CN1009894B

CN1009894B - 细线多端口中继装置

Info

Publication number: CN1009894B
Application number: CN86107753A
Authority: CN
Inventors: 基恩·B·阿蒙德森; 理查德·P·埃文斯; 理查德·C·弗赖斯; 罗伯特·J·索萨; 巴里·C·津克
Original assignee: Digital Equipment Corp
Current assignee: Digital Equipment Corp
Priority date: 1985-11-08
Filing date: 1986-11-08
Publication date: 1990-10-03
Also published as: US4825435A; FI864536A; EP0222669B1; JPS62271539A; IL80553A0; EP0222669A3; CN86107753A; FI91583C; KR950002267B1; JPH0671261B2; ATE100260T1; EP0222669A2; FI91583B; CA1279115C; DE3689535D1; IL80553A; FI864536A0; KR870005522A; AU6494886A; DE3689535T2

Abstract

一种多端口中继装置(中枢)用作相互连接多个收发机电缆至本地网络收发机端口，中枢也有一外部总线，该总线能用以菊花链连多至总数为8个的中枢，以便作为单一的到收发机端口的连接。

Description

本发明涉及一种多端口中继装置，特别是涉及一种用于将多个细线收发机电缆（例如，RG 58）耦合到标准“以太”计算机网（Ethernet）收发机端口（例如，H 4000）的多端口中继装置〔中枢（hub）〕。

一个多端口中继装置，以下称为“中枢”，是用于本地区域网络（LANS）的数字设备公司的细线“以太”计算机网，线路系统的一个整体部分。多端口中继装置是一种在接收的信号上进行信号调整的装置，在其中信号被放大和定时差被恢复。此线路系统的成果在参考文献里具体公布。此系统设计成传送每秒10兆比特“以太”计算机网性能以及完全的DEC网格（DEC net指的是数字设备公司的组网能力）功能度到控制台和工作区，用作连接个人计算机（PCs）、工作站、网络服务机（networkservers）以及低端计算装置。

标准“以太”计算机网电缆布线（特别是收发机电缆）和收发机在工作区内用作附加设备是昂贵而困难的。对比起来，细线系统由于提供低成本、灵活和易于安装的电缆而符合办公室和工作区的要求，于是为用户设施改进灵活性和降低标准“以太”计算机网产品的成本。另外，细线系统规定一“径向”布线方案。径向地形成的中枢，连接8个细的同轴电缆段（RG 58），各长达185米。多达29个工作站能串行的菊花链连（daisy-chained）在各段上。因为细线电缆被限制在185米的范围，径向布局规定一扩展的LAN，该LAN不可能具有细线电缆的简单运行。中枢本身能补充在独立网络中枢中，或者连接至标准“以太”计算机网的“中枢（backbone）”。

细线“以太”计算机网和标准“以太”计算机网两者在不同的环境中具有截然不同的优点。两种布线方案是兼容的而且能相互连接以便跨接在整个网络的资源共享。细线和标准“以太”计算机网的组合非常好的自然的从小的资源共享网络增长到大的全局网络。

标准“以太”计算机网的产品使用一H 4000收发机（或新的H 4005收发机），它直接地接进“以太”计算机网同轴电缆。H 4000（15脚D连接器）由收发机电缆耦合至中枢（15脚D连接器）。

本发明的细线电缆布线系统使用称为菊花链连的一个技术，其中一种不同的分接头称为T连接器，是用以连接RG 58C/U电缆的两段。“T”的底是直接地插进个人计算机/工作站。连接至细线电缆的装置或者具有整体的“以太”计算机网控制器以及收发机功能度，或者具有细线“以太”计算机网站适配器（DESTA）以使该装置与细线电缆一起配合使用。

细线“以太”计算机网电缆布线系统将为一设备的地面区域中的用户提供最佳服务，其中标准“以太”计算机网电缆布线技术在用户点使用在地面和建筑物之间。例如，细线电缆布线系统的三个主要结构包括工作区网络、独立本地区域网络以及全局本地区域网络。

工作区网络被规定作为小的独立本地区域网络，其中工作区中的多个的个人计算机/工作站用户共享诸如印字机构和存储装置等资源。

独立本地区域网络（LANs）被规定作为在小商行中或在大机构的部门中的小的至中等规模的独立LANs，该处个人计算机/工作站用户有本地资源共享的需要，包括较大功能的计算设备。在径向布局中能利用中枢以相互连接工作区中或遍及建筑的地面的个人计算机、服务机（servers）以及计算机。连接至中枢的八个同轴电缆段的每一个能容纳多达29个站。一段能长达185米。因此，单个中枢有相互连接多达232个站的潜力。

全局LANs被规定作为中等的至大的规模的LANs，它为大公司或中等规模的商行服务，它的用户需要本地资源共享，以及大量的计算存取。在这种情况下，细线“以太”计算机网作为子网络，它连接至标准“以太”计算机网“中框”，到较大“以太”计算机网上的和在远距离位置的网络计算设备进行存取。

既然是这样，许多较小的LANs被连接至具有H 4000或H 4005-B收发机的标准“以太”计算机网中框。（新的H 4005收发机的叙述包括在参考文献里。）

细线电缆布线系统，以径向的式样使用中枢和关联的细线电缆，起始于附属的壁橱中用作设备的地面。

当中枢是设置在附属的布线壁橱中且是不中断的（即，不是菊花链连的时，系统使用从中枢直接至安装在办公室壁板上的RG 58 C/U电缆的运行。这保持电缆系统的完整性和保证网络电缆线路适当的管理。

用户能将一段RG 58 C/U从站连接至壁板。在办公室中，PCs或服务机可以数据收集和整理系统_连锁的。藉安装在附属的壁橱中的8个中枢，能够为多达64个办公室服务，也可以为通过诸办公室中菊花链连来连接到网络的更大量的装置进行服务。

在细线“以太”计算机网电缆布线系统中，标准“以太”计算机网被规定要相互连接建筑物中的诸地面以及要连接地区的诸建筑物。标准“以太”计算机网同轴电缆设计成与细线电缆相比有较低的信号衰减，允许较长的电缆运行。也具有对电磁和无线电频率的略高的抗干扰性，因而是一种高质量的连接器（这说明了它是较昂贵的原因）。

对于用于地面和壁橱间的所用的电缆布线而言，这些特点是关键性的，因为它与地面布线相比通常是更不易达到的。标准“以太”计算机网为细线子网络和许多装置的相互连接提供所需要的电缆布线完整性。细线“以太”计算机网本身是较适宜于作为地面上的装置的附件。

为了要从布线壁橱引出的服务范围增至64个办公室，必需在壁橱中形成多个中枢。

可以用数字设备公司本地网络相互连接（DELNI）作为在或是独立或是全局结构中多达8个中枢的集中器。在两种情形中，具有连接超过1，000个菊花链连装置的潜力的一个网络是可以形成的。（8中枢×8段/中枢×29站/段;1024是“以太”计算机网的限度。）

如果为全局结构的一部分，DELNI/中枢“子网络”被连接至带有H4005-B收发机的标准“以太”计算机网中枢。在本地结构中，DELNI/中枢结构完全不连接至标准“以太”计算机网段。

中枢作为附属于它的所有站间的中继装置。当它被连接至“以太”计算机网时，它在附属于它的所有站与连接至标准“以太”计算机网所有装置之间起一个中继装置的作用。当形成“以太”计算机网LAN时，中枢必须看作为完全的中继装置。中枢具有所有端口间的中继装置逻辑，包括划分逻辑，当办公室具有它自己的专用细线端口时，划分逻辑隔开各局的故障。

因为各中枢看作中继装置，仅一个另外的中继装置能形成在中枢和“以太”计算机网的支架上任何站间的路径中。

为了结构简单，有人推荐桥式（DEBET）而不是中继装置（DEREP）使用在被附加了中枢的标准“以太”计算机网段之间。

因此，本发明旨在提供一改进的径向“以太”计算机网电缆布线系统，该系统比标准“以太”计算机网电缆布线系统不仅较廉价而且更灵活。

本发明的另一目的是提供一径向“以太”计算机网电缆布线系统，该系统使用以菊花链连的式样耦合在一起的一系列径向中枢，其中诸中枢是位于诸“附属的壁橱”中为设备各地面服务。

在最佳实施例中，本发明是一个独立多端口中继装置或中枢，用以相互连接8个细线端口，且担任为各端口的中继装置。中枢能互相连接至标准“以太”计算机网收发机端口。中枢也有一外部总线为总数多至8个中枢的菊花链连作为至“以太”计算机网的单一连接。

本发明的另一个目的是以下列方式提供高速LAN性能至各办公室或工作区：配合现有的径向布线技术;与所有其他办公室故障隔开;

使用“以太”计算机网技术是经济的，但用更细的和更适合于诸办公室的电缆布线;以全建筑物和全场所布线兼容;以及根据IEEE“以太”计算机网诸标准。这由提出的多端口中继装置来完成，该多端口中继装置有一用于连接至全建筑物“以太”计算机网的一个“以太”计算机网收发机电缆端口;该多端口中继装置能有一光纤内中继装置连接（IRL）端口作为一至全建筑物或全场所“以太”计算机网的交替的连接;该多端口中继装置有多个细线“以太”计算机网端口以便单个“以太”计算机网连接和公共的每个通道一个的诸元件能共享，此处每一个元件在正常情况下为单个办公室所专用，所以它是为多个细线段连接的中枢;该多端口中继装置具有所有端口间的中继装置逻辑，包括划分逻辑，对于连接至中枢的各细线段的末端来说，该划分逻辑隔开各办公室细线同轴电缆终端的故障;该多端口中继装置能为各细线段提供单点接地;该多端口中继装置符合可适用的IEEE诸标准和图样;以及该多端口中继装置可有其他的特点。

这些概念可适用于其他的LAN技术，然而，最佳实施例是以10兆比特/秒“以太”计算机网IEEE-802.3为目标。

中枢的操作是与数字“以太”计算机网规格（DEC标准134）相兼容。

因此，本发明包括结构、元件的组合和部件的排列的诸特点，这些都将在下列详细的叙述中举例说明，以及本发明的范围将在权利要求书中指出。

为了更完全地了解本发明的性质和诸目的，应当参照下面结合附图所作的详细说明。其中：

图1是一方块图，说明中枢及其通过H 4000收发机到一“以太”计算机网同轴电缆的相互连接。其8个BNC连接器和用于内部中枢相互连接的外部总线。

图2是一状态机器流程图，说明在传输期间通过中枢信息组的定时。

图3是说明本发明的软件和硬件的主状态图。

图4是一方块图，说明中枢、细线接口、“以太”计算机网接口、光纤接口、内部中枢相互连接、电源、指示器以及开关。

图5A是一方块图，说明时钟和缓冲器以及误差发光二极管和缓冲器，而图5B是一方块图，说明指示器和开关。

图6是一方块图，说明细线接口、“以太”计算机网收发机接口以及光纤接口。

图7是一内部中继装置相互连接、缓冲器和接收机的方块图。

图8是一中枢功能划分的方块图。

图9包括一说明以菊花链式样耦合在一起的一串中枢的示意图以及内部中继装置相互连接电缆的示意图。

参阅图1，中枢是一自含单元，它需要交流电源和具有用于细线端口的8个BNC式样连接器。该单元具有二个其他端口、一个用于连接至H4000或IEEE802.3 MAU的15脚阴性“D”连接器以及一用于以菊花链式样连接到多至8个中枢的9脚阴性“D”连接器。9脚端口是用于中枢的内部中继装置的相互连接，以及保证内部中枢连接。

8 BNC连接器和收发机连接将在下面称为“端口（ports）”。内部中继装置相互连接将在下面称为“IRI”。

中枢通过一门列阵把所有的细线端口和二个其他端口看作一公共数据总线，将为端口的使用执行所有的判断。细线端口和两个另外的端口连接建立一较大的“以太”计算机网。中枢在网络上不是一个“以太”计算机网可编址单元。它传送在任何一个端口接收到的全部数据至所有8个其他通道和IRI。该单元具有32位缓冲器，用于恢复接收到的信息组的前同步（信号）。

设置可选择的光纤相互连接（IRL），以便中枢能使用在苛刻的环境中或用于电气绝缘的情况。模件是安装在30脚垂直连接器中，以及在背后面板上的盖被移去。

交流电源通过一单个标准（3尖头）IEC连接器供给到该单元。为了防止到该单元的功率的偶然损失，交流电源是不转换的。当功率下降时该单元在任一端口上显示出没有负载。然而，如果IRI在使用时，它对菊花链是不可能的。（如果IRI在使用时和单元正在修理时，将设置跨接电缆。）

中枢被用来扩展细线的布局结构至较大的“以太”计算机网并被用来通过单个收发机相互连接以连接至有IRI的多达64个端口。中枢按照通过该单元被传送至附于中枢的其他端口的信号恢复噪音和定时界限。

从一个端口至8个其他端口的数据传送不是一个简单的开关工作。诸端口定时的差别要求接收的数据以先进/先出（Firt-in/First-out，FIFO）的式样缓冲。网络上任何端口上的冲突需要传给所有的其他通道和IRI。被接收的数据经过一单片Manchester编码器/译码器进行译码，其中数据和时钟信号对门列阵中的使用来说是被分离。所有被接收的信息组将使64位前同步（信号）被恢复（当它被转发到其它端口时）。

中枢的正常操作如下：

（1）接收在端口之一上被检测。

（2）前同步信号被发送至所有其他8个端口和IRI。

（3）在接收端口的前同步信号的末尾被检测而在其他端口和IRI上数据的重现开始。

（4）来自所有端口的冲突检测输入连续不断地被监视而所有其他端口按照冲突出现被强制。

对于中继装置程序有四个主要的状态：空闲、中继、冲突和等候。此四个状态是全局状态机器的基础而决定中枢的状态。下一个状态转换项，例如IR（空闲至中继），根据到状态机器的输入接着而被限定并且它决定何时状态机器从一个状态转换至另一个。全局状态机器决定中枢是不是空闲、中继一信息组，或者有冲突时阻塞一端口。

至各端口的传输是由一位传送（XMIT）状态机器控制。全局目前的状态和全局下一个状态项以及其他输入决定XMIT位应当接通还是断开。中枢的各端口有一XMIT状态机器。诸一位状态机器与全局状态机器一道满足802规格的所有转换项。

图2和图3分别说明中枢状态机器和输出状态机器。图3还示出了主状态机器的下一个状态方程式和输出状态机器的下一个状态方程式。下面是一组方程式及给予的定义，它们控制至中枢诸端口的数据流动。中枢目前的状态是由来自所有端口接收到的（信息）和冲突输入加以控制的。各个端口是由状态机器监视而转换是由输入的状态决定的。

INPUTS（输入）

ACTIVE，JW 状态触发器的输出

JABBER 指示48K位已经被传送

COLXEN 载波恢复时间上升和96位发送以及没有冲突

XMITALL 所有XMIT被接通

RCOLGT1 多于一个IRI冲突（IRI Jam All）

RCOMCAR 来自IRI的公共载波

RANYCOL IRI上的任何冲突（RCOLEQ1+RCOLGT1）

FIFO_EMPTY 没有来自接收端口的载波和全部数据发送

JAM_START 阻塞_起动触发器的输出

JAM_DONE 阻塞计时器的输出

GO 等候状态（heartbeat）计时器完成

XMITCOL XMITO＊COLO＊…XMIT8＊COL＊8

SYNC RESET 同步复位

Careq0 没有本地载波

Careq1 单个本地载波

Cargt1 多个本地载波

Coleqo 没有本地冲突

Coleq1 单个本地冲突

Colgt1 多于一个本地冲突

RCVCAR 载波投入在接收端口上

SEL 802 IEEE 802.3选择

EOP 64 前同步信号结束和64位发送

OUTPUTS（输出）

next_statel，next_state0 输入至状态触发器

JAM 处于冲突状态

ACTIVE 驱动（的）

IDLE 处于空闲状态

JAM_START_INPUT 输入至阻塞_起动触发器

IC，IR，RC，RW，CW XMITN机器的转换输出

IFIELD

state＝ACTIVE，JW

OFIELD

next_state＝next_state1，next_state0

BIND

idle_state ＝state/00 此状态规定（赋值）

collision_state ＝state/11 产生较少数项

wait_state ＝state/01 比几个其他的……

repeat_state ＝state/10

idle_next_state ＝next_state/00 此状态规定（赋值）

collision_next_state ＝next_state/11 产生较少数项

wait_next_state ＝next_state/01 比几个其他的……

repeat_next_state ＝next_state/10

anycol＝（-coleqo+RANYCOL）

jamall＝（RCOLGT1+colgt1）

状态转换的要求条件

（a）空闲_状态至冲突_状态

每逢在系统中无论何处至少有一个冲突时或每逢有来自9个矩阵迹（spurs）的二个或更多的同时发生的载波时ic转换发生。

ic＝（-SYNC_RESET＊（anycol+cargt1））

（b）空闲_状态至中继_状态

每逢仅有一个从9个矩阵迹检测到的载波时或当有一IRI载波和没有本地载波和系统中没有冲突时ir转换发生。

ir＝（-SYNC_RESET＊（（careq1+RCOMCAR＊careq0）＊（-anycol）））

（c）等候_状态至空闲_状态

如果等候计时器（GO）已经计时出或入802模和在系统中有一冲突wi转换发生。

wi＝（GO+SYNC_RESET+SEL802＊（anycol））

（d）中继_状态至冲突_状态

每逢在系统中有任何冲突时或如果没有冲突和载波投入在接收端口上和前同步信号的64位和EOP没有被发送或96位没有被发送和FIFO缓冲器是空的时rc转换发生。

rc＝（-SYNC_RESET＊（anycol+-anycol＊-RCVCAR&＊（-EOP64+-COLXEN＊EOP64＊FIFO_EMPTY）））

（e）中继_状态至等候_状态

如果在系统中没有冲突和FIFO是空的或jabber计时器已经计时出，则rw转换发生。

rw＝（-SYNC_RESET＊（（COLXEN＊-anycol＊FIFO_EMPTY）+JABBER））

（f）冲突_状态至等候_状态

如果在系统中没有冲突和接收端口成为无效和96位已经被发送和载波恢复计时器已经计时出，则cw转换发生。应当指出认定的COLXEN意思是没有冲突。

方程式

输出阻塞是组合的，和被认定在冲突状态JAM＝冲突_状态

输出空闲是组合的，和被认定在空闲状态IDLE＝空闲_状态

输入到阻塞起动触发器

如果处于空闲状态在IRI上或9个矩阵迹上有多个检测到的冲突，或如果处于重复状态和一冲突在正在传送的矩阵迹上被检测到或在IRI上有多个检测到的冲突，或处于冲突状态和位被设置过和计数器没有结束或jamall条件仍旧存在或在正在传送的矩阵迹上有一冲突，则位被设定。

JAM_START_INPUT＝idle_state＊-SYNC_RESET＊（jamall+cargtl）&+repeat_state＊-SYNC_RESET＊（RCOLGT1+XMITCOL）&+collision_state＊&

-SYNC_RESET＊（（JAM-START＊-JAM_DONE）+jamall

运行是组合的输出

ACTIVE＝repeat_state+collision_state

状态转换方程式

当下列条件存在时转换至空闲：

处于等候状态和得到GO信号

从任何状态得到SYNC复位

处于空闲状态和转换出的条件不真实idle_next_state＝wait_state＊（wi）&

+collision_state＊SYNC_RESET&

+repeat_state＊SYNC_RESET&

+（idle-state＊-（ic+ir））

当下列条件存在时转换至冲突：

处于空闲状态和得到任何冲突

处于中继状态和得到任何冲突

处于冲突状态和转换出的条件是假的collision_next_state＝idle_state＊ic&

+repeat_state＊rc&

+collision_state＊（-cw）

当下列条件存在时转换至等候：

处于中继状态和没有冲突和FIFO缓冲器是空的

处于冲突状态和冲突与载波离去

处于等候状态和还没有得到GO

wait_next_state＝repeat_state＊rw&

+collision_state＊cw&

+wait_state＊-wi

当下列条件存在时转换至中继：

处于空闲状态和得到没有冲突的单个载波

处于中继状态和没有冲突和FIFO缓冲器不空和有载波

repeat_next_state＝idle_state＊ir&

+repeat_state＊-（rc+rw）

IC＝ic

IR＝ir

RC＝rc

RW＝rw

CW＝cw

INPUTS（输入）

ACTIVE，Jw 状态触发器的输出

SYNC_COLN 来自端口N的冲突，同步的和不分段的

SYNC_CARN 来自端口N的载波，同步的和不分段的

XMITCOL XMITO＊COLO+…+XMIT8＊COL8

XMITN XMIT触发器N的输出

JAM_START 阻塞起动触发器的输出

JAM_DONE 阻塞计数器的输出

RCOLGT1 IRI阻塞全部

RCOMCAR IRI上的载波

RANYCOL IRI上的任何冲突

careq0 没有本地载波

careq1 单个本地载波

cargt1 多个本地载波

dlycoleq0 没有片刻延迟的本地冲突

coleq0 没有本地冲突

coleq1 单个本地冲突

colgt1 多于一个本地冲突

IR，IC，CW，RW，RC 来自全局机器的转换项

OUTPUTS（输出）

NXT_XMITN 输入至XMIT触发器N

IFIELD

state＝ACTIVE，JW

全局机器的状态位

BIND

全局机器的状态

空闲状态＝状态/00

冲突状态＝状态/11

等候状态＝状态/01

中继状态＝状态/10

iricol＝（dlycoleq0＊RANYCOL）仅在IRI上的冲突

anycol＝（-coleq0+RANYCOL）无论何处的冲突

jamall＝（RCOLGT1+colgt1）IRI上的多个冲突，

本地的，或两者

方程式

这方程式按输出XMITN写出。所有其他的XMIT输出具有相同的形式，以输出数字代N即可。

接通XMIT位N的条件：XMIT位在下列情形下将从空闲状态起接通：如果ir转换是真实的和有来自9个矩阵迹之一的载波和它不是自己的矩阵迹或仅来自IRI的载波;或者如果处于中继状态和XMIT位已经接通和全区机器将继续在中继状态，即，中继至等候和中继至冲突转换是不真实的;或如果处于中继状态和中继至冲突转换是真实的和单个冲突发生在8个其他矩阵迹之一上，或一个冲突仅发生在IRI（多个或单个）上或一个冲突发生在正在传送的矩阵迹上;或处于空闲状态和空闲至冲突转换是真实的和有一冲突和它不是在我们自己的端口或有一冲突在IRI上或有多于一个的载波在9个矩阵迹上或有多于一个的载波在9个矩阵迹上;或处于冲突状态和保持在那里（即，冲突至等候转换是不真实的）和下面二种情况之一：一种情况是有一冲突在IRI上或阻塞全部（jamall）条件是真实的。另一种情况是有一冲突在另一输入线上或XMIT位接通和无论何处有一冲突或阻塞计数器起动而没有完成。

NXT_XMITN＝idle_state＊IR＊（careq1＊-SYNC_CARN+careq0＊RCOMCAR）&+repeat_state＊XMITN＊-（RW+RC）&

+repeat_state＊RC＊（-（coleq1＊SYNC_COLN+coleq0＊-XMITN）+iricol&+RCOLGT1+XMITCOL）&

+idle_state＊IC＊（-（coleq1＊SYNC_COLN）+iricol+colgt1+cargt1）&

+collision_state＊-CW＊（iricol+jamall&

+-SYNC_COLN＊coleq1+XMITN＊-anycol+JAM_START＊-JAM_DONE）

中枢的全部定时是由一20.00兆赫、0.01%的振荡器产生的。此时钟是用作门阵列和传送数据的定时。参考图4至图8，这些图以方块图的形式说明中枢的结构。

特别是，从图4中可以看到，多端口中继装置10连接到细线接口端口12、内中枢缓冲器和接收机14、“以太”网接口16、光纤接口18、30脚接插件20、指示器与开关装置22、误差发光二极管和缓冲器装置24以及时钟和缓冲器装置26。“以太”网接口16又依次连接到15脚接插件28上。供电则由电源30实现。

图5A是时钟和缓冲器装置26以及误差发光二极管和缓冲器装置24的详细电路图。图5B是指示器和开关装置22的详细电路图。

图6是示出细线接口端口12、“以太”网收发机接口16和光纤接口18的详细电路图。

图7示出了内中枢缓冲器和接收器24的详细电路。

并且，图8是示出多端口中继装置10功能电路更详细的方框图。

中枢的主要数据路径是从BNC连接器经过收发机电路片至串行接口适配器（SIA）并且从那里至门阵列。SIA执行曼彻斯特（Manchester）数据的全部译码以及数据和时钟信号的分离。在这点上数据被多路传输至适当的路径。数据于是以FIFO方式被缓冲。32位缓冲器，在先进/先出的基础上操作，用作缓冲接收自任何一个端口的数据。使用FIFO缓冲器，使网络中允许有速度差异。它保持数据直到全部64位前同步信号被再生和发送至8个传送端口为止。

数据的译码在SIA电路片中进行。数据因传输而把数据编码成曼彻斯特格式，也由SIA电路片执行。

接收对上跳动的总数是±20毫微秒或更少（中枢将适当地曼彻斯特译码而不带误差）。跳动是按照接收的编码数据中边到边差数限定。

如果前同步信号是小于256位而大于40位长，中心枢复制接收信号的数据。如果这些误差条件发生，FIFO可以根据较长的前同步信号作下运行以及根据短的前同步信号作上运行。中枢将始终传送前同步信号的至少63位。

中心枢缓冲来自任何端口的全部数据，在数据位被接收时这全部数据在FIFO缓冲器中是一有效的组。对前同步的末尾（EOP）信号来说要检查FIFO。这表示在接收的数据组中有效数据位的开始。

在再生的前同步信号完成之前，根据在FIFO缓冲器输出端上EOP信号的检测结果，FIFO延迟来自FIFO的已接收位的卸载直至再生的前同步信号完成为止。根据发送的被再生前同步信号的63位的检测和EOP信号没有检测，中枢开始输出来自FIFO缓冲器的数据。这动作将导致由于在FIFO中前同步信号的附加位而增加前同步信号的额外位。

中枢能按照EOP信号检测“11”或“00”模式。如果EOP信号没有被检测到，如上述的情形，中枢将按照接近接收的数据位传送带有被再生前同步信号的数据位。

使用自动分段增加网络的可用性，当故障在中枢的一个端口被检测到时，实行电路的分割。出故障的线路继续接收传输是企图确定端口仍旧是有故障的。已知在中枢的这个端口上的这种操作方式为“分段”或这个端口从实际使用中移去。

当完成没有误差的接收时，中心枢将再连接单元的“分割的”端口。没有误差的接收是一个没有检出冲突事件且至少有512数据位的接收。

中枢根据下列条件分割一端口：

（1）过量的冲突：计数器在每一端上因为中心枢的每个过量的冲突而增量，而如果这个计数达到64，端口就被分割。

（2）没有回送：中枢在一规定的循环时间内并不接收一个被传送数据的回送。

（3）载波损失：这是一个接收载波的故障，该载波是用于已经开始的传输，以及是由电缆故障或由电缆上的冲突引起的。

另一个可能出现的问题定义为“侏儒（runt）组”。根据到一个端口的传输情况，对任何接收来说中枢将传送至少96位的数据。这保证各分段对所有的群是足够长的以便检测冲击的出现，这将可靠地使具有侏儒组（不是法定长度）的冲突经过中枢发送。中枢将加位到不是96位长的接收上。这一直执行到96位被传送为止。

中枢设计成该单元具有完全自测试的功能。有两种方式安排该单元的自测试：（1）驱动起该单元和（2）按压复位按钮。该单元有两种类型不同的自测试，用于分离该单元上不同的故障。两种类型为：一个是内部自测试和一个是外部自测试。

在最初的驱动该单元期间，内部自测试运行。这是为9个端口的门阵列的一个完全的循环运行和一个包括256位的前同步信号与1792位的数据（1′S）被传送至各端口。数据是内部循环至内部FIFO缓冲器中的门阵列和被比较。在内部自测试完成之前，各端口的冲突计数器和分割被检查。根据一端口上误差的检测，误差由9个端口的各专用发光二极管指示出来。

外部自测试用按压单元背后的复位按钮起动。此测试将在内部测试已经完成以后运行。外部测试将一组256位的前同步和1792位的数据（1的）连成环循环进行，以及比较已循环的组。8个BNC端口的各个被测试，而“以太”计算机网的端口也被测试。测试也检查载波损失和收发机电路片的回送能力。

当安装“环路进行测试”跨接片时，中枢能以连续方式进行内部自测试工作。按这种方式运行直至复位按钮被感知而中枢再一次通过自测试运行和进入连续的外部自测试方式。对该单元的消耗及对服务人员来说这些是诊断的特点。用于自测试的跨接片是毋需打开外壳而为用户所能看到的。

一个良好的组外部传输至所有的端口以后，进行冲突存在测试。根据传输完成的检测，冲突存在将产生一个以正常10兆赫速率的6个跃迁的脉冲串。中枢检查以确保此短的数据脉冲是在各端口上外部传输以后出现。在外部自测试完成以后，在各细线端口上禁止产生冲突存在测试。这是一个仅在自测试期执行的功能。在自测试完成以后，收发机心跳（heart beat）被禁止。

备用方式

当IRI端口以多中枢运用的方式使用时，有可能经过两个H4000在同一“以太”计算机网同轴电缆上操作二个中枢单元。能够附于同轴电缆的中枢数，最大为2。到“以太”计算机同轴电缆的第二连接将作为后备路径。第二单元必须有处在备有位置的“备用”开关。主中枢必须处在“运行”开关位置。所有其余的菊花链的中枢单元可以设置在任何方式（备用/运行）。这些单元由于缺少回送路径而将分割“以太”计算网收发机端口。

如果备用单元记录的不中继传输到“以太”计算机网端口的有效组达到一个预定数，主中枢将由备用单元取代。任何给定“以太”计算机网分组上的中枢，只有其中一个可以成为主单元。

中心枢可按照802.3跳过时间1.0微秒和96位前同步信号进行操作。在自测试以后，根据第一传送，单元能自动地执行此任务。进行测试看看是否心跳是在3.2微秒“窗”内。如果心跳不存在，于是这将假定802.3操作。移去802.3的跨接片，使不发生测试。

图9说明一分组的中枢是怎样耦合在一起的。各中枢有一IRI端口，该端口用作中枢之间的相互连接点。IRI电缆是用来将诸中枢以菊花链的方式耦合在一起。

IRI电缆有两端，其中一端有一阳性连接器用作耦合进入中枢上的IRI端口，而另一端有一个阳性和一个阴性的连接器，阳性连接器用作耦合到另一个中枢上的IRI端口而阴性连接器用作耦合到另一个IRI电缆。下面是叙述在图9中说明的各脚上的信号。

当需要有多于一个的中枢且用户不希望安装一个附加的收发机时，使用IRI。附加中枢是经过9脚D型连接器连接。电缆的终端可以由在连接单元的远端的终端连接器做成。所有的中枢监视一公共总线，该公共总线用于下列信号：载波、接收时钟、接收数据和冲突。这些是各个信号的8个信道的“或”。此外，一个运行信号从各个单元通过，用作指示阻塞完成。

也应明白，下列诸权利要求打算将在此叙述的本发明的一般的和特殊的特征包含在内。

附：图3中的两个状态方程式及有关说明现翻译如下：

主状态机器下一个状态方程式

IC＝（-SYNC-RESET＊（ANYCOL+CARGT1））

IR＝（-SYNC-RESET＊（CAREQ1+RCOMCAR＊NO CAR）＊ -ANYCOL）

WI＝（GO+SYNC-RESET+SEL802 ＊ ANYCOL）

RC＝（-SYNC-RESET＊（ANYCOL+-ANYCOL＊-RVCCAR ＊

（-EOP64+-COLXEN ＊ EOP64 ＊ FIFO-EMPTY）））

RW＝（-SYNC-RESET ＊（COLXEN ＊（FIFO-EMPTY ＊ -ANYCOL）+JABBER））

CW＝（-SYNC-RESET ＊（COLXEN ＊（RCVCAR ＊ -JAM-START+

JAM-START ＊ JAM-DONE+JABBER

输出状态机器下一个状态方程式

XMIT（N）＝I ＊ IR ＊（CAREQ1 ＊ -SYNC-CARN+NOCAR ＊ RCOMCAR） ;IR

+R ＊ -（RW+RC）＊ XMITN） ;RR

+R ＊ RC ＊（-COLEQ1 ＊ SYNC-COL（N）+COLEQO ＊ -XMITN） ;RC

+IR1COL+RCOLGT1+XM1TCOL）

+I＊IC＊（-（COLEQ1＊SYNC-COL（N）+IR1COL+COLGT1+CARGT1） ;IC

+C ＊ -CW ＊（IR1COL+RCOLGT1 + -SYNC-COLN ＊ COLEQ1+ ;CC

XM1T ＊ -ANYCOL + JAM-START ＊ -JAM-DONE

ACTVE＝R+C

IDLE＝W＊W1+1

COLLISION＝C

JAM-START＝I ＊-SYNC-RESET ＊（JAMALL + CARGT1） ;IJA

+R ＊ -SYNC-RESET ＊（RCOLGT1+XM1TCOL） ;RJA

+C ＊ -SYNC-RESET ;CJA

＊（（JAM-START ＊ -JAM-DONE）+JAMALL

+XM1TCOL）

IR1COL＝RANYCOL ＊ NOCOL

R＝重复状态

C＝冲突状态

I＝IDLE状态

W＝等待状态

说明：

CAREQ1 是CAR（8-0）＝1的和

CARGT1 是（CAR（8-0））＝1的和

NOCOL 是COL（8-0）＝0的和

COLEQ1 是COL（8-0）＝1的和

COLGT1 是COL（8-0）＞1的和

ANYCOL＝系统内至少有冲突（包括IRI）

TRICOL＝（仅IRI冲突）＝DLYNOCOL ＊ RANYCOL

JAMALL＝RCOLGT1+COLGT1＝（系统内多次碰撞）

DLYNOCOL＝当俘获后NOCOL延迟一个时钟（周期）

Claims

1、一种本地网络，包括第一、第二和第三多端口中继装置，各多端口中继装置具有一中继装置互连端口、多个本地端口和转发装置，用以耦合所有在所述中继装置的一个端口接收到的数据，以便传输到所述中继装置的另一个端口，所述第一、第二和第三多端口中继装置的所述多个本地端口分别耦合有第一、第二和第三多个信号连接装置，所述第一、第二和第三多端口中继装置的所述中继装置互连端口分别耦合有第一、第二和第三中继装置互连接装置，该本地网络的特征在于，所述转发装置耦合所有在所述中继装置的所述一个端口接收到的数据，以便在所述中继装置的所有其它端口传输，其特征还在于，各所述中继装置互连装置在沿其上不同的连接点连接有一中继装置互连总线装置，从而使所有其它耦合到所述多个信号连接装置的器件都收到耦合到任何一个所述信号连接装置的器件所传输的数据。

2、如权利要求1所述的本地网络，其特征在于，各所述多端口中继装置还包括用以恢复所述中继数据中的定时界限的恢复装置和用以再生一前同步信号的再生装置。

3、如权利要求1所述的本地网络，其特征在于一收发机和收发机连接装置，其中所述第一多端口中继装置还包括一收发机连接端口，所述收发机借助于所述收发机连接装置连接到所述收发机连接端口上。

4、一种通过收发机而与一标准以太网同轴电缆相联的综合本地网络，该本地网络如权利要求1所述，其特征在于，

所述第一多端口中继装置具有通过一收发连接装置而连接到所述收发机的一收发机连接端口，其中各所述信号连接装置具有比所述标准以太网较高的信号衰减和较低的对干扰的电阻。

5、如权利要求4所述的本地网络，其特征在于，各所述多端中继装置还包括用以恢复所述中继数据中的定时界限的恢复装置和用于再生前同步信号的再生装置。

6、如权利要求2所述的本地网络，其特征在于，所述恢复装置包括：一先进/先出缓冲装置，用以存储所述前同步信号和在所述一端口接收到的所述数据;和检测装置，用以在所述缓冲装置的输出端检测所述接收到的前同步信号的终止情况，其中，所述缓冲装置根据所述再生装置完成所述前同步信的再生之前，在所述缓冲装置输出端检测到的所接收的前同步信号结束情况，延迟所述接收到的数据的输出，直到所述再生的前同步信号完结为止。

7、一种在本地网络中传送一组包含前同步信号和数据的信息的方法，该本地网络的特征在于，它包括一多端口中继装置，所述多端口中继装置具有多个端口，用以分别将各多个同轴电缆的一端连接到所述中继装置上，一个端口，用以将收发机电缆连接到所述中继装置上，IFO（先进先出）缓冲装置和转发装置，所述方法的特征在于下列步骤：

（a）将在其中一个所述端口接收到的信息存储到所述FIFO缓冲装置中，

（b）根据所述接收到的信息的存储情况而再生一前同步信号，并将所述再生的前同步信号在所述一个端口以外的所有所述端口发送;

（c）检测在所述缓冲装置的输出端所述接收到的前同步信号的结束情况;

（d）始终根据所述经再生的前同步信号的完结情况在所述一个端口以外的所有所述端口重现存储在所述缓冲器中的信息。

8、如权利要求7所述的方法，其特征在于如下的一个步骤：根据在所述再生前同步信号完结之前检测到所述前同步信号的终止情况延迟数据在所述缓冲器中的输出。

9、一种在本地网络传输所收到的数据的方法，该本地网络的特征在于包括一多端口中继装置，所述多端口中继装置具有多个分别将各多个同轴电缆的一端连接到所述中继装置的端口，一个将收发机电缆连接到所述中继装置的端口，FIFO缓冲器和转发装置，所述方法的特征在于，它包括下列步骤：

（a）将在其中一个所述端口接收到的数据存储在所述FIFO缓冲装置中;和

（b）始终将存储在所述缓冲装置中的数据重现在所述一个端口以外的所有所述端口。