JPH11298507A - 衝突回避方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】複数通信装置がそれぞれ同一周期のデータ送信
を行う場合従来の競合方式で送信したのでは、衝突の発
生頻度が高く再送によるネットワーク負荷が大きかっ
た。 【解決手段】通信制御装置内に一定時間でカウントアッ
プするカウンタと、優先度カウント部，周期カウント部
を設け、通常は周期カウント部の値により周期的にデー
タ送信を行うが、衝突が発生したことを検知すると優先
度カウント部の値により各装置がデータの送信するタイ
ミングをずらし、その後再度周期カウント部の値により
周期的にデータの送信を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フィールドネット
ワーク等の伝送通信路を有し、分散して伝送通信路上に
接続されている個々の通信装置が、同一周期的でデータ
の送信を行うネットワークシステムにおける衝突回避方
式に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、各通信装置が分散して同一伝送通
信路上に接続され、各通信装置が同一周期でデータ送信
を行うようなネットワークシステムにおいて、伝送通信
路上にデータ送信を行う場合には、まず伝送通信路上に
データが送信されていないかどうかを確認し、データ送
信が行われていない場合には、すぐにデータの送信を行
う。一方、伝送通信路上にデータが送信中の場合には、
伝送通信路が空くのを待ってからデータの送信を行う。
また、２つ以上の通信制御装置が同時に伝送通信路上に
データの送信を行うと、衝突が発生するが衝突検知機能
を有している場合には、通信制御装置毎にある計算に基
づいて算出した時間（乱数から求めた時間など）待って
から再度データの送信を行い、再送時衝突が発生しない
ようにしていた。

【０００３】また、同一周期で複数の通信制御装置でデ
ータを送信する場合、この衝突を回避するために特開平
7−143142 号公報のように、あらかじめそれぞれの通信
装置内に各通信装置で同一周期時間と周期変更時間（各
通信装置で重複しないユニークな時間）を設定してお
き、衝突が発生した場合全ての通信制御装置がそれを検
知できるようにしておき、この周期時間＋周期変更時間
分の周期でデータの送信を行い、万が一衝突が発生した
場合それぞれ設定してある周期時間＋周期変更時間分遅
延してから再送するようにして、再送時には衝突が発生
しないようにしていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、最初の従来の
技術のような競合方式では通常衝突を検知するのはデー
タを送信した通信制御装置のみである。このため、デー
タを送信時衝突を検知した装置間では再送時の衝突率は
低く押さえられるが、その他の通信制御装置が伝送通信
路が空いているためにデータを送信しようとしたデータ
と、前回衝突が発生したため再送しようとしたデータと
が再度衝突して、伝送通信路上が再送データだらけにな
ってしまいネットワークの負荷を増幅させることがあっ
た。また、同一周期で複数通信装置がデータを送信して
いる場合には、一度ネットワーク上でデータの衝突が発
生すると再送により救われる場合もあるが、衝突を起こ
したそれぞれの通信装置は次周期も同じ時間にデータの
送信を行うため、再度衝突が発生し衝突を回避すること
が困難であった。

【０００５】また、特開平7−143142 号公報では、それ
ぞれの周期時間が異なるため、同一周期でデータの送信
を行うことができない。さらに周期が異なるため、衝突
発生後から最初のうちは衝突が発生しないが時間がたつ
と再度衝突が発生してしまうという問題があった。これ
を図３を使用して説明する。

【０００６】図３の側では、４台の通信装置が同一伝送
通信路上に接続されている。データ送信基本周期はＴ
Ｓ、各装置の周期変更量はＴ１〜Ｔ４となっている。こ
のＴＳが３秒で、Ｔ１が１，Ｔ２が２，Ｔ３が３，Ｔ４
が４秒の場合、各通信装置の周期はこのようになる。

【０００７】通信装置１１の周期：３＋１＝４秒 通信装置１２の周期：３＋２＝５秒 通信装置１３の周期：３＋３＝６秒 通信装置１４の周期：３＋４＝７秒 衝突が発生してから最初の送信では衝突が発生しない
が、衝突発生後の各通信装置の送信タイミングを見てみ
ると、以下のようになる。

【０００８】

【０００９】これによれば１２秒後には通信装置１１と
１３で再度衝突が発生していまうことがわかる。

【００１０】更に、図３で具体的に説明する。基本周期
ＴＳが３秒で、各周期変更量Ｔ１が１，Ｔ２が２，Ｔ３
が３，Ｔ４が４秒の場合このように、同一周期ではない
ため、衝突が発生した後に再度衝突が発生する確率が高
く、また衝突が発生しないように周期変更量を調整する
のが困難であった。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、請求項１に関しては、通信制御装置内に一定時間で
カウントアップするカウンタと、優先度カウンタ部，周
期カウント部を設け、通常は周期カウント部の値とカウ
ンタを比較し一致する場合にデータの送信を行うが、衝
突が発生したことを検知した場合には、カウンタをクリ
アし、衝突発生から最初の比較を優先度カウンタ部の値
（各通信制御装置で重複しないユニークな値）と行い一
致した場合にデータの送信を行うようにして各通信装置
間でデータの送信をずらし、その後は再度カウンタをク
リアして周期カウント部の値と一致した場合のみデータ
送信を行うようにする。これにより、衝突が一度発生す
ることにより再度衝突が発生するのを低減させることを
特徴とする。

【００１２】請求項２に関しては、通信を行うために必
ず必要となり各通信制御装置で重複しないユニークな値
であるアドレスをメモリ内に保持しておき、立ち上げ時
に優先度カウント部の値に自動的に設定することによ
り、通信装置が送信するタイミングを重複しないように
容易にずらすことができることを特徴とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】請求項１に対する実施例を図１，
図２で説明する。図１はこの発明が適用されるネットワ
ークシステム構成例とその通信制御装置内部の制御構成
を示したものである。このネットワークシステムは、通
信装置１１〜通信装置１４が同一伝送通信路上に接続さ
れている構成である。

【００１４】各通信装置には通信の制御を行うための通
信制御装置が内蔵されており、データの送信を周期的に
行うため、周期カウンタ部２５に各通信装置で同一のカ
ウントＴＳを格納しておく。

【００１５】切替部２７では比較部２８が比較を行う値
が周期カウント部２５の値か優先度カウント部の値かを
切替えているが、通常は周期カウント部２５になってい
る。カウンタ部２９では一定時間になるとカウントがア
ップするような仕掛になっており、この１カウントはデ
ータを送信してから通信相手に受信されるまでに十分な
値となっている（データを送信してから通信相手に受信
される時間よりも大きな時間）。周期カウント部２５の
値とカウンタ部２９の値を比較部２８で比較し一致した
とき、送信部２３は送信バッファ２４にデータが格納さ
れている場合にはデータの送信を行う。これによりデー
タを周期的に送信することが可能になる。もし、伝送通
信路上で衝突が発生した場合には、衝突検知部２０で衝
突が発生したことを検知してカウンタ部２９の値を０ク
リアし、切替部２７では優先度カウンタ２６に切替え、
比較部２８で優先度カウント部２６の値とカウンタ部２
９の値を比較する。

【００１６】優先度カウント部２６には予め各通信装置
でそれぞれ異なるユニークな値が割り付けられており、
この実施例では通信装置１１〜１４にそれぞれＴ１〜Ｔ
４の違った値が格納されているものとする。優先度カウ
ント部２６の値とカウンタ部２９の値を比較部２８で比
較し、一致した場合には送信部は送信バッファ内にある
データの送信を行う。これにより、各通信制御装置毎に
優先度カウント部の値が異なるため衝突後の再送で衝突
が発生することはない。

【００１７】また、カウンタ部２９の値は比較部２８で
一致したことがわかると０クリアされる。優先度カウン
ト部２６の値とカウンタ部２９の値が一致すると切替部
では再度周期カウント部に切替え、再度衝突が発生する
まで切り替わることはない。そのため、衝突が発生して
から一回目の送信は優先度カウント部２６の値だけ待っ
てから送信され、それ以降は再度各通信制御装置は同一
周期でデータの送信を行うことになる。

【００１８】このタイミングチャートを図２に示す。通
信装置１１〜１４が同一伝送通信路上に接続されており
同一周期でデータの送信を行っているが、内部クロック
に各通信装置間で微妙なずれがあり、それぞれの周期は
微妙に同一ではなくなっている場合がほとんどである。
このため、それぞれ周期的にデータの送信を行っている
がいつかは衝突が発生してしまう。しかし、衝突が発生
した場合に、この衝突が発生したことを各通信制御装置
が検知し、それぞれの重複しないユニークな値が優先度
にあらかじめ割り当てられているため（Ｔ１〜Ｔ４）衝
突発生後は再度調整が行われ各通信制御装置が同時にデ
ータを送信しないようにずらされる。衝突後にそれぞれ
の通信制御装置が送信するタイミングがずらされ、再度
各通信制御装置が同一周期ＴＳでデータの送信を行うた
め、その後衝突の発生は内部クロックの誤差が発生しな
い限り発生することはない。

【００１９】請求項２に対する実施例を図１で説明す
る。図１はこの発明が適用されるネットワークシステム
構成例とその通信装置内部の制御構成を示したものであ
る。このネットワークシステムは、通信装置１１〜通信
装置１４が同一伝送通信路６上に接続されている構成で
ある。通信制御装置内のノードＩＤ保持２Ａ、または通
信装置内にあるメモリに自分の通信のために必要なアド
レス（以下ノードＩＤ）を格納しておく。このノードＩ
Ｄは伝送通信路上で重複することはなくユニークなた
め、ネットワークシステムを構成する上でシステム管理
者がいちいち重複しないように優先度カウントを設定す
る必要がなくなる。このノードＩＤを優先度カウント部
２６にシステム立ち上げ時にコピーすることにより、自
動的に設定することができ、かつ重複のないユニークな
値を設定することができる。

【００２０】

【発明の効果】本発明により、同一周期で複数装置がデ
ータを送信したい場合、衝突発生後の最初に優先度カウ
ント部の値の時間待ってからデータ送信を行うことによ
り各通信装置がデータ送信を行うタイミングがずらさ
れ、その後周期カウント部に切り替えることにより、同
時にデータ送信を行うことがなくなり衝突率が低減でき
る。また、衝突が発生した場合各装置のカウンタを同期
させることが可能となり、自動的に各通信制御装置内の
カウンタのずれを補正できる。これにより、ネットワー
クの負荷を低減することが可能である。また、各通信制
御装置間のデータ送信時をずらす値にノードＩＤを使用
することにより、重複のないユニークな値を自動的に設
定することが可能となり容易に各通信制御装置が送信す
るタイミングをずらすことが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を説明するためのネットワー
クシステム構成と通信制御装置の内部構成を示すブロッ
ク図。

【図２】本発明の一実施例を説明するためのタイミング
チャート。

【図３】従来の課題を説明するためのタイミングチャー
ト。

【符号の説明】

１１〜１４…通信制御装置、２０…衝突検知部、２１…
受信部、２２…受信バッファ部、２３…送信部、２４…
送信バッファ部、２５…周期カウント部、２６…優先度
カウント部、２７…切替部、２８…比較部、２９…カウ
ンタ部、２Ａ…ノードＩＤ保持。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】２つのノードが同時にデータ送信を行って
   衝突が発生した場合、伝送通信路上のすべて装置が衝突
   を検知することが可能な通信制御機能とデータ処理機能
   をもつ通信装置が伝送通信路を介して複数接続されてお
   り、これらの各通信装置が同一周期でデータの送信を行
   うネットワークシステムにおいて、 各通信装置内の通信制御機能で衝突を検知した場合にデ
   ータ送信タイミングをずらし、その後一定周期でデータ
   の送信を行わせる手段を設け、各通信装置がデータ送信
   を行う場合に伝送通信路上に同時にデータ送信を行わな
   いようにすることを特徴とした衝突回避方式。
2. 【請求項２】請求項１のネットワークシステムにおい
   て、衝突が発生した場合それぞれの通信装置のデータ送
   信をずらすために使用する値に、各通信装置にユニーク
   （伝送通信路に接続されている通信装置のなかで重複し
   ない）に割り当ててあるアドレスを自動的に設定して、
   他のデータ送信を行う通信装置と同時に伝送通信路上に
   周期データを送信しないようにすることを特徴とする衝
   突回避方式。