JPH0793638B2

JPH0793638B2 - 衛星パケット通信方法

Info

Publication number: JPH0793638B2
Application number: JP15932887A
Authority: JP
Inventors: 和朝小林
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1986-06-26
Filing date: 1987-06-25
Publication date: 1995-10-09
Anticipated expiration: 2010-10-09
Also published as: US4775974A; JPS63107254A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、衛星回線を利用したパケット通信システム
に関するものである。

（従来の技術）端末とホストコンピュータ及びホストコンピュータどう
しのデータ通信高品質が要求される。というのはプログ
ラムの転送の場合、１ビットでも異なると相手に届いた
プログラムはバグが存在するようになる。又銀行におけ
るデータベースのリモートからの書きかえにおいて、誤
って書き換えられると大きな問題となる。

したがって通常のデータ通信高品質な通信が要求され、
それを保障するために伝送制御手順いわゆるプロトコル
が存在する。第１図はデータ通信を示す図で、伝送制御
UNIT200,250がプロトコルを実行する。この伝送制御UNI
Tは端末及びホストに内蔵されている場合が多い。プロ
トコルの基本動作は受信側で間違いなく受け取ったとい
う確認を取りながら、送信側でデータ送信することであ
る。もし確認が取れなかった場合は、再送することによ
って高品質の通信を実現している。第２図に伝送制御UN
ITのブロック図を示す。端末もしくはホストからきたデ
ータの塊に対してフレーム送信処理210で送信データに
シーケンス番号を付加し、フレーム出力230にわたす。
同時に再送に備なえて内蔵されたバッファに蓄える。フ
レーム出力230ではデータの塊の先頭と終りの識別のた
めのフラグとデータの誤りの検出のために冗長ビットを
付加し、回線へ送信する。フレーム入力240ではデータ
の先頭と終りを識別し、かつデータと冗長ビットからデ
ータに誤りがあるかどうかを判定し、誤りがあれば破壊
し、正しければフレーム受信処理220に送る。このと
き、データではなく受信確認フレーム（ACK）であれ
ば、フレーム送信処理210へ送る。フレーム受信処理220
では受信データのシーケンス番号をチェックし、正しけ
れば端末もしくはホストへ送る。同時にACKを生成して
フレーム出力230へ送る。

第３図はフレーム送信処理210を示すブロックである。
端末もしくはホストからきたデータに対して、付加器21
1でデータにシーケンス番号を付加し、フレーム出力230
へ送ると同時に、バッファ212へ送る。同時にタイマ213
を動作させる。タイマ213がタイムアウトを示すと、切
換スイッチ214を切き換え、バッファ212に蓄えられてい
る。データをフレーム出力230へ送り、再送を行なう。
タイマ213がタイムアウトになる前にフレーム入力240か
ら受信確認フレーム（ACK）を受信すれば、切換スイッ
チ214を切り換え、バッファに蓄えられるデータを破棄
する。

第４図はフレーム受信処理220を示すブロック図であ
る。フレーム入力240からのデータのシーケンス番号チ
ェック221で調べ、OKならば、データを端末およびホス
トへ送り、同時にACK生成222でACKを生成し、フレーム
出力230へ送る。

第５図に伝送制御UNITの動作を示す。通常、地上回線で
は第５図のように１つデータ（DATA）を送信して、その
受信確認（ACK）が戻って来るまでの次のデータを送信
しない。ここで地上回線のかわりに衛星回線を用いる
と、伝搬遅延のためにスループットが低下する。という
のはデータを送信して受信確認（ACK）が戻ってくるま
でに往復の伝搬遅延時間かかり、連続して送信できなく
なるためである。

この問題の一つの解決法は、第６図に示すように端末
（DTE）と衛星地上局との間にサテライトディレイコン
ペンセイションユニット（SDCU）500,550をおくことで
ある。ネットワークから見たプロトコルを持つ端末及び
ホストコンピュータをDTE（データターミナルイク
イップメント）と呼ぶ。

この方法はDTEとSDCU間と、SDCUとSDCU間のプロトコル
を異なるものである。SDCUではDTEからデータを正しく
受信すると、すぐに受信確認（ACK）を返し、DTEとSDCU
との間で従来のプロトコルを実行する。一方SDCUとSDCU
間では受信確認（ACK）を受信しないでもある個数連続
的にデータを送信できるプロトコルを採用する。

第７図にSDCUのブロック図を示す。基本的は第２図の伝
送制御ユニットをDTE側と衛星回線側とに持ち、それら
が第７図に示されるように接続されている。２つの伝送
制御ユニット510,520のハード的な違いは衛星回線側の
伝送制御ユニットのフレーム送信処理210と521内の再送
バッファの容量が大きいことである。というのは送信し
たデータをACKが戻って来るまで蓄積するが、衛星回線
ではACKが戻って来るまでに大きな時間がかかるためで
ある。第８図にSDCUを用いた場合の動作を示す。

ところで、今まで衛星回線を専用回線として見ていた
が、衛星回線にはどの局からも衛星にアクセスできるマ
ルチアクセス性とどの局からの信号を受信できるブロー
ドキャスト性をもち、これを生かしてパケット交換を実
現する方法が考えられている。送信データに宛先アドレ
スを付加して衛星に送信する。全ての局はこれらのデー
タを全て受信し、宛先アドレスをみて、自局宛のデータ
のみを取り込む。このようにしてパケット交換を実現す
ることができる。

この従来例として、米国のARPA（アドバンスリサーチプ
ロジェクトエイジェンシー）ネットワークの１部に前述
の衛星ネットワークを用いることが考えられた。第９図
に従来例を示す。

第10図には地上局の構成を示すもので、送受信機、モデ
ム、アクセス制御からなる。アクセス制御には衛星回線
で衝突しないように送信を制御する方法と到着したデー
タを即送信し、衝突したときには再送する方法とがあ
る。又自局宛のデータだけを取り込むアドレスフィルタ
も備えている。伝送制御手順はこの場合、End−End間つ
まり端末−端末，端末−ホスト間で行っている。したが
って、初めの方で述べたように高速のデータ通信はでき
ないことになる。

一方、CCITTなどで標準化が進んでいるパケットネット
ワークは第11図に示すようにDTEとネットワークの入口
であるDCE（データサーキットターミネイティング
イリイップメント）との間をCCITT勧告X.25で接続さ
れている。ISOの参照モデムで表すと、第12図のように
なり、下から３層までを定義している。２層のデータリ
ングは第２図に示した伝送制御UNITで行っているプロト
コルと同じで、DTE−DCE間で受信確認が行なわれてい
る。３層のネットワークは単一のDTE−DCE間の回線に複
数のロジカルチャネルを同時に設定する手段を持ち、ロ
ジカルチャネル毎に独立のデータ通信が可能となる。ロ
ジカルチャネルは、通信に先立ち通信相手との間に設定
される見かけ上の回線（仮想回線）であり、通信が終る
と解除される。第13図にX.25用の伝送制御UNITを示す。
図に示されるようにリンク制御回路200とパケット制御
回路600から成る。リンク制御回路は第２図の伝送制御U
NIT200と同じで、誤りに対して再送などを行い高品質の
データ通信を実現する。パケット制御回路600はロジカ
ルチャネル対応に送達確認、フロー制御を行う複数のロ
ジカルチャネル制御630と複数のロジカルチャネル制御6
30の出力パケットを多重しリンク制御回路200へ送るロ
ジカルチャネル制御マルチプレキサー610とリンク制御
回路200からのパケットを対応するロジカルチャネル制
御630へ送るロジカルチャネルディマルチプレキサー620
から成る。

（発明が解決しようとする問題点）本発明の目的は、上記で説明したパケット交換機に接続
される既存のX.25端末（DTE）はそのままにして、パケ
ット交換機の代わりに衛星のアクセス性とブロードキャ
スト性を利用して地上の大規模なパケット交換機と同等
な機能を実現しようとするものである。本機能を実現さ
せる為には、次のような問題を解決しなければならな
い。

1.衛星回線を介した地上局間の第２層のリンクレベルプ
ロトコルをどうするかである。それぞれの地上局間でリ
ンクを設定するという方法が存在するが、その場合、地
上局内でどのリンクへパケットを送るかをパケット毎に
指定することになり、地上局内にパケット交換機能が必
要となる。

2.地上局でX.25端末との接続をどうするかである。X.25
端末の接続先は本来はパケット交換機であるが、地上局
はパケット交換機ではない。

3.衛星回線でのスループットの劣化をいかにして減らす
かである。

（問題点を解決するための手段）本発明は、衛星を利用したパケット通信システムにおい
て、各地上局から宛先アドレスを付加したデータを衛星
に送信し、全ての局は衛星からの前記データを受信し、
前記宛先アドレスをみて、自局あてのデータだけを取り
込むことによりパケット交換を行い、端末と地上局との
間に張られている複数の３層のパケットレベルのロジカ
ルチャネルに対応して地上局間に２層のリンクレベルで
ロジカルリンクを張り、誤り再送、送達確認、フロー制
御を行うことを特徴とする。

（作用）標準化されたパケット交換網では、第３層のパケットレ
ベルのロジカルチャネルを用いて、エンド間で仮想回線
（バーチャルサーキット）を設定している。本発明はこ
の第３層のパケットレベルのロジカルチャネルの考えを
衛星回線を介した地上局間の第２層のリンクレベルにも
適用してしたものである。そして地上局では端末からの
第３層のパケットレベルのロジカルチャネルと地上局間
に張られたロジカルリンクとを接続するものである。例
えば、ロジカルリンクの伝送制御は、X.25の第３層のパ
ケットレベルの制御ではなく、衛星回線の伝送遅延に強
い拡張フォーマットの平衡型HDLC手順に従ったリンク制
御（フロー制御、誤り制御）を用いて行うことができ
る。ロジカルチャネルとロジカルリンクは１対１対応で
あるため、地上局でパケット交換機能は必要としない。
しかしながら、全体としてはパケット交換機能を果たす
ため、端末からはあたかも交換機に接続されているよう
に見えるのである。

また、本方法を用いることにより、端末に対して第２層
のリンクレベル及び第３層のパケットレベルの二つのレ
ベルにおいて、地上局から受信確認を返すことができる
為、サテライトディレイコンペンセイションユニット
（SDCU）と同じ役割を果たすことが可能となる。したが
って、スループットの劣化を軽減することが可能とな
る。

（実施例）本発明は地上局内にSNP（サテライトンネットワークプ
ロセッサ）700をおいたものである。SNP700はDTEとの間
ではX.25プロトコルを実行し、SNPとSNP間ではサテライ
ト伝送制御を実行する。第14図に全体図を示すX.25プロ
トコルを実行するX.25プロトコルを実行するX.25インタ
ーフェースは第13図に示されるパケット制御回路600と
リンク制御回路200から成る。サテライト伝送制御はX.2
5バーチャルサーキットに１対１に対応させた複数ロジ
カルリンク制御から成り、このロジカルリンク制御は通
信先のロジカルリンク制御との間で伝送制御手段を実行
する。第14図で示すと、ロジカルリンク制御A1とロジカ
ルリンク制御C1、ロジカルリンク制御A2とロジカルリン
ク制御B3というように対になってロジカルリンク制御を
行う。ロジカルリンク制御間の対応は、次のようにして
行われる。ロジカルリンク制御から出力されたデータの
先頭に第15図のように宛先アドレス、自局アドレス、宛
先ロジカル番号、自局ロジカル番号、シーケンス番号を
付加し、このフォーマットで衛星回線に送信する。すべ
ての地上局はこのデータを受信し、宛先アドレスを見、
自局のアドレスならば取り込み、SNPへ送る。SNPではデ
ータ宛先ロジカルリンク番号を見、対応するロジカルリ
ンク制御へ送る。以上のようにしてロジカルリンク制御
間で通信が行なわれる。第16図にSNP700のブロック図を
示す。SNP700はX.25インターフェース800とサテライト
伝送制御900から成る。X.25インターフェース800は第13
図のX.25用伝送制御UNITと同じである。サテライト伝送
制御900はX.25インターフェース800の複数のロジカルチ
ャネル制御630と１対１に接続された複数のロジカルリ
ンク制御930で送達確認、誤り再送制御、フロー制御を
行い、ロジカルリンクマルチプレクサ910で複数のロジ
カルリンク制御830の出力データを多重し、地球局へ送
り、ロジカルリンクディマルチプレクサ920で地球局か
らのデータを対応するロジカルリンク制御930へ送る。
第17図にロジカルリンクの制御ブロック図を示す。ロジ
カルチャネル制御630からのデータに対して、付加器211
でデータにアドレス、ロジカルリンク番号、シーケンス
番号を付加し、ロジカルリンクマルチプレクサ910へ送
ると同時に、バッファ12へ送る。同時にタイマ213も動
作させる。タイマー213がタイムアウトを示すと、切換
スイッチ214を切り換え、バッファ212に蓄えられている
データをロジカルリンクマルチプレクサ910へ送り、再
送を行う。タイマー213がタイムアウトになる前にDATA
識別931から受信確認（ACK）を受ければ、切換スイッチ
214を切り換え、バッファに蓄えられたデータを破棄す
る。これは受信確認されたデータ再送する必要がなくな
るためである。DATA識別931では、データ（DATA）と、
受信確認（ACK）とを識別し、ACKをタイマ213と切換ス
イッチ214へ送り、DATAをシーケンス番号チェック221へ
送る。シーケンス番号チェック221ではデータ（DATA）
のシーケンス番号を調べ、OKならば、データをロジカル
チャネル制御630へ送り、同時にACK生成222でACKを生成
し、ロジカルリンクマルチプレクサ910へ送る。

（発明の効果）以上述べたように、本発明は衛星回線のもつマルチアク
セス性とブロードキャスト性を有効に生かしかつ高スル
ープット、標準端末の収容を可能とする。

【図面の簡単な説明】

第１図はデータ通信を示す図、第２図は伝送制御UNITの
ブロック図、第３図はフレーム送信処理を示すブロック
図、第４図はフレーム受信処理を示すブロック図、第５
図は伝送制御UNITの動作示す図、第６図は従来の１つを
示す図、第７図はサテライトディレイコンペンセイショ
ンユニット（SDCU）を示す図、第８図はSDCUの動作を示
す図、第９図はもう１つの従来例を示す図、第10図は従
来例の地上局を示す図、第11図はパケットネットワーク
を示す図、第12図はISOの階層モデルを示す図、第13図
はX.25用伝送制御UNITを示す図、第14図は本発明を示す
概念図、第15図は衛星回線上のデータフォーマットを示
す図、第16図はサテライトネットワークプロセッサのブ
ロック図、第17図はリジカルリンク制御のブロック図で
ある。図において、100は端末、200は伝送制御UNIT、300はホ
スト、210はフレーム送信処理、220はフレーム受信処
理、230はフレーム出力、240はフレーム入力、211は付
加器、212はバッファ、213はタイマー、214は切換スイ
ッチ、221はシーケンス番号チェック、222はACK生成、4
00はデータターミナルイクイップメント（DTE）、500は
サテライトディレイコンペンセイションユニット（SDC
U）、510はDTE伝送制御ユニット、520はサテライト伝送
制御ユニット、520はサテライト伝送制御ユニット、521
はフレーム送信処理、600はパケット制御回路、610はロ
ジカルチャネルマルチプレクサ、620はロジカルチャネ
ルマルチプレクサ、630ロジカルチャネル制御、700はサ
テライトネットワークプロセッサ（SNP）、800はX.25イ
ンターフェース、900はサテライト伝送制御、910はロジ
カルリンクマルチプレクサ、920はロジカルリンクマル
チプレクサ、930はロジカルリンク制御、931はDATA識別
である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】衛星を利用したパケット通信システムにお
いて、各地上局から宛先アドレスを付加したデータを衛
星に送信し、全ての局は衛星からの前記データを受信
し、前記宛先アドレスをみて、自局あてのデータだけを
取り込むことによりパケット交換を行い、端末と地上局
との間に張られている複数の３層のパケットレベルのロ
ジカルチャネルに対応して地上局間に２層のリンクレベ
ルでロジカルリンクを張り、誤り再送、送達確認、フロ
ー制御を行うことを特徴とした衛星パケット通信方法。