JPS5936459A - デ−タ通信装置 - Google Patents

デ−タ通信装置

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JPS5936459A
JPS5936459A JP58072303A JP7230383A JPS5936459A JP S5936459 A JPS5936459 A JP S5936459A JP 58072303 A JP58072303 A JP 58072303A JP 7230383 A JP7230383 A JP 7230383A JP S5936459 A JPS5936459 A JP S5936459A
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00Data switching networks
    • H04L12/54Store-and-forward switching systems 
    • H04L12/56Packet switching systems
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00Data switching networks
    • H04L12/28Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/44Star or tree networks

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Small-Scale Networks (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はボー) (ports)、メート及び全二重接
続リンクよりなる逆トリー状(星状)のネットワークに
属するポートによる要求アクセス及び回報通信伝送のた
めの装置に係る。更に具外的に言うと、本発明はランダ
ムなポート・アクセス要求並びに光フアイバ媒体を介し
ての広帯域(パケット)通信に見出されるような非常に
高いデータ転送率の伝送に応答する同報通信ネットワー
クの多重アクセスに係る。
本発明はパケット交換を改良ずべき必碇性から生じたも
のである。想起されるように、′パケット“という飴は
CC工TTによって、合成された統一体として交換され
る様式データ及び呼制御信号を含む一群の2進数として
定義される。従って〃パケット交換“はあるチャネルが
パケット伝送の間に於てのみ占有されるようにアドレス
の付されたパケットによるデータの伝送を意味するもの
と解せられる。Martinの“Telecommun
i−cations  and  the  Comp
uter“(第2版1第457−481頁、1976)
と題する論文及びDavis等の“Communica
tion Networksfor C!ompute
rs“、(第13章、1973)と題する論文に指摘さ
れているように、パケット交換は主として実時間マシン
対マシンのトラフィックを意味する。この点で、主とし
て非実時間の人対人のメツセージ交換トラフィックを意
図するシステムは代表的に言えば、そのメツセージを時
間の分数の単位で伝送するのに対し、ノード及びリンク
のパケット交換ネットワークは秒の分数の単位でそのパ
ケットを送達する事が期待される。
概してケーブル媒体を介しての要求アクセス及び同報通
信伝送を用いるパケット交換システムは、伝送の前に各
ボートが通信路が空いているかどうかを確かめるキャリ
ヤ感知機能を採用している。
遊休路を検出するとボートは媒体に対して伝送を行なう
。伝送の間に衝突状態が検出されると、送信ボートは切
れ、ランダムな時間的間隔を置いたのちに再試行を行な
う。ボートが伝送しつつある間に、各発信元ボートによ
る送受波形のアナログ的比較によって衝突が検出される
。信号の不対応が誤伝送の原因に関するあいまいさを引
き起こす。
即ち、誤って伝えられた受信信号は衝突するボート以外
の源、例えば抑えられたチャネルに於ける減衰、雑音、
反射及びもしくは定在波によるものかも知れない。この
あいまいさは共通路/媒体の通信効率を更に減少させる
米国特許第4.o 63,220号にこのシステムの代
表例が示されている。この特許のシステムではオリジナ
ル・メツセージが杓ち切られた事を示す混雑パターンが
全ボートに対して送られる。これに対して米国特許第3
,914,743号に於ては、ロッキングも衝突処理も
伴なう事なくアップ・リンク・データ(up−1ink
ecL  data)が多重化され、そしてダウン・リ
ンク・データ(aown−11nked  data)
が同報通信される逆トリー・ネットワーク内のルート・
ノード(root  node)として働くジャンクシ
ョン回路を用いる事が教示されている。これと関連して
、逆トリー・ジオメトリは各7−ドを集信装置にしてい
る。各ボートはノードに於て成端しており、トリー・ジ
オメトリに於ける回線争奪を回避している。
要求アクセス及び同報通信伝送システムに於て、非同期
ボート間の回線争奪を解決するための腕木信号的(se
maphore)技術の実用性には限度があるものと信
じられる。広くは、単一のCPUに対する腕木信号的技
術は逐次再使用可能な(一時的に配分された)資源をア
クセスする並列タスク間の同期を保証する。しかしなが
ら、通信システムに固有のネットワーキングは空間的に
配分したものの同期と定時外に利用しうる資源とを必要
とする。
広帯域伝送を報告している他のネットワークの中には母
線に直接結合されるボート間に於てその母線が時分割さ
れるものがある。2つの空間的に離されたボートが1つ
のボートから他のボートへの有限の伝播遅延の存在を意
味する。これによって、各ボートに対する直列化された
即ち外部からの状況指示による場合を除いて母線に対す
る待機アクセスを保証するのが困難となる。若しも伝送
の前に常に待ちが必要ならば、待ちを含むプロトコルは
高速度パケット伝送システムに於ける伝送速度を減じる
。これは新しいメツセージ(1つのボートから他のボー
トへ向けられた水の注入にたとえる)の挿入に先立って
パイプを排水させる事が必要であるような共有のパイプ
をアクセスする多重ボートの水力学的な相似性にたとえ
られる。
そのような母線/ボート論理装置は米国特許出願筒53
,493号(1979年6月29日米国出願)に示され
ている。
本発明の目的はランダムなボート・アクセス及び非常に
高いデータ転送率の任意ボート間伝送を維持しうる要求
アクセス回報通信伝送の方法及び装置を与える事にある
本発明の更に他の目的は速度に依存しないアクセス・プ
ロトコル及び各ボートに対して単純なチャネル捕獲プロ
トコルを与える事にある。
上記の目的はルート型(rootθd)トリー・トポロ
ジーを用いる実施例に於て達成される。ルート型トリー
・ネットワークに於て、全てのメツセージはルート(中
央)ノードを通って流れる。ルート・ノードから全ての
メツセージがネットワーク中の全てのボート(メツセー
ジの発信元を含む)へ同報通信される。その結果、ボー
ト間の全トラフィックを担う唯一の同報通信チャネルが
存在することになる。ボートは随意にメツセージを伝送
する。逆トリー階層の上方の全ての7−ドをルート・ノ
ードまで捕えねばならない。ルート・メートはメツセー
ジをトリーの下方へと同報通信する。
伝送されたメツセージのエコーの受信が、発信元ボート
に対してそのメツセージが宛先ボートによって送達され
た事の確認となる。加えて、端末間の受領確認がメツセ
ージの誤りのない受信を保証する。尚、先に定義した“
パケット”という語は本明細書の以下の説明に於ては“
メツセージ“と同義に用いられる。
本発明の方法は要求ボートからルート・ノードまでのネ
ット・ワークを通じて通路ロック・アップ・リンク(u
p−1ink)並びに全ファンナウト通路にわたって回
報通信伝送ダウン・リンク(d o w n−11nk
)を設定するために、仲裁を伴なう先到来先処理(fi
rst−coms、first  5erve)要求ア
クセスの原則を用いる。本発明はボートに対して通路を
ロックする事によって衝突を回避する。
更に、先到来先処理則及び仲裁は各々別個のトリーのノ
ード・レベルに於て生じ、一部はXORゲートによって
実行される。好ましい実施例に於ては衝突はメツセージ
の先端間に於てボート同志の競合状態としてのみ起りう
る。この場合、′競合状態”は伝送の始まりの相対的な
到達時間を意味し、そしてそれはこのシステムに於て幅
が数ナノ秒よりも長くないウィンドウを意味する。
要求アクセス・システムに於て、他のアップ・リンクを
介してメツセージが送信されつつある間に若しもチャネ
ルが放棄されるならば、打ち切られたメツセージ回報通
信を生じるチャネルの捕獲が起り得る。これは、本発明
に於て、所定のアップ・リンク上の遊休状態からデータ
転送モードへの変換を示す信号の検出に対してチャネル
捕獲を条件付ける事によって阻止される。
通路ロックはボートのメツセージ送信活動にのみ依存す
る。それは送信に先立ってボートが聴取する事を要しな
い。更には、本発明の提案した逆トリー・トポロジーは
任意のポート間伝送を支持する。又、通路ロッキングの
存在は通路の予定しない捕獲若しくは通路伝送のノイズ
への転換を回避する。
通路ロッキングを有するルート現送トリー・ネットワー
クが全メツセージに対して同程度のサービスを行なう事
に注目されたい。よって、そのネットワークはメツセー
ジの流れがネットワークによって拡げられた全域にわた
って広がる場合に特に有用である。更に本発明はネット
ワークの信頼度を高めるものである。これはルート・メ
ート及び中間階層ノードに配置された循fib理が全て
の非中断ブランチに対して通路を許容するという事実に
よって得られる。即ち、単一の7−ドの故障は全ネット
ワークの故障を生じない。任意の単一ノードの故障は対
応するサブ・トリーを遮断するだけである。対照的に、
リング・ネットワークに於けるリンク故障は、リンクが
そのトポロジーを再構成する能力を有する場合のみその
リンクが回復しうる事を意味する。これは穴長なリンク
、従って付加的なリンク回路を必要とする。
第1図を参照すると、全二重伝送リンク上3゜17.1
9.21を介して幾つかのボート5,7゜9及び11を
有するノードlが示される。ボートはネットワークと取
り付けられたコンピュータ若しくは周辺装置との間のイ
ンタフェースである。
又、ノードは逆トリー配列内のボートを相互接続するた
めに用いられるネットワーク要素であって、データの源
あるいは最終目的部ではない。本発明のネットワークは
1つのボートから発生されたメツセージが全ての他の取
り付けられたボートによって受は取る事が出来る同報通
信メツセージ伝送に基づく。メツセージ選択はアドレス
認識によって実行される。メツセージ切り変えも回路ス
イツランクもこのネットワークに於ては必須のものでは
ない。ノードは通路ロックされる任意の入来リンク33
上の到来信号を単に増幅し、全ての出力リンク31へ同
報通信するだけである。
各々の取り付けられたボートは任意の時間にメツセージ
送信をスタートさせる事が出来る。各ノード内の制御方
法及び手段は一時に唯一のメツセージがネットワークを
通過しうる事を保証する。
各7−ドに於ける論理はそれらが付勢された状態で送信
を開始するボートからの全パケットの伝播を阻止する事
が出来る。循fi(round  trip)伝播時間
に等しい成る遅延の後に、若しも遮断されたボートがそ
の送信が不成功であった事を検出するならば、それはメ
ツセージ送信を再開しうる。
若しも2以上のボートからのパケット(メツセージ)が
同時に、例えば20ナノ秒の時間的間隔内にノードに到
達するならば、ボートは共に遮断される。このようにし
て、衝突するパケットは同報通信チャネルにアクセスさ
れない。時間ウィンドウによって決められ、且つ多数の
ボートのクロック及び伝播遅延の相違により決められる
最小時間間隔のために、上述の同時開始が再度惹起する
ことは実際上はありえない。
次に第2図を参照すると、幾っがの周辺ノード18.2
0.22が中央ノードlに接続されたノードの単純な階
層が示される。全てのノードは同じものである。中央ノ
ード1の故障は周辺メートには影響しない。それは周辺
ノード間の通信を中断するだけである。同様に、成る周
辺ノードの故障は他のノードに影響しない。有利な事に
は、分散型星状トポロジーは伝送リンクの選択に於ける
自由度を与える。ツイスト対ケーブル、同軸ケーブルあ
るいは光学ファイバを用いる事が出来る。
この構造は低速度の利用者に対して低コストのネットワ
ークを与え、また例えば光学ファイバによって支持され
る極めて高いビット転送率を与えるといった融通性を備
えている事に注目されたい。
更に、ネットワークのスループットはリンク距離によっ
て制限されない。若しも必要な場合、中継器によって信
号減衰が補償されうるならば、任意の距離を取り扱う事
が出来る。この逆トリー・ネットワークに於て、ノード
はよりランクの低いノード若しくはボートを成端させう
る事に注目されたい。ボー)23,25,27.29に
加えてボ〜)40.42を任意階層ランクの7−ドに於
て選択的に成端させる事が出来る。
前述のように、各ボートに対するネットワーク・アクセ
ス・プロトコルが随意にパケットを伝送する事になって
いる。若しも送信されたパケットが遅延T以内に於て送
信者に受は戻されないならば、パケット送信は不成功で
あって、送信ポートは任意時間にパケットを再送信する
事が出来る。この説明に於て遅延Tは星状ノードに対す
る循環伝播遅延を構成する。再度説明すると、各ボート
は随意にパケットを送信する事が出来、取り扱われねば
ならない唯一の条項はパケットの不配送である。
次に第3図を参照すると、入来線33に関して仲裁及び
ロッキングの機能を呈し、出力線31に関して回報通信
の機能を呈する標準的ノードのブロック図が示されてい
る。
第3図に於て、各アップ・リンク33は増幅及びパルス
整形のための信号条件付は回路41に於て成端する。各
アップ・リンクはボート40のような対応ボートあるい
はノード5のようなノードによって駆動されうる。アッ
プ・リンクは、ボー)40に関するアップ・リンクがパ
ルス整形装置101に於て成端し、一方ノード5に関す
るアップ・リンクがパルス整形装置102に於て成端す
るといった風に対応するパルス整形装置に於て成端する
。パルス整形に続いて、対応ボート若しくはノードカー
らの各信号が対応する制御論理素子(45,4’7.4
9)及びボー) (51,53,55)へ同時に与えら
れる。即ち、パルス整形装置101からの信号は接合点
107への通路331へ与えられる。接合点107に於
て信号は制御論理45へそしてゲート51への2人力の
1つとして与えられる。ボー)51..53.55の各
々は制御論理によって制御され、その制御論理を駆動す
るボートによって送られたパケットがダウン・リンクを
捕えるべきかどうかを決定するために用いられる。[な
事は、ダウン・リンク31はスイッチされず、回線駆動
回路43のみによって結合される事である。
各制御論理素子は2つの段を有する。第一段はアツフ電
リンク33をモニタする要求検出回路(63,65,6
7)である。その機能はパケットが対応通路(331,
332,33n)上に現われるにつれてパケットがアッ
プ・リンク上に存在するか否かを決定することである。
若しも信号が存在するならば、要求線RQ (46,4
8,50)が立ち上がり、次段の指定されたアクセス制
御論理回路(57,59,al)へ印加される。各アク
セス制御論理回路はアクセス制御母線77を介して相互
接続される。各アクセス論理回路(57゜59.61)
の対応出力(71,73,75)は第2の入力としてゲ
ー)(51,53,55)を制御する。翻って、各ゲー
トの出力は共通接合、占72に於てドラ)ORされる。
その接合点に於て各ゲートの出力は増幅器68を介して
通路33′を通して出力され、通路233を介して階層
的に上位のノード(親ノード)へ出力されるか、あるい
はループ3、増幅器69及び共通路31′を通ってダウ
ン・リンク駆動手段43上に回報通信されるべくループ
・バックされる。上位ノードからの信号は通路231を
通って受信され、直接増幅器6つ、通路31′及び回線
駆動手段43へ与えられる。
アクセス制御論理回路57は要求線RQ46が立ち上が
る時にチャネル捕獲機能を実行し、アクセス制#論理は
ダウン・リンク31が使用中かどうかをチェックする。
若しも使用中でないならば、そのアップ・リンクのため
のゲート51は開かれ、そして全ての他のアクセス制御
回路59.61がそのダウン・リンクを捕えるのを阻止
する。続いて、要求線RQ46が降下すると、アクセス
制御回路57はダウン・リンクの制御を解く。これは、
続いて到達するパケットが他のアップ・リンクを捕える
のを許容する。重要な事は、ダウン・リンク31が使用
中である間にパケットが他のアップ・リンク33に達し
うることである。これらのパケットは単純に無視される
本発明の利点は成るチャネルが解放され、他のアップ・
リンクがパケットを搬送する場合に生じる。若しも成る
チャネルがアップ・リンク33の1つによって捕獲され
る事を認められるならば、伝送されたパケットはその前
部に於て打ち切られる。何故なら先立つ使用期間に於て
信号が予め無視されたからである。言う迄もない事であ
るが、打ち切られたメツセージは原メツセージと相関す
ることが出来ない。この問題は成るアップ・リンク上の
新しいパケット到来の機能をチャネルが捕えるようにす
る事によって回避しうる。
推測しうるように、実施例に於ては成るダウン・リンク
が捕獲されるや否や即刻全ての他のアップ・リンクを禁
止するような事はない。これは信号がゲートされそして
伝播されるのに有限の時間がかかるという事実による。
この理由から、若しも2つのパケットがほぼ同時に到着
するならば、それらは共にダウン・リンクを使用する事
を認められるであろう。これによって衝突が生じる。従
って、衝突ウィンドウは1つのアップ・リンクによる成
るチャネルの捕獲の時間と全ての他のアップ・リンクが
禁止される時間との間の期間として定義される。この発
明の方法及び手段に於て、衝突ウィンドウは代表例とし
て20ナノ秒よりも長くない時間を持続すべきである。
衝突ウィンドウの狭さの故に、衝突の確率は極めて小さ
い。実際、それは線上の雑音として取り扱うことが出来
る。
後に述べるように、各ノルドは衝突が生じるのを検出し
、直ちにどの新規な要求をも阻止することなく全てのア
ップ・リンクを遮断するための論理を含む。この論理を
用いる事によって、衝突ウィンドウ期間の2,3の整数
倍内で衝突を検出しそして停止させる事が出来る。狭い
衝突ウィンドウを用いる場合の他の結果は、ネットワー
クに於けるポイント間の伝播遅延差が任意の所定ノード
へ再伝送されるパケットの到達時間を分散させ、パケッ
トが限りなく衝突しない点にある。
第2図を参照し、同時に線接続231及び233を用い
ると、大型のネットワークを構成する事が可能である。
その新規な相互接続の故に、このトリー・ネットワーク
のルート・ノード1は第1図に示した単一星状ネットワ
ークと等しい働きをする。ボート5によって伝送された
各パケットは、全ての他のボートへ同報通信を行なうと
ころのルート・ノード1に達する迄幾つかの7−ドを通
って伝播される。そのトリー内の全てのノードは同一で
ある。
第4図を参照するとネットワークのデータ流れが示され
ている。ボート5はそのノード18へ信号を伝送する。
ノード18はこの信号を中央ノード1へ中継する。中央
ノード1は全ての周辺メート〕、8へその信号を戻す。
延いてはこれは信号を全てのボートへ信号を中継して戻
す。このように、メツセージが発せられたボートを含む
全てのボートがそのメツセージを受信する。この伝送媒
体のために回報通信チャネルが使用される。
ボートは宛先アドレスを検査する事によってそれらボー
トへ送られたパケットを見分ける。若しもこのアドレス
がそのボートのアドレスと一致すると、パケットはその
ボートによって受は容れられる。全ての他のパケットは
無視される。ボートに於てこれらのタスクを実施するた
めのプロトコルは本発明の主題ではない。夫々Proc
、工EEK。
Vol、66、No、11 (1,978年11月)の
第:L3’71−1385頁及び第1346−13 ’
70頁に示される5proul1等の“High Le
vel  Protocol“及びPouzin等の“
A  Tutorial  on  Protocol
s“と題する論文を参照されたい。以下の説明はノード
内の制御論理が、一時に唯一個のボートがパケット伝送
のために共用同報通信チャネルを捕獲しうる事を保証す
る方法及び手段に向けられる。
第5図を参照すると、入来線の共用アクセスを調整する
ためのノードのアクセス制御論理部57゜59が示され
ている。第5図はとりわけ各アクセス制御回路57及び
59に対する母線77の個々の制御線間の結合を示して
いる。制御母線は所定の電圧レベルVへ接続された制御
バイアス回路70によって電気的にバイアスされている
。母線自体は3本の制御、111a1.a3及び85を
含み、各々衝突リセット(Collision Re5
et)OR%アクティブ・ユーザ(Active  U
ser)AU並びにチャネル遊休(Ohan、nθ1 
工d1e)CI状態を示す。制御母線77上の信号レベ
ルは通路87.89上に検出されたリンク使用可能ない
しフリップ・フロップ95の状態のような事象によって
立ち上がるかあるいは下がる。
要求線46が高いレベルを呈し、チャネルが遊休状態に
ある即ち線85が高いレベルであると、リンク使用可能
m87が立ち上がる。その結果として、ゲート91が付
勢され、通路71を上昇する゛。同時に、如何なる新し
い要求をも禁止するようにチャネル遊休線85が低レベ
ルとなり、AU制御m83上の電圧を減じる。#J83
上の電圧は成るスレショルドより低いかどうかを常にモ
ニタされる。このことは、lよりも多数のユーザーが活
動し、したがって衝突がとまるまで、すべてのユーザー
を遮断するように衝突リセツ)(OR)線81が低レベ
ルへと強制されることを意味する。
Dフリップ・70ツブ95が立ち上がり端部クロックさ
れているので1パケツトが最初に到達する場合のみチャ
ネル捕獲が可能となる。その時にチャネル捕獲が不成功
ならば、後のチャネルの遊休状態はこの一部放棄された
パケットによる捕獲を許さない。
次に第3図、第6図、第7図及び第8図を参照する。以
下の記述は電気的ないし光学的な伝送リンクを用いるシ
ステムに言及する。第6図に於て、2通信号が用いられ
る。各7−ドに於て、到来する信号はパルス整形装置1
01内の増幅器103を通る。第10図に示されるよう
に、増幅器コ、03はフィードバック路に於ける低域フ
ィルター104を組合わせた自動利得制御増幅器を用い
てもよい。
そのような自動調整増幅は信号のリンク減衰を補償する
。増幅された信号波形はトリガ回路105によって整形
される。
伝送システムは2つのモード即ちデータ・モード及び遊
休モードを持つ。データ・モードは、幾つかのDCから
独立したラン・レングス制限フードのうちの任意の1つ
、例えば二重周波数変調コ−ド(Man、cheste
r  C!ode)を用いてデータを伝送する期間を定
義する。遊休モードはリンクがデータを搬送する事なく
アップ状態にある期間である。この発明に於て、遊休モ
ードの間に異なる2つのシステムが呈示される。第1の
システムに於ては、lの符号化パターンが伝送される。
第2のシステムに於ては、遊休モード中通路上に何の信
号も与えられない。
第8図を参照すると、遊休モードの間に全てが1の信号
を伝送するシステムのための、遊休信号源及び循環論理
を強調するノード論理が示される。
何等メツセージが存在しない場合、周辺メートへ接続さ
れたボート40,42,23.25等からの全てのリン
ク33は上述の時間変動コード形式の1つによって伝送
される連続した1を搬送する。
RQ線46.48は低レベルで、第9図にも示されるア
クセス制御論理回路57.59に於けるCI線85は高
レベルである。各ノード内部の発振器131はルート・
/−ド1へのリンク233へ所定の1の列を与える。こ
れらの1はルート・/−ドを介しての循環によって全て
のより下位の7−ドへ伝播される。周辺ノードはこの信
号を逆に全ボートへと中継する。メツセージが伝送され
ない限り、上記のコードを用いて伝送された連続した1
の信号が、ノードに入りそしてノードから出る全てのリ
ンク31.33上に現われる。
成るボートは第7図に示されるように3ビット分の時間
にわたって連続したマークを伝送する事によって遊休モ
ードからデータ・モードへの変換を示す。データ・モー
ドの終了はボートによって信号が与えられることによっ
て、即ち3ビット期間にわたって連続したスペースを送
信する事によって指示される。ネットワークを介しての
メツセージ転送の開始及び終了のためにこれら2種の“
コード逸脱“のみが必要とされるに過ぎない。
第6図及び第7図を参照すると、ノードに於ける制御論
理素子に於て成端する各線に対するアクセス・リクエス
ト及び活動モニタ部が示される。
この要求/終了検出器及びラインモニタは一対のシング
ル・ショット(SS) ・マルチバイブレータ109及
び111を含み、これらに対して回路101からの整形
されたパルスが接合点107に於て同時に印加される。
シングル・ショット・マルチバイブレータ111はデー
タ・モードの開始及び終了を検出する。その負出力11
3は7リツブ・フロップ117のクロック入力へ与えら
れる。
要求及び終了フラグはその期間が3ビット分の時間であ
るので、シングル・ショット・マルチバイブレータ11
1のためのタイミングはその間にセットされる。第7図
のタイミング図に見られるようにこれは独自のシーケン
スであって、遊休パターン及びデータ・パターンの両方
が2ビット時間の期間後に信号レベルの変換を要求する
。ここで注目すべきことは、フリップ・フロラフ゛11
7からのRQ出力線46はシングル・ショット111が
状態を変える時に立ち上がり、そしてシングルショット
111が再び状態を変える場合のみ低レベルとなる(同
じ信号レベルに於ける3ビット時間のメツセージ終了信
号の検出を示す)事である。
更にRQ線46はアクセス制御回路70に接続される点
にも注目されたい。
要求検出器63は更に消失信号指示器123及び持続高
レベル指示器125を有する。接合点107に於て信号
が無く、接合点115に於てシングル・ショットパマル
チバイブレータ109からの正レベルの信号が与えられ
るならば、ANDゲート119はオンとなり、消失信号
を指示する。
同様に、接合点107に於ける信号の存在及び115に
於ける信号の不在状態がANDゲート121をオンにし
、これが持続高レベル信号を示す。
第4図と第8図を参照すると、ボートがメツセージ伝送
を開始すると、そのRQ線は高レベルとなる。若しもボ
ートが周辺ノード18からのリンク233に対するアク
セス、従ってルート・ノード1に対するアクセスを得る
のに成功するならば、第5図に示されるようにアクセス
制御論理回路57に於けるC1線85は低レベルとなり
、ゲート135を脱勢する事によって7−ドのリンク2
33から発振器131を切り離す。同時に、線85上の
遷移状態によってインバータ・ゲート141を介してシ
ングル・ショット・マルチバイブレータ139を付勢さ
せる。これはゲート路143.137゜接合点145及
び増幅器147を介し、経路233を経てルート・ノー
ド1へ信号を送る。これは遊休モードからデータ・モー
ドへの変換が生じた事を示す。
ルート・ノード1は周辺ノードと同じアクセス制御論理
回路57を含む。ルート・ノードは全周辺メートへボー
トの信号を中継し戻す事によって、延いてはそれらを全
ボートへ中継し戻す事によって同報通信チャネル31ヘ
アクセスを確実に与える。
データ・モードの終了時に、RQ線46は低レベルとな
り、CI線85が高レベルとなり、そして発振器131
は再び出力リンク上ヘスイツチされる。よって発振器1
31の出力はゲートされた通路135,137を経た上
、接合点145及び増幅器147を介して経路233へ
送られる。
信号が通過する際、ゲートされた増幅器51及び53の
出力は接合点72上に選択的に与えられ、137を介し
てゲートされ、接合点145及び増幅5147を通って
アップ・リンク233へ与えられる点に注目すべきであ
る。メートがルート・メートとして働く場合、循環論理
133は、ゲート128及び129と、ゲートされた通
路31′及び増幅器43とを通りダウン・リンク31へ
到るダウン・リンク通路接続を与える。第8図に於ては
、アクセス制御回路がRQ大入力得て、対応するゲート
5]、、53へ制御入カフ1.73を送出するという示
唆を示すに過ぎない。若しも第8図に於けるノードが周
辺ノード的に動作するならば、ルート・/−ドlからの
下りの出力は通路231を介して与えられて、循環論理
回路]33を介して直ちに通路31′、ダウン・リンク
回線駆動手段43、通路31へ送られる。
第9図を参照すると、リンク連続性検出器及び遊休モー
ドからデータ・モードへの変換がアップ・リンク33を
介してメートへマーク信号が到達する事によって単純に
トリガされる装置配列が示される。到来信号はパルス整
形器を介してシングル・ショット・マルチバイブレータ
149,151へ送られる。これらのシングル・ショッ
トは通路331及び332を介して夫々のパルス整形器
101及び102へ接続される。例えば、線331上の
マーク・レベルへの変換がシングル・ショット149を
付勢する。これらのシングル・ショットの時定数は2位
相もしくはManchesterコードに関しては2ビ
ット時間よりも大である。2ビット時間よりも長い線3
31上の低レベルへの復帰がシングル・ショット149
のリセットを許す。
これがデータ・モードの終了信号を与える。第9図に於
けるRQ46線はデータ・モードの間のみ高レベルにあ
る。ルート・ノードは周辺ノードの場合と同様にしてデ
ータ・モードの開始を検出する。
メートの逆トリー・ネットワークを実施し、光ファイバ
に二重リンクを相互接続するために、3レベル3元(t
ernary )信号法を用いるのが有利である事が判
った。従って、これに関して第8図、第1O図及び第1
1図を参照されたい。第11図は3レベル信号に関する
タイミング及び波形を示す。遊休モードの間には原図に
示されるように中間レベルのDC信号が伝送される。し
がしながら、データ・モードに於ては、Dcから独立し
た伝送フードを用いて2進値信号が伝送される。受信信
号は第10図に示された論理に従って処理される。更に
具体的には、フィルタ104を用いて伝送リンク、コネ
クタ、送信器/検出器の変動によって生じた標準の平均
的信号レベルからの偏差を補償する素子103に於ける
自動利得制御増幅器によって信号が増幅される。スレシ
ョルド素子155及び157の出力が素子159内のパ
ルス整形7リツプ・70ツブ105をトリガする。遊休
モード及びデータ・モード間の交換は、シングル・ショ
ット・マルチバイブレークl 53ヲセツトするフリッ
プ・フロップの出力107として信号のない状態で単純
にトリガする事によって検出される。次にシングル・シ
ョット153はアクセス制御論理回路へのRQ46人力
を立ち上がらせる。2ビット時間を越える伝送の不在状
態がデータ・モードから遊休モードへの変換信号を与え
、シングル・ショット153によって接合点107に於
ても検出される。
第12図に於ては、第8図に示した2通信号法アーキテ
クチャと比較して3元信号法の点で変更されたメートが
示される。主たる相違点は回路素子131,139,1
41及び143のない事、CI線85がゲートされた増
幅器135を介して接合線72へ、インバータ179を
介してゲートされた増幅器147へ結合される事にある
上記の伝送システムは最少の付加的なハードウェアしか
用いない拡張されたネットワーク・モニタ機能を含む。
これらの分散型星状トポロジーに於ける故障検出機構は
リンク及びノードの故障の位置捜出及び隔離を単純化す
る。遊休モードに於て信号が連続的に伝送される伝送シ
ステムは信号の消失若しくは接続高レベル信号の検出を
容易にする。
p)び第6図を参照すると、接続高信号レベルの検出が
接合点125に於て、信号消失が123に於て指示され
る。シングル・ショットlo9は接合点107で受信さ
れ、整形された信号の遷移によってエツジ・トリガされ
る。シングル・ショット109の時定数は所望の遅延(
その遅延の後、メートが異常事態に反応する)に依存し
て2ビット時間あるいはより長い時間となるようにセッ
トされるのが好ましい。信号に遷移がないとシングル・
ショット109はリセットされる。これはフリップ・フ
ロップ117をクリヤし、よってRQ線が低レベルとな
る。この応答によってそのリンク及びボートはノード・
アクセス制御論理57がらM隔される。全ての他のリン
クは動作状態のままである。シングル・ショット109
の出刃が高位か低位かに従って、信号の消失若しくは持
続高信号レベルの何れかの検出が可能である。
再び第1O図を参照すると、3レベル伝送システムのた
めの故障検出回路が示されている。遊休モート及ヒデー
タ・モード間の変換及びリンクの故障を検出するために
唯一個のシングル・ショット153が用いられる。信号
波形の遷移がないと、シングル・ショット153をして
リセットさせ、その後、RQ線46は低レベルとなる。
ゲート119及び121による比較出力155,157
が信号消失及び持続高レベル信号を識別する。
第9図を参照する。シングル・ショク) 149゜15
1も又持続高信号レベル状態を検出する。線331−[
のデータ信号の遷移のない事がシングル・ショット14
9をリセットせしめる。RQ線46が低レベルになると
、これはリンク及びポートをアクセス論理から隔離させ
る。検出器63に於ける持続高レベル状態は、データ信
号が高レベルであり、シングル・ショット149がリセ
ットされた場合に第6図及び第10図の点125に於て
指示される。遊休モードに於ては信号は伝送されないの
で、リンクの故障(outages)を検出するために
異なった方策を用いうる。親ノードからの持続低レベル
信号はネットワークの遊休状態あるいは故障状態の何れ
かによるものでありうる。これらの状態を識別するため
に、遊休メツセージ・プロトコルが採用される。親ノー
ドからの到来リンクが所定の期間にわたって遊休状態で
あった場合は常に一連のパルスを含む短いパケットがル
ート・ノード1へ送られる。信号の伝送には所定の伝播
遅延の後に成る信号が受信される事が必要であるので、
若しも信号が受信されないならば、故障が検出される。
リンク連続性検出器161内の論理がこの機能を実施す
る。ネットワークが遊体中である場合にのみ遊休メツセ
ージが送られるので、実効率は失われない。更には、任
意の1つのネットワーク成分による遊休パケットの伝送
は他のネットワーク成分が同じ事を行なう必要性を禁止
する。
再び第9図を参照する。リンク検出器161は周辺ノー
ド(31,33)及びルート・ノード(231,233
)間のリンクを監視する。リンク連続性検出器161に
於けるタイミング回路は遊休パケット期間D3を測定す
るためにセットされるシングル・ショット167、最大
パケット期間及び遊体間隔D2を測定するためのシング
ル・シヨツト165並びに最大往復(round−tr
ip)伝播遅延を定義するシングル・ショット163を
含む。
リンク検出器161は次のように動作する。アップ・リ
ンク33からの信号が接合点72及び増幅器68を介し
て更にアップ・リンク通路233への通路をロックされ
ると、CI線85が高レベルとなり、とりわけシングル
・ショット163及び167のタイミングを開始させる
。前者はフリップ・フロップ171によってトリガされ
、そして後者はフリップ・70ツブ171及び173の
チェインによってトリガされる。シングル・ショット1
63及び165は各々最大往復伝播時間及び遊休パケッ
ト期間を測定する。通路231及び増幅器69を通って
ルート・ノード1から与えられた信号はシングル・ショ
ット169及びフリップ・フロップ゛171を介してシ
ングル・ショット163を脱勢させ、そして付加的なフ
リップ・70ツブ173及びシングル・ショット165
を介してシングル・ショット167を脱勢させる。
パケットがこの遅延内に於てルート・メートからのリン
ク上に於て検知されない場合にリンク故障が検出される
。パケット到来はボートから周辺メートへのオン・リン
クと同じようにして検出される。
ルート及び周辺ノード間の通信の故障、信号の消失若し
くは持続高レベル信号の何れか、あるいは周辺ノードヘ
パケラトを戻す能力がルート・メートに無い事によって
、第8図の素子133を介しての信号の自動循環が行わ
れる。信号は続けてルート・ノードへ向かい、そして同
時にそれら信号は周辺ノードからボートへと直接伝送し
戻される。このメカニズムが、ルート・メートとの通信
が不能になった場合に周辺ノードを活動状態に保つので
ある。ルート・メートから有効信号が受信されるや否や
、周辺ノードに於ける循環機能が終了する。
結論的には、ネットワーク分散型星状トポロジーが同一
のノードから構成される点に注目されたい。本発明に於
て、任意の伝送媒体を用いる事が出来る。即ち、ツイス
ト対ケーブル、同軸ケーブル、光ファイバ、マイクロウ
ェーブ及びその任意の混合したものを用いる事が来出る
。これによって、低いデータ転送率のユーザのための低
コストのネットワークの構築並びに光ファイノくによっ
て支えられる極限的なビット転送率を開発するネットワ
ークの構築を可能にする。従って、任意の時間にボート
に伝送を行わせうる極めて単純なランダム・アクセス同
報通信プロトコルが提起される。
ボートは伝送されたパケットがボート受信元Gこ於て再
現するかどうかを感知するだけである。若しもそうでな
いならば、ボートはりトライを行なう。
このようにして、ボートはキャリヤ感知、衝突検出、ラ
ンダム化された再伝送から解放される。
本発明に於ける各7−ドは若しも回報通信チャネルが遊
休状態ならばボート要求伝送をそのチャネルへ接続する
だけの機能を果たす。若しもそのチャネルが使用中なら
ば、メートは要求を無視する。同時要求も無視される。
回報通信チャネルG′i打ち切られたあるいは衝突する
。<ケラトを伝播させない。その帯域幅が利用され、そ
してそれはネットワーク距離、パケット長及びデータ転
送率に依存しない。最後に、即刻故障回復及び隔離と組
合わされたネットワークのリンク及びノードの連続的監
視によってシステムは非常に信頼しうるものになる事を
付言したい。
【図面の簡単な説明】
第1図は星状ネットワークの図、第2図は逆トリー階層
を示す図、第3図は標準メートのブロック図、第4図は
ネットワークのデータ流を示す図、第5図はアクセス制
御論理部を示す図、第6図はアクセス要求及び活動監視
部を示す図、第7図はタイミング及び波形図、第8図は
7−ドに於ける遊休信号及び循環論理を示す図、第9図
はリンク連続性検出器の図、第10図はアクセス要求活
動監視装置を示す図、第11図は他のタイミング及び波
形図、並びに第12図は3元信号法に関して変更された
/−ドを示す図である。 5.9,23,27,40,42:ボート、18.20
,22:ノード、  31,231:ダラン・リンク、
 33,233ニアツブ・リンク、45,47,49:
制御論理素子、 57,59゜61:アクセス制御論理
回路、 63,65,67:要求検出器、 99,10
1,102:パルス整形装置、 133:循環論理回路
。 出願  人  インターナショナル・ビジネス・マシー
ンズ・フーホレーション復代理人 弁理士  小  野
  廣  司手  続  補  正  書(方式) 昭和58年 フ月ユニ日 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 1、事件の表示 昭和58年 特許願 第72303号 2、発明の名称 データ通信装置 6、補正をする者 出願人 住所  アメリカ合衆国ニューヨーク州アーモンク(番
地なし) 4、復代理人 5、補正命令の日付 昭和°8・−°、P、°0日 図面 Z 補正の内容 第5.6,9,10.12図を別紙のとおりに補正する

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ノードの逆トリー・ネット・ワーク及び全二重接続リン
    クから形成される伝送媒体と、選択されたノードに於て
    ネット・ワークに接続している複数個の転送ポートから
    成り、 各全二重接続リンクはネット・ワークのルート・メート
    への信号路方向又はルート・ノードからの信号路方向を
    定義するアップ・リンク及びダウン・リンクを夫々含み
    、且つアップ・リンク及びダウン・リンクは遊休状態又
    は占有状態の何れかにあることと、作動可能なポートは
    随意にメツセージを伝達することとを含み、 各ノードは、終了したアップ・リンク及びダウン・リン
    クの各々の遊休又は占有の何れかの作動状態を検知する
    装置と、アップ・リンクが同時に遊休状態にある時たけ
    出力リンクへ排他的通路接続を完成するために、アップ
    ・リンクの遊休状態から占有状態への変換で最初に検出
    された状態変換に応答する装置とを具備する データ通信装置。
JP58072303A 1979-11-21 1983-04-26 デ−タ通信装置 Expired JPS5939942B2 (ja)

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JPS5939942B2 JPS5939942B2 (ja) 1984-09-27

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JP58072303A Expired JPS5939942B2 (ja) 1979-11-21 1983-04-26 デ−タ通信装置

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