので、ハードウェア規模が大きくなってしまう。
【0015】
(2)第2に、入側回線を収容する物理回線毎にインタフェースが必要となるため、多重化部2の入力信号が増大することが予想される(すなわち、ピンネックが予想される)。
【0016】
(3)第3に、出力回線毎にインタフェースが必要となるため、分離化部6からの出力信号数が増大することが予想される(すなわち、ピンネックが予想される)。
【0017】
(4)第4に、収容する回線速度及び回線数が特定化されてしまう点である。例えば、この多重化/分離化方法の場合には、想定する回線速度及び回線数が、1.5M×8回線とか、6.3M×4回線等のように特定化されてしまう。また、回線などを拡張する場合においても、前述した多重化/分離化部の実現仕様次第で決定され、柔軟性に欠けるという問題が発生する(多重化/分離化部単位の拡張となる)。
【0018】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため、第1の本発明のセル交換装置は、少なくとも2以上の低速回線を収容し、当該各低速回線を介して入力される各セルを、各回線速度の少なくとも2倍以上の速度で交換するセル交換装置において、以下の手段を備える。
【0019】
すなわち、低速回線を収容する入力インタフェース部に、(1)各低速回線に対応し、各低速回線より入力された各セルを一時蓄積するのに使用するバッファ部と、(2)バッファ部からのセルの読み出しを制御し、各低速回線に対応するバッファ部からの読み出しタイミングを制御し、当該タイミングの競合を制御するバス競合制御部と、(3)各低速回線に対応するバッファ部から読み出された各セルを多重し出力するするバスと、(4)多重化前の各セルを入力し、各セルのヘッダに、各セルの入力回線を表す物理回線選択識別子を付与する物理回線選択識別子付与部と、(5)多重化された各セルを入力し、各セルのヘッダから読み出した物理回線選択識別子及びコネクション識別子に基づいて、各セルの交換に使用する主スイッチ部の出側方路選択子と、出側低速回線に対応した出側物理回線選択識別子と、出側コネクション識別子とを付与するヘッダ変換部とを備えることを特徴とする。
【0020】
このように、低速回線の多重をバス上で行う構成としたことにより、収容回線数及び収容回線の速度の組み合わせを柔軟に変更し得るようになる。
【0021】
【発明の実施の形態】
(A)第1の実施形態
以下、図面について、本発明に係るATM交換機の第1の実施形態を説明する。
【0022】
(A−1)第1の実施形態の構成
(A−1−1)全体構成
図1に、第1の実施形態に係るATM交換機の構成を示す。このATM交換機は、大きく分けて、入力制御部11〜15、主スイッチ部16、出力制御部17〜20の3つの部分からなり、以下に示す4つの特徴点を有している。
【0023】
1.セル多重バスを採用する点(収容回線数及び速度の柔軟性を確保)。
【0024】
2.物理回線選択識別子(PID)を採用した点及びヘッダ変換を集中制御とする点(入側ヘッダ変換回路規模の削減及び出側分離化部の回路削減)。
【0025】
3.回線送出トラヒック流量制御を集中制御とする点(出側分離化回路の削減)。
【0026】
以下、順番に、各部の構成を説明する。
【0027】
(A−1−2)入力制御部の構成
入力制御部は、物理回線インタフェース11、12と、入側セル多重バスインタフェース部(CBIinf)13と、入側セル多重バス(CBI)14と、ヘッダ変換部(HCV)15とで構成される。
【0028】
物理回線インタフェース11、12は、n個の低速回線それぞれに対応するn個の低速回線入力インタフェース部(PHI)11(1) 、11(2) 、…11(n) と、その各々に対応するn個の一時記憶セルバッファ12(1) 、12(2) 、…12(n) とでなる。
【0029】
一時記憶セルバッファ12(1) 、12(2) 、…12(n) は、各低速回線を介して入力されるセルを多重化するために使用される一時記憶手段であり、その読み出しは入側セル多重バスインタフェース部13(1) 、13(2) 、…13(n) により制御される。
【0030】
入側セル多重バスインタフェース部13(1) 、13(2) 、…13(n) は、対応する一時記憶セルバッファ12(1) 、12(2) 、…12(n) から入力されるセルに対する物理回線選択識別子(PID)の付与及び競合制御を主な機能とするインタフェース部である。
【0031】
各低速回線より入力されたセルは、これらn個の入側セル多重バスインタフェース部13(1) 、13(2) 、…13(n) による競合制御の下、一時記憶セルバッファ12(1) 、12(2) 、…12(n) から読み出され、入側セル多重バス14上で多重化される。
【0032】
なおこのとき、入側セル多重バスインタフェース部13(1) 、13(2) 、…13(n) は、各低速回線の合計帯域が、入側セル多重バス14の帯域(つまり、主スイッチ部(SW)16の方路帯域)を越えないように各低速回線の帯域を配備するように制御する。
【0033】
これにより、一時記憶セルバッファ12(1) 、12(2) 、…12(n) に要求される容量を、最小限(数セル)に抑えることができる。なお、入側セル多重バス14上において多重化されたセルは、ヘッダ変換制御部15に出力される。
【0034】
ヘッダ変換制御部15は、入力されたセルに付加されているヘッダに基づいて、出側セルのヘッダに変換し、かつ、スイッチ制御ヘッダを付与する。ここで、ヘッダ変換制御部15は、主スイッチ部16の方路単位毎に設けられている。
【0035】
(A−1−3)出力制御部の構成
出力制御部は、出側回線制御部(PSHP)17と、出側セル多重バス(CBO)18と、出側セル多重バスインタフェース部(CBOinf)19と、出側回線インタフェース部(PHO)20とで構成される。
【0036】
出側回線制御部17は、主スイッチ部16の出側方路側に設けられる制御部であり、セル振り分け部17A、セルバッファ17B、セルバッファ選択部17C、送出トラヒック制御部17Dとで構成されている。
【0037】
このうち、セル振り分け部17Aは、入力側で付与された物理回線選択識別子PIDに基づいてセルバッファ17Bを選択するよう機能する。また、送出トラヒック制御部17Dは、セルヘッダを抽出し、回線毎(PID毎)に送出トラヒック流量を判定するよう機能する。また、セルバッファ選択部17Cは、送出トラヒック制御部17Dの判定結果を基にセルバッファ17Bを選択するよう機能する。
【0038】
結果として、出側回線制御部17の出力には、それぞれの出側回線速度に合わせて制御されたセルが多重化されて出力され、次段の出側セル多重バス18上に送出される。
【0039】
各低速回線毎に対応する出力回線インタフェース部20(1) 、20(2) 、…、20(n) は、出側セル多重バスインタフェース部19(1) 、19(2) 、…19(n)を介して、出側セル多重バス18に接続される。
【0040】
(A−2)第1の実施形態の動作
(A−2−1)セルの流れと装置内ヘッダ情報の変化
ここでは、図4を用いて、第1の実施形態に係るATM交換機内におけるセルの流れと、この際の装置内制御によるセルヘッダの変化の概要について説明する。
【0041】
なお、図4の上段は、図1と同じ構成を示しており、その下段は、セルヘッダが装置内の制御によってどの様に変化するかを示している。
【0042】
公知の通り、ATMは、セル(53バイトの固定長パケット)によって情報を転送する方法であり、各々のセルには、各コネクションを識別するためのVPI/VCIが付与されている。
【0043】
ATM交換機は、このように各セルのヘッダに付与されている入側コネクション識別子(VPI1/VCI1)に基づいて出側の回線を選択するよう動作すると共に、出側のコネクション識別子(VPI2/VCI2)を付与するよう動作する。以下、このセル交換動作について説明する。
【0044】
まず、低速回線よりATM交換機に入力された各セルは(図4のA点)、入側セル多重バスインタフェース部13(1) 、13(2) 、…13(n) に入力された後、競合制御を経て、物理回線選択識別子(PID)が付与される(図4のB点)。
【0045】
競合制御の済んだ各セルは、入側セル多重バス14を介してヘッダ変換部15に入力され、ヘッダ変換される。ここで、ヘッダ変換部15は、各低速回線より到着するセルのヘッダに付与されている識別子(PID+VPI+VCI)に基づいて、予めソフトウェア的に設定された変換テーブルを参照する。そして、主スイッチ部16の出力側の方路選択識別子SWHD、物理回線識別子PID、VPI/VCIを付与する(図4のC)。
【0046】
ヘッダ変換の済んだ各セルは、主スイッチ部16に入力される。主スイッチ部16は、各セルのSWHDをもとに出側方路を選択し、出側回線制御部17に出力する(図4のD)。
【0047】
出側回線制御部17では、到着したセルに付されている物理回線識別子PIDに応じてセルバッファ17Bを選択し、該当するセルバッファ17Bに出力する。
【0048】
出力トラヒック制御部17Dは、物理回線識別子PID毎(回線毎)に送出するセルの速度制御を実行し、予めソフトウェア的に設定された各回線の帯域を越えて、該当セルが送出されないように制御する。
【0049】
セルバッファ選択部17Cは、出力トラヒック制御部17Dからの指示により、各セルバッファ17Bに一時蓄積されているセルを読み出す。
【0050】
これらセルバッファ選択部17C及び出力トラヒック制御部17Dの機能によって、出側セル多重バス18に各回線の帯域を越えないように制御されたセルが多重化されて読み出される。
【0051】
なお、出側セル多重バス18は、各回線部とバス形式で接続されているため、出側セル多重バス18の出力は、各回線に接続されているn個の出側セル多重バスインタフェース部19(1) 、19(2) 、…19(n) に入力される(図4のE)。
【0052】
ここで、各出側セル多重バスインタフェース部19(1) 、19(2) 、…19(n) は、この出側セル多重バス18より入力されるセルのうち、自回線に割り当てられている物理回線選択識別子PID2を有するセルのみを抽出し、出側回線インタフェース部20(1) 、20(2) 、…20(n) に出力する(図4のF)。
【0053】
以上が、ATM交換機内におけるセルの流れと、これに伴うヘッダ情報の変化動作の概要である。
【0054】
(A−2−2)入側制御部における詳細動作
続いて、以上の動作を実現する入側制御部のより詳細な動作内容及びこれを実現する構成について説明する。
【0055】
図5は、この動作説明に供する入側制御部の詳細構成図である。また、図6は、当該入側制御部において実行されるヘッダ変換方法の概要を表す図である。
【0056】
図5に示すように、各回線入力インタフェース部11(i) から出力されたセルは、各回線に対応して設けられているセルバッファ12(i) に入力され、一時的に保持される。
【0057】
各セルバッファ12(i) からは、セルの有無を表すセル有効信号clav1が、対応する入側セル多重バスインタフェース13(i) に出力される。なお、セル有効信号clav1は、各インタフェース13(i) 内に設けられた競合制御回路(ABT)13Aに入力される。
【0058】
セル有効信号clav1が有効になると、競合制御回路13Aは、他の回路(他の入側セル多重バスインタフェースの競合制御回路)との間で信号線ABTctlを経由して入出力される競合制御に必要な情報(例えば、データ転送中表示など)に基づいて、入側セル多重バス14の競合制御を実行する。
【0059】
この競合制御に勝ち残ったセルについての競合制御回路13Aは、物理回線インタフェース部(PHYinf)13Bに対する読み出し指示rdst1を有効にする。このように読みだし指示rdst1が有効となると、物理回線インタフェース部13Bは、セルバッファ12(i) よりセルを読み出して、これを後段のPIDスタンプ部13Cに転送する。
【0060】
PIDスタンプ部13Cは、予めソフトウェアにより設定された(PID保持レジスタ13Eに記憶されている)PID値を、予め設定されているVPl有効範囲(回線設備条件)を越える上位ビットの部分にスタンプし出力する(図6参照)。
【0061】
ここで、物理回線選択識別子PIDを、有効VPIの直ぐ上位に位置するビット部分に付与するのは、次段のヘッダ変換部15にて行う縮退(VPI及びVCIの有効ビット数のみを詰めて変換テーブルを索引する)機能を有効に利用できるようにするためである。
【0062】
なお、この機能を実現するため、当該入側セル多重バスインタフェース13(i)には、回線インタフェース上で取り決められているVPl有効ビット数を保持するレジスタ(ソフトウェアによって設定されるVPl有効レジスタ13F)より、スタンプするPIDビットの位置を割り出し、PID保持レジスタ13Eに設定されたPID値をスタンプする機能が具備されている。
【0063】
このように、物理回線選択識別子PIDをスタンプされた情報(セル)は、入側セル多重バス14を介してヘッダ変換部15に出力される。なお、競合制御部13Aは、ヘッダ変換部15より送出される各種タイミング信号に基づいて競合制御を行っており、セルの送出に先立ち、その送出を入側ヘッダ変換テーブル15に知らせるセル有効信号clav2を送出する。
【0064】
ここで、セル有効信号clav2の送出タイミングは、セルストリームを転送するのに最適なタイミングに設定する。例えば、「セルストリーム転送に必要なクロック数」+「切り替えに必要なクロック数」の周期に設定する。このように設定すれば、セルバス上での無駄なオーバヘッドを最適化することができる。
【0065】
ヘッダ変換部15のセルバスインタフェース制御部15Aは、各タイミングによって、入側セル多重バスインタフェース13(i) から与えられるセル有効信号clav2信号をチェックし、有効セルがある場合には、読み出し制御信号rdctl2を有効にして当該セルの受信を通知する。
【0066】
このように、ヘッダ変換部15は、入力セル多重バス14を介してセルを入力すると、縮退部15Bにおいて、そのヘッダ部より抽出されたVPI値とVCl値を有効ビットのみに縮退する処理を行う(図6)。縮退後のVPI値とVCI値は、変換テーブル15Cに与えられ、対応する経路を索引する。なお、縮退するヘッダ情報には、VPI+VCIに加えてPIDのビット範囲を考慮して設定しておく。
【0067】
このようにPIDを考慮に入れれば、各回線のヘッダ変換を、一つのヘッダ変換部15によって実現することが可能となる。変換テーブル15Cには、予めソフトウェアより出側の方路、PID及びVPI値/VCI値を設定しておく。このようにすれば、入力されたセルのヘッダ情報に基づいて変換された該出側ヘッダ情報がセルに付与されて、主スイッチ部16へと出力される。
【0068】
(A−2−3)出側制御部における詳細動作
続いて、出側制御部の詳細動作を説明する。この出側制御部によって実現される特徴部分は、主スイッチ部16の出側方路に具備された回線制御部17によって、各回線に応じた速度制御を集中して実施できる点である。
【0069】
図7を用いて、この点を説明する。主スイッチ部16により方路毎にルーティングされた各セルは、回線制御部17のセルバッファ17Bに蓄積される。このセルバッファ17Bは、ページメモリ制御部(MEM−CTL)17E1によって制御され、1セル毎にページ管理された構成を採っている。
【0070】
さらに、このセルバッファ17Bに書き込みを行う書込制御部(WR−CTL)17E2は、到着したセルに書き込まれているページアドレス(ページメモリ情報)とヘッダ情報(PID情報)とをPID待ち行列制御部(PID−Queue)17D1に通知する。
【0071】
ここで、このPID待ち行列制御部17D1は、通知されたPID情報毎に仮想待ち行列(キュー)を構成するよう動作する。すなわち、PID毎に到着した順番に、セルが格納されたメモリアドレスの鎖(チェーン)を形成する。これらの情報は、さらに、PID毎に送出速度を判定する判定部17D2に通知される。ここでは、PID毎に送出履歴カウンタを持った判定部を想定している。
【0072】
各PID待ち行列制御部17D1においてキューイングされた情報は、送出最大速度(出側セル多重バス18の速度と一致)に応じたタイミングで判定され、判定結果と共に、読み出すべきメモリアドレス(ページメモリ情報)が読出制御部(RD−CTL)に送出される。
【0073】
これにより、PID毎に速度制御されたセルが、出側セル多重バス18に出力される(図8の送出トラヒック流量制御(シェーピング)部の機能)。出側セル多重バス18に出力された各セルは、それぞれの回線毎に具備された出側セル多重バス18のインタフェース部(図7のCBOinf、図8のCBoa、CBob、CBoc、CBod)に到着する。
【0074】
ここで、出側セル多重バスインタフェース部19は、各セルからPIDヘッダをPID抽出部19Aで抽出し、これをPID判定部19Bに与えることにより、各セルに付されているPIDヘッダを検査する。
【0075】
このとき、PID判定部19Bは、PIDビット位置レジスタ19Cに格納されているビット位置から抽出されたPIDヘッダの内容と、出PID値レジスタ19Dに設定されている値とを比較することにより、そのセルが自らに宛てたものか否か検査を行う。
【0076】
そして、自のPID値と一致したものだけを次段に通過させるようセレクタ19Eを制御する。なおここで、PIDビット位置は、入側制御部にて付与されたPIDビット位置と同一箇所を示している。
【0077】
なお、検査の結果、到着したセルが自らのPID値と一致すると判定した場合には、PIDヘッダ削除部(PID−del)19Fによって、ヘッダに付与されているPIDヘッダの部分を削除する。
【0078】
具体的には、図9のように、該当ビット部分の全てに「0」が設定される。因みに、必要の無くなった主スイッチの出側方路を選択するためのビットも同時に削除される。
【0079】
一方、到着したセルが自らのPID値と一致しないと判定した場合には、アイドルセル生成部19Gにおいて生成されたアイドルセルを挿入し出力する。
【0080】
以上が、出側制御部で実行される動作の詳細内容である。
【0081】
(A−3)第1の実施形態の効果
以上のように、第1の実施形態に係るATM交換機においては、各低速回線から入力されるセルのバス14への出力を競合制御し、当該バス上でこれら各回線からのセルを多重化する方式を採用したことにより、任意の回線速度について対応できるATM交換機を実現することができる。
【0082】
またこれにより、回線種別に応じて様々な回線数を想定する回線収容部を構成することができる。例えば、1回線毎の拡張が可能となる。
【0083】
また、主スイッチ部16におけるスイッチングに必要なヘッダ付与は、各回線について共通に用意されたヘッダ変換部15において集中して実行する(すなわち、各回線に対応するインタフェース部13において付与された物理回線識別子PIDと、これらについて用意した変換テーブル15Cを用いて実行する)こととしたことにより、従来に比してハードウェア構成が小さくて済むATM交換機を実現することができる。
【0084】
さらにまた、出側回線制御部17において、出力する各回線についての速度制御を集中して実施する構成としたことにより、従来のように各回線のインタフェース部において速度制御を行うのに比してハードウェア構成が小さくて済ませることができる。
【0085】
(B)第2の実施形態
以下、図面について、本発明に係るATM交換機の第2の実施形態を説明する。
【0086】
(B−1)第2の実施形態の構成
図10に、第2の実施形態に係るATM交換機の構成を示す。この第2の実施形態に係るATM交換機は、低速回線収容部及び高速回線収容部の双方に出側回線制御部17’を設けることを特徴とするものであり、この点を除いて、第1の実施形態に係るATM交換機と同様の構成を有している。
【0087】
ここで、出側回線制御部17’の構成は、基本的に第1の実施形態において説明した出側制御部17の構成と同様であるが、セルの読み出し制御にバーチャルチャネル(VC)単位の送出トラヒックの制御機能を実現するVC/port制御部17D’を用いる点が異なっている。
【0088】
これは、出力回線に対してVC単位の出力トラヒック流量を制御するためである。なお、ここで説明する出側回線に対するVC単位の送出トラヒック速度制御は、エンド・エンドで設定されるコネクションの速度(帯域)であり、物理回線速度とは無関係である。
【0089】
図11に、出側回線制御部17’の詳細構成を示す。なお、この出側回線制御部17’は、第1の実施形態で説明した出側制御部17と同様、主スイッチ部16の出側方路側に接続されており、その出力は、出側セル多重バス18又は高速回線物理制御部21に接続されている。
【0090】
出力制御部17’は、ページメモリ制御部(MEM−CTL)17E1により制御されたセル毎に情報を蓄積するセルバッファ(CELBUF)17Bと、ページメモリ書込制御部(WR−CTL)17E2と、読出制御部(RD−CTL)17E3と、VC/port制御部17D’とで構成されている。
【0091】
ここで、書込制御部17E2とVC/port制御部17D’とは、到着したセルのヘッダ情報を通知する信号と、書き込んだページメモリ管理情報を通知する信号線を介して接続されている。
【0092】
同様に、読出制御部17E3とVC/port制御部17D’とは、読み出し指示と読み出すページメモリ管理情報を通知する信号線を介して接続されている。
【0093】
このVC/port制御部17D’は、VC待ち行列制御部(VC−Queue)17D11と、VP/PID待ち行列制御部(VP/PID−Queue)17D12と、判定部17D2とでなる。
【0094】
ここで、VC待ち行列制御部(VC−Queue)17D1は、受信したセルのヘッダ情報のVC情報に基づき待ち行列(キュー)を構成し、かつ、到着した同一VCのセル間隔を計測する機能を備えている。
【0095】
また、VP/PID待ち行列制御部(VP/PID−Queue)17D12は、受信したセルのヘッダ情報のPID及びVPl情報からVP/PID待ち行列(キュー)を構成し、かつ、到着した同一VP/PIDのセル間隔を計測する機能を備えている。
【0096】
判定部17D2は、これら計測されたセル間隔を予めソフトウェアにより設定された送出セル間隔及び許容値に基づいて判定するよう動作する。
【0097】
(B−2)第2の実施形態の動作
続いて、以上の構成を有するATM交換機の動作を説明する。なお、全体的な動作の流れは第1の実施形態と同じであるため、以下の説明においては、第2の実施形態に特有の構成要素である出側回線制御部17’の動作を詳細に説明する。
【0098】
まず、主スイッチ部16から出側回線制御部17’に受信されたセルは、ページメモリ書込制御部17E2によってページ管理されたセルバッファ17Bに書き込まれる。
【0099】
ここで、ページ管理とは、1ぺージ、2ページ、…と、メモリを1セル情報分の蓄積エリアに分割し、ランダムにページ単位でアクセス可能とする機能であり、ページメモリ制御部17E1によって制御されている。
【0100】
ページメモリ書込制御部17E2は、このように管理されるセルバッファ17Bに対して、順次到着するセルを書き込むと同時に、VC/port制御部17D’に対し、順次到着するセルのヘッダ情報(PID、VPI、VCI値)を通知する。
【0101】
VC単位の仮想待ち行列(キュー)を構成するVC待ち行列制御部17D11では、このへッダ情報を基に、受信したVCl値の有効部分(予めソフトウェアにて設定された値)を抽出し、到着順序に並べると共にセル間隔を計測する(図12)。
【0102】
同時に、VP/PID待ち行列制御部17D12では、受信したPID値及びVPI値の有効部分を抽出し到着順序に並べると共に、セル間隔を計測する(図12)。
【0103】
これらの結果は次段の判定部17D2に与えられ、当該判定部17D2において予めソフトウェアによって設定された値と照合される。そして、VC待ち行列制御部17D11の計測値とVP/PID待ち行列制御部17D12の計測値の双方が条件を満足したとき、OKと判定される。
【0104】
OKと判定されたセルは、ユーザ情報が格納されたページメモリ情報と共に読み出し指示信号が通知される。読出制御部17E3は、該読み出し指示信号とページメモリ情報に基づいてセルが読み出す。ここで、高速回線接続時は、PID値を「0」に設定する。つまり、PID+VPIの内容はVPI値のみ意味を持たせるようソフトウェアにて制御する。
【0105】
(B−3)第2の実施形態の効果
以上のように、第2の実施形態によれば、VC単位の送出トラヒック流量制御を必要とする装置で、かつ低速回線と高速回線を収容するような装置において、低速回線及び高速回線の双方に出側回線制御部17’を配備することによって、ハードウェアの共有化を図ることができる。
【0106】
また、第1の実施形態と同様、セルバスの採用及び出側トラヒック制御の集中配備を実現できるためハードウェアの小型化が実現可能となる。
【0107】
(C)他の実施形態
なお、上述の実施形態においては、ATM交換機を例に本発明を説明したが、セル交換機能を有する装置に広く適用し得る。
【0108】
【発明の効果】
上述のように第1の本発明によれば、低速回線の多重をバス上で行うようにしたことにより、従来に比して、収容回線数及び収容回線の速度の組み合わせを柔軟に変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施形態に係る装置の概略構成を表したブロック図である。
【図2】従来装置の概略構成を表したブロック図である。
【図3】従来装置の詳細構成を表したブロック図である。
【図4】第1の実施形態に係る装置内で転送されるセルの流れとセルヘッダ情報の変化の様子を表した図である。
【図5】入側制御部内の動作説明に供する図である。
【図6】ヘッダ変換の集中制御の様子を表した図である。
【図7】出側制御部内の動作説明に供する図である。
【図8】出側制御部内におけるセルの流れを表した図である。
【図9】セルヘッダに対して行われる処理の流れを表した図である。
【図10】第2の実施形態に係る装置の概略構成を表したブロック図である。
【図11】出側制御部の内部構成を表した図である。
【図12】VC/port制御部における動作の様子を表した図である。
【符号の説明】
11…低速回線入力インタフェース部、12…一時記憶セルバッファ、13…入側セル多重バスインタフェース部、13A…競合制御回路、13B…物理回線インタフェース部、13C…PIDスタンプ部、13E…PID保持レジスタ、13F…VPl有効レジスタ、14…入側セル多重バス、15…ヘッダ変換部、15A…セルバスインタフェース制御部、15B…縮退部、15C…変換テーブル、15D…ヘッダ付与部、15E…SWインタフェース、16…主スイッチ部、17、17’…出側回線制御部、17A…セル振り分け部、17B…セルバッファ、17C…セルバッファ選択部、17D…送出トラヒック制御部、17D1…PID待ち行列制御部、17D’…VC/port制御部、17E1…ページメモリ制御部、17E2…書込制御部、17E3…読出制御部、18…出側セル多重バス、19…出側セル多重バスインタフェース部、19A…PIDヘッダ抽出部、19B…PID判定部、19C…PIDビット位置レジスタ、19D…出PID値レジスタ、19E…セレクタ、19F…PIDヘッダ削除部、20…出側回線インタフェース部、21…高速回線物理制御部。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a cell switching apparatus, and is suitably applied to, for example, an asynchronous transfer mode (ATM) exchange.
[0002]
[Prior art]
FIG. 2 shows the configuration of a conventionally used ATM exchange. Generally, this type of ATM exchange is premised on accommodating a high-speed line requiring a bandwidth of 156 Mbps. However, the bandwidth of a practical line is relatively low at 1.5 Mbps to 6.3 Mbps. Further, even when a LAN is accommodated, a bandwidth of a commonly used Ethernet or the like is about 10 Mbps.
[0003]
However, the main switch section 4 (FIG. 2) of the ATM exchange is also assumed to accommodate a high-speed line (156 Mbps or the like), and the basic design is often adapted for a high-speed line.
[0004]
In such an apparatus, in order to accommodate a low-speed line as described above, the line accommodating section (multiplexing section 2 and demultiplexing section 6) generally accommodates the signal through two processes of multiplexing and demultiplexing. It was a target. On the other hand, when accommodating a high-speed line, a method of directly connecting using the high-speed line input / output interfaces 8 and 9 is adopted.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The problem of the related art will be described with reference to FIG. FIG. 3 shows various functions of the ATM exchange in more detail. Hereinafter, the function and operation of each unit will be described based on FIG.
[0006]
The cells input from each of the low-speed line input interface units 1 (1), 1 (2),..., 1 (n) have VPI (virtual path connection identifier) and VCI (virtual channel) for identifying connections. Connection identifier).
[0007]
Usually, an ATM exchange selects an egress port and an identifier based on these identifiers and performs an exchange operation. In this type of exchange, in addition to such identifiers, an in-device header is used. This header is a header (switch control header) used for routing in the main switch unit 4. The additional function is called a switch control header adding function (or a header converting function).
[0008]
In this way, when the switch control header is added to the cell input from each line in the switch control header adding units 1A (1), 1A (2),..., 1A (n), the next stage multiplexing is performed. The multiplexing unit 2 performs a process of multiplexing cells up to the input link capacity (for example, 156 Mbps) of the main switch unit 4.
[0009]
Here, the cells input to the multiplexing unit 2 are temporarily held in buffers 2A (1), 2A (2),..., 2A (n) and multiplexed. The multiplexed cells are input to the main switch unit 4 and exchanged, and then input to the demultiplexing unit 6 at the next stage.
[0010]
The separation unit 6 sorts the cells input from the main switch unit 4 into corresponding lines based on the above-described switch control header in the separation unit 6A, and then prepares the next-stage cell buffer 6B prepared for each line. (1), 6B (2),..., 6B (n).
[0011]
The reason for buffering in the cell buffers 6B (1), 6B (2),..., 6B (n) is to enable cells arriving at a high speed to be output to a low-speed line.
[0012]
That is, the transmission speed control units 6C (1), 6C (2),... 6C (n) at the next stage transmit traffic flow to the low-speed line output interface units 7 (1), 7 (2),. .., 6B (n) in the buffering of cells arriving beyond the band of the output line. Used.
[0013]
However, the ATM exchange having such a configuration has the following problems.
[0014]
(1) First, since the switch control header providing units 1A (1), 1A (2),... 1A (n) are required for each incoming line, the hardware scale becomes large. .
[0015]
(2) Secondly, since an interface is required for each physical line accommodating the incoming line, it is expected that the number of input signals to the multiplexing unit 2 will increase (that is, a pin neck is expected).
[0016]
(3) Third, since an interface is required for each output line, it is expected that the number of output signals from the demultiplexing unit 6 will increase (that is, a pin neck is expected).
[0017]
(4) Fourth, the line speed and the number of lines to be accommodated are specified. For example, in the case of this multiplexing / demultiplexing method, the assumed line speed and number of lines are specified as 1.5M × 8 lines or 6.3M × 4 lines. In addition, even when a line or the like is extended, it is determined according to the above-described implementation specification of the multiplexing / demultiplexing unit, and there is a problem of lack of flexibility (expansion of the multiplexing / demultiplexing unit).
[0018]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve such a problem, a cell switching apparatus according to a first aspect of the present invention accommodates at least two or more low-speed lines and converts each cell input via each of the low-speed lines into at least twice as fast as each line speed. Cell exchange equipment that exchanges at the speed ofThe following means are provided.
[0019]
That is,The input interface unit accommodating the low-speed line includes: (1) a buffer unit for temporarily storing each cell input from each low-speed line corresponding to each low-speed line; and (2) a cell unit from the buffer unit. A bus contention control unit that controls reading, controls read timing from a buffer unit corresponding to each low-speed line, and controls contention of the timing; and (3) reads out data from a buffer unit corresponding to each low-speed line. A bus for multiplexing and outputting each cell; and (4) a physical line selection identifier assigning unit for inputting each cell before multiplexing and assigning a physical line selection identifier representing an input line of each cell to a header of each cell. (5) Each multiplexed cell is input, and based on the physical line selection identifier and the connection identifier read from the header of each cell, the egress side of the main switch used for switching each cell. And selectors, characterized in that it comprises a delivery side physical line selected identifier corresponding to the outlet side low-speed line, a header converting portion for imparting an exit side connection identifier.
[0020]
In this way, by multiplexing low-speed lines on the bus, the combination of the number of accommodated lines and the speed of the accommodated lines can be flexibly changed.
[0021]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(A) First embodiment
Hereinafter, a first embodiment of an ATM exchange according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[0022]
(A-1) Configuration of First Embodiment
(A-1-1) Overall configuration
FIG. 1 shows the configuration of the ATM exchange according to the first embodiment. This ATM exchange is roughly divided into three parts, an input control unit 11 to 15, a main switch unit 16, and an output control unit 17 to 20, and has the following four characteristic points.
[0023]
1. Use of a cell multiplex bus (ensures flexibility in the number of accommodated lines and speed).
[0024]
2. The point that the physical line selection identifier (PID) is adopted and the header conversion is centralized control (reduction of the scale of the input side header conversion circuit and reduction of the circuit of the output side demultiplexer).
[0025]
3. Centralized control of line transmission traffic flow control (reduction of output side separation circuit).
[0026]
Hereinafter, the configuration of each unit will be described in order.
[0027]
(A-1-2) Configuration of input control unit
The input control unit includes physical line interfaces 11 and 12, an incoming cell multiplexed bus interface unit (CBIinf) 13, an incoming cell multiplexed bus (CBI) 14, and a header conversion unit (HCV) 15.
[0028]
The physical line interfaces 11 and 12 correspond to n low-speed line input interface units (PHI) 11 (1), 11 (2),... 11 (n) corresponding to the n low-speed lines, respectively. It is composed of n temporary storage cell buffers 12 (1), 12 (2),... 12 (n).
[0029]
The temporary storage cell buffers 12 (1), 12 (2),..., 12 (n) are temporary storage means used for multiplexing cells input via each low-speed line. Controlled by the side cell multiplex bus interface units 13 (1), 13 (2),..., 13 (n).
[0030]
The input-side cell multiplexed bus interface units 13 (1), 13 (2),..., 13 (n) are cells input from the corresponding temporary storage cell buffers 12 (1), 12 (2),. This is an interface unit whose main functions are to assign a physical line selection identifier (PID) to and to control contention.
[0031]
Cells input from each low-speed line are temporarily stored under the control of the n input-side cell multiplexed bus interface units 13 (1), 13 (2),... 13 (n). , 12 (2),..., 12 (n) and multiplexed on the incoming cell multiplex bus 14.
[0032]
At this time, the input-side cell multiplex bus interface units 13 (1), 13 (2),..., 13 (n) determine that the total bandwidth of each low-speed line is (SW) The bandwidth of each low-speed line is controlled so as not to exceed (the route band of 16).
[0033]
Thereby, the capacity required for the temporary storage cell buffers 12 (1), 12 (2),... 12 (n) can be suppressed to a minimum (a few cells). The cells multiplexed on the incoming cell multiplex bus 14 are output to the header conversion control unit 15.
[0034]
The header conversion control unit 15 converts the input cell into a header of an outgoing cell based on the header added to the input cell, and adds a switch control header. Here, the header conversion control unit 15 is provided for each route unit of the main switch unit 16.
[0035]
(A-1-3) Configuration of output control unit
The output control unit includes an egress line control unit (PSHP) 17, an egress cell multiplex bus (CBO) 18, an egress cell multiplex bus interface unit (CBOinf) 19, and an egress line interface unit (PHO) 20. It consists of.
[0036]
The outgoing line control unit 17 is a control unit provided on the outgoing side of the main switch unit 16 and includes a cell distribution unit 17A, a cell buffer 17B, a cell buffer selecting unit 17C, and a transmission traffic control unit 17D. I have.
[0037]
Among them, the cell distribution unit 17A functions to select the cell buffer 17B based on the physical line selection identifier PID assigned on the input side. Further, the transmission traffic control unit 17D functions to extract the cell header and determine the transmission traffic flow for each line (for each PID). In addition, the cell buffer selection unit 17C functions to select the cell buffer 17B based on the determination result of the transmission traffic control unit 17D.
[0038]
As a result, cells controlled in accordance with the respective outgoing line speeds are multiplexed and output to the output of the outgoing line control unit 17 and sent out to the next outgoing cell multiplexing bus 18.
[0039]
The output line interface units 20 (1), 20 (2),..., 20 (n) corresponding to each low-speed line are provided by the output-side cell multiplex bus interface units 19 (1), 19 (2),. ) Is connected to the outgoing cell multiplex bus 18.
[0040]
(A-2) Operation of the first embodiment
(A-2-1) Cell flow and change in header information in the device
Here, a flow of cells in the ATM exchange according to the first embodiment and an outline of a change in a cell header due to control in the device at this time will be described with reference to FIG.
[0041]
The upper part of FIG. 4 shows the same configuration as that of FIG. 1, and the lower part of FIG. 4 shows how the cell header changes due to control in the device.
[0042]
As is well known, ATM is a method of transferring information in cells (fixed-length packets of 53 bytes), and each cell is provided with VPI / VCI for identifying each connection.
[0043]
The ATM exchange operates to select the outgoing line based on the incoming connection identifier (VPI1 / VCI1) given to the header of each cell as described above, and also outputs the outgoing line connection identifier (VPI2 / VCI2). It works to give. Hereinafter, the cell switching operation will be described.
[0044]
First, each cell input from the low-speed line to the ATM exchange (point A in FIG. 4) is input to the incoming-side cell multiplex bus interface units 13 (1), 13 (2),. After contention control, a physical line selection identifier (PID) is assigned (point B in FIG. 4).
[0045]
Each cell that has been subjected to the contention control is input to the header conversion unit 15 via the incoming-side cell multiplex bus 14 and is subjected to header conversion. Here, the header conversion unit 15 refers to a conversion table set in advance by software based on the identifier (PID + VPI + VCI) given to the header of the cell arriving from each low-speed line. Then, a route selection identifier SWHD, a physical line identifier PID, and a VPI / VCI on the output side of the main switch unit 16 are assigned (C in FIG. 4).
[0046]
Each cell whose header has been converted is input to the main switch unit 16. The main switch unit 16 selects an egress route based on the SWHD of each cell, and outputs the egress route to the egress line control unit 17 (D in FIG. 4).
[0047]
The outgoing line controller 17 selects the cell buffer 17B according to the physical line identifier PID attached to the arriving cell, and outputs the selected cell buffer 17B to the corresponding cell buffer 17B.
[0048]
The output traffic control unit 17D executes speed control of cells to be transmitted for each physical line identifier PID (for each line), and performs control so that the corresponding cells are not transmitted beyond the band of each line set in advance by software. I do.
[0049]
The cell buffer selection unit 17C reads cells temporarily stored in each cell buffer 17B in accordance with an instruction from the output traffic control unit 17D.
[0050]
By the functions of the cell buffer selection unit 17C and the output traffic control unit 17D, cells controlled so as not to exceed the bandwidth of each line are multiplexed and read out on the egress cell multiplex bus 18.
[0051]
Since the outgoing cell multiplex bus 18 is connected to each line unit in a bus format, the output of the outgoing cell multiplex bus 18 is connected to the n outgoing cell multiplex bus interface units connected to each line. 19 (1), 19 (2),..., 19 (n) (E in FIG. 4).
[0052]
Here, each outgoing cell multiplex bus interface section 19 (1), 19 (2),... 19 (n) is assigned to its own line among the cells input from the outgoing cell multiplex bus 18. Only cells having the physical line selection identifier PID2 are extracted and output to the outgoing line interface units 20 (1), 20 (2),..., 20 (n) (F in FIG. 4).
[0053]
The above is the outline of the flow of cells in the ATM exchange and the accompanying operation of changing the header information.
[0054]
(A-2-2) Detailed operation in input side control unit
Subsequently, a more detailed operation content of the input side control unit for realizing the above operation and a configuration for realizing this will be described.
[0055]
FIG. 5 is a detailed configuration diagram of the entry-side control unit used for explaining the operation. FIG. 6 is a diagram showing an outline of a header conversion method executed in the input side control unit.
[0056]
As shown in FIG. 5, cells output from each line input interface unit 11 (i) are input to a cell buffer 12 (i) provided corresponding to each line, and are temporarily stored.
[0057]
From each cell buffer 12 (i), a cell valid signal clav1 indicating the presence / absence of a cell is output to the corresponding incoming cell multiplex bus interface 13 (i). The cell valid signal clav1 is input to a contention control circuit (ABT) 13A provided in each interface 13 (i).
[0058]
When the cell valid signal clav1 becomes valid, the contention control circuit 13A performs contention control for input / output with another circuit (contention control circuit of another incoming cell multiplex bus interface) via the signal line ABTctl. The contention control of the incoming cell multiplex bus 14 is executed based on necessary information (for example, display during data transfer).
[0059]
The contention control circuit 13A for the cell that survived this contention control validates the read instruction rdst1 to the physical line interface unit (PHYinf) 13B. When the read instruction rdst1 becomes valid in this way, the physical line interface unit 13B reads the cell from the cell buffer 12 (i) and transfers it to the subsequent PID stamp unit 13C.
[0060]
The PID stamp unit 13C stamps a PID value set by software (stored in the PID holding register 13E) on a high-order bit portion exceeding a predetermined VPl effective range (line equipment condition) and outputs the stamp. (See FIG. 6).
[0061]
Here, the physical line selection identifier PID is added to the bit portion immediately above the effective VPI because of the degeneration performed by the header conversion unit 15 at the next stage (conversion is performed by packing only the number of effective bits of the VPI and VCI). This is because the function of indexing the table) can be used effectively.
[0062]
In order to realize this function, the input-side cell multiplex bus interface 13 (i) has a register (a VPl valid register 13F set by software) for holding the number of VPl valid bits determined on the line interface. Further, a function of determining the position of the PID bit to be stamped and stamping the PID value set in the PID holding register 13E is provided.
[0063]
Thus, the information (cell) stamped with the physical line selection identifier PID is output to the header conversion unit 15 via the incoming cell multiplex bus 14. The contention control unit 13A performs contention control based on various timing signals transmitted from the header conversion unit 15, and prior to the transmission of the cell, a cell valid signal clav2 for notifying the input-side header conversion table 15 of the transmission. Is sent.
[0064]
Here, the transmission timing of the cell valid signal clav2 is set to an optimal timing for transferring the cell stream. For example, the cycle is set to “the number of clocks required for cell stream transfer” + “the number of clocks required for switching”. With this setting, useless overhead on the cell bus can be optimized.
[0065]
The cell bus interface control unit 15A of the header conversion unit 15 checks the cell valid signal clav2 signal supplied from the incoming cell multiplex bus interface 13 (i) at each timing, and if there is a valid cell, the read control signal rdctl2. Is enabled and the reception of the cell is notified.
[0066]
As described above, when a cell is input through the input cell multiplex bus 14, the header conversion unit 15 performs a process of reducing the VPI value and the VCl value extracted from the header portion into only valid bits in the compression unit 15B. (FIG. 6). The VPI value and the VCI value after the degeneration are given to the conversion table 15C, and index the corresponding path. Note that the header information to be degenerated is set in consideration of the bit range of the PID in addition to VPI + VCI.
[0067]
If the PID is taken into account in this way, header conversion for each line can be realized by one header conversion unit 15. In the conversion table 15C, the outgoing route, PID, and VPI value / VCI value are set in advance by software. By doing so, the outgoing header information converted based on the input header information of the cell is added to the cell and output to the main switch unit 16.
[0068]
(A-2-3) Detailed operation in output side control unit
Subsequently, a detailed operation of the outlet control unit will be described. The feature realized by the output side control unit is that the line control unit 17 provided on the output side path of the main switch unit 16 can centrally execute the speed control corresponding to each line.
[0069]
This will be described with reference to FIG. Each cell routed for each route by the main switch unit 16 is stored in the cell buffer 17B of the line control unit 17. The cell buffer 17B is controlled by a page memory control unit (MEM-CTL) 17E1, and has a configuration in which pages are managed for each cell.
[0070]
Further, a write control unit (WR-CTL) 17E2 that writes data in the cell buffer 17B stores a page address (page memory information) and header information (PID information) written in an arriving cell in a PID queue control. (PID-Queue) 17D1.
[0071]
Here, the PID queue control unit 17D1 operates to configure a virtual queue (queue) for each notified PID information. That is, a chain of memory addresses in which cells are stored is formed in the order of arrival for each PID. These pieces of information are further notified to the determination unit 17D2 that determines the transmission speed for each PID. Here, a determination unit having a transmission history counter for each PID is assumed.
[0072]
The information queued in each PID queue control unit 17D1 is determined at a timing corresponding to the maximum transmission speed (matching the speed of the output-side cell multiplex bus 18), and together with the determination result, the memory address to be read (page memory information) ) Is sent to the read control unit (RD-CTL).
[0073]
As a result, cells whose speed is controlled for each PID are output to the outgoing cell multiplex bus 18 (function of the outgoing traffic flow control (shaping) unit in FIG. 8). Each cell output to the outgoing cell multiplex bus 18 arrives at an interface unit (CBOinf in FIG. 7, CBoa, CBob, CBoc, CBod in FIG. 8) of the outgoing cell multiplex bus 18 provided for each line. I do.
[0074]
Here, the egress cell multiplex bus interface unit 19 extracts the PID header from each cell by the PID extraction unit 19A and supplies the extracted PID header to the PID determination unit 19B to check the PID header attached to each cell. .
[0075]
At this time, the PID determination unit 19B compares the content of the PID header extracted from the bit position stored in the PID bit position register 19C with the value set in the outgoing PID value register 19D. Check if the cell is addressed to itself.
[0076]
Then, the selector 19E is controlled so that only the one that matches the own PID value is passed to the next stage. Here, the PID bit position indicates the same position as the PID bit position given by the input side control unit.
[0077]
As a result of the inspection, when it is determined that the arrived cell matches its own PID value, the PID header deletion unit (PID-del) 19F deletes the PID header part added to the header.
[0078]
Specifically, as shown in FIG. 9, “0” is set to all of the corresponding bit portions. By the way, the bit for selecting the exit side route of the main switch which is no longer needed is also deleted at the same time.
[0079]
On the other hand, when it is determined that the arrived cell does not match its own PID value, the idle cell generated by the idle cell generation unit 19G is inserted and output.
[0080]
The above is the detailed contents of the operation executed by the output side control unit.
[0081]
(A-3) Effects of the first embodiment
As described above, in the ATM switch according to the first embodiment, the output of cells input from each low-speed line to the bus 14 is contention-controlled, and cells from these lines are multiplexed on the bus. By adopting the system, it is possible to realize an ATM switch which can handle an arbitrary line speed.
[0082]
This also makes it possible to configure a line accommodating unit that assumes various numbers of lines according to the line type. For example, expansion for each line is possible.
[0083]
The headers required for switching in the main switch unit 16 are intensively executed in the header conversion unit 15 prepared in common for each line (that is, the physical line assigned in the interface unit 13 corresponding to each line). (Using the identifiers PID and the conversion table 15C prepared for them)), it is possible to realize an ATM exchange having a smaller hardware configuration than in the past.
[0084]
Furthermore, since the outgoing line control unit 17 is configured to centrally execute the speed control for each output line, the speed control is performed in the interface unit of each line as in the related art. The hardware configuration can be small.
[0085]
(B) Second embodiment
Hereinafter, a second embodiment of the ATM exchange according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[0086]
(B-1) Configuration of Second Embodiment
FIG. 10 shows the configuration of the ATM exchange according to the second embodiment. The ATM exchange according to the second embodiment is characterized in that the outgoing line control unit 17 'is provided in both the low-speed line accommodating unit and the high-speed line accommodating unit. It has the same configuration as the ATM switch according to the embodiment.
[0087]
Here, the configuration of the outgoing line control unit 17 ′ is basically the same as the configuration of the outgoing line control unit 17 described in the first embodiment, except that the cell read control is performed on a virtual channel (VC) basis. The difference is that a VC / port control unit 17D 'for realizing the transmission traffic control function is used.
[0088]
This is to control the output traffic flow in VC units for the output line. Note that the transmission traffic speed control in VC units for the outgoing line described here is a connection speed (band) set at the end and end, and is independent of the physical line speed.
[0089]
FIG. 11 shows a detailed configuration of the outgoing line control unit 17 '. The outgoing line control unit 17 'is connected to the outgoing side of the main switch unit 16 like the outgoing side control unit 17 described in the first embodiment. It is connected to the multiplex bus 18 or the high-speed line physical control unit 21.
[0090]
The output control unit 17 ′ includes a cell buffer (CELBUF) 17B that stores information for each cell controlled by the page memory control unit (MEM-CTL) 17E1, a page memory write control unit (WR-CTL) 17E2, It comprises a read control unit (RD-CTL) 17E3 and a VC / port control unit 17D '.
[0091]
Here, the write controller 17E2 and the VC / port controller 17D 'are connected via a signal notifying the header information of the arriving cell and a signal line notifying the written page memory management information.
[0092]
Similarly, the read control unit 17E3 and the VC / port control unit 17D 'are connected via a signal line for notifying a read instruction and page memory management information to be read.
[0093]
The VC / port control unit 17D 'includes a VC queue control unit (VC-Queue) 17D11, a VP / PID queue control unit (VP / PID-Queue) 17D12, and a determination unit 17D2.
[0094]
Here, the VC queue control unit (VC-Queue) 17D11Has a function of forming a queue based on the VC information of the header information of the received cell, and measuring a cell interval of the same VC arriving.
[0095]
Also, a VP / PID queue control unit (VP / PID-Queue) 17D12Has a function of forming a VP / PID queue from the PID and VPl information of the header information of the received cell and measuring the cell interval of the same VP / PID that has arrived.
[0096]
The determination unit 17D2 operates to determine these measured cell intervals based on the transmission cell intervals and the allowable value set in advance by software.
[0097]
(B-2) Operation of the second embodiment
Next, the operation of the ATM switch having the above configuration will be described. Since the overall operation flow is the same as that of the first embodiment, in the following description, the operation of the outgoing line control unit 17 ', which is a component specific to the second embodiment, will be described in detail. explain.
[0098]
First, the cell received from the main switch unit 16 to the outgoing line control unit 17 'is written into the cell buffer 17B whose page is managed by the page memory write control unit 17E2.
[0099]
Here, the page management is a function of dividing the memory into storage areas for one cell information such as one page, two pages,..., And making the memory randomly accessible in page units. Is controlled.
[0100]
The page memory write control unit 17E2 writes the sequentially arriving cells in the cell buffer 17B managed in this way, and simultaneously sends the header information (PID) of the sequentially arriving cells to the VC / port control unit 17D '. , VPI, VCI values).
[0101]
The VC queue control unit 17D11 configuring a virtual queue (queue) in VC units extracts a valid part (a value set in advance by software) of the received VCl value based on the header information, The cells are arranged in the arrival order and the cell interval is measured (FIG. 12).
[0102]
At the same time, the VP / PID queue control unit 17D12 extracts valid portions of the received PID value and VPI value, arranges them in the order of arrival, and measures the cell interval (FIG. 12).
[0103]
These results are provided to the determination unit 17D2 at the next stage, and the determination unit 17D2 checks the result against a value set in advance by software. Then, when both the measurement value of the VC queue control unit 17D11 and the measurement value of the VP / PID queue control unit 17D12 satisfy the condition, it is determined to be OK.
[0104]
The cell determined to be OK is notified of the read instruction signal together with the page memory information in which the user information is stored. The read control unit 17E3 reads the cell based on the read instruction signal and the page memory information. Here, at the time of high-speed line connection, the PID value is set to “0”. That is, the content of PID + VPI is controlled by software so that only the VPI value has meaning.
[0105]
(B-3) Effects of the second embodiment
As described above, according to the second embodiment, in a device that needs to control the transmission traffic flow rate on a VC basis and that accommodates a low-speed line and a high-speed line, both the low-speed line and the high-speed line By disposing the outgoing line control unit 17 ', hardware can be shared.
[0106]
Further, similarly to the first embodiment, the adoption of the cell bus and the centralized deployment of the outgoing traffic control can be realized, so that the hardware can be reduced in size.
[0107]
(C) Other embodiments
In the above embodiment, the present invention has been described by taking an ATM exchange as an example, but the present invention can be widely applied to an apparatus having a cell exchange function.
[0108]
【The invention's effect】
As mentioned aboveOneAccording to the present invention, by multiplexing low-speed lines on a bus, the combination of the number of accommodated lines and the speed of the accommodated lines can be flexibly changed as compared with the related art.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of an apparatus according to a first embodiment.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a conventional device.
FIG. 3 is a block diagram showing a detailed configuration of a conventional device.
FIG. 4 is a diagram showing a flow of a cell transferred in the device according to the first embodiment and a state of change of cell header information.
FIG. 5 is a diagram provided for describing an operation in an entrance-side control unit.
FIG. 6 is a diagram illustrating a state of centralized control of header conversion.
FIG. 7 is a diagram provided for describing an operation in an output side control unit.
FIG. 8 is a diagram showing a flow of a cell in an egress control unit.
FIG. 9 is a diagram illustrating a flow of processing performed on a cell header.
FIG. 10 is a block diagram illustrating a schematic configuration of an apparatus according to a second embodiment.
FIG. 11 is a diagram illustrating an internal configuration of a delivery control unit.
FIG. 12 is a diagram illustrating an operation state of a VC / port control unit.
[Explanation of symbols]
11: low-speed line input interface unit, 12: temporary storage cell buffer, 13: incoming cell multiplex bus interface unit, 13A: contention control circuit, 13B: physical line interface unit, 13C: PID stamp unit, 13E: PID holding register, 13F: VPl valid register, 14: incoming cell multiplex bus, 15: header conversion unit, 15A: cell bus interface control unit, 15B: degeneration unit, 15C: conversion table, 15D: header adding unit, 15E: SW interface, 16 ... Main switch unit, 17, 17 '... Outgoing line control unit, 17A ... Cell distribution unit, 17B ... Cell buffer, 17C ... Cell buffer selection unit, 17D ... Outgoing traffic control unit, 17D1 ... PID queue control unit, 17D' ... VC / port controller, 17E1 ... Page memory controller, 17E ··· Write control unit, 17E3 ··· Read control unit, 18 ··· Outgoing cell multiplexed bus interface, 19 ··· Outgoing cell multiplexed bus interface unit, 19A ··· PID header extraction unit, 19B ··· PID determination unit, 19C ··· PID bit position register, 19D: Outgoing PID value register, 19E: Selector, 19F: PID header deleting unit, 20: Outgoing line interface unit, 21: High speed line physical control unit.

Claims (7)

少なくとも2以上の低速回線を収容し、当該各低速回線を介して入力される各セルを、各回線速度の少なくとも2倍以上の速度で交換するセル交換装置において、
低速回線を収容する入力インタフェース部に、
各低速回線に対応し、各低速回線より入力された各セルを一時蓄積するのに使用するバッファ部と、
上記バッファ部からのセルの読み出しを制御し、各低速回線に対応するバッファ部からの読み出しタイミングを制御し、当該タイミングの競合を制御するバス競合制御部と、
各低速回線に対応するバッファ部から読み出された各セルを多重し出力するするバスと、
多重化前の各セルを入力し、各セルのヘッダに、各セルの入力回線を表す物理回線選択識別子を付与する物理回線選択識別子付与部と、
多重化された各セルを入力し、各セルのヘッダから読み出した上記物理回線選択識別子及びコネクション識別子に基づいて、各セルの交換に使用する主スイッチ部の出側方路選択子と、出側低速回線に対応した出側物理回線選択識別子と、出側コネクション識別子とを付与するヘッダ変換部と
を備えることを特徴とするセル交換装置。
In a cell switching apparatus accommodating at least two or more low-speed lines and exchanging each cell input through each of the low-speed lines at a speed of at least twice or more each line speed,
In the input interface section that accommodates low-speed lines,
A buffer unit used for temporarily storing each cell input from each low-speed line, corresponding to each low-speed line,
A bus contention control unit that controls reading of cells from the buffer unit, controls read timing from the buffer unit corresponding to each low-speed line, and controls contention of the timing;
A bus for multiplexing and outputting each cell read from the buffer unit corresponding to each low-speed line,
A physical line selection identifier providing unit that inputs each cell before multiplexing, and adds a physical line selection identifier representing an input line of each cell to a header of each cell;
Each of the multiplexed cells is input, and based on the physical line selection identifier and the connection identifier read from the header of each cell, an egress route selector of the main switch used for switching each cell, A cell switching device comprising: a header conversion unit for assigning an egress physical line selection identifier corresponding to a low-speed line and an egress connection identifier.
請求項に記載のセル交換装置において、
上記主スイッチ部において交換された各セルを対応する各低速回線に出力する出力インタフェース部に、
上記ヘッダ変換部で付与された出側物理回線選択識別子ごとに出側低速回線の帯域を越えないように送出トラヒック流量を制御する送出トラヒック制御部
を備えたことを特徴とするセル交換装置。
The cell switching device according to claim 1 ,
An output interface unit that outputs each cell exchanged in the main switch unit to a corresponding low-speed line,
A cell switching device, comprising: a transmission traffic control unit that controls a transmission traffic flow rate so as not to exceed a band of an outgoing low-speed line for each outgoing physical line selection identifier given by the header conversion unit.
請求項に記載のセル交換装置において、
上記出力インタフェース部に、
上記送出トラヒック制御部から出力される各セルを入力するバスと、
上記バスを介して入力されたセルのうち、自らに割り当てられている出側物理回線選択識別子を有するセルのみを対応する出側低速回線に対して出力するバスインタフェース部と
を備えることを特徴とするセル交換装置。
The cell switching device according to claim 2 ,
In the above output interface section,
A bus for inputting each cell output from the transmission traffic control unit,
A bus interface unit that outputs only cells having an outgoing physical line selection identifier assigned to itself to a corresponding outgoing low-speed line, among the cells input via the bus. Cell switching equipment.
請求項に記載のセル交換装置において、
上記物理回線選択識別子付与部は、
付与する物理回線選択識別子の値を保持するレジスタと、
コネクション識別子の有効ビット数を保持するレジスタと
を備え、当該レジスタに保持されている物理回線選択識別子の値を、上記コネクション識別子のうちバーチャルパス識別子の有効ビットの直上位の位置に付与する
ことを特徴とするセル交換装置。
The cell switching device according to claim 1 ,
The physical line selection identifier providing unit,
A register for holding a value of a physical line selection identifier to be given;
A register for holding the number of valid bits of the connection identifier, and assigning the value of the physical line selection identifier held in the register to a position immediately above the effective bit of the virtual path identifier in the connection identifier. Characteristic cell switching equipment.
請求項に記載のセル交換装置において、
上記ヘッダ変換部は、
出側物理回線選択識別子と出側コネクション識別子の有効ビットを縮退して変換テーブルを索引する
ことを特徴とするセル交換装置。
The cell switching device according to claim 1 ,
The header conversion unit,
A cell switching apparatus characterized in that effective bits of an egress physical line selection identifier and an egress connection identifier are degenerated and a conversion table is indexed.
請求項に記載のセル交換装置において、
上記出力インタフェース部は、
出側物理回線選択識別子ごとに仮想待ち行列を構成し、対応する出側回線についてのセル間隔を計測する判定部
を備えることを特徴とするセル交換装置。
The cell switching device according to claim 2 ,
The output interface unit includes:
A cell switching device comprising: a virtual queue for each egress physical line selection identifier; and a determination unit that measures a cell interval for a corresponding egress line.
請求項に記載のセル交換装置において、
上記出力インタフェース部は、
コネクションごとに仮想待ち行列を構成し、対応する出側回線についてのセル間隔を計測する判定部
を備えることを特徴とするセル交換装置。
The cell switching device according to claim 2 ,
The output interface unit includes:
A cell switching apparatus comprising: a virtual queue for each connection; and a determination unit for measuring a cell interval for a corresponding outgoing line.
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