JPS59204345A - パケツト通信方式 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明はＣ８ＭＡ／ＣＤ方式によシ通信ノｆゲットの送
出を制御して効率の良いパケット通信をｏＴ能とするノ
平ゲット通信方式に関する。

〔発明の技術的背景〕

近時、複数の情報処理様器を伝送路を介して相互に結ん
でローカル・エリア・ネットワークを構成し、上記各情
報処理機器が持つ記憶装置や入出力装置等の資源を共用
して所定の１＃報処理を行う分散処理システムが注目さ
れている。

このローカル・エリア・ネットワークにあっては、伝送
路に接続された情報処理機器の全てが、上記伝送路を共
同で利用する為、互いに他者の通信を妨害しないように
することが必要である。

この伝込路利用手絖の１つとして従来よシＣ８ＭＡ／Ｃ
Ｄ　（キャリア・センス・マルチプル・アクセス・ノイ
ズ・コリジヨン・デテクション）方式が多く用いられて
いる。

即ち、ローカル・エリア・ネットワークは、レリえば第
１図に示すように、複数の情報処理機器１ａ、Ｉｂ、〜
ｌｎｌ、所謂局と称される通信装置２ａ、２ｂ〜２ｎを
介して伝送路３に接続して悔成される。この伝送路３は
、例えば光ファイバ・ケーブルと、これらの光ファイバ
ー・ケーブルを相互接続するスターカップラ４によって
燐酸される。このような伝送路３を介して前記各通信装
置２ａ、２ｂ〜２ｎは、数キロビット程度のビット列と
して示されるデータ群をパケットとして相互に飲込する
。この場合、各通信装置２　ａ、２　ｂ〜２ｎは、例え
ば第２図に示す如きＣ８ＭＡＺＣＤ方式の一連の手続処
理を実行して、上記通信パケットの送出を制御している
。このＣ８ＭＡ／ＣＤ方式によるノ９ゲット通信制御は
、通信パケットの送出に先立って伝送路３のキャリア・
センス（ＣＳ）を行い、キャリアセンスがオン状態の場
合、つまシ伝送路３上に何らかのキャリア信号が存在す
る場合には、上記通信パケットの送出を見合わせ、その
送出試行を延期する。

この延期は一般にディファーと称される。また上記キャ
リア・センスがオフ状悲であるとき、通信パケットの送
出を開始するが、このとき上記送出した通信パケットと
他の局からの通信・９ヶ、上との衝突を検出する。この
処理は、コリジヨン・デテクション（ＣＤ）と称される
もので、衝突が生じない場合には前記通信パケットの送
出をそのまま継続する。そして、上記衝突が検出された
ときには、その・９ケツトの送出を停止し、このパケッ
ト送出に対する試行を延期する。この延期が一般にバッ
クオフと称される。

向、ここでは上記ディファについても広義の意味でのパ
ックオンとして説明する。

このようにして各通信装置２ａ、２ｂ〜２ｎは、与えら
れた通信／ｆチケット対して、キャリア・センスと衝突
検出を行って上記通信パケットの送出をマルチプルに制
御している。そして、伝送路３を介して送出された通信
パケットは、各通イ８装置２ａ、２ｂ〜２ｎにおいて通
信宛先が調べられ、該尚通信装置に取込まれる。

ところで、」＝記パックオフは、衝突が検出−れだとき
、その通信パケットの送出を中止して該通信パケットの
再送出試行をランダムに発生される時間だけ延期するも
のであるが、このパックオフ時間をどのように決定する
かによってＣ８ＭＡ／ＣＤ方式の制御性能が大きく左右
される。

ちなみに上記パックオフ時間の設定範囲を小さくしすぎ
ると−ｔ’ｓ突が頻繁に発生し、伝送路３の有効１史用
４（スルーグツト）が低くなる。逆に上記パックオフ時
間を大きく設定すると、伝送路３が使用されていない時
間の割合いが増え、やけシスルージットの低下を招来す
る。従って、バックオフの設定時間範囲を適切に設定す
ることが非常に電装となる。そして、この種のＣ８ＭＡ
／ＣＤ方式の制御性の良し悪しは、一般に次の３点によ
って評価することができる。

（１）　　スループット 先に述べた伝送路３の有効便用率である。

（１１）網内遅延時間 ｉＪ？ケッゲッ通信装置の送出バッファに与えられてか
らその送出が成功する迄の時間であシ、ノヤケ、トの成
功送出が始まっている確率が９９（イ）を越える時間を
９９パ一セント遅延時間と称し、これが評価尺度として
用いられることが多い。

ＧｉＤ　　安定性 ネットワークに対する負荷が大きくなシ、多くの通信装
置がそれぞれ送出すべき通Ｇ　ｚ＋チケット持つと、伝
送路上において悔欠が頻繁に発生する。この結果パケッ
ト送出が殆んど成功しなくなシ、送出すべきパケットは
益益滞留し、その状態からの回復が内端になると云う異
常輪積現象が生じる。このような破綻が生じないように
、或いはその生起確率が極めて低いと云う保障が必要と
なる。

〔背景技術の問題点〕

しかして従来、代表的なＣ８ＭＡ／ＣＤ方式を採用した
ネットワークとして特開昭５１−１１４８０４号公報に
紹介される「イーサネット」が知られている。然し乍ら
、この種従来のＣ８ＭＡ／ＣＤ方式にあっては次のよう
な不具合があった。

即ち、上記「イーサネット」の場合、高負荷時にはイク
セシブ・コリジヨン・エラート称される操作、つま９　
ｔ＋チケット送出をあきらめて、そのパケットを果てて
しまうと云う操作が頻繁に行われる。この莱てられたパ
ケットについては、通常情報処理機器が改めてパケット
を作シ直し、これを通信装置に対して再度与えることに
なるので伝送路３上の混雑を解消する上でさほど役には
立たない。従って、異常幅棲が一旦生じると、これが自
然に解消される可能性が殆んどない。この鳥、安定性に
関する保障が欠けている。まだこの安定性に関する保障
については、理舖的には知られているものの、実際のネ
ットワークでの安定性について彼で考慮されていないの
が実情である。このことは、ネットワークの使用形態が
未だ限られておシ、負荷が低い状態においてのみ利用さ
れている為に、その問題が表面化していないことに起因
するとも考えられる。

また、１つの通信パケットの送出によって得られる経験
が、次のパケットの送出に活がされていないと云う問題
がある。即ち、従来方式にあっては、予め定められたパ
ックオフ範囲を初期値としてパックオフ時間の設定が行
われ、衝突検出がなされる都度パックオフ範囲を拡大す
ると云う操作が行われている。この為、パックオフ時間
が伝送路３の状態に応じて適切に与えられず、伝送路３
上で生じる衝突の回数や、伝送路３が使用されていない
時間の割合が必然的に増し、スループットの損失を招来
している。

更には、高負荷時に、成る通イ８装置が伝送路３を占有
すると云う現象が生じ易い。即ち、高負荷時に成る通信
装置がパケット送出に成功すると、その通信装置が上記
パケットの送出終了を一番先に検出することが可能とな
る。そして、他の通信装置は、成る伝播遅延時間だけ遅
れて上記パケットの送出終了を知ることになる。この為
、上１己パケット送出を終了した通信装置が最も早く次
のパケット送出を開始することが可能となシ、この結果
、伝送路３の占有が生じる。

この現象はキャプチャー効果として知られるものである
。

このように従来方式には樵々の不具合があシ、実用上解
決すべき幾つかの問題があった。

〔発明の目的〕

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、そ
の目的とするところは％　Ｃ８ＭＡ／ＣＤ方式によりパ
ケット通信を制御するに際１て、その安定性を確保した
上でスループットの向上を図り、しかもキャプチャー効
果の発生を防止して効率の良いパケット通信を可能とす
る実用性の商いパケット通信方式を提供することにある
。

〔発明の概要〕

本発明はＣＯＭＡ／ＣＤ方式によって通信パケットの送
出を制御するに際し、キャリア・センスあるいは衡突検
出によって設定される伝送路アクセス再試行までのパッ
クオフ期間を、先に送出した通信ｉＪｌケッゲッ対して
与えられたパックオフに関する経験的情報に従って設定
するようにしたものである。

つまシ、先に送出した通信パケットの伝送路アクセス時
に与えたパックオフが、（ハ送路の混雑状態を反映して
いることから、この経験的情報を有効に活用して適切な
パックオフ期間の設定を行うようにしたものである。

〔発明の効果〕

かくして本発明は、現在送出しようとする通信パケット
に対して、前回のパケット送出時の経験を活かしてその
パックオフ期間、つまシバツクオフ期間の設定範囲を定
めるので、伝送路の混雑度に応じて伝送路をアクセスで
きる。この結果、伝送路の混雑を緩和することが可能と
なり、その衝突確率の低減を図シ得る。従りて１スルー
プツトの向上を図ることも可能となシ、効率の良いパケ
ット通信を可能ならしめる。

しかも、このようにして過去の経験を活かし乍らパック
オフ期間を設定するので、各通信ノ９ゲットに対してそ
れぞれ適切なバックオン期間を与え得る。故に、不本意
に長いパックオフ期間を設定して伝送路の未使用時間が
長くなるような不都合が生じることもなく、また経験を
活かしたパックオフ期間の設定によって衝突の発生確率
を大幅に低くすることが可能となる。しかも、その制御
が簡単であるから、実用性が絶大である等の効果が奏せ
られる。

実施例 以下、図面を参照して本発明の一実施例方式につき説明
する。

第３図は実施列方式に係る通信装置の概念的な構成図で
あシ、第４図および第５図はそのＣ８ＭＡ／ＣＤ方式に
よるパケット送出の為のアクセス制御の流れを示すもの
である。通信装置は、例えば３２　Ｍ　ｂｐａのクロッ
クで動作する光スター屋ネットワーク（伝送路）に接続
されるものでおって、情報処理機器からのパケット化さ
れたデータ、つま多通信パケットを入力し、これをＣ８
ＭＡ／ＣＤ方式によシアクセス制御してその送出を制御
してパケット通信を行うものである。

上記Ｃ８ＭＡ／ＣＤ方式は周知のように、基本的には伝
送路に対するキャリア・センス（ＣＳ）と、伝送路上で
のパケットの衝突検出（ＣＤ’）とを行って前記通信パ
ケットの送出を制御するものである。

しかして本方式における通信装置には、情報処理機器で
ある各種端末１１　ａ　、　１　ｌ　ｂ＝１１ｅから与
えられる通信パケットをその優先度に応じて分離格納す
る複数のパケット送出バッファ１２ｍ、１２ｂが設けら
れる。同、ここでは上記優先度を急行と鈍行との２棟類
に分けたものが示され、従って急行ノ母ゲット用のバッ
ファ１２と、鈍行ノ９ケ、ト用のバッファ１３との２つ
が示されている。通信制御装置１４は、これらのバッフ
ァ１２．１３に格納された通信パケットに対して独立に
アクセス制御を行い、伝送路に対する通信パケット送出
を制御するものであるが、同一装置内において１つのバ
ッファからの伝送路アクセスがなされているときには、
他のバッファについては、キャリアセンスがオンの状態
が設定される。特に同一装置内の複数のバッファからの
伝送路アクセスがなされた場合には、その通信ノクゲッ
トの最も優先度の高いものについてのみ上記伝送路アク
セスが許可され、優先度の低い通信パケットに対しては
キャリアセンスがオンの状態が設定される。つまり、１
つの装置内に、相互の伝播遅延時間が零で、且つ相互の
通信・ぐケラトの衝突を生じることのない複数の局（バ
ッファ）が構成されている。

通信制御部１４は、上記各バッファ１２．１３に格納さ
れた通信パケットを伝送路アクセスして送出するに際し
、そのアクセス時にキャリアセンスがオン状態であると
き、あるいはキャリアセンスがオフであって通信パケッ
トの送出を開始したときに衝突が検出されたときには、
そのパケット送出を中止してパックオフし、所定のパッ
クオフ期間を経過したとき、改めて伝送路アクセスの再
試行を行う。しかし、本方式にあっては、このような条
件下におけるパックオフに限らず、通信パケ、１・の送
出を行うに先立って所定のバックオフ制御がなされる。

この初期パックオフは、後述するように各装置に対して
一定時間ずつ与えられる場合もめるが、優先度に応じた
所定の規則に従って、或いはランダムに時間設定されて
与えられる場合もある。また、上記キャリアセンスのオ
ン状態時や、衝突検出によって設定されるパックオフの
期間も、従来のように一定に与えられるのではなく、伝
送路状態等に応じて与えられるようになっている。

即ち、本方式にあっては、伝送路アクセスに対するバッ
クオフ制御を次のような情報に基ずいて行っている。

（、）　　キャリアセンスの情報：Ｃ８この情報Ｃ８は
、伝送路が使用中であるか否かによｐオン／オフ情報と
して与えられるものである。この情報は通信パケット間
の衝突による異常フレームや、通信・９ヶ、トの伝送終
了を確認する為のＡＣＫ／ＮＡＫノぐケラト伝送フレー
ムと、正常モードにおける正常フレームと区別して与え
られる。そして、この正常フレームの受信後、上記ＡＣ
Ｋ／ＮＡＫフレームが受信されるまで、あるいは上記Ａ
ＣＫ／ＮＡＫフレームの返送を保証するべく定めたアク
セス県正時間が経過するまでオン状態に保ｉすれる。尚
、上記ＡＣＫ／ＮＡＫフレームは、メツセージパケット
（通信パケット）の受信確認の鳥に用いられるものであ
シ、とのパケットについてはその遅延１梅間をしＵえば
２０μｓｅｅ以内に抑えるべくイミデエイ）　ＡＣＫ／
ＮＡＫが用いられる。即ち、−介回報の場合を除いて、
自己局光のパケットが受信されたとき、その通信装置か
らは直ちにＡＣＫ／ＮＡＫパケットが返送されるものと
なっている。

（ｂ）　　衝突検出の情報：ＣＤ この情報ＣＤは、伝送路上において通信パケットの衝突
が生じているか、否かを示すものでオン／オフ情報とし
て与えられる。そして、衝突の発生は前記異常フレーム
として検出され、従ってキャリアセンス（ＣＤ）とは区
別して検出される。またこの衝突検出は、自己局が通信
／（’ケラトの送出中か否かに拘らず行われ、前記伝送
路に送出開始された通信パケットの受信開始時点から、
少なくとも各通信装置間の最大伝播遅延時間と、一定の
検出処理時間との間に亘って行われる。

これらの（、）　（ｂ）項に示す情報は、従来一般的な
Ｃ８ＭＡ／ＣＤ方式においても検出されるが、本方式に
あっては更に次のような情報も前記パックオフの制御に
用いられる。

即ち、本方式にあっては、Ｃ８ＭＡＺＣＤ方式の中でも
、ノンパージステント方式が採用され、１つの設定され
たパックオフ期間が終了した時点で通信ノ臂ケ、トの再
送出を試行したときにキャリアセンスがオン状態であっ
た場合、直ちに再びパックオフがなされる。また上記時
点でキャリアセンスがオフ状態であシ、これによって逓
倍ノぐケラトの送出を開始したときに衝突検出がなされ
た場合であってもその送出を中止して直ちに再度パック
オフがなされる。第３図において示されるパックオフカ
ウンタ１５，１６はこのようなパックオフの繰返し回数
を計数するものである。同、同図中、１７．１８はノ々
ツクオフ時間を設定するパックオフタイマを示している
。

そこで本方式では、このよりな１９２２１７回数の情報
をも利用して前記アクセス制御が行われる。

（ｃ）　　パックオフ回数：　ｎｓｐ この情報ｎｇｐは、現在処理中の通信／ｆチケット対し
て、キャリアセンスがオン状態でおる為に生じたパック
オフ回数を示すものでおυ、初期値は零として与えられ
る。

（ｄ）　　バ、クオフ回数：　ｎｃｐ この情報ｎａｐは、現在処理中の通信ノ９ゲットに対し
て、衝突検出によって生じた１９２２１７回数を示すも
ので、同様にその初期値は苓として与えられる０ （、）　　パックオフ回数：　ｎａｔ この情報ｎａＡは過去に処理した７４ケツト、特にここ
では前回処理したＩｆケゲッについてのキャリアセンス
によるΔツクオフの回数を示すものでおる。

（ｆ）　　バックオフ回数：　”ｃｌ この情報ｎａＬは、過去に処理したノ９ゲット、特にこ
こでは前回処理した／母ゲットについての衝突検出によ
多発生した・クックオフ回数を示している。

向、上記パックオフ回数ｎｓ１　＋　ｎｅｔについては
１前回のパケットに関する１９２２１７回数だけでなく
、前々回やその前のＡ？パケット関する・クックオフ回
数の情報を得、これらを重み付は平均化する等して定め
てもよい。要するに、過去の経験的なパックオフ回数に
関する伝送路の状況を示す情報として、これらのパック
オフ回数”８Ｚ　ｒ　ｎｏ７が用いられる。以上の（、
）〜（り項に示される情報にガロえ、更に本方式にあっ
ては前記通信パケットの優先度の情報を加味した上で通
信パケットの伝送路に対するアクセス制御、具体的には
通信パケット送出に関するパックオフ制御が次のように
して行われる。

先ず、前回処理したＡ’チケットついての、キャリアセ
ンスおよび衝突検出によって発生したパックオフ回数ｎ
ＢＺｒ　ｎｅｔが経験的情報として入力される。しかる
のち、パケット送出バッファに端末からの通信パケット
が入力されたら、との通１ぎパケットを送出処理すべく
、前記パックオフ回数ｎａｐ　、＋１ｃｐをそれぞれ零
に初期設定する。その後、上記パックオフ回数ｎｇｐ・
ｎｃＡがそれぞれ苓であるか否かを判定し、零である場
合にはこれを前記通信パケットに対する最初の送出試行
であるとして、次の処理を行う。この処理は、ノヤゲッ
トの送出試行に際して必ずその前に初期）々ツクオフ期
間を設定するものである。この初期パックオフ時間は後
に説明するキャリアセンスによるパックオフ、および衝
突検出によるパックオフの時間設定と同様に制御される
。即ち、最初のパケット送出試行時には、キャリアセン
スによるパックオフが設定されたものと着像してパック
オフ回数ｎＢｐを“１＃に設定し、 Ｊ（１）　Ｘ　［パックオフ単位時間〕の時間待ちが行
われる。このバックオフ単位時間は、伝送路における情
報伝送速匿や通信装置間の伝播遅延時間等を考慮して定
められ、圀えば４００ビット時間（１２，５μＳｅｅ　
）程度に設定される。同、パックオフ回数ｎａｐ　＋　
ｎｃｐのいずれかが零でない場合には、通信パケットの
最初の送出試行でないと判定され、上記した初期パック
オフの制御は省略される。

しかるのち、キャリアセンスがなされる◇このとき、前
記優先度に応じて区分された通信ノ４ゲットが同一通信
装置内に応じて同時に送出試行した場合には、前述した
ように急行パケットによって鈍行パケットのキャリアセ
ンスがオン状態に設定されている。このような同一装置
内におけるキャリアセンスを含めて、通信装置は伝送路
が使用中であるか否かをキャリアセンスしている。そし
て、キャリアセンスがオン状態であるときには、後述す
るパックオフ制御を行って、再び送出試行が行われる。

また上記キャリアセンスがオフ状態であるならば、通信
パケットの送出が開始される。このとき、同時に伝送路
上における通信パケット間の衝突が検出される。との衝
突検出は、自己が送出した通信パケットと他の通信装置
からの通信パケットとの衝突のみならす、他の通信装置
間における通信パケットの衝突についても行われる。そ
して、との匈突検出がなされたときには、直ちに上記通
信パケットの送出を中止し、後述するパックオフ制御を
行ったのち、再び送出試行が行われる。また、衝突が生
じなかった場合にはそのまま通信パケッ１の送出を継続
し、ノ臂ゲット送出完了後にはその送出成功としてＡＣ
Ｋ　Ｋ関する処理を行う。このＡＣＫに関する処理は、
通信パケットの送信宛先の通信装置からのイミデエイト
ＡＣＫ／ＮＡＫの返送を受信することにより行われる。

そして、ＡＣＫ信号を受信し、通信パケットの伝送が完
了したときには、前記アクセス制御において生じたキャ
リアセンスによるパックオフ回数ｎ　　および衝突検出
によるパックオフ回数ｓｐ　　九 ｎｃｐをそれぞれ次回の通信・ぞケラト送出制御の為の
経験的情報”８ｔｌ　”ｓＬとして登録し、その一連の
制御を終了する。同、ＮＡＫ侶号が返送されてきたとき
には、パケット通信が失敗したとして、その通信パケッ
トの送出が改めて行われる。この場合、上記通信パケッ
トｆ一旦破粱し、必要に応じて改めて端末で生成してバ
ッファに与えるようにしてもよい。

さて、前記パックオフ制御は、第５図に示すアルゴリズ
ムに従って行われる。バックオフの時間は、前記初期パ
ックオフを含めて ｋｐ＝ｎ、ｐ＋３２Ｘｎｃｐ ｋＡ＝　”ｓｔ＋３２　Ｘ　”ｃｔ なる値を制御変数とし、第６図および第７図の縦軸に示
される時間範囲内で、整数値をとる一様乱数の成る値と
してランダムに設定される。

ここでは、急行用パケットに対して設定されるパックオ
フ範囲と、鈍行用ノＪ？ゲットに対して設定されるパッ
クオフ範囲との間に差がつけられている。これによって
、パックオフが繰返えされる場合、鈍行パケットに比し
て優先度の高い急行ノヤゲットの送出試行の機会が早く
与えられるようになっている。つまシ第６図は急行ノ９
ゲットに対するパックオフ範囲を示すもので、第７回は
鈍行パケットに対するパックオフ範囲を示している。こ
れらの図に示されるように、初期時においてはそのパケ
ットの優先度に拘らずそのパックオフ範囲が等しく与え
られるが、パックオフ回数が多くなるに従い、特に前記
制御変数が「６４」以上になった場合には、急行ｉＪ？
ケッゲッ対するパックオフ範囲がｌ”’２５６Ｊ単位時
間を越えないようになっている。これに対して鈍行パケ
ットに対するパックオフ範囲は制御変数がｒ１７６Ｊを
越えるまで順に拡大され、その上限が前記急行７４ケツ
トよシも高く与えられる。

しかして、通信制御部１４によるアクセス制御は、先ず
通信パケットが急行パケットであるか、或いは鈍行７４
ケ、トであるかによってパックオフの設定時間ｒ＋（ｋ
）　＋　ｒ２（ｋ）のいずれかを決定する。そして、通
信パケットの最初の送出試行時には、これをキャリアセ
ンスがあったものと着像して、パックオフ回数ｎａｐ’
ｚ［ＩＪに設定する。この結果、前記制御変数ｋｐが「
１」となシ、初期バックオフ時間のとシイ好る範囲が第
６図または第７図から「１６」として定められ、この範
囲内で上記初期パックオフ時間がランダムに設定される
。そして、この初期バックオフ時間を経て、通信パケッ
トの最初の送出が試行される０その後のバックオフ制御
ｊは、先ずそのパックオフがキャリアセンスによるもの
が、或いは衝突検出によるものかが判定される。そして
、キャリアセンスによる）々ツクオフ時には、前記パッ
クオフ回数ｎ　Ｂ　ｐがインクリメントされ、また衝突
検出によるパックオフ時には、ノリツクオフ回数ｎｃｐ
がインクリメントされる。このようにして計数されるパ
ックオフ回数ｎｓｐ　＋　１６ｐによシ、その都度パッ
クオフに対する制御変数に、が前述したように ｋｐ　””　ｎ　ｓｐ　＋３２°ｎ　Ｃｐとして求めら
れる。しかして、この制御変数ｋ。

が、その上限値、例えば［５１２Ｊを越えない制御範囲
内にあるときは、同様にして前回のパケットに対して求
められた経験的なパックオフ回数”ｓＡ　＋　”ａｔに
従って、補助制御変数に、４をｋｚ　＝　ｎ８Ｂ　＋３
２　・”ｃ７ として求め、変数に、とに、４の大きい方の値を採用し
て、そのパックオフ範囲を決定するＯそして、この範囲
内でパックオフ時間ｒ（ｋ）を決定し＼ｒｉ（ｍａｘ（
ｋｐ、ｋｚ））　Ｘ　［パックオフ単位時間〕として、
そのパックオフ制御が行われる。つまシ、以上のべ、ク
オフ制御にあっては、前回のパケット送出時において求
められたパックオフ回数１ｓｔｒ　”ｃｔが、現在処理
対象とするパケットのバックオフ制御に用いられている
。換ｄすれば、これらのパックオフ回数”８ｔ　＋　”
ｃｔによって定まる前記補助制御変数に、６が、現処理
中ｉＺゲットのパックオフを制御する上でのパックオフ
範囲設定の為の初期値として与えられると云える。

同、前記制御変数ｋｐがその上限を越えたときには、通
信パケットの送出が殆んど不可能であるとして、その通
信パケットが棄てられるものであるが、過負荷状態にお
いても、このような現象は殆んど生起しないことが確認
されている。

との際、上記通信・（ケラトの送出試行に関して得られ
たパラ）オフ回数ｎ　　、ｎ　　が、伝送路８ｐ　　　
　　ｅｐ の使用状況を示す最も新しい情報として、次回のパケッ
ト送出制御の為の情報ｎｇ７　、　ｎ（、ｚとしてそれ
ぞれ登録される。

以上が本方式におけるバックオフ制御のアルゴリズムで
あシ、次のような性質を有する。即ち、各通信装置は、
現在処理中の通信パケットについて求められた制御定数
に、の値が、前回の通信パケットについて求められた制
御定数ｋｚを越えるまで、その制御には使用されない。

このととは、上述した条件内においては、前回のパケッ
ト送出によって得られた経験がそのまま活かされてパッ
クオフ制御が行われることを意味する。また衝突検出に
よ）行われるパックオフは、その直前に行われたパック
オフの時間範囲と等しいか、あるいは２倍または４倍の
時間範囲に設定される。つま如、ノ臂ゲット送出に関す
る経験を活かし乍ら、キャリアセンス時と衝突検出によ
る・々ツクオフとを区別し、それらの回数の関数として
パックオフ時間を設定するので、伝送路の使用状況に応
じた適切なアクセス制御を行い得ると云える。しかも以
上の制御は、異常幅挨の発生防止と通信／ヤケットに対
する優先匿制御に密接に関連していると云える。

列えば揚幡制御は基本的にはパックオフ回数の増加に従
ってパックオフ時間の設定範囲を広げることによシ行わ
れるが、この経験が次回の通信パケット送出に受は継が
れる。従って、その制御効果が一層高まる。また、通信
パケットの優先度に応じて、そのパックオフ時間範囲の
上限が変えられているので、筒負荷時においてその優先
度に応じたパケット送出を行わしめることが可能となる
。

かくしてとのような制御形態をとる本方式によれば、伝
送路が高負荷状態であっても、鈍行パケットの送出試行
が抑えられるので、急行ノ臂ゲットに対する９９％網内
遅延を一定時間以内に保障することができ、異常幅＠現
象の発生を効果的に防止することができる。例えば直径
５００（ハ）の範囲に分散配置された複数の通信装置間
を３２　（Ｍｂｌｔ／ｓ）の伝送能力を持つ光ファイバ
を用いたスター型ネットワークで結び、データ部の大き
さが急行ノ９ゲットではｌ　［Ｋｂｉｔ〕。

鈍行パケットでは８．（Ｋｂｊｔ）とした第８図に示す
如き７オーマ、トの通信パケットを本方式に従って通信
制御したところ、そのスループットと９９俤網内遅延と
の関係は第９図に示すようになった。同、第９図中のプ
ロット点、５０％。

７０％等は、伝送路に対する負荷を示している。

この負荷は、パケットのうちスループットとして有効で
ある第８図中斜線部分の発生率［Ｍ　ｂ　ｉ　ｔ／ｓ　
’：ｌを伝送路の容量３２　［ｍｂｓｔ／ｓ］で割った
ものとして定義される。そして、このとき伝送路を介し
て伝送嘔れる通信ノ々ゲットの、急行パケットと鈍行パ
ケットとの比率は第１０図に示すようになる０ これらの図に示されるように、そのスループットを高く
した上で、網内遅延を低く抑えることができる、。しか
も、高負荷時にあっては、急行パケットを優先的に伝送
することが６■能となシ、その効果は絶大である。

次に上述した方式を採用して構成される通信装置につい
て説明する。

この通信装置を介して伝送制御される通信ノ々ゲットの
データフォーマットは、飼えば前記第８図に示す通シで
あシ、データ部としては急行パケットについては１　（
Ｋｂｉｔ）　、鈍行７４ケツトについては８　（Ｋｂｉ
ｔ）用意される。そして、これらのデータ部に加えて、
プリアンプル、デリミタ１通信宛先２発信者等の情報が
付加される。

このうち、第８図における斜線部のみがスルーグツトと
して着像される。

しかして、上記通信装置は、第１１図に示すように通信
ノぜグツトを格納するメモリ（ノクゲットバッファ）２
１、装置全体の動作を制（財）するアダプタ制御部２２
、そして、受信制御部２３、送信制御部２４、パックオ
フ制＃部２５によって構成される。

パックオフ制御部２５は、列えば第１２図に示すように
ＣＰｏ　２５　ａを主体とし、その動作グロダラムを格
納したＲＯＭ　２５　ｂ　、プログラマブル・インター
フェース回路（ＰＩＯ）　２５ｃ、２５ｄゾログラマプ
ル・インターラゾト・コントローラ（ＰＩＣ）　２５　
ｅ　、　７’ログラマプル・タイマ・カウンタ（ＰＴＣ
）　、？　ｓ　ｔをパス２５ｇを介して相互に結合して
構成される。このノ々ツクオフｆ［ｔｌＪ何部２５は、
急行／４’ケツトおよび鈍行パケットについてそれぞれ
独立にパックオフタイム動作し、パックオフ時にそのカ
ウンタがタイムアウトする都度、前記送信制御部２３に
対して送信要求を発し、通信パケットの送出を４１す。

またこのとき、上記パックオフの時間を、前回送出した
パケットについてのキャリアセンスによるパックオフ回
数ｎＢｔｚおよび衝突検出にょるパ、ツクオフ回数ｎ。

ｔを利用し、現在処理中のパケットに対するパックオフ
回数”ｓｐ　＋　”ｃｐに従って前述したような処理方
式に従って設定している。

また第１３図は送信制御部２４の概略構成を示スモノで
、送信制御用マイクロシーケンサ２４ｈによシ、その動
作が制御される。そして、メモリ２１から与えられる並
列１６ビツトデータな入力バッファ２４ｂに入力し、そ
のデータを上位８ビツト、下位８ビツトに分けてシフト
レジスタ２４ｃを介して直列変換する。この際、ＣＲＣ
−ＣＣＩＴＴ回路２４ｄにょシ上記データに・対するＣ
ＲＣコードが発生される。そして、これらのデータＣＲ
Ｃコードは、ＣＤゾーン等のデータメモリ２４ｅからの
各種コードと共にマルチプレクサ２４１によシ選択され
、同期用フリップフロップ２４ｇを介して前記フォーマ
ットのパケットとして送出される。また、これらの一連
のパケット送出処理は、ＣＰＵインターフェース２４ｈ
、ポインタテーブル２４１．アドレスカウンタ２４Ｊに
よるアダプタ制御部２２およびメモリ２１のアクセス処
理と１＆鋤して行われる。

しかして、この送信制御部２４は、前記パックオフ制御
部２５からの送信要求を受け、このときキャリアセンス
がオフ状態でおったときにのみ通信ノ（ケ、トの送出を
開始する。またこのとき、受信制御部２３から衝突検出
によるＣＤ信号を受けたとき、直ちに上記通信パケット
の送出を中止する。また、この送信制御部２４は、受信
制御部２３からのＡＣＫ／ＮＡＫ送信要求を受けて、Ａ
ＣＫ／ＮＡＫ　、４’ケツトを送出するようになってい
る。そして、これらの動作は、アダプタ制御部２２との
間で、送信に関する情報を変換し乍ら行われる。

また第１４図は受信制御部２３の構成例を示すものであ
る。この受信制御部２３の全体的な動作は、受信制御用
マイクロシーケンサ２３ｇによって制御される。伝送路
を介して受信される信号は、シフトレジスタ２３ｂに入
力され、検出器２３ｃによシ開始デミリタ、ＡＣＫ／Ｎ
ＡＫ検出が行われる。そして、上記シフトレジスタ２３
ｂの出力は、１６ビツトのシフトレジスタ２３ｄに転送
され、その上位８ビ、トからアドレス比較器２３ｅによ
シアドレス判定される。

この判定結果に従って上記受信データは、バッファレジ
スタ２３ｆを介してメモリ２１に転送される。また前記
シフトレジスタ２３ｂの出力を受けて、カウンタ２３ｇ
はその受信サイズをチェックしておシ、ＣＲＣ−ＣＣＩ
ＴＴ回路２３１は比較器２３ｊと励動して、ＣＲＣコー
ドに基づく符号誤シをチェックしている。そして、これ
らの一連の処理は、ＣＰＵインターフェース２３ｋ。

ポインタ・テーブル２３ｔ、アドレスカウンタ２３ｍに
よシ、アダプタ制御部２２およびメモリ２１のアクセス
処理と共に行われている。

しかして、このように構成された受信制御部２３は、伝
送路上における信号の存在の有無からキャリアセンスを
行い、また上記伝送路上における７４ケ、トの衝突の有
無を検出している。

また、伝送路を介して伝送されるＡＣＫ／ＮＡＫ信号を
受信・ｍ識し、無応答の場合にはタイムアウトを検出し
ている。また受信パケットの宛先アドレスが自己を示す
場合には、上記パケットの受信完了に伴って、直ちに前
記送信制御部２４に対してＡＣＫ／ＮＡＫの返送要求を
指示するものとなっている。そして、これらの一連の動
作を、前記アダプタ制御部２２との間で受信に関する情
報を変換し乍ら制御している。

第１５図乃至第１７図はこれらの各部の制御シーケンス
を示すもので、第１５図は受信制御を、第１６図は送信
制御を、そ□して第１７図はパックオフ制御を示してい
る。

このように構成された通信装置からパケットを送信する
場合、アダプタ制御部２１の制御によって送信制御部２
４のポインタテーブル２４１に送信指示内容が瞥込まれ
る。送信制御部２４はこの送信指示をバックオフ制御部
２５に伝達する。これを受けてパックオフ制御部２５で
は、常時管理している急行パケットおよび鈍行・やケラ
トに対するパックオフタイマー値を、伝送路状況に応じ
て設定し、そのタイマーがタイムアウトしたとき、上記
Ｉｆケゲッの送信指示を確認して送信要求を送信制御部
２４に対して出力する。このとき、バックオフ制御部２
５では、上記タイマーを新しい値に設定し、次のパック
オフ処理に備える。タイムアウト時に発生する割込にお
いては、急行パケットのパックオフタイムアウトに、よ
シ高い優先順位が与えられている。これにより、同時に
タイムアウトした場合・急行パケットの割込に対しては
送信要求が出され、鈍行・ぐケラトの割込に対しては新
たなパックオフのみが行なわれる。

しかして送信要求を受けた送信制御部２４は、先ず受信
制御部２３からのキャリアセンスの有無を調べ、伝送路
が空いていればノぐケラトの送信を開始する。このパケ
ットの送信は、光送信機としてのレーザ素子に対してプ
リバイアスを指示したのち、ＣＤゾーン信号を送出する
。このＣＤゾーン信号送出時に、受信制御部２３にて衝
突が検出されないとき、プリアンプル）開始デリミタ、
宛先アドレス・・・・・・の順に、ノクゲットを構成す
るデータを順に送信する。同、上記ＣＤゾーン信号送出
時に衝突が検出されたときには、直ちにそのパケット送
出処理を中止する。

このようにして送信側＃都２４は１パケット分のｆ−夕
を送出し終えたとき、次にＦｅ２としてＣＲＣコードを
送出し、これに続いて終結デリミツタを送出してパケッ
ト通信を終了する。この送信終了後、ＡＣＫまたはＮＡ
Ｋの受信を待ち、受信制御部２３からＡＣＫ信号受信の
通知を受けたときに前記ポインタテーブル２４１を更新
する。そして、アダプタ制御部２２に対して送信完了の
割込みをかける。また上記ＡＣＫの代シにＮＡＫ信号を
受信したときや、所定の時間無応答の場合には、前記通
信ノ９ゲットに対する再送カウンタを歩進し、次の送信
指示までその制御を戻すことになる。

一方、ノクゲットの受信制御は次のようにして行われる
。受信制御部２３は、先ずＣＤゾーン信号を受＜＝して
キャリアセンス信号を立てる０またこのとき、衝突発生
の有無を調べる。そして、衝突検出時には直ちに通信パ
ケットの受信を中止し、伝送路上のキャリアが無くなる
まで待つ。この伝送路上のキャリアが無くなった時点で
前６己キャリアセンス信号を落として、初期の受匍待ち
状態に復帰する。他方、上記衝突がない場合には、開始
デリミタの受信を待ち、宛先アドレスが自己のアドンス
ないしは同報アドレスと一致するか調べ、そのいずれか
である場合にのみ、受信バケットのデータをメモリ２１
に取込む。その後、パケットの受信終了時点でＣＲＣエ
ラートフレームエ９−ｋｆｘツクＬ、正しい場合にはポ
インタテーブル２３ｔを史υＦしてアダプタ制御部２２
に受信完了の割込みをかける。同時にこのとき、送信制
御部２４に対してＡＣＫ送信を指示する。

尚、上記データの受信が正しい場合でも、これを取込む
バッファがメモリ２１日に準備されていなかった場合に
はＮＡＫ信号の返送を指示し、同通信パケットの再送を
要求することになる。

また宛先アドレスが違う場合や、エラーが多い場合等、
ＡＣＫ／ＮＡＫの返送は行わない。その後、受信制御部
２３は、上記データパケットの受信後、宛先アドレス、
発信アドレスに関係なくＡＣＫ／ＮＡＫの受信を待ち、
送イｇ制御部２４に対して、ＡＣＫ　、　ＮＡＫ　、無
応答といずれかを応答結果として通知することになる。

そして、インターフレームギヤ、グの終了後、キャリア
検出信号を落として、伝送路の空きを示すことになる。

このように、受信制御部２３は、曲の制御部とは独立に
動作して、伝送路の状態を上記他の制御部に伝達する。

また何らかの原因によって受信シーケンスが狂った場合
や、稼動中のシステムよシ遅れて電源投入されて受信動
作を開始した場合、その受信データが前記フォーマット
中のどの部分であるか判別できなくなる場合がある。こ
の場合には、しｌえば１５（μ５ｅｃ）以上のキャリア
非俣出や、ＡＣＫ／ＮＡＫ信号を手掛υとして同期の確
立が図られる。

以上のようにして、パケットの送信および受信が制御さ
れることになる。

このように不方式にあっては、Ｃ８ＭＡ／ＣＤ方式によ
ってパケット逓倍を制御するに際して、通信パケットの
置先区に応じてそのパックオフを制御するので、異常輻
榛状態の発生を招くことがない。しかも、通１言パケッ
トの送出前に初期パックオフ時間を設けるので、伝送路
に対して被数のＪＩＭ倍装置のそれぞれに、その使用機
会が均等に与えられる。これ故、キャプチャー効果を起
こすことがない。更には前回送出したパケットに関する
パックオフの情報を有効に利用して・ぐツクオフ制御を
行うので、伝送路状況に応じた適切なパケット通信制御
を行い得る。この結果、スループットの向上を図シ得る
等の実用上多大なる効果が萎せられる。

同、本発明は上記実施列に限定されるものではない。飼
えば通信・９ケツトの優先度に関する区分を３レベル以
上に設定することもｉＪ能である。またネットワークは
スター型に限られないことも云うまでもない。更には、
パックオフ単位時間やその池の定数等は、ネットワーク
の仕様に応じて定めればよいものでおる。要するに本発
明は、その要旨を通説しない範囲で種々変形して実施す
ることができる。

【図面の簡単な説明】 第１図はローカルネットワークの構成圀を示す図、第２
図は従来の基本的なＣＯＭＡ／ＣＤ方式の制御シーケン
スを示す図、第３図乃至第１７図は本発明の一実施例方
式を示すもので、５話３図は通信装置の概念的な構成図
、第４図はパケット送出制御クーダンスを示す図、第５
図は基本的なパックオフ制御シーケンスを示す図、第６
図および第７図はパックオフ範囲の設定条件を示す図、
第８図は通信パケットのフォーマット例を示す図、第９
図および第１０図はそれぞれ側脚特性を示す図、第１１
図は鴻信装置の概略構成図、第１２図はパックオフ制御
部の構成図、第１３図は送イ占制御部の構成図、Ｍ１４
図は受信制御部の構成図、第１５図は受信制御シーケン
スを示す図、第１６図は送信制御シーケンスを示す図、
第１７図はパックオフ制御シーケンスを示す図である。 １２．１３・・・パケッＩ−送出バッファ、１４・・・
通信制御部、１５．１６・・・・々ツクオフタイマ、１
７．１８・・・パックオフカウンタ、２１川メモリ、２
２・・・アダプタ制御部、２３・・・受信制御部、２４
・・・送信制御部、２５・・・パックオフ制御部。 出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦第４図 第５図 第９図 第１０図 第１１図 第１２図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）通信パケット交換網に対してＣ８ＭＡ／ＣＤ方式
   により通信・ｆケラトの送出を制御してノやケラト通信
   を行うに際し、キャリアセンス或いは衝突検出によって
   設定される上記通信／ｆチケット出に対するパックオフ
   の時間を、先に送信した通信／ｆケゲッに対して与えら
   れたバックオフに関する経験的情報に基づいて定めるこ
   とを特徴とする・ぐケラト通信方式。
2. （２）バックオフに関する経験的情報は、キャリアセン
   スの回数あるいは衝突検出の回数からなｐ１パックオフ
   ０時間はこれらの情報に従ってパックオフ範囲の初期値
   を設定した上で定められるものである特許請求の範囲第
   １項記載のパケット通信方式。
3. （３）バックオフの時間は、初期設定されたパックオフ
   範囲の内で定められるものでおって、上記パックオフ範
   囲は先に送信した通信・ぐケラトに対して与えられたパ
   ックオフ時間として初期設定されたもの、あるいは現在
   処理中パケットのキャリアセンス回数おるいは側突検出
   回数に従って定められるパックオフ範囲のうちの広い方
   として定められるものである特許請求の範囲第１項記載
   のパケット通信方式。