JP2008526061A - ネットワークのためのリピータノード - Google Patents

Abstract

本発明は、複数のノード（５，７）を備えたネットワーク（１）のためのリピータノード（３）に関する。このリピータノード（３）は一方のノード（５，７）から他方のノード（５，７）にアドレッシングされているデータ（９）の受信を確認するよう構成されている。ネットワーク（３９）はリピータノード（９９）の他に複数のノード（１００，１０１，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６，１０７，１０８，１０９，１１０，１１２）を有することもできる。

Description

発明の詳細な説明
本発明はネットワークのためのリピータノード、ネットワーク、データの伝送方法、コンピュータプログラムならびにコンピュータプログラム製品に関する。

従来技術
ＩＥＥＥ１３９４標準に準拠するネットワークは多数のノードを有する。ノードの最大数はケーブルの長さ、伝送速度およびノードの配置構成によって制限されている。この種のネットワーク内ではＩＥＥＥ１３９４標準に準拠するシリアルバスが非同期性ならびに等時性のデータ伝送を支援する。確実なデータ伝送を保証するために、非同期データの受信はこのデータを受信するノードによって応答されなければならない。等時性のデータに関してはこの種の応答は必要ない。

２００２年に採択されたＩＥＥＥ１３９４Ｂ標準によれば、２つのノード間ではそれぞれ最大長を有する以下のケーブルタイプが規定されている：ＵＴＰ５−１００ｍ，ＰＯＦ−５０ｍ，ＨＰＣＦ−１００ｍ，ＭＭＦ−１００ｍおよびＳＴＰ−４．５ｍ。この規定によればＩＥＥＥ１３９４標準に準拠するネットワーク内では２つのノード間において最大１００メートルの距離が許容される。ＩＥＥＥ１３９４標準に準拠するノードを実現するために必要とされる目下のＩＣ（集積回路ないし物理的なチップ）では２つのこの種のノード間においてそれよりも長い距離を実現することはできない。

以上のことに基づき、請求項１記載の特徴を備えたリピータノード、請求項６記載の特徴を備えたネットワーク、請求項１０記載の特徴を備えた方法、請求項１３記載の特徴を備えたコンピュータプログラムおよび請求項１４記載の特徴を備えたコンピュータプログラム製品が提案される。

発明の利点
本発明によるリピータノードは複数のノードを有するネットワーク内にあり、また殊にこのネットワークの２つのノード間の伝送区間に沿って配置されている。リピータノードは、ネットワークの一方の側における第１のノードからネットワークの他方の側における第２のノードにアドレッシングされているデータの受信を確認するために構成されている。

本発明によるリピータノードは、このリピータノードにはアドレッシングされているのではなく、ネットワークの第１のノードからネットワークの第２のノードにアドレッシングされているデータまたはデータパケットを確認するために構成されている、もしくはそのような確認を実施する機能を有する。データはリピータノードを介して２つのノード間で伝送される。ネットワーク内では２つのノード間においてリピータノードの他に伝送区間に沿って別のノードが存在することも考えられる。ネットワーク内でリピータノードによって隔てられている２つのノード間の非同期データの受信の確認はリピータノードによってのみ行われる。リピータ区間を介して案内されているコネクション区間を有していない別のノードは、それらのノードにアドレッシングされているデータに関して受信確認を提供することができる。本発明によるリピータノードにより、２つのノード間において最大限可能とされる距離を従来のネットワークに比べて延長することができる。

本発明の有利な実施形態においては、リピータノードがＩＥＥＥ１３９４標準に準拠して構成されているネットワークのために設けられており、また非同期データの受信を確認するために構成されている。

ＩＥＥＥ１３９４標準、殊にＩＥＥＥ１３９４Ｂ標準に準拠する２つのノード間において最大限可能とされる距離は目下のところ１００メートルである。この種のノード間でのそれよりも長い距離はネットワーク内の所定の最長信号伝播時間に基づき不可能である。これには先ずいわゆる「Boss_Restart_Time」期間が関係する。この期間によって、ノードから送信されたデータに関する受信確認についてのノードの待機時間が確定される。

本発明によるリピータノードによって、殊にこのリピータノードがＩＥＥＥ１３９４標準に準拠して構成されている場合、ネットワーク内の２つのノード間においてデータを伝送するための区間を拡張することができる。

本発明によるリピータノードのハードウェアの構造に関して、このリピータノードにおいてはネットワークにおいて使用される物理的な線路に応じて構成されている少なくとも２つの端子またはポート、また必要に応じてトランシーバモジュールを備えた物理層を実現することができる。殊に本発明によるリピータノードはデータないしデータパケットの受信を確認するためのロジックを有する。

相応のネットワークにおけるＩＥＥＥ１３９４標準に準拠する従来のノードは種々の機能を有し、これらの機能は３つの異なる層に分割されているこれらの層のうちの２つの層、すなわち物理層とリンク層は通常の場合、１つまたは２つのＩＣ（集積回路）、すなわちいわゆる物理ＩＣまたはリンクＩＣによってハードウェア的に実現される。ＩＥＥＥ１３９４標準に準拠する物理的な線路ないしバスにおいて動作する全てのアプリケーションは通常の場合、少なくとも物理ＩＣ（物理層コントローラ、ＰＨＹ）およびリンクＩＣ（リンク層コントローラ、ＬＬＣ）を必要とする。

本発明によるリピータノードにおいては殊にロジックを用いて、データの送信器として構成されているノードに、そのデータがリピータノードではなく他のノードにアドレッシングされているにもかかわらず、データの受信の確認を通知することができる。このロジックによってリピータノードは実質的に他のノードと区別される。したがって本発明によるリピータノードは全ての物理的な媒体、殊にＩＥＥＥ１３９４Ｂ標準に準拠して規定されている伝送線路または無線区間に適している。

本発明により、ＩＥＥＥ１３９４標準に準拠する２つのノード間の伝送区間の延長がＩＥＥＥ１３９４標準に準拠するリピータノードによって実現される。

本発明によるネットワークは複数のノードおよび少なくとも１つのリピータノードを有し、このリピータノードは殊にこれら２つのノード間の伝送区間に沿って配置されている。少なくとも１つのリピータノードによって、これらのノードの第１のノードからこれらのノードの第２のノードにアドレッシングされているデータの受信を確認することができる。リピータノードは通信を行うこれら２つのノード間の伝送区間に沿って設けられている。

有利な実施形態においては、本発明によるネットワークがＩＥＥＥ１３９４標準に準拠して構成されており、またこのＩＥＥＥ１３９４標準に準拠して構成されているノードならびにこのＩＥＥＥ１３９４標準に準拠して構成されている少なくとも１つのリピータノードを有する。ＩＥＥＥ１３９４標準に準拠するこのリピータノードは実質的に物理層（physical layer）を有し、またこのリピータノードにはアドレッシングされていないネットワーク内で伝送される有利には非同期のデータないしデータパケットを確認する、ロジック内で実現される特別な機能を有する。

本発明によるネットワークにおいてデータを伝送するためのプロトコル構造はＩＥＥＥ１３９４標準に対応し、またＩＥＥＥ１３９４標準に準拠するリピータノードによっては操作されない。本発明によるリピータノード内のデータの検査はＩＥＥＥ１３９４標準に準拠して行われるか、リピータノード内に設けられている物理層（物理的なチップ）の機能に応じて行われる。物理層内ではネットワークにおいて伝送されるデータの流れがビットごとに再生される。必要に応じて、付加的な機能または付加的なモジュールによって、本発明によるリピータノードがデータをこのデータが本来アドレッシングされているノードに転送する際に増幅することができる。

本発明による方法は、複数のノードを有するネットワーク内でのデータの伝送に使用される。これらのノードの第１のノードからこれらのノードの第２のノードにデータが送信される。このデータの受信は、殊にこれら２つのノード間の伝送区間に沿って配置されている少なくとも１つのリピータノードによって確認される。少なくとも１つのリピータノードによって、この少なくとも１つのリピータノードにはアドレッシングされていないデータの受信を確認することができる。

この方法により、ネットワーク内での２つのノード間の距離を著しく延長することができる。少なくとも１つのリピータノードにおいては、このリピータノードにではなく、これら２つのノードのうちの一方にアドレッシングされているデータが確認される。したがって、データを複数のリピータノードを介して、また相応の距離を経て伝送することができる。

本発明による方法の有利な実施形態においては、送信器として構成されているノードから受信器として構成されているノードにこの受信器にアドレッシングされているデータが送信される。このデータの受信がリピータノードによって送信器に送信される信号でもって確認される。リピータノードには受信器から、このデータの受信に関する情報を表す応答が伝送される。この応答に基づき、リピータノードから送信器に相応の信号が送信される。リピータノードによるデータの受信の確認は、送信器に伝送されるいわゆる「ack_pending」信号によって行われる。したがって送信器にはさらに、別の応答いわゆる「Response Paket」が続くことが通知される。この「Response Paket」によりリピータノードは送信器に相応の信号を介して、データが受信器に到来しているか（「resp_complete」）、または到来していないか（「resp_error」）を通知する。この過程は、本発明によるリピータノードにおいて設けられている付加的なロジックを用いて、リピータノードがアドレッシングされた受信器から応答を受け取った時点に行われる。この措置により、データを伝送するための本発明による方法、またこれと共に提供される通信方法を用いて、殊にＩＥＥＥ１３９４に準拠するネットワークにおいてデータ交換のために必要とされる信号伝播時間を遵守し、したがって従来可能であった距離よりも長い距離を介するデータの交換を実現することができる。

本発明を例えば、殊にＩＥＥＥ１３９４標準に準拠するネットワークを有するディジタル形式のオーディオ・ヴィジュアル通信システムに使用することができる。この種のネットワークは６３個までのノードを有することができ、これらのノードは種々の長さの伝送区間を介して相互に接続されている。ＩＥＥＥ１３９４．１に準拠するネットワークブリッジによって、これらのネットワークを１０２３個まで接続することができる。

プログラムコード手段を有する本発明によるコンピュータプログラムは、このコンピュータプログラムがコンピュータまたは相応の計算ユニット、殊に本発明による装置、例えば本発明によるリピータノードおよび／または本発明によるネットワークにおいて実施される場合に、本発明による方法の全てのステップを実施するよう構成されている。

プログラムコード手段を有する本発明によるコンピュータプログラム製品は、コンピュータプログラムがコンピュータまたは相応の計算ユニット、殊に本発明による装置、例えば本発明によるリピータノードおよび／または本発明によるネットワークにおいて実施される場合に、本発明による方法を実施するために設けられている。

本発明のさらなる利点および実施形態は以下の説明および添付の図面から明らかになる。

前述の特徴、および以下さらに説明する特徴はそれぞれ記載した組み合わせだけでなく、別の組み合わせまたは単独でも、本発明の範囲を逸脱することなく使用することができると解される。

図面
本発明が実施例に基づき図面に概略的に描かれており、また以下ではそれらの図面を参照しながら本発明を詳細に説明する。

図１は本発明によるリピータノードを備えた本発明によるネットワークの第１の実施形態を概略的に示し、
図２は本発明によるリピータノードを備えた本発明によるネットワークの第２の実施形態を概略的に示し、
図３は本発明によるリピータノードを備えた本発明によるネットワークの第３の実施形態を概略的に示す。

図１は、例えばＩＥＥＥ１３９４標準に準拠する本発明によるネットワーク１の第１の実施形態を概略的に示し、このネットワーク１はＩＥＥＥ１３９４標準に準拠する２つのノード５，７を有する。これら２つのノード５，７の伝送区間に沿って本発明によるリピータノードが配置されている。

本発明による方法の有利な実施形態を実施する際には、第１のノード５が問い合わせ（リクエスト）を第２のノード７に対して行うか、この第２のノード７にアドレッシングされているデータ９を送信する。殊に第１のノード５と第２のノード７との間において非同期データ９が伝送される場合、リピータノード３は有利である。本発明による方法を実施する際に、リピータノード３は非同期データ９の受信後にいわゆる「ack_pending」信号１５を問い合わせ確認のために第１のノード５に送信する。この信号により第１のノード５にはリピータノード３から、問合せが処理中であるか、データ９が送信または伝送されることが通知される。同時にリピータノード３はデータ９を、このデータ９がアドレッシングされている第２のノード７に転送する。この方法のさらなる経過において、第２のノード７はリピータノード３にデータ９の受信に関する情報を表す応答（acknowledge）信号１３を送信する。受信の相応の確認が信号１７（「ack_response」）としてリピータノード３から第１のノード５に転送される。リピータノード３はこの方法の実施の際に、第１のノード５から送信された第２のノード７にアドレッシングされているがリピータノード３にはアドレッシングされていないデータの受信を確認する。

図２は本発明によるネットワーク１９の第２の実施形態を概略的に示す。この本発明によるネットワーク１９は第１のノード２３および第２のノード２５を有する。ネットワーク１９およびノード２３，２５は有利にはＩＥＥＥ１３９４標準に準拠して構成されている。ネットワーク１９内でのノード２３とノード２５の接続はケーブル３７によって提供される。リピータノード２１は２つのノード２３，２５間の伝送区間に沿って線路３７を介してこれらのノード２３，２５と接続されている。

ＩＥＥＥ１３９４標準に準拠するノード２３，２５は種々の機能を有し、これらの機能は３つの異なる層３１，３３，３５ないしレイヤに分割されている。ハードウェア技術的にノード２３，２５は物理層３１（物理層コントローラ、ＰＨＹ）ないしリンク層（リンク層コントローラ、ＬＬＣ）３３を有する。これらのノード２３，２５のアプリケーションは第３の層３５において実施されている。

一方で本発明によるリピータノード２１は、使用される物理的な線路３７に対応する少なくとも２つの出力側、また必要に応じてトランシーバモジュールを備えた物理層（物理層コントローラ、ＰＨＹ）２７から構成されている。２つの従来のノード２３，２５とは異なり、本発明によるリピータノード２１はデータの受信確認を提供するために構成されているロジック２９を付加的に有する。

第１のノード２３が第２のノード２５にデータを送信する場合には、このデータの伝送が線路３７を介して行われ、この際これらのデータは線路３７内に配置されているリピータノード２１を通過する。付加的なロジック２９により、これらのデータがリピータノード２１にアドレッシングされていないにもかかわらず、第１のノード２３にはこれらのデータの受信がリピータノード２１によって確認される。

本発明によれば、ＩＥＥＥ１３９４標準に準拠するネットワーク１９内でのＩＥＥＥ１３９３標準に準拠する２つのノード２３，２５間の距離ｄは、この標準に準拠する従来のネットワークに比べて延長されている。従来技術によるＩＥＥＥ１３９４標準に準拠する２つのノード間の最大距離は目下のところ１００メートルである。それよりも長い距離はデータの伝送時の最長信号伝播時間に基づき許容されない。本発明によるリピータノード２１によって、送信されたデータパケットに関する受信確認についてのノード２３，２５の待機時間は、これらのノード２３，２５間の距離ｄが１００メートル以上であるにもかかわらず、最長信号伝播時間に関するＩＥＥＥ１３９４標準による許容パラメータないし許容限界内にある。

図３に概略的に示されているネットワーク３９は、伝送区間によって相互に接続されているノード１００，１０１，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６，１０７，１０８，１０９，１１０，１１２、ならびに２つのノード１０９，１１０間の伝送区間に沿って配置されている本発明によるリピータノード９９を示す。全てのノード１００，１０１，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６，１０７，１０８，１０９，１１２はＩＥＥＥ１３９４標準に準拠して構成されているネットワーク３９内では、このＩＥＥＥ１３９４標準に関して許容される最大距離しか相互に有していない。しかしながらノード１１０は本発明によるリピータノード９９を介して別のノード１００，１０１，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６，１０７，１０８，１０９，１１２と接続されているので、このノード１１０はこれら別のノード１００，１０１，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６，１０７，１０８，１０９，１１２に比べてより長い距離を有することができる。本発明によるリピータノード９９を挿入することによって、ノード１１０と別のノード１００，１０１，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６，１０７，１０８，１０９，１１２のうちの１つとの間で交換されるデータの受信を、これらのデータがリピータノード９９にアドレッシングされていないにもかかわらず確認することができる。

殊にリピータノード９９にはアドレッシングされていない非同期データまたは問い合わせを確認するこのリピータノード９９の基本機能の他に、このリピータノード９９に別の複雑な機能を設けることができる。考えられる実現形態においてリピータノード９９は、リピータノード９９が配置されている、または配置されていない線路ないしバス経路をこの種のデータまたは問い合わせが通過するか否かに依存せずに全てのデータの受信を確認する。

ノード１０３がノード１１０にデータを送信する場合、または問い合わせを行う場合には、リピータノード９９は相応の受信確認をノード１０３に送信する。ノード１０３がデータないし問い合わせをノード１０６に送信する場合、ノード１０３はリピータノード９９からもノード１０６からも相応の確認を受け取るこの場合ノード１０６は最初に受け取った確認を処理し、後から到来した確認を破棄する。受信を確認する「ack_pending」信号が最初にノード１０３に到来する場合、リピータノード９９はノード１０６による確認に応じて「ack_response」信号をノード１０３に送信する。

本発明の別の実現形態では、リピータノード９９が、ネットワーク３９内でリピータノード９９によって相互に隔てられているノード１１０とノード１００，１０１，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６，１０７，１０８，１０９，１１２との間において行われるデータないし問い合わせの受信のみを確認する。このことは、例えばノード１００からノード１０８へのデータまたは問い合わせの送信はリピータノード９９によって考慮されないということを意味している。これに対して、ノード１００からノード１１０へのデータまたは問い合わせの送信はリピータノード９９によって確認される。本発明のこの構成では、リピータノード９９にはネットワーク３９のバス構造（トポロジマップ）が既知である。リピータノードが例えばネットワーク３９の全てのノード１００，１０１，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６，１０７，１０８，１０９，１１０，１１２に問い合わせ、リピータノード９９のどの入力側ないしポート（０または１）にノード１００，１０１，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６，１０７，１０８，１０９，１１０，１１２があるかを識別することにより、リピータノード９９はこの主のバス構造を自主的に作成することができる。別の可能性では、リピータノードがバス構造をネットワーク３９の中央におけるいわゆるルートノード１１２に問い合わせ、これに基づきいずれのノード１００，１０１，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６，１０７，１０８，１０９，１１０がこのルートノード１１２の方向にあり、いずれのノード１００，１０１，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６，１０７，１０８，１０９，１１０がリピータノード９９によってルートノード１１２から隔てられているかを調べる。

本発明によるリピータノードを備えた本発明によるネットワークの第１の実施形態。 本発明によるリピータノードを備えた本発明によるネットワークの第２の実施形態。 本発明によるリピータノードを備えた本発明によるネットワークの第３の実施形態。

Claims (14)

1. 複数のノード（５，７，２３，２５，１１０〜１１２）を備えたネットワーク（１，１９，３９）のためのリピータノードにおいて、
   該リピータノードは２つのノードのうちの第１のノード（５，７，２３，２５，１１０〜１１２）から２つのノードのうちの第２のノード（５，７，２３，２５，１１０〜１１２）にアドレッシングされているデータ（９）の受信を確認するよう構成されていることを特徴とする、リピータノード。
2. リピータノードにはアドレッシングされていないデータ（９）の受信を確認するよう構成されている、請求項１記載のリピータノード。
3. 前記ネットワーク（１，１９，３９）の２つのノード（５，７，２３，２５，１００〜１１２）間の伝送区間（３７）に沿って配置されている、請求項１または２記載のリピータノード。
4. ＩＥＥＥ１３９４標準に準拠して構成されているネットワーク（１，１９，３９）のために設けられており、非同期データ（９）の受信を確認するために構成されている、請求項１から３までのいずれか１項記載のリピータノード。
5. 使用される物理的な線路（３７）に応じて構成されている少なくとも２つの端子また必要に応じてトランシーバモジュールを備えた物理層（２７）が設けられており、前記データ（９）の受信を確認するロジック（２９）を有する、請求項１から４までのいずれか１項記載のリピータノード。
6. 複数のノード（５，７，２３，２５，１１０〜１１２）および少なくとも１つのリピータノード（３，２１，９９）を備えたネットワークにおいて、
   前記ノードのうちの第１のノード（５，７，２３，２５，１１０〜１１２）から前記ノードのうちの第２のノード（５，７，２３，２５，１１０〜１１２）に送信され、且つ該第２のノード（５，７，２３，２５，１１０〜１１２）にアドレッシングされているデータ（９）の受信が前記少なくとも１つのリピータノード（３，２１，９９）によって確認されることを特徴とする、ネットワーク。
7. 前記リピータノード（３，２１，９９）は、少なくとも１つのリピータノード（３，２１，９９）にはアドレッシングされていないデータ（９）の受信を確認するよう構成されている、請求項６記載のネットワーク。
8. 前記少なくとも１つのリピータノード（３，２１，９９）は２つのノード（５，７，２３，２５，１００〜１１２）間の伝送区間（３７）に沿って配置されている、請求項６または７記載のネットワーク。
9. ＩＥＥＥ１３９４標準に準拠して構成されており、且つ該ＩＥＥＥ１３９４標準に準拠して構成されているノード（５，７，２３，２５，１００〜１１２）ならびに該ＩＥＥＥ１３９４標準に準拠して構成されているリピータノード（３，２１，９９）を有する、請求項６から８までのいずれか１項記載のネットワーク。
10. 任意の数のノード（５，７，２３，２５，１１０〜１１２）を備えたネットワーク（１，１９，３９）においてデータ（９）を伝送する方法において、
    前記ノードのうちの第１のノード（５，７，２３，２５，１１０〜１１２）から前記ノードのうちの第２のノード（５，７，２３，２５，１１０〜１１２）にアドレッシングされているデータ（９）を送信し、該データ（９）の受信を少なくとも１つのリピータノード（３，２１，９９）によって確認することを特徴とする、方法。
11. 前記少なくとも１つのリピータノード（３，２１，９９）は、該少なくとも１つのリピータノード（３，２１，９９）にはアドレッシングされていないデータ（９）の受信を確認する、請求項１０記載の方法。
12. 送信器として設けられているノード（５，７，２３，２５，１００〜１１２）から受信器として設けられている（５，７，２３，２５，１００〜１１２）に、該受信器（５，７，２３，２５，１００〜１１２）にアドレッシングされているデータ（９）を送信し、２つのノード（５，７，２３，２５，１００〜１１２）間の伝送区間（３７）に沿って配置されている前記少なくとも１つのリピータノード（３，２１，９９）によって、前記データ（９）の受信を前記送信器（５，７，２３，２５，１００〜１１２）に送信される信号（１５）によって確認し、
    前記受信器（５，７，２３，２５，１００〜１１２）は前記データ（９）の受信に関する情報を表す応答（１３）を少なくとも１つのリピータノード（３，２１，９９）に伝送し、該応答（１３）に基づき前記少なくとも１つのリピータノード（３，２１，９９）から前記送信器（５，７，２３，２５，１００〜１１２）に相応の信号（１７）を送信する、請求項１０または１１記載の方法。
13. プログラムコード手段を有するコンピュータプログラムにおいて、
    コンピュータプログラムがコンピュータまたは相応の計算ユニット、例えば請求項１から９までのいずれか１項記載の装置において実施される場合に、請求項１０から１２までのいずれか１項記載の方法の全てのステップを実施することを特徴とする、コンピュータプログラム。
14. プログラムコード手段を有するコンピュータプログラム製品において、
    コンピュータプログラムがコンピュータまたは相応の計算ユニット、例えば請求項１から９までのいずれか１項記載の装置において実施される場合に、請求項１０から１２までのいずれか１項記載の方法を実施することを特徴とする、コンピュータプログラム製品。

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