JP3156141B2 - Multimedia integrated LAN system using token ring - Google Patents

Multimedia integrated LAN system using token ring

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JP3156141B2
JP3156141B2 JP09003792A JP9003792A JP3156141B2 JP 3156141 B2 JP3156141 B2 JP 3156141B2 JP 09003792 A JP09003792 A JP 09003792A JP 9003792 A JP9003792 A JP 9003792A JP 3156141 B2 JP3156141 B2 JP 3156141B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、音声、動画像等の周
期データと、静止画像、テキストファイル等の非周期デ
ータを効率良く伝送できるようにした、トークリングを
用いたマルチメディア統合LAN(ローカルエリアネッ
トワーク)方式に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multimedia integrated LAN using a talk ring, which is capable of efficiently transmitting periodic data such as voices and moving images and aperiodic data such as still images and text files. Local Area Network) method.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、LANにおいて採用される通信方
式として、TDMA方式、CSMA/CD方式、トーク
ンパッシング方式、FDDI方式など、各種の方式が知
られている。LANにおいて、伝送されるデータの特性
に従って、効率の良い方式が採用される。
2. Description of the Related Art Conventionally, various systems such as a TDMA system, a CSMA / CD system, a token passing system, and an FDDI system have been known as communication systems employed in a LAN. In a LAN, an efficient system is adopted according to the characteristics of data to be transmitted.

【0003】即ち、音声データや動画像データでは、あ
る程度の通信エラーは許されるが、一定の時間毎に通信
が保証されるのが望ましい。また、静止画像データは、
テキストファイルデータと同様に、時間的にはある程度
の融通は許されるので、一定の時間毎に通信が保証され
る必要はない。静止画像データに対しては、更に、音声
データや動画像データのように、ある程度のエラーが許
される。然し乍ら、データサイズが大きいので、一旦通
信権を得た時は、なるべく長い時間、通信権を獲得して
いられることが望ましい。テキストファイルデータで
は、通信エラーが許されないと共に、静止画データと同
様に、なるべく長い時間通信権を獲得していられること
が望ましい。
That is, although some communication errors are allowed in audio data and moving image data, it is desirable that communication be guaranteed at regular intervals. Still image data is
Like text file data, some flexibility is allowed in time, so that communication need not be guaranteed at regular intervals. Some errors are allowed for still image data, like audio data and moving image data. However, since the data size is large, it is desirable that once the communication right is obtained, the communication right be obtained as long as possible. In the text file data, it is desirable that a communication error is not allowed and that the communication right be acquired for as long as possible, like the still image data.

【0004】前記各種のネットワーク方式のうち、FD
DI(Fiber Distributed Data Interface)方式は、音
声、動画像等のデータのように一定時間毎に通信を行う
べき周期データと、テキストファイル、静止画像等のデ
ータのように、時間的制約のゆるい、非周期データの通
信を巧みに統合したネットワーク方式である。
[0004] Among the above various network systems, FD
The DI (Fiber Distributed Data Interface) method uses periodic data that should be communicated at fixed time intervals, such as data of voice and moving images, and loose time constraints, such as data of text files and still images. This is a network system that skillfully integrates communication of aperiodic data.

【0005】このFDDI方式は、光ファイバのリング
を使用した100M bits/sec の情報転送速度を持つL
ANで、制御方式としてトークンパッシングリングを用
い、各ノード間の距離は最大2Km、局数最大1000
局、リング総延長200Kmまで対応可能である。
In the FDDI system, an L signal having an information transfer rate of 100 Mbits / sec using an optical fiber ring is used.
In AN, a token passing ring is used as a control method, the distance between each node is up to 2 km, and the number of stations is up to 1000.
Bureaus and rings can handle up to a total length of 200 km.

【0006】各ノードは夫々タイマーを保有し、トーク
ンの到着間隔を測定することによりデータの伝送を制御
する。データの伝送は周期データの伝送と非周期データ
の伝送の2つに分けられる。即ち、トークンを得たノー
ドは、常に先ず周期データの伝送を行い、トークンの到
着間隔が早いときのみ(伝送路がすいていて、非周期デ
ータの伝送が可能な状態)、非周期データの伝送を行
う。
Each node has a timer, and controls data transmission by measuring a token arrival interval. Data transmission is divided into two types: periodic data transmission and aperiodic data transmission. That is, the node that has obtained the token always transmits the periodic data first, and transmits the non-periodic data only when the token arrival interval is short (the transmission path is clear and the non-periodic data can be transmitted). I do.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】前記のFDDI方式で
は、各ノードはトークンを受け取った時、先ず所有する
周期データの伝送を行い、タイマーに余裕があれば非周
期データの伝送を行う(図1(b) 参照)。従って、各ノ
ードはトークンを受け取ると、周期データを持っている
ならば周期データ伝送を行い、そうでなければタイマー
の値に応じて非周期データを伝送する。この方式では、
トークンを受け取ると、その時所有するデータが伝送で
きるため、伝送遅延は少なくてすむが、非周期データの
伝送時において許される伝送時間が細かく分かれてしま
うことが考えられ、静止画などのバーストデータ伝送に
関して大きなサイズのパケットを用いて伝送できず、バ
ーストデータ伝送の効率が落ちる。これは図2(b) に示
されるように、いくつかのノード(A、B、C、D)が
サイズの大きなデータを持っている場合、1回1回の通
信権獲得までの時間は短くなるが、データ全体を通信し
終わるまでの時間は全体として長くなってしまう。従っ
て、バーストデータ全体の伝送時間としては、一度に通
信を行えた方がデータの伝送遅延は少なくなると考えら
れる。
In the FDDI system, each node first transmits its own periodic data when receiving a token, and transmits aperiodic data if the timer has enough time (FIG. 1). (b)). Therefore, upon receiving the token, each node performs periodic data transmission if it has periodic data, and otherwise transmits aperiodic data according to the timer value. In this scheme,
When the token is received, the data owned at that time can be transmitted, so the transmission delay is small, but the transmission time allowed when transmitting non-periodic data may be finely divided, and burst data transmission such as still images Cannot be transmitted using a large-sized packet, and the efficiency of burst data transmission decreases. As shown in FIG. 2 (b), when several nodes (A, B, C, D) have large data, the time required to acquire the communication right once is short. However, the time required to complete the communication of the entire data becomes longer as a whole. Therefore, as for the transmission time of the entire burst data, it is considered that the data transmission delay is reduced when communication is performed at once.

【0008】[0008]

【課題を解決する為の手段】この発明は、周期データの
伝送と、非周期データの伝送を統合したLAN方式であ
り、静止画などのバーストデータについても伝送効率良
く通信が可能な、トークンリングを用いたマルチメディ
ア統合LAN方式を提供することを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is a LAN system which integrates the transmission of periodic data and the transmission of non-periodic data, and is capable of communicating burst data such as still images with high transmission efficiency. It is an object of the present invention to provide a multimedia integrated LAN system using the Internet.

【0009】この発明では、モードという概念を用い、
トークンにモードを設定することにより、非周期データ
の伝送にできる限り大きなサイズのパケットを利用でき
るようにしたものである。
In the present invention, the concept of mode is used,
By setting the mode to the token, a packet having a size as large as possible can be used for transmission of aperiodic data.

【0010】即ちこの発明のトークンリングを用いたマ
ルチメディア統合LAN方式は、トークンパッシングリ
ングと複数のノードでネットワークを構成し、トークン
を得たノードがデータの伝送を行うようにしたLAN方
式において、前記トークンは、音声、動画像等の為の周
期データ伝送モードと、静止画像、テキストファイル等
の為の非周期データ伝送モードのモード切換を、全ての
ノードによって可能とすると共に、各ノードは、タイマ
ーで時間計測を可能としてあり、トークンを得たノード
は、トークンのモードとタイマーの残り時間に従って、
所定の伝送処理を行うことを特徴としている。
That is, the multimedia integrated LAN system using a token ring according to the present invention is a LAN system in which a network is constituted by a token passing ring and a plurality of nodes, and a node that has obtained a token transmits data. The token enables switching of the mode between a periodic data transmission mode for voice, moving images, and the like, and an aperiodic data transmission mode for still images, text files, etc., by all nodes. The timer can measure the time, and the node that obtained the token, according to the mode of the token and the remaining time of the timer,
It is characterized in that predetermined transmission processing is performed.

【0011】前記において、タイマーに設定される時間
は、周期データの伝送品質を保証できる周期の半分の時
間とするのが合理的である。
In the above, it is reasonable that the time set in the timer is set to a half of the period in which the transmission quality of the periodic data can be guaranteed.

【0012】各ノードが行う伝送処理は、次のようにす
ることができる。即ち、トークンを得たノードは、トー
クンのモードが周期データ伝送モードであり、周期デー
タを所有している時、周期データを伝送する。また、ト
ークンのモードが非周期データ伝送モードであり、非周
期データを所有している時、タイマーの残り時間内で、
非周期データを伝送する。ノードによって切換えられる
トークンのモードは、次のようにすることができる。即
ち、トークンのモードが非周期データ伝送モードであ
り、タイマーの残り時間が無くなった時、トークンのモ
ードを周期データ伝送モードに変更する。
The transmission process performed by each node can be as follows. That is, the node that has obtained the token transmits the periodic data when the mode of the token is the periodic data transmission mode and possesses the periodic data. In addition, when the mode of the token is the aperiodic data transmission mode and owns the aperiodic data, when the remaining time of the timer is exceeded,
Transmit non-periodic data. The mode of the token switched by the node can be as follows. That is, when the mode of the token is the aperiodic data transmission mode and the remaining time of the timer runs out, the mode of the token is changed to the periodic data transmission mode.

【0013】また、トークンのモードを周期データ伝送
モードに変更したノードが、巡回したトークンを得た
時、トークンのモードを非周期データ伝送モードに変更
する。
When the node that has changed the mode of the token to the periodic data transmission mode obtains the circulated token, it changes the mode of the token to the aperiodic data transmission mode.

【0014】図3を参照して、この発明のトークンリン
グを用いたマルチメディア統合LAN方式を更に詳細に
説明すると、次の通りである。 (1) 基本構成 ネットワークの形態は、図3(a) のようなトークンリン
グである。全てのノードA、B、C、Dは音声、動画
像、データ、静止画像のデータを保有し、トークンを受
け取ったときのモードに応じて各々のデータを伝送でき
るものとする。
Referring to FIG. 3, the multimedia integrated LAN system using the token ring according to the present invention will be described in more detail. (1) Basic configuration The form of the network is a token ring as shown in Fig. 3 (a). All nodes A, B, C, and D have data of voice, moving image, data, and still image, and can transmit each data according to the mode at the time of receiving the token.

【0015】音声、データ、動画、静止画などのメディ
アは、前記のように一定周期毎にデータの伝送を行う必
要のあるメディア(動画、音声等。これらのメディアを
周期データと呼んでいる。)と時間的制約は余りないも
の(静止画、テキスト等。これらのメディアを非周期デ
ータと呼んでいる。)の2種類に大きく分類できる。そ
こでこの発明では、周期データの実時間性を確実に保ち
つつ、静止画などの容量が大きなものに対しても効率良
く伝送できるように、周期データ伝送モードと非周期デ
ータ伝送モードの2つのモードをトークンに設けた。
As described above, media such as audio, data, moving images, and still images need to be transmitted at regular intervals (moving images, audio, etc.). These media are called periodic data. ) And those with little time constraints (still images, text, etc. These media are called aperiodic data). Therefore, in the present invention, two modes, a periodic data transmission mode and an aperiodic data transmission mode, are used to ensure that the real-time property of the periodic data is ensured, and to efficiently transmit even large images such as still images. Was provided on the token.

【0016】また、各ノードは周期を保証する為タイマ
ーを持ち、このタイマーの動作により伝送するデータの
伝送時間を決定したり、モードを変更したりする。各ノ
ードのタイマーは、同期している必要はないが、正確に
タイムをカウントできるものとする。各ノードのタイマ
ーはトークンリングのイニシャライズ時に一番最初に周
期データの伝送を検知したときにタイマーを予め設定さ
れた値に設定する。
Each node has a timer for guaranteeing a cycle. The timer operates to determine the transmission time of data to be transmitted and to change the mode. The timer of each node does not need to be synchronized, but can count the time accurately. The timer of each node sets the timer to a preset value when the transmission of periodic data is first detected at the time of token ring initialization.

【0017】各ノードはトークンを受け取ったとき、ト
ークンに期されたモードを確認する。その場合、モード
が周期データ伝送モードであれば、そのノードが周期デ
ータを所有しているならば、周期データ(音声、動画
像)の伝送を確実に行った後、トークンを次のノードに
渡す(図3(b) )。もしもモードが周期データ伝送
モードのトークンを受け取ったとき、そのノードが伝送
すべき周期データを持たない場合は伝送を行わず、モー
ドをそのままにしてトークンを次のノードに渡す。
When each node receives the token, it confirms the mode expected for the token. In this case, if the mode is the periodic data transmission mode, and if the node owns the periodic data, the token is transferred to the next node after the periodic data (audio, video) is securely transmitted. (FIG. 3 (b)). If the node receives the token of the periodic data transmission mode, if the node does not have the periodic data to be transmitted, the node does not transmit the data, and passes the token to the next node without changing the mode.

【0018】トークンを受け取ったとき、モードが非周
期データ伝送モードであったならば、先ずそのノードの
タイマーを参照する。このときタイマーに残り時間があ
る場合は、そのタイマーが切れるまでの間ならば、非周
期データの伝送をどれだけ行っても良い(図(b)
)。 (2) モードの変更方法 次に、トークンに設定される2つのモードの変更につい
て述べる。先ず最初に非周期データ伝送モードから周期
データ伝送モードへの変更であるが、これは各ノードの
タイマーの値に応じて任意のノードが行う。前記のよう
に、各ノードはタイマーを持ち、常にタイマーをカウン
トダウンしている。このタイマーが切れた時、モードが
非周期データ伝送のトークンを保持しているノードは、
モードを非周期データ伝送から周期データ伝送に変更し
た後、周期データを保有しているならば周期データの伝
送を開始し、伝送終了後、次のノードにトークンを渡す
(図3(b) )。
If the mode is the aperiodic data transmission mode when the token is received, the timer of the node is first referred to. At this time, if the timer has a remaining time, any transmission of aperiodic data may be performed until the timer expires (Fig. (B)
). (2) Mode change method Next, the change of the two modes set in the token will be described. First, a change from the non-periodic data transmission mode to the periodic data transmission mode is performed by an arbitrary node according to the value of the timer of each node. As described above, each node has a timer and always counts down the timer. When this timer expires, the node whose mode is holding the token for aperiodic data transmission,
After changing the mode from the non-periodic data transmission to the periodic data transmission, if the periodic data is held, the transmission of the periodic data is started, and after the transmission is completed, the token is passed to the next node (FIG. 3 (b)). .

【0019】このとき、モードを変更したノードは、非
周期データ伝送モードから周期データ伝送モードに変更
したことを記録しておく。モードが周期データ伝送のト
ークンを受け取ったノードは伝送すべき周期データがあ
れば伝送し、もし周期データを持たない場合は、次のノ
ードにトークンを渡す。
At this time, the node whose mode has been changed records that the mode has been changed from the non-periodic data transmission mode to the periodic data transmission mode. The node that has received the token of the periodic data transmission mode transmits the periodic data to be transmitted, if any, and if not, passes the token to the next node.

【0020】次に、周期データ伝送モードから非周期デ
ータ伝送モードへの変更について述べる。前記のモード
を非周期データ伝送モードから周期データ伝送モードに
変えたノードは、周期モードのトークンが1周して戻っ
てきたら(この1周の間に、全てのノードはこの周期の
周期データの伝送を終えている)、モードを非周期モー
ドに変更し、次のノードにトークンを渡す(図3(b)
)。この時モードを変えたノードは非周期データを持
っていてもデータ伝送は行わないものとする。これは、
もしもこのような場合、モードを変えたノードが膨大な
量の非周期データを保有していた場合に、このノード以
外のノードが非周期データを伝送できなくなってしまう
のを防ぐ為である。LANでは、各ノードが公平にトー
クンを獲得できることが前提となっており、これを保証
してやることが必要である。そこで、この発明ではノー
ドの公平性を保つ為に、モードを変えたノードはそこで
は非周期の伝送を行えないものとした。モードが非周期
データ伝送のトークンを受け取ったノードは、非周期デ
ータの伝送を行い、各ノードは伝送すべき非周期データ
がなくなるか、もしくはタイマーが切れるまで伝送を行
ってよい。伝送すべき非周期データがなくなった場合
は、モードはそのままで、トークンを次のノードに渡
す。タイマーが切れた場合は、前記の通り、モードを周
期に変更し、周期データの伝送を行う。 (3) タイマーの設定 次に、各ノードのタイマーの設定値について述べる。タ
イマーは保証したい周期の半分の長さに設定する。(例
えば30ms毎に伝送を行いたい場合は、タイマーは15
msに設定する)。
Next, the change from the periodic data transmission mode to the aperiodic data transmission mode will be described. The node that has changed the mode from the non-periodic data transmission mode to the periodic data transmission mode, returns the token of the periodic mode after one round of return (during this one round, all the nodes have the periodic data of this cycle. Mode is changed to aperiodic mode and the token is passed to the next node (Fig. 3 (b)
). At this time, it is assumed that the node whose mode has been changed does not transmit data even if it has aperiodic data. this is,
In such a case, if the node whose mode has been changed has an enormous amount of aperiodic data, it is to prevent a node other than this node from being unable to transmit the aperiodic data. The LAN is based on the premise that each node can acquire a token fairly, and it is necessary to guarantee this. Therefore, in the present invention, in order to maintain fairness of the nodes, a node whose mode has been changed cannot perform aperiodic transmission there. The node receiving the token of the aperiodic data transmission mode transmits the aperiodic data, and each node may transmit until there is no more aperiodic data to be transmitted or the timer expires. When there is no aperiodic data to be transmitted, the mode is left as it is, and the token is passed to the next node. When the timer expires, the mode is changed to the cycle and the cycle data is transmitted as described above. (3) Timer setting Next, the timer setting value of each node is described. Set the timer to half the length of the period you want to guarantee. (For example, if you want to transmit every 30 ms,
ms).

【0021】この発明では、タイマーが切れるたびに必
ずモードが変更されるため、タイマーが1度切れるまで
に確実に周期データ伝送モードのトークンを受け取るこ
とができる。しかし、次に述べるような場合、最悪の場
合を想定すると、タイマー2回分の遅れができてしまう
ため、保証したい周期の半分の値をタイマーの値として
設定する。例えば、図4のように周期データ伝送モード
のトークンを次のノードにパスした瞬間に、そのノード
(ノードA)に周期データが発生した場合、次に周期デ
ータ伝送モードのトークンを得るのは、一度タイマーが
切れて、その次の周期のタイマーが切れるまでのどこか
で獲得する。従って、最悪の場合は、タイマーが2回切
れるまで待たされる場合がある。そのためにタイマーの
設定値は周期データの伝送品質を保証できる周期の半分
の値に設定することが必要となる。
According to the present invention, the mode is always changed each time the timer expires, so that the token in the periodic data transmission mode can be reliably received before the timer expires. However, in the following case, if the worst case is assumed, a delay of two timers is generated. Therefore, a value of a half of the period to be guaranteed is set as the timer value. For example, as shown in FIG. 4, at the moment when a token in the periodic data transmission mode is passed to the next node, and periodic data is generated in that node (node A), the token in the periodic data transmission mode is obtained next. Earn somewhere before the timer expires and the next cycle timer expires. Therefore, in the worst case, the user may wait until the timer expires twice. Therefore, the setting value of the timer needs to be set to a half value of the period that can guarantee the transmission quality of the period data.

【0022】[0022]

【作用】この発明のトークンリングを用いたマルチメデ
ィア統合LAN方式では、モードという概念を用い、ト
ークンのモードを変更することにより、非周期データの
伝送にできる限り大きなサイズのパケットとすることが
できる。この様子を図1の(a) に示した。このように、
モードの変更時に、必ずその時に使用できる最大のパケ
ットサイズでデータ伝送が行なえるため、静止画データ
等のバーストデータを効率良く伝送することができる。
In the multimedia integrated LAN system using the token ring according to the present invention, by using the concept of mode and changing the mode of the token, it is possible to make the packet as large as possible for the transmission of aperiodic data. . This situation is shown in FIG. in this way,
When the mode is changed, data transmission can always be performed with the maximum packet size that can be used at that time, so that burst data such as still image data can be transmitted efficiently.

【0023】モードの変更をある特定のノードが行うよ
うにすると、その特定のノードが故障した場合に問題が
起きたり、トークンの空回りが避けられず、効率が落ち
るが、これを回避することができる。
If the mode change is performed by a specific node, a problem occurs when the specific node fails, or the idle rotation of the token is unavoidable, and the efficiency is reduced. it can.

【0024】[0024]

【実施例】この発明の方式と、前記FDDI方式をシミ
ュレーションで比較した。 (1) シミュレーション条件 シミュレーションにおける設定は次の通りである。
EXAMPLES The method of the present invention and the FDDI method were compared by simulation. (1) Simulation conditions The settings in the simulation are as follows.

【0025】 伝送容量 :100Mbits/sec ケーブル長 :50Km、100Km 信号伝播速度 :2×108 m/sec 全ノード数 :250ノード 周期ノード数 :10、20ノード 最大パケット長 :5 kbytes 周期データ周期 :30ms、20ms 非周期データサイズ :平均1 kbytes バーストデータサイズ:平均100 kbytes 周期データ情報量 :平均4Mbits/sec、2Mbits/s
ec データノードの伝送するトラフィックに関して、スルー
プット−遅延時間の結果では、各パケット単位での遅延
時間を求めるのではなく、データノードにより発生され
る各メッセージ毎(複数のパケットによって伝送される
場合は、最後のパケットが送信されるまで)の遅延時間
を求めることにした。各ノード内のデータの処理方式
は、制限式とし、タイマーが切れるまでの範囲内でいく
つでも通信を行ってよいものとした。 (2) シミュレーションにおける理論値 ここでは、シミュレーション結果の正当性を述べるた
め、シミュレーションの各設定値の時の理論値との比較
を行う。 非周期データの遅延時間の下限 トークンリング方式では、トークンの受渡しによるスル
ープットの低下が考えられる。これは、信号の伝播速度
に依存するものであるから、リングサイズによってトー
クンがリングを回る時間は、計算により求めることがで
きる。
Transmission capacity: 100 Mbits / sec Cable length: 50 km, 100 km Signal propagation speed: 2 × 10 8 m / sec Total number of nodes: 250 nodes Number of periodic nodes: 10, 20 nodes Maximum packet length: 5 kbytes Periodic data period: 30ms, 20ms Aperiodic data size: Average 1 kbytes Burst data size: Average 100 kbytes Periodic data information amount: Average 4Mbits / sec, 2Mbits / s
ec Regarding the traffic transmitted by the data node, the result of the throughput-delay time does not calculate the delay time for each packet, but for each message generated by the data node (when transmitted by a plurality of packets, (Until the last packet is transmitted). The processing method of the data in each node is a restriction type, and any number of communications can be performed within the range until the timer expires. (2) Theoretical value in simulation Here, in order to state the validity of the simulation result, comparison is made with the theoretical value at the time of each set value of the simulation. Lower limit of delay time of aperiodic data In the token ring method, it is conceivable that the throughput will be reduced due to the transfer of tokens. Since this depends on the propagation speed of the signal, the time for the token to go around the ring according to the ring size can be obtained by calculation.

【0026】 リングサイズ50Kmの時:250μs リングサイズ100Kmの時:500μs 実際には、この時間に各ノードによるノード内遅延が加
わる。
When the ring size is 50 km: 250 μs When the ring size is 100 km: 500 μs Actually, an intra-node delay due to each node is added to this time.

【0027】ここで先ず、非周期データの遅延時間の値
の最小値を求める。
First, the minimum value of the delay time of the aperiodic data is determined.

【0028】一般的に、トークンパッシング方式による
通信には、最低、以下の時間がかかる。
Generally, at least the following time is required for communication by the token passing method.

【0029】 最初にフリートークンを獲得するのに
かかる時間 パケットを送出し始めてから最後のパケットを送出
し終えるまでの時間 パケットを送出し終えてから受信側がパケットを受
信するまでの時間 このうち、このシミュレーションでは、パケットを送出
し終えてから受信側がパケットを受信するまでの時間は
遅延に加算していない。即ち、遅延をノードに対して送
信要求が起こってからノードが最後のパケットの送信を
終了するまでの時間とした。ここでパケットの通信時間
は、平均するとリングを一周する時間の半分になるの
で、リングサイズに依存し、容易に求めることができ
る。
The time required to acquire a free token for the first time The time from the start of sending a packet to the end of sending the last packet The time from the end of sending a packet to the receiving end receiving the packet In the simulation, the time from the end of transmitting the packet until the receiving side receives the packet is not added to the delay. That is, the delay is defined as the time from when a transmission request is issued to the node to when the node finishes transmitting the last packet. Here, the communication time of a packet is, on average, half of the time required to make one round of the ring, and therefore depends on the ring size and can be easily obtained.

【0030】先ず最初にフリートークンを獲得するのに
かかる時間を求める。スループットが低い時は、平均す
るとリングを一周する時間の半分でトークンを獲得でき
るが、ここで考えなくてはならないのは、モードが周期
と非周期の2種類の場合が考えられることである。
First, the time required to acquire a free token is determined. When the throughput is low, tokens can be acquired in half the time required to go around the ring on average, but what needs to be considered here is that there are two types of modes: periodic and aperiodic.

【0031】ここで、周期データを伝送するノードが1
ノードにつき平均4Mbits/secのデータを送信すると
き、全体の周期ノード数を10ノードとすると、100
Mbits/secの伝送容量のうち、40Mbits/sec分を周期
データの伝送に使用される。この場合、タイマーの設定
値を15msとすると、この発明の方式のプロトコルか
ら、最初の6msは周期データの伝送に使われる。従っ
て、非周期データが最初の6msで発生した場合は、すぐ
には伝送できず、後半の9msで発生した場合はトークン
を獲得した後、すぐに伝送できると考えられる。つま
り、4割の非周期データが平均3msの時間待たされる。
これと残りの6割のデータがすぐ送れると考えると、発
生してから送られるまでに、平均して1.2msの遅延時
間が生ずる。これに前述のトークンを獲得するまでの時
間(リング半周分)である0.125ms(50Km)を加
え、更に平均長1Kbytes のデータを発生させたので、
その伝送時間0.08msを加えると、非周期データの伝
送要求が非常に少ない場合(スループットが低い場合)
でも非周期データの遅延時間は、1.405msを下回る
ことはないと考えられる。
Here, the node transmitting the periodic data is 1
When transmitting an average of 4 Mbits / sec data per node, if the total number of periodic nodes is 10 nodes, 100
Of the transmission capacity of Mbits / sec, 40 Mbits / sec is used for transmitting periodic data. In this case, assuming that the set value of the timer is 15 ms, the first 6 ms is used for transmission of periodic data according to the protocol of the present invention. Therefore, if the aperiodic data occurs in the first 6 ms, it cannot be transmitted immediately, and if it occurs in the latter 9 ms, it can be considered that it can be transmitted immediately after acquiring the token. That is, 40% of the non-periodic data waits for an average of 3 ms.
Assuming that this and the remaining 60% of the data can be sent immediately, an average delay time of 1.2 ms occurs between the occurrence and transmission. To this, 0.125ms (50km), which is the time until the token is obtained (half a ring), is added, and data having an average length of 1Kbytes is generated.
If the transmission time is added to 0.08 ms, the transmission request of aperiodic data is very small (when the throughput is low)
However, it is considered that the delay time of the aperiodic data does not fall below 1.405 ms.

【0032】シミュレーションの結果と理論値の比較を
表1に示す。
Table 1 shows a comparison between simulation results and theoretical values.

【0033】[0033]

【表1】 [Table 1]

【0034】これらの理論値とシミュレーション結果を
比較すると、遅延時間の下限は理論値に非常に近い値が
得られており、シミュレーションの結果は、実際に近い
ものが得られたと考えられる。 非周期データのスループットの上限 次に、スループットの上限の値について検討する。この
発明の方式では、モードを設けたため、タイマーが一度
切れる間に、トークンは周期モードとしてリングを1
周、非周期モードとしてリングを1周すると考えられ
る。従って、非周期データの最大スループットはリング
サイズが50Kmの場合で、かつタイマーの設定値を15
msとすると、先ほどのリングを1周する遅延をタイマー
の値で割って、0.033のロスがある。従って、4M
bits/secの周期データを10ノードが送信している状態
では、全体の4割分周期データの伝送を行っているとし
て、非周期データの理論上のスループットの最大値は
0.567となる。
Comparing these theoretical values with the simulation results, the lower limit of the delay time is very close to the theoretical value, and it is considered that the simulation results are close to actual ones. Upper Limit of Throughput of Aperiodic Data Next, the upper limit of the throughput will be considered. In the method of the present invention, since the mode is provided, while the timer expires once, the token sets the ring as a periodic mode for one cycle.
It is considered that the ring makes one round as a non-periodic mode. Therefore, the maximum throughput of the non-periodic data is when the ring size is 50 km and the timer setting value is 15
Assuming ms, there is a loss of 0.033 by dividing the delay of one round of the ring by the value of the timer. Therefore, 4M
In a state where 10 nodes transmit the periodic data of bits / sec, the theoretical maximum value of the aperiodic data is 0.567 assuming that the transmission of the periodic data for the entirety is performed.

【0035】同様にしてリングサイズが100Kmの場合
は、トークンが周回するのに時間がかかるので、非周期
データの理論上のスループットの最大値は0.533と
なる。
Similarly, when the ring size is 100 km, it takes time for the token to circulate, so the maximum theoretical throughput of aperiodic data is 0.533.

【0036】シユレーションの結果と理論値の比較を表
2に示す。
Table 2 shows a comparison between the simulation results and the theoretical values.

【0037】[0037]

【表2】 [Table 2]

【0038】これらの理論値とシミュレーション結果を
比較すると、スループットの上限も結果は理論値に非常
に近い値が得られており、シミュレーションの結果は、
実際に近いものが得られたと考えられる。 (3) 評価 この発明の方式は、周期データの伝送が確実に周期性を
保証されながら、なおかつ今後の需要が増加すると考え
られる静止画などの大容量のデータを効率良く伝送でき
る方式である。
Comparing these theoretical values with the simulation results, the results of the simulation show that the upper limit of the throughput is very close to the theoretical value.
It is considered that something close to the actual one was obtained. (3) Evaluation The method of the present invention is a method capable of efficiently transmitting large-capacity data such as still images, which is expected to increase in demand in the future, while ensuring periodic transmission of periodic data.

【0039】これを示すため、本方式と同様にトークン
リング方式をベースとし、なおかつ周期データの周期も
保証しているFDDI方式との比較を行った。
To illustrate this, a comparison was made with the FDDI system, which is based on the token ring system as in the present system and also guarantees the period of the periodic data.

【0040】先ず最初に伝送容量100Mbps 、ケーブ
ル長50Km、全ノード数250ノード、周期ノード数1
0ノード、周期データ周期30ms、周期データ情報量平
均4Mbits/secの場合の結果を、周期データについて図
5に、非周期データについて図6に、バーストデータに
ついて図7に、それぞれ示す。図中、DPCとあるの
は、この発明の方式である。
First, the transmission capacity is 100 Mbps, the cable length is 50 km, the total number of nodes is 250, and the number of periodic nodes is 1.
The results in the case of 0 nodes, a periodic data period of 30 ms, and a periodic data information amount average of 4 Mbits / sec are shown in FIG. 5 for periodic data, in FIG. 6 for aperiodic data, and in FIG. 7 for burst data. In the drawing, DPC is the method of the present invention.

【0041】最初に、図5について検討を行う。この図
を見ると、非周期データのスループットが低いうちは、
FDDI方式の方が遅延を少なく伝送を行なえると考え
られる。これはFDDI方式では、トークンを獲得する
と必ず周期データの伝送を行うので、スループットが低
いうちは周期データが発生してすぐにトークンを獲得で
きるためである。
First, consider FIG. Looking at this figure, while the aperiodic data throughput is low,
It is considered that the FDDI system can perform transmission with less delay. This is because, in the FDDI method, periodic data is always transmitted when a token is obtained, so that a token can be obtained as soon as periodic data is generated while the throughput is low.

【0042】これに対し、この発明の方式では、非周期
データのスループットが低いうちも、高いうちも、終始
一定した遅延時間(6ms程度)となった。これは、この
発明の方式では、モードを用いて通信を行うため、スル
ープットが低いうちでも各周期(15ms)の最初の1周
だけトークンが周期モードとして周回し、その他は非周
期モードとして周回するため、周期データが発生して
も、すぐに送信できないためである。
On the other hand, in the method of the present invention, a constant delay time (approximately 6 ms) was obtained throughout the period when the throughput of aperiodic data was low and high. This is because, in the method of the present invention, since the communication is performed using the mode, the token circulates as the periodic mode only in the first round of each cycle (15 ms) even while the throughput is low, and the token circulates as the non-periodic mode in other cases. Therefore, even if periodic data occurs, it cannot be transmitted immediately.

【0043】図5の結果からは、何れの方式共に周期デ
ータの周期(30ms)を確実に保証しており、問題はな
い。
From the results shown in FIG. 5, there is no problem in any of the methods in which the period of the periodic data (30 ms) is reliably guaranteed.

【0044】次に、非周期データの伝送結果を見る。先
ず、図6の結果を見ると、スループットが上昇すると、
FDDIの方がこの発明の方式よりも効率良く伝送され
ていることがわかる。しかし、ここで図7を見てみる
と、非周期データのスループットが低い間は、両方式共
に大きな差は見られないが、非周期データのスループッ
トが0.4を超えると、この発明の方式の方が伝送遅延
が少なく、明らかに効率良く伝送を行っていることがわ
かる。
Next, the transmission result of the aperiodic data will be examined. First, looking at the results in FIG. 6, when the throughput increases,
It can be seen that FDDI is transmitted more efficiently than the method of the present invention. However, when looking at FIG. 7 here, while the throughput of the aperiodic data is low, there is no significant difference in both methods, but when the throughput of the aperiodic data exceeds 0.4, the method of the present invention is used. It can be seen that the transmission delay is smaller and that transmission is clearly efficient.

【0045】同様に、伝送容量100Mbps 、ケーブル
長100Km、全ノード数250ノード、周期ノード数1
0ノード、周期データ周期30ms、周期データ情報量平
均4Mbits/secの場合の結果を、周期データについて図
8に、バーストデータについて図9に、それぞれ示す。
Similarly, the transmission capacity is 100 Mbps, the cable length is 100 km, the total number of nodes is 250, and the number of periodic nodes is 1.
The results in the case of 0 nodes, a periodic data cycle of 30 ms, and an average periodic data information amount of 4 Mbits / sec are shown in FIG. 8 for the periodic data and in FIG. 9 for the burst data.

【0046】これらの結果からもこの発明の方式が、周
期データの周期性を確実に保証しつつ、バーストデータ
を効率良く伝送できる方式であることがわかる。
From these results, it can be seen that the method of the present invention is a method capable of efficiently transmitting burst data while ensuring the periodicity of the periodic data.

【0047】今後のコンピュータ通信では、静止画に代
表されるバーストデータの伝送を行う機会が多くなるの
で、この発明の方式を用いると、周期データの周期を確
実に保証しつつ、容量の大きなデータも効率良く伝送で
きることが示された。
In the future computer communication, there are many opportunities to transmit burst data typified by still images. Therefore, by using the method of the present invention, it is possible to reliably guarantee the period of the periodic data and to transmit large-capacity data. It was also shown that data could be transmitted efficiently.

【0048】次に、この発明の方式の距離に対する効率
を、図10に示す。
Next, FIG. 10 shows the efficiency of the system of the present invention with respect to distance.

【0049】図10を見ると、リングサイズが大きくな
るにつれて効率が落ちていくことがわかる。これは、ト
ークンリングの性質上、トークンのパッシングに要する
時間がリングサイズに依存するためである。
FIG. 10 shows that the efficiency decreases as the ring size increases. This is because the time required for token passing depends on the ring size due to the nature of the token ring.

【0050】表2に示したように、スループットの限界
値が、それぞれ10Kmで0.593、50Kmで0.56
7、100Kmで0.533、200Kmで0.467であ
り、結果はそれに近い特性が得られている。
As shown in Table 2, the limit values of the throughput were 0.593 at 10 km and 0.56 at 50 km, respectively.
The values are 0.533 at 7, 100 km and 0.467 at 200 km, and the results are close to those.

【0051】[0051]

【発明の効果】以上に説明したように、この発明によれ
ば、トークンに周期データ伝送モードと非周期データ伝
送モードを設定可能とし、各ノードでは、タイマーによ
り時間計測を可能として、非周期データ伝送モードで
は、許容される最大限のパケットサイズで非周期データ
を伝送できるようにしたので、周期データの伝送品質を
保証しつつ、非周期データを効率良く伝送できる効果が
ある。
As described above, according to the present invention, a periodic data transmission mode and an aperiodic data transmission mode can be set in a token, and each node can measure time by a timer, In the transmission mode, aperiodic data can be transmitted with the maximum allowable packet size, so that there is an effect that the aperiodic data can be efficiently transmitted while guaranteeing the transmission quality of the periodic data.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】(a) はこの発明のタイムチャートの例を示す
図、(b) はFDDI方式のタイムチャートの例を示す図
である。
FIG. 1A is a diagram showing an example of a time chart of the present invention, and FIG. 1B is a diagram showing an example of a time chart of the FDDI system.

【図2】バーストデータを伝送する場合の概念図で、
(a) はこの発明の場合の図、(b)はFDDI方式の場合
の図である。
FIG. 2 is a conceptual diagram when transmitting burst data,
(a) is a diagram in the case of the present invention, and (b) is a diagram in the case of the FDDI system.

【図3】この発明の概要を示す図で、(a) はネットワー
クの構成図、(b) はタイムチャートの図である。
3A and 3B are diagrams showing an outline of the present invention, wherein FIG. 3A is a configuration diagram of a network, and FIG. 3B is a time chart.

【図4】タイマーの設定時間を説明するタイムチャート
である。
FIG. 4 is a time chart for explaining a set time of a timer.

【図5】トークンリングを50Kmとした場合の、周期デ
ータの伝送効率を比較したグラフである。
FIG. 5 is a graph comparing the transmission efficiency of periodic data when the token ring is set to 50 km.

【図6】同じく非周期データの伝送効率を比較したグラ
フである。
FIG. 6 is a graph comparing transmission efficiency of aperiodic data.

【図7】同じくバーストデータの伝送効率を比較したグ
ラフである。
FIG. 7 is a graph comparing transmission efficiency of burst data.

【図8】トークンリングを100Kmとした場合の、周期
データの伝送効率を比較したグラフである。
FIG. 8 is a graph comparing transmission efficiency of periodic data when the token ring is set to 100 km.

【図9】同じくバーストデータの伝送効率を比較したグ
ラフである。
FIG. 9 is a graph comparing transmission efficiency of burst data.

【図10】トークンリングのサイズによる伝送効率の変
化を示したグラフである。
FIG. 10 is a graph showing a change in transmission efficiency depending on the size of a token ring.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

A、B、C、D ノード A, B, C, D nodes

フロントページの続き (56)参考文献 特表 昭63−502551(JP,A) スニル・ジョシ、ベンカトラマン・イ エル「高速ローカル・ネットワークの新 基準」、日経マブロウヒル社、NIKK EI COMPUTER,1984.9. 17,P.151−163 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04L 12/42 Continuation of the front page (56) References Special Tables 63-502551 (JP, A) Sunil Joshi, Benkatraman Yell, "New Standards for High-speed Local Networks", Nikkei Mabrowhill, NIKK EI COMPUTER, September 1984. 17, p. 151-163 (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H04L 12/42

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 トークンパッシングリングと複数のノー
ドでネットワークを構成し、トークンを得たノードがデ
ータの伝送を行うようにしたLAN方式において、前記
複数のノードは、それぞれ、タイマーで時間計測を可能
としていると共に、トークンを得たノードは、トークン
のモードが非周期データ伝送モードであり、タイマーの
残り時間が無くなった時、トークンのモードを周期デー
タ伝送モードに変更し、トークンのモードを周期データ
伝送モードに変更したノードは、巡回したトークンを得
た時、トークンのモードを非周期データ伝送モードに変
更することによって、トークンは、音声、動画像等の為
の周期データ伝送モードと、静止画像、テキストファイ
ル等の為の非周期データ伝送モードのモード切換を、
全てのノードによって可能としており、トークンを得た
ノードは、トークンのモードとタイマーの残り時間に従
って、所定の伝送処理を行うことを特徴とするトークン
リングを用いたマルチメディア統合LAN方式。
[Claim 1] constitute a network the token passing ring and a plurality of nodes, in a LAN system obtained node to perform transmission of data tokens, the
A plurality of nodes, respectively, with thereby enabling <br/> time measured by the timer, the node that obtained the token, the token
Is the non-periodic data transmission mode and the timer
When the remaining time runs out, the token mode is
Data transmission mode and change the token mode to cycle data
The node that changes to the transmission mode obtains the circulated token.
The token mode to aperiodic data transmission mode.
By changing the token , the token switches the mode between a periodic data transmission mode for voice, moving images, etc., and an aperiodic data transmission mode for still images, text files, etc.
A multimedia integrated LAN system using a token ring, which is enabled by all nodes, and wherein a node that has obtained a token performs predetermined transmission processing according to the mode of the token and the remaining time of the timer.
【請求項2】 タイマーに設定される時間は、周期デー
タの伝送品質を保証できる周期の半分の時間とする請求
項1記載のトークンリングを用いたマルチメディア統合
LAN方式。
2. A multimedia integrated LAN system using a token ring according to claim 1, wherein the time set in the timer is a half of a period capable of guaranteeing the transmission quality of the periodic data.
【請求項3】 トークンを得たノードは、トークンのモ
ードが周期データ伝送モードであり、周期データを所有
している時、周期データを伝送する請求項1記載のトー
クンリングを用いたマルチメディア統合LAN方式。
3. The multimedia integration using token ring according to claim 1, wherein the node that has obtained the token transmits the periodic data when the mode of the token is the periodic data transmission mode and possesses the periodic data. LAN method.
【請求項4】 トークンを得たノードは、トークンのモ
ードが非周期データ伝送モードであり、非周期データを
所有している時、タイマーの残り時間内で、非周期デー
タを伝送する請求項1記載のトークンリングを用いたマ
ルチメディア統合LAN方式。
4. The node that has obtained the token transmits the aperiodic data within the remaining time of the timer when the mode of the token is the aperiodic data transmission mode and the node owns the aperiodic data. A multimedia integrated LAN system using the described token ring.
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