JPH0797773B2

JPH0797773B2 - 蓄積型星状通信網

Info

Publication number: JPH0797773B2
Application number: JP61035030A
Authority: JP
Inventors: 修孝丸山
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1986-02-21
Filing date: 1986-02-21
Publication date: 1995-10-18
Anticipated expiration: 2010-10-18
Also published as: JPS62194761A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、蓄積型星状通信網に関するものであり、特
に、データパケットの衝突がなく、かつ回線交換網、パ
ケット交換網あるいはハイブリッド交換網として利用で
きる蓄積型星状通信網に関するものである。

（従来の技術）従来の星型通信網を第６図を参照して説明する。

従来の星型通信網は、図示されているように、集中局１
に、送信線2a〜2nおよび受信線3a〜3nを介して、複数個
の局端末装置Ａ〜Ｎが接続されている。

いま、Ａ局端末装置Ａからデータパケットが送出される
と、該データパケットはＡ局送信線2aを通り、集中局１
に送られる。集中局１はＡ局端末装置Ａからデータパケ
ットを受信すると、これを全端末装置へＡ〜Ｎ局受信線
3a〜3nを介して送信する。Ａ〜Ｎ局端末装置は、送信さ
れてきたデータパケットが自局宛かどうか判断し、自局
宛であれば、該データパケットを受信する。

各端末装置は常に受信線3a〜3nから入ってくる信号を監
視し、該受信線に何らかのデータパケットが伝送されて
いると自局から送信できない構成となっているので、上
位階層から送信要求のあった端末装置は前記データパケ
ットの受信終了を待って送信を開始する。この時、２局
以上に送信要求があると、データパケットの送信が同時
に開始されるため、データパケットの衝突が起こる。こ
の衝突は、集中局１によって検出される。集中局１は衝
突を検出すると、全ての端末装置Ａ〜Ｎへ、これを知ら
せる。

集中局１から網又は回線上に衝突が起きていることを知
らされると、該衝突の原因となっているデータを送信し
ている端末装置は送信を停止する。そして、バックオフ
アルゴリズムなどの再送出のための処理を行なう。

この様子を第７図のタイムチャートで説明する。まず、
Ａ局端末装置から送信要求があったとするとＡ局端末装
置から送出されたデータパケット（Ａ局パケット）はＡ
局送信線2aを経て、集中局１に送られ、次いで各受信線
3a〜3nに送られる。Ａ局パケットが送信されている間に
ＢおよびＣ局端末装置から送信要求が起ると、これらの
端末装置はＡ局パケットの送信終了を待って、一斉に送
出を開始する。そうすると、網上にデータの衝突が起
き、集中局１から各受信線3a〜3nに衝突信号が送出され
る。このため、ＢおよびＣ局端末装置は送信を停止す
る。前記バックオフアルゴリズムなどの再送出のための
処理が完了すると、衝突後に送信要求をしたＤ局端末装
置が送信権を獲得しデータパケット（Ｄ局パケット）を
送出する。

（発明が解決しようとする問題点）上記した従来の技術は、次のような問題点を有してい
た。

（１）各端末装置はデータパケット送出時に、他局が送
出しているかどうかを判断しなければならず、また衝突
時にはデータパケットの送出を中止しバックオフアルゴ
リズムなどで再送出の処理を行なう必要があるので、各
端末装置のハードおよびソフトの構成が複雑になる。

（２）衝突が起き、集中局１から衝突信号が出力されて
いる間は各端末装置はデータパケットを網上に送出でき
ないので、一定時間内に網にアクセスする端末装置が増
えると衝突する確率が大きくなる。このため、衝突信号
が集中局１から出力されている時間が長くなり、実際の
物理的伝送容量よりかなり低い伝送容量しか保障されな
い。

（３）全ての端末装置が衝突検出を行なうには、最小パ
ケット長を最大システムのラウンドトリップ時間よりも
長くしなければならないので、最大システム長が該最小
パケット長で限定される。このため、システム構築の柔
軟性に欠けている。

（４）衝突により遅延時間にばらつきが生ずるため、会
話型の音声通信のように実時間上での送受対応関係が重
視される実時間伝送には不適当となる。

本発明は、前述の問題点を解決するためになされたもの
である。

（問題点を解決するための手段および作用）前記の問題点を解決するために、本発明は、複数個の端
末装置と、それらの端末装置から送信されたデータパケ
ットを集中的に中継し各端末装置へ分配する集中局と、
各端末装置と集中局間に二方向性通信チャネルを有し、
集中局の各端末インタフェースが、それぞれ少なくとも
１パケット分の受信メモリを有する蓄積型星状通信網に
おいて、前記集中局は、一定の時間枠に一度各端末の前
記受信メモリをポーリングし、該受信メモリにデータパ
ケットが入っていれば該受信メモリを順次あるいは無秩
序にアクセスしてデータを読出し、各端末装置に分配す
ることにより、回線交換網、パケット交換網、すなわち
ハイブリッド交換網を実現した点に特徴がある。

（実施例）以下に図面を参照して、本発明を詳細に説明する。

以下に、本発明を実施例によって説明する。第１図は本
発明の一実施例の概略ブロック図、第２図は第１図の制
御回路の一具体例を示すブロック図である。

第１図に示されているように、A,B,…,N局端末装置は、
それぞれ送信線6a,6b,…,6nおよび受信線7a,7b,…,7n
（又は、７）を介して集中局５に接続されている。集中
局５は各端末インターフェースに設けられたA,B,…,N極
端末装置に対応する受信メモリ5a,5b,…,5nと、制御回
路5pとから構成されている。

該受信メモリ5a,5b,…,5nの各々は、少なくとも１デー
タパケットの容量を有しており、データが空の時にはエ
ンプティ（empty）線11上にオンのエンプティ信号を出
力し、逆にデータが入っている時にはオフのエンプティ
信号を送出する機能を有している。また、該受信メモリ
の各々は、制御回路5pからメモリリード（memory rea
d）線13を通ってリード信号が来ると、記憶されている
データパケットの先頭よりデータ線12上に網速度と同じ
速度でデータを読み出し、この読み出しが終了すると、
エンプティ信号をオンにして、エンプティ線11上に送出
する。さらに、制御回路5pからメモリクリア（memory
clear）線14を通って、クリア信号が送られてくると、
メモリをクリアする機能を有している。

制御回路5pは、ある一定の決められたフレーム時間Ｔ
に、一度各受信メモリのエンプティ信号をポーリングし
て、各受信メモリ5a,5b,…,5nの状態を見る。この時、
オフのエンプティ信号を送出している受信メモリがあれ
ば、すなわちデータパケットを記憶している受信メモリ
があると、１フレームに一度これらからデータを読み出
す。そして、データ線12を経て送られてきたデータパケ
ットを受信線７に送出することにより回線交換を実現す
る。

次に、制御回路5pの構成および動作を、第２図を参照し
てより詳細に説明する。

フレームカウンタ21は予め決められた時間間隔（フレー
ム時間）Ｔに一度フレームタイミング信号21aを送出す
る。フレーム制御モジュール22は該フレームタイミング
信号21aによって起動される。フレーム制御モジュール2
2は、該起動により、エンプティ線11から送られてくる
エンプティ信号がオンかオフかをポーリングにより調
べ、オフの局の識別データを送出パケット順序記憶メモ
リ23に登録する。送出パケット順序記録メモリ23は、前
フレームまでに登録された局の識別データを有している
ので、現フレームでエンプティ信号がオフになった局
は、前記前フレームまでに登録された局の次に登録され
る。

例えば、前フレームでＢ局だけが送信を行なっている時
には、前記送出パケット順序記録メモリ23に格納されて
いる識別データは第３図（ａ）に示すように、Ｂ局だけ
が登録され、他のメモリエリアは空き（null）の状態に
ある。次に、現フレームで、Ａ局受信メモリ5aから送出
されるエンプティ信号がオフになると、フレーム制御モ
ジュール22はこれを検知し、送出パケット順序記録メモ
リ23にＡ局の識別データを登録する。この結果、送出パ
ケット順序記録メモリ23内のデータは同図（ｂ）のよう
に、Ｂ局の次にＡ局の識別データが入る。

一方、前フレームで、同図（ｃ）に示されているよう
に、B,AおよびＤ局が送信を行なっている時に、現フレ
ームでＡ局が送信を終了すると、送出パケット順序記録
メモリ23内のＡ局は登録を抹消され、前記送出パケット
順序記録メモリ23に格納されている識別データは同図
（ｄ）のようになる。すなわち、Ａ局は消去され、Ａ局
の下にあったＤ局が一つ上の位置にシフトされる。

回線制御モジュール24は、フレームタイミング信号21a
が入力して来ると、送出パケット順序記録メモリ23を先
頭から順に参照し、まず先頭に登録されている第１の局
に対してリードスタート信号24aを送出する。該リード
スタート信号24aが送られてくると、読み出し信号ジェ
ネレータ25はメモリリード信号を生成し、前記第１の局
に送出する。該第１の局の受信メモリは、該メモリリー
ド信号を受信すると、データを読み出される。この読み
出されたデータは、データ線12を介してトランスミッタ
26に入力する。トランスミッタ26は読み出し信号ジェネ
レータ25から送られてくる出力クロック信号と同期して
受信線７にデータを送出する。これにより、Ａ〜Ｎ局端
末装置は該データパケットを受信する。

この第１の局の受信メモリのデータの送出が終わり、該
受信メモリからエンプティ線11を通って出力されるエン
プティ信号がオンになると、読み出し信号ジェネレータ
25はこれを検知し、該局に対するメモリリード信号の送
出を停止する。また、回線制御モジュール24は該エンプ
ティ信号がオンになったことを検知すると、送出パケッ
ト順序記録メモリ23の第２番目のエリアに登録されてい
る第２の局を読み出し、該第２の局に対してリードスタ
ート信号24aを送出する。そうすると、前記と同様にし
て、読み出し信号ジェネレータ25はメモリリード信号を
生成し、第２の局の受信メモリにこれを送る。これによ
って、第２の局の受信メモリはデータを読み出され、こ
の読み出されたデータは、トランスミッタ26を通って読
み出し信号ジェネレータ25から出力される出力クロック
信号と同期して受信線７を通ってＡ〜Ｎ局端末装置へ送
られる。

以下同様に、送出パケット順序記録メモリ23に登録され
ている局に対応する受信メモリから順次データが読み出
され、各端末装置へ送出される。

なお、１フレーム内に送出しきれないデータについて
は、回線制御モジュール24が該データを記憶している局
の受信メモリに対して、リードスタート信号とクリア信
号ジェネレータ27より発生されるメモリクリア信号とを
送ることにより、該受信メモリを強制的にクリアする。

上記のようにして、１フレーム時間に各端末装置から送
出されたデータパケットが送り出され、１フレーム時間
が過ぎると、フレームカウンタ21から再びフレームタイ
ミング信号21aが出力される。そうすると、新しく送信
要求のあった局が送出パケット順序記録メモリ23に新に
追加されると共に、送信を終了した局は抹消されて、デ
ータが更新された送出パケット順序記録メモリ23内の識
別データにより、前記と同様の動作が繰返し行なわれ
る。

以上が制御回路5pの動作であり、本実施例によれば、受
信メモリ5a〜5nに記憶されたデータパケットは、送出パ
ケット順序記録メモリ23に登録された順に、毎フレーム
送出されることは理解できよう。

次に、本実施例のＡ〜Ｎ局端末装置の機能について説明
する。各端末装置は、自局がデータパケットを対応の受
信メモリ5a〜5nに送出するとパケット送出禁止状態にな
り、集中局５より自局が送出したデータパケットが送ら
れてきたのを確認するまでこの禁止状態を続ける。した
がって、該禁止状態の間に、上位階層よりデータパケッ
トの送出要求があっても、端末装置はデータパケットを
受信メモリに送出することはできない。端末装置は、自
局より送出したデータパケットが集中局５から送られて
きたのを確認すると、始めて前記パケット送出禁止状態
を解除し、上位階層から要求のあった次のデータパケッ
トの送出が可能になる。

なお、１フレーム時間以上経過しても、自局パケットを
集中局５から受け取らない時は、回線が満杯状態のた
め、送出パケットが集中局によりクリアされたことを認
識し、次のデータパケットを受信メモリに送出する。こ
れを実現するためには、各端末装置はそれぞれの中に２
フレーム時間のタイマを持ち、自局がデータパケットを
送出した後２フレーム時間以内に自局のデータパケット
を受信しない時には、自局のデータパケットはクリアさ
れたものとに認識し、パケットを再送出する機能をもつ
ことが必要である。

上記の動作によって各端末装置からデータパケットが回
線に送出される様子の一例を第４図のタイムチャートで
示す。

ある１フレーム（Ｔ）期間にA,D,C,B局端末装置の順序
でデータの送信要求があったとすると、A,D,C,B局パケ
ットデータはそれぞれの送信線を経て、それぞれの受信
メモリに格納され、かつ前記送出パケット順序記録メモ
リ23にこの順序で登録される。次の１フレーム期間で
は、該送出パケット順序記録メモリ23の局識別データが
登録順で読み出され、これに対応するデータパケットが
各受信メモリから読み出されて、回線に送り出される。
このため、各受信線には、図示されているように、A,D,
C,B局パケットの順で伝送される。すなわち、各端末装
置から送信要求のあった順番に送信され、かつ送信が終
了しない限り毎フレームにおいて、この順番で送信され
る。

以上は本実施例を回線交換網として用いた場合であった
が、本発明はこれに限定されず、パケット交換網あるい
はハイブリッド交換網として利用することができる。な
お、回線交換網は一定のタイムスロットに一度、必ず一
定量のパケットを送出するできるようにしたシステムで
あり、一方、パケット交換網は回線を専有しないが変化
するパケット長のデータを送出できるようにしたシステ
ムである。

次に、上記本実施例がパケット交換網として利用できる
理由について説明する。いま、第１図のA,B,CおよびＤ
局にデータパケットを送出する要求が発生すると、Ａ〜
Ｄ局端末装置は送信線6a〜6dを介してデータパケットを
Ａ〜Ｄ局受信メモリ5a〜5dに送る。この時、Ａ〜Ｄ局端
末装置は送出禁止状態になる。

集中局５のフレーム制御モジュール22は次のフレームの
始めに、各受信メモリ5a〜5nから送られてくるエンプテ
ィ信号をポーリングし、オフのエンプティ信号を有する
Ａ〜Ｄ局を送出パケット順序記録メモリ23に登録する。
一方、回線制御モジュール24はフレームタイミング信号
21aが入力して来ると、送出パケット順序記録メモリ23
をアクセスし、登録されている局の受信メモリに前記と
同様にリードスタート信号を送出して、データを読み出
す。

このように、多くの局が同時に送信要求を行なっても、
本実施例によればデータの衝突を起こすことなくパケッ
ト交換網としてデータの伝送を行なうことができる。

なお、多くの局が同時に送信要求を行ない、１フレーム
時間内に受信メモリから送出されないデータが発生する
と、このデータは、クリア信号ジェネレータ27から発生
されるメモリクリア信号によりクリアされるのは、前記
回線交換網として用いた場合と同様である。

上記の動作によって各端末装置からデータパケットが回
線に送出される様子の一例を第５図のタイムチャートで
示す。

ある１フレーム（Ｔ）期間にA,D,C,B局端末装置の順序
でデータの送信要求があったとすると、A,D,C,B局パケ
ットデータはそれぞれの送信線を経て、それぞれの受信
メモリに格納され、かつ次のフレームタイミングパルス
でポーリングされ前記送出パケット順序記録メモリ23に
登録される。次の１フレーム期間では、該送出パケット
順序記録メモリ23の局識別データが読み出され、これに
対応するデータパケットが各受信メモリから読み出され
て、回線に送り出される。

以上のように、本実施例によれば、回線交換と全く同じ
手順で、パケット交換としての伝送を行なうことができ
る。また、両者が混在すればハイブリッド交換となる。

（発明の効果）本発明によれば、各端末装置から送信要求があると、送
信要求のあったデータパケットを一旦受信メモリに蓄積
すると共に、どの受信メモリにデータが記憶されている
かを送出パケット順序記録メモリに登録し、この登録さ
れたデータを用いて送信順序を決めるようにしているの
で、次のような種々の効果が達成される。

（１）衝突によって発生した無効データが回線上を流れ
ることがなくなるので、物理容量近くまで回線を効率的
に使用することができる。

（２）集中局は衝突の検出や衝突信号の送出をしなくて
よくなる。また、各端末装置は衝突時にデータパケット
の送出を中止する処理、あるいはバックオフアルゴリズ
ムなどの再送出のための処理は不必要になる。このた
め、ハードおよびソフトの両面で簡単になる。

（３）衝突検出のために必要であった最大システム長を
設定する必要がなくなるため、最大システム長は、送受
信線の両端のドライバおよびレシーバの能力に依存する
ようになる。また、スルーレピータなどを用いれば、前
記ドライバやレシーバの能力を超える遠方にまで、シス
テム長を延長することができる。したがって、大きなシ
ステムを作ることができる。なお、ゲートウェイを用い
ると、他のシステムの端末装置との通信を行なうことが
できることは、自明である。

（４）本発明を回線交換網で使用すると、会話型の音声
通信のように実時間上での送受対応関係が重視される実
時間伝送に好適となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のブロック図、第２図は第１
図の制御回路の一具体例を示すブロック図、第３図は第
１図の送出パケット順序記録メモリ内の局識別データの
概念図、第４図および第５図は、それぞれ、本発明を回
線交換網およびパケット交換網として利用した時のデー
タパケットのタイムチャート、第６図は従来の星状通信
網のブロック図、第７図は従来の通信網を用いた時のデ
ータパケットのタイムチャートを示す。Ａ〜Ｎ……局端末装置、５……集中局、5a〜5n……受信
メモリ、5p……制御回路、21……フレームカウンタ、22
……フレーム制御モジュール、23……送出パケット順序
記録メモリ、24……回線制御モジュール、25……読み出
し信号ジェネレータ、26……トランスミッタ、27……ク
リア信号ジェネレータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数個の端末装置と、それらの端末装置か
ら送信されたデータパケットを集中的に中継し各端末装
置へ分配する集中局と、各端末装置と集中局間に二方向
性通信チヤネルを有し、集中局の各端末インタフェース
が、それぞれ少なくとも１パケット分の受信メモリを有
する蓄積型星状通信網において、前記集中局は、一定の時間枠（以下、１フレームと呼
ぶ）に一度各端末の前記受信メモリをポーリングする手
段と、該手段から得られた情報に基づいてデータパケッ
トが記憶されている受信メモリの識別データを記憶する
メモリ手段と、前記１フレームの間に、該メモリ手段に
登録された全部の識別データに対応する受信メモリか
ら、データパケットを順次読出し、読出したデータパケ
ットを各端末装置に分配するデータ読出し・分配手段と
を具備したことを特徴とする蓄積型星状通信網。
【請求項２】前記受信メモリは、データ記憶の有無の信
号を出力することを特徴とする前記特許請求の範囲第１
項記載の蓄積型星状通信網。
【請求項３】前記フレームは、フレームカウンタによっ
て管理されていることを特徴とする前記特許請求の範囲
第１項記載の蓄積型星状通信網。
【請求項４】前記データ読出し・分配手段は、前記メモ
リ手段を毎フレーム定められた順序でアクセスする回線
制御手段を含むことを特徴とする前記特許請求の範囲第
１項記載の蓄積型星状通信網。
【請求項５】前記データ読出し・分配手段は、前記メモ
リ手段を毎フレーム不規則な順序でアクセスする回線制
御手段を含むことを特徴とする前記特許請求の範囲第１
項記載の蓄積型星状通信網。
【請求項６】前記データ読出し・分配手段は、１フレー
ムを定められた順番と不規則な順番とに区分して前記メ
モリ手段にアクセスする回線制御手段を含むことを特徴
とする前記特許請求の範囲第１項記載の蓄積型星状通信
網。
【請求項７】前記データ読出し・分配手段は、指定され
た受信メモリからデータパケットを網速度と同じ速度で
読み出すためのリード信号を発生する手段と、該受信メ
モリをクリアする信号を発生する手段とを含むことを特
徴とする前記特許請求の範囲第１項記載の蓄積型星状通
信網。
【請求項８】前記複数個の各端末装置は、データパケッ
ト送出後にパケット送出禁止状態となり、前記集中局よ
り自局が送出したパケットが送られてきたのを確認する
と、前記パケット送出禁止状態を解除する手段を具備し
たことを特徴とする前記特許請求の範囲第１項記載の蓄
積型星状通信網。
【請求項９】前記複数個の各端末装置は、データパケッ
トを送出後、２フレーム時間以内に、自局が送出したデ
ータパケットが送られて来たのを確認できない時に、デ
ータパケットを再送出する手段を具備したことを特徴と
する前記特許請求の範囲第１項記載の蓄積型星状通信
網。