JPS6264145A - ネツトワ−ク衝突検出及び回避装置 - 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】 発明の背景 本発明は、多数のトランシーバノードが、媒体を通して
互いに通信する同期デジタル通信ネットワークに関する
。

斯かるネットワークによるトラヒックをモニタするため
の且つ媒体における衝突を防ぐように種々のノードから
のメツセージの送信を制御するための種々の技術が開発
されてきている。

発明の要約 本発明の一般的な特徴は、ネットワークの複数のノード
によって同時に開始されるメツセージの送信を制御する
技術にあり、この技術においては、クロックインタバル
がネットワークに対して確立され、デジタル値のシーケ
ンスが各メツセージに含まれ且つクロックインタバル毎
に１デジタル値の割合で媒体に送信され、２つ以上のノ
ート１によって同時に開始されるメツセージに含まれる
シーケンスが同一のシーケンスのクロックインタバルで
送信され、ノードがメツセージのシーケンス内の異なっ
たデジタル値を送信している任意のクロックインタバル
の期間中の選択されたデジタル値の媒体における存在が
検出され、且つメツセージの送信が斯かる検出の際にノ
ードによって停止される。

好ましい実施例は、次の特徴を含む。異なったデジタル
値はエネルギのないクロックインタバルとしてコード化
され、選択されたデジタル値は。

エネルギを含むクロックインタバルとしてコード化され
、且つ各ノードは、それがシーケンスの送信の期間中に
エネルギを何も送信していない各クロックインタバルの
期間中媒体におけるエネルギを聞く。これらのメツセー
ジは、クロックインタバル毎に１の割合で送信されるデ
ジタル（例えば２進）値を含む。このシーケンスは、メ
ツセージの送信を開始するノードに独特（即ち、ソース
アドレス）である。これらの２進値は、一方の２進しば
ルは、あるクロックインタバルの期間中、このクロック
インタバルのある部分の期間中低レベルか高レベルに次
に高レベルから低レベルへの搬′送信号の遷移を有する
パルスによって表わされ、他方の２進レベルは、このク
ロックインタバルの全体の期間中に低レベルを保つ搬送
信号レベルによって表わされるフォーマットに変換され
る。このパルスは、ＲＦエネルギのバーストとして送信
され、トランスミッタ、搬送信号レベルが低レベルを保
つ時はクロックインタバルの期間中ディスエーブルされ
る。これらのクロックインタバルは。

ノードが送信を試みている時を除いて、ネットワークか
ら受は取られたメツセージから各ノードにおいて導き出
される。

好ましい実施例はまた１次の特徴を含む。各メツセージ
に含まれる値のシーケンスは、メツセージの所定の相対
的優先度を示している。このシーケンスの少なくとも一
部分は、ノードに独特であシ、このノードによって送ら
れるメツセージの所定の相対的優先度を表わしている。

これらのメツセージは、異なった優先度を有する複数の
カテゴリに分けられ、このシーケンスは、第１がノード
に独特であり、第２がノードに独特でない２つの部分を
含んでおり、このメツセージの優先カテゴリを示してい
る。この第２部分は、メツセージの優先度カテゴリを示
す一方のセグメント及び優先度カテゴリの少なくとも１
つの中におけるメツセージの準優先度を示す第２セグメ
ントを含んでいる。これらの富優先度は、動的に割り当
てられる。

２つ以上のノードから同時に開始された送信が検出され
、これらの送信の内１つを除く全てが情報の損失を見る
ことなく打ち切られる。送信が十分な頻度でもっておき
る限りネットワークにおける全てのノードの同期化は維
持される。優先順位付けを行なうと、ネットワーク帯域
中の効率的な使用が可能となる。

構成 第１図について説明する。図示のネットワーク１０は、
アンテナ１４から高周波媒体を通して互いに通信する幾
つかのトランシーバノート１２から成っている。

各ノード１２は、従来のデータ端末装置１６（第２図）
を有しておシ、このデータ端末装置１６は、メツセージ
及び命令を、制御コンピュータ１７から。

システムバス２０を通して従来のユニバーサル同期レシ
ーバ／トランスミッタ１８　（ｒ　ＵＳＲＴ　Ｊ　、　
モトローラ６８５４　ＡＤＬＣ）に送る。ＵＳＲＴＩｇ
は、これらのメツセージを、パルスジェネレータ２２（
信号フォーマットを非ゼロ復帰（「ＮＲＺ工Ｊ　）遷移
２４から２マイクロ秒パルス２６に変換する）及びＲＦ
セクション３０を通してアンテナ１４に（）ξケラトと
して）送る。ア、ンテナによって受は取られた信号は、
ＲＦセクション３０及び遷移ジェネレータ４０（パルス
ＣからＮＲＺ工遷移４４へのフォーマット変化のための
）を通ってＵＳＲＴＩＢに送られる。

ノぞルス４２はまた。禁止ラッチ５０をセットし、ラッ
チ関は、セットされるとＡＮＤゲート５６の１つの入力
を低レベルに保持し、ＡＮＤゲート５６は、ＵＳＲＴｌ
ｇのクリアツーセンド（「ＣＴＳ」）入力を低レベルに
保持し、これによりＵＳＲＴからの送信を禁示する。Ｕ
ＳＲＴｌｇのリクエストツーセンＫ　（ｒＲＴｓＪ　）
出力は、ＡＮＤゲート５６の他方の入力に接続されてお
シ、ラッチ父が、（インバータ５８を通してＵＳＲＴｌ
ｇのデータ端末レディ（ｒＤＴＲＪ　）出力によって）
リセットされると、ＣＴＳを上げるように表明され得る
。

クロック７０は、ＵＳＲＴｌｇにクロックパルスｔ一定
めるビットインタバルを与え、クロックを受は取らｈた
パルス弦に対して同期化するための位相ロックループを
含む。この目的のために、ＡＮＤゲート７２の一方の入
力に送らねる。尚、ＡＮＤゲート７２の他方の入力は、
インターバータフ４を通してＲＴＳに接続されている。

従って、ＡＮＤゲート７２の出力は、ＲＴＳが高レベル
にある時を除いて同期化パルス列を位相ロックループに
与える。

出力されるメツセージパルスはまた、ダイオード８０及
び遷移ジェネレータ４０を通してＵＳＲＴ１３の受Ｍ入
力（ｒＲＣＶＪ）（ＵＳＲＴ１８が各メツセージの最初
の部分を送信する間はアクティブを保つ）に送られる。

ダイオード８０は、受は取られたパルスＣがパルスジェ
ネレータ２２の出力に入らないように防止する。ダイオ
−）＃８２は、送信されたパルス２６がＲＦセクション
３０の出力に入らないように防止する。

第３図Ｈ，ＮＲＺＩとパルスフォーマットとの相関関係
を示す。連続ビットインタバル（クロックインタバルに
同等）１００が、水平な時間軸に表わされている。この
ＮＲＺエフオーマットにおいて、信号レベルは、２進値
０が存在する任意のビットインタバルにおいて、高レベ
ルから低レベルへの遷移（例えば、１０２における）又
は低レベルから高レベルへの遷移（例えばＩＯ４におけ
る）を起こし、でなけねば、先行のビットインタバルに
おけると同じように同一レベルを保持する。このパルス
フォーマットにおいて、各ＮＲＺＩ遷移、即ち、各２進
値ゼロは、（）ξルスジエネレータ２２によって）２マ
イクロ秒幅ノルス２６に変換する。ビットインタバルに
おｉる遷移の不在、即ち、２進値１は、１ピツトイ／タ
ノξルにわたって低状態を保持する信号レベルによって
表わされる。同様にして、遷移ジェネレータ４３は、受
は取らねたパルス４２（第２図）をＮＲＺＩ遷移に変換
する。パルス２６及び４２は、エコーが消えるべく８マ
イクロ秒が得られるようにするために、各々１０区イク
ロ秒幅のそれぞれのビットインタバル１００の初めに現
われる。

アンテナ１４及（ＪＲＦセクション３０は、パルスを２
マイクロ秒バーストのＲＦエネルギに変換し、逆もまた
同じである。、パルス２６　、４２の不在は、ビットイ
ンタバルの期間中のＲＦエネルギが無い状態に相当する
。ＲＦセクション３０がＲＦエネルギを送信していない
任意のビットインタバルにおいて、その受信部は、ネッ
トワークに現われ得る任意の入力ＲＦパルスを受けるよ
うにイネーブルされる。そして、ＲＦセクション３０が
パルスを送信している時は、そのレシーバは、ディスエ
イプルされる。

ノード１２は、ネットワークに現われる各メツセージが
そねが出発したノードに独特のプレアンブルアドレスを
有するようにするために、独特の８ビツトソースアドレ
スバイトを含むプレアンブルを、送信される各メツセー
ジパケットに含むように構成される。斯かるソースアド
レスの２つの例が、第４図に示されている。このソース
アドレスバイトは、０００００００１から０１１１１１
１１の任意の値を有することができる。

第５図について説明する。プレアンブル１０６の中にお
いて、ソースアドレスバイト１０８は、８ビツト優先及
びチャンネルバイ）　１１０によって先行されておシ、
このバイト１１０は、メツセージパケットの初めを示す
標準８ビツトフラグバイト１１２（０１１１１１１０）
　　によって先行されている。このソースアドレスバイ
ト１０８の後には、データ１】４が続く。

優先及びチャンネルバイト１１０の中において。

２つの最小桁ビットは、優先ビット１１６として作用し
、６個の最大桁ビットは、チャンネルビット１１８とし
て作用する。しかしながら、これらの最小桁ビットは、
実際には最初に送信されることを銘記すべきである。

これらの優先ピッ）　１１６は、その内容に従ってメツ
セージの優先度を次のように定めている。

０　　　０　　゛短仮想回路データパケット０　　　１
　　長板想回路データパケット１　　　０　　全仮想回
路制御ノミケラトｌ　　　　１　　全データグラムデー
タ及び匍選パケットこれらの優先側シ当では、与えられ
たノードに独特のものではない。高い優先度は、例えば
、ホスト位置におけるエディタソフトウェアが、ユーザ
位置における端末装置に入力される文字を即座に送り返
さなければならない場合に、早い応答時間を必要とする
言わゆる仮想回路に運ばれるメツセージに割シ当てられ
る。短い仮想回路データ／１！ケツトは、最も高い優先
度を得る。言わゆるデータダラムチャンネルを通して運
ばれるメツセージ（及び関連の制御情報）は、最も低い
優先度を有する。

再び第５図について説明する。チャンネルピッ）　１１
８は、データダラムチャンネルのアドレスを定めており
、これらのビットは、０００００１　から１１１］、１
１の任意の値を有することができる。データダラムチャ
ンネルのアドレスは、ノードがネットワークに接続され
る時間に割り当てられ、これらのチャンネルは、チャン
ネル稼動率に基づくソフトウェアによって動的に割シ当
てられる。ここで、データダラムチャンネルアドレスは
、必ずしもノードに独特のものではないことを銘記すべ
きである。

これらの優先ビットが、１１以外である時、即ち、メツ
セージがデータダラムでない時、これらのデータダラム
チャンネルビットは全て、０にセットされる。

動作 データ端末装置１６Ｆｉ、メツセージを送信したいと望
む時は、ＵＳＲＴ１８にＲＴＳを表明するように命令す
る。ＲＴＳの表明によって、クロック７０の同期化機構
がディスエーブルされ、禁止ラッチ５０は、ＤＴＲの最
後の表明以来パルスの受信によってセットされていない
場合は（即ち、既に進行中の衝突送信が無い場合は）、
ＣＴＳを表明せしめる。（禁止ラッチをリセットするた
めにＤＴＲは。

メツセージの受信が完了した際あるいは受信パルスがノ
イズであると決定された後は、瞬間的に表明される。）
次に、ＵＳＲＴ１８は、ＣＴＳが表明されていることを
データ端末装置１６に示し、データ端末装置１６は、こ
のメツセージをＵＳＲＴ１８に送る。

ＵＳＲＴ１８は、そのノードの独特のソースアドレス及
び優先及びチャンネルピッ）　１１０を含むメツセージ
をアンテナ１４に送信する。このメツセージは。

パルスジェネレータを出る時に、ｔた、ダイオード８０
及び遷移ジェネレータ４０を通って、　ＵＳＲＴ１８の
受信入力に送られ、ここで、あシ得るメツセージ衝突を
期待して記録される。アンテナ１４は、出カスるメツセ
ージにおけるノ瘤ルスに対応するＲＦエネルギのバース
トを発する。

今述べたノードが、第４図の上部に示されているソース
アドレスを有すると仮定すると、このソースアドレスの
送信において、エネルギのバーストは、初めの２つのビ
ットインタバルの間に発せられる。このノードにおける
ＲＦセクション３０の゛　　レシーバ部は、このノード
がそれ自身の送信を受信しないように防ぐためにこれら
の２つのビットインタバルの間にディスエーブルされる
。第３及び第４ビツトインタバルの間、エネルギは何も
送信されず、且つＲＦセクション３０のレシーバ部はイ
ネーブルされ、以下同様である。

第４図の下部に示されているソースアドレスを有しく且
つ最初の右−ト９の優先及びチャンネルバイトに同等で
ある優先及びチャンネルバイト１】Ｏを有する）第２ノ
ードが第１ノードによる送信と同時に行なわれるメツセ
ージパケットの送信全開始すると、衝突は次のように検
出される。

（ａ）０である優先及びチャンネルバイトのこれらのビ
ットインタバル及び（ｂｌンソーアトルスの最初の２つ
のビットインタバルに対する第２ノート１によって送信
される／１！ルスは、そのＲＦ’セクション３０のレシ
ーバ部がディスエーブルされているため。

第１ノードによって受信されない。

ソースアドレスの第３ビツトインタバルの間。

第１ノードのＲＦセクションのレシーバ部がイネーブル
されているのにも拘わらずエネルギを何も検出しないよ
うにするためにどのノードもパルスを送信しない。

ソースアドレスの第４ビツトインタバルの間、第２ノー
ト１のみが）ξルスを送信する。この時点でイネーブル
されている第１ノードのレシーバ部は。

第２７−ドからＲＦエネルギのバーストを検出し且つ同
時に禁止ラッチ５０をセットし且つ遷移ジェネレータ４
０によって遷移に変換されるパルス４２を発する。

禁止ラッチ５０をセットすると、ＣＴＳが低しくルにな
り、第１ノードにおけるＵＳＲＴｌｇは（第２ノービか
らの送信が進行する間に）即座に送信をやめる。遷移ジ
ェネレータ４０から発生される遷移はまた。　ＵＳＲＴ
１３のＲＣＶ入力に受信される。第１ノードからの最初
の３つの出カッξルスは記録されており且つ２つのソー
スアドレスの最初の３ビツトが同等であるため、ＵＳＲ
Ｔはこの時点で、入力メツセージのソースアドレスの最
初の４つのビットの全てを保持する。従って、情報は何
も失われていない。ＵＳＲＴｌ１３は、入力メツセージ
を受信することを継続し、これによりこのメツセージを
８ビツトバイトに集め且つこれらをデータ端末装置１６
に送信する。受信の間、ＵＳＲＴｌｇはＲＴＳもＤＴＲ
も表明しない。メツセージが完全に受信されると、デー
タ端末装置１６は、ＵＳＲＴｌｇに命令してＤＴＲを瞬
間的に表明せしめ、これにより禁止ラッチ５０をリセッ
トする。ＵＳＲＴＩＢは、レシーノく状態に保たれる。

データ端末装置１６は次に、打切られたメツセージの送
信を再び試みる。

斯くして、同時に開始さねた送信が検出され、これらの
送信の１つが情報の損失を見ること無しに打ち切られる
。

ノードが遊休である間に受は取られる入力メツセージは
出力送信の間に受は取られたメツセージと同様に取り扱
われる。

２つの衝突するメツセージの優先及びチャンネルバイト
が同等である場合、ソースアドレスは、衝突メツセージ
の間と同じようなサービスに対する優先度を確立するよ
うに作用する。他方のメツセージのソースアドレスにお
ける０ビツトと一致しないシーケンスにおける最も初期
のＯビットを有するソースアドレスが優先を勝ち取る。

同様にして、衝突するメツセージの優先及びチャンネル
バイトが同等で無い時、それらはサービスの優先度を定
める。

例えば、第６図について説明すると、ノート”　Ａ　。

Ｂ、Ｃが全て同等の優先ビット（１１）を含み且つ示さ
れたチャンネルビット及びソースアト９レスバイトを含
むメツセージパケットの同時送信を開始する場合、サー
ビスの優先度は、チャンネルビットによって定められ、
ノーＫＢが（他方のメツセーフ　パケットのどちらかの
パケットにおけるＯビットと一致しない最も初期のＯピ
ッ）（１２０）　　を有しているため）へ優先を勝ち取
る。

別の例の場合、第７図について説明すると、ノードＤ及
びＥが短い仮想回路パケットを送り且つノートｌ’Ｆが
長い仮想回路・ξケラトを送る場合、ノート”Ｆメツセ
ージは、ビット１２２に達すると、よシ低い優先として
排除される。ノート１ＤとノードＥメツセージの間と同
じようにして、ソースアト９　。

レスは優先度を制御する。ノートｊＤがビット１２４に
おいて勝ち取る。

優先ビットによって確立された優先度は、帯域中の使用
の効率を改善する。

メツセージの受信が完了すると、受信ノードのクロック
は、送信ノードのクロックと同位相となり且つ受信ＵＳ
ＲＴｐ、送信のＵＳＲＴと同バイト位相となる。ネット
ワークにおける他の全てのノードもまた同クロック位相
及び同バイト位相となる。

何となれば、これらは全て同じメツセージを受信してい
るからである。（勿論これらにアドレスされていない場
合は捨てている。）全てのクロックが精確な水晶である
ため、全てのノードの同期化は、数バイトにわたる減衰
期間にわたって継続する。送信が規則正しく行なわれる
限り、全てのノードの同期が維持される。同時に衝突す
る送信を検出するのに要する時間は、非勝利ノードにお
いて存在するドリフトがクロック許容差内にあるように
するために十分短くなっている。

ノイズのみを表わす受信パルスがノード１２による送信
を効果的に阻止しないようにするために、ＵＳＲＴがＲ
ＴＳを表明する時、株間されているＣＴＳによるかある
いは所定の期間の走行の際に、タイムアウトによって停
止されるのを待つ。ＣＴＳが表明される場合、送信は進
行する。タイムアウトが存在する場合、見ＳＲＴは瞬間
的にＤＴＲを表明し、これによシ禁止ラッチをリセット
し、メツセージが受信されるか（別のノードが送信して
いることを示す）あるいは第２タイムアウトが存在する
まで更に待機する。第２タイムアウトは、禁止ラッチが
メツセージ・ξルスの代わりにノイズパルスの受信によ
ってセットさｔｌていることを示す。

送信が再度試される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、通信ネットワークのダイアダラム。 第２図は、ネットワークのあるノート１のブロック図。 第３図及び第４図は、各ノードのオペレーションに関連
するタイミング図。第５図は、メツセージパケットのビ
ットのチャート。第６図及び第７図は、衝突するメツセ
ージパケットのプレアンブルの例を示す図。 １０・・・ネットワーク　　１２・・・トランシーバノ
ード１４・・・アンテナ　　　　１６・・・データ端末
装置１７・・・制御コンピュータ １８・・・ユニバーサル同期レシーバ／トランスミッタ
２０・・・システムバス　　２２・・・パルスジェネレ
ータ２４・・・非ゼロ復帰遷移　３０・・・ＲＦセクシ
ョン４Ｇ・・・遷移ジェネレータ４４・・・ＮＲＺＩ遷
移関・・・禁止ラッチ　　　５６・・・ＡＮＤゲート５
８・・・インバータ　　　７０・・・クロック７２・・
・ＡＮＤゲート　　　７４・・・インバータ８０・・・
ダイオード （外５名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）それぞれが媒体に接続するためのトランスミッタ及
   びレシーバを有する多数のノードを有する同期デジタル
   データ通信ネットワークにおける、複数のノードによつ
   て同時に開始されるメッセージの送信を制御するための
   手段において、 上記ネットワークのためのクロックインタバルを決定す
   るためのクロック手段、 デジタル値のシーケンスを各メッセージに含めるための
   且つ各シーケンスをクロックインタバル毎に１デジタル
   値の割合で上記媒体に送信するためのコード化手段、 複数のノードによつて同時に開始される複数のメッセー
   ジに含まれる上記シーケンスを同一のクロックインタバ
   ルのシーケンスで送信せしめるためのタイミング手段、 ノードが上記メッセージのシーケンス内の異なつたデジ
   タル値を送信する任意のクロックインタバルの期間中選
   択されたデジタル値の上記媒体における存在を検出する
   ためのモニタ手段、及び斯かる検出の際に上記ノードに
   よる上記メッセージの送信を停止するための衝突制御手
   段 を含むことを特徴とする手段。 ２）上記コード化手段が、上記の異なつたデジタル値を
   エネルギの無いクロックインタバルにコード化し且つ上
   記の選択されたデジタル値をエネルギを含むクロックイ
   ンタバルにコード化し、上記モニタ手段が、各上記ノー
   ドのレシーバに、上記ノードが上記シーケンスの送信中
   にエネルギを送信していない各クロックインタバルの間
   上記媒体におけるエネルギを聞かせることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項に記載のネットワーク。 ３）上記メッセージが、上記デジタル値がクロックイン
   タバル毎に１デジタル値の割合で送信される一連のデジ
   タル値を含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項に
   記載のネットワーク。 ４）上記シーケンスが、各上記メッセージの送信を開始
   するノードに独特であることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項に記載のネットワーク。 ５）上記シーケンスが、上記の開始ノードのソースアド
   レスを含むことを特徴とする特許請求の範囲第４項に記
   載のネットワーク。 ６）上記デジタル値が、２進値であることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項に記載のネットワーク。 ７）上記コード化手段が更に、上記２進値を、一方の２
   進レベルが上記クロックインタバルの期間中パルスによ
   つて表わされ、上記パルスが上記クロックインタバルの
   ある部分の間低レベルから高レベル且つ次に高レベルか
   ら低レベルへの搬送信号レベルの遷移を含み、他方の２
   進レベルがクロックインタバル全体の期間中低レベルを
   保持する上記搬送信号レベルによつて表わされるフォー
   マットに変換するための手段を含むことを特徴とする特
   許請求の範囲第６項に記載のネットワーク。 ８）上記コード化手段が更に、上記パルスをＲＦエネル
   ギのバーストとして送信するための手段及び上記搬送信
   号レベルが低状態を保つ時に上記クロックインタバルの
   期間中上記トランスシーバのトランスミッタをディスエ
   ーブルするための手段を含むことを特徴とする特許請求
   の範囲第７項に記載のネットワーク。 ９）上記クロック手段が、上記ノードが送信を試みてい
   る時を除いて、上記ネットワークから受け取られたメッ
   セージから上記クロックインタバルを導出するための各
   上記ノードにおける手段を含むことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項に記載のネットワーク。 １０）各上記メッセージに含まれるデジタル値の上記シ
   ーケンスが、上記メッセージの所定の相対優先度を示す
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のネット
   ワーク。 １１）上記シーケンスの少なくとも一部が、上記ノード
   に独特であり、上記ノードによつて送られたメッセージ
   の所定の相対的優先度を表わしていることを特徴とする
   特許請求の範囲第１０項に記載のネットワーク。 １２）上記メッセージは、異なつた優先度を有する複数
   のカテゴリに分けられ、上記シーケンスが、上記ノード
   に独特である第１部分と上記ノードに独特でない第２部
   分との２つの部分を含んでおり、上記第２部分が、上記
   メッセージの優先度カテゴリを示すことを特徴とする特
   許請求の範囲第１０項に記載のネットワーク。 １３）上記第２部分が、上記優先度カテゴリを示す第１
   のセグメント及び上記優先度カテゴリの少なくとも１つ
   の中の上記メッセージの準優先度を示す第２のセグメン
   トを含んでいることを特徴とする特許請求の範囲第１２
   項に記載のネットワーク。 １４）上記準優先度が動的に割り当てられることを特徴
   とする特許請求の範囲第１３項に記載のネットワーク。