(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バスマスタである制御カードとバススレーブである複数のチャネルカードとの間がユートピアバスで接続された通信システムにおいて、
前記制御カードは、各チャネルカードがセル送出待機状態か否かを確認するポーリングを行い、セル送出待機状態にあるチャネルカードからセルを引き取るインタフェース手段と、
このインタフェース手段で受信したセルの数をチャネルカード毎に監視して、前記セル数が設定値より少ないチャネルカードが存在する場合、このチャネルカードに対する前記ポーリングの周期を通常時のポーリング周期より短くさせる調停手段とを有することを特徴とする通信システム。
【請求項２】
請求項１記載の通信システムにおいて、
前記調停手段は、前記インタフェース手段で受信した単位時間あたりのセルの数をチャネルカード毎に監視して、前記単位時間あたりのセル数が設定値より少ないチャネルカードが存在するかどうかを判定することを特徴とする通信システム。
【請求項３】
請求項１記載の通信システムにおいて、
前記調停手段は、前記インタフェース手段で受信したセルの数を連続した複数の単位時間にわたってチャネルカード毎に監視し、各単位時間あたりのセル数の荷重平均値をチャネルカード毎に算出し、前記荷重平均値が設定値より少ないチャネルカードが存在するかどうかを判定することを特徴とする通信システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ユートピアバスを用いた通信システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ユートピア（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｔｅｓｔ＆  Ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ  ＰＨＹ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  ｆｏｒ  ＡＴＭ：Ｕｔｏｐｉａ）バスを用いた通信システムは、通信の大容量化に伴い処理しなければならないセル数も大幅に増大している。ユートピアは、ＡＴＭ（Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｍｏｄｅ）システムにおいてＡＴＭセルの伝送に使用されるものである。図１は本発明の第１の実施の形態となるユートピアバスを用いた通信システムの構成を示すブロック図であるが、従来においても通信システム全体の構成は図１と同様であるので、図１を用いて従来の通信システムを説明する。
【０００３】
ユートピアバスを用いた通信システムは、呼制御等（セルのスイッチングも含む）を行う制御カード１０と、呼処理等を行うチャネルカード（Ｉｎｔｆｃカード  ）１１−１，１１−２，１１−３，・・・・，１１−ｎに大別される。図１において、１２はユートピアバスである。このような通信システムでは、ユーザからの信号に対する呼処理を行うチャネルカード１１−１〜１１−ｎが多数実装され、チャネルカード１１−１〜１１−ｎに対する制御を制御カード１０が行うように構成されているため、１つの制御カード１０に対して複数のチャネルカード１１−１〜１１−ｎが割り当てられるという構成になっている。
【０００４】
制御カード１０は、各チャネルカード１１−１〜１１−ｎがセル送出待機状態か否かを確認するポーリングを行い、セル送出待機状態にあるチャネルカードからセルを引き取る。制御カード１０は、前記ポーリングを一定周期で行う。このような構成を有することで、ユートピアバスを用いた通信システムでは、多数のユーザから入力された信号を目的のネットワークへ転送（スイッチング）することを可能としている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ユートピアバスを用いた従来の通信システムでは、システムの構成上チャネルカードが複数となるため、チャネルカードから制御カードへの上り方向のセル転送が他のチャネルカードの影響を受けやすく、各チャネルカードから送出されるセルの数に大きな変動が生じると、制御カードでこの変動に対処することができず、セルの滞留の発生を回避できないという問題点があった。セルの滞留がひどくなると、セル転送に要する遅延時間が増大したり、セル廃棄の割合が増大したりして、通信品質や通信の信頼性が低下するという問題点があった。
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、通信品質や通信の信頼性を向上させることができる通信システムを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の通信システムは、バスマスタである制御カード（１０）とバススレーブである複数のチャネルカード（１１−１〜１１−ｎ）との間がユートピアバス（１２）で接続され、前記制御カードは、各チャネルカードがセル送出待機状態か否かを確認するポーリングを行い、セル送出待機状態にあるチャネルカードからセルを引き取るインタフェース手段（１）と、このインタフェース手段で受信したセルの数をチャネルカード毎に監視して、前記セル数が設定値より少ないチャネルカードが存在する場合、このチャネルカードに対する前記ポーリングの周期を通常時のポーリング周期より短くさせる調停手段（２〜５）とを有するものである。本発明では、制御カードでセルの受信状況を監視し、監視結果に応じてポーリング周期を変化させることにより、突発的なセル数の変動の影響をできるだけ短期間で処理するようにしている。
また、本発明の通信システムの１構成例において、前記調停手段は、前記インタフェース手段で受信した単位時間あたりのセルの数をチャネルカード毎に監視して、前記単位時間あたりのセル数が設定値より少ないチャネルカードが存在するかどうかを判定するものである。調停手段は、単位時間あたりのセル数が設定値より少ないチャネルカードが存在する場合、このチャネルカードに対する前記ポーリングの周期を通常時のポーリング周期より短くさせる。
また、本発明の通信システムの１構成例において、前記調停手段は、前記インタフェース手段で受信したセルの数を連続した複数の単位時間にわたってチャネルカード毎に監視し、各単位時間あたりのセル数の荷重平均値をチャネルカード毎に算出し、前記荷重平均値が設定値より少ないチャネルカードが存在するかどうかを判定するものである。調停手段は、荷重平均値が設定値より少ないチャネルカードが存在する場合、このチャネルカードに対する前記ポーリングの周期を通常時のポーリング周期より短くさせる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
［第１の実施の形態］
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の第１の実施の形態となるユートピアバスを用いた通信システムの構成を示すブロック図である。図１の通信システムは、呼制御を主な機能とする制御カード（バスマスタ）１０と、呼処理を主な機能とするチャネルカード（バススレーブ）１１−１，１１−２，１１−３，・・・・，１１−ｎに大別される。制御カード１０と複数のチャネルカード１１−１〜１１−ｎは、ユートピアバス１２によって接続されている。
【０００８】
チャネルカード１１−１〜１１−ｎから制御カード１０へのセル転送において、制御カード１０のセル受信部１００は、バススレーブであるチャネルカード１１−１〜１１−ｎがセル送出待機状態にあるか否かを全チャネルカードについて順々にチェックすることを繰り返す。
【０００９】
制御カード１０のセル受信部１００は、チャネルカード１１−１〜１１−ｎの中でセル送出待機状態にあるチャネルカードを認識し、かつ制御カード自身がセルを引き取り可能である場合、セル送出待機状態にあるチャネルカードにユートピアバス１２を介してセル送出許可を送る。セル送出許可を受け取ったチャネルカード１１−１〜１１−ｎのセル送信部１１０−１〜１１０−ｎは、制御カード１０に対してセルを送出する。制御カード１０のセル受信部１００は、ユートピアバス１２を介してチャネルカード１１−１〜１１−ｎから送られたセルを受信する。
【００１０】
図２は制御カード１０のセル受信部１００の構成を示すブロック図である。インタフェース部１は、チャネルカード１１−１〜１１−ｎとのインタフェースを行う。すなわち、インタフェース部１は、後述するチャネルカード番号調停部５から通知された番号のチャネルカード１１−１〜１１−ｎがセル送出待機状態にあるかどうかを確認して、セル送出待機状態にある場合、このチャネルカード１１−１〜１１−ｎにユートピアバス１２を介してセル送出許可を送り、セル送出許可に応じてチャネルカード１１−１〜１１−ｎから送られたセルを受信する。
【００１１】
カウンタ２−１，２−２，２−３，・・・・２−ｎは、それぞれチャネルカード１１−１，１１−２，１１−３，・・・・，１１−ｎに対応して設けられている。カウンタ２−１〜２−ｎは、後述するセル識別部３からセル受信の通知を受けたとき、カウント値をインクリメント（１加算）する。また、カウンタ２−１〜２−ｎは、後述するリセットパルス発生部６からリセットパルスを受信したとき、カウント値を０（初期値）にする。
【００１２】
セル識別部３は、インタフェース部１がユートピアバス１２からセルを受信したとき、この受信セルの送出元のチャネルカードを受信セルに含まれる送出元アドレス等から識別して、この送出元のチャネルカード１１−１〜１１−ｎに対応するカウンタ２−１〜２−ｎにセルを受信したことを通知する。
【００１３】
セル数比較部４は、チャネルカード１１−１〜１１−ｎ毎に予め設定された設定値（１以上の整数）とカウンタ２−１〜２−ｎのカウント値との差分値をチャネルカード１１−１〜１１−ｎ（カウンタ２−１〜２−ｎ）毎に算出し、算出した各差分値をチャネルカード番号調停部５に通知する。例えば、チャネルカード１１−１に対する設定値がＡで、カウンタ２−１のカウント値がＢであれば、チャネルカード１１−１に対応する差分値はＡ−Ｂとなる。
【００１４】
チャネルカード番号調停部５は、セル数比較部４から通知された差分値に基づいて、セル送出待機状態か否かを確認すべきチャネルカードを決定し、決定したチャネルカードの番号をインタフェース部１に通知する。リセットパルス発生部６は、予め設定された周期Ｔ毎にリセットパルスを出力する。
【００１５】
次に、本実施の形態の動作について説明する。呼が設定されると、その呼のために確保された帯域（情報速度）により単位時間あたりに処理するセル数が計算できる。つまり、チャネルカード１１−１〜１１−ｎに設定された呼の種類や数により、そのチャネルカード１１−１〜１１−ｎが単位時間あたりに送出するセル数を推定することができる。
【００１６】
例えば、チャネルカード１１−１から単位時間当たりに送出されるセル数をＡと推定すると、このセル数Ａをチャネルカード１１−１に対応する設定値としてセル数比較部４に設定する。このような設定をチャネルカード１１−１〜１１−ｎ毎に行い、さらに前記単位時間を周期Ｔとしてリセットパルス生成部６に設定する。
【００１７】
図３はチャネルカード番号調停部５からインタフェース部１に通知されるチャネルカードの番号を時系列的に表した図である。図３において、横軸は時間である。チャネルカード番号調停部５は、リセットパルスが出力される直前にセル数比較部４から出力された差分値が０以下かどうかをチャネルカード１１−１〜１１−ｎ毎にチェックして、各差分値が０以下であれば、各チャネルカード１１−１〜１１−ｎからセルを適切に受信していると判断する。
【００１８】
セル数比較部４から出力されるチャネルカード１１−１〜１１−ｎ毎の差分値は、チャネルカード１１−１〜１１−ｎ毎の設定値からカウンタ２−１〜２−ｎのカウント値（チャネルカード１１−１〜１１−ｎから受信したセルの数）を減算した値である。したがって、リセットパルスに同期して周期Ｔ毎に差分値をチェックしたとき、差分値が０以下であれば、チャネルカード１１−１〜１１−ｎから単位時間Ｔ当たりに受信したセル数は設定値以上である。
【００１９】
チャネルカード番号調停部５は、各チャネルカード１１−１〜１１−ｎからセルを適切に受信していると判断した場合、セル送出待機状態か否かを確認すべきチャネルカードの番号として、各チャネルカード１１−１〜１１−ｎの番号を順番に出力する。チャネルカード番号調停部５は、このような番号出力をポーリング周期ｔ（ｔ＜Ｔ）毎に繰り返す（図３（ａ））。インタフェース部１は、チャネルカード番号調停部５から通知された番号のチャネルカードがセル送出待機状態か否かを確認する。こうして、各チャネルカード１１−１〜１１−ｎの状態がそれぞれポーリング周期ｔ毎にチェックされる。
【００２０】
一方、リセットパルスに同期して周期Ｔ毎に差分値をチェックしたとき、差分値が１以上であれば、この差分値に対応するチャネルカードから単位時間Ｔ当たりに受信したセル数は設定値より少ないことになる。チャネルカード番号調停部５は、リセットパルスが出力される直前にセル数比較部４から出力された差分値の中に１以上の値が存在する場合、この１以上の差分値に対応するチャネルカードからのセルの受信状況が不適切であると判断する。
【００２１】
チャネルカード番号調停部５は、チャネルカード１１−１〜１１−ｎの中にセルの受信状況が不適切なチャネルカードが存在する場合、このチャネルカードの番号を通常時のポーリング周期ｔより短い時間間隔でインタフェース部１に通知する。例えば、チャネルカード１１−２からのセルの受信状況が不適切である場合、チャネルカード番号調停部５は、このチャネルカードの番号「２」を図３（ｂ）に示すようにポーリング周期ｔより短い時間間隔（ｔ１又はｔ２）で出力する。
【００２２】
こうして、セルの受信状況が不適切なチャネルカードについては、通常時のポーリング周期ｔより短い時間間隔で状態がチェックされる。チャネルカードの状態をチェックする時間間隔は、差分値が大きいほど短くするといったように差分値の大きさに応じて変えることが可能である。
【００２３】
図４は従来の通信システムにおいてチャネルカードから制御カードに送出されるセルの数を時系列的に表した図である。図４において、横軸は時間である。図４は特定のチャネルカード、例えばチャネルカード１１−２からの受信セル数を示しており、通常、チャネルカード１１−２から単位時間Ｔあたり１００セルを受信するものとする。
【００２４】
図４のＣ１の区間では、何らかの原因により通常１００セルのところを１０セルしか受信できなかったとする。この場合、受信できなかった残りの９０セルが、次のＣ２の区間で発生すると考えられる。つまり、Ｃ２の区間では、直前のＣ１で受信できなかった９０セルと通常発生する１００セルとを合計した１９０セルを処理する必要があると考えられる。
【００２５】
しかし、従来の通信システムの制御カードは、常に一定のポーリング周期ｔでチャネルカード１１−１〜１１−ｎの状態をチェックするため、チャネルカード１１−２において１９０セル分がセル送出待機状態にあるにも関らず、１２０セル分しか引き取ることができない。このため、残りの７０セルはさらに次の区間Ｃ３へとずれ込んでしまう。すなわち、Ｃ１とＣ２の区間で発生したセルのずれ込みが、Ｃ２とＣ３以降まで影響を及ぼすことになり、このような事態が重なると、セルの滞留が発生する。
【００２６】
図５は本実施の形態においてチャネルカードから制御カード１０に送出されるセルの数を時系列的に表した図である。図５において、横軸は時間である。図５は特定のチャネルカード、例えばチャネルカード１１−２からの受信セル数を示しており、通常、チャネルカード１１−２から単位時間Ｔあたり１００セルを受信するものとする。
【００２７】
図５のＣ４の区間では、何らかの原因により通常１００セルのところを１０セルしか受信できなかったとする。この場合、受信できなかった残りの９０セルが、次のＣ５の区間で発生すると考えられる。つまり、Ｃ５の区間では、直前のＣ４で受信できなかった９０セルと通常発生する１００セルとを合計した１９０セルを処理する必要があると考えられる。
【００２８】
そこで、本実施の形態では、Ｃ５の区間において通常時のポーリング周期ｔより短い時間間隔でチャネルカード１１−２の状態をチェックし、チャネルカード１１−２がセル送出待機状態にある場合、チャネルカード１１−２からセルを引き取る。これにより、Ｃ５の区間でチャネルカード１１−２から１９０セルを引き取ることができる。以上により、本実施の形態では、従来の通信システムと異なり、セルの滞留の発生を抑えることができる。なお、Ｃ５の終わりで、チャネルカード番号調停部５は、チャネルカード１１−２からセルを適切に受信したと判断し、次のＣ６の区間におけるチャネルカード１１−２のポーリング周期を通常時のｔに戻す。
【００２９】
［第２の実施の形態］
第１の実施の形態では、全てのチャネルカード１１−１〜１１−ｎについて通常時のポーリング周期をｔとしていたが、チャネルカード単位おいて設定された呼の種類や呼の数に大きな差がある場合、全チャネルカードについて同一のポーリング周期ｔでチェックするのではなく、通常時のポーリング周期をチャネルカード１１−１〜１１−ｎ毎に変えて設定してもよい。
【００３０】
また、インタフェース部１で受信したセルの数を連続した複数の単位時間Ｔにわたってチャネルカード毎に監視し、各単位時間あたりのセル数の荷重平均値をセル数比較部４でチャネルカード毎に算出し、荷重平均値が設定値より少ないチャネルカードが存在するかどうかをチャネルカード番号調停部５で判定してもよい。
【００３１】
例えば、単位時間Ｔ間隔の３つの時間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３（Ｔ１＜Ｔ２＜Ｔ３）で観測した単位時間Ｔあたりの受信セル数をそれぞれＮ１，Ｎ２，Ｎ３とすれば、受信セル数の荷重平均値は（Ｎ１×Ｗ１＋Ｎ２×Ｗ２＋Ｎ３×Ｗ３）／（Ｗ１＋Ｗ２＋Ｗ３）となる。Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３は重みである。このような荷重平均値の算出を単位時間Ｔ毎に行う。ここで、Ｗ１＜Ｗ２＜Ｗ３とすれば、最新の変動を重視した荷重平均値を求めることができる。
【００３２】
チャネルカード番号調停部５は、チャネルカード毎の設定値からチャネルカード毎の荷重平均値を減算した差分値をセル数比較部４から受け取り、０より大きい差分値が存在する場合には、この差分値に対応するチャネルカードの番号を第１の実施の形態と同様に通常時のポーリング周期ｔより短い時間間隔でインタフェース部１に通知する。こうして、連続した複数の単位時間Ｔにわたる受信セル数の変動を監視することができ、このような変動をポーリング周期に反映させることができる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、制御カードでセルの受信状況を監視し、監視結果に応じてポーリング周期を変化させることにより、突発的なセル数の変動の影響をできるだけ短期間で処理することができるので、セルの滞留の発生を抑えることができ、セル転送に要する遅延時間を短縮し、セル廃棄の割合を低減して、高効率なセル転送を実現することができる。その結果、通信品質や通信の信頼性を向上させることができる。
【００３４】
また、インタフェース手段で受信した単位時間あたりのセルの数をチャネルカード毎に監視することにより、単位時間あたりの受信セル数の変動をポーリング周期に反映させることができる。
【００３５】
また、インタフェース手段で受信したセルの数を連続した複数の単位時間にわたってチャネルカード毎に監視し、各単位時間あたりのセル数の荷重平均値をチャネルカード毎に算出することにより、連続した複数の単位時間にわたる受信セル数の変動をポーリング周期に反映させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態となるユートピアバスを用いた通信システムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態において制御カードのセル受信部の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態においてチャネルカード番号調停部からインタフェース部に通知されるチャネルカードの番号を時系列的に表した図である。
【図４】従来の通信システムにおいてチャネルカードから制御カードに送出されるセルの数を時系列的に表した図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態においてチャネルカードから制御カードに送出されるセルの数を時系列的に表した図である。
【符号の説明】
１…インタフェース部、２−１〜２−ｎ…カウンタ、３…セル識別部、４…セル数比較部、５…チャネルカード番号調停部、６…リセットパルス発生部、１０…制御カード、１１−１〜１１−ｎ…チャネルカード、１２…ユートピアバス。
【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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