JPH0720122B2

JPH0720122B2 - リング型伝送路を用いたパケット通信システム

Info

Publication number: JPH0720122B2
Application number: JP15903987A
Authority: JP
Inventors: 賢志田崎; 治樹福田; 正宏松田; 知彦粟津; 昌宏樋口
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1986-06-27
Filing date: 1987-06-26
Publication date: 1995-03-06
Anticipated expiration: 2010-03-06
Also published as: DE3785799T2; EP0254878B1; EP0254878A2; AU586927B2; DE3785799D1; JPS63301642A; US4809267A; CA1269438A; AU7473787A; EP0254878A3

Description

【発明の詳細な説明】〔概要〕本発明は、リング型伝送路を用いたパケット通信システ
ムに係り、パケット伝送の高速・大容量化を実現することを目的と
し、伝送すべきパケットを載せるｎ個のスロットから成る複
数のフレームが順次巡回してなるリング型伝送路と、該リング型伝送路の途中に設けられ、該スロットにパケ
ットを載せたり、該スロットからパケットを受信する複
数のインターフェースノードとを備えたパケット通信シ
ステムであって、前記インターフェースノードは、複数のスロットを並列に伝送するための複数の伝送路
と、送信すべきパケットを格納する複数の送信バッファと受
信すべきパケットを格納するための複数の受信バッファ
とからなる端末インターフェースと、該複数の伝送路上の各スロットが使用可能か、および各
スロット上のパケットの宛先を検出するパケット処理部
と、各送信バッファ及び受信バッファをいずれの伝送路へも
接続可能で、該パケット処理部により制御されるスイッ
チとを備えたものである。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、ローカルエリアネットワーク（LAN）に代表
されるリング型伝送路を用いたパケット通信システムに
係り、特に、多重化された音声，動画像，パーストデー
タ等の種々のデータを効率良く伝送するための高速，大
容量のパケット通信システムに関する。

近年、情報処理分野でのハードウェア／ソフトウェアの
進展には目覚しいものがある。計算機，マイクロプロセ
ッサの処理能力向上，通信端末・ワークステーションの
高機能化と普及率の向上，光ディスクなどファイルの大
容量化，分散データベースの発展に伴う処理の分散化な
どが進み、これに伴い、それらハードウェア／ソフトウ
ェアがネットワークを構成し、ネットワーク内、或いは
ネットワーク間を行き交うデータは次第にその量を増し
つつある。

また、画像処理ハードウェア／ソフトウェアの機能向
上,TV会議システムの登場などにより、従来の音声・デ
ータに加えて高速・大容量イメージ情報も統一的に扱え
るネットワークが必要とされてきている。

〔従来の技術〕

第12図は、上述したネットワーク（ローカルエリアネッ
トワーク）の構成例を示す図である。基幹ネットワーク
としてリング型伝送路１を採用している。そして、リン
グ伝送路１の途中には、複数のインターフェースノード
２が設けられ、それぞれ種々のシステムを収容してい
る。

即ち、複数のワークステーション５間の通信のためのバ
ス型ローカルエリアネットワーク4,ディジタル構内交換
機6,ディジタル構内交換機６により接続制御される電話
機，ファクシミリ，データ端末等を収容するリモートユ
ニット7,低速のリング型ローカルエリアネットワーク8,
汎用コンピュータ12の通信制御装置11とそのTSS端末を
収容するアダプタ10,テレビ会議システム13,高速ディジ
タル専用線と接続するための複合データ多重化装置９な
どである。これらの各システムはいずれもインターフェ
ースノード２を介して高速のリング型ネットワーク１と
接続され、このインターフェースノード２の制御により
システム間の通信を可能にしている。

また、高速のリング型ネットワーク１の管理はスーパー
バイザノード３により行なわれている。このリング型ネ
ットワーク１のアクセス方法としてスロットリング方式
がある。このスロットリング方式は、ネットワーク１上
を複数個の固定長スロットが巡回しており、各インター
フェースノード２が空スロットを検出して、検出した空
スロットに自ノードに収容した端末等からのデータをパ
ケット化して載せ、他のインターフェースノード２へ伝
送するものである。

〔発明が解決すべき問題点〕

このような、ネットワークの高速・大容量化を実現する
方法として、パケットの伝送速度そのものを高速化する
方法と、パケットの伝送速度は変えずに複数のパケット
を並列に伝送することにより高速・大容量化を図る方法
が考えられる。従来、LANの高速化は後者の方法をとる
と制御回路のゲート数の増大が予測されることもあり、
専ら前者の方向で進められ、後者に関する検討はほとん
どなされていなかった。

しかし、数百Mb/s領域の伝送容量を持つLANの実現を考
えると、パケットの伝送速度を高速化する方法には、EC
L回路の高消費電力性，デバグ・メインテナンス時の
「扱いにくさ」といった実現上の問題点が生じてくる。
この問題を回避しうる有力な方法の一つとして複数のパ
ケットを並列に伝送することにより高速・大容量化を図
る方法をとり、各パケットの処理は低速なTTL回路によ
り行う並列通信方式を採用することが考えられる。

従って、本発明の目的は、このような並列通信方式を用
いたパケット通信システムを実現するためのシステムの
具体的構成を提供することにある。

また、本発明の別の目的は、上述した並列通信方式を用
いたパケット通信システムにおいて、複数の伝送路に複
数のパケットを効率的に送信して、これら複数の伝送路
から効率的に複数のパケットを受信するための制御方法
を提供することにある。

また、本発明の別の目的は、上述した並列通信方式を用
いたパケット通信システムにおいて、音声，バーストデ
ータ等の性質の異なるデータを複合的に取り扱うために
生ずる通信のオーバヘッドタイムを解消することにあ
り、またそのための制御方法を提供することにある。

〔問題を解決するための手段〕

第１図は本発明に係るパケット通信システム原理ブロッ
ク図を示している。同図においては、４つの伝送路S1,S
2,S3,S4によりパケットの並列通信を行う場合を示して
いる。なお、第１図における基幹伝送路１に対応する伝
送路１は１本の光ファイバで構成されている。従って、
各インターフェースノード2,2′は、伝送路１の出力，
入力側にそれぞれ直列／並列21,21′，並列／直列変換
回路22,22′を備えており、伝送路１上のビットインタ
リーブされた４つのパケットをそれぞれのパケットに分
解し、分解したそれぞれのパケットをビット多重してい
る。このため、各インターフェースノード2,2′は見か
け上４つの伝送路S1,S2,S3,S4が独立して存在する如く
動作する。29は送信側インターフェースノード２に流入
する送信データストリーム（SEND DATA）をパケットに
分解し送信データストリームの順序を保存するパケット
組立回路、25,26,27,28はパケット化回路29で順序が保
存された組立られた複数のパケットを収容する送信バッ
ファ、24は送信バッファ25,26,27,28での各パケットの
順序を保存し伝送路S1,S2,S3,S4の状態に応じてパケッ
トを伝送路S1〜S4へ送出するためのスイッチ、23,23′
は伝送路S1〜S4上のパケットの状態を検出し、スイッチ
24を制御するパケット処理回路、24′は伝送路S1〜S4上
での上記の順序を保存してパケットを送信バッファ25〜
28上での収容順序と同じ順序で受信バッファ25′,26′,
27′,28′へ送出するスイッチ、29′は受信バッファ2
5′〜28′での順序を用いて送信データストリーム（SEN
D DATA）の再構成をするパケット分解回路、である。

〔作用〕

第１図において、流入する送信データストリーム（SEND
DATA）をパケット組立回路29で複数のパケットに組立
て、送信データストリームの順序を保存するように各パ
ケットを送信バッファ25〜28に収容する。パケット処理
回路23の制御によるスイッチ24の切替により、この送信
バッファ25〜28での順序を保存しつつ伝送路S1〜S4へパ
ケットを送出する。パケット処理回路23′では伝送路S1
〜S4上での順序を保存しつつ送信バッファ25〜28での収
容順序と同じ順序で受信バッファ25′〜28′に収容す
る。そしてパケット分解回路29′において受信バッファ
25′〜28′上での順序を用いて送信データストリームの
再構成を行う。

ここで伝送路１上におけるデータフォーマットを第３図
により説明する。

本発明のパケット通信システムでは、第２図に示すよう
にビットインターリーブにより多重化されて並列に伝送
される４個のスロットSLOT1,2,3,4（パケットを入れる
もの）から構成されるフレームを複数個巡回させるもの
であった。そしてこの場合には並行に伝送されている４
個のスロットに同時にアクセス出来るようにするために
は送信側及び受信側共に少なくとも４個のバッファが必
要になる。そして、これら各スロットSLOT1〜４に送信
バッファに格納したパケット載せるものである。ここ
で、送信バッファ25〜28上でのパケット間の順序関
係、伝送路S1〜S4上でのパケット間の順序関係、受
信バッファ25′〜28′上でのパケット間の順序関係、を
以下のように定義する〔送、受信バッファ上でのパケットの順序関係〕送、受信バッファがｎ個存在する場合各ｎ個のバッファ
（バケット群）に1,2,……,nの線型順序（番号）を付
す。このうちパケット群を収容したバッファｇにｈ番目
に収容されたパケットを（g,h）と表わすとすれば、異
なる２つのパケット（g,h）と（i,j）との間の順序関係
は、(1)ｈ＜ｊであるか、又はｈ＝ｊでｇ＜ｉである
時、（g,h）＜（i,j）となり、(2)ｈ＞ｊであるか、又
はｈ＝ｊでｇ＞ｉである時、（g,h）＞（i,j）であると
定義する。

即ち、送、受信バッファでのパケット間においては、
「行（横）」の若い番号が優先し「行」が同じであれば
「列（縦）」の若い番号が優先するものとして定義す
る。これは、送、受信バッファに収容したときの「行」
及び「列」の若い番号のもの（早いもの）が順序最小と
して送出することを意味する。

〔伝送路上でのパケット間の順序関係〕

並行に伝送されるスロットがｍ個存在する場合に第２図
に示す如く1,2,……ｎの線型順序番号（SLOT1,2,3,4…
ｍ）を与え、時刻ｔにインターフェースノードを通過す
るフレームのｉ番目のスロット上のパケットを（i,t）
で表わすとすれば、異なる２つのパケット（i,t₁）と
（j,t₂）との間の順序は、(1)t₂＜t₂であるか、又はt₁
＝t₂でｉ＜ｊである時、（i,t₁）＜（j,t₂）であると定
義する。

即ち、通過時刻が異なれば早いフレーム方が優先し、フ
レームの通過時刻が同じであれば若い番号のスロットの
パケットが優先するものとして定義する。これは送信バ
ッファからパケットを送出する場合、早いフレームの若
い番号のスロットから埋めて行き、受信バッファ７に収
容する場合は早いスロット、次に若い番号のスロットを
優先させることを意味する。

〔実施例〕

第１図，第２図及び第９図(A)〜(I)に示した伝送過程に
沿って動作を説明する。尚、説明を簡潔にするため
「」「」「」「」「」「」「」「」
「」「」という10個のパケットメッセージが４つの
伝送路で並列伝送される場合を例にとって説明する。ま
た、パケット組立回路29（又はパケット分解回路29′）
は便宜上、一例として、データストリームを固定長のパ
ケットに区切り１パケットづつ、バッファ25（25′）
へ、バッファ26（26′）へ、……、バッファ28（28′）
へ、バッファ25（25′）へ……、という順に各バッファ
をアクセスするものとするが、これはパケット組立回路
29とパケット分解回路29′との間で整合がとれていれば
どのような順序でも構わない。

伝送過程（第９図(A)）：送信バッファ25に「」、2
6に「」、27に「」を順次収容する。この場合、次
に送信すべきパケットが格納されているバッファを示す
送信バッファポインタ30は送信バッファ25を指してい
る。伝送路S1〜S4にはまだ何も送られていない。受信バ
ッファポインタ31は受信バッファ25′を指している。
尚、後続のパケット「」、「」、「」、「」、
「」「」、「」はかっこで示すように後に順次収
容されてい行く。

伝送過程（第９図(B)）：パケット処理部23によりS1
のスロット51及びS3のスロット53が空きであることが検
出され、バッファモニタ32により送信待ちパケット数が
３つあり、送信バッファポインタ30がバッファ25にある
ことによりスイッチ24は送信バッファ25がS1のスロット
51に、送信バッファ26がS3のスロット53に接続されるよ
うに切り換えられ、S2のスロット52とS4のスロット54は
スルーで通過するようにする。そして送信バッファ25と
26に読出し信号を与えて格納されているパケット，
を送出する。そして送信バッファポインタ32はバッファ
27を指す。従って、上述したように、未送信パケット
中、「行」及び「列」の順序最小のものを送信バッファ
から優先して取り出し最も若い番号のスロットに送出す
ることとなる。尚、送信バッファ25及び26はそれぞれパ
ケット「」及び「」から後続の「」及び「」に
代わっている。

このような動作を伝送過程（第９図(C)）及び（第
９図(D)）においても同様に行う。

伝送過程（第９図(E)）：上記のように伝送路S1〜S4
に送出されたパケットは今度は伝送路S1〜S4から受信バ
ッファ25′〜28′へ収容される。即ち、S1のスロット51
とS3のスロット53のパケット「」と「」が自インタ
ーフェースノードアドレスと一致することがパケット処
理部23′で判定され、受信バッファポインタ31が受信バ
ッファ25′を指示している。（第９図Ｄ）のでパケット
「」及び「」はそれぞれ受信バッファ25′及び26′
に収容される。この場合、スイッチ24′は上記の入力信
号を受けてS1のスロット51からバッファ25′、S3のスロ
ット53からバッファ26′へつながるように切り換え、受
信バッファ25′,26′に書込み信号を与え、そして受信
バッファポイント31を受信バッファ27′を指定するよう
に設定する。従って、上述のように、時間的に早いパケ
ットのうち更に若い番号のものが受信バッファの順序最
小のものから順に収容されて行くこととなる。

このような動作を伝送過程〜（第９図(F)〜(I)）に
おいても同様に行う。

これによりパケットの送受信が終了する。

次に、インターフェースノード2,2′及びスーパーバイ
ザーノード３の具体的構成について、第２図，第３図を
参照しつつ説明する。

まず、第２図のフレーム構成についてさらに詳細に説明
する。

複数の各伝送路S1〜S4に対応したスロットSLOT1〜４に
は、ヘッダ部と情報部とからなるパケットが載せられ
る。各パケットは、ビットインタリーブにより多重化さ
れ、伝送路１上のフレーム内のパケット部に載せられ
る。フレーム内のパケット部の先頭にはフレームヘッダ
が付加されており、このフレームヘッダは、フレームの
各ビット位置を識別するための同期パターンと１つのフ
レームに対して固有のフレームカウンタ（同一伝送路上
を巡回する他のフレームと区別する）システム立上げ時
や試験時においてスーパーバイザノード３に接続された
コンソールからのコマンド等を載せるためのコマンド領
域が設けられている。なお、このコマンド領域は、端末
からの同期連続通信要求に基づいて、スロットの予約を
行うためのインターフェースノードとスーパーバイザノ
ードとの通信に用いることもできる。また、各パケット
の先頭にはパケットヘッダが設けられており、このパケ
ットヘッダ部は、制御フィールドCTL、送信先アドレス
フィールドRA、送信元アドレスフィールドSA、及びデー
タ管理フィールドDMの４つのフィールドに分かれてい
る。さらに制御フィールドCTLは、パケットの有効／無
効表示フラグAV、予約有無表示フラグCM1、情報部のデ
ータがパースト情報であることを表示するフラグCM2、
端末インターフェース40がビジー状態でパケットが受信
されなかったことを表示するフラグPS AVを送信ノード
で消すか、受信ノードで消すかを指定するフラグERとか
ら成る。

また、各パケットの後部には、パケットの誤り検出訂正
を行うチェックビットが付加されており、各パケットと
同様にフレームの後部に付加されている。

なお、バケットヘッダの各部の作用については後述す
る。

第３図は、インターフェースノード2,2′及びスーパー
バイザノード３の内部構成を示すブロック図である。

光ファイバ１は第1,2図における基幹伝送路１に対応
し、第２図に示す複数のスロットSLOT1〜４を有するフ
レーム構成のフレームが巡回している。光／電変換部30
は受信した光信号を電気信号に変換し、波形整形した後
フレーム同期回路34と直列／並列変換回路32とに受信信
号を入力する。フレーム同期回路34は、フレームの先頭
に付加されたフレーム同期パターンを検出して、フレー
ム同期を取り、フレームの各ビット位置識別のための種
々のタイミング信号をパケット処理部35,36,37,38と制
御装置39及び直列／並列変換回路32とに出力する。直列
／並列変換回路32は、フレーム同期回路34から入力され
る伝送路１上のフレームと同期したクロック信号により
駆動され、４ビットの並列信号を出力する。この並列信
号が第２図における各スロットSLOT1〜SLOT4に載ってい
るパケットである。

各パケット処理部35〜38は、フレーム同期回路34からの
タイミング信号に基づきパケットヘッダ部の解折を行
う。パケット処理部35〜38の解折結果は、CONT BUSBを
介して制御部39へ送られる。制御部39は、この解折結果
を元に、スイッチ44〜47を切替ることにより送信データ
パスを介して端末インターフェース40内の送信バッファ
25〜28（送信インターフェース42内に存在）に格納され
ているパケットを並列／直列変換部33に送出して、伝送
路１へ送出する制御及び受信したパケットを受信バッフ
ァ25′〜28′（受信インターフェース41内に存在）に受
信データパスを介して格納する制御を行う。これらの制
御はCONT BUSAを介して送信される制御信号により実行
される。端末インターフェース40には、第12図に示した
スイッチ24、送信バッファ25〜28及びパケット組立回路
29から成る送信インターフェース42と、スイッチ24′、
受信バッファ25′〜28′及びパケット分解回路29′とか
らなる受信インターフェース41とを有する。第３図に
は、端末インターフェース40が一台しか示されていない
が、複数台接続可能である。

また制御部39は、端末インターフェース40に接続される
端末からの送信要求により、送信モード（同期連続通信
パースト通信か）を識別し、同期連続通信であることを
識別した場合は各パケット処理部35〜38を制御して第２
図に示す各パケットのパケットヘッダを用い、スーパー
バイザノード３に対して、情報量に応じて必要な数のパ
ケットを予約するようにする。

ここで、第２図に示すフレーム構成では並列化されたス
ロットの位相が同じであるためパケットヘッダが同時に
各パケット処理部に到着する。従って並列化数と同じ数
のパケット処理部を用意しなければならない。

この場合、リング型ネットワークにビット多重されて転
送される各スロットの位相を第11図に示すように互いに
所定量だけずらせるフレーム構成をとる。＃２リング〜
＃ＮリングまでのＥは時差調整のためのフレームヘッダ
と等長のダミー領域で、＃２〜＃Ｎリングまではフレー
ムヘッダは設けられていない。

そこで第３図の構成を変更して第10図の如くとする。S/
P変換回路32の出力S₁〜S₄をそれぞれ遅延回路48〜51を
介してセレクタ52に入力する。フレーム同期回路34は各
パケットのパケットヘッダを検出できるので、フレーム
同期回路34からのパケットヘッダ検出信号をセレクタ52
に入力し、S₁〜S₄のうちの１つを時分割的にパケット処
理部38へ入力する。

そしてパケット処理部38から受信データパスへの出力も
セレクタ54を介して時分割的に出力する。

各スイッチ44〜47へ出力する場合も、セレクタ53により
時分割的に出力すればよい。

各セレクタ52〜54の切替タイミング信号はフレーム同期
回路34内部で作成できる。

このように構成すれば、パケット処理部は１つですみ、
ハードウェアが削減できる。

なお、遅延回路48〜51はパケット処理部の動作遅延を待
ち合わせるためのものである。

前述したように本発明に係るスロットリング方式を用い
たリング型伝送路によるパケット通信システムにおいて
は動画像通信又は音声通信の様にデータ転送の周期性が
要求される通信（同期連続通信）と、コンピュータ間の
データ通信の様にデータ転送の周期性は保証する必要は
ないが伝送遅延をできるだけ小さくする必要のある通信
（バースト通信）とが混在し、通信モードが動的に変化
するシステムに対して柔軟に対処できることが必要であ
る。

しかしながらリング型状伝送路を経て循環されるフレー
ムを、所定長毎に区分したスロットのうちの空スロット
を捕捉して、このスロットにパケットを載せてリング型
伝送路に接続された端末間のデータ伝送を行うスロット
リング方式ではデータの送信要求、即ち空スロットの使
用要求が一度に多数発生すると使用要求数に対して空ス
ロット数が不足する状態が生ずる為、データの送信を一
時的に待たなければならない。この様な状態ではデータ
の転送周期に制約がある同期連続通信ではデータのオー
バーフローやアンダーフロー等の重大な障害を引き起こ
す結果となる。

そこで、一般にはこの様な不具合を回避する手段とし
て、ループ状伝送路を経て循環されている所定数のパケ
ットを同期連続通信用パケットとバースト通信パケット
用との２種類に分類し、前者に対しては通信数がパケッ
ト数よりも必ず少ない値にして何時でも使用可能の状態
になる様に、あらかじめシステム設計する技法が取られ
ている。

しかし、上記の方式では同期連続通信とバースト通信と
の比率が固定化されているので柔軟性に欠け、通信形態
が動的に変化するシステムに対しては受難な対応が難し
いと云う問題点がある。

そこで、本発明に係るパケット通信システムではパケッ
トの所定部分に予約情報部分を設けてパケットにパケッ
ト番号を割当てる。

又、特定のスーパーバイザノード３において、予約パケ
ットの割当，パケット番号の通知及びパケットの予約割
当状況を管理させると共に、一般のインターフェースノ
ード２において自インターフェースノードに割当てられ
た番号のパケットに対して予約を行い、予約を行った後
に空きとなった予約パケットが到着した時にパケット送
信が行える様にした。

即ち、スーパーバイザノード３によるパケット管理は使
用中のパケット数とこれから使用されるパケット数の和
がパケットの総数を越えなければよいので、パケットの
予約を随時可変的に行うことが可能となり、これにより
同期連続通信とバースト通信とが混在する通信システム
に対しても柔軟に対処できる。

次にデータの送受信の手順を詳細に説明するため、第３
図の各部の詳細構成について説明する。

送信インターフェース42について（第４図）前述したように、インターフェースノード２には複数の
端末インターフェース40が存在し、それぞれの端末イン
ターフェースには異なる通信モードの端末が接続され
る。従って、端末は送信に先立ってまず、送信モード
（同期連続通信かバースト通信か）を示す信号を送信イ
ンターフェース42内のレジスタ61にセットする。同時
に、送信モードが同期連続通信である場合には、送信先
の端末アドレスと送信データ量とをレジスタ61にセット
する。

端末は送信要求をレジスタ61にセットすると、送信デー
タと送信先アドレスとをパケット組立回路29に送出す
る。パケット組立回路29は送信データにヘッダ部とチェ
ックビットとを付加し、第２図に示すような所定長のパ
ケットを組立てる。この時、パケットヘッダ内のRAに送
信先アドレスをセットし、SAに自身か所属するインター
フェースノードアドレスと接続されている端末装置アド
レスとをセットする。CTLフィールドの各フラグはパケ
ット処理部35〜38にて制御される。

パケット組立回路29で、入力データストリーム順に順次
組立られたパケットは、前述したパケットの順序関係定
義に従がって、送信バッファ25,26,27,28,25………26,2
7,28へと次々と格納される。

この時の格納先のバッファのアドレスは書込アドレスカ
ウンタ59を順次カウントアップすることにより指定され
る。

送信バッファ25〜28は、パケット組立回路29から入力さ
れるパケットを一時蓄積するものであり、各バッファ25
〜28の出力側はスイッチ24を介していずれの送信データ
パスとも接続可能である。バッファモニタ32は、送信バ
ッファ25〜28に格納されているパケットの数をモニタし
ており、モニタ結果をCONT BUSAを介して制御部39へ通
知する。またバッファポインタ30は、次に読出されるべ
きパケットが格納されているバッファを１つ指定してい
る。選択制御部52は、制御部39からのCONT BUSAを介し
て入力される送信パケット指示信号とバッファポインタ
30の指定値とをデコードして、スイッチ24を切替えて各
バッファ25〜28と送信データバスS₁〜S₄との接続関係を
制御し、かつ、送信すべきパケットが格納されているバ
ッファに読出し指示を与える。

受信インターフェース41（第５図）について受信インターフェース41の構成は、第４図に示した送信
インターフェース42と類似しており、相違点のみ説明す
る。

各受信バッファ25′〜28′の入力側は、スイッチ24′を
介していずれの受信データバッファとも接続可能であ
る。またバッファモニタ32は、各受信バッファ25′〜2
8′に格納されているパケット数をモニタしている。バ
ッファポインタ31は次に受信するパケットを格納すべき
バッファを指定している。選択制御部63は制御部39が送
出する受信パケット指示信号とバッファポインタ31との
内容をデコードして、スイッチ24′の切替制御と受信パ
ケットを格納すべきバッファに書込み指示信号を送出す
る。読出しアドレスカウンタ71は第４図における書込ア
ドレスカウンタ59と同様にして、受信バッファ25′,2
6′,27′,28′,25′………27′,28′のように、順次、
パケットを読出すバッファを指定する。

なお、４つの並列伝送路S1,S2,S3,S4に対して、４つの
送受信バッファが設けられている場合について説明した
が、伝送路の並列数とバッファの数は１対１である必要
はなく、伝送路とバッファとの間にスイッチを設けるこ
とにより、この対応関係に制限はない。これは、各バッ
ファがいずれの伝送路S1〜４とも接続可能であるからで
ある。

パケット処理部35,36,37,38（第６図）について第６図はパケット処理部の詳細構成を示す図である。各
パケット処理部の構成はいずれも同じであるので、この
図では１つのパケット処理部の構成を示している。な
お、フレーム同期回路34から受信パケットのビット位置
識別のために各部に送出されるタイミング信号は、図が
繁雑となるので省略している。

伝送路S1〜S4の各スロットSLOT1〜４（第２図）に載っ
ているパケットは、シフトレジスタ72に入力される。シ
フトレジスタ72は、受信パケットに同期したタイミング
信号により駆動され、パケットヘッダ部が全て入力され
た時点で、制御フィールドCTLの内容を制御フィールド
デコーダ74に入力し、受信先アドレスフィールドRAの内
容を受信先アドレス比較部75に入力し、送信元アオレス
フィールドSAの内容を送信元アドレス比較部76に入力す
る。またレジスタ77には、予めインターフェースノード
２のアドレスとインターフェースノード２に収容される
各端末のアドレスがMPU43によりCONT BUSBを介してセッ
トされている。

制御フィールドデコータ74は、受信したパケットの状態
を次の表に従って、制御フィールドCTNの内容をデコー
ドすることにより表示する。

また、受信先アドレス比較部75は、受信パケットのRAフ
ィールドのアドレスとレジスタ77にセットされているア
ドレスとを比較し、制御フィールドデコーダ74の出力を
参考にして自インターフェースノード宛パケットか否か
を検出するとともに、自インターフェースノードに収容
されている端末アドレスを検出する。そして、受信アド
レスが一致した場合には端末アドレスとともに受信アド
レス一致信号BRSELnを送出する。

また、送信元アドレス比較部76は、受信パケットのSAフ
ィールドのアドレスと、レジスタ77にセットされている
アドレスとを比較し、制御フィールドデコーダ74の出力
を参考にして自インターフェースノードから送出したパ
ケットであるか否かを検出する。

チェック回路73には受信パケットの全ビットが入力され
パリティチェックが行なわれる。

制御信号発生部79には、制御フィールドデコーダ74のデ
コード結果と、受信先アドレス比較部75の比較結果と送
信元アドレス比較部76からの比較結果及び制御部39から
の受信バッファビジー信号（RBBSYk）により次の制御信
号を出力する。ｎはパケット処理部が扱うスロット番号受信スロットが使用可能（AVAILn）未使用スロットの時自インターフェースノード宛パケットをエラーなく受信
し、かつ受信局でAVフラグを消去できる場合自ノードから送信したパケットが周回して受信された時
（複数のノード宛通信において、自局で各ノードの受信
完了を識別した時）制御フィールドCTLの各フラグの設定（SETFRn）同期連続用スロットであることの表示（SYNCn）相手局受信バッファビジー（BSYn）自ノードから送信したパケットが相手局受信バッファビ
ジーにより受信されなかった。

上記信号のうち、SETFRnは、パケットヘッダ更新部78に
入力され、同じく入力されてくる受信パケットのヘッダ
部の制御フィールドCTL内の有効／無効表示フラグAV、
予約有無表示ビットCM1等の設定を行う。

そして、制御部39からのSELECT信号により、ヘッダ更新
部78からのパケットを選択回路47を通過させるか、又
は、ヘッダの制御フィールドのみヘッダ更新部78からの
データを用い、それ以外の部分は送信データバス上のパ
ケットを出力するよう選択回路47の切替制御が行なわ
れ、伝送路S1〜S4にパケットが出力される。

制御部CONT39について（第７図）制御部CONT39は各パケット処理部35〜38及び複数の端末
インターフェース40に対して共通に設けられているた
め、各部からの制御信号及び各部への制御信号も複数と
なるが、本図では簡略化している。

受信パケット制御部80には各受信インターフェース41の
バッファモニタ33から受信可能パケット数がCONT BUSA
を介して入力され、各パケット処理部からは、受信アド
レス一致信号RBSELn（端末アドレスを含む）が入力され
る。受信パケット制御部80は、入力される２つの制御信
号とを参照し、受信可能か否かを判断する。受信可能な
らば、RBSELnに基づくスロット番号を受信アドレスに基
づく端末インターフェイス40へ通知す。受信バッファが
不足する場合は受信バッファビジー信号（RBBSY）を対
応するパケット処理部へ通知する。

端末送信要求解折部82は、各送信インターフェース42内
のレジスタ61を一定周期で読み取る。レジスタ61には、
通信モード，要求スロット数がセットされている。従っ
て、端末送信要求解折部82は、自ノードに収容されてい
る全端末のうちで同期連続通信の送信要求数と要求スロ
ット数を同期連続通信管理部83に入力し、さらにバース
ト通信の送信要求数と要求スロット数とをバースト通信
管理部85に入力する。

割当スロット管理部81は、同期連続通信用として各端末
インターフェースに与えられたフレームカウンタとフレ
ーム内のスロット番号（SLOT1,2,3,4）とを記憶するテ
ーブルを有する。そして、フレームヘッダがフレーム同
期回路34に入力されると、フレーム同期回路34はフレー
ムカウンタを検出し、割当スロット管理部81に入力され
る。このフレームカウンタをアドレスとして割当スロッ
ト管理部81はｋ番目の端末インターフェースに対してｊ
番目のスロットが割当てられていることをテーブルより
読出し同期連続通信管理部83へ通知する。

また、テーブル内容の更新（割当てフレーム，スロット
情報の変更）は、CONT BUSAを介してMPU43により実行さ
れ、またMPU43はテーブル内容を読出して、割当フレー
ム，スロット情報の確認を行う。

同期連続通信管理部83は、端末送信要求解折部82と割当
スロット管理部81からの入力と、パケット処理部35〜38
からのAVAILn,SYNCnとにより、同期連続通信に関する送
信セレクト信号を生成する。

即ち、ｎ番目のスロットに対応するパケット処理部から
AVAILnとSYNCnとが両方入力される時、割当スロット番
号と受信スロットとが一致し、しかも使用可能（AVAIL
n）であるということでありスロットｎをテーブルに予
約した端末が同期連続通信可能になったことを示す。従
って、予約した端末を収容する端末インターフェースに
対して送信セレクト信号を送出する。この送信セレクト
信号はCONT BUSAを介して送信インターフェースの選択
制御52に入力される。

またバースト通信管理部85は、端末送信要求解折部82か
らの情報によって、バースト通信に関する優先順位１〜
ｍまでの端末インターフェースを設定してバーストデー
タ選択制御部86へ入力する。

使用可能スロット解折部84は、AVAILn,SYNCHnによりい
くつのスロットがバースト通信に使用可能であるかを判
定し、バーストデータ選択制御部86へ入力する。即ちAV
AILnのみが入力されるとき（SYNCHnが入力されない時）
ｎ番目のスロットは予約されておらず、バースト通信に
割り当ることができる。

バーストデータ選択制御部86は、決定された優先順位に
従って、順位の高い端末インターフェースから順に使用
可能と判定されたスロットを割当てる。そして、バース
ト通信用送信セレクト信号を出力する。

このようにして同期連続通信用及びバースト通信用送信
セレクト信号が送信パケット制御部２に入力され、パケ
ット処理部における選択回路47を制御する送信セレクト
信号と、送信インターフェース内の選択制御回路52に入
力される送信セレクト信号とを出力する。

なお、レジスタ87は、バーストデータ選択制御部86にお
いてスロットが割り当てられた端末インターフェースの
うち優先順位の最も低いものを保持し、次のフレームに
おいて最も優先順位の高い端末インターフェース決定に
用いる。

以上、各部の詳細について説明したが、次に、パケット
送信シーケンスについて第８図を参照して説明する。

端末インターフェース40に収容されている端末が同
期連続通信のための予約を行う際は、まずレジスタ61に
送信モード（予約の場合はバースト通信とモードが同
じ）、受信先、送信に必要なパケット数をセットする。

次に送信データをパケット組立回路29に入力してパ
ケット化し送信バッファ25〜28に格納する。この時パケ
ットヘッダ内送信先アドレスRAはスーパーバイザノード
であり、さらに、バケットの情報部には実際の通信相手
のアドレスと必要パケット数および同期連続通信のため
の予約要求であることを示すデータが存在する。

制御部39は、送信モードを認識する。バースト通信
であるため第７図にて説明した優先順位が当該端末イン
ターフェースに付され、この優先順位に従って、所定の
空スロットが捕捉され、送信バッファ内のパケットがス
ーパーバイザノードに受信される。

スーパーバイザノードも他のインターフェースノー
ドと同様第３図の如き構成を有するが、制御部39の割当
スロット管理部81には全ノードのテーブルを全て備えて
いる。また、スーパーバイザノード内のMPUは端末イン
ターフェースに収容されている。従って、自ノード宛パ
ケットの情報は端末インターフェースを介してCPUに通
知する。CPUは制御部39の割当スロット管理部内81のテ
ーブルを参照し、当該端末の実際の通信相手が既にパケ
ット予約済であるか否かを調べる。この通信相手が末予
約であり、かつ要求した数のパケットが末予約のまま残
っている場合は、テーブルを更新し、当該端末の予約登
録を行い、当該端末に対して、通常のバースト通信の手
順で予約完了を通知するとともに、予約により割当てら
れたパケット番号（フレーム番号とスロット番号）を通
知する。通信相手が既にパケット予約済か、要求した数
のパケットがない場合は、当該端末に対して予約不可を
通知する。

予約完了を受信した当該端末はMPUに対し、テーブ
ルの更新を要求する。そしてテーブルには、割当てられ
たフレーム番号をアドレスとしてスロット番号と当該端
末のアドレスが記憶される。

当該端末の同期連続通信要求により、レジスタ61に
データがセットされる。そして、制御部39は、同期連続
通信であることを識別するとフレーム番号をアドレスと
して、テーブルから当該端末アドレスとスロット番号と
が続出されたら、このスロット番号のパケットのパケッ
トヘッダの予約有無表示フラグをONとする。そして、こ
のスロットのパケットの有効／無効表示フラグが無効を
示すまで待機する。

有効／無効表示フラグが無効を表示していることを
検出したら、送信バッファに格納されているパケットを
送信する。このとき、有効／無効表示フラグを有効を示
すように書換える。

予約を行なわない通常のバースト通信の場合は、受
信先アドレスを一般の端末としてと同様にしてパケッ
トを送信する。

このパケットを受信したインターフェースノードは
受信パケットを受信先の端末に送出する。そして、自ノ
ード内の端末から送信データがあるか否かを調べる。

送信データがない場合は、有効／無効表示フラグを
無効表示として受信パケットをそのままスルーで送信す
る。

送信データがある場合は、まず受信パケットが予約
されたものであるか否かを調べる。予約されたものであ
る時は、と同様の処理を行う。

予約されたものでない場合、受信パケットの有効／
無効表示フラグを有効としてデータを送信する。

インターフェースノードからスロット予約要求をスーパ
ーバイザノードに送信したり、スーパーバイザノードか
ら予約の可又は不可をインターフェースノードに通知し
たり、予約されたスロット番号をインターフェースノー
ドに通知するために、インターフェースノードとスーパ
ーバイザノードとで通信を行う必要があるが、以上説明
した方法では、空スロットを捕捉し、この空スロットに
上記通信用パケットを載せる必要がある。

従って、インターフェースノード及びスーパーバイザノ
ードでの空スロット捕捉のための待ち時間が必要であ
り、予約が完了するまで少し時間がかかる。

そこで、第２図に示すパケットのフレームヘッダのコマ
ンドフィールドを上記通信に用いることが効果的であ
る。

即ち、このコマンドフィールドはノード間通信用に割当
られているものであるため各スロットのようにアクセス
回数が多くなし、ただちに予約のためのインターフェー
スノードとスーパーバイザノードとの通信が実行でき
る。

次に、このようなアクセス方法を、第３図を参照しつつ
説明する。O/E変換回路30は、第２図に示すフレームを
フレームヘッダ処理部48に出力する。フレームヘッダ処
理部48はフレーム同期回路34から出力されるタイミング
信号により駆動されて、フレームヘッダ内のコマンドフ
ィールドをシフトレジスタ１にセットする。このコマン
ドフィールドの内容はフレームヘッダ処理部48にて解読
され、COTN BUSB経由で制御部39に通知する。

制御部39に、端末からスロット予約要求が上がっている
場合、制御部39はスロット予約要求をコマンドフィール
ドに載せるため、これを載せるシフトレスジタ１の対応
するビットの出力を阻止し、シフトレジスタ２にこの情
報をセットする。

したがって、シフトレジスタ２は、スロット予約のため
のコマンドをコマンドフィールドに書込まれたフレーム
ヘッダがセットされていることになる。そして、フレー
ム同期回路34からのタイミング信号に基づいて、シフト
レジスタ２はスイッチ50に更新したフレームヘッダの内
容をシリーズに出力する。

もちろん、この時、スイッチ50は、フレームヘッダ処理
部48の出力を選択している。

フレームヘッダ処理部48の出力を終了すると、スイッチ
50は直ちにP/S変換器33の出力を選択し各スロットに載
せられたパケット情報を出力する。このようにして、フ
レームを組立てる。なお、予約を実行する手順は第８図
で説明したものと同じである。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、インターフェースノード、スーパーバイザノード内
にてパケットの並列化処理にあたり、順序保存制御が簡
単になる。

同期連続通信，バースト通信が混在したネットワー
クにおいても、同期連続通信用スロット確保のための制
御が簡単で、かつ、同期連続通信用スロットをダイナミ
ックに割当てることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理的構成図、第２図は、伝送路上でのフレーム構成を説明するための
図、第３図は、インターフェースノード，スーパーバイザノ
ードのブロック構成図、第４図は伝送制御端末インターフェースの構成図、第５図は受信側端末インターフェースの構成図、第６図はパケット処理部の構成図、第７図は制御部の構成図、第８図は送受信シーケンスを説明するための図、第９図は、パケットの送信，受信手順を説明するための
図、第10図は、インターフェースノード，スーパーバイザノ
ードの他の実施例構成図、第11図は、第10図の構成のためのフレーム構成を説明す
るための図、第12図は、代表的なローカルエリアネットワークのシス
テム構成図である。図中23,23′はパケット処理部、24,24′はスイッチ、25
〜28は送信バッファ、25′〜28′受信バッファである。

フロントページの続き (72)発明者粟津知彦神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地富士通株式会社内 (72)発明者樋口昌宏神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地富士通株式会社内 (56)参考文献特開昭61−163753（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−125250（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−75734（ＪＰ，Ａ) 特開昭56−112157（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】伝送すべきパケットを載せるｎ個のスロッ
トから成る複数のフレームが順次巡回してなるリング型
伝送路と、該リング型伝送路の途中に設けられ、該スロットにパケ
ットを載せたり、該スロットからパケットを受信する複
数のインターフェースノードとを備えたパケット通信シ
ステムであって、前記インターフェースノードは、複数のスロットを並列に伝送するための複数の伝送路
と、送信すべきパケットを格納する複数の送信バッファと受
信すべきパケットを格納するための複数の受信バッファ
とからなる端末インターフェースと、該複数の伝送路上の各スロットが使用可能か、および各
スロット上のパケットの宛先を検出するパケット処理部
と、各送信バッファ及び各受信バッファをいずれの伝送路へ
も接続可能で、該パケット処理部により制御されるスイ
ッチとを備えたことを特徴とするパケット通信システ
ム。
【請求項２】前記各送信バッファは、パケット化した送
信データがこの送信順に順次格納され、前記複数の伝送路にはそれぞれ異なる優先順位が割当て
られており、前記パケット処理部は、空きスロットが存在する伝送路
の優先順位とそれぞれの送信バッファに格納されたパケ
ットの送信順とが対応するように、前記スイッチを制御
することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のパケ
ット通信システム。
【請求項３】前記各受信バッファには、受信したパケッ
トの格納順が定められており、前記パケット処理部は、受信すべきパケットを伝送して
いる各伝送路の優先順位と前記各受信バッファへの格納
順とが対応するように前記スイッチを制御することを特
徴とする特許請求の範囲第２項記載のパケット通信シス
テム。
【請求項４】前記スロットはパケットヘッダ部とデータ
部とからなり、前記パケットヘッダ部には、前記スロッ
トの使用中を示す有効フラグと予約有を示す予約フラグ
と、パケットの送信先を示すアドレス部とが設けられ、前記パケット処理部は、前記パケットヘッダ部の解析解
析結果に基づいて、前記スイッチ制御することを特徴と
する特許請求の範囲第３項記載のパケット通信システ
ム。
【請求項５】前記パケット処理部は、同期連続通信の開
始に先立って、送信に必要な数の受信スロットの各予約
フラグを立てて前記伝送路に送信し、再び前記スロットを受信した際に、前記有効フラグが当
該スロットの不使用を示していることを確認し、当該フ
ラグを有効化した後、前記同期連続通信用のデータを前
記スロットに載せて送信することを特徴とする特許請求
の範囲第４項記載のパケット通信システム。
【請求項６】前記パケット処理部は、同期連続通信用デ
ータを前記スロットに載せる際に、前記予約フラグを消
去して予約無を表示させることを特徴とする特許請求の
範囲第５項記載のパケット通信システム。
【請求項７】前記インターフェースノードのうちの一つ
は、監視用ノードであり、各インターフェースノードが
同期連続通信用に予約しているスロットを記憶し、管理
することを特徴とする特許請求の範囲第５項記載のパケ
ット通信システム。
【請求項８】前記インターフェースノードは、同期連続
通信の開始に先立って前記監視用ノードに対し、必要ス
ロットが予約可能か否かを問い合わせることを特徴とす
る特許請求の範囲第７項記載のパケット通信システム。
【請求項９】前記インターフェースノードは、前記複数
の伝送路上の各スロットを時分割多重化して前記リング
型伝送路に送出する手段と、前記リング型伝送路からのスロットを順次各伝送路に分
離出力する手段とを備えたことを特徴とする特許請求の
範囲第３項記載のパケット通信システム。