JPH0362062B2 - - Google Patents
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- JPH0362062B2 JPH0362062B2 JP57098341A JP9834182A JPH0362062B2 JP H0362062 B2 JPH0362062 B2 JP H0362062B2 JP 57098341 A JP57098341 A JP 57098341A JP 9834182 A JP9834182 A JP 9834182A JP H0362062 B2 JPH0362062 B2 JP H0362062B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- communication
- bus
- buses
- transmission
- nodes
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- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 50
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 30
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 28
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 14
- 101100172132 Mus musculus Eif3a gene Proteins 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L12/00—Data switching networks
- H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
- H04L12/40—Bus networks
- H04L12/407—Bus networks with decentralised control
- H04L12/413—Bus networks with decentralised control with random access, e.g. carrier-sense multiple-access with collision detection [CSMA-CD]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Small-Scale Networks (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の属する技術分野〕
本発明は、ローカル・ネツトワーク通信方式に
関し、特にCSMA／CD方式（Carrier Sense
Multiple Acces／Collision Detection方式）を
利用した通信方式に関する。
関し、特にCSMA／CD方式（Carrier Sense
Multiple Acces／Collision Detection方式）を
利用した通信方式に関する。
近年、同一のビルや工場、敷地内に存在するコ
ンピユータ、データ端末機器を相互接続するロー
カル・ネツトワークが、オフイス・オートメーシ
ヨン、フアクトリー・オートメーシヨンを進める
上での基本手段として注目を集めており、その各
種方式が提案され、かつ実用化されている。なか
でも著名な方式は、CSMA／CD方式によるバス
形の通信方式であり、これは簡単かつ低コストな
方式として注目を浴びている。この方式の代表例
にはDEC，Intel，Xeroxの３社により共同開
発・発表されたEthernetと呼ばれるローカル・ネ
ツトワークがある。
ンピユータ、データ端末機器を相互接続するロー
カル・ネツトワークが、オフイス・オートメーシ
ヨン、フアクトリー・オートメーシヨンを進める
上での基本手段として注目を集めており、その各
種方式が提案され、かつ実用化されている。なか
でも著名な方式は、CSMA／CD方式によるバス
形の通信方式であり、これは簡単かつ低コストな
方式として注目を浴びている。この方式の代表例
にはDEC，Intel，Xeroxの３社により共同開
発・発表されたEthernetと呼ばれるローカル・ネ
ツトワークがある。
第１図は、このシステムの基本構成を示すもの
であり、同軸ケーブルによるバス＃に距離的に離
れたノードＡ，Ｂがアクセスしている例をしめ
す。なお、一般には数十のノードが同一バスにア
クセスするが、図では簡単のため二つのノード
Ａ，Ｂのみがある場合を示す。
であり、同軸ケーブルによるバス＃に距離的に離
れたノードＡ，Ｂがアクセスしている例をしめ
す。なお、一般には数十のノードが同一バスにア
クセスするが、図では簡単のため二つのノード
Ａ，Ｂのみがある場合を示す。
各ノードは、送信データSDを受けて同軸ケー
ブルに信号を送出する送信機TX、同軸ケーブル
上を流れる情報をノードに取り込んで受信データ
RDとしてノード端末に送出する受信機RX、送
受信の衝突を検出して衝突検出出力CDをノード
端末に送出する衝突検出回路Ｄ、および送信機
TXと受信機RXを同軸ケーブルに物理的に接続
する手段であるタツプＴから構成される。
ブルに信号を送出する送信機TX、同軸ケーブル
上を流れる情報をノードに取り込んで受信データ
RDとしてノード端末に送出する受信機RX、送
受信の衝突を検出して衝突検出出力CDをノード
端末に送出する衝突検出回路Ｄ、および送信機
TXと受信機RXを同軸ケーブルに物理的に接続
する手段であるタツプＴから構成される。
第２図は、上記CSMA／CD方式による通信の
動作例を説明するための図である。
動作例を説明するための図である。
各ノードは、通常、その送信開始時にバス＃上
で他ノード間通信を傍受（Carrier Sense）し、
無通信状態にあることが確認できた場合にのみ送
信を開始する。第２図のノードＡからの送信バー
ストA1，ノードＢからの送信バーストB1はこの
ようにして各ノードから送出され、かつ無事通信
を完了した場合の例である。しかし、無通信状態
であることを確認して送信を開始しても、他ノー
ドも同様にして送信を開始することがあり、この
場合は、同一バス上で送信バースト相互の衝突を
生ずる。
で他ノード間通信を傍受（Carrier Sense）し、
無通信状態にあることが確認できた場合にのみ送
信を開始する。第２図のノードＡからの送信バー
ストA1，ノードＢからの送信バーストB1はこの
ようにして各ノードから送出され、かつ無事通信
を完了した場合の例である。しかし、無通信状態
であることを確認して送信を開始しても、他ノー
ドも同様にして送信を開始することがあり、この
場合は、同一バス上で送信バースト相互の衝突を
生ずる。
CSMA／CD方式では、この衝突を検出
（Collision Detection）する目的で、第１図に示
す衝突検出回路Ｄが設けられている。具体的な衝
突検出方式ならびにその回路構成は当業者には周
知であり、ここではこれ以上の詳細な説明は省略
する。
（Collision Detection）する目的で、第１図に示
す衝突検出回路Ｄが設けられている。具体的な衝
突検出方式ならびにその回路構成は当業者には周
知であり、ここではこれ以上の詳細な説明は省略
する。
衝突検出出力CDが出力されると、送信を開始
したノードは直ちに送信を停止し、各ノードはノ
ード毎に乱数によつて設定されたある時間の経過
後に再送信を行う。第２図の送信バーストA2，
C1がこの例である。
したノードは直ちに送信を停止し、各ノードはノ
ード毎に乱数によつて設定されたある時間の経過
後に再送信を行う。第２図の送信バーストA2，
C1がこの例である。
以上の説明からも分るように、CSMA／CD方
式はシステム構成が非常に簡単であるという特徴
を有するが、反面、その方式原理上、バスの使用
効率をあまり高くできないこと、また傍受および
衝突検出（Carrier Sense＆Collision
Detection）を効率よく行うためにはノード間伝
播遅延時間との絡みでバス速度自身を余り高くで
きないこと（10Mbpsオーダ）などが欠点となつ
ている。したがつて、低速データ端末をノードに
収容する場合には極めて有利な方法といえるが、
高速データ端末、画像端末あるいは大量の音声情
報端末の収容には不適合な方式である。
式はシステム構成が非常に簡単であるという特徴
を有するが、反面、その方式原理上、バスの使用
効率をあまり高くできないこと、また傍受および
衝突検出（Carrier Sense＆Collision
Detection）を効率よく行うためにはノード間伝
播遅延時間との絡みでバス速度自身を余り高くで
きないこと（10Mbpsオーダ）などが欠点となつ
ている。したがつて、低速データ端末をノードに
収容する場合には極めて有利な方法といえるが、
高速データ端末、画像端末あるいは大量の音声情
報端末の収容には不適合な方式である。
本発明は、CSMA／CD方式の有するシステム
構成の簡単さを維持しつつ、大量・高速データの
処理ができ、かつ、バス使用効率の改善を図るこ
とができるローカル・ネツトワーク通信方式を提
供することを目的とする。
構成の簡単さを維持しつつ、大量・高速データの
処理ができ、かつ、バス使用効率の改善を図るこ
とができるローカル・ネツトワーク通信方式を提
供することを目的とする。
複数の通信バスと、その複数通信バスに共通ア
クセスする互いに距離的に離れた複数通信ノード
とからなるバス通信方式において、特定の通信ノ
ードはその送信開始時に各々のバス上での他ノー
ド間通信を傍受し、無通信状態にある任意のバス
の一つを選択して送信を開始し、この送信がたま
たま同一バスを介して同時刻に通信を開始した他
ノード間通信と衝突したことを検出した場合には
直ちに送信を停止し、任意時間経過後に再びこの
バスを含む無通信状態にある任意のバスの中の一
つを選択して再送信を開始することを特徴とす
る。
クセスする互いに距離的に離れた複数通信ノード
とからなるバス通信方式において、特定の通信ノ
ードはその送信開始時に各々のバス上での他ノー
ド間通信を傍受し、無通信状態にある任意のバス
の一つを選択して送信を開始し、この送信がたま
たま同一バスを介して同時刻に通信を開始した他
ノード間通信と衝突したことを検出した場合には
直ちに送信を停止し、任意時間経過後に再びこの
バスを含む無通信状態にある任意のバスの中の一
つを選択して再送信を開始することを特徴とす
る。
次に図面を参照して本発明の実施例について説
明する。
明する。
第３図は本発明の第１実施例に関する方式構成
図であり、第４図はその動作を説明するための図
である。
図であり、第４図はその動作を説明するための図
である。
第３図は、２本の同軸ケーブルによるバス
＃０，＃１を用いた場合の例で、各ノードにはバ
ス＃０，＃１対応に送信機TX０，TX１，受信
機RX０，RX１，また、衝突検出回路Ｄ０，Ｄ
１が用意されている。さらに各ノードには送信デ
ータSDをバス＃０，バス＃１のいずれに送出す
るかを決定する選択回路Ｌと、この選択回路Ｌに
より制御されて送信データSDを送出するバスを
切り替える切替え回路SWと、さらに、２本のバ
スから同時にそのノードへの着信データがある場
合にもこれを１本の受信データ線RDに送出する
ことができるようにするためのバツフア・メモリ
回路BMが設けられている。
＃０，＃１を用いた場合の例で、各ノードにはバ
ス＃０，＃１対応に送信機TX０，TX１，受信
機RX０，RX１，また、衝突検出回路Ｄ０，Ｄ
１が用意されている。さらに各ノードには送信デ
ータSDをバス＃０，バス＃１のいずれに送出す
るかを決定する選択回路Ｌと、この選択回路Ｌに
より制御されて送信データSDを送出するバスを
切り替える切替え回路SWと、さらに、２本のバ
スから同時にそのノードへの着信データがある場
合にもこれを１本の受信データ線RDに送出する
ことができるようにするためのバツフア・メモリ
回路BMが設けられている。
次に本装置の動作を説明すると、ノードＡで
は、データ送信を開始しようとする場合にはバス
＃０，＃１上での他ノード間通信を傍受して無通
信状態にあるバスを選択して送信を開始する。な
お、バネ＃０，＃１の両者ともが無通信状態にあ
る場合には乱数によりランダムにいずれか一方の
バスを選択する。
は、データ送信を開始しようとする場合にはバス
＃０，＃１上での他ノード間通信を傍受して無通
信状態にあるバスを選択して送信を開始する。な
お、バネ＃０，＃１の両者ともが無通信状態にあ
る場合には乱数によりランダムにいずれか一方の
バスを選択する。
第４図は、本装置の動作の１例を示す図であ
る。同図は、ノードＡ，Ｂがバス＃０を介して送
信バーストA1，B1を、ノードＣがバス＃１を介
して送信バーストC0を無事送出完了した後に、
ノードＡとＣが同時刻にバス＃０を介して送信を
開始しようとしたために衝突を起した場合を示し
ている。
る。同図は、ノードＡ，Ｂがバス＃０を介して送
信バーストA1，B1を、ノードＣがバス＃１を介
して送信バーストC0を無事送出完了した後に、
ノードＡとＣが同時刻にバス＃０を介して送信を
開始しようとしたために衝突を起した場合を示し
ている。
第１図の従来方式では、このような場合にはノ
ードＡ，Ｃは送信を直ちに停止するとともに、あ
る一定時間経過後に同一のバス＃０を介して再送
信を試みるのに対し、本発明方式では直ちにある
いは任意時間経過後に、第３図に示すバス選択回
路Ｌにより再びこのバネ＃０を含む無通信状態に
ある任意のバスの中の一つをランダムに選択して
再送信を開始する。第４図の例は、その結果、ノ
ードＡの送信バーストA2はバス＃１を、またノ
ードＣの送信バーストC1はバス＃０を再選択し
て再送信を行い、通信が無事に完了したことを示
している。
ードＡ，Ｃは送信を直ちに停止するとともに、あ
る一定時間経過後に同一のバス＃０を介して再送
信を試みるのに対し、本発明方式では直ちにある
いは任意時間経過後に、第３図に示すバス選択回
路Ｌにより再びこのバネ＃０を含む無通信状態に
ある任意のバスの中の一つをランダムに選択して
再送信を開始する。第４図の例は、その結果、ノ
ードＡの送信バーストA2はバス＃１を、またノ
ードＣの送信バーストC1はバス＃０を再選択し
て再送信を行い、通信が無事に完了したことを示
している。
以上の説明から判るように、本方式によれば、
あるバス上で通信が衝突する確率自身が著しく小
さくなる。また、万が一、通信の衝突を起しても
他のバスを再選択するので、再送信を成功させる
確率が高くなる。さらに、衝突後に再送信を試み
るまでの待ち時間（バツクオフ処理時間）を短縮
できる。そして、これらの理由により、Ｎ本のバ
スを用いれば、従来方式のＮ倍よりはるかに大き
なトラヒツクを運ぶことができる。このことにつ
いて以下に数字例をあげで説明する。
あるバス上で通信が衝突する確率自身が著しく小
さくなる。また、万が一、通信の衝突を起しても
他のバスを再選択するので、再送信を成功させる
確率が高くなる。さらに、衝突後に再送信を試み
るまでの待ち時間（バツクオフ処理時間）を短縮
できる。そして、これらの理由により、Ｎ本のバ
スを用いれば、従来方式のＮ倍よりはるかに大き
なトラヒツクを運ぶことができる。このことにつ
いて以下に数字例をあげで説明する。
従来方式のCSMA／CD方式でのバス使用効率
の上限をη0（最大50％程度といわれている。）と
し、本方式による場合の個々のバス能率の上限を
ηとする。
の上限をη0（最大50％程度といわれている。）と
し、本方式による場合の個々のバス能率の上限を
ηとする。
あるノードが通信を開始しようとしたときにバ
スが塞がつている確率は、従来方式ではη0であ
る。本方式でＮ本のバスを使用する場合には、Ｎ
本のバス全部が塞がつている確率はηNである。し
たがつて、両者のサービス基準を等しく設定する
と、 η0＝ηN となる。今、仮に、 η0＝50％ とすると、Ｎ＝２では、 η＝71％ Ｎ＝３では、 η＝79％ となる。すなわち、本方式によれば、バスをＮ本
用意した場合には従来方式のシステムをＮシステ
ム用意した場合に比較して飛躍的にバスの能率を
改善することができ、すなわち、処理できるデー
タ量を飛躍的に増加できる。
スが塞がつている確率は、従来方式ではη0であ
る。本方式でＮ本のバスを使用する場合には、Ｎ
本のバス全部が塞がつている確率はηNである。し
たがつて、両者のサービス基準を等しく設定する
と、 η0＝ηN となる。今、仮に、 η0＝50％ とすると、Ｎ＝２では、 η＝71％ Ｎ＝３では、 η＝79％ となる。すなわち、本方式によれば、バスをＮ本
用意した場合には従来方式のシステムをＮシステ
ム用意した場合に比較して飛躍的にバスの能率を
改善することができ、すなわち、処理できるデー
タ量を飛躍的に増加できる。
以上はバスの塞がり率で比較したが、ある特定
のバス上で通信の衝突を起す確率を飛躍的に改善
できることも証明できる。しかし、ここでは詳細
は省略する。
のバス上で通信の衝突を起す確率を飛躍的に改善
できることも証明できる。しかし、ここでは詳細
は省略する。
第５図は本発明の第２実施例方式の構成を示す
図である。第１実施例方式と異なる点は、衝突検
出回路Ｄ２を個々のバス対応に設けずにノード当
り１個になるように削減したことである。このた
めに各バス対応の受信機出力を衝突検出回路Ｄ２
に選択的に導くためのスイツチSW２を追加して
いる。本実施例方式においてもその動作原理は第
１実施例方式に関する第４図の説明と同じであ
る。
図である。第１実施例方式と異なる点は、衝突検
出回路Ｄ２を個々のバス対応に設けずにノード当
り１個になるように削減したことである。このた
めに各バス対応の受信機出力を衝突検出回路Ｄ２
に選択的に導くためのスイツチSW２を追加して
いる。本実施例方式においてもその動作原理は第
１実施例方式に関する第４図の説明と同じであ
る。
なお、本発明方式は、同軸ケーブル以外の伝送
媒体に適用できるのは勿論のこと、無線衛星通信
方式における複数衛星の使用方式に、あるいは複
数トランスポンダを搭載した衛星通信方式にも適
用可能である。
媒体に適用できるのは勿論のこと、無線衛星通信
方式における複数衛星の使用方式に、あるいは複
数トランスポンダを搭載した衛星通信方式にも適
用可能である。
第６図は本発明の応用例である。この応用例は
物理的なバスの本数は増加させることなく既述の
実施例方式と等価なことを行おうとするものであ
り、基本的な思想は本発明と同じである。
物理的なバスの本数は増加させることなく既述の
実施例方式と等価なことを行おうとするものであ
り、基本的な思想は本発明と同じである。
既に述べた第１図の従来方式、第３図、第５図
の本発明実施例方式では、同軸ケーブルへのデー
タ送出をいわゆるベースバンド伝送方式で行うこ
とを想定していた。しかしながら、これに対して
搬送波変調伝送方式（たとえばFM変調方式）を
採用するならば、周波数の異なる搬送波をＮ波用
意することにより単一の同軸ケーブル上で論理的
にＮ本のバスを構築でき、本発明を適用すること
ができる。
の本発明実施例方式では、同軸ケーブルへのデー
タ送出をいわゆるベースバンド伝送方式で行うこ
とを想定していた。しかしながら、これに対して
搬送波変調伝送方式（たとえばFM変調方式）を
採用するならば、周波数の異なる搬送波をＮ波用
意することにより単一の同軸ケーブル上で論理的
にＮ本のバスを構築でき、本発明を適用すること
ができる。
第６図はその例で、送信機TXはこれに供給す
る搬送波を電圧制御発振器VCOを制御すること
により、すなわち、その発振出力周波数をf0，f1
と変化させることにより切り替えることができ
る。受信側は２周波f0，f1の両者から同時にデー
タを受信することがあるので、受信機RX０，
RX１は搬送波f0，f1の各々に対して用意される。
る搬送波を電圧制御発振器VCOを制御すること
により、すなわち、その発振出力周波数をf0，f1
と変化させることにより切り替えることができ
る。受信側は２周波f0，f1の両者から同時にデー
タを受信することがあるので、受信機RX０，
RX１は搬送波f0，f1の各々に対して用意される。
この応用例方式の動作は、第４図で示すバス
＃０、＃１をf0，f1の搬送波によるチヤネルCH
０，CH１と読み替えれば、第１，第２の実施例
方式と全く同じになる。
＃０、＃１をf0，f1の搬送波によるチヤネルCH
０，CH１と読み替えれば、第１，第２の実施例
方式と全く同じになる。
なお、本応用例方式は、上記同様に同軸ケーブ
ル以外の伝送媒体に適用できるのは勿論のこと、
無線衛星通信方式における複数衛星の使用方式
に、あるいは複数トランスポンダを搭載した衛星
通信方式にも適用可能である。
ル以外の伝送媒体に適用できるのは勿論のこと、
無線衛星通信方式における複数衛星の使用方式
に、あるいは複数トランスポンダを搭載した衛星
通信方式にも適用可能である。
本発明は、以上に説明したように、バネをＮ本
用意し、これにCSMA／CD方式を適用すること
により、従来のCSMA／CDシステム、特にこれ
をＮシステム用意した場合に比べても、飛躍的に
バス能率を向上させて通信の衝突が起る確率を低
下させることができ、簡単なシステム構成であり
ながら大量・高速データの処理が可能となる。
用意し、これにCSMA／CD方式を適用すること
により、従来のCSMA／CDシステム、特にこれ
をＮシステム用意した場合に比べても、飛躍的に
バス能率を向上させて通信の衝突が起る確率を低
下させることができ、簡単なシステム構成であり
ながら大量・高速データの処理が可能となる。
第１図は、従来方式によるCSMA／CD方式の
方式構成図。第２図は、第１図の方式の動作説明
図。第３図は、本発明第１実施例方式の方式構成
図。第４図は、第３図の方式の動作説明図。第５
図は、本発明第２実施例方式の方式構成図。第６
図は、本発明の応用例方式の方式構成図。 TX０，TX１……送信機、RX０，RX１……
受信機、Ｄ０，Ｄ１，Ｄ２……衝突検出回路、Ｌ
……選択回路。
方式構成図。第２図は、第１図の方式の動作説明
図。第３図は、本発明第１実施例方式の方式構成
図。第４図は、第３図の方式の動作説明図。第５
図は、本発明第２実施例方式の方式構成図。第６
図は、本発明の応用例方式の方式構成図。 TX０，TX１……送信機、RX０，RX１……
受信機、Ｄ０，Ｄ１，Ｄ２……衝突検出回路、Ｌ
……選択回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 通信バスと、 この通信バスに共通アクセスする互いに距離的
に離れた複数の通信ノードとを備えたバス通信方
式であり、 上記通信バスは複数本のバスからなり、 上記各通信ノードは、 上記複数のバスのいずれかに対して通信を行う
送信手段と、 上記各バスにおける通信を傍受する受信手段
と、 上記受信手段の出力により上記各バスにおける
通信の衝突を検出する衝突検出手段と を備え、 各通信ノードは、 その送信開始時には上記各バス上での他ノード
間通信を上記受信手段で傍受することにより無通
信状態にあるバスの一つを選択して上記送信手段
で送信を開始する手段と、 この送信がたまたま同一バスを介してほぼ同時
刻に通信を開始した他ノード間通信と衝突したこ
とを上記衝突検出手段により検出した場合には直
ちに送信を停止する手段と、 任意時間の経過後に再送信を開始する手段と を備えたローカル・ネツトワーク通信方式におい
て、 上記再送信を開始する手段は、任意時間の経過
後に上記他ノード間通信と衝突したバスを含む無
通信状態にある任意のバスの中の一つを選択して
再送信を開始する手段を含む ことを特徴とするローカル・ネツトワーク通信方
式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57098341A JPS58215146A (ja) | 1982-06-08 | 1982-06-08 | ロ−カル・ネツトワ−ク通信方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57098341A JPS58215146A (ja) | 1982-06-08 | 1982-06-08 | ロ−カル・ネツトワ−ク通信方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58215146A JPS58215146A (ja) | 1983-12-14 |
| JPH0362062B2 true JPH0362062B2 (ja) | 1991-09-24 |
Family
ID=14217196
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57098341A Granted JPS58215146A (ja) | 1982-06-08 | 1982-06-08 | ロ−カル・ネツトワ−ク通信方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58215146A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0620201B2 (ja) * | 1984-12-25 | 1994-03-16 | キヤノン株式会社 | データ通信システム |
-
1982
- 1982-06-08 JP JP57098341A patent/JPS58215146A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58215146A (ja) | 1983-12-14 |
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