JPH0787467B2 - 蓄積型星型通信網 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、蓄積型星型通信網に関するものであり、特に
回線上でのデータの衝突をなくし、回線を効率的に使用
できるようにした蓄積型星型通信網に関するものであ
る。

（従来の技術） 従来の星型通信網を第４図を参照して説明する。

従来の星型通信網は、図示されているように、集中局１
に、送信線2a〜2nおよび受信線3a〜3nを介して、複数個
の局端末装置Ａ〜Ｎが接続されている。

いま、Ａ局端末装置Ａからデータパケットが送出される
と、該データパケットはＡ局送信線2aを通り、集中局１
に送られる。集中局１はＡ局端末装置Ａからデータパケ
ットを受信すると、これを全端末装置へＡ〜Ｎ局受信線
3a〜3nを介して送信する。Ａ〜Ｎ局端末装置は、送信さ
れてきたデータパケットが自局宛かどうか判断し、自局
宛であれば、該データパケットを受信する。

各端末装置は常に受信線3a〜3nから入ってくる信号を監
視し、該受信線に何らかのデータパケットが伝送されて
いると自局から送信できない構成となっているので、上
位階層から送信要求のあった端末装置は前記データパケ
ットの受信終了を待って送信を開始する。この時、２局
以上に送信要求があると、データパケットの送信が同時
に開始されるため、データパケットの衝突が起こる。こ
の衝突は、集中局１によって検出される。集中局１は衝
突を検出すると、全ての端末装置Ａ〜Ｎへ、これを知ら
せる。

集中局１から網又は回線上に衝突が起きていることを知
らされると、該衝突の原因となっているデータを送信し
ている端末装置は送信を停止する。そして、バックオフ
アルゴリズムなどの再送出のための処理を行なう。

この様子を第５図のタイムチャートで説明する。まず、
Ａ局端末装置から送信要求があったとするとＡ局端末装
置から送出されたデータパケット（Ａ局パケット）はＡ
局送信線2aを経て、集中局１に送られ、次いで各受信線
3a〜3nに送られる。Ａ局パケットが送信されている間に
ＢおよびＣ局端末装置から送信要求が起ると、これらの
端末装置はＡ局パケットの送信終了を待って、一斉に送
出を開始する。そうすると、網上にデータの衝突が起
き、集中局１から各受信線3a〜3nに衝突信号が送出され
る。このため、ＢおよびＣ局端末装置は送信を停止す
る。前記バックオフアルゴリズムなどの再送出のための
処理が完了すると、衝突後に送信要求をしたＤ局端末装
置が送信権を獲得しデータパケット（Ｄ局パケット）を
送出する。

（発明が解決しようとする問題点） 上記した従来の技術は、次のような問題点を有してい
た。

（１）各端末装置はデータパケット送出時に、他局が送
出しているかどうかを判断しなければならず、また衝突
時にはデータパケットの送出を中止しバックオフアルゴ
リズムなどで再送出の処理を行なう必要があるので、各
端末装置のハードおよびソフトの構成が複雑になる。

（２）衝突が起き、集中局１から衝突信号が出力されて
いる間は各端末装置はデータパケットを網上に送出でき
ないので、一定時間内に網にアクセスする端末装置が増
えると衝突する確率が大きくなる。このため、衝突信号
が集中局１から出力されている時間が長くなり、実際の
物理的伝送容量よりかなり低い伝送容量しか保障されな
い。

（３）全ての端末装置が衝突検出を行なうには、最小パ
ケット長を最大システムのラウンドトリップ時間よりも
長くしなければならないので、最大システム長が該最小
パケット長で限定される。このため、システム構築の柔
軟性に欠けている。

本発明は、前述の問題点を解決するためになされたもの
である。

（問題点を解決するための手段および作用） 前記の問題点を解決するために、本発明は、複数個の端
末装置と、それらの端末装置から送信されたデータパケ
ットを集中的に中継し、各端末装置へ分配する集中局
と、各端末装置と集中局間に二方向性通信チャネルを有
する星型通信網において、集中局の各端末インターフェ
ースに設けられた、それぞれ少なくとも１データパケッ
ト分の受信メモリと、該受信メモリの状況を監視し、デ
ータの入っている受信メモリに順次リード信号を送る制
御回路と、該受信メモリから読み出されたデータを全て
の受信線に伝送する手段とを設け、各端末装置から出力
されたデータパケットを一旦前記受信メモリに蓄積し、
該受信メモリから順次データを読み出して各端末装置へ
送出することにより、送信時の衝突を回避し、伝送量を
その通信網のもつ最大伝送容量近くまで有効に使用で
き、衝突処理のためにあった最大システム長の制限をな
くした点に特徴がある。

（実施例） 以下に図面を参照して、本発明を詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例のブロック図である。

図示されているように、A,B,…,N局端末装置は、それぞ
れ、送信線6a,6b,…,6nおよび受信線7a,7b,…,7nを介し
て、集中局５に接続されている。集中局５は各端末イン
ターフェースに設けられたA,B,…,N局端末装置に対応す
る受信メモリ5a,5b,…,5nと、これらの記憶状態を監視
すると共に、データを保有している受信メモリに対して
順次リード信号を出力する制御回路5pと、前記受信メモ
リから読み出されたデータを各受信線7a,7b,…,7nに分
配・送出するトランスミッタ5rを有している。前記受信
メモリ5a,5b,…5nは、それぞれ、１データパケットの最
大長分以上の容量をもっている。なお、ここで該送信
線、受信線とは、各々物理的に独立のケーブルであって
もよいし、一本のケーブルで送受両チャネルの共用とし
てもよい。

次に、本実施例の動作を詳細に説明する。A,B,…,N局端
末装置に送信要求が発生すると、送信要求のあった端末
装置はその局の送信線を通って局対応の受信メモリにデ
ータパケットを送出する。これによって、データパケッ
トは受信メモリに記憶される。

受信メモリは、データが空のときはオンのエンプティ
（empty）信号を、データが記憶されている時にはオフ
のエンプティ信号を送出する機能をもっているので、上
記のようにしてデータパケットが記憶された受信メモリ
は、エンプティ信号線La,Lb,…,Ln中の対応する信号線
を通って制御回路5pにオフのエンプティ信号を送出す
る。

一方、端末装置からデータパケットが送出されて来なか
った受信メモリは、該信号線La,Lb,…Ln中の対応する信
号線を通って、制御回路5pにオンエンプティ信号を送出
する。

制御回路5pは、各受信メモリの状況を前記エンプティ信
号La,Lb,…,Lnをポーリングすることによって常時監視
しており、該エンプティ信号がオフである受信メモリに
予め定められた順番でリード（read）信号を送る。この
リード信号は制御信号線Ra,Rb,…,Rnを通って受信メモ
リに送られる。

リード信号が送られた受信メモリは、網の速度と同じ速
度でデータバスＢ上にデータを読み出し、全データが読
み出されると、制御回路5pにオンのエンプティ信号を送
出する。そうすると、制御回路5pにオフのエンプティ信
号を有する次の受信メモリにリード信号を送出する。

この制御回路5pの機能を第２図のフローチャートに示
す。制御回路5pはある局の受信メモリのエンプティ信号
を見に行き（ステップS1）、この信号がオンかオフかを
判断する（ステップS2）。該エンプティ信号がオンの時
には、当該受信メモリにはデータパケットが保持されて
いないので、ステップS1に戻り次の局の受信メモリのエ
ンプティ信号を見に行く。そして、ステップS2で該エン
プティ信号がオフであると判断すると、該受信メモリに
リード信号を送り、網の速度と同じ速度でデータの読み
出しを行なう（ステップS3）。このデータの読み出し期
間中に、制御回路5pは常にステップS2の判断を行ない、
該受信メモリからのデータの読み出しが終了したかどう
かを常にチェックする。そして、ステップS2がイエスに
なると、該受信メモリからのデータの読み出しが終了し
たものと判断して、次の局の受信メモリのエンプティ信
号を見に行く動作を行なう。

上記の動作をより具体的に説明する。第１図において、
いま、A,BおよびＭ局受信メモリの三つのデータパケッ
トが記憶され、他の受信メモリには記憶されていないと
仮定すると、制御回路5pはエンプティ信号線によって送
られてくるエンプティ信号により受信メモリの状況を検
知し、データパケットが記憶されているＡ局受信メモリ
5aに制御信号線Raを介してリード信号が送られる。そう
すると、Ａ局受信メモリ5aからはデータパケットが先頭
よりデータバスＢ上に読み出され、網の速度と同じ速度
でトランスミッタ5rに送られる。トランスミッタ5rは、
該データパケットを各局の受信線に分配・送出する。各
端末装置は送られてきたデータパケットが自局あてか否
かを判断し、自局宛であればこれを受信する。

上記のようにして、Ａ局受信メモリ5aのデータが全てデ
ータバスＢを通って出力し終ると、制御回路5pはデータ
が入っている次の受信メモリであるＢ局受信メモリ5bに
リード信号を送出する。一方、Ａ局受信メモリ5aから
は、オンのエンプティ信号が制御回路5pに送出される。

Ａ局は自局のデータパケットの送信が終了したことを確
認した後、上位階層より新たな送信要求が生ずると、こ
れを受け付けるようになる。一方、ＢおよびＭ局受信メ
モリはまだデータパケットを保持した状態にあり、デー
タパケットを送出する状態になっていないので、Ｂおよ
びＭ局端末装置は上位階層より新たな送信要求があって
も、データパケットを受信メモリに送出することはでき
ない。なお、ＢおよびＭ局端末装置以外の端末装置は、
上位階層よりの送信要求を受け付けることは勿論であ
る。

Ｂ局受信メモリ5bからは、前記と同様にしてデータパケ
ットの先頭からデータがデータバスＢ上に読み出され、
この読み出しが終了すると制御回路5pはＭ局受信メモリ
にリード信号を送る。Ｂ局受信メモリ5bからはオンのエ
ンプティ信号が送出される。

次に、Ｍ局受信メモリ5mから、上記と同様に、データの
読み出しが行なわれる。

Ｍ局受信メモリ5mからのデータの読み出しが終ると、制
御回路5pはポーリングにより、受信メモリからオフのエ
ンプティ信号が入力していないかどうかを調べる。そし
て、エンプティ信号がオフの受信メモリがあると、この
受信メモリにリード信号を送り、データの読み出しを行
なう。

なお、Ａ〜Ｍ局端末装置が上位階層からの送信要求を受
け付ける条件は前述の通りであるので、空の受信メモリ
には上位階層から送信要求があると、対応する端末装置
から随時データパケットが送り込まれるのは当然であ
る。

本実施例は上記のような動作をするので、例えば、第３
図のタイムチャートに示されているように、Ａ局,B局、
Ｃ局およびＤ局の送信要求が図示されているような短い
時間の間に発生しても、これらの局に対応する受信メモ
リ5a,5b,5cおよび5dが空いていれば、各端末装置はデー
タパケットを送信線6a,6b,6cおよび6dを介して送出する
ことができる。また、これらの各端末装置から出力され
たデータパケットは、一旦受信メモリに保持された後、
制御回路5pの制御により何ら衝突を起すことなく、トラ
ンスミッタ5rを通って各局の受信線7a〜7nに送り出され
ることは既に説明した通りである。

（発明の効果） 本発明によれば、網上でデータパケットの衝突が起るこ
とはなくなるので、次のような種々の効果が達成され
る。

（１）衝突によって発生した無効データが回線上を流れ
ることがなくなるので、物理容量近くまで回線を効率的
に使用することができる。

（２）集中局は衝突の検出や衝突信号の送出をしなくて
よくなる。また、各端末装置は衝突時にデータパケット
の送出を中止する処理、あるいはバックオフアルゴリズ
ムなどの再送出のための処理は不必要になる。このた
め、ハードおよびソフトの両面で簡単になる。

（３）衝突検出のために必要であった最大システム長を
設定する必要がなくなるため、最大システム長は、送受
信線の両端のドライバおよびレシーバの能力に依存する
ようになる。また、スルーレピータなどを用いれば、前
記ドライバやレシーバの能力を超える遠方にまで、シス
テム長を延長することができる。したがって、大きなシ
ステムを作ることができる。なお、ゲートウェイを用い
ると、他のシステムの端末装置との通信を行なうことが
できることは、自明である。

（４）本発明によれば、データの入っている受信メモリ
から、直接、網の伝送速度と同じ速度でデータを読み出
し、全ての受信線に伝送することができる。このため、
該受信メモリに記憶されたデータを、一旦バッファに移
して全ての受信線に送信するという必要がなくなり、受
信した複数局からのデータを前記バッファにどのように
転送するかの制御およびオーバフローすることなく前記
データを該バッファに転送するという複雑な制御を行う
必要がなくなる。したがって、集中局の構成を簡易にす
ることができると共に、網全体の通信速度を一定にする
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のシステムブロック図、第２
図は第１図の制御回路の機能を示すフローチャート、第
３図は本実施例の動作を説明するためのタイムチャー
ト、第４図は従来のシステムブロック図、第５図は第４
図の動作を説明するためのタイムチャートを示す。 A,B,…,N……局端末装置、５……集中局、5a〜5n……受
信メモリ、5p……制御回路、5r……トランスミッタ、6a
〜6n……送信線、7a〜7n……受信線

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数個の端末装置と、それらの端末装置か
   ら送信されたデータパケットを集中的に中継し、各端末
   装置へ分配する集中局と、各端末装置と集中局間に二方
   向性通信チャネルを有する蓄積型星型通信網において、 前記各端末装置は、対応する受信メモリにデータが保持
   されている時点を除く任意の時点で、送信要求のあった
   データパケットを前記集中局の受信メモリに送出する手
   段を具備し、 前記集中局は、該集中局の各端末インターフェースに設
   けられた、それぞれ少なくとも１データパケット分の容
   量を有し、かつデータを保持しているかいないかを表す
   エンプティ信号を前記制御回路に向けて出力する受信メ
   モリと、 該受信メモリの状況をポーリングにより監視し、データ
   の入っている受信メモリに順次リード信号を送る制御回
   路と、 該リード信号を送られた受信メモリから、網の伝送速度
   と同じ速度でデータを読み出す手段と、 該受信メモリから読み出されたデータを全ての受信線に
   伝送する手段とを具備したことを特徴とする蓄積型星型
   通信網。