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公開番号2025179023
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-12-09
出願番号2025079906
出願日2025-05-12
発明の名称物理層衝突回避(PLCA)調整器冗長性
出願人セミコンダクター・コンポーネンツ・インダストリーズ・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー
代理人園田・小林弁理士法人
主分類H04L 12/413 20060101AFI20251202BHJP(電気通信技術)
要約【課題】ネットワークノードにPLCA(物理層衝突回避)調整器冗長性を装備するための方法及びネットワークインターフェース及び方法を提供する。
【解決手段】物理層(PHY)ネットワークインターフェース110、111は、通信媒体102を介してネットワークデータパケットを送受信するトランシーバ回路である物理媒体依存(PMD)副層112と、ローカルノードIDが0より大きい場合であっても、ローカルノードIDに等しい量だけ総ノードカウントを超えるノードIDに対する送信機会を検出したときに、トランシーバ回路にビーコン信号を送信させることによって冗長性を提供するPLCAコントローラ118と、を含む。
【選択図】図1B
特許請求の範囲【請求項１】
ネットワークインターフェースであって、
通信媒体を介してネットワークデータパケットを送受信するように構成されたトランシーバと、
ローカルノードＩＤが０より大きい場合であっても、前記ローカルノードＩＤに等しい量だけ総ノードカウントを超えるノードＩＤのための送信機会を検出したとき、前記トランシーバにビーコン信号を送信させることによって冗長性を提供するように構成されたＰＬＣＡ（物理層衝突回避）コントローラと、を含む、ネットワークインターフェース。
続きを表示（約 570 文字）【請求項２】
前記ＰＬＣＡコントローラは、リモートノードによって送信されたビーコン信号のタイミングをとることによって前記ノードカウントを決定するように構成されている、請求項１に記載のネットワークインターフェース。
【請求項３】
前記ＰＬＣＡコントローラは、リモートノードによって送信される任意のパケットの間の休止を有する各ビーコン信号の後のシンボル間隔をカウントすることによって送信機会を検出するように構成されている、請求項１に記載のネットワークインターフェース。
【請求項４】
ホスト装置に結合されたネットワークインターフェースを備えるネットワークノードであって、前記ネットワークインターフェースは、
通信媒体を介してネットワークデータパケットを送信及び受信し、
欠落ビーコン状態を検出し、それに応答して、ＣＳＭＡ／ＣＤフォールバック状態が発生する前に置換ビーコン信号を送信することによって、ＰＬＣＡ調整器冗長性を提供するように構成されている、ネットワークノード。
【請求項５】
前記ネットワークインターフェースは、総ノードカウントを少なくとも１だけ超えるノードＩＤに対する送信機会を検出することによって、前記欠落ビーコン状態を検出する、請求項４に記載のネットワークノード。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、マルチドロップネットワークにおけるアクセス調停に関し、より詳細には、ＰＬＣＡ調整器にトランスペアレントで後方互換性のある冗長性を提供するネットワークインターフェース及び方法に関する。
続きを表示（約 2,900 文字）【背景技術】
【０００２】
衝突検出（ＣＳＭＡ／ＣＤ）を備えたキャリア感知多重アクセスは、様々なネットワーク規格が、共有通信媒体にアクセスするときにネットワークノードが使用することを指定する技術であり、単一のツイストワイヤ対（１０ＢＡＳＥ－Ｔ１Ｓ）を介した１０メガビット／秒イーサネットのための最近のＩＥＥＥ規格ＩＥＥＥ８０２．３ｃｇにおいて提供されるフォールバックオプションであり、自動車及び産業ネットワーキング環境における使用に非常に有望である。ＣＳＭＡ／ＣＤ技術は、望ましくないことに、共有媒体が単一のノードによって支配される可能性があり、潜在的に他のノードの帯域幅不足を引き起こす、よく知られているチャネル捕捉効果を被る。
【０００３】
しかしながら、より重要なことは、自動車及び産業用ネットワークなどの「雑音の多い」環境では、チャネルの信号対雑音比（ＳＮＲ）が低いため、ノードがパケット衝突を周囲チャネル雑音から区別することが困難になることである。この困難性により、ノードは、実際の衝突がない場合に安全に受信できたはずの送信を時期尚早に終了させる可能性がある。著者らは、ＣＳＭＡ／ＣＤフォールバックが低ＳＮＲチャネルにおいて発生するときに、機能的１０ＴＢＡＳ－Ｔ１Ｓネットワークが動作を停止する状況を観察した。そのようなネットワークをそのような障害に対してより堅牢にすることが望まれる。
【発明の概要】
【０００４】
したがって、本明細書では、ネットワークノードにＰＬＣＡ（物理層衝突回避）調整器冗長性を提供するための方法及びネットワークインターフェースが開示される。１つの例示的なネットワークインターフェースは、通信媒体を介してネットワークデータパケットを送受信するように構成されたトランシーバと、ローカルノードＩＤが０より大きい場合であっても、ローカルノードＩＤに等しい量だけ総ノードカウントを超えるノードＩＤに対する送信機会を検出したときに、トランシーバにビーコン信号を送信させることによって冗長性を提供するように構成されたＰＬＣＡコントローラとを含む。
【０００５】
例示的なネットワークインターフェース方法は、通信媒体を介してネットワークデータパケットを送受信するステップと、ローカルノードＩＤが０より大きい場合であっても、ローカルノードＩＤに等しい量だけ総ノードカウントを超えるノードＩＤに対する送信機会を検出したときにビーコン信号を送信することによってＰＬＣＡ調整器冗長性を提供するステップとを含む。
【０００６】
例示的なネットワークノードは、ホスト装置に結合されたネットワークインターフェースを含み、ネットワークインターフェースは、通信媒体を介してネットワークデータパケットを送受信し、欠落ビーコン状態を検出し、それに応答して、ＣＳＭＡ／ＣＤフォールバック状態が発生する前に置換ビーコン信号を送信することによって、ＰＬＣＡ調整器冗長性を提供するように構成される。
【０００７】
前述のネットワークインターフェース及び方法の各々は、任意の好適な組み合わせにおいて、以下の随意の特徴のうちの１つ以上のものと組み合わせて使用されることができる：１．ＰＬＣＡコントローラは、リモートノードによって送信されるビーコン信号をタイミングすることによって、ノードカウントを判定するように構成される。２．ＰＬＣＡコントローラは、プログラムされた値がローカルノードＩＤの割り当てと共に提供されない限り、総ノード数としてデフォルト値を使用するように構成される。３．ＰＬＣＡコントローラは、リモートノードによって送信された任意のパケット中の休止を有する各ビーコン信号後のシンボル間隔をカウントすることによって送信機会を検出するように構成される。４．通信媒体は単一ワイヤ対である。５．ＰＣＳ（物理符号化副層）モジュール、ＰＭＡ（物理媒体アタッチメント）モジュール、及び物理媒体依存（ＰＭＤ）副層モジュールであり、ＩＥＥＥ８０２．３ｃｇ１０ＢＡＳＥ－Ｔ１Ｓ規格プロトコルを実装するように集合的に構成される。６．ネットワークインターフェースは、総ノードカウントを少なくとも１だけ超えるノードＩＤに対する送信機会を検出することによって、欠落ビーコン状態を検出する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
例示的なネットワークインターフェースのブロック図である。
例示的なネットワークノードのブロック図である。
２つの例示的なＰＬＣＡサイクルのタイムラインである。
ＣＳＭＡ／ＣＤフォールバックにつながる例示的なＰＬＣＡサイクルのタイムラインである。
８ノードネットワークセグメントのためのＰＬＣＡタイムラインである。
故障したＰＬＣＡ調整器を有するネットワークセグメントのＰＬＣＡタイムラインである。
故障したＰＬＣＡ調整器及び故障したバックアップ調整器を有するネットワークセグメントについてのＰＬＣＡタイムラインである。
冗長性を提供する例示的なＰＬＣＡコントローラの状態機械図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下の説明及び添付の図面は、本開示を限定するためではなく、説明の目的で提供されることを理解されたい。言い換えれば、以下の説明及び添付の図面は、当業者が、特許請求の範囲内に入る全ての変形例、均等物、及び代替例を認識し、理解するための基礎を提供する。
【００１０】
図１Ａは、電気バス若しくはケーブル、光ファイバ、又は無線周波数信号伝達などの通信媒体１０２によって相互接続された複数のネットワークノード（ノードＡからノードＤ）を有する例示的なネットワークを示す。ネットワークノードの例としては、コンピュータ、ネットワークルータ、ネットワークスイッチ、ネットワークブリッジ、ネットワークストレージ、ネットワーク接続センサ、コントローラ、及びＩｏＴ機器が挙げられる。これらのネットワークノードは、プロセッサ、マイクロコントローラ、又は特定用途向け集積回路などのホスト装置に結合された１つ以上のネットワークインターフェースを含む。ネットワークノードは、ＩＥＥＥ８０２．３（イーサネット）、８０２．１１（無線ローカルエリアネットワーク）、又は８０２．１５（無線パーソナルエリアネットワーク）などのＩＥＥＥ８０２（ネットワーク）規格のうちの１つに準拠する物理層インターフェース及び通信プロトコルを使用してもよい。本明細書では、ＰＬＣＡ冗長性を提供するネットワークインターフェース及び方法を示すためにＩＥＥＥ８０２．３ｃｇ規格が使用されるが、本明細書で提供される開示は、通信媒体１０２へのビーコン同期アクセスを採用する他の通信媒体、ネットワークインターフェース、及び通信プロトコルに容易に適用可能である。
（【００１１】以降は省略されています）

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