JPS5840384B2 - メッセ−ジ伝送方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はポー） （ｐｏｒｔｓ ）、ノード及び全二重
接続リンクよりなる逆トリー状（星状）のネットワーク
に属するポートによる要求アクセス及び同報通信伝送の
ための方法及び装置に係る。

更に具体的に言うと、本発明はランダムなポート・アク
セス要求並びに光フアイバ媒体を介しての広帯域（パケ
ット）通信に見出される様な非常に高いデータ転送率の
伝送に応答する同報通信ネットワークの多重アクセスに
係る。

本発明はパケット交換を改良すべき必要性から生じたも
のである。

想起される様に、「パケット」という語はＣＣＩＴＴに
よって、合成された統一体として交換される定様式デー
タ及び呼制御信号を含む一群の２進数として定義される
。

従って「パケット交換」は成るチャンネルがパケット伝
送の間に於てのみ専有される様にアドレスの付されたパ
ケットによるデータの伝送を意味するものと解せられる
。

Ｍａｒｔｉｎの「Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ
ｓａｎｄ ｔｈｅ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｊ （第２版、
第４５７−４８１頁、１９７６）と題する論文及びＤａ
ｖｉｓ等の「Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｎｅｔ −
ｗｏｒｋｓ ｆｏｒＣｏｍｐｕｔｅｒｓ Ｊ 、（第１
３章、１９７３）と題する論文に指摘されている様に、
パケット交換は主として実時間マシン対マシンのトラフ
ィックを意味する。

この点で、主として非実時間の人対人のメツセージ交換
トラフィックを意図するシステムは代表的に言えば、そ
のメツセージを時間のふん数の単位で伝送するのに対し
、ノード及びリンクのパケット交換ネットワークは秒の
ふん数の単位でそのパケットを送達する事が期待される
。

概してケーブル媒体を介しての要求アクセス及び同報通
信伝送を用いるパケット交換システムは、伝送の前に各
ポートが通信路が空いているかどうかを確かめるキャリ
ヤ感知機能を採用している。

遊休路を検出するとポートは媒体に対して伝送を行なう
。

伝送の間に衝突状態が検出されると、送信ポートは切れ
、ランダムな時間的間隔を置いた後に再試行を行なう。

ポートが伝送しつ又ある間に、各発信元ポートによる送
受波形のアナログ的比較によって衝突が検出される。

信号の不対応が誤伝送の原因に関する曖昧さを引き起こ
す。

即ち、誤って伝えられた受信信号は衝突するポート以外
の源、例えば抑えられたチャンネルに於ける減衰、雑音
、反射及び若しくは定在波によるものかも知れない。

この曖昧さは共通路／媒体の通信効率を更に減少させる
。

米国特許第４０６３２２０号にこのシステムの典型が示
されている。

この特許のシステムではオリジナル・メツセージが打ち
切られた事を示す混雑パターンが全ポートに対して送ら
れる。

これに対して米国特許第３９１４７４３号に於ては、ロ
ッキングも衝突処理も伴なう事なくアップ・リンク・デ
ータ（ｕｐ −１ｉｎｋｅｄ ｄａｔａ ）が多重化さ
れ、そしてダウン・リンク・データ（ｄｏｗｎ−１ｉｎ
ｋｅｄ ｄａｔａ ）が同報通信される逆トリー・ネッ
トワーク内のルート・ノード（ｒｏｏｔ ｎｏｄｅ ）
として働くジャンクション回路を用いる事が教示されて
いる。

これと関連して、逆トリー・ジオン・トリは各ノードを
集信装置にしている。

各ポートはノードに於て成端しており、トリー・ジオメ
トリに於ける回線争奪を回避している。

要求アクセス及び回報通信伝送システムに於て、非同期
ポート間の回線争奪を解決するための腕木信号的（ｓｅ
ｍａｐｈｏｒｅ ）技術の実用性には限界があるものと
信じられる。

広くは、単一のＣＰＵに対する腕木信号的技術は逐次再
使用可能な（一時的に分散された）資源をアクセスする
並列タスク間の同期を保証する。

併し乍ら、通信システムに固有のネットワーキングは空
間的に分散したものの同期と定時外に利用しうる資源と
を必要とする。

広帯域伝送を報告している他のネットワークの中には母
線に直接結合されるポート間に於てその母線が時分割さ
れるものがある。

２つの空間的に離されたポートが１つのポートから他の
ポートへの有限の伝播遅延の存在を意味する。

これによって、各ポートに対する直列化された即ち外部
からの状況指示による場合を除いて母線に対する待機ア
クセスを保証するのが困難となる。

若しも伝送の前に常に待ちが必要ならば、待ちを含むプ
ロトコルは高速度パケット伝送システムに於ける伝送速
度を減じる。

これは１つのポートから注入された水が他のポートへ指
向される新しいメツセージの挿入に先立ってパイプを排
水させる事が必要である共有のパイプをアクセスする多
重ポートの水力学的相似性に於て例示される。

その様な母線／ポート論理装置は米国特許出願第５３４
９３号（１９７９年６月２９日米国出願）に示されてい
る。

本発明の目的はランダムなポート・アクセス及び非常に
高いデータ転送率の任意ポート間伝送を維持しうる要求
アクセス同報通信伝送の方法及び装置を与える事にある
。

本発明の更に他の目的は速度に依存しないアクセス・プ
ロトコル及び各ポートに対して単純なチャンネル捕獲プ
ロトコルを与える事にある。

上記の目的はルート型（ｒｏｏｔｅｄ ））リー・トポ
ロジーを用いる実施例に於て達成される。

ルート型トリー・ネットワークに於て、全てのメツセー
ジはルート（中央）ノードを通って流れる。

ルート・ノードから全てのメツセージがネットワーク中
の全てのポート（メツセージの発信元を含む）へ回報通
信される。

その結果、ポート間の全トラフィックを担う唯一の回報
通信チャンネルが存在することになる。

ポートは随意にメツセージを伝送する。

逆トリー階層の上方迄の全てのノードをルート・ノード
まで捕えねばならない。

ルート・ノードはメツセージをトリーの下方へと同報通
信する。

伝送されたメツセージのエコーの受信が、発信元ポート
に対してそのメツセージが宛先ポートによって送達され
た事の確認となる。

加えて、端末間の受領確認がメツセージの誤りのない受
信を保証する。

尚、先に定義した「パケット」という語は本明細書の以
下の説明に於ては「メツセージ」と同義に用いられる。

本発明の方法は要求ポートからルート・ノードまでのネ
ットワークを通じて通路ロック・アップ・リンク（ｕｐ
−１ｉｎｋ ）並びに全ファンナウト通路にわたって
回報通信伝送ダウン・リンク（ｄｏｗｎ−１ｉｎｋ ）
を設定するために、仲裁を伴なう先到来先サービス（ｆ
ｉｒｓｔ −ｃｏｍｅ 、 ｆｉｒｓｔ ５ｅｒｖｉｃ
ｅ ）要求アクセス則を用いる。

本発明はポートに対して通路をロックする事によって衝
突を回避する。

更に、先到来先す−ビス則及び仲裁は各々別個のトリー
〇ノード・レベルに於て生じ、一部はＸＯＲゲートによ
って実行される。

好ましい実施例に於ては衝突はメツセージの先端間に於
てポート同志の競合状態としてのみ生せしめる事が出来
る。

この場合、「競合状態」は伝送の始まりの相対的な到達
時間を意味すると考えられる。

そしてそれはこのシステムに於て幅が２．３ナノ秒より
も長くないウィンドウによって定義される。

要求アクセス・システムに於て、他のアップ・リンクを
介してメツセージが送信されつつある間に若しもチャン
ネルが放棄されるならば、打ち切られたメツセージ回報
通信を生じるチャンネルの捕獲が起こり得る。

これは、本発明に於て、所定のアップ・リンク上の遊休
状態からデータ転送モードへの変換を示す信号の検出に
対してチャンネル捕獲を条件付ける事によって阻止され
る。

通路ロックはポートのメツセージ送信活動にのみ依存す
る。

それは送信に先立ってポートが聴取する事を要しない。

更には、本発明の提案した逆トリー・トポロジーは任意
ポート間伝送を支持する。

又、通路ロッキングの存在は通路の予定しない捕獲若し
くは通路伝送のノイズへの転換を回避する。

通路ロッキングを有するルート型逆トリー・ネットワー
クが全メツセージに対して同程度のサービスを行なう事
に注目されたい。

よって、そのネットワークはメツセージの流れがネット
ワークの及び全領域にわたって広がる場合に特に有用で
ある。

更に本発明はネットワークの信頼度を高めるものである
。

これはルート・ノード及び中間階層ノードに配置された
循環論理が全ての非中断ブランチに対して通路を許容す
るという事実によって得られる。

即ち、単一ノードの故障は全ネットワークの故障を生じ
ないのである。

任意の単一ノードの故障は対応するサブ・トリーを切る
だけである。

対照的に、リング・ネットワークに於けるリンク故障は
、リングがそのトポロジーを再構成する能力を有する場
合のみそのリンクが回復しうる事を意味する。

これは冗長なリンク、従って付加的なリンク回路を必要
とする。

第１図を参照すると、完全二重伝送リンク１３゜１７．
１９，２１を介して幾つかのポート５，７゜９及び１１
が取り付けられたノード１が示される。

ポートはネットワークと取り付けられたコンピュータ若
しくは周辺装置との間のインタフェースである。

又、ノードは逆トリー配列内のポートを相互接続するた
めに用いられるネットワーク要素であって、データの源
或は最終目的部ではない。

本発明のネットワークは、１つのポートから発生された
メツセージが全ての他の取り付けられたポートによって
受は取る事が出来る回報通信メツセージ伝送に基づく。

メツセージ選択はアドレス認識によって実行される。

メツセージ切換えも回路スイッチングもこのネットワー
クに於ては必須のものではない。

ノードは通路ロックされた任意の入来リンク３３上の到
来信号を単に増幅し、全ての出力リンク３１へ同報通信
するに過ぎない。

各々の取り付けられたポートは任意の時間にメツセージ
送信をスタートさせる事が出来る。

各ノード内の制御方法及び手段は一時に唯一のメツセー
ジがネットワークを通過しうる事を保証する。

各ノードに於ける論理はそれらが付勢された状態で送信
を開始するポートからの全パケットの伝播を阻止する事
が出来る。

循環（ｒｏｕｎｄ ｔｒｉｐ ）伝播時間に等しい成る
遅延の後に、若しも遮断されたポートがその送信が不成
功であった事を検出するならば、それはメツセージ送信
を再開しうる。

若しも２以上のポートからのパケット（メツセージ）が
同時に、例えば２０ナノ秒の時間的間隔内にノードに到
達するならば、ポートは共に遮断される。

この様にして、衝突するパケットは同報通信チャンネル
にアクセスされない。

時間ウィンドウによって決められ、且つ多数のポートの
クロック及び伝播遅延の相違により決められる最小時間
間隔のために、上述の同時開始が再度惹起することは実
際上はありえない。

次に第２図を参照すると、幾つかの周辺ノード１８．２
０，２２が中央ノード１に接続されたメートの単純な階
層が示される。

全てのメートは同じものである。

中央ノード１の故障は周辺ノードには影響しない。

それは周辺ノード間の通信を中断するだけである。

同様に、成る周辺メートの故障は他のノードに影響しな
い。

有利な事には、分散型星状トポロジーは伝送リンクの選
択に於ける自由度を与える。

ツイスト対ケーブル、同軸ケーブルあるいは光学ファイ
バを用いる事が出来る。

この構造は低速度の利用者に対して低コストのネットワ
ークを与え、また例えば光学ファイバによって支持され
る極めて高いビット転送率を与えるといった融通性を備
えている事に注目されたい。

更に、ネットワークのスループットはリンク距離によっ
て制限されない。

必要な場合、中継器によって信号減衰が補償されうるな
らば、任意の距離を取り扱う事が出来る。

この逆トリー・ネットワークに於て、ノードはよりラン
クの低いノード若しくはポートを成端させうる事に注目
されたい。

ポート２３，２５，２７，２９に加えてポート４０．４
２を任意階層ランクのノードに於て選択的に成端させる
事が出来る。

前述の様に、谷ポートに対するネットワーク・アクセス
・プロトコルが随意にパケットを伝送する事になってい
る。

若しも送信されたパケットが遅延Ｔ以内に於て送信者に
於て逆に受信されないならば、パケットは不成功であっ
て、送信ポートは任意時間にパケットを再送信する事が
出来る。

この説明に於て遅延Ｔは星状ノードに対する循環伝播遅
延を構成する。

再度説明すると、各ポートは随意にパケットを送信する
事が出来、取り扱われねばならない唯一の条項はパケッ
トの不配送である。

次に第３図を参照すると、入来線３３に関して仲裁及び
ロッキングの機能を呈し、出向線３１に関して同報通信
の機能を呈する標準的ノードのブロック図が示されてい
る。

第３図に於て、各アップ・リンク３３は増幅及びパルス
整形のための信号条件付は回路４１に於て成端する。

谷アップ・リンクはポート４０の様な対応ポート或はノ
ード５の様なノードによって駆動されうる。

アップ・リンクは、ポート４０に関するアップ・リンク
がパルス整形装置１０１に於て成端し、一方ノード５に
関するアップ、リンクがパルス整形装置１０２に於て成
端するといった風に対応するパルス整形装置に於て成端
する。

パルス整形に続いて、対応ポート若しくはノードからの
各信号が対応する制御論理素子４５，４γ。

４９及びゲート５１，５３，５５へ同時に与えられる。

即ち、パルス整形装置１０１からの信号は接合点１０７
への通路３３１へ与えられる。

接合点１０７に於て信号は制御論理４５へそしてゲート
５１への２人力の１つとして与えられる。

ゲー）５Ｌ５３，５５の谷々は制御論理によって制御さ
れ、その制御論理を駆動するポートによって送られたパ
ケットがダウン・リンクを捕えるべきかどうかを決定す
るために用いられる。

重要な事は、ダウン・リンク３１はスイッチされず、回
線駆動回路４３のみによって結合される事である。

各制御論理素子は２つの段を有する。

第一段はアップ・リンク３３をモニタする要求検出回路
６３．６５．６７である。

その機能はパケットが対応通路３３Ｌ３３２，３３ｎ上
に現われるにつれてパケットがアップ・リンク上に存在
するか否かを決定することである。

若しも信号が存在するならば、要求線ＲＱ４６，４８，
５０が立ち上がり、次段の指定されたアクセス制御論理
５７゜５９．６１へ印加される。

各アクセス制御論理素子はアクセス制御母線７７を介し
て相互接続される。

各対応アクセス論理５７，５９，６１の出カフ１．７３
，７５は第２の入力としてゲート５１゜５３．５５を制
御する。

延いては、各ゲートの出力は共通接合点７２に於てドラ
）ＯＲされる。

その接合点に於てそれは増幅器６８を介し通路３３′を
通して出力され、通路２３３を介して階層的に上位のノ
ード（親ノード）へ或はループ３、増幅器６９及び共通
路３１′を通ってダウン・リンク駆動手段４３上に回報
通信されるべくループ・バックされる。

上位ノードからの信号は通路２３１を通って受信され、
直接増幅器６９、通路３１′及び線駆動手段４３へ与え
られる。

アクセス制御論理機能５７は要求ＲＱ４６が立ち上がる
時にチャンネル捕獲機能を実行し、アクセス制御論理は
ダウン・リンク３１が使用中かどうかをチェックする。

若しも使用中でないならば、そのアップ・リンクのため
のゲート５１は開かれ、そして全ての他のアクセス制御
回路５９．６１がそのダウン・リンクを捕えるのを阻止
する。

続いて、要求線ＲＱＪ６が降下すると、アクセス制御論
理５７はダウン・リンクの制御を解く。

これによって、続いて他のアップ・リンクに達するパケ
ットがそれを捕える。

重要な事は、ダウン・リンク３１が使用中である間にパ
ケットが他のアップ・リンク３３に達しうる事である。

これらのパケットは単純に無視される。

本発明の利点は成るチャンネルが解放され、他のアップ
・リンクがパケットを搬送する場合に生じる。

若しも成るチャンネルがアップ・リンク３３０１つによ
って捕獲される事を認められるならば、伝送されたパケ
ットはその前部に於て打ち切られる。

何故なら先立つ使用期間に於て信号が予め無視されたか
らである。

言う迄もない事であるが、打ち切られたメツセージはそ
の原メツセージと相関され得ない。

この問題はアップ・リンク上に到来する新規なパケット
をチャンネルが検出しうる機能を持たせる事によって回
避しうる。

推測しうる様に、実施例に於ては成るダウン・リンクが
捕獲されるや否や即刻全ての他のアップ・リンクを禁止
する様な事はない。

これは信号がゲートされそして伝播されるのに有限の時
間がかかるという事実による。

この理由から、若しも２つのパケットがはｇ同時に到着
するならば、それらは共にダウン・リンクを使用する事
を認められるであろう。

これによって衝突が生じる。従って、衝突ウィンドウは
１つのアップ・リンクによる成るチャンネルの捕獲の時
間と全ての他のアップ・リンクが禁止される時間との間
の期間として定義される。

この発明の方法及び手段に於て、衝突ウィンドウは典型
として２０ナノ秒よりも長くない時間を持続すべきであ
る。

衝突ウィンドウの狭さの故に、衝突の確率は極めて小さ
くあるべきである。

実際、それは線上の雑音として取り扱うことが出来る。

後で述べる様に、谷ノードは衝突が生じるのを検出し、
直ちにどの新規な要求をも阻止する事なく全てのアップ
・リンクを遮断するための論理を含む。

この論理を用いる事によって、衝突ウィンドウ期間の２
．３の整数倍内で衝突を検出しそして停止させる事が出
来る。

狭い衝突ウィンドウを用いる場合の他の結果は、ネット
ワークに於けるポイント間の伝播遅延差が任意の所定ノ
ードへ再伝送されたパケットの到達時間を分散させ、パ
ケットが限りなく衝突しない点にある。

第２図を参照し、同時に線接続２３１及び２３３を用い
ると、大型のネットワークを構成する事が可能である。

その新規な相互接続の故に、このトリー・ネットワーク
のルート・ノード１は第１図に示した単一星状ネットワ
ークと等しい働きをする。

ポート５によって伝送された谷パケットは、全ての他の
ポートへ同報通信を行なうところのルート・ノード１に
達する迄幾つかのノードを通って伝播される。

そのトリー内の全てのノードは同一である。

第４図を参照するとネットワークのデータ流れが示され
ている。

ポート５はそのノード１８へ信号を伝送する。

ノード１８はこの信号を中央ノード１へ中継する。

ノード１は全ての周辺ノード１８へその信号を戻す。

延いてはこれは信号を全てのポートへ信号を中継して戻
す。

この様に、メツセージが発せられたポートを含む全ての
ポートがそのメツセージを受信する。

この伝送媒体のために回報通信チャンネルが使用される
。

ポートは宛先アドレスを検出する事によってそれらポー
トへ送られたパケットを見分ける。

若しもこのアドレスがそのポートのアドレスと一致する
と、パケットはそのポートによって受容られる。

全ての他のパケットは無視される。

ポートに於てこれらのタスクを実施するためのプロトコ
ルは本発明の主題ではない。

夫々Ｐｒｏｃ、 ＩＥＥＥ、 Ｖｏｌ 。６６、Ａ１１
（１９７８年１１月）の第１３７１−１３８５頁及び第
１３４６−１３７０に示されるＳ ｐｒｏｕｌ １等の
「Ｈｉｇｈ Ｌｅｖｅｌ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｊ及びＰ
ｏｕｚｉｎ等のｒＡ Ｔｕｔｏｒｉａｌ ｏｎ Ｐｒｏ
ｔｏｃｏｌｓ Ｊと題する論文を参照されたい。

以下の説明はノード内の制御論理が、一時に唯一個のポ
ートがパケット伝送のために共用回報通信チャンネルを
捕獲しうる事を保証する方法及び手段に向けられる。

第５図を参照すると、入来線の共用アクセスを調整する
ためのノードのアクセス制御論理部５７゜５９が示され
ている。

第５図はとりわけ各アクセス制御素子５７及び５９に対
する母線ＴＩの個々の制御線間の結合を示している。

制御母線は所定の電圧レベルＶへ接続された制御バイア
ス回路７０によって電気的にバイアスされている。

母線自体は３本の制御線８１．８３及び８５を含み、６
各衝突リセット（Ｃｏ１１ｉｓｉｏｎ Ｒｅ５ｅｔ ）
ＣＲ、アクテイフ・ユーザ（Ａｃｔｉｖｅ Ｕｓｅｒ
） ＡＵ並びにチャンネル遊休（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｉ
ｄｌｅ ）ＣＩ状態を示す。

制御母線７７上の信号レベルは通路８７゜８９上に検出
されたリンク使用可能ないしフリップ・フロップ９５の
状態の様な事象によって立ち上がるか或は下がる。

要求線４６が高いレベルを呈し、チャンネルが遊休状態
にある即ち線８５が高いレベルであると、リンク使用可
能線８７が立ち上がる。

その結果として、ゲート９１が生き、通路７１を高レベ
ルに高める。

同時に、チャンネル遊休線８５が低レベルとなり、よっ
て如何なる新規な要求をも禁止し、ＡＵ制御線８３上の
電圧を減じる。

線８３上の電圧は成るスレショルドより低いかどうかを
常にモニタされる。

この事は、１よりも多数のユーザーが活動し、従って衝
突が停まる送金てのユーザーを遮断する様に衝突リセツ
）（ＣＲ）線８１が低レベルと強制される事を意味する
。

Ｄフリップ・フロップ９５が立ち上がり端部クロックさ
れているので、パケットが最初に到達する場合にのみチ
ャンネル捕獲が可能となる。

その時にチャンネル捕獲が不成功ならば、後のチャンネ
ルの遊休状態はこの一部放棄されたパケットによる捕獲
を許さない。

次に第３図、第６図、第７図及び第８図を参照する。

以下の記述は電気的ないし光学的な伝送リンクを用いる
システムに言及する。

第６図に於て、２通信号が用いられる。

各ノードに於て、到来する信号はパルス整形装置１０１
内の増幅器１０３を通る。

第１０図に示される様に、増幅器１０３はフィードバッ
ク路に於ける低域フィルター１０４を組合わせた自動利
得制御増幅器を用いてもよい。

その様な自動調整増幅は信号のリンク減衰を補償する。

増幅された信号波形はトリガ回路１０５によって整形さ
れる。

伝送システムは２つのモード即ちデータ・モード及び遊
休モードを持つ。

データ・モードは、幾つかのＤＣから独立したラン・レ
ングス制限コードの内の任意の１つ、例えば二重周波数
変調コード（Ｍａｎｃｈｅｓｔｅｒ Ｃｏｄｅ ）、を
用いてデータを伝送する期間を定義する。

遊休モードはリンクがデータを搬送する事なくアップ状
態にある期間である。

この発明に於て、遊休モードの間に異なる２つのシステ
ムが呈示される。

第１のシステムに於ては、１の符号化パターンが伝送さ
れる。

第２のシステムに於ては、遊休モード中通路上に何の信
号も与えられない。

第８図を参照すると、遊休信号源を増幅するノード論理
及び遊休モードの間に全てが１の信号を伝送するシステ
ムのための循環論理が示される。

何等メツセージが存在しない場合、周辺ノードへ接続さ
れたポート４０，４２，２３，２５等からの全てのリン
ク３３は上述の時間変動コード形式の１つによって伝送
される導線した１を搬送する。

ＲＱ線４６．４８は低レベルで、第９図にも示されるア
クセス制御論理５７，５９に於げるＣＩ線８５は高レベ
ルである。

谷ノード内部の発振器１３１はルート・ノード１へのリ
ンク２３３へ所定の１の列を与える。

これらの１はルート・ノードを介しての循環を経て全て
のより下位のノードへ伝播される。

周辺ノードはこの信号を逆に全ポートへと中継する。

メツセージが伝送されない限り、上記のコードを用いて
伝送された連続した１の信号が、ノードに入りそしてメ
ートから出る全てのリンク３Ｌ３３上に現われる。

成るポートは第７図に示される様に３ビット分の時間に
互って連続したマークを伝送する事によって遊休モード
からデータ・モードへの変換を示す。

データ・モードの終了はポートによって信号が与えられ
る事によって、即ち３ビット期間に互って連続したスペ
ースを送信する事によって指示される。

ネットワークを介してのメツセージ転送の開始及び終了
のためにこれら２種の「コード逸脱」のみが必要とされ
るに過ぎない。

第６図及び第７図を参照すると、ノードに於ける制御論
理素子に於て成端する谷線に対するアクセス・リクエス
ト及び活動モニタ部が示される。

この要求／終了検出器及び線モニタは一対のシングル・
ショット（ＳＳ）・マルチバイブレータ１０９及び１１
１を含みこれらに対して回路１０１からの整形されたパ
ルスが接合点１０７に於て同時に印加される。

シングル・ショット・マルチバイブレータ１１１はデー
タ・モードの開始及び終了を検出する。

その負出力１１３はフリップ・フロップ１１７のクロッ
ク入力へ与えられる。

要求及び終了フラグはその期間が３ビット分の時間であ
るので、シングル・ショット・マルチバイブレータ１１
１のためのタイミングはその間に於てセットされる。

第７図のタイミング図に見られる様にこれは独自のシー
ケンスであって、遊休パターン及びデータ・パターンの
両方が２ビット時間の期間後に信号レベルの変換を要求
する。

こｘで注目すべき事は、フリップ・フロップ１１７から
のＲＱ出力４６はシングル・ショット１１１が状態を変
える時に立ち上がり、そしてシングル・ショット１１１
が再び状態を変える場合のみ低レベルとなる（同じ信号
レベルに於ける３ビット時間のメツセージ終了信号の検
出を示す）事である。

更にＲＱ Ｊ ６はアクセス制御回路５７に接続される
点に注目されたい。

要求検出器６３は更に消失信号指示器１２３及び持続高
レベル指示器１２５を有する。

接合点１０７に於て信号が無く、接合点１１５に於てシ
ングル・ショット・マルチバイブレータ１０９からの正
レベルの信号が与えられるならば、ＡＮＤゲート１１９
はオンとなり、消失信号を指示する。

同様に、接合点１０７に於ける信号の存在及び１１５に
於ける信号の不在状態がＡＮＤゲート１２１をオンにし
、これが持続高レベル信号を示す。

第４図と第８図を参照すると、ポートがメツセージ伝送
を開始すると、そのＲＱ線は高レベルとなる。

若しもポートが周辺ノード１８からのリンク２３３に対
する、従ってルート・ノード１に対するアクセスを得る
のに成功するならば、第５図に示される様にアクセス制
御論理５７に於けるＣＩ線８５は低レベルとなり、ゲー
ト１３５を脱勢する事によって親ノードのリンク２３３
から発振器１３１を切り離す。

同時に、線８５上の遷移状態によってインバータ・ゲー
ト１４４を介してシングル・ショット・マルチバイブレ
ータ１３９を付勢させる。

これはゲート路１４３，１３７、接合点１４５及び増幅
器１４７を通し、経路２３３を通してルート・ノード１
へ信号を送る。

これは遊休モードからデータ・モードへの変換が生じた
事を示す。

ルート・ノード１は周辺ノードと同じアクセス制御論理
５７を含む。

ルート・ノードは全周辺ノードヘポートの信号を中継し
戻す事によって、延いてはそれらを全ポートへ中継し戻
す事によって同報通信チャンネル３１ヘアクセスを確実
に与える。

データ・モードの終了時に、ＲＱ４６は低レベルとなり
、ＣＩ線８５が高レベルとなり、そして発振器１３１は
再び出力リンク上ヘスイツチされる。

よって発振器１３１の出力はゲートされた通路１３５，
１３７を経た上、及び接合点１４５並びに増幅器１４７
を介して経器２３３へ送られる。

信号が通過する際、ゲートされた増幅器５１及び５３の
出力は接合点７２上に選択的に与えられ、１３７を介し
てゲートされ、接合点１４５及び増幅器１４７を通って
アップ・リンク２３３へ与えられる点に注目すべきであ
る。

ノードがルート・ノードとして働く場合、循環論理１３
３はゲート１２８及び１２９と、ゲートされた通路３１
′及び増幅器４３を通りダウン・リンク３１へ到るダウ
ン・リンク通路接続を与える。

第８図に於ては、アクセス制御回路がＲＱ大入力得て、
対応するゲート５１．５３へ制御穴カフ１．７３を配送
するという含意で以てアクセス制御・回路が示されるに
過ぎない。

若しも第８図に於げるノードが周辺ノード的に動作する
ならば、ルート・ノード１からの下りの出力は通路２３
１を介して与えられて論理１３３を介して直ちに通路３
１′、ダウンリンク回線駆動手段４３、通路３１へ送ら
れる。

第９図を参照すると、リンク連続性検出器及び遊休モー
ドからデータ・モードへの変換がアップ・リンク３３を
介してノードへマーク信号が到達する事によって単純に
トリガされる装置配列が示される。

到来信号はパルス整形器を介してシングル・ショット・
マルチバイブレータ１４９，１５１へ送られる。

これらのシングル・ショットは通路３３１及び３３２を
介して夫々のパルス整形器１０１及び１０２へ接続され
る。

例えば、線３３１上のマーク・レベルへの変換カシング
ル・ショット１４９を付勢する。

これらのシングル・ショットの時定数は２位相若しくは
Ｍａｎｃｈｅａｔｅｒコードに関しては２ビット時間よ
りも犬である。

２ピット時間よりも長い線３３１上の低レベルへの復帰
がシングル・ショット１４９のリセットを許す。

これがデータ・モードの終了信号を与える。第９図に於
けるＲＱＪ６線はデータ・モードの間のみ高レベルにあ
る。

ルート・ノードは周辺ノードの場合と同様にしてデータ
・モードの開始を検出する。

ノードの逆トリー・ネットワークを実施し、光ファイバ
に二重リンクを相互接続するために、３レベル３元（ｔ
ｅｒｎａｒｙ ）信号法を用いるのが有利である事が判
った。

これに関して第８図、第１０図及び第１１図を参照され
たい。

第１１図は３レベル信号に関するタイミング及び波形を
示す。

遊休モードの間には紋型に示される様に中間レベルのＤ
Ｃ信号が伝送される。

併し乍ら、データ・モードに於ては、ＤＣから独立した
伝送コードを用いて２進値信号が伝送される。

受信信号は第１０図に示された論理に従って処理される
。

更に具体的には、フィルタ１０４を用いて伝送リンク、
コネクタ、送信器／検出器の変動によって生じた標準の
平均的信号レベルからの偏差を補償する素子１０３に於
ける自動利得制御増幅器によって信号が増幅される。

スレショルド素子１５５及び１５７の出力が素子１５９
内のパルス整形フリップ・フロップ１０５をトリガする
。

遊休モード及びデータ・モード間の変換は、シングル・
ショット・マルチバイブレータ１５３をセットするフリ
ップ・フロップの出力１０７として信号のない状態で単
純にトリガする事によって検出される。

次にシングル・ショット１５３はアクセス制御論理への
ＲＱＪ６Ｑ力を立ち上がらせる。

２ビット時間を越える伝送の不在状態がデータ・モード
から遊休モードへの変換信号を与え、シングル・ショッ
ト１５３によって接合点１０７に於ても検出される。

第１２図に於ては、第８図に示した２通信号法アーキテ
クチャと比較して３元信号法の点で変更されたノードが
示される。

主たる相違点は回路素子１３Ｌ１３９，１４１及び１４
３のない事、ＣＩ線８５がゲートされた増幅器１３５を
介して接合線７２へ、インバータ１７９を介してゲート
された増幅器１４７へ結合される事にある。

上記の伝送システムは最少の付加的なハードウェアしか
用いない拡張されたネットワーク・モニタ機能を含む。

これらの分散型星状トポロジーに於ける故障検出機構は
リンク及びノードの故障の位置捜出及び隔離を単純化す
る。

遊休モードに於て信号が連続的に伝送される伝送システ
ムは信号の消失若しくは持続高レベル信号の検出を容易
にする。

再び第６図を参照すると、持続高信号レベルの検出が接
合点１２５に於て、信号消失が１２３に於て指示される
。

シングル・ショット１０９は接合点１０７に於ける受信
され、整形された信号の遷移によってエツジ・トリガさ
れる。

シングル・ショット１０９０時定数は所望の遅延（その
遅延の後、ノードは異常事態に反応する）に依存して２
ビット時間或はより長い時間となる様にセットされるの
が好ましい。

信号遷移がないとシングル。ショット１０９はリセット
されうる。

これはフリップ・フロップ１１７をクリヤし、よってＲ
Ｑ線線像低レベルなる。

この応答によってそのリンク及びポートはノード・アク
セス制御論理５７から離隔される。

全ての他のリンクは動作状態のままである。

シングル・ショット１０９の出力が高位か低位かに従っ
て、信号の消失若しくは持続高信号レベルの何れかの検
出が可能である。

再び第１０図を参照すると、３レベル伝送システムのた
めの故障検出回路が示されている。

遊休モード及びデータ・モード間の変換及びリンクの故
障を検出するために唯一個のシングル・ショット１５３
が用いられる。

信号波形の遷移がないと、シングル・ショット１５３を
してリセットさせ、その後、ＲＱ線４６は低レベルとな
る。

ゲート１１９及び１２１による比較出力１５５，１５７
が信号消失及び持続高レベル信号を識別する。

第９図を参照する、シングル・ショッ）１４９゜１５１
も又持続高信号レベル状態を検出する。

線３３１上のデータ信号の遷移のない事がシングルショ
ット１４９をリセットせしめる。

ＲＱ線４６が低レベルになると、これはリンク及びポー
トをアクセス論理から隔離させる。

検出器６３に於ける持続高レベル状態は、データ信号が
高レベルであり、シングル・ショット１４９がリセット
された場合に第６図及び第１０図の点１２５に於て指示
される。

遊休モードに於ては信号は伝送されないので、リンクの
故障（ｏｕｔａｇｅｓ ）を検出するために異なった方
策を用いうる。

親ノードからの持続低レベル信号はネットワークの遊休
状態或は故障状態の何れかによるものでありうる。

これらの状態を識別するために、遊休メツセージ・プロ
トコルが採用される。

親ノードからの到来リンクが所定の期間に亙って遊休状
態であった場合は常に一連のパルスを含む短いパケット
がルート・ノード１へ送られる。

信号の伝送には所定の伝播遅延の後に成る信号が受信さ
れる事が必要であるので、若しも信号が受信されないな
らば、故障が検出される。

リンク連続性検出器１６１内の論理がこの機能を実施す
る。

ネットワークが遊体中である場合にのみ遊休メツセージ
が送られるので、実効率は失われない。

更には、任意の１つのネットワーク成分による遊休パケ
ットの伝送は他のネットワーク成分が同じ事を行なう必
要性を禁止する。

再び第９図を参照する。

リンク検出器１６１は周辺ノード３Ｌ３３及びルート・
ノード２３１゜２３３間のリンクを監視する。

リンク連続性検出器１６１に於けるタイミング回路は遊
休パケット期間Ｄ３を測定するためにセットされるシン
グル・ショット１６７、最大パケット期間及び遊体間隔
Ｄ２を測定するためのシングル・ショット１６５並びに
最大往復（ｒｏｕｎｄ −ｔｒｉｐ ）伝播遅延を定義
するシングル・ショット１６３を含む。

リンク検出器１６１は次の様に動作する。

アップ・リンク３３からの信号が接合点７２及び増幅器
６８を介して更にアップ・リンク通路２３３への通路を
ロックされると、ＣＩ線８５が高レベル・となり、とり
わけシングル・ショット１６３及び゛〉１６７のタイミ
ングを開始させる。

前者はフリップ・フロップ１７１によってトリガされ、
そして後者はフリップ・７０ツブ１１１及び１７３のチ
ェインによってトリガされる。

シングル・ショット１６３及び１６５は各々最大往復伝
播時間及び遊休パケット期間を測定する。

通路２３１及び増幅器６９を通ってルート・ノードから
与えられた信号はシングル・ショット１６９及びフリッ
プ・フロップ１７１を介してシングル・ショット１６３
を脱勢させ、そして付加的なフリップ・フロップ１７３
及びシングル・ショット１６５を介してシングル・ショ
ット１６７を脱勢させる。

パケットがこの遅延内に於てルート・ノードからのリン
ク上に於て検知さくない場合にリンク故障が検出される
。

パケット到来はポートから周辺ノードへのオン・リンク
と同じ様にして検出される。

ルート及び周辺ノード間の通信の故障、信号の消失若し
くは持続高レベル信号の何れか、或は周辺ノードヘパケ
ラトを戻す能力がルート・ノー、ドに無い事によって、
第８図の素子１３３を介しての信号の自動循環が行われ
る。

信号は続げてルート・ノードへ向かい、ぞして同時にそ
れら信号は周辺ノードからポートへと直接伝送し戻され
る。

このメカニズムが、ルート・ノードとの通信が不能にな
った場合に周辺ノードを活動状態に保つのである。

ルート・ノードから有効信号が受信されるや否や、周辺
ノードに於ける循環機能が終了する。

結論的には、ネットワーク分散型星状トポロジーが同一
のノードから構成される点に注目されたい。

本発明に於て、任意の伝送媒体を用いる事が出来る。

即ち、ツイスト対ケーブル、同軸ケーブル、光ファイバ
、マイクロウェーブ及びその任意の混合したものを用い
る事が出来る。

これによっテ、低いデータ転送率のユーザのための低コ
ストのネットワークの構築並びに光ファイバによって支
えられる極限的なビット転送率を開発するネットワーク
の構築を可能にする。

従って、任意時間にポートに伝送を行わせうる極めて単
純なランダム・アクセス回報通信プロトコルが呼び出さ
れる。

ポートは伝送されたパケットがポート受信元に於て再出
現するかどうかのみを感知する。

若しもそうでないならば、ポートはりトライを行なう。

この様にして、ポートはキャリヤ感知、衝突検出、ラン
ダム化された再伝送から解放される。

本発明に於げる′各ノードは若しも同報通信チャンネル
が遊休状態ならばポ、−ト要求伝送をそのチャンネルへ
接続するだけの機能を果たす。

若しもそのチャンネルが使用中ならば、ノードは要求を
無視する。

同時要求も無視される。同報通信チャンネルは打ち切ら
れた或は衝突するパケットを伝播させない。

その帯域幅が利用され、そしてそれはネットワーク距離
、パケット長及びデータ転送率に依存しない。

最後に、即刻故障回復及び隔離と組合わされたネットワ
ークのリンク及びノード？連続的監視によってシステム
は非常に信頼しうるものになる事を付言したい。

【図面の簡単な説明】

第１図は星状ネットワークの図、第２図は逆トリー哨層
を示す図、第３図は標準ノードのブロン□り図二第４図
はネットワークのデータ流を示す図、第５図はアクセス
制御論理部を示す図、第６図はアクセス要求及び活動監
視部を示す図、第７図はタイミング及び波形図、第８図
はノードに於ける遊休信号及び循環論理を示す４図、第
９図はリンク連続性検出器の図、第１０向はナクセス要
求活動監視装置を示す図、第１１図は他のタイミング及
び波形図、並びに第１２図は３元信号法に関して変更さ
れたノードを示す図である。 ５．９，２３，２７，４０，４２：ポート、１８．２０
，２２：ノード、３１，２３１：ダウン・リンク、３３
，２３３ニアツブ・リンク、４５．４７，４９：制御論
理素子、５７，５９゜６１：アクセス制御論理回路、６
３，６５，６７：要求検出器、９９，１０１．１０２：
パルス整形装置、 １３３：循環論理回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ メートの逆トリー・ネットワークと、ネットワーク
   のルート・ノードへの信号路方向又はルート・ノードか
   らの信号路方向を定義するアップ・リンク及びダウン・
   リンクを含む全二重接続リンクとを通して、選択された
   ノードに於てノードの逆トリー・ネットワークに独立し
   て結合している複数個のポートのうち作動可能なポート
   によって、メツセージを要求アクセスし且つ同報通信す
   るための方法に於て、 要求ポートからの随意のメツセージ伝送により、相互に
   排他的な方法で別個の谷トリー・ノード・レベルに於て
   アップ・リンクを反射的に要求アクセスすることによっ
   て、要求ポートからルート・ノードへ信号路を確立する
   段階と、 アップ・リンク通路を介して受信するにつれて、ルート
   ・ノードからファンアウトするすべてのダウン・リンク
   を経てメツセージすべてを回報通信する段階とから成る
   メツセージ伝送方法。