JPS587953A - パケツト交換方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、パケット交換方式、さらに詳しく貫えは、パ
ケット交換機の構成に関するものでおる。

パケット交換機の構成は機能構成上第１図に示すとおｐ
１加入者Ｍ線又は局間回線５０回線毎の手順制御を行う
回線制御ユニット１の分担する回線制御機能とパケット
の交換を行う交換処理部２の分担する交換処理機能に大
別できる。これらの機能は１つの計算機の内部で実現さ
れる場合と、それぞれの機能部分とうυに装置を分けて
実現される場合がおる。

そこで従来のパケット交換機は、この交換処理機能を計
算機内の共通バスとメモリで実現したり光ファイバ等に
よシ相互に接続されたループ状またはバス状の伝送系と
、目的パケットの選択機能とから実現していた。このよ
うに、従来は、バス又は伝送系を経由して交換するため
スループットの大きな交換機を実現しようとする場合、
このバス又は伝送系のスループットが交換機スループッ
トの限界になってしまい、交換機スルーブツトに技術的
な限界がおるという欠点があった。また、スループット
の大きな交換機を構成する場合、障害の波及範囲が広が
るためスループットの大きさに見合う信頼性が要求され
るが、この点も共通バスの信頼性が交換機の信頼性の限
界となる欠点があった。

本発明は、上記従来の方式の欠点を除去し、スループッ
トの大きい交換機の構成が容易に可能であシ、シかも障
害の波及範囲が狭く障害の影響を受けることが少いパケ
ット交換機を実現すること金目的とする。

次に本発明の実施例を図面について説明する。

第２図は本発明を実施したパケット交換機の概賛ヲ示す
ブロック図でおる。パケット交換機の機能構成は、既に
第１図に示したと卦シ、回線制御機能と交換機能に大別
し得るが、本実施例では第２図に示すとおシ回線制御機
能を回線制御ユニット１、また交換機能を交換処理部２
として実現している。第２図に示すとおり、各回線制御
ユニット１は回線乙に対する伝送制御手順等を処理する
伝送手順制御部４と交換処理部２にパケットを送出する
送信部５と交換処理部２からパケットを受ける受信部６
とからなっている。

第６図は、本発明による交換処理部２の構成の一例と、
回線制御ユニット１との接続構成を示している。第６図
において、イ〜りの記号を付したものはそれぞれセレク
タであり、第６図に示す例のように相互に有機的に接続
されたセレクタの群が交換処理部２ｔ−構成している。

またＡ〜Ｈの記号を付したものは回巌制御ユニット（第
１図、第２図の１）の送信部（第２図の５）（以下送信
部と呼ぶ）を、またα〜五の記号を付したものは回線制
御ユニット（第１図、第２図の１）の受信部（第２図の
６）（以下受信部と呼ぶ）をそれぞれ示す。送信部Ａと
受信部αは、同一の回線制御ユニット内にアシ、以下Ｂ
とす、Ｃとｏ、Ｄとｄ・・・等もそれぞれ同一回線制御
ユニット内にある。

第４図は交換機内を伝送されるパケットの形式を示して
おりｓ　　７はパケットが到着すべき受信部の番号を示
すアドレス部でありｓ　　８は伝送されるデータ部、９
はセレクタ及び受信部の解放を指示するデータ部である
。

第５図はセレクタ（イ〜チ）の機能全説明する図でアシ
、本実施例の場合、各セレクタは４本の入線１１〜Ｉ４
１を有し、どれも対等でおシいずれの入線からの接続要
求も対等に処理される。Ｏｏ＋　＋Ｏｏ２＋　Ｑ＋＋　
＋　０１２はセレクタの出線であシ、２つの出線群Ｇ　
Ｏｒ　Ｇ　＋に分けられ、群Ｇ。の出線００１と００２
は対等であり、また群Ｇ１の出線０１１と０１２も対等
であｐｌどちらか一方の群が選択されたあと該群中ノ空
イている出線が捕捉される。Ｓはセレクタの本体を示す
。

次にセレクタの機能を説明し、交換動作を説明する。セ
レクタは使用中でない場合、入線１１〜Ｉ４のどれか１
本から捕捉され使用中となる。捕捉されたセレクタは捕
捉した入線から送られてくるバ’ｌ’ｙ）のアドレス部
７のアドレスの内１桁を判別し、出線を決定する。この
実施例においてはアドレス部７の内ａ１〜α５はそれぞ
れ２進数１桁でおる。送信部Ａ−Ｈから最初に捕捉され
るセレクタすなわち第３図のセレクタのイ〜チを第１ス
テージＳ−１と呼び、第１ステージＳ−１のセレクタか
ら捕捉されるセレクタのり〜夕を第２ステージＳ−２と
呼ぶ事にする。セレクタは出線決定に幽っでアドレス部
７の内自己のステージに対応する桁を読みこれが“０″
ならば群Ｇ。の出線Ｏｏ１とｏｏ２の内１本の空いてい
る回線を介して次のステージのセレクタを捕捉する。ま
たこれが“１″であれば、群Ｇ１の出線Ｑ１１又はＯＳ
２を介して次のステージを捕捉する。次ステージが捕捉
できると、当該セレクタは入線と出線を電気的に接続す
る。ま九該尚の群の出線が両方系使用中であれば、その
旨自セレクタを捕捉した上位のセレクタ又は送信部へ１
１〜Ｉ４の内の上位向きの回線に使用中表示を行う事に
より通知する。

第６図において送信部Ａから受信部−ヘパケラトを伝送
する場合を例にして、交換処理部２の動作１ｃ説明する
。受信部α〜ｈ（あるいは受信ｆｆ１５ａ〜ｈを有する
回線制御ユニット）にはａから順番に査号（０，１，２
〜７）が付されている。第６図には、２進法表示の番号
會括弧内に示す。この場合、パケットのアドレス部７に
は受信部−の２進法懺示の番号１００が配される。送信
部は上記セレクタと同様に、４本の出線會有し、その２
本が出線群ＧＯに、他の２本が出線群Ｇ１に属する。ま
た、出線の選択に当っては上記セレクタと同様の動作ｔ
するよう構成されている。

送信部Ａは、アドレス部７の第１ビットα１；１”によ
ｐセレクタと同一のｔａ能から、第１ステージＳ−１の
セレクタとして出線群Ｇ１の出線に接続されているセレ
クタ：ハ又は二の空いている方を捕捉する。この場合セ
レクタ：ハを捕捉したものとすると、セレクタ、ハはア
ドレス部７の第２ビットα２−“Ｏｎによｐ第２ステー
ジＦｌ−２のセレクタ；１ノ又は力を捕捉し、同様にし
てアドレス部７の第６ピノトα、−“０″から受信部−
が捕捉される。

送信部Ａは捕捉した複数のセレクタにより作られた″シ
気的接続金介して受イＮ部６が捕捉された事を知るとデ
ータ部８を伝送する。データ部８の伝送が終了すると、
パケットの終了を知らせかつ解放指示を行なうデータ９
が送出される。各セレクタおよび受信部はデータ９を内
容とする解放指示信号を受信すると解放される。

次にセレクタの構成例金さらに詳細に説明する。

第６図はセレクタの構成の詳細全示すブロック図である
。入線１１〜Ｉ４はそれぞれ１目号線（データ伝送線）
　ＺｊＱ＋　ｌ２ｏｒ　ｌ５ｏｒ　Ｉｓｏ　＊　、１：
び制御線（制御信号線）　１１Ｉ　＋　１２１　＋　１
５１　＋　１４１から（葺成され、また出線０１〜０４
もそれぞれ信号線（データ伝送線）　ＯＩＯ＋Ｏｗｏ＋
　０ｓｏｒ　Ｏ４ｏ　＆よび制御線（制御信号Ｍ　）　
ＯＩ　Ｉ　ｒ　０２１　ｒ０５＋　＋　Ｏａ＋から構成
される。各入線の信号線Ｉ　ＴＯ＋　１２０　＋Ｉ、。

＋　１４０からデータおよび信号を受け、制御線１１１
゜ｂ＋　＋　Ｉｓ＋　＋　１４１から制御信号を送出す
る。また各出線の信号線０１０　＋　０２０　＋　□ｇ
ｏ　ｌ　ｏ４ｏにデータおよび信号を送出し、制御線０
＋＋　＋　０２＋　＋　Ｏｓ＋　＋　０４＋から制御信
号全党ける。各入線１１〜Ｉ４は前ステージの出ＩＱ＋
〜０４に、出線０１〜０４は欠のステージの入線に、第
５図に示すように接続される。第８図に示すフローチャ
ー　１・を参照して説明を進めると、まずセレクタは当
初１安求待ち状態」にあｐ空きである。

入線の信号線Ｉ＋ａ＋　ｌ２ｏｒ　Ｉ！ｏ　ｆたはＩ４
Ωのいずれかかう接続要求が、例えば該信号線がオフか
らオンになる事により伝えられると、捕捉要求選択装置
１２は入線の信号線１＋ｏ　＋　Ｉ２ｏ　＋　Ｉ３ｏ　
＋　Ｉ４ｏの内どの線が最初に捕捉要求を出したかを判
定し、その結果を入線選択ケート２０及び上位側割＃線
選択ゲート駆動装ｇｉｓに通知するとともに状態１′埋
装置１８にいずれかの入線からの要求を受けつけｌメー
ｉ≠を　　　゛知らせる。状態′ｄ埋装置１８はこのセ
レクタを構成する各装置との間で１ｄ′＠を送受する蔵
をＭするが、図には省略しである。入線選択ゲート２０
は捕捉要求選択装置１２により選択された入線の情報を
次ステージに伝えるために選択された入線をそのゲート
回路等によりその出力端２０−０に接続する。上位側制
御線選択ゲート駆動装置１５は制御線１１１゜１２１　
＋　１５１　＋　’４１のうち選択された入線に対応し
た制御線には、肯定応答信号（以下ＡＣＫ信号と言う）
、それ以外には否定応答信＠（以下ＮＡＣＫ信号と百う
）を送出するとともに下位のセレクタからの制御線（０
＋＋　＋　０２＋　＋　Ｏｓ＋　＋　０４１の向後に選
択するもの）情報を上位の制御線に伝えるために上位側
制御線選択ゲート１０を駆動し、制御線ＩＮ　＋　１２
１ｒ　Ｉ５＋　ｒ　Ｉ４１のうち選択された入線に対応
した制御線に、下位側制御線選択ゲート１１の出力を接
続する。この場合ＡＣＫ信号に例えばオン・オフのくシ
返し信号全送出し、ＮＡＣＫ信号にオンの連続送出する
事ができる。又状態管理装置１８は、捕捉要求選択装置
１２からの要求を受けつけたことの通知を受け、第８図
に示すとおりこのセレクタが［−要求待ち状態ユから１
アドレス待ち状態」に入った事をセレクタ内の各装置に
通知する。「アドレス待ち状態」に入ると、アドレス受
信装置１４は入線選択ゲート２０を経て上位セレクタか
ら送られてくるアドレス情報を受信する体制をととのえ
る。例えば入線選択ケート２０からは当初の接続要求時
のオンにひきつづく、スタートビットに、とリアドレス
情報を正確に受信する事が可能である。アドレス受信装
置１４は、受信したアドレスに基き、出線選択ゲート２
１へ線Ｌ１を経て駆動信号を送る。また下位側制御線選
択ゲート１１ヲ駆動する下位側制御線選択ゲート駆動装
置１６へ受信したアドレスに関する情報を通知する。こ
の時、アドレス情報によシ出線群ＧｏかＧ１が選択され
、更に選択された出線群の２つの出線のうち、使用中で
ない下位のセレクタに接続されている出線を選択する。

このため出線選択装置１７は、常に出線の制御線（ｈ＋
　＋　０２１　＋　Ｏｓ＋　＋　０４＋全監視し下位セ
レクタの利用状況全把握している。

この情報も下位側制御線選択ゲート駆動装置１６に通知
され下位側制御線選択ゲルト１１を介して選択された出
線の制御線（ＯＩ＋　＋　（’２１　＋υｓ＋＋Ｏａ＋
のうちどれか）が、上位側制御線選択ゲート１０′ｆ：
介して、入線の制御線（１１１＋　１２１　＋　Ｉ５１
　＋　ｒａｔのうちのどれが）につながれる。下位側制
御線選択ゲート駆動装置１６は、空出線選択ゲート２２
−０および２２−１にネ」シても、下位セレクタの９閉
の情報にもとず〈ゲート駆動イＭ＠を送る。また下位側
出線選択ゲート駆動装置１６は、空いた出線を選択でき
た場合「ＡｃＫ待ち状態」に移るために、状態管理装置
１８に対して空線捕捉完了を通知する。出線選択ゲート
２１および空出線選択ゲート２２−０．２２−１のゲー
トが動作した段階で上位セレクタからの信号が捕捉要求
として下位セレクタに伝っており、捕捉しようとする下
位セレクタへの出線の制御線がらのＡＣＫ又はＮＡＣＫ
信号が下位側制御線選択ケート１１を経て、制御線受信
装置１９により受信される。

制御線受信装置１９はＪ　ＡＣＫ待ち状態」で受イｄし
た情報がＡＣＫ信号であれば、アドレス受信装置１４へ
そのむね通知する。アドレス受信装置１４は線２２會介
して選択した出線に対して、アドレス全再送する。また
、状態管理装置１８に［解放指示信号待ち状態」に入る
ためにその旨通知する。又、制御線受信装置１９がＨＡ
　ＣＫ信号全受信した場合は、上位セレクタの制御線に
対して送出してぃｆｃ　ＡＣＫ信号ｆ　ＮＡＣＫ信号に
切シ替るために上位側制御線選択ゲート駆動装置１５へ
その旨通知する。下位側制御線選択ゲート駆動装置１６
が空いた出線全選択できなかった場合は同様な通知が該
駆動装置１６から行われる。

この場合上位側制御線選択ケート駆動装［１５は、上位
セレクタに出していたＡＣＫ倍号ｆｉＮＡｃＫ信号に切
多替えると、［′Ｍ解放指示信号ち状態」に入るために
状態管理装置１８に対してその旨通知する。「解放指示
信号待ち状態」になれば、解放指示信号受信装置１３が
、大勝選択ゲート２ｏの出力２Ｏ−０７ｊ−介して、上
位セレクタからの信号を監視する。

このセレクタは上位セレクタから送出される解放指示信
号により解放され元の「要求待ち状態」　　　”にもど
る。

なお、ｒ＊ｐ放指示信号待ち状態」においては、選択さ
れ九入線と出線の信号線およびそれに対応する制御線は
それぞれ電気的に導通状態となっている。

次に送信部（第２図の５．第６図のＡ−Ｈ）第１および
第２ステージＳ−１，ｆｉ−２のセレクタおよび受信部
（第２図の６．第６図のα〜ｈ）の間の信号シーケンス
を説明スる。

第７図は交換処理部２における上記信号シーケンスを例
示した図である。

送信部から接続要求信号（１）ｔ−第１ステージＳ−１
のセレクタに送出し、これに対して該セレクタは、ＡＣ
Ｋ信号（２）を返送し、送信部はＡＣＫ信号（２）を受
けると、バクノドのアドレス部７の情報（３）　ｆｆｉ
　送出する。該セレクタは咳アドレス部７のｆｆ　Ｎ　
（３）により指定される次の第２ステージのセレクタに
接続要求信号（１）　’ｔ−送出して上記と同様にして
捕捉していく。そして上記アドレス部７の情報で指定さ
れた受信部まで接続されると、該受信部は接続要求信号
（１）を発した送信部に対して直接ＡＣＫ信号（４）を
送出する。送信部はこのＡＣＫ信号（４）を確認したら
パケットのデータ部８を内容とする信号０島−〔寥これ
に引きつづいて、セレクタおよび受信部の解放を指示す
るデータ部９を内容とする解放指示信号（７）を送出す
る。上記接続に使用されたセレクタ及び受信部はこの解
放指示信号（７）を受けると自己を復旧し次のパケット
転送にそなえる。解放指示信号（７）は例えば“０１１
１１１１０”が使える。

上記において、送信部からＦｇＴ望のセレクタに対して
接続要求信号を送出する等の手段および受信部が接続要
求信号を受けて前のステージのセレクタに制御他号（Ａ
ＣＫ’、　ＮＡＣＫ債号）を送出する等の手段は上記の
セレクタの構成から容易に理解し得るので説明全省略す
る。

本発明は上記の実施例に限るものでなく、種々の変形が
可能である。セレクタのステーシバ、上記実施例に示さ
れた２段のものに限られず、交換機の規模に従って任意
に増減することが可能である。またセレクタの入線、出
線群、１つの出線群中の出線等の数も上記に限定されず
、変更し得る。

また、セレクタ内の出線選択の方法についても、上記実
施例のようにアドレスから直接選択する方法のほかに電
子通信学会論文誌、ａ　ｏ　／２　＋　Ｖ　ｏＩｔ＋、
ＨｓＢ、　Ｎｏ、２１−マイクロプロセッサによるピル
ディングブロック形通話路構成の検討」に見１りれるよ
うな出線選択アルゴリズム金セレクタ内にも一つことに
ょシセレクタ内の結線全簡単化し得る。

さらに、上記実施例において、セレクタは布線論理によ
り構成したが、マイクロプログラム！ｔｉｌＪ　（４に
より構成し得ることは勿論である。

以上説明したように、本発明はバクノド交換処理を極度
に分散しているため、次の４つの、＋ｔ＋　点がおる。

第１に大容量の交換機全構成した場合でも、１つの素子
の障害に影響される範囲が限足さＩシ、全体に波及する
ことがない。例えば、第５図においてセレクタ、イの障
害は、送信部Ａ−Ｄから受信部α〜ｄへ転送されるパケ
ットの待ち時間が増加するのみである。

である。

第６に大容量から小容量まで、交換機規模とコストがほ
ぼ比例した交換機が実現できる。

第４に大容量から小容量まで２種類のモジー−ル（回線
制御ユニットおよびセレクタ）によって組み立てること
が可能でありコストパフォーマンスの向上が計れる。

【図面の簡単な説明】

第１図はパケット交換機の機能構成の説明図、と回線制
御ユニットとの接続構成を示す図、第４図は本発明の実
施例における交換機内を伝送されるパケットの形式を示
す図、第５図は本発明におけるセレクタの機能説明図、
第６図は本発明におけるセレクタの構成を示すブロック
図、第７図は本発明の実施例における信号シーケンスの
一例を示す図、第８図は本発明におけるセレクタの動作
　　　゛フローチャートである。 １・・・回線制御ユニット、２・・・交換処理部、５・
・・回線、４・・・手順制御部、５．Ａ−Ｈ・・・送信
部、６゜α〜ト・・受信部、イ〜り・・・セレクタ、ｓ
−１・・・第１ステージ、Ｓ−２・・・第２ステージ、
７・・・パケットのアドレス部、８・・・バクノドのデ
ータ部、９・・・パケットの解放指示データ部、Ｓ・・
・セレクタ回路、１１〜Ｉ４・・・セレクタノ入線、ｏ
、Ｎｏ４・・・セレクタの出線ｓ　ＧＯ＋Ｇ＋・・・セ
レクタの出線群、１ｏ°・°上位側制御線選択ゲート、
１１・・・下位側制御線選択ゲート、１２・・・捕捉要
求選択装置、１６・・・解放指示信号受信装置、１４・
・・アドレス受信装置、１５・・・上位側制御線選択ゲ
ート駆動装置、１６・・・下位側制御線選択ゲート駆動
装置、１７・・・出線選択装置、１８・・・状態管理装
置、１９・・・制御線受信装置、　　２０・・・入線選
択ゲート、２１・・・出線選択ゲート、２２−０．２２
−１・・・空線選択ゲート。 特許出願人　日本電信電話公社 代理　人弁理士玉蟲久五部 外６名 第１図 第２図 ３　　　４　　　　　　　　　２

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. パケットの宛先アドレスの一部を解釈し出線を決定し、
   入線と出線を電気的に接続するディジタル回路で構成さ
   れた複数のセレクタを網状に多段構成した交換処理部を
   用い入線から出線へ段階的に接続を進めることによシパ
   ケット交換を行う事′ｆ、％徴とするパケット交換方式
   。