JPH04196642A - 通信網制御方法 - 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、ＬＡＮ　（ローカル・エリア・ネットワーク
）のＯ８Ｉ物理層とネットワーク層との制御に適した通
信網制御方法に関する。

従来の技術 一般に、ＬＡＮでは、複数の局が単一伝送路にアクセス
して通信を行なうので、各種のアクセス方式がある。

例えば、Ｃ３ＭＡ／ＣＤ　（搬送波検出多重アクセス／
衝突検量〕方式のＬＡＮがある。これは、ＩＥＥＥ　　
８０２．３で規定されるイーサネット、スターラン等の
ＬＡＮであり、プロトコルが単純であるという特徴を持
つ。この方式では、端末が伝送路のキャリアを確認して
から送信を開始する。

衝突が起ると送信を停止し、バックオフに入る。

この方式では、低トラフィックの時には遅延が小さく効
率が高いが、高トラフィツクになると衝突が多発し、ス
ループットが制限されてしまう。そして、トラフィック
がさらに高くなると遅延が大きくなり、スループットは
逆に低下してしまう。

従って、トラフィックよりもかなり高いデータ・レート
を用いる必要があり、装置やケーブルがコスト高となる
。

また、トークン方式のＬＡＮがある。これは、ＩＥＥＥ
　　８０２．４で規定されるトークン・バスや、ＩＥＥ
Ｅ　　８０２．５で規定されるトークン・リング等のＬ
ＡＮである。この方式は、端末が順番に送信権を得て送
信する方式である。この方式は、Ｃ３ＭＡ／ＣＤ方式に
比して、高トラフィツク時の遅延が少なく、スループッ
トの制限も少なく効率が高い。しかし、低トラフィック
時にも遅延はあまり小さくならないものであり、かつ、
プロトコルが複雑なため装置コストの高いものである。

また、装置コストを極度に高いものとしてしまうので、
高いデータ・レートを用いることもできない。

また、Ｃ３ＭＡ／ＣＤ方式の一つとして、例えば特公昭
５８−４０３８４号公報に示されるものがある。この方
式によれば、衝突が起きてもパケットは壊れず一つの通
信が成立するので、トラフィックの高い時の遅延の増大
が少なく効率の高いものとなる。しかし、衝突判定を出
力パケットと入力パケットとのアドレス比較により行な
うので、装置コストが高く、かつ、ＩＥＥＥ　　８０２
．３の規格からも外れたものとなる。よって、新たに全
二重機能を付加する必要がある。通信システムは、汎用
性・両立性が一つの重要な要素であり、規格を満たさな
いことは装置の商品性を低下させるものとなる。

このようなことから、アクセス方式を改善すべき提案が
特開平１−１９２２４２号公報として本出願人によりな
されている。この公報によれば、ノード装置がツリー状
に接続され、ノード装置は下位方向ポートに入力がある
と先着入力ポートを優先し、これより上位方向ポートの
入力を優先することにより、必ず一つの通信を成立させ
るようにしている。衝突の検品は、入出力ポートの信号
の有無を比較する方式であり、網インターフエース装置
はＩＥＥＥ　　８０２．３の規格を満足するものとなる
。よって、特公昭５８−４０３８４号公報方式のように
網インターフエース装置が高硬になることはない。また
、高トラフィツク時のスループットの特性は減少がなく
、Ｃ３ＭＡ／ＣＤ方式のイーサネットより有利である。

発明が解決しようとする課題 ところが、このような本出願人提案方式による場合、下
位方向の入力を上位方向の入力に切換えて端末へ出力す
る時、出力信号のプリアンプル部にＩＥＥＥ　　８０２
．３規格のＦＣＤに相当する符号ｒｌ、ＩＪが発生する
ことがあり、端末で読取りエラーが生じる。また、長い
「１」の信号を用いるので、交流結合（Ｒ８−４２２）
を用いることはできない。

よって、既存のＩＥＥＥ　　８０２．３規格の簡単なプ
ロトコルを用いながら、衝突が起きても一つの通信が成
立し、高トラフィツク時にもスループットが低下しない
通信網制御方法が要望される。

そこで、本出願人により特開平１−１９２２４２号公報
に示される方式が提案されている。

これらの点について、さらに説明する。

まず、第１０図にバス（Ｂｕｓ）型のＬＡＮの性能の評
価としてよく知られているスループット・デイレイ（Ｔ
ｈｒｏｕｇｈｐｕｔ−Ｄｅｌａｙ）特性、即ち、伝達さ
れた通信量−通信が成立するまでの待ち時間特性を示す
。ここでは、ＬＡＮの代表的な方式、Ｃ３ＭＡ／ＣＤ方
式とトークン・リング方式とについてスループット・デ
イレイ特性を示す。

ここに、Ｃ３ＭＡ／ＣＤ方式は、前述したようにトラフ
ィックが低い時にはトークン・リング方式よりデイレイ
が小さいが、トラフィックが高い時にはデイレイが大き
い。さらにトラフィックが高くなると、スループットは
逆に低下する。これは、Ｃ３ＭＡ／ＣＤ方式においては
、トラフィックが高くなるとコリジヨン（パケットの衝
突）の確率が高くなり、リトライ（パケットの再送）の
ためにデイレイが大きくなるためである。また、コリジ
ヨンにより破壊されたパケットは無意味にネットワーク
を占有することになるので、その分、ネットワークの容
量が減少する。従って、トラフイックがネットワークの
容量に対して無視できないほどに高くなると、スループ
ットは逆に低下する。

これに対して、特開平１−１９２２４２号公報方式号公
報前述した特公昭５８−４０３８４号公報方式によれば
、このようなＣ３ＭＡ／ＣＤ方式において、コリジヨン
が起きても一つの通信が成立するように改造されている
。これにより、リトライのためにデイレイが大きくなる
のが防止される。また、コリジヨンにより破壊されたパ
ケットが無意味にネットワークを占有することもなく、
スループットが逆に低下するようなこともなくなる。こ
れらの提案例において、ネットワークをツリー状階層構
造とし、最上位のノード装置に再先着のパケットを有効
としネットワーク中にブロードキャスト（−斉放送）し
、他のパケットを無効として排除することにより、パケ
ットがコリジヨンにより破壊されるのを防止している。

無効として排除されたパケットの状態を以下「通信不成
立」と称するものとする。

しかし、特公昭５８−４０３８４号公報方式の端末は、
自分の送信したパケットが通信不成立かどうかの判断は
、送信中のパケットと最上位のノード装置から折り返し
て送られてくる受信パケットを比較し、異なる場合に通
信不成立と判断するようにしている。従って、ＣＳＭＡ
／ＣＤ方式でありながらＩＥＥＥ　　８０２．３で規定
されたものとは異なっている。よって、ＮＩＵ　（ネッ
トワーク・インターフェース：端末内に設けられた通信
用ボード）は新たに設計する必要があり、また、全二重
通信の機能が必要なので高価となってしまう。

これに対して、特開平１−１．９２２４２号公報方式に
よれば、通信不成立の検出は、アドレ・スの概念なしに
行なわれる。よって、通信不成立検出装置をノード装置
内に投雪することができ、基本的には、端末のＮＩＵや
プロトコルを無改造で用い得るものとなる。もつとも、
特開平１−１９２２４２号公報方式による場合には、下
記の問題があり、ＩＥ、ＥＥ　　８０２．３で規定され
る方式のプロトコルとＮＩＵとを無改造で用いるのに制
限がある。第１に、プリアンプル長に要する時間がネッ
トワーク時定数より十分に大きくなければならない。イ
ーサネットの例では、プリアンプル長は３．２μｓｅｃ
であり、ネットワーク長（最上位ノード装置とそれから
最も遠い距離にある最下位ノード装置又は端末までの距
離の２倍）は６４０ｍ（光通信を考慮して、１μ５ｅｃ
−＋　２００　ｍとした）以下に限定されてしまう。第
２に、端末のＮＩＵのトランシーバにはプリアンプルが
途中で変わってしまって受信信号の同期が途中でずれて
しまった時、直ちに同期がとれない方式のものがある。

この点、特開平１−１９２２４２号公報中に改良技術が
開示されているが、これが全ての市販されているＮＩＵ
のトランシーバに支障なく適用し得る保証まではないも
のである。

課題を解決するための手段 請求項１記載の発明においては、単一の上位方向ポート
と複数の下位方向ポートとを有して先着順論理により先
着下位方向入力ポートを下位方向出力ポートに接続し、
上位方向入力ポートを下位方向出力ポートに接続する機
能を備えた単一のノード装置又は伝送路を介してツリー
状階層構造に接続された複数のノード装置を設け、入力
ポートの信号の有無を検出し信号のない時にのみ送信を
許容し信号の衝突発生時には再送を行なう機能を備えて
前記ノード装置に接続された複数の送受信端末を設け、
複数の送受信端末からほぼ同時に送信された信号の内、
最上位のノード装置における先着信号のみを通信網中に
ブロードキャストし、他の信号を排除するようにした通
信網制御方法において、ノード装置間の接続に、下位の
ノード装置から上位のノード装置への信号、上位のノー
ド装置から下位のノード装置への信号、上位のノード装
置から下位のノード装置への先着識別信号を送信するた
めの少なくとも３つの信号線を用い、ノード装置の上位
方向ポートに上位方向入力ポートと先着識別信号入力ポ
ートと下位方向出力ポートとを有し、下位方向ポートに
下位方向入力ポートと先着識別信号出力ポートと下位方
向出力ポートとを有する構成とし、第１に、下位方向入
力ポートの何れかに信号があった時、ノード装置により
、その下位方向先着入力ポートを上位方向出力ポートに
接続し、それ以外の下位方向入力ポートの接続を断とす
るとともに、先着識別信号出力ポートから先着識別信号
を出力し、第２に、上位方向入力ポートに信号があった
時、ノード装置により、下位方向入力ポートの信号の有
無に関係なく、これを全下位方向出力ポートに接続する
とともに、先着識別信号入力ポートに信号があるとこの
先着識別信号入力ポートを先着識別信号出力ポートに接
続し、第３に、下位方向入力ポートの何れかに信号があ
った時、最上位のノード装置により、その下位方向先着
入力ポートを検出し、それ以外の下位方向入力ポートの
接続を断にするとともに、下位方向先着入力ポートを全
下位方向出力ポートに接続し、かつ、先着識別信号出力
ポートから先着識別信号を出力し、第４に、送信端末は
、先着識別信号入力ポートの先着識別信号により、自身
の出力した信号が最上位のノード装置の先着にならず、
通信不成立となったことを検知すると、所定の時間後に
再送制御し、又は、端末の接続されたノード装置は、先
着識別信号入力ポートの先着識別信号により、自身の出
力した信号が最上位のノード装置の先着にならず、通信
不成立となったことを検知すると、下位方向入力ポート
の内、先着入力ポートを含む信号のあった入力ポートに
対応する下位方向出力ポートから通信不成立信号を出力
するとともに、入力ポートにこの通信不成立信号がある
と送信端末が通信不成立と判断して、所定の時間後に再
送制御し、第５に、ノード装置により、下位方向入力ポ
ートと上位方向入力ポートの信号の有無を検出し、双方
の入力ポートの信号がなくなったことを検出することに
より通信の終了を検知し、各ポートの接続状態を初期化
するようにした。

請求項１記載の発明に加え、請求項２記載の発明におい
ては、先着識別信号を、自身が出力した信号が上位のノ
ード装置において遅れた入力であることを示すものとし
、第１に、下位方向入力ポートの何れかに信号があると
、ノード装置によりその先着入力ポートを上位方向出力
ポートに接続し、それ以外の下位方向入力ポートの接続
を断とするとともに、下位方向先着入力ポートに対応し
ない先着識別信号出力ポートから先着識別信号を出力し
、第２に、最上位のノード装置により、上位方向出力ポ
ートを上位方向入力ポートに折り返し接続して他のノー
ド装置と共通の制御を行ない、下位方向入力ポートの何
れかに信号があるとその下位方向先着入力ポートを上位
方向出力ポートに接続し、それ以外の下位方向入力ポー
トの接続を断にして、下位方向入力ポートに対応しない
先着識別信号出力ポートから先着識別信号を出力するこ
とにより、直ちに上位方向入力ポートに折り返し信号が
あると、これを下位方向出力ポートがら出力させ、第３
に、送受信端末の接続されたノード装置により、送受信
端末が接続されている下位方向出力ポートの内、複数の
下位方向入力ポートに信号があると遅れて入力信号のあ
った下位方向入力ポートに対応する下位方向出力ポート
から通信不成立信号を出力し、又は、先着識別信号入力
ポートに先着識別信号があると下位方向先着入力ポート
を含む信号のあった下位方向入力ポートに対応する下位
方向出力ポートから通信不成立信号を出力するようにし
た。

請求項３記載の発明においては、送受信端末の通信網接
続装置中に通信網の故障検出部を設け、この故障検出部
が送信開始から始まる所定の通信網時定数の時間内に入
力ポートに入力信号がないことを検出すると、通信網の
故障と判断するようにした。

請求項４記載の発明においては、少なくとも送受信端末
が接続されたノード装置に故障検出部を設け、第１に、
この故障検出部が下位方向先着入力ポートの信号の検出
から始まる所定の通信網時定数の時間内に上位方向入力
ポートに入力信号がないことを検出すると、通信網の故
障と判断し、第２に、この故障検品により下位方向先着
入力ポートに対応する下位方向出力ポート又は全下位方
向比カポートに接続されている送受信端末に故障検知を
通知させるようにした。

請求項５記載の発明においては、故障検出部が故障を検
知すると、送受信端末に接続されている下位方向先着入
力ポートに対応する下位方向出力ポート又は全下位方向
比カポートから通信不成立信号を出力させるようにした
。

請求項６記載の発明においては、第１に、送受信端末が
接続されたノード装置により、送受信端末が接続されて
いる下位方向入力ポートをそれに対応する下位方向出力
ポートへ折り返し接続し、第２に、上位方向入力ポート
に信号があり、かつ、先着識別信号入力ポートに先着識
別信号があると送受信端末が接続されている全下位方向
入力ポートのそれに対応する下位方向出力ポートへの折
り返し接続を断とし、上位方向入力ポートをこの下位方
向出力ポートに接続し、第３に、先着識別信号入力ポー
トに先着識別信号がなく、上位方向入力ポートに信号が
あると、下位方向先着入力ポート以外の送受信端末が接
続されている下位方向入力ポートのそれに対応する下位
方向出力ポートへの折り返し接続を断とし、上位方向入
力ポートをその下位方向出力ポートに接続するようにし
た。

請求項７記載の発明においては、ノード装置の故障検出
部が故障を検出すると、送受信端末が接続されている下
位方向先着入力ポート又は送受信端末が接続されている
全下位方向入力ポートのそれに対応する下位方向出力ポ
ートへの折り返し接続を断とするようにした。

請求項８記載の発明においては、最上位のノード装置の
上位方向ポートには他の送受信端末よりも優先順位の高
い通信網監視装置を接続し、第１に、最上位のノード装
置により内部でその上位方向出力ポートを少なくとも上
位方向入力ポートに折り返し接続し、第２に、上位方向
入力ポートに通信網監視装置からの入力信号があると、
最上位のノード装置が、前記折り返し接続を断とし、上
位方向入力ポートを全下位方向出力ポートに接続するよ
うにした。

作用 請求項１記載の発明によれば、第１の処理により先着識
別信号の出力がなされ、第２の処理により下位方向ポー
トの上位方向出力ポートへの常時接続、及び先着識別信
号入力ポートの先着識別信号出力ポートへの常時接続の
制御がなされ、第３の処理により先着識別信号出力ポー
トから先着識別信号を出力することにより最上位ノード
装置の制御がなされ、第４の処理により送受信端末によ
る先着識別信号検出による通信不成立の検知がなされ、
又は、ノード装置による先着識別信号検出による通信不
成立の検知がなされ、第５の処理により通信終了の検品
制御がなされるので、既存のＩＥＥＥ　　８０２．３規
格のプロトコルを用いながら、従前のこれらの方式に比
して高いスループットと優れたスループット・デイレイ
特性を得゛ることができる。特に、本発明によれば、現
在標準化が進められているイーサネット　ＩＯＴやスタ
−ラン　１０などのＩＥＥＥ　　８０２．３規格のもの
との整合性を考慮し、ノード装置間の接続にツイスト・
ペアを用い、その使用されていない２対の内の１対を先
着識別信号線として活用することにより、ノード装置構
成が簡単となる。かつ、メツセージ・パケットのプリア
ンプルが先着識別信号により削られることもなくなり、
先着識別信号を慎重に設定する必要もなくなる。

ここに、既存のＩＥＥＥ　　８０２．３規格のプロトコ
ルと網インターフエース装置には、幾つかの変形がある
が、これらの変形についても請求項２ないしは８記載の
発明により、送受信端末の網インターフエース装置に入
力される信号がＩＥＥＥ８０２．３規格のものとほぼ同
一とされ、無改造で用い得るものとなる。

即ち、請求項２記載の発明によれば、先着識別信号の意
味付けがなされ、第１の処理により、先着識別信号を出
力する下位方向出力ポートの特定がなされ、第２の処理
により先着識別信号の即出力と、最上位ノード装置の制
御の共通化とがなされ、第３の処理により通信不成立信
号の即出力がなされる。

請求項３記載の発明によれば、故障検出部を備えた構成
において、送受信端末により通信網の故障判断がなされ
る。

請求項４記載の発明によれば、ノード装置に故障検出部
を備えた構成において、第１の処理によりノード装置に
おける通信網の故障検知がなされ、第２の処理により故
障検知の伝達がなされる。

請求項５記載の発明によれば、故障検知の伝達の通信不
成立信号による代用がなされる。

請求項６記載の発明によれば、送受信端末接続ポートの
入力の出力ポートへの折り返しとその解除とがなされる
。

請求項７記載の発明によれば、故障検知の伝達の入力ポ
ートの出力ポートへの折り返し接続の断による代用がな
される。

請求項８記載の発明によれば、最上位ノード装置への通
信網監視装置の接続がなされる。

実施例 本発明の一実施例を第１図ないし第９図に基づいて説明
する。

まず、本実施例において、一つの一定時間なる通信網時
定数（ネットワーク時定数）は、下位方向先着入力ポー
トの信号の検出から始まる時間であり、最上位ノード装
置とそれから最も遠い距離にある最下位ノード装置又は
送受信端末までの距離の２倍の伝搬遅延時間として定義
され、通常、これに信号検品等に要する余裕時間を付加
して用いる。

また、下記の３つの所定信号を用いるが、これらは判別
可能である限り、この例に限定されない。

まず、第１の所定信号は先着識別信号である。この信号
は、送信したメツセージ・パケットが最上位ノード装置
の先着入力となったかどうかを送信端末が接続されてい
るノード装置に伝える信号であり、この先着識別信号の
入力があると先着入力にならなかったと判断する。この
先着識別信号は、如何なる信号でもよく、ノード装置間
の接続が交流結合である場合はトランスを通過できる適
当な信号（例えば、クロック信号など）が用いられる。

第２の所定信号は通信不成立信号である。イーサネット
のプロトコルとＮＩＵとを用いる場合、１０ＭＨｚの信
号が最終的にはトランシーバ・ケーブルのコリジヨン線
に出力される。また、スターランのプロトコルとＮＩＵ
とを用いる場合であれば、ジャミング信号が最終的には
トランシーバ・ケーブルのレシーブ線に出力される。

第３の所定信号は故障信号である。これは、トランシー
バ・ケーブルに故障信号線を追加するか、又は、上記の
通信不成立信号で代用するか、或いは、ノード装置が端
末の接続されている下位方向入力ポートの下位方向出力
ポートへの折り返し接続を断とすることで代用すればよ
い。

ついで、本実施例のネットワークの基本的構成を第２図
に示す。ネットワークは図示のようにツリー状階層型構
造とされ、ノード装置１としては最上位ノード装置１ａ
、中間ノード装置１ｂ、最下位ノード装置ＩＣが設けら
れている。これらのノード装置１ａ、ｌｂ、ｌｃは全て
同じものであり、何れのノード装置１に対しても送受信
端末２の接続が可能とされている。もっとも、ネットワ
ークを単一のノード装置１のみで構成することも可能で
ある。ここに、ノード装置１間の接続には上位方向信号
線１ｄ、下位方向信号線１ｅ及び先着識別信号線ｉｆに
よって行なわれる。本実施例では、イーサネットのＮＩ
Ｕとプロトコルを用いており、ノード装置ｌの下位方向
ポートと端末２との接続は、トランスミツト線２ａ（端
末２側から見て）、レシーブ線２ｂ（端末２側から見て
）及びコリジヨン・プレセンス線２Ｃにより行なわれる
。

このようなネットワークの基本的な動作を第３図ないし
第７図に示す。第３図はステップ１を示すもので、ある
端末２００がメツセージ・パケット２００ａを端末２０
４へ送信し始め、それと同時に、他の端末２０１，２０
２，２０５が各々メツセージ・パケット２０１ａ、２０
２ａ、２０５ａを送信し始めた様子を示す。これに対し
て、ノード装置１００，１０１，１０２，１０４，１０
５は、各々メツセージ・パケット２００ａ、２０２　ａ
、　　２０５　ａ、　　２００　ａ、　　２０５　ａが
下位方向ポートの先着入力信号であるので、各々を上位
方向ポートから出力する。ノード装置１００，１０１．
１０２は各々メツセージ・パケット２００ａ。

２０２ａ、２０１ａ、２０２ａ、２０５ａを折り返し下
位方向ポートから端末２００，２０１．２０２．２０５
へ出力する。また、下位方向ポートに端末が接続されて
いるノード装置１００は、遅れて入力のあった下位方向
ポートのコリジヨン線２Ｃから通信不成立信号を出力す
る。一方、下位方向ポートにノード装置が接続されてい
るノード装置１０４，１０５は、先着入力ポート以外の
下位方向ポートから先着識別信号を出力する。

第４図はステップ２を示し、最上位ノード装置１０６は
メツセージ・パケット２００ａが下位方向ポートの先着
入力信号であるので、これを折り返して、全下位方向ポ
ートから出力し、先着入力ポート以外の先着識別信号出
力ポートから先着識別信号を出力する。また、ノード装
置１０１は第３図に示したステップ１で先着識別信号入
力ポートに先着識別信号があり、かつ、下位方向入力ポ
ートに入力があったので、入力のあった下位方向ポート
のコリジヨン線２ｃから通信不成立信号を出力する。端
末２０１はステップ１でコリジヨン線２Ｃに通信不成立
信号があったので、出力を停止する。

第５図はステップ３を示し、ノード装置１ｏ４゜１０５
は上位方向ポートに入力されたメツセージ・パケット２
００ａを全下位方向から出力する。

また、ノード装置１０５は先着識別信号入力ポートに入
力された先着識別信号を全先着識別信号出力ポートから
出力する。一方、端末２０２はステップ２でコリジヨン
線２ｃに通信不成立信号があったので出力を停止する。

第６図・はステップ４を示し、中間層のノード装置１０
０，１０１，１０２，１０３は上位方向ポートに入力さ
れたメツセージ・パケット２００ａを全下位方向から出
力する。また、ノード装置１０２は上記ステップ３で上
位方向ポートに先着識別信号があったので、入力のあっ
た下位方向のコリジヨン・プレセンス線２ｃから通信不
成立信号を出力する。

第７図はステップ５を示し、端末２０５はステップ４で
コリジヨン線２Ｃに通信不成立信号があったので、出力
を停止する。

このようにして、メツセージ・パケット２００ａは端末
２０４及び他の全端末２に到達する。

しかして、このような動作をなすノード装置１の基本的
構成を第８図に示す。ノード装置ｌは上位方向工／○モ
ジュール（Ｕ　−Ｉ　／　ＯＭｏｄｕｌｅ）３と、下位
方向Ｉ１０モジュール（Ｄ−ＩｌｏＭｏｄｕｌｅ）　４
と、これらを接続制御する接続制御装置（Ｋｅｒｎｅｌ
）　　５とからなり、モジュール３゜４と接続制御装置
５との間は、上位方向入力チャネル（ＵＩＣ）６ａ、上
位方向出力チャネル（ＵＱＣ）６ｂ、下位方向入力チャ
ネル（ＤＩＣ）６ｃ１下位方向出力チャネル（ＤＯＣ）
６ｄ及び端末接続制御チャネル（ＴＣＣ）６ｅにより接
続されている。

上位方向入力チャネル６ａは、１組の上位方向信号入力
チャネル（ｉＳ）６ａａと先着識別信号入力チャネル（
ｉｒＳ）６ａｂとからなり、上位方向出力チャネル（Ｕ
ＯＣ）６ｂは１組の上位方向信号出力チャネル（ｏＳ）
６ｂａからなる。

下位方向入力チャネル６Ｃは、４組の下位方向信号入力
チャネル（ｉｃ）−ｉ３）６ｃａからなり、下位方向出
力チャネル６ｄは４組の下位方向信号入力チャネル（０
０〜ｏ３）６ｄａと先着識別信号入力チャネル（ｏｒｏ
−ｏｒ３）６ｄｂからなる。

また、端末接続制御チャネル６ｅは、４組の出力制御チ
ャネル（ｅｏ〜ｅ３）６ｅａとコリジヨン・プレセンス
・チャネル（ｃ　Ｏ−ｃ　３）　６　ｅ　ｂとからなる
。

上位方向Ｉ１０モジュール３と、下位方向Ｉ１０モジュ
ール４との構成を第９図に示す。上位方向Ｉ１０モジュ
ール３には上位方向対ノード接続モジュール３ａと、信
号折り返しモジュール３ｂと、対ネットワーク監視装置
接続■／○モジュール３ｃとがあり、モジュール３ａは
中間ノード装置１ｂ及び最下位ノード装置ＩＣに用いら
れ、モジュール３ｂ、３ｃは最上位ノード装置１ａに用
いられる。また、下位方向Ｉ１０モジュール４には下位
方向対ノード接続Ｉ１０モジュール４ａと対端未接続Ｉ
１０モジュール４ｂとがあり、全てのノード装置１に用
いられる。

前記上位方向対ノード接続■／○モジュール３ａは、ツ
イスト・ペア線を用いる場合は、Ｒ３４２２トランスミ
ッタ３ａａ％Ｒ３４２２レシーバ３ａｂ及び交流結合の
ためのトランス３ａｃで構成されている。また、信号折
り返しモジール３ｂは単に上位方向出力チャネル６ｂを
上位方向入力チャネル６ａに折り返し接続するだけであ
る。

対ネットワーク監視装置接続Ｉ１０モジュール３Ｃは上
位方向ポート３ｃａに入力信号があると、上位方向出力
チャネル６ｂの上位方向人力チャネル６ａへの折り返し
接続を断として、上位方向ポート３ｃａを上位方向入力
チャネル６ａに接続する。上位方向入力ポート３ｃａに
入力信号がなくなると、再び上位方向出力チャネル６ｂ
を上位方向入力チャネル６ａに折り返し接続し、かつ、
上位方向入力チャネル６ａを上位方向入力ポート（ｏＭ
）３ｃｃに接続するためのシフトレジスタ３ｃｄと論理
回路群３ｃｆとからなる。また、対ネットワーク監視装
置接続Ｉ１０モジュール３Ｃには、必要に応じて先着識
別信号入力ポート（ｌｒＭ）３ｃｃを設けてもよい。こ
れにより、対ネットワーク監視装置接続Ｉ１０モジュー
ル３Ｃの上位方向ポート３ｃａに接続されたネットワー
ク監視装置は、ネットワークが通信中であっても最優先
の割込みが可能となる。

一方、下位方向対ノード接続Ｉ１０モジュール４ａは、
ツイスト・ペア線を用いる場合は、Ｒ３４２２トランス
ミッタ４ａａ、Ｒ５４２２しシーム４ａｂ及び交流結合
のためのトランス４ａＣからなる。

対端末接続工／○モジュール４ｂについては、イーサネ
ットのトランシーバ・ケーブルに対応した構成例とした
。即ち、下位方向入力チャネル６Ｃ１下位方向出力チャ
ネル６ｄ、端末接続制御チャネル６ｅの各信号とトラン
シーバ・ケーブルの信号を物理的に相互に変換するため
のＲ３４２２トランスミッタ４ｂａ、Ｒ３４２２レシー
バ４ｂｂ、交流結合のためのトランス４ｂｃ、端末接続
制御チャネル６ｅのコリジヨン・プレセンス・チャネル
６ｅｂの信号をイーサネットのコリジヨン・プレセンス
信号に変換するためのＡＮＤゲート４ｂｄ及びクロック
・ジェネレータ４ｂｅからなる。イーサネットにおいて
は、随時、通信予定（セツションが張られている）の端
末の状態を監視しており、コリジヨン・プレセンス信号
を検出すると通信不成立と判断する。従って、通信不成
立信号をコリジヨン・プレセンス信号に変換することは
妥当である。

また、端末接続制御チャネル６ｅの圧力制御チャネル（
ｅｏ〜ｅ３）６ｅａの制御により、下位方向入力ポート
４ｂｇの下位方向出力ポート４ｈへの折り返し接続制御
と下位方向信号出力チャネル（００〜ｏ’３）６ｄａの
下位方向出力ポート４ｂｈへの接続制御のための論理回
路群４ｂｆからなる。このような端末接続制御チャネル
６ｅの圧力制御チャネル６ｅａの制御は、下記の３つの
機能を有する。

■　下位方向入力ポートロｂｇの下位方向出力ポート４
ｂｈへの折り返しと、下位方向信号出力チャネル６ｄａ
の下位方向出力ポート４ｂｈへの接続制御。

■　最上位ノード装置１ａの先着入力となったメツセー
ジ・パケット（図示例ではメツセージ・パケット２００
ａ）の送信端末（図示例では端末２００）が接続されて
いるノード装置（図示例ではノード装置１００）におい
て、この端末が接続されている下位方向出力ポートへの
下位方向出力チャネル６ｄの下位方向信号出力チャネル
６ｄａの接続を断にすることにより、最上位ノード装置
１ａで折り返されたメツセージ・パケットがこの端末に
入力されるのを防ぐ（既に送信端末が接続されているノ
ード装置がメツセージ・パケットの折り返しを行なって
いる）。

即ち、■の例外接続制御となる。

■　送信端末が接続されている下位方向ポートの折り返
し接続を断とすることにより、ネットワークの故障を送
信端末に伝達する（■の例外接続制御）。

イーサネットにおいては、送信端末が入力ポートの信号
を監視しているので、送信端末が接続されている上位方
向ポートの折り返し接続を断とすることにより入力信号
をなくすことは、ネツトワーりの故障を送信端末に伝達
する方法として妥当である。

ついで、前記接続制御装置５の基本的な構成を第１図に
示す。基本的には、上位方向入力信号検出部（ＵＳＤＵ
）７と、故障検出部（ＤＤＵ）９と、終了検出部（ＥＤ
Ｕ）１０と、下位方向入力信号検出部（ＤＳＤＵ）１１
と先着入力ポート検出部（ＦＤＵ）１２と、通信不成立
信号発生部（ＣＰＧＵ）１３と、先着識別信号発生部（
“ＨＮＧＵ）１４及びスイッチング・ゲート部（ＳＧＵ
）１５と、出力制御部（ＯＩＥＵ）１６とよりなる。

上位方向入力信号検出部７は、上位方向入力信号チャネ
ルの信号を検出するためのフリップフロップ７ａと、先
着識別信号入力チャネルの信号を検出するためのフリッ
プフロップ７ｂとよりなる。

故障検出部９は下位方向入力信号から上位方向入力信号
までの時間がネットワーク時定数を越えたことにより、
ネットワークの故障を検出するためのシフトレジスタ９
ａにより構成されている。

ネットワークが故障しない限り、ネットワーク時定数な
る時間内に入力信号があることが保証されているので、
この方法による故障検出は妥当である。

終了検出部ＩＯは下位方向入力信号と上位方向入力信号
との双方がなくなったことにより、通信の終了を検出す
るためのシフトレジスタ１０ａからなり、この出力がノ
ード装置１を初期化する。

上位方向入力信号検出部１１は入力信号の有無を検出す
るためのフリップフロップ群１１ａからなる。

先着入力ポート検８部１２は入力信号の有無を検出する
ためのフリップフロップ群１２ａと、優□　先順位を付
けるためのＮＡＮＤゲート群１２ｂと、前記フリップフ
ロップ群１２ａの動作を禁止するためのＮＡＮＤゲート
１２ｃと、インバータ１２ｄと、前記ＮＡＮＤゲート群
１２ｂの出力を制御するためのＮＡＮＤゲート群１２群
上２ｅなる。

通信不成立信号発生部１３は通信不成立信号発生回路（
○ＰＧＥ−０〜３）　　ｌ　３　ａからなり、上位方向
入力信号検出部７が先着識別信号を検出した時に、下位
方向入力信号検出部１１が入力信号を検出したチャネル
に対して通信不成立信号を出力する。また、下位方向入
力ポートに複数の入力があった時、下位方向入力信号検
出部１１、先着入力ポート検出部１２の制御信号により
、遅れて入力のあったチャネルに対して通信不成立信号
を出力する。

先着識別信号発生部１４は先着入力ポート検出部１２か
らの制御信号により先着識別信号を発生するためのＡＮ
Ｄゲート群１４ａからなる。

スイッチング・ゲート部１５は先着入力ポート検出部１
２からの制御信号により下位方向入力チャネル６ｃから
一つを選択して上位方向出力チャネル６ｂに接続するた
めのＮＡＮＤゲート群１５群上５ａ人力ＮＡＮＤゲート
１５ｂと、上位方向入力チャネル６ａと先着識別信号発
生部１４からの信号を下位方向出力チャネルｄに出力す
るためのＯＲゲート群１５ｃと、上位方向入力チャネル
６ａの信号を下位方向出力チャネル６ｄに出力するため
の結線とからなる。

また、出力制御部１６は出力制御前段回路（ＯＥＰＥ）
１６ａと、出力制御回路（ＯＥＥ−１〜３）１６ｂとよ
りなり、上位方向入力信号検出部７が先着識別信号を検
出した時、又は、故障検出部９がネットワークの故障を
検出した時、対端未接続Ｉ１０モジュール４ｂの折り返
し接続を断とし、下位方向出力チャネル６ｄをこの出力
ポートに接続する。さらに、上位方向入力信号検出部７
が上位方向信号入力チャネルの入力を検出した時、下位
方向入力信号検出部１２、先着入力ポート検出部１２及
び先着識別信号発生１１４の制御信号により、先着入力
ポート以外のチャネルについて対端未接続Ｉ１０モジュ
ール４ｂの出力ポートの折り返し接続を断とし、下位方
向出力チャネル６ｄをこの出力ポートに接続する。

このような出力制御部１６の制御は、全て端末接続制御
チャネル６ｅを介して対端未接続ｒ１０モジュール４ｂ
に対して行なわれる。

なお、端末における先着識別信号の検出については、第
２図に示したノード装置１間の接続に用いられている先
着識別信号線１をノード装置１・端末２間に用いればよ
い。即ち、端末は先着識別信号線ｉｆの信号の有無を検
出するだけでよい。

また、端末におけるネットワークの故障検知については
、第１図で示した故障検出部９と同一の構成を端末装置
のＮＩＵに付加することにより実現するようにしてもよ
い。

端末にネットワークの故障検知を伝達する方法としては
、通信不成立信号を用いるようにしてもよい。イーサネ
ットにおいては、再送（リトライ）が一定回数以上続く
と、再送停止（リトライ・アウト）となる。これは、ネ
ットワークに異常が発生した時に相当するので、通信不
成立信号を出力することは妥当である。

ネットワーク監視装置については、第８図に示す対ネッ
トワーク監視装置接続Ｉ１０モジュール３ｃに端末２と
同一のものを接続することにより実現するようにしても
よい。コリジヨン・プレセンス信号やキャリア・デイテ
クト信号（入力ポートの信号検出）を無視して出力させ
るようにしてもよく、又は、先着識別信号を出力するこ
とにより通信を強制的に中断させるようにしてもよい。

また、先着識別信号について、各ノード装置が下位方向
先着入力ポートに対応しない下位方向出力ポートから先
着識別信号を出力するようにしてもよい。変形例として
、先着入力ポートに対応する下位方向出力ポートから先
着識別信号を出力させるようにしてもよい。この変形例
によれば、最上位ノード装置の先着入力となったメツセ
ージ・パケットの送信端末の接続されているノード装置
にのみ先着識別信号が到着するように構成することにな
る。このような構成は、上位方向入力信号検出部７を変
更するだけで容易に実現できる。

発明の効果 本発明は、上述したように構成したので、コリジヨンが
起きてもパケットが壊れず一つの通信が成立するので、
トラフィックが高い時のデイレイの増大が少なく効率の
高いものとなり、また、コリジヨンを含めて通信の成立
／不成立が直ちに検知されるので、通信不成立時の処理
効率が高く、さらに、通信網故障検知機能の追加により
通信網の故障検知も可能となり、特に、現在標準化が進
められているイーサネット　１０Ｔやスターラン１０な
どのＩＥＥＥ　　８０２．３規格のものとの整合性を考
慮し、ノード装置間の接続にツイスト・ペアを用い、そ
の使用されていない２対の内の１対を先着識別信号線と
して活用するようにしたので、ノード装置の構成を簡単
とすることができ、かつ、メツセージ・パケットのプリ
アンプルが先着識別信号により削られることもなくなり
、先着識別信号の慎重に設定する必要もなくなり、また
、このような通信の成立／不成立の検知や通信網の故障
検知をノード装置が行なうので、幾つかの変形のある既
存のＩＥＥＥ　　８０２．３規格のプロトコロルと網イ
ンターフエース装置とを有する端末を無改造にてコンバ
チブリーに接続し得るものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第９図は本発明の一実施例を示すもので、
第１図は接続制御装置のブロック図、第２図はツリー状
階層構造を示す結線図、第３図ないし第７図はその基本
動作を示す模式図、第８図はノード装置のブロック図、
第９図はモジュールのブロック図、第１０図はスループ
ット−デイレイ時間特性図である。 １・・・ノード装置、１ｄ・・・上位方向信号線、１ｅ
・・・下位方向信号線、Ｉｆ・・・先着識別信号線、２
・・・送受信端末、９・・・故障検出部 出　願　人　　　株式会社　　　リ　コ　−、７１量　
　図 」」Ｏス 、％Ｚ　図 ］ａ 、Ｕ３５図 Ｊ）６図 １８図 、３ Ｌ４−　　　　　　　　　　ｂ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、単一の上位方向ポートと複数の下位方向ポートとを
   有して先着順論理により先着下位方向入力ポートを上位
   方向出力ポートに接続し、上位方向入力ポートを下位方
   向出力ポートに接続する機能を備えた単一のノード装置
   又は伝送路を介してツリー状階層構造に接続された複数
   のノード装置を設け、入力ポートの信号の有無を検出し
   信号のない時にのみ送信を許容し信号の衝突発生時には
   再送を行なう機能を備えて前記ノード装置に接続された
   複数の送受信端末を設け、複数の送受信端末からほぼ同
   時に送信された信号の内、最上位のノード装置における
   先着信号のみを通信網中にブロードキャストし、他の信
   号を排除するようにした通信網制御方法において、 ノード装置間の接続に、下位のノード装置から上位のノ
   ード装置への信号、上位のノード装置から下位のノード
   装置への信号、上位のノード装置から下位のノード装置
   への先着識別信号を送信するための少なくとも３つの信
   号線を用い、ノード装置の上位方向ポートに上位方向入
   力ポートと先着識別信号入力ポートと上位方向出力ポー
   トとを有し、下位方向ポートに下位方向入力ポートと先
   着識別信号出力ポートと下位方向出力ポートとを有して
   、下位方向入力ポートの何れかに信号があった時、ノー
   ド装置により、その下位方向先着入力ポートを上位方向
   出力ポートに接続し、それ以外の下位方向入力ポートの
   接続を断とするとともに、先着識別信号出力ポートから
   先着識別信号を出力し、 上位方向入力ポートに信号があった時、ノード装置によ
   り、下位方向入力ポートの信号の有無に関係なく、これ
   を全下位方向出力ポートに接続するとともに、先着識別
   信号入力ポートに信号があるとこの先着識別信号入力ポ
   ートを先着識別信号出力ポートに接続し、 下位方向入力ポートの何れかに信号があった時、最上位
   のノード装置により、その下位方向先着入力ポートを検
   出し、それ以外の下位方向入力ポートの接続を断にする
   とともに、下位方向先着入力ポートを全下位方向出力ポ
   ートに接続し、かつ、先着識別信号出力ポートから先着
   識別信号を出力し、 送信端末は、先着識別信号入力ポートの先着識別信号に
   より、自身の出力した信号が最上位のノード装置の先着
   にならず、通信不成立となったことを検知すると、所定
   の時間後に再送制御し、又は、端末の接続されたノード
   装置は、先着識別信号入力ポートの先着識別信号により
   、自身の出力した信号が最上位のノード装置の先着にな
   らず、通信不成立となったことを検知すると、下位方向
   入力ポートの内、先着入力ポートを含む信号のあった入
   力ポートに対応する下位方向出力ポートから通信不成立
   信号を出力するとともに、入力ポートにこの通信不成立
   信号があると送信端末が通信不成立と判断して、所定の
   時間後に再送制御し、 ノード装置により、下位方向入力ポートと上位方向入力
   ポートの信号の有無を検出し、双方の入力ポートの信号
   がなくなったことを検出することにより通信の終了を検
   知し、各ポートの接続状態を初期化するようにしたこと
   を特徴とする通信網制御方法。 ２、先着識別信号を、自身が出力した信号が上位のノー
   ド装置において遅れた入力であることを示すものとし、
   下位方向入力ポートの何れかに信号があると、ノード装
   置によりその先着入力ポートを上位方向出力ポートに接
   続し、それ以外の下位方向入力ポートの接続を断とする
   とともに、下位方向先着入力ポートに対応しない先着識
   別信号出力ポートから先着識別信号を出力し、 最上位のノード装置により、上位方向出力ポートを上位
   方向入力ポートに折り返し接続して他のノード装置と共
   通の制御を行ない、下位方向入力ポートの何れかに信号
   があるとその下位方向先着入力ポートを上位方向出力ポ
   ートに接続し、それ以外の下位方向入力ポートの接続を
   断にして、下位方向入力ポートに対応しない先着識別信
   号出力ポートから先着識別信号を出力することにより、
   直ちに上位方向入力ポートに折り返し信号があると、こ
   れを下位方向出力ポートから出力させ、送受信端末の接
   続されたノード装置により、送受信端末が接続されてい
   る下位方向出力ポートの内、複数の下位方向入力ポート
   に信号があると遅れて入力信号のあった下位方向入力ポ
   ートに対応する下位方向出力ポートから通信不成立信号
   を出力し、又は、先着識別信号入力ポートに先着識別信
   号があると下位方向先着入力ポートを含む信号のあった
   下位方向入力ポートに対応する下位方向出力ポートから
   通信不成立信号を出力するようにしたことを特徴とする
   請求項１記載の通信網制御方法。３、送受信端末の通信
   網接続装置中に通信網の故障検出部を設け、この故障検
   出部が送信開始から始まる所定の通信網時定数の時間内
   に入力ポートに入力信号がないことを検出すると、通信
   網の故障と判断するようにしたことを特徴とする請求項
   １記載の通信網制御方法。 ４、少なくとも送受信端末が接続されたノード装置に故
   障検出部を設け、この故障検出部が下位方向先着入力ポ
   ートの信号の検出から始まる所定の通信網時定数の時間
   内に上位方向入力ポートに入力信号がないことを検出す
   ると、通信網の故障と判断し、この故障検出により下位
   方向先着入力ポートに対応する下位方向出力ポート又は
   全下位方向出力ポートに接続されている送受信端末に故
   障検知を通知させるようにしたことを特徴とする請求項
   １又は２記載の通信網制御方法。 ５、故障検出部が故障を検知すると、送受信端末に接続
   されている下位方向先着入力ポートに対応する下位方向
   出力ポート又は全下位方向出力ポートから通信不成立信
   号を出力させるようにしたことを特徴とする請求項４記
   載の通信網制御方法。 ６、送受信端末が接続されたノード装置により、送受信
   端末が接続されている下位方向入力ポートをそれに対応
   する下位方向出力ポートへ折り返し接続し、 上位方向入力ポートに信号があり、かつ、先着識別信号
   入力ポートに先着識別信号があると送受信端末が接続さ
   れている全下位方向入力ポートのそれれに対応する下位
   方向出力ポートへの折り返し接続を断とし、上位方向入
   力ポートをこの下位方向出力ポートに接続し、 先着識別信号入力ポートに先着識別信号がなく、上位方
   向入力ポートに信号があると、下位方向先着入力ポート
   以外の送受信端末が接続されている下位方向入力ポート
   のそれに対応する下位方向出力ポートへの折り返し接続
   を断とし、上位方向入力ポートをその下位方向出力ポー
   トに接続するようにしたことを特徴とする請求項１又は
   ２記載の通信網制御方法。 ７、ノード装置の故障検出部が故障を検出すると、送受
   信端末が接続されている下位方向先着入力ポート又は送
   受信端末が接続されている全下位方向入力ポートのそれ
   に対応する下位方向出力ポートへの折り返し接続を断と
   するようにしたことを特徴とする請求項４又は６記載の
   通信網制御方法。 ８、最上位のノード装置の上位方向ポートには他の送受
   信端末よりも優先順位の高い通信網監視装置を接続し、
   最上位のノード装置により内部でその上位方向出力ポー
   トを少なくとも上位方向入力ポートに折り返し接続し、 上位方向入力ポートに通信網監視装置からの入力信号が
   あると、最上位のノード装置が、前記折り返し接続を断
   とし、上位方向入力ポートを全下位方向出力ポートに接
   続するようにしたことを特徴とする請求項１又は２記載
   の通信網制御方法。