JPH05260064A - Multimedia integrated lan system using token ring - Google Patents

Multimedia integrated lan system using token ring

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JPH05260064A
JPH05260064A JP4090037A JP9003792A JPH05260064A JP H05260064 A JPH05260064 A JP H05260064A JP 4090037 A JP4090037 A JP 4090037A JP 9003792 A JP9003792 A JP 9003792A JP H05260064 A JPH05260064 A JP H05260064A
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token
data
mode
node
transmission
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Atsushi Matsushita
温 松下
Kenichi Okada
謙一 岡田
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To provide the LAN system integrating the transmission of periodic data and the transmission of non-periodic data and a system enabling communication with high transmission efficiency even concerning the burst data of still pictures or the like. CONSTITUTION:In the LAN system to transmit data by a node obtaining token while constituting the network with a token passing ring and plural nodes A, B, C..., a periodic data transmission mode for sounds and moving images or the like and a non-periodic data transmission mode for still pictures and text files or the like can be switched at all the nodes A, B, C... by the token, and the respective nodes A, B, C... can count time by a timer. The nodes A, B, C... obtaining the token execute prescribed transmission processings according to the mode of the token and the remaining time of the timer.

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 enables efficient transmission of periodic data such as voice and moving images and aperiodic data such as still images and text files. Local area network) system.

【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 methods such as a TDMA method, a CSMA / CD method, a token passing method, and an FDDI method are known as communication methods adopted in a LAN. In the LAN, an efficient method is adopted according to the characteristics of transmitted data.

【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 a certain degree of communication error is allowed in voice data and moving image data, it is desirable to guarantee communication at regular intervals. Also, the still image data is
Similar to the text file data, some flexibility is allowed in terms of time, so it is not necessary to guarantee communication at regular intervals. For still image data, some error is allowed, such as voice data and moving image data. However, since the data size is large, once the communication right is obtained, it is desirable to acquire the communication right for as long as possible. In the text file data, it is desirable that no communication error is allowed and that the communication right can be acquired 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。
Among the various network systems mentioned above, FD
The DI (Fiber Distributed Data Interface) method has periodical data such as voice and moving image data that should be communicated at regular time intervals, and text files, still image data, and other time-sensitive constraints. It is a network method 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。
This FDDI system uses an optical fiber ring, and has an information transfer rate of 100 M bits / sec.
The AN uses a token passing ring as a control method, and the distance between each node is up to 2 km and the number of stations is up to 1000.
It can handle stations and rings 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 the data transmission by measuring the token arrival interval. The data transmission is divided into two types: periodic data transmission and aperiodic data transmission. That is, the node that has obtained the token always first transmits the periodic data, and transmits the aperiodic data only when the arrival interval of the token is early (the transmission path is open and the aperiodic 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 method described above, when each node receives a token, it first transmits its own periodic data, and if the timer has enough space, it transmits aperiodic data (see FIG. 1). (See (b)). Therefore, when each node receives the token, it performs periodic data transmission if it has periodic data, and otherwise transmits aperiodic data according to the value of the timer. With this method,
When the token is received, the possessed data can be transmitted at that time, so the transmission delay can be small, but it is possible that the transmission time allowed for the transmission of non-periodic data may be divided into small pieces. However, the packet cannot be transmitted using a large size packet, and the efficiency of burst data transmission decreases. As shown in Fig. 2 (b), when several nodes (A, B, C, D) have large size data, the time to acquire the communication right once is short. However, the time it takes to complete the communication of the entire data becomes long as a whole. Therefore, as for the transmission time of the entire burst data, the transmission delay of the data is considered to be shorter if the communication can be performed at one time.

【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 that integrates the transmission of periodic data and the transmission of aperiodic data, and is capable of communicating burst data such as still images with good transmission efficiency. It is intended to provide a multimedia integrated LAN system using the.

【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 a mode in the token, a packet having a size as large as possible can be used for transmitting 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 the token ring of the present invention is a LAN system in which a network is composed of a token passing ring and a plurality of nodes, and the node which obtains the token transmits data. The token allows all nodes to perform mode switching between a periodic data transmission mode for voice, moving images, etc. and an aperiodic data transmission mode for still images, text files, etc., and each node is It is possible to measure time with a timer, and the node that got the token, according to the token mode and the remaining time of the timer,
It is characterized by performing a predetermined transmission process.

【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 description, it is rational that the time set in the timer is 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 performed as follows. That is, the node that has obtained the token transmits the periodic data when the token mode is the periodic data transmission mode and owns the periodic data. In addition, when the token mode is aperiodic data transmission mode and you own aperiodic data, within the remaining time of the timer,
Transmit aperiodic data. The mode of the token switched by the node can be as follows. That is, the token mode is the aperiodic data transmission mode, and when the remaining time of the timer runs out, the token mode 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。
Further, when the node that has changed the token mode to the periodic data transmission mode obtains the circulating token, it changes the token mode 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。
The multimedia integrated LAN system using the token ring of the present invention will be described in more detail with reference to FIG. (1) Basic configuration The form of the network is a token ring as shown in Fig. 3 (a). It is assumed that all the nodes A, B, C, and D hold voice, moving image, data, and still image data, and can transmit the respective data according to the mode when the token is received.

【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。
Media such as voices, data, moving images, still images, etc. are media (moving images, voices, etc .; these media are called periodic data) for which data must be transmitted at regular intervals as described above. ) And those with little time constraint (still images, texts, etc. These media are called aperiodic data). Therefore, in the present invention, two modes of a periodic data transmission mode and an aperiodic data transmission mode are provided so that the real-time property of the periodic data is surely maintained and efficient transmission is possible even for a large capacity such as a still image. Was added to 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。
Further, each node has a timer for guaranteeing the cycle, and the operation of this timer determines the transmission time of data to be transmitted and changes the mode. The timers of the nodes do not have to be synchronized, but it is possible to count the time accurately. The timer of each node sets the timer to a preset value when the transmission of the periodic data is first detected when the token ring is initialized.

【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 a token, it confirms the mode expected by the token. In that case, if the mode is periodic data transmission mode, if the node owns the periodic data, after transmitting the periodic data (voice, moving image) with certainty, the token is passed to the next node. (Fig. 3 (b)). If the mode receives a token of periodic data transmission mode, if the node does not have periodic data to be transmitted, transmission is not performed, and the token is passed 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) )。
When the token is received, if the mode is the aperiodic data transmission mode, the timer of the node is first referred to. At this time, if the timer has time remaining, as long as the timer expires, any amount of aperiodic data may be transmitted (Fig. (B)).
). (2) Mode change method Next, the change of the two modes set in the token will be described. First, the change from the aperiodic data transmission mode to the periodic data transmission mode is performed by any 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 holds the token for aperiodic data transmission is
After changing the mode from aperiodic data transmission to periodic data transmission, if the periodic data is held, 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 that has changed the mode records that it has changed from the aperiodic data transmission mode to the periodic data transmission mode. The node receiving the token for transmitting the periodic data in the mode transmits the periodic data to be transmitted, if any, and if it does not have the periodic data, 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. A node that has changed the above mode from the aperiodic data transmission mode to the periodic data transmission mode, when the token of the periodic mode makes one round and returns (in this one round, all the nodes have the periodic data of this period). (Transmission has been completed), the mode is changed to aperiodic mode, and the token is passed to the next node (Fig. 3 (b)).
). At this time, the node whose mode is changed does not perform data transmission even if it has aperiodic data. this is,
In such a case, when the node whose mode has been changed holds a huge amount of aperiodic data, it is for preventing nodes other than this node from transmitting aperiodic data. In the LAN, it is premised that each node can fairly acquire the token, and it is necessary to guarantee this. Therefore, in the present invention, in order to maintain the fairness of the nodes, the node whose mode has been changed cannot perform aperiodic transmission there. The node receiving the token of the acyclic data transmission mode may transmit the aperiodic data, and each node may perform the transmission until there is no aperiodic data to be transmitted or the timer expires. When there are no more aperiodic data to transmit, the mode remains the same and the token is passed to the next node. When the timer expires, the mode is changed to cycle and the cycle data is transmitted as described above. (3) Timer settings Next, the timer settings for each node will be described. Set the timer to half the period you want to guarantee. (For example, if you want to transmit every 30ms, the timer is 15
set to 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, since the mode is always changed every time the timer expires, the token of the periodic data transmission mode can be surely received before the timer expires once. However, in the case described below, assuming the worst case, a delay of two timers will occur, so a value of half the period to be guaranteed is set as the timer value. For example, as shown in FIG. 4, when periodic data is generated in the node (node A) at the moment when the periodic data transmission mode token is passed to the next node, the next periodic data transmission mode token is obtained. Once the timer expires, you will get somewhere until the timer of the next cycle expires. Therefore, in the worst case, it may be necessary to wait until the timer expires twice. Therefore, it is necessary to set the set value of the timer to half the value of the cycle that can guarantee the transmission quality of the cycle 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 of the present invention, the concept of mode is used, and by changing the mode of the token, it is possible to make the packet of the largest size possible for the transmission of aperiodic data. .. This is shown in Fig. 1 (a). in this way,
When the mode is changed, data can be transmitted with the maximum packet size that can be used at that time, so that burst data such as still image data can be efficiently transmitted.

【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 a specific node changes the mode, a problem may occur when the specific node fails, and token idle is inevitable and efficiency is reduced. However, this can be avoided. 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 system of the present invention and the FDDI system were compared by simulation. (1) Simulation conditions The settings for 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 Periodic node number: 10 and 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 4 Mbits / sec, 2 Mbits / s
ec Regarding the traffic transmitted by the data node, the throughput-delay time result does not calculate the delay time in each packet unit, but rather for each message generated by the data node (in the case of transmission by multiple packets, I decided to find the delay time until the last packet was sent. The data processing method in each node is limited, and any number of communications can be performed within the range until the timer expires. (2) Theoretical value in simulation Here, in order to describe the validity of the simulation result, comparison with the theoretical value at each set value of the simulation is performed. Lower limit of delay time for aperiodic data In the token ring method, throughput may be reduced due to token transfer. Since this depends on the propagation speed of the signal, the time required for the token to move around the ring depending on the ring size can be calculated.

【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 values of non-periodic data is obtained.

【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, the communication by the token passing system requires at least the following time.

【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。
Time required for first obtaining a free token Time from starting packet transmission to ending transmission of last packet Time from completion of packet transmission to reception of packet by the In the simulation, the time from the end of sending the packet to the receiving side receiving the packet is not added to the delay. That is, the delay is the time from when a transmission request is made to the node to when the node finishes transmitting the last packet. Here, the communication time of a packet is half the time required for one round of the ring on average, so it depends on the ring size and can be easily calculated.

【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 taken to obtain a free token is calculated. When the throughput is low, tokens can be acquired on average in half the time it takes to complete one round of the ring, but what we must consider 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 number of nodes transmitting periodic data is 1
When transmitting an average of 4 Mbits / sec data per node, if the total number of periodic nodes is 10, then 100
Of the transmission capacity of Mbits / sec, 40 Mbits / sec is used for transmitting periodic data. In this case, if the set value of the timer is set to 15 ms, the first 6 ms is used for transmission of periodic data according to the protocol of the present invention. Therefore, it is considered that if the aperiodic data occurs in the first 6 ms, it cannot be transmitted immediately, and if it occurs in the latter half of 9 ms, it can be transmitted immediately after acquiring the token. That is, 40% of aperiodic data is kept waiting for an average time of 3 ms.
Considering that this and the remaining 60% of data can be sent immediately, a delay time of 1.2 ms occurs on average from the time of occurrence to the time of sending. To this, 0.125ms (50Km), which is the time until the token is obtained (half the ring), was added, and data with an average length of 1Kbytes was generated.
If the transmission time of 0.08 ms is added, the transmission request for aperiodic data is very small (when the throughput is low).
However, it is considered that the delay time of 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 the simulation result and the theoretical value.

【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 the actual values. Upper limit of throughput of aperiodic data Next, the upper limit value of throughput is examined. In the method of the present invention, since the mode is provided, the token is set to the cyclic mode while the timer expires,
It is considered that the ring makes one round as a round or aperiodic mode. Therefore, the maximum throughput of aperiodic 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, which is obtained by dividing the above-mentioned delay of making one round in the ring by the value of the timer. Therefore, 4M
When 10 nodes are transmitting periodic data of bits / sec, the maximum theoretical throughput of aperiodic data is 0.567, assuming that 40% of the periodic data is transmitted.

【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 theoretical maximum 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 simulation results and 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 upper limit of the throughput is very close to the theoretical value, and the simulation result shows that
It is considered that the one close to the actual one was obtained. (3) Evaluation The method of the present invention is a method capable of efficiently transmitting a large amount of data such as a still image which is expected to have an increasing demand in the future, while the periodicity of the periodic data is surely guaranteed.

【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。
In order to show this, a comparison was made with the FDDI method, which is based on the token ring method like the present method and which also guarantees the cycle of the cycle 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 node, the period data period of 30 ms, and the average amount of periodic data information 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 figure, DPC is the system 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 throughput of aperiodic data is low,
It is considered that the FDDI method can perform transmission with less delay. This is because in the FDDI method, the periodic data is always transmitted when the token is acquired, so that the token can be acquired immediately after the 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, the delay time (about 6 ms) was constant from beginning to end regardless of whether the throughput of the aperiodic data was low or 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 for the first one cycle of each cycle (15 ms) and the other cycles as the non-cyclic mode even when the throughput is low. Therefore, even if the periodic data is generated, it cannot be immediately transmitted.

【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, the cycle (30 ms) of the cycle data is surely guaranteed in any of the systems, and there is no problem.

【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, let us look at the result of transmission of aperiodic data. 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, looking at FIG. 7 here, while the throughput of the aperiodic data is low, no great difference is seen between both formulas, but when the throughput of the aperiodic data exceeds 0.4, the system of the present invention is used. It can be seen that the transmission delay is smaller and the transmission is obviously 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, transmission capacity 100 Mbps, cable length 100 km, total number of nodes 250, periodic node number 1
The results in the case of 0 node, the period data period of 30 ms, and the average amount of periodic data information of 4 Mbits / sec are shown in FIG. 8 for periodic data and in FIG. 9 for 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 future computer communications, burst data typified by still images will be transmitted more often. Therefore, when the method of the present invention is used, the period of the periodic data can be surely guaranteed and the data having a large capacity can be ensured. It has been shown that can also 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, the efficiency with respect to distance of the system of the present invention is shown in FIG.

【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。
It can be seen from FIG. 10 that the efficiency decreases as the ring size increases. This is because due to the nature of the token ring, the time required to pass the token depends on the ring size.

【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 throughput limit values are 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 similar to those obtained.

【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, the periodic data transmission mode and the aperiodic data transmission mode can be set in the token, and each node can measure the time by the timer, and the aperiodic data transmission mode can be set. In the transmission mode, since the aperiodic data can be transmitted with the maximum allowable packet size, 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 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 an 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 figure in the case of this invention, (b) is a figure in the case of 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。
FIG. 3 is a diagram showing an outline of the present invention, (a) is a network configuration diagram, and (b) is a time chart diagram.

【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 illustrating 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 transmission efficiency of periodic data when the token ring is 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 similarly comparing the 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 efficiencies of burst data similarly.

【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 the transmission efficiency of periodic data when the token ring is 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 for similarly 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

Claims (6)

【特許請求の範囲】[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
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。
1. In a LAN system in which a token passing ring and a plurality of nodes form a network, and the node that obtains the token transmits data, the token is periodic data for voice, moving images, etc. All nodes can switch the transmission mode and the non-periodic data transmission mode for still images, text files, etc., and each node can measure the time with a timer. Is a multimedia integrated LAN system using a token ring, which performs a predetermined transmission process according to the token mode 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. The multimedia integrated LAN system using token ring according to claim 1, wherein the time set in the timer is half of the period in which the transmission quality of the periodic data can be guaranteed.
【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 token mode is the periodic data transmission mode and owns 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 which obtains 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 owns the aperiodic data. A multimedia integrated LAN system using the described token ring.
【請求項5】 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。
5. The token according to claim 1, wherein the node that has obtained the token changes the token mode to the periodic data transmission mode when the token mode is the aperiodic data transmission mode and the remaining time of the timer runs out. A multimedia integrated LAN system using a ring.
【請求項6】 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。
6. The multi-ring using token ring according to claim 1, wherein the node, which has changed the token mode to the periodic data transmission mode, changes the token mode to the aperiodic data transmission mode when it obtains the cyclic token. Media integrated LAN method.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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