JP2592831B2 - 集線分配方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は複数の端末機器を各所に配置された集線分配
端末をそれぞれ介して中央装置に接続してなり、そのシ
ステム制御を効率良く行い得るようにした集線分配方式
に関する。

（従来の技術） 電話機等の複数の端末機器を構内電話交換機（PBX）
に接続してネットワークを構成する場合、各端末機器と
上記構内電話交換機（PBX）とをそれぞれ直接的に配線
接続することは多大な労力を要し、またその設備経費が
多大に掛かる。即ち、これらの端末機器は、一般的に複
数の建屋や同じ建屋であっても複数の階床に分散して配
置されることが殆んどである。これ故、これらの分配配
置された各端末機器と構内電話交換機（PBX）との間で
個々に信号ケーブルを布設するには、大掛りな工事を伴
い、膨大な設備経費を必要とする。

そこで第８図に示すように、例えば複数の建屋毎に、
或いは異なる階床毎に集線分配端末2a,2b,〜2nを設け、
これらの集線分配端末2a,2b,〜2nと前記構内電話交換機
（PBX）を含む中央装置１とを信号ケーブル（第１の伝
送路３と第２の伝送路４）を介して接続しておく。そし
て端末機器５をその設備場所に一番近い集線分配端末２
に接続することにより、該端末機器５を集線分配端末２
を介して前記中央装置１に接続することが考えられてい
る。

このようなシステム構成によれば、基幹となる中央装
置１と複数の集線分配端末２との間の信号ケーブルの布
設工事が容易となることのみならず、端末機器５を最寄
りの集線分配分配端末２に接続するたけで良いので、ネ
ットワークを柔軟に構築することが可能となる等の効果
が奏せられる。

さてこのように構成されたシステムにあっては、前記
複数の集線分配端末２と中央装置１との間で上述した共
通の伝送路3,4を介して次のようにして時分割に信号伝
送が行われるようになっている。

即ち、中央装置１から第２の伝送路４を介して複数の
集線分配端末2a,2b,〜2nに伝送される信号のフレーム構
成は、例えば第９図（ａ）に示すように音声データ・チ
ャンネル（Ｂチャンネル）領域と端末制御データ・チャ
ンネル（Ｄチャンネル）領域、および制御情報領域とか
らなる。そして上記Ｂチャンネル領域、およびＤチャン
ネル領域を複数のタイムスロットに分割設定した構成を
有する。

これに対して複数の集線分配端末2a,2b,〜2nから第１
の伝送路３を介して中央装置１に向けて伝送される信号
のフレームは、例えば第９図（ｂ）に示すように構成さ
れ、各集線分配端末2a,2b,〜2nは前述したＢチャンネル
領域、およびＤチャンネル領域の指定されたタイムスロ
ットにそれぞれ信号を送出するものとなっている。

ここで第２の伝送路４を介して伝送される制御信号AS
Gは、集線分配端末を指定して呼設定制御を行ったり、
その集線分配端末に対してタイムスロットの割当て等を
行うものである。また第１の伝送路３を介して伝送され
る応答信号RSPは、上記制御信号ASGに呼応して呼設定要
求等を行うものである。

このような信号ASG,RSPを用いて複数の集線分配端末2
a,2b,〜2nに対する呼設定の制御やタイムスロットの割
当て制御等が前記中央装置１にて行われる。

ところがトラヒックの増大に伴い、複数の集線分配端
末2a,2b,〜2nからの前記応答信号RSPを用いた呼設定の
要求が短時間に集中すると、その発呼のRSPの衝突頻度
が高まり、前述したASGとRSPとを用いた呼設定制御とタ
イムスロットの割当て制御だけではこれに対処すること
ができなくなると云う不具合が生じる。この結果、呼接
続に対する待ち時間が長くなり、接続遅延時間が大きく
なる等の問題か生じる。

（発明が解決しようとする問題点） このように従来の集線分配方式にあっては、そのタイ
ムスロットの割当てが制御信号ASGと応答信号RSPとの受
渡しに委ねられている為、複数の集線分配端末に対する
タイムスロットの割当てを短時間に効率良く行うことが
できず、トラヒックの高まりに対処することができない
と云う不具合があった。

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、
その目的とするところは、複数の集線分配端末に対する
タイムスロットの割当てを簡易に効率良く行い得るよう
にした集線分配方式を提供することにある。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明は、第１の伝送路を介して複数の集線分配端末
から中央装置に対して時分割に信号伝送すると共に、第
２の伝送路を介して上記中央装置から前記複数の集線分
配端末に時分割で信号伝送するようにし、 情報信号の伝送フレームを、音声データ・チャンネル
用のタイムスロットと端末制御データ・チャンネル用の
タイムスロット、および制御情報用のタイムスロットと
により構成した集線分配方式において、 音声データ・チャンネル用および端末制御データ・チ
ャンネル用の各タイムスロットに、そのタイムスロット
の使用状況を示す情報をそれぞれ付加するようにし、複
数の集線分配端末は、それぞれ上記情報から１フレーム
中の空きタイムスロットを監視し、空き状態にあるタイ
ムスロットを捕捉して発呼してなることを特徴とするも
のである。

また更に上記音声データ・チャンネル用のタイムスロ
ットの長さと端末制御データ・チャンネル用のタイムス
ロットの長さとを等しく設定し、音声データ・チャンネ
ルのデータ伝送速度と端末制御データ・チャンネルのデ
ータ伝送速度とによって定められる所定のフレーム数毎
に、そのフレームの組の区切りを示す信号を挿入するこ
とによって、任意の空きタイムスロットの捕捉を可能と
したものである。

（作用） 本発明によれば、各タイムスロット毎にそのタイムス
ロットの使用状況を示す情報が付加されているので、各
集線分配端末はその情報を監視することによってタイム
スロットの空きを検出することができる。そして検出し
た空きタイムスロットに発呼することで中央装置にタイ
ムスロットの割当て要求を知らしめ、そのタイムスロッ
トの割当てを受けることが可能となる。この結果、前述
した制御信号ASGと応答信号を用いることなくタイムス
ロットの割当て設定を行い、そのタイムスロットを用い
た情報通信を行うことが可能となる。

従って各集線分配端末においてそれぞれ空きタイムス
ロットを捕捉し、その捕捉結果に従ってタイムスロット
の割当てがそれぞれ行われるので、短時間に集中する呼
接続要求に対しても非常に効果的に対処することが可能
となる。

また音声データ・チャンネル用（Ｂチャンネル）のタ
イムスロットの長さと端末制御データ・チャンネル用
（Ｄチャンネル）のタイムスロットの長さとを等しく設
定し、Ｄチャンネルのタイムスロットを（Ｂチャンネル
・データ速度÷Ｄチャンネル・データ速度）で示される
フレームに１回の割合いで割当てるようにすれば、実質
的に音声データ・チャンネルと端末制御データ・チャン
ネルとの区別を取扱うことができる。尚、フレームの組
の区切りとしては、例えば音声データ・チャンネルのデ
ータ伝送速度が65Kbps、端末制御データ・チャンネルの
データ伝送速度が16Kbpsである場合には、４フレームを
周期とすれば良い。

従ってこのようにすれば任意の空きタイムスロットを
捕捉し、これを音声データ・チャンネル用タイムスロッ
ト、または端末制御データ・チャンネル用タイムスロッ
トとして用いて情報伝送することが可能となる。故に音
声データ・チャンネルに対するトラヒック量と、端末制
御データ・チャンネルに対するトラヒック量に応じて、
そのタイムスロットの割当て数を可変することが可能と
なり、トラヒックの変化に対して柔軟なシステムを構築
することが可能となる。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の実施例につき説明す
る。

第１図（Ａ）は第１の実施例方式の概念を示す図であ
る。中央装置１と複数の集線分配端末2a,2b,〜2nとの間
で伝送される信号のフレームは、例えば伝送速度64Kbps
の音声情報を伝送する為の音声データ・チャンネルＢ
と、伝送速度16Kbpsの音声／データを伝送する為の端末
制御データ・チャンネルＤと、制御情報を伝送する為の
制御チャンネルASGとにより構成されている。そして上
記各チャンネルB,D毎にそれぞれ複数のタイムスロット
が設定されるようになっている。

しかしてここでは、１フレーム中に含まれる音声チャ
ンネルＢのタイムスロット長と、音声データ・チャンネ
ルＤのタイムスロット長とが等しく設定されており、Ｄ
チャンネルを捕捉したMAUは４フレームに１回、そのタ
イムスロットを使用するものとっている。

しかしてこのように設定された上記Ｂチャンネル、お
よびＤチャンネルの各タイムスロットは、例えば第２図
に示すように４相PSK変調された16シンボル（32ビッ
ト）の情報に１シンボル（２ビット）のタイムスロット
状態表示シンボルS1,S₂を加えてそれぞれ構成されるも
のとなっている。

このタイムスロット状態表示シンボルS₁は、前述した
４フレームの組に対して、次の４フレーム中の同じ位置
のタイムスロットの少なくとも１つが使用されていると
（１）に設定されるものである。またタイムスロット状
態表示シンボルS₂は、次のフレームの同じ位置のタイム
スロットが使用されているときに（１）に設定されるも
のである。

尚、ダウン・リンク（第２の伝送路４）のタイムスロ
ットの構成に示されるDPは、中央装置１から集線分配端
末２に伝送される信号に対するパリティであり、UPはア
ップ・リンク（第１の伝送路３）を介して集線分配端末
２から中央装置に伝送された前回の信号に対するパリテ
ィである。

複数の集線分配端末2a,2b,〜2nは、このように各タイ
ムスロット毎に付加された状態表示シンボルS₁,S₂を監
視し、そのタイムスロットが空きであるか否かを常時監
視している。そしてデータ伝送速度16KbpsのデータをＤ
チャンネルを介して伝送したいときには（Ｄチャンネル
に対する発呼要求時）、上記タイムスロット状態表示シ
ンボルS₂が（０）であることを検出し、その次のフレー
ムの同じ位置のタイムスロットに発呼するものとなって
いる。そしてこのタイムスロットの割当てを前記中央装
置１から受け、該タイムスロットを介してデータ伝送す
るものとなっている。

またデータ伝送速度64KbpsのデータをＢチャンネルを
介して伝送したいときには（Ｂチャンネルに対する発呼
要求時）、先ず上記タイムスロット状態表示シンボルS₁
が（０）であることを検出する。そしてその次の４フレ
ームの組の同じ位置のタイムスロットに発呼し、その４
フレームの同じ位置にあるタイムスロットの割当てをそ
れぞれ受けるものとなっている。そして64Kbpsの音声デ
ータを４フレームの各タイムスロットにそれぞれ分散し
て伝送するものとなっている。

つまり第１図（Ａ）に示すようにＢチャンネルを介す
るデータ伝送は４フレームを１単位とし、その４フレー
ムの同じ位置にある空きタイムスロットをそれぞれ捕捉
して行われ、またＤチャンネルを介するデータ伝送は各
フレーム毎に空きタイムスロットを捕捉して行われるよ
うになっている。

ここで上述したＢチャンネルのタイムスロット領域と
Ｄチャンネルのタイムスロット領域について改めて着目
してみると、これらの各タイムスロットはそれぞれ全く
同じ構成を備えていることがわかる。してみれば、Ｄチ
ャンネルのタイムスロット領域であると雖ども、前述し
た４フレームにおいて同じ位置のタイムスロットにそれ
ぞれ空きがあれば、それらのタイムスロットを用いてＢ
チャンネルの音声データを伝送することが可能となる。

逆にＢチャンネルのタイムスロット領域であっても、
そのタイムスロットに空きがあれば、これらのタイムス
ロットを用いて４つのＤチャンネルデータをそれぞれ伝
送することが可能となる。

してみればこのような構成であれば、第１図（Ｂ）に
示すようにＢチャンネルの領域とＤチャンネルの領域と
云う区別（概念）を取払うことができ、連続した４フレ
ームの同じ位置の任意のタイムスロットに空きがあれ
ば、それらのタイムスロットを用いてＢチャンネルのデ
ータを伝送することができる。また或るフレームの任意
のタイムスロットに空きがあればそのタイムスロットを
用いてＤチャンネルのデータを伝送することができる。

従って１フレーム中のタイムスロットをＢチャンネ
ル、或いはＤチャンネルとしてそのトラヒックに応じて
適宜切替えて使用することが可能となり、Ｂチャンネ
ル、およびＤチャンネルのトラヒック量の変化に柔軟に
対処することが可能となる。

さて第３図は上述した如く空き状態にあるタイムスロ
ットを検出し、そのタイムスロットの割当てを行う信号
伝送手順を示す図である。

今、或るフレームで前記状態表示シンボルS₂が
（０）で示される空きのタイムスロットが検出される
と、発呼要求を持つ集線分配端末２は次のフレームの
同じ位置のタイムスロットに第３図（ｂ）に示すような
構成のデータを送出する。この時点で集線分配端末２か
ら送出されるデータは、Ｄチャンネルをアクセスする表
示データと自己のアドレスを示すデータとからなる。

するとこのような情報を受けた中央装置１は、そのタ
イムスロットにデータが存在することから前記状態表示
シンボルS₂を（１）にし、次のフレームの同じ位置の
タイムスロットを用いて発呼の確認の為の情報を送信す
る。そして集線分配端末２は、この確認情報に対して、
更に次のフレームの同じタイムスロットで確認応答の
情報を送信し、中央装置１はこの確認応答を受けて次の
フレームの同じ位置のタイムスロットを用いて上述し
た発呼が確認処理されたことを通知する。

このような手続きを経て集線分配端末２は、そのタイ
ムスロットが自己に割当てられたことを知り、次のフレ
ームからその捕捉したタイムスロットを用いてデータ
通信を開始することになる。しかして１フレーム長が0.
5mSecであるとすると、この場合には空きタイムスロッ
トの検出から2.5mSec後にＤチャンネルのデータ通信が
開始されることになる。

尚、このようなタイムスロットの割当て手続き時に、
必要に応じて暗号化の為の鍵の情報等が伝送される。

一方、Ｂチャンネルのデータ伝送を行う為のタイムス
ロットの割当て手続きも基本的には同様にして行われる
が、この場合には前記状態表示シンボルS₁が（０）であ
ることを確認して開始される。このとき、前記状態表示
シンボルS₂が（０）であることも同時に確認するように
しても良い。そして同様な手続きによってタイムスロッ
トを確保した後、前述した４フレームを１単位としてＢ
チャンネルのデータ伝送が開始される。

以上のように本方式にあっては、従来のように制御信
号ASGと応答信号RSPとを用い、発呼要求のあった集線分
配端末２に対してその都度、タイムスロットの割当てを
行う必要がない。そして各集線分配端末２は、個々に空
きタイムスロットを検出し、そのタイムスロットを捕捉
することになる。

従って中央装置１におけるタイムスロットの割当て管
理を各タイムスロット毎に分散処理することが可能とな
り、また短時間に集中する発呼要求に対して迅速に対処
することができる。従って、高トラヒック化に柔軟に対
処することが可能となる。

ところで上述した実施例では、１フレーム中のＢチャ
ンネルのタイムスロット長とＤチャンネルのタイムスロ
ット長とを等しく設定したが、必ずしもこのようにする
必要はない。例えば第４図に示すように異なるタイムス
ロット長のＢチャンネル領域とＤチャンネル領域とを設
定する場合であっても、本方式を同様に適用することが
できる。

この場合にあっても、各タイムスロットを、例えば第
５図に示すように４相PSK変調された４シンボル（８ビ
ット）の情報に１シンボル（２ビット）のタイムスロッ
ト状態表示シンボルS₁,S₂を加えてそれぞれ構成するよ
うにすれば良い。但し、この場合には、Ｄチャンネルの
タイムスロットとＢチャンネルのタイムスロットとが別
々に管理されるので、前記状態表示シンボルS₁,S₂のい
づれか一方だけを利用すれば十分である。そしてＢチャ
ンネル、およびＤチャンネル毎にそれぞれ独立にタイム
スロット割当てを行うようにすれば良い。

以上、集線分配端末２からの空きタイムスロットの捕
捉と、そのタイムスロットを用いたデータ伝送について
説明したが、集線分配端末２はそこに接続された端末機
器（電話機等）からの発呼を検出したとき、例えば第６
図に示すように動作するものとなっている。

即ち、集線分配端末２は端末機器５からの発呼を検出
すると（ステップａ）、先ず乱数データを発生するもの
となっている（ステップｂ）。そしてその乱数値に従っ
て、前述した如く検出される空きタイムスロットの中か
ら捕捉すべきタイムスロットを次のようにして定めてい
る。

具体的には、発呼要求が検出されたフレームの１フレ
ーム前において空きタイムスロットを検出しており、そ
の空きタイムスロット数を求めている。そこでこの空き
タイロスロット数にて前述した乱数値を割算し、その余
りの値を求めている。そしてこの余りの値が前述した乱
数値によっては（０）となることがあることから、その
余りの値に（１）を加え、空きタイムスロットのｒ番目
を指定する値ｒを求めている（ステップｃ）。

そしてこの空きタイムスロット中のｒ番目の空きタイ
ムスロットを捕捉するべく、第７図に示すように中央装
置１との間でタイムスロットの割当て設定手続きを行う
ものとなっている（ステップｄ）。

このようにして１フレーム中で複数検出される空きタ
イムスロット中の１つを特定し、そのタイムスロットの
割当て要求を発するものとなっている。換言すれば、１
つの発呼要求に対して複数の空きタイムスロットが同時
にアクセスされることが効果的に防がれるようになって
いる。そして空きタイムスロットのアクセスの衝突が多
発しないようになっている。

この結果、空きタイムスロットが発呼要求の発生に従
って順に割当てられて行くことになり、複数のタイムス
ロットを有効に活用したデータ伝送が実現される。

尚、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
い。例えば１フレームを構成するタイムスロットの数等
は、そのシステム仕様に応じて定めれば良いものであ
る。またここでは４相PSK信号を用いて情報伝送する例
について説明したが、通常のFSKを初めとする種々方式
の変調信号、更にはベースバンド信号であっても良いこ
とは云うまでもない。その他、本発明はその要旨を逸脱
しない範囲で種々変形して実施することができる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば複数の集線分配端
末がそれぞれ空きタイムスロットを監視し、空きタイム
スロットを捕捉して発呼するので、タイムスロットの割
当てを非常に簡易に、しかも短時間に効率良く行い得
る。従って高トラヒックなシステムに柔軟に対処するこ
とができる等の実用上多大なる効果が奏せられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例方式の概念を示す図、第２図
は同実施例方式におけるタイムスロットの構成例を示す
図、第３図は同実施例におけるタイムスロットの割当て
設定手続きの流れを示す図、第４図および第５図は本発
明の別の実施例を示すフレームの構成例とタイムスロッ
トの構成例をそれぞれ示す図、第６図および第７図は発
呼要求に対する集線分配端末の処理手続きを示す図、第
８図は集線分配システムの概略構成を示す図、第９図は
中央装置と複数の集線分配端末との間で伝送される信号
の基本的な構成を示す図である。 １……中央装置、2a,2b,〜2n……集線分配端末、3,4…
…伝送路、５……端末機器（電話機）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斉藤 良博 東京都千代田区内幸町１丁目１番３号 東京電力株式会社内 (72)発明者 春山 秀朗 川崎市幸区小向東芝町１番地 株式会社 東芝総合研究所内 (72)発明者 小林 浩 川崎市幸区小向東芝町１番地 株式会社 東芝総合研究所内 (72)発明者 樋山 孝 東京都港区芝５丁目33番１号 日本電気 株式会社内 (56)参考文献 実開 昭61−50386（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１の伝送路を介して複数の集線分配端末
   から中央装置に対して時分割に情報信号を伝送するとと
   もに、第２の伝送路を介して上記中央装置から前記複数
   の集線分配端末に時分割に情報信号を伝送する集線分配
   方式において、 前記情報信号の伝送フレームを、音声データ・チャネル
   用の複数のタイムスロットと、端末制御データ・チャネ
   ル用の複数のタイムスロットと、制御情報用のタイムス
   ロットとから構成し、 前記中央装置は、 前記第２の伝送路へ送出する前記音声データ・チャネル
   用の複数のタイムスロットおよび端末制御データ・チャ
   ネル用の複数のタイムスロットにその各タイムスロット
   の使用状況を示す使用状況表示情報を付加して送出する
   手段と、 前記集線分配端末から発呼が伝送された場合に、当該発
   呼の伝送に用いられたタイムスロットを発呼元の集線分
   配端末にそのままデータ伝送用のタイムスロットとして
   割当てる手段とを備え、 前記複数の集線分配端末の各々は、 前記第２の伝送路を介して中央装置から到来した前記音
   声データ・チャネル用の複数のタイムスロットおよび端
   末制御データ・チャネル用の複数のタイムスロットに付
   加されている使用状況表示情報をもとに、前記各タイム
   スロットが空きか否かを監視する監視手段と、 この監視手段の監視結果に基づいて、前記音声データ・
   チャネル用の複数のタイムスロットおよび端末制御デー
   タ・チャネル用の複数のタイムスロットの中から空きの
   タイムスロットを捕捉し、この捕捉したタイムスロット
   を使用して前記中央装置に対し前記発呼を伝送する手段
   とを備えたことを特徴とする集線分配方式。
2. 【請求項２】音声データ・チャネル用のタイムスロット
   の長さと端末制御データ・チャネル用のタイムスロット
   の長さとは等しく設定され、音声データ・チャネルのデ
   ータ伝送速度と端末制御データ・チャネルのデータ伝送
   速度とによって定められる所定のフレーム数ごとにフレ
   ームの組の区切りを示す信号が挿入されるものである特
   許請求の範囲第１項記載の集線分配方式。