JPS5885652A

JPS5885652A - ロ−カル・ネツトワ−クにおけるパケツト衝突解決方式

Info

Publication number: JPS5885652A
Application number: JP18411281A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Takagi; 高木　明啓; Shinichi Yamada; 伸一山田; Shohei Sugawara; 菅原　昌平
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1981-11-17
Filing date: 1981-11-17
Publication date: 1983-05-23
Also published as: JPS6348462B2

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】本発明はコンテンション方式にもとづくローカル・ネッ
トワークにおいて複数ノードが殆んど同時に上記ローカ
ル・ネットワーク上に送信を行う場合に起こるパケット
衝突を解決する方式に関するものである。

従来のパケット衝突解決方式は、衝突発生波、衝突を起
こした各ノードが各々独立な乱数を発生し、上記乱数値
に従っである時間送信を中止し、その後再び送信を行な
うという確率的衝突回避を行なっている。（たとえはＲ
，Ｍａｔｃａｌｆａ　ａｎｄ　Ｄ、Ｂｏ！ｇｚ’Ｅｔｈ
ａｒｎａｔ　：Ｄｉｚｔｒ＠ｈｕｔａｔＬ　Ｐａｃｋｅ
ｔ　５ｗ１ｔｃムｉ＊１ｔ　ｆａｒ　ＬｏｃａｌＣａｍ
ｐｕｔ　ｍｙ　Ｎｅｔｗｏｒｋ″Ｃａｎｇｎｕｎｉｃａ
ｔｉｍ＊ｚ　ａｆ　ｔム−ＡＣＭ、Ｊｍｌｙ１９７６　
、　ｗｅ１１９　、　Ｎｏ　７　ｐ５９５／４０４　）
このため送信待ち時哉が長い、高負荷時に再送による衝
突が発生するためスループットが低下する、有限時間内
に必ず通信を行なえる保証がない岬の欠点があった。

本発明はこれらの欠点を解決するため、衝突発生後衝突
ノードの一端から他端へ順に送信権を移行させることに
よって衝突解決を行なうもので以下図面について詳細に
説明する。

第１図は本発明の実施例であって、１は光ファイバを用
いた伝送路、２−１〜２−３は結合装置、５−１〜６−
３ハプロセツサ及び端末機善導から構成されるノード、
４−１．４−２は終端装置である。第２図は結冶装置に
おける光信号の流れを示す概念図である。１は伝送路、
２は分岐集線装置、５−１は左方向から送信された信号
の受信用導波路、５−２は右方向からの信号受信用導波
路、６−１は右方１ν」への信号送信用導波路、６−２
は左方向への信号送信用導波路である。信号送信用およ
び信号受信用導波路（６−１，６−２，５−１，５−２
）の各々に光送信器、光受信器を接続することによシ、
各ノード（第１図における６−１〜６−３）は受信信号
の方向識別（上能でＩり、送信時には一方向のみへの送
信と両方向への送信が行なえる。

ノード間の通信は（１）競合フェーズ、（Ｉｔ）解決フ
ェーズの２フエーズによって行なう。各ノードは常に伝
送路１上の信号を監視し、現在のフェーズにあわせて動
作する。以下に上記フェーズ毎の動作について説明する
。なお、初期状態は競合フェーズである。

（１）　　競合７エーズにおける動作パケットを送信したいノードは、伝送路１上の信号を監
視し、他ノードが通信していないとき（伝送路１が無信
号のとき）パケットを譲信する他ノードが送信中の場合
は送信終了まで待ち合せた後パケット送信を行なう。パ
ケットの送信は両方向へ向って行なう。自ノードのパケ
ット送信中は伝送路上の信号を受信し衝突の発生を監視
する。

第２図に示した構成の結合装置では自ノードが送信して
いるパケットを自ノードで受信することはないため、送
信中にパケットが受信されれば衝突が起こったと判断す
ることができる。なお、最短パケット長を、光信号が両
端のノード間を往復するために必要な時間よシも長い時
間ノードがパケットを送信し続は得るような値に選べば
、必ずパケット送信中に衝突が検出できる。送信中に衝
突を検出すると、送信中のパケットが異常パケットとし
て廃棄され、他のノードに衝突発生が検出できるような
処ｉｔ（パケット長を最短パケット長よシ短かくする、
−った〇ＲＣ符号を送出するなどの方法がある）を講じ
た後、解決フェーズに入る。

他のノードも上記の不正な衝突パケット受信後、解決フ
ェーズに入る。

（］　解決フェーズにおける動作第３図は解決フェーズにおける衝突を起こしたノードの
動作を示したものである。簡単のため、衝突を起こさな
かったノードについては図から省略している。１は伝送
路、２−１〜２−５は結合装置、６−１〜６−６は衝突
を起こしたノードである。７はノード６−１が送信した
パケットで両方向へ送信されている。８はノード６−２
が送出した予約信号で右方へのみ送信されている。９は
ノード６−５の送出した予約信号で右方へのみ送信され
ている。１゜はノード３−２の送信したパケットであシ
、両方向へ送信されている。１１はノード６−６の送出
した予約信号で右方へのみ送信されている。１２はノー
ド６−３の送信したパケットで両方向へ送信されている
。

動作は次のように行なう。衝突発生時に、ノード６−１
は右方からノード５−２　、５−５の衝突パケットを受
信するが左方からは何も受信しない。ノード６−５は左
方からノード５−１．３−２の衝突パケットを受信する
が、右方からは何も受信しない。よってノード５−１は
衝突ノード列の左端、ノー゛ドロー６は衝突ノード列の
右端に位置すると判断する。左端のノード５−１は伝送
路１が無信号状態になるまで侍ってから、パケット７を
伝送路上に両方向へ送出する。送イ６後は受信状態とな
り、解決フェーズ終了まで送信は行なわない。残ったノ
ード６−２゜６−６はノード６−１のパケットを受信後
、それぞれ短かい予約信号８，９を右側へのみ送信する
。ノード６−６はノード６−２の送出した予約信号８を
受信すると直ちに予約信号９の送出を中止し、自ノード
よシ左に存在ｊる衝突ノードのパケット送信終了を待つ
。ノード３−２には自ノードよシ左から予約信号がはい
ってとないので、自ノードの予約信号８を送信後、続い
てパケット１０を両方向へ送信する。ノード５−６はノ
ード５−２の送信したパケット１０を受信した後、予約
信号１１を右側へ送出する。今ｌは左方から他ノードの
予約信号がはいってこないので、予約信号１１を送信後
、ノ（ケラト１２を両方向へ送信する。ノード３−５の
）（ケラト送信終了後は、送信待ちの衝突ノードが存在
しないため伝送路１は無信号となる。伝送路１に接続さ
れた全ノードは十分長い無信号期間（光信号が両端のノ
ード間を往復する時間士予約信号の送出時間以上）を検
知すると解決フェーズの終了と判断し、競合フェーズに
戻る。解決フェーズ中は衝突ノード以外のノードは送信
を抑止する。

上述の例では左端のノード６−１から順に送信を行なっ
たが、右端のノー−ドロー６から逆方向に順に送信する
ことも可能で、この場合には上述の左右が逆となる。

各ノードから送信するパケットの終りはパケットの最後
に特別の符号列を付加することにより示しても良いし、
送信終了後の無信号時間により検出しても良い。解決フ
ェーズの終了は上記の例では無信号時間の長さで判断す
ることとしたが、最後に送信するノードはその位ｌ１１
ｃ（右端）から最後であることがわかっており、特別な
信号又は符号列によシ全ノードに終了を通知することも
可能である。解決フェーズの最初に送信する左端のノー
ド（３−１）は予約信号なしで直接パケットを送出して
いるが、予約信号も送出することにより全ノードが同じ
動作を行なうことも可能である。また、予約信号は右方
向へのみ送信することとなっているが、両方向送信とす
ることも可能である。但し、この場合、他ノードの送信
した予約信号とパケットとの干渉をさけるため、予約信
号の送信時間と予約信号送信後パケット送信までの時間
の和が、両端のノード間を光信号が往復する時間と左１
１ｆｌｌ−らの予約信号受信後日ノードの予約信号送出
抑止までの時間の和より長くなる必要があシ、伝送路の
使用効率が低下する。

第４図は伝送路を右方向、右方向独立とした場合の結合
装置の実施例で、１−１は右方向への伝送路、１−２は
左方向への伝送路、５−１は左方向からの信号受信用導
波路、５−２は右方向からの信号受信用導波路、６−１
は右方向への信号送信用導波路、６−２は左方向への信
号送信用導波路である。１３は分岐集線装置である。こ
の場合も、信号の受信方向の識別、一方向のみの送信、
両方向送信が可能で、上述の例と同じ動作が可能である
。

第５図は第４図の結合装置の高分子光導波路を用いた具
体的な実施例である。１−１．１−２は光ファイバを用
いた伝送路、５−１．５−２．６−１．６−２．１４−
１〜１４−４，１５−１．１５−２は高分子光導波路、
１６−１．１６−２は光受信装置でフォト・ダイオード
を用いる。

１７−１．１７−２は光送信装置でレーザ・ダイオード
又は発光ダイオードを用いる。１８は結合装置筐体であ
る。１９−１〜１９−４は結合装置とノードからの接続
ケーブルとの接続部、２０−１　、２０−２は結合装置
と伝送路との接続装置である。ノードから他ノードへ送
信する信号は電気信号としてケーブル２１−２゜バー５
によって光送信装置１７−１　、１７−２に伝えられ、
光信号が光導波路６−１．６−２へ出力される。出力さ
れた光信号はそれぞれ光導波路１４−３　、１４−２経
由で伝送路１−１．１−２へ出力される。即ち、光送信
装置１７−１は右方向、１７−２は左方向への送信を行
なう。

一方、受信装置１６−１．１６−２はそれぞれ伝送路１
−１゜１−２から光導波路１４−１．１４−４を経由し
て光導波路５−１．５−２へ入った信号を検出し電気信
号として接続ケーブル２１−１．２１−４へ送出する。

したがって各ノードは４本の接続ケーブル上の電気信号
を別々に制御することにより、信号の受信方向の識別、
一方向のみ送信、両方向送信の機能を実現でき、上述の
実施例の動作を行なうことが可能である。

光信号のような方向性を実現し易い信号を使　−用する
場合には、本方式で必要な方向別送受信機能をもつ結合
装置として第５図の例に高分子光回路を用いて、又はプ
リズム、ミラーを使用したＴカップラの組合せによって
実現できる。同軸ケーブル、対よυ線等の伝送路を使用
する場合には信号の方向性を実現する工夫が必要となる
。第６図は方向性結合装置及びノ・イブリッド回路を用
いて、同軸ケーブル、対よシ線のような伝送路用として
の第２図に示す結合装置を実現した例である。　・２２
−１．２２−２は伝送路、２＋−１，２５−２はノーイ
ブリッド回路、２４−１　、２４−２は方向性結合装置
、２５−１．２５−２は分岐装置、２６−１．２６−２
は送信信号線、２７−１゜２７−２は受信信号線、２８
−１．２８−２．２９−１．２９−２．３０−４゜６０
−２　　は信号線である。左方からの信号は・・イブリ
ッド回路２３−１よシ信号線３０−１．２９−１．２８
−１を伝搬し、ハイブリッド回路２６−２を経由して伝
送路２２−２へ伝わるが、信号線５０−２．２９−２．
２８−２へは伝わらない。右方からの信号は同様に信号
線２８−２゜２９−２　、３０−２を伝搬する。方向性
結合装［２４−１は左方からの信号（信号線２９−１経
由）と送信信号（送信信号線２６−１経由）を右方へ伝
えるが、信号が送信信号線２６−１から信号線２９−１
へ伝わることはない。従って分岐装置２５−１　から受
信される信号は左方からの信号だけである。右方からの
信号についても同じであシ、結果的には第２図と同じ動
作を行なう。なお、この場合一本の伝送路を双方向に使
用するより第５図に示すような構成として方向毎に別々
の伝送路を用いる方式がハイブリッド回路が不要となシ
実現が容易となる。

第７図は本発明を用いた衝突解決を行なう伝送制御装置
の具体的な一構成例である。ノード内のプロセッサ、端
末機器等とは送受信パケット用バッファを通してインタ
フェース回路により接続される。５１は結合装置、６２
−１は左方向への送信回路、３２−２　ｒ右方向への送
信回路、３６−１は左方向からの受信回路、３３−２は
右方向からめ受信回路である。６４はパケット送信回路
、５５はパケット受信回路でプリアンプル、！Ｉ！４シ
検出符号の処理を行なう。３６は並列直列変換回路、５
７は直列並列変換回路、３８は送信パケット用バッファ
、３９は受信パケット用バッファで、核バッファ内では
パケットは並列データとして記憶される。

４０は衝突検出回路、４１は衝突時のノードの位置識別
回路で右端、左端及び中間の６種の情報を出力する。４
２は予約信号送出回路、４３−１　、４５−２は伝送路
である。パケットの衝突が起きると、衝突検出回路４０
で衝突を検出し、パケットの送出を中止する。位置識別
回路４１では衝突が起きた時の自ノードの位置を検出し
、左端の場合は直ちにパケットを再送する。その他の場
合には、パケット受信回路６５で１パケット受信後予約
信号送出回路４２を起動する。予約信号送出回路４２は
予約信号を右方へ送出し、送出を終了するとパケット再
−送を行なう。予約信号送出中に左方から他ノードの予
約信号を受信すると自ノードの予約信号送出を中止し、
１パケツト他ノードが送信し終るＯを待つ。パケット受
信回路３５からの受信終了信号によって予約信号送出回
路４２は上記の動作をくシ返す。衝突発生後は、衝突を
起こした全ノードがパケットを送り終ったと確認する（
無信号時間の長さでパケット受信回路３５が判断）まで
、パケット送信回路３４は、予約信号送出回路４２及び
位置識別回路４１によって起動される場合を除いてはパ
ケット送信は行なわない。

以上説明したように、衝突を起し九ノードは次の解決フ
ェーズにおいてその位置に応じて端から順に確実に送信
できるため送信待ち時間の減少が可能で、高負荷時にも
使用効率が低下しない、一定時間以内に必ず送信を行な
える等の利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明Ｏ実施例のブロック図、第２図は結合装
置における信号の流れを示す図、第３図は衝突解決時の
動作図、第４図は伝送路を方向毎に独立とした場合の結
合装置における信号の流れを示す図、第５図は高分子光
回路を用いた結合装置の具体例、第６図は同軸ケーブル
、対上シ線を伝送路とした場合の結合装置の具体例、第
７図は本発明を用いた衝突解決を行なう伝送制御装置の
具体的な構成例である。１．１−１．１−２・・・光フアイバ伝送路、２−１〜
２−３・・・結合装置、５−１〜３−３・・・ノード、
４−１．４−２・・・終端装置、２・・・分岐集線装置
、５−１．５−２　・・・信号受信用導波路、６−１．
６−２・・・信号送信用導波路、７・・・ノード３−１
の送信パケット、８・・・ノード３−２の予約信号、９
・・・ノード３−３の予約信号（中断）、１ｏ・・・ノ
ード３−２の送信パケット、１１・・・ノー）”　３−
３　Ｃ）予約信号、１２′・・・ノード３−３の送信パ
ケット。１６・・・分岐集線装置、１４−１〜１４−４・・・伝
送路との接続用導波路、１５−１．１５−２−・・分岐
集線を行う導波路、１６−１．１６−２・・・光受信装
置、１７−１　、１７−２・・・光送信装置、１８・・
・結合装置筐体、１９−１〜１９−４・・・接続ケーブ
ルと結合部の接続装置、２０−１．２０−２・・・伝送
路と結合部との接続装置、２１−１〜２１−４・・・ノ
ードとの接続用ケーブル、２２−１．２２−２・・・伝
送路、２５−１．２！Ｉ−２・・・ハイブリッド回路、
２４−１．２４−２・・・方向性結合装置、２５−１．
２５−２−・・分岐装置、２６−１．２６−２・・・送
信信号線、２７−１．２７−２・・・受信１６号細、２
８−１゜２８−２．２９−１．２９−２．５０−１．５
０−２・・・信号肪、６１・・・結合装置、５２−１・
・・左方向への送信回路、６２−２・・・右方向への送
信回路、６３−１・・・左方向からの受イ６回路、６６
−２・・・右方向からの受信回路、５４・・・パケット
送信回路、５５・・・パケット受信回路、３６・・・並
列直列変換回路、５７・・・直列並列変換回路、３８・
・・送信パケット用バッファ、６９・・・受信パケット
用バッファ、４０・・・衝突検出回路、４１・・・位置
識別回路、４２・・・予約、信号送出回路、４３−１　
、４３−２・・・伝送路。特許出願人　日本電信電話公社

Claims

【特許請求の範囲】

プロセッサまたは端末機器等からなる複数のノードが接
続されたフンテンション方式にもとづくローカル・ネッ
トワーク上に複数の該ノードが殆ど同時にパケットを送
出する場合に発生するパケット衝突を解決する方式にお
いて、複数の該ノード中衝突したパケットの受信方向か
ら衝突を起こした衝突ノード列の両端のノードを識別し
、前記コンテンション方式による伝送を一時的に抑止し
て該衝突ノードの左端（、または右端）から右端（また
は左端）へと順次パケットを一定の制御を行ないながら
送信する手段を有する該ノードと伝送路を接続する結合
装置を備え、該衝突ノード列中該左端（または右端）の
ノードは無条件に送信を開始し、該左端（または右端）
以外のノードはパケット受信児了彼自ノードの右側（ま
たは左［）へ短かい予約信号を送出し、該予約信号送出
中に左１ｉｔ（または右１１Ｉｌ）から他の予約信号を
受信した場合は自ノードの左側（または右側）にまた送
信を終了していない衝突ノードが存在すると判断して前
記自ノードの予約信号の送信を中止するとともに、該送
信を終了していないノードの送信終了を待ち合せ、前記
他の予約信号を受信しない場合は前記自ノードの予約信
号に引き続いてパケットを送信することにより該各ノー
ドの位置に応じた順位によって順次パケット送信を行な
うことを特徴とする四−カル・ネットワークにおけるパ
ケット衝突解決方式。