JPS6218155A - 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、混合パケット及び単一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に関する。

〔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、画
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、ｌ５ＤＮでは音声通信の６４　Ｋ　ｂ
　／　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５８−２３５５１１号１文献１と呼ぶ）を提案
した。

上記文献１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）１・・・とじ、
これらをループ状伝送路によって結合し、特定のノード
間にまたがる複数の回線交換呼をまとめた混合パケット
、あるいは個々のパケット交換呼からなる単一パケット
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、文献１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
信号を、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）に
示すように回線交換用混合パケット３を作成する。バケ
・ノド交換信号については、個々のパケ、ットあるいは
その一部を第６図（２）に示すパケット交換用単一パケ
ットに組立てる。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トビ・ノドである。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、ｃｓｉ、ｃｓ２
．　　・・・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、−力筒６図（２）においてＰ
Ｓはパケット交換モードの単一の通話信号すなわち１個
のパケットあるいはその一部分を表している。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
味する。

上記のように構成された混合パケ・ｙ　）　３　、単一
パケット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．単一パケット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．あるいは単一パケット４が送信されることに
なる。その際、混合パケット３゜単一パケット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、混合パケット３．単一パケット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
合パケットあるいは単一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又は単一パケット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・シトロＡ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
，バケット識別表示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
トあるいは単一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、回線交換信号に対し、
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
くすることができ、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に述べた
ように、回線交換信号に対して周期的な送信が保証され
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、混合パケットおよび単一パケットの送信は、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
ット単一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適用すれば、
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
トあるいは単一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ッ
トあるいは単一パケッ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、単一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く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あるいは単一パケットを送
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事態を招来する
。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、単一パケットの各
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、混合パケット及び単一パケットが使用
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
信号をまとめた混合パケットを作成し、かつパケット交
換信号については各々をパケット交換用単一パケットに
組立て、該混合パケット及び単一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、各ノードは前記混合パ
ケット及び単一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前記混合パケット及び単
一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、単一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ｌ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ッ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、ノ＼−
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＝Ｏ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宣言するための予
約用タイムスロット（Ａ＝０．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ットを第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。

新しい回線交換呼の生起により混合パケット長が長くな
り、それをループ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。一方各ノ
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ｌ足台パケットに使用す
るものとし自ノード内に登録する。新しいパケット交換
呼が生起し、新たなパケット交換用単一パケットを構成
してループ上に送出する場合、そのために使用する所要
数のタイムスロットを確保する方法も以上と同様である
。回線交換用あるいはパケット交換用の区別２発呼者番
号、非呼者番号等は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への回線交換用混合パケットあるいはパケット交換
用単一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
りに混合パケット及び単一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・ノド長が短くなり、送
信のために必要なタイムスロ・ント数が減少した場合に
は、不要となったタイムスロ・ントを空きタイムスロッ
トに戻す。単一バケ・ノドの送信が終了した場合も同様
である。空きタイムスロ・ン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
・ノド表示に変化させる方法、又はいったん予約用タイ
ムスロ・ノドに変更し、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・ン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６！
　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・ントから予約用
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
合バケ・ットあるいは単一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あるいは単一
バ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あるいはバケノ［・識別表示１
）　Ｉ　Ｄ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・７ト、単一パケノ１−にはそれらの情報をヘッ
ダとして付加する必要がな（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
線交換用混合バケット８及びバケット交換用単一バケッ
ト９においては、従来の混合パケット３．単一バケット
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バ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Ｍｆ；混合バケット伝送用
に既に確保しているタイムスロノ）・より前に位置する
ことがあり得る。ずなわら第３図に示すように、タイム
スロット＃４．＃６．　　・・・１　＃ｉを用いてｌ足
台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。

確保して当該混合バ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バケットを伝送する何番目のタイム
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。単一バケットの転送に使用するタイ
ムスロット数を増加させる場合も同様である。

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単
一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ハソファメモリＢＭ
１又はバ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、回線交換用バッファメモリＢ
ＭＩ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
混合バケット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を介して通信ループ５の
うちの所定のループ（ループ１〜ループｎ）を選んで当
該ループ上に送出される。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こ゛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あるいは単一
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単一バケットの区別（回線交換
／バケット交換の別）、相手ノード番号及び当該混合バ
ケット、単一バケットを伝送する何番目のタイムスロッ
トであるかという情報（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、単一パケットの区別等の上記情報が制御メモ
ＵＣＭ２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
る情報を全ループ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
バケソｌ−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ＣＭＩ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る。

その後第２図（２）に示すパケット交換用単一パケット
９の形で前記制御メモリ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、単一パケット処理にかかわる各ハソフ
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
のから順序番号をっけなおし、混合パケット、単一パケ
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。

〔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、単一パケツトの伝
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小限のオーハヘソド
を備えるだけで混合パケット、単一パケツトの伝送を極
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、混合パケット及び単一パケツトの内容が入れ
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、単一パケット自身も発
着信ノード番号、回線交換用／バケフト交換用の識別等
のためのヘッダ情報が不要となり、これが高効率をもた
らす。

また、１つの混合パケットあるいは単一バケフトの伝送
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。 単一パケツトの構成を示す図、 第３図は混合パケット、単一バケ・７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単一パケット

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
   をまとめた混合パケットを作成し、かつパケット交換信
   号については各々をパケット交換用単一パケットに組立
   て、該混合パケット及び単一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、各ノードは前記混合パケッ
   ト及び単一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前記混合パケット及び単一パ
   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。