JP2001144789A

JP2001144789A - 送信衝突制御装置、通信装置及び伝送システム並びにプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体

Info

Publication number: JP2001144789A
Application number: JP31999999A
Authority: JP
Inventors: Akira Hirahara; 明平原; Takeshi Kaneko; 剛金子; Yasuyuki Miyajima; 康行宮島
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1999-11-10
Filing date: 1999-11-10
Publication date: 2001-05-25

Abstract

(57)【要約】【課題】ＣＳＭＡ／ＣＤ方式等の通信において、データ
送信が衝突することによって発生するデータの破棄・喪
失やネットワーク性能の低下を防止する。【解決手段】本発明の送信衝突制御装置は、複数のデー
タ送信が衝突した場合に待ち状態とし、その後再送信す
る通信方式において衝突の抑制制御を行う送信衝突制御
装置６である。この送信衝突制御装置６は、複数のデー
タ送信における基準となる基準時刻と、ランダムに発生
させたずらし時間とを取得し、時刻問い合わせに対し
て、前記基準時刻をずらし時間を用いて変更した時刻を
返す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばＣＳＭＡ／
ＣＤ（キャリア検知多重アクセス）方式等のように、送
信の衝突が発生する可能性のある通信に適用される送信
衝突制御装置、通信装置及び伝送システム並びにプログ
ラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に
関する。

【０００２】

【従来の技術】ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）
における通信制御方式の一つに、ＣＳＭＡ／ＣＤ方式が
あり、主にイーサネットに対して利用される。

【０００３】このＣＳＭＡ／ＣＤ方式は、制御機能をＬ
ＡＮ内の各通信装置に分散し、伝送速度を高くすること
により伝送空き時間を増やす。また、他の通信装置のデ
ータとケーブル上で衝突を起こした場合、これを検出し
た通信装置はランダムに決められた再送待ち時間だけ送
信データを待ち状態とし、その後再送する。

【０００４】ＣＳＭＡ／ＣＤ方式には、データの待ち状
態が繰り返されるたびに、このデータに関する待ち時間
の期待値が長くなるという特徴がある。また、通信量が
多くなると衝突発生の頻度が高くなり再送が増えるとい
う特徴がある。さらに、通信量が多くなくても、ネット
ワークに接続されている多数の通信装置が一斉にデータ
伝送を行う場合には衝突発生頻度が高くなり再送が増え
るという特徴がある。

【０００５】例えば、浄水場、発電所などのプラント監
視制御システムにおいては、現場の機器やコントローラ
によって取得されたデータを上位の監視装置にＣＳＭＡ
／ＣＤ方式により送信するのは、リアルタイム性（一定
時間内での送信完了を保証する）を要求される場合、衝
突による再送が発生するため適用が困難である。

【０００６】したがって、このようなシステムでは、ト
ークンリングなど一定の伝送速度が保証されている方式
を採用する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ＣＳＭＡ／ＣＤ方式の
通信には上記のようにデータ送信が衝突すると一旦待ち
状態にした後で再送を試みる等の各種特徴があるが、再
送が増えると全体の通信速度が低下するという問題が生
じる。

【０００８】また、あるデータに対する衝突が連続して
発生し、再送を繰り返しても、データを送信できない状
況が起こりうる。イーサネットでは１６回再送を繰り返
してもデータの送信が完了しなければそのデータは破棄
される。破棄されたデータが受信側で必要な場合には、
ＣＳＭＡ／ＣＤ方式よりも上位のプロトコルによって再
送要求を出す必要があり、結果として通信速度はさらに
低下する。

【０００９】さらに、例えば上記プラント監視システム
のように、複数の通信装置の有するデータを周期的に収
集するシステムにおいては、平均的な通信量が少なくて
も、送信タイミングが重なって衝突が多く発生するた
め、データが破棄される可能性が高くなる。

【００１０】図１０は、複数の通信装置による従来のデ
ータ送信開始タイミングを例示する図であり、衝突の発
生状態を示している。

【００１１】ここでは、まず、通信装置Ａ１〜Ａｎが時
刻ａ１において同時にデータ送信を行い、時刻ａ２にお
いて衝突を検出すると、それぞれの通信装置Ａ１〜Ａｎ
がデータを待ち状態とする。

【００１２】その後、再送待ち時間を経過したとして通
信装置Ａ１、Ａ２、Ａｎ−１が時刻ａ３において再送を
試みるが、時刻ａ４において衝突を検出すると、各通信
装置Ａ１、Ａ２、Ａｎ−１がデータを待ち状態とする。

【００１３】その後、再送待ち時間を経過したとして通
信装置Ａ３、Ａｎが時刻ａ５において再送を試みるが、
時刻ａ６において衝突を検出すると、各通信装置Ａ３、
Ａｎがデータを待ち状態とする。

【００１４】その後、再送待ち時間を経過したとして通
信装置Ａ２が時刻ａ６において再送を試み、衝突するデ
ータがないため送信が実行される。その間、他の通信装
置Ａ１、Ａ３〜Ａｎの再送待ち時間が経過して再送を試
みても、送信中のデータと衝突し、データは待ち状態と
なる。

【００１５】この図１０においては、その後も同様の状
況が繰り返されるが、このように多数の通信装置Ａ１〜
Ａｎからの送信が同時に発生する状況では衝突が頻発
し、通信データの量が少なくても再送に失敗し、データ
が破棄されることがある。

【００１６】また、従来のデータ送信において最大の伝
送単位（ＭＴＵ：Maximum Transmission Unit）を超え
るデータは、ＭＴＵ以下の短い複数のデータに分解され
て送信される。ここで、ＭＴＵ以下の短いデータを送信
する通信装置とＭＴＵを超える長いデータを送信する通
信装置が混在する伝送システムにおいては、分割された
データが連続的にネットワーク等の媒体を占有し、他の
通信装置からのデータが連続して衝突を起こす可能性が
高くなる。

【００１７】図１１は、ＭＴＵを超えるデータが送信さ
れる場合の衝突発生状況を例示する図である。

【００１８】この例では、通信装置Ａ２がＭＴＵ以下に
分割されたデータを連続的に送信している。通信装置Ａ
２からの最初のパケット送信が終了すると、通信装置Ａ
２は２番目のパケットの送信を開始する。

【００１９】また、これと同時に、送信待ちだった他の
通信装置Ａ１、Ａ３〜Ａｎが一斉にデータ送信を開始す
ると衝突が発生する。

【００２０】ここで、この衝突は、通信装置Ａ２の２番
目のパケットにとって始めての衝突であるが、他の通信
装置Ａ１、Ａ３〜Ａｎのデータにとっては最低でも２回
目以上の衝突となる。

【００２１】このため、再送待ち時間の期待値は、通信
装置Ａ２の２番目のパケットの方が、他の通信装置Ａ
１、Ａ３〜Ａｎのパケットよりも短くなる。

【００２２】したがって、通信装置Ａ２の２番目のパケ
ットの再送が他の通信装置Ａ１、Ａ３〜Ａｎのパケット
よりも早く開始され、通信装置Ａ２は最初のパケットに
続いて２番目のパケットも送信できる可能性が高くな
る。それ以降に関しては、さらに再送待ち時間の期待値
の差が大きくなるため、通信装置Ａ２のパケットが媒体
を占有する傾向が助長される。

【００２３】このため、他の通信装置Ａ１、Ａ３〜Ａｎ
は、衝突を繰り返してデータ破棄を起こす可能性が高
い。

【００２４】本発明は、以上のような実情に鑑みてなさ
れたもので、ＣＳＭＡ／ＣＤ方式を利用しながら衝突を
回避し、リアルタイム性の要求されるシステムにおいて
一定の伝送速度を確保するための送信衝突制御装置、通
信装置及び伝送システム並びにプログラムを記録したコ
ンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供することを目
的とする。

【００２５】

【課題を解決するための手段】本発明の骨子は、基準時
刻をずらして提供することにより、送信開始タイミング
をずらして衝突発生を抑制する点にある。

【００２６】第１の発明は、複数のデータ送信が衝突し
た場合に待ち状態とし、その後再送信する通信方式にお
いて衝突の抑制制御を行う送信衝突制御装置に関する。
この第１の発明の送信衝突制御装置は、複数のデータ送
信における基準となる基準時刻と、ランダムに発生させ
たずらし時間とを取得し、時刻問い合わせに対して、基
準時刻をずらし時間を用いて変更した時刻を返す。

【００２７】したがって、基準時刻をランダムにずらし
た時刻を提供することができるため、複数の通信装置が
周期的にデータ送信を行う場合であっても衝突を抑制す
ることができる。また、これによりデータの破棄・喪失
やネットワーク性能の低下を防止することができる。さ
らに、再送の抑制により通信速度の低下を防止すること
ができる。

【００２８】第２の発明は、第１の発明と同様の送信衝
突制御装置であるが、ずらし時間を所定範囲内で所定の
確率分布にしたがって発生させる。

【００２９】したがって、周期的なデータ送信を行う場
合におけるずらす程度を決めることができる。ここで、
例えば、所定の確率分布としては、所定範囲内で一定の
確率としてもよく、またある数の発生頻度を高くする等
のように特定の確率分布を利用してもよい。

【００３０】第３の発明は、複数のデータ送信が衝突し
た場合に待ち状態とし、その後再送信する通信方式にお
いて衝突の抑制制御を行う送信衝突制御装置に関する。
この第３の発明の通信衝突制御装置は、複数のデータ送
信における基準となる基準時刻と、送信するデータの長
さに対応して予め設定されているずらし時間とを取得
し、時刻問い合わせに対して、前記基準時刻を前記ずら
し時間を用いて変更した時刻を返す。

【００３１】なお、ずらし時間はＭＴＵをしきい値とし
て定められていてもよい。

【００３２】したがって、例えばデータ長の長いデータ
送信のずらし時間を大きくし、データ長の短いデータ送
信のずらし時間を小さくすることで、送信時間の長いデ
ータ送信が通信媒体を占有して送信時間の短いデータ送
信に衝突が多発することを抑制することができる。

【００３３】第４の発明は、複数のデータ送信が衝突し
た場合に待ち状態とし、その後再送信する通信方式にお
いて衝突の抑制制御を行う送信衝突制御装置に関する。
この第４の発明の送信衝突制御装置は、複数のデータ送
信における基準となる基準時刻と、送信するデータの長
さに対応して予め設定されている第１のずらし時間と、
ランダムに発生させた第２のずらし時間とを取得し、時
刻問い合わせに対して、基準時刻を第１のずらし時間及
び第２のずらし時間を用いて変更した時刻を返す。

【００３４】この第４の発明においては、データ長に基
づいて基準時刻を変更することで、第３の発明と同様の
作用・効果を得ることができるが、さらにデータ長が同
じであってもランダムに時刻がずらされる。したがっ
て、一層、データ送信の衝突を抑制することができる。

【００３５】第５の発明は、複数のデータ送信が衝突し
た場合に待ち状態とし、その後再送信する通信方式にお
いて衝突の抑制制御を行う送信衝突制御装置に関する。
この第５の発明の送信衝突制御装置は、複数のデータ送
信における基準となる基準時刻と、各データ送信に必要
な送信時間を排他的にスケジューリングした結果に基づ
くずらし時間とを取得し、時刻問い合わせに対して、基
準時刻を前記ずらし時間を用いて変更した時刻を返す。

【００３６】この第５の発明においては、例えば複数の
データ送信において送信されるデータの長さやデータの
送信時間が予め分かっている場合には、各複数のデータ
送信が重複しないようにスケジューリングしておく。こ
れにより、衝突をなくすことができる。

【００３７】第６の発明は、第１から第５の発明と同様
の送信衝突制御装置であるが、複数のデータ送信は、そ
れぞれが一定の周期毎に繰り返されるとしている。

【００３８】すなわち、たとえ同一周期であり同一の時
点で複数のデータが送信される状況であっても、各デー
タ送信がずらされるため、衝突を抑制することができ
る。

【００３９】第７の発明は、第１及び第１の発明と同様
の送信衝突制御装置であるが、複数のデータ送信はそれ
ぞれが一定の周期毎に繰り返され、ずらし時間は周期毎
に発生される。

【００４０】この第７の発明においては、データ送信が
各周期毎に異なる時間ずらされることになり、これによ
り衝突を抑制している。

【００４１】第８の発明は、第１から第７の発明と同様
の送信衝突制御装置であるが、基準時刻は、所定の時間
を経過する度に更新される。したがって、基準時刻の誤
差を低減させることができる。

【００４２】第９の発明は、複数のデータ送信が衝突し
た場合に待ち状態とし、その後再送信する通信装置に関
する。この第９の発明では、送信衝突制御手段が、複数
のデータ送信における基準となる基準時刻と、ランダム
に発生させたずらし時間とを取得し、時刻問い合わせに
対して、基準時刻をずらし時間を用いて変更した時刻を
返す。そして、送信手段が、時刻問い合わせの応答とし
て送信衝突制御手段から受けた時刻が一定の周期を経過
した旨を示す場合に、一定の周期毎に繰り返されるデー
タ送信を実行する。

【００４３】したがって、この第９の発明の通信装置に
おいては、データ送信が基準時刻からずらされつつ行わ
れるため、たとえ同一周期毎に複数のデータ送信が発生
する状況であっても衝突を抑制することができる。

【００４４】第１０の発明は、複数のデータ送信が衝突
した場合に待ち状態とし、その後再送信する通信装置に
関する。この第１０の発明では、送信衝突制御手段が、
複数のデータ送信における基準となる基準時刻と、送信
するデータの長さに対応して予め設定されているずらし
時間とを取得し、時刻問い合わせに対して、基準時刻を
ずらし時間を用いて変更した時刻を返す。そして、送信
手段が、時刻問い合わせの応答として送信衝突制御手段
から受けた時刻が一定の周期を経過した旨を示す場合
に、一定の周期毎に繰り返されるデータ送信を実行す
る。

【００４５】この第１０の発明においては、データの長
さに応じてデータ送信を基準時刻からずらして実行させ
ることができ、これにより衝突を抑制することができ
る。

【００４６】第１１の発明は、複数のデータ送信が衝突
した場合に待ち状態とし、その後再送信する通信装置に
関する。この第１１の発明では、送信衝突制御手段が、
複数のデータ送信における基準となる基準時刻と、送信
するデータの長さに対応して予め設定されている第１の
ずらし時間と、ランダムに発生させた第２のずらし時間
とを取得し、時刻問い合わせに対して、基準時刻を第１
のずらし時間及び第２のずらし時間を用いて変更した時
刻を返す。そして、送信手段が、時刻問い合わせの応答
として送信衝突制御手段から受けた時刻が一定の周期を
経過した旨を示す場合に、一定の周期毎に繰り返される
データ送信を実行する。

【００４７】この第１１の発明においては、データの長
さに応じてデータ送信を基準時刻からずらし、同一デー
タ長であっても衝突を抑制するためにさらにランダムに
データ送信をずらす。これにより、一層データ送信の衝
突を抑制することができる。

【００４８】第１２の発明は、複数のデータ送信が衝突
した場合に待ち状態とし、その後再送信する通信装置に
関する。この第１２の発明では、送信衝突制御手段が、
複数のデータ送信における基準となる基準時刻と、各デ
ータ送信に必要な送信時間を排他的にスケジューリング
した結果に基づくずらし時間とを取得し、時刻問い合わ
せに対して、基準時刻をずらし時間を用いて変更した時
刻を返す。そして、送信手段が、時刻問い合わせの応答
として送信衝突制御手段から受けた時刻が一定の周期を
経過した旨を示す場合に、一定の周期毎に繰り返される
データ送信を実行する。

【００４９】この第１２の発明においては、予め衝突が
発生しないように定められているずらし時間により基準
時間をずらし、データ送信を行うため、衝突をなくすこ
とができる。

【００５０】第１３の発明は、第９から第１２の発明と
同様の通信装置であるが、送信手段は、時刻問い合わせ
の応答として送信衝突制御手段から受けた時刻が一定の
周期を経過した旨を示す場合に一定の周期毎に繰り返さ
れるデータ送信を実行し、非周期的なデータ送信が要求
された場合にこの非周期的なデータ送信を実行する。

【００５１】したがって、定期的なデータ送信の衝突を
抑制しつつ、不定期に発生するデータも送信することが
できる。

【００５２】第１４の発明は、第１３の発明と同様の通
信装置であるが、送信手段は、一定の周期毎に繰り返さ
れるデータ送信を実行しない期間に、非周期的なデータ
送信を実行する。これにより、定期的なデータ送信と不
定期に発生するデータ送信との衝突も抑制することがで
き、一層衝突を抑制することができる。

【００５３】第１５の発明は、複数の通信装置からのデ
ータ送信が衝突した場合に待ち状態とし、その後再送信
する伝送システムに関する。この第１５の発明では、複
数の通信装置における基準となる基準時刻を与える基準
時刻生成手段と、複数の計算機毎にランダムにずらし時
間を発生させる乱数発生手段と、基準時刻生成手段によ
って与えられる基準時刻を、乱数発生手段によって複数
の計算機毎に発生されたずらし時間を用いて複数の計算
機毎に変更した時刻を求める変更手段と、変更手段によ
って求められた複数の計算機毎の時刻のうちのいずれか
が一定の周期を経過した旨を示す場合に、該当する計算
機において一定の周期毎に繰り返されるデータ送信を実
行する送信手段とを具備している。

【００５４】この第１５の発明の伝送システムは、先の
第９の発明の通信装置により構成されたシステムと同様
であり、たとえ複数の通信装置で同時にデータ送信を行
う設定になっていても、基準時間からランダムにずらさ
れてデータ送信が行われる。これにより、データ送信の
衝突を抑制することができる。

【００５５】第１６の発明は、複数の通信装置からのデ
ータ送信が衝突した場合に待ち状態とし、その後再送信
する伝送システムに関する。この第１６の発明では、複
数の通信装置における基準となる基準時刻を与える基準
時刻生成手段と、送信するデータの長さに対応して複数
の計算機毎に予め設定されているずらし時間を与えるず
らし規定手段と、基準時刻生成手段によって与えられる
基準時刻を、ずらし規定手段によって複数の計算機毎に
与えられるずらし時間を用いて複数の計算機毎に変更し
た時刻を求める変更手段と、変更手段によって求められ
た複数の計算機毎の時刻のうちのいずれかが一定の周期
を経過した旨を示す場合に、該当する計算機において一
定の周期毎に繰り返されるデータ送信を実行する送信手
段とを具備している。

【００５６】この第１６の発明の伝送システムは、先の
第１０の発明の通信装置により構成されたシステムと同
様であり、複数の通信装置におけるデータの長さに応じ
て、データ送信がずらされる。これにより、データ送信
の衝突を抑制することができる。

【００５７】第１７の発明は、複数の通信装置からのデ
ータ送信が衝突した場合に待ち状態とし、その後再送信
する伝送システムに関する。この第１７の発明では、複
数の通信装置における基準となる基準時刻を与える基準
時刻生成手段と、複数の計算機毎にランダムに第１のず
らし時間を発生させる乱数発生手段と、送信するデータ
の長さに対応して複数の計算機毎に予め設定されている
第２のずらし時間を与えるずらし規定手段と、基準時刻
生成手段によって与えられる基準時刻を、複数の計算機
毎の第１のずらし時間と第２のずらし時間とを用いて複
数の計算機毎に変更した時刻を求める変更手段と、変更
手段によって求められた複数の計算機毎の時刻のうちの
いずれかが一定の周期を経過した旨を示す場合に、該当
する計算機において一定の周期毎に繰り返されるデータ
送信を実行する送信手段とを具備している。

【００５８】この第１７の発明の伝送システムは、先の
第１１の発明の通信装置により構成されたシステムと同
様であり、複数の通信装置におけるデータの長さに応じ
て、データ送信がずらされ、同一データ長の送信が衝突
しないようにさらにランダムにデータ送信がずらされ
る。これにより、データ送信の衝突を抑制することがで
きる。

【００５９】第１８の発明は、複数の通信装置からのデ
ータ送信が衝突した場合に待ち状態とし、その後再送信
する伝送システムに関する。この第１８の発明では、複
数の通信装置における基準となる基準時刻を与える基準
時刻生成手段と、データ送信に必要な送信時間を排他的
にスケジューリングした結果に基づく複数の通信装置毎
のずらし時間を与えるずらし規定手段と、基準時刻生成
手段によって与えられる基準時刻を、ずらし規定手段に
よって複数の計算機毎に与えられるずらし時間を用いて
複数の計算機毎に変更した時刻を求める変更手段と、変
更手段によって求められた複数の計算機毎の時刻のうち
のいずれかが一定の周期を経過した旨を示す場合に、該
当する計算機において一定の周期毎に繰り返されるデー
タ送信を実行する送信手段とを具備している。

【００６０】この第１８の発明の伝送システムは、先の
第１２の発明の通信装置により構成されたシステムと同
様であり、複数の通信装置におけるデータ送信が衝突し
ないようなずらし時間が複数の通信装置毎に設定されて
おり、このずらし時間分ずれされてデータ送信が実行さ
れる。これにより、データ送信の衝突をなくすことがで
きる。

【００６１】第１９の発明は、第１５から第１８の発明
と同様の伝送システムであるが、送信手段は、変更手段
によって求められた複数の計算機毎の時刻のうちのいず
れかが一定の周期を経過した旨を示す場合に該当する計
算機において一定の周期毎に繰り返されるデータ送信を
実行し、非周期的なデータ送信が要求された場合にこの
非周期的なデータ送信を実行する。

【００６２】この第１９の発明の伝送システムは、先の
第１３の発明の通信装置により構成されたシステムと同
様であり、複数の計算機では衝突を抑制しつつ周期的な
データが送信されるのみではなく、非周期的なデータ送
信も行われるとしている。

【００６３】第２０の発明は、第１９の発明と同様の伝
送システムであるが、送信手段は、一定の周期毎に繰り
返されるデータ送信を実行しない期間に、非周期的なデ
ータ送信を実行する。

【００６４】この第２０の発明の伝送システムは、先の
第１４の発明の通信装置により構成されたシステムと同
様であり、定期的なデータ送信と不定期に発生するデー
タ送信との衝突も抑制することができる。

【００６５】第２１の発明は、複数のデータ送信が衝突
した場合に待ち状態とし、その後再送信する通信方式に
おいて衝突の抑制制御を行うためのプログラムを記録し
たコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、コン
ピュータに、複数のデータ送信における基準となる基準
時刻と、ランダムに発生させたずらし時間とを取得さ
せ、時刻問い合わせに対して、基準時刻を前記ずらし時
間を用いて変更した時刻を返させる機能を実現させるた
めのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な
記録媒体である。

【００６６】第２２の発明は、複数のデータ送信が衝突
した場合に待ち状態とし、その後再送信する通信方式に
おいて衝突の抑制制御を行うためのプログラムを記録し
たコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、コン
ピュータに、複数のデータ送信における基準となる基準
時刻と、送信するデータの長さに対応して予め設定され
ているずらし時間とを取得させ、時刻問い合わせに対し
て、基準時刻をずらし時間を用いて変更した時刻を返さ
せる機能を実現させるためのプログラムを記録したコン
ピュータ読み取り可能な記録媒体である。

【００６７】第２３の発明は、複数のデータ送信が衝突
した場合に待ち状態とし、その後再送信する通信方式に
おいて衝突の抑制制御を行うためのプログラムを記録し
たコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、コン
ピュータに、複数のデータ送信における基準となる基準
時刻と、送信するデータの長さに対応して予め設定され
ている第１のずらし時間と、ランダムに発生させた第２
のずらし時間とを取得させ、時刻問い合わせに対して、
基準時刻を第１のずらし時間及び第２のずらし時間を用
いて変更した時刻を返させる機能を実現させるためのプ
ログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒
体である。

【００６８】第２４の発明は、複数のデータ送信が衝突
した場合に待ち状態とし、その後再送信する通信方式に
おいて衝突の抑制制御を行うためのプログラムを記録し
たコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、コン
ピュータに、複数のデータ送信における基準となる基準
時刻と、各データ送信に必要な送信時間を排他的にスケ
ジューリングした結果に基づくずらし時間とを取得さ
せ、時刻問い合わせに対して、基準時刻を前記ずらし時
間を用いて変更した時刻を返させるプログラムを記録し
たコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。

【００６９】第２５の発明は、第２１から第２４の発明
と同様のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可
能な記録媒体であって、複数のデータ送信は、それぞれ
が一定の周期毎に繰り返されることを特徴とするプログ
ラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体で
ある。

【００７０】第２６の発明は、第２１の発明と同様のプ
ログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒
体であって、複数のデータ送信は、それぞれが一定の周
期毎に繰り返され、ずらし時間は、周期毎に発生される
ことを特徴とするプログラムを記録したコンピュータ読
み取り可能な記録媒体である。

【００７１】第２７の発明は、第２１から第２６の発明
と同様のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可
能な記録媒体であって、基準時刻は、所定の時間を経過
する度に更新されることを特徴とするプログラムを記録
したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。

【００７２】上記第２１乃至第２７の発明は、それぞれ
第１、第３乃至第８の発明で説明した送信衝突制御装置
の機能をコンピュータにより実現するためのプログラム
を記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体であ
る。

【００７３】このようなプログラムを記憶した記憶媒体
を用いることによって、上述した機能を有していない計
算機、コンピュータ、通信装置、伝送システムに対して
も、簡単に上述した機能を付加することができる。

【００７４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態について説明する。

【００７５】（第１の実施の形態）本実施の形態におい
ては、各通信装置に共通の基準時刻を持たせ、この基準
時刻の示す時刻とランダムに発生させた時間とにより各
通信装置独自の送信開始時間を決定する送信衝突制御装
置について説明する。

【００７６】図１は、本実施の形態に係る送信衝突制御
装置を内蔵する通信装置により構成された伝送システム
の構成を示すブロック図である。

【００７７】この伝送システム１は、例えばイーサネッ
ト等のようなネットワーク２に対して時刻同期機能を備
えた通信装置Ｂ１〜Ｂｎが通信可能に接続され、さらに
この通信装置Ｂ１〜Ｂｎに対して時刻の基準となる信号
を通知する基準時刻生成装置３が接続されて構成され
る。

【００７８】通信装置Ｂ１〜Ｂｎはそれぞれが同様の構
成を持つため、この通信装置Ｂ１〜Ｂｎの構成について
は通信装置Ｂ１を例に挙げて説明する。

【００７９】通信装置Ｂ１は、ＣＳＭＡ／ＣＤ方式によ
る通信を他の通信装置Ｂ２〜Ｂｎとの間で行う。この通
信装置Ｂ１は、主に、プロセス４、内蔵の時計５、送信
衝突制御装置６とから構成されている。

【００８０】プロセス４は、時計５に対して時刻を問い
合わせ、所定の送信周期が経過したと判断した場合にデ
ータ送信要求を出し、データ送信を開始する。なお、本
実施の形態においては、この所定の送信周期が各通信装
置Ｂ１〜Ｂｎ間で同一であるとする。

【００８１】送信衝突制御装置６は、プロセス４から時
計５に対して時刻の問い合わせがあった場合にこの時計
５の時刻を変更して返す装置であり、主に同期起動部
７、基準時刻信号受信部８、時刻同期部９、差記憶部１
０、乱数生成部１１、ずれ記憶部１２、変更部１３とか
ら構成される。

【００８２】同期起動部７は、通信装置Ｂ１〜Ｂｎの間
で基準時刻による同期を実現し、共通の時刻を取扱い可
能とするための装置である。この同期起動部７は、通信
装置Ｂ１の起動時に、基準時刻信号受信部８に対して基
準時刻生成装置３からの基準時刻信号の受信を命令す
る。なお、起動時に限らず、プロセス６から時計５への
時刻の問い合わせがある度に、基準時刻信号の受信を命
令するとしてもよい。

【００８３】基準時刻信号受信部８は、同期起動部７か
らの命令に応じて基準時刻生成装置３からの基準時刻信
号を受信して時刻同期部９に出力する。

【００８４】時刻同期部９は、基準時刻信号受付部８か
ら入力した基準時刻信号の示す時刻と時計５の示す時刻
との差を差記憶部１０に記憶する。

【００８５】乱数生成部１１は、擬似乱数生成プログラ
ムにより擬似乱数を生成し、基準時刻をずらすためのず
らし時間としてこの擬似乱数をずれ記憶部１２に記憶す
る。この乱数生成部１１で生成される擬似乱数は、予め
定められた範囲において一様な確率で、あるいは予め定
められた範囲においてある特定の確率分布にしたがって
生成される。

【００８６】なお、ずらし時間の生成時点は、通信装置
Ｂ１の起動時、所定時間の経過時、プロセス６から時計
５への時刻の問い合わせ時、あるいは時刻同期部９によ
って差が求められた場合に、ずらし時間を生成するとし
てもよい。

【００８７】変更部１３は、プロセス６から時計５への
問い合わせに対し、時計５の示す時刻を差記憶部１０に
記憶されている差とずれ記憶部１２に記憶されているず
らし時間とによって変更し、この変更した時刻をプロセ
ス４に返す。すなわち、この変更部１３は、時計５の示
す時刻を差記憶部１０内の差により変更することで、基
準時刻とする。これにより、基準時刻は、全ての通信装
置Ｂ１〜Ｂｎで同期している時刻となる。そして、この
基準時刻に擬似乱数であるずらし時間を加えることで、
各通信装置Ｂ１〜Ｂｎで同期している基準時刻がランダ
ムにずらされる。

【００８８】ここで、上記の各種要素のうち、プロセス
４、時刻同期部９、乱数生成部１１は計算機上のプログ
ラムとして実現可能である。また、差記憶部１０、ずれ
記憶部１２は計算機上のメモリ、ファイルとして実現可
能である。

【００８９】上記のような送信衝突制御装置６を備える
通信装置Ｂ１〜Ｂｎのデータ送信処理について以下に説
明する。

【００９０】まず、通信装置Ｂｉ（ｉ＝１〜ｎ）が起動
すると、それぞれの内蔵する時計５と基準時刻生成装置
３からの基準時刻との差Ｄｉが各通信装置Ｂｉ毎に求め
られる。

【００９１】また、予め定めておいた数値の範囲で一様
な確率又は特定の確率分布にしたがって生成される乱数
であるずらし時間Ｒｉが各通信装置Ｂｉ毎に求められ
る。

【００９２】図２は、発生させる擬似乱数の確率分布の
状態例を示す図であり、図２（ａ）に０から４の範囲に
おいて一様な確率で擬似乱数を発生させる場合の状態を
示し、図２（ｂ）に０から４の範囲において特定の確率
分布で擬似乱数を発生させる場合の状態を示している。
なお、特定の確率分布には、正規分布や指数分布を利用
してもよい。

【００９３】ここで、通信装置Ｂｉの時計５の示す時刻
をＴｉとし、通信装置Ｂｉの送信周期をＦｉとし、ｋ周
期目（ｋは０以上）のデータ送信を実行するとする。こ
の場合、通信装置Ｂｉのプロセス４によってｋ周期目の
データ送信が要求される時刻、すなわち通信装置Ｂｉの
送信開始時刻Ｔｉｋは、以下の（１）式で表される。

【００９４】Ｔｉｋ＝Ｔｉ＋Ｄｉ＋Ｒｉ＋Ｆｉ×ｋ …（１）この（１）式によると、全ての通信装置Ｂｉにおいて送
信周期Ｆｉが一致していても、各通信装置Ｂｉで共通の
基準時刻（Ｔｉ＋Ｄｉ）に対して各通信装置Ｂｉ固有の
ずらし時間Ｒｉが加えられた時間になるとデータ送信が
開始されることになる。

【００９５】図３は、各通信装置Ｂｉのデータ送信開始
タイミングを示す図であり、同一の送信周期Ｆｉによる
各通信装置Ｂｉ毎のデータ送信が、それぞれずらし時間
Ｒｉずらされた状態を示している。

【００９６】以上説明したように、本実施の形態に係る
送信衝突制御装置６を通信装置Ｂ１〜Ｂｎに備えること
により、通信装置Ｂ１〜Ｂｎ間で同期をとりつつ、各通
信装置Ｂ１〜Ｂｎにおける送信周期毎の送信開始時刻が
基準時刻からランダムにずらす制御が行われる。

【００９７】これにより、例えばイーサネットに代表さ
れるＣＳＭＡ／ＣＤ方式の通信において周期的にデータ
送信を行う場合であって、送信周期が重なったとして
も、ネットワーク２での衝突発生が抑制され、再送が連
続されることによるパケットロスやネットワーク性能の
低下を防止することができる。

【００９８】（第２の実施の形態）本実施の形態におい
ては、第１の実施の形態と同様の送信衝突制御装置６で
あるが、送信周期毎にずらし時間を再生成する動作につ
いて説明する。

【００９９】本実施の形態においては、例えば通信装置
Ｂｉの起動時に、基準時刻生成装置からの基準時刻信号
の示す時刻と時計５の示す時刻との差Ｄｉと求める点
で、上記第１の実施の形態の場合と同様である。

【０１００】しかしながら、本実施の形態においては、
時計５がデータ送信の開始時刻になるたびに、すなわち
各送信周期毎に、予め定められていた数値の範囲で一様
な確率または特定の確率分布にしたがってずらし時間Ｒ
ｉｋが求められる。

【０１０１】この場合、通信装置Ｂｉのプロセス４によ
ってｋ回目のデータ送信が要求され、通信装置Ｂｉのデ
ータ送信が開始される時刻Ｔｉｋは、以下の（２）式で
表される。

【０１０２】Ｔｉｋ＝Ｔｉ＋Ｄｉ＋Ｆｉ×ｋ＋Ｒｉｋ …（２）これにより、第１の実施の形態において説明した図３と
同様の状態の送信開始タイミングを実現させることがで
きる。

【０１０３】したがって、複数の通信装置Ｂ１〜Ｂｎの
伝送周期Ｆｉが同じであっても送信開始時刻をずらすこ
とでき、衝突発生を防止することができる。

【０１０４】（第３の実施の形態）本実施の形態におい
ては、送信するデータ長により、ＭＴＵ以下のクラス
（以下、「クラスＳ」という）とＭＴＵを超えるクラス
（以下、「クラスＬ」という）に分け、クラスＳ、Ｌ毎
にずらし時間を変化させ、データ送信をずらす送信衝突
制御装置について説明する。

【０１０５】図４は、本実施の形態に係る送信衝突制御
装置を内蔵する通信装置により構成された伝送システム
の構成を示すブロック図であり、図１と同一の部分につ
いては同一の符号を付してその説明を省略し、ここでは
異なる部分についてのみ詳しく説明する。

【０１０６】この伝送システム１４は、先の図１の伝送
システム１の通信装置Ｂ１〜Ｂｎに対し、送信衝突制御
装置６に代えて本実施の形態に係る送信衝突制御装置１
５を備えた点が異なる。

【０１０７】送信衝突制御装置１５は、先の送信衝突制
御装置６における乱数生成部１１の代わりにずれ規定部
１６を備えている。このずれ規定部１６は、送信するデ
ータ長に応じたずらし時間を予め規定している。また、
ずれ規定部１６は、通信装置Ｂ１の起動時、送信周期
毎、プロセス６から時計５への問い合わせがあった場
合、あるいは時刻同期部９によって差が求められた場合
に、データの長さに応じたずらし時間をずれ記憶部１２
に記憶する。

【０１０８】図５は、本実施の形態に係る送信衝突制御
装置１５を備えた通信装置Ｂ１〜ｎのデータ送信開始タ
イミングを示す図である。ここでは、クラスＳのずらし
時間を０とし、クラスＬのずらし時間を８とする旨がず
れ規定部１６に規定されている場合を示している。

【０１０９】この図５において、通信装置Ｂ１、Ｂ３〜
Ｂｎから送信されるデータ長はクラスＳであるため、ず
らし時間０が利用され、送信開始時刻にずれは発生しな
い。

【０１１０】一方、通信装置Ｂ２から送信されるデータ
長はクラスＬであるため、ずらし時間８が利用され、送
信開始時刻は８だけ遅れる。

【０１１１】これにより、通信装置Ｂ２によるネットワ
ーク等の通信媒体の占有に伴う衝突発生は防止され、他
の通信装置Ｂ１、Ｂ３〜Ｂｎにおける衝突の繰り返し及
びデータの破棄が防止される。

【０１１２】ここで、クラスＳのずらし時間をＲｓと
し、クラスＬのずらし時間をＲｌとすると、通信装置Ｂ
ｉのプロセス４によってｋ回目のデータ伝送が開始され
る時刻Ｔｉｋは、以下の（３）式〜（５）式で表され
る。

【０１１３】Ｔｉｋ＝Ｔｉ＋Ｄｉ＋Ｆｉ×ｋ＋Ｃｉ …（３）但し、通信装置Ｂｉのデータ長がＭＴＵ以下の場合、Ｃｉ＝Ｒｓ …（４）通信装置Ｂｉのデータ長がＭＴＵを超える場合、Ｃｉ＝Ｒｌ …（５）このように、送信するデータ長でクラス分けし、送信開
始時刻をずらすことで衝突を抑制することができ、さら
に長いデータを送信する通信装置のみにより通信媒体が
占有されることを防止することができる。

【０１１４】（第４の実施の形態）本実施の形態におい
ては、先の第３の実施の形態に係る送信衝突制御装置１
５を改良し、データ長によるクラス毎にずらし時間を設
定し、クラス内でさらに送信開始時間をずらす送信衝突
制御装置について説明する。

【０１１５】図６は、本実施の形態に係る送信衝突制御
装置の構造を示すブロック図であり、図１及び図４と同
一の部分については同一の符号を付してその説明を省略
し、ここでは異なる部分についてのみ詳しく説明する。

【０１１６】送信衝突制御装置１７の備えるずれ記憶部
１８は、乱数生成部１１で生成されたずらし時間とずれ
規定部１６によって設定されるずらし時間とを加算して
記憶する。この送信衝突制御装置１７は、先の通信装置
Ｂ１〜Ｂｎに備えることが可能であるが、図６では通信
装置Ｂ１に備えた場合を例示している。

【０１１７】先の第３の実施の形態で説明した送信衝突
制御装置１５においては、同一クラスのデータ送信につ
いて衝突が発生する場合がある。これに対し、本実施の
形態に係る送信衝突制御装置１７においては、同一クラ
ス内でもさらに時間がずらされるため、同一クラス内の
データ送信の衝突が抑制される。

【０１１８】この場合、通信装置Ｂｉのプロセス４によ
ってｋ回目のデータ伝送が要求され、送信が開始される
時刻Ｔｉｋは、以下の（６）式〜（８）式で表される。

【０１１９】Ｔｉｋ＝Ｔｉ＋Ｄｉ＋Ｒｉ＋Ｆｉ×ｋ＋Ｃｉ …（６）但し、通信装置Ｂｉのデータ長がＭＴＵ以下の場合、Ｃｉ＝Ｒｓ …（７）通信装置Ｂｉのデータ長がＭＴＵを超える場合、Ｃｉ＝Ｒｌ …（８）このように、送信するデータの長さでクラス分けし、さ
らにクラス内でランダムに送信を開始する時刻をずらす
ことで衝突発生を抑制することができる。

【０１２０】なお、本実施の形態においては、第１の実
施の形態に係る送信衝突制御装置６と第３の実施の形態
に係る送信衝突制御装置１５とを組み合わせて送信衝突
制御装置１７としているが、第１の実施の形態に係る送
信衝突制御装置６に代えて第２の実施の形態に係る送信
衝突制御装置を組合せてもよい。すなわち、送信周期毎
に乱数生成部１１によって生成されるずらし時間が更新
されるとしてもよい。この場合、通信装置Ｂｉのプロセ
ス４によってｋ回目のデータ伝送が要求され、送信が開
始される時刻Ｔｉｋは、以下の（９）式〜（１１）式で
表される。

【０１２１】Ｔｉｋ＝Ｔｉ＋Ｄｉ＋Ｒｉｋ＋Ｆｉ×ｋ＋Ｃｉ …（９）但し、通信装置Ｂｉのデータ長がＭＴＵ以下の場合、Ｃｉ＝Ｒｓ …（１０）通信装置Ｂｉのデータ長がＭＴＵを超える場合、Ｃｉ＝Ｒｌ …（１１）（第５の実施の形態）本実施の形態においては、各通信
装置の送信するデータの長さから送信に必要な時間を予
め求め、この送信に必要な時間分だけ送信開始時刻をず
らす送信衝突制御装置について説明する。

【０１２２】本実施の形態に係る送信衝突制御装置は、
先の図４で示す送信衝突制御装置１５と同様の構成を持
つが、各通信装置Ｂｉの送信データ長から各通信装置Ｂ
ｉ毎にずらし時間が設定される点が異なる。

【０１２３】例えば、通信装置Ｂ１〜Ｂｎがこの順序で
データを送信するとし、各通信装置Ｂ１〜Ｂｎの送信す
るデータの長さから、この各通信装置Ｂ１〜Ｂｎがデー
タを送信するのに必要とする時間Ｌ１〜Ｌｎを求めたと
する。

【０１２４】この場合、本実施の形態に係る送信衝突制
御装置のずれ規定部には、自己より先にデータを送信す
る通信装置のデータ送信時間と、データ送信終了から開
始までに必要な時間αとの総和が記憶される。

【０１２５】なお、データ送信終了から開始までに必要
な時間αは、インターフレームギャップや時刻同期の誤
差から適当な値が定められる。

【０１２６】図７は、本実施の形態に係る送信衝突制御
装置を備えた通信装置Ｂ１〜ｎのデータ送信開始タイミ
ングを示す図である。

【０１２７】この図７において、最初にデータを送信す
る通信装置Ｂ１から送信されるデータは特にずらされる
ことはない。通信装置Ｂ２から送信されるデータは、通
信装置Ｂ１のデータ送信時間Ｌ１に時間αを加えただけ
ずらされる。通信装置Ｂ３から送信されるデータは、デ
ータ送信時間Ｌ１と時間αにさらに通信装置Ｂ２のデー
タ送信時間Ｌ２と時間αを加算しただけずらされる。以
後の場合も同様である。

【０１２８】したがって、本実施の形態において通信装
置Ｂｉのプロセス４によってｋ回目のデータ伝送が要求
され、データの送信が開始される時刻Ｔｉｋは、以下の
（１２）式、（１３）式で表される。

【０１２９】

【数１】

【０１３０】このように、先にデータを送信する他の通
信装置のデータ長から計算した送信に必要な時間ずつ送
信開始時刻をずらすことで、同一の周期で発生するデー
タの衝突をなくすことができる。

【０１３１】なお、本実施の形態の手法は、各通信装置
Ｂ１〜Ｂｎ毎に送信するデータの長さが定まっている場
合のみならず、ある程度の範囲にあるような場合にも同
様に適用可能である。

【０１３２】（第６の実施の形態）本実施の形態におい
ては、周期的なデータの送信のみではなく、非周期的に
発生するデータ（不定期のデータ）の送信も行う通信装
置について説明する。

【０１３３】本実施の形態に係る通信装置には、上記各
実施の形態で述べた送信衝突制御装置のいずれかが備え
られているが、さらにこの通信装置では、不定期のデー
タが発生した場合にこの不定期のデータの伝送を随時実
行するとする。

【０１３４】これにより、周期的なデータ伝送について
は衝突発生を抑制しつつ送信可能となり、さらに不定期
のデータの送信も可能となる。

【０１３５】（第７の実施の形態）本実施の形態におい
ては、周期的なデータの送信が実行されない期間に、非
周期的なデータを送信する通信装置について説明する。

【０１３６】本実施の形態においては、上記第５の実施
の形態に係る送信衝突制御装置が備えられている通信装
置について説明する。

【０１３７】図８は、本実施の形態に係る通信装置Ｂ１
〜Ｂｎのデータ送信開始タイミングを示す図である。

【０１３８】各通信装置Ｂ１〜Ｂｎは、自己より先にデ
ータを送信する通信装置の送信時間と時間αとの総和分
だけ送信開始時間をずらす。

【０１３９】ｋ周期目における最後の通信装置Ｂｎのデ
ータ送信が終了して時間αを加えた後から、ｋ＋１周期
目のデータ送信が開始されるまでの間を、非周期的なデ
ータ送信開始時刻Ｄとする。すなわち、本実施の形態に
係る通信装置Ｂ１〜Ｂｎでは、周期的なデータ送信終了
後、次の送信周期までの間に、非周期的なデータの送信
が行われる。

【０１４０】この非周期的なデータの送信開始時刻Ｄ
は、以下の（１４）式で表される。

【０１４１】

【数２】

【０１４２】このように、非周期的なデータを周期的な
データを送信しない時間帯に送信することで、衝突を抑
制することができる。

【０１４３】なお、本実施の形態においては、第５の実
施の形態に係る送信衝突制御装置が通信装置に備えられ
ている場合について説明しているが、これに限らず、上
述した他の送信衝突制御装置が通信装置に備えられてい
る場合にも同様に実現できる。例えば、ランダムに発生
するずらし時間が所定の範囲であれば、周期的なデータ
送信が実行されない期間が予測可能である。他の場合も
同様である。

【０１４４】（第８の実施の形態）本実施の形態におい
ては、上記各実施の形態における変形例について説明す
る。

【０１４５】上記各実施の形態においては、例として、
通信装置の起動時に、基準時刻生成装置３からの信号を
基準時刻信号受信部８が受信し、時計５との差を差記憶
部１０に記憶するとしている。

【０１４６】しかし、例えば同期起動部７が予め設定さ
れている一定時間経過毎に、基準時刻生成装置３からの
信号を基準時刻信号受信部８が受信し、時計５との差を
差記憶部１０に記憶するとしてもよい。

【０１４７】これにより、通信装置間の同期の誤差を小
さくすることができ、同期の誤差に基づく衝突発生を抑
制することができる。

【０１４８】（第９の実施の形態）本実施の形態におい
ては、上記各実施の形態の具体的な態様について説明す
る。

【０１４９】図９は、本実施の形態に係る監視制御シス
テムの構成を示すブロック図であり、上記図１、４、６
と同一の部分については同一の符号を付してその説明を
省略し、ここでは異なる部分についてのみ詳しく説明す
る。

【０１５０】この監視制御システム１９には、複数の通
信装置Ｂ１〜ＢｎがＣＳＭＡ／ＣＤ方式のネットワーク
２に接続されている。また、各通信装置Ｂ１〜Ｂｎに
は、送信衝突制御装置２０が備えられている。なお、こ
の通信装置Ｂ１〜Ｂｎ及び送信衝突制御装置２０は上記
各実施の形態で説明した動作を実現する。

【０１５１】各通信装置Ｂ１〜ＢｎにはＧＰＳ受信アン
テナ２１が取り付けられており、ＧＰＳ衛星２３からの
基準時刻信号が受信される。そして、基準時刻と各通信
装置Ｂ１〜Ｂｎの時計５の時刻との差が信号処理部２２
によって求められ、この差を利用して各通信装置Ｂ１〜
Ｂｎが同期される。

【０１５２】そして、各通信装置Ｂ１〜Ｂｎでは、以下
の手法で衝突の発生を抑制する。

【０１５３】第１の手法として、送信開始時刻を各通信
装置Ｂ１〜Ｂｎ毎にランダムにずらす。

【０１５４】第２の手法として、ＭＴＵを超えるデータ
長のデータと、ＭＴＵ以下のデータ長のデータとで、デ
ータ送信開始時刻をずらす。

【０１５５】第３の手法として、各通信装置Ｂ１〜Ｂｎ
の同期的なデータ送信を衝突が発生しないようにスケジ
ュールする。

【０１５６】これにより、データの送信周期が重なった
場合であっても衝突を抑制し、パケットロスの発生確率
を低下させ、信頼性の高い通信を実現することができ
る。

【０１５７】このような監視制御システム１９において
は、常時において周期的にデータを送信することが多
く、送信周期が重なることもあり、さらに異常時には非
周期的（不定期）なデータ送信も発生する。

【０１５８】しかしながら、本実施の形態においては、
周期的なデータ送信も非定期的なデータ送信も衝突が抑
制される。

【０１５９】したがって、パケットロスを抑制すること
ができ、パケットロスに起因する機器やプラント状態の
誤認識や誤動作を防止することができ、さらに異常時に
もパケットロスに起因するネットワーク性能の低下を防
止することができ、信頼性の高い監視・制御を行うこと
ができる。

【０１６０】なお、上記実施の形態に係る送信障害制御
装置は、同様の作用・機能を実現可能であれば各構成要
素の配置を変更させてもよく、また各構成要素を自由に
組み合わせてもよい。

【０１６１】また、上記実施の形態に係る送信衝突制御
装置の各機能、各要素は、コンピュータに実行させるこ
とのできるプログラムとして、例えば磁気ディスク（フ
ロッピーディスク、ハードディスク等）、光ディスク
（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等）、半導体メモリなどの記録
媒体に書き込んで適用したり、通信媒体により伝送し
て、計算機、伝送システム、通信装置に適用することも
可能である。上記各機能を実現するコンピュータは、記
録媒体に記録されたプログラムを読み込み、プログラム
によって動作が制御されることにより、上述した処理を
実行する。

【０１６２】

【発明の効果】以上詳記したように本発明を適用する
と、複数のデータ送信毎に、基準時刻を所定のずらし時
間だけずらして提供する。

【０１６３】これにより、複数のデータ送信が周期的に
発生する場合や、複数のデータ送信が重なる場合であっ
ても、衝突を抑制することができる。

【０１６４】したがって、データの破棄やネットワーク
性能の低下、再送の多発による送信速度の低下を防ぐこ
とができ、通信の信頼性を向上させることができる。

【０１６５】また、データの破棄防止のための上位プロ
トコルによる処理を削減することができ、これにより通
信速度の低下を抑制できる。

【０１６６】ゆえに、リアルタイム性の要求されるシス
テムであってもＣＳＭＡ／ＣＤ方式を利用しながら衝突
を回避して一定の伝送速度を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る送信衝突制御
装置を内蔵する通信装置により構成された伝送システム
の構成を示すブロック図。

【図２】発生させる擬似乱数の確率分布の状態例を示す
図。

【図３】同実施の形態に係る送信衝突制御装置を備えた
通信装置のデータ送信開始タイミングを示す図。

【図４】本発明の第３の実施の形態に係る送信衝突制御
装置を内蔵する通信装置により構成された伝送システム
の構成を示すブロック図。

【図５】同実施の形態に係る送信衝突制御装置を備えた
通信装置のデータ送信開始タイミングを示す図。

【図６】本発明の第４の実施の形態に係る送信衝突制御
装置の構造を示すブロック図。

【図７】本発明の第５の実施の形態に係る送信衝突制御
装置を備えた通信装置のデータ送信開始タイミングを示
す図。

【図８】本発明の第７の実施の形態に係る通信装置のデ
ータ送信開始タイミングを示す図。

【図９】本発明の第９の実施の形態に係る監視制御シス
テムの構成を示すブロック図。

【図１０】複数の通信装置による従来のデータ伝送開始
タイミングを例示する図。

【図１１】ＭＴＵを超えるデータが送信される場合の衝
突発生状況を例示する図。

【符号の説明】

１、１４…伝送システムＡ１〜Ａｎ、Ｂ１〜Ｂｎ…通信装置２…ネットワーク３…基準時刻生成装置４…プロセス５…時計６、１５、１７、２０…送信衝突制御装置７…同期起動部８…基準時刻信号受信部９…時刻同期部１０…差記憶部１１…乱数生成部１２、１８…ずれ記憶部１３…変更部１６…ずれ規定部１９…監視制御システム２１…ＧＰＳ受信アンテナ２２…信号処理部２３…ＧＰＳ衛星

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者宮島康行東京都港区芝浦一丁目１番１号株式会社東芝本社事務所内Ｆターム(参考） 5K032 AA01 BA01 BA02 BA16 CA08 CB00 CC04 CC06 DA07 DB18 DB22 DB24

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のデータ送信が衝突した場合に待ち
状態とし、その後再送信する通信方式において衝突の抑
制制御を行う送信衝突制御装置であって、複数のデータ送信における基準となる基準時刻と、ラン
ダムに発生させたずらし時間とを取得し、時刻問い合わ
せに対して、前記基準時刻を前記ずらし時間を用いて変
更した時刻を返す送信衝突制御装置。
【請求項２】請求項１記載の送信衝突制御装置におい
て、前記ずらし時間を、所定範囲内で所定の確率分布にした
がって発生させることを特徴とする送信衝突制御装置。
【請求項３】複数のデータ送信が衝突した場合に待ち
状態とし、その後再送信する通信方式において衝突の抑
制制御を行う送信衝突制御装置であって、複数のデータ送信における基準となる基準時刻と、送信
するデータの長さに対応して予め設定されているずらし
時間とを取得し、時刻問い合わせに対して、前記基準時
刻を前記ずらし時間を用いて変更した時刻を返す送信衝
突制御装置。
【請求項４】複数のデータ送信が衝突した場合に待ち
状態とし、その後再送信する通信方式において衝突の抑
制制御を行う送信衝突制御装置であって、複数のデータ送信における基準となる基準時刻と、送信
するデータの長さに対応して予め設定されている第１の
ずらし時間と、ランダムに発生させた第２のずらし時間
とを取得し、時刻問い合わせに対して、前記基準時刻を
前記第１のずらし時間及び前記第２のずらし時間を用い
て変更した時刻を返す送信衝突制御装置。
【請求項５】複数のデータ送信が衝突した場合に待ち
状態とし、その後再送信する通信方式において衝突の抑
制制御を行う送信衝突制御装置であって、複数のデータ送信における基準となる基準時刻と、各デ
ータ送信に必要な送信時間を排他的にスケジューリング
した結果に基づくずらし時間とを取得し、時刻問い合わ
せに対して、前記基準時刻を前記ずらし時間を用いて変
更した時刻を返す送信衝突制御装置。
【請求項６】請求項１乃至請求項５のうちのいずれか
１項に記載した送信衝突制御装置において、複数のデータ送信は、それぞれが一定の周期毎に繰り返
されることを特徴とする送信衝突制御装置。
【請求項７】請求項１又は請求項２記載の送信衝突制
御装置において、複数のデータ送信は、それぞれが一定の周期毎に繰り返
され、前記ずらし時間は、前記周期毎に発生されることを特徴
とする送信衝突制御装置。
【請求項８】請求項１乃至請求項７のうちのいずれか
１項に記載した送信衝突制御装置において、前記基準時刻は、所定の時間を経過する度に更新される
ことを特徴とする送信衝突制御装置。
【請求項９】複数のデータ送信が衝突した場合に待ち
状態とし、その後再送信する通信装置において、複数のデータ送信における基準となる基準時刻と、ラン
ダムに発生させたずらし時間とを取得し、時刻問い合わ
せに対して、前記基準時刻を前記ずらし時間を用いて変
更した時刻を返す送信衝突制御手段と、時刻問い合わせの応答として前記送信衝突制御手段から
受けた時刻が一定の周期を経過した旨を示す場合に、一
定の周期毎に繰り返されるデータ送信を実行する送信手
段とを具備したことを特徴とする通信装置。
【請求項１０】複数のデータ送信が衝突した場合に待
ち状態とし、その後再送信する通信装置において、複数のデータ送信における基準となる基準時刻と、送信
するデータの長さに対応して予め設定されているずらし
時間とを取得し、時刻問い合わせに対して、前記基準時
刻を前記ずらし時間を用いて変更した時刻を返す送信衝
突制御手段と、時刻問い合わせの応答として前記送信衝突制御手段から
受けた時刻が一定の周期を経過した旨を示す場合に、一
定の周期毎に繰り返されるデータ送信を実行する送信手
段とを具備したことを特徴とする通信装置。
【請求項１１】複数のデータ送信が衝突した場合に待
ち状態とし、その後再送信する通信装置において、複数のデータ送信における基準となる基準時刻と、送信
するデータの長さに対応して予め設定されている第１の
ずらし時間と、ランダムに発生させた第２のずらし時間
とを取得し、時刻問い合わせに対して、前記基準時刻を
前記第１のずらし時間及び前記第２のずらし時間を用い
て変更した時刻を返す送信衝突制御手段と、時刻問い合わせの応答として前記送信衝突制御手段から
受けた時刻が一定の周期を経過した旨を示す場合に、一
定の周期毎に繰り返されるデータ送信を実行する送信手
段とを具備したことを特徴とする通信装置。
【請求項１２】複数のデータ送信が衝突した場合に待
ち状態とし、その後再送信する通信装置において、複数のデータ送信における基準となる基準時刻と、各デ
ータ送信に必要な送信時間を排他的にスケジューリング
した結果に基づくずらし時間とを取得し、時刻問い合わ
せに対して、前記基準時刻を前記ずらし時間を用いて変
更した時刻を返す送信衝突制御手段と、時刻問い合わせの応答として前記送信衝突制御手段から
受けた時刻が一定の周期を経過した旨を示す場合に、一
定の周期毎に繰り返されるデータ送信を実行する送信手
段とを具備したことを特徴とする通信装置。
【請求項１３】請求項９乃至請求項１２のうちのいず
れか１項に記載した通信装置において、前記送信手段は、時刻問い合わせの応答として前記送信
衝突制御手段から受けた時刻が一定の周期を経過した旨
を示す場合に一定の周期毎に繰り返されるデータ送信を
実行し、非周期的なデータ送信が要求された場合にこの
非周期的なデータ送信を実行することを特徴とする通信
装置。
【請求項１４】請求項１３記載の通信装置において、前記送信手段は、一定の周期毎に繰り返されるデータ送
信を実行しない期間に、非周期的なデータ送信を実行す
ることを特徴とする通信装置。
【請求項１５】複数の通信装置からのデータ送信が衝
突した場合に待ち状態とし、その後再送信する伝送シス
テムにおいて、前記複数の通信装置における基準となる基準時刻を与え
る基準時刻生成手段と、前記複数の計算機毎にランダムにずらし時間を発生させ
る乱数発生手段と、前記基準時刻生成手段によって与えられる基準時刻を、
前記乱数発生手段によって前記複数の計算機毎に発生さ
れたずらし時間を用いて前記複数の計算機毎に変更した
時刻を求める変更手段と、前記変更手段によって求められた前記複数の計算機毎の
時刻のうちのいずれかが一定の周期を経過した旨を示す
場合に、該当する計算機において一定の周期毎に繰り返
されるデータ送信を実行する送信手段とを具備したこと
を特徴とする伝送システム。
【請求項１６】複数の通信装置からのデータ送信が衝
突した場合に待ち状態とし、その後再送信する伝送シス
テムにおいて、前記複数の通信装置における基準となる基準時刻を与え
る基準時刻生成手段と、送信するデータの長さに対応して前記複数の計算機毎に
予め設定されているずらし時間を与えるずらし規定手段
と、前記基準時刻生成手段によって与えられる基準時刻を、
前記ずらし規定手段によって前記複数の計算機毎に与え
られるずらし時間を用いて前記複数の計算機毎に変更し
た時刻を求める変更手段と、前記変更手段によって求められた前記複数の計算機毎の
時刻のうちのいずれかが一定の周期を経過した旨を示す
場合に、該当する計算機において一定の周期毎に繰り返
されるデータ送信を実行する送信手段とを具備したこと
を特徴とする伝送システム。
【請求項１７】複数の通信装置からのデータ送信が衝
突した場合に待ち状態とし、その後再送信する伝送シス
テムにおいて、前記複数の通信装置における基準となる基準時刻を与え
る基準時刻生成手段と、前記複数の計算機毎にランダムに第１のずらし時間を発
生させる乱数発生手段と、送信するデータの長さに対応して前記複数の計算機毎に
予め設定されている第２のずらし時間を与えるずらし規
定手段と、前記基準時刻生成手段によって与えられる基準時刻を、
前記複数の計算機毎の前記第１のずらし時間と前記第２
のずらし時間とを用いて前記複数の計算機毎に変更した
時刻を求める変更手段と、前記変更手段によって求められた前記複数の計算機毎の
時刻のうちのいずれかが一定の周期を経過した旨を示す
場合に、該当する計算機において一定の周期毎に繰り返
されるデータ送信を実行する送信手段とを具備したこと
を特徴とする伝送システム。
【請求項１８】複数の通信装置からのデータ送信が衝
突した場合に待ち状態とし、その後再送信する伝送シス
テムにおいて、前記複数の通信装置における基準となる基準時刻を与え
る基準時刻生成手段と、データ送信に必要な送信時間を排他的にスケジューリン
グした結果に基づく前記複数の通信装置毎のずらし時間
を与えるずらし規定手段と、前記基準時刻生成手段によって与えられる基準時刻を、
前記ずらし規定手段によって前記複数の計算機毎に与え
られるずらし時間を用いて前記複数の計算機毎に変更し
た時刻を求める変更手段と、前記変更手段によって求められた前記複数の計算機毎の
時刻のうちのいずれかが一定の周期を経過した旨を示す
場合に、該当する計算機において一定の周期毎に繰り返
されるデータ送信を実行する送信手段とを具備したこと
を特徴とする伝送システム。
【請求項１９】請求項１５乃至請求項１８のうちのい
ずれか１項に記載した伝送システムにおいて、前記送信手段は、前記変更手段によって求められた前記
複数の計算機毎の時刻のうちのいずれかが一定の周期を
経過した旨を示す場合に該当する計算機において一定の
周期毎に繰り返されるデータ送信を実行し、非周期的な
データ送信が要求された場合にこの非周期的なデータ送
信を実行することを特徴とする伝送システム。
【請求項２０】請求項１９記載の伝送システムにおい
て、前記送信手段は、一定の周期毎に繰り返されるデータ送
信を実行しない期間に、非周期的なデータ送信を実行す
ることを特徴とする伝送システム。
【請求項２１】複数のデータ送信が衝突した場合に待
ち状態とし、その後再送信する通信方式において衝突の
抑制制御を行うためのプログラムを記録したコンピュー
タ読み取り可能な記録媒体であって、コンピュータに、複数のデータ送信における基準となる基準時刻と、ラン
ダムに発生させたずらし時間とを取得させ、時刻問い合
わせに対して、前記基準時刻を前記ずらし時間を用いて
変更した時刻を返させる機能を実現させるためのプログ
ラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項２２】複数のデータ送信が衝突した場合に待
ち状態とし、その後再送信する通信方式において衝突の
抑制制御を行うためのプログラムを記録したコンピュー
タ読み取り可能な記録媒体であって、コンピュータに、複数のデータ送信における基準となる基準時刻と、送信
するデータの長さに対応して予め設定されているずらし
時間とを取得させ、時刻問い合わせに対して、前記基準
時刻を前記ずらし時間を用いて変更した時刻を返させる
機能を実現させるためのプログラムを記録したコンピュ
ータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項２３】複数のデータ送信が衝突した場合に待
ち状態とし、その後再送信する通信方式において衝突の
抑制制御を行うためのプログラムを記録したコンピュー
タ読み取り可能な記録媒体であって、コンピュータに、複数のデータ送信における基準となる基準時刻と、送信
するデータの長さに対応して予め設定されている第１の
ずらし時間と、ランダムに発生させた第２のずらし時間
とを取得させ、時刻問い合わせに対して、前記基準時刻
を前記第１のずらし時間及び前記第２のずらし時間を用
いて変更した時刻を返させる機能を実現させるためのプ
ログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒
体。
【請求項２４】複数のデータ送信が衝突した場合に待
ち状態とし、その後再送信する通信方式において衝突の
抑制制御を行うためのプログラムを記録したコンピュー
タ読み取り可能な記録媒体であって、コンピュータに、複数のデータ送信における基準となる基準時刻と、各デ
ータ送信に必要な送信時間を排他的にスケジューリング
した結果に基づくずらし時間とを取得させ、時刻問い合
わせに対して、前記基準時刻を前記ずらし時間を用いて
変更した時刻を返させるプログラムを記録したコンピュ
ータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項２５】請求項２１乃至請求項２４のうちのい
ずれか１項に記載したプログラムを記録したコンピュー
タ読み取り可能な記録媒体であって、複数のデータ送信は、それぞれが一定の周期毎に繰り返
されることを特徴とするプログラムを記録したコンピュ
ータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項２６】請求項２１記載のプログラムを記録し
たコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、複数のデータ送信は、それぞれが一定の周期毎に繰り返
され、前記ずらし時間は、前記周期毎に発生されることを特徴
とするプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能
な記録媒体。
【請求項２７】請求項２１乃至請求項２６のうちのい
ずれか１項に記載したプログラムを記録したコンピュー
タ読み取り可能な記録媒体であって、前記基準時刻は、所定の時間を経過する度に更新される
ことを特徴とするプログラムを記録したコンピュータ読
み取り可能な記録媒体。