JP2719523B2

JP2719523B2 - 再生中継器およびネットワークシステム

Info

Publication number: JP2719523B2
Application number: JP63220672A
Authority: JP
Inventors: 正人平井; 芳則戸次; 伸二池沢; 輝雄森口
Original assignee: 株式会社日立製製所; 株式会社日立インフォメーションテクノロジー
Priority date: 1988-09-03
Filing date: 1988-09-03
Publication date: 1998-02-25
Anticipated expiration: 2013-02-25
Also published as: JPH0269042A; DE3926091A1; DE3926091C2; KR900005726A; KR920003834B1; US5046185A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、トークンリングLAN等において、減衰した
ディジタル信号を識別再生して中継する再生中継器に係
り、特にその電源断時または電源障害時でもシステム動
作を妨げることのない再生中継器およびネットワークシ
ステムに関する。

〔従来の技術〕

従来、IEEE（米国電気電子技術者協会）802委員会で
は、802.5規格としてトークンリングLANを規定してい
る。このトークンリングLANは、ステーションをリング
状に最大250台まで接続する事が可能であるが、その接
続にはトランク・カップリング・ユニット（TCU;Trunk
Coupling Unit）が用いられる。

第５図にTUCを使用したIEEE802.5トークンリングLAN
の基本構成を示す。第５図において、TCU21はメインリ
ング23によってリング状に接続され、各TCU21に、ステ
ーション22がスパー24によって１対１に接続されてい
る。この為TCU21は、それに接続されるステーション22
の数だけ必要である。

第６図は第５図におけるTCU内部及びステーション内
部の信号の流れを示したものである。第６図（ａ）はス
テーション22がリングに接続された状態（以下、インサ
ート状態と称す）であり、信号は矢印のごとく、メイン
リング23→TCU21→スパー24→ステーション22→スパー2
4→TCU21→メインリング23のように流れる。このよう
に、信号はステーション22の内部を通過する為、ステー
ション22は必要に応じて、信号中のデータの取込み、あ
るいは、データの送り出しを行う事が出来る。又、ステ
ーション22は、リングに直列に挿入されている為、上流
から来た信号を再生して下流に中継する、いわゆる再生
中継機能の役割りも果している。25はこの再生中継器を
示したものである。第５図（ｂ）は、ステーション22が
リングに接続されていない状態で（以下、バイパス状態
と表す）であり、信号はメインリング23→TCU21→メイ
ンリング23と通過し、ステーション22内は通過しない。

第６図（ａ）のインサート状態と同図（ｂ）のバイパ
ス状態のTCU21の２つの状態は、ステーション22からの
制御により行われる。即ち、ステーション22は、スパー
ケーブル24を通してTCU21に向って直流電源を流し、こ
の電流でTCU21内のリレーが動作することによって、前
記第６図（ａ）、（ｂ）の２つの状態が制御される。し
たがって、インサート状態は、ステーション22の電源が
投入されている場合であり、又、ステーション22の電源
が断の場合には、必らずバイパス状態となる。この為、
ステーション22の電源が断である場合、再生中継が行わ
れず、リングがそこで途切れてしまうという現象は発生
せず、リングはいつまでも正常に保たれる。尚、インサ
ート状態とバイパス状態の制御の詳細については、IEEE
802.5規格に述られており、又、本発明には直接関係し
ないで説明を省略する。

次に、上記TCUを用いたIEEE802.5トークンリングLAN
における標準的なシステム構成について説明する。

TCUは通常、単独で使われる事はなく、集線装置と呼
ばれる装置に複数個内蔵される。第７図（ａ）は集線装
置の一例であり、集線装置31の中にTCU21が４個内蔵さ
れている例を示している。23はメインリング、32はスタ
ンバイリングで、これらは同一ケーブル内に収容され、
MIC（Medium Interface Connector）33によって集線装
置31に接続される。ケーブルは、第８図（ａ）のように
同一ケーブル内に２対の対撚線が入っており、各対がそ
れぞれ１本の線路（メインリング23とスタンバイリング
32）となるが、ここでは第８図（ｂ）のように簡略化し
て示すことにする。

さて、第７図（ａ）に注目するに、集線装置31内で、
メインリング23はTCU1〜４に接続される。これに対し、
スタンバイリング32は集線装置31の中ではどこにも接続
されず、再びメインリング23と一緒になって、MIC33に
よりもう一方のケーブルと接続される。一方、スパー24
は、同一ケーブル内の２本の線路が信号の往復に使われ
るが、やはりMIC33で集線装置31に接続され、TCU21に接
続される。第７図（ａ）の場合、TCU1はステーション22
からの接続制御が行われているインサート状態、TCU2,3
はステーション未接続状態、又、TCU4はステーション22
は接続されているが、ステーション22からの接続制御が
行われていないバイパス状態となっている。第７図
（ｂ）は、第７図（ａ）の状態を簡略化して示したもの
で、以下では、このように集線装置31を示すものとす
る。

第９図はIEEE802.5で規定されたMIC33の内部結線を示
したもので、第９図（ａ）のように非結合状態において
は、片方の線路から他方へのループバック状態となり、
又、第９図（ｃ）のように結合状態においては、ループ
バック状態は解除される。以下では、簡略化のため、第
９図の（ａ）を同図（ｂ）のように、また（ｃ）を
（ｄ）のように開示するものとする。

第10図は、第７図の集線装置を用いたシステム構成例
である。第10図において、集線装置31はメインリング23
とスタンバイリング32を含むケーブルにてリング状に接
続される。第10図（ａ）はリングにステーション22が１
台のみ接続された状態であり、又、第10図（ｂ）はリン
グ内の全TCUにステーション22が接続された状態であ
る。ここで、ステーションの最大数は250であるとす
る。ステーションがリングに接続されるかどうかの制御
はステーション22が行っているため、同一システムでの
ステーション数は、１〜250のどの可能性もある。した
がって、ある１台のステーション22から見た場合の最大
長の伝送は、リングの途中で他のステーション22が再生
中継を行わない場合、つまりステーション数が１である
第10図（ａ）の場合である事が判る。

次に、リングに障害が起った場合を示す。第11図
（ａ）はケーブルに障害が起った場合の図で、点にて
断線が発生したことを示している。この場合、断線を起
したケーブルをシステムから切り離す対策が行われる。
第１図（ｂ）は、障害ケーブルの切離しが行われた場合
の図であるが、これは集線装置31との接続を行っている
MICを外す事により可能である。ここで、MICは、非結合
状態においては、第９図（ａ）に示すようなループバッ
ク状態となる為、第11図（ｂ）の点及び点がループ
バック状態となる。したがって、ステーション22から送
出された信号は、点までメインリング23を通り、それ
からスタンバイリング32にループバックされ、点にて
再びメインリング23にループバックされ、ステーション
22に戻ることが出来る為、システムの動作は保証され
る。

第12図（ａ）は、集線装置内部の点で障害が起った
場合の図で、この場合は、集線装置31をシステムから切
り離す対策が行われる。第12図（ｂ）は対策後の図で、
集線装置31に入るケーブルがMICによって外される為、
点と点にてループバック状態となり、リングが再形
成される。

IEEE802.5に、システムの最大伝送距離は規定されて
おらず、又、これは、ケーブルの減衰量、送受信器の能
力等、物の作りに影響される性質のものである。したが
って、システム毎に異なるもので、一律には決められる
値ではないが、標準的システムでは、最大伝距離は約80
0mであると言われており、便宜上、ここではこの値を使
用する。

前述の通り、システム内のステーション数は１〜250
のどれかであり、その数はシステム動作中にダイナミッ
クに変化するが、伝送距離の面で考えると、ステーショ
ン数が１である時が最悪となる。更に、第12図（ｂ）の
ように、障害対策後のループバック時にも、最大伝送距
離以内で、正常な動作を行う為には、下記の第１式を満
たす必要がある。

メインリング長＋スタンバイリング長＋スパー長 ×２≦800m …（１）ここで、スパー長を２倍にするのは、信号がスパー24
を往復する為である。

実際のケーブルではメインリング23とスタンバイリン
グ32は同一ケーブル内に収容され、又、スパー24も１本
のケーブルであるので、ケーブル長としては下記の２式
で表わされる。

（リングケーブル長＋スパーケーブル長） ×２≦800m …（２）したがって、システム設計時には、リングケーブル長
とスパーケーブル長を配分して、800m/2＝400mにする必
要がある。ここでは、説明の簡単化の為、リングケーブ
ル長＝300m、スパーケーブル長＝100mとする。

第13図（ａ）は第10図（ａ）のシステム構成例を簡略
化したもので、集線装置は省略している。第13図（ａ）
において、スパーケーブルは100m、リングケーブルは30
0mであるので、伝送距離は100m＋300m＋100mで500mであ
る。又、第13図（ｂ）は、障害があった場合のシステム
構成例で、ループバックのためのスタンバイリング32が
使用されており、伝送距離は100m＋300m＋300m＋100mで
800mとなり、ちょうど最大伝送距離に等しくなる。

以上、IEEE802.5トークンリングLANにおける標準的な
システム構成例について説明したが、これには１つの問
題がある。それはリングが大きく出来ないという点であ
る。つまり、スパー長を最短にしたとしても、リングケ
ーブル長の限界は400mである。したがって、それ以上、
大きな場所ではLANを使えない事になる。この問題を解
決し、リングケーブルを延長するために、再生中継器が
導入される。再生中継器は、上流から来るケーブル通過
後の信号を増幅し、歪を補正し再生して下流に中継す
る、いわゆる再生中継機能を有するものである。

第14図に、波形整形（Reshaping）、タイミング再生
（Retiming）、識別再生（Regenerating）のいわゆる3R
機能を持った再生中継器の基本的構成を示す。なお、こ
の種の再生中継器として関連するものには、例えば特開
昭56−89156号公報が挙げられる。

第14図において、波形整形部41は、いわゆる等化器で
あり、ケーブルを伝送される事により、歪み、小さな振
幅となった信号の歪の補正及び振幅の持ち直しを行な
う。この信号歪の補正においては、ケーブルの減衰特性
と逆の特性を持つような等化器が用いられる。IEEE802.
5においては、この等化器特性は固定である固定等化方
式が標準的には用いられ、例えば０〜800mのケーブル特
性を補正出来る様な特性が用いられている。上流からの
信号44は、波形整形部41に入力されて、歪の補正及び振
幅の持ち直しが行われる。その後、波形整形出力46は、
タイミング再生部42に入力され、波形整形出力46に同期
したタイミング信号47が作られる。一方、祈形整形出力
46は識別再生部43にも入力され、タイミング信号47によ
りサンプリングされる事により、識別再生出力45が作ら
れ、これが下流に送出される事により、再生中継が完了
する。

このような再生中継器を使用する事により、上流800m
までのケーブル特性の補正が可能であり、その分、伝送
距離を延長する事が可能である。

次に、この種の再生中継器をIEEE802.5トークンリン
グLANに適用した場合を考える。

第15図はIEEE802.5用の従来の再生中継器の一例であ
り、再生中継器48は、メインリング23用及びスタンバイ
リング32用の２つの再生中継機構25を持っている。ここ
で、２つの再生中継機構25は同じでものある。

第16図はリングに再生中継器48を挿入した場合を示し
ている。第16図（ａ）において、イ部のスパー長は100
m、ロ部とハ部の合計であるリング長は300mであり、第1
3図の再生中継器48を挿入しない場合と同じである。し
たがって、再生中継器48を挿入した効果はない。この理
由について第16図（ｂ）を用いて説明する。第16図
（ｂ）は、電源の故障他の原因で、再生中継器48の再生
中継機能が動作しなくなる障害が発生した場合で、対策
として再生中継器48がリングから切り離されている。こ
の状態において、ステーション22から見た伝送距離は、
第13図（ｂ）の場合と同じ800mであり、再生中継器48が
リングに１台だけ挿入されている場合には、必然的に第
16図（ａ）に示されるケーブル長となる。このケースに
関し、再生中継器は、リングに直列に挿入されているの
であるから、障害にて再生中継不可とならぬ様、電源及
び回路が二重化されている等の対策がされていあるべき
であるとの考え方もある。この考え方は、再生中継器と
しては普通の考え方であり、リングケーブル長も倍にす
る事が可能であるが、逆に、MICによるループバックが
出来なくなる点（伝送距離が800mを越えてしまう為）、
又、二重化はコスト高になる点等の問題がある為、採用
されていない。

以上、リングに再生中継器が１台だけ挿入されている
場合には、トークンリングLANにおいては、ケーブル長
延長の効果がない事がわかった。次に、２台を挿入した
場合を考える。

第17図はリングに再生中継器48を２台挿入した場合を
示している。第17図（ａ）において、イ部のスパー長は
100m、リングケーブルのうち、ロ部とニ部の合計が300
m、ハ部が300m（ステーションが挿入された場合には、
スパー長100mを含めて400m）となる。第17図（ｂ）は、
２台の再生中継器48のうちの１台に障害が発生した場合
の図である。障害となった再生中継器は切り離されて、
リングはループバック状態となっている。ここで、各再
生中継器間の伝送距離は、それぞれイ＋ロ＋ロ＋ニ＜80
0m、ハ×２＝600m＜800m、ニ＋イ＜800mであり、全ての
区間が、最大伝送距離の800m以内で、障害に対し、リン
グの再構成が出来ている。又、第17図（ｃ）は、２台が
ともに障害の場合でリングから切り離されている。この
場合、イ，ロ，ニのリングとハのリングが別々になる
為、ステーションから見ると、リングの縮退動転とはな
るが、再構成はされており、又、伝送距離もそれぞれ80
0mと600mであるので、信号伝送上の問題もない。３台以
上の再生中継器がリング挿入された場合も同様で、１台
増える毎に300mのリング長の延長が可能である。

以上説明した様に、再生中継器の導入により、IEEE80
2.5トークンリングLANのリング長の延長が可能であり、
又、標準的システム構成において、集線装置及びケーブ
ル、再生中継器等のリング構成要素に障害が発生した場
合にも、障害要素のリングからの切り離しにより、リン
グの再構成が可能である。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来技術では、トークンリングLAN等の障害発生時の
リング再構成は、人手介入にて障害部位を切り離すた
め、障害箇所の断定及び切り離しに時間がかかるという
問題があった。特に、集線装置及びケーブル、再生中継
器等の恒常的障害はともかくとして、再生中継器の電源
の未投入あるいは誤操作による電源断等の障害以外の要
因においても再生中継機能が途絶えるため、システムが
動作出来ないという問題があった。

本発明の目的は、障害時の人手介入の工数を減らし、
又、障害以外の要因においてシステムが動作出来なくな
る可能性を減らし、安定なシステムを実現する再生中継
器およびネットワークシステムを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明は、第１の方向の線
路（メインリング）とそれとは逆の第２の方向の線路
（スタンバイリング）とを有する伝送路に再生中継器を
配置してなるネットワークシステムにおいて、該再生中
継器内に、電源が供給されない場合、自動的に再生中継
機構を経由しないでメインリングからスタンバイリング
への折返し経路を形成するループバック回路を設けたこ
とを特徴とするものである。

〔作用〕

再生中継器内のループバック回路は、電源が供給され
ている時には、再生中継機構をリングに直列に挿入する
ように動作する。一方、電源が供給されない時には、再
生中継機構を経由しないで、メインリングからスタイバ
ンリングへ折返し経路を形成するように動作する。これ
により、電源障害、電源の未投入、誤操作等により電源
が供給されておらず、再生中継機構が動作していない時
でも、再生中継器においてリング状の線路を作ることが
でき、システムの動作を維持することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例について図面により説明す
る。

第１図（ａ）は本発明の再生中継器１の基本構成図を
示す。第１図（ａ）において、25は波形整形、タイミン
グ再生、識別再生等の機能を有する再生中継機構であ
り、これはメインリング23とスタイバイリング32用の２
組用意される。２はループバック回路であり、メインリ
ング23とスタンバイリング32のループバックをそれぞれ
行うことができるように同じく２組用意される。第１図
（ｂ）は電源が入っている状態で、再生中継機構25はそ
れぞれメインリング23とスタンバイリング32に接続され
る。第１図（ｃ）は電源が入っていない状態で、この場
合、ループバック回路２が自動的に働いて、再生中継機
構25を含まないループバックが形成される。

第１図におけるループバック回路２の詳細動作を第２
図に示す。第２図において、４はトランスファーリレー
接点である。第２図（ａ）は電源が入っている状態であ
り、リレー接点４が駆動され、再生中継機構が接続され
るように経路が出来る。

第２図（ｂ）は電源が入っていない状態であり、この
場合、リレー接点４が駆動されないため、メインリング
23からスタンバイリング32へのループバック経路が出来
る。

第３図は本発明の再生中継器１を使用したシステム構
成例で、ケーブル長は第17図（ａ）と同じである。第３
図（ａ）は１台の再生中継器１の電源が、障害、誤操作
等により入っていない状態で、この時、再生中継器１の
内部でループバックが行われている為、第17図（ｂ）と
同じ構成が従来の手動にてMICを外すという作業なしち
実現出来る。同様に、第３図（ｃ）においても、第17図
（ｃ）と同じ構成が自動的に実現される。

第４図は本発明による再生中継器の具体的回路構成例
を示したものである。第４図において、ループバック回
路２には、４接点のトランスファーリレーが使用されて
いる。

第４図（ａ）は電源（＋5V）が入っている状態であ
り、この場合、４接点のトランスファーリレーのコイル
３に電流が流れるため、４つの接点４−１〜４−４が駆
動され、再生中継機構25はそれぞれメインリング23とス
タンバイリング32に接続された状態をとる。第４図
（ｂ）は電源が入っていない状態を示し、この場合、コ
イル３に電流が流れないため、接点が駆動されず、再生
中継機構25を経由しないで、メインリング23からスタン
バイリング32及びスタンバイリング32からメインリング
23への折返し経路が形成される。

〔発明の効果〕

以上、説明したように、本発明によれば、再生中継器
に電源が供給されていない時には、自動的にループバッ
ク経路が形成されるので、トークンリングLAN等におい
て電源障害時に手動によるリング再構成を行う必要がな
く、又、誤操作による電源断及び電源未投入等の障害以
外の要因によりシステムが動作出来なくなる可能性を減
らすことが出来るという効果がある。なお、本発明の再
生中継器は、トークンリングLAN以外のネットワークシ
ステムにも適用可能であることは当然である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の再生中継器の基本構成図、第２図は第
１図のループバック回路の詳細動作を示す図、第３図は
第１図の再生中継器を使用したシステムの構成例を示す
図、第４図は本発明の再生中継器の一実施例の具体的構
成図、第５図はTCUを使用したIEEE802.5トークンリング
LANの基本構成図、第６図は第５図における信号の流れ
を示す図、第７図は集線装置の構成図、第８図はケーブ
ルの構成図、第９図はMICの構成図、第10図は集線装置
を使用したシステム構成例を示す図、第11図乃至第13図
はリング障害時の再構成例を示す図、第14図は従来の再
生中継器の基本構成図、第15図は従来の再生中継器の概
略図、第16図及び第17図は従来例の再生中継器を使用し
たシステム構成例を示す図である。１……再生中継器、２……ループバック回路、３……リレーコイル、４……リレー接点、 23……メインリング、25……再生中継機構、 32……スタンバイリング。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者池沢伸二神奈川県秦野市堀山下１番地株式会社日立コンピュータエレクトロニクス内 (72)発明者森口輝雄神奈川県秦野市堀山下１番地株式会社日立コンピュータエレクトロニクス内 (56)参考文献特開昭59−8451（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−81047（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−122356（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−202629（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−299137（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−149940（ＪＰ，Ａ) 特開平４−192646（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】信号を再生して中継する再生中継器であっ
て、第１の方向の線路の信号を再生中継する第１の再生
中継手段と、前記第１の方向とは逆の第２の方向の線路
の信号を再生中継器する第２の再生中継手段と、電源末
印加状態のとき、自動的に前記第１の再生中継手段およ
び前記第２の再生中継手段をそれぞれの線路から切り離
し、前記第１の方向の線路と前記第２の方向の線路を折
返し接続するループバック手段とを有することを特徴と
する再生中継器。
【請求項２】伝送路と、前記伝送路に挿入され、信号を
再生して中継する再生中継器とを備えたネットワークシ
ステムであって、前記伝送路は、第１の方向の線路と、前記第１の方向と
は逆の第２の方向の線路とを有し、前記再生中継器は、前記第１の方向の線路の信号を再生
中継する第１の再生中継手段と、前記第２の方向の線路
の信号を再生中継する第２の再生中継手段と、電源末印
加状態のとき、自動的に前記第１の再生中継手段および
前記第２の再生中継手段をそれぞれの線路から切り離
し、前記第１の方向の線路と前記第２の方向の線路を折
返し接続するループバック手段とを有する、ことを特徴
とするネットワークシステム。