JPH0630499B2 - Csma通信方式 - Google Patents
Csma通信方式Info
- Publication number
- JPH0630499B2 JPH0630499B2 JP59221274A JP22127484A JPH0630499B2 JP H0630499 B2 JPH0630499 B2 JP H0630499B2 JP 59221274 A JP59221274 A JP 59221274A JP 22127484 A JP22127484 A JP 22127484A JP H0630499 B2 JPH0630499 B2 JP H0630499B2
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- JP
- Japan
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- packet
- node
- transmission
- ack
- data
- Prior art date
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Description
【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は搬送波検出多重アクセス(CSMA)通信方式に関す
る。
る。
従来技術 CSMA方式では送信局から1つのパケットを送り、その後
受信局から肯定応答(ACK)信号が所定時間内にもどって
来ないことで始めて送信局では衝突の発生を知る。従っ
て送るべきパケットの長さがかなり長いと、衝突の発生
を送信局で識別した時には長時間経過してしまってい
る。そのためパケット長はあまり長くできない。しかし
パケット長を短くしすぎると、パケット中のプリアンブ
ル、宛先アドレス、送信元アドレス、制御部、CRC部等
データ部分の占める割合が増し、そのオーバーヘッドの
ため伝送効率が悪くなる。また短いパケットに分割する
ことによってACKの数が増え、これによるオーバヘッド
も増え、やはり伝送効率が低下する。
受信局から肯定応答(ACK)信号が所定時間内にもどって
来ないことで始めて送信局では衝突の発生を知る。従っ
て送るべきパケットの長さがかなり長いと、衝突の発生
を送信局で識別した時には長時間経過してしまってい
る。そのためパケット長はあまり長くできない。しかし
パケット長を短くしすぎると、パケット中のプリアンブ
ル、宛先アドレス、送信元アドレス、制御部、CRC部等
データ部分の占める割合が増し、そのオーバーヘッドの
ため伝送効率が悪くなる。また短いパケットに分割する
ことによってACKの数が増え、これによるオーバヘッド
も増え、やはり伝送効率が低下する。
CSMA/CD方式では、パケットの送出中に衝突検出を行う
ことで、衝突による無駄なパケット送出を中断できる。
このためパケット送出の初期の段階でパケット長を長く
とることが可能で、スループットを高めることができ
る。
ことで、衝突による無駄なパケット送出を中断できる。
このためパケット送出の初期の段階でパケット長を長く
とることが可能で、スループットを高めることができ
る。
CD(衝突検出)は、送信中のノードにおいて、受信した
データと送信したデータをビット単位で比較することに
よって行なわれる。通信チャネルがバス型になっている
ものでは、送信中のノードでも同時に受信が可能であ
り、この時は自己のノードから受信したデータが受信さ
れるはずである。両者を比較して不一致が起ったとき
は、他のノードから送信されたデータによって干渉され
た、すなわち衝突した、と判断する。一般にローカルエ
リアネットワークにおいてはS/Nが十分良く、雑音によ
るランダムなデータ誤りの確率は極めて小さいと見なせ
るために、このような衝突検出が可能である。
データと送信したデータをビット単位で比較することに
よって行なわれる。通信チャネルがバス型になっている
ものでは、送信中のノードでも同時に受信が可能であ
り、この時は自己のノードから受信したデータが受信さ
れるはずである。両者を比較して不一致が起ったとき
は、他のノードから送信されたデータによって干渉され
た、すなわち衝突した、と判断する。一般にローカルエ
リアネットワークにおいてはS/Nが十分良く、雑音によ
るランダムなデータ誤りの確率は極めて小さいと見なせ
るために、このような衝突検出が可能である。
Ethernet(DEC,インテル,ゼロックス社による)や1EE
E-802標準によるCSMA/CD基底帯域方式では、CDは比較的
容易である。なぜなら、同軸ケーブルへの接続はタップ
で行い、送信データはそのタップから両方向に同軸ケー
ブルへ流れて行き、両端で終端され信号は収吸される。
受信データはタップで拾われる。CDは、送信中のタップ
から同時に受信することで可能であるから、受信データ
は送信データとほとんど時間的な遅延はない。あっても
回路定数から定まるある一定値となる。従って送受信デ
ータのビットごとの比較は容易である。
E-802標準によるCSMA/CD基底帯域方式では、CDは比較的
容易である。なぜなら、同軸ケーブルへの接続はタップ
で行い、送信データはそのタップから両方向に同軸ケー
ブルへ流れて行き、両端で終端され信号は収吸される。
受信データはタップで拾われる。CDは、送信中のタップ
から同時に受信することで可能であるから、受信データ
は送信データとほとんど時間的な遅延はない。あっても
回路定数から定まるある一定値となる。従って送受信デ
ータのビットごとの比較は容易である。
しかし衝突の明確な検出を保証するためには、他のタッ
プからの信号がケーブル等によってあまり減衰しないこ
とが必要である。すなわち伝送路系の伝送損失は十分小
さくなければならない。このためケーブルには高品質の
ものが要求され、ケーブルの価格や工事費の上昇の原因
となる。
プからの信号がケーブル等によってあまり減衰しないこ
とが必要である。すなわち伝送路系の伝送損失は十分小
さくなければならない。このためケーブルには高品質の
ものが要求され、ケーブルの価格や工事費の上昇の原因
となる。
一方、広帯域方式にCSMA/CDを適用する場合の問題点
は、CDが困難なことである。一つの理由は、広帯域方式
では、送信データが一度ヘッドエンドに送られ、そこか
ら全ノードに向けて再送出される形式をとるから、送信
データと受信データとでは、その送信データを送出した
ノードであっても、時間的に大きな遅延を持つことであ
る。この遅延は、タップからヘッドエンドまでの往復の
伝搬遅延による。しかもこの遅延量はタップによって様
々であるから、送受信のデータのビット単位の比較を行
なうとすると、かなり複雑な構成を必要とする。
は、CDが困難なことである。一つの理由は、広帯域方式
では、送信データが一度ヘッドエンドに送られ、そこか
ら全ノードに向けて再送出される形式をとるから、送信
データと受信データとでは、その送信データを送出した
ノードであっても、時間的に大きな遅延を持つことであ
る。この遅延は、タップからヘッドエンドまでの往復の
伝搬遅延による。しかもこの遅延量はタップによって様
々であるから、送受信のデータのビット単位の比較を行
なうとすると、かなり複雑な構成を必要とする。
他の一つの理由は、広帯域方式ではヘッドエンドからタ
ップまで(及びその逆)の伝送損失が大きいが、その損
失量がタップにより様々であることである。この損失の
バラツキが大きすぎると、CDが確実に行えない。
ップまで(及びその逆)の伝送損失が大きいが、その損
失量がタップにより様々であることである。この損失の
バラツキが大きすぎると、CDが確実に行えない。
このようにCSMA/CD方式は、CSMA方式に比べて、重負荷
時のパケット転送遅延時間が短く、また回線容量に対す
る使用効率も高くとれる長所がある。しかし、前述のよ
うにCDに起因する様々な問題があるので、これを避け、
CSMA方式の特徴を生かしながら、しかもCDを行なった場
合とほぼ同様の特性を有するCSMA方式の出現が望まれ
る。
時のパケット転送遅延時間が短く、また回線容量に対す
る使用効率も高くとれる長所がある。しかし、前述のよ
うにCDに起因する様々な問題があるので、これを避け、
CSMA方式の特徴を生かしながら、しかもCDを行なった場
合とほぼ同様の特性を有するCSMA方式の出現が望まれ
る。
目的 本発明はCDに起因する欠点がなく、しかもCSMA/CD方式
とほぼ同様の特性を有するCSMA通信方式を提供すること
を目的とする。
とほぼ同様の特性を有するCSMA通信方式を提供すること
を目的とする。
構成 本発明は上記の目的を達成させるため、パケットを送信
するノードは、共通伝送路における最大の往復伝搬遅延
時間以上の時間にわたって搬送波が共通伝送路上にない
ことを確認してからパケットを送信し、パケットを受信
したノードは直ちに確認パケットを返送し、送信ノード
は確認パケットを受信すると直ちに次のパケットを送信
するCSMA通信方式を特徴としたものである。以下、本発
明の一実施例に基づいて具体的に説明する。
するノードは、共通伝送路における最大の往復伝搬遅延
時間以上の時間にわたって搬送波が共通伝送路上にない
ことを確認してからパケットを送信し、パケットを受信
したノードは直ちに確認パケットを返送し、送信ノード
は確認パケットを受信すると直ちに次のパケットを送信
するCSMA通信方式を特徴としたものである。以下、本発
明の一実施例に基づいて具体的に説明する。
本発明の理解を助けるために、即時肯定応答(ACK)機能
付CSMA方式について触れると、従来OMNINETで行なわれ
ているように、即時肯定応答機能付CSMA方式では、デー
タパケットを送出後、ただちにACKが宛先ノードからも
どって来なければ、衝突その他の原因でデータパケット
が紛失したと判定される。相手ノードが正常に動作して
いて、伝送路も正常だとすれば、そのネットワークにお
いては、ACKがもどって来ないのを衝突と判定するのは
妥当であろう。すなわち、ACKを一種の衝突検出(衝突
しなかったことの検出)として使用できる。そこでACK
機能付きEthernetやOMNINETなどの即時肯定応答方式で
は、ACKの優先度をデータパケットよりも高くし、これ
によってACKの衝突を事前に避けている。ただ、送るべ
きデータパケットが長くても、その1パケット全体を送
った後でなければ衝突の有無を判定できな欠点がある。
付CSMA方式について触れると、従来OMNINETで行なわれ
ているように、即時肯定応答機能付CSMA方式では、デー
タパケットを送出後、ただちにACKが宛先ノードからも
どって来なければ、衝突その他の原因でデータパケット
が紛失したと判定される。相手ノードが正常に動作して
いて、伝送路も正常だとすれば、そのネットワークにお
いては、ACKがもどって来ないのを衝突と判定するのは
妥当であろう。すなわち、ACKを一種の衝突検出(衝突
しなかったことの検出)として使用できる。そこでACK
機能付きEthernetやOMNINETなどの即時肯定応答方式で
は、ACKの優先度をデータパケットよりも高くし、これ
によってACKの衝突を事前に避けている。ただ、送るべ
きデータパケットが長くても、その1パケット全体を送
った後でなければ衝突の有無を判定できな欠点がある。
本発明では、即時肯定応答方式の特徴を生かしてACKの
衝突を事前に避けるとともに、ACKに引き続く長いデー
タパケットにも高い優先度を与え、事前に衝突を避けて
いる。又、最初のパケットは衝突の可能性があるので、
衝突によるパケット損失を最小におさえるため、短いデ
ータパケットを用いる。
衝突を事前に避けるとともに、ACKに引き続く長いデー
タパケットにも高い優先度を与え、事前に衝突を避けて
いる。又、最初のパケットは衝突の可能性があるので、
衝突によるパケット損失を最小におさえるため、短いデ
ータパケットを用いる。
第2図に示すように、バス上の最大の伝搬遅延時間をτ
とすると、往復伝搬遅延時間2τに相当するパケット長
がCSMA/CD方式における最小パケット長である。パケッ
トの送出を開始してから、衝突が検出され、チャネルが
空になるまでの時間γ1はおおよそ、 γ1=2τ+α (1) である。ここでαは、衝突検出に要する時間(遅延)と
衝突強調に要する時間の和である。αは一般にそれほど
大きな値ではないが、今αがτより小さくて無視できる
とすると γ1≒2τ (1a) となる。
とすると、往復伝搬遅延時間2τに相当するパケット長
がCSMA/CD方式における最小パケット長である。パケッ
トの送出を開始してから、衝突が検出され、チャネルが
空になるまでの時間γ1はおおよそ、 γ1=2τ+α (1) である。ここでαは、衝突検出に要する時間(遅延)と
衝突強調に要する時間の和である。αは一般にそれほど
大きな値ではないが、今αがτより小さくて無視できる
とすると γ1≒2τ (1a) となる。
CSMA/CDやCSMAではパケット長によって伝送効率(スル
ープット)が変わる。今パケット長が固定であり、その
伝送時間がTであるとする。CSMA/CD方式で衝突を検出
するためには、 T≧2τ (2) でなければならない。
ープット)が変わる。今パケット長が固定であり、その
伝送時間がTであるとする。CSMA/CD方式で衝突を検出
するためには、 T≧2τ (2) でなければならない。
CSMA方式では衝突による再送を減らすためT/τを10
以上にとることが多い。一般的には100位に設定され
る。T/τが小さいとスループット、したがってチャネ
ル容量が小さくなる。また、 a=τ/T (3) は小さいほど(従ってT/τが大きいほど)スループッ
トは大きくなる。
以上にとることが多い。一般的には100位に設定され
る。T/τが小さいとスループット、したがってチャネ
ル容量が小さくなる。また、 a=τ/T (3) は小さいほど(従ってT/τが大きいほど)スループッ
トは大きくなる。
従来の即時肯定応答機能付きCSMAでは、データパケット
の送出開始から、ACKパケットを受信し終るまでの時間
γ2は、 γ2=T+2τ+TACK (4) である。ただしTはデータパケットの伝送時間、T
ACKはACKパケットの伝送時間、2τは往復伝搬遅延
時間である。
の送出開始から、ACKパケットを受信し終るまでの時間
γ2は、 γ2=T+2τ+TACK (4) である。ただしTはデータパケットの伝送時間、T
ACKはACKパケットの伝送時間、2τは往復伝搬遅延
時間である。
ACKパケットの長さを前述の最小パケット長とすれば、 TACK=2τ (5) だから γ2=T+4τ (4a) である。もしデータパケットの送出から時間γ2以内に
ACKを受信しなかったときは衝突があったと考えられる
から、このγ2はCSMA/CDにおけるγ1と同様に、パケ
ットの送出を開始してから、衝突が(間接的に)検出さ
れ、チャネルが空になるまでの時間に相当する。
ACKを受信しなかったときは衝突があったと考えられる
から、このγ2はCSMA/CDにおけるγ1と同様に、パケ
ットの送出を開始してから、衝突が(間接的に)検出さ
れ、チャネルが空になるまでの時間に相当する。
ところで長いパケットにおいては T≫2τ (6) であるから、 γ2=T+4τ≫2τ (7) したがって、 γ2≫γ1 (7a) となる。すなわち、従来のCSMAは衝突が起った時に無駄
になる伝送時間がCSMA/CDよりずっと多いことを意味す
る。
になる伝送時間がCSMA/CDよりずっと多いことを意味す
る。
本発明によるCSMA方式では、パケットの送出を開始して
から、衝突が(間接的に)検出され、チャネルが空にな
るまでの時間γ3は、(4)式と同様に、 γ3=Tinit+2τ+TACK (8) となる。ここでTinitはデータを送り始めようとす
る時の最初のパケットを送出するのに要する時間で、こ
のパケットの長さは前述の最小パケット長に設定され
る。従ってこの場合、 Tinit=2τ (9) である。(5),(9)式を(8)に代入すると、 γ3=6τ (10) が得られる。これは、 γ2≫γ3>γ1 (11) から、本発明による通信方式では、衝突が起った時に無
駄になる伝送時間は、CSMA/CDによるものよりも少し長
いが、従来のCSMAによるものよりも激減することを意味
する。
から、衝突が(間接的に)検出され、チャネルが空にな
るまでの時間γ3は、(4)式と同様に、 γ3=Tinit+2τ+TACK (8) となる。ここでTinitはデータを送り始めようとす
る時の最初のパケットを送出するのに要する時間で、こ
のパケットの長さは前述の最小パケット長に設定され
る。従ってこの場合、 Tinit=2τ (9) である。(5),(9)式を(8)に代入すると、 γ3=6τ (10) が得られる。これは、 γ2≫γ3>γ1 (11) から、本発明による通信方式では、衝突が起った時に無
駄になる伝送時間は、CSMA/CDによるものよりも少し長
いが、従来のCSMAによるものよりも激減することを意味
する。
最初のパケットの伝送が(ACKがもどることで)成功し
たら、ACKに引き続いて長いパケットを送出する。ACKパ
ケットと長いパケットは、後述するように、原理的に衝
突から避けられるように構成されている。
たら、ACKに引き続いて長いパケットを送出する。ACKパ
ケットと長いパケットは、後述するように、原理的に衝
突から避けられるように構成されている。
(6)式に見るように長いパケットではT≫2τであるか
ら、(10)式と(1)式の差は小さいと言える。したがって
本発明によるCSMA方式は、CSMA/CDとほぼ同一の特性を
持つ。極めて負荷の重いときのみCSMA/CDより性能が落
ちる。
ら、(10)式と(1)式の差は小さいと言える。したがって
本発明によるCSMA方式は、CSMA/CDとほぼ同一の特性を
持つ。極めて負荷の重いときのみCSMA/CDより性能が落
ちる。
第1図を参照して本発明によるCSMA方式を説明する。こ
のモデルでは、終端抵抗10にて終端された同軸ケーブ
ル12の複数のタップ14にノードAおよびBを含む複
数のノードがそれぞれ接続されている。ノードAからノ
ードBへデータを送出する際、ノードAは同軸ケーブル
12上にtw時間搬送波がないことを検出すると、イニシ
ャルパケットを送出する。これは第1図で時点1aで示
されている。ここで、 tw>2τ (12) にとられる。このtwは、Ethernetなどにおけるいわゆる
基本待合せ時間(BWT)に相当する。
のモデルでは、終端抵抗10にて終端された同軸ケーブ
ル12の複数のタップ14にノードAおよびBを含む複
数のノードがそれぞれ接続されている。ノードAからノ
ードBへデータを送出する際、ノードAは同軸ケーブル
12上にtw時間搬送波がないことを検出すると、イニシ
ャルパケットを送出する。これは第1図で時点1aで示
されている。ここで、 tw>2τ (12) にとられる。このtwは、Ethernetなどにおけるいわゆる
基本待合せ時間(BWT)に相当する。
時刻1aから2aにかけてイニシャルパケットが送出さ
れ、τ時間遅れてノードBに到達する(1b〜2b)。
ノードBでイニシャルパケットを完全に受信したらただ
ちに、ACKパケットをノードAに返送する(3a〜4
a)。
れ、τ時間遅れてノードBに到達する(1b〜2b)。
ノードBでイニシャルパケットを完全に受信したらただ
ちに、ACKパケットをノードAに返送する(3a〜4
a)。
いかなるノードも初めてパケットを送出しようとすると
きは、時間twの間搬送波が無いことを確認した後でなけ
ればならない。こうすることでACKパケットは送信ノー
ドで2τ以内に受信され始めるから、ACKパケットは高
い優先順位を持つことになる。しかもこのACKパケット
は、特定の受信の直後にしか送出されないから、衝突を
起すことはあり得ない。
きは、時間twの間搬送波が無いことを確認した後でなけ
ればならない。こうすることでACKパケットは送信ノー
ドで2τ以内に受信され始めるから、ACKパケットは高
い優先順位を持つことになる。しかもこのACKパケット
は、特定の受信の直後にしか送出されないから、衝突を
起すことはあり得ない。
本発明による通信方式では、長いデータを短い(最小の
長さの)イニシャルパケットと長い第2のパケットに分
割し、イニシャルパケットの伝送が成功したならば、以
後の第2のパケットの伝送の予約を行うことで第2のパ
ケットの衝突を避けている。具体的には、ノードAでAC
Kパケットを受信し終った(4b)ならばただちにノー
ドAは、第2のパケットをノードBへ送出する(5a〜
6a)。
長さの)イニシャルパケットと長い第2のパケットに分
割し、イニシャルパケットの伝送が成功したならば、以
後の第2のパケットの伝送の予約を行うことで第2のパ
ケットの衝突を避けている。具体的には、ノードAでAC
Kパケットを受信し終った(4b)ならばただちにノー
ドAは、第2のパケットをノードBへ送出する(5a〜
6a)。
ノードAにおけるACKパケットの受信と同様に、ノード
BではACKパケットの送出後、2τ以内に第2のパケッ
トを受信し始めるから、同軸ケーブル12に接続されて
いる他のいかなるノードもイニシャルパケットの送出を
開始できない。なぜなら本方式によれば、他のいかなる
ノードもtw(>2τ)以上搬送波が無いことを検出した
ときにはじめてイニシャルパケットを送出できるように
定められているからである。従ってこの第2のパケット
は高優先順位を持ち、衝突を起すことは原理的にあり得
ない。
BではACKパケットの送出後、2τ以内に第2のパケッ
トを受信し始めるから、同軸ケーブル12に接続されて
いる他のいかなるノードもイニシャルパケットの送出を
開始できない。なぜなら本方式によれば、他のいかなる
ノードもtw(>2τ)以上搬送波が無いことを検出した
ときにはじめてイニシャルパケットを送出できるように
定められているからである。従ってこの第2のパケット
は高優先順位を持ち、衝突を起すことは原理的にあり得
ない。
ノードBで第2のパケットを受信したら(5b〜6
b)、ただちに第2のACKパケットをノードAへ返す
(7a〜8a)。前と同様にこのACKパケットも衝突を
起しえない。ノードAはこのACKパケットの受信(7b
〜8b)によって一連のパケット転送が成功した(ノー
ドBに確実に到達した)ことを知る。
b)、ただちに第2のACKパケットをノードAへ返す
(7a〜8a)。前と同様にこのACKパケットも衝突を
起しえない。ノードAはこのACKパケットの受信(7b
〜8b)によって一連のパケット転送が成功した(ノー
ドBに確実に到達した)ことを知る。
さらに送信データが長い場合、ノードAは、この第2の
ACKパケットの受信に引続いて第3のデータパケット
(第3パケット)を送出してもよい。前と同様にこの第
3のACKパケットも衝突を起しえない。ノードBはこの
第3のパケットの受信後ただちに第3のパケットを送出
する。このACKパケットも衝突を起しえない。以下同様
に第4,第5,……とデータパケットを送出してよい。
ACKパケットの受信に引続いて第3のデータパケット
(第3パケット)を送出してもよい。前と同様にこの第
3のACKパケットも衝突を起しえない。ノードBはこの
第3のパケットの受信後ただちに第3のパケットを送出
する。このACKパケットも衝突を起しえない。以下同様
に第4,第5,……とデータパケットを送出してよい。
なお第2のACKパケット及びそれ以後のACKパケットは本
発明による通信方式においては必要不可欠なものではな
い。宛先ノード(この例ではノードB)側で第2のパケ
ット及びそれ以後のデータパケットを確実に受入れられ
る保証があれば、これらのACKパケットは不要である。
つまり、最初のACKパケットのみ必要である。伝送誤り
の非常に少い極めて高品位の伝送系を伝送路12として
用いるならば、第2のパケット以後のデータパケットの
衝突は起り得ないから、事実上誤りを生ずることなく確
実に宛先ノードに到達する。この場合、第3のパケット
以後は、直前のデータパケットに引続いて(すなわち少
なくともtw以内に)送出を開始する。
発明による通信方式においては必要不可欠なものではな
い。宛先ノード(この例ではノードB)側で第2のパケ
ット及びそれ以後のデータパケットを確実に受入れられ
る保証があれば、これらのACKパケットは不要である。
つまり、最初のACKパケットのみ必要である。伝送誤り
の非常に少い極めて高品位の伝送系を伝送路12として
用いるならば、第2のパケット以後のデータパケットの
衝突は起り得ないから、事実上誤りを生ずることなく確
実に宛先ノードに到達する。この場合、第3のパケット
以後は、直前のデータパケットに引続いて(すなわち少
なくともtw以内に)送出を開始する。
先の説明では送信データをイニシャルパケットと第2の
パケット(必要によっては第3のパケットなど)に分割
したがイニシャルパケットには送信情報としてのデータ
を入れず、第2のパケット(及びそれ以後のデータパケ
ット)にのみデータを入れるように構成してもよい。こ
の場合、イニシャルパケットはもっぱら衝突検出の目的
のために使用されることになる。つまり、イニシャルパ
ケットと最初のACKパケット(第1のACKパケット)によ
って、第2のパケットのためにチャネルの使用を予約し
たことになる。最初のACKパケットがもどらなかったと
きは予約ができなかったことを意味し、主として衝突が
その原因と考えられる。
パケット(必要によっては第3のパケットなど)に分割
したがイニシャルパケットには送信情報としてのデータ
を入れず、第2のパケット(及びそれ以後のデータパケ
ット)にのみデータを入れるように構成してもよい。こ
の場合、イニシャルパケットはもっぱら衝突検出の目的
のために使用されることになる。つまり、イニシャルパ
ケットと最初のACKパケット(第1のACKパケット)によ
って、第2のパケットのためにチャネルの使用を予約し
たことになる。最初のACKパケットがもどらなかったと
きは予約ができなかったことを意味し、主として衝突が
その原因と考えられる。
このような本発明によるCSMA通信方式を実現するノード
の装置構成の例を第3図に示す。これは、第1図に示す
同軸ケーブル12にタップ14を介して接続されたノー
ドAまたはBに適用される。
の装置構成の例を第3図に示す。これは、第1図に示す
同軸ケーブル12にタップ14を介して接続されたノー
ドAまたはBに適用される。
ノードAのホスト機(コンピュータ)100がノードB
のホスト機100へデータを送ろうとする時、ノードA
のホスト機100はバッファ102中に送るべきデータ
とコマンドをセットし、これによって送信制御部110
に送信を指令する。送信制御部110はコマンドを解読
し、宛先アドレス(この場合はノードB)を送信パケッ
ト宛先レジスタ112にセットする。
のホスト機100へデータを送ろうとする時、ノードA
のホスト機100はバッファ102中に送るべきデータ
とコマンドをセットし、これによって送信制御部110
に送信を指令する。送信制御部110はコマンドを解読
し、宛先アドレス(この場合はノードB)を送信パケッ
ト宛先レジスタ112にセットする。
同期パターン発生部126,CRC発生部120,衝突制
御部104などの各部を初期化するといよいよ送信とな
るが、その前にケーブル12上に搬送波が一定期間twな
いことを確認しなければならない。この搬送波検出は送
受信器150で行なわれる。図の複雑化を避けるため図
示せざる搬送波検出の信号線は送受信器150から送信
制御部110へ接続されている。搬送波検出により、tw
の時間搬送波が継続して存在しないことを判別すると、
送信制御部110は送信を開始する。もし搬送波が検出
された場合は、チャネルの空きを見て再試行するその後
の措置に、いわゆる非パーシスタント、1−パーシスタ
ント、P−パーシスタントの方式によって多少異なる
が、後の搬送波がなくなって時間tw以上経過した時点で
送信を開始する。
御部104などの各部を初期化するといよいよ送信とな
るが、その前にケーブル12上に搬送波が一定期間twな
いことを確認しなければならない。この搬送波検出は送
受信器150で行なわれる。図の複雑化を避けるため図
示せざる搬送波検出の信号線は送受信器150から送信
制御部110へ接続されている。搬送波検出により、tw
の時間搬送波が継続して存在しないことを判別すると、
送信制御部110は送信を開始する。もし搬送波が検出
された場合は、チャネルの空きを見て再試行するその後
の措置に、いわゆる非パーシスタント、1−パーシスタ
ント、P−パーシスタントの方式によって多少異なる
が、後の搬送波がなくなって時間tw以上経過した時点で
送信を開始する。
送信の開始は同期パターン発生部126から同期信号を
発生することから始められる。同期信号は変調器124
によって適当な符号化が施される。例えばマンチェスタ
符号化でよい。この符号化された信号は送受信器150
によってケーブル12上に送られる。この例はEthernet
のような同軸ケーブルを用いたベースバンド方式であ
る。
発生することから始められる。同期信号は変調器124
によって適当な符号化が施される。例えばマンチェスタ
符号化でよい。この符号化された信号は送受信器150
によってケーブル12上に送られる。この例はEthernet
のような同軸ケーブルを用いたベースバンド方式であ
る。
同期信号が送り終わると、送信制御部110は送信パケ
ット宛先レジスタ112の内容を並直列変換部118に
送られ、直列ビット列に変換される。このビット列信号
はCRC発生部120を通り変調器124に送られ、符号
化され、送受信器150によってケーブル12上に送り
出される。送信パケット宛先レジスタ112の内容、す
なわち宛先アドレスを送り終ると、次に送信パケット送
信元アドレスレジスタ114の内容、すなわち送信元ア
ドレスが同様に送られる。
ット宛先レジスタ112の内容を並直列変換部118に
送られ、直列ビット列に変換される。このビット列信号
はCRC発生部120を通り変調器124に送られ、符号
化され、送受信器150によってケーブル12上に送り
出される。送信パケット宛先レジスタ112の内容、す
なわち宛先アドレスを送り終ると、次に送信パケット送
信元アドレスレジスタ114の内容、すなわち送信元ア
ドレスが同様に送られる。
次にパケットタイプパターン発生部116から、この場
合、イニシャルパケットのタイプが送られる。次に(も
しあれば)、バッファ102中のデータ(の一部)を同
様にして送る。カウンタ108にはデータの長さがセッ
トされており、コマンドによりこのカウンタ108の計
数値に対応した長さのデータが送出される。データを送
出し終ると、送信制御部110はCRC発生部120に対
してそのパケットの終りにCRCコードを付加することを
指示する。CRCを送出し終ると、送信制御部110は送
受信器150に搬送波の送出を停止させ、受信モードと
する。ここでノードAはノードBからのACKパケットの
受信を待つことになる。
合、イニシャルパケットのタイプが送られる。次に(も
しあれば)、バッファ102中のデータ(の一部)を同
様にして送る。カウンタ108にはデータの長さがセッ
トされており、コマンドによりこのカウンタ108の計
数値に対応した長さのデータが送出される。データを送
出し終ると、送信制御部110はCRC発生部120に対
してそのパケットの終りにCRCコードを付加することを
指示する。CRCを送出し終ると、送信制御部110は送
受信器150に搬送波の送出を停止させ、受信モードと
する。ここでノードAはノードBからのACKパケットの
受信を待つことになる。
さてノードAが送信中、他の送信中でないノードはケー
ブル12上の信号を受信している。たとえばノードBで
は、送受信器150が搬送波を検出すると、図示せざる
信号線(搬送波検出)によって受信制御部134に知ら
される。
ブル12上の信号を受信している。たとえばノードBで
は、送受信器150が搬送波を検出すると、図示せざる
信号線(搬送波検出)によって受信制御部134に知ら
される。
搬送波が検出されると、受信制御部134は同期パター
ン検出部148を起動し、CRC検査部144とカウンタ
132を初期化する。そこで同期パターン検出部148
は同期信号を検出し、同期が確立すると、受信制御部1
34はCRC検査部144の動作を開始させ、宛先検出部
138を起動する。宛先検出部138が自己(この例で
はノードB)のアドレスを検出すると、その旨を受信制
御部134に通報し、同制御部134はそのパケットを
受け入れるように動作を始める。もし自己のアドレスと
異なった場合、そのパケットの受信は無視する。すなわ
ち搬送波がなくなるまでそのノードはなにもしない。
ン検出部148を起動し、CRC検査部144とカウンタ
132を初期化する。そこで同期パターン検出部148
は同期信号を検出し、同期が確立すると、受信制御部1
34はCRC検査部144の動作を開始させ、宛先検出部
138を起動する。宛先検出部138が自己(この例で
はノードB)のアドレスを検出すると、その旨を受信制
御部134に通報し、同制御部134はそのパケットを
受け入れるように動作を始める。もし自己のアドレスと
異なった場合、そのパケットの受信は無視する。すなわ
ち搬送波がなくなるまでそのノードはなにもしない。
こうして自己宛のパケットであれば受け入れられ、次に
その送信元アドレスを受信し、これは受信パケット送信
元レジスタ136に入れられる。
その送信元アドレスを受信し、これは受信パケット送信
元レジスタ136に入れられる。
次にパケットタイプを受信し、これはパケットタイプレ
ジスタに入れられる。次に(もしあれば)、データが受
信され、バッファ102中に蓄積される。この時、その
データの長さがカウンタ132で計数される。
ジスタに入れられる。次に(もしあれば)、データが受
信され、バッファ102中に蓄積される。この時、その
データの長さがカウンタ132で計数される。
データの受信が終ると、受信制御部134はCRC検査部
144にCRCコードの正当性を調べさせる。衝突を含む
伝送エラーが無ければCRCは正しく、エラーがあればCRC
の誤りとなる。エラーがあった場合、受信制御部134
はその受信パケットを無視する。エラーがなかった場
合、パケットタイプレジスタ140によってそのパケッ
トがイニシャルパケットであることが判別されたら、受
信制御部134は、伝送路12上に搬送波がなくなりし
だい、ただちにACKパケットを送出するように送信制御
部110に指令する。
144にCRCコードの正当性を調べさせる。衝突を含む
伝送エラーが無ければCRCは正しく、エラーがあればCRC
の誤りとなる。エラーがあった場合、受信制御部134
はその受信パケットを無視する。エラーがなかった場
合、パケットタイプレジスタ140によってそのパケッ
トがイニシャルパケットであることが判別されたら、受
信制御部134は、伝送路12上に搬送波がなくなりし
だい、ただちにACKパケットを送出するように送信制御
部110に指令する。
このノードBの送信制御部110は、先のノードAから
のイニシャルパケットの送出と同様にしてACKパケット
を送出するが、ケーブル12上に搬送波がなくなったら
ただちにACKパケットの送出を開始する点が異なる。す
なわち、時間twの経過まで待つことはしない。ノードB
からノードAへ返すACKパケットの宛先アドレスは、イ
ニシャルパケットを受信したときに受信パケット送信元
レジスタ136に蓄積された送信元アドレスに対応し、
これを使用する。すなわち、ノードBでは、同期パター
ン発生部148から同期信号を送出し、次に受信パケッ
ト送信元レジスタ136からノードAの宛先アドレス
を、次に送信パケット送信元レジスタ114からノード
Bの送信元アドレスを、さらにパケットタイプパターン
発生部116からパケットタイプとしてACKタイプを送
出する。その際、ノードAへ送るべきデータがノードB
のバッファ102中にあれば、続けてそのデータを送っ
てもよい。一般には、受信用バッファ102の空塞情報
やホスト機100の空塞情報などのスターテスが必要に
応じて送られる。最後にCRC発生部120によってCRCコ
ードが付加され、ACKパケットの送出が終了する。
のイニシャルパケットの送出と同様にしてACKパケット
を送出するが、ケーブル12上に搬送波がなくなったら
ただちにACKパケットの送出を開始する点が異なる。す
なわち、時間twの経過まで待つことはしない。ノードB
からノードAへ返すACKパケットの宛先アドレスは、イ
ニシャルパケットを受信したときに受信パケット送信元
レジスタ136に蓄積された送信元アドレスに対応し、
これを使用する。すなわち、ノードBでは、同期パター
ン発生部148から同期信号を送出し、次に受信パケッ
ト送信元レジスタ136からノードAの宛先アドレス
を、次に送信パケット送信元レジスタ114からノード
Bの送信元アドレスを、さらにパケットタイプパターン
発生部116からパケットタイプとしてACKタイプを送
出する。その際、ノードAへ送るべきデータがノードB
のバッファ102中にあれば、続けてそのデータを送っ
てもよい。一般には、受信用バッファ102の空塞情報
やホスト機100の空塞情報などのスターテスが必要に
応じて送られる。最後にCRC発生部120によってCRCコ
ードが付加され、ACKパケットの送出が終了する。
ノードAはイニシャルパケットの送出後(第1図の点2
a)、ACKパケットの到来を待機している。衝突や伝送
エラーがなければACKパケットは2τ時間以内に受信し
始めるはずである(3b)。ACKパケットの長さが前述
の最小パケット長ならば、第1図からわかるように、4
τ時間以内に受信し終るはずである(4b)。
a)、ACKパケットの到来を待機している。衝突や伝送
エラーがなければACKパケットは2τ時間以内に受信し
始めるはずである(3b)。ACKパケットの長さが前述
の最小パケット長ならば、第1図からわかるように、4
τ時間以内に受信し終るはずである(4b)。
ノードAは先のノードBの受信と同様にしてACKパケッ
トを受信する。ここでもしCRCにエラーがあったり、自
己あてのパケットが到来しなかったり、いずれのパケッ
トももどらず、ACKパケットの受信がある時間ta以内に
なされなかったら、衝突ら何らかの伝送エラーがあった
と考えられる。先の説明のように、ここでは衝突によっ
てACKパケットは返ってこなかったと推定される。ここ
で、 4τ<ta<tw+2τ (13) (ここでtw>2τ,式(12)より) である。
トを受信する。ここでもしCRCにエラーがあったり、自
己あてのパケットが到来しなかったり、いずれのパケッ
トももどらず、ACKパケットの受信がある時間ta以内に
なされなかったら、衝突ら何らかの伝送エラーがあった
と考えられる。先の説明のように、ここでは衝突によっ
てACKパケットは返ってこなかったと推定される。ここ
で、 4τ<ta<tw+2τ (13) (ここでtw>2τ,式(12)より) である。
もしACKパケットがta以内に受信されなかった時、ノー
ドAの衝突制御部104はイニシャルパケットをバック
ログし、再送確率を低下させるようなバックオフアルゴ
リズムに従ってこのイニシャルパケットの再送を行うよ
う動作する。
ドAの衝突制御部104はイニシャルパケットをバック
ログし、再送確率を低下させるようなバックオフアルゴ
リズムに従ってこのイニシャルパケットの再送を行うよ
う動作する。
ACKパケットが正常に受信されたら、送信制御部110
は、送信すべきデータがあるときはただちに第2のパケ
ットの伝送を行う。この送出は搬送波がなくなってから
twを待つことなくただちに開始される。また、パケット
タイプが第2のパケットであることを示す以外は、先の
2つのパケット送出と同様である。この第2のパケット
は、ACKパケットと同様、原理的に衝突を起こすことは
ない。本方式において衝突を起す可能性があるのはイニ
シャルパケットのみである。
は、送信すべきデータがあるときはただちに第2のパケ
ットの伝送を行う。この送出は搬送波がなくなってから
twを待つことなくただちに開始される。また、パケット
タイプが第2のパケットであることを示す以外は、先の
2つのパケット送出と同様である。この第2のパケット
は、ACKパケットと同様、原理的に衝突を起こすことは
ない。本方式において衝突を起す可能性があるのはイニ
シャルパケットのみである。
ノードBが第2のパケットを受信し終ってCRCが完全な
らば、ただちにACKパケットをノードAに送出する。ノ
ードAは2回目のACKパケットの受信によって一連のデ
ータ転送が成功したことを知る。もし必要ならばノード
Aは第3のパケット以降を同様に転送する。
らば、ただちにACKパケットをノードAに送出する。ノ
ードAは2回目のACKパケットの受信によって一連のデ
ータ転送が成功したことを知る。もし必要ならばノード
Aは第3のパケット以降を同様に転送する。
ノードA以外のノードで送信すべきデータがある場合、
チャネルが時間tw以上空いているとき、すなわちケーブ
ル12上の搬送波がtw以上ないとき、はじめてイニシャ
ルパケットの送出が可能となる。ノードAとノードBと
の間でACKパケットや第2のパケットが転送される時、
チャネルは2τ以下の時間しか空かない。つまり、2τ
より長い時間にわたってチャネルが空くことはなく、し
かもtw>2τであるから、この2つのノードAおよびB
以外のノードからパケットを送出することはできない。
チャネルが時間tw以上空いているとき、すなわちケーブ
ル12上の搬送波がtw以上ないとき、はじめてイニシャ
ルパケットの送出が可能となる。ノードAとノードBと
の間でACKパケットや第2のパケットが転送される時、
チャネルは2τ以下の時間しか空かない。つまり、2τ
より長い時間にわたってチャネルが空くことはなく、し
かもtw>2τであるから、この2つのノードAおよびB
以外のノードからパケットを送出することはできない。
なお、本発明を特定の実施例について説明したが、本発
明はこれに限定されない。たとえばケーブル12はここ
では同軸ケーブルを用いたが他の例えば撚り線対ケーブ
ルであってもよい。また、基底帯域伝送で説明したが、
RFモデムを用いた広帯域伝送であってもよい。この場合
は、ヘッドエンドをルートとするトリー構造のケーブル
階層構成が有利に適用される。さらに、光スターカプラ
等の光結合回路網を利用した光ファイバによる光通信ネ
ットワークにも有利に適用され、また、光や電波を用い
た無線方式にも本発明を適用できる。
明はこれに限定されない。たとえばケーブル12はここ
では同軸ケーブルを用いたが他の例えば撚り線対ケーブ
ルであってもよい。また、基底帯域伝送で説明したが、
RFモデムを用いた広帯域伝送であってもよい。この場合
は、ヘッドエンドをルートとするトリー構造のケーブル
階層構成が有利に適用される。さらに、光スターカプラ
等の光結合回路網を利用した光ファイバによる光通信ネ
ットワークにも有利に適用され、また、光や電波を用い
た無線方式にも本発明を適用できる。
効果 本発明によればこのように、所定の時間にわたって伝送
路上に搬送波がないことを確認してからパケットを送信
し、以降、確認パケットと、必要に応じてデータパケッ
トとを順次交互に送信するようにしている。したがっ
て、CSMA/CD方式におけるような衝突検出を行なわなく
とも、基本的にはCSMA方式であって、CSMA/CD方式とほ
ぼ同等の性能を達成することができる。
路上に搬送波がないことを確認してからパケットを送信
し、以降、確認パケットと、必要に応じてデータパケッ
トとを順次交互に送信するようにしている。したがっ
て、CSMA/CD方式におけるような衝突検出を行なわなく
とも、基本的にはCSMA方式であって、CSMA/CD方式とほ
ぼ同等の性能を達成することができる。
第1図は本発明によるCSMA通信方式の原理を説明するた
めの通信フロー図、 第2図はチャネルにおける衝突の例を示すフロー図、 第3図は本発明を実現するノードの構成例を示すブロッ
ク図である。 主要部分の符号の説明 12……共通伝送路 14……タップ 104……衝突制御部 108,132……カウンタ 110……送信制御部 112……送信パケット宛先レジスタ 114……送信パケット送信元レジスタ 116……パケットタイプパターン発生部 120……CRC発生部 134……受信制御部 136……受信パケット送信元レジスタ 138……宛先検出部 140……パケットタイプレジスタ 144……CRC検査部 150……送受信器 A,B……ノード
めの通信フロー図、 第2図はチャネルにおける衝突の例を示すフロー図、 第3図は本発明を実現するノードの構成例を示すブロッ
ク図である。 主要部分の符号の説明 12……共通伝送路 14……タップ 104……衝突制御部 108,132……カウンタ 110……送信制御部 112……送信パケット宛先レジスタ 114……送信パケット送信元レジスタ 116……パケットタイプパターン発生部 120……CRC発生部 134……受信制御部 136……受信パケット送信元レジスタ 138……宛先検出部 140……パケットタイプレジスタ 144……CRC検査部 150……送受信器 A,B……ノード
Claims (1)
- 【請求項1】共通伝送路に複数のノードが共通に接続さ
れ、該複数のノードは、前記共通伝送路に搬送波がない
ときにパケットを前記共通伝送路に送出するCSMA通
信方式において、 前記複数のノードのうち送信すべきデータパケットを有
する第1のノードは、前記共通伝送路における最大の往
復伝搬遅延時間2τ以上の時間にわたって搬送波が前記
共通伝送路上にないことを確認して2τ時間相当の長さ
のイニシャルパケットを先ず送出して確認パケットの到
来を待機し、 前記複数のノードのうち該イニシャルパケットを受信し
た第2のノードは、該イニシャルパケットを受信後、直
ちに2τ時間相当の長さの確認パケットを第1のノード
に返送し、 第1のノードは、該確認パケットを受信後、直ちに送信
すべきデータパケットを送出し、前記確認パケットを所
定時間内に受信しないときには、イニシャルパケットを
再送することを特徴とするCSMA通信方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59221274A JPH0630499B2 (ja) | 1984-10-23 | 1984-10-23 | Csma通信方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59221274A JPH0630499B2 (ja) | 1984-10-23 | 1984-10-23 | Csma通信方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61100041A JPS61100041A (ja) | 1986-05-19 |
| JPH0630499B2 true JPH0630499B2 (ja) | 1994-04-20 |
Family
ID=16764203
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59221274A Expired - Lifetime JPH0630499B2 (ja) | 1984-10-23 | 1984-10-23 | Csma通信方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0630499B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6714559B1 (en) | 1991-12-04 | 2004-03-30 | Broadcom Corporation | Redundant radio frequency network having a roaming terminal communication protocol |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5439504A (en) * | 1977-09-02 | 1979-03-27 | Fujitsu Ltd | Information communication system |
| JPS60138A (ja) * | 1983-06-15 | 1985-01-05 | Sharp Corp | デ−タ伝送方式 |
| JPS601951A (ja) * | 1983-06-17 | 1985-01-08 | Hitachi Ltd | ロ−カルネツトワ−ク |
| JPS60194642A (ja) * | 1984-03-15 | 1985-10-03 | Sharp Corp | デ−タ伝送方式 |
-
1984
- 1984-10-23 JP JP59221274A patent/JPH0630499B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61100041A (ja) | 1986-05-19 |
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