JPS60501286A - 通信ネットワ−ク - Google Patents

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】 通信ネットワーク 技術分野 本発明はデータ取扱いステーションを相互接続のためのネットワーク、特にこの ようなネットワークを制御するための装置と方法に関する。

大型のコンピュータシステムは多数の独立に動作するコンピュータと入出力端末 のような多数のデータ取扱い局から成り、これが建物や団地の種々の場所に設置 される。通常これらのステーションの間で情報をやりとりするためにいわゆるロ ーカルエリアネットワークが使用される。これらのステーションはネットワーク のノルドと呼ばれる。ローカルエリアネットワークは種々の形式のひとつをとる 。良く知られたひとつの形態はスター形のネットワークで、ここではすべての関 連するステーションはそれを通してネットワーク中のすべての通信が流れるハブ に接続される。

典型的なローカルエリア通信ネットワークでは、アクセス制御は単一のノードに 存在するのではなく、ネットワークのノードに分散される。ひとつの周知の方法 では、ネットワークへのアクセスはトークン２　符表昭ＧＯ−５０１２８Ｇ　（ ２）パシングのプロトコルによって割当てられる。この方法ではアクセスシーケ ンスはノードに割当てられ、それがネットワークへのアクセスを完了すると順次 に次のノートへ制御コードすなわちトークンを送り、次のノードに対してネット ワークを使用する機会を与える。もしそのノードでアクセスの必要がなければ、 これはトークンを次に与え、これが次々に続けられる。このような方式ではトー クンが失なわれると、すなわちノードのひとつの不具合によってトークンが正し く送信されなかったり正しく受信されなかったりすると重大な問題が生ずる。

何時、何処でトークンが失なわれたかを判定することは常に困難であり、従って 診断を行なって修正が行なわれるまではネットワークを使うことはどのノートに とってもできなくなる。ローカルエリアネットワークにおける他の問題は１バブ リングバスｈである。これはノードが不具合によって送信を続け、ネットワーク へのアクセスを終了できないときに生ずる。故障したノードを識別することが困 難なばがりでなく、故障したノルドが送信を続けている限り。

ネットワークを通してはどのノードに対して到達することもできない。従って通 常は保守員による介入のようなシステム動作が必要になる。

スター構成で相互接続伝送媒体として光ファイバを用いれば、各ノードは光送信 機と光受信機を持ちハブは単に光カプラでよい。これは複数の入力線からの光を 複数の出力線に与えるものである。他の従来技術の光ネットワークはアクティブ ハブを使用しこれは光を電気信号に変換し、電気信号を増幅し、再び光に変換す るようになっている。スターネットワークの欠点はハブの不具合によってネット ワーク全体が動作しなくなる可能性があるこ七である。光ネットワークのひとつ の問題は光伝送装置を導通ファイバの間の本質的な差によって、異るノードから の信号の強さすなわちレベルが大幅に変動することである。自動利得制御を用い たレベル調整増幅器が信号受信回路で通常使用されて、このような変動を補償す るようになっている。しかし、増幅器を適切なレベルに設定するためには、一連 の較正パルスから成るプリアンプルを各メツセージの伝送の前に伝送する必要が ある。この動作はやっかいであり、貴重なネットワークアクセス時間を浪費する こ々になる。

発明の要約 本発明に従えば、複数個のデータ取扱いステーションを相互接続するためのネッ トワークのハブはハブを通る信号を監視し、制御信号あるいはデータの形式でス テーションに転送されるべき信号を発生する制御回路を含んでいる。望ましいこ とには、ハブはさらにハブを通るデータの流れを禁止する回路を含み、これによ ってハブがネットワークに伝送される他の信号からの干渉なしにネットワークを 通してステーションに対して信号を送信できるようにするのがよい。本発明の一 実施例に従えば、コントローラはネットワークを監視して、誤り条件を検出し、 検出された誤り条件に応動してハブを通る伝送を禁止し、制御信号を送信してこ れを使って誤り条件を生じたステーションを消勢する。さらにコントローラは所 定の時間の量制御トークンが送信されないのを検出してハブを通してのデータの 転送を禁止するようになっている。コントローラはさらにネットワークの制御権 を持っているステーションの番号を記録して制御権を開放“しないステーション に対してステーション消勢信号を送るようにしてもよい。さらにデータ取扱いス テーションが制御トークンを受け取るシーケンスをコントローラで記録してコン トローラが次の適切なステーションにトークンを送出することにしてもよい。

本発明の一実施例に従えば、ネットワークハブはインタフェース回路に接続され ており、その各々はデータ取扱いステーションに接続でき、各インタフェース回 路は送信機と受信機を持ち、ハブから送信された制御信号に応動して、ネットワ ークを通してのそれ以上のデータの伝送を禁止するようになっている。各インタ フェース回路には一義的な消勢コードを記憶するレジスタと受信された信号を消 勢コードと比較して受信された信号が消勢コードと一致し５たときに送信機の動 作を禁止する出力信号を発生する一致回路が設けられている。有利なことに、予 め定められた数の消勢コードが受信されてからはじめて伝送を禁止するためのカ ウンタが設けられており。

これによって消勢信号と等しいランダムデータによＯる禁止動作を防止する。

他の実施例においては、ハブは光ファイバによって複数のインタフェース回路に 接続されており、各インレフ壬−ス回路はレベル制・両信号に応動して異る電力 レベルで出力信号を発生する光送信機を有している。その送信機を所望のレベル に設定するために、インタフェース回路によって較正用コードが送信される。送 信機をネットワークを通して信号の伝送を保障するのに充分な高いレベルに設定 する制御ワードが光送信機に与えられ、所定の増分だけ送信機の出力レベルを減 少するために制御ワードの値を周期的に減少するのにカウンタが使用される。／ Ｘブはスレショルド調整可能な検出器を含み、これは較正前には比較的高いスレ ショルドに設定される。減分された較正信号がスレショルド検出器によって検出 するのに充分な強度を持たなくなったときに、ハブはノードへの信号の繰返しを 止める。インタフェース回路で受信信号が失なわれたことによって、較正は終了 する。較正が終了すると、スレショルド検出器は較正された電力レベルの信号の 検出を保証するのに充分な低い値に調整される。この代りに、もし調整可能なス レショルド検出器が使用されな゛ければ、カウンタの値を増大して、較正が終了 したときに検出された最後の較正信号の値に等価な値になるようにすればよい。

有利なことに、本発明に従えば、インタフェース回路の光送信機の各々の送信の レベルはハブ受信機でほぼ同一の電力レベルを与えるように設定される。

インタフェース回・路が自動利得制御を持つ受信増幅器を有し、送信機の電力レ ベルの設定の前に、ハブがすべてのインタフェース回路に対して較正信号を送信 するようにしておくのが有利である。較正信号は受信増幅器がほぼ同一の信号受 信レベルに調整されるのに充分な時間の間与えられる。本発明のネットワークで は従来技術のシステムとは異り、ノードがネットワークにアクセスするたびにイ ンタフェース回路の受信機はプリアンプル符号によって再調整できるようになっ ていなくても良い。

本発明の一実施例においては、ハブの信号伝送部とハブのプロセッサを二重化す ることによって、ハブの信頼性を向上している。アクティブ側のプロセッサに不 具合が生じたときには、アクティブプロセッサから予備プロセッサに切替を行な う保守方式が使用される。

有利なことに、本発明に従うネットワークは、もしこのネットワークを用いなけ れば、ネットワーク全体を不具合にしてしまうような故障したノードが存在する 場合にでも、ネットワークにアクセスできるようにするための知脳ハブを有して いる。詳しく述べれば、ネットワークはバブリングバスの源である故障したノー ドを識別して、故障したノードがバスに、乙りセスするのを禁止する手段を含ん でいる。

この実施例はさらにトークンが失なわれたことを検出し、ネットワーク中の適切 なノードでトークンを開始する手段を含んでいる。さらに、一定時間の間ネット ワークのノードの各々の活動を監視し、ネットワークの負荷を示し、これによっ てローカルエリアネットワークシステムの設計と運用を助けるために知脳ハブを 使用することができる。本発明の一実施例においては、ハブプロセッサには入力 端末と例えばディスク装置のような大容量メモリーが設けられている。入力端末 はハブからネットワークへの７クセスを与え、大容量メモリーは共通のデータの 中央の記憶となり、これは他のノードの動作に影響を与えることなく各ノードに よってアクセスされるようになっている。

図面の簡単な説明 本発明については以下の図面を参照した詳細な説明からより完全に理解されるも のである。

第１図は本発明に従うスター形ネットワーク−のブロック図； 第２図および第３図は第１図のネットワークインタフェース回路の詳細図； 第４図はデータパケット構造図： 第５図は第１図のハブプロセッサによって実行される較正機能のフローチャート ： 第６図は第２図１のインタフェースプロセッサによって実行される較正機能のフ ローチャートによる表現； 第７図は第２図の送信回路によって発生される一連の較正信号の図； 第８図は他の図の相対配置を示すキーシート；第１０図は第１図のハブプロセッ サによって実行されるネットワーク監視機能のフローチャート表現９ 第１図は本発明の詳細な説明するのに使用するアクティブスター形ローカルエリ アネットワークの図である。ネットワークはホストプロセッサー０１のような複 数のデータ取扱いステニションを相互接続し、ホストプロセッサは例えば周知の マイクロプロセッサ、インテリジェント端末あるいは同様のもののいずれでも良 い。ホストの各々はファイバオプティックスの送信リンク１】０とファイバオプ ティックスの受信リンク１１２によってネットワークインタフェース回路１０３ を通してネットワークハブ１０５に接続、されている。スター構成のネットワー クでは、ホストプロセッサの間のすべての伝送はハブ１０５を通る。ハブはアク ティブ形であり、この場合には光伝送は電気信号に変換されて、増幅され、次に 光に変換されて出リンクに送信される。

ハブ１０５は光コンバイナ１２０の形を持つ受信機を含み、これはリンク１１０ に与えられた光信号の論理的ＯＲをとる。この形のネットワーク構成では、ホス トプロセッサの内のひとつだけがリンク１１０上に信号を送信し、光コンバイナ １２０からの光出力はアクティブなホストから受信された光信号を単純に表現す る。ハブ受信機で受信された信号はハブ送信機、光スプリッタ１２８に対して光 検出器１２２、プリアンプリファイヤ１２３、増幅器１２４、スレショルド検出 器１３２、ＡＮＤゲート１４４、ＯＲゲート１４３、送信駆動回路１４５および 光源装置１４７を含む信号伝送回路を通して送信される。光コンバイナ１２０の こうして得られた信号は光導体１２１を経由して光検出器１２２に与えられ、こ れは対応する電気的信号をプリアンプリファイヤ１２３と増幅器１２４に与える 。プリアンプリファイヤ１２３と増幅器１２４は受信された信号を増幅し、これ を送信駆動回路１４２と発光源１４７に送る。発光源１４７の光出力は光導体１ ４９を通して光スピリング１２８に与えられ、これは光信号をすべての光りンク １１２に与える。光コンバイナ１２０、光スプリッタ１２８、光検出器１２２、 光源１４７、プリアンプリファイヤ１２３、増幅器１２４および駆動回路１４２ は周知の装置であり、市販されている。

ハブ１０５にはさらに、プロセッサ１３０とスレショルド検出器１３２が設けら れている。このプロセッサは、例えば、インテル社によって市販されているイン テル８０８６マイクロプロセツサのような周知のマイクロプロセッサで良い。検 出器１３２・は市１ 販の電気的スレショルド検出回路で、これは増幅器１２４によって与えられた信 号に応動して、増幅された出力信号が予め定められたレベルを越えたときだけ出 力信号を発生する。スレショルド検出器１３２のスレショルドレベルは外部から 制御でき、導体１３９を経由して与えられる制御信号によってプロセッサ］３０ から制御することもできる。プロセッサと検出器の共同動作によって、ハブが所 望のレベル以下の信号を除去することもできるようになる。

プロセッサ１３０は導体１３３を通してスレショルド検出器１３２の出力を監視 することによってハブ１０５を通して通過するデータを監視する。プロセッサ１ ３０はＡＮＤゲート１４４と共にハブを通る゛デ゛・−タ、の流れを制御する。

゛導体１４５上の付勢信号によって、プロセッサはゲートを制御し、データの流 れを選択的に許可したり禁止したりする。さらに、プロセッサ１３０はＯＲゲー ト１４３を通してネットワークにアクセスする。導体１４１とＯＲゲート１４３ を通して、プロセッサ１３０はネットワークインタフェース回路１０３とホスト コンピュータ１０１に対してデータと制御信号を送信することができる。

プロセッサ１３００周辺装置は標準の入出力端末１５４とディスク記憶装置１５ ２を含んでいる。端末１５４はプロセッサのメモリーを調べるためにプロセッサ １３０に保守用のアクセスをするために使用される。さらに、端末はプロセッサ １３０を通してネットワークインタフェース回路］０３あるいはホストコンピュ ータ１０１に対してメツセージを送るために使用される。ディスク記憶装置１５ ２はすべてのホストコンピュータからアクセスできる大容量記憶装置である。プ ロセッサ１３０はホストに割当てられた番号に似た番号を持ちホストの各々はネ ットワークを通してのプロセッサ１３０との通信によって、ディスク記憶装置１ ５２に記憶されたネットワークの共通データベースあるいはその他のファイルに アクセスすることができる。

第２図および第３図はネットワークインタフェース回路１０３６回路の詳細を図 示している。本システムのネットワークインタフェース回路は同一のものである ものとしており、各々はマイクロプロセッサ２００、送信回路２１０および受信 回路３１０を含んでいる。マイクロプロセッサ２００は例えばインテルモデル８ ０８６マイクロプロセツサのような多数の周知のマイクロプロセッサの任意のも のでよい。プロセッサ２００はバス１０２を通してホストプロセッサ１０１に接 続されている。ホストプロセッサ１０１とプロセッサ２０００間の相互接続と通 １３ 信については、当業者には周知であるからここでは詳述しない。これらのプロセ ッサは共用メモリ一方式のような周知の方法で交信することができる。ネットワ ークに送出されるべきホストプロセッサからのデータはプロセッサ２００に送ら れ、送信回路２１０への並列データとしてバス２１２を通して送出される。送信 回路中のマルチプレクサ２１４はデータワードを廉直列変換器２１６を通してフ レーム組立て回路２１８に送り、これはデータをパケットに組立てる。

データ通信で使用する典型的なパケット形式を第４図に図示する。パケットは通 常は宛先番号、発信元番号、パケットタイプ識別、データおよび誤り検査用シー ケンスを含んでいる。パケット組立て機能を実行する回路は当業者には周知であ るから、ここでは説明しない。パケットはフレーム組立て回路２１８から直列に 送信駆動回路２２０および光源装置２２１を通してハブ１０５に接続された光リ ンク１１０に送信される。駆動回路２２０は標準の制御可能な増幅回路であり、 そのバイアス制御は導体２２３を通してディジタル・アナログ変換器２２２に接 続されている。ディジタルアナログ変換器２２２はレジスタ２２４からのディジ タル入力制御ワードを受信し、これが光源２２１で発生される光信号の送信電力 レベルを規定するようになっている。

第３図は受信回路３１０を図示している。ホストプロセッサに向けた直列データ パケットは光リンク１１２を通してハブ１０５から受信され並列データワードに 変換されてホストプロセッサに転送するためにプロセッサ２００に送出される。

リンク１１２を通して受信された光信号は光検出−器３１２によって電気信号に 変換される。プリアンプリファイヤ３１３と増幅回路３１４は受信信号を所望の レベルに増幅する。データ信号の直列め流れは受信されたデータパケットを分解 するフレーム分解回路に送られる。この回路は当業者には周知であり、詳細に説 明する必要はない。フレーム分解回路はデータの直列の流れを直並列変換器３１ ８に送り、バス２１２を通して並列データワードの形式でプロセッサ２００に対 して送信する。

受信回路３１０はさらにＩＤ復号回路３１９を含み、これはバス２１２を通して 送信されたデータワードを復号してホスト１０１０番号を指定したパケットヘッ ダが受信されたことをプロセッサ２００に知らせる。このような復号器は当業者 には周知であり、本発明の理解のためにこの回路につい゛てこれ以上説明する必 要はない。

ハブプロセッサ１３０はネットワークインタフェースプロセッサ２００と共にい くつかのネットワークインタフェース回路１０３中の送信機と受信機を較正する ために使用される。光システムにおいては、異る光源によって送信される信号の 電力レベルは大幅に変動する傾向がある。この理由から、増幅器３１４にはレベ ルを入力信号に互換性があるように自動的に調整する自動利得制御が設けられて いる。

典型的には、自動利得制御は比較的低速で動作し、頻繁に調整が行なわれて出力 を意味のないものとすることを防止するようになっている。このような増幅回路 は周知であり、市販されている。制御可能な送信機駆動回路２２０を較正すれば 、光源装置２２１で所望のレベルで光信号を生ずるような出力信号を発生するこ とができる。この例で・示したシステムでは、ネットワークインタフェース受信 機はすべてまずハブプロセッサＩ　３’０の制御下に標準のレベルに較正される 。そのあとで、ネットワークインタフェース回路の各々の光信号送信レベルはハ ブプロセッサ１３０とインタフェースプロセッサ２０００制御下に較正される。

第５図および第６図はハブプロセッサ１３０とインタフェースプロセッサ２００ によって実行される機能のそれぞれのフローチャートを示している。プロセッサ １３０は端末１５４からのシステム初期化メツセージあるいはプロセッサ１３０ によって実行されるサイクリックプロセスによってその較正モードで始動される 。受信機の較正の間に未知の信号源の干渉が生ずるのを防止するために、プロセ ッサ１３０はＡＮＤゲート１４４を消勢することによってハブの受信経路を消勢 する。この動作は第５図のブロック５０２によって示されている。ブロック５０ ４で示されるように、プロセッサ１３０は例えば１０ミリ秒の指定された時間幅 の間較正パルスを送出する。この時間の間均等なレベルの較正パルスの直列の流 れは増幅器３１４の中の自動利得制御回路を安定化するのに充分である。較正パ ルスはＯＲゲート１４３を通して送信駆動回路１４２に与えられ、光源１４７に よって光信号に変換される。光信号は多出力光スプリッタ１２８と先導体１１２ を通してすべてのネマトワークインタフェース、の受信回路３１０に与えられる 。受信機の較正はインタフェースプロセッサ２００による動作を必要としない。

受信機の較正パルスの送信のあと、プロセッサ１３０はブロック５０６で示され るように制御可能なスレショルド検出器１３２のスレショルドを較正レベルに調 整し、ＡＮＤゲート１４４を付勢してハブ受信機と送信機の間のデータ伝送路を 開くことに１７ よって、送信機の較正手順を開始する。スレショルド検出器１３２のスレショル ドレベルは調整可能であり、正規の信号受信のための正規のレベルを持っている 。この較正フェーズの間に、スレショルド検出器１３２が使用されてネットワー クインタフェース回路１０３の送信機を較正し、信号スレショルドは導体１３９ 上に発生されるハブプロセッサ１３０からの制御信号によって正規のレベルより 高いレベルに設定される。これは較正信号がある最小の量だけ正規のスレショル ドを越えることを保障するために行なわれる。正規のレベルと較正レベルの間の 差は例えば３デシベル程度である。

較正の手順を開始する前に、すべての接続されたホストの番号を示すリストが端 末１５４からハブプロセッサに入れられる。ハブプロセッサはリストに入ったホ ストの各々のインタフェース送信機の較正を順次に開始する。ブロック５０７で 示されるように、プロセッサはメモリー中のエリアをホストとして指定し、指定 されたエリアにリスト中の第１のホストの番号を入れる。そのあとで、ブロック ５０８に示されるように、ハブプロセッサ１３０は指定されたホストに較正メツ セージを送信する。較正メツセージは第４図に示したようなパケットであり、指 定されたホストインタフェースを示し、インタフエ１８　特表昭ＧＯ−５０１２ ８６（６）−スプロセッサ２００に対して較正の開始を要求するメツセージを表 わすデータを含んでいる。パケットの宛先はネットワークインタフェースのＩＤ 復号器３１９によって識別され、較正メツセージによってインタフェースプロセ ッサ２００は第６図にフローチャートの形で概略を示した較正ルーチンを開始す る。第６図に関連して説明するように、ネットワークインタフェースプロセッサ ２００は関連するインタフェースの送信機駆動回路２２０の較正を終了すると、 ハブプロセッサ１３０に対して較正完了メツセージを送信する。ホストのひとつ のインタフェースに対する較正を開始したあと、ハブプロセッサ１３０はブロッ ク５０９に示されたように、待合せ状態に入る。この状態では、プロセッサはイ ンタフェースプロセッサからの較正完了メツセージをめてスレショルド検出器１ ３２の出力を監視し、メツセージが受信されたときに、メモリー中のビットをセ ットする。ハブプロセッサはブロック５１０で示されるように較正完了メツセー ジが受信されたかどうかを判定するために周期的に検査を行なう。もし受信され なければ、プロセッサ１３０は待ち状態に戻る。さもなければ、ブロック５１３ で示されるよがリスト中の最後のホストの番号と比較される。も９ しそれが最後のホストでなければブロック５１４に示すように、プロセッサはリ スト中の次のホスト番号をメモリー中のホストを定義する領域に入れる。

そのあとで、ブロック５１３のテストによってリスト中の最後のホストを取扱っ たと判定されるまで、ハブプロセッサの較正ルーチンが繰返される。

ハブに接続されたすべてのインタフェース送信機が較正されてし甘うと、較正の シーケンスが完了する。その場合には、ブロック５１５に示されるように、プロ セッサ１３０はスレショルド検出器１３２のスレショルドレベルをその正規の較 正前のレベルに戻す。そのあとで、プロセッサはブロック５１６で示すように較 正完了フラグをセットし、これによってネットワーク全体の較正シーケンスの終 りを示す。

先に述べたように、第６図はインタフェースプロセッサ２０００制御下に、ハブ プロセッサ１３０か始される較正シーケンスを表わしている。そのメツセージに 応動して、プロセッサ２００はプリセットレジスタ２３４に較正の初期信号伝送 レベルを規定する制御ワードを入れ、それぞれブロック６０１および６０２に示 されるように較正付勢フリップフロップ２３０をセットする。他の較正ステップ は第２図の回路によって自動的に実行され、較正の終りでは較正付勢フリップフ ロップ２３０がリセットされる。従って、較正付勢フリップフロップをセットし たあとで、ブロック６０３に示すようにプロセッサ２００は待ち状態に入る。ブ ロック６０４で示すようにプロセッサはそのフリップフロップを周期的にチェッ クし、ハブプロセッサ１３０に対してパケットを送信し、これによって較正付勢 フリップフロップがリセット状態にあるのを検出したときには較正完了メツセー ジを送る。第５図に関連して上述したように、このメツセージの受信によってハ ブプロセッサ１３０はハブに接続されたホストインタフェースのすべての較正を 終了する。

第２図を参照すれば、インタフェースプロセッサ２００によって較正付勢フリッ プフロップ２３０をセットすることによって、較正レジスタ２３２の出力はマル チプレクサ２１４を経由して、並直列変換器２１６、フレーム組立て回路２１８ 、送信駆動回路２２０を含む送信回路を通して、送信されることになる。較正レ ジスタには較正パケットを表わすデータが予め格納されているが、これは数バイ トの情報から成っている。レジスタ２３２は直接送信回路に接続されているから 、このレジスタの内容は較正付勢フリップフロップがセットされている間連続的 ２１ に送信される。付勢フリップフロップのセットによって、プリセットレジスタ２ ３４の内容はカウンタ２３６に送信され、タイマ２３８が付勢される。タイマ２ ３８からの周期的出力信号は、２進制御ワードの形を持つカウンタの内容をレジ スタ２２４に送信するようにし、カウンタを減分させる。レジスタ２２４の内容 はディジタル・アナログ変換器２２２に与えられ、これは２進制御ワードの値に 対応する制御信号を送信機駆動回路２２０に与える。このアナログ信号は駆動回 路２２０の出力信号のレベルをセットし、従って導体１１０に送信される光信号 のレベルをセットすることになる。

プリセットレジスタ２３４の内容は信号の振幅を初期外・送信されたようにセッ ト、することは明らかであろう。プロセッサ２００によって、レジスタには制御 ワードが与えられ、この制御ワードは送信機２２０を動作してネットワークを通 して送信するのに必要であるよりは大きな振幅の較正信号を発生する。較正信号 はハブ１０５を通して送信され、もしこれがスレショルド検出器１３２のスレシ ョルドレベルを越えるのに充分な振幅を持っていれば、光りンク１１２のネット ワークインタフェースで受信される。この信号は第３図に示すようにプリアンプ リファイヤ３１３と増幅器３１４を通って送信される。

周知のＲ／Ｃフィルタであるフィルタ回路が増幅器３１４に接続されており、増 幅器によって発生されたパルスをＦ波し、結果として得られた出力信号を比較器 ３２２に与える。比較器３２２は任意のアナログ比較器でよく、その端子のひと つは電源３２３に接続されており、Ｆ波された値が電源の値以下になったときに は出力信号を発生するようになっている。電源の値は信号が受信されていないと きだ、けＦ波された値がその値以下になるように選定されている。出力信号が比 較器３２２によって発生されたときには、これは較正付勢フリップフロップをリ セツ　。

トするのに使用される。比較器の出力信号はＡＮＤゲート２４０を通してフリッ プフロップ２３０に与えられ、このフリップフロップはタイマ２３８によって周 期的に付勢、される。

較正シーケンスにおいて、送信機駆動回路２２０によって送信される信号の第１ の列は、先に述べたようにハブにおける信号の受信を保証するのに充分な大きさ を持っている。タイマ２３８は第１の信号の受信後ある時点でカウンタ２３６に 第２のパルスを与え、カウンタの内容がレジスタ２２４に与えられ、カウンタを 減分するように動作する。レジスタ２２４の新らしい内容はその前のものより低 い筒を持ち、送信駆動回路２２０でこの結果として発生さ３ れる信号は前の信号より低い値を持つ。このようにして、第７図に図示するよう に、時間の経過に従って一連の減少信号が送信される。異る振幅の連続したパル スの間のレベルの差は、カウンタ２３６と、レジスタイ２４０ビツト数、ディジ タル−アナログ変換器２２２と送信駆動回路２２０の感度に従って、異る分解能 で調整することができる。例えば、連続したパルスのレベル差は１デシベルの程 度に調整できる。タイマ２３８は伝送に要する時間を考慮に入れて、回路が安定 するのに充分な長い繰返し周期で出力パルスを発生するように調整できる。推賞 される周期は１００ミリ秒の程度である。

上述したように、送信される信号の振幅は時間の経過と”共に、減少する。第１ 回ではハブ１０５で受信される信号の大きさはスレショルド検出器のスレショル ドに一致することはないから、光リンク１１２には信号は送信されない。従って フィルタ３２０の出力信号の値はＯ近くまで低下し、比較器３２２が出力信号を 生じて、較正フリップフロップをリセットする。これＫよってタイマ２３８が禁 止され、レジスタ２２４はその最後の設定を保持し、一方のカウンタがハブのス レショルドレベルを満足するのに要するレベル以下になる。送信機のすべてがこ のレベルに設定されたあと、スレショルド１３２のレベルは第５図に関連して説 明したような正常の低いレベルに調整される。これによって、送信機の各々によ って送信された最後の大きさのパルスがスレショルド検出器によって検出される ことになる。スレショルド検出器１３２におけるレベル調整の量は最後の送信さ れたレベルのパルスが検出され、このレベルが異るレベルのパルスの間の較正プ ロセスで導入される１に相当するカウンタの減分である変イビの量に直接関連す ることを保証するのに充分なようになっていなければならないことが理解される であろう。

先に述べたように、スレショルドのレベル調整は３デシベルの程度であり、連続 したパルスレベルの差は１デシベルの程度である。

その代りに、較正プロセスは上述した方法で較正のレベルを減少し、カウンタ２ ３６を送信されたパルスの最後の次のセットのレベルに増大しその値ヲレリスタ ２２４に記憶することによって、スレショルドレベルのレベルを変化することな く実現できる。

最後のレベルが意味のある量だけスレショルドを越えていることを保証するため に、カウンタを２回増分することが望ましいこともある。カウンタの増分とレジ スタ２２４への最後の値の転送はプロセッサからカウンタへの制御リード（図示 せず）によって付勢フリップフロップ２３０がリセットされてから２５ プロセッサ２００の制御下に容易に実行できる。

ネットワークの監視 システムが較正モードにない正常な状態では、すべてのステルジョンに対して予 め定められた順序でネットワークを使用する機会を与えるためにトークンパージ ングのプロトコルが使用される。各インタフェースプロセッサにはシーケンス中 の次のステーションの番号が与えられ、ネットワークへのアクセスがもう必要な くなったときには、インタフェースプロセッサはシーケンスの次のステーション に対して制御トークンを送信する。制御トークンは第４図に図示するようにパケ ットの形式で転送され、そのデータ部分はトークンとして定義される一義的なコ ード゛を含んでいる。ハブプロセッサ１３０にはテーブルが設けられており、そ のメモリーはネットワーク中のすべてのホストステーションの番号と、トークン が渡される順序が含まれている。ハブプロセッサ］３０のプログラムは第１０図 に示したようなネットワーク監視シーケンスを含み、これによってネットワーク の−１部あるいは接続されたステーションの不具合に起因する誤り条件が検出さ れる。

ハブプロセッサ］３０は導体１３３を経由してハブを通る信号の流れを監視し、 ネットワークにトラヒックがあるかどうかを判定するために周期的にチェックす る。このテストは単にデータの流れが連続的な０条件であるのか、変化する条件 であるのかを判定するものでよい。もしトラヒックが制御トークンを含んでいれ ば、ハブプロセッサはパケットの信号源と宛先を記録し、タイマＡおよびタイマ Ｂと呼ばれる二つのソフトウェアタイマをリセットする。

このシーケンスは第１０図のブロック１００３゜１００５および１００７に図示 されている。このシーケンスの後で、プログラムはハブを通るパケットを監視す る動作に戻る。二つのプログラムタイマＡおよびＢは異る目的に使用される。タ イマＡはトークンが失なわれたことを検出するのに使用される。すなわちトーク ンが新らしいホストに転送され、ホストが何の動作もしなければ、トークンが正 しく受信されなかった°かあるいは宛先のホストがトークンに応答できなかった ものと考えられる。タイマＢはいわゆる１バブリングノード“条件の検出に使用 される。この条件では、ホストのひとつが、ネットワークに対して異常に長い時 間にわたって信号の送信を続け、これによってそれに接続された他のホストがネ ットワークを使えないようになってしまう。この条件はホストのデータ取扱いス テーションあるいはネットワークインタフェースの不具合によって生スる。

第１０図のブロック１００１および１００８に示すようにもしハブを通してのト ラヒックの監視の間に、ネットワーク中にトラヒックが存在しないと判定される と、最後に渡されたトークンが失なわれているかもしれない。タイマＡは第１０ 図のブロック１０１０で調べられ、タイマがまだタイムアウトしていなければ、 プログラムは単にトラヒックの監視に戻る。

タイマＡは、例えば、１００ミリ秒の後でタイムアウトするように設定しておけ ばよい。もしタイマＡがタイムアウトすれば、トークンが失なわれたと考エラれ 、ブロック１０１２でプロセッサ１３０は、最後に送信されたトークンに対して 、ブロック１００５で記録された宛先にトークンを送出する。これはトークンを 受信するはずであったが、応答しなかったホストの番号である。その後で、フロ ック１０１４でネットワークのトラヒックが監視され、ネットワークに何かのト ラヒックが存在するかどうかを判定するために、ブロック１０１６で再びテスト が行なわれる。もし存在すれば、トークンは正しく受信されたものと考えうれ、 プログラムはブロック１００１で示されるようにトラヒックの監視に戻ることに なる。

もしトークンを最後の記録された宛先に再送したあとブロック１０１６で、ネッ トワーク中にトラヒックが存在しないと判定されると、それに対してトークンを 送ったホストが応答しなかったものと見なされる。その場合には、ハブプロセッ サ１３０中のメモリーのリストはブロックＪ０１８で更新されて、ブロック１０ ０５でメモリー中に記憶された宛先として識別される不具合のホストをスキップ するようにする。さらにブロック］０２０では将来そのホストが不動作になった ホストに対してそのトークンを与えることがないようにするために、ブロック１ ００５のステップの実行の間に信号波として記録されていたホストに対してメツ セージが送られる。この更新によって不動作になったホストの次のホストの番号 をトークンパシングの順序に入ノすることになる。従って、この更新によって応 答のないホストはトークンパシングのシーケンスから落されることになる。

この後で、ハブプロセッサ１３０はブロック１０２４で制御トークンを不動作に なったホストの後に続く次のホストに送信し、以下正常なネットワーク動作を継 続することになる。タイマＡとタイマＢは共にブロック１０２６でリセットされ 、保守者に知らせるためて、周知の方法でブロック１０２８によって警報がセッ トされる。

ブロック１００３と１００８はトラヒックが存在するかとトークンが渡されたか を判定するためのトラヒツクに対するテストを表わしている。ネットワークにト ラヒックが存在し、トークンが渡されていれば、タイムアウトが生じたかどうか を判定するために、ブロック１０３０でタイマＢが検査される。もし存在しなけ れば、トラヒックの監視は継続する。

もしタイマＢがタイムアウトすれば、そのノードが正常でない時間の間ネットワ ークを制御したことが示される。タイマＢは、例えば、１分あるいは他の適切な 時間でタイムアウトするように設定しておけばよい。もしタイマＢがタイムアウ トすれば、ブロック１０３２で示されるように、ＡＮＤゲート１４４を消勢する ことによってハブを通る信号伝送路が切断される。こり後で、ブロック１０３４ に示されるよう′に、消勢コードがブロック１００５の実行の間に記録された宛 先によって識別されるホストに対して送うれる。この後で、ブロック１０３６に よって、ネットワークにトラヒックが存在し続けているかの判定が行なわれる。

もし存在すれば、これはそれからトラヒックが生じていたノードがうまく消勢で きなかったことを示す。この場合には、ブロック１０４０２０で周知の方法で警 報がセットされ、保守者に知らせ、ハブプロセッサ１３０は停止する。もしブロ ック１０３６のテストの間に、ＡＮＤゲートの前の信号伝送路に接続された導体 １３３を通して監視することによって、−それ以上のトラヒックが存在しないこ とがわかると、不具合であったノードが正しく消勢されたことになる。この後で 、ブロック１０３８で示すようにＡＮＤゲート１４４が再び付勢され、プログラ ムはブロック１０２４．１０２６および１０２８を実行して制御トークンを次の ホストに与え、ハブを通るトラヒックの監視を継続する。

ホストに対してブロック１０３４に示す、ように送信される消勢コードは正常の 信号路を使用してハブプロセッサ１３０から導体１３１とＯＲゲート１３３を通 して伝送される。各々のインタフェース受信回路３１０において、消勢コードは 直並列変換器３１８を通して一致回路に与えられ、これは受信コードを第３図に 示した消勢コードを含む消勢レジスタ３３２の内容と比軟する。誤った消勢を防 止するために、カウンタ３３４が設けられている。プロセッサ１３０は消勢コー ドを何回か続けて送り、カウンタ３３４は一致回路３３０によってコードが検出 されるたびに増分される。もし予め定められた計数値に達すると、消勢フリップ フロップ３３６がセットされる。

導体３３７上のフリップフロップ３３６の出力はレジスタ２２４をクリアするの に用いられる。レジスタ２２４の内容が全１０′であると、送信駆動回路２２０ は禁止され、ネットワークにそれ以上のパルスが送信されるのが禁止される。

第２図に示されるように、一致回路２４２はレジスタ２２４の出力とスレショル ド制限レジスタ２４４とに接続されている。スレショルド制限レジスタは例えば 全″０′Ｆ条件にセットされ、レジスタ２２４がクリアきれたときに一致回路２ ４２が出力信号を発生し、プロセッサ２００に対して送信駆動回路２２０が消勢 されたことを知らせる。プロセッサは周知の方法で警報メツセージを発生して不 具合を知らせるが、この間他のホストはネットワークを使用することができる。

消勢フリップフロップ３３６とカウンタ３３４はシステムリセットの制御によっ て外部信号源からリセットすることができる。

第１９図は信頼性を向上するためにハブの構成要素を二重化した本発明のネット ワークハブの他の実施例を示している。二重化されたハブ９０５は第１図に示し たハブ１０５と同様にネットワークに接続されている。すなわち、ハブは光リン ク１１０を通してネットワークインタフェースの各々から光信号を受信し、リン ク１１２を通してネットワークインタフェース１０３に対−して光信号を送信す る。光コンバイナ９２０は複数の光ファイバ人力リンク１１０と２本の光フアイ バ出力コンダクタ１２１および９２１を持っている。同様に、光スプリッタ９２ ８は複数本の光フアイバ出力リンク１１２と２本の光フアイバ入力導体１４９お よび９４９を持っている。

光コンバイナと光スプリッタは市販されており、この構成のような二重入力ある いは二重出力として使用するように容易に適合できる。第１図に関して前述した ように、ハブで受信された光信号は光導体１２１を通して市販の光検出器に転送 され、これは光信号を電気信号に変換する。電気信号はブリ、アンブリファイヤ １２３と増幅器１２４で増幅され、スレショルド検出器１３２、ＡＮＤゲート１ ４４およびＯＲゲート１４３を通して送信駆動回路１４２に与えられる。電気信 号は光源１４７によって光信号に変換されて光スプリッタ９２８に送信される。

同様にして、光コンバイナ９２０で受信された光信号は光フアイバ導体３９２１ を通して光検出器９２２に転送され、゛これは光信号を電気信号に変換する。こ れらの信号はプリアンプリファイヤ９２３増幅器９２４によって増幅され、スレ ショルド検出器９３２、ＡＮＤゲート９４４およびＯＲゲート９４３を通して送 信駆動回路９４２に与えられる。これらの信号は光源９４７によって光信号に変 換され、光フアイバ導体９４９を通して光スプリッタ９２８に送られる。従って ハブを通して二つの独立した信号路が形成されることになる。

各々の信号伝送路には監視および制御機能を実行するために、それに関連したプ ロセッサがある。プロセッサ１３０は光フアイバ導体１２１と１４９との間に接 続された信号伝送路に関連している。他方のプロセッサ９３０は光フアイバ導体 ９２１．１！：９４９とに結合された信号伝送路に関連している。これらの内の 一方が現用あるいは予備のプロセッサであると指定される。プロセッサ］３０と ９３０には独立に制御するための入出力端末１５４および９５４がそれぞれ設け られている。この代りに両方のプロセッサに対して単一の端末を接続することに しても良い。両方のプロセッサは共通のシステムデータベースにアクセスするた めに、ディスクストア１５２に接続されている。さらにプロセッサ９３０にはそ れに接続されたサニテイタイマ９６０が、プロセッサ１３０にはそれに接続され たサニテイタイマ９６５が設けられている。サニテイタイマは当業者には周知で あり、関連するプロセッサによるプログラムの連続的な実行を測定するために通 常使用されている。

プロセッサのプログラムはプログラムがある点に達したときにいつもリセットさ れるように構成されている。故障のためにリセットが生じないときには、サニテ イタイマは予め定めた値に達し、このときプロセッサの動作とは関係なく、タイ マが出力信号を生ずる。この実施例においては、予め定められた値に達したとき には、サニティタイマ９６０および９６５は両方のプロセッサに対して出力信号 を提供するようになっている。

もしプロセッサ１３０が現用プロセッサに指定されていれば−、これは正常の監 視および制御の機能を実行する。このルーチンの一部として、サニティタイマ９ ６５は各プロセッサのプログラムがある指定された点を通るたびに、タイムは導 体９６７上の信号によってプロセッサ１３０がリセットするものとしている。何 かの不具合にもって、プログラムがある時間の間その点に達することができない と、サニテイタイマ９６５はそのプリセットされたレベルを越え、プロセッサ１ ３０に対して出力信号を与え、これを予備状態とし、また出力信号をプロセッサ ９３０に与えて、プロセッサ９３０をアクティブ状態として、これを動作してそ のプログラムの実行を開始させる。このような信号の受信を予期して、プロセッ サ９３０は初期化されており、サニティタイマ９６５からの信号に応動して、そ のソフトウェアの実行を開始する位置におかれている。同様にして、サニティタ イマ９６０は導体９６１によってプロセッサ９３０のプログラムの制御下にリセ ットされる。

サニティタイマ９６０がそのプリセット値を越°えた５ ときには、これは導体９６１を通してプロセッサ９３０に対して、また導体９６ ２を通してプロセッサ１３０に対して出力信号を与え、プロセッサ９３０をホー ルト状態とし、プロセッサ１３０にプログラムを実行させる。

プロセッサ］３０がアクティブなプロセッサであるときには、これは導体１４５ を通してＡＮＤゲート１．４４を付勢し、導体９５８を通してＡＮＤゲート９４ ４を消勢する。もしこれが予備状態にあればプロセッサ１３０は導体１４５を通 してＡＮＤゲート１４４を禁止し、導体９５８を通してＡＮＤゲート９４４に対 して付勢信号を与える。同様にプロセッサ９３０は現用状態にあるときにはＡＮ Ｄゲート９４・４を付勢し、ＡＮＤゲート］４４を禁止する。

またこれが予備状態にあるときにはＡＮＤケート１４４を付勢してＡＮＤゲート ９４４を禁止する。

本実施例に対しては、当業者によって種々の変更と修正が可能であることは明ら かである。例えば、′システムの保守者がネットワークの最適の使用法を一ジョ ンあるいはシステム全体の占有率を監視することができる。また較正プロセスの 制御の一部のような他の機能をインタフェースプロセッサ２００に与えることが できる。これらの変更と修正は本発明の精神と範囲を逸脱することなく実行でき 、これらのすべての変更と修正は以下の請求の範囲でカバーされるべきものであ ることが理解されるであろう。

シス五硬汀江 刀ｆニハ２歌ブ隻 ＦＩＧ、７　ＦＩＧ、８ ＦＩＧ、１０ 国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数個のデータ取扱いステーションと、ネットワークハブと、 該ステーションの各々を該ハブに接続する複数の光伝送線とを含み、 該ステーションの各々は光信号送信装置と該送信装置が該ハブに対して種々の電 力レベルの信号を送信するように制御する手段とを含み、予め定められたレベル を越える信号を検出し、該ステーションに対して該予め定められたスレショルド を越える信号を送信するための前記ハブ内におけるスレショルド検出手段と、 該ハブから受信された信号の振幅が予め定められたレベルを越えている限り、該 送信装置の出力レベルを周期的に減少するための該ステーションの各々における 手段と を含むことを特徴とするネットワーク装置。 ２、複数のデータ取扱いステーションを相互接続する光ネットワークにおける送 信装置を較正する方法であって、 （ａｌ　ネットワークのスレショルド検出器を予め定められたレベルに調整し、 ｆｂｌ　ネットワークに接続されたひとつのステーションの送信装置を調整して 、該予め定められたレベルを越える充分な振幅の信号を送信し、ｆｃｌ　該検出 器によってネットワーク中の予め定められたレベルを越える信号を検出し、 （ｄｉ　該ひとつのステーションの送信装置を調整して一番最近送信された信号 より低い振幅の他の信号を送信し、 ｆｅｌ　段階（ＣＩとｆｄｌを該予め定められたレベルを越える信号が検出され ないようになるまで繰返゛して行ない、 ｆｆｌ　該スレショルド検出器を該予め定められたレベルより、−増分だけ小さ いレベルに調整する段階を含むことを特徴とする送信装置を較正する方法。 ｌ