JP2004080098A - 通信ネットワーク、ノード装置及びそれらの制御方法 - Google Patents
通信ネットワーク、ノード装置及びそれらの制御方法 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】パケット伝送途中での順序入れ替わりを防止する。
【解決手段】ヘッダ検出部３０２で伝送するパケットの宛先端末を調べ、その宛先端末に応じて、書き込み制御部３０３がパケットを分類してバッファ３０１に書き込み、読み出し記憶領域決定部３０５及び読み出し制御部３０４が、宛先端末毎に分類されたパケットをバッファ３０１に書き込んだ順序で読み出す。
【選択図】 図３
【解決手段】ヘッダ検出部３０２で伝送するパケットの宛先端末を調べ、その宛先端末に応じて、書き込み制御部３０３がパケットを分類してバッファ３０１に書き込み、読み出し記憶領域決定部３０５及び読み出し制御部３０４が、宛先端末毎に分類されたパケットをバッファ３０１に書き込んだ順序で読み出す。
【選択図】 図３
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の端末装置を接続するための複数のノード装置を並列な複数のチャネルでリング状に接続した通信ネットワーク、ノード装置及びそれらの制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、情報量の増大に伴い、複数の端末装置を接続するネットワークの高速化大容量化に対応すべく、ノード装置を並列多重伝送路で接続し、各々の通信路に均等にパケットが流れるように分散させながらパケットを送信する通信システムが提案されている。例えば、特開平８−１７２３９４号及び特開平８−２３７３０６号にその構成例が示されている。以下、これら提案された構成例を参考例として紹介する。
【０００３】
参考例では、図５に示すノード装置が図１８に示すパケットを用いて通信するものである。図１８は、参考例のネットワークに用いられるパケット構成を示す図である。図示するように、パケットはヘッダとデータとから構成される。このヘッダには送信データの宛先情報が格納され、またデータには送信データが格納される。更に、ヘッダは図１８に示すように、以下のように構成されている。
【０００４】
Ｎは宛先ノード番号であり、仮に本参考例のネットワークにノード装置が３２台接続できるならばノード番号１〜３２を示す５ビットで構成される。それぞれのノード装置には１〜３２のうち、異なる番号がノード番号として与えられる。Ｎには宛先端末が接続されたノード装置のノード番号（宛先ノード番号と呼ぶ）が格納される。
【０００５】
Ｔは伝送チャネル番号であり、仮に本参考例のネットワークで並列多重伝送路の伝送チャネル数（多重数）が８個ならば１〜８を示す３ビットで構成される。それぞれの伝送チャネルには１〜８のうち異なる番号が伝送チャネル番号として与えられる。Ｔには宛先端末が接続された伝送チャネル番号（宛先チャネル番号と呼ぶ）が格納される。
【０００６】
Ｓはシーケンス番号であり、パケットの送信順番に対応して付加される。Ｃは各コネクションを識別するためのコネクション識別子である。その他には、同期信号、誤り訂正符号などが、必要に応じて挿入される。
【０００７】
ネットワーク内の各端末は、ノード番号と伝送チャネル番号により個々に識別される。また、本ネットワークで行われる一連の通信はパケットのヘッダの宛先ノード番号、宛先チャネル番号、コネクション識別子により、区別される。更に、その区別された通信毎に、端末インタフェース部によりシーケンス番号が付加される。
【０００８】
図５は、参考例のネットワークにおけるノード装置の構成例を示す図である。図５に示すように、ノード装置５００にはサブ伝送路を介して端末装置５５１〜５５８が接続されている。符号５０１〜５０８は、挿入手段であるところの端末信号挿入部であり、端末装置５５１〜５５８から出力され、端末インタフェース（Ｉ／Ｆ）部５７１〜５７８を経由して入力されるパケットを並列多重伝送路５２１〜５２８から入力されるパケット流に挿入する機能を有している。
【０００９】
符号５６１〜５６８は、分離手段であるところの端末信号分離部であり、並列多重伝送路５２１〜５２８から入力されるパケット流のヘッダに格納された宛先情報を検出し、サブ伝送路及び端末インタフェース部５７１〜５７８を経由して端末装置５５１〜５５８へ伝送させるパケットと、端末信号挿入部５０１〜５０８を経由してバッファ５１１〜５１８へ入力させるパケットとに分離する機能を有している。
【００１０】
符号５１１〜５１８は，バッファ手段であるところのバッファであり、端末信号挿入部５０１〜５０８から出力されるパケットをスイッチ５４１の８つの出力端ＯＵＴ１〜ＯＵＴ８それぞれに対応した記憶領域、及び任意の出力端に対応した記憶領域に一時記憶する機能を有している。
【００１１】
符号５７１〜５７８は、端末インタフェース部である。端末インタフェース部５７１〜５７８は、端末装置５５１〜５５８から出力された信号をネットワークで規定されたパケットのデータサイズに分割し、分割したデータそれぞれに対し宛先ノード番号、宛先チャネル番号、シーケンス番号、コネクション番号を含むヘッダを付加して、端末信号挿入部５０１〜５０８へ送る。シーケンス番号は、パケットの順番に応じて付加される。また、端末インタフェース部５７１〜５７８は、端末信号分離部５６１〜５６８から出力されたパケットを、そのコネクション番号毎にシーケンス番号の順番に並び替えて端末装置５５１〜５５８に送る。
【００１２】
符号５２１〜５２８、５３１〜５３８はノード間を接続するための複数のチャネルを並列に設けた並列多重伝送路であり、例えば空間的に分離された複数の光ファイバ伝送路、或いは１本の光ファイバ上に波長分割されて多重化された波長多重伝送路である。この例では、８本の並列多重伝送チャネルを想定しており、５２１と５３１をチャネル１、５２２と５３２をチャネル２、…、５２８と５３８をチャネル８と呼ぶ。
【００１３】
符号５４１はスイッチであり、スイッチ制御部５４２に制御され、入力端ＩＮ１〜ＩＮ８に入力したパケットを任意の出力端ＯＵＴ１〜ＯＵＴ８へ接続するものである。スイッチ５４１は、並列多重伝送路に複数の光ファイバ伝送を用いるときには、空間スイッチ等を用いて交換を行う。また、波長多重伝送路を用いる場合には、図とは若干構成が異なるが、複数の可変波長レーザダイオードと合波器からなる送信部を波長多重伝送路へ接続し、波長多重伝送路の受信部で分波器により各波長を分離することで、ノード間でスイッチを構成し、可変波長レーザダイオードの送信波長を波長λ１〜λ８の任意の波長に設定することで、交換を行う。
【００１４】
符号５４２はスイッチ制御部であり、例えば図４に示すようなテーブルの制御パターンに従ってスイッチを制御する。スイッチ制御部５４２はスイッチ５４１に対し、図４に示すテーブルのように制御アドレスをＡ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５，Ａ６，Ａ７，Ａ８，Ａ１，Ａ２…と順次供給してスイッチ５４１の入力と出力との接続関係を変更させる。制御アドレスを変更する周期は１パケット時間（１つのパケットがある地点を通過するのにかかる時間を１パケット時間と呼ぶ）の倍数であれば特に規定されない。尚、この例では、制御アドレスを、例えば１パケット時間周期毎に供給することで、８パケット時間周期で同じパターンを繰り返すように制御しているものとする。
【００１５】
更に、スイッチ制御部５４２は、スイッチの接続状態に応じて、各バッファ５１１〜５１８内に一時記憶されているパケットのうち、どのパケットを読み出すべきなのか、という読み出し記憶領域候補情報を各バッファ５１１〜５１８に伝える（詳細は後述する）。
【００１６】
図８は、端末信号分離部５６１〜５６８の内部構成を示す図である。８０１はパケットのヘッダから宛先ノード（Ｎ）を検出するヘッダ検出部、８０２、８０３は入力信号を出力、又は遮断するためのゲートである。端末信号分離部５６１〜５６８において、並列多重伝送路より入力したパケットはヘッダ検出部８０１においてヘッダが検出され、そのヘッダの内容によりゲート８０２と８０３の開閉の処理を行う。ヘッダ検出部８０１には予め自ノード装置の番号（自ノード番号と呼ぶ）が記憶されている。
【００１７】
ここで、図１２を参照しながらヘッダ検出部８０１におけるパケットの経路を制御する処理について説明する。ヘッダ検出部８０１は、入力パケットのヘッダを検出し（Ｓ１２０１）、検出したノード番号（Ｎ）が記憶している自ノード番号と一致するか否かを判定する（Ｓ１２０２）。ここで、一致した場合はゲート８０３を開き、且つ、ゲート８０２を閉じて端末インタフェース部に対してそのパケットを出力する（Ｓ１２０３）。また、入力パケットのヘッダから検出したノード番号（Ｎ）が記憶している自ノード番号と一致しない場合は、ゲート８０２を開き、且つ、ゲート８０３を閉じて端末信号挿入部５０１〜５０８に対してそのパケットを出力する（Ｓ１２０４）。そして、端末信号挿入部５０１〜５０８に出力されたパケットは、端末信号挿入部を経由してバッファ５１１〜５１８へ送られる。
【００１８】
図９は、端末信号挿入部５０１〜５０８の内部構成を示す図である。９０１はパケットのヘッダを検出するヘッダ検出部、９０４は２つの入力信号のどちらか一方を出力するセレクタ、９０５はパケットを一時記憶するためのＦＩＦＯ（Ｆｉｒｓｔ Ｉｎ Ｆｉｒｓｔ Ｏｕｔ）である。端末信号挿入部５０１〜５０８では、端末装置５５１〜５５８から端末インタフェース部５７１〜５７８を経由して伝送されてきたパケットをＦＩＦＯ９０５に一時記憶する。また同時に、端末信号分離部５６１〜５６８からセレクタ９０４に入力されたパケット流のヘッダをヘッダ検出部９０１によって検出しており、パケット流にすき間があるときにＦＩＦＯ９０５から読み出し、セレクタ９０４を通ってバッファへ送るように動作する。尚、端末信号挿入部のヘッダ検出部９０１と端末信号分離部のヘッダ検出部８０１は兼用することができる。
【００１９】
図１０は、バッファ部５１１〜５１８の内部構成を示す図である。１００１は入力されたパケットを一時記憶するためのバッファメモリであり、その内部は、スイッチ５４１の８つの出力端それぞれに対応したチャネル１出力用記憶領域〜チャネル８出力用記憶領域の８つの記憶領域、及びスイッチ５４１の特定の出力端を指定しない（任意の出力端を指定する）チャネル無指定記憶領域とから構成される。
【００２０】
このようにバッファメモリ１００１を構成する目的は、ノード装置５００からパケットを出力する際、そのパケットをチャネル１（５３１）へ出力したい場合はチャネル１出力用記憶領域に記憶し、チャネル２（５３２）へ出力したい場合はチャネル２出力用記憶領域に記憶し、…、チャネル８（５３８）へ出力したい場合はチャネル８出力用記憶領域に記憶し、任意のチャネルへ出力したい場合はチャネル無指定記憶領域に記憶するようにするためである。また、これらの記憶領域の区別を「記憶領域の種類」と呼ぶ。
【００２１】
従って、９つそれぞれの記憶領域に記憶されるパケットの種類は以下のようになる。まず、チャネル１出力用記憶領域には、スイッチ５４１によって５３１に出力されるべきパケット（チャネル１指定パケットと呼ぶ）が一時記憶される。同じく、チャネル２出力用記憶領域には、スイッチ５４１によって５３２に出力されるべきパケット（チャネル２指定パケットと呼ぶ）が一時記憶される。以下同様に、チャネル８出力用記憶領域には、スイッチ５４１によって５３８に出力されるべきパケット（チャネル８指定パケットと呼ぶ）が一時記憶される。また、スイッチ５４１によって任意のチャネルに出力してよいパケットをチャネル無指定パケットと呼び、このチャネル無指定パケットは、チャネル無指定記憶領域に一時記憶される。またこれらのパケットの区別を「パケット宛先分類」と呼ぶ。
【００２２】
図１０に示す１００２はパケットのヘッダを検出するヘッダ検出部、１００３はバッファメモリ１００１にパケットを書き込むための書き込みアドレスを供給する書き込み制御部である。図５に示すバッファ５１１〜５１８において、端末信号挿入部５０１〜５０８より入力したパケットはヘッダ検出部１００２によりヘッダが検出され、ヘッダの内容によりそのパケット宛先分類（チャネル１指定パケット、チャネル２指定パケット、…、チャネル８指定パケット、チャネル無指定パケット）が決定される。
【００２３】
ヘッダ検出部１００２には、予め隣接する下流ノード装置のノード番号（下流ノード番号と呼ぶ）が記憶されている。ヘッダ検出部１００２は以下のように、パケットのヘッダから検出した宛先ノード番号（Ｎ）と宛先チャネル番号（Ｔ）と、記憶している下流ノード番号とから、そのパケットがスイッチ５４１によって５３１〜５３８のどのチャネルに出力されるべきパケットかを判断（つまり、パケット宛先分類を判断）する。更に、そのパケット宛先分類からそのパケットを一時記憶する記憶領域の種類を決定し、それを書き込み制御部１００３に伝える。
【００２４】
ここで、図１３を参照しながらヘッダ検出部１００２におけるパケットの経路を制御する処理について説明する。ヘッダ検出部１００２は、入力されたパケットのヘッダを検出し（Ｓ１３０１）、検出した宛先ノード番号（Ｎ）が記憶している下流ノード番号と一致するか否かを判断する（Ｓ１３０２）。ここで、一致すれば、スイッチ５４１から出力されるチャネルとして、検出した宛先チャネル番号（Ｔ）と同じ番号のチャネルから出力されるパケット（つまり、チャネルＴ指定パケット）であると判断し、そのパケットを記憶する記憶領域としてチャネルＴ出力用記憶領域を選択する（Ｓ１３０３）。但し、本参考例では、Ｔは１〜８までの何れかである。
【００２５】
また、パケットのヘッダから検出した宛先ノード番号（Ｎ）が記憶している下流ノード番号と一致しなければ、このパケットがスイッチ５４１から出力されるチャネルを指定しないパケットであると判定する。つまり、チャネル無指定パケットと判断し、そのパケット記憶する記憶領域としてチャネル無指定記憶領域を選択する（Ｓ１３０４）。
【００２６】
このように、パケット宛先分類及びそのパケットを書き込む記憶領域の種類を判断し、その情報を書き込み制御部１００３に伝える。この書き込み制御部１００３はバッファメモリ１００１にパケットを書き込むための書き込みアドレスを供給する書き込み制御部である。また、書きこみ制御部１００３はヘッダ検出部１００２から送られる記憶領域の種類に基づいてその記憶領域に対してパケットを一時記憶するための書き込みアドレスをバッファメモリ１００１に出力し、パケットをその記憶領域に書き込む。また同時に、読み出し記憶領域決定部１００５に対して記憶領域毎に書き込んだパケットの数を伝える。
【００２７】
このようにして、ヘッダ検出部１００２でパケット宛先分類を特定されたパケットは、書き込み制御部１００３が出力するアドレスに従って９つの記憶領域のうちから自身のパケット宛先分類に応じた記憶領域に書き込まれる。
【００２８】
１００５は読み出し記憶領域決定部である。読み出し記憶領域決定部１００５は、スイッチ制御部５４２から送られる読み出し記憶領域候補情報（後述）と、書き込み制御部１００３から出力されている記憶領域毎のパケット書き込み数と、読み出し制御部１００４から出力されている記憶領域毎のパケット読み出し数とに基づいて、読み出し領域の種類を決定し、それを読み出し制御部１００４に伝える。
【００２９】
スイッチ制御部５４２は、その時のスイッチの接続状態に応じて、各バッファ５１１〜５１８内に存在する読み出し記憶領域決定部１００５に対し、バッファメモリ１００１に一時記憶されているパケットのうちどの種類のパケットを読み出すべきなのか、即ち、どの記憶領域からパケットを読み出すべきなのかという読み出し記憶領域候補情報を以下のように伝える。
【００３０】
スイッチ制御部５４２は、各バッファ５１１〜５１８内に存在する読み出し記憶領域決定部１００５に対し、スイッチ５４１の接続状態により、そのバッファから出力されるパケットが５３１に出力できるような場合には、読み出し記憶領域候補情報としてチャネル１出力用記憶領域を指定し、５３２に出力できるような場合には、読み出し記憶領域候補情報としてチャネル２出力用記憶領域を指定し、…、５３８に出力できるような場合には、読み出し記憶領域候補情報としてチャネル８出力用記憶領域を指定する。
【００３１】
ここで、図１１を参照しながら読み出し記憶領域決定部１００５における処理について説明する。読み出し記憶領域決定部１００５では、スイッチ制御部５４２から、読み出し記憶領域候補情報を入力し（Ｓ１１０１）、その読み出し記憶領域候補情報で指定された領域に対応する書き込みパケット数と、読み出しパケット数との差からその領域に読み出すべきパケットが存在するか否かを判断する（Ｓ１１０２）。その結果、
１．あるスイッチ接続状態に対し、スイッチ制御部５４２が指定する読み出し記憶領域候補情報に示された記憶領域に読み出すべきパケットが存在する場合は（Ｓ１１０２のＹＥＳ）、読み出し制御部１００４に対し、読み出し記憶領域の種類として、スイッチ制御部５４２で指定された記憶領域を通知し（Ｓ１１０３）、
２．あるスイッチ接続状態に対し、スイッチ制御部５４２が指定する読み出し記憶領域候補情報に示された記憶領域に読み出すべきパケットが存在しないが（Ｓ１１０２のＮＯ）、チャネル無指定記憶領域には読み出すべきパケットが存在する場合には（Ｓ１１０４のＹＥＳ）、読み出し制御部１００４に対し、読み出し領域の種類として、チャネル無指定記憶領域を通知し（Ｓ１１０５）、
３．あるスイッチ接続状態に対し、スイッチ制御部５４２が指定する読み出し記憶領域候補情報に示された記憶領域に読み出すべきパケットが存在せず（Ｓ１１０２のＮＯ）、チャネル無指定記憶領域にも読み出すべきパケットが存在しない場合には（Ｓ１１０４のＮＯ）、読み出し制御部１００４に対し、読み出し記憶領域の種類を通知しない。
【００３２】
このように、読み出し領域の種類を決定し、それを読み出し制御部１００４に伝える。
【００３３】
１００４はバッファメモリ１００１からパケットを読み出すための読み出しアドレスを供給する読み出し制御部である。読み出し制御部１００４は、読み出し記憶領域決定部１００５から送られる読み出し記憶領域の種類に基づいて以下の何れかの動作を行う：
ａ．読み出し記憶領域決定部１００５から読み出し記憶領域の種類が通知された場合は（上記１．，２．）、通知された記憶領域に対してパケットを読み出すための読み出しアドレスをバッファメモリ１００１に出力し、その記憶領域からパケットを読み出す。また同時に、読み出し記憶領域決定部１００５に対して、記憶領域毎に読み出したパケットの数を伝え、
ｂ．読み出し記憶領域決定部１００５から読み出し記憶領域が通知されなければ（上記３．）、特に何も行わない。
【００３４】
このように、バッファメモリ１００１の９つの記憶領域の何れかに一時記憶されたパケットは、スイッチ制御部５４２からの指示に基づいてスイッチ５４１の接続状態に応じた記憶領域から読み出される。
【００３５】
上述したように、複数の通信路を用いて各通信路に均等にパケットが流れるように分散させながらパケットを送信する通信システムでは、送信側ノード装置から受信側ノード装置へのパケットの伝送途中において、複数の送信路にパケットがランダムに送出され、かつ、途中経由していくノードのバッファの混み具合に従ってパケットが停滞するため、パケットの到着順序がばらばらになり、受信側ノードに到着するパケットの順番は保証されない。
【００３６】
このような問題を解決するために、特開２０００−１５１６８７では、並列多重伝送路と端末装置との間に、５７１〜５７８に示される端末インタフェース部を設けている。
【００３７】
図１４は、端末インタフェース部５７１〜５７８の内部構成を示す図である。符号１４０４はヘッダ変換部であり、端末５５１〜５５８から送られた信号を固定長のパケットに分割する。さらに、その分割したパケットに対し、各パケットのヘッダに宛先端末の宛先ノード番号と宛先端末の宛先チャネル番号とその通信を識別するコネクション識別子を記載し、そのコネクション識別子に応じてパケットを振り分け、シーケンス番号付加部１４０１に出力する。
【００３８】
符号１４０１は、シーケンス番号をパケットの送信順番に対応してパケットのヘッダに付加するシーケンス番号付加部である。シーケンス番号付加部１４０１は１つの端末が同時に送信できるコネクションの数だけ必要となる。
【００３９】
符号１４０３は到着したパケットからコネクション識別子を分離し、コネクション毎にパケットの出力先を制御するコネクション制御部である。
【００４０】
符号１４０２はコネクション制御部から出力されたある特定のコネクションのパケットをシーケンス番号順に並べ替える機能を持つ並べ替え部である。そして、並べ替え部１４０２は、１つの端末が同時に使用できるコネクションの数だけ必要となる。ここではパケットの並べ替えの具体的な手順は、本発明と直接関係がないので、その説明は省略する。さらにパケットの順序を並び替えると同時に、ヘッダを除去し、元の信号に戻して端末装置に送り出す。
【００４１】
図６は、図５に示すノード装置を用いたネットワークシステムの構成例を示す図である。ここで、４つのノード装置６０１〜６０４を並列多重伝送路６０５〜６０８によってリング型に接続し、各ノード装置にはそれぞれ８本のサブ伝送路を介して８台の端末装置が接続されている。ここで、端末装置６１１〜６１８は端末５５１〜５５８に対応し、同様に６２１〜６２８、６３１〜６３８、６４１〜６４８も端末５５１〜５５８に対応している。
【００４２】
図７は、図６に示すネットワークの通信原理を説明するための図である。図７において、７０１〜７０４はノード装置、７０５〜７０８はスイッチ５４１に対応した交換スイッチ、７０９〜７１２はバッファ５１１〜５１８に対応したバッファ、７２１〜７３６は端末、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄはリングを成す並列伝送路である。
【００４３】
以下、図７を参照してネットワークの通信原理について説明する。このネットワークは複数のリングＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄを有し、各リング間は交換スイッチ７０５〜７０８によって相互に接続されている。各端末は並列伝送路Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの中の１つのリング伝送路に接続されており、他のリングに接続された端末と通信を行う場合は、少なくとも１回、任意の交換スイッチで他のリングに交換されることで通信が行われる。尚、交換が行われる位置は特定されないが、宛先ノードの１つ手前のノードで宛先の伝送路へ乗り換え、他のノードでは任意の伝送路へ乗り換えるようにすると通信制御が容易になる。このネットワークはノード装置を簡略化するため、交換スイッチ７０５〜７０８は入力信号とは無関係に入出力の接続関係を所定のパターンに従って、かつそのパターンを繰り返して変更し、バッファ７０９〜７１２で入力信号を一時蓄積して、交換スイッチの入出力接続関係が所望の関係になったときに、バッファからパケットを読み出すようにして交換が行われる。
【００４４】
例えば、端末７２２から端末７３２へ通信する場合、端末７２２から出力されたパケットはノード装置７０１のバッファ７０９に蓄積され、スイッチ７０５の入力端ＩＮ２が、例えば出力端ＯＵＴ２に接続されたときにバッファから読み出されて伝送路Ｂに出力され、ノード装置７０２のバッファ７１０へ入力してスイッチ７０６のＩＮ２とＯＵＴ４が接続されたときにバッファから読み出されることにより、伝送路Ｄへ出力されて端末７３２へパケットが送られる。
【００４５】
このように、宛先ノード装置の１つ手前のノード装置で宛先の伝送路へ乗り換えて他のノード装置では任意の伝送路へ乗り換えることにより通信が行われる。
【００４６】
次に、図５、６を用いて端末６１６から端末６３５へコネクション識別子０を用いて通信する場合の動作例について説明する。説明において、並列多重伝送路は空間的に分離された複数の光ファイバ伝送路、スイッチは空間スイッチとして説明するが、波長多重伝送路を用いる場合も上記原理に基づいており、ほぼ同様の動作が行われる。
【００４７】
１．端末６１６からの送信データはサブ伝送路を通ってノード装置６０１へ入力し、端末インタフェース部５７６のヘッダ変換部１４０４において、固定長のパケットに分割される。さらに分割された各パケットのヘッダに宛先ノード番号（Ｎ＝３）と宛先チャネル番号（Ｔ＝５）とコネクション識別子（Ｃ＝０）が記載され、コネクション識別子０に対応したシーケンス番号付加部１４０１に出力される。シーケンス番号付加部１４０１では、入力してきた順序に従ってパケットにシーケンス番号を記載し出力する。
【００４８】
２．端末インタフェース部５７６から出力されたパケットは、端末信号挿入部５０６のＦＩＦＯ９０５に一時記憶される。記憶されたパケットは、端末信号分離部５６６からセレクタ９０４に入力したパケット流にすき間があるときにＦＩＦＯ９０５から読み出され、セレクタ９０４を通ってバッファ５１６へ送られる。
【００４９】
３．バッファ５１６のヘッダ検出部１００２は、入力されたパケットのヘッダから検出した宛先ノード番号（Ｎ＝３）が記憶している下流ノード番号（２）と一致しないので、このパケットが特定のチャネルを指定しないパケット（チャネル無指定パケット）であることがわかる。従って書き込み制御部１００３に通知する書き込み記憶領域の種類として、チャネル無指定記憶領域を選択する。ヘッダ検出部１００２は、書き込み記憶領域としてチャネル無指定記憶領域を書き込み制御部１００３に通知する（図１３参照）。
【００５０】
４．書き込み制御部１００３はその情報を受けて、上記で選択したチャネル無指定記憶領域に対する書き込みアドレスを発生させ、そのパケットをバッファメモリ１００１のチャネル無指定記憶領域に書き込ませる。同時に、読み出し記憶領域決定部１００５に対して、チャネル無指定記憶領域に書き込んだパケットの数（１）を伝える。
【００５１】
５．スイッチ制御部５４２は、図４に示すテーブルのように制御アドレスをＡ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５，Ａ６，Ａ７，Ａ８と順次繰り返し供給することでスイッチ５４１の接続関係を変更させ、かつ制御アドレスを、例えば１パケット時間周期に供給することで、８パケット時間周期で同じパターンを繰り返すように制御している。従って、バッファ５１６に通知される読み出し記憶領域候補情報として、１パケット時間毎に、チャネル６出力用記憶領域、チャネル７出力用記憶領域、…、チャネル４出力用記憶領域、チャネル５出力用記憶領域と順次繰り返し指定される。
【００５２】
６．バッファ５１６の読み出し記憶領域決定部１００５では、スイッチ制御部５４２からの読み出し記憶領域候補情報で指定された領域に対応する書き込みパケット数と読み出しパケット数の差から、その領域に読み出すべきパケットが存在するか否かを判断する。今の場合、チャネル１出力用記憶領域〜チャネル８出力用記憶領域の何れの領域でもパケットは存在せず、チャネル無指定記憶領域には読み出すべきパケットが存在するので、読み出し制御部１００４に対し、読み出し領域の種類として、チャネル無指定記憶領域を通知する（図１１参照）。
【００５３】
７．読み出し制御部１００４はスイッチ５４１の入力端ＩＮ６（バッファ５１６と接続している）がどの出力端と接続している時にでも、チャネル無指定記憶領域からそのパケットの読み出しをすることができるが、ここではたまたまスイッチ５４１の入力端ＩＮ６が出力端ＯＵＴ１に接続されたとき（つまり、図４の制御アドレスＡ４の時。そのときスイッチ５４１の接続は、ＩＮ６とＯＵＴ１が接続される）に、バッファ５１６の無指定記憶領域からこのパケットを読み出すものとする。更に同時に、読み出し制御部１００４は、読み出し記憶領域決定部１００５に対し、チャネル無指定記憶領域から読み出したパケットの数（１）を伝える。
【００５４】
８．バッファ５１６のチャネル無指定記憶領域から読み出されたパケットは、スイッチ５４１を通って伝送路５３１へ出力される。
【００５５】
９．伝送路５３１を通ってノード装置６０２の端末信号分離部５６１に入力したパケットは、ヘッダ検出部８０１でヘッダが検出される。検出した宛先ノード番号（Ｎ＝３）は記憶している自ノード番号（２）と一致しないので、ゲート８０２を開きゲート８０３を閉じて端末信号挿入部５０１へそのパケットを出力する。端末信号挿入部５０１のセレクタ９０４へ出力されたパケットは、セレクタ９０４を通りバッファ５１１へ入力する。
【００５６】
１０．バッファ５１１のヘッダ検出部１００２は、入力してきたパケットのヘッダから検出した宛先ノード番号（Ｎ＝３）が記憶している下流ノード番号（３）と一致することと、検出したチャネル番号（Ｔ＝５）とから、このパケットがチャネル５指定パケットであることがわかる。従って、書き込み制御部１００３に通知する書き込み記憶領域の種類としてチャネル５出力用記憶領域を選択し、それを通知する（図１３参照）。
【００５７】
１１．書き込み制御部１００３はその情報を受けて、上記で選択したチャネル５出力用記憶領域に対する書き込みアドレスを発生させ、そのパケットをバッファメモリ１００１のチャネル５出力用記憶領域に書き込ませる。更に同時に、読み出し記憶領域決定部１００５に対して、チャネル５出力用記憶領域に書き込んだパケットの数（１）を伝える。
【００５８】
１２．スイッチ制御部５４２は、図４に示すテーブルのように制御アドレスをＡ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５，Ａ６，Ａ７，Ａ８と順次供給してスイッチ５４１の接続関係を変更させ、かつ制御アドレスを例えば１パケット時間周期に供給することで、８パケット時間周期で同じパターンを繰り返すように制御している。従って、バッファ５１１に通知される読み出し記憶領域候補情報として、チャネル１出力用記憶領域、チャネル２出力用記憶領域、…、チャネル７出力用記憶領域、チャネル８出力用記憶領域と順次繰り返し指定される。
【００５９】
１３．バッファ５１１の読み出し記憶領域決定部１００５では、スイッチ制御部５４２からの読み出し記憶領域候補情報で指定された領域に対応する書き込みパケット数と読み出しパケット数の差から、その領域に読み出すべきパケットが存在するか否かを判断する。スイッチ制御部５４２から読み出し記憶領域候補情報として、チャネル５出力用記憶領域が指定された時（つまり、図４の制御アドレスＡ５の時。そのときスイッチ５４１の接続は、ＩＮ１とＯＵＴ５が接続される）には、その記憶領域にパケットが存在するので、読み出し制御部１００４に読み出し記憶領域としてチャネル５出力用記憶領域を通知する（図１１参照）。
【００６０】
１４．読み出し制御部１００４はその情報を受けて、上記で選択したチャネル５出力用記憶領域に対する読み出しアドレスを発生させ、チャネル５出力用記憶領域からパケットを読み出す。更に同時に、読み出し記憶領域決定部１００５に対して、チャネル５出力用記憶領域から読み出したパケットの数（１）を伝える。
【００６１】
１５．バッファ５１１のチャネル５出力用記憶領域から読み出されたパケットは、スイッチ５４１を通って伝送路５３５へ出力される。
【００６２】
１６．伝送路を通ってノード装置６０３の端末信号分離部５６５に入力したパケットは、ヘッダ検出部８０１でヘッダが検出される。検出した宛先ノード番号（Ｎ＝３）は記憶している自ノード番号（３）と一致するので、ゲート８０３を開き、かつ、ゲート８０２を閉じて端末インタフェース５７５にそのパケットを出力する。
【００６３】
１７．端末信号分離部５６５から端末インタフェース５７５へ出力されたパケットは、コネクション制御部１４０３に入力される。コネクション制御部１４０３では、入力されたパケットのコネクション識別子（０）を抽出し、そのコネクション識別子に応じた並べ替え部１４０２にパケットを出力する。
【００６４】
１８．並べ替え部１４０２では、ランダムに到着したパケットデータをシーケンス番号順に並び替えると同時に、ヘッダを除去し、元の信号に戻して端末６３５に送り出す。
【００６５】
以上のようにして、ネットワークシステムにおけるノード装置を経由して端末間での通信が行われる。
【００６６】
【発明が解決しようとする課題】
ここで課題を説明する前に、説明を簡易にするため使用する用語を定義する。ある通信を考えたときに、その通信の送信端末が繋がるノード装置を「送信端末接続ノード装置」と呼び、その通信の受信端末が繋がるノード装置を「受信端末接続ノード装置」と呼ぶことにする。また、送信端末接続ノード装置から受信端末接続ノード装置へパケットが送られるために経由していくノード装置を「経由ノード装置」と呼ぶことにする。そして、経由ノード装置のうち、受信端末接続ノード装置の１つ上流のノード装置を「最終経由ノード装置」と呼ぶことにし、更に経由ノード装置のうち、最終経由ノード装置以外のノード装置を「途中経由ノード装置」と呼ぶことにする。
【００６７】
つまり、参考例のネットワークを用いた端末６１６から端末６３５へ通信する場合の動作例において、ノード装置６０１は送信端末接続ノード装置、ノード装置６０３は受信端末接続ノード装置、ノード装置６０２は最終経由ノード装置となる。尚、参考例の場合、途中経由ノード装置はない。
【００６８】
上述の参考例で示したパケットの交換方法を上記の用語を用いて説明すると、次のように言える。送信端末接続ノード装置からは任意のチャネルでパケットが出力され、途中経由ノード装置からも任意のチャネルでパケットが出力される。最終経由ノード装置からは宛先端末が繋がったチャネルでパケットが出力される。
【００６９】
参考例に示す方式の１つの特徴として、送信端末接続ノード装置及び途中経由ノード装置において、任意のチャネルでパケットを出力することにより多重伝送チャネルへのパケットの分散を促し、多重伝送チャネル全体で回線容量を効率的に使用できることが挙げられる。
【００７０】
しかしながら、複数の通信路を用いて各通信路に均等にパケットが流れるように分散させながらパケットを送信するという参考例に示した通信システムでは、送信端末接続ノード装置から受信端末接続ノード装置へのパケットの伝送途中において、複数の送信路にパケットがランダムに送出され、かつ、経由ノード装置のバッファの混み具合に従ってパケットが停滞するため、パケットの到着順序がばらばらになり、受信側ノードに到着するパケットの順番が保証されない（パケットの順序が入れ替わるメカニズムは後述する）。
【００７１】
そのために、参考例では、端末インタフェース部５７１〜５７８にシーケンス番号付加部１４０１及び並び換え部１４０２を設けることにより端末装置５５１〜５５８に届くパケットの順番を元に（送信端末から出力されたパケットの順番）戻している。
【００７２】
よって、参考例には、パケット伝送途中での順序入れ替わりに関して、以下のような問題が発生する。
「問題点１」：順序が入れ替わって到着するパケットの順序を元に戻すために、宛先端末が繋がった端末インタフェース部にパケットを並び替える手段（並び替え手段）が必要となる。
「問題点２」：並び替え手段において、パケットの並び替えを行うために、送信端末が繋がった端末インタフェース部にパケットのヘッダにシーケンス番号を付加する手段（シーケンス番号付加手段）が必要となる。
「問題点３」：上記並び替え手段及びシーケンス番号付加手段は、１つの端末が同時に使用できるコネクションの数だけ必要となるので、ハード的な制限によりコネクション数が限定される可能性が有る。
「問題点４」：パケットのヘッダにシーケンス番号を付加するための領域が必要となる。
【００７３】
続いて、パケットの順序が伝送途中で入れ替わるメカニズムについて、図４、図５、図６、図１５を用いて説明する。例とする通信は、参考例と同様に、端末６１６から端末６３５への通信を考える。
【００７４】
説明の簡単のため、端末とノード装置までの伝送容量と、ノード装置間の伝送容量（１チャネル当たり）は同じとする。また、前述のように１つのパケットがある地点を通過するのにかかる時間を１パケット時間と呼ぶことにする。図１５においてＴ０，Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４…はそれぞれ１パケット時間で、Ａ４，Ａ５，Ａ６，Ａ７，Ａ８…はそれぞれのパケット時間における図４の制御アドレスを示している。
【００７５】
更に、１つのパケットに対するバッファへの書き込み、読み出しにはそれぞれ１パケット時間かかるとする。また、あるノード装置から出力されて次のノード装置に入力され、端末信号分離部及び端末信号挿入部を通過する時間もまとめて１パケット時間とする。また、各ノード装置のスイッチ５４１の動作は完全に同期しているものとする。
【００７６】
参考例では、１個のパケットが端末６１６から端末６３５に送られた場合を詳細に述べたが、「パケットの順序が伝送途中で入れ替わる現象」を述べるためには、複数のパケットの振る舞いを述べる必要がある。従って、端末６１６からの情報を複数（以下の例では４つ）のパケット二分割して送る場合を考える。シーケンス番号を付加された後の連続した複数のパケットを先頭から順にＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４と呼ぶことにする。
【００７７】
１．端末６１６からの送信データはサブ伝送路を通ってノード装置６０１へ入力し、端末インタフェース部５７６のヘッダ変換部１４０４において、固定長のパケットに分割される。さらに分割された各パケットのヘッダに宛先端末のノード番号（Ｎ＝３）と宛先チャネル番号（Ｔ＝５）とコネクション識別子（Ｃ＝０）が記載され、コネクション識別子０に対応したシーケンス番号付加部１４０１に出力される。シーケンス番号付加部１４０１は、入力してきた順序にしたがってパケットにシーケンス番号１，２，３，４、をそれぞれ記載したパケットＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４を順次出力する。
【００７８】
２．端末インタフェース部５７６から送られた連続したパケットＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４は、端末信号挿入部５０６を経由してバッファ５１６のチャネル無指定記憶領域に一時的に書き込まれる。
【００７９】
３．書きこまれたパケットはスイッチ５４１の入力端ＩＮ６（バッファ５１６と接続している）がどの出力端と接続している時にでも、チャネル無指定記憶領域からそのパケットの読み出しをすることができるが、ここではたまたまスイッチ５４１の入力端ＩＮ６が出力端ＯＵＴ１に接続されたとき（つまり、図４の制御アドレスＡ４のときスイッチ５４１のＩＮ６とＯＵＴ１が接続される。その接続状態が維持されている間をＴ０パケット時間と呼ぶことにする）に、バッファ５１６の無指定記憶領域から先頭パケットＰ１を読み出すものとする（図１５参照）。
【００８０】
４．パケットは連続しているので、次のパケットＰ２はＴ１パケット時間（制御アドレスＡ５）の時に読み出され、更に次のパケットＰ３はＴ２パケット時間（制御アドレスＡ６）の時に読み出される。同様にパケットＰ４はＴ３パケット時間（制御アドレスＡ７）のときに読み出される（図１５参照）。
【００８１】
５．従って、ノード装置６０１から出力されるパケットは、Ｐ１が５３１から出力され、その１パケット時間後にＰ２が５３２から出力され、更にその１パケット時間後にＰ３が５３３から出力される。同様にパケットＰ４は更に１パケット時間後に５３４から出力される。
【００８２】
６．ノード装置６０１から出力されたパケットはそれぞれの伝送チャネルを通り、ノード装置６０２に入力される。更に、それぞれの伝送チャネルにある端末信号分離部と端末信号挿入部を通過して（その間に１パケット時間かかるとしている）、それぞれの伝送チャネルにあるバッファのチャネル５出力用記憶領域に一時的に書き込まれる。つまり、Ｐ１はバッファ５１１のチャネル５出力用記憶領域にＴ２パケット時間に書きこまれ、Ｐ２はバッファ５１２のチャネル５出力用記憶領域にＴ３パケット時間に書きこまれ、Ｐ３はバッファ５１３のチャネル５出力用記憶領域にＴ４パケット時間に書き込まれ、Ｐ４はバッファ５１４のチャネル５出力用記憶領域にＴ５パケット時間に書き込まれる（図１５参照）。
【００８３】
７．この場合、読み出しが可能（書き込み終了直後から読み出し可能）になるのは、パケットＰ１ではＴ３パケット時間（制御アドレスＡ７）のとき、パケットＰ２ではＴ４パケット時間（制御アドレスＡ８）のとき、パケットＰ３ではＴ５パケット時間（制御アドレスＡ１）のとき、パケットＰ４ではＴ６パケット時間（制御アドレスＡ２）のときとなる。
【００８４】
８．しかしながら、Ｔ３パケット時間（制御アドレスＡ７：スイッチ５４１の接続は、ＩＮ１とＯＵＴ７、ＩＮ７とＯＵＴ５が接続される）の時にはパケットＰ１はチャネル５出力用記憶領域に記憶されているので読み出すことはできない。
【００８５】
９．同様に、Ｔ４パケット時間（制御アドレスＡ８：スイッチ５４１の接続は、ＩＮ２とＯＵＴ１、ＩＮ６とＯＵＴ５が接続される）の時にはパケットＰ２はチャネル５出力用記憶領域に記憶されているので読み出すことはできない。
【００８６】
１０．また同様に、Ｔ５パケット時間（制御アドレスＡ１：スイッチ５４１の接続は、ＩＮ３とＯＵＴ３、ＩＮ５とＯＵＴ５が接続される）の時にはパケットＰ３はチャネル５出力用記憶領域に記憶されているので読み出すことはできない。
【００８７】
１１．Ｔ６パケット時間（制御アドレスＡ２：スイッチ５４１の接続は、ＩＮ４とＯＵＴ５が接続される）の時にはパケットＰ４はチャネル５出力用記憶領域に記憶されているので読み出される（図１５参照）。
【００８８】
１２．Ｔ７パケット時間（制御アドレスＡ３：スイッチ５４１の接続は、ＩＮ３とＯＵＴ５が接続される）の時にはパケットＰ３はチャネル５出力用記憶領域に記憶されているので読み出される（図１５参照）。
【００８９】
１３．Ｔ８パケット時間（制御アドレスＡ４：スイッチ５４１の接続は、ＩＮ２とＯＵＴ５が接続される）の時にはパケットＰ２はチャネル５出力用記憶領域に記憶されているので読み出される（図１５参照）。
【００９０】
１４．Ｔ９パケット時間（制御アドレスＡ５：スイッチ５４１の接続は、ＩＮ１とＯＵＴ５が接続される）の時にはパケットＰ１はチャネル５出力用記憶領域に記憶されているので読み出される（図１５参照）。
【００９１】
１５．従って、ノード装置６０２から出力されるパケットは、Ｔ７パケット時間にＰ４が、Ｔ８パケット時間にＰ３が、Ｔ９パケット時間にＰ２が、Ｔ１０パケット時間にＰ１が、それぞれ５３５から出力されることになる（図１５参照）。
【００９２】
１６．つまり、ノード装置６０２において、パケットの順序の入れ替わりが起き、入れ替わった順序の状態（Ｐ４，Ｐ３，Ｐ２，Ｐ１）でノード装置６０３に入力され、端末信号分離部５６５で分離され、端末インタフェース部５７５に入力される。
【００９３】
１７．端末インタフェース部５７５に入力されたパケットは、そのヘッダに記されたシーケンス番号に従って順序を元に戻され（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４）、ヘッダを除去して元の信号に組立られて、端末６３５に送られる。
【００９４】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、パケット伝送途中での順序入れ替わりを防止することを目的とする。
【００９５】
また、パケットの並び替えに伴うコネクション数のハード的な制限をなくすることを目的とする。
【００９６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、複数の端末装置を接続するための複数のノード装置を並列な複数のチャネルでリング状に接続した通信ネットワークであって、伝送するパケットの宛先端末に応じて分類されたパケットを所定の記憶領域に書き込み、当該書き込み順序を示す情報を管理する管理手段と、前記書き込み順序を示す情報に従って前記所定の記憶領域から前記パケットを読み出すように制御する読み出し制御手段とを有し、前記分類されたパケットを所定の記憶領域に書き込む順序と読み出す順序とを一致させることを特徴とする。
【００９７】
また、上記目的を達成するために、本発明は、並列な複数のチャネルを有するリング状の通信ネットワークに接続され、複数の端末装置を該通信ネットワークに接続するためのノード装置であって、伝送するパケットの宛先端末に応じて分類されたパケットを所定の記憶領域に書き込み、当該書き込み順序を示す情報を管理する管理手段と、前記書き込み順序を示す情報に従って前記所定の記憶領域から前記パケットを読み出すように制御する読み出し制御手段と、読み出したパケットを前記並列な複数のチャネル間で伝送するチャネルを切り替えて出力する切替手段と、前記宛先端末に出力すべきパケットを前記複数のチャネルの何れかに接続された前記宛先端末としての端末装置へ分離する分離手段と、前記複数の端末装置から伝送されてくるパケットを前記複数のチャネルの何れかに挿入する挿入手段とを有することを特徴とする。
【００９８】
また、上記目的を達成するために、本発明は、複数の端末装置を接続するための複数のノード装置を並列な複数のチャネルでリング状に接続した通信ネットワークの制御方法であって、伝送するパケットの宛先端末に応じて分類されたパケットを所定の記憶領域に書き込み、当該書き込み順序を示す情報を管理する管理工程と、前記書き込み順序を示す情報に従って前記所定の記憶領域から前記パケットを読み出すように制御する読み出し制御工程とを有し、前記分類されたパケットを所定の記憶領域に書き込む順序と読み出す順序とを一致させることを特徴とする。
【００９９】
また、上記目的を達成するために、本発明は、並列な複数のチャネルを有するリング状の通信ネットワークに接続され、複数の端末装置を該通信ネットワークに接続するためのノード装置の制御方法であって、伝送するパケットの宛先端末に応じて分類されたパケットを所定の記憶領域に書き込み、当該書き込み順序を示す情報を管理する管理工程と、前記書き込み順序を示す情報に従って前記所定の記憶領域から前記パケットを読み出すように制御する読み出し制御工程と、読み出したパケットを前記並列な複数のチャネル間で伝送するチャネルを切り替えて出力する切替工程と、前記宛先端末に出力すべきパケットを前記複数のチャネルの何れかに接続された前記宛先端末としての端末装置へ分離する分離工程と、前記複数の端末装置から伝送されてくるパケットを前記複数のチャネルの何れかに挿入する挿入工程とを有することを特徴とする。
【０１００】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明に係る実施の形態を詳細に説明する。
【０１０１】
本実施形態では、図１６に示すパケットと図２に示すノード装置を用いた通信を行う場合について説明する。
【０１０２】
図１６は、本実施形態におけるネットワークに用いるパケットの構成を示す図である。パケットはヘッダとデータとから構成される。ヘッダには送信データの宛先情報が格納され、データには送信データが格納される。また、図１６に示されている通り、ヘッダは以下のように構成される。
【０１０３】
まず、Ｎは宛先ノード番号であり、例えば本実施形態のネットワークにノード装置が３２台接続するならばノード番号１〜３２を示す５ビットで構成される。また、それぞれのノード装置には１〜３２のうち異なる番号がノード番号として与えられる。Ｎには宛先端末が接続されたノード装置のノード番号（宛先ノード番号）が格納される。
【０１０４】
次に、Ｔは伝送チャネル番号であり、例えば本実施形態のネットワークで並列多重伝送路の伝送チャネル数（多重数）を８個とするならば１〜８を示す３ビットで構成される。それぞれの伝送チャネルには１〜８のうち異なる番号が伝送チャネル番号として与えられる。Ｔには宛先端末が接続された伝送チャネル番号（宛先チャネル番号）が格納される。
【０１０５】
その他には、同期信号、誤り訂正符号、コネクションを識別するコネクション識別子などが、必要に応じて挿入される。ネットワーク内の各端末は、その端末が接続しているノード装置のノード番号と、その端末が接続している伝送チャネル番号とにより個々に識別される。
【０１０６】
図２は、本実施形態におけるネットワークに用いるノード装置２００の構成を示す図である。但し、参考例で示した図５のノード装置と、本実施形態の図２のノード装置において、端末信号挿入部５０１〜５０８、端末信号分離部５６１〜５６８、並列多重伝送路５２１〜５２８、５３１〜５３８、端末装置５５１〜５５８、スイッチ５４１は、同じ動作を行うので同じ番号で示し、ここではそれらの説明を割愛する。
【０１０７】
図３は、本実施形態におけるバッファ手段２１１〜２１８の内部構成を示す図である。３０１は入力してくるパケットを一時記憶するためのバッファメモリである。その内部は、参考例の１００１と同じようにスイッチ５４１の８つの出力端それぞれに対応したチャネル１出力用記憶領域〜チャネル８出力用記憶領域の８つの記憶領域、及びスイッチ５４１の特定の出力端を指定しない（任意の出力端を指定する）チャネル無指定記憶領域とから構成される。
【０１０８】
参考例と同様に、このようにバッファメモリ３０１を構成する目的は、ノード装置２００からパケットを出力する際、チャネル１（５３１）へ出力したい場合はそのパケットをチャネル１出力用記憶領域に記憶し、チャネル２（５３２）へ出力したい場合はそのパケットをチャネル２出力用記憶領域に記憶し、…、チャネル８（５３８）へ出力したい場合はそのパケットをチャネル８出力用記憶領域に記憶し、任意のチャネルへ出力したい場合はそのパケットをチャネル無指定記憶領域に記憶するようにするためである。また、これらの記憶領域の区別を「記憶領域の種類」と呼ぶ。
【０１０９】
従って、９つそれぞれの記憶領域に記憶されるパケットの種類は、次のようになる。チャネル１出力用記憶領域には、スイッチ５４１によって５３１に出力されるべきパケット（チャネル１指定パケットと呼ぶ）が一時記憶される。同じく、チャネル２出力用記憶領域には、スイッチ５４１によって５３２に出力されるべきパケット（チャネル２指定パケットと呼ぶ）が一時記憶される。以下同様に、チャネル８出力用記憶領域には、スイッチ５４１によって５３８に出力されるべきパケット（チャネル８指定パケットと呼ぶ）が一時記憶される。また、スイッチ５４１によって任意のチャネルに出力してよいパケットを「チャネル無指定パケット」と呼び、このチャネル無指定パケットは、チャネル無指定記憶領域に一時記憶される。またこれらのパケットの区別を「パケット宛先分類」と呼ぶ。
【０１１０】
但し、本実施形態では、チャネル無指定記憶領域に書き込まれるチャネル無指定パケットは、バッファメモリ３０１において滞留することなく、バッファメモリ３０１に書きこまれた次の読み出しタイミング情報の時に直ちに読み出される（詳細は後述）ので、チャネル無指定記憶領域の大きさは、他の記憶領域に比べて小さく割り当てることが可能である。例えば、１パケット分の領域を割り当てれば十分である。更に、パケットがバッファメモリ３０１に書き込まれるタイミングに、スイッチ制御部２４２から送られる読み出しタイミング情報を合わせるならば、チャネル無指定記憶領域を割り当てる必要もなくなる。その場合には、ヘッダ検出されたチャネル無指定パケットは、そのままスイッチ５４１に出力される。
【０１１１】
バッファ２１１〜２１８において、端末信号挿入部５０１〜５０８より入力したパケットはヘッダ検出部３０２においてヘッダが検出され、ヘッダの内容によりそのパケット宛先分類（チャネル１指定パケット、チャネル２指定パケット、…、チャネル８指定パケット、チャネル無指定パケット）が決定される。
【０１１２】
３０２は入力されたパケットのヘッダを検出するヘッダ検出部である。ヘッダ検出部３０２には、予め隣接する下流ノード装置のノード番号（下流ノード番号と呼ぶ）と、自バッファが繋がっている伝送チャネル番号（自チャネル番号と呼ぶ）とが記憶されている。ヘッダ検出部３０２は次のように、パケットのヘッダから検出した宛先ノード番号（Ｎ）及び伝送チャネル番号（Ｔ）と、記憶している下流ノード番号及び自チャネル番号とから、そのパケットがスイッチ５４１によって５３１〜５３８のどのチャネルに出力されるべきパケットかを判断（パケット宛先分類を判断）し、それを書き込み制御部３０３、及びスイッチ制御部２４２に伝える。
【０１１３】
まず、ヘッダ検出部３０２は、パケットのヘッダから検出（Ｓ２００１）した宛先ノード番号（Ｎ）が記憶している下流ノード番号と一致すれば（Ｓ２００２のＹＥＳ）、スイッチ５４１から出力されるチャネルとして、検出した伝送チャネル番号（Ｔ）と同じ番号のチャネルから出力されるパケット（つまり、チャネルＴ指定パケット）であると判断し、そのパケット記憶する記憶領域としてチャネルＴ出力用記憶領域を選択し（但し、本実施形態ではＴは１〜８までの何れかである）、書き込み制御部３０３に伝える（Ｓ２００３）。更に、スイッチ制御部２４２に対して、パケット宛先分類情報としてチャネルＴ指定パケット、チャネル情報として自チャネル番号を伝える（Ｓ２００４）。
【０１１４】
また、パケットのヘッダから検出した宛先ノード番号（Ｎ）が記憶している下流ノード番号とは一致しない場合には（Ｓ２００２のＮＯ）、このパケットが、スイッチ５４１から出力されるチャネルを指定しないパケットであると判断する。つまり、チャネル無指定パケットと判断し、そのパケット記憶する記憶領域としてチャネル無指定記憶領域を選択し、書き込み制御部３０３に伝える（Ｓ２００５）。スイッチ制御部２４２に対しては何も行わない。
【０１１５】
このように、パケット宛先分類及びそのパケットを書き込む記憶領域の種類を判断し、その情報を書き込み制御部３０３及びスイッチ制御部２４２に伝える。
【０１１６】
３０３はバッファメモリ３０１にパケットを書き込むための書き込みアドレスを供給する書き込み制御部である。書き込み制御部３０３は、ヘッダ検出部３０２から送られる記憶領域の種類に基づいてその記憶領域に対してパケットを一時記憶するための書き込みアドレスをバッファメモリ３０１に出力し、パケットをその記憶領域に書き込む。更に、ヘッダ検出部３０２から送られてくる記憶領域の種類がチャネル無指定記憶領域である場合には、上記に加えて、読み出し記憶領域決定部３０５にある無指定パケット有無管理ビットを１にセットする。
【０１１７】
このようにして、ヘッダ検出部３０２でパケット宛先分類を特定されたパケットは、書き込み制御部３０３が出力するアドレスに従って９つの記憶領域のうちから、自身のパケットの種類に応じた記憶領域に書きこまれる。
【０１１８】
３０４はバッファメモリ３０１からパケットを読み出すための読み出しアドレスを供給する読み出し制御部である。読み出し制御部３０４は、読み出し記憶領域決定部３０５から送られる読み出し記憶領域の種類に基づいて、その記憶領域に対してパケットを読み出すための読み出しアドレスをバッファメモリ３０１に出力し、その記憶領域からパケットを読み出す。更に、読み出し記憶領域決定部３０５から送られてくる記憶領域の種類がチャネル無指定記憶領域である場合には、上記に加えて、読み出し記憶領域決定部３０５にある無指定パケット有無管理ビットを０にクリアする。
【０１１９】
３０５は、読み出し記憶領域決定部である。読み出し記憶領域決定部３０５は、以下に示すように、スイッチ制御部２４２から読み出しタイミング情報が送られてくる毎に、スイッチ制御部２４２から送られる読み出し記憶領域指示情報（後述）と、無指定パケット有無管理ビットとにより、読み出し領域の種類を決定し、それを読み出し制御部３０４に伝える。
【０１２０】
図２１において、スイッチ制御部２４２から読み出しタイミング情報が送られてきたとき（Ｓ２１０１）、無指定パケット有無管理ビットが１になっていれば（Ｓ２１０２のＹＥＳ）、読み出し記憶領域の種類として、チャネル無指定記憶領域を通知する（Ｓ２１０３）。更に、キュー順送り指示情報として状態維持指示をスイッチ制御部２４２へ出す（Ｓ２１０４）。
【０１２１】
また、スイッチ制御部２４２から読み出しタイミング情報が送られてきたとき（Ｓ２１０１）、無指定パケット有無管理ビットが０で（Ｓ２１０２のＮＯ）、スイッチ制御部２４２から出力された読み出し記憶領域指示情報に読み出し禁止が示されていれば（Ｓ２１０５のＹＥＳ）、読み出し制御部３０４に対し、読み出しを通知することなく、キュー順送り指示情報として状態維持指示をスイッチ制御部２４２へ出す（Ｓ２１０６）。
【０１２２】
また、スイッチ制御部２４２から読み出しタイミング情報が送られてきたとき（Ｓ２１０１）、無指定パケット有無管理ビットが０で（Ｓ２１０２のＮＯ）、スイッチ制御部２４２から出力された読み出し記憶領域指示情報に読み出し禁止が示されていなければ（Ｓ２１０５のＮＯ）、読み出し制御部３０４に対し、読み出し記憶領域の種類として、スイッチ制御部２４２から出力された読み出し記憶領域指示情報に示された記憶領域を通知する（Ｓ２１０７）。更に、キュー順送り指示情報として順送り指示をスイッチ制御部２４２へ出す（Ｓ２１０８）。
【０１２３】
上述したように、読み出し領域の種類を決定し、読み出し制御部３０４に出力し、またキュー順送り指示情報をスイッチ制御部２４２へ出力する。尚、無指定パケット有無管理ビットの初期値は０である。従って、バッファ２１１〜２１８にチャネル無指定パケットが入力された場合には、スイッチ５４１の接続状態に関わらず、チャネル１〜８指定パケットに優先して出力されることになる。
【０１２４】
このように、読み出し領域の種類を決定することで、読み出し記憶領域決定部３０５は、読み出しタイミング情報が送られてきたなら、そのときのスイッチ５４１の接続状態に関わらず、かつチャネル指定パケットがチャネル１〜８出力用記憶領域に存在か否かに関わらず、読み出し記憶領域としてチャネル無指定記憶領域を指定できる。従って、チャネル無指定記憶領域に書き込まれるチャネル無指定パケットはバッファメモリ３０１において滞留することなく、書き込み制御部３０３によってバッファメモリ３０１に書き込まれた次の読み出しタイミング情報の時に読み出される。
【０１２５】
符号２４２はスイッチ制御部であり、例えば図４に示すテーブルの制御パターンに従ってスイッチを制御する。スイッチ制御部２４２はスイッチ５４１に対し、図４に示すテーブルのように制御アドレスをＡ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５，Ａ６，Ａ７，Ａ８，Ａ１，Ａ２…と順次供給してスイッチ５４１の入力と出力との接続関係を変更させる。制御アドレスを変更する周期は１パケット時間（１つのパケットがある地点を通過するのにかかる時間を１パケット時間と呼ぶ）の倍数であれば特に規定されない。ここでは制御アドレスを、例えば１パケット時間周期に供給することで、８パケット時間周期で同じパターンを繰り返すように制御しているものとする。
【０１２６】
更に、スイッチ制御部２４２は、スイッチの接続状態並びスイッチ制御部２４２内部で管理している情報に基づいて各バッファ２１１〜２１８内に一時記憶されているパケットのうちどのパケットを読み出すべきなのか、という読み出し記憶領域指示情報を各バッファ２１１〜２１８に伝える（詳細は後述する）。
【０１２７】
図１は、本実施形態におけるスイッチ制御部２４２の内部構成を示す図である。図１に示すように、スイッチ制御部２４２は、パケット読み出し候補チャネル設定部１４１、読み出しキュー管理部１４２、読み出し指示情報セレクタ１４３、パケット宛先情報セレクタ１４４、制御アドレス生成部１４５、及びチャネル１〜８指定パケット順序維持部から構成される。また、チャネル１〜８指定パケット順序維持部は、読み出し順序キュー１０１〜１０８と比較器１３１〜１３８から構成される。
【０１２８】
符号１４５は制御アドレス生成部である。この制御アドレス生成部１４５は、スイッチ５４１、パケット読み出し候補チャネル設定部１４１、読み出しキュー管理部１４２、読み出し指示情報セレクタ１４３に対し、図４に示すテーブルのように制御アドレスをＡ１，Ａ２，…と１パケット時間毎に順次供給する。また、その変更のタイミングに応じて読み出しタイミング情報を１パケット時間毎にバッファ２１１〜２１８へ出力する。スイッチ５４１は、送られてくる制御アドレスに従って入力と出力との接続関係を変更する。
【０１２９】
符号１４１はパケット読み出し候補チャネル設定部である。このパケット読み出し候補チャネル設定部１４１は、制御アドレス生成部１４５から送られる制御アドレスに従って図１９に示す表のように動作する。
【０１３０】
図１９に示す表は、図４に示した表を書き換えたものである。図４に示した表はスイッチ５４１の入力側のチャネルを中心に、制御アドレスに応じてそれぞれの入力チャネルがどの出力チャネルと接続するかを示したものであるが、図１９に示す表では逆に出力側のチャネルを中心に、制御アドレスに応じてそれぞれの出力チャネルがどの入力チャネルと接続するかを示したものである。
【０１３１】
前述したように、チャネル１指定パケットとは、スイッチ５４１を通過した後チャネル１（５３１）に出力されるべきパケットのことである。従って、ある制御アドレスのときに、出力チャネル１（５３１）と接続している入力チャネルに繋がったバッファが、そのときのチャネル１指定パケットを読み出す候補のチャネルになる。チャネル２〜８指定パケットに関しても同様である。
【０１３２】
パケット読み出し候補チャネル設定部１４１は、図１９に示す表に従って次のように動作する。
【０１３３】
１．パケット読み出し候補チャネル設定部１４１は、図１９を参照し、入力された制御アドレスで、スイッチ５４１のＯＵＴ１がどの入力チャネルと繋がっているのかを知り、その入力チャネルをチャネル１指定パケット順序維持部に出力する。例えば、制御アドレス生成部１４５が制御アドレスＡ１を出力しているときには、チャネル１指定パケット順序維持部にチャネル１を出力する（制御アドレスＡ１のときには、スイッチ５４１のＯＵＴ１とＩＮ１が繋がっているため。図１９参照）。
【０１３４】
２．パケット読み出し候補チャネル設定部１４１は、図１９を参照し、入力された制御アドレスで、スイッチ５４１のＯＵＴ２がどの入力チャネルと繋がっているのかを知り、その入力チャネルをチャネル２指定パケット順序維持部に出力する。例えば、制御アドレス生成部１４５が制御アドレスＡ１を出力しているときには、チャネル２指定パケット順序維持部にチャネル２を出力する。
【０１３５】
３．パケット読み出し候補チャネル設定部１４１は、図１９を参照し、入力された制御アドレスで、スイッチ５４１のＯＵＴ３がどの入力チャネルと繋がっているのかを知り、その入力チャネルをチャネル３指定パケット順序維持部に出力する。例えば、制御アドレス生成部１４５が制御アドレスＡ１を出力しているときには、チャネル３指定パケット順序維持部にチャネル３を出力する。
【０１３６】
４．パケット読み出し候補チャネル設定部１４１は、図１９を参照し、入力された制御アドレスで、スイッチ５４１のＯＵＴ４がどの入力チャネルと繋がっているのかを知り、その入力チャネルをチャネル４指定パケット順序維持部に出力する。例えば、制御アドレス生成部１４５が制御アドレスＡ１を出力しているときには、チャネル４指定パケット順序維持部にチャネル４を出力する。
【０１３７】
５．パケット読み出し候補チャネル設定部１４１は、図１９を参照し、入力された制御アドレスで、スイッチ５４１のＯＵＴ５がどの入力チャネルと繋がっているのかを知り、その入力チャネルをチャネル５指定パケット順序維持部に出力する。例えば、制御アドレス生成部１４５が制御アドレスＡ１を出力しているときには、チャネル５指定パケット順序維持部にチャネル５を出力する。
【０１３８】
６．パケット読み出し候補チャネル設定部１４１は、図１９を参照し、入力された制御アドレスで、スイッチ５４１のＯＵＴ６がどの入力チャネルと繋がっているのかを知り、その入力チャネルをチャネル６指定パケット順序維持部に出力する。例えば、制御アドレス生成部１４５が制御アドレスＡ１を出力しているときには、チャネル６指定パケット順序維持部にチャネル６を出力する。
【０１３９】
７．パケット読み出し候補チャネル設定部１４１は、図１９を参照し、入力された制御アドレスで、スイッチ５４１のＯＵＴ７がどの入力チャネルと繋がっているのかを知り、その入力チャネルをチャネル７指定パケット順序維持部に出力する。例えば、制御アドレス生成部１４５が制御アドレスＡ１を出力しているときには、チャネル７指定パケット順序維持部にチャネル７を出力する。
【０１４０】
８．パケット読み出し候補チャネル設定部１４１は、図１９を参照し、入力された制御アドレスで、スイッチ５４１のＯＵＴ８がどの入力チャネルと繋がっているのかを知り、その入力チャネルをチャネル８指定パケット順序維持部に出力する。例えば、制御アドレス生成部１４５が制御アドレスＡ１を出力しているときには、チャネル８指定パケット順序維持部にチャネル８を出力する。
【０１４１】
符号１４２は読み出しキュー管理部である。この読み出しキュー管理部１４２は、制御アドレス生成部１４５から送られる制御アドレスに従って図４のように動作する。
【０１４２】
前述したように、チャネル１指定パケットとは、スイッチ５４１を通過した後、チャネル１（５３１）に出力されるべきパケットのことである。従って、ある制御アドレスのときに出力チャネル１（５３１）からチャネル１指定パケットが出力されたとすると、そのチャネル１指定パケットは、そのときの制御アドレスによって出力チャネル１と接続されている入力チャネルにあるバッファから読み出されたものである。チャネル２〜８指定パケットに関しても同様である。
【０１４３】
読み出しキュー管理部１４２は、図４の表に従って次のように動作する。
【０１４４】
１．読み出しキュー管理部１４２は、図４を参照し、入力された制御アドレスで、バッファ２１１がスイッチ５４１のどの出力チャネルと繋がっているのかを知り、その出力チャネルに応じたチャネル指定パケット順序維持部に、バッファ２１１から送られてきたキュー順送り指示情報を出力する。例えば、制御アドレス生成部１４５が制御アドレスＡ１を出力しているときには、チャネル１指定パケット順序維持部にバッファ２１１からのキュー順送り指示情報を出力する（制御アドレスＡ１の時には、スイッチ５４１のＯＵＴ１とＩＮ１が繋がっているため。図４参照）。
【０１４５】
２．読み出しキュー管理部１４２は、図４を参照し、入力された制御アドレスで、バッファ２１２がスイッチ５４１のどの出力チャネルと繋がっているのかを知り、その出力チャネルに応じたチャネル指定パケット順序維持部に、バッファ２１２から送られてきたキュー順送り指示情報を出力する。例えば、制御アドレス生成部１４５が制御アドレスＡ１を出力しているときには、チャネル２指定パケット順序維持部にバッファ２１２からのキュー順送り指示情報を出力する。
【０１４６】
３．読み出しキュー管理部１４２は、図４を参照し、入力された制御アドレスで、バッファ２１３がスイッチ５４１のどの出力チャネルと繋がっているのかを知り、その出力チャネルに応じたチャネル指定パケット順序維持部に、バッファ２１３から送られてきたキュー順送り指示情報を出力する。例えば、制御アドレス生成部１４５が制御アドレスＡ１を出力しているときには、チャネル３指定パケット順序維持部にバッファ２１３からのキュー順送り指示情報を出力する。
【０１４７】
４．読み出しキュー管理部１４２は、図４を参照し、入力された制御アドレスで、バッファ２１４がスイッチ５４１のどの出力チャネルと繋がっているのかを知り、その出力チャネルに応じたチャネル指定パケット順序維持部に、バッファ２１４から送られてきたキュー順送り指示情報を出力する。例えば、制御アドレス生成部１４５が制御アドレスＡ１を出力しているときには、チャネル４指定パケット順序維持部にバッファ２１４からのキュー順送り指示情報を出力する。
【０１４８】
５．読み出しキュー管理部１４２は、図４を参照し、入力された制御アドレスで、バッファ２１５がスイッチ５４１のどの出力チャネルと繋がっているのかを知り、その出力チャネルに応じたチャネル指定パケット順序維持部に、バッファ２１５から送られてきたキュー順送り指示情報を出力する。例えば、制御アドレス生成部１４５が制御アドレスＡ１を出力しているときには、チャネル５指定パケット順序維持部にバッファ２１５からのキュー順送り指示情報を出力する。
【０１４９】
６．読み出しキュー管理部１４２は、図４を参照し、入力された制御アドレスで、バッファ２１６がスイッチ５４１のどの出力チャネルと繋がっているのかを知り、その出力チャネルに応じたチャネル指定パケット順序維持部に、バッファ２１６から送られてきたキュー順送り指示情報を出力する。例えば、制御アドレス生成部１４５が制御アドレスＡ１を出力しているときには、チャネル６指定パケット順序維持部にバッファ２１６からのキュー順送り指示情報を出力する。
【０１５０】
７．読み出しキュー管理部１４２は、図４を参照し、入力された制御アドレスで、バッファ２１７がスイッチ５４１のどの出力チャネルと繋がっているのかを知り、その出力チャネルに応じたチャネル指定パケット順序維持部に、バッファ２１７から送られてきたキュー順送り指示情報を出力する。例えば、制御アドレス生成部１４５が制御アドレスＡ１を出力しているときには、チャネル７指定パケット順序維持部にバッファ２１７からのキュー順送り指示情報を出力する。
【０１５１】
８．読み出しキュー管理部１４２は、図４を参照し、入力された制御アドレスで、バッファ２１８がスイッチ５４１のどの出力チャネルと繋がっているのかを知り、その出力チャネルに応じたチャネル指定パケット順序維持部に、バッファ２１８から送られてきたキュー順送り指示情報を出力する。例えば、制御アドレス生成部１４５が制御アドレスＡ１を出力しているときには、チャネル８指定パケット順序維持部にバッファ２１８からのキュー順送り指示情報を出力する。
【０１５２】
符号１４３は読み出し指示情報セレクタである。読み出し指示情報セレクタ１４３は、制御アドレス生成部１４５から送られる制御アドレスに従って図１９のように動作する。
【０１５３】
前述したように、チャネル１指定パケットとは、スイッチ５４１を通過した後、チャネル１（５３１）に出力されるべきパケットのことである。従って、ある制御アドレスの時に出力チャネル１（５３１）が繋がっている入力チャネルにあるバッファが、そのときのチャネル１指定パケットを読み出す候補のチャネルになる。チャネル２〜８指定パケットに関しても同様である。
【０１５４】
読み出し指示情報セレクタ１４３は、図１９の表に従って次のように動作する。
【０１５５】
１．読み出し指示情報セレクタ１４３は、図１９を参照し、入力された制御アドレスで、スイッチ５４１のＯＵＴ１がどの入力チャネルと繋がっているのかを知り、その入力チャネルに繋がっているバッファに、チャネル１指定パケット順序維持部から送られてきた読み出し記憶領域指示情報を出力する。例えば、制御アドレス生成部１４５が制御アドレスＡ１を出力しているときには、チャネル１指定パケット順序維持部はバッファ２１１に読み出し記憶領域指示情報を出力する（制御アドレスＡ１のときには、スイッチ５４１のＯＵＴ１とＩＮ１が繋がっているため。図１９参照）。
【０１５６】
２．読み出し指示情報セレクタ１４３は、図１９を参照し、入力された制御アドレスで、スイッチ５４１のＯＵＴ２がどの入力チャネルと繋がっているのかを知り、その入力チャネルに繋がっているバッファに、チャネル２指定パケット順序維持部から送られてきた読み出し記憶領域指示情報を出力する。例えば、制御アドレス生成部１４５が制御アドレスＡ１を出力しているときには、チャネル２指定パケット順序維持部はバッファ２１２に読み出し記憶領域指示情報を出力する。
【０１５７】
３．読み出し指示情報セレクタ１４３は、図１９を参照し、入力された制御アドレスで、スイッチ５４１のＯＵＴ３がどの入力チャネルと繋がっているのかを知り、その入力チャネルに繋がっているバッファに、チャネル３指定パケット順序維持部から送られてきた読み出し記憶領域指示情報を出力する。例えば、制御アドレス生成部１４５が制御アドレスＡ１を出力しているときには、チャネル３指定パケット順序維持部はバッファ２１３に読み出し記憶領域指示情報を出力する。
【０１５８】
４．読み出し指示情報セレクタ１４３は、図１９を参照し、入力された制御アドレスで、スイッチ５４１のＯＵＴ４がどの入力チャネルと繋がっているのかを知り、その入力チャネルに繋がっているバッファに、チャネル４指定パケット順序維持部から送られてきた読み出し記憶領域指示情報を出力する。例えば、制御アドレス生成部１４５が制御アドレスＡ１を出力しているときには、チャネル４指定パケット順序維持部はバッファ２１４に読み出し記憶領域指示情報を出力する。
【０１５９】
５．読み出し指示情報セレクタ１４３は、図１９を参照し、入力された制御アドレスで、スイッチ５４１のＯＵＴ５がどの入力チャネルと繋がっているのかを知り、その入力チャネルに繋がっているバッファに、チャネル５指定パケット順序維持部から送られてきた読み出し記憶領域指示情報を出力する。例えば、制御アドレス生成部１４５が制御アドレスＡ１を出力しているときには、チャネル５指定パケット順序維持部はバッファ２１５に読み出し記憶領域指示情報を出力する。
【０１６０】
６．読み出し指示情報セレクタ１４３は、図１９を参照し、入力された制御アドレスで、スイッチ５４１のＯＵＴ６がどの入力チャネルと繋がっているのかを知り、その入力チャネルに繋がっているバッファに、チャネル６指定パケット順序維持部から送られてきた読み出し記憶領域指示情報を出力する。例えば、制御アドレス生成部１４５が制御アドレスＡ１を出力しているときには、チャネル６指定パケット順序維持部はバッファ２１６に読み出し記憶領域指示情報を出力する。
【０１６１】
７．読み出し指示情報セレクタ１４３は、図１９を参照し、入力された制御アドレスで、スイッチ５４１のＯＵＴ７がどの入力チャネルと繋がっているのかを知り、その入力チャネルに繋がっているバッファに、チャネル７指定パケット順序維持部から送られてきた読み出し記憶領域指示情報を出力する。例えば、制御アドレス生成部１４５が制御アドレスＡ１を出力しているときには、チャネル７指定パケット順序維持部はバッファ２１７に読み出し記憶領域指示情報を出力する。
【０１６２】
８．読み出し指示情報セレクタ１４３は、図１９を参照し、入力された制御アドレスで、スイッチ５４１のＯＵＴ８がどの入力チャネルと繋がっているのかを知り、その入力チャネルに繋がっているバッファに、チャネル８指定パケット順序維持部から送られてきた読み出し記憶領域指示情報を出力する。例えば、制御アドレス生成部１４５が制御アドレスＡ１を出力しているときには、チャネル８指定パケット順序維持部はバッファ２１８に読み出し記憶領域指示情報を出力する。
【０１６３】
符号１４４はパケット宛先情報セレクタである。パケット宛先情報セレクタ１４４は、バッファ２１１〜２１８から送られてくるパケット宛先分類情報とチャネル情報を次のように処理する。
【０１６４】
パケット宛先情報セレクタ１４４は、送られてきたパケット宛先分類情報に対応したチャネル指定パケット順序維持部に、そのパケット宛先分類情報と一緒に送られてきたチャネル情報を出力する。つまり、パケット宛先分類情報として、チャネル１指定パケットが送られてきた場合に、その情報と一緒に送られてきたチャネル情報は、チャネル１指定パケット順序維持部に出力する。パケット宛先分類情報として、チャネル２〜８指定パケットが送られてきた場合には、その情報と一緒に送られてきたチャネル情報は、それぞれチャネル２〜８指定パケット順序維持部に出力される。
【０１６５】
この場合、複数のバッファから同時に同一のパケット宛先分類情報が送られてくる場合（つまり、複数のバッファに同時に同一のパケット宛先分類に属するパケットが入力された場合）があり、その場合には、同一のチャネル指定パケット順序維持部に同時に複数のチャネル情報が出力されることになる。
【０１６６】
続いて、チャネル１〜８指定パケット順序維持部について説明する。チャネル１〜８指定パケット順序維持部の内部構成は、全て同じであるので、その動作はチャネル１指定パケット順序維持部を代表として用いて説明する。
【０１６７】
符号１０１は読み出し順序キューである。この読み出し順序キュー１０１は、パケット宛先情報セレクタ１４４から送られてきたチャネル情報を送られてきた順に記憶し、送られてきた順に出力する機能（ＦＩＦＯとしての機能）を持つ。最初に入力されたチャネル情報は、先頭出力として比較器１３１に出力される。読み出し順序キュー１０１の初期状態は空である。
【０１６８】
パケット宛先情報セレクタ１４４の説明で述べたように、パケット宛先情報セレクタ１４４から同一のチャネル指定パケット順序維持部に同時に複数のチャネル情報が出力される場合がある。その場合には、その複数のチャネル情報を、読み出し順序キューで保持する順序は問わない。例えば、同時に複数のチャネル情報が入力された場合には、チャネル情報の小さいものを先に記憶するという制御でも良い。
【０１６９】
また、読み出しキュー管理部１４２からキュー順送り指示情報として、順送り指示が送られてきた場合には、そのとき先頭出力となっているチャネル情報を廃棄して、次のチャネル情報を先頭出力とし、送られてきた順に保持しているチャネル情報を１つ順送りする。また、読み出しキュー管理部１４２からキュー順送り指示情報として、状態維持指示が送られてきた場合には、先頭出力は変化させず、順送りは行わない。
【０１７０】
符号１３１は比較器である。比較器１３１は、パケット読み出し候補チャネル設定部１４１から出力されているチャネル番号と、読み出し順序キュー１０１の先頭出力として出力されているチャネル番号とを比較し、その結果に応じて読み出し指示情報セレクタ１４３へ読み出し記憶領域指示情報を出力する。比較器１３１は、その両チャネル番号が一致した場合には、読み出し記憶領域指示情報として、チャネル１出力用記憶領域を出力し、その両チャネル番号が一致しない場合には、読み出し記憶領域指示情報として、読み出し禁止を出力する。
【０１７１】
チャネル２〜８指定パケット順序維持部の内部構成は、チャネル１指定パケット順序維持部と同様であるので、その動作は省略する。但し、比較器１３２〜１３８において、それぞれに入力している両チャネル番号が一致した場合には、読み出し記憶領域指示情報として、それぞれチャネル２〜８出力用記憶領域を出力する。
【０１７２】
本実施形態は、複数の通信路を用い各通信路に均等にパケットが流れるように分散させながらパケットを送信する通信システムである。しかしながら、従来の参考例とは異なり、送信側ノード装置から受信側ノード装置へのパケットの伝送途中において、パケットの到着順序は維持される。
【０１７３】
従って、本実施形態では、参考例のようなパケットの並び替えを主目的とした端末インタフェース部は必要ない。
【０１７４】
次に、本実施形態における通信の手順を、図１、図２、図３、図６を用いて詳細に説明する。図６は、図２に示したノード装置を用いたネットワークシステムの構成例である。この例では、４つのノード装置６０１〜６０４を並列多重伝送路６０５〜６０８によってリング型に接続し、各ノード装置にはそれぞれ８本のサブ伝送路を介して８台の端末装置が接続されている。端末装置６１１〜６１８は端末５５１〜５５８に対応し、同様に６２１〜６２８、６３１〜６３８、６４１〜６４８も端末５５１〜５５８に対応している。例えば、端末６１６から端末６３５へ通信する場合の動作例について説明する。
【０１７５】
１．端末６１６からの送信データは固定長のパケットに分割され、各パケットのヘッダに宛先ノード番号（Ｎ＝３）と宛先チャネル番号（Ｔ＝５）を記載して出力される。出力されたパケットはサブ伝送路を通ってノード装置６０１へ入力する。
【０１７６】
２．ノード装置６０１に入力したパケットは、端末信号挿入部５０６のＦＩＦＯ９０５に一時記憶される。記憶されたパケットは、端末信号分離部５６６からセレクタ９０４に入力したパケット流にすき間があるときにＦＩＦＯ９０５から読み出され、セレクタ９０４を通ってバッファ２１６へ送られる。
【０１７７】
３．バッファ２１６のヘッダ検出部３０２は、入力してきたパケットのヘッダから検出した宛先ノード番号（Ｎ＝３）が記憶している下流ノード番号（２）と一致しないので、このパケットが特定のチャネルを指定しないパケット（チャネル無指定パケット）であることがわかる。従って、書き込み制御部３０３に通知する書き込み記憶領域の種類として、チャネル無指定記憶領域を選択する。ヘッダ検出部３０２は、書き込み記憶領域としてチャネル無指定記憶領域を書き込み制御部３０３に通知する（図２０参照）。スイッチ制御部２４２へのパケット宛先分類情報等の伝達は行わない。
【０１７８】
４．書き込み制御部３０３はその情報を受けて、上記で選択したチャネル無指定記憶領域に対する書き込みアドレスを発生させ、そのパケットをバッファメモリ３０１のチャネル無指定記憶領域に書き込ませる。更に同時に、読み出し記憶領域決定部３０５の無指定パケット有無管理ビットを１にセットする。
【０１７９】
５．スイッチ制御部２４２の制御アドレス生成部１４５は、図４に示すテーブルのように制御アドレスをＡ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５，Ａ６，Ａ７，Ａ８と順次供給してスイッチ５４１の接続関係を変更させ、かつ制御アドレスを、例えば１パケット時間周期に供給することで、８パケット時間周期で同じパターンを繰り返すように制御している。
【０１８０】
６．スイッチ制御部２４２のパケット読み出し候補チャネル設定部１４１は、制御アドレス生成部１４５が生成する制御アドレスＡ１，Ａ２，Ａ３，…並びに図１９に従って、チャネル１指定パケット順序維持部にはスイッチ５４１のＯＵＴ１と接続しているスイッチ入力チャネルを出力し、チャネル２指定パケット順序維持部にはスイッチ５４１のＯＵＴ２と接続しているスイッチ入力チャネルを出力し、…、チャネル８指定パケット順序維持部にはスイッチ５４１のＯＵＴ８と接続しているスイッチ入力チャネルを出力する。
【０１８１】
７．スイッチ制御部２４２のパケット宛先情報セレクタ１４４は、バッファ２１１〜２１８から送られてくるパケット宛先分類情報に従って、一緒に送られてくるチャネル情報を、チャネル１〜８指定パケット順序維持部に振り分ける。しかしながら、現在バッファ２１６で処理されているパケットは、チャネル無指定パケットであるので、パケット宛先分類情報は送られて来ない。従って、読み出し順序キュー１０１〜１０８には何も保持されていない（初期状態のまま）。
【０１８２】
８．読み出し順序キュー１０１〜１０８には何も保持されていないので、比較器１３１〜１３８は読み出し記憶領域指示情報として、読み出し禁止を出力する。
【０１８３】
９．読み出し指示情報セレクタ１４３は、制御アドレス生成部１４５が生成する制御アドレスＡ１，Ａ２，Ａ３，…並びに図１９に従って、チャネル１指定パケット順序維持部からの読み出し記憶領域指示情報をスイッチ５４１のＯＵＴ１と接続しているバッファに出力し、チャネル２指定パケット順序維持部からの読み出し記憶領域指示情報をスイッチ５４１のＯＵＴ２と接続しているバッファに出力し、…、チャネル８指定パケット順序維持部からの読み出し記憶領域指示情報をスイッチ５４１のＯＵＴ８と接続しているバッファに出力する。チャネル１〜８指定パケット順序維持部からの読み出し記憶領域指示情報は全て読み出し禁止であるので、バッファ２１１〜２１８に出力される読み出し記憶領域指示情報も全て読み出し禁止となる。
【０１８４】
１０．バッファ２１６の読み出し記憶領域決定部３０５では、スイッチ制御部２４２から読み出しタイミング情報が来たときに、スイッチ制御部２４２からの読み出し記憶領域指示情報と、無指定パケット有無管理ビットとから、次にパケットを読み出す領域を判断する。今の場合、無指定パケット有無管理ビットが１なので、読み出し制御部３０４に対し、読み出し領域の種類として、チャネル無指定記憶領域を通知する。さらに、読み出しキュー管理部１４２にキュー順送り指示情報として状態維持指示を出力する（図２１参照）。
【０１８５】
１１．読み出し制御部３０４は、読み出し領域の種類として、チャネル無指定記憶領域を受け取ると、そのチャネル無指定記憶領域に対してパケットを読み出すための読み出しアドレスをバッファメモリ３０１に出力し、そのチャネル無指定記憶領域からチャネル無指定パケットを読み出す。チャネル無指定パケットの場合、制御アドレス、つまりスイッチ５４１の接続状態に関わらず読み出せ、かつチャネル指定パケットに優先して読み出されるので、書き込み制御部３０３によってバッファメモリ３０１に書きこまれた次の読み出しタイミング情報の時に読み出される。ここではたまたまスイッチ５４１の入力端ＩＮ６が出力端ＯＵＴ１に接続されたとき（つまり、図４の制御アドレスＡ４の時。そのときスイッチ５４１の接続は、ＩＮ６とＯＵＴ１が接続される）に、バッファ２１６の無指定記憶領域からこのパケットを読み出すものとする。さらに同時に読み出し制御部３０４は、読み出し記憶領域決定部３０５の無指定パケット有無管理ビットを０にクリアする。
【０１８６】
１２．バッファ２１６のチャネル無指定記憶領域から読み出されたパケットは、スイッチ５４１を通って伝送路５３１へ出力される。
【０１８７】
１３．伝送路５３１を通ってノード装置６０２の端末信号分離部５６１に入力したパケットは、ヘッダ検出部８０１でヘッダが検出される。検出した宛先ノード番号（Ｎ＝３）は記憶している自ノード番号（２）と一致しないので、ゲート８０２を開きゲート８０３を閉じて端末信号挿入部５０１へそのパケットを出力する。端末信号挿入部５０１のセレクタ９０４へ出力されたパケットは、セレクタ９０４を通りバッファ２１１へ入力する。
【０１８８】
１４．バッファ２１１のヘッダ検出部３０２は、入力してきたパケットのヘッダから検出した宛先ノード番号（Ｎ＝３）が記憶している下流ノード番号（３）と一致したことと、検出したチャネル番号（Ｔ＝５）とから、このパケットがチャネル５指定パケットであることがわかる。従って、書き込み制御部３０３に通知する書き込み記憶領域の種類としてチャネル５出力用記憶領域を選択し、それを通知する。更に、スイッチ制御部２４２に対してパケット宛先分類情報（チャネル５指定パケット）とチャネル情報（チャネル１：自チャネル番号）を伝える（図２０参照）。
【０１８９】
１５．書き込み制御部３０３はその情報を受けて、上記で選択したチャネル５出力用記憶領域に対する書き込みアドレスを発生させ、そのパケットをバッファメモリ３０１のチャネル５指定記憶領域に書き込ませる。また、このパケットはチャネル無指定パケットではないので、無指定パケット有無管理ビットはセットしない（初期状態：０のまま）。
【０１９０】
１６．スイッチ制御部２４２の制御アドレス生成部１４５は、図４に示すテーブルのように制御アドレスをＡ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５，Ａ６，Ａ７，Ａ８と順次供給してスイッチ５４１の接続関係を変更させ、かつ制御アドレスを例えば１パケット時間周期に供給することで、８パケット時間周期で同じパターンを繰り返すように制御している。
【０１９１】
１７．スイッチ制御部２４２のパケット宛先情報セレクタ１４４は、バッファ２１１から送られてきたパケット宛先分類情報（チャネル５指定パケット）に従って、一緒に送られてくるチャネル情報（チャネル１）を、チャネル５指定パケット順序維持部に出力する。
【０１９２】
１８．読み出し順序キュー１０５には最初何も保持されていないので、パケット宛先情報セレクタ１４４から送られて来たチャネル情報（チャネル１）を先頭出力として比較器１３５に出力する。
【０１９３】
１９．パケット読み出し候補チャネル設定部１４１が、比較器１３５に対してチャネル１を出力するのは、制御アドレスがＡ５のときである（図１９参照）。従って、比較器１３５は、制御アドレスがＡ５のときにだけ、読み出し記憶領域指示情報としてチャネル５出力用記憶領域を、読み出し指示情報セレクタ１４３に出力する。制御アドレスがＡ５のときには、読み出し指示情報セレクタ１４３は、上述の読み出し記憶領域指示情報（チャネル５出力用記憶領域）をバッファ２１１に出力する（図１９参照）。
【０１９４】
２０．バッファ２１１の読み出し記憶領域決定部３０５では、制御アドレスがＡ５のときに、読み出し記憶領域指示情報としてチャネル５出力用記憶領域を受け取るので（無指定パケット有無管理ビットが０）、読み出し領域の種類としてチャネル５出力用記憶領域を、読み出し制御部３０４に通知する。更に、読み出しキュー管理部１４２にキュー順送り指示情報として順送り指示を出力する（図２１参照）。
【０１９５】
２１．読み出し制御部３０４は、制御アドレスがＡ５のときに読み出し領域の種類としてチャネル５出力用記憶領域を受け取ると、そのチャネル５出力用記憶領域に対してパケットを読み出すための読み出しアドレスをバッファメモリ３０１に出力し、そのチャネル５出力用記憶領域からチャネル５指定パケットを読み出す。
【０１９６】
２２．また同時に、読み出しキュー管理部１４２は、制御アドレスがＡ５のときには、バッファ２１１から出力されるキュー順送り指示情報（順送り指示）を、チャネル５指定パケット順序維持部に出力する（図４参照）。読み出し順序キュー１０５では、順送り指示を受け取ると、先頭出力（チャネル１）を破棄し、記憶しているチャネル情報を１つ順送りする。この場合は、先頭出力（チャネル１）以外に記憶しているチャネル情報がないので、読み出し順序キュー１０５は空（初期状態）に戻る。
【０１９７】
２３．バッファ２１１のチャネル５出力用記憶領域から読み出されたパケットは、スイッチ５４１を通って伝送路５３５へ出力される。
【０１９８】
２４．伝送路を通ってノード装置６０３の端末信号分離部５６５に入力したパケットは、ヘッダ検出部８０１でヘッダが検出される。検出した宛先ノード番号（Ｎ＝３）は記憶している自ノード番号（３）と一致するので、ゲート８０３を開き、且つゲート８０２を閉じて端末方向のみにそのパケットを出力する。
【０１９９】
２５．端末信号分離部５６５から端末方向へ出力されたパケットは、サブ伝送路を通って端末６３５へ送られ受信される。
【０２００】
以上のようにして、本実施形態におけるネットワークシステムのノード装置間での通信が行われる。
【０２０１】
次に、パケットの順序が伝送途中で入れ替わらないことを明示的に示すために、図１、図２、図３、図６、図２２、図２３を用いて説明する。例とする通信は、参考例の問題点を示した場合と同じく端末６１６から端末６３５への通信を考える。また、参考例の問題点での説明と同じように、説明の簡単のため、端末とノード装置までの伝送容量と、ノード装置間の伝送容量（１チャネル当たり）は同じとする。また、前述したように、１つのパケットがある地点を通過するのにかかる時間を１パケット時間と呼ぶことにする。
【０２０２】
図２２、図２３において、Ｔ０，Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４…はそれぞれ１パケット時間で、Ａ４，Ａ５，Ａ６，Ａ７，Ａ８…はそれぞれのパケット時間における図４、図１９の制御アドレスを示している。図２２、図２３は一連の時間経過を示す図で、Ｔ１０パケット時間は重複して示されている。また、図２３では、同じ状態が維持されている時間は一部省略されている。
【０２０３】
更に、１つのパケットに対するバッファへの書き込み、読み出しにはそれぞれ１パケット時間かかるとする。また、あるノード装置から出力されて次のノード装置に入力され、端末信号分離部及び端末信号挿入部を通過する時間もまとめて１パケット時間とする。また、各ノード装置のスイッチ５４１の動作は完全に同期しているものとする。
【０２０４】
また、参考例の問題点について説明したのと同じように、端末６１６から複数（以下の例では４つ）のパケットが連続して送られている場合を考える。ここで連続した複数のパケットを先頭から順に「Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４」と呼ぶことにする。
【０２０５】
１．端末６１６からの送信データは固定長のパケットに分割され、各パケットのヘッダに宛先ノード番号（Ｎ＝３）と宛先チャネル番号（Ｔ＝５）を記載して出力される。出力されたパケットは、出力された順にＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４とし、それらはサブ伝送路を通ってノード装置６０１へ入力する。
【０２０６】
２．ノード装置６０１に入力したパケットＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４は、端末信号挿入部５０６を経由してバッファ２１６でチャネル無指定パケットと判定され、バッファメモリ３０１のチャネル無指定記憶領域に一時的に書き込まれる。
【０２０７】
３．チャネル無指定パケットの場合、制御アドレス、つまりスイッチ５４１の接続状態にかかわらず読み出せ、かつチャネル指定パケットに優先して読み出されるので、書き込み制御部３０３によってバッファメモリ３０１に書きこまれた次の読み出しタイミング情報のときに読み出される。ここではたまたまスイッチ５４１の入力端ＩＮ６が出力端ＯＵＴ１に接続されたとき（つまり、図４の制御アドレスがＡ４のときスイッチ５４１でＩＮ６とＯＵＴ１が接続され、その接続状態が維持されている間をＴ０パケット時間と呼ぶことにする）に、バッファ２１６の無指定記憶領域から先頭パケットＰ１を読み出すものとする（図２２参照）。
【０２０８】
４．パケットは連続しているので、次のパケットＰ２はＴ１パケット時間（制御アドレスがＡ５）のときに読み出され、更に次のパケットＰ３はＴ２パケット時間（制御アドレスがＡ６）のときに読み出される。また同様に、パケットＰ４はＴ３パケット時間（制御アドレスがＡ７）のときに読み出される（図２２参照）。
【０２０９】
５．従って、ノード装置６０１から出力されるパケットは、Ｐ１が５３１から出力され、その１パケット時間後にＰ２が５３２から出力され、その１パケット時間後にＰ３が５３３から出力される。また同様に、パケットＰ４は１パケット時間後に５３４から出力される。
【０２１０】
６．ノード装置６０１から出力されたパケットはそれぞれの伝送チャネルを通り、ノード装置６０２に入力される。更に、それぞれの伝送チャネルにある端末信号分離部と端末信号挿入部を通過して（その間に１パケット時間かかるとしている）、それぞれの伝送チャネルにあるバッファのチャネル５出力用記憶領域に一時的に書き込まれる。つまり、Ｐ１はバッファ２１１のチャネル５出力用記憶領域にＴ２パケット時間に書きこまれ、Ｐ２はバッファ２１２のチャネル５出力用記憶領域にＴ３パケット時間に書きこまれ、Ｐ３はバッファ２１３のチャネル５出力用記憶領域にＴ４パケット時間に書き込まれ、Ｐ４はバッファ２１４のチャネル５出力用記憶領域にＴ５パケット時間に書き込まれる（図２２参照）。
【０２１１】
７．この際、スイッチ制御部２４２のパケット宛先セレクタ１４４に対して、バッファ２１１からパケット宛先分類情報（チャネル５指定パケット）とチャネル情報（チャネル１）、バッファ２１２からパケット宛先分類情報（チャネル５指定パケット）とチャネル情報（チャネル２）、バッファ２１３からパケット宛先分類情報（チャネル５指定パケット）とチャネル情報（チャネル３）、バッファ２１４からパケット宛先分類情報（チャネル５指定パケット）とチャネル情報（チャネル４）が順番に送られる。
【０２１２】
８．スイッチ制御部２４２のパケット宛先情報セレクタ１４４は、上述のようにバッファ２１１〜２１４から送られてくるパケット宛先分類情報（すべてチャネル５指定パケット）に従って、一緒に送られてくるチャネル情報（チャネル１、チャネル２、チャネル３、チャネル４）を、入力してきた順序（チャネル１、チャネル２、チャネル３、チャネル４の順序）で、チャネル５指定パケット順序維持部に出力する。
【０２１３】
９．読み出し順序キュー１０５は、パケット宛先情報セレクタ１４４から送られてきたチャネル情報を、それらが送られてきた順番（チャネル１、チャネル２、チャネル３、チャネル４の順序）に記憶する。読み出し順序キュー１０５には、最初何も保持されていないので、チャネル１を先頭出力として比較器１３５に出力する。
【０２１４】
１０．パケット読み出し候補チャネル設定部１４１が、比較器１３５に対してチャネル１を出力するのは、制御アドレスがＡ５のときである（図１９参照）。従って、比較器１３５は制御アドレスがＡ５（Ｔ９パケット時間）のときにだけ、読み出し記憶領域指示情報としてチャネル５出力用記憶領域を、読み出し指示情報セレクタ１４３に出力する。制御アドレスＡ５（Ｔ９パケット時間）のときには、読み出し指示情報セレクタ１４３は、上述した読み出し記憶領域指示情報（チャネル５出力用記憶領域）をバッファ２１１に出力する（図１９参照）。
【０２１５】
１１．バッファ２１１の読み出し記憶領域決定部３０５では、制御アドレスがＡ５（Ｔ９パケット時間）のときに、読み出し記憶領域指示情報としてチャネル５出力用記憶領域を受け取るので（無指定パケット有無管理ビットは０）、その読み出し領域の種類としてチャネル５出力用記憶領域を、読み出し制御部３０４に通知する。更に、読み出しキュー管理部１４２にキュー順送り指示情報として順送り指示を出力する（図２１参照）。
【０２１６】
１２．読み出し制御部３０４は、制御アドレスがＡ５（Ｔ９パケット時間）のときに読み出し領域の種類としてチャネル５出力用記憶領域を受け取ると、そのチャネル５出力用記憶領域に対してパケットを読み出すための読み出しアドレスをバッファメモリ３０１に出力し、そのチャネル５出力用記憶領域からチャネル５指定パケットＰ１を読み出す（図２２参照）。
【０２１７】
１３．同時に、読み出しキュー管理部１４２は、上述の制御アドレスがＡ５（Ｔ９パケット時間）のときに、バッファ２１１から出力されるキュー順送り指示情報（順送り指示）を、チャネル５指定パケット順序維持部に出力する（図４参照）。読み出し順序キュー１０５では、順送り指示を受け取ると、先頭出力（チャネル１）を破棄し、記憶しているチャネル情報を１つ順送りする。従って、次はチャネル２を先頭出力として比較器１３５に出力する。
【０２１８】
１４．制御アドレスがＡ５（Ｔ９パケット時間）のときに、バッファ２１１のチャネル５出力用記憶領域から読み出されたパケットＰ１は、スイッチ５４１を通って伝送路５３５へ出力される。
【０２１９】
１５．続いてパケット読み出し候補チャネル設定部１４１が、比較器１３５に対してチャネル２を出力するのは、制御アドレスがＡ４のときである（図１９参照）。従って、比較器１３５は制御アドレスがＡ４（Ｔ１６パケット時間）のときにだけ、読み出し記憶領域指示情報としてチャネル５出力用記憶領域を、読み出し指示情報セレクタ１４３に出力する。制御アドレスＡ４（Ｔ１６パケット時間）のときには、読み出し指示情報セレクタ１４３は、上述した読み出し記憶領域指示情報（チャネル５出力用記憶領域）をバッファ２１２に出力する（図１９参照）。
【０２２０】
１６．バッファ２１２の読み出し記憶領域決定部３０５では、制御アドレスがＡ４（Ｔ１６パケット時間）のときに、読み出し記憶領域指示情報としてチャネル５出力用記憶領域を受け取るので（無指定パケット有無管理ビットは０）、読み出し領域の種類としてチャネル５出力用記憶領域を読み出し制御部３０４に通知する。更に、読み出しキュー管理部１４２にキュー順送り指示情報として順送り指示を出力する（図２１参照）。
【０２２１】
１７．読み出し制御部３０４は、制御アドレスがＡ４（Ｔ１６パケット時間）のときに、読み出し領域の種類としてチャネル５出力用記憶領域を受け取ると、そのチャネル５出力用記憶領域に対してパケットを読み出すための読み出しアドレスをバッファメモリ３０１に出力し、そのチャネル５出力用記憶領域からチャネル５指定パケットＰ２を読み出す（図２２参照）。
【０２２２】
１８．同時に、読み出しキュー管理部１４２は、上述の制御アドレスがＡ４（Ｔ１６パケット時間）のときには、バッファ２１２から出力されるキュー順送り指示情報（順送り指示）を、チャネル５指定パケット順序維持部に出力する（図４参照）。読み出し順序キュー１０５では、順送り指示を受け取ると、先頭出力（チャネル２）を破棄し、記憶しているチャネル情報を１つ順送りする。従って、次はチャネル３を先頭出力として比較器１３５に出力する。
【０２２３】
１９．制御アドレスがＡ４（Ｔ１６パケット時間）のときにバッファ２１２のチャネル５出力用記憶領域から読み出されたパケットＰ２は、スイッチ５４１を通って伝送路５３５へ出力される。
【０２２４】
２０．続いてパケット読み出し候補チャネル設定部１４１が、比較器１３５に対してチャネル３を出力するのは、制御アドレスがＡ３のときである（図１９参照）。従って、比較器１３５は制御アドレスがＡ３（Ｔ２３パケット時間）のときにだけ、読み出し記憶領域指示情報としてチャネル５出力用記憶領域を、読み出し指示情報セレクタ１４３に出力する。制御アドレスがＡ３（Ｔ２３パケット時間）のときには、読み出し指示情報セレクタ１４３は、上述の読み出し記憶領域指示情報（チャネル５出力用記憶領域）をバッファ２１３に出力する（図１９参照）。
【０２２５】
２１．バッファ２１３の読み出し記憶領域決定部３０５では、制御アドレスがＡ３（Ｔ２３パケット時間）のときに読み出し記憶領域指示情報としてチャネル５出力用記憶領域を受け取るので（無指定パケット有無管理ビットは０）、読み出し領域の種類としてチャネル５出力用記憶領域を読み出し制御部３０４に通知する。更に、読み出しキュー管理部１４２にキュー順送り指示情報として順送り指示を出力する（図２１参照）。
【０２２６】
２２．読み出し制御部３０４は、制御アドレスがＡ３（Ｔ２３パケット時間）のときに読み出し領域の種類としてチャネル５出力用記憶領域を受け取ると、そのチャネル５出力用記憶領域に対してパケットを読み出すための読み出しアドレスをバッファメモリ３０１に出力し、そのチャネル５出力用記憶領域からチャネル５指定パケットＰ３を読み出す（図２２参照）。
【０２２７】
２３．同時に、読み出しキュー管理部１４２は、上述の制御アドレスがＡ３（Ｔ２３パケット時間）のときには、バッファ２１３から出力されるキュー順送り指示情報（順送り指示）を、チャネル５指定パケット順序維持部に出力する（図４参照）。読み出し順序キュー１０５では、順送り指示を受け取ると、先頭出力（チャネル３）を破棄し、記憶しているチャネル情報を１つ順送りする。従って、次はチャネル４を先頭出力として比較器１３５に出力する。
【０２２８】
２４．制御アドレスがＡ３（Ｔ２３パケット時間）のときにバッファ２１３のチャネル５出力用記憶領域から読み出されたパケットＰ３は、スイッチ５４１を通って伝送路５３５へ出力される。
【０２２９】
２５．続いて、パケット読み出し候補チャネル設定部１４１が、比較器１３５に対してチャネル４を出力するのは、制御アドレスがＡ２のときである（図１９参照）。従って、比較器１３５は制御アドレスがＡ２（Ｔ３０パケット時間）のときにだけ、読み出し記憶領域指示情報としてチャネル５出力用記憶領域を、読み出し指示情報セレクタ１４３に出力する。制御アドレスがＡ２（Ｔ３０パケット時間）のときには、読み出し指示情報セレクタ１４３は、上述の読み出し記憶領域指示情報（チャネル５出力用記憶領域）をバッファ２１４に出力する（図１９参照）。
【０２３０】
２６．バッファ２１４の読み出し記憶領域決定部３０５では、制御アドレスがＡ２（Ｔ３０パケット時間）のときに読み出し記憶領域指示情報としてチャネル５出力用記憶領域を受け取るので（無指定パケット有無管理ビットは０）、読み出し領域の種類としてチャネル５出力用記憶領域を読み出し制御部３０４に通知する。更に、読み出しキュー管理部１４２にキュー順送り指示情報として順送り指示を出力する（図２１参照）。
【０２３１】
２７．読み出し制御部３０４は、制御アドレスがＡ２（Ｔ３０パケット時間）のときに読み出し領域の種類としてチャネル５出力用記憶領域を受け取ると、そのチャネル５出力用記憶領域に対してパケットを読み出すための読み出しアドレスをバッファメモリ３０１に出力し、そのチャネル５出力用記憶領域からチャネル５指定パケットＰ４を読み出す（図２２参照）。
【０２３２】
２８．同時に、読み出しキュー管理部１４２は、上述の制御アドレスがＡ２（Ｔ３０パケット時間）のときには、バッファ２１４から出力されるキュー順送り指示情報（順送り指示）を、チャネル５指定パケット順序維持部に出力する（図４参照）。読み出し順序キュー１０５では、順送り指示を受け取ると、先頭出力（チャネル４）を破棄し、記憶しているチャネル情報を１つ順送りする。この場合は、先頭出力以外に記憶しているチャネル情報がないので、読み出し順序キュー１０５は空（初期状態）に戻る。
【０２３３】
２９．制御アドレスがＡ２（Ｔ３０パケット時間）のときにバッファ２１４のチャネル５出力用記憶領域から読み出されたパケットＰ４は、スイッチ５４１を通って伝送路５３５へ出力される。
【０２３４】
３０．従って、ノード装置６０２から出力されるパケットは、Ｔ１０パケット時間にＰ１が、Ｔ１７パケット時間にＰ２が、Ｔ２４パケット時間にＰ３が、Ｔ３１パケット時間にＰ４が、それぞれ５３５から出力されることになる。
【０２３５】
３１．つまり、本実施形態では、ノード装置６０２においてパケットの順序の入れ替わりが起こらず、元の状態（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４）でノード装置６０３に入力され、端末信号分離部５６５で分離されて端末６３５に送られる。
【０２３６】
この場合、送信端末６１６から宛先端末６３５へ送られるパケットの流れは、以下のようになる。
【０２３７】
［送信端末接続ノード装置（６０１）］：
・送信端末６１６から送られたパケットは、端末信号挿入部５０６を経由してリング伝送路に挿入されるが、その過程ではパケットの順序入れ替えは起こらない。
・バッファ２１６に入力されたパケットは、チャネル無指定パケットと分類され、バッファメモリ３０１に書きこまれた次の読み出しタイミング情報の時に次々に読み出されるので、パケットの順序入れ替えは起こらない。
・バッファ２１２から出力されたパケットは、スイッチ５４１によってバラバラのチャネルに振り分けられるが、その過程ではパケットの順序入れ替えは起こらない。
【０２３８】
［最終経由ノード装置（６０２）］：
・バラバラのチャネルから入力されたパケットは、それぞれのチャネルの端末信号分離部、端末信号挿入部を経由して、それぞれのチャネルにあるバッファ部に入力されるが、その過程ではパケットの順序入れ替えは起こらない。
・それぞれのチャネルにあるバッファ部に入力されたパケットは、チャネル５指定パケットと分類され、それぞれのバッファ部のチャネル５出力用記憶領域に書き込まれるが、その過程ではパケットの順序入れ替えは起こらない。
・スイッチ制御部２４２のチャネル５指定パケット順序維持部の読み出し順序キュー１０５には、パケットがそれぞれのバッファ部に書きこまれた順にそのバッファのチャネル情報が入力される。更に、読み出し順序キュー１０５から出力される（出力される順序は入力された順序と同じ）チャネル情報に従ってバッファが選択され、そのバッファからパケットが読み出されて行くので、その過程ではパケットの順序入れ替えは起こらない。
・それぞれのバッファから出力されたパケットは、スイッチ５４１によってチャネル５（５３５）に出力されるが、その過程ではパケットの順序入れ替えは起こらない。
【０２３９】
［受信端末接続ノード装置（６０３）］：
・チャネル５（５２５）からに入力されたパケットは、端末信号分離部５６５で分離され、宛先端末６３５に送られるが、その過程ではパケットの順序入れ替えは起こらない。
・また、上で示した通信例には、途中経由ノード装置が含まれていなかったが、以下に示すように、途中経由ノード装置でもパケットの順序の入れかえは起こらない。
【０２４０】
［途中経由ノード装置］：
・バラバラのチャネルから入力されたパケットは、それぞれのチャネルの端末信号分離部、端末信号挿入部を経由して、それぞれのチャネルにあるバッファ部に入力されるが、その過程ではパケットの順序入れ替えは起こらない。
・それぞれのチャネルにあるバッファ部に入力されたパケットは、チャネル無指定パケットと分類され、バッファメモリ３０１に書きこまれた次の読み出しタイミング情報の時に次々に読み出されるので、パケットの順序入れ替えは起こらない。
・それぞれのバッファから出力されたパケットは、スイッチ５４１によって、バラバラのチャネルに振り分けられるが、その過程ではパケットの順序入れ替えは起こらない。
【０２４１】
以上まとめると、本実施形態では、各ノード装置においてパケット宛先分類毎にパケットの順序を維持することで、同一のパケット宛先分類の中でのパケットの順序入れ替わりを防いでいる。つまり、
・チャネル無指定パケットに対して、バッファメモリ３０１に書きこまれた次の読み出しタイミング情報の時に読み出すようにする（チャネル指定パケットより優先して読み出す）ことで、チャネル無指定パケットの順序入れ替えを防いでいる。
・チャネル１指定パケットに対して、チャネル１指定パケットが、各チャネルのバッファ２１１〜２１８にどのような順序で書き込まれていったのか（書き込みチャネル順序情報と呼ぶ）を読み出し順序キュー１０１が管理し、読み出し順序キュー１０１が管理している書き込みチャネル順序情報に従って、各チャネルのバッファ２１１〜２１８に書きこまれているチャネル１指定パケットを読み出していくことで、チャネル１指定パケットの順序入れ替えを防いでいる。
・チャネル２〜８指定パケットに対してもチャネル１指定パケットと同様の制御により、チャネル２〜８指定パケットの順序入れ替わりを防いでいる。
【０２４２】
従って、本実施形態によれば、参考例で問題になっていた、パケットの順序が伝送途中で入れ替わる、という現象が発生することはなくなり、参考例で述べた「問題点１、２、３，４」も解決される。
【０２４３】
［他の実施形態］
次に、図面を参照しながら本発明に係る他の実施形態を詳細に説明する。
【０２４４】
図１７は、他の実施形態におけるノード装置の構成図である。上述の実施形態でスイッチ５４１に空間分割型のスイッチを用い、伝送路としてリボンファイバなどの空間分割並列多重伝送路を用いたのに対し、他の実施形態では波長多重を用いて１本の光ファイバに信号を多重し、対向する２つのノード装置間で交換を行うものである。
【０２４５】
図１７において、１７０１〜１７０８は波長可変送信部であり、レーザダイオードの注入電流を制御することにより入力信号を任意の波長の光信号に変換して出力する光送信器である。１７２０は波長制御部であり、スイッチ制御部２４２と基本的に同じものである。尚、スイッチ制御部２４２は、スイッチ５４１に対してその入力チャネルと出力チャネルの接続状態の切り替えを指示したが、波長制御部１７２０は、波長可変送信部１７０１〜１７０８を図４に示した波長制御パターンに従ってそれぞれの送信波長を任意の波長に設定するものである。
【０２４６】
例えば、制御アドレスＡ１〜Ａ８を順次周期的に変更することで、波長可変送信部１７０１の入力端ＩＮ１に入力した信号を最初の周期で波長λ１の光信号に変換し、次の周期で波長λ２の光信号に変換し、更に波長λ３，λ４，λ５…と順次変更する。波長可変送信部１７０２も同様に入力端ＩＮ２に入力した信号を波長λ２，λ３，λ４，λ５，λ６…の順番で繰り返し上記波長の光信号に変換する。他の波長可変送信部１７０３〜１７０８も同様である。
【０２４７】
波長変更の周期は、例えばパケット長の整数倍に設定される。つまり、数パケット単位に送信波長が繰り返し変更されることになる。また、使用する波長制御パターンは図４に限ったものではないが、複数の波長可変送信部が同時に同じ波長で送信しない波長制御パターンを用いる。
【０２４８】
１７２１は合波器であり、各波長可変送信部から出力された光信号を１本の光ファイバに集光し、外部光ファイバ伝送路へ出力する。１７２２は分波器であり、外部光ファイバ伝送路から送られてきた波長λ１〜λ８の光信号をそれぞれの波長に分離する。１７１１〜１７１８は光受信部であり、分波器１７２２で分離された波長λ１〜λ８の光信号を電気信号に変換するものである。ノード装置の他の部分は、前述した実施形態或いは参考例と同様であり、同じ部分は同一番号で記してある。
【０２４９】
尚、前述した実施形態における通信の手順は、スイッチ５４１に空間分割型のスイッチを用い、伝送路としてリボンファイバなどの空間分割並列多重伝送路を用いたのに対し、他の実施形態では波長多重を用いて１本の光ファイバに信号を多重した部分を除いて同じであり、その異なる部分の動作については既に詳述したので省略する。
【０２５０】
尚、本発明は複数の機器（例えば、ホストコンピュータ，インタフェース機器，リーダ，プリンタなど）から構成されるシステムに適用しても、１つの機器からなる装置（例えば、複写機，ファクシミリ装置など）に適用しても良い。
【０２５１】
また、本発明の目的は前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記録媒体を、システム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（ＣＰＵ若しくはＭＰＵ）が記録媒体に格納されたプログラムコードを読出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。
【０２５２】
この場合、記録媒体から読出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記録媒体は本発明を構成することになる。
【０２５３】
このプログラムコードを供給するための記録媒体としては、例えばフロッピー（登録商標）ディスク，ハードディスク，光ディスク，光磁気ディスク，ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，磁気テープ，不揮発性のメモリカード，ＲＯＭなどを用いることができる。
【０２５４】
また、コンピュータが読出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）などが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【０２５５】
更に、記録媒体から読出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【０２５６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、各ノード装置において、パケット宛先分類毎にパケットの順序を維持することにより、同一のパケット宛先分類の中でパケットの順序入れ替わりを防ぐことができる。即ち、
・チャネル無指定パケットに対しては、バッファメモリに書きこまれた次の読み出しタイミング情報のときに読み出すようにすることで（チャネル指定パケットより優先して読み出すことで）、チャネル無指定パケットの順序入れ替えを防ぐことができる。
・チャネル１指定パケットに対しては、チャネル１指定パケットが、各チャネルのバッファにどのような順序で書き込まれていったのか（書き込みチャネル順序情報と呼ぶ）を読み出し順序キューが管理し、読み出し順序キューが管理している書き込みチャネル順序情報に従って、各チャネルのバッファに書きこまれているチャネル１指定パケットを読み出していくことで、チャネル１指定パケットの順序入れ替えを防ぐことができる。
・チャネル２〜８指定パケットに対してもチャネル１指定パケットと同様の制御により、チャネル２〜８指定パケットの順序入れ替わりを防ぐことができる。
【０２５７】
従って、本発明によれば、問題になっていたパケットの順序が伝送途中で入れ替わるという現象が発生することはなくなり、従来必要であった、順序が入れ替わって到着するパケットの順序を元に戻すために、宛先端末が繋がった端末インタフェース部にパケットを並び替える手段（並び替え手段）と、並び替え手段において、パケットの並び替えを行うために、送信端末が繋がった端末インタフェース部にパケットのヘッダにシーケンス番号を付加する手段（シーケンス番号付加手段）と、パケットのヘッダにシーケンス番号を付加するための領域とが必要なくなる。
【０２５８】
また、上記の並び替え手段及びシーケンス番号付加手段に付随するハード的な制限により、コネクション数が限定されることもなくなる。
【０２５９】
そして、チャネル無指定記憶領域に書き込まれるチャネル無指定パケットは、バッファメモリ３０１において滞留することなく、バッファメモリ３０１に書きこまれた次の読み出しタイミング情報の時に直ちに読み出されるので、チャネル無指定記憶領域の大きさは、他の記憶領域に比べて小さく割り当てることが可能である。例えば１パケット分の領域を割り当てれば十分である。更に、パケットがバッファメモリ３０１に書き込まれるタイミングに、スイッチ制御部２４２から送られる読み出しタイミング情報を合わせるなら、チャネル無指定記憶領域を割り当てる必要もなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態におけるスイッチ制御部２４２の内部構成を示す図である。
【図２】本実施形態におけるネットワークに用いるノード装置２００の構成を示す図である。
【図３】本実施形態におけるバッファ手段２１１〜２１８の内部構成を示す図である。
【図４】スイッチ制御部の制御パターンを示す図である。
【図５】参考例のネットワークにおけるノード装置の構成例を示す図である。
【図６】図５に示すノード装置を用いたネットワークシステムの構成例を示す図である。
【図７】図６に示すネットワークの通信原理を説明するための図である。
【図８】端末信号分離部５６１〜５６８の内部構成を示す図である。
【図９】端末信号挿入部５０１〜５０８の内部構成を示す図である。
【図１０】バッファ部５１１〜５１８の内部構成を示す図である。
【図１１】読み出し記憶領域決定部１００５における読み出し領域の種類を決定する処理手順を示すフローチャートである。
【図１２】ヘッダ検出部８０１におけるパケット経路の制御手順を示すフローチャートである。
【図１３】ヘッダ検出部１００２におけるパケット経路の制御手順を示すフローチャートである。
【図１４】端末インタフェース部５７１〜５７８の内部構成を示す図である。
【図１５】パケットの順序が伝送途中で入れ替わる現象を説明するための図である。
【図１６】本実施形態におけるネットワークに用いるパケットの構成を示す図である。
【図１７】他の実施形態におけるノード装置の構成を示す図である。
【図１８】参考例のネットワークに用いられるパケット構成を示す図である。
【図１９】制御アドレスに応じてそれぞれの出力チャネルがどの入力チャネルと接続するかを示す図である。
【図２０】書き込みアドレスを決定する処理手順を示すフローチャートである。
【図２１】読み出し領域の種類を決定する処理手順を示すフローチャートである。
【図２２】パケットの順序が伝送途中で入れ替わらないこと説明するための図である。
【図２３】パケットの順序が伝送途中で入れ替わらないこと説明するための図である。
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の端末装置を接続するための複数のノード装置を並列な複数のチャネルでリング状に接続した通信ネットワーク、ノード装置及びそれらの制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、情報量の増大に伴い、複数の端末装置を接続するネットワークの高速化大容量化に対応すべく、ノード装置を並列多重伝送路で接続し、各々の通信路に均等にパケットが流れるように分散させながらパケットを送信する通信システムが提案されている。例えば、特開平８−１７２３９４号及び特開平８−２３７３０６号にその構成例が示されている。以下、これら提案された構成例を参考例として紹介する。
【０００３】
参考例では、図５に示すノード装置が図１８に示すパケットを用いて通信するものである。図１８は、参考例のネットワークに用いられるパケット構成を示す図である。図示するように、パケットはヘッダとデータとから構成される。このヘッダには送信データの宛先情報が格納され、またデータには送信データが格納される。更に、ヘッダは図１８に示すように、以下のように構成されている。
【０００４】
Ｎは宛先ノード番号であり、仮に本参考例のネットワークにノード装置が３２台接続できるならばノード番号１〜３２を示す５ビットで構成される。それぞれのノード装置には１〜３２のうち、異なる番号がノード番号として与えられる。Ｎには宛先端末が接続されたノード装置のノード番号（宛先ノード番号と呼ぶ）が格納される。
【０００５】
Ｔは伝送チャネル番号であり、仮に本参考例のネットワークで並列多重伝送路の伝送チャネル数（多重数）が８個ならば１〜８を示す３ビットで構成される。それぞれの伝送チャネルには１〜８のうち異なる番号が伝送チャネル番号として与えられる。Ｔには宛先端末が接続された伝送チャネル番号（宛先チャネル番号と呼ぶ）が格納される。
【０００６】
Ｓはシーケンス番号であり、パケットの送信順番に対応して付加される。Ｃは各コネクションを識別するためのコネクション識別子である。その他には、同期信号、誤り訂正符号などが、必要に応じて挿入される。
【０００７】
ネットワーク内の各端末は、ノード番号と伝送チャネル番号により個々に識別される。また、本ネットワークで行われる一連の通信はパケットのヘッダの宛先ノード番号、宛先チャネル番号、コネクション識別子により、区別される。更に、その区別された通信毎に、端末インタフェース部によりシーケンス番号が付加される。
【０００８】
図５は、参考例のネットワークにおけるノード装置の構成例を示す図である。図５に示すように、ノード装置５００にはサブ伝送路を介して端末装置５５１〜５５８が接続されている。符号５０１〜５０８は、挿入手段であるところの端末信号挿入部であり、端末装置５５１〜５５８から出力され、端末インタフェース（Ｉ／Ｆ）部５７１〜５７８を経由して入力されるパケットを並列多重伝送路５２１〜５２８から入力されるパケット流に挿入する機能を有している。
【０００９】
符号５６１〜５６８は、分離手段であるところの端末信号分離部であり、並列多重伝送路５２１〜５２８から入力されるパケット流のヘッダに格納された宛先情報を検出し、サブ伝送路及び端末インタフェース部５７１〜５７８を経由して端末装置５５１〜５５８へ伝送させるパケットと、端末信号挿入部５０１〜５０８を経由してバッファ５１１〜５１８へ入力させるパケットとに分離する機能を有している。
【００１０】
符号５１１〜５１８は，バッファ手段であるところのバッファであり、端末信号挿入部５０１〜５０８から出力されるパケットをスイッチ５４１の８つの出力端ＯＵＴ１〜ＯＵＴ８それぞれに対応した記憶領域、及び任意の出力端に対応した記憶領域に一時記憶する機能を有している。
【００１１】
符号５７１〜５７８は、端末インタフェース部である。端末インタフェース部５７１〜５７８は、端末装置５５１〜５５８から出力された信号をネットワークで規定されたパケットのデータサイズに分割し、分割したデータそれぞれに対し宛先ノード番号、宛先チャネル番号、シーケンス番号、コネクション番号を含むヘッダを付加して、端末信号挿入部５０１〜５０８へ送る。シーケンス番号は、パケットの順番に応じて付加される。また、端末インタフェース部５７１〜５７８は、端末信号分離部５６１〜５６８から出力されたパケットを、そのコネクション番号毎にシーケンス番号の順番に並び替えて端末装置５５１〜５５８に送る。
【００１２】
符号５２１〜５２８、５３１〜５３８はノード間を接続するための複数のチャネルを並列に設けた並列多重伝送路であり、例えば空間的に分離された複数の光ファイバ伝送路、或いは１本の光ファイバ上に波長分割されて多重化された波長多重伝送路である。この例では、８本の並列多重伝送チャネルを想定しており、５２１と５３１をチャネル１、５２２と５３２をチャネル２、…、５２８と５３８をチャネル８と呼ぶ。
【００１３】
符号５４１はスイッチであり、スイッチ制御部５４２に制御され、入力端ＩＮ１〜ＩＮ８に入力したパケットを任意の出力端ＯＵＴ１〜ＯＵＴ８へ接続するものである。スイッチ５４１は、並列多重伝送路に複数の光ファイバ伝送を用いるときには、空間スイッチ等を用いて交換を行う。また、波長多重伝送路を用いる場合には、図とは若干構成が異なるが、複数の可変波長レーザダイオードと合波器からなる送信部を波長多重伝送路へ接続し、波長多重伝送路の受信部で分波器により各波長を分離することで、ノード間でスイッチを構成し、可変波長レーザダイオードの送信波長を波長λ１〜λ８の任意の波長に設定することで、交換を行う。
【００１４】
符号５４２はスイッチ制御部であり、例えば図４に示すようなテーブルの制御パターンに従ってスイッチを制御する。スイッチ制御部５４２はスイッチ５４１に対し、図４に示すテーブルのように制御アドレスをＡ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５，Ａ６，Ａ７，Ａ８，Ａ１，Ａ２…と順次供給してスイッチ５４１の入力と出力との接続関係を変更させる。制御アドレスを変更する周期は１パケット時間（１つのパケットがある地点を通過するのにかかる時間を１パケット時間と呼ぶ）の倍数であれば特に規定されない。尚、この例では、制御アドレスを、例えば１パケット時間周期毎に供給することで、８パケット時間周期で同じパターンを繰り返すように制御しているものとする。
【００１５】
更に、スイッチ制御部５４２は、スイッチの接続状態に応じて、各バッファ５１１〜５１８内に一時記憶されているパケットのうち、どのパケットを読み出すべきなのか、という読み出し記憶領域候補情報を各バッファ５１１〜５１８に伝える（詳細は後述する）。
【００１６】
図８は、端末信号分離部５６１〜５６８の内部構成を示す図である。８０１はパケットのヘッダから宛先ノード（Ｎ）を検出するヘッダ検出部、８０２、８０３は入力信号を出力、又は遮断するためのゲートである。端末信号分離部５６１〜５６８において、並列多重伝送路より入力したパケットはヘッダ検出部８０１においてヘッダが検出され、そのヘッダの内容によりゲート８０２と８０３の開閉の処理を行う。ヘッダ検出部８０１には予め自ノード装置の番号（自ノード番号と呼ぶ）が記憶されている。
【００１７】
ここで、図１２を参照しながらヘッダ検出部８０１におけるパケットの経路を制御する処理について説明する。ヘッダ検出部８０１は、入力パケットのヘッダを検出し（Ｓ１２０１）、検出したノード番号（Ｎ）が記憶している自ノード番号と一致するか否かを判定する（Ｓ１２０２）。ここで、一致した場合はゲート８０３を開き、且つ、ゲート８０２を閉じて端末インタフェース部に対してそのパケットを出力する（Ｓ１２０３）。また、入力パケットのヘッダから検出したノード番号（Ｎ）が記憶している自ノード番号と一致しない場合は、ゲート８０２を開き、且つ、ゲート８０３を閉じて端末信号挿入部５０１〜５０８に対してそのパケットを出力する（Ｓ１２０４）。そして、端末信号挿入部５０１〜５０８に出力されたパケットは、端末信号挿入部を経由してバッファ５１１〜５１８へ送られる。
【００１８】
図９は、端末信号挿入部５０１〜５０８の内部構成を示す図である。９０１はパケットのヘッダを検出するヘッダ検出部、９０４は２つの入力信号のどちらか一方を出力するセレクタ、９０５はパケットを一時記憶するためのＦＩＦＯ（Ｆｉｒｓｔ Ｉｎ Ｆｉｒｓｔ Ｏｕｔ）である。端末信号挿入部５０１〜５０８では、端末装置５５１〜５５８から端末インタフェース部５７１〜５７８を経由して伝送されてきたパケットをＦＩＦＯ９０５に一時記憶する。また同時に、端末信号分離部５６１〜５６８からセレクタ９０４に入力されたパケット流のヘッダをヘッダ検出部９０１によって検出しており、パケット流にすき間があるときにＦＩＦＯ９０５から読み出し、セレクタ９０４を通ってバッファへ送るように動作する。尚、端末信号挿入部のヘッダ検出部９０１と端末信号分離部のヘッダ検出部８０１は兼用することができる。
【００１９】
図１０は、バッファ部５１１〜５１８の内部構成を示す図である。１００１は入力されたパケットを一時記憶するためのバッファメモリであり、その内部は、スイッチ５４１の８つの出力端それぞれに対応したチャネル１出力用記憶領域〜チャネル８出力用記憶領域の８つの記憶領域、及びスイッチ５４１の特定の出力端を指定しない（任意の出力端を指定する）チャネル無指定記憶領域とから構成される。
【００２０】
このようにバッファメモリ１００１を構成する目的は、ノード装置５００からパケットを出力する際、そのパケットをチャネル１（５３１）へ出力したい場合はチャネル１出力用記憶領域に記憶し、チャネル２（５３２）へ出力したい場合はチャネル２出力用記憶領域に記憶し、…、チャネル８（５３８）へ出力したい場合はチャネル８出力用記憶領域に記憶し、任意のチャネルへ出力したい場合はチャネル無指定記憶領域に記憶するようにするためである。また、これらの記憶領域の区別を「記憶領域の種類」と呼ぶ。
【００２１】
従って、９つそれぞれの記憶領域に記憶されるパケットの種類は以下のようになる。まず、チャネル１出力用記憶領域には、スイッチ５４１によって５３１に出力されるべきパケット（チャネル１指定パケットと呼ぶ）が一時記憶される。同じく、チャネル２出力用記憶領域には、スイッチ５４１によって５３２に出力されるべきパケット（チャネル２指定パケットと呼ぶ）が一時記憶される。以下同様に、チャネル８出力用記憶領域には、スイッチ５４１によって５３８に出力されるべきパケット（チャネル８指定パケットと呼ぶ）が一時記憶される。また、スイッチ５４１によって任意のチャネルに出力してよいパケットをチャネル無指定パケットと呼び、このチャネル無指定パケットは、チャネル無指定記憶領域に一時記憶される。またこれらのパケットの区別を「パケット宛先分類」と呼ぶ。
【００２２】
図１０に示す１００２はパケットのヘッダを検出するヘッダ検出部、１００３はバッファメモリ１００１にパケットを書き込むための書き込みアドレスを供給する書き込み制御部である。図５に示すバッファ５１１〜５１８において、端末信号挿入部５０１〜５０８より入力したパケットはヘッダ検出部１００２によりヘッダが検出され、ヘッダの内容によりそのパケット宛先分類（チャネル１指定パケット、チャネル２指定パケット、…、チャネル８指定パケット、チャネル無指定パケット）が決定される。
【００２３】
ヘッダ検出部１００２には、予め隣接する下流ノード装置のノード番号（下流ノード番号と呼ぶ）が記憶されている。ヘッダ検出部１００２は以下のように、パケットのヘッダから検出した宛先ノード番号（Ｎ）と宛先チャネル番号（Ｔ）と、記憶している下流ノード番号とから、そのパケットがスイッチ５４１によって５３１〜５３８のどのチャネルに出力されるべきパケットかを判断（つまり、パケット宛先分類を判断）する。更に、そのパケット宛先分類からそのパケットを一時記憶する記憶領域の種類を決定し、それを書き込み制御部１００３に伝える。
【００２４】
ここで、図１３を参照しながらヘッダ検出部１００２におけるパケットの経路を制御する処理について説明する。ヘッダ検出部１００２は、入力されたパケットのヘッダを検出し（Ｓ１３０１）、検出した宛先ノード番号（Ｎ）が記憶している下流ノード番号と一致するか否かを判断する（Ｓ１３０２）。ここで、一致すれば、スイッチ５４１から出力されるチャネルとして、検出した宛先チャネル番号（Ｔ）と同じ番号のチャネルから出力されるパケット（つまり、チャネルＴ指定パケット）であると判断し、そのパケットを記憶する記憶領域としてチャネルＴ出力用記憶領域を選択する（Ｓ１３０３）。但し、本参考例では、Ｔは１〜８までの何れかである。
【００２５】
また、パケットのヘッダから検出した宛先ノード番号（Ｎ）が記憶している下流ノード番号と一致しなければ、このパケットがスイッチ５４１から出力されるチャネルを指定しないパケットであると判定する。つまり、チャネル無指定パケットと判断し、そのパケット記憶する記憶領域としてチャネル無指定記憶領域を選択する（Ｓ１３０４）。
【００２６】
このように、パケット宛先分類及びそのパケットを書き込む記憶領域の種類を判断し、その情報を書き込み制御部１００３に伝える。この書き込み制御部１００３はバッファメモリ１００１にパケットを書き込むための書き込みアドレスを供給する書き込み制御部である。また、書きこみ制御部１００３はヘッダ検出部１００２から送られる記憶領域の種類に基づいてその記憶領域に対してパケットを一時記憶するための書き込みアドレスをバッファメモリ１００１に出力し、パケットをその記憶領域に書き込む。また同時に、読み出し記憶領域決定部１００５に対して記憶領域毎に書き込んだパケットの数を伝える。
【００２７】
このようにして、ヘッダ検出部１００２でパケット宛先分類を特定されたパケットは、書き込み制御部１００３が出力するアドレスに従って９つの記憶領域のうちから自身のパケット宛先分類に応じた記憶領域に書き込まれる。
【００２８】
１００５は読み出し記憶領域決定部である。読み出し記憶領域決定部１００５は、スイッチ制御部５４２から送られる読み出し記憶領域候補情報（後述）と、書き込み制御部１００３から出力されている記憶領域毎のパケット書き込み数と、読み出し制御部１００４から出力されている記憶領域毎のパケット読み出し数とに基づいて、読み出し領域の種類を決定し、それを読み出し制御部１００４に伝える。
【００２９】
スイッチ制御部５４２は、その時のスイッチの接続状態に応じて、各バッファ５１１〜５１８内に存在する読み出し記憶領域決定部１００５に対し、バッファメモリ１００１に一時記憶されているパケットのうちどの種類のパケットを読み出すべきなのか、即ち、どの記憶領域からパケットを読み出すべきなのかという読み出し記憶領域候補情報を以下のように伝える。
【００３０】
スイッチ制御部５４２は、各バッファ５１１〜５１８内に存在する読み出し記憶領域決定部１００５に対し、スイッチ５４１の接続状態により、そのバッファから出力されるパケットが５３１に出力できるような場合には、読み出し記憶領域候補情報としてチャネル１出力用記憶領域を指定し、５３２に出力できるような場合には、読み出し記憶領域候補情報としてチャネル２出力用記憶領域を指定し、…、５３８に出力できるような場合には、読み出し記憶領域候補情報としてチャネル８出力用記憶領域を指定する。
【００３１】
ここで、図１１を参照しながら読み出し記憶領域決定部１００５における処理について説明する。読み出し記憶領域決定部１００５では、スイッチ制御部５４２から、読み出し記憶領域候補情報を入力し（Ｓ１１０１）、その読み出し記憶領域候補情報で指定された領域に対応する書き込みパケット数と、読み出しパケット数との差からその領域に読み出すべきパケットが存在するか否かを判断する（Ｓ１１０２）。その結果、
１．あるスイッチ接続状態に対し、スイッチ制御部５４２が指定する読み出し記憶領域候補情報に示された記憶領域に読み出すべきパケットが存在する場合は（Ｓ１１０２のＹＥＳ）、読み出し制御部１００４に対し、読み出し記憶領域の種類として、スイッチ制御部５４２で指定された記憶領域を通知し（Ｓ１１０３）、
２．あるスイッチ接続状態に対し、スイッチ制御部５４２が指定する読み出し記憶領域候補情報に示された記憶領域に読み出すべきパケットが存在しないが（Ｓ１１０２のＮＯ）、チャネル無指定記憶領域には読み出すべきパケットが存在する場合には（Ｓ１１０４のＹＥＳ）、読み出し制御部１００４に対し、読み出し領域の種類として、チャネル無指定記憶領域を通知し（Ｓ１１０５）、
３．あるスイッチ接続状態に対し、スイッチ制御部５４２が指定する読み出し記憶領域候補情報に示された記憶領域に読み出すべきパケットが存在せず（Ｓ１１０２のＮＯ）、チャネル無指定記憶領域にも読み出すべきパケットが存在しない場合には（Ｓ１１０４のＮＯ）、読み出し制御部１００４に対し、読み出し記憶領域の種類を通知しない。
【００３２】
このように、読み出し領域の種類を決定し、それを読み出し制御部１００４に伝える。
【００３３】
１００４はバッファメモリ１００１からパケットを読み出すための読み出しアドレスを供給する読み出し制御部である。読み出し制御部１００４は、読み出し記憶領域決定部１００５から送られる読み出し記憶領域の種類に基づいて以下の何れかの動作を行う：
ａ．読み出し記憶領域決定部１００５から読み出し記憶領域の種類が通知された場合は（上記１．，２．）、通知された記憶領域に対してパケットを読み出すための読み出しアドレスをバッファメモリ１００１に出力し、その記憶領域からパケットを読み出す。また同時に、読み出し記憶領域決定部１００５に対して、記憶領域毎に読み出したパケットの数を伝え、
ｂ．読み出し記憶領域決定部１００５から読み出し記憶領域が通知されなければ（上記３．）、特に何も行わない。
【００３４】
このように、バッファメモリ１００１の９つの記憶領域の何れかに一時記憶されたパケットは、スイッチ制御部５４２からの指示に基づいてスイッチ５４１の接続状態に応じた記憶領域から読み出される。
【００３５】
上述したように、複数の通信路を用いて各通信路に均等にパケットが流れるように分散させながらパケットを送信する通信システムでは、送信側ノード装置から受信側ノード装置へのパケットの伝送途中において、複数の送信路にパケットがランダムに送出され、かつ、途中経由していくノードのバッファの混み具合に従ってパケットが停滞するため、パケットの到着順序がばらばらになり、受信側ノードに到着するパケットの順番は保証されない。
【００３６】
このような問題を解決するために、特開２０００−１５１６８７では、並列多重伝送路と端末装置との間に、５７１〜５７８に示される端末インタフェース部を設けている。
【００３７】
図１４は、端末インタフェース部５７１〜５７８の内部構成を示す図である。符号１４０４はヘッダ変換部であり、端末５５１〜５５８から送られた信号を固定長のパケットに分割する。さらに、その分割したパケットに対し、各パケットのヘッダに宛先端末の宛先ノード番号と宛先端末の宛先チャネル番号とその通信を識別するコネクション識別子を記載し、そのコネクション識別子に応じてパケットを振り分け、シーケンス番号付加部１４０１に出力する。
【００３８】
符号１４０１は、シーケンス番号をパケットの送信順番に対応してパケットのヘッダに付加するシーケンス番号付加部である。シーケンス番号付加部１４０１は１つの端末が同時に送信できるコネクションの数だけ必要となる。
【００３９】
符号１４０３は到着したパケットからコネクション識別子を分離し、コネクション毎にパケットの出力先を制御するコネクション制御部である。
【００４０】
符号１４０２はコネクション制御部から出力されたある特定のコネクションのパケットをシーケンス番号順に並べ替える機能を持つ並べ替え部である。そして、並べ替え部１４０２は、１つの端末が同時に使用できるコネクションの数だけ必要となる。ここではパケットの並べ替えの具体的な手順は、本発明と直接関係がないので、その説明は省略する。さらにパケットの順序を並び替えると同時に、ヘッダを除去し、元の信号に戻して端末装置に送り出す。
【００４１】
図６は、図５に示すノード装置を用いたネットワークシステムの構成例を示す図である。ここで、４つのノード装置６０１〜６０４を並列多重伝送路６０５〜６０８によってリング型に接続し、各ノード装置にはそれぞれ８本のサブ伝送路を介して８台の端末装置が接続されている。ここで、端末装置６１１〜６１８は端末５５１〜５５８に対応し、同様に６２１〜６２８、６３１〜６３８、６４１〜６４８も端末５５１〜５５８に対応している。
【００４２】
図７は、図６に示すネットワークの通信原理を説明するための図である。図７において、７０１〜７０４はノード装置、７０５〜７０８はスイッチ５４１に対応した交換スイッチ、７０９〜７１２はバッファ５１１〜５１８に対応したバッファ、７２１〜７３６は端末、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄはリングを成す並列伝送路である。
【００４３】
以下、図７を参照してネットワークの通信原理について説明する。このネットワークは複数のリングＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄを有し、各リング間は交換スイッチ７０５〜７０８によって相互に接続されている。各端末は並列伝送路Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの中の１つのリング伝送路に接続されており、他のリングに接続された端末と通信を行う場合は、少なくとも１回、任意の交換スイッチで他のリングに交換されることで通信が行われる。尚、交換が行われる位置は特定されないが、宛先ノードの１つ手前のノードで宛先の伝送路へ乗り換え、他のノードでは任意の伝送路へ乗り換えるようにすると通信制御が容易になる。このネットワークはノード装置を簡略化するため、交換スイッチ７０５〜７０８は入力信号とは無関係に入出力の接続関係を所定のパターンに従って、かつそのパターンを繰り返して変更し、バッファ７０９〜７１２で入力信号を一時蓄積して、交換スイッチの入出力接続関係が所望の関係になったときに、バッファからパケットを読み出すようにして交換が行われる。
【００４４】
例えば、端末７２２から端末７３２へ通信する場合、端末７２２から出力されたパケットはノード装置７０１のバッファ７０９に蓄積され、スイッチ７０５の入力端ＩＮ２が、例えば出力端ＯＵＴ２に接続されたときにバッファから読み出されて伝送路Ｂに出力され、ノード装置７０２のバッファ７１０へ入力してスイッチ７０６のＩＮ２とＯＵＴ４が接続されたときにバッファから読み出されることにより、伝送路Ｄへ出力されて端末７３２へパケットが送られる。
【００４５】
このように、宛先ノード装置の１つ手前のノード装置で宛先の伝送路へ乗り換えて他のノード装置では任意の伝送路へ乗り換えることにより通信が行われる。
【００４６】
次に、図５、６を用いて端末６１６から端末６３５へコネクション識別子０を用いて通信する場合の動作例について説明する。説明において、並列多重伝送路は空間的に分離された複数の光ファイバ伝送路、スイッチは空間スイッチとして説明するが、波長多重伝送路を用いる場合も上記原理に基づいており、ほぼ同様の動作が行われる。
【００４７】
１．端末６１６からの送信データはサブ伝送路を通ってノード装置６０１へ入力し、端末インタフェース部５７６のヘッダ変換部１４０４において、固定長のパケットに分割される。さらに分割された各パケットのヘッダに宛先ノード番号（Ｎ＝３）と宛先チャネル番号（Ｔ＝５）とコネクション識別子（Ｃ＝０）が記載され、コネクション識別子０に対応したシーケンス番号付加部１４０１に出力される。シーケンス番号付加部１４０１では、入力してきた順序に従ってパケットにシーケンス番号を記載し出力する。
【００４８】
２．端末インタフェース部５７６から出力されたパケットは、端末信号挿入部５０６のＦＩＦＯ９０５に一時記憶される。記憶されたパケットは、端末信号分離部５６６からセレクタ９０４に入力したパケット流にすき間があるときにＦＩＦＯ９０５から読み出され、セレクタ９０４を通ってバッファ５１６へ送られる。
【００４９】
３．バッファ５１６のヘッダ検出部１００２は、入力されたパケットのヘッダから検出した宛先ノード番号（Ｎ＝３）が記憶している下流ノード番号（２）と一致しないので、このパケットが特定のチャネルを指定しないパケット（チャネル無指定パケット）であることがわかる。従って書き込み制御部１００３に通知する書き込み記憶領域の種類として、チャネル無指定記憶領域を選択する。ヘッダ検出部１００２は、書き込み記憶領域としてチャネル無指定記憶領域を書き込み制御部１００３に通知する（図１３参照）。
【００５０】
４．書き込み制御部１００３はその情報を受けて、上記で選択したチャネル無指定記憶領域に対する書き込みアドレスを発生させ、そのパケットをバッファメモリ１００１のチャネル無指定記憶領域に書き込ませる。同時に、読み出し記憶領域決定部１００５に対して、チャネル無指定記憶領域に書き込んだパケットの数（１）を伝える。
【００５１】
５．スイッチ制御部５４２は、図４に示すテーブルのように制御アドレスをＡ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５，Ａ６，Ａ７，Ａ８と順次繰り返し供給することでスイッチ５４１の接続関係を変更させ、かつ制御アドレスを、例えば１パケット時間周期に供給することで、８パケット時間周期で同じパターンを繰り返すように制御している。従って、バッファ５１６に通知される読み出し記憶領域候補情報として、１パケット時間毎に、チャネル６出力用記憶領域、チャネル７出力用記憶領域、…、チャネル４出力用記憶領域、チャネル５出力用記憶領域と順次繰り返し指定される。
【００５２】
６．バッファ５１６の読み出し記憶領域決定部１００５では、スイッチ制御部５４２からの読み出し記憶領域候補情報で指定された領域に対応する書き込みパケット数と読み出しパケット数の差から、その領域に読み出すべきパケットが存在するか否かを判断する。今の場合、チャネル１出力用記憶領域〜チャネル８出力用記憶領域の何れの領域でもパケットは存在せず、チャネル無指定記憶領域には読み出すべきパケットが存在するので、読み出し制御部１００４に対し、読み出し領域の種類として、チャネル無指定記憶領域を通知する（図１１参照）。
【００５３】
７．読み出し制御部１００４はスイッチ５４１の入力端ＩＮ６（バッファ５１６と接続している）がどの出力端と接続している時にでも、チャネル無指定記憶領域からそのパケットの読み出しをすることができるが、ここではたまたまスイッチ５４１の入力端ＩＮ６が出力端ＯＵＴ１に接続されたとき（つまり、図４の制御アドレスＡ４の時。そのときスイッチ５４１の接続は、ＩＮ６とＯＵＴ１が接続される）に、バッファ５１６の無指定記憶領域からこのパケットを読み出すものとする。更に同時に、読み出し制御部１００４は、読み出し記憶領域決定部１００５に対し、チャネル無指定記憶領域から読み出したパケットの数（１）を伝える。
【００５４】
８．バッファ５１６のチャネル無指定記憶領域から読み出されたパケットは、スイッチ５４１を通って伝送路５３１へ出力される。
【００５５】
９．伝送路５３１を通ってノード装置６０２の端末信号分離部５６１に入力したパケットは、ヘッダ検出部８０１でヘッダが検出される。検出した宛先ノード番号（Ｎ＝３）は記憶している自ノード番号（２）と一致しないので、ゲート８０２を開きゲート８０３を閉じて端末信号挿入部５０１へそのパケットを出力する。端末信号挿入部５０１のセレクタ９０４へ出力されたパケットは、セレクタ９０４を通りバッファ５１１へ入力する。
【００５６】
１０．バッファ５１１のヘッダ検出部１００２は、入力してきたパケットのヘッダから検出した宛先ノード番号（Ｎ＝３）が記憶している下流ノード番号（３）と一致することと、検出したチャネル番号（Ｔ＝５）とから、このパケットがチャネル５指定パケットであることがわかる。従って、書き込み制御部１００３に通知する書き込み記憶領域の種類としてチャネル５出力用記憶領域を選択し、それを通知する（図１３参照）。
【００５７】
１１．書き込み制御部１００３はその情報を受けて、上記で選択したチャネル５出力用記憶領域に対する書き込みアドレスを発生させ、そのパケットをバッファメモリ１００１のチャネル５出力用記憶領域に書き込ませる。更に同時に、読み出し記憶領域決定部１００５に対して、チャネル５出力用記憶領域に書き込んだパケットの数（１）を伝える。
【００５８】
１２．スイッチ制御部５４２は、図４に示すテーブルのように制御アドレスをＡ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５，Ａ６，Ａ７，Ａ８と順次供給してスイッチ５４１の接続関係を変更させ、かつ制御アドレスを例えば１パケット時間周期に供給することで、８パケット時間周期で同じパターンを繰り返すように制御している。従って、バッファ５１１に通知される読み出し記憶領域候補情報として、チャネル１出力用記憶領域、チャネル２出力用記憶領域、…、チャネル７出力用記憶領域、チャネル８出力用記憶領域と順次繰り返し指定される。
【００５９】
１３．バッファ５１１の読み出し記憶領域決定部１００５では、スイッチ制御部５４２からの読み出し記憶領域候補情報で指定された領域に対応する書き込みパケット数と読み出しパケット数の差から、その領域に読み出すべきパケットが存在するか否かを判断する。スイッチ制御部５４２から読み出し記憶領域候補情報として、チャネル５出力用記憶領域が指定された時（つまり、図４の制御アドレスＡ５の時。そのときスイッチ５４１の接続は、ＩＮ１とＯＵＴ５が接続される）には、その記憶領域にパケットが存在するので、読み出し制御部１００４に読み出し記憶領域としてチャネル５出力用記憶領域を通知する（図１１参照）。
【００６０】
１４．読み出し制御部１００４はその情報を受けて、上記で選択したチャネル５出力用記憶領域に対する読み出しアドレスを発生させ、チャネル５出力用記憶領域からパケットを読み出す。更に同時に、読み出し記憶領域決定部１００５に対して、チャネル５出力用記憶領域から読み出したパケットの数（１）を伝える。
【００６１】
１５．バッファ５１１のチャネル５出力用記憶領域から読み出されたパケットは、スイッチ５４１を通って伝送路５３５へ出力される。
【００６２】
１６．伝送路を通ってノード装置６０３の端末信号分離部５６５に入力したパケットは、ヘッダ検出部８０１でヘッダが検出される。検出した宛先ノード番号（Ｎ＝３）は記憶している自ノード番号（３）と一致するので、ゲート８０３を開き、かつ、ゲート８０２を閉じて端末インタフェース５７５にそのパケットを出力する。
【００６３】
１７．端末信号分離部５６５から端末インタフェース５７５へ出力されたパケットは、コネクション制御部１４０３に入力される。コネクション制御部１４０３では、入力されたパケットのコネクション識別子（０）を抽出し、そのコネクション識別子に応じた並べ替え部１４０２にパケットを出力する。
【００６４】
１８．並べ替え部１４０２では、ランダムに到着したパケットデータをシーケンス番号順に並び替えると同時に、ヘッダを除去し、元の信号に戻して端末６３５に送り出す。
【００６５】
以上のようにして、ネットワークシステムにおけるノード装置を経由して端末間での通信が行われる。
【００６６】
【発明が解決しようとする課題】
ここで課題を説明する前に、説明を簡易にするため使用する用語を定義する。ある通信を考えたときに、その通信の送信端末が繋がるノード装置を「送信端末接続ノード装置」と呼び、その通信の受信端末が繋がるノード装置を「受信端末接続ノード装置」と呼ぶことにする。また、送信端末接続ノード装置から受信端末接続ノード装置へパケットが送られるために経由していくノード装置を「経由ノード装置」と呼ぶことにする。そして、経由ノード装置のうち、受信端末接続ノード装置の１つ上流のノード装置を「最終経由ノード装置」と呼ぶことにし、更に経由ノード装置のうち、最終経由ノード装置以外のノード装置を「途中経由ノード装置」と呼ぶことにする。
【００６７】
つまり、参考例のネットワークを用いた端末６１６から端末６３５へ通信する場合の動作例において、ノード装置６０１は送信端末接続ノード装置、ノード装置６０３は受信端末接続ノード装置、ノード装置６０２は最終経由ノード装置となる。尚、参考例の場合、途中経由ノード装置はない。
【００６８】
上述の参考例で示したパケットの交換方法を上記の用語を用いて説明すると、次のように言える。送信端末接続ノード装置からは任意のチャネルでパケットが出力され、途中経由ノード装置からも任意のチャネルでパケットが出力される。最終経由ノード装置からは宛先端末が繋がったチャネルでパケットが出力される。
【００６９】
参考例に示す方式の１つの特徴として、送信端末接続ノード装置及び途中経由ノード装置において、任意のチャネルでパケットを出力することにより多重伝送チャネルへのパケットの分散を促し、多重伝送チャネル全体で回線容量を効率的に使用できることが挙げられる。
【００７０】
しかしながら、複数の通信路を用いて各通信路に均等にパケットが流れるように分散させながらパケットを送信するという参考例に示した通信システムでは、送信端末接続ノード装置から受信端末接続ノード装置へのパケットの伝送途中において、複数の送信路にパケットがランダムに送出され、かつ、経由ノード装置のバッファの混み具合に従ってパケットが停滞するため、パケットの到着順序がばらばらになり、受信側ノードに到着するパケットの順番が保証されない（パケットの順序が入れ替わるメカニズムは後述する）。
【００７１】
そのために、参考例では、端末インタフェース部５７１〜５７８にシーケンス番号付加部１４０１及び並び換え部１４０２を設けることにより端末装置５５１〜５５８に届くパケットの順番を元に（送信端末から出力されたパケットの順番）戻している。
【００７２】
よって、参考例には、パケット伝送途中での順序入れ替わりに関して、以下のような問題が発生する。
「問題点１」：順序が入れ替わって到着するパケットの順序を元に戻すために、宛先端末が繋がった端末インタフェース部にパケットを並び替える手段（並び替え手段）が必要となる。
「問題点２」：並び替え手段において、パケットの並び替えを行うために、送信端末が繋がった端末インタフェース部にパケットのヘッダにシーケンス番号を付加する手段（シーケンス番号付加手段）が必要となる。
「問題点３」：上記並び替え手段及びシーケンス番号付加手段は、１つの端末が同時に使用できるコネクションの数だけ必要となるので、ハード的な制限によりコネクション数が限定される可能性が有る。
「問題点４」：パケットのヘッダにシーケンス番号を付加するための領域が必要となる。
【００７３】
続いて、パケットの順序が伝送途中で入れ替わるメカニズムについて、図４、図５、図６、図１５を用いて説明する。例とする通信は、参考例と同様に、端末６１６から端末６３５への通信を考える。
【００７４】
説明の簡単のため、端末とノード装置までの伝送容量と、ノード装置間の伝送容量（１チャネル当たり）は同じとする。また、前述のように１つのパケットがある地点を通過するのにかかる時間を１パケット時間と呼ぶことにする。図１５においてＴ０，Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４…はそれぞれ１パケット時間で、Ａ４，Ａ５，Ａ６，Ａ７，Ａ８…はそれぞれのパケット時間における図４の制御アドレスを示している。
【００７５】
更に、１つのパケットに対するバッファへの書き込み、読み出しにはそれぞれ１パケット時間かかるとする。また、あるノード装置から出力されて次のノード装置に入力され、端末信号分離部及び端末信号挿入部を通過する時間もまとめて１パケット時間とする。また、各ノード装置のスイッチ５４１の動作は完全に同期しているものとする。
【００７６】
参考例では、１個のパケットが端末６１６から端末６３５に送られた場合を詳細に述べたが、「パケットの順序が伝送途中で入れ替わる現象」を述べるためには、複数のパケットの振る舞いを述べる必要がある。従って、端末６１６からの情報を複数（以下の例では４つ）のパケット二分割して送る場合を考える。シーケンス番号を付加された後の連続した複数のパケットを先頭から順にＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４と呼ぶことにする。
【００７７】
１．端末６１６からの送信データはサブ伝送路を通ってノード装置６０１へ入力し、端末インタフェース部５７６のヘッダ変換部１４０４において、固定長のパケットに分割される。さらに分割された各パケットのヘッダに宛先端末のノード番号（Ｎ＝３）と宛先チャネル番号（Ｔ＝５）とコネクション識別子（Ｃ＝０）が記載され、コネクション識別子０に対応したシーケンス番号付加部１４０１に出力される。シーケンス番号付加部１４０１は、入力してきた順序にしたがってパケットにシーケンス番号１，２，３，４、をそれぞれ記載したパケットＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４を順次出力する。
【００７８】
２．端末インタフェース部５７６から送られた連続したパケットＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４は、端末信号挿入部５０６を経由してバッファ５１６のチャネル無指定記憶領域に一時的に書き込まれる。
【００７９】
３．書きこまれたパケットはスイッチ５４１の入力端ＩＮ６（バッファ５１６と接続している）がどの出力端と接続している時にでも、チャネル無指定記憶領域からそのパケットの読み出しをすることができるが、ここではたまたまスイッチ５４１の入力端ＩＮ６が出力端ＯＵＴ１に接続されたとき（つまり、図４の制御アドレスＡ４のときスイッチ５４１のＩＮ６とＯＵＴ１が接続される。その接続状態が維持されている間をＴ０パケット時間と呼ぶことにする）に、バッファ５１６の無指定記憶領域から先頭パケットＰ１を読み出すものとする（図１５参照）。
【００８０】
４．パケットは連続しているので、次のパケットＰ２はＴ１パケット時間（制御アドレスＡ５）の時に読み出され、更に次のパケットＰ３はＴ２パケット時間（制御アドレスＡ６）の時に読み出される。同様にパケットＰ４はＴ３パケット時間（制御アドレスＡ７）のときに読み出される（図１５参照）。
【００８１】
５．従って、ノード装置６０１から出力されるパケットは、Ｐ１が５３１から出力され、その１パケット時間後にＰ２が５３２から出力され、更にその１パケット時間後にＰ３が５３３から出力される。同様にパケットＰ４は更に１パケット時間後に５３４から出力される。
【００８２】
６．ノード装置６０１から出力されたパケットはそれぞれの伝送チャネルを通り、ノード装置６０２に入力される。更に、それぞれの伝送チャネルにある端末信号分離部と端末信号挿入部を通過して（その間に１パケット時間かかるとしている）、それぞれの伝送チャネルにあるバッファのチャネル５出力用記憶領域に一時的に書き込まれる。つまり、Ｐ１はバッファ５１１のチャネル５出力用記憶領域にＴ２パケット時間に書きこまれ、Ｐ２はバッファ５１２のチャネル５出力用記憶領域にＴ３パケット時間に書きこまれ、Ｐ３はバッファ５１３のチャネル５出力用記憶領域にＴ４パケット時間に書き込まれ、Ｐ４はバッファ５１４のチャネル５出力用記憶領域にＴ５パケット時間に書き込まれる（図１５参照）。
【００８３】
７．この場合、読み出しが可能（書き込み終了直後から読み出し可能）になるのは、パケットＰ１ではＴ３パケット時間（制御アドレスＡ７）のとき、パケットＰ２ではＴ４パケット時間（制御アドレスＡ８）のとき、パケットＰ３ではＴ５パケット時間（制御アドレスＡ１）のとき、パケットＰ４ではＴ６パケット時間（制御アドレスＡ２）のときとなる。
【００８４】
８．しかしながら、Ｔ３パケット時間（制御アドレスＡ７：スイッチ５４１の接続は、ＩＮ１とＯＵＴ７、ＩＮ７とＯＵＴ５が接続される）の時にはパケットＰ１はチャネル５出力用記憶領域に記憶されているので読み出すことはできない。
【００８５】
９．同様に、Ｔ４パケット時間（制御アドレスＡ８：スイッチ５４１の接続は、ＩＮ２とＯＵＴ１、ＩＮ６とＯＵＴ５が接続される）の時にはパケットＰ２はチャネル５出力用記憶領域に記憶されているので読み出すことはできない。
【００８６】
１０．また同様に、Ｔ５パケット時間（制御アドレスＡ１：スイッチ５４１の接続は、ＩＮ３とＯＵＴ３、ＩＮ５とＯＵＴ５が接続される）の時にはパケットＰ３はチャネル５出力用記憶領域に記憶されているので読み出すことはできない。
【００８７】
１１．Ｔ６パケット時間（制御アドレスＡ２：スイッチ５４１の接続は、ＩＮ４とＯＵＴ５が接続される）の時にはパケットＰ４はチャネル５出力用記憶領域に記憶されているので読み出される（図１５参照）。
【００８８】
１２．Ｔ７パケット時間（制御アドレスＡ３：スイッチ５４１の接続は、ＩＮ３とＯＵＴ５が接続される）の時にはパケットＰ３はチャネル５出力用記憶領域に記憶されているので読み出される（図１５参照）。
【００８９】
１３．Ｔ８パケット時間（制御アドレスＡ４：スイッチ５４１の接続は、ＩＮ２とＯＵＴ５が接続される）の時にはパケットＰ２はチャネル５出力用記憶領域に記憶されているので読み出される（図１５参照）。
【００９０】
１４．Ｔ９パケット時間（制御アドレスＡ５：スイッチ５４１の接続は、ＩＮ１とＯＵＴ５が接続される）の時にはパケットＰ１はチャネル５出力用記憶領域に記憶されているので読み出される（図１５参照）。
【００９１】
１５．従って、ノード装置６０２から出力されるパケットは、Ｔ７パケット時間にＰ４が、Ｔ８パケット時間にＰ３が、Ｔ９パケット時間にＰ２が、Ｔ１０パケット時間にＰ１が、それぞれ５３５から出力されることになる（図１５参照）。
【００９２】
１６．つまり、ノード装置６０２において、パケットの順序の入れ替わりが起き、入れ替わった順序の状態（Ｐ４，Ｐ３，Ｐ２，Ｐ１）でノード装置６０３に入力され、端末信号分離部５６５で分離され、端末インタフェース部５７５に入力される。
【００９３】
１７．端末インタフェース部５７５に入力されたパケットは、そのヘッダに記されたシーケンス番号に従って順序を元に戻され（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４）、ヘッダを除去して元の信号に組立られて、端末６３５に送られる。
【００９４】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、パケット伝送途中での順序入れ替わりを防止することを目的とする。
【００９５】
また、パケットの並び替えに伴うコネクション数のハード的な制限をなくすることを目的とする。
【００９６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、複数の端末装置を接続するための複数のノード装置を並列な複数のチャネルでリング状に接続した通信ネットワークであって、伝送するパケットの宛先端末に応じて分類されたパケットを所定の記憶領域に書き込み、当該書き込み順序を示す情報を管理する管理手段と、前記書き込み順序を示す情報に従って前記所定の記憶領域から前記パケットを読み出すように制御する読み出し制御手段とを有し、前記分類されたパケットを所定の記憶領域に書き込む順序と読み出す順序とを一致させることを特徴とする。
【００９７】
また、上記目的を達成するために、本発明は、並列な複数のチャネルを有するリング状の通信ネットワークに接続され、複数の端末装置を該通信ネットワークに接続するためのノード装置であって、伝送するパケットの宛先端末に応じて分類されたパケットを所定の記憶領域に書き込み、当該書き込み順序を示す情報を管理する管理手段と、前記書き込み順序を示す情報に従って前記所定の記憶領域から前記パケットを読み出すように制御する読み出し制御手段と、読み出したパケットを前記並列な複数のチャネル間で伝送するチャネルを切り替えて出力する切替手段と、前記宛先端末に出力すべきパケットを前記複数のチャネルの何れかに接続された前記宛先端末としての端末装置へ分離する分離手段と、前記複数の端末装置から伝送されてくるパケットを前記複数のチャネルの何れかに挿入する挿入手段とを有することを特徴とする。
【００９８】
また、上記目的を達成するために、本発明は、複数の端末装置を接続するための複数のノード装置を並列な複数のチャネルでリング状に接続した通信ネットワークの制御方法であって、伝送するパケットの宛先端末に応じて分類されたパケットを所定の記憶領域に書き込み、当該書き込み順序を示す情報を管理する管理工程と、前記書き込み順序を示す情報に従って前記所定の記憶領域から前記パケットを読み出すように制御する読み出し制御工程とを有し、前記分類されたパケットを所定の記憶領域に書き込む順序と読み出す順序とを一致させることを特徴とする。
【００９９】
また、上記目的を達成するために、本発明は、並列な複数のチャネルを有するリング状の通信ネットワークに接続され、複数の端末装置を該通信ネットワークに接続するためのノード装置の制御方法であって、伝送するパケットの宛先端末に応じて分類されたパケットを所定の記憶領域に書き込み、当該書き込み順序を示す情報を管理する管理工程と、前記書き込み順序を示す情報に従って前記所定の記憶領域から前記パケットを読み出すように制御する読み出し制御工程と、読み出したパケットを前記並列な複数のチャネル間で伝送するチャネルを切り替えて出力する切替工程と、前記宛先端末に出力すべきパケットを前記複数のチャネルの何れかに接続された前記宛先端末としての端末装置へ分離する分離工程と、前記複数の端末装置から伝送されてくるパケットを前記複数のチャネルの何れかに挿入する挿入工程とを有することを特徴とする。
【０１００】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明に係る実施の形態を詳細に説明する。
【０１０１】
本実施形態では、図１６に示すパケットと図２に示すノード装置を用いた通信を行う場合について説明する。
【０１０２】
図１６は、本実施形態におけるネットワークに用いるパケットの構成を示す図である。パケットはヘッダとデータとから構成される。ヘッダには送信データの宛先情報が格納され、データには送信データが格納される。また、図１６に示されている通り、ヘッダは以下のように構成される。
【０１０３】
まず、Ｎは宛先ノード番号であり、例えば本実施形態のネットワークにノード装置が３２台接続するならばノード番号１〜３２を示す５ビットで構成される。また、それぞれのノード装置には１〜３２のうち異なる番号がノード番号として与えられる。Ｎには宛先端末が接続されたノード装置のノード番号（宛先ノード番号）が格納される。
【０１０４】
次に、Ｔは伝送チャネル番号であり、例えば本実施形態のネットワークで並列多重伝送路の伝送チャネル数（多重数）を８個とするならば１〜８を示す３ビットで構成される。それぞれの伝送チャネルには１〜８のうち異なる番号が伝送チャネル番号として与えられる。Ｔには宛先端末が接続された伝送チャネル番号（宛先チャネル番号）が格納される。
【０１０５】
その他には、同期信号、誤り訂正符号、コネクションを識別するコネクション識別子などが、必要に応じて挿入される。ネットワーク内の各端末は、その端末が接続しているノード装置のノード番号と、その端末が接続している伝送チャネル番号とにより個々に識別される。
【０１０６】
図２は、本実施形態におけるネットワークに用いるノード装置２００の構成を示す図である。但し、参考例で示した図５のノード装置と、本実施形態の図２のノード装置において、端末信号挿入部５０１〜５０８、端末信号分離部５６１〜５６８、並列多重伝送路５２１〜５２８、５３１〜５３８、端末装置５５１〜５５８、スイッチ５４１は、同じ動作を行うので同じ番号で示し、ここではそれらの説明を割愛する。
【０１０７】
図３は、本実施形態におけるバッファ手段２１１〜２１８の内部構成を示す図である。３０１は入力してくるパケットを一時記憶するためのバッファメモリである。その内部は、参考例の１００１と同じようにスイッチ５４１の８つの出力端それぞれに対応したチャネル１出力用記憶領域〜チャネル８出力用記憶領域の８つの記憶領域、及びスイッチ５４１の特定の出力端を指定しない（任意の出力端を指定する）チャネル無指定記憶領域とから構成される。
【０１０８】
参考例と同様に、このようにバッファメモリ３０１を構成する目的は、ノード装置２００からパケットを出力する際、チャネル１（５３１）へ出力したい場合はそのパケットをチャネル１出力用記憶領域に記憶し、チャネル２（５３２）へ出力したい場合はそのパケットをチャネル２出力用記憶領域に記憶し、…、チャネル８（５３８）へ出力したい場合はそのパケットをチャネル８出力用記憶領域に記憶し、任意のチャネルへ出力したい場合はそのパケットをチャネル無指定記憶領域に記憶するようにするためである。また、これらの記憶領域の区別を「記憶領域の種類」と呼ぶ。
【０１０９】
従って、９つそれぞれの記憶領域に記憶されるパケットの種類は、次のようになる。チャネル１出力用記憶領域には、スイッチ５４１によって５３１に出力されるべきパケット（チャネル１指定パケットと呼ぶ）が一時記憶される。同じく、チャネル２出力用記憶領域には、スイッチ５４１によって５３２に出力されるべきパケット（チャネル２指定パケットと呼ぶ）が一時記憶される。以下同様に、チャネル８出力用記憶領域には、スイッチ５４１によって５３８に出力されるべきパケット（チャネル８指定パケットと呼ぶ）が一時記憶される。また、スイッチ５４１によって任意のチャネルに出力してよいパケットを「チャネル無指定パケット」と呼び、このチャネル無指定パケットは、チャネル無指定記憶領域に一時記憶される。またこれらのパケットの区別を「パケット宛先分類」と呼ぶ。
【０１１０】
但し、本実施形態では、チャネル無指定記憶領域に書き込まれるチャネル無指定パケットは、バッファメモリ３０１において滞留することなく、バッファメモリ３０１に書きこまれた次の読み出しタイミング情報の時に直ちに読み出される（詳細は後述）ので、チャネル無指定記憶領域の大きさは、他の記憶領域に比べて小さく割り当てることが可能である。例えば、１パケット分の領域を割り当てれば十分である。更に、パケットがバッファメモリ３０１に書き込まれるタイミングに、スイッチ制御部２４２から送られる読み出しタイミング情報を合わせるならば、チャネル無指定記憶領域を割り当てる必要もなくなる。その場合には、ヘッダ検出されたチャネル無指定パケットは、そのままスイッチ５４１に出力される。
【０１１１】
バッファ２１１〜２１８において、端末信号挿入部５０１〜５０８より入力したパケットはヘッダ検出部３０２においてヘッダが検出され、ヘッダの内容によりそのパケット宛先分類（チャネル１指定パケット、チャネル２指定パケット、…、チャネル８指定パケット、チャネル無指定パケット）が決定される。
【０１１２】
３０２は入力されたパケットのヘッダを検出するヘッダ検出部である。ヘッダ検出部３０２には、予め隣接する下流ノード装置のノード番号（下流ノード番号と呼ぶ）と、自バッファが繋がっている伝送チャネル番号（自チャネル番号と呼ぶ）とが記憶されている。ヘッダ検出部３０２は次のように、パケットのヘッダから検出した宛先ノード番号（Ｎ）及び伝送チャネル番号（Ｔ）と、記憶している下流ノード番号及び自チャネル番号とから、そのパケットがスイッチ５４１によって５３１〜５３８のどのチャネルに出力されるべきパケットかを判断（パケット宛先分類を判断）し、それを書き込み制御部３０３、及びスイッチ制御部２４２に伝える。
【０１１３】
まず、ヘッダ検出部３０２は、パケットのヘッダから検出（Ｓ２００１）した宛先ノード番号（Ｎ）が記憶している下流ノード番号と一致すれば（Ｓ２００２のＹＥＳ）、スイッチ５４１から出力されるチャネルとして、検出した伝送チャネル番号（Ｔ）と同じ番号のチャネルから出力されるパケット（つまり、チャネルＴ指定パケット）であると判断し、そのパケット記憶する記憶領域としてチャネルＴ出力用記憶領域を選択し（但し、本実施形態ではＴは１〜８までの何れかである）、書き込み制御部３０３に伝える（Ｓ２００３）。更に、スイッチ制御部２４２に対して、パケット宛先分類情報としてチャネルＴ指定パケット、チャネル情報として自チャネル番号を伝える（Ｓ２００４）。
【０１１４】
また、パケットのヘッダから検出した宛先ノード番号（Ｎ）が記憶している下流ノード番号とは一致しない場合には（Ｓ２００２のＮＯ）、このパケットが、スイッチ５４１から出力されるチャネルを指定しないパケットであると判断する。つまり、チャネル無指定パケットと判断し、そのパケット記憶する記憶領域としてチャネル無指定記憶領域を選択し、書き込み制御部３０３に伝える（Ｓ２００５）。スイッチ制御部２４２に対しては何も行わない。
【０１１５】
このように、パケット宛先分類及びそのパケットを書き込む記憶領域の種類を判断し、その情報を書き込み制御部３０３及びスイッチ制御部２４２に伝える。
【０１１６】
３０３はバッファメモリ３０１にパケットを書き込むための書き込みアドレスを供給する書き込み制御部である。書き込み制御部３０３は、ヘッダ検出部３０２から送られる記憶領域の種類に基づいてその記憶領域に対してパケットを一時記憶するための書き込みアドレスをバッファメモリ３０１に出力し、パケットをその記憶領域に書き込む。更に、ヘッダ検出部３０２から送られてくる記憶領域の種類がチャネル無指定記憶領域である場合には、上記に加えて、読み出し記憶領域決定部３０５にある無指定パケット有無管理ビットを１にセットする。
【０１１７】
このようにして、ヘッダ検出部３０２でパケット宛先分類を特定されたパケットは、書き込み制御部３０３が出力するアドレスに従って９つの記憶領域のうちから、自身のパケットの種類に応じた記憶領域に書きこまれる。
【０１１８】
３０４はバッファメモリ３０１からパケットを読み出すための読み出しアドレスを供給する読み出し制御部である。読み出し制御部３０４は、読み出し記憶領域決定部３０５から送られる読み出し記憶領域の種類に基づいて、その記憶領域に対してパケットを読み出すための読み出しアドレスをバッファメモリ３０１に出力し、その記憶領域からパケットを読み出す。更に、読み出し記憶領域決定部３０５から送られてくる記憶領域の種類がチャネル無指定記憶領域である場合には、上記に加えて、読み出し記憶領域決定部３０５にある無指定パケット有無管理ビットを０にクリアする。
【０１１９】
３０５は、読み出し記憶領域決定部である。読み出し記憶領域決定部３０５は、以下に示すように、スイッチ制御部２４２から読み出しタイミング情報が送られてくる毎に、スイッチ制御部２４２から送られる読み出し記憶領域指示情報（後述）と、無指定パケット有無管理ビットとにより、読み出し領域の種類を決定し、それを読み出し制御部３０４に伝える。
【０１２０】
図２１において、スイッチ制御部２４２から読み出しタイミング情報が送られてきたとき（Ｓ２１０１）、無指定パケット有無管理ビットが１になっていれば（Ｓ２１０２のＹＥＳ）、読み出し記憶領域の種類として、チャネル無指定記憶領域を通知する（Ｓ２１０３）。更に、キュー順送り指示情報として状態維持指示をスイッチ制御部２４２へ出す（Ｓ２１０４）。
【０１２１】
また、スイッチ制御部２４２から読み出しタイミング情報が送られてきたとき（Ｓ２１０１）、無指定パケット有無管理ビットが０で（Ｓ２１０２のＮＯ）、スイッチ制御部２４２から出力された読み出し記憶領域指示情報に読み出し禁止が示されていれば（Ｓ２１０５のＹＥＳ）、読み出し制御部３０４に対し、読み出しを通知することなく、キュー順送り指示情報として状態維持指示をスイッチ制御部２４２へ出す（Ｓ２１０６）。
【０１２２】
また、スイッチ制御部２４２から読み出しタイミング情報が送られてきたとき（Ｓ２１０１）、無指定パケット有無管理ビットが０で（Ｓ２１０２のＮＯ）、スイッチ制御部２４２から出力された読み出し記憶領域指示情報に読み出し禁止が示されていなければ（Ｓ２１０５のＮＯ）、読み出し制御部３０４に対し、読み出し記憶領域の種類として、スイッチ制御部２４２から出力された読み出し記憶領域指示情報に示された記憶領域を通知する（Ｓ２１０７）。更に、キュー順送り指示情報として順送り指示をスイッチ制御部２４２へ出す（Ｓ２１０８）。
【０１２３】
上述したように、読み出し領域の種類を決定し、読み出し制御部３０４に出力し、またキュー順送り指示情報をスイッチ制御部２４２へ出力する。尚、無指定パケット有無管理ビットの初期値は０である。従って、バッファ２１１〜２１８にチャネル無指定パケットが入力された場合には、スイッチ５４１の接続状態に関わらず、チャネル１〜８指定パケットに優先して出力されることになる。
【０１２４】
このように、読み出し領域の種類を決定することで、読み出し記憶領域決定部３０５は、読み出しタイミング情報が送られてきたなら、そのときのスイッチ５４１の接続状態に関わらず、かつチャネル指定パケットがチャネル１〜８出力用記憶領域に存在か否かに関わらず、読み出し記憶領域としてチャネル無指定記憶領域を指定できる。従って、チャネル無指定記憶領域に書き込まれるチャネル無指定パケットはバッファメモリ３０１において滞留することなく、書き込み制御部３０３によってバッファメモリ３０１に書き込まれた次の読み出しタイミング情報の時に読み出される。
【０１２５】
符号２４２はスイッチ制御部であり、例えば図４に示すテーブルの制御パターンに従ってスイッチを制御する。スイッチ制御部２４２はスイッチ５４１に対し、図４に示すテーブルのように制御アドレスをＡ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５，Ａ６，Ａ７，Ａ８，Ａ１，Ａ２…と順次供給してスイッチ５４１の入力と出力との接続関係を変更させる。制御アドレスを変更する周期は１パケット時間（１つのパケットがある地点を通過するのにかかる時間を１パケット時間と呼ぶ）の倍数であれば特に規定されない。ここでは制御アドレスを、例えば１パケット時間周期に供給することで、８パケット時間周期で同じパターンを繰り返すように制御しているものとする。
【０１２６】
更に、スイッチ制御部２４２は、スイッチの接続状態並びスイッチ制御部２４２内部で管理している情報に基づいて各バッファ２１１〜２１８内に一時記憶されているパケットのうちどのパケットを読み出すべきなのか、という読み出し記憶領域指示情報を各バッファ２１１〜２１８に伝える（詳細は後述する）。
【０１２７】
図１は、本実施形態におけるスイッチ制御部２４２の内部構成を示す図である。図１に示すように、スイッチ制御部２４２は、パケット読み出し候補チャネル設定部１４１、読み出しキュー管理部１４２、読み出し指示情報セレクタ１４３、パケット宛先情報セレクタ１４４、制御アドレス生成部１４５、及びチャネル１〜８指定パケット順序維持部から構成される。また、チャネル１〜８指定パケット順序維持部は、読み出し順序キュー１０１〜１０８と比較器１３１〜１３８から構成される。
【０１２８】
符号１４５は制御アドレス生成部である。この制御アドレス生成部１４５は、スイッチ５４１、パケット読み出し候補チャネル設定部１４１、読み出しキュー管理部１４２、読み出し指示情報セレクタ１４３に対し、図４に示すテーブルのように制御アドレスをＡ１，Ａ２，…と１パケット時間毎に順次供給する。また、その変更のタイミングに応じて読み出しタイミング情報を１パケット時間毎にバッファ２１１〜２１８へ出力する。スイッチ５４１は、送られてくる制御アドレスに従って入力と出力との接続関係を変更する。
【０１２９】
符号１４１はパケット読み出し候補チャネル設定部である。このパケット読み出し候補チャネル設定部１４１は、制御アドレス生成部１４５から送られる制御アドレスに従って図１９に示す表のように動作する。
【０１３０】
図１９に示す表は、図４に示した表を書き換えたものである。図４に示した表はスイッチ５４１の入力側のチャネルを中心に、制御アドレスに応じてそれぞれの入力チャネルがどの出力チャネルと接続するかを示したものであるが、図１９に示す表では逆に出力側のチャネルを中心に、制御アドレスに応じてそれぞれの出力チャネルがどの入力チャネルと接続するかを示したものである。
【０１３１】
前述したように、チャネル１指定パケットとは、スイッチ５４１を通過した後チャネル１（５３１）に出力されるべきパケットのことである。従って、ある制御アドレスのときに、出力チャネル１（５３１）と接続している入力チャネルに繋がったバッファが、そのときのチャネル１指定パケットを読み出す候補のチャネルになる。チャネル２〜８指定パケットに関しても同様である。
【０１３２】
パケット読み出し候補チャネル設定部１４１は、図１９に示す表に従って次のように動作する。
【０１３３】
１．パケット読み出し候補チャネル設定部１４１は、図１９を参照し、入力された制御アドレスで、スイッチ５４１のＯＵＴ１がどの入力チャネルと繋がっているのかを知り、その入力チャネルをチャネル１指定パケット順序維持部に出力する。例えば、制御アドレス生成部１４５が制御アドレスＡ１を出力しているときには、チャネル１指定パケット順序維持部にチャネル１を出力する（制御アドレスＡ１のときには、スイッチ５４１のＯＵＴ１とＩＮ１が繋がっているため。図１９参照）。
【０１３４】
２．パケット読み出し候補チャネル設定部１４１は、図１９を参照し、入力された制御アドレスで、スイッチ５４１のＯＵＴ２がどの入力チャネルと繋がっているのかを知り、その入力チャネルをチャネル２指定パケット順序維持部に出力する。例えば、制御アドレス生成部１４５が制御アドレスＡ１を出力しているときには、チャネル２指定パケット順序維持部にチャネル２を出力する。
【０１３５】
３．パケット読み出し候補チャネル設定部１４１は、図１９を参照し、入力された制御アドレスで、スイッチ５４１のＯＵＴ３がどの入力チャネルと繋がっているのかを知り、その入力チャネルをチャネル３指定パケット順序維持部に出力する。例えば、制御アドレス生成部１４５が制御アドレスＡ１を出力しているときには、チャネル３指定パケット順序維持部にチャネル３を出力する。
【０１３６】
４．パケット読み出し候補チャネル設定部１４１は、図１９を参照し、入力された制御アドレスで、スイッチ５４１のＯＵＴ４がどの入力チャネルと繋がっているのかを知り、その入力チャネルをチャネル４指定パケット順序維持部に出力する。例えば、制御アドレス生成部１４５が制御アドレスＡ１を出力しているときには、チャネル４指定パケット順序維持部にチャネル４を出力する。
【０１３７】
５．パケット読み出し候補チャネル設定部１４１は、図１９を参照し、入力された制御アドレスで、スイッチ５４１のＯＵＴ５がどの入力チャネルと繋がっているのかを知り、その入力チャネルをチャネル５指定パケット順序維持部に出力する。例えば、制御アドレス生成部１４５が制御アドレスＡ１を出力しているときには、チャネル５指定パケット順序維持部にチャネル５を出力する。
【０１３８】
６．パケット読み出し候補チャネル設定部１４１は、図１９を参照し、入力された制御アドレスで、スイッチ５４１のＯＵＴ６がどの入力チャネルと繋がっているのかを知り、その入力チャネルをチャネル６指定パケット順序維持部に出力する。例えば、制御アドレス生成部１４５が制御アドレスＡ１を出力しているときには、チャネル６指定パケット順序維持部にチャネル６を出力する。
【０１３９】
７．パケット読み出し候補チャネル設定部１４１は、図１９を参照し、入力された制御アドレスで、スイッチ５４１のＯＵＴ７がどの入力チャネルと繋がっているのかを知り、その入力チャネルをチャネル７指定パケット順序維持部に出力する。例えば、制御アドレス生成部１４５が制御アドレスＡ１を出力しているときには、チャネル７指定パケット順序維持部にチャネル７を出力する。
【０１４０】
８．パケット読み出し候補チャネル設定部１４１は、図１９を参照し、入力された制御アドレスで、スイッチ５４１のＯＵＴ８がどの入力チャネルと繋がっているのかを知り、その入力チャネルをチャネル８指定パケット順序維持部に出力する。例えば、制御アドレス生成部１４５が制御アドレスＡ１を出力しているときには、チャネル８指定パケット順序維持部にチャネル８を出力する。
【０１４１】
符号１４２は読み出しキュー管理部である。この読み出しキュー管理部１４２は、制御アドレス生成部１４５から送られる制御アドレスに従って図４のように動作する。
【０１４２】
前述したように、チャネル１指定パケットとは、スイッチ５４１を通過した後、チャネル１（５３１）に出力されるべきパケットのことである。従って、ある制御アドレスのときに出力チャネル１（５３１）からチャネル１指定パケットが出力されたとすると、そのチャネル１指定パケットは、そのときの制御アドレスによって出力チャネル１と接続されている入力チャネルにあるバッファから読み出されたものである。チャネル２〜８指定パケットに関しても同様である。
【０１４３】
読み出しキュー管理部１４２は、図４の表に従って次のように動作する。
【０１４４】
１．読み出しキュー管理部１４２は、図４を参照し、入力された制御アドレスで、バッファ２１１がスイッチ５４１のどの出力チャネルと繋がっているのかを知り、その出力チャネルに応じたチャネル指定パケット順序維持部に、バッファ２１１から送られてきたキュー順送り指示情報を出力する。例えば、制御アドレス生成部１４５が制御アドレスＡ１を出力しているときには、チャネル１指定パケット順序維持部にバッファ２１１からのキュー順送り指示情報を出力する（制御アドレスＡ１の時には、スイッチ５４１のＯＵＴ１とＩＮ１が繋がっているため。図４参照）。
【０１４５】
２．読み出しキュー管理部１４２は、図４を参照し、入力された制御アドレスで、バッファ２１２がスイッチ５４１のどの出力チャネルと繋がっているのかを知り、その出力チャネルに応じたチャネル指定パケット順序維持部に、バッファ２１２から送られてきたキュー順送り指示情報を出力する。例えば、制御アドレス生成部１４５が制御アドレスＡ１を出力しているときには、チャネル２指定パケット順序維持部にバッファ２１２からのキュー順送り指示情報を出力する。
【０１４６】
３．読み出しキュー管理部１４２は、図４を参照し、入力された制御アドレスで、バッファ２１３がスイッチ５４１のどの出力チャネルと繋がっているのかを知り、その出力チャネルに応じたチャネル指定パケット順序維持部に、バッファ２１３から送られてきたキュー順送り指示情報を出力する。例えば、制御アドレス生成部１４５が制御アドレスＡ１を出力しているときには、チャネル３指定パケット順序維持部にバッファ２１３からのキュー順送り指示情報を出力する。
【０１４７】
４．読み出しキュー管理部１４２は、図４を参照し、入力された制御アドレスで、バッファ２１４がスイッチ５４１のどの出力チャネルと繋がっているのかを知り、その出力チャネルに応じたチャネル指定パケット順序維持部に、バッファ２１４から送られてきたキュー順送り指示情報を出力する。例えば、制御アドレス生成部１４５が制御アドレスＡ１を出力しているときには、チャネル４指定パケット順序維持部にバッファ２１４からのキュー順送り指示情報を出力する。
【０１４８】
５．読み出しキュー管理部１４２は、図４を参照し、入力された制御アドレスで、バッファ２１５がスイッチ５４１のどの出力チャネルと繋がっているのかを知り、その出力チャネルに応じたチャネル指定パケット順序維持部に、バッファ２１５から送られてきたキュー順送り指示情報を出力する。例えば、制御アドレス生成部１４５が制御アドレスＡ１を出力しているときには、チャネル５指定パケット順序維持部にバッファ２１５からのキュー順送り指示情報を出力する。
【０１４９】
６．読み出しキュー管理部１４２は、図４を参照し、入力された制御アドレスで、バッファ２１６がスイッチ５４１のどの出力チャネルと繋がっているのかを知り、その出力チャネルに応じたチャネル指定パケット順序維持部に、バッファ２１６から送られてきたキュー順送り指示情報を出力する。例えば、制御アドレス生成部１４５が制御アドレスＡ１を出力しているときには、チャネル６指定パケット順序維持部にバッファ２１６からのキュー順送り指示情報を出力する。
【０１５０】
７．読み出しキュー管理部１４２は、図４を参照し、入力された制御アドレスで、バッファ２１７がスイッチ５４１のどの出力チャネルと繋がっているのかを知り、その出力チャネルに応じたチャネル指定パケット順序維持部に、バッファ２１７から送られてきたキュー順送り指示情報を出力する。例えば、制御アドレス生成部１４５が制御アドレスＡ１を出力しているときには、チャネル７指定パケット順序維持部にバッファ２１７からのキュー順送り指示情報を出力する。
【０１５１】
８．読み出しキュー管理部１４２は、図４を参照し、入力された制御アドレスで、バッファ２１８がスイッチ５４１のどの出力チャネルと繋がっているのかを知り、その出力チャネルに応じたチャネル指定パケット順序維持部に、バッファ２１８から送られてきたキュー順送り指示情報を出力する。例えば、制御アドレス生成部１４５が制御アドレスＡ１を出力しているときには、チャネル８指定パケット順序維持部にバッファ２１８からのキュー順送り指示情報を出力する。
【０１５２】
符号１４３は読み出し指示情報セレクタである。読み出し指示情報セレクタ１４３は、制御アドレス生成部１４５から送られる制御アドレスに従って図１９のように動作する。
【０１５３】
前述したように、チャネル１指定パケットとは、スイッチ５４１を通過した後、チャネル１（５３１）に出力されるべきパケットのことである。従って、ある制御アドレスの時に出力チャネル１（５３１）が繋がっている入力チャネルにあるバッファが、そのときのチャネル１指定パケットを読み出す候補のチャネルになる。チャネル２〜８指定パケットに関しても同様である。
【０１５４】
読み出し指示情報セレクタ１４３は、図１９の表に従って次のように動作する。
【０１５５】
１．読み出し指示情報セレクタ１４３は、図１９を参照し、入力された制御アドレスで、スイッチ５４１のＯＵＴ１がどの入力チャネルと繋がっているのかを知り、その入力チャネルに繋がっているバッファに、チャネル１指定パケット順序維持部から送られてきた読み出し記憶領域指示情報を出力する。例えば、制御アドレス生成部１４５が制御アドレスＡ１を出力しているときには、チャネル１指定パケット順序維持部はバッファ２１１に読み出し記憶領域指示情報を出力する（制御アドレスＡ１のときには、スイッチ５４１のＯＵＴ１とＩＮ１が繋がっているため。図１９参照）。
【０１５６】
２．読み出し指示情報セレクタ１４３は、図１９を参照し、入力された制御アドレスで、スイッチ５４１のＯＵＴ２がどの入力チャネルと繋がっているのかを知り、その入力チャネルに繋がっているバッファに、チャネル２指定パケット順序維持部から送られてきた読み出し記憶領域指示情報を出力する。例えば、制御アドレス生成部１４５が制御アドレスＡ１を出力しているときには、チャネル２指定パケット順序維持部はバッファ２１２に読み出し記憶領域指示情報を出力する。
【０１５７】
３．読み出し指示情報セレクタ１４３は、図１９を参照し、入力された制御アドレスで、スイッチ５４１のＯＵＴ３がどの入力チャネルと繋がっているのかを知り、その入力チャネルに繋がっているバッファに、チャネル３指定パケット順序維持部から送られてきた読み出し記憶領域指示情報を出力する。例えば、制御アドレス生成部１４５が制御アドレスＡ１を出力しているときには、チャネル３指定パケット順序維持部はバッファ２１３に読み出し記憶領域指示情報を出力する。
【０１５８】
４．読み出し指示情報セレクタ１４３は、図１９を参照し、入力された制御アドレスで、スイッチ５４１のＯＵＴ４がどの入力チャネルと繋がっているのかを知り、その入力チャネルに繋がっているバッファに、チャネル４指定パケット順序維持部から送られてきた読み出し記憶領域指示情報を出力する。例えば、制御アドレス生成部１４５が制御アドレスＡ１を出力しているときには、チャネル４指定パケット順序維持部はバッファ２１４に読み出し記憶領域指示情報を出力する。
【０１５９】
５．読み出し指示情報セレクタ１４３は、図１９を参照し、入力された制御アドレスで、スイッチ５４１のＯＵＴ５がどの入力チャネルと繋がっているのかを知り、その入力チャネルに繋がっているバッファに、チャネル５指定パケット順序維持部から送られてきた読み出し記憶領域指示情報を出力する。例えば、制御アドレス生成部１４５が制御アドレスＡ１を出力しているときには、チャネル５指定パケット順序維持部はバッファ２１５に読み出し記憶領域指示情報を出力する。
【０１６０】
６．読み出し指示情報セレクタ１４３は、図１９を参照し、入力された制御アドレスで、スイッチ５４１のＯＵＴ６がどの入力チャネルと繋がっているのかを知り、その入力チャネルに繋がっているバッファに、チャネル６指定パケット順序維持部から送られてきた読み出し記憶領域指示情報を出力する。例えば、制御アドレス生成部１４５が制御アドレスＡ１を出力しているときには、チャネル６指定パケット順序維持部はバッファ２１６に読み出し記憶領域指示情報を出力する。
【０１６１】
７．読み出し指示情報セレクタ１４３は、図１９を参照し、入力された制御アドレスで、スイッチ５４１のＯＵＴ７がどの入力チャネルと繋がっているのかを知り、その入力チャネルに繋がっているバッファに、チャネル７指定パケット順序維持部から送られてきた読み出し記憶領域指示情報を出力する。例えば、制御アドレス生成部１４５が制御アドレスＡ１を出力しているときには、チャネル７指定パケット順序維持部はバッファ２１７に読み出し記憶領域指示情報を出力する。
【０１６２】
８．読み出し指示情報セレクタ１４３は、図１９を参照し、入力された制御アドレスで、スイッチ５４１のＯＵＴ８がどの入力チャネルと繋がっているのかを知り、その入力チャネルに繋がっているバッファに、チャネル８指定パケット順序維持部から送られてきた読み出し記憶領域指示情報を出力する。例えば、制御アドレス生成部１４５が制御アドレスＡ１を出力しているときには、チャネル８指定パケット順序維持部はバッファ２１８に読み出し記憶領域指示情報を出力する。
【０１６３】
符号１４４はパケット宛先情報セレクタである。パケット宛先情報セレクタ１４４は、バッファ２１１〜２１８から送られてくるパケット宛先分類情報とチャネル情報を次のように処理する。
【０１６４】
パケット宛先情報セレクタ１４４は、送られてきたパケット宛先分類情報に対応したチャネル指定パケット順序維持部に、そのパケット宛先分類情報と一緒に送られてきたチャネル情報を出力する。つまり、パケット宛先分類情報として、チャネル１指定パケットが送られてきた場合に、その情報と一緒に送られてきたチャネル情報は、チャネル１指定パケット順序維持部に出力する。パケット宛先分類情報として、チャネル２〜８指定パケットが送られてきた場合には、その情報と一緒に送られてきたチャネル情報は、それぞれチャネル２〜８指定パケット順序維持部に出力される。
【０１６５】
この場合、複数のバッファから同時に同一のパケット宛先分類情報が送られてくる場合（つまり、複数のバッファに同時に同一のパケット宛先分類に属するパケットが入力された場合）があり、その場合には、同一のチャネル指定パケット順序維持部に同時に複数のチャネル情報が出力されることになる。
【０１６６】
続いて、チャネル１〜８指定パケット順序維持部について説明する。チャネル１〜８指定パケット順序維持部の内部構成は、全て同じであるので、その動作はチャネル１指定パケット順序維持部を代表として用いて説明する。
【０１６７】
符号１０１は読み出し順序キューである。この読み出し順序キュー１０１は、パケット宛先情報セレクタ１４４から送られてきたチャネル情報を送られてきた順に記憶し、送られてきた順に出力する機能（ＦＩＦＯとしての機能）を持つ。最初に入力されたチャネル情報は、先頭出力として比較器１３１に出力される。読み出し順序キュー１０１の初期状態は空である。
【０１６８】
パケット宛先情報セレクタ１４４の説明で述べたように、パケット宛先情報セレクタ１４４から同一のチャネル指定パケット順序維持部に同時に複数のチャネル情報が出力される場合がある。その場合には、その複数のチャネル情報を、読み出し順序キューで保持する順序は問わない。例えば、同時に複数のチャネル情報が入力された場合には、チャネル情報の小さいものを先に記憶するという制御でも良い。
【０１６９】
また、読み出しキュー管理部１４２からキュー順送り指示情報として、順送り指示が送られてきた場合には、そのとき先頭出力となっているチャネル情報を廃棄して、次のチャネル情報を先頭出力とし、送られてきた順に保持しているチャネル情報を１つ順送りする。また、読み出しキュー管理部１４２からキュー順送り指示情報として、状態維持指示が送られてきた場合には、先頭出力は変化させず、順送りは行わない。
【０１７０】
符号１３１は比較器である。比較器１３１は、パケット読み出し候補チャネル設定部１４１から出力されているチャネル番号と、読み出し順序キュー１０１の先頭出力として出力されているチャネル番号とを比較し、その結果に応じて読み出し指示情報セレクタ１４３へ読み出し記憶領域指示情報を出力する。比較器１３１は、その両チャネル番号が一致した場合には、読み出し記憶領域指示情報として、チャネル１出力用記憶領域を出力し、その両チャネル番号が一致しない場合には、読み出し記憶領域指示情報として、読み出し禁止を出力する。
【０１７１】
チャネル２〜８指定パケット順序維持部の内部構成は、チャネル１指定パケット順序維持部と同様であるので、その動作は省略する。但し、比較器１３２〜１３８において、それぞれに入力している両チャネル番号が一致した場合には、読み出し記憶領域指示情報として、それぞれチャネル２〜８出力用記憶領域を出力する。
【０１７２】
本実施形態は、複数の通信路を用い各通信路に均等にパケットが流れるように分散させながらパケットを送信する通信システムである。しかしながら、従来の参考例とは異なり、送信側ノード装置から受信側ノード装置へのパケットの伝送途中において、パケットの到着順序は維持される。
【０１７３】
従って、本実施形態では、参考例のようなパケットの並び替えを主目的とした端末インタフェース部は必要ない。
【０１７４】
次に、本実施形態における通信の手順を、図１、図２、図３、図６を用いて詳細に説明する。図６は、図２に示したノード装置を用いたネットワークシステムの構成例である。この例では、４つのノード装置６０１〜６０４を並列多重伝送路６０５〜６０８によってリング型に接続し、各ノード装置にはそれぞれ８本のサブ伝送路を介して８台の端末装置が接続されている。端末装置６１１〜６１８は端末５５１〜５５８に対応し、同様に６２１〜６２８、６３１〜６３８、６４１〜６４８も端末５５１〜５５８に対応している。例えば、端末６１６から端末６３５へ通信する場合の動作例について説明する。
【０１７５】
１．端末６１６からの送信データは固定長のパケットに分割され、各パケットのヘッダに宛先ノード番号（Ｎ＝３）と宛先チャネル番号（Ｔ＝５）を記載して出力される。出力されたパケットはサブ伝送路を通ってノード装置６０１へ入力する。
【０１７６】
２．ノード装置６０１に入力したパケットは、端末信号挿入部５０６のＦＩＦＯ９０５に一時記憶される。記憶されたパケットは、端末信号分離部５６６からセレクタ９０４に入力したパケット流にすき間があるときにＦＩＦＯ９０５から読み出され、セレクタ９０４を通ってバッファ２１６へ送られる。
【０１７７】
３．バッファ２１６のヘッダ検出部３０２は、入力してきたパケットのヘッダから検出した宛先ノード番号（Ｎ＝３）が記憶している下流ノード番号（２）と一致しないので、このパケットが特定のチャネルを指定しないパケット（チャネル無指定パケット）であることがわかる。従って、書き込み制御部３０３に通知する書き込み記憶領域の種類として、チャネル無指定記憶領域を選択する。ヘッダ検出部３０２は、書き込み記憶領域としてチャネル無指定記憶領域を書き込み制御部３０３に通知する（図２０参照）。スイッチ制御部２４２へのパケット宛先分類情報等の伝達は行わない。
【０１７８】
４．書き込み制御部３０３はその情報を受けて、上記で選択したチャネル無指定記憶領域に対する書き込みアドレスを発生させ、そのパケットをバッファメモリ３０１のチャネル無指定記憶領域に書き込ませる。更に同時に、読み出し記憶領域決定部３０５の無指定パケット有無管理ビットを１にセットする。
【０１７９】
５．スイッチ制御部２４２の制御アドレス生成部１４５は、図４に示すテーブルのように制御アドレスをＡ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５，Ａ６，Ａ７，Ａ８と順次供給してスイッチ５４１の接続関係を変更させ、かつ制御アドレスを、例えば１パケット時間周期に供給することで、８パケット時間周期で同じパターンを繰り返すように制御している。
【０１８０】
６．スイッチ制御部２４２のパケット読み出し候補チャネル設定部１４１は、制御アドレス生成部１４５が生成する制御アドレスＡ１，Ａ２，Ａ３，…並びに図１９に従って、チャネル１指定パケット順序維持部にはスイッチ５４１のＯＵＴ１と接続しているスイッチ入力チャネルを出力し、チャネル２指定パケット順序維持部にはスイッチ５４１のＯＵＴ２と接続しているスイッチ入力チャネルを出力し、…、チャネル８指定パケット順序維持部にはスイッチ５４１のＯＵＴ８と接続しているスイッチ入力チャネルを出力する。
【０１８１】
７．スイッチ制御部２４２のパケット宛先情報セレクタ１４４は、バッファ２１１〜２１８から送られてくるパケット宛先分類情報に従って、一緒に送られてくるチャネル情報を、チャネル１〜８指定パケット順序維持部に振り分ける。しかしながら、現在バッファ２１６で処理されているパケットは、チャネル無指定パケットであるので、パケット宛先分類情報は送られて来ない。従って、読み出し順序キュー１０１〜１０８には何も保持されていない（初期状態のまま）。
【０１８２】
８．読み出し順序キュー１０１〜１０８には何も保持されていないので、比較器１３１〜１３８は読み出し記憶領域指示情報として、読み出し禁止を出力する。
【０１８３】
９．読み出し指示情報セレクタ１４３は、制御アドレス生成部１４５が生成する制御アドレスＡ１，Ａ２，Ａ３，…並びに図１９に従って、チャネル１指定パケット順序維持部からの読み出し記憶領域指示情報をスイッチ５４１のＯＵＴ１と接続しているバッファに出力し、チャネル２指定パケット順序維持部からの読み出し記憶領域指示情報をスイッチ５４１のＯＵＴ２と接続しているバッファに出力し、…、チャネル８指定パケット順序維持部からの読み出し記憶領域指示情報をスイッチ５４１のＯＵＴ８と接続しているバッファに出力する。チャネル１〜８指定パケット順序維持部からの読み出し記憶領域指示情報は全て読み出し禁止であるので、バッファ２１１〜２１８に出力される読み出し記憶領域指示情報も全て読み出し禁止となる。
【０１８４】
１０．バッファ２１６の読み出し記憶領域決定部３０５では、スイッチ制御部２４２から読み出しタイミング情報が来たときに、スイッチ制御部２４２からの読み出し記憶領域指示情報と、無指定パケット有無管理ビットとから、次にパケットを読み出す領域を判断する。今の場合、無指定パケット有無管理ビットが１なので、読み出し制御部３０４に対し、読み出し領域の種類として、チャネル無指定記憶領域を通知する。さらに、読み出しキュー管理部１４２にキュー順送り指示情報として状態維持指示を出力する（図２１参照）。
【０１８５】
１１．読み出し制御部３０４は、読み出し領域の種類として、チャネル無指定記憶領域を受け取ると、そのチャネル無指定記憶領域に対してパケットを読み出すための読み出しアドレスをバッファメモリ３０１に出力し、そのチャネル無指定記憶領域からチャネル無指定パケットを読み出す。チャネル無指定パケットの場合、制御アドレス、つまりスイッチ５４１の接続状態に関わらず読み出せ、かつチャネル指定パケットに優先して読み出されるので、書き込み制御部３０３によってバッファメモリ３０１に書きこまれた次の読み出しタイミング情報の時に読み出される。ここではたまたまスイッチ５４１の入力端ＩＮ６が出力端ＯＵＴ１に接続されたとき（つまり、図４の制御アドレスＡ４の時。そのときスイッチ５４１の接続は、ＩＮ６とＯＵＴ１が接続される）に、バッファ２１６の無指定記憶領域からこのパケットを読み出すものとする。さらに同時に読み出し制御部３０４は、読み出し記憶領域決定部３０５の無指定パケット有無管理ビットを０にクリアする。
【０１８６】
１２．バッファ２１６のチャネル無指定記憶領域から読み出されたパケットは、スイッチ５４１を通って伝送路５３１へ出力される。
【０１８７】
１３．伝送路５３１を通ってノード装置６０２の端末信号分離部５６１に入力したパケットは、ヘッダ検出部８０１でヘッダが検出される。検出した宛先ノード番号（Ｎ＝３）は記憶している自ノード番号（２）と一致しないので、ゲート８０２を開きゲート８０３を閉じて端末信号挿入部５０１へそのパケットを出力する。端末信号挿入部５０１のセレクタ９０４へ出力されたパケットは、セレクタ９０４を通りバッファ２１１へ入力する。
【０１８８】
１４．バッファ２１１のヘッダ検出部３０２は、入力してきたパケットのヘッダから検出した宛先ノード番号（Ｎ＝３）が記憶している下流ノード番号（３）と一致したことと、検出したチャネル番号（Ｔ＝５）とから、このパケットがチャネル５指定パケットであることがわかる。従って、書き込み制御部３０３に通知する書き込み記憶領域の種類としてチャネル５出力用記憶領域を選択し、それを通知する。更に、スイッチ制御部２４２に対してパケット宛先分類情報（チャネル５指定パケット）とチャネル情報（チャネル１：自チャネル番号）を伝える（図２０参照）。
【０１８９】
１５．書き込み制御部３０３はその情報を受けて、上記で選択したチャネル５出力用記憶領域に対する書き込みアドレスを発生させ、そのパケットをバッファメモリ３０１のチャネル５指定記憶領域に書き込ませる。また、このパケットはチャネル無指定パケットではないので、無指定パケット有無管理ビットはセットしない（初期状態：０のまま）。
【０１９０】
１６．スイッチ制御部２４２の制御アドレス生成部１４５は、図４に示すテーブルのように制御アドレスをＡ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５，Ａ６，Ａ７，Ａ８と順次供給してスイッチ５４１の接続関係を変更させ、かつ制御アドレスを例えば１パケット時間周期に供給することで、８パケット時間周期で同じパターンを繰り返すように制御している。
【０１９１】
１７．スイッチ制御部２４２のパケット宛先情報セレクタ１４４は、バッファ２１１から送られてきたパケット宛先分類情報（チャネル５指定パケット）に従って、一緒に送られてくるチャネル情報（チャネル１）を、チャネル５指定パケット順序維持部に出力する。
【０１９２】
１８．読み出し順序キュー１０５には最初何も保持されていないので、パケット宛先情報セレクタ１４４から送られて来たチャネル情報（チャネル１）を先頭出力として比較器１３５に出力する。
【０１９３】
１９．パケット読み出し候補チャネル設定部１４１が、比較器１３５に対してチャネル１を出力するのは、制御アドレスがＡ５のときである（図１９参照）。従って、比較器１３５は、制御アドレスがＡ５のときにだけ、読み出し記憶領域指示情報としてチャネル５出力用記憶領域を、読み出し指示情報セレクタ１４３に出力する。制御アドレスがＡ５のときには、読み出し指示情報セレクタ１４３は、上述の読み出し記憶領域指示情報（チャネル５出力用記憶領域）をバッファ２１１に出力する（図１９参照）。
【０１９４】
２０．バッファ２１１の読み出し記憶領域決定部３０５では、制御アドレスがＡ５のときに、読み出し記憶領域指示情報としてチャネル５出力用記憶領域を受け取るので（無指定パケット有無管理ビットが０）、読み出し領域の種類としてチャネル５出力用記憶領域を、読み出し制御部３０４に通知する。更に、読み出しキュー管理部１４２にキュー順送り指示情報として順送り指示を出力する（図２１参照）。
【０１９５】
２１．読み出し制御部３０４は、制御アドレスがＡ５のときに読み出し領域の種類としてチャネル５出力用記憶領域を受け取ると、そのチャネル５出力用記憶領域に対してパケットを読み出すための読み出しアドレスをバッファメモリ３０１に出力し、そのチャネル５出力用記憶領域からチャネル５指定パケットを読み出す。
【０１９６】
２２．また同時に、読み出しキュー管理部１４２は、制御アドレスがＡ５のときには、バッファ２１１から出力されるキュー順送り指示情報（順送り指示）を、チャネル５指定パケット順序維持部に出力する（図４参照）。読み出し順序キュー１０５では、順送り指示を受け取ると、先頭出力（チャネル１）を破棄し、記憶しているチャネル情報を１つ順送りする。この場合は、先頭出力（チャネル１）以外に記憶しているチャネル情報がないので、読み出し順序キュー１０５は空（初期状態）に戻る。
【０１９７】
２３．バッファ２１１のチャネル５出力用記憶領域から読み出されたパケットは、スイッチ５４１を通って伝送路５３５へ出力される。
【０１９８】
２４．伝送路を通ってノード装置６０３の端末信号分離部５６５に入力したパケットは、ヘッダ検出部８０１でヘッダが検出される。検出した宛先ノード番号（Ｎ＝３）は記憶している自ノード番号（３）と一致するので、ゲート８０３を開き、且つゲート８０２を閉じて端末方向のみにそのパケットを出力する。
【０１９９】
２５．端末信号分離部５６５から端末方向へ出力されたパケットは、サブ伝送路を通って端末６３５へ送られ受信される。
【０２００】
以上のようにして、本実施形態におけるネットワークシステムのノード装置間での通信が行われる。
【０２０１】
次に、パケットの順序が伝送途中で入れ替わらないことを明示的に示すために、図１、図２、図３、図６、図２２、図２３を用いて説明する。例とする通信は、参考例の問題点を示した場合と同じく端末６１６から端末６３５への通信を考える。また、参考例の問題点での説明と同じように、説明の簡単のため、端末とノード装置までの伝送容量と、ノード装置間の伝送容量（１チャネル当たり）は同じとする。また、前述したように、１つのパケットがある地点を通過するのにかかる時間を１パケット時間と呼ぶことにする。
【０２０２】
図２２、図２３において、Ｔ０，Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４…はそれぞれ１パケット時間で、Ａ４，Ａ５，Ａ６，Ａ７，Ａ８…はそれぞれのパケット時間における図４、図１９の制御アドレスを示している。図２２、図２３は一連の時間経過を示す図で、Ｔ１０パケット時間は重複して示されている。また、図２３では、同じ状態が維持されている時間は一部省略されている。
【０２０３】
更に、１つのパケットに対するバッファへの書き込み、読み出しにはそれぞれ１パケット時間かかるとする。また、あるノード装置から出力されて次のノード装置に入力され、端末信号分離部及び端末信号挿入部を通過する時間もまとめて１パケット時間とする。また、各ノード装置のスイッチ５４１の動作は完全に同期しているものとする。
【０２０４】
また、参考例の問題点について説明したのと同じように、端末６１６から複数（以下の例では４つ）のパケットが連続して送られている場合を考える。ここで連続した複数のパケットを先頭から順に「Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４」と呼ぶことにする。
【０２０５】
１．端末６１６からの送信データは固定長のパケットに分割され、各パケットのヘッダに宛先ノード番号（Ｎ＝３）と宛先チャネル番号（Ｔ＝５）を記載して出力される。出力されたパケットは、出力された順にＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４とし、それらはサブ伝送路を通ってノード装置６０１へ入力する。
【０２０６】
２．ノード装置６０１に入力したパケットＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４は、端末信号挿入部５０６を経由してバッファ２１６でチャネル無指定パケットと判定され、バッファメモリ３０１のチャネル無指定記憶領域に一時的に書き込まれる。
【０２０７】
３．チャネル無指定パケットの場合、制御アドレス、つまりスイッチ５４１の接続状態にかかわらず読み出せ、かつチャネル指定パケットに優先して読み出されるので、書き込み制御部３０３によってバッファメモリ３０１に書きこまれた次の読み出しタイミング情報のときに読み出される。ここではたまたまスイッチ５４１の入力端ＩＮ６が出力端ＯＵＴ１に接続されたとき（つまり、図４の制御アドレスがＡ４のときスイッチ５４１でＩＮ６とＯＵＴ１が接続され、その接続状態が維持されている間をＴ０パケット時間と呼ぶことにする）に、バッファ２１６の無指定記憶領域から先頭パケットＰ１を読み出すものとする（図２２参照）。
【０２０８】
４．パケットは連続しているので、次のパケットＰ２はＴ１パケット時間（制御アドレスがＡ５）のときに読み出され、更に次のパケットＰ３はＴ２パケット時間（制御アドレスがＡ６）のときに読み出される。また同様に、パケットＰ４はＴ３パケット時間（制御アドレスがＡ７）のときに読み出される（図２２参照）。
【０２０９】
５．従って、ノード装置６０１から出力されるパケットは、Ｐ１が５３１から出力され、その１パケット時間後にＰ２が５３２から出力され、その１パケット時間後にＰ３が５３３から出力される。また同様に、パケットＰ４は１パケット時間後に５３４から出力される。
【０２１０】
６．ノード装置６０１から出力されたパケットはそれぞれの伝送チャネルを通り、ノード装置６０２に入力される。更に、それぞれの伝送チャネルにある端末信号分離部と端末信号挿入部を通過して（その間に１パケット時間かかるとしている）、それぞれの伝送チャネルにあるバッファのチャネル５出力用記憶領域に一時的に書き込まれる。つまり、Ｐ１はバッファ２１１のチャネル５出力用記憶領域にＴ２パケット時間に書きこまれ、Ｐ２はバッファ２１２のチャネル５出力用記憶領域にＴ３パケット時間に書きこまれ、Ｐ３はバッファ２１３のチャネル５出力用記憶領域にＴ４パケット時間に書き込まれ、Ｐ４はバッファ２１４のチャネル５出力用記憶領域にＴ５パケット時間に書き込まれる（図２２参照）。
【０２１１】
７．この際、スイッチ制御部２４２のパケット宛先セレクタ１４４に対して、バッファ２１１からパケット宛先分類情報（チャネル５指定パケット）とチャネル情報（チャネル１）、バッファ２１２からパケット宛先分類情報（チャネル５指定パケット）とチャネル情報（チャネル２）、バッファ２１３からパケット宛先分類情報（チャネル５指定パケット）とチャネル情報（チャネル３）、バッファ２１４からパケット宛先分類情報（チャネル５指定パケット）とチャネル情報（チャネル４）が順番に送られる。
【０２１２】
８．スイッチ制御部２４２のパケット宛先情報セレクタ１４４は、上述のようにバッファ２１１〜２１４から送られてくるパケット宛先分類情報（すべてチャネル５指定パケット）に従って、一緒に送られてくるチャネル情報（チャネル１、チャネル２、チャネル３、チャネル４）を、入力してきた順序（チャネル１、チャネル２、チャネル３、チャネル４の順序）で、チャネル５指定パケット順序維持部に出力する。
【０２１３】
９．読み出し順序キュー１０５は、パケット宛先情報セレクタ１４４から送られてきたチャネル情報を、それらが送られてきた順番（チャネル１、チャネル２、チャネル３、チャネル４の順序）に記憶する。読み出し順序キュー１０５には、最初何も保持されていないので、チャネル１を先頭出力として比較器１３５に出力する。
【０２１４】
１０．パケット読み出し候補チャネル設定部１４１が、比較器１３５に対してチャネル１を出力するのは、制御アドレスがＡ５のときである（図１９参照）。従って、比較器１３５は制御アドレスがＡ５（Ｔ９パケット時間）のときにだけ、読み出し記憶領域指示情報としてチャネル５出力用記憶領域を、読み出し指示情報セレクタ１４３に出力する。制御アドレスＡ５（Ｔ９パケット時間）のときには、読み出し指示情報セレクタ１４３は、上述した読み出し記憶領域指示情報（チャネル５出力用記憶領域）をバッファ２１１に出力する（図１９参照）。
【０２１５】
１１．バッファ２１１の読み出し記憶領域決定部３０５では、制御アドレスがＡ５（Ｔ９パケット時間）のときに、読み出し記憶領域指示情報としてチャネル５出力用記憶領域を受け取るので（無指定パケット有無管理ビットは０）、その読み出し領域の種類としてチャネル５出力用記憶領域を、読み出し制御部３０４に通知する。更に、読み出しキュー管理部１４２にキュー順送り指示情報として順送り指示を出力する（図２１参照）。
【０２１６】
１２．読み出し制御部３０４は、制御アドレスがＡ５（Ｔ９パケット時間）のときに読み出し領域の種類としてチャネル５出力用記憶領域を受け取ると、そのチャネル５出力用記憶領域に対してパケットを読み出すための読み出しアドレスをバッファメモリ３０１に出力し、そのチャネル５出力用記憶領域からチャネル５指定パケットＰ１を読み出す（図２２参照）。
【０２１７】
１３．同時に、読み出しキュー管理部１４２は、上述の制御アドレスがＡ５（Ｔ９パケット時間）のときに、バッファ２１１から出力されるキュー順送り指示情報（順送り指示）を、チャネル５指定パケット順序維持部に出力する（図４参照）。読み出し順序キュー１０５では、順送り指示を受け取ると、先頭出力（チャネル１）を破棄し、記憶しているチャネル情報を１つ順送りする。従って、次はチャネル２を先頭出力として比較器１３５に出力する。
【０２１８】
１４．制御アドレスがＡ５（Ｔ９パケット時間）のときに、バッファ２１１のチャネル５出力用記憶領域から読み出されたパケットＰ１は、スイッチ５４１を通って伝送路５３５へ出力される。
【０２１９】
１５．続いてパケット読み出し候補チャネル設定部１４１が、比較器１３５に対してチャネル２を出力するのは、制御アドレスがＡ４のときである（図１９参照）。従って、比較器１３５は制御アドレスがＡ４（Ｔ１６パケット時間）のときにだけ、読み出し記憶領域指示情報としてチャネル５出力用記憶領域を、読み出し指示情報セレクタ１４３に出力する。制御アドレスＡ４（Ｔ１６パケット時間）のときには、読み出し指示情報セレクタ１４３は、上述した読み出し記憶領域指示情報（チャネル５出力用記憶領域）をバッファ２１２に出力する（図１９参照）。
【０２２０】
１６．バッファ２１２の読み出し記憶領域決定部３０５では、制御アドレスがＡ４（Ｔ１６パケット時間）のときに、読み出し記憶領域指示情報としてチャネル５出力用記憶領域を受け取るので（無指定パケット有無管理ビットは０）、読み出し領域の種類としてチャネル５出力用記憶領域を読み出し制御部３０４に通知する。更に、読み出しキュー管理部１４２にキュー順送り指示情報として順送り指示を出力する（図２１参照）。
【０２２１】
１７．読み出し制御部３０４は、制御アドレスがＡ４（Ｔ１６パケット時間）のときに、読み出し領域の種類としてチャネル５出力用記憶領域を受け取ると、そのチャネル５出力用記憶領域に対してパケットを読み出すための読み出しアドレスをバッファメモリ３０１に出力し、そのチャネル５出力用記憶領域からチャネル５指定パケットＰ２を読み出す（図２２参照）。
【０２２２】
１８．同時に、読み出しキュー管理部１４２は、上述の制御アドレスがＡ４（Ｔ１６パケット時間）のときには、バッファ２１２から出力されるキュー順送り指示情報（順送り指示）を、チャネル５指定パケット順序維持部に出力する（図４参照）。読み出し順序キュー１０５では、順送り指示を受け取ると、先頭出力（チャネル２）を破棄し、記憶しているチャネル情報を１つ順送りする。従って、次はチャネル３を先頭出力として比較器１３５に出力する。
【０２２３】
１９．制御アドレスがＡ４（Ｔ１６パケット時間）のときにバッファ２１２のチャネル５出力用記憶領域から読み出されたパケットＰ２は、スイッチ５４１を通って伝送路５３５へ出力される。
【０２２４】
２０．続いてパケット読み出し候補チャネル設定部１４１が、比較器１３５に対してチャネル３を出力するのは、制御アドレスがＡ３のときである（図１９参照）。従って、比較器１３５は制御アドレスがＡ３（Ｔ２３パケット時間）のときにだけ、読み出し記憶領域指示情報としてチャネル５出力用記憶領域を、読み出し指示情報セレクタ１４３に出力する。制御アドレスがＡ３（Ｔ２３パケット時間）のときには、読み出し指示情報セレクタ１４３は、上述の読み出し記憶領域指示情報（チャネル５出力用記憶領域）をバッファ２１３に出力する（図１９参照）。
【０２２５】
２１．バッファ２１３の読み出し記憶領域決定部３０５では、制御アドレスがＡ３（Ｔ２３パケット時間）のときに読み出し記憶領域指示情報としてチャネル５出力用記憶領域を受け取るので（無指定パケット有無管理ビットは０）、読み出し領域の種類としてチャネル５出力用記憶領域を読み出し制御部３０４に通知する。更に、読み出しキュー管理部１４２にキュー順送り指示情報として順送り指示を出力する（図２１参照）。
【０２２６】
２２．読み出し制御部３０４は、制御アドレスがＡ３（Ｔ２３パケット時間）のときに読み出し領域の種類としてチャネル５出力用記憶領域を受け取ると、そのチャネル５出力用記憶領域に対してパケットを読み出すための読み出しアドレスをバッファメモリ３０１に出力し、そのチャネル５出力用記憶領域からチャネル５指定パケットＰ３を読み出す（図２２参照）。
【０２２７】
２３．同時に、読み出しキュー管理部１４２は、上述の制御アドレスがＡ３（Ｔ２３パケット時間）のときには、バッファ２１３から出力されるキュー順送り指示情報（順送り指示）を、チャネル５指定パケット順序維持部に出力する（図４参照）。読み出し順序キュー１０５では、順送り指示を受け取ると、先頭出力（チャネル３）を破棄し、記憶しているチャネル情報を１つ順送りする。従って、次はチャネル４を先頭出力として比較器１３５に出力する。
【０２２８】
２４．制御アドレスがＡ３（Ｔ２３パケット時間）のときにバッファ２１３のチャネル５出力用記憶領域から読み出されたパケットＰ３は、スイッチ５４１を通って伝送路５３５へ出力される。
【０２２９】
２５．続いて、パケット読み出し候補チャネル設定部１４１が、比較器１３５に対してチャネル４を出力するのは、制御アドレスがＡ２のときである（図１９参照）。従って、比較器１３５は制御アドレスがＡ２（Ｔ３０パケット時間）のときにだけ、読み出し記憶領域指示情報としてチャネル５出力用記憶領域を、読み出し指示情報セレクタ１４３に出力する。制御アドレスがＡ２（Ｔ３０パケット時間）のときには、読み出し指示情報セレクタ１４３は、上述の読み出し記憶領域指示情報（チャネル５出力用記憶領域）をバッファ２１４に出力する（図１９参照）。
【０２３０】
２６．バッファ２１４の読み出し記憶領域決定部３０５では、制御アドレスがＡ２（Ｔ３０パケット時間）のときに読み出し記憶領域指示情報としてチャネル５出力用記憶領域を受け取るので（無指定パケット有無管理ビットは０）、読み出し領域の種類としてチャネル５出力用記憶領域を読み出し制御部３０４に通知する。更に、読み出しキュー管理部１４２にキュー順送り指示情報として順送り指示を出力する（図２１参照）。
【０２３１】
２７．読み出し制御部３０４は、制御アドレスがＡ２（Ｔ３０パケット時間）のときに読み出し領域の種類としてチャネル５出力用記憶領域を受け取ると、そのチャネル５出力用記憶領域に対してパケットを読み出すための読み出しアドレスをバッファメモリ３０１に出力し、そのチャネル５出力用記憶領域からチャネル５指定パケットＰ４を読み出す（図２２参照）。
【０２３２】
２８．同時に、読み出しキュー管理部１４２は、上述の制御アドレスがＡ２（Ｔ３０パケット時間）のときには、バッファ２１４から出力されるキュー順送り指示情報（順送り指示）を、チャネル５指定パケット順序維持部に出力する（図４参照）。読み出し順序キュー１０５では、順送り指示を受け取ると、先頭出力（チャネル４）を破棄し、記憶しているチャネル情報を１つ順送りする。この場合は、先頭出力以外に記憶しているチャネル情報がないので、読み出し順序キュー１０５は空（初期状態）に戻る。
【０２３３】
２９．制御アドレスがＡ２（Ｔ３０パケット時間）のときにバッファ２１４のチャネル５出力用記憶領域から読み出されたパケットＰ４は、スイッチ５４１を通って伝送路５３５へ出力される。
【０２３４】
３０．従って、ノード装置６０２から出力されるパケットは、Ｔ１０パケット時間にＰ１が、Ｔ１７パケット時間にＰ２が、Ｔ２４パケット時間にＰ３が、Ｔ３１パケット時間にＰ４が、それぞれ５３５から出力されることになる。
【０２３５】
３１．つまり、本実施形態では、ノード装置６０２においてパケットの順序の入れ替わりが起こらず、元の状態（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４）でノード装置６０３に入力され、端末信号分離部５６５で分離されて端末６３５に送られる。
【０２３６】
この場合、送信端末６１６から宛先端末６３５へ送られるパケットの流れは、以下のようになる。
【０２３７】
［送信端末接続ノード装置（６０１）］：
・送信端末６１６から送られたパケットは、端末信号挿入部５０６を経由してリング伝送路に挿入されるが、その過程ではパケットの順序入れ替えは起こらない。
・バッファ２１６に入力されたパケットは、チャネル無指定パケットと分類され、バッファメモリ３０１に書きこまれた次の読み出しタイミング情報の時に次々に読み出されるので、パケットの順序入れ替えは起こらない。
・バッファ２１２から出力されたパケットは、スイッチ５４１によってバラバラのチャネルに振り分けられるが、その過程ではパケットの順序入れ替えは起こらない。
【０２３８】
［最終経由ノード装置（６０２）］：
・バラバラのチャネルから入力されたパケットは、それぞれのチャネルの端末信号分離部、端末信号挿入部を経由して、それぞれのチャネルにあるバッファ部に入力されるが、その過程ではパケットの順序入れ替えは起こらない。
・それぞれのチャネルにあるバッファ部に入力されたパケットは、チャネル５指定パケットと分類され、それぞれのバッファ部のチャネル５出力用記憶領域に書き込まれるが、その過程ではパケットの順序入れ替えは起こらない。
・スイッチ制御部２４２のチャネル５指定パケット順序維持部の読み出し順序キュー１０５には、パケットがそれぞれのバッファ部に書きこまれた順にそのバッファのチャネル情報が入力される。更に、読み出し順序キュー１０５から出力される（出力される順序は入力された順序と同じ）チャネル情報に従ってバッファが選択され、そのバッファからパケットが読み出されて行くので、その過程ではパケットの順序入れ替えは起こらない。
・それぞれのバッファから出力されたパケットは、スイッチ５４１によってチャネル５（５３５）に出力されるが、その過程ではパケットの順序入れ替えは起こらない。
【０２３９】
［受信端末接続ノード装置（６０３）］：
・チャネル５（５２５）からに入力されたパケットは、端末信号分離部５６５で分離され、宛先端末６３５に送られるが、その過程ではパケットの順序入れ替えは起こらない。
・また、上で示した通信例には、途中経由ノード装置が含まれていなかったが、以下に示すように、途中経由ノード装置でもパケットの順序の入れかえは起こらない。
【０２４０】
［途中経由ノード装置］：
・バラバラのチャネルから入力されたパケットは、それぞれのチャネルの端末信号分離部、端末信号挿入部を経由して、それぞれのチャネルにあるバッファ部に入力されるが、その過程ではパケットの順序入れ替えは起こらない。
・それぞれのチャネルにあるバッファ部に入力されたパケットは、チャネル無指定パケットと分類され、バッファメモリ３０１に書きこまれた次の読み出しタイミング情報の時に次々に読み出されるので、パケットの順序入れ替えは起こらない。
・それぞれのバッファから出力されたパケットは、スイッチ５４１によって、バラバラのチャネルに振り分けられるが、その過程ではパケットの順序入れ替えは起こらない。
【０２４１】
以上まとめると、本実施形態では、各ノード装置においてパケット宛先分類毎にパケットの順序を維持することで、同一のパケット宛先分類の中でのパケットの順序入れ替わりを防いでいる。つまり、
・チャネル無指定パケットに対して、バッファメモリ３０１に書きこまれた次の読み出しタイミング情報の時に読み出すようにする（チャネル指定パケットより優先して読み出す）ことで、チャネル無指定パケットの順序入れ替えを防いでいる。
・チャネル１指定パケットに対して、チャネル１指定パケットが、各チャネルのバッファ２１１〜２１８にどのような順序で書き込まれていったのか（書き込みチャネル順序情報と呼ぶ）を読み出し順序キュー１０１が管理し、読み出し順序キュー１０１が管理している書き込みチャネル順序情報に従って、各チャネルのバッファ２１１〜２１８に書きこまれているチャネル１指定パケットを読み出していくことで、チャネル１指定パケットの順序入れ替えを防いでいる。
・チャネル２〜８指定パケットに対してもチャネル１指定パケットと同様の制御により、チャネル２〜８指定パケットの順序入れ替わりを防いでいる。
【０２４２】
従って、本実施形態によれば、参考例で問題になっていた、パケットの順序が伝送途中で入れ替わる、という現象が発生することはなくなり、参考例で述べた「問題点１、２、３，４」も解決される。
【０２４３】
［他の実施形態］
次に、図面を参照しながら本発明に係る他の実施形態を詳細に説明する。
【０２４４】
図１７は、他の実施形態におけるノード装置の構成図である。上述の実施形態でスイッチ５４１に空間分割型のスイッチを用い、伝送路としてリボンファイバなどの空間分割並列多重伝送路を用いたのに対し、他の実施形態では波長多重を用いて１本の光ファイバに信号を多重し、対向する２つのノード装置間で交換を行うものである。
【０２４５】
図１７において、１７０１〜１７０８は波長可変送信部であり、レーザダイオードの注入電流を制御することにより入力信号を任意の波長の光信号に変換して出力する光送信器である。１７２０は波長制御部であり、スイッチ制御部２４２と基本的に同じものである。尚、スイッチ制御部２４２は、スイッチ５４１に対してその入力チャネルと出力チャネルの接続状態の切り替えを指示したが、波長制御部１７２０は、波長可変送信部１７０１〜１７０８を図４に示した波長制御パターンに従ってそれぞれの送信波長を任意の波長に設定するものである。
【０２４６】
例えば、制御アドレスＡ１〜Ａ８を順次周期的に変更することで、波長可変送信部１７０１の入力端ＩＮ１に入力した信号を最初の周期で波長λ１の光信号に変換し、次の周期で波長λ２の光信号に変換し、更に波長λ３，λ４，λ５…と順次変更する。波長可変送信部１７０２も同様に入力端ＩＮ２に入力した信号を波長λ２，λ３，λ４，λ５，λ６…の順番で繰り返し上記波長の光信号に変換する。他の波長可変送信部１７０３〜１７０８も同様である。
【０２４７】
波長変更の周期は、例えばパケット長の整数倍に設定される。つまり、数パケット単位に送信波長が繰り返し変更されることになる。また、使用する波長制御パターンは図４に限ったものではないが、複数の波長可変送信部が同時に同じ波長で送信しない波長制御パターンを用いる。
【０２４８】
１７２１は合波器であり、各波長可変送信部から出力された光信号を１本の光ファイバに集光し、外部光ファイバ伝送路へ出力する。１７２２は分波器であり、外部光ファイバ伝送路から送られてきた波長λ１〜λ８の光信号をそれぞれの波長に分離する。１７１１〜１７１８は光受信部であり、分波器１７２２で分離された波長λ１〜λ８の光信号を電気信号に変換するものである。ノード装置の他の部分は、前述した実施形態或いは参考例と同様であり、同じ部分は同一番号で記してある。
【０２４９】
尚、前述した実施形態における通信の手順は、スイッチ５４１に空間分割型のスイッチを用い、伝送路としてリボンファイバなどの空間分割並列多重伝送路を用いたのに対し、他の実施形態では波長多重を用いて１本の光ファイバに信号を多重した部分を除いて同じであり、その異なる部分の動作については既に詳述したので省略する。
【０２５０】
尚、本発明は複数の機器（例えば、ホストコンピュータ，インタフェース機器，リーダ，プリンタなど）から構成されるシステムに適用しても、１つの機器からなる装置（例えば、複写機，ファクシミリ装置など）に適用しても良い。
【０２５１】
また、本発明の目的は前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記録媒体を、システム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（ＣＰＵ若しくはＭＰＵ）が記録媒体に格納されたプログラムコードを読出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。
【０２５２】
この場合、記録媒体から読出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記録媒体は本発明を構成することになる。
【０２５３】
このプログラムコードを供給するための記録媒体としては、例えばフロッピー（登録商標）ディスク，ハードディスク，光ディスク，光磁気ディスク，ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，磁気テープ，不揮発性のメモリカード，ＲＯＭなどを用いることができる。
【０２５４】
また、コンピュータが読出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）などが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【０２５５】
更に、記録媒体から読出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【０２５６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、各ノード装置において、パケット宛先分類毎にパケットの順序を維持することにより、同一のパケット宛先分類の中でパケットの順序入れ替わりを防ぐことができる。即ち、
・チャネル無指定パケットに対しては、バッファメモリに書きこまれた次の読み出しタイミング情報のときに読み出すようにすることで（チャネル指定パケットより優先して読み出すことで）、チャネル無指定パケットの順序入れ替えを防ぐことができる。
・チャネル１指定パケットに対しては、チャネル１指定パケットが、各チャネルのバッファにどのような順序で書き込まれていったのか（書き込みチャネル順序情報と呼ぶ）を読み出し順序キューが管理し、読み出し順序キューが管理している書き込みチャネル順序情報に従って、各チャネルのバッファに書きこまれているチャネル１指定パケットを読み出していくことで、チャネル１指定パケットの順序入れ替えを防ぐことができる。
・チャネル２〜８指定パケットに対してもチャネル１指定パケットと同様の制御により、チャネル２〜８指定パケットの順序入れ替わりを防ぐことができる。
【０２５７】
従って、本発明によれば、問題になっていたパケットの順序が伝送途中で入れ替わるという現象が発生することはなくなり、従来必要であった、順序が入れ替わって到着するパケットの順序を元に戻すために、宛先端末が繋がった端末インタフェース部にパケットを並び替える手段（並び替え手段）と、並び替え手段において、パケットの並び替えを行うために、送信端末が繋がった端末インタフェース部にパケットのヘッダにシーケンス番号を付加する手段（シーケンス番号付加手段）と、パケットのヘッダにシーケンス番号を付加するための領域とが必要なくなる。
【０２５８】
また、上記の並び替え手段及びシーケンス番号付加手段に付随するハード的な制限により、コネクション数が限定されることもなくなる。
【０２５９】
そして、チャネル無指定記憶領域に書き込まれるチャネル無指定パケットは、バッファメモリ３０１において滞留することなく、バッファメモリ３０１に書きこまれた次の読み出しタイミング情報の時に直ちに読み出されるので、チャネル無指定記憶領域の大きさは、他の記憶領域に比べて小さく割り当てることが可能である。例えば１パケット分の領域を割り当てれば十分である。更に、パケットがバッファメモリ３０１に書き込まれるタイミングに、スイッチ制御部２４２から送られる読み出しタイミング情報を合わせるなら、チャネル無指定記憶領域を割り当てる必要もなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態におけるスイッチ制御部２４２の内部構成を示す図である。
【図２】本実施形態におけるネットワークに用いるノード装置２００の構成を示す図である。
【図３】本実施形態におけるバッファ手段２１１〜２１８の内部構成を示す図である。
【図４】スイッチ制御部の制御パターンを示す図である。
【図５】参考例のネットワークにおけるノード装置の構成例を示す図である。
【図６】図５に示すノード装置を用いたネットワークシステムの構成例を示す図である。
【図７】図６に示すネットワークの通信原理を説明するための図である。
【図８】端末信号分離部５６１〜５６８の内部構成を示す図である。
【図９】端末信号挿入部５０１〜５０８の内部構成を示す図である。
【図１０】バッファ部５１１〜５１８の内部構成を示す図である。
【図１１】読み出し記憶領域決定部１００５における読み出し領域の種類を決定する処理手順を示すフローチャートである。
【図１２】ヘッダ検出部８０１におけるパケット経路の制御手順を示すフローチャートである。
【図１３】ヘッダ検出部１００２におけるパケット経路の制御手順を示すフローチャートである。
【図１４】端末インタフェース部５７１〜５７８の内部構成を示す図である。
【図１５】パケットの順序が伝送途中で入れ替わる現象を説明するための図である。
【図１６】本実施形態におけるネットワークに用いるパケットの構成を示す図である。
【図１７】他の実施形態におけるノード装置の構成を示す図である。
【図１８】参考例のネットワークに用いられるパケット構成を示す図である。
【図１９】制御アドレスに応じてそれぞれの出力チャネルがどの入力チャネルと接続するかを示す図である。
【図２０】書き込みアドレスを決定する処理手順を示すフローチャートである。
【図２１】読み出し領域の種類を決定する処理手順を示すフローチャートである。
【図２２】パケットの順序が伝送途中で入れ替わらないこと説明するための図である。
【図２３】パケットの順序が伝送途中で入れ替わらないこと説明するための図である。
Claims (12)
- 複数の端末装置を接続するための複数のノード装置を並列な複数のチャネルでリング状に接続した通信ネットワークであって、
伝送するパケットの宛先端末に応じて分類されたパケットを所定の記憶領域に書き込み、当該書き込み順序を示す情報を管理する管理手段と、
前記書き込み順序を示す情報に従って前記所定の記憶領域から前記パケットを読み出すように制御する読み出し制御手段とを有し、
前記分類されたパケットを所定の記憶領域に書き込む順序と読み出す順序とを一致させることを特徴とする通信ネットワーク。 - 前記並列な複数のチャネル間で伝送するチャネルを切り替えて前記所定の記憶領域から読み出したパケットを出力する切替手段を更に有することを特徴とする請求項１記載の通信ネットワーク。
- 前記パケットの宛先分類として、自ノード装置の下流に隣接するノード装置に接続された宛先端末に宛てられた隣接下流ノード宛てパケットに対しては、宛先端末毎に分類し、自ノード装置の下流に隣接するノード装置に接続された宛先端末以外に宛てられた非隣接下流ノード宛てパケットに対しては、全て同一の分類とすることを特徴とする請求項１記載の通信ネットワーク。
- 前記読み出し制御手段は、非隣接下流ノード宛てパケットと分類されたパケットを隣接下流ノード宛てパケットと分類されたパケットに優先して読み出すことを特徴とする請求項３記載の通信ネットワーク。
- 前記端末装置は、前記複数のチャネルの何れかに分離手段を介して接続され、前記分離手段は接続されているチャネルにより伝送されてきたパケットのうち、前記端末装置に出力すべきパケットを分離して前記端末装置に出力することを特徴とする請求項１記載の通信ネットワーク。
- 前記端末装置は、前記複数のチャネルの何れかに挿入手段を介して接続され、前記挿入手段は前記端末装置から出力されたパケットを前記接続されたチャネルに挿入することを特徴とする請求項１記載の通信ネットワーク。
- 並列な複数のチャネルを有するリング状の通信ネットワークに接続され、複数の端末装置を該通信ネットワークに接続するためのノード装置であって、
伝送するパケットの宛先端末に応じて分類されたパケットを所定の記憶領域に書き込み、当該書き込み順序を示す情報を管理する管理手段と、
前記書き込み順序を示す情報に従って前記所定の記憶領域から前記パケットを読み出すように制御する読み出し制御手段と、
読み出したパケットを前記並列な複数のチャネル間で伝送するチャネルを切り替えて出力する切替手段と、
前記宛先端末に出力すべきパケットを前記複数のチャネルの何れかに接続された前記宛先端末としての端末装置へ分離する分離手段と、
前記複数の端末装置から伝送されてくるパケットを前記複数のチャネルの何れかに挿入する挿入手段とを有することを特徴とするノード装置。 - 複数の端末装置を接続するための複数のノード装置を並列な複数のチャネルでリング状に接続した通信ネットワークの制御方法であって、
伝送するパケットの宛先端末に応じて分類されたパケットを所定の記憶領域に書き込み、当該書き込み順序を示す情報を管理する管理工程と、
前記書き込み順序を示す情報に従って前記所定の記憶領域から前記パケットを読み出すように制御する読み出し制御工程とを有し、
前記分類されたパケットを所定の記憶領域に書き込む順序と読み出す順序とを一致させることを特徴とする通信ネットワークの制御方法。 - 並列な複数のチャネルを有するリング状の通信ネットワークに接続され、複数の端末装置を該通信ネットワークに接続するためのノード装置の制御方法であって、
伝送するパケットの宛先端末に応じて分類されたパケットを所定の記憶領域に書き込み、当該書き込み順序を示す情報を管理する管理工程と、
前記書き込み順序を示す情報に従って前記所定の記憶領域から前記パケットを読み出すように制御する読み出し制御工程と、
読み出したパケットを前記並列な複数のチャネル間で伝送するチャネルを切り替えて出力する切替工程と、
前記宛先端末に出力すべきパケットを前記複数のチャネルの何れかに接続された前記宛先端末としての端末装置へ分離する分離工程と、
前記複数の端末装置から伝送されてくるパケットを前記複数のチャネルの何れかに挿入する挿入工程とを有することを特徴とするノード装置の制御方法。 - コンピュータを請求項１乃至請求項６の何れか一項記載の通信ネットワークとして機能させるためのプログラム。
- コンピュータを請求項７記載のノード装置として機能させるためのプログラム。
- 請求項１０又は請求項１１に記載のプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002233844A JP2004080098A (ja) | 2002-08-09 | 2002-08-09 | 通信ネットワーク、ノード装置及びそれらの制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2002233844A JP2004080098A (ja) | 2002-08-09 | 2002-08-09 | 通信ネットワーク、ノード装置及びそれらの制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004080098A true JP2004080098A (ja) | 2004-03-11 |
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ID=32018871
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002233844A Withdrawn JP2004080098A (ja) | 2002-08-09 | 2002-08-09 | 通信ネットワーク、ノード装置及びそれらの制御方法 |
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| JP (1) | JP2004080098A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020150300A (ja) * | 2019-03-11 | 2020-09-17 | 富士通株式会社 | 通信装置、通信制御方法およびプログラム |
-
2002
- 2002-08-09 JP JP2002233844A patent/JP2004080098A/ja not_active Withdrawn
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| JP7174248B2 (ja) | 2019-03-11 | 2022-11-17 | 富士通株式会社 | 通信装置、通信制御方法およびプログラム |
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