JPH0787466B2 - 通信端末の挿入制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一般に、通信ネットワ
ークに関するものであり、とりわけ、ファイバ式分散デ
ータ・インタフェイス（ＦＤＤＩ）・ネットワークに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】米国規格協会（ＡＮＳＩ）は、ファイバ
式分散データ・インタフェイス（ＦＤＤＩ）・ネットワ
ークとして知られる高速〔約100メガビット／秒（ＭＢ
／sec)〕トークン転送ローカル・エリヤ・ネットワーク
（ＬＡＮ）に関する規格を規定している。高データ速度
のため、ＦＤＤＩは、他の低速ネットワーク（例えば、
ＩＥＥＥ 802.5トークン・リングＬＡＮ）に関するバッ
クボーンまたはサーバ・ネットワークとしての働きをす
るのに十分適したものである。さらに、従来の低速ＬＡ
Ｎに課せられる高データ転送速度の要求が増すにつれ
て、こうしたネットワークでは、時宜を得たサービスを
提供することが不可能になり、ＦＤＤＩのような高速ネ
ットワークが必要になる。

【０００３】J.Scott Haugdahl及びCarl.R. Mansonによ
る“ＦＤＤＩ＝The Next Generation LAN" と題する論
文 (1989年10月の LAN Technolog 50頁）等のいくつか
の先行技術による文献には、ＦＤＤＩに関する優れた解
説がある。前記文献は、背景情報を示すため、本書に組
み込まれている。基本的に、ＦＤＤＩは、光ファイバ及
び他の光学コンポーネントが、通信媒体の形成に利用さ
れている、トークン・リング・ネットワークである。該
ネットワークには、２つのカウンタ循環式の 100Ｍビッ
ト／秒でトークン転送を行なうリングが含まれている。
リングは、隣接するノード間における二地点間相互接続
によって構成される。ＦＤＤＩネットワークは、さまざ
まなトポロジに構成することが可能であるとしても、典
型的なトポロジは、バックボーンとしてＦＤＤＩネット
ワークを利用する。光ファイバに接続されたノードに
は、ＰＢＸ（構内交換設備）、ゲートウェイ、ＣＰＵ、
配線集信装置等のようなデータ通信端末装置（ＤＴＥ）
を含めることができる。ＤＴＥに、データ転送速度の低
いネットワーク、ユーティライゼーション・デバイス等
を接続することができる。例えば、ゲートウェイは、Ｉ
ＥＥＥ 802.5、802.4、または、802.3ＬＡＮのような低
速ネットワークを接続することができる。集信装置は、
ワークステーション、ＰＣ、プリンタ等を接続すること
ができる。最後に、ＰＢＸは、電話を接続することがで
きる。本発明（引続き解説することにする）は、集信装
置を改良する装置及び方法について明らかにするもので
ある。

【０００４】リングのデータは、ノードで反復される。
該リングは、一次リング及び二次リングの指定を受け
る。データ伝送は、どちらのリングででも行なうことが
可能であるが、一次リングでは、通常の送信が行なわ
れ、二次リングは、リンクまたは通信端末が故障の場合
に、バックアップとして用いられる。こうした故障の場
合、リング全体が機能しなくなる。その代り、故障した
エンティティが分れば、その故障したエレンティティを
バイパスするように、ループの再構成を行なうことがで
きる。再構成しても、ＦＤＤＩネットワーク全体として
のデータ転送速度は低下しない。従って、カウンタ循環
式デュアル・リング設計によって、ＦＤＤＩネットワー
クの信頼性が高められることになる。

【０００５】上述のように、集信装置は、リングに接続
されて、他の装置の接続を可能にする複数のポートを提
供する特殊化ノードである。通常、装置は、星形構造を
なすように接続される。各装置は、適合する通信媒体を
介して集信装置構成要素（ＣＣＥ）に接続されている。
ＣＣＥには、装置がネットワークに入ったり（挿入）、
ネットワークから出たり（排除）することを可能ならし
めるスイッチング・メカニズムが含まれている。装置の
挿入／排除が制御された方法で行なわれない限り、挿入
／排除手順には、ＦＤＤＩ通信媒体の物理的なスイッチ
ングが必要になるので、ＦＤＤＩ通信媒体のデータをだ
いなしにする可能性がある。

【０００６】データ破損を補償する明白な方法は、ネッ
トワークにおける装置の挿入または排除によるデータ破
損を検出する毎に、通信アーキテクチャにおける高位の
層の回復手順を押し進めることである。ＦＤＤＩネット
ワークは、国際標準化機構によって規定の開放形システ
ム相互接続（ＯＳＩ）モデルに適合するものである。こ
のモデルの回復時における手順は、論理リンク制御（Ｌ
ＬＣ）層によって取り扱われる。このレベルにおいて、
破損データの回復には、高度なソフトウェアが必要にな
る。さらに、破損データの回復のため、受信装置と送信
装置の間でいくつかのメッセージを交換しなければなら
ない。従って、ＬＬＣ層における回復プロセスは、ネッ
トワークの帯域幅を浪費するため、最適な解決策ではな
く、リンク制御層の負担を増すことになる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の主た
る目的は、ＦＤＤＩネットワークに装置を挿入する、あ
るいは、ＦＤＤＩネットワークから装置を排除するより
効率のよい方法を提供することにある。

【０００８】本発明のもう１つの目的は、挿入／排除プ
ロセス時に、ネットワークのデータが妨害を受けないよ
うにすることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】以上の目的及びその他の
目的は、洗練されたやり方でＦＤＤＩネットワークにお
ける装置の挿入／排除を行なう装置及び方法によって達
成される。この挿入／排除手順によって、ネットワーク
におけるデータに混乱を生じることはない。該装置は、
ＦＤＤＩ通信媒体のモニタを行ない、挿入の場合、デー
タ・フィールドの終端が通過すると、データ経路内に配
置されたマルチプレクサ（ＭＵＸ）をスイッチする。こ
れによって、データ・フィールドに付随するトークンが
挿入装置に送られる。排除の場合、トークンの通過後
に、ＭＵＸをスイッチする。

【００１０】詳述すると、各集信装置には、“束縛ＭＡ
Ｃ(Bound MAC)”及び“ロービングＭＡＣ(Roving MA
C)”が設けられている。ＭＡＣ（通信媒体アクセス制
御）は、共用通信媒体のプロトコルを遵守し、同じ通信
媒体に接続された他の装置との会話または対話を実施す
ることができるインテリジェント回路装置またはインテ
リジェント・エンティティである。これらの装置は、同
じ集信装置に接続することができるし、あるいは、ＦＤ
ＤＩリングに対し他の場所に配置することもできる。Ｍ
ＡＣが互いに反対方向に循環するＦＤＤＩリングに接続
された装置と対話中の場合、データまたは情報は、リン
グを形成する光ファイバによって送信される。一方、Ｍ
ＡＣが、集信装置だけに接続された装置と対話中の場
合、データまたは情報は、装置を集信装置に相互接続す
る通信リンクを介して送られる。これに留意し、“束縛
ＭＡＣ”は、集信装置を互いに反対方向に循環するＦＤ
ＤＩリング（一次リング及び二次リング）に接続された
他の集信装置またはノードと直列に挿入できるようにす
る。発呼装置として知られる装置の１つがトークンを有
する場合、同じまたは異なる集信装置に接続されたこれ
ら装置の通信が可能になる。

【００１１】同様に、“ロービングＭＡＣ”は、単一の
集信装置に接続された１つまたは複数の装置に直接結合
される。該ＭＡＣは、装置と対話し、互いに反対方向に
循環するＦＤＤＩリングに装置を挿入できるようにす
る。留意すべきは、“ロービングＭＡＣ”は、同じ集信
装置に接続されたいずれの装置との対話をも確立できる
という点である。

【００１２】この構成の場合、集信装置を介して少なく
とも２つのリングが形成される。主ＦＤＤＩリングと呼
ばれるリングの１つが、集信装置の“束縛ＭＡＣ”を、
この集信装置に接続されて挿入装置にある装置と共に、
リングの他の場所に挿入された装置と直列をなすように
する。これらの挿入された装置間における通信は、一次
または二次の互いに反対方向に循環するＦＤＤＩリング
で実施される。専用または局所リングとして知られる他
のリングは、“ロービングＭＡＣ”が集信装置に接続さ
れた装置の少なくとも１つと直列をなすようにする。局
所リングは、“ロービングＭＡＣ”がＦＤＤＩネットワ
ークに入ろうとする装置と通信できるようにする。局所
リングのデータ経路には、“ロービングＭＡＣ”、集信
装置構成要素（ＣＣＥ）、１つまたは 複数の装置、及
び、前記エンティティを相互接続する通信媒体が含まれ
ている。

【００１３】洗練された挿入／排除には、主ＦＤＤＩリ
ング及び局所リングの働きが必要になる。“請求プロセ
ス”（後述することになる）として知られる初期設定プ
ロセスが、主リングにおいて実施され、目標トークン循
環時間が、“束縛ＭＡＣ”に記憶される。この時間は、
“ロービングＭＡＣ”に送られ、局所リングで実行され
る請求プロセスにおける目標トークン循環時間（ＴＴＲ
Ｔ）として指定される。請求プロセス後、獲得したトー
クンの循環時間が、主ＦＤＤＩリングの循環時間と同じ
場合、挿入装置は、主リングのトークン循環時間と等し
い、あるいは、それ以上のトークン循環時間を要求して
いる。さらに、挿入装置は、主リングのトークン循環時
間を知っており、主リングのデータを分断することな
く、挿入することができる。

【００１４】該プロセスには、以下のステップが含まれ
る、 （ａ）局所リングでトークンを捕捉する。この捕捉は、
ＣＣＥが主ＦＤＤＩリングにおけるトークンの到着を待
っている間にボイド・フレーム(Void frame)を送り出す
“ロービングＭＡＣ”によって行なわれる。 （ｂ）“ロービングＭＡＣ”のトークン循環タイマ（Ｔ
ＲＴ）が満了する前に、主リングのトークンがＣＣＥに
到着すると、そのＣＣＥは、Ｐ挿入状態（後に詳述す
る）になって、データを下流のＣＣＥに送り、トークン
を挿入通信端末に送る。 （ｃ）ＣＣＥのスクラブ回路は、専用すなわち局所リン
グ・セグメントからボイド・フレームを除去し、同時
に、主ＦＤＤＩリングにアイドル記号を送り出す。スク
ラブ回路が、トークンまたはデータ・フレームの到着を
検知するまで、アイドル記号の送出し及びボイド・フレ
ームの除去が続行される。 （ｄ）ＴＲＴが満了し、主リングのトークンが到着しな
い場合、“ロービングＭＡＣ”は、局所トークンを解放
し、次に、局所トークンを捕捉すると、挿入プロセスを
反復する。

【００１５】挿入装置のトークン循環時間が、主ＦＤＤ
Ｉリングのトークン循環時間より短い場合、主ネットワ
ーク・データと主トークンの間における上述のプロセス
を利用して、装置の挿入が行なわれる。

【００１６】分断を生じない除去の場合、装置は、“ス
レーブ通信端末バイパス”として知られる機能を利用し
て、集信装置によってバイパスされるよう“束縛ＭＡ
Ｃ”に明示要求を出す。明示要求を受けると、集信装置
構成管理機能は、装置に関連した装置ＣＣＥに命じて、
Ｐ挿入状態から分離状態に変化させる。従って、ＣＣＥ
は、主リングのトークンがＣＣＥの出口点に到着するま
で待ち、トークンの直後に、状態を変化させて、装置を
バイパスする。これによって、バイパス操作が、ネット
ワーク・トラフィックの妨げにならないことが保証され
る。ＣＣＥのスクラブ論理によって、分離状態に変化す
る前に、トークン及び後続の16個の記号が確実に通され
ることになる。

【００１７】

【実施例】図１には、ＦＤＤＩループ構造による通信ネ
ットワークの略図が示されている。ネットワークには、
２つのリングを形成するファイバ・オプティックス通信
媒体16及びファイバ・オプティックス通信媒体18と、こ
の２つのリングに相互接続された複数のノード10、12、
14〜Ｎが含まれている。一次リングとして指定された一
方のリングは、データの送信に用いられ、二次リングと
して指定されたもう一方のリングは、データの送信に、
あるいは、リンクまたは通信端末が故障の場合、一次リ
ングのためのバックアップとして用いられる。二重リン
グ設計によって、ネットワーク全体のデータ転送速度を
低下させることなく、欠陥のある通信端末または経路セ
グメントを回避して順次データを回すことが可能にな
る。

【００１８】ノードは、ネットワークへのアクセス・ポ
イントを表わしている。このため、通信端末（後述され
る）すなわちデータ通信端末装置（ＤＴＥ）は、ノード
に接続される。情報は、１つの活性ノードからもう１つ
の活性ノードへ、適正にコード化された記号のストリー
ムとして、順次送信される。各ノードは、各記号を再生
し、反復を行ない、ネットワークにおける他の装置との
通信のため、１つ以上の装置をネットワークに接続する
ための手段としての働きをする。各リングの情報の流れ
は、逆であり、それぞれのリングにおける矢印によって
示される。

【００１９】図２には、ＦＤＤＩフレーム・フォーマッ
トが示されている。フレームには、プリアンブル（Ｐ
Ａ）、開始デリミタ（ＳＤ）、フレーム制御（ＦＣ）、
宛先アドレス（ＤＡ）、起点アドレス（ＳＡ）、情報
（ＩＮＦＯ）、フレーム・チェック・シーケンス（ＦＣ
Ｓ）、終了デリミタ（ＥＤ）、及び、フレーム・ステー
タス（ＦＳ）が含まれている。これらのフィールドのそ
れぞれに関する定義については、ＦＤＤＩ規格のよう
な、いくつかの先行技術の文献の一部に示されており、
参考までに本書にも組み込まれている。

【００２０】図３には、ＦＤＤＩトークンに関するフレ
ーム・フォーマットが示されている。周知のように、ト
ークンは、ＤＴＥに対して、フレームをＦＤＤＩネット
ワークへ送り込む権利を与える。トークン・フレーム
は、ＰＡフィールド、ＳＤフィールド、ＦＣフィール
ド、及び、ＥＤフィールドから構成される。同様の略語
は、図２及び図３において同じ意味を有している。従っ
て、ＰＡは、プリアンブルを意味し、…ということにな
る。ＦＤＤＩネットワークのアクセス設計では、図１に
おけるノードの１つを介して接続された通信端末が、送
信の許可を得ると、これを確認する。他のトークン・リ
ング・プロトコルのように、ＦＤＤＩの場合、アクセス
設計は、リングを移動し、通信端末によって捕捉される
と、送信許可を表示するトークン・パケットに基づくも
のである。この送信に続いて、通信端末は、フレームの
終りにトークンを付随させる。ＦＤＤＩは、そのタイミ
ングに基づくトークン・アクセス設計に関して、非実時
間適用業務だけでなく、実時間適用業務（帯域幅または
応答時間要件を保証した適用業務）も規定する。この実
時間要件を満たすため、各通信端末には、特定の通信端
末がネットワークに情報を転送することができる時間期
間の制御を行なう特殊化カウンタ及びレジスタが設けら
れている。この適用業務のため、トークン循環タイマ
（ＴＲＴ）及び有効送信カウンタ（ＴＶＸ）が重要であ
る。ＴＲＴは、トークンがリングを循環する時間量を測
定する。上記カウンタ及びタイマの関連性については、
本書において後述する。

【００２１】もう１度図１を参照すると、通信端末また
はデータ通信端末装置をＦＤＤＩネットワークに接続で
きるようにするノード・タイプの１つが、集信装置とし
て知られている。引続き説明することになる本発明は、
通信端末をＦＤＤＩネットワークに接続する改良形ＦＤ
ＤＩ集信装置を提供する。

【００２２】次に図４を参照すると、改良形集信装置11
の概略図が示されている。改良形集信装置は、一次入力
（ＰＩ）導体及び二次出力（ＳＯ）導体を受けるポート
13を備えている。一次入力導体及び二次出力導体は、Ｆ
ＤＤＩネットワークの循環リング及び反対方向循環リン
グを形成している。一次入力導体は、光学受信器（Ｒ
Ｘ）20、エンコーダ／デコーダ22、ＭＵＸ24を介して内
部主経路26と呼ばれる導体に接続されている。複数の集
信装置構成要素（ＣＣＥ）28、30〜Ｍが、内部主経路26
を介して通信端末ＭＡＣ39に直列に接続されている。通
信端末ＭＡＣ39は、“束縛ＭＡＣ39”とも呼ばれる。通
信端末ＭＡＣ39は、エンコーダ／デコーダ33、光学送信
器（ＴＸ）37を介して集信装置の出力ポート35に接続さ
れている。出力ポートは、一次出力（ＰＯ）導体及び二
次入力（ＳＩ）導体に接続されている。二次入力（Ｓ
Ｉ）導体は、光学受信器（ＲＸ）43及びデコーダ／エン
コーダ33を介して内部二次経路41に結合されている。内
部二次経路41は、ＭＵＸ42、エンコーダ／デコーダ22、
及び、光学送信器（ＴＸ）44を介して二次出力（ＳＯ）
導体に結合されている。留意すべきは、ＰＩ、ＰＯ、Ｓ
Ｉ、及び、ＳＯがファイバ・オプティックス導体という
点である。

【００２３】やはり、図４を参照すると、ＣＣＥ28、30
〜Ｍのそれぞれが、通信端末28’、30’〜Ｍ’をＦＤＤ
Ｉネットワークに相互接続する。後述するように、ＣＣ
Ｅの状態に基づいて、接続されている通信端末を内部主
経路に挿入し、ＦＤＤＩネットワークの他の通信端末と
通信を行なえるようにしたり、あるいは、排除したり
（すなわち、内部一次経路に対する接続から取りはず
す）することができる。通信端末28’、30’〜Ｍ’のそ
れぞれが、相互接続手段28”、30”〜Ｍ”を介してそれ
ぞれのＣＣＥに接続されている。相互接続手段28”、3
0”〜Ｍ”は、同一のため、１つについてだけしか説明
しないが、もちろん、他の相互接続手段にも同じコンポ
ーネントが含まれており、解説の相互接続手段と同様の
機能を果たす。各相互接続手段には、エンコーダ／デコ
ーダ32、送信器（ＴＸ）34、及び、受信器（ＲＸ）36が
含まれている。適合する通信媒体が、各ＣＣＥをエンコ
ーダ／デコーダ32に相互接続し、エンコーダ／デコーダ
をＴＸ及びＲＸに相互接続する。また、適合する通信媒
体が、ＴＸ及びＲＸを装置のポート29に相互接続し、装
置のポートは、それぞれの通信端末に接続されている。
解説の構成に基づき、ＣＣＥからの情報は、エンコーダ
／デコーダに、ＴＸに、さらには、通信端末へと送られ
る。同様に、通信端末からの情報が、適合する通信媒体
を介してＲＸに、ＲＸからエンコーダ／デコーダに、さ
らに、それぞれのＣＣＥに送られる。

【００２４】さらに図４を参照すると、集信装置に関す
るインテリジェンスが、マイクロプロセッサ及びメモリ
・サブシステム38によって与えられる。マイクロプロセ
ッサは、与えられたプログラムによってパーソナリティ
を変更できる、プログラム記憶式マイクロプロセッサで
ある。マイクロプロセッサ及びメモリ・サブシステム38
は、バス45、44、46、48〜Ｍ”を介して通信端末ＭＡＣ
39、ＣＣＥ28、ＣＣＥ30〜ＣＣＥ Ｍに相互接続された
外部マイクロプロセッサ・バス40を備えている。集信装
置を通る主及び二次の経路に加え、集信装置内には、局
所経路も設けられている。局所経路50は、“ロービング
ＭＡＣ52”及び各ＣＣＥと局所リングを形成している。
後述のように、主リングに通信端末を挿入するため、局
所リングが用いられる。

【００２５】留意すべきは、通信端末がＦＤＤＩネット
ワークにおいて通信中の場合、通信端末はその連係する
ＣＣＥを介して主リングに接続されるという点である。
通信端末ＭＡＣ39及びロービングＭＡＣ52の機能は、い
くつかのバッファ・メモリと共に、スパーネット(Super
net（商標）)チップ・セットとして知られる３つのチッ
プによって実現することができる。該チップ・セット
は、アドバンスド・マイクロ・デバイス社(Advanced Mi
cro Devices)から得られるものであり、ＲＡＭバッファ
・コントローラ（ＡＭ79Ｃ83）、データ経路コントロー
ラ（ＡＭ79Ｃ82）、及び、ファイバ・オプティックス・
リング通信媒体アクセス・メモリ（ＡＭ79Ｃ83）として
知られている。エンコーダ／デコーダ機能は、ＥＮＤＥ
Ｃ（ＡＭ7984）及びＥＮＤＥＣデータ・セパレータ（Ａ
Ｍ7985）の組合せによって実施することができる。これ
らのチップは、添付されたマニュアルを利用して組立て
ることが可能であり、相互接続等に関する説明は、本書
ではこれ以上行なわない。

【００２６】さらに図４を参照すると、マイクロプロセ
ッサ及びメモリ・サブシステムは、通信端末ＭＡＣ39と
共に、ＦＤＤＩネットワークでＦＤＤＩフレームの送受
信を行なう。同様に、マイクロプロセッサは、“ロービ
ングＭＡＣ”52を利用することによって、専用または局
所リングでＦＤＤＩフレームの送受信を行なう。前述の
ように、ロービングＭＡＣ52が局所状態のＣＣＥを介し
て通信端末に接続されると、専用すなわち局所リングが
形成されることになる。ネットワーク・トラフィック
が、一次入力（ＰＩ）経路を介して集信装置に入る。光
学受信器（ＲＸ）20は、光信号を直列電気データ信号に
変換する。エンコーダ／デコーダ22のデコーダ部分は、
コード変換を行なって、データを並列ストリームに変換
する。ネットワーク・データとして知られた並列データ
・ストリームは、次に、内部主経路でＣＣＥ連鎖中の第
１のＣＣＥ28まで移動する。ＣＣＥ28が分離状態と局所
状態のいずれでかある場合、このネットワーク・データ
は、ＣＣＥ28を通って、次のＣＣＥ30に送られる。ＣＣ
Ｅは、分離状態、局所状態、及び、Ｐ挿入状態のいずれ
かとなり得る。これらの状態については、それぞれ、さ
らに詳細に後述することにする。この時点では、ＣＣＥ
28がＰ挿入状態にある場合、ネットワーク・トラフィッ
クは、ライン内の次のＣＣＥ30に送られる前に、通信端
末28’に送られて、戻るように経路指定されるというこ
とを述べれば十分である。連鎖中の最後のＣＣＥ Ｍに
遭遇するまで、このプロセスは、各ＣＣＥ毎に反復され
る。集信装置構成要素（ＣＣＥ）Ｍの出力から通信端末
ＭＡＣ39へ、ネットワーク・データが送られる。ネット
ワーク・データは、次に、データをコード化し、直列化
するエンコーダ／デコーダ33のコード化部分に送られ
る。次に、電気データ・ストリームが、光学送信器（Ｔ
Ｘ）37によって光学データ・ストリームに変換され、一
次出力（ＰＯ）を介してネットワークに送り出される。
留意すべきは、この場合、二次リングは、ネットワーク
のバックアップのためにだけ用いられる。二次入力（Ｓ
Ｉ）におけるデータは、内部二次経路41を介して直接二
次出力（ＳＯ）へ経路指定される。ネットワーク・リン
グに挿入される通信端末は、ＦＤＤＩフレームを通信端
末ＭＡＣ39に送ることによって、ネットワークからの除
去を要求することも可能である。

【００２７】さらに、図４を参照すると、主経路以外
に、局所経路も存在する。局所経路50は、ロービングＭ
ＡＣ52から始まり、ＣＣＥ28、30、〜Ｍのそれぞれを通
って、ロービングＭＡＣに戻る。ＣＣＥが分離状態とＰ
挿入状態のいずれかにある場合、ＣＣＥ28、30〜Ｍのそ
れぞれにおいて、この経路内のデータは、ＣＣＥの局所
入力からその局所出力へ直接送られる。一方、ＣＣＥが
局所状態にある場合、局所経路でＣＣＥに入るデータ
は、ラインの次のＣＣＥに送られる前に、接続された通
信端末へ送られ、ＣＣＥに戻るように経路指定される。
注目に値するのは、図４に示すマルチプレクサ（ＭＵ
Ｘ）は、ネットワークの故障時に、通信端末の再構成を
行なうためのものであるという点にある。また、通信端
末28’、30’〜Ｍ’は、アクセス制御及び拡張診断のた
め、専用すなわち局所リングに挿入することも可能であ
る。

【００２８】ここで図５を参照すると、ＣＣＥの回路図
が示されている。ＣＣＥの回路構造は同一であり、従っ
て、図５に関する説明を利用して、図４に示す任意のＣ
ＣＥを構成することが可能である。上述のように、ＣＣ
Ｅの機能は、主経路52及び局所経路50のデータが、ＣＣ
Ｅによって集信装置に接続された通信端末を通過する
か、あるいは、その通信端末に送り込まれるように経路
指定するメカニズムを提供することにある。ＣＣＥに
は、ＣＣＥの入口から主経路52に挿入されるトークン検
出手段56が含まれる。主経路52は、ＭＵＸ58を介してＣ
ＣＥを出る。ＭＵＸ58からの主経路52は、主出力経路Ｐ
Ｏ’に接続されている。同様に、主経路52の入力セクシ
ョンは、主入力経路（ＰＩ’）で表示されている。主経
路52以外に、ＣＣＥを介した局所経路50も存在する。局
所経路50は、局所通信端末がＦＤＤＩネットワークにア
クセスするメカニズムを提供する。局所経路は、ロービ
ングＭＡＣ（図４）から始まり、各ＣＣＥを通って、ロ
ービングＭＡＣに戻る。各ＣＣＥ毎に、局所経路のデー
タは、ＭＵＸ60を介して局所経路出力に送られるか、あ
るいは、ＭＵＸ62を介して接続された通信端末（不図
示）に送られる。局所経路のデータがＭＵＸ60に、さら
に、局所経路出力へと送られるか、あるいは、ＭＵＸ62
を介して接続された通信端末に送られたり、接続された
通信端末からＭＵＸ60またはスクラブ論理手段64に送ら
れたりするかは、ＣＣＥの状態によって決まる。ＣＣＥ
が分離状態とＰ挿入状態のいずれかにある場合、局所経
路のデータは、局所経路入力から局所経路出力へ直接送
られる。一方、ＣＣＥが局所状態にある場合、局所経路
入力のデータは、ラインにおける下流のＣＣＥに送られ
る前に、局所経路入力のデータが、接続された通信端末
（不図示）に送られ、戻るように経路指定される。後述
のように、スクラブ論理手段64の機能は、ＣＣＥに接続
された通信端末がＦＤＤＩネットワークに挿入される前
に、ロービングＭＡＣによって発生する空のフレーム
“ボイド・フレーム”を除去することにある。ボイド・
フレームを除去することによって、孤立したプロトコー
ル・データ・ユニット（ＰＤＵ）または連結ＰＤＵは、
主リングに入れなくなる。ＣＣＥ制御論理手段66は、マ
ルチプレクサ及びスクラブ論理手段の制御に用いられる
制御信号を発生する。制御論理手段66は、また、ＴＯＫ
−ＤＥＴ、ロービングＭＡＣによるトークン保持、及
び、構成制御と表示された単信ラインで制御信号を受信
する。これら制御信号のそれぞれについては、さらに詳
細に後述する。

【００２９】図６には、トークン検出論理手段56が示さ
れている。トークン検出論理手段56の機能は、主経路を
モニタし、トークンを検出すると、ＴＯＫ−ＤＥＴで表
示の導体に（トークン検出）として知られる制御信号を
送り出す。前述のように、この信号（トークン検出）
は、ＣＣＥ制御論理手段66（図５）によって利用され
る。注目すべきは、データ・ストリームをなす記号が、
直列ビット・ストリームとして、あるいは、並列ビット
・ストリームをなす記号またはグループをなす記号とし
てトークン検出論理手段56に記録されることができると
いう点である。トークン検出論理手段56（図６）は、デ
ータ幅が記号２つ分（10ビット）の並列機構を利用して
いる。開始デリミタ回路手段66、フレーム制御回路手段
68、及び、終了デリミタ回路手段70が、トークンを表わ
したビット・パターンを発生する。レジスタ１、レジス
タ２、及び、レジスタ３は、主経路で実際のビット・パ
ターンを捕捉し、（比較論理手段１、比較論理手段２、
及び、比較論理手段３）によってその比較を行ない、主
ループのビット・パターンがトークンを表わすビット・
パターンと一致する場合には、論理１をＡＮＤ回路72に
出力する。ＡＮＤ回路72の全入力が論理１の場合、出力
も、主リングのトークンがトークン検出論理手段56内に
あることを表わす論理１になる。要するに、トークン検
出論理手段66は、主経路データ・ストリームに対するト
ークンを認識すると、ＴＯＫ−ＤＥＴラインに論理
“１”を出力する。

【００３０】トークン検出論理手段56についてさらに詳
述する前に、ＦＤＤＩデータ・ストリームについて概略
を説明することにする。図２及び図３を参照すると、Ｆ
ＤＤＩデータ・ストリームは、コード・グループから構
成される。コード・グループは、通信媒体の記号を表わ
す５つの連続したコード・ビットから構成される。32の
可能性のあるビット組合せのうち16が、16進値０〜Ｆを
表わすデータ記号に用いられる。制御記号は、残りの16
のコード・グループのうち８つによって表わされる。こ
れらの記号は、Ｊ、Ｋ、Ｔ、Ｒ、Ｓ、Ｑ、Ｉ、及び、Ｈ
で表わされる。ビット組合せのバランスは、遭遇する
と、受信物理層エンティティによって制御記号の１つと
解釈されるか、あるいは、制御記号の１つに変換され
る。ＦＤＤＩトークンは、６つの記号によるパターンか
ら構成される。開始デリミタ（Ｊ、Ｋ）を形成する２つ
の制御記号と、フレームをトークン（８、０）として識
別する２つのデータ記号と、終了デリミタ（Ｔ、Ｔ）を
形成する２つの記号が存在する。

【００３１】再び図６に戻ると、データ幅が記号２つ分
の（10ビット）並列機構を利用して実施されている。デ
ータ・ストリームは、直列をなす３つのレジスタ（レジ
スタ１、レジスタ２、及び、レジスタ３）によってクロ
ック的に記録される。各レジスタの出力は、３つの比較
論理手段（比較論理手段１、比較論理手段２、及び、比
較論理手段３）の１つに関連するバスを介してクロック
的に送られる。ＦＤＤＩトークンの２つの記号のそれぞ
れは、開始デリミタ回路手段66、フレーム制御回路手段
68、及び、終了デリミタ回路手段70によって発生する。
開始デリミタ回路手段66、フレーム制御回路手段68、及
び、終了デリミタ回路手段70の出力は、適合するバスを
介して比較論理手段１、比較論理手段２、及び、比較論
理手段３に送られる。比較論理手段は、その一対の入力
バスについて各ビット毎に比較を行なう。対応する全て
のビットが同じ値の場合には、その出力は、真、すなわ
ち、論理１になる。比較論理手段の実施に適した回路構
成は、十分に当該技術における能力の範囲内であり、従
って、比較論理回路手段に関する詳細な説明は行なわな
い。10通りのＡＮＤゲートが後続する10の排他的ＮＯＲ
ゲート（ＸＮＯＲ）が、比較論理回路手段の構築に適し
た論理ブロックであるということを述べれば十分であ
る。この実施例の場合、各ＸＮＯＲゲートの入力は、各
バス毎に比較されるビットである。これらのビットが同
じ場合、ＸＮＯＲの出力は、真（論理１）になる。これ
らの出力のそれぞれは、ＡＮＤゲートの10の入力の１つ
に送られる。１つのバスにおける全てのビットが、他の
バスにおける対応するビットに一致する場合、比較論理
回路の出力は真（論理１）になる。トークン検出の場
合、レジスタ３、レジスタ２、及び、レジスタ１に保持
されたデータ・ストリームの内容が、ＦＤＤＩトークン
の値（Ｊ、Ｋ、８、Ｏ、Ｔ、及び、Ｔ）を表わす固定ビ
ット・パターンと一致しなければならない。比較論理手
段３は、レジスタ３の内容と制御記号Ｊ、Ｋを表わすビ
ット・パターンの比較を行なう。同様に、比較論理手段
２は、レジスタ２の内容とデータ記号８、０のビット・
パターンの比較を行ない、比較論理手段１は、レジスタ
１の内容と制御記号Ｔ、Ｔに関するビット・パターンの
比較を行なう。これらの全てが、同時に真であれば、こ
れらのレジスタにトークンが存在し、ＴＯＫ ＤＥＴで
表示のラインの信号が真になる（論理１）。

【００３２】図７及び図８には、ロービングＭＡＣによ
るトークン保持と表示されたラインに送り出される制御
信号（ロービングＭＡＣによるトークン保持）を発生す
る回路概略図が示されている。ロービングＭＡＣ論理手
段52（図７）には、ロービングＭＡＣ（ＲＭＡＣ）51と
専用トークン論理手段72が含まれている。留意すべき
は、図７及び図８における同様の要素は、図８における
番号を識別する基本表記法による同じ番号で表示されて
いる。ＲＭＡＣがトークンを占有（すなわち、保持）し
ている場合、専用トークン論理手段72によって、ロービ
ングＲＭＡＣによるトークン保持信号が真（論理１）の
状態にセットされる。ロービングＭＡＣがトークンを再
度送り出す場合、専用トークン論理手段によって、ロー
ビングＭＡＣによるトークン保持ラインが偽（論理０）
の状態にリセットされる。図７を参照すると、トークン
検出論理手段74、75、及び、ラッチ76を利用して、ロー
ビングＭＡＣによるトークン保持制御信号が発生する。
前述のトークン検出論理手段56（図６）と同様のトーク
ン検出論理手段74、75は、ＲＭＡＣ51をまたがらせて、
その入口と出口（図７）におけるデータ・ストリームの
モニタを行なう。図７における信号の流れの方向が、矢
印で示されている。ＲＭＡＣの入口に配置されたトーク
ン検出論理手段75は、局所経路入力におけるトークンの
存在を検出して、ラッチ76をセットする。トークンがＲ
ＭＡＣ51を出ると、トークン検出論理手段74が、局所経
路出力におけるトークンを検知して、ラッチ76をリセッ
トする。従って、ラッチ76からの出力は、ＲＭＡＣによ
るトークン保持信号を表わしている。

【００３３】図８には、ロービングＭＡＣ（ＲＭＡＣ）
論理手段の代替実施例が示されている。実施例では、Ｒ
ＭＡＣ用の規格品のモジュールが用いられており、ま
た、専用トークン論理手段72’用の論理回路78、80、8
2、及び、ラッチ84が用いられている。ＦＯＲＭＡＣ
（ＡＭ79Ｃ83）として知られるチップの１つは、専用ト
ークン論理回路の実現に有効な信号を発生する。ＦＯＲ
ＭＡＣチップは、論理信号Ｓ０、Ｓ２、Ｓ１、及び、Ｓ
３に関するバスＳ（０：３）を備えている。ＲＡＭＣが
自由なトークンを捕捉すると、４つの信号によって、パ
ターン0101が発生する。適合する信号を論理回路78、8
0、及び、82に対してグループ化することによって、適
正なビット・パターンが導体Ｓ０、Ｓ２、Ｓ１、及び、
Ｓ３に生じると、ＡＮＤ回路82からの出力で、ラッチ84
がセットされることになる。また、このチップは、トー
クンが出ると、“ＴＯＫＩＳＤ”で表示の出力を発生す
る。従って、ＴＯＫＩＳＤで表示されたラインの信号が
真（すなわち、論理１）の場合、ラッチ84がリセットさ
れ、ＲＭＡＣによるトークン保持は、ダウン状態（論理
０）にある。後述するように、ＲＭＡＣは、トークンを
保持し、そのトークン保持タイマが満了するまで、専用
すなわち局所リングを循環して、満了すると、もう１つ
のトークンを送り出す。

【００３４】図９には、ＣＣＥ制御論理手段66の回路概
略図が示されている。ＣＣＥ制御論理手段66には、指令
レジスタ86、状況レジスタ88、及び、構成状態マシン90
が含まれている。指令レジスタ86及び状況レジスタ88
は、マイクロプロセッサ・バス40を介してマイクロプロ
セッサ及びメモリ・システム38（図４）に結合される。
上記のレジスタは、マイクロプロセッサ・バスを介して
マイクロプロセッサによってアクセスされる。状況レジ
スタ88は、構成状態マシン90の現在状態を示している。
前述のように、ＣＣＥは、３つの状態のうち任意の状態
になることが可能である。ＣＣＥの状態を制御する構成
状態マシンは、３つの状態、すなわち、分離状態、Ｐ挿
入状態、または、局所状態のうち任意の状態になること
が可能である。指令レジスタは、マイクロプロセッサの
制御下で構成状態マシンの状態を変化させるために用い
られる。指令レジスタ86の値を変化させることによっ
て、マイクロプロセッサは、構成状態マシンの状態を変
化させることができる。指令レジスタに書き込まれたビ
ット・パターンは、構成状態マシンの所望の状態に対応
する。

【００３５】さらに図９を参照すると、構成状態マシン
は、グループをなすラッチ（不図示）によって実現す
る。これらのラッチの値の各組合せは、可能性のある状
態を表わしている。３つの状態しかないので、実現に
は、２つのラッチが必要になる。１つの状態からもう１
つの状態への移行は、これらラッチの現在値及び他の入
力信号の値によって制御される。これらの信号には、ト
ークン検出(ＴＯＫ−ＤＥＴ）、ロービングＭＡＣによ
るトークン保持、及び、トークン・プラス16信号が含ま
れる。この場合、構成状態マシンは、入力として指令レ
ジスタの内容、トークン検出信号、及び、ロービングＭ
ＡＣによるトークン保持信号を利用する。集信装置がオ
ンになると、構成状態マシンは、分離状態に初期設定さ
れ、“集信状態構成管理”（ＣＣＭ）として知られる適
用業務すなわち制御プログラムがロードされて、マイク
ロプロセッサで実行される。こうして、マイクロプロセ
ッサは、集信装置内における装置の適正な相互接続を保
証する。通信端末が連係するポートで活動状態になる
と、マイクロプロセッサは、指令レジスタ86に値を書き
込んで、局所状態に移行する。通信端末が局所経路（前
述）に挿入され、主経路への挿入前に、拡張診断を実施
して、通信端末がいつでも操作可能であることが確認さ
れる。通信端末のＦＤＤＩネットワークに対する挿入準
備が整っている場合（主経路を介して）、マイクロプロ
セッサは、指令レジスタ86の内容をＰ挿入状態に対応す
る値に変更する。指令レジスタに加え、状態マシンは、
Ｐ挿入状態に変化する前に、トークン検出信号及びロー
ビングＭＡＣによるトークン保持信号が真（すなわち、
論理１）になるまで待機する。この結果、ネットワーク
・トークンが挿入通信端末に送られる間、ネットワーク
・トラフィックをＣＣＥを介してネットワークに送るこ
とが可能になる。

【００３６】さらに図９を参照すると、排除の場合、通
信端末は、通信端末ＭＡＣ39（図４）に排除メッセージ
を送る。マイクロプロセッサ38（図４）は、メッセージ
に処理を施して、指令レジスタの内容を分離状態に対応
する値に変更する。構成状況マシン90は、Ｐ挿入状態か
ら分離状態へ移る前に、トークン・プラス16で表示の入
力ラインに信号が生じるまで待機する。ＣＣＥの出力す
なわち出口において、トークン・プラス16記号が検知さ
れると、この信号は活性状態になる。それぞれの制御論
理信号が構成状態マシン90の入力において活性状態にな
るまで待つことによって、ＦＤＤＩネットワークにおけ
る信号を妨害することなく、ＦＤＤＩネットワークに対
する通信端末の挿入または排除を行なうことが可能にな
る。

【００３７】ここで図５及び９を参照すると、ＣＣＥ制
御論理手段66は、マルチプレクサ58、60、62、及び、ス
クラブ論理手段64の制御に用いられるいくつかの出力信
号を送り出す。各マルチプレクサに対する制御信号によ
って、どの入力信号グループが、マルチプレクサの出力
に生じるものとして選択されるかが決まる。各信号の値
すなわち状態は、構成状態マシン90（図９）の状態によ
って決まる。分離状態の場合、主経路入力及び局所経路
入力のデータは、それぞれ、主経路出力及び局所経路出
力に対して経路指定される。局所状態の場合、局所経路
のデータは、通信端末に送られて、さらに、局所経路出
力に戻るように経路指定が施され、一方、主経路入力の
データは、主経路出力に対して経路指定される。Ｐ挿入
状態において、主経路入力のデータは、挿入通信端末に
送られ、さらに、主経路出力に戻るように経路指定が施
され、一方、局所経路入力におけるデータは、局所経路
出力に対して経路指定が施される。スクラブ開始と表示
されたライン（図９）に出力される、スクラブ開始と呼
ばれる追加信号が、局所状態からＰ挿入状態への遷移時
に活性状態になる。スクラブ開始信号は、スクラブ論理
手段（後述する）に対し、スクラブを開始すべきである
ことを（すなわち、記号をアイドル記号に変更すること
によって、通信端末から戻るデータを除去する）指示す
る。

【００３８】図10には、スクラブ論理手段64（図５）の
回路図が示されている。スクラブ論理手段は、ＦＤＤＩ
ネットワークに対する通信端末の挿入中、または、除去
中には、必ず作動する。それによって、孤立したＰＤＵ
（プロトコル・データ・ユニット）として知られる望ま
しくない信号が主ＦＤＤＩリングに入れなくなる。スク
ラブ論理手段64には、ラッチ92、ＦＤＤＩフレーム検出
手段94、アイドル記号発生器96、及び、トークン検出プ
ラス16回路手段 100が含まれている。アイドル記号発生
器96には、ＦＤＤＩアイドル記号（Ｉ、Ｉ）を表わすビ
ット値が含まれている。ＦＤＤＩフレーム検出手段94の
機能は、回路が装置すなわちＤＴＥからのバス 101にお
ける非ボイドＦＤＤＩフレームの開始を検出すると、
“非ボイドフレーム”で表示のラインに信号を発生し、
ラッチ92をリセットすることである。ラッチ92は、ＣＣ
Ｅ制御論理手段66（図３）によってセットされる（図
５）。ＦＤＤＩフレーム検出手段94には、その出力がコ
ンパレータ104に送られることになるレジスタ102が含ま
れている。コンパレータ104へのもう１つの入力は、
Ｊ、Ｋ発生手段106からのものである。Ｊ、Ｋ発生手段1
06は、ＦＤＤＩ記号ＪＫを表わすビット値を有してい
る。ＡＮＤ回路108のもう１つの脚は、インバータ110か
らのものである。インバータ110に対する入力は、コン
パレータ112からのものである。コンパレータ112は、レ
ジスタ114からの出力、及び、４、０または０、０発生
手段116からの出力を比較する。発生手段116は、ＦＤＤ
Ｉ記号４、０または０、０を表わしたビット値にセット
される。トークン検出プラス16回路手段100は、トーク
ン検出回路118、ＡＮＤ回路120、ラッチ122、インバー
タ124、及び、カウンタ論理手段126から構成される。

【００３９】さらに、図10を参照すると、ＣＣＥが局所
状態からＰ挿入状態に再構成されると、通信端末を集信
装置に接続するリンクに存在する可能性のあるデータ
が、ネットワークに生じる。通常、このデータには、局
所ループのＲＭＡＣが、局所トークンを保持している間
に発生する“ボイド・フレーム”が含まれている。これ
が生じないようにするため、スクラブ論理手段は、非ボ
イドＦＤＤＩフレームの開始を表わす記号に遭遇するま
で、ネットワークでアイドル記号（Ｉ、Ｉ）を代入す
る。ボイド・フレームを除去して、同時に、アイドル信
号を発し、このアイドル信号で、ＦＤＤＩネットワーク
に既に存在するフレームと、新しく挿入された通信端末
からこのネットワークに挿入される新しいフレームとの
間に存在するギャップが充填されるようにしている。

【００４０】局所状態からＰ挿入状態への遷移時に、Ｃ
ＣＥ制御論理手段（図５）は、スクラブ開始信号を発生
する。信号は、ラッチ92（図10）をセットする。スクラ
ブで表示のラインにおけるこのラッチの出力を利用し
て、マルチプレクサ58の制御が行なわれる。スクラブ信
号が真（論理１）の場合、マルチプレクサ58は、その出
力として、アイドル記号発生器96から発生するビット・
パターン（アイドル記号Ｉ、Ｉ）を選択する。制御信号
が非ボイド・フレームと表示されたラインに出力され
て、ラッチ92をリセットする場合、非ボイド・フレーム
の始端に遭遇するまで、アイドル信号の出力が続行され
る。ボイド・フレームの始端は、４、０または０、０発
生手段 116によって発生する４、０と０、０のいずれか
に等しい一対のデータ記号が後続する、発生手段 106に
よって発生する一対の記号Ｊ、Ｋによって識別される。
Ｊ、Ｋに遭遇し、次の２つの記号が４、０と０、０のい
ずれでもない場合、非ボイド・フレーム信号が非ボイド
・フレームと表示のラインに発生し、ラッチ92がリセッ
トされる。ラッチ92がリセットされると、スクラブと表
示されたラインにおけるスクラブ信号が偽（論理０）に
なり、マルチプレクサ58が、記号Ｊ、Ｋで始めて、デー
タを通信端末から送り出す。

【００４１】図10を参照すると、通信端末をネットワー
クから除去すべき場合、ＣＣＥ制御論理手段は、トーク
ン及びそれに続く16個の記号がＣＣＥをクリアするま
で、Ｐ挿入状態から分離状態への移行を遅延させる。こ
れは、トークン検出手段 118及びカウンタ論理手段 126
を用いることによって実現される。この組合せによっ
て、構成状態マシン90（図９）の制御に必要なトークン
・プラス16信号が発生する。トークン検出手段 118は、
前述の回路によって実現する。トークンが到着すると、
ラッチ 122がセットされる。エネーブル制御信号が真
（論理１）になり、カウンタ論理手段 126がカウント０
にリセットされる。次に、カウンタ論理手段のカウント
が、ＣＣＥ主経路出力マルチプレクサ58によるトークン
・プラス16の記号転送に対応する値になる。この時点
で、トークン・プラス16信号が活性状態になり、構成状
態マシンが分離状態に変化して、エネーブル制御信号
が、偽、すなわち、論理０にリセットされる。

【００４２】システムの動作 通信端末の挿入は、ＦＤＤＩネットワークにおける他の
通信端末とのデータ通信のため、通信端末が一次リング
または二次リングに加入するプロセスである。通信端末
の除去は、ＦＤＤＩネットワークに関する要求が満たさ
れた通信端末が、ネットワーク機構からそれ自体を除去
するプロセスである。できれば、不必要に分断しないや
り方で、挿入及び除去プロセスを実施することが望まし
い。すなわち、ＦＤＤＩネットワークに対する通信端末
の加入または離脱は、不必要に請求プロセスを開始した
り、あるいは、リングにおけるデータ・トラフィックを
妨害したりするものではない。こうした妨害があれば、
影響される通信端末の論理リンク制御がデータ回復手順
を開始させ、ネットワーク全体の性能が低下することに
なる。

【００４３】以上の説明から明らかなように、集信装置
（図４）に接続された通信端末は、まず、その関連する
集信装置構成要素（ＣＣＥ）を介して集信装置のロービ
ングＭＡＣ論理手段52（図４）に接続される。この構成
の場合、ロービングＭＡＣ及び通信端末が専用すなわち
局所リングを形成する。ロービングＭＡＣと挿入される
べき通信端末は、請求プロセスを実施して、リングの初
期設定を行なう。請求プロセスは、標準的な初期設定プ
ロセスであり、その詳細については、上述のＦＤＤＩ規
格に記載されており、参考までに本書に組み込まれてい
る。主リングのトークン循環時間について知識のあるロ
ービングＭＡＣは、請求プロセスにおける目標トークン
循環時間（ＴＴＲＴ）としてこの値を指定する。請求プ
ロセス後、獲得したトークンの循環時間が主リングのト
ークン循環時間と同じであれば、挿入通信端末が主リン
グと同じ又はそれ以上のトークン循環時間を要求してい
ることになる。通信端末は、この時点において主リング
のトークン循環時間を知っており、請求プロセスによっ
て生じる分断を伴わずに、挿入可能となる。挿入通信端
末が、主リングより少ないトークン循環時間を必要とす
る場合でも、本発明は、やはり、リングに対するデータ
・トラフィックの影響を最小限にとどめるやり方で挿入
できるようにする。

【００４４】挿入プロセスについてさらに詳述する前
に、主経路に挿入される通信端末と局所経路に挿入され
る通信端末によって構成される集信装置について検討す
るのも無駄ではない。図11には、構成された集信装置の
概略図が示されている。主経路内の通信端末は、ＦＤＤ
Ｉネットワークの他の通信端末（不図示）と通信可能で
あり、一方、局所経路における通信端末は、主リングへ
の挿入前に複数のテストを実施することが可能である。
集信装置には、主経路を介して選択されたＣＣＥに相互
接続される通信端末ＭＡＣ（ＳＴＡ、ＭＡＣ）が含まれ
ている。ＣＣＥは、さらに、通信端末（ＳＴＡ）にも接
続される。同様に、ロービングＭＡＣ（ＲＯＶ ＭＡ
Ｃ）は、局所経路を介して選択されたＣＣＥに接続さ
れ、該ＣＣＥは、さらに、選択された通信端末に接続さ
れている。前述のように、各ＣＣＥは、マイクロプロセ
ッサ38（図４）からの信号に応答して、ＣＣＥを分離状
態、Ｐ挿入状態、局所状態のいずれかにする、独立した
構成状態マシン90（図９）を備えている。ＣＣＥは、分
離状態の場合、それに接続された装置と通信状態にある
が、該装置は、局所ループあるいは主ループをなしてい
ない。図11を参照すると、ＣＣＥ 128は、分離状態にあ
る。ＣＣＥがＰ挿入状態の場合、連係する通信端末は主
経路内にあり、やはり主経路内にある他の通信端末（不
図示）と通信することができる。図11を参照すると、主
リング（主経路）内には、通信端末の接続されたＣＣＥ
132、 133、及び、 134がある。ＣＣＥが局所経路内に
ある場合、ＣＣＥはロービングＭＡＣとの通信を行な
う。図11を参照すると、局所経路には、ＣＣＥ 136と接
続された通信端末が含まれている。

【００４５】図11に示す構成の場合、集信装置は、ＦＤ
ＤＩ主リング内の他の集信装置及び通信端末との対話に
参加する。集信装置に接続され、ＣＣＥがＰ挿入状態に
ある通信端末も参加する。さらに、集信装置に接続さ
れ、ＣＣＥが局所状態にある通信端末は、ＦＤＤＩネッ
トワークから独立したＦＤＤＩリングを形成することが
できる。この専用すなわち局所リングにおけるデータ
は、 136’のような通信端末からロービングＭＡＣに送
られて、通信端末に戻る流れを形成する。ＦＤＤＩネッ
トワークとの接続を所望する通信端末は、まず、局所経
路に挿入され、この専用すなわち局所リングを介してロ
ービングＭＡＣとの通信を行なう。このリングに助けら
れて、集信装置は、内部リング信頼性テストを実施し、
アクセス制御プロセスを行ない、リングに対する方策を
強化し、ＦＤＤＩネットワークの主リングに対して分断
することなく通信端末を挿入をするのを助ける。

【００４６】局所ループのテストで、主ＦＤＤＩリング
に対する通信端末の挿入準備が整っていることが分れ
ば、挿入プロセスは、図12、図13、及び、図14に図示さ
れているように進められる。図12を参照すると、ＣＣＥ
は、まず、局所状態をなすように構成される。この状態
において、ネットワーク・データに付随するトークン
（Ｔ）は、主リングのセグメント 138を循環する。前述
のように、このデータ及び主リングは、通信端末ＭＡＣ
39（図４）を介してＦＤＤＩネットワークに結合され
る。また、局所リングすなわち専用すなわち局所リング
のセグメントを循環している局所データに付随するトー
クン（Ｔ’）も存在する。前述のように、専用すなわち
局所リングは、通信端末をロービングＭＡＣ52（図４）
に相互接続する。図12に示すように、局所データには、
局所トークンの保持時に、ロービングＭＡＣから出力さ
れるボイド・フレームが含まれている。また、留意すべ
きは、主リング及び局所リングにおけるトークンが同時
に循環している点である。局所リングが主リングと組み
合わせられて、現在、局所リングにある通信端末が挿入
される場合、１つのトークンだけが主リングを循環する
ようなやり方で行なうのが望ましい。このため、ロービ
ングＭＡＣは、主リングで到着するトークンを待つ間、
専用すなわち局所リングのトークンを捕捉し、保持す
る。主リングにおけるトークンの到着は、トークン検出
論理手段56（図５及び図６）によって検出される。

【００４７】さらに、データ・ストリーム中の、主リン
グのトークンとそのネットワーク・データとの間のポイ
ントにおいて、挿入通信端末を主リングに接続し、デー
タ破損の生じないようにすることが必要である。主リン
グのトークンが集信装置構成要素に到着した時、専用す
なわち局所リングのトークンが移動ＭＡＣ（ＲＭＡＣ）
によって保持されていなければ、該リングの接続は行な
わず、ＣＣＥは、挿入を試みる主リングのトークンが次
に到着するまで待機することが望ましい。

【００４８】図12及び図13に描かれた概略図は、ロービ
ングＭＡＣが専用すなわち局所リングにトークンを保持
している状態が示されている。主リング・トークンがＣ
ＣＥの入口に到着し、ロービングＭＡＣが専用すなわち
局所リングにトークンを保持しているので、ＣＣＥ状態
マシンは、局所状態（図12）からＰ挿入状態（図13）に
変化する。この変化は、そのトークンが、通信端末、及
び、通信端末を主リングに接続するリング・セグメント
に送られる間に、主リングの現存のトラフィック（すな
わち、ネットワーク・データ）が、下流にある次のＣＣ
Ｅに送られると言うような形で生じる（図13参照のこ
と）。通信端末が主リングに接続されると、通信端末を
主リングに相互接続させるリンク内にあるのがいかなる
ボイド・フレームであるにせよ、リングにアイドル記号
を出力するスクラブ論理手段を介して除去される。（図
９参照のこと）。スクラブ・プロセスは、トークンまた
はネットワーク・データ・フレームが、新たに接続され
た通信端末からＣＣＥの入力に到着するまで、続行され
る。スクラブによって、孤立したプロトコル・データ・
ユニット（ＰＤＵ）または連結ＰＤＵが主リングに生じ
なくなる。

【００４９】ロービングＭＡＣによるトークン保持によ
って、主リングのトークン到着時に、通信端末を挿入す
る確率が高くなる。ただし、該リングに連係したタイマ
が満足のゆくものでない場合には、専用すなわち局所リ
ングを回復させることができる。すなわち、有効送信タ
イマ（ＴＶＸ）またはトークン循環タイマ（ＴＲＴ）の
最新のカウント（ＬＡＴＥ−ＣＴ）がゼロを超えて満了
すると、リングの回復が開始される。ロービングＭＡＣ
が、一連の直列同期ボイド・フレームを送り出すと、ト
ークンの保持が行なわれる。ボイド・フレームは、局所
リングのタイミング要件を満たすために送り出される、
従来のＦＤＤＩフレームである。従って、これらのフレ
ームについては詳述しない。トークン循環タイマが満了
するまで、フレームが送信される。次に、ロービングＭ
ＡＣは、トークンを解放する。挿入される通信端末に
は、まだ同期帯域幅が割りつけられておらず、ロービン
グＭＡＣは、トークンの循環時間に等しい時間だけトー
クンを保持しているので、通信端末は、フレームを送る
ことができない。このため、トークンは、専用すなわち
局所リングの伝搬遅延によって決まる時間で、ロービン
グＭＡＣに戻ることになる。トークンが戻る毎に、ロー
ビングＭＡＣは、専用すなわち局所リングのＴ−ＯＰＲ
からその伝搬遅延を引いたものに等しい期間だけ、一連
の直列同期ボイド・フレームを送信する。従って、通信
端末は、追加遅延を累積しない。トークンを保持してい
る間、及び、ロービングＭＡＣにおけるＴＲＴの満了時
に、トークンを解放する間、ボイド・フレームの送信に
よって、リングの回復が回避される。

【００５０】補正処置が施されない限り、挿入プロセス
時における集信装置の再構成によって、ロービングＭＡ
Ｃが生成するボイド・フレームが主リングに生じること
になる。これらのフレームが孤立したＰＤＵとして生じ
るのを防ぐため、トークンまたはボイド・フレームでな
いフレームの始端を検出するまで、ＣＣＥのスクラブ論
理手段が、通信端末から生じる記号をアイドル記号に置
き換える。その時点で、主リングにおける次の通信端末
に、通信端末からのデータが変化することなく送られる
ことになる。これで、挿入プロセスの説明を終えること
にする。前述のプロセスを完了すると、主ＦＤＤＩリン
グを分断することなく通信端末の挿入が行なわれる。こ
の挿入は、主リングで請求プロセスを実行せず、ネット
ワーク・トラフィックを中断させず、孤立したＰＤＵを
生成しないで行なわれる。また、この挿入プロセスで
は、クリティカルなタイミングの制約が加えられず、ま
た、主リングの利用率も低下しない。主トークンが捕捉
されないので、主リングの利用度は低下しない。

【００５１】上述のように、挿入通信端末が、主リング
で現在用いられているものに比べて短いトークン循環期
間を必要とするとしても、ネットワーク・トラフィック
を不必要に中断することなく、通信端末を挿入すること
も可能である。議論の余地があるが、挿入すべき通信端
末は、主リングのトークン循環時間を短縮して、通信端
末の循環時間と整合がとれるように請求プロセスを開始
しなければならない。しかしながら、本発明のように、
ネットワーク・データを損わない分断プロセスが可能に
なる。このため、通信端末は、トークンと、非分断挿入
に用いられるのと同じ手順に続くネットワーク・トラフ
ィックの間に挿入される。いったん挿入されると、通信
端末は、主リングより短いトークン循環時間で動作す
る。通信端末はリングの回復を開始しない限り、そのト
ークン循環タイマが満了して、最新のカウントがゼロを
超えるまで、主リングにおける動作を続行する。その時
点で、請求プロセスが実行され、トークン循環時間の新
しい値が決まる。これが生じるのに要する時間は、２つ
のトークン循環時間、ネットワークの伝搬遅延、及び、
ネットワークに対するトラフィック負荷の差によって決
まるランダム変数である。通信端末による請求プロセス
の実行に最も望ましい時間は、主リングにおけるネット
ワーク・トラフィックの直後である。専用すなわち局所
リングにおけるトークン循環時間（ＴＴＲＴ）である第
２の値が主リングにおけるトークン循環時間（ＴＴＲ
Ｔ）である第１の値未満の場合、請求プロセスを実行し
て第２の値が主リングに関するトークン循環時間になる
ようにし、第２の値が第１の値以上である場合、主リン
グから受信したトークンを利用して挿入通信端末が主リ
ングへデータを送信する。

【００５２】本発明では、排除手順に従い、ネットワー
ク・トラフィックを悪化させることなく、主リングから
通信端末を除去することが可能になる。この手順は、集
信装置の“スレーブ通信端末バイパス”機能の利用に基
づくものである。この機能については、ＦＤＤＩ規格に
おける集信装置の拡張機能に関するリストに示されてい
る。“スレーブ通信端末バイパス”によって、通信端末
を明示的にバイパスする要求が可能になる。この要求
は、通信端末から送られ、接続する集信装置の“束縛Ｍ
ＡＣ”にアドレス指定されるＦＤＤＩフレームの形をと
る。フレーム内に含まれる情報は、集信装置構成管理に
命じて、要求する通信端末のバイパスを開始させる。マ
イクロプロセッサ・サブシステムは、連係するＣＣＥの
指令レジスタに書込みを行ない、Ｐ挿入状態から分離状
態に変化するように命じる。主トークンと後続の16の記
号が、分離状態に変化する前に、ライン内の次のＣＣＥ
に送られるまで、ＣＣＥの構成状態マシンは待機する。
これは、トークン・プラス16回路手段のトークン・プラ
ス16信号によって表示される。この手順と回路構成の組
合せによって、ネットワーク・データを破損することな
く、通信端末の排除が行なわれる。

【００５３】

【発明の効果】ネットワークにおけるデータに混乱を生
じさせることなく、ネットワークに通信端末を挿入し、
あるいはネットワークから通信端末を排除することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の教示を具現化したＦＤＤＩネットワー
クの機能ブロック図である。

【図２】ＦＤＤＩフレーム・フォーマットを示す図であ
る。

【図３】ＦＦＤＩトークンを示す図である。

【図４】本発明の教示によるＦＤＤＩ集信装置の機能ブ
ロック図である。

【図５】本発明の教示による集信装置構成要素（ＣＣ
Ｅ）の回路ブロック図である。

【図６】主トークン検出論理手段の回路ブロック図であ
る。

【図７】専用トークン検出論理手段の回路図を示す図で
ある。

【図８】専用トークン検出論理手段の回路図を示す図で
ある。

【図９】ＣＣＥ制御論理手段の回路図を示す図である。

【図10】スクラブ論理手段の論理図である。

【図11】構成された集信装置の例を示す図である。

【図12】本発明の教示による挿入プロセスを表わす図で
ある。

【図13】本発明の教示による挿入プロセスを表わす図で
ある。

【図14】本発明の教示による挿入プロセスを表わす図で
ある。

【符号の説明】

10…ノード 11…集信装置 12…ノード 16…ファイバ・オプティックス通信媒体 18…ファイバ・オプティックス通信媒体 20…光学受信器 22…エンコーダ／デコーダ 24…ＭＵＸ 28…集信装置構成要素 33…デコーダ／エンコーダ 38…マイクロプロセッサ及びメモリ・サブシステム 39…束縛ＭＡＣ 40…マイクロプロセッサ・バス 42…ＭＵＸ 43…光学受信器 44…光学送信器 50…居所経路 56…トークン検出手段 58…ＭＵＸ 64…スクラブ論理手段 66…開始区切り回路手段 68…フレーム制御回路手段 70…終了区切り回路手段 72…専用トークン論理手段 74…トークン検出論理手段 76…ラッチ 84…ラッチ 86…指令レジスタ 88…状況レジスタ 90…構成状態マシン 92…ラッチ 94…フレーム検出手段 96…遊び記号発生器 104…コンパレータ 110…インバータ 118…トークン検出回路 126…カウンタ論理手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ブライアン・アラン・ヤングマン アメリカ合衆国ノースカロライナ州キャリ ー、ニューポート・サークル702番地 (56)参考文献 特開 昭62−169543（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−98244（ＪＰ，Ａ)

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】通信媒体と、前記通信媒体に直接接続され
   た通信端末の組と、少なくとも１つのマルチポート集信
   装置に接続された通信端末の他の組とを備え、 前記マルチポート集信装置はそれに接続された通信端末
   を主直列ループ中に直列に配設する形態で前記通信媒体
   に接続され、前記通信端末は一定の第１の時間を割り当
   てられ、この時間内ではネットワークへフレームを伝送
   することが可能で、この時間の終端で伝送フレームにト
   ークンを付随させ、前記トークンはネットワーク上に伝
   送すべきフレームを有する他の通信端末により利用可能
   であり、 前記マルチポート集信装置は更に局所循環トークンが循
   環する局所ループを備え、該局所ループは通信媒体アク
   セス制御手段、集信装置構成要素、及び前記主直列ルー
   プに挿入されるべき通信端末を含んでいるような直列通
   信ネットワークにおいて、ネットワークへの通信端末の
   挿入を制御する方法であって、 （ａ）前記通信媒体アクセス制御手段によって前記局所
   循環トークンを捕捉するステップと、 （ｂ）前記集信装置構成要素によって前記主直列ループ
   をモニタし、該主直列ループにおける伝送フレームを検
   出するステップと、 （ｃ）伝送フレームを検出したとき、前記集信装置構成
   要素によって前記主直列ループ内の前記集信装置構成要
   素より下流の通信端末に前記伝送フレームを送るステッ
   プと、 （ｄ）前記集信装置構成要素によって、前記主直列ルー
   プから、挿入されるべき通信端末に、前記ステップ
   （ｃ）で送られた伝送フレームに付随する主トークンを
   転送するステップと、 から成る、通信ネットワークへの通信端末の挿入を制御
   するための方法。
2. 【請求項２】（ｅ）前記挿入されるべき通信端末によっ
   て主トークンを受信するステップと、 （ｆ）主トークンを利用して挿入通信端末が主直列ルー
   プ上にデータを送信するステップがさらに含まれること
   を特徴とする、 請求項１に記載の方法。
3. 【請求項３】通信媒体アクセス制御手段が、局所循環ト
   ークンを保持している間に、ボイド・フレームを送り出
   すステップが、さらに含まれていることを特徴とする、 請求項１に記載の方法。
4. 【請求項４】ボイド・フレームを除去して、同時に、ア
   イドル信号を発し、前記主直列ループに既に存在する伝
   送フレームと、新しく挿入された通信端末から主直列ル
   ープで挿入される新しい伝送フレームとの間を前記アイ
   ドル信号で充填するようにするステップが、さらに含ま
   れていることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
5. 【請求項５】通信媒体と、前記通信媒体に直接接続され
   た通信端末の組と、少なくとも１つのマルチポート集信
   装置に接続された通信端末の他の組とを備え、 前記マルチポート集信装置はそれに接続された通信端末
   を主直列ループ中に直列に配設する形態で前記通信媒体
   に接続され、前記通信端末は一定の第１の時間を割り当
   てられ、この時間内ではネットワークへフレームを伝送
   することが可能で、この時間の終端で伝送フレームにト
   ークンを付随させ、前記トークンはネットワーク上に伝
   送すべきフレームを有する他の通信端末により利用可能
   であり、 前記マルチポート集信装置は更に局所循環トークンが循
   環する局所ループを備え、該局所ループは通信媒体アク
   セス制御手段、集信装置構成要素、及び前記主直列ルー
   プに挿入されるべき通信端末を含んでいるような直列通
   信ネットワークにおいて、ネットワークへの通信端末の
   挿入を制御する方法であって、 （ａ）前記通信端末が前記局所ループにフレームを送り
   出すことができる一定の第２の時間を割り当てるステッ
   プと、 （ｂ）前記通信媒体アクセス制御手段によって局所循環
   トークンを捕捉するステップと、 （ｃ）前記集信装置構成要素によって主直列ループをモ
   ニタするステップと、 （ｄ）主直列ループ内に既に存在する前記集信装置構成
   要素より下流の活動している通信端末に、前記集信装置
   構成要素によって前記主直列ループを通して選択的にフ
   レームを送るステップと、 （ｅ）ステップ（ｄ）で送られたフレームに付随した主
   トークンを、前記集信装置構成要素によって、挿入され
   るべき通信端末に送るステップと、 （ｆ）前記第１の時間と前記第２の時間を相関させるス
   テップと、 （ｇ）前記第２の時間が前記第１の時間より短い場合
   に、主直列ループに対するアクセスを可能にするための
   新しい主トークン循環時間を生じさせるステップと、 （ｈ）前記主直列ループにあるすべての通信端末に、ス
   テップ（ｇ）の新しい主トークン循環時間を用いて主直
   列ループに対するアクセスを許容するステップと、 から成る、通信ネットワークへの通信端末の挿入を制御
   するための方法。
6. 【請求項６】互いに反対方向に循環する通信媒体を備え
   た主リングを有し、前記通信媒体に直接接続された通信
   端末の組と、前記通信媒体に接続された少なくとも１つ
   のマルチポート集信装置に接続された通信端末の他の組
   との間でデータを伝送する、直列通信ネットワークであ
   って、前記マルチポート集信装置がマイクロプロセッサ
   と、通信媒体アクセス制御手段、集信装置構成要素、お
   よび前記主リングへの接続を求める通信端末を相互接続
   する局所リングとを有するような直列通信ネットワーク
   において前記主リングへの通信端末の挿入を制御する方
   法であって、 （ａ）前記マイクロプロセッサによって主リングにおけ
   るトークン循環タイマの第１の値を決定するステップ
   と、 （ｂ）前記通信媒体アクセス制御手段によって局所リン
   グにおける局所トークン循環タイマの第２の値を決定す
   るステップと、 （ｃ）第１の値と第２の値を相関させるステップと、 （ｄ）前記集信装置構成要素によって、 （i）局所リングを循環する局所循環トークンを捕捉
   し、 （ii）主リング内に存在する前記集信装置構成要素より
   下流の活動している通信端末に前記主直列ループを通し
   てフレームを送り、かつ （iii）前記（ii）で送られたフレームに付随したトー
   クンを、挿入されるべき通信端末に送るステップと、 （ｅ）前記挿入されるべき通信端末からトークンを受信
   するステップと、 （ｆ）前記第２の時間が前記第１の時間より短い場合
   に、該第２の時間を用いて主リングに対するトークン循
   環時間を設定するステップと、 から成る、通信ネットワークへの通信端末の挿入を制御
   するための方法。
7. 【請求項７】互いに反対方向に循環する通信媒体を備え
   た主リングを有し、前記通信媒体に直接接続された通信
   端末の組と、前記通信媒体に接続された少なくとも１つ
   のマルチポート集信装置に接続された通信端末の他の組
   との間でデーｊタを伝送する、直列通信ネットワークで
   あって、前記マルチポート集信装置がマイクロプロセッ
   サと、通信媒体アクセス制御手段、集信装置構成要素、
   および前記主リングへの接続を求める通信端末を相互接
   続する局所リングとを有するような直列通信ネットワー
   クにおいて前記主リングへの通信端末の挿入を制御する
   方法であって、 （ａ）前記マイクロプロセッサによって主リングにおけ
   るトークン循環タイマの第１の値を決定するステップ
   と、 （ｂ）前記通信媒体アクセス制御手段によって局所リン
   グにおける局所トークン循環タイマの第２の値を決定す
   るステップと、 （ｃ）第１の値と第２の値を相関させるステップと、 （ｄ）前記集信装置構成要素によって、 （i）局所リングを循環する局所循環トークンを捕捉
   し、 （ii）主リング内に存在する前記集信装置構成要素より
   下流の活動している通信端末に前記主直列ループを通し
   てフレームを送り、かつ （iii）前記（ii）で送られたフレームに付随したトー
   クンを、挿入されるべき通信端末に送るステップと、 （ｅ）前記挿入されるべき通信端末からトークンを受信
   するステップと、 （ｆ）前記第２の時間が前記第１の時間以上であるとき
   に、主リング内に存在する前記集信装置構成要素より下
   流の活動している通信端末に、前記挿入されるべき通信
   端末から前記主直列ループを通して前記トークンを付随
   したデータを送るステップと、 から成る、通信ネットワークへの通信端末の挿入を制御
   するための方法。