JPH0740689B2 - ル−プネツトワ−クにおける最高優先度の通信方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ループネットワークの優先制御、特に即時系
通信のための優先制御に関する。

〔従来技術〕

音声，動画等の即時系通信とデータ，静止画等の待時系
通信を統合するループネットワークとして、昭和58年電
子通信学会交換研究会SE83−10−「高速同期式パケット
ループの一検討」に記載のものがある。かかるループネ
ットワークおよび即時系通信サービスを提供するための
優先制御について説明する。

第６図はループネットワークの構成を示す図であり、こ
のループネットワークはトリガステーション５、ノード
ステーション1,2,3,4から構成され、ループ状の伝送路
６により接続されている。トリガステーション５は第７
図（ａ）に示すように一定周期Ｔでトリガ信号TGを送出
して最高優先度の通信、すなわち即時系の通信をポーリ
ングする。第６図（ａ）ではノードステーション1,3が
すでに最高優先度の送信権を獲得しており、これらノー
ドステーションがパケット信号S1,S3を送出する。この
ネットワークでは新たに最高優先度の通信を行ないたい
ノードステーションは、すでに最高優先度の通信を行な
っているノードステーションの送信を妨げないように、
始めに第２位の優先度で送信を行なう。この第２位の通
信は最高優先度の通信が全て終了したあと、トリガステ
ーションが送信するポーリング信号POLによってポーリ
ングされる。第７図（ａ）にはノードステーション2,4
が新たに最高優先度の送信権を獲得するために第２位の
優先度で各々のパケット信号S2′,S4′の送信を行なっ
た状態を示している。トリガステーション５は第２位の
通信が終了したあとさらにポーリング信号POLを送信し
て低優先度の通信をポーリングする。

ノードステーション2,4は、第２位の優先度で送信でき
たことを踏まえて、次の周期以降からは第７図（ｂ）に
示すように最高優先度でパケット信号S2,S4の送信を行
なう。すなわちトリガ信号TGに基づきノードステーショ
ン1,2,3,4はパケット信号S1,S2,S3,S4をそれぞれ送信す
る。この場合ノードステーション２はノードステーショ
ン３よりも先にポーリングされるが、パケット信号S1,S
2,S3,S4の時間幅の総和は周期Ｔよりも短いことが全の
周期で保証されているので、すでに最高優先度で通信を
行なっているノードステーション、この場合ノードステ
ーション1,3が送信できなくなることはない。

〔従来技術の問題点〕

以上説明したように、かかるループネットワークは各ノ
ードステーションが自律的に幅奏制御ができるという特
徴を有している。一方このような最高優先度の通信サー
ビスは、音声のように呼が設定されている時間、常に有
意なデータが生起する通信に対しては効率が良いもの
の、即時性が望まれるものの有意なデータが間欠的にし
か生起しない通信に対しては、データを転送している時
間が最高優先度の送信権を保持している時間に比べてか
なり小さく伝送効率の低下をもたらす。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、即時系通信の伝送効率を低下させるこ
とのない最高優先度の通信方法および装置を提供するこ
とにある。

〔発明の構成〕

本発明のループネットワークにおける通信方法は、トリ
ガステーションと複数のノードステーションがループ状
に接続され、前記トリガステーションは、一定の周期で
トリガ信号を送出して最高優先度の通信ポーリングし、
前記周期内にあってはポーリング信号を送信して優先度
の高い通信から順にポーリングするループネットワーク
において、前記トリガ信号として第１および第２のトリ
ガ信号を設け、前記トリガステーションが第１のトリガ
信号を送出した周期においてのみ、新たに最高優先度で
送信を行ないたいノードステーションが送信権獲得のた
めの送信の施行を行ない、送信ができた場合に最高優先
度の送信権を獲得し、さらに一旦最高優先度の送信権を
獲得したノードステーションは、前記トリガステーショ
ンが第２のトリガ信号を送信した周期において自己のノ
ードステーション内に送信すべき有意な信号がない場合
には送信権獲得のために送信する信号よりも短い信号を
送信することを特徴としている。

本発明のループネットワークにおける通信装置は、トリ
ガステーションと複数のノードステーションとがループ
状に接続され、前記トリガステーションは、一定の周期
でトリガ信号を送出して最高優先度の通信をポーリング
し、前記周期内にあってはポーリング信号を送信して優
先度の高い通信から順にポーリングするネットワークに
おいて、前記トリガステーションは、前記トリガ信号と
して第１および第２のトリガ信号を送信する手段を具備
し、前記ノードステーションは、第１のトリガ信号を検
出する第１の検出部と、第２のトリガ信号を検出する第
２の検出部と、送信すべき信号を格納する送信バッファ
部と、前記送信バッファ部内の信号を送信するための制
御情報を記憶する第１の制御情報蓄積部と、前記送信バ
ッファ部内に送信すべき有意な信号が格納されているか
否かを記憶する第２の制御情報蓄積部と、送信すべき有
意な信号がない場合に送信する信号の制御情報を記憶す
る第３の制御情報蓄積部と、前記第１および第２および
第３の制御情報蓄積部の内容に基づき信号を前記伝送路
上に送信する送信制御部を具備し、すでに最高優先度の
送信権を獲得したノードステーションは、前記第１の検
出部が第１のトリガ信号を検出した周期においては、前
記送信制御部により前記第１の制御情報蓄積部の内容に
基づき前記送信バッファ部内の信号を送信し、前記第２
の検出部が第２のトリガ信号を検出した周期において、
前記第２の制御情報蓄積部に送信すべき有意な信号があ
ることが記憶されている場合にあっては前記第１の制御
情報蓄積部の内容に基づき信号を送信し、前記第２の制
御情報蓄積部に送信すべき有意な信号がないことが記憶
されている場合にあっては前記第３の制御情報蓄積部の
内容に基づき信号を送信することを特徴としている。

〔実施例〕

本発明の実施例を第１図に示す。第１図（ａ）はトリガ
ステーション５を示し、第１図（ｂ）はノードステーシ
ョン1,2,3,4の一つを示す。

トリガステーション５は図示するように、ループ状の伝
送路６に直列に接続された遅延回路54,スイッチ53、さ
らに制御信号送信部51,タイマ52,受信部55,送信バッフ
ァ56,アイドル検出部57とから構成される。

一方各ノードステーション1,2,3,4は図示するように伝
送路６に直列に接続された遅延回路14,スイッチ13、さ
らに送信制御部11,送信データメモリ12,受信部15,送信
バッファ16,アイドル検出部17,制御信号検出部18とから
構成される。

トリガステーション５内の制御信号送信部51はタイマ52
から周期Ｔの開始通知を受けるとスイッチ53を送信バッ
ファ56側に接続し送信バッファ56内の信号を送信する。
この信号のフレーム構成を第２図に示す。この信号フレ
ームは開始デリミタSD,終了デリミタEDにより仕切ら
れ、第1,第２のトリガ信号およびポーリング信号である
ことを示すビットt1,t2,plとアドレス情報などのヘッダ
部HDRおよび情報フィールドINFOよりなる。ビットt1＝
１は周期ＴのＮ倍（Ｎは２以上の整数）のマルチ周期Ｎ
×Ｔの最初の周期で送出される第１のトリガ信号TG1を
示し、ビットt2＝１はそれ以外の周期Ｔの開始時に送出
される第２のトリガ信号TG2を示し、ビットpl＝１は各
周期Ｔ内で送出されるポーリング信号POLを示す。な
お、各ノードステーションから送出されるパケット信号
はt1＝t2＝pl＝０と設定され、トリガ信号およびポーリ
ング信号とは区別される。

制御信号送信部51は、タイマ52からの周期Ｔの開始通知
を受けると、それがマルチ周期Ｎ×Ｔの開始を示す場合
にはその出力51−１を１にしてビットt1＝１の第１のト
リガ信号TG1を送信バッファに格納しスイッチ53を介し
て伝送路６に送出する。それ以外の周期Ｔの開始通知を
受けた場合には出力51−２を１にしてビットt2＝１の第
２のトリガ信号TG2を送信バッファ56に格納し送出す
る。

さらにトリガステーション５はトリガ信号TG1あるいはT
G2を送出した後に、アイドル検出部57が上流側のノード
ステーションが送信したパケット信号の通過直後に伝送
路６がアイドル状態であることを検出すると伝送路６へ
のアクセス権を獲得して、そのたごとに出力51−３を１
にしてビットpl＝１のポーリング信号POLを送出する。

なお、遅延回路54は、以上説明した伝送路６へのアクセ
ス権の獲得制御に要する時間だけ、伝送路６上の信号を
遅延させる機能を有し、受信部55はトリガステーション
５宛てのパケット信号を検出しこれを受信する。

以上はトリガステーション５の送信動作の説明である
が、次にノードステーションの送信動作について説明す
る。

第１図（ｂ）に示すノードステーション内の制御信号検
出部18は、先に説明した第１のトリガ信号TG1を検出す
るとその出力18−１にし、第２のトリガ信号TG2を検出
すると出力18−２を１にし、さらにポーリング信号POL
を検出すると出力18−３を１にして送信制御部11に通知
する。従って送信制御部11は、出力18−１もしくは出力
18−２が１であるときには伝送路６上に最高優先度のパ
ケット信号を送信すべきであることを識別し、さらに出
力18−３が１になった回数を計数することにより第２位
以下の優先度を識別することができる。また、出力18−
１が１であるときにはマルチ周期Ｎ×Ｔが開始されたこ
とを、出力18−２が１であるときにはそれ以外の周期が
開始されたことを識別することができる。送信制御部11
は以上のようにして送信すべき優先度を識別したのち
に、アイドル検出部17が上流側ノードステーションによ
り送信されたパケット信号が通過した直後の伝送路６の
アイドル状態を検出すると伝送路６へのアクセス権を獲
得し、送信データメモリ12内から送信すべきデータを読
み出して送信バッファ16に格納するとともにスイッチ13
を介して送信を行なう。

なお、遅延回路14は、以上説明した伝送路６へのアクセ
ス権の獲得制御に要する時間だけ、伝送路６上の信号を
遅延させる機能を有し、受信部15は自ノードステーショ
ン宛てのパケット信号を検出しこれを受信する。

第３図は、トリガステーション５と各ノードステーショ
ンが送信する信号の流れを示す図であり、第３図（ａ）
は最高優先度の送信権獲得の様子を示し、（ｂ），
（ｃ）は一旦最高優先度の送信権を獲得した後に各ノー
ドステーションが送信する信号の流れを示す図である。

第３図（ａ）において、トリガステーション５は周期１
において第１のトリガ信号TG1を送信しマルチ周期Ｎ×
Ｔ（図においてＮは３の場合を示す）の開始を通知す
る。このときノードステーション３はすでに最高優先度
の送信権を獲得しており、TG1の通過直後にパケット信
号S3を送信する。次にトリガステーション５はポーリン
グ信号POLを送信して第２位の優先度の通信をポーリン
グする。このとき、ノードステーション１および４には
最高優先度の通信要求が生起しており、送信権獲得のた
めの送信を施行するパケット信号S1′,S4′が送信され
る。これらパケットはいずれも正常に送信が完了し、ノ
ードステーション１および４は最高優先度の送信権を獲
得し、次の周期２から最高優先度で送信を行なうことが
できる。

トリガステーション５が第２のトリガ信号TG2を送信し
て新たに周期２が開始されるとノードステーション１は
TG2の通過後に最高優先度のパケット信号S1を送信す
る。一方ノードステーション４はこの周期２内には送信
を開始していないが、送信権獲得のための送信の施行は
TG1で開始される周期内に限定しているためにノードス
テーション４は送信権を獲得したままの状態にあり、図
示をするように周期３においてパケット信号S4を送信す
る。さらに、一旦最高優先度の送信権を獲得したノード
ステーションは次にTG1が送信された新たにマルチ周期
Ｎ×Ｔが開始されたときに（図では周期４が新たなマル
チ周期の開始である）パケット信号の送信を行なえば継
続して送信権を獲得することができる。

なお、周期１の第２位の優先度で送信権を獲得できなか
ったノードステーションは、このマルチ周期の残りの周
期、すなわち2,3で上記の施行を再び行なうことは禁止
される。

第３図（ｂ），（ｃ）は一旦送信権を獲得したのちのノ
ードステーションの送信動作を説明する図であるが、こ
れについて第４図および第５図に示すノードステーショ
ン内の送信制御部11の詳細な構成を参照しながら説明を
行なう。

第３図（ｂ）に示すようにすでに送信権を獲得している
ノードステーション1,3および４は、TG1で始まるマルチ
周期の開始である周期１においてパケット信号S1,S3及
びS4を送信する。従ってこれら各ノードステーションは
次にTG1が送信されるまで送信権を獲得したままの状態
にある。しかし、すでに説明したように即時性が望まれ
るものの有意なデータが間欠的にしか生起しない通信に
あっては、送信権を獲得している間、常に送信権を獲得
るために必要なパケット信号を送信し続けることは無効
なパケットが伝送路６を占有することになり、伝送効率
の低下をもたらす。

第３図（ｂ）に示す周期２においてはノードステーショ
ン１には送信すべき有意なデータがなく、送信権獲得の
ために必要なパケット信号S1よりも短いダミーパケット
信号D1を送信する。さらに次の周期３においてはノード
ステーション1,3および４のいずれのノードステーショ
ンにも送信すべき有意なデータがなく、送信権獲得のた
めに必要なパケット信号よりも短いダミーパケット信号
D1,D3,D4を送信する。

第４図は、以上説明したような送信を行なうための各ノ
ードステーションの送信制御部11内の主に最高優先度の
通信を制御する部分を示す図であり、端末対応部111、
レジスタ112,113,114,115、セレクタ116、アドレスカウ
ンタ117、データ長カウンタ118、ORゲート119,120から
構成されている。

端末対応部111は、自己のノードステーションに収容さ
れている端末から送信すべきデータを受け取るとこれを
送信データメモリ12内に格納するとともにレジスタ112
にデータを格納した先頭アドレスを書き込み、レジスタ
113にこのデータの信号長を書き込み、さらにレジスタ1
14に送信すべき有意なデータをすでに書き込んだことを
示すために１を書き込む。なお、レジスタ115に送信す
べき有意なデータがない場合に送信するダミーパケット
信号の信号長をあらかじめ書き込んでおく。例えば、ダ
ミーパケット信号のINCOのフィールドのフィールド長が
０であるとすれば、ヘッダ部HDRのフィールド長をレジ
スタ115に書き込んでおく。セレクタ116はORゲート120
の出力が１の場合にはレジスタ113の値を出力し、ORゲ
ート120の出力が０の場合にはレジスタ115の値を出力す
る。アドレスカウンタ117、データ長カウンタ118には、
ORゲータ119の出力が１のときに各々レジスタ112、セレ
クタ116の出力値が格納される。

従って第３図（ｂ）の例では、ノードステーション１は
周期１において制御信号検出部18が第１のトリガ信号TG
1を検出し出力18−１が１になるとアドレスカウンタ117
には送信データメモリ12内のデータが格納された先頭ア
ドレスを、またデータ長カウンタ118にはレジスタ114の
値に関係なく、すなわち有意なデータがあるか否かにか
かわらずに、レジスタ113の値を格納し、アドレス検出
部17が上流側ノードステーションにより送信されたパケ
ット信号が通過した直後の伝送路６のアドレス状態を検
出して伝送路６へのアクセス権を獲得するとアドレスカ
ウンタ117の出力11−２に基づき、データ長カウンタ118
の値が０になるまで送信データメモリ12から送信すべき
データの読み出しを行ないパケット信号S1を送信する。
次の周期２においては送信制御部11は送信すべきデータ
がないのでレジスタ114に０を書き込む。制御信号検出
部18が第２のトリガ信号TG2を検出し出力18−２が１に
なるとアドレスカウンタ117には同様にして送信データ
メモリ12内のデータが格納された先頭アドレスを、また
データ長カウンタ118にはレジスタ114の値が０であるた
めに、すなわち有意なデータがないためにレジスタ115
の値を格納し、アドレス検出部17が前述のように伝送路
６へのアクセス権を獲得したあとダミーパケット信号D1
を送信する。

さらに第３図（ｃ）はノードステーション３が３つの端
末を収容し、ノードステーション３により送信されたパ
ケット信号S3が、端末１のパケット信号p1、端末p2のパ
ケット信号p2、端末３のパケット信号p3により構成され
ていることを示し、周期３においては端末２に送信すべ
き有意なデータがない場合には端末２にのみがダミーパ
ケット信号D2を送信することを示している。

第５図はこのように複数の端末を収容する場合の送信制
御部11内の詳細な構成を示す図である。

送信制御部は、端末対応部211、制御メモリ212,213,21
4、レジスタ215、セレクタ216、アドレスカウンタ217,2
22、保持回路223、データ長カウンタ218、ORゲート224,
120から構成されている。第４図の送信制御部11の構成
と比較すると先頭アドレスを格納するレジスタ112が制
御メモリ212に、データ長を格納するレジスタ113が制御
メモリ213に、送信すべき有意なデータがあるか否かを
格納するレジスタ114が制御メモリ214に置き換わった点
が主な違いである。

端末対応部211は収容されている端末の送信すべきデー
タを送信データメモリ12内に格納するとともに制御メモ
リ212にデータを格納した先頭アドレスを書き込み、制
御メモリ213にこのデータの信号長を書き込み、さらに
制御メモリ214に送信すべき有意なデータをすでに書き
込んだことを示すために１を書き込む。複数の送信デー
タを格納する場合には各送信データのこれら制御情報を
シーケンシャルに書き込む。なお、レジスタ215には送
信すべき有位なデータがない場合に送信するダミーパケ
ット信号の信号長をあらかじめ書き込んでおくのは先の
例と同様である。セレクタ216はORゲート120の出力が１
の場合には制御メモリ213の値を出力し、ORゲート120の
出力が０の場合にはレジスタ215の値を出力する。保持
回路223は制御信号検出部18のTG1の検出出力18−１を周
期Ｔの時間保持する。このためTG1で開始される周期内
はORゲート120の出力は１となりセレクタ216の出力は制
御メモリ213の値となる。またアドレスカウンタ222はTG
1およびTG2の検出出力18−1,18−２によりORゲート224
を介して初期化され、一つのパケット信号を送信し終わ
る毎にその内容がインクリメントされる。従って、制御
メモリ212,213,214内のデータはアドレスカウンタ222の
出力により各周期毎に先頭アドレスからシーケンシャル
に読み出され、アドレスカウンタ217、データ長カウン
タ218には各々制御メモリ212、セレクタ216の出力値が
一つのパケット信号の送信を終了するたび毎に格納され
る。

〔発明の効果〕

以上説明してきたように本発明によれば、即時性が望ま
れるものの送信すべきデータが間欠的にしか発生しない
ように通信に対して、送信すべきデータが発生した場合
には即座にこれを送信し、送信すべき有意なデータがな
い場合には送信権のみを保持すつつ伝送容量は待時系の
通信に割り当てることを簡単な制御で実施できるので、
即時系の通信を効率良く収容することができ得られる効
果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、トリガステーションおよびノードステーショ
ンの構成をそれぞれ示す図、 第２図はパケット信号のフレーム構成を示す図、 第３図および第７図は信号の流れを示す図、 第４図および第５図はノードステーション内の送信制御
部内の構成を示す図、 第６図はループネットワークの構成を示す図である。 1,2,3,4……ノードステーション ５……トリガステーション ６……伝送路 11……送信制御部 11−1,111−２……送信制御部の出力 12……送信データメモリ 13,53……スイッチ 14,54……遅延回路 15,55……受信部 16,56……送信バッファ 17,57……アイドル検出部 18……制御信号検出部 18−1,18−2,18−３……制御信号検出部の出力 51……制御信号送信部 51−1,51−2,51−３……制御信号送信部の出力 52……タイマ 111,211……端末対応部 112,113,114,115,215……レジスタ 116,216……セレクタ 17,217,222……アドレスカウンタ 118,218……データ長カウンタ 212,213,214……制御メモリ 119,120,224……ORゲート

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トリガステーションと複数のノードステー
   ションがループ状に接続され、前記トリガステーション
   は、一定の周期でトリガ信号を送出して最高優先度の通
   信をポーリングし、前記周期内にあってポーリング信号
   を送信して優先度の高い通信から順にポーリングするル
   ープネットワークにおいて、前記トリガ信号として第１
   および第２のトリガ信号を設け、前記トリガステーショ
   ンが第１のトリガ信号を送出した周期においてのみ、新
   たに最高優先度で送信を行ないたいノードステーション
   が送信権獲得のための送信の施行を行ない、送信ができ
   た場合に最高優先度の送信権を獲得し、さらに一旦最高
   優先度の送信権を獲得したノードステーションは、前記
   トリガステーションが第２のトリガ信号を送信した周期
   において自己のノードステーション内に送信すべき有意
   な信号がない場合には送信権獲得のために送信する信号
   よりも短い信号を送信することを特徴とするループネッ
   トワークにおける最高優先度の通信方法。
2. 【請求項２】前記トリガステーションは、前記周期の２
   以上の整数倍の周期でのみ前記第１のトリガ信号を送信
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のルー
   プネットワークにおける最高優先度の通信方法。
3. 【請求項３】トリガステーションと複数のノードステー
   ションとがループ状に接続され、前記トリガステーショ
   ンは、一定の周期でトリガ信号を送出して最高優先度の
   通信をポーリングし、前記周期内にあってはポーリング
   信号を送信して優先度の高い通信から順にポーリングす
   るネットワークにおいて、前記トリガステーションは、
   前記トリガ信号として第１および第２のトリガ信号を送
   信する手段を具備し、前記ノードステーションは、第１
   のトリガ信号を検出する第１の検出部と、第２のトリガ
   信号を検出する第２の検出部と、送信すべき信号を格納
   する送信バッファ部と、前記送信バッファ部内の信号を
   送信するための制御情報を記憶する第１の制御情報蓄積
   部と、前記送信バッファ部内に送信すべき有意な信号が
   格納されているか否かを記憶する第２の制御情報蓄積部
   と、送信すべき有意な信号がない場合に送信する信号の
   制御情報を記憶する第３の制御情報蓄積部と、前記第１
   および第２および第３の制御情報蓄積部の内容に基づき
   信号を前記伝送路上に送信する送信制御部を具備し、す
   でに最高優先度の送信権を獲得したノードステーション
   は、前記第１の検出部が第１のトリガ信号を検出した周
   期においては、前記送信制御部により前記第１の制御情
   報蓄積部の内容に基づき前記送信バッファ部内の信号を
   送信し、前記第２の検出部が第２のトリガ信号を検出し
   た周期において、前記第２の制御情報蓄積部に送信すべ
   き有意な信号があることが記憶されている場合にあって
   は前記第１の制御情報蓄積部の内容に基づき信号を送信
   し、前記第２の制御情報蓄積部に送信すべき有意な信号
   がないことが記憶されている場合にあっては前記第３の
   制御情報蓄積部の内容に基づき信号を送信することを特
   徴とするループネットワークにおける最高優先度の通信
   装置。