JPH03297244A - ループ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、同一ピル内や工場敷地内など限定された地域
内に設置された機器相互間を通信回線で接続し、音声、
データ、画像などの各種端末からの呼量に応じて動的に
端末接続制御を可能とするループネットワークシステム
に関するものである。

従来の技術 従来、この種のループネットワークシステムは、伝送媒
体、トポロジー、回線制御法などに着目して分類がなさ
れている。

すなわち、伝送媒体としてツィステッドペアケーブル、
同軸ケーブル、光フアイバケーブルによる分類、また、
トポロジーとしてスター形、パス形、ループ形という分
類、さらに回線制御法としてはＣ３ＭＡ／ＣＤ　（Ｃａ
ｒｒｉａｒ　　５ｅｎｓｅ　ＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅ
ｓｓ　ｗｉｔｈ　Ｃｏ１１ｉｓｉｏｎ　　Ｄｅｔｅｃｔ
ｉｏｎ）アクセス法、トークンパッシング（Ｔｏｋｅｎ
　Ｐａｓｓｉｎｇ）アクセス法、ＴＤＭＡ　（Ｔｉｍｅ
　Ｄｅｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｉｅ　Ａｃｃｅｓｓ
）アクセス法などの分類である。

そして、収容端末の種類、サービス業務、規模などから
それぞれの目的に合った組み合わせでネットワークが構
築されているのが実体である。

第４図は、従来のループネットワークの構成を示し、ま
た、第５図はそのフレーム構成を示している（電子通信
学会技術研究報告Ｖｏ１．８３　Ｎｏ。

２５３光ループネツトワークの方式構成）。

図示の（１ａ）から（１ｄ）は、ループネットワークの
制御部として機能するノード装置であり、ノード装置内
でのデータ通信のほかループネットワークのノード装置
間にまたがる端末間のデータ通信を行う働きをする。

（２）はループ状にノード装置を接続する伝送線であり
、実施例では光ファイバを用いた場合を示し７ている。

（３１）から（３３）、（４１）から（４５）、（５１
）から（５４）、（６１）から（６３）などはノード装
置を介して接続される各種端末群である。

（７）は、他のネットワークと網間接続を行うためのゲ
ートウェイであシ、　（８）は、他のネットワークを示
している。

第２図は、ループネットワークを巡回して端末間で具体
的にデータの送受信を行うフレーム構成を示しており、
　（２）は、１個のフレーム全体であり、（２１）のフ
レームを識別する同期用チャネルサブフレームと実際の
データを乗せる情報用チャネルサブフレーム（２１から
ｎまで）とから構成される。

具体的な動作について第４図、第５図にもとづいて説明
すると、ノード装置と称するネットワク制御装置を二重
化した光ファイバを使用してルプ状に結合し構成する。

ノード装置は、ルーフアクセス制御や端末アクセス制御
などを行うノド装置（−船釣にローカルノードといって
いる。）と同様の機能のほかにフレーム管理、システム
の状態監視、障害処理などの機能を有するノード装置（
−船釣にマスタノードまたはセンタノードといっている
。）から成り、データ端末、電話機、ファクスほかの端
末を接続して各端末間の通信制御を行う。

二重化したループ伝送路には常時フレームを循環させ、
一方のループを現用系、他方を待機系とする場合やルー
プ両系とも現用として用いる場合がある。どちらかの系
に断線などの障害が発生した場合には、正常な系におい
て運用を継続し、ループ両系に障害が発生した場合には
、障害の影響を受けていないノード装置においてフレー
ムの折り返しを行い障害部分をループから切り離すこと
によってループネットワークシステムとしての運用を維
持する。

各端末のループネットワークへの接続制御を司さどるル
ープアクセス方法は（本特許の比較ポイントとなるとこ
ろであるが）、ループ伝送路を任意の固定長タイムスロ
ットに分割し、それらのタイムスロットを各々のノード
に割り付ける時分割多重によっている。従来のネットワ
ークでは、１タイムスロツト当たりのスループットは、
電話用音声信号を８ＫＨｚでサンプリングし、８ビツト
で量子化した値を基本としている。

すなわち、第５図に示すように、たとえば８ＫＨｚＸ８
ビット−６４Ｋｂ／ｓのスループットをもつタイムスロ
ット　（以下サブフレームと呼ぶ）をｎ個備えたフレー
ム構成とし、特定の周期で循環させる。第５図の従来の
実施例では、先頭のサブフレームは、フレーム同期を確
立するだめに、また、それ以外のサブフレームは情報を
伝送するために使用する。情報伝達用のサブフレームは
、それぞれヘッダ部および情報部から成り、相手端末を
任意に指定できる。

サブフレームを構成するＤＡＮ、ＤＡＴ、ＣＩ、Ｃ２、
Ｉｌ〜■８の内容は、つぎのとおりである。

ＤＡＮ：送信する相手のノードアドレスを示す。

ＤＡＴ　：送信する相手の端末アドレスである。

Ｃ１：ループ切換え、ループバンクなど指示するコント
ロールフィールトチアル。

Ｃ２：ノード問および端末間の接続制御などに使用する
コマンドを設定するコント ロールフィールドである。

■１〜工ｎ二ノード問および端末間で送受信するデータ
フィールドである。

このように、上記従来例のネットワークシステムにおけ
る端末接続アクセス方法は、ループ伝送路を任意の固定
長タイムスロットに分割し、それらのタイムスロットを
各々のノード装置にあらかじめ割りつけておいて、情報
転送単位であるサブフレームに送信元アドレスと受信ア
ドレスを付加し情報を送受信するしくみになっている。

すなわち、これは、回線交換形態のデータの送受信であ
り、回線交換専用形ネットワークとして、回線接続法で
いうＴＤＭＡによる端末接続アクセスの分類に入るルー
プネットワークの方式である。

一方、ループネットワークにおける他の実施例としてト
ークンリングネットワークで代表されるトークンパッシ
ングアクセス法にもとづく方式があるが、これは、周知
のようにループネットワークの伝送路上を周回している
トークンを捕獲して送信権を獲得し、パケットフレーム
で情報を送信するしくみであり、あらかじめ第５図に示
すようなループを循環するフレームを用意するのではな
く、パケットフレームでデータの送受信を行うパケット
交換形態のネットワークである。

したがって、ネットワークに接続する端末の属性、トー
タルシステムとしてのサービス機能などを評価検討した
上で、最も適切なネットワークの構築を進めなければな
らないという制約を受ける。

発明が解決しようとする課題 以上のように、上記従来のネットワークシステムでは、
回線交換形態端末専用ネットワークとかパケット交換形
態端末専用のネットワークとなシ、計算機、データ端末
、電話、ファクシミリ、画像端末などのさまざまな端末
を同一ネットワークに収容したい場合、１だ、これらの
端末からのデータ量や発生頻度など端末トラヒックの特
性を充分生かし、かつネットワークの伝送効率を高めた
データの送受信という点では問題があった。すなわち、
このようなネットワークでは、同一のネットワーク内に
電話やメンセージ交換のように回線交換形態で接続した
方がよい端末と計算機とかファイル装置のようにパケッ
ト形態でデータを送受信した方がよい端末とを混在して
収容しようとするとネットワークからの制約を受けて端
末を含めてネットワークシステムとし、てのスループッ
トを低下させてしまうという欠点を生じる。

本発明は、このような従来の問題を解決するものであり
、同一のネットワーク内に回線交換形態の端末とパケッ
ト交換形態の端末を収容できるものであり、かつ、ネッ
トワークが本来備えている伝送容量を１００％生かし、
その伝送領域をパケット交換領域、回線交換領域とする
とともに、それぞれの伝送領域を動的に可変できるよう
にし、各端末からの呼に応じてその伝送領域を可変割り
付けをして回線交換形態端末とパケット交換形態端末と
が使用し合い伝送効率とネットワークのスループットを
高めることができる優れたネットワークを提供すること
を目的とするものである。

課題を解決するだめの手段 本発明は、上記目的を達成するために、ネットワーク制
御部であるノード装置にネットワークとしての基本機能
であるループ循環制御のほかに、伝送路の使用領域を動
的に割り付けできる回線交換端末接続部とパケット交換
端末接続部とを設け、回線交換伝送での回線接続制御と
パケット交換伝送でのバーチャルコール的回線接続制御
は、ともにトークンパッシング制御によって行うように
したものである。そして、第３図に示すようなフレーム
構成によって回線交換領域とパケット交換領域を動的に
可変割り付けする機能を備えたものである。

すなわち、フレームをフレームへツタ部と情報伝送領域
部から構成し、フレームへツタ部に設けた情報伝送領域
使用状況テーブル（タイムスロットアサイン＝ＴＳＡ）
によって回線交換端末とパケット交換端末からの呼に応
じた情報伝送領域の割り付けを固定的ではなく動的に行
う機能を備えたものである。

作用 したがって、本発明によれば、フレームアライナに設け
た情報伝送領域使用状況テーブルによって、回線交換端
末とパケット交換端末それぞれからの呼に応じて情報伝
送領域を動的に割り付けて使用し合うことによってネッ
トワークの伝送容量いっばいの使用が可能となり、伝送
効率の向上とネットワークのスループットを高めること
ができるという効果を有するものである。

さらに、回線交換伝送での回線接続制御とパケット交換
でのバーチャルコール的回線接続制御をトークンパッシ
ング制御によって行うことによって、情報伝送領域を１
００％端末相互間で送受信するデータ領域として使用で
きるようにし、そのことによって、実効伝送効率をさら
に高められるという効果を有する。

実施例 以下本発明の一実施例を図面にもとづき説明する０ 第１図は、本発明の一実施例の構成を示すものである。

第１図において、（１ａ）、（１ｂ）、（ＩＣ）、（１
ｄ）はノード装置であり、光ファイノく伝送路によって
ループネットワークを構成する制御部としての機能を有
する。（１１）は、回線交換端末接続部であり、（１２
）はパケット交換端末接続部であり、それぞれの端末か
らのデータをフレームに組立て、分解する時分割多重部
（１３）に接続している。（２）は、ノード装置をルー
プネットワーク化する２重光ファイバ伝送路である。

また、第２図は、ノード装置の機能構成図であり、光フ
アイバ伝送路を用いてループネットワークを構成するだ
めのノード装置の基本機能を示しており、かつ、第３図
における上記回線交換、ノくケラト交換各端末の収容形
態と制御機能について図解したものである。

（４）は、右廻り、左廻りの２型光ファイノく伝送路で
あり、（４１）は、光電気変換部、（４２）は、ＴＤＭ
Ａ時分割多重部としての機能のほかに、監視制御部の管
理下のもとに端末からの呼に応じて動的にループ伝送路
の回線交換とパケット交換の使用領域を割り付ける機能
を備えており、（４３）は、回線交換系端末接続部、（
４４）は、パケット交換系端末接続部、そして、（４５
）は、監視制御部として、伝送路の動的側υ付け管理の
ほかに、ネットワークシステム全体の管理、フレームの
周期調整としてのフレームアライナおよびその生成機能
などを備えている。（４６）は、マンマシンインタフェ
ースとして、ネットワークシステムの運用管理、システ
ムの立ち上げ、初期設定などの機能を有する。

第３図は、実施例におけるループ伝送路上を巡回する信
号のフレーム構成を示した図である。（５）ハ、フレー
ム全体を示し、フレームヘッダ（５１）、同期データ転
送チャネル（５２）と非同期データ転送チャネル（５３
）とから構成される。（６１）は、フレームヘッダの詳
細を示し、（７１）は、同期データ転送割り付け、（８
１）は非同期データのフレームを示したものである。

つぎに上記実施例の動作について説明する。

方式的には、２重化された光ループの右回りと左回りの
両方向伝送による両系現用方式を可能とする伝送路によ
って、実効伝送速度が１ループの２倍に相当するネット
ワークを構成し、高効率な回線交換とパケット交換用伝
送が可能なものとしている。

さらに、光ループ伝送路上のフレーム内に回線交換用お
よびパケット交換用（以後、同期および非同期という）
信号領域を設けて多重化して伝送する。非同期端末間の
信号伝送においては、トクンパンシング制御でパケット
伝送を行い、かつ、送信ノードがパケットの送出を終了
した直後にフリート−クンを発生するマルチパケットフ
レーム方式によって高いスループントを実現できるもの
とした。

同期端末間の信号伝送については、その呼接続用信号の
伝送にトークンパッシング制御によって行い、また、主
信号であるデータの伝送には、センタノードのデマンド
アサインＴＤＭＡ制御（Ｄｅｍａｎｄ　Ａｓｓｉｇｎ−
ＴＤＭＡ）制御によるタイムスロ７ト管理によって行う
ものとした。

これは、多様な端末の効率良い接続を目的とするもので
、ループ伝送路上に同期信号と非同期信号を混在させて
伝送路を有効に使用できるようにし、そのチャネルの割
り付けを端末からの呼（要求）に応じて動的（ダイナミ
ック）に行うデマンドアサイン方式を考案したものであ
る。

第３図のフレーム構成に示すように、この同期、非同期
信号の領域指示情報をフレームヘッダ部に集中配置して
、かつ、そのフレームヘッダ部を符号誤りから保護する
だめに誤り検出機能を設けるものとした。

なお、ループ伝送路上に、非同期信号と速度の異なる同
期信号を混在させるだめの割り付け制御には、１つのタ
イムスロットを例えば６４ｋｂ／ｓとし、そのタイムス
ロットをｎ個（例えばｎ＝２４個）集めて１単位（ユニ
ット）として１単位ごとに分散して動的に割り付ける分
散方式や１つのフレームを同種類の信号同士（非同期信
号同士か同期信号同士というように）を集めてグループ
化するグループ方式などが考えられるが、本実施例では
、第３図に示すように分散方式によってスルーブツトを
高めた割り付け制御方式とした。

発明の効果 本発明は、上記実施例より明らかのように、以下の示す
効果を有する。

（１）ループ伝送路上に同期信号と非同期信号を混在さ
せて、回線交換とパケット交換共用伝送を可能な方式と
しているので、回線交換系端末、パケット交換系端末な
ど多種多様な端末をサービス機能を生かした接続ができ
る。

（２）同期信号領域と非同期信号領域の割り付け制御を
デマンドアサインによるＴＤＭＡによって動的に行うこ
とによる伝送路の使用効率（スループット）を高められ
ること。

（３）領域割り付けを行うデマンドアサインは、非同期
領域を使用して行う呼接続の方法とし、具体的にはトー
クンパッシング制御で行い、主信号であるデータは情報
割り行領域を全部使用してできること。

（４）非同期信号領域を用いてのパケット交換伝送は、
送信ノードがパケットを送出した直後にトークンを放出
するマルチパケットフレーム方式とし、ループネットワ
ークでの伝送路の使用効率を高めていること。

などの効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例におけるループネットワー
ク構成図、第２図は、同ネットワークを構成するノード
装置の機能構成図、第３図は、本発明の特徴を図解した
同期／非同期領域を動的にネットワーク構成図、第５図
は、同ネットワークにおけるフレーム構成図である。 １ａ〜１ｄ・・・ノード装置、２・・２重光ファイバー
伝送路、１１・・・回線交換端末接続部、１２　　パケ
ット交換端末接続部、１３・・時分割多重部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ａ）ループ伝送路上に同期信号と非同期信号を混在させ
   て回線交換／パケット交換共用伝送を可能とする手段、 ｂ）同期信号領域と非同期信号領域の割り付け制御を末
   端からの呼に応じて動的に行う手段、ｃ）末端からの呼
   に応じて動的に割り付ける方法としてデマンドアサイン
   による時分割多重方法（ＤＡ−ＴＤＭＡ）による要求割
   り付け手段、ｄ）呼接続制御のためのデマンドアサイン
   法として、非同期領域を使用し、かつ、トークンパッシ
   ング制御で行う手段、 ｅ）非同期領域を使用してのパケット交換伝送は、送信
   ノードがパケットを送出した直後にトークンを放出して
   、マルチフレームでパケット交換伝送を行う手段、 ｆ）同期／非同期信号の領域指示情報をフレームヘッダ
   部に設けるとともに、ループネットワークの監視制御情
   報をも合わせてもつ手段、 ｇ）２重化されたループ伝送路を現用／予備切替えて使
   用できるとともに２重ループ両系とも現用として用いる
   手段、 とからなるループネットワークシステム。