JPS61187497A - 回線／パケツト統合交換方式 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、混合パケットが使用するタイムスロットの位
置を固定することにより効率の向上、制御の単純化、ハ
ードウェアの負担の軽減を実現した、回線交換信号とパ
ケット交換信号の双方を混在一括して交換する回線／パ
ケット統合交換方式（従来技術とその問題点〕 現在、ディジタル総合サービス網（ＩＳＤＮ：Ｉｎｔｅ
ｇｒａｔｅｄ　５ｅｒｖｉｃｅ　Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｎｅ
ｔｗｏｒｋ）に関する検討が国の内外において精力的に
進められている。

ｌ５ＤＮは音声通信のみならず、データ、イメージ、Ｉ
ｉｉ像など多様な通信サービスを総合一体的に取扱う網
である。

この場合少ないオーバヘッドで単−網によりこ゛れら多
様な通信サービスを提供できるならば、通信網の簡明化
、保守、運用の一元化など少なからぬメリットがあると
考えられる。また、Ｉ　ＳＤＮでは音声通信の６４Ｋｂ
／ｓあるいはその１／ｎ。

ｎ倍程度のサービスのみならず、画像までを含めた極め
て広い速度範囲の通信サービスの提供が必須であること
も衆知の通りであり、これらをできるだけ容易に且つ画
一的に処理できる単一アーキテクチャの交換機の実現が
望まれる。

そこで、先に本出願人等は、以上の考えのちとに極めて
広い速度範囲の各種通信サービスを回線交換／パケット
交換を含めた単一アーキテクチャの統合交換機で交換す
る新たな交換方式＝「回線／パケット統合交換方式」　
（特願昭５８−０４４７４０号及び特願昭５８−０９５
１６９号、以下文献１及び２と呼ぶ）を提案した。

上記文献１及び２に記載された発明の方式では、第５図
に示すように交換機をビルディングブロック化した通信
ノード（あるいは交換スイッチ・モジュール）ｌ・・・
とじ、これらをループ状伝送路によって統合し、特定の
ノード間にまたがる複数の回線交換呼とパケット交換呼
をまとめた混合パケット、あるいは複数の回線交換呼と
パケット交換呼を各々まとめた混合パケットを、例えば
音声の標本化周期１２５μｓｅｃごとに組み立てて送受
する方法を採用している。

以下においては主に文献２に即して従来技術の構成を説
明する。第５図において、各ツートド・・は、各ノード
１に収容される加入者線及び局間中継線２を通じて到来
する回線交換信号及びパケット交換信号を、各々一定周
期（例えば１２５μｓｅｃ　）ごとに宛先ノード別に分
類し、宛先ノードごとに第６図（１）、　　（２）に各
々示すように回線交換用混合パケット３、パケット交換
用混合パケット４を作成する。第６図において、Ｄは宛
先ノードアドレス、Ｓは送信ノードアドレス、Ｍは回線
交換用又はパケット交換用の別を示すモードビットであ
る。また、第６図（１）においてＣは回線交換呼の制御
に関する信号を送受するための制御信号部であり、Ｃ３
Ｉ、Ｃ３２，・・・は同一宛先ノードに向かう複数の回
線交換モードの通話信号を表し、一方策６図（２）にお
いてｐｓｌ、ＰＳ２．　　・・・は同一宛先ノードに向
かう複数のパケット交換モードの通話信号を表している
。

なお、第６図中、ＣＳは回線交換モードの通話信号の集
合体を意味し、ＰＳはパケット交換モードの通話信号の
集合体を意味する。

上記のように構成された各混合パケ、ット３，４は、ツ
ートド・・間を結合する複数本のループから成る通信ル
ープ５によって宛先ノードに対して送信される。この通
信ループ５は、−周の遅延時間が前記混合パケットの組
立周期又はその整数倍になるように調整されており、且
つ１フレームが混合パケットの組立周期に等しくなるフ
レーム構成を有している。このフレームは、第７図に示
すように多数の固定長のタイムスロット６・・・に分割
されており、各タイムスロット６は空き／使用中表示Ｉ
／Ｂ、先頭表示Ｈ、パケット識別表示ＰＩＤと送信情報
部６ａから構成されている。

そこで前記混合パケット３，４は、タイムスロット６の
送信情報部６ａの大きさに分割され、空きタイムスロッ
トをハントしながらループ５上に送信される。空きタイ
ムスロットはフレーム内で必ずしも連続するとは限らず
、第８図に示すように飛び飛びのタイムスロット（図中
送信情報部を斜線部で示す）を用いて１つの混合パケッ
ト３．４が送信されることになる。その際、混合パケッ
ト３．４の先頭部分を格納しているタイムスロットであ
ることを表示するのが、各タイムスロットの前記先頭表
示Ｈである。ここに所定の先頭表示（例えば信号“１”
）がなされているタイムスロットは、各混合パケット３
，４のり、Ｓ、Ｍ、Ｃ等の部分を含んでいる。また、前
記パケット識別表示ＰＩＤは、飛び飛びに存在する同一
の混合パケットを格納するタイムスロット間の結合関係
を示すためのものであり、例えば第８図に示すように同
一混合パケット３又は４を格納するタイムスロット（図
中送信情報部を斜線部で示す）のうちの先頭のタイムス
ロット６Ａの番号（図示例においては２）を各タイムス
ロットに表示するなど、表示方法としては種々の方法が
可能である。

一方受信側ノードでは、各タイムスロットの先頭表示Ｈ
，パケット識別表示ＰＩＤ等を用いて自分宛のタイムス
ロットを探し出し、飛び飛びに送られて来た混合パケッ
トを元の形に再生することが可能である。

以上述べた従来方式においては、各タイムスロットごと
に伝送される複数の通話信号で一つの混合パケットを構
成するため、１つの通話信号当りのヘッダの負担が軽く
、従ってパケットの組立周期を短（することができ、そ
の結果、交換処理に要する遅延時間を著しく圧縮するこ
とができる。

また文献１．２に詳しく述べたように、回線交換信号に
ついて周期的な送信が補償されるので、回線交換信号に
関する交換遅延が一定となり回線交換信号とパケット交
換信号を各々の特徴を生かしつつ効率よく統合交換する
ことができる。

また、混合パケットの送信は、空きタイムスロットをハ
ントするごとに頭から順番に送信するという単純な方法
であり、このようにすると混合パケットの送信は自動的
にフレームの先頭から前詰めになり、使用するタイムス
ロット数を増やす場合にも、時間順序を狂わせることな
く、最後尾にタイムスロットを付加することができる。

更に、複数本のループを１本の通信ループとみなしてこ
の方法を通用すれば、大群化効果によって極めて効率の
よい交換システムを実現できる。

しかしながら、この方式においては、１つの混合パケッ
トの送信に使用するタイムスロットの位置がフレームご
とに変動するため、第７図に示したように、各タイムス
ロットに先頭タイムスロットあるいはタイムスロットの
結合関係を示す先頭表示Ｈ，パケット識別表示ＰＩＤと
いうオーバヘッドが必要となる。これはループ５の伝送
容量を無駄に消費するものである。また空きタイムスロ
ットをハントするごとに混合パケ−／　トの一部を先頭
から順番に送出していくというメカニズムは、単純では
あるが、混合パケットの各部分がいつループ５・上に送
信されるかが確定せず、従って受信する際もいつ自ノー
ド宛のタイムスロットが送られて（るか確定しないとい
う性格を有している。

このため、空きタイムスロットがハントされたらすぐ混
合パケットを送信できるように、また自ノード宛タイム
スロットが受信されたらそれをすぐノード内の所定のメ
モリ領域に取込めるように常に準備していなければなら
ず、かえって制御の複雑化、ハードウェアの増大という
自体を招来する。

特に複数本の通信ループを論理的に１本の通信ループ５
とみなす場合には、混合パケットの各部分がどのループ
に送信され、またどのループから受信するかも確定して
いないため、制御が益々複雑化し、ハードウェアの負担
も増大する。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、混合パケットが使用するタイムスロッ
トを、送受ノード間での予めの打合わせによって予約し
確保することにより固定し、これによりタイムスロット
内のオーバヘッドを減少させて効率を向上させ、且つ制
御の単純化及びハードウェアの負担の軽減を実現し、混
合パケットを用いることによる効率の良さを十分に発揮
することのできる回線／パケット統合交換方式を提供す
るものである。

〔発明の構成〕

本発明は、複数の通信ノードを複数の通信ループで結び
、各ループに一定時間周期のフレームを設け、該フレー
ムに複数のタイムスロットを設け、各ノードは前記フレ
ーム周期ごとに同一宛先ノードに向かう複数の回線交換
信号、パケット交換信号をまとめた混合パケットあるい
は同一宛先ノードに向かう複数の回線交換信号、パケッ
ト交換信号を各々まとめた混合パケットを作成し、該混
合パケットを前記タイムスロットの大きさに分割してノ
ード間で送受する回線／パケット統合交換方式において
、各ノードは各混合パケットの送信に必要な数のタイム
スロットを各々の宛先ノードと打ち合わせて予約し、該
予約済みタイムスロットを使用して各混合パケットを送
受信することを特徴としている。

〔作用〕

前記構成によれば、送受ノードの間において予約によっ
て混合パケットの送受信に必要とする数のタイムスロッ
トを前もって確保し固定することができるため、従来必
要とされたタイムスロットの先頭表示、パケット識別表
示等が不要となり、オーバヘッドが減少すると共に、送
信すべきタイムスロフト及び受信すべきタイムスロット
が固定されるため、制御の単純化、ハードウェアの負担
の軽減を図ることができる。

〔実施例〕

以下に、図面を用いて本発明の詳細な説明する。

本発明に係る回線／パケット統合交換方式は、第５図に
示された複数の通信ノード１及び通信ループ５から成る
交換機構成に通用されることを前提としている。

第１図において、第１図（１）は通信ループ５における
フレーム及びタイムスロットの構成を示す。各タイムス
ロット７はタイムスロット種別を示すＡ、Ｂビットと送
信情報フィールド７ａとからなる。Ａ、Ｂビットの内容
とタイムスロット種別との対応を第１図（２）に示す。

すなわち、パケット交換１回線交換に使用しているタイ
ムスロット（Ａ＝１．Ｂ−０又は１・）の他に、空きタ
イムスロット（Ａ＝Ｏ，Ｂ−０）をどちらかの交換モー
ドのタイムスロットに変化させることを寡言するための
予約用タイムスロット（Ａ＝Ｏ，Ｂ−１）が設けられて
いる。

予約用タイムスロットのフォーマントを第１図（３）に
示す。Ａ、Ｂビット以外に発着信ノードアドレスＤＡ、
ＳＡ及び両ノード間での制御情報を格納するためのＣフ
ィールドが設けられている。

新しい呼の生起により混合パケット長が長くなり、それ
を伝送路上に送信するために使用するタイムスロットの
数を増加させなければならない場合には、各ノード１は
ループ５上の空きタイムスロットを必要数だけハントし
て予約用タイムスロットに変更し、各々にＤＡ、ＳＡ、
Ｃを挿入して宛先ノードに送信する。−芳容ノード１は
ループ５上の各タイムスロットのＡ、Ｂビットを監視し
、予約用タイムスロットを検出すると更にその中の宛先
ノードアドレスＤＡをチェックする。ＤＡが自ノードを
示すアドレスであれば、以下のＳＡ、Ｃ情報を取り込ん
で、次フレームからそのタイムスロットを当該ＳＡから
の回線交換用あるいはパケット交換用混合パケットに使
用するものとし自ノード内に登録する。回線交換用ある
いはパケット交換用の区別等はＣフィールド内に記載さ
れている。その後、当該予約用タイムスロットのＤＡと
ＳＡを入れ替え、Ｃフィールド内に予約が完了したこと
を示す制御情報を入れて送信ノードに送り返す。送信ノ
ードではこの予約用タイムスロットを受信すると、Ｃフ
ィールドの情報から予約完了を確認し、当該タイムスロ
ットを前記ＳＡへの回線交換用あるいはパケット交換用
混合パケットに使用するタイムスロットとしてノード内
に登録する。以後当該タイムスロットは登録された通り
に混合パケットの送受信に使用される。

一方、呼の復旧により混合パケット長が短くなり、送信
のために必要なタイムスロット数が減少した場合には、
不要となったタイムスロットを空きタイムスロットに戻
す、空きタイムスロットに戻す方法としては、直接当該
タイムスロットのＡ。

Ｂビットを空きタイムスロット表示に変化させる方法、
又はいったん予約用タイムスロットを変更し、Ｃフィー
ルドの制御情報によって相手ノードにタイムスロットを
空き状態に戻すことを通知した後、空きタイムスロット
とする方法がある。但し前者の方法の場合には、各ノー
ドにおいて、登録済みのタイムスロットについても空き
状態に戻ったか否かを常時監視する必要がある。

以上の方法に従えば、空きタイムスロットから予約用タ
イムスロットを経ていったん回線交換用あるいはパケッ
ト交換用に確保されたタイムスロットは、そのタイムス
ロットが解放されて再び空き状態に戻るまで特定の混合
パケットの送受信のために占有される。すなわち、特定
の混合パケットの送受信に使用するループ上のタイムス
ロットの位置は、所要タイムスロット数が変化しない限
り、固定となる。従って使用中の各タイムスロットにお
いて、従来技術で説明したようなタイムスロットの結合
関係等を示すための先頭表示Ｈあるいはパケット識別表
示ＰＩＤ等のオーバヘッドは不要となる。また、占有さ
れるタイムスロットの発着信ノード、回線交換用／パケ
ット交換用の区別は予め予約時に登録されるため、混合
パケットにはそれらの情報をヘッダとして付加する必要
がなくなるのである。この結果、第２図（１）、（２）
に示すように本発明に係る回線交換用混合パケット８及
びパケット交換用混合パケット９においては、従来の混
合パケット３，４に比較して発着信ノード及び交換モー
ドを表示するり、Ｓ、Ｍのエリアが除かれたものとなっ
ている。

ところで、ループ５上の空きタイムスロットは、いった
ん回線交換用あるいはパケット交換用に確保されたもの
が解放されることにより、フレーム内の任意の位置に発
生し得るものである。従っである混合パケットの伝送に
使用するタイムスロット数を増加させたい場合、新たに
予約するタイムスロットが当該混合パケット伝送用に既
に確保しているタイムスロットより前に位置することが
あり得る。すなわち第３図に示すように、タイムスロッ
）＃４．＃６．　　・・・、＃ｉを用いて混合パケット
を送っていた時、新たに呼が生起し、１つのタイムスロ
ットを更に予約しようと空きタイムスロットを探索した
ところ、タイムスロット＃２がみつかったような場合で
ある。しかしこの場合も、第３図に示すようタイムスロ
ット＃２を予約。

確保して当該混合パケットの最後尾の部分を送信するこ
ととなる。このようにすると１つの混合パケットの後の
部分が前の部分より時間的には先に相手ノードに到達す
ることとなるが、予約時の打ち合わせにより当該タイム
スロットが当該混合パケットを伝送する何番目かのタイ
ムスロットであるかを決めておけば、受信ノード側での
再編集により、送信された混合パケットを容易に復元す
ることが可能である。

第４図は本発明に係る通信ノード１の概略構成を示す。

この図に基づいて通信ノード１における混合パケットの
組立て及び送受信機能を説明する。

第４図において、加入者及び局間中継線２から到来した
通話信号（回線交換信号又はパケット交換信号）は、い
ったん多重／多重分離装置ＭＵＸによって多重化された
後、制御メモリＣＭＩによって回線交換用バッファメモ
リＢＭＩ又はパケット交換用バッファメモリＢＭ２に振
り分けて書き込まれる。その際、回線交換用パンツアメ
モリＢＭ１には、制御メモリＣＭＩの出力に基づき各回
線交換信号を宛先別に分類して書き込み、１フレ一ム時
間ごとに回線交換用バッファメモリＢＭＩ内に前記回線
交換用混合パケット８が構成されるようにする。回線交
換用バッファメモリＢＭＩ内に構成された混合パケット
８は、制御メモリＣＭ２の制御によって１タイムスロッ
ト分ずつ読み出され、スイッチ部ＳＷを開始通信ループ
５の中の所要なループ（ループ１〜ループｎ）を選んで
通信ループ５上に送出される。この制御メモリＣＭ２に
は、各ループ１〜ｎの各タイムスロットごとに当該タイ
ムスロットでの自ノードからの混合パケットの送受信の
有無、送受信有りの場合における送受信すべき混合パケ
ットの種Ｒ（回線交換／パケット交換の別）、相手ノー
ド番号及び当該混合パケットを伝送する何番目のタイム
スロットであるという情報（順序番号）等が記憶されて
いる。

このような制御メモリＣＭ２の内容は、前記したタイム
スロット予約動作に基づいて構成される。

すなわち、予約が成立するごとにそのタイムスロットに
係る混合パケットの種類等の上記情報が制御メモリＣＭ
２の当該タイムスロットに対応するエリアに書き込まれ
、また確保されていたタイムスロットが空きタイムスロ
ットとして解放されるごとに対応するエリアの情報がク
リアされる。なお、上記制御メモリＣＭ２は、フレーム
内の時間経過に従って各タイムスロットに対応する情報
を全ルー１分読み出すシーケンシャルアクセスメモリが
一般に使用でき、従来のものに比較し構成が単純となる
。

通信ノード１における、ループ５からの回線交換用混合
パケット８の受信も前記と同様に行われる。すなわち、
制御メモリＣＭ２の出力に基づき、自ノード宛の混合パ
ケットが送られてくるループ及びタイムスロット位置で
データを受信し、この受信データを回線交換用バッファ
メモリＢＭＩ内における相手ノード番号、順序番号等に
対応する所定の位置に格納する。回線交換用バッファメ
モリに格納された回線交換信号は、制御メモリＣＭ１の
出力に従って読み出され、加入者線又は中継線に送出さ
れる。

一方、パケット交換信号は、制御メモリＣＭ１の出力に
基づいてパケット交換用バッファメモリＢＭ２に書き込
まれた後、制御回路ＣＣによってヘッダの解析等の通常
のパケット処理を受け、更に第２図（２）に示すパケッ
ト交換用混合パケット９の形に組み立てられる。その後
前記制御メモリＣＭ２の出力に従って、ループ５上に送
出される。受信後の動作は送信時の動作の逆となる。

制御回路ＣＣは通信ノード全体の制御並びに上述のよう
にパケット交換信号の処理を行う。また、スイッチＳＷ
は制御メモリＣＭ２に格納されている制御情報に従って
、混合パケット送受にかかわる各バッファメモリＢＭＩ
、ＢＭ２及びループ１〜ループｎの切替えを行う。なお
、第４図にはタイムスロット予約のための回路は明示さ
れていないが、この回路は各ループ１〜ｎに対応して設
けられ、制御回路ＣＣによって制御される。

なお、第３図で述べた予約タイムスロットが既に使用中
のタイムスロットよりも前に来る場合、新しく予約した
タイムスロットを含めて新たにフレームの先頭に近いも
のから順序番号をつけなおし、混合パケット内の情報の
時間順序を維持してループに送出する方法も考えられる
。但しこの場合は制御メモリＣＭ２内の順序番号に関す
る情報を複数タイムスロットにわたっていっせいに変更
しなければならず、制御が若干複雑化することは避けら
れない。

また以上の説明では、従来例として文献２を取上げ、そ
れに対応して本発明を説明したが、文献１に対応して同
様に本発明を適用することも可能である。すなわち同一
宛先ノードに向かう回線交換信号、パケット交換信号を
まとめた混合パケットについて、タイムスロットの予約
、占有を同様な手法により行う方法である。その場合に
は、１つの混合パケットについて回線交換信号とパケッ
ト交換信号の振り分けができるように制御メモリＣＭ２
を構成すればよい。

〔発明の効果〕

以上の説明で明らかなように本発明によれば、回線／パ
ケット統合交換方式において、送受信ノードの間で予め
の打ち合わせによって混合パケットの伝送に必要な数の
タイムスロットを予約して確保固定することにより、各
タイムスロットに最少限のオーバヘッドを備えるだけで
混合パケットの伝送を極めて効率よく行うことができる
。また本発明に係る方式によれば、混合パケットの内容
が入れ替わって伝送されても、相手ノードにおいて元通
り並び替えることを容易に行うことができ、このため既
に使用されているタイムスロットの位置に関係なく空き
タイムスロットを予約し確保することができるので効率
が一層よくなる。更に、混合パケット自身も発着信ノー
ド番号、回線交換用／パケット交換用の識別等のための
ヘッド情報が不要となり、これが高効率をもたらす。

また、１つの混合パケットの伝送に使用されるタイムス
ロットの位置が一度固定すれば変動しないため、通信ル
ープにおける送受に係るタイムスロットの制御について
は、予約動作とこれに基づく制御メモリの内容の変更に
よってのみ行うことができ、制御の簡単化及びハードウ
ェアの軽減を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例におけるフレーム、タイムスロ
ットの構成を示す説明図、 第２図は本発明の実施例における混合パケットの構成を
示す図、 第３図は混合パケットのループへの伝送例を示す説明図
、 第４図は通信ノードの概略構成図、 第５図は従来及び本発明における交換機の概略構成を示
す図、 第６図は従来例における混合パケットの構成を示す図、 第７図は従来例におけるループ上のフレーム構成を示す
説明図、 第８図は従来例における混合パケットのループへの伝送
例を示す説明図である。 １・・・通信ノード ２・・・加入者線及び局間中継線 ３・・・従来例の回線交換用混合パケット４・・・従来
例のパケット交換用混合パケット５・・・通信ループ ６・・・従来例に係るタイムスロット ７・・・本発明に係るタイムスロット ８・・・本発明に係る回線交換用混合パケット９・・・
本発明に係るパケット交換用混合パケット

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の通信ノードを複数の通信ループで結び、各
   ループに一定時間周期のフレームを設け、該フレームに
   複数のタイムスロットを設け、各ノードは前記フレーム
   周期ごとに同一宛先ノードに向かう複数の回線交換信号
   、パケット交換信号をまとめた混合パケットあるいは同
   一宛先ノードに向かう複数の回線交換信号、パケット交
   換信号を各々まとめた混合パケットを作成し、該混合パ
   ケットを前記タイムスロットの大きさに分割してノード
   間で送受する回線／パケット統合交換方式において、各
   ノードは各混合パケットの送信に必要な数のタイムスロ
   ットを各々の宛先ノードと打ち合わせて予約し、該予約
   済みタイムスロットを使用して各混合パケットを送受信
   することを特徴とする回線／パケット統合交換方式。