KR101707788B1

KR101707788B1 - 중계 장치

Info

Publication number: KR101707788B1
Application number: KR1020167035317A
Authority: KR
Inventors: 류스케 가와테; 사치코 다니구치; 도시유키 나카야스
Original assignee: 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2014-05-22
Filing date: 2014-05-22
Publication date: 2017-02-16
Also published as: KR20160149320A; JPWO2015177902A1; JP6012908B2; TWI569607B; CN106464562A; TW201547234A; WO2015177902A1; CN106464562B

Abstract

본 발명은 링 네트워크를 구성하는 중계 장치로서, 다른 중계 장치에 의해 링 네트워크 밖으로부터 링 네트워크 내의 우회전 경로로 전송된 특정의 프레임을 수신했을 경우에 프레임을 유지하는 지연 조정 큐(303)와, 다른 중계 장치에 의해 링 네트워크 밖으로부터 링 네트워크 내의 좌회전 경로로 전송된 특정의 프레임을 수신했을 경우에 프레임을 유지하는 지연 조정 큐(304)와, 다른 중계 장치로부터 자신까지의 우회전 경로에 있어서의 프레임 전송 시간과 다른 중계 장치로부터 자신까지의 좌회전 경로에 있어서의 프레임 전송 시간에 기초하여, 지연 조정 큐(303) 또는 지연 조정 큐(304)에 대해, 유지하고 있는 프레임에 지연을 주고 나서 출력하도록 지시를 주는 지연 조정부(307)를 구비한다.

Description

중계 장치{RELAY APPARATUS}

본 발명은 링 네트워크(ring network)를 구성하는 중계 장치에 관한 것이다.

산업 분야에 있어서, 이더넷(ethernet)(등록상표)화가 진행되고 있어, FA(Factory Automation) 기기를 잇는 네트워크(이하, FA 네트워크)가 이더넷에 의해 구축되도록 되고 있다. FA 네트워크에서는 고속이고 고정밀한 모션 제어를 실현하는 경우, 각각의 노드나 중계 장치에 있어서, 특히 시각 동기용의 프레임은 지연 변동(delay fluctuation)이 없도록 고정 지연으로 전송하는 것이 요구되는 경우가 있다.

상기 시스템에 있어서는, 프레임을 일단 메모리에 축적하고 나서 전송하는 스토어＆포워드 방식의 전송 제어를 행하는 장치를 적용할 수 없다. 이것은 프레임 길이가 가변 길이인 이더넷 프레임은, 프레임의 길이에 따라서, 전송 지연이 상이해져 버리기 때문이다.

링 모양의 네트워크인 링 네트워크에 있어서도 마찬가지의 문제가 존재한다. 즉, 링 네트워크를 구성하고 있는 각 장치가 고정 지연으로의 전송이 가능한 경우에도, 장해가 발생한 장치나 통신 회선의 위치에 의해, 시계 방향이나 반시계 방향의 전송되는 방향에 따라서 지연 시간이 상이한 경우가 발생한다.

링 네트워크에 있어서의 상기 문제를 해결하는 종래 기술로서, 특허 문헌 1에 기재된 발명이 있다. 특허 문헌 1에 기재된 발명에 있어서는, 마스터국(master station)과 복수의 슬레이브국(slave station)이 링 모양으로 접속되고, 마스터국은 슬레이브국에 대해서, 시계 방향과 반시계 방향의 두 개의 경로를 통하여 각각 소정의 동기 프레임을 주기적으로 송신하고, 슬레이브국은 슬레이브 클록과, 두 개의 경로의 각각에 대해 동기 유효 구간을 설정하는 동기 유효 구간 설정부와, 동기 프레임의 수신 종료시각이 상기 동기 유효 구간에 포함되는 경우에만 당해 동기 프레임에 의해서 슬레이브 클록을 보정하는 동기 보정부를 구비함으로써, 동기를 행하고 있다.

특허 문헌 1: 일본 특개 2011－199420호 공보

그렇지만, 특허 문헌 1에 기재된 발명에서는, 마스터 노드나 슬레이브 노드 자체가 시각 동기를 행하고 있고, 이더넷 스위치 등의 통신 장치를 매개로 하는 구성의 네트워크에 대해서 적용할 수 없다고 하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기를 감안하여 이루어진 것으로서, 링 네트워크에 있어서 시각 동기를 실현하는 중계 장치를 얻는 것을 목적으로 한다.

상술한 과제를 해결하여 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 링 네트워크를 구성하는 중계 장치로서, 다른 중계 장치에 의해 링 네트워크 밖으로부터 링 네트워크 내의 우회전 경로로 전송된 특정의 프레임을 수신했을 경우에 당해 프레임을 유지하는 제1 큐와, 상기 다른 중계 장치에 의해 링 네트워크 밖으로부터 링 네트워크 내의 좌회전 경로로 전송된 특정의 프레임을 수신했을 경우에 당해 프레임을 유지하는 제2 큐와, 상기 다른 중계 장치로부터 자신까지의 상기 우회전 경로에 있어서의 프레임 전송 시간과 상기 다른 중계 장치로부터 자신까지의 상기 좌회전 경로에 있어서의 프레임 전송 시간에 기초하여, 상기 제1 큐 또는 상기 제2 큐에 대해, 유지하고 있는 프레임에 지연을 주고 나서 출력하도록 지시를 주는 지연 조정부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 중계 장치에 의하면, 링 네트워크에 있어서 경로 전환이 발생하더라도 프레임의 전송 지연 시간이 변화하지 않기 때문에, 시각 동기가 가능한 링 네트워크를 실현할 수 있다고 하는 효과를 달성한다.

도 1은 본 발명에 따른 중계 장치를 포함하여 구성된 통신 시스템의 일례를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시한 링 네트워크의 논리적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 장해가 발생한 링 네트워크의 일례를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 3에 도시한 링 네트워크의 논리적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 5는 스위치 장치의 송신 처리부의 일례를 나타내는 도면이다.
도 6은 스위치 장치의 수신 처리부의 일례를 나타내는 도면이다.
도 7은 마스터 노드가 접속되어 있는 스위치 장치의 주요부의 일례를 나타내는 도면이다.
도 8은 슬레이브 노드가 접속되어 있는 스위치 장치의 주요부의 일례를 나타내는 도면이다.
도 9는 지연 시간의 계측 동작을 나타내는 시퀀스도이다.

이하에, 본 발명에 따른 중계 장치의 실시 형태를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 또한, 이 실시 형태에 의해 이 발명이 한정되는 것은 아니다.

실시 형태 1.

도 1은 본 발명에 따른 중계 장치를 포함하여 구성된 통신 시스템의 일례를 나타내는 도면이다.

도 1에 도시한 통신 시스템에 있어서, 스위치 장치(11)~스위치 장치(16)는, 링 네트워크(1)를 구성하고 있다. 이들 스위치 장치는 본 발명에 따른 중계 장치에 상당하고, 이더넷 케이블을 매개로 하여 다른 스위치 장치와 접속되어 있다. 스위치 장치(11)에는 마스터 노드(21)가 이더넷 케이블을 매개로 하여 접속되어 있다. 마찬가지로, 스위치 장치(12)에는 슬레이브 노드(22)가, 스위치 장치(13)에는 슬레이브 노드(23)가, 스위치 장치(14)에는 슬레이브 노드(24)가, 각각 이더넷 케이블을 매개로 하여 접속되어 있다. 마스터 노드(21)는 시스템 전체의 마스터 시각을 가지고, 정기적으로 시각 동기용의 프레임을 송신하는 노드이다. 슬레이브 노드(22)~슬레이브 노드(24)는 링 네트워크(1)를 매개로 하여, 고정 지연 전송에 의해 보내져 오는 마스터 노드(21)로부터의 시각 동기용의 프레임을 수신하면, 수신한 프레임에 포함되어 있는 마스터 시각의 정보를 사용하여 마스터 노드(21)와 시각 동기를 행한다.

스위치 장치(12)에는 링 폐색 포트(30)가 설정되어 있다. 이 링 폐색 포트(30)는 ITU－TG.8032로 규정되어 있는 이더넷 링 프로텍션(ERP)에 있어서의 폐색 포트이다. 이 폐색 포트로부터는 유저 프레임이 전송되지 않는다. 즉, 도 1에 도시한 링 네트워크(1)의 논리적인 구성은, 도 2에 도시한 것이 된다. 이 경우, 예를 들면 마스터 노드(21)와 슬레이브 노드(23)는, 점선으로 도시한 통신 경로(41)를 매개로 하여 통신을 행하는 상태가 된다.

여기서, 예를 들면, 도 3에 도시한 같은 장해(40), 즉 스위치 장치(13)와 스위치 장치(14)의 사이에서 회선 장해가 발생했을 경우, 새로운 링 폐색 포트(31) 및 링 폐색 포트(32)가 설정됨과 아울러 링 폐색 포트(30)가 해제된다. 그 결과, 장해 발생 후의 링 네트워크(1)의 논리적인 구성은 도 4에 도시한 것이 된다. 또, 마스터 노드(21)와 슬레이브 노드(23)는, 도 2에 도시한 통신 경로(41)를 매개로 한 통신을 계속할 수 없기 때문에, 도 4에 있어서 점선으로 도시한 통신 경로(42)를 매개로 하여 통신하도록 전환한다.

다음에, 스위치 장치(13)의 구성에 대해 설명한다. 또한, 여기에서는 일례로서 스위치 장치(13)에 대해 설명하지만, 다른 스위치 장치에 대해서도 마찬가지이다.

도 5는 스위치 장치(13)의 구성요소 중, 마스터 노드(21)를 향해서 송신하는 프레임을 처리하는 각 구성요소(송신 처리부)의 일례를 나타내는 도면이다. 도 5에 도시한 것처럼, 송신 처리부는 지연 조정 큐(201 및 205)와, 고정 지연 큐(202 및 206)와, 통상 큐(203 및 207)와, 판독 제어부(204 및 208)와, 지연 조정부(209)를 구비한다.

지연 조정 큐(201)는 슬레이브 노드(23)로부터 입력된 마스터 노드(21)를 향한 고정 지연 프레임(즉, 자신에게 접속되어 있는 슬레이브 노드(23)와 마스터 노드(21)의 사이에서 송수신되는 고정 지연 프레임)을 큐잉한다. 고정 지연 큐(202)는 링 네트워크를 구성하고 있는 다른 스위치 장치로부터 입력된 고정 지연 프레임을 큐잉한다. 통상 큐(203)는 슬레이브 노드(23)로부터 입력된 프레임 중, 고정 지연으로 전송할 필요가 없는 프레임(이하, 통상 프레임이라고 칭함)을 큐잉한다. 판독 제어부(204)는 지연 조정 큐(201), 고정 지연 큐(202) 및 통상 큐(203)로부터 소정의 순서로 프레임을 읽어내어 시계 방향측(스위치 장치(12))으로 출력한다. 이상이 시계 방향으로 전송하는 프레임을 처리하는 구성요소이다.

지연 조정 큐(205)는 슬레이브 노드(23)로부터 입력된 마스터 노드(21)를 향한 고정 지연 프레임을 큐잉한다. 고정 지연 큐(206)는 링 네트워크를 구성하고 있는 다른 스위치 장치로부터 입력된 고정 지연 프레임을 큐잉한다. 통상 큐(207)는 통상 프레임을 큐잉한다. 판독 제어부(208)는 지연 조정 큐(205), 고정 지연 큐(206) 및 통상 큐(207)로부터 소정의 순서로 프레임을 읽어내어 반시계 방향측(스위치 장치(14))으로 출력한다. 이상이 반시계 방향으로 전송하는 프레임을 처리하는 구성요소이다.

지연 조정부(209)는 지연 조정 큐(201) 및 지연 조정 큐(205)에 대해서 지연 시간의 설정을 행하고, 시계 방향의 경로와 반시계 방향의 경로 중 어느 경로로 프레임이 전송되었을 경우에 있어서도 지연 시간이 고정이 되도록(마스터 노드(21)에 도달할 때까지의 지연 시간이 같게 되도록) 조정한다.

도 6은 스위치 장치(13)의 구성요소 중, 마스터 노드(21)로부터 송신된 프레임을 처리하는 각 구성요소(수신 처리부)의 일례를 나타내는 도면이다. 도 6에 도시한 것처럼, 수신 처리부는 프레임 전송부(301 및 302)와, 지연 조정 큐(303 및 304)와, 통상 큐(305)와, 판독 제어부(306)와, 지연 조정부(307)를 구비한다.

프레임 전송부(301)는 시계 방향의 경로로부터 프레임을 수신한다(스위치 장치(14)로부터 프레임을 수신한다). 수신한 프레임이 하위의 슬레이브 노드(23)를 향한 것인 경우, 고정 지연 프레임과 통상 프레임 중 어느 것인지를 판별하여, 고정 지연 프레임이면 지연 조정 큐(303)에 전송하고, 통상 프레임이면 통상 큐(305)에 전송한다. 또, 수신한 프레임이 슬레이브 노드(23)를 향하는 것이 아닌 경우, 시계 방향의 경로로 전송한다(스위치 장치(12)로 전송한다). 한편, 프레임 전송부(302)는 반시계 방향의 경로로부터 프레임을 수신한다(스위치 장치(12)로부터 프레임을 수신한다). 수신한 프레임이 하위의 슬레이브 노드(23)를 향한 것인 경우, 고정 지연 프레임과 통상 프레임 중 어느 것인지를 판별하여, 고정 지연 프레임이면 지연 조정 큐(304)에 전송하고, 통상 프레임이면 통상 큐(305)에 전송한다. 또, 수신한 프레임이 슬레이브 노드(23)를 향하는 것이 아닌 경우, 반시계 방향의 경로로 전송한다(스위치 장치(14)로 전송한다).

지연 조정 큐(303)는 시계 방향의 경로로 송신되어 온 고정 지연 프레임을 큐잉하고, 지연 조정 큐(304)는 반시계 방향의 경로로 송신되어 온 고정 지연 프레임을 큐잉한다. 통상 큐(305)는 통상 프레임을 큐잉한다.

판독 제어부(306)는 지연 조정 큐(303), 지연 조정 큐(304) 및 통상 큐(305)로부터 소정의 순서로 프레임을 읽어내어 슬레이브 노드(23)로 출력한다. 지연 조정부(307)는 지연 조정 큐(303 및 304)에 대해서 지연 시간의 설정을 행하고, 마스터 노드(21)로부터의 프레임이 시계 방향의 경로와 반시계 방향의 경로 중 어느 경로로 전송되어 온 경우에 있어서도 지연 시간이 고정이 되도록 조정한다.

또한, 설명의 편의상, 송신 처리부와 수신 처리부가 각각 지연 조정부를 구비하는 것으로 했지만, 송신 처리부와 수신 처리부의 외부에 지연 조정부를 1개만 마련하고, 1개의 지연 조정부가 송신 처리부의 지연 조정 큐(201, 205) 및 수신 처리부의 지연 조정 큐(303, 304)에 대해서, 프레임에 주는 지연 시간을 지시하도록 해도 좋다.

다음에, 본 실시 형태에 따른 스위치 장치의 동작에 대해 설명한다. 일례로서, 스위치 장치(13)의 동작을 설명한다. 여기서, 스위치 장치(13)는 마스터 노드(21)가 접속되어 있는 스위치 장치(11)가 시계 방향으로 프레임을 송신했을 경우의 자신까지의 지연 시간(스위치 장치(11)가 프레임을 송신하고 나서 자신에게 도달할 때까지의 지연 시간) 및 스위치 장치(11)가 반시계 방향으로 프레임을 송신했을 경우의 지연 시간을 미리 알고 있는 것으로 하여 설명을 행한다. 또한, 스위치 장치(11)가 시계 방향으로 프레임을 송신했을 경우의 스위치 장치(13)까지의 지연 시간과 스위치 장치(13)가 반시계 방향으로 프레임을 송신했을 경우의 스위치 장치(11)까지의 지연 시간은 같다. 스위치 장치(13)는 링 네트워크를 구축했을 경우나 링 네트워크를 구성하는 스위치 장치의 수가 변동했을 경우, 고장난 스위치 장치를 교환했을 경우 등, 지연 시간이 변화한다고 예측되는 경우에, 지연 시간 측정용의 제어 프레임을 각 경로에 있어서 송수신하여, 각 경로에 있어서의 지연 시간을 측정한다. 본 실시 형태에서는, 스위치 장치(13)로부터 스위치 장치(11)까지의 시계 방향의 경로에 있어서의 지연 시간을 2㎲, 반시계 방향의 경로에 있어서의 지연 시간을 4㎲로 한다.

이 경우, 시계 방향의 경로에 있어서의 지연 시간이 반시계 방향의 경로에 있어서의 지연 시간보다도 2㎲ 짧다. 그 때문에, 도 5에 도시한 송신 처리부에 있어서, 지연 조정부(209)는 슬레이브 노드(23)로부터 입력된 프레임 중, 시계 방향의 경로로 마스터 노드(21)로 송신하는 고정 지연 프레임을 수취(受取)하여 유지하는 지연 조정 큐(201)에 대해서, 2㎲의 고정 지연 전송을 지시한다. 즉, 2㎲의 지연을 부가하고 나서 출력하도록 지시한다. 지연 조정 큐(205)에 대해서는 지연의 부가를 지시하지 않는다. 한편, 도 6에 도시한 수신 처리부에 있어서, 지연 조정부(307)는 반시계 방향의 경로로 전송되어 온 프레임을 수취하여 유지하는 지연 조정 큐(304)에 대해서, 2㎲의 고정 지연 전송을 지시한다.

이것에 의해, 스위치 장치(13)는 슬레이브 노드(23)로부터 송신된 프레임이 마스터 노드(21)로 도달할 때까지의 지연 시간을, 전송 경로에 의존하지 않고 고정화할 수 있다. 또, 마스터 노드(21)로부터 송신된 프레임이 슬레이브 노드(23)로 도달할 때까지의 지연 시간을, 전송 경로에 의존하지 않고 고정화할 수 있다.

도 2에 도시한 구성의 네트워크에 있어서, 슬레이브 노드(23)로부터 송출되는 고정 지연 프레임은, 마스터 노드(21)에 대해서 4㎲로 전송된다. 한편, 도 4에 도시한 장해 발생시의 상태에 있어서, 슬레이브 노드(23)로부터 송출되는 고정 지연 프레임은, 스위치 장치(13)의 지연 조정 큐(201)에서 2㎲의 지연이 추가되기 때문에, 마스터 노드(21)에 대해서 반시계 방향과 같은 4㎲로 전송되는 상태가 된다. 또, 마스터 노드(21)로부터 슬레이브 노드(23)로의 고정 지연 프레임은, 통상의 상태(장해가 발생하기 전의 도 2에 도시한 상태)에 있어서는, 시계 방향으로 스위치 장치(13)까지 도달하며, 이 경우의 지연 시간은 4㎲가 된다. 한편, 장해 발생시(도 4에 도시한 상태)에 있어서는, 2㎲의 지연 시간으로 스위치 장치(13)까지 프레임이 도달하고, 지연 조정 큐(304)에서 2㎲의 지연을 추가함으로써, 같은 4㎲의 전송 시간이 된다.

또한, 본 실시 형태에서 설명한 스위치 장치(13)의 동작은, 마스터 노드(21)가 접속되어 있는 스위치 장치(11)에 있어서 지연 조정을 행하지 않는 경우의 동작이다. 그 때문에, 스위치 장치(13)는 스위치 장치(11)로 프레임을 송신하는 경우 및 스위치 장치(11)로부터 프레임을 수신했을 경우의 쌍방에 있어서 지연 시간 조정을 행하는 구성으로 하고 있다. 스위치 장치(11)가 지연 시간을 조정하는 기능을 가지고 있는 경우, 스위치 장치(13)는 고정 지연 프레임의 송신 처리 또는 수신 처리 중 어느 것에 있어서 지연 시간을 조정하면 좋다. 예를 들면, 상술한 2㎲의 지연 부가를 스위치 장치(11)가 고정 지연 프레임의 수신 처리에 있어서 행하는 경우, 스위치 장치(13)는 프레임의 송신 처리에 있어서는 지연 시간을 조정하지 않도록 한다. 다만, 마스터 노드(21)가 접속되어 있는 스위치 장치(11)가 지연 조정을 행하는 경우, 슬레이브 노드가 접속되어 있는 각 스위치 장치까지의 지연 시간을 관리하여, 프레임 송신처의 스위치 장치마다 상이한 값의 지연을 줄 필요가 있어, 처리가 복잡하게 됨과 아울러 부하도 커진다. 그 때문에, 슬레이브 노드가 접속되어 있는 각 스위치 장치가, 송신시 및 수신시 아울러 지연 조정을 행하도록 하는 것이 바람직하다.

스위치 장치(13)에 대해 설명했지만, 슬레이브 노드가 접속되어 있는 그 외의 스위치 장치(스위치 장치(12, 14) 등)에 대해서도 마찬가지이다.

이와 같이, 본 실시 형태의 스위치 장치는, 고정 지연 프레임을 시계 방향으로 송신했을 경우 및 반시계 방향으로 송신했을 경우의 링 네트워크에 있어서의 지연 시간의 차에 대한 정보를 미리 유지해 두고, 고정 지연 프레임의 전송 경로에 따라 지연 조정을 행하는 것으로 했다. 구체적으로는, 지연이 작은 경로로 고정 지연 프레임을 송신하는 경우 및 지연이 작은 경로로 고정 지연 프레임을 수신했을 경우에 있어서, 지연을 부가하는 것으로 했다. 이것에 의해, 링 네트워크에 있어서 장해가 발생하여 경로 전환을 실시했을 경우에도, 고정 지연 프레임의 고정 지연 전송을 계속할 수 있다. 또, 종래의 기술에 있어서는, 마스터 노드나 슬레이브 노드 자체에서 시각 동기를 위한 동작을 행하고 있었지만, 이더넷 스위치 등의 통신 장치를 매개로 한 경우에도 고정 지연 전송이 가능해져, 시각 동기를 실현할 수 있다.

또한, 각 슬레이브 노드가 개별로 관리하고 있는 로컬 시각과 마스터 노드가 관리하고 있는 마스터 시각의 동기를 실현하는 경우, 각 스위치 장치는 마스터 노드가 각 슬레이브 노드를 향해 송신한 시각 동기용 프레임을 고정 지연 전송하면 된다. 즉, 각 스위치 장치는, 적어도, 자신에게 접속하고 있는 슬레이브 노드로 전송하는 시각 동기용 프레임을 수신했을 경우에 지연 조정을 행하도록 하면 좋다.

본 실시 형태에서는 시각 동기용의 프레임을 고정 지연 전송하는 경우를 상정하여 설명했지만, 본 실시 형태는 시각 동기용의 프레임 이외의 프레임을 고정 지연 전송하는 경우에도 적용 가능하다.

실시 형태 2.

실시 형태 1에서는, 마스터 노드(21)가 접속되어 있는 스위치 장치(11)가 각 경로(시계 방향의 경로, 반시계 방향의 경로)에 있어서의 전송 지연 시간을 미리 알고 있는 것을 전제로 해서 설명을 행했지만, 다음에, 동적으로 전송 지연 시간을 취득하여 고정 지연 전송을 실현하는 실시 형태에 대해 설명한다. 또한, 통신 시스템의 전체 구성은 실시 형태 1과 마찬가지로 한다(도 1 참조).

도 7은 마스터 노드(21)가 접속되어 있는 스위치 장치(11)의 주요부의 일례를 나타내는 도면이다. 또한, 스위치 장치(11)는 실시 형태 1에서 설명한 스위치 장치(13)가 구비하고 있던 송신 처리부나 수신 처리부(도 5 및 도 6 참조)와 마찬가지의 구성요소를 당연히 구비하고 있지만, 도 7에 있어서는, 설명을 간단화하기 위해서 기재를 생략하고 있다. 도 7에 있어서는, 동적으로 전송 지연 시간을 취득하는 동작에 관련하는 구성요소만을 나타내고 있다.

도 7에 도시한 것처럼, 스위치 장치(11)는 전송 지연 시간을 취득하기 위한 구성으로서, 동기용 프레임 스눕(snoop)부(402), 지연 계측부(403) 및 스위치부(404)를 구비하고 있다. 동기용 프레임 스눕부(402)는 프레임을 수신할 때마다, 수신한 프레임을 스누핑하여 슬레이브 노드를 향한 동기용 프레임인지 여부를 확인한다. 지연 계측부(403)는 동기용 프레임 스눕부(402)에 있어서의 스누핑 결과에 기초하여 각 경로에 있어서의 지연 시간을 계측한다. 스위치부(404)는 다른 스위치 장치와의 사이에서 프레임을 송수신한다. 예를 들면, 후술하는 지연 계측 리퀘스트(delay measurement request)나 지연 계측 앤서(delay measurement answer) 등을 송수신한다.

도 7에 도시한 스위치 장치(11)에 있어서, 마스터 노드(21)가 접속되어 있는 포트(도시하지 않음)는, 마스터 노드(21)가 정기적으로 송신하는 동기용 프레임(401)을 수신하는 것으로 한다. 이 경우, 동기용 프레임 스눕부(402)는 마스터 노드(21)가 자신(스위치 장치(11))에 접속되고, 또한 동기용 프레임(401)이 정기적으로 송신되고 있는 것을 검지한다. 동기용 프레임 스눕부(402)는 마스터 노드(21)로부터 동기용 프레임(401)이 정기적으로 송신되고 있는 것을 검지하면, 그 취지를 지연 계측부(403)로 통지한다. 이 통지를 받은 지연 계측부(403)는 스위치부(404)에 대해서, 지연 시간을 계측하는 프레임을 수신하면 자신으로 전송하도록 지시한다.

도 8은 슬레이브 노드(23)가 접속되어 있는 스위치 장치(13)의 주요부의 일례를 나타내는 도면이다. 도 7과 마찬가지로, 실시 형태 1에서 설명한 송신 처리부나 수신 처리부(도 5 및 도 6 참조)와 마찬가지의 구성요소에 대해서는, 설명을 간단화하기 위해서 기재를 생략하고 있다.

도 8에 도시한 것처럼, 스위치 장치(13)는 스위치부(501), 동기용 프레임 스눕부(503) 및 지연 계측부(504)를 구비하고 있다. 이 도 8과 도 7을 비교하면 분명한 것처럼, 스위치 장치(13)와 스위치 장치(11)의 기본 구성은 같다. 다만, 각 구성요소의 동작은 상이하다. 즉, 각 스위치 장치는 마스터 노드가 접속되어 있는 경우와 슬레이브 노드가 접속되어 있는 경우에서 상이한 동작을 실행한다.

슬레이브 노드(23)가 접속되어 있는 스위치 장치(13)에 있어서, 스위치부(501)는 마스터 노드(21)로부터 송신된 동기용 프레임을 시계 방향의 경로 또는 반시계 방향의 경로로부터 수신하면, 동기용 프레임 스눕부(503)에 전송한다. 동기용 프레임 스눕부(503)는, 스위치부(501)로부터 동기용 프레임을 수취하면, 지연 계측부(504)에 대해서 지연 시간의 계측을 지시한다. 지연 계측부(504)는 지연 시간의 계측 지시를 받으면, 도 9에 도시한 시퀀스에 따라, 마스터 노드(21)와 접속된 스위치 장치(11)와의 사이의 지연 시간을 계측한다. 즉, 지연 계측부(504)는 스위치 장치(11)와의 사이에서, 도 9의 시퀀스에 따라, 지연 시간 계측을 위한 프레임을 송수신한다. 구체적으로는, 지연 계측 리퀘스트를 송신하고, 이것에 대한 응답으로서 지연 계측 앤서를 수신한다. 도 9의 시퀀스에 따른 프레임 송수신은, 시계 방향의 경로 및 반시계 방향의 경로의 쌍방에 있어서 행한다. 이때, 동기용 프레임 스눕부(503)는 지연 계측부(504)에 있어서의 지연 시간 계측이 완료될 때까지, 동기용 프레임(502)을 슬레이브 노드측으로 전송하지 않도록 제어한다. 지연 계측부(504)는 지연 시간의 계측이 완료되면 그 취지를 동기용 프레임 스눕부(503)로 통지하고, 이 통지를 받은 동기용 프레임 스눕부(503)는 슬레이브 노드측으로의 동기용 프레임(502)의 전송 동작을 재개(再開)한다.

지연 계측부(504)에 의한 지연 시간의 계측 동작에 대해서, 도 9를 이용하여 자세하게 설명한다.

도 9에 도시한 것처럼, 먼저, 스위치 장치(13)의 지연 계측부(504)는 로컬 시각(T0)을 유지함과 아울러, 이 로컬 시각(T0)의 정보를 부여한 프레임을 지연 계측 리퀘스트로서 스위치 장치(11)로 송신한다. 다음에, 지연 계측 리퀘스트를 수신한 스위치 장치(11)에 있어서, 지연 계측부(403)가 내부 처리 시간(Tm)을 부여한 프레임을 지연 계측 앤서로서 반송한다. 또한, 스위치 장치(11)는 지연 계측 리퀘스트를 수신한 방향으로 지연 계측 앤서를 송신한다. 즉, 시계 방향의 경로로 지연 계측 리퀘스트를 수신했을 경우, 스위치 장치(11)는 반시계 방향의 경로로 지연 계측 앤서를 송신한다. 예를 들면, 스위치 장치(11)는 스위치 장치(13)로부터의 지연 계측 리퀘스트를 스위치 장치(12) 경유로 수신했을 경우, 지연 계측 앤서를 스위치 장치(12) 경유로 반송한다. 스위치 장치(13)의 지연 계측부(504)는 지연 계측 앤서를 수신하면, 수신 시각(T1)을 확인하고, 다음의 식 (1)에 따라서 지연 시간 Td을 산출한다. 지연 계측부(504)는 산출한 지연 시간 Td을 지연 조정부(209) 및 지연 조정부(307)(도 5, 도 6 참조)에 통지하여 유지시키던지, 또는 도시를 생략하고 있는 기억부에서 유지시킨다. 지연 계측부(504)가 지연 시간 Td을 유지해 두고, 지연 조정부(209)나 지연 조정부(307)로부터의 요구에 따라 통지하도록 해도 상관없다.

Td=(Ts－Tm)/2=(T1－T0－Tm)/2 … (1)

지연 계측부(504)는 시계 방향의 경로 및 반시계 방향의 경로의 쌍방에 대해서, 지연 시간 Td을 산출한다.

이와 같이, 본 실시 형태에 의하면, 스위치 장치는 마스터 노드를 자동 검출하여, 시계 방향의 경로 및 반시계 방향의 경로의 쌍방에 있어서의 지연 시간을 측정하도록 했으므로, 링 구성의 네트워크에 있어서 장해가 발생했을 경우에도, 고정 지연 전송을 실현할 수 있다.

또, 본 실시 형태에서 설명한 지연 시간 Td의 계측 동작을 일정 주기로 행함으로써, 실시 형태 1에서는 할 수 없었던 지연 시간 Td의 갱신이 가능해져, 만일 지연 시간이 변화해도 고정 지연 전송을 계속할 수 있다.

또한, 본 실시 형태를 실현하기 위해서, 링 폐색 포트(30)는 동기용 프레임에 대해서는 이더넷 링의 제어용 프레임과 마찬가지로 전송을 행하고, 마스터 노드가 접속된 스위치 장치는 링을 일주(一周)해 온 동기용 프레임을 수신하면 이것을 폐기한다.

[산업상의 이용 가능성]

이상과 같이, 본 발명에 따른 중계 장치는, 링 네트워크에 있어서 프레임의 고정 지연 전송을 실현하는 경우에 유용하다.

11, 12, 13, 14, 15, 16: 스위치 장치,
21: 마스터 노드,
22, 23, 24: 슬레이브 노드, 30, 31, 32: 링 폐색 포트,
40: 장애, 41, 42: 통신 경로,
201, 205, 303, 304: 지연 조정 큐, 202, 206: 고정 지연 큐,
203, 207, 305: 통상 큐, 204, 208, 306: 판독 제어부,
209, 307: 지연 조정부, 301, 302: 프레임 전송부,
401, 502: 동기용 프레임, 402, 503: 동기용 프레임 스눕부,
403, 504: 지연 계측부, 404, 501: 스위치부.

Claims

링 네트워크를 구성하는 중계 장치로서,
다른 중계 장치에 의해 링 네트워크 밖으로부터 링 네트워크 내의 우회전 경로로 전송된 특정의 프레임을 수신했을 경우에 당해 프레임을 유지하는 제1 큐와,
상기 다른 중계 장치에 의해 링 네트워크 밖으로부터 링 네트워크 내의 좌회전 경로로 전송된 특정의 프레임을 수신했을 경우에 당해 프레임을 유지하는 제2 큐와,
상기 다른 중계 장치로부터 자신까지의 상기 우회전 경로에 있어서의 프레임 전송 시간과 상기 다른 중계 장치로부터 자신까지의 상기 좌회전 경로에 있어서의 프레임 전송 시간에 기초하여, 상기 제1 큐 또는 상기 제2 큐에 대해, 유지하고 있는 프레임에 지연을 주고 나서 출력하도록 지시를 주는 지연 조정부를 구비하는 것을 특징으로 하는 중계 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 다른 중계 장치가 상기 우회전 경로로 상기 특정의 프레임을 송신하고 나서 상기 제1 큐에 격납되고, 상기 제1 큐로부터 출력될 때까지의 소요 시간을 제1 소요 시간이라고 하고, 상기 다른 중계 장치가 상기 좌회전 경로로 상기 특정의 프레임을 송신하고 나서 상기 제2 큐에 격납되고, 상기 제2 큐로부터 출력될 때까지의 소요 시간을 제2 소요 시간이라고 했을 때,
상기 지연 조정부는 상기 제1 소요 시간과 상기 제2 소요 시간이 같게 되도록, 상기 제1 큐 또는 상기 제2 큐에 지시를 주는 것을 특징으로 하는 중계 장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 제1 큐 및 상기 제2 큐는, 마스터 시각을 관리하고 있는 마스터 노드가 송신원이고, 또한 고정 지연으로 전송할 필요가 있는 프레임을 유지하는 것을 특징으로 하는 중계 장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
자신이 링 네트워크 내의 우회전 경로로 전송하고, 상기 다른 중계 장치가 링 네트워크 밖으로 전송하는 특정의 프레임을 링 네트워크 밖으로부터 수신했을 경우에 당해 프레임을 유지하는 제3 큐와,
자신이 링 네트워크 내의 좌회전 경로로 전송하고, 상기 다른 중계 장치가 링 네트워크 밖으로 전송하는 특정의 프레임을 링 네트워크 밖으로부터 수신했을 경우에 당해 프레임을 유지하는 제4 큐를 구비하고,
상기 지연 조정부는 상기 다른 중계 장치로부터 자신까지의 상기 우회전 경로에 있어서의 프레임 전송 시간과 상기 다른 중계 장치로부터 자신까지의 상기 좌회전 경로에 있어서의 프레임 전송 시간에 기초하여, 추가로, 상기 제3 큐 또는 상기 제4 큐에 대해, 유지하고 있는 프레임에 지연을 주고 나서 출력하도록 지시를 주는 것을 특징으로 하는 중계 장치.
청구항 4에 있어서,
상기 제3 큐에 상기 특정의 프레임이 격납되고 나서 상기 우회전 경로로 송신되고, 상기 다른 중계 장치에 도달할 때까지의 소요 시간을 제3 소요 시간이라고 하고, 상기 제4 큐에 상기 특정의 프레임이 격납되고 나서 상기 좌회전 경로로 송신되고, 상기 다른 중계 장치에 도달할 때까지의 소요 시간을 제4 소요 시간이라고 했을 때,
상기 지연 조정부는 상기 제3 소요 시간과 상기 제4 소요 시간이 같게 되도록, 상기 제3 큐 또는 상기 제4 큐에 지시를 주는 것을 특징으로 하는 중계 장치.
청구항 4에 있어서,
상기 제3 큐 및 상기 제4 큐는, 마스터 시각을 관리하고 있는 마스터 노드를 행선지로 하고, 또한 고정 지연으로 전송할 필요가 있는 프레임을 유지하는 것을 특징으로 하는 중계 장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
프레임 전송 시간 측정용의 프레임의 행선지에 상기 다른 중계 장치를 설정하여 상기 우회전 경로 및 상기 좌회전 경로로 송신하고, 당해 프레임 전송 시간 측정용의 프레임을 상기 우회전 경로로 송신한 시각 및 상기 좌회전 경로로 송신한 시각과, 당해 프레임 전송 시간 측정용의 프레임에 대한 응답 프레임을 상기 우회전 경로로 수신한 시각 및 상기 좌회전 경로로 수신한 시각에 기초하여, 상기 다른 중계 장치로부터 자신까지의 상기 우회전 경로에 있어서의 프레임 전송 시간 및 상기 다른 중계 장치로부터 자신까지의 상기 좌회전 경로에 있어서의 프레임 전송 시간을 산출하는 지연 시간 계측부를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 중계 장치.