JPH0544212B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、回線交換信号とパケツト交換信号の
双方を混在一括して交換する回線／パケツト統合
交換機の構成法に関するものである。

よく知られているように、交換方式には、回線
交換方式とパケツト交換方式とがある。両者には
それぞれ長所、欠点が存在し、各々適用領域が異
なるとされている。すなわち回線交換方式は、各
通話（あるいは呼）に対してその開始から終了ま
で所要の帯域あるい速度の通話接続路が確保さ
れ、遅延が小さく、かつ遅延の変動がないという
特性を有し、音声通信及びフアクシミリやフアイ
ル転送等送るべきデータが大量かつ連続的に発生
するデータ通信に対して有利である。しかし
TSS（Time Sharing System）サービスや問合
せサービス等、データが間欠的にかつ少量しか発
生しない対話形データ通信に対しては回線の使用
効率が悪く、不利となる。これに対しパケツト交
換方式は、送るべきデータをいつたんバツフア内
に蓄積して待合せを行なわせることにより、デー
タを回線上に効率よく多重化することができ、上
記対話形データ通信に対して有利となる。但し回
線交換方式に比べて遅延が大きく、また遅延の変
動があり、一般に音声通話等には不利とされてい
る。

このようにサービスの種類によつて適する交換
方式が異なつてるが、これに対し、現状では各サ
ービスごとに個別の通信網を構成し、そのサービ
スに適した交換方式を採用するのが一般的であ
る。例えば音声通信網（回線交換方式）、テレツ
クス網（回線交換方式）、データ用回線交換網、
データ用パケツト交換網が別個に構築されてい
る。この方法は、各通信網を各々が提供するサー
ビスに対して最適化することができるという長所
を持つ。しかし、一方では少しずつ方式あるいは
特性が異なるが大局的にはよく似た通信網が複数
個ばらばらに存在するため、重複部分が多く、通
信網の運用および管理が繁雑となり、また個々の
通信網の規模が小さくなるためいわる大群化効果
が得られず、全体としてはかえつて通信網設備の
効率を低下させることとなる。またサービスごと
に通信網が異なれば、複数のサービスを組合せた
複合的なサービスを提供するためには多くの困難
が存在し、また新規サービスを実現するためには
新たに通信網を構築する必要性が生ずることとな
る。したがつて単一の通信網によつて、回線交換
方式とパケツト交換方式の双方を統合的に実現
し、多種類のサービスを各々に適した形で一元的
に提供することができれば、その効果は極めて大
きいものである。そのためには、通信網を構成す
る伝送路と交換機の各々において回線／パケツト
統合伝送路および回線／パケツト統合交換機の実
現が必須である。

従来、回線／パケツト統合交換機としては、第
１図に示すような構成が考えられていた。すなわ
ち第１図において、伝送路１０から到来した回線
交換信号、パケツト交換信号は、振り分け交換部
１１によつて分離され、回線交換信号はリンク１
２を経て回線交換部１３へ、パケツト交換信号は
リンク１４を経てパケツト交換部１５へ伝送され
る。回線交換部１３、パケツト交換部１５は、
各々従来技術による回線交換機、パケツト交換機
と同等のものである。各交換部で交換された回線
交換信号、パケツト交換信号は各々リンク１２お
よび１４を経て再び振り分け交換部１１に伝送さ
れる。振り分け交換部１１は両信号を目的方路の
伝送路１０に出力する。振り分け交換部１１は、
伝送路１０において、回線交換信号とパケツト交
換信号がどのような形態で統合されるかによつて
構成が異なるものであるが、いずれにしろ伝送路
上の回線交換信号とパケツト交換信号を分離し、
あるいは逆に両者を結合して伝送路上に出力する
ものである。

しかしながら第１図の構成は、回線交換とパケ
ツト交換が見かけ上同一交換機内に実現されると
しても、両者は論理的には全く分かれており、真
の統合とは言い難いものである。すなわち、回線
交換信号、パケツト交換信号各々の特性に基づい
て回線交換部、パケツト交換部を個別に構成しな
ければならず、やはり重複部分は存在し、また効
率の低下も免れない等、先に述べた回線交換／パ
ケツト交換統合のメリツトはほとんど得られな
い。

一方、私設閉域通信網、特に最近注目を集めつ
つあるローカル・エリア・ネツトワーク（LAN）
では、回線交換信号とパケツト交換信号を同一の
通信網上でサービスする試みが行なわれており、
交換機の通話スイツチ回路網の構成をローカル・
エリア・ネツトワークにならつて構成することも
考えられる。例えば第２図に示すように、多数の
端末あるいは局間中継線を収容する複数のモジユ
ール（以後これを「通信ノード」と呼ぶ）２０を
複数の通信ループ２１で接続するような構成が考
えられる。この際、従来のローカル・エリア・ネ
ツトワークの構成手法に従えば、例えば通信ルー
プ２１の各々に、第３図に示す如く一定時間周期
のフレームを設け、フレーム内にさらに複数個の
タイムスロツトを設けることとなる。そしてこれ
らのタイムスロツトを回線交換用のタイムスロツ
トと、パケツト交換用のタイムスロツトとに分離
し、各通信ノードは、回線交換用に割当てられた
タイムスロツトを使用して回線交換信号を、パケ
ツト交換用に割当てられたタイムスロツトを使用
してパケツト交換信号を送受信する。その際、
個々の回線交換信号は通話接続中毎フレーム同じ
タイムスロツトを使用してループ上を伝送され、
一方パケツト交換信号は当業者衆知のタイムスロ
ツト・アクセス・アルゴリズムの中の適当なアル
ゴリズム（例えばトークン・パツシング法）を使
用して伝送される。

以上の方法において、回線交換用タイム・スロ
ツトとパケツト交換用タイム・スロツトとの分割
を固定的にした場合には、一方のタイム・スロツ
トの中に空きがある場合にも、他方の信号がそれ
を使用することができず、無駄が生じるために全
体の効率が低下してしまう。またこの場合、物理
的には回線交換とパケツト交換が統合されている
が、論理的には全く別であり、第１図に示した方
法と変わる所はなく、先に述べた回線交換／パケ
ツト交換統合のメリツトが得られない。これに対
して分割を可変とする所謂可変境界
（movableboundary）方式を取れば、回線交換、
パケツト交換各々のトラヒツク量に応じたタイ
ム・スロツト数の割当てを行なうことができ、先
に述べた無駄の発生による効率の低下を軽減する
ことができる。ただしその場合には各交換信号の
トラヒツク量を観測し、タイム・スロツトの境界
を指示する機能を有する制御ノードが必要とな
る。あるいはもともと制御ノードが存在する場合
には、そのノードに上記機能を追加する必要があ
る。しかしこの時にもトラヒツク量の観測を瞬時
に行なうことは不可能であり、したがつてタイ
ム・スロツト数の割当てを瞬時、瞬時で変更し、
無駄を零とすること不可能である。これはタイム
スロツトを回線交換用とパケツト交換用とに区別
することから生じる本質的な問題である。

これに対して、両者の真の統合を目的とするい
くつかの方式も提案されている。その一つは、音
声のように従来回線交換方式が適当とされていた
信号に対してもパケツト交換方式を適用し、すべ
ての通信をパケツト交換方式によつて統合しよう
とする方法である。この方法においては、音声の
場合、所定の時間内のデシジタル化された音声信
号をひとまとめにしてパケツトを構成し、それを
従来のパケツト交換の手法により宛先まで伝送す
る。各パケツトには宛先アドレス、論理チヤネル
番号等の制御信号を含んだヘツダが付加され、こ
のヘツダを参照しながらパケツトが宛先まで伝送
される。この場合、ヘツダによる伝送効率の低下
を防ぐため、１つのパケツトの大きさをある程度
大きくしなければならない。このために、音声信
号に対しては、いわゆるパケツト組立時間（所定
の大きさのパケツトを構成するに必要な量の通話
信号を蓄積する時間）による遅延が増大すること
となる。またパケツト交換方式においては、パケ
ツトを蓄積し、伝送路が空くのを待ち合せながら
伝送するため、同一の通話あるいは呼に属するパ
ケツトであつても、パケツトによつて待合せ時間
が変動する。したがつて音声通信等、時間透過性
（遅延が常に一定である性質）が要求される通信
に対しては、遅延変動を吸収するための受信バツ
フアが必要となり、そのためさらに遅延時間が増
大することとなる。広域に拡がる通信網におい
て、発信者から着信者まで何段もの交換機を経由
する場合には、各交換機でのこのような遅延が累
積され、全体として極めて大きな遅延となり、エ
コーあるいは通信そのものの遅れによる通話品質
の劣化が生ずる。遅延を減少させるためには、パ
ケツト長を短くして、パケツト組立時間を短縮す
るととも遅延吸収用バツフアの容量を小さくする
必要があるが、その場合には、伝送効率の低下お
よびパケツト喪失による品質劣化が発生する。

一方、逆にパケツト交換に適するとされる通信
に対しても回線交換を適用し、回線／パケツト交
換信号を回線交換方式で統合する方式もある。例
えば高速回線交換方式（fast circuitswitching）
と呼ばれる方式は、１つの呼において間欠的に発
生する送信データに対し、その都度新たに回線を
設定し、送信終了とともにただちに回線を復旧す
ることにより、伝送路の無駄な保留を防ぎ、効率
の向上をはかる方式である。この方式において
は、回線の設定、復旧をどれだけ高速に行なえる
かが最も重要な課題となる。しかしながら先に述
べたような広域に拡がる通信網においては、発信
者から着信者に至る経路の設定、復旧を多段の交
換機を経由して行なわなければならず、その時間
を送信データ自身が伝送路を占有する時間に比べ
て十分小さくすることは、現実的には極めて難し
いことである。したがつて伝送路の効率低下は避
けられない。また送信すべきデータの所要帯域
（または速度）に各種のものが存在する場合、す
なわちいわゆる多元トラヒツクを扱う場合には、
通信サービスごとに必要な通話帯域あるいは信号
速度の通話接続路を呼毎に、かつ全経路にわたつ
て確保する制御、確保した複数の単位帯域あるい
は単位速度の通話接続路を１つの呼としてまとめ
る制御等が必要となり、制御が著しく複雑化する
ため、交換機のハードウエア、ソフトウエアの大
規模化、複雑化を招くこととなる。

以上、これまでに述べた従来方式に見られる欠
点を改めて列挙すると次のようになる。

(1) 回線交換とパケツト交換の真の統合が行なわ
れず、設備効率の向上、運用、管理の一元化と
いつた統合のメリツトがほとんど得られない。
（回線交換、パケツト交換共存方式の場合） (2) 音声信号等、回線交換信号に対する遅延が大
きい。（パケツト交換方式による統合方式の場
合） (3) 音声信号等、回線交換信号に対する時間透過
性がない。（パケツト交換方式による統合方式
の場合） (4) 間欠的に送信データが発生するような通信に
対し、効率が悪い（回線交換方式による統合方
式の場合） (5) 多元トラヒツクに対する制御が複雑化する。
（回線交換方式による統合方式の場合） 本発明の目的は、これらの欠点をすべて除去
し、回線交換とパケツト交換を真に統合するとと
もに、回線交換信号に対する遅延が少なく、また
時間透過性も保証され、間欠的通信に対する効率
低下もなく、多元トラヒツクにも容易に対処し得
るような回線／パケツト統合交換機を実現しよう
とするものである。

すなわち本発明によれば、単一あるいは複数の
通信ループと、この通信ループに共通アクセスす
る複数の通信ノードとから成る回線／パケツト統
合交換回路網において、前記通信ループにループ
一巡の信号伝送に要する時間を周期とするフレー
ムを設け、前記フレームを複数のタイムスロツト
に分割し、前記各通信ノードは前記フレームの一
周期ごとに同一通信ノード宛の複数の回線交換信
号とパケツト交換信号をまとめた混合パケツトを
宛先通信ノードごとに１個あるいは複数個作成
し、該混合パケツトをタイムスロツトのサイズに
分割して空きタイムスロツトを検出するごとに前
記通信ループ上に送信し、同時に前記各通信ノー
ドは、前記通信ループ上を伝送される前記混合パ
ケツトのうち、自ノード宛の混合パケツトを見出
して受信し、受信した前記混合パケツトを個々の
回線交換信号とパケツト交換信号に分解すること
を特徴とする回線／パケツト統合交換方式が得ら
れる。

以下本発明を、図面を参照して詳細に説明す
る。

本発明は、第２図に示した複数の通信ノード２
０を複数（単一の場合も含む）の通信ループ２１
で結合する通話スイツチ回路網構成の上に実現さ
れるものである。第２図における通信ノード２０
は、それぞれ多数の加入者端末２２，２３，２４
あるいは局間中継線２５を収容し、それらから到
来する通話信号をさら任意の通信ノード間で送受
信し、しかる後それら通話信号を再び任意の加入
者端末あるいは局間中継線に送出することによ
り、全体として、音声、データ、画像あるいは回
線交換モード、パケツト交換モード等、種々の形
式の多数の通話（あるいは呼）を任意に、かつ同
時に交換するものである。ここで回線交換モー
ド、パケツト交換モードとはある通話の交換に適
用される交換形態の種別を表わす。各通信ノード
２０は、これら多数の通話において当該ノードに
到来する通話信号をノード相互間で共通の一定周
期、例えば音声信号の標準的な符号化周期である
125μsecごとに、宛先通信ノード別に分類し、分
類された複数の通話の通話信号をひとまとめにし
て宛先通信ノードごとに第４図に示すような混合
パケツトを作成する。第４図において混合パケツ
トは、宛先通信ノード・アドレス部Ｄ、送信元通
信ノード・アドレス部Ｓ、制御信号部Ｃ、回線交
換信号部CS、パケツト交換信号PSから成る。こ
のうち回線交換信号CSは、第４図にCS１，CS
２，CS３，CS４，……と示すように一般に複数
の回線交換モードの通話信号から成り、かつ各通
話はその帯域（あるいは速度）に応じて混合パケ
ツト内で一定のスペースを毎周期占有する。これ
は、回線交換モードの通話においては、一定周期
ごとに帯域に応じた一定量の通話信号が通信ノー
ドに到着し、しかもその通話信号がバツフア・メ
モリ等に滞留することなく、次の周期ですべての
宛先通信ノードに送出される必要があるからであ
る。例えば第４図において周期を125μsec（＝1/8
ＫHz）とすると、CS１が64k／ｓ PCMによる
音声ならば８ビツト、CS２が192k／ｓ高速フア
クシミリならば24ビツトのスペースが混合パケツ
ト内に毎フレーム占有されることとなる。また新
たな回線交換モードの通話が生起した場合には対
応する通話信号のスペースが回線交換信号部CS
の最後尾につけ加えられ、また通話接続中の通話
が終了した場合には、対応するスペースが回線交
換信号部CSから削除され、後続の通話信号が繰
上がることになる。制御信号部Ｃは、このような
回線交換モードの通話の設定、復旧、所要帯域、
着信加入者／発信加入者情報の通知等、通信ノー
ド相互間の通信にかかわる制御信号を格納する部
分である。回線交換信号部とパケツト交換信号部
との境界の通知もこの部分に含まれる。またパケ
ツト交換モードの通話の設定、復旧等に関する制
御信号は、通常、パケツトのヘツダ部に含まれて
いるが、その一部の機能を制御信号部で実現する
ことも可能である。

パケツト交換信号部PSは、パケツト交換モー
ドの通話信号からなる。パケツト交換モードの通
話においては、前記一定周期内に通信ノードに到
着した通話信号が必ずしも次の周期内に送出され
る必要はなく、バツフア・メモリ内での滞留が許
される。したがつて到着する通話信号量と前記通
信ループの混み具合に応じて、パケツト交換信号
部PSの長さは変化することとなる。一般にパケ
ツト交換モードの通話も複数個存在するが、これ
らはパケツト多重されてパケツト交換信号部PS
に送出される。すなわち、パケツト交換モードの
通話に対して、パケツト交換部PS通信容量の変
化するパケツト多重伝送路とみなされる。なお特
定の通信ノード間に回線交換モードの通話あるい
はパケツト交換モードの通話が存在しない場合に
は、当然のことながら、その通信ノード間の混合
パケツトにおいて、回線交換信号部CSあるいは
パケツト交換信号部PSのない混合パケツトが構
成されることとなる。宛先通信ノード・アドレス
部Ｄ、発信元通信ノード・アドレス部Ｓは、文字
通り当該混合パケツトの宛先通信ノード、発信元
通信ノード、すなわち当該混合パケツトを作成し
た通信ノードのアドレス番号を格納する部分であ
る。

各通信ノードは、このような形式を有する混合
パケツトを、各周期ごとに前記通信ループ上に送
信し、一方通信ループ上に伝送されて来る多数の
混合パケツトのうち、自ノード宛のものを検出し
て通信ループから除去し、自ノード内に取り込む
ことによつて、前記通信ノード相互間の通信を実
現する。

この方法によれば、回線交換モードの通話に対
しては、帯域あるいは速度に応じた一定量の通話
信号が毎周期送受信されるので、ノード間の遅延
が一定となり、回線交換信号に対する時間透過性
が保証される。また複数の回線交換モードおよび
パケツト交換モードの通話信号に対して１つのヘ
ツダ（アドレス、制御信号等）を付加するので、
個々の通信あたりのヘツダの割合が減少する。そ
の結果、混合パケツト内の個々の通話の通話信号
が少なくても十分効率的となる。したがつて先に
述べた混合パケツトの組立て／送出周期を短くす
ることができ、いわゆるパケツト組立て時間によ
る遅延を小さくすることが可能となる。例えば第
４図において、混合パケツト組立て／送出周期を
先に述べた125μsecとすると、回線交換信号部CS
が音声10通話分で80ビツト、パケツト交換信号部
PSが80ビツトのとき、通常の音声１通話のみで
１つのパケツトを構成する方法において音声信号
に対するヘツダによる効率の低下を同程度にする
ためには、音声160ビツト分すなわち2.5msecの
パケツト組立て時間が必要となる。このように本
発明の混合パケツト方式によれば通常のパケツト
交換方式の場合に比べて大幅に遅延時間を小さく
することが可能である。これは回線交換信号に対
してはもちろん、パケツト交換信号に対しても有
効な性質である。

一方、帯域あるいは速度の異なる多元トラヒツ
クに対しても、第４図に示したように、帯域ある
いは速度に応じた一定量のスペースを混合パケツ
ト内に一括した占有すればよく、単位となる帯域
あるいは速度を個々に確保し、それらをまとめる
といつた複雑な制御は不要となる。

さらにこの方法によれば、回線交換信号とパケ
ツト交換信号とは混合パケツトという形で統合さ
れ、両者の統一的な扱いが可能となる。

そこで次に、各通信ノード間で前記混合パケツ
トを毎周期送受信する方法について説明する。ま
ず第２図に示した複数の送信ノードを単一あるい
は複数の通信ループで結合する構成において、各
通信ループは、ループ一巡の信号伝送に要する時
間が、先に述べた混合パケツト組立て周期（例え
ば125μsec）あるいはその整数倍になるように構
成される。つまり前記通信ノードの一つにそのよ
うな遅延調整機能を持たせるか、あるいは遅延調
整用の専用ノードが設けられる。そして各通信ル
ープ上には、前記ループ一巡の伝送時間に等しい
周期、先の例で言えば125μsecの周期を有する通
信フレームを設ける。さらに前記通信フレーム
は、第５図に示すように、複数個のタイム・スロ
ツトに分割される。なお、第５図は、フレーム同
期パターン用ビツトを省略して示してある。各通
信ノードは前記混合パケツトを、このタイム・ス
ロツトのサイズに分割し、フレームの先頭から監
視して、空きタイム・スロツトを検出するごとに
順次分割された混合パケツトを通信ループ上に送
出して行く。なお上記の空きタイム・スロツトに
は、自ノード宛の混合パケツトをノード内に取込
んだことによつて生ずる空きタイム・スロツトも
含まれるものとする。したがつて１つの混合パケ
ツトは１フレーム内で複数個の、しかも飛び飛び
のタイム・スロツトを使用して伝送されることと
なる。また１フレーム内に伝送すべき信号が多け
れば空きタイム・スロツト全部を使用して前記混
合パケツトを送信することも可能である。

各タイム・スロツトの空き／塞がりの表示およ
び複数個の混合パケツト間の識別を行なうため
に、各タイム・スロツトには、いくつかの表示部
を設ける。例えば第５図に示すように、各タイ
ム・スロツトの先頭に空塞表示部Ｉ／Ｂ、混合パ
ケツト先頭表示部Ｈ及び混合パケツト識別部PID
を設ける。空塞表示部Ｉ／Ｂにはそのタイムスロ
ツトが空き状態であるか使用中であるかが表示さ
れており、各通信ノードは、混合パケツト送出
時、まず各タイムスロツトのこの部分を監視して
空きタイムスロツトを検出し、次にそのタイムス
ロツトのこの部分を「使用中」に変更してから、
タイムスロツトのサイズに分割された混合パケツ
トを１つそのタイムスロツト上に送出する。また
自ノード宛に混合パケツトを伝送して来たタイ
ム・スロツトのうち、自ノードが混合パケツトの
送出に使用しないタイム・スロツトのＩ／Ｂに
は、空き表示を書込む。混合パケツト先頭表示部
Ｈには、当該タイム・スロツトが混合パケツトを
送出する際そのタイム・スロツトが混合パケツト
の先頭に当るときに例えば「１」が、そうでない
時「０」が書込まれる。受信側では、「使用中」
と表示されているタイム・スロツトについて、さ
らにパケツト先頭表示部Ｈを観測し、ここ先頭表
示がなされている場合には、そのタイムスロツト
内の情報の冒頭にある宛先通信ノード・アドレス
部Ｄ（第４図参照）を監視する。それが自ノード
宛である場合には、引続き発信元通信ノード・ア
ドレス部Ｓ、制御信号部Ｃ以下、回線交換信号部
CS等を受信する。このようにして自ノード宛の
混合パケツトの先頭タイム・スロツトを検出、受
信することが可能となる。

さらに混合パケツト識別部PIDには、各通信ノ
ードから送出される多数の混合パケツトを識別す
るための番号が書込まれる。例えば同一の混合パ
ケツトに属するタイムスロツトのPIDには、その
混合パケツトの先頭タイムスロツトのスロツト番
号を書込んでおく。第６図にその具体例を示す。
第６図において、ある１つの混合パケツトは、飛
び飛びのタイムスロツト＃２，＃４，＃５，
＃７，……＃ｎ−１に分割されてある通信ループ
上に送出される。それらのタイムスロツトのPID
には、先頭タイムスロツト番号＃２が書込まれ、
またタイムスロツト＃２においては先に述べたパ
ケツト先頭表示部Ｈに先頭表示が行なわれる。こ
れらのタイムスロツトの空塞表示部Ｉ／Ｂには
「使用中」が表示されることは言うまでもない。
これに対し受信側では、先述べたパケツト先頭表
示部と宛先通信ノードアドレスの監視により、自
ノード宛の混合パケツトの先頭タイムスロツトを
検出し、その番号を記憶しておけば、後続のタイ
ムスロツトについては、PIDにその番号が書かれ
たタイムスロツトを抜出すことにより、飛び飛び
のタイムスロツトに分割されて伝送される混合パ
ケツトも元通りに復元することができる。なおこ
の時、混合パケツトの先頭タイムスロツトのPID
には何が書かれていても差し支えないが、ここに
自タイム・スロツト番号を書いておけば、これだ
けでも混合パケツトの先頭であることを表示する
ことができる。したがつて先に述べたパケツト先
頭表示部Ｈを不要とすることも可能である。また
通信ノードの中に例えば交換機全体の運用、管理
等を司る特殊ノードが存在し、この特殊ノードと
他の一般の通信ノードとの通信用に特定のタイム
スロツトが固定的に割当てられ、一般の通信ノー
ド相互間の通信には使用しないタイム・スロツト
がある場合あるいは実在しないタイムスロツト番
号がある場合には、空き表示方法の別方法とし
て、それらのタイムスロツト番号をPID部に書く
などの方法も可能である。すなわち、このように
することにより、空塞表示部Ｉ／Ｂを特に設けな
くても等価な動作が可能となり、通信フレーム内
のオーバヘツドを減少させることもできる。

混合パケツトを識別する他の方法としては、同
一の混合パケツトに属するタイムスロツトをチエ
イン状に結び、各タイムスロツトのPIDには、
各々先行するタイムスロツトのスロツト番号を書
いておく方法も考えられる。その具体例を第７図
に示す。第７図は、第６図と同様にある一つの混
合パケツトがある通信ループのタイムスロツト
＃２＃４，＃５，＃７，……，＃ｎ−１を用いて
伝送される場合を示しているが、混合パケツト識
別部PIDには同一混合パケツトに属する一つ前の
タイムスロツトのスロツト番号が各々書込まれて
いる。受信側では先頭タイムスロツトを検出し、
そのスロツト番号をPID部に持つ次のタイムスロ
ツトを検出し、以下同様にチエインをたぐつて行
けば、第６図の場合とほとんど同様にして混合パ
ケツトを復元することが可能である。この方法に
おいては最後尾のタイムスロツト番号（第７図に
おける＃ｎ）がPIDに書かれることはない（なぜ
ならば一つの混合パケツトは１フレーム内で完結
する）ので、この番号を空き表示またはパケツト
先頭表示の代わりとすることも可能である。また
第６図の例の場合と同様に、一般の通信ノード相
互間の通信に使用しないタイムスロツトあるいは
タイムスロツト番号がある場合、その番号を空き
表示またはパケツト先頭表示の代わりとすること
も可能である。

混合パケツトを識別するさらに他の方法として
各混合パケツト自身に固有の相異なる番号を割り
振り、その番号を混合パケツト識別部PIDに書込
む方法も可能である。固有の番号としては送受通
信ノードの各々の組合せに対して固定的に割り振
る方法と、実際に特定の通信ノード間で混合パケ
ツトの送受信が開始される時点で、通信ループ上
を監視し、使用されていない番号を選択して固有
番号とする方法とがある。前者の典型的な例は、
宛先通信ノード・アドレスと発信元通信ノード・
アドレスをそのまま並べたものを固有番号とする
方法である。

一方通信ノード・アドレスとは独立に、送受通
信ノードの各々の組合せに対して番号を割り振る
方法も可能であり、アドレスをそのまま並べる場
合に比べて、約１ビツトだけPIDのビツト幅を少
なくすることができる。これらの方法では、PID
に直接的あるいは間接的に宛先通信ノードアドレ
ス、発信元通信ノード・アドレスに関する情報が
含まれているので、第４図に示した混合パケツト
の構成要素のうち、通信ノード・アドレスＤとＳ
の部分を省略することができる。

一方、混合パケツトの送信開始時に、通信ルー
プ上に現われない空き番号を選択し、固有番号と
する方法では、最初に固有番号と当該混合パケツ
トの送受信通信ノード・アドレスの関係を他の通
信ノードに対して宣言する手順およびその時に他
の通信ノードからの同様の宣言との固有番号の重
複を防ぐ手順等が必要となるが、いつたん宣言が
成功した後は、その固有番号のみで混合パケツト
を識別することが可能となる。したがつてこの場
合も混合パケツトの構成要素のうち、アドレス
Ｄ，Ｓを省略できる。これらの方式の場合にも、
特定の固有番号を設けて、空き表示の代わりと
し、空塞表示部Ｉ／Ｂを省略することは可能であ
る。またフレーム先頭から監視して、個々の固有
番号が最初にPIDに現われるタイム・スロツト
が、対応する混合パケツトの先頭タイムスロツト
であるから、これらの方式の場合にもパケツト先
頭表示部Ｈを必ずしも設ける必要はない。

以上述べたいずれの方法によるにしろ、本発明
によれば各タイム・スロツトには何らかの形で空
塞表示が行なわれており、各通信ノードは、空き
タイムスロツト（自ノード宛通信に使用され、自
ノードで空きに変化するタイムスロツトも含む）
を通信フレームの先頭から必要個数だけ選択し
て、各混合パケツトを送信する。したがつて送る
べき通話信号が多い場合には、空きタイムスロツ
トをすべて使用して混合パケツトを送信すること
もできる。すなわち回線交換信号とパケツト交換
信号とを区別することなく、通信ループ伝送容量
を100％活用することができるので、極めて効率
が良い。一方送るべき通話信号量が空きタイムス
ロツト分よりさらに多い場合には、あふれた通話
信号については次フレームまで待合せを行なわ
せ、次フレームの混合パケツトにおいてあらため
て送信が試みられることとなる。したがつて混合
パケツトの長さは送信すべき通話信号量と空きタ
イムスロツトの数とによつて可変となる。但し本
発明によれば、空きタイムスロツトの数によつて
待合せを行なうのは、混合パケツト内のパケツト
交換信号PS（第４図参照）の部分であり、回線交
換信号CSの部分は毎フレーム必ず送信すること
ができる。以下にその理由を説明する。ただし、
ここで各回線交換モードの通話は、全２重で上
り／下り両方向の信号速度の等しい信号とする。

先に述べたように、本発明において各通信ルー
プは、一周の伝送に要する時間がフレーム周期に
等しいか、その整数倍となるように構成される。
したがつてフレーム内の任意のタイムスロツト
は、通信ループ上のいずれかの位置に常に存在
し、時間の経過に従つて通信ノード間を周回して
行くことになる。言わば通信ノード間をベルトコ
ンベアが周回するのと同様に考えることができ
る。したがつて各通信ノードにおいては、ループ
上を周回し自ノードに到達した自ノード宛のタイ
ムスロツトは、ここで開放されて一旦空きタイム
スロツトとなるで必ず自ノードからの混合パケツ
ト送信用に使用することができる。すなわち自ノ
ード宛に１フレーム内にｎタイムスロツトが送ら
れて来たとすれば、一般には他に空きタイムスロ
ツトもいくつか存在することから、最低ｎタイム
スロツトを自ノードの送信に使用することができ
ることになる。そこで今、例えば通信ノードＡ，
Ｂ間で１タイムスロツトを使用して回線交換信号
の送受信を開始しようとするとき、通信ノードＡ
は通信ループ上のタイムスロツトを監視し、空き
タイムスロツトを１つ検出して、そこに第４図の
構成の混合パケツトの送出を試みる。この混合パ
ケツトの制御信号部Ｃには、１タイムスロツトを
回線交換信号用に使用するというノードＢへの指
示が含まれている。ノードＢでこの混合パケツト
を受信し、前記指示を解読すると、やはり空きタ
イムスロツトを１つ検出して、ノードＡ宛の混合
パケツトの送出を試みる。一般に前記指示の解読
は、ノードＡからの混合パケツトの受信後に行な
われるので、その混合パケツトが使用したタイム
スロツトをただちにノードＢからノードＡへの混
合パケツトの送信に使うことはできず、ノードＢ
においても空きタイムスロツトの探索が必要とな
る。以後ノードＡ、ノードＢは各々相手ノード宛
毎フレーム１タイムスロツトの混合パケツトの送
出を試みる。そうすると先に述べたメカニズムに
よつてどちらか一方のノードが送出に成功すれ
ば、そのフレームにおいては必ず他方のノードも
送出することができるようになる。通信ループの
一周の間に存在する全フレームについてこのよう
な送出が可能となれば、以後両ノードが毎フレー
ム必ず最低１タイムスロツトの混合パケツトを相
互に送信し続けることにより、ループ全周に亘
り、１フレームあたり最低１個のタイムスロツト
をノードＡ，Ｂ間で占有でき、その結果、回線交
換信号に必要な毎フレームの送信権を継続的に確
保することができる。回線交換信号の送受信に必
要なタイムスロツト数の増加も上記と同様にして
制御信号部Ｃによる通信ノード間の打合せと、そ
れにもとずく両ノードでの所要個数の空きタイム
スロツト捕捉動作によつて実現される。このよう
にしていつたんノードＡ，Ｂ間で所要個数のタイ
ムスロツトの混合パケツトの継続的送受信が成立
すれば、以後は何ら特別な制御を行なわなくて
も、他ノードからのアクセスに妨害されることな
く、ノードＡ，Ｂ間で回線交換信号の毎フレーム
の送出を維持することができる。なお、空きタイ
ムスロツト捕捉を開始してから双方向の回線交換
信号の送出が成立するまでは、送出する混合パケ
ツト内に空きスペースが存在することになるが、
この部分にはパケツト交換信号を送出すればよ
い。

なお一般に各通信ノードは、宛先通信ノード別
に複数個の混合パケツトを送出するので、送出に
際してはまず各混合パケツトの回線交換信号部
CSを送出してから、パケツト交換信号部PSを送
出する必要がある。

また、第４図に示した混合パケツトの要素のう
ち、アドレスＤ，Ｓ、制御信号Ｃも当該通信ノー
ド間に通話が存在する場合には毎フレーム必ず送
出する必要がある（但しアドレスＤ，Ｓは先に述
べたように不要の場合もある）ものであるが、以
上の説明における回線交換信号に含めて考えれば
よい。

一方パケツト交換モードの通話信号について
は、先に述べたように空きタイムスロツト数に応
じて待合せをしながら、効率よく通信ループ上に
送出されることになり、間欠的に送信データが発
生するような通話に対しても本発明による回線／
パケツト統合方式は十分効率的である。

以上の説明においては、説明の簡単のため、各
通信ノードは、他の任意のノードへの混合パケツ
トを１周期ごとに各々１つの通信ループに送信す
ることを前提としていた。実際上、複数本の物理
的通信ループが存在する構成の場合にはこれらを
論理的に１つの通信ループと考えて、以上述べて
来たのと同様の方法を適用すればよい。あるい
は、先に述べた混合パケツトを各々１つの物理的
通信ループに送出する方法を採用してもよい。ま
たこの場合には、特定の通信ノード間の通信量が
多い場合、そのノード間については複数の混合パ
ケツトを作成し、それらを別々の物理的通信ルー
プに送出することによつて必要な通信量を確保す
る方法なども容易に構成できる。

第８図および第９図、本発明における通信ノー
ドの一構成例を示す概略図である。ただし本例
は、１つの混合パケツトが同一の通信ループに送
出される場合の構成例である。第８図において、
通信ノード２０は複数の通信ループ２１の各々に
対して混合パケツト送受信部３０を設け、先に述
べたいずれかの方法に従つて、自ノード宛の混合
パケツトを通信ループから取り込み、また他ノー
ド宛の混合パケツトを通信ループ上に送出する。
混合パケツトの組立／分解回路３１は、伝送路１
０から入つて来る回線交換モードの通話信号、パ
ケツト交換モードの通話信号を宛先通信ノード別
の混合パケツトに組立てて、混合パケツト送受信
部３０の一つに送出する。また同時に各混合パケ
ツト送受信部３０から転送されて来る通信ループ
２１から取込んだ自ノード宛混合パケツトを受取
り、それを元の回線交換モードの通話信号、パケ
ツト交換モードの通話信号に分解して宛先の伝送
路１０に送出する。制御部３２は、送受信する混
合パケツトの制御信号部Ｃ（第４図参照）の作
成／分析を行ない、通信ノード全体の制御を行な
う。クロツク部３３は、交換機内の統一クロツク
に同期化した通信ノード内の動作クロツクを供給
するとともに、各種のタイミング信号を通信ノー
ド内に供給する。クロツク同期化については当業
者には周知の事柄であり、詳細は省略する。

第９図は、第８図における混合パケツト送受信
部３０のさら詳細な構成を示す説明図である。第
９図において、通信ループ２１上を他ノードから
伝送されて来た信号は、受信回路３４によつて受
信され、等化増幅されて、デイジタル信号に再生
される。再生されたデイジタル信号系列から、フ
レーム同期回路３５はフレーム位相を検出し、そ
れをもとに混合パケツト送受信部３０内の動作の
ための各種タイミング信号を作成する。このタイ
ミング信号をもとに、受信タイムスロツト制御回
路３６は各タイムスロツトの空塞表示部Ｉ／Ｂ、
パケツト先頭表示部Ｈ、混合パケツト識別部PID
を監視し、自ノード宛の混合パケツトが存在する
タイムスロツトを検出して、その内容を受信バツ
フア・メモリ回路３７に書込むよう指示する。一
般に自ノード宛の混合パケツトは複数個存在する
から、バツフアメモリへの書込みは、その分類も
しながら行なわれる。受信バツフア・メモリ３７
に書込れた混合パケツトは、第８図における混合
パケツト組立て／分解回路３１に転送される。一
方混合パケツト組立て／分解回路３１から転送さ
れて来た送信混合パケツトはいつたん送信バツフ
ア・メモリ３８に蓄積された後、送信タイムスロ
ツト制御回路３９の制御にしたがつて、通信ルー
プ上に送信される。ただし、混合パケツトのう
ち、パケツト交換信号部PS内の信号は、送信バ
ツフア・メモリ３８内で待合せを行なうことがあ
る。受信タイムスロツト制御回路３６は自ノード
宛混合パケツトの存在するタイムスロツトの検出
と同時に、空きタイムスロツトの検出も行なつて
おり、両者を合わせた混合パケツト送出可能タイ
ムスロツトを送信タイムスロツト制御回路３９に
通知する。送信タイムスロツト制御回路３９は、
送出すべき混合パケツトが送信バツフア・メモリ
回路３８内に存在する場合には、通知にしたがつ
て混合パケツトを当該タイムスロツトに送出す
る。その際、当該タイムスロツトの空塞表示部
Ｉ／Ｂ、パケツト先頭表示部Ｈ、混合パケツト識
別部PIDにも先に述べた方法によつて必要な信号
を書込む。一方送出可能タイムスロツトがあつて
も、送出すべき混合パケツトが存在しない場合に
は、当該タイムスロツトの空塞表示部Ｉ／Ｂに空
き表示信号を書込む。PID等の書込みや混合パケ
ツトの送出の際には、送出タイムスロツト制御回
路３９の制御により、スイツチ４０は挿入側の端
子４１を選択する。また他の混合パケツトによつ
て使用中のタイムスロツトに対しては、スイツチ
４０は通過側の端子４２を選択し、他の通信ノー
ドから送られて来た信号をそのまま通過させる。
遅延回路４３は、受信タイムスロツト制御回路３
６によつて各タイムスロツトのＩ／Ｂ，Ｈ，PID
を分析し、送信タイムスロツト制御回路３９によ
つて新たなＩ／Ｂ，Ｈ，PIDが書込まれるまでの
遅延を補償するための回路である。スイツチ４０
によつて選択された信号は送信回路４４によつて
再び通信ループ２１上に送出され、次の通信ノー
ドに伝送される。

以上に述べて来たように、本発明によれば、回
線交換信号もパケツト交換信号も同じ混合パケツ
トという形で統一的に扱うことができ、真の統合
を実現することが可能である。したがつて通信ル
ープの伝送容量を両者に予め割振る必要はなく、
瞬時、瞬時、必要に応じて容量をダイナミツクに
占有すればよいので、制御も単純であり、従来例
におけるような無駄が生ずることもなく極めて効
率がよい。また特定のノード相互間で一旦所要量
のタイムスロツトを確保できれば、以降毎フレー
ム必ず混合パケツトを送出できるので、回線交換
信号に対し、従来のパケツト交換方式に特有の遅
延変動がなく、時間透過性が保証される。さらに
複数の同時通話信号を一体化した混合パケツト形
式をとつているために、１つの通信当りのオーバ
ヘツド分が少なく、混合パケツト内に占める１つ
の通話当りの通話信号量を少なくすることができ
る。その結果、いわゆるパケツト組立て時間を短
くすることができ、混合パケツト送出間隔すなわ
ちフレーム周期を短くすることができるために、
全体として伝送遅延を小さく抑えることが可能と
なる。また各タイムスロツトに混合パケツト識別
部PID部を設けることによつて、毎フレーム必要
な数だけのタイムスロツトを結合して可変長の混
合パケツトを送出することができ、帯域（あるい
は速度）の異なる通信やトラフイツク特性の異な
る通信、すなわちいわゆる多元トラフイツクに対
しても融通性の高い交換機能を提供することがで
きる。したがつて回線交換／パケツト交換を統合
し、種々の通信サービスを単一の交換機によつて
実現する方法として本発明は極めて大きな効果を
有するものである。また第２図の構成をローカ
ル・エリア・ネツトワークとみなせば、本発明は
ローカル・エリア・ネツトワークに対しても同様
に適用可能であり、かつ大きな効果を有するもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の回線／パケツト統合交換機の構
成を示すブロツク図、第２図は従来のローカルネ
ツトワーク方式から類推される回線／パケツト統
合交換機の構成を示すブロツク図、第３図は第２
図の構成における従来方式によるフレーム構成を
示す説明図、第４図は本発明における混合パケツ
トの構成を示す説明図、第５図は本発明によるフ
レーム構成を示す説明図、第６図、第７図は本発
明によるフレームの使用方法を示す説明図、第８
図、第９図は本発明における通信ノードの構成例
を示すブロツク図である。 図において、１０，１２，１４は伝送路、１１
は振分け交換部、１３は回線交換部、１５はパケ
ツト交換部、２０は通信ノード、２１は通信ルー
プ、３０は混合パケツト送受信回路、３１は混合
パケツト組立て／分解回路、３２は通信ノード制
御部、３３はクロツク回路、３４は受信回路、３
５はフレーム同期回路、３６は受信タイムスロツ
ト制御回路、３７は受信バツフア・メモリ回路、
３８は送信バツフア・メモリ回路、３９は送信タ
イムスロツト制御回路、４０はスイツチ、４３は
遅延回路、４４は送信回路である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 単一あるいは複数の通信ループと、この通信
   ループに共通アクセスする複数の通信ノードとか
   ら成る回線／パケツト統合交換回路網において、
   前記通信ループにループ一巡の信号伝送に要する
   時間を周期とするフレームを設け、前記フレーム
   を複数のタイムスロツトに分割し、 前記各通信ノードは前記フレームの一周期ごと
   に同一通信ノード宛の複数の回線交換信号とパケ
   ツト交換信号をまとめた混合パケツトを宛先通信
   ノードごとに１個あるいは複数個作成し、該混合
   パケツトをタイムスロツトのサイズに分割して空
   きタイムスロツトを検出するごとに前記通信ルー
   プ上に送信し、同時に前記各通信ノードは、前記
   通信ループ上を伝送される前記混合パケツトのう
   ち、自ノード宛の混合パケツトを見出して受信
   し、受信した前記混合パケツトを個々の回線交換
   信号とパケツト交換信号に分解することを特徴と
   する回線／パケツト統合交換方式。 ２ 前記フレームは複数のタイムスロツトに分割
   され、前記混合パケツトは、前記タイムスロツト
   を所要個数使用して伝送されることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項に記載の回線／パケツト統
   合交換方式。