(57)【要約】【課題】他の送受信装置からのフレームだけでなく自らの送信したフレームも中継装置を経由した後に受信するという特徴を持つネットワークにおいて、高価な装置を必要とせず、高ビットレートかつ送受信装置間が長い場合におけるデータフレーム衝突を低減する。【解決手段】データフレーム送信を試みる送受信装置がデータフレーム送信に先立って送信予定時刻情報を含んだ情報フレームを送信する。これを受け取った他の送受信装置は情報フレームに記載された情報を基に送信予定時刻を設定し、フレーム同士の衝突が予想される時間帯には送信を抑制する。【選択図】図２
2008219080.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の送受信装置と、これら送受信装置を相互に接続し、いずれかの入力ポートへの入力フレームを全ての出力ポートへと出力する中継装置とを含む通信システムにおいて、
前記送受信装置は、
データフレームの送信に先立って当該データフレームの送信予定時刻情報を含んだ情報フレームを送信する情報フレーム送信手段と、
他送受信装置から受け取った前記情報フレームに記載された前記送信予定時刻情報を基に自送受信装置が送信予定のデータフレームと他送受信装置が送信予定のデータフレームとが衝突すること無く送信を行うことができる時間を設定する送信予定時刻設定手段と
を備えたことを特徴とする通信システム。
【請求項２】
他の送受信装置からのフレームだけではなく自らの送信したフレームも中継装置を経由した後に受信するという特徴を持つネットワークに適用され、
前記送信予定時刻設定手段は、
受信した他送受信装置の情報フレームの中から当該他送受信装置の送信予定時刻を抽出する送信予定時刻情報抽出手段と、
自らの送信したフレームを受信するまでのラウンドトリップ時間の計測を行うラウンドトリップ時間計測手段と、
前記送信予定時刻情報抽出手段により抽出した送信予定時刻および前記ラウンドトリップ時間計測手段により計測したラウンドトリップ時間を用いて自送受信装置が送信予定のフレームと他送受信装置が送信予定のフレームとが衝突すること無く送信を行うことができる時間を設定する手段と
を備えた請求項１記載の通信システム。
【請求項３】
異なる情報フレーム内の送信予定時刻が競合した場合には予め定められた優先順位に基づきいずれか一つの送信予定時刻を有効と判断する手段を備えた請求項１または２記載の通信システム。
【請求項４】
送信優先度の高いデータフレームの送信の際には、前記送信予定時刻設定手段による送信予定時刻の設定に基づき送信を行い、送信優先度が低い、または、送信優先度の設定が無いデータフレームの送信の際にはＣＳＭＡ／ＣＤ(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)方式に基づく送信を行う手段を備えた請求項１ないし３のいずれかに記載の通信システム。
【請求項５】
複数の送受信装置と、これら送受信装置を相互に接続し、いずれかの入力ポートへの入力フレームを全ての出力ポートへと出力する中継装置とを含む通信システムにおける前記送受信装置において、
データフレームの送信に先立って当該データフレームの送信予定時刻情報を含んだ情報フレームを送信する情報フレーム送信手段と、
他送受信装置から受け取った前記情報フレームに記載された前記送信予定時刻情報を基に自送受信装置が送信予定のデータフレームと他送受信装置が送信予定のデータフレームとが衝突すること無く送信を行うことができる時間を設定する送信予定時刻設定手段と
を備えたことを特徴とする送受信装置。
【請求項６】
他の送受信装置からのフレームだけではなく自らの送信したフレームも中継装置を経由した後に受信するという特徴を持つネットワークに適用され、
前記送信予定時刻設定手段は、
受信した他送受信装置の情報フレームの中から当該他送受信装置の送信予定時刻を抽出する送信予定時刻情報抽出手段と、
自らの送信したフレームを受信するまでのラウンドトリップ時間の計測を行うラウンドトリップ時間計測手段と、
前記送信予定時刻情報抽出手段により抽出した送信予定時刻および前記ラウンドトリップ時間計測手段により計測したラウンドトリップ時間を用いて自送受信装置が送信予定のフレームと他送受信装置が送信予定のフレームとが衝突すること無く送信を行うことができる時間を設定する手段と
を備えた請求項５記載の送受信装置。
【請求項７】
異なる情報フレーム内の送信予定時刻が競合した場合には予め定められた優先順位に基づきいずれか一つの送信予定時刻を有効と判断する手段を備えた請求項５または６記載の送受信装置。
【請求項８】
送信優先度の高いデータフレームの送信の際には、前記送信予定時刻設定手段による送信予定時刻の設定に基づき送信を行い、送信優先度が低い、または、送信優先度の設定が無いデータフレームの送信の際にはＣＳＭＡ／ＣＤ方式に基づく送信を行う手段を備えた請求項５ないし７のいずれかに記載の送受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はデータフレームの衝突を低減する通信システムおよび送受信装置に関するものであり、特に、複数の送受信装置と、いずれかの入力ポートへの入力フレームを全ての出力ポートへと出力する中継装置により構成され、他の送受信装置からのフレームだけではなく自らの送信したフレームも中継装置を経由した後に受信するという特徴を持つネットワークにおけるデータフレームの衝突を低減する通信システムおよび送受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明において前提とするネットワークの特徴を活用してフレーム衝突を低減する従来技術はこれまで検討されていない。しかし、自らの送信したフレームは受信しないが他は本発明の前提と類似するネットワークについては、伝送路利用効率の低下を防止する従来技術として、ＩＥＥＥ８０２．３により規格として定められるＣＳＭＡ／ＣＤ(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)、ＩＥＥＥ８０２．４やＩＥＥＥ８０２．５で定められるトークンパッシング、センタ装置を用いて全送受信装置の送信時間の管理を行う方法などが存在する。
【０００３】
ＣＳＭＡ／ＣＤの処理フローを図１１に示す。ＣＳＭＡ／ＣＤでは、各送受信装置は、データフレームが発生したときには、衝突回数の初期化を行い（Ｓ６０）、送信前に伝送路に信号が流れているかを調べ（キャリアセンス：Ｓ６１）、伝送路に何らかの信号が存在する場合は送信を延期し、受信信号の無い場合は送信を開始する（マルチプルアクセス：Ｓ６２）。また、送信中に他の送受信装置からの信号を検出した場合には（Ｓ６３）、衝突が起こったと判断し、送信を中止する（コリジョンディテクション：Ｓ６５）。このときに衝突回数を１加算する（Ｓ６６）。衝突を生じた回数に応じた待ち時間を設定し（バックオフ：Ｓ６７）、待ち時間の終了後に再度キャリアセンスを行う。
【０００４】
ＣＳＭＡ／ＣＤでは、以上の手順により衝突したフレームが伝送路を占有する割合を小さくしている。
【０００５】
トークンパッシングは、送信権を表すトークンを用いて送信可能な送受信装置を制限する方式である。トークンの宛先は前もって決められた順番に沿って各送受信装置を順番に回るように設定される。送信を行う送受信装置は、まず、自分宛に空のトークンが送信されるのを待ち、空のトークンを受信すると送信先情報をトークンへ書き込み、送信データを添えて送信する。
【０００６】
送信先の送受信装置では、自分宛のトークンを受信すると、トークンに続くデータを受信した後、トークンに受信済みという情報を記入して送信する。そして、送信元の送受信装置は送信先から受信済みとの情報が記入された自分宛のトークンを受信すると、次の送受信装置へ空のトークンを送信する。
【０００７】
以上の手順により送受信を行うことで、トークンを得た送受信装置のみ送信可能であるためネットワーク内で衝突が発生しない。
【０００８】
センタ装置により全送受信装置の管理を行う方法としては、例えば、特許文献１が挙げられる。この方法では、各送受信装置からセンタ装置へ送信待ちデータ量をフレームのオーバーヘッドなどに含めて送信し、センタ装置で集約する。センタ装置では各送受信装置の送信待ちデータ量に応じた帯域を最大帯域を超えない範囲で各送受信装置へと割当て、各送受信装置がその割当てに従い送信することでフレーム衝突を回避するという方法である。
【０００９】
【特許文献１】特開平１０−３３６１８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
以上３つの従来技術のうち、ＣＳＭＡ／ＣＤは簡単な手順でフレームの衝突検知を行うことができるが、いくつかの制約が存在する。
【００１１】
ＣＳＭＡ／ＣＤではデータフレーム送信中に他の送受信装置からのデータフレームを受信することで衝突を認識する。つまり、衝突を検知するためにはデータフレームの送出が完了するよりも前に、同じくデータフレームの送出を開始した他の送受信装置からのデータフレームの受信を開始しなければならない。そのためデータフレームの衝突を全て検知するための最大距離は送出ビットレートとデータフレームの大きさで決まる。
【００１２】
また、衝突を検知した時点で送信を中断することから、衝突を検知するまでの時間が早いほど伝送路上の衝突フレームの割合を減らすことができる。
【００１３】
つまり、ビットレートが高い場合には以下の問題が生じる。
（１）短距離でしか衝突検知が行えない
（２）伝送路を衝突したフレームが占有する割合が高まる
（３）距離が長い場合は再送制御が上位レイヤに任されるため実伝送速度が低下する
ＩＥＥＥ８０２．３では、高いビットレートにおける検知可能な距離を長くするため、前述のデータフレームのサイズを大きくする手法も用意されている。しかし、データフレームの大きさに満たないデータ列の送出を行う場合には、無意味なデータをデータ列の末尾に付加することで最小データフレームサイズを満たすため伝送路の利用効率が著しく低下する。
【００１４】
また、本発明で前提とするネットワーク構成では、他の送受信装置から送信されたフレームだけでなく自らの送信したフレームも中継装置を経由した後に受信する。このとき受信したフレームのうち自らの送信したフレームを他の送受信装置からのフレームであると誤認識し、本来フレームの衝突が生じていないにもかかわらず衝突したと誤認識する可能性が高まる。これにより、伝送路利用効率は大幅に低下する。
【００１５】
以上説明したように、ＣＳＭＡ／ＣＤは高ビットレートの信号を送受信装置間距離が長い環境で使用するには適しておらず、また、前提とするネットワーク構成ではフレーム衝突の誤認識による伝送路利用効率低下を無視できない。
【００１６】
トークンパッシングを用いた場合には、衝突が生じない方式ではあるが、送受信装置の追加や除去、障害時対応のためにネットワーク管理機能を持つ装置を置く必要がある。また、トークンを得た送受信装置のみ送信が可能で、さらにデータフレーム送信後も受信完了通知を受け取った上で空のトークン生成が行われ、これが次の送受信装置に届くまで次の送信が行われないことから、本発明で前提とするネットワーク構成にトークンパッシングを適用すると、中継装置と送受信装置との距離が長い場合には伝送路利用効率が低下してしまう。
【００１７】
また、センタ装置で全ての送受信装置の送信待ちデータ量に関する情報を管理して帯域割当てを行う方法は、送受信装置の数が増加した場合に割当て帯域の計算規模が増大し、センタ装置の負荷が増大する。そのためセンタ装置に求められる性能が高くなり装置が高価になりやすいという問題がある。
【００１８】
本発明は、他の送受信装置からのフレームだけでなく自らの送信したフレームも中継装置を経由した後に受信するという特徴を持つネットワークにおいて、高価な装置を必要とせず、高ビットレートかつ送受信装置間が長い場合のデータフレーム衝突を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記目的を達成するため、本発明の通信システムにおいては、データフレーム送信を試みる送受信装置がデータフレーム送信に先立って送信予定時刻情報を含んだ情報フレームを送信する。これを受け取った他の送受信装置は情報フレームに記載された情報を基に送信予定時刻を設定し、フレーム同士の衝突が予想される時間帯には送信を抑制する。
【００２０】
すなわち、本発明は、複数の送受信装置と、これら送受信装置を相互に接続し、いずれかの入力ポートへの入力フレームを全ての出力ポートへと出力する中継装置とを含む通信システムである。
【００２１】
ここで、本発明の特徴とするところは、前記送受信装置は、データフレームの送信に先立って当該データフレームの送信予定時刻情報を含んだ情報フレームを送信する情報フレーム送信手段と、他送受信装置から受け取った前記情報フレームに記載された前記送信予定時刻情報を基に自送受信装置が送信予定のデータフレームと他送受信装置が送信予定のデータフレームとが衝突すること無く送信を行うことができる時間を設定する送信予定時刻設定手段とを備えたところにある。
【００２２】
特に、本発明は、他の送受信装置からのフレームだけではなく自らの送信したフレームも中継装置を経由した後に受信するという特徴を持つネットワークに適用され、前記送信予定時刻設定手段は、受信した他送受信装置の情報フレームの中から当該他送受信装置の送信予定時刻を抽出する送信予定時刻情報抽出手段と、自らの送信したフレームを受信するまでのラウンドトリップ時間の計測を行うラウンドトリップ時間計測手段と、前記送信予定時刻情報抽出手段により抽出した送信予定時刻および前記ラウンドトリップ時間計測手段により計測したラウンドトリップ時間を用いて自送受信装置が送信予定のフレームと他送受信装置が送信予定のフレームとが衝突すること無く送信を行うことができる時間を設定する手段とを備えることができる。
【００２３】
これによれば、中継装置が中継転送に要する時間も考慮し、ネットワークの実態に合致した実用的な送信予定時刻を設定することができる。
【００２４】
また、異なる情報フレーム内の送信予定時刻が競合した場合には予め定められた優先順位に基づきいずれか一つの送信予定時刻を有効と判断する手段を備えることができる。
【００２５】
すなわち、情報フレーム内の送信予定時刻に関しては、各送受信装置間で予めスケジューリングが行われていないため、競合の可能性もあるので、優先順位を設けることにより競合制御を行うことが望ましい。
【００２６】
また、送信優先度の高いデータフレームの送信の際には、前記送信予定時刻設定手段による送信予定時刻の設定に基づき送信を行い、送信優先度が低い、または、送信優先度の設定が無いデータフレームの送信の際にはＣＳＭＡ／ＣＤ方式に基づく送信を行う手段を備えることができる。
【００２７】
これによれば、送信優先度が低いデータフレームの送信に関しては、送信予定時刻の設定を省略することにより、情報フレームの送信回数を減らすことができるため、通信帯域を有効利用することができる。
【００２８】
また、本発明を送受信装置の観点から観ることもできる。すなわち、本発明は、複数の送受信装置と、これら送受信装置を相互に接続し、いずれかの入力ポートへの入力フレームを全ての出力ポートへと出力する中継装置とを含む通信システムにおける前記送受信装置である。
【００２９】
ここで、本発明の特徴とするところは、データフレームの送信に先立って当該データフレームの送信予定時刻情報を含んだ情報フレームを送信する情報フレーム送信手段と、他送受信装置から受け取った前記情報フレームに記載された前記送信予定時刻情報を基に自送受信装置が送信予定のデータフレームと他送受信装置が送信予定のデータフレームとが衝突すること無く送信を行うことができる時間を設定する送信予定時刻設定手段とを備えたところにある。
【００３０】
また、他の送受信装置からのフレームだけではなく自らの送信したフレームも中継装置を経由した後に受信するという特徴を持つネットワークに適用され、前記送信予定時刻設定手段は、受信した他送受信装置の情報フレームの中から当該他送受信装置の送信予定時刻を抽出する送信予定時刻情報抽出手段と、自らの送信したフレームを受信するまでのラウンドトリップ時間の計測を行うラウンドトリップ時間計測手段と、前記送信予定時刻情報抽出手段により抽出した送信予定時刻および前記ラウンドトリップ時間計測手段により計測したラウンドトリップ時間を用いて自送受信装置が送信予定のフレームと他送受信装置が送信予定のフレームとが衝突すること無く送信を行うことができる時間を設定する手段とを備えることができる。
【００３１】
また、異なる情報フレーム内の送信予定時刻が競合した場合には予め定められた優先順位に基づきいずれか一つの送信予定時刻を有効と判断する手段を備えることができる。
【００３２】
また、送信優先度の高いデータフレームの送信の際には、前記送信予定時刻設定手段による送信予定時刻の設定に基づき送信を行い、送信優先度が低い、または、送信優先度の設定が無いデータフレームの送信の際にはＣＳＭＡ／ＣＤ方式に基づく送信を行う手段を備えることができる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、自らの送信したフレームを受信するネットワークにおいては、従来、フレーム衝突による伝送路利用効率の低下が課題であったが、予め伝送路の予約を行うことでフレーム衝突を低減することができ、伝送路利用効率を向上させることができる。
【００３４】
また、各送受信装置でそれぞれ送信予定時刻の管理を行うことで、送信予定時刻の競合を排除することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
本発明の通信システムは、複数の送受信装置と入力フレームを全ての出力ポートへと出力する中継装置とで構成される。
【００３６】
各送受信装置は送受信器と、送信を抑制する時間を記録したメモリと、送信予定時刻を制御する制御部とにより構成される。送信を試みる送受信装置は、データフレーム送信前に送信予定時刻を含んだ情報フレームを送信する。これを受け取った他の送受信装置は、情報フレームに含まれた送信予定時刻の間は送信を行わないようにする。
【００３７】
また、新たに送信すべきデータが発生した場合には、受信した他の送受信装置の送信予定時刻と重ならないよう送信予定時刻を設定して情報フレームを送信する。
【００３８】
また、複数の送受信装置からの送信予定時刻が重なった場合には先着順や送受信装置の優先順等の予め決められた優先順位に基づき１つだけ有効と判断する。無効となった情報フレームを送信した送受信装置は、送信済みの送信予定時刻を破棄し、改めて送信予定時刻を設定する。
【００３９】
（第一実施例）
第一実施例を図１ないし図９を参照して説明する。図１は本発明の通信システムの基本的構成を示したものであり、送受信装置１〜４と中継装置５およびこれらを結ぶ伝送路６〜９により構成される。伝送路６〜９は撚り対線、同軸ケーブル、基板配線といった電気信号を伝えるものであっても、光ファイバ、無線、光導波路など電磁波を伝えるものであってもよく、送受信装置１〜４および中継装置５間でやりとりされるデータは、アナログ信号、デジタル信号を問わない。
【００４０】
また、送受信装置１〜４は、それぞれ図２に示す構造で、中継装置側の送信器１１、中継装置側の受信器１２、ユーザ装置側の送信器１３、ユーザ装置側の受信器１４と、他送受信装置の送信予定時刻情報を格納するためのメモリ１５、そして蓄積された送信予定時刻情報を基に送信器１１からの送信可否を判断し、また、データ送信前に送信予定時刻を含めたフレームを送信する機能を持つ制御部１０により構成される。
【００４１】
なお、図１では、ユーザ装置の図示を省略した。また、以下の説明でも送受信装置１〜４と中継装置５との間でのフレーム送受信について説明し、ユーザ装置と送受信装置１〜４との間でのフレーム送受信についての説明は省略する。
【００４２】
図１および図２に示される構成の送受信装置および通信システムにおいて、送受信装置１が別の送受信装置４に対してデータフレーム２２の送信を行い、その後、送受信装置３が送信を行う場合のタイミングチャートを図３に示し、その際の送受信処理のフローチャートを図４〜図９に示す。ここで、図４中の“情報フレーム送信処理（Ｓ４）”および“データフレーム送信処理（Ｓ９）”は図５で表される“フレーム送信処理”を行い、図４中の“自端末送信フレーム受信処理（Ｓ５）”は図６で表される“送信済みフレーム受信処理”を行う。
【００４３】
まず、送受信装置１内の制御部１０が図９の送信可能時間算出処理フローに従ってメモリ１５内の他送受信装置２〜４の送信予定と自らの送信予定のフレームサイズとを照らし合わせ、データフレーム２２および情報フレームの送信可能な時刻を算出する。
【００４４】
すなわち、送信予定フレーム長に基づき送信に必要な時間幅を算出し（Ｓ５０）、メモリ１５中に、他の送受信装置の送信予定時刻が記録されていれば（Ｓ５１）、他送受信装置の送信予定時刻を参照し（Ｓ５２）、送信予定時刻の間に送信予定のフレームを挿入可能な隙間があれば（Ｓ５３）、その隙間に送信予定時刻を設定する（Ｓ５４）。また、必要な時間幅を挿入可能な隙間がない、あるいは、メモリ１５中に、他の送受信装置の送信予定時刻が存在しなければ（Ｓ５１）、記録された全ての送信予定時刻より後に送信予定時刻を設定する（Ｓ５５）。
【００４５】
その後、データフレーム２２の送信予定時刻として送信開始予定時刻および送信終了予定時刻の情報を含んだ情報フレーム２１を生成し、送信可能な時刻になり次第送信を行う。
【００４６】
このとき情報フレーム２１に含まれる送信開始予定時刻としては、網内で同期した時間か、あるいは情報フレーム２１とデータフレーム２２との時間差を用いる。また、送信終了予定時刻は送信予定時刻と同様に、網内で同期した時間や情報フレーム２１とデータフレーム２２との時間差の他、送信フレーム長で表すこともできる。
【００４７】
また、網内で同期した時間を用いる場合は、各送受信装置の中継装置５までの距離差により生じる時間差補正するため、中継装置５との間のラウンドトリップ時間の半分の値を加算し、送信フレームが中継装置５へ到達した時刻とする。送信された情報フレーム２１は、中継装置５へ入力された後、中継装置５の各出力ポートから出力され、送受信装置１〜４へと送られる。
【００４８】
送受信装置１〜４で受信された情報フレーム２１は、図７の処理フローに基づき送信予定時刻の登録処理が行われる。まず、受信フレームが情報フレームであるかの判別が行われた後、それぞれの送受信装置内で送信予定時刻が取り出される。その後、各送受信装置の内部の時刻と取り出された送信予定時刻とを同期させる。この処理は情報フレームに含まれる送信予定時刻が網内で同期した時間か、あるいは、情報フレーム２１とデータフレーム２２との時間差かにより異なり、同期した時間の場合はラウンドトリップ時間の半分の値を減算し、時間差の場合はラウンドトリップ時間の値を情報フレーム２１中の送信予定時刻から減算することにより実現される。
【００４９】
これはもしデータフレーム２２が中継装置５へ到達する時刻からラウンドトリップ時間の半分の値を減算した時刻に送信開始したフレームがあった場合には、データフレーム２２の先頭と送信フレームの先頭とが衝突するためである。
【００５０】
すなわち、送信予定時刻を含む情報フレームを受信したときに（Ｓ３１）、その情報フレームから送信予定時刻を抽出し（Ｓ３２）、ラウンドトリップ時間分の補正を行う（Ｓ３３）。その送信予定時刻が他の送信予定時刻と重なっていなければ（Ｓ３４）、送信予定時刻をメモリ１５に記録する（Ｓ３５）。また、その送信予定時刻が他の送信予定時刻と重なっているときには（Ｓ３４）、重なった相手よりも優先順位が上であれば（Ｓ３６）、送信予定時刻をメモリ１５に記録し（Ｓ３５）、重なった相手よりも優先順位が上でなければ（Ｓ３６）、受信した情報フレームを破棄する（Ｓ３７）。
【００５１】
そして送受信装置１は、情報フレーム２１に記載された送信予定時刻になった段階でデータフレーム２２を送信する。
【００５２】
ここで送受信装置３にも送信すべきデータフレーム２３が存在した場合には、送受信装置１からのデータフレーム２２の送信が終り、送信可能な時刻になった後で送信が行われる。
【００５３】
先に述べたように送信禁止時間を算出する際には各送受信装置で中継装置５との間のラウンドトリップ時間を考慮するが、このラウンドトリップ時間の情報は、中継装置５が入力フレームを送信元を含む全ての出力ポートへと出力することを利用し、図８に示すように送信時に記録した送信時刻と受信時の時刻との差分を計算することにより各送受信装置がそれぞれ取得する。
【００５４】
すなわち、ラウンドトリップ時間の算出は、図８に示すように、情報フレームを受信した時点における現在の時刻情報を取り出し（Ｓ４０）、メモリ１５中の送信済みフレーム情報から一致するデータを抽出し（Ｓ４１）、現在時刻と送信時刻との差分を計算し（Ｓ４２）、この差分をラウンドトリップ時間として記録する（Ｓ４３）。計算終了後、メモリ１５中の送信済みフレーム情報から受信したフレームの情報を削除する（Ｓ４４）。
【００５５】
また、送受信装置１からの情報フレームが送受信装置２へ届く前に送受信装置２から情報フレームが送信され、送信予定時刻が一部または全て重なった場合には、各送受信装置内の制御部１０では先着順あるいは各送受信装置の優先度等の予め決められた優先順位設定により、送信予定時刻が重なった情報フレームのうち１つのみを有効と判断する。無効と判断された情報フレームを送信した送受信装置では、当該情報フレームに記載した送信予定時刻を破棄し、改めて送信予定時刻の算出と情報フレームの送信を行う。
【００５６】
このとき自らの送信した情報フレームが有効であるかの判断は、自らの送信したフレームも中継装置を経由した後に受信するという特徴を用いて、図４〜図６に示す手順により一定時間以内に正常に受信でき、かつ他の送受信装置の送信予定時刻と重なっているかを自ら照合することで行う。
【００５７】
すなわち、図５に示すように、発生したデータフレームを送信可能な時間を算出する（Ｓ１）。この算出結果に基づき情報フレームを生成する（Ｓ２）。情報フレームが送信可能な時刻であれば（Ｓ３）、情報フレームの送信を行う（Ｓ４）。
【００５８】
情報フレームの送信は、現在の時刻情報を取り出して（Ｓ１０）、メモリ１５へその時刻情報およびフレーム情報を記録し（Ｓ１１）、情報フレームを送信する（Ｓ１２）。
【００５９】
その後、自送受信装置の送信した情報フレームの受信処理を行う（Ｓ５）。すなわち、図６に示すように、自送受信装置から送信済みのフレームを受信したときには、そのラウンドトリップ時間を算出し（Ｓ２０）、そのフレームが送信予定時刻を含む情報フレームであれば（Ｓ２１）、その送信予定時刻を抽出し（Ｓ２２）、他の送信予定時刻と重なっていなければ（Ｓ２３）、送信予定時刻を決定する（Ｓ２４）。また、他の送信予定時刻と重なっている場合には（Ｓ２３）、重なった相手よりも優先順位が上である場合に限りその送信予定時刻に決定する（Ｓ２４）。
【００６０】
情報フレームは、送信予定時刻の通知が行われた時間内の、例えばデータフレームの末尾に付加することで送信されるか、あるいは、どの送受信装置からも送信予定の無い時間に単独で送信される。どの送受信装置からも送信予定の無い時間に送信される場合には、他の送受信装置からの情報フレームと衝突する可能性がある。
【００６１】
このとき情報フレームの送信を行った送受信装置は、自らの送信したフレームを受信するという特徴を活用し、送信後一定時間以内に自らの送信したフレームが正常に受信できなかった場合は当該フレームに衝突したとみなし、ＣＳＭＡ／ＣＤにおける衝突検知時と同様のアルゴリズムにより連続で衝突を生じた回数に応じて待ち時間を設定し、待ち時間終了後に再度情報フレームの生成からやり直す。
【００６２】
（第二実施例）
第二実施例として、本発明を利用して送信優先度の高いデータフレームの再送制御によるデータフレーム消失を防ぐ、あるいは、到着時間の揺らぎを抑える例を図１０を用いて示す。
【００６３】
送受信装置１において、優先度の高い送信待ちのデータフレーム３１と優先度が低い送信待ちのデータフレーム３２とが存在する場合に、データフレーム３２を送信する際には、送受信装置１内の制御部１０は情報フレームを送信せず、他の送受信装置からの情報フレームにより伝送路が予約されていない時間にＣＳＭＡ／ＣＤと同様の手順にて送信を行う。
【００６４】
このとき、他の送受信装置からも同様に優先度の低いデータフレーム３３が送信されていた場合はフレーム衝突が発生し、データフレーム３２および３３は規定の時間待機した後に再送されることとなる。また、一定回数以上再送が行われても送信が完了できなかった場合には、データフレーム３２は破棄される。
【００６５】
つまり、情報フレームの送信が行われないデータフレーム３２はフレームの衝突とその後の再送制御により、送信準備に入ってから送信が完了するまでの時間が大きく揺らぐ、あるいはデータフレーム自体が消失することとなる。
【００６６】
逆にデータフレーム３１を送信する際には、送受信装置１内の制御部１０は情報フレーム３０を送信し、情報フレーム３０を受信した他送受信装置のメモリ１５へと送信予定時刻を登録することでデータフレーム３１が他のフレームと衝突することを防ぎ、確実にデータの送信を完了できるようになる。
【００６７】
また、例えば、音声のような一定の割合で送信データが発生するような場合には、前もって送信データ発生時刻およびデータ長を予測し、送信予定時刻を送信しておくことで送信データ発生後に直ぐに送信することが可能となる。
【００６８】
なお、中継装置５は、入力ポートに入力された信号列を全ての出力ポートから出力し、全ての送受信装置１〜４へ向けて送信する装置であるが、伝送路が光ファイバや光導波路の場合には、例えば、図１２のように、ＦＢＧ(Fiber Bragg Grating)のような反射型のフィルタを１：Ｎの光カプラに接続して、逆側に送受信装置１〜４を接続していくという方法で実現できる。この場合には、送受信装置１〜４からの信号列は光カプラを通ってＦＢＧで全て反射され、光カプラを通じて接続された送受信装置１〜４全てに信号列が送信される。
【００６９】
また、電気信号の場合は、同軸ケーブル等のクロスやストレートといった区別の無いケーブルであれば、ケーブルを開放端にすることで反射点となるため光ファイバの場合と同様の構成が可能である。
【００７０】
ツイストペアケーブルなどの場合は送信と受信とで使う線が異なり、上記の方法は使えないため、図１３のように、送信器ＴＸと受信器ＲＸとを組み合わせて構成する必要がある。
【００７１】
なお、光ファイバや同軸の場合でも、送信器と受信器とを組み合わせて構成することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明によれば、伝送路利用効率を向上させることができると共に、送信時間の競合を排除することができるため、ネットワークユーザおよびネットワーク運営者の双方にとってサービス品質および利便性の向上に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本実施例の基本的なシステム構成を示す図。
【図２】本実施例の送受信装置のブロック構成図。
【図３】第一実施例を説明するためのタイミングチャート。
【図４】データフレーム送信処理のフローチャート。
【図５】フレーム送信処理のフローチャート。
【図６】送信済みフレーム受信処理のフローチャート。
【図７】受信処理のフローチャート。
【図８】ラウンドトリップ時間算出処理のフローチャート。
【図９】送信可能時間算出処理のフローチャート。
【図１０】第二実施例を説明するためのタイミングチャート。
【図１１】ＣＳＭＡ／ＣＤ処理のフローチャート。
【図１２】本実施例の具体的なシステム構成例を示す図（ＦＢＧ）。
【図１３】本実施例の具体的なシステム構成例を示す図（ＴＸ、ＲＸ）。
【符号の説明】
【００７４】
１〜４  送受信装置
５  中継装置
６〜９  伝送路
１０  制御部
１１、１３  送信器
１２、１４  受信器
１５  メモリ
２１、３０  情報フレーム
２２、２３、３１〜３３  データフレーム
【図１】
2008219080.tif 000003
【図２】
2008219080.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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