JPH0133061B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は通信を用いてパケツト形態でデータの
伝送を行うデイジタル信号伝送方式に係わり、特
に、パケツトの宛先を変更する場合の呼の設定方
法を改良したデイジタル信号伝送方式に関する。

電子計算機の普及や、デイジタル信号処理技術
の発達に伴い、通信系とデータ処理系を組み合わ
せ、オンラインで情報の処理を行うデータ通信が
脚光を浴びている。中でも官公庁、会社等の構内
で行われる構内通信のような小規模通信システム
においては、その経済性や信頼性あるいは伝送効
率の高さから、同軸ケーブル等の通信ケーブルを
用いたパケツト形態による通信方式が特に注目を
集めている。

このパケツト形態による通信方式では、双方向
伝送を行うための通信ケーブルを研究所等に敷設
し、これに多数の局（パーソナルステーシヨン）
を接続している。そして各局から例えば1000〜
2000ビツトのデータブロツクに分割されたメツセ
ージの伝送を行う。メツセージには宛先、通番そ
の他のヘツダが付加されている。この通信方式で
はネツトワーク自身は何ら制御機能を持たない受
動的な伝送媒体であり、制御は各局に完全に分散
されている。従つて各局では伝送路の空きを確認
してメツセージの送信を開始し、送信中に他のパ
ケツトとの衝突が生じた場合には、これら双方の
局が送信を停止する。送信を停止した局はランダ
ムな待ち時間後にメツセージの再送信を試みる。

このような通信方式では、各地点の利用者が１
つの計算機をアクセスすることができることはも
ちろんのこと、各地に分散している記憶装置等の
ハードウエアや、プログラム等のリフトウエアを
互に利用することができる。すなわち高速あるい
は高精度のプリンタや大容量のフアイルのように
TSS（タイムシエアリングシステム）において中
央の大型計算機に集中させていた装置を、この通
信方式では各所に分散させた状態で使用すること
ができる。従つて資源の節約と使用効率の向上を
図ることができる他に、プログラムやデータの融
通により、大きなソフトウエアシステムの開発も
可能となる。またこのような通信方式では、各利
用者（パーソナルステーシヨン）間に伝送路使用
上の優先順位がなく平等である。従つて他の通信
方式によく見られるような局間での主−従の階層
がなく、接続された任意の局の間で通信が可能と
なる。また同軸ケーブル等の伝送路が完全に受動
回路で構成されているので、高信頼性のシステム
を容易に作成することができる。

このようにこの通信方式は種々の特長を有して
いるが、各局が任意にデータの送信を開始するの
で、同一の伝送路上でパケツトが衝突する可能性
が生ずる。このパケツト同士の衝突は、システム
としての伝送路の使用効率が高くなるに従い当然
顕著となる。

このような問題点を解決するものとして、プラ
イオリテイ・イーサネツトまたはリザベーシヨ
ン・イーサネツトと呼ばれる信号伝送方式が提案
されている。このうちプライオリテイ・イーサネ
ツト（Priority Ethernet）と呼ばれる方式では、
パケツト内のプリアンブルで各局の信号伝送につ
いて優先付けを行う。そしてパケツトが衝突した
場合には、優先度の高いパケツトの方を優先的に
伝送させる。またリザベーシヨン・イーサネツト
（Reservation Ethernet）と呼ばれる方式では、
モード指定のための局（マスターステーシヨン）
を常設しておきき、予約モードにおいて、他の各
局（パーソナルステーシヨン）毎に伝送すべき信
号があるか否か、および伝送情報量を確認させ
る。そしてこの結果から、フレームごとに各局が
伝送するパケツトの順番を定め、伝送モードにお
いて時分割的に信号の伝送を行わせる。

ところが提案された前者の信号伝送方式によれ
ば、優先度の同じパケツト間では、依然として衝
突による伝送遅延時間のバラツキの問題が残る。
従つて会話型の音声通信のように、実時間上での
送受対応関係が重視されるような実時間伝送に
は、不適当となる。また後者の信号伝送方式によ
れば、マスターステーシヨンの存在により前記し
た局間対等性が失われる。即ちこの方式ではマス
ターステーシヨンに障害が発生すると、データ通
信を行うことができなくなり、この意味でシステ
ムの信頼性が低下してしまう。

このような問題点を更に解決するものとして、
各パーソナル局の対等性を失うことなくしかも実
時間伝送を行うことのできるデイジタル信号伝送
方式が提案されている。この方式では、時間軸上
で周期的に繰り返される大枠（フレーム）を更に
時間軸上で複数の小枠（ブロツク）に分割してお
き、これらのブロツク単位で各局（パーソナルス
テーシヨン）にパケツト通信の機会を与えようと
するものである。これにより各局は空きブロツク
を使用するうえで対等性を持つことができる他
に、信号伝送のために必要な時間に渡つて所定の
ブロツクを占有した場合には、フレームの繰り返
される毎に信号伝送の機会が定期的に与えられる
ので、実時間伝送を行うことも可能となる。

ところで一般に回線交換接続においては、その
動作を次の３つのフエーズに分けることができ
る。

呼の設定 通信 呼の開放 先に提案されたデイジタル信号伝送方式を採用
する通信システムにおける回線交換接続も同様で
ある。各フエーズをこの方式について説明すると
次のようになる。

呼の設定 ある局または端末装置（以下単に局という）
の使用者が、他の局との通信を希望したとす
る。使用者は、電話機の送受信を取り上げダイ
ヤルを回すことにより、他の局を指定する。発
呼局では、被呼局の宛先番号を所定のサイズの
発呼パケツトに組み込み、ケーブル上の空きブ
ロツクにこれを送出する。この空きブロツク
を、偶然他の局が指定してパケツトの送出を行
つた場合には、パケツト間の衝突が発生する。
この場合には両局とも送信を一旦停止し、ラン
ダムな待ち時間を個別に設定し、その後、パケ
ツトの再送出を試みる。衝突を生じさせること
なく、空きブロツクに発呼パケツトを送出する
ことができたとする。この発呼パケツトは、ケ
ーブルに接続された総ての局に受信される。各
局は受信したパケツトの宛先情報を調べ、自局
を宛先とするパケツトの場合のみ、これを取り
込む。被呼局がパケツトの取り込みを行うと、
発呼局との間に発呼チヤネルが設定される。

発呼チヤネルが設定されると、被呼局は所定
サイズの被呼パケツトに発呼局の宛先情報を組
み込んだ被呼パケツトを作成し、応答信号の送
出を行う。この場合にもケーブル上の突きブロ
ツクを２以上のパケツトが同時に専有しようと
すると、パケツト同士の衝突が発生する。衝突
が検知された場合には、送信停止、待ち合わ
せ、パケツトの再送出という動作が、送信に成
功するまで繰り返される。被呼局が被呼パケツ
トの送出に成功し、発呼局がこれを取り込む
と、被呼チヤネルが設定される。

通 信 この通信方式では、通信ケーブル上にパケツ
トの送出が行われると、前記したよう各局はそ
のパケツトを受信する。従つて各局は、１フレ
ーム内の各ブロツクの使用状況をこれにより把
握することができ、他の局で使用されているブ
ロツクにパケツトの送出を行うことを自粛す
る。すなわち前記した手順で一度双方向のチヤ
ネルが設定されるとそれらのチヤネルについて
はパケツトの衝突が発生することはなく、一定
速度のデイジタル情報がリアルタイムで伝送さ
れることとなる。

呼の開放 必要な通信が終了すると、発呼局は、その旨
をパケツトにより被呼局に知らせる。被呼局は
これを受けて、被呼パケツトの送信を停止す
る。これにより被呼チヤネルが開放される。発
呼局は被呼パケツトの送信が停止したことを確
認する。この確認後、発呼パケツトの送信が停
止される。これにより発呼チヤネルも開放さ
れ、呼の開放のための一連の動作が終結する。

以上がこのデイジタル信号伝送方式における基
本的な接続動作である。ところで通信システムの
実際の運用に当つては、相手局との通信終了後に
引き続いて他の局との通信を希望したり、あるい
は間違い電話を行つた場合に直ちに正しい宛先へ
かけ直すような場合がある。このように１つの通
信終了後に直ちに次の通信を行う場合、従来の方
式では上記した接続動作を繰り返すことになつ
た。ところがこのように接続動作を繰り返す場合
には、で述べた呼の設定に際してパケツト同士
の衝突が発生する場合がある。衝突が発生する
と、呼の設定までに時間がかかる事態が予想さ
れ、特にコンピユータ間の通信のように、高速の
接続動作が要求されるシステムでは重大な欠点に
なりかねない。また衝突の発生はシステム全体の
使用効率を低下させることとなり、特に各局の通
信量が増大したきには無視できない問題となる。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもの
で、一度送出に成功したパケツトを次の通信にも
利用することのできるデイジタル信号伝送方式を
提供することを目的とする。

本発明では、周期的に繰返される時間軸上の大
枠と、その中で更に分割された時間軸上の小枠
を、通信ケーブル中の信号伝播遅延時間にもかか
わらずこのケーブルと接続された各局が共通して
同定・認識する手段を備え、時間軸上の大枠は各
局のうちのいずれか任意の１局が主導権を持つて
確立し、信号の伝送を現に行う１または複数の局
が、大枠の中で小枠を単位として１または複数個
の同一サイズの小枠をそれぞれ所望の期間継続的
に、しかもそれらの小枠が大枠の中で固定的に位
置付けられるように専有して、パケツト形式によ
り時分割多重的に、また回線交換的に信号の送受
信を行う多局間通信網において、各パケツトに転
送情報以外の付加情報（オーバーヘツド）が組み
込まれることを利用し、交信の相手の変更を希望
する局には、呼の終結に当つて、パケツトの送出
を停止させる代りに、交信の相手局を遷移する情
報をパケツトに組み入れさせる。この情報は、交
信を行つている相手局に呼の終結を知らせるもの
であり、また交信を行う局には、現在使用してい
るパケツトを使つて呼の設定を要求するものなの
で、これによりパケツトの中断を生ずることなく
交信先を変更することができ、前記した目的を達
成することができる。

以下実施例につき本発明を詳細に説明する。

第１図は、本実施例のデイジタル信号伝送方式
を採用した通信システムの構成を表わしたもので
ある。このシステムで伝送路として敷設された同
軸ケーブル１は、その両端を、特性インピーダン
スに等しい抵抗値をもつたインピーダンス整合用
のターミネータ２，３に接続されている。代表的
に示した３つの局Ｘ，Ｙ，Ｚはそれぞれタツプ
（Ｔコネクタ）５Ｘ，５Ｙ，５Ｚを介して同軸ケ
ーブル１に接続されている。

第２図はこれら各局の送受するパケツトの構成
を示したものである。パケツトは、フラツグＦ、
宛先情報DA、発信元情報SA、制御情報CONT、
転送データDATAおよび誤りチエツク符号Ｃの
各ビツト別により構成されている。これらは基本
的には、ハイレベル・データリンク制御手順
（HDLC）におけるフレーム構造と類似している。

さて、今、局Ｘが局Ｙとの通信を希望したとす
る。第３図は局Ｘが同軸ケーブル１に送出するパ
ケツトを順に示している。まず局Ｘは、最初のフ
レーム（フレーム番号１）において、宛先情報
DAを局Ｙの宛先符号とし、発信元情報SAを自
局Ｘのそれとするパケツトを送出する。このパケ
ツトで制御情報CONT１は呼の設定要求を表わ
している。次のフレーム（フレーム番号２）以降
において局Ｙとの間で双方向のチヤネルが設定さ
れると、その段階で転送データDATAととして
転送すべきデータが局Ｙに送られる。

このデータ伝送が終了する前に、局Ｘが局Ｙと
の通信を希望したとする。この場合、局Ｘは局Ｙ
へのデータの送出が終了した次のフレーム（フレ
ーム番号ｎ）において、呼の開放を要求する制御
情報CONTnをパケツトに組み込んで送出する。
局Ｙはこのパケツトを取り込むと、制御情報
CONTnを解読し、被呼パケツトに呼の開放を承
諾する制御情報CONTを返送する。局Ｘは被呼
パケツトを受信すると、次のフレーム（フレーム
番号ｎ＋１）において、宛先情報DAを局Ｚに遷
移させたパケツトを送出する。このパケツトは、
局Ｙに向けたパケツトと、フレーム上の同一ブロ
ツクに組み込まれて送出される。パケツトに組み
込まれた制御情報CONT1′は呼の設定要求を含ん
だ宛先遷移情報である。

同軸ケーブル１に接続された全局は、伝送され
る総てのパケツトを常時受信し、自局を指定した
宛先情報DAのパケツトの取り込みを行つてい
る。従つて局Ｚは宛先情報DAが自局に遷移した
このパケツトを取り込む。そして局Ｘに対して応
答用の被呼パケツトを送出する。これにより局Ｘ
と局Ｚとの間で双方向のチヤネルが設定される。
双方向のチヤネルが設定された以降のフレーム
で、転送すべきデータが局Ｚに送られる。データ
の転送が終了した次のフレーム（フレーム番号ｎ
＋ｍ）で、局Ｘは呼の開放を要求する制御情報
CONTm′をパケツトに組み込んで送出を行う。
局Ｚがこれに応ずると、呼の開放が行われる。

以上の接続動作において、局Ｘが局Ｙから局Ｚ
へ宛先を遷移させたとき、局Ｚから最初に局Ｘへ
送出されるパケツトが他のパケツトと衝突する可
能性がある。このような衝突を回避させるために
は、局Ｙが呼の開放を承諾する制御情報CONT
を返送してきたブロツクを、局Ｘが局Ｚに指定す
ればよい。すなわちこの信信システムでは、新た
にパケツトの送出を行おうとする局は、フレーム
内の空きブロツクを見つけて、これに対してパケ
ツトの送出を試みる。従つて局Ｙが局Ｘに対して
呼の開放を承諾する制御情報CONTを返送した
段階では、フレームの当該ブロツクは局Ｙにより
専有されており、他の局は次のフレームのそのブ
ロツクにパケツトの送出を開始することがない。
このためパケツトの衝突は発生しない。なお局Ｘ
がそのブロツクを指定した後、時間的な関係から
そのフレーム内で局Ｚが応答パケツトを送出する
ことができない場合には、局Ｘはそのブロツクに
無駄パルスを挿入し、局Ｚに渡すまでこれを仮に
専有してもよい。

もちろん局Ｘは、局Ｚとの通信を行う際に、転
送データの増大から使用するブロツク数を増加さ
せる必要がある場合には、局Ｙの使用したブロツ
クを自己の使用するブロツクとして占有すること
も可能である。また局Ｘは、自己の使用している
ブロツクと隣接しているブロツクが空いている場
合、これをパケツトの衝突なく使用し転送データ
の増大に対処することができる。複数のブロツク
を連続的に使用してパケツトを構成する場合に
は、その間でキヤリアが断となることがないの
で、パケツト間に所定のガードタイム（キヤリア
の断となる時間）を設定するこのデイジタル信号
伝送方式では、局Ｘがパケツトを増長する限り、
他の局がこの増長される部分にパケツトを送出す
ることができないからである。

以上の説明では、回線の接続に主導権をとる局
Ｘ（発呼局）が、被呼局を変更する場合について
述べたが、例えば局Ｙが局Ｚとの通信終了後に、
局Ｚと通信を継続して行うことも同様に可能であ
る。この場合には、局Ｘが呼の開放を要求してき
た段階で、宛先情報DAに局Ｚの宛先符号を組み
込んだパケツトを、局Ｙが送出すればよい。

第４図は、局Ｘから局Ｙおよび局Ｚに情報を小
間切れに転送する場合のパケツトの構成を表わし
たものである。例えば各局がコンピユータや端末
装置の場合には、このような情報のやり取りが存
在する。この場合、局Ｘはまず最初のフレーム
（フレーム番号１）で、局Ｙを指定したパケツト
を送出し、呼の設定要求を行う。呼が設定される
と、次のフレーム（フレーム番号２）で必要な転
送データDATA2を局Ｙに送出する。そして更に
次のフレーム（フレーム番号３）で宛先を局Ｚに
遷移させ、局Ｚに呼の設定を要求する。呼が設定
されると、局Ｚに対してデータの転送が行われ
る。このようにして局Ｙとの通信の空き時間を局
Ｚとの通信に利用した後、局Ｙとの通信が終了し
た最後のフレーム（フレーム番号ｎ＋ｍ）で、局
Ｘは局Ｙに呼の開放を要求する。局Ｙがこれに応
ずると、呼の開放が行われる。

この通信形態では、パケツトの宛先を遷移させ
ながら、高速にかつパケツト交換時に情報の転送
が行われる。従つて実時間伝送が要求されない代
りに、誤りチエツク符号Ｃによる符号誤りのチエ
ツクと、再送要求といつた誤り制御が必要とな
る。各パケツトは、第２図で示したように、その
オーバヘツドの部分に宛先情報DAや制御情報
CONT等の付加情報を含んでいるので、この通
信形態では、呼の設定から呼の開放までのフエー
ズが１つのパケツトごとに単独で行われていると
考えることもできる。また局Ｘが局Ｙに呼の設定
を要求し、ｎ＋ｍフレーム後に呼の開放を要求し
たことをもつて、前記したようにこの全体で１つ
の接続動作が行われたとみることもできる。

以上説明したように本発明によれば、通信ケー
ブルを用いて、パケツト形式により時分割多重的
にまた回線交換的に、デイジタル情報の送受信を
行う多局間通信網において、パケツトの周期的な
送出を停止することなくその宛先指定を変更する
こととしたので、呼の設定の際にパケツト同士が
衝突することがなくなり、高速な接続制御が可能
となる。また、コンピユータ通信のようなパケツ
ト変換に適した情報についても、接続制御に要す
る時間の極小化により、効率的な転送を行うこと
ができる。更に通信量の多いシステムでは、衝突
の回避により、その使用効率が向上するという長
所がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を説明するためのもの
で、第１図は通信システムの概略を示すシステム
構成図、第２図はパケツトの構成を示す構成図、
第３図は、一つの局から他の局へ宛先を遷移させ
た場合の、発呼局の送出するパケツトの内容を示
す説明図、第４図は、１つの局との通信中に他の
局との通信を割り込ませた場合の、発呼局の送出
するパケツトの内容を示す説明図である。 １……同軸ケーブル、Ｘ，Ｙ，Ｚ……局、DA
……宛先情報、CONT……制御情報。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 周期的に繰り返される時間軸上の大枠と、そ
   の中で更に分割された時間軸上の小枠を、通信ケ
   ーブル中の信号伝播遅延時間にもかかわらずこの
   ケーブルと接続された各局が共通して同定・認識
   する手段を備え、前記時間軸上の大枠は前記各局
   のうちのいずれか任意の１局が主導権を持つて確
   立し、信号の伝送を現に行う１または複数の局
   が、前記大枠の中で前記小枠を単位として１また
   は複数個の同一サイズの小枠をそれぞれ所望の期
   間継続的に、しかもそれらの小枠が大枠の中で固
   定的に位置付けられるように専有して、パケツト
   形式により時分割多重的に、また回線交換的に信
   号の送受信を行う多局間通信網において、 交信先を変更しようとする局から送出されるパ
   ケツトに交信の相手局を遷移する情報を組み込ま
   せ、パケツトのフレームごとの周期的な送出を停
   止させることなく交信相手となる局の接続を変更
   させることを特徴とするデイジタル信号伝送方
   式。 ２ 交信の相手局を遷移する情報が交信を終結す
   る局には呼の終結を知らせる情報であり、新しく
   交信を行う局には呼の設定を要求する情報である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のデ
   イジタル信号伝送方式。