JPH0325061B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は情報通信システムに係り、特に複数の
情報処理装置間で伝送路資源を共有せしめ、かつ
マンチエスタ符号を用いてパケツト通信を行わせ
る情報通信システムに関する。

〔発明の背景〕

この種の情報システムは、ローカルに分散され
た情報処理装置間を有機的に相互結合することに
よつて伝送路資源を共有せしめて伝送資源の経済
化を図つている。

第１図は、この種の情報通信システムに用いる
伝送路網の一例を示す系統図である。

第１図において、前記伝送路網は通信制御装置
（送受信局）であるノード１₁，１₂，１₃，…，１
_ｏと、各ノード１₁，１₂，１₃，…，１_oが共通に、
かつ対等に接続されている伝送路２と、伝送路の
末端に設けた終端抵抗３とから構成されている。

第２図はノード１の内部構成を示すブロツク図
である。

図において、ノード１は内部処理を行うプロセ
ツサ４と、送受信時に直接メモリをアクセスする
DAM制御部５と、種々のデータおよびプログラ
ムを記憶するメモリ６と、内部バス７と、外部情
報処理機器との接続を行うための外部インターフ
エース部８と、送受信データを一時的に蓄えるバ
スバツフア９と、送受信データを直／並列変換す
る直／並列変換部１０と、該直／並列変換部１０
からの送伝データを符号化してネツトワーク送信
信号１７として出力すると共に、ネットワーク受
信信号１８を取り込み、これを複合化する符号変
換部１１と、伝送路２上のキヤリアを検知するキ
ヤリア検知部１２と、伝送路２で衝突が発生した
ことを検知して衝突検知信号１９を出力する衝突
検出部１３とから構成されている。

上記ノード１に用いられる衝突検出部１３の構
成例を第３図に示す。

第３図において、衝突検出回路１３はネットワ
ーク送信信号１７をネットワーク受信信号１８と
時間的に一致させるデイレイ１６と、デイレイ１
６によつて得られた比較基準信号２０とネットワ
ーク受信信号１８と比較する排他論理和回路１５
と、比較結果をラツチするフリツプ／フロツプ１
４とから構成されている。

このように構成されたノード１を含む情報通信
システムの動作を第１図乃至第５図を参照して説
明する。

第４図は第３図に示す衝突検出部１３を動作を
説明するために示すタイムチヤートである。第５
図は、上記情報通信システムにおいて衝突が発生
した際に再送手順を示すタイムチヤートである。

まず、上記情報通信システムの一般動作につい
て説明する。

あるノード１_nがデータを送信する際には、キ
ヤリア検知部１２にて伝送路２にキヤリアがない
ことを確認した後、データを送信する。衝突検出
部１３にて他のノード１からの送信と衝突したこ
とを検出した場合には、一般的に規定時間待つて
ノード１_nは再送信を行うものである。

ここで、衝突検出部１３によつて衝突が検出さ
れる動作について説明する。

正常時には、すなわち第４図に示す期間T₁で
は、比較基準信号２０と、ネットワーク受信信号
１８は一致しており、排他論理和回路１５の出力
２１は“０”である。したがつて、ノフリツプ／
フロツプ１４は動作せず、フリツプ／フロツプ１
４の出力Ｑ、すなわち衝突検出信号１９は“０”
となる。

異常時、すなわち衝突が発生した場合には、第
４図の期間T₂に示すように、比較基準信号２０
とネットワーク受信信号１８とが一致せず、排他
論理和回路１５の出力２１が“１”になる部分が
発生する。これをサンプリングクロツク２２でサ
ンプリングし、フリツプ／フロツプ１４でラツチ
した出力を衝突検出信号１９として出力する。

次に、送信の手順の一例を第５図により説明す
る。

各ノード１₁，１₂，１₃，…，１_oは、内部に送
信要求が発生すると、まずキヤリア検知部１２に
よつてキヤリアセンスを開始し、伝送路２上にキ
ヤリアが無いことを確認したうえで、送信を開始
する。いま仮りに、ノード１₁内部で時刻t₁のと
き送信要求が発生したとすると、時刻t₂でキヤリ
アセンスし、そのキヤリアセンスの結果伝送路２
が空であることを確認すると、ノード１₁は時刻
t₂以降時刻t₅の間テキスト２３を送信する。ノー
ド１₁の送信中、時刻t₃にてノード１₁が、時刻t₄
にてノード１_kが、その内部で送信要求を発生す
ると、ノード１_j，１_k共にキヤリアセンスを開始
するが、ノード１₁のキヤリアがあるため送信を
待期し、テキスト２３の終了時点t₅でノード１_j，
１_k共にキヤリアオフ（キヤリアが無くなつたこ
と）を検知し、時刻t₆以降テキストの送信を開始
する。当然に、この時点t₇でノード１_j，１_kの衝
突が発生する。衝突の発生を認識したノード１_j，
１_kは、各々内部の乱数を参照し、時間T_j1および
T_k1だけ待つてそれぞれ時刻t₉およびt₁₀にて再度
キヤリアセンスする。ここで、T_j1＜T_k1と設定
されており、伝送路２上にキヤリアが無かつたと
すると、ノード１_jはキヤリアセンス後、送信を
開始し再送に成功する。

一方、ノード１_kはT_k1経過後キヤリアセンスす
ると、ノード１_jのキヤリアを検出するので、ノ
ード１_jのテキスト２４が終了てキヤリアオフを
検知するまで待つ。この間に時刻t₁₁にてノード1_l
内部に送信要求が発生すると、ノード1_lもキヤリ
アオフ検知を待つ。両者が時刻t₁₂でキヤリアオ
フを検知すると、同時に送信を開始するので、再
び衝突が発生する。この場合、ノード１_k，１_l共
に内部で乱数を参照し、各々T_k2，T_l1だけ待つこ
とになるが、ノード１_kは第２回めの再送になり、
ノード１のウエイト時間T_wo（ｎは再送回数）は、 T_wonio＜T_wo＜T_wonax ……(1) T_w(o+1)nio＜T_w(o+1)＜T_w(o+1)nax ……(2) T_wonax＜T_w(o+1)nio ……(3) の関係があるのが一般的なため、必ず T_l1nax＜T_k2nio となる。このため、ノード１_kは、ノード１_lの再
送終了後再送することになるが、この間にさらに
他のノード１_nが送信すると、結局ノード１_kは衝
突し得るノードがなくなるまで、再送不能にな
る。一般的には規定回数の再送失敗によつて、再
送を断念するので、再送しようとしていた情報は
送信せずに終わることになる。以上のように、各
ノードの衝突検出部１３において、自ノード１の
送信データと受信データの比較による衝突検出を
行つているために、自ノード１の衝突は検出可能
であるが、他ノード間での衝突は検出不能である
ため、衝突による再送に対して他ノードが新規送
信により衝突すると共に、再送回数が増えるにし
たがい、ウエイトも増加させる手順を採つている
ため、最初に衝突を起したノード１_kの送信は一
番後まわしになつてしまうという問題点があつ
た。

〔発明の目的〕

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであ
り、その目的とするところは、再送の障害を防止
し、効率および信頼性の高い伝送路網を備えた情
報通信システムを提供することにある。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するため、本発明は、複数の送
受信局を１つの伝送路に接続してなり、各送受信
局は伝送路の使用状態を伝送路上のキヤリアのオ
ン・オフにより検知するキヤリア検知部と、伝送
路上で２つのキヤリアが衝突していることを検知
する衝突検知部とを含んでなる情報通信システム
において、前記衝突検知部は前記記伝送路上の伝
送信号が規定の伝送符号と相違したときにキヤリ
アの衝突を検知するものとされ、前記各送受信局
は、キヤリアの衝突が検知されたときは送信を停
止して前記キヤリアのオフ時間を計測するととも
に、自己が送信要求局の場合は、優先順位に従つ
て定められた第１の待ち時間の経過を待ち、該経
過時に前記伝送路上にキヤリアが検知されないと
きに送信を開始し、前記第１の待ち時間経過時に
前記伝送路上にキヤリアを検知したときは、該キ
ヤリアがオフするのを待ち、該キヤリアがオフし
てから前記第１の待ち時間と前記キヤリアのオフ
時間の計測時間との差である第２の待ち時間の経
過後に送信を開始し、自己が送信要求局でなかつ
た場合であつてその後に送信要求が生じたとき
は、前記キヤリアのオフ時間の計測時間があらか
じめ定められた第３の待ち時間以上になつた後に
送信を開始することを特徴とする。

本発明の情報通信システムによれば、再送を確
実に成功させ、再送後まわしを防止できるので、
伝送路網の即時性および高効率を確保できる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を第６図以降の図面に基
づいて説明する。なお、本発明の実施例におい
て、第１図乃至第５図に示す構成要素と同一のも
のには同一の符号を付して説明する。

第６図は、本発明に係る情報通信システムの一
実施例に用いられる各ノード１の内部構成を示す
ブロツク図である。第６図に示すノード１が第２
図に示すノード１と異なる点は、衝突検出部１３
が受信信号１８のみ供給し、衝突検出部１３が受
信信号１８のみで衝突を検出できるようにした点
にある。

次に、上記ノード１における衝突検出動作につ
いて第７図、第８図および第９図を用いて説明す
ることにする。

第７図は、本実施例で用いている伝送符号を示
している。

第７図において、“０”および“１”を示す２
値のデイジタル信号を送信する場合、本符号規約
によれば、ビツドB₁，B₂，B₃，…の中央にてパ
ルスの立上がりが“０”を示し、また、パルスの
立下がりが“１”を示すもので、ビツトＢの中央
では必ず信号レベルが反転するものとする。これ
は通常マンチエスタ符号と呼ばれているものであ
る。

第８図は衝突検出部１３′の内部回路を示して
いる。

第８図において、Ｄ−Ｔフリツプ／フロツプ２
４の入力端Ｄにはネツトワーク受信信号が与えら
れ、その出力端Ｑからの信号はＤ−Ｔフリツプ／
フロツプ２５の入力端Ｄに供給されている。該フ
リツプ／フロツプ２４，２５の入力端Ｔにはクロ
ツク信号CLK，が供給されている。フリツ
プ／フロツプ２５の出力端Ｑからの出力信号は、
シフトレジスタ２９の入力端Ｄに供給されてい
る。シフトレジスタ２９のクロツク入力端CLK
には、クロツク信号（CLK）３４が入力されて
いる。シフトレジスタ２９の出力端Q_Hからの比
較信号３０は、排他論理和２８の一方の入力端に
供給され、それの他方の入力端に入力された該受
信信号１８と排他論理和がとられ、出力信号３２
が得られる。この出力信号３２はフリツプ／フロ
ツプ２６の入力端Ｄに供給される。フリツプ／フ
ロツプ２６の入力端Ｔには、同期回路２３からの
受信クロツク３１が入力されている。フリツプ／
フロツプ２６の出力端Ｑからの出力信号３３はフ
リツプ／フロツプ２７の入力端Ｄに供給され、フ
リツプ／フロツプ２７の出力端Ｑより衝突検出信
号１９が得られる。

以下、上記衝突検出部１３′の動作を第９図を
も用いて説明する。

第８図および第９図において、受信信号１８
は、Ｄ−Ｔフリツプ／フロツプ（以下、Ｆ／Ｆと
略す）２４，２５により、サンプリングクロツク
３４に同期がとられ、シフトレジスタで２分の１
ビツト分シフトされて比較信号３０を得る。受信
信号１８と比較信号３０を比較することにより、
マンチエスタ符号の規約、つまりビツト中央の前
後で必ず信号レベルが反転することを監視するこ
とができる。受信信号１８のクロツク成分を同期
回路２３によつて抽出した受信クロツク３１のパ
ルスの立上がり位置で見ると、受信信号１８と比
較信号３０は、マンチエスタ符号のビツト中央の
各々後半と前半に相当する。したがつて、受信信
号１８がマンチエスタ符号の規約に従つていれ
ば、比較信号３０のパルスの立上がり位置では、
受信信号１８と比較信号３０の信号レベルは必ず
反対になる。よつて排他論理和回路２８の出力３
２は、受信クロツクの立上がり位置では必ず
“１”である（第９図、期間T₀₁）。

ところが、衝突が発生してマンチエスタ符号の
規約が破られると、第９図期間T₀₂に示すよう
に、受信クロツク３１の立上がり位置での排他論
理和回路２８の出力信号３２は“０”になる。し
たがつて、この排他論理和回路２８の出力３２を
受信クロツク３１でサンプリングしたＦ／F26の
Ｑ出力信号３３は、衝突発生によつて、“０”→
“１”に立ち上がる。これをＦ／Ｆ２７でラツチ
することにより衝突検出信号１９を得ることが可
能である。

このようにして、自ノード１が送信したかどう
かにかかわらず、受信データから直接衝突を検出
可能であるため、自ノードが衝突した場合のみな
らず、他のノード間の衝突も検出可能となる。

次に、以上説明した衝突検出によつて他ノード
衝突時の再送を優先させる手続を第１０図を用い
て説明する。

まず、通常時の送信は従来例と同様であり、ノ
ード１_j，１_k間に衝突が発生するまでは、第５図
の説明と全く同一である。つまり、時刻t_a01で内
部で送信要求の発生したノード１は、時刻t_a02で
キヤリアセンスをして、回線が空いていれば、テ
キストを送信する。ノード１_j，１_kは時刻t_a03，
t_a04で送信要求がなされキヤリアセンスし、時刻
t_a05でキヤリアオフを検知すると送信する。ノー
ド１_j，１_k間で衝突が発生すると、各々ノード番
号の若い順に割り付けられたウエイト時間T_j1，
T_k1だけ待つ。ここでノード番号をｎ、ウエイト
最小時間をΔTとすると、ノード1_oの第１回のウ
エイト時間T_o1は、 T_o1＝ΔT・ｎ ……(4) となる。

ΔTは、ソフトウエアで判別の可能な、できる
だけ小さい値である。したがつて、T_j1，T_k1は
以下のようになる。

T_j1＝ΔT・ｊ，T_k1＝ΔT・ｋ ……(5) ノード１_jは、T_j1だけウエイトしている間、キ
ヤリアセンスをし続け、キヤリアオフ区間の時間
を計測する。T_j1が経過しても他ノード１（ノー
ド１_jよりも若い番号のノード１_j-1）が送信しな
かつたら、時刻t_a09でノード１_jは送信を開始す
る。一方、ノード１_kもT_k1の間ウエイトしながら
キヤリアオフ区間の時間を計測する。この場合、
ノード１_jが送信するまでキヤリアオフが継続す
るので、ノード１_kはキヤリアオフ時間としてT_j1
を計測することになる。T_k1経過後、伝送路２上
はノード１_jのキヤリアが存在しているので、ノ
ード１_kはキヤリアオフを待つ。ノード１_jの送信
が終了してキヤリアオフで時刻t_a12で検知する
と、ノード１_kはさらに、T_k2だけウエイトする
（時刻t_a12〜t_a14）。この時、T_k2は、 T_k2＝T_k1−T_j1 ……(6) となる。これは、ノード１_jとノード１_kの番号が
離れている場合、ｊとｋの間の番号のノード１が
再送する可能性があるからである。

以降、第１回目のウエイトと同様である。ｊと
ｋの間の番号のノード１が再送しなかつた場合、
ノード１_kはT_k2経過後、時刻t_a14から送信し、再
送に成功する。

また、衝突時点で送信していなかつたノード１
_ｌを含む他の全ノードは、前述のハードウエアに
よつて他のノードで衝突が発生したことを認識す
る。衝突直後のキヤリアオフから、ノード１_lお
よび他のノード１は、キヤリアオフ区間の時間を
計測する。この計測時間が、規定値T₀に達する
までは、他ノード衝突を検知した全てのノードは
送信を待つ。ここで、ノード番号の最大をｍとす
ると、 T₀＝ΔT・ｍ ……(7) である。つまり、最も長いウエイト時間を有する
ノード１_nの再送が開始されるまで待つわけであ
る。したがつて、ノード１_lの場合、 T_w1＋T_w2＋T_w3＝T₀ ……(8) となるまで待つて送信する。この時点で、他ノー
ド衝突の来歴は全ノード共クリアする。

以上の手順により、再送を必要とするノード１
は、ノード１の添字番号の若い順に必ず再送する
ことが可能であり、再送時には衝突は発生しな
い。したがつて、再送のくり返しによる無駄な伝
送路２の占有を削除でき、全体として効率は向上
する。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、自ノード
はもちろん、他ノード相互間の衝突の検出が可能
となり、再送を優先して伝送路を空けるようにし
てなるので、１回で確実な再送が可能となり、再
送の後廻しがなくなると共に、衝突回数の大幅な
低減ができ、これにより伝送路網の伝送の即時
性、信頼性、効率を大幅に向上させることができ
るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は情報通信システムの全体的構成を示す
構成図、第２図は従来の情報通信システムに用い
るノードの内部構成を示すブロツク図、第３図は
従来のノード内に設けられた衝突検出部の構成を
示す回路図、第４図は第３図の動作を説明するた
めに示すタイムチヤート、第５図は従来の情報通
信システムの伝送手順を示すタイムチヤート、第
６図は本発明に係る情報通信システムの一実施例
に用いられるノードの内部構成を示すブロツク
図、第７図は本発明の一実施例で用いる伝送符号
を説明するために示す説明図、第８図は本発明の
一実施例で用いる衝突検出部の詳細構成を示すブ
ロツク図、第９図は第８図の動作を説明するため
に示すタイムチヤート、第１０図は本発明の一実
施例の伝送手順を説明するために示すタイムチヤ
ートである。 １，１₁，１₂，１₃，…，１_o…ノード、２…伝
送路、３…終端抵抗、４…プロセツサ、５…
DMA制御部、６…メモリ、７……内部バス、８
…外部インターフエース、９…バスバツフア、１
０…直／並列変換部、１１…符号変換部、１２…
キヤリア検知部、１３，１３′…衝突検出部、１
４…Ｄ−Ｔフリツプ／フロツプ、１５…排他論理
和回路、１６…デイレイ、１７…送信信号、１８
…受信信号、１９…衝突検出信号、２０…比較基
準信号、２１…排他論理和回路出力、２２…サン
プリングクロツク、２３…テキスト、２４，２
５，２６，２７…Ｄ−Ｔフリツプ／フロツプ、２
８…排他論理和回路、２９…シフトレジスタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数の送受信局を１つの伝送路に接続してな
   り、各送受信局は伝送路の使用状態を伝送路上の
   キヤリアのオン・オフにより検知するキヤリア検
   知部と、伝送路上で２つのキヤリアが衝突してい
   ることを検知する衝突検知部とを含んでなる情報
   通信システムにおいて、 前記衝突検知部は前記伝送路上の伝送信号が規
   定の伝送符号と相違したときにキヤリアの衝突を
   検知するものとされ、 前記各送受信局は、キヤリアの衝突が検知され
   たときは送信を停止して前記キヤリアのオフ時間
   を計測するとともに、 自己が送信要求局の場合は、優先順位に従つて
   定められた第１の待ち時間の経過を待ち、該経過
   時に前記伝送路上にキヤリアが検知されないとき
   に送信を開始し、前記第１の待ち時間経過時に前
   記伝送路上にキヤリアを検知したときは、該キヤ
   リアがオフするのを待ち、該キヤリアがオフして
   から前記第１の待ち時間と前記キヤリアのオフ時
   間の計測時間との差である第２の待ち時間の経過
   後に送信を開始し、 自己が送信要求局でなかつた場合であつてその
   後に送信要求が生じたときは、前記キヤリアのオ
   フ時間の計測時間があらかじめ定められた第３の
   待ち時間以上になつた後に送信を開始することを
   特徴とする情報通信システム。