JPH0716189B2 - 情報伝送方法 - Google Patents

情報伝送方法

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JPH0716189B2
JPH0716189B2 JP61169634A JP16963486A JPH0716189B2 JP H0716189 B2 JPH0716189 B2 JP H0716189B2 JP 61169634 A JP61169634 A JP 61169634A JP 16963486 A JP16963486 A JP 16963486A JP H0716189 B2 JPH0716189 B2 JP H0716189B2
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JP61169634A
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ロバート・チャールズ・ターナ
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ブリテイシユ・テレコミユニケ−シヨンズ・パブリツク・リミテツド・カンパニ
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Publication date
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/64—Hybrid switching systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/42—Loop networks
    • H04L12/427—Loop networks with decentralised control
    • H04L12/43—Loop networks with decentralised control with synchronous transmission, e.g. time division multiplex [TDM], slotted rings

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  • Small-Scale Networks (AREA)
  • Exchange Systems With Centralized Control (AREA)
  • Two-Way Televisions, Distribution Of Moving Picture Or The Like (AREA)
  • Circuits Of Receivers In General (AREA)
  • Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は通信ネットワークに利用する。特に、複数の端
局と、これらの端局が相互に通信を行うための伝送路と
を備え、符号化された情報をフレームで伝送する通信ネ
ットワークに関する。
〔概 要〕
本発明は、実時間タイムスロットの使用状況を示すビッ
トマップを伝送し、この実時間呼出しを行う場合にはビ
ットマップを更新して空状態の実時間タイムスロットを
獲得し、この実時間タイムスロットを用いて実時間呼出
しを実行する情報伝送方法において、 すべてのビットマップをリセットしてから各端局に順番
に実時間スロットを割り当て、この後に実時間呼出しの
伝送を行うことにより、 信頼性が高くしかも効率よく実時間呼出しおよび時間に
厳密でないデータを同一フレームで伝送するものであ
る。
〔従来の技術〕 データ伝送を行う通信ネットワークとして、ノードが環
状に接続されたリング型、バスで接続されたバス型また
は星状に接続されたスター型を基本として種々の構成が
用いられている。さらに最近は、実時間情報（音声、映
像等）を伝送できる通信ネットワークが提案されてい
る。実時間情報を伝送するためには、呼出しを受け付け
たときの遅延時間が所定の最大限度を越えてはならな
い。
実時間情報を伝送する通信ネットワークとして、ヨーロ
ッパ特許出願第118 767号には、125μｓのフレーム周期
で動作するリング型通信ネットワークが示されている。
この通信ネットワークでは、フレームを二つのサブフレ
ームに分割し、同時に二つの異なる伝送プロトコルで動
作させることができる。したがって、一方のサブフレー
ムで実時間の呼出しを行い、他方のサブフレームでデー
タパケットを伝送する。
このような混成システムでは、実時間呼出しを設定する
ための信号情報をデータパケットで伝送する。呼出しが
設定されたときには、すべての端局が、使用中のタイム
スロットおよび必要な場合には自局が獲得できるタイム
スロットを認識する必要がある。ヨーロッパ特許出願第
79426号には、実時間呼出しを伝送するためのローカル
エリアネットワークが開示されている。このネットワー
クでは、フレームが８ビットのタイムスロットで構成さ
れ、それぞれのタイムスロットが使用中か否かを示すビ
ットをフレーム内に設ける。このようなビットの集合を
「ビットマップ」という。ビッマップを伝送するには、
上述のヨーロッパ特許出願第79426号に示されたような
フレーム内で伝送してもよく、端局間に別に設けられた
接続線で伝送してもよい。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかし、ビットマップを用いる場合には、このビットマ
ップの情報に誤りが発生した場合に問題となる。誤り発
生の頻度は十分に小さいとはいえず、通信ネットワーク
の効率を低下させ、伝送中の呼出しを消失させてしま
う。
伝送路上の雑音または構成要素内の故障により、タイム
スロットが使用可能であるのにこのタイムスロットの使
用状況を示すビットがセットされることがあり、ビット
マップ上はこのタイムスロットが獲得されていることに
なる。この場合には、このタイムスロットをクリアして
再使用することができず、このタイムスロットに関連す
るビットをリセットする手段もない。同様に、タイムス
ロットが獲得され呼出しが進行しているのに、誤りによ
りこのタイムスロットの使用状況が示すビットがリセッ
トされることがある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、複数の端局が伝送路を介して相互に接続さ
れ、この伝送路を介して上記複数の端局が符号化された
情報をフレームの形で送受する通信ネットワークに用い
られ、上記フレームは、実時間呼出しを行うための実時
間タイムスロットで構成された実時間部と、信号情報を
伝送するためのデータ部とを含み、上記複数の端局は、
上記実時間タイムスロットの空状態を示すビットマップ
を相互に伝送し、実時間呼出しを行う場合にはビットマ
ップを更新して空状態の実時間タイムスロットを獲得
し、この実時間タイムスロットを用いて実時間呼出しを
実行する情報伝送方法において、すべての端局に対して
新しい実時間タイムスロットの獲得を禁止し、上記ビッ
トマップをリセットして実時間呼出しを実行している端
局が既に獲得している実時間タイムスロットを再び要求
させるリフレッシュサイクルと、上記複数の端局が順番
に空状態の実時間タイムスロットを獲得する指定サイク
ルとを周期的に設定することを特徴とする。
ひとつの端局に優先状態を設定してこの端局を優先端局
とし、フレームをこの優先端局により生成し、複数の端
局は優先端局から順番に実時間タイムスロットを獲得す
ることが望ましい。さらに、各端局はそれぞれ、優先端
局が存在しなくなったまたは二つ以上の優先端局が存在
することになった優先エラーを検出することが可能であ
り、この優先エラーをリセットする方法を含むことが望
ましい。
〔作 用〕
本発明のデータ通信方法は、実時間サービスおよび時間
にそれほど敏感でないデータのサービスを行う通信ネッ
トワークに用いる。本発明の方法では、リフレッシュサ
イクルですべてのビットをリセットするので、ビットマ
ップ中の誤りがリフレッシュサイクル後まで端局から端
局に伝搬することがない。呼出しに関連する個々の端局
は、呼出しに使用するタイムスロットに関連するビット
を再びセットして同じスロットを使用する。スロットの
獲得を決定する指定サイクルは、リフレッシュサイクル
の直後に行うことが有利である。このときには、誤り発
生を最小に抑えることができる。
どの端局も優先状態になっていないとき、または二以上
の端局が優先状態になっているときには優先誤りが生じ
ており、この優先誤りを検出し、システムをリセットす
る手段を備えることが望ましい。優先誤りを最初に検出
した端局は他の端局をデセーブルとし、あらかじめ定め
られた遅延期間の後に優先状態となる。
望ましくは、指定サイクルの後に一つ以上の通常サイク
ルを設け、このサイクル中には呼出しを伝送できるが、
スロットの獲得はできないものとする。リフレッシュお
よび指定サイクルの間には呼出しが中止されるが、得ら
れる帯域を最大に使用するためには、サイクルのすべて
の間で呼出しを連続して伝送することが望ましい。指定
サイクルに続く通常サイクルの個数はランダムに変更で
きることが望ましい。これにより、二つの端局が優先状
態となる優先誤りを通信ネットワーク中のいくつかの端
局で常に検出できる。
〔実施例〕
第１図は本発明実施例通信ネットワークのブロック構成
図である。
環状の伝送路11には複数のノードが設けられ、このノー
ドに端局12が接続される。これらの端局12の一つ、例え
ば端局12′を監視端局として用い、通常の良く知られた
プロトコルで動作させる。運用開始時には一つの端局12
を監視端局として選択するが、この端局が故障した場合
には他の端局の一つで監視機能を実行する。端局12は種
々の形態のディジタル装置、例えばデータ処理装置、ビ
デオ素子、ファクシミリ、電話機等を収容し、公衆交換
電話網にアクセスすることもできる。監視端局は公衆ネ
ットワークに適合して125μｓ毎に固定長フレームを発
生し、このフレームを伝送路11で周回させる。それぞれ
のフレームは整数個のバイトまたはスロットで構成され
る。監視端局は、整数個のフレームの総伝送路遅延を保
つために、これらのフレームを蓄えることができる。こ
の例では、伝送路11に収容されるフレームは４個であ
る。
第２図はフレーム構成の一例を示す。
それぞれのフレームには固定された境界15が設けられ、
この境界により、実時間サービスRTSと、それほど緊急
ではないデータサービスとを分割する。実時間サービス
としては、例えば音声、低ビット速度ビデオ等がある。
第２図に示した状況では、多数のビジースロット17と空
スロット19とがRTS部に散在している。各スロットは８
ビット構成である。一般に、RTS部の終端部には開始部
に比べてより多くの空スロット19が存在する。この理由
は後述する。実時間サービス用のスロットは伝送路に接
続された端局の実時間要求により獲得され、ビジー時に
はRTS部のすべてのスロットが満状態となる。スロット
を獲得する機会が伝送路を周回し、優先端局から最も離
れた端局は、使用可能な全スロットがすでに獲得されて
いるときにはスロットを獲得することはできない。ただ
し、詳しくは後述するが、各端局の優先順位を順番に替
えて、平均してすべての端局が同等に優先端局となるよ
うにし、実時間サービス用のスロットを獲得する機会を
各端局に均等に与える。
各フレームの二つの部分は基本的に独立である。データ
部は標準的なデータ伝送プロトコルにより規定されるデ
ータ伝送に使用される。例えば、端局はこのデータ部を
用いて一以上の固定長または可変長パケットを送信し、
発信元および相手先アドレス情報およびデータを含むパ
ケットを送信できる。リング型または他の伝送路に配置
された端局間でデータ伝送を行うために多くのプロトコ
ルが知られている。必要な場合には、帯域を端局間に分
散させて特定の端局によるデータ部の独占を防ぐことが
できる。必要な場合には、例えばトークン・パッシング
またはスロッテド・リング等のプロトコルを使用するこ
とができる。フレームのRTS部はプロトコルに対して実
効的に透明であり、例えばトークンを二つまたはそれ以
上のフレームのデータ部に分散させ、RTS部により周期
的に割り込み処理または中断処理を行うことができる。
フレームのRTS部では時分割多重（TDM）信号を端局間で
伝送させる。中央制御部が無いのでネットワーク構造を
単純化でき、中央制御部の故障による問題を防止でき、
スロットの獲得を確立するために中央制御部へ信号トラ
ヒックを集中させる必要がない。必要な場合には、より
高レベルのプロトコルにより広帯域使用者が管理端局を
指定して伝送路へのアクセスを調整することができる
が、スロットの獲得および指定を中央で制御する必要は
ない。RTS呼出しの設定およびクリアを行うためのメッ
セージは、フレームのデータ部を用いて送信する。これ
らのメッセージは、二つの端局間でRTS呼出しを行うた
めにスロットが指定されたときに、この呼出しの指定時
およびクリア時にのみ送信される。呼出しの実行中はそ
れぞれフレームで同じスロットが保存される。
したがって、RTS部に対して分散制御を行うことができ
る。第３図はスロット獲得サイクルのシーケンスを示
す。このシーケンスが開始すると、端局はそのRTS呼出
しに必要な数のスロットを正当に獲得することができ
る。このとき、伝送路に接続された他の端局は、どのス
ロットがすでに使用されているか知る必要がある。この
端局はまた、標準的な方法により、フレームのデータ部
で高レベルプロトコルを使用して、スロットのバイト情
報を含む情報を受け取ることができる。
この実施例におけるフレーム周期は125マイクロ秒であ
り、伝送路上には同時に４個のフレームが伝送され、こ
れらがマルチフレームを構成し、ひとつのサイクルを構
成する。完結するサイクルの周期は0.5ミリ秒であり、
これが伝送路の伝搬遅延となる。優先端局12′は、４フ
レーム毎にマルチフレーム整列ワード（MFAW、Multi Fr
ame Align Word）を発生する。同じサイクル中の後続す
る三つのフレームの先頭には、マルチフレーム整列ワー
ドと同じ形の開始フラグ、すなわちフレーム整列ワード
が設けられる。マルチフレーム整列ワードおよびフレー
ム整列ワードは、タイミング設定のための整列信号とし
て用いられる。また、後述するある状況では、マルチフ
レーム整列ワードを修正して、次に発生するフレームの
サイクルが三つの可能なサイクルのどれかを示すことも
できる。
各フレームの開始時の複数のスロットは、RTSスロット
の空満状態を示すビットマップとして使用される。この
ビットマップはマルチフレーム整列ワードで開始する４
フレームに分割され、サイクル毎に伝送路上に完全なピ
ットマップが伝送される。したがって、個々のフレーム
の開始時の複数のバイトはビットマップとして用いら
れ、このビットマップはそれぞれのスロットに対応し
て、 11＝使用中、 01＝エラー、 10＝エラー、 00＝未使用 を示す２ビット指示子で構成される。
端局は未使用のスロットだけを獲得し、エラー指示子は
「使用中」として取り扱う。したがって、二重のエラー
が生じない限り、同じスロットを二重に指定することは
ない。端局は、連続するサイクル中に獲得したスロット
が既に使用中であった場合には、この獲得を放棄し、再
び別なスロットを獲得しようとする。スロットは８ビッ
ト構成であり、４フレーム毎にビットマップとして２ビ
ットのオーバヘッドが設けられ、34ビット（８ビット×
４フレーム＋２ビット）内に２ビットのオーバヘッドが
必要となる。
このようなサイクルの種類としては、状態リフレッシュ
サイクル、指定サイクル、通常（すなわち伝送）サイク
ルがある。これらのサイクルは、状態リフレッシュサイ
クル、指定サイクル、通常サイクル、場合によって（確
率0.5）もう一個の通常サイクル、状態リフレッシュサ
イクル、…、の順序で発生する。各サイクルはそのとき
の優先端局により初期化および制御が行われ、優先端局
は、どのサイクルが実行されているかを示すようにマル
チフレームワードを修正する。すべてのサイクル中にお
いて、フレーム中のデータ部をRTSサイクルとは独立に
端局間のデータメッセージの伝送用に使用できる。
状態リフレッシュサイクル時には、それぞれの端局は、
ビットマップ内で、既に制御されているスロット（すな
わち、前のサイクルで獲得されてまだ解放されていない
スロット）に印を付ける。これは、完全なビットマップ
が中央制御部にも個々の端局にも蓄えられていないため
に必要であり、したがって、各サイクル毎に伝送路に再
生する必要がある。完全にビットマップを再生するた
め、ビットマップのエラーが長く続かない利点がある。
伝送路上のビットマップの再生に加えて、各端局では、
状態リフレッシュサイクル中に、周回している４フレー
ムのそれぞれに含まれた前もって獲得しているスロット
を満たし、これらのスロットを用いて使用者の実時間サ
ービスを伝送する。
状態リフレッシュサイクルに続いて指定サイクルが発生
し、このサイクル中に、新しい呼出しを設定するために
スロットを獲得する。伝送路を介して送信元の端局と送
信先の端局との間で呼出しを設定し、一またはそれ以上
のフレームのデータ部を使用して、送信元ノード、送信
先ノードおよび呼出しのために獲得されたスロットの識
別子を含む信号情報を送信する。二つの端局間で64kbit
/secの音声呼出しを行うには、125μｓ毎に８ビット、
すなわち１スロットの情報を送信する必要がある。フレ
ーム内の（ピットマップにより示される）最初の空スロ
ットを獲得するためには、このスロットに関連したビッ
トマップを変更する。呼出しの間は、すべてのフレーム
中で同じ位置のスロットを使用してPCM・TDM信号を伝送
する。したがって、呼出しがクリアされるまでに、呼出
しを行うためにフレームのデータ部を使用するのは、呼
出しの設定および使用されるスロットの識別のための情
報の初期交換だけである。
他の端局は一つまたはそれ以上の呼出しを設定する必要
があり、適当な個数のスロットを獲得する。ネットワー
クがビジーとなるにつれて、RTSとデータとの境界の左
側の空スロットが少なくなる。境界までのすべてのスロ
ットが満たされると、現在使用中のスロットが解放され
るまでは、それ以上のRTSスロットを獲得することがで
きず、新しい呼出しを設定することができない。伝送路
のRTS部が容量一杯で動作しているので、現存するRTS呼
出しに影響を与える過負荷を許すことはできず、新しい
呼出しを受け付けることはできない。例外的な緊急呼出
しを行うために、状態リフレッシュサイクルの間に端局
がスロットを獲得して、現存する呼出しの帯域を獲得す
ることもできる。または、このような緊急呼出しのため
の帯域を別に設けてもよい。
フレームのRTS部がほぼ完全に使用されていると、ビデ
オ使用者等の使用者は十分な帯域を獲得することができ
ない。この場合には、既に獲得されたスロットが次のサ
イクルで解放される。これによりデッドロックを防止
し、装置の帯域が無効になることを防止する。指定サイ
クルでは、上述のように、スロットを獲得して、フレー
ムのデータ部でデータメッセージを連続して送信する。
第三のサイクルは通常の、すなわち伝送を行うサイクル
であり、ビットマップは変化せず、（指定サイクル中に
更新された）完全なビットマップがすべての伝送路ノー
ドを通過できる。情報はすべての獲得されたスロット
（指定サイクル中に獲得されたものも含む）で送信さ
れ、フレームの境界の右側の部分が、データ用として連
続的に使用される。
第四のサイクルは、0.5の確率で発生する通常のサイク
ルである。このサイクルは、４個の端局または3N＋１個
の端局が同時に優先端局になったときに、エラーサイク
ルが続くことを停止させるために必要である。エラーサ
イクルが続く場合には、それぞれの端局で予測した次の
状態が満足され、エラーを検出することができない。ラ
ンダム要素を導入することにより、このようなエラー状
態や速やかに終了させることができる。これについては
後述する。
優先端局は、マルチフレーム整列ワードを修正して、優
先状態を次の端局に送る。このマルチフレーム整列ワー
ドを受け取った端局は、これを次の状態リフレッシュサ
イクルを開始するマルチフレーム整列ワードに変換す
る。優先状態の循環により、総優先サイクル時間にわた
って必要な帯域を獲得する機会をすべての端局に与え
る。各端局が優先端局となっている時間は平均で3.5サ
イクルすなわち1.75ミリ秒であり、端局数がＮの場合に
は各端局が1.75×Ｎミリ秒に一度優先端局となる。伝送
路のトラヒックが多いときには、伝送路上において優先
端局から離れている端局は新しい呼出しを設定すること
ができないが、優先状態を獲得した場合または優先端局
の下流でこの優先端局に近くなったときには呼出しを設
定することができる。したがって、ビデオ端局の下流の
端局からの呼出しは、1.75×Ｎミリ秒以内に再び伝送路
にアクセスでき、伝送路の容量で十分に伝送できる。し
たがって、どの端局も獲得できる帯域がほとんど無いよ
うな非常に忙しい間を除いて、3.5×Ｎサイクル内にRTS
帯域を獲得できる。
上述したように一つ以上の端局が優先状態となったり、
優先端局が無い等の種々のエラー状態がある。これらの
状態は以下のように扱う。シーケンスから外れたマルチ
フレーム整列ワードを受信した端局は、この「エラー」
マルチフレーム整列ワードを修正し、時間ｔの間、次の
マルチフレーム整列ワードで「エラー」状態を出力す
る。「エラー」マルチフレーム整列ワードを受け取った
すべての端局は、このワードを時間ｔの間再び送出す
る。したがって、すべての端局が「エラー」マルチフレ
ーム整列ワードを受信し、優先状態を放棄する。時間ｔ
の後に、「エラー」マルチフレーム整列ワードが「初期
化」マルチフレーム整列ワードに変換される。すべての
端局でタイムアウトすなわち時間ｔが経過したとき、
「初期化」マルチフレーム整列ワードを受信した一つの
端局が優先状態となり、通常の伝送路動作を行う。二以
上の優先端局が存在する場合には、端局の少なくともい
くつかが、予想されないマルチフレーム整列ワードを修
正したシーケンスを次の優先端局に送り、上述のクリア
シーケンスを開始することができる。この例外として3N
＋１個の端局が優先状態となる場合がある。この場合に
は、3N＋１個の端局がそれぞれ受信したマルチフレーム
整列ワードを修正するため、次の予想されるシーケンス
を満足してしまう。この状態を壊すため、上述のように
第四のサイクルをランダムに挿入する。優先端局が無い
場合には、修正されていない不当なマルチフレーム整列
ワードが伝送路上を周回するので、このシーケンスエラ
ーを検出して再起動シーケンスが開始することができ
る。
以上の説明では、フレーム内のRTSとデータとの境界15
の位置が固定され、RTSおよびデータサービスに使用で
きる個々の帯域が一定である実施例を説明した。この場
合には、システムの立ち上げ時またはその前にそれぞれ
の端局で設定しておくことが便利である。
第４図はフレームの境界位置を伝送路の状態により変更
できる例を示し、三つの異なる瞬間におけるフレームの
状態を示す。この実施例では、フレームのデータ部が標
準トークン・パッシング・プロトコルに従う可変長のデ
ータパケットまたはトークンを伝送する。これらのプロ
トコルは基本的には、フレームのRTS部に対して透明で
あり、データパケットは二またはそれ以上のフレームに
分散される。第４図に示したフレームの境界15′は移動
可能である。フレームには最大位置21が設けられ、境界
15′の位置はこれを越えることができず、データ用およ
びRTSのための信号メッセージ用の部分が確保されてい
る。この最終位置21は、優先端局12′および他のすべて
の端局12に蓄えられたあらかじめプログラムされたデー
タであり、これに対して現在の境界15′の位置は、それ
ぞれのフレーム整列ワードおよび優先端局12′により示
されるマルチフレーム整列ワードで修正され、すべての
端局に伝えられる。
第４図（ａ）は典型的な状況を示す。RTSスロットはい
くつかがビジーであり、いくつかが空である。境界15′
はビジースロットに隣接している。ここで新しい呼出し
が到来すると、（境界が固定された上述の実施例のよう
に）フレームの開始時に空スロットから順に、呼出しに
関連する端局がスロットを獲得する。徐々に境界に近い
スロットが獲得される。呼出しが到来し続けると境界1
5′が最大位置21に向って移動する。これを以下に説明
する。
優先端局12′は、データプロトコル・トークンを受信し
て、ほぼ１秒毎にフレームの境界15′を適応させる。ト
ークンの受信時に、優先端局12′は通常のトークン・プ
ロトコル動作を中止し、フレームのデータ部でアイドル
ビットパターンを伝送する。通常のサイクルを示す少な
くとも一つのマルチフレーム整列ワードと、これに続く
状態リフレッシュサイクルを示すマルチフレーム整列ワ
ードとを優先端局12′が識別するまで、アイドルビット
パターンを出力する。これにより、伝送路上には実際の
データ伝送が行われず、それぞれのフレームのデータ部
がアイドルビットパターンですべて満たされる。
リフレッシュサイクルを示すマルチフレーム整列ワード
を検出したときには、優先端局は、この優先端局に到来
したフレーム整列ワードおよびマルチフレーム整列ワー
ドを修正することにより、フレーム境界の位置を更新す
る。修正されたワードは、最新の指定サイクルで指定さ
れた最も高いスロットの位置を示す。前の適応時に、境
界がスロットｎ（の直後）に配置されていたとする。さ
らに、クリアする呼出しの個数より多くの呼出しが到来
すると仮定すると、ほとんどの指定サイクル中に、端局
はｎ番目のスロットの後のスロットを指定している。次
の適応を行うまでに、ｎ番目のスロットの後のスロット
を指定することは許されるが、このようなスロットは、
RTSトラヒック用として使用することはできず、これら
のスロットのビットマップは変更されない。指定したス
ロットを獲得できなかった端局は、再び次の指定サイク
ルでスロットの指定を行わなければならない。次の適応
時には、最新サイクル中のスロット指定状況に従って境
界位置を更新し、これに従ってマルチフレーム整列ワー
ドおよびフレーム整列ワードをすべての端局に送出す
る。したがって、境界は最後の指定サイクル中の獲得さ
れた最も遠いスロットの直後に再配列される（第４図
（ｂ））。ただし、この境界位置は最大位置21を越える
ことはない。適応と適応との間の周期に到来した呼出し
より多くのクリアが行われる場合には、境界15′を次の
適応時に左に移動させることができる。これは、境界近
傍のスロットが解放されているか否かによる。第４図
（ｃ）に示した状況では、境界の左側に６個の空スロッ
トが境界の左にあり、この分だけ境界を左に移動させる
ことができる。境界に近いスロットがクリアされるまで
RTS部のスロット量を削減しないので、境界はRTS帯域の
最大使用の「ピーク検出」を行う、すなわちトラヒック
の負荷が増加したときに急速に右に移動し、ゆっくりと
戻る。このため、時々、典型的には１秒に一度、境界を
適応させるだけ十分である。
新しい境界に関する情報は、適応を開始するための状態
リフレッシュサイクルのマルチフレーム整列ワードで伝
送され、さらにこれに続くすべてのフレーム整列ワード
およびマルチフレーム整列ワードで伝送される。状態リ
フレッシュサイクルのマルチフレーム整列ワードに続く
すべてのフレームは、新しく割り当てられたフレーム部
を用いた通常のRTSおよびデータ伝送を行う。したがっ
て、RTS呼出しがほとんど無い場合には、各フレームの
ほとんどのスロットをデータ伝送に使用でき、伝送路が
RTS呼出しでビジーの場合には境界15′が最大位置21に
留まり、データ伝送用の最小の帯域が確保される。
以上の説明では、トークン・パッシング・データプロト
コルを用いた場合の境界適応方法について説明した。ス
ロッテド・リング・データプロトコルの場合にも境界を
適応させることができる。適応の間のデータ伝送が中断
されることを除いて、まったく同様に適応させることが
できる。スロッテド・リング・データプロトコルでは、
一つの完結する伝送路サイクル、すなわちデータ伝送が
終了するまで、監視端局（優先端局）がパケットに「使
用不能」という印を付けることができるようになってい
る。端局は「使用不能」状態のパケットで運ばれたデー
タを受信できるが、このパケットをデータの送信に使用
することはできない。
監視端局は、通常サイクルのマルチフレーム整列ワード
を検出した後に、すべてのパケットに使用不能の印を付
ける。これに続く状態リフレッシュサイクルのマルチフ
レーム整列ワードを検出すると、監視端局は、フレーム
の境界位置を上述のように更新する。さらに監視装置
は、それぞれのフレームの境界が新しくなったときに、
通常の伝送動作を再開するまで、フレームのデータ部内
のすべてのデータスロットを、スロッテド・リング・プ
ロトコルとして（すなわち「空」として）正しいフォー
マットにする。その後に、一つのマルチフレームがデー
タ伝送をクリアするために使用される。監視端局は、状
態リフレッシュサイクルのマルチフレーム整列ワードを
検出すると、パケットのフォーマットが正しいか否かの
チェックを行い、この後にデータ伝送ができるようにこ
のスロットを解放する（すなわちヘッダを「空」にす
る）。
上述のように、フレームのデータ部はトークンまたはス
ロッテド・リング・プロトコルを用いることができる。
使用されるプロトコルは、（RTS呼出しの設定およびク
リアのために端局がデータプロトコルを使用する必要が
ある場合でも）フレームの実時間部に影響を及ぼすこと
がない。例えば、100メガビット毎秒のフレームの40％
を音声に使用し、残りの60％をデータに使用すると仮定
する。これは連続する音声に対して約38メガビット毎
秒、データに対して56メガビット毎秒と等価であり、残
りの６メガビット毎秒がビットマップに使用され、この
ビットマップはフレーム整列ワードまたはマルチフレー
ム整列ワードに続くそれぞれのフレームの前部に集中す
る。
フレームの境界が移動可能な場合にスロッテド・リング
・プロトコルを使用する場合には、フレーム境界は一つ
のデータパケットと等しい単一パケットスロット量で特
定される。140メガビット毎秒の伝送路上では、１パケ
ットスロッが40バイトとしてフレーム当たり約50パケッ
トスロットをサポートでき、境界の移動により容量が２
％増加し、比較的微細に境界を操作できる。この場合に
は、フレームのRTS部は境界の後に90個の１バイトスロ
ットをもち、40番目のスロットを解除するときには境界
を40スロット左に移動させる。この一方で、低速伝送路
に対してスロッテド・リング・プロトコルを用いる場合
には、フレーム周期が大きくなければ境界位置の変化が
粗くなる。
トークン・リング・データプロトコルでは、データパケ
ットが一つまたはこれ以上のフレームに分散されるの
で、境界位置に影響されない（フレーム境界が移動可能
な場合にデータに使用できるフレームの位置によりデー
タ速度が可能となる場合はこの限りではない）。
上述の伝送路では、実時間サービスのためのビットマッ
プがそれぞれのフレームの前部に集中し、ひとつのサイ
クルを構成する４個のフレームに分散される。また、例
えばそれぞれのスロットの前に９番目のビットを付加す
ることにより、ビットマップをマルチフレーム全体（フ
レームのデータ部を含む）に分散させることができる。
本発明を実施した通信ネットワークは、実効的に伝送路
にビットマップを蓄え、それぞれの端局では自局のスロ
ット獲得状態を記憶する必要があるが、どの端局も、完
全なビットマップを記憶する必要はない。そのかわり
に、ビットマップを始発の端局（すなわちそのときの優
先端局）に一時的に蓄える。このとき、伝送路遅延に等
しいフレーム数とは無関係に多数のフレームにビットマ
ップを分散させることができる。この場合には、スロッ
ト獲得プロセスを上述のように行い、優先ノードは、少
なくとも、伝送路遅延により蓄えられたフレームにより
収容されたビットマップの部分、または次のサイクルを
再開する前でそれぞれのサイクルの後に、完全に戻った
ビットマップを蓄える。以上の説明では１スロットあた
り２ビットのビットマップを用いる場合を説明したが、
スロットあたり１ビットでもよい。ただしこの場合に
は、エラー防止のために他の手段が必要である。遅延要
求に依存して、より小さいまたは大きいマルチフレーム
を使用することできる。多数のフレームを有するマルチ
フレームは、ビットマップが上述の例のようにマルチフ
レームに広がっている場合には、ビットマップのオーバ
ヘッドが削減されることが明らかである。伝送遅延（例
としては４個の125マイクロ秒フレームで10.5ミリ秒）
はビットマップの周期に等しい必要はない。
スロットおよびフレームの大きさは、伝送路上のすべて
のスロットおよびフレームで等しいわけではない。スロ
ットの大きさがすべての端局であらかじめ定められる場
合には、種々のスロットの大きさが可能である。整数が
一般に実施容易であるが、ある状況では、フレームが非
整数個のスロットを含むことが便利である。
以上の説明では本発明を環状の伝送路で実施した例を説
明した。本発明は他の形の伝送路でも同様に実施でき
る。本発明は、あらかじめ定められた方法によりビット
マップを端局から端局に伝えることのできるリング型、
バス型、星型等の「論理」伝送路を用いた通信ネットワ
ークで実施できる。例えば、トークンバスは、リング、
星またはバスを基本とするTDMシステムにアクセスする
制御のノードにビットマップを通過させるために使用で
きる。
〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明の情報伝送方法は実時間サ
ービスおよびデータサービスの混成システムに用いる。
実時間サービスに対して呼出しに対するスロットの過割
当が生じることがなく、したがって過負荷の場合の処理
を考慮する必要がない。伝送路上の端局間で分散制御を
行うことができ、スロットを獲得するために中央制御装
置への信号を集中する必要がない。呼出し設定は、高レ
ベルプロトコルにより中央制御装置の介在なしにノード
対ノードで確立され、比較的短い遅延だけで帯域を獲得
することができる。個々の端局の容量は、それ自身のト
ラヒックに対応して適当な大きさに設定することがで
き、それ自身で完結している通信ネットワークに容易に
付加的な端局を収容して拡張することができる。スロッ
トの獲得に対する優先権はすべての端局に順番に与えら
れ、すべての端局が同等にスロットを獲得することがで
きる。
本発明の情報伝送方法は、信頼性が高く拡張性に優れ、
実時間サービスおよびデータサービスを実行できる混成
通信ネットワークを実現できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明実施例通信ネットワークのブロック構成
図。 第２図はフレーム構造を示す図。 第３図は連続するサイクルを示す図。 第４図はRTS部とデータ部との境界が移動可能なフレー
ムの構造を示す図。 11……伝送路、12……端局、12′……優先端局、15、1
5′……境界、17……ビジースロット、19……空スロッ
ト、21……最大位置。

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】複数の端局（12）が伝送路（11）を介して
    相互に接続され、この伝送路を介して上記複数の端局が
    符号化された情報をフレームの形で送受する通信ネット
    ワークに用いられ、 上記フレームは、実時間呼出しを行うための実時間タイ
    ムスロットで構成された実時間部と、信号情報を伝送す
    るためのデータ部とを含み、 上記複数の端局は、 上記実時間タイムスロットの空状態を示すビットマップ
    を相互に伝送し、 実時間呼出しを行う場合にはビットマップを更新して空
    状態の実時間タイムスロットを獲得し、この実時間タイ
    ムスロットを用いて実時間呼出しを実行する。 情報伝送方法において、 すべての端局に対して新しい実時間タイムスロットの獲
    得を禁止し、上記ビットマップをリセットして実時間呼
    出しを実行している端局が既に獲得している実時間タイ
    ムスロットを再び要求させるリフレッシュサイクルと、 上記複数の端局が順番に空状態の実時間タイムスロット
    を獲得する指定サイクルと を周期的に設定することを特徴とする情報伝送方法。
  2. 【請求項２】フレームはそれぞれビットマップを含む特
    許請求の範囲第（１）項に記載の情報伝送方法。
  3. 【請求項３】ビットマップは複数のフレームに分布する
    特許請求の範囲第（２）項に記載の情報伝送方法。
  4. 【請求項４】ビットマップには周期的に誤り検出を行う
    ための付加的なビットが設けられた特許請求の範囲第
    （３）項に記載の情報伝送方法。
  5. 【請求項５】データ部は信号情報および使用者のデータ
    を伝送する特許請求の範囲第（１）項ないし第（４）項
    のいずれかに記載の情報伝送方法。
  6. 【請求項６】実時間部とデータ部との境界はトラヒック
    密度の変化を吸収するように調整される特許請求の範囲
    第（５）項に記載の情報伝送方法。
  7. 【請求項７】通常のフレームの伝送は指定サイクルの後
    の一または複数の通常サイクルに実行され、この通常サ
    イクルにはスロットの獲得を行わない特許請求の範囲第
    （１）項ないし第（６）項のいずれかに記載の情報伝送
    方法。
  8. 【請求項８】通常サイクルの個数はランダムに可変であ
    る特許請求の範囲第（７）項に記載の情報伝送方法。
  9. 【請求項９】指定サイクルと次のリフレッシュサイクル
    との間の通常サイクルの個数は一または二である特許請
    求の範囲第（８）項に記載の情報伝送方法。
  10. 【請求項１０】複数の端局（12）が伝送路（11）を介し
    て相互に接続され、この伝送路を介して上記複数の端局
    が符号化された情報をフレームの形で送受する通信ネッ
    トワークに用いられ、 上記フレームは、実時間呼出しを行うための実時間タイ
    ムスロットで構成された実時間部と、信号情報を伝送す
    るためのデータ部とを含み、 上記複数の端局は、 上記実時間タイムスロットの空状態を示すビットマップ
    を相互に伝送し、 実時間呼出しを行う場合にはビットマップを更新して空
    状態の実時間タイムスロットを獲得し、この実時間タイ
    ムスロットを用いて実時間呼出しを実行する 情報伝送方法において、 すべての端局に対して新しい実時間タイムスロットの獲
    得を禁止し、上記ビットマップをリセットして実時間呼
    出しを実行している端局が既に獲得している実時間タイ
    ムスロットを再び要求させるリフレッシュサイクルと、
    上記複数の端局が順番に空状態の実時間タイムスロット
    を獲得する指定サイクルとを周期的に設定し ひとつの端局に優先状態を設定してこの端局を優先端局
    とし、 フレームはこの優先端局により生成され、 複数の端局は優先端局から順番に実時間タイムスロット
    を獲得する ことを特徴とする情報伝送方法。
  11. 【請求項１１】優先状態はすべての端局に対して順番に
    設定される特許請求の範囲第（10）項に記載の情報伝送
    方法。
  12. 【請求項１２】優先状態の移動はリフレッシュサイクル
    の前に行う特許請求の範囲第（11）項に記載の情報転送
    方法。
  13. 【請求項１３】複数の端局（12）が伝送路（11）を介し
    て相互に接続され、この伝送路を介して上記複数の端局
    が符号化された情報をフレームの形で送受する通信ネッ
    トワークに用いられ、 上記フレームは、実時間呼出しを行うための実時間タイ
    ムスロットで構成された実時間部と、信号情報を伝送す
    るためのデータ部とを含み、 上記複数の端局は、 上記実時間タイムスロットの空状態を示すビットマップ
    を相互に伝送し、 実時間呼出しを行う場合にはビットマップを更新して空
    状態の実時間タイムスロットを獲得し、この実時間タイ
    ムスロットを用いて実時間呼出しを実行する 情報伝送方法において、 すべての端局に対して新しい実時間タイムスロットの獲
    得を禁止し、上記ビットマップをリセットして実時間呼
    出しを実行している端局が既に獲得している実時間タイ
    ムスロットを再び要求させるリフレッシュサイクルと、
    上記複数の端局が順番に空状態の実時間タイムスロット
    を獲得する指定サイクルとを周期的に設定し ひとつの端局に優先状態を設定してこの端局を優先端局
    とし、 フレームはこの優先端局により生成され、 複数の端局は優先端局から順番に実時間タイムスロット
    を獲得し、 各端局はそれぞれ、優先端局が存在しなくなったまたは
    二つ以上の優先端局が存在することになった優先エラー
    を検出することが可能であり、 この優先エラーをリセットする方法を含む ことを特徴とする情報伝送方法。
  14. 【請求項１４】リセットする方法は、優先エラーを検出
    した最初の端局が一旦他の端局をデセーブルにし、あら
    かじめ定められた遅延期間の後に自局が優先端局となる
    特許請求の範囲第（13）項に記載の情報伝送方法。
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