JPH0210942A - ループ式通信方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は、大規模ネットワークに適応するループ通信方
式に関する。

（従来の技術） 情報処理技術の発展にともない、分散設置された複数の
情報処理装置を相互に接続し、これらの情報処理装置間
で情報伝送を行うシステムが種々開発されている。しか
も最近の傾向としては、独立に存在する各種の情報伝送
システムを統合あるいは複合して、さらに高度な情報処
理を可能とする大規模で高度なネットワークの開発が要
求されている。

このような要求に応えるべく、例えば第９図に示すよう
に、伝送路を介して各局をループ状に接続したループ通
信システムが注目されている。同図に示すループ通信シ
ステムは、制御局１と複数の局３−１、・・・　３−ｍ
とが伝送路を介してループ状に接続されている。制御局
１および各局３−１、・・・　３−ｍに、それぞれ、コ
ンピュータ、ＦＡＸ等の端末装置が接続され、これら端
末装置の間で通信が行われる。

第１０図は第９図に示したシステム等の通信において使
用されるフレームフォーマットの一例を示す図である。

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

フレーム同期領域９は、フレームの先頭を示すものであ
る。制御領域１１は、制御局および各局の間の制御情報
の送受を行う領域である。データ通信領域１３は、複数
のタイムスロットで構成される。各局に収容される端末
間の通信路としてタイムスロットを使用して通信を行う
。

なお、制御領域１１を利用して各局間で送受される制御
情報は、局の障害情報や障害に対する局への指示の情報
等の局間の制御情報や、各局に収容される回線交換系端
末間の接続制御情報等である。

（発明が解決しようとする課題） ここで上記の制御情報が頻繁に送受される場合、制御領
域が使用中の確率が高くなり、システムのスルーブツト
の低下を招く。そこで、制御領域を複数のチャネルに分
割することが考えられる。

つまり、各局間で個々に複数のチャネルを用いて通信可
能となるので、制御領域のパイプを実質的に太くするこ
とができる。

制御情報の転送のみを考えた場合、１つのチャネルの帯
域を最長の制御情報が１回で送受できるように設定する
ことが、大量の制御情報を処理するには有利である。

しかしながらこのことは、伝送路の速度が非常に広帯域
に設定できる場合に成立つものであり、一般には伝送路
の帯域は技術的に上限があり、同様に１つのフレームの
帯域も有限なものとして考えなければならない。

すなわち、帯域が有限であるフレームの制御領域を広げ
ることは、データ通信領域の帯域を狭くすることになり
、システム全体での通信可能な容量の低下を招く。

このため、たとえば１つのチャネルの帯域を制御情報の
最大値よりも小さく設定することにより、伝送路の使用
効率はある程度改善できる。また、局間で送受される制
御情報にたいして、端末間で送受される制御情報は一般
に長い。この様に制御情報の種類によって情報量が異な
る場合は、複数チャネルを異なる帯域に設定することに
より、伝送路の使用効率をより改善することが出来る。

また、チャネルの帯域を伝送される制御情報の最大値よ
りも小さく設定することは、前述の如く複数パケットに
分割して伝送しなければならない。

このため、制御情報の情報量（データ長）によっては、
受信の順序が乱されることが考えられる。

つまり、１つの局からデータ長の長いパケットを複数の
パケットに分割して受信している最中に、その他の局よ
りパケットを受信すると、送信元の異なるデータが受信
側で混在することになる。この混在したデータを分離す
る場合、手順および回路が非常に複雑になる等の問題が
ある。

本発明はこのような事情を対処してなされたものでその
目的とするところは、制御情報を効率良く利用し、シス
テムに接続される機器に対する応答が速く、大規模ネッ
トワークに適応出来るループ通信方式を提供することに
ある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） すなわち本発明のループ式通信方式は、制御局と複数の
局とが伝送路を介してループ状に接続され、制御領域と
複数のタイムスロットに分割されたデータ通信領域とを
有するフレームを前記伝送路上に周回させ、前記制御領
域を用いて制御情報パケットを前記各局の間で伝送する
とともに、前記データ通信領域のタイムスロットを前記
各局に収容される端末間の通信路として割当てデータ通
信を行うループ式通信方式において、前記制御領域を、
複数の同一帯域または異なる帯域のチャネルに分割し、
前記制御情報の転送が終了するまで前記チャネルを専有
するアクセス方式と前記チャネルの専有はループ１周に
限定するアクセス方式の２種のアクセス方式を有するこ
とを特徴としている。

（作用） 本発明のループ式通信方式において、制御領域が複数の
チャネルに分割され、制御情報の転送が終了するまで前
記チャネルを専有するアクセス方式と前記チャネルの専
有はループ１周に限定するアクセス方式の２種のアクセ
ス方式を有するので、大量の制御情報に対して迅速に対
処でき、順序性に関して発信側および受信側での処理が
容易であり、かつ制御領域を効率的に利用することがで
きる。また各制御チャネルの帯域を個々に設定できるの
で制御情報の種類によって情報量が異なるようなシステ
ムに対しても適応できる。

したがって、大規模ネットワークに適した実用性の高い
システムを実現できる。

（実施例） 以下、図面に基づいて本発明の実施例の詳細を説明する
。

なお、以下に示す実施例に於けるループ通信システムの
構成は従来例の第９図に示したものと同様であり、また
このシステムに使用されるフレームのフォーマットは従
来例の第１０図に示したものと同様であるため、重複し
た説明は省略し同図に示す要素において従来例と同一の
要素には同一の符号を付して説明する。

第５図は制御局１および局３を示すブロック図であり、
受信部２０．送信部３０．フレーム制御部４０、送受信
制御部５０、回線交換インタフェース６０−１、−６０
−ｎ、ＣＰＵ７０、メモリ８０で構成される。

受信部２０は伝送路上のシリアルデータからクロックを
抽出しフレーム制御部４０に受信クロックと受信データ
を出力する。送信部３０はフレーム制御部４０から送信
データと送信クロックが入力され、送信クロックと同期
したシリアルデータを伝送路上に送出する。フレーム制
御部４０は受信部２０を経由して人力される受信データ
からフレームを検出してパラレルデータ及びスロット番
号等の制御データを送受信制御部５０に出力する。

送受信制御部５０はフレーム制御部４０から入力される
パラレルデータをスロット番号に対応したボートに振分
ける。ＣＰＵ７０はコンフィギユレーション時に制御部
内のレジスタに制御領域の開始タイムスロット番号と終
了タ イムスロット番号をセットする。また、回線交換インタ
フェース６０−１、・・・　６０−ｎに回線交換領域の
開始タイムスロット番号と終了タイムスロット番号をセ
ットする。また、後述する動作中（回線接続ｏｒ解放動
作）に制御チャネル送受信制御部５０２を介して受取っ
た制御パケットの情報により回線交換インタフェースの
後述のバッファ間のデータの乗せ変え情報を収容したテ
ーブルをセットする。メモリ８０はＣＰＵ７０を動作さ
せる制御プログラムおよびタイムスロットの空塞情報と
各局への割当て状況を示すテーブルを収容している。

回線交換インタフェース６０−１、・・・　６０−ｎは
、フレーム上の回線交換領域を使用して各局（各局に収
容されている端末間）の回線交換を行う。回線交換イン
タフェース６０−１、・・・　６０−ｎは、送受信制御
部５０と送受を行う回線交換領域のデータを収容する送
受信バッファと、端末側の送受信バッファとを有し、そ
のバッファ間のデータの乗せ変え情報を収容したテーブ
ルからなる。回線交換インタフェース６０−１、・・・
　６０−ｎは、このテーブルの情報によりタイムスロッ
トと端末の対応付けを行い上記の回線交換を実現する。

第６図は送受信制御部の詳細な構成を示すブロック図で
ある。制御領域の複数のチャネルに対し２つのアクセス
方式を実現する部分であり、本発明の主眼となる構成部
分であるのでこの送受信制御部については詳細な説明を
行う。

送受信制御部は制御チャネル送受信メモリ５０１、制御
チャネル送受信制御部５０２．遅延回路部５０３．セレ
クタ部５０４からなる。

制御チャネル送受信制御部５０２はフレーム上の制御領
域を使用して制御データのパケット通信を行う。制御チ
ャネル送受信制御部５０２は常時制御領域を監視し、自
局宛のパケットを検出すれば受信し、送信データがあれ
ば空パケット（バケットのフォーマット中の空塞情報を
示す領域を設はパケットの空／塞の制御を行う。）を検
出して送信する。自局宛に受信したパケットは制御チャ
ネル送受信メモリを介してＣＰＵ７０に渡される。

また自局宛でない制御領域およびデータ通信領域はセレ
クタ部５０４にそのまま出力される。また、回線交換イ
ンタフェース６０からの送信要求に対しセレクタ部５０
４を切換え、各回線交換インタフェース６０からの送信
データの制御を行う。

セレクタ部５０４は制御領域のタイミング中は、制御チ
ャネル送受信制御部５０２から信号を選択し送信データ
とし、各回線交換インタフェース６０からの送信要求に
対し、各回線交換インタフェース６０からの信号を選択
し送信データとする。

遅延回路部５０３は各回線交換インタフェース６０等で
発生する遅延と同様の遅延を発生させる。

制御チャネル送受信メモリ５０１は制御領域のチャネル
を用いて受信されるパケットを格納しＣＰＵ７０に渡し
、ＣＰＵ７０は送信パケットを制御チャネル送受信メモ
リ５０１に書込み制御チャネル送受信制御部５０２はフ
レーム制御部４０に送出する。

第７図は制御チャネル送受信制御部５０２の詳細な構成
を示すブロック図であり、受信制御部６０１、送信制御
部６０３．制御領域検出回路６０５、ＣＲＣチエツク回
路６０７．宛先アドレス検出回路６０９．パケット種別
検出回路６１１．シフトレジスタ６１３，６１５，６１
７，６１９゜セレクタ６２１，６２３．制御チャネルレ
ジスタ６２５．６２７．制御チャネルフレームヘッダ発
生回路６２９．送信元アドレス発生回路６３１゜比較器
６３３．ＣＲＣ発生回路６３５の各回路により構成され
る。

ＣＲＣチエツク回路６０７はデータのＣＲＣエラーを検
出して、受信制御部６０１に通報する。

また、ＣＲＣ発生回路６３５はＣＲＣを計算し、データ
に付加する。

宛先アドレス検出回路６０９は受信制御部６０１の発生
するタイミングでパケットフォーマット中の宛先アドレ
ス領域を監視し、自局アドレスを検出すると、受信制御
部６０１に通報する。

パケット種別検出回路６１１は受信制御部６０１の発生
するタイミングでパケットフォーマット中のパケット種
別表示領域のパケット種別を受信制御部６０１および送
信制御部６０３に通報する。

送信元アドレス発生回路６３１は送信元アドレスを発生
する。

比較器６３３は送信制御部６０３の発生する送信元アド
レス領域のタイミングで比較を行い、致した場合送信制
御部６０３に通報する。

制御チャネルフレームヘッダ発生回路６２９は送信制御
部６０３の発生するタイミングでフレームヘッダを発生
する。

セレクタ１は受信制御部６０１の制御のもとて受信デー
タの経路を切替える。

セレクタ２は送信制御部６０３の制御のもとて送信デー
タの経路を切替える。

比較器６３３は送信元アドレス発生回路６３１の発生す
る送信元アドレスとパケットフォーマット中の送信元情
報領域を比較が一致すると送信制御部６０３に通報する
。すなわち、自局の送信したパケットの受信を検出する
。

各シフトレジスタ６１３，６１５，６１７，６１９はワ
ードクロックのタイミングでデータをラッチする。

制御チャネルフレームヘッダ発生回路６２９は制御チャ
ネルのフレームヘッダを送信制御部６０３の制御のもと
で発生する。

制御領域検出回路６０５はシステムコンフィギユレーシ
ョン時に制御チャネルレジスタ６２５゜６２７に各チャ
ネルの開始スロット番号と終了スロット番号をセットす
る。ここで、制御チャネルレジスタ６２５，６２７は各
制御チャネル毎に有するので、異なる帯域の制御チャネ
ルを設定することが可能である。

制御チャネルフレームヘッダ発生回路６２９は制御チャ
ネル送受信制御部５０２の指示で、空／塞情報領域、パ
ケット種別表示領域、宛先情報領域、送信元情報領域に
データを送出する。

受信制御部６０１は上記に示した各回路の制御およびＣ
ＰＵ７０とステータスの送受を行う。

送信制御部６０３は上記に示した各回路の制御およびＣ
ＰＵ７０とステータスの送受を行う。

上述した制御局および局は第５〜７図の構成でＣＰＵ７
０の制御下（ＣＰＵ７０を動作させる制御プログラムは
メモリ８０に収容されている。）で動作する。以下動作
について説明を行う。

第８図はこの実施例における発呼動作を説明するための
図である。

局３−１に収容された端末より局３−２に収容された端
末に接続要求があると、局３−１は自己に割当てられた
タイムスロットより空スロットを検索し、空スロットを
検出すると局３−２に発呼要求を行う。局３−２に収容
された着呼端末が使用中でない場合局３−２は局３−１
へ着呼応答を行う。局３−１の発呼端末および局３−１
の着呼端末は以上のシーケンス終了後、検索したタイム
スロットを使用して通信を行う。なおここで示したシー
ケンスは回線接続が正常に終了する場合に限って示した
。

上記の接続制御情報は制御領域１１のチャネルを使用し
送受が行われる。また、この他に、システム立上げ時の
コンフィグレーション情報等の局間の制御情報等が制御
領域１１のチャネルを使用して送受される。

この制御領域１１のチャネルのアクセス方法についてそ
の動作を説明する前に２つのアクセス方式におけるパケ
ットフォーマットを第３図および第４図に示す。

第３図は第１のアクセス方式のパケットフォーマットで
ある。第１のアクセス方式のパケットは空／塞情報領域
９０１、宛先情報領域９０２、送信元情報領域９０３、
情報領域９０４からなる。

空／塞情報領域９０１はチャネルが使用中（塞）である
か、使用されていない（空）かを示す領域である。宛先
情報領域９０２はパケットの宛先局のアドレスを示す領
域である。送信元情報領域９０３は送信元の局のアドレ
スを示す領域である。

情報領域９０４は局間または端末間の情報を転送する為
の領域である。

第４図は第２のアクセス方式のパケットフォーマットで
ある。第２のアクセス方式のパケットは空／塞情報領域
９０５、宛先情報領域９０６、送信元情報領域９０７、
パケット種別表示領域９０８、情報領域９０９からなる
。空／塞情報領域９０５は、チャネルが使用中（塞）で
あるか、使用されていない（空）かを示す領域である。

宛先情報領域９０６はパケットの宛先局のアドレスを示
す領域である。送信元情報領域９０７は送信元の局のア
ドレスを示す領域である。パケット種別表示領域９０８
はパケットが単パケット、先頭パケット、中間パケット
、最終パケットのいずれかであるかを表示する領域であ
る。情報領域９０９は局間または端末間の情報を転送す
る為の領域である。

次にこの制御領域１１のチャネルのアクセス方法につい
てその動作を第１図および第２図のフローチャートを用
いて説明する。

第１図は制御領域１１に対する第１のアクセス方式のフ
ローチャートである。

第１図（ａ）は第１のアクセス方式の受信フローチャー
トである。制御チャネル送受信制御部５０２は常時チャ
ネルを監視し、空／塞情報領域９０１が塞であり（ステ
ップ１０１）、宛先情報領域９０２が自局を示す場合（
ステップ１０２）、受信処理をおこなう（ステップ１０
３）。受信処理の内容は、受信バッファ６０１．６０２
にパケットをコピーし、受信情報があることをＣＰＵ７
０に通報し受信動作を終了することである。

第１図（ｂ）は第１のアクセス方式の送信フローチャー
トである。ＣＰＵ７０は送信バッファ６０４．６０５に
送信情報を格納し、制御チャネル送受信制御部５０２に
対し送信要求を出す（ステップ１０４）。制御チャネル
送受信制御部５０２は、空パケットを検出した時（ステ
ップ１０５）に送信情報をチャネルに送出する送信処理
を行う（ステップ１０６）。その後、送信元情報領域９
０３が自局を示すチャネルの空／塞情報領域を空とする
。つまり、ループを１周した制御チャネルを解放する（
ステップ１０７）。

第２図は制御領域に対する第２のアクセス方式のフロー
チャートである。

第２図（ａ）は第２のアクセス方式の受信フローチャー
トである。制御チャネル送受信制御部５０２は常時チャ
ネルを監視し、空／塞情報領域９０５が塞であり（ステ
ップ２０１）、宛先情報領域９０６が自局を示す場合（
ステップ２０２）、受信動作Ａにはいる。ここで、パケ
ット種別が単パケットの場合（ステップ２０３）、単パ
ケット受信処理を行う（ステップ２０５）。単パケット
受信処理の内容は、受信バッファ６０２．６０３にパケ
ットをコピーし、受信情報があることをＣＰＵ７０に通
報し受信動作を終了する。また、パケット種別が先頭パ
ケットの場合（ステップ２０３）、先頭パケット受信処
理を行う（ステップ２０４）。先頭パケット受信処理の
内容は受信バッファ６０２．６０３にパケットをコピー
することである。先頭パケット受信処理後、受信動作Ｂ
に移行する。受信動作Ｂでは制御チャネル送受信制御部
５０２は同一のチャネルを監視し、空／塞情報領域が塞
であり（ステップ２０６）、宛先情報領域が自局を示し
くステップ２０７）。パケット種別が中間パケットの場
合（ステップ２０８）、中間パケット受信処理を行い（
ステップ２０９）再度受信動作Ｂへ移行する。また、受
信動作Ｂにおいてパケット種別が最終パケットの場合（
ステップ２０１）、受信動作Ｃに移行する。中間パケッ
ト受信処理は受信バッファ６０２．６０３にパケットの
情報領域９０９の情報をコピーすることである。受信動
作Ｃでは最終パケット受信処理を行う（ステップ２１０
）。最終パケット受信処理は受信バッファ６０２．６０
Ｂにパケットの情報領域９０９の情報をコピーし、受信
情報があることをＣＰＵ７０に通報し受信動作を終了す
ることである。また、受信動作Ｂにおいて、空／塞情報
領域９０５が空もしくは、宛先情報領域９０６が他局を
示した場合は、パケットが消失した等のエラーの発生で
あり、エラーが起きたことをＣＰＵ７Ｇに通報する（ス
テップ２１１）。

第２図（ｂ）は第２のアクセス方式の送信フローチャー
トである。制御チャネル送受信制御部５０２は回線交換
インタフェース６０やＣＰＵ７０からの送信要求があり
（ステップ２２１）、空／塞情報領域９０２が空の場合
（ステップ２２２）、送信動作りに移行する。送信動作
りでは、ＣＰＵ７０により送信バッファ６０４．６０５
にセットされたパケットが単パケットの場合には（ステ
ップ２２３）、単パケット送信処理を行い（ステップ２
２４）制御チャネルを解放する（ステップ２２４ａ）。

単パケット送信処理は送信バッファ６０４．６０５にセ
ットされた送信情報をチャネルに送信し、その後、送信
元情報領域９０７が自局を示すチャネルの空／塞情報領
域９０５を空とする動作をさす。また送信動作りではＣ
ＰＵ７０により送信バッファ６０４．６０５にセットさ
れたパケットが先頭パケットの場合には（ステップ２２
３）、先頭パケット送信処理を行う（ステップ２２５）
。先頭パケット送信処理は送信バッファ６０４．６０５
にセットされた送信情報をチャネルに送信する動作をさ
す。また、先頭パケット送信処理を行った後、送信動作
Ｅに移行する。送信動作Ｅにおいては、送信バッファ６
０４．６０５の最終パケットがセットされた部分に付着
（まで（ステップ２２６）中間パケット送信処理を繰返
す（ステップ２２７）。中間パケット送信処理は送信バ
ッファ６０４．６０５にセットされた送信情報をチャネ
ルに送信する動作をさす。送信動作Ｅにおいて送信バッ
ファ６０４．６０５の最終パケットがセットされた部分
に行着くと、最終パケット送信処理を行い（ステップ２
２８）制御チャネルを解放する（ステップ２２９）。最
終パケット送信処理は送信バッファ６０４．６０５にセ
ットされた送信情報をチャネルに送信し、送信が終了し
たことをＣＰＵ７０に通報し、その後、送信元情報領域
９０７が自局を示すチャネルの空／塞情報領域９０５を
空とする動作をさす。中間、最終パケットの空／塞情報
領域９０５、宛先情報領域９０６、送信元情報領域９０
７、パケット種別表示領域９０８は送信制御部６０３が
自動的に付加する。

上記の２つのアクセス方式の動作を制御チャネル送受信
制御部５０２が行う。

かくして本実施例では、接続制御情報のように速やかな
伝送が要求されるものに対しては第１のアクセス方式を
選択し、システム立ち上げ時の各局に対するコンフィグ
レーション情報の様に長い情報が転送される場合には第
２のアクセス方式を選択することで、性質の異なる２つ
の制御情報路を提供することができる。このため、接続
制御情報を速やかに伝送できる。また送受信の両側で順
序性を確保するために、手順および回路を複雑にするこ
となく長いデータにも対応できる。つまり制御領域の帯
域を効率的に使用することができる。

また制御情報の種類によって情報量が異なる場合は、複
数チャネルを異なる帯域で設定することにより、より効
率を改善することができる。このため、大規模ネットワ
ークに適応できるループ通信方式を提供することが出来
る。

［発明の効果］ 以上詳細に説明したように、本発明によれば制御情報を
効率良く利用し、システムに接続される機器に対応する
応答が早く、大規模ネットワークに適応できるループ式
通信方式を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の一実施例の動作を示すフロ
ーチャート、第３図及び第４図は第１及び第２のアクセ
ス方式におけるパケットのフォーマット図、第５図は局
の構成を示すブロック図、第６図は送受信制御部５０の
構成を示すブロック図、第７図は制御チャネル送受信制
御部５０２の構成を示すブロック図、第８図は発呼動作
を示すシーケンス図、第９図はループ式通信システムの
概略構成図、第１０図はフレームのフォーマット図であ
る。 出願人　　　　　　日本電信電話株式会社出願人　　　
　　　株式会社　東芝 代理人　弁理士　　須　山　佐　− （す） （ｂ） 第１　口 第２図（１）） 第　３図 第４０ 第５図 第９図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 制御局と複数の局とが伝送路を介してループ状に接続さ
   れ、制御領域と複数のタイムスロットに分割されたデー
   タ通信領域とを有するフレームを前記制御局が前記伝送
   路上に周向させ、前記制御領域を用いて制御情報パケッ
   トを前記各局の間で伝送するとともに、前記データ通信
   領域のタイムスロットを前記各局に収容される端末間の
   通信路として割当ててデータ通信を行うループ式通信方
   式において、 前記制御領域を、複数のチャネルに分割し、前記制御情
   報の転送が終了するまで前記チャネルを専有するアクセ
   ス方式と前記チャネルの専有はループ１周に限定するア
   クセス方式の２種のアクセス方式を有することを特徴と
   するループ式通信方式。