JPH0544861B2

JPH0544861B2 -

Info

Publication number: JPH0544861B2
Application number: JP58235511A
Authority: JP
Inventors: Takao Takeuchi; Takehiko Yamaguchi
Original assignee: Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1983-12-14
Filing date: 1983-12-14
Publication date: 1993-07-07
Also published as: JPS60127844A

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な、各
通話（あるいは呼）に対しその開始から終了まで
所要の帯域あるいは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、一般に音声通信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
方式が異なつているが、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
ビスに対しかつ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、
通信網の適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ゆる大群化
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
通信網上での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断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）２
０を複数の通信ループ２１で接続するように構成
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いわゆる可変境界
（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は不可能である。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、
所定の時間内のデイ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。またパケツト変換方式においては、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
ともに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 circuit switching）
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
た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）は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なる回線／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、加入者端末あるいは中継回線から前
記通信ノードに到来する回線交換信号については
前記フレームの一周期ごとに宛先通信ノード別に
分類し、同一宛先通信ノードごとの複数の回線交
換信号を１個あるいは複数個の回線交換用混合パ
ケツトに組立て、該回線交換用混合パケツトをタ
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、かつ加入者端末あるいは中継回線から前記通
信ノードに到来するパケツト交換信号については
各々をパケツト交換用単一パケツトに組立て、該
パケツト交換用単一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、同時に前記通
信ループから前記通信ノードへ伝送される前記回
線交換用混合パケツトおよびパケツト交換用単一
パケツトのうち、自ノード宛の回線交換用混合パ
ケツトおよびパケツト交換用単一パケツトを見出
して受信、受信した前記回線交換用混合パケツト
およびパケツト交換用単一パケツトを個々の回線
交換信号とパケツト変換信号に分解して加入者端
末あるいは中継回線に送出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
あるいは局間中継回線２５を収容し、それらから
到来する通話信号をさらに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回線に送出すること
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
て当該モードに到来する通話信号のうち、回線交
換モードの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に符号化周期であ
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信号をひとまとめに宛先通
信ノードごとに第４図に示すような回線交換用混
合パケツトを作成する。さらに、作成した回線交
換混合パケツトを、次の前記一定周期内に前記通
信ループ上に送信する。後述する方法により、回
線交換用混合パケツトは、一周期内に必ず送信す
ることが可能である。第４図において回線交換用
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、交換モー
ド表示部Ｍ、制御信号部Ｃ、回線交換信号部CS
からなる。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は、文字通り当該回
線交換用混合パケツトの宛先通信ノード、送信元
通信ノードのアドレス番号を格納する部分であ
る。また交換モード表示部Ｍは、当該パケツト回
線交換モードの通話信号用であるか、後述するパ
ケツト交換モードの通話信号用であるかを表示す
る部分で、例えば回線交換モードの場合には
「１」が、パケツト交換モードの場合には「０」
が表示される。一般に一組のノード間では回線交
換用とパケツト交換用の２種類のパケツトが送受
信されるので、このような交換モードの表示が必
要となる。

一方回線交換信号部CSは、第４図にCS１，CS
２，CS３，……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）に応じて回線交換用混合
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（＝
１／8KHz）とすると、CS１が64kb／sPCMによ
る音声ならば８ビツト、CS２が192kb／ｓ高速フ
アクシミリならば24ビツトのスペースが回線交換
用混合パケツト内に毎周期占有されることとな
る。一方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、接続の通
話信号が繰上がることになる。すなわち回線交換
用混合パケツトは、回線交換モードの通話の生
起／終了に応じてその長さが変化することにな
る。制御信号部Ｃは、このような回路交換モード
の通話の設定、復旧あるいは所要帯域、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。

一方、通信ノード２０に到来する通話信号のう
ち、パケツト交換モードの通話信号については、
各々を第５図に示すようなパケツト交換用単一パ
ケツトに組立てて前記通信ループ上に送出する。
第５図において宛先通信ノード・アドレス部Ｄ、
送信元通信ノード・アドレス部Ｓ、交換モード表
示部Ｍは第４図において説明した通りである。パ
ケツト交換信号部PSには、パケツト交換モード
の通話信号が１つずつ格納される。このようにし
て構成されたパケツト交換用単一パケツトも、前
記通信ループに送出される。ただし、パケツト交
換用単一パケツトの場合には、前記周期の一周期
内に必ず送信が完了するとは限らない。そこで新
しい周期に入るごとに、新たに宛先通信ノードア
ドレス部Ｄ等を残つたパケツト信号部PSの冒頭
に付加し、各周期ごとに第５図のパケツト形式を
とるようにして通信ループに送出する。その際、
各単一パケツトのパケツト交換信号部PSの長さ
は、通信ノードに到達するパケツト交換モードの
通話信号量と前記通信ループの混み具合に応じ
て、一般に周期ごとに変化する。したがつて、一
般にあるパケツト交換モードの通話に属する一つ
の通話信号（パケツト）が複数のパケツト交換用
単一パケツトにまたがつて送出されることもあ
る。すなわち、パケツト交換モードの通話に対し
て、パケツト交換信号部PSは通信容量の変化す
るパケツト多重伝送路とみなすことができる。

なお、通話信号量と通信ループの混み具合によ
つては、パケツト交換用単一パケツトを送信しな
い周期もある。パケツト交換モードの通話におい
ては、回線交換モードの通話と異なり、通信ノー
ドに到着する通話信号が、バツフアメモリ内で待
ち合わせを行なうことが許されるため、以上に述
べたような送出方法が可能となる。

一方、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、通話信号内に含ま
れている。したがつて第４図における制御信号Ｃ
に相当する部分は、パケツト交換モードに対して
は必ずしも必要ではなく、第５図の構成には含ま
れていない。

各通信ノードは、以上のようにして回線交換用
混合パケツトおよびパケツト交換用単一パケツト
を通信ループ上に送出するとともに、通信ループ
上を他の通信ノードから伝送されてくる多数の回
線交換用混合パケツトおよびパケツト交換用単一
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
信号が回線交換用混合パケツトによつて毎周期送
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、個々の通話あたりのヘツダの割合が減少す
る。その結果、回線交換用混合パケツト内の個々
の通話の通話信号量が少なくても十分効率的とな
る。したがつて先に述べた回線交換用混合パケツ
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、回
線交換用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ビツトのとき、音声１通話のみで１
つのパケツトを構成する従来の方法において、ヘ
ツダによる効率の低下を同程度にするためには、
音声80ビツト分すなわち1.25ｍsec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。

一方、帯域あるいは速度の異なる回線交換モー
ドの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
ースを回線交換用混合パケツト内に一括して占有
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
ツト交換信号とは統一的な扱いが可能となる。両
者の違いは、混合ペケツトあるいは単一パケツト
を前記一定周期ごとに送受する必要があるか否か
のみである。一方、回線交換モード、パケツト交
換モード各々について混合パケツトあるいは単一
パケツトを作成するため、両者をさらにまとめて
混合パケツトを構成する方法等に比べると、制御
の複雑化を避けることもできる。

そこで次に、各通信ノード間で前記回線交換用
混合パケツトおよびパケツト交換用単一パケツト
を送受信する方法について説明する。まず、第２
図に示した複数の通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
に述べた回線交換用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、前記回線交換用混合パケツト組立
て周期に等しい周期、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６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６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回線交換用混合パ
ケツトおよびパケツト交換用単一パケツト（以後
単に混合パケツトという時は、回線交換用混合パ
ケツトおよびパケツト交換用単一パケツトの双方
を含むものとする。）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６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
ときに「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、さらに混合パケツト先頭表示部Ｈを観測し、
ここに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、第５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
送信元通信ノード・アドレス部Ｓ、交換モード表
示Ｍを受信し、相手ノード及び回線交換用混合パ
ケツト／パケツト交換用単一パケツトの識別を行
なう。その結果に基づき、引続く制御信号部Ｃ、
回線交換信号部CSあるいはパケツト交換信号部
PS等を受信し、バツフア・メモリ等の所定の場
所に振分ける。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７図にその具体例を示す。
第７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
た混合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、先に述べた混合パ
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、PIにそ
の番号が書かれたタイムスロツトを取出すことに
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
べた混合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、この時殊ノード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
ことができる。

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８図
に示す。第８図は、第７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７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８
図における＃ｎ）がPD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７図の例と同様に、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に書き
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、所定の時
間、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・アドレスと送
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、送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図および第５図に示し
た混合パケツトあるいは単一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後に、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。またフレームの先頭から監視して、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、これらの方法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。

なお、この方法による場合、混合パケツト識別
部PIDに交換モードの表示機能も持たせれば（例
えば、PID内にさらに交換モードを示す１ビツト
を付加する）、混合パケツトあるいは単一パケツ
ト内の交換モード表示部Ｍ（第４図、第５図参照）
も不要となる。この場合、パケツト交換用単一パ
ケツトについては、実質的にフレームを意識する
必要がなくなり、空きタイムスロツトを見つけて
は、所要の混合パケツト識別部PID等とともに単
一パケツトを送出するだけでよく、制御が著しく
単純化される。

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
るべき通話信号量が多い場合には、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。すなわち通信ループの伝送容量を
回線交換信号用とパケツト交換信号用とに区別す
ることなく、100％活用することができるので、
極めて効率が良い。しかも回線交換用混合パケツ
ト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
信号速度と等しい信号とする。

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
スロツトとなるの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、一般には他の空きタイムス
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から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
換用混合パケツト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図の構成の回線交換用混合パケツ
トの送出を試みる。この回線交換用混合パケツト
の制御信号部Ｃには、１タイムスロツトを回線交
換用混合パケツト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でこの回線交換用
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宛の回線交換用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からの回
線交換用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への回線交換用
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タイムスロツトの回線交換用混合
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１タイムスロツトの回線交換用
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
断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
空きタアイムスロツト補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トＡ，Ｂ間で所
要個数のタイムスロツトの回線交換用混合パケツ
トの断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受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、送出する回線交換用混合パケツト内に空きス
ペースが存在することになる。

なお、一般に各通信ノードは、複数個の回線交
換用混合パケツトとパケツト交換用単一パケツト
を送出するので、送出に際しては、回線交換信号
の毎フレームの送受を維持するため、まず回線交
換用混合パケツトをすべて送出してから、パケツ
ト交換用単一パケツトを送出する必要がある。

一方パケツト交換モードの通話電話について
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
トを各々いずれか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、混
合パケツトを各々いずれか１つの物理的通信ルー
プに送出する先に述べた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９図および第１０図は、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９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各ノードから
送出される混合パケツトのうち、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１０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
ード別の回線交換用混合パケツトおよびパケツト
交換用単一パケツトに組立てて、各々混合パケツ
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
信する回線交換用混合パケツトの制御信号部Ｃ
（第４図参照）の作成／分析、パケツト交換モー
ドの通話信号の処理および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１０図は、第９図における混合パケツト送受
信部３０のさらに詳細な構成を示す説明図であ
る。第１０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、混合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３７ａ，３７ｂに書込
むよう指示する。受信バツフア・メモリ回路３７
ａには回線交換用混合パケツトを、３８ｂにはパ
ケツト交換用単一パケツトが書込まれる。受信バ
ツフア・メモリに書込まれた混合パケツトは、第
９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３８ａ，３８ｂ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。
送信バツフア・メモリ回路３８ａには回線交換混
合パケツトが、３８ｂにはパケツト交換用単一パ
ケツトが蓄積される。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３８ａ，３８ｂ内に存在す
る場合には、通知にしたがつてその混合パゲツト
を当該タイムスロツトに送出する。その際、回線
交換用混合パケツトをパケツト交換用単一パケツ
トよりも先に送出するのは、先に述べた通りであ
る。また当該タイムスロツトの空塞表示部Ｉ／
Ｂ、混合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。また他の通信ノードからの
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３６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保証するための回路で
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回線交換用混合パケツト
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、一つの通話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、
回線交換用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回線交換用
混合パケツトの構成を示す説明図、第５図は本発
明におけるパケツト交換用単一パケツトの構成を
示す説明図、第６図は本発明によるフレーム構成
を示す説明図、第７図、第８図は本発明によるフ
レームの使用方法を示す説明図、第９図、第１０
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部、３１は混合パ
ケツト組立て／分解回路、３２は制御部、３３は
クロツク回路、３４は受信回路、３５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、４
４は送信回路である。

Claims

【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、加入者端末あ
るいは中継回線から前記通信ノードに到来する回
線交換信号については前記フレームの一周期ごと
に宛先通信ノード別に分類し、同一宛先通信ノー
ドごとの複数の回線交換信号を１個あるいは複数
個の回線交換用混合パケツトに組立て、該回線交
換用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、かつ加入者端末あるいは
中継回線から前記通信ノードに到来するパケツト
交換信号については各々をパケツト交換用単一パ
ケツトに組立て、該パケツト交換用単一パケツト
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、同時に前記通信ループから前記通信ノード
へ伝送されてくる前記回線交換用混合パケツトお
よびパケツト交換用単一パケツトのうち、自ノー
ド宛の回線交換用混合パケツトおよびパケツト交
換用単一パケツトを見出して受信し、受信した前
記回線交換用混合パケツトおよびパケツト交換用
単一パケツトを個々の回線交換信号とパケツト交
換信号に分解して加入者端末あるいは中継回線に
送出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、前記回線交換用混合パケツトおよびパケツ
ト交換用単一パケツトは、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。