JPS59204343A - パケツト通信方式 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明はＣ８ＭＡ／ＣＤ方式によシ通信パケットの送出
を制御して効率の良い／４４ケツト信を可能とするｄケ
ラト通信方式に関する。

〔発明の技術的背景〕

近時、複数の情報処理機器を伝送路を介して相互に結ん
でローカル・エリア・ネットワークを構成し、上記各情
報処理機器が持つ記憶装置や入出力装置等の資源を共用
して所定の情報処理を行う分散処理システムが注目され
ている。

このローカル・エリア・ネットワークにあっては、伝送
路に接続された情報処理機器の全てが、上記伝送路を共
同で利用する為、互いに他者の通信を妨害しないように
することが必要である。

この伝送路利用手続の１つとして従来よシＣ８ＭＡ／Ｃ
Ｄ　（キャリア・センス・マルチデル・アクセス・クイ
ズ・コリジミン・デテクション）方式が多く用いられて
いる。

ｆｆ１ｌチ、”−カル・エリア・ネットワークは、例え
ば第１図に示すように、複数の情報処理機器１　ａ　ａ
　１　ｂ〜ＪｎＧ％所謂局と称される通信装置ｊ　ａ　
＊　２　ｂ〜２ｎを介して伝送路３に接続して構成され
る。この伝送路３は、例えば光フアイパ・ケーブルと、
これらの光ファイバ・ケーブルを相互接続するスターカ
ップラ４によって構成さ−れる。このような伝送路３を
介して前記各通信装置２　ａ　ｔ　２　ｂ〜２ｎは、数
キロビット程度のビット列として示されるデータ群をノ
ｆケットとして相互に伝送する。この場合、各通信装置
２　ａ　＊　Ｊ　ｂ〜２ｎは、例えば第２図に示す如き
ｃｓｍし’ＣＤ方式の一連の手続処理を実行して、上記
通信・ぐケラトの送出を制御している。

このＣ８ＭＡ／ＣＤ方式による／４’ケット通信制御は
、通信パケットの送出に先立って伝送路３のキャリアー
センス（ＣＳ）を行い、キャリア・センスがオン状態の
場合、つまシ伝送路３上に何らかのキャリア信号が存在
する場合には、上記通信ノクケットの送出を見合わせ、
その送出試行を延期する。この延期は一般にディファー
と称される。

また上記キャリア・センスがオフ状態であるとき、通信
・やケラトの送出を開始するが、このとき上記送出した
通信・臂ケットと他の局からの通信・臂ケットとの衝突
を検出する。この処理は、コリジヨン・デテクション（
ＣＤ）と称されるもので、衝突が生じない場合には前記
通信ノｆケットの送出をそのまま継続する。そして、上
記衝突が検出されたときには、その・臂ケットの送出を
停止し、この／ｆチケット出に対する試行を延期する。

この延期が一般に・ぐツクオフと称される。

尚、ここではディファー疋ついても広義の意味でのパッ
クオフとして説明する。

このようにして各通信装置２ａ　ｈ　２ｂ〜２ｎは、寿
見られた通信ノヤケットに対して、キャリア・センスと
衝突検出を行って上記通信ノＪ？ケットの送出をマルチ
プルに制御している。そして、伝送路３を介して送出さ
れた通信ノｆケットは、各通信装置Ｊ　ａ　ｅ　Ｊ　ｂ
〜２ｎにおいて通信宛先が調べられ、該当通信装置に取
込まれる。

ところで、上記パンクオフは、衝突が検出されたとき、
その通信ノ４ケットの送出を中止して該通信パケットの
再送出試行をラング、ムに発生される時間だけ延期する
ものであるが、この／寸ツクオフ時間をどのように決定
するかによってＣ８ＭＡ／ＣＤ方式の制御性能が大きく
左右される。

ちなみに上記パックオフ時間の設定範囲を小さくしすぎ
ると衝突が頻繁に発生し、伝送路３の有効使用率（スル
ープット）が低くなる。逆に上記パックオフ時間を大き
く設定すると、伝送路３が使用されていない時間の割合
いが増え、やけシスルージットの低下を招来する。従っ
て、パックオフの設定時間範囲を適切に設定することが
非常に重要となる。そして、この種のＣ８ａ／ＣＤ方式
の制御性の良し悪しは、一般に次の３点によって評価す
ることができる。

（１）スループット 先に述べた伝送路３の有効使用率である。

（１１）網内遅延時間 パケットが通信装置の送出バッファに与えられてからそ
の送出が成功する迄の時間であり、・母ケットの成功送
出が始まっている確率が９９（ｑＱを越える時間を９９
・臂−セント遅延時間と称し、これが評価尺度として用
いられることが多い。

（ｉｉｌｌ　　安定性 ネットワークに対する負荷が大きくなシ、多くの通信装
置がそれぞれ送出すべき通信／４ケツトを持つと、伝送
路上において衝突が頻繁に発生する。この結果ｔ４ケッ
ト送出が殆んど成功しなくな）、送出すべきパケットは
益々滞溜しその状態からの回復が困難になると云う異常
幅端現象が生じる。このような破綻が生じないように、
或いはその生起確率が極めて低いと云う保障が必要とな
る。

〔背景技術の問題点〕

しかして従来、代表的なＣ８ＭＡ／ＣＤ方式を採用した
ネットワークとして特開昭５１−１１４８０４号公報に
紹介される「イーサネット１が知られている。然し乍ら
、この種従来のＣ８ＭＡ／ＣＤ方式にあっては次のよう
な不具合があった。

即ち、上記「イーサネット」の場合、高負荷時にはイク
セシゾ・コリジヨン・エラーと称される操作、つｉ？）
−４ケツトの送出をあきらめて、そのパケットを棄てて
しまうと云う操作が頻繁に行われる。この棄てられたパ
ケットについては、通常情報処理機器が改めてパケット
を作シ直し、これを通信装置に対して再度与えることに
なるので伝送路３上の混雑を解消する上でさほど役には
立たない。従って、異常輻惨が一旦生じると、これが自
然に解消される可能性が殆んどない。この為、安定性に
関する保障が欠けてｂる。またこの安定性に関する保障
については、理論的には知られているものの、実際のネ
ットワークでの安定性についてまで考慮されていないの
が実情である。このことは、ネットワークの使用形態が
未だ限られておシ、負荷が低い状態においてのみ利用さ
れている為に１その問題が表面化していないことに起因
するとも考えられる。

また、１つの通信パケットの送出によって得られる経験
が、次のパケットの送出に活かされていないと云う問題
がある。即ち、従来方式にあっては、予め定められたパ
ックオフ範囲を初期値としてパックオフ時間の設定が行
われ、衝突検出がなされる都度パックオフ範囲を拡大す
ると云う操作が行われている。この為、パックオフ時間
が伝送路３の状態に応じて適切に与えられず、伝送路３
上で生じる衝突の回数や、伝送路３が使用されていない
時間の割合が必然的に増し、スループットの損失を招来
している。

更には、高負荷時に、成る通信装置が伝送路３を占有す
ると云う現象が生じ易い。即ち、高負荷時に成る通信装
置がＩｆチケット出に成功すると、その通信装置が上記
パケットの送出終了を一番先に検出することが可能とな
る。そして、他の通信装置は、成る伝播遅延時間だけ遅
れて上記・臂ケット°の送出終了を知ることになる。こ
の為、上記／ヤケット送出を終了した通信装置が雫も早
く次のパケット送出を開始することが可能となシ、この
結果、伝送路３の占有が生じる。

この現象はキャプチャー効果として知られるものである
。

このように従来方式には種々の不具合があシ、実用上解
決すべき幾つかの問題があった。

〔発明の目的〕

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、そ
の目的とするところは、Ｃ８ＭＡ／ＣＤ方式によシ・臂
ケット通信を制御するに際して、その安定性を確保した
上でスループットの向上を図シ、シかもキャプチャー効
果の発生を防止して効率の良いパケット通信を可能とす
る実用性の高い・千ケット通信方式を提供することにあ
る。

〔発明の概要〕

本発明はＣ８ＭＡ／ＣＤ方式によって通信ノ４ケットの
送出を制御するに際し、各通信・９ケツトの送出に対す
る伝送路アクセスを必ず所定の／４ツクオフ期間を経て
行わせるようにしたものである。

そして、このバンクオフ期間を各通信／パケットの伝送
路アクセスに対してそれぞれ一定に、あるいは所定の規
則に従って、またはランダムに与えるようにしたもので
ある。

〔発明の効果〕

かくして本発明によれば、各通学／４ケットの伝送路ア
クセスに先立って必ずパンクオフ期間が設定されるので
、伝送路の高負荷時に１つの通信装置のみが上記伝送路
を占有してしまうキャプチャー現象の発生が効果的に防
止される。

つｉ）、成る通信装置がノ量ケット通信を終了して次の
通信２４ケツトを送出しようとしても、その伝送路アク
セスの前に設定されるパックオフ期間に他の通信装置に
よる伝送路アクセスのチャンスが与えられることになる
。従って、伝送路に接続された複数の通信装置間に略々
均等にノＪ？ケット通信の機会が与えられることになシ
、ここに効果的なノ４ケット通何が可能となる。しかも
その制御が簡単であシ、システム構成も簡単である等の
実用上絶大なる効果が奏せられる。

〔発明の実施例〕

以下、図面を参照して杢発明の一実施例方式につき説明
する。

第３図は実施例方式に係る通信装置の概念的な構成図で
あ）、第４図および第５図はそΩＣ８ＭＡ７ＣＤ方式に
よる／４ケット送出の為のアクセス制御の流れを示すも
のである。通信装置は、例えば３２Ｍｂｐｓのクロック
で動作する光スター型ネットワーク（伝送路）Ｋ接続さ
れるものであって、情報処理機器からのノＪ？ケット化
されたデータ、つま）通信パケットを入力し、これをＣ
３ｙｉＡ／ＣＤ方式によシアクセス制御してその送出を
制御してノ４ケット通信を行うものである。上記ＣＳＭ
ＡｚｔＤ方式は周知のように、基本的には伝送路に対す
るキャリア・センス（ＣＳ）と、伝送路上での・ヤケッ
トの衝突検出（ＣＤ）とを行って前記通信・臂ケットの
送出を制御するものである。

しかして本方式における通信装置には、情報処理機器で
ある各種端末１１ｍ、１１ｂ〜Ｉｌｅか、ら与えられる
通信ｔ４ケットをその優先度に応じて分離格納する複数
のパケット送出バッファ１２＊、１２ｂが設けられる。

尚、こζでは上記優先度を急行と鈍行との２種類に分け
たものが示され、従って急行７４ケツト用のバッファ１
２と、鈍行７４ケツト用のバッファ１３との２つが示さ
れている。通信制御装置１４は、これらのバッファ１２
．１３に格納された通信ノ４ケツＮＣ対して独立にアク
セス制御を行い、伝送路に対する通信ノ４ケット送出を
制御するものであるが、同一装置内において１つのバッ
ファからの伝送路アクセスがなされているときには、他
のバッファにりｂては、キャリアセンスがオンの状態が
設定される。特に同一装置内の複数のバッファからの伝
送路アクセスがなされた場合には、その通（ｉ！パケッ
トの最も優先度の高すものＫついてのみ上記伝送路アク
セスが許可され、優先度の低い通信）ｆケラトに対して
はキャリアセンスがオンの状態が設定される。つま）、
１つの装置内に、相互の伝播遅延時間が零で、且つ相互
の通信ノ中ケットの衝突を生じることのなり複数の局（
バッファ）が構成されている。

通信制御部１４は、上記各バッファ１２，１Ｂに格納さ
れた通信／母ケットを伝送路アクセスして送出するに際
し、そのアクセス時にキャリアセンスがオン状態である
とき、あるいはキャリアセンスがオフであって通信ノ々
ケットの送出を開始したときに衝突が検出されたとき釦
は、そのノ平ケット送出を中止してパックオフし、所定
のパンクオフ期間を経過したとき、改めて伝送路アクセ
スの再試行を行う。しかし、本方式にあっては、このよ
うな条件下におけるパンクオフに限らず、通信／ヤケッ
トの送出を行うに先立って所定のパックオフ制御がなさ
れる。この初期バックオフは、後述するように各装置に
対して一定時間ずつ与えられる場合もあるが、優先度に
応じた所定の規則に従って、或いはランダムに時間設定
されて与えられる場合もある。まり、上記キャリアセン
スのオン状態時や、衝突検出によって設定されるバック
オフの期間も、従来のように一定に与えられるのではな
く、伝送路状態等忙応じて与えられるようになっている
。

即ち、本方式にあっては、伝送路アクセスに対するパッ
クオフ制御を次のような情報に基ずｈて行っている。

（ａ）　　キャリアセンスの情報：Ｃ８この情報ＣＳは
、伝送路が使用中であるか否かによジオン／オフ情報と
して与えられるものである。この情報は通信パケット間
の衝突によるＡＩフレームや、通信／４’ケツトの伝送
終了を確認する為のＡＣＫ／′ＮＡＫノ臂ケット伝送フ
レームと、正常子−ドにおける正常フレームと区別して
与えられる。そして、この正常フレームの受信後、上記
ＡＣＫ／ＮＡＫフレームが受信されるまで、あるいは上
記ＡＣＫ／１ＪＡＫフレームの返送を保証するべく定め
たアクセス禁止時間が経過するまでオン状態に保たれる
。尚、上記ＡＣＶＮＡＫフレームは、メツセージパケッ
ト（通信７４ケツト）の受信確認の為に用いられるもの
であシ、とのノやケラトについてはその遅延時間を例え
ば２０μｓｅｃ以内忙抑えるべくイミデエイ）　ＡＣＫ
／１’ＪＡＫが用いられる。即ち、−斉回報の場合を除
いて、自己局宛のノタケットが受信されたとき、その通
信装置からは直ちにＡＣＫ／ＮＡＫ／４ケットが返送さ
れるものとなっている。

（ｂ）　　衝突検出の情報：ＣＤ この情報ＣＤは、伝送路１忙おいて通信／臂ケットの衝
突が生じているか、否かを示すものでオン／オフ情報と
して与えられる。そして、衝突の発生は前記異常フレー
ムとして検出され、従ってキャリアセンス（ＣＤ）とは
区別して検出される。またこの衝突検出は１．自己局が
通信／４ケツトの送出中か否かに拘らず行われ、前記伝
送路に送出開始された通信ノ４ゲットの受信開始時点か
ら、少なくとも各通信装置間の最大伝播遅延時間と、一
定の検出処理時間との間に亘って行われる。

これらの（ａ）　、　（ｂ）項に示す情報は、従来一般
的なＣ８ＭＡ／ＣＤ方式においても検出されるが、本方
式にあっては更に次のような情報も前記バックオフの制
御に用いられる。

即ち、本方式にあっては、Ｃ８ＭＡ／ＣＤ方式の中でも
、ノンパー７ステント方式が採用され、１つの設定され
たパンクオフ期間が終了した時点で通信・９ケツトの再
送出を試行したときにキャリアセンスがオン状態であっ
た場合、直ちに再びパンクオフがなされる。また上記時
点でキャリアセンスがオフ状態であシ、これＫよって通
信／４ケツトの送出を開始したときに衝突検出がなされ
た場合であってもその送出を中止して直ちに再度バック
オフがなされる。第３図忙おｈて示される／−？ツタオ
フカウンタ１５．１６はこのようなパックオフの繰返し
回数を計数するものである。尚、同図中、１７．１８は
バックオフ時間を設定するバックオフタイマを示してい
る。

そこで本方式では、このようなパックオフ回数の情報を
も利用して前記アクセス制御が行われる。

（ｃ）　　バックオフ回数：　ｎｓｐ この情報ｎａｐは、現在処理中の通信ノ臂ゲット忙対し
て、キャリアセンスがオン状態である為に生じたパック
オフ回数を示すものであ）、初期値は零として与えられ
る。

Ｃ−／４ツクオフ回数：ｎり この情報ｎＱは、現在処理中の通信・やゲットに対して
、衝突検出によって生じたｔ４ツクオフ回数を示すもの
で、同様にその初期値は零として与えられる。

（ｅ）　　パックオフ回数：　ｎ４ｔ この情報ｎｆｉｔは過去に処理したノ４ゲット、特にこ
こでは前回処理したｌやゲットについてのキャリアセン
スによるパックオフの回数を示すものである。

（ｆ）　　パックオフ回数：　ｎＱｔ この情報亀。ｔは、過去に処理したｔ４ケット、特にこ
こでは前回処理したパケットについての衝突検出によシ
発生したパックオフ回数を示している。

尚、上記パックオフ回数ｎＢｔ＊　ｎｃｔについては、
前回の／やゲットに関するパックオフ回数だけでなく、
前々回やその前の７４ケツトに関するパックオフ回数の
情報を得、これらを重み付は平均化する等して定めても
よい。要する延、過去の経験的なパックオフ回数に関す
る伝送路の状況を示す情報として、これらのパックオフ
回数ｎａｔ＃　ｆｌｃｔが用いられる。以上の（ａ）〜
（ｆ）項に示される情報に加え、更に本方式にあっては
前記通信／４ケツトの優先度の情報を加味した上で通信
ノ４ゲットの伝送路に対するアクセス制御、具体的には
通信７４ケツト送出に関するバックオフ制御が次のよう
にして行われる。

先ず、前回処理したノヤゲット１７ｃついての、キャリ
アセンスおよび衝突検出によって発生した・り°ツクオ
フ回数ｎ５ｔｓ　ｎｅ４が経験的情報として入力される
。しかるのち、′バケット送出バッファに端末からの通
信ノｆゲットが入力されたら、この通信ノｆゲットを送
出処理すべく、前記パックオフ回数ｎ　　ａｎ　　をそ
れぞれ零に初期設定ｌａｐ　　　　　ｅｐ する。その後、上記パックオフ回数ｎｇｐ　ｅ　ｎ６ｔ
がそれぞれ零であるか否かを判定し、零である場合には
これを前記通信Ａ？ケッ）Ｋ対する最初の送出試行であ
るとして、次の処理を行う。°この処理は、ノ４ゲット
の送出試行に際して必ずその前に初期バックオフ期間を
設定するものである。この初期パンクオフ時間は後に説
明するキャリアセンスによるパックオフ、および衝突検
出によるパンクオフの時間設定と同様に制御される。即
ち、巾初のパケット送出試行ｒＲＫＩｄ、キャリアセン
スによるペックオフが設定されたものと看做してパック
オフ回数ｎ１ｌｐを“１”に設定し、 ｒｌ（１）　Ｘ、　Ｃパックオフ単位時間〕の時間待ち
が行われる。この／々ラックフ単位時間は、伝送路にお
ける情報伝送速度や通信装置間の伝播遅延時間等を考慮
して定められ、例えば４００ビット時間（１２，５μｓ
ｅｃ　）程度に設定される。尚、パックオフ回数ｎ　　
ａｎ　　のいず♂ｐ　　　　Ｃｐ れかが零でない場合には、通信パケットの最初の送出試
行でないと判定され、上記した初期パンクオフの制御は
省略される。

しかるのち、キャリアセンスがなされる。このとき、前
記優先度に応じて区分された通信・やケラトが同一通信
装置内に応じて同時に送出試行した場合には、前述した
ように急行ノｆゲットによって鈍行パケットのキャリア
センスがオン状態に設定されている。このような同一装
置内におけるキャリアセンスを含めて、通信装置は伝送
路が使用中であるか否かをキャリアセンスしている。そ
して、キャリアセンスがオン状態であるときには、後述
するパックオフ制御を行って、再び送出試行が行われる
。また上記キャリアセンスがオフ状態であるならば、通
信、４ケツトの送出が開始される。このとき、同時に伝
送路上における通信・臂ゲット間の衝突が検出される。

この衝突検出は、自己が送出した通信・平ゲットと他の
通信装置からの通信ノｆゲットとの衝突のみならず、他
の通信装置間における通信ｉ！ケゲッの衝突忙ついても
行われる。そして、この衝突検出がなされたとき釦は、
直ちに上記通信・マゲットの送出を中止し、後述するパ
ックオフ制御を行ったのち、再び送出試行が行われる。

また、衝突が生じなかった場合にはそのまま通信ノやケ
ラトの送出を継続し、・ヤケット送出完了後にはその送
出成功としてＡＣＫ　Ｋ関する処理を行う。このＡＣＫ
に関する処理は、通信ノｆゲットの送信宛先の通信装置
からのイミデエイトＡＣＫ／ＮＡＫの返送を受信するこ
とによシ行われる。

そして、ＡＣＫ信号を受信し、通信・臂ゲットの伝送が
完了したときには、前記アクセス制御釦おいて生じ゛た
キャリアセンスによるパンクオフ回数ｎｇｐおよび衝突
検出による／ぐツクオフ回数ｎ６ｐをそれぞれ次回の通
信・ぐケラト送出制御の為の経験的情報１４ｔ＃　ｎｇ
ｌとして登録し、その一連の制御を終了する。尚、ＮＡ
Ｋ信号が返送されてきたときには、・母ケット通信が失
敗したとして、その通信パケットの送出が改めて行われ
る。この場合、上記通信・（ケラトを一旦破棄し、必要
に応じて改めて端末で生成してバッファに与えるように
してもよい。

さて、前記パックオフ制御は、第５図に示すアルがリズ
ムに従って行われる。パックオフの時間は、前記初期パ
ックオフを含めて Ｋｐ　＝ｎ　Ｂ　ｐ　＋　３２　Ｘ　ｎ　ｃ　ｐＫｔ＝
　ｎ８１＋　３２　Ｘ　ｎｃｔ なる値を制御変数とし、第６図および第７図の縦軸に示
される時間範囲内で、整数値をとる一様乱数の成る値と
してランダムに設定される。

ここでは、急行用）４ケツトに対して設定されるパック
オフ範囲と、鈍行用・量ケラ）Ｋ対して設定される／ぐ
ツクオフ範囲との間に差がつけられている。とれによっ
て、パンクオフが繰返えされる場合、鈍行ノ臂ゲットに
比して優先度の高い急行パケットの送出試行の機会が早
く与えられるよう罠なっている。つまシ第６図は急行・
臂ゲットに対するパンクオフ範囲を示すもので、第７図
は鈍行パケットに対するパックオフ範囲を示している。

これらの図に示される−ように、初期時においてはその
・ｆケラトの優先度に拘らずそのパックオフ範囲が等し
く与えられるが、パンクオフ回数が多くなるに従い、特
に前記制御変数が「６４」以上になった場合には、急行
ノｆゲットに対するパックオフ範囲がｒ２５６Ｊ単位時
間を越えないようになっている。これに対して鈍行・９
ケツ）Ｋ対するパックオフ範囲は制御変数がｒ１７６Ｊ
を越えるまで順に拡大され、その上限が前記急行ノ４ゲ
ットよシも高く与えられる。

しかして、通信制御部１４によるアクセス制御は、先ず
通信・臂ゲットが急行パケットであるか、或いは鈍行・
臂ゲットであるかによってパックオフの設定時間ｒｌ（
旧−ｒｓＱｃ）のいずれかを決定する。そして、通信・
ｆケラトの最初の送出試行時には、これをキャリアセン
スがあったものと着像して、パックオフ回数ｎｓｐを「
１」に設定する。この結果、前記制御変数Ｋｐが「１」
となシ、初期パンクオフ時間のとシ得る範囲が第６図ま
たは第７図から「１６」として定められ、この範囲内で
上記初期パックオフ時間がランダムに設定される。そし
て、この初期パンクオフ時間を経て、通信パケットの最
初の送出が試行される。その後のパックオフ制御は、先
ずそのパックオフがキャリアセンスによるものか、或い
は衝突検出によるものかが判定される。そして、キャリ
アセンスによるパンクオフ時には、前記パックオフ回数
ｎａｐが・インクリメントされ、また衝突検出によるパ
ックオフ時には、パックオフ回数１１６ｐがインクリメ
ントされる。このようにして計数されるパンクオフ回数
ｎ１ｐｓ６ｐＫよシ、その都度パックオフに対する制御
変数に、が前述したように Ｋｐ＝ｎ、ｐ＋３２　”　Ｊｐ として求められる。しかして、この制御変数に、が、そ
の上限値、例えばｒ５１２Ｊを越えなｈ制御範囲内にあ
るときは、同様にして前回の／４ケットに対して求めら
れた経験的なパックオフ回数ｎ１ｌｔ＃　ｎ６ｔに従っ
て、補助制御変数に、４をに１＝　ｎ＠１＋　３２　・
ｎ６ｔ として求め、変数に、とＫｔの大きい方の値を採用して
、そのパックオフ範囲を決定する。そして、この範囲内
でパンクオフ時間ｒＣｋＪを決定し、ｒｌ　（ｍａｘ（
Ｋｐ−Ｋｔ））Ｘ（パックオフ単位時間〕として、その
パックオフ制御が行われる。つまり、以上のパンクオフ
制御にあっては、前回のノＪ？ゲット送出時において求
められた／々ラックフ回数１ｓｔ＃　ｎｏＬが、現在処
理対象とする・９ケツトの／マツクオフ制御に用りられ
ている。換言すれば、これらのパックオフ回数ｎｇｔ＃
　ｎ６ｔによって定まる前記補助制御変数Ｋｔが、現処
理中・母ゲットのパックオフを制御する上でのパックオ
フ範囲設定の為の初期値として与えられると云える。尚
、前記制御変数に、がその上限を越えたときには、通信
パケットの送出が殆んど不可能であるとして、その通信
・ヤケットが棄てられるものであるが、過負荷状態にお
いてもこのような現象は殆んど生起しないことが確認さ
れている。この際、上記通信Ａ？ケゲッの送出試行に関
して得られたパンクオフ回数ｎ　　Ｉｎ　　が、伝８ｐ
　　　　　ｅｐ 送路の使用状況を示す号も新しい情報として、次回のパ
ケット送出制御の為の情報ｎＢｔｍ　ｎｃｔとしてそれ
ぞれ登録される。

以上が本方式におけるパックオフ制御のアルゴリズムで
あシ、次のような性質を有する。即ち、各通信装置は、
現在処理中の通信・ぐケラトについて求められた制御変
数に、の値が、前回の通信ノ平ゲットについて求められ
た制御変数Ｋｔを越えるまで、その制御には使用され逢
い。このことは、上述した条件内においては、前回のパ
ケット送出によって得られた経験がそのまま活かされて
パンクオフ制御が行われることを意味する。また衝突検
出によシ行われるパックオフは、その直前に行われたパ
ックオフの時間範囲と等しいか、あるいは２倍または４
倍の時間範囲に設定される。つまシ、・９ケツト送出に
関する経験を活かし乍ら、キャリアセンス時と衝突検出
による／４ツクオフとを区別し、それらの回数の関数と
してパックオフ時間を設定するので、伝送路の使用状況
に応じた適切なアクセス制御を行い得ると云える。しか
も以上の制御は、異常幅端の発生防止と通信パケットに
対する優先度制御に密接に関連していると云える。例え
ば輻棲制御は基本的にはパックオフ回数の増加に従って
パックオフ時間の設定範囲を広げることＫよシ行われる
が、この経験が次回の通信ｚヤケット送出に受は継がれ
る。従って、そｐ制御効果が一層高まる。また、通信ノ
やケラトの優先度に応じて、そのパックオフ時間範囲の
上限が変見られているので、高負荷時においてその優先
度に応じた・ぐケラト送出を行わしめることが可能とな
る。

かくしてこのような制御形態をとる本方式によれば、伝
送路が高□負荷状態であっても、鈍行ノ４ゲットの送出
試行が抑えられるので、急行ノ４ケッ）Ｉｃ対する９９
％網内遅延を一定時間以内に保障することができ、異常
幅端現象の発生を効果的に防止することができる。例え
ば直径５００　（ｍ）の範囲に分散配置された複数の通
信装置間を３２　（Ｍｂｌｔ／ｓ）の伝送能力を持つ光
ファイバを用いたスター型ネットワークで結び、データ
部の大きさが急行・９ケツトでは１［Ｋｂｉｔ）、鈍行
ノｆゲットでは８（：Ｋｂｉｔ）とした第８図に示゛す
如きフォーマットの通信パケットを本方式に従って通信
制御したところ、そのスループットと９９％網内遅延と
の関係は第９図に示すようになった。尚、第９図中のプ
ロット点、５０％。

７０％等は、伝送路に対する負荷を示している。

この負荷は、ノ臂ゲットのうちスループットトシて有効
である第８図中の斜線部分の発生率（Ｍｂ１ｔ／１）を
、伝送路の容量３２　［Ｍｂ１ｔ／ｓ　：］で割ったも
のとして定義される。そして、このとき伝送路を介して
伝送される通信Ａ？チケット、急行ノ量ゲットと鈍行／
４ケツトとの比率は第１０図に示すようになる。

これらの図に示されるように、そのスループットを高く
した上で、網内遅延を低く抑えることができる。しかも
、高負荷時にあっては、急行／４ケツトな優先的に伝送
することが可能となシ、′その効果は絶大である。

次に上述した方式を採用して構成される通信装置につい
て説明する。

この通信装置を介して伝送制御される通信ノ４ゲットの
データフォーマットは、例えば前記第８図に示す通シで
あ）、データ部としては急行ノ臂ゲットについては１　
（Ｋｂｉｔ）　、鈍行ノぐケラトについてはｆ３　（Ｋ
ｂｌｔ　）用意される。そし・て、これらのデータ部に
加えて、プリアンプル、デリミタ２通信宛先９発信者等
の情報が付加される。

このうち、第８図における斜線部のみがスループットと
して有効と着像される。

しかして、上記通信装置は、第１１図に示すように通信
パケットを格納するメモリ（ノヤゲットパツファ）２１
、装置全体の動作を制御するアダプタ制御部２２、そし
て、受信制御部２３、送信制御部２４、パックオフ制御
部２５によって構成される。

／（ツクオフ制御部２５は、例えば第１２図に示すよう
にＣＰＵ　Ｒ５ａを主体とし、その動作プログラムを格
納したＲＯＭ　２５　ｂ　、プログラマブル・インター
フェース回路（ＰＩＯ）　２５　ｅ　、　２５　ｄ　。

プログラマブル・インターラット・コントローラ（ＰＩ
Ｃ）　２５　ｅ　、プログラマブル・タイマ・カウンタ
（ＰＴＣ）２５ｆｔ−／々ス２５ｇを介して相互に結合
して構成される。この／ヤツクオフ制御部２５は、急行
７４ケツトおよび鈍行／やケラトについてそれぞれ独立
にパックオフタイム動作し、パンクオフ時にそのカウン
タがタイムアウトする都度、前記送信制御部２３に対し
て送信要求を発し、通信７９ケツトの送出を俣す。また
このとき、上記パックオフの時間を、前回送出した／ｆ
チケットついてのΦヤリアセンスによるノ々ツクオフ回
数”ｓｔｅおよび衝突検出による／ぐツクオフ回数ｎ６
１を利用し、現在処理中のノ臂ゲットに対するパックオ
フ回数ｎｇｐ　＃　ｎ６ｐに従って前述し九ような処理
方式に従って設定している。

また第１３図は送信制御部２４の概略構成を示すもので
、送信制御用マイクロシーケンサ７４ａによシ、その動
作が制御される。′そして、メモリ２１から与えられる
並列１６ビツトデータを入カパツファ２４ｂに入力し、
そのデータを上位８ピツト、下位８ビツトに分けてシフ
トレジスタ２４ｏを介して直列変換する。この際、ＣＲ
Ｃ−ＣＣＩＴＴ回路ｊ４回路上４ｄ記データに対するＣ
ＲＣコードが発生される。そして、これらのデータ、Ｃ
ＲＣコードは、ＣＤゾーン等のデータメモリ２４ｅから
の各種コードと共にマル、チゾレクサ２４ｔＫよシ選択
され、同期用フリップ７０ツデｚ４ｇを介して前記フォ
ーマットの、ｆケラトとして送出される。また、これら
の一連の・やケラト送出処理は、ＣＰＵインターフェー
ス２４ｈ１ポインタテーブル２４１１アドレスカウンタ
２４ｊによるアダプタ制御部２２およびメモリ２１のア
クセス処理と協働して行われる。

しかして、この送信制御部２４は、前記パンクオフ制御
部２５からの送信要求を受け、このときキャリアセンス
がオフ状態であったときにのみ通信・やケラトの送出を
開始する。またこのとき、受信制御部２３から衝突検出
によるＣＤ信号を受けたとき、直ちに上記通信・やケラ
トの送出を中止する。また、この送信制御部２４は、受
信制御部２３からのＡＣＫ／ＮＡＫ送信要求を受けて、
ＡＣＫＪＡＫ／ｆケットを送出すゲッうＫなっている。

そして、これらの動作は、アダプタ制御部２２との間で
、送信に関する情報を交換し乍ら行われる。

また第１４図は受信制御部２３の構成例を示すものであ
る。この受信制御部２３の全体的な動作は、受信制御用
マイクロシーケンサ２３ａによって制御される。伝送路
を介して受信される信号は、シフトレジスタ、？Ｊｂに
大刀され、検出器２ｇ、によシ開始デミリタＡＣＫ／Ｎ
ＡＫ検、用が行われる。そして、上記シフトレジスタ２
３ｂの出力は、１６ピツトのシフトレジスタ２３ｄに転
送され、その上位８ビツトからアドレス比較器２３・に
よ）アドレス判定される。この判定結果に従って上記受
信データは、バッファレジスタ２３１を介してメモリ２
１Ｊｉ転送される。

また前記シフトレジスタ２３ｂの出方を受けて、カウン
タ２３ｇはその受信サイズをチェックしておシ、ＣＲＣ
−ＣＣＩＴＴ回路２３１は比較器２８ｊと協働して、Ｃ
ＲＣコード忙基づく符号誤シをチェックしている。そし
て、これらの一連の処理は、ＣＰＵインターフェース２
８に％４インタ・テーブル２３ｔ、アドレスカウンタ２
．９　ｍ　Ｋよル、アダプタ制御部２２およびメモリ２
１のアクセス処理と共に行われている。

−しかして、このように構成された受信制御部２３は、
伝送路上における信号の存在の有無からキャリアセンス
を行い、また上記伝送路上におけるノ４ゲットの衝突の
有無を検出している。゛また、伝送路を介して伝送され
るＡＣル’ＮＡＫ信号を受信・認識し、無応答の場合に
はタイムアウトを検出している。また受信パケットの宛
先アドレスが自己を示す場合には、上記・臂ゲットの受
信完了に伴って、直ちに前記送信制御部２４に対してＡ
Ｃしへ組の返送要求を指示するものとなっている。そし
て、これらの一連の動作を、前記アダプタ制御部２２と
の間で受信忙関する情報を交換し乍ら制御している。

第１５図乃至第１７図はこれらの各部の制御シーケンス
を示すもので、第１５図は受信制御を、第１６図は送信
制御を、そして第１７図はパックオフ制御を示している
。

このように構成された通信装置から／ｆケゲッを送信す
る場合、アダプタ制御部２１の制御によって送信制御部
２４のポインタテーブル２４１に送信指示内容が書込ま
れる。送信制御部２４はこの送信指示をパックオフ制御
部２５に伝達する。これを受けてパックオフ制御部２５
では、常時管理して−る急行パケットおよび鈍行／ヤケ
ツＩｃ対するパックオフタイマー値を、伝送路状況に応
じて設定し、そのタイマーがタイムアウトしたとき、上
記・臂ゲットの送信指示を確゛認して送信要求を送信制
御部２４に対して出力する。このとき、パンクオフ制御
部２５では、上記タイマーを新しい値に設定し、次のパ
ンクオフ処理に備える。タイムアウト時に発生する割込
においては、急行／ｆケゲッのパックオフタイムアウト
に１よ）高い優先順位が与えられている。これによ）、
同時にタイムアウトした場合、急行パケットの割込に対
しては送信要求が出され、鈍行／４ケツトの割込に対し
ては新たなノ４ツクオフのみが行なわれる。

しかして送信要求を受けた送信制御部２４は、先ず受信
制御部２３からのキャリアセンスの有無を調べ、伝送路
が空いていれば／４ケット９送信を開始する。この／ヤ
ケットの送信は、光送信機としてのレーデ素子に対して
ノリ／４イアスを指示したのち、ＣＤゾーン信号を送出
する。このＣＤゾーン信号送出時忙、受信制御部２３に
て衝突が検出されないとき、プリアングル、開始デリミ
タ、宛先アドレス・・・の順に、　ノｆゲットを構成す
るデータを順に送信する。烏、上記ＣＤゾーン信号送出
時に衝突が検出されたときには、直ちにそのｉ４ケット
送出処理を中止する。

このようにして送信制御部２４は１／ｆケッゲッのデー
タを送出し終えたとき、次にＦｅ２としてＣＲＣコード
を送出し、これに続いて終結デリミツタを送出してノ４
ケット通信を終了する。この送信終了後、ＡＣＫまたは
ＮＡＫの受信を待ち、受信制御部２３からＡＣＫ信号受
信の通知を受けたときに前記ポインタチーゾル２４１を
更新する。そして、アダプタ制御部２２に対して送信完
了の割込みをかける。また上記ＡＣＫの代１ｍＮＡＫ信
号を受信したときや、所定の時間無応答の場合には、前
記通信ノｆゲットに対する再送カウンタを歩進し、次の
送信指示までその制御を戻すことになる。

一方、パケットの受信制御は次のようにして行われる。

受信制御部２３は、先ずＣＤゾーン信号を受信してキャ
リアセンス信号ｔ−立テル、　を念このとき、衝突発生
の有無を調べる。そして、衝突検出時には直ちに通信・
ｆケラトの受信を中止し、伝送路上のキャリアが無くな
るまで待つ。

この伝送路上のキャリアが無くなった時点で前記キャリ
アセンス信号を落として、初期の受信待ち状態に復帰す
る。他方、上記衝突がない場合には、開始デリミタの受
信を待ち、宛先アドレスが自己のアドレスなりしは回報
アドレスと一致するか調べ、そのいずれかである場合に
のｉ１受信ｔ４ケットのデータをメモリ２１忙取込む、
その後、ノ臂ゲットの受信終了時点でＣＲＣエラーと７
レームエラーをチェックし、正しい場合にはポインタテ
ーブル２８ｔを更ｆｒしてアダシタ制御部２２ＶＣ完信
完了の割込みをかける。

同時にとのとき、送信制御部２４Ｆｃ対してＡＣＫ送信
を指示する。

尚−上記データの受信が正しい場合でも、これを取込む
バッファがメモリ２ノ内に珈備されていなかった場合に
はＮＡＫ信号の返送を指示し、同通信・９ケツトの再送
を要求することになる。

また宛先アドレスが違う場合や、エラーが多い場合等、
ＡＣＫ／ＮＡＫの返送は行わない。その後、受信制御部
２３は、上記データ・やケラトの受信後、宛先アドレス
、発信アドレスに関係なくＡＣＫ／ＮＡＫの受信を待ち
、送信制御部２４に対して、ＡＣＫ　、　ＮＡＫ　、無
応答といずれかを応答結果として通知することになる。

そして、インターフレームギャップの終了後、キャリア
検出信号を落として、伝送路の空きを示すことになる。

このように１受信制御部２３は、他の制御部とは独立に
動作して、伝送路の状態を上記他の制御部に伝達する。

また何らかの原因によって受信シーケンスが狂った場合
や、稼動中のシステムよシ遅れて電源投入されて受信動
作を開始した場合、その受信データが前記フォーマット
中のどの部分であるか判別できなくなる場合がある。こ
の場合には例えば１５（μ５ｅｃ）以上のキャリア非検
出や、ＡＣＫ／ＮＡＫ信号を手掛）として同期の確立が
図られる。

以上のようにしてｓ　ｐ４ケットの送信および受信が制
御されるととになる。

このように本方式忙あっては、Ｃ８ＭＡ／ＣＤ方式によ
ってパケット通信を制御する釦際して、通信・ヤケット
の優先度に応じてその／々ラックフを制御するので、異
常幅端状態の発生を招くことがない。しかも、通信・量
ケラトの送出前に初期パンクオフ時間を設けるので、伝
送路に対して複数の通信装置のそれぞれに、その使用機
会が均等に与えられる。これ故、キャプチャー効果を起
こすことがない。更には前回送出した／４ケットに関す
るパックオフの情報を有効に利用してバックオフ制御を
行うので、伝送路状況に応じた適切なΔケラト通信制御
を行い得る。この結果、スループットの向上を図シ得る
等の実用上多大なる効果が奏せられる。

一尚、本発明は上記実施例に限定されるものではない６
例えば通信ｔｊチケット優先度に関する区′分を３レベ
ル以上に設定することも可能である。またネットワーク
はスター型に限られないことも云うまでもない。更には
、パックオフ単位時間やその他の定数等は、ネットワー
クの仕様に応じて定めればよいものである。要するに本
発明は、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はローカルネットワークの構成例を示す図、第２
図は従来の基本的なＣ８ＭＡ／ＣＤ方式の制御７−ケン
スを示す図、第３図乃至第１７図は本発明の一実施例方
式を示すもので、第３図は通信装置の概念的な構成図、
第４図はパケット送出制御シーケンスを示す図、第５図
は基本的ナパンクオフ制御シーケンスを示ス図、第６図
および第７図はパックオフ範囲の設定条件を示す図、第
８図は通信／９ケツトのフォーマット例を示す図、第９
図および第１０図はそれぞれ制御特性を示す図、第１１
図は通信装置の概略構成図、第１２図はパックオフ制御
部の構成図、第１３図は送信制御部の構成図、第１４図
は受信制御部の構成図、第１５図は受信制御シーケンス
を示す図、第１６図は送信制御シーケンスを示す図、第
１７図はパックオフ制御シーケンスを示す図である。 １２．１３・・・パケット送出／４ツフア、１４・・・
通信制御部、１５．１６・・・／童ツクオフタイマ、１
７、ＩＩＩ・・・パックオフカウンタ、２１・・・メモ
リ、２２・・・アダデメ制御部、２３・・・受信制御部
、２４・・・送信制御部、２５・・・パンクオフ制御部
。 出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦第１図 第３図 第４図 第５図 第９図 第１０図 第１２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　通信・千ケット交換網に対してＣ８ＭＡ／Ｃ
   Ｄ方式によシ通信ノ４ケットの送出を制御してノ（ケラ
   ト通信を行うに際し、通信）４ケツトの送出に対する伝
   送路アクセスを所定のパックオフ時間を経て行わせるこ
   とを特徴とするノｆケット通信方弐〇
2. （２）伝送路アクセスの前に設定されるバックオフ時間
   は、伝送路に接続された複数の通信装置に対してそれぞ
   れ一定に、または所定の規則に従って、或いはランダム
   に与えられるものである特許請求の範囲第１項記載の・
   臂ケット通信方式。