JPS6374240A - 不定形通信網のノ−ド装置 - 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】 技術分野 本発明は１通信網の制御、とくに不定形通信網のノード
装置に関する。

従来技術 従来、ローカルエリアネットワークや公衆回線網に適用
ＤＩ能な通信網には、たとえばＥｔｈｅｒｎｅｔに代表
されるような同軸ケーブルによるＣ３ＨＡｌＣＤ方式、
パス方式による光ファイバ・スターネットワーク、ＴＤ
ＭＡ方式による光ファイバ・ループネットワークなどが
あった。光フアイバケーブルは同軸ケーブルに比べて外
来１に磁波雑音に対して耐力がある。Ｅｔｈｅｒｎｅｔ
のようなパス方式では、ノード／ｒＶ倍−ｉ（−ＡＣ”
ＬΔ／ｋＭ　Ｅ’　ｆｐ　−７Ｌｊ　ａに　Ｌ％＋又−
に＋÷かいが、ノードの発振やケーブルの切断によって
系全体がダウンしてしまう、スターネットワークは、ス
ター網を構成する中枢部の障害によって系全体がダウン
してしまう、またループ網は、１つのノードまたは１つ
のリンクの障害により系全体がダウンする危険性がある
。ループの２玉化はノードを複雑化する。

このような従来技術の状況に鑑み１本発明者はすでに、
生体の神経側路のアナロジ−による格ｆ−状通信網を提
案している。たとえば特開昭５８−１３９５４３号公報
参照。これは、多大カー出力信号の通信制御安素をノー
ドとして多結合構造に接続して通信網を構成し、各ノー
ドではディジタル信号を先着順論理により転送゛する通
信網形態をとっている。

この格ｆ状通信網はとくに次の点で優れている。１つは
、多結合構造のためネットワークトポロジーの自由度が
高いことである。したがってフォルトトレランシー（生
残性）が高い、すなわち網の一部に障害があっても他の
ルートで通信が適応的に確保される。つぎに、先着順論
理によって、最適の通信経路が選択されることである。

ところで、リンクの設定に競合方式をとる場合、パケッ
トの衝突は、高いスループットすなわち天動データ速度
を得るのに大きな障害となっていた。衝突の発生する確
率は、最大ネットワーク伝搬遅延時間、すなわち端末が
送出したパケットが最も遠くにある端末に到達するまで
の時間に比例する。

これまで提案されていた格子状通信網では、リンクの設
定に先着順論理による競合方式をとっている。しかし、
多結合構造により、最大ネットワーク伝搬遅延時間が本
質的に短い、また、多大カー出力信号の通信制御要素す
なわちノードを使用し、先着順論理に従って、衝突が発
生しても受信端末がその境界の内側に存在すれば通信が
成立するという特質を有している。しかしスループット
を十分に向上させるには、さらに最大ネットワーク伝搬
遅延時７４３７を短縮することが求められている。

これまで提案されていた格子状通信網では、（Ｆｔｆ号
の転送路ｒ前に復信壮を転送することが制限されていた
（たとえば特願昭Ｇｏ−１７０４２７）。つまり、基本
的には全二重通信が可能であったが、たとえば最初のメ
ツセージパケットを転送中はその応答信号（ＡＣＫ、　
ＮＡＣ：Ｋ）の返送を行なっていなかった。したがって
、一部瓦全には全二重通信が行なえず、また応答信号の
返送が遅いと通信の不成ゲの検出が遅れ、Ｉ＋Ｓ送制御
などのパックオフが効率的に行なえなかった。また、ノ
ードにおいて回持に複数の接続チャネルを確立するマル
チチャネル方式をとっていたので、各７−ドのアルゴリ
ズムすなわち構成が比較的複雑で大型化していた。

したがって、システムのスループットをざらに向りさせ
、しかも完全な全二重通信を実現にするには、応答信号
の早期返送を端末に許容し、しかもその前に応答信号受
信の準備をノード装置にて整えておくことが心安である
。

目　　　的 本発明はこのような要求に鑑み、比較的簡略な構成で完
全な全二重通信を効率的に確保できる不定形通信網のノ
ード装置を提供することを目的とする。

より具体的には、本発明の目的は、完全な全二重通信を
比較的簡略な構成で実現する際、ノード装置にて応答信
号のＶ期受信に備えることによって、網全体のスループ
ットを向上させることにある。

構成 本発明は上記の１］的を達成させるため、端末またはノ
ード装置への送信線と送信線に対応する受信線とを含む
伝送路に接続されるノード装置であって、それぞれ受信
線が接続される少なくとも１つの入力手段と、それぞれ
送信線が接続される少なくとも１つの出力Ｂ段と、入力
手段と出力手段を接続する接続手段と、接続手段を制御
して入力手段を選択的に出力手段に接続させる制御手段
、Ｉ−を有する不定形通信網のノード装置において。

制御手段は、入力手段に接続され入力手段のうち最先に
信号の到来した入力手段を識別する先着入力検出手段と
、入力手段に受信線から信号が到来したか否かを検出す
る入力検出手段と、九Ｉｉ入力検出手段が入力手段のう
ち最先に信号の到来した入力手段を識別すると、その識
別された入力手段に対応する出力ｆ段から所定の信号を
出力する信号出力ｆ段とを含み、制御−ｆ段は、前記先
着入力検出手段における識別に応動して接続ｆ段を制御
し、入力手段のうち識別された入力手段に対応する出力
手段を除く全出力ｆ段にその識別された入力手段を接続
させ、これによって前記識別された入力手段から出力手
段のうちその識別された入力手段に対応するもの以外の
全出力ｆ段へ信号を転送させ、入力検出ｒ手段は、入力
手段のうち信号の転送を行なった出力ｆ段に対応する入
力手段に受信線から所定の信号が到来するか否かを監視
し、監視中の入力手段のうち所定の信号を受けた入力手
段を識別し、制御手段は、前記入力検出手段における識
別に応動して接続手段を制御し、少なくとも、最先に信
号の到来した入力手段を所定の信号を受けた入力手段に
対応する出力手段に接続させ、所定の信号を受けた入力
手段を最先に信号の到来した入力手段に対応する出力手
段に接続させ、他の入出力手段間の接続を断とすること
を特以ド、本発明をその実施例に基づいて置体的に説Ｉ
ＪＩする。

未発１ＪＪによるノード装置を適用した不定形通信網は
、第４図に例示するようにノード装置１０　　が伝送路
１２によって２次元または３次元に格ｒ−状に接続され
る格子状通信網として有利に実現されるが、その網構成
は本質的に不定形である。たとえば線形、ループ状など
他の形状の網構成をとってもよい。

ノード装２１１０には複数の、この例では８本の入出力
ボートが設けられ、それらには伝送路１２を介して他の
ノード装置ｌＯ１および（または）端末１４が接続可能
である０人出力ボートの数に制限はなく、少なくとも１
つ以りあればよい、ノード装置ｌＯは、入出力ボートの
容ψ内であれば、伝送路１２を介して接続されるノード
装置１０や端末１４の数に制限はない、また、網全体を
単一のノード装置１０にて形成してもよく、また、複数
のノード装置ｉ１１　Ｑをたとえば単一の印刷配線板に
搭載して全体をあたかも１つのノード装置゛として扱い
、実質的な入出力ボート容量を増大させてもよい。

端末１４は、本実施例では非同期にてデータを送受信可
廓な端末装置であり、パソコンなどの処理システム、フ
ァイルステーションやプリントステーションなどのサー
ビスステーションなどを含む。データはメツセージパケ
ットの形で転送されるのが有利である。端末１４は後述
のように、全二重端末の場合、自局宛てのパケットを受
信すると直ちに応答信号を送出する方式のものが有利に
使用される。

伝送路１２は、たとえば光ファイバによる光伝送路、ま
たは撚り線や同軸ケーブルなどの電気伝送路であり１本
実施例ではデータがアナログまたはディジタルで伝送さ
れる。これは全二組構成をとっている。ノード装置１０
と端末１４の間の伝送路１２は、半二屯構成をとっても
よい。また、トラヒックに応じてノード装置ｌＯ相互間
の伝送路１２を複数本設けてもよい。

：Ａ１図を参照すると、ノード装置！０は、伝送路１２
からの受信線が接続される人力ポート２０と、伝送路１
２への送信線が接続される出力ボート３０を有し、両者
がスイッチングゲート部４０を介して相介に接続されて
いる。入力ボート２０は本実施例では８つの受信ないし
は入力チャネル１０〜１７を有し、また出力ボート３０
はこれに対応して８つの送信ないしは出力チャネル００
〜０７を有する。これによってノード装置ｌＯには、伝
送路１２を介して他のノード装置ｌＯや端末１４を全体
で８つまで接続可能である。出力チャネル００〜０７の
うち入力チャネル１０〜１７のそれぞれと同じ番号の、
すなわち「対応する」出力チャネルが同じ方路の伝送路
１２に接続される。

スイッチングゲート部４０は、人力チャネルｉＱ〜１７
のうちの任意のものと出力チャネル００〜０７のうちの
任意のものとを選択的に相互接続するゲート回路である
。その特足の構成は、簡略のため入出力各４チャネルの
場合を第２図に示すように、入力チャネル数に対応した
、すなわちこの例では４つの２人力ＮＡＮＤゲート４２
と、出力チャネル数に対応した、すなわち４つの４人力
ＨＡＮＤゲート４４と、１つの４人力ＨＡＮＤゲート４
６とが図示のように接続されて構成されている。より詳
細には、各入力チャネル１０〜ｉ３の２人力ＨＡＮＤゲ
ート４２の出力４７は、出力チャネルｏＯ〜ｏ３のうち
それぞれに対応するものを除くすべての出力チャネルの
４人力ＷＡＮＤゲート４４の１つの入力に共通に接続さ
れている。

また、それらの出力４７は４人力ＨＡＮＤゲート４６の
各入力にも接続されている。

第１図に戻って、入力ボート２０はまた、インバータ２
２を介して先着入力信号検出部５０および入力信（）検
出部７０にも接続されている。先着入力信号検出部５０
は、入力チャネル１０〜１７のうち最初に入力信号が到
来したチャネルを先着順論理に従って識別する機能部で
ある。その特定の構成例は、簡略のため入出力各４チャ
ネルの場合を第２図に示すように、入力チャネル数に対
応した、すなわち４つの７リツプフロツプ５２と、フリ
ップフロップ５２の出力５４の相互間に優先順位を与え
る１群のＷＡＮＤゲート５Ｇと、４人力ＭＡＮロゲート
５８およびインバータ８０とが図示のように接続されて
構成されている。フリップフロップ５２は、入力信号の
到来した人力チャネルの状送；を保持する回路である。

４人力ＮＡＮＯゲート５８およびインバータ６０は、い
ずれかのフリップフロップ５２が入力信号の到来に応動
し、全フリ７ブフロツプ５２のＪ端子を低レベルにして
それらの状ｙ５を固定する保持回路である。

入力信号検出部７０は、入力ポート２０に入力信号が到
来したか杏かを検出する回路である。これは、人力信号
の到来した人力チャネルの状態を保持するためのフリッ
プフロップ７２と、その出力を制御するための４つの３
人力ＮＡＮＯゲート７４および１つのインバータ７６と
が図示のようにｌａｄされて構成されている。各３人力
ＮＡＮＤゲートの１つの入カフ３にはフリップフロップ
７２のＱ出力がＪＨｂｃ、されている。人力信′−）検
出部７０はまた、フリップフロップ７２の出カフ５がそ
れぞれ対応する入力にＩＵＭされたフリップフロップ２
１０を有し、そのＱ出力２１２は各３人力ＮＡＮＤゲー
ト７４の１つの入力に接続されている。

先着入力信号検出部５０および入力信号検出部７０の入
力チャネル対応の出力は、２人力ＮＡＮＩＩゲート８２
を有する接続部８０を介してスイッチングゲート部４０
の対応する２人力ＨＡＮＤゲート４２と、リンク信号出
力部２００の出力チャネルｏＯ〜ｏ３に対応した４つの
２人力ＮＡＮＤゲート２０２の一方の入力とにＷＷされ
ている。

リンク信号出力部２００は、ノード装置１０がある入力
チャネルで遊休状態から最初の、すなわち第１番目の往
信号を他の大力チャネルに先んじて最先に受信したこと
を示す、すなわちその人力チャネルがそのノード装置ｌ
Ｏにとって先着人力チャネルであることを示す「リンク
信号」を発生する機能部である。このリンク信号は、そ
の第１番目の往信号を送信したノード装置、換Ｊすれば
、リンク信号を受けたノード装置ｌＯにとってみれば、
その伝送路１２が「先着出力チャネル」であることから
、先着出力チャネルである旨を示す信号であるともいえ
る。リンク信号は、後述するリンク時定数で規定される
期間の経過後、すなわち、やはり後述の入力信号検出時
定数で規定される期間内に生起する。

リンク信号出力部２００は出力チャネルｏＯ〜ｏ３に対
応した４つの２人力ＮＡＮＤゲート２０２を有し、それ
らの他方の入力には、シーケンス制御部８０のＡＮＤゲ
ート１３０の出力１３２が接続されている。

スイッチングゲート部４０、先着入力信号検出部５０、
入力信号検出部７０およびリンク信号出力部２００は、
それらを含む水装置全体を制御するシーケンス制御部９
０によって制御される。シーケンス制御部９０は、第２
図に示すように２つのシフトレジスタ９２および９４と
、パルスを生成するためのインへ−夕９５および２人力
ＨＡＮＤゲート９６と、同インバータ１３４オヨび２人
力ＡＮＤ　ケ−ト１３０　ト、同インバータ１３９およ
び２人力ＮＡＮＤゲート１３８とが図示のように接続さ
れて構成されている。シフトレジスタ９２および９４の
クロック入力Ｅ　ｆにはシステムグロー２りＣＫＧが接
続されている。シフトレジスタ９２は、後述する「リン
ク時定数」および「入力信号検出時定数」を規定する時
限回路であり、シフトレジスタ９４は、後述する「通信
終了検出時定数」を規定する時限回路である。

ノード装Ｈｔｏにおける通信制御の概略を説明する。こ
こで便宜上、用語「送信端末」とは信号を伝送路１２に
送出する側の端末をいい、「受信端末」とは信号を伝送
路１２から受ける側の端末をいうものとする。また用語
「発信端末」とは、他の端末との間に接続が設定されて
いない状態、すなわち遊休状態から特定の端末に宛てて
情報を送信し始める端末をいい、「着信端末」とはその
情報に初めて応答を返送する宛先側端末をいうものとす
る０発信端末から送出される信号を「往信号」と称し、
着信端末から送出される信号、とくに往信号に応答して
返送される信号を「復信号」と称する。

あるノード装置１０において、いずれの入出力チャネル
間にも接続が設定されていない遊休状りもでは、スイッ
チングゲート部４０のＮＡＮＤゲート４２がいずれも閉
鎖状態にあり、入出力ボート間の接続は断状態にある。

遊休状態において入力チャネル１０〜１７のうちのいず
れかに入力信号が到来すると、先着入力信号検出部５０
は、人力チャネル１Ｏ−ｉ７のうち最先に入力信号が到
来したチャネル、すなわち「先着人力チャネル」を先看
順論理により検出する。最先に人力信号が到来したチャ
ネルのフリップフロップ５２がセットされ、他のフリッ
プフロップ５２は、ＷＡＮＤゲート５８およびインバー
タ６０により不動作状態にロックされる。複数の入力チ
ャネルから同時に人力信号が到来した場合は、ＨＡＮＤ
ゲート５６からなる回路によってテえられる所定の浚先
順位に従って先着人力チャネルが決定される。第２図に
示す実施例では、入力ボート１０から１７のＩｌｌ’ｌ
に役先順位が低くなるように設定されている。

先着入力チャネルを示す信号は、接続部８０によりスイ
ッチングゲート部４０に、また接続線８２によりシーケ
ンス制御部９０に出力される。そこでスイッチングゲー
ト部４０は、その先着人力チャネルに対応する出力チャ
ネル以外の全出力チャネルに先着人力チャネルを接続す
る。これによって、先着入力チャネルから受信した信号
がそれに対応する出力チャネル以外の全出力チャネルに
転送されるブロードキャストが行なわれる。

先着入力信号検出部５０の先着入力チャネル検出により
制御線６２からシーケンス制御部９０が起動され、シー
ケンス制御部９０は、シフトレジスタ９２によってリン
ク時定数および入力信号検出時定数による時限監視を開
始する。リンク時定数の監視時限内に入力信号の到来し
たチャネルは、入力信号検出部７０のフリツプフロツプ
７２に記憶される。

リンク時定数で規定される期間が終了すると、人力信号
検出部７０のフリップフロップ２１０は。

シーケンス制御部！３０のシフトレジスタ８２から制９
１線２２０を通して駆動され、４つのフリップフロップ
７２の状態をその出カフ５を介して読み込む、これによ
って、リンク時定数の期間内に入力信号が到来しなかっ
た人力チャネルがフリップフロップ２１０に記憶される
。そこで入力信号検出部７０のフリップフロップ７２は
、シーケンス制御部４０からのリセット線９９によって
ひとまずリセットされる。

人力信号検出部７０の各３人力ＮＡＮＤゲート７４の１
つの入力２１２は、フリー、ブフロップ２１０の記憶内
容に従って付■される。すなわち、４つのＨＡＮＤゲー
ト７４のうちリンク時定数による監視時限内に人力信号
の到来しなかった入力チャネルに対応するＨＡＮＤゲー
ト７４の１つの入力が付■される。そこで、接ｉＦ１！
８０のＨＡＮＤゲート８２を通してスイッチングゲート
部４０の２人力ＮＡＮＯゲート４２の対応するものと、
リング信号−出力部２００の２人力ＨＡＮＤゲートの対
応するものの一方の人力が付■される。これによって、
その人力チャネルがそれに対応する出力チャネル以外の
全出力チャネルに接続されるとともに、リンク信号を出
力する準備が整った。

シーケンス制１ｉ９０のシフトレジスタ９２は、その出
力ＱＥおよびＱＦによってＡＮＤゲート１３０を所定の
時間ｆｒ１勢する。そこで、その出力１３２によって、
スイッチングゲート部４０の４つの４人力ＮＡＭＩＩゲ
ート４４の他方の人力が消勢され、これによって、その
一方の入力が付゛９されているＨＡＮＤゲート２０２か
らその出力チャネルへリンク信号が送出される。

「リンク時定数」は、最先に入力信号を検出した入力チ
ャネル以外の入力チャネルから、同じ送信源からの最初
の、すなわち第１番［１の往信号を受信したり、他の送
信源からの別な第１番目の往信号を受信して衝突が発生
したりしても、それらの７ＪＳ１番１」の往信号を排除
し、先着入力チャネルに関連する第１番目の往信号に応
答して返送される第１番目」の、すなわち最初の復信号
をそれらと区別するための時間である。その長さは、隣
接ノード”装置ｌＯ間または対端末１４間の最大許容距
離を往復する伝搬遅延時間に￥質的に笠しく設定される
。この伝搬遅延時間には、ノード装置ｌＯ［１体による
遅延を含む０通常はこれに若トの余裕時間が付加される
。

続いてシフトレジスタ９２は入力信号検出時定数の時限
監視を行なう、［人力信号検出時定数］は、リンク時定
数による期間の経過後の信号があるか否かを検出するた
めの時間である。その長さは、隣接ノード装置１０間ま
たは対端末１４間の最大許容距離を往復する伝搬遅延時
間と、ノード装置ｌＯがリンク信号を送信するのに要す
る時間との和に実質的に等しく設定される０通常はこれ
に若干の余裕時間が付カロされる。この時間内にリンク
信号は到着し終る。

このリンク時定数に続く人力信号検出時定数の監視時限
内に入力信号の到来したチャネルは、入力信号検出部７
０のフリッププロップ７２に記憶される。この入力信号
は隣接ノード装置ｌＯの発生したリンク信号が追加され
たはずである。この期間が終了すると、イネーブル線９
７によって入力信号検出部７０の入力ボート２０側を断
とするとともに、ＮＡＮＤゲート７４を付勢する。そこ
で入力信号検出部７０のフリップフロップ７２は１人力
信号検出時疋数の期間内に入力信号の到来した人力チャ
ネルに対応するＮＡＮＤゲート７４の１つの入カフ３を
付勢する。

ＮＡＮＤゲート７４の他の１つの入力９７はこの時点で
、シーケンス制御部９０のシフトレジスタ９２の出力Ｑ
Ｈにより付勢されている。ＨＡＮＤゲート７４のうちリ
ンク時定数期間内に信号を受信しなかった入力チャネル
に対応するものの入力２１２は、それを記憶しているフ
リップフロップ２１０の出力２１２によって付■されて
いるので、その出力が接続部８０のＮＡＮＤゲート８２
奢通してスイッチングゲート部４０のそれに対応するＮ
ＡＮＩＩゲート４２を開放する。これによって、新たに
その入力チャネル、すなわちリンク信号の到来した大力
チャネル、換言すれば先着出力チャネルに対応する入力
チャネルは、その先着出力チャネル以外の全出力チャネ
ルに接続される。

なお、リンク信号を検出すると、先着入力チャネルを：
Ｆ、ｒＸ出力チャネルに接続し、先着出力チャネルに対
応する大力チャネルを先着入力チャネルに対応する出力
チャネルに接続し、それ以外の人力チャネルの出力チャ
ネルへの接続を断とするように構成してもよい。

スイッチングゲート部４０は、入力信号検出時定数の１
１１１間内に入力信号のなかった人力チャネルのうちの
いずれかからその後入力信号が到来すると、その入力チ
ャネルのＮＡＮＯゲート４２の出力４７が高レベルにな
り、その旨を示す信号がＮＡＮＤゲート４６から接続線
４８を通してシーケンス制御部９０に出力される。

シーケンス制ｇｉ部９０では、スイッチングゲート部４
０のＮＡＮＯゲート４６からの人力信号がなくなると、
シフトレジスタ９４によって通信Ｈ（検出時定数による
時限監視を開始する。同時″Ｊｉ１Ｍ！！によって規定
される時間が経過すると、シーケンス制御部９０は、リ
セット線９８を付勢して先着入力信号検出部５０を、ま
たリセット線９９を付勢して入力信号検出部７０を初期
状７ｇＨにリセットする。

この通信路ｒの検出は、先着入力チャネルからの人力信
号を監視して、これがなくなったことを検出して復旧処
理を行なうように構成してもよく、または、先着入力チ
ャネルと、これに接続されている他の入力チャネルの双
方からの入力信号を監視して両者のいずれかがなくなっ
たことを検出して復旧処理を行なうように構成してもよ
い。

入力信号のなくなったことの検出は、その信号の論理状
態が通信路ｒ検出時定数の期間だけ所定の状７ｇ、たと
えば「Ｏ」に維持されたことを検出することによって行
なわれる。

［通信路ｒ検出時定数」は、往信号または複信号のあと
にそれ以１；信号が続かず、通信が終了したことを検出
するための時間である。その長さは、全二重通信の場合
は、真の通信の終了を、情報内げである「０」または「
１」の連続から区別するのに必要な時間に設定される０
通常はこれに若干の余裕時間が付加される。たとえば、
マンチェスタコーディングの場合はｌビフ）、ＮＲＺＩ
で連続６ビツトのｒｌＪに「Ｏ」を挿入する符号化則の
場合は７ビツト以七の時間長をとる０通常はそれらの２
倍、すなわちそれぞれ２ビツトまたは１４ビツトの時間
長に設定される。

全ニー重通信とともに半二重通信を含む場合、通信路ｒ
検出時定数の長さは、最大実効ネットワーク長を往復す
る伝書遅延時間と、端末１４が往信炒または復信号の受
信を終了してから復信号または１１信号を送信し始める
のに要する時間との和に実質的に等しく設定される０通
常はこれに若干の余裕時間が付加される。

前述のように第２図に示す実施例では、ある入力チャネ
ルにおいて、リンク時定数で規定される期間内に入力信
号がなく、かつ、これに続く入力信号検出時定数による
期間内に入力信号のあったことを論理積条件として、リ
ンク信号の受信を識別していた。勿論、これにかぎらず
、リンク信号を所定の論理パターンを含むように構成し
て、このパターンの受信を識別することでリンク信号の
判定を行なうように構成してもよい。

本実施例の説明のために、ノード装置ｌＯを４つ格子状
に接続した格子状通信網について第３Ａ図〜第３Ｇ図を
参照して本実施例のシステムにおける通信−Ｌ順を説明
する。この説明上の通信網では、４つのノード装置１０
ａ−１０ｄが４チヤネルの伝送路１２によって格子状に
接続されている。ノード装置１０ａおよび１０ｄには端
末１４ａおよび１４ｄがそれぞれｊＨｂＡされている。

同図において、ハツチングを施した側が送信側を示し、
また、太線が情報信号の流れを示している。

４チヤネルの全二重通信について、入力信号の検知と、
それに基づく入出力チャネル間の接続制御は、次の５つ
の基本的なステップにて行なわれる。

まず第３Ａ図に示すように、７ＪＳｌのステップでは、
１ｌｉ２体状態から初めてデータを送信したい発信端末
、たとえば１４ａは第１番目の往信号をバケー７トの形
で伝送路１２ａを通してノード装置１０ａに送出する。

第１番目の往信時には、宛先の端末、たとえば１４ｄを
示す宛先アドレスが含まれている。

ノード装置１０ａは、第１番［１の往信号を先着人力上
時として検出すると、先着入力信号を検出したチャネル
、すなわち先着入力チャネル１２ａに対応する出力チャ
ネルを除く全出力チャネルにその第１番［１の往信号を
転送する。すなわち第１番目の往信時をノード装置１０
ａの全力路にブロードキャストする。

次に第２のステップでは、第３Ｂ図に示すように、他の
ノード装置１０ｂ、　１０ｃおよび１０ｄもそれぞれの
伝送路１２ａｂ、１２ａｃ、および１２ｂｄ、１２ｃｄ
からこの７ＪｒＪ１番［１の往信号を受信し、同様のブ
ロードキャストを行なう、この例では、ノード装置１０
ｃは伝送路１２ａｃを先着人力チャネルと認め、伝送路
１２ｃｄなどの他の伝送路にブロードキャストする。

同様にノード装ｆｆ１ｌｏｄは、伝送路１２ｂｄからの
他に同１２ｃｄからも１７ｓ１番１」の往信号が到来す
るが、伝送路１２ｂｄを先着入力チャネルと認め、伝送
路１２ｂｄからの７５１番１］の往信号のみを伝送路１
２ｄおよび１２ｃｄなどの他の伝送路にブロードキャス
トし、伝送路１２ｃｄからの信号は出力しない、このよ
うにして、端末１４ａから送信されノード１２からブロ
ードキャストされた第１番１１の往信号は、重複するこ
となくネットワーク中に伝達される。

ノード装置１０ａ−１０ｄは、先着人力チャネルの検出
から始まるリンク時定数の期間内は全入力チャネルを監
視する。その期間内に入力信号を受信しなかった入力チ
ャネルがあれば、これを識別して人力信号検出部７０の
フリップフロップ２１０に記憶される。

ノード装置１０ａ−１０ｄは７ＪＳ３ステツプにおいて
、第３Ｃ図に示すように、リンク時定数の期間の経過後
直ちにそれぞれリンク信号２３０ａ〜２３０ｄを送信す
る。同様に端末１４ｄのリンク信ｕ；２３２ｄを出力す
る。ノード装置１０ａ　−１０ｄは、リンク時定数の経
過後に開始する人力信号検出時定数の期間内に入力チャ
ネルを監視する。この期間内に入力信号が到来し、かつ
入力信号検出部７０のフリップフロップ２１０に記憶さ
れた、すなわちリンク時定数の期間内に入力信号のなか
った入力チャネルは、リンク信号の到来した入力チャネ
ルと認められる。

入力信号検出時定数による期間が経過すると、この入力
チャネル、すなわち先着出力チャネルに対応する入力チ
ャネルは、その先着出力チャネル以外の全出力チャネル
に接続され、それ以外の入力チャネルの出力チャネルへ
の接続は断とする。

なおこの段階において、リンク信号の検出された大力チ
ャネルを先着人力チャネルに対応する出力チャネルに接
続し、先着人力チャネルを先着出力チャネルに接続し、
それ以外の入力チャネルの出力チャネルへのＪｆｆ＆ｉ
？を断としてもよい。

このように、入出力チャネル間の相Ｗ接続は、入力信号
検出時定数期間の経過後設定される。したがって、ある
ノード装置、たとえば１０ｂで受信したリンク信号２３
０ｄが他のノード装置、たとえば１０ａにリンク信号２
３０ｄとして転送されることはない、この例では、リン
ク信号２３０ａはノード装置１０ｂで独［１に発生した
ものである。

ｉ７’ｓ４ステップでは、ノード装置１０ａ〜１０ｄに
接続されている端末１４は第１番［１の往信号を受信す
る。その際、各端末１４はリンク信号２３２を返送する
とともに、７５１番［１の往信号に含まれている宛先ア
ドレスを［１局のアドレスと照合する。この例では、端
末＋４ｄは、リンク信号２３２ｄを送出し、また、宛先
アドレスが自局のそれと一致するので、最初の、すなわ
ち第１番目の復信号を伝送路１２ｄに送出する。７ｆＳ
３Ｉ）図に示すように、ノード装置１０ｄは、伝送路１
２ｄから第１番目の復信号を受信すると、その復信号を
受信した入力チャネルに対応する出力チャネル以外の全
出力チャネルから出力する。したがって、伝送路１２ｄ
から受信した第１番目の復信号は、ノード装置１０から
伝送路１２ｂｄおよび１２ｃｄなどに送出される。また
は、伝送路１２ｄから受信した第１番目の復信号を先着
入力チャネルに対応する出力チャネルから出力するよう
に構成してもよい。

第５ステツプにおいて、ノード装置１２ｂ、　１２ｃお
よび１２ａもノード装置１２ｄと同様の制御を行なう。

したがって、第３Ｅ図に示すように第１番［１の復信号
もネットワーク中に伝達される。第１番［１の往信号は
ある程度の長さを有し１、また端末１４ｄなどの端末装
置は、第１番［１の往信号の宛先アドレスを識別すると
直ちに第１番目の復信号を送信するように構成されてい
るので、第１番［１の復信号は第１番目の往信号と重複
しながらネットワーク中にブロードキャストされる。た
とえば伝送路１２ｃｄに示すように、第１番［Ｉの往信
号が第１番１１の復信号と重複して伝送される径路があ
る。

したがって、端末１４ａおよび１４ｄ以外の他の端末が
このネットワークに接続されていても、その端末は、第
１番目の往信号を第１番［１の復信号と重複して受信す
るので、すなわち混信して傍受するので、その内容を識
別することができない、これによって、通信システムに
とって重賞な、他の端末での通信の秘匿性が維持される
。また、第１番［１の往信号が終了しても第２の復信号
がｍ統しているときは、他の端末はネットワークが使用
中であることを検知することができる。

当然のことながら、着信端末］、４ｄに到達した第１番
１１の往信号・が経由した径路では、第１番１１の復信
号が第１番［１の往信号と重複することはない、したが
って第１番［１の復信号は支障なく発信端末１４ａに到
達する。

ところで、第３Ｆ図に示すようにあるノード装置、たと
えば１０ｂに障害があると、ノード装置１０ｄは、第３
ステツプで７一ド装首１０ｂから第１番目の往信号を受
信せず、ノード装置！１１０ｃからのみ第１番目の往信
時を受信する。以降、各ノード装置１０ａ、　１０ｃお
よび１０ｄの制御は、ノード装置ｌＯｂを除外する以外
は第３ステツプと同様である。

ノード装置１０ｂが障害の場合、第３Ｇ図に示すように
、第５ステツプにおいて第１番［ｊの復信号がノード装
置１０ｂの代りに同１０ｃ　ｔ−経由して発信端末１４
ａへ返送される。ノード装置１０ｂの障害は。

ノード装置１０ａの入力チャネル１７４ａｂから入力信
号がないものとしてノード装Ｍ１０ａに、またノード装
置１４１０ｄの入力チャネル１７４ｂｄから入力信号が
ないものとしてとしてノード装２１１０ｄにそれぞれ記
憶される。以降、各ノード装置１０ａ、　１０ｃおよび
１０ｄの制御は、ノード装置ｉ！１１０ｂを除外する以
外は本実施例においてノード装置１０は原則として、ノ
ード装置１０相７ｊ間の接続か、ノード装置ｌＯと端末
１４の間の接続かの区別をしていない。したがってノー
ド装置１０は、それに接続されている伝送路１２に他の
ノード装置１０が接続されているのか、端末１４が接続
されているのかを意識していない、したがって、端末１
４は、それが接続されているノード装置１０からは、あ
たかも他の）−ド装置１０と同じに見えるように振舞わ
なければならない、したがって、入力信号があればリン
ク信号を出力することが要求される。これは中−のパル
スでよい。

本実施例において端末１４に対して要求される通信手順
に関する基本的な制約は１次のとおりである。端末１４
は基本的にはパケットの形でデータを送受信できるもの
が有利であるが、必ずしもそれに限定されない。

第５図に示すように、第１番ｌ］の往信号としてのメツ
セージパケット１００は、メツセージＭに先行して少な
くともプリアンプルＰおよび宛先アドレスＤを含む、プ
リアンプルＰは、少なくとも所定の長さ以上継続するこ
とが必要である。これは、端人工４の同期をとるためで
ある。パヶｙ　）１００に対してそれ以外の制約はない
が１通常は、発信端末１４のアドレス、すなわち送信元
アドレスＳを有する。メツセージＭのあとには、ＣＲＣ
などのチェックコードエリア、パケット終了符号Ｅが続
き、そのあとに端末の同期を維持するためのポストアン
ブルが続いてもよい。

端末１４は、第１番目の往信号の受信を検知すると、リ
ンク時定数により規定される期間の経過ののちリンク信
号を出力する。

第１番１１の往信号を受信してそのパケットの宛先アド
レスが自局宛てのものであると１疋したときは、端末１
４は、その応答信号として、全二重通信の端末の場合は
判定後直ちに（第５図）、また半二利通信の端末の場合
は第１番１１の往信号の終−ｒ後直ちに（第７図〕、第
１番１１の復信号を送信する。第１番１」の復信号に対
する制約は全くないが、第１番目の復信号としての応答
パケット１０２は通常、第５図または第７図に示すよう
に第１番１１の往信号と同様のフォーマットをとり、プ
リアンプルＰ、宛先アドレスＤ、着信端末１４のアドレ
ス、すなわち送信元アドレスＳを有し、これに１″ｒ定
応答ＡＣＫまたは台足応答ＨＡＣＫを示すコードが続く
、このあとメツセージＭが続いてもよい、前述のように
、第１番目の復信号は発信端末に優先的に伝達されるこ
とが保証されている。

全二重通信の場合、発信端末１４は、第１番目の往信号
を送信し始めてから入力信号検出時定数で規定される時
間内に入力信号すなわちリンク信号が到来しないときは
、送信を＝ｔ’断してもよい。

端末１４は、受信した出１番目の往信号が自局宛てでな
いとｒ１断したときは、第１番［１の往信号の終了後直
ちに「１局発の第１番［１の往信号を送信することが許
容される。綬ｒ検知の方法はノード装置１０のそれと同
様でよい。

発信端末１４は、所定の長さの「端末応答監視時間」内
に着信端末から伝送される第１番目の復信号の受信全監
視する。この端末応答監視時間内にｆｆ５１番目の復信
号の受信を検出すれば、着信端末が正常に応答可ｔＥな
状態にあるとｒ（断し、通信を継続することができる。

端末応答監視時間内に第１番目の復信号の受信を検出し
なかったときは。

着信端末が正常に応答可能な状態になかったと判断し、
第６図に示すように、通信を中止する０発信端末１４は
その後第１番目の往信号の再送を行なうことができる。

これは、たとえば０９）ＩＡ方式の場合と同様の制御で
よい。

全二重通信の端末の場合、「端末応答監視時間」は、発
信端末が７ＪＳ１番目の往信号を送信し始めた時から開
始する時間である。その長さは、最大実効ネットワーク
長を往復する伝搬遅延時間と、各ノード装＃！２１０に
おけるノード遅延時間をそのネットワークで考えられる
最大数の７−ド装置１０について累積した最大実効累積
ノード遅延時間と、着信端末が第１番目の往信号を受信
し始めてから第１番目の復信号を送信し始めるのに要す
る時間との和にア質的に等しく設定される０通常はこれ
に若干の余裕時間が付加される。ノード遅延時間は、第
１番［１の往信号のプリアンプルが先着ＩＩ＋論理によ
り削られるために生ずる遅延時間である。

また、全二重通信ともに半二重通信を含むシステムの場
合、「端末応８監視時間」は、発信端末が第１番目」の
往信号を送信し終った時から開始する時間である。その
長さは、最大実効ネットワーク長を往復する伝搬遅延時
間と、７１信端末が第１番目の往信号の受信を終了して
から第１番［１の復信号を送信し始めるのに要する時間
との和に実質的に等しく設定される。これは、面述した
通信終了検出時定数で規定される時間と同じである０通
常これにも若ｆの余裕時間が付加される。

なお本実施例は伝送路１２が全二屯伝送路であるので、
端末が半一二重装置であってもその網インタフェース部
に次のようなａｔＥを付加すれば、端末が受信口ＴｔＥ
な状ｙ凪にあるかを判定するための時間を全二重端末の
場合と回等に短くすることができる。すなわち、網イン
タフェース部は、第１番［１の往信号を受信してリンク
時定数による期間の経過後、その応答信号としてレディ
信号を送信するように構成される。このレディ信号も何
ら制約はなく、たとえば単一のパルスの形をとってもよ
い。このような付加的機能は、半−重端末の網制御部を
わずかに改造することで有利に実現される。

端末１４は、ｉ１番目の往信号または第１番目の復信号
に続いて往信号または復信号を送信するときは、すなわ
ち複数のパケットをＪＩＩｂＡ的に送信するときは、パ
ケット間の間隔が通信終了検出時定数で規定される時間
以上にならないようにすればよい。全二重通信の場合は
、相続〈パケット、すなわちＥｌ”Ｓ　Ｎ番１」のパケ
ットと第Ｎ＋１番目のパケットの間には、ポストアンブ
ルなどのダミー信叶を挿入して通信終了検出時定数がタ
イムアツプしないようにする。゛伴二重通信の場合は、
着信端末は７ＪＳＮ番［１の往信号の受信を終了すると
通信Ｎ　ｒ検出時定数で規定される時間内に発信端末に
到達するように、好ましくは直ちに、第Ｎ番目の復信号
を終了するとやはり通信網ｒ検出時定数で規定される時
間内に着信端末に到達するように、好ましくは直ちに、
第Ｎ＋１番目の往信号を送信する。

要約すると本実施例では、第１番［１の往信号と改複し
て第１番目１の復信−Ｊ−の転送が可能なように、ノー
ド装置ｌＯは次の制御を行なう。１つは。

先着人力チャネルを検ｊｆ３　Ｌ、、先着入力チャネル
が接続されている他のノード装置１０にとって、その入
力チャネルが先着出力チャネルとなったことを示すリン
ク信号を送出することである。

第２に、当該他のノード装置１０は、リンク信号により
先着出力チャネルを識別すると、先着出力チャネルを先
着出力チャネルに接続し、先着出力チャネルに対応する
入力チャネルを先着人力チャネルに対応する出力チャネ
ルに接続することである。または、先着入力チャネルを
先着人力チャネルに対応する出力チャネル以外の全出力
チャネルに接続し、先着出力チャネルに対応する大力チ
ャネルを九百人カチャネルに対応する出力チャネルは、
先着出力チャネルに対応する入力チャネルと先着人力チ
ャネルのみを出力チャネルに接続してもよい、その際、
他の径路を通って到来した同一の第１番目の往信号の入
力チャネル、衝突を起した他の信号源から送信された別
な７ＪＳ１番目の往信号の入力チャネル、ノード装置１
０および伝送路１２の障害に起因して入力信号の到来し
なかった人力チャネルなどの検出や区別を行なわない。

また、この接続制御により、先着入力チャネル以外には
先着出力チャネルに対応する人力チャネルのみが出力チ
ャネルに接続され、先着の第１番１ｊの往信号以外には
、続いて人力のある第１番目の復信号のみが出力可能に
なる。すなわち、第１番［］の往信号と重複して第１番
［１の復信号の転送が可能になる。したがって、端末１
４は、自局宛ての７ＪＳ１番目の往信号の受信を検出す
ると、直ちに第１番［１の復信号を送信してもよく、第
１番目の往信号の受信後１升足の時間の経過を待って第
１番［１の復信号を送信するような制御を行なわなくで
よい。

さらに本実施例では、第１番［１の往信号を受信すると
、ノード装置または端末から返送されるはずのリンク信
号を検出することによって、これに続く第１番目の復信
号の受信に９期に備えることができる。

このように本実施例では、１つのノード装置１０で同時
には１つの通信しか許容しないシングルチャネルの通信
を実現している。これによって、障害ノードや障害回線
を避けながら先着順論理によりリンクを形成する格ｆ状
通信網の高いフォルトトレランシーを維持しつつ、ノー
ド装置ｌＯのアルゴリズムを簡略化している０本実施例
のノード装置１Ｑは、シングルチャネルであったが、マ
ルチチャネルの制御を付加してもよいことは言うまでも
ない。

本出願人による先の出願、特願昭８０−１７０４２７で
は、全二重通信において７ＪＳ１番目の往信号と、その
終了してから送信されるｍ１番目の復信号とが転送され
て通信径路が固定されてから全二重通信を許容していた
。しか′し本実施例では、最初の往信号の伝送時点から
全二重通信を可使にしている。

このような完全な全二重通信の提供により、次の効果が
得られる。まず、第１番目の往信号と重複して第１番［
１の復信号を転送できるので、第１番目の復信号を検出
すれば通信成立の可否を検出でき、送信の継続や再送の
制御を早期に行なうことができる。したがって、最初の
往信号のパケットが長いものであっても何ら問題はなく
、長いパケットが使用できることはシステムのスルーブ
ツト、すなわち実効データ速度を向上させる効果がある
。

次に、アクティブな受信制御が実現される。より詳細に
は、第１番目の復信号を送信した端末、すなわち着信端
末のみが７ＪＳ１番目の往信号を正常に受信することが
できるが、他の端末は第１番Ｌ１の往信号と復信号が重
複により混信し、その内容を正常に傍受するが妨げられ
る。

効果 本発明によればこのように、第１番目の往信号の先頭部
分が欠けることなく転送され、これと重複して０′Ｓ１
番目の復信号の転送を可１七とすることによって、完全
な全二重通信が提供される。また全二重通信の場合には
、アクティブな受信制御と混信の積極的発生により通信
の秘匿性が達成される。ノード装置または端末からのリ
ンク信号の返送を検出することによって、これに続く第
１番１１の復信号の受信に早期に備えることができる。

さらに、往復信号の同時性の許容によれば、通信の不成
ケを早期に検出できるので、再送制御などのバックオフ
を効率的に行なうことができる。

ノード装置をシングルチャネルで構成すれば。

その通信制御アルゴリズムが簡略化され、構成が簡略に
なる。また、同じアルゴリズムで゛トニ屯通信もＩＴ丁
能であり、全二重通信との混用が実現される。ネットワ
ークを格ｆ状に構成した場合は、高いフォルトトレラン
シーが実現される。

本発明はこのように、比較的簡略な構成で完全な全二重
通信を効率的に確保できる。とくに格子状通信網に効果
的に適用される。

【図面の簡単な説明】

７ＪＳ１図は本発明による不定形通信網のノード装置の
実施例を示す機能ブロック図。 第２図は同ノード装置の特定の回路構成例を示す回路図
、 ７ＪＳ３Ａ図ないし第３Ｇ図は、本発明を４つのノード
の格子状通信網に適用した例について、通信制御の各段
階における状態を示す状態図。 第４図は本発明を格子状通信網に適用した通信網構成の
例を示す中継方式図、 第５図は、全二重通信において第１番［ｊの往信号に応
答して正常に第１番【］の復信号が返送された場合のパ
ケットの流れを示す図。 第６図は、全二重通信において第１番目の往信号に応答
する第１番目の復信号が正常に返送されなかった場合の
パケットの流れを示す図。 第７図は、半二重通信において第１番目の往信号に応答
して正常に第１番目の復信号が返送された場合のパケッ
トの流れを示す２第５図と同様の図である。 主要部分の符号の説明 １０、、、ノード装置 ４０、　、　、スイッチングゲート部 ５０、、、先着入力信号検出部 ７０、、、入力信号検出部 ９０、、、シーケンス制御部 ２００、、、リンク信号出力部 ２１０、、、フリップフロップ １０〜ｉｆ人カチャネル ｏＯ〜ｏ７．出力チャネル

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、端末またはノード装置への送信線と該送信線に対応
   する受信線とを含む伝送路に接続されるノード装置であ
   って、 それぞれ該受信線が接続される少なくとも１つの入力手
   段と、 それぞれ該送信線が接続される少なくとも１つの出力手
   段と、 該入力手段と該出力手段を接続する接続手段と、 該接続手段を制御して該入力手段を選択的に該出力手段
   に接続させる制御手段とを有する不定形通信網のノード
   装置において、 前記制御手段は、 前記入力手段に接続され、該入力手段のうち最先に信号
   の到来した入力手段を識別する先着入力検出手段と、 前記入力手段に前記受信線から信号が到来したか否かを
   検出する入力検出手段と、 前記先着入力検出手段が前記入力手段のうち最先に信号
   の到来した入力手段を識別すると、該識別された入力手
   段に対応する出力手段から所定の信号を出力する信号出
   力手段とを含み、 前記制御手段は、前記先着入力検出手段における識別に
   応動して前記接続手段を制御し、前記入力手段のうち該
   識別された入力手段に対応する出力手段を除く全出力手
   段に該識別された入力手段を接続させ、これによって該
   識別された入力手段から前記出力手段のうち該識別され
   た入力手段に対応するもの以外の全出力手段へ信号を転
   送させ、 前記入力検出手段は、前記入力手段のうち該信号の転送
   を行なった出力手段に対応する入力手段に前記受信線か
   ら前記所定の信号が到来するか否かを監視し、該監視中
   の入力手段のうち前記所定の信号を受けた入力手段を識
   別し、 前記制御手段は、該入力検出手段における識別に応動し
   て前記接続手段を制御し、少なくとも、前記最先に信号
   の到来した入力手段を前記所定の信号を受けた入力手段
   に対応する出力手段に接続させ、該所定の信号を受けた
   入力手段を該最先に信号の到来した入力手段に対応する
   出力手段に接続させ、他の入出力手段間の接続を断とす
   ることを特徴とする不定形通信網のノード装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載の装置において、前記制
   御手段は、該入力検出手段における識別に応動して前記
   接続手段を制御し、前記最先に信号の到来した入力手段
   を前記出力手段のうち該最先に信号の到来した入力手段
   に対応する出力手段を除く全出力手段に接続させ、前記
   所定の信号を受けた入力手段を前記出力手段のうち該所
   定の信号を受けた入力手段に対応する出力手段を除く全
   出力手段に接続させ、他の入出力手段間の接続を断とす
   ることを特徴とするノード装置。 ３、特許請求の範囲第１項または第２項に記載の装置に
   おいて、前記信号出力手段は、前記最先に信号の到来し
   た入力手段に信号を受信中も前記所定の信号を該最先に
   信号の到来した入力手段に対応する出力手段から送信す
   ることを許容することを特徴とするノード装置。 ４、特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記
   載の装置において、前記制御手段は、前記先着入力検出
   手段で識別された入力手段に受けた信号の終了を検出す
   ると、前記接続手段を制御して前記入出力手段間の接続
   を断とすることを特徴とするノード装置。 ５、特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記
   載の装置において、前記制御手段は、前記先着入力検出
   手段で識別された入力手段に受けた信号と、前記所定の
   信号を受けた入力手段から受信した信号との双方の終了
   を検出すると、前記接続手段を制御して前記入出力手段
   間の接続を断とすることを特徴とするノード装置。 ６、特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記
   載の装置において、 前記制御手段は、前記信号が所定の論理状態をとると所
   定の期間の時限を開始する時限手段を含み、 該所定の期間前記信号が該所定の論理状態を維持したこ
   とを検出すると、前記接続手段を制御して前記入出力手
   段間の接続を断とすることを特徴とするノード装置。