JP3961696B2 - Network system - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、異なった伝送レートのノード間を単一の伝送路にて通信可能とするネットワークシステムに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、複数の家電機器をネットワークで接続する場合、その伝送レートは、各家電機器の制御内容や、必要とする情報量、通信所用時間、必要応答時間によって決定される。
【0003】
図15は、従来のネットワークシステムの概略構成を示す。ホストノード13が、高速データライン11にて高速ビットレートノード16,17と接続され、さらにゲートウェイ14を介して、低速データライン12にて低速ビットレートノード15,18に接続されている。
【0004】
例えば、AV(Audio Visual)機器では、画像、音声などの情報量の大きいデータをリアルタイムで通信する必要があり、100Mbps、200Mbps、400Mbpsなどの高速伝送レートで送られ、さらに高速化の方向に進んでいる。
【0005】
一方、エアコン、電子レンジ、照明などの白物家電では、制御データが主で、数十Kバイト程度の少ないデータの送受信のみであり、リアルタイムで通信を行う必要もない。このため、伝送レートも、現在で9.6Kbps、将来的にも100Kbps程度で十分である。
【0006】
このように扱うデータの異なる通信では、プロトコルもそれぞれ異なり、伝送レートも大きく異なるため、二つの系に分離して伝送し、最終的にゲートウェイで接続する方法が用いられている。例えばAV系はIEEE1394などの同期転送型(isochronous transfer)を含むプロトコルを用い、白物家電系はHBSやLONWORKSのような非同期データ転送型(asynchronous trnsfer)のプロトコルが選ばれ、その物理仕様も異なるため、異なるトランシーバを持つ二つの伝送ラインが併存している。伝送媒体が有線であれば、2系統の配線が家庭内に敷設され、無線であれば、異なった二つの周波数の電波が用いられる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、2系統の配線を行うことによって設置工事がコスト高となり、無線の場合は異なった二つの周波数の電波を用いることによって貴重な周波数資源を消費することになる。いずれにしても伝送レートの異なる二つの変復調器を持つトランシーバが必要であり、高速ネットワーク、低速ネットワークそれぞれのノードでの標準化、コストダウンの阻害要因となっている。
【0008】
本発明は、上記課題を解決するため、異なった伝送レートでも同一伝送路で通信できるネットワークシステムを提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するため、本発明のネットワークシステムは、異なるデータ通信速度のノードを通信媒体で接続したネットワークシステムにおいて、前記各ノードは、通信に先立ち、キャリアセンスを行うキャリア検出手段と、パケット通信のサイクル時間をビットレートの異なる複数の時系列通信域に分け、その中で自己に割り当てられたビットレートの通信域に送信パケットを割り付ける通信域割付手段とを具備し、この通信域割付手段は、あらかじめ設定された時間内にキャリアを検出しない場合、パケット送信を開始し、あらかじめ設定された時間内にキャリアを検出した場合、ベースバンド信号のプリアンブルビット周期によって、高速データパケットと低速データパケットとを判別し、パケット先頭からの時間を計測して、送信タイミングを決定することを特徴とする。
【0010】
以上の構成によって、異なった伝送レートでも同一伝送路で通信できる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【0012】
図1は、(a)に本発明のネットワークシステムの概略構成を、(b)に本発明の通信方法によるパケット列を示す。
【0013】
ホストノード2が、データライン1にて高速ビットレートノード4,5および低速ビットレートノード3,6に接続されている。データライン1は、有線、電波、光などであり、高速パケットおよび低速パケットが混在して伝送される。高速ビットレートノード4はDVD(Digital Video Disc)、高速ビットレートノード5はHDTV(High Density Television)であって、共に100Mbpsでパケットの送受信を行う。また、低速ビットレートノード3はエアコン、低速ビットレートノード6は電子レンジであって、共に100Kbpsでパケットの送受信を行う。
【0014】
各ノードはサイクルタイムTでパケットの送受信が可能で、サイクルタイムTが高速パケット域と低速パケット域とに分けられ、データライン1によって接続された高速ビットレートノード4,5および低速ビットレートノード3,6はそれぞれに割り当てられたパケット域でのみ通信可能である。低速パケットが割当時間t以内、高速パケットが時間(T−t)以内であれば、サイクルタイムT内で高速・低速パケットを混在して伝送可能である。なお、三つ以上の異なるビットレートのパケット通信域に分割することもできる。
【0015】
図2は、本発明のネットワークシステムを構成するノードの第1の構成例を示す。OSI(Open Systems Interconnection)モデルの1〜7層101は、OSI1層の一部102とベースバンドパケットの交換を行い、さらにトランシーバ103を介して他のノードとデータパケットの交換を行う。メモリ104は、ビットレート値、T値、t値、通信域割当値(通信可能域)を記憶している。
【0016】
OSI1層の一部102では、OSI1〜7層101から受けたベースバンドパケットがパケットバッファ102aにいったん記憶され、OSI1〜7層101からのビットレート指定に従い、ビット周期発生器102bからビット周期が発生され、パケットバッファ102aのデータがトランシーバ103に出力され、変調器103aにて変調され、データライン1に送出される。
【0017】
データライン1からのパケット信号は、復調器103bにて復調されて、ビットレート判別器102dにてビットレートを判別され、メモリ104によって自己に割り当てられたビットレート値のパケットが、パケット透過判定器102dにて選択されてパケットバッファ102cに記憶され、OSI1〜7層101に送られる。
【0018】
次に、各ノードの送信タイミングの決定方法を説明する。送信ノードは、図3に示すようにT時間キャリアを監視し、その間にキャリアを検出できなかった場合、監視終了後、所定のビットレートでパケット送信を開始する。このとき各ノードは、タイムスロット(時間幅ts)を持っており、監視終了後にランダムな値nを決定し、このn番目のタイムスロットnからパケット送信を開始する。ただしn*ts(*は乗算を表す。以降同様。)はTに対して充分小さく選ぶ。この送信前のキャリア監視によって複数ノードの同時送信によるパケット衝突を回避できる。
【0019】
T時間のキャリア監視時にキャリアを検出した場合は、検出したパケットのプリアンブル時刻を判定する。復調器103bにて受信信号をベースバンド信号に復調した後、パケット先頭に付加されているプリアンブルパルスの周期をビットレート判別器102dにて計測することによって、高速パケットか低速パケットかを判別する。また、同時にプリアンブルパルスの最初の出現時刻を検出する。
高速または低速のパケットを複数検出したときは、それぞれの最初のプリアンブルの検出時刻をサイクルタイム内の高速パケット域または低速パケット域の開始時刻と判定する。サイクルタイムTの間に少なくとも一つのパケットが検出されれば、次のサイクルで各ノードの送信タイミングはビットレート判定結果、プリアンブル開始時刻、t値によって一義的に決定される。
【0020】
例えば図4に示されるように最初に高速パケットのみを検出した場合、この先頭プリアンブルより時間T経過後に高速ビットレートノードが送信権を持つ。また低速ビットレートノードは、(2T−t)経過後に送信権を持つ。高速パケット域または低速パケット域のタイミング情報取得後は各ノードがキャリアセンスによって送信開始時刻をそれぞれ判断する。なお、ビットレートの判定は、あらかじめ各ノードのメモリに記憶されている自己またはその他ノードのビットレート値と照合して行われる。
【0021】
各ノードの通信処理部の物理層(OSI1層)にはビットレート周期信号発生器(図1のビット周期発生器102b)が設けられており、この周期は各ノードに割り当てられたパケット通信域のビットレート周期に対応する。通常各ノードはビットレート周期が固定であるがホストノード2(集中制御装置)は、高速・低速それぞれのビットレート周期に対応して切り替え可能なビットレート周期信号発生器を有し、送信先に応じて切り替える。
【0022】
受信したパケットは、ビットレート値に対応してパケットバッファメモリに貯えられ、OSI上位層に渡される。
【0023】
各ノードは、ビットレート値に1:1で対応するプロトコルを持ち、ビットレート値、T値、t値、通信域割当値を記憶する。ここで通信域割当値とは、1サイクルタイムをビットレートごとのパケット域に分割したとき、例えば図5(a)に示すように順番に0、1などの値を領域に割り付けた値であり、図5(b)に一例としてノード1のメモリデータを示す。本例ではノード1が、送信ビットレート100Kbpsで、通信域割当値1なので、サイクルタイムの後半に送信権を持つ。
【0024】
特に各パケット域で複数パケットが交換される場合、それぞれの指定領域をはみ出さないように管理する必要がある。まず、一つの最大パケット長は、高速用が(T−t)、低速用は時間t以内である。特に高速用は扱うデータ量が多く、一回のパケットで全てのデータを送ることが不可能なことが多く、複数サイクルタイムにわたって送信される場合が多い。ここで、アプリケーション層(OSI7層)で生成される電文は、OSI上位層からOSI下位層に渡され、順次データが付加され、最終的に送信パケットバッファ102aに蓄えられる。送信パケットバッファ102aに蓄えられたパケットを構成する全ビット数を、その占有メモリサイズによって割り出す。これをmバイトとすると、パケット送信時間Tp=(8*m/送信ビットレート(bps))秒となる。
【0025】
図6は、時間tの低速パケット域で複数の低速ノードがパケットを送信する例を示す。Bノードは、Aノードのパケット送信終了時刻から残された許容時間tremain=t−(A終了時刻−A開始時刻)として得ることができる。
【0026】
図7のフローチャートを参照して、2回目以降のサイクルタイムのパケット送信アルゴリズムを説明する。まず、n=2として(ST1)、送信したいパケット長Tpを計算する(ST2)。そしてキャリアセンスを行い(ST3)、終了したら(ST4)、tremainを計算する(ST5)。ここでα=タイムスロット幅ts*最大スロット数の時間分とすると、tremain≧Tp+2*αならば(ST6)、Bノードが送信し(ST7)、n=n+1として、すなわち三回目のパケットでは3*αを加算し(ST8)、ステップST2に戻る。そうでなければ送信せず、次のサイクルタイムまで待つ(ST9)。
【0027】
次に異なるビットレートのノードに送信する場合を説明する。図8は、ノード3のメモリデータを示し、自己送信ビットレート値および自己通信域割当値を二つ持ち、異なったビットレートのノードと通信できる。例えば、ノード5にパケットを送信する場合、メモりテーブルから100Mbpsで通信域割当値0で送信しなければならい。
【0028】
図9に本発明のネットワークシステムを構成するノードの第2の構成例を示す。アプリケーション層201は、OSI1〜6高速用レイヤ202またはOSI1〜6低速用レイヤ203とデータ交換を行い、OSI1層の一部204とベースバンドパケットの交換を行い、さらにトランシーバ205を介して他のノードと変調後のデータパケットの交換を行う。メモリ206は、ビットレート値、T値、t値、通信域割当値を記憶している。
【0029】
OSI1層の一部204では、OSI1〜6高速用レイヤ202またはOSI1〜6低速用レイヤ203から受けたベースバンドパケットがパケットバッファ204aにいったん記憶され、OSI1〜6高速用レイヤ202またはOSI1〜6低速用レイヤ203からのビットレート指定に従い、ビット周期発生器204cからビット周期が発生され、パケットバッファ204aのデータがトランシーバ205に出力され、変調器205aにて変調され、データライン1に送出される。
【0030】
データライン1からのパケット信号は、復調器205bにて復調されて、ビットレート判別器204fにてビットレートを判別され、メモリ206によって自己に割り当てられたビットレート値のパケットが、パケット透過判定器204eにて選択されてパケットバッファ204dに記憶され、OSI1〜6高速用レイヤ202またはOSI1〜6低速用レイヤ203に送られる。
【0031】
復調器205bにて復調されたパケットは、そのプリアンブル部の周期がビットレート判別器で判別される。単一ビットレートノードでは、この判別内容で自己宛パケットか否かが判定される。もし異なれば、判別信号フラグでパケット通過判定器204e内部のスイッチを開き、パケットバッファ204dには伝送されないようにする。高速・低速ビットレートで通信可能なノードの場合は、ビットレート判別器204fでビットレートが判別された後、判別信号フラグによって高速または低速レイヤが選択された後、選択された方の上位層レイヤに渡され、パケット内の宛先アドレスと自己アドレスとの比較後、パケットの取捨が行われる。
【0032】
このノードに特有な機能が二つ有り、第1に送信データ長を通信ビットレートごとに通信域に納める機能がある。すなわち送信相手のビットレート値、通信域時間から送信データの許容長に収まるようにデータを分割し、パケット符号を付加し、次のサイクルタイムに残りデータをパケット化して送信する。オーババッファメモリ204bは送信パケットバッファ204aとは別に設けられていて、電文データの許容値を超えた部分がストアされ、1サイクルタイム終了後にストア値が読み出される。
【0033】
図10のフローチャートを参照して、この機能を説明する。オーババッファメモリ204bを初期化して(ST11)、オーババッファメモリ204bからデータを読み出し(ST12)、イベント(入力装置からの入力など)に基づき送信電文を生成する(ST13)。そして生成電文とオーババッファメモリ204bからのデータと付加データ(アドレス、誤り訂正符号など)との合計データビット長を計算する(ST14)。ここでデータ通信域の許容ビット長=通信域時間*通信レート(bps)として、データ通信域の許容ビット長を読み出し(ST15)、送信パケット長<許容ビット長か判定し(ST16)、否ならば許容オーバビットをオーババッファメモリ204bにストアする(ST17)。そして送信パケットバッファ204aに許容データ分をストアし(ST18)、パケット番号を付加する(ST19)。ステップST16で、送信パケット長が許容ビット長より短ければ送信パケットバッファ204aにストアする(ST20)。そしてキャリアセンス後送信し(ST21)、次のサイクルタイムまでウェイトして(ST22)、ステップST12に戻る。
【0034】
図11は、上記アルゴリズムでデータを複数のパケットに分割して送信する例を示す。
【0035】
プロトコル解釈機構は、高速ノード間のみ、低速ノード間のみの通信では、各々同じプロトコル通信レイヤが用意されている。しかし高速ノードから低速ノードに、あるいはその逆に送信する場合は相手にプロトコルが正しく解釈されることが必要である。このため第2の機能として、高速用レイヤ202と低速用レイヤ203とを用意し、送り先によって選択する。また、前述の分割されたパケット番号の付加されたパケットを受信したときはパケット番号を解釈して、順次再組立する機構がOSIレイヤの中に必要であり、公知の技術である。通常は高速または低速レイヤのいずれか一方を持っていればよい。
【0036】
次に、T値、t値を可変して送信する場合について説明する。アプリケーションにより、例えば低速パケット側に多くのノードがアクセスしたい場合、低速パケット域の占有時間帯を広げたい場合がある。また、その逆に高速パケット域を広げたい場合もある。このようなとき、高速・低速両方に含まれるホストノード2が全ノードに対してT値、t値をsetコマンドと共に同報し、他のノードのメモリテーブルを書き換える。
【0037】
図12に示すようにT値、t値、setコマンドなどの電文を、ホストノード2が同報モードで異なる二つのビットレートのパケットにて送信する。図13は、この電文の一例を示し、同報コマンド、setコマンドの次に、T=20msec、t=8msecに指定するコマンドを挿入する。このパケットを受け取ったノードは、直ちにメモリのデータを書き換えた後、ACK(アクノリッジ)を任意のタイミングで送信元のホストノード2に返す。ホストノード2は、ACKの戻らないノードに対してACKが戻るまで書換パケットを再送する。このようにして全ノードのメモリデータが書き換えられ、以降新しいT値、t値にて通信を開始する。
【0038】
また、resetコマンドを同報すると、予め各ノードに用意されているデフォルトのT値、t値に設定される。この書換手順もsetコマンドの場合と同様である。
【0039】
次に、トランシーバ205の変調器205a、復調器205bの機能について説明する。変調器205aにはパケットのビット列が入力され、変調されて出力される。変調方式にはASK(Amplitude Shift Keing)、FSK(Frequency Shift Keing)、PSK(Phase Shift Keing)、SS(Spread Spectrum)などの変調方式が選ばれるが、全てのノードは復調器も含め、同一の方式に統一され、かつ出力レベル、変調周波数、変調度などの物理的なパラメータも共通に設定されている。
【0040】
復調器205bは、変調された信号を復調するが、変調方式は全ノード間で統一されているため、本ネットワークシステム内の全てのノードの出力である変調信号は受信ノードでベースバンド信号に復調することができる。
【0041】
ベースバンド信号にて周期を測定して、ビットレートの判別を行うため、ベースバンド方式の符号は論理1、0の両期間で必ずパルスの出る符号を用いる。
【0042】
図14は、ベースバンド方式の符号波形を示し、(a)は符号Aの波形、(b)は符号Bの波形を示す。符号A、符号B共に周期測定によるビットレートの判別が行える。各ノードはこのビットレートの判定が行えればよく、異なるプロトコルの解釈を行う必要がない。特に通信媒体を有線としてベースバンド伝送方式を用いた場合、同一信号線上にパルスが出るため、信号レベルを高速用、低速用の各ノード間で整合をとることで、パルスの周期測定ができる。
【0043】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明のネットワークシステムは、パケット通信のサイクル時間をビットレートの異なる複数の時系列通信域に分け、その中で自己に割り当てられたビットレートの通信域に送信パケットを割り付けると共に、あらかじめ設定された時間内にキャリアを検出しない場合、パケット送信を開始し、あらかじめ設定された時間内にキャリアを検出した場合、ベースバンド信号のプリアンブルビット周期によって、高速データパケットと低速データパケットとを判別し、パケット先頭からの時間を計測して、送信タイミングを決定するので、複数ノードの同時通信によるパケット衝突を回避しつつ異なった伝送レートでも同一伝送路で通信でき、ネットワークを構成するノードの標準化が容易となり、またシステムのコストダウンを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は本発明のネットワークシステムの概略構成図、(b)は本発明の通信方法によるパケット列を示す図である。
【図2】本発明のネットワークシステムを構成するノードの第1の構成例を示す図である。
【図3】送信タイミングの決定方法の説明図である
【図4】高速・低速パケットの信号例を示す図である。
【図5】(a)は通信領域に割り付て値を付した例を示し、(b)はノード1のメモリデータの一例を示す図である。
【図6】低速パケット域で複数の低速ノードがパケットを送信する例を示す。
【図7】パケット送信アルゴリズムを説明するフローチャートである。
【図8】ノード3のメモリデータの一例を示す図である。
【図9】本発明のネットワークシステムを構成するノードの第2の構成例を示す図である。
【図10】送信データ長を通信ビットレートごとに通信域に納める機能を説明するフローチャートである。
【図11】データを複数のパケットに分割して送信する例を示す図である。
【図12】ホストノードの送信する電文の一例を示す図である。
【図13】同報モードの電文の一例を示す図である。
【図14】ベースバンド方式の符号波形を示し、(a)は符号Aの波形、(b)は符号Bの波形を示す図である。
【図15】従来のネットワークシステムの概略構成を示す図である。
【符号の説明】
1…データライン,2…ホストノード,3…低速ビットレートノード,4…高速ビットレートノード,5…高速ビットレートノード,6…低速ビットレートノード。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a network system that enables communication between nodes having different transmission rates through a single transmission line.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, when a plurality of home appliances are connected via a network, the transmission rate is determined by the control content of each home appliance, the amount of information required, the time for communication stations, and the required response time.
[0003]
FIG. 15 shows a schematic configuration of a conventional network system. The
[0004]
For example, in an AV (Audio Visual) device, data with a large amount of information such as images and sounds needs to be communicated in real time, and the data is sent at a high transmission rate such as 100 Mbps, 200 Mbps, or 400 Mbps, and further advances in the direction of higher speed. It is out.
[0005]
On the other hand, in white goods such as air conditioners, microwave ovens, lighting, etc., control data is mainly transmitted and received as little as several tens of kilobytes, and it is not necessary to communicate in real time. For this reason, a transmission rate of 9.6 Kbps at present and about 100 Kbps in the future are sufficient.
[0006]
In such communication with different data to be handled, the protocol is different and the transmission rate is greatly different. Therefore, a method is used in which transmission is performed separately in two systems and finally connected by a gateway. For example, the AV system uses a protocol including an isochronous transfer type such as IEEE 1394, and the white goods home appliance system uses an asynchronous data transfer type (asynchronous trnsfer) protocol such as HBS or LONWORKS, and its physical specifications are also different. Thus, two transmission lines with different transceivers coexist. If the transmission medium is wired, two lines of wiring are laid in the home, and if it is wireless, radio waves of two different frequencies are used.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, the installation work becomes expensive due to the wiring of the two systems, and in the case of wireless, valuable frequency resources are consumed by using radio waves of two different frequencies. In any case, a transceiver having two modulators / demodulators with different transmission rates is required, which is an obstacle to standardization and cost reduction in each node of a high-speed network and a low-speed network.
[0008]
In order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a network system capable of communicating on the same transmission path even at different transmission rates.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, a network system according to the present invention is a network system in which nodes having different data communication speeds are connected by a communication medium. Each node includes carrier detection means for performing carrier sense prior to communication, and a packet. the cycle of the communication time is divided into a plurality of time-series communication range of different bit rates, comprising a communication area allocation means for allocating the transmission packet to the communication area of the bit rate assigned thereto therein, the communication area allocation means If no carrier is detected within a preset time, packet transmission is started, and if a carrier is detected within a preset time, a high-speed data packet and a low-speed data packet are determined according to the preamble bit period of the baseband signal. , Measure the time from the beginning of the packet, and send And determining the timing.
[0010]
With the above configuration, communication can be performed on the same transmission path even at different transmission rates.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0012]
FIG. 1A shows a schematic configuration of a network system of the present invention in FIG. 1A, and FIG. 1B shows a packet sequence according to the communication method of the present invention.
[0013]
The
[0014]
Each node can transmit and receive a packet at a cycle time T. The cycle time T is divided into a high-speed packet area and a low-speed packet area, and the high-speed bit rate nodes 4 and 5 and the low-speed
[0015]
FIG. 2 shows a first configuration example of nodes constituting the network system of the present invention. The first to
[0016]
In
[0017]
The packet signal from the
[0018]
Next, a method for determining the transmission timing of each node will be described. As shown in FIG. 3, the transmission node monitors the T-time carrier, and if no carrier is detected during that time, the transmission node starts packet transmission at a predetermined bit rate after the monitoring is completed. At this time, each node has a time slot (time width ts), determines a random value n after the end of monitoring, and starts packet transmission from the nth time slot n. However, n * ts (* represents multiplication. The same applies hereinafter) is selected to be sufficiently small with respect to T. By this carrier monitoring before transmission, packet collision due to simultaneous transmission of a plurality of nodes can be avoided.
[0019]
When a carrier is detected during carrier monitoring for T time, the preamble time of the detected packet is determined. After demodulating the received signal into a baseband signal by the
When a plurality of high-speed or low-speed packets are detected, the detection time of each initial preamble is determined as the start time of the high-speed packet area or the low-speed packet area within the cycle time. If at least one packet is detected during the cycle time T, the transmission timing of each node in the next cycle is uniquely determined by the bit rate determination result, the preamble start time, and the t value.
[0020]
For example, as shown in FIG. 4, when only a high-speed packet is first detected, the high-speed bit rate node has a transmission right after a time T has elapsed from the head preamble. The low-speed bit rate node has a transmission right after (2T−t). After acquiring the timing information of the high-speed packet area or the low-speed packet area, each node determines the transmission start time by carrier sense. Note that the bit rate is determined by comparing with the bit rate value of itself or other nodes stored in advance in the memory of each node.
[0021]
The physical layer (OSI1 layer) of the communication processing unit of each node is provided with a bit rate period signal generator (bit period generator 102b in FIG. 1), and this period is determined by the packet communication area assigned to each node. Corresponds to the bit rate period. Normally, each node has a fixed bit rate period, but the host node 2 (centralized control device) has a bit rate period signal generator that can be switched according to the bit rate period of each of high speed and low speed, Switch accordingly.
[0022]
The received packet is stored in the packet buffer memory corresponding to the bit rate value, and passed to the OSI upper layer.
[0023]
Each node has a protocol corresponding to the bit rate value 1: 1, and stores a bit rate value, a T value, a t value, and a communication area allocation value. Here, the communication area allocation value is a value in which values such as 0 and 1 are allocated to areas in order as shown in FIG. 5A, for example, when one cycle time is divided into packet areas for each bit rate. FIG. 5B shows memory data of the
[0024]
In particular, when a plurality of packets are exchanged in each packet area, it is necessary to manage so that each designated area does not protrude. First, one maximum packet length is (T−t) for high speed and within time t for low speed. Especially for high speed use, the amount of data handled is large, and it is often impossible to send all the data in one packet, and the data is often transmitted over a plurality of cycle times. Here, the message generated in the application layer (OSI7 layer) is transferred from the OSI upper layer to the OSI lower layer, sequentially added with data, and finally stored in the
[0025]
FIG. 6 shows an example in which a plurality of low-speed nodes transmit packets in the low-speed packet area at time t. The B node can be obtained as an allowable time t remain = t− (A end time−A start time) remaining from the packet transmission end time of the A node.
[0026]
A packet transmission algorithm for the second and subsequent cycle times will be described with reference to the flowchart of FIG. First, n = 2 is set (ST1), and a packet length Tp to be transmitted is calculated (ST2). Then, carrier sense is performed (ST3), and when completed (ST4), t remain is calculated (ST5). Assuming that α = time slot width ts * maximum number of slots, if t remain ≧ Tp + 2 * α (ST6), the B node transmits (ST7), and n = n + 1, that is, in the
[0027]
Next, the case of transmitting to nodes having different bit rates will be described. FIG. 8 shows memory data of the
[0028]
FIG. 9 shows a second configuration example of the nodes constituting the network system of the present invention. The
[0029]
In a
[0030]
The packet signal from the
[0031]
The packet demodulated by the
[0032]
There are two functions specific to this node. First, there is a function of storing the transmission data length in the communication area for each communication bit rate. That is, the data is divided so as to be within the allowable length of the transmission data from the bit rate value of the transmission partner and the communication area time, a packet code is added, and the remaining data is packetized and transmitted at the next cycle time. The over
[0033]
This function will be described with reference to the flowchart of FIG. The
[0034]
FIG. 11 shows an example in which data is divided into a plurality of packets and transmitted by the above algorithm.
[0035]
In the protocol interpretation mechanism, the same protocol communication layer is prepared for communication only between high-speed nodes and only between low-speed nodes. However, when transmitting from a high-speed node to a low-speed node or vice versa, it is necessary for the protocol to be correctly interpreted by the other party. For this reason, as the second function, the
[0036]
Next, a case where transmission is performed with variable T values and t values will be described. Depending on the application, for example, when many nodes want to access the low-speed packet side, there are cases where it is desired to increase the occupied time zone of the low-speed packet area. Conversely, there is a case where it is desired to widen the high-speed packet area. In such a case, the
[0037]
As shown in FIG. 12, a message such as a T value, a t value, and a set command is transmitted by the
[0038]
When the reset command is broadcast, default T and t values prepared in advance for each node are set. This rewriting procedure is the same as that of the set command.
[0039]
Next, functions of the
[0040]
The
[0041]
In order to determine the bit rate by measuring the period with the baseband signal, the baseband system code always uses a code that produces a pulse in both logical 1 and 0 periods.
[0042]
FIG. 14 shows a code waveform of a baseband system, (a) shows a waveform of code A, and (b) shows a waveform of code B. Both the code A and the code B can determine the bit rate by measuring the period. Each node only needs to be able to determine this bit rate, and there is no need to interpret different protocols. In particular, when the baseband transmission method is used with the communication medium as a wire, a pulse appears on the same signal line. Therefore, the pulse period can be measured by matching the signal level between the high-speed and low-speed nodes.
[0043]
【The invention's effect】
As described above, the network system of the present invention, with a cycle time of a packet communication is divided into a plurality of time-series communication range of different bit rates, assigned to transmission packet to the communication area of the bit rate allocated to the self therein If a carrier is not detected within a preset time, packet transmission is started, and if a carrier is detected within a preset time, a high-speed data packet and a low-speed data packet are determined according to the preamble bit period of the baseband signal. Node , which measures the time from the beginning of the packet and determines the transmission timing, so that nodes that can communicate on the same transmission path even at different transmission rates while avoiding packet collisions due to simultaneous communication of multiple nodes Standardization becomes easier, and the cost of the system is reduced. It can be achieved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a schematic configuration diagram of a network system of the present invention, and FIG. 1B is a diagram showing a packet sequence according to a communication method of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a first configuration example of a node constituting the network system of the present invention.
FIG. 3 is an explanatory diagram of a transmission timing determination method. FIG. 4 is a diagram illustrating a signal example of a high-speed / low-speed packet.
FIG. 5A shows an example in which values are assigned to communication areas, and FIG. 5B is a diagram showing an example of memory data of a
FIG. 6 shows an example in which a plurality of low-speed nodes transmit packets in a low-speed packet area.
FIG. 7 is a flowchart illustrating a packet transmission algorithm.
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of memory data of a
FIG. 9 is a diagram showing a second configuration example of the nodes constituting the network system of the present invention.
FIG. 10 is a flowchart for explaining a function of storing a transmission data length in a communication area for each communication bit rate.
FIG. 11 is a diagram illustrating an example in which data is divided into a plurality of packets and transmitted.
FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a message transmitted by a host node.
FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a telegram message.
14A and 14B show a code waveform of a baseband system, where FIG. 14A shows a waveform of code A, and FIG. 14B shows a waveform of code B;
FIG. 15 is a diagram showing a schematic configuration of a conventional network system.
[Explanation of symbols]
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