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JP2004248174A - Communication network, node device used therein, and transmission control method used therein - Google Patents

Communication network, node device used therein, and transmission control method used therein Download PDF

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JP2004248174A
JP2004248174A JP2003038154A JP2003038154A JP2004248174A JP 2004248174 A JP2004248174 A JP 2004248174A JP 2003038154 A JP2003038154 A JP 2003038154A JP 2003038154 A JP2003038154 A JP 2003038154A JP 2004248174 A JP2004248174 A JP 2004248174A
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buffer
packet
signal
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JP2003038154A
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Takahisa Yamamoto
貴久 山本
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Canon Inc
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Abstract

【課題】バッファ出力優先制御部により、バッファに蓄積されたパケットの出力に対し、常に高優先記憶領域から優先して出力するように制御することで、通信コネクション毎に優先順位を付けて、その優先順位に応じてパケットを伝送させるサービスを可能にする。
【解決手段】複数のチャネルで入力されるパケットをスイッチングして、該複数のチャネルのうちのいずれかで出力するスイッチ手段と、前記複数のチャネルから入力される信号をそれぞれ蓄積して入力されたチャネル毎に別個に出力し、且つ高優先信号を蓄積するための高優先バッファと、非優先信号を蓄積するための非優先バッファとを有するバッファ手段と、高優先バッファに蓄積されている信号を、非優先バッファに蓄積されている信号より優先して先に前記バッファ手段から出力するバッファ出力優先制御手段を有するノード装置。
【選択図】 図1
A buffer output priority control section controls output of packets stored in a buffer so that the output is always given priority from a high-priority storage area. A service for transmitting a packet according to a priority is enabled.
A switching means for switching a packet input on a plurality of channels and outputting the signal on any one of the plurality of channels, and storing and inputting signals input from the plurality of channels, respectively. Buffer means for outputting separately for each channel and having a high-priority buffer for storing a high-priority signal, a non-priority buffer for storing a non-priority signal, and a signal stored in the high-priority buffer. A node device having buffer output priority control means for outputting from the buffer means prior to a signal stored in a non-priority buffer.
[Selection diagram] Fig. 1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は通信ネットワーク及び伝送制御方法に関し、更に詳しくは、複数の端末装置を接続する為のノード装置と、このノード装置を複数個接続する為の並列多重伝送路から成るネットワークシステムに関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、情報量の増大に伴い、端末装置を接続するネットワークの高速大容量化に対応すべく、ノード装置を並列多重伝送路で接続したネットワークシステムが検討されている。例えば特開平8−172394号公報、特開平8−237306号公報にその構成例が示されている。
【0003】
図10は参考例のネットワークに用いるパケットの構成を示す図である。Nはノード番号であり、仮にノード装置が32台接続できるならばノード番号1〜32を示す5ビットで構成される。Tは伝送チャネル番号であり、仮に並列多重伝送路の伝送チャネル数(多重数)が8個ならば1〜8を示す3ビットで構成される。その他は必要に応じて同期信号や誤り訂正符号などが挿入される。
【0004】
図5は参考例のネットワークにおけるノード装置の構成図であり、ノード装置500にサブ伝送路を介して端末551〜558を接続している例を示している。符号501〜508は、挿入手段であるところの端末信号挿入部であり、端末551〜558から入力されるパケットを、並列多重伝送路から入力してくるパケット流に挿入する機能を有している。
【0005】
符号561〜568は、分離手段であるところの端末信号分離部であり、並列多重伝送路から入力されるパケットのアドレスを検出し、サブ伝送路を介して端末551〜558へ伝送させるパケットと端末挿入手段501〜508を経由してバッファ511〜518へ入力させるパケットとに分離する機能を有している。
【0006】
符号511〜518は、バッファ手段であるところのバッファであり、端末信号挿入部501〜508から出力されるパケットをスイッチ541の特定の出力端に対応した記憶領域に一時記憶する機能を有している。
【0007】
符号521〜528、531〜538はノード間を接続するための複数のチャネルを並列に設けた並列多重伝送路であり、例えば空間的に分離された複数の光ファイバ伝送路であったり、あるいは1本の光ファイバ上に波長分割されて多重化された波長多重伝送路であったりする。
【0008】
符号541はスイッチであり、スイッチ制御部542に制御されて、入力端IN1〜IN8に入力したパケットを任意の出力端OUT1〜OUT8へ接続するものである。スイッチ541は、並列多重伝送路に複数の光ファイバ伝送を用いるときには、空間スイッチ等を用いて交換を行う。また、波長多重伝送路を用いる場合には、図とは若干構成が異なるが、複数の可変波長レーザダイオードと合波器からなる送信部を波長多重伝送路へ接続し、波長多重伝送路の受信部で分波器により各波長を分離することでノード間でスイッチを構成し、可変波長レーザダイオードの送信波長を波長λ1〜λ8の任意の波長に設定することで交換を行う。
【0009】
符号542はスイッチ制御部であり、例えば図4の制御パターンに従ってスイッチを制御する。符号543はバッファ制御部であり、各バッファに接続されたスイッチの入力端が所望の出力端に接続されたときに、バッファから記憶されているパケットを読み出す様に制御するものである。
【0010】
図8は端末信号分離部561〜568の内部構成を示す図であり、801はパケットのヘッダから宛先アドレスを検出するヘッダ検出部、802、803は入力信号を出力または遮断するためのゲートである。端末信号分離部561〜568において、並列多重伝送路より入力したパケットはヘッダ検出部801においてヘッダが検出され、ヘッダの内容によりゲート802と803の開閉の処理を行う。ヘッダ検出部801にはあらかじめ自ノードの番号(自ノード番号と呼ぶ)が記憶されている。
【0011】
ヘッダ検出部801は、
1.検出したノード番号が記憶している自ノード番号と一致したときには、ゲート803を開き且つゲート802を閉じて端末方向のみにそのパケットを出力する。
【0012】
2.検出したノード番号が記憶している自ノード番号と一致しない場合は、ゲート802を開き且つゲート803を閉じて、端末信号挿入部のみにそのパケットを出力する。
【0013】
ようにパケットの経路を制御する。端末信号挿入部に出力されたパケットは、端末信号挿入部を経由してバッファへ送られる。
【0014】
図9は端末信号挿入部501〜508の内部構成を示す図であり、901はパケットのヘッダから宛先アドレスを検出するヘッダ検出部、904は2つの入力信号のどちらか一方を出力するセレクタ、905はパケットを一時記憶するためのFIFO(First In First Out)である。端末信号挿入部では、端末から伝送されてきたパケットをFIFO905に一時記憶する。同時に端末信号分離部からセレクタ904に入力したパケット流のヘッダをヘッダ検出部901によって検出しており、パケット流にすき間があるときにFIFO905から読み出し、セレクタ904を通ってバッファへ送る様に動作する。端末信号挿入部のヘッダ検出部901と端末信号分離部のヘッダ検出部801は兼用することができる。
【0015】
図3はバッファ511〜518の内部構成であり、301はスイッチ541の8つの出力端それぞれに対応した記憶領域1〜記憶領域8からなるバッファメモリ、302はパケットのヘッダから宛先アドレスを検出するヘッダ検出部、303はバッファメモリ301に書き込みアドレスを供給するためのアドレスカウンタである。バッファ511〜518において、端末信号挿入部より入力したパケットはヘッダ検出部302においてヘッダが検出され、ヘッダの内容によりそのパケットを記憶する記憶領域が決定される。
【0016】
ヘッダ検出部302にはあらかじめ隣接する下流ノードのノード番号(下流ノード番号と呼ぶ)が記憶されている。
【0017】
ヘッダ検出部302は、
1.検出したノード番号が記憶している下流ノード番号と一致すれば、検出した伝送チャネル番号と同じ番号の記憶領域(記憶領域1〜記憶領域8のいずれか)に対して、アドレスカウンタ303より書き込みアドレスを発生させ、バッファメモリ301の上記記憶領域(検出した伝送チャネル番号と同じ番号の記憶領域)の、上記で発生したアドレス指定領域にそのパケットを記憶させる。
【0018】
2.検出したノード番号が記憶している下流ノード番号と一致しなければ、記憶領域1〜記憶領域8のいずれか一つの任意の記憶領域に対して、アドレスカウンタ303より書き込みアドレスを発生させ、バッファメモリ301の上記で選択した記憶領域の、上記で発生したアドレス指定領域にそのパケットを記憶させるように、パケットの経路を制御する。
【0019】
図4はスイッチ541の入出力の接続関係を示す制御パターンであり、制御アドレスAl〜A8によりスイッチの入出力接続関係が変更される。入力端IN1〜IN8はバッファ511〜518(入力チャネル521〜528)に対応しており、出力端OUT1〜OUT8(または送信波長λ1〜λ8)はチャネル531〜538に対応している。スイッチ541とバッファ511〜518は、スイッチ制御部542とバッファ制御部543によって同期して制御され、例えばスイッチ541によってバッファ511の出力がチャネル531に接続されている時は、バッファ511からはチャネル531に対応する記憶領域1に記憶されたパケットが読み出される。バッファ511がチャネル532に接続されている時はバッファ511からはチャネル532に対応する記憶領域2に記憶されたパケットが読み出される。
【0020】
図6は、図5に示したノード装置を用いたネットワークシステムの構成例であり、4つのノード装置601〜604を並列多重伝送路605〜608によってリング型に接続し、各ノード装置にはそれぞれ8本のサブ伝送路を介して8台の端末が接続されている。端末611〜618は端末551〜558に対応し、同様に621〜628、631〜638、641〜648も端末551〜558に対応している。
【0021】
図7はこのネットワークの通信原理を説明するための図であり、701〜704はノード装置、705〜708はスイッチ541Iに対応した交換スイッチ、709〜712はバッファ511〜518に対応したバッファ、721〜736は端末、A,B,C,Dはリングを成す並列伝送路である。
【0022】
まず、図7を用いてこのネットワークの通信原理について説明する。このネットワークは複数のリングA,B,C,Dを有し、各リング間は交換スイッチ705〜709によって相互に接続されている。各端末は並列伝送路A,B,C,Dの中の1つのリング伝送路に接続されており、他のリングに接続された端末と通信を行う場合は、少なくとも1回、任意の交換スイッチで他のリングに交換されることで通信が行われる。交換が行われる位置は特定されないが、宛先ノードの1つ手前のノードで宛先の伝送路へ乗り換えて、他のノードでは任意の伝送路へ乗り換えるようにすると通信制御が容易になる。このネットワークはノード装置を簡略化するため、交換スイッチ705〜708は入力信号とは無関係に入出力の接続関係を所定のパターンにしたがって、かつそのパターンを繰り返して変更し、バッファ709〜712で入力信号を一時蓄積して、交換スイッチの入出力接続関係が所望の関係になったときにバッファからパケットを読み出すようにして交換が行われる。
【0023】
例えば、端末722から端末732へ通信する場合は、端末722から出力されたパケットはノード701のバッファ709に蓄積され、スイッチ705の入力端IN2が例えば出力端OUT2に接続されたときにバッファから読み出されて伝送路Bに出力され、ノード702のバッファ710へ入力してスイッチ706のIN2とOUT4が接続されたときにバッファから読み出されることにより、伝送路Dへ出力されて端末732へパケットが送られる。
【0024】
このように、宛先ノードの1つ手前のノードで宛先の伝送路へ乗り換えて、他のノードでは任意の伝送路へ乗り換えることにより通信が行われる。
【0025】
次に、図5、図6を用いて詳細を説明する。説明においては並列多重伝送路は空間的に分離された複敏感光ファイバ伝送路、スイッチは空間スイッチとして説明するが、波長多重伝送路を用いる場合も上記原理に基づいており、ほぼ同様の動作が行われる。仮に、端末612から端末635へ通信する場合の動作例について説明する。
【0026】
1.端末612からの送信データは固定長のパケットに分割され、各パケットのヘッダに送信端末の宛先端末のノード番号(N=3)と伝送チャネル番号(T=5)とを記載して出力される。出力されたパケットはサブ伝送路を通ってノード装置601へ入力し、端末信号挿入部502のFIFO905に一時記憶される。記憶されたパケットは、端末信号分離部562からセレクタ904に入力したパケット流にすき間があるときにFIFO905から読み出され、セレクタ904を通ってバッファ512へ送られる。
【0027】
2.バッファ512のヘッダ検出部302は、入力してきたパケットのヘッダから検出したノード番号(N=3)が記憶している下流ノード番号(2)と一致しないので、特定のチャネルを指定しないパケットであることがわかり、任意の記憶領域を選択する。書き込みアドレスカウンタ303はその情報を受けて、上記で選択した記憶領域に対する書き込みアドレスを発生させ、そのパケットをバッファメモリ301の上記で選択した記憶領域に書き込ませる。ここでは仮に記憶領域1に記憶されるとする。
【0028】
3.バッファ制御部543はスイッチ541の入力端IN2が出力端OUT1に接続されるまでそのパケットの読み出しを待機させ、接続された時にパケットを読み出す。
【0029】
4.スイッチ制御部542は、図4に示すテーブルのように制御アドレスをA1,A2,A3,A4,A5,A6,A7,A8と順次供給してスイッチ541の接続関係を変更させ、かつ制御アドレスを例えば1パケット長周期に供給することで、8パケット周期で同じパターンを繰り返すように制御している。その情報をバッファ制御部543へ通知することでバッファからの読み出しタイミングが制御される。ここではスイッチ541の入力端IN2が出力端OUT1に接続されたときにバッファ512の記憶領域1からパケットが読み出されることにより、そのパケットはスイッチ541を通って伝送路531へ出力される。
【0030】
5.伝送路531を通ってノード装置602の端末信号分離部561に入力したパケットは、ヘッダ検出部801でヘッダが検出される。検出したノード番号(N=3)は記憶している自ノード番号(2)と一致しないので、ゲート802を開きゲート803を閉じて端末信号挿入部501へそのパケットを出力する。端末信号挿入部501のセレクタ904へ出力されたパケットは、セレクタ904を通りバッファ511へ入力する。
【0031】
6.バッファ51Iのヘッダ検出部302は、入力してきたパケットのヘッダから検出したノード番号(N=3)が記憶している下流ノード番号(3)と一致するので、検出した伝送チャネル番号(T=5)と同じ番号の記憶領域を選択する。書き込みアドレスカウンタ303はその情報を受けて、上記で選択した記憶領域(記憶領域5)に対する書き込みアドレスを発生させ、そのパケットをバッファメモリ301の記憶領域5に書き込ませる。ここでは伝送チャネル番号が5なので記憶領域5にそのパケットを記憶させる。
【0032】
7.バッファ制御部543はスイッチ541のIN1がOUT5に接続されたときにバッファ511の記憶領域5からパケットを読み出すことで、パケットはスイッチ541を通って伝送路535へ出力される。
【0033】
8.伝送路を通ってノード装置603の端末信号分離部565に入力したパケットは、ヘッダ検出部801でヘッダが検出される。検出したノード番号(N=3)は記憶している自ノード番号(3)と一致するので、ゲート803を開き且つゲート802を閉じて端末方向のみにそのパケットを出力する。
【0034】
9.端末信号分離部565から端末方向へ出力されたパケットは、サブ伝送路を通って端末635へ送られ受信される。
【0035】
このようにして通信が行われる。
【0036】
【発明が解決しようとする課題】
上で述べた参考例めネットワークでは、通信コネクション毎に優先順位を付けて、その優先順位に応じてパケットを伝送させるようなサービスについて考慮していない。
【0037】
従って、緊急性の高い通信内容を通信する場合の通信コネクション(例えば、ネットワークの異常通知等)を、通常の通信内容を通信する場合の通信コネクションより優先順位を高くし、優先順位の高い通信コネクションのパケットは、優先順位の低い通信コネクションのパケットより、通信遅延を小さくして届けたりするようなサービスが行えなかった。
【0038】
また、そのことに関連して、映像情報を通信する場合のようにある一定の周期で情報が送られてこないと、受信側で情報を再生できないような通信の場合に、その周期で情報を送ることを保証することができなかった。つまり、他の通信の影響により、ネットワークが輻輳したりすると、通信遅延が大きくなり、情報の再生に支障が出ることも考えられるが、そのことに対処できなかった。
【0039】
さらに、ネットワークが輻輳してきた場合の問題として、上記参考例のネットワークのバッファ等でパケット廃棄が起こる可能性があるが、そのような場合でも通信内容の重要度に応じて通信コネクションに優先順位を設定し、優先順位の低い通信コネクションのパケットから廃棄する、というサービスを行うことができなかった。
【0040】
課題をわかりやすくするため、以下に具体例を示す。
【0041】
図5、図6に示された参考例のネットワークにおいて、仮に、端末612から端末625へ通信する場合の動作例について説明する。
【0042】
1.端末612からの送信データは固定長のパケットに分割され、各パケットのヘッダに送信端末の宛先端末のノード番号(N=2)と伝送チャネル番号(T=5)とを記載して出力される。出力されたパケットはサブ伝送路を通ってノード装置601へ入力し、端末信号挿入部502のFIFO905に一時記憶される。記憶されたパケットは、端末信号分離部562からセレクタ904に入力したパケット流にすき間があるときにFIFO905から読み出され、セレクタ904を通ってバッファ512へ送られる。
【0043】
2.バッファ512のヘッダ検出部302は、入力してきたパケットのヘッダから検出したノード番号(N=2)が記憶している下流ノード番号(2)と一致するので、検出した伝送チャネル番号(T=5)と同じ番号の記憶領域を選択する。書き込みアドレスカウンタ303はその情報を受けて、上記で選択した記憶領域(記憶領域5)に対する書き込みアドレスを発生させ、そのパケットをバッファメモリ301の記憶領域5に書き込ませる。ここでは伝送チャネル番号が5なので記憶領域5にそのパケットを記憶させる。
【0044】
3.バッファ制御部543はスイッチ541のIN2がOUT5に接続されたときにバッファ512の記憶領域5からパケットを読み出すことで、パケットはスイッチ541を通って伝送路535へ出力される。
【0045】
4.伝送路を通ってノード装置602の端末信号分離部565に入力したパケットは、ヘッダ検出部801でヘッダが検出される。検出したノード番号(N=2)は記憶している自ノード番号(2)と一致するので、ゲート803を開き且つゲート802を閉じて端末方向のみにそのパケットを出力する。
【0046】
5.端末信号分離部565から端末方向へ出力されたパケットは、サブ伝送路を通って端末625へ送られ受信される。
【0047】
このようにして通信が行われる。
【0048】
今、例えば上記手順により、端末612から端末625へ映像の伝送を行っていたとする。映像情報は、映像を再生する端末625にとって、一定の周期で受信する必要がある。その時同時に、別のコネクションを用いて端末612から端末625へファイル転送を行うとする。ファイル転送は、リアルタイム性は要求されない通信である。上記2種類のコネクションは、図10の構成のパケットにおいて、ヘッダの「その他」で示された領域を用いることにより、区別できる。
【0049】
このような場合、以下に示すようなことが起こり得る。
【0050】
上記の映像コネクションのパケットとファイル転送コネクションのパケットは両方とも、ノード装置601のバッファ512の記憶領域5に一旦記憶される。映像コネクションのパケットだけが通信されているときには、そのパケットを端末625が一定の周期で受信していたとしても、同時にファイル転送コネクションのパケットが通信されると、ファイル転送データのバースト性によっては、記憶領域5にファイル転送コネクションのパケットが瞬間的に相当量蓄積される可能性があるため、その直後に記憶領域5に記憶された映像コネクションのパケットは、それ以前に記憶されているファイル転送コネクションのパケットがすべて出力されるまで出力されず、映像コネクションのパケットが端末625に一定周期で届かなくなる可能性がある。つまり、他の通信の影響により、ネットワークが輻輳したりすると、通信遅延が大きくなり、映像情報の再生に支障が出る可能性がある。
【0051】
従来の参考例では、以上のような問題点があった。
【0052】
【課題を解決するための手段】
本発明の通信ネットワークは以下の通りである。
【0053】
並列な複数のチャネルと、前記複数のチャネルに接続され、各チャネルから入力された信号を前記複数のチャネルうちのいずれかのチャネルで出力するためのスイッチ手段と、前記複数のチャネルに接続されている端末とを有じており、前記スイッチ手段は、ある特定の信号が入力されたときには、他の信号に優先して先に前記複数のチャネルうちのいずれかのチャネルに出力する機能を有することを特徴とし、前記複数のチャネルは前記スイッチ手段を介してリング型に接続することにより並列リング伝送路を構成している通信ネットワーク。
【0054】
本発明では、前記スイッチ手段において、入力された信号の順序に関係なく、ある特定の信号を先に出力する機能を有することにより、「発明が解決しようとする課題」で述べた通信コネクション毎に優先順位を付けて、その優先順位に応じてパケットを伝送させるようなサービスを実現することを可能にしている。つまり優先順位の高い信号は、その他の信号よりも先に前記スイッチ手段から出力することにより、その信号の通信遅延を小さくしたり、また前記スイッチ手段においてその信号が廃棄される可能性を小さくしたりすることができる。
【0055】
前記通信ネットワークには、前記スイッチ手段において優先して前記複数のチャネルうちのいずれかのチャネルに先に出力すべき信号か否かを判別できる情報(優先順位指定情報と呼ぶ)を、前記信号に与える手段を備えていてもよい。
【0056】
さらに前記スイッチ手段には、前記優先順位指定情報を検出する手段が備わっており、前記スイッチ手段は、前記優先順位指定情報が付加された信号(高優先情報と呼ぶ)が入力されたときには、前記優先順位指定情報が付加されていない信号(非優先情報と呼ぶ)より優先して先に前記複数のチャネルうちのいずれかのチャネルに出力するように動作する。
【0057】
さらに前記スイッチ手段は、前記複数のチャネルから入力される信号をそれぞれ蓄積して入力されたチャネル毎に別個に出力するバッファ手段と、前記バッファ手段からのチャネル毎の出力と前記スイッチ手段から信号が出力される前記複数のチャネルとの接続を切り替えるスイッチング手段と、前記バッファ手段に前記高優先信号が蓄積されているときには、前記バッファ手段に蓄積されている前記非優先情報より優先して先に前記バッファ手段から前記高優先信号を出力するように前記バッファ手段からの出力を制御するバッファ出力優先制御手段とを有していてもよい。
【0058】
さらに前記バッファ手段は、前記複数のチャネル毎に、前記高優先信号を蓄積するためのバッファ(高優先バッファと呼ぶ)と、前記非優先信号を蓄積するためのバッファ(非優先バッファと呼ぶ)とを有し、前記バッファ出力優先制御手段により、前記バッファ手段に入力された信号の順序に関係なく、前記高優先バッファに蓄積されている信号を、前記非優先バッファに蓄積されている信号より優先して先に前記バッファ手段から出力するようになっていてもよい。
【0059】
さらに前記バッファ手段は、前記複数のチャネル毎に、前記高優先信号並びに非優先信号を蓄積する第一の記憶手段と、第一の記憶手段の未使用領域のアドレスを記憶する第二の記憶手段と、第一の記憶手段に格納された前記高優先信号のアドレスを記憶する第三の記憶手段と、第一の記憶手段に格納された前記非優先信号のアドレスを記憶する第四の記憶手段とから構成され、前記バッファ出力優先制御手段は、第三、第四の記憶手段に格納された情報に応じて、第一の記憶手段に蓄積された信号の読み出しを制御するようになっていてもよい。。
【0060】
前記スイッチング手段としては、クロスバースイッチなどを用いることができる。また、例えば複数のチャネルが波長によって識別できる時には、入力されたチャネル毎の出力それぞれに対応して波長可変送信部を設け、前記波長可変送信部の出力波長を切替えることにより、入力されたチャネル毎の出力と、出力チャネルの接続を切替えることができる。また前記スイッチング手段は、チャネルとして波長に限らずに、前記チャネル毎のバッファからの出力それぞれに対応して設けられた出力チャネル可変手段を有しており、前記出力チャネル可変手段を制御して、出力するチャネルを切り替えることにより、前記スイッチング手段に入力されたチャネル毎の出力と、出力するチャネルとの接続を切り替えるものであってもよい。
【0061】
また、前記スイッチング手段において、スイッチに入力されたバッファからのチャネル毎の出力と、出力チャネルの切り替えは、所定のパターンに従い、かつ前記入力されたチャネル毎のバッファからの出力の複数が同時に同じ出力チャネルに接続されないように行うことにより、スイッチにおいて入出力間のアービトレーションを行う必要がなくなり、制御負荷は大幅に低減する。
【0062】
また前記端末は、前記チャネルに分離手段を介して接続されており、前記分離手段では、自分離手段が接続されるチャネルで伝送されてきた信号のうち、端末に出力すべき信号を前記チャネルから分離して端末に出力するものであってもよい。
【0063】
また、前記端末からネットワークへの信号の入力は、前記チャネルに信号を挿入する挿入手段を設け、挿入手段から信号をチャネルに挿入するようにしてもよい。
【0064】
前記スイッチ手段と前記分離手段とを内部に設けたノード装置を用いたり、前記スイッチ手段と前記分離手段と前記挿入手段とを内部に設けたノード装置を用いてもよい。
【0065】
また本発明の通信ネットワークは以下のように示すこともできる。
【0066】
複数の端末を接続するための複数のノード装置を、並列な複数のチャネルでリング状に接続した通信ネットワークであって、前記ネットワークには、伝送パケットが前記並列なチャネル間で伝送チャネルの乗り換えを行うことを可能にするスイッチ手段が設けられており、前記スイッチ手段は、ある特定のパケットが入力されたときには、他のパケットに優先して先に伝送チャネルの乗り換えを行う機能を有することを特徴とする通信ネットワーク。
【0067】
また本発明の通信ネットワークは以下のように示すこともできる。
【0068】
複数の端末を接続するための複数のノード装置を、並列な複数のチャネルでリング状に接続した通信ネットワークであって、前記ノード装置は、前記複数のチャネルで入力されるパケットをスイッチングして、前記複数のチャネルのうちのいずれかで出力する機能を有するとともに、ある特定のパケットが入力されたときには、他のパケットに優先して先に前記複数のチャネルうちのいずれかのチャネルに出力することを可能にする機能を有するスイッチ手段と、前記スイッチ手段において、入力されるパケットが優先して出力を行うべきパケットか否かを判別するための情報を、パケットに付加する手段とを有していることを特徴とする通信ネットワーク。
【0069】
また本発明の通信ネットワークは以下のように示すこともできる。
【0070】
複数の端末を接続するための複数のノード装置を、並列な複数のチャネルでリング状に接続した通信ネットワークであって、前記ノード装置は、前記複数のチャネルで入力されるパケットをスイッチングして、前記複数のチャネルのうちのいずれかで出力する機能を有するスイッチ手段を備え、前記スイッチ手段は、前記複数のチャネルから入力されるパケットをそれぞれ蓄積して入力されたチャネル毎に別個に出力するバッファ手段と、前記バッファ手段からのチャネル毎の出力と前記スイッチ手段からパケットが出力される前記複数のチャネルとの接続を切り替えるスイッチング手段と、前記バッファ手段に蓄積されたパケットの順序に関係なく、ある特定のパケットを前記バッファ手段から先に出力するように制御するバッファ出力優先制御手段とを有していることを特徴とする通信ネットワーク。
【0071】
また本願では、上述した通信ネットワークで用いるノード装置も示している。
【0072】
また、本願に関わる伝送制御方法は以下の通りである。
【0073】
並列な複数のチャネルと、前記複数のチャネルに接続され、各チャネルで入力された信号を前記複数のチャネルのうちのいずれかのチャネルで出力できるスイッチ手段と、前記複数のチャネルに接続される端末とを有しており、前記複数のチャネルは前記スイッチ手段を介してリング型に構成されている通信ネットワークにおける信号の伝送制御方法であって、前記通信ネットワークに入力され、前記チャネルを伝送されて宛先端末に到達する信号のうちある特定の信号に対しては、前記特定の信号が前記スイッチ手段に入力された場合には、前記スイッチ手段内に滞留している信号が存在した場合でも、前記滞留している信号よりも優先して先に前記特定の信号が前記スイッチ手段から出力されるように制御することを特徴とする伝送制御方法。
【0074】
また、本願に関わる伝送制御方法は以下の通りである。
【0075】
複数の端末を接続するための複数のノード装置を、並列な複数のチャネルでリング状に接続し、伝送パケットが前記並列なチャネル間で伝送チャネルの乗り換えを行うことを可能にするスイッチ手段を設けた通信ネットワークにおけるパケットの伝送制御方法であって、前記スイッチ手段は、ある特定のパケットが入力されたときには、他のパケットに優先して先に伝送チャネルの乗り換えを行うように制御することを特徴とする伝送制御方法。
【0076】
また、本願に関わる伝送制御方法は以下の通りである。
【0077】
複数の端末を接続するための複数のノード装置を、並列な複数のチャネルでリング状に接続し、伝送パケットが前記並列なチャネル間で伝送チャネルの乗り換えを行うことを可能にするスイッチ手段を設けた通信ネットワークにおけるパケットの伝送制御方法であって、前記チャネルを伝送して宛先端末に到達するパケットに、前記スイッチ手段において優先して伝送チャネルの乗り換えを行うべきパケットか否かを判別できる情報を与える工程を有し、前記スイッチ手段では、前記情報を検出したパケットを他のパケットに優先して伝送チャネルの乗り換えを行うよう制御することを特徴とする伝送制御方法。
【0078】
また本発明のノード装置は以下の通りである。
【0079】
複数の端末装置を接続するための複数のノード装置を、並列な複数のチャネルに用いてリング状に接続した通信ネットワークにおいて用いるノード装置において、前記複数のチャネルを伝送されてくるパケット、並びに前記複数の端末装置から伝送されてくるパケットを受信する受信手段と、前記複数のチャネルで入力されるパケットをスイッチングして、前記複数のチャネルのうちのいずれかに出力するとともに、ある特定のパケットに対しては、他のパケットに優先して前記スイッチ手段から出力することを可能にする機能を有するスイッチ手段と、前記受信手段により受信されたパケットが、優先的に前記スイッチ手段から出力されるべきパケットか否かを判別する判別手段を有することを特徴とするノード装置。
【0080】
【発明の実施の形態】
(実施形態1)
本発明の第1の実施形態について説明する。
【0081】
図1は本発明のネットワークに用いるパケットの構成を示す図である。Pは優先順位指定情報を示す。優先順位指定情報は1ビットであり、緊急性が高い通信を行う場合や、遅延を小さくしたい通信を行う場合や、パケットの廃棄を通常より避けたいような通信を行う場合には、そのパケットの優先順位指定情報を1に設定し(優先順位指定情報が1のパケットを高優先パケットと呼ぶ)、通常の通信の場合には、0に設定する(優先順位指定情報が0のパケットを非優先パケットと呼ぶ)。さらに、Nはノード番号であり、仮にノード装置が32台接続できるならばノード番号1〜32を示す5ビットで構成される。Tは伝送チャネル番号であり、仮に並列多重伝送路の伝送チャネル数(多重数)が4個ならば1〜4を示す2ビットで構成される。その他は必要に応じて同期信号や誤り訂正符号などが挿入される。ネットワーク内の各端末はノード番号と伝送チャネル番号により個々に識別される。
【0082】
図11は本発明のネットワークに用いるノード装置の構成図であり、ツイストペアケーブル等の伝送路を介して4つの端末と接続するための入出力ポートPORTl〜PORT4と、本発明のノード装置どうしを多芯光ファイバケーブル等の並列伝送路を介して接続するための、4つのノード入力端IN1〜IN4及び4つのノード出力端OUT1〜OUT4を有するノード装置の構成を示している。
【0083】
図11において、1101〜1104は並列伝送路からの信号を入力するためのノード入力端IN1〜IN4であり、光信号を電気信号に変換するための光受信器等が含まれる。光受信器は光電変換の他、クロック抽出、伝送路符号化された信号の復号化等を行う。
【0084】
1171〜1174は並列伝送路へ信号を出力するためのノード出力端OUT1〜OUT4であり、電気信号を光信号へ変換するための光送信器等が含まれる。光送信器は電光変換の他、伝送路符号化等を行う。
【0085】
1181〜1184はツイストペアケーブル等を介して端末を接続するための端末信号入出力ポートである。各ポートは送信用と受信用の回路で構成されている。
【0086】
図11の1121〜1124は入力端1101〜1104から入力されるパケットのヘッダを検出し、端末信号入出力ポート1181〜1184を介して端末側へ伝送させるパケットと、端末信号挿入部1131〜1134を介してバッファ1141〜1144へ入力させるパケットとに分離する端末信号分離部である。
【0087】
図2は端末信号分離部1121〜1124の内部構成である。201はパケットのヘッダからNを検出するヘッダ検出部、202、203は入力信号を出力または遮断するためのゲートである。ノード入力端1171〜1174より入力したパケットはヘッダ検出部201においてヘッダが検出され、ヘッダの内容によりゲート202と203の開閉の処理を行う。
【0088】
ヘッダ検出部201には、あらかじめ自ノードのノード番号(自ノード番号と呼ぶ)が記憶されている。
【0089】
ヘッダ検出部201は、
1.入力パケットのヘッダから検出したノード番号(N)が記憶している自ノード番号と一致した場合は、ゲート203を開き且つゲート202を閉じて端末信号入出力ポート1181〜1184にそのパケットを出力する。
【0090】
2.入力パケットのヘッダから検出したノード番号(N)が記憶している自ノード番号と一致しない場合は、ゲート202を開き且つゲート203を閉じて端末信号挿入部1131〜1134のみにパケットを出力する。
【0091】
ように、パケットの経路を制御する(図12参照)。この制御は基本的に参考例の端末信号分離部と同じである。
【0092】
図11の1131〜1134は端末から端末信号入出力ポート1181〜1184を経由して入力されてくるパケットを端末信号分離部1121〜1124から伝送されてくるパケット流に挿入する機能を有している端末信号挿入部である。端末信号挿入部は参考例で図9に示されたものと同じなので、ここでは詳しくその動作を説明することは省略する。
【0093】
端末信号挿入部のヘッダ検出部901と端末信号分離部のヘッダ検出部201は兼用することもできる。
【0094】
図11の1141〜1144は端末信号挿入部から入力されてくるパケットを一時記憶しておき、スイッチ1151に出力するためのバッファである。
【0095】
図14は、バッファ1141〜1144の内部構成である。1401はバッファメモリであり、高優先パケットを一時記憶するための高優先バッファ1404と、非優先パケットを一時記憶するための非優先バッファ1405とから構成される。高優先バッファ1404は、スイッチ1151の4つの出力端(OUT1〜OUT4)それぞれに対応した高優先記憶領域1〜高優先記憶領域4から構成され、同様に非優先バッファ1405は、スイッチ1151の4つの出力端(OUT1〜OUT4)それぞれに対応した非優先記憶領域1〜非優先記憶領域4から構成される。1402はパケットのヘッダからP,N,Tを検出するヘッダ検出部、1403はバッファメモリ1401に書き込みアドレスを供給するためのアドレスカウンタである。
【0096】
バッファ1141〜1144において、端末信号挿入部より入力したパケットはヘッダ検出部1402においてヘッダが検出され、ヘッダの内容によりそのパケットを記憶する記憶領域が決定される。
【0097】
ヘッダ検出部1402には、あらかじめ隣接する下流のノードのノード番号(下流ノード番号と呼ぶ)が記憶されている。
【0098】
ヘッダ検出部1402は、
1.入力パケットが高優先パケットであった場合(P=1)で、且つ検出したノード番号(N)が記憶している下流ノード番号と一致した場合には、検出した伝送チャネル番号(T)と同じ番号の高優先バッファ1404の中の記憶領域(高優先記憶領域1〜高優先記憶領域4のいずれか)に対して、アドレスカウンタ1403より書き込みアドレスを発生させ、高優先バッファ1404の上記記憶領域(検出した伝送チャネル番号と同じ番号の高優先記憶領域)の、上記で発生したアドレス指定領域にそのパケットを記憶させる。
【0099】
2.入力パケットが高優先パケットであった場合(P=1)で、且つ検出したノード番号(N)が記憶している下流ノード番号と一致しない場合には、高優先バッファ1404の中の高優先記憶領域1〜高優先記憶領域4のいずれか一つの任意の記憶領域に対して、アドレスカウンタ1403より書き込みアドレスを発生させ、高優先バッファ1404の上記で選択した記憶領域の、上記で発生したアドレス指定領域にそのパケットを記憶させる。
【0100】
3.入力パケットが非優先パケットであった場合(P=0)で、且つ検出したノード番号(N)が記憶している下流ノード番号と一致した場合には、検出した伝送チャネル番号(T)と同じ番号の非優先バッファ1405の中の記憶領域(非優先記憶領域1〜非優先記憶領域4のいずれか)に対して、アドレスカウンタ1403より書き込みアドレスを発生させ、非優先バッファ1405の上記記憶領域(検出した伝送チャネル番号と同じ番号の非優先記憶領域)の、上記で発生したアドレス指定領域にそのパケットを記憶させる。
【0101】
4.入力パケットが非優先パケットであった場合(P=0)で、且つ検出したノード番号(N)が記憶している下流ノード番号と一致しない場合には、非優先バッファ1405の中の非優先記憶領域1〜非優先記憶領域4のいずれか一つの任意の記憶領域に対して、アドレスカウンタ1403より書き込みアドレスを発生させ、非優先バッファ1405の上記で選択した記憶領域の、上記で発生したアドレス指定領域にそのパケットを記憶させる。
【0102】
ように、パケットを制御する(図13参照)。
【0103】
つまり、スイッチ1151を経由することでOUT1に繋がるチャネルに出力したいパケットであれば、高優先記憶領域1(高優先パケットの場合)或いは、非優先記憶領域1,(非優先パケットの場合)に記憶させるよう制御し、スイッチ1151を経由することでOUT2に繋がるチャネルに出力したいパケットであれば、高優先記憶領域2(高優先パケットの場合)或いは、非優先記憶領域2(非優先パケットの場合)に記憶させるよう制御し、スイッチ1151を経由することでOUT3に繋がるチャネルに出力したいパケットであれば、高優先記憶領域3(高優先パケットの場合)或いは、非優先記憶領域3(非優先パケットの場合)に記憶させるよう制御し、スイッチ1151を経由することでOUT4に繋がるチャネルに出力したいパケットであれば、高優先記憶領域4(高優先パケットの場合)或いは、非優先記憶領域4(非優先パケットの場合)に記憶させるよう制御する。
【0104】
図11の1151は、スイッチであり、スイッチ制御部1152に制御されて、スイッチ入力端IN1〜IN4に入力したパケットを任意のスイッチ出力端OUT1〜OUT4へ接続するものである。1152はスイッチ制御部であり、例えば図15の制御パターンに従ってスイッチを制御する。1151、1152は従来例の図5で541、542として述べたものと動作は本質的に同じである(ただし、本実施形態では並列チャネルが4つの場合を示しているので、その部分のみ異なる)。
【0105】
符号1153はバッファ出力優先制御部であり、各バッファの出力に接続されたスイッチの入力端が所望の出力端に接続されたときに、記憶されているパケットをバッファから読み出すように制御する。スイッチ1151のある入力端とある出力端が接続したときに読み出されるべきパケットが記憶されている記憶領域は、上述のように高優先バッファ1404内と非優先バッファ1405内にある(例えば、スイッチ1151の入力端IN1と出力端OUT1が接続したときに、読み出されるべきパケットが記憶されている記憶領域は、高優先バッファ1404内の高優先記憶領域1と非優先バッファ1405内の非優先記憶領域1)。
【0106】
バッファ出力優先制御部1153は、スイッチ1151のある接続関係に対して、
1.上記接続関係に対し、出力すべきパケットが高優先バッファ内の対応する高優先記憶領域にある場合は、その高優先記憶領域からパケットを出力する(例えば、スイッチ1151の入力端IN1と出力端OUT1が接続したときに、高優先バッファ1404内の高優先記憶領域1にパケットが存在すれば、高優先記憶領域1からそのパケットを出力する)。
【0107】
2.上記接続関係に対し、出力すべきパケットが高優先バッファ内の対応する高優先記憶領域に存在せず、非優先バッファ内の対応する非優先記憶領域に存在すれば、その非優先記憶領域からパケットを出力する(例えば、スイッチ1151の入力端IN1と出力端OUT1が接続したときに、高優先バッファ1404内の高優先記憶領域1にパケットがなく、非優先バッファ1405内の非優先記憶領域1にパケットがあれば、非優先記憶領域1からそのパケットを出力する)。
【0108】
3.上記接続関係に対し、出力すべきパケットが高優先バッファ内の対応する高優先記憶領域と非優先バッファ内の対応する非優先記憶領域との両方に存在すれば、高優先記憶領域から優先してパケットを出力する(例えば、スイッチ1151の入力端IN1と出力端OUT1が接続したときに、高優先バッファ1404内の高優先記憶領域1と非優先バッファ1405内の非優先記憶領域1との両方にパケットがあれば、高優先記憶領域1からそのパケットを出力する)。
【0109】
ようにバッファからのパケットの読み出しを制御する(図19参照)。
【0110】
図15はスイッチ1151の入出力の接続関係を示す制御パターンであり、制御アドレスA1〜A4によりスイッチの入出力接続関係が変更される。スイッチ入力端IN1〜IN4はバッファ1141〜1144(ノード装置のチャネルとしては、ノード入力端1101〜1104)に対応しており、スイッチ出力端OUT1〜OUT4はノード出力端1171〜1174に如応している。スイッチ1151とバッファ1141〜1144は、スイッチ制御部1152とバッファ出力優先制御部1153によって同期して制御され、例えばスイッチ1151によってバッファ1141の出力がノード出力端1171に接続されている時(制御アドレスA1の時)は、バッファ1141からはノード出力端1171に対応する高優先記憶領域1或いは非優先記憶領域1に記憶されたパケットが読み出される。この時のパケット読み出しの制御は上述のようにバッファ出力優先制御部1153が行う。バッファ1141の出力がノード出力端1172に接続されている時(制御アドレスA2の時)は、バッファ1141からはノード出力端1172に対応する高優先記憶領域2或いは非優先記憶領域2に記憶されたパケットが読み出される。この時のパケット読み出しの制御も同様にバッファ出力優先制御部1153が行う。制御アドレスA3、A4の場合も同様の制御が行われ、また他のバッファ1142、1143、1144に対しても同様の制御が行われる。
【0111】
このようにバッファ出力優先制御部1153が、バッファからの読み出しを制御することにより、緊急性が高い通信や、遅延を小さくしたい通信や、パケットの廃棄を通常より避けたいような通信のパケットを高優先パケットとして、通常の通信のパケットと区別して制御することを可能にすることにより、通信コネクション毎に優先順位を付けて、その優先順位に応じてパケットを伝送させるようなサービスをおこなうことができるようになる。
【0112】
例えば、「発明が解決しようとする課題」の項で示した、ある端末から別のある端末へ映像の伝送を行いながら、ファイル転送も行うという通信を行ったとしても、映像伝送の通信コネクションとファイル転送の通信コネクションを優先順位指定情報により区別することで、映像コネクションのパケットが受信端末に一定周期で届かなくなる問題を回避できる。
【0113】
以下に本発明をより明確に示すために、「発明が解決しようとする課題」の項で示した例と同じ条件で上記問題が本発明により解決されていることを示す。
【0114】
図16は、図11に示したノード装置を用いたネットワークシステムの構成例であり、4つのノード装置1601〜1604を並列多重伝送路1605〜1608によってリング型に接続し、各ノード装置にはそれぞれ4本のサブ伝送路を介して4台の端末が接続されている。端末1611〜1614は図11の端末信号入出力ポート1181〜1184に繋がっている端末に対応し、同様に1621〜1624、1631〜1634、1641〜1644も図11の端末信号入出力ポート1181〜1184に繋がっている端末端末に対応している。
【0115】
図11、図16に示された本発明のネットワークにおいて、仮に、端末1612から端末1623へ映像を通信する場合の動作例について説明する。前述のように映像情報は、映像を再生する端末1623にとって、一定の周期で受信する必要がある。そのため本実施形態では、映像コネクションで使用されるパケットを高優先パケットとし、そのパケットのヘッダの優先順位指定情報を1とする。
【0116】
1.端末1612からの送信データは固定長のパケットに分割され、各パケットのヘッダに送信端末の宛先端末のノード番号(N=2)と伝送チャネル番号(T=3)とを記載し、さらに上述の理由から優先順位指定情報を1(P=1)として出力される。出力されたパケットはサブ伝送路を通ってノード装置1601へ入力し、端末信号挿入部1132のFIFO905に一時記憶される。記憶されたパケットは、端末信号分離部1122からセレクタ904に入力したパケット流にすき間(ヘッダ検出部901により判断できる)があるときにFIFO905から読み出され、セレクタ904を通ってバッファ1142へ送られる。
【0117】
2.バッファ1142のヘッダ検出部1402は、入力したパケットのヘッダを検出すると、入力パケットが高優先パケットであり(P=1)、且つ検出したノード番号(N=2)が記憶している下流ノード番号(2)と一致するので、検出した伝送チャネル番号(T=3)と同じ番号の高優先バッファ1404の中の高優先記憶領域3に対して、アドレスカウンタ1403より書き込みアドレスを発生させ、高優先バッファ1404の高優先記憶領域3の、上記で発生したアドレス指定領域にそのパケットを記憶させる。
【0118】
3.スイッチ制御部1152はこのときスイッチ1151の入出力接続関係を図15に従い制御アドレスA1〜A4を一定周期に巡回させるごとく制御し、その制御アドレスを優先バッファ出力制御部1153へ通知している。
【0119】
4.優先バッファ出力制御部1153はスイッチ1151のIN2がOUT3に接続されたとき(制御アドレスA2のとき)に、バッファ1142の高優先記憶領域3と非優先記憶領域3とに記憶されているパケットの有無を調べ、高優先記憶領域3にパケットが記憶されているときには、非優先記憶領域3のパケットの有無に関わらず、高優先記憶領域3からパケットを読み出す。このように制御すると、読み出されたパケットはスイッチ1151のIN2からOUT3を通りノード出力端1173に出力され、さらに伝送路に出力される。
【0120】
5.伝送路を通ってノード装置1602の端末信号分離部1123に入力したパケットは、ヘッダ検出部201でヘッダが検出される。検出したノード番号(N=2)は記憶している自ノード番号(2)と一致するので、ゲート203を開き且つゲート202を閉じて端末方向のみにそのパケットを出力する。
【0121】
6.端末信号分離部1123から端末方向へ出力されたパケットは、端末信号入出力ポート1183を通って端末1623へ送られる。
【0122】
このようにして映像コネクションの通信が行われる。
【0123】
続いて、上記映像コネクションと同時に、端末1612から端末1623へ通信されるファイル転送の場合の動作例について説明する。前述のようにファイル転送は、リアルタイム性は要求されない通信である。そのため本実施形態では、ファイル転送のコネクションで使用されるパケットを非優先パケットとし、そのパケットのヘッダの優先順位指定情報を0とする。
【0124】
1.端末1612からの送信データは固定長のパケットに分割され、各パケットのヘッダに送信端末の宛先端末のノード番号(N=2)と伝送チャネル番号(T=3)とを記載し、さらに上述の理由から優先順位指定情報を0(P=0)として出力される。出力されたパケットはサブ伝送路を通ってノード装置1601へ入力し、端末信号挿入部1132のFIFO905に一時記憶される。記憶されたパケットは、端末信号分離部1122からセレクタ904に入力したパケット流にすき間(ヘッダ検出部901により判断できる)があるときにFIFO905から読み出され、セレクタ904を通ってバッファ1142へ送られる。
【0125】
2.バッファ1142のヘッダ検出部1402は、入力したパケットのヘッダを検出すると、入力パケットが非優先パケットであり(P=0)、且つ検出したノード番号(N=2)が記憶している下流ノード番号(2)と一致するので、検出した伝送チャネル番号(T=3)と同じ番号の非優先バッファ1405の中の非優先記憶領域3に対して、アドレスカウンタ1403より書き込みアドレスを発生させ、非優先バッファ1405の非優先記憶領域3の、上記で発生したアドレス指定領域にそのパケットを記憶させる。
【0126】
3.スイッチ制御部1152はこのときスイッチ1151の入出力接続関係を図15に従い制御アドレスA1〜A4を一定周期に巡回させるごとく制御し、その制御アードレスを優先バッファ出力制御部1153へ通知している。
【0127】
4.優先バッファ出力制御部1153はスイッチ1151のIN2がOUT3に接続されたとき(制御アドレスA2のとき)に、バッファ1142の高優先記憶領域3と非優先記憶領域3とに記憶されているパケットの有無を調べ、高優先記憶領域3にパケットが記憶されていないときに、非優先記憶領域3からパケットを読み出す。このように制御すると、読み出されたパケットはスイッチ1151のIN2からOUT3を通りノード出力端1173に出力され、さらに伝送路に出力される。
【0128】
5.伝送路を通ってノード装置1602の端末信号分離部1123に入力したパケットは、ヘッダ検出部201でヘッダが検出される。検出したノード番号(N=2)は記憶している自ノード番号(2)と一致するので、ゲート203を開き且つゲート202を閉じて端末方向のみにそのパケットを出力する。
【0129】
6.端末信号分離部1123から端末方向へ出力されたパケットは、端末信号入出力ポート1183を通って端末1623へ送られる。
【0130】
このようにしてファイル転送のコネクションの通信が行われる。
【0131】
このようにバッファ出力優先制御部により、映像コネクションのパケットとファイル転送コネクションのパケットを制御すれば、従来の問題点で示したような映像コネクションのパケットが受信端末に一定周期で届かなくなる問題を回避できる。つまり、映像コネクションの通信のパケットと同時にファイル転送コネクションのパケットが通信され、ファイル転送データのバースト性によって、非優先記憶領域3にファイル転送コネクションのパケットが相当量蓄積された場合でも、映像コネクションのパケットはファイル転送コネクションのパケットよりも優先的に高優先記憶領域3から出力されるので、端末1623には一定周期で映像コネクションのパケットを届けることができる。つまり、他の通信の影響により、ネットワークが輻輳した場合でも、通信遅延が大きくなることをなくすることが可能となり、映像情報の再生に支障が出ることがないようにできる。
【0132】
また、ネットワークが輻輳して、バッファの記憶領域の容量以上にバースト的にパケットが入力されたような場合等に、バッファにおいてパケット廃棄が起こる可能性があるが、そのような場合でも通信内容の重要度に応じて通信コネクションに優先順位を設定し、重要度の高い通信内容の通信コネクションのパケットを高優先パケットに設定しておくことにより、高優先パケットは、常に非優先パケットよりも優先してバッファから読み出されていくため、優先順位の高い通信コネクションのパケットが廃棄される可能性を小さくすることも可能である。
【0133】
以上のように本発明では、緊急性が高い通信を行う場合や、遅延を小さくしたい通信を行う場合や、パケットの廃棄を通常より避けたいような通信を行う場合には、そのパケットの優先順位指定情報を1に設定し、通常の通信の場合には、0に設定し、さらにバッファ出力優先制御部によって、バッファに蓄積されたパケットの出力に関して、常に高優先記憶領域から優先して出力するように制御することにより、通信コネクション毎に優先順位を付けて、その優先順位に応じてパケットを伝送させるようなサービスを可能にしている。
【0134】
また、本実施形態では、並列伝送チャネルが4つの場合について記したが、この並列伝送チャネルの数はいくらでもよい。例えば従来例で示したように8つであっても、本発明に含まれることは明らかである。
【0135】
さらに本実施形態では、高優先バッファと非優先バッファの2段階に優先度を設けたが、任意の段階に優先度を設けることも本発明に含まれる。例えば高/中/低の3段階に優先度を設ける場合は、ヘッダの優先順位指定情報は2ビット必要となる。またバッファメモリ1401は高優先バッファ、中優先バッー、低優先バッファの3領域から構成され、それぞれにスイッチ1151からの出力チャネルに対応した記憶領域が存在することになる。さらに、バッファ出力優先制御部1153は、スイッチ1151のある接続関係に対して、以下の順で制御を行う。
【0136】
1.上記接続関係に対し、出力すべきパケットが高優先バッファ内の対応する高優先記憶領域にある場合は、その高優先記憶領域からパケットを出力する(例えば、スイッチ1151の入力端IN1と出力端OUT1が接続したときに、高優先バッファ内の高優先記憶領域1にパケットが存在すれば、高優先記憶領域1からそのパケットを出力する)。
【0137】
2.上記接続関係に対し、出力すべきパケットが高優先バッファ内の対応する高優先記憶領域に存在せず、中優先バッファ内の対応する中優先記憶領域に存在すれば、その中優先記憶領域からパケットを出力する(例えげ、スイッチ1151の入力端IN1と出力端OUT1が接続したときに、高優先バッファ内の高優先記憶領域1にパケットがなく、中優先バッファ内の中優先記憶領域1にパケットがあれば、中優先記憶領域1からそのパケットを出力する)。
【0138】
3.上記接続関係に対し、出力すべきパケットが高優先バッファ内の対応する高優先記憶領域と中優先バッファ内の対応する中優先記憶領域との両方に存在せず、低優先バッファ内の対応する億優先記憶領域に存在すれば、低優先記憶領域からパケットを出力する(例えば、スイッチ1151の入力端IN1と出力端OUT1が接続したときに、高優先バッファ内の高優先記憶領域1と中優先バッファ内の中優先記憶領域1との両方にパケットがなく、低優先バッファ内の低優先記憶領域1にパケットがあれば、低優先記憶領域1からそのパケットを出力する)。
【0139】
(実施形態2)
本発明の第2の実施形態について説明する。本実施形態のパケットの構成並びに、ノード装置の構成は実施形態1と同じ(それぞれ図1、図11に示される)であるが、ノード装置の中のバッファ1141〜1144の内部構成が異なっている。またそれに伴って、出力優先制御部1153の制御方法も異なる。
【0140】
実施形態1のバッファ1141〜1144では、図14に示されるように、スイッチ1151の各出力端に対して高優先記憶領域と非優先記憶領域とをそれぞれ持っている。このような構成の場合には、例えば、スイッチ1151の出力端OUT1に出力すべき高優先パケットがバースト的に入力され、高優先記憶領域1の容量が一杯になったような時に、容量に比較的余裕のある非優先記憶領域1に記憶するというような制御は行えない。本実施形態では、実施形態1のこのような点を改良したものとなっている。
【0141】
上記の点を改良するために本実施形態では、ノード装置の中のバッファ1141〜1144の内部構成を変更している。またそれに伴って、出力優先制御部1153の制御方法も変更している。詳しくは後で述べるが、本実施形態と実施形態1の違いを簡単に述べると以下の通りである。
【0142】
本実施形態では、実施形態1のようなスイッチ1151の各出力端に対して高優先記憶領域と非優先記憶領域とをそれぞれ持つような構成を改め、各出力端に対して物理的に単一の記憶領域をそれぞれ持たせるようにしている。そして入力してきたパケットは、そのパケットが高優先パケットでも、非優先パケットでも、その単一の記憶領域に記憶させる。その上で、出力するときには、その単一の記憶領域の中に高優先パケットが記憶されていれば、高優先パケットを、高優先パケットが記憶されてなければ、非優先パケットを、それぞれ入力された順に読み出すようにしている。
【0143】
続いて、本実施形態のバッファ1141〜1145の内部構成並びに出力優先制御部1153の制御方法について詳しく述べる。
【0144】
図20に本実施形態におけるバッファ1141〜1144の内部構成を示す。2001はバッファメモリであり、スイッチ1151の4つの出力端(OUT1〜OUT4)それぞれに対応した記憶領域1〜記憶領域4から構成さる。2002はパケットのヘッダからP,N,T(図1参照)を検出するヘッダ検出部である。
【0145】
2011〜2014は、上記記憶領域にパケットを書き込むためのアドレスを格納している未使用領域アドレスFIFOである。この未使用領域アドレスFIFOには、上記記憶領域のアドレスの中で、そのアドレスにパケットを書き込むことが可能なアドレスを格納している。例えば、記憶領域1には元々パケット分の容量があったとし、その4パケット分の書込/読出アドレスがAD1〜AD4であったとする。或時点において、パケットがAD1とAD2の領域に記憶されていたとすると、未使用領域アドレスFIFO1にはAD3、AD4が格納されていることになる。初期状態においては、未使用領域アドレスFIFOには、上記記憶領域の全ての書込み可能なアドレスが格納されている。先の例では、AD1,AD2,AD3,AD4が、初期状態において、未使用領域アドレスFIFOに格納されている。
【0146】
未使用領域アドレスFIFO2011〜2014から出力されるアドレスは、各記憶領域に対してパケットの書込アドレスとして用いられると同時に、高優先使用領域アドレスFIFO2041〜2044、並びに非優先使用領域アドレスFIFO2031〜2034のいずれかに入力され、ヘッダ検出部2002の指示によって、非優先/高優先いずれかのFIFOに格納される。
【0147】
2031〜2034は非優先パケットに対する非優先使用領域アドレスFIFOであり、2041〜2044は高優先パケットに対する高儀先使用領域アドレスFIFOである。この非優先使用領域アドレスFIFOには、上記記憶領域のアドレスの中で、そのアドレスに非優先パケットが書き込まれているアドレスを格納している。同様に高優先使用領域アドレスFIFOには、上記記憶領域のアドレスの中で、そのアドレスに高優先パケットが書き込まれているアドレスを格納している。例えば上記の例において、高優先パケットがAD1に記憶されており、非優先パケットがAD2の領域に記憶されていたとすると、高儀先使用領域アドレスFIFOにはAD1が格納され、非優先使用領域アドレスFIFOにはAD2が格納されていることになる。初期状態においては、高優先使用領域アドレスFIFOにも非優先使用領域アドレスFIFOにも、アドレスは格納されていない。つまり両FIFOは空の状態となってる。
【0148】
高優先使用領域アドレスFIFO2041〜2044、或いは非優先使用領域アドレスFIFO2031〜2034から出力されるアドレス(バッファ出力優先制御部1153の指示によって、非優先/高優先いずれかのFIFOから出力される)は、各記憶領域に対してパケットの読出アドレスとして用いられると同時に、未使用領域アドレスFIFO2011〜2014に入力され、格納される。
【0149】
バッファ1141〜1144において、端末信号挿入部より入力したパケットはヘッダ検出部2002においてヘッダが検出され、ヘッダの内容によりそのパケットを記憶する記憶領域が決定される。
【0150】
ヘッダ検出部2002には、あらかじめ隣接する下流のノードのノード番号(下流ノード番号と呼ぶ)が記憶されている。
【0151】
ヘッダ検出部2002は、
1.検出したノード番号(N)が記憶している下流ノード番号と一致した場合には、検出した伝送チャネル番号(T)と同じ番号の記憶領域に対応した未使用領域アドレスFIFO(2011〜2014のいずれか)から、上記記憶領域に対する書込アドレスを出力させ、上記記憶領域(検出した伝送チャネル番号と同じ番号の記憶領域)の、上記で出力させたアドレス指定領域にそのパケットを記憶させる。
【0152】
2.検出したノード番号(N)が記憶している下流ノード番号と一致しない場合には、記憶領域1〜記憶領域4のいずれか一つの任意の記憶領域を選択し、その選択した記憶領域に対応した未使用領域アドレスFIFO(2011〜2014のいずれか)から、選択した記憶領域に対する書込アドレスを出力させ、上記で選択した記憶領域の、上記で出力させたアドレス指定領域にそのパケットを記憶させる。
【0153】
ように、パケットを制御する(図21参照)と同時に未使用領域アドレスFIFOから出力されたアドレスに対して以下の様に制御する。
【0154】
ヘッダ検出部2002は、
1.入力パケットが高優先パケットであった場合(P=1)上記未使用領域アドレスFIFOから出力したアドレスを、検出した伝送チャネル番号(T)と同じ番号の記憶領域に対応した高儀先便用領域アドレスFIFO(2041〜2044のいずれか)に格納させる。
【0155】
2.入力パケットが非優先パケットであった場合(P=0)上記未使用領域アドレスFIFOから出力したアドレスを、上記で選択した記憶領域に対応した非優先使用領域アドレスFIFO(2041〜2044のいずれか)に格納させる。
【0156】
ように制御する(図21参照)。
【0157】
符号1153はバッファ出力優先制御部であり、各バッファの出力に接続されたスイッチの入力端が所望の出力端に接続されたときに、記憶されているパケットをバッファから読み出すように制御する。
【0158】
本実施形態でのバッファ出力優先制御部1153の動作は実施形態1の場合と異なり、以下の様に動作する。バッファ出力優先制御部1153は、スイッチ1151のある接続関係に対して、
1.上記接続関係に対応する高優先使用領域アドレスFIFOが空でない場合(FIFO内にアドレスが格納されている場合)は、その高優先使用領域アドレスFIFOから、上記接続関係に対応する記憶領域の読出アドレスを出力させ、上記記憶領域の、上記で出力させたアドレス指定領域からパケットを読み出す。さらに、上記高優先使用領域アドレスFIFOから出力したアドレスを、上記記憶領域に対応した未使用領域アドレスFIFOに格納させる(例えば、スイッチ1151の入力端IN1と出力端OUT1が接続したときに、高優先使用領域アドレスFIFO2041が空でなければ、高儀先便用領域アドレスFIFO2041からアドレスを出力させ、記憶領域1のそのアドレスが指定する領域からパケットを読み出す。さらにそのアドレスを未使用領域アドレスFIFO2011に格納する)。
【0159】
2.上記接続関係に対応する高優先使用領域アドレスFIFOが空である場合(FIFO内にアドレスが格納されていない場合)で、上記接続関係に対応する非優先使用領域アドレスFIFOが空でない場合(FIFO内にアドレスが格納されている場合)には、その非優先使用額域アドレスFIFOから、上記接続関係に対応する記憶領域の読出アドレスを出力させ、上記記憶領域の、上記で出力させたアドレス指定領域からパケットを読み出す。さらに、上記非優先使用領域アドレスFIFOから出力したアドレスを、上記記憶領域に対応した未使用領域アドレスFIFOに格納させる(例えば、スイッチ1151の入力端IN1と出力端OUT1が接続したときに、高優先使用領域アドレスFIFO2041が空で、非優先使用領域アドレスFIFO2031が空でなければ、非優先使用領域アドレスFIFO2031からアドレスを出力させ、記憶領域1のそのアドレスが指定する領域からパケットを読み出す。さらにそのアドレスを未使用領域アドレスFIFO2011に格納する)。
【0160】
3.上記接続関係に対応する高優先使用領域アドレスFIFOが空でなく(FIFO内にアドレスが格納されている場合)で、上記接続関係に対応する非優先使用領域アドレスFIFOも空でない場合(FIFO内にアドレスが格納されている場合)には、その高優先使用領域アドレスFIFOから、優先して上記接続関係に対応する記憶領域の読出アドレスを出力させ、上記記憶領域の、上記で出力させたアドレス指定領域からパケットを読み出す。さらに、上記高優先使用領域アドレスFIFOから出力したアドレスを、上記記憶領域に対応した未使用領域アドレスFIFOに格納させる(例えば、スイッチ1151の入力端IN1と出力端OUT1が接続したときに、高優先使用領域アドレスFIFO2041が空でなく、非優先使用領域アドレスFIFO2031も空でない場合には、高優先使用領域アドレスFIFO2041から優先してアドレスを出力させ、記憶領域1のそのアドレスが指定する領域からパケットを読み出す。さらにそのアドレスを未使用領域アドレスFIFO02011に格納する)。
【0161】
ようにバッファからのパケットの読み出しを制御する(図22参照)。
【0162】
以上のようにバッファ1141〜1145を構成(図20参照)、制御し(図21参照)、さらに出力優先制御部1153を制御する(図22参照)ことにより、実施形態1では実現が困難であった、高優先パケットに使用できる記憶領域と非優先パケットに使用できる記憶領域との区別をなくし、単一の記憶領域を高優先/非優先の両パケットがその流量に応じて使用し、記憶領域を効率よく使用することを可能にしている。
【0163】
従って、「入力してきたパケットに対してそのパケットが高優先パケットでも、非優先パケットでも、その単一の記憶領域に記憶させる。その上で、出力するときには、その単一の記憶領域の中に高優先パケットが記憶されていれば、高優先パケットを、高優先パケットが記憶されてなければ、非優先パケットを、それぞれ入力された順に読み出す」ことを可能にしている。
【0164】
(実施形態3)
本発明の第3の実施形態について説明する。図17は本実施形態におけるノード装置の構成図であり、実施形態1でスイッチ1151に空間分割型のスイッチを用りい、伝送路としてリボンファイバなどの空間分割並列多重伝送路を用いたのに対し、本実施形態では波長多重を用いて1本の光ファイバに信号を多重し、対向する2つのノード装置間で交換を行う例を示す。
【0165】
図17において1701〜1704は波長可変送信部であり、レーザダイオードの注入電流を制御することにより入力信号を任意の波長の光信号に変換して出力する光送信器である。1709は波長制御部であり、波長可変送信部1701〜1704を図15の波長制御パターンに従ってそれぞれの送信波長を任意の波長に設定するものである。例えば、制御アドレスA1〜A4を順次周期的に変更することで、波長可変送信部1701の入力端IN1に入力した信号を最初の周期で波長λ1の光信号に変換し、次の周期で波長λの光信号に変換し、さらに波長λ,λ4と順次変更する。波長可変送信部1702も同様に入力端IN2に入力した信号を波長λ2,λ3,λ4,λ1の順番で繰り返し上記波長の光信号に変換する。他の波長可変送信部1703、1704も同様である。
【0166】
波長変更の周期は例えばパケット長の整数倍に設定される。つまり数パケット単位に送信波長が繰り返し変更されることになる。また、使用する波長制御パターンは図15に限ったものではないが、複数の波長可変送信部が同時に同じ波長で送信しない波長制御パターンを用いる。1721は合波器であり、各波長可変送信部から出力された光信号を1本の光ファイバに集光し、外部光ファイバ伝送路へ出力する。1722は分波器であり、外部光ファイバ伝送路から送られてきた波長λ1〜λ4の光信号をそれぞれの波長に分離する。1711〜1714は光受信部であり、分波器1722で分離された波長λ1〜λ4の光信号を電気信号に変換するものである。ノード装置の他の部分は実施形態1と同様であり、同じ部分は同一番号で記してある。
【0167】
続いて図16を用いて通信時の本実施形態のノード装置の動作について述べる。
【0168】
まず、高優先情報の通信(P=1)の場合の動作について述べる。仮に端末1612(自ノード番号:1、伝送チャネル番号:2)から端末1633(自ノード番号:3、伝送チャネル番号:3)へ信号を伝送する場合について説明する。
【0169】
1.まず端末1612ではパケットのヘッダに、受信端末1633の端末番号(例えばN=3、T=3)と、Pビット(優先順位指定情報)に1を記載して送出する。そのパケットはサブ伝送路を通ってノード装置1601の端末信号入出力ポート1182に入力された後、端末信号挿入部1132のFIFO905へ入力される。
【0170】
2.端末信号挿入部1132のセレクタ904では、FIFO905に一時的に貯えられたバケットを端末信号分離部からのパケット流のすき間(ヘッダ検出部901により判断できる)に挿入し、そのパケット流をバッファ1142へ送出する。
【0171】
3.バッファ1142のヘッダ検出部1402は、入力したパケットのヘッダを検出すると、入力パケットが非優先パケットであり(P=1)、且つ検出したノード番号(N=3)は、記憶している隣接ノード番号(2)と一致しないので、高優先バッファ1404の任意の高優先記憶領域を指定しパケットを記憶する。ここでは例えば高優先記憶領域1を指定する。アドレスカウンタ1403はその情報を受けて、高優先記憶領域1に対して書き込みアドレスを発生させ、そのパケットを高優先バッファ1405の高優先記憶領域1の、上記で発生したアドレス指定領域にそのパケットを記憶させる。
【0172】
4.波長制御部1709はこのとき図15の波長制御パターンに従い制御アドレスA1〜A4を一定周期に巡回させるごとく制御し、その制御アドレスを優先バッファ出力制御部1153へ通知している。
【0173】
5.優先バッファ出力制御部1153は、波長可変送信部1702が波長11で送信しようとしているとき(制御アドレスA4のとき)に、バッファ1142の高優先記憶領域1と非優先記憶領域1とに記憶されているパケットの有無を調べ、高優先記憶領域1にパケットが記憶されているときには、非優先記憶領域1のパケットの有無に関わらず、高優先記憶領域1からパケットを読み出す。このように制御すると、読み出されたパケットは波長可変送信部1702へ入力され波長λ1の光信号に変換されて合波器1721を通って光ファイバ伝送路1605へ出力される。
【0174】
6.伝送路を伝送されたパケットはノード装置1602の分波器1722で波長λ1の出力端から出力され、光受信部1711で電気信号に変換されて端末信号分離部1121に入力される。
【0175】
7.端末信号分離部1121に入力したパケットは、ヘッダ検出部201においてヘッダが検出される。検出したノード番号(N=3)は記憶している自ノード番号(2)と一致しないので、ゲート202を開きゲート203を閉じて端末信号挿入部1131へそのパケットを出力する。
【0176】
8.端末信号挿入部1131のセレクタ904へ出力されたパケットは、セレクタ904を通りバッファ1141へ入力する。
【0177】
9.バッファ1141のヘッダ検出部1402は、入力したパケットのヘッダを検出すると、入力パケットが高優先パケットであり(P=1)、且つ検出したノード番号、(N=3)が記憶している下流ノード番号(3)と一致するので、検出した伝送チャネル番号(T=3)と同じ番号の高優先バッファ1404の中の高優先記憶領域3に対して、アドレスカウンタ1403より書き込みアドレスを発生させ、高優先バッファ1404の高優先記憶領域3の、上記で発生したアドレス指定領域にそのパケットを記憶させる。
【0178】
10.優先バッファ出力制御部1153は、波長可変送信部1701が波長λ3で送信しようとしているとき(制御アドレスA3のとき)に、バッファ1141の高優先記憶領域3と非優先記憶領域3とに記憶されているパケットの有無を調べ、高優先記憶領域3にパケットが記憶されているときには、非優先記憶領域3のパケットの有無に関わらず、高優先記憶領域3からパケットを読み出す。このように制御すると、読み出されたパケットは波長可変送信部1701へ入力され波長λ3の光信号に変換されて合波器1721を通って光ファイバ伝送路1606へ出力される。
【0179】
11.伝送路を通ってノード装置1603に入力した光信号は分波器1722の波長λ3の出力端から出力されて光受信部1713で電気信号に変換され端末信号分離部1113に入力される。
【0180】
12.端末信号分離部1123に入力したパケットは、ヘッダ検出部201においてヘッダが検出される。検出したノード番号(N=3)が記憶している自ノード番号(3)と一致するので、ゲート203を開きゲート202を閉じて端末方向のみにそのパケットを出力する。
【0181】
13.端末信号分離部1123から端末方向へ出力されたパケットは、端末信号入出力ポート1183を通って端末1633へ送られる。
【0182】
図17のノード装置を用いることによる実施形態1からの変更点は、上記の高優先情報の通信の場合に詳述したので、非優先情報の通信(P=0)の場合の動作は、ここでは省略する。
【0183】
このようにして、図17のノード装置を用いても、バッファ出力優先制御部によって、バッファに蓄積されたパケットの出力に関して、常に高優先記憶領域から優先して出力するように制御することにより、通信コネクション毎に優先順位を付けて、その優先順位に応じてパケットを伝送させるようなサービスを可能にしている。
【0184】
(実施形態4)
続いて本発明の第4の実施形態について説明する。これまでに述べた第1及び第3実施形態では、通信を行う各端末が図1に示すヘッダを持つセルを出力することにより、「発明が解決しようとする課題」を解決しながら通信を行うことを可能にしていた。
【0185】
しかしながら、図1に示すようなヘッダを持つセルを端末から出力しなければならないということは、端末に装備するNIC(Network Interface Card)に制限を加えることにもなる。つまり、市販されている一般的なNIC(例えばATM用のNIC)などが本発明では使えない可能性も出てくる。そのことを回避するための実施形態を実施形態4に示す。
【0186】
本実施形態のノード装置の構成は図11、図17のノード装置の構成と同じである。ただし、図11、図17に示された端末信号入出力ポート1181〜1184の機能が拡張されている。端末信号入出力ポート1181〜1184は端末信号分離部及び端末信号分離部とそれに繋がる端末(市販のNICを装備)との間に存在している。本実施形態における端末信号入出力ポート118l〜1184は、市販のNICから出力できるようなヘッダフォーマットから図1のヘッダフォーマットへの変換、並びにその逆の変換を行う機能を有し、そのために必要となる変換用のテーブル(ヘッダ変換テーブルと呼ぶ)を持つ。従って本実施形態では、端末信号入出力ポート1181〜1184の役割を明確化するために、端末信号入出力ポート1181〜1184をヘッダ変換手段と呼ぶことにする。
【0187】
また、本実施形態のネットワーク構成を図18に示す。図18ではネットワーク内に少なくとも1つのコネクション受け付け及びヘッダ変換手段制御モジュール1800を設けている。図18に示された他の番号は図16と同じものを示している。
【0188】
コネクション受け付け及びヘッダ変換手段制御モジュールを設ける場所は、ネットワーク内で特に指定されないが、以下に示すように、端末とある決まったプロトコルに従って予備通信を行うので、その予備通信が実行できるところであればよい。また、各ノードにあるヘッダ変換手段(端末信号入出力ポート)に対しても以下に示すような制御を行うので、その制御が可能なところであればよい。例えば、ある端末上にコネクション受け付け及びヘッダ変換手段制御モジュールがあってよいし、あるいはノード装置上にあってもよい。
【0189】
本実施形態において、コネクション受け付け及びヘッダ変換手段制御モジュールは、あらかじめ決められた手順(予備通信プロトコル)で各端末と情報をやり取りすることができる。具体的には以下の手順で情報の交換を行う。
【0190】
1.端末は通信(実通信)を行う前に、コネクション受け付け及びヘッダ変換手段制御モジュールに対し、その実通信の送信端末(自端末)情報(アドレス)、宛先端末情報(アドレス)、その通信を高優先情報として扱うのか非優先情報として扱うのか(優先識別情報)、を予備通信プロトコルで伝える。
【0191】
2.コネクション受け付け及びヘッダ変換手段制御モジュールは、得られた送信端末情報と宛先端末情報と優先識別情報からその実通信に用いるべきヘッダ(端末ノード間ヘッダと呼ぶ)を算出し、上記端末に伝える。このときの端末ノード間ヘッダは市販のNICで設定可能なヘッダとする。
【0192】
3.端末はコネクション受け付け及びヘッダ変換手段制御モジュールから得た端末ノード間ヘッダをパケットに付加して実通信を行う。
【0193】
また同時に、コネクション受け付け及びヘッダ変換手段制御モジュールは、上記の送信端末情報、宛先端末情報、優先識別情報をもとに、以下のことを行う。
【0194】
1.送信端末と接続しているヘッダ変換手段(端末信号入出力ポート)のヘッダ変換テーブルに対して、上記の予備通信プロトコルで端末に伝えた端末ノード間ヘッダから図1のヘッダへの変換を行うようにヘッダ変換テーブルを設定する。
【0195】
2.宛先端末と接続しているヘッダ変換手段(端末信号入出力ポート)のヘッダ変換テーブルに対して、図1のヘッダから市販のNICで受信できるような端末ノード間ヘッダフへの変換を行うようにヘッダ変換テーブルを設定する。
【0196】
このような処理を実通信の前に行うことにより、市販のNICを装備した端末でも本発明による通信を行うことが可能となる。この処理の後の実通信の手順は実施形態1に示した手順において、送信端末からノード装置へ送られるパケット(ヘッダは上記予備通信で指定された端末ノード間ヘッダ)が、その送信端末と繋がったヘッダ変換手段(端末信号入出力ポート)において、図1のフォーマットのヘッダにヘッダ変換される点と、ノード装置から宛先端末へ送られるパケット(ヘッダは図1のフォーマット)が、その宛先端末と繋がったヘッダ変換手段において、市販のNICで受信できるような端末ノード間ヘッダにヘッダ変換される点が、付力けされるだけで後は同じなので省略する。
【0197】
【発明の効果】
以上のように本発明では、緊急性が高い通信を行う場合や、遅延を小さくしたい通信を行う場合や、パケットの廃棄を通常より避けたいような通信を行う場合には、そのパケットの優先順位指定情報を1に設定し、通常の通信の場合には、0に設定し、さらにバッファ出力優先制御部によって、バッファに蓄積されたパケットの出力に関して、常に高優先記憶領域から優先して出力するように制御することにより、通信コネクション毎に優先順位を付けて、その優先順位に応じてパケットを伝送させるようなサービスを可能にしている。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のネットワークに用いるパケットの構成を示す図である。
【図2】本発明のノード装置の端末信号分離部の内部構成を示す図である。
【図3】従来例のノード装置のバッファの内部構成を示す図である。
【図4】バッファ及びスイッチの制御法則を示す図である。
【図5】従来例のノード装置の構成を示す図である。
【図6】ネットワークの構成を示す図である。
【図7】ネットワークの通信原理を示す図である。
【図8】従来例のノード装置の端末信号分離部の内部構成を示す図である。
【図9】ノード装置の端末信号挿入部の内部構成を示す図である。
【図10】従来例のネットワークに用いるパケットの構成を示す図である。
【図11】本発明のノード装置の構成を示す図である。
【図12】端末信号分離部の動作を示すフローチャートである。
【図13】バッファの動作を示すフローチャートである。
【図14】本発明のノード装置のバッファの内部構成を示す図である。
【図15】バッファ及びスイッチの制御法則を示す図である。
【図16】ネットワークの構成を示す図である。
【図17】本発明のノード装置の構成を示す図である。
【図18】ネットワークの構成を示す図である。
【図19】バッファ出力優先制御部の動作を示すフローチャートである。
【図20】本発明のノード装置のバッファの内部構成を示す図である。
【図21】バッファの動作を示すフローチャートである。
【図22】バッファ出力優先制御部の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
201、302,801,901,1402,2002 ヘッダ検出部
202,203,802,803 ゲート
301,1401,2001 バッファメモリ
303,1403 アドレスカウンタ
500,601〜604,701〜704,1100,1601〜1604,1700 ノード装置
501〜508,1131〜1134 端末信号挿入部
561〜568,1121〜1124 端末信号分離部
511〜518,709〜712,1141〜1144 バッファ
521〜528,531〜538,605〜608,1605〜1608 並列多重伝送路
541,705〜708,1151 スイッチ
542,1152 スイッチ制御部
543 バッファ制御部
551〜558,611〜618,621〜628,631〜638,641〜648,721〜736,1611〜1614,1621〜1624,1631〜1634,1641〜1644 端末
904 セレクタ
905 FIFO
1101〜1104 ノード入力端
1153 バッファ出力優先制御部
1171〜1174 ノード出力端
1181〜1184 端末信号入出力ポート
1404 高優先バッファ
1405 非優先バッファ
1721 合波器
1722 分波器
1711〜1714 光受信部
1701〜1704 波長可変送信部
1709 波長制御部
1800 コネクション受け付け及びヘッダ変換手段制御モジュール
2011〜2014 未使用領域アドレスFIFO
2031〜2034 非優先使用領域アドレスFIFO
2041〜2044 高優先使用領域アドレスFIFO
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a communication network and a transmission control method, and more particularly, to a network system including a node device for connecting a plurality of terminal devices and a parallel multiplex transmission line for connecting a plurality of the node devices.
[0002]
[Prior art]
In recent years, with an increase in the amount of information, a network system in which node devices are connected by a parallel multiplex transmission path has been studied in order to cope with an increase in the speed and capacity of a network connecting terminal devices. For example, JP-A-8-172394 and JP-A-8-237306 show examples of the configuration.
[0003]
FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a packet used in the network of the reference example. N is a node number, and is composed of 5 bits indicating node numbers 1 to 32 if 32 node devices can be connected. T is a transmission channel number, which is composed of 3 bits indicating 1 to 8 if the number of transmission channels (multiplex number) of the parallel multiplex transmission path is eight. In other cases, a synchronization signal, an error correction code, and the like are inserted as needed.
[0004]
FIG. 5 is a configuration diagram of a node device in the network of the reference example, and shows an example in which terminals 551 to 558 are connected to the node device 500 via sub-transmission paths. Reference numerals 501 to 508 denote terminal signal insertion units which are insertion means, and have a function of inserting packets input from the terminals 551 to 558 into a packet stream input from a parallel multiplex transmission line. .
[0005]
Reference numerals 561 to 568 denote terminal signal separation units serving as separation means, which detect the address of a packet input from the parallel multiplex transmission path, and transmit a packet and a terminal to be transmitted to the terminals 551 to 558 via the sub transmission path. It has a function of separating packets to be input to the buffers 511 to 518 via the insertion units 501 to 508.
[0006]
Reference numerals 511 to 518 denote buffers serving as buffer means, and have a function of temporarily storing packets output from the terminal signal insertion units 501 to 508 in a storage area corresponding to a specific output terminal of the switch 541. I have.
[0007]
Reference numerals 521 to 528 and 531 to 538 denote parallel multiplex transmission lines in which a plurality of channels for connecting nodes are provided in parallel, such as a plurality of spatially separated optical fiber transmission lines. It may be a wavelength division multiplexed transmission line that is wavelength division multiplexed on an optical fiber.
[0008]
A switch 541 is controlled by the switch control unit 542 to connect a packet input to the input terminals IN1 to IN8 to an arbitrary output terminal OUT1 to OUT8. When a plurality of optical fiber transmissions are used for the parallel multiplex transmission line, the switch 541 performs switching using a space switch or the like. In the case of using a wavelength division multiplex transmission line, although the configuration is slightly different from that shown in the figure, a transmission unit including a plurality of tunable wavelength laser diodes and a multiplexer is connected to the wavelength division multiplex transmission line to receive the wavelength division multiplex transmission line. A switch is formed between nodes by separating each wavelength by a demultiplexer in the unit, and switching is performed by setting the transmission wavelength of the variable wavelength laser diode to an arbitrary wavelength of wavelengths λ1 to λ8.
[0009]
Reference numeral 542 denotes a switch control unit that controls a switch according to, for example, the control pattern of FIG. Reference numeral 543 denotes a buffer control unit, which controls to read out the stored packet from the buffer when the input terminal of the switch connected to each buffer is connected to a desired output terminal.
[0010]
FIG. 8 is a diagram showing the internal configuration of the terminal signal separation units 561 to 568, where 801 is a header detection unit that detects a destination address from a packet header, and 802 and 803 are gates for outputting or blocking an input signal. . In the terminal signal separating units 561 to 568, the header of the packet input from the parallel multiplex transmission path is detected by the header detecting unit 801 and the gates 802 and 803 are opened and closed according to the contents of the header. The number of the own node (referred to as own node number) is stored in the header detecting unit 801 in advance.
[0011]
The header detection unit 801 includes:
1. When the detected node number matches the stored own node number, the gate 803 is opened and the gate 802 is closed, and the packet is output only in the terminal direction.
[0012]
2. If the detected node number does not match the stored own node number, the gate 802 is opened and the gate 803 is closed, and the packet is output only to the terminal signal insertion unit.
[0013]
Control the route of the packet. The packet output to the terminal signal insertion unit is sent to the buffer via the terminal signal insertion unit.
[0014]
FIG. 9 is a diagram showing the internal configuration of the terminal signal insertion units 501 to 508, in which reference numeral 901 denotes a header detection unit for detecting a destination address from the header of a packet; 904, a selector for outputting one of two input signals; Is a FIFO (First In First Out) for temporarily storing a packet. The terminal signal insertion unit temporarily stores the packet transmitted from the terminal in the FIFO 905. At the same time, the header of the packet stream input from the terminal signal separation unit to the selector 904 is detected by the header detection unit 901, and when there is a gap in the packet stream, the packet stream is read from the FIFO 905 and sent to the buffer through the selector 904. . The header detection unit 901 of the terminal signal insertion unit and the header detection unit 801 of the terminal signal separation unit can be shared.
[0015]
FIG. 3 shows the internal configuration of the buffers 511 to 518, where 301 is a buffer memory composed of storage areas 1 to 8 corresponding to the eight output terminals of the switch 541, and 302 is a header for detecting a destination address from a packet header. A detection unit 303 is an address counter for supplying a write address to the buffer memory 301. In the buffers 511 to 518, the header of the packet input from the terminal signal insertion unit is detected by the header detection unit 302, and the storage area for storing the packet is determined based on the content of the header.
[0016]
The node number (referred to as a downstream node number) of an adjacent downstream node is stored in the header detection unit 302 in advance.
[0017]
The header detection unit 302
1. If the detected node number matches the stored downstream node number, the address counter 303 writes a write address to the storage area (one of the storage areas 1 to 8) having the same number as the detected transmission channel number. Is generated, and the packet is stored in the above-mentioned addressing area of the storage area of the buffer memory 301 (the storage area having the same number as the detected transmission channel number).
[0018]
2. If the detected node number does not match the stored downstream node number, a write address is generated by the address counter 303 for any one of the storage areas 1 to 8, and the buffer memory The path of the packet is controlled so that the packet is stored in the addressing area generated above in the storage area selected above in 301.
[0019]
FIG. 4 is a control pattern showing the input / output connection relationship of the switch 541. The input / output connection relationship of the switch is changed according to the control addresses Al to A8. Input terminals IN1 to IN8 correspond to buffers 511 to 518 (input channels 521 to 528), and output terminals OUT1 to OUT8 (or transmission wavelengths λ1 to λ8) correspond to channels 531 to 538. The switch 541 and the buffers 511 to 518 are controlled synchronously by the switch control unit 542 and the buffer control unit 543. For example, when the output of the buffer 511 is connected to the channel 531 by the switch 541, the buffer 511 outputs the channel 531. Is read out from the storage area 1 corresponding to. When the buffer 511 is connected to the channel 532, the packet stored in the storage area 2 corresponding to the channel 532 is read from the buffer 511.
[0020]
FIG. 6 is a configuration example of a network system using the node devices shown in FIG. 5, in which four node devices 601 to 604 are connected in a ring form by parallel multiplex transmission lines 605 to 608, and each node device has Eight terminals are connected via eight sub-transmission paths. Terminals 611 to 618 correspond to terminals 551 to 558, and similarly, 621 to 628, 631 to 638, and 641 to 648 also correspond to terminals 551 to 558.
[0021]
FIG. 7 is a diagram for explaining the communication principle of this network, in which 701 to 704 are node devices, 705 to 708 are exchange switches corresponding to the switch 541I, 709 to 712 are buffers corresponding to the buffers 511 to 518, and 721. 736 are terminals, and A, B, C, and D are parallel transmission lines forming a ring.
[0022]
First, the communication principle of this network will be described with reference to FIG. This network has a plurality of rings A, B, C, and D, and the rings are interconnected by exchange switches 705-709. Each terminal is connected to one ring transmission line among the parallel transmission lines A, B, C, and D. When communicating with a terminal connected to another ring, at least once, an arbitrary switching switch The communication is performed by exchanging with another ring. Although the position where the exchange is performed is not specified, communication control is facilitated by switching to a destination transmission line at a node immediately before the destination node and switching to an arbitrary transmission line at another node. In order to simplify the node device in this network, the exchange switches 705 to 708 change the input / output connection relationship in accordance with a predetermined pattern and repeat the pattern independently of the input signal. The signal is temporarily stored, and the exchange is performed such that the packet is read from the buffer when the input / output connection relationship of the exchange switch becomes a desired relationship.
[0023]
For example, when communication is performed from the terminal 722 to the terminal 732, packets output from the terminal 722 are accumulated in the buffer 709 of the node 701, and are read from the buffer when the input terminal IN2 of the switch 705 is connected to the output terminal OUT2, for example. The packet is output to the transmission path B, output to the buffer 710 of the node 702, and read from the buffer when the IN2 and OUT4 of the switch 706 are connected, whereby the packet is output to the transmission path D and transmitted to the terminal 732. Sent.
[0024]
As described above, communication is performed by switching to the transmission path of the destination at the node immediately before the destination node and switching to the arbitrary transmission path at the other nodes.
[0025]
Next, details will be described with reference to FIGS. In the description, the parallel multiplex transmission line will be described as a spatially separated double-sensitive optical fiber transmission line, and the switch will be described as a space switch.However, even when a wavelength multiplex transmission line is used, the above principle is used, and almost the same operation is performed. Done. An operation example in the case where communication is performed from the terminal 612 to the terminal 635 will be described.
[0026]
1. Transmission data from the terminal 612 is divided into fixed-length packets, and the header of each packet describes the node number (N = 3) and the transmission channel number (T = 5) of the destination terminal of the transmission terminal, and is output. . The output packet is input to the node device 601 through the sub transmission path, and is temporarily stored in the FIFO 905 of the terminal signal insertion unit 502. The stored packet is read from the FIFO 905 when there is a gap in the packet stream input to the selector 904 from the terminal signal separation unit 562, and is sent to the buffer 512 through the selector 904.
[0027]
2. Since the node number (N = 3) detected from the header of the input packet does not match the stored downstream node number (2), the header detection unit 302 of the buffer 512 is a packet for which a specific channel is not specified. Then, an arbitrary storage area is selected. The write address counter 303 receives the information, generates a write address for the storage area selected above, and writes the packet to the storage area selected in the buffer memory 301. Here, it is assumed that the data is stored in the storage area 1.
[0028]
3. The buffer control unit 543 waits for reading of the packet until the input terminal IN2 of the switch 541 is connected to the output terminal OUT1, and reads the packet when connected.
[0029]
4. The switch control unit 542 sequentially supplies the control addresses A1, A2, A3, A4, A5, A6, A7, and A8 as shown in the table shown in FIG. For example, by supplying the data in one packet length cycle, the same pattern is controlled so as to be repeated in eight packet cycles. By notifying the information to the buffer control unit 543, the timing of reading from the buffer is controlled. Here, when the input terminal IN2 of the switch 541 is connected to the output terminal OUT1, a packet is read from the storage area 1 of the buffer 512, and the packet is output to the transmission line 531 through the switch 541.
[0030]
5. The header of the packet input to the terminal signal separation unit 561 of the node device 602 via the transmission path 531 is detected by the header detection unit 801. Since the detected node number (N = 3) does not match the stored node number (2), the gate 802 is opened, the gate 803 is closed, and the packet is output to the terminal signal insertion unit 501. The packet output to the selector 904 of the terminal signal insertion unit 501 passes through the selector 904 and is input to the buffer 511.
[0031]
6. Since the node number (N = 3) detected from the header of the input packet matches the stored downstream node number (3), the header detection unit 302 of the buffer 51I detects the transmission channel number (T = 5). Select the storage area with the same number as in ()). The write address counter 303 receives the information, generates a write address for the storage area (storage area 5) selected above, and causes the packet to be written to the storage area 5 of the buffer memory 301. Here, since the transmission channel number is 5, the packet is stored in the storage area 5.
[0032]
7. The buffer control unit 543 reads the packet from the storage area 5 of the buffer 511 when IN1 of the switch 541 is connected to OUT5, and the packet is output to the transmission path 535 through the switch 541.
[0033]
8. The header of the packet input to the terminal signal separation unit 565 of the node device 603 via the transmission path is detected by the header detection unit 801. Since the detected node number (N = 3) matches the stored own node number (3), the gate 803 is opened and the gate 802 is closed to output the packet only in the terminal direction.
[0034]
9. The packet output from terminal signal separation section 565 in the terminal direction is sent to terminal 635 via the sub-transmission path and received.
[0035]
Communication is performed in this manner.
[0036]
[Problems to be solved by the invention]
In the reference example network described above, a priority is assigned to each communication connection, and a service for transmitting a packet in accordance with the priority is not considered.
[0037]
Therefore, a communication connection for communicating urgent communication contents (for example, a network abnormality notification, etc.) is given a higher priority than a communication connection for communicating normal communication contents, and a communication connection with a higher priority is performed. Cannot provide such a service that the communication delay is smaller than that of the packet of the communication connection having a lower priority.
[0038]
In connection with that, in the case of communication where the information cannot be reproduced on the receiving side unless the information is sent at a certain period, such as when communicating video information, the information is transmitted at that period. Could not guarantee to send. In other words, when the network is congested due to the influence of other communications, the communication delay may increase, which may hinder the reproduction of information.
[0039]
Furthermore, as a problem when the network becomes congested, there is a possibility that packets may be discarded in the network buffer or the like in the above-described reference example, and even in such a case, priority is given to communication connections according to the importance of communication contents. The service of setting and discarding packets of a communication connection having a low priority cannot be performed.
[0040]
Specific examples are shown below to make the problem easier to understand.
[0041]
An operation example in the case where communication is performed from the terminal 612 to the terminal 625 in the network of the reference example illustrated in FIGS. 5 and 6 will be described.
[0042]
1. The transmission data from the terminal 612 is divided into fixed-length packets, and the header of each packet describes the node number (N = 2) and the transmission channel number (T = 5) of the destination terminal of the transmission terminal, and is output. . The output packet is input to the node device 601 through the sub transmission path, and is temporarily stored in the FIFO 905 of the terminal signal insertion unit 502. The stored packet is read from the FIFO 905 when there is a gap in the packet stream input to the selector 904 from the terminal signal separation unit 562, and is sent to the buffer 512 through the selector 904.
[0043]
2. Since the node number (N = 2) detected from the header of the input packet matches the stored downstream node number (2), the header detection unit 302 of the buffer 512 detects the transmission channel number (T = 5). Select the storage area with the same number as in (). The write address counter 303 receives the information, generates a write address for the storage area (storage area 5) selected above, and causes the packet to be written to the storage area 5 of the buffer memory 301. Here, since the transmission channel number is 5, the packet is stored in the storage area 5.
[0044]
3. The buffer control unit 543 reads the packet from the storage area 5 of the buffer 512 when IN2 of the switch 541 is connected to OUT5, and the packet is output to the transmission path 535 through the switch 541.
[0045]
4. The header of the packet input to the terminal signal separation unit 565 of the node device 602 via the transmission path is detected by the header detection unit 801. Since the detected node number (N = 2) matches the stored node number (2), the gate 803 is opened and the gate 802 is closed to output the packet only in the terminal direction.
[0046]
5. The packet output from terminal signal separation section 565 in the terminal direction is sent to terminal 625 via the sub-transmission path and received.
[0047]
Communication is performed in this manner.
[0048]
Now, it is assumed that the video is transmitted from the terminal 612 to the terminal 625 according to the above procedure, for example. The video information needs to be received at a constant cycle by the terminal 625 that reproduces the video. At the same time, it is assumed that the file is transferred from the terminal 612 to the terminal 625 using another connection. File transfer is communication that does not require real-time properties. The two types of connections can be distinguished from each other by using an area indicated by “other” in the header in the packet having the configuration shown in FIG.
[0049]
In such a case, the following may occur.
[0050]
Both the packet of the video connection and the packet of the file transfer connection are temporarily stored in the storage area 5 of the buffer 512 of the node device 601. When only the packet of the video connection is being communicated, even if the terminal 625 receives the packet at a fixed period, if the packet of the file transfer connection is simultaneously communicated, depending on the burstiness of the file transfer data, Since there is a possibility that a considerable amount of file transfer connection packets may be stored in the storage area 5 instantaneously, immediately after that, the video connection packet stored in the storage area 5 is replaced with the file transfer connection packet stored before that. Is not output until all the packets of the video connection are output, and there is a possibility that the video connection packet does not reach the terminal 625 at a constant period. That is, when the network is congested due to the influence of other communication, the communication delay increases, and there is a possibility that the reproduction of the video information may be hindered.
[0051]
The conventional reference example has the above problems.
[0052]
[Means for Solving the Problems]
The communication network of the present invention is as follows.
[0053]
A plurality of parallel channels, a switch connected to the plurality of channels, and a switch for outputting a signal input from each channel on any one of the plurality of channels; and a switch connected to the plurality of channels. The switch means has a function of, when a specific signal is input, outputting the signal to one of the plurality of channels prior to other signals. A communication network, wherein the plurality of channels are connected in a ring form via the switch means to form a parallel ring transmission path.
[0054]
In the present invention, the switch means has a function of outputting a specific signal first, regardless of the order of input signals, so that each communication connection described in "Problems to be Solved by the Invention" It is possible to implement a service in which a priority is assigned and a packet is transmitted according to the priority. In other words, a signal with a higher priority is output from the switch means before other signals, thereby reducing the communication delay of the signal or reducing the possibility that the signal is discarded in the switch means. Or you can.
[0055]
In the communication network, information (referred to as priority order designation information) that can determine whether or not the signal should be output first to any one of the plurality of channels by the switch means with priority is added to the signal. Means for giving may be provided.
[0056]
Further, the switch means has means for detecting the priority designation information, and the switch means, when a signal to which the priority designation information is added (referred to as high priority information) is inputted, An operation is performed such that a signal to which priority order designation information is not added (referred to as non-priority information) is output to any one of the plurality of channels first.
[0057]
The switch means further includes buffer means for respectively accumulating signals input from the plurality of channels and outputting the signals separately for each input channel; and outputting the signals for each channel from the buffer means and signals from the switch means. Switching means for switching connection with the plurality of output channels, and when the high-priority signal is stored in the buffer means, the priority is given first to the non-priority information stored in the buffer means. A buffer output priority control means for controlling the output from the buffer means so as to output the high priority signal from the buffer means may be provided.
[0058]
Further, the buffer means includes, for each of the plurality of channels, a buffer for storing the high-priority signal (referred to as a high-priority buffer) and a buffer for storing the non-priority signal (referred to as a non-priority buffer). Wherein the buffer output priority control means gives priority to signals stored in the high priority buffer over signals stored in the non-priority buffer, regardless of the order of signals input to the buffer means. Then, the data may be output from the buffer means first.
[0059]
Further, the buffer means includes a first storage means for storing the high priority signal and the non-priority signal for each of the plurality of channels, and a second storage means for storing an address of an unused area of the first storage means. And third storage means for storing the address of the high-priority signal stored in the first storage means, and fourth storage means for storing the address of the non-priority signal stored in the first storage means Wherein the buffer output priority control means controls the reading of the signal stored in the first storage means according to the information stored in the third and fourth storage means. Is also good. .
[0060]
A crossbar switch or the like can be used as the switching means. Also, for example, when a plurality of channels can be identified by wavelength, a wavelength tunable transmission unit is provided corresponding to each output of each input channel, and by switching the output wavelength of the wavelength tunable transmission unit, Output and connection of the output channel can be switched. Further, the switching means is not limited to the wavelength as a channel, has an output channel variable means provided corresponding to each output from the buffer for each channel, controlling the output channel variable means, The connection between the output for each channel input to the switching means and the output channel may be switched by switching the output channel.
[0061]
In the switching means, the output for each channel from the buffer input to the switch and the switching of the output channel are performed according to a predetermined pattern, and a plurality of the outputs from the buffer for each input channel are simultaneously the same output. By not connecting to a channel, arbitration between input and output is not required in the switch, and the control load is greatly reduced.
[0062]
Further, the terminal is connected to the channel via a separating unit, and the separating unit outputs, from the channel, a signal to be output to the terminal among signals transmitted on the channel to which the own separating unit is connected. It may be one that separates and outputs to the terminal.
[0063]
In addition, when a signal is input from the terminal to the network, an insertion unit for inserting a signal into the channel may be provided, and the signal may be inserted into the channel from the insertion unit.
[0064]
A node device having the switch means and the separating means provided therein, or a node device having the switch means, the separating means and the inserting means provided therein may be used.
[0065]
The communication network of the present invention can also be described as follows.
[0066]
A communication network in which a plurality of node devices for connecting a plurality of terminals are connected in a ring shape with a plurality of parallel channels, wherein the network has a transmission packet that switches transmission channels between the parallel channels. Switch means for performing the transfer, and when a certain packet is input, the switch means has a function of changing over the transmission channel prior to another packet. And a communication network.
[0067]
The communication network of the present invention can also be described as follows.
[0068]
A communication network in which a plurality of node devices for connecting a plurality of terminals are connected in a ring shape with a plurality of parallel channels, wherein the node device switches packets input on the plurality of channels. It has a function of outputting on any of the plurality of channels, and when a specific packet is input, outputs the packet to any one of the plurality of channels prior to other packets. Switch means having a function of enabling the switch and, in the switch means, means for adding to the packet information for determining whether the input packet is a packet to be output with priority. A communication network, characterized in that:
[0069]
The communication network of the present invention can also be described as follows.
[0070]
A communication network in which a plurality of node devices for connecting a plurality of terminals are connected in a ring shape with a plurality of parallel channels, wherein the node device switches packets input on the plurality of channels. A switch having a function of outputting the signal on one of the plurality of channels, wherein the switch stores a packet input from each of the plurality of channels and outputs the packet separately for each input channel; Means, switching means for switching the connection between the output of each channel from the buffer means and the plurality of channels from which packets are output from the switch means, irrespective of the order of the packets stored in the buffer means. A buffer output priority for controlling a specific packet to be output first from the buffer means. Communication network, characterized in that a control means.
[0071]
In this application, a node device used in the above-described communication network is also shown.
[0072]
The transmission control method according to the present application is as follows.
[0073]
A plurality of parallel channels, switch means connected to the plurality of channels, and capable of outputting a signal input in each channel on any one of the plurality of channels, and a terminal connected to the plurality of channels A transmission control method for a signal in a communication network configured in a ring type via the switch means, wherein the plurality of channels are input to the communication network and transmitted through the channel. For a specific signal among the signals arriving at the destination terminal, when the specific signal is input to the switch means, even if there is a signal staying in the switch means, Transmission control wherein the specific signal is controlled to be output from the switch means prior to the staying signal. Law.
[0074]
The transmission control method according to the present application is as follows.
[0075]
A plurality of node devices for connecting a plurality of terminals are connected in a ring shape with a plurality of parallel channels, and switch means is provided for enabling transmission packets to switch transmission channels between the parallel channels. Transmission control method for a packet in a communication network, wherein the switch means controls, when a specific packet is input, to change over the transmission channel prior to other packets. Transmission control method.
[0076]
The transmission control method according to the present application is as follows.
[0077]
A plurality of node devices for connecting a plurality of terminals are connected in a ring shape with a plurality of parallel channels, and switch means is provided for enabling transmission packets to switch transmission channels between the parallel channels. Transmission control method for a packet in a communication network, wherein information that can determine whether or not a packet to be transferred to a transmission channel with priority in the switch means is added to a packet that reaches the destination terminal after transmitting the channel. A transmission control method, wherein the switching means performs control so that a packet in which the information is detected is prioritized over another packet to change the transmission channel.
[0078]
The node device of the present invention is as follows.
[0079]
In a node device used in a communication network in which a plurality of node devices for connecting a plurality of terminal devices are connected in a ring by using a plurality of parallel channels, a packet transmitted through the plurality of channels; Receiving means for receiving a packet transmitted from the terminal device, and switching a packet input on the plurality of channels, outputting the packet on any of the plurality of channels, and A switch unit having a function of enabling output from the switch unit in preference to other packets; and a packet to be output from the switch unit preferentially by the receiving unit. A node device, comprising: a determination unit configured to determine whether the node device is a node device.
[0080]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(Embodiment 1)
A first embodiment of the present invention will be described.
[0081]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a packet used in the network of the present invention. P indicates priority designation information. The priority designation information is one bit, and when performing communication with high urgency, performing communication in which delay is to be reduced, or performing communication in which it is desired to avoid discarding a packet more than usual, the priority of the packet is designated. The order designation information is set to 1 (a packet with the priority designation information of 1 is called a high priority packet), and is set to 0 in normal communication (a packet with the priority designation information of 0 is a non-priority packet). ). Further, N is a node number, and is composed of 5 bits indicating node numbers 1 to 32 if 32 node devices can be connected. T is a transmission channel number, and is composed of 2 bits indicating 1 to 4 if the number of transmission channels (multiplex number) of the parallel multiplex transmission path is four. In other cases, a synchronization signal, an error correction code, and the like are inserted as needed. Each terminal in the network is individually identified by a node number and a transmission channel number.
[0082]
FIG. 11 is a configuration diagram of a node device used in the network of the present invention. The input / output ports PORT1 to PORT4 for connecting to four terminals via a transmission path such as a twisted pair cable, and the node devices of the present invention are many. The configuration of a node device having four node input terminals IN1 to IN4 and four node output terminals OUT1 to OUT4 for connection via a parallel transmission line such as a core optical fiber cable is shown.
[0083]
In FIG. 11, reference numerals 1101 to 1104 denote node input terminals IN1 to IN4 for inputting signals from a parallel transmission line, and include an optical receiver for converting an optical signal into an electric signal. The optical receiver performs not only photoelectric conversion, but also clock extraction, decoding of a transmission path encoded signal, and the like.
[0084]
Reference numerals 1171 to 1174 denote node output terminals OUT1 to OUT4 for outputting signals to the parallel transmission lines, and include an optical transmitter for converting an electric signal to an optical signal. The optical transmitter performs transmission path coding and the like in addition to electro-optical conversion.
[0085]
Reference numerals 1181 to 1184 denote terminal signal input / output ports for connecting terminals via a twisted pair cable or the like. Each port is composed of a circuit for transmission and a circuit for reception.
[0086]
In FIG. 11, 1121 to 1124 detect the header of the packet input from the input terminals 1101 to 1104, and transmit the packet to be transmitted to the terminal side via the terminal signal input / output ports 1181 to 1184 and the terminal signal insertion units 1131 to 1134. This is a terminal signal separation unit that separates the data into packets to be input to the buffers 1141 to 1144 through the buffer.
[0087]
FIG. 2 shows the internal configuration of terminal signal separation sections 1121 to 1124. 201 is a header detector for detecting N from the header of the packet, and 202 and 203 are gates for outputting or blocking an input signal. The headers of the packets input from the node input terminals 1171 to 1174 are detected by the header detection unit 201, and the gates 202 and 203 are opened and closed according to the contents of the header.
[0088]
The header detection unit 201 stores the node number of its own node (referred to as its own node number) in advance.
[0089]
The header detection unit 201
1. When the node number (N) detected from the header of the input packet matches the stored own node number, the gate 203 is opened and the gate 202 is closed to output the packet to the terminal signal input / output ports 1181 to 1184. .
[0090]
2. If the node number (N) detected from the header of the input packet does not match the stored own node number, the gate 202 is opened and the gate 203 is closed to output the packet only to the terminal signal insertion units 1131 to 1134.
[0091]
Thus, the route of the packet is controlled (see FIG. 12). This control is basically the same as that of the terminal signal separation unit of the reference example.
[0092]
11 have a function of inserting a packet input from a terminal via the terminal signal input / output ports 1181 to 1184 into a packet stream transmitted from the terminal signal separation units 1121 to 1124. This is a terminal signal insertion unit. Since the terminal signal insertion unit is the same as that shown in FIG. 9 in the reference example, detailed description of its operation is omitted here.
[0093]
The header detection section 901 of the terminal signal insertion section and the header detection section 201 of the terminal signal separation section can also be used in common.
[0094]
Reference numerals 1141 to 1144 in FIG. 11 are buffers for temporarily storing packets input from the terminal signal insertion unit and outputting the packets to the switch 1151.
[0095]
FIG. 14 shows the internal configuration of the buffers 1141 to 1144. A buffer memory 1401 includes a high-priority buffer 1404 for temporarily storing high-priority packets, and a non-priority buffer 1405 for temporarily storing non-priority packets. The high-priority buffer 1404 includes high-priority storage areas 1 to 4 corresponding to four output terminals (OUT1 to OUT4) of the switch 1151, respectively. Similarly, the non-priority buffer 1405 includes four switches of the switch 1151. It comprises non-priority storage areas 1 to 4 corresponding to the output terminals (OUT1 to OUT4), respectively. Reference numeral 1402 denotes a header detection unit that detects P, N, and T from the header of the packet. Reference numeral 1403 denotes an address counter for supplying a write address to the buffer memory 1401.
[0096]
In the buffers 1141 to 1144, the header of the packet input from the terminal signal insertion unit is detected by the header detection unit 1402, and the storage area for storing the packet is determined based on the content of the header.
[0097]
The header detection unit 1402 stores in advance the node numbers of adjacent downstream nodes (referred to as downstream node numbers).
[0098]
The header detection unit 1402
1. If the input packet is a high-priority packet (P = 1) and the detected node number (N) matches the stored downstream node number, the same as the detected transmission channel number (T) The write address is generated by the address counter 1403 for the storage area (one of the high-priority storage area 1 to the high-priority storage area 4) in the high-priority buffer 1404 of the number, and the storage area ( The packet is stored in the addressing area generated above in the high-priority storage area having the same number as the detected transmission channel number.
[0099]
2. If the input packet is a high-priority packet (P = 1) and the detected node number (N) does not match the stored downstream node number, the high-priority storage in the high-priority buffer 1404 A write address is generated from the address counter 1403 for any one of the areas 1 to the high-priority storage area 4, and the above-mentioned address designation of the storage area selected in the high-priority buffer 1404 is performed. The packet is stored in the area.
[0100]
3. If the input packet is a non-priority packet (P = 0) and the detected node number (N) matches the stored downstream node number, the same as the detected transmission channel number (T) A write address is generated by the address counter 1403 for the storage area (one of the non-priority storage areas 1 to 4) in the non-priority buffer 1405 of the number, and the storage area ( The packet is stored in the addressing area generated above in the non-priority storage area having the same number as the detected transmission channel number.
[0101]
4. If the input packet is a non-priority packet (P = 0) and if the detected node number (N) does not match the stored downstream node number, the non-priority storage in the non-priority buffer 1405 A write address is generated by the address counter 1403 for any one of the areas 1 to the non-priority storage area 4, and the above-mentioned address designation of the storage area selected above in the non-priority buffer 1405 is performed. The packet is stored in the area.
[0102]
Thus, the packet is controlled (see FIG. 13).
[0103]
That is, if the packet is to be output to the channel connected to OUT1 via the switch 1151, the packet is stored in the high-priority storage area 1 (in the case of a high-priority packet) or the non-priority storage area 1 (in the case of a non-priority packet). If the packet is to be output to the channel connected to OUT2 via the switch 1151, the high-priority storage area 2 (for high-priority packets) or the non-priority storage area 2 (for non-priority packets) If the packet is to be output to the channel connected to OUT3 via the switch 1151, the high-priority storage area 3 (in the case of the high-priority packet) or the non-priority storage area 3 (for the non-priority packet) ) And output to the channel connected to OUT4 via the switch 1151 If you want a packet (in the case of high-priority packets) high-priority memory area 4 or to control so as to be stored in the non-priority memory area 4 (in the case of non-priority packets).
[0104]
Reference numeral 1151 in FIG. 11 denotes a switch, which is controlled by the switch control unit 1152 and connects a packet input to the switch input terminals IN1 to IN4 to an arbitrary switch output terminal OUT1 to OUT4. Reference numeral 1152 denotes a switch control unit, which controls a switch according to, for example, the control pattern of FIG. Operations of 1151 and 1152 are essentially the same as those described as 541 and 542 in FIG. 5 of the conventional example (however, this embodiment shows a case where there are four parallel channels, so only the portions are different). .
[0105]
Reference numeral 1153 denotes a buffer output priority control unit, which controls so that a stored packet is read from the buffer when an input terminal of a switch connected to an output of each buffer is connected to a desired output terminal. The storage areas in which packets to be read when a certain input terminal and a certain output terminal of the switch 1151 are connected are stored in the high-priority buffer 1404 and the non-priority buffer 1405 as described above (for example, the switch 1151). When the input terminal IN1 and the output terminal OUT1 are connected, the storage area in which the packet to be read is stored is the high-priority storage area 1 in the high-priority buffer 1404 and the non-priority storage area 1 in the non-priority buffer 1405. ).
[0106]
The buffer output priority control unit 1153 sets the connection relationship of the switch 1151
1. If a packet to be output exists in the corresponding high-priority storage area in the high-priority buffer, the packet is output from the high-priority storage area (for example, the input terminal IN1 and the output terminal OUT1 of the switch 1151). If a packet exists in the high-priority storage area 1 in the high-priority buffer 1404 when is connected, the packet is output from the high-priority storage area 1).
[0107]
2. If the packet to be output does not exist in the corresponding high-priority storage area in the high-priority buffer but exists in the corresponding non-priority storage area in the non-priority buffer, the packet is output from the non-priority storage area. (For example, when the input terminal IN1 of the switch 1151 is connected to the output terminal OUT1, there is no packet in the high-priority storage area 1 in the high-priority buffer 1404, and If there is a packet, the packet is output from the non-priority storage area 1).
[0108]
3. For the above connection relationship, if a packet to be output exists in both the corresponding high-priority storage area in the high-priority buffer and the corresponding non-priority storage area in the non-priority buffer, priority is given to the high-priority storage area. A packet is output (for example, when the input terminal IN1 and the output terminal OUT1 of the switch 1151 are connected, the packet is output to both the high-priority storage area 1 in the high-priority buffer 1404 and the non-priority storage area 1 in the non-priority buffer 1405). If there is a packet, the packet is output from the high priority storage area 1).
[0109]
The reading of the packet from the buffer is controlled as described above (see FIG. 19).
[0110]
FIG. 15 is a control pattern showing the input / output connection relation of the switch 1151, and the input / output connection relation of the switch is changed by the control addresses A1 to A4. The switch input terminals IN1 to IN4 correspond to the buffers 1141 to 1144 (node input terminals 1101 to 1104 as channels of the node device), and the switch output terminals OUT1 to OUT4 correspond to the node output terminals 1171 to 1174. I have. The switch 1151 and the buffers 1141 to 1144 are synchronously controlled by the switch control unit 1152 and the buffer output priority control unit 1153. For example, when the output of the buffer 1141 is connected to the node output terminal 1171 by the switch 1151 (control address A1 ), The packet stored in the high-priority storage area 1 or the non-priority storage area 1 corresponding to the node output terminal 1171 is read from the buffer 1141. The packet output control at this time is performed by the buffer output priority control unit 1153 as described above. When the output of the buffer 1141 is connected to the node output terminal 1172 (at the control address A2), the buffer 1141 stores the data in the high priority storage area 2 or the non-priority storage area 2 corresponding to the node output terminal 1172. The packet is read. The packet output control at this time is also performed by the buffer output priority control unit 1153. Similar control is performed for the control addresses A3 and A4, and similar control is performed for the other buffers 1142, 1143, and 1144.
[0111]
As described above, the buffer output priority control unit 1153 controls the reading from the buffer, so that the communication of high urgency, the communication of which the delay is to be reduced, and the communication of the communication in which the discarding of the packet is to be avoided than usual are given high priority. As a packet, it is possible to perform control such that it can be controlled separately from normal communication packets, so that a priority can be assigned to each communication connection and a packet can be transmitted according to the priority. become.
[0112]
For example, as described in the section "Problems to be Solved by the Invention", even if communication is performed such that file transfer is performed while video is transmitted from one terminal to another terminal, the communication connection for video transmission is By distinguishing the communication connection of the file transfer by the priority designation information, it is possible to avoid a problem that the packet of the video connection does not reach the receiving terminal at a constant period.
[0113]
Hereinafter, in order to more clearly show the present invention, it is shown that the above-mentioned problem has been solved by the present invention under the same conditions as in the example described in the section of "Problems to be Solved by the Invention".
[0114]
FIG. 16 is a configuration example of a network system using the node devices shown in FIG. 11, in which four node devices 1601 to 1604 are connected in a ring form by parallel multiplex transmission lines 1605 to 1608, and each node device has Four terminals are connected via four sub-transmission paths. The terminals 1611 to 1614 correspond to the terminals connected to the terminal signal input / output ports 1181 to 1184 in FIG. 11, and similarly, 1621 to 1624, 1631 to 1634, and 1641 to 1644 also correspond to the terminal signal input / output ports 1181 to 1184 in FIG. It corresponds to the terminal connected to.
[0115]
In the network of the present invention shown in FIGS. 11 and 16, an example of the operation in the case where video is communicated from the terminal 1612 to the terminal 1623 will be described. As described above, the video information needs to be received at a constant period by the terminal 1623 that reproduces the video. Therefore, in the present embodiment, the packet used in the video connection is a high-priority packet, and the priority designation information of the header of the packet is 1.
[0116]
1. The transmission data from the terminal 1612 is divided into fixed-length packets, and the header of each packet describes the node number (N = 2) and the transmission channel number (T = 3) of the destination terminal of the transmission terminal. For the reason, the priority designation information is output as 1 (P = 1). The output packet is input to the node device 1601 through the sub transmission path, and is temporarily stored in the FIFO 905 of the terminal signal insertion unit 1132. The stored packet is read from the FIFO 905 when there is a gap (which can be determined by the header detector 901) in the packet stream input to the selector 904 from the terminal signal separator 1122, and is sent to the buffer 1142 through the selector 904. .
[0117]
2. Upon detecting the header of the input packet, the header detection unit 1402 of the buffer 1142 determines that the input packet is a high-priority packet (P = 1) and stores the downstream node number stored in the detected node number (N = 2). Since the address matches (2), a write address is generated by the address counter 1403 for the high priority storage area 3 in the high priority buffer 1404 having the same number as the detected transmission channel number (T = 3). The packet is stored in the addressing area generated above in the high priority storage area 3 of the buffer 1404.
[0118]
3. At this time, the switch control unit 1152 controls the input / output connection relation of the switch 1151 in such a manner that the control addresses A1 to A4 are circulated in a fixed cycle according to FIG. 15, and notifies the priority buffer output control unit 1153 of the control address.
[0119]
4. The priority buffer output control unit 1153 determines whether there is a packet stored in the high priority storage area 3 and the non-priority storage area 3 of the buffer 1142 when IN2 of the switch 1151 is connected to OUT3 (at the control address A2). When a packet is stored in the high-priority storage area 3, the packet is read from the high-priority storage area 3 regardless of the presence or absence of the packet in the non-priority storage area 3. With this control, the read packet is output from IN2 to OUT3 of the switch 1151 to the node output terminal 1173, and further output to the transmission path.
[0120]
5. The header of the packet input to the terminal signal separation unit 1123 of the node device 1602 via the transmission path is detected by the header detection unit 201. Since the detected node number (N = 2) matches the stored own node number (2), the gate 203 is opened and the gate 202 is closed to output the packet only in the terminal direction.
[0121]
6. The packet output from the terminal signal separation unit 1123 to the terminal is sent to the terminal 1623 through the terminal signal input / output port 1183.
[0122]
Communication of the video connection is performed in this manner.
[0123]
Subsequently, an operation example in the case of file transfer in which the terminal 1612 communicates with the terminal 1623 at the same time as the video connection will be described. As described above, file transfer is communication that does not require real-time properties. Therefore, in the present embodiment, a packet used for a file transfer connection is set as a non-priority packet, and the priority designation information of the header of the packet is set to 0.
[0124]
1. The transmission data from the terminal 1612 is divided into fixed-length packets, and the header of each packet describes the node number (N = 2) and the transmission channel number (T = 3) of the destination terminal of the transmission terminal. For this reason, the priority order designation information is output as 0 (P = 0). The output packet is input to the node device 1601 through the sub transmission path, and is temporarily stored in the FIFO 905 of the terminal signal insertion unit 1132. The stored packet is read from the FIFO 905 when there is a gap (which can be determined by the header detector 901) in the packet stream input to the selector 904 from the terminal signal separator 1122, and is sent to the buffer 1142 through the selector 904. .
[0125]
2. Upon detecting the header of the input packet, the header detection unit 1402 of the buffer 1142 determines that the input packet is a non-priority packet (P = 0) and stores the downstream node number stored in the detected node number (N = 2). (2), the address counter 1403 generates a write address for the non-priority storage area 3 in the non-priority buffer 1405 having the same number as the detected transmission channel number (T = 3). The packet is stored in the address designation area generated above in the non-priority storage area 3 of the buffer 1405.
[0126]
3. At this time, the switch control unit 1152 controls the input / output connection relationship of the switch 1151 so that the control addresses A1 to A4 are circulated in a fixed cycle according to FIG. 15, and notifies the priority buffer output control unit 1153 of the control address.
[0127]
4. The priority buffer output control unit 1153 determines whether there is a packet stored in the high priority storage area 3 and the non-priority storage area 3 of the buffer 1142 when IN2 of the switch 1151 is connected to OUT3 (at the control address A2). Is checked, and when no packet is stored in the high-priority storage area 3, the packet is read from the non-priority storage area 3. With this control, the read packet is output from IN2 to OUT3 of the switch 1151 to the node output terminal 1173, and further output to the transmission path.
[0128]
5. The header of the packet input to the terminal signal separation unit 1123 of the node device 1602 via the transmission path is detected by the header detection unit 201. Since the detected node number (N = 2) matches the stored own node number (2), the gate 203 is opened and the gate 202 is closed to output the packet only in the terminal direction.
[0129]
6. The packet output from the terminal signal separation unit 1123 to the terminal is sent to the terminal 1623 through the terminal signal input / output port 1183.
[0130]
The communication of the connection for file transfer is performed in this manner.
[0131]
By controlling the video connection packet and the file transfer connection packet by the buffer output priority control unit in this way, it is possible to avoid the problem that the video connection packet does not reach the receiving terminal at regular intervals as described in the conventional problem. it can. In other words, the packet of the file transfer connection is transmitted at the same time as the communication packet of the video connection, and even if a considerable amount of the packet of the file transfer connection is stored in the non-priority storage area 3 due to the burstiness of the file transfer data, Since the packet is output from the high priority storage area 3 with higher priority than the packet of the file transfer connection, the packet of the video connection can be delivered to the terminal 1623 at a constant period. That is, even when the network is congested due to the influence of other communication, it is possible to prevent the communication delay from becoming large, and it is possible to prevent the reproduction of the video information from being hindered.
[0132]
Also, when the network is congested and packets are input in bursts exceeding the capacity of the storage area of the buffer, packet discarding may occur in the buffer. By setting priorities for communication connections according to importance and setting packets of communication connections with high-priority communication contents as high-priority packets, high-priority packets always have priority over non-priority packets. Therefore, it is possible to reduce the possibility that packets of a communication connection with a higher priority are discarded.
[0133]
As described above, according to the present invention, when performing communication with high urgency, when performing communication that wants to reduce delay, or when performing communication that wants to avoid discarding a packet more than usual, the priority of the packet is designated. The information is set to 1 and is set to 0 for normal communication, and the buffer output priority control section always outputs the packet stored in the buffer with priority from the high priority storage area. In this manner, a service can be provided in which priority is assigned to each communication connection and packets are transmitted according to the priority.
[0134]
Further, in the present embodiment, the case where the number of the parallel transmission channels is four is described, but the number of the parallel transmission channels may be any number. For example, as shown in the conventional example, it is clear that even eight are included in the present invention.
[0135]
Further, in the present embodiment, the priority is provided in two stages of the high-priority buffer and the non-priority buffer. However, providing the priority in an arbitrary stage is also included in the present invention. For example, when priorities are provided at three levels of high / medium / low, two bits are required for the priority specification information of the header. The buffer memory 1401 is composed of three areas, a high-priority buffer, a medium-priority buffer, and a low-priority buffer, and each has a storage area corresponding to the output channel from the switch 1151. Further, the buffer output priority control unit 1153 controls the connection relationship of the switch 1151 in the following order.
[0136]
1. If a packet to be output exists in the corresponding high-priority storage area in the high-priority buffer, the packet is output from the high-priority storage area (for example, the input terminal IN1 and the output terminal OUT1 of the switch 1151). If a packet exists in the high-priority storage area 1 in the high-priority buffer when the connection is made, the packet is output from the high-priority storage area 1).
[0137]
2. If the packet to be output does not exist in the corresponding high-priority storage area in the high-priority buffer but exists in the corresponding medium-priority storage area in the medium-priority buffer, the packet is output from the medium-priority storage area. (For example, when the input terminal IN1 of the switch 1151 is connected to the output terminal OUT1, there is no packet in the high-priority storage area 1 in the high-priority buffer, and If there is, the packet is output from the medium priority storage area 1).
[0138]
3. For the above connection relationship, the packet to be output does not exist in both the corresponding high-priority storage area in the high-priority buffer and the corresponding medium-priority storage area in the medium-priority buffer, and the corresponding If the packet exists in the priority storage area, the packet is output from the low priority storage area (for example, when the input terminal IN1 and the output terminal OUT1 of the switch 1151 are connected, the high priority storage area 1 in the high priority buffer and the medium priority buffer If there is no packet in both the middle priority storage area 1 and the low priority storage area 1 in the low priority buffer, the packet is output from the low priority storage area 1).
[0139]
(Embodiment 2)
A second embodiment of the present invention will be described. The configuration of the packet and the configuration of the node device according to the present embodiment are the same as those of the first embodiment (shown in FIGS. 1 and 11, respectively), but the internal configurations of the buffers 1141 to 1144 in the node device are different. . Accordingly, the control method of the output priority control unit 1153 is also different.
[0140]
In the buffers 1141 to 1144 of the first embodiment, as shown in FIG. 14, each output terminal of the switch 1151 has a high-priority storage area and a non-priority storage area. In the case of such a configuration, for example, when a high-priority packet to be output to the output terminal OUT1 of the switch 1151 is input in a burst manner and the capacity of the high-priority storage area 1 becomes full, the capacity is compared with the capacity. Control such as storing in the non-priority storage area 1 with sufficient room cannot be performed. In the present embodiment, such a point of the first embodiment is improved.
[0141]
In this embodiment, the internal configuration of the buffers 1141 to 1144 in the node device is changed to improve the above points. Accordingly, the control method of the output priority control unit 1153 is also changed. Although the details will be described later, the difference between the present embodiment and the first embodiment will be briefly described as follows.
[0142]
In the present embodiment, the configuration in which each output terminal of the switch 1151 has a high-priority storage area and a non-priority storage area for each output terminal as in the first embodiment is modified. Storage areas. The input packet is stored in the single storage area whether the packet is a high-priority packet or a non-priority packet. Then, when outputting, if a high-priority packet is stored in the single storage area, a high-priority packet is input, and if no high-priority packet is stored, a non-priority packet is input. The data is read out in the order specified.
[0143]
Subsequently, an internal configuration of the buffers 1141 to 1145 and a control method of the output priority control unit 1153 according to the present embodiment will be described in detail.
[0144]
FIG. 20 shows the internal configuration of the buffers 1141 to 1144 in the present embodiment. Reference numeral 2001 denotes a buffer memory, which includes storage areas 1 to 4 respectively corresponding to four output terminals (OUT1 to OUT4) of the switch 1151. Reference numeral 2002 denotes a header detection unit that detects P, N, and T (see FIG. 1) from the header of the packet.
[0145]
Reference numerals 2011 to 2014 denote unused area address FIFOs storing addresses for writing packets in the storage area. In the unused area address FIFO, an address at which a packet can be written is stored in the address of the storage area. For example, it is assumed that the storage area 1 originally has a capacity for packets, and the write / read addresses for the four packets are AD1 to AD4. Assuming that a packet is stored in the area of AD1 and AD2 at a certain point in time, AD3 and AD4 are stored in the unused area address FIFO1. In the initial state, the unused area address FIFO stores all writable addresses in the storage area. In the above example, AD1, AD2, AD3, and AD4 are stored in the unused area address FIFO in the initial state.
[0146]
The addresses output from the unused area address FIFOs 2011 to 2014 are used as packet write addresses for the respective storage areas, and at the same time, the high priority use area addresses FIFO 2041 to 2044 and the non-priority use area addresses FIFO 2031 to 2034 are used. The data is input to one of them, and is stored in one of the non-priority / high-priority FIFOs according to the instruction of the header detection unit 2002.
[0147]
2031 to 2034 are non-priority use area address FIFOs for non-priority packets, and 2041 to 2044 are high priority use area address FIFOs for high priority packets. The non-priority use area address FIFO stores an address at which a non-priority packet is written in the address of the storage area. Similarly, in the high-priority use area address FIFO, an address at which a high-priority packet is written is stored in the address of the storage area. For example, in the above example, if a high-priority packet is stored in AD1 and a non-priority packet is stored in the area of AD2, AD1 is stored in the high-priority use area address FIFO and the non-priority use area address FIFO is used. Stores AD2. In the initial state, no address is stored in either the high priority use area address FIFO or the non-priority use area address FIFO. That is, both FIFOs are empty.
[0148]
Addresses output from the high-priority use area address FIFOs 2041 to 2044 or the non-priority use area address FIFOs 2031 to 2034 (output from any of the non-priority / high-priority FIFOs according to the instruction of the buffer output priority control unit 1153) At the same time as being used as a packet read address for each storage area, it is input and stored in an unused area address FIFO 2011-2014.
[0149]
In the buffers 1141 to 1144, the header of the packet input from the terminal signal insertion unit is detected by the header detection unit 2002, and the storage area for storing the packet is determined based on the content of the header.
[0150]
The header detection unit 2002 stores in advance the node numbers of adjacent downstream nodes (referred to as downstream node numbers).
[0151]
The header detection unit 2002
1. If the detected node number (N) matches the stored downstream node number, an unused area address FIFO (any of 2011 to 2014) corresponding to the storage area having the same number as the detected transmission channel number (T) ), The write address for the storage area is output, and the packet is stored in the address designation area output above in the storage area (the storage area having the same number as the detected transmission channel number).
[0152]
2. If the detected node number (N) does not match the stored downstream node number, any one of the storage areas 1 to 4 is selected, and the corresponding storage area is selected. The write address for the selected storage area is output from the unused area address FIFO (any one of 2011 to 2014), and the packet is stored in the address designation area output above in the storage area selected above.
[0153]
As described above, the packet is controlled (see FIG. 21), and at the same time, the address output from the unused area address FIFO is controlled as follows.
[0154]
The header detection unit 2002
1. When the input packet is a high-priority packet (P = 1), the address output from the unused area address FIFO is replaced with a high-priority destination area address corresponding to the storage area having the same number as the detected transmission channel number (T). The data is stored in the FIFO (any of 2041 to 2044).
[0155]
2. When the input packet is a non-priority packet (P = 0), the address output from the unused area address FIFO is replaced with a non-priority used area address FIFO (2041 to 2044) corresponding to the storage area selected above. To be stored.
[0156]
(See FIG. 21).
[0157]
Reference numeral 1153 denotes a buffer output priority control unit, which controls so that a stored packet is read from the buffer when an input terminal of a switch connected to an output of each buffer is connected to a desired output terminal.
[0158]
The operation of the buffer output priority control unit 1153 according to this embodiment is different from that of the first embodiment and operates as follows. The buffer output priority control unit 1153 sets the connection relationship of the switch 1151
1. If the high-priority use area address FIFO corresponding to the connection relationship is not empty (if an address is stored in the FIFO), the read address of the storage area corresponding to the connection relation is read from the high-priority use area address FIFO. Is read out, and the packet is read from the above-mentioned address designation area of the storage area. Further, the address output from the high priority use area address FIFO is stored in an unused area address FIFO corresponding to the storage area (for example, when the input terminal IN1 and the output terminal OUT1 of the switch 1151 are connected, the high priority use area address FIFO is used). If the used area address FIFO 2041 is not empty, an address is output from the high-priority destination area address FIFO 2041 and a packet is read from the area specified by the address in the storage area 1. Further, the address is stored in the unused area address FIFO 2011. ).
[0159]
2. When the high-priority use area address FIFO corresponding to the connection relation is empty (when no address is stored in the FIFO), and when the non-priority use area address FIFO corresponding to the connection relation is not empty (in the FIFO) When the address is stored in the storage area, the read address of the storage area corresponding to the connection relationship is output from the non-priority use amount area address FIFO, and the address designation area of the storage area output as described above is output. Reads a packet from Further, the address output from the non-priority use area address FIFO is stored in an unused area address FIFO corresponding to the storage area (for example, when the input terminal IN1 and the output terminal OUT1 of the switch 1151 are connected, the high priority is used). If the use area address FIFO 2041 is empty and the non-priority use area address FIFO 2031 is not empty, an address is output from the non-priority use area address FIFO 2031 and a packet is read from the area of the storage area 1 designated by the address. Is stored in the unused area address FIFO 2011).
[0160]
3. When the high-priority use area address FIFO corresponding to the connection relation is not empty (when an address is stored in the FIFO) and the non-priority use area address FIFO corresponding to the connection relation is not empty (in the FIFO) If the address is stored), the read address of the storage area corresponding to the connection relationship is preferentially output from the high priority use area address FIFO, and the address designation of the storage area output as described above is performed. Read the packet from the area. Further, the address output from the high priority use area address FIFO is stored in an unused area address FIFO corresponding to the storage area (for example, when the input terminal IN1 and the output terminal OUT1 of the switch 1151 are connected, the high priority use area address FIFO is used). If the use area address FIFO 2041 is not empty and the non-priority use area address FIFO 2031 is not empty, the address is output with priority from the high priority use area address FIFO 2041, and packets are output from the area specified by the address in the storage area 1. The address is stored in an unused area address FIFO02011).
[0161]
Reading of the packet from the buffer is controlled as described above (see FIG. 22).
[0162]
As described above, by configuring and controlling the buffers 1141 to 1145 (see FIG. 20) and controlling (see FIG. 21), and further controlling the output priority control unit 1153 (see FIG. 22), it is difficult to realize the first embodiment. In addition, a storage area that can be used for a high-priority packet and a storage area that can be used for a non-priority packet are not distinguished, and a single storage area is used by both high-priority / non-priority packets according to the flow rate. It is possible to use efficiently.
[0163]
Therefore, "whether the input packet is a high-priority packet or a non-priority packet, the packet is stored in the single storage area. When the packet is output, the packet is stored in the single storage area. If the high-priority packet is stored, the high-priority packet is read, and if the high-priority packet is not stored, the non-priority packets are read out in the order of input.
[0164]
(Embodiment 3)
A third embodiment of the present invention will be described. FIG. 17 is a configuration diagram of a node device according to the present embodiment. In the first embodiment, a space division type switch is used as the switch 1151 and a space division parallel multiplex transmission line such as a ribbon fiber is used as a transmission line. On the other hand, the present embodiment shows an example in which a signal is multiplexed on one optical fiber using wavelength multiplexing and exchange is performed between two opposing node devices.
[0165]
In FIG. 17, reference numerals 1701 to 1704 denote variable wavelength transmitters, which are optical transmitters that convert an input signal into an optical signal of an arbitrary wavelength by controlling an injection current of a laser diode and output the converted signal. Reference numeral 1709 denotes a wavelength controller, which sets the wavelength variable transmitters 1701 to 1704 to an arbitrary wavelength according to the wavelength control pattern shown in FIG. For example, by sequentially and periodically changing the control addresses A1 to A4, the signal input to the input terminal IN1 of the variable wavelength transmission unit 1701 is converted into an optical signal of the wavelength λ1 in the first cycle, and the wavelength λ1 is changed in the next cycle. , And sequentially changed to wavelengths λ and λ4. Similarly, the wavelength variable transmission unit 1702 repeatedly converts a signal input to the input terminal IN2 into an optical signal having the above wavelength in the order of wavelengths λ2, λ3, λ4, and λ1. The same applies to the other wavelength variable transmission units 1703 and 1704.
[0166]
The wavelength change cycle is set to, for example, an integral multiple of the packet length. That is, the transmission wavelength is repeatedly changed every several packets. Although the wavelength control pattern to be used is not limited to the one shown in FIG. 15, a wavelength control pattern in which a plurality of wavelength tunable transmission units do not transmit at the same wavelength at the same time is used. Reference numeral 1721 denotes a multiplexer, which condenses the optical signal output from each variable wavelength transmission unit onto one optical fiber and outputs the optical signal to an external optical fiber transmission line. Reference numeral 1722 denotes a branching filter, which separates optical signals of wavelengths λ1 to λ4 sent from the external optical fiber transmission line into respective wavelengths. Reference numerals 1711 to 1714 denote optical receiving units, which convert optical signals of wavelengths λ1 to λ4 separated by the demultiplexer 1722 into electric signals. Other parts of the node device are the same as in the first embodiment, and the same parts are denoted by the same reference numerals.
[0167]
Next, the operation of the node device of the present embodiment during communication will be described with reference to FIG.
[0168]
First, the operation in the case of communication of high-priority information (P = 1) will be described. A case where a signal is temporarily transmitted from terminal 1612 (own node number: 1, transmission channel number: 2) to terminal 1633 (own node number: 3, transmission channel number: 3) will be described.
[0169]
1. First, the terminal 1612 writes the terminal number (for example, N = 3, T = 3) of the receiving terminal 1633 in the header of the packet and 1 in the P bit (priority designation information) and sends it out. The packet is input to the terminal signal input / output port 1182 of the node device 1601 through the sub transmission path, and then input to the FIFO 905 of the terminal signal insertion unit 1132.
[0170]
2. The selector 904 of the terminal signal insertion unit 1132 inserts the bucket temporarily stored in the FIFO 905 into the gap of the packet flow from the terminal signal separation unit (which can be determined by the header detection unit 901), and transfers the packet flow to the buffer 1142. Send out.
[0171]
3. When the header detection unit 1402 of the buffer 1142 detects the header of the input packet, the input packet is a non-priority packet (P = 1), and the detected node number (N = 3) is stored in the stored adjacent node. Since it does not match the number (2), an arbitrary high-priority storage area of the high-priority buffer 1404 is designated and a packet is stored. Here, for example, the high priority storage area 1 is specified. The address counter 1403 receives the information, generates a write address for the high-priority storage area 1, and stores the packet in the address designation area generated above in the high-priority storage area 1 of the high-priority buffer 1405. Remember.
[0172]
4. At this time, the wavelength control unit 1709 controls the control addresses A1 to A4 so as to circulate in a fixed cycle according to the wavelength control pattern of FIG. 15, and notifies the priority buffer output control unit 1153 of the control addresses.
[0173]
5. The priority buffer output control unit 1153 is stored in the high-priority storage area 1 and the non-priority storage area 1 of the buffer 1142 when the wavelength variable transmission unit 1702 is about to transmit at the wavelength 11 (at the control address A4). The presence / absence of a packet is checked, and when a packet is stored in the high-priority storage area 1, the packet is read from the high-priority storage area 1 regardless of the presence / absence of a packet in the non-priority storage area 1. With this control, the read packet is input to the wavelength variable transmission unit 1702, converted into an optical signal of the wavelength λ1, and output to the optical fiber transmission line 1605 through the multiplexer 1721.
[0174]
6. The packet transmitted through the transmission path is output from the output terminal of the wavelength λ1 by the demultiplexer 1722 of the node device 1602, converted into an electric signal by the optical receiving unit 1711, and input to the terminal signal separating unit 1121.
[0175]
7. The header of the packet input to terminal signal separation section 1121 is detected by header detection section 201. Since the detected node number (N = 3) does not match the stored own node number (2), the gate 202 is opened, the gate 203 is closed, and the packet is output to the terminal signal insertion unit 1131.
[0176]
8. The packet output to the selector 904 of the terminal signal insertion unit 1131 passes through the selector 904 and is input to the buffer 1141.
[0177]
9. Upon detecting the header of the input packet, the header detection unit 1402 of the buffer 1141 determines that the input packet is a high-priority packet (P = 1) and stores the detected node number (N = 3) in the downstream node. Since the number matches the number (3), the address counter 1403 generates a write address for the high priority storage area 3 in the high priority buffer 1404 having the same number as the detected transmission channel number (T = 3). The packet is stored in the address designation area generated above in the high priority storage area 3 of the priority buffer 1404.
[0178]
10. The priority buffer output control unit 1153 is stored in the high-priority storage area 3 and the non-priority storage area 3 of the buffer 1141 when the wavelength variable transmission unit 1701 is trying to transmit at the wavelength λ3 (at the control address A3). The presence / absence of a packet is checked, and when a packet is stored in the high-priority storage area 3, the packet is read from the high-priority storage area 3 regardless of the presence / absence of a packet in the non-priority storage area 3. With this control, the read packet is input to the wavelength variable transmission unit 1701, converted into an optical signal of wavelength λ3, and output to the optical fiber transmission line 1606 through the multiplexer 1721.
[0179]
11. The optical signal input to the node device 1603 via the transmission path is output from the output terminal of the wavelength λ3 of the demultiplexer 1722, converted into an electric signal by the optical receiving unit 1713, and input to the terminal signal separating unit 1113.
[0180]
12. The header of the packet input to terminal signal separation section 1123 is detected by header detection section 201. Since the detected node number (N = 3) matches the stored own node number (3), the gate 203 is opened, the gate 202 is closed, and the packet is output only in the terminal direction.
[0181]
13. The packet output from terminal signal separation section 1123 in the terminal direction is sent to terminal 1633 through terminal signal input / output port 1183.
[0182]
The changes from the first embodiment by using the node device of FIG. 17 are described in detail in the case of the communication of the high-priority information, and the operation in the case of the communication of the non-priority information (P = 0) will be described here. Will be omitted.
[0183]
In this way, even when the node device of FIG. 17 is used, the buffer output priority control unit controls the output of the packet stored in the buffer so that the output is always given priority from the high priority storage area. A priority is assigned to each communication connection, and a service that allows packets to be transmitted according to the priority is enabled.
[0184]
(Embodiment 4)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. In the first and third embodiments described above, each terminal performing communication outputs a cell having the header shown in FIG. 1 to perform communication while solving the “problem to be solved by the invention”. That made it possible.
[0185]
However, the fact that a cell having a header as shown in FIG. 1 must be output from the terminal also imposes a limit on the NIC (Network Interface Card) equipped in the terminal. That is, a commercially available general NIC (for example, an NIC for ATM) may not be used in the present invention. An embodiment for avoiding this is shown in a fourth embodiment.
[0186]
The configuration of the node device of the present embodiment is the same as the configuration of the node device of FIGS. However, the functions of the terminal signal input / output ports 1181 to 1184 shown in FIGS. 11 and 17 are expanded. The terminal signal input / output ports 1181 to 1184 exist between the terminal signal separation unit and the terminal signal separation unit and a terminal connected thereto (equipped with a commercially available NIC). The terminal signal input / output ports 1181 to 1184 in the present embodiment have a function of performing conversion from a header format that can be output from a commercially available NIC to the header format of FIG. 1 and vice versa. (Referred to as a header conversion table). Therefore, in the present embodiment, the terminal signal input / output ports 1181 to 1184 will be referred to as header conversion means in order to clarify the role of the terminal signal input / output ports 1181 to 1184.
[0187]
FIG. 18 shows a network configuration according to the present embodiment. In FIG. 18, at least one connection acceptance and header conversion means control module 1800 is provided in the network. The other numbers shown in FIG. 18 indicate the same as those in FIG.
[0188]
The location where the connection receiving and header conversion means control module is provided is not particularly specified in the network, but as described below, preliminary communication with the terminal is performed according to a certain protocol, so that any place where the preliminary communication can be performed is sufficient. . Also, the following control is performed on the header conversion means (terminal signal input / output port) in each node. For example, a connection reception and header conversion means control module may be provided on a certain terminal, or may be provided on a node device.
[0189]
In the present embodiment, the connection acceptance and header conversion means control module can exchange information with each terminal according to a predetermined procedure (preliminary communication protocol). Specifically, information is exchanged according to the following procedure.
[0190]
1. Before performing communication (actual communication), the terminal instructs the connection acceptance and header conversion means control module to transmit (transmit) the terminal (own terminal) information (address), destination terminal information (address) of the actual communication, and the high priority information to the communication. Whether to treat as non-priority information (priority identification information) is communicated by a preliminary communication protocol.
[0191]
2. The connection acceptance and header conversion means control module calculates a header (referred to as a terminal node header) to be used for the actual communication from the obtained transmission terminal information, destination terminal information and priority identification information, and transmits the header to the terminal. The header between terminal nodes at this time is a header that can be set by a commercially available NIC.
[0192]
3. The terminal performs actual communication by adding a header between terminal nodes obtained from the connection receiving and header conversion means control module to the packet.
[0193]
At the same time, the connection acceptance and header conversion means control module performs the following based on the above-mentioned transmission terminal information, destination terminal information, and priority identification information.
[0194]
1. The header conversion table of the header conversion means (terminal signal input / output port) connected to the transmitting terminal is converted from the terminal node header transmitted to the terminal by the above-mentioned preliminary communication protocol to the header of FIG. Set the header conversion table in.
[0195]
2. The header conversion table of the header conversion means (terminal signal input / output port) connected to the destination terminal is converted from the header of FIG. 1 to a header between terminal nodes which can be received by a commercially available NIC. Set the conversion table.
[0196]
By performing such processing before the actual communication, it is possible to perform communication according to the present invention even with a terminal equipped with a commercially available NIC. The procedure of the actual communication after this processing is the same as the procedure described in the first embodiment, except that the packet transmitted from the transmitting terminal to the node device (the header is the header between terminal nodes specified in the preliminary communication) is connected to the transmitting terminal. The header conversion means (terminal signal input / output port) converts the header into the header in the format of FIG. 1 and the packet sent from the node device to the destination terminal (the header is in the format of FIG. 1). The point that the connected header conversion means converts the header into a header between terminal nodes that can be received by a commercially available NIC is only applied, and the rest is the same.
[0197]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when performing communication with high urgency, when performing communication that wants to reduce delay, or when performing communication that wants to avoid discarding a packet more than usual, the priority of the packet is designated. The information is set to 1 and is set to 0 for normal communication, and the buffer output priority control section always outputs the packet stored in the buffer with priority from the high priority storage area. In this manner, a service can be provided in which priority is assigned to each communication connection and packets are transmitted according to the priority.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a packet used in a network according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing an internal configuration of a terminal signal separation unit of the node device according to the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing an internal configuration of a buffer of a conventional node device.
FIG. 4 is a diagram illustrating a control law of a buffer and a switch.
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of a conventional node device.
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a network.
FIG. 7 is a diagram illustrating a communication principle of a network.
FIG. 8 is a diagram showing an internal configuration of a terminal signal separation unit of a conventional node device.
FIG. 9 is a diagram showing an internal configuration of a terminal signal insertion unit of the node device.
FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a packet used in a conventional network.
FIG. 11 is a diagram showing a configuration of a node device according to the present invention.
FIG. 12 is a flowchart illustrating an operation of a terminal signal separation unit.
FIG. 13 is a flowchart showing the operation of the buffer.
FIG. 14 is a diagram showing an internal configuration of a buffer of the node device according to the present invention.
FIG. 15 is a diagram illustrating a control law of a buffer and a switch.
FIG. 16 is a diagram showing a configuration of a network.
FIG. 17 is a diagram showing a configuration of a node device according to the present invention.
FIG. 18 is a diagram showing a configuration of a network.
FIG. 19 is a flowchart illustrating an operation of a buffer output priority control unit.
FIG. 20 is a diagram showing an internal configuration of a buffer of the node device according to the present invention.
FIG. 21 is a flowchart showing the operation of the buffer.
FIG. 22 is a flowchart illustrating an operation of a buffer output priority control unit.
[Explanation of symbols]
201, 302, 801, 901, 1402, 2002 Header detector
202, 203, 802, 803 gate
301, 1401, 2001 Buffer memory
303, 1403 Address counter
500, 601 to 604, 701 to 704, 1100, 1601 to 1604, 1700 Node device
501-508, 1131-1134 Terminal signal insertion unit
561-568, 1121-1124 Terminal signal separation unit
511-518, 709-712, 1141-1144 buffers
521 to 528, 531 to 538, 605 to 608, 1605 to 1608
541,705-708,1151 switch
542, 1152 switch control unit
543 buffer control unit
551 to 558, 611 to 618, 621 to 628, 631 to 638, 641 to 648, 721 to 736, 1611 to 1614, 1621 to 1624, 1631 to 1634, 1641 to 1644 Terminal
904 selector
905 FIFO
1101-1104 Node input terminal
1153 Buffer output priority control unit
1171 to 1174 Node output terminal
1181 to 1184 Terminal signal input / output port
1404 High priority buffer
1405 Non-priority buffer
1721 multiplexer
1722 duplexer
1711-1714 Optical receiver
1701 to 1704 tunable transmitter
1709 Wavelength control unit
1800 Connection acceptance and header conversion means control module
2011-2014 Unused area address FIFO
2031-2034 Non-priority use area address FIFO
2041 to 2044 High priority use area address FIFO

Claims (32)

並列な複数のチャネルと、
前記複数のチャネルに接続され、各チャネルから入力された信号を前記複数のチャネルうちのいずれかのチャネルで出力するためのスイッチ手段と、
前記複数のチャネルに接続されている端末とを有しており、
前記スイッチ手段は、ある特定の信号が入力されたときには、他の信号に優先して先に前記複数のチャネルうちのいずれかのチャネルに出力する機能を有することを特徴とし、
前記複数のチャネルは前記スイッチ手段を介してリング型に接続することにより並列リング伝送路を構成している通借ネットワーク。
Multiple channels in parallel,
Switch means connected to the plurality of channels, for outputting a signal input from each channel in any one of the plurality of channels,
A terminal connected to the plurality of channels,
The switch means, when a certain signal is input, characterized in that it has a function of outputting to any one of the plurality of channels prior to other signals,
A borrowing network, wherein the plurality of channels are connected in a ring type via the switch means to form a parallel ring transmission line.
前記スイッチ手段において優先して前記複数のチャネルうちのいずれかのチャネルに先に出力すべき信号か否かを判別できる情報(優先順位指定情報と呼ぶ)を、前記信号に与える手段を有する請求項1に記載の通信ネットワーク。A means for giving, to the signal, information (referred to as priority order designation information) which can determine whether or not the signal should be output first to any one of the plurality of channels by the switch means. 2. The communication network according to 1. 前記スイッチ手段には、前記優先順位指定情報を検出する手段が備わっており、
前記スイッチ手段は、
前記優先順位指定情報が付加された信号(高優先情報と呼ぶ)が入力されたときには、前記優先順位指定情報が付加されていない信号(非優先情報と呼ぶ)より優先して先に前記複数のチャネルうちのいずれかのチャネルに出力することを特徴とする請求項2に記載の通信ネットワーク。
The switch means includes means for detecting the priority designation information,
The switch means,
When a signal to which the priority designation information is added (referred to as high priority information) is input, the signals to which the priority designation information is not added (referred to as non-priority information) take precedence over the plurality of signals. The communication network according to claim 2, wherein the output is performed to any one of the channels.
前記スイッチ手段は、
前記複数のチャネルから入力される信号をそれぞれ蓄積して入力されたチャネル毎に別個に出力するバッファ手段と、
前記バッファ手段からのチャネル毎の出力と前記スイッチ手段から信号が出力される前記複数のチャネルとの接続を切り替えるスイッチング手段と、
前記バッファ手段に前記高優先信号が蓄積されているときには、前記バッファ手段に蓄積されている前記非優先情報より優先して先に前記バッファ手段から前記高優先信号を出力するように前記バッファ手段からの出力を制御するバッファ出力優先制御手段とを有する請求項2乃至3に記載の通信ネットワーク。
The switch means,
Buffer means for accumulating signals input from the plurality of channels and outputting separately for each input channel,
Switching means for switching the connection between the output of each channel from the buffer means and the plurality of channels from which signals are output from the switch means,
When the high-priority signal is stored in the buffer means, the buffer means outputs the high-priority signal from the buffer means prior to the non-priority information stored in the buffer means. 4. The communication network according to claim 2, further comprising: buffer output priority control means for controlling the output of the communication network.
前記バッファ手段は、前記複数のチャネル毎に、
前記高優先信号を蓄積するためのバッファ(高優先バッファと呼ぶ)と、
前記非優先信号を蓄積するためのバッファ(非優先バッファと呼ぶ)とを有し、
前記バッファ出力優先制御手段により、前記バッファ手段に入力された信号の順序に関係なく、前記高優先バッファに蓄積されている信号を、前記非優先バッファに蓄積されている信号より優先して先に前記バッファ手段から出力することを特徴とする請求項4に記載の通信ネットワーク。
The buffer means is provided for each of the plurality of channels.
A buffer for storing the high-priority signal (referred to as a high-priority buffer);
A buffer (called a non-priority buffer) for storing the non-priority signal,
By the buffer output priority control unit, the signal stored in the high priority buffer is given priority over the signal stored in the non-priority buffer, regardless of the order of the signals input to the buffer unit. The communication network according to claim 4, wherein the data is output from the buffer means.
前記バッファ手段は、前記複数のチャネル毎に、
前記高優先信号並びに非優先信号を蓄積する第一の記憶手段と、
第一の記憶手段の未使用領域のアドレスを記憶する第二の記憶手段と、
第一の記憶手段に格納された前記高優先信号のアドレスを記憶する第三の記憶手段と、
第一の記憶手段に格納された前記非優先信号のアドレスを記憶する第四の記憶手段とから構成され、
前記バッファ出力優先制御手段は、第三、第四の記憶手段に格納された情報に応じて、第一の記憶手段に蓄積された信号の読み出しを制御することを特徴とする請求項4に記載の通信ネットワーク。
The buffer means is provided for each of the plurality of channels.
First storage means for storing the high-priority signal and the non-priority signal,
Second storage means for storing an address of an unused area of the first storage means,
Third storage means for storing the address of the high-priority signal stored in the first storage means,
And fourth storage means for storing the address of the non-priority signal stored in the first storage means,
5. The buffer output priority control unit according to claim 4, wherein the buffer output priority control unit controls reading of a signal stored in the first storage unit according to information stored in the third and fourth storage units. Communication network.
前記スイッチング手段は、前記バッファ手段からのチャネル毎の出力それぞれに対応して設けられた出力チャネル可変手段を有しており、前記出力チャネル可変手段の出力チャネルを切り替えることにより、前記バッファ手段からのチャネル毎の出力と、出力するチャネルの接続を切り替えるものである請求項4乃至6いずれかに記載の通信ネットワーク。The switching means has output channel variable means provided in correspondence with each output from the buffer means for each channel, and switches the output channel of the output channel variable means, thereby providing the output from the buffer means. The communication network according to any one of claims 4 to 6, wherein output of each channel and connection of the output channel are switched. 前記バッファ手段からのチャネル毎の出力と、出力するチャネルとの切り替えは、所定のパターンに従い、かつ前記バッファ手段からのチャネル毎の出力の複数が同時に同じ出力チャネルに接続されないように行う請求項4乃至7記載の通信ネットワーク。The switching between the output for each channel from the buffer means and the output channel is performed in accordance with a predetermined pattern so that a plurality of outputs for each channel from the buffer means are not simultaneously connected to the same output channel. A communication network according to any one of claims 1 to 7. 前記端末は、前記複数のチャネルのいずれかのチャネルに分離手段を介して接続されており、
前記分離手段は、自分離手段が接続される前記チャネルで伝送されてきた信号のうち、端末に出力すべき信号を前記チャネルから分離して端末に出力するものである請求項1乃至8いずれかに記載の通信ネットワーク。
The terminal is connected to any one of the plurality of channels via a separating unit,
9. The signal processing apparatus according to claim 1, wherein the separating unit separates a signal to be output to a terminal from signals transmitted through the channel to which the own separating unit is connected, from the channel, and outputs the signal to the terminal. A communication network according to.
前記チャネルに信号を挿入する挿入手段を設けた請求項1乃至9に記載の通信ネットワーク。10. The communication network according to claim 1, further comprising an insertion unit for inserting a signal into the channel. 前記スイッチ手段と前記分離手段を内部に設けたノード装置を有する請求項9に記載の通信ネットワーク。The communication network according to claim 9, further comprising a node device provided with the switch unit and the separation unit. 前記ノード装置内に、前記チャネルに信号を挿入する挿入手段を設けた請求項11に記載の通信ネットワーク。The communication network according to claim 11, further comprising an insertion unit that inserts a signal into the channel in the node device. 前記優先順位指定情報は、前記端末により前記信号に与えられるものである請求項2に記載の通信ネットワーク。The communication network according to claim 2, wherein the priority designation information is given to the signal by the terminal. 前記優先順位指定情報は、前記端末より出力された信号を、所定のフォーマットに変換することにより与えられるものである請求項2に記載の通信ネットワーク。The communication network according to claim 2, wherein the priority order designation information is provided by converting a signal output from the terminal into a predetermined format. 複数の端末を接続するための複数のノード装置を、並列な複数のチャネルでリング状に接続した通信ネットワークであって、
前記ネットワークには、伝送パケットが前記並列なチャネル間で伝送チャネルの乗り換えを行うことを可能にするスイッチ手段が設けられており、
前記スイッチ手段は、ある特定のパケットが入力されたときには、他のパケットに優先して先に伝送チャネルの乗り換えを行う機能を有することを特徴とする通信ネットワーク。
A communication network in which a plurality of node devices for connecting a plurality of terminals are connected in a ring by a plurality of parallel channels,
The network is provided with switch means for enabling a transmission packet to switch transmission channels between the parallel channels,
The communication network according to claim 1, wherein said switch means has a function of, when a specific packet is input, prioritizing another packet and switching a transmission channel first.
複数の端末を接続するための複数のノード装置を、並列な複数のチャネルでリング状に接続した通信ネットワークであって、
前記ノード装置は、
前記複数のチャネルで入力されるパケットをスイッチングして、前記複数のチャネルのうちのいずれかで出力する機能を有するとともに、ある特定のパケットが入力されたときには、他のパケットに優先して先に前記複数のチャネルうちのいずれかのチャネルに出力することを可能にする機能を有するスイッチ手段と、前記スイッチ手段において、入力されるパケットが優先して出力を行うべきパケットか否かを判別するための情報を、パケットに付加する手段とを有していることを特徴とする通信ネットワーク。
A communication network in which a plurality of node devices for connecting a plurality of terminals are connected in a ring by a plurality of parallel channels,
The node device includes:
It has a function of switching a packet input on the plurality of channels and outputting it on any of the plurality of channels, and when a specific packet is input, takes precedence over other packets before A switch means having a function of enabling output to any one of the plurality of channels, and the switch means for determining whether an input packet is a packet to be output with priority. And a means for adding the information to the packet.
複数の端末を接続するための複数のノード装置を、並列な複数のチャネルでリング状に接続した通信ネットワークであって、
前記ノード装置は、
前記複数のチャネルで入力されるパケットをスイッチングして、前記複数のチャネルのうちのいずれかで出力する機能を有するスイッチ手段を備え、
前記スイッチ手段は、
前記複数のチャネルから入力されるパケットをそれぞれ蓄積して入力されたチャネル毎に別個に出力するバッファ手段と、
前記バッファ手段からのチャネル毎の出力と前記スイッチ手段からパケットが出力される前記複数のチャネルとの接続を切り替えるスイッチング手段と、
前記バッファ手段に蓄積されたパケットの順序に関係なく、ある特定のパケットを前記バッファ手段から先に出力するように制御するバッファ出力優先制御手段とを有していることを特徴とする通信ネットワーク。
A communication network in which a plurality of node devices for connecting a plurality of terminals are connected in a ring by a plurality of parallel channels,
The node device includes:
Switching means for switching a packet input on the plurality of channels, and having a function of outputting on any of the plurality of channels,
The switch means,
Buffer means for accumulating packets input from the plurality of channels and outputting separately for each input channel,
Switching means for switching the connection between the output for each channel from the buffer means and the plurality of channels from which packets are output from the switch means,
A communication network comprising: buffer output priority control means for controlling a specific packet to be output first from said buffer means regardless of the order of packets stored in said buffer means.
請求項11もしくは12いずれかに記載の通信ネットワークにおいて用いるノード装置であって前記スイッチ手段と前記分離手段、もしくは前記スイッチ手段と前記分離手段と前記挿入手段を内部に設けたことを特徴とするノード装置。13. A node device used in the communication network according to claim 11, wherein said switch means and said separating means, or said switch means, said separating means and said inserting means are provided therein. apparatus. 並列な複数のチャネルと、
前記複数のチャネルに接続され、各チャネルで入力された信号を前記複数のチャネルのうちのいずれかのチャネルで出力できるスイッチ手段と、
前記複数のチャネルに接続される端末とを有しており、
前記複数のチャネルは前記スイッチ手段を介してリング型に構成されている通信ネットワークにおける信号の伝送制御方法であって、
前記通信ネットワークに入力され、前記チャネルを伝送されて宛先端末に到達する信号のうちある特定の信号に対しては、
前記特定の信号が前記スイッチ手段に入力された場合には、前記スイッチ手段内に滞留している信号が存在した場合でも、前記滞留している信号よりも優先して先に前記特定の信号が前記スイッチ手段から出力されるように制御することを特徴とする伝送制御方法。
Multiple channels in parallel,
A switch connected to the plurality of channels and capable of outputting a signal input in each channel on any one of the plurality of channels;
A terminal connected to the plurality of channels,
The plurality of channels is a signal transmission control method in a communication network configured in a ring shape via the switch means,
For a specific signal that is input to the communication network and is transmitted through the channel and reaches the destination terminal,
When the specific signal is input to the switch means, even if there is a signal staying in the switch means, the specific signal is given priority over the staying signal. A transmission control method, wherein control is performed so as to be output from the switch means.
前記チャネルを伝送して宛先端末に到達する信号に、前記スイッチ手段において優先して前記複数のチャネルうちのいずれかのチャネルに先に出力すべき信号か否かを判別できる情報(優先順位指定情報と呼ぶ)を、与える工程を有する請求項19に記載の伝送制御方法。Information (priority designation information) that can be used to determine whether the signal transmitted to the destination terminal by transmitting the channel is a signal to be output first to any one of the plurality of channels by the switch means. 20. The transmission control method according to claim 19, further comprising the step of: 前記スイッチ手段は、前記優先順位指定情報を判別して、前記優先順位指定情報が付加された信号(高優先情報と呼ぶ)が入力されたときには、前記優先順位指定情報が付加されていない信号(非優先情報と呼ぶ)より優先して先に前記複数のチャネルうちのいずれかのチャネルに出力することを特徴とする請求項20に記載の伝送制御方法。The switch means determines the priority designation information, and when a signal to which the priority designation information is added (referred to as high priority information) is input, a signal to which the priority designation information is not added ( 21. The transmission control method according to claim 20, wherein the signal is output to any one of the plurality of channels first prior to the non-priority information. 前記スイッチ手段は、
前記複数のチャネルから入力される信号をそれぞれ蓄積して入力されたチャネル毎に別個に出力するバッファ手段と、
前記バッファ手段からのチャネル毎の出力と前記スイッチ手段から信号が出力される前記複数のチャネルとの接続を切り替えるスイッチング手段を有しており、
前記高優先信号が入力されたときには、前記非優先情報より優先して先に前記バッファ手段から出力することを特徴とする請求項20乃至21に記載の伝送制御方法。
The switch means,
Buffer means for accumulating signals input from the plurality of channels and outputting separately for each input channel,
Switching means for switching the connection between the output of each channel from the buffer means and the plurality of channels from which signals are output from the switch means,
22. The transmission control method according to claim 20, wherein when the high-priority signal is input, the signal is output from the buffer unit prior to the non-priority information.
前記バッファ手段は、前記複数のチャネル毎に、
前記高優先信号を蓄積するためのバッファ(高優先バッファと呼ぶ)と、
前記非優先信号を蓄積するためのバッファ(非優先バッファと呼ぶ)とを有し、
前記バッファ手段に蓄積された信号の順序に関係なく、前記高優先バッファに蓄積されている信号を、前記非優先バッファに蓄積されている信号より優先して先に前記バッファ手段から出力することを特徴とする請求項22に記載の通信制御方法。
The buffer means is provided for each of the plurality of channels.
A buffer for storing the high-priority signal (referred to as a high-priority buffer);
A buffer (called a non-priority buffer) for storing the non-priority signal,
Irrespective of the order of the signals stored in the buffer means, the signal stored in the high priority buffer is output from the buffer means prior to the signal stored in the non-priority buffer. 23. The communication control method according to claim 22, wherein:
前記バッファ手段は、前記複数のチャネル毎に、
前記高優先信号並びに非優先信号を蓄積する第一の記憶手段と、
第一の記憶手段の未使用領域のアドレスを記憶する第二の記憶手段と、
第一の記憶手段に格納された前記高優先信号のアドレスを記憶する第三の記憶手段と、
第一の記憶手段に格納された前記非優先信号のアドレスを記憶する第四の記憶手段とから構成され、
前記バッファ出力優先制御手段は、第三、第四の記憶手段に格納された情報に応じて、第一の記憶手段に蓄積された信号の読み出しを制御することを特徴とする請求項22に記載の通信制御方法。
The buffer means is provided for each of the plurality of channels.
First storage means for storing the high-priority signal and the non-priority signal,
Second storage means for storing an address of an unused area of the first storage means,
Third storage means for storing the address of the high-priority signal stored in the first storage means,
And fourth storage means for storing the address of the non-priority signal stored in the first storage means,
23. The buffer output priority control unit according to claim 22, wherein the buffer output priority control unit controls reading of a signal stored in the first storage unit according to information stored in the third and fourth storage units. Communication control method.
前記バッファ手段からのチャネル毎の出力と、出力チャネルとの切り替えは、所定のパターンに従い、かつ前記バッファ手段からのチャネル毎の出力の複数が同時に同じ出力チャネルに接続されないように行う請求項22乃至24記載の伝送制御方法。23. The switching between the output for each channel from the buffer means and the output channel is performed according to a predetermined pattern, and is performed so that a plurality of outputs for each channel from the buffer means are not simultaneously connected to the same output channel. 25. The transmission control method according to 24. 前記端末は、前記複数のチャネルのいずれかのチャネルに分離手段を介して接続されており、
前記分離手段は、自分離手段が接続される前記チャネルで伝送されてきた信号のうち、端末に出力すべき信号を前記チャネルから分離して端末に出力するものである請求項19乃至25いずれかに記載の伝送制御方法。
The terminal is connected to any one of the plurality of channels via a separating unit,
26. The signal processing apparatus according to claim 19, wherein the separating unit separates a signal to be output to a terminal from signals transmitted through the channel to which the own separating unit is connected from the channel and outputs the signal to the terminal. 3. The transmission control method according to 1.
前記通信ネットワークへの信号の入力は、前記チャネルに設けた挿入手段において信号を前記チャネルに挿入することによって行う請求項19乃至26に記載の通信ネットワーク。27. The communication network according to claim 19, wherein the input of the signal to the communication network is performed by inserting a signal into the channel by an insertion unit provided in the channel. 前記優先順位指定情報は、前記端末より前記信号に与えられるものである請求項20に記載の伝送制御方法。21. The transmission control method according to claim 20, wherein the priority designation information is given to the signal from the terminal. 前記優先順位指定情報は、前記端末より出力された信号を、所定のフォーマットに変換することにより与えられるものである請求項20に記載の伝送制御方法。21. The transmission control method according to claim 20, wherein the priority order designation information is given by converting a signal output from the terminal into a predetermined format. 複数の端末を接続するための複数のノード装置を、並列な複数のチャネルでリング状に接続し、伝送パケットが前記並列なチャネル間で伝送チャネルの乗り換えを行うことを可能にするスイッチ手段を設けた通信ネットワークにおけるパケットの伝送制御方法であって、
前記スイッチ手段は、ある特定のパケットが入力されたときは、他のパケットに優先して先に伝送チャネルの乗り換えを行うように制御することを特徴とする伝送制御方法。
A plurality of node devices for connecting a plurality of terminals are connected in a ring shape with a plurality of parallel channels, and switch means is provided for enabling transmission packets to switch transmission channels between the parallel channels. Transmission control method in a communication network, comprising:
The transmission control method according to claim 1, wherein, when a specific packet is input, the switching means performs control so as to prioritize another packet and change the transmission channel first.
複数の端末を接続するためのノード装置を、並列な複数のチャネルでリング状に接続し、伝送パケットが前記並列なチャネル間で伝送チャネルの乗り換えを行うことを可能にするスイッチ手段を設けた通信ネットワークにおけるパケットの伝送制御方法であって、
前記チャネルを伝送して宛先端末に到達するパケットに、前記スイッチ手段において優先して伝送チャネルの乗り換えを行うべきパケットか否かを判別できる情報を与える工程を有し、
前記スイッチ手段は、前記情報を検出したパケットを他のパケットに優先して伝送チャネルの乗り換えを行うように制御することを特徴とする伝送制御方法。
A communication device in which a node device for connecting a plurality of terminals is connected in a ring shape with a plurality of parallel channels, and a switch means is provided for enabling a transmission packet to switch transmission channels between the parallel channels. A method for controlling transmission of packets in a network, comprising:
A step of giving information to a packet that reaches the destination terminal by transmitting the channel, which can determine whether or not the packet should be switched to a transmission channel with priority in the switch means,
The transmission control method according to claim 1, wherein the switching means controls to switch a transmission channel by giving priority to a packet in which the information is detected over another packet.
複数の端末を接続するための複数のノード装置を、並列な複数のチャネルでリング状に接続した通信ネットワークにおいて用いるノード装置において、
前記複数のチャネルを伝送されてくるパケット、並びに前記複数の端末装置から伝送されてくるパケットを受信する受信手段と、
前記複数のチャネルで入力されるパケットをスイッチングして、前記複数のチャネルのうちのいずれかに出力するとともに、ある特定のパケットに対しては、他のパケットに優先して前記スイッチ手段から出力することを可能にする機能を有するスイッチ手段と、
前記受信手段により受信されたパケットが、優先的に前記スイッチ手段から出力されるべきパケットか否かを判別する判別手段を有することを特徴とするノード装置。
In a node device used in a communication network in which a plurality of node devices for connecting a plurality of terminals are connected in a ring by a plurality of parallel channels,
Packets transmitted through the plurality of channels, and receiving means for receiving packets transmitted from the plurality of terminal devices,
Switching a packet input by the plurality of channels and outputting the packet to one of the plurality of channels, and outputting a specific packet from the switch unit in preference to another packet. Switch means having a function of enabling
A node device comprising: a determination unit configured to determine whether a packet received by the reception unit is a packet to be output from the switch unit with priority.
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