JPH02301245A - リングネットワークシステム - 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】 産業上の利用分野 本発明は、構内通信等に用いられるリングネットワーク
システムに関する。

従来の技術 本発明が適応される従来のリングネットワークシステム
の構成例を第５図に示す。

このリングネットワークは、リング上に複数のセルから
なる固定長フレームを整数個連続させたスーパーフレー
ムを一定時間で周回させる機能を持つセンターノードＣ
Ｎ１と、セルによりデータの送信を行うリモートノード
ＲＮ２〜４がリング伝送路５により接続され、各ノード
を介して、端末６〜１１が接続される。リング内の端末
はノード４を介して外線１２（例えば、公衆電話網）と
接続され、リング外の端末と通信が可能である。

第６図にリング伝送路上のデータの構成を示す。

リング伝送路には、複数（固定）個のフレーム（ＦＭ）
からなるスーパーフレームが巡回している。

フレームには先頭にフレームヘッダ（ＦＨ）が存在シ、
７１／−ム同ＪｔＪＩｇ（ＦＳ）とスーパーフレーム内
でのフレームの順番を識別するフレーム番号部（ＦＮＯ
）からなる。更にフレームは、小容量パケットである複
数個のセル（ＣＬ）から構成されている。

セル（ＣＬ）は、先頭に使用中であるか又は未使用であ
るかを示すフラグが存在し、続いて回線番号部（Ｖ（、
ＩＤ）、制御部、端末からのデータが存在する固定長の
データ部、セル中の誤り検出結果等を書き込むステータ
ス部からなる。

端末からのデータを送信する際、ノードは到着するセル
のフラグを検査し、未使用であるなら、これを使用中に
変更し、宛先ノードとの間で識別される（仮想）回線番
号（１’ｃｊＤ）を通常のパケット通信のアドレス情報
と同様に対応する領域に設定し、端末からのデータをセ
ルデータ部の長さに分割して、セルデータ部に書き込み
、該セルが存在したフレーム内の位置に配置される。宛
先ノードでは、セルの先頭フラグが使用中であり、　（
仮想）回線番号が自ノードに割当られたものであるなら
、セルのデータ部をコピーし、該セルのフラグを未使用
に書き換える。この様にして、送信ノードから受信ノー
ドへのデータ転送が行われる。

第６図において、以降の説明のため具体的な値を設定す
る。リング伝送路の速度を約８００Ｍｂｐｓとし、セル
（ＯＬ）のデータ部の長さを３２バイト、フラグが１バ
イト、回線番号（ＶＣ−ＩＤ）が２バイト、制御部が１
バイト及びステータス部が１バイトとする。またフレー
ムの周期を約１２５μＳとすると、　１フレーム中には
フレームヘッダ部（Ｆｌｌｌ）を除いて３３７セル存在
する。スーパーフレームは３２個のフレーム（ＦＭＯ〜
ＦＭ３１）からなり、フレームヘッダ（ＦＨ）には、０
〜３１のフレーム番号（ＦＮＯ）が存在する。

この時、リング上の１セルをノードが使用すると１２５
μｓで３２バイトのデータが伝送出来るため、２．０４
８Ｍｂｐｓの伝送能力がある。

遅延に厳しい連続データの例として電話音声の交換を考
える。通常音声データは、データが途切れると雑音が発
生するため、連続でなければならず、電話では会話の自
然性を保つため、話者間の音声の遅延は１００ｍ５以下
にする必要がある。

特に、外線を経由して電話をかける場合、外線網での遅
延が大きいため、リング内の遅延を極°力少なくする必
要がある。

本例のリング内で電話音声を送る場合、通常の音声品質
を仮定すると６４Ｋｂｐ　ｓであるため、フレームＯ〜
３１内の一つのフレームの一つのセルで連続電話音声の
伝送が可能である。

本発明が適応されるリングネットワークシステムは、パ
ケット交換網の一種であるが、一般にパケット交換網で
はパケットの到着時間にばらつきが発生する。本システ
ムの例では、音声セルが発生した場合でも、ただちに本
使用セルが取れるとは限らず、未使用セルの到着を待つ
必要があり、このためセル送信開始時間、ひいては受信
ノードでのデータ到着時間にばらつきが発生する。これ
を第７図に示す。図中斜線部は音声セルが存在する位置
である。

受信側では、一定時間の遅延用バッファを挿入し、一定
時間音声データの再生を遅延させることにより、セル到
着時間のバラツキを吸収する。

以上説明した様に、音声等の遅延特性に厳しい連続デー
タを送信する場合、リング内通信においては、遅延が許
される範囲でセル到着時間のばらつき吸収用遅延バッフ
ァを挿入することにより、音声データの連続性を保って
いた。しかし、リング外との通信では、外線での遅延が
大きいため、端末間での遅延特性が維持出来ない（電話
音声の場合、会話の自然性が失われる）という問題点が
存在した。

発明が解決しようとする課題 前述する様に、小容量の固定長パケットであるセルを用
いてデータの通信を行うリングネットワークシステムに
おいて、特に遅延時間の制限が厳しい連続データの通信
に対しては、遅延時間に対する要求品質を維持できない
という問題点かあった。

本発明は、上記問題点を解決するもので、リングネット
ワークにおいて特に遅延特性が厳しい場合でも、セル遅
延特性を改善することを目的とする。

課題を解決するための手段 本発明は、リングネットワークシステムにおいて、遅延
の制限が厳しい連続データの通信に対しては、使用する
セルをフレーム及びスーパーフレーム内で固定的に使用
するリングネットワークシステムである。

マタ本発明ハ、フレーム及びスーパーフレーム内の使用
セルの時間位置を固定する際、セルの先頭に予約中か否
かを示すフラグを設け、送信ノードは、回線接続要求セ
ルを送信する際に獲得した未使用セルの予約フラグも設
定し、以降の該回線データの転送では、予約フラグが設
定され、同一回線番号であるセルを使用して送信し、受
信ノードでは受信セルに予約フラグが設定されていたな
らば、通過する該セルの予約フラグ及び回線番号を変更
しない様制御し、他のノードでは、予約フラグが設定さ
れたセルは使用しない様制御するリングネットワークシ
ステムである。

また本発明は、上記予約フラグを用いることによる副次
機能として、リング一巡時間にＮ個のセルを必要とする
回線速度の端末のデータに対し、送信ノードは回線接続
要求を行う際、未使用セルをＮ個獲得することを試み、
Ｎ個のセルの予約フラグが設定できた場合に、受信ノー
ドまでの回線が使用可能と判断する様制御するリングネ
ットワークシステムである。

また本発明は、リングネットワークシステムにおいて、
遅延時間の制限が厳しい連続データの遅延特性を改善す
る他の手段として、該通信に対しては、セル内のデータ
長り内で有効データを１７Ｍに短くし、セル内のデータ
長がＬの場合のセル使用頻度のＭ倍の頻度でセルを使用
することを特徴とするリングネットワークシステムであ
る。

また本発明は、上記手段による副次機能として、送信ノ
ードは、自ノード内に同一受信ノード宛の他の回線デー
タが存在するなら、データ領域中に該回線データも多重
化して送る様制御するリングネットワークシステムであ
る。

作用 本発明は、前述したリングネットワークシステにおいて
、遅延に厳しい回線のデータはフレーム及びスーパーフ
レーム内の使用セルが固定するため、未使用セルの待ち
合わせ時間のばらつきが発生しない。これにより、ばら
つき吸収用遅延バッファの容量を大幅に削減できる。

また、時間位置を固定する手段として、セルに予約フラ
グを設けることにより、簡略なセル位置の固定が可能で
ある。

また、上記セル内予約フラグにより、複数セル使用連続
データ通信に対して、必要量のセルが使用可能か否かの
判断をノードが独自に行うことが可能である。

セル内のデータ長をＬからその１／Ｍとし、セル使用頻
度をＭ倍とすることにより、データがＬまでたまるまで
の時間を１／Ｍにすることが出来、セル作成・分解時間
が短縮でき、回線のデータ遅延を短縮可能である。

上記方法を行った際に発生するセル内データ部の空き部
分に他の回線のデータを多重化することが可能である。

実施例 本発明を、実施した場合のリングネットワーク上を巡回
するフレームの状態を第１図に示す。

リング伝送路上のセル、フレーム及びスーパーフレーム
の構成は、従来例の第６図に示したものと同様である。

遅延に厳しい品質要求の回線データに対しては、図中斜
線部の様にフレーム又はスーパーフレーム中で使用セル
を固定する。図は従来例と同様に電話音声の場合であり
、６４ＫｂｐＳの回線速度であるため、スーパーフレー
ム中の一つのセル（この例では、フレーム番号１　（Ｆ
旧）の内の一つ）を固定的に使用する。これにより、遅
延に厳しい連続データの場合、受信ノードでのセル到着
時間のばらつきが発生せず、ばらつき吸収用の遅延バッ
ファが不要となる。

上記発明において、セルの位置を固定する方法として、
ＴＤＭ方式と同様に、スーパーフレーム内のフレーム番
号とそれにより指定されるフレームのフレームヘッダか
らの使用セルまでのセル数を計数する。この方法では、
フレーム番号の検出及びフレームヘッダからの位置検出
機能として、セル数カウンタ、及び予め与えられるセル
位置のカウント数とのセル数カウンタ値との比較器が必
要であり、ハードウェアの規模が増大する。

このため、第２図に示す様にセルの先頭に予約フラグを
設ける。送信ノードは、リング上でフレームの時間位置
を固定して使用する必要がある場合、回線使用開始時、
最初に到着する未使用セルを獲得し、セルのフラグを使
用中に変更し、セルの識別を行う（仮想）回線番号を設
定しセルを作成すると共に、予約フラグも設定しリング
へ送出する。セルがリング上の宛先ノードに到着し、デ
ータが受信された場合でも、相手ノードは予約フラグが
設定されているなら、該セルの予約フラグはクリアせず
、また回線番号もクリアしない。予約セル（予約フラグ
が設定されたセル）はフラグが未使用でも他ノードは使
用しない。このことにより、予約セルは送信ノードに確
実に未使用で到着し、セルのフレーム及びスーパーフレ
ーム中の位置は変更されないことに加え、リング伝送路
上でのスーパーフレーム−速時間は一定のため、送信ノ
ードでは一定間隔でデータを送信することができる。ま
た、送信側では、回線接続開始時点で獲得可能なセルの
内最初のものを使用するため、予約セル獲得の待ち時間
も最小に抑えられる。この方法により、各ノードはセル
数のカウンタを省略することが可能となり、より効率的
にフレーム及びスーパーフレーム中で使用フレームを固
定できる。

セルの先頭に予約フラグを設ける上記リングネットワー
クシステムにおいて、端末の連続データ転送速度がりン
グー巡時間（ここでは、一つのスーパーフレーム通過時
間）に複数セルを必要とする場合を考える。上記電話音
声の場合、６４Ｋｂｐｓの速度に対して１スーパーフレ
ーム中で１セル必要としたが、例えば、連続データとし
て１．５Ｍｂｐｓ　（８４Ｋｂｌ）ｓＸ２４）の回線速
度が必要な場合がある。この場合、スーパーフレーム−
巡時間内に常に２４個のセルを使用する必要がある。

上記、セル予約方法を行う場合、送信ノードが受信ノー
ド宛の回線接続要求を行う時点では、２４個のセルの予
約をする必要は必ずしもないが、この時点で、予め２４
個のセルを予約してしまう。

２４個のセルの内、受信ノードに対する回線接続要求デ
ータに必要なセルが１〜２個であった場合でも、２４個
のセル予約を行う。こうすることにより、データ転送に
必要なセルが予め全て獲得でき、スーパーフレーム内の
時間位置も固定となる。

この様に制御することにより、回線接続を要求するノー
ドは、各々独自に、リング上の必要なセルの獲得が判断
できる。必要な数のセルが予約できなかった場合の処理
は、回線接続要求のあった端末に対して接続を拒否する
と共に予約を行なったセルを解放するか、又は該端末に
対して予約できたセル内で通信できる様に発生データ量
を制限させる等の処理を行うことが可能である。

遅延時間改善の他の方法として、セル中のデータ量を削
減する方法がある。これを第３図に示す。

送信ノードにおいて、セル内のデータ量Ｌバイトまで、
データの発生を待たずに、１／Ｍのデータ量でセル化を
行う。この際、セル中に無駄なデータを挿入して、セル
内のデータ長をＬに揃える。

受信ノードでは、セル内データ中の有効データのみを受
信する（セル内の有効データ量を受信ノードに通知する
手法として、回線設定時に通知する方法、又はデータ転
送時に常にセルのデータ部の先頭に膏効データ量の情報
を埋め込む方法があるが、ここでは限定しない）。これ
により、セル発生頻度が従来のＭ倍となるが、セル生成
・分解時間が１／Ｍに短縮される。　　音声データの場
合、３２バイトのセルを作成するのに、３２バイト（２
５６ｂｉ　ｔ）／８４Ｋｂｐｓ＝４ｍＳかかるが、セル
の何効データを１バイトとした場合、１バイ）　（８ｂ
ｉ　ｔ）／８４Ｋｂｐｓ＝１２５μｓでセル作成が可能
であり、音声データ遅延の改善が計れる。セル発生率が
３２倍になるが、遅延時間が特に厳しい外線接続は、通
常、リング内通信回線数と比べて小数のため、リングの
使用効率はさほど低下しない。

前記手法を用いた場合、送信ノードは、セル内データ部
の無効とした領域に、同一受信ノード宛の回線データを
多重化することにより、セル使用効率を高めることが可
能である。この例を第４図に示す。図は、一つの（仮想
）回線上に、回線Ａ１回線Ｂ１　　回線０１　　回線り
の４本が多重化される例である。セル内データ部を多重
化して使用する場合の配分情報を、受信ノードに通知す
る手法として、回線設定時に通知する方法、又はデータ
転送時に、セルのデータ部の先頭に領域を設けて情報を
埋め込む方法があるが、ここでは限定しない。

また、多重化が行われた場合、多重化された回線のすべ
ての通信が終了するまで（仮想）回線の解放を行わない
ことは当然である。

ここで、フレーム及びスーパーフレーム内データセルを
固定的に使用する方法と、セル内データを短縮してデー
タ転送を行う方法により、データの転送遅延が改善され
ることを示したが、両方法を組合せて使用しても良いの
は無論であり、より遅延時間の短縮が計れる。

発明の詳細 な説明した様に、本発明によれば、遅延にたいする要求
の厳しい連続データに対して、遅延時間を大幅に改善す
ることが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を説明するリング伝送路上のデータ配
置図、第２図は本発明によるセルの構成図、第３図は本
発明によるリング伝送路上のデータ配置図、第４図は本
発明によるセルの構成図、第５図は、本発明が適応され
るリングネットワークシステムの構成を示すシステム構
成図、第６図は、従来例によるリングネットワークシス
テムで使用されるフレーム構成図、第７図は従来例での
リングネットワークの動作を示すための説明図である。 １・・・センターノード（ＣＮ）、２〜４・・・リモー
トノード（ＲＮ）、５・・・リング伝送路、６〜１１・
・・端末、　１２・・・外線。 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　はか１名第１図 肩２図 第３図 フィル／ 第　４　図 纂　５　図 第６図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）データの送受信を行うノードをリング伝送路によ
   り接続し、リング伝送路上には、固定長であり、整数個
   のフレームからなるスーパーフレームを巡回させ、前記
   フレームは複数個のセルから構成される各々同一形式の
   フレームであり、前記セルは先頭部に使用中あるいは未
   使用であることを示すフラグと回線番号と長さＬのデー
   タ部を持つ固定長パケットの形式を持ち、各ノードは、
   データを送受信する端末を接続し、前記端末は前記リン
   グ伝送路上を巡回する未使用セルを用いてデータの通信
   を行うリングネットワークシステムにおいて、遅延時間
   の制限が厳しい連続データの通信に対しては、使用する
   セルをフレーム及びスーパーフレーム内で固定的に使用
   することを特徴とするリングネットワークシステム。
2. （２）特許請求の範囲第１項記載のリングネットワーク
   システムにおいて、セルの先頭に予約中であるか否かを
   示すフラグを設け、送信ノードは、回線接続要求セルを
   送信する際に獲得した未使用セルの予約フラグを設定し
   、以降の該回線データの転送では、予約フラグが設定さ
   れ、同一回線番号であるセルを使用して送信し、受信ノ
   ードでは受信セルに予約フラグが設定されていたならば
   、該セルの予約フラグ及び回線番号を変更しない様制御
   し、他のノードでは、予約フラグが設定されたセルは使
   用しない様制御することを特徴とするリングネットワー
   クシステム。
3. （３）特許請求の範囲第２項記載のリングネットワーク
   システムにおいて、リング一巡時間にＮ個のセルを必要
   とする回線速度の端末のデータ転送に対し、送信ノード
   は回線接続要求を行う際、未使用セルをＮ個獲得するこ
   とを試み、Ｎ個のセルの予約フラグが設定できた場合に
   、受信ノードまでの回線が使用可能と判断する様制御す
   ることを特徴とするリングネット、ワークシステム。
4. （４）特許請求の範囲第１項記載のリングネットワーク
   システムにおいて、遅延時間の制限が厳しい連続データ
   の通信に対しては、セル内のデータ長Ｌ内の有効データ
   を１／Ｍに短くし、セル内のデータ長がＬの場合のセル
   使用頻度のＭ倍の頻度でセルを使用することを特徴とす
   るリングネットワークシステム。
5. （５）特許請求の範囲第４項記載のリングネットワーク
   システムにおいて、送信ノードは、自ノード内に同一受
   信ノード宛の他の回線データが存在するなら、データ領
   域中に該回線データも多重化して送る様制御することを
   特徴とするリングネットワークシステム。