JPS62237840A - ロ−カルネツトワ−ク・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】 技術分野 本発明は、ローカルネットワーク・アクセス方式に関し
、特に階層スター型ＬＡＮ　（Ｌｏｃａｌ　　Ａｒｅａ
　　Ｎｅｔ：、％１ｏｒｋ）のポーリングによるアクセ
ス方式％式％ 従来、スター階層型のＬＡＮとしては、Ｃ８ＭＡ／ＣＤ
　　（Ｃａｒｒｉｅｒ　　　Ｓｓｎ、ｓｅ　　　Ｍｕｌ
ｔｉｐｌｅ　　　Ａｃｃｅｓｓ　　ｗｉヒｈ　　Ｃｏ１
１ｉｓｉｏｎ　　Ｄｓｔ、ｅｃｔｉｏｎ）方式のものが
知られている。この方式は、データ情報やテキスト情報
のように、パケットが短く、かつ突発的に発生する場合
には適しているが、マルチメディア通信のように、パケ
ットが無限長であったり、連続的に発生したり、リアル
タイム性が要求される場合には、通信の衝突が頻発して
、高いスループットが得られない、Ｃ８ＭＡ／ＣＤによ
る同軸ケーブル・ベースバンドＬＡＮ　（代表的なもの
としては、ゼロックス社のＥ　シｈａｒｎｅｔ、がある
）では、１つのバスへのフンテンション（競合）方式を
用いるため、衝突が頻繁に起こり、その度に再送を行う
必要があり、これがトラフィックを低下させている。こ
の方式においては、各端末が送信を開始した時に、衝突
が検出されると、ランダムな待ち時間をおいて再度送信
を試みる方法が用いられる。

このＣ８ＭＡ／ＣＤ方式の欠点は、トークン・パシング
方式との比較で知られており、特に待ち時間が一定しな
い点が問題である。階層スター型ＬＡＮは、ＩＥＥＥ　
　８０２．３（ＩＢＡＳＥ５）において、その方式が標
準化されている。この方式においては、中継器（以下、
ハブと記す）に接続された端末からの信号は、そのハブ
に接続された全ての端末および上位層へ、そのまま伝達
される。

従って、ネットワーク内の１台の端末から送出された信
号は、ネットワークの全ての端末に伝達され、その間、
他の端末は送信を許可されない。

また、第９図に示すように、ハブは１通常、室単位（Ｒ
ｏｏｍ１１〜＃３）ないしセクション単位に設置され、
それらのハブを階層的（ＨＨＵＢ、ＩＨＵＢ）に接続す
ることにより、ネットワークを構築するが、１つの室内
あるいはセクション内における通信が、他の室内あるい
はセクション内にある端末にまで利用制限を及ぼしてし
まい、ある特定のセクシ１ンで頻繁に通信が行われると
、他のセクシＪンでは待ち時間が長くなるという問題が
ある。多くの場合、データの送信先は１箇所のみであり
、それによりネットワークの全てが独占されるのは、ネ
ットワークの利用効率を低下させる。

第７図は、複数個のハブを使用した従来のＰＩＩ層スタ
ー型ＬＡＮの構成図である。ｍ台の中間ハブＩ−ＨＵＢ
　（Ｉｎｔｅｒｍｉｄｉａｔｅ　　ＨＵＢ）にそれぞれ
ｎ台の端末袋！（ＷＳ）が接続されており、中間ハブｌ
−Ｈ１ＪＢは全て上位ハブＨ−ＨＵ　Ｂ　（Ｈｅａｄｓ
ｒ［（ＵＢ）に接続されている。いま、端末ＷＳ１−１
から端末Ｗ　Ｓ　ｍ　−ｎに信号を送信する場合を考え
る。端末ＷＳＩ−１から送出された信号は。

中間ハブＩ−ＨＵＢＩに伝えられ、ここで２つ以上の入
力をチェック（衝突のチェック）された後。

上位ハブＨ−ＨＵ　Ｂに伝送される。上位ハブＨ−ＨＵ
Ｂでは、入力された信号を全ての出力に折返し送信する
ので、中間ハブＩ−ＨＵＢ　１からの入力は、全ての中
間ハブＩ−ＨＵＢＩ〜ｍに送出される。各中間ハブＩ−
ＨＵＢは、この受信した信号を全ての出力へ送出するの
で、その結果として。

信号は全ての端末ＷＳＩ−１〜Ｗ　Ｓ　ｍ　−ｎに伝達
される。端末Ｗ　Ｓ　ｍ　−ｎは、自局のアドレスと送
信端末ＷＳＩ−１が指定した宛先アドレスの一致を見て
、自局宛であることを判別する。各中間ハブＩ−ＨＵＢ
および上位ハブＨ−ＨＵＢは、衝突検出の機能を備えて
おり、２つ以上の入力があると、衝突信号を全出力に送
出する。中間ハブＩ−ＨＵ　Ｂでは、°この信号を上位
ハブＨ−ＨＵＢにも伝達する。従って、２台以上の端末
ＷＳが同時に送信を開始した場合には、全端末ＷＳに衝
突信号が送出されるので、一定期間送信が禁止される。

また、各端末ＷＳは、入力信号がある場合（つまり、キ
ャリアを検出した場合）には、送信を保留するので、信
号の途中から衝突が起きることはない。

第８＠は、第７図におけるハブの概念図である。

このハブに接続された端末からの各入力（Ｉ−１〜Ｉ　
−ｎ　）は、ＯＲゲート９により集められて、上位ハブ
への出力ＯＨへ送出される。上位ハブからの入力ＩＨは
、各出力（ｏ−１〜０−ｎ）へそのまま伝送され、各端
末に送られる。最上位ハブ（Ｈ−ＨＵＢ）では、出力Ｏ
Ｈが入力ＩＨに折返され、入力は全ての出力へ伝送され
る。

第８図のハブの構成においては、“２つ以上の端末が同
時に送信を行った場合、データは各ハブ（ＨＵＢ）のＯ
Ｒゲート９で合成されてしまうため、衝突を検出する手
段が必要となる。

何等かの形で送信権が１つの端末にだけ与えられ、１つ
の端末だけがデータを送信する場合には。

第８図の構成のハブにおいて、各端末からのデータは全
ての端末に伝えられ、宛先アドレスにより識別される。

目　　　　　的 本発明の目的は、このような従来の問題を改善し、異な
る端末から同時に信号が送出されることによる信号の衝
突をなくし、非階層ポーリング方式やトークン・パシン
グ方式に比べて、各端末の待ち時間を減少させることが
可能なローカルネットワーク・アクセス方式を提供する
ことにある。

構　　　成 上記目的を達成するため１本発明のローカルネットワー
ク・アクセス方式は、階層型のスター接続によるローカ
ルエリア・ネットワークにおいて、それぞれポーリング
信号送出を行い、各階層のデータを集配信する中継器を
備え、各中継器は下位に接続された端末装置と中継器を
ポーリングして。

送信要求信号を順次上位の中継器に伝送し、上位中継器
から折返された送信許可信号をポーリング中の下位端末
装置または中継器のみに返送して送信権を与え、該送信
権を得た端末装置からのデータを上位中継器に伝送して
、該上位中継器より全ての下位の端末装置および中継器
に返送することに特徴がある。

以下、本発明の構成を１．実施例により説明する。

第３図は１本発明によるアクセス方式の通常状態の動作
タイムチャートである１本発明においては、各階層のデ
ータを集配するハブがポーリング機能を有しており、各
々の階層でポーリングを行うことにより衝突を回避する
。各ハブは、その出力○−１〜Ｏ−ｎに対して、第３図
に示すように、順次ポーリング信号（Ｔｏｋｅｎ）を送
出する。

第２図は、本発明において、２つの端末から送信要求が
あった場合のタイムチャートであり、第５図は、本発明
における送信権確立までのフェーズの概念図であり、第
６図は、本発明におけるデータ転送フェーズの概念図で
ある。

第２図においては５第５図の端末ＷＳＩ−２とＷ　Ｓ　
ｍ　−ｎから同時に送信要求が出された場合を示してい
る。第２図のＩ−ＨＵＢ　１．Ｈ−ＨＵＢ。

Ｉ−ＨＵ　Ｂ　ｍは、それぞれ第５＠、第６図の中間ハ
ブＩ　　ＨＵＢＩ、ｍ、上位ハブＨ−ＨＵＢに対応シテ
おり、Ｏ−１，Ｏ−２，０−ｎ−１，Ｏ−ｎは各ハブの
出力信号、Ｔ−２，Ｉ　−ｍ、　Ｉ−ｎは各ハブの入力
信号、０１−［、ＩＨは中間ハブにおける上位ハブへの
出力と入力信号である。

端末ｗｓｔ−２は、ポーリング・トークンを待って送信
リクエスト信号Ｒ−１を送出する。この信号は、中間ハ
ブＩ−［（ＵＢＩの入力Ｉ−２に入力される。ハブＩ−
Ｔ−ＩＵＢＩは、リクエスト信号Ｒ−１を受信すると、
ポーリングを停止して５次の出力０−３へは１・−クン
を送出しない。一方、これと同時に、他の端末Ｗ　Ｓ　
ｍ　−ｎは、中間ハブ１−１−Ｉ　Ｕ　Ｂ　ｍの出力０
−　ｎから送出されるトークンを待って、リクエスト信
号Ｒ−ｎを送出する。

ハブＩ−トＩ　Ｕ　Ｂ　ｍは、入力Ｉ−ｎにリクエスト
信号を受信するとポーリングを停止し、次のトークンは
送出しない。

ここで、中間ハブＩ−ＨＵＢ　１およびＩ　−ＨＵＢｍ
は、上位ハブ）Ｉ−ＨＵＢからのトークンを待って、リ
クエスト信号を上位ハブＨ−ＨＵＢに送出しようとする
。第２図では、ハブＩ−ＨＵＩ３１は、いま上位ハブか
らのトークンを逃がしたところであるため１次のトーク
ンが到来するまで待たなければならない。一方、ハブＩ
−ＨＵＢｍは。

上位ハブＨ−ＨＵＢの出力○−ｍからのトークンが入力
１１−１に到達すると、これを捕捉する。これにより、
ハブＩ　−ＨＵ　Ｂ　ｍは、ハブＩ　−ＨＵＢ　１より
先にトークンを捕捉する。トークンを捕捉したハブＩ−
ＨＵＢｍは、リクエスト信号（Ｒ−ｍ）を出力０１（に
送出する。このリクエスト信号（Ｒ−ｍ）は、上位ハブ
１］−トＩＵＢの入力１−ｍに入力されるので、上位ハ
ブは直ちにポーリングを停止し、次のトークンを送出し
ない。上位ハブＨ−１、Ｉ　Ｕ　Ｂの入力Ｉ−ｍは、ハ
ブ■（−ＦＴＵＢ内で折返され、グランド（承認）信号
Ｇ−ｍとして出力〇−ｍにだけ送出される。グランド信
号は、ハブｒ−ＨＵ　Ｂ　ｍの入力１１−１に入力され
るので、ハブＩ−ＨＵ　Ｂ　ｍはこの信号を端末宛グラ
ンド信号Ｇ−ｎとして出力○−ｎにだけ送出する。すな
わち、グランド信号は、トークンが停止しており、リク
エスト信号を入力しているボートにのみ出力する。

このようにして、端末Ｗ　Ｓ　ｍ　−ｎはグランド信号
を受信して、データの送信権を獲得する（ここまでの動
作は、第５図に示されている）。次に、第６図の動作に
移り（第２図における斜線の信号部分を参照）、データ
の転送が行われる。データの送信権を獲得した端末Ｗ　
Ｓ　ｍ　−ｎは、リクエスト信号を停止しデータの転送
に移る。ハブＩ−ＨＵ　Ｂ　ｍは、端末Ｗ　Ｓ　ｍ　−
ｎからのデータを入力Ｉ−ｎで受信し、出力ＯＨに送出
して上位ハブＨ−ＨＵ　Ｂに転送する。上位ハブＨ−Ｈ
Ｕ　Ｂは入力Ｉ−ｍに入力してデータを折返し全出力０
−１．○−２，・・・・Ｏ−ｍに送出する。各ハブＩ−
ＨＵＢでは、上位ハブＨ−ＨＵ　Ｂからのデータを入力
ＩＨで受信したならば、折返し全ての出力０−１、Ｏ−
２，−−−○−ｎ−１．０−ｎに送出する。各ハブＨＵ
Ｂは、信号がなくなったことを検出すると（キャリア０
ＦＦ）、再度ポーリングを開始する。

第１図は１本発明の一実施例を示すハブのブロック構成
図である。第１図において、１１はキャリア検出回路、
１２はポーリング・カウンタ、１３はトークン発生回路
、１４はデコーダ回路、１５はデータ信号の判別回路、
１６はトークン検出回路である。

ここでは、中間ハブｒ　−ＨＵ　Ｂの例が示されている
が、上位ハブＨ−ＨＵＢの場合にも、トークン検出回Ｉ
Ｌ６およびアンドゲートＡＮＤ２が削除され、その代り
に出力ＯＨが直接人力Ｉ−Ｈに接続されていることを除
けば、それ以外は中間ハブＩ　−ＨＵ　Ｂと同じ構成で
ある。

通常、ポーリング・カウンタｔ２は順次カウントアツプ
して、出力ゲートＡＮＤＯＩ〜ＡＮＤＯｎの１つをデコ
ーダ回’１１１１４により順次選択する。

ポーリング・カウンタ１２がカウントアツプすると、ト
ークン発生回路１３は予め定められたトークン信号を発
生する。このトークン信号は、オアゲートＯＲ２を経て
出力ゲートＡＮＤ０１〜Ｏｎに供給され、選択されてい
る出力ラインに送出される。ポーリング・カウンタ１２
のカウントアツプ周期は、（１−一クン信号時間）＋（
ライン遅延時間）＋（端末応答時間）により決定される
。

次に２端末がリクエスト信号を送出すると、このハブに
は、入力Ｉ−１〜Ｉ−ｎを介して入力され、レシーバＲ
ＣＶＩ〜ＲＣＶ　ｎを経てオアゲートＯＲＩを通り、キ
ャリア検出回路１１をＯＮにする。キャリア検出回路１
１においてキャリアが検出されることにより信号が確認
されると、この信号は次段のポーリング・カウンタ１２
に与えられる。これによって、ポーリング・カウンタ１
２はカウントアツプを停止し、出力ゲー１−ＡＮＤ０１
〜ＡＮＤＯｎは最後にトークンを送出した状態が保持さ
れる。

一方、入力Ｔ　Ｈに上位ハプトＴ−ＨＵＢからのトーク
ン信号が入力されると、レシーバＲＣＶＩ（を介してト
ークン検出回路１６がＯＮとなり、アンドゲートＡＮＤ
２をイネーブルにする。これによす、端末からのリクエ
スト信号がアンドゲートＡＮＤ２を通り、ドライバＤＲ
ＶＨを駆動し、上位ハブへのリクエスト信号として出力
ＯＨに送出される。上位ハブＨ−ＨＵＩ３でこのリクエ
スト信号が折返され、グランド信号となって入力ｔＨに
到達すると、グランド信号（これは、リクエスト信号と
同じ）とデータ信号の判別回路１５がＯＮとなり、グラ
ンド信号ＧＮＴがアンドゲートＡＮＤ１に与えられる。

このグランド信号ＧＮＴはアントゲ−１−ＡＮＤＩ、オ
アゲルトＯＲ２を経て、デコーダ回路１４が選択した出
カド；送出される。これによって、リクエスト信号を送
信した端末は。

グランド信号を受信することができる。

グランド信号を受信した端末からデータが送出されると
、ハブｌ−１１ＵＢの入力Ｉ　−１〜ｒ　−ｎの１つに
入力され、アップデータ（ＵＰ−ＤＡＴＡ）としてリク
エスト信号と同じようにアンドゲートＡＮＤ２を経て、
出力０１−１に送出され、上位ハブ）Ｉ　−ＨＵ　Ｂに
送られる。このデータ信号が上位ハブＨ−ＨＵ　Ｂで折
返されて返送され、再度入力ＩＨに入力されると、判別
回路１５がＯＦＦとｆｔ　’Ｊ、タウンデータ（ＤＯＵ
Ｎ−ＤＡＴＡ）がオアゲート０Ｒ０１〜０ＲＯｎを経て
全出力○−１〜０−　ｎに送出される。これにより、こ
のハブニーＨＵ　Ｂに接続されている全端末にデータが
送信される。データが終了し、キャリア検出回路１１が
ＯＦＦすると、キャリア検出回路１１からの制御により
トークン検出回路１６がＯＦＦとなり、またポーリング
・カウンタ１２はカウントアツプを再開する。

ところで、本実施例においては、リクエスト信号（グラ
ンド信号）とデータ信号の判別が重要であるが、これに
はいくつかの方法がある。そのうちの第１の方法は、リ
クエスト信号とデータ信号の境界を何等かの形で表わし
、リクエストの次がデータというシーケンスにより判別
する方法である。

例えば、従来のＥ　ｔｌ、ｈｅｒｎｅヒや５ＴＡＲＬＡ
Ｎの信号フレームでは、第４図（ｂ）に示すように、キ
ャリアオンにより、７ビツトのプリアンプル（Ｐｒｅ）
、１ビツトのスタート・フレーム・デリミタ（Ｓｆｄ）
、６ビツトの宛先アドレス（ＤＡ）、６ビツトの送信元
アドレス（ＳＡ）、２ビツトのフレーム長、最長１５０
０〜最短４６ビツトの情報領域、４ビツトのフレーム・
チェック・シーケンス（Ｆｅ２）の順序で伝送されて来
る。このフレームのプリアンプルは、”１０１０１０１
”のコードであり、スタート・フレーム・デリミタを１
１″とすることにより。

キャリアオンしてから’１０”が続いた後、初めて“１
１″が検出されたときに、スタート・フレーム・デリミ
タ（Ｓｆｄ）であることが検出できる。すなわち、第１
の検出方法は、プリアンプルの′１０１０１０１”を可
変長のリクエスト信号とし、その次に来るスタート・フ
レーム・デリミタの“１″とで１１１１＃＃の連続２ビ
ットによりデータの始まりを示す方法である。

また、第２の方法としては、第４図（ｂ）に示すように
、例えば’ＪＯＩＯＫ”の繰り返しコードをリクエスト
信号として使用することもできる。なお、ここで、１′
Ｊ　Ｈｐ、“１に″はピッｌ−中央に変位のない非マン
チェスタコード、１″Ｚ１１ＯＦ＋はビット中央で変位
のあるマンチェスタコードである。これは、従来の５Ｔ
ＡＲＬＡＮの衝突信号と同じである。このようなコード
を使用することにより、４ビツト以内で、コード・バイ
オレーションが検出され、通常のデータ信号とは異なる
信号であることが判別できる。この場合、データの先頭
に４ビツト以上の正規のプリアンプルを付加すれば、通
常のデータへの切換わりが検出できる。すなわち。

４ビツト以内に繰り返しコード・バイオレーションが起
これば、リクエスト信号であり、コードバイオレーショ
ンが起こらなければ、データ信号であるというように、
定性的に判別することが可能である。

ここで重要なことは、リクエスト信号とデータ信号が分
離しないで、両者が接続されていることである。すなわ
ち、データ信号は、第４図（ｂ）のフレームのプリアン
プルの先頭でキャリアオンとなり、Ｆｅ２の終了でキャ
リアオフとなるので、第４図（、）のリクエスト信号を
、第４図（ｂ）のデータフレームの前に接続してリクエ
スト（ｉ号とする。もし、これらを分離してしまうと、
キャリアがオフとなり、バスの確保ができなくなるから
である。バスの確保は、端末側でグランド信号を受信し
て、データの送出の準備ができるまで、リフニス１−信
号を送出し続けることにより簡単に解決できる。

また、トークン信号は特に限定されず、何でもよいが、
ダウン・データの先頭と区別するために。

プリアンプル部と異なる符号にする必要がある。

例えば、プリアンプル部が”０１０１・・・・″であれ
ば、］−−クン信号は“１１１１・・・・″または“０
０００・・・″等にすればよい。

なお１本実施例では、端末からのリクエスト信号入力が
あるとき、上位ハブからのトークン信号がなく、そのた
め他のハブのリクエスト信号が有効となり、データ部が
配信された時に、端末側で、グランド信号とデータ信号
の判別が必要である。

しかし、本実施例では、次のようにすることにより、判
別回路は不要となる。すなわち、端末がグラン１−信号
を受信してからデータを送出するまでの最低時間を各ハ
ブのポーリング周期の２倍以上（２ＷＩの場合）と決め
て、データの送出を多少遅らせることにより、リクエス
ト信号を出した端末はポーリング周期の２倍以上待って
もグランド信けが得られない場合には、リクエスト信号
を停止するのである。これによって、自局がリクエスト
信号送出中に到達した信号はグランド信号であり、自局
がリクエスト信号を送出していない時に到達した信号は
、他局からのデータ信号であることが簡単に判断できる
。

このように、本実施例においては、ＣＳ　ＭＡ／ＣＤ方
式に比べて衝突が起こらないので、常に一定の待ち時間
が期待できる。これは、トークン・パシングや非階層型
のネットワークと同じであるが、１００局が１０局づつ
で階層に接続されているネットワークを仮定すると、本
実施例では、各端末の最大待ち時間は、１０ｔ＋１０ｔ
＝２０ｔ（ここで、ｔは１局のポーリング時間）であり
、これはトークン・パシングや非階層型の１００ｔと比
べると５分の１に減少する。

効　　　果 以上説明したように、本発明によれば、　ＦＩＮ型のス
ター接続ＬＡＮにおいて、中継器にポーリング機能を持
たせ、各＃層でポーリングすることにより、信号の衝突
を回避でき、かつ非階層ポーリング方式やトークン・パ
シング方式に比べて各端末の待ち時間を低減することが
可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すハブのブロック構成図
、第２図は本発明において、２つの端末から送信要求が
あった時の動作タイムチャート。 第３図は本発明における通常状態のポーリング信号のタ
イムチャート、第４図は本発明の一実施例を示すリクエ
スト信号およびデータフレームの構成図、第５図は本発
明における送信権確立までのフェーズの概念図、第６図
は第５図の後のデータ転送フェーズの概念図、第７図は
一般的なスターＷＩＦａ型のＬＡＮ構成図、第８図は従
来のハブの構成図、第９図は従来のスター型ＬＡＮを配
線したオフィスの説明図である。 １１：キャリア検出回路、１２：ポーリング・カウンタ
、１３　：　ｌ−−クン発生回路、１４：デコーダ回路
、１５：判別回路、１６：トークン検出回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、階層型のスター接続によるローカルエリア・ネット
   ワークにおいて、それぞれポーリング信号送出を行い、
   各階層のデータを集配信する中継器を備え、各中継器は
   下位に接続された端末装置と中継器をポーリングして、
   送信要求信号を順次上位の中継器に伝送し、上位中継器
   から折返された送信許可信号をポーリング中の下位端末
   装置または中継器のみに返送して送信権を与え、該送信
   権を得た端末装置からのデータを上位中継器に伝送して
   、該上位中継器より全ての下位の端末装置および中継器
   に返送することを特徴とするローカルネットワーク・ア
   クセス方式。 ２、上記送信要求信号は、データ信号と区別し得るコー
   ドを有し、該送信要求信号とデータ信号を連続し、かつ
   両信号の境界を検出し易い形にして送信することを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載のローカルネットワー
   ク・アクセス方式。 ３、上記端末装置は、送信許可信号を受信してからデー
   タを送出するまでの最低時間を、各中継器のポーリング
   周期の２倍以上（２層の場合）に設定し、送信要求信号
   を送ってから設定時間だけ待っても送信許可信号が得ら
   れない時には、該送信要求信号を停止することを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載のローカルネットワーク
   ・アクセス方式。