JPH0642681B2 - 交換方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ．産業上の利用分野 本発明は、時間空間分割多重化によりデジタル化された
音声およびデータを交換する方法に関する。より具体的
には、本発明は、宛先の同じ音声データをグループ化し
て１フレームにし、宛先の同じパケット・データを同じ
パケット記憶場所に記憶することにより、高容量の総合
音声・データ交換を実現する。そのあと、フレーム・デ
ータおよび記憶データは、交換マトリックスを介して送
られる。

Ｂ．従来技術およびその問題点 最近コンピユータの使用が成長してきたのに応じて、デ
ータに対する需要も増大している。こうした需要の多く
は、音声の伝送をも必要とする、あるいは広く言って同
期伝送を必要とする端末位置から来ている。したがっ
て、音声およびデータの統合交換が求められている。様
々な音声およびデータの交換方式が開発されている。最
新の方式は、時分割交換方式、または時分割交換方式と
空間分割交換方式を組み合わせたものである。しかし、
後で説明するように、これらの方法は、高価で成長の可
能性が乏しい低容量の音声およびデータの交換をもたら
す。

時間交換および空間交換を利用して回線とパケット・デ
ータの交換を統合するシステムが、モフェット(Moffet)
等の米国特許第３７６６３２２号明細書に記載されてい
る。この明細書に記載されているシステムは、空間交換
用に多数のクロスポイント交換マトリックスを使用し、
各データ伝送速度ごとにそれぞれ１個の専用交換マトリ
ックスを交換している。回線データもパケット・データ
も、データ伝送速度が同じ場合、同じ交換マトリックス
を介して送ることができる。また、交換されるデータ伝
送速度毎に専用の個別の時分割交換機を使って、時間交
換を行なう。モフェット等の特許に記載されているシス
テムは、比較的低速でしたがって比較的低容量のシステ
ムである。モフェット等の特許に記載されている形式の
装置を用いて交換されるデータ伝送速度の数を増加させ
ようと試みると、多数の個別の時間交換機と空間交換機
を含む複雑なシステムになる。この複雑性は、データ伝
送速度毎に時間交換機と空間交換機を専用にする必要が
あるためである。需要の増加に応じて成長させるには、
各データ伝送速度別に個々の設備を専用にする必要があ
るので、データ伝送速度の数を増加させなくとも、多数
の空間交換機と時間交換機が必要になるはずである。し
たがって、モフェットの交換システムは、多数の専用交
換マトリックスと専用時間交換機を必要とするため、シ
ステムの成長が比較的難しく、設備コストが高くなる。
別の回線交換とパケット交換の両方用の交換機構がドー
フィン(Dauphin)等の米国特許第４４１３３３７号明細
書に開示されている。この機構は、時分割交換だけを使
用し、空間分割交換を使用しない。したがって、この明
細書に開示されているシステムは、最大約２５６本の６
４Kbps回線チャネルにサービスする、比較的低容量のシ
ステムを提供する。

したがって、低コストで高い成長の可能性をもち、比較
的多数の端末装置（すなわち、たとえば約１万６千台の
６４Kbps端末装置）にサービスできる音声とデータを統
合して交換する方法が求められている。

Ｃ．問題点を解決するための手段 本発明は、上記の必要を満たすため、音声信号（同期信
号）とデータ信号（非同期信号）の交換を統合する方法
を提供する。本発明は、会話の即時性を損なうことなし
に、低コスト、高容量で高い成長の可能性をもつ、端末
装置相互間で交換する方法を実現する。

したがって、本発明は、交換マトリックスを介して信号
を交換する方法に関する。この方法は、一般に、一個の
交換マトリックスと一個の制御装置を使用する。交換マ
トリックスは、交換マトリックスの入出力線を介して複
数の交換アダプタに接続される。交換アダプタは端末装
置が結合されたノードに接続される。すなわち、ノード
は、交換アダプタを介して入出力線に接続される。本発
明の方法は、基本的に、まず、交換マトリックスの入出
力線対間の接続を確立することを含む。入出力線は、そ
れぞれ、１個のネットワーク・ノードに結合される。こ
の方法の第２段階は、各ノードに結合された１以上の端
末装置から来て同じ入出力線に向かう音声信号をまとめ
て、異なるノードから来る音声信号を含まないフレーム
にすることである。本発明の最後の第３段階は、各ノー
ドで確立されたフレームを交換マトリックスの入出力線
相互間に確立された接続を介して伝送することである。
これらのフレームの伝送は、対応する閉じたクロスポイ
ント対を介して非常な高速で、すなわち１２５マイクロ
秒以内に行なわれることに注意されたい。一方、各ノー
ドに結合された１以上の端末装置から来たデータ信号
（非同期信号）は、データ・メモリ内の所定の記憶場所
にそれぞれ記憶され、必要なすべての音声（同期）信号
が音声信号の１サンプリング時間間隔内に送られた後、
充分な時間がある場合にだけ送られる。

したがって、本発明は、あるノードの１以上の端末装置
から来て交換マトリックスの同じ入出力回線に向かう音
声信号をまとめて１個のフレームとし、そのフレームを
一単位として空間交換を行なうことにより、空間交換マ
トリックスを最大限に利用するものである。あるノード
のノードの各端末装置からの音声信号ある時点で空間交
換されるのではなく、同じ宛先ノードに向かう音声信号
をまとめたフレームを単位にして空間交換されるので、
交換マトリックスのクロスポイントの開閉の回数が大幅
に減少する。データ信号の交換は、それぞれのサンプリ
ング時間間隔内で音声信号の交換が終了した後に行う。
したがって、デジタル化された音声信号とデータ信号の
交換システム全体容量が、コスト増を伴わずに、増加す
る。しかも、会話の即時性は損われない。

Ｄ．実施例 図面とくに第１図を参照すると、本発明の好ましい実施
例で使用される装置の全体的概略図が示されている。第
１図には、１６個のポート接続機構すなわちノード９０
１ないし９１６および１６個の処理装置接続機構すなわ
ちノード９１７ないし９３２が示されている。ポート接
続機構は、同期トラフィックも非同期トラフィックも受
け取る回線のみに接続する。「ポート」という用語は、
通信ポートまたは回線走査装置を指す。一方、処理装置
接続機構は、単に、非同期トラフィックを搬送するため
処理装置に接続される回線にすぎない。ポート接続機構
はポート交換アダプタ３０１ないし３１６を介して交換
マトリックス５０の入出力線５０１ないし５３２に結合
され、処理装置接続機構は処理装置交換アダプタ３１７
ないし３３２を介して交換マトリックス５０の入出力線
５３３ないし５６４に結合されている。ポート交換アダ
プタは、音声とデータの両方を処理するのに使用され
る。処理装置交換アダプタ３１７ないし３３２は、デー
タだけを処理するのに使用される。ポート／処理装置接
続機構は、本願ではノードとも呼ぶ。ポート／処理装置
接続機構は、母線９００によって交換アダプタに結合さ
れている。各ポート／処理装置交換アダプタは、最大約
１０００台の端末装置のノードに対応できる。各端末装
置は、データ装置または電話機に接続できる。この実施
例では１０２４台の端末装置を使用する。ポート交換ア
ダプタ３０１ないし３１６は、全２重動作用の２重線で
ある入出力線５０１ないし５３２を介して交換マトリッ
クス５０に接続されている。同期信号伝送用の入出力線
を回線入出力線と呼び、非同期信号伝送用の入出力線を
データ入出力線と呼ぶことにする。交換マトリックス５
０内の接続はマトリックス制御装置７０によって確立さ
れる。交換速度が最大の場合、マイクロプログラム式制
御装置が好ましい。交換マトリックス５０内の様々な接
続に対する要求は、データ要求マスクまたは回線要求マ
スクの形で交換アダプタ３０１ないし３３２からマトリ
ックス制御装置に送られる。本願で開示するように、交
換構成１０を使用すると、音声とデータを統合的に交換
する方法が実現される。

本願に記載する方法は、音声とデータの統合的交換を実
現する。「データ」という用語は、それ自体、同期的に
伝送する必要のないビットなどの信号を指す。

データは、記憶しておいて、後で厳密なタイミング制約
条件なしに、伝送することができる。一方、Ｉ音声は会
話の即時性が損われないように、同期的に伝送しなけれ
ばならない。すなわち、音声はある伝送速度で端末装置
が受信しなければならない。たとえば、音声では、１音
声サンプル当り８ビット・バイトを使用する場合、受信
端末は（典型的なディジタル式音声伝送システムの場
合）毎秒６４キロビットを受信しなければならない。一
方データでは、同じ６４キロビットを数秒間の間に恐ら
く数個の異なる時間間隔に分けて間欠的に送り出すこと
ができる。音声およびデータの交換を、それぞれ回線交
換およびパケット交換と呼ぶ。これらの用語は、当業界
で周知のものである。

第２図に、音声交換用に本発明で使用するタイミングの
概略図が示されている。音声信号の帯域幅は４kHzであ
る。したがって、音声信号を１秒間に８０００回サンプ
リングしなければならない。つまり、音声信号の１サン
プリング時間間隔は１２５ミリ秒ということになる。第
２図は、３つの１２５マイクロ秒（１／８キロヘルツ）
の時間間隔に分割されたタイミング図３１を示す。１２
５マイクロ秒の最初の時間間隔の間に、音声サンプル
は、ポート交換アダプタの１対の入力バッファの一方に
記憶される。次の１２５マイクロ秒の時間間隔の間に、
音声サンプルは、当該の各ソース・アダプタの入力緩衝
記憶機構から取り出されて、当該の宛先アダプタの出力
緩衝記憶機構に記憶される。第３の最後の１２５マイク
ロ秒の時間間隔の間に、音声サンプルは当該各宛先アダ
プタの出力緩衝記憶機構から取り出されて、対応するポ
ート接続機構に送られる。この例の音声サンプルはま
た、音声サンプルをソース・アダプタから宛先アダプタ
へ送るのと同じ方式で、同じ時間間隔の間に、宛先アダ
プタからソース・アダプタへも送られることに留意され
たい。上記の同時２方向伝送は、全２重動作と呼ばれる
（第２図の３２参照）。

ソース・アダプタおよび宛先アダプタという用語は、そ
れぞれ要求元アダプタおよび要求先アダプタを指す。つ
まり、要求元アダプタが当該の要求先アダプタへの接続
を要求する。

音声サンプルが送られる１２５マククロ秒の時間間隔で
時間が残っている場合、データ（「データ」という用語
は前記で定義した）がその時間間隔中に、ただし音声サ
ンプルを送り終わってから送られる。

第３図には、６４本の２重入出力線５０１ないし５６４
を交換する６４×３２の全２重片面高速クロスポイント
交換マトリックス５０の概略図が示されている。Ｐとマ
ークをつけた入出力線はデータ入出力線であり、Ｃとマ
ークをつけた入出力線は回線入出力線である。この好ま
しい実施例では、１６本の２重入出力線を音声用に使
い、３２本の２重入出力線をパケット・データ用に用い
ている。残り１６本の２重入出力線は、この実施例では
使用しない。音声用の１６本の入出力線は、より具体的
には回線入出力線と呼び、データ用の３２本の入出力線
は、より具体的にはデータ入出力線と呼ぶことができ
る。これらの２重入出力線は、また交換マトリックスの
２重行線６０１ないし６６４となっている。交換マトリ
ックスは、また内部２重列線４０１ないし４３２を備
え、これらの列線は２重行線６０１ないし６６４と接触
なしに交差している。ただし、６１や６４などの２方向
式または２重式のクロスポイント・スイッチが、各行線
と各列線の交点にある。したがって、これらのクロスポ
イント・スイッチが入出力線を、したがって交換アダプ
タを相互接続するのに使われる。たとえば、クロスポイ
ント・スイッチ６１と６４を閉じることにより、入出力
線５０１を列線４０２を介して入出力線５６３に接続す
ることができる。入出力線は互いに対になって接続され
るので、入出力線相互間には３２対の接続しか可能でな
い。３２対の列線が利用できるので、このスイッチは無
閉塞式である。ただし、ある１アダプタがすでに現在の
要求元アダプタとは別のアダプタとの間で信号を送受し
ていて、あいていないことがあるので、必ずしも要求さ
れたアダプタ相互間のすべての接続が確立できるわけで
はない。この実施例で使用する交換マトリックスは、１
９８７年１月６日付けでＣ．Ｊ．ゲオルギウ(Georgiu)
に付与された米国特許第４６３５２５０号明細書により
詳しく記載されている。

すなわち、１つのアダプタとあいている別のアダプタと
の間の接続が第３図に概略図で示されている。この実施
例の各アダプタはある特定の入出力線に専用のものなの
で、２本の入出力線の間に接続が確立されていると言い
かえることもできる。また、各入出力線はある特定のノ
ードに結合されているので、２個のノード相互間、また
はノードと入出力線の間に接続ができていると言っても
よい。

次に、制御装置７０の指示のもとにクロスポイント・ス
イッチによって確立された接続個所を介して回線データ
およびパケット・データ（同期信号および非同期信号）
の伝送について、説明する。この実施例で使用する制御
装置は、引用により本願に組み込まれる「クロスポイン
ト交換マトリックス用制御装置」と題する米国特許第４
６３００４５号明細書に記載されている。前記の接続を
用いて、前記のように、１つのアダプタ（ソース・アダ
プタ）から選択された利用可能な別のアダプタ（宛先ア
ダプタ）への接続、言いかえれば、前記のように、ある
入出力線から別の入出力線への接続を確立する。これら
の接続は、ソース・アダプタに結合されたノードの回線
要求マスクまたはデータ要求マスクからの接続要求に応
じて行なわれる。これらのマスクについては、後段でさ
らに詳しく説明する。接続要求に応じて接続が行なわれ
るとき、その要求がサービスされると言う。どのアダプ
タでも、ある時間間隔の間に回線交換要求がパケット交
換要求により先にサービスされる。「アダプタ」という
用語は、「ポート交換アダプタ」または「処理装置交換
アダプタ」を指す。「ソース・アダプタ」という用語
は、サービスを要求するアダプタを指し、「宛先アダプ
タ」はソース・アダプタへの接続を要求されたアダプタ
を指す。

ここで、ソース・アダプタが回路交換とパケット交換の
両方の要求をもつものと仮定する。この場合、アダプタ
はポート交換アダプタである。宛先アダプタに対して２
重接続が行なわれる。回線データ・サンプル（通常、１
サンプル当り８ビットの音声サンプル）が、ソース・ア
ダプタでも宛先アダプタでも、まとめられてフレームに
される（第７図）。ソース・アダプタで形成されたフレ
ームは、そのアダプタから宛先アダプタに向かうすべて
のサンプルを含む。同様に、宛先アダプタで形成された
フレームは、そのアダプタから対応するソース・アダプ
タに向かうすべてのサンプルを含む。回線データ・サン
プル（同期信号）は当該のソース・アダプタまたは宛先
アダプタに結合されたノードからくるので、そのフレー
ムは同じノードに向かう信号から構成されていると言え
る。伝送前にこれらのフレームを形成させると、制御装
置で実行しなければならない接続の数が最小限になる。
両フレーム、すなわち上記のソース・アダプタと宛先ア
ダプタで形成されたフレームが、２個のアダプタ相互間
で、あるいは同じことであるが２個のノード相互間で同
時に伝送される。こうして、全２重動作が実現される。

音声サンプルを伝送するための１組の接続がソース・ア
ダプタと宛先アダプタの間で確立されると、１２５マイ
クロ秒の時間間隔の間に音声サンプルを送るように要求
しているすべてのアダプタからの接続が確立されるま
で、音声サンプルを伝送するための別の１組の接続が別
のソース・アダプタと宛先アダプタとの間で次々に確立
される。そのあと直ちに、当該の音声サンプルが、当該
の確立された接続を介して送られる。この時間間隔内に
時間が残っている場合には、各パケット・メモリに記憶
されている非同期データに対しても同様な接続を確立す
ることができる。そのあと、後続の１２５マイクロ秒の
時間間隔の間に上記のプロセスが繰り返される。

第４図には、ポート交換アダプタの主要構成要素の概略
図が示されている。この交換アダプタは、基本的に、１
対の入力緩衝記憶機構２１，２２、１対の出力緩衝記憶
機構２３と２４、パケット・メモリ２６、および経路指
定装置２５と２７を含む。一方、処理装置交換機はフリ
ップ・フロップ緩衝記憶機構を備えていず、その基本構
成要素はパケット・メモリである。経路指定装置は、そ
れぞれ２つのポインタ・テーブルと一連のレジスタを含
むがこれについては後で、第５図の説明の所で説明す
る。

第４図を再度参照すると、この実施例では、上記の緩衝
記憶装置は、フリップ・フロップ緩衝記憶機構であり、
各緩衝記憶機構は約１０００バイトを記憶でき、最高約
１０００台の端末装置にサービスすることができる。パ
ケット・メモリは、複数のデータ・メモリＰ_ｏないしＰ
_ｎとパケット制御装置２９を含む。各データ・メモリ
は、一組の端末装置８００から母線９００を介して受け
取ったデータを記憶するのに使う。特定の各データ・メ
モリ（たとえばＰ３）は、そのメモリ内に記憶されてい
るデータが転送される特定のアダプタ（またはデータ入
出力線）に対応している。したがって、各メモリ内の信
号は、対応するアダプタまたは対応するアダプタに結合
された入出力線に向かう非同期信号（データ）である。
パケット制御装置は、パケット・メモリのデータ・メモ
リに出入りするデータの流れを制御するのに使う。この
制御装置は、当業界で周知のどの標準マイクロプロセッ
サでもよい。経路指定装置２５と２７は、当該の各交換
アダプタに記憶されている音声サンプルを経路指定する
ための情報を入れておくのに使う。端末装置９００から
きた音声は、１対の入力緩衝記憶機構２１または２２の
一方に記憶される。音声サンプルは、１２５マイクロ秒
ごとに当該の入力緩衝記憶機構に記憶される。各音声サ
ンプルは、典型的には８ビットの２進ワードである。交
換アダプタまたはアダプタという用語は、ポート交換ア
ダプタまたは処理装置交換アダプタのいずれかを指すも
のとする。

たとえば３１７などの処理装置交換アダプタは、音声な
どの同期伝送を要求する信号にでなく、データの伝送用
にだけ使う。処理装置交換アダプタの基本的構成要素
は、上記のパケット・メモリ２６である。特定の宛先ア
ダプタに向かうデータは、パケット・メモリの特定のデ
ータ・メモリに記憶される。データ・メモリは、その特
定の宛先アダプタに、また同じ意味であるが、特定のデ
ータ用入出力線に対応している。処理装置交換アダプタ
の詳細は、当業者にとって周知のことなので、本題では
示さない。

ポート交換アダプタは、また、時間交換機として働く。
フリップ・フロップ緩衝記憶機構の様々な行（第４図の
２８参照）に記憶されている音声サンプルは、交換マト
リックスによって確立された様々な接続を介して異なる
時に伝送される。同じ宛先に向かう音声サンプルをまと
めてフレームにし、このフレームが２本の入出力線、さ
らに具体的に言うと、同期伝送の場合、回線入出力線を
接続する交換マトリックスの接続を介して伝送される。
これらのフレームは、第５図のテーブルとレジスタに含
まれる情報に基づいて作成される。

音声サンプルをまとめてフレームを形成する次第は、後
段で説明することにする。

経路指定装置 第５図には、経路指定装置２５／２７のより詳細な概略
図が示されている。一対の関連する入出力緩衝記憶機構
２１／２２および２３／２４も示されている。両方の経
路指定装置は同じであり、両方の緩衝記憶機構対も同じ
なので、１台の経路指定装置と１対の緩衝記憶機構だけ
を示す。（ＰＲＲ、ＴＥＰ、ＤＰＮ、ＴＥＮ、ＦＬを含
む）レジスタ２９については、後段で説明する。

当該の交換アダプタに接続された端末装置８００からく
る音声サンプルは、入力緩衝記憶機構２１に記憶され
る。端末装置からの音声サンプルが入力緩衝記憶機構２
１に向かうとき、カウンタＳＡＲ１がゼロにセットされ
る。カウンタは、その後入力緩衝記憶機構２１が一杯に
なるまでカウントを続ける。そのあと、端末装置からの
音声サンプルが入力緩衝記憶機構２２に向かい、カウン
タＳＡＲ２がゼロにセットされる。ＳＡＲ２は、その後
入力緩衝記憶機構２２が一杯になるまでカウントを続け
る。

ポインタ・テーブルＩ、２５Ａ／２７Ａは、ポインタ・
テーブルII、２５Ｂ／２７Ｂを指す開始ポインタと終了
ポインタを含み、ポインタ・テーブルIIは入出力緩衝記
憶機構の項目を指すポインタならびに同じ宛先アダプタ
に向かう緩衝記憶機構の項目を識別するためのポインタ
・テーブルII内の別の項目を指すポインタを含む。ポイ
ンタＰＴＲはポインタ・テーブルＩ中の項目を指すのに
用いられ、ポインタＰＡＲはポインタ・テーブルII中の
項目を指すのに用いられる。

連結リスト 音声サンプルをまとめて同じアダプタ、または同じ意味
であるが同じ回線入出力線に向かうフレームにする過程
は、これから定義する連結リストと呼ばれるものに強く
依存している。

連結リストは、同じ宛先アダプタまたは回線用入出力線
に向かう音声サンプルを含むフリップ・フロップ緩衝記
憶機構（入出力緩衝記憶機構）中の行など特定の記憶位
置を識別するのに用いられる。フリップ・フロップ緩衝
記憶機構の各行を使って、特定の宛先ポート・アダプタ
に向かう音声サンプルを記憶する。連結リストの各項目
は、フリップ・フロップ緩衝記憶機構を指すポインタ
（項目番号とも呼ぶ）を含んでいる。連結リストの各項
目は、最終項目を別として、ポインタ・テーブルを指す
ポインタも含んでいる。後者のポインタは、ポインタ・
テーブル内の、その連結リストの次の項目を含む次の記
憶位置を識別するものである。連結リストの最終項目
は、指すべき連結リストの項目が他に存在しないので、
ポインタ・テーブルを指すポインタを含む必要がない。
ある連結リストについて、すべての項目番号は、同じ宛
先アダプタに向かうサンプルが記憶されているフリップ
・フロップ緩衝記憶機構内の記憶位置を指す。すなわ
ち、連結リストは、あるアダプタ内の同じ宛先アダプタ
に向かう音声サンプルを一つにまとめる働きをする。連
結リストの１例を、第５図に示す。たとえば、宛先ポー
ト・アダプタ２用の連結リストは、ポインタ・テーブル
Ｉ（２５Ａ／２７Ｂ）とポインタ・テーブルII（２５Ｂ
／２７Ｂ）から導き出すことができる。交換アダプタ２
用の項目Ｐ２を見ると、ポインタ・テーブルＩには数字
１と６が出ているが、これがポインタ・テーブルIIを指
す起点ポインタと終点ポインタとなる。したがって、連
結リストはポインタ・テーブルIIの項目１から始まり、
同じポインタ・テーブルIIの項目６で終わる。ここで、
ポインタ・テーブルIIの項目１を見ると、左の欄に数字
０、右の欄に数字５が来ている。０は、ポート・アダプ
タ２、たとえばポート・アダプタ３０２に向かう（すな
わち、送られる）音声サンプルを含む、入出力緩衝記憶
機構２１／２３中の項目すなわち行を指す。５は、やは
りポート・アダプタ２に向かう音声サンプルを含む入出
力緩衝記憶機構２１／２２の特定の項目を指すポインタ
を含む、ポインタ・テーブルIIの項目５を指す。ポイン
タ・テーブルIIの項目５を見ると、数字３１２が見つか
り、入出力緩衝記憶機構中の音声サンプル項目３１２も
ポート・アダプタ２に向かうことを意味する。

上記のように、項目５の右の欄の数字６はポインタ・テ
ーブルIIの項目６を指し、項目６もポート・アダプタ２
に向かう音声サンプルを有する入出力緩衝記憶機構の項
目の番号を含むことを示している。ポインタ・テーブル
IIの項目６の右の欄の斜線は、ｎｉ１、すなわち同じ意
味であるが連結リストの終りに来たことを示す。したが
って、この連結リストは、ポート・アダプタ２に向かう
音声サンプルを含む入出力緩衝記憶機構内のすべての項
目を指す。それらの項目は０と３１２と３である。

フレームの宛先ポート・アダプタへの伝送 入力緩衝記憶機構２１／２３が一杯になっていて、ＤＰ
Ｎ（宛先ポート番号）レジスタに記憶されている要求先
宛先ポート・アダプタへの接続が行なわれているものと
仮定する。フレームが要求元アダプタの入力緩衝記憶機
構から要求先アダプタの出力緩衝記憶機構への転送され
る過程について、これから説明する。「フレーム」とい
う用語は、後で第６図について説明するときにさらに詳
しく説明する。

ポート・アダプタ１、たとえば、ポート・アダプタ９０
１への接続が要求されているものと仮定する。この１
が、ＤＰＮからＰＴＲに転送される。ＰＴＲは、次にポ
ート・アダプタ１に対応するポインタ・テーブルＩの項
目にアクセスする。ポインタ・テーブルＩのこの項目の
内容（０、２）が、次に図のＢＰＲおよびＥＰＲレジス
タに記憶される。０はＢＰＲレジスタに記憶され、２は
ＥＰＲレジスタに記憶される。次に、ポインタ・テーブ
ルIIの項目０を指すＢＰＲの内容（０）が、ＰＡＲに転
送される。次に、後者ＰＡＲの内容（６、２）がレジス
タＦＰＢＲとＮＰＢＲに転送される。６はレジスタＦＰ
ＢＲに入り、２はレジスタＮＰＢＲに入る。６は入力緩
衝記憶機構の特定の項目すなわち行を表わし、２はポイ
ンタ・テーブルIIの別の項目を表わす。ＦＰＢＲの内容
（６）はＳＡＲ１レジスタに記憶され、ＮＰＢＲの内容
（２）はＰＡＲレジスタに記憶される。次に、ＳＡＲ１
は、入力緩衝記憶装置の６番目の項目にアクセスし、６
番目の項目の内容をＳＢＲ１に記憶する。ＳＢＲ１の内
容は実際の音声サンプルであり、最終的にはそれが宛先
ポート・アダプタ１、すなわち第１図の３０１に伝送さ
れる。入力緩衝記憶機構へのアクセスと同時に、（ＰＡ
Ｒに記憶されている）ポインタ・テーブルIIの項目２が
アクセスされる。ポインタ・テーブルIIのアクセスされ
た項目の内容が、上記のようにＦＰＢＲとＮＰＢＲに記
憶される。次に、ＦＰＢＲの内容とＮＰＢＲの内容が、
それぞれＳＡＲ１とＰＡＲに転送される。次に、ＳＡＲ
１の内容を使って入力緩衝記憶機構の特定の項目にアク
セスし、ＰＡＲの内容を使ってポインタ・テーブルIIの
特定の項目にアクセスする。ｎｉｌがポインタ・テーブ
ルIIから取り出されて、ＮＰＢＲに記憶されるまで、上
記の過程が繰り返される。

最後に、入力緩衝記憶機構のアクセスされた最後の項目
がＳＢＲ１に記憶され、宛先ポート・アダプタ１の出力
緩衝記憶機構の１つに送られる。こうして、同じ宛先ア
ダプタに向かうすべての音声サンプルが１つにまとめら
れる。こうしてフレーム（第７図参照）が形成され、宛
先アダプタ１に送られる。マスク（後に第６図を参照し
て説明する）からの新たな要求がＤＰＮに送られ、ＤＰ
Ｎの内容によって示される同じ宛先アダプタに向かう音
声サンプルをまとめる上記の過程が繰り返される。

一方の入力緩衝記憶機構が音声サンプルを交換マトリッ
クスに送っている間、もう一方の入力緩衝記憶機構に音
声サンプルが記憶されることにも留意されたい。一方の
入力緩衝記憶機構がその各項目を利用可能な交換アダプ
タに送り終わると、次に音声サンプルがそれに記憶れ、
同時にもう一方の入力緩衝記憶機構が音声サンプルを利
用可能な交換アダプタに送る。したがって、２個の入力
緩衝記憶機構がフリップ・フロップ的に動作して交互に
音声サンプルを送り記憶する。すなわち、一方の入力緩
衝記憶機構で音声サンプルが記憶される間に、もう一方
の入力緩衝記憶機構がその内容を交換マトリックスを介
して当該の宛先アダプタに送る。

新しい呼の確立 やはり第５図を参照しながら、次に新しい項目をフリッ
プ・フロップに付け加える過程を説明する。こうした新
しい項目の付加は、新しい電話の呼が確立され、以前に
未使用の入力緩衝記憶機構の項目が今は新たな呼に使用
されている場合に対応する。呼がポート交換アダプタ２
（たとえば３０２）に向かい、入力緩衝記憶機構内の項
目番号が２１５であるものと仮定する。値２がＤＰＮに
記憶され、２１５がＴＥＮ（一時項目番号）レジスタに
記憶される。次に、下記のステップをとる。ＰＴＲを０
にセットすると、ポインタ・テーブルII内の自由項目連
結リスト（伝送すべき音声サンプルを記憶するのに現在
用いられていない項目についての連結リスト）の始めを
指すポインタ・テーブルＩのポインタ項目（ＦＰＴＲ）
がアクセスされる。ＦＰＴＲ項目の内容（４，Ｎ）が、
４はＢＰＲに、ＮはＥＰＲに入れられる。次に、ＢＰＲ
中の４がＰＡＲおよびＴＦＰ（一時自由ポインタ）レジ
スタに転送される。ポインタ・テーブルIIの項目４がア
クセスされ、８がＮＢＰＲにロードされる。次に、ＮＢ
ＰＲ中の８が、ＢＰＲに転送される。ＢＰＲの内容
（８）をポインタ・テーブルＩの項目０（すなわちＦＰ
ＴＲ）に書き込むことによって、自由項目の始めを指す
ポインタの値が更新される。４はもはやポインタ・テー
ブルIIの自由項目の始めではないので、ＦＰＴＲ項目の
内容は今や（８、Ｎ）である。次に、ＤＰＮの内容
（２）が、ＰＴＲに転送される。ポインタ・テーブルＩ
の項目２の内容（１、６）が、上記のようにＢＰＲとＥ
ＰＲに入れられる。同時に、ＴＦＰの内容（４）がＮＢ
ＰＲに転送される。次に、ＥＰＲの内容（６）がＰＡＲ
に転送され、これを使ってポインタ・テーブルIIの項目
６が選択される。そのあと、ＮＢＰＲの内容（４）が項
目６に書き込まれる。ＴＦＰの内容（４）がＰＡＲとＥ
ＰＲに転送され、ＴＥＮの内容（２１５）がＦＰＢＲに
転送される。ＮＰＢＲがｎｉｌにセットされる。ＦＰＢ
Ｒの内容（２１５）とＮＰＢＲの内容（ｎｉｌ）がポイ
ンタ・テーブルIIの項目４に書き込まれる。同時に、Ｅ
ＰＲの内容（４）がポインタ・テーブルＩの項目Ｐ２に
入れられる。結果として、自由項目連結リストは、４−
８−・・・−Ｎだったのが８−・・・−Ｎとなり、ポー
ト交換アダプタ２を宛先とする音声サンプルに関する連
結リストは、１−５−６だったのが１−５−６−４とな
る。この連結リストにしたがって、音声信号の各サンプ
リング時間間隔内に、入力緩衝記憶機構の項目０，３１
２，３，２１５の音声サンプルがポート交換アダプタ２
へ順次転送されることになる。

呼の終了 やはり第５図を参照しながら、次にある項目を入力緩衝
記憶機構から削除する過程を説明する。この削除は、電
話の呼が終了した場合に用いる。その呼が入力緩衝記憶
機構の項目５を使用し、ポート交換アダプタ３（すなわ
ち９０３）に向けられていたものと仮定する。下記のス
テップにしたがう。ＤＰＮの内容（３）がＰＴＲに転送
され、ポインタ・テーブルＩの項目Ｐ３がアクセスさ
れ、（３、７）が、３はＢＰＲに７はＥＰＲにロードさ
れる。ＢＰＲの内容（３）がＰＡＲ、ＴＦＰ、ＰＰＲ
（前ポインタ・レジスタ）に転送される。ＰＰＲがポイ
ンタ・テーブルＩからロードされたことを示すＦＬ（フ
ラグ）がセットされる。ポインタ・テーブルIIの項目３
がアクセスされ、５がＦＰＢＲに、７がＮＰＢＲにロー
ドされる。ＦＰＢＲの内容（５）がＴＥＮの内容（５）
と比較される。

ＦＰＢＲとＴＥＮの内容が異なっていた場合、ＴＦＰの
内容がＰＰＲに転送され、フラグがクリアされるはずで
ある。次に、ＮＰＢＲの内容がＰＡＲとＴＦＰに転送さ
れる。ＰＡＲに記憶された新しい値を使って、ポインタ
・テーブルIIが再びアクセスされる。この際、ＰＡＲに
記憶されている新しい値に対応する項目が、上記のよう
にＦＰＢＲとＮＰＢＲに記憶されることになる。ＦＰＢ
Ｒの内容が、再びＴＥＮと比較される。ポインタ・テー
ブルIIが、上記のようにＮＰＢＲから得られたＰＡＲの
内容を使って、ＦＰＢＲの内容がＴＥＮの内容と等しく
なるまで、アクセスされ続ける。

この実施例の例では、最初にポインタ・テーブルIIの項
目にアクセスしたあと、ＦＰＢＲの内容（５）とＴＥＮ
の内容（５）の間に一致が見出された。したがって、フ
ラグ（ＦＬ）はクリアされなかった。一致が得られた後
の最初のステップは、フラグをテストすることである。
フラグがまだセットされている場合、ＮＰＢＲの内容
（７）がレジスタＢＰＲに転送される。次に、ＢＰＲの
内容が、ポインタ・テーブルＩのポート３（Ｐ３）項目
に書き込まれる。フラグがまだセットされていたので、
もはや使用されていないフリップ・フロップ緩衝記憶機
構の項目番号（５）がポインタ・テーブルII内の連結リ
ストの始めにある。したがって、ポインタ・テーブルＩ
では、ポインタ・テーブルII内の連結リストの始めにあ
る。したがって、ポインタ・テーブルＩでは、ポインタ
・テーブルII内の上記の連結リストに対する始点ポイン
タが、今や３でなく７になっている。

一方、フラグがクリアされていない場合、ポインタ・テ
ーブルIIから削除されるフリップ・フロップ緩衝記憶機
構の項目番号は、連結リストの始めではない。フラグが
クリアされ（セットされていず）、ＦＰＢＲとＴＥＮの
突き合わせが行なわれた後、下記のステップが実行され
る。ＴＦＰの内容がＰＡＲに転送され、ポインタ・テー
ブルIIがアクセスされてＮＰＢＲがロードされ、今はポ
インタ・テーブルIIの削除された項目を指す。次に、Ｐ
ＰＲの内容がＰＡＲに転送され、ＮＰＢＲの内容がＰＡ
Ｒの内容（ＰＲＲ）によってアクセスされるポインタ・
テーブルIIの項目にロードされる。前のステップで、ポ
インタ・テーブルIIの連結リスト中の削除された項目の
前後の連結リスト中の項目相互間のチャンプが閉じる。

今度は、削除したポインタ・テーブルIIの項目を使っ
て、ポインタ・テーブルＩのＦＰＴＲ項目中の自由項目
ポインタを変更する。ＰＴＲを０にセットすると、ポイ
ンタ・テーブルＩのＦＰＴＲ項目がアクセスされ、
（４）がＢＰＲに、（Ｎ）がＥＰＲにロードされる。次
に、ＮがＰＡＲに転送される。ＴＦＰの内容（３）がＮ
ＰＢＲとＥＰＲに転送される。ＮＰＢＲの内容がポイン
タ・テーブルIIの項目Ｎに書き込まれ、ＥＰＲの内容が
項目ＦＰＴＲに書き込まれる。こうして、削除された項
目がポインタ・テーブルIIの自由ポインタの連結リスト
に付け加えられる。ＴＦＰの内容（３）がＰＡＲに転送
され、ＮＰＢＲがｎｉｌにセットされる。次に、ＮＰＢ
Ｒの内容（ｎｉｌ）がポインタ・テーブルIIの（ＰＡＲ
を介してアクセスされた）項目３に書き込まれる。結果
として、ポート交換アダプタ３を宛先とする音声サンプ
ルに関する連結リストは、３−７だったのが７となる。
この連結リストにしたがうことにより、それまで音声サ
ンプルの各サンプリング時間間隔内に入力緩衝記憶機構
の項目５と項目２の音声サンプルがポート交換アダプタ
３へ順次転送されていたのが、項目２の音声サンプルだ
けが転送されるようになる。なお、自由項目連結リスト
は、４−８−・・・−Ｎだったのが４−９−・・・−Ｎ
−３となる。

フレームの形成と伝送、および呼の確立と終了のための
上記手順に記載されたすべてのステップは、マイクロプ
ログラムの制御下で実行される。

入出力線または選択したアダプタへの接続要求は、通常
要求マスクの形をとる。マスクが同期データを伝送する
ための接続要求を含んでいる場合、そのマスクは回線要
求マスクと言われる。そうでない場合、接続要求を含む
マスクはデータ要求マスクと呼ばれる。第６図を見ると
わかるように、回線要求マスク４２は１７個のビット位
置を含む。ビット位置のうち１６個は、それぞれある特
定のポート・アダプタまたは入出力線への接続要求を表
わす。１７番目の位置が「１」となっていると、回線交
換が要求されていることを示す。要求しているポート・
アダプタがパケット交換要求をも有する場合、３３個の
ビット位置を含むデータ要求マスク４４もアダプタから
制御装置に送られる。これらのビット位置のうち３２個
はそれぞれ、特定のポート・アダプタまたは処理装置ア
ダプタへの接続要求を表わす。３３番目のビット位置が
「０」になっていると、要求がパケット交換であること
を表わす。（回線またはデータ）要求マスクは、次の、
どのアダプタが使えるかを示す制御装置マスク４６また
は４４と比較される。回線制御装置マスク４６は、どの
ポート交換アダプタまたは回線用入出力線が使えるかを
示し、データ制御装置マスク４８はどのデータ用入出力
線または処理装置交換アダプタが使えるかを示す。制御
装置マスクの所定位置の「０」または「１」を使って、
そのスロット位置に対応する当該の入出力線（またはア
ダプタ）が使えるかどうかを示すことができる。

制御装置に対するフラグをセットするか、または切断要
求を別のアダプタに対する接続要求と組み合わせること
によって、切断要求を出すことができる。別の可能な実
施態様は、その要求マスクを、１２５マイクロ秒のサー
ビス期間の始めにただ一度だけ制御装置に送ることであ
る。そうすると、制御装置は、切断要求を受け取ったと
き、単に、サービスされているアダプタをマスクから削
除する。

第８図には、要求された利用可能なアダプタのアドレス
生成に使用される、制御装置の一部である回路が示され
ている。この図では回線制御装置マスク４６と回線要求
マスク４２が簡略化されて、つまり両者を区別するため
の１７番目の位置のビットを省略して、示されている。
データ制御装置マスクとデータ要求マスクも示すことが
できる。

回線要求マスク４２の各スロット位置が、１７０１など
当該ＡＮＤゲートの２つの入力の一方に印加される。当
該ＡＮＤゲートのもう一方の入力は、インバータの出力
から来る。このインバータの入力は、制御装置マスク４
６の対応するスロット位置である。たとえば、ＡＮＤゲ
ート１７０１への入力である線１８０１と１８０２を参
照のこと。回線要求マスクのスロット位置１が「１」に
なっていると、要求されたアダプタ、たとえば３０１の
接続要求が行なわれたことを示す。制御装置の対応する
スロット位置が「０」になっていると、要求されたまた
は選択されたアダプタが使用中でないことを示す。この
場合、ＡＮＤゲート１７０１の出力は「１」となり、ア
ダプタ３０１が接続を要求され、使用できることを示
す。宛先アダプタの選択回路は、随時、要求マスク中の
いくつかの要求のうちのどれを制御装置マスクの対応す
るスロット位置と比較するか仲裁する働きをする。宛先
アダプタの選択回路８４は、通常、第１図に示した制御
装置７０の一部となっている。次に、エンコーダの出力
が、当該の利用可能な（使用中でない）要求されたアダ
プタのアドレスを生成する。次に、制御装置は適切なク
ロスポイントを閉じて要求されたアダプタに対する接続
を確立する。

もちろん、本発明の好ましい実施例は音声とデータに関
するものであるが、本発明は容易に統合された同期およ
び非同期信号を含むように拡張できることを了解された
い。たとえば音声などの同期信号は、指定された時間ス
ロット内に送らなければならない。データの語は、本願
で使用する非同期信号を指す。

Ｅ．効果 本発明によれば、デジタル化された音声信号とデータ信
号を同時に伝送するための交換方法において、音声信号
の交換のための交換マトリックスのクロスポイントの開
閉の回数が大幅に減少する。したがって、交換システム
全体の容量を、コスト増を伴わずに増加させることがで
きる。しかも、会話の即時性は損われない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の好ましい実施例で使用される装置全
体の概略図である。 第２図は、音声サンプルを伝送するための本発明で用い
る時間間隔を示すタイミング図である。 第３図は、本発明の好ましい実施例で使用される交換マ
トリックスの概略図である。 第４図は、本発明の好ましい実施例で使用されるポート
交換アダプタの概略図である。 第５図は、同じ宛先に向かう音声サンプルをまとめるの
に使用する第４図の経路指定装置の全体概略図である。 第６図は、データ要求マスク、回線要求マスク、および
制御マスクの概略図である。 第７図は、同じ宛先アダプタに向かう音声サンプルのフ
レームの概略図である。 第８図は、要求マスクで要求される多数のアダプタのう
ちから利用可能なアダプタまたは入出力線を選択するの
に使用される回路の概略図である。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−144945（ＪＰ，Ａ) 特公 昭61−47038（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭53−19365（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】イ）それぞれが複数個の端末装置に接続さ
   れた、複数個のノードと、 ロ）上記ノードのそれぞれとノードごとに専用の入出力
   線を介して接続されており、かつこれらの入出力線同士
   を相互接続するクロスポイントの配列を具えた交換マト
   リックス を含む交換システムにおいて、 送り元となるノードが該ノードに接続された複数の端末
   装置から受け取ったデジタル化された音声信号とデータ
   信号を、上記交換マトリックスを介して同時に伝送する
   ための交換方法であって、 音声信号のサンプリング時間間隔ごとに、次のステップ
   を実行することを特徴とする方法。 （ａ）音声信号に関し、送り元ノードと宛先ノードの組
   ごとに、以下のサブ・ステップ（ａ１）乃至（ａ３）を
   実行する。 （ａ１）送り元のノードに専用の入出力線と宛先のノー
   ドに専用の入出力線とを上記マトリックスを介して接続
   し、該送り元ノードと該宛先ノードとを結ぶ伝送路を確
   立するステップ。 （ａ２）該送り元のノードが受け取った音声信号のう
   ち、該宛先ノードに伝送すべき１以上の端末装置からの
   信号をまとめてフレームにするステップ。 （ａ３）上記ステップ（ａ２）で形成されたフレーム
   を、上記ステップ（ａ１）で形成された伝送路を介して
   伝送するステップ。 （ｂ２）上記ステップ（ａ）実行の後に時間が残ってい
   ることに応答して、データ信号に関し、送り元ノードと
   宛先ノードの組ごとに、以下のサブ・ステップ（ｂ
   １）、（ｂ２）を実行する。 （ｂ１）送り元のノードに専用の入出力線と宛先のノー
   ドに専用の入出力線とを上記マトリックスを介して接続
   し、該送り元ノードと該宛先ノードとを結ぶ伝送路を確
   立するステップ。 （ｂ２）予め該送り元ノードが受け取ったデータ・パケ
   ットのうち、該宛先ノードに伝送すべき１以上の端末装
   置からのデータ・パケットを上記ステップ（ｂ１）で形
   成された伝送路を介して伝送するステップ。