JP2001511971A

JP2001511971A - ローカル通信システム

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Publication number: JP2001511971A
Application number: JP53545098A
Authority: JP
Inventors: スターリン，アンドリュー，ジェイムズ．; プレンダーガスト，サイモン，エドワード．; パーマー，ハリベイデン，アムバラル．
Original assignee: コミュニケイションアンドコントロールエレクトロニクスリミテッド
Priority date: 1997-02-17
Filing date: 1998-02-17
Publication date: 2001-08-14
Also published as: EP0960509B1; EP0960509A1; WO1998036533A1; US6865188B1; DE69832691D1; US20050152382A1

Abstract

(57)【要約】二地点間リンクのリングに基づいて、固定速度同期データ、固定速度非同期データ、および可変速度データを柔軟性のある形で転送する方法を提供する、ローカル通信システムの例を開示する。このリング型ネットワークの異なるセグメントは異なるビット速度でデータを搬送することが可能であるが、以前のシステムとの適合性を持たせるために共通フレーム速度に同期化されたままであり、共通制御チャネル構造を有する。ソースデータ、データの妥当性／埋込み、フロー制御のエラーを信号送出するために、永続的にまたは必要時に並列チャネルが提供される。並列可変幅チャネルは空きの内容で定義される（ストリームまたはパケット）。データなし記号はバイトごとの埋込み用に定義される。可変幅チャネルの容量割振りはブロック単位で修正され、リング待ち時間を見込んで遷移周期が定義される。容量の割振り計算は、１ブロック中に次のブロックに対して所定の規則に従って各発信局でローカルに実行される。帯域幅要件に関する情報は、計算に先だって特別の接続信号チャネルおよびメッセージ形式によって交換される。

Description

【発明の詳細な説明】ローカル通信システム本発明は、複数の局がリング型配列で接続されているローカル通信システムに関する。本発明は、新規のローカル通信システムと、このようなシステムで使用する局およびインターフェース構成要素を提供する。ソースデータ（ＣＤオーディオ、ＭＰＥＧビデオ、テレフォンオーディオなど）を低コストのファイバネットワークにおける制御メッセージと組み合わせるローカル通信システムがＤ２ＢＯｐｔｉｃａｌの形式で提案されている。詳細には、たとえばＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ＆ＣｏｎｔｒｏｌＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＬｉｍｉｔｅｄ，２ＯｃｃａｍＣｏｕｒｔ，ＯｃｃａｍＲｏａｄ，ＴｈｅＳｕｒｒｅｙＲｅｓｅａｒｃｈＰａｒｋ，Ｇｕｉｌｄｆｏｒｄ，Ｓｕｒｒｅｙ，ＧＵ２５ＹＱ（およびｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃａｎｄｃ．ｃｏ．ｕｋ）から入手可能な「ＣｏｎａｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＢｒｏｃｈｕｒｅ」および「ＣｏｎａｎＩＣＤａｔａＳｈｅｅｔ」を参照のこと。また、ＢｅｃｋｅｒＧｍｂＨのドイツ特許出願第１９５０３２０６．３号（９５Ｐ０３）、第１９５０３２０７．１号（９５Ｐ０４）、第１９５０３２０９．８号（９５Ｐ０５）、第１９５０３２１０．１号（９５Ｐ０６）、第９５０３２１２．８号（９５Ｐ０７）、第１９５０３２１３．６号（９５Ｐ０８）、第１９５０３２１４．４号（９５Ｐ０９）、および第１９５０３２１５．２号（９５Ｐ１０）も参照のこと。「Ｃｏｎａｎ」はＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ＆ＣｏｎｔｒｏｌＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＬｉｍｉｔｅｄの登録商標である。「Ｄ２Ｂ」はＰｈｉｌｉｐｓＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＮＶの登録商標である。第１の態様での本発明の目的は、既存のＤ２ＢＯｐｔｉｃａｌ製品および設計との適合性を維持しながらこのようなネットワークの容量を拡張し車両などで使用できる様にすることである。しかし本発明は、異なる構成要素が異なる速度で動作する可能性のあるＤ２ＢＯｐｔｉｃａｌ以外のシステムでも適用可能である。本発明の他の独立した態様は、固定速度または可変速度（fixed or variabera tes）のどちらで非同期データの転送（transport）を提供するかということに関する。異なる局間で可変速度データを搬送するための周知の提案は、ある一定のオーバヘッドをもたらし、また各接続の平滑さを低下させて、発信局（source）と宛先局（destination）におけるバッファリング要件（buffering requirement s）を増加させる、純粋にパケットベースのプロトコルを採用している。米国特許第５２５７２５９号（Ｔｓｕｒｕｍｉ／Ｙａｍａｈａ）では、たとえば様々な非同期接続用のパケットデータが回路交換ネットワーク上に確立された固定速度チャネルで効果的に搬送される。本発明の他の態様の目的は、一般にリング型でも他の型でもよく、同期式でも非同期式でもよく、広範囲にわたる分野で適用される、通信ネットワークの性能、柔軟性、または信頼性を様々に向上させることである。本発明の第１の態様によれば、リング型ネットワークを備えたローカル通信システムが開示され、このリングの第１セグメントのデータ速度はこのリングの第２セグメントのそれよりも速い。同期化はたとえば、ネットワークの両セグメントで同じフレーム周期を有するが、第１セグメントの各フレームの方がデータ量の多い標準フレーム構造（regu lar frame structure）を提供することによって維持される。リングの各セグメントが比較的データ速度の速いユーザ情報の１つまたは複数のチャネルと制御情報の１つまたは複数のチャネルとを搬送するネットワークでは、第１セグメントと第２セグメントとの間で制御情報のデータ速度は一定であるが、ユーザ情報のデータ速度は異なる。リングの周囲の発信局と宛先局（source and destination stations）の分布に応じて、第２セグメント内を流れるユーザ情報がネットワークの第１セグメント内を流れるそれの部分集合（subset）となることがある。ネットワークの第２のセグメントにある局はたとえば既存のＤ２ＢＯｐｔｉｃａｌプロトコルを実施できるので、既存の製品設計が活用できることを理解されよう。リングの第１セグメントにある局は、より速いデータ速度に適合した新規のトランシーバを採用することができる。ここに開示するトランシーバは、異なる速度で動作するネットワークの２つのセグメントのインターフェースをとるのに必要なユーザ情報のバッファリングおよび交換（switching）を提供することができる。ここに提案する実施例では、ネットワークの周囲の各セグメントでフレーム速度が一定であり、各フレーム内ではすべてのセグメントでメッセージチャネルの制御を形成するために同じビット数が予約される。したがって、制御フレームフォーマットはリングの周囲で連続している。他方、各フレームに含まれるユーザ情報（「ソースデータ」）のビット数はネットワークの第１セグメントの方が多く、光ファイバまたは他のチャネル内のビット速度は第２セグメントの方がはるかに速い。このため、より多くのデータ容量を提供するために新しいプロトコルや制御メッセージ用の通信管理ソフトウェアを開発する必要はなく、わずかな適応だけでより多様性のあるユーザ情報チャネルを制御できるようになる。第２の態様では、本発明は二地点間リンク（point-to-point links）を使用して局間でソースデータを搬送するローカル通信システムにおいて、エラー保護を改善することを目的とする。特に、それ自体がエラー保護コードによって保護されていないデータ内で、物理層上のノイズによるエラーが発生する場合がある。周知のＤ２Ｂネットワークでは、たとえばこうしたエラーはリングの周囲のすべての局に報告されないが、搬送されるオーディオサンプルや他のデータに影響を与えることがある。ここに開示する実施例では、本発明の第２の態様は、フレームのデータにエラーが検出され、そのデータをリング内の次の局に中継するときそのエラーが各局によって反復されることを示すために局が設定する、各フレーム（またはサブフレーム）内のエラー信号送出フラグを提供することで実施される。この実施例では、各フレームまたはサブフレームのソースデータフィールドを、リングの周囲にそれぞれ発信局と宛先局を有する様々なチャネルに割り当てることができる。エラーフラグフィールドをこれらのチャネルで共有して、オーバヘッドを減少させることができる。エラーを検出した局はエラーフラグを設定し、これがソースデータと共にリングの周囲を移動して各局での遅延を同じにする。エラーフラグを設定した局は、設定したフラグがリングを一周して戻ってくると、新しいエラーが検出されない限りこれをリセットする。これによって、各局で受け取られるソースデータ内のエラーの危険性を示す単純な機構が提供される。これは特定のチャネルにおけるエラーを決定的に示すものではなく、またさらにリングの周囲で２つ以上のエラーが発生するとこのフラグが誤って設定される場合もあるが、チャネル容量と回路構成の両方に関してこうしたエラーやオーバヘッドがさらに多く発生する危険性を少なくするので、この機構は価値のあるものになっている。本発明の第３の態様は、ネットワーク内のチャネルの一般的に同期的な性格を保持しながら、そのネットワーク内で非同期データの処理を提供する。（たとえば各フレームの特定フィールドを特定チャネルに割り振ることによる）同期チャネルの提供によって、一定の応用例ではバッファリング要件を少なくしオーバヘッドを減らすことに多大な利点をもたらすが、すべての応用例に適しているわけではない。本発明のこの第３の態様によれば、フロー信号チャネルはネットワークフレーム構造内で確立された１つまたは複数のチャネルに関してフロー信号送出（flow signalling）を行うために提供される。このフロー信号チャネル（flow signal ling channel）はフレーム（またはあればサブフレーム）レベルでデータと同期化することができる。フロー信号チャネルは、たとえば妥当性フラグ、パケット開始フラグまたは他の構造フラグ、および／または（宛先局からの）停止／継続などのフロー制御信号（バッファ満杯）を搬送する。フロー信号チャネルは、各フレームに予約された単数または複数のビットで確立することができる。一方、接続信号チャネルは一般にソースデータに使用できるフィールド内の諸要件に従って構築することができる。後者の場合、非同期接続がまったく不要であるかまたはそれほど多く必要でないときにネットワーク上のオーバヘッドを課さずに、信号送出用の帯域幅をより広くすることが可能である。接続信号チャネルのセットアップは、データ速度の遅い制御メッセージチャネルを介して制御することができ、これによって個々のソースデータ接続のセットアップを調整することもできる。リング型ネットワークでは、同じフロー信号チャネルが、発信局から宛先局へ送られる第１のフロー信号情報（たとえば妥当性信号）と、宛先局から発信局へ戻る第２のフロー信号情報（たとえば停止／継続信号）とを搬送することができる。フロー信号チャネルは、トランシーバ回路内で、または既存のトランシーバ（たとえばＣｏｎａｎトランシーバ）に基づいたアドオン回路構成によって実現することができる。フロー信号チャネルおよび／またはデータチャネルの待ち時間を制御できるようにするための機構を様々な局に設けることができる。本発明の第４の態様によれば、発信局と宛先局がリング型ネットワークを介してデータを交換する通信方法が提供され、このようなデータが１つまたは複数の介在局でのバッファリングに関する遅延を受け、当該遅延がネットワーク構成に依存し、宛先局は前記遅延を判定するための手段と、判定された遅延に従ってバッファ満杯状態より前に発信局へフロー制御信号を送信する手段とを含んでいる。このフロー制御信号は、宛先局と発信局との間の遅延を受けることもある。本発明の第５の態様によれば、発信局と宛先局がリング型ネットワークを介してデータを交換する通信方法が提供され、このようなデータが１つまたは複数の介在局のバッファ内で遅延を受け、宛先局がバッファ満杯状態のときに当該イベント内で発信局へフロー制御信号を送信する手段を含み、発信局はフロー制御信号の受信時にすでに送信済みデータを反復するように構成され、これによって、すでに送信済みであるが宛先局が受け入れていないデータは宛先局によって受け入れられるまでネットワーク周囲にある局のバッファ内を循環し続ける。このフロー制御信号は、宛先局と発信局との間で遅延を受けることがある。本発明の第６の態様によれば、共用ネットワーク媒体上の複数の所望の接続間で容量を割り振るための方法が提供され、ネットワークの局はネットワーク容量に関する要件を互いに通信し合い、それぞれの接続を確立する責任を負った各担当局は計算を実行して当該接続に一定の容量を割り振り、当該計算は接続間での容量の割振り（allocation）が矛盾しないようにすべてのこのような局によって共通の１組の規則を使って実行される。担当局は各接続の発信局でよい。それによって責任はネットワーク全体に分配され、割振りがローカルに、したがって迅速に実行できる。一実施例では、本発明の第６の態様は、複数の局が共用ネットワーク媒体を介してデータを交換するローカル通信システムにおいて複数の接続間で容量を割り振る方法を提供し、各接続がその接続の発信局として指定された第１の局から宛先接続として指定された少なくとも１つの第２の局にデータを搬送し、この方法は（ａ）各接続ごとに接続に必要な容量を示す接続信号送出メッセージを生成するステップと、（ｂ）複数の接続に関する接続信号送出メッセージを受け取るステップと、（ｃ）表示された必要な容量と使用可能な総容量に基づく計算によって、各接続に適した割振り容量を判定するステップと、（ｄ）判定された割振りを使用して所望の各接続を確立するステップとを含み、ステップ（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、各第１の局で所定の規則に従って独立して実行される。接続信号送出メッセージは、接続の発信局として指定された第１の局によって少なくとも部分的に生成され、かつ／またはその接続の宛先局として指定された第２の局によって少なくとも部分的に生成されることがある。たとえば発信局は、最高使用可能データ速度を示すことができる。他方、宛先局は所定の時間に対処できる最低および最高のデータ速度を認識している。一実施例では、接続信号送出メッセージは発信局によって生成され、宛先局によって変更され、計算に必要な情報を取得するために他の発信局によって読み取られる。ネットワークが一連の二地点間リンク（point-to-point links）を備えるリング型ネットワークである場合、この変更されたメッセージは発信局によって受け取られ、すべての担当局が必要な情報を確実に有するようにリングの周囲で反復される。交換される情報とその規則セットは、リングの一部で一定の接続が部分的に重なっている（overlap）かまたは重なっていないかを最適に考慮した容量を有するのに十分なほど包括的である。一方この規則は、潜在的な容量をある程度無視するように単純化することができ、情報の交換は時間上の考慮によって制限されることがある。たとえば、リングの一部で第１の接続と第２の接続が部分的に重なり、この第２の接続がリングの別の部分で第３の接続と部分的に重なっているときに、第１の接続の発信局が実行する計算は、第３の接続との部分的重なりによって生じる第２の接続に対する割振りに関する制約を考慮に入れることも入れないこともある。この割振りは、定期的にまたは新しい接続が確立されるか古い接続が削除される限り、その時々に変わることがある。接続信号送出メッセージは、交換される情報の量（接続数に関する）および割振りの確立または訂正に使用できる時間に応じて、専用チャネルまたは汎用制御メッセージチャネルを介して交換することができる。本発明の第７の態様によれば、各フレームの同じフィールドを複数フレームからなるブロック全体にわたって所定のチャネルに割り振り、このフィールドの割振りを複数フレームからなる連続する各ブロックのチャネルに適合させることによって、複数の可変速度チャネルが共通のフレーム構造で確立される。この割振りは、本発明の第６の態様によるか、中央制御装置のコマンドによるか、またはそれ以外の方法を使用して決定することができる。複数フレームからなる各ブロックは、速度制御周期（rate control period）またはソースデータブロックと呼ばれることがある。この目的のためのブロック構造は他のブロック構造から独立したものとすることができる。パケット構造は、所定の応用例に必要であれば各可変速度チャネル内に課することができる。にもかかわらずこの態様において本発明は、各チャネルのデータの一部が各フレームに達するようにするので、実質上発信局と宛先局でのバッファリング要件が緩和されている。本発明の第８の態様によれば、各フレームが固定数のソースデータフィールドを提供する標準フレーム構造によって可変速度チャネルでも固定速度チャネルでもソースデータを搬送するリング型ネットワークを備えるローカル通信システムが提供され、各フィールドを、接続の持続時間中に各フレームで同じフィールドを使用する固定速度チャネルの一部を形成するように動的に（dynamically）予約することが可能であり、その他の時間には関連する接続の有効期間中に幅が変化する可変速度チャネルの一部を形成するように割り振ることが可能であり、非ゼロ幅の複数の可変速度チャネルが確立されると各フレームは各チャネルに関するデータの少なくとも一部を搬送する。本発明の第９の態様によれば、共用データチャネル内に確立された複数の論理接続によって複数の局がリング型ネットワークを介してデータを交換する通信方法の実施例が開示され、各接続はその接続の発信局として指定された第１の局からその接続の宛先局として指定された少なくとも１つの第２の局へデータを搬送し、このようなデータは１つまたは複数の介在局でリング型ネットワークのフレームシーケンスに対して遅延を受け、この方法は、（ａ）連続した速度制御周期を定義するステップと、（ｂ）最初の速度制御周期の前に複数の各接続について最初のチャネル幅を判定し、当該最初のチャネル幅が対応する接続に最高データ速度を判定するステップと、（ｃ）前記最初の速度制御周期中に、判定された最初のチャネル幅に従って各接続に対してそれぞれのチャネルを確立するステップと、（ｄ）前記最初の速度制御周期中に、各接続に関するデータをそれぞれのチャネルを介して前記最高データ速度までの速度で伝送するステップと、（ｅ）次の速度制御周期の前に、複数の各接続について新しいチャネル幅を判定し、当該新しいチャネル幅が前記次の速度制御周期の対応する接続に対する新しい最高データ速度を判定するステップと、（ｆ）前記連続した速度制御周期の間、（ｂ）から（ｅ）のステップを繰り返すステップとを含み、前記遅延に対応する速度遷移周期が各速度制御周期の終わりに含まれており、ステップ（ｅ）で決定された新しいチャネル幅が最初のチャネル幅に対して狭くなった場合には、データはステップ（ｄ）において前記速度遷移周期中に前記新しい最高速度まで伝送される。第１０の態様で、本発明ではシステムのローカル通信が提供され、各フレームが固定数のデータフィールドを提供している標準フレーム構造を搬送する共用ネットワーク媒体を介して複数の局がデータを交換し、複数のチャネルにソースデータフィールドを割り振るための複数フレームからなるブロックが確立され、この割振りはブロックによって変更可能であって、容量の割振りを予約したい連続する各局が所定のブロック内にある第１フレームの使用していないフィールドにヘッダを配置し、このヘッダが発信側装置によってそのチャネルに予約されたフレーム当たりのフィールド数に基づいて直接または間接的に次の使用していないフィールドを示し、リングの周囲の連続する各発信局がそのヘッダを挿入して、各フレーム内で隣接するチャネルにフィールドが割り振られるように前記ヘッダが示す使用していないフィールド位置でブロックの持続時間に対するフィールドの割振りを予約する。本発明の第１１の態様によれば、複数の局が共用ネットワーク媒体を介してデータを交換するローカル通信システムが提供され、標準フレーム構造は各フレームが固定数のデータフィールドを提供し、複数フレームからなるブロックが複数の接続間にソースデータフィールドを割り振るために確立され、接続用の発信局として活動している各局は割り振られた数のフィールドを各フレーム内で予約し、各発信局はリング位置において最も遠い宛先局が発信局より前の接続に対するフィールド割振りを取り除く責任を負っている。この目的のために発信局は、各接続ごとに最終宛先局位置のテーブルを維持することがある。接続ＩＤ、発信局アドレス（source addressf）、および宛先局アドレスのテーブルは、接続が最初に確立されたときに受け取った制御メッセージから構築することができる。その場合接続ＩＤだけはリアルタイムでデータに付随している必要がある。本発明の第１２の態様によれば、複数の局が互いにアドレス指定されたメッセージフレームの交換によって通信を行うローカル通信システムにおいて、こうしたメッセージが共通チャネルにおいて容量を取得するために競争し、少なくとも１つの特定局におけるメッセージ受信バッファの占有を信号送出する方法が提供され、これによって、その局にメッセージを送信したい他の局は、その局の受信バッファの占有中に同じような実行を試みることがない。すべての可能な宛先局に対してバッファ占有を信号送出することによりネットワーク容量に受入れ不可能なオーバヘッドを構成してしまうことがあるが、多くの応用例では、メッセージの大部分が実際には特定の一局（コントロールセンタ、別のネットワークへのゲートウェイなど）に宛先指定されていることがわかっている。この特定局に対するバッファ占有の信号送出によって、他の局が多数の不良メッセージを送信してしまうことが避けられ、これによってバッファ占有信号送出に必要なオーバヘッドよりもかなり多くのネットワーク容量を解放する。そのため、この特定局以外の局へのメッセージがより速く送達できる。バッファ占有信号は、各メッセージフレームのアービトレーション・フィールド内または別の信号チャネル内で供給することができる。バッファ占有は一般に１つまたは複数の特別な局が、その局または他の局が生成したメッセージ外部のフィールドではなくそのメッセージ内の所定のフィールドを変更することによって信号送出することができる。システムの主局によってこのメッセージフレームが空きで生成されると、そのバッファ占有が信号送出される局が主局になることができる。これから本発明の実施例を、下記の添付図面に関連して、例としてのみ説明する。図１は、Ｄ２ＢＯｐｔｉｃａｌ（標準速）システムを実施する既知のローカル通信システムを概略ブロック形式で示す図である。図２は、図１のシステムに使用される制御およびソースデータのアーキテクチャを示す図である。図３は、統合インターフェースを有する局（station）を示す図である。図４は、図１のインターフェースモジュールの１つを概略的に示す図である。図５は、図１のシステムの装置の間で既知の標準速フォーマットに従って送信されるディジタル信号のフレーム構造を示す図である。図６は、図１のシステムの装置の間で既知の標準速フォーマットに従って送信されるディジタル信号のサブフレーム構造を示す図である。図７は、本発明による倍速ネットワークトランシーバの機能ブロック図である。図８は、図７のトランシーバを使用する新規の倍速フォーマットに従って送信されるディジタル信号のフレーム構造を示す図である。図９は、図８のシステムの第１サブフレームフォーマットを示す図である。図１０は、図８のシステムの第２サブフレームフォーマットを示す図である。図１１は、図１および図８のシステムに共通する制御フレームフォーマットを示す図である。図１２は、図７のトランシーバを使用して、異なるセグメントに異なるフォーマットを組み込んだリングネットワークの概略を示す図である。図１３および図１４は、図７のトランシーバのソースデータルーチングを示す図である。図１５は、図７のトランシーバを使用する妥当性信号送出およびフロー制御信号送出を示す図である。図１６および図１７は、それぞれ、ソース局（source staton）から宛先局（d estination station）へまたは宛先局からソース局へ送信されるフレーム内の妥当性／フロー制御ビットの提供を示す図である。図１８および図１９は、リングネットワークでのフロー制御信号送出の代替機構を示す図である。図２０ないし図２３は、ネットワークの固定速度チャネル（fixed-rate chann el）でのパケットデータの処理を示す図である。図２４は、倍速ネットワークの高データ速度モードでの妥当性信号送出およびフレームエラー信号送出を示す図である。図２５は、倍速ネットワークの標準速度モードでのソースデータエラー信号送出を示す図である。図２６は、倍速ネットワークの標準速度フレームでの妥当性信号送出の位置を示す図である。図２７は、図２６のフレーム構造の妥当性信号送出バイトのフォーマットを示す図である。図２８および図２９は、高速ネットワークの第１の例のフレーム構造を示す図である。図３０は、図２８および図２９の高速ネットワークフレーム構造を実施するネットワークトランシーバのブロック図である。図３１および図３２は、高速ネットワークの第２の例のフレーム構造を示す図である。図３３は、複数のビデオデータ信号の配布（distribution）のための高速ネットワークの応用を示す図である。図３４および図３５は、高速ネットワークの第３の例のフレーム構造を示す図である。図３６ないし図３８は、可変速度接続および固定速度接続（variable rate an d fixed rate connections）での第３の例のフレーム構造の分割を示す図である。図３９は、第３の例のネットワークでの可変接続ブロックの構造を示す図である。図４０は、第３の例のネットワークでのパケットデータのフォーマットを示す図である。図４１は、幅６バイトの可変接続ブロック内でのパケットデータ配布を示す図である。図４２は、高速ネットワークの第４の例のフレーム構造を示す図である。図４３および図４４は、高速ネットワークの第４の例の制御ロック構造および制御フレーム構造を示す図である。図４５は、高速ネットワークの第４の例のソースデータブロック構造を示す図である。図４６および図４７は、それぞれ、ネットワークの各セグメントでの転送のためのデータの符号化および復号を示す図である。図４８は、第４の例の高速ネットワークの可変速チャネルと固定速度チャネルの間のフレームデータの割振りを示す図である。図４９は、ネットワークのチャネルでのパディングの存在を示す図である。図５０は、ソースデータブロック内の可変速度接続と固定速度接続の構造を示す図である。図５１は、第４の例の高速ネットワークでの単一の可変接続ブロック内の構造を示す図である。図５２は、第４の例の高速ネットワークの、図３３の応用例に適用可能なフレームフォーマットを示す図である。図５３は、第４の例の高速ネットワークでの接続信号送出メッセージの構造を示す図である。図５４は、第４の例の高速ネットワークでのソースデータブロック間の推移期間の提供を示す図である。図５５は、第４の例の高速ネットワークでの速度割振り計算の例を示す図である。図５６および図５７は、第４の例の高速ネットワークでのフロー制御を示す図である。図５８は、第４の例の高速ネットワーク内の任意選択のパケット構造を示す図である。発明の背景「倍速」ネットワークシステムおよび「高速」ネットワークシステムの例を参照することによって、本発明の様々な態様を示す。Ｄ２ＢＯｐｔｉｃａｌシステム（本明細書では「標準速」と称する）を、背景として最初に簡単に説明する。図１に示された既知の（標準速）システムには、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）のステーション（またはノード）として接続された９つの音声関連またはビデオ関連の装置１０１ないし１０９が含まれる。もちろん、９つより多数または少数の装置を含めることができる。この例のシステムの装置は、制御および表示ユニット１０１、コンパクトディスクメモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）リーダ１０２、ラジオチューナ１０３、ＣＤチェンジャユニット１０４、オーディオパワーアンプ１０５、ファクシミリ送受信器ユニット（ＦＡＸ）１０６、ビデオ録画システム（ＶＣＲ／ＣＡＭＣＯＲＤＥＲ）１０７、ビデオチューナ１０８および電話機１０９である。制御および表示ユニット１０１の表示機能は、たとえば、ＣＤ−ＲＯＭによってメモリデバイスから読み取られた情報の表示および／またはチューナ１０８またはＶＣＲ１０７からのビデオ信号の表示を提供することができる。この既知のシステムのＬＡＮ相互接続には、９つの単一方向二地点間光ファイバリンク１１１、１１２などが含まれ、これらはインターフェースモジュール１２１などをリンクし、インターフェースモジュールのそれぞれは、構造的には実質的に同一であり、ノードのすべてがリングに接続されるようになっている。各光ファイバリンクは、下で詳細に説明する信号フレーム構造に従って、ディジタルオーディオ／ビデオ信号、ＣＤ−ＲＯＭデータおよび制御メッセージの組み合わせを運ぶ。制御／表示ユニット１０１などの指定されたステーション（以下ではシステムマスタと称する）は、２０〜５０ｋＨｚ（通常はＣＤサンプリング用として４４．１ｋＨｚ）のフレームサンプル速度でフレーム構造を連続的に生成する。ネットワーク上の１つのステーションが、電源投入時にシステムマスタとして働くように指定されるが、システムマスタの役割は、その後、たとえば障害状態などに、別のステーションに再割振りすることができる。ステーションの光ファイバリングへのインターフェースの実装を、図２に概略的に示す。リング１１９ないし１１１から、メディアアクセス制御（ＭＡＣ）／物理層３００（以下で詳細に説明する）が、メッセージ制御用の通信管理層３０２と共に、インターフェースモジュール１２１内に設けられる。通信管理層３０２は、アドレスの初期設定と検証を管理し、定義済みのタイミング規則に従う再送信によってメッセージの信頼性のある転送を保証する。制御メッセージ３０６に関するソースデータ３０４およびアプリケーションのプロトコルのデータハンドリングは、ステーションレベル１０１で実現され、アプリケーションプロトコルでは、通常は、装置／サブデバイスグルーピングとそのステーションの制御階層、製品間で交換される情報のフォーマット、装置／サブデバイスの挙動およびアプリケーションレベルのタイミングが定義される。インターフェースモジュール１２１は、たとえばＣｏｎａｎ社の集積回路または類似のネットワークトランシーバと関連制御ソフトウェアの形などで、物理的にステーション内におくことができることは簡単に理解されよう。図３からわかるように、インターフェースモジュール１２３Ａは、ラジオカセットプレーヤ１０３内の１機能として設けられ、ラジオカセットプレーヤは、アンプ３１０、チューナ３１２、テープ再生デッキ３１４、オーディオ／ビデオコントローラ（ＡＶＣ）３１６およびユーザ入出力３１８の諸機能も有する。これらの機能とその相互接続は、図示されておらず、本発明に直接の関係はない。これらの実装は、当業者には簡単に明白になる。図４は、ステーションを既知の光ファイバリングにリンクするインターフェースモジュール（この場合はノード１２１）の概略図である。ＬＡＮに接続されるすべてのステーションは、ソースデータ（ＳＤ０〜ＳＤ２までの３チャネルまで）および制御データ（ＣＴＲＬ）を生成および／または受信することができる。制御データは、量が少なく、バーストで到着し、ユーザ／イベント駆動（たとえばユーザの指示または状況変化）であるが、ソースデータは、連続的な大量のストリーム（たとえばオーディオ、圧縮ビデオ、ＣＤ−ＲＯＭデータ）である。既知のＤ２ＢＯｐｔｉｃａｌシステム（以下では「標準速」と称する）では、ソースデータと制御メッセージが、システムマスタによって生成されたフレーム内でネットワーク上をノードからノードへ転送される。フレームは、オーディオサンプリング周波数と同一の速度、通常はｆ_s＝４４．１ｋＨｚで循環する。フレームは、４８フレームのブロックにグループ化される。図５は、標準速フレームのそれぞれがどのようにして２つのサブフレーム（「左」と「右」）に分割されるかを示す図である。ｆ_s＝４４．１ｋＨｚでは、毎秒８８，２００サブフレームがある。左サブフレームは、必ずネットワークに送信される対のうちで最初のサブフレームになる。物理レベルでは、ビットは２相符号化を用いて転送される。ブロック、フレーム、サブフレームおよび制御フレームの間の関係を、図５に示す。図６に、各サブフレームに、トランシーバ内で８バイトフィールドとして扱われる６４ビットがどのように含まれるかを示す。フィールドには、プリアンブル、透過チャネル、６バイトのソースデータおよび、制御フレームとＳＰＤＩＦステータスビットを構成する８つの制御／ステータスビットが含まれる。様々なフィールドの意味は、後で倍速プロトコルに関連して詳細に説明する。それ以上の詳細も、上で参照したＣｏｎａｎＤａｔａＳｈｅｅｔ内で入手できる。倍速ネットワーク図７は、倍速プロトコルを実装する、提案されるトランシーバ集積回路をブロック形式で詳細に示す図である。しかし、このブロック図にはトランシーバの機能ユニットが図示されており、これらは多数の方法で実施できることを諒解されたい。たとえば、トランシーバ機能は、原理的にはハードウェアではなく、十分に強力なマイクロプロセッサのプログラミングによって完全にまたは実質的に実施することができる。この実装では、諸機能は、チップ上に記憶されたプログラムの制御の下で走行するＲＩＳＣプロセッサによって制御される特殊なハードウェアによって実施される。光ファイバから受け取った電気信号は、ネットワーク受信器ブロックによって検出され、復号され、バッファリングされる。同様に、ネットワーク送信器ブロックが、リングの次のセグメントへの光学送信器を駆動するために設けられる。したがって、あるステーションとリング内でそれに隣接するステーションの間のすべての通信は、効果的に、ピンＮＥＴＲＸおよびＮＥＴＴＸを介してシリアル形式で通過する。４つのポートＳＲ０〜ＳＲ３は、ネットワークを介する送信のためにシリアル形式のソースデータをトランシーバに供給するために設けられる。同様に、ソースデータ出力ＳＸ０〜ＳＸ３は、ネットワークから復元されたソースデータを問題の装置の様々な機能ユニットに供給するために設けられる。ネットワーク受信器とネットワーク送信器と様々なソースデータポートの間にあるソースデータルータによって、現在のステーションの内部およびネットワークを介するソースデータのルーチング（routing）を制御することができる。ネットワーク全体は、マスタ局（master station）のクロックおよび各ステーションのトランシーバ内で動作する位相ロックループ（ＰＬＬ）によって、ネットワーク自体およびソースデータ（アクティブの時）のサンプル速度と同期化される。具体的に言うと、リング上の各ステーションのＰＬＬは、ピンＲＸのネットワーク信号からシリアルデータクロックを回復し、その装置の制御のためおよびピンＴＸでの前方への送信のためのタイミング信号を生成する。マスタ局として機能するために、水晶発振器が設けられる。クロックマネージャには、回路全体の機能を異なるデータ速度に適合させ、装置内の他の構成要素に適したクロック信号を生成するのに適したカウンタおよびレジスタが含まれる。オーディオ同期ユニットは、ＣＤプレーヤ機構などの外部オーディオ信号処理回路にクロック信号を供給する。たとえば、ディジタルオーディオブロードキャスト（digital audio broadcast）を受信する場合には、オーディオ同期ユニットは、クロック信号を受け取って、ネットワーク全体のマスタクロックとして働く場合がある。速度制御（ＳＰＥＥＤ＿ＣＯＮ）ピンは、下で説明する形でＤ２ＢＯｐｔｉｃａｌネットワークとの互換性を提供するのに使用されるクロックマネージャへの入力を提供する。最後に、トランシーバ内の制御ユニットは、ネットワークトランシーバのマイクロプロセッサ制御のための様々なインターフェースを提供する。標準シリアルインターフェースＩ２Ｃ／ＳＰＩが、シリアル制御のために設けられる。新規のパラレルインターフェースは、パラレル制御機能および／またはソースデータ出力を提供する。制御ユニット内では、トランシーバ内の様々な機能およびオプションが制御され、通常の形で複数の専用レジスタを介して制御マイクロプロセッサ（図示せず）に報告される。制御ポートは、Ｐｌｕｓネットワークの透過チャネルへのアクセスを提供する。各ピンの機能を、下の表１で指定する。図を明瞭にするために、いくつかのピンは図面から省略されている。新しいトランシーバは、たとえばＣｏｎａｎＤ２ＢＯｐｔｉｃａｌインターフェースデバイス（Ｃ＆ＣＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ部品番号ＯＣＣ８００１）を中心に構成された既存の（標準速）Ｄ２ＢＯｐｔｉｃａｌ製品との相互通用性を可能にすると同時に、望むならばより高いデータ速度が可能になるように設計されている。Ｄ２ＢＯｐｔｉｃａｌと比較した新しい「倍速」トランシーバの主要な性能上の利点の比較リストを示す。・ソースデータ速度が、４．２３３６Ｍｂｐｓから９．８６７Ｍｂｐｓ（ソースデータの高データ速度モードを使用する場合には１０．５７Ｍｂｐｓ）に向上した。これは、もちろん「２倍」を多少超える。・各インターフェーストランシーバからアクセス可能なシリアルソースデータチャネルの数が、３から４に増大した。・Ｄ２ＢＯｐｔｉｃａｌ刻時機構および同期機構（ＰＬＬを使用するマスタ −スレーブ同期）が、追加接続なしで維持される。・新しいトランシーバは、制御データ用にＩ２Ｃ／ＳＰＩなどのシリアルインターフェースまたは標準マイクロプロセッサ８ビットパラレルインターフェースを選択できる能力を備え、シリアルまたはパラレルインターフェース用に合計４つのソースポート（ＳＲ０〜ＳＲ３）を備える。Ｉ２Ｃ制御ポートのデータ速度は４００ｋＨｚに向上し、ＳＰＩ制御ポートのデータ速度は２ＭＨｚに向上した。・Ｄ２ＢＯｐｔｉｃａｌのフレーム構造が維持されると同時に、ソースデータ容量が２倍になった。これらの特徴を備えた新しいトランシーバを用いると、図１２に示され、図１３および図１４に関連して後で説明するように、標準速（Ｄ２ＢＯｐｔｉｃａｌ）または新しい倍速トランシーバのいずれかに基づくノードを混合したネットワークを構成できるようになる。フレーム構造図８は、倍速ネットワークプロトコルのブロック、フレーム、サブフレームおよび制御フレームの間の関係を示す図である。Ｄ２ＢＯｐｔｉｃａｌシステムと同様に、ソースデータおよび制御メッセージは、ネットワーク上でシステムマスタとして指定された１つのステーションによって生成されるフレーム内でノードからノードへ転送される。フレームは、やはりシステムサンプリング周波数と同一の速度、通常はｆ_s＝４４．１ｋＨｚで循環する。フレームは、４８フレームのブロックにグループ化される。フレームは、やはり２つのサブフレーム（「左」と「右」）に分割される。ｆ_s＝４４．１ｋＨｚでは、毎秒８８，２００サブフレームがある。左サブフレームは、必ずネットワークに送信される対の最初のサブフレームになる。物理レベルでは、ビットは、やはり２相符号化を用いて転送される。主な相違は、各サブフレームに２倍のビット数（１２８）が含まれ、符号化周波数が約１１．２５ＭＨｚではなく２２．５ＭＨｚになっていることである。図９は、標準速度モードで動作するネットワーク（またはネットワークセグメント）の新しいサブフレーム構造を示す図である。各サブフレームには、トランシーバ内で１６バイトフィールドとして扱われる１２８ビットが含まれる。このフィールドには、プリアンブル、透過チャネル、１４バイトのソースデータ、制御フレームおよびＳＰＤＩＦステータスビットを構成する８ビットの制御／ステータスビットが含まれる。これらのフィールドの意味は、以下で説明する。図１０は、最大のソースデータ容量のための特殊な高速モードで動作するネットワーク（またはネットワークセグメント）の倍速サブフレーム構造を示す図である。各サブフレームにはやはり１２８ビットが含まれ、トランシーバ内では１６バイトフレームとして扱われる。フィールドには、プリアンブルの４ビット、１５バイトのソースデータ、２ビットの制御フレーム（ＣＦ）ビットおよびパリティビットが含まれる。ソースデータの余分のバイトは、４ビットの透過チャネルビットとＳＰＤＩＦステータスビットを除去することによって得られる。サブフレーム構造のフィールドは次の通りである。・プリアンブル：プリアンブルによって、ネットワーク受信器が同期化される。プリアンブルには、ＩＥＣ−９５８（ＳＰＤＩＦ）仕様で定義されたものと同一の３種類がある。これには、受信器が認識できる２相符号化違反が含まれる。３つの独自のプリアンブルによって、左、右およびブロックのサブフレームが識別される。左プリアンブルはフレームの先頭を識別し、ブロックプリアンブルはブロックの先頭を識別する。ブロックプリアンブルは、４８番目ごとの左プリアンブルと置換される。これによって、制御フレームデータが同期化されるブロック構造がもたらされる。・透過チャネル：４つのＴＣビットによって、追加のハードウェアまたはソフトウェアのオーバーヘッドなしで、独自の制御情報またはステータス情報のためのネットワーク上の４つのシリアルチャネルの転送が可能になる。これらのチャネルの使用は、システム設計者に委ねることができ、当該システム設計者はアプリケーション用の独自プロトコルを定義しなければならない。通常のアプリケーションには、ＲＳ２３２タイプのデータ、ＶＩＣＳデータ、ＧＳＭデータ、ＰＩＮカードデータなどの生の制御情報またはステータス情報の転送が含まれる。・ソースデータバイト：ソースデータバイトは、大量のリアルタイムディジタルソースデータを運ぶ。バイトは、柔軟に割り振ることができ、その結果、システム内の装置は、そのシステムにとって最も効率的な形でソースデータバイトを使用することができるようになる。バイトの割振りに使用される機構は、下の「ソースデータルーチング」という表題の節で説明する。これらのバイトでの非同期データ転送（asynchronous data transport）とフロー制御のための追加機構を設けることができる。・ステータスビット：ＳＰＤＩＦ（ＩＥＣ−９５８）チャネルが転送されつつある（トランシーバ回路のポートＳＲ０およびＳＸ０を使用して）場合、倍速サブフレームのＶ、ＵおよびＣの各ビットには、そのＳＰＤＩＦチャネルの妥当性、ユーザおよびチャネルステータスビットが含まれる。これらのビットの左右の規則は、左右のプリアンブルによって判定される。開始ブロックビットＳＢは、同期式ＳＰＤＩＦチャネルのブロック境界を識別し、１９２フレームのブロックのそれぞれの後にセットされる（転送中のＳＰＤＩＦ信号と同期する）。この同期化は、トランシーバチップによって自動的に実行される。パリティビットＰは、サブフレーム全体の偶数パリティを生成する。・制御ビット：制御ビットＣＦ０およびＣＦ１は、制御メッセージ（装置の制御用とステータス情報の送信用）を運ぶ。サブフレームごとに２ビットのＣＦビットがあり、制御フレームは１９２ビットの長さであり、したがって、完全な制御フレームを作成するには９６サブフレーム（左４８＋右４８）が必要である。制御フレームを図１１に示すが、これは、標準速Ｏｐｔｉｃａｌと倍速セグメントについて同一である。図１１からわかるように、制御フレームは９６サブフレームのブロックから組み立てられ、位置合せされる。すなわち、新しい制御フレームの最初の２ビットは、ブロックプリアンブルを有するサブフレームからとられ、後続のビット対は後続サブフレームからとられてと制御フレームが出来上がる。制御フレームは、Ｄ２ＢＯｐｔｉｃａｌの制御フレームと同一であり、これによって、ネットワークの標準速セグメントと倍速セグメントの間でシームレスに制御メッセージを渡せるようになっている。制御フレームのフィールドは次の通りである。・アービトレーションビット：これらは、制御フレームが空いているか、使用されているかを示す。トランシーバは、これらのビットを自動的に処理する。・宛先アドレス：これは、「０００」Ｈから「ＦＦＦ」Ｈの範囲の、メッセージの宛先の１２ビット装置アドレスである。送信側装置は、これを送信用メッセージ送信バッファに書き込む。特定のアドレスとアドレス範囲は、特別な意味を持つ。・ソースアドレス：これは、「０００」Ｈから「ＦＦＦ」Ｈの範囲の、メッセージの送信側の１２ビット装置アドレスである。受信側装置は、受信の後にメッセージ受信バッファからこれを読み取ることができる。特定のアドレスとアドレス範囲は、特別な意味を持つ。・メッセージタイプとメッセージ長：通常はメッセージのタイプ／長さを示すのに使用される２つの４ビットフィールド。これらのビットは、Ｃｏｎａｎによって透過的に転送される。・データ０からデータ１５：メッセージデータ。１６バイトのすべてが必ず転送される。メッセージ長は、通常は１６バイトのうちの何バイトがメッセージとして実際に有効であるかを示す。送信側装置は、送信用のメッセージ送信バッファにこれを書き込む。受信側装置は、受信の後にメッセージ受信バッファからこれを読み取ることができる。・ＣＲＣ：制御フレームがエラーなしで転送されたことを検証するのに使用される１６ビット巡回冗長検査値。ＣＲＣは、メッセージ送信時にＣｏｎａｎによって自動的に生成され、メッセージ受信時にＣｏｎａｎによって自動的に検査される。・ＡＣＫ／ＮＡＫ：成功裡のメッセージ送信を示す肯定応答と否定応答（各２ビット）。別々のＡＣＫフラグとＮＡＫフラグを使用することによって、本出願人の特許出願第ＧＢ−Ａ−２３０２２４３号に記載されているように、二地点間およびブロードキャストメッセージの信頼性のある転送が可能になる。これらのフラグは宛先装置（が存在するならば）によって自動的に書き込まれ、送出元装置によって読み取られる。・予約済：１０ビットが、将来の定義のために予約されている。トランシーバのパラレルインターフェース新規のトランシーバのパラレルインターフェース（ＰＩ）の主要な特徴は、次の通りである。８ビットデータバスが、外部マイクロプロセッサへの接続を提供する。２×３２バイトの内部バッファが、倍速ネットワークへの読み書きのために設けられる。倍速ネットワークの１５バイト毎フレーム転送モードを使用することによって、１０．５８４Ｍｂｐｓ（１．３２３Ｍｂｙｔｅｓ毎秒）（Ｆｓ＝４４．１ｋＨｚ）までの持続ソースデータ速度が可能である。パラレルインターフェースは、外部設定ピン（Ｐ＿Ｓ０、Ｐ＿Ｓ１）の制御の下で制御データ、ソースデータまたはその両方のために使用することができる。パケットベースのデータは、後で説明するようにソースデータチャネルに自動的に納められる。パケット開始信号Ｐ＿ＳＯ（出力）およびＰ＿ＳＩ（入力）が、それを必要とするアプリケーションのためにパケットデータ処理をサポートするために設けられる。ネットワーク「サンプリング」周波数（最大５０ｋＨｚ）に等しい一定の割込み速度を保証するために、２つの３２×８ビットオンチップＲＡＭ（図７の機能図には明示的に図示せず）を使用する。ＲＡＭの上位１６ワード（Ａ［７］＝１）には「右」サブフレームのソースデータが含まれ、下位１６ワードは「左」サブフレームに割り振られる。これらのメモリ区画のそれぞれは、さらに、標準速度モードで走行する場合にすべてのソースポート（ＳＰ０、ＳＰ１、ＳＰ２）に割り振られる４バイトのセルに分割される。高データ速度モードでは、バッファ全体がソースポート３に割り振られる。第１６バイト（アドレス０１１１１／１１１１１）は、パケットベースのデータと共に使用されるのみである。その場合、１６進数０ｘ００は、空のパケットスロット（サブフレーム）を示す。０ｘ０１（または、実際にはＬＳＢが１のすべての数）は、使用中のパケットスロットを識別する。どの時点でも、２つのＲＡＭのうち１つがトランシーバの内部のＲＩＳＣプロセッサをサービスするために割り当てられ、もう一方は、外部マイクロプロセッサ（図示せず）専用である。外部デバイスと内部プロセッサの両方が、フルクロスバ２×２スイッチによってこれらのメモリに直接アクセスすることができる。ＲＡＭは、割込みがアサートされた時に必ずスワップされる。この動作は、外部デバイスと内部プロセッサの両方に対して透過的である。外部マイクロプロセッサは、割り込み要求線、８ビット両方向データバスＤＡＴＡ（７：０）、４ビットアドレスバスＡＤＤＲ（３：０）および３つのレジスタＳＴＡＴＵＳ、ＡＤＤＲＥＳＳおよびＤＡＴＡを介してＰＩと通信する。パラレルインターフェースＰＩに関連するこれらのピンの要約については表１を参照されたい。ＡＤＤＲＥＳＳレジスタは、アクセスされる内部レジスタのアドレスを記憶するのに使用される。すべてのデータは、ＤＡＴＡレジスタを介して交換される。パラレルインターフェースの全般的な動作は、本発明に関連しないので、これ以上説明しない。ソースデータの処理（Souce Data Handling）チップのアプリケーション適応性を最大にするために、３つのシリアルソースデータポートが設けられる。これは、複数の内部ソースまたは宛先のためにソースデータを処理する必要がある製品が、１つのトランシーバチップだけを用いてそれを行えることを意味する。これらのソースデータポートは、装置への入力および出力の方向で、右揃えまたは左揃えの８ビット、１６ビット、２４ビットまたは３２ビットのソースデータを転送することができる。ソースデータポートは、ネットワークビットストリーム内のソースデータへのアクセスを提供する。データは、７つのシリアル入力（ＳＲ０からＳＲ３）と７つのシリアル出力（ＳＸ０からＳＸ３）を介してシリアルに、または、パラレルインターフェースを使用して入出力することができる。シリアルモードの時には、７つのポートのすべてが、共通のフレーム同期ＦＳＹとシリアルビットクロックＳＣＫを使用する。ＦＳＹとＳＣＫは、外部ハードウェアに応じて入力または出力のいずれかとして設定することができる。入力として設定された場合には、データソースはネットワークビットストリームの周波数に同期するために（必ずしも同位相である必要はない）ＲＭＣＫによって刻時されなければならない。ソースデータポートをＳＰＤＩＦ（ＳＲ０／ＳＸ０）とすることのできる特殊なモードが設けられる。ソースデータポート制御レジスタの制御ビットを用いて、様々なソースデータフォーマットを選択することができる。Ｃｏｎａｎインターフェース回路と同様に、本発明のトランシーバは、様々なソースデータポートとＤ２ＢＯｐｔｉｃａｌまたは倍速フレームのソースデータフィールド内のバイトとの間の接続を判定するルーチング情報テーブル（ＲＩＴ）を維持する。図１３は、トランシーバがＤ２ＢＯｐｔｉｃａｌフォーマット（１１．２８９６Ｍｂｐｓ）で送信し、倍速フォーマット（２２．５７９２Ｍｂｐｓ）で受信している場合のルーチング情報テーブルを介するルーチングの例を示す図である。図を明瞭にするために、すべてではなく一部のアクティブな接続を矢印で示す。図１４は、トランシーバが標準速（Ｄ２ＢＯｐｔｉｃａｌ）セグメントから受信し、倍速セグメントに送信している時の、逆の状況でのルーチングの例を示す図である。やはり、図を明瞭にするために一部の接続が矢印で示されている。ＲＩＴは「出力」側の各バイトフィールドに対応する項目を有し、これに、ネットワークに送信されるフレームのバイト数と、トランシーバのポートＳＸ０〜ＳＸ２からネットワークステーション内に出力される同一のバイト数が含まれることがわかる。ＲＩＴの各項目に記憶された値は、出力のためのデータのソースを識別するためのインデックスとして働き、当該ソースは、着信ネットワークセグメントのバイトフィールドか、ソースデータポートＳＲ０〜ＳＲ２のうちの１つからのバイトフィールドとすることができる。図１３の例では、２つの１６ビットステレオ信号がポートＳＲ０およびＳＲ１でトランシーバに入力され、ネットワークサブフレームのバイトＤ１〜Ｄ４（左）およびＤ９〜Ｄ１２（右）のＤ２ＢＯｐｔｉｃａｌネットワークセグメントに出力される。４つの他のバイト幅のチャネルは、着信ネットワークセグメントから後続セグメントのバイトＤ０、Ｄ７、Ｄ８およびＤ１５へそのまま渡される。２つの１６ビットステレオチャネルは、着信ネットワーク信号から取り出され、トランシーバポートＳＸ０から出力される。ソースデータは、必ず各バイトのＭＳＢが先の順序で送受信される。非同期データ転送非同期データとは、その送達（delivery）の速度がＤ２ＢＯｐｔｉｃａｌによって提供される転送とフレームレベルで一致しないデータである。この状況は、以下の事例があてはまる。・ソースが連続出力を供給できない場合・ソース出力が使用可能な最も近いＤ２ＢＯｐｔｉｃａｌ転送速度（バイト毎フレーム×フレーム速度から計算される）と一致しない場合・データの受信器での消費速度が変化するため表２に、倍速ネットワークでのデータ転送の様々な方法と、それと共に使用可能なデータ速度を示す。システムは、４４．１ｋＨｚのフレーム速度で動作していると仮定する。「ｂｐｓ」はビット毎秒を意味する。制御メッセージは、定義済みのデータ転送プロトコルを使用して、非リアルタイムデータの転送をサポートすることができる。送信されるデータは、制御メッセージフレームにセグメント化され、送信の後に受信器内で再構成される。４４．１ｋＨｚのフレーム速度では、制御メッセージチャネルのデータ容量は（４４１００×４×１６×８×１９２＝）１１７００ビット／秒である。しかし、メッセージ送信の間の１０ミリ秒の最小間隔のために、使用可能な速度は〜１１再送信になる（データの受信器は、Ｔ_serve＝２５ミリ秒以内にトランシーバの受信器バッファをクリアできなければならない）。データ速度のもう１つの制限はフレーミングオーバヘッド（２５％）から生じ、〜８ｋｂｐｓまでの転送速度になる。制御メッセージチャネルは、データのフレームを送達する時間が下記に伴って変化する非同期チャネルであるから、リアルタイムデータの転送には適さないことにも留意されたい。・アービトレーション時間（使用していない制御メッセージフレームを見つけるのに要する時間）。これは、現在のバス負荷に依存し、数ミリ秒程度になる。・受信器がメッセージを受信するのに要する時間。これは、受信器がそのＲｘを読み取る速さと、その同一の装置に現在メッセージを送信している他の装置の数に依存する。受信器がビジーである間に、単一のフレームが約３５０ミリ秒まで遅延される可能性がある（それを超えると、そのフレームを再送信しようとする試みは行われなくなる）。シリアルソースデータポートが使用される、既知の標準速または倍速のネットワーク応用例に適用できる、非同期データ処理のための汎用機構をこれから説明する。非同期データストリームは、ヌルデータ（パディング）の挿入によってネットワーク上の同期式の流れに合わせることができる。その前提条件は次の通りである。・非同期データの速度が、Ｄ２ＢＯｐｔｉｃａｌによって提供される速度より低い（この速度を越えるピークは、ソース装置でのバッファリングによって吸収されなければならない）。・受信器が必要なデータを検出でき、パディングから分離できる。パディングの挿入のための２つの機構を説明する。１．ソースデータ接続のバイトストリーム内で、サブフレームレベルで、フラグ（ソースによって生成される）によって、そのサブフレーム内の指定された接続のバイトに有用なデータまたはパディングが含まれることが示される場合。２．パケット化されたデータストリーム内で、パケットがヌル（完全に空）かまたは部分的に満たされているかのいずれかであり得る場合。この場合、宛先はパケットヘッダ内の情報を使用して、パディングからデータを分離することができる。バイトストリームのフロー制御図１５に示されたこの機構は比較的単純であり、ソースと宛先のＣｏｎａｎトランシーバに接続された単純なハードウェアを用いて実施することもできる。各接続には、通常の形でサブフレーム内の複数のソースデータチャネルが割り振られる。しかし、その接続がセットアップされるのと同時に、妥当性／フロー制御ビットがサブフレームのうちの１つのソースデータバイト内で予約される。このビットは、この接続のみと共に使用するために割り振られ、Ｖａｌｉｄｉｔｙ（妥当性、送信側から受信器へ）またはＲｅｃｅｉｖｅｒＢｕｆｆｅｒＦｕｌｌ（受信器バッファ満杯、受信器から送信側へ）を信号送出（signal）するのに使用される。各リングセグメントは物理的に他のセグメントから独立なので、同一のビットを両方の機能に（リングの異なる部分で）使用することができることに留意されたい。図１６を参照すると、ソース（source）によってこのビットに「１」がセットされている時には、これは、このサブフレーム内で接続に割り振られたバイトが有効なデータを運んでいることを示す。「０」は、そのバイトが有効なデータを運んでおらず、受信器（宛先）が無視してよいことを示す。これらのバイトは、これ以外には未使用のこの容量を利用できる非リアルタイム信号の場合に使用できることに留意されたい。この、他の信号は、接続セットアップ時に識別される必要がある。図１７を参照すると、宛先によってこのビットに「１」がセットされた時には、これは、宛先の受信器バッファ（reciever buffer）が現在満杯であることを示す。このビットに「０」がセットされた時には、これは、宛先の受信器バッファが現在、少なくとも１サブフレーム以内で送達される（接続セットアップ時に固定される）バイト数の空間を有することを示す。リングを介する送信の過程にすでに入っているフレームの数に関して、許容量を定めなければならない。これは、たとえば半分満杯の警告によって満杯表示が置換され、その結果、送信中のバイトのための容量が残されるようにすることを意味する。送信中のバイト数は、（その接続の）フレーム当たりに使用される数と、ソース装置と宛先装置の間でソースデータバイパスを開いている装置の数とに依存する。これに対して、フロー制御フラグを受信しているソースでの遅延を追加する必要があり、これは、その宛先とそのソースの間でソースデータを開いている装置の数に依存する。総合待ち時間（バイト単位）：Ｌ＝（ソースの数×２）×フレーム当たりのバイト数、ただし、システムマスタは必ずソースとしてカウントされる。この待ち時間は、システム起動時にＤ２ＢＯｐｔｉｃａｌフレームのソースデータフィールドに認識可能なマーカを置き、送信側装置によってそれが受信される前のフレーム遅延の数を観察することによって判定できる。この総合フレーム遅延は、その後、制御メッセージを介して他のすべての装置に報告することができる。これを、図１８の例に示す。宛先局Ｄは一連のデータバイトＤ００などをソースＳから受信する。リング内の他のソースＳ＋１、Ｓ−２およびＳ−１は、この図に示されているように、その受信バッファと送信バッファを介して待ち時間を導入する。ステーションＤはソースデータに関してはスレーブ局（slave statio n）のみであり、待ち時間を導入しない。総合待ち時間は、ソースデータに関しては８フレームになることがわかる。図１８に示された状態では、宛先Ｄは、データＤ０１７が到着する時までにその受信バッファが満杯になることを予想した。したがって、８フレーム前（データＤ０１０を受信した時）に宛先Ｄはフロー制御ビットフィールドで停止信号をアサートし、そのようなよいフィールドで停止信号を維持した。これは、データフィールドＤ０１８などの代わりに検出され、ソースＳは関連するフレームにヌルデータ（たとえば０）を挿入した。図１９に示された代替機構では、宛先Ｄはリングの既知の待ち時間に鑑みてバッファ満杯状態を予想する必要がない。その代わりに、すべてのソース局（so urce station）の受信バッファと送信バッファが、Ｄが受け入れることのできないデータのための保持バッファとして使用される。これには、すべてのセグメントを介する接続を確立する必要があることに留意されたい。（図１８では、関連ソースデータフィールドを、ステーションＳ−２とステーションＳの間の他の接続のために使用することができる。）図１９に示された状態では、データパケットＤ０００〜Ｄ０１０はソース局Ｓによって送信されている。宛先Ｄは、データＤ００３を受信した後にバッファ満杯状態を認識した。その時点になって初めて、停止フラグはＤ００４を運ぶフレームと後続フレームでアサートされている。ソースＳは、停止信号を検出した際に後続フレームで単純にデータＤ００４などを繰り返し、停止フラグを検出した際に宛先Ｄは、データＤ００４を認識し、待ち時間を検出することができる。バッファが再び空いた時にデータＤ００４などを受け入れ、停止フラグをクリアする。パケットフレーミング図２０および図２１を参照すると、上で説明した単純な妥当性／フロー制御機構に加えて、サブフレーム内の余分のビットを使用して、そのサブフレームにパケットの先頭が含まれるかどうかを示すことができる。「１」がセットされている場合、そのサブフレームにパケットの先頭が含まれ、その場合には、そのパケットは、そのサブフレーム内の最初のバイト（割り振られたバイトの）から始まる。このビットはデータの送信側によってセットされ、受信側によって読み取られる。図７の倍速ネットワークトランシーバは、ネットワークを介するパケット転送をサポートする。ソース局内のデータソースはパラレルポートを介してデータを送出側トランシーバに供給し、ピンＰ＿ＳＩを介して各パケットの先頭を示す。宛先局内の宛先は、Ｐ＿ＳＯピンを介して示されるパケットの先頭と共に、そのパラレルポートを介して受信側トランシーバからパケットを取り出すことができる。図２２からわかるように、妥当性（Validity）ビットとパケットの先頭（Star t of Packet）ビットは、下に示されるようにＶＵＣ（Ｓ／ＰＤＩＦ）ビットの後で、交番するサブフレームで１ビットを割り振られる。妥当性フラグ（Ｖｄ）は、非同期接続のソースデータ（そのフレームに含まれる）が有効である時に「１」をセットされる。有効性フラグに「０」がセットされる時には、そのデータは無効である。パケットの先頭（Ｓｐ）に「１」がセットされるのは、非同期接続の新しいパケットの先頭（そのフレームに含まれる）が左サブフレームで発生した時である。妥当性フラグに「０」がセットされている時には、そのデータは既存パケットの継続である。図２３からわかるように、パケットレベルでは、ヌルパケットまたは部分的に書き込まれたパケットを挿入することによってデータ送達の速度を調整できる。これらのデータフロー削減機構は、ソースが供給すべきデータを十分に有しない（空の送信バッファ）場合か、受信器のバッファが（ほぼ）満杯であり、したがって、これ以上データを受け入れることができないことを受信器がソースに通知した場合のいずれかに使用することができる。受信器バッファが（ほぼ）満杯の時には、受信器は上で説明した（バイトストリームフロー制御）ものなどの専用フロー制御ビットを介するか、接続信号送出メッセージ（Connecton Signalling message）を介してこれを信号送出することができる。高データ速度モードでの非同期データ転送もう一度図１０を参照すると、高データ速度モードでの最大データ速度を可能にするためには、ソースデータバイトフィールド内の妥当性信号送出用の空間は許容されない。さらに、データフィールド区域の外部には、各サブフレームの最終ニブルで１つの信号送出ビットだけが使用可能である（図１０の＊）。図２４は、倍速ネットワークの高データ速度モードでの、このビットフィールドの割振りの方法を示す図である。左サブフレーム（図２４の（ａ））では、ＦｒａｍｅＯｃｃｕｐｉｅｄ（フレーム占有）フラグＶｄが存在し、これによって、ソースデータ接続のソース局は、フレーム全体に有効なデータが含まれるかどうかをシグナルして、１フレーム（３０バイト）の単位での非同期データのパディングを可能にする。右サブフレーム（図２４の（ｂ））ではＦｒａｍｅＥｒｒｏｒ（フレームエラー）フラグＦｅが存在し、これは、サブフレームエラーフラグＳｅと同一の形でステーションによってセットまたはリセットされるが、１つのサブフレームだけではなく、フレームのソースデータ全体でのエラーの危険性をシグナルする。エラー保護次の節では、図９に示されたサブフレームの各フィールドでの２相符号化エラーの影響と、必要な場合にエラーに対する保護のために行われる処置を説明する。・プリアンブル：このフィールドのエラーは、受信器がフレーム／ＣＦブロックの先頭を認識する能力に影響する。エラーの影響は、トランシーバによって前に受信したプリアンブルからのビット期間をカウントすることによって、単一の誤ったプリアンブルを無視することによって軽減される。・フレームの別の部分のビットエラーが誤ったプリアンブルを形成する可能性もあるが、これは、トランシーバによってロックを確立した後に、期待されるタイムウィンドウ中だけプリアンブルを探すことによって回避される。・制御メッセージフィールド：各制御メッセージは、１６ビットのＣＲＣを用いて保護されている。したがって、制御メッセージのエラーは受信側装置によって検出できる。受信側装置は、制御メッセージエラーを検出した時にＮＡＫビットをセットして、そのメッセージの送信側に通知し、そのメッセージを処分する。・Ｓ／ＰＤＩＦビット（ＶＵＣおよびＳＢ）：Ｖ（妥当性）ビットのエラーは、Ｓ／ＰＤＩＦソースデータ接続の宛先に関する問題を引き起こす可能性があり、宛先が受信したソースデータを誤って解釈する可能性がある。たとえば、妥当性ビットが無効に変化した場合には、オーディオアンプのディジタル−アナログ変換器がミュートされる原因になる。・ユーザビット（Ｕ）のエラーの影響は、アプリケーションの機能である。・チャネルステータス（Ｃ）は１９２ビットのブロックに編成され、そのそれぞれが８ビットのＣＲＣを用いて保護される。・ＳＢビットのエラーはチャネルステータスビットおよびユーザビットの位置ずれを引き起こし、おそらくは、次のブロックの有効な先頭までのこれらのデータのすべての消失をもたらす。各サブフレームは、フレームを受信するすべての装置が前のノードからの送信中にエラーが発生したかどうかを検査するためのパリティビットＰを用いて保護される。パリティエラーを検出したノードは、影響を受けるサブフレーム内のソースデータまたは透過チャネルデータに依存してはならない。というのは、エラーがこれらに影響している可能性があるからである。しかし、パリティビットはリングの各ノードで新たに生成され、したがって、そのエラーに関する情報はリングに沿って伝播されない。ソースデータのエラー保護倍速ネットワークには２種類のソースデータ接続がある。・同期接続：これらは、各フレーム内で接続に割り振られたバイトの全容量（ full capacity）を使用する接続である。・非同期接続：これらは、各フレーム内で接続に割り振られたバイトの容量の一部を使用する接続である。このような接続は、ネットワーク上の２つの装置の間の「ＤＭＡ」データ転送をサポートするのに使用したり、フレーム速度より低いサンプル速度のオーディオソースに単純に適合するのに使用することができる。ソースデータ接続内で転送されるソースデータのエラーの影響は、アプリケーションに依存する。たとえば、ＰＣＭオーディオ接続のビットエラーは、聞き取ることのできるクリック音をもたらす可能性がある。リングの特定のセグメントでビットエラーが発生する確率は、光ファイバトランシーバ（ＦＯＴ）装置（または電気ケーブルのノイズ感受性）に依存する。以下の数字があてはまると仮定する。あるセグメントでのビットエラーの確率＜１０^-9 ビット毎フレーム２５６ビット毎サブフレーム１２８バイト毎フレーム３２フレーム毎秒４４１００接続がｎセグメントにまたがり、各フレームのｘバイトを占有すると仮定すると、リングのこれらのセグメントのうちのいずれかでビットエラーが発生する確率（最悪条件）は、おおよそ（ｘ／３２）×ｎ×１０^-9 である。８バイト毎フレームが割り振られ（たとえば倍速ＣＤ−ＲＯＭのデータ）、５ノードにまたがる（４セグメントを通過する）接続の例を検討する。この接続に影響するビットエラーの確率（最悪条件）は、おおよそ（８／３２）×４×１０^-9＝１０^-9 である。（４４１００×８×８＝）２．８２Ｍｂｉｔｓ／ｓｅｃのビット速度（この接続の）では、この接続に影響する単一のビットエラーは、（１／（１０^-9×２．８２×１０⁶）＝）３５４秒に１回発生する可能性がある。このようなエラーに対する保護のために、開示される倍速ネットワークはある度合の保護を提供する。理想的には、保護の手段は各ソースデータ接続に別々に適用されるが、これは実装コストが相対的に高い。ここで単純なアプローチを考案して、特定のフレームまたはサブフレーム内のソースデータにエラーがある可能性があることを影響を受ける装置のそれぞれに警告する。この目的のために、サブフレームでのエラーの警告を与えるＳｕｂｆｒａｍｅＥｒｒｏｒフラグが定義された。図２５は、ＳｕｂｆｒａｍｅＥｒｒｏｒフラグＳｅ（左右両方のサブフレーム）を含むように変更されたＳｕｂｆｒａｍｅＥｒｒｏｒフラグ（図９）を含むように変更された標準速度サブフレーム（図９）を示す図である。図９の「＊」印のフィールドでＳｕｂｆｒａｍｅＥｒｒｏｒフラグＳｅは、Ｓｅに「１」がセットされたサブフレームを受信するまでは、各サブフレームが生成される時にデフォルトで「０」がセットされる。マスタとスレーブは、Ｓｅビットの受信した値を単純に渡す。このシステムの装置のどれかがサブフレームの受信中に２相エラーを検出した時には、その装置は当該エラーフラグに「１」をセットしなければならない。このエラーフラグはソースデータと同一の遅延対象となり、したがって、Ｓｅフラグに「１」がセットされた装置に達するまでこのサブフレームと共に存在する。そのサブフレームがもう一度この装置に達した時に、その装置は、そのサブフレームの受信中に別のエラーを検出しなければＳｅを「０」にリセットする。したがって、Ｓｅに「１」をセットした装置は、受信する後続サブフレームのうちで最初の、Ｓｅに「１」がセットされているサブフレームのＳｅを「０」にリセットしなければならない。この状況を除いて、装置はＳｅの値を変更することを許可されない。すべての装置は、受信中のソースデータにエラーの危険性があることの表示としてＳｅの値を使用することができる。Ｓｅフラグのエラーに対する保護が存在しないことに留意されたい。このビットのエラーの結果は、下記のいずれかになる。・宛先が警告なし（非常に低い危険性）で誤ったソースデータに遭遇するか、・宛先が付随するサブフレーム内のソースデータに誤りがある可能性に関する誤った警告を受ける（これが発生する可能性が高い）。接続がｎセグメントにまたがる場合、リングのこれらのセグメントのいずれかでＳｅに影響するビットエラーが発生する確率は、おおむね＜（１／１２８）×ｎ×１０^-9 である。５ノードにまたがる、すなわち４セグメントを通過する接続の例を検討する。この接続がまたぐセグメント内でＳｅに影響するビットエラーの確率（最悪条件）は、（１／１２８）×８×１０^-9＝（１／１６）×１０^-9 である。Ｓｅビットは、（４４１００×２＝）８８．２ｋｂｉｔｓ／ｓｅｃの割合で発生し、またがれるセグメントでＳｅに影響する単一のビットエラーは、（１／（（１／１６）×１０^-9×８．８２×１０⁴）＝）１８１４０５秒（約５０時間）に１回発生する可能性が高い。図１５ないし図２２に関連して上で説明したように、妥当性信号送出ビットは非同期データ転送を達成するためにソースデータと並列に送信することができる。新規のトランシーバは、下の形で妥当性ビットのエラー保護を実施する。標準速度モードでは、倍速リングのあるセグメントの別々の非同期ソースデータ接続の数が、単一のバイト妥当性信号送出接続の場合に４つに制限される。これらのソースデータ接続は非同期データストリームを運ぶので、時々パディングを含む可能性がある。すでに述べたように、パディング（無効なデータではなく）の存在はセットアップ時に非同期接続のそれぞれに割り振られる妥当性フラグを介して示される。リングに非同期接続が存在しない場合には、妥当性フラグを含むバイトは倍速ネットワークフレーム内で占有されない。少なくとも１つの非同期接続が存在する場合、右サブフレームの最終バイト（図９のデータ１３）は、接続の一部を形成するセグメントのそれぞれで妥当性フラグのために予約される。図２６では、Ｌは左サブフレーム、Ｒは右サブフレームを示すのに使用され、Ｖは、制御＆ステータスフィールド（図９）のＳＰＤＩＦＶビットから区別される妥当性バイトを表すのに使用されている。このバイトでは４つの妥当性フラグが設けら、４つまでの非同期接続がリングのセグメント内に存在できるようにしている。妥当性フラグは宛先トランシーバによって自動的に抽出され、それぞれの接続に近い出力ポートＳＸ０〜ＳＸ３を介する出力のイネーブルまたは抑止に使用される。この様に、非同期通信は、データを使用しつつある外部装置（および、たとえばアンプ）に必要なバッファリングが最小限の状態でトランシーバによって提供される。この例では、フロー制御、すなわち宛先がデータ送達を調節できることが必要である場合に、そのための機構を提供するのはアプリケーションの責任であることに留意されたい。このエラーの可能な影響の例として、図２６に示されたネットワークを介してＣＤ−ＲＯＭからナビゲーションデータベースが読み取られると仮定する。ビットエラーのために、あるフレーム内で割り振られたバイトがパディングとしてマークされる（実際にはデータであるのに）と仮定する。このデータベースが、レコードの大きなアレイからなると仮定すると、エラーの影響はレコードからのフィールドまたはフィールドの一部の消失である。宛先は、このエラーに気付かないので受信したデータを誤って位置合せし、たとえばマップ参照のための電話番号を誤る。この問題を回避するために、図２７に示されるように１バイト内の４つのフラグの組に妥当性フラグをグループ化する。（７、４）ハミングコードの使用によって、４つの妥当性フラグのいずれかに影響するビットエラーの検出と訂正の両方が可能になる。この図に示された妥当性信号送出バイトではＲが予約ビットであり、Ｖ１ないしＶ４がそれぞれの接続の妥当性フラグであり、Ｐがエラー保護のために追加されたビットである。訂正不能なエラーが発生するのは、複数の妥当性フラグがエラーになった時である。これは、発生の可能性が極端に低い。説明した「倍速」システムは様々な新規の有用な特徴を有するが、本発明の様々な態様は、本明細書で説明する特定の例に制限されるものではないことを諒解されたい。高速ネットワーク−序論これまで説明してきた「倍速」ネットワークは、標準速Ｄ２ＢＯｐｔｉｃａｌネットワークとの比較においてソースデータ容量を実質的に増大させるものであったが、以下に説明する例では、容量をさらに増大させる高速または「ＨＳ」ネットワークプロトコルをとり上げる。このようなネットワークは、従来のＣＤ、オーディオなどに加え、ＭＰＥＧオーディオ、ＭＰＥＧ２ビデオ、ディジタルオーディオブロードキャスト（ＤＡＢ）、ディジタルバーサタイルディスク（ＤＶＣ）データなどの複数の高ビット伝送速度マルチメディアアプリケーションに対してその機能を提供するものである。ユーザがＨＳネットワークに求めるものは、大きく分けてコネクション型同期データ転送、および非同期または可変速度データ転送である。このネットワークは、１６から５０ｋＨｚの範囲のフレーム速度でデータを伝送する。現在予想される具体的なフレーム速度は、ＣＤ互換４４．１ｋＨｚ，ＤＡＢ／ＤＶＤオーディオ４８ｋＨｚ、テレフォニーオーディオ１６ｋＨｚである。また、ＤＶＤシステムでは最大１７ＧＢｙｔｅの記憶装置が提供されることを指摘しておく（ＣＤの６８０ＭＢｙｔｅと比較されたい）。ＤＶＤからのインタラクティブビデオには制御情報の交換が必要である。ＭＰＥＧ２に対応する一般的な画像解像度は３０ｆｐｓで７２０×４８０画素であり、全て最大９．８ｍｂｐｓである。オーディオは、ＤｏｌｂｙＡＣ３でサンプルレート４８ｋＨｚ、最大レート４４８ｋｂｐｓの場合は５．１、またはＭＰＥＧ２で７．１（サンプルレート４８ｋＨｚ、９１２ｋｂｐｓ）である。ＤＶＤのデータ速度は、内容によって異なるが平均４．６９Ｍｂｐｓである。１０．０８Ｍｂｐｓのピーク情報速度は可能であるが、しかし、１１．０８Ｍｂｐｓのピークシステムレイヤ速度は不可能である。ＤＶＤシステムでは最大１７ＧＢｙｔｅの記憶装置が提供されることを指摘しておく（ＣＤの６８０ＭＢｙｔｅと比較されたい）。ＤＶＤからのインタラクティブビデオには制御情報の交換が必要である。ＭＰＥＧ２に対応する一般的な画像解像度は３０ｆｐｓで７２０×４８０画素であり、全て最大９．８ｍｂｐｓである。オーディオは、ＤｏｌｂｙＡＣ３でサンプルレート４８ｋＨｚ、最大レート４４８ｋｂｐｓの場合は５．１、またはＭＰＥＧ２で７．１（サンプルレート４８ｋＨｚ、９１２ｋｂｐｓ！）である。ＤＶＤのデータ速度は、内容によって異なるが平均４．６９Ｍｂｐｓである。１０．０８Ｍｂｐｓのピーク情報速度は可能であるが、１１．０８Ｍｂｐｓのピークシステムレイヤ速度はは不可能である。ＤＶＤ規格には、オーディオデータストリームのＩＥＣ９５８（ＳＰＤＩＦ）接続へのマッピングも規定されている。これらの新しいデータタイプの特徴の１つは可変ビット伝送速度である。従来技術では、様々な接続間の容量の公正な共用が可能なトークンリング、またはその他の多重化プロトコルを用いたパケット構造の採用が単に提案されている。これによって、公正かつ柔軟な容量の割振りが可能となるが、例えばオーディオデータなどのデータの、その出力での安定した流れを保証するために、送信元（so urce）および宛先局の内部でのバッファリングの必要性が増大する。さらに、全てのタイプのデータにパケット構造を適用すると不必要なオーバヘッドが生じる。非同期のパケット交換データと回路交換データを「ハイブリッド」ネットワーク内で結合することが、例えば米国特許第５２５７２５９号で提案されている。しかしながらこの場合、パケット情報が比較的低ボリュームとなる（ＭＩＤＩデータなどの音符コマンドが推量される）。この１つの提案によれば、パケットデータは単に、回路交換ネットワーク内に確立されたある接続の中を運ばれるにすぎない。したがってこの従来技術の提案は、大ボリュームの可変速度データを経済的に送信する課題の解決を対象とするものではなく、このようなデータに対して十分に発達したパケット交換プロトコルに特に依存するものではない。次に、新規の高速（ＨＳ）ネットワークの様々な例を説明する。特に、パケットデータおよび一般的なストリームデータの両方にオーバヘッドの小さい可変速度チャネルを提供する機構を、ネットワークの利用およびバッファリングの必要性の観点から説明する。５つの例を示し、フロー制御の割振りおよび容量の詳細を特に例ＩＶに関して説明する。以下の議論の一助となるよういくつかの用語を定義しておく。・可変速度接続：この接続は、アプリケーションの要件が満たされるように接続によるソースデータ容量の使用を容量を無駄にすることなく調整することができるソースデータ接続である。これにより、帯域幅の要求がときおり変化するいくつかのアプリケーション間の効率的な容量の共用が可能である。この種類の接続は、ＤＶＤプレーヤなどの装置からのＭＰＥＧ符号化ビデオストリームなどの可変ビット伝送速度信号に適する。可変速度接続は一般に非同期である。・固定速度接続：この接続は、接続のセットアップ時にソースデータ容量の使用が固定され、接続の続く間はこれが保証されるソースデータ接続である。この種類の接続は、ＰＣＭオーディオなどの固定ビット伝送速度信号に適する。同期および非同期の２種類の固定接続がある。・非同期接続（可変または固定速度）：ＨＳネットワークソースデータフィード内のチャネルによって供給される未処理の同期速度を、より低い送達速度を必要とするデータストリームに適合させる（埋め込む）ことができる。アプリケーションは非同期接続にデータを、送信元および宛先装置内のバッファ容量にしたがって一定の速度で、またはバーストで渡すことができる。ＨＳネットワークはさらに、非同期接続を介したデータの送達を、ソース装置（source device）ではなく宛先装置の要求に従って調整する機構を提供する。例えば、ＣＤ−ＲＯＭデータの宛先は可変速度でデータを消費することができ、必要なときにはいつでもデータを要求することができる。・同期接続（固定速度）：この接続は、ＨＳネットワークソースデータフィード内のチャネルによって供給される未処理の同期レートをフルに利用する接続である。この種類の接続に関連したパケットのオーバヘッドはなく、したがって、送信元がシステムのフレーム速度に一致した速度でデータを送らなければならず、宛先が正確にこの速度でデータを消費することができなければならないという制約に従って、システム容量が非常に効率的に使用される。この種類の接続を、例えばＤＡＢ受信機からオーディオアンプへＰＣＭオーディオを転送するのに使用することができる。高速ネットワーク−例Ｉ例Ｉのフレーム構造を図２８に示す。高速（ＨＳ）ネットワークは高速可変ビット伝送速度チャネル（「モード１」データ）を提供し、同時に、周知のＤ２ＢＯｐｔｉｃａｌネットワークおよび先に説明した倍速ネットワークと互換の固定速度チャネル（「モード０」）を提供する。この最初の例の全体の最低ソースデータ速度は、標準速Ｄ２ＢＯｐｔｉｃａｌネットワークの４倍である。例Ｉの非同期転送モード１では、メッセージおよび／または装置の優先順位がアプリケーションに依存する。標準速ネットワークとの後方互換性を有することが好ましい。図２８を参照すると例Ｉは、その最大スケールで、例えばフレーム速度４４．１ｋＨｚの場合、４８個のフレームからなるブロックを有する。それぞれのフレームは５１２個のビットを含む。フレームは、同期および制御情報の他に、左右のモード０サブフレーム、および３２データバイトのモード１サブフレームを含む。図２９に、モード０サブフレーム構造をより詳細に示す。左右のモード０サブフレームはそれぞれのＨＳフレームに含まれる。モード０サブフレームの構造は先に説明した倍速ネットワークのサブフレーム構造と同一であり、プリアンブル、４つの透過チャネルビット、１４個のソースデータバイトおよび１つの制御／ステータスバイトを含むことが分かる。図２８に示す通り、それぞれのサブフレームからの２つの制御ビットＣＦ０およびＣＦ１が、４８ＨＳフレームのブロック１つにつき１つの制御メッセージフレームを形成する。モード０サブフレームは、単純に３２個のソースデータバイト、合計２５６ビットを含む。同じフレーム速度で追加のデータを収容するのに、標準速ネットワークでは５．６Ｍｂｐｓであるのに対し、このネットワークセグメントのビット伝送速度は２２．５Ｍｂｐｓである。モード０サブフレームは、倍速フレーム構造と互換のステレオＣＤオーディオチャネルを最大７チャネル収容することができる。周知のネットワークと同様に、それぞれの回線交換接続の容量は接続期間を通じて固定される。ただし、新しい接続が確立されるときには異なるソースデータバイトに再割振りされることもある。モード１サブフレームは、パケット交換データに対してサンプルレート４８ｋＨｚで最高１２．２８８Ｍｂｓの連続チャネルを提供する。このサンプルレートで、ネットワークセグメント上の全体のデータ速度はライン符号化前で２４．５７６Ｍｂｐｓである。ＡＴＭ型のプロトコルをモード１チャネルの異なる送信元間での容量の割振りに適用してもよい。代わりに、トラフィックおよびアービトレーションの遅延にしたがって制御メッセージチャネルを使用することもできる。代わりに、高速制御チャネルを設けて容量を割り振ることもできる。この高速チャネルが、例えば専用パケット１を使用して、３８４ｋｂｐｓでモード１容量を割り振ってもよい。ＭＰＥＧ２によるＤＶＤビデオの送達（delivery）によれば、ＤＶＤの圧縮比は１２．７：１である。１８８バイトにつき２１８「ＰＥＳ」ペイロード（１６０マイクロ秒ごとにＩＰＥＳペイロード）に対応する最大４１ｋＢ／フレームが必要である。ＤＶＤビデオではフレーム間符号化によって圧縮が駆動され、そのために、データ速度の最大変化率は１フレーム（およそ３０ミリ秒）当たりに１回となる。図３０に、高速（ＨＳ）ネットワークトランシーバのアーキテクチャを示す。左端に、ネットワーク受信および送信入力（ＮＥＴＲＸ、ＮＥＴＴＸ）が示されている。これらは、完全なサブフレーム２つ（各５１２ビット）を記憶することができる共用バッファメモリ２００によって結合されている。この例ではデュアルプロセッサが使用される。第１のプロセッサは、Ｄ２ＢＯｐｔｉｃａｌ制御メッセージ交換および固定速度チャネル（モード０）のデータルーチングを実施するＲＩＳＣプロセッサ２０２である。第２のプロセッサ２０４は、非同期／可変速度データを処理する高速ディジタル信号処理プロセッサ（ＤＳＰ）である。データのルーチングの他にＤＳＰは、サンプリングレート変換、オーディオＤＳＰ（ＤｏｌｂｙＡＣ３符号化など）などの機能を実施することができる。それぞれのプロセッサ２０２、２０４は共用バッファメモリ２００にアクセスすることができ、それ自体のデータＲＡＭおよびプログラムＲＯＭを有する。モード０プロセッサ２０２には、先に図７に関して説明した倍速トランシーバの構成要素に対応するモード０ソースポート２０６、スウィングＲＡＭバッファ２０８およびパラレルポート２１０が連結される。同様に、Ｉ２Ｃ／ＳＰＩ制御ポート２１２、およびＰＬＬを含むクロック発生器２１４が提供される。モード１データに対しては、標準ＤＶＤシリアルインターフェースが組み込まれた別個のソースデータポート２１６が提供される。オーディオＣＯＤＥＣ２１８がアナログオーディオ入力および出力を提供する。高速ネットワーク−例ＩＩ図３１および３２に、高速（ＨＳ）ネットワークの第２の例のブロックおよびフレーム構造を示す。この例では、可変速度および固定速度の両方のチャネルが提供され、共通ソースデータチャネル内でバイトの割振りが柔軟に実施される。前記例Ｉと比較した場合の主な変更点および新しい特徴を以下に説明する。標準速および高速の両方のネットワークノードを含むネットワークを使用するとき、例Ｉのそれぞれのフレームを処理する際のそれぞれのネットワークノードでの遅延は１サブフレームよりも大きくなる。原理的にはこれは問題ではないが、リング一回りで最大１サブフレームの遅延しか処理することができない周知のＤ２ＢＯｐｔｉｃａｌネットワークとの互換性はない。例ＩＩでは、最大遅延が１２高速ビット（＝３Ｄ２ＢＯｐｔｉｃａｌビット）となるこの問題の１つの可能な解決策が採用される。したがって１フレーム遅延までという制約は、理論上の限界２０ノードまで満たされる。それぞれのノードでの一般的な処理遅延を考慮して、混合モードネットワーク内に実際にノードを配置することができる。例Ｉでは、回路交換同期トラフィック（モード０）および非同期パケットベーストラフィック（モード１）の割振りがそれぞれ２５６ビットに固定されていた。例ＩＩでは、フレーム内で０ソースバイトから６０ソースバイトまで１ソースバイト刻みで変化させて、１００％モード０から１００％モード１の間で柔軟にトラフィックを割り振ることができる。これにより、全体のソースデータ容量はＦｓ＝４８ｋＨｚ（ＤＶＤのサンプルレート）で２３．０４ＭＢＰＳとなる。可変速度トラフィックに対する容量はフレームの終わりからソースバイトに割り振られ、同期トラフィックに対する容量はフレームの先頭からソースバイトに割り振られる。例ＩＩのフレーム構造では、１フレーム中に完全なＡＴＭセル１つ（５３バイト。ビット伝送速度２０．３５２ｂｐｓに相当する）をモード１トラフィックとして伝送することが可能である。このとき、モード０トラフィック用に７バイト（２．６８８ｂｐｓ。例えばステレオディジタルＣＤチャネル２チャネルに相当）が残る。したがって、所望ならばＨＳネットワークを使用して、ノードをＡＴＭデータインターフェースに透過的に接続することができる。標準速Ｄ２ＢＯｐｔｉｃａｌシステム（Ｆｓ４４．１ｋＨｚの場合、１７６．４ｋｂｐｓ）および任意選択で倍速ネットワークで現在使用されているような共通制御チャネル構造を使用することによって、互換性は以前の通り維持される。全てのノードが高速ノードであるネットワークを使用するときには、右プリアンブル中の４つのビットを使用することによって、追加の制御チャネル容量をＦｓ＝４４．１ｋＨｚで３５２．８ｋｂｐｓまで増加することができる。ライン符号化効率は４Ｂ／５Ｂライン符号化を使用することによって向上し、オーバヘッドはわずか２０％にまで低減する。したがって光トランシーバを駆動するのに必要な速度は、２相符号化の４９．１５２ＭＨｚに比較して２９．４９１２ＭＨｚ（Ｆｓ＝４８ｋＨｚ）にまで低下する。統計的多重化を使用して、最大４チャネルのＤＶＤチャネルを高速バス上に多重化することができる。これは、分散型ビデオ伝送ネットワーク中のノードのバッファサイズを計算することに関係する。制御チャネルフォーマットは、Ｄ２ＢＯｐｔｉｃａｌおよび倍速ネットワークと共通である。全てのノードが高速ノードであるときには、右プリアンブルの使用によって追加の制御チャネル容量を使用することができ、制御容量をＦｓ＝４８ｋＨｚで３８４ｋｂｐｓにまで増大させることができる。高速ネットワーク−例ＩＩＩ例ＩＩとは様々な点で異なる別の例を次に示す。サブフレーム当たりのソースデータバイトの数は４６に増大し、フレーム当たり９２バイトのソースデータバイトを連続的に割り振ることが可能となる。フレーム速度は４８ｋＨｚに固定され、全体のデータ速度が例ＩＩよりも高くなる。例ＩＩＩでは、可変幅チャネル割振りの制御、および可変速度チャネル中のデータのパケット構造の詳細も提供する。可変幅チャネルおよび固定速度チャネルは、ここでも単一のソースデータフィールド内で別々の端から割り振られるが、この例では、可変幅トラフィックはフレームの終わりからではなくフレームの先頭からソースバイトに割り振られる。４８フレームからなるそれぞれのブロックの開始には、そのブロックの残りの部分に対して固定されたチャネルＩＤおよびチャネル幅を指示する可変幅ブロック（ＶＣＢ）ヘッダが提供される。連続するチャネルのヘッダは、最初のフレームのソースデータバイト数をそれぞれのチャネルの幅に基づいてカウントすることによって見い出される。固定速度データチャネルは、ソースデータフィールドの終わりから割り振られる。この例のソースデータ４２バイトを運ぶパケットは、最大２５６パケットからなるパックにグループ化することもできる。これによって、２キロバイトのディスクセグメントなどの大きなセグメントが予想されるアプリケーションでのデータ処理が容易になる。例えばＤＶＤソースは通常、１８８バイトのいわゆるＰＥＳセルの形態のデータを提供するが、所望ならば、これらを提案の非同期データパケットのうちの５つのパケットからなるパックとしてグループ化することができる。次に例ＩＩＩを詳細に説明する。図３３に示すようにこの例の高速システムは、一連のポイントツーポイントリンクを介してリング型に接続された一組の装置２３０〜２３８から構成される。これらのそれぞれのリンクは単方向で、物理的に独立している。装置は、ＤＶＤディスクおよびＤＶＤ−ＲＯＭディスク用のディスクドライブ２３０、ならびに４つのスクリーンディスプレイ２３２〜２３８である。その機能に応じてシステム内のそれぞれの装置は、・ソースデータ（例えばディジタルオーディオ、ビデオなど）を供給し、受け取り、または通過させること、および・制御メッセージを送受することができる。メッセージの送受をサポートするため、それぞれの装置は２つの一意アドレス、すなわちアプリケーション関連アドレス（装置アドレス）およびリング位置関連アドレスを有する。制御メッセージは、全ての装置または予め選択されたグループの装置に一斉送信することも可能である。制御メッセージ通信に対するプロトコルは、構成要素間の互換性を保証するためアプリケーションプロトコル仕様中で要求されている通りに定義される。フレーム速度４８ｋＨｚで高速Ｄ２Ｂシステムは、３６．８６４Ｍｂｐｓの全体データ速度、３４．５６Ｍｂｐｓの正味ソースデータ速度を提供する（高速Ｄ２Ｂフレーム当たり９２ソースバイトとして編成された場合）。高速例ＩＩのフレームおよびサブフレーム構造をそれぞれ図３４および３５に示す。この高速（ＨＳ）フレームは、先に例ＩＩとして示したＤ２ＢＯｐｔｉｃａｌシステムとの互換性を持たせるため２つの同一のサブフレームからなる。しかし、これが不可欠でないことは後に判る。フレーム速度は４８ｋＨｚに固定することを提案している。これより低いフレーム速度を必要とする同期チャネル（例えばＣＤオーディオ、ＭＰＥＧ１）は、固定速度データチャネル内の非同期接続として埋め込み、バッファリングすることができる。各サブフレームは３８４個のビットを含む。サブフレームの形態は倍速サブフレーム（図１０）に対応するものであるが、それぞれが４６バイトのソースデータバイトを有する点が異なる。当然ながら他の実施例として、フレーム中のビット数、したがってソースデータフィールド中のバイト数を異なるものにすることができる。制御フレームの構造は、ここでも図１１に示したものと同一である。ＨＳフレームは、各サブフレームに１つ、合計２つあるパリティビットＰによって保護される。これらのパリティビットは、偶数パリティを生成するように設定され、個々のリンクでの２相符号化のエラーからフレームを保護する。ソースデータ転送ＨＳネットワークを介してソースデータ（例えばディジタルオーディオまたはビデオ）を転送する必要が生じた場合には、その度にソースデータ接続を確立しなければならない。これは接続セットアップと呼ばれる。セットアップ中、ＨＳフレーム中の使用していないのチャネルの中から必要な数のソースデータチャネル（バイト）が割り振られる。例えば、ＣＤプレーヤからステレオオーディオ信号を運ぶには４バイトの割振りが必要である。制御メッセージに基づくソースデータ接続プロトコルは、接続のセットアップおよび削除に使用される。ソースデータのルーチングは倍速トランシーバ集積回路のそれと同様であるが、フレーム当たりのバイト数はより大きくなり、したがってスイッチング置換（permutat ion）の数がはるかに大きくなる。したがって実際には、明示のルーチングテーブルではなく接続リストが、ソースデータルータ内に実装される。接続の確立は、リング型にしたがって適合された、例えばＥＰ−Ａ−０３６０３３８（ＰＨＮ１２６７８）およびＥＰ−Ａ−０４３２３１６（ＰＨＮ１３１８９）の開示に基づいたプロトコルによって実行することができる。この目的のプロトコルは、予め取り決められた接続要求命令を運ぶ制御メッセージフレームを使用して確立される。固定速度接続では、接続が削除されるまでこの容量の割振りが維持される。同期接続は、スーパーインポーズドフレーミングまたはパケット構造を有しない。ただしアプリケーションが所望の構造を提供することは自由である。可変速度接続では接続のセットアップによって初期割振りが設定される。しかし、可変接続ブロックの項で説明したように、この割振りは接続の継続中に変更することができる。全ての容量が割り振られているとき、追加の接続を確立する試みは失敗に終わる。これが起こった場合に制御ステーション（ＡＶＣ）は、新しい接続に対して十分な容量を解放するのに既存のどの接続（固定または可変）を削除する必要があるのかを判定しなければならない。それぞれの装置が自体の出力リンク（リングセグメント）内での割振りの管理に責任を負っているので、制御ＡＶＣから割振りの複雑さは見えない。ソースデータ容量の割振り図３６に示すように、ソースデータフィールドは、２つのサブフレームが結合され、図示のようにサイズ可変のセクションに柔軟に分割されるソースデータフィールド（４６＋４６バイト容量）を含む。サブフレームへの分割はソースデータの左／右にもはや結びつけられず、そのため、データバイトには単に０から９１の番号が付けられる。最初の部分は可変速度非同期転送に割り振られ、同期（または固定速度非同期）ソースデータ容量はフレームの終わりから割り振られる。同図で、ＶＣ１からＶＣｎは合計幅Ｖバイト（可変）の可変速度データ接続である。ＦｒＢは、可変または固定速度接続向けの９２−（Ｖ＋Ｓ）バイトの未使用容量を表す。ＦＣは合計Ｓバイト（可変）の固定速度データ接続を表す。ＦＣＢはいくつかの固定速度チャネルを含んでもよい。可変速度接続ブロック（ＶＣＢ）可変速度接続ブロック（ＶＣＢ）は、複数の可変速度ソースデータ接続をＨＳネットワーク上で運ぶことを可能にする手段である。可変速度接続ブロックは、パケット交換データを運ぶ、ＨＳフレーム内の非同期接続用のコンテナ（contai ner）である。２つ以上のＶＣＢがフレーム内に存在してもよく、これによって、複数の可変速度接続を同時に確立することが可能となる。図３７に示すようにＶＣＢは、（制御メッセージフレームを転送するのに使用される４８個のフレームのブロックと位置合わせされた（図３４参照））４８個のＨＳフレームからなるブロックとしてセグメント化される。後にさらに説明するように、各ＶＣＢのＶＣＢヘッダはこのＨＳフレームブロックの最初のフレームの中だけにある。ＶＣＢのサイズは、ＶＣＢの幅×４８バイトである。したがって、ＶＣＢの幅をブロックごとに変えることによって、非同期接続が占める容量をフレームの総容量の制限にしたがって変更することができる。１ブロックを通じて、各フレームに同じ数のソースデータバイトが所定のＶＣＢに割り振られる。適用例図３８に、ＤＶＤサーバのソーシング（sourcing）の異なるビデオデータ信号から構成された、図３３に示したシステムの可能なソースデータフィールド割振りを示す。後の可変接続ブロック構造の項で説明するように、ビット伝送速度割振りを接続ごとに変更することができる。ビデオ信号の宛先はシステム内に分散しているので、全ての非同期接続がシステムの全てのリンクに存在する必要はないことに留意されたい。例えば、ビデオ信号（ビデオ１）をディスプレイ２３２に運ぶ非同期接続は、ＤＶＤサーバからディスプレイ２３２へのリンクに存在していればよい。それぞれの非同期接続の初期幅は（フレーム当たり）２４バイトであり、その後、可変速度ビデオ信号に対する必要に応じて個々に変更される。従来のパケットベースのシステムに比べ、それぞれの接続はフレームごとにデータフローを安定して運ぶことに留意されたい。可変データ接続ブロックの内容はパケット内の保護に依存する。可変接続ブロック構造それぞれの可変接続ブロック（ＶＣＢ）は図３９に示すような構造を持つ。ＶＣＢヘッダ（図３９のＶＣＢＨＤＲ）はＶＣＢの最初の２バイトを占め、ＶＣＢＩＤ６ビットパケット開始フラグ１ビット予約済１ビットＶＣＢ幅７ビット予約済１ビットを含む。ＶＣＢＩＤによって受信装置は、そのブロックによって運ばれたデータが属する接続を識別することができる。パケット開始フラグは、このＶＣＢの最初のデータバイトがパケットの最初のバイトである（フラグは１にセットされる）こと、または、それがパケットの続きの部分であることを指示する。これは例えば、後に詳細に示すタイプよりも長いパケットに対して備えるためのものである。予約済フィールドは将来の拡張に備えるものである。ＶＣＢ幅フィールドは、それぞれのフレーム内でこの非同期接続に割り振られた（連続した）バイトの数Ｗを指示し、１が２バイトを意味し、２が３バイトを意味するというように符号化される。最小幅２バイトは、ブロックの最初のフレーム内のヘッダに対するスペースを保証する。ＶＣＢ幅Ｗを、パケットおよび／またはフレームのサイズがこれらの例とは異なる場合にブロック内に整数個のパケットが入るように制限してもよい。ＶＣＢによって提供された容量の範囲内で、ソースデータ（ＶＣＢデータ）はパケットの形態で運ばれる。パケットフォーマットは次の項で説明する。当然ながら、ＶＣＢヘッダのフォーマットおよびそのフィールドサイズはアプリケーションにしたがって異なるものにすることができる。未使用容量（ＦｒＢ）は、ＩＤ＝０を有する非同期接続ブロック（ＶＣＢ）の中に保持される。これによって、トランシーバのハードウェアまたはソフトウェアがその同期接続ブロックを簡単に識別することができる。固定速度接続ブロック（ＦＣＢ）このブロックを使用して、例えば４８ｋＨｚの１６ビットＰＣＭオーディオ信号などの同期信号、およびビット伝送速度が固定された非同期信号の両方を運ぶことができる。このブロックの内容およびサイズの変更は、制御メッセージを交換して新しい接続をセットアップするか、またはまたは古い接続を削除することによってのみ実施することができる。パケット構造可変または固定速度接続中を運ばれる非同期データは、後に構造を説明するパケットにフォーマットされる。これによって、データを受信する側の装置がそのデータを識別し、正確にそれを回復することを可能にするフレーミングが提供される。それぞれのパケットがそれ自体のＩＤを有するので、同じ接続上で異なるデータストリームをインタリーブすることが可能である。例えば、特定の接続でビデオデータを含むパケットを主に搬送し、これに制御目的の臨時パケットをインタリーブすることもできる。図４０に、パケットヘッダ（ＰＫＴＨＤＲ）で始まるパケットフォーマットを示す。以下のフィールドが定義される。パケットタイプ２ビット（このパケット定義の残りのフィールドはタイプ０に対して適用される）パケットＩＤ３ビット予約済１ビットフロー制御１ビットパックの開始１ビット残りパケット８ビット使用バイト数８ビットデータ４２バイトチェックサム／ＣＲＣ１バイトパケットヘッダにおいて、パケットタイプはパケットのフォーマットを識別し、例えば、バルクデータ転送に対してリアルタイムチャネルに対してよりも長いパケットを定義することができる。パケットＩＤは、パケットに含まれるオーディオ／ビデオ／一般データなどのデータのタイプを識別し、宛先装置でのルーチングの一助となる。パケットＩＤ「７」Ｈは制御（例えば接続管理）メッセージ用に予約され、これは、既存の制御メッセージチャネル（ＣＦビット）に比べ待ち時間が短い。フロー制御はデータの受信側装置によって使用され、そのＲｘバッファが満杯であること（このフラグが１にセットされている場合）を指示する。これを検出するとデータの発信元は通常、送信を中断する。残りパケットは、現在のパック（パケットのグループ）中の残りのパケット数を指示する。使用バイト数は、このパケット中の有効データを含むバイト数を指示する（タイプ０では、総データバイト数が常に４２である）。パケットヘッダ内のフラグを介して実装されるフロー制御機構は、宛先装置からソース装置（source device）へ戻る接続とする必要がある。この接続はフロー制御の対象である信号の接続セットアップの一部として確立され、それが参照する例えばビデオ信号などに比べはるかに小さな容量（最低で１バイト／フレーム）を占める。この接続は例えば同じＶＣＢＩＤを有してもよいし、パケットヘッダフォーマットだけを使用してもよい。単バイトチャネルをＦＣＢとして割り振ることもできる。パケットの開始は、ＶＣＢヘッダ内のパケット開始ビットによって指示される。このビットがセットされているとき、ＶＣＢヘッダの後の最初のデータバイトは同時にパケットの最初のバイトでもある。このビットがセットされていないとき、そのことは、そのＶＣＢの内容が前のパケットの続きであることを示す。パケットの送信に必要なＨＳフレーム数は、パケットのサイズとそれが含む各ＨＳフレーム内のＶＣＢの幅との関数となる。ＶＣＢの幅がｗバイトである場合、パケットは（パケットサイズ＋ＶＣＢヘッダのサイズ）／４８ｗ個のＨＳフレームを含む。図４１に、幅ｗ＝６バイトのＶＣＢが合計サイズ４６バイトのパケットでロードされる方法を示す。このＶＣＢは６つのパケットを保持し、このうちの最初の２つ（ＰＡ１〜ＰＡ４６、ＰＢ１〜ＰＢ４６）が図示されている。ＶＣＢヘッダが最初の２バイトを占め、それぞれのパケット間にはパディングとして使用される２つの予約済バイト（Ｒ）があることに留意されたい。それぞれのＶＣＢは、それぞれのチャネルの指定された幅に基づいて使用可能な次のバイト群を占める。次のＶＣＢで接続が広がったり、または狭まったりした場合には、それに応じて他の接続に対するＶＣＢがシフトアップされるか、またはシフトダウンされる。パケットデータを送信するかまたは受信する必要があるそれぞれのステーショ装置は、受信したかまたは送信するパケットに対するバッファを備える。これらのバッファのサイズは要件に基づいて定義される。高速ネットワーク−例ＩＶ次に、例ＩＩＩと実質的に同じだが、非同期データのフロー制御用の機構および通信チャネルがさらに定義される別の例を示す。パケット構造は適用されない。可変速度接続の制御用に、特殊な接続信号チャネルがソースデータフィールド中に構築される。それぞれの発信元によって実装されるフロー制御は、他の発信元によって信号送出された最低および最高データ速度に適合する。インストレーションに特定のソースデータ待ち時間は、ブロック間の遷移期間によってフロー制御計算で考慮される。ソースデータ待ち時間を自動的に判定する機構が提供される。後に説明するように、ソースデータブロックは制御フレームブロックから分離される。さらに、制御チャネルに対するバッファ占有信号送出が提供され、システムマスタ、ＡＶＣなどの１つのステーションが不釣り合いな量の制御メッセージトラフィックを受け取る場合に利用効率が向上する。ソースデータ容量は、ポイントツーポイントリンク当たり４３メガビット／秒を上回る。それぞれのリンクは他のどのリンクとも物理的に独立しているので、装置の相対位置を最適化することによって、どの単一のリンクの容量よりも全体のシステム容量をはるかに大きくすることができる。このネットワークは、同期データならびに非同期データの転送をサポートする。システムとのタイミング関係とは無関係にデータを運ぶことができ、これによって、非同期データを必要とするアプリケーションをより単純に実装することができるようになる。このネットワークは可変速度接続ならびに固定速度接続をサポートし、要求が変化するアプリケーション間での転送容量の、より効果的な共用を可能にする。Ｄ２ＢＯｐｔｉｃａｌと同じ制御メッセージフォーマットがここでも維持され、Ｄ２Ｂアプリケーションプロトコルに対する後方互換性が提供される。さらに、より高速な制御メッセージ転送を必要とするアプリケーションが非同期データ接続を利用することができ、必要に応じた速さのリンクを得ることができる。フレーム速度４８ｋＨｚで動作しているときにこの高速システムは、４３．７８Ｍｂｐｓの全体データ速度および４３．０１Ｍｂｐｓの正味ソースデータ速度を提供する（高速Ｄ２Ｂフレーム当たり１１２ソースバイトとして編成された場合）。高速Ｄ２Ｂシステムもやはり、単一のフレーム速度４８ｋＨｚで動作する。図４２に示す高速Ｄ２Ｂのフレーム構造はユニタリ構造（すなわちサブフレームを含まない）であり、９１２個のビットを含み、２０．８３マイクロ秒を占める。このフレーム構造は以下のフィールドを含む。・プリアンブル：プリアンブルによって受信側は、ＨＳネットワークフレームの開始を認識すること、さらに、そのフレームがＣＦブロックの開始フレームであるか否かを判定することができる。以前の例で説明したＣＦブロック構造が制御メッセージフレームの転送に使用される。プリアンブルは以下の通りである。詳細は「ライン符号化」の項を参照されたい。Ｄ２ＢＯｐｔｉｃａｌと比較すると、ＨＳネットワークフレームのプリアンブルは、ライン符号化に都合がよいように４ビットから８ビットに拡張されている。ただし、Ｄ２ＢＯｐｔｉｃａｌではサブフレーム当たり１プリアンブルであるの対し、ここではフレーム当たりプリアンブルを１つ使用するので、このビット数の増加はキャンセルされる。・ＣＦ０〜３：制御メッセージチャネル：このチャネルは、４ビット／フレームのＣＦビットを用いてＤ２ＢＯｐｔｉｃａｌと全く同じ方法でサポートされる。より高速な制御メッセージ転送を必要とするアプリケーションは、制御メッセージをソースデータと同じパケットフォーマットで送信することができる超高速制御チャネルとして、固定非同期ソースデータ接続を使用することができる。例えば、１フレームバイトをこの接続に割り振ると、既存のチャネル容量が１９２ｋｂｉｔ／秒なのに対して、このようなチャネルは３８４ｋｂｉｔ／秒の全体レートを提供することができる。このような高速チャネルを、１つの特定のアプリケーション専用にすること、または固定非同期接続を確立する方法に応じてアプリケーション間で共用することができる。・ＳＤＢビット：ソースデータブロックの最初のフレーム（後述）は、ＳＤＢフラグが（システムマスタによって）１にセットされることによって指示される。他のフレームのＳＤＢは全て０にセットされる。・Ｔｒビット：可変速度接続を実装する目的で、新しいソースデータブロックの開始直前のレート変更のフェージングに対して遷移期間が定義される。遷移期間中に送信されたフレームは、Ｔｒビットが１にセットされることによってマークされ、その他の全てのフレームではこのビットが０にセットされる。詳細は「ＶＣＢ幅変更のフェージング」の項を参照されたい。はるかに広い範囲のデータ速度で非同期データを転送する、より柔軟な別の機構がＨＳネットワークによって提供されるため、この例では透過チャネルは提供されない。これについての詳細は「ソースデータ接続」の項を参照されたい。・ソースデータフィールド：１１２バイトのこのフィールドは、ソースデータ接続に向けた全てのデータを運ぶ。詳細は「ソースデータ接続」の項を参照されたい。エラー保護：この例のＨＳフレームは、全体としてパリティビットによる保護を受けていない。ただし、ソースデータフィールドに含まれるソースデータが必要に応じてそれ自体の保護を受け持つことができることに留意されたい。制御メッセージフレームがそれ自体の保護を受け持つことにも留意されたい。先に説明した倍速ネットワークと同様に、他の特定の保護を適用することもできる。Ｄ２Ｂには、以下の２つのブロック構造がある。・制御メッセージの転送に関連したブロック構造・ソースデータの転送に関連したブロック構造ＣＦブロック図４３に示すように、各ＨＳネットワークフレーム中の４つのＣＦバイトを介して運ばれる制御メッセージフレームを送信する目的で、４８個の高速データフレームからなるブロックが使用される。ブロックの開始は、４８フレームごとにフレームプリアンブルを置き換える特別なプリアンブルを介して指示される。制御メッセージフレームを図４４に示す。これは、アービトレーションフィールドが４ビットに拡張されている点、および、これに対応してフレームの終わりの予約済ビットが短縮されている点を除き、Ｄ２ＢＯｐｔｉｃａｌブロックのそれと同一である。制御フレームは、９６個のサブフレームからなるブロックから組み立てられ、これと位置合わせされる。すなわち、新しい制御フレームの最初の４ビットはブロックプリアンブルを有するＨＳフレームから取られ、以降の４ビットづつが後続のフレームから取られて、制御フレームが組み立てられる。制御フレームのフィールドを以下に示す。・アービトレーションビット：この４ビットフィールドは、現在の制御メッセージフレームが未使用か否かを知らせるのに使用される。これはまた、システムマスタの制御メッセージ受信Ｒｘバッファが占有されていることを指示するのにも使用される。アービトレーションフィールドの最初の２ビット（ビット０およびビット１）は予約済である。続く２ビットは下表に示した関数を指示する。・宛先アドレス：これは、「０００」Ｈから「ＦＦＦ」Ｈの範囲の１２ビットのメッセージ宛先装置アドレスである。送信装置はこれを、そのメッセージ送信バッファに書き込んで送信する。あるアドレスおよびアドレス範囲は特別な意味を持つ。・ソースアドレス（Source Address）：これは、「０００」Ｈから「ＦＦＦ」Ｈの範囲の１２ビットのメッセージ送信側装置のアドレスである。受信装置は受信後、そのメッセージ受信バッファからこのアドレスを読むことができる。あるアドレスおよびアドレス範囲は特別な意味を持つ。・メッセージタイプおよび長さ：メッセージのタイプ／長さを指示するのに通常使用される２つの４ビットフィールドである。これらのビットは、トランシーバによってアプリケーションソフトウェアに透過的に転送される。・データ０からデータ１５：メッセージデータである。１６バイト全てが常に転送される。メッセージ長は通常、１６バイトのうちのいくつがそのメッセージに対して実際に有効であるかを指示する。送信側装置は、そのメッセージ送信バッファにこれを書き込み、送信する。受信装置は受信後に、そのメッセージ受信バッファからこれを読むことができる。・ＣＲＣ：制御フレームがエラーなしに転送されたかどうかを検査するのに、１６ビットの巡回冗長検査（ＣＲＣ）値が使用される。ＣＲＣはメッセージ送信時にトランシーバによって自動的に生成され、メッセージ受信時にトランシーバによって自動的にチェックされる。・ＡＣＫ／ＮＡＫ：肯定応答（ＡＣＫ）および否定応答（ＮＡＫ）（各２ビット）は、メッセージ送信の成功を指示する。別個のＡＣＫおよびＮＡＫフラグを使用することによって、信頼性の高いポイントツーポイントおよびブロードキャストメッセージ転送が可能となる。これらのフラグは、宛先装置によって自動的に記入され（存在する場合）、送信側装置によって読まれる。・予約済：８ビットの予約済ビットである。データは、常にそれぞれのフィールドのＬＳＢから最初に送信され、受信される。ソースデータブロック図４５に示すように、非同期接続（固定および可変）に対するパケット構造をサポートする１０８個のＨＳネットワークフレームからなるブロックがソースデータを伝送する目的で使用される。固定同期接続は、ソースデータブロック中のフレームの位置とは無関係にそれぞれのフレーム中の一定量のソースデータを運び、したがってソースデータブロック構造には依存しない。ブロックの開始はＨＳフレームのヘッダ内のＳＤＢビットを介して指示される（図４２のフレーム構造参照）。（ソースデータブロックは、必ずしも前項で説明したＣＦブロックと位置合わせされるわけではないことに留意されたい。）ライン符号化ＨＳネットワークのライン符号化方式は、後に説明するように４Ｂ／５Ｂである。４Ｂ／５Ｂ符号化は、受信側でのクロック回復を容易にするために、平均で５ビットシンボル当たり３遷移を超える遷移を提供する。ランレングスは５以下に制限される。データはＤＣ周波数の制約を受けない。送信側で、ＨＳネットワークフレームはニブルにセグメント化される。図４６に示すように、送信されるＨＳネットワークフレームのそれぞれのニブル（４ビット）は５ビットシンボルに変換され、次いでＮＲＺＩ符号化されて、光ファイバトランシーバ（ＦＯＴ）またはその他の物理媒体によって送信される。受信側では（図４７）、受信したシリアルデータをＮＲＺＩデコードし、その結果生じた５ビットシンボルをデコードしてデータニブルを生成する。次いで、ニブルを再びＨＳネットワークフレームに組み立てる。４Ｂ／５Ｂコードのそれぞれのシンボルは５ビットからなる。可能な３２シンボルのうち、１７シンボルがこの実施態様では有効であり、１５シンボルが無効である。１７個の有効シンボルは、１６個の４ビットデータニブル（１６進の０からＦ）および１つのエスケープ（Ｘ）コードを表す。エスケープコードは、ＨＳネットワークフレームのプリアンブルで使用される（次項参照）。下表に、４ビットニブルから５ビットシンボルへの変換を示す。注：４ビットデータニブルおよび符号化された５ビットシンボルの２進値は、最上位ビットが最初に（すなわち左端に）示されている。ヌルすなわち無効データ（例えばパディング）を含むニブルは、特別な５Ｂ値（「１００１１」Ｂ）を介して指示される。このニブルが繰り返されてヌルバイトが生成され、これにより、ビットエラーによって導入されるデータ転位に対する堅固さを生む。図４８に、ＶＣＢまたはＦＣＢにパディングが存在する例を示す。後に詳細に説明するように、パディングは可変または固定接続ブロックの任意の地点で１バイトを単位として実施することができ、接続ブロックの持続時間を最長とする任意の時間、持続することができる。４Ｂ／５Ｂ符号化によって生成された５ビットシンボルの各ビットはさらに、「１」が遷移（０から１、または１から０）、「０」が無遷移として符号化される。ＮＲＺＩ符号化後のシリアルデータ速度はＮＲＺＩ符号化前のシリアルデータ速度と一致し、したがって、ＮＲＺＩ符号化の使用によってＨＳネットワークのデータ転送容量は低減しない。しかし、クロック回復は強化される。ソースデータ転送ＨＳネットワークは、以下の３つの異なる種類のソースデータ接続を収容することができる。・固定速度同期接続・固定速度非同期接続・可変速度非同期接続固定速度接続この接続は、接続のセットアップ時にソースデータ容量の使用が固定され、これが接続の続く間保証されるソースデータ接続である。この種類の接続は、ＰＣＭオーディオ、ＭＰＥＧＩビデオなどの固定ビット伝送速度信号に適する。同期および非同期の２種類の固定接続がある。同期接続（固定速度）この接続は、ＨＳネットワークソースデータフィード内のチャネルによって供給される未処理の同期レートをフルに利用する接続である。この種類の接続に関連したパケットのオーバヘッドはなく、したがって、送信元がシステムのフレーム速度に一致したレートでデータを送らなければならず、宛先が正確にこのレートでデータを消費することができなければならないという制約にしたがい、システム容量が非常に効率的に使用される。ネットワークがブロードキャストサンプルレートと同期している場合、この種類の接続は、例えばＤＡＢ受信機からオーディオアンプへＰＣＭオーディオを転送するのに使用することができる。非同期接続（可変または固定速度）ソースデータは、ＨＳネットワークソースデータフィード内のチャネルによって提供された未処理の同期レートをより低いレートで送達する必要があるデータに適合させる（埋め込む）ことができるパケット構造で、運ぶことができる。アプリケーションは、送信元および宛先装置内のバッファ容量にしたがって非同期接続にデータを一定のレートで、またはバーストで渡すことができる。ＨＳネットワークはさらに、非同期接続を介したデータの送達をソース装置ではなく宛先装置の要求に従って調整する機構を提供する。例えばＣＤ−ＲＯＭデータの宛先は、可変速度でデータを消費することができる。非同期接続を介して送達するデータのビット伝送速度が広範に変化する場合、例えば１メガビット／秒以上変化する場合には、可変速度接続を使用しなければならない。この種類の接続では、１つの可変接続によって解放された任意の予約済容量を、それを利用可能なその他の可変接続に使用できる。これらの接続のフロー制御によって、送信元がデータを送達するレート（またはレートの範囲）を宛先が指定することが可能となる。接続セットアップ制御メッセージに基づいたソースデータ接続プロトコルは、接続のセットアップおよび削除に使用される。ソースデータ（例えばディジタルオーディオまたはビデオ）をＨＳネットワークを介して転送する必要が生じた場合には、その度にソースデータ接続を確立しなければならない。これは、接続セットアップと呼ばれる。セットアップ中、ＨＳネットワークフレームのソースデータフィールド中の未使用容量から必要な数のソースデータチャネル（バイト）が割り振られる。例えば、ＣＤプレーヤからステレオオーディオ信号を運ぶには、フレーム当たり４バイト（２×１６ビットサンプル）の割振りが必要である。フレームの全てのソースデータ容量が割り振られているとき、追加の接続を確立する試みは失敗に終わる。これが起こった場合、システムマスタ（または他のＡＶＣ）は新しい接続に対して十分な容量を解放するのに既存のどの接続（固定または可変）を削除する必要があるのかを判定しなければならない。それぞれの装置が自体の出力リンク（リングセグメント）内の割振りの管理に責任を負っているため、システムマスタ（ＡＶＣ）はソースデータフィールドのどの部分がどの接続に割り振られているかを知らない。しかし、システムマスタＡＶＣは、制御（ＣＦ）チャネルを介して送信されたメッセージ（ソースデータタイプステータスリクエストおよび報告）を介して特定の送信元によって送達されたソースデータのタイプを知ることができる。最初に削除する接続をＡＶＣがどのように選択するかについてのルールはネットワークプロトコルには指定されず、アプリケーションの一部として組み込まれる。可変速度接続では、接続セットアップ時に予約割振り（reserve allocation）が設定される。ただし、後の「可変接続ブロック」の項で説明するように、ソースデータブロックごとの実際の割振りは接続の継続中に変更することができる。可変速度接続の予約割振りは、新しい接続を確立するのに十分な容量があるかどうかを計算する目的に使用される。これは、送信元が可変速度接続に対するＶＣＢ幅をこの予約幅よりも減らさなければならない場合には、新しい接続（可変または固定）が確立されないことを意味する。図４８に示すようにソースデータフィールドは、異なる種類の接続を運ぶセクションに分割される。ソースデータフィールドの最初のセクションは、可変速度接続（存在する場合）に割り振られる。固定速度接続は、ソースデータフィールドの終わりから容量が割り振られる。残りの容量は、マークされた中央の未使用セクションにグループ化される。図４８によれば、ＶＣ１．．．ＶＣｎは合計Ｖバイト（可変）の可変速度接続であり、ＦＣはＦバイト（可変）の固定速度接続を表し、Ｆｒは１１２−（Ｖ＋Ｆ）バイトのＶＣまたはＦＣ用の未使用容量を表す。可変接続この接続は、アプリケーションの要件が満足されるようにソースデータ容量の使用を調整することができるソースデータ接続である。可変速度接続は一般に非同期である。可変速度接続によって提供されるビット伝送速度は、接続幅と呼ばれる、それぞれのフレーム中のその接続に割り振られたソースデータバイト数によって決まる。可変接続中を運ばれるデータのフォーマットは、アプリケーションに依存する。発信元からの使用可能なデータがないときには、送信可変接続データにヌルデータシンボルを使用してパディングが挿入される（図４９参照）。ビット伝送速度（すなわち可変接続の幅）をＨＳフレームごとに変更することはできず、ソースデータブロックの境界（フレーム速度４８ｋＨｚのとき２．２５ミリ秒に１回）でのみ変更することができる。したがって、ソースデータ接続ブロック内で可変接続の幅は一定に保たれる。図５０および５１を参照する。可変接続ブロック（ＶＣＢ）は、１ソースデータブロック内で転送される１可変速度接続（ＶＣ）に対するデータの集まりである。「ソースデータブロック構造」の項を参照されたい。可変接続ブロックは、可変速度接続で運ばれるデータのコンテナと見ることができる。ＶＣＢ中のデータの量は、ＶＣＢ幅×１０８バイト（ヘッダサイズおよび遷移期間中に課された一切の制約）である（後のＶＣＢ幅変更のフェージングの項を参照されたい）。したがって、可変速度接続（ＶＣ）の幅をソースデータブロックごとに変更することによって、そのフレームの総容量の制約にしたがって可変速度接続に割り振る容量を変更することができる。ＶＣＢヘッダは、ＶＣ幅およびその接続の参照番号（ＶＣＩＤ）を指示する。可変接続ブロックの内容は無保護である。例ＩＶのＶＣＢヘッダ（図５１のＶＣＢＨＤＲ）は４バイトを含み、データフィールドは例ＩＩＩよりも長い。ヘッダフィールドは以下の通りである。ＶＣ幅９ビットＶＣＩＤ６ビット予約済１ビット（＝０）エラー保護（Ｎ−Ｋ）１６ビットＶＣ幅フィールドは、この可変速度接続に割り振られたそれぞれのフレームの中の（連続した）バイト数ｗを指示し、４が４バイトを意味し、５が５バイトを意味するというように符号化されている。エラー保護目的にはＶＣＢ幅フィールドが最小の４にセットされる。ＶＣＢ幅フィールドが０にセットされているときには、フレームの残りの可変接続部分が未使用であることを指示している。例えば、宛先がそれ以上データを受け取ることができないなどの理由でＶＣＢのソースデータブロック幅がゼロとなっているとき、ＶＣはフレーム中で運ばれず、したがってＶＣＢヘッダを持たないことに留意されたい。ＶＣＩＤによって受信装置は、そのブロックによって運ばれたデータが属する接続を識別することができる。ＢＣＨ符号化保護（３１、１６）を使用することによって、検出および訂正の両方が可能となり、最大３ビットのエラーから前述のフィールドが保護される。予約済フィールドは将来の拡張に備えたものであり、ゼロにセットされていなければならない。適用例４つの異なるビデオ信号の送信元として動作するＤＶＤサーバからなる図３３に示したシステム例は、図５１に示したソースデータフィールド構造を利用することができる。可変接続に割り振られるそれぞれのソースデータブロックのバイト数（可変接続幅）を変更することによって、それぞれの接続に対するビット伝送速度割振りを変更することができる。ビデオ信号の宛先はシステム内に分散しているので、この場合も、全ての可変速度接続がシステムの全てのリンクに存在する必要はないことに留意されたい。例えば、ビデオ信号をスクリーン１（ビデオ１）に運ぶ可変速度接続は、ＤＶＤサーバからスクリーン１へのリンクに存在していればよい。それぞれの可変速度接続の初期幅を例えば２４バイト（フレーム当たり）とし、次いで、それぞれのスクリーンのＭＰＥＧデコーダでの消費レートによる要求に応じてこれを個々に変更することができる。可変速度フロー制御機構ソース装置は、その接続に割り振るレートを直接に制御するが、受信側のバッファが空きになったり（オーディオ、ビデオなどのリアルタイム信号にとっては深刻な問題である）、またはオーバフローしたり（データが失われる）することを防ぐのに必要なレートについて、宛先からフィードバックを受け取る必要がある。例ＩＶのＨＳネットワークトランシーバは、アプリケーションを中断なく継続するために、次のブロックの間に送達を受ける必要がある最低限のデータ量を宛先が報告することができる機構を提供する。宛先はさらに、バッファがオーバフローすることなく受け取ることができる最大データ量を報告する。後者のこの情報を使用して、データ転送容量の「負荷」を分散させるために予約済の容量を利用することができる。この機構によって、バス容量は、競合するいくつかの可変速度接続間でそれらの要件および優先順位に基づいて公平に共用することができるようになる。可変速度接続をシステム内で使用するときは、これらの接続の宛先の送達レートの要件を知らせるメッセージを転送する目的で、信号送出チャネルを確立する必要がある。この接続信号送出チャネルは固定速度同期接続の形態を採り、それぞれのＨＳフレームの固定接続セクション中の少なくとも１バイトを占める。このチャネルは、リング全体に存在する。この信号送出チャネルは、システムを始動するのと同時に確立することができる。接続信号送出チャネルは、現在のそれぞれの可変速度接続に対するメッセージを含むパケットを運ぶ。これらのメッセージは、メッセージのソース装置がＤ２ＢＯｐｔｉｃａｌリングに配置されている順序、および接続ＩＤ（ＶＣＩＤ）の順序（１つの装置が複数の接続の送信元である場合）にしたがってメッセージの送信元によって生成される。例えば、リング位置１にある装置からの２つの接続（ＶＣＩＤ１および２）、ならびにリング位置２にある装置からの１つの接続（ＶＣＩＤ４）の合計３つの現行の接続を有するシステムを考える。接続信号送出パケット内では、以下のメッセージが下記の順序で現れる。１）リング位置１にある送信元からのＶＣＩＤ１を有する接続信号送出メッセージ１（ＣＳＭ１）２）同じ送信元からのＶＣＩＤ２を有するＣＳＭ２３）リング位置２にある送信元からのＶＣＩＤ４を有するＣＳＭ３メッセージＣＳＭ１からＣＳＭｎは次いで再び送信され、装置は完成されたメッセージを見ることができる（これは、メッセージがリングを最初に回る間にメッセージの宛先によって修正されるためである）。修正されたメッセージをＣＳＭ１¹等と呼ぶことにする。装置は、システムマスタが位置０、光の伝搬する方向に沿って次の装置が位置１というように、システムマスタの位置に対して相対的なリング位置に割り振られる。接続信号送出パケットのフォーマットを図５３に示す。ソース装置は可変速度接続の確立を開始したときに、信号送出パケット内の最初の未使用メッセージスロットにそのＣＳＭ構造を書き込む。この最初の未使用スロットがソースデータブロック（１０８ＨＳフレーム）の開始後の最初のスロットである場合、送信元は、さらに図５３に示すようなパケットヘッダＣＳ＿ＨＤＲを生成する。信号送出チャネルは、以下のフォーマットを有するパケットを（ブロック開始後の最初のバイトから）運ぶ。修正された接続信号送出メッセージ（ＣＳＭ１¹ 等）の送信では、送信の度にソース装置はその最初のメッセージから受け取った全てのフィールドを記憶し、次いでこれらを次の使用可能なメッセージスロットに入れて送信しなければならないことに留意されたい。装置は、この繰り返されたメッセージ中のフィールドの上書きを一切許されていないことに留意されたい。したがって、全ての装置はこのメッセージをその最終的な状態で見る機会を有する。パケットヘッダ（ＣＳ＿ＨＤＲ）は次のものを含む。パケットタイプ２ビット（タイプ２の場合＝１０）パケットＩＤ３ビット（００１にセットされる）（１は接続信号送出を意味する）予約済３ビット（＝０００。不使用）パケットデータは以下の構造を含む。０｛＜接続信号送出メッセージ＞｝ｎ＜パディング＞それぞれの信号メッセージは以下のものを含む。ＶＣ＿ＩＤ６ビット（接続ＩＤ）接続優先順位２ビット最小ＶＣ幅７ビット最大ＶＣ幅７ビット予約済１ビット予約済１ビット接続信号送出メッセージに続くパケット内の残りバイトは予約済であり、パディングで埋められる。２１個（最大数）の接続信号送出メッセージが存在する場合、残りバイトは２バイトである。パケットタイプは、ＣＳパケットのフォーマットを（ヘッダを含む）その他のタイプのフォーマットから区別する。パケットＩＤは、このパケットによって運ばれるメッセージの性質、すなわち、この場合には接続信号送出を指示する。ＶＣＩＤは、このメッセージが参照する接続を識別する。０のＶＣＩＤは、このメッセージスロットが使用されていないことを指示する。接続優先順位フラグは、この信号の優先順位がリアルタイム（高優先順位）であるか、または非リアルタイムであるかを指示する。リアルタイムである場合には、このフラグは「３」（高優先順位）にセットされる。そうでなければ、「０」と「２」の間にセットされる。最小ＶＣ幅は、接続の宛先によって書き込まれる。これは、宛先のバッファが完全に空きになることがないようにするのに、次のソースデータブロック内に指定されたＶＣが必要とする最小幅を指示する。接続がまだ完成していない間は宛先が未だないので、この値は０のままである。接続がアクティブのとき、最小ＶＣＢ幅は０とＶＣＢの最大幅の間を変化する。接続セットアップ後に宛先によって最初に書き込まれた非ゼロ値は、この接続に割り振られるべき予約容量を指示する。最大ＶＣ幅：このフィールドも接続の宛先によって書き込まれる。これは、宛先のバッファがオーバフローすることがないようにするのに、次のソースデータブロック内に指定されたＶＣが必要とする最大幅を指示する。宛先は、この必要な最大ＶＣ幅を（リクエストを出している）現在のソースデータブロックの終わりに予想されるバッファのレベルについて計算しなければならない。これは、バッファのオーバフローを防ぐためである。宛先は、この予想されるバッファサイズを送信元によって現在のソースデータブロック内のソースによって割り振られたＶＣ幅から計算することができる。接続がまだ完成していない間は宛先が未だないので、この値は０のままである。接続がアクティブのとき、この幅は０とＶＣの最大幅の間を変化する。ＶＣＢヘッダサイズの制約のため、幅１は許されない。最大ＶＣ幅が最小ＶＣ幅より小さい場合（複数の宛先がある場合のみに起こり得る）には最大ＶＣ幅が優先される。予約済フィールドは将来の拡張に備えるものである。接続メッセージのサイズおよびメッセージを２回繰り返す必要性のために、（この機構例には）システム内で同時にサポートし得る可変速度接続の数に限界がある。この限界は次のように計算される。（（ＣＳチャネルの幅）×（１０８−フレームバッファの数）−ＣＳ＿Ｈｄｒのサイズ）／（ＣＳＭのサイズ×送信数）接続信号送出チャネルの幅は通常１バイトである。接続信号送出チャネルのパケットヘッダのサイズは１バイトである。それぞれの送信元が２つのフレームバッファをシステムに提供するので、システム内のフレームバッファの数（待ち時間）は（システムマスタを含む）システム内の送信元の数の２倍に等しい。定義されたメッセージサイズは３バイトであり、提案の機構には２送信（ＣＳＭおよびＣＳＭ¹）がある。したがって１０個の送信元を含むシステムでは、サポートされる可変速度接続の数は次の通りである。（１０８−（１０×２）−１）／９＝８７／９＝９（最も近い整数に切捨て）宛先は、ソース装置がどのくらいのビット伝送速度容量を次のソースデータブロック（１０８フレーム）に割り振るべきかを判定できるように、適当な接続信号送出メッセージフィールドに最小および最大ＶＣ幅を書き込むことによって、レート要件を供給する。宛先はそのリング位置も供給する。２つ以上の宛先が定義されている場合、宛先は、以下の条件下でリング順序で前に位置する宛先を上書きすることができる。（Ｉ）この新しい宛先のほうが送信元から遠い場合にはリング位置を上書きすることができる。（ＩＩ）この宛先の最小要件のほうが大きい場合には最小要件を上書きすることができる。（ＩＩＩ）この宛先の最大要件のほうが小さい場合には最大要件を上書きすることができる。可変速度接続がセットアップされた直後、宛先は、新しい接続に対する最初の接続信号送出メッセージの最小要件フィールドに予約割振り要件を書き込む責任を負う。接続信号送出メッセージは、これらが最初にシステムを回る間に関係宛先によって修正される。これらの接続信号送出メッセージは、オリジナルのメッセージを生成した送信元によってその修正された形態で再送信される。接続信号送出メッセージを生成する送信元は、・接続信号送出メッセージをその出力に送る（メッセージを送信する）前に、ＣＳパケット中の（ＶＣＩＤ＝０で指示された）使用していない接続信号メッセージ位置を待たなければならない。このルールは、オリジナルの送信および繰返しの送信の両方に適用される。・さらに、送信後、自身の接続信号送出メッセージを再び受け取ったときには、その出力で、自身のメッセージのそれぞれのバイトを０を含むバイトで置き換えなければならない。これによってこの接続信号送出チャネルは解放され、下流の送信元がこれを使用することができるようになる。可変速度接続に割り振るレートを決定するためそれぞれの可変速度接続の送信元は、その接続の宛先の要件およびシステム容量を共用しなければならないその他のソースデータ接続の要件を、ともに考慮しなければならない。この例のプロセスには以下の２つの段階がある。・他のどのソースデータ接続を考慮しなければならないかを判定する段階・これらの競合する接続のそれぞれにどのくらいの容量（速度）を割り振らなければならないかを判定する段階送信元は、自体の可変速度接続に割り振ることができる容量に影響を及ぼす全てのソースデータ接続（固定および可変）を考慮しなければならない。これは、システム容量をこれらの全ての接続間で共用しなければならないためである。これは様々な方法で実施することができる。この例で採用する機構を「グローバルサーチ」と呼ぶことにする。グローバルサーチ法では、送信元は、リング中の他のソースデータ接続のそれぞれの送信元および宛先のソースのリング位置に注目する。送信元は、次いで、これらのそれぞれの接続と自体の接続の間のオーバラップ関係を分析し、直接オーバラップであるか、または間接オーバラップ（その接続にオーバラップした接続自体の上に別の接続がオーバラップしている）であるかを判定する。送信元および宛先のリング位置は、制御メッセージチャネル内の接続状態報告を介して提供される。これらのうちの１つは、それぞれのソースデータ接続のセットアップの正常終了後にシステムマスタによって一斉送信される。ソースデータフィールド容量は、固定および可変速度の全てのソースデータ接続間で共用しなければならない。固定速度接続の割振りは保証されている。容量に限界がないのであれば、全ての宛先はリクエストした最大容量（最大ＶＣ幅）を得ることができる。しかし容量には限界があるので、送信元は使用可能な可変速度容量を競合する接続間で共用するためのアルゴリズムを適用する。これは以下の様うなものである。・アプリケーションを中断する恐れの最も小さいものが存在する。・使用可能なシステム容量が非常に効率的に使用され、より多くのアプリケーションを同時にサポートすることができる。共用計算にはいくつかの段階がある。１．リクエストのあった最小容量を、ａ）まず、ＶＣの順序において優先順位の高い全ての接続に割り振り、ｂ）次に、より優先順位の低い接続に割り振る。２．残りの容量を、ａ）それぞれの接続に対してリクエストされた容量の残りの部分（最大−最小）に基づいて重み付けして割り振るか、またはｂ）それぞれの接続にラウンドロビン方式で順番に割り振るか、またはｃ）それぞれの接続にリクエストされた全容量を順番に割り振る。段階１（リクエストされた最小容量の割振り）において：ソース装置は現在のＶＣ幅と未使用幅を全て合計することによって、使用可能な幅（容量）の総計を計算する。ソース装置は、リクエストされた最小幅をそれぞれの関係接続に以下のように「割り振ら」なければならない。ａ）まず、信号送出チャネルに示された順序にしたがって優先順位の高い接続に割り振り、ｂ）次いで信号送出チャネル順序において優先順位の低い接続に割り振る。この段階は、使用可能な容量が残っていないか、または関係する全ての接続にそれらがリクエストした最小容量が割り振られたときに終了となる。段階２（残りの容量の割振り）では：段階１の終了後に容量が残っている場合に、これらを例えば前記選択肢（ｃ）に基づいて関係する接続に割り振る。この方法では、全容量を使い切るまで、または全ての高優先順位接続がフルリクエストされた割振り（最大ＶＣ幅。段階１での割振りを含む）を得るまで、フルリクエストされた容量が接続信号送出チャネル順序において高優先順位のそれぞれの接続に与えられる。容量が残った場合には、接続信号チャネル順序において優先順位の低いそれぞれの接続にフルリクエストされた割振りが、容量を使い切るまで与えられる。それぞれの送信元は、前述の割振り計算に基づいて自体のＶＣ幅だけをセットすることができる。さらに、新しい幅が現在のブロックの幅よりも小さい場合には、この幅の低減を徐々に実施しなければならない。「ＶＣ幅変更のフェージング」の項を参照されたい。それぞれの送信元は、次のステーションにフレームを繰り返す前に、リング順序において前に位置する任意の宛先に対するＶＣを削除し、より高位のＶＣをシフトダウンして、削除したＶＣによって残されたギャップを埋める。リング上に分散したソースデータバッファ（待ち時間）（その数はリング構成によって異なる）の存在のため、ＶＣ幅の変更を単一のフレーム内で完了させることは一般にできない。そのため、次のソースデータブロックに対して計算されたＶＣサイズを満足させるための調整を、それぞれの送信元は遷移期間と呼ばれるインターバルの始めに開始する。遷移期間は、システムマスタによって新しいソースデータブロックの最初のフレームにその内容がコピーされる、古いソースデータブロック中のフレームをマスタが送信している期間である。遷移期間中にシステムマスタによって送信されたフレームは、ＨＳネットワークフレーム内のＴｒビット（図４２）を介してマークされる。遷移期間にあるフレームをロードしているとき、次のソースデータブロックのＶＣサイズを減らすことになっている送信元は、次のブロックで許されるＶＣ幅だけを使用しなければならない（すなわち、遷移期間中のそれぞれのフレーム内のＶＣＢの終わりのバイトが無駄になる（ヌルシンボル））。それらのＶＣサイズを増大させることになっている送信元は、新しいソースデータブロックの最初のフレームでそれを実施する。その結果は以下のようになる。・全ての接続信号送出メッセージは、遷移期間が始まるまでにリングを回るその最後の周回を終えなければならない。これは、同時可変接続の数を意味する。・新しいソースデータブロックの開始後の遷移期間と等しい期間に、サイズが増大されたＶＣは、前のソースデータブロック内の対応する（より小さな）ＶＣと同じ量のデータを含む。このことは、マスタとそのＶＣの送信元の間のリングセクションにのみ適用される。・遷移期間中のフレームの数は、送信元の数×２に等しい。ただし、システムマスタは常に送信元としてカウントされる。図５４に、接続ＶＣ１が１０バイトから８バイトに減らされる場合の遷移期間の効果を示す。次のソースデータブロックに対する準備として、１つのソースデータブロックのあるフレームＴから最後のフレーム１０⁸まで、容量がヌルシンボルを用いて減らされる。可変速度接続の例図５５では、接続１、２および３はリング内のいくつかのセグメント上でオーバラップしている。したがって、接続１に割り振られた容量は、接続２および３に対して実施することができる割振りを制限する。バス容量の共用の公平さを保証するため（およびシステム内で同時にサポートされるアプリケーションの数を最大にするため）、接続１のソース（Source）は、自身の出力に対してどれだけのビット伝送速度を使用すべきかを判定する際に、接続２および３のバッファの占有ならびに優先順位についても考慮しなければならない。この例中、接続１（ソース（Source）１から宛先１まで）は圧縮ビデオ信号（リアルタイム信号、したがって優先順位が高い）に対する接続、接続２（ソース２から宛先２まで）はＣＤ−ＲＯＭからのマップデータ（非リアルタイム信号、したがって優先順位が低い）に対する接続、接続３（ソース３から宛先３まで）は圧縮ビデオ信号（高優先順位）に対する接続である。初期設定それぞれの接続は、その中から新しいＶＣに対してバイトが割り振られる未使用ブロックのサイズ、または予想されるレートによって決定される予約ＶＣ幅を用いてセットアップされる。例えば、ＶＣに対して使用可能な幅が合計で８０バイト（未使用ブロックを含む）であると仮定する。送信元データフィールドの残りバイトは固定速度接続に割り振られている。ソース１のアクション次のような仮定を設ける。すなわちソースデータブロックの開始ｎで、１．宛先１は最低５バイト、最大１０バイトの幅が必要であると決定し（少なくともリクエストされた最小容量が使用可能であると仮定すると、これによりソースデータブロックの間に５１０から１０２０バイトが送達される）、２．宛先２は最低１０バイト、最大５０バイトの幅（ＶＣＢ幅）が必要であると決定し、３．宛先３は最低２０バイト、最大４０バイトの幅（ＶＣＢ幅）が必要であると決定したと仮定する。前述の段階１および段階２（選択肢（ａ））で与えた計算を、この例での計算に適用する。ソース１は、これらの全ての宛先要件を知っており、最初に、リクエストされた最大幅（合計１０＋５０＋４０＝１００）を割り振ることを試みるが、この合計値が使用可能な幅（８０）を上回っていることに気付く。そこでソース１は、リクエストされた最小容量（５＋１０＋２０＝３５）をそれぞれの接続に割り振り、次いで残りの容量（８０−３５＝４５）を優先順位の高い接続（ソース１およびソース３をソースとする接続）の間で分配する。追加される幅は以下のようになる。・ソース１に５バイト・ソース２に４０バイト・ソース３に０バイト・残りの幅はなしソース１は最後に、接続１に対するＶＣＢ幅を計算する（５＋５＝１０バイト）。この幅の変更は、先に説明した通りに段階的に実施される。ソース２のアクションソース２も、宛先１、２、３から同じ情報を受け取る。ソース２はソース１と同じ計算を実行し、これによりＶＣＢ幅１０＋４０＝５０バイトを得、接続２に対してこの値をセットする。この幅の変更が、先に説明した通りに段階的に実施される。ソース３のアクションソース３も、宛先１、２、３から同じ情報を受け取る。ソース３はソース１および２と同じ計算を実行し、これによりＶＣＢ幅２０＋０＝２０バイトを得、接続３に対してこの値をセットする。この幅の変更は、先に説明した通りに段階的に実施される。未使用容量（使用していない）未使用容量（free capacity）は、ＩＤ＝０を有する可変接続（ＶＣ）として処理される。固定接続（ＦＣ）ソースデータフィールドの最後のセクションであるこのセクションを使用して、例えば４８ｋＨｚの１６ビットＰＣＭオーディオなどの同期信号またはビット伝送速度が固定された非同期信号を伝達することができる。このブロックのサイズおよび内容の変更は、新しい接続をセットアップするか、または古い接続を削除することによってのみ実施することができる。固定速度非同期接続固定速度非同期接続は、接続のビット伝送速度をアプリケーションの要件に一致させるためのパディング（ヌルシンボル）の挿入によって修正がなされているだけの、フォーマットされていないソースデータを運ぶ。送信元からの使用可能なデータがないときには、パディングが非同期接続に挿入される。パディングの挿入によって接続の有効ビット伝送速度が低下し、送信元からの出力と一致する。フロー制御いくつかのアプリケーションでは、送信元はある範囲のビット伝送速度でデータを送達することができ、宛先は、受信側でのデータのオーバフロー、したがってデータの損失を回避するために、このビット伝送速度を調整しなければならない。フロー制御機構は、受信側が送信元に停止／続行標識をフィードバックすることを可能にする。停止標識を受け取ると、送信元はデータの送信を停止し、続行標識を受け取るまでパディングで接続を埋める。固定速度非同期接続が確立されると、システムはフロー制御接続バイト中の１ビットを停止／続行標識の伝達に割り振る。フロー制御接続は、リングに沿ってシステムマスタから宛先まで確立される。システムマスタは、システムの起動および初期設定後の任意の時点でこのフロー制御接続を確立することができる。固定速度接続がセットアップされると、これらのビットは接続ＩＤの順序にしたがって割り振られる。固定速度接続が削除されるとこれらのビットは解放され、したがって、新しい接続でこれらのビットを使用することができるようになる。以下の範囲の接続ＩＤは固定非同期接続に適用される。「２０」Ｈ：フロー制御接続「２１」．．．「３０」Ｈ：固定非同期接続非同期データ伝送の例図５６に、固定非同期接続（ＦＣ）を介してＨＳネットワーク上でデータを宛先装置に送信するソース装置を示す。送信元の送信（Ｔｘ）バッファからの「空き（empty）」標識およびフロー制御ビットによって、送信するＦＣデータストリームにパディングを挿入する必要があるか否かが判定される。宛先の受信（Ｒｘ）バッファからの「満杯（full）」標識は、フロー制御ビットの状態を決定するのに使用される。後に説明するように、待ち時間を考慮して「満杯」レベルをセットしなければならないことに留意されたい。複数の宛先がある場合、それらのフロー制御出力は同じフロー制御ビットで論理和がとられる。したがって、バッファが最初に満杯になった装置はフロー制御ビットを停止にセットする。アプリケーションが特定の１つの宛先への送達を一時停止したい場合には、その接続の他の宛先にデータを送達し続けることができるように、その特定の宛先からのフロー制御出力を「０」（続行）に維持しなければならない。ステーションは（Stations）以下のルールに従う。ソースバッファ（source buffer）が空きでなく、かつ宛先バッファが満杯でないとき：・［送信元（In the Source）］データはＴｘバッファから、ＦＣ（固定非同期接続）に割り振られたＨＳネットワークフレームのソースデータフィールド内のバイトに転送される。・［宛先（In the Destination）］データは、ＦＣに割り振られたＨＳネットワークフレームのソースデータフィールド内のバイトからＲｘバッファにコピーされる。送信元バッファが空きで、かつ宛先バッファが満杯でないとき：・［送信元］Ｔｘバッファからデータは転送されず、そのため、ＦＣに割り振られたＨＳネットワークフレームのソースデータフィールド内のバイトにパディングが挿入される。・［宛先］受信側はパディングを認識し、したがってＲｘバッファにデータは入れられない。送信元バッファが空きでなく、かつ宛先バッファがほぼ満杯であるとき：・［送信元］データはＴｘバッファから、ＦＣに割り振られたＨＳネットワークフレームのソースデータフィールド内のバイトに転送される。・［宛先］データは、ＦＣに割り振られたＨＳネットワークフレームのソースデータフィールド内のバイトからＲｘバッファにコピーされる。バッファが（待ち時間に起因する量を除いて）満杯になると、宛先はフロー制御ビットを（停止を意味する）「１」にセットする。フロー制御が停止にセットされたことを送信元が検出したとき：・［送信元］Ｔｘバッファからデータは転送されず、そのため、ＦＣに割り振られたＨＳネットワークフレームのソースデータフィールド内のバイトにパディングが挿入される。・［宛先］受信側はパディングを認識し、したがってＲｘバッファにデータは入れられない。バッファが満杯ではなくなると、受信側は対応するフロー制御ビットを（続行を意味する）「０」にセットする。宛先バッファが満杯ではなくなったとき：・［宛先］宛先は、フロー制御ビットを（継続を意味する）「０」にセットする。フロー制御が継続にセットされたことを送信元が検出したとき：・［送信元］データはＴｘバッファから、ＦＣに割り振られたＨＳネットワークフレームのソースデータフィールド内のバイトに転送される。・［宛先］データは、ＦＣに割り振られたＨＳネットワークフレームのソースデータフィールド内のバイトからＲｘバッファにコピーされる。倍速ネットワーク（前記図１８および１９）の例と同様に、リング内のバッファに保持されたＨＳネットワークフレームのソースデータフィールドの数に起因するフロー制御ビットの効果の遅延は許容しなければならない。このことは、フロー制御が効果を発揮するまでに受信されるデータ量を考慮して、受信バッファが満杯になる前にフロー制御ビット（「１」は停止、「０」は続行を意味する）をアサートする必要があることを意味する。これは、（この接続に対して）使用されるフレーム当たりのバイト数およびオープンソースデータバイパスを有するシステム内の装置数に依存する。（バイトで表した）総待ち時間は、Ｌ＝（送信元の数×２）×ＦＣ内のフレーム当たりのバイト数である。上式で、ＦＣは固定非同期接続を表し、システムマスタは常に送信元としてカウントされる。ソースデータブロックの開始を含む（これは、ＨＳネットワークフレームヘッダ内のＳＤＢビットが１にセットされていることによって指示される）フレームの送信と受信の間に経過するフレーム数をカウントすることによって、システムマスタはシステムの起動時にこの待ち時間を測定することができる。システムマスタは次いで、ソースデータブロックの終わりに遷移期間フラグＴｒを１にセットして、このフレーム数をマークする。パック／パケット／セル階層固定および可変ソースデータ接続の内容は、いずれもアプリケーションによって決定される。図５８に１つの可能な編成形態を示す。図５８において、Ｌ．．．パケットの最初のセルが接続ブロック（ＦＣＢまたはＶＣＢ）の最初のセルである必要が必ずしもないことを示す。Ｍ．．．パケットは少なくとも１つのセルを含まなければならず、（Ｍ−Ｌ＋１によって与えられる）複数のセルを含んでもよい。Ｐ．．．パック中のパケットの数は、アプリケーションによって、セルヘッダ内の残りパケットフィールドが課す制限の範囲内で定義される。最大２５６パケット／パックのパケットがサポートされる。ソースデータパケットは整数個のセルを占有することができる。図５８に示すように、パケット自体がパックの一部となることもある。アプリケーションは、パケットスロットヘッダに提供されたフィールドを使用してパック中のパケットの数、およびパケット中のセルの数（セルヘッダの残りパケットフィールドが課す制限に従って１つまたはそれ以上）を定義することができる。セルは、データを受信する側の装置がそのデータを識別し、正確にそれを回復することを可能にするフレーミングを提供する。セルヘッダは以下のものを含む。パケット開始フラグ１ビットパックの開始１ビットパケットタイプ３ビット（パケットタイプ１の場合＝０１）残りパケット８ビットセル中のバイト数１０ビットエラー保護（Ｎ−Ｋ）８ビットパケット開始フラグは、そのセルの最初のデータバイトがパケットの最初のバイトである（フラグは１にセットされる）か、または、それがパケットの続きの部分であるかを指示する。パケットタイプは、セルの残りの部分のフォーマットを識別する。セルタイプ０は、占有されていない（すなわちパケットデータの無い）セルを指示する。残りパケットは、現在のパック（パケットのグループ）中に残っているパケットの数を指示する。セル中のバイト数は、このセルの中の有効データを含むバイトの数を指示する。エラー保護フィールドの使用は現在のところ未定義である。セルに含まれる１０２バイトのデータはエラーに対して無保護である。パケットの開始は、セルヘッダの（「１」にセットされた）パケット開始ビットによって指示される。このビットがセットされているとき、セルヘッダの後の最初のデータバイトは同時にパケットデータの最初のバイトでもある（前のパケットの続きであることと対比される）。このビットがセットされていないときには、このセルの内容は前のセルで送信されたパケットの続きであることを示す。セルの送信に必要なＨＳフレームの数は、セルのサイズ（１０８バイト）とそれが含む各ＨＳフレーム内のＦＣの幅との関数である。ＦＣの幅がｎバイトである場合、セルは（１０８）／ｎ個のＨＳフレームを含む。ＶＣＢの容量は遷移期間中に低減するので、この計算は、固定接続ブロックのみに適用されることに留意されたい。高速ネットワーク−例Ｖ高速ネットワークの第５の例は先に説明した例ＩＶに密接に対応するが、フレーム構造が変更され、フレーム当たりのビット数が９１２から９００に減らされている点が異なる。４８ｋＨｚのフレーム速度および４Ｂ／５Ｂ符号化による２５％のオーバヘッドを考慮すると、この例は例ＩＶの５４．７２ＭＨｚに対して５４ＭＨｚの全体レートを与える。この変更によって、例えばＤＶＤソースに対するトランシーバの連結を単純にすることができる。これは、５４ＭＨｚおよび２７ＭＨｚが、このようなディジタルビデオシステムの標準的なマスタクロックであるためである。９１２ビットから９００ビットへの変更は、ソースデータバイトの数を１１２から１１０に減らすことによって達成される。したがって、フレーム当たり４ビットの予約済容量が解放され、これを使用して、制御メッセージチャネルの容量（ＣＦビット）を４ビット／フレームから８ビット／フレームに増大させることができる。しかし、Ｄ２ＢＯｐｔｉｃａｌネットワークの制御チャネルとの互換性を維持するために、８つのＣＦビットを４ビットからなる２つの別個のグループとみなし、２つの独立した制御メッセージチャネルを実質的に提供することを提案する。当然ながら、様々な態様における本発明の原理から逸脱することなく、フレーム構造の変更やフィールドの順序の変更などのその他の変更も可能である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号９７１０９０８．６ (32)優先日平成９年５月27日(1997．5．27) (33)優先権主張国イギリス（ＧＢ） (31)優先権主張番号９７１６０８３．２ (32)優先日平成９年７月30日(1997．7．30) (33)優先権主張国イギリス（ＧＢ） (31)優先権主張番号９７１９４１５．３ (32)優先日平成９年９月12日(1997．9．12) (33)優先権主張国イギリス（ＧＢ） (31)優先権主張番号９７２１１７０．０ (32)優先日平成９年10月７日(1997．10．7) (33)優先権主張国イギリス（ＧＢ） (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＤＥ，ＧＢ，ＪＰ，ＵＳ (72)発明者プレンダーガスト，サイモン，エドワード. 英国ピーエル21 ９ビーエルデボンアイビーブリッジアイビーデンロード 76 (72)発明者パーマー，ハリベイデン，アムバラル. 英国アールジー40 ４ユーエイチウォーキンガムフィンチャンプステッドラディカルライド 11

Claims

【特許請求の範囲】１．各フレームが固定数のソースデータフィールドを提供する標準フレーム構造を使用して可変速度チャネルと固定速度チャネルの両方でソースデータを搬送するリング型ネットワークを備えたローカル通信システムであって、各フィールドは、各フレーム内の同じフィールドを使用する固定速度チャネルの一部を形成するように動的に予約することが可能であり、他の時間には可変速度チャネルの一部を形成するように割り振ることが可能であることを特徴とするシステム。２．固定速度データ用のブロックがフレームの一方の端部から始まるように割り振られ、可変速度データ用のフィールドが当該フレームの他方の端部から始まるように割り振られることを特徴とする請求項１に記載のシステム。３．連続するフレームがブロックに分類され、各可変速度チャネルが１つのブロックのすべてのフレームを通じて同じフィールドを占有し、各ブロックの開始部分でのみチャネル幅の変化が可能なようにフィールドが再割振りされることを特徴とする請求項１または２に記載のシステム。４．ブロックヘッダを伝送して複数の連続するフレームに対して指定した幅の可変速度チャネルを予約することを特徴とする請求項１、２または３に記載のシステム。５．前記ブロックヘッダが少なくとも当該ブロックの最初のフレーム用に当該チャネルの１つまたは複数のフィールドを占有することを特徴とする請求項４に記載のシステム。６．ブロックの開始部分で、各チャネルのブロックヘッダが他のチャネルの幅に関してフレーム内に配置できる１つまたは複数のフィールドを占有することを特徴とする請求項４または５に記載のシステム。７．各可変速度チャネルはフレームからなる所定のサイズのブロックにわたって固定されたフィールドの選択を含み、このようなすべてのチャネルの幅が各ブロックの最初のフレームまたは複数フレームのソースデータフィールド内で指定されることを特徴とする前述請求項のいずれかに記載のシステム。８．固定速度チャネルが使用中であるか否かにかかわらず各フレームの一定部分が前記固定速度チャネル用に予約されており、各フレームの他の一定部分が可変速度チャネル用に使用できる標準フレーム構造を使用して、前記可変速度チャネルと前記固定速度チャネルの両方でソースデータを搬送するリング型ネットワークを備えたローカル通信システムであって、前記可変速度部分を異なるチャネル間で動的に割り振るための制御機構が設けられていることを特徴とするシステム。９．フレーム速度が１つまたは複数のデジタルオーディオデータソースと同期しており、そのためにソースデータが各フレームの固定速度部分で運ばれることを特徴とする請求項１、２または８に記載のシステム。１０．各フレームが、複数フレームにわたり伝送される制御メッセージフレームの一部を形成している制御ビットを搬送することを特徴とする請求項１、２、８または９に記載のシステム。１１．リングのセグメントを介して固定速度チャネルでソースデータを搬送する同期リング型ネットワークを備えたローカル通信システムであって、前記固定速度チャネルがリングの他のセグメントを介して可変速度チャネルで多重化されることを特徴とするシステム。１２．前記多重化された固定速度チャネルおよび可変速度チャネルは、前記リングの他のセグメント上にある標準フレーム構造内で異なるそれぞれの部分を備えることを特徴とする請求項１１に記載のシステム。１３．車内娯楽用、通信用、および／またはナビゲーション用に適しており、全ソースデータ容量が１０Ｍｂｐｓより大きい、たとえば請求項１乃至１２のいずれかに記載の光ファイバローカル通信システムであって、光ファイバチャネルが４Ｂ５Ｂまたは８Ｂ１０Ｂの符号化データを搬送することを特徴とするシステム。１４．可変データソースデータチャネルが非同期転送モードパケット内でネットワーク上にマップされることを特徴とする前述請求項のいずれかに記載のシステム。１５．車内娯楽用、通信用、および／またはナビゲーション用に適しており、全ソースデータ容量が１０Ｍｂｐｓより大きい、たとえば請求項１乃至１２のいずれかに記載の光ファイバローカル通信システムであって、当該ソースデータは可変データ速度のオーディオデータおよびビデオデータを含み、非同期転送モード（ＡＴＭ）パケットによって運ばれることを特徴とするシステム。１６．ＡＴＭパケットのヘッダおよびデータフィールドは、それぞれ必ずしも５バイトおよび４８バイトである必要がないことを特徴とする請求項１５に記載のシステム。１７．同期リング型ネットワークを備えたローカル通信システムであって、リングの第１セグメントのデータ速度は、当該リングの第２セグメントのデータ速度よりも速いことを特徴とするシステム。１８．同期化は、たとえばネットワークの両セグメントで同じフレーム周期を有するが、第１セグメントの各フレームの方がデータ量の多い標準フレーム構造を提供することによって維持できることを特徴とする請求項１７に記載のシステム。１９．リングの各セグメントが比較的データ速度の速いユーザ情報の１つまたは複数のチャネルと制御情報の１つまたは複数のチャネルとを搬送し、第１セグメントと第２セグメントの間で制御情報の少なくとも１つのチャネルのデータ速度は一定であるが、ユーザ情報のデータ速度は異なることを特徴とする請求項１７または１８に記載のシステム。２０．第２セグメント内を流れるユーザ情報は、ネットワークの第１セグメント内を流れるユーザ情報の部分集合とすることができることを特徴とする請求項１９に記載のシステム。２１．ネットワークの周囲の各セグメント内でフレーム速度が一定であり、各フレーム内で同数のビットが予約されて各セグメント内に制御メッセージチャネルを形成することを特徴とする請求項１９または２０のいずれかに記載のシステム。２２．二地点間リンクによって標準フレーム構造の局間でソースデータのストリームを搬送するローカル通信システムであって、ソースデータに加えてエラー信号送出フラグも各フレームで搬送され、当該フラグが設定されて当該フレームのデータ内でエラーが検出されたことを示し、リング内の次の局に当該データを繰り返すときは各局によってそれが反復されることを特徴とするシステム。２３．各フレームのソースデータフィールドがリングの周囲にそれぞれ発信局と宛先局を有する様々なチャネルに割り当てられるとき、単一のエラーフラグがこれらのチャネル間で共用されることを特徴とする請求項２２に記載のシステム。２４．エラーを検出した各局がエラーフラグを設定し、エラーフラグを設定した局は、設定したフラグがリングを一周して戻ってきたときに新しいエラーが検出されない限り、これをリセットすることを特徴とする請求項２３に記載のシステム。２５．ソースデータのストリームがネットワークフレーム構造内で搬送され、当該ネットワークフレーム構造内で確立された１つまたは複数のチャネルに関してフローを信号送出するために、フロー信号チャネルが設けられていることを特徴とするローカル通信システム。２６．フロー信号チャネルが少なくともフレームレベルでソースデータと同期していることを特徴とする請求項２５に記載のシステム。２７．フロー信号チャネルは、関連するソースデータ接続の持続時間の間確立される別の接続内に設けられることを特徴とする請求項２５または２６に記載のシステム。２８．フロー信号送出接続は、いったん確立されると複数の関連するソースデータ接続用のフロー信号チャネルを収容できることを特徴とする請求項２７に記載のシステム。２９．フロー信号チャネルは、（発信局からの）妥当性フラグ、パケット開始または他の構造フラグ、（宛先局からの）フロー制御信号の少なくとも１つを運ぶことを特徴とする請求項２５乃至２８のいずれかに記載のシステム。３０．同じフロー信号チャネルは、発信局から宛先局へ送られる第１のフロー信号情報と、宛先局から発信局へ戻る第２のフロー信号情報とを運ぶことを特徴とする請求項２５乃至２９のいずれかに記載のシステム。３１．フロー信号チャネルはアドオン回路構成によって、および同期ネットワークトランシーバ集積回路を外部でプログラミングすることによって実現されることを特徴とする請求項２５乃至３０のいずれかに記載のシステム。３２．発信局と宛先局がリング型ネットワークを介してデータを交換する通信方法であって、このようなデータが１つまたは複数の介在局でのバッファリングに関する遅延を受け、当該遅延がネットワーク構成に依存し、宛先局は前記遅延を判定するための手段と、判定された遅延に従ってバッファ満杯状態より前に発信局へフロー制御信号を送信する手段とを含むことを特徴とする方法。３３．発信局と宛先局がリング型ネットワークを介してデータを交換する通信方法であって、このようなデータが１つまたは複数の介在局のバッファ内で遅延を受け、宛先局がバッファ満杯状態のときに当該イベント内で発信局へフロー制御信号を送信する手段を含み、発信局はフロー制御信号の受信時にすでに送信済みデータを反復するように構成され、これによって、すでに送信済みであるが宛先局が受け入れていないデータは宛先局によって受け入れられるまでネットワーク周囲にある局のバッファ内を循環し続けることを特徴とする方法。３４．フロー制御信号も宛先局と発信局の間で遅延を受けることを特徴とする請求項３２または３３に記載の方法。３５．共用ネットワーク媒体上の複数の所望の接続間で容量を割り振る方法であって、ネットワークの局はネットワーク容量に関する要件を互いに通信し合い、それぞれの接続を確立する責任を負った各担当局は計算を実行して当該接続に一定の容量を割り振り、当該計算は接続間での容量の割振りが矛盾しないようにすべてのこのような局によって共通の１組の規則を使って実行されることを特徴とする方法。３６．各接続の担当局は、前記接続の発信局であることを特徴とする請求項３５に記載の方法。３７．接続信号送出メッセージが前記計算より前に交換されて、各担当局が少なくとも所定の接続と部分的に重なっている他の接続によって課せられる制約を認識するようになることを特徴とする請求項３５または３６に記載の方法。３８．複数の局が共用ネットワーク媒体を介してデータを交換するローカル通信システムにおいて複数の接続間で容量を割り振る方法であって、各接続は、当該接続の発信局として指定された第１の局から宛先接続として指定された少なくとも１つの第２の局にデータを運び、（ａ）各接続ごとに接続に必要な容量を示す接続信号送出メッセージを生成するステップと、（ｂ）複数の接続に関する接続信号送出メッセージを受け取るステップと、（ｃ）表示された必要な容量と使用可能な総容量に基づく計算によって、各接続に適した割振り容量を判定するステップと、（ｄ）判定された割振りを使用して所望の各接続を確立するステップとを含み、ステップ（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、各第１の局で所定の規則に従って独立して実行されることを特徴とする方法。３９．接続信号送出メッセージは、接続の発信局として指定された局によって少なくとも部分的に生成されることを特徴とする請求項３７または３８に記載の方法。４０．接続信号送出メッセージは、接続の宛先局として指定された局によって少なくとも部分的に生成されることを特徴とする請求項３７、３８または３９に記載の方法。４１．接続信号送出メッセージは発信局によって生成され、宛先局によって変更され、他の発信局によって読み取られて計算に必要な情報を取得することを特徴とする請求項４０に記載の方法。４２．ネットワークは一連の二地点間リンクを備えたリング型ネットワークであり、変更された前記メッセージが発信局によって受け取られ、すべての担当局が必要な情報を確実に有するようにリングの周囲で反復されることを特徴とする請求項４１に記載の方法。４３．割振りは、再計算され、その時々に変化することを特徴とする請求項３５乃至４３のいずれかに記載の方法。４４．接続信号送出メッセージは、少なくとも関連する接続の持続時間中に確立される専用チャネルを介して交換されることを特徴とする請求項３７乃至４３のいずれかに記載の方法。４５．ネットワークは一連の局間リンクを備え、所定の接続に容量を割り振るための規則が、当該所定の接続と部分的に重なっている接続だけを考慮に入れるように定義されていることを特徴とする請求項３６乃至４４のいずれかに記載の方法。４６．ネットワークは一連の局間リンクを備え、所定の接続に容量を割り振るための規則が、１つまたは複数の前記リンク上で当該所定の接続と重なっている接続だけでなく、当該所定の接続とは重なっておらず後者の接続と部分的に重なっている他の接続も考慮に入れるように定義されていることを特徴とする請求項３６乃至４４のいずれかに記載の方法。４７．少なくとも一定の優先順位の各接続に対してフロー制御メッセージに指定された最低容量を保証するように第１の規則が定義され、接続間の残りの容量を分配するために他の規則が指定されることを特徴とする請求項３７乃至４６のいずれかに記載の方法。４８．前記他の規則は、各接続ごとにフロー制御メッセージに指定された最大容量を考慮に入れることを特徴とする請求項４７に記載の方法。４９．ステップ（ａ）から（ｄ）を定期的に反復し、接続間で適応的に容量の割振りを実行することを特徴とする前述請求項のいずれかに記載の方法。５０．複数の論理接続に従って複数の局がリング型ネットワークを介してデータを交換する通信方法であって、各接続は、当該接続の発信局として指定された第１の局から当該接続の宛先局として指定された少なくとも１つの第２の局へデータを運び、このようなデータはリング型ネットワークのフレームシーケンスに対して１つまたは複数の介在局で遅延を受け、（ａ）連続した速度制御周期を定義するステップと、（ｂ）最初の速度制御周期の前に複数の各接続について最初のチャネル幅を判定し、当該最初のチャネル幅が対応する接続に最高データ速度を判定するステップと、（ｃ）前記最初の速度制御周期中に、判定された最初のチャネル幅に従って各接続に対してそれぞれのチャネルを確立するステップと、（ｄ）前記最初の速度制御周期中に、各接続に関するデータをそれぞれのチャネルを介して前記最高データ速度までの速度で伝送するステップと、（ｅ）次の速度制御周期の前に、複数の各接続について新しいチャネル幅を判定し、当該新しいチャネル幅が前記次の速度制御周期の対応する接続に対する新しい最高データ速度を判定するステップと、（ｆ）前記連続した速度制御周期の間、（ｂ）から（ｅ）のステップを繰り返すステップとを含み、前記遅延に対応する速度遷移周期が各速度制御周期の終わりに含まれており、ステップ（ｅ）で決定された新しいチャネル幅が最初のチャネル幅に対して狭くなった場合には、データはステップ（ｄ）において前記速度遷移周期中に前記新しい最高速度まで伝送されることを特徴とする方法。５１．ネットワークを介したデータ転送がフレームの標準シーケンス（regular sequence）で実行され、各フレームは異なる前記接続に割り振る複数のデータフィールドを有し、各接続が各速度制御周期全体にわたって単数または複数の同じデータフィールドを占有することを特徴とする請求項５０に記載の方法。５２．各速度制御周期および各遷移周期は所定数のフレームに対応することを特徴とする請求項５１に記載の方法。５３．フレーム構造が遷移周期を示すためのフラグフィールドをさらに含むことを特徴とする請求項５１または５２に記載の方法。５４．フレーム構造は、各速度制御周期の開始を示すためのフラグフィールドをさらに含むことを特徴とする請求項５１乃至５３のいずれかに記載の方法。５５．ネットワーク内の局間で通信する方法であって、複数のフレームからなるブロック全体にわたり各フレームの同じフィールドを所定のチャネルに割り振って、当該フィールドのチャネルへの割振りを複数のフレームからなる連続する各ブロックに適応させることによって、複数の可変速度チャネルが共通のフレーム構造で確立されることを特徴とする方法。５６．各フレームが固定数のソースデータフィールドを提供する標準フレーム構造によって可変速度チャネルと固定速度チャネルの両方でソースデータを運ぶリング型ネットワークを備えたローカル通信システムであって、各フィールドは、接続の持続時間中に各フレーム内の同じフィールドを使用する固定速度チャネルの一部を形成するように動的に予約することが可能であり、他の時間は関連する接続の有効期間中に幅が変化する可変速度チャネルの一部を形成するように割り振ることが可能であり、かつ、非ゼロ幅の複数の可変速度チャネルが確立されたときに各フレームが各チャネルに関するデータの少なくとも一部を運ぶことを特徴とするシステム。５７．各フレームが固定数のデータフィールドを提供する標準フレーム構造を運ぶ共用ネットワーク媒体を介して複数の局がデータを交換するローカル通信システムであって、複数のチャネルにソースデータフィールドを割り振るための複数フレームからなるブロックが確立され、当該割振りはブロックによって変更可能であり、容量の割振りを予約したい連続する各局は所定のブロック内にある第１フレームの未使用フィールドにヘッダを配置し、当該ヘッダは発信側装置によってチャネルに予約されたフレーム当たりのフィールド数に従って直接または間接的に次の未使用フィールドを示しており、リングの周囲の連続する各発信局は、当該ヘッダを挿入して前記ヘッダが示す未使用フィールド位置でブロックの持続時間に対するフィールドの割振りを予約し、各フレーム内で隣接するチャネルにフィールドが割り振られるようにすることを特徴とするシステム。５８．複数の局が共用ネットワーク媒体を介してデータを交換するローカル通信システムであって、標準フレーム構造は各フレームが固定数のデータフィールドを提供し、複数フレームからなるブロックが複数の接続間にソースデータフィールドを割り振るために確立され、接続用の発信局として活動している各局は割り振られた数のフィールドを各フレーム内で予約し、各発信局はリング位置において最も遠い宛先局が発信局より前の接続に対するフィールド割振りを取り除く責任を負っていることを特徴とするシステム。５９．各発信局は、各接続ごとに最終宛先局位置のテーブルを維持することを特徴とする請求項５８に記載のシステム。６０．接続ＩＤ、発信局アドレス、および宛先局アドレスのテーブルは最初に接続が確立されたときに受け取った制御メッセージから構築され、接続ＩＤだけが各ブロック内のデータに付随していることを特徴とする請求項５９に記載のシステム。６１．複数の局が互いにアドレス指定されたメッセージフレームの交換によって通信を行い、こうしたメッセージが共通チャネルにおいて容量を取得するために競争するローカル通信システムにおいて、少なくとも１つの特定局のメッセージ受信バッファの占有を信号送出する通信方法であって、当該特定局にメッセージを送信したい別の局が、当該局の受信バッファの占有中にそうすることを試みることがないことを特徴とする方法。６２．バッファ占有信号が、各メッセージフレームのアービトレーション・フィールド内に供給されることを特徴とする請求項６１に記載の方法。６３．特別な局によって前記局または別の局が生成したメッセージ内の所定のフィールドを変更することにより、バッファ占有が信号送出されることを特徴とする請求項６１または６２に記載の方法。６４．ｍＢ／ｎＢ符号が適用され（ｍ＜ｎ）、データシンボルとエスケープシンボルが定義され、データなしを信号送出する１つまたは複数のｎＢシンボルがさらに定義され、当該データなしシンボルが所定数の連続するシンボル内に存在しない限り無視されることを特徴とする通信システム。６５．ｍ＝４かつｎ＝５であり、データまたはデータなしシンボルは、１バイトごと（１バイトは８ビット）を基礎として伝送されることを特徴とする請求項６４に記載の通信システム。