JP4541013B2 - イーサネット・インタフェースを具備するネットワーク機器 - Google Patents

Description

本発明は、イーサネット（登録商標）・インタフェースを具備する、レイヤ２／レイヤ３スイッチや伝送装置等のネットワーク機器（イーサネット機器）に関し、特に、通信事業者（キャリア）を中心にサービスが展開されているレイヤ２／レイヤ３・ネットワークにおいて使用される該ネットワーク機器がサポートするオートネゴシエーション（Auto Negotiation）機能の動作を改善することを意図したネットワーク機器に関する。なお、Auto Negotiation機能は、通信モードをネットワーク機器相互間で自動的に選択するための機能であり、ＩＥＥＥ８０２．３にて規定されている。

近年のデータ通信の高速化ならびに広域化に伴い、安価でしかもユーザインタフェースを収容可能なイーサネット・インタフェースによるサービスに対する需要が急速に高まっている。

現状、通信事業者（キャリア）が適用しているイーサネット・インタフェースの接続には、上述したＩＥＥＥ８０２．３にて規定されているオートネゴシエーション機能が利用されている。このオートネゴシエーション機能は、通信モードの自動選択機能であり、差し込めばすぐに通信ができるといった、人為的設定を要しないいわゆるPlug & Play 接続を実現するための機能である。この機能のもとで、ネットワーク機器間で、それぞれがサポートする通信速度等の通信モード情報を交換し合い、両機器にとって最適な通信モードを自動的に選択することができる。この通信モードについて一例を示すと、次のとおりである。

ｉ）１０／１００Ｂａｓｅ−ＴＸの場合
・通信速度（１０Ｍｂｐｓまたは１００Ｍｂｐｓ）、
・デュープレックス（全二重通信または半二重通信）、
・フロー（フロー制御オンまたはフロー制御オフ）。

ii）１０００Ｂａｓｅ−Ｘの場合
・フロー（フロー制御オンまたはフロー制御オフ）、
・通信速度（１０００Ｍｂｐｓ固定）、
・デュープレックス（全二重方式固定）。

上記のとおり、オートネゴシエーション機能は、ネットワーク機器間でPlug & Play 接続を実現するための有効な機能ではあるが、その有効性を一層高めるためにさらなる動作改善が求められている。

なお本発明に関連する公知技術として、下記の〔特許文献１〕がある。しかし、この公知技術は、「ネゴシエーション機能」という観点で共通するものの、具体的にはＴＣＰコネクションに関するネゴシエーション機能であるから、本発明とは異なる。本発明は、具体的には物理レイヤでの通信モード自動選択機能（Auto Negotiation）に関するものである。

特開平１０−２７１１４３号公報

上述したネットワーク機器（イーサネット機器）がサポートしている上記オートネゴシエーション機能については、相互接続性が万全ではないという問題、すなわち「機器間の接続性」の問題が出てきている。これは、上記ＩＥＥＥ８０２．３による規定の記載の曖昧さに起因しており、このために、物理層チップ（ＰＨＹチップ）を提供する種々の製造者間で仕様がまちまちになってしまったことから、オートネゴシエーションを設定（オン）したときに上記の接続性の不完全といった問題が生じてくる。なお、この問題については、後に図を参照しながら詳述する。

したがって本発明は、機器相互間における接続性の不完全を解消することのできる、イーサネット・インタフェースを具備するネットワーク機器を提供することを目的とするものである。

図１は本発明による基本構成を示す図である。

本図において、参照番号１０Ａは注目しているネットワーク機器を表し、その接続相手である相手機器を１０Ｂで表す。

このネットワーク機器１０Ａは、イーサネット・インタフェースを具備し、相手機器１０Ｂとの間でオートネゴシエーションにより相互接続を行うネットワーク機器である。ここに該機器１０Ａの特徴とする点は、図示するリンク確立手段１１とオン／オフ設定手段１２とを有する点にある。具体的には、相手機器１０Ｂとの間のリンク１３を強制的に確立させるリンク確立手段１１および該リンク確立手段１１の機能をオンまたはオフに設定するオン／オフ設定手段１２である。

オン／オフ設定手段１２をオンに設定することにより、ネットワーク機器１０Ａに内蔵されたリンク確立手段１１が働き、上記の「機器間の接続性」の問題は回避され、相互接続性は万全なものとなる。

本発明によれば、概括的には、オートネゴシエーション動作を改善可能な機能を提供することができる。この改善機能は３つの態様によって実現される。

第１の態様は、上記接続性の問題の主たる原因である「オートネゴシエーションの終了不能」という点に着目し、オートネゴシエーションが完全に終了し終えるまで、ユーザデータの送受を禁ずるものである。これには２つの方策があり、
その第１は、オートネゴシエーション終了時に、機器１０Ａから機器１０Ｂにいかなるユーザデータ（イーサネット・フレーム）をも送信しない、というものであり、
その第２は、オートネゴシエーション終了時に、機器１０Ａにおいて、機器１０Ｂから受信するいかなるフレームをも廃棄する、というものである。

機器１０Ａ（機器１０Ｂも同じ）は、上記第１の方策（非送信）および第２の方策（受信廃棄）のいずれか一方のみを採用することもできるが、最も好ましくはその両方を同時に採用することである。

第２の態様は、上記接続性の問題を生じさせた原因を究明するための方策を採用することである。上記第１の態様は、本第２の態様と連携すると、一層迅速かつ正確に上記接続性の問題を解決することができる。

第３の態様は、オートネゴシエーションが終了不能となったとき、上記第２の態様によりその原因を究明するよりも前に、強制的に規定のリスタートを実行するという方策を採用する。この強制リスタート（マニュアルで実行してもよい）によって、オートネゴシエーションが無事完了することもあり得る。これは、オートネゴシエーションのシーケンスを強制的にスタート状態に遷移させてリトライすることに相当し、接続性の問題を簡単に解消することがある程度期待される。

本発明によりもたらされる効果を明確にするために、まず初めに、オートネゴシエーションの背景技術について、図を参照しながら説明する。

図１３は１０／１００Ｂａｓｅ−ＴＸインタフェースにおける障害検出を説明するための図である。

本図において、隣接するネットワーク機器（イーサネット機器）１０Ａおよび１０Ｂが、リンク１３′を介して接続しようとしている。

１０／１００Ｂａｓｅ−ＴＸの場合、オートネゴシエーション＝オフの設定での運用は、キャリアサービスに特に支障をきたすものではなかった。これは、イーサネット機器１０Ａ、１０Ｂ相互間を接続するケーブル（１３′）に起因する。

１０／１００Ｂａｓｅ−ＴＸでは、ＬＡＮケーブル（１３′）を使用する。このＬＡＮケーブル内は送信（ＴＸ）用の線と受信（ＲＸ）用の線とが撚り対線にて形成されており、１本のＬＡＮケーブルでデータの送受信を行う。

伝送路障害が起こる場合（図中、“１”の×）は、そのＬＡＮケーブル１本が切れる場合がほとんどであり、ＬＡＮケーブル内の上記送信用ＴＸ（もしくは受信用ＲＸ）の線のみが切れることは起こりにくい。このため、そのＬＡＮケーブルを接続している両端の機器１０Ａ，１０Ｂは、伝送路障害の「断」情報をオートネゴシエーション＝オン／オフ設定に関わらず、検出することができる。このため、１０／１００Ｂａｓｅ−ＴＸではオートネゴシエーション＝オフでの運用を行うことが可能となっている。なお、オートネゴシエーション＝オンの設定にてリンクが確立しない場合、つまりデータの送受信が行えないような状態になった場合、キャリアはオートネゴシエーション＝オフの設定にして運用を続行する。

かくして１本のＬＡＮケーブルでリンクを確立する場合には、オートネゴシエーションの運用に不都合はない。ところが、ＧｂＥ／１０ＧｂＥ（Gigabit Ethernet）インタフェース（光インタフェース）のように送信（ＴＸ）用光ファイバと受信（ＲＸ）用光ファイバが別々に備えられているネットワークにおいては、オートネゴシエーションの運用に不都合が生じる。

図１４はＧｂＥ／１０ＧｂＥインタフェースにおける障害検出を説明するための図である。

本図に示すネットワークでは、送信用光ファイバと受信用光ファイバの２本にてデータの送受信を行う。オートネゴシエーション＝オンの設定では、図中の“１”にて光ファイバが切れた場合、受信側の機器１０Ａでは光損失（ＬＯＳ：Loss Of Signal）により伝送路障害を検出し、一方機器１０Ｂでは、“１”にて光ファイバが切れていることにより、機器１０Ａとのオートネゴシエーションが完了しないので、オートネゴシエーション・フェイル（fail）となり、その伝送路障害を検出することになる。これにより、両端のイーサネット機器１０Ａ，１０Ｂにて伝送路障害を検出することが可能である。

かかるネットワークにおいて、オートネゴシエーション＝オンの設定にてリンクが確立しない（データの送受信が行えない状態）という事態が発生した場合に、前述した１０／１００Ｂａｓｅ−ＴＸのときと同様にオートネゴシエーション＝オフの設定にした場合の問題点は次のとおりである。

オートネゴシエーション＝オフの設定時、図の“１”で光ファイバが切れた（×）場合、機器１０Ａは光損失（ＬＯＳ：Loss Of Signal）により伝送路障害を検出できるものの、機器１０Ｂはオートネゴシエーションのやり取りを機器１０Ａと行わないため（オフ設定）、“１”での伝送路障害を検出することができない。

このため、キャリアは、ＧｂＥ／１０ＧｂＥインタフェースによる運用時は、オートネゴシエーション＝オンの設定で通常運用するが、両機器１０Ａ，１０Ｂ間でオートネゴシエーションの接続性の問題、つまりリンクが確立しないといった問題が発生した場合、やむを得ずオートネゴシエーション＝オフで運用する場合もある。

このオートネゴシエーション＝オフでの運用中に片方の光ファイバが切れた場合、その光ファイバが受信側に接続されている機器１０Ａでは、光損失（ＬＯＳ：Loss Of Signal）により障害を検出できるが、その光ファイバが送信側に接続されている機器１０Ｂでは、自装置の送信用光ファイバが切れたことを上述のオートネゴシエーションフェイルによって検出できなくなり、結局キャリアグレードのサービス実現に支障をきたしていた。

ところで上述した図１４のＧｂＥ／１０ＧｂＥインタフェース（光インタフェース）間でのオートネゴシエーションのシーケンスに着目したのが本発明であり、図１に示す基本構成を有するネットワーク機器１０Ａを提供する。この本発明の基本構成を理解する上で、一般的な、イーサネット・インタフェース間でのオートネゴシエーション・シーケンスを理解することが必要である。このために図１５を参照して説明する。

図１５は一般的なオートネゴシエーション・シーケンスを表す図である。

本図のシーケンスにおいて、左端はネットワーク（イーサネット）機器１０Ａに対応し、右端は相手方のネットワーク（イーサネット）機器１０Ｂに対応する。ここでまず全体の大きな流れについて見てみると次のとおりである。

（ａ）本図上段の“１”において光ファイバの断が発生する。

（ｂ）その断障害がその後修復され、復旧する。

（ｃ）オートネゴシエーション・シーケンスを開始する。

（ｄ）通信モードの情報交換を開始する。例えばフロー制御等のコンフィギュレーション（Config）を相手機器１０Ｂへ送信する。

（ｅ）相手機器１０Ｂからも同様の通信モード情報を受信して、そのアクナリッジ（ＡＣＫ）を返す。

（ｆ）相手機器１０ＢからのＡＣＫを確認すると、ユーザデータの送信プロセスに移行する。このためにＩＤＬＥ信号を送信する。

（ｇ）相手機器１０ＢからもＩＤＬＥ信号を返すと、ここで該機器１０Ｂ側でのオートネゴシエーション・シーケンスは完了し、ユーザデータ送信ＯＫの状態に入る。

（ｈ）機器１０Ａはユーザデータ（Data）の送信を開始する。また相手（１０Ｂ）からもユーザデータを受信開始する。

さらに説明を補足すると、上記（ｃ）においては、オートネゴシエーション・シーケンスを始めることを知らせるためのRestart（リスタート）信号を送信する。また上記（ｄ）ではConfig Register 信号をやりとりする。さらに上記（ｆ）でのＩＤＬＥ信号は、ユーザデータの送信プロセスに入ることをお互いに確認する信号である。そして上記（ｇ）にて機器１０Ｂでのオートネゴシエーション・シーケンスが完了するが、この完了前にもし何らかのユーザデータを機器１０Ａから受信したとすると、既述した「接続性の問題」が発生する（後に詳述）。

図２は本発明に係る第１の態様の概要を説明するための図である。この「第１の態様」は、前述の〔発明の効果〕の欄において説明したものであり、それにはさらに「第１の方策」（非送信）と「第２の方策」（受信廃棄）とがある。

すなわちこの第１の態様はオートネゴシエーション動作の改善機能を果たすものであって、その改善とは、具体的にリンクの確立を確実に行うことにある（接続性の問題の解消）。そのために、上記第１の方策によれば、
・データ送信抑制機能＝オン／オフ
の設定ができるようにし、また上記第２の方策によれば、
・受信フレーム廃棄機能＝オン／オフ
の設定ができるようにする。

すなわち、図１５に示した通常時のオートネゴシエーションのシーケンスにおいては、機器（１０Ａ，１０Ｂ）間の「接続性の問題」がなくオートネゴシエーションシーケンスが無事完了し、データ送信へと移行する。この場合は、上述したオートネゴシエーション動作改善機能はオフの設定にしても問題なく接続可能である。

一方、上記「接続性の問題」が生じる場合、図２の手段（第１の態様）を講じることにより、通信事業者（キャリア）を中心にサービスが展開されている広域レイヤ２ネットワークにて使用されるイーサネット・インタフェースを具備する機器（レイヤ２／３スイッチ、伝送装置等）において、オートネゴシエーション動作は改善され、通信は確実に確立される（リンクの確立）。

図２に示す、「第１の態様」に基づくオートネゴシエーション動作改善機能」を具備した機器１０Ａのイーサネット・インタフェースにおいて、オートネゴシエーションシーケンスの動作改善機能のオン設定を行うようにする。このオートネゴシエーション改善機能には、上述のとおりデータ送信抑制機能＝オン／オフ設定と、受信フレーム廃棄機能＝オン／オフ設定とがあり、各々個別に設定可能である。

図２においては、機器１０ＡのＧｂＥインタフェースカードに、１つのポートが実装されている。ポート１に対して「オートネゴシエーション動作改善機能」をオンに設定し、相手機器１０Ｂに接続されている。機器１０Ａのポート１には、上記の手段（第１の態様）を講じており、イーサネット・インタフェースを具備する各種ネットワーク機器とのオートネゴシエーション動作改善が実現される。

通常のイーサネット機器では、ＰＨＹチップ（物理層インタフェースのチップ）には、オートネゴシエーション機能（通信モード自動選択機能）が搭載されているだけである（ＩＥＥＥ８０２．３規定）。このため、「接続性の問題」が発生した場合には、オートネゴシエーション機能＝オフの設定が唯一の解決手段であった。

これに対し本発明は、上記のオートネゴシエーション改善機能すなわち、データ送信抑制機能＝オン設定か、もしくは受信フレーム廃棄機能＝オン設定か、を実施することにより、接続機器（１０Ａ，１０Ｂ）相互間でオートネゴシエーションの接続性の問題が生じた場合、つまりイーサネット機器間のリンクが確立しないデータを送受信できないといった事態が生じた場合におけるオートネゴシエーション・シーケンスの繰り返し」が防止され、接続機器間でリンクが確実に確立される。以下、上記第１の態様を一層具体的に説明する。

図３は本発明に係る第１の方策におけるオートネゴシエーション・シーケンスを示す図であって、前述した第１の機能における「第１の方策」（非送信）に相当し、また
図４は「接続性の問題」が発生した場合のオートネゴシエーション・シーケンスを示す図である。

まず図４の方を先に参照すると、既述した従来の「接続性の問題」は、本図のようなシーケンスで発生する。なお本図の大半は、前述した図１５の説明が適用される。図４において、
（ａ）光ファイバの断（図３の上段の“１”）が発生する。

（ｂ）その断障害がその後修復され、復旧する。その後の動作は図１５で説明したとおりであるが、問題は本図の（ｃ）で発生する。

（ｃ）前述したＩＤＬＥ信号は、ユーザデータの送信プロセスに入ることをお互いに確認する信号であるが、この場合、ＩＥＥＥ８０２．３の規定によると、そのＩＤＬＥ信号の送出からリンクタイマ（Link Timer）による一定時間（待ち時間）が経過するまでは、ユーザデータを送出してはならないことになっている。これは、送信プロセスに確実に入ることのできるタイミングを、両機器（１０Ａ，１０Ｂ）間で保証し合うためのものである。

そうすると、機器１０Ａにおいて、そのリンクタイマによる上記一定時間（待ち時間）が経過する前に機器１０Ｂに何らかのユーザデータＤを送出されたとすると、相手方の機器１０Ｂの方ではそのリンクタイマによる上記一定時間が経過する前に上記のユーザデータＤを受信することになる。しかし、この機器１０Ｂにとっては、上記のリンクタイマによる一定時間が経過する前すなわちオートネゴシエーションの完了前に、オートネゴシエーションそのものに無関係な上記ユーザデータＤを受信したので、その後どのように対応すべきか混乱してしまう。

この混乱は前述したＩＥＥＥ８０２．３による規定の記載の曖昧さに起因するが、これを解消するため上記ＰＨＹチップの各製造者は独自の仕様を採用している。例えばある仕様によれば、そのようなユーザデータＤは無視するように定めている。また他の仕様によれば、そのようなユーザデータＤを受信したら、もう一度シーケンスをやり直す、つまりリスタート（Restert）に戻るように定めている。

前者の仕様と後者の仕様とを比べた場合、前者の仕様によると、何らかの弊害が生ずるかもしれないが、とにかくシーケンスは前進しリンクは確立する。一方後者の仕様によると、そのような弊害はあり得ないが、逆に図４の（ｄ）に示す事態が発生する。すなわち、この（ｄ）においては、上記のリスタートへ遷移し、再び同様のシーケンスを繰り返して、上記ユーザデータＤの性質によっては、リンクが確立しない、という事態に陥る。これが前述した「接続性の問題」である。本発明はこの「接続性の問題」を解消する一手段として、図３の「第１の方策」を採用する。

図３の上段を参照すると、機器１０Ａ内（機器１０Ｂ内も同じ）に「第１の方策」を実施するリンク確立手段１１が内蔵されている。そしてこの「第１の方策」によるリンク手段１１を採用したときのオートネゴシエーション・シーケンスが図３の下段に示されている。

図３の下段のシーケンスにおいて、（ａ）および（ｂ）は、図４等で説明したとおりであり、その後の動作も図１５で示したとおりである。注目すべきシーケンスは図３の（ｃ）である。

図３に示すように、（ｃ）においては機器１０ＡがＩＤＬＥ信号を機器１０Ｂに送信してから、図４の（ｃ）に示す従前の場合よりもやや長い時間、ユーザデータの送信を抑制する。やや長い時間とは、具体的に、前述したリンクタイマによる一定時間（待ち時間）よりも長い時間である。この一定時間は通常１０ｍｓというように規定されているから、上記のやや長い時間は、例えば２０，３０，４０，５０ｍｓｅｃ（あるいは１ｓｅｃ）の中から最適なものを設定すればよい。

（ｄ）かくして相手方の機器１０Ｂにおいては、リンクタイマによる一定時間が十分経過した後に、すなわちオートネゴシエーションが完全に終了した後に、機器１０ＡからのユーザデータＤを受信することになるから、上述したリスタートへの遷移といった事態は起こり得ない。

（ｅ）したがって、ここではオートネゴシエーション完了ステータスへと遷移し（“リンク確立”）、本来のユーザデータの送受信が両機器（１０Ａ，１０Ｂ）間で正常に行われることになる。

図３についてさらに具体的に補足すると、次のとおりである。ここでは機器１０ＡのＧｂＥインタフェースカードに、１つのポートが実装されている。機器１０Ｂに搭載されている前述のＰＨＹチップは、オートネゴシエーション・シーケンス中（通信モードの自動交換が完了してデータの送信状態となる前、つまり図１５のオートネゴシエーション・シーケンス完了前）にイーサネット・フレーム（ユーザデータ）を受信するとオートネゴシエーション・シーケンスのリスタート（Restart）に戻ってしまうＰＨＹチップを内蔵ししているものとする。このオートネゴシエーション・シーケンス中にイーサネット・フレームを受信すると、オートネゴシエーション・シーケンスのRestartに戻る、という動作は、ＩＥＥＥ８０２．３の規定に明確に記載されておらず、ＰＨＹチップの製造者による作りこみ如何に左右される。

機器１０Ａのポート１に対して、オートネゴシエーション動作改善機能の中のデータ送信抑制機能をオンに設定し、機器１０Ｂに接続する。

図３に示すとおり、機器１０Ｂはオートネゴシエーションが完了するまで、機器１０Ａよりデータを受信しない。このため、機器１０ＢのＰＨＹチップが、オートネゴシエーション・シーケンス中にイーサネット・フレームを受信するとオートネゴシエーション・シーケンスのRestartに戻り、シーケンスを繰り返すといった事態を防止することができる。したがって、オートネゴシエーションの動作改善が図られ、リンクの確立が保証される。

また、機器１０Ａのデータ送信抑制の時間を自由に設定することも可能であり、前述のとおり１０ｍｓｅｃ，２０ｍｓｅｃ，・・・，１ｓｅｃのように、時間設定することにより、各種ＰＨＹチップを搭載したイーサネット機器との接続性の改善が図れる。なおデータ送信抑制時間の設定値やデータ送信抑制時間の設定単位は、上記では一例として示す。以下、上記「第１の方策」に係るリンク確立手段１１についての実施例を説明する。

図５は本発明に係る上記「第１の方策」に基づくリンク確立手段１１の実施例を示す図である。

本図において特に注目すべき部分は、データ送信抑制部２１である。すなわちリンク確立手段１１は、オートネゴシエーションに基づくシーケンスが完了し終えるまで、ユーザデータ（イーサネット・フレーム）を相手機器１０Ｂに送信することを抑制するデータ送信抑制部２１からなることを特徴とする。

この場合、データ送信抑制部２１によりデータの送信を抑制する送信抑制時間を、規定のリンクタイマの待ち時間（例えば前述の１０ｍｓｅｃ）よりも長く設定する。

そして、その送信抑制時間の長さを、複数段階（２０，３０，４０，５０ｍｓｅｃ等）に設定し、最適な送信抑制時間を選択可能とするのが好ましい。最適とは、接続する相手機器１０Ｂの特性に合った、という意味である。

図５において、データ送信抑制部２１にまず接続するのが前述したＰＨＹチップ２２であり、主としてこのＰＨＹチップ２２によってオートネゴシエーション動作が行われる。このＰＨＹチップ２２にはさらにＭＡＣチップ２３が接続する。このＭＡＣ（Media Access Control）チップ２３は、イーサネット・フレームのＭＡＣアドレスを見てデータの振り分けを行う、レイヤ２の処理を行う。

またデータ送信抑制部２１に戻ると、これは例えばトランジスタスイッチで構成され、ＣＰＵ部２４と連携する。ＣＰＵ部２４は、データ送信抑制機能＝オン／オフの設定をデータ送信抑制部２１に対して行う。またこのときＣＰＵ部２４は、その送信抑制時間をどれ位にするか（２０，３０…ｍｓｅｃ）についても指定する。ただし、これらのオン／オフ設定や送信抑制時間のＣＰＵ部２４に対する指示は、外部のキャリアが有する監視制御手段ＯＰＳ（オペレーションシステム）によって与えられる。

図６は本発明に係る既述の「第２の方策」（受信廃棄）におけるオートネゴシエーション・シーケンスを示す図であり、また
図７は「接続性の問題」が発生した場合のオートネゴシエーション・シーケンスを示す図である。

まず図７の方を先に参照すると、既述した従来の「接続性の問題」は、図４に限らず本図のようなシーケンスでも発生する。なお本図の大半は、前述した図１５の説明が適用される。図７において、
（ａ）光ファイバの断（図６上段の“１”）が発生する。

（ｂ）その断障害がその後修復され、復旧する。その後の動作は図１５で説明したとおりであるが、問題は図７の（ｃ）および（ｄ）で発生する。

（ｃ）機器１０Ｂは、ＩＥＥＥ８０２．３の規定に従い、ＩＤＬＥ信号の送出後、前述したリンクタイマによる一定時間（待ち時間）経過後に、ユーザデータＤ′を機器１０Ａに向けて送信したとする。これは、リンクタイマによる一定時間経過後、すなわちオートネゴシエーションが完全に終了した後のデータ送信であり、何ら問題はない。

（ｄ）ところが、上記ユーザデータＤ′を受信した機器１０Ａ側では、機器１０Ａにおけるオートネゴシエーションが完全に終了する前での受信となることもあり得る。つまり機器１０Ａでのリンクタイマによる一定時間経過前に、そのユーザデータＤ′を受信してしまうことがある。

（ｅ）そうすると、前述の図４を参照して説明したとおり、ＰＨＹチップ２２の作り如何によって、そのユーザデータＤ′の受信をきっかけに、機器１０Ａでは再びリスタート（Restart）に戻り、これまでのオートネゴシエーション・シーケンスを再び繰り返しリンクが確立しない、という事態に陥る。本発明はこのような「接続性の問題」を解消する一手段として、図６の「第２の方策」を採用する。

図６の上段を参照すると、機器１０Ａ（機器１０Ｂ内も同じ）に「第２の方策」を実施するリンク確立手段１１が内蔵されている。そしてこの「第２の方策」によるリンク確立手段１１を採用したときのオートネゴシエーション・シーケンスが図６の下段に示されている。

図６の下段のシーケンスにおいて、（ａ）および（ｂ）は、前述の図７等で説明したとおりであり、その後の動作も図１５で示したとおりである。注目すべきシーケンスは図６の（ｃ）である。

図６に示すように、（ｃ）においては機器１０ＢがＩＤＬＥ信号を機器１０Ａに送信してから、図７の（ｃ）に示す従前の場合よりもやや長い時間、ユーザデータの送信を抑制する。やや長い時間とは、具体的に、前述したリンクタイマによる一定時間（待ち時間）よりも長い時間である。この一定時間は通常１０ｍｓというように規定されているから、上記のやや長い時間は、例えば２０，３０，４０，５０ｍｓｅｃ（あるいは１ｓｅｃ）の中から最適なものを設定すればよい。

（ｄ）かくして機器１０Ａにおいては、リンクタイマによる一定時間が十分経過する前、すなわちオートネゴシエーションが完全に終了する前までは、機器１０ＢからのユーザデータＤ′の受信を拒否することになるから、上述したリスタートへの遷移といった事態招くことなく、オートネゴシエーション完了ステータスへと遷移し（“リンク確立”）、本来のユーザデータの送受信が両機器（１０Ａ，１０Ｂ）間で正常に行われることになる。

図６についてさらに具体的に補足すると、次のとおりである。ここでは機器１０ＡのＧｂＥインタフェースカードに、１つのポートが実装されている。機器１０Ａに搭載されている前述のＰＨＹチップ２２は、オートネゴシエーション・シーケンス中（通信モードの自動交換が完了してデータの送信状態となる前、つまり図１５のオートネゴシエーション・シーケンス完了前）にイーサネット・フレームを受信するとオートネゴシエーション・シーケンスのリスタート（Restart）に戻ってしまうＰＨＹチップ２２を内蔵ししているものとする。

機器１０Ａのポート１に対して、オートネゴシエーション動作改善機能の中の受信フレーム廃棄機能をオンに設定し、機器１０Ｂに接続する。機器１０Ａではそのオートネゴシエーション動作改善機能により、オートネゴシエーション・シーケンス中に機器１０Ｂよりイーサネット・フレームが送信されてきても、そのイーサネット・フレームを廃棄する。これにより、オートネゴシエーション・シーケンスを繰り返すことを防止する。

上述のように、オートネゴシエーションの動作改善が図られ、リンクの確立が保証される。また、機器１０Ａの受信フレーム廃棄機能の時間を設定することも可能である。受信フレーム廃棄時間を１０ｍｓｅｃ，２０ｍｓｅｃ，・・・のように、時間設定することにより、各種ＰＨＹチップ２２を搭載したイーサネット機器との接続性の改善が図れる。受信フレーム廃棄時間の設定値や受信フレーム廃棄時間の設定単位は、上記では一例として示す。

以下、上記「第２の方策」に係るリンク確立手段１１についての実施例を説明する。

図８は本発明に係る上記「第２方策」に基づくリンク確立手段１１の実施例を示す図である。

本図において特に注目すべき部分は、受信フレーム廃棄部３１である。すなわちリンク確立手段１１は、オートネゴシエーションに基づくシーケンスが完了し終えるまで、相手機器１０Ｂから受信したフレームを廃棄する受信フレーム廃棄部３１からなることを特徴とする。

この場合、受信フレーム廃棄部３１により受信フレームを廃棄する廃棄時間を、規定のリンクタイマの待ち時間（例えば、前述の１０ｍｓｅｃ）よりも長く設定する。

そして、その廃棄時間の長さを、複数段階（２０，３０，４０，５０ｍｓｅｃ等）に設定し、最適な廃棄時間を選択可能とするのが好ましい。最適とは、接続する相手機器１０Ｂの特性に合った、という意味である。

図８において、受信フレーム廃棄部３１に接続するＰＨＹチップ２２、さらにこれに接続するＭＡＣチップ２３については、図５において説明したとおりである。

一方この受信フレーム廃棄部３１に連携するＣＰＵ部２４は、受信フレーム廃棄機能＝オン／オフの設定をその廃棄部３１に対して行う。またこのときＣＰＵ部２４は、その廃棄時間をどの位にするか（２０，３０…ｍｓｅｃ）についても指定する。ただしこのオン／オフ設定や廃棄時間のＣＰＵ部２４に対する指示は、図５にて説明したＯＰＳより与える。

また受信フレーム廃棄部３１は、前述のデータ送信抑制部２１と同様、例えばトランジスタスイッチで構成することができる。ただしこれらのスイッチ（２１，３１）機能はソフトウェアによって実現してもよい。

受信スイッチ（２１，３１）機能をハードウェアで実現するにせよ、ソフトウェアで実現するにせよ、当該スイッチ機能は上記ＩＤＬＥ信号によってアクティブとなる。つまり、機器１０Ａの受信フレーム廃棄部３１をなすスイッチは、図６下段の機器１０ＢからＩＤＬＥ信号を受信したことを、ＰＨＹチップで検出したときに、アクティブにするようにすることができる。一方、機器１０Ａのデータ送信抑制部２１をなすスイッチは、図３下段にて機器１０ＡのＰＨＹチップ２２がＩＤＬＥ信号を送信したことをトリガにして、アクティブにするようにすることができる。

次に既述した〔発明の効果〕の欄に示す、オートネゴシエーション動作を改善可能な「第２の態様」について説明する。この態様は前述のとおり上記「接続性の問題」を生じさせた原因を究明するための方策を提供するものであり、上述した「第１の態様」（図１〜図８）はこの「第２の態様」と連携すると、一層迅速かつ正確に、上記「接続性の問題」を解決することができる。

図９は本発明の第２の態様に係る実施例を示す図である。

図９の示すところによれば、コード取込み部４１と蓄積部４２が本実施例の特徴的部分である。その他の部分（２２，２３，２４）については前述したとおりである。

具体的には図９の実施例は、イーサネット・インタフェースを具備し、相手機器１０Ｂとの間でオートネゴシエーションにより相互接続を行うネットワーク機器１０Ａにおいて、自ら相手機器１０Ｂに送信した送信オートネゴシエーション・コードと、この相手機器１０Ｂから受信した受信オートネゴシエーション・コードと、を取り込むコード取込み部４１と、このコード取込み部４１から取り込んだ上記の送信オートネゴシエーション・コードおよび受信オートネゴシエーション・コードを、発生順に順次時系列的に蓄積する蓄積部４２と、を有し、この相手機器１０Ｂとの間でリンクが確立しない場合にその原因を、該蓄積部４２の蓄積データに基づくオートネゴシエーション動作の履歴によって解析することを特徴とするものである。

なお上記の原因については、前述のＯＰＳにその蓄積データを送ってここで解析を行うようにしてもよいし、相手機器１０Ｂにその蓄積データに送ってここで解析してもよいし、あるいは機器１０Ａにおいてその場で解析するようにしてもよい。

上記の原因の解析に当たっては、上記の送信および受信オートネゴシエーション・コードを、発生順に時系列的にディスプレイ上に表示するようにする。これを図で示す。

図１０は本発明の第２の態様における動作履歴の表示例を示す図であり、本図の参照番号４３は上記ディスプレイのスクリーンである。

本図において、例えば（ａ）はオートネゴシエーションの受信コード群の１つを表示し、（ｂ）はオートネゴシエーションの送信コード群の１つを表示し、（ａ）の群と（ｂ）の群とを順次時系列的に並列表示すると、全体の履歴表示が（ｃ）のように得られる（（ａ）＋（ｂ）＝（ｃ））。

このような履歴表示（ｃ）によれば、何時何分にどのような情報がやりとりされたか一目で分かり、上記の「接続性の問題」がもし生じているとすれば、この履歴表示（ｃ）を見れば、瞬時にこの問題の発生が判明する。

さらに説明を補足すると、図１０のシーケンスに対応するシステム構成図は、例えば図６の上段と同じである。ただし、その図６の上段における「第２の方策」は「第２の態様」と読み替える。このように読み替えたシステム図において、機器１０ＡのＧｂＥインタフェースカードに１つのポートが実装されている。このポート１に対して、オートネゴシエーション動作改善機能の中のオートネゴシエーションコード受信機能をオンに設定し、機器１０Ｂに接続する。

上記第２の態様によれば、イーサネット・インタフェースにおいて、オートネゴシエーションにおける各シーケンスでの受信情報を取り込むことが可能となり、自機器１０Ａのイーサネット・インタフェースのオートネゴシエーション送信コードと組み合わせ、機器１０Ａ／１０Ｂのオートネゴシエーション・シーケンスを並列かつ時系列に表示させることにより、例えばシーケンスが完了せずリンクアップしないといったような場合における解析手段が実現される。これにより、例えばスニッファー（sniffer）等のオートネゴシエーション解析ツール（ネットワーク・アナライザ）を新たに準備する必要がなく、運用保守上の改善効果もある。

最後に既述した〔発明の効果〕の欄に示す、オートネゴシエーション動作を改善可能な「第３の態様」について説明する。この第３の態様は、上記「接続性の問題」を積極的に解消するための方策を提供するものであり、上述した「第１の態様」（図１〜図８）と併用すると効果的である。

図１１は本発明の第３の態様に係る実施例を示す図である。

図１１の示すところによれば、リスタート部５１が本実施例の特徴部分である。その他の部分（２２，２３，２４）については前述したとおりである。なお本図では、このリスタート部５１を単独の独立した存在として描いているが、例えばＰＨＹチップ２２の中に一体に作り込むようにしてもよい。

具体的には図１１の実施例は、イーサネット・インタフェースを具備し、相手機器１０Ｂとの間でオートネゴシエーションにより相互接続を行うネットワーク機器１０Ａにおいて、相手機器１０Ｂにリスタート・コードを送信するリスタート部５１を有し、この相手機器１０Ｂとの間でオートネゴシエーションによるリンクが確立しない場合に、そのリスタート部５１を強制的にオンとすることを特徴とするものである。なお、このリスタート部５１の強制オンは機器１０Ａにおいてオペレータがマニュアルで指示してもよいし、ＣＰＵ部２４が、オートネゴシエーションの繰り返しを検出して自律的にそのオンの指令を出してもよいし、あるいはＣＰＵ部２４が上記ＯＰＳの指示を受けてそのオンの指令を出すようにしてもよい。

図１２は上記「第３の態様」におけるオートネゴシエーション・シーケンスを示す図である。

本図において、（ａ）〜（ｄ）での状態は次のとおりである。

（ａ）例えば図６上段の“１”における断線が修復され復旧した後、オートネゴシエーション・シーケンスの途中で該シーケンスが停止したものとする。

（ｂ）機器１０Ｂでのシーケンス動作においてその途中で動作停止してしまったため、リンクが確立しない。

（ｃ）そこで、オートネゴシエーション・リスタート・コード“Restart”を、例えばマニュアルでリスタート部５１を介し機器１０Ｂに送信する。

（ｄ）ここでは、オートネゴシエーション・シーケンスにおける初期リスタートへの状態遷移を促し、リンク確立をリトライさせる。

さらに説明を補足すると、図１２のシーケンスに対応するシステム構成図は、例えば図６の上段と同じである。ただし、その図６の上段における「第２の方策」は「第３の態様」と読み替える。このように読み替えたシステム図において、機器１０ＡのＧｂＥインタフェースカードに１つのポートが実装されている。このポート１は、オートネゴシエーション動作改善機能の中のリスタートコード送信機能を具備し、機器１０Ｂに接続する。機器１０Ａからは例えばマニュアルでそのオートネゴシエーション・リスタート・コードの送信を行うことができる。

上記第３の態様により、接続機器１０Ｂにおいて何らかの要因によりオートネゴシエーション・シーケンスが止まっている場合、該オートネゴシエーション・リスタート・コードの受信により、オートネゴシエーション・シーケンスの初期スタート状態への遷移を促し、接続機器１０Ｂとの間のリンク確立の手段とすることができる。

なお上述した、データ送信抑制部２１、受信フレーム廃棄部３１、コード取込み部４１およびリスタート部５１は、それぞれ個別に単独で図示したが、これらのうちの少なくとも２つを任意に組み合せて機器内に設けるのが好ましい。もちろんこれらの全てを設けてもよい。

以上説明した本発明の実施態様は、以下のとおりである。
（付記１）
イーサネット・インタフェースを具備し、相手機器との間でオートネゴシエーションにより相互接続を行うネットワーク機器において、
前記相手機器との間のリンクを強制的に確立させるリンク確立手段と、
該リンク確立手段の機能をオンまたはオフに設定するオン／オフ設定手段と、
を有することを特徴とするネットワーク機器。
（付記２）
前記リンク確立手段は、前記オートネゴシエーションに基づくシーケンスが完了し終えるまで、ユーザデータを前記相手機器に送信することを抑制するデータ送信抑制部からなることを特徴とする付記１に記載のネットワーク機器。
（付記３）
前記データ送信抑制部によりデータの送信を抑制する送信抑制時間を、規定のリンクタイマの待ち時間よりも長く設定することを特徴とする付記２に記載のネットワーク機器。
（付記４）
前記送信抑制時間の長さを、複数段階に設定し、最適な送信抑制時間を選択可能とすることを特徴とする付記３に記載のネットワーク機器。
（付記５）
前記リンク確立手段は、前記オートネゴシエーションに基づくシーケンスが完了し終えるまで、前記相手機器から受信したフレームを廃棄する受信フレーム廃棄部からなることを特徴とする付記１に記載のネットワーク機器。
（付記６）
前記受信フレーム廃棄部により受信フレームを廃棄する廃棄時間を、規定のリンクタイマの待ち時間よりも長く設定することを特徴とする付記５に記載のネットワーク機器。
（付記７）
前記廃棄時間の長さを、複数段階に設定し、最適な廃棄時間を選択可能とすることを特徴とする付記６に記載のネットワーク機器。
（付記８）
イーサネット・インタフェースを具備し、相手機器との間でオートネゴシエーションにより相互接続を行うネットワーク機器において、
自ら前記相手機器に送信した送信オートネゴシエーション・コードと、該相手機器から受信した受信オートネゴシエーション・コードと、を取り込むコード取込み部と、
前記コード取込み部から取り込んだ前記送信オートネゴシエーション・コードおよび受信オートネゴシエーション・コードを、発生順に順次時系列的に蓄積する蓄積部と、
を有し、前記相手機器との間でリンクが確立しない場合にその原因を、該蓄積部の蓄積データに基づくオートネゴシエーション動作の履歴によって解析することを特徴とするネットワーク機器。
（付記９）
イーサネット・インタフェースを具備し、相手機器との間でオートネゴシエーションにより相互接続を行うネットワーク機器において、
前記相手機器にリスタート・コードを送信するリスタート部を有し、該相手機器との間で前記オートネゴシエーションによるリンクが確立しない場合に、前記リスタート部を強制的にオンとすることを特徴とするネットワーク機器。

本発明は、通信事業者を中心にサービスが展開されているレイヤ２／３ネットワークにて使用されるイーサネット・インタフェースを具備するネットワーク機器（レイヤ２／３スイッチ、伝送装置等）において、オートネゴシエーション動作を改善することによって、機能面や運用管理面における信頼性ならびに経済性を向上させたイーサネット・サービスを実現させたい場合に、有効な手段となる。

本発明による基本構成を示す図である。 本発明に係る第１の態様の概要を説明するための図である。 本発明に係る第１の方策におけるオートネゴシエーション・シーケンスを示す図である。 「接続性の問題」が発生した場合のオートネゴシエーション・シーケンスを示す図である。 本発明に係る第１の方策に基づくリンク確立手段の実施例を示す図である。 本発明に係る第２の方策におけるオートネゴシエーション・シーケンスを示す図である。 「接続性の問題」が発生した場合のオートネゴシエーション・シーケンスを示す図である。 本発明に係る第２の方策に基づくリンク確立手段の実施例を示す図である。 本発明の第２の態様に係る実施例を示す図である。 本発明の第２の態様における動作履歴の表示例を示す図である。 本発明の第３の態様に係る実施例を示す図である。 本発明に係る第３の態様におけるオートネゴシエーション・シーケンスを示す図である。 １０／１００Ｂａｓｅ−ＴＸインタフェースにおける障害検出を説明するための図である。 ＧｂＥ／１０ＧｂＥインタフェースにおける障害検出を説明するための図である。 一般的なオートネゴシエーション・シーケンスを示す図である。

符号の説明

１０Ａ…ネットワーク機器
１０Ｂ…相手機器
１１…リンク確立手段
１２…オン／オフ設定手段
１３…リンク
２１…データ送信抑制部
２２…ＰＨＹチップ
２４…ＣＰＵ部
３１…受信フレーム廃棄部
４１…コード取込み部
４２…蓄積部
４３…ディスプレイのスクリーン
５１…リスタート部

Claims (4)

1. イーサネット（登録商標）・インタフェースを具備し、相手機器との間でオートネゴシエーションにより相互接続を行うネットワーク機器において、
   前記相手機器との間のリンクを強制的に確立させるリンク確立手段と、
   該リンク確立手段の機能をオンまたはオフに設定するオン／オフ設定手段と、を有し、
   前記リンク確立手段は、前記オートネゴシエーションに基づくシーケンスが完了し終えるまで、ユーザデータを前記相手機器に送信することを抑制するデータ送信抑制部からなることを特徴とするネットワーク機器。
2. イーサネット（登録商標）・インタフェースを具備し、相手機器との間でオートネゴシエーションにより相互接続を行うネットワーク機器において、
   前記相手機器との間のリンクを強制的に確立させるリンク確立手段と、
   該リンク確立手段の機能をオンまたはオフに設定するオン／オフ設定手段と、を有し、
   前記リンク確立手段は、前記オートネゴシエーションに基づくシーケンスが完了し終えるまで、前記相手機器から受信したフレームを廃棄する受信フレーム廃棄部からなることを特徴とするネットワーク機器。
3. 自ら前記相手機器に送信した送信オートネゴシエーション・コードと、該相手機器から受信した受信オートネゴシエーション・コードと、を取り込むコード取込み部と、
   前記コード取込み部から取り込んだ前記送信オートネゴシエーション・コードおよび受信オートネゴシエーション・コードを、発生順に順次時系列的に蓄積する蓄積部と、
   をさらに有し、前記相手機器との間でリンクが確立しない場合にその原因を、該蓄積部の蓄積データに基づくオートネゴシエーション動作の履歴によって解析することを特徴とする請求項１又は２に記載のネットワーク機器。
4. イーサネット（登録商標）・インタフェースを具備し、相手機器との間でオートネゴシエーションにより相互接続を行うネットワーク機器において、
   前記相手機器にリスタート・コードを送信するリスタート部を有し、該相手機器との間で前記オートネゴシエーションによるリンクが確立しない場合に、前記リスタート部を強制的にオンとすることを特徴とするネットワーク機器。

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