JPH04215342A

JPH04215342A - Ｌａｎにおける衝突時の制御方式

Info

Publication number: JPH04215342A
Application number: JP2331369A
Authority: JP
Inventors: Masamitsu Tsubaki; 椿　正光
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1990-03-22
Filing date: 1990-11-29
Publication date: 1992-08-06

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、ＨＵＢ（集線装置）を備えたスター接続型Ｌ
ＡＮ装置における衝突時の調停制御およびチャネル制御
方式に関する。

（従来の技術）従来のスター接続型ＬＡＮ装置は、第８図に示すように
、複数個のＨＵＢ６１〜６５を介して複数の端末装置６
６、６７を相互接続する構成のものである。端末装置６
６の１つは、同じ動作を行った端末装置６６または６７
の他の１つとの間に仮想回線を張り、データを送受信す
る。

ここでは、各端末装置６６、６７は、全てＨＵＢ６１〜
６５を介して他の端末装置と接続されているため、全て
の信号はいずれかのＨＵＢを通過することになる。ＨＵ
Ｂ６１〜６５は、信号を受信して、増幅し、リタイミン
グを行うとともに、２つ以上の信号が入力される衝突を
判断して、衝突信号を送信した端末装置に返送する。な
お、スター接続型ＬＡＮの動作については、例えば、本
発明者が先に提案した特願平１−５９４２９号、特願平
１−１２４４９３号各明細書および図面に記載の方式が
ある。

［発明が解決しようとする課題］通常、ＣＳＭＡ／ＣＤ（Ｃａｒｒｉｒ　Ｓｅｎｓｅ　Ｍ
ｕｌｔｉｐｌｅ　Ａｃｃｅｓｓ／Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ　
Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）方式のＬＡＮでは、各端末装置は
メディア上にキャリアが存在しないことを確認した後、
予め定めた時間経過してから送信を開始している。送信
中に衝突を検出すると、送信を中断して、キャリアをＯ
ＦＦにする。その後、ある定められた時間経過後に再度
、その端末装置から送信を開始する。この定められた時
間は、各端末装置が独立した乱数的な方法で決められた
値であるため、通常は各端末毎に異なる時間が与えられ
る。従って、送信を再開した端末、および発信した端末
が再び衝突することは勿んどない。

しかしながら、端末装置の数が増加すると、送信する機
会が増大するに伴って、衝突の回数が増加するので、再
開する時間も同じ場合が多くなり、衝突の繰り返しから
抜け出せなくなる。この結果、ネットワークの効率は悪
くなり、スループットが低下する。

これを防ぐために、各端末装置に優先度を付けて、上記
予め定めた時間に大小を付ける方法もあるが、全ての端
末装置に対して優先度を付けた場合には、優先度の最も
低い端末の最大時間値がかなり大きくなってしまい、や
はりこの場合にもネットワークの効率を低下させること
になる。

また、一旦決定した各端末装置の優先度を変更すること
は、極めて面倒であり、端末装置の増減に対して再割当
てを行うことは、その作業と時間で損失が大である。

このように、従来のＬＡＮ装置では、（イ）衝突が起こ
ると、各端末装置は信号の送信を停止した後、乱数によ
り決定されるランダム時間だけ待機して、再び信号を送
信していた。そして、各端末装置のランダム時間に、大
小の差を設けることにより優先度を付加していた。

また、（ロ）ＣＳＭＡ／ＣＤ方式のＬＡＮ装置では、物
理的なチャネルは１つしかないため、衝突を起こした場
合には、再び同一のチャネルを用いて双方に時間的な差
を持たせて送信を再開していた。

本発明の目的は、これら従来の課題を解決し、スター接
続型ＬＡＮ装置で衝突が発生したときでも、再送時に再
び衝突を起こさないようにして、スループットの向上を
図ることが可能なＬＡＮにおける衝突時の制御方式を提
供することにある。

［課題を解決するための手段］上記目的を達成するため、本発明のＬＡＮにおける衝突
時の制御方式は、（イ）スター接続型ＬＡＮ装置の集線
装置（ＨＵＢ）において、複数端末装置からの信号の衝
突を検出した場合、衝突した信号を送出した端末装置の
アドレスを優先アドレス判定回路で比較して、最も優先
するアドレスを判定し、各端末装置に対して衝突信号に
続いて優先するアドレスを送出することにより、そのア
ドレスを有する端末装置のみに送信を続行させることに
特徴がある。また、（ロ）ＨＵＢが第１チャネルと第２
チャネルを備え、通常は第１チャネルを用いて通信する
が、複数端末装置からの信号の衝突を検出した場合、衝
突した信号を送出した端末装置の一方に対してチャネル
の変更を通知することにより、該端末装置に第２チャネ
ルに切り替えて送信させることに特徴がある。さらに、
（ハ）ＨＵＢが第１チャネルと第２チャネルを備え、通
常は第１チャネルを用いて通信するが、第１チャネルで
の通信時に、他の端末装置から送信があったときには、
上記送信した信号を第２チャネルを通して中継送信し、
次に第２チャネルでの通信時に、他の端末装置から送信
があったときには、これを衝突と判断して、第１または
第２チャネルで衝突信号を全端末装置に送信することに
も特徴がある。

［作用］本発明においては、衝突が発生した場合に、（イ）衝突
した信号に対して優先度を付けることにより、確実に再
送の衝突を防止する。すなわち、ＨＵＢで衝突検出後の
優先度を決定し、これを各端末装置に通知することによ
り、次の送信時での衝突を防止する。そのために、ＨＵ
Ｂの機能を拡張し、衝突が起こった場合に、衝突信号に
続いて優先するアドレスを返送し、次の送信機会での衝
突を回避する。また、衝突が発生した場合に、（ロ）衝
突した信号を第１チャネルと第２チャネルに分けて、再
送させることにより、確実に再送の衝突を防止する。す
なわち、予めチャネルを２つ備えておき、衝突が発生し
た時、ＨＵＢで一方の信号を別チャネルを経由するよう
に制御し、再送時での衝突を防止することにより、ネッ
トワークを効率的に使用し、スループットを向上させる
。

（ハ）伝送路を２重化し、同時に２つの端末装置が送信
を行っても衝突と判断せずに送信を続行し、ＨＵＢによ
り一方の信号を第２のチャネルを経由するように制御し
て、３つ目の端末装置から送信があったときに始めて衝
突と判断することによって、ネットワーク上のスループ
ットを向上させる。

［実施例］以下、本発明の実施例を、図面により詳細に説明する。

第１図は、本発明の第１の実施例を示すスター接続型Ｌ
ＡＮシステムのＨＵＢの構成図である。

第１図において、１１は上位のＨＵＢに送信するための
ドライバ、１２は信号を増幅再生するリタイミング回路
、１３は他の送信と競合したことを検出する衝突検出回
路、１４は受信した信号からアドレスを抽出するアドレ
ス抽出回路、１５は下位のＨＵＢまたは端末装置からの
信号を受信するレシーバ、１６は上位のＨＵＢからの信
号を受信するレシーバ、１７は信号を増幅再生するリタ
イミング回路、１８は下位のＨＵＢまたは端末装置に送
信するドライバ、１９は衝突が検出されることにより、
衝突信号を発生する衝突信号発生回路、２０はアドレス
抽出回路１４からのアドレスを受け取って、優先アドレ
スを判定する優先アドレス判定回路、２１は優先アドレ
スを選択するスイッチである。

ＨＵＢは、端末装置あるいは他のＨＵＢからの信号を増
幅、リタイミングして上位のＨＵＢに送出する機能を備
えている、また、上位のＨＵＢからの信号を、同じよう
に増幅、リタイミングして端末装置または他のＨＵＢに
送出する機能を備えている。この時に、２つ以上の信号
が入力されると、衝突検出回路１３がこれを検出して、
衝突信号発生回路１９に通知することにより、衝突信号
発生回路１９が衝突信号を作成して、ドライバ１１から
上位のＨＵＢに送出する。最上位のヘッダーＨＵＢと呼
ばれるＨＵＢでは、上位に向って送信された衝突信号を
、ＨＵＢの内部で折り返して下位に送出する。

本実施例では、衝突が起こった場合に、衝突信号に優先
するアドレスを返送することにより、次の送信機会での
衝突を回避している。

先ず、レシーバ１５に入力された信号は、ここで増幅さ
れた後、アドレス抽出回路１４に転送される。アドレス
抽出回路１４では、信号のソースアドレス、つまり送出
した端末装置のアドレスが抽出される。衝突検出回路１
３で信号の衝突が検出されると、その信号はアドレス抽
出回路１４に転送され、アドレス抽出回路１４は各信号
のアドレスを優先アドレス判定回路２０に転送する。優
先アドレス判定回路２０は、優先アドレス選択スイッチ
２１の状態を見て、どのアドレスの信号を優先するかを
決定し、そのアドレスを衝突信号発生回路１９に転送す
る。衝突信号発生回路１９は、衝突信号を発生させ、そ
の信号の後に優先アドレスをドライバ１１から上位ＨＵ
Ｂに送信する。最上位のＨＵＢから折り返されて各端末
装置に送信されると、各端末装置はこの信号を受け取る
。優先アドレスに相当する端末装置は、この時点で直ち
に送信を開始するが、他の端末装置はこの信号が終了す
るまで送信待機の状態になる。

このようにして、衝突信号の後に優先アドレスを付加す
ることにより、次の送信が衝突を起こすことなく、送信
でき、優先度に応じて順次処理が進行する。

なお、本実施例では、優先アドレスの決定をスイッチに
より行っているが、これに限らず、送信の優先順位を送
信の頻度により決定することも可能である。すなわち、
端末装置毎の信号を計数するカウンタを設けておき、最
も少ないカウント値の端末装置の信号を最優先順位に決
定するのである。

第２図は、第１図における動作フローチャートである。

各ＨＵＢでは、送信信号を検出すると（ステップ２０２
）、アドレスを抽出して（ステップ２０３）、優先アド
レス判定回路２０に転送する。次に、信号の衝突が検出
されると（ステップ２０４）、優先アドレス判定回路２
０で衝突した信号の中でどれを優先させるかを決定し（
ステップ２０５）、決定したならば、衝突信号に優先ア
ドレスを付加して上位ＨＵＢを介し端末装置に送信する
（ステップ２０６）。

この結果、衝突時の衝突信号に付加して、優先アドレス
を付加するので、次の再送時での衝突が確実に回避でき
る。

第５図は、不発明の第２の実施例を示すＬＡＮシステム
の構成図である。

第５図において、５１〜５５はＨＵＢ、５６、５７は端
末装置である。ここで、従来のスター接続型ＬＡＮ装置
との違いは、通信路を２チャネル分設けた点である。す
なわち、端末装置５６、５７と上位のＨＵＢ５４、５５
間の通信路、その上位のＨＵＢ５２、５３との間の通信
路、さらにその最上位ＨＵＢ５１との間の通信路の全て
に２チャネルを持たせる。メディアは、ツイストペア線
８心を用い、送信２対４本、受信２対４本で構成する。

ただし、従来でも、メディアは８心用いており、この場
合には、４心を未使用にしていたため、従来のメディア
をそのまま利用することができる。ＨＵＢは、内部に２
チャネル分の機能を持ち、チャネルを切り替える動作機
能を持っている。

端末装置とのインタフェースは、従来のものと同じであ
るが、受信側２チャネル分の信号を同時に監視できる機
能と、２チャネルのどちらかに送信できる切り替え機能
を備えている。

第３図は、本発明の第２の実施例を示すＨＵＢの構成図
である。

第３図において、３１、３２は上位ＨＵＢに送信される
チャネル１およびチャネル２のドライバ、３３、３４は
信号を増幅再生するためのチャネル１およびチャネル２
のリタイミング回路、３５は自端末装置から送信した信
号と他の端末装置から送信した信号が衝突したことを検
出する衝突検出回路、３６は論理和回路、３７、３８は
下位ＨＵＢまたは端末装置からの信号を受信するための
チャネル１およびチャネル２のレシーバ、３９は衝突が
検出されることにより、送信端末装置に送出される衝突
信号を発生する衝突信号発生回路、４０はチャネル１と
チャネル２を切り替えるチャネル切替回路、４１、４２
は上位ＨＵＢからの信号を受信するチャネル１およびチ
ャネル２のレシーバ、４３、４４はチャネル１およびチ
ャネル２のリタイミング回路、４５、４６は複数の端末
装置、あるいは下位のＨＵＢに送信するチャネル１およ
びチャネル２のドライバである。

ＨＵＢは、下位のＨＵＢまたは端末装置からチャネル１
の信号をレシーバ３７で受信して、衝突検出回路３５に
これを転送し、衝突検出回路３５で信号の衝突を検出す
る。衝突の検出方法は、２つ以上の信号が同時にＯＮし
ているか否かにより判定する。衝突を検出すると、衝突
検出回路３５はこのことを衝突信号発生回路３９に通知
することにより、衝突信号発生回路３９は衝突信号を作
成して、これをドライバ３１から上位のＨＵＢに対して
送信する。上位のＨＵＢに送信された衝突信号は、最上
位ＨＵＢで折り返されて、最終的に各端末装置に伝達さ
れる。

一方、衝突検出回路３５は、どの端末装置またはＨＵＢ
の信号が衝突したのかを、グループ番号あるいはアドレ
ス等を転送することにより、チャネル切替決定回路４０
に通知する。チャネル切替決定回路４０は、との信号を
チャネル２を用いて送信するかを決定する。この時の決
定方法としては種々の方法が考えられるが、通常は優先
度の高い信号をチャネル２に切替える。チャネル２に切
替える信号が決定されると、これをドライバ４６に伝達
し、衝突信号発生回路３９で発生した衝突信号をドライ
バ４６からチャネル２を通してその端末装置またはＨＵ
Ｂに対して送出する。

端末装置側では、通常、チャネル１を用いて送受信を行
っているが、チャネル２の受信側でも衝突信号を通常監
視している。端末装置で、送信中にチャネル２から衝突
信号を受信すると、次に同一の信号を送信する際には、
送信受信ともにチャネル２に切替えて送信する。他の端
末装置は、チャネル１とチャネル２の信号を監視してお
り、自局アドレスを検出した信号を受信する。

第４図は、第５図における端末装置のＬＡＮインタフェ
ース部の構成図である。

第４図において、左側はユーザであって、送信データと
受信データがユーザから、またはユーザに引き渡される
。送信データはドライバ２１からチャネル切替回路２２
を介してチャネル１またはチャネル２に切替えられてＬ
ＡＮシステムに送出される。また、チャネル１またはチ
ャネル２から送信されてきた信号は、チャネル切替回路
２５を介してレシーバ２４または２６で受信される。自
局宛の信号であるか否かを自局アドレス検出回路２３に
より検出し、自局宛であれば、ユーザに引き渡す。また
、衝突信号検出回路２７は、チャネル２での衝突信号を
検出すると、チャネル切替回路２２、２５を制御して、
チャネル２で送受信できるようにする。

このように、本実施例においては、スター接続型のＬＡ
Ｎ装置で、チャネル切替方式を用いることにより、一方
をチャネル２で送信するので、衝突発生後の再送の際に
衝突が発生することがなく、ネットワークのスループッ
トは向上する。

第５図、第６図および第７図は、本発明の第３の実施例
を示す図であって、第５図はスター型ＬＡＮシステムの
全体構成図、第６図は本発明の第３の実施例を示すＨＵ
Ｂの構成図、第７図は第３の実施例を示す端末装置のＬ
ＡＮスンタフェース構成図である。

第５図のスター型ＬＡＮシステムでは、端末装置、ＨＵ
Ｂが送信、受信のチャネルをそれぞれ２チャネル分備え
ており、ＨＵＢがこれらのチャネルの制御を行う。メデ
ィアは、ツイストペア線８心を用い、送信２対４本、受
信２対４本である。

ただし、従来においても、メディアは８心のツイストペ
ア線を用いて、４心を未使用にしていたので、従来のメ
ディアをそのまま利用可能である。

第６図のＨＵＢの構成で示すように、本実施例では、チ
ャネル１、２のそれぞれに、ドライバ１１ａ、１１ｂ、
リタイミング回路１２ａ、１２ｂ、レシーバ１５ａ、１
５ｂ、レシーバ１６ａ、１６ｂ、リタイミング回路１７
ａ、１７ｂ、ドライバ１８ａ、１８ｂをペアで持たせる
。すなわち、伝送路を２重化しているので、同時に２つ
の端末が送信を行っても衝突を起こさずに、それぞれ送
信ができるようにする。

ＨＵＢは、通常チャネル１のみで機能しているが、チャ
ネル１からの入力でレシーバ１５ａに２つの入力があっ
た場合には、衝突検出回路１３が実際には衝突でないが
、衝突として検出し、通常、先にＯＮになった信号をリ
タイミング回路１２ａ、ドライバ１１ａを通じてチャネ
ル１の上位ＨＵＢに出力する。また、後からＯＮになっ
た信号は、２入力信号ＯＮ検出回路１４ａによりリタイ
ミング回路１２ｂ、ドライバ１１ｂを通じてチャネル２
に出力され、上位ＨＵＢに送出される。

さらに、３つ目の信号がチャネル２でＯＮになると、衝
突検出回路１３がこれを衝突とみなして、衝突信号発生
回路１９で衝突信号を発生し、ドライバ１１ｂからチャ
ネル２を通じて上位ＨＵＢに衝突信号を送出する。この
ため、ＨＵＢでの衝突の定義は、従来より２入力以上の
信号が同時ＯＮとなった場合であったが、本実施例では
３以上の信号が同時ＯＮとなったときである。

一方、チャネル１およびチャネル２の上位ＨＵＢからの
入力は、チャネル１、２の下位ＨＵＢまたは端末装置へ
の信号として、レシーバ１６ａ、１６ｂに入力され、リ
タイミング回路１７ａ、１７ｂを通じてドライバ１８ａ
、１８ｂから出力される。

なお、衝突時の制御方法としては、チャネル１を通る信
号を有効にするために、チャネル２のみに衝突信号を返
送する方法を用いたが、逆にチャネル１のみに衝突信号
を返送する方法、あるいは同じチャネルに２入力、他の
チャネルに１入力の場合には、同じチャネルの２入力を
衝突として衝突信号を返送する方法等、種々の優先度を
選択することが可能である。

第７図の端末装置において、７１はシステムバス、７２
はシステムバスバッファ、７３はシェアドメモリコント
ローラ、７４はシェアドメモリ、７５はＬＡＮコントロ
ーラ、７６はシリアルインターフェイス、７７はドライ
バ、７８、７９はレシーバである。

端末装置は、送信側は１チャネルであるが、受信側は２
チャネル備えており、自分の宛先アドレスのパケットで
あるか否かを常に監視し、アドレスが一致すれば、その
パケットを取り込む。取り込まれたパケットは、ＬＡＮ
コントローラ７５によりシェアドメモリコントローラ７
３を介してシェアドメモリ７４に格納する。ホストＣＰ
Ｕはシステムバス７１を介してシェアドメモリコントロ
ーラ７３をアクセスし、シェアドメモリ７４に格納され
ている受信パケットを読み出す。また、送信すべきパケ
ットは、ホストＣＰＵによりシステムバッファ７２を通
して、シェアードメモリ７４に書き込まれると、ＬＡＮ
コントローラ７５はこれを監視して、送信すべきパケッ
トを読み出し、シリアルインターフェイス７６でシリア
ル信号に変換した後、ドライバ７７からＬＡＮ側メディ
アに出力される。

このように、本実施例においては、ＨＵＢにより信号経
路を２チャネル選択制御することができるので、衝突、
再送による時間が少なくなり、効率的な送受信が可能と
なって、スループットが向上する。

［発明の効果］以上説明したように、本発明によれば、スター接続型Ｌ
ＡＮ装置において、衝突が発生しても、優先信号を送信
するか、または衝突時のみ用意されるチャネル２により
送信することにより、再び衝突が起こることがないので
、ネットワークのスループットを向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示すＨＵＢの構成図、
第２図は第１図における動作フローチャート、第３図は
本発明の第２の実施例を示すＨＵＢの構成図、第４図は
本発明の第２の実施例を示す端末装置の構成図、第５図
は本発明の第２および第３の実施例を示すＬＡＮシステ
ムの構成図、第６図は本発明の第３の実施例を示すＨＵ
Ｂの構成図、第７図は本発明の第３の実施例を示す端末
装置のＬＡＮインタフェースの図、第８図は従来のスタ
ー接続型ＬＡＮシステムの構成図である。１１、１１ａ、１１ｂ、１８、１８ａ、１８ｂ、３１、
３２、４５、４６：ＨＵＢのドライバ、１５、１５ａ、
１５ｂ、１６、１６ａ、１６ｂ、３７、３８、４１、４
２：ＨＵＢのレシーバ、１２、１２ａ、１２ｂ、１７、
１７ａ、１７ｂ、３３、３４、４３、４４：リタイミン
グ回路、１３、３５：衝突検出回路、１４：アドレス抽
出回路、１４ａ：２入力信号ＯＮ検出回路、１９、３９
：衝突信発生回路、２０：優先アドレス判定回路、２１
：優先アドレス選択スイッチ、４０：チャネル切替決定
回路、２１：端末装置のドライバ、２４、２６：端末装
置のレシーバ、２２、２５：チャネル切替回路、２７：
端末装置の衝突検出回路、２３：自局アドレス検出回路
、５１〜５５：ＨＵＢ、５６、５７：端末装置、７１：
システムバス、７２：システムバッファ、７３：シェア
ドメモリコントローラ、７４：シェアドメモリ、７５：
ＬＡＮコントローラ、７６：シリアルインタフェイス、
７７：ドライバ、７８、７９：レシーバ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】スター接続型ＬＡＮ装置の集線装置（ＨＵ
Ｂ）において、複数端末装置からの信号の衝突を検出し
た場合、衝突した信号を送出した端末装置のアドレスを
優先アドレス判定回路で比較して、最も優先するアドレ
スを判定し、各端末装置に対して衝突信号に続いて優先
するアドレスを送出することにより、該アドレスを有す
る端末装置のみに送信を続行させることを特徴とするＬ
ＡＮにおける衝突時の制御方式。
【請求項２】スター接続型ＬＡＮ装置の集線装置（ＨＵ
Ｂ）において、第１チャネルと第２チャネルを備え、通
常は第１チャネルを用いて通信するが、複数端末装置か
らの信号の衝突を検出した場合、衝突した信号を送出し
た端末装置の一方に対してチャネルの変更を通知するこ
とにより、該端末装置に第２チャネルに切り替えて送信
させることを特徴とするＬＡＮにおける衝突時の制御方
式。
【請求項３】スター接続型ＬＡＮ装置の集線装置（ＨＵ
Ｂ）において、第１チャネルと第２チャネルを備え、通
常は第１チャネルを用いて通信するが、第１チャネルで
の通信時に、他の端末装置から送信があったときには、
上記送信した信号を第２チャネルを通して中継送信し、
次に第２チャネルでの通信時に、他の端末装置から送信
があったときには、これを衝突と判断して、第１または
第２チャネルを通じて衝突検出信号を全端末装置に送信
することを特徴とするＬＡＮにおける衝突時の制御方式
。