JPH0340620A - スロツトアクセス方式 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、スロットアクセス方式に関し、更に詳しくは
、複数のノードを伝送路によってリング状に接続し、伝
送路上に複数のスロットからなるフレームを周回させ、
ノードは、未使用スロットを用いてデータを伝送するよ
うにしたデータ通信システムにおけるスロットアクセス
方式に関する。

〔従来の技術〕

複数のノードを伝送路によってリング上に接続し、伝送
路上に複数のスロットからなるフレームを周回させ、上
記ノードがフレーム中の空スロットを使用してデータを
伝送するようにしたデータ伝送システムにおいて、各ノ
ードが一旦獲得したアクセス権を長時間占有するような
スロットアクセス方式を採用すると、空スロットが長時
間獲得できないノードが発生するという不公平が起きる
。

これを解決するために、従来、例えばアイ・イー・イー
・イー、ジャーナル　オン　セレクテッド　エリアズ　
イン　コミュニケーション、ニス、ニー、シー、３，１
９８５．第８１５頁〜第８２４頁（ＩＨｔ＜Ｈ，Ｊｏｕ
ｒｎａｌ　ｏｎ　５ｅｌｅｃｔｅｄ　Ａｒｅａ　ｉｎＣ
ｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ、５ＡＣ３，１９８６，ｐ
、８１５〜８２４）に記載されているように、アクセス
権を獲啄した各ノードが、自ノード使用のスロットｔｂ
＼ を次の一巡ではかならず解放するようにしたアクセス方
式が知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

然るに、上述した方式によるアクセス方式では。

第１に、低トラヒツク条件で、リング上にあるスロット
の情報転送領域長以上の長さを持つデータの転送におい
て、転送効率が劣化する１例えば、フレーム周期が工２
５μｓｅｃ　、リング周回遅延が１フレーム相当時間で
、スロット長が６９バイト（内情報転送領域は６４バイ
ト）とすると、伝送速度が３５Ｍｂｐｓでリング上に８
個のスロットが存在することにある。この時、あるノー
ドで１０００バイトのデータ転送が発生した場合を想定
すると、従来の方式ではデータ転送完了までに最低３回
はアクセス権を獲得する必要が有り、アクセス待ち時間
も最短で３周のリング周回時間を要することになる。３
周の内、１周は空スロツト周回のために費やされる。

さらに第２図に、高トラヒツク状態においても、この方
式ではスロットがリングを１周する間に最多でもＩＩ！
！ｌのアクセス機会しか与えられず、すなわちスループ
ットが１以上にならないことが問題であった。

Ｗ！、１の問題を解決する方式として、例えば、特願昭
６２−２２０１２３号明細書に記載されているように、
送信ノードが既に使用中のスロットを連続的にアクセス
出来るようにする方法もあるがこれでは第２の問題は解
決出来ない。

第２の問題を解決する方式として、スロットを受信ノー
ドで解放する方式があるが、この方式では、平均的には
１以上のスループットが連成できるものの、一方で空ス
ロットを獲得出来ないノードが発生するという“Ｈｏｇ
ｇｉｎｇ”　　と呼ばれるアクセス権付与の不公平が生
じることが知られている。

本発明の目的は、アクセス権付与の不公平が生じること
なく、１以上のスループットが達成できるアクセス方式
を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上述の、受信ノードでスロットを解放する方式に、おけ
るアクセス権付与の不公平が発生する確率は、比較的低
いので、上記目的は、受信ノードでスロットを解放する
方式を採用し、不公平アクセスの発生を監視し、不公平
と判断した場合には、公平なアクセス方式である送信ノ
ードでスロットを解放する方式を用いるように制御すれ
ば達成できる。

〔作用〕

本発明の方式では、アクセス権の解放要求のあるスロッ
トは、送信ノードで解放され、これは要求を発したノー
ドによってのみ使用ｉ＋Ｊ能なためにＲ＝１のスロット
ヒ解放要求ノードの間には従来の公平なアクセス方式が
採用されているこヒになる。さらに公平なアクセス方式
を採用すると、アクセス待ち時間の最大はリング周回遅
延と接続ノード数の積で与えられるので、この時間を監
視することで、方式を変更するタイミングを知ることが
できる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。

第２図は、本発明を適用するデータ伝送システムの全体
構成であり、複数のノード２００，２０２゜２０３，２
０４，２０５が伝送回路２０１によりリング状に接続さ
れ、同リング上を、（リング周回遅延）　／（１５２μ
ｓｅｃ　）の個数のフレームＦが周回する。このフレー
ム上に各ノードは転送情報を乗せて通信する。本実施例
では、ノード２００がマスタノードとして機能し、他の
ノードは、スレーブノードとして機能する。２４２，２
４３はホストコンピュータであり１通信処理装置２２２
゜２２３を通じ、２２４，２２５，２３４．２３５は各
々支線ＬＡＮ２１４，２１５を介して接続された通信端
末であり、バースト交換方式によって相互に通信する。

この場合、情報は、ノード２０２゜２０３．２０４，２
０５を介して伝送路２０１上ではパケット多重される。

２３２．２３３は構内交換装置ｔ（ＰＢＸ）で。

電話器、あるいは低速データ端末を収容する。電話器か
らの音声情報は１回線交換方式により通信される。この
場合、情報は、ノード２０２．２０３＆介して伝送路２
０１上では時分割多重される。

第３［１ｉ！ｌに、本発明の伝送システムで用いるフレ
ーム形式と、スロットの構造を示す、フレームは、ＣＣ
Ｉ　Ｔ　’Ｉ’勧告草案０．７０７〜７０９に記載され
ている同期式ディジタル伝送のためのフレーム形式であ
るＳ　ＯＮ　Ｅ　Ｔ　（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ　Ｏｐ
ｔｉｃａｌＮｅｔｗｏｒｋ）形式を採用しているので、
詳細は省略するが、本発明ではＳ　ＯＮ　Ｅ　’ｒ形式
の１バイト×９行のパスオーバヘッド部も情報転送部３
０に含めて用いていることが異なる。情報転送部には、
６９バイト長のスロット３１が置かれ、残余領域３２は
、無効領域としている。

スロット３１は、５バイトのスロットへラダ３２と６４
バイトの情報部３３からなり、さらにスロットヘッダ３
２には、１バイトのＡｃＦ（Ａｃｃｓｔｓ　Ｃｏｎｔｏ
ｒｌ　？’１ｅｌｄ）　３４と４バイトのアドレス領域
３５が含まれる。

Ａ　ＣＦ３４の最上位ビットのＳビット３４１は、スロ
ットの使用／未使用（Ｂ＝１で使用中）を示し、Ｓビッ
ト３４２は、スロットに書き込まれてが時分割多重を要
求するの情報であることを５ｃｏ、ｉ＞はノード間の制
御用の情報であることを、（１，Ｏ）はパケット多重を
要求する情報であることを示している。

Ｍビット３４３は、使用中のスロットのリング異常周回
を監視するためのモニタビットである。

マスタノードがＢ＝１のスロットに対して、当該ビット
を１にし、送信ノードがこれを０にし、マスタノードは
Ｂ＝１でＭ＝１のスロットを監視する。

Ｒビット３４４は、解放要求ビット（Ｒ＝１で要求）で
あり、これは本発明を実現する情報であるので詳細は後
述する。

アドレス領域３５は、送信先アドレス（ＤＡ）３５１と
送信元アドレス（ＳＡ）３５２と誤り検出情報（ＨＯ２
）３５３からなる。

本実施例のシステムでは、上述したパケット多重や時分
割多重を要求する情報が混在する。マスタノードは、第
３図に承す各々のスロット３１のＳビット３４２を予め
設定することで特に時分割多重を要求する情報に対して
転送帯域を確保している。

第４図に、パケット多重用に割り当てられたスロットへ
のアクセス権の獲得および解放手順の概略を示す、第４
ａ図は、第２図のホストコンピュータ２４２がホストコ
ンピュータ２４３に通信している最中で、ノード２０４
がノード２０５への送信要求を有している場合を示して
いる。従って送信ノード（Ｓｌ）４１はノード２０２に
、受信ノード（Ｄ）４２はノード２０３に、送信ノード
（Ｓ２）４３はノード２０４に対応している。

送信ノード（Ｓｌ）４１は受信した空スロット（（（Ｂ
ビット）、（Ｒビット））＝（０，０））に情報を乗せ
ることでスロットアクセス権を獲得し、ヘッダ内容を（
１，０）に変更する。受信ノード（Ｌ３）４２は、当該
スロットの内容を複製すると共に、（０，Ｏ）にするこ
とでスロットアクセス権を解放する。送信ノードＣ８２
）４：３は、該解放されたスロットのアクセス権を獲得
するこ第４ｂ図に、第２図のホストコンピュータ２４３
がホストコンピュータ２４２に通信している最中に、ノ
ード２０４がノード２０５への送信要求を有しているも
のの、ノード２０２によって解放されたスロットをノー
ド２０３が使用し続けたためにノード２０４がアクセス
権を獲得できなくなった場合の処理手順を示している。

従ってこの場合送信ノード（５１）４１はノード２０３
に、受信ノード（１））４２はノード２０２に、解放要
求ノード（Ｒ）４４はノード２０４に対応していること
になる。

送信ノード（８１）４１は受信した空スロット（（（Ｂ
ビット）、（Ｒビット））＝（０，０））に情報を乗せ
ることでスロットアクセス権を獲得し、ヘッダ内容を（
１，０）に変更する。送信すべき情報を持っていながら
長時間アクセス権が獲得できない獲得要求ノード（Ｒ）
４４は（１，１）に変更することで送信ノード（Ｓｉ）
４１にアクセス権の獲得要求を行う、Ｒ＝１に設定され
たスロットは、受信ノード（Ｌ））に代わり送信ノード
（Ｓｌ：）４１が（０，１）に変更することで、獲得要
求ノードに対して解放される。この（０，１）のスロッ
トは、獲得要求を発したノードによってのみ使用可能で
、使用するときＲ＝Ｏにすることで解放要求を取り下げ
る。

解放要求は、送信待ち情報の帯域に相当する個数文の（
１，０）のスロットに対して、（待ち時間）〉（リング
周回遅延）×（接続ノード数）のタイミングで発生され
る。

解放要求のある使用中（１，１）のスロットの解放を、
受信ノード（Ｌ））４２で行うことも可能であるが、解
放要求権を公平に付与することを考慮すると、送信ノー
ド（８１）４１での解放が望ましい。

第１図に、スロットの状態遷移をボした。未使用状態１
０にあるスロットを空スロットと称する。

このスロットを送信ノードを獲得することで使用中状態
１１に、受信ノードで解放されることで、未使用状態に
遷移する。この状況は、第４ａ図に一致する。

使用中スロットに対して畔放要求がある場合は、送信ノ
ードの解放待ち状態１２に移り、解放されることで解放
要求ノードだけが使用−ｉＪ能な要求ノード使用待ち状
態１３に遷移する。要求ノード使用待ち状態にあるスロ
ットを解放要求ノードが使用することで使用中１１に、
使用されることなくリングを１周すると、送信ノードに
よって未使用状態にされる。

なお第４ａ図までのスロットアクセス方式は、従来技術
としても述べたようにスロッテッドリングＬＡＮにおい
て普通に用いられており、さらに本発明で追加される処
理も、論理回路として実現することは容易であるために
特に詳細な回路構造を示すことは省略する。

本実施例によれば、自ノードが解放要求に従って解放し
たスロットをその状態で再受信した場合には、要求ノー
ド使用待ち状態から、未使用状態へ遷移させるので、獲
得要求ノードが解放要求発行の直後に、空スロットを用
いて待ち状態にある情報の転送を完了した場合に、（０
，１）のスロットが、リング上を１周以上周回すること
を防ぐことができる。

〔発明の効果〕

本発明１こよる効果を第５図のスルーブツト−アクセス
待ち時間特性を用いて説明する。

ここでスルーブツトとは、帆送路の速度に対する情報量
の比率を示し、アクセス待ち時間は、情報を送信できる
状態になってから、実際に転送路上に送出するまでの時
間である。特性５１は、スロットのアクセス権を送信ノ
ードで解放する方式で、送信すべき情報の有無にかかわ
らず解放することを義務付ける方式（方式ｌ）の特性で
ある。

方式１は、アクセス権の公平な付与が可能なことから通
常用いられるゆ 特性５２は、方式１と同様に送信、ノードでスロットを
解放するが、なお送信すべき情報を有する場合には、当
該スロットの連続使用を認める方式（方式２）の特性で
ある。両方式とも、スループットは１以上にならない。

さらに、方式１では、アクセスの公平性を代償にして低
トラヒツクでアクセス待ち時間が、他方式の約２倍にな
る。

特性５３は、スロットの解放を受信ノードで行う方式（
方式３）の特性であり、平均的には１以上のスループッ
トが達成できるが、一方で“Ｈｏｇｇｉｎｇ”と呼ばれ
るアクセス権付与の不公平が生じることが知られている
。

本発明の方式を採用すれば、低トラヒック条件で“’Ｈ
ｏｇｇ１ｎｇ　”″が発生する確率が極めて低いことと
。

（０，１）のスロットと獲得要求ノードの関係において
は、公平なアクセス方式である方式１が採用されている
ので、高トラヒツク条件においての最悪性能でさえ方式
１に近い性能が保証できる′ことを考慮すると、その特
性はトラヒック特性に依存して、特性５２と特性５３の
中間にある。

以上のように発明によれば、アクセス権付与の公平さを
確保したまま、高効率のアクセス方式を比較的簡単な制
御で実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のアクセス方式によるスロットの状態
遷移図、第２図は、データ伝送システムの構成国、第３
図は、本発明の伝送システムで用いるフレーム形式と、
スロットの構造図、第４図は、アクセス権の獲得および
解放手順の概略−。 第５図は、スループット−アクセス待ち時間特性図であ
る。 ３０・・・転送フレームの情報転送部、３１・・・スロ
ット、３２・・・スロットヘッダ、３３・・・情報部、
３４・・・ＡＣＩ−’、３５・・・アドレス部、３４４
・・・解放要求ビット。 囁 図 図 ３４ ２２ｔ＋ 笛 ３ 図 第４ｄ図 第４Ｆ）図 革 図 ；二；ノ１．／−’７°・プＹ・

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、１つのマスタノードと複数のスノーブノードが伝送
   路によつてリング状に接続され、マスタノードは伝送路
   上にヘッダ部と情報部からなる固定長のスロットを周回
   させ、スレーブノードは、ヘッダ部の使用／未使用表示
   が未使用を示すスロットを用いて受信ノードに情報を転
   送すると共に、該表示を使用中に変更するスロツテツド
   リングＬＡＮのアクセス方式において、自宛のスロット
   を受信した受信ノードは、他ノードに送信権の獲得要求
   が無い場合、該スロットの表示を未使用にすることでス
   ロットの解放をし、他ノードに送信権の獲得要求が有る
   場合、受信ノードに代わり送信ノードがスロットのアク
   セス権を解放し、該解放スロットはアクセス権の獲得要
   求を発したノードに限り使用可能とすることを特徴とす
   るスロットアクセス方式。 ２、特許請求範囲第１項において、ヘッダ部に新たに獲
   得要求表示を設け、アクセス権の獲得を要求するノード
   は、使用中で獲得要求の表示のないスロットに対して、
   送信待ち情報の帯域に相当するスロット数だけ獲得要求
   の表示を設定することで、該スロットの送信ノードおよ
   び受信ノードに送信権獲得要求の有無を通知し、獲得要
   求の表示のある未使用スロットを使用するノードは、使
   用中に設定、獲得要求を取り下げることを特徴とするス
   ロットアクセス方式。 ３、上記特許請求範囲第２項において、送信要求のある
   ノードは、送信待ち時間がリング周回遅延と接続ノード
   数の積を超えた場合に、獲得要求を発生することを特徴
   とするスロットアクセス方式。