TW308767B - - Google Patents

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308767 at B7 經濟部中央揉準局員工消費合作社印製 五、發明説明（1 ) - 發明背景 1 .技術領域·· 本發明概言之係關於一種改良式資料通訊網路系統，且 更明確地説係關於一種改良式區域網路（LAN)轉轍器。再 更明確地説，本發明係關於一種多埠區域網路轉轍器，且 該種多埠區域網路轉轍器提供一網路轉接器與一網路集中 器之間，一網路轉接器與另一網路轉接器之間或一網路集 中器與另一網路集中器之間的通訊鏈結。 2.相關技術説明： 在數位資料傳輸系統中，二進位型式之複合時脈與資料 訊號經由媒介，例如引線或光纖，自傳輸線傳送器至傳送 至傳輸線接收器。資料通訊系統之傳送器與接味器皆可爲 單一電腦或皆可包含一電腦區域網路。區域網路之個別電 腦或站皆可傳送資訊至區域網路之其他站與接收來自其他 站之資訊。當一站想要與區域網路之另—站進行通訊時， 該站插入該區域網路，而當通訊結束時，該站則脱離該區 域網路。 二種常見之區域網路拓樸是"符記環”（t〇ken_ring)網路 。符圮環是用以相互連接附加至該網路之裝置。符記環網 路允許一環狀電路之諸站之間藉由一符記傳遞程序來進行 單向資料傳輸。環拓樸使得符記可自相關於一特定附加裝 置之一節點，例如個人電腦，傳遞至該環之另一節點。 資料要傳送之節點可擷取符記環且其後插入資料以進行傳 輸。如果-節點或站所接收之資訊是針對網路更下游之— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 訂 線 210X29;公灰） ^08767 五、發明説明（2 ) 站，則接收站必須經由區域網路傳遞該資訊至下一相鄰站 ’依此類推，直到該資訊抵達其之最終目的地爲止。試圖 存取^環點的裝置或電腦站將具有—實髏連接至 符記環之轉接器。此種存取裝置必須按照一標準協定來實 施一程序以存取符記環。 -種符記環產品具有二種資料傳輸速率，4Mpbs(百萬位 元/秒）與16MbpS。此二種傳輸速率皆常受到使用，且經常 一網路可使用4Mbpsi資料傳輸速率，而另一網路則使用 16Mbps之資料傳輸速率，而用户可能想要存取此二網路。 許多區域網路運用集中器，或hub，也稱爲多站存取單 疋γ來連接許多站至單一網路節點。該等多站存取單元經 由稱爲瓣之4-引線電境來與每一站個別連接。多重瓣自一 集中器延伸至個別站以形成一星狀結構。實體上，每一站 經由其之瓣個別附加至集中器，而在集中器每一站可存取 罔路郎點β附加至—特定集中器之所有站運作於相同之網 路速率（例如4-Mbps)。當集中器連接至一符記環網路時 ，該網路之邏輯組態使得連接至集中器之每一站位於該環 之刀別節點。—集中器可個別連接符記環之附加裝置， 經濟部中央標準局R工消费合作社印製 或者一集中器可與其他集中器連接以構成較大之符記環， 且及較大之符記環包含附加至所有集中器之所有裝置。智 慧型集中器是包含用以控制網路存取之處理器控制型切換 電子電路的集中器。 集中器通常稱爲"多站存取單元"或MAU。ΙΕΕΕ8〇2 5規格 提供此種系统且將此種系統稱爲"幹線耦接單元"（Trunk 本紙張尺度4财@ g家標準7 CNS ) A峨格（210 X297公釐） 308767 Α7 --- Β7 經濟部中央橾準局男工消費合作杜印製 五、發明説明（3 ) Coupling Unit)。包含二條雙絞線引線之單一瓣連接一網路 轉接器或其他通訊裝置至集中器之一埠。單—瓣與其他相 同瓣結合以構成一完整之集中器。雖然集中器之瓣數可有 所不同，最常用之組態運用8瓣且這主要是由於符記環連 接器之實體大小之故’因爲其可裝入標準之設備架。 多站存取單元之功能是電氣插入工作站或個人電腦於通 訊網路系統或自通訊網路系統去除工作站或個人電腦，或 者更明確地説連接工作站或個人電腦至符記環網路或自符 1己環網路去除工作站或個人電腦。符記環網路之工作站之 插入或去除的控制是藉由有時稱爲"虛擬驅動電流"之一直 流電壓來完成，如IEEE標準所指定。此種虚擬驅動電流施 加於連接工作站至多站存取單元之資料電纜或瓣的二對導 體之間。當虛擬驅動電流（或電壓）處於預選之位準或電位 時，多站存取單元運作以插入工作站於網路。當虚擬驅動 電流不存在或低於預選之位準時，則自網路去除該工作站 。若要更詳細參考有關於多站存取單元之運作的資訊，可 參考IEEE 802.5。此外’全雙工（FDX)轉接器可藉由傳送全 雙工註册框至區域網路轉轍器之一埠來存取網路。全雙工 框是一種用以辨識具有全雙工能力之轉接器或轉轍器埠的 特殊框。如果一轉接器或轉轍器埠收到此框，則其藉由傳 送其本身之全雙工框來加以回應。在此種全雙工框握手發 生之後，虛擬驅動電流受到致能。美國專利申請第__ 號 ’ Attorney Docket No. RA9-95-013，説明此種插入方法 ’且上述專利申請是由Chorpenning，J·，等人於1995年3月6 _________ -6- 本紙張从遑用> 國國家·橾率（CNsl 0 X 297^j* Τ (請先聞讀背面之注意事項再填寫本f ) 裝. 訂 Γ A7 B7 經濟部中央榡準局員工消费合作社印製 五、發明説明（4 ) _ 曰提出而且名稱爲"Apparatus and Method for Determining Operational Mode for a Station Entering a Network"，並且在 此提及作爲參考。 附加至網路之每一電腦經由一電纜來連接至集中器之一 對應瓣埠，且電腦利用虛擬驅動電壓經由電纜來實施插入/ 旁路機制之控制。此種直流電壓對於電腦傳送之資料而言 是透通的，因此稱爲虛擬（phantom)。施加之電壓用於集中 器之瓣埠以影響電腦_列式插入該環。虛擬驅動電壓之中 止會導致去旁路動作，而去旁路動作將旁路電腦並使得電 腦處於迴路（捲包）狀態。 附加至網路之電腦包含一網路轉接器卡，而網路轉接器 卡具有經由一瓣與多站存取單元連接且插入於符記環網路 且在符1己環網路進行通訊所需之電子電路與硬體6在現有 足符記環轉接器中，傳統上要求資料在媒介介面電纜之橘/ 黑引線對上傳送而在紅/綠引線對上接收。符記環轉接器直 接連接至多站存取單元，例如IBMe S228，以致多站存取單 π在橘/黑？丨線對上接收資料而在紅/綠引線對上傳送資料 ，符圮環轉接器在橘/黑引線對上致能虛擬驅動電流以允許 插入符記環。虛擬驅動電流提供雙重功能：偵測故障接線與 接合多站存取單元之中繼器來串列式連接電腦至符記環。 因此，傳統上，轉接器啓始虛擬驅動電流而多站存取單元 汲取虚擬驅動電流。 雖然上述符記環網路允許每一網路轉接器與每一其他網 路轉接器進行通訊，此種通訊必須經由集中器方可在符記 认張歧適用中Κ家轉（CNS ΰ4雜（2!〇x297公釐 (請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· 訂 Γ I A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印装 五、發明説明（5 ) . 環網路上執行。因此，在區域網路内彼此相鄰之二電腦必 須利用網路之有限頻寬來進行通訊，而該有限頻寬是由附 加至網路之所有轉接器所共用。阻止二網路轉接器直接相 連會導致二種問題。首先，符合IEEE 8〇2_5所陳述之標準 之二網路轉接器的直接連結會使他們之傳送雙绞線（橘/黑 對）直接連接’且他們之接收引線（紅/綠雙絞線）直接連接 ’進而阻止該二網路轉接器之間的任何通訊。第二，目前 可用之網路轉接器無法汲取虛擬驅動電流；他們只可啓始虚 擬驅動電流。若無法汲取虛擬驅動電流，試圖進行通訊之 轉接器會啓始通往接收轉接器之虛擬驅動電流，但該接收 轉接器卻無虛法汲取擬驅動電流。因此’啓始轉接器會债 測到引線故障”情況。一旦偵測到引線故障之情況，轉接 器會自動#止傳送資料。 發明摘要 因此本發明之一目標是提供—種"跨接"（cr〇sses_〇ver)附加 至該裝置之網路轉接器之傳送與接收引線以使諸轉接器之 間可直接進行通訊的裝置。本發明之另一目標是提供—種 虛擬驅動電流汲取能力以當二網路裝置進行直接通訊時防 止偵測到錯誤之"引線故障"情況。本發明之另一目標是提 供一網路裝置之間的直接通訊鏈結，且該直接通訊鏈結提 供全部網路頻寬（例如16 Mbps)，而非符記環網路之一連結 所提供之共用頻寬。 根據本發明，本案提供一種多琿區域網路轉轍器，且該 多埠區域網路轉轍器使得附加之網路轉接器可藉由附加之 (請先閏讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. 訂 線 Γ Α7 Β7 經濟部中央橾隼局負工消費合作it.印製 五、發明説明（6 ) - 集中器來直接進行通訊及插入符記環網路。該多埠區域網 路轉轍器之每一埠具有第一變壓器，第二變壓器，與—切 換系統。第一變壓器具有連接至該埠之第一連結的第一繞 組。第二變壓器具有連接至該埠之第二連結的第一繞组。 切換系統依照一模態訊號的函數來切換至埠模態或轉接器 模態。在轉接器模態之下，切換系統連接第一變壓器之第 二繞組至該埠之傳送器電路，且切換系統連接第二變壓器 之第二繞組至該埠之接收器電路。在埠模態之下，切換系 統連接第一變壓器之第二繞組至該埠之接收器電路，且切 換系統連接第二變恩器之第二繞組至該埠之傳送器電路。 根據本發明之另一特點，多埠區域網路轉轍器之每一崞 進一步包含一直流電壓源，而該直流電壓源經由第—開關 可切換式連接至該痒之第一連結。每—i阜進一步包含第二 開關，且第二開關在第一位置連接該埠之第二連結至直流 返回路徑而在第二位置則連接第二連結至第一連結。 本發明之上述以及額外目標，特點，與優點在下列詳細 書面説明中將變得顯而易見。 附圖簡短説明 相信爲本發明特徵之新奇特點陳述於附加之專利申請範 圍。但是，藉由參照一示範實例之下列詳細説明並連同附 圖一起閲讀應最容易瞭解本發明本身，以及一較佳使用模 態’其他目標與本發明之優點，其中： 圖1展不根據本發明之一較佳實例的—資料通訊與網路系 統。 ’、 _____ ·9- 本紙張尺.114用巾11 @家操^7^7八4綠7 210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝.

、1T I線 Γ 五、發明説明（ 圖2展丁根據本發明之圭 發明多埠區域網路轉轍mW處於轉接越態（本 圖3描窝’根據本發明之較佳實广意圖。 發明之多蜂區域網路轉;配置成爲淳模態之本 圖4展7F ’根據本發明之較佳實例 態之本發明多埠區域網㈣主配置成爲蜂模 圖標準轉接器。 且用以連接標準多站存取單實配置成爲轉接器模態 轍器的一埠。 子取單兀〈本發明之多淳區域網路轉 之Γ描區窝 =本發明之較佳實例，展示處於轉接器模態 網路轉概器的-缚的示意方塊阜圖與處於痒模態…區域 區窝自動決定附加裝置之型式與配置本發明之多琿 E域網路之較佳方法的流程圖。 圖8描寫一流程圖，報姑太旅a£)、 圖是圖7之流程圖之延;佳實例’該流程 、，“ 阈H續且疋用以展不自動決定附加裝置 t連、C型式與配置本發明之多埠區域網路之較佳方法。 較佳實例之詳細説明 經濟部中央樣準局貝工消费合作社印装 現在請參看附圖且尤其參看I，該圖描窝 統之高階方塊圖，且該系統包含—根據本發明之多蜂= 網路轉轍器。圖1展示融入本發明之多埠區域網路轉轍器 (40, 46, 47)之數位資料通訊網路系統1〇。系統1〇包含一 區域網路（LAN)，而該區域網路是由許多附加之裝置或站 12，例如個人電腦或工作站，所組成。站12藉由集中器w _ 一1 ---------------------_ 本與I張尺度通用中國囷家標準（CNS ) M规格（ -10 210X297公釐） 五、發明説明（8 ) A7 B7 與44以及區域網路轉轍器4〇,粍，47來彼此連接。典型之 集中器可接收多達8附加裝置且可建立獨立之附加裝置之 間的網路連結。集中器也可附加至連接許多集中器之一 王要網路以構成跨越較大地理區域之較大網路。 每一站12藉由一瓣，例如瓣22，在附加埠16連接至集中 器14, 44,例如IBM» 8228多站存取單元，而瓣22是一種傳 輸媒介。特定之附加裝置或站12藉由包含於站12之網路轉 接器（24 ’36’ 37’ 42’ 43)來插入網路。轉接器提供瓣之 直接連結與_種機制，而每—站可藉由該種機制來存取網 路以傳送與接收資料，且轉接器包含實趙連接與在網路内 運作所需之硬體及/或軟體。 集中器14，44建立埠16之間的實體連結，以致附加裝置 12可與其他附加裝置12進行通訊。集中器丨4, ο是具有 用以控制不同站1 2之連結之控制邏輯與中繼機制的智慧型 集中器，且此種集中器之運作爲熟悉本技術領域者所熟 • I m · — ——— — — — — n - f * · (請先閲讀背面之注意事項再填寫本買) 訂 經濟部中央橾準局貝工消費合作社印製 王環26連接集中器14與多個集中器，例如集中器44, 而該等集中器沿環網路串列式連接。主環可包含一光綱 電纜或其他型式之已知資料#輸媒介遮蔽 遮蔽式雙絞銅線。每一集中器經由包含於該集中器之 輸入/環輸出（RI/RO)裝置來連接至主環26。集中器“，* 之輸入/輸出（IN/OUT)埠經由主環26連接在一起來構成 傳輸電路，，環"，以致資料沿順時針方向㈣該環網路^ 使得插入於埠16之站不僅可與附加至集中器“之其他或 本紙張泛度逋用由國固家操率（CNS ) A4規格（ 線 Γ 11 - I 五、發明説明（ 9 經濟部中央標準局負工消費合作钍印装 12進行通訊’且可與附加至不同集中器，例如集中器“ ’ t網路的其他站與伺服器進行通訊。 在此較佳實例中，使用—符記環拓樸來連接區域網路 以内之附加裝置或站12。卩記環網路藉由—符記傳遞程 序來進行環狀電路之諸站之間的|向資料傳輸。環拓樸 使得符記可自一特定站12傳遞至附加於集中器Η之另一 站12或附加於集中器44之另—站12。有資料要傳送之站 1 2可擷取符記且其後插入資料以經由網路來進行通訊。 較佳之符記環網路是IEEE 8〇2 5符記環網路，且尤其是 允許個別站之高頻寬對等連接的IBM*符記環網路。ΙΒΜβ 符記環網路可運作於4 Mbps或16 Mbps之資料傳輸率並且每 一環可支援多達260站。IBM®符記環網路使用—差動式曼 徽斯特碼，差動式曼徹斯特碼是一數位編碼技術，其中每 一位元週期區分爲互補之二半以編碼基頻數位波形。在位 元週期之開端有一變遷代表位元"〇"而在位元週期之開端無 變遷則代表位元"1"。本案意欲且熟悉本技術領域者應可 理解本發明不限於應用於符記環網路之較佳實例，且其可 用於任何數位資料傳輸或網路系統。 試圖存取網路之附加站或裝置12藉由進入轉接器(^2公過 程之"階段0 "來使其之網路轉接器開始其之。在此 階段期間，網路轉接器傳送框至其本身以確定是否該瓣與 傳送電路與接收電路正常運作。因此，在此階段期間，集 中器使得所有框皆送回到轉接器以致如果鏈結完好的話則 轉接器會恰好接收其經由該瓣傳送之框。 -12 良紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（2丨0 X 297公董） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本I) -裝· 訂 Γ 經濟部中央梂準局員工消費合作社印製 A7 ________B7 五、發明説明（10 ) 一旦階段0結束，網路轉接器藉由施加遽擬驅 流至該 瓣來進入1¾袄1 。集中器埠〗6偵測是否該電流/存在且傳 送虛擬偵測中斷至集中器之中央處理單元（未加以展示）， 而該中央處理單元（CPU)控制集中器^，支4。此虚擬偵測 中斷辨識試囷插士，路之瓣。除非網路管理系統有不同之 指不，中央處理單元接合與埠16串聯連接之中斷器以連接 試圖插多站。另外’一些集中器（例如IBM® 8 2 2 8 多站存取單元）並減贺集中器且可能未具有中夹處^單 元，或甚至未通在此種集中器中，虛擬驅動電流使得 一電容暴龙電’而該電容器接著觸發集中器之以插 入附加之轉接器。 V)’匕 在資料通訊與網路之技術領域中區域網路轉轍器爲眾所 知且是用以提供附加至區域網路轉轍器之多個埠之裝置 或區域網路區段之間的資料通訊。區域網路區段（Lan segment)可定義爲，群節點，且該群節點全部使用相同之 開放式系統連結型實體層。若要連接二裝置或區 域網路區段’區域網路轉轍器使得一展域網路區段之一 節點可與一不同區域網路區段之一節點進行通訊。一般 而舌’區域網路轉轍器接收來自一區域網路區段之一節 點的資料並傳送該等資料至包含目的點之另一區域網 路區段。在一較佳實例中本發明是建樓成爲多埠區域網 路轉撤器，例如區域網路轉轍器^ ^ —種可融入本發明 之目前可用之區域網路轉轍器範例是IBM® &2_72.符記環轉 轍器。雖然本發明是以融入區域網路轉轍器來加以説明 ____ - 1-3 - 本紙張瓦1適用11| ( CNS ) Α4^~Τ ΤΰΓ^97公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. 訂 3ΰο767 A7 B7 經濟部中央標準局員工消费合作社印裝 五、發明説明（n) ’熟悉本技術領域者應可理解本發明適用於其他型式之 資料傳輸單元，包括"橋接器"，"路由器"或"閘通道··。 區域網路轉轍器埠執行多種功能，換包話説，區域網路 轉轍器皡提供耦接至附加於該埠之裝置並且與該裝置進行 通訊所需之媒介存取控制（(i^AC),輿實體畢（P_BW〇。此外， 區域網路轉轍器琿記錄目前之琿差^社資料，包括通過該埠 之完择與損—壞麵之數目與該埠之運逆狀態。，•損壞，，框是 包含，氣愚之框°此埠也記錄一些位址滚，而該等位址表列 出連接至此麥毒網路轉轍器之其他槔之節炎的位址。 除了記錄此種位址表，此埠也包含用以失定並選擇一 I的 蜂〜Uf路。此埠也包含用以緩衝輸入及/或輸出框之緩衝器 。當H處在”长雇"時或當諸框之總到達速率超過目標淳 之容量時則需要進择缓·衝。最後，區域網路轉轍器埠提供 通往"轉轍器組織’’（switch fabric)之介面邏輯。轉轍器組織 指的是傳遞資料自二篇至另二_生各電路。此種轉轍器組織 可爲高或樂^式轉y器。 網路轉接器42連接至區域網路轉轍器之埠3而網路轉 接器43連接至區域網路轉轍器40之埠b。多站存取單元44 經由瓣32連接至區域網路轉轍器40之埠c。同時，二區域 網路轉轍器40與46自區域網路轉轍器40之埠d連接至區域 網路轉撤器46之埠e。區域網路轉轍器40也自其之璋e連接 至區域網路轉轍器47之埠e。多埠區域網路轉撤器4〇與集 中器’網路轉接器，及轉轍器之每一上述連結皆是利用一 具有標準一雙絞線電欖之標準電境來完成以符合IEee ____ -14- 本紙浪尺度適用中國ί家榡準) 210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝. 訂 線 r 通 經濟部中央揉準局負工消費合作社印製 五、發明説明（12) 802.5之要求。 ::網路轉轍器4〇 , 46與47充當在資料通訊與網路技 *頃域爲眾所知之高舰场 區域網 接附加至其之蜂的任㈣置，因而提供該等裝置之間的 通訊鏈結。區域網路轉撤器可連接—料之轉接器至另— 附加之轉|器，—附加之榛楚赛至一附加之I中器，或— 附加之轉接器至-附加之區域網路轉撤器。區域網路轉撤 器也提供二附加之集中器或二附加之區域網路轉㈣之間 的連接鏈結 '區域網路轉轍器藉由匹配電路及便利準確之 資料傳輸來致能用户迴路，頻道或環之連結。 根據本發明、’區域網路轉轍器之每配置成爲適當之 m:? 態為模態。在"埠模態”之下，區域 網路轉轍器配置成爲適當地傳送與接收資料並沒取虚/擬驅/ 動電流。在"锼模態"之I，區域網路轉轍器埠配 爲適當地复與與後本資料。例如，如 圖！所示，區域網路轉轍器4〇之埠aT^配置成爲埠模態 以分別接收來自網路轉接器42與43之資料並分別傳送資料 至該等轉接器。區域網路轉轍器4〇之埠(;可配置成爲轉接 器模態以使區域網路轉轍器4〇可傳送資料至多站存取單元 44與接收來自多站存取單元44之資料。 例如，當插入符記環網路時，網路轉接器4 2必須顯得似 乎連接至一多站存取單元之^槔。因此，區域網路轉概器 40之埠a，b必須配置成爲顯得似乎相同於一多站存取單元 之一埠。同樣地，多站存取單元44必須顯得似乎直接連接 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· -訂 線 r -15- 本紙张尺度適用中圃画家橾隼（CNS ) Λ4洗格（：n〇、x29>7公i y 經濟部中央樣準局員工消费合作杜印製 A7 ___________B7 五、發明説明（η) 至一轉接器。因此，區域網路轉轍器4〇之埠C必須配置成 爲模屬器。根據本發明，當網路轉接器42試圖插入符 兄環並啓始通訊時，區域網路轉轍器40提供虛擬驅動電流 足没取。因此，根據本發明之一較佳實例，若要使得網路 轉接器42可與網路轉接器36進行通訊，一區域網路轉轍 器埠可置於轉接器模態且另一區域網路轉轍器埠置於埠模 態’以致能區域網路轉轍器4〇之埠d與區域網路轉撤器46 之埠e之間的資料傳輸。 現在请參看圖2’其展示本發明之多埠區域網路轉檢器 之單一埠的示意圖。如圖2所示，該埠配置成爲轉接器模 態，根據本發明之一較佳實例。當IEEE 802.5標準電纜 連接一裝置至該埠時，第一埠連結5(1連接至黑/橘雙絞線 ，而第二琿連結5 2連接至起/蜂雙绞線。第一崞連結$ q連 接至變壓器之第一繞組’而第二淳連結_5 2連接至第二變 壓器60之第一繞組。第一變壓器58之第二繞組與第二變壓 器60之第二繞組連接至中繼器62。傳送器電路54與接收 器電路56也皆連接至中繼器62。 該埠包含分別ΐϋ傳送器與接1器功能之傳赞^^54與 接收電，而傳輸電路54與接收電登^立爲支援及 與每一可能附加裝置進行通訊所必需，且該等附加裝置包括 避之接器，多.兹取單元，與其他區-域鱗路轉轍器。中 饈H 6 2依照"中繼器控制„3 "之函數來產生電路54與56及變 壓器5 8與6 0之間的電氣連結。當該崞處於轉接器模態時， 中繼器控制立!1將中繼器62設爲如圖2所示之連結。當"中 本叹張尺度趟用+國g家橾率（CNS ) A4规格（210X297公爱) (請先閱讀背面之注意事項存填寫本頁)

經濟部中央梂準局貝工消費合作社印簟 A7 _______B7五、發明説明（14) 繼器控制3"顯示轉接器模態時，中繼器62連接傳送器電路 54至第一變壓器58，並連接接收器電路6〇至第二變壓器 60。當"中繼器控制3"顯示埠模態時，中繼器62電氣連接 傳送器電路54至第二變壓器60，並連接接收器電路6〇至 第一變壓器58。如圖3所示。 請再參看圖2，一直流虛擬源（未加以展示）連接至開關 64，而開關64是由中繼器控制i"來加以控制。開關㈠連 接直流虛擬源之二極至第一變壓器58之第一繞組以使虛擬 驅動電流啓源於該辞·，流出第一痒連結，經由黑/橘雙绞線 通往附加裝置。此外，當一埠配置成爲轉接器模態時，其 必須經由第二埠連結5 2來提供虛擬驅動電流之返回路徑 。開關66是由"中繼器控制2"來加以控制，且當該埠處 於轉接器模態時切換以連接第二變壓器6〇之第一繞組至 接地。 在本尹明之另一較佳實例中’光耦合器69與返回路徑 串聯連接。光耦合器69之輸出顯示該埠處於轉接器模態 或埠模態（藉由虛擬驅動電流之存在或不存在）。當配置 成爲埠模.4時’光核合器69將顯示電流正流過返回路徑 〇 現在請參看圖3，其描窝，根據本發明之較佳實例，配 置成爲琿模態之本發明之一多埠區域網路轉檢器的一埠 。如前所.述，中繼器62在埠模態之下是由"中繼器控制 3 疋成爲跨接組態以連接傳送器電路54至第二變壓^器 60並連接接收器電路56至第一變壓器58。"中繼器控制 _______ -17- 本紙悵尺度逋用中國國家標導（CNS ) A4洗格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝· ,ιτ 線_ A7 B7 經濟部中央梂準局肩工消費合作社印製 五、發明说明（15 1"開啓開關64以使錢纽源與第n㈣分離，以 致雖然該埠處於埠模態之下但未啓始虛擬驅動電流 時”中繼器控制2"切換開關66以連接變壓器58與6〇之第 -繞組(經由電阻器68)’並利用黑/橘雙絞線來提供附加 裝置所啓始之虛擬驅動電流的返回路徑（亦即接地）。 自上面説明應可看出，本發明之區域網路轉轍器在其本 身心每一埠皆能夠模擬網路轉接器或集中器埠。當模擬 網路轉接器時’區域網路職器埠將啓始虛擬驅^電流 且經由黑/橘雙絞線來傳送資料且接收資料且提供接地给 紅/綠雙绞線上之虛擬驅動電流。當模擬集中器埠時，區 域網路轉轍器埠將經由黑/橘雙绞線來接收資料且經由紅 /綠雙絞線來傳送資料。此外，當處於埠模態時，區域網 路轉轍器埠提供第一與第二埠連結之間的直流電氣連結 以經由紅/綠雙絞線來提供虛擬電流源之返回路徑。 現在請參看囷4-6，其描窝三示意方塊圖，而每一方塊 圖皆展示處於適合該附加裝置之轉接器模態或埠模態之 本發明區域網路轉轍器的一埠。圖4展示，根據本發明之 較佳實例’連接至配置成爲埠模態之本發明多缚區域網 路轉轍器之一埠的標準轉接器。該標準轉接器包含傳送 器電路70與接收器電路72，以及變壓器74與76。因爲 區域網路轉轍器埠必須處於埠模態之下方可與標準轉接 器進行通訊，中繼器62受到適當跨接以連接傳送器電路 7〇至接收器電路56，並連接傳送器電路54至接收器電路 72 °同時，開關66受到切換以連接埠變壓器58與60之 18 木紙張X度it用中關家縣（CNS) (21()><297公黃〉 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. 、-α 經濟部中央標準局貝工消費合作社印裝 A7 _______________B7_ 五、發明説明（16) ' 一第一繞組來提供虛擬驅動電流之直流返回路徑。 圖5描窝，根據本發明之一較佳實例，配置成爲轉接器模 態以連接一標準多站存取單元之本發明的區域網路轉轍器 淳。在轉接器模態之下，開關64閉合以經由黑/橘轉絞線 來提供虛擬驅動電流至該標準多站存取單元。多站存取單 元利用開關66經由紅/綠雙绞線來使虚擬驅動電流回到接 地0 圖6描窝，根據本發明之一較佳實例，展示處於轉接器模 態之本發明第一區域網路轉轍器之一埠與處於埠模態之本 發明第二區域網路轉轍器之一埠的示意方塊圖。此處，本 發明之一區域網路轉轍器是利用標準電纜，而非以前區域 網路轉轍器所要求之||跨接"電纜，來加以連接β 如熟悉本技術領域者所熟知，區域網路轉撤器是一種具 有資料處理能力之智慧型裝置，而該等資料處理能力包括 基於連同資料所接收之位址資訊來決定資料框之目的節點 及傳送所接收之資料至連接目的節點之埠。如下所述，本 發明之區域網路轉轍器自動決定何種型式之裝置附加至其 之每一埠’且然後配置該等埠成爲埠模態或轉接器模態以 使每一附加裝置之間皆可進行^當之通訊。此種能力之優 點是：（1 )所有電境可爲相同之極性（亦即無需跨接電境）， (2 )無需人工干預（例如特殊電境之設置或埠組態轉撤器之 設定）。總優點是安裝與維護之成本較低且可靠性較高。 因此’本發明之區域網路轉撤器埠的一額外特，點是其自 動決定連接至該埠之裝置之型式與配置該埠成爲致能該裝 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 訂 線 Γ -19- ^紙张ϋ用ϋϋ"橾隼（cG")入4祕（210X297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作杜印裝 A7 B7 五、發明説明（17) . 置之通訊所需之適當運作模態的能力。例如，區域網路轉 轍器至區域網路轉轍器之連結要求二轉轍器埠具有相反之 傳送與接收極性（亦即一埠處於埠模態而另一埠處於轉接器 模態）。下文所説明之方法感測附加之區域網路轉轍器並 適當地配置該埠以允許與附加之區域網路轉轍器進行通訊 0 此埠也具有決定是否附加之轉接器或區域網路轉轍器是 半雙工或全雙工裝置之能力。例如，如圖1所示，轉接器42 是半雙工（HDX)轉接器而轉接器43是全雙工（FDX)轉接器。 同時，區域網路轉轍器47是FDX轉轍器，而區域網路轉轍 器46是HDX轉轍器。在符記環之術語中，半雙工（HDX)意 謂IEEE 802.5所定義之正常符記傳遞存取協定。全雙工 (FDX)意謂IEEE 802_5目前所定義之傳送立即存取協定。 FDX運作是以二裝置之點對點連結爲基礎而不使用符記 。在FDX運作中，每一裝置可在任何時間傳送與接收（亦 即無需等候符記）。Strole，N.，Christensen, K·，Noel, F·，與 Zeisz，R.所著之"Token-Ring 16/4 Adapter with Full Duplex Switching Mode."説明一種用於符記環網路之FDX運作的方 法，而上述論文刊登於 IBM Technical Disclosure Bulletin， Vol. 37, No. 04A，pp. 617-618, 1994年 4 月。 每一區域網路轉轍器埠包含一符記環控制器（未加以展示） ，而符記環控制器包含全部之媒介存取控制（MAC)與實體 (PHY)層建構。此外，每一符記環控制器包含一中央處理 單元（CPU)，稱爲埠CPU(未加以展示）。埠CPU控制連結型 _ -20- 本紙張尺度適;i"中國國ϋ準飞CNS ) A4规格（210父297公么) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. 訂 305767 A7 B7 經濟部中央橾準局貝工消費合作社印製 五、發明説明（18 ) . 式之決定且然後藉由配置區域網路轉轍器埠成爲適當之運 作模態來執行附加裝置之插入。區域網路轉轍器蜂是藉由 致能一或更多模態訊號來加以配置，尤其是如上所述用以 配置成爲轉接器模態或埠模態之中繼器控制訊號U3。此過 程在下文將連同圖7-8來詳細加以説明。因此，處於轉接器 模態之槔有二種可能之組態（FDX轉接器或HDX轉接器）且 處於蜂模態之淳也有二種可能之組態（FDX崞或HDX埠）。 現在請參看圖7-8，其描寫，根據本發明之一較佳實例， 一種用以自動決定附加裝置型式與配置本發明之多埠區域 網路轉轍器之區域網路轉轍器埠的方法。首先請參看圖7 ’該過程開始於步骤100，而在步驟1〇〇埠CPU啓始計時 器τ (被動式p此計時器計時一被動式偵測模態。τ (被動 式）之總時間是藉由亂數產生器來產生並介於3秒與3.2秒 之間。使用亂數產生器可確保二相連之區域網路轉轍器埠 無法在同一時間皆總是處於被動偵測模態且因此一埠將試 圖插入另一埠。同時，在步驟1〇〇,轉轍器埠會設定成爲 埠模態。 在步骤105，決定是否τ(被動式）已逾時。如果τ(被動式) 已逾時，該過程前進至步驟145(請參看圖8)，如Α所示。如 果τ(被動式）尚未逾時，該過程前進至決策塊區11〇，而決 策塊區110決定是否接收到FDX框。如果確實收到FDX框， 則開啓（亦即配置）區域網路轉轍器埠做爲Fdx埠，如步驟 115所示。如果在步驟11〇尚未收到框，區域網路轉轍 器槔決定是否一附加裝置已致能虛擬驅動電流，如步驟12〇 -21 - 本紙張尺度通用中國國家標準（CNS)八4規格（21〇χ297公釐 f靖先閲讀背面之注意事if再填寫本頁) -:° Γ

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五、發明説明（ 經濟部中央棣準局員工消費合作社印製 所示。如果在步驟120未偵測到虛擬驅動電流，則該過程回 到步驟105。虛擬驅動電流可利用感測器，例如圖2所示之 光耦合器69，來加以偵測、如果步驟110或12〇之任—決定 爲肯定的，則附加裝置正試圖插入該埠。 如果在步骤120偵測到虛擬驅動電流，該埠已決定處於轉 接器模態之一轉接器或區域網路轉轍器埠附加至該埠。過 程前進至步骤125 ’而在步驟125該埠經由紅/綠雙絞線傳送 一 FDX框自傳送器電路54至附加裝置之接收器電路。同時 ’在步驟125，啓始計時器T(resp)。計時器T(resp)提供一週 期，而在該週期中區域網路轉轍器埠等候一 FDX註册框之 響應傳輸。本發明之一較佳實例的T(resp)之値爲800毫秒。 Μ過程然後前進至步驟130，而在步驟130該埠傾聽附加 轉接器或轉轍器所傳送之FDX框。如果接收到FDX框，則 開啓（亦即配置）區域網路轉轍器做爲FDX埠，如步驟1! 5所 示。如果在步驟130尚未收到FDX框而且計時器T(resp)尚未 逾時’決定於步驟13 5，則該過程回到步驟13 0，而在步驟 130該埠繼續傾聽附加轉接器所要傳送之框。如果計時 器T(resp)已逾時，該過程前進至步驟14〇。而在步驟14〇開 啓（亦即配置）區域網路轉檢器槔做爲HDX琿。同時在步骤 140，該埠傳送一環清除框。該清除框是用以清除一環區段 之框或符記之標準IEEE 802.5所定義之MAC框。 現在請參看圖8，其描寫一流程圖，該流程圖是圖7之流 程圖之延續並且展示一種根據本發明之一較佳實例來自動 決定附加裝置之連結型式與配置區域網路轉轍器埠的方法 -22- 本紙伕尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝 訂 經濟部中央揉準局員工消費合作.-?+印製 A7 B7 五、發明説明（2〇) . 。當因爲計時器T(被動式）逾時（決定於步驟105)而使該過程 前進至步驟145(如A所示）時，啓始加速計時器T(warp)。一 較佳實例之T(warp)値是30毫秒。同時在步驟145，區域網 路轉轍器埠之中繼器62設定至未跨接之位置，或轉接器模 態，且該埠傳送一 IEEE 802.5標準定義之複製位址測試 (DAT)MAC 框。 該埠然後傾聽將爲其之接收器電路所接收之任何型式之 框，在步驟1 50。如果未收到任何框，該埠繼續回到步驟 150直到計時器T(warp)已在步驟155逾時爲止，且該過程回 到步驟100(如B所示）。如果在計時器T(warp)逾0#之前該埠 已收到一框，該過程前進至步驟160，而在步驟160啓始故 障計時器T(fault)(—較佳實例之T(fault)値是10至15秒）且該 埠啓始虛擬驅動電流[藉由閉合開關64]，因而致能黑/橘雙 絞線之虛擬驅動電流。如果計時器T(fault)尚未逾時，決定 於步驟165，該埠決定是否已收到任何型式之框，在步驟 170。如果尚未收到任何框，該過程回到步驟165。如果收 到一框，該埠決定是否該框爲FDX框，在步驟175。如果該 框是FDX框，該埠關閉虛擬驅動電流且開啓（亦即配置）成 爲FDX轉接器模態，如步驟18 0所示。如果在步驟175決定 該框不是FDX框，則附加埠必爲HDX埠。在此種情形之下 ，區域網路轉轍器埠關閉虛擬驅動電流並開啓（亦即配置） 成爲HDX轉接器，如步驟185所示。 如果在該埠收到任何框之前故障計時器T(fault)逾時，決 定於步驟165，該過程前進至步驟190，而在步驟190決定是 -23- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝. 、\s° I \ A7 B7 五、發明説明（21) 否已偵測到一接線故障情況。如果存在—接線故障情況（例 如當電纜未連接至該埠）’虛擬驅動電流將不具有返回路徑 且將偵測到一故障。當在步驟19〇偵測到—故障，該過程回 到步驟100(如B所示）。如果在步驟190未偵測到—故障，該 過程前進至步驟185,而在步驟185關閉虛擬驅動電流且開 啓（亦即配置）該埠做爲HDX轉接器。 概言之’本發明之區域網路轉轍器在其本身之每一琿能 夠模擬網路轉接器或集中器埠。當模擬網路轉接器時，區 域網路轉轍器埠將啓始虛擬驅動電流且經由黑/橘雙絞線 傳送資料且接收資料且提供紅/綠雙絞線之虛擬驅動電流的 接地。當模擬集中器埠時，區域網路轉轍器埠經由黑/橘 雙絞線來接收資料且經由紅/綠雙絞線來傳送資料。此外， 當處於埠模態時，區域網路轉轍器琿提供第—與第二琿連 結之間的直流電氣連結以經由紅/綠雙絞線來提供虚擬驅動 電流之返回路徑。 雖然一直特別參照一較佳實例來展示與説明本發明，熟 悉本技術領域者應可瞭解在不離開本發明之精神與範疇之 下可對型式與細節實施多種改變。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝. 訂 經濟部中央標準局男工消費合作社印製 24- 本紙张尺及適用中國國家榇準（CNS ) A4規格（210X297公釐）

Claims (1)

1. Α8 Β8 C8 D8 、申請專利範圍 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •1.—種用於網路之資料傳送單元，該資料傳送單元之每一 埠具有第-料結’第二料結，—傳送器電路與一接 收器電路’該資料傳送單元之每一崞包含· 具有連接至第一埠連結之第一繞組與第二繞組的第一 變壓器； 具有連接至第二蟑連結之第一繞組與第二繞組的第二 變壓器；及 —依照該埠之模態訊號的函數來切換該埠至第一模態 或第二模態之切換系統，其中該切換系統在第—模態中 連接第一變壓器之第二繞組至傳送器電路並連接第二變 壓器之第二繞組至接收器電路，且其中該切換系統在第 一模態中連接第一變壓器之第二繞組至接收器電路並連 接第二變壓器之第二繞组至傳送器電路。 2 ·根據申„青專利範圍第1項之一種用於網路的資料傳送單 元，每一埠進一步包含： 線· 第一開關； 一經由第一開關可切換式連接至第一埠連結之直流電 壓源；及 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 具有第一與第二位置之第二開關，且第二開關在第一 位置連接第二埠連結至直流返回路徑而在第二位置連接 至第一埠連結。 3_根據申清專利範圍第1项之一種用於網路的資料傳送單 元’其中每一傳送器電路與每一接收器電路相連以致每 一埠可與任何其他埠進行通訊。 本紙張尺度適用中國圃定拔绝^ PMC、Α ί r I ·· -25- 釐 公 97 2 A8 B8 C8 D8 3〇8767 、申請專利範圍 Λ · 根據申請專利範圍第i項之一種用於網路的資料傳送單 元，其中一埠連接至一資料傳送單元。 5.根據申請專利範圍第4項之一種用於網路的資料傳送單 元’其中一模態訊號切換該埠之切換系統至第二模態。 6 ·根據申請專利範圍第4項之一種用於網路的資料傳送單 元’其中一模態訊號切換該埠之切換系統至第一模態。 7_根據申請專利範圍第1項之一種用於網路的資料傳送單 元’其中一埠連接至一標準轉接器。 8·根據申請專利範圍第1項之一種用於網路的資料傳送單 元’其中一琿連接至一集中器。 9·根據申請專利範圍第1項之一種用於網路的資料傳送單 元’其中該資料傳送單元是一多埠區域網路轉轍器。 说一種用於網路之資料傳送單元，該資料傳送單元之每— 槔具有第一埠連結，第二埠連結，一傳送器電路與一接 收器電路’該資料傳送單元之每一埠包含： 一依照該埠之模態訊號的函數來切換該埠至第—模態 或第二模態之切換系統，其中切換至第一模態之切換系 統連接第一埠連結至傳送器電路並連接第二埠連結至接 收器電路，且其中切換至第二模態之切換系統連接第一 槔連結至接收器電路並連接第二槔連結至傳送器電路。 11.根據申請專利範圍第1 〇項之一種用於網路的資料傳送單 元’每一缚進一步包含： 第一開關； 一經由第一開關可切換式連接至第一埠連結之直流電 -26 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉A4此格（210X297公發 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -? ^_ -5 -0. 經濟部中央襟準局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 A8 B8 C8 D8 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 壓源；及 具有第-與第二位置之第二開關，且第二開關在第一 位置連接第—4連結至直流返回路徑*在第二位置連接 至第一埠連結。 12. 根據巾請專利範圍第丨。項之—種用於網路的資料傳送單 兀其中每—傳送器電路與每一接收器電路相連以致每 一埠可與任何其他埠進行通訊。 13. 根據申4專利範圍第i 〇項之一種用於網路的資料傳送單 元，其中一埠連接至一資料傳送單元。 14. 根據申4專利範圍第i 3項之—種用於網路的資料傳送單 兀，其中一模態訊號切換該埠之切換系統至第二模態。 15. 根據申4專利範固第丨3項之—種用於網路的資料傳送單 元，其中一模態訊號切換該埠之切換系統至第一模態。 16. 根據申請專利範圍第1 〇項之.一種用於網路的資料傳送單 元，其中一蜂連接至一標準轉接器。 17_根據申請專利範圍第1〇項之一種用於網路的資料傳送單 元’其中一埠連接至一集中器。 18_根據申請專利範圍第1〇項之一種用於網路的資料傳送單 元，其中資料傳送單元是一多埠區域網路轉轍器。 19_ 一種資料通訊網路系統，該種資料通訊網路系統包含： 多個網路轉接器； 一連接該等多個網路轉接器之一或更多以構成一符 環網路之集中器；及 第一資料傳送單元，第一資料傳送單元具有連接至 記 資 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線 -27- 本紙張尺度返用宁國國家揉準（CNS ) Μ規格（210X297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 - --—- ___ D8 六、申請專利範圍 料傳送單元之第__之該等多個網路轉接器之一與連接 至資料傳送單（之第：_之集中器，第—資料傳送單元 之每埠具有第一埠連結，第二埠連結，—傳送器電路 與-接收器電路’且資料傳送單元之每—埠進—步包含： :、'居埠之模態訊號的函數來切換該皡至第一模 1、或第—模態之切換系統’其中切換至第一模態之切換 系統連接第—埠連結至傳送器電路並連接第二琿連結至 接收器電路’且其中切換至第二模態之切換系統連接第 埠連結至接收器電路並連接第二埠連結至傳送器電路; 第一開關； ， 一經由第一開關可切換式連接至第一埠連結之直流 電壓源；及 具有第一與第二位置之第二開關，且第二開關在第 一位置連接第二埠連結至直流返回路徑而在第二位置連 接至第一皡連結。 20. 根據申請專利範圍第J 9項之一種資料通訊網路系統，其 中每一傳送器電路與每一接收器電路相連以致每一琿可 與任何其他埠進行通訊。 21. 根據申請專利範圍第i 9項之一種資料通訊網路系統，其 中資料傳送單元之第三埠連接至第二資料傳送單元之第 一璋。 22. 根據申請專利範圍第1 9項之一種資料通訊網路系統，其 中第一模態訊號切換第一資料傳送單元之第一埠之切換 系統至第二模態。 __ -28- 本紙ft尺度通用中國國家標準（CNS ) A4&( 210X297公釐） ' (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) _fr— *1T 六、申請專利範圍 A8 88 C8 D8 23. 根據申請專利範圍第19項之一種資料通訊網路系統，其 中第二模態訊號切換第一資料傳送單元之第二埠之切換 系統至第一模態。 24. 根據申請專利範園第1 9項之一種資料通訊網路系統，其 中第一資料傳送單元是一區域網路轉樣器。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -° 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 -29- 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A·4規格（210X297公釐）