(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディジタル・データの逆多重化セルに使用される送信リンクの接続をテストする方法において：
ディジタル・データのセルが逆多重化される送信リンクのグループを表示し、
グループ内の一つの送信リンク上で、テスト・メッセージを含む一連の逆多重化制御セルを送信し、
他の送信リンク上で、受信テスト・メッセージを含む一連の逆多重化制御セルを受信し、
受信テスト・メッセージを確認し、グループに属する全ての送信リンクを決定するステップを含むことを特徴とする送信リンクの接続をテストする方法。
【請求項２】
請求項１記載の送信リンクの接続をテストする方法において：
前記送信ステップは、
一連の逆多重化制御セル内で、フィールドを設定し、グループ、前記の一つの送信リンク、送信ノードおよび受信ノードを表示し、
予め設定されたテスト・パターンを含む一連の逆多重化制御セルを、前記一つの送信リンク上で送信するステップをさらに含むことを特徴とする送信リンクの接続をテストする方法。
【請求項３】
請求項２記載の送信リンクの接続をテストする方法において：
送信リンクのグループから一連の逆多重化制御セルを受信し、テスト・パターンがそこにコピーされているかどうかを確かめ、
一連の逆多重化制御セルを、グループ内のすべての残りの送信リンク上で送信し、逆多重化送信を開始するステップをさらに含むことを特徴とする送信リンクの接続をテストする方法。
【請求項４】
請求項１記載の送信リンクの接続をテストする方法において：
一連の逆多重化制御セルが、前記一つの送信リンク上で連続的に送信されている間、タイムアウト周期を設定するステップをさらに含むことを特徴とする送信リンクの接続をテストする方法。
【請求項５】
請求項２記載の送信リンクの接続をテストする方法において：
前記の確認ステップは、
テスト・メッセージを、受信された逆多重化制御セル上で監視し、どの送信リンクがそのグループに属するかを決定するステップをさらに含むことを特徴とする送信リンクの接続をテストする方法。
【請求項６】
請求項３記載の送信リンクの接続をテストする方法において：
フレーム中の２つの連続する逆多重化制御セルを送信し、逆多重化送信の間、セル・スタッフィングを表示するステップを含むことを特徴とする送信リンクの接続をテストする方法。
【発明の詳細な説明】
発明の分野
本発明は、ＡＴＭセルを、複数の遅い送信リンク上で透明に送信するための新しいメカニズムに関するものである。本発明は、特に、一連のＡＴＭセルを、遅い速度のＮ個の送信リンク（Ｎは正の整数）上で透明に送信するための新しい方法に関する。
従来技術
Ｔ１／Ｅ１レート（１．５４４／２．０４８Ｍｂｉｔ／ｓ）は、ＡＴＭネットワークスイッチ間の接続と同様に、ＡＴＭネットワークにユーザがアクセスするコストが節約できる有効な方法である。しかしながら、広域エリアネットワークのためのＡＴＭ技術がますます用いられるようになるにつれて、Ｔ１／Ｅ１より高いレートの送信リンクへの要求が増加してきている。Ｔ３／Ｅ３（４４．７３６／３４．３６８Ｍｂｉｔ／ｓ）のような高いレートのリンクは、これらの要求を満たすように設計されている。しかしながら、Ｔ３／Ｅ３リンクのコストは、依然として、多くの場合、非常に高く、全体のレートの現実的な使用に対するコストの割合は、いつも魅力あるものではなく、しかも新たなＡＴＭユーザとサービス・プロバイダに対して十分に正当なものではない。ＡＴＭ逆マルチプレクサ（ＡＩＭ）は、高いレートでサービスを提供するように、集合的にグループ化された複数のＴ１／Ｅ１リンクを用いて、要求を満足させるように提案された。
図１と図２は、ＡＩＭが用いられる２つの構成例を示している。図１は、ユーザがネットワーク・インタフェース（ＵＮＩ）を介してネットワークへアクセスする例を示し、図２は、広帯域インター・キャリア・インタフェース（ＢＩＣＩ）またはプライベート・ネットワーク間インタフェース（ＰＮＮＩ）を介したＡＴＭスイッチ間のリンク接続を示している。
図１、図２において、ＡＩＭの基本的な機能は、一対の動作において、ＡＴＭレイヤから来るＡＴＭセル・ストリームを取り出し、使用されるリンク上にセルを分散させることによって、取り出したＡＴＭセル・ストリームを複数のリンク上で送信し、初期セル・ストリームが、遠端で確実に検索できるようにすることにある。このように、ＡＩＭは、好ましくは、ＡＴＭトラフィックを、それらを接続する複数のリンク上でＡＴＭレイヤに対して透明にする。ＡＴＭレイヤに関する限り、ＡＴＭレイヤはそのレートが現時点で複数のリンク・レートの合計となるパイプを見るだけである。各リンクは、ＡＴＭセルを処理する中間ＡＴＭノードなしで、クリア・モードで実行されるものと推定される。これは、いかなる中間の送信装置によっても、セルが破棄されないことを意味する。
現在は、ＡＴＭ逆多重化プロトコルが提案され、これは、現存のＡＴＭ逆マルチプレクサ、または、すでに市場で使用されている他のＡＴＭ製品を適切に相互動作させる。これらは、現在の標準ＡＴＭ仕様に適合するように、柔軟性を有する。従来のＡＴＭ逆多重化プロトコルのための２つの提案を、以下に説明する。
ＧＦＣビットを用いた新伝送コンバージェンスプロトコル
このプロトコルは、１９９４年９月にストラタコム社によって発行された、「物理レイヤ・サブワーキング・グループ  ＡＴＭフォーラム／９４−０７７５，ＡＴＭ逆多重化メカニズム」に示されている。このプロトコルは、複数のＴ１／Ｅ１リンク上で送信された各セルに含まれる一般的フロー制御（ＧＦＣ）ビットの２つを使い、新しい伝送コンバージェンス（ＴＣ）レイヤを実行する。図３は、ＩＴＵ勧告で定義されたＡＴＭセル構造を示す図である。ＴＣレイヤは、２つのＧＦＣビットで定義される。１つは、フレーミング用、もう１つは、リンク制御用のビットである。フレーミング・ビットは、関連リンク遅延を決定するために用いられ、一方、リンク制御ビットは、逆マルチプレクサの２つの終端の２つのＴＣポイント間の通信、制御、および管理のために用いられる。
ラウンドロビン形式で、リンク上でセルのシーケンスを確立するために、１つ端は、「マスタ」、他端は「スレーブ」と定義される。「マスタ」は、リンク制御ビットを介して実行される制御チャネルを用いて、複数のリンク構成を決定し、それをスレーブに伝える。
しかしながら、このプロトコルは、ＵＮＩアプリケーション・ポイントのみに対して適用できる。なぜなら、ＴＣレイヤを実行するために使用されたＧＦＣビットは、ＵＮＩ用に定義されたセルにのみ存在するからである。対応ビットはＶＰＩフィールドで捕獲されるため、その対応ビットは、ＮＮＩセルではもう使用されない。サービス・プロバイダは、Ｔ１／Ｅ１より高く、Ｔ３／Ｅ３より低いレートで、ＡＴＭトラフィックを運ぶＡＴＭ逆マルチプレクサに関心を持っている。また、このプロトコルは、「マスタ」と「スレーブ」のＴＣポイントを識別する必要があり、ネットワーク・オペレータによって実行されるために、追加設定を行う必要がある。
ビット・パイプ逆多重化
このプロトコルは、１９９４年９月にディジタル・リンク社で発行された、「物理レイヤ・サブワーキング・グループ  ＡＴＭフォーラム／９４−０９５６，Ｔ１およびＥ１のような低速度のＵＮＩ上でのＡＴＭセルの逆多重化」に示されている。これは、Ｎ（正の数）のＴ１／Ｅ１逆多重化に対する仕様のような「ボンディング」（オンデマンド帯域）の定義を要する「ビット・パイプ」逆多重化技術を提案している。
この提案では、どのように、リンクの両端がセルの順序に関する情報を交換して、複数のリンク上で１端から他端へ転送されるかについては明確に述べていない。この提案は、逆多重化を実行する物理レイヤ・プロトコルの存在と配置について述べている。この提案で用いられる逆マルチプレクサは、おそらく、ディジタル・リンク社の「ＤＬ３８００  ＤＳ１  逆マルチプレクサユーザ・マニュアル、１９９３」にあるものと同じである。
上記のユーザのマニュアル中で定義された逆多重化プロトコルは、Ｔ１／Ｅ１ペイロードから抽出されたビットの定義に依存し、複数のリンクを構成し、差分リンク遅延を調整する。このプロトコルは、Ｔ１／Ｅ１フレームとＡＴＭセル記述を扱う装置間で、さらなるディジタル処理を必要とする。また、ＡＴＭセルは、もはや、ＤＳ１／Ｅ１フレームと整合されたバイトではない。これは、ＡＴＭフォーラム  ＵＮＩ  ＤＳ１／Ｅ１  物理レイヤ仕様によって要求されている。このような変化は、すでにＡＴＭ装置を使用しているユーザや、業者や、サービス・プロバイダには迎えられないものである。
ヴァリー（Ｖａｌｌｅｅ）等による１９９７年３月４日発行の米国特許５，６０８，７３３には、上記の問題を解決する方策を記載している。この特許は、ＡＴＭデータ・セルが送信される複数の送信リンク上で特定のラウンドロビン順序を示すＡＴＭシーケンス番号セルを用いている。また、このＡＴＭシーケンス番号セルは、宛先が、その特定のラウンドロビン順序で、ＡＴＭデータ・セルを受信する用意ができているかどうかを示している。
ストラタコム社によるＰＣＴ出願の国際公報ＷＯ−Ａ−９６／０８１２０は、一連の通信セルが通信リンクのセット上で多重化されているＡＴＭ逆多重化通信システムを記載している。各通信セルは、各通信リンクごとの所定のフレーミング・ビット・ストリームのフレーミング・ビットと、各通信リンクごとのメッセージの制御チャネル・ビットを含む。各通信リンクからの入力通信セルは、対応するフレーミング・ビット・ストリームに従って整列される。制御メッセージは、論理識別子のオーダ・リストを特定し、通信リンク上で通信セルの転送の多重化シーケンスを表示する。
先に述べた技術において、複数の逆多重化送信が実行されているときに、発生する問題がある。１以上の逆多重化接続があるとき、関連ノードのグループと同一性の間で混乱が生じる可能性がある。従って、送信リンクをそれらの遠端ノードおよびそれらのグループ化として識別することが重要である。先行技術はこれらの問題について述べていない。
本発明は、逆多重化に用いられる多様な機能を含むものである。
発明の目的
したがって、本発明の目的は、ディジタルデータの逆多重化セルに使用される送信リンクの接続をテストする方法および装置を提供することにある。
さらに、本発明の他の目的は、送信リンクの接続を周期的にテストすることによって、リンクの完全性を維持する方法および装置を提供することにある。
さらに、本発明の他の目的は、逆多重化のために、リンクの追加、削除、およびリンクの再構成を取り扱う方法および装置を提供することにある。
さらに、本発明の他の目的は、逆多重化送信の間、セルをスタッフィングし非同期リンクを適用するための方法を提供することにある。
発明の概要
手短に言えば、本発明は、ディジタル・データの逆多重化セルに使用される送信リンクの接続をテストする方法において：ディジタル・データのセルが逆多重化される送信リンクのグループを識別し、グループ内の一つの送信リンク上で、テスト・メッセージを含む一連の逆多重化制御セルを送信するステップを含む。さらに、この方法は、どれかの送信リンク上で、受信テスト・メッセージを含む一連の逆多重化制御セルを受信し、受信テスト・メッセージを確認し、グループ内の前記の一つの送信リンクの接続を決定するステップを含む。
本発明の他の見地によれば、本発明は、ディジタル・データを逆多重化セルに対して使用される送信リンクの接続をテストする装置に関する。本装置は、ディジタル・データのセルが逆多重化される送信リンクのグループの識別子を設定するための制御セル発生器と、テスト・メッセージを含む一連の逆多重化制御セルを、グループ内の一つの送信リンク上で送信する送信機とを含む。さらに、ホン装置は、受信テスト・メッセージを含む一連の逆多重化制御セルを、どれかの送信リンク上で受信する受信機と、受信テスト・メッセージを確認し、前記の一つのグループ内の一つの送信リンクの接続を決定するメッセージ制御装置とを含む。
【図面の簡単な説明】
本発明を完全に理解し、本発明の目的や利点を完全に理解するために、以下の図面を用いる。
図１は、ＡＩＭ  ＵＮＩを含む構成の例を示す図である。
図２は、ＡＴＭ  ＢＩＣＩまたはＰＮＮを含む構成の例を示す図である。
図３は、国際電気通信連合勧告で定義されたＡＴＭセル構造を示す図である。
図４は、ＡＩＭおよびリンク上でのＡＴＭセルの多重化また分離化を表わす概略図である。
図５は、物理レイヤが使用するための前もって割り当てられたセル・ヘッダを示す図である。
図６は、本発明の第１の実施の形態によるＡＩＭ  ＯＡＭのセルのヘッダ・パターンを示す図である。
図７は、本発明の第１の実施の形態による情報フィールド中のＯＡＭ機能の割り当てを示す図である。
図８は、本発明の第１の実施の形態によるＡＩＭ  ＯＡＭのセルの多重化および分離化を示す概略図である。
図９は、本発明の第１の実施の形態によるＡＴＭデータ・セル送信中のＡＩＭＯＡＭのセルの周期的な多重化および分離化を示す概略図である。
図１０は、本発明の実施の形態を実行するために用いられるＩＣＰセル・フォーマットである。
図１１は、ノードＡが、３つのリンクのグループを用いて、データをノードＢに送信し、２つのリンクのグループを用いて、データをノードＣに送信する状況を示す図である。
図１２は、３リンク・グループ上の典型的なセルのシーケンスを示す図である。
図１３ａおよび図１３ｂは、本発明の第１の実施の形態による処理を開始するアルゴリズムのフローチャートである。
図１４は、図１３ａおよび図１３ｂがどのように接続されるかを示す図である。
図１５は、ＬＩＤ＝１のリンクが、アクティブなＬＩＤ＝０リンクを有するグループに付加されるときの構成を示す図である。
図１６は、本発明のテスト手順のタイミング図である。
図１７は、ノードＢでのテスト・パターンのループを示す図である。
図１８は、テスト・パターン手順が、予期されるＩＭＡに接続されないリンクを検出するために用いられるシナリオを概略的に示す図である。
図１９は、スタッフ・イベントおよびスタッフＩＣＰセルに先行するＩＣＰセルが破壊されるときの事例（１，…，７）を示す図である。
発明の実施の形態
ＡＴＭ逆多重化プロトコルを新たに作成するときに考慮すべき要件がいくつかある。それらを以下に示す。
・新たなプロトコルは、Ｔ１／Ｅ１リンクのような複数のリンク上で、ラウンドロビン形式で分配されたＡＴＭセル・ストリームを多重化し分離化しなければならない。
・新たなプロトコルは、Ｔ１／Ｅ１リンクが用いられている場合に、個別のリンク間で、３２ミリ秒までの差分リンク遅延の調整をしなければならない。
・新たなプロトコルは、リンクが、加えられたり削除される必要があり、または、サービスを提供するには不十分であると考えられる場合には、複数のリンクを再構成しなければならない。
・新たなプロトコルは、ＵＮＩのためだけでなく、ＰＮＮＩやＢＩＣＩのためにも定義されなければならない。
・新たなプロトコルは、ＡＴＭセルのＰＤＨ信号への収束を扱う装置に対して透明でなければならない。
・新たなプロトコルは、ＡＴＭレイヤ・セルを扱う装置に対して透明でなければならない。
本発明は、上記の要件のすべてを達成し、先に述べた問題を解決する。本発明は、新たなＡＴＭ逆多重化方式に関する。この方式は、物理的なレイヤ動作管理と適切に定義された保守（ＯＡＭ）セルを用いている。このＯＡＭセルは、価値のある情報を含み、ＡＴＭ逆多重化メカニズムが適切に動作するように定義される。また、リンク故障状況を処理する機会を提供する。
新たに定義されたＯＡＭは、ＡＩＭ  ＯＡＭセルまたはＡＩＭシーケンス番号（ＳＮ）セルと呼ばれ、主に、セル・シーケンス番号およびフィードバック・リンク状態フィールドを運ぶように設計される。ＳＮセル中のシーケンス番号は、入力リンクから初期セル・ストリームを再生する受信機端で使用できるようになる。フィードバック・リンク状態は、受信機がそれ自身のＳＮセルを送信することによって、それが受信機セルであり、また、同じラウンドロビン・メカニズムの整数部分であるということを送信機に知らせるように使用される。すなわち、シーケンス番号は、両端で異なっても、いずれかの方向のフィードバック・リンク状態値ＳＮセルは、互いに一致しなければならない。受信機がそれ自身のＳＮセルが受信セルであるということを送信機に応じて送信するとき、受信機は、後続のＡＴＭデータ・セルを受信する用意ができていることを、実際に知らせる。
図４は、ＡＴＭセルがどのように多重化され、その後、どのようにＡＩＭ上で一方向に分離化されるかを示している。送信ノードで、ＡＩＭ１０は、ＡＴＭレイヤ装置から一連のＡＴＭセルを取り出す。それは、ＡＴＭセルを分散させ、各セルを各Ｎ個（Ｎは、正の整数）の送信リンク上で送信する。送信の順序はラウンドロビン形式による。この処理は、逆多重化と呼ばれる。受信ノードで、Ｎリンクからのセルは、逆分離化（アセンブル）され、ＡＩＭ１４によって、ＡＴＭレイヤ装置に送信される。このノードでは、同じ順序を用いて、セルの適切なシーケンスを再生しなければならない。両方のノードは、用いられるべきラウンドロビン順序を知っていなければならない。したがって、初期設定にあたって、両方のＡＩＭは、一連のＳＮセルを、ラウンドロビン形式で、Ｔ１／Ｅ１などのリンク上で送信する。このため、受信機ＡＩＭは、両方のノードで、シーケンスを確立でき、そのシーケンス中で、関連リンク遅延を調整すると同時に、入力リンクからセルを読むことができる。
上述のように、ＳＮセルは、また、各Ｔ１／Ｅ１リンクで使用される他のフィールドを有し、両方のＡＩＭが同一のリンクのラウンドロビンに属することを示す。この情報は、その後、ローカルで使用され、対応するローカル・ノードで、ラウンドロビン中でリンクを追加すべきか、除去すべきか、維持すべきかどうかを決定する。
リンクによって発生したリンク構成の変更が、追加され、除去されたとき、またはダウンしていると宣言されたとき、各ノードは、一連のＳＮセルを送信し、遠端ノードが、セルのシーケンスを再確立し、入力リンクから読みだせるようにする。
本発明のプロトコルは、ＡＴＭ逆マルチプレクサによって、排他的に処理されるように定義される物理レイヤＯＡＭセルを必要とする。新たなセル構造は、国際電気通信連合勧告Ｉ．３６１で定義されたセル構造と一致しなければならない。図３は、Ｉ．３６１で定義されたＵＮＩ／ＮＮＩ  ＡＴＭセルの構造を示している。国際電気通信連合勧告Ｉ．３６１とＩ．４３２は、ＶＰＩとＶＣＩフィールドがゼロに設定されるヘッダから成るＡＴＭセルが、物理レイヤによって使用されるために予約されることについて述べている。これまでは、セル・ヘッダの予め割り当てられた３つの値が、物理レイヤに使用されるように予約されていた。これらは、図５に示されている。
本発明の第１の実施の形態の物理レイヤＯＡＭセルは、ＰＴフィールドを「１１１」に、またはそのようなコードに設定することによって、割り当てられていない値を用いるように定義される。これは、図６に示される。
ＡＩＭ  ＯＡＭセル・ペイロードは、ＡＩＭ間の情報を交換するために用いることができる。このセル・ペイロードは、図７にその位置が示されている一連のフィールドから成る。
以下のフィールドは、本発明の第１の実施の形態によるＡＩＭプロトコルに対して識別される。
・ＡＴＭ逆多重化遠隔障害表示器（ＡＴＭ-RDI）−１つのオクテットが割り当てられ、提案されるコードは、すべて「１」である。
・ＡＴＭ逆多重化遠端受信機準備完了（ＡＩＭＦＥＲＲ）−１つのオクテットが割り当てられ、提案されるコードは、すべて「１」である。
・ＡＴＭ逆多重化セル・シーケンス番号（ＡＩＭＣＳＮ）−ＡＴＭ逆マルチプレクサによって扱われる複数のリンク上で送信されるセルのシーケンス番号を含むように定義される。これは、ＡＴＭ逆マルチプレクサが、３２ミリ秒までのリンク遅延を吸収するように十分に大きい周期を持つように設計される。１６ビットが、ＡＩＭＣＳＮフィールドに割り当てられる。その後、計算は、モジュロ６５５３６で行われる。
・セル・エラー制御（ＣＥＣ）−セル・ペイロード中のエラー検出に用いられる。国際電気通信連合勧告Ｉ．４３２で提案されるＣＲＣ１０で提案される。
・予約フィールド（Ｒ）−オクテット・パターン「０１１０１０１０」を含む。これは、国際電気通信連合勧告Ｉ．３６１で提案されるアイドル・セルのオクテット・パターンと同じである。
図８を用いて、本発明の第１の実施の形態によるＡＴＭ逆多重化プロトコルの詳細を説明する。ここでは、簡略化のために、一方向しか示していない。送信リンクはすべてＴ１／Ｅ１リンクであるが、もちろん、リンクはすべてのリンクが同一速度である限り、Ｔ１／Ｅ１と異なる速度を有しても良い。送信ノード２０は、ＡＴＭレイヤから、一連のＡＴＭデータ・セルから成るディジタル・データを集める。送信ノードにおけるＡＴＭ逆マルチプレクサ（ＡＩＭ）は、複数のリンク２４上で分散され、受信機ノード２６へ送信される。受信機ノードにおけるＡＩＭは、リンクから受信したＡＴＭデータ・セルを適切な順序で再構成し、それらをＡＴＭレイヤに送信する。
リンク開始
接続が開始するとき、両方のノードでＡＩＭは、使用リンク上で、ラウンドロビン形式で、伝送セル・シーケンス番号を運ぶＡＩＭ  ＯＡＭセル（ＡＩＭ  ＳＮセル）を挿入し始める。セルのシーケンスは、セルが仮想リンク（Ｎ物理リンクから成る）に送信されなければならない順序に基づいている。しかしながら、このシーケンス番号は、ＳＮセル上でのみ運ばれる。このシーケンス番号割り当てによって、受信ＡＩＭは、オリジナルのセル・シーケンスを検索できるようになる。受信ノードは、個々のリンク間の差分遅延と同様に、入力リンクからＡＴＭデータ・セルを読み出すシーケンスを決定するまで、受信されたＡＩＭ  ＳＮセルを待ち行列に並べる。その後、それ自身のＡＩＭ  ＳＮセルの送信を開始する。そのとき、ＡＩＭＦＥＲＲフィールドは、現在「準備完了」と考えられる各リンクに対して「１」に設定され、ＡＴＭトラフィックを受信できるようにする。
このときから、受信ノードは、リンクから入力されるセルのシーケンスを知ることになる。もし、そのときセルが存在し、ＡＩＭ-RDIが入力リンク上に受信されていない場合には、リンクは使用されていると考えられる。
送信ノードがＡＩＭ  ＳＮセルの送信を開始すると、送信ノードは、１００ミリ秒のタイムアウトを開始する。このタイムアウト内で、受信ノードは、リンクから受信しているＡＩＭ  ＳＮセルのシーケンスを決定する。送信ノードが、「準備完了」信号を、初期設定の際に使用されていたと考えられすべてのリンクから受信しないかぎり、タイムアウトは終了する。
タイムアウトが終了すると、「準備完了」リンクがなければ、ローカル・ノードは、リンクの使用を（セルの存在を用いて）再評価し、ＡＩＭ  ＳＮセルを使用リンク上で送信し始め、タイムアウトを再び開始する。この処理は、少なくとも１つの使用リンクが準備完了であると宣言されるまで、繰り返される。
すべての使用リンクから「準備完了」信号を受信することによってタイムアウトがキャンセルされるとき、または、タイムアウトが終了して、少なくとも１つのリンクが準備完了となるとき、ローカル端は、ＡＴＭレイヤ・セルを、「準備完了」リンク上で、または、初期設定時に使用された同じラウンドロビン順序を用いるリンク上で、送信し始める。
各ＡＴＭレイヤ・セルは、それに割り当てられたシーケンス番号を獲得するが、ＡＩＭ  ＳＮセルのみが、その番号をリンク間で運ぶ。ＡＴＭレイヤ・セルの送信開始後に、両方のノードは、一連の「ｎ」個のＡＩＭ  ＳＮセルをリンク上で周期的に送信し、受信ノードがリンク間で差分遅延を再調整できるようにする。「ｎ」の値は、ＡＴＭレイヤ・セルを運ぶために使用される「準備完了」リンクの数と等しい。これは、常に、正しい順序で、複数のリンクからセルを読み出しているかどうかを決定するために、受信ノードが常にＡＩＭ  ＳＮセルを走査しているということを意味している。「ｎ」個のＡＩＭ  ＳＮセルのバーストがどのくらいの頻度で送信されるかは、リンク使用に依存しているが、本発明の第１の実施の形態によれば、最大限の周期は５０ミリ秒に設定される。図９に、複数の送信リンクから成る仮想リンク上で送信されたセルの例が示されている。
リンク再構成
上述のように、本発明のプロトコルは、また、リンク再構成も扱っている。再構成が起きる３つの可能なケースについて述べる。
・新たなリンクは、ラウンドロビンに付加されなければならない。
・リンクは、意図的にラウンドロビンから除去されなければならない。
・リンクは、サービスを提供するには不十分だと宣言されなければならない（たとえば、故障によるダウン）。
初めの２つの場合、ノードは、接続開始に対して、同じ初期設定処理を実行することによって、リンクを再構成する。すなわち、リンクの間で、ラウンドロビン順序を選択し、選択されたラウンドロビン順序を用いて、ＡＩＭ  ＳＮセルの送信を開始する。受信ノードは、ＡＩＭ  ＳＮセルの発生を見て、トラフィックの送信を終了し、それ自身のＡＩＭ  ＳＮセルの送信を開始し、一方、入力リンクからトラフィックを受信するようにそれ自身を調整する。残りのプロトコルについては、開始のところで先に述べた通りである。
故障条件を報告する２つの可能な場合がある。
１）デリニエーション（delineation）損失（ＬＣＤ）故障条件を通して報告された媒体の問題。
この場合には、対応リンクはサービスには使えない。ＬＣＤを検出しているときは、「１」に設定されているＡＩＭ−ＲＤＩを含むＳＮセルは、対応の出力リンク上で送信されなければならない。ＡＩＭ−ＲＤＩを含むＳＮセルは、有効なシーケンス番号を運ばない。遠端で、ＡＩＭ−ＲＤＩ信号の検出は、リンクが使用されないことを示す。従って、もしＬＣＤまたはＡＩＭ−ＲＤＩが検出されれば、リンクはもはや有効ではなくなり、両側でラウンドロビンの一部にならない。これが起こると、ＳＮセルは、残りのリンク上で再び送信され、２つの終端間の接続を再び確立する。
２）  ＬＣＤまたはＡＩＭ−ＲＤＩが報告されることなく、セルは失われる。
例えば、少数のセルが、セル・ヘッダ中のビット・エラーのために、物理レイヤ装置によって破棄されるときに、これは発生する。これによって、セル・シーケンスは影響を受けるようになる。１つの兆候として、先のセルの１以上が失われいるため、番号が期待される番号と同じでなくなったＳＮセルの検出がある。この場合、受信機バッファリング・システムを再調整することによって、部分的に問題が訂正されることもある（ＳＮセル番号と期待される番号との違いが小さいと仮定した場合）。他の兆候は、他のすべてのリンク上でＳＮセルのバーストを得ているとき、１つのリンク上でＳＮセルがない場合である。この場合には、ローカル端は、リンクが再構成されることを余儀なくさせる。もし上述の兆候が所定の期間内に再び起きれば、不良のリンクは、ラウンドロビンから除去されなければならない。
リンク再構成は、１つのリンクが、遠端（受信）ノードからセルを受信するのに時間がかかりすぎるときにも発生する。すなわち、例えば、３２ミリ秒内にセルを受信しない場合である。
セル・シーケンス番号範囲
ＡＴＭ逆マルチプレクサは、本発明の第１の実施の形態によれば、３２ミリ秒までの個々のリンク間の差分遅延を吸収しなければならないため、また、このシステムは、最大８個のＴ１／Ｅ１リンクを扱う必要があるため、そのような遅延に適応するためモジュロが十分に大きいシーケンス番号を持つ必要がある。
実際の例として、下記のＥ１のパラメータについて説明する。
・全レート：２．０４８Ｍｂｉｔ／ｓ
・ペイロード・レート：（３０／３２）×２．０４８Ｍｂｉｔ／ｓ＝１．９２Ｍｂｐｓ
・ＡＴＭセル：５３バイト
・ＡＴＭセル周期時間：２２１ミリ秒
・ＡＴＭセル／３２ミリ秒＝１４４セル
各リンク上の３２ミリ秒までの遅延に対して、各リンク上で、少なくとも、同じ長さの時間だけ、セルを待ち行列に並べる必要がある。従って、この例では、これは、２つのリンク間で１４４セルの期間までの遅延が可能であるということを意味する。ＡＴＭ逆マルチプレクサは、最大で８個のＴ１／Ｅ１リンクを扱うことができる。従って、１００８セル（１４４×７セル）までのセルが、一時に、ＡＴＭ逆マルチプレクサによって、待ち行列に並べられなければならない。これは、この構成をカバーするために十分な大きさのシーケンス番号モデュロを要求する。第１の実施の形態による簡単な事例として、モデュロ６５５３６を有する１６ビット・カウントの使用がある。
本発明のＡＴＭ逆多重化プロトコルは、以下の特性がある。
・ＵＮＩ、ＢＩＣＩ、ＰＮＮＩに適用できる（ＡＴＭネットワーク中で適用できるポイントにおいて）。
・現在、定義されているセルのＡＴＭセル・ヘッダに影響を及ぼさない。
・ＡＴＭセルをＴ１／Ｅ１に収束処理する現在のＡＴＭ物理レイヤ装置に対して変更を必要としない。
・ＡＴＭレイヤに対して透明に動作する。
・ＡＴＭレイヤ・セルの処理を扱う現在の装置に対して変更を必要としない。
・新しいリンクが付加され、削除される場合、またはサービスを提供するには不十分だと考えられる場合には、開始時には、使用リンク間で自己構成を行い、複数のリンク間で自己再構成を行う。
・リンク間の大きい差分遅延の要求に十分合う程度にモデュロが十分大きいシーケンス番号を含む。
本発明の第１の実施の形態によれば、特別な逆マルチプレクサ制御プロセッサ（ＩＣＰ）セルが生成される。ＩＣＰセル・フォーマットは図１０に示される。この実施の形態では、ＡＴＭセルはＮ個のリンク上で送信される。ここで、Ｎは正の整数である。セルＩＤはＩＣＰセルに対して設定され、ＬＩＤは、使用されているリンクを識別する。図１１に示されるように、ノードＡは３つのリンクのグループを用いて、データをノードＢへ送り、他の２つのリンクのグループを用いてデータをノードＣに送ってもよい。ノードＡおよびノードＢは、１つのＩＭＡグループを形成し、ノードＡおよびノードＣは別のグループを形成する。ＩＭＡグループは、ＩＭＡ  ＩＤ（ＴｘおよびＲｘ）によって識別される。各リンク上のＡＴＭセルは、セルの所定の番号（例えば、Ｍ）でグループ化され、ほぼ同じ時間スケールに属するＩＭＡフレームを生成する。ＩＭＡフレーム・シーケンス番号フィールドは、各グループ中のセルを計算する。図１２は、３つのリンク・グループ上のセルの典型的なシーケンスを示す。一つのＩＣＰセルが、各リンクの各グループ中の設定位置で送られる。Ｍは任意の数で、例えば、３２，６４，１２８，２５６である。図において、ＩＣＰセルは、リンク０上で、０に設定されたセル・オフセットを有する（すなわち、これらはＩＭＡフレームにおける第１のセルである）。リンク１では、ＩＣＰセルは、３に設定されたＩＣＰセル・オフセットを有し、リンク２では、ＩＣＰセルは、１に設定されたＩＣＰセル・オフセットを有する。実際には、これらのＩＣＰセルは、ＩＭＡフレーム上でより大きく分布するが、図には簡略化のため、より近くのものがが示されている。ＩＣＰセルは、また、スタッフィング動作とテスト制御動作に関するフィールドを含み、この両方の詳細は、以下に説明される。
状態および制御変更識別フィールドは、リンク状態フィールド値の更新を示すために用いられる。この値は、歩進され、少なくとも１つのリンク状態フィールド上の変更を表示する。フィールドは、また、タグとして使用され、リンク状態の時間変化を区別する。リンク状態フィールドに変化が現れない限り、フィールドは、常に、同じ値に設定されたままである。もし、１以上のリンク状態フィールドを修正する必要があれば、新しく歩進されたリンク状態値を有するＩＣＰセルがすべてのリンク上で送信される。
グループ状態および制御フィールドは、接続開始時のリンクのグループ状態、並びにリンク付加および放棄手順を示すために使用される。特に、開始手順は、もし、リンクの１つが、グループの一部である基準の全てに合わない場合（例えば、遅延同期の損失における入力／出力リンクに対応した欠陥が除去されたリンクの場合）には、複雑なものになる。この場合、オペレータが介入して、リンク・グループから悪いリンクを取り除く必要がある。図１３ａおよび図１３ｂは、図１４に示されるような方法で組み合わされ、本発明の第１の実施の形態による開始手順のアルゴリズムのフローチャートを示している。開始する前に良好であるグループ中のＮ個のリンクすべてを要求するかわりに、本発明の手順は、サービスに使用されるＮ個の「良好な」リンクの内で少なくともＰ個のリンクがある限り、実行される。良好なリンクは、グループの一部であり、受容可能なリンク差分遅延を有すると認識され、展示リンクおよびフレーム損失の欠陥でないリンクと定義される。Ｐの値は、Ｎより小さい任意の数字である。また、図は、グループ開始が放棄され、後に再開される場合を示している。
ＩＣＰフォーマットは、また、開始、リンク付加またはリンク再活性化のときに、リンクの接続をテストするフィールドを含んでいる。特に、プロトコルは、グループに属するリンクの適切な接続を常に確実にする。例えば、図１５においては、ＬＩＤ＝１のリンクが、アクティブ・ＬＩＤ＝０のリンクのグループに付加されるときを示している。２つの新しいリンク（ＬＩＤ＝１であるリンク）は、予期される構成に関して、逆接続される。ＬＩＤとＩＭＡ  ＩＤの両方が、２つの独立したＩＭＡに対して同一であるというところに、難しさがある。これによって、検出されない無効な構成が生じることがある。この種の問題は、開始時、リンク付加時またはリンク再活性化のときに発生することがある。例えば、同一のＬＩＤやＩＭＡ  ＩＤを有しまたは有しない他のリンクと偶然に逆になるので、リンク故障を展示したリンクを再活性化することが可能になる。ＩＭＡ  ＩＤは、また、ループバック状態を検出するために使用される。この問題は、ＩＭＡ仮想リンクの両端のノードが、同じＩＭＡ  ＩＤを使用したいときに起こる。本発明は、この問題についても、述べている。
本発明の第２の実施の形態によれば、上記の問題は、ＩＣＰセルに含まれるテスト・パターンをリンク上で送信して確認にすることによって解決できる。テスト・パターンは、遠端ノードで、グループ中のすべての他のリンク上でループバックされる。これによって、テストされたリンクは、他のリンクとして、確実に同じ終端ノードに接続される。
あるＩＭＡノードは、１以上のリンクが同じ遠端ＩＭＡノードに接続されるかどうかを決定したいときには、テスト用の１つのリンクを選択する。図１６は、本発明のテスト手順のタイミング図を示す。送信ノードは、ＩＣＰセル中でリンク・テストをするために、Ｔｘテスト制御フィールドを設定する。ＬＩＤ、ＴｘＩＭＡ  ＩＤ、ＲｘＩＭＡ  ＩＤを識別し、テスト・パターンをセルに挿入し、同じＩＣＰを送信し続ける。受信端ノードはＩＣＰを受信し、Ｔｘテスト・パターンをＲｘテスト・パターン上にコピーする。これは、Ｒｘテスト・パターン上にコピーされた同一のテスト・パターンを、すべての出力リンク上で送信し続ける。図１７は、ノードＢでのテスト・パターンのループを示している。送信ノードは、他のリンク上で戻されたＲｘテスト・パターンを受信し確認する。送信ノードは、同じＩＭＡグループに属するすべてのリンクを知ることになる。
図１８は、テスト・パターン手順が、予期されたＩＭＡに接続されないリンクを検出するために使用される構成を図にしたものである。ＬＩＤ＝１であると識別されたリンクは、ＬＩＤ＝０であるリンクを用いて、現存するグループに付加される。リンク３０は、ＩＭＡ  Ｂテスト・パターンを運び、ＩＭＡ  Ａによってループバックされる。リンク３２とリンク３４は、ＩＭＡ  Ｄテスト・パターンを運び、ＩＭＡ  Ｂにループバックされる。この場合、誤ったテスト・パターンは、ＩＭＡ  Ｂによって受信される。テスト・パターン・ループバックを命令していなければ、ＩＭＡ  Ｂは、正しいテスト・パターンを受け取らないだけのことである。
テスト・パターン手順は、また、いくつかの異常な事例を取り扱う。それらの１つに、同じ遠端ＩＭＡノードに接続される２つのＩＭＡが、同時に開始しようとする場合がある。遠端（受信端）ノードは、どのリンク・セット（１つの端に対応する）に接続されたいか決定しなければならない。このためには、被受信端がグループの一部となるリンクを選択する必要がある。上述のように、受信端は、グループの一部である１以上のリンク上または認識される可能性のある１以上のリンク上で、確認されたテスト・パターン・コマンドにのみ応答する。
第３の実施の形態では、リンク・グループ内で互いに非同期のリンクを使用するために、スタッフ・セルが挿入され、リンク間のセル・レート・デカップリングを制御する。送信ノードは１つのクロック・ソースまたはプレシオクロナス（plesiochronous）であってもよい。プレシオクロナス（plesiochronous）のときには、送信ノードのバッファの１つは、空になってもよい。アンダーランを防ぐために、セル・スタッフィング手順が実行される。１つのクロック・ソースがあると、バッファは空にならない。送信ノードは、セルがＩＭＡフレーム内の所定の位置でスタッフィングされたことを示すＩＣＰを送信する。位置が示されるかぎり、任意のセルがスタッフィング用に用いられ、それによって受信ノードはそれを除去することができる。実際、この実際の形態においては、送信ノードは、「このセルは、２つのスタッフ・セルのうちの１つである」ことを示すスタッフ・コードを含むＩＣＰセルを繰り返す。受信ノードは、ＩＣＰセルのスタッフ表示を用いて、いつ、入力セル・ストリームからスタッフ・セルを除去するかを決定する。受信ノードは、正しいＣＲＣ−１０を有する少なくとも１つのＩＣＰセルに依存する。より強固なアプローチによって、有効なコードの大多数を探すことができる。
図１９は、スタッフ・イベントに先行するＩＣＰセルとスタッフＩＣＰセルが破壊されるときの事例（１，…，７）を示している。破壊されたセルは、図中で×印で描かれている。ＳＩＣＰは、スタッフィング制御セルを示している。受信ノードは、事例１，２および３の同期を維持する。受信ノードは、事例４，５および６の同期を選択的に維持する。受信ノードは、ｂ＞２および１以上の先のＩＣＰセル上でスタッフ表示を通過させるとき、選択的に事例７の同期を維持する。「ｂ」は、リンクＯＩＦ（ＩＭＡフレームの外）を宣言する前に、無効／破壊されたＩＣＰセルの数である。
【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８】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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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１３ａ】
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【図１３ｂ】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１６】
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【図１９】
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