JPH0748742B2 - マルチスロットアクセス方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はリング状ローカルエリアネツトワークの伝送方
式に係り、特にスロット多重方式により周期発生情報と
バースト発生情報の両者を混在させて伝送可能な統合型
ローカルエリアネツトワークに好適なスロツトアクセス
方式に関する。

〔従来の技術〕

計算機間通信用メツセージの様なバースト発生情報をタ
イムスロツトと呼び一定の伝送単位に分割して伝送する
従来方式としては、日経エレクトロニクス1983.12.5に
おける川端他による“バス型ネツトワークを結ぶ100Mビ
ツト／秒のリング型光ローカル・ネツワーク”と題する
文献や特開昭62−88455号等が挙げられる。前者では全
タイムスロツトの先頭部に「空」か「使用中」の表示部
を備え、送信要求を持つ伝送装置は１タイムスロツトの
データが揃つた時点で任意箇所の空タイムスロツトを占
有して伝送をおこなう。このため遅延の少ない伝送が実
現できる。他方後者では全タイムスロツト中の１つが送
信許可を意味する情報を先頭部に持つ様にして、送信要
求を持つ伝送装置は該送信許可をタイムスロツトを捕捉
後以降のスロツトを連続的に使用して一挙に伝送をおこ
なう。このため高速な伝送が実現できる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前記した伝送方式は各々一長一短があるので、適用する
システムに応じて両者を使い分けられる事が望しい。た
だこの為には伝送の制御や管理の論理を極力共通化する
必要がある。しかし従来技術では伝送フオーマツトが異
なるので共通化が困難という問題があつた。

本発明の目的は、伝送に際して、タイムスロットの任意
な占有を行う場合の伝送フォーマットと、タイムスロッ
トの連続した占有を行う場合の伝送フォーマットの両方
の伝送フォーマットを同一として、これらの制御・管理
論理の共通化が容易なスロットアクセス方式を提供する
ことにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、タイムスロットを連続占有して伝送する場
合に、スロット中に従来の様な明示的なトークン情報を
導入するのではなく、任意占有の場合に必要であった各
スロットの「空」から「使用中」かの表示部を用い、連
続未使用スロット検出処理処理により連続した未使用ス
ロットの先頭を検出することによって、トークンパス機
能を暗示的に実現することにより達成される。

〔作用〕

タイムスロットを連続占有する際の暗示的なトークンパ
ス手段実現のため、リング伝送路で送信が行われている
場合には「使用中」スロット直後の「空」スロットを、
また送信が行われていない場合には伝送フレーム中の特
定位置での「空」スロットを連続未使用スロット検出処
理により検出し、各々送信許可情報とみなす方式を導入
する。本方式ではスロット中にトークン情報を設ける事
なしに各伝送装置からの送信情報の連続性が保証され
る。従ってタイムスロットの任意な占有を行う場合と、
タイムスロットを連続して占有する場合の両方の場合で
の伝送フォーマットを同一にでき、制御・管理理論の共
通化が容易とできる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明してゆく。
第１図はリング状伝送システムに本発明を適用した場合
の情報送信例で、方式の特徴が示されている。周期発生
情報とバースト発生情報の両者を混在して伝送可能とす
るため、多重化方式としてはタイムスロツトをベースと
したSTDM（Synchronous Time Division Multiplexing）
を採る。これは複数（本図では８個の例を示しているが
任意でよい）のタイムスロット８より構成される伝送フ
レーム４を繰返しリング伝送路上に周回させるものでシ
ステム内で１台の伝送装置が本操作を実行する。フレー
ムの先頭タイムスロツトは通常フレームヘツダ５として
情報転送用でなく、ネツトワークの周期や管理の為に用
いられる。残りのスロツトは情報転送用であるが、周期
発生情報とバースト発生情報の伝送エリアは6,7と分離
される。本図ではスロツト１と２が前者、3,4,5,6,7が
後者用にそれぞれ割りふられていてエリアが２分されて
いるが、割付けの方法はこれ以外にスロツト毎に任意に
選択する事もできる。本発明と関連のあるバースト発生
情報の伝送では、伝送装置に接続されている機器からの
送信要求はパケツト９なる伝送単位になされる。各伝送
装置はこれを複数のタイムスロツトに分割して伝送する
事になるが、その際暗示的なトークンパス機能の導入に
よつて各伝送装置が占有するスロツトはパケツト単位に
連続し、決して他のパケツトと入り混じつて占有される
事はない。本図では２台の伝送装置で同時に送信要求が
発生した場合で、送信時パケツト１が３スロツト分、パ
ケツト２が４スロツト分のエリアを占有する必要がある
と仮定した、パケツト１が先に送信され、送信完了後に
パケツト２の送信が始まる。後者では２スロツト分送信
した所でバースト情報エリアが一旦終了するので一時送
信を中断し、次の伝送フレームの通信可能エリアの到着
を待ち、最終的に残り情報の送出をおこなう。

第２図は本発明を適用する環状伝送システムの全体構成
例である。図示する様に工場・ビル・大学キヤンパス
等、構内各所に分散設置された各種情報処理装置21〜32
は各々伝送装置11〜16を介してシステムに加入し、相互
に通信する。伝送装置はビツトシリアルな伝送経路３に
よつて環状に接続され、リング網形状を成す。

本図で示したシステムはマルチメデイア統合ネツトワー
クを指向しており、特性の異なるヒラヒツクも混在して
収容可能としている。

スロツトアクセス方式は上述した伝送システムへの適用
に向いており、長い保留時間で周期的に伝送する事が求
められるITV26やモニタ28,電話機25,29,FAX22,PBX23等
の通信には伝送に先立つて必要とする帯域分のスロツト
を割り当て、該エリアを独占的に使用させ、また短かい
保留時間でバースト的に伝送する事が求められる計算機
24,32,ワークステーシヨン21,下位LAN経由のパソコン群
27,フアイリング装置30,プリンタ31等の通信に対しては
任意個数の空スロツトを全装置で時分割に使用させる事
ができる。また両トラヒツクに対する使用エリアの割付
けもシステムに応じスロツト単位に自由に設定できる利
点もある。

第３図はバースト発生情報伝送用のタイムスロツトフオ
ーマツト例である。

ヘツダ部は以下の情報で構成される。

１）モニタビツト（Ｍ） 伝送障害等により本スロツドがリング伝送路を不正周回
する事を防止するための監視に用いられる。

２）バースト／周期ビツト（P/C） 本スロツトがどちらのタイプの情報伝送に用いられるか
を指示する。

３）空／使用中ビツト（F/B） 本スロツトが空か使用中かの指示をおこなう。

４）スロツトタイプ（TYP） スロツトを連続占有して伝送する場合にデータ部に格納
されている情報がパケツトの先頭か中間か最終かもしく
は単一（パケツト長が短かい場合で先頭かつ最合のも
の）であるかを指示する。なおスロツトの任意占有によ
る伝送の場合には上記単一タイプのみを使用する。

またデータ部は上記スロツトタイプに応じて図示する４
種となる。ここで各項目は以下の通り。

１）宛先アドレス（DA） 本パケツトを受信すべき相手のアドレス。

２）送元アドレス（SA） 本パケツトを送信する伝送装置のアドレス。

３）データ長（LNG） 本パケツトデータ部の長さ。

４）データ情報（DATA） 本パケツトデータ部の内容。

５）誤りチエツク（FCS） 本パケツト内での伝送誤りチエツクコード。

第４図は環状伝送装置のハードウエア構成例である。本
図では伝送装置11の例を示すが他の伝送装置も同じ構造
である。

１）受信機（102） 伝送路信号をデイジタル情報に変換するもので、信号の
増幅，ビツトタイミング生成，デイジタル信号再生，復
号化等の機能を持つ。この他伝送線路３が光フアイバー
ケーブルの場合光／電気変換機能も加わる。

２）送信機（101） 受信機とは逆にデイジタル情報を伝送路信号に変換して
送信するもので、符号化，信号ドライブ，電気／光変換
等の機能がある。

３）網制御部（103） 複数タイムスロツトより成る伝送フレームの生成・リン
グ周回遅延の調整・検知等の機能を持つ。またバイパス
やループバツク（伝送路が二重化されている場合）とい
つた網構成制御、およびネツトワークの管理等も実行す
る。

４）内部バス（104,105） 本伝送装置に複数の機器を接続するために設けられた網
制御部101とアクセス制御部100,106間の情報転送用バス
である。受信用104と送信用105の２種で構成されてい
る。なお制御用バスもあるがここでは図示していない。

５）アクセス制御部（100,106） 接続機器21,22毎に設けられ、機器とのインターフエー
ス，バツフアリング，送受信の為のアクセス制御等の機
能を実行する。

伝送路３からの情報は受信機102を経由して網制御部103
に入る。バイパスおよび送信がおこなわれていない状態
ではその情報がそのまま送信機101へ転送されて再び伝
送路３に送信それる。これと同時に受信用バス104にも
同じ内容が出力されるので、アクセス制御部100,106は
受信情報を検知できる。バースト情報伝送のためのアク
セス制御部100では受信情報系列から自宛のものを検知
すると、その内容を取り込み、最終的にこれを機器21へ
転送する。一方送信動作はこれとは逆の経路でまず機器
21からアクセス制御部100に転送される。アクセス制御
部100において送信権が獲得されると伝送フレーム中の
適切な箇所で情報を送信バス105に出力する。その際網
制御部103に対して中継動作を禁止させ、送信バス105の
内容を選択する様指示する。（図示されていない制御用
バスを用いる。） 第５図はバースト情報伝送用アクセス制御部100のさら
に詳細なハードウエア構成例である。受信用バス104上
の情報はアクセス制御120と送信アクセス制御110および
ゲート130を介して受信バツフア制御150に供給される。
ゲート130の制御は受信アクセス制御が決定し、自宛の
スロツトのデータ部の情報が受信バツフア制御150の転
送される様コントロールする。受信アクセス制御はこの
他に送信アクセス制御110で必要となる各種伝送タイミ
ングを生成する機能を有する。受信バツファ制御150で
は蓄積した情報をインターフエース170を介して接続機
器に転送する。

送信時は逆に接続機器よりインターフエース170を介し
て送信バツファ制御160に情報を転送する。送信バツフ
ア制御160は送信依頼されるとスロツト分割に伴なうフ
オーマツテイング準備をおこなうとともに、送信アクセ
ス制御110に対して送信要求を通知する。送信アクセス
制御110は受信アクセス制御から供給される伝送タイミ
ングと受信バス104の内容を基に送信権獲得動作を開始
する。その結果送信権が得られると以後伝送フレーム中
の適切な箇所に送信バツフア制御160からの情報が挿入
される様ゲート140の開閉をコントロールする。本動作
の終了は送信バツフア制御160から通知され以後送信動
作は休止する。なお送信完了後も占有したスロツトがリ
ング伝送路を一巡して戻るとこれを「空」に戻す動作は
使用した全スロツトについて初期化が完了する迄継続さ
れる。

第６図は本発明と直接関連する送信アクセス制御110の
ハードウエア構成例を示す。ここで112,114,116,118は
各々制御状態の記憶部で主にフリツプフロツプで構成さ
れる。各々の定義，動作は次の通りである。

１）記憶部116 送信要求中であるが送信権は得ていない状態を表わし、
送信権獲得の条件となる。送信バツフア制御160から送
信要求指示SRQによつてセツトされ、送信権を得た事に
よりリセツトされる。

２）記憶部116 送信権を獲得している状態を示す。本状態がセツトされ
ている時、送信バツフア制御160からの情報送出が可能
となる様送信イネーブル信号EBLが作られる。送信権を
獲得した時にセツトされ、送信バツフア制御160からの
送信終了指示ERQでリセツトされる。

３）記憶部114 使用中のパケツトスロツトを検出した事を記憶してお
く。これは空のパケツトスロツトを検知した際、直前の
パケツトスロツトが使用中であるという送信権獲得条件
の１つを検知するために用いられる。空のパケツトスロ
ツト検出でセツトされ、使用中パケツトスロツトの検出
後リセツトされる。

４）記憶部112 伝送フレーム中に使用中パケツトスロツトがなかつた事
を記憶する。これは空のパケツトスロツトを検知した
際、それより一伝送フレーム前に使用中パケツトスロツ
トが出現していないという送信獲得条件の１つを検知す
るために用いられる。ここでは送信権競合用のスロツト
を伝送フレーム中の最初のパケツトスロツト位置（第１
図の例ではTS₃）としている。フレームヘツダ検知を通
知するFRHによりセツトされ、使用中のパケツトスロツ
トを検出するとリセツトされる。

従つてデコーダ111で現在のパケツトスロツトが空で、
また直前のパケツトスロツトが使用中である事を検知し
た場合には、記憶部114,オアゲート115,アンドゲート11
7を介した記憶部118へのオン条件が成立する。一方先頭
のパケツトスロツトが空でかつ直前の伝送フレーム中に
使用中パケツトスロツトがなかつた場合には、記憶部11
2,アンドゲート113,オアゲート115のアンドゲート117を
介した記憶部へのオン条件が成立する。なお通信イネー
ブル信号EBLはアンドゲート119で記憶部118出力とバー
スト情報伝送エリア指示タイミングPEAの論理積をとる
事で生成する。

第７図は第６図で説明した送信動作のためのタイミング
信号の波形を示している。なお本動作は第１図での伝送
フレームの例である。

各信号の意味は次の通り。

DI:受信バス104上を通過する情報の内容。

FRH:フレームヘツダ位置を示す。

PEA:バースト情報伝送用（パケツト）スロツトエリアを
示す。

PSH:パケツトスロツトのヘツダ位置を示す。

FPS:伝送フレーム中で先頭のパケツトスロツト位置を示
す。

EBL:送信バス105への出力を動作するゲート140への送信
イネーブル信号である。

FRH,PEA,PSH,FPSについては受信アクセス制御120より供
給される。

〔発明の効果〕

本発明によれば、タイムスロットの連続した占有による
情報送信においても、スロット中にトークン情報を設け
る事なしに各伝送装置からの送信情報の連続性が保証さ
れ、スロットの任意な占有による情報送信の場合と同一
の伝送フォーマットとなるので、制御・管理論理の共通
化が容易に出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による情報送信例、第２図は環状伝送シ
ステムの全体構成例、第３図はバースト情報伝送用タイ
ムスロツトフオーマツト、第４図は伝送装置のハードウ
エア構成例、第５図はバースト情報伝送用アクセス制御
のバードウエア構成例、第６図は送信アクセス制御のバ
ードウエア構成例、第７図は送信動作タイミング信号波
形である。 ３……伝送線路、４……フレーム、５……フレームヘツ
ダ、６……周期情報エリア、７……バースト情報エリ
ア、８……タイムスロツト、９……パケツト、11〜16…
…伝送装置、21〜32……情報処理機器、100,106……ア
クセス制御部、101……送信機、102……受信機、103…
…網制御部、104,105……内部バス、110……送信アクセ
ス制御、111……デコーダ、112,114,116,118……記憶
部、113,117,119……アンドゲート、115……オアゲー
ト、120……受信アクセス制御、130,140……ゲート、15
0……受信バツフア制御、160……送信バツフア制御、17
0……インターフエース。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡田 政和 茨城県日立市大みか町５丁目２番１号 株 式会社日立製作所大みか工場内 (56)参考文献 特公 昭55−28582（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭58−216（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の伝送装置を環状直列に結合してリン
   グ状伝送路を成し、少なくとも１台の伝送装置は複数の
   タイムスロットとなる伝送単位で構成される伝送フレー
   ムを繰り返し伝送路上に巡回させ、送信要求のある各伝
   送装置は上記スロット中に情報を分割挿入し、該情報を
   受信すべき伝送装置がこれらを取り込むことにより伝送
   装置間の伝送を行う環状伝送システムにおいて、 上記各タイムスロット中に該スロットが「空」か「使用
   中」かを示す領域を設け、 連続した未使用スロットの先頭を検出する連続未使用ス
   ロット検出処理を有し、 該連続未使用スロット検出処理においては、送信要求の
   ある伝送装置は該伝送フレーム中タイムスロット連続使
   用エリアの特定箇所にある１個のタイムスロットが
   「空」であることを検出するか、もしくは「使用中」ス
   ロットの直後にある「空」スロットを検出した場合に送
   信許可が得られたとみなし、送信完了まで該スロット以
   降の使用可能なスロットを連続して「使用中」にすると
   ともに情報の挿入を行う ことを特徴とするマルチスロットアクセス方式。
2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項において、伝送フレ
   ーム中に特定箇所にある「空」タイムスロットの検出に
   より送信を開始するのはそれ以前、情報がリング伝送路
   を一巡するに要するのと等しい時間内に「送信中」スロ
   ットを一度も検出しなかった場合とすることを特徴とす
   るマルチスロットアクセス方式。