JPS6040748B2 - パケツト交換網におけるパケツト交換方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はパケット交換網におけるパケット交換方没式
こ関し、特に回線交換網に対するィンタフェィスを有す
るデータ伝送機器をもパケット交換網内に収容するため
に付加機能を持ったパケット交換装置（以下ＩＰＳＥと
略記する）を備えた湯合、パケット交換網内のｍＳＥ間
で行なうパケット交換方法に関するものである。

データ伝送の交換網にはいわゆる回線交換網（以下ＣＳ
Ｎと略記する）とパケット交換網（以下ＰＳＮと略記す
る）がある。

第１図は従来のＣＳＮの交換動作の一例を示すブロック
図で、１はＣＳＮを示す。

２ａ，２ｂはそれぞれ回線交換装置（以下ＣＳＥと略記
する）であって、ＣＳＥ２ａとＣＳＥ２ｂは同一の構造
の装置が互に異なった場所に設けられていることを示す
。

以下の説明を通じて同一数字の符号は同一構造の装置を
示し末尾のａは主として発信に関連して説明される装置
を、末尾のｂは主として着信に関連して説明される装置
を示す。３ａ，３ｂはそれぞれ回線交換網に対するィン
タフェイスを有するデータ伝送機器（以下ＣＳＴと略記
する）である。

ＣＳＴ３ａから発呼信号を送出するとＣＳＥ２ａがこれ
を受信し、ＣＳＥ間で制御情報の交換を行ない、着信Ｃ
ＳＴ３ｂに着呼を指示する。

ＣＳＴ３ｂは着呼を受付けると受付信号を送出しＣＳＮ
Ｉを経てＣＳＴ３ａの通信可信号が返される。これが第
１図に示す５０，５１，５２で、この手順が完了した時
点でＣＳＴ３ａ、ＣＳＴ３ｂ間の通信路５３が設定され
る。その後はこの通信路５３を使ってＣＳＴ３ａ，ＣＳ
Ｔ３ｂ間のデータ伝送が行なわれるが、ＣＳＮＩ内では
データの蓄積は行なわれないのでデータ転送遅延は生じ
ない（以下このようなＣＳＴが取吸うデータを同期デー
タと呼ぶ）。データ伝送終了後は接続手順と同様なシー
ケンスにより、第１図に５４，５５，５６で示すとおり
通信路の切断処理が行なわれる。第２図は従来のＰＳＮ
の交換動作の一例を示すブロック図で、４はＰＳＮを示
す。

５ａ，５ｂはそれぞれパケット交換装置（以下ＰＳＥと
略記する）、６ａ，６ｂはそれぞれパケット交換網に対
するィンタフェィスを有するデータ伝送機器（以下ＰＳ
Ｔと略記する）である。

ＰＳＴ６ａから内Ｎ４に送出されるメッセージデータは
パケット５７に分解され絹内の各ＰＳＥで蓄積交換され
て着信ＰＳＴ６ｂに伝送される。的Ｎ４内では各パケッ
トは同一経路を通るのでなく、各ＰＳＥの処理負荷又は
ＰＳＮ４内の回線の状態に応じて転送時間が最も短く、
なるような経路を通るように制御される。この状況を第
２図の符号５８で示してある。従来のデータ通信システ
ムでは、ＣＳＮＩと蛸Ｎ４とは互に独立した交換網を形
成し、したがってデータ伝送機器である電子計算機また
は端末装贋はＣＳＴとしてＣＳＮＩに接続されるか、又
はＰＳＴとして俺Ｎ４に接続されるかいずれかであって
、ＣＳＴとＰＳＴとを同様に接続して相互間にデータを
伝送できる交換網は存在しなかった。然し交換網の建設
と維持との経済性を考えるとＣＳＴと＄Ｔを同様に接続
することのできる交換網が要望される。本願出願人が別
途に出願した発明（以下別途出願という）においては俺
Ｎ４にＰＳＴとＣＳＴとの接続を可能ならしめるパケッ
ト交換処理装置ｍＳＥが開示されている。第３図は１俺
Ｅを用いたパケット交換網の構成の一例を示すブロック
図で、第１図及び第２図と同一符号は同一又は相当部分
を示し、７は音声をディジタル信号に変換する装置（以
下ＡノＤと略記する）、８はディジタル信号で表わされ
た音声をアナログ音声信号に変換する装置（以下Ｄ／Ａ
と略記する）、ｇａ、ｇｂはそれぞれ１＄Ｅである。

ＰＳＴ６ａから送られるパケット列５７はＩＰＳＥ９ａ
により受信されＰＳＮ４内で第２図について説明したよ
うな通常のパケット交換処理を受ける。

またＣＳＴ３ａやＡ／Ｄ７からの連続ビット列は毘ＳＥ
においてブロック化されへツダを付加されてパケットに
構成され、パケットの形でＰＳＮ４内を転送されて着信
ＩＰＳＥ９ｂに到達する５ １＄Ｅ９ｂは着信ＰＳＴに
対するパケットはそのままパケットの形で凶Ｔ６ｂに伝
送し、ＣＳＴ３ｂ、Ｄ／Ａ８に対してか連続ビット列（
第３図５９）に変換して伝送する。上述のようにＰＳＮ
４内の転送はパケット５８の形で行なわれ、蓄積交換処
理を受けるため、ＰＳＮ４内の転送による遅延が生じ、
しかもその遅延時間にはばらつきがあるため１的Ｅ９ｂ
でこのばらつきを吸収することが必要になる。第４図は
１門Ｅ９ｂにおいてパケットを連続ビット列に変換する
ための記憶装置の一例を示すブロック図であって、第３
図と同一符号は同一部分を示し、１０は記憶装置である
。第３図において、ＣＳＴ３ａがＩＰＳＥ９ａに対し連
続ビット列５９を伝送し、ＩＰＳＥ９ｂが連続ビット列
５９をＣＳＴ３ｂに伝送するためには、ＰＳＮＩ内にお
けるパケット５８の転送速度は連続ビット列５９の伝送
速度より早くなければならない。すなわち記憶装置１０
からその記憶内容が連続ビット列５９として謙出される
が、それが鈴出されてしまう前にパケット５７が記憶装
置１０に入力されねばならない。したがって記憶装置に
必要な記憶容量は、ＰＳＮ４の特性、すなわち絹内で生
ずる転送遅延時間およびそのぱらつき、ＣＳＴ３ｂへの
伝送速度を絹内の転送速度の関係等から決定される。以
上第３図および第４図について説明したことが別途出願
で開示された押ＳＥの概要である。ところで第３図に示
す俺Ｎ４の構成では、鴨Ｎ４内におけるパケット５８の
転送遅延時間をなるべく小さくすることと、転送遅延時
間のばらつきをなるべく小さくすることが必要となる。
転送遅延時間のばらつきが増加すればそれだけ記憶装置
１０の容量を増加せねば１俺Ｅ９ｂからＣＳＴ３ｂへの
ビットの連続性を確保することができないからである。
第５図は従来の笛Ｎにおいて網内転送遅延時間を最小に
し、またゆらぎを少なくするためにパケットを転送する
タイミングの一例を示すタイミング図で、第５図ａは一
定時間ｍｆのフレームを構成し各フレームをパケット長
に相当したタイムスロットに分割し、各パケットが１つ
のタイムスロットを予約しデータ転送期間はこの予約し
たタイムスロットを専有する方式を示す。

第５図ｂは第５図ａと同様に構成されたタイムスロット
を予約するのであるがスロット間隔を任意に（図ではＴ
，とＴ２）設定することができる方式を示す。第５図ａ
，ｂに示す方式ではいずれも１つのタイムスロットが１
つのパケットに専有されそのパケットを転送していない
時もそのタイムスロットを他に利用することができない
ので転送路上の効率が低く、特に第５図ａの方式は転送
の機会の大きなパケットも転送の機会の小さなパケット
もスロット間隔が同様であるという点で伝送路上の効率
は更に低下する。さて第５図は第２図に示す博Ｎ４内に
おけるパケットの転送制御について従来行なわれていた
方法を示しているが、第５図に示す方法をそのままｍＳ
Ｅを有する第３図に示すＰＳＮ４内におけるパケットの
転送制御に用いることができる。

すなわち連続ビット列５９で伝送されるデータを同鰯デ
ータと称し、同期データがパケット化されたパケットを
同期データパケットと称し、第５図において斜線を施し
たタイムスロットが同期データパケットに予約されたタ
イムスロット（以下の図面においても斜線を施したタイ
ムスロットは同期データパケット用のタイムスロットと
する）とすれば第５図の方法を第３図の俺Ｎ４に対して
用いることができる。然しさきに述べたように第５図ａ
，ｂの方法では転送路上の効率が低い欠点がある。また
第５図ｃは長短パケットの分類を行なわず、タイミング
制御部３２から同期データパケットの送出タイミングＴ
ｓｙｎを出力し、Ｔｓｙｎが出力された時点で他のパケ
ットが送出されてないときは直ちに同期データパケット
を送出し、この時点で他のパケットが既に送出されてい
るとその終了を持って同期データパケットを送出する。
したがって第５図ｃに示す方法はパケット長の可変長に
することができるので、第５図ａ，ｂに示す方法に比し
転送路上の効率は向上するが、同図ｃに示すように△Ｔ
，，△Ｔ２のふ、らつきが生じ、このふらつきを吸収す
るだけの余分の容量を記憶装置ｌｏ（第４図参照）に持
たせておかねばならないという欠点がある。この発明は
従釆のパケット交換方法における上述の欠点を除去する
ことを目的とするもので、ｍＳＥを有するＰＳＮ内にお
いて同期データの転送遅延時間を小さくし、かつ転送遅
延時間のふらつきを４・さくして記憶装置１川こ要求さ
れる容量を減少することができるパケット交換方法を提
供しようとするものである。

第６図はこの発明に用いられるＩＭＥの一実施例を示す
ブロック図で、図において１ １はＰＳＮ４内の前段の
『ＳＥとこの図面に示す１体Ｅとを接続する回路、１２
はバッファメモリ、１３，２１，２６はそれぞれパケッ
ト種別判定部、１７は制御パケット処理部、１８は非同
期データパケット処理部、１９は交換処理部、２２はィ
ンタフェィス制御部、２３はバッファメモリ、２４は伝
送制御部、２７はパケット長判定部、２８，２９，３０
はそれぞれ送出持ち行列、３１はデータ転送制御部、３
２はタイミング制御部、３３はこの図面の『ＳＥと次段
の１俺Ｅとを接続する回線である。

回路１１から到着するパケットは一時バッファメモリ１
２に蓄積され、パケット種別判定部１３において制御パ
ケット１４であるか、ＰＳＴ（第３図６ａ参照）から送
出されたデータパケット（以下これを同期データパケッ
トという）１５であるか、同期データパケット１６であ
るかを弁別し、制御パケット１４は制御パケット処理部
１７で処理し、非同期データパケット１５は非同期デー
タパケット処理部で処理した後、同期データパケット１
６と共に交換処理部１９で転送経路制御を受ける。パケ
ットがこの図面に示すＩＰＳＥに接続されたデータ伝送
機器宛のものであれば経路２０‘こ出力されパケット種
別判定部２１でパケット種別が判定され、非同期データ
パケットならばィンタフェィス制御部を経てＰＳＴ（第
３図６ｂ参照）に、同期データパケットならばバッファ
メモリ２３に一度蓄積された後、転送制御部２４により
ＣＳＴ等の（第３図ＣＳＴ３ｂ、Ｄ／Ａ８参照）へ送出
される。次段ＩＰＳＥに中継されるパケットは経略２５
に従い、パケット種別判定部２６に入って非同期データ
パケットの場合はパケット長判定部２７に入力され、此
処で長パケットと短パケットに分けられそれぞれの送出
持ち行列２８，２９に入れられる。

パケット種別判定部２６で同期データパケットであると
判定されたパケットは送出持ち行列３０‘こ入力される
。それぞれの送出持ち行列２８，２９，３０１こあるパ
ケットはタイミング制御部３２からの制御によるタイミ
ングでパケット転送制御部３１から回線３３へ送出され
る。

第６図は別途出願のパケット交換処理装置の一例を示す
ものであるが、第６図に示すように非同期データパケッ
トの長パケットと短パケット及び同期データパケットは
それぞれ別の送信持ち行列２８，２９，３０に分類され
ているので、その送出の制御が容易な形態になっている
。

第７図はこの発明の一実施例を示すタイミング図で、Ｔ
ｓ飢の周期を有するタイミング（このタイミングをＴ２
とする）の前後に同一周期を有するタイミングＴ，，Ｔ
３を置き、Ｌ−Ｔ，の期間を状態ＳＴ１、Ｔ，一Ｌの期
間を状態ＳＴ２、Ｔ２−Ｔ３の期間を状態ＳＴ３とし、
この各状態において各送出持ち行列２５，２９，３０か
らの送出にそれぞれ優先順位をもたせることにより、Ｓ
Ｔ３の状態中に他のパケットが送出中である時間を極力
短くしたものである。

第８図は第７図における状態遷移を示す説明図で、第７
図と同一文字記号は同一意味を有し、状態ＳＴＩではＰ
Ｉの優先順位で短パケットが送出されＳ２の優先順位で
長パケットが送出される。

また状態ＳＴ２では長パケットを新に送出することは禁
止され、短パケットだけが送出される。また状態ＳＴ３
ではすべての非同期データパケットの新な送出は禁止さ
れ、同期データパケットが送出される。但し状態ＳＴ３
でも既に送出中のパケットの送出はそのまま継続されそ
の終了後に同期データパケットが送出される。複数の同
期データパケットが予約されている場合はこの複数の同
期データパケットカミ：状態ＳＴ３で送出される。第９
図は第７図に示す制御の具体例を示すタイミング図で、
同図では状態ＳＴ３の時間を同期データパケット１個分
の伝送時間と等しくした例を示している。

第９図ａでは更にタイミングＴ＊を追加することによっ
てガード時間帯ＳＴ＊の状態を設けこのガード時間帯Ｓ
Ｔ＊内ではいかなるパケットをも新に送出しないように
したものである。第９図ａに示す例では、状態ＳＴＩの
後り近くに長パケットの送出が開始されることが状態Ｓ
Ｔ２の終り近くに完了し、この時点で短パケットの送出
が開始されるがこれが状態ＳＴ＊内で完了するので、状
態ＳＴ３では必ず同期パケットだけを送出することがで
きることを示している。ガード時間帯ＳＴ＊を設けたた
めに伝送路の効率は低下するが、このガード時間帯ＳＴ
＊は短パケット長に相当する時間に過ぎないので上記効
率の低下は大きくならず、同期データパケットは転送待
ちがなくこれによる時間遅延のばらつきも無くすること
ができるという効果がある。第９図ｂ，ｃに示す具体例
ではガード時間帯を設けないために、これらの図面に△
Ｔとして示した遅延時間のふらつきを生じるが、それだ
け制御を簡単にすることができる。

第９図ｂの方法は状態ＳＴ２の時間を最大長パケットの
転送時間と同一にすることで、タイミングＴ２の直前に
送出した短パケットの送出完了持ちによる遅延時間△Ｔ
が遅延時間のふらつきの最大値となる。

第９図ｃの方法は状態ＳＴ２の時間を最大長パケットの
転送時間より短くして伝送路上の効率を向上した実施例
であり、第９図ｃに示す例では最大長パケットの転送時
間ｔそ、短パケットの転送時間ｔｓ、状態ＳＴ２の時間
らｂの間にｔぞ＝らｂ十らの間係を持たせた場合で、こ
の場合は図から明らかなように同期デ−タパケットの遅
延時間のふらつきの最大値は第９図ｂの場合と同一とな
る。

また第９図ｃにおいてｔそ＞（ｔ２ｂ＋Ｇ）とすれば同
期データパケットの遅延時間のふらつきの最大値は第９
図ｂの場合より大きくなる。実際の俺Ｎにおけるパケッ
ト長は最大長パケット１２８〜２５０ゞィト、最大短パ
ケット１６ゞイト、同期データパケット３２〜６４バイ
ト程度であるから、第９図ｂに示す方法が制御の難易、
伝送路のの効率時の点から考察して綜合的に最も好適で
あるということができる。

以上のように、この発明は回線交換網に対するィンタフ
ヱィスを有するデータ伝送機器をもパケット交換網内に
収容するために付加機能を持ったパケット交換装置を備
えた場合、最も経済的にパケット交換網を構成し得る交
換方法を提供するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従釆のＣＳＮの交換動作の一例を示すブロック
図、第２図は従来のＰＳＮの交換動作の一例を示すブロ
ック図、第３図は花ＳＥを用いたパケット交換網の構成
の一例を示すブロック図、第４図はＩＰＳＥにおいてパ
ケットを連続ビット列に変換するための記憶装置の一例
を示すブロック図、第５図は従来のＰＳＭこおける各パ
ケットの転送のタイミングを示すタイミング図、第６図
はこの発明に用いられるＩＰＳＥの一実施例を示すブロ
ック図、第７図はこの発明の一実施例を示すタイミング
図、第８図は第７図における状態魔移を示す説明図、第
９図は第７図に示す制御の具体例を示すタイミング図で
ある。 これらの図において、１はＣＳＮ（回線交換網）、２ａ
，２ｂはそれぞれＣＳＥ（回線交換装置）、３ａ，３ｂ
はそれぞれＣＳＴ（ＣＳＮに対するィンタフェィスを有
するデータ伝送機器）、４はＰＳＮ（パケット交換網）
、５ａ，５ｂはそれぞれ鴨Ｅ（パケット交換装置）、６
ａ，６ｂはそれぞれＰＳＴ（ＰＳＮに対するィンタフェ
ィス有するデータ伝送機器）、７はＤ／Ａ（音声をディ
ジタル信号に変換する装置）、８はＤ／Ａ（ディジタル
信号で表わされた音声をアナログ音声信号に変換する装
置）、９ａ，９ｂはそれぞれｍＳＥ（付加機能を持った
パケット交換装置）、１０は記憶装置、１２，３３はそ
れぞれ回線、１２，２３はそれぞれバッファメモリ、１
３，２１，２６はそれぞれパケット種別判定部、１４は
制御パケット、１５は非同期データパケット、１６は同
期データパケット、１７は制御パケット処理部、１８は
非同期データパケット処理部、１９は交換処理部、２２
はィンタフェイス制御部、２４は伝送制御部、２７はパ
ケット判定部、２８，２９，３川まそれそれ送出持ち行
列、３１はパケット転送制御部、３２はタイミング制御
部、５０，５１，５２はＣＳＷこおける回線接続手順、
５３は通信路、５４，５５，５６は回線切断手日頃、５
７はパケット、５８はパケットの転送経路、５９は同期
データビット列である。 なお各図中同一符号は同一又は相当部分を示すものとす
る。第ｌ圏 第４図 第２図 第３図 第５図 第６図 第７図 第８図 第９図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 回線交換網に対するインタフエイスを有するデータ
   伝送機器から伝送されるデイジタル信号をパケツト化し
   た制御パケツトと同期データパケツト及びパケツト交換
   網に対するインタフエイスを有するデータ伝送機器から
   伝送される制御パケツトと非同期データパケツトとをパ
   ケツト交換綱内の所定の交換装置に転送する段階、この
   転送されたパケツトを制御パケツトと非同期データパケ
   ツトと同期データパケツトとに弁別し制御パケツトは制
   御パケツト処理部で処理し非同期データパケツトは非同
   期データパケツト処理部で処理し同期データパケツトは
   そのまま交換処理部に入力する段階、この交換処理部に
   おいて当該交換装置以外の交換装置に転送すべきパケツ
   トであると判断したパケツトをパケツト種類に従つて分
   類し非同期データパケツトは更にそのパケツト長に従つ
   て分類してそれぞれの送出持ち行列に加える段階、この
   それぞれの送出持ち行列にあるパケツトをタイミング制
   御部からの制御タイミングに従つてパケツト交換網内の
   回線へ転送する段階を備えたことを特徴とするパケツト
   交換網におけるパケツト交換網方法。 ２ それぞれの送出持ち行列にあるパケツトをタイミン
   グ制御部からの制御タイミングに従つてパケツト交換網
   内の回線へ転送する段階は、上記制御タイミングによつ
   て周期内に第１、第２、及び第３の状態を設定する段階
   と、上記第１の状態において短いパケツト長のパケツト
   と長いパケツト長のパケツトとをそれぞれ所定の優先順
   位で転送する段階と、上記第２の状態において短いパケ
   ツト長のパケツトを転送する段階と、上記第３の状態に
   おいて同期パケツトを転送する段階とを有することを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載のパケツト交換網に
   おけるパケツト交換方法。 ３ それぞれの送出持ち行列にあるパケツトをタイミン
   グ制御部からの制御タイミングに従つてパケツト交換網
   内の回線へ転送する段階は、第２の状態と第３の状態と
   の間に所定の時間幅のガード時間帯を有することを特徴
   とする特許請求の範囲第２記項記載のパケツト交換網に
   おけるパケツト交換方法。 ４ それぞれの送出持ち行列にあるパケツトをタイミン
   グ制御部からの制御タイミングに従つてパケツト交換網
   内の回線へ転送する段階は、第２の状態から第３の状態
   に移つた時点において他のパケツトを転送中であるとき
   はその転送終了を持つて直ちに同期データパケツトを送
   出する段階を有することを特徴とする特許請求の範囲第
   ２項記載のパケツト交換網におけるパケツト交換方法。