JPH03220944A - ランダムアクセス方式のｌａｎ - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ランダムアクセス方式のＬＡＮに関するもの
であり、例えばインテリジェントビル、ビル群、工場構
内などの情報通信ネットワークに利用されるものである
。

［従来の技術］ ＬＡＮのアクセス方式は、一定のアルゴリズムで１つの
ステーションのみが送信権を取得する制御アクセス方式
と、２つ以上の端末が同時にデータを送信しデータの衝
突が起こり得るランダムアクセス方式に大別される。制
御アクセス方式には、トークンパッシングリング方式（
ＩＥＥＥ８０２゜５規格）やトークンパッシングバス方
式（ＩＥＥＥ８０２．４規格）等がある。一方、ランダ
ムアクセス方式としては、米国のゼロックス社、ＤＥＣ
社及びインテル社が開発したＥ　ｔｈｅｒｎｅｔを飴め
、■ＥＥＥ８０２．３規格として標準化されているＣ３
ＭＡ／ＣＤ（Ｃａｒｒｉｅｒ　５ｅｎｓｅ　Ｍｕｌｔｉ
ｐｌｅ　Ａｃｃｅｓｓｗｉｔｈ　Ｃｏ１１ｉｓｉｏｎ　
Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）が代表的であり、これらはＡＴ＆
Ｔ社のＵＮＩＸ系のｏｓを使用するエンジニアリングワ
ークステーション（Ｅ　Ｗ　Ｓ　）やマイクロソフト社
のＭＳ−ＤＯ８を使用するパーソナルコンピュータ（Ｐ
Ｃ）などで使用されている。

Ｃ３ＭＡ／ＣＤ方式は、単一の伝送媒体に接続されてい
る複数のステーションがそれぞれ対等で、各ステーショ
ンのアクセスをコントロールするセンター装置を持たな
い、各ステーションは他のステーションが送信中である
かどうかを伝送媒体上のキャリアの有無で判断し、キャ
リアが無い場合にＭＡＣフレーム（媒体アクセス制御フ
レーム）を送信するが、複数のステーションがほぼ同時
にＭＡＣフレームを送信し衝突することが避けられない
。そこで、各ステーションは自己の送信するデータと受
信したデータとを比較し、データが相違する場合には、
衝突が発生したと判断し、ジャム信号を送信して他のス
テーションに衝突を知らせ、衝突したそれぞれのステー
ション毎に乱数を用いて異なるバックオフタイムを算出
し、バックオフタイムの終了を待って再送信を試行する
。試行回数が所定回数を超過すると、送信を打ち切る。

ＬＡＮの性能を評価する場合、スループット、平均待ち
時間、チャンネル使用効率などのトラヒック特性による
のが一般的である。これらのパラメータの定義は、解析
・シミュレーションのモデルにより異なるが、例えば、
スループットを「単位時間に伝送できる情報のビット数
（実効スループット）」もしくは「単位時間に成功した
バケツ、トのビット数の総和を媒体の伝送速度で正規化
した値」とし、平均待ち時間を「送信要求してから送信
を開始するまでの時間」とし、平均遅延時間を「送信要
求から送信を終了するまでの時間を正味のパケット送信
時間で正規化した値」とし、チャンネル使用効率を「送
信要求してから送信が完了するまでの時間に対して実際
にパケットを送信している時間の割合」とする例がある
。そして、リトルの公式により、待ち状態のパケットの
ビット数の総和の平均値＝スルーブツト×平均待ち時間
、という関係がある。

第１０図（ａ）　、　（ｂ）は、Ｃ３ＭＡ／ＣＤ方式の
スループットを横軸に取り、平均遅延時間を縦軸に取っ
てグラフに現したスループット−平均遅延特性である。

伝送媒体の長さは２Ｋｍ、ステーション数は５０、平均
パケット長は１０００ビツトである。また、伝送媒体の
伝送速度は、第１０図（ａ）ではＩＭｂ／ｓであり、第
１０図（ｂ）では１０Ｍｂ／ｓである。伝送媒体の伝送
速度が１０Ｍｂ／ｓの場合、スループットが０．６で平
均遅延時間が１００倍以上となるのに対して、伝送媒体
の伝送速度がＩＭ　ｂ　／　ｓの場合、スループットが
０．９で平均遅延時間が１００倍以上となる。したがっ
て、ＩＯＭｂ／ｓの伝送媒体に比べると、ＩＭｂ／ｓの
伝送媒体の方が、同一の遅延時間に対するスルーブツト
が高くなる。そこで、１０Ｍｂ／ｓの伝送媒体が１本よ
りもＩＭｂ／ｓの伝送媒体が１０本の方がスループット
は高く、同一伝送量の待ち時間を短くできる。しかし、
ランダムアクセス方式の特徴を生かすために複数の伝送
媒体を総てのステーションに配線し、各ステーションを
同時に複数の伝送媒体に接続すると、複数の伝送媒体へ
のアクセス・送信制御及び複数の伝送媒体からの並列的
な受信制御を行うことが単一の伝送媒体を用いる場合に
比べて複雑となり、コストアップの要因となる。なお、
同一のデータ量を伝送するためには、パケット長を長く
して、送信パケット数を少なくする方が衝突回数が少な
くなり、スループットが高い時の平均待ち時間が短くな
るが、極端に長いと、送信受信の一対のステーションが
伝送媒体を独占し、他のステーションが使えないので、
ステーション数の制約が多くなる。

ｒＥＥＥの８０２委員会（ＬＡＮの標準化を推進するた
めに１９８０年２月に発足した機関）が発表したベル研
究所の論文によると、Ｃ５ＭＡ／ＣＤ方式で１００台の
端末が５００ビツトのパケットをランダムに送信しよう
とすると、第９図（ｂ）に示すように、伝送媒体の伝送
速度が１０Ｍｂ／ｓであっても衝突のために実際の伝送
速度は２Ｍｂ／Ｓに満たず、伝送媒体の伝送速度を２０
Ｍｂ／ｓにしても実際の伝送速度は２Ｍｂ／ｓに満たな
い。

そして、２０００ビツトのパケットでは、第９図（ａ）
に示すように、伝送媒体の伝送速度が１０Ｍｂ／Ｓのと
き、実際の伝送速度は５Ｍｂ／ｓ程度で、媒体の伝送速
度が２０Ｍｂ／ｓのとき、実際の伝送速度は６Ｍｂ／ｓ
程度で、媒体の伝送速度を増しても実際の伝送速度は飽
和する。また、伝送速度が遅い方がパケットの伝送時間
が長くなって、相対的に伝送媒体の伝送速度に対して実
際の伝送速度の比率が高くなる。すなわち、ＣＳ　ＭＡ
／ＣＤ方式は、第９図（ａ）、（ｂ）に併記したＩＥＥ
Ｅ８０２゜４規格（トークン・バス方式）やＩＥＥＥ８
０２゜５規格（トークン・リング方式）に比べると、伝
送媒体の伝送速度が比較的遅い場合に有利となる方式で
あることが分かる６また、負荷が大きな場合には待ち時
間が増大する。

このようなＣ３ＭＡ／ＣＤ方式を改良した従来技術の代
表例を以下に列挙する。

まず、確認応答優先のＣＳ　Ｍ　Ａ　／　ＣＤ　（Ａｃ
ｋｎｏｗｌｅｄｇｉＢ　Ｅ　ｔｈｅｒｎｅｔ）では、デ
ータを受信したステーションは、受信完了後、伝送媒体
の空きを検出すると直ちに受信確認パケット（ＡＣＫバ
ケット）を返信し、その他のステーションは、伝送媒体
の空きを検出した後、所定の待ち時間を経てからデータ
の送信を開始する。これにより、受信確認パケットに対
する衝突を回避することができ、その分だけスルーブツ
トが増大し、待ち時間が短くなる。この方式では、送信
側のステーションは確認応答を受信するまで送信データ
をバッファに保留しなければならない。

次に、再衝突回避型Ｃ３ＭＡ／ＣＤでは、衝突後の再送
信の順位をステーションの位置に基づいて決めている。

この方式では、衝突したステーションは互いに衝突を回
避するように動作するが、他のステーションの送信によ
る再衝突を避けることはできない。

次に＋Ｎ　ｅｔｗｏｒｋ　Ｓ　ｙｓｔｅｍｓ社のＨｙｐ
ｅｒ　Ｃｈａｎｎｅｌの衝突回避型Ｃ３ＭＡ／ＣＤでは
、各ステーションに優先順位を割り当て、伝送媒体に空
きが生じてから送信を開始するまでの待ち時間を優先度
が高いステーションでは短く設定することにより優先度
が高いステーションについてのみ遅延時間を短くしてい
る。

また、優先機能付きＣ８ＭＡ／ＣＤでは、優先度の高い
ステーションが送信するパケットのプリアンプル（デー
タの先頭に付与される同期信号〉を長くし、各ステーシ
ョンはプリアンプル送信後に衝突を検知したときには送
信を打ち切るようにしている。これにより、衝突が生じ
てもプリアンプルが長い方のパケットが優先的に伝送さ
れることになり、優先度が高いステーションについての
み遅延時間を短くすることができる。

このように優先順位を各ステーションに割り当てる方式
では、すべてのステーションについての遅延時間を短く
することはできない。

次に、特開平１−２２７５４６号及び特開平１−２２７
５４７号の「データ通信方式）は、トークンパッシング
・バス方式のＬＡＮにおいて、主局からの一斉同報形の
同期データフレームを基準に従局の送信時期を決定して
、従局は自局の送信時期と異なるトークンについてはデ
ータを付加せず、自局の送信時期のトークンについては
データを付加することにより、データの送出回数及び周
期を制御する方式であり、伝送効率を向上させ、１台の
ホストと複数の分散制御端末との間のにＮ通信において
、ホストの通信処理の負担を軽減し、システムダウンを
防止するものであるが、Ｎ：Ｎ通信を目的とし、安価な
Ｃ３ＭＡ／ＣＤ方式にそのまま適用することはできない
。

さらに、特開平１−２４５６３４号の「タイムスロット
方式のデータ伝送方法」は、親局が子局をデータ送信要
求信号により個別にポーリングする代わりに、複数の子
局から戒るグループ毎にデータ送信要求信号を出して、
当該グループの子局が予め設定された時間帯のなかで親
局に対して順次データを送信する方式であり、親局のデ
ータ送信要求信号がグループ単位になるので、親局の負
担を軽減することができるが、やはり１：Ｎ通信に関す
るホストの負担軽減を目的としているので、Ｎ：Ｎ通信
を目的とし、安価なＣ８ＭＡ／ＣＤ方式にそのまま適用
することはできない。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は上述のような点に鑑みてなされたものであり、
その目的とするところは、媒体の伝送速度が速く、スル
ーブツトが高いときに、平均待ち時間が長くなり、実際
の伝送速度が速くならないという従来のランダムアクセ
ス方式のＬＡＮの問題点を解決することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明にあっては、ランダムアクセス方式のＬＡＮにお
いて、複数のステーションへの配線がＨＵＢを中心とし
てスター型にステーション毎に送信と受信とが別個にな
るように個別に接続され、ＨＵＢは複数のステーション
にＨＵＢからの同期制御パケットをステーション毎に異
なるタイミングで周期的に伝送してパケット送信の同期
を取るためのＨＵＢタイミング制御回路を備え、各ステ
ーションからのパケットの送信タイミングはＨＵＢから
の同期制御パケットを基準とする一定期間に限定されて
いることを特徴とするものである。

なお、複数のステーション又は複数の）ＩＵＢをＮ個の
グループに分割し、各グループ毎に同期制御パケットを
異なるタイミングで周期的に伝送するようにすれば、よ
り好ましい。

［作用］ 本発明にあっては、このように、同期制御パケットをス
テーション又はグループ毎に異なるタイミングで周期的
に伝送し、各ステーション又はグループからのパケット
の送信タイミングは同期制御パケットを基準とする一定
期間に限定するようにしたので、それぞれのステーショ
ン又はグループからのパケットの送信タイミングが異な
るように制御することが可能となり、これにより衝突の
機会を少なくして、伝送速度を上げることができるもの
である。

また、複数のステーション又は複数のＨＵＢをＮ個のグ
ループに分割し、各グループ毎に同期制御パケットを異
なるタイミングで周期的に伝送するようにすれば、グル
ープ内のステーション又はＨＵＢ間でしか衝突する可能
性が無いようにすることができる。したがって、各グル
ープでの発生トラヒック量ができるだけ等しくなるよう
に分割すれば、見掛は上、ＬＡＮシステム全体の発生ト
ラヒック量がｌ／Ｎになったのと同等であり、これによ
り伝送速度を上げることができる。

［実施例１ 第１図は本発明を適用したＬＡＮシステムにおけるスロ
ット割り当ての一例を示している。まず、第１図（ａ）
はフレーム・ユニットの全体構成を示している。１つの
フレーム・ユニットは、マスター同期制御スロットと、
非同期転送スロットに分かれている６マスタ一同期制御
スロットでは、ＬＡＮシステム全体の同期を取るための
通信を行う。

また、非同期転送スロットはＡ〜■の９個のスロットに
分割され、各スロットでは、それぞれＡグループ〜Ｉグ
ループに属するステーションにのみ送信権を与えている
。したがって、見掛は上はＬＡＮのステーション数が１
／９になったのと同等である。例えば、ステーションの
総数が９９台の場合、ステーションを１１台ずつの９グ
ループに分けて、グループ毎に非同期転送スロット内の
異なるスロットで送信権を割り当てると、ステーション
の総数が１１台になったのと同等である。これにより、
本発明にあっては、第８図のシミュレーション結果に示
すように、従来の一般的なＣ８ＭＡ／ＣＤ方式に比べて
スループット−遅延時間特性が大幅に改善される。

つまり、各ステーションのパケット送信用の最大長のパ
ケット送信時間を１として、各ステーションがパケット
を送信しない無信号時間をＮとすると、（１＋Ｎ）ｘ最
大長のパケット送信時間をフレーム・ユニットとして、
フレーム・ユニットを（１４Ｎ）スロットに分け、１ス
ロツトを同期制御スロットに割り当て、各ステーション
をＮ個のグループに分けて、各グループに１スロツトを
割り当てることにより、衝突の確率を１／Ｎに小さくす
ることができる。現実には、第１図に示したように、１
スロツトを最大長のパケット送信時間よりも長くし、ス
ロット間に媒体の往復の信号遅延時間よりも長いスロッ
ト間ギャップを設ける。

このようにすれば、元々各ステーションが持っている無
信号状態の時間に他のステーションの信号が伝送できる
ようにフレーム同期を取ることができるので、ステーシ
ョンの伝送処理を妨げることはない。例えば、伝送媒体
の伝送速度が１０Ｍｂ／ｓのとき、１０００ビツトのパ
ケットの伝送時間は、１０’／　１０’＝　１０−’５
ｅｅ＝　１００μｓｅｃである。これに対して通常のス
テーションで使用される１６ビツトＣＰＵの処理速度が
１ＭＩＰＳ程度であるとすると、受信されたパケットに
対して１０００インストラクシヨンのプロセスを実行す
るためにｌ　ｍ５ｅｃの時間が掛かることになる。現在
のＵＮＩＸ系のＥＷＳで、割込の応答時間は１０ｍ’！
ｅｅ程度と言われているが、ソフトウェアをＣなどの高
級言語で記述されたプロセスでは、通信処理のために、
パケットを連続的に伝送することができず、１台のステ
ーションに関しては、実際のパケットの送信時間に比べ
て長い無信号状態が生じると考えられる。したがって、
実際のパケット送信時間を自局の非同期転送スロットに
合わせ、無信号状態の時間を他局の非同期転送スロット
に当てることにより、衝突の発生確率を小さくすること
ができる。このためには、すべてのステーションの時計
か合っている必要があるが、同期制御パケットを定期的
に一斉回報パケットとして伝送することにより、各ステ
ーションか同期制御パケットを受は取った時間を同期制
御スロットとしてフレーム同期を取り、非同期転送スロ
ットの時間を合わせることができる。

以下、各グループに属するステーションの受信信号と送
信信号について詳しく説明する。

まず、第１図（ｂ）はＡグループに属するステーション
の受信信号、同図（ｃ）は同グループに属するステーシ
ョンの送信信号を示している。Ａグループに属するステ
ーションについては、非同期転送スロットの全体がＡグ
ループの非同期転送のための受信スロットとなり、マス
ター同期制御スロットはＡグループのグループ同期制御
スロットとなる。そして、このグループ同期制御スロッ
トの直後に、Ａグループの送信スロットが割り当てられ
る。Ａグループに属するステーションは、この送信スロ
ットでのみ送信権が生じる。

次に、第１図（ｄ）はＢグループに属するステーション
の受信信号、同図（ｅ）は同グループに属するステーシ
ョンの送信信号を示している。Ｂグループに属するステ
ーションについては、非同期転送スロットのうち、第１
のスロットが、Ｂグループのグループ同期制御スロット
となり、他のスロットがＢグループの非同期転送のため
の受信スロットとなる。そして、Ｂグループのグループ
同期制御スロットの直後に、Ｂグループの送信スロット
が割り当てられる。Ｂグループに属するステーションは
、この送信スロットでのみ送信権が生じる。

さらに、第１図（ｆ）はＣグループに属するステーショ
ンの受信信号、同図（ｇ）は同グループに属するステー
ションの送信信号を示している。Ｃグループに属するス
テーションについては、非同期転送スロットのうち、第
２のスロットが、Ｃグループのグループ同期制御スロッ
トとなり、他のスロットがＣグループの非同期転送のた
めの受信スロットとなる。そして、Ｃグループのグルー
プ同期制御スロットの直後に、Ｃグループの送信スロッ
トが割り当てられる。Ｃグループに属するステーション
は、この送信スロットでのみ送信権が生じる。

Ｄグループ以降についても同様であり、各グループにつ
いてのグループ同期制御スロットは１スロツトずつタイ
ミングがずれている。そして、このグループ同期制御ス
ロットの直後に、そのグループの送信スロットを割り当
てることにより、各グループの送信スロットは、非同期
転送スロットの中で、１スロツトずつタイミングがずれ
ることになる。

第２図は本発明を適用したＬＡＮの全体構成を一例とし
て示している。このネットワークでは、複数のステーシ
ョンが伝送媒体を介してＨＵＢと呼ばれる筆線装置に接
続されており、このＨＵＢを通して各ステーション間の
通信が行われる。ＨＵＢには、マスターＨＵＢ　１と中
間ＨＵＢ３とがある。マスターＨＵＢ　１には、伝送媒
体１．．１２．ｉｘ３゜Ｔｏ、１５を介してステーショ
ンＨ，Ｉ又は中間ＨＵＢ３がスター形に接続されている
。中間ＨＵＢ３には、伝送媒体ＩＡ、ＩＢ、１１ｏ、１
ｏ、ｌｌｐ、ＩＦ、１ｃを介してステーションＡ　、Ｂ
　、Ｃ、Ｄ　、Ｅ　、Ｆ　、Ｇがスター形に接続されて
いる。各伝送媒体は送信用の信号線と受信用の信号線が
別個に配線されている。なお、上記のグループ分けは中
間ＨＵＢ単位に行うことも可能であるし、マスターＨＵ
Ｂに直接接続されている中間ＨＵＢとステーション単位
にグループを割り当てるようにしても良い。

このように、ＨＵＢとステーションとの間の配線がスタ
ー形で個別に配線されている場合には、ＨＵＢとステー
ションとの間でｌ：１のタイミング制御が可能であり、
複数のステーションが共通の伝送線路に接続されている
バス形の配線の場合とは異なった制御方式でシステム全
体の同期を取ることができる。つまり、ＨＵＢとステー
ションとの間の配線がスター型で個別に配線されている
ので、各ステーションがＨＵＢからの信号受信用の伝送
線路に含まれるグループ同期制御パケットにより送信タ
イミングの同期を取ることができる。

そして、グループ同期制御スロットの次のグループ送信
スロットで、ＨＵＢへの信号送信用の伝送線路上に、送
信パケットを伝送することができる。

なお、マスター同期制御スロットでは、各ステーション
は受信状態にあり、マスター同期制御パケットと共にマ
スターＨＵＢからの一斉同報パケット、各中間ＨＵＢへ
の管理情報パケットなどを送信することができる。また
、第２図の構成では、中間ＨＵＢは、Ａ〜■のいずれの
グループにも属していないが、マスター同期制御スロッ
トで中間ＨＵＢからマスターＨＵＢへの管理情報などの
パケットを送信できる。この中間ＨＵＢの送信スロット
を第１図（ｄ）に示した。

第１図の例では、周期的にマスターＨＵＢから送信され
るマスター同期制御スロットによってフレーム・ユニッ
トの同期を取り、マスター同期制御スロットでは、マス
ター同期制御パケットとマスターＨＵＢからの一斉同報
などのパケットを送信するスロットとしてマスターＨＵ
Ｂのみに送信権を持たせており、各ステーションがらの
送信権を非同期転送スロットに限定している。

第３図はマスターＨＵＢＩの内部構成を示ｊ−でいる。

マスターＨＵＢ１は、マスターＨＵＢコントローラ１０
とネットワーク管理コンソール２０よりなる。

第４図は中間ＨＵＢ３の内部構成を示している。

中間ＨＵＢ３は、中間ＨＵＢコントローラ３０と中間Ｈ
ＵＢ管理コンソール４０よりなる。

第５図はステーションＡの内部構成を示している。ステ
ーションＡは、ステーション・コントローラ５０とユー
ザー・ステーションまたはサーバー・ステーション６０
よりなる。他のステーションＢ〜■の内部構成も同様で
ある。

マスターＨＵＢコントローラ１０には、複数台の中間Ｈ
ＵＢコントローラ３０が、スター形にそれぞれ１：１で
個別に配線されている。また、中間ＨＵＢコントローラ
３０には、複数台のステーション・コントローラ５０が
スター形にそれぞれ１：１で個別に配線されている。さ
らに、マスターＨＵＢコントローラ１０に、複数台のス
テーション・コントローラ５０をスター形にそれぞれ１
：１て個別に直接配線することもでき、中間ＨＵＢコン
トローラ３０に、複数台の中間ＨＵＢコントローラ３０
をスター形にそれぞれ１：１で個別に直接配線すること
もできる。

以上のように、マスターＨＵＢ１にマスターＨＵＢコン
トローラ１０を内蔵し、第４図に示すように、中間ＨＵ
Ｂ３に中間ＨＵＢコントローラ３０を内蔵し、第５図に
示すように、ステーションにステーション・コントロー
ラ５０を内蔵している。したがって、ＬＡＮコントロー
ラの構成は、１台のマスターＨＵＢコントローラ１０と
、複数台の中間ＨＵＢコントローラ３０及び複数台のス
テーション・コントローラ５０から戒る。以下、各コン
トローラ１０，３０．５０の構成について詳しく説明す
る。

まず、マスターＨＵＢコントローラ１ｏの構成について
説明する。マスターＨＵＢクロック発生回路１１は、Ｌ
ＡＮシステムの標準時計となるマスタークロックを発生
する。マスターＨＵＢタイミング制御回路１２は、マス
タークロックに基づいて、第１図に示すようなＬＡＮシ
ステム全体のフレームユニットのスロットを形成するタ
イミングを制御する。フレーム同期制御回路１３は、マ
スターＨＵＢタイミング制＃回路１２のタイミングに従
ってフレーム・ユニットの周期で、マスター同期制御ス
ロット及び各グループの同期制御スロット内でパケット
を送信受信制御する。これらのマスターＨＵＢタイミン
グ制御回路１２及びフレーム同期制御回路１３により、
マスターＨＵＢコントローラ１０に個別に配線されてい
る中間ＨＵＢコントローラ３０及びステーション・コン
トローラ５０に、それぞれ異なったタイミングでマスタ
ー同期制御パケット及び各グループ同期制御パケットを
一斉同報で送信する。非同期転送パケットバッファ−１
４は、マスターＨＵＢコントローラ１０で送信受信され
る非同期転送パケットを一時的に蓄積するものである。

同期制御パケット編集回路１５は、第７図に示すＭＡＣ
フレームフォーマットに従って同期制御パケットを編集
する。

アドレスフィルター制御回路１６は、パケットに倉まれ
るアドレスに応じて、パケットを外に出すか否かを選択
したり、中継先を選択したりするための制御を行うもの
である。上位ボート・リンクインターフェイス１７は、
ネットワーク管理コンソール２０とマスターＨＵＢコン
トローラ１０とを接続するためのインターフェイスであ
る。マルチボート中継制御回路１８は、アドレスフィル
ター制御回路１６の制御を受けてパケットを中継する。

トラヒック監視回路１つは、マスターＨＵＢコントロー
ラ１０を介して伝送される信号のトラヒックを監視し、
その結果をネットワーク管理コン′ソーｌし２０に知ら
せる。

マスターＨＵＢコントローラ１０は複数のボートＰ１〜
Ｐ５を備えている。各ボートＰ１〜Ｐ、はそれぞれ伝送
媒体１．−１．を介して中間）（ＵＢやステーションに
接続されている。伝送媒体ｌ、〜ｌ、としては光ファイ
バーや同軸ケーブルのほか、ツイスト・ペア線などが用
いられる。各ボートＰ１〜Ｐ５は、それぞれ伝送路符号
化・復号化回路と送信・受信・衝突検出回路を備えてい
る。伝送路符号化・復号化回路は、送信データをマンチ
ェスタ符号のような伝送路符号に変換すると共に、受信
された伝送路符号を受信データに変換する。送信・受信
・衝突検出回路は、伝送媒体に物理信号（光信号や電気
信号等）を送信したり、伝送媒体から物理信号を受信し
たり、伝送媒体での信号の衝突を検出したりする。

以上の構成を有するマスターＨＵＢコントローラ１０は
、ＬＡＮのネットワーク管理コンソール２０のＬＡＮイ
ンターフェイスポードとして接続されている。ネットワ
ーク管理コンソール２０には、リンク制御部２１、フレ
ーム編集回路２２、上位プロトコル制御部２３、各ステ
ーションのグループ割当管理を行うグループ割当管理部
２４、構成管理・障害管理・セキュリティ管理を行うネ
ットワーク管理部２５及びトラヒック計測などを行う統
計処理部２６が含まれている。また、表示及び操作を可
能とするために、コンソールインターフェース部２７と
コンソール部２８を備えている。

次に、中間ＨＵＢコントローラ３０の構成について説明
する。中間ＨＵＢクロック発生回路３１は、自己よりも
上位のＬＡＮシステムのタイミングと同期したクロック
を発生する。中間ＨＵＢタイミング制御回路３２は、自
己よりも下位のＬＡＮシステムのタイミングを制御する
。フレーム同期制御回路３３は、中間ＨＵＢタイミング
制御回路３２の制御下で、マスター同期制御パケットを
受信したときを基準として、自己よりも下位の中間ＨＵ
　Ｂコントローラ３０及びステーション・コントローラ
５０に、それぞれ異なるタイミングてローカル同期制御
パケットを送信する。同様に、下位の中間ＨＵＢコント
ローラ３０にも中間ＨＵＢタイミング制御回路３２とフ
レーム同期制御回路３３があり、これらにより、さらに
下位のＬＡＮシステムのタイミングを制御するためにロ
ーカル同期制御パケットを送信する。そして、このロー
カル同期制御パケットは、ステーションのみをグループ
分けする場合には、マスターＨＵＢから送られる同期制
御スロットと同一になる。したがって、マスターＨＵＢ
及び中間ＨＵＢからは各グループの同期制御パケットを
順次出力することになる。なお、同期制御スロットでは
、同期制御パケットに、他のグループのステーションか
らのデータを受信データとして付加することができる。

その他の構成は、マスターＨＵＢコントローラ１０と同
様であるが、中間ＨＵＢコントローラ３０には、上位の
ＬＡＮシステム、例えばマスターＨＵＢ　１との接続の
ためのボートＰ２を有している。

以上の構成を有する中間ＨＵＢコントローラ３０は、中
間ＨＵＢ管理コンソール４０のＬＡＮインターフェイス
ポードとして接続されている。中間ＨＵＢ管理コンソー
ル４０には、リンク制御部４１、フレーム編集回路４２
、上位プロトコル制御部４３、各ステーションのグルー
プ割当管理を行うグループ割当管理部４４、構成管理・
障害管理・セキュリティ管理を行うネットワーク管理部
４５及びトラヒック計測などを行う統計処理部４６が含
まれている。また、表示及び操作を可能とするために、
コンソールインターフェース部４７とメンテナンスコン
ソール部４８を備えている。

次に、ステーション・コントローラ５０の構成について
説明する。フレーム同期タイミング回路５１は、マスタ
ー同期制御パケット又はローカル同期制御パケットを受
信したときに送信タイミングの同期をとるための回路で
ある。フレーム同期制御回路５２は、下位ＬＡＮシステ
ムとしてステーションを接続しているマスターＨＵＢタ
イミング制御回路又は中間ＨＵＢタイミング制御回路の
タイミングに従って、スロット内でパケット（ＭＡＣフ
レーム）を送信受信制御するための回路である。ステー
ション・コントローラ５０は、上位のＬＡＮシステム（
中間ＨＵＢ又はマスターＨＵＢ）と接続するために、上
述したような送信・受信・衝突検出回路と伝送路符号化
・復号化回路を含むボートＰＡを備えており、−斉回報
の同期制御パケットを受信すると、フレーム同期制御回
路５２の制御下で、フレーム同期タイミング回路５１の
クロックを同期制御スロットに同期させる。

そして、データ送信時には、フレーム編集回路５３がＭ
ＡＣフレームフォーマット（第７図参照）に従って、非
同期転送パケットを編集し、グループ割当制御部５５の
制御下て、自局に割り当てられた非同期転送スロットに
パケットを送信するように制御する。つまり、自グルー
プの同期制御スロットを受は取ったら、次のスロットで
自ステーションからのパケットを送信する。リンク制御
回路５４はアクセス制御フロー（第６図参照〉に従って
、自局の属するグループの非同期転送スロットに非同期
転送パケットを送信する。上位プロトコル制御部５５と
ネットワーク・インターフェース部５６は、ユーザー・
ステーションまたはサーバー・ステーション６０との接
続に用いられる。また、統計処理部５７はトラヒック計
測などの統計処理を行うものである。

ステーション・コントローラ６０は、ＰＣ，ＥＷＳなど
のユーザー・ステーションまたはサーバー・ステーショ
ン６０のＬＡＮインターフェースポードとして接続され
ている。ユーザー・ステーションまたはサーバー・ステ
ーション６０は、ファイルシステム６１、ファイルイン
ターフェイス部６２、汎用オペレーティングシステム・
カーネル部６３、アプリケーションソフト処理部６４、
コンソールインターフェイス部６５、コンソール部６６
を備えており、ステーション・コントローラ６０にデー
タを入出力する。

なお、各ステーションが送信及び受信が並行処理できる
ようにすることにより、各ステーションがいっても受信
可能であるので、第１図に示す■グループの次にＪグル
ープのスロットを設けて、マスターＨＵＢ専用スロット
を設けないで、マスター同期制御スロットの位置にＪグ
ループの送信権を設定しても良い。

第６図は各コントローラで使用するアクセス制御フロー
を示している。フレーム送信に際しては、第５図に示す
ＭＡＣフォーマットに従ってフレーム組み立てを行う〈
ステップ■〉。そして、自局の非同期転送スロットか否
かを判定し、自局の非同期転送スロットでなければ待機
する。ただし、マスターＨＵＢ１の場合には、自局の同
期制御スロワければ待機する〈ステップ■）。自局の非
同期転送スロットであれば、送信延期中か否かを判定す
る（ステップ■〉。送信延期中であれば、ステップ■か
らステップ■に戻る。送信延期中でなければ、非同期転
送パケットを自局の非同期転送スロットて送信開始する
（ステップ■）。そして、送信が完了するまで、衝突検
出を続ける〈ステップ■及び■〉。衝突が検出されるこ
となく、送信が完了すれば、正常にフレーム送信を終了
する。一方、送信が完了する前に、衝突が検出されれば
、ジャム送信を行い、衝突が発生したことを他のステー
ションに知らせる（ステップ■）。そして、試行回数を
１回カウントアツプする（ステップ■）。試行回数が所
定回数を超えていれば、衝突回数超過として送信を打ち
切る（ステップ■）。試行回数が所定回数以下であれば
、乱数によりバックオフタイムを算出する（ステップ［
相］〉６そして、バックオフタイムをタイマーにセット
して、このタイマーをスタートさせ、ステップ■に戻る
（ステップ■）。このタイマーがタイムアツプするまで
は、ステップ■て送信延期中と判定される。

第７図は本発明に用いるＭＡＣフレームフォーマットを
示している。このフォーマットについては、ＩＥＥＥ８
０２．３規格と同じであるので、説明は省略する。

［発明の効果］ 請求項１記載の発明にあっては、上述のように、同期制
御パケットをステーション又はグループ毎に異なるタイ
ミングで周期的に伝送し、各ステーション又はグループ
からのパケットの送信タイミングは同期制御パケットを
基準とする一定期間に限定するようにしたので、それぞ
れのステーション又はグループからのパケットの送信タ
イミングが異なるように制御することが可能となり、こ
れにより衝突の機会を少なくして、伝送速度を上げるこ
とができるという効果がある。

また、請求項２又は３記載の発明にあっては、複数のス
テーション又は複数のＨＵＢをＮ個のグループに分割し
、各グループ毎に同期制御パケットを異なるタイミング
で周期的に伝送するようにすれば、グループ内のステー
ション又はＨＵＢ間でしか衝突する可能性が無いように
することができる。したがって、各グループでの発生ト
ラヒック量ができるだけ等しくなるように分割すれば、
見掛は上、ＬＡＮシステム全体の発生トラヒック量が１
／Ｎになったのと同等であり、スループットが向上し、
待ち時間が短くなって、送信状態のステーションの実効
的な数を増大させることができ、実効的な伝送速度を上
げることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のスロット割り当ての構成例を示す図、
第２図は本発明の一実施例の全体構成図、第３図は本発
明に用いるマスターＨＵＢの構成を示すブロック図、第
４図は本発明に用いる中間ＨＵＢの構成を示すブロック
図、第５図は本発明に用いるステーションの構成を示す
ブロック図、第６図は本発明に用いるＬＡＮコントロー
ラの制御フローを示す流れ図、第７図は本発明に用いる
フレームフォーマットを示す図、第８図は本発明の特性
を示す図、第９図及び第１０図は従来例の特性を示す図
である。 ■はマスターＨＵＢ、 ３は中間ＨＵＢである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数のステーションへの配線がＨＵＢを中心とし
   てスター型にステーション毎に送信と受信とが別個にな
   るように個別に接続され、ＨＵＢは複数のステーション
   にＨＵＢからの同期制御パケットをステーション毎に異
   なるタイミングで周期的に伝送してパケット送信の同期
   を取るためのＨＵＢタイミング制御回路を備え、各ステ
   ーションからのパケットの送信タイミングはＨＵＢから
   の同期制御パケットを基準とする一定期間に限定されて
   いることを特徴とするランダムアクセス方式のＬＡＮ。
2. （２）複数のステーションへの配線がＨＵＢを中心とし
   てスター型にステーション毎に送信と受信とが別個にな
   るように個別に接続され、複数のステーションはＮ個の
   グループに分割され、ＨＵＢは各グループにＨＵＢから
   の同期制御パケットをグループ毎に異なるタイミングで
   周期的に伝送してパケット送信の同期を取るためのＨＵ
   Ｂタイミング制御回路を備え、各グループからのパケッ
   トの送信タイミングはＨＵＢからの同期制御パケットを
   基準とする一定期間に限定されていることを特徴とする
   ランダムアクセス方式のＬＡＮ。（３）複数のステーシ
   ョン及び複数のＨＵＢへの配線がマスターＨＵＢを中心
   としてＨＵＢ毎に階層的なスター型にステーション毎に
   送信と受信とが別個になるように個別に接続され、各Ｈ
   ＵＢに接続される下位の複数のＨＵＢ及び複数のステー
   ションをＮ個のグループに分割し、マスターＨＵＢは各
   グループに同期制御パケットをグループ毎に異なったタ
   イミングで周期的に伝送してパケット送信の同期を取る
   ためのＨＵＢタイミング制御回路を備え、各グループか
   らのパケットの送信タイミングは同期制御パケットを基
   準とする一定期間に限定されていることを特徴とするラ
   ンダムアクセス方式のＬＡＮ。