(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のノードを伝送路で連結する伝送装置であって、複数の異なるインタフェースを収容し、それらのインタフェース間の通信を同一の伝送路を通じてデータを伝送できるようにする伝送システムにおける伝送装置において、
伝送路フレーム上の帯域を占有帯域と共有帯域に分割し、占有帯域にはタイムスロット単位の同期回線を割り当て、共有帯域には制御情報フィールドとペイロードからなる固定長セルを通してセル同期をとり、セル単位で装置内から伝送路へのデータ挿脱を行ない、前記共有帯域上ではマルチセル同期をとるようにして、通信グループ毎に使用するセルを指定できるようにすると共に、
前記マルチセル同期によって決められた位置単位に上書きするセルか、蓄積するセルかを設定できるようにし、上書きセルではセルの制御情報フィールドに上書きするかしないかを指示する優先度情報を格納して端末から送出するようにして伝送路側セルと装置内スイッチ部セルとの間にセルの競合が発生した場合には、優先度情報を基に上書きするセルを決定して伝送路に送出し、蓄積セルではセルの競合が発生した場合は予め決められた優先度に従って調停を行ない、優先度の低いセルをバッファに格納して送出できるまで蓄積することを特徴とする伝送装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は伝送装置に関し、更に詳しくは伝送システムの構成に関する。
複数のノードを伝送路で連結する伝送装置であって、複数の異なるインタフェースを収容し、それらのインタフェース間の通信を同一の伝送路を通じてデータを伝送できるようにする伝送システムは、伝送路の敷設や回線の増設が容易に行えるため、構内伝送装置等の分野で利用されている。
【０００２】
【従来の技術】
複数種類の通信インタフェースを収容する入れ物として、伝送路上ではＳＤＨ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｈｉｅｒａｒｃｈｙ：ＩＴＳ−Ｔがまとめた高速中継速度体系の国際規格）方式に準拠したフレーム形式が用いられ、フレームのペイロード部分をＴＳ（タイムスロット）単位に使用して同期回線を割り当てていく方式を採ることが多い。また、近年ではＡＴＭ（Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｍｏｄｅ：非同期転送モード）交換機のように、蓄積交換の技術を使用したものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
回線交換を基本としたシステムでは、１対１の同期通信は効率よく行なえるが、バースト通信では、使用していない時間でも帯域を占有することになり、Ｎ対Ｍの同期通信では、送信側の切り替え制御が煩雑になるといった問題があり、動的な回線制御には向かないという欠点がある。また、蓄積交換を基本としたシステムでは、音声回線等の同期通信を実現する上でハードウェア構成や通信制御が複雑になり、伝送路の使用効率が悪くなって回線数が増やしにくいという問題がある。
【０００４】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、伝送路帯域の占有形態が異なる通信インタフェースをそれぞれの特性に合わせて同一伝送路上に収容でき、かつ帯域の大きいものは大きな単位で割り当てを決められ、小さいものはＴＳ単位で割り当てることができる伝送路利用効率の高い伝送装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
（１）図１は本発明の原理ブロック図である。図において、１は伝送路と接続される伝送路ＩＦ（インタフェース）、２は該伝送路ＩＦ及びノード１０からの信号を受けてスイッチングを行ない、スイッチング結果を伝送路又はノード１０に出力するスイッチ（ＴＳＷ）、３は伝送路からのセル及びノード１０からのセルを受けてセルの挿入を行ない、ノード１０から送出される共有帯域を組み立てるセル処理部、４は伝送路からのセル及びノード１０からのセルを受けて多重化するＭＵＸ（多重化）部、５はＭＵＸ部４からのセルデータを受けて伝送路に送り出す伝送路ＩＦ、１０は伝送路と接続され、セルデータの送受信を行なうと共に、自ノード間での端末同士のスイッチングを行なうノードである。
【０００６】
このような構成で、伝送路フレーム上の帯域を占有帯域と共有帯域に分割し、占有帯域にはタイムスロット単位の同期回線を割り当て、共有帯域には制御情報フィールドとペイロードからなる固定長セルを通してセル同期をとり、セル単位で装置内から伝送路へのデータ挿脱を行なう。
【０００７】
このように構成すれば、伝送路帯域の占有形態が異なる通信インタフェースをそれぞれの特性に合わせて同一伝送路上に収容でき、かつ帯域の大きいものは大きな単位で割り当てを決められ、小さいものはＴＳ単位で割り当てることができる伝送路利用効率の高い伝送装置を提供することができる。
【０００８】
また、前記共有帯域上ではマルチセル同期をとるようにして、通信グループ毎に使用するセルを指定できるようにしている。
【０００９】
このように構成すれば、通信グループ毎に一定の帯域を確保することができる。
また、前記マルチセル同期によって決められた位置単位に上書きするセルか、蓄積するセルかを設定できるようにし、上書きセルではセルの制御情報フィールドに上書きするかしないかを指示する優先度情報を格納して端末から送出するようにして伝送路側セルと装置内スイッチ部セルとの間にセルの競合が発生した場合には、優先度情報を基に上書きするセルを決定して伝送路に送出し、蓄積セルではセルの競合が発生した場合は予め決められた優先度に従って調停を行ない、優先度の低いセルをバッファに格納して送出できるまで蓄積することを特徴とする。
【００１０】
このように構成すれば、Ｎ対Ｍ通信のような画像データ等については、上書き設定を行ない、データのようにセル廃棄を行なうことが好ましくないものについては、蓄積設定を行なうことで、伝送路の効率のよい使用を行なうことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態例を詳細に説明する。
図２は本発明の実施の形態例を示すブロック図である。図１と同一のものは、同一の符号を付して示す。図において、１は伝送路ＩＦ、２はＴＳＷ（スイッチ）、３はセル処理部、４はＭＵＸ部、５は伝送路ＩＦである。
【００１２】
１１は装置内スイッチ（ＳＷ）部である。該装置内ＳＷ部１１には、各種の端末と対応するＩＦ（インタフェース）が接続されている。１２はカメラ、１３は該カメラ１２と接続される画像ＩＦ、１５はデータ端末、１４は該データ端末１５と接続されるＶ．２４ＩＦ、１６は電話、１７は該電話１６と接続される電話ＩＦ、１８はデータ端末、１９は該データ端末１８と接続されるＶ．２４ＩＦ、２０はＬＡＮ  ＩＦである。該ＬＡＮ  ＩＦは、イーサネットのセグメントと接続されている。
【００１３】
このように構成された装置内ＳＷ部１１、端末及びそのインタフェース（ＩＦ）とで図１に示すノード１０を構成している。このように構成された装置の動作を説明すれば、以下の通りである。
【００１４】
本発明では、使用される帯域を占有帯域と共有帯域に分割し、それぞれの帯域でデータ通信を行なうようになっていることを前提としている。図に示すノードは、自ノード内でパスが張られて通信するものについては、外に出ないのでノード内で交換処理が行なわれる。例えば、データ端末１５とデータ端末１９とでデータのやりとりを行なう場合である。
【００１５】
伝送路ＩＦ１は、ノード間のフレーム同期等、伝送路のプリミティブな処理を行なう。装置内ＳＷ部１１は、ノード毎の通信パスの設定を基に回線交換型のＴＳ（タイムスロット）スイッチングを行なう。端末インタフェースは、装置内ＳＷ部１１を中心に接続され、装置内パスの場合は装置内ＳＷ部１１でスイッチングされて対向する端末インタフェースと通信を行なう。
【００１６】
ノード間の通信パスのうち、回線交換（端末間に固定パスを張って通信を行なうもの。例えば音声データ通信）によるものは、装置内ＳＷ部１１でスイッチングされた後、伝送路間の回線交換を行なうＴＳＷ２に入力されて、伝送路上の指定されたＴＳ位置にマッピングされる。このＴＳＷ２は、装置構成上、装置内ＳＷ部１１の一部と考えることもできる。
【００１７】
セル処理部３は、セルの挿入を行ない、ノードから送出される共有帯域を組み立てる機能を持つ（詳細後述）。ＴＳＷ２から送出される占有帯域と、セル処理部３から送出される共有帯域は、ＭＵＸ部４で伝送路フレームに組み立てられ、伝送路ＩＦ５により他のノードに向けて送出される。
【００１８】
このように、本発明によれば、伝送路帯域の占有形態が異なる通信インタフェースをそれぞれの特性に合わせて同一伝送路上に収容でき、かつ帯域の大きいものは大きな単位で割り当てを決められ、小さいものはＴＳ単位で割り当てることができる伝送路利用効率の高い伝送装置を提供することができる。
【００１９】
次に、セル処理部３の動作について詳細に説明する。
図３はセル処理部３の具体的構成例を示すブロック図である。図１、図２と同一のものは、同一の符号を付して示す。図において、３１は伝送路と接続され、共有帯域を抽出する共有帯域抽出部、３２は該共有帯域抽出部３１の出力を受けてセル同期を確立するセル同期部、３３は装置内フレーム位相とセル同期部３２の出力を受けて、伝送路からの信号が自ノード宛てである場合に、セルを蓄え装置内ＳＷ部１１（図２参照）に送信する受信バッファ、３４はセル同期部３２の出力を受けてマルチセル同期をとるマルチセル同期部である。
【００２０】
３５は前記マルチセル同期部３４からの出力を受けてタイミング信号（書き込み制御用と読み出し制御用）を生成するタイミング生成部、３７は伝送路からの情報が自ノード宛てでなかった場合に、受信セルを蓄積するセルバッファである。該セルバッファ３７の数は、マルチセル同期部３４でマルチセル化したマルチセルの数だけ用意されている。タイミング生成部３５は、セルバッファ３７に受信セルを書き込む時の書き込みタイミングを与える。
【００２１】
４０はこれらセルバッファ３７の出力を受けて多重化する多重化（ＭＵＸ）部である。前記タイミング生成部３５は、多重化部４０で多重化する時のセルバッファの読み出し制御を行なう。３６は帯域を設定する帯域設定部であり、その出力はタイミング生成部３５、３８に入力されている。３８は装置内フレーム位相情報を受けてタイミング信号（書き込み制御用と読み出し制御用）を生成するタイミング生成部、３９は自ノード内で発生したセル情報を受けて蓄積するセルバッファであり、複数設けられている。４１はこれらセルバッファ３９の出力を、タイミング生成部３８からのタイミング信号により多重化する多重化（ＭＵＸ）部である。
【００２２】
４２は多重化部４０及び４１の出力を受けてマルチセルを生成するマルチセル生成部である。このように構成された回路の動作を説明すれば、以下の通りである。
【００２３】
共有帯域抽出部３１では、先ず伝送路中の共有帯域部分のデータを抽出する。セル同期部３２では、共有帯域の通信データを解析してセル同期を確立する。セル同期を確立するとは、ヘッダとペイロードが確立することをいう。共有帯域には、常にセルが流れており、通信データがない時であっても空きセル（ダミーセル）を詰めて送出する。
【００２４】
セルは制御情報フィールド（ヘッダ）とペイロード（データ部）から構成されており、制御情報には次の情報を含む。
・空きセルフラグ
・マルチセル同期フラグ
・優先度情報
・アドレス（通信グループを示すアドレス）
・エラーチェック情報（例えばＣＲＣ等）
セル同期が確立されたマルチセル同期部３４では、マルチセルの同期を確立し、マルチセル上の位置に対応して格納するセルバッファ３７の位置を決定する。図４はマルチセル同期の説明図である。帯域は、占有領域と共有領域に分割されている。例えば帯域が１５０Ｍｂｐｓであった場合、占有帯域に例えば５０Ｍｂｐｓを割り当て、共有帯域に１００Ｍｂｐｓを割り当てる。この内共有領域のセルを図に示すようにマルチセルとして確立する。図では、▲１▼〜▲４▼のマルチセルが確立された状態を示している。マルチセルは、ヘッダＨとペイロードからなる。このようにすれば、通信グループ毎に使用するセルを指定でき、通信グループ毎に一定の帯域を確保することができる。
【００２５】
受信バッファ３３では、自ノードに落ちるセルに対し、マルチセルの先頭からセルをバッファに格納し、装置内フレーム位相に従って装置内ＳＷ部１１へ送出する。セルを受信する端末インタフェースでは、特定のＴＳにセルが現れるので、セルの制御情報フィールドを調べて自分が受信すべきグループアドレスが設定されているセルを受信するようにする。
【００２６】
タイミング生成部３５、３８では、マルチセル同期の結果を基に到着するセルをセルバッファ３７、３９に格納するタイミングを生成し、帯域設定部３６に設定されたセル毎の処理方法に関する設定を基にセルバッファ３７、３９の読み出しタイミングを生成する。
【００２７】
これら到着するセルの内、装置内ＳＷ部１１から到着するセルは装置内フレーム位相に従って決められたＴＳ上にマッピングされているものとする。また、通信データがない場合でも必ず空きセルが到着するようになっており、この場合、セルバッファ３７、３９には空きセルが格納される。
【００２８】
セルバッファ３７、３９に格納されたセルは、多重化部４０、４１を介して出力され、マルチセル生成部４２でマルチセル化され、ＭＵＸ部４（図２参照）に送られるが、各多重化部４０、４１の出力が衝突しないように調停する必要がある。帯域設定部３６に設定されたセル毎の処理方法によって、上書き設定される場合と蓄積設定される場合がある。上書き設定の場合は、Ｎ対Ｍ通信のように画像通信のデータ伝送に用いられ、蓄積設定は、データのように大量のデータが伝送される場合に用いられる。
【００２９】
上書き設定の場合のセルバッファは、毎フレーム必ず読み出される。伝送路側、装置内ＳＷ部側何れかが空きセルであった場合には、有効なセルが選択されて共有帯域上にマッピングされる。両方が空きセルであった場合には、空きセルがマッピングされる。両方が有効なセルであった場合には、セルの制御情報フィールドに示された優先度情報を基に調停が行なわれ、優先度の高いセルが共有帯域にマッピングされて送出される。優先度が低く調停に負けたセルは廃棄される。例えばセルが画像情報であった場合、優先度の高いセルが低いセルに上書きされ、優先度の低いセルは伝送されない。
【００３０】
一方、蓄積設定のセルバッファは、読み出されるまでセルを保持し、オーバフローが発生した場合にはセルを廃棄する。伝送路側、装置内ＳＷ部側何れかが空きセルであった場合には、有効な側が選択されて共有帯域上にマッピングされる。両方が空きセルであった場合には、空きセルがマッピングされる。
【００３１】
両方が有効なセルであった場合には、その調停方法はいくつか考えられる。例えば、前回のフレームから連続して送出し続けている側を優先して選択するようにし、一連のセルストリームがとぎれないようにする方法がある。また、セルの制御情報フィールドに示された優先度情報を基に調停を行ない、優先度の高いセルを共有帯域にマッピングしてもよい。この場合には、セルストリームのような連続性が確保できないが、バッファのオーバフローの発生を少なくできる場合がある。調停に負けたセルはセルバッファに蓄積され、次回のフレームで再度調停される。調停された結果は、マルチセル生成部４２でマルチセルに組み立てられ、共有帯域のデータを生成する。
【００３２】
このように、本発明によれば、動画データ等については上書き設定を行ない、データのようにセル廃棄を行なうことが好ましくないものについては蓄積設定を行なうことで、伝送路の効率のよい使用を行なうことができる。
【００３３】
一つの伝送路に多種の通信回線を収容するシステムで、問題となるのは、通信インタフェースの種類によって伝送路の占有形態が異なる点である。特徴別に分けると、以下のようになる。
・音声等の同期回線  ：帯域を常時占有する。回線当たりの帯域は小さく、回線数は多い。
・ＬＡＮ等のパケット通信  ：帯域占有はバースト的である。統計多重効果を期待している。回線当たりの帯域は大きく、回線数は少ない。
・画像等の同期回線  ：Ｎ対Ｍ通信の形態が多く、帯域はグループで常時占有している。グループ内で発信者の切り替えが行なわれる。
【００３４】
回線当たりの帯域は中程度で、回線数は少ない〜中程度である。
本発明によれば、先ず音声等の１対１通信の同期回線は占有帯域を使用して伝送され、各ノードで回線交換されるので効率よく伝送できる。画像等のＮ対Ｍ通信となる同期回線は、共有帯域中の特定のセルを使用して伝送する。このセルを上書き設定することで同期が保たれ、且つ優先度情報を端末インタフェース側で指定して送信することで回線設定を変更することなく、送信者を切り替えることができるようになる。
【００３５】
パケット通信は、共有帯域中の蓄積設定されたセルを使用して伝送する。パケットがある場合は端末インタフェースから有効なセルが送出され、競合が発生した場合でもセルバッファで蓄積されて伝送される。パケットがない場合は空きセルが送出されるので他のノードからのパケットがある場合に統計多重効果が期待できる。ここで、必要に応じて一つの通信パスにマルチセル中のセルを複数割り当ててもよい。
【００３６】
また、セルの受信時には、各端末インタフェースがセルの制御フィールドのグループアドレスを基に受信する／しないを決定することができるので、Ｎ対Ｍ通信やブロードキャスト通信を効率よく行なうことができる。
【００３７】
このように、本発明によれば、伝送路帯域の占有形態が異なる通信インタフェースをそれぞれの特性に合わせて同一伝送路上に収容でき、且つ帯域の大きいものは大きな単位で割り当てを決められ、小さいものはＴＳ単位で割り当てられるので伝送路利用効率が改善できる。
【００３８】
（付記１）複数のノードを伝送路で連結する伝送装置であって、複数の異なるインタフェースを収容し、それらのインタフェース間の通信を同一の伝送路を通じてデータを伝送できるようにする伝送システムにおいて、
伝送路フレーム上の帯域を占有帯域と共有帯域に分割し、占有帯域にはタイムスロット単位の同期回線を割り当て、共有帯域には制御情報フィールドとペイロードからなる固定長セルを通してセル同期をとり、セル単位で装置内から伝送路へのデータ挿脱を行なうことを特徴とする伝送装置。
【００３９】
（付記２）前記共有帯域上ではマルチセル同期をとるようにして、通信グループ毎に使用するセルを指定できるようにすることを特徴とする付記１記載の伝送装置。
【００４０】
（付記３）前記マルチセル同期によって決められた位置単位に上書きするセルか、蓄積するセルかを設定できるようにし、上書きセルではセルの制御情報フィールドに上書きするかしないかを指示する優先度情報を格納して端末から送出するようにしてセルの競合が発生した場合には優先度情報を基に上書きするセルを決定して伝送路に送出し、蓄積セルではセルの競合が発生した場合は予め決められた優先度に従って調停を行ない、優先度の低いセルをバッファに格納して送出できるまで蓄積することを特徴とする付記２記載の伝送装置。
【００４１】
【発明の効果】
本発明によれば、伝送路帯域の占有形態が異なる通信インタフェースをそれぞれの特性に合わせて同一伝送路上に収容でき、かつ帯域の大きいものは大きな単位で割り当てを決められ、小さいものはＴＳ（タイムスロット）単位で割り当てることができる伝送路利用効率の高い伝送装置を提供することができる。
また、通信グループ毎に一定の帯域を確保することができる。更に、音声等のリアルタイム性が要求されるデータについては、上書き設定を行ない、データのようにセル廃棄を行なうことが好ましくないものについては、蓄積設定を行なうことで、伝送路の効率のよい使用を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理ブロック図である。
【図２】本発明の一実施の形態例を示すブロック図である。
【図３】セル処理部の具体的構成例を示すブロック図である。
【図４】マルチセル同期の説明図である。
【符号の説明】
１  伝送路ＩＦ
２  ＴＳＷ
３  セル処理部
４  多重化部（ＭＵＸ）
５  伝送路ＩＦ
１０  ノード
【図１】
0004074069.tif 000002
【図２】
0004074069.tif 000003
【図３】
0004074069.tif 000004
【図４】
0004074069.tif 000005