JPH06112975A - パケット切替式通信システム及び方法 - Google Patents

パケット切替式通信システム及び方法

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JPH06112975A JP5144555A JP14455593A JPH06112975A JP H06112975 A JPH06112975 A JP H06112975A JP 5144555 A JP5144555 A JP 5144555A JP 14455593 A JP14455593 A JP 14455593A JP H06112975 A JPH06112975 A JP H06112975A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 シリアル通信リンク上で回復機能を有する先
取優先権を提供し、改良型ＨＤＬＣ ＭＡＣレイヤプロ
トコルに至る方法と装置に関する。 【構成】 データ・音声・マルチメディア混在通信シス
テムにおいて、低優先・非実時間トラフィック中に高優
先トラフィックをはめ込むことにより、低速デジタル通
信リンク上で高優先実時間トラフィックの送受信を実現
するため、あるプロトコルを定義する。高優先実時間パ
ケットは低優先パケットを先取することで遅延を発生さ
せずに伝送される。低優先非実時間パケットは上記先取
中は保留され、高優先パケット伝送の完了後に自動的に
低優先パケット伝送が回復される。通信リンクの活性化
時点で、高優先実時間パケットを処理するためのリンク
容量定義情報を通信システムが交換し、通信リンク上で
上記高優先トラフィックの伝送方法を上記システムが許
可するため、あるプロトコルを定義する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はデータ通信ネットワーク
に関し、より特定化するならば先取・回復プロトコルを
使用した高優先パケット及び低優先パケット双方の処理
能力を有するデータ通信ネットワークに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の通信システムにおいては、バース
ト状データトラフィックを伝送するためにパケットスイ
ッチング技術を使用し、音声・ビデオといった多重実時
間トラフィックを伝送するためには回路スイッチング技
術を用いている。回路スイッチング技術は、トラフィッ
クがビットの連続列として送信される時分割多重音声電
話ネットワークとして分類されている。一方、パケット
スイッチング技術は目的地とドロップオフアドレスがメ
ッセージデータと結合しているデジタルネットワーク上
で、バーストデータを扱う目的で発展してきた。各パケ
ットはフラグによって境界を定められ、アドレス・ルー
ティングヘッダ、優先度定義子及び誤りチェッカを含ん
でいる。従来のパケットネットワークはネットワークの
中間ノードにおける重要なパケット単位処理によって特
徴づけられる。この処理はパケットノードのスループッ
トを制約し、パケット伝送に大きな遅延を発生させる。
スループット向上と上記遅延の減少のため、中間ノード
における必要処理量を最小化した高速パケットスイッチ
ング技術が定義されてきた。
【０００３】この単純化された中間ノード処理によって
今や、従来回路スイッチングネットワークによってだけ
で伝送されたトラフィックをパケットネットワークがパ
ケットの形式で伝送することが可能になった。加えて、
パケット形式でのこのトラフィックは、通信リンクを含
む同一パケットネットワークでバーストデータトラフィ
ックを共有することが可能である。しかしながら従来の
回路スイッチングトラフィックでは遅延のばらつき度と
同様にネットワーク伝般時の許容遅延の和に厳しい束縛
があるため、パケットネットワーク中のノードはこのト
ラフィックが優先処理を受けることを保証せねばならな
い。上記処理を達成する目的で、バーストデータトラフ
ィックを伝送するパケットには非実時間優先権を割当て
得る一方、従来型回路モデルトラフィックを伝送するパ
ケットにはより高い実時間優先権を割当て得る。高速パ
ケットネットワーク中のノードはバッファを持ってお
り、通信リンク上で伝送待ちパケットを保管している。
伝送待機パケットは別々に管理され上記パケットに割当
てられたバッファ中に、それらの優先度に従って保管可
能である。
【０００４】ネットワーク中の通信ノードでは異なる優
先順位のバッファよりパケットを伝送するために数多く
の異なる方策（ｐｏｌｉｃｙ）を採用可能である。ここ
で上記優先順位とは先取なしか、再送先取か、回復有り
先取の優先順位である。先取なしが使用される場合、ど
のバッファから次のパケットの伝送選択を行うか決定す
るためパケットの優先権が検査されるだけである。仮に
高優先パケットがバッファ上に確保され低優先パケット
が伝送中であれば、上記高優先パケットは現在の伝送が
終了するまで待機せねばならない。再送サービス方策を
持つ先取とは、高優先パケットの到着により上記ノード
が低優先パケットを伝送中断し、上記高優先パケットを
即時に伝送することを意味する。全高優先パケットが伝
送されれば、被先取低優先パケットの伝送をパケット先
頭位置より再スタートする。回復サービス方策を有す先
取は、被先取低優先パケットの伝送を先頭ではなく中断
の時点より再スタートすることを除いて同様である。
【０００５】適切なサービス方策の選択は通信リンクの
特徴、高優先パケットに対する遅延要求及び低優先パケ
ットサイズに依存する。通信リンクの伝送レートが低優
先パケットの最長サイズを伝送するレートに比較して十
分高ければ、低優先パケットの伝送終了をを待つことに
より生ずる遅延は許容範囲内である。この場合には、イ
ンプリメンテーションがより容易で若干より低いオーバ
ヘッドを有するため先取なしのサービス方策を持つ優先
権が望ましい。通信リンクの利用効率が重要でなく、低
優先パケットの伝送完了の待機に関連する遅延が非常に
大きければ、再送サービス方策を有する先取が利用可能
である。しかしながら、通信リンクの利用効率が重要で
先取なしのサービス方策を有す先取権が遅延要求を満足
しない場合には、回復サービス方策を有する先取権が必
要であることがある。
【０００６】パケット化情報を通信リンク上で伝送する
ためには数多くのスキームが存在する。Ｔ３速度までの
低速シリアルリンクに対して使用される典型的なスキー
ムはＨＤＬＣ（ハイレベルデータリンク手順）ＭＡＣレ
ーヤプロトコルに基づくスキームである。各パケットは
開始・終了両フラグ（Ｘ^７Ｅ^）によりその境界が定め
られる。あるパケットの終了フラグはまた次のパケット
の開始フラグともなり得る。パケット自体はデータのバ
イト積分量からなる。パケット内容がフラグパターンと
同様であるビットパターンを含むため、ビット詰込みと
して知られる技法を用いてフラグからデータを識別す
る。伝送器は、パケットデータ中の５個の連続した^１^
ビットシーケンス後に１個^０^ビットを付加する。同様
に、受信器は受信ビットストリーム中の５個の^１^ビッ
ト列直後の^０”ビットを除去する。伝送待機中のパケ
ットが存在しなければフラグが繰り返し伝送されるだけ
である。
【０００７】先取なし及び再伝送サービス方策を有する
優先権双方は、現行ＨＤＬＣ ＭＡＣレイヤプロトコル
を使用してインプリメント可能である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明はシリアル通信
リンク上で回復機能を持つ先取優先順位値を提供し、改
良型ＨＤＬＣ ＭＡＣレイヤプロトコルに至る方法と装
置に関する。
【０００９】それゆえ本発明の目的は、まず低優先トラ
フィックの伝送完了による遅延を発生させずに、低速通
信リンクを通してシリアル伝送を行うため、低優先トラ
フィック中に高優先トラフィックをはめ込む方法と装置
を提供することにある。本発明のもう一つの目的は、通
信リンク上の最小オーバヘッドで、低優先パケットトラ
フィックを高優先パケットにより先取し、その後自動的
に被先取低優先パケットの伝送を回復することである。
本発明の他の目的は、パケット境界に影響するビット伝
送エラーを検出し、パケットの最小ロスで上記エラーか
ら復帰することである。本発明の他の目的は、与えられ
た通信リンク上で低優先パケットの先取がリンク速度、
許容遅延及び最大パケットサイズの関数として必要か否
か、それゆえ先取可能か否かを決定する方法と装置を提
供することである。本発明の他の目的は、先取可能とな
る前か先取が必要であると決定される時に、ＨＤＬＣ
ＭＡＣレイヤと互換性がある操作モードを許容すること
である。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明に従えば、情報
パケットは開始・終了両フラグ、パケット優先度を明確
化した制御ヘッダ及び何らかのルーティング情報を有す
るフレーム中にはめ込まれる。パケットの境界を定義す
ることに加えて、上記フラグはパケットデータのバイト
配列をもまた定義する。上記フラグはまた、低優先パケ
ットが高優先パケットによって先取され、上記低優先パ
ケットの伝送が回復される時点を指示する。上記制御ビ
ットはある特定のパケットが高優先か低優先か、言い替
えると当該パケットが先取可能か否かを明確化する。
【００１１】通信リンクの利用可能状態時にはまた、リ
ンク両端の２台の通信システムは上記各パケットの容量
に関する制御情報を交換する。上記制御情報は、伝送と
受信方向においてサポートされている低優先パケット最
大想定サイズ及び、高優先パケットをサポートするため
の通信システム能力を表現している。通信リンクのデー
タレート及び高優先パケットに対する最大許容遅延量に
関して交換された情報を用いることで、先取／回復プロ
トコルを利用可能とすべきか、あるいは先取なしの単純
な優先権を用いるべきであるかを各通信システムは独立
に決定する。
【００１２】
【実施例】本発明ではシリアル通信リンク上で利用され
た現行ＨＤＬＣ ＭＡＣレイヤパケットフレーミングプ
ロトコルに対して、低優先のパケットの先取を許容し高
優先パケットが最小遅延で伝送されるように、先取／回
復プロトコルによる拡張を定義する。リンク活性化プロ
トコルをまた定義し、先取／回復プロトコル拡張が利用
可能な否かを決定する。リンク活性化中に、通信リンク
間でパケットを伝送するために標準ＨＤＬＣ ＭＡＣレ
イヤフレーミングプロトコルが使用される。また先取／
回復を使用すべきでないとリンク活性化により決定され
れば、先取なしの単純な優先権有するＨＤＬＣ ＭＡＣ
レイヤフレーミングプロトコルを使用して全パケットを
伝送する。
【００１３】先取／回復プロトコル拡張版の使用可能化 先取／回復プロトコル拡張を使用する時点の決定は、高
優先パケットのサポート、サポートされている低優先パ
ケットのサイズ、通信リンク速度及び高優先パケットの
最大許容遅延に基づく。通信リンク両端にある２台の通
信システムはリンク双方向に対して各々独立に先取／回
復プロトコルの必要性を決定できる。リンク活性化中
に、各通信システムは標準ＨＤＬＣ ＭＡＣレイヤフレ
ーミングを使用してもう一端の隣接システムに対し通信
リンクを通して制御メッセージを伝送する。上記制御メ
ッセージは以下のフィールドを含んでいる。 ・伝送システムがリンク上で高優先トラフィックをサポ
ートするか否かを指示する高優先トラフィック支援フィ
ールド ・伝送器が受信できる最大パケットサイズを指示する低
優先パケットの最大受信サイズサポートフィールド ・伝送器が伝送可能な最大パケットサイズを指示する低
優先パケットの最大伝送サイズサポートフィールド
【００１４】高優先パケットが未サポートであれば、受
信器は受信済各パケットが低優先パケットであることを
確認せねばならない。高優先パケットとして識別された
パケットが受信されれば、低優先パケットは上記受信器
により破棄される。以下の例は、図６への引用をもって
説明されているが、通信システムＡ、Ｂが各通信方向に
対する低優先パケットの最大サイズ及び先取／回復プロ
トコル拡張を利用可能にするか否か決定する方法を示し
ている。
【００１５】高優先パケット伝送は時間Ｔ以上低優先パ
ケットによって遅延することはない。ここでＴは以下の
例ではＴ＝ 0.5 msecs である。高優先トラフィックを
サポートする伝送器は以下のいずれかの条件のパケット
を伝送せねばならない。 ・先取／回復プロトコルなしの場合、以下の不等式を満
足する低優先パケットサイズ制約条件、 パケットサイズ／リンク速度≦Ｔ ・先取／回復プロトコルを有する場合、
【００１６】ＡからＢのリンク方向については、低優先
パケットの最大サイズは８ＫＢである。リンク速度を 1
8.432 Mbps と仮定すれば、上記不等式は満足されな
い。なぜならば、
【数１】 それゆえ、上記遅延要求を満足させるためには先取／回
復プロトコルが必要である。このことは、通信システム
Ａが先取されたパケットを伝送し、通信システムＢが先
取されたパケットの受信をサポートせねばならないこと
を意味する。
【００１７】ＢからＡのリンク方向については、低優先
パケットの最大サイズは１ＫＢである。上記の不等式は
以下のように満足されている。
【数２】 さらに、先取／回復プロトコルは使用されるべきではな
い。このことは、通信システムＢが先取されたパケット
を伝送せず、通信システムＡが先取されたフラグをエラ
ー条件として解釈することを意味する。ある特定の通信
システムが先取／回復プロトコルをインプリメントして
いないが、高優先パケットをサポートしているならば、
そのシステムはリンク速度×Ｔなる値より大きくない低
優先パケットの最大サイズを選択する。この値を用いれ
ば、通信リンクのもう一端に接続された通信システムは
先取／回復プロトコルが利用されるべきではないことを
正確に決定する。
【００１８】先取／回復プロトコルの拡張 以下の記述では、便宜的な２進表現、あるいは簡便のた
め１６進表現のいずれかを使用してビット列を解説す
る。
【００１９】高優先パケットが低優先パケットを一時的
に先取することを許容するプロトコルはパケットを識別
する３つの型のフラグを使用する。つまり、開始・終了
あるいはアイドルフラグになりうる標準フラグ、先取開
始フラグ及び先取終了フラグである。上記標準フラグを
８ビット数列 B^01111110^(X^7E^)のように定義する。
先取開始フラグは９ビット数列 B^011111110^ として定
義され、先取終了フラグは１０ビット数列 B^011111111
0^ として定義される。全フラグは識別されるパケット
データを考慮してバイト境界上に存在する。パケット中
のビット数列からフラグ用ビット数列を区別するため、
０ビット詰込みをパケットデータにおいて使用する。パ
ケット中の連続した５個の^１^ビット発生に対しそれぞ
れ伝送ビットストリーム中に余分な^０^ビットを１個挿
入する。８個以上の^１^ビット数列は現在伝送中及び受
信中のパケットを伝送中断するエラー条件を表す。また
６個以上の^１^ビット数列は先取／回復プロトコルが利
用可能状態でなければ中断条件を表す。
【００２０】以下は実際の先取／回復プロトコルに対し
採用した規則のセットである。 ・上記ビット数列 B^01111110^(X^7E^) はバイト整列を
常に定義し、パケットの伝送完了前後に何度でも発生し
得る。 ・受信パケットデータに関してバイト未整列の^０^ビッ
ト１個の後の^１^ビット６個は不正コードである。 ・バイト整列済の^０^ビット１個に先行する^１^ビット
９個もまた不正コードである。 ・不正コード受信により現在のパケットを中断させ、全
ての後続パケットはＸ^７Ｅ^が発生するまで中断されて
いる。 ・上記被先取パケットが低優先パケットである確認を実
行する。 ・先取中に受信したパケットが高優先パケットである確
認も実行する。 ・低優先パケットは第１バイトが伝送されるまで先取を
被ることはない。 ■■<下線=細線>)＠■■<下線.>)E先取開始フラグ (B^0
11111110^) と直後の後続先取終了フラグ (B^011111111
0^)は先取されたパケットを中断させ、先取モードを終
了させる。
【００２１】以上の規則の下で、先取／回復が利用可能
でない場合には、以下がパケット及びフラグの妥当な組
合せである。 7E{[7E][RTP 7E][7E][NRTP 7E])
【００２２】以上の規則の下で、先取／回復が利用可能
の場合には、以下がパケット及びフラグの妥当な組合せ
である。 ← 先取を被るパケット部 → 7E{[7E][RTP 7E][7E][NRTP 7E][pNRTP{[SP[7E] RTP [7E RTP][7E]EP] pNRTP)]) ← 先取部 → ここで、 ・[ ]は任意選択かつ繰り返しな可能フィールド ・{ }は必修で繰り返し可能なフィールド ・７Ｅはバイト整列フラグ (B^01111110^,X^7E^) を表
す ・ＲＴＰは高優先パケットを表す ・ＮＲＴＰは低優先パケットを表す ・ｐＮＲＴＰは先取された低優先パケットを表す ・ＳＰは先取開始フラグ (B^011111110^) を表す ・ＥＰは先取終了フラグ (B^0111111110^) を表す である。
【００２３】図１は標準（開始・終了）７Ｅフラグ１０
ａによって識別され、制御ヘッダ１０ｂとデータ１０ｃ
フィールドを両方含有する形式的フレーム１０を示す。
【００２４】図２では低優先パケットが２個の後続高優
先パケットにより先取を被る場合、フレームシーケンス
２０中での妥当な先取操作をより詳細に示す。第１フィ
ールド２０ａは標準的なバイト整列開始フラグＸ^７Ｅ^
を示す。第２フィールド２０ｂはここで取り上げている
低優先パケットＮＲＴＰ１である。第３フィールド２０
ｃは先取開始あるいはＳＰフラグをビットごとに示す。
このＳＰフラグは低優先パケットに割り込み、残余低優
先パケットＮＲＴＰ１の伝送保留を指示する。第４フィ
ールド２０ｄは第１高優先パケットＲＴＰ１を表す。第
５フィールド２０ｅは標準フラグの繰返しを示し、ＲＴ
Ｐ１パケットの完了を指示する。第２高優先パケットＲ
ＴＰ２の伝送はＮＲＴＰ１へ復帰することなしに第６フ
ィールド２０ｆにおいて即時に開始される。第７フィー
ルド２０ｇは先取終了フラグＥＰを含む。その後、先取
を被った残余低優先パケットＮＲＴＰ１を第８フィール
ド２０ｈで示したように伝送完了させる。最後に、第９
フィールド２０ｉで、標準フラグＸ^７Ｅ^はＮＲＴＰ１
の終了を指示し、システムをレディ状態へ復帰させる。
【００２５】図３は第３フィールド３０ｃにおいて先取
開始フラグＳＰを桁落ちさせるビットエラー発生時のフ
レームシーケンス３０を示す。上記ビットエラーは通信
リンク上での伝送エラーによって典型的に発生する。第
１、第２フィールド３０ａ，３０ｂは図２中と同一フィ
ールドである。第３フィールド３０ｃは、標準フラグで
あるはずの開始位置に２個の^０^を示す。上記フラグは
第２フィールド３０ｂ中の低優先パケットに対しバイト
整列済境界には現れないため、ＮＲＴＰ１は不正であり
破棄される。第４フィールド３０ｄ中の高優先パケット
ＲＴＰ１は保存される。その理由は上記パケットが第
３、第５フィールド３０ｃ，３０ｅにおける標準フラグ
で囲まれているからである。しかしながら、第６フィー
ルド３０ｆ中の第２高優先パケットＲＴＰ２は破棄され
る。その理由は上記フィールドには妥当な先取開始フラ
グＳＰがビットエラーゆえ検出されなかったにも関わら
ず第７フィールド３０ｇ中の先取終了フラグＥＰが続い
ているからである。その後、全パケットは第９フィール
ド３０ｉにおけるように標準フラグＸ^７Ｅ^が現れるま
で破棄される。
【００２６】本発明による上記先取／回復状態は図７で
示すような有限状態機構（ＦＳＭ）テーブルにまとめる
ことができる。この先取／回復プロトコルが”ビット指
向”プロトコルであるため、上記プロトコル機構（伝送
器あるいは受信器）を記述する完全なＦＳＭもまたビッ
トレベルにおけるものとなる。しかしながら明確化のた
め以下では、先取に関連して上記状態を変化させる検出
ビットシーケンスの見地からのみＳＭだけを記述する。
さらにプロトコルを記述する目的では、受信器だけに対
してＦＳＭを示すことで十分であると考えられる。
【００２７】以下は、上記記述に沿ったＦＳＭの状態、
つまり入力及び出力（動作）のリストである。 状態 説明 idl アイドル、^7E^ を想定 rdy ^7E^ あるいはバイト未整列 ^7E*^ を受信完
了し、高優先パケットあるいは低優先パケットを受信可
能 rrtp 高優先パケット受信中 rnrtp 低優先パケット受信中 p_rdy1 先取モードに入った直後で（先取開始フラグ
ＳＰ受信）、高優先パケットあるいは ^7E^ を受信可能 p_rdy2 先取モードにおいて、^7E^ あるいは ^7E*^
を受信完了し、現在の先取中において高優先パケット未
受信 p_rdy3 先取モードにおいて、^7E^ あるいは ^7E*^
を受信完了し、現在の先取中において少なくとも１つの
高優先パケットを受信済状態で、さらに高優先パケット
受信可能 p_rrtp 先取モードにおいて高優先パケットを受信中 p_idl2 先取モードにおいてアイドル、^7E^ を想
定、現在の先取モード中において高優先パケット未受信 p_idl3 先取モードにおいてアイドル、^7E^ を想
定、現在の先取モード中において少なくとも１個の高優
先パケット受信済 p_end 先取モード脱出直後（先取終了フラグＦＰ受
信直後）、データ（先取を被る低優先パケットの連続）
を想定
【００２８】 入力 説明 ^7E^ 標準の開始・終了・アイドルフラグ X^7E^
（先行フラグとビットを共有しない） ^7E*^ 受信データバイトに関するバイト未整列 X^7
E^ フラグ RTP 高優先パケットからのデータバイト（非フラ
グ）、パケット優先権を指示する文字列第１バイトの制
御ビットによりＮＲＴＰと区別。ゼロビット詰込みをこ
れらのバイトシーケンスに実行 NRTP 低優先パケットからのデータバイト（非フラ
グ）、パケット優先権を指示する文字列第１バイトにお
ける制御ビットによりＲＴＰと区別。ゼロビット詰込み
をこれらのバイトシーケンスに実行 SP 先取開始フラグ B^011111110^（７個の１） EP 先取終了フラグ B^0111111110^ （８個の
１） IC 先取／回復が利用できない時の不正コード、
バイト未整列ＳＰ、バイト未整列ＥＰ及び B^011111111
10^（９個の１）またはB^011111110^（７個の１）の直
後の６個の^１^ビット列を含む。
【００２９】 出力 説明 strt_R 高優先パケットの受信開始を指示、１バイト
を進める strt_N 低優先パケットの受信開始を指示、１バイト
を進める more_R 高優先パケットをさらに１バイト進める more_N 低優先パケットをさらに１バイト進める end_R 高優先パケットの受信終了を指示する end_N 低優先パケットの受信終了を指示する abrt_R 現在受信中の高優先パケットを中断・破棄す
る abrt_N 現在受信中の低優先パケットを中断・破棄す
る abrt_RN 先取高優先パケットと被先取低優先パケット
の双方を中断・破棄する
【００３０】受信器が先取モードにあることにおいて状
態 p_rdy1、p_rdy2、p_rdy3 は類似であり、高優先パケ
ットがこれらいずれのの状態であることも想定されてい
ることを注記する。しかしながら標準フラグに囲まれて
いる時、全パケットが復帰することを保証するためには
p_rdy1 及び p_rdy2 を設ける必要がある。同様にし
て、先取終了フラグ（ＥＰ）を受信することが不正か否
かを識別するために p_rdy2 及び p_rdy3 が必要であ
る。
【００３１】通信リンクインターフェースの具体化 図４では上記通信システムの通信リンクインターフェー
ス伝送器部４０のブロックダイヤグラムを示す。パケッ
トは通信システムのパケット源４１から通信リンク４８
上を通して到着する。上記パケットは一般的には同シス
テムにより局所的に発生されるか、同システムのもう１
つの通信リンク（即ち、パケットネットワーク中の中間
ノード）から受信され得る。上記通信システムは高優先
パケットを高優先バッファ４２に、低優先パケットを低
優先バッファ４３に配置する。高優先バッファ４２と低
優先バッファ４３のどちらにもパケットが格納されてい
なければ、フラグ発生器４６がビットマルチプレクサ４
７を通して通信リンク４８に接続される。パケットが伝
送用に格納されていない時、上記フラグ発生器４６はア
イドルフラグＸ^７Ｅ^を繰り返し発生する。
【００３２】低優先パケットが低優先バッファ４３中に
到着し、その際パケットが現在伝送中であれば、低優先
バッファ４３中の到着前の全パケットが伝送完了となり
高優先バッファ４２が空になるまで伝送器４０は待機す
る。低優先バッファ４３のヘッドに低優先パケットが位
置し、通信リンク４８上には他にパケットが伝送されて
いない時、バイトマルチプレクサ４４を通してパラレル
シリアル変換器４５へ低優先バッファ４３から数バイト
が伝送される。パラレルシリアル変換器４５はデータを
直列化し出力データの５つの連続的した^１^ビットを監
視する。上記変換器はまた５個の^１^ビット１セットご
との直後に^０^ビット１個挿入する。得られたビット列
は通信リンク４８へそのビットを通じて発送される。低
優先パケットの伝送が完了した時点で、ビットマルチプ
レクサ４７は次のパケットが伝送可能になるまで少なく
とも１つあるいはそれ以上のフラグ伝送のためフラグ発
生器４６を選択する。フラグが送られる度にパラレルシ
リアル変換器４５は連続した^１^ビットの数の内部カウ
ントをリセットすることを注記する。
【００３３】低優先パケットが低優先バッファ４３より
伝送中で、しかも高優先パケットが高優先バッファ４２
に到着する場合には、低優先パケット伝送が先取を被
る。はめ込まれたゼロビットを伴ったパラレルシリアル
変換器４５中の残余ビットは、先取されたパケットのデ
ータバイト境界を保証しつつ伝送され、次にフラグ発生
器４６が以前記述された特別な先取開始フラグを伝送す
る。高優先バッファ４２からのバイトはその時点でバイ
トマルチプレクサ４４を通り直列化とゼロビット詰込み
を実行するパラレルシリアル変換器４５へ伝送される。
高優先パケットの変換結果はこの時点で通信リンク４８
へ伝送される。高優先パケット伝送中に、もう１つの高
優先パケットが高優先バッファ４２に到着するならば、
この時点でフラグ発生器４６は第１高優先パケットの伝
送完了時に標準フラグを伝送し、伝送器４０は先取モー
ドを起動させることなしに第２高優先パケットの伝送を
開始する。高優先パケット列の最終ビットまで伝送完了
しているならば（高優先バッファ４２に伝送待ちパケッ
トが存在しない場合）、上記フラグ発生器４６は以前記
述した先取終了フラグを伝送する。低優先バッファ４３
中の先取を被った低優先パケットからの残余バイトはこ
の時点で並列直列変換器４５と通信リンク４８に放出さ
れる。先取を被った低優先パケットの伝送完了前に後続
する高優先パケットが高優先バッファ４２に到着する場
合には、先取・回復シーケンスが繰り返される。低優先
パケットの上記伝送か完了した時点で、フラグ発生器４
６は正常終了フラグを伝送する。
【００３４】図５は、受信した全パケットが通信システ
ム内でパケット目標５６へ伝送される時点までの範囲
で、通信システムの通信リンクインターフェース受信部
５０のブロックダイヤグラムを示した図である。上記パ
ケット目標５６は受信パケットの最終目的地、あるいは
パケットネットワーク中の他ノードへの伝送のために他
の通信リンクへパケットを発送するために用いられるパ
ケットスイッチとして利用し得る。パケット目標５６に
関連したバッファリングは受信器５０の外部にあり、図
５には含まれていない。
【００３５】フラグ検出器５２は通信リンク５１から受
信するビットストリーム中の正常、先取開始及び先取終
了フラグを検出する。フラグ以外のビットシーケンスが
標準フラグの直後に検出されれば、それは新規フレーム
の開始を示す。シリアルパラレル変換器５３は上記ビッ
トストリームを受信し、５個の連続した^１^ビットをす
ぐ直後に持った^０^ビットを破棄し、残余ビットをバイ
ト並列形式に変換する。受信したパケットが高優先パケ
ットならば、正常終了フラグがフラグ検出器５２により
検出されるまで、パケット目標５６に接続されたマルチ
プレクサ５５を並列バイトデータが直接通過する。受信
器５０はパケット目標５６へパケットの終了を示す。
【００３６】受信したパケット（つまり、低優先で非実
時間パケット）が先取を被っているならば、パケット目
標５６へ至る前にパケット全体を蓄積できるように、上
記経路に代わりバイトマルチプレクサ５４を通って被先
取用パケット用バッファ５４へ並列バイトデータを送
る。フラグ検出器５２が先取開始フラグを検出し、シリ
アルパラレル変換器５３にバイト構成要素が存在しなけ
れば、高優先先取パケットの開始即ち先取モードの開始
をそれは意味する。ビットストリームは以前と同様にシ
リアルパラレル変換器５３を通過するが、この時パラレ
ルバイトデータはマルチプレクサ５９及び５５を通過
し、通信システム内のパケット目標５６へ至る。
【００３７】フラグ検出器５２が正常終了フラグあるい
は先取終了フラグを検出した時は、受信器５０はパケッ
ト目標５６へパケットの終了を指示する。正常フラグが
検出されれば、シリアルパラレル変換器５３は後続パケ
ットからのシリアルバイトデータを直接マルチプレクサ
５５へ発送し続ける。先取終了フラグが検出されれば、
受信器５０は先取モードを終了させる。受信ビットスト
リームはシリアルパラレル変換器５３及びマルチプレク
サ５９を通じて先取パケット用バッファ５４へ発送さ
れ、先取を被った低優先パケットの受信を回復させる。
フラグ検出器５２が低優先パケットの終了を示す正常終
了フラグを検出すれば、受信器５０は先取パケット用バ
ッファ５４に格納されている低優先パケット全体をマル
チプレクサ５５を通してパケット目標５６へ伝送する。
【００３８】後続パケットからの第１パラレルデータバ
イトを受信可能前に先取パケット用バッファ５４からパ
ケット目標５６へパケット全体の伝送が実行されている
ことを図５は仮定している。上記伝送がある特定のイン
プリメンテーションにおいて上記データバイトの受信よ
り時間がかかるならば、先取パケット用バッファ５４か
らの伝送が完了するまでデータバイトの受信を一時的に
保留するため、ＦＩＦＯ（先入れ先だし）バッファをシ
リアルパラレル変換器５４の後に挿入することが可能で
ある。あるインプリメンテーションにおいてはまた、高
優先パケットと低優先パケットが別々のパケット目標に
至る可能性もある。この場合には先取パケット用バッフ
ァ５４は必要ない。
【００３９】
【発明の効果】本発明によって、低優先トラフィックの
伝送完了による遅延を発生させずに、低速通信リンクを
通してシリアル伝送を行うため、低優先トラフィック中
に高優先トラフィックをはめ込む方法と装置が提供され
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に使用され、ヘッダとデータを
含むパケットをフラグにより識別する基本的パケットフ
レームである。
【図２】低優先パケットが高優先パケットに先取され、
その後自動的に回復する場合のフォーマット化パケット
フレームの妥当な組合せである。
【図３】伝送を中断させるビットエラーを含むパケット
フレームの組合せである。
【図４】本発明を適用する通信システムの通信リンクイ
ンターフェース伝送部のブロックダイヤグラムである。
【図５】本発明を適用する通信システムの通信リンクイ
ンターフェース受信部のブロックダイヤグラムである。
【図６】最長許容パケットサイズ及び先取／回復プロト
コルの必要性を通信リンクの各方向に対して決定する方
法を説明するために使用されるテーブルである。
【図７】先取／回復状態を示す有限個状態機構テーブル
である。
【符号の説明】
４１、５６ パケット源 ４２ 高優先実時間パケットバッファ ４３ 低優先非実時間パケットバッファ ４４ バイトマルチプレクサ ４５ パラレル／シリアルゼロビット詰込器 ４６ フラグ発生器 ４７ ビットマルチプレクサ ４８、５１ 通信リンク ５２ フラグ発生器 ５３ シリアル／パラレル詰込ビット除去器 ５４ 先取りパケットバッファ ５５、５９ マルチプレクサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 リチャード・エム・ドネイ アメリカ合衆国27713 ノースカロライナ 州ダーラム、フォーチュンズ・リッジ・ド ライブ 5724 (72)発明者 ジョン・エリス・ドレイク、ジュニア アメリカ合衆国27312 ノースカロライナ 州ピッツボロ、フィアリングトン 321 (72)発明者 エリザベス・アン・ハーバティック アメリカ合衆国27502 ノースカロライナ 州アペックス、マットロック・ストリート 4908 (72)発明者 ケネス・ハーベイ・ポッター、ジュニア アメリカ合衆国27606−9708 ノースカロ ライナ州ラレイ、アムステルダム・プレイ ス 5404 (72)発明者 テオドール・アーネスト・テディジャント アメリカ合衆国27513 ノースカロライナ 州カリー、タスマン・コート 106

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】低優先パケット中に高優先パケットを、前
    記パケットに付随した特別なパターンコードに基づいて
    はめ込む手段と、 特別な先取開始パターンに応答して、上記高優先パケッ
    トを即時伝送する手段と、 高優先パケットによって先取される低優先パケットをバ
    ッファリングする手段と、 特別な先取終了パターンに応答して、上記バッファリン
    グ手段内に一時的に格納された被先取低優先パケットを
    伝送回復する手段と、 を有する低優先パケット及び高優先パケットの混在トラ
    フィック用パケット切替式通信システム。
  2. 【請求項２】低優先パケット及び高優先パケットを識別
    する手段と、 低優先パケット伝送を中断する先取開始パターンを生成
    する手段と、 すでに先取されている残余低優先パケットをバッファリ
    ングする手段と、 全高優先パケットの伝送完了及び中断された低優先パケ
    ットの伝送回復時点において先取終了パターンを生成す
    る手段とを有する低優先パケット及び高優先パケットの
    混在トラフィック伝送用パケット切替式通信システム。
  3. 【請求項３】上記識別手段は、低優先パケットと高優先
    パケットをそれぞれ同定するパターンを格納した受信パ
    ターンと前述格納パターンを比較する比較子とを有する
    パターン検出子である、請求項２記載のパケット切替式
    通信システム。
  4. 【請求項４】低優先と高優先の受信パケットを識別する
    手段と、 高優先パケットの先取開始を検出する手段と、 あるパターンが完全な高優先パケットか中断された低優
    先パケットかを決定するため、格納された特別なフラグ
    パターンと受信信号中のビットパターンを比較する手段
    と、 先取を被った低優先パケットを回復せずに多数の高優先
    パケットを受信する手段と、 高優先パケットによって先取を被った低優先パケットを
    バッファリングする手段と、 先取を被った低優先パケットの受信を回復する手段と、 前記バッファリング手段内に一時的に格納された低優先
    パケットを完了する手段とを有する低優先パケット及び
    高優先パケットの混在トラフィック受信用パケット切替
    式通信システム。
  5. 【請求項５】ａ）特別な開始フラグを各低優先パケット
    の前に付加するステップと、 ｂ）数ビットの特別な先取開始パターンを各高優先パケ
    ットの前に付加するステップと、 ｃ）特別な終了フラグを各低優先パケットの後に付加す
    るステップと、 ｄ）数ビットの特別な先取終了フラグを各高優先パケッ
    トの後に付加するステップと、 ｅ）パケット伝送を開始しパケットフレームを用いてバ
    イト整列を確立するため開始フラグを用いるステップ
    と、 ｆ）高優先ビットの伝送継続中、低優先パケット伝送の
    中断と未伝送低優先ビットのバッファリングを行う、数
    ビットからなる先取開始パターンを用いるステップと、 ｇ）中断された低優先パケットの伝送回復を指示するた
    め、高優先パケットの伝送完了に引き続く数ビットから
    なる先取終了パターンを用いるステップと、 ｈ）通信システムをアイドル状態に回復するため終了フ
    ラグを用いるステップとを有するパケット切替式通信シ
    ステム上で高優先通信パケットを低優先通信パケット中
    にはめこ込む方法。
  6. 【請求項６】ａ）予め割当てられたパターンの開始・終
    了・先取開始・先取終了各フラグを用いて入力信号ビッ
    トストリームをモニタするステップと、 ｂ）バイトを整列させ、低優先パケットの受信・バッフ
    ァリングをレディ状態で行うため、開始フラグに応答す
    るステップと、 ｃ）低優先パケットの受信を保留し、即時に高優先パケ
    ットを受信・中継するため、先取開始フラグに応答する
    ステップと、 ｄ）保留された低優先パケットの受信を回復するため先
    取終了フラグに応答するステップと、 ｅ）伝送完了した低優先パケットを中継するため終了フ
    ラグに応答するステップと、 ｆ）標準フラグが発生するまでさらに一層の受信を阻止
    することによって、高優先パケット後の先取終了フラグ
    検出失敗へ応答するステップとを有する高優先パケット
    を低優先パケット中にはめ込むパケット切替式通信信号
    受信方法。
  7. 【請求項７】リンク活性時刻において、通信リンク上で
    隣接通信システム間のリンク容量を交換する手段と、 先取・回復プロトコル拡張が可能か否かを各通信システ
    ムが独立して決定する手段と、 先取・回復プロトコル拡張をサポートしていない通信シ
    ステムが上記拡張をサポートした通信システムとのリン
    クを活性化する手段とを有する通信リンク各端の通信シ
    ステムがリンク活性化時点で各リンク方向に対して先取
    ・回復機能が必要か否かを決定する手段。
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