JPH0619820A

JPH0619820A - データ処理ネットワーク

Info

Publication number: JPH0619820A
Application number: JP3229779A
Authority: JP
Inventors: Ponsard Benoit; ポンサルドブノワ
Original assignee: CENTRE NAT ETD TELECOMM; Centre National dEtudes des Telecommunications CNET
Current assignee: CENTRE NAT ETD TELECOMM; France Telecom R&D SA
Priority date: 1990-08-16
Filing date: 1991-08-16
Publication date: 1994-01-28
Also published as: FR2665967A1; FR2665967B1; EP0471633A1

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】ステーション間の通信所要時間が非常に短い
データ変換を可能とする。【構成】このネットワークには２つの平行なしかも分
離した伝送メディアがあり、それぞれはリング内でルー
プをなしており、しかもそのメディアのそれぞれの中で
前記ステーションのそれぞれが割込み内にそう入されて
おり、前記伝送メディアの１番目のメディアは書込み用
リングを構成しており、そのリングの上に前記ステーシ
ョンがメッセージを送り、更に前記伝送メディアの２番
目のメディアは読取り用リングを構成しており、そのリ
ングの上に前記ステーションがアドレスを指定するメッ
セージを読取る。前記メディアの１つの中の割込みと、
ステーションの故障の両方または一方が生ずる時、ネッ
トワークは折り返されたリング内で再構成される。ルー
プ用ステーションは好都合なことに前記読取り用リング
の上に前記書込み用リングの前記メッセージの完全再送
を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明の分野は、データ処理ステ
ーション又はノードの相互接続を可能にする、データ処
理ネットワークのものである。更に詳細には、本発明
は、送信ステーションと受信ステーションとの間のメッ
セージの伝達又は経路に対して非常に短かい時間を有す
る、非常に高ビット速度でデータ交換が可能なデータ処
理ネットワークに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動化オフィス用途の交通及びビット速
度条件に顕著に適用されたシステムの最初の作成に続い
て、ローカルネットワークはより高度の、より時間によ
って強要されているシステムに必要となっている。

【０００３】このことは工業システムにおけるネットワ
ークに特に当てはまるもので、乗物に乗っているシステ
ムを含むネットワークでは尚更そうである。例えば、警
報や指令メッセージの交換をひどく必要とする宇宙船上
のシステムがそうである。このような用途に関しては、
伝送時間が極めて重要なことは明かである。それらは数
μｓより大きくないことが望ましく、ビット速度は毎秒
当り１ギガビットの程度でなければならない。

【０００４】こういった非常に短かい伝送時間は、少く
ともその下層が関係する限り、ネットワークのトポロジ
ーとこのネットワーク及びステーションに対するアクセ
スプロトコルの両方について、極めて多くの束縛を課す
ることになる。本発明は従ってデータ処理ネットワーク
に関するが、またこのネットワークにそう入されるステ
ーション及びこのネットワークに対するアクセスプロト
コルにも関係する。

【０００５】その上、工業ネットワークや乗物上のネッ
トワークは信頼性がなければならない。実際例えば航空
機において、警告メッセージの伝達は、二つのステーシ
ョン間のリンクにおける破壊又は一つのステーションの
停止といった故障があるときでも、どんな環境のもとで
も明かに阻止されてはならない。従ってこれらのネット
ワークは、故障の場合も再構成できることが望ましい。
本発明はまた、コンピュータネットワークの再構成の方
法及び接続方法にも関係している。

【０００６】トークン使用の１００Ｍビット／ｓのビッ
ト速度を有するネットワークである、既知のＦＤＤＩ
（ファイバ分散データインタフェース）が既に存在して
いる。このネットワークは、ＩＥＥＥの通信雑誌、第２
４巻第２５号、１９８６年５月、ＦｌｏｙｄＥ．Ｒｏ
ｓｓによる論文「ＦＤＤＩ−指導書」の中に顕著に表記
してある。それは二つの反対方向に回転しているリン
グ、すなわち反対方向の情報の流れを有するリングに基
づいており、故障の際図１に示すようにループとなる単
一リングに再構成できる。

【０００７】もっと詳しく言えば、図１は、二つの互い
に反対方向に廻転しているリング１１及び１２を有す
る、既知のこの種のネットワークを示す。通常動作で
は、二つのリング１１と１２は、全く独立している。ス
テーション１４Ａから１４Ｆまでのそれぞれは、各々の
リングの所で入力において受取るデータのコピーを、出
力で作る。

【０００８】リングの一つにおける妨害１４が、その両
側の１３Ａと１３Ｆのステーションによって検出される
と、これらのステーションはリング１１上のデータを送
信すること（ステーション１３Ｆ）及び受信すること
（ステーション１３Ａ）を止め、リング１１をリング１
２につなぐ（１５Ａ及び１５Ｂ）。このようにして、リ
ングはもはや事実上各リング１１，１２の長さの２倍で
ある長さをもった、単一の折れ曲りリング以外のものを
含まない。妨害にも関らず、ステーション１３Ａから１
３Ｆまではこうして全て相互接続されたままでいる。

【０００９】このような対向して回転しているリングネ
ットワークの再構成については、ＥＦＯＣ／ＬＡＮ８
８；２９−０６／０１−０７−８８、Ｅ．Ａ．Ｚｕｒｆ
ｌｕｈ等による論文「ファイバによるＬＡＮに対する自
動構成」に詳しく記述してある。

【００１０】従ってこのようなネットワークは、リンク
又はステーションの故障をうまく処理できるから、頑丈
性という価値ある特性を持っている。ただし、その基本
的構成により二種類の欠点がある。第二のリングについ
ては、・故障の場合にのみ使用される単純待期リングである
か、第一のリングと同一のリングであるかに関らず、二
つのステーション間の通信はリングのどちらかについて
区別なく、例えばその使用可能性により起る。

【００１１】前者の場合、二つのリングの中の片方は通
常の動作では使用しないから、欠点は明かに使用できる
資源の利用度が低いことである。

【００１２】後者の場合、二つのリングの欠点は、それ
らが競合の状態にあることである。各ステーションは従
って、例えば二つの矛盾した指令が同時に受信されたと
き、恒久的に二つの異った対話を扱い、衝突状況を避け
なければならない。このことはステーションの複雑さを
増す結果となり、各ステーションでの横断時間を長く
し、総合伝送時間の損失に至る。

【００１３】メッセージの伝送にかかるこの時間は伝送
媒質のビット速度のみならず、ネットワークへのアクセ
スのプロトコルに依存し、中でも出力において、入力で
受信されたデータの迅速なコピーを作る各ステーション
の容量による、ということを頭においておかなくてはな
らない。従って、例えば１Ｇｂｉｔ／ｓで光ファイバ３
００ｍに沿った純粋な伝播にかかる１．５μｓに、ステ
ーション当り横断時間１μｓを加える必要があることは
異常ではない。

【００１４】

【発明の要約】本発明の目的は明かに以上のそれぞれ異
る欠点を克服することである。

【００１５】更に詳細に言えば本発明の目的は、非常に
高いビット速度を有するデータ処理ネットワークと、二
ステーション間のデータ伝送の時間の減少とを提供する
ことである。このメッセージ伝達時間をへらすという一
般的ゴールは、工業的及び乗物上のシステムに使用され
る新しいネットワークの要望に対応している。

【００１６】本発明の別の目的は正当なトポロジー、す
なわち各ステーションにネットワークへの同等のアクセ
ス権を与えるようなトポロジーを有する、このようなネ
ットワークを提供することである。それは、あるネット
ワークでは、そして明かにループ化されない伝送媒質を
使ったネットワークでは、あるステーション、例えば端
に近いステーションは有利な処理を得るからである。こ
れに対して本発明に基づくネットワークでは、すべての
ステーションはアクセス権に関しては等しい状態を持っ
ている。

【００１７】本発明のまた別の目的は、このような種々
の形式の誤動作に直面して信頼性のあるネットワークを
提供することである。従って本発明に基づくネットワー
クは再構成できる構造を持っていて、あるステーション
又はリンクの故障をうまく処理することを可能にする。
従って本発明の補助的目的は、誤動作の場合にネットワ
ークの再構成の方法を提供することでもある。

【００１８】本発明の更に別の目的は、その配置が受信
したメッセージの除去に対する簡単な機構を可能とする
ような、ネットワークを提供することである。送信した
メッセージはネットワーク上を数回も廻ったりしてはな
らないからである。従ってこのメッセージは行先のステ
ーションで受信された後は消滅させなければならない。
原則として、この消滅はメッセージがネットワーク上を
完全に一回転した後、行先ステーション又は送信元ステ
ーションが行う。ネットワークがループ作り媒質に基づ
いているならば、メッセージの消去は各ステーションで
の特別の解析を必要とし、各ステーションでの横断時間
を必然的に長くする。対照的に、開放トポロジーのネッ
トワーク、すなわちループを作らないトポロジーネット
ワークの場合は、メッセージはネットワークの各端で自
動的に消去することができる。

【００１９】従って、このようなネットワークでは、閉
トポロジー又はループ化ネットワークのステーションを
等しく取扱うという長所と、開放トポロジーネットワー
クの簡単化したメッセージ消去法という長所とを組合せ
ることが、本発明の特別の目的である。

【００２０】本発明のまた別の目的は、メッセージを放
送する（ばらまく）ことができるようなネットワークを
提供することである。換言すれば、このようなネットワ
ークは、あるネットワーク中の数個のステーションに向
って、唯一つのメッセージを送ることができ、又はこの
ネットワークに存在するすべてのステーションに向って
送ることができる。

【００２１】本発明の別の目的は、既知のアクセスプロ
トコルの大抵、特に優先度予約トークンプロトコル、タ
イミングトークンのプロトコル及びスロット区分プロト
コル、を実施することのできるようなネットワークを提
供することである。

【００２２】本発明の追加目的は、従ってこのようなネ
ットワークに適した数個のプロトコルを提供することで
ある。本発明の特別の目的は、本発明のネットワークの
特性に関連して、スロットの管理が簡単化されるような
スロット区分アクセスプロトコルを提供することであ
る。

【００２３】本発明の別の目的は、スロット区分アクセ
スプロトコルの、既知の種類の適用を提供することであ
って、これらスロットの解除機構を簡単化する。

【００２４】本発明の他の目的は、そのようなネットワ
ークに適用されるデータ処理ステーションを提供するこ
とである。

【００２５】特に本発明の一つの目的は、横断時間が大
きく減少させられたこのようなステーションを提供する
ことである。特に、本発明の目的は下層が簡単化された
このようなステーションを用意することにある。

【００２６】以上のような数々の目的は、今後現れるそ
の他の目的と共に、少くとも二つのデータ処理ステーシ
ョンの相互接続によって、上記ステーション間の通信を
非常に速いビット速度で行うよう設定することができ
る、データ処理ネットワークによって本発明に基づき達
成され、こ
のネットワークは二つの並行した別個の伝送媒質から成
り、それぞれリング状にループ接続され、それぞれにお
いて上記ステーションの各々が妨害に投込まれ、上記第
一の伝送媒質は書込みリングを形成し、その上で上記ス
テーションがそのメッセージを送信し、上記第二の伝送
媒質は読出しリングを形成し、その上で上記ステーショ
ンは自らに宛てられたメッセージを読取るもので、上記
読出し及び書込みリングは情報の流れの方向が互いに逆
方向回転であり、上記ネットワークはまた、少くとも上
記媒質の一つにおける妨害、又は上記ステーションの中
の少くとも一つにおける機能障害、又はその両方が検出
されたとき、ただ一つの折れ曲りリングを有するネット
ワークへと再構成する手段をも含んでいる。

【００２７】従ってこのネットワークは標準的な二重対
向回転リングのトポロジーネットワークから誘導される
のであって、そこから頑丈性という特徴（すなわち誤動
作の場合の再構成の可能性）及び同等処理（本質的にあ
るステーションが有利ということがない）という特徴が
得られる。

【００２８】二つの部分、すなわち書込み部分と読出し
部分、を区別するという事実により、ステーションの下
層を簡単化することが可能となる。特に、読出しリング
内を流れるデータには何らステーションの作用がない。
従ってステーションは前以て解析することなくデータを
整然とコピーし、メッセージ伝達の速度を向上すること
ができる。

【００２９】有利なことに、前記読出しリングを形成す
る第一の媒質はまた、前記ネットワークへのアクセス権
に対応する情報をも運ぶ。

【００３０】従ってこのトポロジーでは、次の点で等価
であるＦＤＤＩネットワークとは異り、その接続は特別
の目的に適合させることができる。・書込みリングで
は、ステーションはアクセス権を獲得し、そのメッセー
ジを送り、それからアクセス権を解放する。・読出し
リングでは、ステーションは受取るべきデータだけを読
取ることができる。

【００３１】都合の良いことに、本ネットワークは、前
記書込みリングの前記メッセージを前記読出しリングに
完全に再伝送するループ化ステーション、及びステーシ
ョンの出力において、前記リングの各々の一つのステー
ションの入力で受信された情報を、系統的にコピーする
ことにより上記リングの連続性を与える少くとも一つの
レピータステーションを含んでいる。

【００３２】このようにして、読出しネットワーク上の
どのステーションから送られたデータ要素も、読出しネ
ットワーク上のループ化ステーションでコピーされ、こ
のネットワークで行先ステーションによって読出され
る。

【００３３】ステーションの出力において、その入力で
受信した前記アクセス権に対応する情報をコピーするこ
とにより、前記ループ化ステーションは前記書込みリン
グ上で、前記アクセス権の連続性に備えることが好まし
い。

【００３４】換言すれば、ある妨害が起きたときにあら
ゆるステーションが両リングでそう入され、その連続性
に備えるのである。ネットワークをループにつないだ一
つのステーションだけが、特別の動作モードを持ってい
る。即ち・書込みリングでは、アクセスプロトコルの対応する
制御分野を遂行することでアクセス権の連続性に全面的
に備える。・読出しリングでは、書込みリングによって到着して
いる二つの流れの完全な再伝送に備える。

【００３５】有利なことに、前記ループ化ステーション
は、自らが読出しリングで受信する情報の系統的な消去
を実行する。

【００３６】読出しリングの端で受信した情報要素は、
（媒質からメッセージを自然に取去ることにより）この
ループ化ステーションが無視する。従って、メッセージ
は読出しリングを一回完全に周回した後、自動的に消去
される。各ステーションでこの消去を管理する必要はな
い。

【００３７】このようなネットワークにそう入すること
のできるデータ処理ステーションは以下のものを含む。・前記読出しリングに対する送受信装置一対。・前記書込みリングに対する送受信装置一対。・前記ネットワークへのアクセスプロトコルに対して
一定稼働している植物的生命のエンティティ。・接続の管理用エンティティ。・データメッセージの送受信を管理するエンティテ
ィ。

【００３８】具合の良いことには、上記の送受信装置の
対は速度回復手段と近時間弾力性バッファレジスタを持
っている。

【００３９】各ステーションでのデータ損失を防ぐた
め、弾力性のあるバッファレジスタがそこにそう入され
て、各ステーションの局部クロック間に現れるおそれの
ある周波数の僅かの差を補償するようにする。

【００４０】提案する本発明の実施例では、このような
ステーションは次の六つの安定状態の少くともあるもの
を仮定することができる。・連続性が確保されている前記ネットワークから完全
に絶縁されている、バイパスされたステーション。・そのステーションの送受信装置が前記ネットワーク
に接続されているが、何ら首尾一貫した情報を受信して
いない、そう入ステーション。・前記読出しリングについてのみの首尾一貫した情報
を受信している先頭ステーション。・前記書込みリングについては全面的に首尾一貫した
情報を受信し、前記読出しリングについては上記首尾一
貫した情報をコピーしている後尾ステーション。・両リングについて首尾一貫した情報を受信し、上記
情報の系統的な遷移に備えている、中継ステーション。・前記書込みリングについてはアクセス権情報を、ま
た前記読出しリングについてはデータ情報をコピーして
いる、ループ化ステーション。

【００４１】これらの六つの状態は物理層についてのみ
関係していることは明かである。その上これら六つの安
定状態に加えて、ここに指定していないある種の過渡的
中間状態が、ネットワークの接続の展開の途中で現れる
ことがあることを念頭におくべきである。

【００４２】このようなステーションを本発明に基づい
てデータ処理ネットワークに接続する有利な方法は次の
各ステップから成る。・前記バイパスされたステーション状態において、前
記ステーションに対して内部的な試験の遂行。・上記バイパスされたステーション状態から前記そう
入されたステーション状態への移行、及び前記書込みリ
ング上での試験メッセージの伝送。・前記ステーションがそう入されたステーション状態
にあって前記書込みリングで試験メッセージを受信する
場合は、後尾ステーション状態への移行。・上記ステーションがそう入されたステーション状態
にあって前記読出しリングで試験メッセージを受信する
場合は、先頭ステーション状態への移行。・上記ステーションが後尾ステーション状態にあって
上記読出しリングで試験メッセージを受信する場合は、
中継ステーション状態への移行。・上記ステーションが先頭ステーション状態にあって
上記書込みリングで試験メッセージを受信する場合は、
中継ステーション状態への移行。・上記ステーションが後尾ステーション状態にあっ
て、上記書込みリングで既に送った試験メッセージを受
信する場合は、ループ化ステーション状態への移行。

【００４３】換言すれば、各ステーションはネットワー
クにそう入されて了った後は、それに続くステーション
と、及びネットワーク中で先行しているステーション
と、接触しようとする。従ってそれは一つの先頭ステー
ションと一つの後尾ステーションから成る、折れ曲りリ
ングのサブネットワークによって形成される。ステーシ
ョンが動作に入るにつれて、且つ入るとき、一つ又は複
数のサブネットワークが成長し、合併する。すべてのス
テーションがネットワークにそう入されるときに、後尾
ステーションはループ化ステーションとなり、ネットワ
ークは上記の方法で作動する。

【００４４】本発明はまた誤動作の場合のネットワーク
の再構成の方法にも関係している。

【００４５】前記読出し又は書込みリングの一つで妨害
が検出されたとき、前記ネットワークは一つの先頭ステ
ーションと一つの後尾ステーションとがあるただ一つの
折れ曲りリングを有するネットワークに変換され、他の
ステーションは中継ステーションとなる利点がある。

【００４６】誤動作の場合、従ってネットワークはいわ
ゆる折れ曲りリング構成となる。それ故、誤動作にも関
らず、各ステーションは他のすべてのステーションにア
クセスできる。二つの読出し及び書込みリングの各々は
そこでその特定の性質を一時的に失い、リングはすべて
のデータを運ぶ唯一つの媒質以外はもはや所有しない。

【００４７】上記ステーションの一つが書込みリングに
対するその受信装置に関する活動の停止によって、上記
書込みリングにおける妨害を検出したときは、上記ステ
ーションは次の動作を遂行することが望ましい。・先頭ステーション状態へ移行する。・上記読出しリングでのデータ伝送を停止し、書込み
リング上の上記ステーションからラインの上流にあるス
テーションを、後尾ステーション状態へ移行させる。・他のすべてのステーションを中継ステーション状態
へ移行させるメッセージを送る。

【００４８】同様にして、上記ステーションの一つが読
出しリングに対するその受信装置に関する活動の停止に
よって、上記読出しリングでの妨害を検出したときは、
上記ステーションは次の動作を遂行する。・後尾ステーション状態への移行。・書込みリング上の上記ステーションからラインの下
流にあるステーションに向ってメッセージを送る。

【００４９】上記ラインの下流のステーションは上記メ
ッセージを受信したとき以下の動作を遂行する。・先頭ステーション状態へ移行。・他のすべてのステーションを中継ステーション状態
へ移行させるメッセージを送る。

【００５０】この再構成の方法は上記リングの一つのみ
ならず両方のリングに同時に起った妨害をも、うまく処
理することができるようにするのみならず、どんな特定
のステーションにおける故障も同様にするという事を記
憶すべきである。

【００５１】誤動作が修復され終るとすぐ、ネットワー
クは２リング構成を再開するという利点がある。従っ
て、前記ネットワークがただ一つの折れ曲りリングとし
て構成されているとき、及び上記ネットワークの後尾ス
テーションが前記読出しリングに対するその受信装置で
試験メッセージを受信するときは、上記ステーションは
先づ中継ステーション状態になり、それから前記書込み
リングで自らが送ったメッセージを受信するときループ
化ステーション状態になる。

【００５２】本発明のネットワークは大抵の既知のアク
セスプロトコルにより使うことができる。

【００５３】優先度予約を有するトークンプロトコルを
使用することは明かに可能である。この場合は、上記ト
ークン及び上記ステーションのそれぞれが受信した各メ
ッセージのプリアンブルは、上記書込みリングで系統的
にコピーされる。

【００５４】時間を合せたトークンアクセスプロトコル
を用いることも可能であり、上記トークンの回転時間の
協議は次の各ステップから成る。・上記ステーションの一つによる、上記トークンの回
転時間の協議を要求する、上記ループ化ステーションへ
の第一のメッセージの送出。・上記ループ化ステーションが上記第一のメッセージ
を受信したとき、他のすべてのステーションへの第二の
メッセージの上記ループ化ステーションによる送出。・上記第二のメッセージを受信したとき、上記回転時
間の必要性を指定するメッセージの、上記他のステーシ
ョンのそれぞれによる送出。・上記読出しリングに流入するすべてのメッセージの
吟味による、上記各ステーションに対する上記回転時間
に関する最大の必要性を有するステーションの決定。・自身で送った上記第二のメッセージを上記ループ化
ステーションが受信したとき、上記回転時間に対して最
高の必要性を有するステーションの、上記ループ化ステ
ーションによる決定。次いで上記ネットワークを動作に
再び入れるように新しいトークンの解放。

【００５５】別の期待できるプロトコルはスロット区分
プロトコルであって、上記スロットのそれぞれは少くと
も制御フラッグが０の状態か詰っている状態かを指定す
るような制御フラッグを持っており、上記フラッグが０
の状態を示すとき上記スロットの一つに上記ステーショ
ンのそれぞれがメッセージを送ることができ、上記ステ
ーションが上記フラッグを詰った状態に切換え、上記書
込みリング上で上記スロットのプリアンブルを受信した
際に、上記フラッグを再び０の状態に切換え、上記プリ
アンブルは上記書込みリング上で完全１回転を終了して
いる。

【００５６】都合の良いことに、後者においては、上記
書込みリング上を周回している上記スロットは、次の三
つの状態の一つをとることができる。・データ伝送が可能な０の状態。・データを運んでいる詰っている（１）の状態。・データを運んではいないが伝送可能でもない、阻止
状態。また上記スロットの一つの使用は次のステップから成
る。・０の状態で受信された上記スロットにおける送信ス
テーションが伝送すべきデータの書込み、及び上記スロ
ットの状態を詰った状態に切換えること。・上記書込みリングの詰った状態にある上記スロット
の上記ループ化ステーションによる、上記読出しリング
でのコピー、及び上記書込みリングの阻止状態の送出。・阻止状態で受信されたあるスロットの状態の、上記
送信ステーションによる０の状態への切換え。

【００５７】これは、ＡＣＭの０−８９７９１−２５４
−３／８８／０００５／００３７、１９８８年、 pp.３
７〜４６のＭ．Ｚａｆｉｒｏｖｉｃ−Ｖｕｋｏｔｉｃ，
Ｉ．Ｇ．Ｍ．Ｎｉｅｍｅｇｅｅｒｓによって、「ＨＳＬ
ＡＮのスロット区分リングプロトコルの性能モデル化」
に述べている、ＣＦＲＶとして知られているアクセスプ
ロトコルの、本発明のネットワークへの発明的適用であ
る。

【００５８】本実施例では、ループ化ステーションは従
ってスロット発生器の役割を演じ、読出しバスの終りに
全スロットを自動的に消去する。三つの状態のあるスロ
ットの管理は、ネットワークへのアクセスに関して等し
い取扱いの必要を満し、決定時間を制限する。

【００５９】本発明はまたこれらのアクセスプロトコル
の三状態のスロットの管理への適用に関係しており、こ
れらのスロットのプリアンブルの簡単化を可能とし、従
ってネットワーク及び各ステーションでの横断時間の全
負荷における減少を可能としている。

【００６０】このためネットワークへアクセスする各ス
テーションはスロット解放カウンタを管理するが、上記
カウンタは上記ステーションが詰っている状態にあるス
ロットを送り出す度に歩進増加され、また上記カウンタ
がしっかり正の値を持っている限り、阻止状態において
スロットを受取る度に歩進減少させられる。また阻止状
態で受信された上記スロットは次に０の状態で再伝送さ
れる。

【００６１】阻止されたスロットが送信ステーションに
属するという表記は無い。何故ならば、スロットの解放
は、解放すべきスロットの空でないカウンタを持ってい
る最初に出会したステーションによって行われるからで
ある。従ってこれは、あるステーションが解放した各ス
ロットに同一のステーションが以前に送った詰った状態
のスロットが対応するものの、送りこんだ詰った状態の
スロットと、こうして解放されたスロットとの間に厳密
な対応がないと言う、自由フィールド解放である。この
機構は特に、スロットのプリアンブルを簡単化し、阻止
されたスロットはどんな行先アドレスも運ばないことを
可能とするのである。

【００６２】

【実施例】この発明のデータ処理ネットワークにより、
非常に高速のビットレートおよび非常に短いコンベヤ時
間でステーション間をデータが交換される。例えば、こ
のデータ処理ネットワークは宇宙船で使用することがで
き、特に全体のコンベヤ時間を数μｓ未満で数１００ビ
ットの警報メッセージを伝える。

【００６３】情報にこのフローを行うためには、好都合
なことに１Ｇｂｐｓのネットワークが使用できる。

【００６４】以下では、いかに短いコンベヤ時間でステ
ーションの低い層に対し命令により拘束させるか、更に
は選択された形状とアクセスのプロトコルに対してもい
かに短いコンベヤ時間で命令により拘束させるかを示
す。

【００６５】図２にはこの発明によるデータ処理ネット
ワークを示している。このネットワークの形状は、以下
ではオープンリング形状と呼ぶが、この形状は標準的な
カウンターローティング２重リング形状から導かれ、し
かもこの形状から故障の時には機器を再構成することに
よりネットワークの耐久性が得られるが、更にネットワ
ーク自体は特別なものではないので処理の均一性が得ら
れる。更に、このネットワークは高速のビットレートに
対しステーションを簡易にすること、特にメッセージを
受信後に移動させるのにとても好都合である。以下のこ
とから判るように、用語“オープンリング形状”が特に
基づいているのは、この発明がリング状の形をした、し
かも既知のリングのような環状でない２つのメディアに
事実上よっているからである。

【００６６】この新しいネットワークの形状には２つの
異なった平行リング２１，２２があり、それぞれ２３Ａ
から２３Ｆまでのデータ処理ステーションが接続されて
いる。

【００６７】既知のカウンターローティングリングの形
状の場合と異なり２１と２２の２つのリングには特別な
役割りがある。より詳細にはオープンリングネットワー
クには第１に書込み用リング２１があり、そのリングの
上でステーション２３Ａと２３Ｂはネットワークに対し
アクセスの権利を獲得しメッセージを送り、しかもアク
セスの権利を解放するが、更に第２に読取り用リング２
２があり、そのリングの上でステーション２３Ａから２
３Ｆは受け取ったデータを読取ることだけができる。

【００６８】２３Ａから２３Ｆまでのステーションはそ
れ故読取り用リング２２に対して受動的であり、その上
でこれらのステーションは動作できない。これにより、
このリングに対するステーションでは交さ時間をかなり
減少させることができる。

【００６９】書込み用リング２１により送られるデータ
を読取り用リング２２に運ぶため、ループ用ステーショ
ンと呼ばれる１つのステーション２３Ａはネットワーク
をループにする。このステーションによりバイナリーフ
ローの読取り用リング２２の上に完全な再送出（２７）
が与えられるが、この読取り用リング２２は書込み用リ
ング２１とくっついている。更に、書込み用リングの上
には連続したアクセスの権利（２８）があるが、それは
プロトコルに対応した制御フィールドを完全にコピーす
ることにより行われる。

【００７０】２３Ｂから２３Ｆのステーションのそれぞ
れは両方のリングをさえぎるようにそう入されており、
全てのデータをシステム的にコピーすることにより連続
している。

【００７１】オープンリングの形状により接続されたス
テーションは、書込み用バス２１により自然に方向付け
られていることが判る。このように、ステーション２３
Ｂには上部２４と下部２５があり、それらは書込み用バ
ス２１の上の情報の流れの方向により決められる。

【００７２】標準的なローカルネットワークでは、プロ
トコル情報のエレメント（トークン、予約フィールド、
フリー／ビジービット）は送られるデータと同じ速さ
で、更に同じ経路で流れる。これがオープンリングの形
状で違うのは、ループ用ステーション２３Ａが異なる２
つのタイプの情報を処理するからである。上部からのバ
イナリーフロー読取り用の読取りリング２１は下部の読
取り用リング２２の上に完全にコピーされる。これによ
り、ステーションはデータを読取るが、プロトコルフィ
ールドは無視される。

【００７３】更に、プロトコルフィールドはループ用ス
テーション２３Ａにより書込み用リング２１の上に直接
コピーされる。このように、これらのフィールドはルー
プ用ステーションにより閉じられた現実のリングの上を
流れるが、データは折り返された“ヘアピン”の上を流
れる。

【００７４】この形状により、アクセスに対して均一な
処理が与えられるが、それはプロトコル情報のエレメン
トがリングの中を流れ、同時にデータがオープンメディ
アを流れるように、リング２２の端２６でメッセージが
自然に取除かれるからである。

【００７５】周知のクローズ形状ネットワーク、すなわ
ちネットワークがループした形状の場合、送られるデー
タのエレメントはステーションにより命令的に取り消さ
れるため、そのステーションでは混雑、すなわち多様な
受信がある。これにより、各ステーションに特殊なメカ
ニズムが命令され、これらのステーションでは交さ時間
が増加する。この発明によるネットワークでは、これと
は対照に、データは読取り用リング２２の端２６におい
てループ用ステーション２３Ａにより自動的に取り除か
れるが、その前に作られたデータのエレメントはこのリ
ングの１つの完全な環の上にある。

【００７６】メッセージの簡単な除去、及びアクセスの
均一処理、または耐久性の特性の他に、以下に説明する
ようにオープン形状には他の多くの利点がある。

【００７７】とりわけ、スロットリングの場合には長さ
をマッチングさせる必要がない。この場合は、付加的な
遅延エレメントをループ内に導入する必要が常に生ずる
ので、その役割りはスロットの数、すなわち全ての数を
リング内に含ませることである。この付加的な遅延の長
さは多くても１スロットの長さに等しい。各ステーショ
ンにはこの機能を満たすことができるようにする必要が
あるので、数１００ビットの高速メモリにはその機能を
加える必要がある。各ステーションにこの高価なエレメ
ントを使用するかわり、オープンリングの形状にはリン
グを閉じるため浅いバッファレジスタが必要となる。実
際、このレジスタは読取り用リングの２つの端の中で、
アクセスする権利の制御フィールドのみ移し、それ故長
さが一定となる。

【００７８】更に、２つのリングが１つの同一のステー
ションに対しデータを同時に送るカウンターローティン
グリングを有した周知のネットワークの場合と異なり、
処理されるデータの流れは１つである。これらのステー
ションの動作がそれ故簡単であるのは、とりわけ食い違
いの状況が生ずる危険がなく、更に各ステーションの論
理回路が各アクセス（書込みまたは読取り）に最適であ
るからである。

【００７９】緊急のメッセージがローカルネットワーク
を通る必要がある時はステーションの交さ時間を制限す
ることが重要である。この発明によるオープンリングの
形状ではＭＡＣ（メディアアクセス制御）層の機能は２
つのリングで異なっている：アクセスの権利の管理と、
読取り用リングの上でメッセージを除いた書込み用リン
グのメッセージの伝送。この機能を分離することは高速
ＭＡＣ層を作るうえで大切である。

【００８０】用語“ＭＡＣ層”は通信を管理するため、
各ステーションでロードされるモジュールを特に示して
いる。ＭＡＣ層の役割についてより詳細には、１９８４
年，ＩＳＢＮ０−０２−４１５４６０−１，Ｍａｃｍ
ｉｌｌａｎＰｕｂｌｉｓｈｉｎｇＣｏｍｐａｎｙの
Ｗ．Ｓｔａｌｌｉｎｇｓ著“ＬｏｃａｌＡｒｅａＮｅ
ｔｗｏｒｋ：ＡｎＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ”５章を
参照することが好ましい。

【００８１】次に、オープンの形状により典型的なロー
カルネットワークの放送の特徴が保たれる。メッセージ
が一旦送られると、ループ用ステーション１３Ａにより
読取り用リング１２の中に全てコピーされ、１３Ｂから
１３Ｆまでの全てのステーションを通過する。このよう
に送られた単一メッセージには全てのステーション、す
なわちいくつかのメッセージを送るソースステーション
のみを有した装置（グループアドレス）に放送される情
報がある。

【００８２】どのようにネットワークが組み立てられて
いるか特別詳細に入らなくても、オープンリングネット
ワークに接続されたステーションの低い層の構造につい
て概略の説明を与えることが可能である。図３に示すよ
うに、５つのエンティティ（entity）のあることが判
る。次のものを区別することができる。１２つの送信機（３１，３３）／受信機（３２，３
４）の組で、この組により点対点の伝送の基本的な機能
が満たされる（レベリング（levelling ）、クロック抽
出、エラステックプリージオクロナス（plesiochronou
s）バッファ、デコーデング−非連続、エンコーデング
−連続、伝送）；２ベジティティブ（vegetative）ライフエンティティ
３５であり、アクセスプロトコルに一定の効率を与え
る。全てのステーションにはこれらのエンティティの１
つがあるが、ネットワーク上では１つのみが動く：これ
はループ用ステーションである。例えば、プロトコルが
スロットプロトコルならば、ベジテイティブライフエン
ティティは連続して、空、充填、予約スロット等を作る
が、それは書込み用リングの上部で受けるスロットによ
り区分される。トークンプロトコルの場合、トークンの
形式と管理が与えられる；３ＭＡＣエンティティ３７であり、プロトコルにより
与えられるアクセスのアベイラビリティの関数としてデ
ータメッセージの送信と受信を管理する。

【００８３】異なる役割を備えたリングを２つ有するこ
とにより、送信と受信の組み（３１，３２）および（３
３，３４）を限定することができることに注意する必要
がある。これにより容易性が増し、それ故各ステーショ
ンでの交さ時間が短くなる。

【００８４】ディジタル情報の伝送には常に同期が伴
う：送信ステーションは基準時間（クロック）を有して
データを送信する。受信ステーションは情報のエレメン
トの到着の時を知る必要がありそれらをメモリに蓄積す
る。

【００８５】ネットワークの動作を効率的にするため、
各ステーションには受信用のクロックと送信用のクロッ
クがある。ビットレベルでネットワーク全体の同期を取
るため、エラスティックプリージオクロナスバッフ
ァが各送信−受信の組（３１，３２），（３３，３４）
に使用される。

【００８６】このように各ステーションには、ローカル
の送信用クロックがある。データのあらゆる損失を防ぐ
ため、エラスティックレジスタが挿入されている。この
エラスティックレジスタは受信用クロックと、ローカル
再送用クロックの周波数の僅かな違いを補償するように
充填または空にされる。

【００８７】この方法は高速のビットレートでは非常に
難かしくなるが、各ステーションにおいて次々にクロッ
クを再生する必要が特にないという利点を有している。

【００８８】すでに述べたこの発明によるステーション
を構成するエレメントと、各ステーションの接続又は構
成の状況を次に述べる。

【００８９】ネットワークに対するステーションの接続
の状況に関して、このステーションのメディアの状況と
接続の状況を区別する必要があるが、この接続の状況は
物理層とステーション内のＭＡＣ層の間の状況である。
この発明はステーションによりメディアを連続的に接続
するメカニズムのみについて関している。これが一旦行
われると、ステーションはＭＡＣ層をネットワークの中
に挿入し、データ変換が行われる。

【００９０】ステーションにはコヒーレントにバイナリ
ーフローを送ることができるので、そのエンコーディン
グはネットワークの通常の動作に使用されるエンコーデ
ィングと異なっている。このエンコーディングはＦＤＤ
Ｉ（ファイバー分配データインターフェイス）テューペ
（tupe）ネットワークにおけるコード４Ｂ／４ＡのＨＡ
ＬＴシンボルに対応している。この用語ＨＡＬＴは次の
記載でも取り上げている。

【００９１】ステーションが送ることのできるネットワ
ーク管理メッセージは通常のメッセージと異なり、集中
させる役割を有している。この考えはＦＤＤＩタイプの
ネットワークにおけるビーコンフレーム（BEACON FRAM
E）によっている。この名前はここでも用いている。

【００９２】物理的な層のみを考慮すると、ステーショ
ンには６つの安定した状態があり、それぞれ図４Ａから
図４Ｆに示している：１バイパスステーション（図４Ａ）：ステーション２
３は電源を切られるかまたは内部自己テスト状態をと
る。光学バイパスユニットはネットワークからステーシ
ョンを全て分離し、更にこれによりメディア（２１，２
２）は光学的に連続する。２挿入ステーション（図４Ｂ）：光学バイパスユニッ
トにより２つのリング２１，２２はステーション２３の
送信機／受信機の方向に向かうが、このステーションは
２つの受信機で非コヒーレントなバイナリーフローを受
ける。もし受けるとすれば、ステーションの下部にその
存在を知らせるため、書込み用リング２１に認知用のハ
ルト（ＨＡＬＴ）シンボル（Ｈ）を送る。この状態およ
び次の４つの状態において、ステーション２３はネット
ワークに割込むように挿入される。３テイル（tail）ステーション（図４Ｃ）：ステーシ
ョン２３は書込み用リング２１のみでコヒーレントバイ
ナリーフローを受ける；ステーションはそのフローを読
取り用リング２２にコピーする。書込み用リング２１の
上でステーションはＨＡＬＴシンボル（Ｈ）を連続的に
送出し全てのステーションの下部にその存在を知らせ
る。４ヘッド（head）ステーション（図４Ｄ）：ステーシ
ョン４３はリング２２の上でコヒーレントバイナリーフ
ローを受け、書込み用リング２１の上でそれに従って
（４２）に動く。読取り用リング２２の上では、ステー
ションは書込み用リング２１から来るあらゆるコヒーレ
ントフローをコピーする準備を行う。５レピータ（repeater）ステーション（図４Ｅ）：ス
テーション２３は２つのリング２１，２２の上でコヒー
レントな動きを受け、通常伝送されるように動きを生ず
る。６ループ用ステーション（図４Ｆ）：ステーション２
３はアクセスの権利（２８）を書込み用リング２１の上
で、更にデータ（２７）を読取り用リング２２の上でコ
ピーする。

【００９３】これらの６つの安定状態の他に、過渡的な
中間状態がネットワークの接続を作る間に生ずる。詳細
に記載しなくても、オープンリングの形状を取る時、他
の異なる状況に出会うことが判る。次に故障の時の再構
成のメカニズムを述べる。

【００９４】これらのメカニズムを述べる前に、図５に
関してそれらを記載するのに使用する術語を示す。

【００９５】各ステーション２３Ｂには下部２５と上部
２４があり、それらは書込み用バス２１の上の情報エレ
メントのフローの方向により示されることを思い出す必
要がある。ステーションのそれぞれの側では、物理的な
層が書込み用バス２１と読取り用バス２２の動きを制御
する。ステーションが動作する時、２つの物理的な層は
両側での検知の動作の関数として作られている。この形
成の最終の段階によりステーションの下部と上部の間に
連絡が作られ、最終のネットワークのエレメントが作ら
れる。

【００９６】用語“リンク”は光学ファイバが２つの隣
接したステーション２３Ａと２３Ｂを読取り用バス２２
または書込み用バス２１に接続することを意味してい
る。各ステーション２２Ｂは上部に２つのリンク５２，
５３が、下部に２つのリンク５４，５５を有することが
できる。

【００９７】セグメント５６は２つのリンク５４，５５
により作られた組を示しており、そのリンクの１つは出
発リンクであり、他の１つはエンターリンクであり、ス
テーション２３Ｂの同じ側にある。それ故、ステーショ
ン２３Ｂの上部セグメント５６と下部セグメント５７に
ついて述べる。

【００９８】２つの隣接したステーションを接続するメ
ディアの分離した部分のみを表わすセグメントと異な
り、ドメイン５８は連続した線形系列のセグメント５
６，５７であり、両方ともベジテイティブライフを分担
している。ドメイン５８から上部にあるヘッドステーシ
ョン２３Ａはアクセスの権利を扱っている。下部のテイ
ルステーション２３Ｃは読取り用バス２２の上で書込み
用バス２１の動きを完全にコピーする。

【００９９】最小のドメイン５９は１つのセグメントと
２つのエンドステーションにより構成されている。

【０１００】動作が開始すると、各ステーションはバイ
パス状態になる。各ステーションはこの状態で内部自己
テストを行うと共に、光学バイパスユニットを通りスイ
ッチングのネットワークに接続される。各ステーション
は挿入状態となり、他のステーションからのＨＡＬＴシ
ンボル（Ｈ）を待って受け、ネットワークに新しいセグ
メントを作る。

【０１０１】各ステーションを作ることはステーション
の下部か上部かにより異なるが、それは次のとおり動作
上初段階となる：１初段階に反応する上部のセグメントならば、ステー
ションは接続を作ることができない。ステーションの上
部により制御される手続きに従う。２ステーションの下部が初段階を働かせると、ステー
ションはヘッドの状態にありしかも完全にイニシアチブ
を取り接続の手続きを行う。

【０１０２】図６Ａから図６Ｅは、例えば２つの分離し
たステーション２３Ａと２３Ｂのテキストブック内のメ
カニズムを示している。ステーション２３Ａはセグメン
ト６１のヘッドとなり、そのセグメントはステーション
の下部に接続されている。次の接続指令を受けると、ス
テーション２３Ｂは対象とするセグメント６１のテイル
となる。

【０１０３】ステーション２３Ａの接続の各段階は次の
通りである：段階１（図６Ａ）：ステーション２３Ａと２３Ｂは挿入
の状態にあるが、連続したメディアはまだ得られていな
い。ステーション２３Ａと２３Ｂのそれぞれは書込み用
リング２１の上にＨＡＬＴシンボル（Ｈ）を送る。読取
り用リングに伝送トラフィックがあることはキャラクタ
Ｑ（ＱＵＩＥＴ）によりシンボル化される。段階２（図６Ｂ）：ステーション２３Ｂはステーション
２３Ａにより送られたシンボルＨを受ける。他のステー
ションに向かう書込み用リング２１の上にはまだシンボ
ルをコピーできない。それ故、テイルステーションの状
態に入り、シンボルＨをステーション２３Ａに再送す
る。段階３（図６Ｃ）：読取り用リング２２の上でシンボル
Ｈを受けることにより、ステーション２３Ａは下部セグ
メント６１の物理的な完全性を達成する。ステーション
は下部ネットワークを作るイニシアチブを取り、物理的
アドレスに含まれるビーコン用メッセージ（ＢＥＡＣＯ
Ｎ（Ｂ））を送り、必要ならば共通のセグメント６１を
ネットワークの残りの部分に接続するためにステーショ
ン２３の下部に質問を行う。段階４（図６Ｄ）：ステーション２３Ａが読取り用リン
グ２２の上でビーコンメッセージＢの受信を始めると、
そのステーションは下部にあるネットワークのヘッドス
テーションとなることが判る。ステーションは全てのビ
ーコン用メッセージをＩＤＬＥシンボル（Ｉ）を送るこ
とにより放出する。段階５（図６Ｅ）：ステーション２３Ａは読取り用リン
グ２２と書込み用リング２１をループにすることにより
ヘッドステーションの状態となり、サブネットワーク６
４が作られる。

【０１０４】このようなネットワークのヘッドステーシ
ョンが最初は挿入ステーションの状態ではなく他のサブ
ネットワークのテイルステーションの状態にあれば、そ
の接続方法には更に他の段階が含まれる。

【０１０５】２つのサブネットワークを一緒に接続する
ため、これら２つのサブネットワークに共通なステーシ
ョンはステーションの上部からアクセスの権利を待って
受ける。アドレスの権利を受けるとすぐ、レピータの状
態に入りアクセスの権利をステーションの下部に伝え
る。

【０１０６】次に、テイルステーションが読取り用リン
グの上で送られたビーコン用メッセージを受けると、ネ
ットワークがループとなっていることが判る。次にルー
プ用ステーションの状態に入る。オープンリングネット
ワークはこのように準備され、前述のように動く。

【０１０７】２重リングネットワークとオープンリング
ネットワークに本質的な特徴は、特にその耐久性にあ
る。故障の場合にネットワークを再構成することができ
るようにするため、メディアの１つに割込みがあっても
ネットワークは連続する。

【０１０８】このため、検知された割込みの両側のステ
ーションの１つはヘッドステーションの状態に入るが、
他のステーションはテイルステーションの状態になる。
同時にループ用ステーションはレピータステーションの
状態になる。ネットワークを構成する間、サブネットワ
ークの構成と同じ構成がある。

【０１０９】図７Ａと図７Ｂはこの構成の方法を示して
いる。図７Ａにおいてネットワークは通常の動作モード
である。ステーション２３Ｂから２３Ｅはレピータステ
ーションの状態にあり、書込み用リング２１と読取り用
リング２２に連続性を与えるが、ステーション２３Ａは
ループ化のためにある。

【０１１０】割込み７１はステーション２３Ｃと２３Ｄ
の間の書込み用リング２１の上に生じている。割込み７
１から下部にあるステーション２３Ｄは対応する光−電
子受信機の動作の停止を通して割込みを検知する。その
ステーションはネットワークの再構成のイニシアチブを
取り、書込み用リング２１にビーコン用メッセージ
（Ｂ）を送る。あるステーションから次のステーション
に行くにつれて、これらのメッセージは全てのステーシ
ョン、特に故障の前にネットワークのループ化が行われ
るステーション（２３Ａ）がレピータモードにされる。

【０１１１】この動作に関連して新しいヘッドステーシ
ョン２３Ｄは、データの伝送を読取り用リング２２の上
で止め、割込み７１のステーション２３Ｃの上部に知ら
せる。このステーション２３Ｃの上部はテイルモードの
ネットワークとなり、データのループを正確に行う。

【０１１２】ヘッドステーション２３がビーコン用メッ
セージを受けると、メッセージの連続性が再び達成され
ることが判る。“アイドル”シンボルを送出することに
よりネットワークを充填し、ヘッドステーションの状態
にし、読取り用リング２２のアクセスの権利を書込み用
リング２１にループさせる。

【０１１３】この基本的なメカニズムにより、他の場合
の故障も発見され、オープンリングネットワークは単一
折りたたみリング（いわゆるバナナリング）に変換され
る。図７Ｂにはネットワークの再構成の状態を示してお
り、ステーション２３Ａはレピータステーションの状態
に、ステーション２３Ｃはテイルステーションの状態
に、ステーション２３Ｄはヘッドステーションの状態に
ある。アクセスの権利は、ループ用ステーションではな
くヘッドステーション２３Ｄによりコピーされる。この
ようにネットワークの動作は再び全体が確定される。し
かしアクセスの権利は前述の場合（単独に書込み用リン
グ内を流れる時）より、若干ゆっくり流れる（アクセス
の権利が働いていない間、読取り用リングの上に戻
る）。

【０１１４】割込みが読取り用リングの中に発生する
と、ステーションの上部は読取り用リングの上で止める
ことにより割込みを検知するが、そのステーションの上
部はテイルステーションモードとなり、更にＨＡＬＴタ
イプのシンボルによりステーションの下部に知らせる
が、それによりヘッドモードのステーションとなる。再
構成の残りの過程は前述の場合と同じである。

【０１１５】１つの同一のセグメントにおける２つのリ
ンク内に割込みがあるならば、すなわちステーションを
接続するケーブルが切断された時、前述の２つの復旧過
程が同時に働き、しかも競争なしに通常にメディアの蓄
積されることが確かめられている。

【０１１６】セグメントのリンクの一方のみ、またはリ
ンクの両方が切断されていると復旧の過程は両方のリン
グが動作しない限り働かない。１つの折りたたまれたリ
ングを有するネットワークのテイルステーションは再度
ＨＡＬＴ信号を受ける。その後、パワーを回復する過程
を取るが、前述の接続過程と同じくそれによりループ化
ステーションの状態となる。

【０１１７】明確にするため、障害時にオープンリング
ネットワークを開始し再構成のため使用される方法につ
いての記載には、タイミングの考えが導入されていな
い。しかし、これらの方法はすべて時間に制限され、ス
テーションのあらゆる恒久的な阻止を避けている。これ
らの方法がタイミング良く行われなければ、それが発生
したステーションにより放棄され、そのステーションは
前の安定状態に戻る。

【０１１８】２つのステーションの間のリンクに割込み
がある時、オープンリングの形状の耐久性をすでに示し
た。この耐久性はステーションの再構成のメカニズムに
より与えられ、ステーションの接続の状態を作ることに
基づいているが、それによりネットワークから障害が分
離される。再構成の方法は動作していない特別のステー
ションを分離するように働く。

【０１１９】かなり特別な形態にも拘らず、この発明に
より提案されたステーション間の接続の配置はリングの
標準アクセスプロトコルにより使用することができ、特
にプロトコルには優先度予約トークンと、更に時間トー
クンとスロットがある。

【０１２０】これら３つのプロトコルは均等なアクセス
を作るため、リング内にステーションを分配するのに直
接使用される。しかし、通常のリングのようにフィール
ドの端に承認を与えることはできないが、それはメッセ
ージがステーションを通して再び移る必要がないからで
ある。

【０１２１】トークンおよび優先度予約を有したアクセ
スプロトコルのため、フィールドの端に承認があるなら
ば、オープンリングの形状を使用することにより拘束が
表わされる。

【０１２２】論理リングに連続性を与えるため、ループ
用ステーションは書込み用リングの上でトークンをコピ
ーする。優先度予約メカニズムを保つため、ループ用ス
テーションもメッセージのプリアンブルをコピーする。
リングが完全でなければ、ヘッドステーションは読取り
用リングからトークンと予約プリアンブルをコピーする
が、書込み用リングからはコピーしない。

【０１２３】リングのベジテイティブライフに関して
は、サーチ手順をマスターステーションに与える必要が
ない。この役割はネットワークの構成により、ループ用
ステーションまたはヘッドステーションにより自然に満
たされる。

【０１２４】タイミングトークンのアクセスプロトコル
に関しては、ループ用ステーションは更に書込み用リン
グの上にトークンをコピーすることによりアクセスの権
利を連続的に行う。最大の変更はトークンを回転する平
均時間を決定する手続きにより生ずるが、その変更はＦ
ＤＤＩネットワークに対してＣＬＡＩＭ（アクセスリク
エスト）と呼ばれている。ＣＬＡＩＭフレームを受ける
と、各ステーションは必要な回転時間について解析を通
常行い、その所要量と比較する。この比較した結果によ
り、全てを受取るかＣＬＡＩＭフレームを送るスタート
をコピーする。この手続きは、直接にはこの発明による
オープンリングの形状のネットワークに加えることがで
きない。その理由として書込み用リングの上では、ステ
ーションは情報を送りアクセスの権利を管理することが
できるからである。それ故トークンの回転時間を決定す
る手続きは、読取り用リングの上でＣＬＡＩＭフレーム
を考慮したいくつかの段階に分解する必要がある。第１段階：ネットワークのあらゆるステーションは書込
み用リングの上でヘッドステーションに向かった適当な
管理フィールドのデスパッチによりトークンの回転時間
を決定することが求められる；第２段階：決定のリクエストは読取り用リングに向か
う。ヘッドステーションに到達すると、この管理フィー
ルドは認識され、ステーションの質問の過程にトリガー
をかける：ヘッドステーションはＣＬＡＩＭフレームを
書込み用リングに送る；第３段階：あるステーションから次のステーションに行
くにつれて、このＣＬＡＩＭフレームは認識され更にＣ
ＬＡＩＭフレームのデスパッチを各ステーションにより
トリガーをかける。このようにＣＬＡＩＭフレームの系
列はネットワークの上で形成され、これらのクレームフ
レームのそれぞれにはステーションのクレームが入って
いる；第４段階：読取り用リングに入るにつれて、ＣＬＡＩＭ
フレームの系列を全てのステーションが受ける。各ステ
ーションはこの多数のクレームの中で回転時間に対し最
も緊急性の高いクレームを決めることができる；第５段階：ヘッドステーションはＣＬＡＩＭフレームを
受ける。フレームの系列はそれ故１つの完全な環を作
り、全てのステーションが受ける。他のものと同じくヘ
ッドステーションは緊急性の最も高い要求を認識し、新
しいトークンを放出し再びネットワークをスタートさせ
る。

【０１２５】決定の要求がネットワークに均一に分配さ
れたＮ個のステーションの間のいずれか１つのステーシ
ョンから生ずるとすれば、トークンの回転時間を決定す
る過程の全ては次の通りである：第１段階：リング上に平均して１／２の環；第２段階：読取り用リングの上での１つの完全な環；第３段階：読取り用リングの上での１つの完全な環；第４段階：読取り用リングの上での１つの完全な環；第５段階：ＣＬＡＩＭフレームの伝送時間のＮ倍。

【０１２６】このプロトコルとして、オープンリングの
形状により簡単にされるステーションを形成することに
より、送信メッセージの抽出が判るようにする必要はな
い。

【０１２７】スロットリングには特に物理的な構成があ
り、その構成に対し分配ランダムアクセスメカニズムが
加えられる。オープンリングの形状では、ヘッドステー
ション（またはループ用ステーション）は書込み用リン
グの上に一連の空のスロットを自然に作る。全てのステ
ーションは制御用フラッグ（空または充填したスロッ
ト）を使用することにより、これらのスロットに正常に
アクセスする。

【０１２８】ヘッドに近いステーションとネットワーク
のテイルに近いステーションの間のアクセスの不均一を
避けるため、空のスロットはネットワークを通して作る
必要があり、更にヘッドステーションだけにはよらな
い。実際、ループ用ステーションは空のスロットのみ送
るので、下部のすぐ近くにあるステーションにより占有
されたスロットの非常に小さな部分が見える。逆に、書
込み用バスの端にあるステーションは重い負荷を有して
おり、そのステーションのアクセスのチャンスはその負
荷に応じて少なくなる。この状況が許容できないもので
あるのは、アクセスプロトコルが常に作る要求は負荷が
均等に分配されている時、ステーション間にあらゆる相
違を発生させないようにすることから生じている。１つ
の方法はソースステーションにより解放されるスロット
を作ることから成る。このため、ループ用ステーション
はスロット上に書込み用リングの上で受けるスロットの
プリアンブルをコピーする。ビジー状態のスロットは情
報を含んでおらず、ソースステーションにより解放され
る。アクセス内での均等な取扱いが確実に行われる。

【０１２９】アクセスに地形的な均等性を与えるため、
次の３つの分離した状態をとるスロットを使用すると都
合が良い：空、充填、ブロック。これは前述に掲載の論
文でＭ．Ｚａｆｉｒｏｖｉｃ−ＶｕｋｏｔｉｃとＩ．
Ｇ．Ｍ．Ｍ．Ｎｉｅｍｅｇｅｅｒにより記載されたＣＦ
ＲＶとして知られているプロトコルを適応させることで
ある。

【０１３０】オープンリングネットワークにプロトコル
を適応させることは、次のように行われる。ループ用ス
テーションに到着した時、充填スロットは直接読取り用
バスに送られる。同時に、ループ用ステーションはスロ
ット内に示されたソースステーションのアドレスを記録
する。下部の書込み用バスの上にループ用ステーション
で作られた次のスロットはブロックタイプのスロットで
ある：インジケータフィールドには前に記録されたソー
スステーションのアドレス、空にされたデータフィール
ドを含んでいる。ソースにより解放されるのはこのブロ
ックスロットであり送られた充填スロットのレプリカで
ある。

【０１３１】このメカニズムにより、書込み用バスは各
セグメントに対し１つの環の全体を使用することが判
る：１部分は充填スロットの形であり、他の部分はブロ
ックスロットの形である。地形上の均等性はこのように
して確定される。

【０１３２】この発明によるネットワークの使用の効率
を最大にするため、書込み用バスの上のステーションの
交さ時間はできるだけ短かくする必要がある。特に、イ
ンジケータフィールドを管理することにより発生する決
定の遅れはできるだけ制限する必要がある。この拘束
は、スロットのフレーム制御ＦＲフィールドがアドレス
フィールドＡ０により先行される必要があることを意味
している。

【０１３３】ブロックスロットがループ用ステーション
により送られると、アドレスフィールドＡ０が含むソー
スステーションのアドレスはブロックスロットを解放す
る。フィールドＦＣの長さにまで減少された決定の遅延
によりスロットの状態が十分変えられる。

【０１３４】スロットの残りの部分はローカルネットワ
ークで見られる典型的な構造となっている。

【０１３５】図８Ａにはそのようなスロットを記載して
いる。スロットには８個の隣接したフィールドまたはゾ
ーンがある。伝送するため次のものがある：ＳＤ（スタートデリミータ）：スロットの開始の境界を
定めるシンボルの１系列；Ａ０（アドレス０）：アドレスゾーンであり、ブロック
状態の時スロットを解放させるステーションのアドレス
を含む；ＦＣ（フレームコントロール）：スロットの特性、優先
予約等を記載するのに使用するいくつかのビットのゾー
ン；Ａ１（アドレス１）：アドレスゾーンであり、本質的に
は行先きアドレスゾーンとして使用される；Ａ２（アドレス２）；アドレスゾーンであり、本質的に
はソースアドレスゾーンとして使用される；ＤＡＴＡ：データゾーンであり、例えば約２５０ビット
の長さを有している；ＣＴＲＬ（コントロール）：コントロールゾーンであ
り、受けた完全なデータを計算する；ＥＤ（エンドデリミータ）：スロットの終りの境界を定
めるシンボルの１系列。

【０１３６】ゾーンＡ０、ＦＣ、Ａ１、Ａ２に対し選択
された配置により、ステーションにスロットを変更させ
ることができるが、このスロットは内部レジスタでフィ
ールドＦＣと等しい長さを保持している。

【０１３７】ランダムアクセスシステムの地形上の均等
性を確実にするため、ブロックのレプリカにより各充填
スロットについてフル回転を終了させる必要のあること
が判る。ループ用ステーションにより送られるこのレプ
リカは対応するソースステーションにより解放される。
この方法により、加えられた負荷に損傷を与えて使用さ
れる各スロットに対し完全な環の回転を確実にすること
ができる（すなわち、フィールドＡ０によりスロットの
プリアンブルの増加）。

【０１３８】この問題を解決するため、ソースステーシ
ョンに許可を与えあらゆるブロックスロットを解放する
ことが有利である：Ｐ個のスロットを用いたソースステ
ーションは従ってＰ個のブロックスロットを解放する必
要がある。送信用ステーションにブロックスロットが含
まれる状況はもはやない。その解放は、解放されるブロ
ックスロットについて計数がゼロでないステーションを
有する第１エンカウンタで生ずる。

【０１３９】このメカニズムにより、ブロックスロット
は“スロット毎”に解放されないがステーション間はフ
リーフィールドの態様をとる。ステーションにより解放
された各スロットに対し、このステーションにより送出
された充填スロットが対応しているが、しかし充填スロ
ットと解放されたスロットの間は正確に対応している。

【０１４０】解放のこのメカニズムはアクセスの地形的
な均等性を保持しているが、スロットのプリアンブルを
分担していない。各ステーションは簡単に日毎の解放を
数えることを継続する必要がある：セグメントがスロッ
トに送られる時はいつでも減少し、更にブロックスロッ
トが解放されるときはいつでも減少する。厳密にはプラ
スの方向の計数によっても、ステーションはセグメント
を送り続けることができる。ＣＦＲＶスロットランダム
アクセスシステムのこの適応を“フリーフィールドレリ
ーズ”システムと記載する。

【０１４１】フリーフィールドレリーズはステーション
の平均アクセス時間を変化させない。充填スロット（ル
ープ用ステーションの上部）とブロックスロット（ルー
プ用ステーションの下部）の期間の負荷は互いに厳密に
一致し、更にループ用ステーションがあることをマスク
する。これは均等に全体に分配された負荷に対して、更
に同様に非対称な負荷に対しても正しい。

【０１４２】ステーションが思いかけず止まり、または
カウンタが間違って減少するなら、解放されるブロック
スロットはネットワークの上で動作を続ける。ブロック
スロットを（空スロットの再伝送により）消去するのは
ループ用ステーションであり、それは通常の動作の場合
ブロックスロットが書込み用バスの上部に到達しないか
らである。

【０１４３】更に各ステーションはカウンタを監視する
ことができ、常に各ステーションはネットワーク内で同
時に循環するスロットの数がＳ以下であることに特に注
意する必要がある。

【０１４４】スロットのフリーフィールドレリーズはス
ロットのアドレスフィールドを使用する必要がない。こ
の発明による前述のネットワークにＣＦＲＶプロトコル
を適用することが不可欠であるフィールドＡ０は、この
場合は不必要である。それは、スロットの管理がフレー
ム制御フィールドＦＣに対して制御されているからであ
る：これによりＦＣの長さに対するステーションの決定
の遅延が少なくなる。図８Ｂにはこのようなスロットを
示している。ＳＤ、ＦＣ、Ａ１、Ａ２、ＤＡＴＡ、ＣＴ
ＲＬ、ＥＤの７個のフィールドまたはゾーンは図８Ａに
記載したフィールドまたはゾーンと役割りが同じであ
る。

【０１４５】３つの状態が可能な、しかもフリーフィー
ルドレリースシステムが与えられたこのスロットアクセ
スプロトコルは、他の多くのデータ処理システムにも適
用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】既知の形式の、既に今までの導入部に述べた対
向回転の２リングネットワークを示す。

【図２】書込みリングと読出しリングを有する、本発明
に基づくデータ処理ネットワークを示す。

【図３】図２のネットワークにそう入することができ
る、データ処理ステーションの線図を示す。

【図４】図３に示すとおりのステーションがとり得る六
つの安定状態を説明している。

【図５】図２に基づくネットワークに現れる、異るトポ
ロジー的要素を示す。

【図６】二つの互いに絶縁された教科書的例において、
図２のネットワークにあるステーションを接続する方法
を説明している。

【図７】リンクの妨害（中断）の場合、図２のネットワ
ークの再構成の方法を説明している。

【図８】スロット区分にしたアクセスプロトコルの二つ
の別の例において、二つのスロットの形式を表わしてい
る。

【符号の説明】

２１書込み用リング２２読取り用リング２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄ，２３Ｅ，２３Ｆ
データ処理ステーション２４上部２５下部２６端２７再送出２８アクセスの権利３１，３３送信機３２，３４受信機３５ベジティティブライフエンティティ３７ＭＡＣエンティティ５２，５３，５４，５５リンク５６，５７，６１セグメント５８，５９ドメイン６４サブネットワーク７１割込み

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも２つのデータ処理ステーショ
ンを互いに接続し、特に前記のステーションの間を非常
に速いビットレートで通信を行うネットワークであり、
更に２つの平行なしかも分離した伝送メディアから成
り、それぞれはリング内でループしており、その１つの
中で前記ステーションのそれぞれが割込みの中にそう入
されているが、前記伝送メディアの１番目が書込み用リ
ングを形成しており、前記ステーションがそのリング上
にメッセージを送っており、更に前記メディアの２番目
が読取り用リングを形成しており、前記ステーションが
アドレスを付けられているメッセージをそのリングの上
で読取り、しかも前記読取り用および書込み用リングが
情報のフローに対し逆回転の方向を有しており、更に前
記ネットワークは前記メディアの少なくとも１つの中で
割込みを検知することと、前記ステーションの少なくと
も１つの中で障害を検出することの一方または両方につ
いて、たった１つの折り返したリングを有するネットワ
ーク内で再構成する装置を含んでいるデータ処理ネット
ワーク。
【請求項２】書込み用リングを形成する前記１番目の
メディアが更に前記ネットワークに対するアクセスの権
利に対応した情報を運ぶ請求項１に記載のネットワー
ク。
【請求項３】ネットワークが、前記読取り用リングに
前記メッセージを完全に再伝送するループ用ステーショ
ンを含んでおり、更に少なくとも１つのレピータステー
ションがシステマチックなコピーにより、ステーション
の出力で、すなわち前記リングのそれぞれの上のステー
ションの入力で受ける情報の出力で前記リングの連続性
を与えられている請求項１または２のいずれかに記載の
ネットワーク。
【請求項４】前記ループ用ステーションが、コピーに
よりステーションの出力で、すなわちステーションの入
力で受ける前記アクセスの権利に対応した情報の出力で
前記書込み用リングに対する前記アクセスの権利の連続
性を与えられている請求項２および３に記載のネットワ
ーク。
【請求項５】前記ループ用ステーションが読取り用リ
ングの上で受ける情報についてシステマチックな消去を
与えられている請求項３または４のいずれかに記載のネ
ットワーク。
【請求項６】次のものから成り、請求項１から５のい
ずれかに記載のネットワークにそう入されるデータ処理
ステーション：１前記書込み用リングのための送信機−受信機の組；２前記読取り用リングのための送信機−受信機の組；３前記ネットワークに対するアクセスプロトコルの一
定の効率に関するベジティティブライフエンティティ；４接続を管理するエンティティ；５データメッセージの送信および受信を管理するエン
ティティ。
【請求項７】前記送信機−受信機の組がレート回復装
置およびプリージオクロナスエラスティックバッファレ
ジスタを含む請求項６に記載のステーション。
【請求項８】少なくとも次の６つの安定状態をとる請
求項６または７のいずれかに記載のステーション：１バイパスステーション，前記ネットワークから確実
に残る連続性を完全に分離する；２挿入ステーション，前記ステーションの送信機およ
び受信機が前記ネットワークに接続されており非コヒー
レントな情報を受ける；３テイルステーション，前記書込み用リングの上で単
独にコヒーレントな情報を受ける；４ヘッドステーション，前記読取り用リングの上で単
独にコヒーレントな情報を受け更に前記書込み用リング
の上で前記コヒーレントな情報をコピーする；５レピータステーション，両方のリングの上でコヒー
レントな情報を受け更に前記情報のシステマチックな変
化を与えている；６ループ用ステーションが前記書込み用リングの上で
アクセスの権利の情報をコピーし、更に前記読取り用リ
ングの上でデータ情報をコピーする。
【請求項９】次の各段階から成り、請求項１から５ま
でのいずれかに記載のネットワークに対し請求項８に記
載のデータ処理ステーションを接続する方法：１前記バイパスステーションの状態で、前記ステーシ
ョンに内部試験を行うこと；２前記バイパスステーションの状態から前記そう入ス
テーションの状態に移ること、更に前記書込み用リング
の上に試験用メッセージを伝送すること；３前記ステーションがそう入ステーションの状態にあ
りしかも前記書込み用リングの上で試験用メッセージを
受けるならば、テイルステーションの状態に移すこと；４前記ステーションがそう入ステーションの状態にあ
りしかも前記読取り用リングの上で試験用メッセージを
受けるならば、ヘッドステーションの状態に移すこと；５前記ステーションがテイルステーションの状態にあ
りしかも前記読取り用リングの上で試験用メッセージを
受けるならば、レピータステーションの状態に移すこ
と；６前記ステーションがヘッドステーションの状態にあ
りしかも前記書込み用リングの上で試験用メッセージを
受けるならば、レピータステーションの状態に移すこ
と；７前記ステーションがテイルステーションの状態にあ
りしかも試験用メッセージを受けるならば、ループ用ス
テーションの状態に移すこと。
【請求項１０】請求項８に記載のデータ処理ステーシ
ョンを取付け、更に前記読取り用または書込み用リング
の１つの中で割込みが検出される時、前記ネットワーク
がヘッドステーションとテイルステーションを含んだ１
つだけの折り返したリングを有したネットワークに変換
され、他のステーションがレピータステーションである
請求項１から５のいずれかに記載のネットワークが故障
の時に再構成する方法。
【請求項１１】前記ステーションの１つが前記書込み
用リングの中で割込みを検出する時、書込み用リングの
受信機が動作を中止することにより、前記ステーション
が次の動作を行う請求項１０に記載の方法：１前記ステーションがヘッドステーションに移る；２書込み用リングの上で前記ステーションから上部に
あるステーションをテイルステーションの状態に移すこ
とにより、前記ステーションが前記読取り用リングの上
でデータの伝送を止める；３他の全てのステーションをレピータステーションの
状態に移すことにより、前記ステーションがメッセージ
を送る。
【請求項１２】前記ステーションの１つが前記読取り
用リングの中で割込みを検出する時、読取り用リングの
受信機が動作を中止することにより、前記ステーション
が次の動作を行う請求項１０または１１のいずれかに記
載の方法：１前記ステーションがテイルステーションの状態とな
る；２前記ステーションが書込み用リングの上で前記ステ
ーションの下部にあるステーションに向かってメッセー
ジを送る；前記下部のステーションは前記メッセージを
受ける時次の動作を行う：（１）前記下部のステーションがヘッドステーションの
状態となる；（２）前記下部のステーションが他の全てのメッセージ
をレピータステーションの状態とさせるメッセージを送
る。
【請求項１３】前記ネットワークが折り返したリング
を１つだけ有するネットワークとして構成される時、お
よび前記ネットワークのテイルステーションが読取り用
リングの受信機の上で試験用メッセージを受ける時、前
記ステーションが最初にレピータステーションの状態に
入り、次にメッセージを前記書込み用リングの上で受け
る時ループ用ステーションに入る請求項１０から１２の
いずれかに記載の方法。
【請求項１４】優先予約のあるトークンプロトコルを
用いている時、前記ステーションのそれぞれが受ける各
メッセージの前記トークンとプリアンブルとが前記書込
み用リングの上にシステム的にコピーされる請求項１か
ら５のいずれかに記載のネットワークに対するアクセス
プロトコル。
【請求項１５】時間トークンを用いている時、前記ト
ークンに対する回転時間の決定が次の各段階から成る請
求項３から５のいずれかに記載のネットワークに対する
アクセスプロトコル：１前記ステーションの１つにより１番目のメッセージ
を、前記トークンに対する回転時間を決定する要求があ
る時、前記ループ用ステーションに送ること；２前記ループ用ステーションにより前記１番目のメッ
セージを受ける時、前記ループ用ステーションにより、
２番目のメッセージを他の全てのステーションに送るこ
と；３前記２番目のメッセージを受ける時、前記回転時間
の必要性を示すメッセージを前記の他のステーションの
それぞれにより送ること；４前記ステーションのそれぞれに対し、前記読取り用
リングを流れるメッセージの全てを検査することによ
り、前記回転時間に一番必要なステーションを決めるこ
と；５前記ループ用ステーションにより、それ自体が送っ
た前記２番目のメッセージを受ける時、前記ループ用ス
テーションにより前記回転時間に一番必要なステーショ
ンを決めることと、前記ネットワークを再び動作させる
ため新しいトークンを解放すること。
【請求項１６】プロトコル内で前記プロトコルがスロ
ットを使用しており、前記スロットのそれぞれが少なく
ともフリーの状態か充填の状態かを示す制御用フラグを
有しており、前記フラグがフリーの状態を示す時、前記
ステーションのそれぞれが前記スロットの１つにメッセ
ージを送ることができ、更に前記ステーションが充填の
状態に前記フラグを切換え、しかも前記書込み用リング
の上で前記スロットのプリアンブルを受ける時前記フラ
グをフリーの状態に再び切換え、更に前記プリアンブル
が前記書込み用リングの上に完全な環を作る請求項１か
ら５のいずれかに記載のネットワークに対するアクセス
プロトコル。
【請求項１７】前記書込み用リングの上で循環する前
記スロットが次の３つの状態のいずれか１つを取る請求
項１６に記載のアクセスプロトコル：１フリーの状態，データの送信に使用される；２充填の状態，データを運搬する；３ブロックの状態，データを運搬しないし使用できな
い；更に前記スロットの１つを使用することには次の段階が
含まれている：１フリーの状態で受信される前記スロットの中に送信
ステーションにより送信されるデータを書込むこと、更
に前記スロットの状態を充填の状態に切換えること；２前記ループ用ステーションにより、前記書込み用リ
ングから前記読取り用リングに対し充填の状態の前記ス
ロットをコピーすること、および前記書込み用リングの
上にブロックスロットを送ること；３ブロック状態で受けたスロットの状態を、前記送信
ステーションによりフリーの状態に切換えること。
【請求項１８】前記スロットのそれぞれが次の３つの
状態をとるスロットアクセスプロトコルを適応するこ
と：１フリーの状態，データの送信に使用される；２充填の状態，データを運搬する；３ブロックの状態，データを運搬しないし使用できな
い；ステーションのそれぞれは、スロットレリーズカウンタ
をネットワークのメッセージにアクセスさせるが、前記
カウンタは前記ステーションが充填の状態にスロットを
送る時に増加し、更に前記カウンタはブロックの状態に
スロットを受ける時に減少し、前記カウンタが完全にプ
ラスの値を有する限り、ブロックの状態で受けた前記ス
ロットがフリーの状態に再送される。