JPH06232878A

JPH06232878A - 構内網通信システム

Info

Publication number: JPH06232878A
Application number: JP5015620A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Ito; 匡伊東
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1993-02-02
Filing date: 1993-02-02
Publication date: 1994-08-19

Abstract

(57)【要約】【目的】端末間を接続する伝送路の使用効率を向上さ
せるとともに、各端末から送出される送信パケットの待
ち時間の最大値とともにその分布をも抑えて、パケット
通信品質を保証する。【構成】優先度別送信パケットバッファと、そのバッ
ファの先頭の送信パケットに対して待機経過時間を計測
するための優先度別待ち時間タイマ−と、送信パケット
送信に先立って優先度別待ち時間タイマ−値を伝送リン
ク上を周回するスロットの制御用ヘッダに記載する制御
情報領域記載装置と、周回するスロットにより通知され
た優先度別待ち時間タイマ−値と先に記載した優先度別
待ち時間タイマ−値を比較して、両者の値および優先度
が一致したか否かを判定する通知制御情報判定装置とを
具備して、一致した端末が送信パケットの送信権を獲得
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、構内網でパケットを送
出するための制御システムに関し、特に複数の端末が共
有する伝送路を介して、デ−タ、音声および画像等のマ
ルチメディアを送受信する構内網において、各端末相互
間でパケットの送信権を制御するための構内網通信シス
テムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、１つないし複数の伝送路を介
して端末相互間を接続して、これらの端末間でパケット
通信を行う通信網においては、伝送路に対するパケット
送信方法（アクセス制御方法）として、次のような方法
が用いられている。すなわち、（イ）搬送波検知多重アクセス／衝突検出（ＣＳＭＡ／
ＣＤ：ＣａｒｒｉｅｒＳｅｎｓｅＭｕｌｔｉｐｌｅ
ＡｃｃｅｓｓｗｉｔｈＣｏｌｌｉｓｉｏｎＤｅｔｅ
ｃｔｉｏｎ）方式・・・・・パケットを送出する端末
は、伝送路が未使用状態であることを確認してからパケ
ットを伝送路に送出し、送出したパケットが他の端末か
ら送出されたパケットと衝突した場合には、定められた
時間だけ待機してから、再度パケットを送出する（例え
ば、『パケット交換技術とその応用』昭和55年8月20日
(社)電子通信学会発行、pp208〜212参照）。（ロ）巡回監視形パケット交換方式（例えば、特願昭６
３−５０３１０号明細書および図面参照）・・・・・・
・本出願人が先に提案したもので、固定長のスロットで
パケットを行うスロッテドリングシステムに適用する方
式である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記
（イ）の方式では、各ユ−ザがチャネルの使用状況を監
視して、パケットの衝突を避けて送信するので、トラヒ
ックが多いときには伝送効率が上らないという問題があ
る。また、高負荷時におけるパケット送出待ち時間が長
くなり、品質のよい音声や画像通信を行うことができな
いという問題もある。また、上記（ロ）の方式では、上
記（イ）の方式の問題点を解決でき、パケット送出待ち
時間に対して最大値を抑える機能を有している。しか
し、個々の送出パケットの待ち時間の分布がばらつき、
その結果、パケット送出遅延時間の分布に対する通信品
質を保証することが難かしいという問題がある。本発明
の目的は、このような従来の課題を解決し、端末相互間
を接続する伝送路の使用効率を向上させ、各端末から送
出される送信パケットの待ち時間に関して、その最大値
のみならずその分布のばらつきを抑えて、パケット通信
品質を保証することが可能な構内網通信システムを提供
することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の構内網通信システムは、複数の端末（２，
３）をリング状ないしバス状の伝送リンク（１ａ，１
ｃ）で接続し、伝送リンク上を周回する競合制御用ヘッ
ダを有するスロット（Ａ１〜Ｄ２）により複数の優先度
を持つパケットを送信して、任意の端末間で通信する構
内網通信システムにおいて、各端末（２，３）は、送信
パケットを伝送リンク（１ａ，１ｃ）上に送信できるま
で待機させるための優先度別送信パケットバッファ（２
７ａ〜２７ｎ，３７ａ〜３７ｎ）と、送信パケットバッ
ファの先頭の送信パケットに対して待機経過時間を計測
するための優先度別待ち時間タイマ−（２６ａ〜２６
ｎ，３６ａ〜３６ｎ）と、送信パケットの送信に先立っ
て優先度別待ち時間タイマ−（２６，３６）の値を伝送
リンク（１ａ，１ｃ）上を周回するスロットの制御用ヘ
ッダに記載する制御情報領域記載装置（２１，３１）
と、周回するスロットにより通知された優先度別待ち時
間タイマ−値と先に自端末で記載した優先度別待ち時間
タイマ−値を比較して、両者の値および優先度が一致し
たか否かを判定する通知制御情報判定装置（２４，３
４）とを具備し、制御情報領域記載装置（２１，３１）
が上記制御用ヘッダに記載する場合、先に記載されてい
る値より自端末が記載する値の方が優先度が高く、かつ
同じ優先度のときには値の大きい方が有効となるように
記載し、通知制御情報判定装置（２４，３４）が比較し
た結果、タイマ値と優先度とも一致したときに送信パケ
ットの送信権を獲得して、優先度別送信パケットバッフ
ァ（２７ａ〜２７ｎ，３７ａ〜３７ｎ）の先頭で待機し
ているパケットを伝送することを特徴としている。

【０００５】

【作用】本発明においては、伝送リンク上を巡回する競
合制御用ヘッダを有するスロットを用いて優先度のパケ
ットを送信する。すなわち、各ユ−ザは、送信パケット
の送出に先立ち、伝送リンク上を巡回するスロットの制
御用ヘッダの記載領域に対して、優先度別待ち時間タイ
マ−値を記載する。記載する場合には、先に記載されて
いる値よりも自端末の値を優先度を高く、かつ同じ優先
度であれば大きな値を記載する。全ての端末においてヘ
ッダへの記載処理が終了すると、最後に記載された値が
全ての端末に通知され、各端末は通知された優先度別待
ち時間タイマ−値と、先に自端末が記載した優先度別待
ち時間タイマ−値を比較して、両者の値および優先度が
一致した端末が送信パケットの送信権を獲得し、優先度
別送信パケットバッファの先頭で待機しているパケット
を伝送リンク上に送信する。これにより、伝送路上に接
続されている各端末の優先度別送信パケットバッファに
待機しているパケットは、全端末が有する送信待ちパケ
ットの中から最も早く優先度別送信パケットバッファに
到着した優先度の高い送信パケットから、端末の位置関
係やパケットの発生頻度に関係なく、順次伝送路に送信
されることになる。そして、パケット送信に関する端末
相互間の競合制御が、パケット送信に先立って行われる
ので、端末間を接続する伝送路の使用効率を向上させる
ことができる。さらに、各端末から送出される送信パケ
ットの待ち時間に関し、その最大値のみならず、待ち時
間の分布のばらつきも抑えるので、パケット通信品質を
保証することが可能である。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の実施例を、図面により詳細に
説明する。図１は、本発明の一実施例を示す構内網通信
システムの端末の構成図である。図１において、１ａ，
１ｂ，１ｃはそれぞれ伝送路、２，３はそれぞれ端末、
４は網終端装置、５は内外線結合バッファ、２１，３１
はそれぞれ制御情報領域記載装置、２２，３２はそれぞ
れ送信パケット送出装置、２３，３３はそれぞれ送信パ
ケット選択装置、２４，３４はそれぞれ通知制御情報判
定装置、２５，３５はそれぞれ記載制御情報選択装置、
２６ａ〜２６ｎ，３６ａ〜３６ｎはいずれも優先度別待
ち時間タイマ−、２７ａ〜２７ｎ，３７ａ〜３７ｎはい
ずれも優先度別送信パケットバッファ、２８，３８はそ
れぞれ受信パケットバッファである。図１においては、
端末２と端末３の間の伝送路１ａ、網終端装置４と端末
３の間の伝送路１ｃ、および網終端装置４の内外線結合
バッファ５で、各端末間を周回する構内伝送路を形成し
ている。なお、伝送路１ｂは、通信網に接続された局線
伝送路である。このように、各端末２，３は、送信パケ
ットをリンク上に送信できるまで待機させるため、優先
度別送信パケットバッファ２７ａ〜２７ｎ，３７ａ〜３
７ｎと、これらのバッファの先頭の送信パケットに対し
て待機経過時間を計測するための優先度別待ち時間タイ
マ−２６ａ〜２６ｎ，３６ａ〜３６ｎを具備している。
図１の内外線結合バッファ５、伝送路１ａ、制御情報領
域記載装置２１、送信パケット送出装置２２、制御情報
領域記載装置３１、送信パケット送出装置３２、伝送路
１ｃおよび内外線結合バッファ５の経路により、網終端
装置４と端末３と端末２の間で制御用ヘッダを具備した
スロットが周回される。端末２，３では、送信パケット
の送信に先立ち、優先度別待ち時間タイマ−２６ａ〜２
６ｎ，３６ａ〜３６ｎの値を参照して、その値を伝送リ
ンク上を周回するスロットの制御用ヘッダに記載する。
その場合に、先に記載されている値よりも自端末の記載
値を優先度の高い値にする。同じ優先度のときには、そ
の優先度のうちの大きい値を記載して有効となるように
する。なお、大きい値とは、その値だけ多くのスロット
通過回数を待機したことを意味している。

【０００７】図２は、図１の伝送路上を転送するスロッ
トのフォ−マット図である。図２に示すように、伝送路
を周回するスロットは、競合用制御ヘッダと送信パケッ
トから構成され、さらに競合用制御ヘッダは記載領域と
通知領域に、送信パケットはアドレス情報領域とユ−ザ
情報領域に、それぞれ分割される。図３は、本発明の一
実施例を示す各端末の動作タイムチャ−トである。以
下、図３により、優先度が１種類の場合の通信手順を説
明する。すなわち、端末２と端末３の優先度は同一であ
るものとする。ここで、Ｎは送信待ちパケット数であ
り、Ｗは待ち時間タイマ−の値である。図では、時間経
過Ｔ１〜Ｔ６の動作を示しており、その間にスロットが
網終端装置４から端末３、端末２、端末３、網終端装置
４に周回されるとき、スロットの名称がＡ１、Ａ２、Ｂ
１、Ｂ２、Ｃ１、Ｃ２、Ｄ１、Ｄ２に変更されるものと
する。（ａ）初期状態では、端末２および端末３は、送信待ち
パケットが存在しないので、Ｎ＝０であり、また待ち時
間タイマ−の値もＷ＝０である。（ｂ）時間Ｔ１では、端末２で送信パケットが生成され
たので、送信待ちバッファに待機する（Ｎ＝１）。この
とき、網終端装置４行きのスロットは端末２を通過して
いないので、待ち時間タイマ−値はＷ＝０のままであ
る。（ｃ）網終端装置４は、端末行きスロットＡ１を生成し
て端末３に対して送信する。スロットＡ１は、端末３で
中継されて端末２に対してスロットＡ２として送信され
る。このとき、スロットＡ１およびスロットＡ２の競合
制御用ヘッダには、記載情報＝０、通知情報＝０が格納
されている。また、これらの情報のうち、通知情報は端
末２および端末３に通知される。Ｔ２では、端末３で送
信パケットが生成されたため、Ｎ＝１、Ｗ＝０となる。

【０００８】（ｄ）端点に位置する端末２では、網終端
装置４から受信したスロットＡ２の送信パケット領域を
消去し、それをそのまま網終端装置４行きのスロットＢ
１として使用する。端末２では、スロットＡ２から通知
された通知情報Ｗ＝０と、端末２の待ち時間タイマ−の
値Ｗ＝０が一致したので、送信待ちパケットをスロット
Ｂ１の送信パケット領域に記載して送信する。また、端
末２の待ち時間タイマ−の値を再度０にする。さらに、
送信スロットＢ１の記載情報領域には、待ち時間タイマ
−値（０）を記載する。（ｅ）スロットＢ１は時間Ｔ３に端末３に到達する。端
末３では、先にスロットＡ１より通知された通知情報
（０）と端末３の待ち時間タイマ−の値（０）が一致し
ているので、時間Ｔ２に発生したパケットを送信しよう
とするが、スロットＢ１は使用中（端末２により）であ
るため、再び送信待ちとなる。このときに、端末３の待
ち時間タイマ−は１スロットだけ待機したことになるの
で、その値を１にする。また、到着したスロットＢ１の
記載情報（０）と端末３の待ち時間タイマ−の値（１）
とを比較すると、待ち時間タイマ−値の方が大きいの
で、送信スロットＢ１をＢ２に変更して網終端装置４に
送信する際に、送信スロットＢ２の記載情報領域には待
ち時間タイマ−値（１）を記載する。（ｆ）時間Ｔ４には、端末２において送信パケットが生
成されたので、送信待ちバッファに待機する（Ｎ＝
１）。このとき、網終端末装置４行きのスロットは、送
信パケットが生成されてからは１回も端末２を通過して
いないので、待ち時間タイマ−値はＷ＝０のままであ
る。

【０００９】（ｇ）一方、スロットＢ２は網終端装置４
で折り返されて、スロットＣ１として端末３に送信され
る。このとき、スロットＢ２の記載情報領域に記載され
ていた値（１）は、スロットＣ１の通知情報領域に転記
され、かつ記載情報領域は０にされる。（ｈ）通知情報（１）は、スロットＣ１およびスロット
Ｃ２によって端末３および端末２に通知される。（ｉ）時間Ｔ５では、端末２は送信待ちパケットを有し
ているが、スロットＣ２により通知された値（１）と端
末２の待ち時間タイマ−値（０）とが一致しないので、
パケットを送信することができない。従って、１スロッ
トだけ待機することになるので、待ち時間タイマ−の値
を１にし、かつその待ち時間タイマ−の値（１）をスロ
ットＤ１に記載して端末３に送信する。（ｊ）時間Ｔ６に、未使用状態のスロットＤ１が端末３
に到達したとき、端末３は先にスロットＣ１で通知され
た通知情報（１）と端末３の待ち時間タイマ−値（１）
は一致しているので、送信待ちパケットをスロットＤ２
の送信パケット領域に記載して、網終端装置４に送信す
る。このとき、端末３の待ち時間タイマ−の値を０にす
る。また、到着スロットＤ１の記載情報（１）と端末３
の待ち時間タイマ−の値（０）を比較すると、待ち時間
タイマ−値の方が小さいので、送信スロットＤ２の記載
情報領域にはスロットＤ１の記載情報領域に記載されて
いた値（１）をそのまま記載する。すなわち、大きい方
の値を記載するのである。

【００１０】図４および図５は、本発明の他の実施例を
示す端末の動作タイムチャ−トである。図３において
は、優先度が１種類の場合、つまり端末２と端末３が同
一優先度の場合であったが、図４と図５では、優先度が
２種類の場合、つまり端末２の優先度が２、端末３の優
先度が１の場合の通信手順を説明する。なお、この場合
には、送信待ちパケット数は優先Ｎ１と非優先Ｎ２の２
種類、パケット待ち時間タイマ−値も優先Ｗ１と非優先
Ｗ２の２種類がある。また、周回するパケットの記載領
域と通知領域にも、優先と非優先の値が２つずつ記載さ
れて送出される。（Ａ）初期状態においては、端末２および端末３ともに
送信待ち優先パケットおよび非優先パケットは存在せ
ず、この状態において優先および非優先パケット待ち時
間タイマ−値は０である。（Ｂ）時間Ｔ１に、端末２では非優先送信パケット１
が、端末３では優先送信パケット１が、それぞれ生成さ
れて、非優先用送信待ちバッファ、優先用送信待ちバッ
ファに待機させる。このとき、網終端装置４行きのスロ
ットは端末２を通過していないので、非優先パケット待
ち時間タイマ−値（Ｗ２）は０のままである。また、網
終端装置４行きのスロットは端末３も通過していないの
で、優先パケット待ち時間タイマ−値（Ｗ１）は０のま
まである。（Ｃ）先ず、網終端装置４は、端末３行きのスロットＡ
１を生成して端末３に対して送信する。スロットＡ１は
端末３において中継され、端末２に対してスロットＡ２
として送信される。このとき、スロットＡ１とスロット
Ａ２の競合制御用ヘッダには、記載情報＝０，０、通知
情報＝１，０が格納されている。ここで、記載情報＝
ｘ，ｙ、および通知情報＝ｘ，ｙにおいて、ｘは優先度
を示すパラメタであり、ｙはタイマ−値を示すパラメタ
である。これらの通知情報は、端末２および端末３に通
知される。

【００１１】（Ｄ）時間Ｔ２に、端末３は送信優先パケ
ットを生成し、優先用送信待ちバッファに待機させる。
このとき、網終端装置４行きのスロットは端末２を通過
していないため、非優先パケット待ち時間タイマ−値
（Ｗ２）は０のままである。（Ｅ）端点に位置する端末２では、網終端装置４から受
信したスロットＡ２の送信パケット領域を消去し、網終
端装置４行きのスロットＢ１としてこれを使用する。端
末２では、スロットＡ２から通知された通知情報（１，
０）と、端末２の非優先パケット待ち時間タイマ−値
（０）とは一致しているが、優先度情報が不一致（通知
情報中優先度＝１、送信待ちパケット優先度＝２）であ
るため、送信待ち非優先パケットは送信待ちとなる。こ
のとき、端末２の非優先パケット待ち時間タイマ−を１
にする。さらに、送信スロットＢ１の記載情報領域に
は、送信待ちパケット優先度（２）と非優先パケット待
ち時間タイマ−値（１）を記載し、記載情報＝２，１と
して端末３に対し送信する。（Ｆ）スロットＢ１は、端末３に時間Ｔ４で到達する。
端末３は、先にスロットＡ１により通知された通知情報
（１，０）と端末３の優先パケット待ち時間タイマ−値
（０）とが一致し、かつ優先度も一致しているので、時
間Ｔ１に発生したパケットをＢ２に格納して網終端装置
４に送信する。このとき、パケットの送信直後であるた
め、送信待ち優先パケットは存在するが、端末３の優先
パケット待ち時間タイマ−値を０にする。また、到着ス
ロットＢ１の通載情報（１，０）と端末３の待ち時間タ
イマ−の値（Ｗ１＝０）を比較すると、待ち時間タイマ
−値の方が大きいが、優先度を比較すると端末３の方が
優先度が高いので、送信スロットＢ２の記載情報領域に
は優先度（１）と優先パケット待ち時間タイマ−値
（０）を記載して、記載情報＝１，０として網終端装置
４に送信する。

【００１２】（Ｇ）スロットＢ２は、網終端装置４で折
り返されて、スロットＣ１として端末３に送信される。
このとき、スロットＢ２の記載情報領域に記載されてい
た値（１，０）は、スロットＣ１の通知情報領域に転記
され、また記載情報領域は（０，０）にされる。（Ｈ）通知情報（１，０）は、スロットＣ１およびスロ
ットＣ２により端末３および端末２に通知される。（Ｉ）時間Ｔ５で、端末２は送信待ちパケットを有して
いるが、スロットＣ２により通知された優先度（１）と
端末２の送信待ちパケットの優先度（２）が一致しない
ので、パケットを送信することができない。従って、１
スロット待機することになる。そのため、端末２では、
非優先パケット待ち時間タイマ−を２にし、かつ送信待
ちパケット優先度（２）および非優先パケット待ち時間
タイマ−値（２）をスロットＤ１に記載して、記載情報
＝２，２として端末３に送信する。（Ｊ）時間Ｔ６に、端末３に未使用状態のスロットＤ１
が到達する。端末３は、先にスロットＣ１で通知された
通知情報（１，０）と端末３の優先度（１）および優先
パケット待ち時間タイマ−値（０）が一致しているの
で、送信待ちパケットをスロットＤ２の送信パケット領
域に格納して網終端装置４に送信する。このとき、端末
３の待ち時間タイマ−値を０にする。これにより、端末
３に送信待ちパケットが存在しなくなるので、送信スロ
ットＤ２の記載情報領域にはスロットＤ１の記載情報領
域に記載されていた値（２，２）を記載する。

【００１３】（Ｋ）スロットＤ２は、網終端装置４にお
いて折り返されて、スロットＥ１として端末３に送信さ
れる。そのとき、スロットＤ２の記載情報領域に記載さ
れていた値（２，２）はスロットＥ１の通知情報領域に
転記され、また記載情報領域には（０，０）が記載され
る。（Ｌ）通知情報（２，２）は、スロットＥ１およびスロ
ットＥ２により端末２および端末３に通知される。（Ｍ）時間Ｔ７において、端末２は送信待ち非優先パケ
ットを有している。いま、スロットＥ２により通知され
た優先度と端末３の送信待ちパケットの優先度が一致し
たので、送信待ち非優先パケットをスロットＦ１に格納
して網終端装置４に送信する。そして、端末３の待ち時
間タイマ−を０にする。

【００１４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
伝送路上に接続される各端末の優先度別送信パケットバ
ッファに待機しているパケットは、全ての端末が有する
送信待ちパケットの中から最く早く優先度別送信パケッ
トバッファに到達した優先度の高い送信パケットから順
次伝送路に送信され、端末の位置関係やパケットの発生
頻度には関係なく、かつパケット送信の端末間の競合制
御がパケット送信に先立って行われるので、端末間を接
続する伝送路の使用効率を向上させることができる。ま
た、各端末から送出される送信パケットの待ち時間につ
いては、その最大値のみならず、その待ち時間分布も極
力抑えるので、パケット通信品質を保証することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す構内網通信システムの
端末の構成図である。

【図２】図１の伝送路を送信されるスロットのフォ−マ
ット図である。

【図３】本発明の一実施例を示す端末の動作タイムチャ
−トである。

【図４】本発明の他の実施例を示す端末の動作タイムチ
ャ−トの一部である。

【図５】図４における動作タイムチャ−トの他の一部で
ある。

【符号の説明】

１ａ〜１ｃ伝送路２，３端末４網終端装置５内外線結合バッファ２１，３１制御情報領域記載装置２２，３２送信パケット送出装置２３，３３送信パケット選択装置２４，３４通知制御情報判定装置２５，３５記載制御情報選択装置２６ａ〜２６ｎ，３６ａ〜３６ｎ優先度別待ち時間タ
イマ− ２７ａ〜２７ｎ，３７ａ〜３７ｎ優先度別送信パケッ
トバッファ２８，３８受信パケットバッファ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所 8529−5ＫＨ０４Ｌ 11/20 １０２Ａ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の端末をリング状ないしバス状の伝
送リンクで接続し、該伝送リンク上を周回する競合制御
用ヘッダを有するスロットにより複数の優先度を持つパ
ケットを送信して、任意の端末間で通信する構内網通信
システムにおいて、各端末は、送信パケットを上記伝送
リンク上に送信できるまで待機させるための優先度別送
信パケットバッファと、該送信パケットバッファの先頭
の送信パケットに対して待機経過時間を計測するための
優先度別待ち時間タイマ−と、上記送信パケットの送信
に先立って上記優先度別待ち時間タイマ−の値を上記伝
送リンク上を周回するスロットの制御用ヘッダに記載す
る制御情報領域記載装置と、周回するスロットにより通
知された優先度別待ち時間タイマ−値と先に自端末で記
載した優先度別待ち時間タイマ−値を比較して、両者の
値および優先度が一致したか否かを判定する通知制御情
報判定装置とを具備し、該制御情報領域記載装置が上記
制御用ヘッダに記載する場合、先に記載されている値よ
り自端末が記載する値の方が優先度が高く、かつ同じ優
先度のときには値の大きい方が有効となるように記載
し、該通知制御情報判定装置が比較した結果、タイマ値
と優先度とも一致したときに送信パケットの送信権を獲
得して、上記優先度別送信パケットバッファの先頭で待
機しているパケットを伝送することを特徴とする構内網
通信システム。