JP2915939B2 - 実時間メッセージ交換システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はループリンクを介して接続されたステーショ
ン間の情報交換に係る。

発明の背景 リング形態（ring topology）の有するいくつかの異
なるループリンクが公知である。これらのループリンク
の動作特性及び接続特性に関してはIEEE標準802に規定
されている。

該標準において、標準802−５はトークンアクセス法
を使用するリング形態に適用される。該標準はレベル１
（物理的レベル）及びMAC（medium Access Control）と
呼ばれるレベル２の一部分即ちレベル２の下部層を規定
している。これはリングへのアクセス制御を規定するデ
ータリンクレベルである。

標準802−２はLLC（Logic Link Control）と呼ばれる
レベル２の別の部分即ちレベル２の上部層を規定してい
る。

標準802−１はより高いレベル群を規定している。

トークンと呼ばれる複数バイトのパターンがリング上
で常時巡回している。送信中のステーションがないとき
はトークンがフリーになっている。ステーションＡが送
信要求を有するときは、該ステーションがトークンを捕
捉し、トークンに「使用中」のマークを付け、メッセー
ジの形態のデータを宛て先ステーションＢに送信する。
このとき他のステーションは送信を行なうことができな
い。メッセージが通過する際に、ステーションＢは自分
のアドレスを認識し、自分宛のデータをコピーし、肯定
応答のマークを付ける。メッセージが戻った際に、送信
ステーションＡは肯定応答を認識し、送信済みデータと
「トークン使用中」マークとを抹消する。従って、トー
クンはすべてのステーションに対してフリーになる。

標準802−５を使用すると以下の利点が得られる。

−256に及ぶ多数のステーションをリングに接続でき、
またトラフィックを中断することなくステーションを容
易に付加し得る。

−ステーション間のリンクが非同期である。

−１つのステーションが残りの複数のステーションまた
は残りの全部のステーションに同報通信できる。

−ステーション間のメッセージの伝送品質がよい。

−要件に応じたリングの動作手続き及び保護手続きを使
用し得る。

また、標準802−５を使用すると伝送品質及び動作機
密保護に関しても以下の利点が得られる。

−各ステーションをリングに物理的に差し込むだけでス
テーションの宣言が自動的に行なわれる。

−各結線においてアクセスインタフェースが診断され
る。

−１つのステーションがトークン監視の機能を自動的に
宣言し、該ステーションが故障した場合は別のステーシ
ョンが自動的に代替する。

−故障の場合にリングが再構成される。

トークンリングは以下の特性を有する。

まず、物理的レベルでは、 −長い物理的結線を使用し得る非同期ポイント対ポイン
ト伝送が行なわれる、 −性能要件に基づいて物理的媒体、例えば被覆電話線
対、同軸ケーブルまたは光ファイバを選択し得る、 −種々のデータ伝送速度、例えば4Mbit/秒、16Mbit/秒
または100Mbit/秒を使用し得る、 −第一級の伝送保護を与える符号化法則（Manchester）
が使用される、 −エラー検出用の周期冗長検査によってデータが保護さ
れる、及び、 −4Mbit/秒の装置用の規格型素子及びプロトコル（標準
802−５）を使用し得る。

次に、リンクレベルでは、 −レベル２のMAC下部層が規格化され（標準802−５）、
アダプター回路に集積されている。かかる回路は例えば
Texas InstrumentsによってTMS 380として販売されてい
る。

MAC下部層の主なサービスは、 −メッセージ長さの変更、 −レベル２の保護の集積化、 −ポイント対ポイント対話または同報通信、 −異なる種々の優先レベルの管理 である。

例えば、１つのステーションを挿入または脱退させる
際に生じるリング上の外乱は短時間で終わるが、故障の
際に生じる外乱は長時間持続する。MAC下部層にリング
保護機構が備えられており、故障の原因となるステーシ
ョンを完全に排除することも可能である。故障の検出及
び閉じ込めに数ミリ秒から数秒または数十秒を要するな
らば、例えば電気通信交換器の切換えのような実時間デ
ータ伝送の要件に適合できない。レベル２のLLC上部層
は一般に各アダプタに設置されており実時間動作には適
してしない。

本発明の目的は、トークンリング型ループによってス
テーション間で実時間でメッセージを交換せしめ、また
前記ループの外乱中にもステーション間のメッセージ交
換を継続できるようにすることである。

本発明の別の目的は、外乱の際のメッセージの欠失及
びシーケンスからのメッセージの欠落を阻止することで
ある。

発明の概要 本発明は、２つのリング（A1,A2）を有するループリ
ンクにより相互接続されたステーション間でメッセージ
を実時間で交換するためのシステムであって、各ステー
ションが、１つのリングにつき１つのアダプタ（1,2）
と、プロセッサ（Ｐ）を備えており該アダプタに接続さ
れている結合器（Ｃ）と、少なくとも１つのプロセッサ
を備えておりバス（BSM）を介して該結合器に接続され
ている端末装置（Ｔ）とを有し、前記バスがアダプタ及
び結合器を介して受信したメッセージと結合器への送信
のために前記端末装置により送出されたメッセージとを
運び、 各ステーションにおいて、各アダプタが、特にトーク
ンでリングにアクセスするために、レベル１及びレベル
２の下層のみに関連する手続きを行う手段を有し、 前記結合器が、 送信すべきメッセージを格納するための種々のリング
用の送信待ち行列とレベル２の上層及びレベル３のため
のプロトコルを使用する手段とを有し、 該手段が、データ論理リンクの半分を各リングに実行
させる手段と、 他方のリングが故障の場合に、データ論理リンクの全
てを一つのリングに実行させる手段と、 伝送エラーを除去する手段と、 シーケンスから欠落したメッセージを検出する手段
と、 重複メッセージを検出する手段と、 挿入されたステーションまたは休止ステーションに起
因する短時間のトラフィック遮断を検出する手段とを有
することを特徴とするメッセージ交換システムを提供す
る。

添付図面に示す実施例に基づいて本発明を以下に説明
する。

実施例 第１図によれば、ステーションS1〜Snは２つのトーク
ンリングA1及びA2によって相互接続され、トークンは両
方のリングで同方向に巡回する。各ステーションは該ス
テーションのコアを成す端末装置Ｔを有し、該端末装置
はバスBSMを介して結合器Ｃに相互接続され、該結合器
は２つのアダプタ１及び２に接続され、各アダプタが各
１つのリングに接続されている。例えばアダプタ１はリ
ングA1に接続されアダプタ２はリングA2に接続されてい
る。各アダプタはメッセージ受信メモリと送信メモリ
と、IEEE標準802のレベル１及びMAC下部層２の処理だけ
を与えるプロセッサ回路とを内蔵する。該回路は、この
目的専用に設計されたTexas Instruments TMS 380回路
から構成され得る。結合器Ｃはステーションとロードシ
ェアリングモードで動作するリングとの間の交換を管理
するプロセッサを内蔵する。このために結合器内のプロ
セッサは、レベル２の上部層及びレベル３のプロトコル
を実行する。

アダプタ内の各プロセッサ回路はプロセッサを内蔵し
ており、送信フレームがアダプタの送信メモリの１つに
ロードされ送信待ちになるかまたは送信中になると直ち
に、該アダプタのプロセッサはアダプタの送信メモリの
１つに送信すべき次の送信フレームをロードすべく準備
する。以下の記載において「アダプタプロセッサ」なる
用語は、プロセッサ回路内のプロセッサを意味する。同
様に、ステーションの各端末装置は１つ以上のプロセッ
サを内蔵し、これらのプロセッサは「（１つ以上の）ス
テーションプロセッサ」と呼ばれる。

１つのリングに接続されたアダプタ群は３つの論理素
子（logical entity）、即ちリングエラーコレクタとス
ーパーバイザとパラメータサーバとによって保護され
る。

リングエラーコレクタ（即ち、「リングエラーモニ
タ」）は、アダプタによって検出されたエラー全部を収
集する。

スーパーバイザ（即ち、「ネットワークマネージ
ャ」）は、各アダプタの個々の状態を検査して変化させ
リングの構成を管理する。

パラメータサーバ（即ち、「リングパラメータサー
バ」）は、リングの動作に必要な種々のパラメータを与
える機能を果たし初期化のときにだけ使用される。

これらの３つの論理素子の各々は、機能アドレスを有
しておりステーションプロセッサに内蔵されている。

ステーション結合器は、メッセージの案内と受信した
送信終了肯定応答の案内とだけを行なうためにステーシ
ョンに内蔵された論理器及び種々の論理素子を認識する
必要がある。この点で、ステーション結合器は該結合器
を内蔵するステーションの構成を認識する必要があり、
例えば情報交換のために管理すべき種々の行列の記述子
を認識する必要がある。

第２図は、ステーション結合器Ｃのブロック図であ
る。プロセッサＰはバスＤ及び制御リンクLCを介してア
ダプタインタフェースIA及び端末インタフェースIOCに
接続されている。アダプタインタフェースIAはアダプタ
１及び２に接続され、該アダプタはリングA1及びA2に接
続されている。端末インタフェースIOCはバスBSMを介し
てステーションの端末装置Ｔに接続されている。インタ
フェースIOCはEPROM型のプログラマブルリードオンリー
メモリ４と１組のレジスタ５とリード／ライトメモリ６
とを内蔵している。これらの素子全部がバスＤ及びバス
BSM及び制御ラインLCに接続されている。メモリ６は、
送信待ち行例を含み、この行列は、例えばアダプタ当た
り５つの行列、即ち１つの端末装置による４つの可能な
処理優先レベルの各々に各１つずつ対応する行列と、別
のアダプタを介して送信された後に戻るメッセージに対
応する１つの行列とから成る。受信の際には、受信され
たメッセージは端末装置結合器インタフェースで4Nの端
末行列に記憶される。この場合の４は可能な処理優先レ
ベルの数であり、Ｎは端末装置中の論理器の数である。
１組のレジスタ５はバスBSMへの結合に関する情報を記
憶している。リードオンリーメモリ４は結合器動作に必
要な全部の情報、特にレベル２の上部層及びレベル３に
関するプロトコルを記憶している。

以下の記載において、「データ論理リンク」なる用語
は、送信器−宛て先の対を指定すべく使用されており、
送信器はステーションであり宛て先は１つのステーショ
ンまたは１群のステーションである。２つのデータ論理
リンク対即ち２つの送信器−宛て先の対が存在し、一方
は第１選択として一方のリングを使用し他方は第１選択
として他方のリングを使用する。

レベル２の上部層及びレベル３によって与えられるメ
ッセージ搬送に関する主な機能は、リングの管理、伝送
エラーの検出及び修正、誤った順序付け、重複及び故障
に対する保護である。

リングの管理 ２つのリングはロードシェアリングに基づいて動作す
る。各ステーションにおいて、データ論理リンクの半数
は第１選択に基づいて第１リングを使用し、残りの半数
は第１選択に基づいて第２リングを使用する。データ論
理リンク上のメッセージは順方向一連番号NSAを含み、
各メッセージに順方向番号モジュロＭが与えられてい
る。Ｍは256に等しい。

故障の後に両方のリングで動作を再開させるとき、ト
ラフィックの均衡を回復させる。正常動作中、即ちエラ
ーが全く発生していないときは、データ論理リンクは唯
１つの物理的通路、即ちリングの１つを使用する。これ
はメッセージがシーケンスから脱落しないことを確保す
る。

伝送エラーの検出及び修正 送信器（送信ステーション）によるエラーの検出は、
エラーフラグ、フレーム非コピーのフラグ、アドレス非
認識のフラグのごときアダプタによって供給されるレベ
ル１の肯定応答を利用し且つメッセージのタイミングを
使用することによって確保される。この種のエラーは送
信器によって検出されるエラーであり、送信ステーショ
ンの端末装置によって認識され、結合器が当該メッセー
ジの明白な座標を与えるので正しく処理されることがで
きる。従って、この種のエラーに起因するメッセージ損
失率は10^-7未満である。このようなメッセージ損失率
は、アダプタの受信バッファメモリを十分に大きい寸法
にしまた他方のリングでエラーメッセージを再度送信す
ることによって得られる。再送は１回で十分である。

誤った順序付け、重複及び未検出故障に対する保護 以上の異常条件のいずれかが生じるシーケンスからの
メッセージの脱落が生じる。

−アダプタまたはステーション（結合器、端末装置）の
故障、 −ステーションの挿入または脱退、及び、 −リングまたはアダプタに影響を与える伝送故障及びア
ダプタの渋滞。

２つのリング（データ論理リンクあたり１つのリン
グ）にトラフィックを分担させるので、保護機能の活動
は上記の異常条件に限定され得る。シーケンスからのメ
ッセージの脱落が生じる誤った順序付けの発生率は10^-7
未満である。

メッセージの重複は常に、伝送故障が発生した場合
（この推定発生率は10^-5である）、または未検出故障が
発生した場合（典型的にはメッセージ再送の際に発生す
る）に生じる。実際には、宛て先から送信器への帰路に
故障が存在するときにメッセージの重複が生じるので、
平均して故障数の1/2の割合でメッセージの重複が生じ
る。

上記のごとき異常条件下に生じた故障は、受信器即ち
メッセージの宛て先ステーションによって検出及び修正
される。メッセージが同報通信メッセージでない場合、
以下の手続きが使用される。受信器は各データ論理リン
ク毎に順方向一連番号NSAのシーケンスを検査し、シー
ケンス中に不連続を検出するかまたは２つの等しい番号
を受信すると故障が発生したと判断する。

データ論理リンク（１以外の２つの順方向一連番号NS
A）からのメッセージの欠落が検出されると、以下の手
続きが実行される。尚早に到着した１つのメッセージま
たは各メッセージを結合器内の一時的待ち行列に記憶
し、遅れたメッセージの到着を待つ。これにより、端末
装置に対して正しい順序でメッセージの送信を続けるこ
とが可能である。この待ち時間は数ミリ秒のタイムアウ
トによって保護され、このタイムアウトが経過した後に
メッセージが端末装置に送出される。タイムアウト後に
欠落メッセージが到着しても結合器は該メッセージを送
出しない。この発生率は10^-10未満である。

一時的待ち行列の飽和率は10^-3未満である。

重複メッセージが検出されたときは、結合器がメッセ
ージの１つのコピーだけを端末装置に送出する。

他方のリングへの切換えを生起する上記の異常条件を
以下に検討し不要な切換えを減らす方法について説明す
る。

アダプタ故障 １つの故障によってトラフィック全体の流れが妨害さ
れないような保護措置が必要であり、同時に、特に高品
質の効率及び速度を有する検出手段を要せずに保護が得
られるのが好ましい。

故障の場所、故障の種類及び検出手段次第では、トラ
フィック全体に影響を与える２種類の故障が存在する。
これらの２種類の故障について以下に検討する。

第１種の故障は、トークンの不在を生じさせる故障で
ある。例えば、能動モニタがリングパージ信号を１秒間
送出することに成功せずモニタコンテンション段階に入
ることを決定した場合である。この種の故障の場合、標
準的保護のために使用される種々のタイムアウトの持続
時間が約１秒でありこの時間は待ち行列を飽和させる所
要時間よりもかなり長いので、リングに接続されたアダ
プタが信号を受信しない。切換えを決定する判断基準と
なるのは送信タイムアウトであり、このタイムアウトは
行列を飽和させる所要時間例えば16ミリ秒または32ミリ
秒よりも短く且つ１つのステーションの挿入または脱退
後のリングの復帰に必要な典型的な時間よりも長いの
で、リングの切換えが早い時期に行なわれてしまう。こ
の送信タイムアウトは、アダプタに対してメッセージ送
信が命令された時点から始まって送信状態の受信終了ま
で続くように結合器内のプロセッサによって設定されて
いる。送信タイムアウトが経過すると、他方のリングへ
の切換えが実行される。この種の故障が生じると全部の
ステーションが実質的に同時に１つのリングに切換えら
れる。またこの切換えの実行中にメッセージの欠失また
はシーケンスからのメッセージの欠落を生じさせないこ
とが重要である。メッセージを受信すると、受信結合器
のプロセッサは前記のごとく順方向一連番号NSAを用い
て誤った順序付けを修正する。

第２種の故障は、トークン不在を生起しないがメッセ
ージが宛て先ステーションのアダプタによってコピーさ
れない故障である。送信器即ちメッセージ送信ステーシ
ョンは、「アドレス認識せず」または「フレーム複写さ
れず」の標識を受信し続ける。この種の故障は送信器の
結合器に重大な損傷を与えるので、トラフィックの流れ
をよくするためにはこの種の故障に対する保護が必要で
ある。アダプタ非動作中のステーションにメッセージが
送信されたときは、宛て先ステーションに到着させるた
めに同じメッセージが引き続き再送される。これはアダ
プタが故障しているがトークンの巡回が維持されている
故障の典型的である。また、宛て先ステーションまたは
そのアダプタに渋滞が存在する場合にもこの種の故障が
生じる。

この種の故障の検出基準となるのは、一方のリングを
介して所与のステーションに伝送される故障の数をカウ
ントするカウンタのオーバーフローである。このような
オーバーフローが生じた場合に送信器は、ステーション
に到着するために他方のリングへの切換えを決定する。

アダプタの挿入または脱退 この動作はアダプタに対応するリング上のトラフィッ
クの流れを中断させる。信号は瞬時に消滅し、トークン
は消失する。外乱の持続時間が許容範囲内にある限り、
即ちメッセージが送信待ち行列に記憶され得る限り（例
えば約10ミリ秒から15ミリ秒）、リングを切換えるのは
好ましくない。アダプタの挿入または脱退によるリング
遮断時間の長さは、アダプタに対応するステーション上
の能動モニタの有無（能動モニタはクロック信号再生モ
ニタなので、該モニタを除去するとリングに50ミリ秒以
上の遅延（holding up）が存在する）に左右され、ま
た、アダプタの離脱に使用した方法（アダプタの電源を
オフに切換えるかまたはアダプタに脱退命令を与える）
にも左右される。

従って、同一ステーションが両方のリングに対する能
動モニタの機能を果たすことはできない。

多くの場合、特にアダプタ挿入の場合、アダプタの挿
入または脱退は、アダプタの挿入継電器によって生じた
外乱の持続時間に対応する10ミリ秒以内で行なわれる。
別の場合には、種々のタイプの故障に対する切換えの要
不要は上記10〜15ミリ秒の送信タイムアウトによって決
定される。送信ステーションはそのメッセージ全部を他
方のリングを介して送信することを決定する。

リングまたはアダプタに影響を与える伝送故障 この種の過渡的な故障の場合、別のリングにメッセー
ジを再送することによって、伝送が確実に実行され、そ
の後のメッセージに関しては切換えを続ける必要がな
い。

アダプタ渋滞 アダプタ渋滞はそれだけでは切換えを生じない。アダ
プタ渋滞が生じると以下の手続きが実行される。宛て先
ステーションのアダプタ渋滞によって一方のリングを介
したステーションへのメッセージ送信が最初に失敗する
と、他方のリングを介して第２の送信ガ試みられる。

データ論理リンクの１つに関するすべての故障は、ア
ダプタ故障またはアダプタ渋滞のいずれに起因するかに
かかわりなく、ステーション結合器内で故障の数をカウ
ントする各データ論理リンク上のカウンタによってカウ
ントされ、カウンタがオーバーフローしたときに限って
切換えが生起される。当然、データ論理リンクに関する
故障は送信ステーションにおいてのみカウントされる。

各ステーションにおいて、これらのカウンタは故障が
迅速に検出され更新されるように結合器を保護するソフ
トウェアによって使用される。

データ論理リンクの１つに関するカウンタがオーバー
フローすると、結合器は、当該リンクがアクセス不可能
であると判断し、その判断をローカル保護手段に伝え
る。ローカル保護手段は、両方のデータ論理リンクから
の情報を比較し、宛て先ステーションがアクセス不可能
であることを宣言する。ローカル保護手段はステーショ
ンによって検出されたすべての故障また異常から結論を
引き出すソフトウェア素子（software entity）であ
る。この種の検出メッセージ欠失は許容範囲であり、こ
の種の動作は単なる渋滞に起因する切換えの確率を本質
的に減らす。次のメッセージには伝送されなかった番号
と同じ順方向一連番号が与えられる。

切換えの理由にかかわりなく、切換え動作自体によっ
てメッセージの欠失が生じてはならない。また、シーケ
ンスからのメッセージの欠落を生じてはならない。シー
ケンスからのメッセージの欠落が生じたとき、この欠落
がタイムアウトによって設定された範囲内で生じた限り
では受信ステーションで修正できる。

各受信ステーションは切換え後の例えば10ミリ秒〜15
ミリ秒の時間だけ誤った順序付けを修正し得る。

順方向一連番号NSAはデータ論理リンクにおける誤っ
た順序付け即ちメッセージ欠落を検出するために使用さ
れる。シーケンス中で順方向一連番号の不連続が検出さ
れると、尚早に到着したメッセージはタイムアウトによ
って固定された最長時間だけ受信待ち行列で待つ。タイ
ムアウトが経過すると、欠落メッセージは消失したと考
えられ、受信待ち行列中のメッセージが端末装置に送出
される。

切換えに伴って情報がローカル保護手段に送出され、
該保護手段は正常リングに復帰する動作にはいる。かか
る復帰は正常リングに対する復帰試験手続きが成功し故
障検出に必要な時間よりも長いタイムアウトが経過した
後に有効となる。

エラーを受信（フレーム非コピー、伝送故障、等）す
るか、またはアダプタによるメッセージ送信命令がイネ
ーブルになった時点で始まる送信タイムアウトがオーバ
ーフローすると、送信が不成功であったと判断される。

両方のリングを介したメッセージの伝送操作が一方の
リングでＰ回、他方のリングでＱ回、合計Ｋ＝Ｐ＋Ｑ回
失敗したとき、メッセージが消滅する。しかしながら、
一方のリングから他方のリングへの最終的切換えはまだ
行なわれない。データ伝送速度4Mbit/秒のリングではＫ
＝２でＰ＝Ａ＝１である。より高いデータ伝送速度では
Ｋの値が１または２増加するが４より大きくなってはな
らない。

上記のごとく、データ論理リンクに関するすべての故
障は各データ論理リンク毎に各１つのカウンタによって
カウントされる。各メッセージの送信は約10ミリ秒〜20
ミリ秒の伝送タイムアウトによって保護される。タイム
アウトの時間は、ステーションの挿入または脱退のとき
に生じるリングの一時的使用不可時間の平均時間より長
く伝送待ち行列を飽和させるために必要な時間よりも短
い。伝送タイムアウトがオーバーフローすると、これは
リングが完全に使用不可能であることを意味する。

データ論理リンクの故障の数をカウントするカウンタ
がオーバーフローすると、該データ論理リンクが他方の
リングに切換えられる、伝送タイムアウトが経過する
と、ステーションの結合器は、伝送タイムアウトがオー
バーフローしたので使用不可能と判断されたリングで送
信動作していたデータ論理リンク全部を他方のリングに
切換える。ステーションからのトラフィックが両方のリ
ングで均衡を回復できるように該使用不可能なリングに
戻る前の試験はローカル保護手段の制御下に後で行な
う。

メッセージの同報通信に関する考察 同報通信は「リング」構想によって与えられた機能で
あり、交換されるメッセージの数をかなり減らすことが
できるがアダプタによって特殊処理されない。１つのス
テーションが１つのメッセージを受信する限り、フレー
ムコピービットFCI及びアドレス認識ビットARIは送信中
に値０なので同報通信が成功していると考えられる。１
つのメッセージを同報通信するとき、送信ステーション
は同報通信メッセージが宛て先ステーションの全部によ
って受信されたか否かを、受信したFCIビットとARIビッ
トとを観察するだけで判断することはできない。このた
め、以下の諸結果が生じる。

すべての欠失メッセージは未検出エラーと等価なので
アダプタ渋滞の場合のエラー損失率10^-10未満を確保す
る必要がある。

データ論理リンクあたりの故障数のカウントに基づい
たアダプタ故障に対する保護を得る機構はアダプタ故障
を観察しないので同報通信には適していない。

しかしながら、送信故障が検出されメッセージの再度
の同報通信が自動的に再開される。その他のすべての場
合に、同報通信メッセージは他のメッセージと同様に処
理される。

他のメッセージと同様に同報通信メッセージに順方向
一連番号が与えられる。

第３図は、各々が１つのステーションを構成する種々
のユニットが本発明のリングリンクを介して互いに接続
された電気通信交換器を示す。

ステーションSMB,SMC,SMS及びSMMは１つのリングリン
クA1及びA2によって構成された制御ステーション間ルー
プMISによって相互接続された制御ステーションであ
る。

ステーションSMA及びSMT1〜SMTnは夫々、補助トーン
装置を備えたｍ個のステーション及び2Mbit/秒のPCMマ
ルチプレックスリンクに接続されたｎ個の接続ユニット
である。これらのステーションの各々は、夫々のマルチ
プレックスリンク31,32及び33を介して切換回線網SMXに
接続されている。切換回線網SMX及び諸ステーションは
制御ステーションにアクセスするループリンクMSA1〜MS
A4に接続されている。各ループリンクは２つのリングA
1,A2を含む。切換回線網SMXはループリンクの各々及び
各ループリンクの両方のリングに接続され、各ステーシ
ョンは該ステーションが接続された１つのループリンク
の両方のリングに接続されている。ループリンクの数ｎ
は、電気通信交換器の容量及びリンクのデータ伝送速度
次第で１〜４の範囲である。トラフィック負荷を分配す
るようにステーションがループリンクに分布している。
標識信号（semaphore）ステーションSMSの各々はマルチ
プレックスリンク35を介して切換回線網SMXに接続され
ている。

制御ステーションSMB,SMC及びSMSの数は交換器の容量
の関数である。各制御ステーションSMCは全部のループ
リンクMASに接続されている。

制御ステーションは各ステーションの端末装置に設置
された論理器を含む。各論理器は端末装置のプロセッサ
に設置された機能に対応する。また１つのステーション
が１つ以上の論理器を含む。以下のごとき種々の論理器
が使用される。

マーカー論理器（MQ）は以下の動作を実行する。

−切換回線網SMXと諸ステーションとの間及び接続ユニ
ットSMTと別のステーションとの間でメッセージ切換え
を行なう。

−切換回線網の結線を制御及び監視する。

−切換回線網が接続されたマルチプレックスリンク31〜
33を管理する。

−オペレータの位置を管理する。

−ループMISとMASとの間のブリッジとして作用する。

マルチレジスタ論理器（MR）は、交信の開始及び終了
また検査呼出しを行なう。

料金賦課論理器（TX）は、交信料金を計算し、請求項
を作成し、加入者の支払いを管理し、一時的なトラフィ
ック観測を実行し、賦課加入者を管轄する。

翻訳論理器（TR）は、マルチレジスタ、料金賦課器及
びユーザー（後記参照）等の論理器に加入者の特性値
（characteristic）と交信の開始及び終了に必要な回路
とを与える。

No.7標識信号（semaphore）論理器（PE/PU）は、CCIT
TのNo.7標識信号の処理によって以下の機能を果たす。

−標識信号（semaphore）チャネル（レベル２）を管理
する。

−標識信号メッセージ特にメッセージの識別及び分配
（レベル３）を処理する。

−電話リソース（レベル４）を管理する。

−標識信号メッセージ（レベル３）を伝送する。

No.7中央論理器（PC）は以下の機能を果たす。

−標識信号回線網を管理する、即ちトラフィックの管
理、ルートの管理及び標識信号チャネルの管理を行な
う。

−試験及び保守の機能を果たす。

−観測を集める。

ステーション論理器（SM）は各ステーションに対する
システム機能を実行し、諸ステーションSMB,SMC,SMS,SM
A,SMT,SMX及びSMMの構成を管理する回線網管理器を含
む。

切換回線網論理器（GX）は切換回線網SMXを管理す
る。

中央論理器（OC）は保守に関するメッセージ切換えを
制御し、保守及び動作ユニットの保守論理器（OM）にア
クセスする。

接続論理器（URM）は各タイムスロット毎に回路状態
を管理し、遠隔電子衛星集中装置及びディジタル衛星交
換器を備えたPCMマルチプレックスリンクを管理する。

補助論理器（ETA）は補助装置のトーン及び状態を操
作する。

切換論理器（COM）は切換回線網SMXを介して交信の開
始、監視及び終了を管理する。

また、保守論理器（OM）は全部のステーションの保守
機能を実行しまた記録を保存する。

一般に論理器は接続ステーションに以下のごとく設置
される。

ステーション論理器は全部のステーションに設置され
る。

マルチレジスタ論理器（MR）、料金賦課論理器（TX）
及びマーカ論理器（MQ）はSMC制御ステーションにのみ
設置される。

No.7標識信号論理器（PE/PU）は標識信号制御ステー
ションSMSにのみ設置される。

補助論理器（ETA）はステーションSMAにのみ設置され
る。

接続論理器（URM）はSMT接続ステーションにのみ設置
される。

切換論理器（COM）はステーションSMX即ち切換回線網
にのみ設置される。

中央論理器（OC）及び保守論理器（OM）は制御ステー
ションSMMにのみ設置される。

翻訳論理器は制御ステーションSMBまたは制御ステー
ションSMCに設置される。

No.7中央論理器（PC）は制御ステーションSMB,SMCま
たはSMSに設置される。

制御ステーション間での論理器の分配方法及びステー
ションの数は交換器の容量の関数である。

例えば、ステーションの分配及び数を以下のごとく行
なってもよい。

小容量の交換器では、２つのステーションSMBが論理
器PCを備え、２つのステーションSMCが翻訳器、マー
カ、料金賦課器及びマルチレジスタの機能を果たす論理
器を備え、２つの標識信号ステーションSMSの各々がNo7
標識信号論理器を備え、ステーションSMMが中央保守論
理器を備える。

中容量の交換器では、２つのステーションSMBがPC論
理器を備え、２つのステーションSMCがマルチレジスタ
論理器を備え、２つのステーションSMCがマーカ、翻訳
器及び料金賦課器の機能を果たす論理器を備え、複数の
標識信号ステーションSMSがNo.7標識信号論理器を備
え、１つのステーションSMMが中央保守論理器を備え
る。

大容量の交換器では、２つのステーションSMBが翻訳
論理器を備え、２つのステーションSMBがPC論理器を備
え、２つのステーションSMCが料金賦課論理器を備え、
２つのステーションSMCがマーカ論理器を備え、複数の
ステーションSMCがマルチレジスタ論理器を備え、複数
の標識信号ステーションSMSがNo.7標識信号論理器を備
え、１つのステーションSMMが中央保守論理器を備え
る。

ステーションSMBは制御ステーション間ループMISだけ
に接続されている。ステーションSMCは制御ステーショ
ン間ループMISに接続され且つループリンクMASの全部に
接続されている。従ってステーションSMCはループリン
クMISあたり１つの結合器とループリンクMASあたり１つ
の結合器とを有し、ステーションSMB及びSMSは制御ステ
ーション間ループリンクMISあたり１つの結合器を有す
るだけである。

ループリンクMIS及びMASは例えば4Mbit/秒または16Mb
it/秒のデータ伝送速度を有する。各ループリンクが２
つのリングによって構成されているので、これらデータ
伝送速度は当然各リングに適応する。

上記では、MASループリンクの数が交換器の容量及び
リンクのデータ伝送速度次第で１〜４の範囲であると記
載した。例えば、各々が2Mbit/秒の512のマルチプレッ
クスリンクには１つの4Mbit/秒のMASループリンクで十
分であり、2048以上のマルチプレックスリンクのトラフ
ィックの交換切換えには４つのMASループで十分であ
る。16Mbit/秒で動作するMASループリンクでは1024の2M
bit/秒マルチプレックスリンクには１つのMASループリ
ンクで十分であり、2048以上のマルチプレックスリンク
のトラフィックの交換切換えには２つのMASループリン
クで十分である。

ステーション間の実時間メッセージ交換システムは実
時間でメッセージを交換するどのようなステーション群
にも適用でき、電気通信交換器はその用途の一例にすぎ
ない。トークン法を使用するローカルネットワークは例
えば工業的製造工程、運転システムを制御するために多
くの産業で広く使用されており、本発明の交換システム
の重要な用途である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のステーション間交換システムの説明
図、第２図はステーションの結合器のブロック図、第３
図は本発明の交換システムを使用した電気通信交換器の
ブロック図である。 S1〜Sn……ステーション、A1,A2……トークンリング、
Ｔ……端末装置、BSM……バス、Ｃ……結合器、1,2……
アダプタ、Ｐ……プロセッサ、Ｄ……バス、LD……制御
リンク、IA……アダプタインタフェース、IOC……端末
インタフェース、４……メモリ、５……レジスタ、６…
…メモリ。

フロントページの続き (72)発明者 クリステイアン・ロシユ フランス国、22700・ペロス‐ギレク、 アブニユ・ボステール‐ロバネク（番地 なし) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H04L 12/437

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】２つのリング（A1,A2）を有するループリ
   ンクにより相互接続されたステーション間でメッセージ
   を実時間で交換するためのシステムであって、各ステー
   ションが、１つのリングにつき１つのアダプタ（1,2）
   と、プロセッサ（Ｐ）を備えており該アダプタに接続さ
   れている結合器（Ｃ）と、少なくとも１つのプロセッサ
   を備えておりバス（BSM）を介して該結合器に接続され
   ている端末装置（Ｔ）とを有し、前記バスがアダプタ及
   び結合器を介して受信したメッセージと結合器への送信
   のために前記端末装置により送出されたメッセージとを
   運び、 各ステーションにおいて、各アダプタが、特にトークン
   でリングにアクセスするために、レベル１及びレベル２
   の下層のみに関連する手続きを行う手段を有し、 前記結合器が、 送信すべきメッセージを格納するための種々のリング用
   の送信待ち行列とレベル２の上層及びレベル３のための
   プロトコルを使用する手段とを有し、 該手段が、データ論理リンクの半分を各リングに実行さ
   せる手段と、 他方のリングが故障の場合に、データ論理リンクの全て
   を一つのリングに実行させる手段と、 伝送エラーを除去する手段と、 シーケンスから欠落したメッセージを検出する手段と、 重複メッセージを検出する手段と、 挿入されたステーションまたは休止ステーションに起因
   する短時間のトラフィック遮断を検出する手段とを有す
   ることを特徴とするメッセージ交換システム。
2. 【請求項２】前記ステーションのアダプタにより送信さ
   れたメッセージの伝送エラーを除去する手段が、該アダ
   プタにより受信された肯定応答を検出する手段と、肯定
   応答が受信されない場合に、該ステーションの他のアダ
   プタ及び他のリングを介して該メッセージを再送信する
   手段とを備えることを特徴とする請求項１に記載のシス
   テム。
3. 【請求項３】シーケンスから欠落したメッセージを検出
   する手段及び重複を検出する手段が、 順方向一連番号をそれぞれ含むメッセージを送信する手
   段と、 各データ論理リンクにおいてステーションにより受信さ
   れたメッセージの一連番号を監視し、重複メッセージ及
   び欠落メッセージを検出する手段と、 待ち行列内のステーションにより受信されたメッセージ
   を格納する手段と、 監視手段がメッセージが重複していることを検出した際
   に、前記端末装置に待ち行列内に格納されているメッセ
   ージのコピーを１つだけ送る手段と、 監視手段が一定の期限の前に欠落メッセージを検出しな
   かった場合に、格納手段に格納されており該欠落メッセ
   ージの順方向一連番号より大きい一連番号を有するメッ
   セージを前記端末装置に送る手段と、 前記欠落メッセージが前記期限の後に受信された場合に
   該メッセージを送らない手段とを有することを特徴とす
   る請求項１に記載のシステム。
4. 【請求項４】各リングは、当該リングに含まれるステー
   ションのみを監視する手段を備える請求項１に記載のシ
   ステム。
5. 【請求項５】各結合器において、ステーションの挿入及
   び休止に起因する一時的トラフィックの遮断を検出し、
   トークンの喪失を引き起こすアダプタの故障を検出する
   手段が、各メッセージの送信を遅延させるためのタイマ
   をリング毎に備え、該タイマはメッセージが送信される
   度にスタートし、その受信の肯定応答が受信される度に
   停止し、該検出手段は、 注目するリングの待ち行列内のメッセージを飽和させる
   のに必要な時間より短い時間続くタイムアウトを有し、
   且つ、前記期限が肯定応答を受信することなく経過した
   場合に全ての論理データリンクを他のリングに割り当て
   ることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
6. 【請求項６】リング又はステーションの故障、具体的に
   はトークンの喪失を引き起こさないが伝送誤りを引き起
   こすアダプタの故障を検出する手段が、 送信先のそれぞれの組毎に、２つのデータ論理リンクを
   ２つのリングに割り当てる手段と、 データ論理リンク毎に伝送誤りをカウントし、１つの論
   理リンクの伝送誤りが所定のレベルを超えた場合に送信
   を他のデータ論理リンクに切換る手段とを有する請求項
   １に記載のシステム。
7. 【請求項７】電気通信交換器を構成する第１及び第２の
   ステーションの組を含み、第１のステーションの組が、
   ２つのリング（A1,A2）を有する内部制御ステーション
   リンクループ（MIS）により相互接続された制御ステー
   ション（SMB,SMC,SMS,SMM）であり、第２のステーショ
   ンの組がマルチプレックスライン、トーン装置及び補助
   装置（SMT）に接続された接続ユニット（SMT）であり、
   少なくとも１つのループリンク（MIS）に接続された切
   換回線網が制御ステーションへのアクセスを与え、前記
   接続ユニット、トーン装置、及び補助装置がマルチプレ
   ックスリンクを介して直接に切換回線網に接続され、制
   御ステーションが少なくとも１つのマーカー論理器、少
   なくとも１つのマルチレジスタ論理器、少なくとも１つ
   の課金論理器、少なくとも１つのNo.7標識論理器、及び
   少なくとも１つの翻訳論理器とに接続され、且つ少なく
   とも１つのマルチレジスタ、課金又はマーカー論理器を
   含む各制御ステーション（SMC）が、更に、制御ステー
   ションへのアクセスを与えるループリンク（MAS）に接
   続され、少なくとも１つのNo.7標識論理器を含む標識ス
   テーション（SMS）が切換回線網に直接接続されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
8. 【請求項８】第２の組のステーションが制御ステーショ
   ンにアクセスを与えるループリンク（MAS1−MAS4）を有
   し、切換回線網が全てのリンクに接続され、第２の組の
   前記他のステーションのそれぞれが、前記ループリンク
   のうちの一つだけに接続され、前記ステーションが前記
   ループリンク間で共有され、マルチレジスタ論理器、課
   金論理器及びマーカー論理器の少なくとも一つを備える
   各制御ステーション（SMC）が制御ステーションにアク
   セスを与える全てのループリンク（MAS）に接続されて
   いる請求項７に記載のシステム。