JPH0385940A - Communication network system - Google Patents

Communication network system

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JPH0385940A
JPH0385940A JP21154989A JP21154989A JPH0385940A JP H0385940 A JPH0385940 A JP H0385940A JP 21154989 A JP21154989 A JP 21154989A JP 21154989 A JP21154989 A JP 21154989A JP H0385940 A JPH0385940 A JP H0385940A
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node
token
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Eizukoo Frank
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Abstract

PURPOSE: To make data transmission efficient by forming allocable channels and a control channel for performing allocation in the data transmission of a communication network having plural nodes. CONSTITUTION: This system is equipped with the nodes 1 to 5 for communicating via a single broadband cable 6 connected to a head end remodulator 8 with its head end 7, and each node transmits information to the other nodes only when having 'token' transmitted from the preceding node. Then, this network includes the plural allocable channels for data communication between the nodes and the control channel for allocating an allocable channel to the respective nodes, and the one of the channels operates under a token path protocol having a limited message packet length, and transmits a selected message between the nodes with the prescribed maximum delay. Thus, the token holding time of each node is kept in short, and a further longer message can be effectively transmitted.

Description

【発明の詳細な説明】 A、産業上の利用分野 本発明は、通信媒体を介して複数のノード間で通信する
ための通信ネットワークに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A. INDUSTRIAL APPLICATION The present invention relates to communication networks for communicating between a plurality of nodes via a communication medium.

B、従来技術及びその課題 複数の7−ドがネットワークの使用に関して競合してい
るネットワークを介する情報の交換を制御するために、
従来は何らかの形のネットワーク・プロトコルを使用し
てきた。
B. PRIOR ART AND ITS PROBLEMS To control the exchange of information over a network where multiple nodes are competing for use of the network,
Traditionally, some form of network protocol has been used.

通常トークン・パス・プロトコルと呼ばれているあるク
ラスのプロトコルに基づくネットワークの例1L)−ク
ン・バス・ローカル・エリア・ネットワーク(トークン
・バスLAN)である。トークン・バス・ネットワーク
では、ネットワークの各ノードは、ネットワーク中の(
必ずしも物理的ではなく、論理的に)前のノードから送
られた「トークン」を所有しているときに、他のノード
に情報を送信することしかできない。トークンを所有す
る/−ドは、ネットワークがそのもとで動作するプロト
コルによって課される制限のもとで、必要なだけのメツ
セージを渡し、次に上記のトークンを含むメツセージを
ネットワーク中の次のノードに送ることによって、(や
はり必ずしも物理的ではな(、論理的に)次のノードに
トークンをバスする。このノードは、同様に必要に応じ
て送信し、トークンをその次のノードに送る。前のノー
ドと後のノードの関係は、トークンがこの論理リング中
で循環してバスされるような論理リングを定義するよう
にネットワーク中で構成されている。
An example of a network based on a class of protocols commonly referred to as token-pass protocols is the 1L)-Kun Bus Local Area Network (Token Bus LAN). In a token bus network, each node of the network has (
It can only send information to other nodes when it is in possession of the "token" sent by the previous node (logically, not necessarily physically). The node in possession of the token passes as many messages as necessary, subject to the restrictions imposed by the protocols under which the network operates, and then passes the message containing said token to the next node in the network. By sending to a node, it busses the token to the next node (again, not necessarily physically, but logically), which in turn sends as needed and sends the token to its next node. The relationship between previous and subsequent nodes is configured in the network to define a logical ring such that tokens are bussed circularly within this logical ring.

この機構により、−時に1つのノードだけが送信する許
可を与えられ、その結果、2つ以上のノードが同時に送
信しようとする場合に通常なら起こる衝突が回避される
(エラー状態の除去)。さらに、各ノードがトークン受
領時に最大トークン保持時間の制限を課されている場合
、論理リングを一巡する総トークン循環時間が、ある最
高数以下になることが保証される。この数字は、各ノー
ドで最大トークン保持時間、伝送遅延及びネットワーク
中のノードの数に依存する。したがって、あるノードが
何らかの情報を送信する必要ができてからその情報を首
尾よく送信するまでの間の遅延は、既知の量である。こ
れは、たとえば、一方のノード工作が機械の制御装置で
、他方のノードが機械命令を出す制御フンピユータであ
る、製造環境におけるLANでは重要な利点である。
This mechanism allows only one node to transmit at a time, thus avoiding collisions that would normally occur if two or more nodes try to transmit at the same time (elimination of error conditions). Furthermore, if each node is subject to a maximum token holding time limit upon receipt of the token, then the total token circulation time around the logical ring is guaranteed to be less than or equal to some maximum number. This number depends on the maximum token holding time at each node, the transmission delay and the number of nodes in the network. Therefore, the delay between when a node needs to send some information and when it successfully sends that information is a known amount. This is an important advantage, for example, in a LAN in a manufacturing environment where one node is the machine controller and the other node is the control computer that issues machine instructions.

通信ネットワークが成功するには、接続された装置間で
の互換性、性能、柔軟性、信頼性など競合する多くの要
件がある。例として、産業用LANに関する状況を考察
する。互換性を確保したいとの希望は、国際標準機構で
1978年に認められた。同機構は、計算装置間の通信
の標準を作成する基礎として開放型システム相互接続(
O8I)モデルを提案し定義した。このモデルに基づい
て、製造自動化プロトコル(MAP)と呼ばれる産業用
LANの標準が提案された。MAPプロトコルは、J、
ドワイヤ−(1)vyer)とA、ヨアンヌ(Ioan
nou )の著書rMAPとT OP (MAP an
dTOP)J  (ISBNI−850913552)
に記載されている。MAPプロトコルは、互換性の要件
を非常にうまく実現するが、「コンピュータ・プルテン
JVo14、Part2 (f9g8年6月、英国コン
ピュータ協会列、I)p、12−13に所載のF、エン
スコ−(Ainscow )の論文rMAPの一里塚(
旧1estones in MAP) Jで考察されて
いるように、他の要件は犠牲になっている。
There are many competing requirements for a communications network to be successful, such as compatibility, performance, flexibility, and reliability among connected devices. As an example, consider a situation involving an industrial LAN. The desire to ensure compatibility was recognized in 1978 by the International Standards Organization. The organization uses the Open Systems Interconnection (
O8I) model was proposed and defined. Based on this model, an industrial LAN standard called Manufacturing Automation Protocol (MAP) was proposed. The MAP protocol is J,
Dwyer (1) vyer and Ioan A.
rMAP and TOP (MAP an
dTOP)J (ISBNI-850913552)
It is described in. Although the MAP protocol achieves the compatibility requirements very well, it does Ainscow) paper rMAP milestone (
Other requirements are sacrificed, as discussed in the former 1stones in MAP) J.

純粋な情報処理アプリケージジン及び人々との対話では
、通信ネットワークを介するメツセージの伝送の数秒の
遅延は、多くの場合許容される。
In pure information processing applications and interactions with people, a delay of a few seconds in the transmission of a message over a communications network is often acceptable.

それとは対照的に、コンピュータを使って機械装置の動
作を制御する場合は、「リアル・タイム」動作、すなわ
ち数百ミリ秒以上ではなく数ミリ秒程度の最大遅延時間
が保証されることが必要となることがある。上記に示し
たように、通信チャネルへのアクセス権を与えるトーク
ン・バス技術は、最大応答時間を保証する可能性がある
。MAPは、トークン・パス・プロトコルに基づいてい
る。しかし、このプロトコルのもとでは長いファイルを
効率的に処理する必要があるため、トークン保持時間が
比較的高く、その結果、中規模のネットワークでさえ保
証される時間が約1秒程度でなければならない。
In contrast, when computers are used to control the operation of mechanical devices, it is necessary to guarantee "real-time" operation, that is, maximum latencies on the order of a few milliseconds rather than hundreds of milliseconds or more. It may become. As indicated above, token bus technology that provides access to a communication channel has the potential to guarantee maximum response time. MAP is based on the Token Pass protocol. However, due to the need to efficiently process long files under this protocol, the token retention time is relatively high, resulting in a guaranteed time of only about 1 second for even medium-sized networks. No.

保証時間を減らす1つの技術は、ネットワークを複数の
小さなネットワークに分割することである。この手法は
難点がないわけではなく、ゲートウェイでネットワーク
間通信の問題を導入し、他のネットワーク上のノードへ
の伝送遅延を増加させ、互換性と柔軟性の妥協点を見つ
ける必要がある。
One technique to reduce warranty time is to divide the network into multiple smaller networks. This approach is not without its drawbacks; it introduces inter-network communication problems at gateways, increases transmission delays to nodes on other networks, and requires finding a compromise between compatibility and flexibility.

保証された最大応答時間が要件ではない通信ネットワー
クでは、搬送信号感知複数アクセス/衝突検出(C8M
A/CD)プロトコルと呼ばれるプロトコルのクラスが
ある。こうしたプロトコルの例は「イーサネット(Et
hernet) Jプロトコルである。C8MA/CD
ネットワークでは、アクセスが必要などのノードも、ネ
ットワークが活動状態にないとき送信を試みることがで
きる。同時に送信を試みる2つ以上のノード間の衝突は
、すべてのノードに送信を中止し、その後送信を試みる
ことによって処理される。再送信を試みる前の遅延は、
2つ以上のノードが繰り返し衝突する送信を発行して、
送信が不可能になることを避けるため、可変である。こ
の種のネットワークは、低いトラフィック・レベルでは
、メツセージ送信の遅延が一般に短いという利点がある
。しかし、高いトラフィック・レベルでは、しばしば衝
突が発生するために″メツセージ送信の遅延が非常に長
くなり、その結果、送信の際に受は入れられない遅延が
生じることがあるという欠点がある。さらに、高トラフ
ィツク・レベルでは、衝突の頻度が高いため、高容量が
望ましい時に、通信チャネルの使用が非常に非効率的に
なる。優先順位の低いノードの場合は特に、遅延が大き
くなりすぎるのを防止するため、複雑なアルゴリズムが
しばしば使用される。
In communication networks where guaranteed maximum response time is not a requirement, carrier sense multiple access/collision detection (C8M
There is a class of protocols called A/CD protocols. An example of such a protocol is “Ethernet”.
hernet) J protocol. C8MA/CD
In a network, any node that needs access can also attempt to transmit when the network is not active. Collisions between two or more nodes attempting to transmit at the same time are handled by having all nodes cease transmitting and then attempting to transmit. The delay before attempting a retransmission is
Two or more nodes repeatedly issue conflicting transmissions,
It is variable to avoid transmission being impossible. This type of network has the advantage that, at low traffic levels, message transmission delays are generally short. However, the disadvantage is that at high traffic levels, collisions often occur, resulting in very long delays in message transmission, which can result in unacceptable delays in transmission. ,At high traffic levels, the high frequency of collisions makes the use of the communication channel very inefficient when high capacity is desired.Especially for low-priority nodes, it is important to avoid too much delay. Complex algorithms are often used to prevent this.

特開昭81−102842号で、周波数分割多重化を使
って、それぞれ異なる周波数帯域を占める固定制御チャ
ネル及びいくつかのデータ転送チャネルを提供するC8
MA/CDネットワークが提案されている。1対1の通
信経路を確立したい2つのノードは、自由データ転送チ
ャネルを発見するために制御チャネルを介して交渉して
、このチャネルを介して通信することに同意する。この
ようにして、いくつかの1対1通信が同時に行なわれ、
優先順位の高いノードに(これらのノードは常に割り当
てられたデータ転送チャネルを保持していると仮定する
)ネットワークへの必要な急速なアクセスを可能にする
。しかし、1対1の通信リンクを確立するのにかかる時
間が一定しない。これは、すべてのC8MA/CD型通
信チャネルと同様に、C8MA/CD制御チャネルを介
して通信するpにかかる時間は保証できず、したがって
、制御チャネルを介してデータ・チャネルの使用を交渉
するのにかかる時間が一定しないからである。
In JP-A-81-102842, C8 uses frequency division multiplexing to provide a fixed control channel and several data transfer channels, each occupying a different frequency band.
MA/CD networks have been proposed. Two nodes wishing to establish a one-to-one communication path negotiate over a control channel to discover a free data transfer channel and agree to communicate over this channel. In this way, several one-to-one communications occur simultaneously,
Allowing high priority nodes (assuming these nodes always have an assigned data transfer channel) the necessary rapid access to the network. However, the time it takes to establish a one-to-one communication link is variable. This is because, as with all C8MA/CD-type communication channels, the time it takes to communicate over the C8MA/CD control channel cannot be guaranteed, and therefore the time taken to negotiate the use of the data channel over the control channel cannot be guaranteed. This is because the time it takes is not constant.

その結果、少なくとも一部の7−ド、たとえば通信を稀
にしか使用せず、それにデータ・チャネルを永久的に割
り振るのが不経済になるような優先順位の高いノードは
、チャネルを割り振られる前に予想できない遅延を受け
ることがあり得る。こうしたノードの例は特定のパラメ
ータ(たとえば、コンベヤ速度、炉温度など)がその許
容範囲を越えたときシステムに合図するように設計され
たエラー監視ノードである。これは、たとえば産業用L
ANなどの多くのネットワークの応用分野では受は入れ
ることができない。
As a result, at least some nodes, such as high-priority nodes that use communications infrequently and to which it would be uneconomical to permanently allocate a data channel, will may be subject to unpredictable delays. An example of such a node is an error monitoring node designed to signal the system when a particular parameter (eg, conveyor speed, furnace temperature, etc.) exceeds its tolerance. This is for example an industrial L
This is not acceptable in many network application fields such as AN.

本発明の目的は、従来技術のネットワークの問題を軽減
する通信ネットワークを提供することである。
An object of the present invention is to provide a communication network that alleviates the problems of prior art networks.

C1課題を解決するための手段 したがって、本発明は、複数チャネル通信媒体を介して
複数のノードの間で通信するためのネットワークを提供
する。このネットワークは、ノード間でのデータ通信の
ための複数の割振り可能チャネル、及び個々のノードに
割振り可能チャネルを割り振るための制御チャネルを含
み、少なくとも1つのチャネルが、限られたメッセージ
・パケット長をもつトークン・パス・プロトコルのもと
で動作して、選択されたメツセージを所定の最大遅延で
ノード間を送ることができることを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention provides a network for communicating between multiple nodes via a multi-channel communication medium. The network includes a plurality of allocatable channels for data communication between nodes and a control channel for allocating the allocatable channels to individual nodes, wherein at least one channel has a limited message packet length. It is characterized in that it operates under a token pass protocol with which selected messages can be sent between nodes with a predetermined maximum delay.

トークン・パス・チャネル上のメッセージ・パケット長
を制限することにより、各ノードのトークン保持時間を
、したがってそのチャネルのトークン・サイクル時間を
短く保つことができる。トークン・パス・チャネル上で
限られたメッセージ・パケット長をもつと同時に、大量
情報伝送用の割振り可能チャネルが利用可能なために、
より長メツセージの効率的な伝送を依然として可能にす
ることができる。
By limiting the message packet length on a token-passing channel, the token holding time of each node and thus the token cycle time of that channel can be kept short. Due to the limited message packet length on token-pass channels and the availability of allocatable channels for large information transmissions,
Efficient transmission of longer messages may still be possible.

すなわち、本発明によるネットワークは、通信媒体を介
して、選択された短いメツセージを通信しようとする任
意のノードの、保証された最大遅延時間を提供すること
ができる。この保証された最大遅延を短く保つことがで
きるのは、短いメツセージだけがトークン・バス・チャ
ネルに送られるので、各ノードのトークン保持時間をこ
のチャネルで低レベルに設定することができるためであ
る。従来技術の単一チャネル、トークン・バス・ネット
ワークでは、トークン保持時間は、大量のデータを送信
するのに必要なノードを収容できるのに十分な大きさに
保たなければならない。データを小きなパケットに分割
して、トークンを受信する度に1つずつ送信することは
、このデータの伝送が非常に遅くなり、かつプロトコル
が複雑になるので、望ましくない。C8MA/CDプロ
トコルに基づ〈従来技術の複数チャネル・ネットワーク
は、これらのプロトコルの性質上、保証された最大遅延
を提供することはできない。
That is, the network according to the invention can provide a guaranteed maximum delay time for any node wishing to communicate a selected short message over the communication medium. This guaranteed maximum delay can be kept short because only short messages are sent to the token bus channel, so each node's token hold time can be set to a low level on this channel. . In prior art single channel, token bus networks, the token retention time must be kept large enough to accommodate the nodes necessary to transmit large amounts of data. It is undesirable to divide the data into small packets and send one each time a token is received, as this would make the transmission of this data very slow and complicate the protocol. Prior art multi-channel networks based on C8MA/CD protocols cannot provide a guaranteed maximum delay due to the nature of these protocols.

限られたメッセージ・パケット長をもつトークン・パス
・プロトコルのもとで動作するチャネルが制御チャネル
であり、制御チャネルを介してノードによって伝送され
るメッセージ・パケットが、個々のノードへの割振り可
能チャネルの割振りを交渉するメツセージを含むことが
好ましい。このようにして、ノード間でデータ・メッセ
ージを伝送するための割振り可能チャネルの割振りに対
して最大保証遅延を提供することができる。
A control channel is a channel that operates under a token-pass protocol with a limited message packet length, and message packets transmitted by nodes over the control channel are allocatable channels to individual nodes. Preferably, it includes a message negotiating the allocation of. In this way, a maximum guaranteed delay can be provided for the allocation of allocatable channels for transmitting data messages between nodes.

また制御チャネルを介してノードによって伝送されるメ
ッセージ・パケットが、割振り可能チャネルの割振りの
交渉とは無関係なデータ・メッセージを含み、緊急デー
タ・メッセージは、割振り可能チャネルの割振りを待つ
必要なく制御チャネルを介してノード間で通信できるよ
うにすることが好ましい。制御チャネルが割振り可能チ
ャネルの割振りに関係しない情報パケットも搬送できる
ようにすることにより、現在チャネルを割り振られてい
ないノードが、割り振られたチャネル設定遅延を受ける
ことなく、かつ特に緊急通信用のチャネルを確保してお
く必要もなく、緊急メツセージ(たとえば、エラー・メ
ツセージ)を送信することができる。
Additionally, message packets transmitted by nodes over the control channel contain data messages that are unrelated to negotiating the allocation of allocatable channels; It is preferable to enable communication between the nodes via the . By allowing the control channel to also carry information packets that are not related to the allocation of allocatable channels, nodes that are not currently allocated channels can use channels without incurring allocated channel setup delays and especially for emergency communications. It is possible to send emergency messages (eg, error messages) without having to reserve a message.

しかし、限られたメッセージ・パケット長をもつトーク
ン・パス・プロトコルのもとで動作する1制御チヤネル
以外の専用チャネルを設けて、割振り可能チャネルの割
振りの交渉とは無関係のデータ・メッセージを含むメッ
セージ・パケットを、この専用チャネルを介してノード
によって伝送することができる。このようにして、緊急
のデータ・メッセージ(たとえば、エラー・メツセージ
)を、割振り可能チャネルの割振りを待つ必要なく、こ
の専用チャネルを介してノード間で通信することができ
る。
However, by providing a dedicated channel other than one control channel operating under a token pass protocol with a limited message packet length, messages containing data messages that are unrelated to negotiation of the allocation of allocatable channels are provided. - Packets can be transmitted by the node via this dedicated channel. In this way, urgent data messages (eg, error messages) can be communicated between nodes over this dedicated channel without having to wait for allocation of an allocatable channel.

以下で説明する通信ネットワークの特定の例では、3つ
以上のノードが割振り可能チャネル上で通信することが
でき、したがってこのチャネル上にサブネットワークが
確立される。これらのノードは、MAPやイーサネット
など、このチャネルを介する希望する任意のプロトコル
、または上記のような限られたメッセージ・パケット長
をもっトークン・パス・プロトコルを用いて通信して、
このサブネットワーク上の7−ドの特定の要件を満たす
ことができる。この構成により、単一の物理的通信媒体
上で複数のサブネットワークを容易にかつ柔軟に確立す
ることが可能になる。すなわち、複数のサブネットワー
クがそれぞれ個別の割振り可能チャネル上で動作し、各
サブネットワークは同じまたは異なるプロトコルのもと
てまたはプロトコルなしで動作することができる。たと
えハ、限られたメッセージ・パケット長をもつトークン
・パス・プロトコルのもとで動作するネットワークに2
つ以上のチャネルが存在できる。1つは制御チャネルで
、1つは通信を稀にしか使用しない擾先順位の高いノー
ドにサービスするため専用の上記の専用チャネルである
In the particular example of a communication network described below, three or more nodes may communicate on an allocatable channel, thus establishing a subnetwork on this channel. These nodes communicate using any protocol they wish over this channel, such as MAP or Ethernet, or a token pass protocol with limited message packet length as described above.
The specific requirements of the 7-bands on this subnetwork can be met. This configuration allows for easy and flexible establishment of multiple sub-networks on a single physical communication medium. That is, multiple subnetworks each operate on a separate allocatable channel, and each subnetwork can operate under the same or different protocols or no protocol. Even if the network operates under a token-pass protocol with a limited message packet length,
There can be more than one channel. One is a control channel, and one is the above-mentioned dedicated channel dedicated to serving nodes with a high destination order that rarely use communication.

各チャネルがそれぞれの周波数帯域で動作する場合、ト
ークン・バス・チャネルに対して既存の単一チャネル機
器との互換性を維持すると同時に、追加のチャネルを提
供することができるような形で、チャネルの分離を行な
うことが可能である。
If each channel operates in its own frequency band, the channels can be configured in such a way that token bus channels can provide additional channels while maintaining compatibility with existing single-channel equipment. It is possible to perform the separation of

提供可能なチャネルの数は、通信媒体の帯域幅によって
変わる。互換性及び信頼性の理由から、ト一クン・バス
・チャネルの周波数帯域は固定することが好ましい。し
かし、必ずしもそうする必要はなく、ネットワーク上の
7−ドの必要性に応じて、チャネルが柔軟に割り振れる
ように、チャネルの帯域幅と周波数を可変にすることも
できる。
The number of channels that can be provided varies depending on the bandwidth of the communication medium. For reasons of compatibility and reliability, the frequency band of the token bus channel is preferably fixed. However, it is not necessary to do so, and the bandwidth and frequency of the channel can be made variable so that the channel can be flexibly allocated according to the needs of the nodes on the network.

1つまたは複数の7−ドが、それぞれ周波数帯域間で切
替え可能な通信アダプタを含み、前記の1つまたは複数
のノードが複数のチャネルを介して通信できるようにす
ることが好ましい。別法として、前記の1つまたは複数
のノードに、各チャネルに1つずつ複数の固定通信アダ
プタを設けることも可能である。しかし、これは、より
コストのかかる解決方法であり、柔軟性が制限されるこ
とになる。
Preferably, one or more nodes each include a communications adapter switchable between frequency bands, allowing said one or more nodes to communicate via multiple channels. Alternatively, one or more of said nodes may be provided with a plurality of fixed communication adapters, one for each channel. However, this would be a more costly solution and would have limited flexibility.

ノードは、さらに限られたメッセージ・パケット長をも
つトークン・パス・プロトコルのもとで動作する、少な
くとも1つのチャネルの周波数帯域で動作可能な第2の
通信アダプタを含むことができ、前記少なくとも1つの
ノードはこのトークン・バス・チャネル及びもう1つの
チャネル上で同時に通信することができる。こうしたノ
ードはトークン・バス・チャネル上で永続的に通信を続
けるので、効率的に動作する。第2の通信アダプタを設
けることにより、ノードがトークン・バス・リングから
出て再び入ることによる潜在的な遅延及び他の複雑さが
回避される。必要に応じて、たとえば、上記のように2
つ以上のトークン・バス・チャネル及び複数の割振り可
能チャネルがある場合、ノードは3つ以上のチャネル・
アダプタを含むことができる。
The node may further include a second communication adapter operable in the frequency band of at least one channel operating under a token pass protocol with a limited message packet length; One node can communicate on this token bus channel and another channel simultaneously. These nodes operate efficiently because they communicate permanently over the token bus channel. By providing a second communication adapter, potential delays and other complications due to nodes leaving and re-entering the token bus ring are avoided. If necessary, e.g. 2 as above
If there are more than two token bus channels and multiple allocatable channels, a node can
May include an adapter.

ノードが単一の切替え可能な通信アダプタだけを含む場
合、そのノードが、トークン・バス・チャネルでトーク
ンの最後の一巡中にリング保守が実施されたかどうかを
示すリング保守フラグ、トークン・バス・チャネルでト
ークンをバスすることによって形成される論理リングを
維持することが好ましく、トークンをそのノードが受は
取ったときにリング保守フラグが設定されない場合にリ
ング保守は、実施−される。
If the node contains only a single switchable communication adapter, a ring maintenance flag indicating whether the node underwent ring maintenance during the last round of tokens on the token bus channel, the token bus channel It is preferable to maintain a logical ring formed by busing tokens at a node, and ring maintenance is performed if the ring maintenance flag is not set when the token is accepted by that node.

そのネットワーク内のノードすべてが、割振り可能チャ
ネル上で動作する必要はない。たとえば、非常に短い(
たとえば、エラー状態を示す)メツセージを発行するだ
けのノードは、上記のようにトークン・バス・チャネル
上で情報パケットを送ることによってそうすることが許
される。こうしたノードは、単一の切替え不能通信アダ
プタを必要とするだけなので、単純である(したがって
低コスト)という利点をもつ。したがって、一部のノー
ドは、限られたメッセージ・パケット長をもつトークン
・パス・プロトコルのもとで動作するチャネルの周波数
帯域でだけ動作する固定周波数帯域通信アダプタを含み
、固定周波数帯域通信アダプタによる通信は、このトー
クン・バス・チャネル上だけで行なわれる。
Not all nodes in the network need to operate on allocatable channels. For example, a very short (
Nodes that only issue messages (e.g., indicating an error condition) are allowed to do so by sending information packets on the token bus channel as described above. Such nodes have the advantage of simplicity (and therefore low cost) since they only require a single non-switchable communications adapter. Therefore, some nodes include a fixed frequency band communication adapter that operates only in the frequency band of a channel operating under a token pass protocol with a limited message packet length; Communication occurs only on this token bus channel.

本発明は、通信媒体が広帯域ケーブルであり、通信アダ
プタがモデムである、ローカル・エリア・ネットワーク
で特に適用されるが、それだけに限られるものではない
。本発明は、光ファイバに基づく通信ネットワークなど
の複数チャネル通信媒体を用いる他のタイプのネットワ
ークにも同様に適用できる。
The invention has particular, but not limited, application in local area networks where the communication medium is a broadband cable and the communication adapter is a modem. The invention is equally applicable to other types of networks using multi-channel communication media, such as optical fiber-based communication networks.

D、実施例 第1図は、従来技術で周知のような、トークン・パス通
信ネットワーク上での代表的なノード構成の概略図であ
る。説明の便宜上、5つのノードだけを示しである。実
際には、ノードの数はずっと多いことも、5つより少な
いこともある。図の通信ネットワークは、通信媒体(た
とえば、広帯域ケーブル)6を介して通信するノード1
ないし5を有する。ネットワーク内の各ノードは、ネッ
トワーク中のその前のノードから送られた「トークン」
を所有するときにだけ、情報を他のノードに送ることが
できる。ノード2の前のノードは、たとえばノード3で
ある。トークンは、ノードが、送信許可を自分に与える
ものと認識する一義的識別子である。
D. EXAMPLE FIG. 1 is a schematic diagram of a typical node configuration on a token-pass communication network, as is well known in the art. For convenience of explanation, only five nodes are shown. In reality, the number of nodes may be much higher or less than five. The illustrated communication network includes nodes 1 communicating via a communication medium (e.g. broadband cable) 6.
5 to 5. Each node in the network receives a "token" sent to it by the previous node in the network.
A node can send information to other nodes only when it owns it. The node before node 2 is, for example, node 3. A token is a unique identifier that a node recognizes as granting it permission to send.

あるノード(たとえば、ノード2)がトークンを所有す
るとき、そのノードは、ネットワークがそのもとで動作
しているプロトコルによって課される制限に従って、必
要な数のメツセージをネットワーク内の他のノードに渡
し、その後、次のノードにトークンを含むメツセージを
送ることにより、次のノード(たとえば、ノードtがノ
ード2の後のノードである)にトークンをバスする。後
者のノード(たとえば、ノード1)は、その後、同様に
必要に応じて送信し、次いでその次のノードにトークン
をバスする(ノード1の後のノードはノード5である)
When a node (e.g., node 2) owns a token, it can send as many messages as necessary to other nodes in the network, according to the restrictions imposed by the protocols under which the network is operating. and then busses the token to the next node (eg, node t is the node after node 2) by sending a message containing the token to the next node. The latter node (e.g., node 1) then similarly transmits as needed and then busses the token to its next node (the node after node 1 is node 5).
.

したがって、前のノードと後のノードの関係は、トーク
ンが論理リング中で循環してバスされるような論理リン
グを定義するように構成されていることがわかる。前の
7−ドと後のノードの関係は、本来物理的関係ではな(
、論理的関係であることもわかる。本発明の通信媒体は
、1端、いわゆるヘッド端7でヘッド端再変調器8に接
続された、単一広帯域ケーブル6であると仮定する。中
継器及びその他の機器を含むトークン・バスLANで通
常使用される広帯域ケーブルは、約400MH2の帯域
幅をもつ。図示したような単一ケーブル・システムでは
、縁帯域幅が反対方向への伝送用の高領域と低領域に分
割され、信号はヘラ1!端間変調器8によってノード間
で転送される。2重ケーブル・システムでは、全帯域幅
が両方向で利用でき、ヘッド端再変調器の代わりに中継
器を使用する。光フアイバ通信媒体をもつネットワーク
では、利用可能な帯域幅はより大きくなる。光ファイバ
・ネットワークでは、当業者にとって周知のように、ネ
ットワークを星形に構成することが可能である。
It can therefore be seen that the relationship between the previous and subsequent nodes is arranged to define a logical ring such that tokens are bussed circularly within the logical ring. The relationship between the previous node and the subsequent node is not originally a physical relationship (
, it can also be seen that there is a logical relationship. The communication medium of the present invention is assumed to be a single broadband cable 6 connected at one end, the so-called head end 7, to a head end remodulator 8. Broadband cables typically used in token bus LANs, including repeaters and other equipment, have a bandwidth of approximately 400 MH2. In a single cable system as shown, the edge bandwidth is divided into a high region and a low region for transmission in opposite directions, and the signal is Hera 1! It is transferred between nodes by an end-to-end modulator 8. Dual cable systems have the full bandwidth available in both directions and use repeaters instead of head-end remodulators. In networks with fiber optic communication media, the available bandwidth is greater. In optical fiber networks, it is possible to configure the network in a star shape, as is well known to those skilled in the art.

トークン・パス・プロトコルに基づく、半径5kmにわ
たって広がる100個のノードをもつLANを考えてみ
る。地理的な広がりを念頭に置くと、ヘッド端から最も
遠隔のノードまでの最悪の場合の伝播時間は約35マイ
クロ秒である。ノード間でトークンを送るのにかかる最
大時間は、最悪の場合に伝播時間に、受信側ノードがト
ークンの受信に応答する時間を加えたものである。この
合計時間を伝送時間(TT)と呼ぶ。性能に直接影響を
及ぼすネットワークの他のパラメータは、ノードがトー
クンをバスする前に保持できる最大保持時間(MRT)
である。これらの時間がわかると、ネットワークの最大
アクセス時間が、次の関係式から求められる。
Consider a LAN with 100 nodes spread over a 5 km radius based on the token pass protocol. Keeping geographic spread in mind, the worst case propagation time from the head end to the most remote node is approximately 35 microseconds. The maximum time it takes to send a token between nodes is the worst case propagation time plus the time for the receiving node to respond to receipt of the token. This total time is called transmission time (TT). Other parameters of the network that directly affect performance are the maximum retention time (MRT) that a node can hold a token before bussing it;
It is. Once these times are known, the maximum access time of the network can be determined from the following relationship.

最大アクセス時間=ノード数X [TT+MRTIネッ
トワークから理論的に得られる突極的性能の推定値は、
ノードの動作が十分に高い処理速度と大きな帯域幅の使
用により任意に高速になると仮定して求めることができ
る。これで、伝播時間だけが制限因子として残る。した
がって、100のノードを含む半径5kmのネットワー
クでは、伝送時間は約35マイクロ秒となり、トークン
保持時間はゼロと考えることができ、最悪の場合の最大
アクセス時間は3.5ミリ秒となる。
Maximum access time = number of nodes
It can be determined assuming that the operation of the node is arbitrarily fast due to sufficiently high processing speed and large bandwidth usage. This leaves propagation time as the only limiting factor. Thus, for a 5 km radius network containing 100 nodes, the transmission time would be approximately 35 microseconds, the token retention time could be considered zero, and the worst case maximum access time would be 3.5 milliseconds.

実際のネットワークは、2つの理由で、この限界に達し
ていない。第1に、帯域幅が任意に広げられない。広帯
域システムの標準チャネル帯域幅は12MHzであり、
したがってデータ速度は毎秒10Mビットとなる。1に
バイトの伝送には、データであれプロトコル・オーバー
ヘッドであれ、819.2マイクロ秒を要する。過度の
断片化なしで大きなデータ・ファイルの伝送を可能にす
るには、最大トークン保持時間を大きな値、通常は5な
いし10ミリ秒に設定しなければならない。
Real networks do not reach this limit for two reasons. First, the bandwidth cannot be expanded arbitrarily. The standard channel bandwidth for wideband systems is 12MHz,
The data rate is therefore 10 Mbits per second. Transmitting one byte takes 819.2 microseconds, whether it's data or protocol overhead. To allow transmission of large data files without excessive fragmentation, the maximum token hold time must be set to a large value, typically 5 to 10 milliseconds.

第2に、ノード動作にかかる時間が不定の場合、伝送時
間は約40マイクロ秒になる。これらの値と100個の
ノードをもつ半径5kmのネットワークでは、理論的最
高性能より2桁以上性能が低くなり、その結果、この大
きさのMAPネットワークは、産業用LANなどのリア
ル・タイム制御システムとして使用できない。
Second, if the time taken for node operation is variable, the transmission time will be approximately 40 microseconds. With these values and a network with a radius of 5 km with 100 nodes, the performance is more than two orders of magnitude lower than the theoretical maximum performance, and as a result, a MAP network of this size is not suitable for real-time control systems such as industrial LANs. cannot be used as

次に、5krnの半径向に100個のノードをもつ産業
用LANを、本発明による通信ネットワークの例として
説明する。ただし、本発明は産業用LANに制限される
ものでも、この規模のネットワークに制限されるもので
もない。
Next, an industrial LAN with 100 nodes in a radius of 5 krn will be described as an example of a communication network according to the present invention. However, the present invention is not limited to industrial LANs or to networks of this size.

ケーブル帯域幅が400MHzの場合、単一広帯域ケー
ブルはそれぞれ毎秒約10Mビットを搬送するチャネル
を同時に約12本、2重ケーブルはそのチャネルを約3
0本収容することができる。
If the cable bandwidth is 400 MHz, a single broadband cable will carry about 12 channels simultaneously, each carrying about 10 Mbits per second, and a dual cable will carry about 3 channels simultaneously.
Can accommodate 0 pieces.

この場合も、光ファイバの数字は数桁大きくなる。Again, the number of optical fibers will be several orders of magnitude larger.

従来技術のトークン・バス・ネットワークでは、この利
用可能な帯域幅が十分に使用されていない。
Prior art token bus networks underutilize this available bandwidth.

本発明は、制御チャネルに加えて、ノード間でメツセー
ジ通信を行なうための複数の割振り可能チャネルを設け
ることにより、この利用可能な帯域幅を活用するもので
ある。ノード間で転送されるバルク・データは割振り可
能チャネルを介して送れるので、制御チャネル上の個々
のメッセージ長を低い値に制限し、ノードのトークン保
持時間、したがって総トークン保持時間を短くして、通
信ネットワークの応答速度を増大させることもできる。
The present invention takes advantage of this available bandwidth by providing multiple allocatable channels for message communication between nodes in addition to the control channel. Because bulk data transferred between nodes can be sent over allocatable channels, it is possible to limit the length of individual messages on the control channel to a low value, shorten the node's token hold time, and therefore the total token hold time, and It is also possible to increase the response speed of the communication network.

この産業用LANの例の特性を以下の表1に要約して示
す。
The characteristics of this example industrial LAN are summarized in Table 1 below.

伝送時間  10.。Transmission time 10. .

制御チャネル最大メッセージ長 制御チャネル最大トークン保持時間 1ノード当りのトークン転送時間 。Control channel maximum message length Control channel maximum token hold time Token transfer time per node.

lOOノードの保証された 40μs 75バイト oas 100μS 保証アクセス時間が10ミリ秒の場合、ネットワーク上
の各ノードが短いメツセージを毎秒100回送ることが
できる。この数字は産業機械の制御には十分である。
If the lOO node's guaranteed access time is 10 ms, then each node on the network can send short messages 100 times per second. This number is sufficient for controlling industrial machinery.

第2図は、本発明によるこの通信ネットワークの例のア
ーキテクチャの概略図である。開放型システム間相互接
続(O8I)モデルの構造は、トークン・パス・チャネ
ルと割振り可能チャネルの両方に適合されている。この
図は、O8I基準に精通した人には自明であり、したが
ってこれ以上説明しない。トークン・パス・チャネルは
、O8■基準に基づく既存のLAN機器との互換性を保
持するため、O8I基準に従っている。しかし、割振り
可能チャネルはノード間の交渉によって動的に割り振ら
れるので、完了時にチャネルを閉じて再割振りに利用で
きるようにする機構がある場合、−度割り振られたチャ
ネル上でどんなプロトコルを使用してもよく、また使用
しなくてもよい。
FIG. 2 is a schematic diagram of the architecture of this example communication network according to the invention. The structure of the Open Systems Interconnection (O8I) model is adapted for both token-pass channels and allocatable channels. This diagram is self-explanatory to those familiar with the O8I standard and will therefore not be described further. The token pass channel follows the O8I standard to maintain compatibility with existing LAN equipment based on the O8■ standard. However, since allocatable channels are dynamically allocated through negotiation between nodes, any protocol used on a once-allocated channel can be used if there is a mechanism to close the channel upon completion and make it available for reallocation. It may be used or it may not be used.

第3図は、本発明による通信ネットワークの例に組み込
んだノード20のアーキテクチャを示す。
FIG. 3 shows the architecture of a node 20 incorporated into an example communication network according to the invention.

このノードは以下の構成要素を含んでいる。This node contains the following components:

−周波数のある範囲、好ましくは通信媒体が提供する周
波数の全範囲にわたって動作可能な、切替え可能チャネ
ル・アダプタまたは切替え可能モデム22、及び制御チ
ャネル26の周波数で動作可能な第2のチャネル・アダ
プタまたは固定モデム24 一制御チャネル26、この場合はIEEE802.4用
に選ばれたプロトコルを実施し、それを第2のモデム2
4と関連づける、通信制御装置28中の論理機能 −割り振られたチャネル30.30 ’、30″・・・
上の端末で使用されるどんなプロトコルでも実施し、そ
れらを切替え可能モデム22に接続する論理機能 一チャネルの必要性を認識し、制御チャネル・プロトコ
ルを使ってそれを設けることを交渉する、やはり通信制
御装置28丙の監視論理機能一端末で動作し、ネットワ
ーク上での伝送を開始しまたはそれに応答するタスク(
マシン32)端末は、たとえば、中央データベース(図
示せず)から数値制御工作機械(すなわち、工作機械と
適切な処理論理機能を含む機械32)への部分プログラ
ムのダウンロードを処理する役割をもつと同時に、工作
機械の温度の読取り値を遠隔監視プログラムに定期的に
送信する。この端末はまた、冷媒の供給停止の通知など
緊急のメツセージを処理する必要もある。最初のタスク
に適したプロトコルはMAP  FTAMであり、第2
のタスクでは、単純な直列2地点間メツセージ・サービ
スで十分であると思われる。したがって、この端末の通
信制御装置28は、これらのプロトコルを両方とも実施
することができ、また切替え可能モデム22を用いてそ
れらのプロトコルの一方を割振り可能チャネル30.3
0° 30”、・・・と関連づけることができる。また
この制御装置は、IEEE802.4を実施し、第2の
モデム24を用いてそれを制御チャネル26と関連づけ
、それを使用して必要なときにチャネルを獲得すること
ができる。緊急メツセージについては、この端末は、第
2のモデム24を使って制御チャネル26上で短いメツ
セージを送ることができる。第3図、第4図及び第5図
では、2重接続線は、データ及び制御情報の経路または
チャネルを表し、1重接続線は制御経路を表す。すなわ
ち、内部経路34.3B、38は、端末20中で示され
た機能機構間でデータ及び制御情報を送るためのもので
あり、制御経路40は、切替え可能モデム22によるチ
ャネル選択に使用される。
- a switchable channel adapter or modem 22 operable over a range of frequencies, preferably the entire range of frequencies provided by the communication medium, and a second channel adapter or modem operable at the frequency of the control channel 26; A fixed modem 24 implements the protocol selected for one control channel 26, in this case IEEE 802.4, and transfers it to a second modem 24.
Logical functions in communication controller 28 associated with 4-allocated channels 30.30', 30''...
A logical function that implements whatever protocol is used by the above terminals and connects them to the switchable modem 22, recognizes the need for a channel, and negotiates its provision using a control channel protocol, also a communication The supervisory logic function of the controller 28 is a task that operates on a terminal and initiates or responds to a transmission on the network (
The machine 32) terminal serves, for example, to handle the download of a partial program from a central database (not shown) to a numerically controlled machine tool (i.e. machine 32 containing the machine tool and appropriate processing logic functions). , periodically send machine tool temperature readings to a remote monitoring program. The terminal also needs to process urgent messages, such as notifications of refrigerant outages. A suitable protocol for the first task is MAP FTAM, and for the second
For this task, a simple serial point-to-point message service may be sufficient. The communication controller 28 of this terminal is therefore capable of implementing both of these protocols and using the switchable modem 22 to assign one of them to an allocable channel 30.3.
0° 30”, .... This controller also implements IEEE 802.4 and uses the second modem 24 to associate it with a control channel 26 and use it to perform the necessary For emergency messages, the terminal can send short messages on the control channel 26 using the second modem 24. In the figure, double connections represent data and control information paths or channels, and single connections represent control paths, i.e., internal paths 34.3B, 38 represent functional mechanisms shown in terminal 20. The control path 40 is used for channel selection by the switchable modem 22.

通信制御装置28(第4図及び第5図の通信制御装置2
8“と28″も)は通常、マイクロプロセッサ及び関連
メモリなどの汎用計算機ハードウェア上で稼働するソフ
トウェア論理の形で実施きれる。また、これらの図では
、通信制御装置と工作機械が離れていてもよく、同じ物
理装置中の別々の論理エンティティでもよい。たとえば
、汎用コンピュータ中で動作する別々のタスクでよい。
Communication control device 28 (communication control device 2 in FIGS. 4 and 5)
8" and 28") can typically be implemented in the form of software logic running on general purpose computer hardware, such as a microprocessor and associated memory. Also, in these figures, the communication control device and the machine tool may be separated or may be separate logical entities within the same physical device. For example, they may be separate tasks running in a general purpose computer.

第3図に示したアーキテクチャを用いると、ノード20
は他のチャネルを使ってデータを転送している間も依然
トークン・パス・リングの構成要素であることが可能で
ある。切替え可能モデムは、チャネル間で切り換えでき
るように周波数に敏感であるが、第2のモデム24は永
続的に制御チャネルに割り振られ、したがって、周波数
に敏感である必要はない。割振り可能チャネル上での優
先順位の低い長いメツセージの送信または受信を中断せ
ずに、優先順位の高い短いメツセージを制御チャネル上
で送信することができる。
Using the architecture shown in FIG.
can still be part of the token-pass ring while transferring data using other channels. The switchable modem is frequency sensitive so that it can be switched between channels, but the second modem 24 is permanently allocated to the control channel and therefore does not need to be frequency sensitive. High priority short messages can be sent on the control channel without interrupting the sending or receiving of lower priority long messages on the allocatable channel.

第4図は、第3図のネットワーク・ノードのアーキテク
チャのより低コストの代替品の概略図である。第4図に
示すノード42は、単一の切替えiiJ能モデム22を
含み、第3図に示す第2のモデムを含まない。このモデ
ム22は、通信を同時に1つのチャネルでしか行なえな
いが、チャネル間で切替えが可能である。第4図の切替
え可能モデムは、通常状態のとき、制御チャネル26の
周波数に設定されており、したがってそのノードはその
チャネル上でトークン・リングの一部となっている。そ
のノードが割振り可能チャネルに割り振られると、ノー
ド42の通信制御装置は、経路44上の制御信号を用い
てモデムの周波数を、割り振られたチャネルの周波数(
すAわち、チャネル30.30’  30“、・・・の
いずれかの周波数)に変え、制御チャネルのトークン・
パス・リングから落ちる。この種のモデムをtつ設ける
と、モデムが1つしか必要でないので、ノードをネット
ワークに接続する比較的低コストの方法となる。後述の
、チャネルの割振りに関連する事象のシーケンスは、第
3図と第5図のどちらに示したノード・アーキテクチャ
でも同じである。しかし、単一の切替え可能モデムの場
合、割り振られたチャネルを捨ててトークン・リングに
再参加する際に遅延が発生する。これは、後で説明する
ようにIEEE802.4の特性によるものである。
FIG. 4 is a schematic diagram of a lower cost alternative to the network node architecture of FIG. The node 42 shown in FIG. 4 includes a single switched IIJ modem 22 and does not include the second modem shown in FIG. This modem 22 can communicate only on one channel at a time, but can switch between channels. The switchable modem of FIG. 4 is normally set to the frequency of control channel 26, so that the node is part of the token ring on that channel. Once the node is allocated to an allocatable channel, the communication controller of node 42 uses control signals on path 44 to change the modem frequency to the frequency of the allocated channel (
(i.e., any frequency of channels 30, 30', 30", etc.), and change the token of the control channel to
Fall from the pass ring. Providing t modems of this type provides a relatively low cost way of connecting nodes to the network since only one modem is required. The sequence of events related to channel allocation, described below, is the same for the node architectures shown in either FIG. 3 or FIG. However, with a single switchable modem, there is a delay in abandoning the allocated channel and rejoining the token ring. This is due to the characteristics of IEEE802.4, as will be explained later.

ネットワーク上に第5図に示すような単純ノード46の
形で単一の非切替え可能モデム48を含むいくつかのノ
ードを設けることも望求しい。たとえば、きわめて短い
(たとえば、エラー状態を示す)メツセージを発行する
だけのノードは、割振り可能チャネルを使用する必要は
ない。こうしたノードは、第5図に示すようなアーキテ
クチャを用いて実施できる。通信制御装置28”は、エ
ラー・メツセージを送るべきだと判断した場合、この目
的のために指定されたチャネル上でエラー・メツセージ
を短いメツセージとして送る。この目的のためのチャネ
ルは、制御チャネルでもよく、または、エラー・メツセ
ージ用に特に確保されている専用チャネルでもよい。
It may also be desirable to have several nodes on the network including a single non-switchable modem 48 in the form of a simple node 46 as shown in FIG. For example, a node that only issues very short messages (eg, indicating an error condition) need not use allocatable channels. Such nodes can be implemented using an architecture such as that shown in FIG. If the communication controller 28" determines that an error message should be sent, it sends the error message as a short message on a channel designated for this purpose. The channel for this purpose may be a control channel or It may also be a dedicated channel reserved specifically for error messages.

このようにして、製造自動化プロトコル(MAP)に基
づ〈従来技術のトークン・プロトコル・ネットワークか
ら、第5図に示したような単一チャネル機器との完全な
差込み互換性を保持できることを了解されたい。
In this way, it has been found that full plug-in compatibility can be maintained from prior art token protocol networks based on the Manufacturing Automation Protocol (MAP) to single-channel devices such as the one shown in Figure 5. sea bream.

最も簡単な手順は、従来技術の機器を制御チャネル上だ
けで通信させるものである。従来のノードは、新しいノ
ードとの通信を含めて、あらゆる目的に制御チャネルを
使用する。しかし、ネットワーク上にこうした従来の機
器があると、トークン保持時間は、こうした機器を含む
ノードがトークン・パス・チャネルに載せるデータの量
を考慮しなければならないので、ネットワークの性能が
低下する。
The simplest procedure is to have prior art devices communicate only on control channels. Legacy nodes use control channels for all purposes, including communicating with new nodes. However, the presence of such conventional equipment on the network degrades network performance because the token retention time must account for the amount of data that nodes containing such equipment put on the token pass channel.

もう1つの方法は、新しい制御チャネルを従来の動作チ
ャネルと離しておき、プロトコルを使ってチャネルを古
い機器に割り振ることである。その場合、2組のノード
を相互接続するためにゲートウェイを設けなければなら
ない。ゲートウェイ・コンピュータは、割り振られたチ
ャネルを要求し維持する責任をもつ。こうすると、新し
い機器はプロトコルの潜在的な全性能を実現することが
でき、古い機器は、従来通り、同じ物理通信媒体上で論
理的に別々のLAN上で動作する。
Another method is to keep the new control channel separate from the old operating channel and use a protocol to allocate the channel to the old equipment. In that case, a gateway must be provided to interconnect the two sets of nodes. The gateway computer is responsible for requesting and maintaining allocated channels. This allows new equipment to realize the full potential of the protocol, while older equipment continues to operate on logically separate LANs over the same physical communication medium.

当然、1つのノードが3以上のチャネル・アダプタを含
むことが可能である。第3図に示した2つのチャネル・
アダプタの他に、第3のチャネル・アダプタを設けるこ
とが望ましい場合の例は、制御チャネルから分離したチ
ャネルが特にエラー・メツセージ専用となっている場合
である。この分離した専用チャネルは、上記のトークン
・パス・プロトコルのもとで動作することができる。3
個以上のチャネル・アダプタを設けることが望ましいノ
ードの別の例は、単一の物理通信媒体上に構築された異
なる論理ネットワーク相互間のゲートウェイとして働く
ノードである。
Of course, it is possible for one node to include more than two channel adapters. The two channels shown in Figure 3
An example of when it may be desirable to provide a third channel adapter in addition to the adapter is when a channel separate from the control channel is specifically dedicated to error messages. This separate dedicated channel can operate under the token pass protocol described above. 3
Another example of a node where it is desirable to have more than one channel adapter is a node that acts as a gateway between different logical networks built on a single physical communications medium.

制御チャネル上のトークン・バス方式に加わっている各
端末の通信制御装置28.28°、28″″は、前後の
ノードのアドレスの形のネットワークの状態に関する情
報及びチャネル状況表を維持する。
The communication controller 28.28°, 28'' of each terminal participating in the token bus system on the control channel maintains information about the state of the network in the form of addresses of previous and subsequent nodes and a channel status table.

前後のノードのアドレスは、IEEE802゜4に従っ
て維持される。第3図に示すように、ノードが2つのモ
デム、制御チャネルだけに接続するためのモデムと割振
り可能なチャネル用のモデルをもつ場合、または第5図
に示すように、制御チャネルに永続的に割り振られた単
一の切替え不可能モデムをもつ場合、これらのアドレス
は、IEEE802.4におけるようなリング保守以外
の目的には使用されない。しかし、第4図に示すような
単一の切替え可能モデムがある場合は、それらのアドレ
スは、隣接するノードがチャネルを離れるときの変化を
考慮した処置を開始するのにも使用される。
The addresses of the previous and subsequent nodes are maintained according to IEEE 802.4. If a node has two modems, one for connecting only to the control channel and one for allocable channels, as shown in Figure 3, or permanently to the control channel, as shown in Figure 5. With a single non-switchable modem allocated, these addresses are not used for any purpose other than ring maintenance as in IEEE 802.4. However, if there is a single switchable modem as shown in FIG. 4, their addresses are also used to initiate changes taking into account when neighboring nodes leave the channel.

チャネル状況表(図示せず)は、コンパクトな表であり
、通信制御装置に接続されたメモリで実施することが好
ましい。チャネル状況表は、割り振られる可能性のある
各チャネルの占有状況を記憶するために、1チャネル当
り1ビツトしか必要としない。この表は、それらの宛先
アドレスに関わらず、ネットワークを通過するすべての
チャネル割振りメツセージを解釈する、通信制御装置に
よって維持される。
The channel status table (not shown) is a compact table and is preferably implemented in a memory connected to the communication controller. The channel status table requires only one bit per channel to store the occupancy status of each channel that may be allocated. This table is maintained by the communication controller, which interprets all channel allocation messages passing through the network, regardless of their destination address.

この例で制御チャネル上で使用されるプロトコルは、I
EEE基準802.4によって指定されるものと同じで
、追加の要件として、制御チャネル上でのトークン転送
を含む任意の伝送の最大長が小さな値(たとえば、表1
では75バイト)に制限されている。この制限が可能な
のは、より長いメツセージの伝送が、制御チャネルから
割り振られたチャネルの1つに移されるからである。ネ
ットワーク上のあるノードが制限値を超えた場合、それ
はエラーを引き起こさず、性能の向上の程度を減少させ
るだけなので、この制限は、他の080機器との互換性
を損なわない。
The protocol used on the control channel in this example is I
Same as that specified by EEE Standard 802.4, with the additional requirement that the maximum length of any transmission, including token transfers, on the control channel be set to a small value (e.g., Table 1
75 bytes). This restriction is possible because the transmission of longer messages is moved from the control channel to one of the allocated channels. This limit does not break compatibility with other 080 equipment, since if a node on the network exceeds the limit, it does not cause an error and only reduces the degree of performance improvement.

この表の制御チャネル上で伝送されるメッセージ・パケ
ットまたはフレームは、以下の表2に示すフィールドを
もつ。
A message packet or frame transmitted on the control channel in this table has the fields shown in Table 2 below.

ブリアシプル 開始区切り文字(SD) フレーム制御(FC) 宛先アドレス(DA) 原始アドレス(SA) 制御チャネル・チーク・ユニット(CCDU)フレーム
検査夕1(FCS) 終了区切り文字(ED) SD FC=)−クシ識別子 前のトークン・ノードのアドレス SA FCS D 081大域アドレス指定基準に従って6ノイイト・アド
レスを使用していることに留意されたい。また、表tに
示したメッセージ・パケットは、連結された2つのメツ
セージ、したがって、2つの開始区切り文字及び2つの
終了区切り文字でも有効なことにも留意されたい。フィ
ールド9ないし14は、メツセージが伝送された直後に
トークンがバスされない場合は省略される。一般に、こ
れが発生するのは、リング保守中だけである。
Briasiple Start Delimiter (SD) Frame Control (FC) Destination Address (DA) Source Address (SA) Control Channel Cheek Unit (CCDU) Frame Check Unit 1 (FCS) End Delimiter (ED) SD FC=)-X Note that the address of the token node before the identifier uses a 6-neutral address according to the SAFCS D 081 global addressing standard. Note also that the message packet shown in Table t is valid with two messages concatenated, thus two start delimiters and two end delimiters. Fields 9-14 are omitted if the token is not bussed immediately after the message is transmitted. Generally, this only occurs during ring maintenance.

制御チャネル・データ・ユニット(CCDU)は、以下
の表3に示すフィールドを含む。
A control channel data unit (CCDU) contains the fields shown in Table 3 below.

1 1 6 4  最大26 1 Zfi大3大 金3  最大34 チーク・ユニットのタイプ チャネル番号(CM) 前のトークン・ノードのアドレス 割り振られたチャネル・プロトコル・チークまたは データ・ユニットのタイプ 非機密ヅータ データ・ユニットのタイプ・フィールドは、データ・ユ
ニットがチャネル割振り要求、チャネル割振り応答、チ
ャネル解放要求、チャネル解放応答、チャネル打切り、
または短いメツセージのどれであるかを決定する。最初
の5つの場合は、第2のフィールドに関連するチャネル
番号を含み、第3のフィールドに必要ならば受動的リン
グ保守用の原始ノードの前のトークン・ノードのアドレ
スを含む。
1 1 6 4 Maximum 26 1 Zfi Big 3 Big Money 3 Maximum 34 Cheek Unit Type Channel Number (CM) Previous Token Node Address Allocated Channel Protocol Cheek or Data Unit Type Non-confidential Data The unit type field indicates whether the data unit is a channel allocation request, channel allocation response, channel release request, channel release response, channel abort,
or a short message. The first five cases contain the associated channel number in the second field and the address of the token node before the source node for passive ring maintenance if necessary in the third field.

このパケット形式は、完全にIEEE802゜4の制約
の範囲内にあり、非常に短い長さ制限という追加の制約
もある。
This packet format is fully within the constraints of IEEE 802.4, with the additional constraint of a very short length limit.

制御チャネルの参加シードによって実行される機能には
、IEEE802.4で必要とされるものと、その他に
チャネル状況表を維持するために必要なものが含まれる
The functions performed by the control channel participation seed include those required by IEEE 802.4 and others required to maintain a channel status table.

トークンを現在所有していない制御チャネル中の各参加
メートの通信制御装置は、ネットワークの現在の状態に
関する情報の内部表を維持するために、バス上のトラフ
ィックを監視する。
The communication controller of each participating mate in the control channel that does not currently own a token monitors the traffic on the bus in order to maintain an internal table of information regarding the current state of the network.

通信制御装置は、IEEE802.4で必要とされるリ
ング中の前後のノードのアドレスの記録を維持する。こ
れらのアドレスの1つがチャネル割振り要求または応答
中に現れるとき、そのノードはそのリングを離れると見
なされる。したがって、そのアドレスが、チャネル割振
り要求または応答メツセージから獲得された、その前ま
たは後のノードのアドレスで置換される。
The communication controller maintains a record of the addresses of the previous and next nodes in the ring as required by IEEE 802.4. When one of these addresses appears in a channel allocation request or response, the node is considered to leave the ring. Therefore, its address is replaced with the address of the previous or subsequent node obtained from the channel allocation request or response message.

通信制御装置ノードは、さらに各別振り可能チャネルの
古有を示すそのチャネル状況表を維持する。
The communication controller node also maintains its channel status table indicating the age of each reassignable channel.

あるチャネル番号がチャネル割振り要求中に現れるとき
、チャネル状況表の当該の位置で、そのチャネルに占有
フラグがつき、あるチャネル番号がチャネル解放応答ま
たは否定チャネル割振り応答メツセージ中に現れるとき
、チャネル状況表の当該の位置で、そのチャネルに非占
有フラグがつく。これらの用語については後で説明する
When a channel number appears in a channel allocation request, the channel is flagged as occupied at that position in the channel status table; when a channel number appears in a channel release response or a negative channel allocation response message, the channel status table is flagged as occupied. An unoccupied flag is set for that channel at the relevant position. These terms will be explained later.

1つの切替え可能モデムをもち、第2のモデムをもたな
いノードの場合、とのノードが他のチャネルを使用する
ためにリングを離れるとき、この表は不正確になる。し
たがって、リングに再参加するとき、認可ノードから送
られる情報を使ってこの表が復元される。これは、IE
EE802゜4のリング保守手順を用いて実行できる。
For nodes with one switchable modem and no second modem, this table becomes inaccurate when the nodes leave the ring to use other channels. Therefore, when rejoining the ring, this table is restored using the information sent by the authorization node. This is IE
This can be performed using the EE802.4 ring maintenance procedures.

しかし、上記のように、この段階で若干の遅延が生じる
ことがある。
However, as mentioned above, there may be some delay at this stage.

そのノードがチャネルの割振りによって、あるいは制御
チャネルを使ってCCDUフィ一フィールド中セージを
運ぶことにより、ネットワークを使ってデータを搬送し
ようとするとき、チャネル交渉/短メツセージ機能が実
行される。
Channel negotiation/short message functions are performed when the node wishes to transport data using the network, either by allocating a channel or by using a control channel to carry messages in the CCDU file field.

短メツセージは、制御チャネル上の単一パケットであり
、応答が必要な場合もそうでない場合もある。これは、
以下の表4に示すフィールドを含む。
A short message is a single packet on a control channel that may or may not require a response. this is,
Contains the fields shown in Table 4 below.

1          3        プリアンプ
ル2    1    開始区切り文字(SD)3  
       1       フレーム制御(FC)
4         6        宛先アドレス
(DA)5          6        原
始アドレス(SA)6          1    
    データ・ユニット・タイプ=短メフt−シフ 
    最大 33        メフt−ジ・テキ
スト8        4      フレーム検査夕
1(FCS)9    1    終了区切り文字(E
D)10     1    5D 11          1        FC=)
−ケシ識別子12         6       
 後のトークン・ノードのアドレス13       
   6       5A14          
4        FCS15          1
        EDノードが2地点間リンクのために
割振り可能チャネルを使用しようとするとき、以下の一
連の動作が実行される。
1 3 Preamble 2 1 Start delimiter (SD) 3
1 Frame control (FC)
4 6 Destination Address (DA) 5 6 Source Address (SA) 6 1
Data unit type = short mef t-shift
Maximum 33 Meft-ji Text 8 4 Frame Check 1 (FCS) 9 1 End Delimiter (E
D) 10 1 5D 11 1 FC=)
-Poppy identifier 12 6
Later token node address 13
6 5A14
4 FCS15 1
When an ED node attempts to use an allocatable channel for a point-to-point link, the following sequence of operations is performed.

1、開始ノードが、非占有チャネルを識別するためにそ
のチャネル状況表を調べる。非占有チャネルかない場合
、利用可能になるまで待つ。
1. The initiating node examines its channel status table to identify unoccupied channels. If there are no unoccupied channels, wait until one becomes available.

2、トークンを受は取ると、そのノードは、意図する受
信個宛にチャネルを指定したチャネル割振り要求メツセ
ージを発行して、すぐにトークンをパスする。その後、
他のノードがこのパケットを解釈して、そのチャネルが
占有されていることを識別する。トークンを所有するノ
ードしか送信を行なえないので、同じチャネルが2つの
ノードによって同時に要求される可能性はない。利用可
能な非占有チャネルがない場合、開始ノードは、トーク
ンを受は取ると、長いメツセージが保留中であることを
示す短いメツセージを受信側ノードに送る。
2. Upon receiving the token, the node issues a channel allocation request message specifying the channel to the intended receiver and immediately passes the token. after that,
Other nodes interpret this packet and identify that the channel is occupied. Since only the node that owns the token can transmit, there is no possibility that the same channel will be requested by two nodes at the same time. If there are no unoccupied channels available, the initiating node, upon receiving the token, sends a short message to the receiving node indicating that a long message is pending.

3、受信側は、チャネル割振り要求メツセージを受は取
り、そのメツセージのアドレスを認識した後、トークン
を受は取るまで待ち、受は取った後、チャネル割振り応
答メツセージを送る。そのメツセージは肯定でも否定で
もよく、それぞれ開始ノードに受諾または拒絶を示す。
3. The receiver receives the channel allocation request message, recognizes the address of the message, waits until the receiver receives the token, and then sends a channel allocation response message. The message may be positive or negative, indicating acceptance or rejection, respectively, to the starting node.

肯定応答の場合、受信側ノードはその切替え可能モデム
を割り振られたチャネルに切り換える。この応答メツセ
ージを、他のノードが解釈し、チャネルの占有状況を確
認または取り消すのに使用する。開始ノードは、応答メ
ツセージを受は取ると、その切替え可能モデムを指定さ
れたチャネルに切り換えて、伝送を開始する。
In the case of a positive response, the receiving node switches its switchable modem to the allocated channel. This response message is interpreted by other nodes and used to confirm or cancel occupancy of the channel. When the initiating node receives the response message, it switches its switchable modem to the designated channel and begins transmission.

単一モデムの場合、何らの理由でタイムアウト期間内に
割り振られたチャネル上で通信が確立されない場合、い
ずれにせよ、割り振られたチャネル上で通信を完了した
後に開始ノードも受信ノードも制御チャネルに戻り、リ
ングに再参加する。
In the case of a single modem, if for some reason communication is not established on the allocated channel within the timeout period, neither the initiating node nor the receiving node returns to the control channel after completing communication on the allocated channel in any case. Return and rejoin the ring.

2地点間リンクがもはや必要でなくなったとき、チャネ
ルを解放するために、以下の一連のメツセージが発行さ
れる。
When the point-to-point link is no longer needed, the following series of messages are issued to release the channel.

1、リンク内のどちらかの参加ノードが、他方にアドレ
スされたチャネル解放要求メツセージを送る。
1. Either participating node in the link sends a channel release request message addressed to the other.

2、他方の参加ノードは、そのメツセージを受は取った
とき、割り振られたチャネル上で待機トラフィックを送
った後で、チャネル解放応答メツセージを第1の加入ノ
ードに送る。その他のノードは、このパケットを解釈し
、指定されたチャネルに非占有のフラグをつける。
2. When the other participating node receives the message, it sends a channel release response message to the first participating node after sending standby traffic on the allocated channel. Other nodes interpret this packet and flag the specified channel as unoccupied.

3、さらに、チャネル解放の確認として、どちらかの参
加ノードが、いま解放されたばかりのチャネルを指定す
る、チャネル解放メツセージを制御チャネル上で同報通
信することができる。ステップ1と2のチャネル解放伝
送が割り振られたチャネル上で行なわれる単一モデムの
場合、この確認が必要である。
3. Additionally, as a confirmation of the channel release, either participating node may broadcast a channel release message on the control channel specifying the channel that has just been released. This confirmation is necessary in the case of a single modem where the channel release transmissions of steps 1 and 2 occur on the allocated channel.

上記の手順の代わりに、どちらかの参加ノードが、チャ
ネル打切りメツセージを他方のノードに送ることもでき
る。どちらの参加ノードも割り振られたチャネルを使っ
てすぐに終止し、待機中のトラフィックがあれば、それ
を放棄しなければならない。チャネル打切りメツセージ
は、そのチャネルがあき、オプシ1ンの確認手順ができ
ることを他方のノードに知らせる。この場合、単一モデ
ムの場合は、チャネルがあいたことを制御チャネルを介
して他方のノードに知らせる確認が必要である。
Alternatively to the above procedure, either participating node can also send a channel termination message to the other node. Both participating nodes must immediately terminate using the allocated channel and abandon any pending traffic. The channel abort message informs the other node that the channel is free and available for the option 1 confirmation procedure. In this case, in the case of a single modem, confirmation is required to inform the other node via the control channel that the channel is free.

トークン・パス・プロトコルやC8MA/CDプロトコ
ルなどのプロトコルを使用する複数ノード・ネットワー
クに、割振り可能チャネルが必要なとき、異なる一連の
ステップが実行される。常にそうであったが、こうした
ネットワークはすべて通常ネットワーク・マネージャと
呼ばれる特殊な端末を持つ。これは、ネットワーク、デ
ィレクトリ・サービスなどの管理の責任をもつ。ステッ
プのシーケンスは以下の通りである。
When allocatable channels are needed in a multi-node network using protocols such as the Token Pass protocol or the C8MA/CD protocol, a different set of steps are performed. As always, all such networks usually have a special terminal called a network manager. It is responsible for managing networks, directory services, etc. The sequence of steps is as follows.

1、論理ネットワークのネットワーク・マネージャを含
むノードは、非占有チャネルを見つけると、チャネル割
振り要求パケットと、続いてチャネル割振り応答パケッ
トを、どちらもそのノード0体にアドレスして送る。こ
れは、チャネルを予約し、そのチャネルが占有されてい
ることを他のノードに知らせる効果がある。
1. When a node, including the network manager of a logical network, finds an unoccupied channel, it sends a channel allocation request packet followed by a channel allocation response packet, both addressing that node. This has the effect of reserving a channel and informing other nodes that the channel is occupied.

2、その後に論理ネットワークに参加したいあらゆるノ
ードは、ネットワーク・マネージャにアドレスしてチャ
ネル番号要求パケットを送る。
2. Every node that subsequently wants to join the logical network sends a channel number request packet addressing the network manager.

3、ネットワーク・マネージャは、その論理ネットワー
クに割り振られたチャネルの数字とそのチャネルで使用
されるプロトコルを識別するコードとを含むチャネル番
号応答パケットで応答する。
3. The network manager responds with a channel number response packet containing the number of the channel assigned to that logical network and a code identifying the protocol used on that channel.

4、次に、そのノードは、プロトコルによって設定され
たどんな参加手順でも用いて、割り振られたチャネル上
のネットワークに参加する。その後、同様にして論理ネ
ットワークから離れることができる。
4. The node then joins the network on the allocated channel using whatever joining procedure is set by the protocol. You can then leave the logical network in the same way.

チャネル番号要求パケットは、実際にはチャネル割振り
要求パケットの特殊なケースであり、空のアドレス・フ
ィールドをもつチャネル割振り要求パケットとして実現
することができる。同様に、チャネル番号応答パケット
を、チャネル割振り応答パケットと同じにすることもで
きる。
A channel number request packet is actually a special case of a channel allocation request packet and can be implemented as a channel allocation request packet with an empty address field. Similarly, the channel number response packet may be the same as the channel allocation response packet.

論理ネットワークを閉じたとき、ネットワーク・マネー
ジャを除く論理ネットワーク内のすべての参加ノードが
それを離れると、ネットワーク・マネージャは、それが
適切な場合、それ自体にアドレスされたチャネル解放要
求及び応答フレームを送り、またはチャネル打切りパケ
ットをそれ自体に送り、または単にチャネル解放パケッ
トを同報通信することによって、チャネルを解放するこ
とができる。
When a logical network is closed, and all participating nodes in the logical network except the network manager leave it, the network manager sends channel release request and response frames addressed to itself, if appropriate. A channel can be released by sending a channel termination packet to itself, or by simply broadcasting a channel release packet.

第6図は、本発明による通信ネットワーク上でのチャネ
ル割振りの例の概略図である。この例では、上記のよう
にネットワーク上に100個のノードがあり、それらの
ノードにはOから99までの番号が付けであると仮定す
る。制御チャネルに加えて、現在割り振られていないチ
ャネルと、MAPプロトコル、イーサネット・プロトコ
ルのもとでの通信や2地点間通信を支持するチャネルが
あることに留意されたい。これらのチャネルの割振りは
、上記のようにして(すなわち、制御チャネル上のトー
クン・パス・プロトコルのもとて)行なわれる。第6図
は純粋に概略的なものであり、図示されたチャネルの輻
はその相対的帯域幅を表していないことに留意されたい
。各チャネルの帯域幅は、同じでもよい。同様に、異な
る帯域幅のチャネルを設け、実行すべき通信の帯域幅要
件にしたがってチャネルを割り振ってもよい。これは、
異なる帯域幅の複数のチャネルを事前選択するか、また
はチャネルの帯域幅を動的に決定することによって行な
える。
FIG. 6 is a schematic diagram of an example of channel allocation on a communication network according to the invention. In this example, assume that there are 100 nodes on the network as described above, and that the nodes are numbered from 0 to 99. Note that in addition to control channels, there are currently unallocated channels and channels that support communication under the MAP protocol, Ethernet protocol, and point-to-point communication. Allocation of these channels is done as described above (ie, under the token pass protocol on the control channel). It should be noted that FIG. 6 is purely schematic and the channel congestion shown does not represent its relative bandwidth. The bandwidth of each channel may be the same. Similarly, channels of different bandwidths may be provided and allocated according to the bandwidth requirements of the communications to be carried out. this is,
This can be done by pre-selecting multiple channels of different bandwidths or by dynamically determining the bandwidth of the channels.

以上、本発明による通信ネットワークの特定の例を、産
業用ローカル・Iリア・ネットワーク(LAN)の形で
説明してきた。しかし、本発明は、明らかに衛星通信や
広域ネットワークなど他の環境にも適用できる。したが
って、本発明は、LAN、特に、本明細書で記載したL
ANに限られるものではない。上記の好ましい実施例の
通信媒体は広帯域ケーブルである。しかし、当然のこと
ながら、本発明は、通信媒体を、(たとえば、周波数分
割多重化(FDM)によって)チャネルに分割し、すべ
てのメツセージが、伝送媒体に接続されたすべての受信
者が受は取れるように媒体中に同時通報される、自由空
間を通る電磁気通信や光ファイバ・ケーブルなどの他の
通信媒体を用いる通信ネットワークにも適用できる。
Above, a specific example of a communication network according to the invention has been described in the form of an industrial local network (LAN). However, the invention is clearly applicable to other environments such as satellite communications and wide area networks. Accordingly, the present invention relates to a LAN, particularly the L
It is not limited to AN. The communication medium in the preferred embodiment described above is broadband cable. However, it should be understood that the present invention divides a communication medium into channels (e.g., by frequency division multiplexing (FDM)) such that all messages are received by all receivers connected to the transmission medium. It is also applicable to communication networks using other communication media, such as electromagnetic communication through free space or fiber optic cables, which are broadcast simultaneously into the medium in a manner that allows communication.

本発明の範囲内で上記の通信ネットワークに修正及び追
加を加えることが可能なことを了解されたい。たとえば
、上記の特定の例では、2重モデムを使用し、制御チャ
ネル・プロトコルはIEEE802.4であり、肯定応
答はなく、メッセージ長制限は75バイトに設定されて
いる。しかし、本発明による通信ネットワークの他の例
では、−上記のネットワークの2重モデム・ノードの代
わりに、またはそれに加えて、単一切替え可能モデム・
ノードも使用することができる。
It should be understood that modifications and additions may be made to the communication network described above within the scope of the invention. For example, in the particular example above, dual modems are used, the control channel protocol is IEEE 802.4, there are no acknowledgments, and the message length limit is set to 75 bytes. However, in other examples of communication networks according to the invention - instead of or in addition to the dual modem nodes of the above network, a single switchable modem
Nodes can also be used.

−IEEE802.4によらないトークン・パス・プロ
トコルが制御チャネル上で使用できる。
- Non-IEEE 802.4 token pass protocols can be used on the control channel.

−制御チャネルでのメッセージ長制限を、特定の環境で
の性能が最適化されるように選んで他の値に設定するこ
とができる。
- The message length limit on the control channel can be set to other values chosen to optimize performance in a particular environment.

一非肯定応答メッセージ送信ではなく、肯定応答メツセ
ージ送信を制御チャネルで使用することができる。
Acknowledged messaging can be used on the control channel rather than non-acknowledged message transmission.

要約すると、本発明は次のような通信ネットワークを提
供する。
In summary, the present invention provides a communication network as follows.

一制御チャネルを既存のプロトコルに従うように調整で
きるので、広範な互換性が実現できる(たとえば、上記
のネットワークでは、アーキテクチャの高レベルの層が
O8Iモデルの基準に従っているので、ソフトウェア互
換性を犠牲にする必要はない)。
Broad compatibility can be achieved because one control channel can be tailored to follow existing protocols (e.g., in the network above, higher-level layers of the architecture follow the standards of the O8I model, at the expense of software compatibility). do not have to).

一データのバルク転送が割り振られたチャネルによって
処理され、ネットワークへのアクセスを得て優先順位の
高い短いメツセージを送る過程に干渉しないので、高性
能が達成できる。
High performance is achieved because bulk transfers of data are handled by allocated channels and do not interfere with the process of gaining access to the network and sending short, high-priority messages.

−その性能が、リアル・タイム制御用の物理的に離れた
部分ネットワーク構造を除去できるのに十分なほど高く
、また標準外のプロトコルを使用する機器をネットワー
クに統合させて、トークン・バス動作プロトコルの制御
下に置く機会を提供するので、高度の柔軟性が可能にな
る。
- Its performance is high enough to eliminate physically separate sub-network structures for real-time control, and to integrate devices using non-standard protocols into the network, allowing for token bus operation protocols. provides the opportunity to keep the system under control, allowing for a high degree of flexibility.

−高性能を利用した分散処理の形でネットワークに冗長
性を導入することにより、信頼性と保守容易性を向上さ
せる機会を提供する。
- Provides an opportunity to improve reliability and maintainability by introducing redundancy into the network in the form of distributed processing that takes advantage of high performance.

さらに、本発明による通信システムは、コンピュータ・
ネットワークに割り振られたチャネルだけではなく、ケ
ーブル・システムの総合管理をプロトコルの制御下に置
く可能性を提供する。これは、ビデオ通信や音声通信な
どの非コンピュータ信号を搬送するのにケーブルが必要
な場合に、大きな利点である。こうした目的にチャネル
を永続的に割り振ると、機器が故障した場合に迅速にチ
ャネルを除去することができないが、その代わりに、チ
ャネルを動的に割り振り、ネットワークのノードにより
、または制御コンピュータの制御下で、あるいはその両
方で管理することができる。
Furthermore, the communication system according to the present invention includes a computer
It offers the possibility of bringing the total management of the cable system, not just the channels allocated to the network, under control of the protocol. This is a significant advantage when cables are needed to carry non-computer signals such as video or voice communications. Permanently allocating channels for these purposes does not allow for rapid channel removal in the event of equipment failure; instead, channels can be allocated dynamically, either by a node in the network or under the control of a controlling computer. or both.

本発明に基づく通信ネットワークに設けることのできる
機能を使用する方法には、以下の方法がある。
Methods of using the functionality that can be provided in a communication network according to the invention include the following methods.

一各データ伝送で送信側と意図するすべての受信側との
間でのチャネルの割振りが必要な、制御チャネル上の2
地点間通信。
1 on the control channel, which requires channel allocation between the sender and all intended receivers for each data transmission.
Point-to-point communication.

一個々のチャネル上でそれぞれすべて同じプロトコルを
用いる複数の論理ネットワークを共通伝送媒体上で確立
する、複数ネットワーク構成。
A multiple network configuration that establishes multiple logical networks over a common transmission medium, each using the same protocol on an individual channel.

−個々のチャネル上で異なるプロトコルを用いる複数論
理ネットワークを共通伝送媒体上で確立する、複数プロ
トコル構成。
- A multi-protocol configuration that establishes multiple logical networks using different protocols on individual channels over a common transmission medium.

一以下の目的のための制御チャネル上での短メツセージ
伝送。
Short message transmission on a control channel for the following purposes:

(i)優先順位の高いメツセージの迅速な伝送。(i) Rapid transmission of high priority messages.

(ii )相互ネットワーク通信の手段を提供するため
の、特定の論理サブネットワークに属さない単数または
複数のノードとの通信(これはO3Iのデータ変形機能
を提供するものではなく、シたがって、通信を開始する
アプリケ−シロン・プログラムによる個別処理が必要な
ことに留意されたい)。
(ii) communication with one or more nodes not belonging to a particular logical subnetwork to provide a means of inter-network communication (this does not provide the data transformation functionality of O3I, and therefore communication (Note that separate processing by the application program is required to start the process.)

(iii )ネットワーク管理エージェントとネットワ
ーク・マネージャ間の通信(大半のO8Iは、ネットワ
ーク上の各ノードにネットワーク管理エージェントが必
要である)。
(iii) Communication between network management agents and network managers (most O8Is require a network management agent on each node on the network).

一同時にたとえば論理MAPネットワークの構成要素で
もあるデータ収集機構/配布機構によってアドレスされ
ることが可能なように、単純なセンサまたはアクチュエ
ータをネットワークに接続するための、制御チャネル上
だけで動作する低価格ノードを提供する。
A low cost operating only on the control channel for connecting simple sensors or actuators to the network so that they can be addressed by a data collection/distribution mechanism that is also, for example, a component of a logical MAP network at the same time. Provide a node.

一論理サブネットワーク上のエラーに対処する(たとえ
ば、ノードが「ジャバー」状態、すなわち、ネットワー
ク上で絶えずノイズを送る状態になった場合、ノードを
1つずつ他のチャネルに移動させることにより、障害を
見つけて矯正することができる)。
Dealing with errors on one logical subnetwork (for example, if a node becomes "jabbered", i.e. constantly sending noise on the network, by moving nodes one by one to other channels) (can be found and corrected).

本発明による通信ネットワークの上記の特定の例では、
リングの保守はIEEE802.4に従って行なわれる
。単一の切替え可能モデムをもつノードが割り振りされ
たチャネルを解放するときにトークン・バス・チャネル
に再参加しようとするとき、そのために遅延が生じるこ
とがある。これは、ノードをトークン・バス・チャネル
に付加するために、リング保守中に前後のノードの情報
の更新を行なうためであり、IEEE802.4のもと
でのトークン・リング・サイクル中には発生しない。リ
ングの保守は、長メツセージ及び短メツセージがトーク
ン・バス・チャネル上で送信されていると仮定して、I
EEE802.4に従って最適化される。
In the above specific example of a communication network according to the invention:
Maintenance of the ring is performed according to IEEE 802.4. This can cause a delay when a node with a single switchable modem attempts to rejoin a token bus channel when releasing an allocated channel. This is to update the information of the previous and next nodes during ring maintenance in order to add the node to the token bus channel, and it does not occur during the token ring cycle under IEEE802.4. do not. Ring maintenance is performed by I
Optimized according to EEE 802.4.

本発明によるネットワーク中の限られたメツセージ・パ
ッケージを含むメツセージをもつトークン・バス・チャ
ネルの場合、修正したリング保守方式を採用することに
より、単一の切替え可能モデムをもつノードの性能をさ
らに改良すること力fできる。以下に概略を示す方式を
採用することにより、リング保守動作の間隔を短縮する
ことができる。
For token bus channels with messages containing limited message packages in the network according to the present invention, the performance of nodes with a single switchable modem is further improved by adopting a modified ring maintenance scheme. I can do it. By adopting the scheme outlined below, the interval between ring maintenance operations can be shortened.

この修正された方式の一部として、各ノードitリング
保守(RM)フラグと呼ばれるフラグを維持する。この
フラグは、トークンの最後の一巡中にリング保守が行な
われたかどうかを示す。RMフラグは、リング保守が放
棄ノードによって実行されたときを除き、トークンを放
棄したと釧こりセットされ、リング保守が別のノードに
よって実行されていることが認められたときにセットさ
れる。
As part of this modified scheme, each node maintains a flag called the IT ring maintenance (RM) flag. This flag indicates whether ring maintenance was performed during the last round of tokens. The RM flag is set whenever the token is abandoned, except when ring maintenance is performed by the relinquishing node, and is set when ring maintenance is observed to be performed by another node.

この修正した方式によるリング保守1′!、次の場合に
実行される。
Ring maintenance using this modified method 1'! , is executed in the following cases:

一トークンをバスした後でlスロット時間内に応答がな
い場合(エラー状態)、または −トークンを受は取ったときにRMフラグがセットされ
ない場合。
If there is no response within l slot times after busing one token (error condition), or - If the RM flag is not set when the token is received.

これにより、エラーがない場合、各ノードによってリン
グ保守が順番に実行され、発生間でトークンが一巡する
。その主な0的は、リングに再参加するのにかかる時間
をさらに予測可能にすることである。
This causes ring maintenance to be performed by each node in turn in the absence of errors, with tokens cycling between occurrences. Its main goal is to make the time it takes to rejoin the ring more predictable.

このリング保守方式によって実行される機能は、当業者
には周知のIEEE802.4の「後ノード送信請求」
手順の機能とほぼ同じである。しかし、後ノード送信請
求の手順に加えて1つの追加機能が実行される。それは
、ノードがリングに受は入れられるときに、チャネル状
況表が新たに受は入れられたノードに転送することであ
る。トークンがバスされるのと同じときに、その表を短
メツセージとして新しいノードに送ることができる。
The function performed by this ring maintenance method is the IEEE 802.4 "post-node solicitation" well known to those skilled in the art.
The function is almost the same as that of the procedure. However, one additional function is performed in addition to the post-node solicitation procedure. That is, when a node is admitted to the ring, the channel status table is transferred to the newly admitted node. At the same time that the token is bused, the table can be sent as a short message to the new node.

E3発明の効果 以上のように本発明によれば、複数ノードを有する通信
ネットワークのデータ伝送において、割振り可能チャネ
ル及び割振りを行なう制御チャネルを形成したのでデー
タ伝送の効率化を達成することができた。
E3 Effects of the Invention As described above, according to the present invention, in data transmission in a communication network having multiple nodes, an allocatable channel and a control channel for allocating are formed, so that it is possible to improve the efficiency of data transmission. .

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、トークン・バス通信ネットワーク上のノード
の代表的な構成の概略図である。 第2図は、本発明による通信ネットワークの1例のアー
キテクチャの概略図である。 第3図は、2つのチャネルでの同時伝送用の高性能ネッ
トワーク・ノードの1例のアーキテクチャの概略構成図
である。 第4図は、単一の切替え可能通信アダプタをもつネット
ワーク・ノードのアーキテクチャの概略構成図である。 第5図は、単一の固定チャネルでの伝送用の、低価格ネ
ットワーク・ノードのアーキテクチャの概略構成図であ
る。 第6図は、本発明による通信ネットワークでのチャネル
割振りの1例の概略図である。 1−5・・・・ノード、6・・・・広帯域ケーブル、8
・・・・ヘッド端再変調器。 FIG、 3 FIG、4
FIG. 1 is a schematic diagram of a typical configuration of nodes on a token bus communication network. FIG. 2 is a schematic diagram of the architecture of an example communication network according to the present invention. FIG. 3 is a schematic block diagram of an example architecture of a high performance network node for simultaneous transmission on two channels. FIG. 4 is a schematic block diagram of the architecture of a network node with a single switchable communication adapter. FIG. 5 is a schematic block diagram of the architecture of a low cost network node for transmission on a single fixed channel. FIG. 6 is a schematic diagram of an example of channel allocation in a communication network according to the invention. 1-5...Node, 6...Broadband cable, 8
...Head end remodulator. FIG, 3 FIG, 4

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)複数チャネル通信媒体を介して複数のノード間で
通信を行なう通信ネットワークにおいて、上記ネットワ
ークは上記ノード間におけるデータ通信用の複数の割振
り可能チャネル、および上記ノードの各々に割振り可能
チャネルを割り振るための制御チャネルを含み、少なく
とも1つのチャネルが、限られたメッセージ・パケット
長を持つトークン・パス・プロトコルのもとで動作して
、選択されたメッセージを所定の最大遅延で上記ノード
間を伝送することを特徴とする通信ネットワーク・シス
テム。
(1) In a communication network that performs communication between a plurality of nodes via a multi-channel communication medium, the network allocates a plurality of allocatable channels for data communication between the nodes and an allocatable channel to each of the nodes. at least one channel operating under a token pass protocol with a limited message packet length to transmit selected messages between the nodes with a predetermined maximum delay; A communication network system characterized by:
(2)限られたメッセージ・パケット長を持つトークン
・パス・プロトコルのもとで動作するチャネルは制御チ
ャネルであり、該制御チャネルを介してノード間を転送
されるメッセージ・パケットには各ノードに対する割振
り可能チャネルの割振り情報が含まれることを特徴とす
る特許請求の範囲第1項の通信ネットワーク・システム
(2) A channel that operates under the token pass protocol with a limited message packet length is a control channel, and message packets transferred between nodes via the control channel include The communication network system according to claim 1, characterized in that the communication network system includes allocation information of allocatable channels.
(3)制御チャネルを介してノード間転送がなされるメ
ッセージ・パケットは割振り可能チャネルの割振り情報
とは切り離されたデータ・メッセージを含み、割振り可
能チャネルの割振りを待つ必要なしに該制御チャネルを
介した緊急メッセージのノード間転送を可能としたこと
を特徴とする特許請求の範囲第1項の通信ネットワーク
・システム。
(3) Message packets transferred between nodes via a control channel contain data messages that are separate from allocation information of allocatable channels, and can be transferred via the control channel without having to wait for allocation of allocatable channels. 2. The communication network system according to claim 1, wherein the communication network system enables inter-node transfer of emergency messages.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6167349A (en) * 1984-09-11 1986-04-07 Ricoh Co Ltd Multiple access communication system
JPS62120748A (en) * 1985-11-20 1987-06-02 Ricoh Co Ltd Multiplex access communication system

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6167349A (en) * 1984-09-11 1986-04-07 Ricoh Co Ltd Multiple access communication system
JPS62120748A (en) * 1985-11-20 1987-06-02 Ricoh Co Ltd Multiplex access communication system

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