JPS58147259A - マルチアクセス方式 - Google Patents

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】 この発明は、光フアイバ通信方式、衛屋通偏方式、移動
通信方式等において、共通の伝送媒体を複数の局で共有
する伝送システムにおけるマルチアクセス方式に関する
４のである。

〈背景技術〉 衛星通信網、ローカルネットワーク、無線パケット通信
網では、放送形マルチアクセス通信方式が用いられてい
る。その代表的な方式にＡＬＯＨＡ（アロハ）方式があ
る。ＡＬＯＨＡ方式はハワイ大学で開発されたもので、
ホノルルの大学本部にある大盤コンピュータと、オアフ
島、カラアイ島、ｉライ島に分散する短期大学、研究施
設り小塵コンピュータ、ターゼナルｔＵＨＦ帝の無線チ
ャンネルで接続している。即ち第１図に示すように各タ
ーイナル局Ｓ１〜ｓ４はそれぞれ趨末殻ｆｌと、送受信
機３とこれら間のインタフェース回路２とよりなり・ホ
ルト局８ｈは送受信機３と、計算機４とこれら間のイン
タフェース回路２とよりなｐ、ターイナル局−ホスト局
、ホスト局叫ターイナル局間を区別し別々の無線帯域を
使用している。ターばナル局→ホスト局の無巌チャンネ
ルを考えると、各ターイナル局は送信すべき情報ｔ−１
０００ビツト程度のパケットにまとめ、盛装なヘッダ情
報、誤りチェック符号を付加して任意の時刻に発信する
◎もしこの時、他のターイナル局からの発信がなければ
、ホスト局は正しくバケツ）１受信し、ＡＣＫバクット
を返送するので、これによってターイナル局は送信が成
功したことを知る。しかし、はソ同時刻ｌこ他のターイ
ナル局からの発信があると、パケット間での衝突が発生
し、ホスト局では正しく受信されない。この時、パケッ
トを送信した各ターイナル局では一定時間待ち、ＡＣＫ
パケットが返送されなかったら衝突が発生したもＯと判
断し、フンダムな遅延時間後、同一のパケットの再送信
を行なう。このようにＡＬＯＨＡ方式では衝突Ｏ発生に
より無駄時間が多くなり、計算によれば回線リスループ
ツトは最大でも約１８％にしか達しない。

こ（Ｌ）ＡＬＯ）（Ａ方式を発展させたも０＃こ、Ｘｅ
ｒｏｘ社ｔ）　Ｅ　ｔｈ＠ｒｎｅｔ　（イーサネット）
がある。これは有線のシステムで第２図番こ示すように
、１本の同軸ケーブル１５を双方向伝送に使用し、端末
装置ｌ、インタフェース回路１２．送受信機１３よりな
る各ターイナル局Ｓｌ”Ｓ４はそれぞれアダプタ１７を
介して同軸ケーブル１５に結合し、放送形式でパケット
を送信し、又、自分宛のアドレスが付加されたパケット
を取り込む。同軸ケーブル１５Ｌｔ）両端にはクープル
終端ｓ１８が設けられている。

各ターミナル局でのパケットの送ｇｉハ第３図に示すよ
うな手順ｌこ従う。送信妥求がみると、まずステップ■
で同軸ケーブル１５上に他のパケット信号が存在するか
、空きかを調べ、空きでない場合は送ｇＩｔ−見合せる
。これはＣＳ　Ｍ　Ａ　（（’ａｒｒｉ＠ｒＳｅｎｓｅ
　Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ａｃｃｅｓｓ）という技術であり
。

無縁でも可能である。ステップ■で空きを＃１認すると
ステップ■でパケットヲ送信する。この送信を開始して
も、たｔたｔ２ターイナル局以上が同時に送ＩＮを開始
する場合があり　こりときパケットり先頭部で衝突が発
生する・Ｅｔｈｅｒｎ＠ｔでは各局は送信中にステップ
■に示すように衝突り検出を続けており、衝突が検出さ
れれば、以後送信を続行して４蕪駄なので、ステップ■
で７ｔソちに送信を停止する。衝突検出、送ｇ！り放業
後、これら衝突した複数のターｉナルが同時に再送ｇ！
七行なうと、再度衝突を起こすので、ステップ■でフン
ダムな待ち時間後、或いは衝突検出回数に応じて待ち時
間を貴くとることにより、再衝突の可能性を減少させる
。パケット信号に衝突が検出されないと、ステップ■で
１５Ｔ足時間内に送信相手局からｖＡＣＫパケットが受
信されるかチェックする。

以上り工うに空きり検出波の送信、衝突検出時の送信停
止番こよりネットワーク使用の無駄時間は極めて小さく
なり、容易に９５チ以上のスループットが達成される。

Ｃ８ＭＡ技術を用いｆｔ　Ｅｔｈ会ｒｎ＠ｔ　４１制御
機構が単純でＴｏＬ、　Ｌかも制御が各ターばナル局に
分散されているためイ＃Ｉ頼性が高く、拡張も容易であ
るといつ元利点を有する。しかし・このｇ　ｔｈ・ｒｎ
＠を方式はすべてＯ情報や局について優先順位を付ける
ことなく、一様ｌこ処理してい比。このため、送Ｉ！信
号が衝突した場合本来は待ち時間が短かくめるべ１１も
のが長くなるおそれがめった。つｔ５将来Ｏオフィスオ
ートメーションへのマルチアクセス通（ＩＩＯ応用を考
えると、音声、データ、−儂（ＦＡＸ、静止画等ンとい
った谷様な情＠を送る半がｌ！祷される。この同音声情
報、端末の制御情報等は即時性が安水される。しかし従
来のＥｔｈ＠ｒｎｅｔ方式では即時性が蒙求される情報
が遅れるおそれがめった。

〈発明の概要〉 この発明の目的會工即時性が餐求される情報は衝突の発
生する可能性が少なく、父は／及び衝突が発生した場合
の待ち時間が短かいマルチアクセス方式を、提供するこ
とにある。

こり発明Ｉこよれば空き状圃に２いて送信する除ｆｃ　
、局Ｖ優先権が高い程、待ち時間なしに送信する確４ｃ
を高くシ、又は／及び２つ以上０局０送信慴号が衝突し
た時に０．１１号再送値までＱ侍ち時間の平均ｍを、局
Ｏ優先確か高い根短かくする。これら両者を行うことに
より優先権Ｖ島い局根、即時性が満たされる可能性が大
きく、待ち時間％短かくなり、前記確率を高くすること
、及び平均値を短かくすることり一方のみが行われて４
従来Ｏ方式よりも即時性がｗ！求される情報は伝送遅延
時間は短か（なる。

く光通信網〉 第４図はこＱ発明のマルチアクセス方式を用いた光通ｇ
Ｉ網の例でおる。各局８　ｔ　＊　８　ｍは熾木装筺ｌ
、インタフェース２２、光送受信部２３よりな９、局Ｓ
凰は送信用ファイバ２５Ｋ及び受信用ファイバ２６１を
通じて光イキサ２９に接続され、局Ｓ１工送信用ファイ
バ２５１、受信用ファイバ２６ｍ　ｆ通じて光イキサ２
９に接続される。端末装置ｌは、ディスプレイ装置、キ
ーボード等のマンマシンインタフェースを有し、データ
の入出力、蓄積等を行なう。インタフェース２２は端末
装置１固有の電気的、論理的インタフェース条件を光送
受信部２３のインタフェース条件に変換する役割ｔ４つ
。光イキナ２９は複数の送信用ファイバ２５ｓ　ｅ　２
５ｉ　。

・――・よりの光パワーを、壷数の受傷用ファイ”　２
６　＋　＊　２６　ｚ　ｔ・・・・に均等に分配する光
受動部品でめる〇 いま１局ａｔの端末装置１１から局Ｓｍの端末装置１へ
信号を送る場合ｔ２Ｉえてみる。局８ｔの端末装置ｌか
らの信号＆エインタフェース２２を通って光送受（！Ｈ
ｔ５２３へ送られ、こ＼で電気信号は元信号に変換され
、送信用ファイバ２５１ｆこより、光イキサ２９へ送ら
れる。光イキサ２９で局Ｓ１からの信号は受信用ファイ
バ２６１＊　２６　意Φ日Ｉに均等に分配され、各局の
光送受０１部２３へ送られる。局Ｓｍへは受信用ファイ
バ２６舅により送られ、その光送受！９２Ｂで光匍号は
電気信号に変換嘔ね、インタフェース２２を介して端末
装置１へ送られる〇逆に、局Ｓｍから信号を送る時は、
送信用ファイバ２５ｓで光イキｔ２９へ送る。すなわち
、どの局からの信号も光イキサ２９を経由してすべての
局へ分配される。この構成は、文献Ｅ、Ｇ−Ｒａｗｍｏ
ｎａｎｄ　Ｒ６Ｍ９Ｍ＠ｔｃａｌｆｅ　”　Ｆｉｂ＠ｒ
ｎ＠ｔ　：　ＭｕｌｔｉｍｏｄｅＯｐｔｉｃａｌ　Ｆｉ
ｂｅｒ　’ｆｏｒ　Ｌｏｃａｌ　Ｃｏｍｐｕｔ＠ｒ　Ｎ
＠ｔｗｏ−ｒｋ”ｅ　ＩＥＥＩ　Ｔｒａｎｓ、Ｃｏｒｎ
ｍｕｎ−、Ｃ０Ｍ−２６、７（１９７ｇ）９８３−９９
０　　にも述べられているものでおる◎この発明は第４
図に示した光通信網その他の通信網のように共通の伝送
路を通じて複数の局が相互着こ結合された伝送システム
におけるマルチアクセス方式であってその一実施例のツ
ク−チャートを第５図に示す。その手順を以下番こ説明
する。

端末装置ｌから送信要求が発生すると、ステラ１■番こ
おいて光送受１！郁２３で光信号を受信しているかどう
かにより、チャンネル伝送路が空かどうかを判断する。

チャンネルが空いている時はステップ■で送信用乱数を
発生させる。この乱数は確率ＰｉでＪ＝１゜確率（１−
Ｐｉ）でＪ＝０＃こなる。つｔす確率Ｐ１が高い程、Ｊ
＝１が発生する率が高くなり、優先順位が為い局のＰｉ
は高く選定される。

ステップ■で送信用乱数Ｊが１かどうか判断するＯ ステップ■でＪ＝１の時はデータの送信を開始する・ ステップ■でデータ送信中にデータノくフット同士の衝
突がめるかどうかを常に監視している。その衝突がなく
データ送信が終ったら送信が完了となる◎ ステップ■でデータパケットの衝突を検出したら直ちに
データ送信を中止する（ステップ■）そのデータ送信中
止後、ステップ■で待合セ時間用乱数Ｗを発生きせる。

ステップ■でＷ秒待ち、ステップ■１こ尿ジ再びチャン
ネルが空かどうか判断する。

ステップ■で、Ｊ＝０の時は、ステップ■でタイムスロ
ット待ってステップ■に戻り、丹びチャンネルが空かど
うか判断する。

ステップ■でチャンネルが空いていない時はステップ■
擾こ移る。

上述の処理において優先順位が高い局は、送信用乱数の
確率Ｐを太きくシ、かつ待ち合せ時間の平均値Φを小さ
くし、優先順位が低い局は確率Ｐを小さくシ、待ち合せ
時間の平均値ｗ＋２大きくする０ 第６図を工、優先順位の高い局Ｓ１優先順位の低いＳｍ
、Ｓ−の関の通信過８！ヲ示している。時点ｔｌ。

Ｌｍにそれぞれ局Ｓｓ、Ｓｓ　からそれぞれ局Ｓ意、Ｓ
＾データバケツ）Ｐａ、Ｐｂ　　の送信安水が発生し、
チャンネルが空いているため、これらノくケラトにノく
フット衝突なしに伝送されている。しかし時点ｔａに送
られた局ＳＲか局Ｓ、へのデータパケットＰｃと。

局ａＳよりの局Ｓ１へのデータパケットＰｄとは時点ｔ
４゛で衝突したとするＯｗＪＳｌは優先順位が高いので
、確率的にを工短かい待ち時間後の時点ｔｓにデータパ
クツ）　Ｐｃを再送信する。優先順位の低い１１６８ｍ
は、確率的に長い待ち時間後の時点ｔ・に、データバケ
ツ）　Ｐｄ　ｒ再送信する。従って、優先順位の高い局
Ｓｓは短かい伝送遅延でデータを送ることが出来る。

１ｔＡ５図について述べｔようにステップ■でチャンネ
ルの空きが検出される。送信用乱数を発生基せ、Ｊ＝１
とならないと送信しない。従って優先順位が嵩い燭では
チャンネル空きを検出すると・短かい時間でＪ＝１とな
り送信できるが、優先順位が低い局を工Ｊ＝１となる確
率が小さいためＪ＝ＥＩＵでステップ■曇こ戻る率が＾
く、それだけ送信できる機会が減少する。このため優先
順位が商い局と、低い局とにはソ同時に送信要求が発生
した場合は、優先順位が高い局の方が先に送信可能とな
る４Ｍ率が＾く、それだけ短かい伝送遅延でデ第７凶に
示すパラメータを用いた場合に優先順位が高いパクッ）
１と低いパケット２との伝送遅延をシェばレージ旨ン計
算した結果を＾８図に示す。この図より送出確率Ｐ、平
均待ち合せ時間会に電みづけをすることにより後先順位
の高いパケット１の伝送遅延を短かくすることができる
ことが理解できる。パケット２は例えば、ｊＩＩＩ像情
報で６９、Ｉ　Ｋ　ＢＶｔ＠と焚く、パケット１　ｔＳ
　Ｆ！ｌえｒｆｔｔ声情報であって２５６　Ｂｙｔｅ　
と蜘かく、しかも前者の送゛信要求の率が後者よりも８
ｏチと多いが、伝送遅延はパケット１が小さいものとな
る◎この発明は、第４図１こポした元ファイバ通信以外
に、衛星通１！、移動通［等へも通用出来る０以上説明
したようにこの発明では、データの優先側位に応じてた
だちにデータを送イ６するａ率と待ち合せ時間の平均値
との一方又は内方に重み付けをすることにより、＊−先
順位の縄いデータを短かい伝送遅延で伝送出来るという
利点がめる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来のアロハ形通偏網の構成を示］ブロック
図、第２図はイーサネット形通信網の構成を示すブロッ
ク図、第３図は、イーサネットの送信処理を示す流れ図
、第４図は光通信網の一構成例を示すブロック図、第５
図は第４図に示した通信組番ここの発明を適用した送信
手順の例を示す流れ図、第６図は、３つの局番こよるパ
ケット伝送の秋１１を示すタイムチャート、纂７図はシ
ュミレーションパラメータを示す図、第８図は伝送遅延
特性のシュｉレーションによる計算を示す図でめるＯ Ｘ：Ｗ末装置、２：インタフェース回部、３：送受信機
、４：ホスト計算機、１２；・インタフェース回路、１
３：送受信機、１７：アダプス１５：間軸ケーブル、１
８：ケーブル終端部、２２：インタフェース回路、２３
：光送受信部、２５凰、２５意：送信用ファイバ、２６
１．２６露：受信用ファイバ、２９：光ばキサ、ＳｘＳ
曹、８＠Ｓｂ：局 代理人草野　卓

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　夫々送信装置と受信装置とを有する複数の各
   局間を、任意の局の送信信号がすべてＯ局Ｏ受信される
   ように伝送路を介して接続し、各局は任意Ｏタイゼング
   でデータを送信し、２つ以上の局の信号が衝突した時、
   再送信する伝送システムにおいて、データを待ち時間な
   しに直ちに送信する確率、及び／又は２つ以上０局の送
   信信号が衝突した時％信号再送までＯ待ち時間Ｏ平均値
   を優先権の高い局のデータを短かい伝送遅嬌時間で送る
   仁とができるように局の優先権に応じて選定されている
   マルチアクセス方式。