(57)【要約】【課題】同一出力ポート宛の複数の低遅延フレームの衝突を回避して各低遅延フレームを転送可能なスイッチ装置を得ること。【解決手段】複数のポートを備えたスイッチ装置であって、他ポートに入力されて自ポートから出力する複数の低遅延フレームについて衝突を検出した場合、前記複数の低遅延フレームの優先度を決定し、優先度に基づいて前記複数の低遅延フレームの遅延調整量を算出するＰ１出力遅延調整部４１、Ｐ２出力遅延調整部４２、Ｐ３出力遅延調整部４３、Ｐ４出力遅延調整部４４と、自ポートに入力された低遅延フレームを、他ポートのＰ１出力遅延調整部４１、Ｐ２出力遅延調整部４２、Ｐ３出力遅延調整部４３、Ｐ４出力遅延調整部４４で算出された遅延調整量で遅延させるＰ１可変遅延部６１、Ｐ２可変遅延部６２、Ｐ３可変遅延部６３、Ｐ４可変遅延部６４と、を備える。【選択図】図１
2016103700.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のポートを備えたスイッチ装置であって、ポート毎に、
他ポートに入力されて自ポートから出力する複数の低遅延フレームについて衝突を検出した場合、前記複数の低遅延フレームの優先度を決定し、優先度に基づいて前記複数の低遅延フレームの遅延調整量を算出する出力遅延調整手段と、
自ポートに入力された低遅延フレームを、他ポートの出力遅延調整手段で算出された遅延調整量で遅延させる可変遅延手段と、
を備えることを特徴とするスイッチ装置。
【請求項２】
前記出力遅延調整手段は、前記複数の低遅延フレームについて、優先度の高い順に出力しつつ衝突を回避する遅延調整量を算出する、
ことを特徴とする請求項１に記載のスイッチ装置。
【請求項３】
前記出力遅延調整手段は、最も優先度の高い低遅延フレームの遅延調整量をゼロにする、
ことを特徴とする請求項２に記載のスイッチ装置。
【請求項４】
前記出力遅延調整手段は、優先度毎に遅延許容量を設定し、優先度の低い低遅延フレームが先に入力され、前記優先度の低い低遅延フレームより高優先である優先度の高い低遅延フレームが遅れて入力された場合、前記優先度の高い低遅延フレームについて算出した遅延調整量が高い優先度における前記遅延許容量以下のときは、前記算出した遅延調整量で前記優先度の高い低遅延フレームを遅延させる制御を行う、
ことを特徴とする請求項１に記載のスイッチ装置。
【請求項５】
前記出力遅延調整手段は、前記低遅延フレームが入力されたポートに設定された優先度に基づいて、前記低遅延フレームの優先度を決定する、
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載のスイッチ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）でフレームを転送するスイッチ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のＥｔｈｅｒｎｅｔスイッチ装置であるスイッチ装置には、カットスルー方式とストアアンドフォワード方式がある。カットスルー方式のスイッチ装置は、フレームを蓄積せずに転送するため、転送時間は短いが、エラーをチェックして廃棄できないため、エラーフレームもネットワークに転送してしまう。一方、ストアアンドフォワード方式のスイッチ装置は、１フレームを蓄積できるバッファを持つため、遅延時間がカットスルー方式に比べて大きいが、エラーをチェックして廃棄が可能なため、エラーフレームをネットワークに転送しない。従来、Ｅｔｈｅｒｎｅｔは遅延の許容度が比較的高い情報系ネットワークに使用されていたため、ストアアンドフォワード方式のスイッチ装置が主流となっている。しかしながら、近年、Ｅｔｈｅｒｎｅｔを制御情報、Ａｕｄｉｏ  Ｖｉｓｕａｌ系情報の転送に使用するための検討が活発化してきている。
【０００３】
下記特許文献１では、スイッチ装置が、予約フレームを転送する予約転送区間と非予約フレームを転送する自由転送区間とをサイクリックに繰り返す機能を持ち、予約フレームが予約転送区間に到着した場合はカットスルー転送を行い、非予約フレームはストアアンドフォワード転送することで、遅延に敏感な制御フレームを低遅延で転送させる制御方式の技術が開示されている。
【０００４】
また、下記非特許文献１では、ｎｏｒｍａｌフレームとｎｏｒｍａｌフレームより低遅延のｅｘｐｒｅｓｓフレームを定義し、スイッチ装置のポートからの転送時、ｎｏｒｍａｌフレームを分割してｅｘｐｒｅｓｓフレームを割り込ませて送信し、その後ｎｏｒｍａｌフレームの残りを送信するＩＥＴ（Interspersing  Express  Traffic）転送方式が検討されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５３０２５５９号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】IEEE802.3br  Interspersing  Express  Traffic  (IET)  Task  Force  (TF)  Baseline  2014-05-14  （http://www.ieee802.org/3/br/Baseline/8023-IET-TF-1405_Winkel-iet-Baseline-r3.pdf）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１の技術によれば、予約フレーム同士が衝突した場合は、予約フレームもフレームバッファにバッファリングされる。そのため、最短で予約フレームを転送できない、という問題があった。また、ネットワークにおいてスケジューリングテーブルが何らかの方法で設定されていなければならない。そのため、フレームの優先度以外にも人手によるタイミング設定、または自動でタイミング調整する機能が必要である、という問題があった。
【０００８】
また、上記非特許文献１の技術によれば、ｎｏｒｍａｌフレームとｅｘｐｒｅｓｓフレームが衝突した際の遅延優先制御には優れているが、複数のポートから入力された複数のｅｘｐｒｅｓｓフレームを同じ宛先ポートに出力する場合、スイッチ装置内でｅｘｐｒｅｓｓフレームの衝突を回避できない、という問題があった。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、同一出力ポート宛の複数の低遅延フレームの衝突を回避して各低遅延フレームを転送可能なスイッチ装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、複数のポートを備えたスイッチ装置であって、ポート毎に、他ポートに入力されて自ポートから出力する複数の低遅延フレームについて衝突を検出した場合、前記複数の低遅延フレームの優先度を決定し、優先度に基づいて前記複数の低遅延フレームの遅延調整量を算出する出力遅延調整手段と、自ポートに入力された低遅延フレームを、他ポートの出力遅延調整手段で算出された遅延調整量で遅延させる可変遅延手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、同一出力ポート宛の複数の低遅延フレームの衝突を回避して各低遅延フレームを転送できる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１にかかるスイッチ装置の機能ブロックの構成例を示す図
【図２】実施の形態１における２つのポートから入力されたｅｘｐｒｅｓｓフレームの衝突を回避する遅延制御を示す図
【図３】実施の形態１における３つのポートから入力されたｅｘｐｒｅｓｓフレームの衝突を回避する遅延制御を示す図
【図４】実施の形態２におけるｅｘｐｒｅｓｓフレームの衝突を回避する遅延制御であって、優先度の高いｅｘｐｒｅｓｓフレームを遅延させる制御を示す図
【図５】実施の形態２におけるｅｘｐｒｅｓｓフレームの衝突を回避する遅延制御であって、優先度の低いｅｘｐｒｅｓｓフレームを遅延させる制御を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明の実施の形態にかかるスイッチ装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１４】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかるスイッチ装置の機能ブロックの構成例を示す図である。図１では説明を簡単にするため４ポートのスイッチ装置を例に挙げているが、一例であり、スイッチ装置のポート数は、システムに最適なポート数であればよく、３ポート以下または５ポート以上であっても同様の効果を得ることができる。また、ブロック構成は以降で説明する制御方法を実現するための手段の一例であり、制御方法を実現する構成を限定するものではない。図１において、スイッチ装置の入力側にポート１，２，３，４、スイッチ装置の出力側にポート１，２，３，４が別々に記載されているが、スイッチ装置の物理的な構成において、入力側および出力側のポート１、入力側および出力側のポート２、入力側および出力側のポート３、入力側および出力側のポート４は同一のポートである。
【００１５】
スイッチ装置は、Ｅｔｈｅｒｎｅｔと接続し、あるポートから入力されたフレームを他ポートから出力する制御を行う。スイッチ装置は、例えば、ポート１から入力されたフレームを、ポート２，３，４のいずれかのポートから出力することができる。また、スイッチ装置は、ポート２，３，４から入力されたフレームをポート１から出力することができる。スイッチ装置において、フレームが入力されたポートを入力ポートとし、フレームを出力するポートを出力ポートとする。以降の説明において、ポート１をＰ１、ポート２をＰ２、ポート３をＰ３、ポート４をＰ４と記載することがある。スイッチ装置が備える各構成の名称にＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４のいずれかが付与されている場合、各構成は、Ｐ１〜Ｐ４が示すポートに入力されたフレームついて、またはＰ１〜Ｐ４が示すポートから出力するフレームについて動作するものとする。
【００１６】
つづいて、スイッチ装置が備える各構成について説明する。
【００１７】
Ｐ１受信ＩＥＴ  ＭＡＣ（Media  Access  Control）部１１、Ｐ２受信ＩＥＴ  ＭＡＣ部１２、Ｐ３受信ＩＥＴ  ＭＡＣ部１３、Ｐ４受信ＩＥＴ  ＭＡＣ部１４は、各ポートにおいて、ＩＥＥＥ８０２．３ｂｒで標準化される予定の受信側のＩＥＴ機能をサポートする受信ＭＡＣ部である。各構成を区別する必要がないとき、受信ＩＥＴ  ＭＡＣ部１１〜１４または受信ＩＥＴ  ＭＡＣ部と記載することがある。スイッチ装置は、ポート毎に受信ＩＥＴ  ＭＡＣ部を備える。
【００１８】
Ｐ１フレーム識別部２１、Ｐ２フレーム識別部２２、Ｐ３フレーム識別部２３、Ｐ４フレーム識別部２４は、各ポートにおいて、対応する受信ＩＥＴ  ＭＡＣ部１１〜１４に入力された受信フレームの優先度識別および出力ポート識別を行う。各構成を区別する必要がないとき、フレーム識別部２１〜２４またはフレーム識別部と記載することがある。スイッチ装置は、ポート毎にフレーム識別部を備える。
【００１９】
宛先ポート検索部３１は、ＭＡＣアドレス学習によりＦＤＢ（Filtering  Data  Base）を作成し、受信フレームの宛先を検索する。
【００２０】
Ｐ１出力遅延調整部４１、Ｐ２出力遅延調整部４２、Ｐ３出力遅延調整部４３、Ｐ４出力遅延調整部４４は、各ポートにおいて、他ポートから入力された低遅延フレームであるｅｘｐｒｅｓｓフレームが出力ポートで衝突するかどうかを判別し、衝突する場合、各ｅｘｐｒｅｓｓフレームの優先度により、優先度が低いｅｘｐｒｅｓｓフレームが入力されたポートに対応するＰ１可変遅延部６１、Ｐ２可変遅延部６２、Ｐ３可変遅延部６３、Ｐ４可変遅延部６４のいずれかに対して、ｅｘｐｒｅｓｓフレームを遅延させるように指示をする。各構成を区別する必要がないとき、出力遅延調整部４１〜４４または出力遅延調整部と記載することがある。スイッチ装置は、ポート毎に出力遅延調整部を備える。
【００２１】
Ｐ１出力遅延調整部４１は、Ｐ１出力遅延リクエストにより、Ｐ２可変遅延部６２、Ｐ３可変遅延部６３、Ｐ４可変遅延部６４に対して、対応するポートから入力されたｅｘｐｒｅｓｓフレームの遅延を指示する。具体的に、Ｐ１出力遅延調整部４１は、Ｐ２可変遅延部６２に対してポート２から入力されたｅｘｐｒｅｓｓフレームの遅延を指示し、Ｐ３可変遅延部６３に対してポート３から入力されたｅｘｐｒｅｓｓフレームの遅延を指示し、Ｐ４可変遅延部６４に対してポート４から入力されたｅｘｐｒｅｓｓフレームの遅延を指示する。
【００２２】
同様に、Ｐ２出力遅延調整部４２は、Ｐ２出力遅延リクエストにより、Ｐ１可変遅延部６１、Ｐ３可変遅延部６３、Ｐ４可変遅延部６４に対して、対応するポートから入力されたｅｘｐｒｅｓｓフレームの遅延を指示する。具体的に、Ｐ２出力遅延調整部４２は、Ｐ１可変遅延部６１に対してポート１から入力されたｅｘｐｒｅｓｓフレームの遅延を指示し、Ｐ３可変遅延部６３に対してポート３から入力されたｅｘｐｒｅｓｓフレームの遅延を指示し、Ｐ４可変遅延部６４に対してポート４から入力されたｅｘｐｒｅｓｓフレームの遅延を指示する。
【００２３】
また、Ｐ３出力遅延調整部４３は、Ｐ３出力遅延リクエストにより、Ｐ１可変遅延部６１、Ｐ２可変遅延部６２、Ｐ４可変遅延部６４に対して、対応するポートから入力されたｅｘｐｒｅｓｓフレームの遅延を指示する。具体的に、Ｐ３出力遅延調整部４３は、Ｐ１可変遅延部６１に対してポート１から入力されたｅｘｐｒｅｓｓフレームの遅延を指示し、Ｐ２可変遅延部６２に対してポート２から入力されたｅｘｐｒｅｓｓフレームの遅延を指示し、Ｐ４可変遅延部６４に対してポート４から入力されたｅｘｐｒｅｓｓフレームの遅延を指示する。
【００２４】
また、Ｐ４出力遅延調整部４４は、Ｐ４出力遅延リクエストにより、Ｐ１可変遅延部６１、Ｐ２可変遅延部６２、Ｐ３可変遅延部６３に対して、対応するポートから入力されたｅｘｐｒｅｓｓフレームの遅延を指示する。具体的に、Ｐ４出力遅延調整部４４は、Ｐ１可変遅延部６１に対してポート１から入力されたｅｘｐｒｅｓｓフレームの遅延を指示し、Ｐ２可変遅延部６２に対してポート２から入力されたｅｘｐｒｅｓｓフレームの遅延を指示し、Ｐ３可変遅延部６３に対してポート３から入力されたｅｘｐｒｅｓｓフレームの遅延を指示する。各リクエストを区別する必要がないとき、出力遅延リクエストと記載することがある。
【００２５】
多重部５１は、フレーム識別部２１〜２４から出力されたｎｏｒｍａｌフレームを多重化する。ｎｏｒｍａｌフレームバッファ部５２は、多重部５１で多重化されたｎｏｒｍａｌフレームを格納する。分離部５３は、ｎｏｒｍａｌフレームバッファ部５２から多重化されたｎｏｒｍａｌフレームを読み出して分離し、分離後のｎｏｒｍａｌフレームをＰ１送信ＩＥＴ  ＭＡＣ部７１、Ｐ２送信ＩＥＴ  ＭＡＣ部７２、Ｐ３送信ＩＥＴ  ＭＡＣ部７３、Ｐ４送信ＩＥＴ  ＭＡＣ部７４へ出力する。
【００２６】
Ｐ１可変遅延部６１、Ｐ２可変遅延部６２、Ｐ３可変遅延部６３、Ｐ４可変遅延部６４は、各ポートにおいて、自ポートに入力されたｅｘｐｒｅｓｓフレームの宛先となる出力ポートに対応するＰ１出力遅延調整部４１、Ｐ２出力遅延調整部４２、Ｐ３出力遅延調整部４３、Ｐ４出力遅延調整部４４からの出力遅延リクエストに基づいて、自ポートに入力されたｅｘｐｒｅｓｓフレームを遅延させる。例えば、Ｐ１可変遅延部６１は、Ｐ２出力遅延調整部４２、Ｐ３出力遅延調整部４３、Ｐ４出力遅延調整部４４からの出力遅延リクエストに基づいて、ポート１に入力されたｅｘｐｒｅｓｓフレームを遅延させる。スイッチ装置では、ｅｘｐｒｅｓｓフレームは、入力されたポートとは異なるポートから出力されるためである。各構成を区別する必要がないとき、可変遅延部６１〜６４または可変遅延部と記載することがある。スイッチ装置は、ポート毎に可変遅延部を備える。
【００２７】
Ｐ１送信ＩＥＴ  ＭＡＣ部７１、Ｐ２送信ＩＥＴ  ＭＡＣ部７２、Ｐ３送信ＩＥＴ  ＭＡＣ部７３、Ｐ４送信ＩＥＴ  ＭＡＣ部７４は、各ポートにおいて、ＩＥＥＥ８０２．３ｂｒで標準化される予定の送信側のＩＥＴ機能をサポートする送信ＭＡＣ部である。各構成を区別する必要がないとき、送信ＩＥＴ  ＭＡＣ部７１〜７４または送信ＩＥＴ  ＭＡＣ部と記載することがある。スイッチ装置は、ポート毎に送信ＩＥＴ  ＭＡＣ部を備える。
【００２８】
実施の形態１のスイッチ装置における構成上の特徴は、ポート毎に、出力遅延調整部、および出力遅延調整部による調整結果に基づいて遅延調整量を動的に変更できる可変遅延部を備えることである。
【００２９】
なお、図１において、ｅｘｐｒｅｓｓフレームと記載されている矢印の線は、ｅｘｐｒｅｓｓフレームの伝送路であるｅｘｐｒｅｓｓフレームパスを示し、ｎｏｒｍａｌフレームと記載されている矢印の線は、ｎｏｒｍａｌフレームの伝送路であるｎｏｒｍａｌフレームパスを示す。
【００３０】
つぎに、実施の形態１のスイッチ装置が行う遅延制御について説明する。
【００３１】
受信ＩＥＴ  ＭＡＣ部１１〜１４は、各ポートに接続された図示しない端末がＩＥＴ機能をサポートしていない場合、ＩＥＴ機能をサポートしていない端末からの受信フレームを、全てｅｘｐｒｅｓｓフレームパスで、ポート毎に対応するフレーム識別部２１〜２４へ出力する。一方、各ポートに接続された図示しない端末がＩＥＴ機能をサポートしている場合、受信ＩＥＴ  ＭＡＣ部１１〜１４は、受信フレームのプリアンブルに格納された情報により、受信フレームがｅｘｐｒｅｓｓフレームかｎｏｒｍａｌフレームかを判別し、判別結果に基づいて、受信フレームをｅｘｐｒｅｓｓフレームパスまたはｎｏｒｍａｌフレームパスに振り分けて、ポート毎に対応するフレーム識別部２１〜２４へ出力する。
【００３２】
なお、ＩＥＴ機能をサポートしている端末から送信されたｎｏｒｍａｌフレームは、ｅｘｐｒｅｓｓフレームが割り込むことによって、分断される可能性がある。受信ＩＥＴ  ＭＡＣ部１１〜１４は、分断されたｎｏｒｍａｌフレームが入力された場合、分断されて断片化されたｎｏｒｍａｌフレームを組み立ててから、ポート毎に対応するフレーム識別部２１〜２４へ出力する。
【００３３】
フレーム識別部２１〜２４は、対応する受信ＩＥＴ  ＭＡＣ部１１〜１４から出力されてきた、ＩＥＴ機能をサポートしていない端末からの受信フレームについて、受信フレームの任意の領域の情報（例えば、ＥｔｈｅｒｎｅｔフレームのＴｙｐｅ／Ｌｅｎｇｔｈフィールド値やＶＬＡＮタグのプライオリティ値）、またはポート毎に設定された設定値に基づいて、受信フレームをｅｘｐｒｅｓｓフレームパスまたはｎｏｒｍａｌフレームパスに振り分ける。一方、接続端末がＩＥＴ機能をサポートしており、受信ＩＥＴ  ＭＡＣ部１１〜１４によって受信フレームが既にｅｘｐｒｅｓｓフレームまたはｎｏｒｍａｌフレームに振り分けられている場合、フレーム識別部２１〜２４では、ｅｘｐｒｅｓｓフレームまたはｎｏｒｍａｌフレームの振り分けをしなくてもよい。
【００３４】
また、フレーム識別部２１〜２４は、ｅｘｐｒｅｓｓフレームおよびｎｏｒｍａｌフレームについて宛先情報を抽出し、宛先ポート検索部３１に宛先情報を含む検索リクエストを発行し、宛先ポート検索部３１からの応答に基づいて、フレームの宛先となる出力ポートの情報である出力ポート情報を各フレームに付与する。フレーム識別部２１〜２４は、出力ポート情報を付与したｅｘｐｒｅｓｓフレームをｅｘｐｒｅｓｓフレームパスにより、対応する可変遅延部６１〜６４へ出力し、出力ポート情報を付与したｎｏｒｍａｌフレームをｎｏｒｍａｌフレームパスにより、多重部５１へ出力する。
【００３５】
宛先ポート検索部３１は、従来のスイッチ装置と同様、フレーム識別部２１〜２４からの検索リクエストに対して各フレームの宛先情報をキーにＦＤＢを検索して宛先となる出力ポートを決定し、フレーム識別部２１〜２４へ、検索リクエストの応答である出力ポート情報を通知する。
【００３６】
出力遅延調整部４１〜４４は、対応する出力ポート以外の他のポートに対応するフレーム識別部２１〜２４から出力され、可変遅延部６１〜６４までのｅｘｐｒｅｓｓフレームパス上を伝送されるｅｘｐｒｅｓｓフレームを監視する。例えば、ポート１のＰ１出力遅延調整部４１に着目すると、Ｐ１出力遅延調整部４１は、Ｐ２フレーム識別部２２、Ｐ３フレーム識別部２３およびＰ４フレーム識別部２４から出力され、Ｐ２可変遅延部６２、Ｐ３可変遅延部６３、Ｐ４可変遅延部６４までのｅｘｐｒｅｓｓフレームパス上を伝送されるｅｘｐｒｅｓｓフレームを監視する。具体的に、Ｐ１出力遅延調整部４１は、ポート２，３，４から入力されたｅｘｐｒｅｓｓフレームがポート１から出力されるｅｘｐｒｅｓｓフレームかどうかを監視し、ポート１から出力される場合に複数のｅｘｐｒｅｓｓフレームで衝突が発生しないかどうかを監視する。
【００３７】
図２は、実施の形態１における２つのポートから入力されたｅｘｐｒｅｓｓフレームの衝突を回避する遅延制御を示す図である。ポート２，３上の四角はｅｘｐｒｅｓｓフレームを示す。ここでは、図２（ａ）に示すように、ポート２，３から入力された各ｅｘｐｒｅｓｓフレームが共にポート１から出力すべきフレームで、遅延調整前において出力タイミングが衝突、すなわち、フレーム送信期間が重複している場合を想定する。
【００３８】
Ｐ１出力遅延調整部４１は、例えば、フレームデータ有効範囲を示すｅｘｐｒｅｓｓフレームの時間的な重なりなどから出力タイミングの衝突を検知すると、各入力ポートから取得した各ｅｘｐｒｅｓｓフレームのフレーム情報より、衝突する２つのｅｘｐｒｅｓｓフレームの任意の領域（例えば、スイッチ回路内部で使用する内部ヘッダ情報、ＥｔｈｅｒｎｅｔフレームのＴｙｐｅ／Ｌｅｎｇｔｈフィールド値、ＶＬＡＮプライオリティ値）をチェックして、あらかじめ決められた任意の規則（例えば、スイッチ回路内部で使用する内部ヘッダ情報、ＥｔｈｅｒｎｅｔフレームのＴｙｐｅ／Ｌｅｎｇｔｈフィールド値、ＶＬＡＮプライオリティ値に関連付けられた優先度情報）で各ｅｘｐｒｅｓｓフレームの優先度を決定する。または、Ｐ１出力遅延調整部４１は、ｅｘｐｒｅｓｓフレームが入力されるポート毎にあらかじめ優先度が決められる場合は、各ｅｘｐｒｅｓｓフレームが入力されたポートの情報に基づいて、各ｅｘｐｒｅｓｓフレームの優先度を決定してもよい。ここでは、ポート２から入力されたｅｘｐｒｅｓｓフレームの優先度を「高」、ポート３から入力されたｅｘｐｒｅｓｓフレームの優先度を「低」とする。
【００３９】
Ｐ１出力遅延調整部４１は、各ｅｘｐｒｅｓｓフレームの優先度を決定すると、出力ポートであるポート１での出力時の衝突を回避するため、優先度の低いｅｘｐｒｅｓｓフレームを遅延させるようにＰ２可変遅延部６２、Ｐ３可変遅延部６３、Ｐ４可変遅延部６４に指示を出す。具体的に図２の場合において、Ｐ１出力遅延調整部４１は、ポート２から入力されたｅｘｐｒｅｓｓフレームの優先度よりもポート３から入力されたｅｘｐｒｅｓｓフレームの優先度が低いため、ポート３のＰ３可変遅延部６３に対して、Ｐ１出力遅延リクエストにより、ポート２から入力されたｅｘｐｒｅｓｓフレームとの衝突を回避できる分だけの遅延調整量を設定し、ポート３から入力されたｅｘｐｒｅｓｓフレームの遅延調整を行う。
【００４０】
図２（ｂ）は、ポート３から入力されたｅｘｐｒｅｓｓフレームを遅延調整した遅延調整後の各ｅｘｐｒｅｓｓフレームの状態を示す。Ｐ１出力遅延調整部４１がＰ３可変遅延部６３に設定する遅延調整量の最小値は、「ｅｘｐｒｅｓｓフレームの重なり時間＋Ｅｔｈｅｒｎｅｔの最小ＩＦＧ（Inter  Frame  Gap）」となるが、必要により遅延のオーバヘッドを加算してもよい。Ｅｔｈｅｒｎｅｔの最小ＩＦＧとは、１２ｂｙｔｅ分の時間である。
【００４１】
これにより、スイッチ装置では、同一出力ポート宛に２つのｅｘｐｒｅｓｓフレームの出力タイミングが衝突した場合でも、一方のｅｘｐｒｅｓｓフレームを遅延させることで、各ｅｘｐｒｅｓｓフレームの遅延についての優先度を考慮しつつ、衝突を回避してｅｘｐｒｅｓｓフレームを転送することができる。
【００４２】
図３は、実施の形態１における３つのポートから入力されたｅｘｐｒｅｓｓフレームの衝突を回避する遅延制御を示す図である。ポート２，３，４上の四角はｅｘｐｒｅｓｓフレームを示す。ここでは、図３（ａ）に示すように、ポート２，３，４から入力された各ｅｘｐｒｅｓｓフレームがいずれもポート１から出力すべきフレームで、遅延調整前において出力タイミングが衝突、すなわち、フレーム送信期間が重複している場合を想定する。
【００４３】
Ｐ１出力遅延調整部４１は、図２の場合と同様、衝突する３つのｅｘｐｒｅｓｓフレームの優先度を決定する。ここでは、ポート２から入力されたｅｘｐｒｅｓｓフレームの優先度を「高」、ポート３から入力されたｅｘｐｒｅｓｓフレームの優先度を「低」、ポート４から入力されたｅｘｐｒｅｓｓフレームの優先度を「中」とする。
【００４４】
Ｐ１出力遅延調整部４１は、ポート２から入力されたｅｘｐｒｅｓｓフレームの優先度が一番高く、つぎに、ポート４から入力されたｅｘｐｒｅｓｓフレームの優先度が高く、ポート３から入力されたｅｘｐｒｅｓｓフレームの優先度が一番低いため、ポート４のＰ４可変遅延部６４に対して、Ｐ１出力遅延リクエストにより、ポート２から入力されたｅｘｐｒｅｓｓフレームとの衝突を回避できる分だけの遅延調整量を設定し、ポート４から入力されたｅｘｐｒｅｓｓフレームの遅延調整を行う。また、Ｐ１出力遅延調整部４１は、ポート３のＰ３可変遅延部６３に対して、Ｐ１出力遅延リクエストにより、ポート２から入力されたｅｘｐｒｅｓｓフレーム、およびポート４から入力されてＰ４可変遅延部６４で遅延調整されたｅｘｐｒｅｓｓフレームとの衝突を回避できる分だけの遅延調整量を設定し、ポート３から入力されたｅｘｐｒｅｓｓフレームの遅延調整を行う。
【００４５】
図３（ｂ）は、ポート４から入力されたｅｘｐｒｅｓｓフレームを遅延調整し、さらにポート３から入力されたｅｘｐｒｅｓｓフレームを遅延調整した遅延調整後の各ｅｘｐｒｅｓｓフレームの状態を示す。Ｐ１出力遅延調整部４１がＰ４可変遅延部６４に設定する遅延調整量の最小値は、「遅延調整前のポート４からの優先度が中のｅｘｐｒｅｓｓフレームの転送開始時刻とポート２からの優先度が高のｅｘｐｒｅｓｓフレームの転送完了時刻との差分の時間＋Ｅｔｈｅｒｎｅｔの最小ＩＦＧ」となるが、必要により遅延のオーバヘッドを加算してもよい。また、Ｐ１出力遅延調整部４１がＰ３可変遅延部６３に設定する遅延調整量の最小値は、「遅延調整前のポート３からの優先度が低のｅｘｐｒｅｓｓフレームの転送開始時刻とポート２からの優先度が高のｅｘｐｒｅｓｓフレームの転送完了時刻との差分の時間＋Ｅｔｈｅｒｎｅｔの最小ＩＦＧ＋遅延調整後のポート４からの優先度が中のｅｘｐｒｅｓｓフレームの転送時間＋Ｅｔｈｅｒｎｅｔの最小ＩＦＧ」となるが、必要により遅延のオーバヘッドを加算してもよい。
【００４６】
なお、上記の説明において、ポート２からの優先度が高のｅｘｐｒｅｓｓフレームの転送完了時刻は図３に示すＡであり、遅延調整前のポート４からの優先度が中のｅｘｐｒｅｓｓフレームの転送開始時刻は図３に示すＢであり、遅延調整前のポート３からの優先度が低のｅｘｐｒｅｓｓフレームの転送開始時刻は図３に示すＣであり、遅延調整後のポート４からの優先度が中のｅｘｐｒｅｓｓフレームの転送時間は図３に示すＤである。
【００４７】
これにより、スイッチ装置では、同一出力ポート宛に３つのｅｘｐｒｅｓｓフレームの出力タイミングが衝突した場合でも、２つのｅｘｐｒｅｓｓフレームを遅延させることで、各ｅｘｐｒｅｓｓフレームの遅延についての優先度を考慮しつつ、衝突を回避してｅｘｐｒｅｓｓフレームを転送することができる。
【００４８】
なお、図１において、出力遅延調整部４１〜４４からの出力遅延リクエストの信号線は、１本の信号線を３本に分岐しているように記載しているが、可変遅延部毎に１本ずつ専用の信号線を備える構成でもよい。
【００４９】
可変遅延部６１〜６４は、接続された他ポートに対応する出力遅延調整部４１〜４４からの出力遅延リクエストに基づいて、ｅｘｐｒｅｓｓフレームパス経由で自ポートに対応するフレーム識別部２１〜２４から入力されたｅｘｐｒｅｓｓフレームを、出力ポート毎に指示された分だけ遅延させる。可変遅延部６１〜６４は、遅延させたｅｘｐｒｅｓｓフレームまたは遅延させていないｅｘｐｒｅｓｓフレームを、各送信ＩＥＴ  ＭＡＣ部７１〜７４へ出力する。
【００５０】
一方で、フレーム識別部２１〜２４でｎｏｒｍａｌフレームと識別されたフレームは、多重部５１、ｎｏｒｍａｌフレームバッファ部５２、分離部５３を経由して、各送信ＩＥＴ  ＭＡＣ部７１〜７４へ入力される。
【００５１】
送信ＩＥＴ  ＭＡＣ部７１〜７４には、対応する出力ポート以外の他のポートに入力されたフレームの伝送路であるｅｘｐｒｅｓｓフレームパスおよび分離部５３からのｎｏｒｍａｌフレームパスが接続されている。例えば、ポート１を出力ポートとするＰ１送信ＩＥＴ  ＭＡＣ部７１には、入力ポート２に対応するＰ２可変遅延部６２からのｅｘｐｒｅｓｓフレームパス、入力ポート３に対応するＰ３可変遅延部６３からのｅｘｐｒｅｓｓフレームパス、入力ポート４に対応するＰ４可変遅延部６４からのｅｘｐｒｅｓｓフレームパス、および分離部５３からのｎｏｒｍａｌフレームパスが接続されている。
【００５２】
送信ＩＥＴ  ＭＡＣ部７１〜７４は、ｅｘｐｒｅｓｓフレームパスから入力されるｅｘｐｒｅｓｓフレームについて、フレーム識別部２１〜２４によって付与された出力ポート情報で示される出力ポートの番号が自ポート宛のｅｘｐｒｅｓｓフレームを取り込んで自ポートから転送を行う。送信ＩＥＴ  ＭＡＣ部７１〜７４において、ｅｘｐｒｅｓｓフレームパスから入力されるｅｘｐｒｅｓｓフレームは、事前に出力遅延調整部４１〜４４および可変遅延部６１〜６４によって遅延調整されているので衝突することはない。
【００５３】
また、送信ＩＥＴ  ＭＡＣ部７１〜７４は、ｎｏｒｍａｌフレームパスから入力されるｎｏｒｍａｌフレームについて、フレーム識別部２１〜２４によって付与された出力ポート情報で示される出力ポートの番号が自ポート宛のｎｏｒｍａｌフレームを取り込んで自ポートから転送を行う。ここで、送信ＩＥＴ  ＭＡＣ部７１〜７４において、ｎｏｒｍａｌフレームパスから入力されるｎｏｒｍａｌフレームとｅｘｐｒｅｓｓフレームパスから入力されるフレームが衝突する可能性があるが、この場合、ＩＥＥＥ８０２．３ｂｒタスクフォースで検討されている制御方法により、ｅｘｐｒｅｓｓフレームをｎｏｒｍａｌフレームに割り込み送信することで、ｅｘｐｒｅｓｓフレームを低遅延で転送できる。
【００５４】
以上説明したように、実施の形態１によれば、スイッチ装置は、受信フレームをｅｘｐｒｅｓｓフレームとｎｏｒｍａｌフレームに分離し、ｅｘｐｒｅｓｓフレームが出力ポートで衝突することを検知した場合、各ｅｘｐｒｅｓｓフレームの遅延についての優先度を決定し、優先度の低いｅｘｐｒｅｓｓフレームを優先度の高いｅｘｐｒｅｓｓフレームに対して遅延させて転送することとした。これにより、ＩＥＥＥ８０２．３ｂｒで標準化しているＥｔｈｅｒｎｅｔフレーム転送方式と連携しつつ、優先度に基づいてｅｘｐｒｅｓｓフレームの低遅延転送が実現できるという効果を得ることができる。特に、制御信号のようなサイクリックかつ離散的に低遅延が要求されるフレームが複数のポートから入力される場合、スイッチ装置では、適切な遅延調整量で各フレームを転送するように自律的に遅延優先制御できるという効果がある。
【００５５】
実施の形態１において、Ｐ１出力遅延調整部４１は、優先度の低いｅｘｐｒｅｓｓフレームの遅延調整量を算出し、優先度の高いｅｘｐｒｅｓｓフレームの遅延調整量は算出していなかったが、これに限定するものではない。Ｐ１出力遅延調整部４１は、全てのｅｘｐｒｅｓｓフレームについて、優先度の高い順に出力しつつ衝突を回避する遅延調整量を算出して遅延制御をおこなってもよい。この場合、Ｐ１出力遅延調整部４１は、最も優先度の高いｅｘｐｒｅｓｓフレームについては、遅延調整量をゼロにしてもよいし、遅延調整量をゼロ以外にしてもよい。最も優先度の高いｅｘｐｒｅｓｓフレームの遅延調整量がゼロの場合とは、最も優先度の高いｅｘｐｒｅｓｓフレームを遅延させないことと同じである。
【００５６】
また、実施の形態１において、ｅｘｐｒｅｓｓフレームの優先度を「高」、「中」、「低」の場合について説明したが、これに限定するものではない。ｅｘｐｒｅｓｓフレームの優先度を数値で表し、各ｅｘｐｒｅｓｓフレームの優先度の数値を比較することで、ｅｘｐｒｅｓｓフレーム間の優先度の高低を決定してもよい。
【００５７】
また、実施の形態１では、具体的にＰ１出力遅延調整部４１を用いて説明したが、一例であり、Ｐ２出力遅延調整部４２、Ｐ３出力遅延調整部４３、Ｐ４出力遅延調整部４４についても、Ｐ１出力遅延調整部４１と同様の遅延制御を行う。
【００５８】
実施の形態２．
実施の形態１では、Ｐ１出力遅延調整部４１は、ポート１以外のポートから入力された複数のｅｘｐｒｅｓｓフレームをポート１から出力する際に衝突を検知した場合、ｅｘｐｒｅｓｓフレームの遅延についての優先度により、ポート１以外のポートから入力されたｅｘｐｒｅｓｓフレームの遅延調整量を決定していた。
【００５９】
実施の形態２では、スイッチ装置において、遅延についての優先度に加え、優先度毎の遅延許容量を設定する。スイッチ装置では、優先度の高いｅｘｐｒｅｓｓフレームと優先度の低いｅｘｐｒｅｓｓフレームが衝突した場合でも、優先度の高いｅｘｐｒｅｓｓフレームの遅延調整量が高い優先度に対してあらかじめ設定された遅延許容量以下であれば、優先度の高いｅｘｐｒｅｓｓフレームを遅らせて転送することで、衝突した優先度の低いｅｘｐｒｅｓｓフレームのスイッチ内における遅延を緩和させる。
【００６０】
実施の形態２を実現するためのスイッチ装置の機能ブロック構成は、図１に示す実施の形態１と同様の構成でよい。実施の形態１と実施の形態２との違いは、出力遅延調整部４１〜４４での出力遅延リクエスト生成時の遅延制御の方法である。出力遅延調整部４１〜４４は、前述のように、ｅｘｐｒｅｓｓフレームの任意の領域の値と関連付けられた複数の優先度に加えて、優先度毎の遅延許容量のパラメータを持つことを特徴とする。
【００６１】
つづいて、実施の形態２のスイッチ装置が行う遅延制御について説明する。
【００６２】
図４は、実施の形態２におけるｅｘｐｒｅｓｓフレームの衝突を回避する遅延制御であって、優先度の高いｅｘｐｒｅｓｓフレームを遅延させる制御を示す図である。また、図５は、実施の形態２におけるｅｘｐｒｅｓｓフレームの衝突を回避する遅延制御であって、優先度の低いｅｘｐｒｅｓｓフレームを遅延させる制御を示す図である。ここでは、図４（ａ）および図５（ａ）に示すように、ポート２から先行して入力された優先度の低いｅｘｐｒｅｓｓフレームとポート３から遅れて入力された優先度の高いｅｘｐｒｅｓｓフレームが共にポート１から出力すべきフレームで、遅延調整前において出力タイミングが衝突、すなわち、フレーム送信期間が重複している場合を想定する。
【００６３】
Ｐ１出力遅延調整部４１は、実施の形態１であれば、無条件に優先度の高いｅｘｐｒｅｓｓフレームを優先し、優先度の低いｅｘｐｒｅｓｓフレームを遅延させる遅延調整を行うが、この場合、先行して入力された優先度の低いｅｘｐｒｅｓｓフレームに与えられる遅延調整量、すなわち遅延ペナルティが大きくなることが懸念される。そのため、Ｐ１出力遅延調整部４１は、実施の形態２では、図４（ａ）および図５（ａ）に示すｅｘｐｒｅｓｓフレームの衝突を検出した場合、遅れて入力された優先度の高いｅｘｐｒｅｓｓフレームを遅延させる場合の遅延調整量である高優先遅延調整量を算出し、算出された高優先遅延調整量と、優先度の高いｅｘｐｒｅｓｓフレームについてあらかじめ設定された遅延許容量である高優先遅延許容量とを比較する。
【００６４】
高優先遅延調整量≦高優先遅延許容量の場合、Ｐ１出力遅延調整部４１は、算出した高優先遅延調整量で優先度の高いｅｘｐｒｅｓｓフレームを遅延させる遅延制御を行う。図４（ｂ）は、ポート３から入力された優先度の高いｅｘｐｒｅｓｓフレームを遅延調整した遅延調整後の各ｅｘｐｒｅｓｓフレームの状態を示す。Ｐ１出力遅延調整部４１がＰ３可変遅延部６３に設定する遅延調整量の最小値は、「ｅｘｐｒｅｓｓフレームの重なり時間＋Ｅｔｈｅｒｎｅｔの最小ＩＦＧ」となるが、必要により遅延のオーバヘッドを加算してもよい。
【００６５】
一方、高優先遅延調整量＞高優先遅延許容量の場合、Ｐ１出力遅延調整部４１は、実施の形態１と同様、優先度の低いｅｘｐｒｅｓｓフレームを遅延させる遅延制御を行う。図５（ｂ）は、ポート２から入力された優先度の低いｅｘｐｒｅｓｓフレームを遅延調整した遅延調整後の各ｅｘｐｒｅｓｓフレームの状態を示す。Ｐ１出力遅延調整部４１がＰ２可変遅延部６２に設定する遅延調整量の最小値は、「遅延調整前のポート２からのｅｘｐｒｅｓｓフレームの転送開始時刻とポート３からのｅｘｐｒｅｓｓフレームの転送完了時刻との差分の時間＋Ｅｔｈｅｒｎｅｔの最小ＩＦＧ」となるが、必要により遅延のオーバヘッドを加算してもよい。
【００６６】
なお、上記の説明において、ポート３からの優先度が高のｅｘｐｒｅｓｓフレームの転送完了時刻は図５に示すＥであり、遅延調整前のポート２からの優先度が低のｅｘｐｒｅｓｓフレームの転送開始時刻は図５に示すＦである。
【００６７】
以上説明したように、実施の形態２によれば、スイッチ装置は、遅延についての優先度に加え、優先度毎の遅延許容量を設定し、ｅｘｐｒｅｓｓフレームの遅延調整を行うこととした。これにより、優先度の高いｅｘｐｒｅｓｓフレームと優先度の低いｅｘｐｒｅｓｓフレームが出力ポートで衝突した場合でも、優先度の高いｅｘｐｒｅｓｓフレームの遅延調整量があらかじめ設定された遅延許容量以下のときは、優先度の高いｅｘｐｒｅｓｓフレームを遅延させて転送することで、衝突した優先度の低いｅｘｐｒｅｓｓフレームのスイッチ装置内における遅延を緩和させる効果を得ることができる。
【００６８】
実施の形態２において、ｅｘｐｒｅｓｓフレームの優先度を「高」、「低」とし、各優先度に遅延許容量を設定する場合について説明したが、これに限定するものではない。ｅｘｐｒｅｓｓフレームの優先度を数値で表し、数値毎または一定の数値の範囲毎に遅延許容量を設定してもよい。
【００６９】
また、実施の形態２では、具体的にＰ１出力遅延調整部４１を用いて説明したが、一例であり、Ｐ２出力遅延調整部４２、Ｐ３出力遅延調整部４３、Ｐ４出力遅延調整部４４についても、Ｐ１出力遅延調整部４１と同様の遅延制御を行う。
【００７０】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００７１】
１，２，３，４  ポート、１１  Ｐ１受信ＩＥＴ  ＭＡＣ部、１２  Ｐ２受信ＩＥＴ  ＭＡＣ部、１３  Ｐ３受信ＩＥＴ  ＭＡＣ部、１４  Ｐ４受信ＩＥＴ  ＭＡＣ部、２１  Ｐ１フレーム識別部、２２  Ｐ２フレーム識別部、２３  Ｐ３フレーム識別部、２４  Ｐ４フレーム識別部、３１  宛先ポート検索部、４１  Ｐ１出力遅延調整部、４２  Ｐ２出力遅延調整部、４３  Ｐ３出力遅延調整部、４４  Ｐ４出力遅延調整部、５１  多重部、５２  ｎｏｒｍａｌフレームバッファ部、５３  分離部、６１  Ｐ１可変遅延部、６２  Ｐ２可変遅延部、６３  Ｐ３可変遅延部、６４  Ｐ４可変遅延部、７１  Ｐ１送信ＩＥＴ  ＭＡＣ部、７２  Ｐ２送信ＩＥＴ  ＭＡＣ部、７３  Ｐ３送信ＩＥＴ  ＭＡＣ部、７４  Ｐ４送信ＩＥＴ  ＭＡＣ部。
【図１】
2016103700.tif 000003
【図２】
2016103700.tif 000004
【図３】
2016103700.tif 000005
【図４】
2016103700.tif 000006
【図５】
2016103700.tif 000007