JPS6165637A - 多節点ローカル・エリア・ネツトワーク - 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】 （産業上の利用分野） 本発ｆ１４ｔＺローカル・エリア・ネットワード（ＬＡ
Ｎ　；構内通信回路網）に関し、特に統計的競合回路網
制御方式を採用するオプティカルファイバＬＡＮによく
適合する階層構造星型回路網アー牛テクチャに関するも
のである。

（従来の技術） オプティカルファイバＬＡＮ　！工金属伝送線路（例え
ばツイストペア線または同軸ケーブル）を有するＬＡＮ
にくらべて確かに技術的にすぐれて＾る。

その理由としては、幅の狭いケーブルに適合しているこ
と、厄介な大地ループ電流から比較的解放されているこ
と、電磁的な干渉から実質的に免かれること、電子的盗
聴に対してより安全であること等の点があげられる。そ
れにもかかわらず、オプテイカル＼ファイバＬＡＮ　ｔ
Ｘ商業的に普及するのが遅れているが、少なくともその
理由の一部は、低損失のオプティカルファイバタップの
開発に問題があり几ことによると思われる。オシティカ
ルファイバを用いて従来の線ｆｉ　ＬＡＮの配置に対し
て商業的に魅力的な応用を行なうには、たいていの場合
、この低損失のタップを必要とする。進行中のタラｆ開
発作業から適当なタップが生まれるかもしれないが、オ
シティカルファイバぐへ技術の現状を見ると、現時点で
は、別の局研究対象が必要とされる。実際、オシティカ
ルファイバ技術は将来の広帯域、高速ＬＡＮを約束する
ものと認識されてき次が、現在の潜在市場で支配的な中
位のデータ速度（例えば３Ｍｂｐｓ　−Ｉ　ＱＭｂｐｓ
　）の回路網に対する魅力は限られている。

他方、オシティカルファイバＬＡＮ用に階層構造Ｊｌ型
アーキテクチャが提案されて＾る。例えば、フセイン（
Ｈｕｓａｉｎ　Ａ、　）とクック（Ｃｏｏｋ、　Ｓ、Ｄ
Ｊによる「ローカル・エリア・ネツトワーク用オプティ
カル７アイパアーキテクチヤＪ　（Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ
Ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎ誌、　Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ　
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｃｅｎｔｅｒ１９８２手１０月
発行）を参照されたい。星型配置は低損失のオプティカ
ルファイバタップを必要とじないから、一般的にオシテ
ィカルファイバＬＡＮ用きである。更に、ＬＡＮはホス
トを追加したり、現存のホストの配置換えを行なうため
に、必要に応じて拡張したり、再構築されたりするので
、階層構造星型アーキテクチャが本質的にモツユール万
式である点で胃利であると認識されているＯしかし、階
層構造星型ＬＡＮアーキテクチャの意義（工１だ完全に
理解されていないように思われるＯこのアーキテクチャ
に関して重要であるが見過ごされてさ几利点は、ＬＡＮ
のコストを下げるのに利用することができるということ
である。この点は必要なケーブルの彼が減るだけでな（
、回路網の初期敷設およびその仮の回路網の仏張又は変
更に伴なう費用も軽減されるのである。

統計的競合制御に、ＬＡＮにアクセスする要求が競合す
る場合における好ましい解決法である。これはいわゆる
ＣＯＭＡ　／　ＣＤ　（＠矢慎出手段を宵する搬送波検
出複数アクセス）＠Ｊ路網に粘いて広（認められている
。典戯的Ｋ、Ｃ８ＭＡ／ＣＤのような統計的競合制御プ
ロセスでは、回路網上の各端末ま九はホストには競合方
式に基づき共付する回路網設備にアクセスする種駒が平
等に与えられる。そして２台以上のホストが回路網を制
御しようとして競合するときに「衝突」が趣こると、こ
れらのホストをリセットして、後で無作為に選ばれた時
間に再試行させることにより「衝突」を解決する。

メトカルフエ（Ｍｅｔｃａｌｆｅ　）ちによる米国特許
第４．０６５．２２０号（１９７７年１２月１３日発行
）の「衝突検出を何する複数点データ通信システム」に
は基本的な統計的競合回路網制御プロセスが詳＃ｌＶｃ
記載されている。更に口〜サン（Ｒａｗ−ａｏｎ　）ら
による出願中の米国特許願第３２６．８６９号（１９８
１年１２月３日出願）の「星を構造回路網の統計的競合
制御Ｊ（Ｄ／８１１２７）には、その制御プロセスを能
動的星型構造オプティカルファイバＬＡＮ　Ｋ　何効に
、かつ、効率的に応用することが記載されている。

（発明の要約） 本発明によれば、階層構造星型ＬＡＮは、回路網の最下
層にあるホスト端末間を中継する通信リンクの階層を焼
供する丸めのＮチャネルの星型中継器を有する。あらか
じめ定められ友距離内にあるホスト同志を集めてミニＬ
ＡＮを構成するのが便利である。ミニＬＡＮはＭポート
の能動的星型クラスタ制御装置の制御下で作動する。し
かし、もつと離れて配置されているホスト間の通信は、
適当に高い信号対雑音比を保つために一回以上中継され
る。必要ならば適当な信号タイミングを保つために時間
的に再調歪される。中継器は非冗長データと状態信号と
（以後集合的に「情報」と呼ぶ）を回路網のすべてのレ
ベルに選択的に伝−する。また冗量状報の循環（すなわ
ち「戻りエコー（ｒｅｔｕｒｎθＣｈｏｓ　）　Ｊ　）
を防止する。エコー抑制を簡単に行な５ために、中継器
を分散させるのが好ましい。

そして各中継器チャネルは節点毎方式（ａ　ｎｏｄｅ−
ｂｙ−ｎｏｄｅ　ｂａｓｉｓ　）で冗長決定を行なうた
めに２台の半中継器を持つようにする。クラスタ制両装
置ま７’ｃｔ工中継器に必要なポートもしくはチャネル
の数はそれぞれ、これらからサービスを受けるホストま
たは回路網接続点の数によって決定される。

これらは、ＬＡＮを拡張まｆｃ【工再構築するため必要
に応じて、おおよそ自由に増減することができる。

階層構造星型回路網アーキテクチャはオプティカルファ
イバＬＡＮに特に向いている。例えは、現在のオプティ
カルファイバタップ技術を用いれば、線型回路網よりも
はるかに多数のホストを収容することができるであろう
。しかしこのアーキテクチャはオプティカルファイバに
限定されるので昏工ない。更に、回路網へのアクセス要
求に競合があるときの解決法として、統計的競合制御を
用いるのが背理であるが、本発明【工これ以外にも広い
特徴を胃する。

（実施例） 以下本発明の一実施列についてかなり詳細に説明するが
、本発明をこの実施例に限定するつもりはない。特許請
求の範囲の項に記載しである技術的思想の範囲内の変形
物、代替物および均等物はすべて含むつもりである。以
下の説明の中で大体の構成を示すために見出しを用いて
−るが、これらは一般的な話題の大要を表わすにすぎな
いのであって、限定的な意味は持たせてなか。

１、アーキテクチャの概要 第１図を参照すると、複数個のホスト端末１１ａ−１１
ｊ、・・・、１２ａ−１２Ｊ間の通信を助ける階層構造
星型アーキテクチャを宵するＬＡＮ　（ａ−カル・エリ
ア・ネットワーク）が示されている。

図示の如く、ホスト１ｌａ−１１ｊ、・・・、１２ａ−
１２ｊ＋工、各々がＬＡＮを経由してデータを送受信す
る友めに（トランシーバ１３ａ−１３ｊ、・・・。

１４ａ−１４ｊ）をそれぞれ胃している。

通常、階層構造星型ＬＡＮでは、使用者社会の成長−？
変化の要求に適合するように、必要に応じて比較的容易
に拡張し之り再構築したりすることができる。しかし、
本発明によれば更にアーキテクチャに柔軟性を持たせる
ことができる。なぜならば、ｇ８接するホスト１ｌａ−
１１ｊ、・・・、１２ａ−１２ｊをそれぞれネットワー
ク化するＭポートクラスフ制御装置１５ａ−１５ｊと、
クラスタ制御装置１５ａ−１５ｊを結合する１台以上の
Ｎチャネル中継器とがあるからである。中継器がない場
合には、クラスタ制御装置１５ａ−１５ｊｉ工それぞれ
ホスト１１ａ−１１ｊ、・・・、１２ａ−１２ｊに関し
て独立した能動的星型ミニＬｋＮを効率よくつくり上げ
ている。中継器は図示の如（クラスタ制御装置１５ａ１
５ｊを結合する、すなわちネットワーク化することによ
り、ミニＬＡｕ１６ａ−１６ｊを合併させて拡張された
階層構造星型ＬＡＮをつくり上げる。

本発明の重要な特徴の１つとして、中継器を分散させる
ことにより（以下更に詳細に述べる）、拡張されたＬＡ
Ｎすなわち多節点（ｍｕｌｔｉ−ｎｏｄｅ　）ＬＡＮの
接続点間で、非冗長社データと制御信号（すなわち「情
報」）を選択的に送信する双方向性の中継器を含む通信
リンクを構成することができる。ここで用いる「節点（
ｎｏａｅ　）　Ｊとは回路網の２１１５１以上の枝路に
共通な接続点を、を味する。例えは、ミニＬＡＮ　ｌ　
６　ａ　−１６ｊは「単一節度）ＬＡＮであり、階層構
造星型ＬＡＮは「多節点Ｊ　ＬＡＮである。この定義を
心に留めれば、回路網の同レベルまたに異なるレベルに
ある任意の２つの節点は、一方の節点の半中継器を他方
の節点にある半中継器に結合させることによりリンクさ
せることができる。そうすることにより、回路網設計者
には実質的に構成上の自由度が与えられる。こ５するこ
り１１ｉ１１御装置１５ａ−１５Ｊｓ中継器を含む群制
御装置１８、中央制御装置１９により示されるよ５な複
ａ個の相互接伏された節点を有するもつと包括的な回路
網へと、ＬλＮを順々に大きくすることが容易になるの
はもちろんである。

図示し７’（実施例では、ＬＡＮをい（つかのホストを
採用している。＾いかえれは、ホスト１ｌａ−１１Ｊ、
・・・、１２ａ−１２Ｊｔ工自分たちの１固々のデータ
伝送の要求を満足させるために、必要なときＬＡＮの制
御を競争するが、二台以上のホストが制御を争うような
ときな工いつでもリセットされるようになっている。こ
うすることにより、争いを解決して、競合するホストが
後で自分たちのデータ伝送の仕事をやり終えることが可
能になる。この目的のために、本発明の更に詳細な特徴
の一つとして、「衝突」を゛検出して信号を発生する適
当な手！Ｒ（後述）を各回路ｍｊｉ点１５ａ−１５ｊ　
。

１８．１９に分散配置しである。その結果もし」が拡張
され九りあるいは再構築されても、回路網の制御−理を
変更する必要がない〇統計的競合回路＠　１ｔｉｌＪ御
方式を実行するには、衝突の迄めに伝送されないデータ
をすべて保存する丸めに多かれ少なかれ通常の装置（図
示せず）を、各ホスト１１ａ−１１ｊ、・・・、１２ａ
−１２ｊに設ける。競合衝突が解決されｆｃ後にこれら
のデータを再生し【再送するためである。典型的に１工
、ホスト１ｌａ−１１ｊ、・・・、１２ａ−１２ｊは例
えば標準Ｃ８ＭＡ　／　ＣＤプロトコルにしたがってデ
ータを巣めて固定長文に工回変長の伝送用パケットをつ
くる装置（図示せず）を含む。したがって、容認された
慣習と違わず、ＬＡＮの直径（すなわち最長のデータ径
路）は任意のホストから送られる信号の往復遷移時間が
単一パケットの最短許容時間（すなわち「最小許容パケ
ット時間」）より短（なるような制限を受ける。こうす
ることにより、当該ＬＡＮの範囲内のどこかで生じた衝
突にたまたま関係したすべてのホストが、１個の最小許
容パケット時間内に確実にリセットされるための適当な
時間的余裕が得られる。このことにより、友とい衝突が
生じたことが回路網節点１５ａ−１５ｊ。

１８．１９の任意の１点で最初に検出されても、そして
それがホストｌｌ＆−１１ｊ、・・・、１２ａ−１２ｊ
のうち任意の二台以上により伝送の競合を行っている場
合であっても、ホス）ｌｌａ−１１ｊ、・・・、１２ａ
−１２ｊに伝送されなかったデータを保存しておくこと
が可能になる。

オプティカル＼ファイバケーブルは同軸ケーデルのよう
な通常の金属伝送媒体よりも帯域幅が明らかに広−とい
う特徴があるので、ＬＡＮにとって好ましい伝送媒体で
ある。オプティカル・ファイバ＼ケーブルは周波数応答
性にすぐれているから、衝突信号は比較的速く伝搬され
て検出される。し友がってホスト１Ｑａ−１１ｊ　＝・
・・、１２ａ−１２ｊは、衝突の発生に対して比較的迅
速に応答することかできる。その結果、オプティカル・
ファイバＬＡＮは金属の伝送線路を利用したものよりも
大きい直径を持ちかつ又は短い最短許容パケット時間で
作動することができる。

本発明のもつと特徴的なものの一つとして１　もし最長
伝送距離が１００メ一トル程度という制限が最低層すな
わち最初の層のケーブル２１ａ−２１ｊ、・・・、２２
ａ−２２ｊに対して決められてい・ｂならば、階層構造
星型アーキテクチャは特にオプティカル・ファイバーＬ
ＡＮに好適であるということがわかった。（図示の始く
、ケーブル１２ａへ一２１ｊ、・・・、２２ａ−２２ｊ
ｔエホストトランシーバ１３ａ−１３ｊ　、・・・、１
４ａ−１４ｊとクラスタ制御ｇＩ装置１５ａ−１５ｊと
をそれぞれリンクするオプティカル＼ファイバケーデル
である。）このような仕様に設定することを１回路網を
形成するのに要求されるケーブル長を多少とも最短にす
ることと矛盾しないばかりでな（、典型的に比較的多数
のリンクがある最下層の回路網で、比較的安価なオプテ
ィカルファイバーと、付随する光源および検出器を用い
ることとも矛盾しない。ＬＡＮの上層部にあるケーブル
２３ａ−２３ｊと２４ａ−２４ｊにも同様な伝送距離の
制限があるであろうが、このような仕様が要求する中継
器を増設する費用の方がケーブルや個々の部品のフスト
ｔｔｍ約することよりも重要になりがちである。実際一
般的に・工、従来の宅内電話配線回路網に対する配線規
則に多かれ少なかれ従ってＬＡＮを配置するのが最も経
済的である。このようにするのは、ＬＡＮが実際に記憶
装置と配線とを電話回線と共有する場合に、コスト面か
ら見て特に魅力がある。

１０回路網節点 Ａ、クラスタ制御装置 第２図を参照すると、ここに示す典型的なりラスタ制御
装置１５ａＧ工、ヂエアル・セグメント・バックプレー
ン・データバス３１と、デュアル′セグメント・バック
プレーン・状態パス３２と、ホスト１ｌａ−１１ｊ　（
第１図）間をデータ転送を行なう１台以上の割岬エニツ
）３３ａ−３３ｊとを含んでいる。実際には、データバ
ス３１の受信セグメント３１ｒと送信セグメント３１ｘ
間に、データを再生するためのパケット再生器３１ｔを
接続してもよい。このパケット再生器３１ｔがあるとデ
ータ流れに存意な遅延がもたらされるかもＬれないので
、状態バス３２の受信セグメント３２ｒと送信セグメン
）３２］１：との間に状態拡張器３２ｄを接続してもよ
ム。こうすることにより、バスセグメン）３２Ｘ上のデ
ータ状態信号の後縁カハスセグメント３１ｘを通る再生
データ流れの終りと時間的に確実に同期するようになる
。このことからデータバス３１と状態バス３２を分ける
ことに意味があることが理解されよう。この件は冗長な
説明を避ける之めに以後強調しない。逆に、もしデータ
再生過程が不要であることが判明したならば、パケット
再生器３１ｔと状態拡張器３２ｄは省略すべきである。

その結果、クラスタ制御装置１５ａのすべての故障の原
因となりうるもので残っているのは電源（図示せず）の
中断のみである。信頼度の高い冗長度のある電源が利用
可能であるから、データ再生過程を省略する危険性は注
童采く評価すべきである。特にこの種の危険性が比較的
低（なりがちな、クラスタ制御装置１５＆と回路網の他
の下層接続点とにおいてあてはまる。

ホストｌｌ＆−１１ｊから生じたすべてのデータ及び／
ま７ｔｔＸホスト１ｌａ−１１ｊに送られる、すべての
データ（エデータパス３１を経由して転送される。この
目的のために、制御ユニット３３ａ−３３ｊｔ工それぞ
れホスト１ｌａ−１１ｊから生じたいかなる一一夕にも
燕粂件でアクセスする権利をデータバス３１ｒＩｃ与え
るだけでなく、状態バス３２を経由して送られた回路網
制御信号に応答して、データバス３１からそれぞれホス
ト１１ａ−１１ｊへとほれるデータの流れを制御する。

し友がって、クラスタ制御装置１５ａｔ工もっと一般的
に＆Ｘ、Ｍｅのホスト１１ａ−１１ｊにアクセス制御権
を与えるＭ台のボー）３３ａ−３３ｊを存すると言って
もよム。ここでＭ＝１．２．・・・０ｍであり、ｍｆ工
１台の制御装置が扱うことのできるホストの実用的な最
大限度数である。本発明を開示する目的のために、制御
装置１５ａｆ工任意の数のホスト１１ａ−１１ｊを扱う
ことができると仮定してもよいが、通常実用的には限度
がある。例えば、実用的な限度は所定の通信プロトコル
がホスト１ｌａ−１１ｊの身分確認用に割当てるアげレ
ス空間の大きさにより、もしくはデータバス３１および
／ま７ｔは状態バス３２の最大許容ローディング能力に
より決定される。しかしこのようなことを考えるのは本
発明の範囲外、である。

ミニＬＡＮｉｇａに統計的競合回路網制御手順を与える
ために、制御二二ツ）３３ａ−３３ｊｉ工それぞれトラ
ンシーバ１３ａ−１３ｊの出力を常に監視して、ホス）
１１ａ−１１ｊがデータを送信中であるか否かを判断す
る。本実施例においては、トランシーバ１３　ａ　−１
３ｊ　）！それぞれホスト１１ａ−１１ｊから送信され
るデータがないときには、比較的低周波数の遊び信号を
送信するようになっているが、このよ５な確認的な遊び
信号を必須とするわけではない。実際、確認的な遊び信
号があろうがなかろうが、制御エニンｈ３３ａ−３３ｊ
はそれぞれトランクーパ１３ａ−１３ｊから受信し次信
号に応答して内部で２進制両信号（「遊び」または「デ
ータ」）を発生し、これらの制御信号を用いることによ
って、（１）ホスト１１ａ！ｘ−１１ｊから送信される
データをデータバス３１に送ること、及び、（２ン適当
な回路網制御１ｉｌ信号（「遊び」、「データ」または
「衝突」）を状態パス３２上に保持すること、の制御を
行なう。

更に詳しく述べると、制御ユニット３３ａ−Ｊ３ｊによ
っつ（られる内部制御信号は「ｃｌ−カル状態信号」で
あり、これは状態パス３２上に現われる信号が回路網制
御信号であるか、または「全体的状態信号」であるかを
ひとまとめにして決定する。こうすることにより、（Ｉ
）もしすべてのローカル状ｄ信号が遊びレベルにあれば
、全体的「遊び」状態とい５信号が出され、（Ｉｉ）も
し１個のローカル状態信号のみがデータレベルにあれば
、全体的「データ」状態という信号が出され、そして（
１りもし２個以上のローカル状態信号がデータレベルに
あれは、全体的「衝突」状態という信号が出される。換
言すれば、全体的状態信号を二次の規則にし友がってロ
ーカル状態信号と論理的な関係がある。

丁べて遊び　　　　　　　遊び ミニＬＡＮ１５ａＧ工望むならば前述したクラスタｌｔ
ｔｌＪｇｌ装置１５ａの排他的制御の下に、独立に作動
させてもよいけれども、第１図に示すように容易に拡張
ＬＡＮ丁なわ）多闇点ＬＡＮの中に組込まれる。

そうすることにより、ホスト１ｌａ−１１ｊは相互に通
信することができるだけでな（、他の離れ友ホス）１２
ａ−１２ｊとも通信することができるようになる。ミニ
ＬＡＮ　ｌ　５　ａと違って、拡張ＬＡＮ　＆’！複数
個の節点１５ａ−１５ｊ　、１８．１９をきみ、これら
は共同で回路網制御の責任を負う。

前述の如（、拡張ＬＡＮの階層構造星型アーキテクチャ
を採用することにより、回路網設計者瘉エコスト低減お
よび／または性能改善を考慮することが可能になる。こ
のことをエフラスタ制御装置１５ａ瓢−１５ｊを相互接
続するのに、群制御装置１８や中央制御装＆１９のよう
な高レベルの節点を１階層以上用いるときに、実現され
る。しかしながら、このよ５な本発明により考えられる
丁ぺての拡張回路網にこのような高レベルの節点が要求
されるわけではな＾。し比がって、本発明により回路網
設計の柔軟性が得られることを再び強調すると、各クラ
スタ制御ｆｅｉｔ１５ａ−１５ｊは第２図に示すよ５　
す手中継器３５ａを含み、そうすることにシ９クラスタ
？８１１＋１１１装ｍ１５ａ−１５ｊの５ち任首の２賛
の手中継器ン相互接続すると、高しベの節点の仲介を安
せずに２１−の節点を有する拡張ＬＡＮを構成すること
ができる。

Ｂ、高レベルの節点 第３図に示すように、群制御装置１８のような回路網の
高レベルの節点は各々デュアルセグメント背面パス４１
と、デュアルセグメント背面状態バス４２と、１台以上
の半中継器４３ａ−４３にとを宵する。ここでもま次前
述の如く、データを再生する几めに、パケット再生器４
１ｔをデータバス４１の受信セグメント４１ｒと送信セ
グメント４１ｘ間に接続してもよい。更にデータ状態信
号を再生されたデータ訛れと同期させるために、状態拡
張器４２ｄを状態パス４２の受信セグメント４２ｒと送
信セグメント４２ｘ間に接続してもよい。しかし以前と
同様に、説明を簡単にするために一般的に・エデータバ
ス４１と状態パス４２とを同一のものとして扱うことに
する。

第１図を参照すると、群制御装置１８は中間レベルの節
点であることがわかる。したがってこれに富まれる「上
向きの」半中継器４３ｋ（第３図）は中央制御装置１９
の中にある半中継器（図示せず）に２４にで接続される
（第１図）。その結果、群制御装置のデータバス４１と
中央制御装置のデータバス（図示せず）間に双方向性の
中継器によるリンクがつくられている。群制御装置１８
の他の半中継器４３ａ−４３ｊはすべてＬＡＮの同レベ
ルまｆｃ（工匠レベルの接読点の中にある半中継器に接
続されている。更に詳しく述べると、第１図に示した階
層構造ＬＡ）Ｊの配置にするには、半中継器４３ａ−４
３ｊをそれぞれクラスタ制御装置１５ａＸ−１５ｊ円の
半中継器に接続する。例えば、クラスタ制御装置のデー
タバス３１（第２図）と群制御装置のデータバス４１（
第６図）間に双方向性の中継器間リンクが形成される。

なぜならば半中継器３５ａ（第２図）ｆ工２３ａ地点（
第１図）で半中継器４３ａ（第３図）に接続されている
からである。中央制御装置１９は群制御装置１８に以て
いるが、「上向きの」半中継器４３ｋに相当するものを
持っていない。なぜならば中央制御装＆１９ｉｚＬｙの
同レベル又はより高いレベルの接続点に対して中継しな
いからである。し友がって、筒いレベルの接続点１８と
１９はクラスタ１ｌｉｌＪ御装置（１５ａ−１５ｊ内）
の半中継器３５ａ停と接続されで、Ｎチャネルの分ｙ！
Ｌ！中継器を形成する。ここでＮ＝１．２．・・・、ｎ
であり、ｎｋエニー続点当りの最大許容チャネル数の実
用的な限反数である。

このよ５な分散型中継器の各チャネルはリンクされた一
対の半中継器から成る。

代表的な半中継器については後で詳しく説明するが、こ
の時点で１工、回路網の観点から半中継器３５ａ（射２
図）と４３ａ（ｗｃ３図）の機能的な相互作用について
間単に考えてお（ことが適切である。なぜをらば、これ
ら１工いわゆる分散型中継器チャネルの一同だからであ
る。一般的には、中ｄ器チャネル（以下「９Ｐ−散型中
ｍ器」と言う）はＬＡＮの一方の節点から他方の節点へ
、データと回路網制御信号とを一方向に転送するための
双万同注リンクを提供する。データまたは衝突イざ号は
すべての節点間で一方向に伝送される。なぜならば、冗
長な清報が伝播すると、発成のためＶＣ＠路澗が大失敗
するかもしれないからである（ここで、「＠振コと１工
回路刷の節点間を１［が多かれ少なかれ連α的に行きつ
戻りつ伝送されることをい５）。

この目的のために、半中継器３５ａと４３ａはエコー抑
制瀘埋（ｆｋ述）を含み、冗長な情報が循環するのを防
止する。図示した実施例では、重要な基本的な回路網制
御信号は衝突信号であり、これは衝突が検出される時は
いつでも、データの代わりに伝播される。しかしこれは
、もし「戻りエコー」が抑制されなかったならば、回路
網の突発的な事故を引き起こすかもしれない回路網制御
信号の一例にすぎない。分散製中ｇ器を使用する利点で
重要なのはこのようなエラー抑制を行うのに、比較的明
快な論理を半中継器３５ａと４３＆で採用することかで
きるということである。

１［、サグシステム トランシーバ１３ａ〜１３Ｊ、・・・、　　１４ａ−１
４ｊ（第１図ンと制御ユニット３３ａ−３３，＋（５１
２１３１Ｍ）と、生中継５３５ａ（第２図）と４３＆−
４３ｊ（第３図）とは、どんな複雑さを持つＬｆｆを＃
１取するにせよ、はとんどの場合に基本的なサグシステ
ムである。これらは比軟的明快な階層構造アーキテクチ
ャに関し″Ｃ図示して説明したが、これらは葦だ複合階
層構造層撤回ｗｒ網配置に適用することもできる。この
複合回路網は１−以上の複合接続点（図示せず）ｔ′有
することにより、谷樋のホストに対して異なる階層レベ
ルな与えることになろ５゜例えは、混成節点（ｈｙｂｒ
ヱｄ　ｎｏｄｅ　）は載台の制御二二ツ）３３ａ−３３
ｊと数台の牛中継器４３＆−４３ｊとを含むことになろ
プ。こ５することによりこの混成節点な工あるホスト群
に対するいわゆるクラスタ制御装置として、貰だ他のホ
スト群に対するいわゆるより高レベルの節点としての機
能を未了ことになる。更に、本発明のアーキテクチャは
前述の如（オプティカル７アイパ通信リンクを使用する
のに適し℃いるが、オノテイカル７フイパ通信リンクに
も金属通信リンクにも使用することかできよう。実際、
配置によっては（特に丁ぺ℃の通信リンクがおよそ１０
０メートルから２００７メートルより短い距離に限定さ
れ℃いる場合ン、回路網を丁べて金属の伝送媒体＜％ｉ
ｓ現在の技術ではシールドされたツイスｔペアりで結ぶ
方が明らかにコスト的に有利である。この樵の金属の伝
送媒体は直流伝送特性が劣るために、衝突信号のやり方
を少し変えなければならないであろ５が、こりよプな実
行上のｆ、吏は当業者にとつ℃は日常的に行ない５ると
ころである。

ここで、本発明のよりよき理解の一助とするために、Ｃ
’ＳＭＡ／ＣＤアクセス制御を有するｌ　Ｑ　Ｍｂｐｓ
ベースバンドのオプティカルファイバＬＡＮ　Ｋ関して
、代表的なトランシーバ１３＆、代表的な制御ユニット
、３３　ａ、代表的な牛中継器４３ａを説明することに
する。これは本発明のほんの一応用例である。説Ｅ１４
を簡単にするために、丁べ℃のデータはマンチェスタ符
号のような自己クロック符号にしたかつＣ１０Ｍ’ｂｐ
ａのビット速度で位相符号化されている（手段は図示せ
ず）こととし、更に符号化されたデータは］、ＬＡＮを
経由しｃｔ＝送される前にパケットの形にされる（手段
は図示せず）ものとする。これらの仮定は、標準イーサ
ネットパケット方式とも決して矛盾しない。このパケッ
ト形式では、各パケットの前に固定長の前文（プリアン
プル）があり、各パケットは久の順序で連続する５ｆ＠
のフィールドから成る。すなわち、固定長の行先番地、
一定長の発信源番地、固定長のタイプフィールド、最短
と最長とがあらかじめ定められている可変長のデータフ
ィールドおよび固定長のフレーム検査シーケンスである
。このパケット形式は周知であるから詳細に説明する必
要はないが、本質的に許容パケット時間の最短と最長と
が次められるというＡに注意すべきである。

ム、トランシーバ 帛４図を参照して、トランシーバ１３＆は送信チャネル
５１と受信５２とを有し、これらによりホス）１１ａ（
第１図〕がＬＡＮを経由し℃データを送受信することが
可能になる。トランシーバ１３＆と制御ユニット３３＆
間で双方向通信を行な５ために１元リンク２１ａ（第１
図）は一対のオノテイカルファイバケーブル２１０ａと
２１０ｂとから成り、これらはトランシーバ１３ａの送
信チャネル５１と受１＃チャネル５２を制御具ニット３
３ａ（８６図）の受信チャネル５３と送信チャネル５４
とにそれぞれ接続し℃いる。標準ＣＢＱ／ＣＤアクセス
劇御規則に従つ℃、ホス）１１ａはＬＡＮが遊び状態で
あると判断するまで送信を遅らせるだけでなく、もしＬ
ＡＮのどこかの節点で「衝突」が検出されたならば、送
ｆｉ開始俊短時間だけリセットされることＫなる。固有
の伝搬遅延があるために、たとい送信開始時にＬＡＮが
遊び状態であるよ５に見えても、衝突は起こり得るもの
である。

図示の如り、トランシーバ１ａａの送信チャネル５１は
ホストｉ１ａでつくられたパケットヲ送信し、パケット
がないときには遊び信号を送る。

この目的のために、トランシーバ１３ａＫ含まれるマル
チプレクサ５５は搬送波検出器５９の制御下にあつ℃、
光駆動回路５８に遊び信号発生器５６または受信器５１
のいずれかを選択的Ｋｉｔ！続する役目を未了。動作時
くは、受信器５１がホスト１１ａのデータ出力ポートに
出力される信号を検出してフィルタにかける。一方、搬
送波検出器５９は受信器５１の出力を監視し℃マルチプ
レクサ５５を選択的に切替えるための制御信号を％胎す
る。その結果ホス）１１１Ｌが送信中か否かによりそれ
ぞれデータパケットマたは遊び信号が光駆動回路５８に
加えられる。ホスト１１ａがあらかじめ定められたビッ
ト速度（１０Ｍｂｐａ　）で送信し℃、マルチプレクサ
５５に供給するだめの適当な信号なつ（る。もちろん光
駆動回路５８は入力した電気信号を対応する光信号に変
換する。この光信号はオツテイカルファイバ２１０ａを
経由して制御ユニット３３ａに送られる。

制御ユニット３３ａはオプティカル・ファイバ２１０ｂ
を経由してトランシーバ１３の受信チャネル５２に、パ
ケット、遊び信号または衝突信号を送る。光量信器６１
はこれらのＸ信号を対応する電気信号に変換し℃、それ
らをローカル状態検出器６２０人力と通常蘭じ℃いるゲ
ート６３の人力とに加える。もしパケットを受信中であ
れば、状態検出器６２がｒ−）　６３を開くことにより
、駆動回路６４がパケットなホス）ｌｌａのデータ入力
ポートに加える。もし衝突信号を受信中であれは、状態
検出器６２がも５一つの通常閉じ℃いるｒ−）６５ｔ−
開くことにより、衝突信号が駆動回＊６７を経由してホ
ス）ｌｌａの制御ポートにリセット信号として加えられ
る。もし遊び信号を受信中であれは、ｒ−）６３と６５
は共に賄じた１１なので、ＬＡＮは少なくとも条件付き
でパケットの送信ＶｃオＵ用できるということがホスト
１１ａＫ知らされる。もちろん、■が「条件付きで利用
可能」であるときはいつでも、ホスｚｉａは自由にパケ
ットを送信することができる。しかし、もし衝突が生起
すれば、その後でホス）ｌｉａはリセットされることに
なろう。

第５ム図−第５Ｃ図に示すよ５に、パケットとその前文
（ここでは集合的に「パケット」又は「データパケット
」と呼ぶ〕は遊び信号や衝突信号とは明らかにビット速
度の差がある。例えは、図示した例では、パケット（第
５ム図）は１０Ｍｂｐａで送信されるが、遊び信号（第
５Ｂ図）と衝突信号（第５Ｃ図）はわずか２．５　Ｍｂ
ｐａ程直で送られるに丁ぎない。同様なやり方で遊び信
号と衝突信号とｔ区別することができようが、衝突信号
が必要なときに遊び信号な単に反転させる方がコスト的
に効率が良い。したがって、遊び信号はデユーティ比を
比較的高くするか、または第５Ｂ図に示すよ５に比較的
低くする。そ５丁れは相補的な衝突信号（第５Ｃ図）と
はデユーティ比が明らかに異なるので、両信号を容易に
識別子°ることができるようになる。

Ｂ、ｉ＃Ｊ御ユニット 第６図を参照すると、制御二二ツ）３３ａの受信チャネ
ル５３は、トランシーバ１３ａ（第４図）からパケット
をクラスｊＩ？！ｉ制御装置のデータバス３１に転送し
て、り２スタ制御装置の状態バス３２から送られ℃くる
全体的状態信号（遊び他方、データまたは衝突信号）が
ホス）１１ａから云、送中か否かを正確に示すのを助け
る役割りを担５手段を有する。これらの機能を実行する
ために、受信チャネル５３に含まれる冗費信器１１はト
ランシーバ１３ａから受信した元信号を対応する一気信
号に変換して、この信号を通常開じているゲート７２と
ローカル状態検出器１３に加える。′ローカル状態検出
器１３は受信中であるのがパケットか、それとも遊び信
号であるか七判所し℃、２進の制御信号（「データ」ま
たは「遊び」）を発生する。そし℃パケットが受信中の
ときのみ（丁なわちローカル状態検出器１３から「デー
タ」レベルの制御信号が供給されるのに応答して）、ｒ
−ト１２が開かれ″ＣＣ励動回路１５が働く。典型的に
は、データバス駆動回路１４はゲート１２に接続され℃
おり、入力されるパケットを制御ユニット３３ａのデー
タバス３１に送る役目をする。他方、状態バス駆動回路
１５は切替え可能な定電流源であって、状態パス３２に
加えられる電流レベルを間欠的に所定の量だげ増減する
。これはトランシーバ１３ａからパケットを受信する度
に、その始めと＊９にそれぞれ同期して行なわれる。

実際には、パケット長メイマ１６を設けて、トランシー
バ１３＆から到来する異常に長いパケットを終結せしめ
るようにしてあり、これにより動作不良が起きた場合に
ホス）ｌｌａがいつまでもＬ鮒の制御をし続げろことを
防止できる・図示した実施例にこの徳の無効保−機構を
与えるために、タイマ１６をローカル状態検出器７３の
出力と駆動回路７４．７５の制御入力との間に接続し℃
ある。更に、タイマ１６０時間切れ期間はＲ長許容・　
パケット時間よりも幾分長めに設定されるので、もしロ
ーカル状態検出器１４から発する制御信号が、所定の時
間を超過しても、「データ」レベルの’［１であったな
らば、タイマ７６が無効信号を供給し℃駆動回路７４．
７５を作動不能にする。

制御具ニット３３＆の送信チャネル５４の役目はパケッ
ト、遊び信号または衝突信号をトランシーバ１３ａＫ送
信することである。更に詳しく述べると、衝突が検出さ
れた゛ときにはデータバス３１上にパケットがあると否
とにかかわりなしに、衝突信号がトランシーバ１３＆に
送られる。逆に衝突がない場合には、データバス３１上
にパケットがあるか否かにより、パケットまたは遊び信
号がトランシーバ１３＆に送られる。これらの規則に従
って作動するために、送信チャネル５４に宮ｌれるマル
チプレクサ８１は反転作動モードと非反転作動子−ドと
を有し、全体的状態検出器８５０制御下で受信器８２ま
たは遊び信号発生器８３を選択して光駆動回路８４に接
続する。

全体的状態検出器８５がマルチプレクサ／インバータ８
１に３進の制御信号（「遊び」、「データ」または「衝
突」）を供給するのを可能にするために、状態パス３２
を特性インピーダンスで終端する（図示せず）。その結
果、状態バス３２上では、状態バス駆動回路７５と、他
の制御二二ツ）３３ｂ−３３ｊの状態パス駆動回路と牛
中継器３５ａ（第２図）状態パス駆動回路とにより供給
される電流が効率よく加算される。全体的状態検出器８
５は状態パス３２に、加えられたＩｌｆ、ｆｉレベルを
監視し”Ｃ１（ＩＪもしどこからも何のデータも制御二
二ツ）３３ａが受信し℃いないならば、全体的「遊び」
状態信号を供給し、（幻もしデータを１カ所のみから受
信中であるならば、全体的「データ」状態信号を供給し
、そし℃、（２）ンもしもデータを２力所以上から受信
中であるならば、全体的「衝突」状態信号を供給する。

いいかえれは、全体的状態検出器８５により供給される
全体的状態信号は、次の規則に従つ″Ｃ劇御二ニツ）３
３ａ−３３ｊと半中継器３５＆とにより供給されるロー
カル状態信号と論理的な関保を有する。

ローカル状態　　　　　　　　　　全体的状急丁べて遊
び　　　　　　　　　　　　遊び１カ所データ、他は丁
べ℃遊び　　　データ２カ所以上データ　　　　　　　
　　衝突全体的状態検出器８５から全体的遊び状態信号
が供給されると、マルチプレクサ／インバータ８１は非
反転モードで作動して、遊び信号発生器８３が光駆動回
路８４と結合され、遊び信号がトランシーバ１３ａＫ送
信される。もし全体的状態検出器８５から全体的衝突信
号が発せられると、このときも遊び信号発生器８３は光
駆動回路８４と結合されるが、この状態信号のときには
マルチプレクサ／インバータ８１は反転モードで作動す
るので、衝突信号（すなわち反転した遊び信号）がトラ
ンシーバ１３ａに送られる。しかし、もし全体的状態検
出器８５が全体的データ状態信号を発し℃いれは、マル
チプレクサ／インバータ８１は受信器８２１−ｙｔ駆動
回路８４と結合して非反転モードで作動する。するとデ
ータバス３１上Ｋｍわれるデータはトランシーバｉ　３
ａＫ伝送される。

自己テストタイマ８８がローカル状態検出器１３とマル
チプレクサ／インバ〜り８１間に随意に設けられる。そ
の結果、トランシーバ１３ａはホスト１１ａから各デー
タパケットが送信された後制御ユニツ）３３ａから比較
的短いバーストの衝突信号を受信することになる。ロー
カル状態検出器７３から発せられる状態信号が「データ
」状態レベルから「遊び」状態レベルに変わると、タイ
マ８８はあらかじめ定められた遅延時間の閣体止し、そ
れからトリガされてマルチプレクサ／インバータ８１に
擬似全体的衝突状態信号を供給する。すると衝突信号（
すなわち遊び信号の反転したもの）が遊び信号発生器８
３から光駆動回路８４に供給され℃、更にトランシーバ
１３ａへと送られる。この衝突信号のパース）Ｋは制限
があるが、その理由は、タイマ８８はトリガ後あらかじ
め定められた短い時間経過すると時間切れＫなるからで
ある。しかしこのバーストによりホストｉ１ａは衝突検
出機能の信頼性を日常的に検査することが可能になるの
で、丁はやく故障を発見して修復することが可能になる
。

Ｃ６半中継器 第７図に示すよプに、牛中継器４３ａは多くの点におい
て制御二二ツ）３３ａと似ているが、いくつかの重要な
違いがある。重要な違いの一つは、半中継器４３＆は冗
長データと回路網制御信号の循環を抑制する手段を含む
ことである。牛中継器４３＆には制御≧ニット３３　ａ
　Ｋｔｌれるパケット長タイマ１６と自己テストタイマ
８８とがないというのも違いの一つである。なぜならば
、これらは特にホストとｍｌ１ｍユニット間の機能的な
相互作用に関するものだからである。

動作時に、半中継器３５ａ（第２図〕は遊び信号、デー
タパケット、又は衝突信号を半中継器４３ａに送る。こ
れらの信号は光の形式でオツテイカル７アイパリンク２
３ａ（第１図）を経由して半中継器４３ａに送られる。

入力信号を処理するために、半中継器４３ａの受信チャ
ネル９１は冗費信器９２、ローカル状態検出器９３、ゲ
ート９４、データバス駆動回路９５および状態パス駆動
回路９６とから成る。これらの要素は一般的に制御ユニ
ツ）３３＆の対応要素と同様な働らきをするが、次の２
点において異なる。（υローカル状態検出器９３は受信
中の信号が遊び信号か、データパケットか、または衝突
信号かを示す３進のローカル制御信号を発生する。（２
）状態パス駆動回路９６は、ローカルデータ状態信号に
応答し℃動作可能状態になつｃＰｆｒ定の一流を状態パ
ス４２に供給するだけでなく、ローカル衝突状態信号に
も応答して間欠的に所定の電流を増して状態バス４２に
供給する働らさも行な５゜典呈的には、ローカル衝突状
態信号に応答して状態パス駆動回路９６に供給される電
流は、ローカルデータ状態信号に応答し″Ｃ供給される
一流の約２倍に設定される。

その結果、後述する全体的状態検出器組の上方スレッシ
ョルドは、全体的データ状態の条件と全体的衝突状態の
条件とを信頼度高く識別するよプに、明確に設定するこ
とができるようになる。

半中継器４３ａの送信チャネル１０１は、半中継器３５
ａ（第２図）に遊び信号、データパケットまたは衝突信
号を送信する。どの信号を送信するかは、ローカル状態
検出器９３により供給されるローカル状態信号と、全体
的状態検出器１０２によ’）−Ｆｃ給される全体的状態
信号とにより℃決芝る。このためくい論理的なマルチプ
レクサ／インバータ１０３は、上記状態信号の制御下で
遊び信号発生器１０５または受信器１０６を光駆動回路
１０７に選択的に結合する。その結果、（１）もしロー
カルと全体的の両状態信号が共和「遊び」、「データ」
またはｒ衝突」レベルであるならば、遊び信号が遊び信
号発生器１０５から光駆動回路１０７に転送される。（
ｉｉＪもし全体的「衝突」状態信号がローカル「遊び」
または「データ」状態信号と同時に供給されたならば、
マルチプレクサ／インバータ１０３が反＠そ−ドで作動
し、衝突信号（すなわち遊び信号が反転した信号）が遊
び信号発生器１０５から元部＃回ｗｒ１０７に転送され
る。（２））もし全体的「データ」状態信号がローカル
「遊び」信号と同時に供給されたならば、データパケッ
トがデータバス４１（第３図ンから受信器１０６とマル
チプレクサ／インバータ１０３を経由して、光駆動回路
１０７に転送される。以上をまとめると、半中継器３５
ａに送信される信号は、それぞれ状履検／ｆｌｌ器９３
と１０２により供給されるローカルと全体的の状態信号
と次の規則に従５論理的関係にあることになる。

ロ゛−カル状態　　全体的状腺　　送値信号帽−−■■
−一―−■―■−−■−−■■−１−−■■−−−−−
−−−−−一關一遊び　　遊び　　遊び データ　　　　　データ　　　　遊　び衝突　　衝突　
　遊び 遊び　　衝突　　衝突 データ　　　　　Ｖｉｔ　　突　　　　簀　美遊　び　
　　　　データ　　　　データ全体的状態検出器８５（
第６図）のように、門体的状愚検出器１０２は状態バス
４２（第３図）に加えられた電流レベルを監視し℃、二
進の制御信号（「遊び」、「データ」、又は「衝突」〕
を論理的ママルチプレクサ／インバーメ１０に供給する
。しかし、冗長情報の循環を防ぐのに必要なエニー抑制
を行なうために、もしローカルと全体的の状態検出器９
３と１０２によりそれぞれ供給されるローカルと全体的
の状態信号が、共に同時に「データ」レベルまたは「衝
突」レベルにあるならば、マルチプレクサ／インバータ
１０３はデータ信号または衝突信号の代わりに遊び信号
を半中継器３５ａ（第２図）ｋ送信丁企ように働らく。

（発明の効果ン 以上説明したように、本発明によれば、使用者社会の成
長や変化による要求を満た丁ために、ＬＡＮを秩序１に
保ちながら経済的に拡張したり変えた９することが容易
にできる、という新規にし℃、有用性の高いｗＩ層構造
星裂アーキテクチャが提供される。【だ、本発明によれ
ば、ホスト４床許はめいめいお互いに゛独立に回路網を
構成することができるのみならず１台以上のＮチャネル
の分散社中継器を用いて、それらを併合し工拡張した複
数接続点−を構成することも可能であ゛る。貰だ、中継
器の機能は、チャネル・パイ・チャネル方式に基づいて
対になっている牛中継器によってＭ幼に遂行される。さ
うに、本発明においては、その手中ｉ１１器は拡張され
た回路網のある接続点から他の接続点へ一方向に情報を
転送するための双方向　　・性通信リンクを提供し、こ
の半中継器によれは、戻りエコーが抑制されて、回路網
の望ｌしくない発振が防止されることになる。さらに、
本発明によれば、統計的競合回路網制御を採用したオプ
ティカルファイバＬＡＮをきわめて有利に構成すること
ができるのみならず本発明の方式はこれのみにとどまら
ずさらにもつと広範囲にわたって活用されるものである
。

【図面の簡単な説明】

第１図、は本発明に従つ″Ｃ構築された比軟的簡単な階
膚構造Ｘ戯ＬＡＮのブロック図である。第２図は本発明
による階層構造ＬＡＮに拡張アクセスするための生中継
器モジュールを有するクラスタ制御装置の基本的なグロ
ック図である。第３図は本発明による階層構造ＬＡＮの
中間層すなわち群レベルの制御装置の基本的なブロック
図である。第４図は第１図のＩＩ、ＬＮに適するホスト
トランシーバの詳細なグロック図である。第５ム図メ第
５Ｃ図は夫夫典忌的な符号化データ、遊び信号、衝突信
号を示すタイミング図であり、これらの信号は統計的競
合制御を行な５　ＬＡＮの種々の作動条件の下に第４図
のホストトランシーバに受信される。第６図は第２図に
示したクラスタ制御装置に適する−１」御ユニットモジ
ュールの詳細なブロック図である。 第７図は第１丙の中央制御装置と、第２図のクラスタ制
御装置と、Ｍ３図の詳レベルの制御装置に通する生中継
器モジュールの詳細なブロック図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 複数台のホスト端末を用いて回路網を構成する多節点ロ
   ーカル・エリア・ネツトワークにおいて；少なくとも２
   個のＭポート星型節点と（Ｍ＝１、２、・・・ｍ、ｍは
   Ｍの上限）、前記Ｍポート節点のうち第１の節点を前記
   端末の一方の群に接続し、前記Ｍポート接続点のうち第
   ２の節点を前記端末の他方の群に接続する双方向性の伝
   送手段と、少なくとも１台のＮチヤネル分散型中継器（
   Ｎ＝１、２、・・・ｎ、ｎはＮの上限）とを含み、 前記各中継器のチヤネルは前記ネツトワークのそれぞれ
   の節点の内部に一対の半中継器と、前記半中継器を相互
   に接続する双方向性の通信リンクとを含み、 前記各半中継器は戻りエコーを抑制する手段を含み、 前記各中継器チヤネルは一対のネツトワーク節点を双方
   向性に結合して、それらの間をデータを一方向に転送す
   ること、 を特徴とする前記多節点ローカル・エリア・ネツトワー
   ク。