JPH04314232A - ローカルエリアネットワーク - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＬＡＮ（ローカルエリ
アネットワーク）に関し、特に、光通信を用いたバック
ボーン用の光ＬＡＮに関する。

【０００２】

【従来の技術】ＬＡＮには、端末同志を接続する狭義の
ＬＡＮ、すなわち、フロントエンドＬＡＮと、このフロ
ントエンドＬＡＮ同志を接続する、いわゆるバックボー
ンＬＡＮとに分類される。フロントエンドＬＡＮの代表
例としてはイーサネット（登録商標）があり、バックボ
ーンＬＡＮの代表例としてはＦＤＤＩ（ｆｉｂｅｒ　ｄ
ｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ　ｄａｔａ　ｉｎｔｅｒｆａｃｅ
）がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】イーサネットにしても
、ＦＤＤＩにしても、基本的には送信を希望するノード
がネットワークの状態を定期的に検出し、ネットワーク
が空いた状態になったときに送信を行っている。このた
め、ネットワーク上の通信量が多い場合には、送信待ち
のためにデータを連続して送ることができず、音声信号
，映像信号等のリアルタイム性の要求される信号の伝送
に適していないという問題があった。

【０００４】本発明は、リアルタイム性のある信号の伝
送を行うことができるバックボーンＬＡＮを実現するこ
とを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するため、光ファイバに対して複数のノードを縦続接
続し、光ファイバの一端に一定周期でノード間の通信を
行うためのパケットを生成して前記光ファイバの往路に
送り出すパケット発生装置を設け、光ファイバの他端に
前記光ファイバの往路の信号を復路に送り返す反射器を
設けたことを特徴とする。

【０００６】

【作用】図１に本発明の概略構成を示す。本発明のＬＡ
Ｎは、往路用、復路用の一対の伝送路２，３によって各
ノード５を縦続接続して構成されている。ネットワーク
の一端には、時分割制御を司るパケット発生装置１が接
続され、他端には往路信号を復路伝送線路３に送り返す
反射器４が接続されている。反射器４は、図１中に象徴
的に示したように基本的には往路と復路を単に接続する
機能さえあればよい。

【０００７】パケット発生装置１からは一定周期でリア
ルタイム通信用のパケットが生成され往路用伝送路２に
送り出される。書き込みが許されているパケットを受信
した送信を希望するノードは、必要なデータをこのパケ
ットに書き込む。書き込み後のパケットは反射器４で折
り返され、指定のノードで読み込まれる。リアルタイム
通信用のパケットは一定周期で生成されているので、ネ
ットワークの通信量に関係なく常に一定時間内でデータ
の伝送が可能となる。すなわち、実質的にリアルタイム
通信が可能となる。

【０００８】

【実施例】以下、図面を参照しながら実施例に基づいて
本発明の特徴を具体的に説明する。

【０００９】図２に本発明のネットワーク構成の実施例
を示す。図２に示すように、各ノード１５を１本の光フ
ァイバ１２で縦続接続してネットワークを構成し、往路
，復路の伝送路は光ファイバ１２の双方向性を利用して
実現する。また、光ファイバ１２には、データ伝送の時
分割制御を司るパケット発生装置１１が接続され、他端
にはパケット信号を返す反射器１４が接続されている。

【００１０】図３は、各ノード内の信号の取り扱いを示
したもので、光ファイバ２１の信号を方向性結合器２２
で分波し、往路，復路に分けて信号処理を行っている。 すなわち、方向性結合器２２で分波した光を受信装置２
３で一旦電気信号に変換し、信号処理回路２５，２６で
所望の信号処理を行ったのち、送信装置２４で再度電気
信号を光信号に変換し、方向性結合器２２を介して光フ
ァイバ２１に送り出す。

【００１１】また、反射器１４は、図４に示すように、
方向性結合器３１とアイソレータ３２を光ファイバ３３
を介して組み合わせて構成する。方向性結合器３１の代
わりにサーキュレータを用いればアイソレータ３２は不
要である。

【００１２】図５は、パケット発生装置１１の内部構成
を示している。タイミングパルス発生装置４１からの電
気信号を送信装置４３により光信号に変換し、この光信
号を方向性結合器４５を介して光ファイバ４６の往路に
送信する。光ファイバ４６に送り出された光信号は、図
２に示す光ファイバ１２，ノード１５を通過し、反射器
１４で折り返され、再度光ファイバ１２，ノード１５を
通過してパケット発生装置１１に戻る。

【００１３】光ファイバ４６の復路からの受信信号は方
向性結合器４５により分波され、受信装置４４で電気信
号に変換されて制御装置４２に送られる。制御装置４２
は、後述するように、受信された信号の内容に応じてタ
イミングパルス発生装置４１からの送信内容を制御する
。

【００１４】以下、上述のネットワークの動作について
説明する。

【００１５】パケット発生装置１１は、一定周期で一定
長のスロットを有するパケットを生成し、光ファイバ１
２の往路に送出する。このパケットは、図６（ａ）に示
すように、データ部が空白で、ヘッダ部には、このパケ
ットのデータ部に対してデータを書き込むことが許され
たノードの指定がしてある。なお、ノードのアドレスの
指定は集合の概念で行われる。ノードの指定は、特定の
一つだけのことも、ノード内の特定集合だけのことも、
或いは任意のノードに書き込みを許容する場合もある。

【００１６】各ノード１５は、送信したい情報があると
きは、図７（ａ）に示すように、往路１２ａから経路Ａ
を通って流れてくるパケット　（図８（ａ）Ｐ１〜Ｐ６
参照）を信号処理回路２５で調べ、自ノードが書き込み
を許容されているパケット、たとえばＰ４に、送出した
いデータを書き込んで送る　（図８（ｂ）参照）　。図
８においては、空白部分が未書き込みのパケットＰ１，
Ｐ３，Ｐ４を示し、左下がりの斜線を施した部分が書き
込み済みのパケットＰ２，Ｐ５，Ｐ６を示し、右下がり
の斜線を施した部分がノード１５により新たに書き込み
が行われたパケットＰ４を示す。図６（ｂ）は書き込み
後のパケットを示している。書き込まれたパケットにお
いては、ヘッダ部において書き込み可能なアドレスの集
合が空集合とされ、他のノードからの書き込みが禁止さ
れる。また、データ部には、データの他に宛先ノードと
送信ノードのアドレスが書き込まれる。

【００１７】また、各ノード１５は、図７（ｂ）に示す
ように、復路１２ｂから経路Ｂを通って流れてくるパケ
ットを信号処理回路２６で監視しており、自ノード宛の
パケット、たとえばＰ７　（図９において斜線を施した
部分）があればその内容を取り込む。

【００１８】パケットは一定周期で一定長のものが送出
されるので、これはいわゆるＴＤＭＡ（ｔｉｍｅ　ｄｉ
ｖｉｓｉｏｎ　ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ　ａｃｃｅｓｓ）方
式でいうスロットと等価なものとなる。

【００１９】本実施例のネットワークにおいては、通信
形態として、バースト的にデータの伝送を行うバースト
通信とリアルタイムにデータの伝送を行うリアルタイム
通信の２種類の通信形態を採りえる。

【００２０】本実施例のバースト通信時のプロトコルを
以下に示す。

【００２１】１）パケット発生装置１１は一定周期でパ
ケットを生成し、光ファイバ１２の往路に送出する。各
パケットには書き込みが許容されているノードの指定が
あるが、必ず一定割合で全てのノードに書き込みを許容
したパケットを生成する。これは、後述するように、各
ノードからのリアルタイム通信の要求を受け付け可能と
するためである。

【００２２】２）各ノード１５は、自ノードに書き込み
が許容されているパケット（全ノードに書き込みが許容
されているパケットを含む）を見出した場合、送信した
い情報があればそのパケットに書き込んで送出する。但
し既に他のノードによって書き込まれているパケットに
対しては書き込みは行わない。

【００２３】３）以上のようにして送出された情報は、
ネットワークの他端で反射器１４により復路に送り返さ
れる。

【００２４】４）各ノード１５は、復路を常時監視し、
自局宛のパケットがあればその内容を取り込む。この場
合、パケット発生装置１１も一つのノードとして扱う。 すなわち、各ノード１５からパケット発生装置１１宛の
パケットが存在する。このパケット発生装置１１宛のパ
ケットは、以下に説明するように、ネットワークでリア
ルタイム通信を行うために必要である。

【００２５】次に、本実施例のリアルタイム通信時のプ
ロトコルを以下に示す。

【００２６】１）各ノード１５は、リアルタイム通信の
必要があるときは、パケット発生装置１１宛へ、回線割
り当ての請求を前記したバースト情報のプロトコルに従
って行う。なお、ここでいう回線割り当てとは、一定周
期毎にリアルタイム通信用のパケット期間を確保すると
いう意味である。

【００２７】２）パケット発生装置１１は、各ノード１
５からの要求と回線の割り当て状況から一定の規則に従
って回線の割り当ての可否、量を決定する。割り当て規
則の一例として先着順があり、回線が一杯になるまで先
着順で割り当てを行い、回線が一杯になったら以後余裕
ができるまで受け付けないようにする。なお、この先着
順で割り当ての際に、優先権をつけて割り当てを行うよ
うにしてもよい。

【００２８】３）回線を割り当てる場合、パケット発生
装置１１は略一定周期で特定ノード、すなわち、リアル
タイム通信の要求があったノードのみ書き込みを許すパ
ケットを生成し、往路に送出する。略一定周期とは、厳
密に一定周期でなくても、ある許容範囲内でなら、リア
ルタイム性が保ち得ることによる。すなわち、音声や映
像に不連続を感じさせない程度の周期、たとえば、音声
の場合であれば少なくとも毎秒２０〜５０パケット以上
で送出すればよい。また、許容範囲としては、たとえば
、電話用の音声であれば、周期の許容できる最大変動は
、１０〜５０ｍｓ以内である。

【００２９】４）リアルタイム通信の許可されたノード
は、自局に割り当てられたパケットにデータを書き込み
、往路に送出し、受信局はそれを復路で受領する。

【００３０】５）回線割り当ては、各ノード１５からの
申請により停止する他、一定の規則に従ってパケット発
生装置１１が割り当てを中止することもある。割り当て
中止の規則の一例としては、たとえば、先に説明した優
先権の重み付き先着順割り当ての場合における、優先順
位の高い他の回線要求の発生等がある。

【００３１】バースト通信とリアルタイム通信との関係
を図１０に示す。図において空白部分はバースト通信用
の空パケットを示し、斜線を施した部分がリアルタイム
通信用のパケットを示す。このように、バースト通信と
リアルタイム通信は実質的に同時に共存できる。

【００３２】ここで、各ノードにおけるアクセス権を考
えると、前記プロトコルに従う場合、パケット発生装置
１１に近いノード程ネットワークに優先的にアクセスで
きることになり不公平が生じて好ましくない。そのため
、パケット発生装置１１はバースト通信用のパケットの
アクセス権については、統計的な傾斜配分を行い、アク
セス権を平準化する。

【００３３】すなわち、仮に各ノードに上流側から１，
２，・・・，ｎ，・・Ｎというように番号を付けた場合
、あるｎ番以上のノードが書き込み可能というように指
定したパケットを送出する。そして、このｎについては
生起確率に特定の分布を持たせることによりアクセス権
の平準化を行う。ｎの発生には、擬似乱数発生機構を用
いる。

【００３４】

【発明の効果】以上に述べたように、リアルタイム通信
用のパケットを一定周期でパケット列の中に挿入し、こ
のリアルタイム通信用のパケットを使用してデータの伝
送を行っている。したがって、回線の状態に関係なく必
要なときに必要なデータの伝送を行うことができる。す
なわち、パケット通信用の１本の光ファイバ回線を使用
しながら実質的にリアルタイムの通信を行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明の概略構成を示す説明図である。

【図２】　　本発明のネットワークの実施例を示す説明
図である。

【図３】　　図２に示すネットワークで使用されるノー
ドの構成例を示す説明図である。

【図４】　　図２に示すネットワークで使用される反射
器の構成例を示す説明図である。

【図５】　　図２に示すネットワークで使用されるパケ
ット発生装置の構成例を示す説明図である。

【図６】　　図２に示すネットワークで使用されるパケ
ットのデータ構造例を示す説明図である。

【図７】　　パケットに対するデータの書き込み及びパ
ケットからのデータの取り込みを説明するための説明図
である。

【図８】　　データ書き込み前とデータ書き込み後のパ
ケットの伝送状態を模式的に示す説明図である。

【図９】　　パケットからのデータの取り込み動作を説
明するための説明図である。

【図１０】　　リアルタイム通信用パケットとバースト
通信用パケットの伝送状態を示す説明図である。

【符号の説明】

１　　パケット発生装置、２　　往路伝送路、３　　復
路伝送路、４　　反射器、５ノード、１１　　パケット
発生装置、１２　　光ファイバ、１２ａ　　往路、１２
ｂ復路、１４　　反射器、１５　　ノード、２１　　光
ファイバ、２２　　方向性結合器、２３　　受信装置、
２４　　送信装置、２５，２６　　信号処理回路、３１
　　方向性結合器、３２　　アイソレータ、３３　　光
ファイバ、４１　　タイミングパルス発生装置、４２　
　制御装置、４３　　送信装置、４４　　受信装置、４
５　　方向性結合器、４６　　光ファイバ、Ａ，Ｂ　　
経路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　光ファイバに対して複数のノードを縦
   続接続し、光ファイバの一端に一定周期でノード間の通
   信を行うためのパケットを生成して前記光ファイバの往
   路に送り出すパケット発生装置を設け、光ファイバの他
   端に前記光ファイバの往路の信号を復路に送り返す反射
   器を設けたことを特徴とするローカルエリアネットワー
   ク。