JP2000269989A - 衝突回避方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】送信データの衝突が発生する頻度を低減させ
る。 【解決手段】同期データを受信した各通信装置が、デー
タの送信タイミングをずらした後、同一周期でデータを
送信し、ネットワーク上に同時にデータ送信を行わない
ようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、イーサネット等の
ネットワーク上に接続された複数の通信装置が、同一周
期でデータの送信を行うネットワークシステムにおける
衝突回避方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、複数の通信装置がネットワーク上
に接続され、各通信装置が同一周期でデータ送信を行う
ようなネットワークシステムにおいて、ネットワーク上
にデータの送信を行う場合には、複数の通信装置が同時
に行うため、送信データの衝突が発生してしまう。

【０００３】この衝突を回避するために特開平7−14314
2 号のように、あらかじめそれぞれの通信装置内に各通
信装置で同一周期時間と周期変更時間（各通信装置で重
複しないユニークな時間）を設定しておき、衝突が発生
した場合全ての通信制御装置がそれを検知できるように
しておき、この周期時間＋周期変更時間分の周期でデー
タの送信を行い、万が一衝突が発生した場合それぞれ設
定してある周期時間＋周期変更時間分遅延してから再送
するようにして、再送時には衝突が発生しないようにし
ていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、複数の通信装
置が同一周期でデータを送信する場合には、一度ネット
ワーク上でデータの衝突が発生すると再送により救われ
る場合もあるが、衝突を起こしたそれぞれの通信装置は
次周期も同じ時間にデータの送信を行うため、再度衝突
が発生し衝突を回避することが困難であった。

【０００５】また、特開平7−143142 号では、周期が異
なるため、衝突発生後から最初のうちは衝突が発生しな
いが時間がたつと再度衝突が発生してしまうという問題
があった。

【０００６】これを図３を使用して説明する。

【０００７】４台の通信装置がネットワーク上に接続さ
れている。データ送信基本周期はＴＳ、各装置の周期変
更量はＴ１〜Ｔ４となっている。このＴＳが５秒で、Ｔ
１が１秒、Ｔ２が２秒、Ｔ３が３秒、Ｔ４が４秒の場
合、衝突が発生してから最初の送信では衝突が発生しな
いが、例のように衝突発生後の各通信装置の送信タイミ
ングを見てみると、１８秒後には再度衝突が発生してし
まうことがわかる。

【０００８】このように、同一周期ではないため、衝突
が発生した後に再度衝突が発生する確率が高く、また衝
突が発生しないように周期変更量を調整するのが困難で
あった。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに請求項１に関して、ネットワークに接続された各通
信装置は、通信装置内の一定間隔でカウントアップする
周期カウント部のカウント値と周期カウント保持部のカ
ウント値を比較し、一致した場合にデータの送信を行
い、データ送信後に周期カウンタ部のカウント値をクリ
アする。

【００１０】同期データを受信した各通信装置は周期カ
ウンタ部のカウント値をクリアし、データ送信のタイミ
ングをずらした後、同一周期でデータの送信を行うこと
により通信データの衝突が発生する頻度を低減すること
を特徴とする。

【００１１】請求項２に関して、通信装置内の一定間隔
でカウントアップする同期カウント部のカウント値と同
期カウント保持部のカウント値が一致した場合は、同期
データを送信し、同期カウント部のカウント値をクリア
する。

【００１２】同期データを受信した各通信装置は周期カ
ウンタ部のカウント値をクリアし、データ送信のタイミ
ングをずらした後、前記カウンタ部のカウントアップを
再開することにより、各通信装置の内部クロックのずれ
による通信周期のずれを解消することを特徴とする。

【００１３】請求項３に関して、同期カウンタ部のカウ
ント値と同期カウント保持部のカウント値を比較し、一
致したタイミングで送信権取得部が、状態保持部に保持
している各通信装置の状態と、装置番号保持部で保持し
ている装置番号をチェックし、正常な通信装置でかつ、
装置番号が最も小さい通信装置に送信権を与え、送信権
を取得した通信装置が同期データを送信することでネッ
トワークに接続された複数の通信装置が同期データを送
信するのを防ぐことを特徴とする。

【００１４】請求項４に関して、同期データ受信後にデ
ータの送信タイミングをずらす値をネットワークに接続
されている通信装置の立上げ時に装置番号保持部に登録
する。

【００１５】自通信装置内の装置番号保持部に保持され
ている自装置番号を、ネットワークに接続されている全
ての通信装置にブロードキャストし、前記通信データを
受信した通信装置が自通信装置内に保持されている装置
番号と受信した装置番号を比較し、重複している場合
は、装置番号保持部に受信した装置番号を登録せず、送
信元の通信装置に対して装置番号の重複を知らせる通信
データを送信し、前記送信データを受信した通信装置は
状態保持部に自通信装置の状態を異常と登録し、重複し
ていない場合は装置番号保持部に受信した装置番号を登
録する。

【００１６】ネットワーク上に接続された各通信装置の
番号が必ずユニークになるようにすることで、送信タイ
ミングが重複しないようにすることを特徴とする。

【００１７】

【発明の実施の形態】請求項１に対する実施例を図１，
図２，図５，図７を用いて説明する。

【００１８】図１は本発明が適用されるネットワークシ
ステムの構成例と前記ネットワークシステムに接続され
る通信装置の内部構成を示したものである。図２は本発
明が適用された通信装置における送信タイミングを示す
タイミングチャートである。図５は周期カウント部１０
７の処理フローチャートである。図７はデータ受信部１
０５の処理フローチャートである。

【００１９】前記通信装置はデータ受信部１０５，デー
タ送信部１０６，周期カウント部１０７，周期カウント
保持部１０８，同期カウント部１０９，同期カウント保
持部１１０，タイムアウト監視部１１１，送信権取得部
１１２，装置番号保持部１１３，状態保持部１１４から
構成され、ネットワーク上に４台の通信装置101〜１０
４が接続されている構成になっている。

【００２０】各通信装置１０１〜１０４が同一周期でデ
ータの送信を行うためのカウント値ＴＳを、周期カウン
ト保持部１０８に格納する。一定間隔でカウンタをカウ
ントアップする周期カウンタ部１０７のカウント値と周
期カウント保持部１０８に格納されているカウント値Ｔ
Ｓを比較し、一致した時にデータ送信部１０６がデータ
の送信を行い、データの送信後、周期カウント部１０７
のカウント値をクリアする。

【００２１】これにより各通信装置１０１〜１０４が同
一の周期で周期的にデータの送信を行うことができる。

【００２２】また、データ受信部１０５が同期データを
受信した場合、データ受信部１０５は、周期カウント部
１０７と、同期カウント部１０９のカウント値をクリア
し、装置番号保持部１１３に保持されている各通信装置
１０１〜１０４でユニークな値（Ｔ１〜Ｔ４）分ずらし
てから周期カウント部１０７のカウントアップを開始す
る。図２に示したように同期データを受信後、各通信装
置１０１〜１０４でユニークな値（Ｔ１〜Ｔ４）分ずら
してから、同一周期でデータの送信を周期的に行うた
め、衝突の発生を低減することができる。

【００２３】請求項２に対する実施例を図１，図２，図
６を用いて説明する。

【００２４】図１は本発明が適用されるネットワークシ
ステムの構成例と前記ネットワークシステムに接続され
る通信装置の内部構成を示したものである。図２は本発
明が適用された通信装置における送信タイミングを示す
タイミングチャートである。図６は同期カウント部１０
９の処理フローチャートである。

【００２５】図２に示したように同期データを受信後、
各通信装置１０１〜１０４でユニークな値（Ｔ１〜Ｔ
４）分ずらしてから、同一周期でデータの送信を周期的
に行うため、衝突の発生を低減することができるが、各
通信装置１０１〜１０４の内部クロックには微妙なずれ
があり、各通信装置１０１〜１０４の送信周期は必ずし
も同一でない場合はほとんどである。このため、周期的
にデータの送信を繰り返していると衝突が発生してしま
う。

【００２６】これを回避するために同期カウント部１０
９のカウント値と同期カウント保持部１１０のカウント
値を比較し、一致した場合に同期データの送信を行う。
この同期データを受信した前記通信装置以外の通信装置
のデータ受信部１０５は、周期カウント部１０７と、同
期カウント部１０９のカウント値をクリアしてから周期
カウント部１０７と同期カウント部１０９のカウントア
ップを開始することにより通信装置の内部クロックのず
れによる通信周期のずれを解消することができる。

【００２７】請求項３に対する実施例を図１，図６，図
７を用いて説明する。

【００２８】図１は本発明が適用されるネットワークシ
ステムの構成例と前記ネットワークシステムに接続され
る通信装置の内部構成を示したものである。図６は同期
カウント部１０９の処理フローチャートである。図７は
データ受信部１０５の処理フローチャートである。この
ネットワークシステムは、通信装置１０１〜１０４が接
続された構成である。

【００２９】ネットワーク上に４台の通信装置１０１〜
１０４が接続されていて、各通信装置が正常な場合、同
期カウント部１０９のカウント値と同期カウント保持部
110のカウント値が一致したときに、送信権取得部１１
２が状態保持部１１４に保持されている各通信装置１０
１〜１０４の状態と、装置番号保持部１１３に保持され
ている各通信装置１０１〜１０４の装置番号をチェック
し、正常な通信装置１０１〜１０４の内、装置番号の最
も小さい通信装置１０１に送信権を与え、送信権を取得
した通信装置１０１が同期データを送信する。

【００３０】もし通信装置１０１で障害が発生し、正常
に通信が行えなくなった場合、通信装置１０２〜１０４
のデータ受信部１０５は、通信装置１０１からの送信デ
ータを受信できない。このため、タイムアウト監視部１
１１は通信装置１０１で障害が発生したと判断し、状態
保持部１１４の通信装置１０１の状態を異常と登録す
る。このとき送信権取得部１１２は、正常な通信装置１
０２〜１０４の内、装置番号がもっとも小さい通信装置
１０２に送信権を与える。

【００３１】この後、通信装置１０１が障害から復旧
し、通信を再開した場合、通信装置１０２〜１０４のデ
ータ受信部１０５は、通信装置１０１からの送信データ
を受信することができるため、タイムアウト監視部１１
１は通信装置１０１が復旧したと判断し、状態保持部１
１４の通信装置１０１の状態を正常と登録する。このと
き送信権取得部は１１２は、正常な通信装置１０１〜１
０４の内、装置番号がもっとも小さい通信装置１０１に
送信権を与える。

【００３２】このことにより、ネットワークに接続され
た複数の通信装置が同期データを送信することを防止す
ることができる。

【００３３】請求項４に対する実施例を図１，図４を用
いて説明する。

【００３４】図１は本発明が適用されるネットワークシ
ステムの構成例と前記ネットワークシステムに接続され
る通信装置の内部構成を示したものである。図４は装置
立上げ時の通信データの流れを示すものである。

【００３５】ネットワーク上に４台の通信装置１０１〜
１０４が接続されていて、通信装置１０１，１０２，１
０３，１０４の順に通信装置が立ち上がるとして、通信
装置１０３が立ち上がる場合、各通信装置１０１〜１０
４の装置状態保持部１１３には既に立ち上がっている通
信装置１０１，１０２の装置番号１，２が保持されてい
る。

【００３６】通信装置１０３は自装置の装置番号１をブ
ロードキャスト通信し、この通信データを受信した各通
信装置１０１〜１０４は装置番号保持部１１３に保持さ
れている装置番号と、受信した装置番号１を比較し、既
に登録されているため装置番号保持部１１３への登録を
行わない。

【００３７】さらに重複した装置番号が自通信装置の番
号と一致した通信装置１０１は、装置番号を送信した通
信装置１０３に対して装置番号の重複を示すデータを送
信する。

【００３８】この通信データを受信した通信装置１０３
はカウントを停止して以降のデータ通信を行えないよう
にする。このことにより、各通信装置の装置番号がユニ
ークに設定することができる。

【００３９】

【発明の効果】本発明の効果として、ネットワークに接
続された複数の通信装置が同一周期でデータの送信を行
う場合、同期データを受信した各通信装置は周期カウン
タ部のカウント値と同期カウント部のカウント値をクリ
アし、装置番号保持部に保持されている各通信装置でユ
ニークな装置番号分タイミングをずらした後、前記カウ
ント部のカウントアップを再開し、周期カウント保持部
に保持されているカウント値の周期でデータを送信する
ことにより、複数の通信装置が同じタイミングでデータ
の送信を行うことがなく、衝突の発生する頻度を低減す
ることができる。また、同期データを同期カウント保持
部に保持されているカウント値の周期で周期的に送信
し、通信装置の内部クロックのずれによる周期のずれを
解消することで、周期のずれによる衝突の発生する頻度
を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を説明するためのネットワーク
システム構成と通信装置の内部構成を示す図。

【図２】本発明の実施例を説明するためのデータ送信タ
イミングのタイミングチャート図。

【図３】従来の技術の課題を説明するためのデータ送信
タイミングのタイミングチャート図。

【図４】本発明の実施例を説明するためのデータの流れ
を示す図。

【図５】本発明の周期カウント部の処理フローチャート
図。

【図６】本発明の同期カウント部の処理フローチャート
図。

【図７】本発明のデータ受信部の処理フローチャート
図。

【符号の説明】

１０１〜１０４，４０１〜４０４…通信装置、１０５…
データ受信部、１０６…データ送信部、１０７…周期カ
ウンタ部、１０８…周期カウント保持部、109…同期カ
ウント部、１１０…同期カウント保持部、１１１…タイ
ムアウト監視部、１１２…送信権取得部、１１３…装置
番号保持部、１１４…状態保持部、501…周期カウント
アップ処理、５０２…周期カウントチェック処理、５０
３…データ送信処理、５０４，７０９…周期カウントク
リア処理、６０１…同期カウントアップ処理、６０２…
同期カウントチェック処理、６０３…送信権取得処理、
６０４…送信権チェック処理、６０５…同期データ送信
処理、６０６，７０７…同期カウントクリア処理、７０
１…データ受信チェック処理、７０２…装置状態設定処
理、７０３…タイムアウトチェック処理、７０４…装置
状態設定処理、７０５…同期データ受信チェック処理、
７０６…データ受信処理、７０８…送信タイミングをず
らす処理。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】通信データを送信する送信部と、通信デー
   タを受信する受信部と、各通信装置のユニークな装置番
   号を保持する装置番号保持部と、同一周期でデータ送信
   を行うための周期カウント値を保持する周期カウント保
   持部と、周期データ送信用の一定間隔でカウンタをカウ
   ントアップする周期カウント部と、周期のずれを解消す
   る同期データを送信するためのカウント値を保持する同
   期カウント保持部と、同期データ送信用の一定間隔でカ
   ウンタをカウントアップする同期カウント部と、ネット
   ワークに接続されている通信装置の状態を保持する状態
   保持部と、受信データのタイムアウトの監視を行うタイ
   ムアウト監視部と、同期データの送信権を取得する送信
   権取得部を有する通信装置を複数接続し、これらの各通
   信装置が同一周期でデータ送信を行うネットワークシス
   テムにおいて、同期データを受信した各通信装置が、デ
   ータの送信タイミングをずらした後、同一周期でデータ
   を送信し、ネットワーク上に同時にデータ送信を行わな
   いようにすることにより、送信データの衝突が発生する
   頻度を低減することを特徴とした衝突回避方式。
2. 【請求項２】請求項１において、同期カウント部のカウ
   ント値と、同期カウント保持部のカウント値が一致した
   タイミングで通信装置が同期データを送信し、同期デー
   タを受信した通信装置が送信周期をリセットすること
   で、定期的に通信装置の内部クロック等のずれによる送
   信周期のずれを解消することを特徴とした衝突回避方
   式。
3. 【請求項３】請求項２において、同期カウント部のカウ
   ント値と、同期カウント保持部のカウント値が一致した
   タイミングで送信権取得部が、状態保持部に保持してい
   る各通信装置の状態と、装置番号保持部で保持している
   各装置の装置番号をチェックし、正常な通信装置でか
   つ、装置番号の最も小さい通信装置に送信権を与え、送
   信権を取得した通信装置が同期データを送信すること
   で、ネットワーク上に接続された複数の通信装置が同期
   データを送信するのを防ぐことを特徴とした衝突回避方
   式。
4. 【請求項４】請求項３において、同期データ受信後にデ
   ータ送信タイミングをずらす値を通信装置の立上げ時に
   装置番号保持部に登録し、通信装置の装置番号保持部に
   保持されている自装置番号を、ネットワークに接続され
   ている全ての通信装置にブロードキャスト通信し、前記
   通信データを受信した通信装置が自装置に保持されてい
   る装置番号と受信データの装置番号が重複していないか
   チェックし、重複している場合は装置番号保持部に受信
   した装置番号を登録せず、ネットワークに接続された通
   信装置の装置番号が重複しないようにし、装置番号保持
   部に保持されている各通信装置の装置番号がユニークに
   設定されるようにすることで、送信タイミングが重複し
   ないようにすることを特徴とした請求項３の衝突回避方
   式。