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可変速度ディジタル交換方式 コモンズ

国内特許コード P010000010
整理番号 U1998P105
掲載日 2002年9月30日
出願番号 特願平10-217378
公開番号 特開2000-050373
登録番号 特許第3002726号
出願日 平成10年7月31日(1998.7.31)
公開日 平成12年2月18日(2000.2.18)
登録日 平成11年11月19日(1999.11.19)
発明者
  • 斎藤 忠夫
  • 相田 仁
  • 青木 輝勝
  • ブンワォラセト ウドムキャット
出願人
  • 国立大学法人東京大学
発明の名称 可変速度ディジタル交換方式 コモンズ
発明の概要 ディジタル交換方式に関する発明である。遅延条件の厳しいトラヒック、特に動画像トラヒックを扱うのに好適な可変速度ディジタル交換方式を提供する。TDM交換機の一種であるSスイッチと、ATM交換機の一種であるクロスポイントバッファ型スイッチとを組み合わせることにより、従来のTDM交換方式の問題点を解消し、遅延条件の厳しいトラヒック、特に動画像トラヒックを扱うのに好適な可変速度ディジタル交換方式が提供される。この可変速度ディジタル交換方式は、各々複数の入線TDMバスおよび出線TDMバスを格子状に配置し、TDMバスの各格子点にクロスポイントバッファを設け、各出線TDMバスに属するクロスポイントバッファを各々のスケジューラに接続し、クロスポイントバッファの各々が、入線TDMバス上の入力TDMフレームのフレームヘッダを調べて自分が属する出線TDMバス宛のタイムスロットのデータのみをバッファリングすると共にフレームヘッダの内容をスケジューラに転送し、スケジューラが、フレームヘッダの内容に基づいて、出力TDMフレームにおけるタイムスロットをどのように各クロスポイントバッファに割り当てるかについてのスケジューリングを行い、各々のクロスポイントバッファが、スケジューリングに従って出力TDMフレームの自分に割り当てられたタイムスロットにバッファリングしているデータを順次に入れていき、出線TDMバスから出力することを特徴とする。
従来技術、競合技術の概要 従来のディジタル交換方式としては、TDM方式およびATM方式が広く用いられているが、TDM交換機には、多くの問題点がある。第1の問題点は、TDM交換機の大容量化は、TDMバスの速度限界やRAMの速度限界に依存し、さらに、TDMバスが高速になればなるほど、入力数増えれば増えるほど、入力タイムスロットの同期確立が困難になるため、数10Gbps以上の大容量化が困難なことである。第2の問題点は、様々な要求速度を持つトラヒックが混在する状況ではTDMスイッチは効率的に動作せず、タイムスロットの遅延が増大し、すなわち、マルチレートトラヒックの取り扱いが困難なことである。第3の問題点は、現在のTDMネットワークで可変速度を扱うためには、そのトラヒックの最大速度でタイムスロットの要求を行わなければならず、伝送効率が非常に悪くなるため、可変速度トラヒックを効率的に扱うことが困難なことである。遅延条件の厳しいトラヒックには、上述した音声トラヒックのほかにも動画像トラヒックがある。動画像符号化の代表的な方式にMPEG2があるが、この方式で符号化すると通常可変速度トラヒックが形成される。このトラヒックの平均使用帯域を1Mbps程度、最大使用帯域を5Mbps程度とすると、従来のTDM交換方式を用いる場合、最大使用帯域である5Mbps程度でコネクション設定をしなければならないが、このトラヒックの平均使用帯域は1Mbps程度であるため、4Mbps程度の伝送帯域が無駄になってしまう。したがって、TDMスイッチを用いて動画像トラヒックを扱おうとする場合、上記3点の既存TDM交換方式の問題点のうち、特に第3の問題点を解消しなければならなかった。
産業上の利用分野 可変速度ディジタル交換方式
特許請求の範囲 【請求項1】 各々複数の入線TDMバスおよび出線TDMバスを格子状に配置し、前記TDMバスの各格子点にクロスポイントバッファを設け、各出線TDMバスに属するクロスポイントバッファを各々のスケジューラに接続し、
前記クロスポイントバッファの各々が、入線TDMバス上の入力TDMフレームのフレームヘッダを調べて自分が属する前記出線TDMバス宛のタイムスロットのデータのみをバッファリングすると共に前記フレームヘッダの内容を前記スケジューラに転送し、
前記スケジューラが、前記フレームヘッダの内容に基づいて、出力TDMフレームにおけるタイムスロットをどのように各クロスポイントバッファに割り当てるかについてのスケジューリングを行い、
前記各々のクロスポイントバッファが、前記スケジューリングに従って前記出力TDMフレームの自分に割り当てられたタイムスロットにバッファリングしている前記データを順次に入れていき、前記出線TDMバスから出力することを特徴とする可変速度ディジタル交換方式。

【請求項2】 各々複数の入線TDMバスおよび出線TDMバスを格子状に配置し、前記TDMバスの各格子点にクロスポイントバッファを設け、各出線TDMバスに属するクロスポイントバッファを各々のスケジューラに接続し、各々のスケジューラに各々のコンテンツアナライザを接続し、
前記クロスポイントバッファの各々が、入線TDMバス上の入力TDMフレームのフレームヘッダを調べて自分が属する前記出線TDMバス宛のタイムスロットのデータのみをバッファリングすると共に前記フレームヘッダの内容を前記コンテンツアナライザに転送し、
前記コンテンツアナライザが、前記フレームヘッダを調べ、自分が属する出線TDMバス上の各クロスポイントバッファに格納されているデータの内容を判断し、その情報をスケジューラに通知し、
前記スケジューラが、この情報と各クロスポイントバッファに格納されているデータ量とに基づいて、出力TDMフレームにおけるタイムスロットをどのように各クロスポイントバッファに割り当てるかについてのスケジューリングを行い、
前記各々のクロスポイントバッファが、前記スケジューリングに従って前記出力TDMフレームの自分に割り当てられたタイムスロットにバッファリングしている前記データを順次に入れていき、前記出線TDMバスから出力することを特徴とする可変速度ディジタル交換方式。

【請求項3】 請求項1または2に記載の可変速度ディジタル交換方式において、前記スケジューリングを、前記出線上のクロスポイントバッファに対し、最も待ち行列長の長いクロスポイントバッファから順番にタイムスロットを割り当てる最大待ち行列方式としたことを特徴とする可変速度ディジタル交換方式。

【請求項4】 請求項1または2に記載の可変速度ディジタル交換方式において、前記スケジューリングを、前記出線上のクロスポイントバッファに対し、最も待ち行列長の短いクロスポイントバッファから順番にタイムスロットを割り当てる最小待ち行列方式としたことを特徴とする可変速度ディジタル交換方式。

【請求項5】 請求項1または2に記載の可変速度ディジタル交換方式において、前記スケジューリングを、前記出線上のクロスポイントバッファに対し、ラウンドロビン方式に基づいてタイムスロットを割り当てる方式としたことを特徴とする可変速度ディジタル交換方式。

【請求項6】 請求項1または2に記載の可変速度ディジタル交換方式において、前記スケジューリングを、前記出線上のクロスポイントバッファに対し、ランダムにタイムスロットを割り当てる方式としたことを特徴とする可変速度ディジタル交換方式。

【請求項7】 請求項1ないし6のいずれか1項に記載の可変速度ディジタル交換方式において、前記TDMフレームのタイムスロット長を16キロビットとし、フレーム周期を入力画像信号の画像フレーム周期の約数としたことを特徴とする可変速度ディジタル交換方式。
産業区分
  • 電話
  • 伝送方式
  • 電信
  • テレビ
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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03347_01SUM.gif
出願権利状態 権利存続中


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