JPH0834478B2 - 不定形通信網のノ−ド装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、通信網の制御、とくに不定形通信網のノー
ド装置に関する。

従来技術 従来、ローカルエリアネットワーク（LAN）や公衆回
線網など、とくにマルチメディア通信に適用可能な通信
網には、たとえばEthernetに代表されるようなCSMA基底
帯域LAN,広帯域LAN,およびTDMA基底帯域LANとディジタ
ルPBXの組合せなどがあった。CSMA基底帯域LANは、デー
タ情報、テキスト情報などようにパケット長が短く、突
発的に発生する情報の通信には適しているが、マルチメ
ディア通信のようにメッセージ長が制限されない場合
や、データが連続的に発生する場合は衝突が頻発するた
め、高いスループットすなわち通信容量が得られない。
マルチメディア通信としての適用性に欠ける。

広帯域LANは、マルチメディア通信としては容量がや
や不足する。また、システムの拡張性と価格に難があ
る。TDMA基底帯域LANは、従来方式のうちでは最もマル
チメディア通信に適する方式であるが、一般に、やはり
システムの拡張性と価格に難がある。とくにマルチメデ
ィア通信に適用した場合は、価格が非常に高くなる。

このような従来技術の状況に鑑み、本発明者はすで
に、生体の神経細胞のアナロジーによる格子状通信網を
提案している。たとえば特開昭58−139543号公報参照。
これは、多入力一出力信号の通信制御要素をノードとし
て多結合構造に接続して通信網を構成し、各ノードでは
ディジタル信号を先着順論理により転送する通信網形態
をとっている。

この格子状通信網はとくに次の点で優れている。１つ
は、多結合構造のためネットワークトポロジーの自由度
が高いことである。したがってフォルトトレランシー
（生残性）が高い、すなわち網の一部に障害があっても
他のルートで通信が適応的に確保される。つぎに、先着
順論理によって、最適の通信経路が選択されることであ
る。

しかし、通信径路の固定に時間を要し、短いパケット
を多く送信する場合は、従来のCSMA基底帯域LANと同程
度に低い効率であった。したがって、一部完全には全二
重通信が行なえず、また応答信号の返送が遅いと通信の
不成立の検出が遅れ、再送制御などのバックオフが効率
的に行なえなかった。そこで、ノードにおいて同時に複
数の接続チャネルを確立するマルチチャネル方式におい
ても、効率的に全二重通信を確立することが要求され
る。

ところで、リンクの設定に競合方式をとる場合、パケ
ットの衝突は、高いスループットすなわち実効データ速
度を得るのに大きな障害となっていた。衝突の発生する
確率は、最大ネットワーク伝搬遅延時間、すなわち端末
が送出したパケットが最も遠くにある端末に到達するま
での時間に比例する。

これまで提案されていた格子状通信網では、リンクの
設定に先着順論理による競合方式をとっている。しか
し、多結合構造により、最大ネットワーク伝搬遅延時間
が本質的に短い。また、多入力一出力信号の通信制御要
素すなわちノードを使用し、先着順論理に従って、衝突
が発生しても受信端末がその境界の内側に存在すれば通
信が成立するという特質を有している。衝突の発生した
時、複数の通信が成立することもある。しかしスループ
ットを十分に向上させるには、さらに最大ネットワーク
伝搬遅延時間を短縮することが求められている。

先着順論理により最先に信号が到来した入力チャネル
についてリンクを設定する機能は、布線論理によって高
速に実現される。しかし、パケットの到来を検出してか
ら接続リンクを設定するのでは、いかに布線論理で回路
を構成しても、その動作に回路遅延を伴い、パケットの
先端部分の一部が欠落する可能性がある。この欠落は、
ノードを経由するたびに累積し、これは最大ネットワー
ク伝搬遅延時間を長くしている原因の１つである。

マルチチャネル方式で半二重通信の場合、回線の遊休
状態において入力チャネルをあらかじめ全出力チャネル
に接続しておき、入力チャネルに入力信号が到来する
と、先着入力チャネルを検出してそれ以外の入力チャネ
ルの接続を断とする方式が提案されている（特願昭60−
170429）。これにより、先着順論理に要する時間だけパ
ケットの先端が消失するのを防止できる。

ところで、これまで提案されていた格子状通信網で
は、往信号の転送終了前に復信号を転送することが制限
されていた（たとえば特願昭60−170427）。つまり、基
本的には全二重通信が可能であったが、たとえば最初の
メッセージパケットを転送中はその応答信号（ACK,NAC
K）の返送を行なっていなかった。したがって、一部完
全には全二重通信が行なえず、また応答信号の返送が遅
いと通信の不成立の検出が遅れ、再送制御などのバック
オフが効率的に行なえなかった。

格子状通信網においてフォルトトレラント性を重視す
る場合、障害の影響を少なくするとともに、障害場所の
迅速な検出が重要である。障害として重大なものは３種
類ある。第１はノード自体の障害であり、第２の送信伝
送路の障害、第３は受信伝送路の障害である。しかし本
出願人によって先に出願された一連の格子状通信網で
は、第１および第２の障害によって通信が阻害される確
率は非常に小さいが、第３の障害では、ノードの送出し
た第１番目の往情報が端末に到達した際、問題が生ず
る。受信伝送路に障害のあるノードは、往情報を送信で
きたが、それに応答して端末が送信する復情報は受信伝
送路の障害のため受信できないからである。

目的 本発明はこのような要求に鑑み、完全な全二重通信を
効率的に確保できる不定形通信網のノード装置を提供す
ることを目的とする。

より具体的には、本発明の目的は、マルチチャネル方
式の完全な全二重通信を実現する際、パケットの先端の
欠落を防ぎ、衝突の確率を低下させることによって、網
全体のスループットを向上させることにある。また、障
害を的確に識別し、回線閉塞などの適切な処置をとるこ
とのできる不定形通信網のノード装置を提供することに
ある。

構成 本発明は上記の目的を達成させるため、端末またはノ
ード装置への送信線と送信線に対応する受信線とを含む
伝送路に接続されるノード装置であってそれぞれ受信線
が接続される少なくとも１つの入力手段と、それぞれ送
信線が接続される少なくとも１つの出力手段と、入力手
段を出力手段に接続する接続手段と、接続手段を制御し
て入力手段を選択的に出力手段に接続させる制御手段と
を有する不定形通信網のノード装置において、制御手段
は、入力手段に接続され入力手段のうち最先に信号の到
来した入力手段を識別する先着入力検出手段と、先着入
力検出手段における識別から第１の所定の期間の経過後
第２の所定の期間の時限を開始する第１の時限手段と、
第１の時限手段に接続され、入力手段に受信線から信号
が到来したか否かを検出する入力検出手段とを含み、制
御手段は、接続手段を制御して、入力手段のうちすでに
設定されている通信に含まれない伝送路について、遊休
状態にある入力手段を出力手段のうち少なくとも入力手
段に対応する出力手段を除く全出力手段に接続し、前記
先着入力検出手段における識別に応動して接続手段を制
御し、入力手段のうちこの識別された入力手段を除く全
入力手段について出力手段との間の接続を断とし、これ
によって前記識別された入力手段から出力手段のうちそ
の識別された入力手段に対応するもの以外の全出力手段
へ前記信号を転送させ、入力検出手段は、入力手段のう
ち信号の転送を行なった出力手段に対応する入力手段に
受信線から信号が到来するか否かを監視し、監視中の入
力手段のうち第２の所定の期間内に信号を受けなかった
入力手段を識別し、制御手段は、第２の所定の期間内に
信号を受けなかった入力手段のうち第２の所定の期間の
経過後信号を受けた入力手段があると、接続手段を制御
して、この第２の所定の期間の経過後信号を受けた入力
手段を前記最先に信号の到来した入力手段に対応する出
力手段に、またその最先に信号の到来した入力手段を前
記第２の所定の期間の経過後信号を受けた入力手段に対
応する出力手段に接続させてそれらの入出力手段間の接
続を固定し、他の全入力手段をその入力手段に対応する
出力手段を除く全出力手段に接続する不定形通信網のノ
ード装置を特徴としたものである。

以下、本発明をその実施例に基づいて具体的に説明す
る。

本発明によるノード装置を適用した不定形通信網は、
第11図に例示するようにノード装置10が伝送路12によっ
て２次元または３次元に格子状に接続される格子状通信
網として有利に実現されるが、その網構成は本質的に不
定形である。たとえば線形、ループ状など他の形状の網
構成をとってもよい。

ノード装置10には複数の、この例では８本の入出力ポ
ートが設けられ、それらには伝送路12を介して他のノー
ド装置10、および（または）端末14が接続可能である。
入出力ポートの数に制限はなく、少なくとも１つ以上あ
ればよい。ノード装置10は、入出力ポートの容量内であ
れば、伝送路12を介して接続されるノード装置10や端末
14の数に制限はない。また、網全体を単一のノード装置
10にて形成してもよく、また、複数のノード装置10をた
とえば単一の印刷配線板に搭載して全体をあたかも１つ
のノード装置として扱い、実質的な入出力ポート容量を
増大させてもよい。

端末14は、本実施例では非同期にてデータを送受信可
能な端末装置であり、パソコンなどの処理システム、フ
ァイルステーションやプリントステーションなどのサー
ビスステーションなどを含む。データはメッセージパケ
ットの形で転送されるのが有利である。端末14は後述の
ように、全二重端末の場合、目局宛てのパケットを受信
すると直ちに応答信号を送出する方式のものが有利に使
用される。

伝送路12は、たとえば光ファイバによる光伝送路、ま
たは撚り線や同軸ケーブルなどの電気伝送路であり、本
実施例ではデータがアナログまたはディジタルで伝送さ
れる。これは全二重構成をとっている。ノード装置10と
端末14の間の伝送路12は、半二重構成をとってもよい。
また、トラヒックに応じてノード装置10相互間の伝送路
12を複数本設けてもよい。

第１図を参照すると、ノード装置10は、伝送路12から
の受信線が接続される入力ポート20と、伝送路12への送
信線が接続される出力ポート30を有し、両者がスイッチ
ングゲート部40を介して相互に接続されている。入力ポ
ート20は本実施例では８つの受信ないしは入力チャネル
i0〜i7を有し、また出力ポート30はこれに対応して８つ
の送信ないしは出力チャネルo0〜o7を有する。これによ
ってノード装置10には、伝送路12を介して他のノード装
置10や端末14を全体で８つまで接続可能である。出力チ
ャネルo0〜o7のうち入力チャネルi0〜i7のそれぞれと同
じ番号の、すなわち「対応する」出力チャネルが同じ方
路の伝送路12に接続される。

スイッチングゲート部40は、入力チャネルi0〜i7のう
ちの任意のものと出力チャネルo0〜o7のうちの任意のも
のとを選択的に相互接続するゲート回路である。入力ポ
ート20はまた、制御ゲート部50を介して開始制御部60お
よび終了制御部70に接続されている。制御ゲート部50
は、入力ポート20からの信号を開始制御部60に、開始制
御部60、障害記憶部210、終了制御部70からの制御信号
をスイッチングゲート部40、終了制御部70に適切に接続
制御するゲート回路である。開始制御部60は、入力信号
が最先に到来した入力チャネルを識別し、また各入力チ
ャネルに入力信号があるか否かの検出を行なう機能部で
ある。終了制御部70は、すでに設定されている通信径路
の入力チャネルに入力信号がなくなったことを検出して
その通信の終了処理を行なう回路である。スイッチング
ゲート部40、開始制御部60および終了制御部70は、ゲー
トセットバス80により相互に接続されている。

スイッチングゲート部40にはまた、アクティブ信号を
送出するためのアクティブ信号送出部200が接続され、
これは開始制御部60にも接続されている。開始制御部60
および終了制御部70にはまた障害が発生したチャネルを
記憶する障害記憶部210が接続されている。障害記憶部2
10はゲートセットバス80にも接続されている。

スイッチングゲート部40、制御ゲート部50、開始制御
部60、終了制御部70、アクティブ信号送出部200および
障害記憶部210は、それらを含む本装置全体を制御する
シーケンス制御部90によって制御される。

スイッチングゲート部40の特定の構成は、簡略のため
入出力各４チャネルの場合を第２図に示すように、出力
チャネル数に対応した、すなわちこの例では４つの４入
力NANDゲート42を有する。それらの１つの入力端子に
は、アクティブ信号出力部200からの信号線が接続され
ている。スイッチングゲート部40はさらに、4x（４−
１）個の２入力NANDゲート44と、4x（４−１）/2個のフ
リップフロップ46、ANDゲート48および排他的論理和（E
XOR）ゲート49とが図示のように接続されて構成されて
いる。

より詳細には、各入力チャネルi0〜i3の２入力ANDゲ
ート41の出力43は、出力チャネルo0〜o3のうちそれぞれ
に対応するものを除くすべての出力チャネルの４入力NA
NDゲート42の１つの入力にNANDゲート44を介して共通に
接続されている。さらに、NANDゲート44の前段には、入
力チャネル数に対応した、すなわちこの例では４つの２
入力ANDゲート41が配設され、その一方の入力45が制御
ゲート部50から付勢されると、入力ポート20とスイッチ
ングゲート部40の内部回路が選択的に接続される。

第2A図の真理値表に示すように、相互接続する入出力
チャネルが指定され、ゲートセットバス80の指定された
チャネルの制御線が高レベルになると、スイッチングゲ
ート部40は、シーケンス制御部90からのWRITE 0入力の
負のクロック信号に応動して両チャネル間を相互接続す
る。指定されたチャネルと指定されていないチャネルの
間の接続は断とする。また、このとき指定されなかった
チャネルについては、当時の接続状態を保持する。これ
によって、１つのノード装置10で同時に複数の入出力チ
ャネルの組合せについての通信径路を許容するマルチチ
ャネル接続が行なわれる。

このようにして、一回の制御で全NANDゲート44の状態
を設定することができる。またこの構成によれば、NAND
ゲート44の状態を保持するための機能部、すなわちフリ
ップフロップ46の数を最小にすることができる。

制御ゲート部50は、簡略のため入出力各４チャネルの
場合を第３図に示すように、４つのORゲート52、インバ
ータ54、３入力NANDゲート56、EXORゲート58およびAND
ゲート51が図示のように接続されて構成されている。OR
ゲート52は、開始制御部60からの信号53と終了制御部70
からの信号55の論理和をとってスイッチングゲート部40
の４つのANDゲート41へ出力するための論理和ゲートで
ある。インバータ54および３入力NANDゲート56は、入力
ポート20からの信号と障害記憶部210からの信号と終了
制御部70からの信号との論理積をとって開始制御部60へ
出力する回路である。EXORゲート58およびANDゲート51
は、通信径路が設定された通信の終了を検出するときは
終了制御部70からの信号を、また先着入力チャネルに到
来する最初の、すなわち第１番目の往信号の中断を検出
する際には開始制御部60の出力を、終了制御部70へ選択
的に出力する回路である。

本ノード装置10はアクティブ信号出力部200を有し、
これは、目局ノードとその入出力チャネルが正常に動作
している、すなわちアクティブであることを示す「アク
ティブ信号」を発生する機能部である。アクティブ信号
は、その信号長以外は一切制限されない。その信号長
は、開始制御部60のフリップフロップを動作させるのに
必要な最小の時間より長く、後述の「アクティブ検出時
定数」内に到着し終る長さに設定される。

第４図に示すように、アクティブ信号出力部200は、
シーケンス制御部90からの信号と開始制御部60からの信
号MODE 0との論理積をとるためのANDゲート202と、同ゲ
ート202の出力と開始制御部60からの出力との論理積を
とってスイッチングゲート部40へ出力するための４つの
NANDゲート204とからなる。本実施例では、信号MODE 0
は開始制御部60のモード切換えスイッチ67からの出力に
より常に高レベルにされる。

開始制御部60の特定の構成は、簡略のため入出力各４
チャネルの場合を第５図に示すように、先着入力信号検
出部60aおよび入力信号検出部60bからなる。先着入力信
号検出部60aは、入力チャネルi0〜i3のうち最初に入力
信号が到来したチャネルを先着順論理に従って識別する
機能部であるる。これは、入力チャネル数に対応した、
すなわち４つのフリップフロップ62と、１群のNANDゲー
ト66と、４入力NANDゲート68およびインバータ61と、４
つの３入力NANDゲート63と、バスバッファ65と、モード
切換えスイッチ67とが図示のように接続されて構成され
ている。

フリップフロップ62は、入力信号の到来した入力チャ
ネルの状態を保持する回路である。１群のNANDゲート66
は、フリップフロップ62の出力64の相互間に優先順位を
与える。４入力NANDゲート68およびインバータ６は、い
ずれかのフリップフロップ62への入力信号の到来に応動
し、全フリップフロップ62のＳ端子を低レベルにしてそ
れらの状態を固定する保持機能を有するとともに、第１
番目の往信号が到来したことをシーケンス制御部90へ通
報するための回路である。

３入力NANDゲート63は、１群のNANDゲート66の出力と
入力信号検出部60bの出力との論理和をとり、その論理
和出力は、バスバッファ65を介してゲートセットバス80
へ出力される。なおモード切換えスイッチ67は、本実施
例では常時接続されている。

入力信号検出部60bは、入力ポート20に入力信号が到
来したか否かを検出する回路である。これは、フリップ
フロップ69および120と、４つのNANDゲート122と、４入
力ORゲート124とが図示のように接続されて構成されて
いる。フリップフロップ69は、入力信号の到来した入力
チャネルの状態を保持するため２状態回路である。フリ
ップフロップ120は、フリップフロップ69の出力状態を
記憶し、それらのＳ入力を低レベルにしてその状態を固
定するための回路である。NANDゲート122は、フリップ
フロップ69の出力の先着入力検出部60aへの接続を制御
するゲート回路である。ORゲート124は、フリップフロ
ップ69の出力の論理和をとり、第一番目の復信号が到来
したことをシーケンス制御部90に通報するための回路で
ある。

障害記憶部210は、第６図に示すように、障害または
休止チャネルを記憶するための記憶回路である。これ
は、その記憶を行なうフリップフロップ212と、開始制
御部60からの信号と終了制御部70からの信号とシーケン
ス制御部90からの信号BOOT 0との論理和をとってフリッ
プフロップ212へセットするための３入力ORゲート214
と、フリップフロップ212の出力とモード切換えスイッ
チ216の設定状態との論理和をとるORゲート218と、その
論理和出力をゲートセットバス80へ転送するためのバス
バッファ211とからなる。モード切換えスイッチ216は、
アクティブ信号を出力する機能を有さない端末が接続さ
れているチャネルについては開放しておく。

終了制御部70は、第７図に４チャネルの場合を示すよ
うに、通信終了検出部70aおよび接続記憶部70bにて構成
されている。通信終了検出部70aは、４つのNORゲート7
2、シフトレジスタ74、ANDゲート76、および１つの４入
力ORゲート78が図示のように接続されて構成されてい
る。NORゲート72は、入力ポート20からの信号と出力ポ
ート30からの信号との論理和をとっている。シフトレジ
スタ74は、後述の通信終了検出時定数による時間に基づ
き、通信の終了を検出するための回路である。ANDゲー
ト76は、シフトレジスタ74の出力と制御ゲート部50の出
力との論理積をとる回路である。４入力ORゲート78は、
通信径路を固定した通信のうちで終了した通信があるこ
と、また先着入力チャネルからの第１番目の往信号が中
断したことをシーケンス制御部90に知らせる回路であ
る。そのいずれの情報を通報するかの選択は、制御ゲー
ト部50によって行なわれる。これからわかるように終了
制御部70では、通信径路の固定された通信に含まれる２
つの入力チャネルの双方とも信号がなくなったときに、
通信の終了として識別される。

通信の終了は、通信終了検出時定数による時間だけ信
号のない状態、または所定の論理状態が継続したことに
よって識別される。「通信終了検出時定数」、すなわち
第３の所定の期間は、往信号または復信号のあとにそれ
以上信号が続かず、通信が終了したことを検出するため
の時間である。その長さは、全二重通信の場合は、真の
通信の終了を、情報内容である「０」または「１」の連
続から区別するのに必要な時間に設定される。通常はこ
れに若干の余裕時間が付加される。たとえば、マンチェ
スタコーディングの場合は１ビット、NRZIで連続６ビッ
トの「１」に「０」を挿入する符号化則の場合は７ビッ
ト以上の時間長をとる。通常はそれらの２倍、すなわち
それぞれ２ビットまたは14ビットの時間長に設定され
る。これは入力信号検出時定数と同じである。

全二重通信とともに半二重通信を含む場合、通信終了
検出時定数の長さは、最大実効ネットワーク長を往復す
る伝搬遅延時間と、端末14が往信号または復信号の受信
を終了してから復信号または往信号を送信し始めるのに
要する時間との和に実質的に等しく設定される。これは
端末応答監視時間と同じである。通常はこれらに若干の
余裕時間が付加される。

接続記憶部70bは、通信径路の固定を行なったチャネ
ルを記憶するための４つのフリップフロップ71と、その
記憶の書込みおよび消去を制御するためのANDゲート73
と、その出力をゲートセットバス80へ接続するための制
御を行なうバスバッファ75とが図示のように接続されて
構成されている。

このような構成によれば、シフトレジスタ74は常時全
チャネルについて通信の終了を検出できる状態にある。
つまり、制御ゲート部50で選択されていないチャネルに
ついても通信終了を検出できるので、切換えが行なわれ
たときに、通信終了の検出に通信終了検出時定数に相当
する遅れは生じない。

また、全二重通信の場合と、全二重通信および半二重
通信の双方を含む場合とでは、通信終了検出時定数をそ
れぞれに応じて設定すればよい。したがって装置自体の
ハードウエアの変更を必要としない。

なお、これら４つのNORゲート72の代りに４つのNAND
ゲートを配設すれば、入力チャネルと出力チャネルの論
理積をとることができる。このようにすれば、終了制御
部70では、通信径路の固定された通信に含まれる２つの
入力チャネルのいずれかに信号がなくなったときに、通
信の終了として識別される。

シーケンス制御部90は、第８図に示すように、５つの
シフトレジスタ91〜95と、それらの出力状態を適切に組
み合わせて必要な制御信号を生成するためのゲート群96
と、通信の生起と終了が競合した時、通信の終了を優先
させるためのフリップフロップ97およびANDゲート220
と、モード切換えスイッチ98と、ブートスイッチ99とが
図示のように接続されて構成されている。シフトレジス
タ91〜95のクロック入力端子にはシステムクロックCK1
またはCK0が接続されている。なお本実施例では、フリ
ップフロップ95は使用せず、またモード切換えスイッチ
98は常時開放されている。ブートスイッチ99は、ノード
装置10の立上げ時にのみ操作され、ノード装置10内の全
フリップフロップを初期設定する操作スイッチである。
シーケンス制御部90も、全二重通信の場合と、全二重通
信および半二重通信の双方を含む場合とでは、装置自体
のハードウエアの変更を必要としない。シーケンス制御
部90の動作タイミングを第９図に示す。「アクティブ検
出時定数」、「入力信号検出時定数」は、シーケンス制
御部90にて形成される。

ノード装置10における通信制御の概略を説明する。こ
こで便宜上、用語「送信端末」とは信号を伝送路12に送
出する側の端末をいい、「受信端末」とは信号を伝送路
12から受ける側の端末をいうものとする。また用語「発
信端末」とは、他の端末との間に接続が設定されていな
い状態、すなわち遊休状態から特定の端末に宛てて情報
を送信し始める端末をいい、「着信端末」とはその情報
に初めて応答を返送する宛先側端末をいうものとする。
発信端末から送出される信号を「往信号」と称し、着信
端末から送出される信号、とくに往信号に応答して返送
される信号を「復信号」と称する。

あるノード装置10において、特定の入出力チャネル間
に接続が設定されていない遊休状態では、スイッチング
ゲート部40の接続ゲートが開放状態にあり、すべての入
力チャネルは、それぞれに対応する出力チャネルを除く
全出力チャネルに接続されている。

遊休状態において入力チャネルi0〜i7のうちのいずれ
かに入力信号が到来すると、先着入力信号検出部60a
は、入力チャネルi0〜i7のうち最先に入力信号が到来し
たチャネル、すなわち「先着入力チャネル」を先着順論
理により検出する。先着入力チャネルの検出の応動して
スイッチングゲート部40は、その先着入力チャネルに対
応する出力チャネル以外の全出力チャネルと先着入力チ
ャネルの接続を残して他の入出力チャネル間接続を断と
する。これによって、先着入力チャネルから受信した信
号がそれに対応する出力チャネル以外の全出力チャネル
に転送されるブロードキャストが行なわれる。

先着入力信号検出部60aの先着入力チャネル検出によ
りシーケンス制御部90が起動され、シーケンス制御部90
は、アクティブ検出時定数による時限監視を開始する。

「アクティブ検出時定数」、すなわち第１の所定の期
間は、最先に入力信号を検出した入力チャネル以外の入
力チャネルから、同じ送信源からの最初の、すなわち第
１番目の往信号を受信したり、他の送信源からの別な第
１番目の往信号をアクティブ信号を受信するための時間
である。

アクティブ検出時定数の長さは、隣接ノード装置10間
または対端末14間の最大許容距離を往復する伝搬遅延時
間と、アクティブ信号に要する時間との和に実質的に等
しく設定される。通常はこれに若干の余裕時間が付加さ
れる。この期間内に、同じ送信源からの迂回された第１
番目の往信号や、他の送信源からの別な第１番目の往信
号、アクティブ信号が到来する。これにより障害または
休止チャネルを検出することができる。

アクティブ検出時定数の監視時限内に入力信号の到来
したチャネルは、入力信号検出部60bのフリップフロッ
プに記憶される。シーケンス制御部90は、アクティブ検
出時定数により規定される期間が満了すると、障害記憶
部210をクロック駆動し、入力チャネルi0〜i3のうちア
クティブ検出時定数の期間内に入力信号の到来しなかっ
た入力チャネルを障害または休止チャネルとしてフリッ
プフロップ212に記憶する。

続いてシーケンス制御部90は入力信号検出時定数の時
限監視を行なう。「入力信号検出時定数」、すなわち第
２の所定の期間は、アクティブ検出時定数による期間の
経過後信号があるか否かを検出するための時間である。
その長さは、たとえば、マンチェスタコーディングの場
合は１ビット、NRZIで連続６ビットの「１」に「０」を
挿入する符号化則の場合は７ビット以上の時間長をと
る。通常はこれに若干の余裕時間が付加され、それらの
２倍、すなわちそれぞれ２ビットまたは14ビットの時間
長に設定される。これは、最先に入力信号を検出した入
力チャネル以外で、同じ送信源からの第１番目の往信号
や、他の送信源からの別な第１番目の往信号を受信した
入力チャネルをアクティブ信号と区別して検出するため
の時間である。

この入力信号検出時定数の監視時限内に入力信号の到
来したチャネルは、入力信号検出部60bのフリップフロ
ップに記憶される。この期間が終了すると、スイッチン
グゲート部40は、入力信号検出部60bに記憶されている
入力信号検出時定数の期間内に入力信号のなかった入力
チャネルのうちのいずれかからその後入力信号が到来す
ると、その入力チャネルを先着入力チャネルに対応する
出力チャネルに接続する。

終了制御部70は通信終了検出時定数によって規定され
る時間が経過すると、シーケンス制御部90に指示し、シ
ーケンス制御部90は先着入力信号検出部60aおよび入力
信号検出部60bを初期状態にリセットする。

この通信終了の検出は、先着入力チャネルからの入力
信号を監視して、これがなくなったことを検出して復旧
処理を行なうように構成してもよく、または、先着入力
チャネルと、これに接続されている他の入力チャネルの
双方からの入力信号を監視して両者のいずれかがなくな
ったことを検出して復旧処理を行なうように構成しても
よい。入力信号のなくなったことの検出は、その信号の
論理状態が通信終了検出時定数の期間だけ所定の状態、
たとえば「０」に維持されたことを検出することによっ
て行なわれる。

上述の実施例では、アクティブ検出時定数による期間
中信号が到来し、かつ入力信号検出時定数による期間中
入力信号の到来しなかった入力チャネルは、その経過後
も入力信号検出部60bに記憶され、それらの入力チャネ
ルの入力信号のみが検出可能となる。同期間の経過後、
そのような入力信号の到来しなかった入力チャネルを先
着入力チャネルに対応する出力チャネルに接続し、他の
すべての入力チャネルの出力チャネルへの接続を断とす
るように構成してもよい。

そのような入力信号の到来しなかった入力チャネルに
入力信号検出時定数の期間の経過後、第１番目の復信号
が到来すると、第１番目の復信号を受信した入力チャネ
ルを先着入力チャネルに対応する出力チャネルに、また
先着入力チャネルを第１番目の復信号の到来した入力チ
ャネルに対応する出力チャネルに接続し、入出力チャネ
ル間の径路の固定を行ない、他の全入力チャネルをその
入力チャネルに対応する出力チャネルを除く全出力チャ
ネルに接続する。

本実施例の説明のために、ノード装置10を４つ格子状
に接続した格子状通信網について第10A図〜第10G図を参
照して本実施例のシステムにおける通信手順を説明す
る。この説明上の通信網では、４つのノード装置10a〜1
0dが伝送路12によって格子状に接続されている。ノード
装置10aおよび10dには端末14aおよび14dがそれぞれ接続
されている。同図において、ハッチングを施した側が送
信側を示し、また、太線が情報信号の流れを示してい
る。

全二重通信について、入力信号の検知と、それに基づ
く入出力チャネル間の接続制御は、次の７つの基本的な
ステップにて行なわれる。

まず第10A図に示すように、第１のステップでは、遊
休状態から初めてデータを送信したい発信端末、たとえ
ば14aは第１番目の往信号をパケットの形で伝送路12aを
通してノード装置10aに送出する。第１番目の往信号に
は、宛先の端末、たとえば14dを示す宛先アドレスが含
まれている。ノード装置10aは、第１番目の往信号を先
着入力信号として検出する。すなわち、最先に入力信号
が到来したチャネル、すなわち「先着入力チャネル」を
先着順論理により識別する。そこで、先着入力チャネル
12aに対応する出力チャネルを除く全出力チャネル12ab
および12acなどにその第１番目の往信号を転送する。す
なわち第１番目の往信号をノード装置10aの全方路にブ
ロードキャストする。

ノード装置10aはさらに、第１番目の往信号を先着入
力チャネルで受信すると、通信径路の固定されていない
他の全入力チャネルの出力チャネルへの接続を断とする
とともに、アクティブ信号出力部200により先着入力チ
ャネルに対応する出力チャネルからアクティブ信号230a
を出力する。

次に第２のステップでは、第10B図に示すように、他
のノード装置10b,10cおよび10dもそれぞれの伝送路12a
b、12ac、および12bd、12cdからこの第１番目の往信号
を受信し、同様のブロードキャストを行なう。この例で
は、ノード装置10cは伝送路12acを先着入力チャネルと
認め、伝送路12cdなどの他の伝送路にブロードキャスト
する。同様にノード装置10dは、伝送路12bdからの他に
同12cdからも第１番目の往信号が到来するが、伝送路12
bdを先着入力チャネルと認め、伝送路12bdからの第１番
目の往信号のみを伝送路12dおよび12cdなどの他の伝送
路にブロードキャストし、伝送路12cdからの信号は出力
しない。ノード装置10cおよび10dでは、先着入力信号と
それより遅れて到来した他の入力信号との到着時間差が
接続制御に要する時間より短いと、一瞬、重複が生ず
る。しかしこれは、メッセージパケットのプリアンブル
部分で生じているので、問題はない。このようにして、
端末14aから送信されノード12からブロードキャストさ
れた第１番目の往信号は、重複することなくネットワー
ク中に伝達される。こうして最短径路を経由した第１番
目の往信号が端末14dに到達する。

ノード装置10a〜10dは、先着入力チャネルの検出から
始まるアクティブ検出時定数の期間内は全入力チャネル
を監視し、その期間内に入力信号を受信しなかった入力
チャネルを識別する。それらは入力信号検出部60bに記
憶される。各ノード装置10では、その入力チャネル、出
力チャネルおよびそのノード装置に接続されている他の
ノード装置や端末が正常に機能していれば、アクティブ
検出時定数の期間内にアクティブ信号または第１番目の
往信号が到来するはずである。たとえば、ノード装置10
bにて入力ポート234bxに何らかの原因により信号を受信
しなかったとすると、ノード装置10bにてこれが記憶さ
れる。

ノード装置10a〜10dは、アクティブ検出時定数の経過
後から開始する入力信号検出時定数による期間内に入力
信号のなかった入力チャネルを検出する。このとき、ア
クティブ信号はすでに終了している。またこのときノー
ド装置10a〜10dは、このような検出した入力チャネルを
それに対応する出力チャネル以外の全出力チャネルに接
続するように構成してもよい。さらにノード装置10a〜1
0dは、このような検出した入力チャネルのうち入力信号
検出部60bに記憶されていない入力チャネル、すなわち
アクティブ検出時定数の期間内に信号の到来した入力チ
ャネルをそれに対応する出力チャネル以外の全出力チャ
ネルに接続するように構成してもよい。

第３ステップでは、ノード装置10a〜10dに接続されて
いる端末14は第１番目の往信号を受信する。その際、各
端末14はアクティブ信号232を返送するとともに、第１
番目の往信号に含まれている宛先アドレスを目局のアド
レスと照合する。この例では、端末14dは、アクティブ
信号232dを送出し、また、宛先アドレスが目局のそれと
一致するので、最初の、すなわち第１番目の復信号を伝
送路12dに送出する。第10C図に示すように、ノード装置
10dは、第１番目の往信号を送出した出力チャネルに対
応する入力チャネルのうち、入力信号検出時定数で規定
される期間内に入力信号が到来せず、かつ入力信号検出
時定数で規定される期間の終了後信号が到来した入力チ
ャネルを識別する。これを先着入力チャネルに対応する
出力チャネルに接続する。

この例では、第10C図に示すように、ノード装置10d
は、入力信号検出時定数による期間の経過後、伝送路12
dから信号を受信すると、その信号すなわち第１番目の
復信号を受信した入力チャネルを、先着入力チャネルに
対応する出力チャネル12bdに接続する。したがって、伝
送路12dから受信した第１番目の復信号は、ノード装置1
0dから伝送路12bdに送出される。

その後、通常、端末応答監視時間または全二重通信、
半二重通信を含む場合の通信終了検出時定数に相当する
時間が経過してから、他の全入力チャネルをその入力チ
ャネルに対応する出力チャネルを除く全出力チャネルに
接続する。これによって第10C図の伝送路12cdの第１の
往信号がノード装置10dに検知されてしまうのを防ぐこ
とができる。つまりこの例では、これによって伝送路12
bdが同12dと相互に接続される。

第４ステップにおいて、ノード装置10b,10aもノード
装置10dと同様の制御を行なう。したがって、第10D図に
示すように第１番目の復信号は、第１番目の往信号の転
送された径路を逆にたどって発信端末14aに到達する。
第１番目の往信号はある程度の長さを有し、また端末14
dなどの端末装置は、第１番目の往信号の宛先アドレス
を識別すると直ちに第１番目の復信号を送信するように
構成されているので、第１番目の復信号は第１番目の往
信号と重複しながら伝送される。したがって、端末14a
および14d以外の他の端末がこのネットワークに接続さ
れていても、それらの端末はこの通信に関与することが
できない。これによって、通信システムにとって重要
な、他の端末での通信の秘匿性が維持され、また、マル
チチャネル通信を可能としている。

第10E図に示すように、ノード装置10cは第５ステップ
では、伝送路12cdなどから第１番目の復信号が到来せ
ず、かつ伝送路12acにそれまで受けていた第１番目の往
信号がなくなると、これを検出して全入力チャネルをそ
の入力チャネルに対応する出力チャネルを除く全出力チ
ャネルに接続する。つまり、入力信号検出時定数の期間
中に入力信号を受信せず、かつその経過後も第１番目の
復信号が到来せず、しかも第１番目の往信号を受信しな
くなったことを検出すると、全入力チャネルをその入力
チャネルに対応する出力チャネルを除く全出力チャネル
に接続する。これは、その通信がそのノード装置10を経
由しないで径路が固定されたか、またはその通信が成立
せず第１番目の往信号の送信を発信端末が中止したこと
を意味する。したがって、それ以外の場合は、先着入力
チャネルの検出から始まる端末応答監視時間内に第１番
目の復信号の到来が保証されている。第１番目の往信号
が何らかの原因により受信端末14dに到達せず、したが
って第１番目の復信号が返送されないことを理由として
送信端末14aが第１番目の往信号の送信を途中で中止し
たときも同様である。

全二重通信と半二重通信の双方を含む場合は、ノード
装置10cは、第１番目の往信号を受信しなくなり、その
後通信終了検出時定数による期間が経過しても第１番目
の復信号が到来しないことを検出すると、これを検出し
て全入力チャネルをその入力チャネルに対応する出力チ
ャネルを除く全出力チャネルに接続する。つまり、入力
信号を受けなかったいずれの入力チャネルについても、
第１番目の往信号の終了から開始する端末応答監視時間
内に第１番目の復信号を受信していないことを検出する
と、全入力チャネルをその入力チャネルに対応する出力
チャネルを除く全出力チャネルに接続する。

このような接続制御により、発信端末14aと着信端末1
4dとの間の通信のために１つの通信径路が設定され、固
定される。各ノード装置10は、固定されていない径路に
ついて新たに生起る通信の設定制御を行なうことができ
る。

そこで第６ステップでは、他の端末から新たに送出さ
れた別な第１番目の往信号がノード装置10dに到来する
と、第10F図に示すように、前述した発信端末14aからの
第１番目の往信号と同様に、固定されていない通信径路
によりネットワーク中に伝搬される。その際、すでに他
の通信に使用されている径路は使用されない。

この新たな第１番目の往信号についての着信端末は、
これに応答して第１番目の復信号を送出する。この第１
番目の復信号も、第10G図に第７ステップを示すよう
に、前述の着信端末14dについての第１番目の復信号と
同様にして、この新たな第１番目の往信号と逆の径路を
通って発信端末に到達する。これによって新たな通信径
路が固定される。

このように各ノード装置10は、入力信号の有無を検出
してアクティブ検出時定数、入力信号検出時定数、端末
応答監視時間および通信終了検出時定数に関するシーケ
ンシャルな制御を行なう。通信終了についての制御も同
様である。たとえば全二重通信で１つの発信端末に通信
の継続および終了の権限を与えている場合、すなわち、
通常、第１番目の往信号は信号終了検出時間よりも短い
間隔で連結しており、復信号が間欠的に伝送される場
合、通信径路の固定を行なった１対の入力チャネルにつ
いて第１番目の往信号がなくなったことを検出して、ま
たはその入力チャネル対のいずれかに入力信号がなくな
ったことを検出して、全入力チャネルをその入力チャネ
ルに対応する出力チャネルを除く全出力チャネルに接続
する。当然、この時、復信号は伝送されていない。

半二重通信の場合や、全二重通信でも送信局と受信局
に優先順位を設定する必要のない場合は、径路の固定を
行なった１対の入力チャネル対の双方に入力信号がなく
なったことを検出して、全入力チャネルをその入力チャ
ネルに対応する出力チャネルを除く全出力チャネルに接
続する。

または、１対の入力チャネルの双方で入力信号の途絶
えたことを終了検出の条件とする代りに、入力チャネル
とそれに対応する出力チャネルのいずれかで入力信号の
なくなったことを検出して通信の終了とするように構成
しもよい。通信径路の固定された入力チャネル対の一方
で入力信号がなくなると、当然、他方の入力チャネルに
対応する出力チャネルの出力信号もなくなるので、これ
らは全く同じことを意味する。

または、１対の入力チャネルの双方で入力信号の途絶
えたことを終了検出の条件とする代りに、入力チャネル
とそれに対応する出力チャネルの双方で入力信号のなく
なったことを検出して通信の終了とするように構成しも
よい。通信径路の固定された入力チャネル対の双方で入
力信号がなくなると、当然、それらに対応する出力チャ
ネルの出力信号もなくなるので、これらも全く同じこと
を意味する。

本実施例においてノード装置10は原則として、ノード
装置10相互間の接続か、ノード装置10と端末14の間の接
続かの区別をしていない。したがってノード装置10は、
それに接続されている伝送路12に他のノード装置10が接
続されているのか、端末14が接続されているのかを意識
していない。したがって、端末14は、それが接続されて
いるノード装置10からは、あたかも他のノード装置10と
同じに見えるように振舞わなければならない。したがっ
て、入力信号があればアクティブ信号を出力することが
要求される。これは単一のパルスでよい。しかし、アク
ティブ信号送出機能のない端末でも使用することができ
る。その場合、第２図の実施例では、障害記憶部210の
出力を無視する、すなわち障害モニタの表示を無視すれ
ばよい。または、同機能のない端末が接続されている旨
をモード切換えスイッチ216（第６図）でプリセットし
ておけばよい。

本実施例において端末14に対して要求される通信手順
に関する基本的な制約は、次のとおりである。端末14は
基本的にはパケットの形でデータを送受信できるものが
有利であるが、必ずしもそれに限定されない。

第12図に示すように、第１番目の往信号としてのメッ
セージパケット100は、メッセージＭに先行して少なく
ともプリアンブルＰおよび宛先アドレスＤを含む。プリ
アンブルＰは、少なくとも所定の長さ以上継続すること
が必要である。これは、端末14の同期をとるためのもの
である。パケット100に対してそれ以外の制約はない
が、通常は、発信端末14のアドレス、すなわち送信元ア
ドレスＳを有する。メッセージＭのあとには、CRCなど
のチェックコードエリア、パケット終了符号Ｅが続き、
そのあとに端末の同期を維持するためのポストアンブル
が続いてもよい。

端末14は、第１番目の往信号の受信を検知すると、直
ちにアクティブ信号を出力する。

第１番目の往信号を受信してそのパケットの宛先アド
レスが目局宛てのものであると判定したときは、端末14
は、その応答信号として、全二重通信の端末の場合は判
定後直ちに（第12図）、また半二重通信の端末の場合は
第１番目の往信号の終了後直ちに（第14図）、第１番目
の復信号を送信する。第１番目の復信号に対する制約は
全くないが、第１番目の復信号としての応答パケット10
2は通常、第12図または第14図に示すように第１番目の
往信号と同様のフォーマットをとり、プリアンブルＰ、
宛先アドレスＤ、着信端末14のアドレス、すなわち送信
元アドレスＳを有し、これに肯定応答ACKまたは否定応
答NACKを示すコードが続く。このあとメッセージＭが続
いてもよい。音声通信やTV電話などの画像通信等、完全
な全二重通信機能を必要とする場合は、応答パケット10
2にもメッセージＭが付加される。前述のように、第１
番目の復信号は発信端末に優先的に伝達されることが保
証されている。

発信端末14は、所定の長さの「端末応答監視時間」内
に着信端末から伝送される第１番目の復信号の受信を監
視する。この端末応答監視時間内に第１番目の復信号の
受信を検出すれば、着信端末が正常に応答可能な状態に
あると判断し、通信を継続することができる。

発信端末は、第１番目の往信号を送出し始めてからア
クティブ検出時定数の期間内に入力信号がない場合、ま
たは入力信号検出時定数による期間内に入力信号があっ
た場合は、送信を中止する。前者の場合は、その端末が
接続されている伝送路またはノード装置に障害があるこ
とを意味し、その修復が必要である。後者の場合は、そ
の端末が接続されているノード装置との間で衝突が発生
したことを意味し、発信端末は第１番目の往信号の再送
処理に移行する。

端末応答監視時間内に第１番目の復信号の受信を検出
しなかったときは、第１番目の往信号が着信端末に到達
しなかったか、着信端末が正常に応答可能な状態になか
ったと判断し、発信端末は第13図に示すように、通信を
中止する。発信端末14はその後第１番目の往信号の再送
を行なうことができる。これは、たとえばCSMA方式の場
合と同様の制御でよい。これらの機能によって、発着信
端末間の径路が固定れ、その通信チャネルを占有して通
信を行なうことができる。

全二重通信の端末の場合、「端末応答監視時間」、す
なわち第４の所定の期間は、発信端末が第１番目の往信
号を送信し始めた時から開始する時間である。その長さ
は、最大実効ネットワーク長を往復する伝搬遅延時間
と、着信端末が第１番目の往信号を受信し始めてから第
１番目の復信号を送信し始めるのに要する時間との和に
実質的に等しく設定される。通常はこれに若干の余裕時
間が付加される。

また、全二重通信ともに半二重通信を含むシステムの
場合、「端末応答監視時間」は、発信端末が第１番目の
往信号を送信し終った時から開始する時間である。その
長さは、最大実効ネットワーク長を往復する伝搬遅延時
間と、着信端末が第１番目の往信号の受信を終了してか
ら第１番目の復信号を送信し始めるのに要する時間との
和に実質的に等しく設定される。通常これにも若干の余
裕時間が付加される。端末応答監視時間内にノード装置
10に入力信号が到達することが保証されている。

着信端末は、第１番目の往信号を正しく受信し終って
からその旨発信端末に知らせるようにしてもよい。つま
り、第１番目の往信号の受信終了後、直ちに第１番目の
復信号を送信することにより実現される。これには、肯
定応答ACKまたは否定応答NACKが含まれる。

なお本実施例は伝送路12が全二重伝送路であるので、
端末が半二重装置であってもその網インタフェース部に
次のような機能を付加すれば、端末が受信可能な状態に
あるかを判定するための時間を全二重端末の場合と同等
に短くすることができる。すなわち、網インタフェース
部は、第１番目の往信号を受信してそのパケットの宛先
アドレスを読み込み、それが自局宛てのものであるか否
かを判定し、自局宛てと判定したときは判定後直ちに、
その応答信号としてアクティブ信号を送信するように構
成される。「アクティブ信号」は、何らの制約もなく、
たとえば単一のパルスの形をとってもよい。これは、第
１番目の復信号に相当し、各ノード装置10において優先
的に伝達される。このような付加的機能は、半二重端末
の網制御部をわずかに改造することで有利に実現され
る。

端末14は、第１番目の往信号または第１番目の復信号
に続いて往信号または復信号を送信するときは、すなわ
ち複数のパケットを継続的に送信するときは、パケット
間の間隔が通信終了検出時定数で規定される時間以上に
ならないようにすればよい。換言すれば、通信を継続す
る場合、すなわち設定された通信径路を固定的に使用す
る場合は、送信中のパケットが終了してから通信終了検
出時定数により規定される時間が経過しないうちに次の
パケットを送出すればよい。

たとえば全二重通信の場合は、相続くパケット、すな
わち第Ｎ番目のパケットと第Ｎ＋１番目のパケットの間
には、ポストアンブルなどのダミー信号を挿入して通信
終了検出時定数がタイムアップしないようにする。半二
重通信を含む場合は、受信中のパケットが終了すると、
通信終了検出時間が経過しないうちに送信パケットを送
出する。つまり、着信端末は第Ｎ番目の往信号の受信を
終了すると通信終了検出時定数で規定される時間内に、
好ましくは直ちに、第Ｎ番目の復信号を送信し、発信端
末は、第Ｎ番目の復信号の受信を終了するとやはり通信
終了検出時定数で規定される時間内に、好ましくは直ち
に、第Ｎ＋１番目の往信号を送信する。たとえば、音声
や映像通信でパケットの形式をとらない場合も同様に、
無信号状態が通信終了検出時定数より短くなるようにす
ればよい。

通信の終了は、端末にて送信を停止すればよい。

これらの通信手順に関する制約に従うかぎり、他の点
に関する自由度は高く、次のような効果が得られる。第
１に、パケット長の最大および最小について制限がな
く、またパケット形式をとらなくてもよい。次に、往情
報と復情報の連続繰返し回数に制限がなく、その通信チ
ャネルを占有してもよい。また、ネットワークを構成す
るハードウエアにより決まる最大データ速度以下であれ
ば、送受信端末間で自由にデータ速度を決められる。第
４に、全二重通信と半二重通信を自由に選択でき、混在
させてもよい。

要約すると本実施例では、第１番目の往信号と重複し
て第１番目の復信号の転送が可能なように、ノード装置
10は２つの制御を行なう。１つは、先着入力チャネルを
検出し、それ以外に信号が到来した入力チャネル、すな
わち他の径路を通った同じ第１番目の往信号や他の信号
源から送信された別な第１番目の往信号が到来した入力
チャネルを識別することである。この識別は、入力信号
検出時定数により規定される時間によって行なわれる。
他の１つは、こうして検出された入力チャネル以外の入
力チャネルについてのみ入力信号の有無を検出し、他の
入力チャネルを除外することである。または、検出した
入力チャネルの出力チャネルへの接続を断とすることに
よって、先着の第１番目の往信号以外には続いて到来す
る第１番目の復信号のみを転送するように構成してもよ
い。

これによって、第１番目の往信号と重複して第１番目
の復信号の転送が可能になる。したがって、端末14は、
目局宛ての第１番目の往信号の受信を検出すると、直ち
に第１番目の復信号を送信してもよく、第１番目の往信
号の受信後所定の時間の経過を持って第１番目の復信号
を送信するような制御を行なわなくてよい。

さらに、遊休状態では入力チャネルの各出力チャネル
への接続を導通状態に保持し、先着入力チャネルの検出
でそれ以外の入力チャネルの各出力チャネルへの接続を
断とすることによって、先着の第１番目の往信号の先頭
部分が欠落することなく、これをブロードキャストする
ことができる。

さらに本実施例では、第１番目の往信号を受信する
と、ノード装置または端末から返送されるはずのアクテ
ィブ信号を検出することによって、障害または休止入力
チャネルを識別し、その記憶、障害表示、回線閉塞など
の適切な処置をとることができる。

このように本実施例では、１つのノード装置10で同時
に複数の通信を許容するマルチチャネルの通信を実現し
ている。障害ノードや障害回線を避けながら先着順論理
によりリンクを形成する格子状通信網の高いフォルトト
レランシーが維持される。

本出願人による先の出願、特願昭60−170427では、全
二重通信において第１番目の往信号と、その終了してか
ら送信される第１番目の復信号とが転送されて通信径路
が固定されてから全二重通信を許容していた。しかし本
実施例では、最初の往信号の伝送時点から全二重通信を
可能にしている。

このような完全な全二重通信の提供により、次の効果
が得られる。まず、第１番目の往信号と重複して第１番
目の復信号を転送できるので、第１番目の復信号を検出
すれば通信成立の可否を検出でき、送信の継続や再送の
制御を早期に行なうことができる。

次に、アクティブな受信制御が実現される。より詳細
には、第１番目の復信号を送信した端末、すなわち着信
端末のみが第１番目の往信号を正常に受信することがで
きる。他の端末はそれらの信号を傍受することができな
い。

また、同じノード装置、すなわち同じアルゴリズムで
半二重通信が可能であり、しかも全二重通信との混用が
許される。

さらに、端末に要求される通信手順は簡素であり、端
末の網インタフェース部は小型で低価格で構成できる。
したがって、汎用性と効率の高い通信方式が確立され
る。とくに全二重通信には効果的に適用される。

効果 本発明によればこのように、第１番目の往信号と重複
して第１番目の復信号の転送を可能とすることによっ
て、通信径路の固定までの時間が短縮され、マルチチャ
ネルにおける完全な全二重通信が提供される。つまり、
遊休状態では入力チャネルの各出力チャネルへの接続を
導通状態に保持し、先着入力チャネルの検出でそれ以外
の入力チャネルの各出力チャネルへの接続を断とするこ
とによって、先着の第１番目の往信号の先頭部分が欠落
することがない。

往復信号の同時性の許容によれば、通信の不成立を早
期に検出できるので、再送制御などのバックオフを効率
的に行なうことができ、網全体のスループットが向上す
る。

また、ノード装置または端末からのアクティブ信号の
返送を検出することによって、障害回線を識別でき、そ
の閉塞などの処置を適切にとることができる。さらに、
同じアルゴリズムで半二重通信も可能であり、全二重通
信との混用が実現される。ネットワークを格子状に構成
した場合は、高いフォルトトレランシーが実現される。

本発明はこのように、完全な全二重通信を効率的に確
保できる。とくに格子状通信網に効果的に適用される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による不定形通信網のノード装置の実施
例を示す機能ブロック図、 第２図は同ノード装置におけるスイッチングゲート部の
特定の回路構成例を示す回路図、 第2A図は同スイッチングゲート部の真理値表を示す図、 第３図ないし第８図は、同ノード装置におけるそれぞれ
制御ゲート部、アクティブ信号送出部、開始制御部、障
害記憶部、終了制御部およびシーケンス制御部の特定の
回路構成例を示す、第２図と同様の回路図、 第９図は、第８図に示すシーケンス制御部の動作タイミ
ングを示すタイミング図、 第10A図ないし第10G図は、本発明を４つのノードの格子
状通信網に適用した例について、通信制御の各段階にお
ける状態を示す状態図、 第11図は本発明を格子状通信網に適用した通信網構成の
例を示す中継方式図、 第12図は、全二重通信において第１番目の往信号に応答
して正常に第１番目の復信号が返送された場合のパケッ
トの流れを示す図、 第13図は、全二重通信において第１番目の往信号に応答
する第１番目の復信号が正常に返送されなかった場合の
パケットの流れを示す図、 第14図は、半二重通信において第１番目の往信号に応答
して正常に第１番目の復信号が返送された場合のパケッ
トの流れを示す、第12図と同様の図である。 主要部分の符号の説明 10……ノード装置 40……スイッチングゲート部 50……制御ゲート部 60……開始制御部 60a……先着入力信号検出部 60b……入力信号検出部 70……終了制御部 80……ゲートセットバス 90……シーケンス制御部 200……アクティブ信号出力部 210……障害記憶部 i0〜i7……入力チャネル o0〜o7……出力チャネル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｑ 3/545 9466−5Ｋ Ｈ０４Ｌ 11/20 １０２ Ｄ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】端末またはノード装置への送信線と該送信
   線に対応する受信線とを含む伝送路に接続されるノード
   装置であって、 それぞれ該受信線が接続される少なくとも１つの入力手
   段と、 それぞれ該送信線が接続される少なくとも１つの出力手
   段と、 該入力手段と該出力手段を接続する接続手段と、 該接続手段を制御して該入力手段を選択的に該出力手段
   に接続させる制御手段とを有する不定形通信網のノード
   装置において、 前記制御手段は、 前記入力手段に接続され、該入力手段のうち最先に信号
   の到来した入力手段を識別する先着入力検出手段と、 該先着入力検出手段における識別から第１の所定の期間
   の経過後第２の所定の期間の時限を開始する第１の時限
   手段と、 第１の時限手段に接続され、前記入力手段に前記受信線
   から信号が到来したか否かを検出する入力検出手段とを
   含み、 前記制御手段は、所定の通信がなされるに先立って、前
   記接続手段を制御し、遊休状態にある全入力手段を前記
   出力手段のうち該入力手段に対応する出力手段を除く全
   ての遊休状態にある出力手段に予め接続しておき、 遊休状態にある入力手段のいずれかに入力信号がある
   と、該入力信号があった入力手段と接続されている出力
   手段から該入力信号が無条件に出力されるようにし、 また、前記先着入力検出手段が遊休状態にある入力手段
   のいずれかから入力信号を検出し入力信号のあった入力
   手段を識別すると、前記接続手段を制御し、遊休状態に
   あった入力手段のうち入力信号があった入力手段を除く
   全入力手段の出力手段との接続を断とし、これによって
   該識別された入力手段から前記出力手段のうち該識別さ
   れた入力手段に対応するもの以外の全出力手段へ前記信
   号を転送させ、 前記入力検出手段は、前記入力手段のうち該信号の転送
   を行なった出力手段に対応する入力手段に前記受信線か
   ら信号が到来するか否かを監視し、該監視中の入力手段
   のうち第２の所定の期間内に信号を受けなかった入力手
   段を識別し、 前記制御手段は、第２の所定の期間内に信号を受けなか
   った入力手段のうち第２の所定の期間の経過後信号を受
   けた入力手段があると、前記接続手段を制御して、該第
   ２の所定の期間の経過後信号を受けた入力手段を前記最
   先に信号の到来した入力手段に対応する出力手段に、ま
   た該最先に信号の到来した入力手段を該第２の所定の期
   間の経過後信号を受けた入力手段に対応する出力手段に
   接続させてそれらの入出力手段間の接続を固定し、他の
   全入力手段を少なくとも該入力手段に対応する出力手段
   を除く全出力手段に接続することを特徴とする不定形通
   信網のノード装置。
2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項記載の装置におい
   て、前記制御手段は、 前記先着入力検出手段が前記入力手段のうち最先に信号
   の到来した入力手段を識別すると、少なくとも、前記出
   力手段のうち該識別された入力手段に対応する出力手段
   から所定の信号を出力する信号出力手段と、 第１の所定の期間内に信号を受けなかった入力手段を記
   憶する記憶手段とを含み、 前記入力検出手段は、すでに設定されている通信に含ま
   れない伝送路について、前記監視中の入力手段のうち第
   １の所定の期間内に信号を受けなかった入力手段を識別
   し、該識別した入力手段を前記記憶手段に記憶させるこ
   とを特徴とするノード装置。
3. 【請求項３】特許請求の範囲第２項に記載の装置におい
   て、前記制御手段は、すでに設定されている通信に含ま
   れない伝送路について、前記記憶手段に応動して前記接
   続手段を制御して、該記憶手段に記憶されている入力手
   段の出力手段への接続を禁止することを特徴とするノー
   ド装置。