KR950002267B1

KR950002267B1 - 세선형 멀티포트 중계기

Info

Publication number: KR950002267B1
Application number: KR1019860009470A
Authority: KR
Inventors: 비. 어문 드슨 케이쓰; 피. 에반스 리차드; 씨. 프리쓰 리차드; 제이. 스자 로버트; 씨. 징크 베리
Original assignee: 디지탈 이큐입먼트 코포레이션; 메리타 엠. 에씨어
Priority date: 1985-11-08
Filing date: 1986-11-08
Publication date: 1995-03-15
Also published as: US4825435A; CN1009894B; DE3689535D1; CN86107753A; AU6494886A; FI91583C; FI864536A0; JPS62271539A; EP0222669A2; EP0222669A3; IL80553A; KR870005522A; EP0222669B1; JPH0671261B2; ATE100260T1; FI864536A; IL80553A0; MX167433B; DE3689535T2; AU591193B2

Abstract

내용 없음.

Description

세선형 멀티포트 중계기

제 1 도는 H4000 송시기를 매개로 허브(hub : 멀티포트 중계기)와 이서네트 동축케이블간의 상호접속관계 및 허브와 내부 허브의 상속접속을 위한 외부 버스간의 상호접속관계를 나타내는 블록다이아그램,

제 2 도는 허브를 통해 송신하는 동안 정보패켓트의 타이밍을 나타내는 상태머신 플로우다이아그램,

제 3 도는 허브상에서 출력제어포트를 나타내는 출력상태머신플로우다아이그램,

제 4 도는 허브, 세선형 인터페이스포트, 이세네트 인터페이스포트, 광파이버 인터페이스포트, 내부허브상호접속기, 전원부, 표시기 및 스위치부를 나타내는 블록다이아그램.

제5a도는 클럭발생부와 버퍼, 에러 LED와 버퍼, 제5b도는 표시기와 스위치부에 대한 블록다이아그램,

제 6 도는 세선형 인터페이스와 이세네트송신기 인터페이스 및 광파이버인터페이스를 나타내는 블록다이아그램,

제 7 도는 내부 중계기의 상호접속과 버퍼 및 수신기의 블록다이아그램,

제 8 도는 허브의 기능별 분할 블록다이아그램,

제 9 도는 데이지체인형태로 서로 결합된 일련의 허브와 내부중계기접속케이블의 다이아그램,

제 10 도 내지 제24도는 본 발명에 따른 여러 소프트웨어와 하드웨어를 상세하게 도시한 도면이다.

본 발명은 멀티포트 중계기에 관한 것으로, 특히 다수 세선형 송수신케이블(예를들어, RG58)을 표준 이세네트 송수신포트(예를들어, H4000)에 결합시킬 수 있도록 된 멀티포트 중계기(허브)에 관한 것이다. 이후에 허브라고 불리워질 멀티포트 중계기는 LAN(근거리 정보통신망)을 위해 디지탈 이큅먼트사에서 개발된 "세선형 이세네트(thin-wire Ethernet)" 배선시스템의 필수불가결한 구성요소인데, 멀티포트 중계기란 수신된 신호의 신호상태를 제어하는 장치로서, 여기서 신호는 증폭됨과 더불어 타이밍마진이 원상태로 회복된다. 이러한 배선시스템에 대한 제품발표는 참조문에 의해 구체화된다.

이러한 시스템은 이서네트실행과 전 DEC망 (여기서 DEC망이라 함은 Digital Equipment Corporation의 통신망 구축 능력을 일컫는 말임)을 개인용 컴퓨터(PC)의 접속을 위한 책상과 작업지역, 워크스테이션, 통신망종사자 및 하급계산장치로 초당 10Mbit로 전송할 수 있도록 설계되어 있다.

표준 이서네트배선(특히 송수신케이블)과 송수신기는 가격이 비쌀뿐만 아니라 작업지역에서 부착용 장비로 사용하기가 어렵다. 이와는 달리, 세선형 시스템은 저렴한 가격으로 제공될 수 있을 뿐만 아니라 적용도가 좋고 케이블설치가 용이하므로 사무실과 작업지역에서 요구하는 조건에 부합된다. 따라서 사용자의 여건에 대한 표준 이서네트제품의 비용을 감소시킬 수 있고, 아울러 적용도가 향상된다. 또 세선형 시스템은 "방사형" 배선체계를 위한 것인데, 이러한 방사형 구조를 갖는 허브는 185m까지의 가는 동축케이블 세그먼트(RG58) 8개를 접속하고 29개소의 작업장소까지 각 세그먼트를 "데이지체인"식으로 직렬로 접속할 수 있다. 세선 케이블은 185m 정도의 범위로 제한되기 때문에 방사형 지리적 분포는 단일 세선 케이블의 운전가동으로서는 할 수 없는 광범위한 LAN을 구축할 수 있다. 허브는 고립된 통신망 허브내에서 그 자체만으로도 동작을 실행할 수 있고, 또 표준 이서네트"backbone"에 연결시킬 수도 있다.

세선형 이서네트와 표준 이서네트간에는 서로 다른 주변여건에 대해 뚜렷한 장점을 가지고 있는데, 이러한 2종류의 배선시스템은 모든 통신망에 걸친 자원분할에 대해 겸용성을 갖추고 있으므로 상호 연결시킬 수 있다.

세선형 이서네트와 표준 이서네트의 조합은 적은 리소오스분할 통신망에서 부터 커다란 범용 통신망에 이르기까지 뛰어난 자연적 증가를 제공한다.

표준 이서네트 제품은 이서네트 동축케이블에 직접 탭으로 접촉시킬 수 있는 H4000 송수신기(또는 신형인 H4005 송수신기)를 사용하는데, H4000(15핀 D형 컨넥터)는 송수신케이블에 의해 허브(15핀 D형 컨넥터)에 접속된다.

본 발명에 따른 세선형 배선시스템에서는 이른 바 데이지-체인이라고 불리어지는 기술을 사용하게 되는데, 여기서 T형 컨넥터라고 불리어지는 특이한 탭은 2개의 RG58 C/U 케이블 세그먼트를 접속시키는데, "T"의 아랫쪽은 PC/워크스테이션속에 직접 삽입되고, 세선형 케이블에 접속된 장치는 통합 이서네트 콘트롤러와 송수신기 기능을 갖추고 있거나, 그 장치를 세선형 케이블과 함께 사용할 수 있게끔 세선형 이서네트 스테이션 어댑터(DESTA)를 갖추고 있다.

세선형 이서네트 배선시스템은 한층에 시설하는 경우 사용자에게 가장 많은 도움을 줄 수가 있는데, 여기서 표준 이서네트 배선기술에서는 사용자의 장소에서 플로어와 건물사이에 설치할 수 있는 것으로, 예를 들어 세선형 배선시스템의 3가지 주요구조로는 작업영역 통신망과 고립 국부영역 통신망 및 광역 통신망이 있다.

작업영역 통신망은 작은 고립국부영역 통신망으로 정의되는데, 이러한 통신망에서는 작업영역내에 있는 복수의 PC/워크스테이션의 사용자들이 프린터와 저장수단과 같은 리소오스를 공유하게 된다.

고립국부영역 통신망(LAN)은 작은 사업체나 커다란 조직체의 부서에 설치되는 작은것 부터 중간 크기까지의 고립 LAN으로 정의되는데, 이러한 통신망에서 PC/워크스테이션의 사용자들은 보다 강력한 계산용 리소오스를 포함해서 국부 리소오스를 공유할 필요성을 갖게 된다.

허브는 방사작업 영역내에서는 빌딩의 모든 층에 있는 PC와 서버 및 컴퓨터들을 상호 접속시켜 주기 위해 방사형으로 배치하여 사용할 수 있다. 허브를 연결시켜 주는 8개의 각 동축케이블 세그먼트는 29개소의 스테이션까지 작용시킬 수 있다. 하나의 동축케이블은 길이가 185미터인것 까지 사용할 수 있으므로 단일 허브는 232개소의 스테이션가지 상호접속시켜 줄 수 있는 잠재력을 갖고 있다.

광역 LAN은 대기업이나 중간크기의 사업체에서 사용하는 것으로 그 사용자들이 실제의 계산용 억세스와 같은 국부 리소오스를 공유할 필요성이 잇는 중간크기부터 커다란 크기까지의 LAN으로 정의되는데, 이러한 경우 세선형 이서네트는 대형 이서네트와 원거리지역에 있는 통신망 계산용 리소오스로 억세스하기 위해 표준 이서네트 "backbone"에 연결되는 보조통신망으로서의 역할을 한다.

이러한 경우, 보다 더 작은 여러 LAN들이 H4000송수신기나 H4005-B 송수신기와 함께 표준 이서네트 "backbone"에 연결된다(신형 H4005 송수신기에 대한 설명은 참조자료에 의해 설명된다). 세선형 배선시스템에서는 세선형 케이블이 방사형으로 결합된 허브가 사용되므로 보조실에서 발생된 것이 시설층의 동작을 돕게 된다.

허브가 보조용도실에 배치되어 연속된 경우(즉, 데이지-체인으로 되지 않은 경우), 이러한 시스템은 허브로부터 직접 그 사무실에 설치된 벽면까지 RG58 C/U케이블을 연속사용한다. 이것은 배선시스템이 계속 보전될 수 있게 하므로 통신망배선 시스템의 관리에 적절하다.

사용자들은 스테이션에서 벽면까지 한 발의 RG58 C/U를 연결시킬 수 있다. 사무실내에서 PC와 서버들은 데이지-체인식으로 연결시킬 수 있다. 보조실내에 8개의 허브를 설치하므로써 64개 사무실에 이르기까지 공급될 수 있고, 사무실내에서 데이지-체인을 통해 연결된 보다 많은 장치들이 이용될 수 있다.

세선형 배선시스템에 있어서, 표준 이서네트는 빌딩내에 있는 층간을 연결시킴과 더불어 한 장소의 빌딩들을 연결시킬 수 있도록 일일이 지정되어 있다. 표준 이서네트 동축케이블은 보다 길게 설치할 수 있도록 세선형 케이블보다 신호감쇄가 적게끔 설계되어 있다. 또한 상기 표준 이서네트 동축케이블은 전자파와 무선주파 간섭에 대해 어느정도 높은 저항성을 갖고 있는데, 이러한 동축케이블은 고급 컨넥터이다(이는 가격이 보다 고가임을 말함).

이러한 특징들은 일반적으로 플로어와 클로셋간에 사용되는 배선에 대해 비평적이므로 플로어배선 보다는 적게 사용되고 있다. 표준 이서네트는 세선형 보조통신망과 여러 장치들을 상호접속시키는데 요구되는 배선보전이 가능하다. 세선형 이서네트는 그 플로어 자체에서 장치들을 부착하는 경우보다 적합하다.

배선클로셋으로 부터 64개의 사무실에 이르기까지 서비스를해 주기 위해 클로셋내에는 복수개의 허브를 구성할 필요가 있다.

디지탈 이큅먼트사의 국부통신망 상호접속(DELNI : DEC local network interconnect)은 고립구조나 광역구조에서 8개의 허브에 이르기까지 신호접속장치로서 사용될 수 있고, 양쪽구조 모드 데이지-체인으로 연결된 1,000여개의 장치들을 연결시킬 수 있는 능력이 구비된 통신망을 구축할 수 있다(8허브×8세그먼트/허브×29스테이션/세그먼트 : 이서네트 제한수는 1,024개임)

광역구조의 일부분인 경우 DELNI/hub는 H4005-B 송수신기와 함께 표준 이서네트 backbone에 연결되고, 국부 구조인 경우 DELN/hub 구조는 표준 이서네트 세그먼트에 쉽게 연결되지 않는다.

허브는 그에 부착된 모든 스테이션 사이에서 중계기로서의 기능을 수행하게 되는데, 허브가 표준 이서네트에 연결된 경우 허브는 그에 부착된 모든 스테이션들과 표준 이서네트에 연결된 모든 장치들 사이에서 중계기로서의 기능을 수행하게 된다. 허브는 이서네트 LAN을 구축하는 경우 총 중계기로서 간주되어야 한다. 허브는 한 사무실이 그 자체에서 공용으로 사용되는 세선형 포트를 구비하고 있는 경우 고장이 있으면 각 사무실을 고립시키는 분할용 논리수단을 포함해서 모든 포트들 사이에 중계논리수단을 구비하고 있다.

각 허브는 중계기로서 간주되기 때문에 오직 하나의 다른 중계기만이 허브와 나머지 이서네트중 어떤 스테이션간의 통로상에서 구축될 수 있다.

구조를 간단하게 하기 위해서 허브가 부속연결된 곳의 표준 이서네트 세그먼트간에 중계기(DEREP)를 사용하기 보다는 브릿지(DEBET)을 사용하는 편이 낫다.

따라서, 본 발명은 표준 이서네트 배선시스텝보다 값이 싸고 적응도가 높은 방사형 이서네트 배선시스템을 제공하고자 함에 그 목적이 있고, 또다른 목적으로는 데이지-체인 형태로 서로 접속된 일련의 방사형 허브를 채용하되 허브를 위성 클로셋(satellite closet)에 설치하여 각 플로어에 편의를 제공하도록 된 방사형 이서네트 배선시스템을 제공하고자 함에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 고립형 멀티포트 중계기 또는 허브는 8개의 세선형 포트를 상호 접속시켜 각 포트에 대해 중계기로서 동작을 실행하도록 하는데 사용되는 것으로, 이러한 허브는 이서네트에 대해 단일 접속시켜 주무로써 총 8개에 달하는 허브를 데이지-체인식으로 연결시켜 주기 위한 하나의 외부 버스가 구비되어 있다.

본 발명의 또다른 목적은 다음과 같은 방법, 즉 현재의 방사형 배선기술을 배치시켜 준다든가, 모든 다른 사무실의 드롭으로 부터 고장을 격리시켜 준다든가, 경제성을 갖춘다든가. 배선에 이서네트 지리적 분포를 사용하지만 보다 얇게하여 사무실에 적용시켜 주기 좋게 한다든가, 넓은 빌딩과 넓은 장소의 배선에 적합하게 한다든가. IEEE 이서네트 규격에 따른다든가 하는 방법으로 각 사무실이나 작업영역에 대해 고속으로 근거리 정보통신을 실행할 수 있도록 된 세선형 멀티포트 중계기를 제공하고자 함에 그 목적이 있다. 이러한 목적을 폭넓은 빌딩의 이서네트에 접속시켜 주기위한 하나의 이서네트 송수신케이블포트를 구비하고, 폭 넓은 빌딩이나 장소의 이서네트에 교변접속시켜 주는 장치로서 광파이버 내부송수신링크(IRL)포트를 구비할 수 있고, 복수의 세선형 이서네트 포트를 갖추므로써 단일 이서네트 콘넥터와 포트당 하나의 공통부분을 공유할 수 있도록 하되 여기서 각 하나씩은 단일 사무실에 대해 명목상 공용으로 제공하는 것으로 하므로써 각각의 세그먼트를 접속시켜 주기위한 허브가 되도록 하고, 허브에 연결되는 각 세선형 세그먼트의 종단을 위한 사무실별 세선형 동축케이블의 종단을 고장으로 부터 격리시켜 주는 분할로직이 구비된 모든 포트들 사이에 중계로직을 설치함과 더불어, 각 세선형 포트를 위한 단일 지점그라운도를 설치할 수 있으며, IEEE 규격과 드래프트를 적용시킬 수 있고, 아울러 또다른 특징들을 갖게할 수 있다.

본 발명의 실시예에서는 IEEE-802.3의 규칙에 의거한 10Mb/s 이서네트에 대해서만 직접 예로 들었지만 다른 종류의 LAN에도 적용시킬 수 있는 것이다.

허브의 작용은 디지탈 이서네트 규격(DEC 규격134)에 적합한 것이다.

본 발명은 다음의 상세한 설명에서 후술되는 소자들의 구조와 조합, 그리고 부품들의 배열이 특징적으로 되어 있는데, 본 발명의 고유특성과 목적을 보다 완전하게 이해할 수 있도록 첨부되는 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

제 1 도에 대해 설명하면, 여기서 허브에는 AC전원을 요구하도록 된 장치를 자체적으로 포함하고 있고, 세선형 포트용의 8개의 BNC형 콘넥터가 설치되어 있다. 상기 장치에는 2개의 다른 포트가 설치되어 있는데, 하나의 포트는 H4000이나 IEEE 802.3 MAU를 접속시켜 주기위한 15핀 "D"형 수용컨넥터이고 다른 포트는 데이지체인형태로 8개까지의 허브를 접속시켜 주기위한 9핀 "D"형 수용컨넥터이다. 여기서 9핀포트는 내부 중계기를 허브에 상호연결시켜 주는 내부허브 접속용이다.

상기 8BNC 컨넥터와 송수신기의 접속은 이하 "포트" 내부 송수신기의 상호접속은 이하 IRI 접속이라 칭할 것이다. 허브는 모든 세선형 포트와 2개의 다른 포트들을 포트의 사용을 위해 모든 조정동작을 실행하게 된 게이트 어레이를 매개로 공통데이터보스로 간주한다. 세선형 포트와 2개의 부가적인 포트를 결합시켜서 대형 이서네트를 만들어 낸다. 허브는 통신망상의 장치를 어드레스할 수 있는 이서네트가 아니고, 이는 어느 한 포트에서 수신되는 모든 데이터를 8개의 포트와 IRI로 통과시킨다.

상기 장치는 수신된 패켓트의 프리앰블을 재발생시켜 주기위한 32비트 버퍼를 구비하고 있다.

주변여건이 좋지 않은 경우나 전기적 격리를 위해 허브를 사용하므로써 임의 광파이버 상호접속(IRI)이 제공된다. 모듈은 30핀 수직컨넥터내에 설치되고, 뒷 판넬상의 커버는 제거된다.

AC전원은 단일 표준(3프롱) IEC 컨넥터를 통해 장치로 공급된다. AC전원은 뜻밖의 전력손실을 방지하기 위해 장치쪽으로 스위칭되지 않는다. 전원이 나갔을 때 상기 장치는 어느 포트상에도 부하가 없음을 나타낸다. 그런데 IRI가 사용되고 있는 경우 그 장치는 데이지-체인을 디스에이블상태로 만든다(만일 IRI가 사용중이고 하나의 장치가 수리되어지고 있는 경우에는 점퍼케이블을 설치할 수 있다).

허브는 세선의 지리적 분포를 매우 큰 이서네트로 활장시켜 IRI가 구비된 64포트까지 단일 송수신접속을 통해 이서네트에 접속시키는데 사용된다. 허브는 잡음과 타이밍마진을 상기 유니트를 통해 허브에 부가설치된 다른 포트까지 송신되는 신호로서 재저장한다.

하나의 포트로부터 8개의 다른 포트까지 데이터를 통과시키는 것은 간단한 스위칭작업이 아니다. 포트들의 시차때문에 수신된 데이터를 선입선출(FIFO) 방식으로 버퍼시킬 필요가 있다. 통신망중 어느 포트상의 충돌은 다른 모든 포트와 IRI로 통과시킬 필요가 있다. 수신된 데이터는 단일 칩인 맨체스터사의 엔코더/디코더에 의해 디코드되는데, 이때 데이터와 클럭신호들이 게이트 어레이에서 사용될 수 있게끔 분리된다.수신된 모든 패케트들은 그것이 다른 포트로 중계될 때 저장되는 64비트 프리앰블을 갖게 된다.

허브의 정상동작은 다음과 같다.

(1) 수신은 상기 포트들중 하나의 포트에서 검출된다.

(2) 프리앰블은 다른 모든 8개의 포트와 IRI로 송신된다.

(3) 수신하고 있는 포트상의 프리앰블의 끝이 검출되어 다른 포트와 IRI상의 데이터복제가 실행된다.

(4) 모든 포트로부터 입력된 충돌검출은 계속 모니터되어 충돌이 일어났을때 모든 다른 포트들이 실행된다.

중계기가 처리하는 것으로는 아이들(Idle), 중계(Repeat), 충돌(Collision) , 대기(Wait)와 같은 4가지 주요 상태가 있다. 이러한 4가지 상태들은 광역상태머신의 근간이 되는 것으로 허브의 상태를 결정한다. IR(아이들을 중계로)과 같은 차기상태천이 조건은 상태머신으로의 입력이란 말로 정의되고, 상태머신이 한 상태에서 다른 상태로 천이될 때 설정된다. 광역상태머신은 충돌이 발생한 경우 허브가 아이들일 때 패케트를 중계할 것인지 또는 포트를 마비(jamming)시킬 것인지를 설정한다.

각 포트로의 송신은 1비트송신(XMIT) 상태머신에 의해 제어된다. 광역현상태조건과 광역차기상태조건 및 다른 입력들은 XMIT비트가 온되어야 할지 오프되어야 할지를 설정해 준다. 광역상태머신에 다른 1비트상태머신은 IEEE802 규정에 따른 모든 천이조건을 만족하고 있다.

제 2 도와 제 3 도는 허브상태머신과 출력상태머신을 나타내는 것이다.

다음은 허브의 포트에 대한 데이터의 흐름을 제어해 주는 일련의 방정식과 그에 대한 정의를 나타내는 것이다. 허브의 현상태는 모든 포트로부터의 수신 및 충돌입력에 의해 제어된다. 각각의 포트들은 상태머신에 의해 모니터되고, 천이는 입력조건에 의해 설정된다.

[입력]

ACTIVE, JW 상태플립플롭의 출력

JABBER 48K비트의 송신완료표시

COLXEN 캐리어회복시간이 종료되고, 96bit가 송신되었으며, 충돌이 없었음

XMITALL 모든 XMIT비트들이 온상태임

RCOLGI1 하나 이상의 IRI충돌(모든 IRI의 마비)

RCOMCAR IRI로부터의 공통캐리어

RANYCOL IRI상에서 어떤 충돌발생(RCOLEQ1+RCOLGT1)

FIFO EMPTY 수신포트에서 캐리어가 없고 데이터가 송신됨

JAM STATR 잼스타트 플립플롭의 출력

JAM DONE 잼타이머의 출력

GO 대기상태(발진) 타이머종료

XMITCOL XMITO COLO XMIT8 COL8

SYNC RESET 동기 리셋트

careq0 국부캐리어없음

Careq1 단일국부캐리어

cargt1 복수국부캐리어

coleq0 국부충돌없음

coleq1 단일국부충돌

colgt1 하나 이상의 국부충돌

RCVCAR 수신포트상의 캐리어강하

SEL802 802.3선택

EOP64 프리앰블과 64비트의 끝부분이 송신되었음

[출력]

next statel, next state0 상태플립플롭으로 입력

JAM 충돌상태에 있음

ACTIVE 동작중임

IDLE 아이들상태에 있음

JAM START INPUT 잼스타트플립플롭으로 입력

IC, IR, RC, RW, CW XMITN머신에 대한 천이 출력

IFILED state = ACTIVE, JW

OFIELD next state = next statel, next state0

BIND

idle state 0 이러한 생태의 지정은

collision state 11 몇가지 다른 것들보다

wate state 1 적은 조건을 발생시킨다.

repeat state 0

idle next state 상태/00 이러한 상태의 지정은

collision next state 상태/11 몇가지 다른 것들보다

wait next state = 차기상태/01 적은 조건을 발생시킴

repeat state = 차기상태/10

ANYCOL = (-coleq0+RANYCOL)

jamall = (RCOLGTI+colgt1)

[상태천이에 필요한 조건]

(a) 아이들상태(idle state)에서 충돌상태(collision state)로의 천이

ic천이는 시스템의 임의 장소에서 최소한 하나의 충돌이 발생되었을 때나 9spur로 부터 2개 이상의 캐리어가 동시에 존재할 때는 언제든지 발생된다.

ic = {SYNC RESET * (anycol + cargt1)}

(b) 아이들상태에서 반복상태(repeat state)로의 천이 ir천이는 9spur로 부터 오직 하나의 캐리어만이 검출될 때는 언제든지 또는 시스템에서 IRI 캐리어는 존재하나 국부캐리어는 존재치 않고 어떠한 충돌도 일어나지 않았을 때 발생된다.

ir[-SYNC RESET * {(careq + RECOMCAR * careq0) * (-anycol)}]

(c) 대기상태(wait state)에서 아이들상태로의 처니 wi천이는 만일 대기타이머(GO)의 시간이 종료되었거나 802모우드에 있고 충돌이 얼어난 경우 발생된다.

Wi = {GO + SYNCC RESET + SEL802 * (anycol)}

(d) 중계상태에서 충돌상태로의 천이

ic천이는 시스템내에서 어떠한 충돌이라도 일어나거나, 만일 충돌이 일어나지 않고 캐리어가 수신포트상에서 강하되면 64비트의 프리앰블과 EOP가 송신되지 않았거나 또는 96비트가 송신되지 않았고 FIFO버퍼가 비어있는 경우 발생된다.

rc=[-SYNC RESET*(anycol+ -anycol*RCVCAR+ -EOP64+ -COLXEN*EOP64*FIFO EMPTY)}]

(d) 중계상태에서 대기상태로의 천이

rw 천이는 시스템상에서 충돌이 일어나지 않고 FIFO 버퍼가 비어 있거나, jabber 타이머의 시간이 종료된 경우 발생된다.

rw=[-SYNC RESET*{(COLXEN*-anycol*FIFO EMPTY+JABBER)}]

(f) 충돌상태에서의 대기상태로의 천이

cw 천이는 시스템에서 충돌이 일어나지 않고 수신포트가 비활동상태로 넘어가며 96비트의 송신이 완료됨과 더불어 캐리어회복타이머의 시간이 종료된 경우 발생되는데, 여기서 COLXEN는 충돌이 없다는 것을 내포하고 있는것이다.

cw=[-SYNCRESET*{COLXEN*-RCVCAR*(-JAM START+JAM START*JAM DONE)+JABBER}]

[방정식]

출력 잼은 조합성이 있는 것으로, 충돌상태에서 나타나게 된다.

JAM=collision state

출력 아이들은 조합성이 있는 것으로, 아이들상태에서 나타나게 된다.

IDLE=아이들상태

잼 스타트 플립플롭으로의 입력

만일 IRI나 9스퍼상에서 복수의 충돌이 검출된 아이들상태인 경우, 중계상태이면서 송신중인 스퍼상에서 충돌이 검출되거나 IRI상에서 복수의 충돌이 검출된 경우, 충돌상태에 있고 비트가 셋트되어 있었던 상태에서 카운터가 종료되지 않았거나 아직 jamall조건이 존재하거나 송신중이 스퍼상에서 충돌이 있는 경우에 비트가 셋트된다.

JAM START INPUT=idle state*-SYNC RESET

*(jamall+cargt1)+repeat state*-SYNC RESET

*(RCOLGTI+XMIYCOL)+collision state

*-SYNC RESET*{(JAM START*-JAM DONE)+jamall+XMITCOL}

Active는 조합출력이다.

ACTIVE=repeat state+collision state

[상태천이방정식]

아이들상태로 전달되는 경우는 다음과 같을때 즉, 대기상태에 있으면서 GO신호를 획득할때, 임의상태로부터 SYNC reset를 획득할때, 아이들상태에 있으면서 외부로의 전달조건이 허위일때 전달된다.

idle next state=wait state*(wi)

+collision state*SYNC RESET

+repeat state*SYNC RESET

+{idle state*-(ic+ir)}

충돌상태로 전달되는 경우는 다음과 같을때, 즉, 아이들상태에 있으면서 어떤 충돌이 일어났을때, 중계상태에 있으면서 어떤 충돌이 일어났을대, 충돌상태에 있으면서 외부로의 전달조건이 허위일때 전달된다.

collision next state=idle state*ic

+repeat state*(-cw)

대기상태로 전달되는 경우는 다음과 같을때 즉, 대기상태에 있으면서 충돌이 없고 FIFO버퍼가 비어 있을때, 충돌상태에 있으면서 충돌과 캐리어가 가버렸을때, 대기상태에 있으면서 아직 GO를 획득하지 못했을때, 전달된다.

wait next state=repeat state*rw

+collision state*cw

+wait state*wi

중계상태로 전달되는 경우는 다음과 같을때 즉, 아이들상태에 있으면서 충돌이 없는 단일 캐리어를 획득했을때, 중계상태에 있고 충돌이 없으며 FIFO버퍼가 비어 있지 않으면서 캐리어가 있을때 전달된다.

repeat next state=idle state*ir

+repeat state*-(rc+rw)

IC=ic

IR=ir

RC=rc

RW=rw

CW=cw

[입력]

ACTIVE, JW 상태플핍플롭의 출력

SYNC COLN 포트N으로부터의 충돌, 동기화되나 분할되지 않음

SYNC CARN 포트N으로부터의 캐리어, 동기화되나 분할되지 않음

XMITCOL XMITO*COLO+…+XMIT8*COL8

XMITN XMIT 플리플롭N의 출력

JAM STATR 잼 스타트 플립플롭의 출력

JAM DONE 잼 카운터의 출력

RCOLGTI 모든 IRI잼

RCOMCAR IRI상의 캐리어

RANYCOL IRI상의 어떤 충돌

Careq0 무국부캐리어

Careq1 단일국부캐리어

Cargt1 복수국부캐리어

dlycoleq0 틱에 의한 무국부충돌의 지연

coleq1 무국부충돌

coleq1 단일국부충돌

colgt1 하나 이상의 국부충돌

IR, IC, CW, RW, RC 광역머신의 천이조건

[출력]

NXT XMITN XMIT 플립플롭N으로 입력

IFIELD

state=광역머신의 ACTIVE, JM상태비트

BIND 광역머신의 상태

아이들상태=상태/00

충돌상태=상태/11

대기상태=상태/01

반복상태=상태/10

iricol=(dlycoleq0*RANYCOL) 오직 IRI에서만 충돌

anycol=(-coleq0+RANYCOL) 어디엔가 충돌

jamall=(RCOLGT1+colgt1)IRI상에서 또는 국부적으로 또는 두 경우 모두에서 복수충돌

[방정식]

이 방정식은 출력 XMITN에 대해 기록된 것으로, 다른 모든 XMIT출력은 N에 대해 출력번호를 대치한 동일한 형태를 갖는 것이다.

XMIT비트N을 턴온시키기 위한 조건 : ir천이가 참으로 존재하고 9스터중 하나의 스퍼로부터 캐리어가 있으면서 그 캐리어는 그 자체의 스퍼가 아니거나 오직 IRI로부터 송신되는 캐리어이거나, 또는 중계상태에 있으면서 XMIT비트가 이미 온상태에 있고 광역머신이 남아 있는 경우, 즉 대기천이로의 중계와 충돌천이로의 중계가 참이 아니거나, 또는 충돌천이로의 중계상태와 중계가 참이고 8개의 다른 스퍼가운데 하나의 스퍼에서 단일충돌이 발생한 경우이거나, 또는 오직 IRI에서만 충돌이 발생하거나 송신중인 스퍼상에서 충돌이 발생한 경우이거나 또는 아이들상태에 있으면서 충돌천이로의 아이들이 참이고 하나의 충돌이 존재하며 그 충돌은 그 자신의 포트가 아니거나 IRI상에서 충돌이 존재하거나 9스퍼에서 하나 이상의 충돌이 존재하거나 9스퍼에서 하나 이상의 충돌이 존재하거나 9스퍼에서 하나 이상의 캐리어가 존재하는 경우이거나, 또는 충돌상태에 있으면서 그대로 남아 있는거(즉, 대기천이로의 충돌이 참이 아닌 것)인 경우 : 또는 IRI상에서 충돌이 존재하거나 jamall조건이 참이거나 또다른 입력선로상에서 하나의 충돌이 존재하거나 XMIT비트가 온이고 어느곳에서든 충돌이 있거나 잼카운터가 스타트되었으면서 종래되지 않은 경우에 XMIT비트가 아이들상태로 부터 턴온된다.

NXT XMIT=idle state*IR*(careq1*-SYNC CARN+careq0*RCOMCAR)

+repeat state*XMIT*-(RW+RC)

+repeat state*RC*{-(caleq1*SYNC COLN+coleq0*-XMITN)

+iricol+RCOLGTI+XMITCOL}

+edel state*IC*{-(coleq1*SYNC COLN)+iricol

+colgt1+cargt1}

+collision state*-CW*(iricol+jamall

+-SYNC COLN*coleq1+XMITN*-anycol

+JAM START*JAM DONE)

허브에 대한 모든 타이밍은 20.00MHZ, 0.015 발진기로 부터 발생되는데, 이러한 클릭은 케이트어레이와 송신데이터를 위해 사용된다.

제 4 도 내지 제 8 도에는 허브의 구조를 블록다이아그램으로 나타낸 참조도이다.

허브의 주요 데이커경로는 송수신칩을 통해 BNC컨넥터에서 직결 인터페이스 아댑터(SIA) 그리고 거기서 부터 디코드함과 더불어 데이터와 클럭신호를 분리한다. 이때 데이터는 적절한 데이터경로를 통해 멀티플렉스된다. 그후, 데이터는 FIFO형태로 버퍼된다. 선입선출법으로 동작하는 32비트버퍼는 임의의 한 포트로 부터 수신되는데 데이터를 버퍼시키기 위해 채용된 것이고, FIFO버퍼는 통신망내에서의 속도차를 허용하기 위해 사용된 것인데, 모든 64비트 프리앰블이 재발생되어 8개의 송신용 포트로 송신될때까지 데이터를 보존시켜 준다.

데이터의 디코딩은 SIA칩에서 실행되고, 송신할때 맨체스터포맷으로 데이터를 엔코드시켜 주는 것도 SIA칩에 의해 실행된다. 허브가 에러없이 적절하게 맨체스터 디코드할 수신쌍위의 전체 지터(jitter)양은 ±20nx 이하이다. 지터는 엔코드된 수신데이터의 끝과 끝간의 간격이다. 허브는 프리앰블의 길이가 40비트이상 256비트이하인 경우 수신된 신호의 데이터를 복사한다. 만일 위와 같은 에러상태가 발생된 경우 FIFO는 보다 긴 프리앰블에는 모자르거나 짧은 프리앰블에는 넘치게 될 수 있다.

허브는 항상 적어도 63비트의 프리앰블을 송신하도록 되어 있다. 허브는 데이터비트가 수신되었을때 FIFO버퍼내의 유효패케트인 임의 포트로 부터 모든 데이터를 버퍼시킨다. FIFO는 프리앰블의 최종단 (EOP)신호를 위해 체크된다. 이는 수신패케트에 있는 유효데이터비트의 시작을 의미한다.

재발생 프리앰블이 완성되기 이전에 FIFO버퍼에서 EOP신호의 검출에 의거하여 FIFO버퍼는 재발생 프리앰블이 완성될때까지 FIFO버퍼로 부터의 무부하 수신비트를 지연시킨다. 송신은 되고 있으나 EOP신호를 검출하고 있지 않은 63비트의 재발생 프리앰블의 검출에 의거하여 허브는 FIFO버퍼로 부터 데이터를 출력하기 시작한다. 이러한 작용은 FIFO버퍼내에서 프리앰블의 추가비트에 기인한 예비 프리앰블 비트를 추가시키게 하는 원인이 된다.

허브는 EOP신호로 "11"이나 "00"패턴을 검출할 수 있는데, 만일 어떠한 EOP신호도 검출되지 않은 경우 상기한 바와 같이 허브는 수신데이터에 가까운 재발생 프리앰블과 함께 데이터비트를 통과시키게 된다.

통신망의 이용도를 높혀주기 위해 자동분할 방법이 이용된다. 회로의 분할은 허브의 포트상에서 고장이 발생한 경우 실행된다. 고장난 선로는 계속 데이터를 수신하고 포트가 아직 고장상태에 있음을 알려주기 위한 송신을 하게 된다. 이러한 허브의 고장포트상에서 위와 같은 모우드의 작용은 "분할" 또는 동작중인 포트로 부터의 제거라고 알려져 있다.

허브는 에러없이 수신이 완결된 경우 상기 장치의 분할포트를 다시 연결시켜 주게 된다. 에러-프리수신(error-free reception)은 어떠한 충돌검출 발생없이 적어도 512비트의 데이터인 것이다. 허브는 다음 조건에 따라 포트를 분할한다.

(1) 초과충돌 : 허브의 각 초과충돌에 대해 각 포트상에서 카운터의 계수가 증가되고, 만일 상기 타운터의 계수가 64에 도달한 경우 상기 포트는 분할된다. 상기 카운터는 각 비충돌된 송신에서 리셋트된다.

(2) 비왕복(no loopback) : 허브는 특정 루프시간내에 왕복된 송신데이터를 수신하지 않는다.

(3) 캐리어의 손실 : 이는 송신되기 시작하는 캐리어를 수신하지 못하고 케이블고장이나 케이블상에서의 충돌에 의한 것이다.

란트 패켓트(runt packet)라 정의되는 또다른 문제가 발생할 수 있는데, 포트로의 송신에 의거 허브는 임의의 수신에 대해 적어도 96비트의 데이터를 송신하므로서 현재의 충돌상태를 검출하기 위한 모든 무리들에 대해 프래그먼트의 길이를 충분히 길게 해줄 수가 있다. 이러한 작용은 란트 패케트 (규정길이가 아님)로 된 충돌이 허브를 통해 확실히 송신될 수 있게 한다. 허브는 96비트의 길이를 갖지 못하는 수신에 비트를 가산하게 되는데, 이는 96비트가 송신되어질때까지 실행된다.

허브는 그 장치가 완전하게 자체테스트할 수 있는 기능을 갖도록 설계되어 있는데, 그 장치가 자체 모우드로 들어가게 하는데는 다음과 같은 두가지 모우드, 즉 (1) 그 장치의 전원종료, (2) 리셋트버튼의 누름상태가 있다.

상기 장치는 그 장치상의 여러 고장을 고립시켜 주기위한 2가지 자체테스트, 즉 내부 자체테스트와 외부 자체테스트가 있다.

상기 장치에서 전원이 종료된 초기에는 내부 자체테스트가 동작된다. 이에 따라 9포트 케이트어레이의 완전한 한 싸이클이 동작되어 256비트의 프리앰블이 포함된 패케트와 1792비트의 데이터(모두 1)가 각 포트로 통과된다.

이러한 데이터는 내부 IFO버퍼에 있는 게이트어레이로 내부적으로 순환되어 비교된다. 충돌카운터와 각 포트의 분할이 내부 자체테스트가 끝나기 전에 체크된다. 포트상의 에러검출에 의거 각각의 9포트에 공용으로 제공된 에러 LED가 점등되게 된다.

외부 자체테스트는 그 장치의 후면에 설치된 리셋트튼을 누르므로써 작동되는데, 이러한 테스트는 내부테스트가 완료된 후에 동작되게 된다. 외부 테스트에서는 256비트 프리앰블의 패케트와 1792비트의 데이터(모두 1)가 순환되고 나서 궤환된 패케트를 비교하게 된다. 각각의 8BNC포트들과 어서네트포트로 체크되게 되는데, 이러한 체크는 캐리어의 손실과 송수신칩의 궤환능력을 체크하게 된다.

허브는 루프 온 테스트 점퍼(Loop On Test Jumper)가 설치되어 있는 경우 연속적인 모우드로 내부 자체테스트를 실행시킬 수가 있는데, 이러한 모우드에서는 리세트버튼이 눌려질때까지 동작하다가 허브는 자체테스트를 한번 더 통과시키고나서 연속적인 외부 자체테스트로 들어간다.

이와 같은 작용들은 그 장치를 최대활용하고 개인적 서비를 위한 진단특성이다. 이에 대한 점퍼는 폐쇠를 열 필요없이 사용자쪽으로 억세스할 수 있다.

충돌존재테스트는 모든 외부포트로 양호한 패케트로 송신하고 나서 실행되는데, 송신이 종료된 것을 검출하게 되면 충돌존재는 정상적인 10MHZ 속도로 6개의 천이신호를 발생시키게 된다. 허브는 이러한 짧은 데이터의 분기가 외부의 각 포트로 송신한 후에 발생하는 것을 확실하게 하도록 체크한다. 외부쪽의 자체테스트가 끝나게 되면 충돌존재테스트의 발생이 모든 세선형 포트상에서 디스에이블 상태로 된다. 이것은 오직 자체테스트기간 동안에만 실행되는 기능이다. 송수신기의 허트비트(heartbeat)는 자체테스트가 종료된 후 디스에이블된다.

[준비 모우드]

IRI포트가 복수개의 허브에 사용할 수 있도록 된 경우 2개의 H4000을 통해 동일한 이서네트 동축케이블상에서 2개의 허브장치를 동작시킬 수 있다. 동축케이블에 접속시킬 수 있는 허브의 수는 최대 2개이다. 제 2 접속장치는 이서네트 동축케이블로의 보조선로로서, 제 2 장치는 준비위치로의 "스탠바이"스위치가 설치되어져 있어야 하고 제 1 허브는 "동작"스위치 위치에 접속되어 있어야 한다. 데이지체체인으로 접속된 허브중 나머지 모든 허브는 어떤 모우드(스탠바이/동작)로도 설정될 수 있다. 이러한 장치들은 궤환선로의 부족으로 인해 이서네트 송수신포트를 분할사용하게 된다.

만일 스탠바이 허브가 이서네트포트로 중계되지 않는 소정수 만틈의 유효패케트를 기록한 경우 제 1 허브는 스탠바이 상태로 전환되게 된다. 어느 주어진 이서네트군에서 오직 하나의 허브만이 제 1 장치가 될 수 있다.

허브는 1.0μsec의 802.3점퍼오버시간과 96비트 프리앰블에 따라 동작할 수 있게끔 구성될 수 있다. 이 장치는 자체테스트후에 위와 같은 동작을 자동으로 첫번째 송신에서 실행할 수 있다. 허트비트가 3.0μsec윈도우의 번위내에 있는지를 알기위해 테스트동작을 실행시킨다.

802.3으로의 점퍼는 테스트동작이 발생되는 것을 방지하기 위해 제거된다.

제 9 도는 1군의 허브에 대한 결합상태를 나타내는 것으로, 각각의 허브에는 각 허브간의 상호접속부로서 동작을 하는 IRI포트가 설치되어 있는데, 상기 허브들을 데이지체인 형태로 상호 결합시켜 주기위해 IRI케이블이 사용된다.

상기 IRI케이블에는 2개의 선단부가 설치되어 하나의 선단부에는 허브의 IRI포트로 결합시켜 주기위한 끼움컨넥터가 설치되어 있고, 다른 선단에는 끼움컨넥트와 수용컨넥터가 설치되어 있는데, 이때의 끼움컨넥터는 다른 허브의 IRI포트로 결합시켜 주기 위한 것이고 수용컨넥터는 다른 IRI케이블로 결합시켜 주기 위한 것이다.

제 9 에는 도시된 각 핀에서의 신호에 대해 설명하면 다음과 같다.

IRI는 하나 이상의 허브가 필요하고 사용자가 송수신기를 추가로 설치할 것을 원한지 않는 경우에 사용된다. 추가 허브는 9핀짜리 D형 컨넥터를 매개로 연결된다. 케이블의 종단은 연결장치의 먼쪽 끝부분에 종단컨넥터가 놓여지도록 만들 수 있다. 모든 허브는 다음신호, 즉 캐리어, 수신클럭, 수신데이터 및 충돌에 대한 공통버스를 모니터하는데, 이 신호들은 8개 챈널의 각 신호들에 대해 "OR"로 되어 있다. 이때 활성화 된 신호는 잼종료표시를 위해 각 장치로 부터 통과된다.

Claims

근거리정보통신망(LAN)에 설치된 표준 멀티드롭송수신 케이블에다 복수의 세선형 동축케이블을 방사형으로 상호접속시켜 주기 위한 세선형 멀티포트 중계기에 있어서, 상기 세선형 동축케이블을 상기 멀티포트 중계기에 접속시켜 주기 위한 복수의 세선형 상호접속포트와, 상기 멀티드롭 송수신케이블을 상기 멀티포트 중계기에 접속시켜 주기 위한 송수신 상호접속포트 및 2개 이상의 상기 멀티포트 중계기를 서로 직렬로 접속시켜 주기 위한 내부허브 상호접속포트로 구성되어지되, 여기서 프리앰블과 데이터를 포함하는 정보 패케트는 다른 모든 포트가 접속되어 있는 임의 포트에 접속된 케이블상으로 송신되고, 상기 데이터 패케트는 잡음과 타이밍마진을 포함하며, 상기 중계기에는 잡음과 타이밍마진을 재저장할 수 있는 재저장수단이 추가로 구성되어진 것을 특징으로 하는 세선형 멀티포트 중계기.
제 1 항에 있어서, 상기 재저장수단에는 프리앰블이 다른 모든 포트로 송신되고 있는 동안 중계기에 입력되는 데이터를 저장할 수 있도록 된 선입선출(FIFO)버퍼와 프리앰블의 끝을 검출할 수 있도록 된 검출수단이 추가로 설치되어 프리앰블의 끝을 검출하는 것에 의해 상기 버퍼가 상기 데이터를 모든 다른 포트로 출력할 수 있도록 된 세선형 멀티포트 중계기.
복수의 세선형 동추케이블과 이서네트 송수신케이블을 접속시켜 주기 위한 포트가 마련된 멀티포트 중계기가 설치되어 있는 근거리정보통신망에서 프리앰블과 데이터가 포함된 정보패케트를 송신하는 방법에 있어서, 상기 포트중 임의 포트상에서의 정보패케트의 존재를 검출하고, 상기 데이터를 버퍼에 저장함과 더불어 상기 프리앰블을 모든 다른 포트로 송신해 주는 단계와, 프리앰블이 처음 수신된 곳에서 상기 포트상의 프리앰블 종단을 검출하는 단계 및, 상기 FIFO버퍼속에 저장시켜 놓은 데이터를 출력하여 상기 데이터를 다른 포트로 중계함과 더불어 임의 다른 포트상에서 어떤 충돌이 존재하는가를 계속 모니터하다가 어떠한 충돌이라도 모니터된 경우에는 상기 데이터를 재송신하는 단계가 포함되어 정보패케트를 송신하는 방법.
대기모우드가 구비된 근거리정보통신망에 있어서, 모든 근거리정보통신망에 정보패케트를 송신하는 표준 송수신케이블과, 표준 송수신케이블포트와 복수의 제 1 세선형 포트 및 내부중계기 상호접속포트가 구비된 제 1 멀티포트중계기, 상기 대기모우드로 동작하면서 제 2 표준 송수신케이블포트와 복수개의 제 2 세선형 포트 및 제 2 내부중계기 상호접속포트가 설치되어 있는 제 2 멀티포트중계기, 상기 복수개의 제1포트에 접속됨과 더불어 정보패케트의 송신을 위한 복수개의 제 1 세선형 케이블, 상기복수개의 제 2 포트에 접속됨과 더블어 정보패케트의 송신을 위한 복수개의 제 2 세선형 케이블 및, 한쪽 선단이 제 1 상호접속포트에 접속되고 다른 선단이 제 2 상호접속포트에 접속되도록 설치된 내부중계기 상호접속케이블로 구성되어지되, 상기 표준 송수신케이블은 정보패케트를 송신하고, 상기 송수신케이블은 제1중계기 송수신케이블과 제 2 중계기 송수신케이블에 접속되는 한편, 상기 제 1 중계기는 표준 중계기포트나 복수개의 임의 세선형 포트속으로 입력되는 모든 정보패케트를 정보패케트가 입력되어지는 포트를 제외한 모든 포트로 출력할 수 있고, 상기 제 2 중계기는 모든 내부중계기 상호접속포트에 걸친 출력정보와 표준 송수신케이블로 송신된 정보를 모니터할 수 있으며, 상기 제 2 중계기는 대기모우드에서 고장을 자동으로 회복할 수 있고, 상기 고장회복은 내부중계기 상호접속포트에서 중계되지 않는 표준 송수신포트에서 상기 제 2 중계기가 정보패케트의 송신을 모니터할 때 발생되도록 된 것을 특징으로하는 근거리정보통신망.
내부에 중계기 상호접속케이블이 각각 설치된 복수개의 멀티포트 중계기와, 제 1 , 제 2 선단이 설치되면서 제 1 선단에는 상호접속포트속으로 결합시켜 주기 위한 컨넥터가 설치되고 제 2 선단에는 끼움 컨넥터와 수용 컨넥터가 설치된 복수개의 내부중계기 상호접속케이블로 구성되어지되, 상기 제 2 선단의 끼움 컨넥터는 다른 중계기의 상호접속포트속으로 결합되고 제 2 선단의 수용 컨넥터는 다른 상호접속케이블에 결합시켜 줄 수 있도록 하므로써 복수개의 멀티포트중계기를 데이지체인 형태로 서로 접속시켜 줄 수 있도록 된 근거리정보통신망.