JPH0556063A - スイツチングシステム - Google Patents

スイツチングシステム

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JPH0556063A
JPH0556063A JP15011091A JP15011091A JPH0556063A JP H0556063 A JPH0556063 A JP H0556063A JP 15011091 A JP15011091 A JP 15011091A JP 15011091 A JP15011091 A JP 15011091A JP H0556063 A JPH0556063 A JP H0556063A
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JP15011091A
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Naohiko Ozaki
尚彦 小崎
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Hitachi Ltd
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  • Use Of Switch Circuits For Exchanges And Methods Of Control Of Multiplex Exchanges (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】帯域設定可能な音声、動画像等のデータ(帯域
設定した呼のデータ)はセル廃棄率と遅延量を十分低く
抑え、帯域設定が困難なLAN端末等からのデ−タ(帯
域設定していない呼のデータ)は、セル廃棄率を十分に
抑えることができる。 【構成】発生する呼びを使用帯域を申告する第1の呼
と、申告しない第2の呼とに分け、スイッチングシステ
ム内に、第1の呼で使用する第1バッファ22と第2の
呼で使用する第2バッファとを設け、第2バッファ23
からのセルを、第1バッファのセル品質に影響の出ない
ように出力制御すると共に、第2バッファが満杯になる
前に輻輳制御信号を発生し、前段のスイッチングシステ
ムまたは端末装置に対して、第2の呼から発生するセル
の送出を抑制、または停止させるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、広帯域ISDN交換機
の通話路装置等に使用するATM(Asynchron
ous Transfer Mode)スイッチングシ
ステムに係り、特に音声、動画像、デ−タ等のマルチメ
ディア通信を行う際にそれぞれのメディアの特性に合っ
た品質制御を行うのに好適なATMスイッチングシステ
ムに関する。
【0002】
【従来の技術】広帯域ISDN用のATMスイッチング
網の品質制御のための従来方式の1例として、特開平2
−25045号公報に「パケット通信網における帯域割
り当て方式」が提案されている。この方式では、それぞ
れの呼に対して2種類の優先度を設け、第1優先度の呼
に対しては呼設定のときに帯域を確保し、第2優先度の
呼に対しては帯域を確保せずに呼設定を行い、第1優先
度の呼から発生するパケットを第2優先度の呼から発生
するパケットより優先されて処理するようにっしてい
る。この方式によれば、第1優先度の呼に対しては品質
が確保されるが、第2優先度の呼に対しては必ずしも品
質が確保されない。
【0003】ATM方式では、セルと呼ばれる固定長の
パケットで情報が伝送される。複数の入力線からセルを
複数の出力線の何れかにスイッチングするATMスイッ
チにおいては、入力セルが特定の出力線に集中する場合
がある。このため、ATMスイッチングシステムでは、
セル待合せのためのバッファが必要となる。この場合で
も、待合せセルがバッファ容量以上になると、バッファ
から溢れた分だけセルの廃棄が発生する。
【0004】なお、呼設定で帯域が確保されている場
合、単位時間当たりの呼源から来るセル量は一定であ
り、或る一定期間内にスイッチの1つの出力線に到来す
るセル量は、この出力に設定された帯域以上になること
はない。したがって、或る一定期間に1つの出力に集中
するセル分だけバッファを確保すれば、セル廃棄率を十
分低く抑えることができる。また、バッファ内でセルの
遅延量は、或る一定期間に1つの出力線に集中するセル
量によって決まるため、各出力線に設定する帯域を或る
程度小さめにすれば、上記セル量が減り、遅延量を小さ
く抑えることができる。
【0005】呼に対して帯域を確保する方式にすると、
固定レ−トの音声、動画像のように伝送レ−トが一定の
ものに対しては、セル廃棄率や遅延量を低く抑えること
ができ、品質を確保できる。したがって、従来例のよう
に第1優先度の呼に対して帯域を確保して呼設定を行
い、これらを第2優先度の呼より常に優先的に扱うよう
にすれば、第1優先度の呼で発生したセルを、第2優先
度の呼から発生したセルに妨害されることなく伝送で
き、その品質を確保できる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】LAN端末等から発生
するデ−タは、その最大帯域を規定することはできて
も、デ−タ発生が一定でないため平均帯域そのものを予
め設定することは困難であり、上記従来例では、第2優
先度の呼に分類せざるえない。これらの呼に対しては、
遅延量を音声、動画像に比べ遅くしてもよいが、セル廃
棄率だけは十分低く抑える必要がある。一般に、LAN
端末等のデ−タは、伝送途中でセル廃棄が発生した場
合、端末間でデータ再送の制御が行割れる。このデータ
再送が行われると、セル転送の遅延量が増大し、端末間
のスル−プットが低下する。
【0007】一方、ファイル転送で数Mバイト以上のも
のを転送すると、セルが105程度転送されるが、1回
のファイル転送でセル廃棄率を無視できるレベルにする
ためには、10-5数桁下回る値にする必要がある。この
ファイル転送において105個のセルをバ−スト的に転
送しようとすると、上記105を数桁越えるセル量を格
納できるだけのバッファを用意しなければ、セル廃棄率
を十分に低い値とすることができず、これを実現するに
は膨大な量のバッファが必要となる。したがって、従来
例の方式では、LANデ−タのように帯域を正確に設定
できない第2優先度の呼に対して、セルの廃棄率を十分
低く抑えることは極めて困難である。
【0008】本発明の目的は、音声や動画像のようなデ
ータに対してセル遅延量とセル廃棄率を十分低く抑える
ことができ、さらに、LAN端末などのデ−タについて
は、セル廃棄率を十分低く抑えることのできるスイッチ
ングシステムを提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、加入者を使用帯域を設定(申告)する
第1の加入者と、使用帯域を設定(申告)しない第2の
加入者とに分類し、スイッチングシステム内では、セル
バッファを上記第1の加入者用のものと第2の加入者用
のものに分け、第2の加入者用のバッファからのセル出
力を、第1の加入者のセル品質に影響の出ないように制
御すると共に、上記第2の加入者のバッファにセルが格
納できなくなる前に輻輳制御信号を発生し、前段のスイ
ッチングシステムまたは端末が、第2の加入者からのセ
ルの出力を抑制、あるいは停止するようにしたことを特
徴とする。
【0010】
【作用】本発明によれば、帯域設定した第1の加入者か
らのセルは、第2の加入者から発生するセルの影響を受
けないようにスイッチングシステム内で優先的に制御さ
れているため、セル遅延量とセル廃棄率を極めて低く抑
えることができる。また、第2の加入者から発生するセ
ルについては、スイッチングシステム内でバッファ溢れ
が起こる前に輻輳制御信号を発生し、前段のスイッチン
グシステムまたは端末からの出力を抑制、あるいは停止
することにより、スイッチングシステム内でのセル廃棄
が起こらないようになっている。
【0011】
【実施例】本発明の1実施例を図面を用いて説明する。
【0012】図1において、交換機0に入力されるセル
は、入力回線3−1〜3−n上のラインL1−1〜L1
−nからバッファメモリ22または23に格納される。
帯域設定した呼から来たセルはバッファメモリ22に格
納され、帯域設定していない呼から来たセルはバッファ
メモリ23に格納される。バッファメモリ22と23の
何れか一方がセレクタ24によって選択され、出力セル
が出力回線4−1〜4−n上のラインL2−1〜L2−
nへ振り分けられる。
【0013】セレクタ24は、バッファメモリ22のセ
ルを優先的に出力し、例えば、バッファメモリ22に出
力すべきセルがない場合にのみバッファメモリ23のセ
ルを出力することにより、バッファメモリ22のセル
が、バッファメモリ23のセルに妨害されることなくに
出力線に出力されるよう制御する。バッファメモリ22
のセルは、帯域設定された呼源から発生したものであ
り、単位時間当たりの発生セル量が一定となっているた
め、一定期間内に1つの出力線に集中するセル量に見合
った容量のバッファが確保されていれば、セル廃棄率を
実用上支障のない程度に十分低く抑えることができる。
また、バッファ内でのセル遅延時間は、或る単位期間内
に1つの出力線に集中するセル量分で決まるため、各出
力線に許容する帯域を或る程度小さめにすれば、集中す
るセル量を制限でき、セル遅延量を小さく抑えることが
できる。すなわち、帯域設定された呼源にから発生する
セルについては、セル廃棄率と遅延時間を充分小さく抑
えることができる。
【0014】なお、上記構成において、セレクタ24
が、バッファメモリ23からのセルを、例えば、各出力
回線の空き帯域(帯域容量から設定済の帯域を除いた余
裕帯域)、または、それより幾分少ない帯域の範囲内
で、バッファメモリ22のセルと同等、あるいはこれに
優先して出力するようにし、帯域設定していない呼でも
或る程度の帯域が保証されるようにしてもよい。
【0015】入力回線3−1〜3−n上のラインL5−
1〜L5−nから輻輳制御信号が入力されると、バッフ
ァメモリ23からの帯域未設定呼のセル出力が抑制され
る。また、バッファメモリ23が満杯となりセル廃棄が
行われる前に、バッファ内のセル量が或る閾値を超える
と、輻輳制御信号が出力回線4−1〜4−n上のライン
L6−1〜L6−nに出力される。これによって、当該
交換機0に向けて現在セルを送信中の他の交換機または
端末装置に対して、帯域設定されていない呼からのセル
の出力禁止あるいは抑制が要請され、バッファメモリ2
3におけるセル廃棄の発生を回避するようになってい
る。
【0016】上述した入力回線3−1〜3−nおよび出
力回線4−1〜4−n上での輻輳制御信号の伝送方法と
しては、例えば、各セルのヘッダ部分に輻輳制御用のビ
ットを設ける方式、伝送フレ−ム上のフレ−ム信号に輻
輳制御ビットを設ける方式、制御セルによって輻輳制御
情報を伝送する方式等が採用できる。
【0017】図2(a)〜(e)は、トラヒック量と、
バッファメモリ量と、輻輳制御信号の発生との関係を説
明するための図である。図2(a)は、帯域設定した呼
からのトラヒック量を示す。帯域が設定されると、端末
からは予め決まった量だけセルが発生するため、このト
ラヒック量は時間に対して一定となる。図2(b)は帯
域設定していない呼からのトラヒック量を示す。交換機
に入力すべきセルのトラヒック量はバ−スト的に発生す
るが、交換機は帯域設定した呼のセルが優先して出力さ
れるため、帯域未設定セルは出力回線上の残りの帯域で
しか出力されない。
【0018】図2(c)は、図1におけるバッファメモ
リ23の使用メモリ量の変化を示し、図2(d)は、交
換機に実際に入力される帯域未設定の呼のトラヒック量
を示し、図2(e)は、輻輳制御信号の発生を示す。図
2(b)に示したように、実際に要求される入力セルの
トラヒック量よりスイッチからの出力セルのトラヒック
量の方が小さいため、バッファメモリの使用量は次第に
増加するが、バッファ内のセル量が或る閾値を越える
と、セル廃棄が起こる前に輻輳制御信号が発生し、入力
トラヒックを止めるようにフロー制御が行なわれる。そ
の結果、バッファメモリの使用量が減少し、これが或る
閾値より小さくなると、上記輻輳制御信号が止み、入力
トラヒックが再開する。本発明では、このようにバッフ
ァメモリ23においてバッファオ−バ−フロ−が起こら
ないようにフロー制御を行なうことを特徴とする。な
お、帯域設定呼によって占められていない空き状態の帯
域を、帯域未設定呼のトラヒックに或る程度解放した上
で、セル廃棄の発生を避けるようにフロー制御すること
もできる。
【0019】図3は本発明の他の実施例を示す。交換機
に到達した入力セルは、入力回線3−1〜3−n上のラ
インL1−1〜L1−nを経て回線対応部1−1〜1−
nに入力され、さらにラインL3−1〜L3−nを経由
してスイッチ部2に到着する。各ラインからの入力セル
は、スイッチ部2で交換されてラインL4−1〜L4−
nに出力され、回線対応部1−1〜1−nを経由して出
力回線4−1〜4−n上のラインL2−1〜L2−nへ
出力される。
【0020】一方、輻輳制御信号は、入力回線3−1〜
3−n上のラインL5−1〜L5−nから回線対応部1
−1〜1−nに入力され、ラインL7−1〜L7−nを
通ってスイッチ部2に到着する。輻輳制御信号が入力さ
れたとき、スイッチ部2は、帯域未設定呼からのセルの
出力を止める。また、上記スイッチ部2は、帯域未設定
呼からのセルを格納するバッファが満杯になる前に、セ
ル量が所定値に達した時点で、ラインL8−1〜L8−
nに輻輳制御信号を発生することにより、帯域未設定呼
からのセルが回線対応部1−1〜1−nから入力される
のを禁止する。回線対応部1−1〜1−nは、上記輻輳
制御信号を出力回線4−1〜4−n上のラインL6−1
〜L6−nに出力することにより、セル廃棄を防止す
る。
【0021】図4は、図2に示した回線対応部の構成を
示す。回線対応部2は、ラインL1から入力されたセル
の内、帯域未設定呼から来たセルのみをバッファメモリ
11に格納し、帯域設定呼からのセルはセレクタ12に
直接転送する。セレクタ12は、帯域設定呼からのセル
を優先的に出力し、帯域設定呼からのセル出力に空き時
間ができた時、バッファメモリ11のセルを出力させ
る。各入力回線から来るラインL5上の輻輳制御信号
は、そのままラインL7上に出力され、スイッチ部へ入
力される。また、スイッチ部からラインL8を介して輻
輳制御信号を受信すると、たとえ空きタイミングがあっ
ても、バッファメモリ11のセル出力動作は行なわな
い。バッファメモリ11は、セル廃棄が行われる前に、
輻輳制御信号をラインL6に出力し、入力回線へ帯域未
設定呼のセルが発生するのを止める。なお、スイッチ部
からラインL4上に出力されたセルは、ラインL2上に
出力され、出力回線へ出て行く。
【0022】図5は、図3におけるスイッチ部2の詳細
構成の1例を示す。各ラインL3−1〜L3−nから入
力されたセルは、多重器21において多重化され、出力
すべき回線と対応したバッファメモリ22−1〜22−
n、または23−1〜23−nの何れかに1セルずつ振
り分けられる。バッファメモリは、出力回線対応にそれ
ぞれ22−iと23−iの1対のバッファメモリが設け
られ、i番目の出力回線へ出力すべきセルの内、帯域設
定呼から来たセルはバッファメモリ22−iに、また、
帯域未設定呼から来たセルはバッファメモリ23−iに
それぞれ格納される。
【0023】24−1〜24−nは、上記バッファメモ
リ22−1〜22−nのセルがバッファメモリ23−1
〜23−nのセルに妨害されることなく出力されるよう
に制御するセレクタである。各セレクタ24−1〜24
−nは、バッファメモリ22−1〜22−nのセルを優
先的に出力し、もし、バッファメモリ22−1〜22−
nで出力すべきセルがない場合は、バッファメモリ23
−1〜23−nのセルを出力するよう動作する。バッフ
ァメモリ23−1〜23−nのセルを、帯域設定呼が占
める帯域の残り帯域に相当する量、または、上記残り帯
域より幾分少ない帯域の範囲内で、バッファメモリ22
−1〜22−nのセルと同等に出力させるようにしても
よい。このようにすると、帯域未設定呼でも或る程度の
帯域が保証した形でセルを伝送できる。セレクタ24−
1〜24−nから出力されたセルは、ラインL4−1〜
L4−nに出力され、回線対応部を介して出力回線へ出
力される。
【0024】入力回線から回線対応部を通って、ライン
L7−1〜L7−nに発生する輻輳制御信号を受信した
ときは、バッファメモリ23−1〜23−nからセル出
力を禁止する。また、バッファメモリ23−1〜23−
nでセルが溢れる場合には、その前に、輻輳制御信号を
ラインL8−1〜L8−nへ出力し、回線対応部から帯
域設定していない呼からのセルの出力を禁止する。
【0025】図5で、複数に分かれているバッファメモ
リは、例えば、本出願人が特願昭62−174674号
で提案した「スイッチングシステム」の明細書に開示し
た方法で共通化して処理することも可能である。特に、
バッファメモリ22−1〜22−nを共通化すれば、呼
設定した呼のセル廃棄率は共通化しない場合よりもさら
に低く抑えられる。なお、帯域設定した呼に対しては、
輻輳制御によりセル廃棄率を十分低く抑えることができ
る。
【0026】図6は、図3に示した構成における交換機
間の輻輳制御を説明するための図である。この図では、
前段の交換機0から後段の交換機0’へセルが転送され
ていて、交換機間の距離はL(km)としている。後段
交換機は回線対応部に設けたバッファメモリ11’がオ
−バ−フロ−する前に輻輳制御信号を発生し、前段の交
換機のスイッチ部に設けたバッファメモリ23からのセ
ル出力を禁止する。バッファメモリ11’が発生した輻
輳制御信号を前段交換機のバッファメモリ23が受信し
てから、バッファメモリ11’にバッファメモリ23か
らの出力セルが来なくなるまでの間に到来するデ−タ量
(セル数)は、交換機内の処理遅延を無視すれば、ほぼ
交換機間の距離Lに比例する。従って、バッファメモリ
11’の残り容量が上記距離Lに略比例した所定値に達
した時点で輻輳制御信号を発生すれば、バッファメモリ
11’におけるセル廃棄を防ぐことができる。
【0027】図7は、交換機間の伝送距離Lと、各回線
対応部に必要となるバッファメモリの容量との関係を示
している。交換機間の伝送レ−トを150Mbpsとす
ると、交換機間の距離が100Kmのときは約200k
bit、距離500kmのときは約1Mbitのバッフ
ァメモリを用意すればよいことがわかる。
【0028】一般に、音声、動画像等のメディアは、セ
ル廃棄率を或る程度抑え、遅延量も十分低くする必要が
あるが、これらは帯域設定可能な呼として扱うことがで
きる。一方、LAN端末等から発生するセルは、セルが
いつ発生するのか予測しにくいため、帯域設定すること
は難かしいが、セル廃棄率は十分低く抑える必要があ
る。上述した本発明の実施例によれば、これらの要求条
件を満足させることができ、また、帯域設定した第1の
呼の使用していない帯域を帯域未設定の第2の呼のセル
伝送に使用することにより、帯域を有効に活用すること
もできる。
【0029】
【発明の効果】本発明によれば、発生した呼を使用帯域
を指定した第1の呼と、帯域を設定しない第2の呼に分
け、交換機内に上記第1の呼が使用する第1バッファメ
モリと第2の呼が使用する第2バッファメモリとを設
け、第2バッファメモリからのセル出力を、第1の呼の
セルによる通信品質に影響のないように制御すると共
に、第2バッファメモリが満杯になる前に輻輳制御信号
を発生するようにし、前段の交換機または端末装置に対
して、第2の呼からのセルの送出を停止または抑制する
ようしているため、第1、第2の呼びの両方共、セル廃
棄を低減できる。
【0030】また、本発明によれば、帯域設定した第1
の呼は、帯域設定していない第2の呼から発生するセル
の影響を受けないようにスイッチングシステム内でフロ
ー制御されているため、セル廃棄率のみならずセル遅延
量も低く抑えることができる
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による交換機の一実施例を示す構成図。
【図2】本発明による交換機におけるトラヒック量とバ
ッファメモリ量と輻輳制御信号発生の関係を説明するた
めの図。
【図3】本発明による交換機の他の実施例を示す構成
図。
【図4】図3における回線対応部1の詳細を示す構成
図。
【図5】図3におけるスイッチ部2の詳細を示す構成
図。
【図6】交換機間の輻輳制御を説明するための図。
【図7】交換機間の伝送距離と回線対応部に必要なバッ
ファメモリ量との関係を説明するための図。
【符号の説明】
0、0’…交換機、 1−1〜1−n…回線対応部、
2…スイッチ部 3−1〜3−n…入力回線、 4−1〜4−n…出力回
線 11、11’、22、23、22−1〜22−n、23
−1〜23−n…バッファメモリ、 12、12’、2
4、24−1〜24−n…セレクタ 21…多重器。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数の入線の上に多重化されて入力するA
    TMセル(固定長パケット)を複数の出線の中から選択
    された何れかの出線上に多重化して出力するようにした
    スイッチングシステムにおいて、加入者を使用帯域を申
    告する第1の加入者と使用帯域を申告しない第2の加入
    者に分け、上記ATMセルを格納するための第1のバッ
    ファに上記第1の加入者からのATMセルを優先的に受
    入れ、上記第2の加入者に対して上記第1のバッファが
    満杯になる前に輻輳制御信号を発生することにより、上
    記第2の加入者からのATMセルが上記第1のバッファ
    へ転送されるのを禁止するようにしたことを特徴とする
    スイッチングシステム。
  2. 【請求項2】請求項1に記載のスイッチングシステムに
    おいて、前記第1のバッファに前記第1の加入者からの
    ATMセルが存在する場合は、該第1の加入者からのA
    TMセルを出力し、上記第1のバッファに上記第1の加
    入者から出力されたATMセルが存在せず、前記第2の
    加入者から出力されたATMセルのみが存在する場合
    に、上記第2の加入者からのATMセルを出力するよう
    にしたことを特徴とするスイッチングシステム。
  3. 【請求項3】請求項1に記載のスイッチングシステムに
    おいて、前記第1のバッファからATMセルを出力する
    場合に、予め前記第1の加入者から申告された帯域を確
    保しておき、空き帯域の範囲内で前記第2の加入者から
    のATMセルを出力するようにしたことを特徴とするス
    イッチングシステム。
  4. 【請求項4】請求項1、請求項2、または請求項3に記
    載のスイッチングシステムにおいて、各入線に対して前
    記第2の加入者からのATMセルのみを格納するための
    第2のバッファを設け、前記第1のバッファを各出線に
    対して設けておき、前記第1の加入者からのATMセル
    が入線から入力されてないとき、上記第2のバッファか
    ら上記第1のバッファにATMセルを出力するように
    し、上記第1のバッファに上記第2の加入者からのAT
    Mセルを格納できなくなった場合に上記第2のバッファ
    からのセル出力を停止し、上記第2のバッファにATM
    セルが格納されている場合に前記輻輳制御信号を発生す
    ることにより、上記第2の加入者から第2のバッファへ
    のATMセルの転送を禁止するようにしたことを特徴と
    するスイッチングシステム。
  5. 【請求項5】請求項1、請求項2または請求項3に記載
    のスイッチングシステムにおいて、各入線に対して、前
    記第2の加入者から出力されたATMセルのみ格納する
    ための第2のバッファを設け、上記第1の加入者からの
    ATMセルが入線から入力されてない期間内に、上記第
    2のバッファから出線対応に設けた前記第1のバッファ
    にATMセルを出力し、上記第1のバッファが上記第2
    の加入者からのATMセルを格納できなくなった場合に
    上記第2のバッファの出力を停止し、上記第2のバッフ
    ァ内のATMセル量が所定の値を越えた場合に前記輻輳
    制御信号を発生することにより、上記第2の加入者から
    のATMセルが第2のバッファへ転送されるのを禁止す
    るようにしたことを特徴とするスイッチングシステム。
  6. 【請求項6】請求項1、請求項2、請求項3、請求項4
    または請求項5に記載のスイッチングシステムにおい
    て、前記第1の加入者から出力されたATMセルを格納
    するための前記第1のバッファを複数の出線間で共通に
    使用することを特徴とするスイッチングシステム。
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JPH0556063A true JPH0556063A (ja) 1993-03-05

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JP15011091A Pending JPH0556063A (ja) 1991-06-21 1991-06-21 スイツチングシステム

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JP (1) JPH0556063A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5910955A (en) * 1997-03-18 1999-06-08 Fujitsu Limited Switching hub capable of controlling communication quality in LAN
US5943777A (en) * 1995-02-23 1999-08-31 Matsushita Electric Works, Ltd. Dry shaver with a skin stretcher
US5964034A (en) * 1996-06-25 1999-10-12 Matsushita Electric Works, Ltd. Electric shaver having floating trimmer blades, a main blade, and hair raising portions

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