JPH0993276A - リング型ネットワークのアクセス制御方法、およびリング型ネットワークシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 マスタノードに１フレーム分の周回遅延調整
バッファが必要で、どのフローにもそれによる調整遅延
が一律に加わる。 【解決手段】 １つのマスタノード２１１と１つ以上の
スレーブノードをリング型に接続し、固定長のセルを転
送単位とし、ノードはリングへのセル送信にあたり上流
から下流へのセル中継を最優先し、マスタノードが一定
数のセルからなるフレームを連続発生するリング型ネッ
トワークにて、マスタノードはフロー毎に送信キュー分
けした周回遅延調整バッファ６５１を備え、フレーム内
のセルそれぞれについてどのフローに割り当てられたも
のかを指示し、各フローに割り当てるセルは各フローに
ついてフレーム内に均等に配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、複数のノードを
リンクによってリング状に接続したリング型ネットワー
クのアクセス制御方法、およびそれを用いたリング型ネ
ットワークシステムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】音声をはじめとする転送遅延時間の制約
が厳しい通信は、従来から回線交換サービスによってサ
ポートされてきた。回線交換サービスでは、分割された
通信リンクの帯域を個々のフロー（トラヒックフロー）
に限定的に割り当てている。このため、各フローは、他
のフローのデータ発生状況にかかわらず、割り当てられ
た帯域を確実に利用できるので、転送遅延時間を事前に
保証することができる。一方のパケット交換サービスで
は、通信リンクの帯域を複数のフローがダイナミックに
共用するので、転送遅延時間を保証するには、複雑な機
構が必要となり困難である。

【０００３】リング型ネットワークにおいて回線交換サ
ービスを提供するために適用されるアクセス制御方式と
して、時分割多重アクセス（以下、ＴＤＭＡという）は
よく知られている。このＴＤＭＡ方式のリング型ネット
ワークの例として、「光ＬＡＮ −基礎と応用−」（光
産業技術振興協会監修 １９８８年２月２５日）の第１
７７〜１７９頁に、固定長のフレームをリング上に周回
させるリング型光ＬＡＮが紹介されている。また、標準
的なＴＤＭＡ方式のリング型光ＬＡＮとしては、ＦＤＤ
Ｉ−II（ Fiber Distributed Data Interface ２）が知
られており、その解説書である“ＦＤＤＩ and ＦＤＤ
Ｉ−II：Architecture，Protocols ，and Performance
”（１９９４年 ARTECH HOUSE ，INC ．）の第３１７
〜３２７頁に紹介されている。特にその第３２１頁の図
７．２は、ＴＤＭＡ方式の特徴をよく表している。これ
らのリング型光ＬＡＮは、回線交換とパケット交換を複
合サポートするものであるが、以下では図を参照しなが
ら、回線交換サービスに関する点を中心に説明する。

【０００４】図１５は従来のＴＤＭＡ方式によるリング
型ネットワークを説明するための概念図であり、図にお
いて、２１はマスタノード、２２はスレーブノードであ
り、３はこれらマスタノード２１とスレーブノード２２
の間をリング型に接続しているリンク３である。

【０００５】図１６はそのマスタノード２１が発生して
いる固定長のフレームのフォーマットを示す説明図であ
る。図において、４９はそのフレームであり、５９はこ
のフレーム４９が複数に分割された固定長のスロットで
ある。各スレーブノード２２が発生する各フローに対し
て、特定のスロット５９が１つ、あるいは複数割り当て
られる。なお、このフレーム４９はサイクルと呼ばれる
こともあるが、以下ではフレームという表現に統一す
る。これら各スロット５９はフレーム４９の先頭からの
オフセット位置で識別される。従って、ここには図示し
ていないが、フレーム４９の先頭を示す何等かのマーカ
がそのために必要である。なお、以下の説明において
は、フレーム４９の長さ（フレーム長：１フレームのス
ロット数）をＮ［スロット］とする。

【０００６】また、図１７はマスタノード２１の内部構
成を示すブロック図である。図において、３１はリング
からの入リンク、３２はリングへの出リンク、６１は入
リンク３１からフレーム４９ないしスロット５９を受信
する受信部、６２は出リンク３２へフレーム４９ないし
スロット５９を送信する送信部、６４は固定長のフレー
ム４９を連続して発生するフレーム生成部、６５はリン
グの周回遅延をフレーム長の整数倍に保つための周回遅
延調整バッファである。フレーム４９を連続して周期的
に発生するためには、リングの周回遅延をフレーム長の
整数倍としておく必要があり、周回遅延調整バッファ６
５はこのために必要なものである。なお、この周回遅延
調整バッファ６５はＬＡＢ（ Latency Adjustment Buff
er）と呼ばれることもあるが、以下では周回遅延調整バ
ッファという表現に統一する。

【０００７】また、図１８はスレーブノード２２の内部
構成を示すブロック図である。図において、３１はリン
グからの入リンク、３２はリングへの出リンク、７１は
入リンク３１からフレーム４９ないしスロット５９を受
信する受信部、７２は出リンク３２へフレーム４９ない
しスロット５９を送信する送信部、７３は各フロー毎に
設けられ、それぞれの通信データを蓄える送信キューで
ある。

【０００８】次に、マスタノード２１の動作を図１７を
参照して説明する。マスタノード２１は、フレーム生成
部６４においてフレーム４９を周期的に発生する。ネッ
トワーク初期化時には、周回遅延調整バッファ６５が空
なので、送信部６２は各スロット５９を空のままとして
フレーム４９の送信を行う。また、フレーム４９がリン
グを１周してくると、受信部６１は受信したフレーム４
９の各スロット５９の内容を、周回遅延調整バッファ６
５に順にコピーする。送信部６２はフレーム生成部６４
から、フレーム４９の先頭のスロット、すなわち＃１の
スロット５９のタイミングが与えられると、周回遅延調
整バッファ６５の読みだしを開始して、先頭にあるデー
タ（＃１のスロット５９に対応したデータ）を＃１のス
ロット５９に挿入し、それを出リンク３２へと送信す
る。なお、周回遅延調整バッファ６５における遅延は最
大Ｎスロットであり、周回遅延調整バッファ６５には１
フレーム分のバッファ容量が必要である。

【０００９】次に、スレーブノード２２の動作を図１８
を参照して説明する。ここで、スレーブノード２２は受
信したスロット５９の属性によって、次の３とおりの動
作をする。

【００１０】自ノード発のフローに割り当てられたスロ
ット５９を入リンク３１から受信すると、受信部７１が
スロット５９の内容を空にして送信部７２に渡す。送信
部７２は受け取った空のスロット５９に、当該フローの
送信キュー７３に蓄えられている通信データを挿入して
出リンク３２へ送信する。なお、当該フローの送信キュ
ー７３に通信データが蓄えられていない場合には、その
スロット５９は空のまま出リンク３２へ送信される。

【００１１】自ノード宛のフローに割り当てられたスロ
ット５９を入リンク３１から受信すると、受信部７１が
スロット５９の内容をコピーしてから、そのまま送信部
７２に渡す。送信部７２は受け取ったスロット５９を出
リンク３２へ送信する。なお、受信したスロット５９の
内容が空であれば、受信部７１はその内容のコピーを行
わない。

【００１２】また、それ以外のスロット５９を入リンク
３１から受信すると、受信部７１はそのスロット５９を
そのまま送信部７２に渡し、送信部７２は受け取ったス
ロット５９を出リンク３２へ送信する。

【００１３】なお、どの場合においても、あるスロット
５９が受信されてから、そのスロット５９が送信される
までの時間、すなわちスロット５９のノード中継遅延は
一定である。

【００１４】このＴＤＭＡ方式のリング型ネットワーク
において、データ転送に要する遅延時間は、次のとおり
である。以降の説明では、リンクの転送速度における１
スロット時間を時間の単位とし、１スロットで転送され
るデータ量をデータ量の単位とする。

【００１５】ここで、あるフローにｎ個のタイムスロッ
トを割り当てるということは、次の式［１］で示される
帯域ｗを割り当てることになる。

【００１６】 ｗ ＝ ｎ／Ｎ［スロット／スロット時間］ ・・・ ［１］

【００１７】なお、この帯域ｗだけ割り当てられたフロ
ーについて、任意の時点で発生したＢ［スロット］相当
のデータが、発信ノードから受信ノードに到着するまで
の総遅延時間は、１）データ発生から最終のデータを送
信するスロットが発信ノードを通過するまでの「キュー
イング遅延」と、２）マスタノード２１の周回遅延調整
バッファ６５で加わる「調整遅延」と、３）「調整遅
延」以外に最終のデータが発信ノードから受信ノードま
で伝播されるのに要する「伝播遅延」の合計である。

【００１８】データ発生時点で送信キュー７３に未送信
の通信データがなければ、遅くとも１フレーム時間後ま
でにはｎ［スロット］のデータを送信することができ、
その後も１フレーム時間毎にｎ［スロット］を送信でき
るので、キューイング遅延は次の式［２］で示される値
以下である。

【００１９】 （Ｂ／ｎ）× Ｎ［スロット時間］ ・・・・・・・・・ ［２］

【００２０】なお、調整遅延は前述のとおり最大Ｎ［ス
ロット時間］である。また、伝播遅延はノード数やノー
ド間距離などのシステム構成により固定であるが、どの
２つのノード間の伝播遅延も、リングを１周する伝播遅
延（これをＤfix とする）よりは小さい。従って、トラ
ヒックが１回あたりに発生するデータ量がＢ［スロッ
ト］以下であり、その発生間隔がＢ／ｗ［スロット時
間］よりも長いという特性を満たすならば、ｗ［スロッ
ト／スロット時間］の帯域を割り当てることにより、以
下の式［３］で示す最悪遅延を保証することができる。

【００２１】 （Ｂ／ｎ＋１）×Ｎ＋Ｄfix ［スロット時間］ ・・・ ［３］

【００２２】逆に、要求最悪遅延Ｄreq ［スロット時
間］以内にＢ［スロット］のデータを転送しなければな
らないフローに対しては、１フレームあたり次の式
［４］で与えられる値以上のスロット数ｎを割り当てれ
ばよいことになる。

【００２３】 ｎ：Ｂ／｛（Ｄreq −Ｄfix −Ｎ）／Ｎ｝［スロット］ ・・・ ［４］

【００２４】ここで、上記式［４］中の｛（Ｄreq −Ｄ
fix −Ｎ）／Ｎ｝［スロット時間］は、キューイング遅
延に許される時間が何フレームに相当するものであるか
を示している。このときの割り当て帯域ｗは、次の式
［５］のとおりである。

【００２５】 ｗ：Ｂ／（Ｄreq −Ｄfix −Ｎ）［スロット／スロット時間］ ・・・ ［５］

【００２６】ところで、ＴＤＭＡ方式のリング型ネット
ワークにおけるスロット５９をセルに置き換えたリング
型ネットワークは容易に類推できる。固定長のパケット
であるセルを転送単位とするネットワークがそれであ
り、以下ではそのネットワークをセルネットワークと呼
ぶ。

【００２７】図１９はこのようなリング型セルネットワ
ークで使用されるフレームのフォーマットを示す説明図
である。図において、４はフレーム、５は前記セルであ
り、５１はこのセル５のヘッダ、５２は同じくペイロー
ド、５１２はヘッダ５１の持つフロー識別子である。セ
ル５はスロット５９と同様に固定長であるが、図示のよ
うにヘッダ５１とペイロード５２からなり、ヘッダ５１
にフロー識別子５１２を持っている。セル５はこのフロ
ー識別子５１２によってどのフローに割り当てられたセ
ル５かを識別することができるので、フレームの先頭を
示すマーカに相当するものは不要である。例えば、非同
期転送モード（ＡＴＭ）フォーラム等で規定される標準
的なセルフォーマットにおいては、バーチャルパス識別
子（ＶＰＩ）およびバーチャルチャネル識別子（ＶＣ
Ｉ）のフィールドがこのフロー識別子５１２にあたる。

【００２８】次に、リング型セルネットワークとした場
合のマスタノード２１の動作を図１７を参照して説明す
る。フレーム生成部６４は固定長（Ｎセル）のフレーム
４を周期的に発生している。そのとき、フレーム４内の
各セル５のフロー識別子５１２に、どのフローに割り当
てたかを指定する。ネットワーク初期化時には周回遅延
調整バッファ６５が空なので、送信部６２は各セル５の
ペイロード５２を空のままとしてフレーム４の送信を行
う。また、フレーム４がリングを１周してくると、受信
部６１は受信したフレーム４の各セル５のペイロード５
２を、周回遅延調整バッファ６５に順にコピーする。送
信部６２はフレーム生成部６４からフレーム４の先頭の
タイミングが与えられると、周回遅延調整バッファ６５
の読みだしを開始し、以降、周回遅延調整バッファ６５
より読み出したデータをセル５のペイロード５２に挿入
しながら、セル５を順に出リンク３２へと送信する。

【００２９】次に、リング型セルネットワークとした場
合のスレーブノード２２の動作を図１８を参照して説明
する。この場合も、スレーブノード２２は受信したセル
５の属性によって、次の３とおりの動作をする。

【００３０】フロー識別子５１２が自ノード発のフロー
を示すセル５を入リンク３１から受信すると、受信部７
１はそのペイロード５２を空にして送信部７２に渡す。
送信部７２は当該フローの送信キュー７３に蓄えられて
いる通信データをペイロード５２に挿入して、そのセル
５を出リンク３２へ送信する。なお、当該フローの送信
キュー７３に通信データが蓄積されていない場合には、
ペイロード５２が空のままのセル５が出リンク３２へ送
信される。

【００３１】フロー識別子５１２が自ノード宛のフロー
を示すセル５を入リンク３１から受信すると、受信部７
１はそのペイロード５２の内容をコピーした後、それを
そのまま送信部７２に渡す。送信部７２は受け取ったそ
のセル５を出リンク３２へ送信する。なお、受信したセ
ル５のペイロード５２が空であれば、受信部７１はその
内容のコピーは行わない。

【００３２】また、それ以外のセル５を入リンク３１か
ら受信すると、受信部７１はそのセル５をそのまま送信
部７２に渡し、送信部７２は受け取ったセル５を出リン
ク３２へ送信する。

【００３３】なお、このリング型セルネットワークにつ
いても、遅延時間に関する議論は上記ＴＤＭＡ方式のリ
ング型ネットワークの場合と全く同様である。

【００３４】以上説明した従来のリング型ネットワー
ク、およびその変形であるリング型セルネットワークの
特徴は、以下の４つである。 １）マスタノード２１が必ず存在する。 ２）マスタノード２１がサービスタイミングを厳密に指
定する。ここでサービスタイミングとは、あるフローが
使用することのできるスロット位置ないしセル位置（通
信データを挿入できるタイミング）である。 ３）すべてのフローに共通の周期で、周期的にサービス
タイミングが提供される。フレーム長がその共通の周期
にあたる。このために周回遅延調整バッファが必要であ
る。 ４）サービスタイミングの指定は個別のフロー単位であ
る。

【００３５】

【発明が解決しようとする課題】従来のリング型ネット
ワークは以上のように構成されているので、所定の特性
を満たすトラヒックに対して、最悪遅延を保証する通信
サービスを提供するという目的は達成できるが、マスタ
ノード２１を必要とし、このマスタノード２１に１フレ
ーム分の周回遅延調整バッファ６５が必要であり、さら
に、どのフローについても一律に最大１フレーム分の調
整遅延が加わるなどの課題があった。

【００３６】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、最悪遅延を保証するサービスを提
供しながらも、マスタノードを簡略化、あるいはそれを
不要とすることが可能なリング型ネットワークを得るこ
とを目的とする。

【００３７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明に係
るリング型ネットワークのアクセス制御方法は、マスタ
ノードが、受信したセルのペイロードの内容を、フロー
毎に送信キュー分けした周回遅延調整バッファのそのフ
ローに対応する送信キューにコピーし、フレーム内の各
セルがどのフローに割り当てたものかを判断して、その
セルのペイロードに周回遅延調整バッファの対応する送
信キューに蓄えられた通信データを挿入して送信すると
ともに、各フローに割り当てるセルは、各フローについ
て、フレーム内に均等に配置するようにしたものであ
る。

【００３８】請求項２記載の発明に係るリング型ネット
ワークのアクセス制御方法は、フローを要求される最悪
遅延時間によってクラス分けし、マスタノードが、受信
したセルのペイロードの内容を、クラス毎に送信キュー
分けした周回遅延調整バッファの、そのフローが属する
クラスに対応する送信キューにコピーし、フレーム内の
各セルがどのクラスに割り当てたものかを判断して、そ
のセルのペイロードに周回遅延調整バッファの対応する
送信キューに蓄えられている通信データを挿入して送信
するとともに、各クラスに割り当てるセルは、各クラス
について、フレーム内に均等に配置するようにしたもの
である。

【００３９】請求項３記載の発明に係るリング型ネット
ワークのアクセス制御方法は、リセット指示をマスタノ
ードより一定の周期で発生し、スレーブノードでは、通
信データを蓄えているそれぞれの送信キューについて、
送信セル数が所定の送信許可セル数に達した以降はその
送信キューからの送信を停止させ、前記リセット指示を
受け取ると各送信許可セル数をリセットするようにした
ものである。

【００４０】請求項４記載の発明に係るリング型ネット
ワークのアクセス制御方法は、そのリセット指示ととも
に、各フローの送信許可セル数をマスタノードが発生す
るようにしたものである。

【００４１】請求項５記載の発明に係るリング型ネット
ワークのアクセス制御方法は、スレーブノード内に各フ
ローの送信許可セル数を保持させておくようにしたもの
である。

【００４２】請求項６記載の発明に係るリング型ネット
ワークのアクセス制御方法は、全てが対等なノードでリ
ング型ネットワークを形成し、各ノードが、当該リング
型ネットワーク全体に共通なフレーム周期を、送信キュ
ー個別の送信許可セル数で除したそれぞれ一定の周期
で、各送信キューの蓄えている通信データの送信を行う
ようにしたものである。

【００４３】請求項７記載の発明に係るリング型ネット
ワークシステムは、マスタノードと１つ以上のスレーブ
ノードをリンクでリング状に接続し、マスタノードで
は、各フローがフレーム内で均等になるようにセルを割
り当てた、一定数のセルからなるフレームをフレーム生
成部より連続して発生し、受信部で受信したセルを、各
フロー毎に送信キューを有する周回遅延調整バッファ
の、当該セルのフローに対応した送信キューにコピー
し、送信部にてフレーム生成部が発生したフレームのセ
ルがどのフローに割り当てられたものかを判断して、周
回遅延調整バッファの対応する送信キューの通信データ
をそのペイロードに挿入して送信し、スレーブノードで
は、受信部にて自ノード発のフローのセルを受信すると
そのペイロードを空にして、自ノード宛のフローのセル
を受信すればそのペイロードの内容をコピーして、その
他のセルはそのまま、それぞれ送信部に渡し、このペイ
ロードが空にされた自ノード発のフローのセルを受ける
と、送信部が各フローごとに設けられた送信キューの対
応するものから通信データを読み出し、それをそのペイ
ロードに挿入して送信するようにしたものである。

【００４４】請求項８記載の発明に係るリング型ネット
ワークシステムは、マスタノードと１つ以上のスレーブ
ノードをリンクでリング状に接続し、マスタノードで
は、各フローを要求される最悪遅延時間によってクラス
分けした各々のクラスが、フレーム内で均等になるよう
にセルの割り当てを行った、一定数のセルからなるフレ
ームをフレーム生成部より連続して発生し、受信部で受
信したセルを、各クラス毎に送信キューを有する周回遅
延調整バッファの、当該セルのクラスに対応した送信キ
ューにコピーし、送信部にてフレーム生成部の発生した
フレームのセルがどのクラスに割り当てられたものかを
判断して、周回遅延調整バッファの対応する送信キュー
の通信データをそのペイロードに挿入して送信し、スレ
ーブノードでは、受信部にて自ノード発のフローのセル
を受信するとそのペイロードを空にして、自ノード宛の
フローのセルを受信すればそのペイロードの内容をコピ
ーして、その他のセルはそのまま、それぞれ送信部に渡
し、このペイロードが空であるセルを受けると、送信部
がそのセルが割り当てられたクラスに属するフローに対
応する送信キューより通信データを読み出し、そのペイ
ロードに挿入して送信するようにしたものである。

【００４５】請求項９記載の発明に係るリング型ネット
ワークシステムは、マスタノードと１つ以上のスレーブ
ノードをリンクでリング状に接続し、マスタノードで
は、リセット指示と各フローの送信許可セル数を含むリ
セットセルが所定の位置に配置された、一定数のセルか
らなるフレームをフレーム生成部より連続して発生し、
受信部で受信した前記リセットセル以外のセルを１セル
分の容量を持つバッファに順次コピーし、そのバッファ
の内容を送信部にて、フレーム生成部より与えられる境
界タイミングに従って送信し、スレーブノードでは、受
信部にて自ノード発のフローのセルを受信するとそのペ
イロードを空にして、自ノード宛のフローのセルを受信
すればそのペイロードの内容をコピーして、その他のセ
ルはそのまま、それぞれ送信部に渡し、送信部はこのペ
イロードが空であるセルを受けると、対応する送信セル
カウンタが前記送信許可セル数を計数するまでの間にお
いてのみ、その送信キューから通信データの読み出しを
行い、それを当該セルのペイロードに挿入して送信し、
受信部にてリセットセルが受信されると、リセットセル
モニタにて送信セルカウンタのリセットを、当該リセッ
トセルの送信許可セル数に基づいて行うようにしたもの
である。

【００４６】請求項１０記載の発明に係るリング型ネッ
トワークシステムは、マスタノードと１つ以上のスレー
ブノードをリンクでリング状に接続し、マスタノードで
は、セルの境界のタイミングおよびフレーム周期でのリ
セットのタイミングをリセット生成部より発生させ、受
信部は受信した各セルのリセット指示子をオフにして送
信部に渡し、リセット生成部よりリセットタイミングが
発生されると、送信部は受信部より受けたセルのリセッ
ト指示子をオンにして送信し、スレーブノードでは、送
信許可セル数レジスタに対応する送信キューの送信許可
セル数を保持しておき、受信部にて自ノード発のフロー
のセルを受信するとそのペイロードを空にして、自ノー
ド宛のフローのセルを受信すればそのペイロードの内容
をコピーして、その他のセルはそのまま、それぞれ送信
部に渡し、送信部はこのペイロードが空であるセルを受
けると、対応する送信セルカウンタが前記送信許可セル
数を計数するまでの間においてのみ、その送信キューか
ら通信データの読み出しを行い、それを当該セルのペイ
ロードに挿入して送信し、受信部にてリセット指示子が
オンであるセルが受信されると、リセットセルモニタに
て送信セルカウンタのリセットを、送信許可セル数レジ
スタの記憶する送信許可セル数に基づいて行うようにし
たものである。

【００４７】請求項１１記載の発明に係るリング型ネッ
トワークシステムは、複数のノードをリンクでリング状
に接続し、各ノードでは、受信部にて自ノード発のフロ
ーのセルを受信するとそのペイロードを空にして、自ノ
ード宛のフローのセルを受信すればそのペイロードの内
容をコピーして、その他のセルはそのまま、それぞれ送
信部に渡し、送信部は受信部から受けたセルのペイロー
ドが空であれば、当該リング型ネットワーク全体に共通
に定められたフレーム周期を、送信キュー個別の送信許
可セル数で除した周期で、シェーパが対応する送信キュ
ーより読み出し、グローバル送信キューが束ねた通信デ
ータを、そのセルのペイロードに挿入して送信するよう
にしたものである。

【００４８】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１によるリ
ング型ネットワークシステムにおけるマスタノードの構
成を示すブロック図である。図において、３１は入リン
ク（リンク）、３２は出リンク（リンク）であり、６１
１は入リンク３１からセル５を受信する受信部、６２１
は出リンク３２へセル５を送信する送信部、６４１は固
定長のフレームを連続して発生するフレーム生成部、６
５１は各フロー毎に１セル分の容量を持った送信キュー
を備えている周回遅延調整バッファである。２１１はこ
れら受信部６１１、送信部６２１、フレーム生成部６４
１、および周回遅延調整バッファ６５１を備えたマスタ
ノードである。

【００４９】図２はこの実施の形態１における各フロー
へのセル割り当ての一例を示した説明図である。図にお
いて、４１はフレーム生成部６４１によって生成される
フレーム、５はセルである。図示した例によれば、フレ
ーム４１のフレーム長は８セルの固定長であり、第１の
フロー（フロー（１））には１フレームあたり４つのセ
ル５を、第２のフロー（フロー（２））には２つのセル
５を、第３のフロー（フロー（３））と第４のフロー
（フロー（４））には１つのセル５をそれぞれ割り当て
ている。ここで、各フローに割り当てるセル５は各フロ
ーについてフレーム４１内に均等になるように配置す
る。この場合には、フロー（１）には２セル周期で＃
１、＃３、＃５、＃７の各セル５が、フロー（２）には
４セル周期で＃２と＃６の各セル５が、フロー（３）と
フロー（４）には８セル周期で＃４のセル５あるいは＃
８のセル５がそれぞれ割り当てられている。以下では、
これらの周期を各フローへのセル割り当て周期と呼ぶ。
なお、各ノードでは、どのフローを発生させ、どのフロ
ーを受け取るかについてあらかじめ設定されており、そ
の設定の仕方は手動設定であっても自動設定であっても
よい。

【００５０】次にこの実施の形態１におけるマスタノー
ド２１１の動作について説明する。フレーム生成部６４
１は、図２に示したフレーム４１を周期的に発生する。
そのとき、フレーム４１内の各セル５のフロー識別子５
１２に、どのフローに割り当てたかを指定する。ネット
ワーク初期化時には、周回遅延調整バッファ６５１の各
送信キューは全てが空なので、送信部６２１は各セル５
のペイロード５２を空のまま、フレーム４１を出リンク
３２に送信する。受信部６１１はリングを１周してきた
フレーム４１を受け取ると、各セル５のフロー識別子５
１２を参照して、そのセル５がどのフローに割り当てら
れたものかを判断し、受信したセル５のペイロード５２
の内容を周回遅延調整バッファ６５１の対応するフロー
の送信キューにコピーする。送信部６２１はフレーム生
成部６４１からセル５の送信タイミングが与えられる
と、フロー識別子５１２に基づいてそれがどのフローに
割り当てられたものかを判断し、周回遅延調整バッファ
６５１の対応するフローの送信キューよりデータを読み
出し、それをそのペイロード５２に挿入して出リンク３
２へと送信する。

【００５１】ここで、フロー（１）についてみると、そ
のセル割り当て周期は２セル時間であるので、２セル時
間に１回は送信タイミングが与えられ、周回遅延調整バ
ッファ６５１のフロー（１）に対応する送信キューが空
の状態のときに、当該送信キューにコピーされたデータ
は遅くとも２セル時間後までには送信される。また、受
信部６１１では入リンク３１より、フロー（１）のデー
タが２セル時間おきに受信されるので、フロー（１）の
送信キューにはそれが空になってから次のデータがコピ
ーされることになる。従って、フロー（１）の周回遅延
調整バッファ６５１における遅延は、最大２セル時間、
すなわちセル割り当て周期以下となる。他のフロー
（２）〜フロー（４）についても同様で、周回遅延調整
バッファ６５１における最大遅延は、それぞれのセル割
り当て周期と等しくなる。

【００５２】なお、この実施の形態１で用いられるスレ
ーブノードは、その構成は図１８に示した従来のリング
型ネットワークのスレーブノード２２と同様であり、そ
の動作は従来のリング型セルネットワークの場合と同じ
である。

【００５３】すなわち、受信部７１はフロー識別子５１
２が自ノード発のフローを示すセル５を入リンク３１か
ら受信すると、そのセル５のペイロード５２を空にして
送信部７２に渡す。送信部７２は当該フローの送信キュ
ー７３に蓄えられている通信データをペイロード５２に
挿入して、そのセル５を出リンク３２へ送信する。な
お、当該フローの送信キュー７３に通信データが蓄積さ
れていない場合には、ペイロード５２が空のままのセル
５が出リンク３２へ送信される。

【００５４】また、フロー識別子５１２が自ノード宛の
フローを示すセル５を入リンク３１から受信すると、受
信部７１はそのペイロード５２の内容をコピーした後、
それをそのまま送信部７２に渡す。送信部７２は受け取
ったそのセル５を出リンク３２へ送信する。なお、受信
したセル５のペイロード５２が空であれば、受信部７１
はその内容のコピーは行わない。

【００５５】さらに、それ以外のセル５を入リンク３１
から受信した場合には、受信部７１はそのセル５をその
まま送信部７２に渡し、送信部７２は受け取ったセル５
を出リンク３２へ送信する。

【００５６】ここで、この実施の形態１によるリング型
セルネットワークにおいて、データ転送に要する遅延時
間は次のとおりである。すなわち、各フローへの割り当
て帯域ｗは、セル割り当て周期をＬとすると、次の式
［６］で求めることができ、従って、キューイング遅延
は次の式［７］となる。

【００５７】 ｗ ＝ １／Ｌ ＝ ｎ／Ｎ ［セル／セル時間］ ・・・ ［６］ Ｂ／ｗ ＝ Ｂ×Ｌ ［セル時間］ ・・・ ［７］

【００５８】なお、調整遅延はＬ［セル時間］であり、
従来のリング型ネットワークの場合の１フレーム時間以
下であるので、最悪遅延は次の式［８］で示される値と
なる。

【００５９】 （Ｂ＋１）×Ｌ＋Ｄfix ［セル時間］ ・・・ ［８］

【００６０】また、要求最悪遅延Ｄreq ［セル時間］以
内に、Ｂ［セル］のデータを転送しなければならないフ
ローに対するセル割り当て周期Ｌは、次の式［９］に示
すとおりである。

【００６１】 Ｌ：（Ｄreq −Ｄfix ）／（Ｂ＋１）［セル時間］ ・・・ ［９］

【００６２】この時の割り当て帯域ｗは次の式［１０］
のようになる。

【００６３】 ｗ：（Ｂ＋１）／（Ｄreq −Ｄfix ）［セル／セル時間］ ・・・ ［１０］

【００６４】式［１０］で示される割り当て帯域ｗ：
（Ｂ＋１）／（Ｄreq3−Ｄfix ）が、式［５］に示され
た従来の割り当て帯域ｗ：Ｂ／（Ｄreq −Ｄfix −Ｎ）
以下である条件は、次の式［１１］で与えられる。

【００６５】 式［５］−式［１０］＝ {Ｂ／ (Ｄreq −Ｄfix −Ｎ)}−{(Ｂ＋１) ／ (Ｄreq −Ｄfix)} ≧０ （Ｂ＋１）／（Ｄreq −Ｄfix ） ≧ １／Ｎ ・・・ ［１１］

【００６６】この式［１１］は、式［１０］で示される
割り当て帯域が１フレームに１セル以上であることを示
し、その場合、この実施の形態１の方が割り当て帯域ｗ
が少なくて済むことを示している。ここで、従来のリン
グ型セルネットワークにおいても、１フレームに１セル
未満のセルを割り当てることは不可能であるので、結局
どんな場合でも、この実施の形態１の場合の方が割り当
て帯域ｗが少ないことになる。

【００６７】ここで、従来のリング型セルネットワーク
においても、１フレームに１セル未満のセルを割り当て
ることは不可能であるので、結局どんな場合でも、この
実施の形態１の方が割り当て帯域ｗが少ないことにな
る。

【００６８】実施の形態２．この実施の形態２は上記実
施の形態１と基本的には同じであるが、フロー毎に制御
するのではなく、クラス毎に制御する点で異なってい
る。ここで、クラスとは同等の最悪遅延を要求する複数
のフローのグループである。

【００６９】この実施の形態２におけるマスタノード２
１１の構成は、実施の形態１について示した図１のもの
と同様である。ただし、この実施の形態２のマスタノー
ド２１１における周回遅延調整バッファ６５１は、各フ
ロー毎ではなく、各クラス毎に１セル分の容量を持つ送
信キューを備えている点で、上記実施の形態１のそれと
は異なっている。

【００７０】また、この実施の形態２におけるスレーブ
ノードの構成は、実施の形態１の場合と同様に、図１８
に示した従来のリング型セルネットワークにおけるスレ
ーブノード２２と同一の構成である。

【００７１】図３はこの実施の形態２において使用され
るセルのフォーマットを示す説明図である。図におい
て、５ａはセル、５１はそのセル５ａのヘッダ、５２は
同じくペイロードであり、５１１はヘッダ５１内に設け
られた、前記クラスを識別するためのクラス識別子、５
１２は同じくヘッダ５１内に設けられた、フローを識別
するためのフロー識別子である。このヘッダ５１はフロ
ー識別子５１２に加えてクラス識別子５１１を有してい
る点で、図１９に示した従来、および実施の形態１のリ
ング型セルネットワークで用いられているセル５のヘッ
ダ５１とは異なっている。

【００７２】図４はこの実施の形態２における各クラス
へのセル割り当ての一例を示した説明図である。図にお
いて、４２はフレーム生成部６４１の生成するフレー
ム、５ａはセルである。図示の例では、フレーム長が８
セルの固定長であり、第１のクラス（クラス（１））に
は１フレームあたり４セルが、第２のクラス（クラス
（２））には２セルが、第２のクラス（クラス（３））
および第４のクラス（クラス（４））には１セルがそれ
ぞれ割り当てられている。ここで、各クラスに割り当て
られるセル５ａは、各クラスについてフレーム４２内に
均等に配置されるものであり、この場合、クラス（１）
には２セルの周期で、クラス（２）には４セルの周期
で、クラス（３）とクラス（４）には８セルの周期でセ
ル５ａが割り当てられている。なお、これらは各クラス
へのセル割り当て周期ということになる。

【００７３】この実施の形態２におけるマスタノード２
１１の動作は、実施の形態１の場合と基本的に同じであ
るが、フロー識別子５１２の代わりにクラス識別子５１
１を設定・参照し、フロー識別子５１２には触れない。
つまり、フレーム生成部６４１は発生するフレーム４１
の各セル５ａについて、クラス識別子５１１のみの設定
を行う。受信部６１１での周回遅延調整バッファ６５１
へのコピー、送信部６２１での周回遅延調整バッファ６
５１からの読み出しともに、そのクラス識別子５１１を
参照してクラスの単位で行う。このように動作すること
により、各クラスのセル５ａの周回遅延調整バッファ６
５１における最大遅延は、それぞれのセル割り当て周期
と等しくなる。

【００７４】次に、この実施の形態２におけるスレーブ
ノード２２は、受信したセル５ａの属性によって次の動
作をする。すなわち、スレーブノード２２の受信部７１
は、自ノード発のフローのフロー識別子５１２を持った
セル５ａを入リンク３１から受信した場合、受信部７１
がセル５ａのフロー識別子５１２を解放することでセル
内容を空にしてから送信部７２に渡す。また、自ノード
宛のフローのフロー識別子５１２を持ったセル５ａを入
リンク３１から受信した場合には、受信部７１がセル５
ａの内容をコピーしてから、そのまま送信部７２に渡
す。なお、それ以外のセル５ａを入リンク３１から受信
した場合には、受信部７１は受信したセル５ａを何もせ
ずにそのまま送信部７２に渡す。

【００７５】一方、スレーブノード２２の送信部７２
は、受け取ったセル５ａのフロー識別子５１２を参照し
て、そのセル５ａが空かどうかを判断する。セル５ａが
空であれば、クラス識別子５１１に示されるクラスに属
するフローの送信キュー７３から通信データを取り込ん
でそのペイロード５２に挿入し、さらにフロー識別子５
１２に当該フローを示す値を設定した後、そのセル５ａ
を出リンク３２へ送信する。該当するどの送信キュー７
３にも通信データがない場合には、そのセル５ａは空の
まま出リンク３２へ送信される。また、セル５ａが空で
なければそれをそのまま出リンク３２へ送信する。

【００７６】次に、この実施の形態２によるリング型セ
ルネットワークにおける、データ転送に要する遅延時間
について考察する。ここでは、例えば、リング型セルネ
ットワークを形成している＃１と＃２のスレーブノード
２２が、＃１のフローと＃２のフローをそれぞれ発生す
るものとし、＃１のフローは毎回Ｂ1 ［セル］のデータ
を、＃２のフローは毎回Ｂ2 ［セル］のデータをそれぞ
れ発生し、要求遅延はどちらも同じであるとする。

【００７７】以降しばらくの間、説明の簡略化のため、
キューイング遅延だけに注目する。ここで、＃１のフロ
ーおよび＃２のフローに許されるキューイング遅延がど
ちらもＤq ［セル時間］であるとする。フロー毎に帯域
割り当てするのであれば、＃１のフローにｗ1 ＝Ｂ1 ／
Ｄq の帯域を、＃２のフローにｗ2 ＝Ｂ2 ／Ｄq の帯域
を割り当てることになる。

【００７８】ここで、＃１のフローおよび＃２のフロー
を同一のクラスとし、このクラスにｗ1 ＋ｗ2 の帯域を
まとめて割り当てた場合について考える。今、両方のデ
ータが同時に発生し、＃１のスレーブノード２２が先に
全データを送信し、その完了を待って次に＃２のスレー
ブノード２２が送信を開始するような最悪ケースを考え
る。そのとき、待たされる方の＃２のフローのキューイ
ング遅延は、＃１のスレーブノード２２が＃１のフロー
のデータを送信している時間、すなわちＢ1 ／（ｗ1 ＋
ｗ2 ）と、＃２のスレーブノード２２が＃２のフローの
データ送信している時間、すなわちＢ2 ／（ｗ1 ＋ｗ2
）の合計である。従って、最悪のキューイング遅延は
次の式［１２］となり、フロー毎に帯域割り当てをした
場合と変わらない。

【００７９】 ｛Ｂ1 ／（ｗ1 ＋ｗ2 ）｝＋｛Ｂ2 ／（ｗ1 ＋ｗ2 ）｝＝Ｄq ・・・ ［１２］

【００８０】この議論を一般化すれば、許されるキュー
イング遅延がＤq ［セル時間］であるクラスにｍ個のフ
ロー＃ｉ（ｉ＝１，２，・・・，ｍ）があり、それぞれ
の発生データ量がＢi ［セル］であったとき、このクラ
スに割り当てるべき帯域ｗは次の式［１３］である。

【００８１】 ｗ：Σ^m Ｂi ／Ｄq ・・・ ［１３］

【００８２】次に、調整遅延、伝播遅延を含めた議論に
戻って考える。上記のｍ個のフローが属するクラスの最
悪遅延は、セル割り当て周期をＬ［セル時間］とする
と、次の式［１４］で与えられる。

【００８３】 Σ^m Ｂi ／ｗ＋Ｌ＋Ｄfix ＝（Σ^m Ｂi ＋１）×Ｌ＋Ｄfix ［セル時間］ ・・・ ［１４］

【００８４】従って、要求最悪遅延Ｄreq ［セル時間］
以内にＢi ［セル］（ｉ＝１，２，・・・，ｍ）のデー
タを転送しなければならない、ｍ個のフローが属するク
ラスに対するセル割り当て周期Ｌは、次の式［１５］の
とおりである。

【００８５】 Ｌ：（Ｄreq −Ｄfix ）／（Σ^m Ｂi ＋１）［セル時間］ ・・・ ［１５］

【００８６】このときの割り当て帯域ｗは、次の式［１
６］のようになる。

【００８７】 ｗ：（Σ^m Ｂi ＋１）／（Ｄreq −Ｄfix ）［セル／セル時間］ ・・・ ［１６］

【００８８】ここで、フロー毎に制御する実施の形態１
のリング型ネットワークシステムにおいて、これらｍ個
のフローに割り当てる帯域の合計は次の式［１７］で与
えられるから、この実施の形態２では更に帯域の有効利
用が進むことがわかる。

【００８９】 Σ^m ｗi ＝Σ^m ｛（Ｂi ＋１）／（Ｄreq −Ｄfix ）｝ ＝（Σ^m Ｂi ＋ｍ）／（Ｄreq −Ｄfix ） ・・・ ［１７］

【００９０】また、マスタノード２１１の周回遅延調整
バッファ６５１の送信キューは、各クラス毎に１セル分
の容量なので、クラス数を制限すればその総容量を削減
することができる。また、送信キューの数が制限される
のでマスタノードの構成も簡単になる。

【００９１】実施の形態３．図５はこの発明の実施の形
態３によるリング型ネットワークシステムにおけるマス
タノードの構成を示すブロック図である。図において、
３１は入リンク、３２は出リンクであり、６１３は入リ
ンク３１からセル５および後述するリセットセル５３を
受信する受信部、６２３は出リンク３２へセル５および
リセットセル５３を送信する送信部、６４３は固定長の
フレーム４３を連続して発生するフレーム生成部、６５
３は１セル分の容量を持つバッファである。２１３はこ
れら受信部６１３、送信部６２３、フレーム生成部６４
３、およびバッファ６５３を備えたマスタノードであ
り、実施の形態１および２における周回遅延調整バッフ
ァ６５１は備えていない。

【００９２】また、図６はこの実施の形態３で用いられ
るフレーム４３のフレーム構成を示す説明図である。図
において、４３はフレーム生成部６４１の生成する、フ
レーム長がＮセルの固定長のフレームであり、５はその
セル、５１はこのセル５のヘッダ、５２は同じくペイロ
ード、５１２はヘッダ５１中のフロー識別子である。ま
た、５３はリセットセルという特別なセルで、フレーム
４３の所定の位置（この場合には先頭）に付加されてい
る。５３１はこのリセットセル５３のヘッダであり、５
３２はこのリセットセル５３のペイロードである。この
リセットセル５３のヘッダ５３１には当該セルがリセッ
トセル５３であることを示す値が設定され、これによっ
て当該リセットセル５３は他の通常のセル５と識別され
る。また、リセットセル５３のペイロード５３２には、
各フローに割り当てる送信許可セル数のリストが示され
る。送信許可セル数とは、このリセットセル５３から次
のリセットセル５３までの１フレームの間に、各フロー
が送信に使用できるセルの個数である。

【００９３】また、図７はこの実施の形態３におけるス
レーブノードの構成を示すブロック図である。図におい
て、３１は入リンク、３２は出リンクであり、７１３は
入リンク３１からセル５およびリセットセル５３を受信
する受信部、７２３は出リンク３２へセル５およびリセ
ットセル５３を送信する送信部、７３３は各フロー毎に
設けられてそれぞれの通信データを蓄える送信キュー、
７４３は各送信キュー７３３に付随し、送信キュー７３
３から送信されたセル数を数える送信セルカウンタ、７
５３はリセットセル５３を検出して送信セルカウンタ７
４３を制御するリセットセルモニタである。２２３はこ
れら受信部７１３、送信部７２３、送信キュー７３３、
送信セルカウンタ７４３、およびリセットセルモニタ７
５３を備えたスレーブノードである。

【００９４】次に動作について説明する。ここではま
ず、マスタノード２１３の動作について述べる。マスタ
ノード２１３はそのフレーム生成部６４３において図６
に示したＮセル固定長のフレーム４３を周期的に発生す
る。そのとき、リセットセル５３のヘッダ５３１および
ペイロード５３２についてはフレーム生成部６４３がそ
の内容を設定するが、他の通常のセル５についてはヘッ
ダ５１もペイロード５２も空のまま、セル５の境界のタ
イミングだけを発生する。ネットワーク初期化時にはバ
ッファ６５３が空なので、送信部６２３は各セル５のヘ
ッダ５１もペイロード５２も空のまま、そのフレーム４
３を出リンク３２に送信する。

【００９５】このようにして出リンク３２に送信された
フレーム４３は、リセットセル５３を先頭にリングを１
周して入リンク３１に戻ってくる。受信部６１３は受信
したフレーム４３のリセットセル５３を廃棄し、それに
続く通常のセル５については、そのヘッダ５１およびペ
イロード５２の内容をバッファ６５３に順にコピーす
る。バッファ６５３にセル５の内容が格納されるように
なると、送信部６２３はバッファ６５３から、当該セル
５のヘッダ５１とペイロード５２の内容をともに読み出
し、それをそのまま、フレーム生成部６４３から与えら
れる境界タイミングに従って該当セル５のヘッダ５１と
ペイロード５２に挿入して、出リンク３２に送信する。

【００９６】ここで、フレーム生成部６４３がリセット
セル５３を発生すると、送信部６２３は出リンク３２に
リセットセル５３を送信し、代わりにバッファ６５３の
セル５を待たせる。そのときバッファ６５３のキュー長
が１セル分伸びるが、次に受信部６１３にてリセットセ
ル５３が受信された時にそれが廃棄されて、１セル分縮
むので支障はない。

【００９７】従来のリング型ネットワークシステムで
は、セル５を使用できるフローを、各セル５のヘッダ５
１において厳密に指定していたが、この実施の形態３で
は、リセットセル５３において送信許可セル数だけを指
示する点が異なる。

【００９８】次にスレーブノード２２３の動作について
説明する。ここで、このスレーブノード２２３の受信部
７１３の動作は次のとおりである。受信部７１３はリセ
ットセル５３を入リンク３１から受信すると、リセット
セル５３をそのまま送信部７２３に渡すとともに、リセ
ットセルモニタ７５３にも渡す。リセットセルモニタ７
５３は、受信部７１３からリセットセル５３を渡される
と、そのペイロード５３２に記述されている送信許可セ
ル数のリストに従って、自ノード発のフローの送信許可
セル数を検索し、対応する各送信セルカウンタ７４３の
内容をそれぞれの送信許可セル数にリセットする。

【００９９】受信部７１３が入リンク３１から受信した
セル５が、自ノード発のフローのフロー識別子５１２を
持つセル５であった場合には、受信部７１３はそのセル
５のフロー識別子５１２を解放することでそのペイロー
ド５２を空にした後、それを送信部７２３に渡す。ま
た、入リンク３１から受信したセル５が自ノード宛のフ
ローのフロー識別子５１２を持つセル５であった場合、
受信部７１３はそのセル５のペイロード５２の内容をコ
ピーしてから、それをそのまま送信部７２３に渡す。な
お、受信部７１３はその他のセル５を入リンク３１から
受信すると、そのセル５をそのまま送信部７２３に渡
す。

【０１００】また、このスレーブノード２２３の送信部
７２３の動作は次のとおりである。送信部７２３は受信
部７１３よりリセットセル５３を渡された場合には、そ
れをそのまま出リンク３２へ送信する。また、通常のセ
ル５を渡された場合には、送信部７２３はフロー識別子
５１２を参照して、当該セル５のペイロード５２が空か
どうかを判断する。

【０１０１】ペイロード５２が空である場合、送信キュ
ー７３３のいずれかより通信データを読み出してそのペ
イロード５２に挿入し、またフロー識別子５１２には当
該フローを示す値を設定して出リンク３２へ送信する。
この時、その送信キュー７３３に付随する送信セルカウ
ンタ７４３をデクリメントする。この送信セルカウンタ
７４３がゼロになると、それ以降、当該送信セルカウン
タ７４３に対応する送信キュー７３３に格納された通信
データの送信はしない。対応する送信セルカウンタ７４
３がゼロより大きい送信キュー７３３のいずれにも通信
データがない場合、送信部７２３はペイロード５２を空
のまま、セル５を出リンク３２へ送信する。

【０１０２】なお、受信部７１３より受け取ったセル５
のペイロード５２が空でない場合には、送信部７２３は
そのセル５をそのまま出リンク３２へ送信する。

【０１０３】次に、この実施の形態３によるリング型セ
ルネットワークにおける、データ転送に要する遅延時間
について考察する。ここで、この実施の形態３において
は、１フレームあたり送信できるセル数が各フローに対
して約束されるが、フレーム内のどの位置のセルが実際
に使用可能であるかは不定である。そのため、キューイ
ング遅延に最悪１フレーム分の余計な遅延が加わること
になる。

【０１０４】ここで、図８はこの現象を説明するための
タイミング図であり、図６のリセットセル５３のペイロ
ード５３２中に示したフロー（２）について、例えば６
セル分の通信データが発生した場合について例示したも
のである。なお、この例では、最初のフレームの先頭に
あった送信機会を逃した直後にデータが発生し、最後の
フレームではフレームの末尾で送信機会が与えられたも
のを想定している。

【０１０５】このように、この実施の形態３におけるキ
ューイング遅延は、送信許可セル数をｎ［セル］とする
と、次の式［１８］以下である。

【０１０６】 Ｂ／（ｎ／Ｎ）＋Ｎ＝（Ｂ／ｎ＋１）×Ｎ［セル時間］ ・・・ ［１８］

【０１０７】この実施の形態３は周回遅延調整バッファ
を有していないので、調整遅延はゼロである。従って、
次の式［１９］に示す最悪遅延を保証することができ
る。

【０１０８】 （Ｂ／ｎ＋１）×Ｎ＋Ｄfix ［セル時間］ ・・・ ［１９］

【０１０９】つまり、この実施の形態３によれば、マス
タノード２１３の周回遅延調整バッファを省きつつ、従
来のリング型ネットワークシステムと同等の性能を得る
ことができる。

【０１１０】実施の形態４．ここで、上記実施の形態３
では、各フローの送信許可セル数をマスタノード２１３
がリセット指示とともに発生するものを示したが、この
実施の形態４は送信許可セル数をスレーブノード２２３
が保持し、マスタノード２１３はリセットのタイミング
だけを供給するようにしたものである。

【０１１１】図９はこの発明の実施の形態４によるリン
グ型ネットワークシステムで用いられるセルのデータ構
成を示す説明図である。図において、５はセルであり、
５１はそのヘッダ、５２はペイロードである。また、５
１２はそのヘッダ５１中のフロー識別子であり、５１３
はヘッダ５１中のリセット指示子である。なお、この実
施の形態４で用いられるフレーム中には、実施の形態３
で用いていたリセットセル５３は使用しない。

【０１１２】図１０はこの実施の形態４におけるマスタ
ノードの構成を示すブロック図である。図において、３
１は入リンク、３２は出リンクであり、６１４は入リン
ク３１からセル５を受信する受信部、６２４は出リンク
３２へセル５を送信する送信部、６４４はセル５の境界
のタイミングとフレーム周期でリセットのタイミングを
発生するリセット生成部である。２１４はこれら受信部
６１４、送信部６２４およびリセット生成部６４４を備
えたマスタノードであり、実施の形態１および２におけ
る周回遅延調整バッファ６５１、あるいは実施の形態３
におけるバッファ６５３は備えていない。

【０１１３】図１１はこの実施の形態４におけるスレー
ブノードの構成を示すブロック図である。図において、
３１は入リンク、３２は出リンク、７１３は受信部、７
２３は送信部、７３３は送信キュー、７４３は送信セル
カウンタであり、７５４はヘッダ５１中のリセット指示
子５１３がオンであるセル５を検出し、送信セルカウン
タ７４３を制御するリセットモニタ、７６４は各送信セ
ルカウンタ７４３に付随し、対応するフローへの送信許
可セル数を記憶している送信許可セル数レジスタであ
る。２２４はこれら受信部７１３、送信部７２３、送信
キュー７３３、送信セルカウンタ７４３、リセットモニ
タ７５４、および送信許可セル数レジスタ７６４を備え
たスレーブノードであり、リセットモニタ７５４でリセ
ットセルモニタ７５３を代替し、各送信セルカウンタ７
４３のそれぞれに送信許可セル数レジスタ７６４を付随
させている点で、実施の形態３のスレーブノード２２３
とは異なっている。

【０１１４】次に動作について説明する。ここではま
ず、マスタノード２１４の動作について述べる。マスタ
ノード２１４のリセット生成部６４４は、セル５の境界
のタイミングを発生し、更にフレーム周期でリセットの
タイミングを発生する。ネットワーク初期化時には、受
信部６１４からのセル５はないので、送信部６２４はヘ
ッダ５１もペイロード５２も空のまま、各セル５を出リ
ンク３２へ送信する。なお、リセット生成部６４４から
リセットタイミングが与えられると、送信部６２４はそ
のときだけ、送信するセル５のヘッダ５１中のリセット
指示子５１３をオンにする。

【０１１５】一方、受信部６１４は受信する全てのセル
５について、そのヘッダ５１のリセット指示子５１３を
オフにするが、それ以外はヘッダ５１およびペイロード
５２ともそのまま、送信部６２４に受信した順に渡す。
送信部６２４は受信部６１４からセル５が渡されるよう
になると、当該セル５のヘッダ５１およびペイロード５
２ともそのままにして、リセット生成部６４４から与え
られる境界タイミングに従って、出リンク３２へ送信す
る。ただし、リセット生成部６４４からリセットタイミ
ングが与えられると、送信部６２４はそのときだけ、送
信するセル５のリセット指示子５１３をオンにする。

【０１１６】これを一言でいうと、マスタノード２１４
はフレーム周期毎にセル５のリセット指示子５１３をオ
ンにするだけである。

【０１１７】次にスレーブノード２２４の動作について
述べる。このスレーブノード２２４の動作も、図７に示
した実施の形態３のスレーブノード２２３の場合と基本
的には同じであるので、違う点を中心に説明する。

【０１１８】リセットモニタ７５４は受信部７１３が受
信したセル５のリセット指示子５１３がオンであるか否
かを監視している。リセット指示子５１３がオンのセル
５を検出すると、リセットモニタ７５４は各送信セルカ
ウンタ７４３にリセット信号を送る。各送信セルカウン
タ７４３はこのリセット信号を受けると、付随する送信
許可セル数レジスタ７６４が保持する値に基づいてセッ
トされる。送信部７２３より送信キュー７３３のデータ
が送信されると、それに付随した送信許可セル数レジス
タ７６４がデクリメントされ、その内容がゼロになる
と、それ以後は当該送信キュー７３３の通信データを送
信しない。

【０１１９】このように、実施の形態３との違いは、送
信許可セル数を、マスタノードが毎回指示するか、スレ
ーブノードが保持するかの違いである。従って、この実
施の形態４では、スレーブノード２２４が送信許可セル
数を把握するための機構が別途必要になるが、次のどち
らの方法で容易に実現できる。 １）システム管理者が各スレーブノード２２４に送信許
可セル数を予めマニュアル設定する。 ２）マスタノード２１４からスレーブノード２２４へ、
通信開始の度に、その通信に先だって、そのフローの送
信許可セル数を通知する。

【０１２０】また、送信許可セル数そのものではなく、
割り当て帯域をスレーブノード２２４に与え、スレーブ
ノード２２４はリセット指示子５１３を監視することに
よってフレーム周期を得て、スレーブノード２２４がフ
レーム周期と割り当て帯域から送信許可セル数を算出す
る方法であってもよい。

【０１２１】なお、最悪遅延についての議論は、実施の
形態３の場合と全く同じなので、ここではその説明を省
略する。

【０１２２】このように、この実施の形態４によって
も、マスタノードの周回遅延調整バッファを省きつつ、
従来のリング型ネットワークシステムと同等の性能を得
ることができる。また、この実施の形態４によれば、実
施の形態３のようなリセットセルという特別なセルを設
ける必要がないという利点もある。

【０１２３】なお、この実施の形態３および４における
スレーブノード２２３、２２４に適用する技術は、ブリ
ティッシュ・テレコムが開示しているオーウェル・リン
グ（Orwell Ring ）などに適用されている公知の技術で
あり、例えば、特開平５−２２７１７６号公報などにも
示されている。

【０１２４】実施の形態５．上記各実施の形態は、１つ
のマスタノードと１つ以上のスレーブノードとをリング
型に接続したリング型セルネットワークに関するもので
あったが、この実施の形態５はマスタノードを持たず、
全てが対等な複数のノードをリング型に接続したリング
型セルネットワークに関するものである。そのため、上
記各実施の形態のスレーブノードに相当するものを単に
ノードと称することにする。また、この実施の形態５に
はフレームの概念はあるが、実体としてのフレームはな
い。なお、この実施の形態５では、図１９に示したフロ
ー識別子５１２を持つヘッダ５１とペイロード５２より
なるセル５が用いられる。

【０１２５】図１２はこの発明の実施の形態５によるリ
ング型ネットワークシステムにおけるノードの構成を示
すブロック図である。図において、３１はリングからの
入リンク、３２はリングへの出リンクであり、７１は入
リンク３１からセル５を受信する受信部、７３は各フロ
ー毎に設けられ、それぞれの通信データを蓄える送信キ
ューである。また、７７５は各送信キュー７３に付随
し、送信キュー７３から一定の周期でセル５を読み出す
シェーパであり、シェーパ７７５のそれぞれには、当該
リング型ネットワークに共通に定められる仮想的なフレ
ーム長（Ｎ）と、各々のフローの送信許可セル数（ｎ）
を与える。７８５は各シェーパ７７５からの送信セルを
束ねるグローバル送信キューであり、７２５はこのグロ
ーバル送信キュー７８５で束ねられたセル５を出リンク
３２へ送信する送信部である。２３はこれら受信部７
１、送信キュー７３、送信部７２５、シェーパ７７５、
およびグローバル送信キュー７８５を備えたノードであ
り、図１８に示した従来のスレーブノード２２の送信部
７２を上記送信部７２５で代替し、シェーパ７７５およ
びグローバル送信キュー７８５を新たに設けたものであ
る。

【０１２６】次に動作について説明する。このノード２
３の各シェーパ７７５は、Ｎ／ｎの一定周期で付随する
送信キュー７３からセル５を読み出し、それをグローバ
ル送信キュー７８５に入れる。なお、複数のシェーパ７
７５からのセル５が衝突した場合の、グローバル送信キ
ュー７８５へのセル５の挿入順序は、あらかじめ適当に
決めておいた優先順位に従って行われる。

【０１２７】ここで、受信部７１の動作は従来のスレー
ブノード２２のそれと同様で、次のとおりである。すな
わち、入リンク３１から受信したセル５が自ノード発の
フローのフロー識別子５１２を持つものであれば、受信
部７１はそのセル５のフロー識別子５１２を解放するこ
とでペイロード５２の内容を空にし、それを送信部７２
５に渡す。また、受信したセル５が自ノード宛のフロー
のフロー識別子５１２を持つセル５であれば、受信部７
１はそのペイロード５２の内容をコピーた後、そのセル
５をそのまま送信部７２５に渡す。なお、それ以外のセ
ル５を入リンク３１から受信すると、受信部７１は受信
したセル５をそのまま送信部７２５に渡す。

【０１２８】また、送信部７２５の動作は次のとおりで
ある。すなわち、送信部７２５は受け取ったセル５のフ
ロー識別子５１２を参照し、そのセル５のペイロード５
２が空かどうかを判断する。ペイロード５２が空であれ
ば、グローバル送信キュー７８５から通信データをセル
５のペイロード５２に挿入し、さらにフロー識別子５１
２に当該フローを示す値を設定した後、そのセル５を出
リンク３２へ送信する。そのときグローバル送信キュー
７８５に通信データがなければ、そのセル５はペイロー
ド５２が空のままで出リンク３２へ送信される。一方、
ペイロード５２が空でない場合には、送信部７２５はそ
のセル５をそのまま出リンク３２へ送信する。

【０１２９】次に、この発明によるリング型セルネット
ワークにおける、データ転送に要する遅延時間について
考察する。この実施の形態５では、実施の形態３および
４の場合と同様に、１フレーム時間あたりに送信できる
セル数が各フローに対して約束されるが、フレーム内の
どの位置のセルが実際に使用可能であるかは不定であ
る。そのため、やはりキューイング遅延に最悪１フレー
ム分の余計な遅延が加わることになる。その点につい
て、以下にもう少し詳しく説明する。

【０１３０】まず、送信キュー７３におけるキューイン
グ遅延について説明する。シェーパ７７５の読み出し周
期はＮ／ｎ［セル時間］であり、割り当て帯域はｎ／Ｎ
［セル／セル時間］である。従って、通信データサイズ
がＢ［セル］であれば、送信キュー７３におけるキュー
イング遅延は次の式［２０］以下である。

【０１３１】 Ｂ／（ｎ／Ｎ）［セル時間］ ・・・ ［２０］

【０１３２】次に、グローバル送信キュー７８５におけ
るキューイング遅延について説明する。一例として、図
１３のようなネットワークを考える。この図１３におい
て、２３はノードであり、３はこのノード２３間を接続
している、同一転送速度のリンクである。ここで、フレ
ーム長Ｎを８セルとし、＃１のノード２３から発信され
るフロー（１）には送信許可セル数ｎとして４を、フロ
ー（２）には２を与え、＃２のノード２３から発信され
るフロー（３）には送信許可セル数ｎとして１を、フロ
ー（４）には１をそれぞれ与える。これで全帯域につい
て割り当て済みとなって、他のノードには送信を許可し
ていない。

【０１３３】図１４は、図１３に示したネットワークの
各ノード２３において、それぞれのシェーパ７７５の動
作の位相がたまたま一致した場合について、各ノード２
３でのセル５の動きを示した説明図である。なお、この
図１４においては、＃１のノード２３のフロー（１）を
送信するシェーパ７７５をシェーパ（１）、フロー
（２）を送信するシェーパ７７５をシェーパ（２）、＃
２のノード２３のフロー（３）を送信するシェーパ７７
５をシェーパ（３）、フロー（４）を送信するシェーパ
７７５をシェーパ（４）と表記している。なお、＃１の
ノード２３では、例えばフロー（１）の送信を優先して
おり、２つのシェーパ（１）と（２）の出力が衝突した
場合には、フロー（２）のセル５がグローバル送信キュ
ー７８５に待たされる。＃２のノード２３ではノード動
作の規定に従い、＃１のノード２３からの受信セル５が
最優先で送信され、次にフロー（３）の送信を優先して
いる。結果として、フロー（４）のセル５はシェーパ
（４）から出力されてから１フレーム後に送信されるこ
ととなる。

【０１３４】非常に単純な例を示したが、一般に以下の
３つの条件が満たされていれば、グローバル送信キュー
７８５におけるキューイング遅延は１フレーム時間以下
である。 １）すべてのフローがシェーパ７７５を経由してセル送
信すること、つまり割り当て帯域に従って均等な周期で
セル送信すること。 ２）どのフローの送信周期もフレーム長Ｎ以下である、
つまり割り当て帯域の最小単位が１／Ｎであること。 ３）送信許可セル数ｎの全フローについての合計がフレ
ーム長Ｎ以下であること。

【０１３５】なぜなら、仮に、任意の１フレーム時間に
送信許可セル数ｎだけのセルを送信できないフローがあ
れば、その未送信セルを次の１フレーム時間に送信する
ことになるであろう。しかし、そのような未送信セルの
ずれ込みがない限りは、必ず１フレーム時間に送信許可
セル数ｎだけのセルを送信できるからである。

【０１３６】以上で述べたように、この実施の形態５に
おけるキューイング遅延は、次に示される式［２１］以
下である。

【０１３７】 Ｂ／（ｎ／Ｎ）＋Ｎ＝（Ｂ／ｎ＋１）×Ｎ［セル時間］ ・・・ ［２１］

【０１３８】ここで、この実施の形態５では周回遅延調
整バッファがないので、調整遅延はゼロである。従っ
て、次の式［２２］に示す最悪遅延を保証することがで
きる。

【０１３９】 （Ｂ／ｎ＋１）×Ｎ＋Ｄfix ［セル時間］ ・・・ ［２２］

【０１４０】つまり、この実施の形態５によれば、特別
なマスタノードなしに、全て対等なノードだけで従来の
リング型ネットワークシステムと同等の性能を得ること
が可能となる。

【０１４１】

【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明によ
れば、マスタノードにおいて、受信したセルのペイロー
ドの内容を、周回遅延調整バッファの送信キュー中のそ
のフローに対応するものにコピーし、フレーム内の各セ
ルがどのフローに割り当てたものかを判断して、そのセ
ルのペイロードに周回遅延調整バッファの対応する送信
キューに蓄えられている通信データを挿入するととも
に、各フローに割り当てるセルは、各フローについて、
フレーム内に均等に配置するように構成したので、ある
フローへの割り当てセルが、フレーム長をそのフローへ
の割り当てセル数で除した周期で発生し、マスタノード
はそのフローのセルを周回遅延調整バッファに受信して
から、当該周期以下の時間内に送信することが可能とな
り、各フローへの割り当て帯域が少なくて済むリング型
ネットワークのアクセス制御方法が得られる効果があ
る。

【０１４２】請求項２記載の発明によれば、要求される
最悪遅延時間によってフローのクラス分けを行い、マス
タノードにおいて、受信したセルのペイロードの内容
を、周回遅延調整バッファの送信キュー中のそのフロー
が属するクラスに対応するものにコピーし、フレーム内
の各セルがどのクラスに割り当てたものかを判断して、
そのセルのペイロードに周回遅延調整バッファの対応す
る送信キューに蓄えられている通信データを挿入すると
ともに、各クラスに割り当てるセルは、各クラスについ
て、フレーム内に均等に配置するように構成したので、
あるクラスへの割り当てセルが、フレーム長をそのクラ
スへの割り当てセル数で除した周期で発生し、マスタノ
ードはそのクラスのセルを周回遅延調整バッファに受信
してから、当該周期以下の時間内に送信することができ
るリング型ネットワークのアクセス制御方法が得られ、
クラス数を制限すれば周回遅延調整バッファの総容量も
削減でき、また送信キューの数も制限されるのでマスタ
ノードの構成が簡単になる効果がある。

【０１４３】請求項３記載の発明によれば、マスタノー
ドより一定の周期でリセット指示を発生し、スレーブノ
ードでは、通信データを蓄えているそれぞれの送信キュ
ーについて、送信セル数が所定の送信許可セル数に達し
た以降はその送信キューからの送信を停止させ、リセッ
ト指示を受けると送信セル数のリセットを行うように構
成したので、マスタノードがリセット指示を発生する１
周期の間に、各スレーブノードの送信キューから送信さ
れるセル数は所定の送信許可セル数以下となり、これを
越えてセルが送信されることがないため、マスタノード
がリセット指示を発生する１周期の間に、各スレーブノ
ードは送信許可セル数分のセルを必ず送信することが可
能となって、マスタノードに周回遅延調整バッファを設
けることなく、従来のリング型ネットワークのアクセス
制御方法と同等の性能を得ることができる効果がある。

【０１４４】請求項４記載の発明によれば、マスタノー
ドより、リセット指示とともに各フローの送信許可セル
数を発生するように構成したので、各フローの送信許可
セル数をスレーブノード内に保持させておく必要がな
く、スレーブノードの構成を簡素化ができる効果があ
る。

【０１４５】請求項５記載の発明によれば、各フローの
送信許可セル数をスレーブノード内に保持させておくよ
うに構成したので、フレーム内の所定の位置にリセット
セルという特別なセルを配置する必要がなく、マスタノ
ードの処理を簡略化できる効果がある。

【０１４６】請求項６記載の発明によれば、リング型ネ
ットワークを全てが対等なノードで形成し、それらのノ
ードが各送信キューの蓄えている通信データを、当該リ
ング型ネットワーク全体に共通なフレーム周期を、送信
キュー個別の送信許可セル数で除したそれぞれ一定の周
期で送信するように構成したので、特別のマスタノード
を設ける必要がなくなり、また、各送信キューからの送
信セルはフレーム周期に均等に分散し、各送信キューか
らの個々の送信周期は最大でもフレーム周期を越えるこ
とがないため、送信許可セル数合計がフレーム周期以下
である限り、あるフレーム周期を任意の位相でとったと
き、そこに含まれる送信キューからの送信セルを合計し
ても、フレーム周期を越えることはなく、任意のフレー
ム周期の間に、各ノードが送信許可セル数分のセルを必
ず送信することが可能なリング型ネットワークのアクセ
ス制御方法が得られる効果がある。

【０１４７】請求項７記載の発明によれば、フレーム生
成部より一定数のセルからなるフレームを連続して発生
して、各フローがフレーム内で均等になるようにそのセ
ルを割り当て、受信部にて受信したセルを、周回遅延調
整バッファの当該セルのフローに対応した送信キューに
コピーし、送信部にてフレーム生成部が発生したフレー
ムのセルがどのフローに割り当てられたものかを判断し
て、周回遅延調整バッファの対応する送信キューの通信
データをそのペイロードに挿入して送信するマスタノー
ドと、受信部にて受信したセルが、自ノード発のフロー
に割り当てられたものならばそのペイロードを空にし
て、自ノード宛のフローに割り当てられたものならばそ
のペイロードの内容をコピーして、その他のセルであれ
ばそのセルをそのまま、それぞれ送信部に渡し、このペ
イロードが空にされた自ノード発のフローのセルを受け
た送信部が、各フローごとに設けられた送信キューの対
応するものから通信データを読み出してそのセルのペイ
ロードに挿入して送信する１つ以上のスレーブノード
を、リンクでリング状に接続するように構成したので、
あるフローへの割り当てセルが、フレーム長をそのフロ
ーへの割り当てセル数で除した周期で発生し、マスタノ
ードはそのフローのセルを周回遅延調整バッファに受信
してから、当該周期以下の時間内に送信することが可能
となり、各フローへの割り当て帯域が少なくて済むリン
グ型ネットワークシステムが得られる効果がある。

【０１４８】請求項８記載の発明によれば、フレーム生
成部より一定数のセルからなるフレームを連続して発生
して、各フローを要求される最悪遅延時間によってクラ
ス分けした各クラスが、フレーム内で均等になるように
そのセルを割り当て、受信部にて受信したセルを、周回
遅延調整バッファの当該セルのクラスに対応した送信キ
ューにコピーし、送信部にてフレーム生成部の発生した
フレームのセルがどのクラスに割り当てられたものかを
判断して、周回遅延調整バッファの対応する送信キュー
の通信データをそのペイロードに挿入して送信するマス
タノードと、受信部にて受信したセルが、自ノード発の
フローに使用したものならばそのペイロードを空にし
て、自ノード宛のフローに使用されているものならばそ
のペイロードの内容をコピーして、その他のセルであれ
ばそのセルをそのまま、それぞれ送信部に渡し、このペ
イロードが空であるセルを受けた送信部が、そのセルが
割り当てられたクラスに属するフローに対応する送信キ
ューより通信データを読み出してそのセルのペイロード
に挿入して送信する１つ以上のスレーブノードを、リン
クでリング状に接続するように構成したので、あるクラ
スへの割り当てセルが、フレーム長をそのクラスへの割
り当てセル数で除した周期で発生し、マスタノードはそ
のクラスのセルを周回遅延調整バッファに受信してか
ら、当該周期以下の時間内に送信することができるリン
グ型ネットワークシステムが得られ、クラス数を制限す
れば周回遅延調整バッファの総容量も削減でき、また送
信キューの数も制限されるのでマスタノードの構成が簡
単になる効果がある。

【０１４９】請求項９記載の発明によれば、フレーム生
成部より一定数のセルからなるフレームを連続して発生
して、リセット指示と各フローの送信許可セル数を含む
リセットセルをそのフレームの所定の位置に配し、受信
部ではリセットセル以外のセルを受信すると、それを１
セル分の容量を持ったバッファに順次コピーし、そのバ
ッファの内容をフレーム生成部より与えられる境界タイ
ミングに従って送信部より送信するマスタノードと、受
信部にて受信したセルが、自ノード発のフローに使用し
たものならばそのペイロードを空にして、自ノード宛の
フローに使用されているものならばそのペイロードの内
容をコピーして、その他のセルであればそのセルをその
まま、それぞれ送信部に渡し、このペイロードが空であ
るセルを受けた送信部が、対応する送信キューに付随す
る送信セルカウンタが送信許可セル数を計数するまでの
間においてのみ、その送信キューから通信データを読み
出してそのセルのペイロードに挿入して送信し、送信セ
ルカウンタのリセットを、リセットセル受信時に受信し
たリセットセルの送信許可セル数に基づいて行う１つ以
上のスレーブノードを、リンクでリング状に接続するよ
うに構成したので、マスタノードに周回遅延調整バッフ
ァを設けることなく、従来のリング型ネットワークシス
テムと同等の性能を得ることができ、さらに各フローの
送信許可セル数をスレーブノード内に保持させておく必
要がないので、スレーブノードの構成が簡単になる効果
がある。

【０１５０】請求項１０記載の発明によれば、リセット
生成部よりセルの境界のタイミングおよびフレーム周期
でのリセットのタイミングを発生させ、受信部ではセル
を受信するとそのリセット指示子をオフにして送信部に
渡し、リセット生成部よりリセットタイミングが発生さ
れると、送信部は受信部より受け取ったセルのリセット
指示子をオンにして送信するマスタノードと、対応する
送信キューの送信許可セル数を送信許可セル数レジスタ
に保持しておき、受信部にて受信したセルが、自ノード
発のフローに使用したものならばそのペイロードを空に
して、自ノード宛のフローに使用されているものならば
そのペイロードの内容をコピーして、その他のセルであ
ればそのセルをそのまま、それぞれ送信部に渡し、この
ペイロードが空であるセルを受けた送信部が、対応する
送信キューに付随する送信セルカウンタが送信許可セル
数を計数するまでの間においてのみ、その送信キューか
ら通信データを読み出してそのセルのペイロードに挿入
して送信し、送信セルカウンタのリセットを、リセット
指示子がオンのセルを受信したときに、送信許可セル数
レジスタが保持している送信許可セル数に基づいて行う
１つ以上のスレーブノードを、リンクでリング状に接続
するように構成したので、マスタノードに周回遅延調整
バッファを設けることなく、従来のリング型ネットワー
クシステムと同等の性能を得ることができ、さらにフレ
ーム内の所定の位置にリセットセルという特別なセルを
配置しておく必要がないので、マスタノードの処理が簡
単になる効果がある。

【０１５１】請求項１１記載の発明によれば、受信部に
て受信したセルが、自ノード発のフローに使用したもの
ならばそのペイロードを空にして、自ノード宛のフロー
に使用されているものならばそのペイロードの内容をコ
ピーして、その他のセルであればそのまま、それぞれ送
信部に渡し、このペイロードが空にされたセルを受けた
送信部が、当該リング型ネットワーク全体に共通に定め
られたフレーム周期を、送信キュー個別の送信許可セル
数で除したそれぞれ一定の周期で、対応する送信キュー
よりシェーパによって読み出され、グローバル送信キュ
ーによって束ねられた通信データを、そのセルのペイロ
ードに挿入して送信する、互いに対等な複数のノードを
リンクでリング状に接続するように構成したので、特別
なマスタノードを設ける必要がなくなり、任意のフレー
ム周期の間に、各ノードが送信許可セル数分のセルを必
ず送信することが可能なリング型ネットワークシステム
が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１および２によるリン
グ型ネットワークシステムにおけるマスタノードの構成
を示すブロック図である。

【図２】 この発明の実施の形態１における各フローへ
のセル割り当ての一例を示す説明図である。

【図３】 この発明の実施の形態２で使用されるセルの
フォーマットを示す説明図である。

【図４】 この発明の実施の形態２における各クラスへ
のセル割り当ての一例を示す説明図である。

【図５】 この発明の実施の形態３によるリング型ネッ
トワークシステムにおけるマスタノードの構成を示すブ
ロック図である。

【図６】 この発明の実施の形態３で用いられるフレー
ムのフレーム構成を示す説明図である。

【図７】 この発明の実施の形態３におけるスレーブノ
ードの構成を示すブロック図である。

【図８】 この発明の実施の形態３におけるキューイン
グ遅延を説明するためのタイミング図である。

【図９】 この発明の実施の形態４で用いられるセルの
フォーマットを示す説明図である。

【図１０】 この発明の実施の形態４におけるマスタノ
ードの構成を示すブロック図である。

【図１１】 この発明の実施の形態４におけるスレーブ
ノードの構成を示すブロック図である。

【図１２】 この発明の実施の形態５によるリング型ネ
ットワークシステムにおけるノードの構成を示すブロッ
ク図である。

【図１３】 この発明の実施の形態５におけるキューイ
ング遅延を説明するためのネットワーク構成図である。

【図１４】 この発明の実施の形態５における各ノード
でのセルの動きを示すタイミング図である。

【図１５】 従来のＴＤＭＡ方式のリング型ネットワー
クを説明するための概念図である。

【図１６】 従来のマスタノードが発生する固定長のフ
レームのフォーマットを示す説明図である。

【図１７】 従来のマスタノードの構成を示すブロック
図である。

【図１８】 従来のスレーブノードの構成を示すブロッ
ク図である。

【図１９】 従来のリング型セルネットワークで使用す
るフレームのフォーマットを示す説明図である。

【符号の説明】

３ リンク、５，５ａ セル、２２，２２３，２２４
スレーブノード、２３ノード、３１ 入リンク（リン
ク）、３２ 出リンク（リンク）、４１〜４３フレー
ム、５２ ペイロード、５３ リセットセル、７１，６
１１，６１３，６１４，７１３ 受信部、７２，６２
１，６２３，６２４，７２３，７２５，送信部、７３，
７３３ 送信キュー、２１１，２１３，２１４ マスタ
ノード、５１１ クラス識別子、５１２ フロー識別
子、５１３ リセット指示子、６４１，６４３ フレー
ム生成部、６４４ リセット生成部、６５１ 周回遅延
調整バッファ、７４３ 送信セルカウンタ、７５３ リ
セットセルモニタ、７５４リセットモニタ、７６４ 送
信許可セル数レジスタ、７７５ シェーパ、７８５グロ
ーバル送信キュー。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 牛迫 幸雄 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 ▲か▼島 和幸 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 横谷 哲也 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 曽田 圭一 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 村上 謙 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 高橋 克佳 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １つのマスタノードと１つ以上のスレー
   ブノードをリンクにてリング型に接続し、固定長のセル
   を転送単位として各フローの通信データの転送を行うリ
   ング型ネットワークを形成し、前記各ノードはリンクへ
   のセル送信にあたり、上流から下流へのセル中継を最優
   先し、前記マスタノードが一定数のセルからなるフレー
   ムを連続して発生するリング型ネットワークのアクセス
   制御方法において、前記マスタノードは、受信したセル
   のペイロードの内容を、フロー毎に送信キュー分けした
   周回遅延調整バッファの当該フローに対応する送信キュ
   ーにコピーし、前記フレーム内のセルそれぞれについ
   て、どのフローに割り当てたものかを判断して、前記周
   回遅延調整バッファの対応するフローの送信キューより
   読み出した通信データを、当該セルのペイロードに挿入
   するとともに、各フローに割り当てるセルは、各フロー
   について、フレーム内に均等に配置することを特徴とす
   るリング型ネットワークのアクセス制御方法。
2. 【請求項２】 １つのマスタノードと１つ以上のスレー
   ブノードをリンクにてリング型に接続し、固定長のセル
   を転送単位として各フローの通信データの転送を行うリ
   ング型ネットワークを形成し、前記各ノードはリンクへ
   のセル送信にあたり、上流から下流へのセル中継を最優
   先し、前記マスタノードが一定数のセルからなるフレー
   ムを連続して発生するリング型ネットワークのアクセス
   制御方法において、前記フローを要求される最悪遅延時
   間によってクラス分けし、前記マスタノードは、受信し
   たセルのペイロードの内容を、前記クラス毎に送信キュ
   ー分けした周回遅延調整バッファの当該クラスに対応す
   る送信キューにコピーし、前記フレーム内のセルそれぞ
   れについて、どのクラスに割り当てたものかを判断し
   て、前記周回遅延調整バッファの対応するクラスの送信
   キューより読み出した通信データを、当該セルのペイロ
   ードに挿入するとともに、各クラスに割り当てるセル
   は、各クラスについて、フレーム内に均等に配置するこ
   とを特徴とするリング型ネットワークのアクセス制御方
   法。
3. 【請求項３】 １つのマスタノードと１つ以上のスレー
   ブノードをリンクにてリング型に接続し、固定長のセル
   を転送単位として各フローの通信データの転送を行うリ
   ング型ネットワークを形成し、前記各ノードはリンクへ
   のセル送信にあたり、上流から下流へのセル中継を最優
   先するリング型ネットワークのアクセス制御方法におい
   て、前記マスタノードよりリセット指示を一定の周期で
   発生し、前記スレーブノードは、各フロー毎の通信デー
   タを蓄えている送信キューからの送信を、当該送信キュ
   ーの送信セル数が所定の送信許可セル数に達した以降は
   停止させ、上流より受信した前記リセット指示によって
   前記送信セル数のリセットを行うことを特徴とするリン
   グ型ネットワークのアクセス制御方法。
4. 【請求項４】 各フローの送信許可セル数を、マスタノ
   ードがリセット指示とともに発生することを特徴とする
   請求項３記載のリング型ネットワークのアクセス制御方
   法。
5. 【請求項５】 各フローの送信許可セル数を、スレーブ
   ノードが内部に保持していることを特徴とする請求項３
   記載のリング型ネットワークのアクセス制御方法。
6. 【請求項６】 複数のノードをリンクにてリング型に接
   続し、固定長のセルを転送単位として各フローの通信デ
   ータの転送を行うリング型ネットワークを形成し、前記
   各ノードはリンクへのセル送信にあたり、上流から下流
   へのセル中継を最優先するリング型ネットワークのアク
   セス制御方法において、前記各ノードは、各フロー毎の
   通信データを蓄えている送信キューからの送信を、前記
   リング型ネットワーク全体に共通に定めたフレーム周期
   を、前記送信キュー個別の送信許可セル数で除した周期
   で行うことを特徴とするリング型ネットワークのアクセ
   ス制御方法。
7. 【請求項７】 一定数のセルからなるフレームを連続し
   て発生し、前記セルのそれぞれに各フローをフレーム内
   で均等になるように割り当てるフレーム生成部、前記各
   フロー毎に１セル分の容量を持つ送信キューを備えた周
   回遅延調整バッファ、上流より送られてくる前記フレー
   ムを受信し、そのセルのペイロードの内容を前記周回遅
   延調整バッファの対応する送信キューにコピーする受信
   部、および前記フレーム生成部の発生するフレームのセ
   ルがどのフローに割り当てられたものかを判断し、前記
   周回遅延調整バッファの対応する送信キューの通信デー
   タをそのセルのペイロードに挿入して下流に送信する送
   信部を有するマスタノードと、前記各フロー毎に用意さ
   れて、それぞれの通信データを蓄える送信キュー、上流
   より送られてくる前記フレームを受信し、そのセルが自
   ノード発のフローに割り当てられたセルであればペイロ
   ードを空にして、自ノード宛のフローに割り当てられた
   セルであればペイロードの内容をコピーして、その他の
   セルであればそれをそのまま、送信部に渡す受信部、お
   よび前記受信部から自ノード発のフローに割り当てられ
   たセルを受けると、そのフローに対応した前記送信キュ
   ーの通信データをそのセルの空になったペイロードに挿
   入して、その他のセルを受けるとそれをそのまま、下流
   に送信する送信部を有する１つ以上のスレーブノード
   と、前記マスタノードと前記スレーブノードをリング状
   に接続するリンクとを備えたリング型ネットワークシス
   テム。
8. 【請求項８】 一定数のセルからなるフレームを連続し
   て発生し、各フローを要求される最悪遅延時間によって
   クラス分けして、前記セルのそれぞれにそのクラスをフ
   レーム内で均等になるように割り当てるフレーム生成
   部、前記各クラス毎に１セル分の容量を持つ送信キュー
   を備えた周回遅延調整バッファ、上流より送られてくる
   前記フレームを受信し、そのセルのペイロードの内容を
   前記周回遅延調整バッファの対応する送信キューにコピ
   ーする受信部、および前記フレーム生成部の発生するフ
   レームのセルがどのクラスに割り当てられたものかを判
   断し、前記周回遅延調整バッファの対応する送信キュー
   の通信データをそのセルのペイロードに挿入して下流に
   送信する送信部を有するマスタノードと、前記各フロー
   毎に用意されて、それぞれの通信データを蓄える送信キ
   ュー、上流より送られてくる前記フレームを受信し、そ
   のセルが、自ノード発のフローに使用したセルであれば
   ペイロードを空にして、自ノード宛のフローに使用され
   ているセルであればペイロードの内容をコピーして、そ
   の他のセルであればそれをそのまま、送信部に渡す受信
   部、および前記受信部からペイロードが空であるセルを
   受けると、そのセルが割り当てられたクラスに属するフ
   ローに対応した前記送信キューの通信データをそのセル
   のペイロードに挿入するとともに、そのフロー識別子に
   当該フローを示す値を設定して、その他のセルを受ける
   とそれをそのまま、下流に送信する送信部を有する１つ
   以上のスレーブノードと、前記マスタノードと前記スレ
   ーブノードをリング状に接続するリンクとを備えたリン
   グ型ネットワークシステム。
9. 【請求項９】 リセット指示と各フローの送信許可セル
   数を含むリセットセルが所定の位置に配置された、一定
   数のセルからなるフレームを連続して発生するフレーム
   生成部、前記セルの１セル分の容量を持つバッファ、上
   流より送られてくる前記フレームを受信し、前記リセッ
   トセル以外のセルを前記バッファに順次コピーする受信
   部、および前記バッファの内容を前記フレーム生成部か
   ら与えられる境界タイミングに従って下流に送信する送
   信部を有するマスタノードと、前記各フロー毎に用意さ
   れて、それぞれの通信データを蓄える送信キュー、上流
   より送られてくる前記フレームを受信し、そのセルが、
   自ノード発のフローに使用したセルであればペイロード
   を空にして、自ノード宛のフローに使用されているセル
   であればペイロードの内容をコピーして、その他のセル
   であればそれをそのまま、送信部に渡す受信部、前記送
   信キューのそれぞれに付随して用意され、対応する送信
   キューから送信されたセルの数を計数する送信セルカウ
   ンタ、前記受信部で受信されたリセットセルを受けて、
   前記送信セルカウンタを前記リセットセルの送信許可セ
   ル数に基づいてリセットするリセットセルモニタ、およ
   び前記受信部からペイロードが空であるを受けると、そ
   のフローに対応した前記送信セルカウンタがその送信許
   可セル数を計数するまでの間においてのみ、前記送信キ
   ューの通信データをそのセルのペイロードに挿入して下
   流に送信し、その他のセルを受けるとそれをそのまま下
   流に送信する送信部を有する１つ以上のスレーブノード
   と、前記マスタノードと前記スレーブノードをリング状
   に接続するリンクとを備えたリング型ネットワークシス
   テム。
10. 【請求項１０】 セルの境界のタイミングとフレーム周
    期でリセットのタイミングを発生するリセット生成部、
    上流より送られてくるフレームを受信し、その各セルの
    リセット指示子をオフにして送信部に渡す受信部、およ
    び前記リセット生成部よりリセットタイミングが発生さ
    れると、受信部から受けたセルのリセット指示子をオン
    にして下流に送信する送信部を有するマスタノードと、
    各フロー毎に用意されて、それぞれの通信データを蓄え
    る送信キュー、上流より送られてくる前記フレームを受
    信し、そのセルが、自ノード発のフローに使用したセル
    であればペイロードを空にして、自ノード宛のフローに
    使用されているセルであればペイロードの内容をコピー
    して、その他のセルであればそれをそのまま、送信部に
    渡す受信部、前記送信キューのそれぞれに付随して用意
    され、対応する送信キューから送信されたセルの数を計
    数する送信セルカウンタ、前記送信セルカウンタのそれ
    ぞれに付随して用意され、対応するフローへの送信許可
    セル数を記憶する送信許可セル数レジスタ、前記受信部
    で受信されたセルのリセット指示子がオンであると、前
    記送信セルカウンタを前記送信許可セル数レジスタの記
    憶する送信許可セル数に基づいてリセットするリセット
    モニタ、および前記受信部からペイロードが空であるセ
    ルを受けると、そのフローに対応した前記送信セルカウ
    ンタがその送信許可セル数を計数するまでの間において
    のみ、前記送信キューの通信データをそのセルのペイロ
    ードに挿入して下流に送信し、その他のセルを受けると
    それをそのまま下流に送信する送信部を有する１つ以上
    のスレーブノードと、前記マスタノードと前記スレーブ
    ノードをリング状に接続するリンクとを備えたリング型
    ネットワークシステム。
11. 【請求項１１】 各フロー毎に用意されて、それぞれの
    通信データを蓄える送信キュー、前記送信キューのそれ
    ぞれに付随して用意され、当該リング型ネットワーク全
    体に共通に定められたフレーム周期を、送信キュー個別
    の送信許可セル数で除した周期で、対応する送信キュー
    からセルの読み出しを行うシェーパ、前記シェーパから
    一定の周期で読み出されたセルを束ねるグローバル送信
    キュー、上流より送られてくる前記フレームを受信し、
    そのセルが、自ノード発のフローに使用したセルであれ
    ばペイロードを空にして、自ノード宛のフローに使用さ
    れているセルであればペイロードの内容をコピーして、
    その他のセルであればそれをそのまま、送信部に渡す受
    信部、および前記受信部から受けたセルのペイロードが
    空であれば、前記グローバル送信キューの通信データを
    そのペイロードに挿入して、受け取ったセルのペイロー
    ドが空でなければそれをそのまま、下流に送信する送信
    部を有する複数のノードと、前記各ノードをリング状に
    接続するリンクとを備えたリング型ネットワークシステ
    ム。