JP2598020B2

JP2598020B2 - ループ通信システムのタイムスロット割り当て方式

Info

Publication number: JP2598020B2
Application number: JP62154521A
Authority: JP
Inventors: 茂明谷本; 忠萱野; 宏文唐澤; 治山岸; 知雄国京
Original assignee: Toshiba Corp; Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1986-06-24
Filing date: 1987-06-23
Publication date: 1997-04-09
Anticipated expiration: 2012-04-09
Also published as: JPS63107251A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の構成］（産業上の利用分野）本発明は、ループ通信システムのタイムスロット割り
当て方式に関する。

（従来の技術）情報処理技術の発展にともない、分散設置された複数
の情報処理装置をそれぞれ局を介して情報伝送路に接続
し、これらの情報処理装置間で情報伝送を行うシステム
が種々開発されている。しかも近年において、この種の
システムは、ローカルエリアネットワーク（LAN）から
メトロポリタンエリアネットワーク（MAN）へと大規模
化しつつある。

第14図はこのようなシステムのうちループ通信システ
ムの概略的な構成を示す図である。

同図に示すループ通信システムは、制御局（SVS）１
と複数の局（STN）３−１、３−２、…、３−ｍとが光
ファイバ等によって構成される伝送路５を介してループ
状に接続されてなるものである。

そして、制御局１および各局３−１、…に、それぞれ
たとえばコンピュータや会議システム等の端末装置が接
続され、これら端末装置の間で通信が行われる。

第15図は第14図に示したシステム等の通信において使
用されるフレームのフォーマットの一例を示す図であ
る。

同図に示すフレーム７は、フレーム同期領域９と制御
領域11とデータ通信領域13とからなる。

フレーム同期領域９は、フレームの最初を示すもので
ある。制御領域11は、固定長のものであり、制御局１と
各局３−１、…との制御に使用される。データ通信領域
13は、複数のタイムスロットで構成される。各局３−
１、…は、データ通信領域13のタイムスロットを使用し
て通信を行う。

ところで上述したループ通信システムにおいて、ある
局が通信を行うときには、タイムスロットをその局に割
り当てる必要がある。そして、このようなタイムスロッ
ト割り当て方式として、従来から集中管理方式や固定割
り当て方式等がある。

集中管理方式は、以下のように行われる。

すなわち、制御局１はタイムスロットの管理を行う。
各局３−１、…は、通信を行う時ごとに、タイムスロッ
トの割り当てを制御領域11を用いて制御局１に要求す
る。制御局１はこの要求に応じて所定のタイムスロット
を各局３−１、…割り当てる。そして、各局３−１、…
は割り当てられたタイムスロットを用いて通信を行う。

第16図はこの集中管理方式における局３−１と制御局
１と局３−２との応答を示す図である。

上述したように、まず発呼側である局３−１が制御局
１に対しタイムスロット割り当てを要求すると、制御局
１はこのタイマスロット割り当てに応答して局３−１に
対し所定のタイムスロットを割り当てる。この後、発呼
側である局３−１が被呼側である局３−２に対し発呼要
求を行うと、局３−２はこれに対する着呼応答を行う。
これにより、局３−１と居３−２とが接続される。しか
る後、局３−１と局３−２との間で上述の如く割り当て
られたタイムスロットを用いてデータの伝送が行われ
る。

しかしてこのような集中管理方式では、必要なときに
必要なだけタイムスロットの割り当てを行っているの
で、スロットの使用効率は非常に高いものとなる。

しかしながらこのような方式では、通信を行うごと
に、局と制御局との間で上述したようなタイムスロット
割り当て処理が必要とされるため、通信要求から回線接
続までに時間がかかるという問題がある。また、制御局
にタイムスロット要求処理のための負担が集中し、制御
局のレスポンスが低下することがある。

一方、固定割り当て方式は、あらかじめすべてのタイ
ムスロットを各局に割り当てておくものである。

この場合、タイムスロットが各局に割り当てられてい
るので、制御局へのタイムスロット割り当て要求は発生
しない。したがって、上述した集中管理方式のような通
信要求から回線接続までの時間の遅れや制御局の負担増
加は少ない。

しかしながらこの方式では、ある局の割り当て分のタ
イムスロットがすべて使用中であれば他の局に空スロッ
トがあっても呼損が発生してしまうので、スロットの使
用効率は低く、呼損が発生しやすいという問題がある。

（発明が解決しようとする問題点）このように従来のループ通信システムのタイムスロッ
ト割り当て方式では、呼損を発生させずにタイムスロッ
トの使用効率を高くし、かつ接続時間を短縮することは
困難であるという問題がある。

本発明はこのような問題を解決するためになされたも
ので、回線接続が速くかつ制御局の負担が少なく、しか
もタイムスロットの使用効率の高いループ通信システム
のタイムスロット割り当て方式を提供することを目的と
している。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）すなわち本発明のループ通信システムのタイムスロッ
ト割り当て方式は、制御局と複数の局とが伝送路によっ
てループ状に接続され、固定長の制御領域と複数のタイ
ムスロットで構成されたデータ通信領域とからなるフレ
ームを前記伝送路上に周回させ、前記各局間に割り当て
られた前記データ通信領域のタイムスロットを使用して
通信を行うループ通信システムのタイムスロット割り当
て方式において、前記データ通信領域のタイムスロット
をあらかじめ制御局と各局とに一定の割合で、またはそ
れぞれ固有の量で割り当て、各局は制御局によって自局
に割り当てられたタイムスロット中の空きタイムスロッ
トを使用して通信を行い、割り当てられたタイムスロッ
ト中の空きタイムスロットが下限値以下となったとき、
その不足分を制御局用に割り当てられたタイムスロット
から補充し、割り当てられたタイムスロットの空きタイ
ムスロットが上限値以上となった場合には、その剰余分
を制御局へ返却する処理をデータ送受信の処理と平行し
てバックグランドで実行するようにしたものである。

（作用）各局にはあらかじめ一定またはそれぞれ固有の量のタ
イムスロットが割り当てられており、各局はこのタイム
スロットを用いて通信を行う。

各局はこのタイムスロットが下限値を下回った場合、
制御局からタイムスロット補充し、この補充されたタイ
ムスロットと予め与えられたタイムスロット中の空きス
ロットを用いて通信を行う。

また各局は空きスロットが上限値を超えると制御局に
タイムスロットを返却する。

（実施例）以下、図面に基づいて本発明の実施例を詳細に説明す
る。

なお、以下に示す実施例におけるループ通信システム
の構成は従来例の第14図に示したものと同様であり、ま
たこのシステムに使用されるフレームのフォーマットは
従来例の第15図に示したものと同様であるため、重複し
た説明は省略し同図に示す要素と同一の要素には同一の
符号を付して説明する。また、以下に示すタイムスロッ
ト内のデータは、mB1C符号化されているものとする。

ここで、まずこの実施例のシステムの制御局１および
局３−１…のハードウェアの詳細を説明するが、制御局
と局３−１…とは同一のハード構成となっているため、
これらをまとめて説明する。

第９図はこれら制御局１および局３−１…の構成を示
すブロック図である。

これら制御局１および局３−１…は、同図に示すよう
に、受信部102、送信部104、フレーム制御部106、送受
信制御部108、CPU110、メモリ112、回線交換インタフェ
ース114から構成される。

受信部102は伝送路５上のシリアルデータからクロッ
クを抽出し、フレーム制御部106に受信クロックと受信
データを出力する。

送受部104はフレーム制御部106から送信データと送信
クロックとを入力し、送信クロックと同期したシリアル
データを伝送路５上に送出する。

フレーム制御部106は受信部102を経由して入力される
受信データからフレームを検出し、この受信データをパ
ラレルデータとして送受信制御部108に出力する。

送受信制御部108はフレーム制御部106から入力される
パラレルデータをスロット番号に対応したポートに振分
ける。

CPU110はコンフィギュレーション時に送受信制御部10
8における制御部（後述する）内のレジスタに制御領域
の開始タイムスロット番号と終了タイムスロット番号を
セットする。また、回線交換インタフェースにデータ通
信領域13の開始タイムスロット番号と終了タイムスロッ
ト番号をセットする。また、後述する回線接続動作中ま
たは回線解放動作中に送受信制御部108における制御部
を介して受取った制御パケットの情報により、回線交換
インタフェース114…の後述のバッファ間のデータの乗
せ変え情報を収容したテーブルをセットする。

メモリ112はCPU110を動作させる制御プログラムおよ
びタイムスロットの空塞情報と各局３−１…への割当て
状況を示すテーブルを収容している。

第10図は上述したフレーム制御部106の詳細な構成を
示すブロック図である。

このフレーム制御部106は、同図に示すように、直並
列変換部116、ラッチ部118、デスクランブラ部120、ワ
ードカウンタ部122、ワード同期部124、フレーム同期部
126、スロットカウンタ部128、スクランブラ部130、Ｃ
ビット挿入部132、フレーム送信制御部134、セレクタ部
136、並直列変換部138から構成されている。

受信部102からの受信データと受信クロックは直並列
変換部116に入力される。ラッチ部118は直並列変換部11
6からのデータ信号である出力を入力とし、ワードカウ
ンタ部122から送出される出力クロックに基づき直並列
変換部116からのデータ信号である出力をラッチする。

ラッチ部116の出力すなわち所定時間ラッチされたデ
ータ信号はワード同期部124、フレーム同期部126、セレ
クタ部136、デスクランブラ部120へ出力される。

デスクランブラ部120の出力は受信データとして送受
信制御部108へ与えられる。

ワード同期部124およびワードカウンタ部122は、ワー
ド同期を検出するためのＣビットのチェックを行う。ワ
ード同期部124はＣビットの異常を常時監視し、連続し
て数回Ｃビット誤りを検出するとワード同期が外れたと
判断する。なお、Ｃビット誤りがいくつ連続した場合に
ワード同期が外れたと判断するかはシステムに合せて設
定すればよい。

ワード同期部124からのワード同期外れ検出信号はワ
ードカウントタ部122に出力される。ワードカウンタ部1
22はこの信号を受取ると、ラッチ部118へのクロックを
１ビットシフトして出力する。１ビットシフトされたラ
ッチ部118の出力信号をワード同期部124は入力し、Ｃビ
ットのチェックを行う。上記の動作はワード同期が確立
するまで繰返される。

フレーム同期部126はフレームの先頭にあるフレーム
同期領域９すなわち制御領域11およびデータ通信領域13
に現れないユニークなビットパターンを検出するとスロ
ットカウンタ部128を初期化する。

スロットカウンタ部128はフレーム同期部126の出力で
初期化され、ワードカウンタ部122の出力によりワード
毎にカウントアップされる。スロットカウンタ部128の
出力はスロット番号として、ワードクロックおよび受信
データと共に送受信制御部108に出力される。

一方、送受信制御部118から送出される送信データは
スクランブラ部130を介してＣビット挿入部132によりＣ
ビットが挿入されてセレクタ部136に送られる。

セレクタ部136はラッチ部118とＣビット挿入部132と
の出力のうちフレーム送信制御部134の指示により一方
を選択し、並直列変換部138に送る。並直列変換部138は
セレクタ部136から送られるパラレルデータをシリアル
データに変換して送信部104に出力する。

第11図は上述した送受信制御部108の詳細の構成を示
すブロック図である。

この送受信制御部108は、同図に示すように、制御部1
40、第１のセレクタ部142、第２のセレクタ部144、遅延
回路部146からなる。

制御部140はCPU110の制御下で、フレーム７上の制御
領域11を使用して制御データのパケット通信を行う。

ここで、制御領域11の検出は、システムコンフィギュ
レーション時にCPU110が制御部140内のレジスタ（図示
を省略）に制御領域11の開始タイムスロット番号と終了
タイムスロット番号をセットすることにより行われる。
すなわち、スロットカウンタ部128の出力と開始タイム
スロット番号と終了タイムスロット番号をセットしたレ
ジスタとを比較することにより行われる。

制御部140は常時制御領域11を監視し、自局宛のパケ
ットを検出すれば受信し、また、送信データがあれば空
パケットを検出して送信する。これは、たとえばパケッ
トのフォーマット中に空塞情報を示す領域を設けパケッ
トの空／塞の検出することによって行われる。そして、
自局宛に受信したパケットは制御部140内のバッファ
（図示を省略）を介してCPU110に渡される。また自局宛
でない制御領域11およびデータ通信領域13は第１のセレ
クタ部142にそのまま出力される。また、この制御部140
は回線交換インタフェース114…からの送信要求に対し
第１のセレクタ部142、第２のセレクタ部144を切換え、
各インタフェースからフレーム制御部106への送信デー
タの制御を行う。

第１および第２のセレクタ部142、144は制御部140の
指示データの送受先の制御を行う。

第１のセレクタ部142は制御部140の出力と遅延回路部
146からの出力の選択を行う。

第２のセレクタ部144は送信先を回線交換インタフェ
ース114…の中から選択する。

遅延回路部146は制御部140で発生する遅延と同じ遅延
を発生させる。

第12図は上述した回線交換インタフェース114の詳細
な構成を示すブロック図である。

この回線交換インタフェース114は、同図に示すよう
に、交換制御部148、第１の受信バッファ150、第２の受
信バッファ152、第１の送信バッファ154、第２の送信バ
ッファ156、端末インタフェース158…から構成される。

交換制御部148は送受信制御部108よりワードクロック
およびスロット番号を入力し、CPU110を介して送受信制
御部108からの命令で交換制御部内の第１の受信バッフ
ァ150と第２の受信バッファ152および第１の送信バッフ
ァ154と第２の送信バッファ156のデータの乗せ変え情報
を格納しているテーブルを書替える情報を入力し、端末
インタフェース158…からの発呼等の回線接続／解放の
制御情報を制御バスを介して受取る。また、交換制御部
148は送受信制御部108に対し送信要求を出力し、端末イ
ンタフェース158…に対してスロット番号を出力し、各
バッファの書込み／読みだしの制御を行い、端末インタ
フェース158…に着呼等の回線接続／解放の制御情報を
制御バスを介して出力し、CPU110を介して送受信制御部
108に命令を出力する。交換制御部148内は受信データの
スロット番号に対応したアドレスおよびタイミングを発
生し第１の受信バッファ150に受信データを書込む。第
２の受信バッファ152のアドレスは端末に対応しており
この読みだしアドレスおよびタイミングも交換制御部14
8が発生する。また第１の受信バッファ150、第２の受信
バッファ152間の転送は交換制御部内の第１の受信バッ
ファ150、第２の受信バッファ152のデータの乗り変え情
報を格納しているテーブルを参照して交換制御部148が
行う。

同様に交換制御部148は迷信データのスロット番号に
対応したアドレスおよびタイミングを発生し第１のバッ
ファ154から送信データを読み出す。第２の送信バッフ
ァ156のアドレスは端末に対応しておりこの書込みアド
レスおよびタイミングも交換制御部148が発生する。ま
た第１の送信バッファ154と第２の送信バッファ156間の
転送は交換制御部内の第１の送信バッファ154と第２の
送信バッファ156のデータを乗せ変え情報を格納してい
るテーブルを参照して交換制御部148が行う。

また、交換制御部148は端末インタフェース158…に回
線接続／解放動作をする際して端末インタフェース内の
開始レジスタおよび終了レジスタのセット／リセットを
行う。

各バッファは交換制御部148の制御下で受信データお
よび送信データの送受を行う。端末インタフェース158
…は内部に開始レジスタと終了レジスタのを有し、この
間のデータを端末に送受する。また、端末インタフェー
ス158…は制御バスを介して発呼および着呼等の制御情
報を交換制御部148と送受する。

第13図（ａ）および第13図（ｂ）はそれぞれメモリ11
2上に構成されるタイムスロットの空／塞情報および各
局３−１…への割当て状況を示すテーブルの詳細を示す
図である。

タイムスロットの空塞情報のテーブルは第13図（ａ）
に示すように、スロット番号およびスロットの空／塞情
報、自／他局割当て情報からなる。

ここで、スロット番号とはデータ返信領域13のタイム
スロットの番号（シーケンス番号）である。

また、スロットの空／塞情報とはスロットの使用状況
を示す。

CPU110は各局３−１…のスロット割当て時に（たとえ
ば後述する第３図（ｂ）ステップ309、第６図（ｂ）ス
テップ609）、スロットの空／塞情報の領域が空を示す
スロットを検索し、このスロット番号で回線交換インタ
フェース114…のバッファ間のデータ乗せ変え情報を収
容したテーブルをセットしタイムスロットを割当てる。
同時にタイムスロットの空／塞情報の領域を空から塞へ
書換える。

また、CPU110は各局３−１…のスロット解放時に（た
とえば後述する第３図（Ｃ）ステップ317、第６図
（Ｃ）ステップ617）、このスロット番号で回線交換イ
ンタフェース114…のバッファ間のデータ乗せ変え情報
を収容したテーブルをリセットし、タイムスロットを解
放する。同時にタイムスロットの空／塞情報の領域を塞
から空へ書換える。

なお、CPU110はこれらのタイムスロット割当ておよび
解放時に空スロット（S_free）を計数している。

自／他局割当て情報は自局に割当てられているタイム
スロットであるか、他局に割当てられているタイムスロ
ットであるか、あるいは補充用スロットとして制御局１
にリザーブされているかを示す領域である。この領域の
自局に割当てられたスロットよ各局３−１…は端末に対
しスロットの割当て／解放を行う。

CPU110は各局３−１…にタイムスロットを補充時に
（たとえば後述する第３図（ｂ）ステップ313、第６図
（ｂ）ステップ613）、この複数のスロット番号の自／
他局割当て情報の領域を自局使用可の表示にする。ま
た、CPU110は各局３−１…のタイムスロットを返却時に
（たとえば後述する第３図（ｃ）ステップ323、第６図
（ｃ）ステップ623）、この複数のスロット番号の自／
他局割当て情報の領域を自局使用不可の表示にする。

以上に示したテーブルは各局３−１…（制御局を含
む）のメモリ112上に構築する。

タイムスロットの各局３−１…への割当て状況を示す
テーブルは、第13図（ｂ）に示すように、スロット番号
および各局３−１…への割当て情報からなる。

スロット番号はデータ通信領域13のタイムスロットの
番号（シーケンス番号）である。各局３−１…への割当
て情報を格納する領域は割当て先の局の番号を情報とし
て格納している。また、どの局にも割当てていないタイ
ムスロットには制御局１のリザーブされていることを示
す情報が格納されている。

制御局１のCPU110はタイムスロットの補充時に（たと
えば後述する第５図ステップ501、ステップ507、第８図
ステップ801およびステップ807）、各局３−１…への割
当て情報を示す領域に割当て先の局の番号を書込む。ま
た、CPU110はタイムスロットの返却時に（たとえば後述
する第５図ステップ551、第８図ステップ813）各局３−
１…への割当て情報を示す領域に制御局１をリザーブさ
れていることを示す情報を書込む。制御局１のCPU110は
上記のタイムスロット補充／返却時に補充用スロットす
なわち制御局１のリザーブしているスロットを計数して
いる。

以上のテーブルは制御局１のメモリ112上に構築す
る。

以下、このように構成されたシステムの動作を説明す
る。なお、この制御局１および局３−１…は上述した第
９図〜第13図の構成で、CPU110の制御下で動作する。ま
た、CPU110を動作させる制御プログラムはメモリ112に
収容されている。

第１図はこのシステムにおける発呼動作を説明するた
めの図である。

局３−１に収容された端末より局３−２に収容された
端末に発呼要求があると、第１図に示すように、局３−
１は自己に割当てられたタイムスロットより空スロット
を検索し、空スロットを検出すると局３−２に発呼要求
を行う。局３−２に収容された発呼端末が使用中でない
場合、局３−２は局３−１へ着呼応答を行う。局３−１
の発呼端末および局３−１の着呼端末は以上のシーケン
ス終了後、検索したタイムスロットを使用して通信を行
う。なお、ここで示したシーケンスは回線接続が正常に
終了する場合に限って示した。以下、スロットの割当て
動作のみに着目して詳細な動作を説明する。

まず、制御局１は、第２図に示すように、各局に予備
スロットとして補充するための予備スロット補充用スロ
ットS_SVSと制御局１に接続された端末装置から回線接続
要求に対して回線を設定するためのタイムスロットS₀と
を別々に管理している。また、各局３−１、…は、回線
設定のためのタイムスロットS₁、…のみを管理してい
る。

そして、制御局を含め各局は、端末装置の接続要求に
対しタイムスロットS₁、…の中の空きスロットを割当て
る。空きスロットが減少し下限に達すると、制御局１の
予備スロット補充用スロットS_SVSより複数のタイムスロ
ットが補充される。

逆に各局３−１、…は端末のスロット解放により空き
スロットが増加し上限に達すると、制御局１の予備スロ
ット補充用スロットS_SVSに複数のタイムスロットを返却
するようにしている。

以上の処理は、各局３−１、…のデータ送受の処理と
並行したバックグラウンド処理として実行される。

しかし与えられたリソースは有限であるので、スロッ
トの割当て／解放および空きスロットの補充／返却に対
して制限が加わる。この制限も含めた詳細な動作を第３
図ないし第５図を参照しながら説明する。

なお、スロットの補充／返却の情報は、制御領域中の
情報として、制御局と各局間で、送受される。その内容
は、スロット番号（複数のスロット番号）である。ここ
で、スロット番号とは、フレーム上のタイムスロット
に、一連番号を付与したものである。

第３図は各局３−１、…で行われるスロット割り当て
解放の処理を示すフローチャート、第４図は制御局１と
局３−１、…との間で行われる予備スロット補充／返却
における局側の処理を示すフローチャートである。ま
た、第５図は制御局１と局３−１、…との間で行なわれ
る予備スロット補充／返却における制御局側の処理を示
すフローチャートである。

ここで制御局１は第３図ないし第５図に示される処理
をともに行い、端末装置からの回線接続要求に対し回線
を設定するためのタイムスロットS₀と局３−１、…への
予備スロット補充用スロットS_SVSとを別々に管理する。
また、各局３−１、…は前者の回線設定のためのタイム
スロットS₁、…のみを第３図および第４図に示される処
理によって管理している。

スロット割り当て／解放処理では、第３図（ａ）に示
すように、まず制御局１は初期化時に自局および各局３
−１、…に予備スロットの初期値S_CON分のタイムスロッ
トを割り当てるS_CON割り当て処理を実行する（ステップ
301）。

次に、各局３−１、…は端末装置からタイムスロット
割り当て要求があれば（ステップ303）、第３図（ｂ）
に示す処理を行う。また、端末装置からタイムスロット
解放要求があれば（ステップ305）、第３図（ｃ）に示
す処理を行う。

すなわち各局３−１、…はタイムスロット割り当て要
求に対しては、自局の空きスロットS_freeを割り当てる
（ステップ307、309）。この後、空きスロットS_freeが
下限S_minに達すると（ステップ311）、この局は制御局
１に予備スロットの補充を要求し、複数本の補充スロッ
トS_relを補充するS_rel補充処理を実行する（ステップ31
3）。

ここで、制御局１において各局３−１、…に予備スロ
ットとして補充するためのスロット数が補充スロットS
_relに満たない場合、各局３−１、…からの補充スロッ
ト要求に対して制御局１は補充スロットS_relを補充する
ことはできない。

したがって、この状態の局でさらにタイムスロット割
り当て要求が発生すると、空きスロットS_freeが下限S
_min以下に減少し、空きスロットS_freeが“0"になること
がある。本実施例ではこの場合、空きスロットS_freeが
“0"の局で発生したスロット割り当て要求は呼損として
処理される（ステップ315）。

また、各局３−１、…はタイムスロット解放要求があ
った場合、使用中スロットS_busyを解放する（ステップ3
17）。タイムスロット解放により予備スロットS_freeの
数が増加し上限S_maxに達すると（ステップ321）、この
局は制御局１に予備スロットのうち複数本の返却スロッ
トS_relを返却するS_rel返却処理を実行する（ステップ32
3）。ただし、この局の保有スロット数（＝S_free＋S
_busy）がS_CON以下の場合は、スロットの返却は行わない
（ステップ319）。

一方、各局における予備スロットの補充／返却処理で
は、まず第４図（ａ）に示すS_CON割り当て処理において
制御局１を含む各局は、予備スロットとして初期値S_CON
分のタイムスロットが制御局１から補充されるまで待ち
状態となり（ステップ401）、補充信号を受信するとこ
のS_CON割り当て処理を終了する。

また、制御局１および各局３−１、…は空きスロット
S_freeが下限S_minに達した時点で、制御局１に対しタイ
ムスロット補充要求信号を送信した後、待ち状態となる
（ステップ403）。このとき、制御局１は各局３−１、
…へ予備スロット補充用スロットS_SVSがS_rel以上である
場合はS_relを補充し、各局３−１、…はこのときに制御
局１から送出されるS_rel補充信号を受信した後（ステッ
プ405）、S_rel補充処理を終了する。

なお、このS_rel補充処理は各局３−１、…で空きスロ
ットS_freeが下限S_minに達した時点で起動されるが、こ
れ以後の補充動作は回線接続動作とは非同期にバックグ
ラウンド処理される。

さらに、各局３−１、…は、空きスロットS_freeが上
限S_maxに達した時点で、制御局１に対し返却スロットS
_relを返却し、その旨を送信した後（ステップ407）、S
_rel返却処理を終了する。

一方、制御局１は、読部スロット補充用スロットS_SVS
を管理するために、第５図に示すように、各局３−１、
…に対する初期予備スロットの補充処理と、予備スロッ
トの補充／返却処理とを行う。

すなわち、システム立ち上げ時等に制御局１は自局を
含めて各局３−１、…に初期予備スロットS_CONを補充す
る（ステップ501）。

さらに制御局１は、各局３−１、…から予備スロット
補充要求があった場合（ステップ503）、複数本の補充
スロットS_relを補充する（ステップ507）。このとき、
制御局１は予備スロット補充用スロットS_SVSがS_rel以下
である場合（ステップ505）、各局への補充を行わない
（ステップ509）。

また、制御局１は各局３−１、…から返却スロットS
_relが返却される場合には（ステップ511）、この返却ス
ロットS_relを予備スロット補充用スロットS_SVSに加える
（ステップ513）。

以上の処理を行うことにより、上限S_max、下限S_min等
を調整することにより呼損率を固定方式より小さくで
き、また接続時間を固定方式と同程度に保つことができ
る。

次に、本発明の他の実施例を第６図ないし第８図に基
づいて説明する。

なお、この実施例におけるハード構成はすでに第９図
〜第14図で説明したものと同一であるため、その説明は
省略する。

そして、この実施例は、第９図〜第14図に示したシス
テムにおいて、異なる規模の局３−１、…が複数接続さ
れた場合を規定したものである。

第６図は各局３−１、…で行われるスロット割り当て
解放の処理を示すフローチャート、第７図は制御局１と
局３−１、…との間で行われる予備スロット補充／返却
における局側の処理を示すフローチャートである。ま
た、第８図は制御局１と局３−１、…との間で行われる
予備スロット補充／返却における制御局側の処理を示す
フローチャートである。

ここで制御局１は、第６図ないし第８図に示される処
理をともに行い、端末装置からの回線接続要求に対し回
線を設定するためのタイムスロットS₀と局３−１、…へ
の予備スロット補充用スロットS_SVSとを別々に管理す
る。また、各局３−１、…は前者の回線設定のためのタ
イムスロットS₁、…のみを第６図および第７図に示され
る処理によって管理している。

スロット割り当て／解放処理では、第６図（ａ）に示
すように、まず制御局１がシステムの初期化時に自局お
よび各局３−１、…より要求される量の予備スロットの
初期値S_CON(x)分のタイムスロットを割り当てるS_CON(x)
割り当て処理を実行する（ステップ601）。ここで、Ｘ
は要求するタイムスロット数であり、第10図に示したフ
レームフォーマット中の制御領域中の制御情報としてつ
たえられる。

次に、各局３−１、…は端末装置からタイムスロット
割り当て要求があれば（ステップ603）、第６図（ｂ）
に示す処理を行う。また、端末装置からタイムスロット
解放要求があれば（ステップ605）、第６図（ｃ）に示
す処理を行う。

すなわち、各局３−１、…はタイムスロット割り当て
要求に対しては、自局の空きスロットS_freeを割り当て
る（ステップ607、609）。この後、空きスロットS_free
が下限S_minに達すると（ステップ611）、この局は制御
局１に予備スロットの補充を要求し、複数本の補充スロ
ットS_rel(x)を補充するS_rel(x)補充処理を実行する（ス
テップ613）。ここで、Ｘは要求するタイムスロット数
であり、第10図に示したフレームフォーマット中の制御
領域中の制御情報としてつたえられる。

ここで、制御局において各局３−１、…が予備スロッ
トとして補充するためのスロット数が補充スロットS
_rel(x)に満たない場合、各局３−１、…からの補充スロ
ット要求に対して制御局１は補充スロットS_rel(x)を補
充することはできない。

したがって、この状態の局でさらにタイムスロットを
割り当て要求が発生すると、空きスロットS_freeが下限S
_min以下に減少し、空きスロットS_freeが“0"になること
がある。本実施例ではこの場合、空きスロットS_freeが
“0"の局で発生したスロット割り当て要求は呼損として
処理される（ステップ615）。

また、各局３−１、…はタイムスロット解放要求があ
った場合、使用中スロットS_busyを解放する（ステップ6
17）。タイムスロット解放により空きスロットS_freeの
数が増加し上限S_maxに達すると（ステップ621）、この
局は制御局１に予備スロットのうち複数本の返却スロッ
トS_rel(x)を返却するS_rel(x)返却処理を実行する（ステ
ップ623）。

ただし、この局の保有スロット数Ｓ（＝S_free＋
S_busy）がS_con(x)以下の場合は、スロットの返却は行わ
ない（ステップ619）。

一方、各局における予備スロットの補充／返却処理で
は、まず第７図（ａ）に示すS_con(x)割り当て処理にお
いて制御局１を含む各局が予備スロットの初期値として
S_con(x)分のタイムスロットを制御局に要求し（ステッ
プ702）、S_con(x)を受けると、S_con(x)補充処理を終了
する。

また、制御局１および各局３−１、…は空きスロット
S_freeが下限S_minに達した時点で、S_rel(x)補充処理を行
う。第７図（ｂ）に示すS_rel(x)補充処理では、空きス
ロットS_freeが下限S_minに達した局（制御局を含む）はS
_rel(x)分のタイムスロットを制御局に要求し（ステップ
703）、S_rel(x)を受けると（ステップ705）、S_rel(x)補
充処理を終了する。また、制御局１の予備スロット補充
用スロットがS_rel(x)に満たない場合、制御局１は局に
対し補充不可信号を送出し、局でスロットの補充処理が
行われずに処理を終了する。

なお、このS_rel(x)補充処理は各局３−１、…で空き
スロットS_freeが下限S_minに達した時点で起動される
が、これ以後の補充動作は回線接続動作とは非同期にバ
ックグランド処理される。

さらに、各局３−１、…空きスロットS_freeが上限S
_maxに達した時点で、制御局１に対しS_rel(x)返却処理を
行う。第７図（ｃ）に示すS_rel(x)返却処理では、空き
スロットS_freeが上限S_minに達した局（制御局を含む）
は、S_rel(x)分のタイムスロットを制御局に返却し（ス
テップ707）、S_rel(x)返却処理を終了する。

なお、このS_rel(x)返却処理は各局３−１、…で空き
スロットS_freeが上限S_maxに達した時点で起動される
が、これ以後の返却動作は回線接続動作とは非同期にバ
ックグランド処理される。

一方、制御局１は、予備スロット補充用スロットS_SVS
を管理するために、第８図に示すように、各局３−１、
…に対する初期予備スロットの補充処理と予備スロット
の補充／返却処理とを行う。

システム立ち上げ時等に、制御局１は自局を含めて局
３−１、…からの初期予備スロットS_con(x)の補充処理
要求に対し（ステップ801）初期予備スロットS_con(x)を
補充する（ステップ817）。このとき、補充用スロットS
_SVSがS_con(x)以下である場合は（ステップ815）、要求
のあった局へのS_con(x)補充不可信号を送信し、補充を
行わない（ステップ819）。

さらに制御局１は各局３−１、…から予備スロット補
充要求があった場合（ステップ803）、複数本の補充ス
ロットS_rel(x)を補充する（ステップ807）。ここでＸは
要求されたタイムスロット数であり、第10図に示したフ
レームフォーマット中の制御局中の制御情報としてつた
えられる。このとき、制御局１は予備スロット補充用ス
ロットS_SVSがS_rel(x)以下（Ｘ以下）である場合（ステ
ップ805）、S_rel(x)補充不可信号を送信、各局への補充
を行わない（ステップ809）。

また制御局１は各局３−１、…から返却スロットS
_rel(x)が返却される場合には（ステップ811）この返却
スロットS_rel(x)を予備スロット補充用スロットS_SVSに
加える（ステップ813）。

以上の処理を行うことにより、この実施例は呼損と接
続時間の両面において集中管理方式、固定割当方式、さ
らに前述の実施例より優れ、上限S_max、下限S_min等を調
整することにより呼損率を固定方式より小さくでき、ま
た接続時間を固定方式と同程度に保つことができる。

なお、本発明は上述した本実施例に限定されるもので
はない。たとえば、各局へのタイムスロット割り当て量
の設定は、一律に行うのではなく通信発生量を事前に予
測しておく方法や、通信システムの運用中の運用管理情
報によって決める方法が考えられる。前もって回線使用
量の経時的な変化が予測できるならば、それに合わせて
各局のスロット割り当て量を推移させることも考えられ
る。

また、ループ状伝送路は光ファイバだけでなく、他の
伝送媒体とすることもできる。

その他、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変
形して実施することができる。

［発明の効果］以上詳細に説明したように本発明によれば、回線接続
が速やかでかつ制御局の負担が少なくでき、しかも呼損
を発生させずタイムスロットの使用効率を高くできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例における発呼動作を説明
するための図、第２図はこの第１の実施例におけるスロ
ット割り当てを説明するするための図、第３図は同実施
例における各局のスロット管理処理を示すフローチャー
ト、第４図は同実施例における各局のスロット補充／返
却処理を示すフローチャート、第５図は同実施例におけ
る制御局のスロット補充／返却処理を示すフローチャー
ト、第６図は本発明の第２の実施例における各局のスロ
ット管理処理を示すフローチャート、第７図は同実施例
における各局のスロット補充／返却処理を示すフローチ
ャート、第８図は同実施例における制御局のスロット補
充／返却処理を示すフローチャート、第９図はこの実施
例の制御局および局の構成を示すブロック図、第10図は
第９図におけるフレーム制御部の構成を示すブロック
図、第11図は第９図における送受信制御部の構成を示す
ブロック図、第12図は第９図における回線交換インタフ
ェースの構成を示すブロック図、第13図（ａ）および第
13図（ｂ）は第９図におけるメモリの内容を説明するた
めの図、第14図はループ通信システムの概略構成図、第
15図はこのループ通信システムに使用されるフレームの
フォーマット図、第16図は従来のループ通信システムの
発呼動作を示す図である。１……制御局３−１、３−２、……３−ｍ……局５……伝送路 11……制御領域 13……データ通信領域 102……受信部 104……送信部 106……フレーム制御部 108……送受信制御部 110……CPU 112……メモリ 114……回線交換インタフェース

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者唐澤宏文神奈川県川崎市幸区柳町70番地株式会社東芝柳町工場内 (72)発明者山岸治神奈川県川崎市幸区柳町70番地株式会社東芝柳町工場内 (72)発明者国京知雄神奈川県川崎市幸区柳町70番地株式会社東芝柳町工場内 (56)参考文献特開昭61−113341（ＪＰ，Ａ) 特開昭56−57350（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−105798（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−142655（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】制御局と複数の局とが伝送路によってルー
プ状に接続され、固定長の制御領域と複数のタイムスロ
ットで構成されたデータ通信領域とからなるフレームを
前記伝送路上に周回させ、前記各局間に割り当てられた
前記データ通信領域のタイムスロットを使用して通信を
行うループ通信システムのタイムスロット割り当て方式
において、前記データ通信領域のタイムスロットをあらかじめ制御
局と各局とに一定の割合で割り当て、各局は制御局によ
って自局に割り当てられたタイムスロット中の空きタイ
ムスロットを使用して通信を行い、割り当てられたタイ
ムスロット中の空きタイムスロットが下限値以下となっ
たときにはその不足分を制御局用に割り当てられたタイ
ムスロットから補充し、割り当てられたタイムスロット
の空きタイムスロットが上限値以上となった場合には制
御局に剰余分のタイムスロットを返却する処理をデータ
送受信の処理と平行してバックグランドで実行すること
を特徴とするループ通信システムのタイムスロット割り
当て方式。
【請求項２】制御局と複数の局とが伝送路によってルー
プ状に接続され、固定長の制御領域と複数のタイムスロ
ットで構成されたデータ通信領域とからなるフレームを
前記伝送路上に周回させ、前記各局間に割り当てられた
前記データ通信領域のタイムスロットを使用して通信を
行うループ通信システムのタイムスロット割り当て方式
において、前記データ通信領域のタイムスロットをあらかじめ制御
局と各局とにそれぞれ固有の量を割り当て、各局は制御
局によって自局に割り当てられたタイムスロット中の空
きタイムスロットを使用して通信を行い、割り当てられ
たタイムスロット中の空きタイムスロットが下限値以下
となったときにはその不足分を制御局用に割り当てられ
たタイムスロットから補充し、割り当てられたタイムス
ロット中の空きタイムスロットが上限値以上となった場
合には制御局に剰余分のタイムスロットを返却する処理
をデータ送受信の処理と平行してバックグランドで実行
することを特徴とするループ通信システムのタイムスロ
ット割り当て方式。