JP2615305B2 - 環状ネットワークステーション - Google Patents

環状ネットワークステーション

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JP2615305B2
JP2615305B2 JP4063742A JP6374292A JP2615305B2 JP 2615305 B2 JP2615305 B2 JP 2615305B2 JP 4063742 A JP4063742 A JP 4063742A JP 6374292 A JP6374292 A JP 6374292A JP 2615305 B2 JP2615305 B2 JP 2615305B2
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ブル・エス・アー
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00Data switching networks
    • H04L12/28Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/42Loop networks
    • H04L12/427Loop networks with decentralised control
    • H04L12/433Loop networks with decentralised control with asynchronous transmission, e.g. token ring, register insertion

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Small-Scale Networks (AREA)
  • Computer And Data Communications (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、リングの形態の通信ネ
ットワークに属するステーションに関する。特に本発明
は、種々のステーションが伝送媒体または担体によって
相互に直列に接続されてリングを形成しており且つデー
タが記号(ビットセット)の形態で所定の方向に伝送さ
れるネットワークに適用可能である。
【0002】
【従来の技術】通信またはデータ伝送ネットワークは、
一般にDTEと略記されるデータ処理端末装置または言
葉を簡単にするためには“ステーション”と称される複
数のユニットによって構成される。かかるステーション
は、伝送媒体とも称される伝送担体によって相互に連絡
する。ネットワークにおいては、データは一連のフレー
ムとして媒体上を伝送される。フレームは、開始メッセ
ージ及び終了メッセージ、そこからクロックが誘導され
る同期化信号、送信ステーションのアドレス、受信ステ
ーションのアドレス、データ長、有効データなどを含ん
で構築される。
【0003】データ伝送ネットワークのなかでも現在最
も頻繁に使用されているのは環状ネットワークであり、
ここでは、伝送担体は同軸ケーブルまたは電話線対とす
ることができるが、光ファイバも次第に増加している。
【0004】環状ネットワークに使用される伝送担体の
タイプとは関係なく、このようなネットワークに接続さ
れているステーションは以下の3つの必須機能を有す
る。
【0005】 −フレーム再送:所定のルールの関数として、受け取っ
たフレームを再度送信し、幾つかのステーションを通過
した後にフレームはその宛先に到達し得る; −フレーム破壊:リングを完全に一巡した後に、フレー
ムはその送信ステーションによって破壊され、リング上
をフレームが際限なく周回するのを避ける; −フレーム送信:フレームを送信するためには、所与の
時点におけるフレーム送信を許可または禁止する何等か
の機構が定義される必要がある。
【0006】ネットワークの動作は、一般にプロトコル
として公知のものを構築する1組のルール及び構成によ
って定義される。(リングトポロジネットワークとして
も公知の)環状ネットワークにおいて、現在最も一般的
に使用されているアクセスプロトコルはトークンの概念
を使用する。トークンとは送信する権利である。所与の
時点でリング上にはただ1つのトークンが存在する。そ
うして、巡回するトークンを取得した任意のステーショ
ンはフレームを送信する権利を保有し、他のステーショ
ンは送信することはできず、またその場合には該ステー
ションは、フレームを受取るかもしれないがそれを再送
(repeat)しない。送信権、即ち、1つのステー
ションがトークンを保有している時間は、トークンを使
用する種々のプロトコルに特定のルールセットによって
制限される(例えばFDDIトークン、ANSI委員会
X3T9−5によって定義された光ファイバネットワー
ク)。送信の終了時には、トークンを取得していたステ
ーションはそれを離す。そうして該ステーションは送信
権を放棄したことになり、他のステーションがトークン
を取得する可能性をオープンにする。
【0007】従って、トークンプロトコルの特徴は以下
の通りとなる。
【0008】−所与の時点で、多くても1つのステーシ
ョンのみがフレームを送信できる、即ちリングへのアク
セスを得る; −リング上でデータ交換がない場合、即ちリング上でゼ
ロ負荷の状態においては、ステーションは、リングへの
アクセスを得るまでトークンの移動を待つ必要がある; リング上でのトークンの伝搬時間が損失される。
【0009】実際、このアクセスはトークンの取得を必
要とするが故に、ステーションからステーションへのト
ークンの遷移の間にステーションがリングへのアクセス
を得ることは不可能である。
【0010】上記特徴の結果は以下の通りである。
【0011】例えば、FDDI光ファイバネットワーク
においては1000kmのファイバに対応する約5ms
の待ち時間(任意のデータがリングを完全に一巡するの
に要する伝搬時間)を有するリングを考え、或るステー
ションがトークンを取得し、フレームを送信し、更にト
ークンを解放すると仮定する。その時点から、たとえリ
ング上に全くトラフィックがないとしても、再度トーク
ンを有し得るまでステーションは5ms待たねばならな
い。これは、トークンリングの必然的流れ示しており、
リングの待ち時間はリングへのアクセスの頻度を直接制
御する。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】トークンの概念を使用
する代わりに、本発明に従うステーション及びかかるス
テーションセットによって構成される環状ネットワーク
は以下の特性を有する。
【0013】−本発明に従う1つ以上のステーション
は、衝突することなく同時にリングへのアクセスを得る
ことができる。
【0014】−ゼロ負荷の場合には、ステーションはリ
ングへのアクセスを継続的に有することができる。
【0015】−重負荷の場合には、前以て決定されてい
るスキームによって種々のステーション間で輸送枠(p
assband)が分配される。この割当ては、ステー
ションのユーザに従って公平であってもなくてもよい。
【0016】−リングアクセス時間が予め決められてい
る。即ちリングアクセス時間は最大所定値を有する。
【0017】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記課
題を解決すべく、複数のステーションが、伝送媒体(F
O)によりリングを形成するように互いに直列に接続さ
れており、記号(IDDLE,SE,IDT等)の形態
のデータが所定の方向にステーション間で伝送されるマ
ルチ−ステーション環状通信ネットワーク(RN)のス
テーション(ST)であって、各ステーションが、リン
グからフレームを受信するためのフレーム受信手段(D
RX)とリングにフレームを送信するためのフレーム送
信手段(DTX)とを有しており、ステーション(S
T)は、前記受信手段(DRX)と送信手段(DTX)
との間に直列に配置された先入れ先出し(FIFO)再
送メモリ(ERPT)を有しており、前記受信手段(D
RX)は、前記リングから受信したフレームが破壊され
るべきかあるいは再送すべく転送され前記再送メモリ
(ERPT)に書き込まれるべきかを決定する手段を有
しており、前記送信手段(DTX)は、リングと再送メ
モリ(ERPT)とを接続するスイッチングデバイス
(ATX)と、該スイッチングデバイスを制御し、且つ
再送メモリ(ERPT)が収容し得る記号の最大量と所
与の瞬間に該再送メモリに格納されている記号の量との
差を計算することによりステーションの送信権を決定す
る手段を備えた送信エレメント(ETX)とを有するこ
とを特徴とするマルチステーション環状通信ネットワー
クのステーション(ST)が提供される。
【0018】
【実施例】本発明の他の特徴及び利点は、添付の図面と
合わせた非限定的な実施例によって与えられる以下の説
明から明らかとなろう。
【0019】図1を参照すると、直列に設置されている
例えば6つのステーション1〜6を含むリングの形態の
ネットワークRNは公知である。これらのステーション
は、例えばFOで記された光ファイバでできた伝送媒体
によって相互に接続されている。データはリング上を、
例えば図1においては矢印Fで表された所定の方向で伝
送される。
【0020】各ステーションは、受信デバイス、即ちス
テーション1においてはデバイスDRX1、ステーショ
ン2においてはDRX2等、ステーション6においては
DRX6を含む。
【0021】同様に各ステーションは、データをリング
に送信するためのデバイス、即ちステーション1におい
てはDTX1、ステーション2においてはDTX2等、ス
テーション6においてはDTX6を含む。ステーション
1から送信デバイスDTX1によって送信されたデータ
はファイバFOを介してステーション2の受信デバイス
DRX2に送られる。上述したように、受信デバイスD
RX2によって受け取られたフレームは、リングRNに
おいて使用されているルール及びプロトコルにより送信
デバイスDTX2によって再送信されるか、またはリン
グを完全に一巡したならば破壊される(その場合、かか
るデータは送信デバイスDTX2によって発信されたこ
とは明らかである)。他のステーション3、4、5及び
6に対しても同じ状況は明らかである。
【0022】各フレームは以下の記号の連続体によって
構成される。
【0023】SD:この記号はフレームの始まりを区切
る(SDは“startdelimiter(開始区切
り)”を表わす)。
【0024】IDT:この記号は、リング上で失われた
フレームを検出するのに使用される。
【0025】DA:この記号はフレームの宛先ステーシ
ョンのアドレスを示す(DAは“destinatio
n address(宛先アドレス)”を表わす)。
【0026】SA:この記号はフレーム発信ステーショ
ンのアドレスを示す(SAは“source addr
ess(情報源アドレス)”を表わす)。
【0027】DATA:これは、フレームの全ての有効
情報を含むフィールドである。
【0028】ED:この記号はフレームの終わりを区切
る(これは“end delimiter(終了区切
り)”を表わす)。
【0029】従って、送信の順序で、1つのフレームは
記号の連続体:SD IDT DA SA DATA
ED によって構成されている。
【0030】本発明に従う任意のステーションによって
送られたフレームに特定の記号IDTは別として、他の
記号は公知であり、トークンリングまたはFDDIネッ
トワークのような公知のネットワークのほとんどにおい
て使用されている。
【0031】フレームの不在は、“IDDLE”と称さ
れる特定の記号の連続によって示される。かかる記号
は、送信または再送すべき特定のフレームをもたない全
てのステーションによって義務的に送信される。これら
は公知であり、従来のネットワークのほとんどにおいて
使用されている。
【0032】データフレームは記号IDDLEによって
分割されるので、リングRN上を巡回する記号の連続体
の一般スキームは、SD・・・ED IDDLE・・・
IDDLE SD・・・ED。
【0033】となる。
【0034】本発明に従うステーションSTの必須構成
エレメントを図2に示す。必須構成エレメントは、順番
に、受信デバイスDRX、再送エレメントERPT、及
び送信デバイスDTXである。
【0035】受信デバイスDRXは2つの必須部分、即
ち受信エレメントERX及びスイッチングデバイスAR
Xを含む。後者は、リングRNの伝送媒体に物理的に接
続されており(ここではリングRNは図1のものと同一
であり、伝送媒体は例えば光ファイバで構成されている
ものと仮定する)、受信エレメントによって命令され
る。受信エレメントは、リングから来る各フレームを構
成している記号を調査し、この調査の関数として問題の
フレームを破壊すべきか再送すべきかを判断する。もし
フレームが破壊されるべきならば、スイッチングデバイ
スARXはそれを、やはり受信デバイスDRXの一部で
あって図3に示したフレーム破壊デバイスDDTに送
る。もしフレームがステーションSTによって再送され
るべきならば、対応する記号はスイッチングデバイスA
RXを介して再送エレメントERPTに伝送される。
【0036】再送エレメントERPTは、ステーション
STによって再送されるべき各フレームの記号を記憶す
る。再送エレメントERPTはFIFOメモリによって
構成されるのが好ましく、このFIFOの書込みは、図
2及び図3においてはARXとERPTとを結ぶライン
上にある記号Wr(“Write”を表わす)の存在に
よって表されており受信デバイスDRXによって(より
特定すれば受信エレメントERXによって)管理され、
且つその読取りは、上記と同じ図面においてはERPT
とATX(下記参照)とを結ぶライン上にある記号Rd
(“Read”を表わす)の存在によって表されており
送信デバイスDTXによって(より特定すると、その役
割はあとでより詳細に説明する送信エレメントETXに
よって)管理される。
【0037】記号Wrは実際は、ステーションSTによ
って再送されるべきフレームが書き込まれる再送FIF
Oのメモリゾーンのアドレスに対応し、記号Rdは、再
送されるべき、即ちDTXによって送信されるべきフレ
ームが読取られるゾーンのアドレスに対応する。これら
のアドレスはDRX及びDTX内の内部カウンタによっ
て与えられ、該内部カウンタは、ハードウェアエレメン
トとしてまたはソフトウェアポインタとして構成され得
る。
【0038】ステーションが受け取ったフレームを再送
する場合には、送信デバイスDTXは、エレメントER
PT内に含まれている記号を送信し、そうでなければス
テーション自体に独自の記号を送信する。この送信デバ
イスの必須構成素子は送信エレメントETXとスイッチ
ングエレメントATXとであり、後者はリングRNに接
続されていると共にエレメントETXによって命令され
る。このスイッチングデバイスATXは再送エレメント
ERPTの出力にも接続されている。
【0039】図3には、図2に示した本発明に従うステ
ーションの構成素子のセットをより詳細に示してある。
【0040】受信デバイスDRXは、既に述べたエレメ
ント、即ち受信エレメントERX、スイッチングデバイ
スARX及びフレーム破壊デバイスDDTに加えて、受
信バッファメモリMRX及び制御エレメントECTLを
含む。制御エレメントECTLはリング上にただ1つし
かなく、従ってそれはネットワークRNの全てのステー
ションに共通である。制御エレメントECTLは、失わ
れてもよいいかなるフレームの破壊も保証し、ネットワ
ークのステーションの1つによって誤って破壊されなか
ったフレームが2回目のリング周回を行なうのを防止す
る。即ちこれは、リングに固有の安全装置であり、全て
のステーションによって共有される。受信デバイスDR
Xは更に、受信エレメントERXによって命令される状
態同定手段MERをも含む。
【0041】受信エレメントERXは、ステーションに
進入する各フレームが該ステーションによって再送され
ねばならないか否かを判断する機能論理回路によって構
成されているのが好ましい。このためには、エレメント
ERXはフレームを構成している記号セットを調査し、
それらを同定し、それらの特性の関数として、フレーム
が再送されねばならないか否かを判断する。更にERX
は、ステーションST自体にアドレス指定された各フレ
ームの再コピーを実施する。この再コピーはバッファメ
モリMRX内に行われる。これは、記号DAがステーシ
ョンSTに固有のアドレスに等しいときに行われる。こ
のステーションに固有のアドレスを記号MAによって示
す。そうすると、ステーションにアドレス指定されたフ
レームをバッファメモリMRX内に再コピーすること
は、DA=MAのときに行われる。
【0042】ステーションにアドレス指定されていてM
RX内に再コピーされるフレームもまた、それらを発信
したステーションがそれらを破壊し従ってその送信権
(下記の送信権の定義参照)を保持し得る可能性を保持
するように再送されねばならない(即ちERPTに送ら
れねばならない)。
【0043】ステーションSTが受け取ったフレームを
再送すべきか否かを受信エレメントERXが判断し得、
そうであるならば該エレメントがそのフレームをスイッ
チングデバイスARXを介して再送FIFO ERPT
に送る再送アルゴリズムは以下の通りである。
【0044】記号SDが存在すると同時に記号SAがM
Aとは異なる(これは、フレームがアドレス指定されて
いるステーションのアドレスがステーションSTに固有
のアドレスとは異なることを意味する)場合、記号SD
が有効記号である限りは、受け取ったフレームを構成し
ている記号セットは再送される。即ちこれらは再送FI
FO ERPTに送られる。
【0045】受け取ったフレーム内でのその意味が既知
である場合、またはリングRNにおいて使用されている
プロトコル内に存在することが既知であるならば、記号
は有効であることを想起されたい。エレメントERX
は、このプロトコルにおいて使用されている全ての記号
の定義を、それらは例えば該エレメント内部のテーブル
に列挙されているが故に、認知している。即ちERXは
このことから記号が有効か否かを判定することができ
る。
【0046】受信デバイスDRX(及び結果的に受信エ
レメントERXを構成する機能論理回路)は、状態同定
手段MER内に含まれるただ2つの起こり得る状態を有
する。これら2つの状態とは以下の通りである。
【0047】状態E1:RX−REPEATと称される
この状態は、SAがMAとは異なるフレームが検出され
た状態である。ステーションSTが受け取ったフレーム
を構成している記号の流れはARXを介してFIFO
ERPTに導かれる。その場合、フレームを構成してい
る信号は、整形デバイス(図2及び図3を単純化するた
めに図示していないが、これらは公知であり、従来の技
術に従う全てのステーションにおいて使用されている)
によって再整形及び再生される。この再整形は、信号が
ERPTに到着する前に行われる。
【0048】状態E2:RX−RELEASEと称され
るこの状態は、ステーションSTに到着したフレームに
対応する記号の流れがネットワークから回収される。こ
れは、SAがMAに等しいフレームに対して当てはまる
が、全ての記号IDDLEに対しても当てはまる。フレ
ームは、再整形デバイスに送られず従って再生されず
に、DDTによって破壊され、従って失われる。
【0049】状態E1及びE2の定義についての上記説明
は、本明細書の最後に表Iによって補足する。表Iは、
状態E1から状態E2への変化及びその逆の変化を示して
いる。状態E2から状態E1への変化は、SDが有効であ
り且つ同時にSAがMAとは異なるときに行われる。
【0050】次いで、状態E1から状態E2への変化は、
記号IDDLEが検出されたときまたはSA=MAのと
きに行われる。
【0051】状態E1及びE2を記憶している状態同定手
段MERは、例えば特定の集積回路によってまたはこの
目的でプログラムされたマイクロプロセッサ(SGS−
Thomson製造のモノリシックマイクロプロセッサ
Z−80)によって構成することができる。
【0052】次いで再送エレメントERPTは、状態同
定手段MERがRX−REPEAT状態にあるときにA
RXを介してデバイスDRXによって与えられた、再送
されるべき各フレームを構成している記号を記憶する。
【0053】ステーションSTが独自のフレームを送信
していないときには、再送FIFO中に存在する記号が
送信デバイスDTXによってリング上に再送信される。
その場合、状態同定手段MERが状態E1、即ちRX−
REPEATにあるならば、再送FIFOの内容は安定
のまま(即ちFIFO中に含まれている記号の数は一定
のまま)である。これは、ステーションからデバイスD
TXによって再送信される信号の数が、リングから来て
メモリFIFOに入る記号の数と等しいことを意味す
る。これらリングから来た記号自体は再送される予定の
ものである。これに反して、状態同定手段MERが状態
2、即ちRX−RELEASE状態にあるときには、
ステーションによって送信され且つ再送FIFO内に収
容されていた記号が、リングから来た同じ数の記号で置
換されないので、再送FIFOの内容は減少する(その
中に含まれる記号の数が減少する)。リングから来た記
号は破壊されたかまたはIDDLE記号であった。
【0054】ステーションSTの送信デバイスDTXが
独自のフレームを送信しているときには、再送FIFO
は、(ステーションが独自のフレームの送信を止めた後
に)あとでリング上に再送される記号を記憶している。
【0055】上述のエレメント、即ちETX及びATX
の他に、送信デバイスDTXは更にバッファメモリMT
X及び状態同定手段METをも含む。バッファメモリM
TXはスイッチングデバイスATXに接続されており、
送信エレメントETXによって命令される。バッファメ
モリMTXは、ステーションSTによって送信される予
定の独自のフレームの記号セットを含む。状態同定手段
METは3つの状態E3、E4及びE5を含む。これらの
状態は、送信デバイスDTXの動作の説明と合わせて以
下に定義する。状態同定手段METは送信エレメントE
TXに接続されている。METの構成はMERのそれと
同じである。
【0056】送信エレメントETXの命令下に、送信デ
バイスDTXはスイッチングデバイスATXを介して、
バッファメモリMTX内に収容されている独自のフレー
ムまたはIDDLE記号のいずれかを送信することもで
きるし、リングRNから来て受信デバイスDRXが受け
取って再送FIFO ERPT内に一時的に格納されて
いるフレームを再送することもできる。
【0057】送信エレメントETXは送信デバイスの、
従って本発明に従うステーション全体の重要エレメント
である。以下に定義される条件下でステーションの送信
権を判断するのはこのエレメントである。
【0058】任意の所与の時点において、ステーション
が送信しようとしていようといまいと、再送FIFO
ERPT内に含まれている記号の数はRbに等しい。こ
の量が所定値T−Pri以下であるときには、送信権は
Tb−Rb〔ここでTbは再送FIFOの深さ、即ちそ
れが含み得る記号の最大量に等しい〕である。Tbは、
最大認定伝送時間をも表わす。実際、リング上での所定
のトラフィック時間は所定の記号量に対応することは述
べておくべきであろう。従ってトラフィック時間は、記
号のタイプにかかわらず同じである所定数のビットを含
む記号と関係する。これは、リングにおける出力は既知
であり、完全に一定であって、例えば数メガビット/秒
のオーダであるからである。従ってTbは、最大記号量
及び最大認定伝送時間の両方を表わす。
【0059】ステーションSTが所与の時点でネットワ
ークへのアクセスを得たとき、再送FIFO内に存在す
る記号の量を記号Q−lockで表わすと、 Q−lock=Rb であることは明らかである。
【0060】この量は、量Tbも認知している送信エレ
メントETXによって記憶される。ステーションは最大
数(Tb − Q−lock)の記号を送信する。一旦
ステーションが最大数の記号を送信すると、ステーショ
ンは、時間Q−lockの間だけ再送FIFO内に含ま
れている記号を再送でき、リング上でのフレームの循環
が保証される。
【0061】FIFOには恒常的に充填状態を指すポイ
ンタが備えられており、この情報が恒常的に送信エレメ
ントETXに連絡されていることが想起される。即ち、
Q−lockは常にETXに知られている。
【0062】上述の関数として、ステーションSTが送
信するときには再送FIFOは空にならないことが判
る。ステーションが送信しようと決めた時点でFIFO
内に自由スペースが残っていないならば、ステーション
STは送信できない(その量はTb − Q−loc
k)。
【0063】更に、所与の時点でFIFOが完全に一杯
であるならば、ステーションがあとで送信できるよう
に、FIFOはそれ自体を空にできる必要がある。FI
FOがそれ自体を空にし得ることは、一旦送信された記
号セットがステーションに戻ったならば、それがDRX
によって破壊されることによって保証される(上記参
照)。本発明に従うステーションの動作を規制する機構
は、送信されたのと同じ数の記号が破壊され且つ再送F
IFOが同じ数の記号の分だけ空にされることから、自
己調整性である。
【0064】結論として、ステーションの送信権を決定
するのは、再送FIFOが満たされる割合であることは
明らかである。
【0065】所定値T−Priが0に選択された特定の
ケースにおいては、再送FIFOが空のときに(このケ
ースではRb=0であるため)ステーションはリングへ
のアクセスを有する。従って、所与の時点で再送FIF
Oが空であると仮定する。ステーションは最大時間周期
Tbの間だけ送信権を得る。送信の間、存在し得る再送
されるべき記号は再送FIFO内に記憶される。もしリ
ングが飽和であるならば(その場合、DRXの状態同定
手段MERは状態E1である)、送信された全てのフレ
ームが戻り(その場合にはSA=MA)且つこのことが
MERの状態変化を惹起するまで、再送FIFOは空で
はない。状態E1から状態E2への変化が起こると、送信
された全てのフレームは破壊され、FIFOは再び空に
なる。
【0066】リング上の負荷がより少ないケースにおい
ては、それ以上FIFOに入るものはないので、再送F
IFOをパージし得るのは十分な数のIDDLE記号の
受信であり、そうすると送信が行われ得る。
【0067】送信デバイスDTXの状態同定手段MET
は以下の3つの状態E3、E4及びE5を含む。
【0068】状態E3:TX−IDDLEと称されるこ
の状態においては、ステーションSTは記号IDDLE
を送信する。この状態は、一方では送信または再送され
るべき記号がない場合、及び他方では受信エレメントE
RXによってフレームの終わりが検出されたときに起こ
る。
【0069】状態E4:TX−DATAと称されるこの
状態においては、ステーションSTは独自のフレームを
リング上に送信する。再送されるべき記号が場合によっ
ては再送FIFO ERPT内に記憶されている。
【0070】状態E5:TX−REPEATと称される
この状態においては、ステーションSTは再送FIFO
内に収容されている記号を読取り、それらをリングRN
上へ再送信する。
【0071】状態E3、E4及びE5の状態から状態への
変化の仕方は、本明細書の最後に添付する表IIにまと
めてある。これは、以下の定義が与えられならばこれら
の定義の条件下に行われる。
【0072】lock−txと称される状態同定手段M
ETの内部フラグは、それがTRUEかFALSEかに
従って(その論理値が1か0かに従って)状態E3から
状態E4への遷移を禁止するまたは禁止しないフラグで
ある。即ち、このフラグがTRUEであるならば、状態
3から状態E4への遷移は不可能である。
【0073】やはり状態同定手段METの内部にある
“flag−tx”と称されるフラグは、ステーション
STが現在独自のフレームを送信しているか否かを示
す。このフラグがTRUE状態(例えば論理値1)であ
るならば、これは、ステーションSTが現在独自のフレ
ームを送信していることを意味する。同様にこのフラグ
がFALSE状態(例えば論理値0)であるならば、ス
テーションSTは現在独自のフレームを送信していな
い。
【0074】従って、状態E3から状態E4へ変化するた
めには、一方では“lock−tx”フラグがFALS
E状態にあり且つ他方ではRbがT−Pri以下である
かまたは“flag−tx”がTRUE状態にあること
が必要である。ステーションSTによる送信の開始時に
は、状況: Q−lock=Rb、 flag−tx=TRUE、 Te−Max=(Tb−Rb) 〔ここでTe−Maxは、送信開始時における最大送信
権である〕が存在する。
【0075】全フレームセットの送信の終了時には、状
況: flag−tx=FALSE が存在する。
【0076】Q−lockが0でないならば、lock
−tx=TRUEである。
【0077】状態E4から状態E3へ変化するためには、
各フレームの送信の終了時に、記号EDを検出すれば十
分である(エレメントETXによる検出)。
【0078】状態E3から状態E5へ変化するためには、
第1に、フラグflag−txは状態FALSEにあら
ねばならない、第2に、再送FIFOは空であってはな
らない、即ち0でないQ−lockを有さねばならない
という条件が組み合わされる必要がある。一旦状態E5
(TX−REPEAT)になったとき、再送される全て
のフレームの送信の終了時にフラグlock−txがT
RUE状態であるならば、再送された記号数の量Q−l
ockは減少される。Q−lock=0の場合には、フ
ラグlock−txはFALSE状態となる。状態E5
から状態E3へ変化するためには、(再送される各フレ
ームの終わりに)フレーム終了区切りEDを検出するか
または再送FIFOが空となることが必要である。
【0079】フレームは常に記号IDDLEによって分
離されているので、状態E4から状態E5へま又はその逆
へは直接は移れず、状態E4からE5へまたはその逆に変
化するためには状態E3を通る必要があることは明らか
である。
【0080】制御エレメントECTLはリング上で特に
比類なきエレメントであり、フレームがリングを1回以
上巡回するのを防止する。このエレメントはステーショ
ンSTの一部として記載したが(これはデバイスDRX
の一部である)、この場合にはステーションSTのみに
ECTLが備えられ、リング上の他のステーションはこ
のようなエレメントを有さないことは明らかである。
【0081】各フレームは、RESET(ここに記載す
る実施例においては論理値0に対応する)に等しいと定
義される識別フィールドIDTを付けてリング上を伝送
される。このステーションがフレームを受取ると直ち
に、エレメントECTLはフィールドIDTに(ここに
記載した実施例においては論理値1に対応する)SET
と称される値を割り当て、それが送り出すフレームを他
のフレームに再送する。或いは、ステーションは、その
フィールドIDTがSETに等しい他の全てのフレーム
を破壊する。従って、1つのフレームが制御エレメント
を2回通過することは不可能である。図3を単純化する
ために図示してはいない制御エレメントの状態同定手段
を以下に説明する。これは、状態E6から状態E7へのま
たはその逆の推移を可能とする。
【0082】ECTL−IDDLEとも称される状態E
6においては、制御エレメントはIDDLE記号を送信
する。
【0083】ECTL−REPEATとも称される状態
7においては、制御エレメントはそれが受け取ったフ
レームを再送する。
【0084】状態E6から状態E7への変化またはその逆
の変化は、本明細書の最後に付けた表IIIに示してあ
る。
【0085】状態E6から状態E7へ変化するためには、
制御エレメントECTLが受け取ったフレームは有効記
号SDを含む必要があり、識別フィールドIDTはRE
SET状態にあらねばならない。ECTLは識別フィー
ルドIDTをSET状態にする。
【0086】状態E7から状態E6へ変化するためには、
IDDLE記号を検出すれば十分である。
【0087】有効記号SDと識別フィールドIDT=S
ETが同時に存在するときには、状態E6が維持され、
制御エレメントは受け取ったフレームを破壊する。
【0088】図4〜図8には、本発明に従うステーショ
ンを備えたネットワークRNの動作をより詳細に示して
ある。
【0089】まず、各々が参照文字iを有するSTのよ
うな各ステーション間で伝送媒体がどのように共有され
るかを説明する。
【0090】想定するケースは、リングRNが飽和され
ている、即ちネットワークの各ステーションが連続的に
伝送媒体へのアクセスを得ようとしているものである。
【0091】記号tpdはリングの伝搬時間を表してお
り、Tbi〔1≦i≦n、nはネットワークのステーシ
ョン数である〕はステーションの最大伝送権を表わす。
即ちTbiは、文字iによって同定されるステーション
の再送FIFOの深さである。
【0092】リング上を移動する記号の最大量は、全て
のステーションの最大送信権の総和とリングの伝搬時間
との和に等しい。即ち、
【0093】
【数1】
【0094】である。
【0095】実際、時間tpdに対応するのは伝送媒体
によって“記憶される”と考えられ得る記号の数であ
り、この数は、FIFOが一杯になる前に記憶されたも
のに対応しており、従ってこれらはFIFOの外部で媒
体内に記憶された記号であり、特定のタイプのFIFO
として考えることができる。
【0096】リング上に存在する記号は、種々のステー
ションiによって送信された。Qiを各ステーションi
によって実際に送信された記号の数とすると、
【0097】
【数2】
【0098】である。
【0099】リングが完全に飽和するまでは所定数のI
DDLE記号が循環している。対応するステーションの
再送FIFOに導かれないかかる記号は受信デバイスに
よって破壊されるので、このような記号の取得は各ステ
ーションの送信権を増大する。
【0100】リング上を循環している記号IDDLEの
数は、問題のどの状態においても、tpdより少ない。
即ち、 ΣIDDLE<tpd である。
【0101】その結果、ステーションはリング上を移動
中の所定数のIDDLE記号を回収し得るので、1つの
ステーションによって送信される合計記号量はTbiよ
り大きくなり得る。即ち、 Qi=Tbi+ei×tpd 但し、
【0102】
【数3】
【0103】である。
【0104】項(ei×tpd)は、所定数のIDDL
E記号がステーションiにより取得された結果である。
【0105】ステーションiにおいて使用可能な輸送枠
フラクションρiは、
【0106】
【数4】
【0107】と書くことができ、この輸送枠フラクショ
ンはQi/Qmaxに等しい。
【0108】先のフラクションの分子及び分母に現れて
いるリングの伝搬時間は、ネットワークの種々のステー
ション間でランダムに分配されることが判る。
【0109】この現象は、リングが2つのステーション
A及びBを含むと仮定した図4〜図8と関連してより良
く理解されるであろう。
【0110】図4を参照すると、ステーションAはリン
グへの永久アクセスを有する。ステーションBは送信要
求を行わず、ステーションAに起源するフレームを恒常
的に再送する。リングから来るフレームは再送されない
が故に、ステーションAの再送FIFOは空のままであ
り、ステーションAは、自分が以前に送信し且つステー
ションBによって再送されたフレームを破壊する。ステ
ーションBはAによって送信されたフレームを再送する
が独自のものは全く送信しないが故に、ステーションB
の再送FIFOは空のままである。
【0111】図4においては、ステーションA及びBの
2つの再送FIFOは空のままであることが判る。
【0112】時間t=0と定義され得る図5を参照する
と、ステーションBの再送FIFOは空である。従って
ステーションBは送信権Tb(BのFIFOの深さ)を
有する。そうするとステーションA及びBは同時にフレ
ームを送信する。フレームAはBの再送FIFO内に記
憶される。Bは独自のフレームを送信し、一方でAは、
独自のフレームを送信し続けながら、以前に送り出した
フレームの破壊も続ける。
【0113】次に図6を参照する。tpd1をBからA
への伝搬時間とする。時間tpd1において、第1のフ
レームBがステーションAに到着する。同時に、Aが継
続時間Tbの送信を禁止したのと同じ時点において、A
のFIFOはその時点で空であると仮定する。時間t1
=tpd1+Tbにおいて、Aの再送FIFOは、Bに
よって送り出された量Tbの記号を含む。その時点か
ら、送信権は0であるので(RbはTbに等しく、従っ
て差Tb−Rbは0である)、Aからのローカル伝送は
もはやできない。Bの再送FIFOは、Aに起源する一
定量Tbの記号を含む。しかしながら、ちょうど独自の
フレームを送信したステーションBは、Aによって送信
されたフレームを再送することができる。
【0114】次に図7を参照する。上記定義の時間t1
において、Aの再送FIFOは一杯であるので、ステー
ションは、Bに起源する記号を再送信し且つ自分が以前
に送り出したフレームの破壊を続ける。その結果、Aの
FIFO内に含まれる記号数は減少する。
【0115】同じ時間周期において、BのFIFOの内
容はTbに等しいままである。従ってBはAに起源する
記号を再送し得る。
【0116】次いで図8を参照する。
【0117】tpd2をAからBへの伝搬時間とする
と、時間t2=tpd1+tpd2+2Tbにおいて、B
は以前に送り出した量Tbの記号をちょうど破壊したと
ころである。従ってBのFIFOは空であり、もう一度
リングへのアクセスを得ることが許可される。
【0118】最初に媒体上にはAによって送り出された
数tpdの記号だけがあり、従ってステーションAに対
してei=1であるので、Aに使用可能な輸送枠フラク
ションは、 ρA=(Tb+tpd)/(tpd+2Tb) である。また、飽和時の記号の最大総量は、 2Tb+tpd であり、且つ、 ρA+ρB=1 であるので、Bが使用可能な輸送枠フラクションは、 ρB=Tb/(tpd+2Tb) となる。
【0119】媒体上を移動する記号は、リング上に発生
した履歴に従って、全てのステーションによって割当て
されるかまたは単一のステーションによって処理される
かのいずれかであることが判る。従って、ステーション
間のリングの公平な割当ては保証され得ない。即ちこの
共有は実際には疑似ランダムである。
【0120】
【表1】
【0121】
【表2】
【0122】
【表3】
【図面の簡単な説明】
【図1】環状通信ネットワークがどのように構成される
かを示す概略図である。
【図2】本発明に従うステーションの必須構成エレメン
トを示す図である。
【図3】本発明に従うステーションの構成エレメントの
全てを図2より詳細に示す図である。
【図4】本発明に従う2つのステーションを含むネット
ワークの動作の例を示す図である。
【図5】本発明に従う2つのステーションを含むネット
ワークのある時点の動作を示す図である。
【図6】本発明に従う2つのステーションを含むネット
ワークの図5に続く時点の動作を示す図である。
【図7】本発明に従う2つのステーションを含むネット
ワークの図6に続く時点の動作を示す図である。
【図8】本発明に従う2つのステーションを含むネット
ワークの図7に続く時点の動作を示す図である。
【符号の説明】
1〜6,ST ステーション、 ATX スイッチングエレメント、 DRX1〜DRX6 受信デバイス、 DTX1〜DTX6 送信デバイス、 ERPT 再送エレメント、 ERX 受信エレメント、 ETX 送信エレメント、 RN リング。

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のステーションが、伝送媒体(F
    O)によりリングを形成するように互いに直列に接続さ
    れており、記号(IDDLE,SE,IDT等)の形態
    のデータが所定の方向にステーション間で伝送されるマ
    ルチーステーション環状通信ネットワーク(RN)のス
    テーション(ST)であって、各ステーションが、リン
    グからフレームを受信するためのフレーム受信手段(D
    RX)とリングにフレームを送信するためのフレーム送
    信手段(DTX)とを有しており、 ステーション(ST)は、前記受信手段(DRX)と送
    信手段(DTX)との間に直列に配置された先入れ先出
    し(FIFO)再送メモリ(ERPT)を有しており、
    前記受信手段(DRX)は、前記リングから受信したフ
    レームが破壊されるべきかあるいは再送すべく転送され
    前記再送メモリ(ERPT)に書き込まれるべきかを決
    定する手段を有しており、 前記送信手段(DTX)は、リングと再送メモリ(ER
    PT)とを接続するスイッチングデバイス(ATX)
    と、該スイッチングデバイスを制御し、且つ再送メモリ
    (ERPT)が収容し得る記号の最大量と所与の瞬間に
    該再送メモリに格納されている記号の量との差を計算す
    ることによりステーションの送信権を決定する手段を備
    えた送信エレメント(ETX)とを有することを特徴と
    するマルチステーション環状通信ネットワークのステー
    ション(ST)。
  2. 【請求項2】 前記フレーム受信手段(DRX)が、リ
    ングから来る各フレームの記号を検査し、該検査の結果
    に従って問題のフレームを破壊すべきかまたは再送すべ
    きかを判断する受信エレメント(ERX)と、該受信エ
    レメントが再送すべきと判断した場合にリングと前記再
    送メモリ(ERPT)とを接続するスイッチングデバイ
    ス(ARX)とを有する請求項1に記載のステーショ
    ン。
  3. 【請求項3】 前記フレーム受信手段(DRX)が更に
    フレーム破壊デバイス(DDT)を有しており、前記受
    信エレメント(ERX)が破壊すべきと判断した場合
    に、前記スイッチングデバイス(ARX)は、前記フレ
    ーム破壊デバイス(DDT)をリングに接続する請求項
    に記載のステーション。
  4. 【請求項4】 更に、受信エレメント(ERX)に接続
    された受信バッファメモリ(MRX)を備え、該バッフ
    ァメモリが受信エレメント(ERX)を介してステーシ
    ョン(ST)に送られる各フレームの記号を受信する請
    求項2又は3に記載のステーション。
  5. 【請求項5】 前記送信エレメント(ETX)は、受信
    したフレームを再送することをステーションが決定した
    場合における再送メモリ(ERPT)に収容されている
    記号の送信、または自分の送信したステーションフレー
    ムの送信のいずれかを組織するように動作する請求項1
    に記載のステーション。
  6. 【請求項6】 前記送信手段(DTX)は更に、ステー
    ションによる独自の権利で送信する予定の該ステーショ
    ンに独自のフレームの記号セットを含むバッファメモリ
    (MTX)を有しており、前記送信手段が前記ステーシ
    ョンに独自の記号を送信することを決定した場合に前記
    スイッチングデバイス(ATX)が前記バッファメモリ
    (MTX)とリングとを接続する請求項1に記載のステ
    ーション。
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US5228034A (en) 1993-07-13
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