JPH11514812A

JPH11514812A - 動的信号送受信の方法及び構成

Info

Publication number: JPH11514812A
Application number: JP9534328A
Authority: JP
Inventors: リンドグレン・ペア; ボウム・クリスター; ゴウフィン・ラース; ラムフェルト・ラース
Original assignee: ネットインサイトエブ
Priority date: 1996-03-25
Filing date: 1997-03-25
Publication date: 1999-12-14
Also published as: US6157656A; CA2222037C; SE9601131D0; BR9702222A; CA2222037A1; EP0865697A1; WO1997036401A1; SE506548C2; CN1183188A; SE9601131L; CN1091989C; AU2314897A

Abstract

(57)【要約】この発明は、動的同期転送モード（ＤＴＭ）ネットワーク等のネットワークにおける動的信号送受信のための方法および構成に関する。ネットワークの帯域はサイクルに分割され、それらはさらに制御信号送受信用制御スロットおよびデータ転送用データスロットに分割される。好ましくは、各ノードまたは或るノードはスロットへのアクセスを制御するノードコントローラを有する。この発明によれば、データスロットは動的制御スロットと呼ばれる制御スロットに変換され、または制御スロットはデータスロットに変換されて、ノードの信号送受信容量を変更する。動的制御スロットはポイント間マルチキャストまたはブロードキャスト信号送受信に使用し得る。

Description

【発明の詳細な説明】動的信号送受信の方法および構成技術分野この発明は動的同期転送モード（Ｄynamic Ｓynchronous Ｔransfer Ｍode− ＤＴＭ）ネットワーク等の時間多重ネットワークにおける動的信号送受信（dyna mic signaling）の方法および構成に関する。従来技術ＤＴＭは広帯域ネットワークアーキテクチャである（たとえば、Ｈigh Ｓpeed Ｎetwork(高速ネットワーク)，第３巻，Ｎo.２第109-126頁,1994年発行、のＣh rister Ｂohm（クリステルボーム）,Ｐer Ｌindgren（ペアリンドグレン）, Ｌars Ｒamfelt（ラースラＮetwork(ＤＴＭギガビットネットワーク)」；およびＣomputer Ｎetworks and ＩＳＤＮＳystems（コンピュータネットワークスおよびＩＳＤＮシステムス）, 第２４巻,Ｎo.2,第119-139頁，４月，1992年発行、のＬars Ｇauffin（ラースゴーフィン）,Ｌars よる「Ｍulti-gigabit Ｎetworking Ｂased on ＤＴＭ(ＤＴＭに基くマルチギガビットネットワーキング)」を参照）。ＤＴＭは公共ネットワークならびにローカルエリアネットワーク(Ｌocal Ａre a Ｎetworks−ＬＡＮ)において使用されるように意図された回路切換え型ネットワークである。これは通信アブストラクション（communicating abstraction）としてチャネルを使用する。これ等のチャネルは種々の点で電話回線とは異なっている。第１に、確立遅延が短く、ユーザ要求の変更に迅速に対処するよう資源が動的に割付け／再割付けされる。第２に、それ等は単向方式であり、通信が単一方向のときオーバーヘッドを最小化する。第３に、それ等は多ビットレートを付与し、ユーザ容量要件の大幅な変化に対して支援する。最後に、それ等はマルチキャストであり、異なる宛先を可能にする。ＤＴＭチャネルは回路に対し多くの有益な特性を付与する。チャネル確立後に制御情報の転送がなく、大量のデータ転送に対して極めて高いネットワーク資源の利用度が得られる。リアルタイムでのトラヒックの支援は当然行われ、ネットワーク内部での監視、幅奏制御またはフロー制御の必要性はない。制御情報はデータ情報から分離され、データはネットワークスイッチによる操作なしにネットワークを介して迅速に流れる。切換え遅延は無視し得る程度（たとえば、125μs 未満）であり、ＡＴＭ（Ａsynchronous Ｔransfer Ｍode−非同期転送モード）におけるようなバッファオーバフローによるデータ損失の可能性はない。ビット誤り率は基礎を成すメディア技術に基づき、チャネルセットアップ時の資源の正確な保存により切換えは簡易かつ迅速である。ＤＴＭは旧来の回路切換え式ネットワークでは不十分な領域で良好な性能を示し得る。たとえば、動的帯域割付け，チャネル確定遅延，および共用メディアネットワーク等である。ＤＴＭネットワークの基本構成は、好ましくは、全ノードを接続する２本の一方向光ファイバを備えたバスから成るが、その他の種類の構成、たとえば、リングまたはハブ構造、によっても実現可能である。ＤＴＭ媒体アクセスプロトコルは時分割多重方式である。バスの帯域は125μsサイクルに分割され、それらはさらに64ビットのタイムスロットに分割される。１サイクル内のスロット数はこのようにネットワークのビットレートに基づいている。タイムスロットは制御スロットとデータスロットの２グループに分類される。制御スロットはネットワークの内部動作用メッセージの搬送用として使用される。データスロットはユーザデータの転送用に使用される。一般に、各ネットワークノードには、ノードコントローラが設けられ、これは、好ましくは、データスロットへのアクセスを制御しおよびネットワーク管理動作を行う。制御スロットは専らノードコントローラ間のメッセージに使用される。各ノードコントローラは、好ましくは、各サイクルでそれが制御メッセージを他のモードにブロードキャストするために使用する少なくとも１個の制御スロットへの書込み許可を行う。ここで、ブロードキャストとは、伝送媒体が単一方向の場合、バス上の全下流ノードへ情報を送信することをいう。制御スロットへの書込みアクセスは専用的であるため、ノードコントローラは他のノードおよびネットワーク負荷に拘わらずいつでもその制御スロットにアクセスできる。しかし、同一バス上に多数のノードが存在する場合、制御スロットにより表される信号送受信オーバヘッドは全容量の大部分を構成することになる可能性がある。したがって、制御信号送受信容量は可能な限り低く維持するのが望ましい。他方、制御信号送受信容量はアクセス遅延および利用率の双方に対するネットワーク性能の大部分を決定する。このため、制御信号送受信が多量な期間では、制御信号送受信容量を高めることが好都合である。また、制御信号送受信の需要は異なるノード間で大幅に変化し、或る単一ノードについても時間毎に変化し得る。発明の概要この発明の目的は、帯域が複数サイクルに分割され、それらがさらに制御信号送受信用の制御スロットとユーザデータ転送用のデータスロットとに分割されるＤＴＭネットワーク等のネットワークでの制御スロットおよびデータスロットの使用を最適化することにある。データ通信用として高い帯域を有し、かつ要求されたときの制御信号送受信に対して大きな容量を有することが望ましい。これは、後に記載するクレームに従った方法、コントローラ、ノードおよびネットワークにより達成される。したがって、この発明によれば、制御信号送受信のニーズに応じてノードの制御信号送受信容量を動的に調整する手段が提供される。動的信号送受信の概念では、ノードの信号送受信容量はデータスロットの動的制御スロットと呼ばれ得る制御スロットへの変換により増加され、および制御スロット、好ましくは上記動的制御スロット、のデータスロットへの変換により減少される。好ましい一実施態様では、静的制御スロットと呼ばれるサイクル当りの１スロットまたはｎ回サイクル当りの少なくとも１スロット（ｎは好ましくは１およびＤＴＭバス上のノード数の間で選択される）は未変換状態に残される。データスロットがノードに関連する制御スロットへ変換されたとき、全てのまたは関連する下流ノードは静的制御スロットに送出された状態メッセージを介して変換に関する情報を付与され得る。データスロットを制御スロットへまたはその逆にノードが変換すべきか否かを決定する手段として、ノード内の出力制御スロットについての待ち行列長さを使用することができる。変換されたスロットは、ポイント間マルチキャストまたはブロードキャスト信号送受信のいずれかに使用可能である。この動的信号送受信概念はスロット再使用方法と組合わせることが可能であり、バスまたはリングの非接続セグメントを介した同一スロットでの同時の制御信号送受信およびユーザデータ伝送を可能にする。したがって、この発明によれば、上述の問題は各ノードに関する制御信号送受信帯域を動的に最適化することにより回避できる。この発明の利点は、特に低ビットレートのネットワークの性能を大幅に向上させる簡易かつ実施容易な機構を提供できることである。サイクル当り少なくとも１スロットを静的制御スロットとして未変換状態に残せば、プロトタイプの構成に対するハードウェア変更の必要はなくなる。この発明のさらなる利点は、制御信号送受信オーバヘッドを最小化することにより各バスまたはリングへより多数のノードを接続することができることにある。さらに別の利点は、如何なる種類の装置でも信号送受信の必要性とは独立にネットワークに接続することができることである。この発明のさらに他の利点は、動的制御スロットを１個または数個の他のノードに対する信号送受信に使用するとき、残るノード上の負荷が増大することがないことである。さらに他の利点は、スロット再使用方法と組合わせたとき、帯域利用率の向上が達成されることである。この発明の他の局面および特徴は以下に添付した請求の範囲および詳細な説明から明らかとなるであろう。図面の簡単な説明この発明の例示実施例を、添付図面を参照しながら以下により具体的に記載する。図１はデュアルバスＤＴＭネットワークの概略図解であり；図２はデータスロットおよび制御スロットを備えるＤＴＭ125μsサイクルの概略図解であり；図３は実施例による基礎フレーム内で同一制御スロットを共有するがサイクルは異なるｎ個のノードの概略図解であり；図４は実施例による異なる仮想ネットワークを規定する異なる信号送受信チャネルの概略図解であり；図５は実施例によるポイント間信号送受信チャネルの概略図解であり；そして図６−図９は動的信号送受信を含むシミュレーション結果の概略図解である。発明の詳細な説明まず、図１および２を参照して、動的同期転送モード媒体アクセス制御（Ｄyn amic Ｓynchronous Ｔransfer Ｍode Ｍedium Ａccess Ｃontrol-ＤＴＭＭＡＣ）型プロトコルについて述べる。一例としてのＤＴＭネットワークの基本構成は、図１に示すように、全ノードを接続する２本の単方向光ファイバを備えるバスから成る。異なるビットレートの数本のバスが接続可能であり、任意の多段ネットワークを形成する。現行のプロトタイプの構成では、バスは二次元メッシュに組込むことができる。２本のバスの接続点のノードはこれら２本のバス間のデータスロットを同時に切換えることができる。このことによりノードを介して一定の遅延で効率的に切換えることが可能になる。ＤＴＭにおける主要な通信アブストラクションはマルチレート、マルチキャストチャネルである。ＤＴＭ媒体アクセスプロトコルは、図２に示すように、時分割多重方式である。バスの帯域は125μsサイクルに分割され、これらはさらに６４ビットのタイムスロット（またはショート用スロット）に分割される。１サイクルでのスロット数はネットワークのビットレートに依存する。たとえば、6.4 Ｇbit／sのネットワークでは、サイクル当り概略12500個のスロットが存在する。ＤＴＭプロトコルでは、制御情報はデータから分離される。この種の帯域外制御送受信を使用することにより、入力データを高速で処理する必要性は減少する。すなわち、制御情報を含むメッセージは、端末ユニットへ向けられた入力データを処理する必要がなく、直接受信ノード内のプロトコル処理ユニットに送出される。これを遂行するために、スロットは制御スロットとデータスロットの２グループに論理的に分割される。制御スロットは、チャネル設定、チャネル開放および帯域再割当て用メッセージ、等のネットワークの内部動作用メッセージの搬送に使用される。データスロットは、ユーザデータを転送するために使用され、中間ネットワークノードによって翻訳が行われることはない。中間ノードは送信元ノードと宛先ノードとの間のノードである。各ネットワークノードには、ノードコントローラＮＣを設けることが好ましい。このノードコントローラは、ユーザからの要望に応じてチャネルを形成しおよび終了することによりデータスロットへのアクセスを制御する。また、ノードコントローラＮＣはユーザ要求および背後事情の双方に応じてネットワークの起動および誤り回復等のネットワーク管理動作を行う。制御スロットは、ノードコントローラ間の制御メッセージに専ら使用される。各ノードコントローラは、好ましくは、１サイクルまたは各サイクルで、制御メッセージを下流の他のノードへブロードキャストするために使用する少なくとも１個の制御スロットに対し書込み許可を行う。制御スロットへの書込みアクセスは専用的であり、したがって、ノードコントローラは他のノードおよびネットワーク負荷に拘わらず、その制御スロットへのアクセスを何時でも行える。しかし、ノードがたとえば読出し目的のみのために設けられる場合、当該ノードに対し制御スロットへの書込みアクセスを行わせる必要はない。例示の動作方法によれば、各ノードは始動時に静的制御スロットと呼ばれる所定数（１以上）の制御スロットを初期割当される。１以上の制御スロットがノードに対して利用可能な場合、その制御スロットは当該フレームにわたって均等に分散されることによって、制御スロットに対する低平均アクセス遅延を得ることができる。なぜならば、制御メッセージを発信するノードは制御スロットがノードを通過するのを待たなければならないからである。均等分散された制御スロットでは平均遅延はより小さくなる。ノードの信号送受信容量は、それが保持する制御スロット数により決定され、通常は一定である。しかし、これが必ずしも最適な選択とは限らない。たとえば、同一バス上に多数のノードが存在する場合、制御スロットで表される制御信号送受信オーバヘッドは全ネットワーク容量の大部分を構成する可能性がある。したがって、、制御信号送受信容量をできるだけ低く維持することが望ましい。他方、制御信号送受信容量はアクセス遅延および利用度の双方に対するネットワーク性能の大部分を決定する。制御信号送受信が多量の期間では、このため大きい制御信号送受信容量を有することが有利になる。また、制御信号送受信需要はノードに装着された装置に応じてノード間で相当程度変化する。制御信号送受信需要は１ノードに対しては時間と共に変化し得る。たとえば、日中ではオフィスでの装置は活動状態にある一方、ほとんどの家庭での装置は非活動状態にある。夜間では、これとは反対になる。この発明によれば、たとえばＤＴＭネットワークで、各ノードに対し個別に制御信号送受信容量を動的に変更することが可能である。すなわち、ネットワーク動作の間に各ノードに割当てられた制御スロット数を変更することが可能である。これが、動的信号送受信（dynamic signaling）と呼ばれる。この発明によれば、動的信号送受信はデータスロットを制御スロットに変換することによりノードの制御信号送受信容量を増大しかつ制御スロットをデータスロットに変更することにより同容量を減少させる手段が付与される。制御スロットに変換されたデータスロットは動的制御スロットと呼ばれる。好ましくは、必ずしもそうである必要はないのだが、静的制御スロットは常に未変換状態に維持される。割付けはノードに既に割当てたデータスロットまたは他のノードから借りたまたは取り戻したデータスロットの何れかのデータスロットを割付けることにより行われ、およびそれを制御スロットとしてマークし、次いでバス上の全下流ノードに対して当該割付けに関する情報が通知される。これはノードに存在する制御スロットに送られる特別な状態メッセージを介して行われる。これにより下流ノードは割付けされた制御スロットの読出しが開始可能となる。ノードにより取り扱われる出力制御メッセージは、待ち合わされて制御スロットへ送出される。制御信号送受信チャネルのオーバロードは、たとえば出力制御スロットの待ち行列のサイズにより認識される。したがって、待ち行列が長いときは制御信号送受信容量は増大され、および待ち行列が短いときは制御信号送受信容量は減少される。変換可能なスロット量は、また、待ち行列長さにも相関する。変換の要求は、また、ノードに装着された装置から生起する。たとえば、手動で変換を開始し、および変換すべきスロット数が何個であるかを決定することもまた可能である。最も簡易な構成では、データスロットを変換するノードはそれがアクセスするフリー状態のデータスロットを選択する。より精巧な構成では、ノードは他のノードに属しかつサイクル内では目下の制御スロットから離れて位置するスロットに対して要求および変換を行うように構成される。これは制御スロット通過の待ち時間が短いことによりチャネルセットアップ時間を減少させるために行われる。この方式では、一般に、全てのノードがサイクル毎に少なくとも１個の静的制御スロットにアクセスしなければならない不都合がある。ネットワークにより簡易な端末を装着するためには、サイクル当り１スロットでは不要なオーバヘッドを引き起こす可能性がある。各バスに接続された多数のノードを備えた大型のネットワークの場合、またはリンク容量が低いとき、このオーバヘッドは極めて高くなる可能性がある。これを避けるため、ベースフレームに基づく解決策が実現されている。図３に示すように、各々がｎサイクルから成る数サイクルをベースフレームに組入れる。ｎの値は特定しないが、好ましくは、１およびバス上のノード数との間の値である。次いで、各ノードは、好ましくは、ベースフレーム当り少なくとも１個の制御スロットにアクセスし、より小さな制御信号送受信容量を有しかつアクセスに対するより長い遅延を有するが、他方、オーバヘッドは少ない。動的制御スロットは以下のように、この発明に従って割付けることができる。ノードがベースフレーム内に有するスロットは、その基本信号送受信チャネル（ＢＳＣ−Ｂasic Ｓignaling Ｃhannel）と呼ばれる。ｎ個の最初のノードは１個の制御スロットを共有し、ｎ個の次のノードは他を、以下同。それらの制御スロットはサイクル内で同一数を有するがベースフレーム内でのサイクルにおいては位置は異なるという意味で、それらは制御スロットを共有する。ｎが増大すると、ＢＳＣの容量は減少しおよびＢＳＣへのアクセスの遅延は増大する。ベースフレーム使用上の不都合は、ノードがベースフレーム内でサイクルをカウントする必要があるため、余分なハードウェア支援が必要になることである。この方式はＧＳＭプロトコル（Ｇroup Ｓwitching Ｍobile Ｐrotocol−グループ切換え移動プロトコル）におけるマルチフレームおよびスーパフレームの使用に類似する。制御メッセージで送出する情報は多くの異なる形式を採り得る。或る情報は受信装置のセットに特別に設けられる一方、他の情報はより一般的となる。たとえば、チャネル設定用の情報は一般に送り手、受信装置および中間ノードにのみ関連する。この形式の制御情報は通常ポイント間または選択マルチキャストチャネルにより最も効率的に支援されるが、状態情報または移動端末の照会等の、より一般的な情報はブロードキャストチャネルにより最良に支援される。したがって、全ての制御情報をバス上の全ホストにブロードキャストすることは合理的とは言えない。動的信号送受信は、仮想ネットワーク概念でのさらなる１ステップとして利用される。この概念は複数の論理構造を基礎的な物理的インフラストラクチュアに重畳させる手段を付与する。ネットワークはその論理構造を、たとえば、トラヒック条件を変更するトラックに動的に適用し得る。また、多数の異なる形式の信号送受信の必要性を予見することが可能である：接続操作用特定ノードへの信号送出、たとえばクライエント−サーバシナリオ、マルチキャストシナリオで多数のノードへの信号送受信、たとえばテレビ会議の取扱い、および状況情報の拡散に典型的に使用されるブロードキャスト信号送受信、たとえば、道路またはノード状態情報。仮想ネットワーク信号送受信概念はこれら異なる代替を効率的方法により支援する。図４を参照して、仮想ネットワーク概念を実現するには、ＤＴＭプロトコルでデータ転送に使用するチャネルアブストラクション、すなわちポイント間マルチキャストまたはブロードキャストチャネル、を制御信号送受信チャネルにも適用する。信号送受信メッセージはこのためオリジナルのＤＴＭプロトコルにおけるようにブロードキャストされないが、１個または数個の特定ノードに向けられる。これらのノードはそれ自体の論理制御信号送受信チャネルを所有することになり、仮想ネットワークを形成する。これらの信号送受信チャネルの容量はノードの需要に従い動的に変更可能である。ＤＴＭチャネル概念は単一のバスに制限されることはないので、仮想ネットワークは数個のバスに及び得る。任意のノードはそれが通信を行う他のノードに対し、好ましくは基本信号送受信チャネル（ＢＳＣ−Basic Ｓignaling Ｃhannel）を用いて信号送受信を行うことにより、仮想ネットワークを形成する（もしくは接続する）。制御スロットは仮想ネットワーク内での信号送受信に使用するべきデータスロットを特定する。この信号送受信チャネルに属する入力スロットは、ノードでのデータに使用される論理チャネルに類似するローカル論理チャネルが装着される。ノードは数個の仮想ネットワークに結合され、そのため、図４に示すように、異なる仮想ネットワータに関連する多数の異なる入力および出力信号送受信チャネルを有することになる。仮想ネットワーク概念はさらに、仮想ネットワークに装着されたノードに正確にリソース（資源）を割付けることを可能にする。このネットワークに属するノードは、使用されるスロット割付けアルゴリズムに従って、それ等のノード間でスロットを再割付けし得る。このように、異なる形式のトラヒックに対して異なるスロット割付けアルゴリズムを使用することが可能である。この概念は、たとえば、グループ通信用機能を付与する。仮想ネットワークは、ノードが散発的に通信を行うようなアクセスネットワークにおいて大きな利点を有する。たとえば、ビデオモニタのスイッチが切られ、またはワークステーションがアイドル状態のとき、制御信号送受信の必要性は極めて小さい。その場合、ノードはＢＳＣを使用し得るのみである。ワークステーションが使用されているとき、それはしばしばそのサーバと通信を行っている。コンピュータからのトラヒックは通常満杯であるので、ワークステーションとサーバとの間にはより大きな制御信号送受信容量が必要である。このため、図５に示すように、サーバへのポイント間送受信チャネルが確定される。たとえばテレビ会議の間に、会議に参加しているノード間に仮想ネットワークが一時的に形成される。信号送受信容量は、このように、関連するノードでの電流需要に従って割付けられる。仮想ネットワークに装着されていないノードは制御信号送受信の増大による影響を受けない。この概念は非同期転送モードプロトコル（ＡＴＭ−Ａsynchronous Ｔransfer Ｍode Ｐrotocol）に用いられる信号送受信仮想チャネル（ＳＶＣ−Ｓignaling Ｖirtual Ｃhannels）に類似している。インタフェース当り１個のメタ信号送受信仮想チャネル（ＭＳＶＣ−Ｍeta−Ｓignaling Ｖirtual Ｃhannel）が存在し、これは恒久的である。また、信号送受信エンド／ポイント間に割付けられた数種の他の形式の信号送受信仮想チャネルが存在する。動的信号送受信概念は、スロット再使用方法と組合わすことが可能であり、帯域利用度をさらに向上させる。ノードは、ポイント間またはマルチキャスト信号送受信目的用の静的または動的制御スロットを使用して、バスセグメントおよび信号送受信チャネルにより接続され、バス上のセグメントの部分集合のみを使用する。残りのセグメントは保留状態であるが未使用のまま残されるので、共有リソースを浪費させることになる。よい代替策としては、信号送受信チャネルを発信元と宛先との間のネットワークセグメントに対する容量として残し、これらのセグメント上のデータスロットのみを制御スロットに変換することである。残りのセグメント上のデータスロットは未変換の状態に残され、このため他のノードはこれらのスロットをデータ伝送に使用しもしくはそれらを自身の信号送受信目的用に制御スロットに変換することが可能になる。この場合の単一スロットは（動的）制御スロットとしておよびデータスロットとしてバス上で多数回数使用され得る。スロットの再使用は、このため、バスの非接続セグメントにわたって同一スロットでの同時の信号送受信およびデータ伝送を可能にする。シミュレーション結果を以下に記載する。必要な信号送受信容量は転送のサイズに依存する。明らかに、一定の負荷に対しては、小量の転送は多数のチャネル形成を意味する。大きな恒久的信号送受信オーバヘッドを有したり信号送受信容量を最悪の状況にする代りに、電流負荷に応じて制御スロット数を動的に調整することは当然である。シミュレーションでは、ノード当りのコントロールスロット数の上限および下限が存在する。上限の存在は、制御スロットの量が或るレベルを超えたとき、ＮＣプロセッサが制御メッセージ送出の当該容量の制約要因となることによる。下限は、ノードが過度に多数の制御スロットを再割当てするのを避けるために存在し、これは制御スロット通過の待ち時間によるチャネルセットアップ時間を延長させる結果になる。ノードに対する制御スロット量は制御スロットへのアクセス時間を記録することにより調整する。もし、アクセス時間がｑ個のフレームの時間を超える場合、信号送受信容量を増大し、および同アクセス時間が１フレーム未満に減少した場合、信号送受信容量を減少させる。実際上は、アクセス時間は出力制御メッセージの待ち行列長さとして測定し得る。動的信号送受信機構は、アクセスネットワークにおいて最も重要である。また、多数のノードを有するネットワークにおいては影響はより大きくなる。したがって、このシミュレーションでの伝送容量は小さく、かつノード数は多い。サイクル中でのスロット量は1200に設定されるが、これは611Ｇbit/sのリンク容量に相当し、かつネットワークは40×40のノードを有する。ノードの内のあるものはホットスポット（hot spot）として定義付けられる。すなわち、それらは他の残りのノードよりも大きな信号容量を必要とする。制御スロットの割付けを告知する状態メッセージは他の制御メッセージより高い優先度を有する。図６および図７に、生起負荷に対するスループットおよびチャネルセットアップに関するシミュレーション結果を示す。動的制御スロット割付けが上限および下限が割付けられた静的な場合と比較されている。下限は、ここでは、サイクル当り４スロットに設定され、かつ上限はサイクル当り１０スロットに設定されている。ｑの値は２，４，６および８フレームにそれぞれ設定されている。上限に対し、制御スロットからのオーバヘッドはスループットを減少させるスロットの総数の大部分を構成することになる。しかし、平均アクセス時間は短い。下限については、待ち行列は負荷の増大につれて増大し、チャネルセットアップ時間は増大しかつスループットは減少することになる。図６から解るように、ｑ＝２のとき、僅かに良好な性能が得られる。これは待ち行列長の増大に対する応答がより速くなるためであり、チャネルセットアップ時間は短くなる。この機構は多量の信号送受信に対する長期間の要件に対処し得る。図７に見られるように、この機構は概略２０％以上の生起負荷に対し活動化される。図８および図９中で、各ノードに割付けられた制御スロット数は概略500μs動作後における起動時として示されている。図９に見られるように、割付け制御スロット数は変化するが多数のホットスポットが認識される。概して、上限は１本のバスに対する制御スロット量を制限するため、ネットワークのエッジ近傍のノードは制御スロットと同一量に割付けられることはない。この方式の改良は、上限および下限をバス上の位置もしくはノードの制御スロットの総量に対して関連付けさせる。この発明による動的信号送受信の方法および構成は、各ノードに対する制御信号送受信をその必要な程度に動的に調整をする。この発明の利点は、簡易な構成でありながら、たとえばＤＴＭネットワークの性能を大幅に向上させることにある。サイクル当り少なくとも１個のスロットが未変換状態で静的制御スロットとして残される場合、プロトタイプの構成に対するハードウェア変更は必要がない。この発明により信号送受信のオーバヘッドを最小化することにより、より多数のノードをバスに接続することができる。いかなる種類の装置であっても、信号送受信のニーズとは独立にネットワークに接続することができる。スロット最小方法と組み合わせることにより、帯域利用度はさらに向上する。ネットワークは１本のデュアルバスまたは数本のデュアルバスに限られることなく、他の種類の構成、たとえば任意数のノードを有するリングまたはハブ構成、によっても実現可能である。伝送媒体は光ファイバの他に、同軸ケーブルまたは他の高帯域伝送媒体であってもよい。好ましい実施態様でのＤＴＭデュアルバスの帯域は、125μsサイクルに分割され、それらはさらに64ビットのタイムスロットに分割される。この発明はこれらの数値のＤＴＭネットワークに限られることなく、任意のサイズのサイクルおよびスロットを備えたネットワークにおいても使用可能である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ (72)発明者ゴウフィン・ラーススウェーデンＳ−144 44 ロニンゲオーズタイゲン 18 (72)発明者ラムフェルト・ラーススウェーデンＳ−164 46 キスタスバーニキーグレンド１，２ティ−アール

Claims

【特許請求の範囲】１．サイクルに分割され、さらにネットワーク制御信号送受信用制御スロットおよびデータ転送用データスロットに分割される帯域を備えたネットワークにおける動的信号送受信方法であって、ノードの信号送受信容量を変更するためにデータスロットを制御スロットに変換しまたは制御スロットをデータスロットに変換することを特徴とする方法。２．クレーム１に従った方法であって、制御スロットに変換された前記データスロットは動的制御スロットと呼ばれ、前記動的制御スロットのみがデータスロットに変換され得る。３．クレーム１または３に従った方法であって、前記方法は動的同期転送モード（ＤＴＭ）ネットワークにおいて実施される。４．クレーム１、２または３に従った方法であって、制御スロットを前記ノードに関連するデータスロットに変換する時、静的制御スロットと呼ばれるサイクル当り少なくとも１個のスロットが未変換状態に残される。５．クレーム１、２または３に従った方法であって、制御スロットを前記ノードに関連するデータスロットに変換する時、静的制御スロットと呼ばれるｎ回サイクル毎に少なくとも１個のスロットが未変換状態に残され、ｎの値は好ましくは１から前記ネットワークにおける総ノード数までの整数値として選択される。６．クレーム５に従った方法であって、前記サイクルは前記ノードに関連する前記静的制御スロットを局所限定するためにカウントされる。７．クレーム５または６に従った方法であって、異なるノードに関連するそれぞれの静的スロットはサイクル内では同一位置であるがフレーム内では異なるサイクルに設けられる。８．先行するクレームのいずれかに従った方法であって、さらに前記ノードに関連する前記変換について下流側ノードに情報伝達を行うことから成る。９．先行するクレームのいずれかに従った方法であって、さらに前記ノードに関連する出力制御スロットに対する待ち行列長さを使用することから成り、前記待ち行列はデータスロットを制御スロットに変換すべきか否か、またはその逆、を決定する手段として前記ノードに関連する制御スロット需要を表す。１０．先行するクレームの何れかに従った方法であって、さらに前記ノードに関連する出力制御スロットに対する待ち行列長さを使用することから成り、前記待ち行列は何個のデータスロットを制御スロットに、またはその逆、に変換すべきかを決定する手段として前記ノードに関連する制御スロット需要を表す。１１．先行するクレームの何れかに従った方法であって、さらに前記ノードが前記ノードに関連する動的制御スロットへ変更すべきスロットとしてアクセスするデータスロットを選択することから成る。１２．先行するクレームの何れかに従った方法であって、さらに第２ノードが第１ノードに関連する動的制御スロットに変換すべきスロットとしてアクセスするデータスロットを選択することから成る。１３．先行するクレームの何れかに従った方法であって、さらにポイント間制御信号送受信のための制御スロットへ変換された前記データスロットを使用することから成る。１４．先行するクレームの何れかに従った方法であって、さらにマルチキャスト制御信号送受信用の制御スロットへ変換された前記データスロットを使用することから成る。１５．先行するクレームの何れかに従った方法であって、さらに共通論理制御信号送受信チャネル上の少なくとも２個のノード間で制御信号送受信を行うための制御スロットへ変換され仮想ネットワークを形成する前記データスロットを使用することから成る。１６．クレーム１５に従った方法であって、さらにネットワークに装着されたノードに帯域を割付ける前記動的スロットを使用することから成る。１７．クレーム１５または１６に従った方法であって、さらに異なるバス上のノードを同一の仮想ネットワークに接続することから成る。１８．クレーム１５乃至１７の何れかに従った方法であって、さらにノードを仮想ネットワークに接続すると共に少なくとも１つの他の仮想ネットワークに接続することから成る。１９．先行するクレームの何れかに従った方法であって、さらに通信ノードを接続するセグメントについてのみデータスロットを制御スロットに、またはその逆、に変換するように前記方法はスロット再使用方法と組合わされ、セグメントはノードを他のノードに接続する伝送媒体の部分であり、ネットワークの他のセグメント上の同一スロットを未変換状態に残し、かつ他のノードをしてデータ伝送用にこれらのスロットを使用可能ならしめまたはそれらを制御スロットにまたはその逆に変換可能せしめることから成る。２０．サイクルに分割され、さらに制御信号送受信用制御スロットおよびデータ転送用データスロットに分割される帯域を備えたネットワークにおけるコントローラであって、前記コントローラはノードの信号送受信容量を変更するためにデータスロットを制御スロットに変換しおよび／または制御スロットをデータスロットに変換するように構成したことを特徴とする。２１．クレーム２０に従ったコントローラであって、前記コントローラは動的同期転送モード（ＤＴＭ）ネットワークのノード内に配置される。２２．クレーム２０または２１に従ったコントローラであって、前記コントローラは制御スロットを前記ノードに関連するデータスロットに変換するとき、前記コントローラはサイクル当り少なくとも１スロットまたは、静的制御スロットと呼ばれるｎ回サイクル当り１スロットを未変換状態に残すように構成される。２３．サイクルに分割され、さらに制御信号送受信用制御スロットおよびデータ転送用データスロットに分割される帯域を備えたネットワークにおけるノードであって、前記ノードの信号送受信容量を変更するためにデータスロットを制御スロットに変換し、および／または制御スロットをデータスロットに変換するように構成されたノードコントローラから成る。２４．サイクルに分割され、さらに制御信号送受信用制御スロットおよびデータ転送用データスロットに分割される帯域を備えたネットワークであって、前記ネットワーク内のノードの少なくとも１個はノードの信号送受信容量を変更するためにデータスロットを制御スロットに変換し、および／または制御スロットをデータスロットに変換するノードコントローラから成る。