(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の入力ポート（５，６，７）および複数の出力ポート（９）を持つＡＴＭスイッチを含むＡＴＭ通信装置であって、
その入力ポート（５，６，７）の各々は入力ポートサーバー（２，３，４）から供給されるよう、そして出力ポート（９）の各々は出力ポートサーバー（８）に供給するよう配置されており、入力ポートサーバー（２，３，４）は、出力ポート（９）の各々に１つずつ対応する、複数のバッファストア（Ａ，Ｂ．．．Ｚ）を持ち、前記出力ポート（９）にデータがスイッチ（１）を通して伝送される、ＡＴＭ通信装置において、
入力ポートサーバー（２，３，４）の各バッファストア（Ａ，Ｂ．．．Ｚ）はデータの伝送の前に、これが通信する出力ポートサーバー（８）に問い合わせるように配置され、これによって出力ポートサーバーデータ取り扱い容量が利用できるかどうかを決め、
前記ＡＴＭ通信装置が、適切な時間スロットにおいてスイッチ（１）を通して伝送されるべきユニキャストトラフィックおよびマルチキャストトラフイックを生じさせる装置（３１，３７）を含むことを特徴とする、ＡＴＭ通信装置。
【請求項２】
前記装置（３１，３７）が、出力時間スロット制御装置（３１，３７）と、各ユニキャストトラフィックセルの伝送のための、および時間スロットがマルチキャストトラフィックセルの伝送のために利用できる時を計算するための、時間スロットを割り当てるよう配置されたスケジューリング装置（３１，３７）と、を含むような、請求項第１項記載の装置。
【請求項３】
出力時間スロット制御装置（３１，３７）が、マルチキャストトラフイックセルの伝送のために時間スロットを識別する情報を蓄積するための蓄積装置を含むような、請求項第２項記載の装置。
【請求項４】
ＡＴＭスイッチにおける帯域幅要求を処理する方法であって、
（ａ）各マルチキャストトラフィックセルのバーチャールチャネル識別子から、複数の出力ポート（９）のどのポートにマルチキャストセルが伝送されるべきかを決め
（ｂ）出力ポート（９）に送信されるべき全てのマルチキャストトラフィックセルのための各出力ポートに関連してカウンタを増加する、ＡＴＭスイッチにおける帯域幅要求を処理する方法において、さらに、
（ｃ）カウンタの内容に従ってＡＴＭスイッチ（１）を通るトラフィックセルを伝送するための十分な帯域幅を割り当て、
（ｄ）各ユニキャストトラフィックセルの伝送のための時間スロットをスケジューリングし、
（ｅ）マルチキャストトラフィックセルの伝送のために時間スロットが利用できる時を計算し、
（ｆ）マルチキャストトラフィックのためにその時間スロットを確保するよう、マルチキャストトラフィックセルのために利用できる時間スロットの識別を蓄積し、そして
（ｇ）それらのそれぞれの時間スロットにおいて、スイッチを通してユニキャストおよびマルチキャストトラフィックセルを伝送する、段階を含むことを特徴とする処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、非同期転送モード（ＡＴＭ）スイッチにおける帯域幅要求を処理するための装置および方法に関する。
【０００２】
さらに特定化すれば、本発明は、ＡＴＭセルの多重化されたストリームが個別に異なる物理ポートに切り替えられるような状態においてリソースを効率的に配置するという問題に関する。
【０００３】
【従来の技術】
ＡＴＭトラフィックは音声トラフィックが含まれるとは言え、主にバースト的なデータトラフィックである。その特性によって、バースト的なトラフィックは、一部の時間に関しては高い帯域幅を必要とするが、他においては僅かな帯域幅を必要とするだけであるか、または何ら帯域幅を必要としない。利用可能な帯域幅を効率的に活用するためには、各ソースの平均的な帯域幅要求を用いて、そしてピーク帯域幅を用いないように、帯域幅を割り当てることが必要であり、もし平均帯域幅割り当てが用いられるならば、すべてのソースの合計ピーク帯域幅は利用できるパイプ帯域幅よりも大きくなる。
【０００４】
特定の出力ポートに関して予定されるデータは多くの異なる入力ポートからスイッチに入る。スイッチを横切る総合的な瞬間データレートは、出力ポートが耐えることのできるそれよりも大きく、こうしてバッファリングが、そしてバッファオーバーフローによるデータの重大な損失が、発生する。この可能性を動作的に許容可能なレベルにまで減少させるためには、スイッチの利用率を低下させるという結果となり、これは許容することができない。コペンディングの特許出願第ＧＢ９３２２７４４．５において説明されているダイナミック帯域幅割り当て（ＤＢＡ）プロトコルは、必要とされる出力ポートに帯域幅に関する要求を送り、そして承認メッセージによって帯域幅が割り当てられたときにのみデータを送ることによって帯域幅を割り当てる方法が提供されている。
【０００５】
統計的に多重化されたバースト的なデータサービスを取り扱うこと、およびマルチキャステングトラフィックを取り扱うことはおそらく、ＡＴＭスイッチにおいて実行される最も複雑な作業の２倍も複雑である。最も多いマルチキャスティング解決法は、ＡＴＭスイッチコアのスピードアップ、コピーネットワークまたは、普通はその両方を必要とする。これらの方法は非効率的であり、そしてそれら自体、バースト的なトラフィックには役立たない。
【０００６】
ダイナミック帯域幅割り当て（ＤＢＡ）プロトコルは、異なる出力に関して予定されるセル間に帯域幅を分割する明瞭な方法を提供することによって、そしてスイッチを通して直ちに転送されることのない待ち行列データ内に蓄積することによって、バースト的なデータサービスの統計的な多重化を提供するＡＴＭスイッチに包含されるように設計される。
【０００７】
マルチキャストトラフィックは、ＤＢＡプロトコルのコンポーネントをも利用するが、しかし新しいアプローチも用いる必要がある。
【０００８】
【発明の目的】
本発明の目的は、多重化ポイントにおける統計的に多重化されたマルチキャストトラフィックの問題を解決する帯域幅要求を処理するための装置および方法を提供することである。
【０００９】
【発明の構成】
本発明によれば、複数の入力ポートおよび複数の出力ポートを持つＡＴＭスイッチを含むＡＴＭ通信装置であって、その入力ポートの各々は入力ポートサーバーから供給されるよう、そして出力ポートの各々は出力ポートサーバーに供給するよう配置されており、入力ポートサーバーは、出力ポートの各々に１つずつ対応する、複数のバッファストアを持ち、前記出力ポートにデータがスイッチ（１）を通して伝送される、ＡＴＭ通信装置において、入力ポートサーバーの各バッファストアはデータの伝送の前に、これが通信する出力ポートサーバーに問い合わせるように配置され、これによって出力ポートサーバーデータ取り扱い容量が利用できるかどうかを決め、前記ＡＴＭ通信装置が、適切な時間スロットにおいてスイッチを通して伝送されるべきユニキャストトラフィックおよびマルチキャストトラフイックを生じさせる装置を含むＡＴＭ通信装置が、提供される。
【００１０】
スイッチを通してユニキャストトラフィックおよびマルチキャストトラフィックを転送させるようにする装置は、出力時間スロット制御装置と、各ユニキャストトラフィックセルの伝送のために、そしてマルチキャストトラフィックセルの伝送用に時間スロットが利用できる時を計算するために、時間スロットを割り当てるよう配置されたスケジューリング装置と、を含むことができる。
【００１１】
出力時間スロット制御装置は、時間スロットを識別する情報を蓄積するための、そしてマルチキャストトラフィックセルの伝送用に時間スロットを確保するための、蓄積装置を含んでいる。
【００１２】
帯域幅要求を処理する方法は、
（ａ）各マルチキャストトラフィックセルのバーチャールチャネル識別子から、複数の出力ポートのどのポートにマルチキャストセルが伝送されるべきかを決め、
（ｂ）出力ポートに送信されるべき全てのマルチキャストトラフィックセルのための各出力ポートに関連してカウンタを増加し、さらに、
（ｃ）カウンタの内容に従ってＡＴＭスイッチを通るトラフィックセルを伝送するための十分な帯域幅を割り当て、
（ｄ）各ユニキャストトラフィックセルの伝送のための時間スロットをスケジューリングし、
（ｅ）マルチキャストトラフィックセルの伝送のために時間スロットが利用できる時を計算し、
（ｆ）マルチキャストトラフィックのためにその時間スロットを確保するよう、マルチキャストトラフィックセルのために利用できる時間スロットの識別を蓄積し、そして
（ｇ）それらのそれぞれの時間スロットにおいて、スイッチを通してユニキャストおよびマルチキャストトラフィックセルを伝送する、段階を含んでいる。
【００１３】
【実施例】
本発明の実施例は、添付図面を参照しながら説明される。
【００１４】
以下の説明は、第ＧＢ２２６８３７２Ａ号の番号の下に公示されているコペンディング特許出願において、より詳細に説明されているシェーバーに関連している。
【００１５】
図１を参照すると、ＡＴＭ通信装置は入力線５，６および７それぞれを通してサーバー２、３および４から供給されるスイッチ１を含んでいる。入力ポートサーバー２，３および４は、複数の出力ポートサーバーに供給されるよう配置されており、そのうちの単に１つが参照数字８によって示されている。実際には多数の入力ポートサーバーが備えられ、そして同様にスイッチ１を通して入力ポートサーバーと通信を行うよう極めて多数の出力ポートサーバーが設けられていることは明らかである。この配置においては、各入力ポートサーバーには複数のサーバーストア（以下シェーパー待ち行列またはシェーパーズとしても参照される）Ａ、Ｂ．．．Ｚが設けられており、出力ポートサーバー８のように出力ポートサーバーの各々に１つずつが割り当てられている。こうして、入力ポートサーバー２、３および４の入力ポートバッファＡにおける信号は、スイッチ１を通して出力ポートサーバー８に向かうことは明らかである。同様に、入力ポートサーバー２，３および４のバッファＢにおける信号は、示されていない相当する出力ポートサーバーの線９に向かう。こうして、この配置においては、サーバー２，３および４が各々出力ポートサーバーＡにアクセスすることを要求するならば、オーバーロード条件が生じ、これはデータが失なわれることを意味していることは明らかである。
【００１６】
この状態を回避するために、データが転送される前に適切に承認されなければならないリクエストが転送されるように配置される。こうして１つの特別な場合においては、入力サーバー２におけるバッファストアＡからデータが出力ポートサーバー８に伝送されるならば、入力ポートサーバー２から出力ポートサーバー８にリクエスト伝送が行われ、そして利用できるデータ容量があるならば、承認信号が出力ポートサーバー８から入力ポートサーバー２に伝送され、このことはデータをそれらの間に転送可能であることを表している。
【００１７】
図１において概略的に示されているように、矢印１０によって表されている利用できる総合出力ポート帯域幅は、不都合な遅延なしに伝送されなければならない基本的なデータに関する段１１の等時部と、制御データのための制御データ蓄積部１２と、そしてバースト的なデータのためのさらに別の蓄積部１３とを含んでいる。こうして、備えられているスペースは、蓄積部１１，１２または１３の適切な１つにおいて出力ポートサーバー８が利用でき、肯定的な承認がスイッチ１を通して送られるならば、これは引き続くデータ転送を結果として生じさせる。
【００１８】
帯域幅リクエストを取り扱うためのメカニズムが図２に示されており、そして線１４上の帯域幅リクエストを受け取った結果として、帯域幅割り当て表１６内に蓄積されている利用できる帯域幅とコンパレータ１５内で比較が行われる。もし十分な帯域幅が利用可能であれば、帯域幅割り当て表１６を更新するために線２０を通してフィードバック信号をも提供する帯域幅割当器１９から線１８上に肯定の承認を与えるよう、線１７を通して信号が送られる。線１４上のリクエストに合致した十分な帯域幅が利用できるならば、リクエストを拒絶する信号が線２１を通して送られ、そして否定的な承認信号が線１８を通して提供される。
【００１９】
リクエストされる帯域幅の大きさは、予期される平均フレームサイズによって決められる。各フレームは普通、かなりの数のセルを含んでおり、各セルはその中に含まれる前もって決められた量のデータを持っている。１つの配置においては、各フレームの最後のセルがエンドオブフレームのマーカーを含んでおり、そして結果的にエンドオブフレームのマーカーに引き続く次の連続的なセルの転送とともに、帯域幅リクエストが平均フレーム帯域幅に相当して行われる。
【００２０】
図３において示されるような別の実施例においては、入力ポート２４と通信するよう配置された入力ポートサーバーのバッファ２２および２３のような各バッファは、３つのスレッショールドＴ１，Ｔ２およびＴ３を持っている。この装置の動作においては、帯域幅リクエストは、各スレッショールドに達すると伝送されるよう配置されているが、しかし明らかなように、リクエストされる帯域幅は転送されるべきデータの量によって決められ、そしてそのため帯域幅は不必要に確保されることはない。
【００２１】
直前に説明されたような配置においては、ダイナミック帯域幅割り当てプロトコルは入力ポートサーバーおよび望まれるスイッチ出力ポート上の別のサーバーとの間で動作する。結果的に、出力ポート上のサーバーは、その出力に関して確保された現在の帯域幅に関するデータを含んでいる表を維持する。入力ポートサーバーがバーストを送ることを必要としたとき、これは最初にスイッチネットワークを通して出力ポートサーバーに予約を送る。この予約セルはリクエストされた帯域幅を含んでいる。もし出力ポートサーバーが、彼がリクエストした、帯域幅ｔを許容できるならば、肯定的な承認セルがリクエストした入力ポートサーバーに送り返される。このポイントにおいて、データバーストが入力ポートから出力ポートに送られることが可能である。明確なクリアダウン信号によって、バースト転送の完了時点で帯域幅が再び割り当てられる。その結果、直前に説明されたような装置は、単に１つの多重ポイントが関連するようなダイナミック予約プロトコルを含んでいる。これは、数１０ミリ秒のデータサービス遅延の許容差を、再送よりもブロッキングが発生するならば、０．９またはそれよりも高い極めて大きなバーストブロッキング可能性（ＢＰＰ）が用いられ、リクエストが待ち行列をなすという事実に結びつけ、そしてこのことはまたより高いバースト的な高ピークビットレートデータサービスのための特性を増加させる。
【００２２】
図４を参照すると、ここで表されているＡＴＭ装置の一部は、入力ポート２６および出力ポート２７と通信するように配置されたＡＴＭスイッチネットワーク２５を含んでいる。単に１つの入力ポートおよび１つの出力ポートが示されているとはいえ、複数の入力ポートおよび複数の出力ポートが存在することは当然、明らかである。各ソースに関して１つずつのストアが対応して、ストア２８，２９および３０に供給するよう配置された幾つかの異なるソースから、データが入力ポート２６に供給される。図には、単に３つのストア２８，２９および３０が示されているとしても、より多くのソースが別々のストアをそれぞれ通してポート２６と通信するよう配置できることは明らかである。ストア２８，２９および３０に供給されるデータは明らかに、データとともに制御信号を含むＡＴＭセルの形式で転送される。スイッチネットワーク２５を通って入力ポート２６と出力ポート２７との間の通信リンクにおいて使用できる最大の帯域幅が存在するので、ストア２８，２９および３０のような多数のストアがアクセスを要求したならば、利用できる帯域幅が越えられる状況が生じることは明らかである。その結果、入力ポートソース割り当てユニット３１が設けられ、これはストア２８，２９および３０に属するソースによって利用されている帯域幅の現在利用状況をチェックし、そして矢印３２によって概略的に描かれているようにストアから受け取られた帯域幅リクエストを評価する。受け取られたリクエストは利用できる帯域幅に従って変更され、そして前もって決められた帯域幅に関するストア２８からのリクエストは入力リソース割り当てユニット３１において変更され、そして変更されたリクエストはルートを概略的に描いた線３４上のスイッチネットワーク２５を通した前進伝送のために線３３を通して入力ポート２６に送られる。スイッチを通るルートは帯域幅リクエストおよびデータによって占められる。帯域幅要求は線３４を通して待ち行列ストア装置３５に供給され、一方データは待ち行列装置をバイパスし、そしてスイッチ装置を通過して線３６上で出力ポート２７から出る。出力ポート２７において利用できる帯域幅は、出力ポートリソース割り当てユニット２７によって評価されるが、これは線３８を通して出力ポートによって現在使用されている帯域幅をモニターし、そしてソースがリクエストを行うようスイッチネットワーク２５および線４０を通して戻される承認信号を、線３９を通して提供する。こうして本実施例においては、ストア２８が線３２を通してリクエストを行うならば、入力ポートリソース割り当てユニットはこのリクエストを変更して、これが線３４を通してスイッチネットワークを通過し、そしてストア３５内に並ぶようにさせる。リクエストは出力ポートリソース割り当てユニット３７によって実際上配慮に値するものとして受け取られ、利用できる帯域幅に従って決められたレートにおいてストア４からデータを解放するよう働く、適切な承認信号を線３９および４０を通して提供するよう働く。
【００２３】
前に説明されたように、待ち行列として並べられる帯域幅リクエストに関する配置によっては、さらに効率的な装置がより少ない遅延の可能性を持って提供される。
【００２４】
上に説明されたハードウェア装置はマルチキャストトラフィックを取り扱うように適合させることができる。
【００２５】
図５を参照すると、この実施例においては５つのシェーパー待ち行列ＡからＥが示されている。それらのＡからＤのそれぞれは待ち行列として並べられたユニキャストセルおよびそれらを伝送するためのレートとを持っている。このことはカラムＬｔｘのもとに出力時間スロット制御ボックスに示されている。このレートは全利用可能レート（これを１とする）の分割として与えられる。それらのレートに関するセルタイミングシーケンスの１つの例が、図６に示されている。
【００２６】
フォワードマルチキャストリストは、最初のＫキャストセルに関する各マルチキャストセルの要求される出力のリストを含んでいる。
【００２７】
セルのフォワードマルチキャストリストから、現在待ち行列内にあるちょうど１つのセルが存在し、そしてこれはシェーパーズＢ，ＣおよびＤからセル帯域幅を要求し、そしてこれは図７に示されている。
【００２８】
図８は、図５において与えられたレートから得られるカレンダーおよび表値Ｎｔｘの両方に関するセル送出機会のスケジューリングを描いたものである。
【００２９】
図６におけるセルタイミングシーケンスを取り上げ、そしてそれを図８におけるスケジューリング図に適用することによってマルチキャストを取り扱う方法は以下のようになる。
【００３０】
0003618390.tif 000002
【００３１】
0003618390.tif 000003
【００３２】
0003618390.tif 000004
【００３３】
0003618390.tif 000005
【００３４】
0003618390.tif 000006
【００３５】
0003618390.tif 000007
【００３６】
0003618390.tif 000008
【００３７】
0003618390.tif 000009
【００３８】
0003618390.tif 000010
【００３９】
説明に用いられたこの表から、ユニキャストトラフィックが、前に設けられていたスケジューラから何の変更もなしにカレンダースケジューラを用いてスケジュールされることが理解できる。ユニキャストセルの送出は、シェーパーに関する次のカレンダ事象のスケジュールに影響を与えるが、しかしマルチキャストセルはカレンダーを用いてスケジュールされ、そして送出される、他の別のスケジュールを生じさせることはない。
【００４０】
Ｎｔｘと題される、現存する出力時間スロット制御に加えられる新しい構造は、前のセル帯域幅がマルチキャストセル帯域幅に関して用いられているときに、次のシェーパーセル送出機会をスケジュールするためにカレンダーの代わりに用いられる。
【００４１】
シェーパーセル送出機会のスケジューリングは、以前のシェーパー帯域幅がユニキャストまたはマルチキャストセルに関して用いられたかどうかに依存して、カレンダーまたは表のいずれかから発生し、さらにこの２つのスケジューリングシステムは相互に排他的であって、もし次のセルが２つの方法のうちの一方を用いてスケジュールされるならば、これは他の方法によってスケジュールされるよう関連させることはできない。
【００４２】
マルチキャストプロトコルを説明する最も理解できる方法は、以下のような流れ図によるものである。この流れ図においては、図９に示される記号が用いられている。
【００４３】
セル到着処理が、図１０に示されている。段階１においては、セルがスイッチのネットワーク側に到着する。段階２において、このセルがマルチキャストセルであるかまたはそうでないかの判断が行われる。もしそうでなければ、段階３においてセルはユニキャストセルとして処理され、そしてユニキャストバッファ内に配列される。もしセルがマルチキャストセルであると決められたならば、段階４において、スイッチに到達するすべてのマルチキャストトラフィックに関する単独の分離されたマルチキャスト待ち行列内に、これが蓄積される。段階５においては、マルチキャストグループがバーチャールチャンネル識別子（ＶＣＩ）から見いだされる。段階５の後に処理は並列的に行われ、段階６においてこのセルが出力１，２またはｎにいくかどうかが決められ、そしてもしそうであれば段階７は関連するシェーパーマルチキャストカウンタを１だけ増加させるようにする。セルがそれぞれの出力に行くのでなければ、処理は段階１の入力１／出力処理に戻る。
【００４４】
この点において、マルチキャストセルは受け取られ、蓄積され、そしてシェーパーカウンター内の情報から必要な帯域幅がリクエストされる。このことは待ち行列内のユニキャストセルの数をカウンタの値と加算することによって行われる。この値は、スイッチコアを横断するために必要とされる平均帯域幅を提供する。
【００４５】
図１１を参照すると、各シェーパーに関して設けられる流れ図が示されている。セル送出機会に生じる３つの作用は、
シェーパーから前にスケジュールされたユニキャストセルが、カレンダーから分かれて、スケジューリング事象を生じさせる。
【００４６】
シェーパーがアイドルであって、しかしシェーパーと出力ポートとの間にレートが確保されているときに、しかもフォワードマルチキャストリストにおいて何のマルチキャストセルもそれを要求していないときに、ユニキャスト待ち行列内にセルが到着する。
【００４７】
帯域幅機会を前に要求した、そして次の送出機会を持つマルチキャストセルが、スケジュールされるように用いられる。（このことは図１１の段階１９における、リアルタイム＝Ｎｔｘ時間決定によって示されている）。
【００４８】
図１１を参照すると、段階１０はアイドル状態からのスケジューリングに関連する。段階１１においては、セルが到着し、そして段階１２においては、送出機会が必要とされているかどうかを調べるために、セルがマルチキャストセルの前進リストに対してチェックされる。段階１３，１４は最初からＫ番目までのマルチキャストセルが出力を要求しているかどうかを決め、そしてそうでなければ図１２の流れ図に続き、そして、ユニキャストセルを処理するのに関連して後に詳しく説明される。もし、段階１３から１４の間にマルチキャストセルが出力されることを要求するならば、段階１５，１６および１７において示されているように、３つの並列的な作用が行われる。段階１５においては、待ち行列状態となっているマルチキャストセル上に確保されている出力スペースがマークされる。段階１７においては、出力Ｘカウンタが１だけ減少させられ、そして段階１６，１８および１９は値Ｎｔｘがリアルタイムに対して比較され、それらが等しくなったとき、新しいソース送出機会が利用できる。シェーパーがこの待ち状態にある時間の間、セルはシェーパーからのカレンダー上ではスケジュールされることができず、そしてもしシェーパー待ち行列がアイドルであれば、セル到着はスケジュール機会を生じさせることができない。
【００４９】
図１２を参照すると、この図は、マルチキャストセル段から、もし何のマルチキャストセルも帯域幅を要求しなければ、ユニキャストセルがカレンダー上でスケジュールされることができ、または反対にシェーパー待ち行列がアイドルとなることを示している。もしマルチキャストセルが出力のために利用されるのであれば、段階２０，２２および２３が実行される。
【００５０】
一旦、帯域幅が確保されてしまえば、スイッチ進入レート、入力および出力上のシェーパーの間に設けられた帯域幅、およびセルが送られた最後の時間をもとにして、セルは伝送のためにスケジュールされなければならない。
【００５１】
カレンダーが用いられると、各シェーパー待ち行列に関する次に利用される伝送機会を持って存在するようになる。レートがセットされているがしかし、待ち行列内にセルがないシェーパー待ち行列に関しては、このシェーパーは何のセル伝送事象にもスケジュールされず、そしてそのため、この待ち行列はアイドルとなる。待ち行列がこの状態にあるとき、到達したいかなるセルも直ちにスケジュールされ、マルチキャストセルもまたアイドル帯域幅を利用する。
【００５２】
待ち行列がアイドルであるとき、段階２１は、クリアダウン遅延と呼ばれる時間周期にあり、段階２４は待ち状態である。この待ち状態の間にセルがユニキャスト内に到達することができ、そして図１１に示されたような仕方で取り扱われる。しかし、何のセルも到達しなければ、マルチキャストトラフィックはスレッショールドレベルを保持する結果となる。マルチキャストカウンタの値が０よりも大きければ、段階２５で、発生するクリアダウンは部分的なクリアダウンである。帯域幅は、マルチキャストトラフィックによって要求されるそれまでクリアダウンされる。一旦これが発生すると、スレッショールドレベルは「マルチキャスト制御された」と呼ばれる状態になる。このマルチキャスト制御された状態の下では、マルチキャストカウンタの値は上昇または下降し、そしてユニキャストセルがこのユニキャスト列内に到達することができる。スレッショールドがこの上方に通過しない限り、ユニキャスト列は満たされ、そしてさらに別のクリアダウン事象が生じると、ことの内容に空にされる。しかし、スレッショールドが上方に通過するならば、
このことがマルチキャストトラフィックだけによって生じるならば、新しいレートがリクエストされ、しかしスレッショールドはマルチキャスト制御された段階２６のままである。
【００５３】
スレッショールドが通過したときにユニキャスト列内にセルがあれば、レートがリクエストされるが、しかしスレッショールドはユニキャスト制御に戻り、このためユニキャスト列が空であれば、段階２７において帯域幅クリアダウンが再び生じる。
【００５４】
このことに関する理由は、もしマルチキャストバッファが空であれば、極めて高い帯域幅がシェーパーに関して保たれており、小さなマルチキャストカウンタ値のみがラインブロッキングのヘッドによる不都合、これはシェーパーによって高い帯域幅が保たれていることによって生じる可能性がある、を受けるマルチキャストセルを作り上げることになるからである。帯域幅を部分的にクリアダウンすることによって、「スペア」の帯域幅が他に利用できるが、しかしマルチキャストトラフィックは依然として十分な帯域幅を保持している。
【００５５】
このことは以下のような例によって説明することができる。
【００５６】
シェーパーが大きなユニキャストバーストおよびリクエストを受け、そしてフルスイッチレートを受け、さらに加えてマルチキャストカウンタ内に記録されたマルチキャストトラフイックのコンポーネントを持っていると仮定する。この状態において、もしマルチキャストセルがマルチキャスト待ち行列内にあり、しかしマルチキャストセルのフォワードリスト内に無いならば、ユニキャストトラフィックがフルリンクレートで送り出される。一旦シェーパー待ち行列が空にされれば、関連するマルチキャストカウンタ値はゼロではないのでレートはフルレートに保持されたままである。このことは、他のシェーパーに関する帯域幅リクエストをブロックし、そしてそのためクリアダウンを余儀なくさせる。しかしレートはマルチキャストトラフィックによって要求されるスレッショールドまでクリアダウンされるだけであり、これは「部分的クリアダウン」と呼ばれる。このことは他のシェーパーによって使用されることができる帯域幅を解放する。
【００５７】
しかし、このことは十分な答えを与えるものではない。シェーパーのスレッショールドおよびレートは如何なるスレッショールドポイントからも「平坦な」応答性を提供するよう計算される。シェーパー待ち行列が空になり、そして部分的なクリアダウンが生じたところから、この状態が配慮されれば、幾つかのマルチキャストセルが伝送され、そして次にユニキャストセルの小さなバーストが到達する。すべてのマルチキャストトラフィックの前にシェーパー列のユニキャストトラフィックが空であれば、さらに別のクリアダウンが生じる。スレッショールドおよび、そのためにレートは、同じマルチキャストセルに関して以前よりもさらに低い状態が保たれる。このことは、実際的にマルチキャストセルの数を減少させ、スレッショールドおよび関連するレートもそのようになるので、マルチキャストセルにはより大きな遅延が与えられる。スイッチに残っているマルチキャストトラフィックにおけるレートが次第により低くなっていくので、このことが起こることを許容することはできない。このため、シェーパーのスレッショールドおよびレートは２つの制御、すなわちユニキャスト制御またはマルチキャスト制御のいずれかを持つ必要がある。
【００５８】
シェーパーは普通ユニキャスト制御されてはいるが、しかしシェーパー待ち行列が空であり、しかしマルチキャストカウンタがゼロでなく、そして部分的なクリアダウンが生じているときには、シェーパーはマルチキャスト制御されることになる。このモードにおいて、ユニキャストセルが到着し、そしてシェーパー列がマルチキャストトラフィックよりも前に空であるならば、スレッショールドレベルが超えられるまでは、如何なる形式のクリアダウンも送られない。このことは図１２において説明されている。
【００５９】
マルチキャストセルが送られるようにするため、特定のマルチキャストセルに関するすべての要求された出力スイッチへのシェーパー送出機会が最初に確保されなければならない。各マルチキャストセルに関する必要とされる出力のリストは、Ｋマルチキャストセルに関して保持されており、これはフォワードマルチキャストリストと呼ばれる。このリストは固定された長さを持っており、セルは、マルチキャストセルが伝送されるときにマルチキャスト列からフォワードマルチキャストリストに指示される。シェーパーに関するセル送出機会は、最初にマルチキャストトラフィックに提供され、もしフォワードマルチキャストリスト内のマルチキャストセルのなにもこれを要求しないならば、セル送出機会はユニキャストセルをスケジュールするために用いられる。この方法はマルチキャストトラフィックに優先権を提供する。
【００６０】
もし、セル送出機会がマルチキャストセルによって要求されたならば、一旦合致した、出力への帯域幅に関する要求には、この帯域幅が許容されたものであることを示すための印が付けられなければならない。セル送出機会は、シェーパーからの次のスケジューリング機会に関する指示を提供するために（前に説明されたようにマルチキャストセルに関するＮｔｘを用いて）スケジュールされることが必要である。マルチキャストセルに関するすべてのセル機会が満足されたならば、セルは伝送のためにカレンダー上にスケジュールされる。この処理は図１３によって以下に示される。
【００６１】
図１３においては、段階３０−３２は、どのマルチキャストセルが相互的に印し付けられた帯域幅であるかを決める。一旦セルが相互的に印し付けられた帯域幅を持つものと認められれば、段階３３においてこのマルチキャストセルは伝送のためスケジュールされ、そして段階３４においてこのセルはマルチキャストセルから指示される。
【００６２】
スケジュールを行っているカレンダーは、ユニキャストまたはマルチキャストセルのいずれかを含む。特定のカレンダースロットに割り当てられたセルは、カレンダーから出力ＦＩＦＯに転送される。そこから彼らは各セルスロットに１つずつ伝送される。出力ＦＩＦＯは１つのカレンダースロットから幾つかのセルを受け取り、各セルはこれを転送するための単独のセルスロットを必要とする。このことは、セルを送るためのカレンダースケジュールされた時間と、セル伝送の実際時間との間に遅延を生じさせるかもしれない。この処理は空である幾つかのカレンダースロットによって補償される。ユニキャストセルが伝送され、そして同時に、相応するシェーパーからのセルが、カレンダー上でこれを置換するようにスケジュールされる。マルチキャストセルは異なる機構を用いてスケジュールされるので、マルチキャストセルの送出はスケジュール機会に影響を与えない。
【００６３】
当業技術者にとっては、本発明を実施する別の方法が、本発明の範囲を離れることなく可能であることが明らかであろう。
【００６４】
【発明の効果】
多重化ポイントにおいて統計的に多重化されたマルチキャストトラフィックの問題を解決する帯域幅要求を処理するための装置および方法が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】スイッチと結びついた入力ポートサーバーおよび出力ポートサーバーを持つスイッチの概略ブロック図。
【図２】帯域幅割り当てメカニズムを表すブロック図。
【図３】複数のスレッシュールドを実現するバッファストアのブロック図。
【図４】ＡＴＭ通信装置の一部のさらに別の実施例の概略ブロック図。
【図５】出力時間スロット制御を示す表。
【図６】セルタイミングシーケンスを表す図。
【図７】結合したマルチキャストグループを持つ標準的なマルチキャストセルを示す図。
【図８】マルチキャストトラフィックがどのようにスケジュールされるかを示した図。
【図９】流れ図において用いられる記号を説明する図。
【図１０】到達したセルの処理を示す流れ図。
【図１１】マルチキャストスケジューリング処理の各シェーバーに関する流れ図。
【図１２】ユニキャストスケジューリング処理の各シェーバーに関する流れ図。
【図１３】セル送出処理の流れ図。
【符号の説明】
１    スイッチ
２．３．４      サーバー
５，６    入力線
８    出力ポートサーバー
９    線
１０    矢印
１１    等時部
１２，１３      蓄積部
１４    線
１５    コンパレータ
１６    帯域幅割り当て表
１８    線
１９    帯域幅割当器
２０，２１    線
２２，２３    バッファ
２４    入力ポート
２５    スイッチネットワーク
２６，２７    ポート
２８，２９，３０    ストア
３１    入力ポートソース割り当てユニット
３２    矢印
３３，３４      線
３５    待ち行列ストア装置
３６，３８，３９，４０    線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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