JPS58215147A - ロ−カル・ネツトワ−ク通信方式 - Google Patents

ロ−カル・ネツトワ−ク通信方式

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JPS58215147A
JPS58215147A JP57098342A JP9834282A JPS58215147A JP S58215147 A JPS58215147 A JP S58215147A JP 57098342 A JP57098342 A JP 57098342A JP 9834282 A JP9834282 A JP 9834282A JP S58215147 A JPS58215147 A JP S58215147A
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JP
Japan
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transmission
communication
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carrier waves
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JP57098342A
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Takehiko Yamaguchi
武彦 山口
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NEC Corp
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NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00Data switching networks
    • H04L12/28Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/40Bus networks
    • H04L12/407Bus networks with decentralised control
    • H04L12/413Bus networks with decentralised control with random access, e.g. carrier-sense multiple-access with collision detection [CSMA-CD]

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Radio Relay Systems (AREA)
  • Small-Scale Networks (AREA)

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】 〔発明の属する技術骨!r。
本発明は、ローカル・ネットワーク通信方式に関し、特
にC3MA/CD方式(Carrier SenseM
ultlple Acces/Co11ision D
etection方式)を利用した通信方式に関する。
〔従来技術の説明〕
近年、同一のビルや工場、敷地内に存在するコンビプー
ータ、データ端末機器を相互接続するローカル・ネット
ワークが、メツイス・オートメーション、ファクトリ−
・オートメーションを進める上での基本手段として注目
を集めており、その各種方式が提案され、かつ実用化さ
れている。なかでも著名な方式は、C3MA、/CD方
式によるバス形の通信方式であり、これは簡単かつ低コ
ストな方式として注目を浴びている。この方式の代表例
にはDEC,Intel 、 Xeroxの3社により
共同開発・発表された[!therne’tと呼ばれる
ローカル・ネットワークがある。
第1図は、このシステムの基本構成を示すものであり、
同軸ケーブルによるバス#に距離的に離れたノードA、
Bがアクセスしている例をしめす。
なお、一般には数十のノードが同一バスにアクセスする
が、図では簡単のため二つのノードA、  Bのみがあ
る場合を示す。
各ノードは、送信データSDを受けで同軸ケーブルに信
号を送出する送(d機TX、同軸ケルプル上を流れる情
報をノードに取り込んで受信データRDとしてノード端
末に送出する受信機RX、送受信の衝突を検出して衝突
検出出力CDをノード端末に送出する衝突検出回路り、
および送信機′rXと受信fiRXを同軸ケーブルに物
理的に接続する手段であるタップTから構成される。
第2図は、本C3MA/CD方式による通信方式の動作
例を説明するための図である。
各ノードは、通常、その送信開始時にハス上での他ノー
ド間通信を傍受(Carrier 5ense ) L
/、無通信状態にあることが確認できた場合にのみ送信
を開始する。第2図のノードAからの送信バーストA1
1ノードBからの送信バーストB1はこのようにして各
ノードから送出され、かつ無事通信を完了した場合の例
である。しかし、無通信状態であることを確認して送信
を開始しても、他ノードも同様にして送信を開始するこ
とがあり、この場合は、同一バス上で送信バースト相互
の(h突を生ずる。
C3MA/CD方式では、この衝突を検出(Colli
sion l1etectlon )する目的で、第1
図に示す衝突検出回路りが設けられている。具体的な(
躬突検−出方式ならびにその回路構成は当業者には周知
であり、ここではこれ以上の詳細な説明は省略する。
衝突検出出力CDが出力されると、送信を開始した)−
ドは直ちに送信を停止し、各ノードはノード毎に乱数に
よって設定されたある時間の経過後に再送信を行う。第
2図の送信パース)A2゜C1がこの例である。
以」−の説明からも分るように、C3MA/CD方式は
システム構成が非常に簡単であるという特徴を有するが
、反面、その方式原理上、ハスの使用効率をあまり高く
できないこと、また傍受および衝突検出(Carrie
r 5ense &Co11ision Dete −
ctlon )を効率よく行うためにはノード間伝播遅
延時間との絡みでバス速度自身を余り高くできないこと
(10Mbpsオーダ)などが欠点となっている。した
がって、低速データ端末をノードに収容する場合には極
めて有利な方法といえるが、高速データ端末、画像端末
あるいは大量の音声情報端末の収容には不適合な方式で
ある。
〔発明の目的〕
本発明は、C3MA/CD方式の有するシステム構成の
簡単さを維持しつつ、大量・高速データの処理ができ、
かつ、ハス使用効率の改善を図ることができるローカル
・ネットワーク通信方式を提供することを目的とする。
(発明の要点〕 複数の一周波数の異なる搬送波を使用する通信バスに共
通アクセスする互いに距離的に離れた複数通信ノードと
からなるバス通信方式において、特定の通信ノードはそ
の送信開始時に各々の搬送波による他ノード間通信を傍
受し、無通信状態にある任意の搬送波の一つを選択して
送信を開始し、この送信がたまたま同一搬送波を介して
同時刻に通信を開始した他ノード間通信と衝突したこと
を検出した場合には直ちに送信を停止し、任意時間経過
後に再びこのバスを含む無通信状態にある任意の搬送波
の中の一つを選択して再送信を開始することを特徴とす
る。
〔実施例による説明〕
次に図面を参照して本発明の実施例について説明する。
第3図は本発明の1実施例を示す方式構成図であり、第
4図はその動作を説明するための図である。
第3図において、各ノードは、同軸ケーブルからなるバ
ス#にタップTによりそれぞれ接続されている(第3図
にはノードAのみを示す。)。
ノードΔは、送信機TKOと、受信機RXO。
RXIと、電圧制御発振器VCOと、衝突検出回路りと
、選択回路りと、バッファ・メモリ回路BMと、切替え
回路SWOとを含み構成される。
送信機TXOは、送信データSDを受けてバス#に信号
を送出する搬送波変調伝送方式(たとえばFM変調方式
)の送信機であり、電圧制御発振器VCOから供給され
る二つの周波数r O+  flをその搬送波としてい
る。そして、バス#上には、搬送波roによってチャネ
ルCHOが、また搬送波「1によってチャネルCHLが
それぞれつくられる。受信機RXO,RXIはそれぞれ
周波数fo、ftの搬送波の変調信号を受信する受信機
であり、ハス#」二を流れる情報をノードに取り込んで
受信データRDとしてノード端末に送出するる。選択回
路りは送信データSDをチャネルCHO,チャネルCH
Iのいずれを介して送出するかを決定する回路であり、
電圧制御発振器VCOを制御してその発振周波数を変え
る。衝突検出回路りは各搬送波による各チャネルでの送
信の衝突を検出して衝突検出出力CDをノード端末に送
出する回路である。切替え回路SWOは、各チャネルに
おける通信の衝突の有無を検出するために受信[RXQ
、RXIの出力を選択的に衝突検出回路りに導くための
スインチである。)\・ノファ・メモリ回路BMは二つ
のチャネルから同時にそのノードへの着信データがある
場合にもこれを1本の受・・信データ綿RDに送出する
ことができるようにするための回路である。
次に本装置の動作を説明すると、ノード八では、データ
送信を開始しようとする場合にはチャネルCHO,CH
I上での伯ノード間通信を傍受し、無i11信状態にあ
るチャネルを選択して送信を開始する。なお、チャネル
Cl1O,CHlの両者ともが無通信状態にある場合に
は乱数によりランダムにいずれか一方のチャネルを選択
する。
第4図は、本装置の動作の1例を示す図である。
同図は、ノードA、BがチャネルCHOを介して送信バ
ーストA1.Btを、ノードCがチャネルCHIを介し
て送信ハース)Coを無事送出完了した後に、ノードA
とCが同時刻にチャネルCHOを介して送信を開始しよ
うとしたために衝突を起した場合を示している。
第1図の従来方式では、このような場合にはノードA、
Cは送信を直ちに停止するとともに、ある一定時間経過
後に同一のバス#を介して再送信を試みるのに対し、本
発明方式では直ちにあるいは任意時間経過後に第3図に
示すチャネル選択回路りにより再びこのチャネルCHO
を含む無通信状態にある任意のチャネルの中の一つをラ
ンダムに選択して再送信を開始する。第4図の例は、そ
の結果、ノードへの送信バーストA2はチャネルC)(
1を、また)−ドCの送信バーストC1はチャネルCH
Oを再選択して再送信を行い、通信が無事に完了したこ
とを示している。
以上の説明から判るように、本方式によれば、あるチャ
ネル上で通信が衝突する確率自身が著しく小さくなる。
また、万が−、通信の衝突を起しても他のチャネルを再
選択するので、再送信を成功させる確率が高くなる。さ
らに、衝突後に再送信を試みるまでの待ち時間(バ・ツ
クオフ処理時間)を短縮できる。そして、これらの理由
により、N本のチャネルを用いれば、従来方式のシステ
ムをN個用意した場合よりtまるかに大きなトラヒ・ツ
クを運ぶことができる。このことについて以下に数字例
をあげて説明する。
従来方式のCS MA/CD方式でのノ〈ス使用効率の
上限をη0 (最大50%程度といわれている。
)とし、本方式による場合の(lliIhのチャネル能
率の上限をηとする。
あるノードが通信を開始しようとしたときにバスが塞が
ゲζいる確率は、従来方式ではη0である。本方式でN
11lのチャネルを使用する場合には、Nmのチャネル
全部が塞がっている確率はηNである。したがって、両
者のサービス基準を等しく設定すると、 η0=IN となる。今、仮に、 ηo−50% とすると、Nm2では、 η=71% Nm3では、 η−79% となる。すなわち、本方式によれば、周波数の異なる搬
送波によるチャネルをN個用窓した場合には従来方式の
システムをNシステム用意した場合に比較して飛躍的に
バスの能率を改善することができ、すなわち、処理でき
るデータ量を飛躍的に増加できる。
以上はバスの塞がり率で比較したが、ある特定のバス上
で通信の衝突を起すI率を飛躍的に改善できることも鉦
明できる。しかし、ここでは詳細は省略する。
なお、本発明方式は、同軸ケーブル以外の伝送媒体に適
用できるのは勿論のこと、無線衛星通信方式における複
数衛星の使用方式に、あるいは複数トランスポンダを搭
載した衛星通信方式にも適用可能である。
〔発明の応用例〕
第5図は本発明の応用例である。この応用例は本発明の
ように周波数分割により複数のチャネルを設けるのでは
なく、物理的なバスの本数を増加させることにより本実
施例方式と等価なことを行おうとするものであり、基本
的な思想は本発明と同じである。
この方式は、既に述べた第1図の従来方式と同様に同軸
ケーブルへのデータ送出をいわゆるベースバンド伝送方
式で行い、複数の同軸ケーブルでN本のバスを構築する
ものである。
第5FI!Jは、2本の同軸ケーブルによるバス#0、
#lを用いた場合の例で、各ノードにはバス#0、#1
対応に送信機TKO,TXI、受信機RXO,RXI、
 また、衝突検出回路DO,DIが用意されている。さ
らに各ノードには送信データSDをバス付0.パス#l
のいずれに送出するがを決定する回路りと、この回路り
により制御されて送信データSDを送出するバスを切り
替える切替え回路SWと、さらに、2本のバスから同時
にそのノードへの着信データがある場合にもこれを1本
の受信データ線RDに送出することができるようにする
ためのバッファ・メモリ回路BMが設けられている。
この応用例装置の動作は、第4図で示す周波数fo+ 
 r、の搬送波によるチャネルCHO,CH1をバス性
0.バス#1と読み替えれば本発明実施例方式と全く同
じになる。
第5図は第2の応用例方式の構成を示す図である8前述
の応用例方式と異なる点は、衝突検出回路D2を個々の
バス対応に設けずにノード当り1個になるように削減し
たことである。このために各バス対応の受信機出力を衝
突検出回路D2に選択的に導くことができるようにスイ
ッチSW2を追加している。
この第2の応用例方式においてもその動作原理は前述の
応用例方式の説明と同じである。
なお、本応用例方式は、同軸ケーブル以外の伝送媒体に
適用できるのは勿論である。
〔効果の説明〕
本発明は、以」二に説明したように、N個の異なる周波
数の搬送波によるチャネルをN個用窓し、これにC3M
A/CD方式を適用することにより、従来のC3MA/
CDシステム、特にこれをNシステム用意した場合に比
べても、飛躍的にバス能率を向上させて通信の衝突が起
る確率を低下させることができ、簡単なシステム構成で
ありながら大量・高速データの処理が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、従来方式によるC3MA/CD方式の方式構
成図。 第2図は、第1図の方式の動作説明図。 第3図は、本発明第1実施例方式の方式構成図。 第4図は、第3図の方式の動作説明図。 第5図は、本発明の応用例方式の方式構成図。 第6図は、本発明の第2の応用例方式の方式構成図。 TK O,TX l ・・・送信機  RXO,RXI
・・・受信機  DO,Dl、D2・・・衝突検出回路
L・・・選択回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)通信バスと、 この通信バスに共通アクセスする互いに距離的に離れた
    複数のil(@ノードとを備えたバス通信方式において
    、 上記各通信ノードは、 周波数の異なる複数の搬送波により搬送波変調伝送方式
    の送信を行う送信手段と、 」二記各搬送波による通信を傍受する受信手段と、上記
    受信手段の出力により上記各搬送波における通信の衝突
    を検出する衝突検出手段と、この衝突検出手段の検出結
    果に応じて上記複数の搬送波の中から送信に使用する搬
    送波を選択する選択手段と を備え、 各通信ノードは、 その送信開始時には上記各搬送波による他ノード間通信
    を上記受信手段で傍受することにより無通信状態にある
    搬送波の一つを選択して上記送信手段で送信を開始し、
    この送信がたまたま同一搬送波によりほぼ同時刻に通信
    を開始した他)−ド間通信と衝突したことを上記衝突検
    出手段により検出した場合には直ちに送信を停止し、任
    意時間の経過後に再びその搬送波を含む無通信状態にあ
    る任意の搬送波の中の一つを上記選択手段で選択して再
    送信を開始するように構成されたことを特徴とするロー
    カル・ネットワーク通信方式。
JP57098342A 1982-06-08 1982-06-08 ロ−カル・ネツトワ−ク通信方式 Granted JPS58215147A (ja)

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JP57098342A JPS58215147A (ja) 1982-06-08 1982-06-08 ロ−カル・ネツトワ−ク通信方式

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JPH0362063B2 JPH0362063B2 (ja) 1991-09-24

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61236258A (ja) * 1985-04-12 1986-10-21 Hitachi Ltd 多機能電話機
JPS6323438A (ja) * 1986-07-16 1988-01-30 Hitachi Ltd 双方向catvシステムでのデータ通信方式
JPS6352533A (ja) * 1986-08-22 1988-03-05 Taisei Corp 双方向catv網を使用した多チヤンネルデ−タ通信方法とその装置
JPH02214240A (ja) * 1989-02-14 1990-08-27 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 多元パケット通信方式

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JPH02214240A (ja) * 1989-02-14 1990-08-27 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 多元パケット通信方式

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