JP2010538509A - フレーム・スイッチング・デバイス - Google Patents

Abstract

本発明は、ＡＦＤＸネットワークのフレーム・スイッチ（ＳＷ）にまたは端末（２５０）、例えばコンピュータ、に接続されるよう意図された第１のポート（Ｂ）と、装備の搭載部品（２１０）にそれぞれ接続されるよう意図された複数の第２のポート（Ａ_１，・・・，Ａ_Ｎ）とを備えた、ＡＦＤＸネットワークのためのフレーム・スイッチング装置に関し：第１のポート上の各入射フレームは、前記第２のポートの各々に複製され；前記第２のポートは、周期的に順番にポーリングされ、第２のポーリングされるポート上に存在する各フレームは、前記第１のポートに転送される。

Description

本発明は、オンボード（機内に搭載された）・ネットワークの分野に関し、特に、装備の複数の搭載部品を一緒に接続するためのフレーム・スイッチング・デバイス及び／またはＡＦＤＸ（アビオニクス・フル・デュプレックス・スイッチド・イーサネット（登録商標））ネットワークに関するものである。

航空機を設計するに際し安全性は主な関心事である。特に、航空機を飛行させるために重要なこととして考慮される測定データの或る種類の保全性を確実にすることが完全に必要である。これらのデータの中でも、航空機の位置付けに関するデータ、もしくは燃料の残量を与えるさらなるデータについての言及が為され得る。これらのデータは、一般に、オンボード・ネットワークを介してセンサによってコンピュータに送られる。または逆にコンピュータがかかるネットワークを介して飛行指令をアクチュエータに送り得る。

図１は、装備の複数の部品１１０が、ＡＦＤＸ（アビオニクス・フル・デュプレックス・スイッチド・イーサネット（登録商標））ネットワークを介してデータを発信する及び／または受信するのを許容する既知のアーキテクチャを示す。この装備は、測定データを搭載（オンボード）コンピュータ１５０に送信するセンサ、もしくは他に、このようなコンピュータから設定データを受信するアクチュエータであって良い。

装備の部品１１０は、いわゆる《フィールド・バス》、例えば、自動車の分野において、または他にさらに、Ａｒｉｎｃ４２９タイプのネットワークにおいて既知のＣＡＮバス、であって良い接続ネットワーク１４０により、集中装置１２０に接続される。集中装置は、それら自身、装備の異なった部品からまたは装備の異なった部品に送信及び／または受信するためのＡＦＤＸネットワークに接続される。それらは、接続ネットワーク、１４０、とＡＦＤＸネットワーク、１３０、との間で変換ゲートウェイの役割を果たす。

航空学の必要性のために発展したＡＦＤＸネットワークは、交換イーサネット（登録商標）・ネットワークに基づいているということが思い起こされる。交換イーサネット（登録商標）・ネットワークにおいて、各端末、送信元または受信先は、個々にフレーム・スイッチに接続され、該スイッチは、物理リンクを通して一緒に接続される。ＡＦＤＸネットワークは、送信元端末から始まり１つまたは複数の受信先に奉仕する、ネットワークを通してレベル２の配向された経路として限定される仮想リンクの考えに頼っている。仮想リンクの受信先端末は、このリンクへの加入者であると言われる。

ＡＦＤＸネットワークは、Ａｒｉｎｃ ６６４基準、パート７における標準化の主題であった。ＡＦＤＸネットワークの記載は、URL http://sierrasales.com/pdfs/AFDXTutorial.pdf の元で入手可能な《ＡＦＤＸ ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｔｕｔｏｒｉａｌ（指導書）》と言うタイトルの文献に顕著に見られ、仮想リンクの提示は、本件出願人の名前で出願されたＦＲ−Ａ−２８３２０１１に見られ得る。ＡＦＤＸネットワークは、全二重、決定的及び重複性であることがここで単に思い起こされる。

全二重により、各端末は、仮想リンク上でフレームを同時に送信及び受信し得るということが理解される。ＡＦＤＸネットワークは、仮想リンクが、制限された待ち時間について、フローの物理的分離について、帯域幅及び処理量について、保証された特性を呈示するという意味において、決定的である。これを行うための各仮想リンクは、ネットワークを通して端部から端部へ保存された経路を有する。最後に、ＡＦＤＸネットワークは、基礎を為すイーサネット（登録商標）・ネットワークが利用可能性の理由のために重複しているという理由で冗長的である。データは、イーサネット（登録商標）・フレームにおいて、カプセル化されたＩＰパケットとして送信される。通常のイーサネット（登録商標）・スイッチング（受信先のイーサネット（登録商標）・アドレスを用いる）とは違って、ＡＦＤＸネットワーク上のフレームのスイッチングは、フレーム・ヘッダに含まれた仮想リンク識別子を用いる。スイッチがその入力ポートの１つ上でフレームを受信するとき、それは、仮想リンク識別子を読取り、該仮想リンク識別子が送信されるべき出力ポートを、そのスイッチング・テーブルから決定する。該スイッチは、送信されたフレームの完全性を進行中にチェックし、しかしながら、フレームが間違っていたとしても、再送信を要求することなく、間違いとして検出されたフレームは、除去される。仮想リンクを渡る通過中のフレームは、順次に番号付けされる。受信時に、受信先の端末は、フレームのシーケンスの完全性をチェックする。

図１に示された接続アーキテクチャは、不均一である欠点を有する。従って、それは、装備の異なった部品を接続するために用いられるフィールド・バス／ネットワークとＡＦＤＸネットワークとの間の変換ゲートウェイを必要とする。

第１の解決法は、装備の異なった部品をＡＦＤＸネットワークのフレーム・スイッチに直接接続することからなるであろう。しかしながら、航空機に搭載された装備の部品の数が大きいので、このことは、多数のこのようなスイッチの使用を必要とするであろう。さらに、スイッチは、伝統的にアビオニクス・ラック内に配置されるので、換言すれば、一般的に、センサ／アクチュエータから遠いので、この解決法は、多くの長いワイヤ接続の使用を含み、このことは、航空機の質量バランスに不利益であろう。

本発明の目的は、従って、上述の欠点を有することなく、装備の多数の搭載部品がＡＦＤＸネットワークに接続され得るアーキテクチャを提案することである。

本発明のもう１つの目的は、装備の幾つかの搭載部品が一緒に接続され得、必要ならば、ＡＦＤＸネットワークへのアクセスを許容する、フレーム・スイッチング装置を提案することである。

本発明は、ＡＦＤＸネットワークのスイッチにまたは端末に接続されるよう意図された第１のポートと、装備の搭載部品にそれぞれ接続されるよう意図された複数の第２のポートとを備えた、ＡＦＤＸネットワークのためのフレーム・スイッチング装置によって限定される。各装置は、以下の態様で動作する：
− 第１のポート上の各入射フレームは、前記第２のポートの各々に複製され；
− 前記第２のポートは、周期的に順番にポーリングされ、第２のポーリングされるポート上に存在する各フレームは、前記第１のポートに転送される。

好ましくは、第１のポート上の各入射フレームは、それが第１のポート上に受信されるにつれ徐々に第２のポートの各々上に複製される。

各第２のポートは、長所的には、このポート上の入射フレームが記憶される入力バッファと関連しており、各ポートは、それが関連しているバッファがフレームを含むか否かをチェックすることによってポーリングされ、もし、フレームを含むならば、前記フレームは、前記第１のポート上に送信されるよう、前記バッファから空にされる。各第２のポートは、代表的には、ポーリング周期τ≦５００μ秒でポーリングされる。

入力バッファを空にし、それを第１のポートに送信するための全時間は、長所的には、τ／Ｎよりも小さいように選択され、ここに、τ及びＮは、それぞれ、ポーリング周期及び第２のポートの数である。

好ましくは、前記入力バッファは、（τ／Ｎ）Ｄビットのサイズを有し、ここに、Ｄは、第１のポート上のバイナリ処理量である。

本発明は、また、上で限定されたフレーム・スイッチング装置の第２のポートにそれぞれ接続される装備の複数の部品を備え、装備の各部品は、５００μ秒毎に多くても１つのフレームだけを送信するよう構成されている搭載システムによっても限定される。さらに、装備の各部品は、代表的には、５００μ秒よりも少ない時間内で前記フレームを送信するよう構成されている。

本発明は、また、装備の部品にまたはイーサネット（登録商標）・リンクを介してコンピュータに接続されるよう意図された複数（Ｎ）の入力／出力ポートを備える、装備の複数の搭載部品を一緒に及び／またはコンピュータに接続するためのフレーム・スイッチング装置にも関し、該装置は、各々が決定されたポーリング周期でポーリングされる前記入力ポートを順番にポーリングするフレームを複製し、入力ポート上に入射される任意のフレームをすべての出力ポート上にすべてコピーするための手段を備える。

最後に、本発明は、装備の複数の搭載部品を一緒に及び／またはコンピュータに接続するためのフレーム・スイッチング装置に関し、該装置は、複数のフレーム・スイッチング基本装置（Ｐ）を備え、各基本装置は、装備の前記部品に、前記コンピュータに、またはイーサネット（登録商標）・リンクを介してもう１つの基本スイッチング装置に接続されるよう意図された複数（Ｎ）の入力／出力ポートを含み、各基本スイッチング装置は、前記入力ポートをポーリングするフレームを複製するための手段を備え、各入力ポートは、装備の部品にまたはコンピュータに直接接続され、前記第１の入力ポートは、第１の決定された周期でポーリングされ、各入力ポートは、もう１つの基本スイッチング装置に接続され、前記第２の入力ポートは、第１よりも短い第２の周期でポーリングされ、複製するための手段は、第１の入力ポート上に入射する任意のフレームをすべての出力ポート上にすべてコピーし、第２の入力ポート上に入射する任意のフレームを後者に関連するものを除くすべての出力ポート上にすべてコピーする。

技術状態から既知である、装備の複数の部品をＡＦＤＸネットワークに接続するためのアーキテクチャを示す図である。 本発明の第１の代替的実施形態による、装備の複数の部品をＡＦＤＸネットワークに接続するためのアーキテクチャを示す図である。 本発明の第２の代替的実施形態による、装備の複数の部品をＡＦＤＸネットワークに接続するためのアーキテクチャを示す図である。 アップリンクの場合における本発明の第１の実施形態によるフレーム・スイッチング装置の動作を図式的に示す図である。 ダウンリンクの場合における本発明の第１の実施形態によるフレーム・スイッチング装置の動作を図式的に示す図である。 装備の搭載部品からの仮想リンクに関する及び本発明によるフレーム・スイッチング装置を介する通過中における時間制約を示す図である。 本発明の第３の代替による装備の複数の搭載部品を接続するためのアーキテクチャを図式的に示す図である。 本発明の第４の代替による装備の複数の搭載部品を接続するためのアーキテクチャを図式的に示す図である。 本発明の第２の実施形態によるフレーム・スイッチング装置を図式的に示す図である。 本発明の第２の実施形態によるフレーム・スイッチング装置を図式的に示す図である。

本発明の基礎における第１の概念は、通常のフレーム・スイッチよりも簡単なフレーム・スイッチング装置により、何等の変換ゲートウェイ無しで、ＡＦＤＸネットワークに装備の異なった搭載部品を接続することからなる。このスイッチング装置は、それが接続されるセンサ／アクチュエータに近接して配置され得る。

図２Ａは、本発明の実施形態による接続アーキテクチャを示す。装備の搭載部品２１０、例えばセンサまたはアクチュエータ、は、フレーム・スイッチング装置２２０に直接接続される。この装置は、ネットワークの通常のスイッチＳＷにかまたはコンピュータ（ホスト・マシン）２５０に直接にかのいずれかに接続され得る。一層詳細には、装置２２０は、一方では、装備のＮ個の搭載部品２１０にそれぞれ接続されるＮ個の入力／出力ポートＡ_１，・・・，Ａ_Ｎと、他方では、スイッチＳＷのポートに接続されるか、またはコンピュータ２５０に直接接続される入力／出力ポートＢとを備える。スイッチング装置２２０は、通常のフレーム・スイッチＳＷと同じ方法で、ＡＦＤＸネットワークの部分であるということに留意することは重要である。装備の搭載部品２１０及びコンピュータ２５０は、Ａｒｉｎｃ６６４基準の意味において端末（端部システム）である。いずれの場合においても、データは、１つまたは２つ以上の仮想リンクにより、装備の部品２１０とコンピュータ２５０との間で送信され、これは後で詳細に見られるであろう。

図２Ｂに示された代替的実施形態によれば、ＡＦＤＸネットワークは冗長にされており、すなわち、それは、第１のスイッチング装置２２１を備える第１のネットワーク２３１と、第２のスイッチング装置２２２を備える第２のネットワーク２３２と、からなり、第１及び第２のスイッチング装置は、図２Ａにおいて２２０で示されたものと同じである。各ネットワーク内で、スイッチング装置２２１、２２２は、このネットワークのフレーム・スイッチに接続されるか、またはコンピュータ２５０に直接接続されるかのいずれかである。データのフレームがコンピュータ２５０によって送信されなければならないとき、このフレームの２つの同一のコピーが、次に、双方のネットワーク上で並列に送られ、そして第１及び第２の接続装置を介して装備の受信先の部品に到達する。装備の受信先の部品は、最初に受信されたフレームだけを保つ。逆に、データのフレームが、装備の搭載部品２１０によってコンピュータ２５０に送信されなければならないとき、このフレームの２つのコピーは、それぞれ双方のネットワーク上で第１及び第２のスイッチング装置を介して送信される。前述と同様の方法で、最初に受信されたフレームだけが保たれる。

装備の搭載部品２１０は、期間

につき１つ以上のフレームを送信しないように構成され、ここに、この期間は、基準の現在の状態

において、ＡＦＤＸネットワークにおける端末（端部システム）に対する最大の許容されたジッタである。

図３は、アップリンクの場合において、すなわち、装備の部品２１０が搭載コンピュータ２５０にフレームを送信するときに、本発明によるフレーム・スイッチング装置の動作を示す。

入力／出力ポートＡ_１，・・・，Ａ_Ｎの各々は、入力バッファと関連され、そして任意選択的に出力バッファ（図示せず）と関連される。入力／出力ポートＢは、任意選択的に入力バッファ及び／または出力バッファと関連される。入力バッファは、そしてもし必要ならば、出力バッファは、例えば、レジスタとしてまたはＲＡＭのメモリ領域として作られ得るメモリ・バッファである。

各入力／出力ポートＡ_ｎは、例えば二重の撚線対により装備の部品２１０に接続され、一方の撚線対がアップリンクのためであり、もう一方の撚線対がダウンリンクのためである。また、入力／出力ポートＢは、ネットワークのスイッチに接続されるか、または他に、例えば、二重の撚線対により搭載コンピュータに直接接続される。撚線対の代わりに光リンクが用いられても良い。

Ｎ個のポートＡ_１，・・・，Ａ_Ｎ上で受信されたフレームは、後で特定されるように、所定のサイズＬを有するＮ個の入力バッファＴ_１，・・・，Ｔ_Ｎにそれぞれ記憶される。フレームがポートＡ_ｎ上で受信されるならば、次に、関連のバッファＴ_ｎは、すでにフレームを含み、後者は、単に検出される（同じアドレスで始まる書込み）。また、入射フレームがＬよりも大きい長さを有するならば、このフレームは、実際、バッファへの書込み時に、長さＬに切り詰められる。

バッファＴ_１，・・・，Ｔ_Ｎは、各々、

の周期でＢポート上で順番に空にされる。従って、最小空間時間制約ＢＡＧ（帯域幅割付けギャップ）で仮想リンクを介してフレームを送信する装備の与えられた部品に対し、スイッチング装置の出力フレームは、仮想リンクｔ_０＋ＢＡＧ、ｔ_０＋２ＢＡＧ、ｔ_０＋３ＢＡＧ、・・・を介する可能な送信瞬間と相対的に最大のジッタ

を有し、ここに、ｔ_０は、任意の時間基準である。実際、スイッチング装置の入力バッファに記憶されたフレームは、ネットワークを介して送信される前に、せいぜい

を待つであろう。

この状況は図５に示されており、それにおいて、関連の仮想リンクに対する可能な送信瞬間ｔ_ｉ＝ｔ_０＋ｉ．ＢＡＧは、第１の時間軸に示されており、出力ポート上の入力バッファを空にするための瞬間

は、第２の時間軸に示されている。フレームＦが瞬間τ_ｋのすぐ前にバッファＴ_ｎに存在するならば、このフレームは、瞬間τ_ｋにおいて、出力ポートＢ上に転送される。他方、フレームＦがこの瞬間のすぐ後にバッファＴ_ｎに存在するならば、それは、瞬間τ_ｋ＋１において転送されるだけであろう。スイッチング装置によってもたらされる遅延θ_ｉは、従って、常に、最大の許容されたジッタ

よりも小さい。

各入力バッファに対して、フレームを空にするための、かつ、このフレームをポートＢ上に送信するための全時間は、τ／Ｎよりも小さいように選択されるべきである。従って、バッファを空にすることは、次のバッファに通過する前に完了されるであろう。サイズＬは、長所的には、（τ／Ｎ）Ｄに等しいように選択され、ここに、Ｄは、ポートＢの出力バイナリ処理量である。

スイッチング装置は、フレーム・ヘッダの何等の読取りをも行わず、そして一層強い理由で、何等のＣＲＣチェッキングをも行わない。フレームは、それをポートＢ上に全部コピーすることによって単に転送される。換言すれば、入射誤りフレームは、スイッチング装置による何等の処理または拒絶無しで、そのようなものとして送信されるであろう。特に、従って、誤りＣＲＣを有する切り詰められたフレームは、このようなものとして送信されるであろう。最終の受信先は、ＣＲＣのチェック時に、誤りの／切り詰められたフレームを拒絶するであろう。

装備の部品が送信制約を観察しないならば、例えば、それが

よりも低い周期性でフレームを送信するならば、装備の部品からのフレームは、それが空にされる前にバッファにおいて先のフレームを削除し得る。しかしながら、このことは、装備の他の部品によって送信されたデータ・フレームの運命上に入射を有さない。

図４は、ダウンリンクの場合における、すなわち、装備の部品２１０が、搭載コンピュータ２５０からのフレームを受信するときの、スイッチング装置の動作を示す。

アップリンクの場合とは異なって、スイッチング装置は、ここでは、単純なハブの役割を果たす。換言すれば、ポートB上への何等かの入射フレームは、スイッチング装置のポートＡ_１，・・・，Ａ_Ｎ上に自動的に複製される。この複製は、長所的には、バッファにおける何等の記憶も無しで、もしくは、そのＣＲＣの何等のチェックも無しで、入射フレームが受信されるにつれて徐々に行われる。従って、入射フレームは、スイッチング装置における競合時間を受けず、複製動作にとって固有の遅延だけを受ける。

仮想リンクが装備の部品２１０の１つを受信先のために有するとき、ネットワークを通した仮想リンクの経路付けは、装備のこの部品が接続される装置２２０の出力ポートが既知であるということを必要としない。事実、この仮想リンクに渡ってその方法を作るデータ・フレームは、それに接続される装備の部品のすべてにスイッチング装置によって同報通信される。しかしながら、この仮想リンクに加入されていない装備の各部品は、このフレームにおける仮想リンクの特定の識別子がそれにとって未知であるということを気付くことによって、フレームを拒絶するであろう。最終的には、関連の仮想の受信先だけが関連のフレームを保つであろう。

上述したスイッチング装置のアーキテクチャは、特に簡単であり、かつ強健である。特に、アップリンク及びダウンリンク上のエラー追跡機能並びにダウンリンク上のスイッチング機能は、端末上に遠隔的に配置される。この単純さにもかかわらず、本発明によるスイッチングは、検査ツールから、トラブルシューティングの診断から、著しい利益を得て、このネットワーク上で用いられるソフトウェア・パッケージをアップロードするために、装備の異なった部品が、仮想リンクのかつＡＦＤＸネットワークに付随されるサービスを有する送信元または受信先であることを許容する。

以後、スイッチング装置２２０のディジタルの例示的実施形態を示す。

スイッチング装置は、１０Ｍビット／秒リンクにより装備の５つの搭載部品に接続されると仮定する。換言すれば、装備の各部品は、

ごとに１２５バイトのフレームを送信することができるだけである。これらの１２５の利用可能なバイトは、以下のように割当てられるべきである：１２バイトは、インターフレーム・ギャップのためのフィールドＩＦＧに専用とされるべきであり、７バイトは、プリアンブルに専用とされるべきであり、１バイトは、フレームまたはＳＦＤ（スタート・フレーム・デリミタ）の始めをデミリトするためのものであり、１４バイトは、イーサネット（登録商標）のヘッダに専用とされるべきであり、２０バイトは、ＩＰヘッダのためのものであり、８バイトは、ＵＤＰヘッダに専用とされるべきであり、１バイトは、シーケンス番号に専用とされるべきであり、４バイトは、エラー・チェック（ＦＦＣ）に専用とされるべきである。従って、フレームは、最終的に、ペイロードの５８バイトを含むだけであり得る。

従って、装備の部品が、１ミリ秒の時間スペーシングＢＡＧ（ＡＦＤＸ基準によって現在意図される最小の時間スペース）と関連した仮想リンクの送信元であるならば、装備の部品は、ミリ秒ごとに５８バイトを送信し得る、すなわち、このリンク上で４６４ｋビット／秒の保証された帯域幅を送信し得る。最小のインターフレーム・ギャップが５００μ秒であるならば、装備の部品は、４６４ｋビット／秒の２つの仮想リンクを、すなわち、９２８ｋビット／秒の全保証された帯域幅を支持し得る。後者は、装備の関連の部品のために保存され、スイッチング装置に接続される装備の他の部品と共有されない。同時に、装備の部品は、ダウンリンク上でフレームを受信し得る。

この場合において、装備の部品と搭載コンピュータとの間の最大の待ち時間が、ダウンリンク上で１．５ｍ秒の程度であり、アップリンク上で２ｍ秒の程度であるということを示すことも可能である。

図６Ａは、本発明の第３の代替的な実施形態による装備の複数の搭載部品を接続するためのアーキテクチャを示す。この代替の場合においては、装備の幾つかの搭載部品６１０が一緒に接続され得、そして必要ならば、それらは、直接にまたはＡＦＤＸネットワークを介してのいずれかでホスト・マシン（コンピュータ）に接続され得る。

先の代替とは違って、装備の関連の部品は、フレーム・スイッチング装置６２０を介して一緒に接続される。再度、装備の各部品６１０は、最小の時間間隔（ＢＡＧ）の制約でフレームを送信することができると仮定される。装備の各部品６１０は、イーサネット（登録商標）・リンク６１５により装置６２０の入力／出力ポートＢｎ、ｎ＝１，・・・，Ｎに接続される。スイッチング装置の入力／出力ポートの一方は、コンピュータに、もしくはＡＦＤＸネットワークのフレーム・スイッチに接続され得る。後者の場合において、装備の異なった部品は、スイッチング装置６２０を介してネットワークにアクセスする。イーサネット（登録商標）・リンク６１５は、ここではＡＦＤＸネットワークの部分ではなく、従って、これらのリンクを介して送信されるイーサネット（登録商標）・フレームは、Ａｒｉｎｃ６６４基準のフォーマットに必ずしも従わないということに留意すべきである。特に、これらのリンクを介して送信されるフレームは、最大のジッタ制約

を必ずしも観察する必要はない。

図７Ａは、スイッチング装置６２０の構造を図式的に示す。この装置は、Ｎ個の入力ポート７６１とＮ個の出力ポート７６２とを備える。入力ポート７６１は、各々、入射フレームを記憶するための充分なサイズの入力バッファを備える。出力ポート７６２は、出力バッファを備えるかまたは備えないかのいずれかであり得る。後者の場合においては、フレームは、出力ポートに接続されるリンクを介して直接送信される。

スイッチング装置は、さらに、Ｎ個の位置を有するロータリ・スイッチとして象徴的に示される、複製手段７７０を備える。これらの複製手段７７０は、すべての出力ポート

上で、入力ポート

の一方に入射する任意のフレームを全部コピーする。一層詳細には、手段７７０は、次に、異なった入力ポートをポーリングし、そして入射フレームを受信している入力ポートと関連したもの上に含む、出力ポートの各々に、入力ポートに存在する任意のフレームを送信する。入力ポートはポーリングされる、すなわちその入力バッファは、周期τでもって読取られ、換言すれば、装置６２０は、期間τのスイッチング・サイクルを行う。フレーム・スイッチング装置の動作は、
− それがその入力ポートの周期的ポーリングによって同期的に動作する
− フレームの衝突がない
と言う点において顕著な相違を有するハブのものであるということに留意することが重要である。

ポーリング周期τは、さらに、以下の制約

を観察すべきであり、ここに、ＢＡＧは、述べたように、装備の部品によって送信される２つのフレーム間の最小の時間ギャップであり、そしてＴｉは、スイッチング装置のポートＢｉに接続される装備の部品によって送信される最も長いフレームを送信するために必要とされる時間である。

例えば、スイッチング装置のポートの数がＮ＝８であるならば、バイナリ処理量Ｄ＝１００Ｍｂｉｔｓ／ｓであり、ペイロードの長さは、Ｌ＝１００バイトであり、ＭＡＣ／ＩＰ／ＵＤＰ＋ＣＲＣヘッダの長さは、Ｉ＝４６バイトであり、２つのイーサネット（登録商標）・フレーム（ＩＦＧ＋ｐｒｅａｍｂｕｌｅ）間の最小ギャップは、Ｅ＝２０であり、Ｔ＝Ｎ（Ｌ＋Ｉ＋Ｅ）．８／Ｄ＝１０６．２４μ秒であり、そしてもしＢＡＧ＝５００μ秒であるならば、τ＝４９０μ秒のポーリンク周期が選択され得る。

図６Ｂは、本発明の第４の代替的実施形態による装備の複数の搭載部品を接続するためのアーキテクチャを示す。

この代替は、縦続で接続される複数個Ｐの基本スイッチング装置、ここでは６３１、６３２を備え、各基本装置は、Ｎ個の入力／出力ポートを含み、そして全装置は、装備の多くてもＰ（Ｎ−１）の搭載部品の一緒の接続を提供するという点において、先の実施形態とは異なっている。装置は、また、示されているように入力／出力ポート（Ｂ_２１）への直接接続によるか、またはＡＦＤＸネットワークを介するかのいずれかにより、装備の搭載部品をコンピュータ６５０に接続し得る。

長所的には、装備の搭載部品及び／または基本スイッチは、イーサネット（登録商標）・ネットワークにより電力付勢され、撚線対が、次に、電源のため及びデータを送信するための双方のために用いられる。この技術は、ＰｏＥ（イーサネット（登録商標）を介する電源）の名称で知られており、ＩＥＥＥ ８０２．ａｆ基準に記載されている。この方法で、別の電源バスに対する設備は為されなくても良く、装置の質量バランスは、改善され得る。この技術は、一層強い理由で、図６Ａのアーキテクチャにも適用されることに留意されるであろう。

図７Ｂは、図６Ｂのアーキテクチャに用いられた基本スイッチング装置の構造を図式的に示す。このような装置は、図７Ａに示されたものと同様であり、同一の素子は、同じ参照符号を有する。しかしながら、それは、複製手段７７１の機能によって区別される。実際、２つの基本装置６３１及び６３２を有するアーキテクチャが、図６Ｂに示されるように考慮されるならば、そして

及び

がそれを第２の装置に接続する第１の装置のそれぞれ入力及び出力部分を示すならば、入力ポート

は、他のものよりもＮ−１倍一層しばしばポーリングされるであろう。一層詳細には、もし、

のポーリング周期がτであり、ここに、τは、縦続されない基本装置に対して決定されるポーリング周期である、ならば、

のポーリング周期は、τ／Ｎ−１以下であり、ポート

上の入射フレームのフラックスは、他方のポートへのものよりもＮ−１倍高い。一層一般的には、もし、Ｐが直列に装着された基本装置の数ならば、もう１つの基本装置との相互接続を確実にする入力ポートのポーリング周期は、

以下であるであろう。

複製手段７７１は、出力ポート

上に入力ポート

のすべてのコピーを行わないという点においても、先の手段７７１と異なっている。また、スイッチング装置６３２に対して、

上への

のすべてのコピーは無く、一層一般的には、局部コピーは、２つの基本スイッチング装置間の相互接続を確実にするいずれのポートに対しても禁止される。関連のポートに対していずれの局部コピーをも禁止することによって、基本スイッチング装置間の無限のフィードバックを回避することが可能である。

以下、縦続における２つの基本装置、すなわちＰ＝２、の図６Ｂに示された場合における数値例を与える。先に述べたように、Ｎ＝８、Ｄ＝１００Ｍbits/s、Ｌ＝１００バイト、及びＩ＝４６バイト、ということが仮定され、２つのイーサネット（登録商標）・フレーム（ＩＦＧ＋ｐｒｅａｍｂｌｅ）間の最小間隔は、Ｅ＝２０である。すべての入射フレームを送信するための最小時間Ｔは、１４（１００＋４６＋２０）．８／１００＝１８５．９２である。ＢＡＧ＝５００μ秒であるならば、４９０μ秒のポーリング時間τは、装備の部品に直接接続される入力ポートに対して仮定され得、７０μ秒のポーリング時間τ’は、他の基本スイッチング装置との相互接続ポートに対して仮定され得る。

２１０ 装備の搭載部品
２２０ フレーム・スイッチング装置
２２１ 第１のスイッチング装置
２２２ 第２のスイッチング装置
２３１ 第１のネットワーク
２３２ 第２のネットワーク
２５０ コンピュータ
６１０ 装備の複数の搭載部品
６１５ イーサネット（登録商標）・リンク
６２０ フレーム・スイッチング装置
６３１ 基本スイッチング装置
６３２ 基本スイッチング装置
６５０ コンピュータ
７６１ Ｎ個の入力ポート
７６２ Ｎ個の出力ポート
７７０ 複製手段
７７１ 複製手段

Claims (13)

1. ＡＦＤＸネットワークのスイッチ（ＳＷ）にまたは端末（２５０）に接続されるよう意図された第１のポート（Ｂ）と、装備の搭載部品（２１０）にそれぞれ接続されるよう意図された複数の第２のポート（Ａ_１，・・・，Ａ_Ｎ）とを備えた、ＡＦＤＸネットワークのためのフレーム・スイッチング装置であって：
   − 第１のポート上の各入射フレームは、前記第２のポートの各々に複製され；
   − 前記第２のポートは、周期的に順番にポーリングされ、第２のポーリングされるポート上に存在する各フレームは、前記第１のポートに転送されることを特徴とするフレーム・スイッチング装置。
2. 第１のポート上の各入射フレームは、それが第１のポート上に受信されるにつれ徐々に第２のポートの各々上に複製されることを特徴とする請求項１に記載のフレーム・スイッチング装置。
3. 各第２のポートは、このポート上の入射フレームが記憶される入力バッファ（Ｔ_１，・・・，Ｔ_Ｎ）と関連しており、各ポートは、それが関連しているバッファがフレームを含むか否かをチェックすることによってポーリングされ、もし、フレームを含むならば、前記フレームは、前記第１のポート上に送信されるよう、前記バッファから空にされることを特徴とする請求項２に記載のフレーム・スイッチング装置。
4. 各第２のポートは、ポーリング周期τ≦５００μ秒でポーリングされることを特徴とする請求項３に記載のフレーム・スイッチング装置。
5. 入力バッファを空にし、それを第１のポートに送信するための全時間は、τ／Ｎよりも小さく、ここに、τ及びＮは、それぞれ、ポーリング周期及び第２のポートの数であることを特徴とする請求項３に記載のフレーム・スイッチング装置。
6. 前記入力バッファは、（τ／Ｎ）Ｄビットのサイズを有し、ここに、Ｄは、第１のポート上のバイナリ処理量であることを特徴とする請求項５に記載のフレーム・スイッチング装置。
7. 請求項４に記載のフレーム・スイッチング装置の第２のポートにそれぞれ接続される装備の複数の部品（２１０）を備え、装備の各部品は、５００μ秒毎に多くても１つのフレームを送信するよう構成されている搭載システム。
8. 装備の各部品は、５００μ秒よりも少ない時間内で前記フレームを送信するよう構成されていることを特徴とする請求項７に記載の搭載システム。
9. 装備の部品にまたはイーサネット（登録商標）・リンクを介してコンピュータに接続されるよう意図された複数（Ｎ）の入力／出力ポートを備える、装備の複数の搭載部品（６１０）を一緒に及び／またはコンピュータ（６５０）に接続するためのフレーム・スイッチング装置であって、各々が決定されたポーリング周期でポーリングされる前記入力ポートを順番にポーリングするフレームを複製し、入力ポート上に入射される任意のフレームをすべての出力ポート上にすべてコピーするための手段を備えたことを特徴とするフレーム・スイッチング装置。
10. ポーリング周期は、リンクの各々上に前記装備によって最も長いフレームを送信するために必要とされる全時間よりも長く、かつリンクを渡って装備の部品によって送信される２つの連続するフレームを分離する最小時間よりも短いように決定されることを特徴とする請求項９に記載のフレーム・スイッチング装置。
11. 装備の複数の搭載部品（６１０）を一緒に及び／またはコンピュータ（６５０）に接続するためのフレーム・スイッチング装置であって、該装置は、複数のフレーム・スイッチング基本装置（６３１、６３２）（Ｐ）を備え、各基本装置は、装備の前記部品（６１０）に、前記コンピュータ（６５０）に、またはイーサネット（登録商標）・リンクを介してもう１つの基本スイッチング装置（６３２、６３１）に接続されるよう意図された複数（Ｎ）の入力／出力ポートを含むフレーム・スイッチング装置において、各基本スイッチング装置は、前記入力ポートをポーリングするフレーム（７７１）を複製するための手段を備え、各入力ポートは、装備の部品にまたはコンピュータに直接接続され、前記第１の入力ポートは、第１の決定された周期でポーリングされ、各入力ポートは、もう１つの基本スイッチング装置に接続され、前記第２の入力ポートは、第１よりも短い第２の周期でポーリングされ、複製するための手段は、第１の入力ポート上に入射する任意のフレームをすべての出力ポート上にすべてコピーし、第２の入力ポート上に入射する任意のフレームを後者に関連するものを除くすべての出力ポート上にすべてコピーすることを特徴とするフレーム・スイッチング装置。
12. 縦続接続における２つの基本スイッチング装置から成り、第２のポーリング周期（τ’）は、τ／（Ｎ−１）以下であり、ここに、τは、第１のポーリング周期であり、Ｎは、基本スイッチング装置の入力／出力ポートの数であることを特徴とする請求項１１に記載のフレーム・スイッチング装置。
13. イーサネット（登録商標）・リンクの少なくとも幾つかは、ＩＥＥＥ ８０２．ａｆ基準に従うことを特徴とする請求項９乃至１２のいずれか１項に記載のフレーム・スイッチング装置。

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