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JP3037476B2 - Atmセル組立・分解方式 - Google Patents

Atmセル組立・分解方式

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JP3037476B2
JP3037476B2 JP21565791A JP21565791A JP3037476B2 JP 3037476 B2 JP3037476 B2 JP 3037476B2 JP 21565791 A JP21565791 A JP 21565791A JP 21565791 A JP21565791 A JP 21565791A JP 3037476 B2 JP3037476 B2 JP 3037476B2
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勝美 大室
理 関端
堅二 田中
裕之 八田
礼子 古家
央 柚原
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  • Signal Processing (AREA)
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  • Use Of Switch Circuits For Exchanges And Methods Of Control Of Multiplex Exchanges (AREA)
  • Communication Control (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はHDLC系データをAT
Mセルにて転送するATM通信システムにおけるセル組
立・分解方式に関する。
【0002】コンピュータシステム(ホスト,ワークス
テーション,パーソナル・コンピュータ等)ではレイヤ
構成をとる通信プロトコルを一般的に使用しており,レ
イヤ2としてはHDLC(High-level Data LinkContro
l procedure )系手順が主流となっている。HDLC系
データは,具体的には,例えばフラグによりフレームを
識別するLAPB,LAPD,SNA(IBM),FN
A(富士通)等がある。
【0003】コンピュータシステム間は,回線交換網,
パケット交換機網あるいは専用線網により広域に接続さ
れているが,音声,コンピュータデータ,画像データ等
の低速から高速までのマルチメディアを扱う次世代網と
してATM(Asynchronous Transfer Mode: 非同期転送
モード)網実現に向けて開発が進められている。
【0004】ATM網のサービスが提供されはじめて
も,既存網に普及している端末はしばらくの間(10年
以上)は使用されることが予想され,その場合にはエン
ド−エンドの伝送遅延を小さくするためHDLC系フレ
ームとATMセルの効率的な変換(ATMセル組立・分
解)が必要となる。
【0005】
【従来の技術】図6は従来の通信プロトコルの説明図で
ある。図6のA.は,通信プロトコルのOSI(Open S
ystems Interconnection) 参照モデルであり,レイヤ1
〜レイヤ7の各層についてプロトコルが定められてい
る。
【0006】図6のB.は,通信システムにおけるレイ
ヤの構成を示す。この通信システムは回線交換網,専用
線網の例であり,コンピュータシステム間に設けられた
各通信ノードは,TDM(時分割多重装置)やPBX
(私設交換機)の例である。
【0007】この通信システムでは,コンピュータシス
テム(または端末)においてレイヤ1〜7について処理
を行い,各通信ノードはレイヤ1について処理を行う。
図6のC.にはOSI参照モデルのレイヤ2(データリ
ンク層)についてデータリンク・プロトコルの代表例で
あるHDLCの標準のフレーム構成を示す。図に示すよ
うに,このフレームは,F(フラグ部),A(アドレス
部),C(制御部),I(情報部)及びFCS(フレー
ム検査部)とで構成される。
【0008】図7は従来のATMによるHDLCデータ
の通信の説明図である。図7のA.はATM通信プロト
コルの構成を示し,物理層及びATM層はレイヤ1に該
当し,アダプテーション層がレイヤ1とレイヤ2に関係
する層である。そのATMのセル形式は,B.に示され
るように,合計53オクテット(1オクテット=8ビッ
ト)で固定しており,先頭の1〜5オクテットがATM
ヘッダ,6,7オクテットがアダプテーションヘッダ,
8〜51オクテットが情報部,52,53オクテットが
アダプテーショントレイラである。ATMヘッダはAT
Mセルのルーティング情報等の制御情報で構成され,ア
ダプテーションヘッダとアダプテーショントレイラは転
送,及び相手先におけるセル分解のための制御情報を含
む。
【0009】図7のC.は,ATM網におけるHDLC
データの通信を表し,コンピュータシステムは,物理
層,HDLC層(データリンク層)及びそれより上位の
各層を処理し,各通信ノードでは物理層,ATM層につ
いて処理を行い,特にエッジ通信ノード(発・着通信ノ
ード)では更にアダプテーション層について処理を行う
(ATMセル組立・分解機能を実行する)。
【0010】図8はATM通信網における従来のATM
セル組立・分解の説明図である。図8のA.はHDLC
データを処理する通信ノードで実行されるATMセル組
立・分解の内容を示す。すなわち,コンピュータシステ
ムから送信されたHDLCのフレームは,通信ノードに
入力するとフラグ部(F)を削除すると共に,その後の
各データ(A.C,I,FCS)を,44オクテットず
つ分割して,各44オクテットに対して上記図7のB.
に示す構成のATMセルを構成する。すなわち,ATM
ヘッダ,アダプテーションヘッダ,44オクテットのデ
ータ及びアダプテーショントレイラとで構成する。原フ
レームのフラグを除いたデータが,複数個のセルに組立
てられる長さを持つ場合, 組立られた各ATMセルは,
アダプテーション情報として,先頭セル(BOM:Begi
nning Of Message),中間セル( COM:Contiunuos Of
Message),最終セル(EOM:EndOf Message) の何れ
であるかを表す情報が格納される。
【0011】原フレームのフラグを除いたデータ長が,
1個のATMセルに収容できる長さ(44オクテット以
内)である場合,単一セル(SSM:Single Segment o
f Message)を表す情報が格納される。
【0012】ATM網を介する通信におけるHDLCフ
レームからのATMセル組立・分解に関しては実用化さ
れていないので具体例はないが,既存の通信技術を応用
すると,図8のB.のような方法が考えられる。
【0013】図8のB.において,70は送信側のコン
ピュータシステム,71は送信側の通信ノード,72は
受信側の通信ノード,73は受信側のコンピュータシス
テムである。
【0014】送信側の通信ノード71のセル組立部71
1は,HDLC系フレームを固定長のATMセルに変換
し,1フレームをコンピュータシステムから受信後AT
Mセル組立を開始する。また,受信側の通信ノード72
のセル分解部721は,ATMセルを分解してHDLC
系フレームに変換し,1フレーム分のATMセルを受信
後ATMセル分解を開始する。
【0015】この例では,コンピュータシステム70か
ら256オクテットのHDLCフレームを回線速度2.
4Kbpsで送信するものとする。送信側の通信ノード
71のフレーム受信部710は,このフレームを全部受
け取った後で,セル組立部711に対してセル組立を開
始する。従って,256 ×8 /2.4 Kbps=853ms(ミリセコ
ンド) 後にATMセルの組立が開始される。組立てられ
た各ATMセルは先頭のものから順次セル送信部712
から回線に送出される。
【0016】ATMセルは送信側の通信ノード71から
送出された後,他の通信ノードを中継される等の経路を
通って受信側の通信ノード72のセル受信部720で受
信される。ATMセルはATM網の各通信ノードを通過
する毎にATMスイッチを構成するバッファへの書き込
みと読み出しが行われる。この時,各バッファは各種の
呼を多重にスイッチするため,ATMセルがノードを通
過するのに要する時間は厳密には一定していず,その時
間は通過するATMスイッチの段数およびバッファに滞
留中のセル数に応じて変化する。
【0017】従って,同じフレームに属する各ATMセ
ルの相互の間隔は,送信した時と受信側の通信ノード7
2のセル受信部720に到着した時では,同じではなく
ゆらぎが生じる。このような網内ゆらぎの発生に対応す
るには,最大の網内ゆらぎ時間を想定して,セル受信部
720において先頭のセルが到着した後網内ゆらぎ最大
時間Amx(ms)だけ待機して1フレーム内の全セル
を受信後,セル分解部721におけるセルの分解を開始
する方法が用いられる。こうすれば,セルを分解して元
のフレームに変換(フラグを挿入)した時,全てのAT
Mセルを受信でき,連続した1つのフレームがフレーム
送信部722から受信側のコンピュータシステム73に
送信することができる。
【0018】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来例によれ
ば,ATMセル組立・分解に必要な時間は,エンド・エ
ンドの遅延時間が増大させ,コンピュータシステム間で
のアプリケーション(OSIの上位レイヤ)の通信・処
理時間を増大させるという問題があった。
【0019】本発明はATMセル組立・分解のゆらぎ吸
収を実現しつつその組立・分解時間を短縮し,エンド・
エンド間の遅延時間を小さくすることができるATMセ
ル組立・分解方式を提供することを目的とする。
【0020】
【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理構成
図である。図1において,1は通信ノード,2は送信
部,3はセル組立制御部,4はフレーム受信バッファ,
5はセル組立バッファ,6はセル送信バッファ,7は受
信部,8はフレーム送信バッファ,9はセル分解バッフ
ァ,10はセル受信バッファ,11はセル分解制御部,
12はゆらぎ吸収算出手段,13はテーブルであり,図
1の左側は回線を介してコンピュータシステム等の端末
へ接続され,右側は他の通信ノードを含むATM網へ接
続されている。
【0021】本発明は端末から送られてくるHDLCフ
レームの先頭の1セル分を受信するとATMセル組立を
開始し,受信側のセル分解部では,網内ゆらぎ最大時間
及び受信側の端末の回線速度を考慮して端末へのデータ
送信を開始することによりATMセルの組立・分解時間
を少なくする。
【0022】
【作用】端末からATMの通信ノード1へHDLCのフ
レームを送信すると,通信ノード1の送信部2のフレー
ム受信バッファ4に入力する。フレーム受信バッファ4
に1セル長に対応するデータ(フラグ除去したデータ)
が格納されたことをセル組立制御部3の1セル長検出手
段3aで検出するとセル組立バッファ5においてセル組
立が行われ,組立てられたセルはセル送信バッファ6か
らATM網へ送信される。フレーム内の後続する各デー
タについてセルの組立が順次実行される。
【0023】相手側の端末が収容されている受信側の通
信ノードでは,図1の受信部7でATMセルを受信す
る。この受信側の通信ノードの受信部7は送信側の通信
ノードから受信側の通信ノードに対しパス設定(あるい
は呼設定)が行われる時に,送信側の通信ノードから受
信側の通信ノードに達するまでの経路に基づいて,AT
Mセルが通過するATMスイッチの段数等から最大ゆら
ぎ時間(Amxとする)が判別され,その最大ゆらぎ時
間(Amx)をテーブル13に格納する。また受信側の
端末と受信側通信ノード間の回線速度は既知であるか
ら,その回線により1セルを伝送するのに要する時間を
判別でき,その1セル送信時間(tとする)もテーブル
13に格納する。
【0024】セル受信バッファ10に先頭のセル(BO
M)が受信されると,セル分解制御部11ではゆらぎ吸
収算出手段12において,前記の最大ゆらぎ時間(Am
x−t)の演算を行い,演算結果として得られた時間後
にセル分解バッファ9においてセル分解を開始させる。
この(Amx−t)の時間にフレーム送出を開始する
と,最大ゆらぎ時間Amx内に最後のセルが到着して,
セル分解と送信を行うことができる。
【0025】送信側の通信ノードが1フレームのデータ
全体を単一セル(SSM)で送信した場合は,受信部7
で即座にATMセル分解を行い受信端末へデータ転送を
開始する。
【0026】
【実施例】図2はATMのネットワークの実施例構成
図,図3はATMセル分解部の実施例構成図,図4はA
TMセルが複数個で構成するフレームの伝送の例,図5
はATMセルが1個で構成するフレームの伝送の例であ
る。
【0027】図2において,20はATM網の制御及び
管理を行うネットワークサービスプロセッサ(NS
P),21は送信側の端末を収容する通信ノード(#
1),中継用の通信ノード(#2)及び受信側の通信ノ
ード(#3)の3つの通信ノードを示す。また,22は
各ノード内で端末からのフレームや,他ノードからのA
TMセルを入力する入力部,23はスイッチング部,2
4は端末へフレームを送信したり,他の通信ノードへA
TMセルを送信する出力部,25は通信ノード内の各部
の制御及び他通信ノードと接続制御を行う装置制御部,
26はATMセル伝送路,27はノード間制御信号路,
28は送信側端末,29は受信側端末を表す。
【0028】上記ATMセル伝送路26とノード間制御
信号路27は同一の線路上に多重化されている。また,
図示されてないが入力部22にはATMセル組立部,出
力部24にはATMセル分解部が設けられている。
【0029】送信側の#1の通信ノード21(以下,通
信ノード#1という,他の通信ノードについても同様)
のネットワークサービスプロセッサ20には,予め各通
信ノード#1〜#3に関する情報(各通信ノード内のゆ
らぎ時間等)がコマンドにより設定されており(図2の
),この情報は各ノードの装置制御部25に初期設定
時に転送され各ノード毎に保持される(図2の,
)。また各通信ノードに接続する端末の回線速度(端
末と通信ノード間の回線種別)は,端末が収容されてい
る通信ノードに設定して保持してもよいが,上記通信ノ
ードに関する情報と同様に扱ってもよい。
【0030】通信ノード#1の送信側端末28がHDL
Cデータを送信したい場合には,予め受信通信ノード#
3は網内ゆらぎ最大時間(Amx)及び1セル送信時間
(t)が求められている。これにより,ノード#3の出
力部24では,上記図1で説明したように,(Amx−
t)の演算を行って,ゆらぎ吸収時間を求める。
【0031】この後,通信ノード#1が送信側端末28
からHDLCデータ(フレーム構成)を受信すると,通
信ノード#1の入力部22で受けてHDLCフレームの
フラグを除去して,ATMの1セル長のデータを検出す
るとセル組立とフレームの送信を行う。
【0032】通信ノード#3では入力部22,スイッチ
ング部23を介して出力部24でセルを受信する。出力
部24は先頭のセルを検出してから前記ゆらぎ吸収時間
(Amx−t)のタイミングを計測して,タイムアウト
するとセルの分解を行って,HDLCフレームを構成し
て受信側端末29へ送信する(図2の)。
【0033】図3はATMセル分解部の実施例構成図で
ある。図3は通信ノードの出力部(上記図2の例では通
信ノード#3の出力部24に対応)に設けられ,図の3
0はバッファ34の書込みアドレスカウンタ,31は受
信したセルを直並列変換し,先頭のセルの前にフラグを
付加してセルの順番(送信時にセルのアダプテーション
レイヤの情報として順序番号が付与されている)にバッ
ファ34へ書き込みデータを出力する制御を行う書込み
シーケンス制御回路,32はゆらぎ吸収時間が設定され
るゆらぎタイマ,33はバッファのオーバーフロー・空
き検出回路,34はバッファ,35はセルを分解した時
最後にフラグを付加するために入力するセル個数をカウ
ントするセルフラグカウンタ,36はバッファ34の読
出しアドレスカウンタ,37はバッファ34から読み出
された並列データを順次読み出して直列に変換したフレ
ームを送出する制御を行う読出しシーケンス制御回路で
ある。
【0034】図3のゆらぎタイマ32には,呼の設定時
に上記図2について説明した方法により求めたゆらぎ吸
収時間(Amx−t)が設定される。送信側からのセル
が到着すると,書込みシーケンス制御回路31でアダプ
テーションレイヤの情報を識別して先頭セル(BOM)
であることが識別されると,ゆらぎタイマ32を起動す
る。また,書込みアドレスカウンタ30により指示され
たバッファ34の位置にセルが書き込まれる。
【0035】これと同時にセルフラグカウンタ35を起
動して,書き込まれるセルの個数をカウントする。後続
するセルは順次バッファ34に書き込まれる。ゆらぎタ
イマ32はタイマ動作を行って予め設定された時間に達
すると,セルフラグカウンタ35を駆動する。セルフラ
グカウンタ35は駆動されると,セルの個数を読出しシ
ーケンス制御回路37に供給する。読出しシーケンス制
御回路37は,セルの分解(読み出しと同じ)を行う前
にフラグを送出しておりセルフラグカウンタ35からの
出力によりフラグの送出を止め,バッファ34から読出
しアドレスカウンタ36のアドレスにより読み出しを行
う。以後セルフラグカウンタ35で指定された個数のセ
ルをバッファ34から読み出すと,読出しシーケンス制
御回路37は最後のセルの読み出しの後にフラグを付加
してフレームが完成する。
【0036】次に図4によりATMセルが複数個で構成
するフレームを伝送する例を説明する。図4のA.に示
すネットワークの構成例は,通信ノード#1に収容され
たコンピュータシステム40から通信ノード#1,#n
を介して通信ノード#nに収容された受信側のコンピュ
ータシステム41に複数セルで構成するフレームを送信
する例である。
【0037】この場合,コンピュータシステム40が,
回線速度2.4Kbpsで256オクテットのHDLC
フレームを送信すると,フレーム受信部で1セル分のデ
ータ(44オクテット)のデータを受信するのに要する
時間は,44×8(bit)/2.4×1000=14
7(ms)である。
【0038】従って,本発明によりデータの受信(先頭
のフラグを除いて)を開始して147ms後にATMセ
ル組立部によるセル組立を開始して,セル送信部からの
送信を行い,ATM網内の各通信ノードを介して通信相
手のコンピュータシステム41が収容された受信側の通
信ノード#nに到着する。
【0039】通信ノード#nには,セルが送信される前
のパス設定の段階で,各通信ノード#1から#nに達す
るまでの各通信ノードのATMスイッチによるゆらぎに
よる網内ゆらぎ最大時間Amx(ms)及び受信側のコ
ンピュータシステムの回線速度(2.4Kbps)によ
る1セルの送信時間147(ms)が通信ノード#nに
設定されている。
【0040】本発明により通信ノード#nでは,先頭の
セルを受信した時から,Amx(ms)−147(m
s)経過するとセル分解部による分解を実行し,分解さ
れた順にフレーム送信部からフレームの送信を行う。
【0041】図4のB.は,上記A.の場合におけるタ
イミングチャートを示す。この中のは,1フレームの
データを構成する複数のATMセル(BOM,COM・
・・EOMの順)が受信される時間関係が示され,は
通信ノード#nからATMの分解を介してしてコンピュ
ータシステム41へHDLCフレームが送信されるタイ
ミングを示す。これによれば,先頭セル(BOM)を受
信してAmx(ms)−147(ms)後にフレームの
送信が開始されている。なお,従来例の場合を参考のた
めにとして示すように,先頭セル(BOM)を受信し
た後Amx(ms)後にフレームが送出される。
【0042】次に図5によりATMセルが1個で構成す
るフレームを伝送する例を説明する。図5のA.は上記
図4のA.と同様のネットワーク構成であり,この場
合,コンピュータシステム40から32オクテットのH
DLCフレームを送信するものとする。図5のB.にそ
の場合のタイミングチャートを示す。
【0043】通信ノード#1では107ms後にATM
セル組立を開始し,組立てられたATMセルは送信さ
れ,各通信ノードを介して受信側の通信ノード#nで受
信すると(B.の),単一セル(SSM)であること
がアダプテーションレイヤの情報により分かるので,受
信完了後直ちにコンピュータシステム41への送信を開
始する(B.の)。
【0044】
【発明の効果】本発明によればATM組立・分解部の遅
延時間を小さくすることが可能となる。また,コンピュ
ータシステム(端末)では各レイヤでタイマを設定して
一定時間(遅延時間)内に応答がない場合は再送などの
処理を行いリトライが失敗した場合には処理を中止して
いるが,ATMセル組立・分解部の遅延時間を小さくす
ることによりコンピュータシステム間の遅延時間を小さ
くすることができ,ATM網により扱えるコンピュータ
システムのアプリケーションへの制限を少なくするか,
制限をなくすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理構成図である。
【図2】ATMのネットワークの実施例構成図である。
【図3】ATMセル分解部の実施例構成図である。
【図4】ATMセルが複数個で構成するフレームの伝送
の例である。
【図5】ATMセルが1個で構成するフレームの伝送の
例である。
【図6】従来の通信プロトコルの説明図である。
【図7】従来のATMによるHDLCデータの通信の説
明図である。
【図8】ATM通信網における従来のATMセル組立・
分解の説明図である。
【符号の説明】
1 通信ノード 2 送信部 3 セル組立制御部 4 フレーム受信バッファ 5 セル組立バッファ 6 セル送信バッファ 7 受信部 8 フレーム送信バッファ 9 セル分解バッファ 10 セル受信バッファ 11 セル分解制御部 12 ゆらぎ吸収算出手段 13 テーブル
フロントページの続き (72)発明者 大室 勝美 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 関端 理 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 田中 堅二 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 八田 裕之 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 古家 礼子 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 柚原 央 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (56)参考文献 特開 平3−125538(JP,A) 特開 昭58−73261(JP,A) 特開 昭59−128848(JP,A) 特開 平2−241245(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04L 12/28 H04L 12/56 H04Q 11/04

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 HDLC系データをATMセルにて転送
    するATM通信システムのATMセル組立・分解方式に
    おいて, 通信ノードの送信部は,端末からのフレームを受信して
    1セルの長さに達するとセル組立を開始して相手通信ノ
    ードへ送信し, 通信ノードの受信部は,送信側からの先頭のセルが到着
    後,予め当該通信の経路に対応して求められた網内ゆら
    ぎ最大時間と相手端末への1セル送信時間を用いて算出
    したゆらぎ吸収時間後にセル分解を開始して相手端末へ
    送信することを特徴とするATMセル組立・分解方式。
  2. 【請求項2】 請求項1において, 通信ノードの送信部は,端末からのフレーム受信時に受
    信データ長がセルの長さに達したことを検出するセル長
    検出手段を含むセル組立制御部を備え, セル組立制御部は,前記セル長検出手段の検出出力によ
    りセル組立を開始して相手通信ノードへ送信し, 相手通信ノードの受信部は,送信側からの先頭セルが到
    着すると,予め求められた網内ゆらぎ最大時間から受信
    側端末への1セル送出時間を減算することによりゆらぎ
    吸収時間を算出するゆらぎ吸収算出手段を含むセル分解
    制御部を備え, セル分解制御部は,送信側からの先頭セル到着後前記算
    出されたゆらぎ吸収時間後にセル分解を開始し,作成さ
    れたフレームを相手端末へ送信することを特徴とするA
    TMセル組立・分解方式。
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