JPH0343815B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、複数端局の相互間を共通に接続する
伝送路にデータの優先順位に応じた継続長のキヤ
リヤ信号を先行させて相手局のアドレスを付した
データパケツトを上述の複数端局からそれぞれ送
出して相互に通信するとともに、キヤリヤ信号相
互の同時送出が発生したときには前記キヤリヤ信
号の継続長の順に優先してデータパケツトを送出
するように制御する優先権付加通信制御方式に関
し、特に、同時送出の発生時に一旦中止したキヤ
リヤ信号の再送出に先立つ低位の優先順位の他局
の割込みを抑止して高位の優先順位の通信の遅延
を軽減し得るようにしたものである。

一般に、例えば同一敷地内に分散配置した多数
の電子計算機や端末装置等からなる複数の端局を
相互に接続して通信用資源の供用と通信性能の向
上を図るようにした局地通信回線網は、通例、同
軸ケーブルを共通の伝送路として使用しており、
その同軸ケーブルを共通に使用して相互に送出す
るデータパケツトの競合を回避するための通信制
御方式としては、ランダムアクセスパケツト交換
の一種でいわゆるCSMA方式、すなわち、キヤ
リヤ検出多重アクセス方式に、パケツト衝突の検
出手段を付加して分散制御の形態にしたいわゆる
イーサネツト型ネツトワークが、通信制御方式の
構成が比較的単純であつて、しかも、データ伝送
の効率が高いという利点を有しているが故に、従
来、信頼性および拡張性に富んだ局地データ通信
回路網として多用されている。

かかる従来のイーサネツト型ネツトワークは、
第１図に模式的に示すように構成されており、伝
送路とする同軸ケーブル１００の両端を特性イン
ピーダンス１０１および１０２によりそれぞれ整
合終端するとともに、それぞれ電子計算機あるい
は端末装置からなる多数の端局１０９，１１０，
１１１等は、それぞれインターフエース回路１０
６，１０７，１０８等およびタツプ１０３，１０
４，１０５等を順次に介して、同軸ケーブル１０
０に受動的に分岐接続されており、各インターフ
エース回路１０６，１０７，１０８等からは、自
局からの情報データを所定長以内の長さを有する
データパケツトにまとめて、宛先局のアドレス等
からなるヘツダ部を付加したうえで、放送形式に
より同軸ケーブル１００に送出する。一方、各端
局１０９，１１０，１１１等においては、自局宛
アドレスを付加したデータパケツトのみを識別し
て選択的に受信し、自局内に取込むことにより、
任意の２局間における通信が実現される。しかし
て、かかる構成の回路網においては、伝送路自体
には何ら能動的な構成要素が介在しないのである
から、回路網に局部的に発生した故障の影響が回
路網全体に波及するおそれが少ないので、高い信
頼性が得られ、また、データパケツトの同時送出
による競合を回避するための通信制御には、つぎ
に述べるように、従来無線回線にて用いられてい
た上述のCSMA方式によるランダムアクセスが
行なわれていた。

() いずれかの端局においてデータパケツト送
出の要求がなされると、まず、伝送路１００の
使用状態を調べ、空きの状態、すなわち、伝送
路１００に他局から送出したデータパケツトの
キヤリヤが検出されない場合には、即時に自局
からのデータパケツトの送出を開始し、また、
伝送路１００に他局から送出したデータパケツ
トのキヤリヤを検出した場合、すなわち、伝送
路１００が他局によつて使用中の状態において
は、伝送路１００が空きの状態になるまで自局
からのデータパケツトの送出を保留し、伝送路
１００が空きの状態になつた時点において自局
からのデータパケツトの送出しを開始する。

() 自局からのデータパケツトの送出開始後に
おいても伝送路１００のの状態を監視し、デー
タパケツトの衝突、すなわち、他局からデータ
パケツトの送出が同時に行なわれて自局から送
出しているデータパケツトの伝送が侵されてい
ないか否かを常時調べる。

() 上述の常時監視により他局からの同時送出
によるデータパケツトの衝突を検出した場合に
は、即時に自局からのデータパケツトの送出を
中止し、再度の衝突を回避するために無作為に
設定した遅延時間の経過後に上述した（）お
よび（）の過程を反復して行なう。

したがつて、従来のイーサネツト型ネツトワー
クにおいては、上述の過程（）により、衝突に
よつて損傷を受けたデータパケツトが無駄に伝送
路１００を占有する時間が軽減されるので、上述
のようにランダムアクセスにより多数のデータパ
ケツトの送出を無作為に行なうにも拘らず、従来
のイーサネツト型ネツトワークにおける伝送路の
最大使用効率すなわち最大スループツトとしては
相当に高い値が得られていた。しかしながら、各
端局からのデータパケツト送出の要求が頻繁にな
される伝送路の重負荷の状態においては、上述し
たようなデータパケツトの同時送出による衝突が
頻発することになるので、データパケツトの伝送
遅延時間、すなわち、送出要求がなされてから相
手局に受信されるまでに要する時間が増大し、し
かも、その伝送遅延時間の分散が広い範囲に亘つ
て生ずるという欠点があつた。

上述した従来のイーサネツト型ネツトワークの
欠点を除去するために、本発明者らは、さきに、
収容する情報データの重要度に応じてデータパケ
ツトに優先順位を付し、即時性を要求される情報
データを収容したデータパケツトは、高位の優先
順位をもつて優先的に短かい通信遅延時間にて通
信を完了し得るようにした優先権付加通信制御方
式を提案した。この従来提案による優先権付加通
信制御方式は、基本的には上述したイーサネツト
型ネツトワークをなすものであるが、データパケ
ツトの衝突を回避するための通信制御の態様が、
上述したイーサネツト型ネツトワークにおける態
様とはつぎのように相違している。

(1) データパケツトの直前に、そのデータパケツ
トに収容した情報データの優先順位にそれぞれ
応じた所定の継続長のキヤリヤ信号からなるプ
リアンブルを付加して送出し、かかるプリアン
ブル相互の衝突を検出しても、所定の継続長に
亘るキヤリヤ信号の送出が終了するまでプリア
ンブルの送出は中止しない。

(2) 自局からの所定継続長のキヤリヤ信号からな
るプリアンブルの送出中に他局からのプリアン
ブルとの衝突が検出されなくなつたときには、
そのブリアンブルの送出に引続いてデータパケ
ツトを送出するが、自局からの所定継続長のキ
ヤリヤ信号の送出終了後においても依然として
他局からのプリアンブルの送出を検出したとき
には、かかる他局からのプリアンブルの継続送
出の検出と同時に自局からのプリアンブルに引
続くデータパケツトの送出を中止し、前述した
従来のイーサネツト型ネツトワークにおける過
程（）と同様に、再度の衝突を回避するため
に無作為に設定した遅延時間の経過後に、所定
のプリアンブルから始めて自局からのデータパ
ケツト送出を再開する。

従来提案の優先権付加通信制御方式における上
述したアルゴリズムにより、異なる優先順位のデ
ータパケツト相互に同時送出による衝突が発生し
た場合には、複数端局からのプリアンブルの同時
送出が行なわれた場合であつても、それら複数の
プリアンブルのうち最長の継続長を有するキヤリ
ヤ信号からなるプリアンブルを先行させた最高位
の優先順位を有するデータパケツトがその通信を
最先に成功させて完了するので、優先順位の高い
順にデータパケツト伝送の通信遅延時間が、従来
のイーサネツト型ネツトワークに比して大幅に短
縮され、改善された。しかしながら、かかる従来
提案の優先権付加通信制御方式においても、同一
優先順似を有するデータパケツトの送出要求が頻
発した場合には、同一優先順似のデータパケツ
ト、したがつて、同一継続長のキヤリヤ信号相互
のほぼ同時の送出開始による衝突が頻発し、それ
ら頻繁に衝突してそれぞれ無作為の遅延時間の経
過後に送出を再開する同一優先順位のデータパケ
ツトが増加するので、同一優先順位のデータパケ
ツト相互の再度の衝突も頻発することになり、そ
れら同一優先順位のデータパケツトの通信遅延時
間が著しく増大し、他の低位の優先順位を有する
データパケツトとの優先順位に関する有意差がな
くなり、優先権付加制御の意義が失なわれる、と
いう欠点があつた。しかも、かかる優先権喪失の
傾向は、高位の優先順位を有するデータパケツト
の割合いが全体のデータパケツトの半分を超えた
状態になると急激に顕著となるので、優先権付加
制御の効果を確実に挙げるためには、少なくとも
高位の優先順位を付与するデータパケツトの割合
いを低減する必要があり、例えば電話回線などに
おける音声パケツトのように即時性を要求される
データパケツトの送出要求が大量になされる場合
には、この種データパケツト伝送回線に大きい障
害を生ずる欠点が、従来提案の優先権付加通信制
御方式には依然として認められた。

本発明の目的は、上述した従来の欠点をほぼ完
全に除去し、データパケツト伝送回線におけるト
ラヒツクの条件の如何に拘わりなく、データパケ
ツトに対する優先権付与の効果が確実に得られる
ように、同一優先順位のデータパケツト相互の衝
突時における信号処理のアルゴリズムに改良を加
え、音声パケツトなど即時性に対して厳しい要求
がなされる高優先順位の情報データを収容したデ
ータパケツトについても通信時間の遅延を従来に
比して格段に軽減し得るようにした優先権付加通
信制御方式を提供することにある。

すなわち、本発明優先権付加通信制御方式は、
複数端局の相互間を共通に接続する伝送路にデー
タの優先順位に応じた継続長のキヤリヤ信号を先
行させて相手局のアドレスを付したデータパケツ
トを前記複数端局からそれぞれ送出して相互に通
信するとともに、前記キヤリヤ信号相互の同時送
出が発生したときには前記キヤリヤ信号の継続長
の順に優先して前記データパケツトを送出するよ
うに制御する優先権付加通信制御方式における同
一もしくは自局より高位の優先順位の前記キヤリ
ヤ信号相互の同時送出に関し、自局の所定継続長
の前記キヤリヤ信号の送出の終了時における他局
からの前記キヤリヤ信号の送出のほぼ同時の終了
の検出により検知した同一優先順位の前記キヤリ
ヤ信号相互の同時送出に対しては、引続き、所定
の整数群からそれぞれ無作為に選択した整数に基
づいてそれぞれ設定した新たな優先順位に応じ新
たな継続長の前記キヤリヤ信号をそれぞれ先行さ
せて自局および当該他局の前記データパケツトを
それぞれ再度送出し、自局の所定継続長の前記キ
ヤリヤ信号の送出の終了時における他局からの前
記キヤリヤ信号の継続送出の検出により検知した
自局より高位の優先順位の前記キヤリヤ信号相互
の同時送出しに対しては、当該他局からの前記デ
ータパケツトの優先送出の終了に引続き、自局の
所定継続長の前記キヤリヤ信号を先行させて自局
の前記データパケツトを再度送出するようにした
ことを特徴とするものである。

以下に図面を参照して実施例につき本発明を詳
細に説明する。

しかして、従来提案の優先権付加通信制御方式
における問題点は、同一優先順位のデータパケツ
ト相互の衝突が発生した場合に、それら衝突した
データパケツトの双方について、同一の態様によ
り無作為に設定した遅延時間の経過後に再送出を
行なうため再度の衝突が反復して発生するととも
に、かかる双方の遅延時間中に低位の優先順位の
他のデータパケツトの割込み送出が開始され、伝
送路が占有されて、再度の衝突発生の確率が増大
し、通信遅延時間が著しく増大して、優先権付与
の意義が失なわれることに存する。かかる従来の
問題点を除去するために、本発明優先権付加通信
制御方式においては、同一順位もしくは上位の優
先順位のデータパケツトの間に衝突が発生した場
合には、従来方式におけるように無作為に設定し
た遅延時間の経験を持つて再送出を行なうことな
く、再送出時の優先順位を再割付けして新たな優
先順位を付与したうえで即時に再送出することに
より、従来衝突後に設定した遅延時間中に生じて
いた低位もしくは同一順位の優先順位を有する他
局からの新たな信号送出による割込みを抑止し、
従来生じていた通信遅延時間の増大を防止して、
通信時間の遅延を従来に比し格段に軽減し得るよ
うにしている。したがつて、本発明通信制御方式
においては、音声パケツトのように即時性に対し
て厳しい要求がなされ、しかも同一優先順位にて
送出されるデータパケツトの送出要求が頻発する
ようなトラヒツク条件のもとにおいても、優先権
付与制御の効果を確実に挙げることができ、高位
の優先順位を有するデータパケツトの通信時間の
遅延を著しく軽減することができる。

従来方式に比してかかる顕著な効果が得られる
本発明通信制御方式によるデータパケツトの伝送
回線の構成自体は、第１図に示した従来のイーサ
ネツト型ネツトワークの構成と同様であるが、各
端局１０９，１１０，１１１等からそれぞれ送出
する通信単位としてのデータパケツトの構成は、
従来提案の優先権付加通信制御方式におけると同
様に、第２図にその例を示すようになつている。
すなわち、図示の構成によるデータパケツトにお
いては、情報データを収容したデータ部２０４の
直前に、デイジタルデータの同期を制御する同期
パターンを収容してデータパケツトの始端を表わ
す同期部２０１、データ伝送の相手局を識別する
ためのアドレスを収容したアドレス部２０２およ
び情報データの種類、パケツト長、情報処理の順
序等の制御情報を収容した制御部２０３を順次に
先行させるとともに、データ伝送の誤り検出のた
めのいわゆるCRC符号すなわち誤り検出用周期
冗長信号を収容したFCS部２０５を直後に後続さ
せ、それら各部の有意情報を各インターフエース
回路１０６，１０７，１０８等により解読させる
点は、従来のイーサネツト型ネツトワークにおい
ても同様であるが、従来提案および本発明による
優先権付加通信制御方式においては、それら各部
の有意の情報の直前に、無変調にてそれぞれ所定
の有意の時間だけ継続するキヤリヤ信号からなる
プリアンブル２００をさらに先行させている。こ
のプリアンブル２００は無変調キヤリヤ信号の存
在により伝送路１００が使用状態にあることを他
局に知らせるとともに、その有意の継続時間長に
よりそれぞれのデータパケツトの優先順位を表わ
すようにしたものであり、例えば最低位とする０
より順次に０、１、２、…としてて一般にｉとす
る優先順位に応じ、同軸ケーブルよりなる伝送路
１００の全長によつて決まる最大信号伝搬時間を
τとし、各インターフエース回路１０６，１０
７，１０８等における信号処理に要する時間に基
づく信号遅延量をγとしたときに、プリアンブル
２００における無変調キヤリヤ信号の継続時間P_i
をつぎの(1)式により設定する。

P_i＝（2τ＋γ）_i (1) この(1)式は、伝送路の一端に位置する他局から
優先順位ｉに相当する継続時間長のキヤリヤ信号
よりなるプリアンブル２００を送出した時点か
ら、そのプリアンブルが伝送路１００の他端に位
置する他の端局に到達する直前に、当該他の端局
から、伝送路１００が空きの状態にあると判断し
て送出した同一もしくは直下乃至直上の優先順位
に相当する継続時間長のキヤリヤ信号よりなるプ
リアンブル２００が当該優先順位ｉの端局に到達
する時点までの経過時間、すなわち、当該伝送路
１００の空き状態を確認するに要する最長の保護
時間（2τ＋γ）を単位の継続時間として優先順位
ｉに相当するキヤリヤ信号の継続時間長を設定す
るようにしたものである。なお、イーサネツト型
ネツトワークを原型とする従来提案および本発明
による優先権付加通信制御方式においては、従来
のイーサネツト型ネツトワークにおけると同様
に、第２図示の構成によるデータパケツトの有意
の制御情報に基づく通信制御の機能を各端局のイ
ンターフエース回路に分散して付与してあり、ネ
ツトワーク全体を管理する中心局は存在しないの
であるから、冒頭に述べたように、各端局に発生
した故障の影響は当該端局のみに局限され、デー
タ伝送に対する高い信頼性が得られることにな
る。

しかして、上述のようなプリアンブル２００を
先行させて構成したデータパケツトの本発明方式
による通信制御のアルゴリズムは、つぎの手順(a)
乃至(b)により順次に構成する。

(a) データパケツトの送出要求が発生すると、ま
ず、伝送路１００の使用状態を調べ、空きの状
態にあるときには、即時に第２図示の構成によ
るデータパケツトの送出を開始するが、伝送路
１００がすでに他局から送出した第２図示の構
成によるデータパケツトにより占有されている
ときには、伝送路１００が空きの状態となるま
で自局の第２図示の構成によるデータバケツト
の送出を保留し、伝送路１００が空き状態とな
つた時点にてその送出を開始する。

(b) 自局からの第２図示の構成によるデータパケ
ツトの送出開始後においても、少なくともプリ
アンブル２００の送出中においては伝送路１０
０の状態を監視し、他局から送出したプリアン
ブル２００との衝突の発生の有無を調べる。

(c) 自局からのプリアンブル２００の送出中に他
局から送出したプリアンブル２００との衝突の
発生を検出したときには、例えば順位０とする
最低優先順位のデータパケツトについては、即
時にその送出を中止し、無作為に設定した遅延
時間の経過後に上述した手順(a)乃至(c)を反復し
て行なう。

(d) ｉ≧１とする優先順位ｉのデータパケツトに
ついては、そのプリアンブル２００の送出開始
後、前述した単位のキヤリヤ信号継続時間（2τ
＋γ）毎に他局から送出したプリアンブル２０
０との衝突の発生の有無を調べ、自局からプリ
アンブル２００の所定の継続時間が経過した時
点までに他局か送出したプリアンブル２００と
の衝突の発生を検出しなかつたときには、その
時点に引続いて、同期部２０１から有意の情報
データ各部の送出を開始する。一方、自局から
のプリアンブル２００の所定の継続時間、すな
わち、(1)式により設定した継続時間Piが経過し
た時点においても、なお、他局からのプリアン
ブル２００の送出を検出したときには、その時
点にて自局からの第２図示の構成によるデータ
パケツトの送出を一旦中止するも、従来方式に
おけるように無作為に設定する遅延時間の経過
を待つことなく、例えば、所定の連続したＮ通
りの整数群の中から無作為に選択した整数を新
たな順位i′として、新たな継続時間P_i′＝（2τ＋
γ）i′のキヤリヤ信号よりなるプリアンブル２
００を先行させて新たな第２図示の構成のデー
タパケツトの送出を即時に再開し、上述した手
順(a)乃至(d)を反復して行なう。

しかして、上述の手順(d)における新たな優先順
位の具体的な設定方式としては種々の方式が考え
られるが、当初の優先順位を甚しくは逸脱せず、
しかも、伝送すべき情報信号としては価値のない
いわゆるオーバヘツドとなるプリアンブルの継続
時間長を従らに増大させることのないつぎの設定
方式(A)乃至(C)を採用するのが好適である。

(A) 当初の優先順位ｉの如何には拘わりなく、例
えば、連続したＮ通りの整数群１、２、…、Ｎ
の中から無作為に一つの整数i′を選定し、その
新たな優先順位i′に対応する新たな継続時間
P_i′＝（2τ＋γ）i′のキヤリヤ信号よりなるプリ
アンブル２００を先行させて第２図示のデータ
パケツトを新たに構成する。

(B) 当初の優先順位ｉに応じて新たな優先順位
i′を選定する整数群の範囲を異ならせ、当初の
優先順位ｉに対してＮ通りの整数群ｉ、ｉ＋
１、…、ｉ＋Ｎ−１の中から無作為に一つの整
数i′を選定し、その新たな優先順位i′に対応す
る新たな継続時間P_i′＝（2τ＋γ）i′のキヤリヤ
信号よるなうプリアンブル２００を先行させて
第２図示のデータパケツトを新たに構成する。

(C) 当初の優先順位ｉに対してＮ通りの整数群
（ｉ＋１）Ｎ＋１、（ｉ−１）Ｎ＋２、…、iN
の中から無作為に一つの整数を選定し、その新
たな優先順位i′に対応する新たな継続時間P_i′＝
（2τ＋γ）i′のキヤリヤ信号よりなるプリアン
ブル２００を先行させて第２図示のデータパケ
ツトを新たに構成する。

しかして、上述の設定方式(A)は、再送出時にお
ける新たな優先順位の相互間には当初の優先順位
に基づく有意差を設けないようにしたものであ
り、再送出時には、当初の低位の優先順位のデー
タパケツトが当初の高位の優先順位のデータパケ
ツトに優先することがあり得る不合理は含むもの
の、本来冗長信号成分であるプリアンブル２００
の新たな設定によるその冗長度すなわちオーバヘ
ツドの程度は最も少なくなる。

また、上述の設定方式(C)は、当初の優先順位の
上下関係が新たな優先順位においても同様に保持
され、当初の低位の優先順位のデータパケツトが
当初の高位の優先順位のデータパケツトに優先す
ることが絶対にないようにしたものであり、優先
権付与の効果は確実に得られるが、プリアンブル
によるオーバヘツドの程度が大きくなる。

さらに、上述の設定方式(B)は、プリアンブルに
よるオーバヘツドの程度および優先権付加の効果
ともに上述した設定方式(A)と(C)との中間に位置す
るものであり、同一優先順位のデータパケツト相
互の衝突発生時に両者がともに信号送出を一旦中
止した後に低位の優先順位の新たなデータパケツ
トが割込んで送出を開始しても、その後発のデー
タパケツトが衝突後に送出を再開したデータパケ
ツトより優先することがないようにして、再送出
時の新たな優先順位を設定するようにしたもので
ある。

しかして、以上に説明した本発明通信制御方式
の実施例においては、同一優先順位のデータパケ
ツト相互の衝突が発生したときに新たな優先順位
をそれぞれに再割付けして信号送出を再開するの
は、最低の優先順位、例えば順位０のデータパケ
ツトを除いて、例えば順位１よりする高位の優先
順位を有するデータパケツトのみとし、最低位０
の優先順位のデータパケツト相互の衝突発生時に
は、従来のイーサネツト型ネツトワークにおける
と同様に、無作為に設定した遅延時間の経過後に
それぞれ信号送出を再開するようにしたが、最低
順位０をも含めて全ての優先順位のデータパケツ
トについて、同一順位相互の衝突発生時に、無作
為に設定した遅延時間の経過を持つことなく、そ
れぞれ新たな優先順位を付与して直ちに信号送出
を再開させるようにすることもできる。一方、伝
送路の空き状態を確認するには、前述したように
伝送路の路長によつて決まる保護時間（2τ＋γ）
の経過を待つて他局からの信号の開始乃至終了を
検出する必要があるので、自局からデータパケツ
トに先立つてプリアンブルの送出を開始し、他局
からほぼ同時に送出を開始したプリアンブルとの
衝突を検出した状態にて自局からの所定の継続時
間長のプリアンブルの送出が終了したときに、上
述の保護時間（2τ＋γ）が経過しても、なお、他
局から送出しているプリアンブルが検出される場
合には、自局からのプリアンブルと衝突した他局
からのプリアンブルの中には、少なくとも一つは
自局から送出しようとしているデータパケツトよ
り高位の優先順位を有して、自局のプリアンブル
より長い継続時間のプリアンブルが存在してい
る、と判断することができる。したがつて、かか
る保護時間（2τ＋γ）を見込んだ他局からのプリ
アンブル送出の継続時間を考慮すれば、本発明優
先権付加通信制御方式の実施の態様をさらに改良
することができる。すなわち、例えばつぎに述べ
る態様（）乃至（）によつて、本発明通信制
御方式をさらに効果的に実施することができる。

() 自局からのプリアンブルと他局からのプリ
アンブルとのほぼ、同時の送出開始による衝突
が発生したときに、自局からのプリアンブルの
所定継続時間の経過による送出の終了とほぼ同
時に他局からのプリアンブルの送出の終了を検
出したとき、すなわち、衝突の相手局が自局と
同一優先順位にあることが判明したときのみ、
前述した新たな優先順位の再割付けを行なつて
直ちにプリアンブルの送出しを再開し、自局か
らのプリアンブルの所定継続時間の経過による
送出の終了後、保護時間（2τ＋γ）が経過して
も、なお、他局からのプリアンブル送出が継続
しているとき、すなわち、衝突の相手局が自局
より高位の優先順位にあるときには、上述の新
たな優先順位の再割付けを行なわず、伝送路の
空き状態となるのを待つて自局のプリアンブル
を当初の優先順位のもとに送出する。

() 衝突の相手局が自局と同一優先順位にある
ことが判明したときのみ、新たな優先順位を再
割付けして直ちにプリアンブルの送出を再開す
るところまでは上述した実施態様（）と同様
であるが、自局からのプリアンブルの所定継続
時間の経過による送出の終了後、保護時間（2τ
＋γ）が経過しても、なお、他局からのプリア
ンブル送出が継続しているとき、すなわち、衝
突の相手局が自局より高位の優先順位にあると
きには、上述の新たな優先順位の再割付けを行
なわず、従来のイーサネツト型ネツトワークに
おけると同様に、伝送路の空き状態となるのを
待つて、無作為に設定した遅延時間の経過後
に、自局のプリアンブルを当初の優先順位のも
とに送出する。

() 衝突の相手局が自局と同一優先順位にある
ことが判明したときにのみ、新たな優先順位を
再割付けして直ちにプリアンブルの送出を再開
するところまでは、上述した実施態様（）、
（）と同様であるが、自局からのプリアンブ
ルの所定継続時間の経過による送出の終了後、
保護時間（2τ＋γ）が経過しても、なお、他局
からのプリアンブル送出が継続しているとき、
すなわち、衝突の相手局に自局より高位の優先
順位にある端局が存在しているときには、その
高位の優先順位にある端局からのデータパケツ
トの送出の終了を検出した後、上述した保護時
間（2τ＋γ）の経過を待つて伝送路が空き状態
になつたことを確認したうえで、衝突の相手局
中に自局と同一優先順位にある端局も存在して
いる場合に備え、前述した新たな優先順位を再
割付けして自局のプリアンブルを送出する。

本発明通信制御方式を上述した各態様（）乃
至（）によつて実施すれは、衝突後の新たな優
先順位の再割付けによる信号送出の再開時に、低
位の優先順位にあつたデータパケツトが最高位の
優先順位にあつたデータパケツトに優先するとい
つた不合理な態様の通信制御が行なわれるのを防
止することができ、したがつて、上述の態様
（）による最も簡単な態様のデータパケツト再
送出を行なつても、優先権付加通信制御の効果の
阻害が著しく軽減され、優先順位に応じてデータ
パケツト伝送における通信遅延時間が短縮される
という優先権付加通信制御方式の効果を顕著に増
大させることができる。

つぎに、本発明方式による優先権付加制御のも
のとに行なうデータパケツト伝送の具体的な実施
の態様を第３図および第４図につき説明する。第
３図は、３端局３０１，３０２および３０３か
ら、それぞれ、優先順位０、１および２を付した
データパケツトの送出を同時に開始した場合にお
ける伝送路の状態を示したものであり、端局３０
１のデータパケツト３０９は、優先順位０である
から、信号伝搬時間３１３が経過した時点３０４
において他局から送出したプリアンブルとの衝突
を検出すると同時に時局からのデータパケツトの
送出を中止し、無作為に設定した遅延時間（図示
せず）の経過の後にデータパケツトの送出を再開
する。また、端局３０２のデータパケツト３１０
は、優先順位１であるから、他局から送出したプ
リアンブルとの衝突を検出しても直ちには時局の
プリアンブルの送出を中止せず、そのプリアンブ
ルに割付けた優先順位１に対応した継続時間（2τ
＋γ）の経過後にも依然として他局、実際には端
局３０３から送出したプリアンブル３０６との衝
突が継続しているので、上述のプリアンブル継続
時間（2τ＋γ）が経過した時点３０５にてプリア
ンブル３１０の送出を終了し、自局の優先順位を
当初の順位１から新たな順位Ｌに変更したうえ
で、引続き伝送路の状態を調べ、伝送路が空き状
態となるまで待機する。さらに、端局３０３のデ
ータパケツトは、優先順位２であり、当該３端局
の中では最高位にあるので、プリアンブル３０６
の送出開始後直ちに他局からのプリアンブルとの
衝突を検出するも、そのプリアンブル３０６の送
出を継続すると、時点３１４にて他局、実際には
端局３０２からのプリアンブル３１０との衝突の
解消が検出されるので、優先順位２に対応したプ
リアンブル継続時間２（2τ＋γ）が経過した時点
３０８にて、第２図示の構成によるデータパケツ
ト中最先の有意のデータである同期部２０１から
始めてデータパケツト３１２の送出を開始し、自
局からのデータパケツト伝送を完了する。このよ
うにして３端局中最高優先順位にある端局３０３
からのデータパケツト３１２の伝送が完了する
と、その完了から保護時間（2τ＋γ）が経過した
時点３１５にて、伝送路が空き状態になつたこと
を確認のうえで、端局３０２から再割付けした新
たな優先順位Ｌのプリアンブル３０７の送出を再
開するが、当初の優先順位１に対応したプリアン
ブル継続時間（2τ＋γ）が経過しても他局からの
送出信号との衝突が発生しないので、その時点に
てプリアンブル３０７の送出を打切り、引続いて
データパケツト３１１の送出を開始し、最高位の
端局３０３に次いで、次位の端局３０２からのデ
ータパケツト伝送を完了する。このように、送出
信号の衝突が生じた端局間にてそれぞれのデータ
パケツトに付与した優先順位がいずれも相違して
いる場合には、優先順位の高い順にデータパケツ
トの伝送が最小限の通信遅延時間をもつて効率よ
く完了することになる。

一方、第４図は、いずれも同一優先順位にある
３端局４０１，４０２および４０３からの同一継
続時間長のプリアンブル４０４，４０５および４
０６の送出を同時に開始した場合における伝送路
の状態、すなわち、本発明方式によるデータパケ
ツト伝送制御の態様を示したものであり、それら
同時に送出を開始した同一継続時間長のプリアン
ブル４０４，４０５および４０６は、その同一継
続時間、例えば優先順位１に対応した継続時間
（2τ＋γ）の経過時に同時にそれぞれの送出を終
了するとともに、新たな優先順位L₁，L₂および
L₃をそれぞれ再割付けしたうえで、当初のプリ
アンブル４０４，４０５，４０６の送出終了後、
保護時間（2τ＋γ）が経過して、伝送路の空き状
態を確認した時点４０７，４０８および４０９に
て、それぞれ、新たなプリアンブルの送出を再開
する。しかして、上述した新たな優先順位L₁，
L₂およびL₃が例えばL₁＜L₃＜L₂の関係にあつた
とすると、３端局中、最高優先順位にある端局４
０２を除く端局４０１および端局４０３において
は、それぞれの新たな優先順位L₁およびL₃にそ
れぞれ対応した継続時間L₁（2τ＋γ）およびL₃
（2τ＋γ）が経過した時点にてそれぞれの新たな
プリアンブル送出を終了するも、端局４０２から
の新たなプリアンブル送出が継続して検出される
ので、その上位端局４０２からのデータパケツト
送出の終了を待機する。しかして、自局と同様に
待機中の同一優先順位の他局の存在を互いに考慮
して、再度、寝たな優先順位L₁′およびL₃′の再割
付けを行なつておく。一方、上位端局４０２にお
いては、新たなプリアンブルの送出再開後に、下
位端局中、高位の優先順位にある端局４０３から
の新たなプリアンブルの継続時間L₃（2τ＋γ）が
経過して、他局すなわち端局４０３からの送出信
号との衝突が検出されなくなつてから、さらに保
護時間（2τ＋γ）が経過した時点にて、自局から
の新たなプリアンブル４１０の送出を打切り、引
続いてデータパケツト４１１の送出を開始し、再
割付けにより最高優先順位を得た端局４０２から
のデータパケツト伝送が最先に完了することにな
る。しかして、端局４０２からのデータパケツト
４１１の送出完了後、保護時間（2τ＋γ）が経過
した時点にて伝送路の空き状態を確認したうえ
で、端局４０１および４０３から、上述の再再割
付けした新たな優先順位L₁′およびL₃′を付して新
たなプリアンブルをほぼ同時に再再送出するが、
その新たな優先順位L₁′およびL₃′がL₁′＜L₃′の関
係にあつたとすると、下位端局４０１からの新た
なプリアンブルの継続時間L₁′（2τ＋γ）および保
護時間（2τ＋γ）が経過した時点にて、上位端局
４０３は、新たなプリアンブル４１２の送出を打
切り、引続いてデータパケツト４１３の送出を開
始し、再割付けによる最高位端局４０２に次いで
次位端局４０３からのデータパケツト伝送が完了
することになる。残る端局４０１においては、再
割付けによる上位端局４０３との衝突後、再び優
先順位を変更して上位端局４０３からのデータパ
ケツト伝送の完了を待機し、そのデータパケツト
４１３の送出完了後、保護時間（2τ＋γ）が経過
した時点にて、新たな優先順位L₁″のもとにプリ
アンブル４１４の送出を再開するが、保護時間
（2τ＋γ）が経過しても他局との衝突が検出され
ないので、その時点にてプリアンブル４１４の送
出を打切り、引続いてデータパケツト４１５の送
出を開始し、再割付けによる最下位端局４０１か
らのデータパケツト伝送も完了することになる。

以上説明したように、本発明優先権付加通信制
御方式によれば、同一優先順位にある複数端局か
らのデータパケツトの同時送出による多重衝突が
発生した場合においても、プリアンブルの継続時
間長をそれぞれ無作為に変更して直ちに信号送出
を再開するので、従来に比して格段に短かい通信
遅延時間をもつて、再割付けした新たな優先順位
を応じ、次々にデータパケツトの伝送を効率よく
完了することができる。さらに、かかる複数の同
一優先順位端局間における衝突後の信号処理期間
中に、他の最低優先順位端局からのデータパケツ
ト送出が割込んで行なわれようとしても、衝突後
に再割付したそれらの複数端局の優先順位が常に
最低順位より高位の優先順位に設定されるのであ
るから、従来の例えばイーサネツト型ネツトワー
クにおけるように無作為に設定した遅延時間の経
過を待つて信号送出を再開する場合のように、他
の端局からの新たな信号送出による割込みにより
データパケツト伝送の通信遅延時間の増大を来た
すおそれがなく、同一優先順位にある複数端局か
らのデータパケツト伝送についても、優先権付加
制御の効果を確実に挙げることができる。

本発明優先権付加通信制御方式の上述したよう
な顕著な効果を明示するために、前述した実施態
様（）にて、各端局に割付けた優先順位を０お
よび１の２種類のみに限定して行なつたシミユレ
ーシヨンにより求めたデータパケツト伝送の平均
通信遅延時間５０３のスループツトすなわち使用
効率５０４に対する変化の態様を第５図に特性曲
線にして示す。なお、上述したシミユレーシヨン
のモデルは、優先順位０および１の端局数をそれ
ぞれ100局とし、各端局においてはいわゆるポア
ソン到着によつて固定時間長のデータパケツトを
送出するものと仮定したものであり、また、無作
為に設定した遅延時間の経過を待つて信号送出を
再開する際には、その遅延時間の平均間隔を0.25
パケツト長とし、さらに、再割付けする新たな優
先順位の数をＮをＮ＝10として、5000パケツト長
のデータパケツト伝送期間についてシミユレーシ
ヨンを行なつた結果を、縦軸にとつた平均通信遅
延時間５０３をパケツト長により正規化して示し
てある。

かかる第５図示の通信遅延時間特性曲線群にお
いて、曲線５００は、各データパケツトに優先権
を全く付与しない従来のイーサネツト型ネツトワ
ークによつた場合の通信遅延時間特性を示し、曲
線５０１は、本発明方式により優先権付加制御を
行なつた場合における優先順位０のデータパケツ
ト伝送に対する通信遅延時間特性を示し、曲線５
０２は、同じ場合における優先順位１のデータパ
ケツト伝送に対する通信遅延時間特性を示し、さ
らに、曲線５０５は、従来提案方式による優先権
付加制御を行なつた場合における優先順位１のデ
ータパケツト伝送に対する通信遅延時間特性を示
したものである。これらの各特性曲線を対比すれ
ば明らかなように、伝送路を共用する複数端局か
らのデータパケツト伝送に対して、優先権を付与
したこと、および衝突後の再送出時に新たな優先
権を付与したことにより、優先順位１を付与した
データパケツトがトラヒツクの半数を占め、従来
提案方式による優先権付加制御によつては十分な
効果が得られないような場合においても、本発明
方式による優先権付加制御を行なえば、優先順位
１を付与したデータパケツト伝送の通信遅延時間
がスループツトの飽和領域１の近傍においても十
分に短かい値の範囲に抑えられ、しかも、かかる
上位パケツトの伝送効率向上の反作用を受ける下
位の優先順位０を付与したデータパケツト伝送に
対する通信遅延時間特性の劣化もわずかな程度に
留め得ることを確かめることができた。

つぎに、第１図に示した構成によるデータパケ
ツト伝送回路網に本発明優先権付加制御方式を適
用する場合に、各インターフエース回路１０６，
１０７，１０８等内に設置すべき優先権付加制御
回路の構成例を第６図に示す。図示の回路構成に
おいて、入力端子かいら導入する制御信号ｂは、
伝送路１００が自局以外の端局から送出したデー
タパケツトにより占有されていることを示すため
に、伝送路１００上に現れたキヤリア信号をハイ
ブリツト回路を介して取込み、自局から送出した
キヤリアし信号はそのハイブリツト回路により相
殺除去して他局から送出したキヤリア信号のみを
検出し得るようにして形成したキヤリア信号検出
出力信号からなつており、自局からのデータパケ
ツトに先行するプリアンブルの送出中に他局から
送出したプリアンブルとの衝突の発生を検出する
に用いる。しかして、自局からのデータパケツト
送出要求がなされると、入力端子からフリツプフ
ロツプ６００のセツト入力端子Ｓに印加する信号
ｒが論理レベル１となり、フリツプフロツプ６０
０がセツトされ、論理レベル１のＱ出力がアンド
ゲート６０１の一方の入力端子に供給される。し
かして、制御信号ｂが論理レベル１となるとき、
すなわち、伝送路１００が他局からのデータパケ
ツトによつて占有され、もしくは、他局からのプ
リアンブルが送出されているときには、その論理
レベル１の制御信号ｂが、インバータ６０９およ
びオアゲート６１０を順次に介して、アンゲート
６０１の他方の入力端子に論理レベル０となつて
印加されるので、アンドゲート６０１の出力は論
理レベル０となり、そのアンド出力によつて制御
されるクロツク発生回路６０３は作動せず、その
クロツク発生回勘６０３からの連続クロツクパル
ス列信号ck１の送出は保留される。これに反し、
伝送路１００が空き状態になつて制御信号ｂが論
理レベル０になると、アンドゲート６０１の出力
が論理レベル１となり、クロツク発生回路６０３
が作動して連続クロツクパルス列信号ck１が送
出され、外部回路（図示せず）にてその連続クロ
ツクパルス列信号ck１からプリアンブル２００
が形成され、伝送路１００に送出される。それと
同時に、アンゲート６０１の出力の論理レベル１
となる立上りを立上り検出回路６０４により検出
し、その検出出力の論理レベル１の信号がフリツ
プフロツプ６０２のセツト入力端子Ｓに印加され
るので、そのフリツプフロツプ６０２がセツトさ
れ、そのＱ出力が論理レベル１となつてオアゲー
ト６１０に供給されるので、伝送路１００が一旦
空き状態となつて制御信号ｂが論理レベル０とな
り、上述のようにしてプリアンブル２００の送出
が開始された後に、他局からほぼ同時に送出した
プリアンブルが到達して制御信号ｂが再び論理レ
ベル１となつても、クロツク発生回路６０３は作
動し続け、したがつて、プリアンブル２００は継
続して送出される。また、クロツク発生回路６０
３からの連続クロツクパルス列信号ck１はアン
ゲート６０８の一方の入力端子に供給されている
が、他方の入力端子に供給されるフリツプフロツ
プ６０２のの出力が上述したセツト状態におい
ては論理レベル０となつているので、アンゲート
６０８は閉路されておりそのアンゲート６０８か
らのデータパケツト送出用クロツク信号ck２の
送出は保留されている。さらに、クロツク発生回
路６０３からの連続クロツクパルス列信号ck１
はカウンタ６０５にも供給されて計数され、伝送
路１００の信号伝送保護時間に等しく設定する単
位のプリアンブル継続時間（2τ＋γ）毎、あるい
は、所定長のプリアンブル継続時間の経過時に形
成された論理レベル１の計数言力Q₁がアンドゲ
ート６０６の一方の入力端子に供給される。その
アンドゲート６０６の他方の入力端子には制御信
号ｂがインバータ６０９を介して供給されている
ので、その制御信号ｂが論理レベル０となる伝送
路１００の空き状態のときには、アンドゲート６
０６の出力がカウンタ６０５の計数出力Q₁の印
加と同時に論理レベル１となり、そのアンド出力
をリセツト入力端子Ｒに印加したフリツプフロツ
プ６０２がリセツトされるので、その出力が論
理レベル１となり、アンドゲート６０８が開路し
て、データパケツト送出用クロツク信号ck２が
送出され、外部回路（図示せず）にて情報信号に
より変調されて第２図示の構成によるデータパケ
ツト２０１乃至２０５が形成され、伝送路１００
に送出されると同時に、連続クロツクパルス列信
号ck１から形成されたプリアンブル２００の送
出が停止される。一方、カウンタ６０５の他方の
計数出力Q₂は、所定長のプリアンブル継続時間
の経過時に論理レベル１となつてアンドゲート６
０７の一方の入力端子に供給され、自局のプリア
ンブル２００の所定継続時間の経過による送出終
了時に、上位の他局からのプリアンブル送出が継
続しているために他方の入力端子に供給してある
制御信号ｂが論理レベル１になつていた場合に
は、上位端局との衝突が継続しているのであるか
ら、アンドゲート６０７の出力が論理レベル１と
なることにより、そのアンド出力をリセツト入力
端子に印加したフリツプフロツプ６００がリセツ
トされ、そのＱ出力が論理レベル０となるので、
そのＱ出力を供給してあるアンドゲート６０１の
出力も論理レベル０となり、クロツク発生回路６
０３の作動が停止して、伝送路１００が空き状態
となるのを待つ待機状態となる。

第６図示の構成による優先権付加制御回路の以
上のような動作により、本発明方式による前述し
たような一連の優先権付加通信制御が忠実に実現
され、しかも、かかる構成による優先権付加制御
回路の設置による端局装置のハードウエア量の増
加はわずかであり、本発明方式の適用により従来
のデータパケツト伝送系の経済性は損われない。

以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、同軸ケーブルからなる伝送路を共通に使用す
る複数端局からのデータパケツト伝送に情報デー
タの重要度に応じた優先権を付与してデータパケ
ツト相互の競合による伝送遅延時間の短縮を図る
際に、電話回線における音声パケツトのように即
時性に対して厳しい要求がなされ、しかも、同一
優先順位にあるデータパケツトの送出数が多くな
るような場合においても、優先権付加制御の効果
が確実に得られ、優先順位に応じてデータパケツ
ト伝送の競合による遅延時間を、従来に比し、格
段に短縮することができる。したがつて、本発明
優先権付加通信制御方式は、冒頭に述べた同一敷
地内の電子計算機間あるいは端局装置間の通信に
適用して上述のような顕著な効果を挙げ得るのみ
ならず、構内電話交換、画像通信等、性質を異に
する各種情報の伝送乃至交換を単一のネツトワー
クにより総合して処理し得る利点も得られ、オフ
イスオートメーシヨン等のローカルネツトワーク
に適用して好適な通信制御方式として極めて有望
と認められる。

【図面の簡単な説明】

第１図はデータパケツト伝送回路網の構成を示
すブロツク線図、第２図は優先権付加通信制御を
適用するデータパケツト４１３の構成例を示す線
図、第３図は本発明方式による優先権付加通信制
御の態様の例を示すタイムチヤート、第４図は同
じくその態様の他の例を示すタイムチヤート、第
５図は本発明方式による優先権付加通信制御の効
果の例を従来方式と対比して示す特性曲線図、第
６図は本発明方式による優先権付加制御回路の構
成例を示すブロツク線図である。 １００……伝送路、１０１，１０２……特性イ
ンピーダンス、１０３，１０４，１０５……タツ
プ、１０６，１０７，１０８……インターフエー
ス回路、１０９，１１０，１１１……端末装置、
２００……プリアンブル、２０１……同期部、２
０２……アドレス部、２０３……制御部、２０４
……データ部、２０５……FCS部、３０１，３０
２，３０３……端局、３０４，３０５，３０８，
３１４，３１５……時点、３０６，３０７，３１
０……プリアンブル、３０９，３１１，３１２…
…データパケツト、３１３……信号伝搬時間、４
０１，４０２，４０３……端局、４０４，４０
５，４０６，４１０，４１２，４１４……プリア
ンブル、４０７，４０８，４０９……時点、４１
１，４１３，４１５……データパケツト、５０
０，５０１，５０２，５０５……特性曲線、５０
３……平均通信遅延時間、５０４……スループツ
ト、６００，６０２……フリツプフロツプ、６０
１，６０６，６０７，６０８……アンドゲート、
６０３……クロツク発生回路、６０４……立上り
検出回路、６０５……カウンタ、６０９……イン
バータ、６１０……オアゲート。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数端局の相互間を共通に接続する伝送路に
   データの優先順位に応じた継続長のキヤリヤ信号
   を先行させて相手局のアドレスを付したデータパ
   ケツトを前記複数端局からそれぞれ送出して相互
   に通信するとともに、前記キヤリヤ信号相互の同
   時送出が発生したときには前記キヤリヤ信号の継
   続長の順に優先して前記データパケツトを送出す
   るように制御する優先権付加通信制御方式におけ
   る同一もしくは自局より高位の優先順位の前記キ
   ヤリヤ信号相互の同時送出に関し、自局の所定継
   続長の前記キヤリヤ信号の送出の終了時における
   地局からの前記キヤリヤ信号の送出のほぼ同時の
   終了の検出により検知した同一優先順位の前記キ
   ヤリヤ信号相互の同時送出に対しては、引続き、
   所定の整数群からそれぞれ無作為に選択した整数
   に基づいてそれぞれ設定した新たな優先順位に応
   じ新たな継続長の前記キヤリヤ信号をそれぞれ先
   行させて自局および当該他局の前記データパケツ
   トをそれぞれ再度送出し、自局の所定継続長の前
   記キヤリヤ信号の送出の終了時における他局から
   の前記キヤリヤ信号の継続送出の検出により検知
   した自局より高位の優先順位の前記キヤリヤ信号
   相互の同時送出に対しては、当該他局からの前記
   データパケツトの優先送出の終了に引続き、自局
   の所定継続長の前記キヤリヤ信号を先行させて自
   局の前記データパケツトを再度送出するようにし
   たことを特徴とする優先権付加通信制御方式。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の通信制御方式に
   おいて、前記所定の整数群からそれぞれ無作為に
   選択した整数に基づいてそれぞれ設定する前記新
   たな優先順位の範囲を当初の優先順位に応じて順
   次に変化させるようにしたことを特徴とする優先
   権付加通信制御方式。 ３ 特許請求の範囲第１項または第２項に記載の
   通信制御方式において、自局より高位の優先順位
   にある前記他局からの前記データパケツトの優先
   送出の終了に引続き、前記所定継続長の前記キヤ
   リヤ信号を先行させて自局の前記データパケツト
   を再度送出するようにしたことを特徴とする優先
   権付加通信制御方式。 ４ 特許請求の範囲第１項または第２項に記載の
   通信制御方式において、自局より高位の優先順位
   にある前記他局からの前記テータパケツトの優先
   送出の終了に引続き、自局と同一優先順位の他局
   からの前記キヤリヤ信号の同時再送出に備え、前
   記新たな優先順位に応じた前記新たな継続長の前
   記キヤリヤ信号を先行させて自局の前記データパ
   ケツトを再度送出するようにしたことを特徴とす
   る優先権付加通信制御方式。