JPS59204347A - 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方式により通信／ｆケグツの送
出を制御して効率の良い／ｆチケット信を可能とするパ
ケッ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・エリア気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ＣＯＭＡ／Ｃ
Ｄ　（キャリア・センス・マルチノル・アクセス・ウィ
ズ・コリジヨン・デテクション）方式が多く用いられる
。

即ち、ローカル・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　ｒ　
１　ｂ　ｒ〜１　ｒｚ％、所謂局と称される通信装置ｉ
　２　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、例えば元ファイバ・ケ
ーブルと、これらの光ファイバー・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　＊　２　ｂ〜
２ｎは、数キロピッ）８度のビット列として示されるデ
ータ群をパケットとして相互に伝送する。この場合、各
通信装置２ａ　＋　２　ｂ〜２ｎは、例えば第２図に示
す如きＣ８ＭＡ／ＣＤ方式の一連の手続処理を実行して
、上記通信パケットの送出を制御している。

このＣＳＭＡ／ＣＤ方式によるパケット通信制御は、通
信ノクグツトの送出に先立って伝送路３のキャリア・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、上記通信パ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
パケットの送出を開始するが、このとき上記送出した通
信パケットと他の局からの通信ノ４グツトとの衝突を検
出する。この処理は、コリジョンーデテクション（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？グツ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、そのパケットの送出を停止
し、このパケット送出に対する試行を延期する。この延
期が一般にパックオフと称される。尚、ここではディフ
ァーに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、与
えられた通信パケットに対して、キャリア・センスと衝
突検出を行って上記通信Ｉｆチケット送出をマルチプル
に制御している。そして、伝送路３を介して送出された
通信パケットは、各通信装置２　ａ　、２　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、上記パックオフは、衝突が検出されたとき、
その通信パケットの送出を中止して該通信ノヤグツトの
再送出試行をランダムに発生される時間だけ延期するも
のであるが、このパックオフ時間をどのように決定する
かによってＣ８凧、／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））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、やはシスループツ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Ｃ３ｌｖｌＡ／Ｃ
Ｄ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、ト 先に述べた伝送路３の有効使用率である。

（ｉｉｌ　　網内遅延時間 ｉＲチケット通信装置の送出バッファに与えらレテから
その送出が成功する迄の時間であり、／ＩＰケッグツ成
功送出が始まっている確率が９９（イ）を越える時間を
９９パ一セント遅延時間と称しｔこれが評価尺度として
用いられることが多い。

（ｉｉｉ）　　安定性 ネットワークに対する負荷が犬きくなシ、多くの通信装
置がそれぞれ送出すべき通信パケットを持つと、伝送路
上において衝突が頻繁に発生する。この結果ｉＪ？ケッ
グツ出が殆んど成功しなくなシ、送出すべき７４ケツト
は益々滞留し、その状態からの回゛復が・困難になると
言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言う保障
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ｓ　ｉ　−１１４８０４号
公報に紹介される「イーサネット」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
セシブ・コリジヨン・エラート称される操作、つまりノ
やケラトの送出をあきらめて、そのノヤグツトを棄てて
しまうと言う操作が頻繁に行われる。この棄てられたノ
’？グツトについては、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はど役
には立たない。従って、異常４＠晴が一旦生じると、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いる。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、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、次のノクグツ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１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、４ツクオフ
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ニ増し、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／？ケグツ送出に成功すると、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
遅れて上記ノ４グツトの送出終了を知ることになる。こ
の為、上記パケット送出を終了した通信装置が最も早く
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＠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方式によシパ
グツ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、しかもキャプチャー効
果の発生を防止して効率の良いｉＲパケット信を可能と
する実用性の高いパ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方式によシ通信パケットの送
出を制御するに際し、キャリア・センスまたは衝突検出
によって前記通信ノ９グツトの再送出試行に対してパッ
クオフ期間を設定するものであって、このパックオフ期
間の設定節、囲を前記通信パケットの優先度に応じて定
めるようにしたものである。

即ち、上記パックオフ期間の設定範囲の上限を優先度の
高いものに対しては小さく設定し、優先度の低いものに
対しては大きく設定するようにしだものである。

〔発明の効果〕

かくして本発明によれば、伝送路が高負荷状態にあると
き、優先度の高い通信パケットに対して与えられるパッ
クオフが、優先度の低いものよシも短く設定されるので
、これによシ優先度の高い通信ノ＜パケットによる伝送
路アクセスが優先されることになる。この結果、優先度
の低いパケットの送出は、優先度の冒いものに較べて抑
制され伝送路の混雑が緩和されて、優先度の高い通信パ
ケットよシ順にパケット通信が行われることになり、異
常輻幅状態の発生が防止される。そして、上記の如くパ
ックオフ期間の可変設定によって伝送路の利用効率、つ
まシスルージットの向上を図ることが可能となシ、簡易
にして効果的タノ々ケット通信を行い得る。しかも、伝
送路の混雑に応じたパックオフ期間の設定がなされるの
で衝突確率が低く表シ、ここに簡易にして効果的なノヤ
グツト通信制御が可能となる等の実用上多大な効果が奏
せられる。

〔発明の実施例〕

以下、図面を参照して本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ｌｌ′ｉｌ：係る通信装置の概念的
な構成図であシ、第４図および第５図はそのＣ８ＭＡ／
ＣＤ方式によるノソグツ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３２　Ｍｂｐ
ｓのクロックで動作する光スター型ネットワーク（伝送
路〕に接続されるものであって、情報処理機器からのノ
＜？ケラト化されたデータ、つｔシ通信ノぐゲットを入
力し、これをｃＳＭＡ／ＣＤ方式によシアクセス制御し
てその送出を制御して・ぐゲット通信を行うものである
。上記Ｃ８′ｙｉｋ／ＣＤ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
路上でのパケットの衝突検出（ＣＤ　）とを行って前記
通信ノｆグツ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１１ａ、１’ｌｂ〜ｌｉｅから与えられる
通信パケットをその優先度に応じて分離格納する複数の
ノヤグツト送出バッファＩ　Ｊ　ａ　ｅ　１２　ｂが設
けられる。尚、ここ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、従って急行ノＪ？グツト用
のバッファ１２と、鈍行・ぐり、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に格納された通信パケットに対して
独立に゛アクセス制御を行い、伝送路に対する通信パケ
ット送出を制御す石ものであるが、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、他のバッファについては、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、その通信
ノ４グツトの最も優先度の高いものについてのみ上記伝
送路アクセスが許可され、優先度の低い通信ｉ４ケット
に対してはキャリアセンスがオンの状態が設定される。

つまシ、１つの装置内に、相互の伝播遅延時間が零で、
且つ相互の通信パケットの衝突を生じることのない複数
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゜１３に格納さ
れた通信７４ケツ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９
グツトの送出を開始したときに衝突が検出されたときに
は、そのパケット送出を中止してパックオフし、所定の
パッ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ックオフに限らず、通信ノｆグツト
の送出を行うに先立って所定のバ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◎また、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パックオ
フの期間も、従来のように一定に与えられるのではなく
、伝送路状態等に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すいて行っている。

（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／芽フ情報と
して与えられるものである。この情報は０通信パケット
間の衝突による異常フレームや、通信Ａ？ケグツの伝送
終了を確認する為のＡＣＫ７′ＮＡＫノｆケット伝送フ
レームと、１正常モー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／１’ＪＡＫフレームが受信されるまで、あるい
は上記ＡＣＶＮＡＫ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棟でオン状態に保たれる
。尚、上記ＡＣＶ′ＮＡＫフレームは、メッセージノや
ケラト（通信パケット〕の受信確認の為に用いられるも
めであり、このＡ？チケットついてはその遅延時間を例
えば２０μ１ｉｅｅ以内に抑えるべくイミデエイトＡＣ
Ｋ／ＮＡＫが用いられる。即ち、−斉回報の場合を除い
て、自己局宛のパ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　、ｅケラトが返送され
るものとなっている。

（ｂ）　　衝突検出の情報二〇Ｄ この情報ＣＤは、伝送路上において通信パケットの衝突
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、イｉす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。またとの衝突検出は、自己局
が通信パケッ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２４ケツトの受信開始時点
から、少々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１１１報は、従来
一般的’／ｅ　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パッ
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
、ノンパージステント方式が採用され、１つの設定され
たパックオフ期間が終了した時点で通信パケットの再送
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、直ちに再びパックオフがなされる。また上記時点
でキャリアセンスがオフ状態であシ、これによって通信
ｔ４ケッ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図において示されるバックオフカウ
ンタ１５．１６はこのようなバ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はパック
オフ時間を設定するパックオフタイマを示している。

そこで本方式では、ξ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）　　パックオフ回数：　ｎｇｐ この情報ｎ　Ｂ　ｐは、現在処理中の通信・やケラトに
対して、キャリアセンスがオン状態であル為に生じたパ
ックオフ回数を示すものであシ、初期値は零として与え
られる。

（ｄ）　　パックオフ回数：ｎｃｐ この情報ｎ　ｃｐは、現在処理中の通信ステントに対し
て、衝突検出によって生じたパッ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’　”ｓＬ この情報”ｓｔは過去に処理したパケット、特にここで
は前回処理したノ４グツトについてのキャリアセンスに
よるバックオフの回数を示すものである。

（ｆ）パックオフ回数’　ｎｅｔ この情報ｎｅｔは、過去に処理したパケット、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ｎｅｔ−”ｃｔについては、前
回のパケットに関するパックオフ回数だけでなく、前前
回やその前のパケットに関するパックオフ回数の情報を
卸、これらを重み伺は平均化する等して定めてもよい。

要するに、過去の経験的なパックオフ回数に関する伝送
路の状況金示す情報として、これらのノ々ツクオフ回数
ｎ８ｔ、ｎｅｔが用いられる。以上の（、）〜（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
信ノヤグツトの侵先度の情報を加味した上で通信パケッ
トの伝送路に対するアクセス制御、具体的には通信パケ
ッ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７４ケツトについての、キャリアセ
ンスおよび衝突検出によって発生したパックオフ回数ｎ
ｅｔ　、”ｃｌが経験的情報として入力される。しかる
のち、パケット送出バッファに端末からの通信パケット
が入力されたら、この通信パケットを速量処理すべく、
前記パックオフ回数ｎＢｐ　＊　、　ｎｃｐをそれぞれ
零に初期設定する。その後、上記パックオフ回数１４ｐ
・”ｃｌ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ｉ＋ケグツに対する最初の送出
試行であるとして、次の処理を行う。この処理は、パケ
ットの送出試行に際して必ずその前に初期パックオフ期
間を設定するものである。この初期パックオフ時間は後
に説明するキャリアセンスによるパックオフ、および衝
突検出によるパックオフの時間設定と同様に制御される
。即ち、最初のパケット送出試行時には、キャリアセン
スによるパックオフが設定されたものと着像してパック
オフ回数　ｓｐ　、−、％Ｎ　１”に設定し、 ｒ０１１×Ｃノぐツクオフ単位時間〕 の時間待ちが行われる。このパックオフ単位時間は、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
，５μＳｅｅ　）程度に設定される。尚、パックオフ回
数１８ｐ　ｒ　ｎｃｐのいずれかが零でない場合には、
通信ｉ４ケ、）の最初の送出試行でないと判定され、上
記した初期ツクツ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Ａ’ケグツが同一通信
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７９ケツトによって鈍行Ａ？パケットキャリ
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七ン・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、
後述するノぐツ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７４ケ、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ノにケラ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／４’ケツ
トと他の通信装置からの通信ノｅケ、）との衝突のみな
らず、他の通信装置間における通信・やケラトの衝突に
ついても行われる。そして、この衝突検出がなされたと
きには、直ちに上記通信パケットの送出を中止し、後述
する・ク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七〇まま通
信・２ケツトの送出を継続し、ノぐケラト送出完了後に
はその送出成功としてＡＣＫに関する処理を行う。この
ＡＣＫに関する処理は、通信／＋ケグツの送・・信宛先
の通信装置からのイミデエイトＡＣＩＣ／ＮＡＫの返送
を受信することにより行われる１そして、ＡＣＫ信号を
受信し、通信ノクグツトの伝送が完了したときには、前
記アクセス制御において生じたキャリアセンスによる／
’Ｆ　ツクオフ回数ｎ　ｇ　ｐ、および仙ｉ突検出によ
る・々ツクオフ回数ｎ　をそれぞれ次回の通信・臂グツ
ト送出制御のｐ 為の経験的情報ｎｉｌ　、”ｓＡとして登録し、その一
連の制御を終了する。尚、ＮＡＫ信号が返送されてきた
ときには、パケット通信が失敗したとして、その通信ノ
４グツトの送出が改めて行われる。この場合、上記通信
／ｆチケット一旦破棄し、必要に応じて改めて端末で生
成して・クツ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図に示すアルゴリズ
ムに従って行われる。ＪＲツクオフの時間は、前記初期
パックオフを含めて Ｋ　＝ｎ　　＋　３２　Ｘ　ｎａｐ １Ｉｐ Ｋｔ＝　”ｓＡ　＋　３２　Ｘ’　Ｉｔｅｔ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−〉　　様乱数の成る値として
・ランダムに設定される。

ここでは、急行用パケットに対して設定されるパックオ
フ範囲と、鈍行用Ａ’チケット対して設定されるパック
オフ範囲との間に差がつけられている。これによって、
ノ々ツクオフが緑返えされる場合、鈍行ノ９グツトに比
して優先度の高い急行ノ臂グツトの送出試行の機会が早
く与えられるように々りている。つまシ第６図は急行パ
ケットに対するパッ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パケッ
トの優先度に拘らずそのバックオフ範囲が等しく与えら
れるが、パッ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、急行パケット
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。これに対して鈍行パケットに対す
るバックオフ範囲は制御変数が「１７６」を越えるまで
順に拡大され、その上限が前記急行パケットよシも高く
与えられる。

しかして、通イ＝制仙ｊ部１４によるアクセス制御は、
先ず通信パケットが急行・やケラトであるか、或いは鈍
行パケットであるかによってパックオフの設定時間ｒ１
（ｋ）　”　＋（ｋｌのいずれかを法定する。そして、
通信）４ケツ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ｎ　
ｇ　ｐをｒｌＪＫＧ定する。この結果、前記制御変数に
、が「１」となシ、初期パックオフ時間のとり得る範囲
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、この初期パックオフ時間を経て、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ックオフ時には、前記パッ
クオフ回数ｎ　Ｂ　ｐがインクリメントされ、壕だ衝突
検出によるパックオフ時には、パックオフ回数ｎ　ｃｐ
がインク・リメントされる。このようにして計数される
パフ、クオフ回数ｎｓｐ　ｒ　ｎｃｐによシ、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’＝　ｎｓｐ　＋３２　・ｎｃｐ として求められる。しかして、この制御変数りがその上
限値、例えばｒ、、５１２　Ｊを越えない制御範囲内に
あるときは、同様にして前回のノ４グツトに対して求め
られた経験的なパックオフ回数ｎ８ｔ、ｎｅｔに従って
、補助制御変数ＫｔをＫｚ　＝　ｎｇｔ＋　３２　・ｎ
、ｊ 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
でパックオフ時間ｒ（ｋ）　を決定し、ｒｘ　［：　ｍ
ａｘ　（Ｋｐ　　−Ｋｔ　）　〕Ｘ　Ｃ−４，ｙ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
まシ、以上のパックオフ制御にあっては、前回のパケッ
ト送出時において求められたパックオフ回数ｎ８ｔ、ｎ
ｅｔが現在処理対象とするパケットのパックオフ制御に
用いられている。換言すれは、これらのパックオフ回数
ｎｓｔ＃　”ｃｌによって定まる前記補助制御変数Ｋｔ
が、現処理中ノクグツ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・母グツトの送出が殆んど不可能であるとして
、その通信ノ七グツトが棄てられるものであるか、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、上記通信パケットの送
出試行に関して得られたパックオフ回数ｆｌ　　＋ｎ　
　が、伝！ｌｐ　　　　　ｅｐ 送路の使用状況を示す最も新しい情報として、次回のノ
クグツト送出制御の為の情報ｎｅｔ・”ｃｌ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１？ケツトについて求められた制御定
数に、の値が、前回の通信パケットについて求められた
制御定数Ｋｔを越えるまで、その制御には使用−されな
い。このことは、上述した条・性向においては、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
てパッ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、ノ千グツト送出
に関する経験を活かし乍ら、キャリアセンス時と衝突検
出によるパックオフとを区別し、それらの回数の回数と
してパックオフ時間合設定するので、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、異常輻暢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
ば輻榛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により行われる
が、この触験が次回の通信ノＲグツト送出に受は継がれ
る。従ってその制御効果が一層高捷る。また、通信パケ
ットの優先度に応じて、そのパックオフ時間範囲の上限
が変えられているので、高負荷時においてその優先度に
応じたパケッ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、鈍行ノクグツトの送出試
行が抑えられるので、急行パケットに対する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（ｔｎＪの範囲に分散配置された複数の通信装置
間を３２　（Ｍｂｉｔ／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
きさが急行パケットでは１　［ｋｂ１ｔ］　、鈍行ｉ＜
？ケラトでは８　（ｋｂｔｔ）　　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図中めゾ
ロット点、５０チ。

７０％等は、伝送路に対する負荷を示している。

この負荷は、ノヤグツトのうちスループットとして有効
である第８面中の斜線部分の発生率（Ｍｂｉｔ／ｓ＋：
ｌを伝送路の容ｔ　３２　（Ｍｂｉｔ／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７４ケツトの、急行ｄ’ケ、トと鈍行
ノ４グツトとの比率は第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、急行パケットを優先的に伝送す
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横波、される通信装置につ
いて説明する。

この通信装置な介して伝送制御される通信ノぞケラトの
データフォーマットは、例えば前記第８図に示す通シで
あシ、デ゛−タ部としては急行パケットについては１　
（ｋｂｉす、鈍行）ｆケラトについては８　（ｋｂｉり
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、通信宛先、発信者等の情報が付加
される。このうち第８図における斜視部のみがスループ
ットとして着像される。

しかして、上記通信装置は、第１１図に示すように通信
）やケラトを格納するメモリ（パケットバッファ）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。

パックオフ制御部２５は、例えば第１２図に示すように
ＣＰＵ　２５　ａを主体とし、その動作プログラムを格
納したＲＯＭ　２　）　ｂ　、プログラマブル・インタ
ーフニス回路（ＰＩｏ　）　２ｓ　ｅ　、’ｔｓａ。

プログラマブル・インターラブド・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）　２５　ｆをパス２５ｇを介して相互に結合
して構成される。このパックオフ制御部２５は、急行ノ
ぞケラトおよび鈍行Ａ？チケットついてそれぞれ独立に
パックオフタイム動作し、パッ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、通信パケットの送出を４１１！す。ま
たこのとき、上記バックオフの時間を前回送出したパケ
ットについてのキャリアセンスによるパックオフ回数”
ｓｔおよび衝突検出によるパックオフ回数ｎ（、ｚを利
用し、現在処理中の７４ケツトに対するパックオフ回数
ｎ　　Ｉｎ　　に従って前ｌｉｐ　　　　　ｅｐ 述した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２４ａ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ッファ２４ｂに入力し、そ
のデータを上′位８ビット、下位８ビツトに分けてシフ
トレジスタ２４ｃを介して直列変換する。この際、ＣＲ
Ｃ−ＣＣＩＴＴ回路２４ｄによシ上記データに対すル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２，４ｅか
らの各種コードと共にマルチプレクサ２４ｆによシ選択
され、同期用フリツプフロツプ２４ｇを介して前記フォ
ーマットのパケットとして送出される。また、これらの
一連のノぐケラト送出処理は、　ＣＰＵインターフェー
ス２４ｈ１ポインタテーブル２４ｉ１アドレスカウンタ
２’４Ｊ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、前記パックオフ制御
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パケットの送出を開
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、直ちに上記通信パケットの
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ＡＣｖＮＡＫ送信要求を受けて、ＡＣＫ
ＡＡＫバケットを送出するようになっている。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２３ｇによって制御される。伝送飴
を介して受信される信号は、シフトレジ、スタ２３ｂに
入力され、検出器２３ｃによシ開始デミリタ、ＡＣＫ／
ＮＡＫ検出が行われる。そして、上記シフトレジスタ２
３ｂの出力は、１６ビ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２３ｅに
よシ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、／？ツファレ
ゾスタ２３ｆを介してメモリ２１に転送される。壕だ前
記シフトレジスタ２３ｂの出力を受けて、カウンタ２３
ｇはその受信サイズをチェックしており、ＣＲＣ−ＣＣ
ＩＴＴ回路２３１は比較器２３ｊと協働して、　ＣＲＣ
コードに基づく符号誤り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２３に
１ポインタ・テーブル２３ハアドレスカウンタ２３ｍに
より、アダプタ制御部２２およびメモリ２１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グツトの衝突の有
無を検出１７ている。

また、伝送路を介して伝送されるＡＣＫ７′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Ａ？パケット受信光子に伴って、直ち
に前記送信制御部２４に対してＡＣＫ７″ＮＡＫ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との間で受信に関
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１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パケットを送信する
場合、アダプタ制御部２１の制御によって送信制御部２
４のポインタテーブル２４ｋに送信指示内容が書込まれ
る。送信制御部２４はこの送信指示をバックオフ制御部
２５に伝達する。これを受けてパ・ツクオフ制御部２５
では、常時管理している急行、ノヤグツトおよび鈍行Ａ
？パケット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
、上記パケ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、バックオフ制御
部２５では、上記タイマーを新しい値に設定し、次のパ
ッ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、急行パケットのパックオフタイムアウトに
、よシ高い優先順位が与えられている。

これによシ、同時にタイムアウトした場合、急行・ぐケ
ラトの割込に対しては送信要求が出され、鈍行ノｆグツ
トの割込に対しては新たなパッ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からのギヤリアセンスの有無を調べ、伝送路
が空いていればパケットの送信を開始する。このパケッ
トの送信は、光送信機としてのレーザ素子に対してプリ
バイアスを指示したのち、ＣＤゾーン信号を送出する。

このＣＤゾーン信号送出時に、受信制御部２３にて衝突
が検出されないとき、プリアンプル、開始デリミタ・宛
先アドレス・・・の順に、・やケラトを構成するデータ
を順に送信する。尚、上記ＣＤゾーン信号送出時に衝突
が検出されたときには、直ちにそのパケット送出処理を
中止する。

このようにして送信制御部２４は１ノやケラト分のデー
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／？
パケット信を終了する。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テーブル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ＡＣＫＯ代りにＮＡＫ信
号を受信したときや°、所定の時間無応答の場合には、
前記通信パケ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、・ヤ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
ャリアセンス信号を立てる。

またこのとき、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パケットの受信を中止し、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い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み、受信ノ９グツ
トのデータをメモリ２１に取り込む。その後、ノヤグツ
トの受信終了時点でＣＲＣエラーとフレームエラーをチ
ェックし、正しい場合にはポインタテーブル２３１を更
新してアダプタ制御部２２に光信光子の割込みをかける
。同時にこのとき、送信制御部２４に対してＡＣＫ送侶
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２１内に準備されていなかった場合に
はＮＡＫ佃号の返送を指示し、同通信パケットの再送を
要求することに々る。

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、上記データパケットの受信後・宛先アドレス、
発信アドレスに関係なくＡＣＶＮＡＫ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、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（μｇｅＣ）以上のキャリア非
検出や、ＡＣＫ／′ＮＡＫ信号を手掛り゛として同期の
確立が図られる。

以上のようにして、パケットの送信および受信が制御さ
れることになる。

このように本方式にあっては、Ｃ８ＭＡ／ＣＤ方式によ
って／４’ケット通信を制御するに際して、通化バケッ
トの優先度に応じてその・ぐツクオフを制御するので、
異常１・ｉｒｌ！状態の発生を招くことがない。しかも
、通信パケットの送出前に初期パッ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ノ々グツ
トに関するパックオフの情報を有効に利用してパックオ
フ制御を行うので、伝送路状況に応じた適切なパケット
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。

尚、本発明は上記実話例に限定されるものではない。例
えば通信パケットの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ｃＳＭＡ／（：Ｄ方式の制御シーケ
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
図は基本的なパックオフ制御シーケンスを示す図、＠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図は通信パケッ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）寺ツクオフ制
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・・・パケット送出バッファ、１４・・・通
信制御部、１５．１６・・・パックオフタイマ、１７．
１８・・・パックオフカウンタ、２１・・・メモリ、２
２．・・アダプタ制御部、２３・・・受信制御部、２４
・・・送信制御部、２５・・・パックオフ制御部。 出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第１１図 第１２図 第１３図 第１４図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　通信パケット交換網に対してＣ８ＭＡ／ＣＤ
   方式により通信／−１’ケツトの送出を制御してパケッ
   ト通信を行うに際し、キャリア・センスまたは衝突検出
   によって設定されるノクケシト送出試行に対するパック
   オフ時間の設定範囲を、前記通信パケットの優先度に応
   じて司蛮してなることを％徴とするパケット通信方式。
2. （２）　　パックオフ時間の設定範囲は通信パケットの
   優先度に拘りなく初期設定されたのち、優先度の高い通
   信パケットに対しては可変設定範囲の上限を小さく、且
   つ優先度の低い通信ｔ９ケットに対しては可変設定範囲
   の上限を大きくして定めらｉしるものである４″に許請
   求の範囲第１項記載の・ぐケラト通信方式。
3. （３）　　パックオフ範囲の可変制御は、キャリア・セ
   ンスがオン状態のときと、価突検出時とにおいて、異な
   るパラメータを用いて行われるものである特許請求の範
   囲第１項記載の７４ケット通信方式。