JP2000517140A

JP2000517140A - 分散型ネットワーク同期システム

Info

Publication number: JP2000517140A
Application number: JP10511761A
Authority: JP
Inventors: エスコルツ，シエグマー，ケイ
Original assignee: エクセル・スウィッチング・コーポレイション
Priority date: 1996-08-29
Filing date: 1997-08-22
Publication date: 2000-12-19
Also published as: CN1196852A; AU4083897A; US6278718B1; AU728408B2; EP0922348A1; WO1998009405A1; CA2264148A1

Abstract

(57)【要約】実施中のネットワークノードのデータフローを絶えず監視し制御する分散型非同期遠隔通信ネットワークシステムの各ノードで使用するための新規の分散型同期システムであり、ソースノードクロック及び宛先ノードクロックの位相及び周波数の相違に起因するデータフローエラーを防止し、及びリング待ち時間を整数個のフレームパケットと等価にして同期データ伝送をサポートする。ソースノードから受信されネットワーク上の宛先ノードへと送信される一意のフレームパケットの所定のフィールド又はフィールドの一部を格納するための同期データFIFOを備えている。該フレームパケットは、フレームパケットの始まりを示すフレーム同期フィールドと、有効なデータを含むペイロードフィールドと、本発明が同期機能を実行することになる帯域幅を提供するデッドゾーンフィールドとを含んでいる。該フレーム同期サブシステムは、指定されたマスタノードで実施され、リング待ち時間にかかわらず別個に決定されたフレームの始まりでフレームが放たれることを保証する。ワード再同期サブシステムは、各非マスタノードのデータFIFOを介したデータフローを管理し、ソースノードクロック速度でデータの受信及び格納を行い、それ自体のクロックにしたがってデータの送信を行い、これにより、非同期通信ノード間での効率的なデータの送受信が保証される。

Description

【発明の詳細な説明】分散型ネットワーク同期システム発明の背景発明の分野本発明は、一般に遠隔通信分野に関し、特に、分散型遠隔通信システムの非同期ノード間でワード及びフレーム同期を維持するための新規の分散型同期システムに関する。関連技術一般に、分散型ネットワークシステムは、地理的に分散されたノード間でデータを転送する物理的なキャリア転送システムを備えている。かかるネットワークは、バス及びリングトポロジーといった多数のアーキテクチャ形態のうちの任意の形態をとることが可能である。バストポロジーでは、同軸ケーブル又は光ファイバがバスとして一般に使用される。例えば、Ethernetでは、その送信媒体として同軸ケーブルが使用される。また、リングトポロジーの場合には、物理媒体は、ツイストペアケーブル、同軸ケーブル、又は光ファイバとすることが可能である。リングトポロジーでは、ノードがリピータとして働き、到来する情報の受信及び再送信を行う。ネットワーク中の共有媒体を使用するノード間のコンフリクトを回避するために様々な機構が開発されてきた。例えば、一般的な技術では、トークンが送られる分散型の制御機構が使用されており、この場合には、送信許可が、「トークン」、情報フレーム中にセットされた指定ビット若しくはフラグ、又は特別に規定された制御フレームにより、１つの局から別の局へと順次送られる。代替的には、媒体を介して現在送信を実行しているノードが、その送信フレーム中にトークンビットをセットすることにより、該送信の終了時に次のノードに制御を渡すことが可能である。次いで、該トークンビットを認識したノードは、該ノードが必要とする場合に該ノード自体の情報を自由に送信することが可能となる。このため、媒体上には多数のトークンが同時に存在する可能性がある。別の従来の方法では、現在送信中のノードは、それ自体のフレームが戻ってきた場合にのみ次のノードに制御を渡す(即ちトークンを発行する)。この場合には、任意の１つの時点では１つのトークンしか存在せず、これによりネットワークの管理が簡素化される。バストポロジー及びリングトポロジーの両者を使用して、トークンパッシングアクセス戦略がサポートされる。バスの場合には、トークンを次に受信することができるノードを決定するためにノードを連続して番号付けしなければならない。また、リングの場合には、「次の」ノードは送信方向で暗黙のものとなる。最も単純な動作モードでは、リング上の各ノードは、各フレームパケットを受信し、次いで該フレームパケットを隣接ノードに渡す(再送信する)。ノードは、フレームパケットの宛先アドレスが該ノード自体であることを認識すると、該フレームパケットの再送信に加えて該フレームパケットのコピーを行う。オリジナルの送信ノードは、それ自体のフレームを、該フレームがリングを一巡した後に該ノードに戻ってきた際に除去する。シングルトークン手順では、送信ノードは、次いで、それ自体のフレームパケットを受信した後にトークンを発行することにより、次のノードに制御を渡す。送信すべきフレームを有するノードは、該フレームが送信を行うことの許可を受信するまで待機しなければならない。ソースノードから宛先ノードへデータを送信するための時間は、典型的には、ネットワーク性能の測度として使用される。送信時間は、多数の要因によって決まるものであり、その重要な１つがリング待ち時間またはリング遅延である。このリング待ち時間に寄与するものとして主に２つのものが存在し、即ち、フレームパケットがリングを一巡するのに要する伝搬遅延と、リング上の各ノードでフレームパケットを再送信するのに要する遅延である。リングの待ち時間が短いほどネットワーク性能は良くなる。リング待ち時間による影響は、最近の高速の光ファイバシステムで提供される帯域幅能力の増大により、その度合いが一層大きいものとなる。高速ネットワークは、ファイバ（またはワイヤ）中でのビットの一層近接したパッキングにより一層高速になるので、単一ビットがファイバを通過するのに要する時間は本質的には同一である。したがって、例えば、アプリケーション間でメッセージを交換するのに要する時間は、該交換が10Mb/secのEhernetを介して行われる場合には、ほぼ同一となる。しかし、単位時間につき一層多くのビットを送信するためのネットワークの能力の増大、並びに単位時間につき一層多くの命令を実行するためのノードの能力の増大の結果として、ネットワークにおける相対遅延が増大することとなった。即ち、ソースノードがそのメッセージに対する応答を待たなければならない命令サイクルの数が、ＣＰＵのサイクル時間が小さくなるにつれて増大する。その結果として、リング待ち時間は、分散ネットワークシステムにおける最も大きな犠牲となりつつある。この問題は、広域に分散されたネットワークでは一層悪化する。これは、伝搬遅延が距離と共に増大するからである。分散ネットワークにおけるノードは地理的に一層分散されたものとなりつつあるため、送信側アプリケーションがそのパケット（又はそのメッセージに対する応答）が戻ってくるのを待機しなければならない命令サイクルの数が増大している。更に、地理的に分散されたネットワークシステムではノード間距離が増大するため、伝搬遅延、ひいてはリング待ち時間が予測不能となる。この分散ネットワークシステムにおける予測不能性は、ノードが、同期ＰＣＭ（パルスコード変調）データを伝達する遠隔通信スイッチである場合には、特に問題の大きなものとなる。フレームパケットの予測不能な到着により、受信ノードがＰＣＭサンプル間の境界を精確に識別することが妨げられ、これにより非同期ネットワークを介して同期データを送信することができなくなる。更に、分散ネットワークを介した情報の正しい受信を確実にするために、宛先ノードを制御する局所的なタイミング信号をソースノードのタイミング信号と精確に一致させなければならない。しかし、同一周波数で動作しているにもかかわらず、ネットワーク要素間にはタイミング変動が不可避的に存在する。ジッタと呼ばれる高い周波数の変動は、一般に各ノードでジッタフィルタを使用することにより、管理可能なレベルまで低減される。また、ワンダ(wander)と呼ばれる低い周波数の変動は、一般にネットワーク中のノード内に設けられたバッファを使用することにより、該ネットワーク内で処理される。詳細には、かかるバッファは少量のデータを格納し、該データをデータ損失又はエラーを生じさせることなく小さなワンダにより構築し又は放出することが可能となっている。ワンダが該バッファの容量を超えた場合には、該バッファは、データブロックの反復（即ちアンダーフロー）又は破棄（即ちオーバーフロー）を行って、ソースノードと宛先ノードとの間のタイミング差を補償する。アンダーフロー及びオーバーフロー動作（一般にスリップ(slip)と呼ばれる）は、典型的にはネットワーク内のエラーとなる。例えば、ボイス回路では、ポップ音（パチッと言う音）又はクリック音（カチッと言う音）により検知することが可能であり、これに対し、データ伝送では、スリップはデータの損失により明らかとなる。極めて大きなバッファは、かかるエラーの可能性を減じることが可能なものであるが、ネットワークを介した遅延を増大させるものとなる。遅延は望ましくないものであり、従って、バッファサイズは最小限にされる。ネットワークの同期を維持してかかるデータ損失を防止するために、様々な技術が開発されてきた。例えば、従来のクロック回復技術は、データ送信と共にネットワークを介してタイミング情報を送ることが多い。宛先ノードにあるクロック回復システムは、送信されたタイミング情報を使用して、ソースノードクロックの周波数を回復させて送信クロックを生成し、該送信クロックの周波数で宛先ノードが宛先ユーザプロセスにデータを送信する。更に、該回復されたクロック及び送信が、ネットワーク中の他のノードに提供される。該回復技術を用いているにもかかわらず、各ノードは、該ソースノード周波数の周辺で変動する移送ロックループその他のフィードバック回路を採用して、前記クロック周波数にロックさせることを継続的に試行している。所望の周波数の周辺での絶え間のない変動によりジッタが生じることになる。後続の各ノードがクロックを回復させようとするため、以前の全ての回復試行によるジッタが累積されることになる。最終的には、該累積されたジッタが宛先ノードの容量を超え、送信クロックの永久的な位相誤差が生じて、データエラーが生じることになる。従来のクロック回復システムの別の欠点は、該システムが、ソースノード及び宛先ノードに同一のネットワーク基準クロックが供給されているという仮定に基づくものである点にある。これは、ネットワークの各部分が異なる基準クロックに同期させられること（即ちネットワークシステムが多数のタイミング領域を含んでいること）が珍しくない地理的に分散された遠隔通信システムの場合には、該当しないことが多い。それらの局所的なクロックは、層(stratum)lクロックを基準とすることが可能なものではあるが、時間と共に位相外れを呈する可能性があり、該位相外れは、ノード間通信でスリップが生じるまで増大し続ける。更に、ディジタルクロス接続等のネットワーク要素が失敗した場合には、特定のネットワークノードがその基準クロックを失う可能性がある。次いで、かかるノードは、その内部クロックを利用しなければならず、その結果、該ノードの内部クロックと基準クロックとの間の位相及び周波数の違いに起因してデータの損失が増大することになる。結果的に生じる位相外れはそれ自体を更に悪化させるものとなる。即ち、ボイス伝送ではクリックノイズ及びポップノイズが生じ、イメージ及びビデオ伝送ではデータ損失が生じることになる。明らかに、これら従来の技術は、ソース及び宛先ノードにより利用される基準クロックの一貫性と同程度の信頼性を有するものに過ぎない。したがって、同期（ＰＣＭ）データの送信をサポートするように、分散ネットワークシステムにおけるリング待ち時間を予測可能な補償されたものとすることを確実にする手段が必要とされている。更に、該システムは、各ネットワークノードを介した情報の伝送においてデータ損失を伴うことなく及び過度の遅延を生じさせることなく、ソースノードクロックと宛先ノードクロックとの間の逸脱から回復することが可能なものでなければならない。発明の要約本発明は、実施中のネットワークノードのデータフローを絶えず監視し制御する分散型非同期遠隔通信ネットワークシステムの各ノードで使用するための新規の分散型同期システムであって、ソースノードクロック及び宛先ノードクロックの位相及び周波数の相違に起因するデータフローエラーを防止し、及びリング待ち時間を整数個のフレームパケットと等価にして同期データの効率的な伝送を可能にする、分散型同期システムである。詳細には、本発明は、ソースノードから受信された（続いてネットワーク上の宛先ノードへ送信されることになる）一意のフレームパケットの所定のフィールド又はフィールドの一部を格納するための同期データFIFOを備えている。該新規のフレームパケットは、フレームパケットの始まりを示すフレーム同期フィールドと、有効なデータを含むペイロードフィールドと、本発明が同期機能を実行することになる帯域幅を提供するデッドゾーンフィールドとを含んでいる。本発明のフレーム同期サブシステムは、指定されたマスタノードで実施され、ネットワークにおけるフレーム伝搬時間（リング待ち時間）にかかわらず別個に決定されたフレームの始まりでフレームが解放されることを保証する。ワード再同期サブシステムは、各非マスタノードのデータFIFOを介したデータフローを管理し、ソースノードクロック速度でデータの受信及び格納を行い、それ自体のクロックにしたがってデータの送信を行い、これにより、非同期通信ノード間での効率的なデータの送受信が保証される。一層詳細には、ワード再同期サブシステムは、同期データFIFOの動作を制御して、本発明を実施したソースノード及び宛先ノードの各クロックの位相差を吸収する。ソースノードクロック速度で動作する書き込みコントローラと、宛先ノードクロック速度で動作する読み出しコントローラとは、データFIFOを介したデータの通過を非同期で管理して、FIFO中のデータのレベルを最適レベルに維持する。無関係のデータが関連するフレームパケット中に置かれるフレーム送信の所定部分の受信中に、FIFO読み出し及び書き込みコントローラが、FIFOとの間での読み出し及び／又は書き込み動作を一時的に保留し、データを最適レベルに維持して、データの送受信を効率的に行うと共にネットワークノードを介した付加的な遅延を防止する。一方、フレーム同期サブシステムは、フレームパケットのペイロード及びフレーム同期ワードのみをバッファし、それらは局所フレーム同期パルスの発生により決定されるようなフレームサイクルの開始時まで保持される。送信時には、フレーム同期サブシステムは、格納されているペイロード及びフレーム同期フィールドのみを送信し、それらに対し、新たな局所的に決定されたデッドゾーンを付加して、精確に１フレーム長を有するフレームパケットを生成する。有利なことに、本発明のワード再同期サブシステムは、データFIFOのオーバーフロー及びアンダーフロー条件の発生を防止し、これにより、実施されているネットワークノードを介したエラーのない送信が保証される。ワード再同期サブシステムの重要な特徴は、その予測性にあり、これにより、データを損失する前にエラー修正機能を実行することが可能になる。本発明により提供される別の特徴は、FIFOとの間でのデータの読み出し及び書き込みの何れか一方又は両方を瞬間的に制御して、データ損失なしに、及びネットワークに大きな遅延を生じさせることなく、クロックの逸脱から回復する能力にある。本発明の更に別の特徴は、フレーム同期サブシステムが、マスタノードから再送信された各フレーム毎に可変サイズのデッドゾーンを再生成して、各フレームパケットが、単一フレーム送信に必要とされる所定の長さに精確に等しくなることが保証されるようにすることにより、ネットワークシステムにおけるタイミングの不完全性による影響を除去することにある。これにより、あらゆる非マスタノードが所定の時間間隔でフレームパケットを受信することが保証される。フレームパケットの予測可能で周期的な受信により、パルスコード変調（ＰＣＭ）サンプル間の境界を受信側ノードが決定することが可能となる。更に、フレーム同期サブシステムは、ノード中にバッファされるデータの量を自動的に調節し、即ち、リング待ち時間に対して動的に自己調整を行う。図面の簡単な説明本発明の上述の利点及び更なる利点については、添付図面と共に以下に示す説明を参照することにより一層良好に理解されよう。図１は、リングタイプのノード間ネットワークを用いてプログラム可能なスイッチングノード間で情報の送信を行う遠隔通信システムを示すブロック図であり、その全ては本発明の好適実施例に従って構成されたものである。図２は、図１の遠隔通信システムで使用することができる１つのタイプのプログラム可能スイッチングノードを示すブロック図である。図３は、図２に示すスイッチングノードに組み込まれたノードスイッチを示すブロック図である。図４は、本発明の分散同期システムを示すブロック図である。図５は、本発明の分散同期システムにより使用される新規のフレーム構造を示すブロック図である。図６は、本発明の分散同期システムのワード再同期サブシステムを示すブロック図である。図７は、本発明のワード再同期サブシステムの書き込みコントローラにより実行される機能を示す状態図である。図８は、本発明のワード再同期サブシステムの読み出しコントローラにより実行される機能を示す状態図である。図９は、本発明の分散同期システムのフレーム同期サブシステムを示すブロック図である。図10は、本発明のフレーム同期サブシステムの書き込みコントローラにより実行される機能を示す状態図である。図11は、本発明のフレーム同期サブシステムの読み出しコントローラにより実行される機能を示す状態図である。好適実施例の詳細な説明Ａ．システム環境図１は、容量が大きくて拡張可能で完全にプログラム可能な遠隔通信スイッチングネットワークシステム100を示している。該ネットワークシステム100は、物理的なキャリア移送システム110により相互接続された一連のプログラム可能ノード102を備えている。該プログラム可能ノード102は、プログラム可能スイッチングノード102b,102dと、ボイス処理リソースノード102cと、マスタノード102a とを備えている。ノード102bは、ホストコンピュータ104と通信可能な関係で接続されたホストインターフェイス114を備えている。１つのホストコンピュータ1 04しか示していないが、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）を使用してホスト／ノード通信を提供し、各ホストを「クライアント」として構成し、各ノードを「サーバ」として構成することにより、多数のホストがネットワークシステム 100（又はその一部）を制御することが可能となる。図面の明瞭化のため、スイッチングノード102bに対する単一のホストインターフェイス114のみを図示することとする。これらのノードは、任意数の機能を実行することが可能である。例えば、ノード102b,102dは、プログラミングスイッチングノードであり、公衆電話交換網（ＰＳＴＮ）106又は私設ネットワーク118との接続のためのディジタルネットワーク／回線インターフェイス108,116をそれぞれ備えている。ここで、「私設ネットワーク」という用語は、ＰＳＴＮ以外のあらゆるネットワーク又は回線を意味する広範な意味を意図したものである。該ネットワーク／回線インターフェイス108,116は、ディジタルネットワーク、アナログトランク／回線、又はそれらの組み合わせを終端させることが可能なものである。ノード102aは通常は「マスタノード」として設計され、その重要性については以下で説明する。後述のように、ノード102a〜102dは何れもアクティブマスタノードとして構成することが可能なものである。しかし、所与の一時点では、アクティブマスタノードは１つしか存在しないことになる。ノード102a〜102dは、高速広帯域ディジタル通信をノード間に提供するリングアーキテクチャノード間ネットワーク110により共に接続されている。図示のように、該ノード間ネットワーク100は、リングを用いて実施することが可能なものであり、この場合、各ノードは、ネットワーク100によりサービスされるパケット化情報を交換することが可能になる。ノード間ネットワーク100はまた、Eth ernetその他のタイプのＬＡＮ、無線通信ネットワーク、及びＰＳＴＮ（ＡＴＭ／ＳＯＮＥＴ）等の様々な他のタイプの通信ネットワークで実施することが可能である。ノード間ネットワーク100にＰＳＴＮを用いることにより、そのノードを大域にわたり地理的に分散させることが可能となる。更に、本発明は、バストポロジーといった他のトポロジーも考慮したものである。システム100の全体的な動作は、ホスト100により制御され、該ホスト100は、典型的にはパーソナルコンピュータ（ＰＣ）、ワークステーション、又はユーザアプリケーションを実行するその他のコンピュータで実施される。ホスト104及びノード102bは、ＬＡＮ／ＲＳ−２３２リンク114を介してメッセージを交換する。かかるメッセージは、典型的には、ノードを構成するため並びに接続の作成及び通信サービス（即ち、トーン検出、トーン生成、及び会議）の提供といった機能を処理するコールを送るために使用される。ノード102によりサポートされるプログラム可能なネットワークプロトコル及び通信サービス、並びに、かかるプロトコルの開発については、本出願人の「Telecommunications Switch Having Programmable Network Protocols」と題する米国特許第5426694号及び「 Telecommunications Switch Having A Universal Applications Program Interf ace」と題する1995年11月30日付の米国特許出願第08/566414号を参照されたい。図２は、システム100で使用することが可能な（スイッチングノード102b等の）１つのタイプのネットワークノード102に含まれる主な機能的な要素を示している。ディジタル又はアナログネットワーク／回線インターフェイス206は、一連のラインカード入出力(I/O)カード204で終端している。一連のディジタルネットワークT1,E1,J1またはアナログトランク／ライン・ラインカード208は、ラインカード(LC)I/Oライン210を介してラインカードI/Oカード204と通信する。前記ラインカード208はまた、冗長スイッチングバス212a,212b（包括的にスイッチングバス212と称す）とのインターフェイスをとる。DS3やSONETといった他のタイプのネットワーク／回線インターフェイスを設けることも可能である。トーン検出及び生成、会議、音声記録式アナウンス、コール進捗分析、スピーチ認識、ADPCM圧縮、及び他の多くの機能が、１つまたは２つ以上の多機能ディジタル信号処理(MFDSP)DSPカード214により提供される。該MFDSPカード214及びその他の光学カード並びにバス212のアーキテクチャ及び動作の詳細については、本出願人の米国特許第5349579号に開示されている。リング（ネットワーク）I /Oカード216は、リング110と本発明のノードスイッチ202との間のインターフェイスとして働くものである。上述のようにホストインターフェイスを設けてホスト104との通信リンクを確立することも可能である。その他のカードは、本例示のスイッチ200から取り外したり該スイッチ200に追加したりすることが可能である。例えば、１つ又は２つ以上のISDN-24カードにより、ISDN一次速度サービス及びその他のパケット通信サービスを提供することが可能である。ボイス処理リソースノード102cは、ラインカード208及びラインカードI/Oカード204を備えていない。これは、かかるノードがPSTNその他のネットワークとインターフェイスしていないからである。しかし、かかるノードは、例えばボイス処理リソースと通信するための標準ボイス処理バスといった更なる構成要素を備えている。例えば、ニュージャージー州在のDialogic Corporationは、ボイス処理バスに直接プラグインしてボイスメール、FAXメール、対話式ボイス応答その他を含む別の用途に使用することが可能な一連のボイス処理リソースボードまたはカードを製造している。他の実施形態としては、ノード102が図２に示したものと同じかまたはそれとは異なるものからなるものが予想される。本発明のノードスイッチ202の好適実施例の詳細な構造を図３に示す。関連するRAM/ROMを有する中央処理装置（CPU）302は、データ/アドレスバス304と通信可能な関係で接続される。CPU302はまた、HDLCバス(スイッチングバス212の一部 )とも通信可能な関係で接続され、またノードスイッチ202の構成に応じてホスト 104と通信可能な関係で接続することも可能である。データ送信器306及び受信器 308は、アドレス/データバス304及びパケット操作回路312と通信可能な関係で接続される。高速データ受信器314は、リング110からパケット形式で情報を受信するために該リング110と物理的にインターフェイスがとられている。該受信器314は、Hewl ett-Packard CompanyのHDMP-1014受信チップ（エミッタ結合論理(ECL)デバイス）で実施されるのが好ましい。受信器314の出力信号を受信し、及びトランジスタトランジスタ論理(TTL)とコンパチブルの出力信号を生成するために、変換回路316が接続される。該変換回路316の出力は、バッファ318を介して本発明の分散同期システム326に加えられる。該システム326の出力がパケット操作回路312 に加えられ、該パケット操作回路312が、受信器308及び送信器306との間における実施されているノードのための通信を送る。バッファ328、変換回路330、及び高速データ送信器332は、バッファ318、変換回路316、及び高速データ受信器314 と相補的な機能をそれぞれ実行する。送信機332は、Hewlett-Packard Companyの HDMP-1012送信チップで実施されるのが好ましい。受信器314は、受信した送信内容からソースノードクロックを回復させ、本発明の分散同期システム326を含むフレームパケット受信専用のノードスイッチ202 の構成要素に回復されたリングクロック322を分配する。ノードスイッチ202は、タイミング機能及び同期機能のための更なる構成要素を備えている。クロックプロセッサ334は、分散同期システム326により使用される局所フレーム同期パルス 324を生成する。該局所フレーム同期パルス324は、実施されているノードに（典型的にはPSTNまたは私設ネットワークから）供給されるネットワーク基準クロックから導出される。最後に、リング発振器336は、フレームパケットを送信するために分散同期システム326を含むノードスイッチ202の構成要素により使用される局所ノードリングクロック320を生成する。該リング発振器336は、バス 304と通信可能な関係で接続され、HDLCバスへのアクセスを制御するための所与のノードに関連する他の全てのカード（即ち、他のノードスイッチ、ラインカード、及びISDN-24カード等）にクロック信号を供給する。ノードスイッチ202及び該ノードスイッチ202により実行される動作の更なる詳細については、本出願人の「Expandable Telecommunications System」と題する1994年3月8日付けの米国特許出願第08/207931号を参照されたい。Ｂ．分散同期システム既述のように、（特にネットワークシステム100等の高速光ファイバシステムにおける）リング待ち時間による悪影響は、かかる分散ネットワークシステムの性能を大幅に低下させるものとなる。リング待ち時間は、主に、フレームパケットがリングを一巡するのに要する伝搬遅延、及び、リング上の各ノードでフレームパケットの再送信を行うのに要する遅延からなる。リングを一巡する際の遅延は、大きなものであり、地理的に分散されたノードを有する広域分散ネットワークシステムでは予測不能なものとなる。このため、同期PCM(パルスコード変調) データの精確な送信が妨げられる。このフレームパケットの予測不能な到着は、受信ノードがPCMサンプル間の境界を識別することを妨げるものとなり、このため非同期ネットワークを介した同期データの送信が不可能となる。更に、ネットワークノード間のタイミングの変動及び従来のクロック回復技法に起因して、累積されたジッタが最終的にノードの容量を超え、クロック及びデータ回復が妨げられる。１．概論分散ネットワークシステム100のリング待ち時間が予想可能であって同期（PCM ）データの送信をサポートすることを確実化するために、本発明は、所定のフレームサイクル間隔が生じるまでフレームパケットの再送信を遅延させ、これにより、リング待ち時間を整数個のフレームサイクルへと延長させる。非同期で通信を行うノード間のクロック逸脱に起因するデータフローエラーを回避するために、本発明は、受信及び再送信機能を非同期で実行し、データスループットを最適な速度に維持して、データフローエラーを防止し、そのリング待ち時間に対する寄与を制限する。図４は、本発明の分散同期システム326の機能を示すブロック図である。図５は、ノード間ネットワーク100を介して情報を交換するために本発明により生成される新規のフレームパケット構造の概要を示すブロック図である。非同期ネットワークの地理的に分散されたノード間のワード及びフレーム同期を維持するために、本発明は、２つの関連するが機能的に異なるサブシステム、即ち、指定されたマスタノードにおいて動作するフレーム同期サブシステムと、残りの非マスタノードにおいて動作するワード再同期サブシステムとを備えている。各サブシステムは、図５に図示し以下で詳述する独自のフレームパケットアーキテクチャに関連して働くものとなる。ここで、図４を参照する。分散同期システム326の好適実施例は、同期データF IFO402、ワード再同期システム404、及びフレーム同期サブシステム406を備えている。フレームパケット502という形のデータが、受信機314から変換回路316及びバッファ318を介してデータ入力ライン401上のデータFIFO402へと送られる。該FIFO402からデータ出力ライン403上にデータが読み出される。該データ出力ライン403は、パケット操作回路312、バッファ328、及び変換回路330を介して送信機332へと接続されている。ワード再同期サブシステム404は、データFIFO402に送られるフレームパケットを監視ライン412を介して監視する。該ワード再同期サブシステム404はまた、データFIFO402内のデータのレベルを監視し、送られたフレームパケットのデータF IFO402への書き込みを制御／ステータスライン408を介して制御する。既述のように、ワード再同期サブシステム404は、フレームパケットの受信及び再送信を非同期で行う。したがって、該サブシステム404は、回復されたリングクロック322を入力として受信してデータFIFO402へのデータの書き込みを制御し、マスタリングクロック320を入力として受信してデータFIFO402からのデータの読み出しを制御する。また、フレーム同期サブシステム406は、データFIFO402に送られるフレームパケットを監視ライン412を介して監視する。該フレーム同期サブシステム406はまた、データFIFO402内のデータのレベルを監視し、送られたフレームパケットのデータFIFO402への書き込みを制御／ステータスライン410を介して制御する。該フレーム同期サブシステム406もまたフレームパケットの受信及び再送信を非同期で行うため、回復されたリングクロック322及びマスタリングクロック320を入力として受信し、それらのクロックをワード再同期サブシステム404の場合と同一の目的に使用する。更に、フレーム同期サブシステム406は、局所フレーム同期パルス信号324を受信し、該信号を使用して、別個に決定されたフレームサイクルでフレームパケットを送信する。図５は、ノード間ネットワーク100上で情報を交換するための一般的なフレームパケット構造502を示している。各フレームパケット502は、幾つかのフィールドからなり、その各フィールドは、データワード、制御情報、及び充填フレーム（即ち非データ）のうちの１つ又は２つ以上を含む。フレーム同期フィールド50 4は、フレームパケット502の始まりの指示を提供する。ペイロードフィールド50 6は、幾つかのサブパケットからなり、その各サブパケットは、ネットワーク100 上のノード102a〜102d間で送信するためのデータを含む。該ペイロードフィールド506は、回路交換データパケット、パケット交換データパケット、ボイス処理パケットといった任意のタイプのデータパケットを含むことが可能である。サブパケットの構造並びに異なるタイプの情報を送信するための様々なパケット構造の詳細に関する付加的な情報については、本出願人の「Expandable Telecommuni cations System」と題する1994年3月8日付の米国特許出願第08/207931号に開示されている。図５はまた、全てのノードによる回路交換データの送信を可能にするようにネットワーク100の帯域幅を割り当てるための好適な方法を示している。ネットワークを介したデータの送信は、フレーム指示ウィンドウ510内で行われ、その各々は125μｓの期間を有している。125μｓという期間は、最も広く使用されているネットワークプロトコルのサンプリングレート（8KHz）に対応するものであるため好適なものとなる(これは回路交換データの値が125μｓ毎に変化することを意味している)。したがって、回路交換データの全てのノード間の送信を1 25μｓ未満で行うことを要件とすることにより、ノード間ネットワーク100は、かかるデータの全てを値が変化する前に確実に送信することが可能となる。これはまた、ノード間ネットワーク100がPSTNまたは私設ネットワーク106,118と非同期で動作することも可能にする。デッドゾーンフィールド508は、有効なデータを含まない各フレームパケット5 02の所定の可変部分である。これにより、本発明の同期機能を実行するための帯域幅の対応して制限される部分が割り当てられることになる。以下で詳述するように、デッドゾーンフィールド508は、指定されたマスタノード102aがフレームパケット502を再送信する毎に該マスタノード102aにより再生成される。ワード再同期サブシステム404及びフレーム同期サブシステム406については以下で詳述する。２．ワード再同期サブシステム本発明のワード再同期サブシステム404は、非同期ネットワークシステムの各ノードで使用するための新規の分散同期システムである。該ワード再同期サブシステム404は、実施されているネットワークノードを介したデータフローを絶えず監視し制御して、ソースノードクロックと宛先ノードクロックとの間の位相及び周波数の違いに起因するデータフローエラーを防止する。詳細には、ワード再同期サブシステム404が、同期データFIFO402を介したデータフローを管理し、ソースノードクロック速度でデータの格納を行い、それ自体の局所クロック速度でデータの送信を行い、これにより、ノードを介した適当でない遅延を生じさせることなく、非同期通信ノード間におけるフレームパケットの効率的な送受信を保証する。一層詳細には、ワード再同期サブシステム404は、データFIFO402の動作を制御して、本発明を実施したソースノード及び宛先ノードのクロック間の位相差を吸収する。ソードノードクロック速度で動作する入力又は書き込みコントローラ60 2、及び宛先ノードクロック速度で動作する出力又は読み出しコントローラ604は、宛先ノードのデータFIFO402を介したデータの通過を管理して、データFIFO402 におけるデータのレベルを最適レベルに維持する。関連するデータを含まないフレームパケットの所定部分（即ちデッドゾーン508）を受信した際には、書き込みコントローラ602及び読み出しコントローラ604は、FIFOとの間でのデータの書き込み及び／又は読みだし動作を一時保留し、データを最適レベルに維持して、データを損失させることなく及びネットワークにおける大きな遅延を生じさせることなくクロック逸脱から回復する。ここで、図６ないし図８を参照して本発明の新規のワード再同期サブシステム 404について説明する。図６は、本発明の分散同期システム310のワード再同期サブシステム404及びFIFO402の機能を示すブロック図である。該ワード再同期サブシステム404は、一般的には、書き込みコントローラ602、読み出しコントローラ 604、イニシャライザ606、及びカウンタ608を備えている。書き込みコントローラ602及び読み出しコントローラ604は、データFIFO402のデータレベル620、並びにフレームパケット502のどのフィールドがデータFIFO40 2の入力に現在与えられているかに応じて、該データFIFOを介したデータのフローを制御する。一層詳細には、ワード再同期サブシステム404の前記コントローラ602,604は、FIFO402のデータレベル620を、上しきい値レベル618と下しきい値レベル622との間に維持する。該しきい値レベル618,622は、リング待ち時間に寄与することなくソースノードクロックと宛先ノードクロックとの間の位相差を吸収するための、データFIFO402のデータレベル620の最適範囲を画定るものである。上しきい値レベル618は、プログラム可能なほぼ一杯（PAF）フラグ614により表され、下しきい値レベル622は、プログラム可能なほぼ空（PAE）フラグ616により表される。これら２つのフラグ614,616は共に、データレベル620の現在の指示を提供するものとなる。 PAEフラグ616は、データFIFO402のデータレベル620が、関連する下しきい値レベル622未満になったときを示す。同様に、PAFフラグ614は、データFIFO402のデータレベル620が、関連する上しきい値レベル618を越えたときを示す。データレベル620が下しきい値レベル622未満である場合にはPAEフラグ616がアクティブ状態にあり、データレベル620が上しきい値レベル618以上である場合にはPAFフラグ614がアクティブ状態にある。代替的には、データレベル620が下しきい値レベル622を越えており上しきい値レベル618未満である場合には、PAEフラグ616及びPAF614フラグが、初期化制御ライン628を介してイニシャライザ606 により、それぞれのしきい値を表す（後述の）所定レベルへと初期設定される。上述のように、フレームパケット502は幾つかのフィールドから構成される。ワード再同期サブシステム404により実行される動作は、部分的には、フレームパケット502のどのフィールドがデータFIFO402の入力に与えられるかによって決まる。これはカウンタ608により決定される。カウンタ608は、データFIFO402に与えられるデータ入力を監視ライン412を介して監視する。フレーム同期フィールド504の受信時に、カウンタ608は、データFIFO402により受信されたワードの数のカウントを開始する。カウンタ608が、データFIFO402の入力に現在与えられているフレームパケット502のフィールドがデッドゾーンフィールド508であることを示す所定値に達すると、該カウンタ608は、書き込みコントローラ602及び読み出しコントローラ604に再同期を行うよう命令する信号を制御バス626上に送信する。カウンタ608は、フレーム同期フィールド504の受信時にタイマをリセットし、及びフレームパケット502の単一ワードを受信するのに要する時間と等しい時間の増分でタイマをインクリメントすることにより、データFIFO402に与えられたワードをカウントする。 PAFフラグ614またはPAEフラグ616により決定されたデータレベル620と、カウンタ608により決定されたフレームパケット502の現在与えられている部分とに基づき、書き込みコントローラ602及び読み出しコントローラ604によりデータがデータFIFO402を介して送られる。書き込みコントローラ602は、データFIFO402へのデータの書き込みを書き込みイネーブル（WEN）信号ライン610を介して制御する。読み出しコントローラ604は、データFIFO402からのデータの読み出しを読み出しイネーブル（REN）信号ライン612を介して制御する。上しきい値618及び下しきい値622により決定される最適範囲内にデータレベル 620を維持するための書き込みコントローラ602及び読み出しコントローラ604の動作について図７及び図８を参照して以下で説明する。図７は、書き込みコントローラ602により実行される機能を示す状態図であり、図８は、読み出しコントローラ604により実行される機能を示す状態図である。それらコントローラに関する説明に続き、データフローエラーを防止するためのワード再同期サブシステム404の各要素の相互運用性について説明する。図７を参照する。書き込みコントローラ602の状態マシン700は、３つの状態、即ち、リセット状態702、書き込み保留状態704、及び書き込み状態706を有している。最初に、書き込みコントローラ602はリセット状態702にある。該書き込みコントローラ602は、電力を受けた場合、データFIFO402がクリアされた場合、ネットワークを介した通信を開始する前に各ノードが初期化された場合等、幾つかの理由でリセットすることが可能である。リセット状態702では、書き込みコントローラ602は、書き込みイネーブル(WEN )制御ライン610をイナクティブにセットして、必要な条件が現れるまでデータFI FO402へのデータの書き込みを防止する。これらの初期化手順が完了したとき、書き込みコントローラ602は、状態遷移ライン708で示すように、書き込み保留状態704へと進む。書き込みコントローラ602が書き込み保留状態704にある間、該書き込みコントローラ602は、WEN制御ライン610をイナクティブに維持する一方、PAFフラグ614 の状態と、データFIFO402に現在与えられているフレームパケット502の一部とを監視する。PAFフラグ614がアクティブである場合には、データレベル620が上述のように上しきい値618を越える。かかる条件下では、書き込みコントローラ602 は、フレームパケットを受信しない限り、書き込み保留状態704に留まり続ける。代替的に、書き込みコントローラ602は、データFIFO402におけるデータレベル 620が上しきい値618未満である場合に、書き込み状態706へと進むことになる。データレベル620が上しきい値618未満でありPAFフラグ614がイナクティブである場合には、書き込みコントローラ602は、データFIFO402へのデータの書き込みを可能にする。このため、フレームパケットがデータFIFO402の入力に与えられた場合またはデータFIFO402が「ほぼ一杯」でない場合には、書き込みコントローラ602は、状態遷移ライン710に示すように、書き込み状態706へと進む。書き込み状態706では、書き込みコントローラ602は、書き込みイネーブルライン610をアクティブにセットして、データFIFO402へのデータの書き込みを開始させる。該データの書き込みは、２つの条件が同時に生じるまで続行される。デッドゾーンフィールド508がデータFIFO402の入力に現在与えられていることをカウンタ608が示す場合には、ペイロードフィールド506が該データFIFO402に完全に書き込まれている。データレベル620がデータFIFO402の最適範囲内にあるときにこれが生じた場合には、データの書き込みは保留されず、次のデータブロックがその到着時にデータFIFO402に書き込まれることになる。しかし、デッドゾーンフィールド508がデータFIFO402の入力に現在与えられており、データレベル620が上しきい値618を越えており、従ってデータFIFO402における所望の最適範囲を超えている、ということをカウンタ608が示す場合には、データの書き込みが保留される。このため、現在のデータフレームのペイロードフィールド506がデータFIFO402に完全に書き込まれており、該データFIFO402 がほぼ一杯になっている場合には、書き込みコントローラ602は、状熊遷移ライン712に示すように書き込み保留状態704へと進む。ここで図８を参照する。読み出しコントローラ604の状態マシン800は、３つの状態、即ち、リセット状態802、読み出し保留状態804、及び読み出し状態806を有している。最初に、読み出しコントローラ604はリセット状態802にある。該読み出しコントローラ604は、書き込みコントローラ602のリセット状態702に関して説明したような幾つかの理由でリセットすることが可能である。リセット状態802では、読み出しコントローラ604は、読み出しイネーブル(REN )制御ライン612をイナクティブにセットして、必要な条件が現れるまでデータFI FO402からのデータの読み出しを防止する。これらのリセット／初期化手順が完了したとき、読み出しコントローラ604は、状態遷移ライン808で示すように、読み出し保留状態804へと進む。読み出しコントローラ604が読み出し保留状態804にある間、該読み出しコントローラ604は、REN制御ライン612をイナクティブに維持する一方、PAEフラグ616 の状態と、データFIFO402に現在与えられているフレームパケット502の一部とを監視する。PAEフラグ616がアクティブである場合には、データレベル620が上述のように下しきい値622未満となる。かかる条件下では、読み出しコントローラ6 04は、フレームパケットを受信しない限り、またはデータレベル620が下しきい値622を越えない限り、読み出し保留状態804に留まり続ける。データレベル620が下しきい値622を越えて上昇すると、読み出しコントローラ604は、データFIFO402からのデータの読み出しを可能にする。このため、新たなフレームパケットがデータFIFO402の入力に与えられた場合、またはデータレベル620が「ほぼ空」でない場合には、読み出しコントローラ604は、状態遷移ライン810に示すように、読み出し状態806へと進む。読み出し状態806では、読み出しコントローラ604は、REN制御信号612をアクティブにセットして、データFIFO402からのデータの読み出しを可能にする。該データFIFO402からのデータの読み出しは、２つの条件が生じるまで続行される。デッドゾーンフィールド508がデータFIFO402の入力に現在与えられている（ペイロードフィールド506が該データFIFO402に完全に書き込まれている）こと、またはデータレベル620がデータFIFO402の最適範囲内にあることをカウンタ608が示す場合には、データの読み出しは保留されず、データFIFO402からのデータの読み出しが続行されることになる。しかし、デッドゾーンフィールド508がデータFIFO402の入力に現在与えられており、データレベル620が同時に下しきい値622未満となっている(従って、所望の最適範囲未満となっている)、ということをカウンタ608が示す場合には、データの読み出しが保留される。このため、現在与えられているフレームパケットのペイロードフィールド506はデータFIFO402に完全に書き込まれており、該データ FIFO402がほぼ空になっている場合には、読み出しコントローラ604は、状態遷移ライン812に示すように読み出し保留状態804へと進む。書き込みコントローラ602及び読み出しコントローラ604は、互いに協働してデータFIFO402のデータレベル620を上しきい値618と下しきい値622との間の最適レベルに維持する。上述のように、書き込みコントローラ602及び読み出しコントローラ604は、PAFフラグ614及びPAEフラグ616の状態とデータFIFO402の入力に現在与えられているフレームパケット502の一部とに基づき内部的に生成された同期命令に応じてそれぞれの機能を実行する。フレーム同期フィールド504を受信すると、カウンタ608は、該フレーム同期フィールド504に続くデータワード（即ち、ペイロードフィールド506中のワード）のカウントを開始する。カウンタ608が、デッドゾーンフィールド508の始まりを表す所定のワード数に達すると、書き込みコントローラ602及び読み出しコントローラ604にがPAFフラグ614及びPAEフラグ616の状態をチェックする。実施されているノードにより後続のフレームパケットが受信されない場合には、カウンタ608は、ワード再同期サブシステム404に周期的な再同期を行わせる再同期命令を生成するたびに、リセット及びインクリメントを続行する。換言すれば、カウンタ608は、フレーム同期フィールド504が受信され次いでその最大値に達した際にインクリメントを開始し、別のフレーム同期フィールド504の受信を予測してリセット及びカウントの開始を実行する。このため、フレーム同期フィールド504を受信したか否かにかかわらず再同期を行うことが保証され、これにより、受信したフレームパケットが有効なデータを含んでいるか否かにかかわらずFI FOレベル620が確実に所望のレベルに維持される。再同期中に、書き込みコントローラ602及び読み出しコントローラ604は、データレベル620がデータFIFO402の上しきい値618と下しきい値622との間にあることを判定し、次いで、データFIFO402を介したデータの連続的な読み出し及び書き込みを可能にする。しかし、データレベル620が、PAF614未満でありまたはPAE61 6を越えている場合には、書き込みコントローラ602及び読み出しコントローラ60 4は、データレベル620を所望の最適レベルに維持するのに必要なだけデータの読み出し及び／又は書き込みを瞬間的に保留する。リセット条件の初期化または呼び出しの際に、書き込みコントローラ602及び読み出しコントローラ604は、それぞれリセット状態702,802にある。上述のように、それらのコントローラは、幾つかの既知の理由に関してリセットまたは初期化することが可能である。それらのコントローラがそれぞれのリセット状態にあるとき、イニシャライザ606が、データレベル620の最適範囲を決定するために、上しきい値618及び下しきい値622の値にそれぞれ所定値をセットする。これらのしきい値を用いることにより、データFIFO402の入力に有効なデータが与えられる前に該データFIFO402の好適な最適範囲をセットすることができる。重要なことは、有効なデータが受信される前に前記最適範囲内へとデータレベル620を増大させてワードの中間的なずれを防止することにある。ノードがネットワーク上で送信を行っている期間中、マスタノードは、「充填フレーム」と呼ばれるもの（有効なデータを含まないペイロードフィールド506を有するフレームパケット）を生成し、これが、本発明のワード再同期サブシステム404を実施したネットワークにおける全てのノードにより受信され格納される、ということに留意されたい。このため、有効なデータは受信されないものの、該充填フレームがデータFIFO402に格納されて、ワード再同期サブシステム404が周期的に呼び出され、これにより、データFIFO402におけるデータレベル620が、有効なデータを含むフレームパケットの受信に先立ち（即ち、通常の通信に先立ち）最適範囲内に維持される。初期化が完了すると、書き込みコントローラ602及び読み出しコントローラ604 は、リセット状態702,802から保留状態704,804へとそれぞれ進む。カウンタ608 は、フレームパケットの受信時にカウントを開始し、最初のフレームパケット（充填フレームを含む）がマスタノード102aにより生成される。フレームパケット 502が受信されており（有効なデータを含んでおらず）、データFIFO402が下しきい値622未満にあるため、書き込みコントローラ602は、直ちに書き込み状態706 へと進む。該状態において、書き込みコントローラ602は、WEN制御ライン610をアクティブにセットして書き込みを可能にする。書き込みが発生すると、読み出しコントローラ604が読み出し保留状態804に維持される。ペイロードフィールド 506中のデータがデータFIFO402に書き込まれると、データレベル620が最終的に下しきい値622を越えて上昇してPAEフラグ616をそのイナクティブ状態へと遷移させる。これが生じると、読み出しコントローラ604が読み出し保留状態804から読み出し状態806へと遷移する。次いで、読み出しコントローラ604は、REN制御ライン612をアクティブにセットして、データFIFO402に格納されているデータをデータ出力ライン403へ読み出すことを可能にする。このため、書き込みコントローラ602及び読み出しコントローラ604がそれぞれ書き込み状態及び読み出し状態にある一方、ソースノードクロックと宛先ノードクロックとの間の位相差により変動するデータレベル620が、上しきい値618と下しきい値622との間に維持されることになる。データレベル620が下しきい値622未満になり、関連するPAEフラグ616がアクティブになると、書き込みコントローラ602及び読み出しコントローラ604が共に動作して、該データレベル620を２つのしきい値618,622間の最適範囲内へと戻す。データFIFO402の深さを増大させるために、読み出しコントローラ604は、読み出し状態806から読み出し保留状態804へと進み、該読み出し保留状態804において、REN制御信号612がそのイナクティブ状態にセットされ、これにより、データFIFO402からのデータの読み出しの発生が阻止される。しかし、PAEフラグ616 のイナクティブ状態は、書き込みコントローラ602には影響を与えないので、書き込みコントローラ602は書き込み状態706のままとなる。このため、データFIFO 402への書き込みは発生し続ける。データレベル620が下しきい値622を越えて増大すると、PAEフラグ616がイナクティブになり、読み出しコントローラ604が再び読み出し状態806に移行して、データの読み出しが実行される。同様の相互運用性が書き込みコントローラ602と読み出しコントローラ604との間で生じて、データレベル620が上しきい値618を越えてそのレベルに留まること（これはリング待ち時間に不必要に寄与するものとなる）が防止される。既述のように、データレベル620は、例えばソースノードクロックと宛先ノードクロックとの間のドリフトに起因して、上しきい値618を越えて上昇することになる。データレベル620が上しきい値618を越えて上昇すると、PAFフラグ614がそのアクティブ状態へと遷移し、コントローラ602,604が協働してデータレベル620を２つのしきい値618,622間の最適範囲へと戻す。書き込みコントローラ602が書き込み状態706にある場合にPAFフラグ614がアクティブ状態へと遷移することにより、該書き込みコントローラ602は書き込み保留状態704へと遷移する。このため、データFIFO402の深さを増大させるために、書き込みコントローラ602は、書き込み状態706から書き込み保留状態704へと遷移し、これによりデータFIFO402へのデータ書き込みを保留する。しかし、PAFフラグ614の状態は読み出しコントローラ 604によっては考慮されず、このため読み出しコントローラ604は読み出し状態60 6のままとなる。したがって、書き込みが保留されている間にデータFIFO402からのデータ読み出しは発生し続け、これによりデータFIFO402におけるデータレベル620が低下することになる。しかし、フレームパケット502のデッドゾーンフィールド508がデータFIFO402の入力に与えられない限り、書き込みコントローラ60 2が書き込み状態706から書き込み保留状態704へ遷移することはない、ということに留意されたい。これにより、データFIFO402へのデータ書き込みの保留時における有効なデータの損失が防止される。したがって、本発明は、スループット時間を一時的に犠牲にして、ペイロードフィールド506の正しい受信を保証するものである。データレベル620が上しきい値618を越えて増大し、PAFフラグ614がイナクティブになると、書き込みコントローラ602が書き込み状態706へと遷移して、書き込みが再び実行される。最適なデータレベル620は、ネットワーク中のソースノードクロックと宛先ノードクロックとの間の期待される逸脱に基づくものである。本発明の好適実施例では、各ノードは、131.072MHz±25ppm(parts per million)で動作する局所発振器を有している。各ノードの局所クロックは、発振速度の１／２で動作するよう構成されている。このため、ネットワーク中の各ノードの公差は、1638ワード／秒（131.072÷２×25＝1638）となる。換言すれば、ソース発振器及び宛先発振器における変動は、1638ワード／秒程度の対応する変動をデータ送信において生じさせるものとなる。ネットワーク上の２つのノード間での最大差は、131.072M Hz＋25ppmで動作する発振器を有するノードが131.072MHz−25ppmで動作する発振器を有するノードと通信を行う場合に生じる。この最悪の場合には、２×1638または3276ワード／秒の誤差状態が生じることになる。このため、305.25μｓ毎に１ワードのずれが生じるものと予想される。しかし、デッドゾーンの受信時にコントローラに再同期を行うよう命令することに加え、カウンタ608はまた、フレーム同期フィールド504が全く受信されない場合に書き込み及び読み出しコントローラに再同期を行うよう命令する、ということに留意されたい。即ち、カウンタ608は、フレーム同期フィールド504がデータFIFO402の入力に現れるか否かにかかわらず、その125μｓのタイマのリセット及びインクリメントを継続的に行う。カウンタ608は、125μｓのタイマの完了時にリセットしたとき、書き込み及び読み出しコントローラにノードの再同期を行ってデータレベル620を上しきい値618と下しきい値622との間に維持する上述の動作を実行するよう命令する。この周期的な再同期は、無限に続行され、フレーム同期フィールド504が受信された場合にのみ割り込まれる。このため、再同期の間の最長期間は、タイマのリセットの直前にフレーム同期フィールド504が受信された場合に生じる。例えば、デッドゾーンフィールド508が10 0ワード長を有する場合には、タイマは118.5μｓ（(8000-100ワード)×15ns）でリセットされ、再同期間の最長期間は237μｓ（118.5μｓ×2）となる。このため、ワード再同期は、一般に各フレーム毎に実行され、または125μｓに１回実行され、最大で250μｓの延長された期間が予想されるものとなる。かかる間隔は、305μｓよりも短いため、ワードのずれは生じないことになる。その結果、最適なデータFIFOレベル620をたったの数ワードとすることができる。好適実施例では、上しきい値618及び下しきい値622は、データFIFO402がコントローラによってサービスされることになる頻度、ソース及び宛先クロックにおいて予想される不精確性、サブシステムのヒステリック挙動、並びにアンダーフロー及びオーバーフローに対するデータFIFO402の感度に基づいて決定される。しかし、当業者には自明であるように、他の基準を考慮することも可能である。好適実施例では、データFIFO402は、オーバーフロー条件に対する保護を提供するために上しきい値618よりも大きなものとなっている。しかし、データFIFO402のレベルが大きすぎると、ノードを介した遅延が大きくなってしまう。このため、本発明は、かかる遅延を防止する最適な範囲にデータレベル620を維持するものとなっている。データレベル620を可能な限り小さくしてノードを介した遅延を低減させることが望ましいが、アンダーフロー条件に対する保護を提供するには、上記要因を鑑み、データの損失を防止するのに十分なデータレベルが存在しなければならない。かかる考慮事項とリング待ち時間に関する要件との平衡をとって、データレベル620の最適範囲を得る。好適実施例では、最適なデータレベル6 20は８ワード長に設定され、関連する上しきい値618及び下しきい値622は８ワード及び12ワードにそれぞれ設定される。８ワードというデータFIFOレベルは、ノードを介して大きな遅延を生じさせるものでは決してなく(８×15ns＝120ns)、また（上記計算の場合にはゼロが生じるという事実にもかかわらず）妥当な数のワードを提供してずれを防止するものとなる。データ書き込みは、充填フレーム（非有効データ）のみが受信されたとき、デッドゾーンフィールド508の受信中にのみ保留される、ということに留意されたい。その結果として、デッドゾーンフィールド508の幾つか又は全てがデータ FIFO402に格納され、または全く格納されないことになる。格納される部分は、局所クロック速度でデータFIFO402から読み出される送信されたフレームパケットの長さが精確に125μｓになることを保証するために必要な量である。更に、別のノードに送信されるクロック信号は、回復されたソースノードのクロックのジッタ又はワンダを含まないものとなる。３．フレーム同期サブシステム本発明のフレーム同期サブシステム406は、非同期ネットワークシステムの指定されたマスタノードで使用するための新規の同期システムである。該フレーム同期サブシステム406は、実施されているネットワークノードを介したデータフローを絶えず監視し制御して、フレームパケットがネットワークをトラバースする時間が整数個のフレームパケットと等価になることを保証し、これにより、新たなフレームパケットが確実に125μｓ毎に各非マスタノードに到着することになる。詳細には、フレーム同期サブシステム406は、同期データFIFO402を介したデータフローを管理し、ソースノードクロック速度（回復されたリングクロック322 ）で最大１フレームパケットを格納する。フレーム同期サブシステム406は、フレームパケットが受信された速度で該フレームパケットを再送信するのではなく、該フレームパケットの一部をバッファし、マスタノード102aに供給されるネットワーク基準クロックから導出された局所フレーム同期パルス324に基づいてその再送信を行う。該局所フレーム同期パルス324は、クロックプロセッサ334により、所定のネットワークフレーム送信速度で生成される。該局所フレーム同期パルス324が生じるまでフレームパケットの送信を遅延させることにより、フレーム同期サブシステム406は、リングをトラバースする際の遅延が整数個のフレームパケットと等価になることを保証し、また、各ノードにより受信される各フレームパケットがリング待ち時間の程度に関わらず125μｓの間隔で受信されることを保証する。所定の間隔でフレームパケット502を発することに加え、フレーム同期サブシステム406は、フレーム同期を維持するためにフレームパケットが単一のフレーム送信に対応する長さを有することを保証しなければならない。一連の逐次に送信されたフレームのうちの１つが、単一のフレーム送信で送信することが可能なワードよりも多くのワードを有する場合には、逐次に送信されたフレームパケットが、125μｓの間隔ではなく予測不能な時間に宛先ノードにより受信されることになる。これを達成するために、フレーム同期サブシステム406は、受信したフレームパケット502のペイロードフィールド506及びフレーム同期フィールド 504のみを一意にバッファし、（ネットワークにおけるタイミングの不精確性を受ける結果として伸縮し得る(ワードが追加されまたは損失する)）デッドゾーンフィールド508を棄却する。その結果として、フレームパケットが含む可能性のある最大ワードよりも一層少ないワードを格納することになり、これにより、局所フレーム同期パルス324が生じた際にデータFIFOの出力にフレーム同期フィールドが常に現れることが確実となる。これにより、ネットワークにおけるタイミングの付勢覚醒に起因するフレームパケット長の伸縮に関する問題が解消される。例えば、パケットがマスタノードに戻る際にデッドゾーンフィールドが伸張される場合には、局所フレーム同期パルスの発生時にFIFOの出力にフレーム同期ワードは存在せず、その結果、フレームパケットは送信されないことになる。このため、本発明は、フィールド504,506が、データFIFO402に格納され、及び局所フレーム同期パルス324の発生時に利用可能となることを保証する。送信時には、フレーム同期サブシステム406は、データFIFO402からフィールド 504,506を読み出し、及びペイロードフィールド506の後に該読み出しを停止することにより、所定の長さを有する非有効データ（即ち充填フレーム）からなる新たなデッドゾーンフィールド508を効率的に生成する。ここで、前記所定の長さとは、完全なフレーム送信を満たすのに必要となる精確な数のワードをアセンブル後のフレームパケット502が含むような長さである。その結果として得られるフレームパケットが、後続の局所フレーム同期パルス324の発生時に生成されて放たれる。ここで図９ないし図１１を参照する。本発明の新規のフレーム再同期サブシステム406について以下で説明する。図９は、本発明の分散型同期システム310のフレーム同期サブシステム406及びデータFIFO402の機能を示すブロック図である。該フレーム同期サブシステム406は、一般に、入力または書き込みコントローラ902、出力または読み出しコントローラ904、イニシャライザ906、及びカウンタ908を備えている。書き込みコントローラ902及び読み出しコントローラ904は、FIFO402のデータレベル920、データFIFO402の入力及び出力に現在与えられている受信されたフレームパケット901のフレームパケットフィールド、及び局所フレーム同期パルス3 24の発生に応じて、データFIFO402を介したデータのフローを非同期で制御する。一層詳細には、書き込みコントローラ902及び読み出しコントローラ904は、後続のフレームサイクルが発生するまで、受信したフレームパケット901の一部をデータFIFO402にバッファする一方、データFIFO402中に最適数のワードを維持して、マスタノード102aを介した不必要な遅延を防止し、並びにアンダーフロー条件の発生を防止する。下しきい値レベル922は、同期プログラム可能「ほぼ空」(SYNCPAE)フラグ916 により表され、即ち、SYNCPAEフラグ916は、関連する下しきい値レベル922に対するデータFIFO402中のデータのレベルを示す。データレベル920が下しきい値レベル922以下である場合、SYNCPAEフラグ916は、そのアクティブ状態にある。逆に、データレベル920が下しきい値レベル922を越えている場合には、SYNCPAEフラグ916は、そのイナクティブ状態にある。SYNCPAEフラグ916は、最初はイニシャライザ906により初期化制御ライン928を介して所定レベルにセットされる(以下で説明する)。読み出しコントローラ904はまた、上述のようにマスタノード102aで生成された局所フレーム同期パルス324と、監視ライン414を介してデータFIFO402の出力に現れるフレームパケットの部分の指示とを受信する。フレームパケット901のどのフィールドがデータFIFO402の入力に与えられるかの決定は、監視ライン412を介してデータFIFO402の入力を監視するカウンタ908 により行われる。該カウンタ908は、フレーム同期フィールド903を検出すると、デッドゾーンフィールド907をカウントアップし、その際に書き込みコントローラ902への自己同期コマンドを呼び出して、書き込み動作を開始させまたは保留させる。カウンタ908が、フレーム送信中にフレーム同期フィールド903を（したがってデッドゾーンフィールド907も）検出しなかった場合には、該カウンタ908は書き込みコントローラ902への自己同期コマンドを呼び出す。フレームパケットフィールド及び自己同期の呼び出しに基づき、カウンタ908は、受信したフィールドをデータFIFO402に書き込むことまたは書き込まないことを書き込みコントローラ902に命令する信号を制御バス926上に生成する。上記に基づき、フレームパケットフィールドが、書き込みコントローラ902及び読み出しコントローラ904によりデータFIFO402を介して送られる。書き込みコントローラ902は、書き込みイネーブル(WEN)信号ライン910を介してデータFIFO4 02へのデータの書き込みを制御する。読み出しコントローラ904は、読み出しイネーブル(REN)信号ライン912を介してデータFIFO402からのデータの読み出しを制御する。REN及びWEN制御ラインがアクティブである場合に、データFIFO402に対するデータの読み出し及び書き込みがそれぞれ可能となる。フレーム同期サブシステム406は、データFIFO402に格納されるデータの量を動的に調節してリング待ち時間の変動に適応させる。リング待ち時間が、例えばノードの故障及びそれに続くループバック動作に起因して、急に増大した場合には、失ったデッドゾーンフローの数だけデータFIFO402の内容が激減することになる。しかし、フレーム同期サブシステム406は自動的に回復する。これは、局所フレーム同期パルス324の発生前に、データFIFO402の出力に現れる次のフレーム同期フィールド903が大幅に回復を実行するからである。その結果として、データFIFO402がデータで満たされている間に読み出しが保留され、これにより、データFIFO402のデータレベルは以前に激減した量だけ自動的に上昇することになる。データFIFO402を介したデータフローを維持するための書き込みコントローラ9 02及び読み出しコントローラ904の動作について図１０及び図１１を参照して以下で説明する。図１０は、書き込みコントローラ902により実行される機能を示す状態図であり、図１１は、読み出しコントローラ904により実行される機能を示す状態図である。各コントローラについての説明に続き、非同期の分散型ネットワークシステムにおけるフレーム同期を維持するためのフレーム同期サブシステム406の構成要素の相互運用性について説明する。ここで図１０を参照する。読み出しコントローラ904の状態マシン1000は、３つの状態、即ち、リセット状態1002、書き込み保留状態1004、及び書き込み状態 1006を有している。最初に、書き込みコントローラ902はリセット状態1002にある。該書き込みコントローラ902は、イニシャライザ906が下しきい値レベル922 をセットした場合、フレーム同期サブシステム406に対して電力が最初に加えられた場合又は電力が中断された場合等の、幾つかの理由でリセットすることが可能である。リセット状態1002では、書き込みコントローラ902は、書き込みイネーブル(WE N)制御ライン910をイナクティブにセットして、必要な条件が現れるまでデータF IFO402へのデータの書き込みを防止する。初期化手順が完了したとき、書き込みコントローラ902は、状態遷移ライン1012で示すように書き込み保留状態1004へと進む。書き込みコントローラ902が書き込み保留状態1004にある間、該書き込みコントローラ902は、WEN制御ライン910をイナクティブに維持して書き込みの発生を防止する。この間、カウンタ908が、データFIFO402への入力を監視して、フレームパケット901のどの部分がデータFIFO402に現在与えられているかを判定する。フレームパケット901が受信されたとき、又はフレーム送信中にカウンタ908がフレームパケットを検出しなかった場合には、カウンタ908は、自己同期動作を呼び出して、データFIFO402へのデータの書き込みを開始するよう書き込みコントローラ902に命令する。これが生じた場合には、書き込みコントローラ902は、状態遷移ライン1014で示すように書き込み保留状態1004から書き込み状態1006へと遷移する。書き込み状態1006では、書き込みコントローラ902は、WEN制御ライン910をアクティブにセットして、受信したフレームパケットの内容のデータFIFO402への書き込みを開始させる。該フレームパケットフィールドの書き込みは、デッドゾーンフィールド907がデータFIFO402の入力に現在与えられていることをカウンタ 908が示すまで続行される。上述のように、これは、ペイロードフィールド905がデータFIFO402中に完全に書き込まれていること、及びフレームパケット901の同期専用の部分（即ちデッドゾーンフィールド907）が現在利用可能であることを示している。一方、フレーム送信中にカウンタ908がデータFIFO402の入力にフレームパケットを検出しなかった場合には、書き込みコントローラ902が書き込み状態1006になり、データFIFO402に充填フレームを書き込むことになる。この環境では、カウンタ908は、依然として、デッドゾーンフィールド907がデータFIF0402の入力に現れることになる点を示すことになる。換言すれば、フレームパケット又は充填フレームがデータFIFO402に書き込まれているか否かにかかわらず、書き込みコントローラ902は、フレーム送信の一部で書き込み保留状態1004へと遷移することになる。このため、現在のフレームパケット901のデッドゾーンフィールド907がデータFIFO402に与えられたとき、又は周期的な自己同期が発生したときに、書き込みコントローラ902は、状態遷移ライン1010で示すように書き込み保留状態1004へと進む。その結果、書き込みコントローラ902は、（デッドゾーンフィールドではなく）フレーム同期フィールド及びペイロードフィールドのみをデータFIFO402に書き込むことになる。データFIFO402にフレームパケットが与えられなかった場合には、書き込みコントローラ902は、書き込み状態1004（該状態において最適な最小レベルでデータFIF O402を動作させる）と書き込み保留状態1006（該状態においてデッドゾーンフィールドと等しいワード数だけデータFIFO402がの内容が激減される）との間を周期的に遷移する。ここで図１１を参照する。読み出しコントローラ904の状態マシン1100は、３つの状態、即ち、リセット状態1102、読み出し状態1104、及び読み出し保留状態 1106を有している。最初に、読み出しコントローラ904はリセット状態1102にある。該読み出しコントローラ904は、書き込みコントローラ902のリセット状態10 02に関連して上述したものと同様の幾つかの理由でリセットすることが可能である。リセット状態1102では、読み出しコントローラ904は、読み出しイネーブル( REN)制御ライン912をイナクティブにセットして、必要な条件が現れるまでデータFIFO402からのデータの読み出しを防止する。初期化手順が完了したとき、読み出しコントローラ904は、状態遷移ライン1112で示すように読み出し状態1104 へと進む。読み出しコントローラ904が読み出し状態1104にある間、該読み出しコントローラ904は、REN制御ライン912をアクティブにセットする一方、データFIFO402の出力を監視する。これにより、データFIFO402は、フレームパケットを受信して格納するまで、（ほぼ空に近い）最適な最小レベルに維持されることになる。読み出しコントローラ904が、データFIFO402からフレーム同期フィールド903が読み出されるところであると判定したとき、該読み出しコントローラ904は、状態遷移ライン1114で示すように読み出し保留状態1106へと遷移する。読み出し保留状態1106では、読み出しコントローラ904は、REN制御ライン912 をイナクティブにセットして、データFIFO402からの読み出しを停止させる。次いで、読み出しコントローラ904は、２つの条件が同時に生じるまで、即ち、局所フレーム同期パルス324の受信と、データレベル920が下しきい値922を越えるようなデータFIFO402へのデータの蓄積とが同時に生じるまで、待機する。局所フレーム同期パルス324が発生しデータFIFO402がほぼ空でない場合には、アンダーフロー条件を生じさせることなく安全に読み出しを実行するだけの十分な量のデータがデータFIFO402中に存在する。データレベル920が下しきい値922未満である場合には、読み出しコントローラ904は読み出し保留状態1106に留まる。一方、データレベル920が下しきい値922を越えている場合には、読み出しコントローラ904は、局所フレーム同期パルス324の受信時にデータFIFO402からのデータの読み出しを可能にすることになる。これにより、アンダーフロー条件（即ちデータ損失を生じさせるずれ）の発生が防止される。このため、新たなフレームパケット911がデータFIFO402の出力に現れてデータレベル920がほぼ空でない場合には、読み出しコントローラ904は、状態遷移ライン1110で示すように読み出し状態1104へと進む。データFIFO402がデータで満たされて下しきい値922を越える前に局所フレーム同期パルス324が生じた場合には、読み出しコントローラ904は、読み出し保留状態1106に留まり、次の局所フレーム同期パルス324が生じるまでデータの蓄積を続行する。このため、局所フレーム同期パルス324が生じてデータレベル920が下しきい値922を越えた場合には、読み出しコントローラ904は、読み出し状態1104 へと遷移し、フレーム同期フィールド903及びペイロードフィールド905中のデータを発する。次のフレーム同期フィールドがデータFIFO402の出力に現れた場合には、読み出しコントローラ904は、次の局所フレーム同期パルス324が生じるまで読み出し保留状態1106に戻ることになる。書き込みコントローラ902及び読み出しコントローラ904は、互いにそれぞれの機能を非同期で実行する。しかし、それらの機能は、実施しているマスタノード 102aからフレームパケットが放たれることを確実にするよう調整され、これにより、リング待ち時間がフレームパケットの整数倍へと延長される。書き込みコントローラ902及び読み出しコントローラ904は、データFIFO402中に最適な量のフレームパケットフィールドを維持して、パルスの発生時にフレームパケットを送信する準備が整っているようにする一方、マスタノードを介して過度の遅延を生じさせることがないようにし、また、起こり得るアンダーフロー条件にノードをさらすことがないようにする。この書き込みコントローラ902及び読み出しコントローラ904の調整された動作について以下で説明する。既述のように、フレーム同期サブシステム406を実施するマスタノード102aは、ネットワークが最初に初期化される際に初期化フレームを生成する。各非マスタノードは、該初期化フレームを受信して再送信し、これにより、各ノードがそのノードスイッチを順次初期化することになる。この初期化フレームがマスタノードに戻ると、該マスタノードは、ネットワーク中の他の全てのノードがノード間通信を行う準備が整っているという情報を用いて、それ自体を初期化する。次いで、マスタノードは、リングにおけるフレーム境界を指定するフレーム同期フィールドを送信する。書き込み及び読み出しコントローラ902,904は、それぞれリセット状態にあり、WEN及びREN制御ライン910,912がイナクティブにセットされて、データFIFO402 との間でのデータの読み書きが防止される。初期化後、書き込みコントローラ90 2は、書き込み保留状態1004へと進み、読み出しコントローラ904は、読み出し状態1104へと進む。フレーム同期フィールド903がデータFIFO402の入力で検出されるまで、又は自己同期イベントが生じるまで、データFIFO402へのデータの書き込みは行われない。しかし、（データFIFO402の出力に有効なデータは現れないが）データFIFO402からのデータの読み出しは行われる。フレーム送信に等しい所定時間（即ち125μｓ）内にフレーム同期フィールド9 03が検出されない場合には、カウンタ908は、自己同期イベントが生じるべきことを指示する。これにより、書き込みコントローラ902が書き込み状態1006へと進む一方、読み出しコントローラ904は読み出し状態1104に留まる。このため、マスタノード102aにより受信されたあらゆるデータは、ノードを介した小さな遅延を伴い又は遅延を伴うことなく、データFIFO402に書き込まれ、又は該データF IFO402から読み出されることになる。これは、データFIFO402が基本的に空となるからである。書き込みコントローラ902及び読み出しコントローラ904が非同期で動作するため、データFIFO402のデータレベル920が上方にドリフトする可能性がある。有効なデータからなるフレームパケットを受信した際にデータFIFO402内に不必要な数の充填フレームを有していることを回避するために、書き込みコントローラ90 2が周期的に書き込み動作を停止させる一方、読み出しコントローラ904が読み出し動作を続行する。即ち、書き込みコントローラ902が書き込み状態1006にありカウンタ908がインクリメントしている間にフレーム同期フィールド903が検出されなかった場合には、書き込みコントローラ902は、書き込み保留状態1004へと遷移して、デッドゾーンフィールド907がデータFIFO402に与えられている間に読み出しコントローラ904が動作してデータFIFO402の内容を激減させることを可能にする。書き込みコントローラ902は、これら２つの状態間を、フレーム同期フィールド903が受信されるまで無限に遷移する。フレーム同期フィールド903を受信すると、カウンタ908が、リセットして、データFIFO402に書き込まれるワードの数のカウントを開始する。書き込みコントローラ902は、書き込み状態1006に留まるか、又は書き込み保留状態1004から書き込み状態1006へと遷移する。フレーム同期フィールド903及びペイロードフィールド905がデータFIFO402に書き込まれていること、及びデッドゾーンフィールド907がデータFIFO402の入力に現在与えられていることを示す所定値にカウンタ 908が達した場合には、該カウンタ908は、受信されたフレームパケット901をデータFIFO402へ書き込むのをやめるよう書き込みコントローラ902に命令する。これは、受信したデッドゾーンフィールド907がフレーム同期サブシステム406により送信されないためである。フレーム同期ワード903がデータFIFO402の出力に与えられると、読み出しコントローラ904が読み出し保留状態1106へと進み、データFIFO402の充填を開始させる。局所フレーム同期パルス324が生じると、読み出しコントローラ904が、フレーム同期フィールド903及びペイロードフィールド905をデータFIFO402から読み出す。読み出しコントローラ904は、データFIFO402の出力に現れたフレーム同期フィールド903を検出するまで、データFIFO402からのデータの読み出しを続行する。フレーム同期フィールド903を検出すると、読み出しコントローラ904は、データFIFO402からのデータの読み出しを停止させ、フレーム送信に等しい十分な数のワードを含むまでフレームパケットに充填フレーム（即ち有効なデータを含まないデータワード）を追加させる。したがって、読み出し動作を中止させることにより、新たなデッドゾーンフィールド909が効果的に生成される。これにより、マスタノード102aから送信された各フレームパケット911がフレーム送信のための精確な数のワードを含むことが保証される。局所フレーム同期パルス324が生じ、SYSCPAEフラグがイナクティブである場合には、読み出しコントローラ904は、読み出し状態1104へと遷移し、フレーム同期フィールド903及びペイロードフィールド905を発する。データFIFO402の出力に次のフレーム同期フィールド903が現れた場合には、読み出しコントローラ904 は、読み出し保留状態1106に戻り、次の局所フレーム同期パルス324が生じるまでその状態を維持する。書き込みコントローラ902がデッドゾーンフィールド907を書き込まず(即ち棄却し)、その一方、読み出しコントローラ904が読み出し動作を実行しているため、データFIFO402は、デッドゾーンフィールド907のサイズにほぼ等しい量のワードだけその内容が激減することになる。同様に、読み出しコントローラ904が読み出し保留状態1106にあり、その一方、書き込みコントローラ902が書き込み状態1006にある場合には、デッドゾーンフィールド907のサイズだけデータFIFO402 中のデータレベルが増大することになる。このため、データフローエラーが生じるのを防止するために、少なくともデッドゾーンフィールド907に含まれるワードの数に等しい数のワードにデータFIFO402を維持しなければならない。更なる要件として、データFIFO402は、リング待ち時間とフレームの整数倍との差に等しい「リマインダ(剰余)」と呼ばれる所定量のデータを含まなければならないことがある。該リマインダがデッドゾーンフィールド907のサイズよりも小さい場合には、該リマインダに完全なデータフレーム（ペイロードフィールド 905及びフレーム同期フィールド903）を加えたものがデータFIFO402に格納される。これは、局所フレーム同期パルス324が生じた際にデータレベル920が下しきい値922未満となり、別のデータフレームの後の後続の局所フレーム同期パルス3 24がデータFIFO402に書き込まれるまで読み出しコントローラ904が読み出し保留状態1106に留まることになるからである。一方、リマインダがデッドゾーンフィールド907のサイズよりも大きい場合には、該リマインダのみがデータFIFO402に格納されることになる。これは、データFIFO402中のリマインダのワード数がデッドゾーンフィールド907のサイズに設定された下しきい値922よりも常に大きいことになるからである。その結果として、フレームパケットが受信されるとSYNC PAEフラグ916は決してアクティブにならないことになる。本発明の好適実施例では、分散型同期システム326は、マスタノードにおいて動作するフレーム同期サブシステム406と、各非マスタノードで実施されているワード再同期サブシステム404との両方を備えている。しかし、当業者には自明のことであるように、分散型同期システム326は、フレーム同期サブシステム406 又はワード再同期サブシステム404の一方において独立して実施可能なものである。しかし、それら両サブシステムを実施したネットワークは、該ネットワーク中の非同期ノード間で継続的なローバスト同期通信を生じさせることを可能とすると共に、データフローエラーを防止し、及びネットワーク待ち時間への寄与をなくすことが可能なものとなる点に留意されたい。その結果として、本発明の好適実施例では、各ネットワークノードは、両方のサブシステムを用いて実施されている。したがって、データFIFO402のサイズは、これら実施物の両方に適応するよう十分に大きなものとするのが好ましい。このため、データFIFO402は16Kbyteの容量を有している。これにより、マスタノードとなりフレーム同期を実行する容量を有するノードが提供されることになる。代替的には、ノードを非マスタノードとして、ワード再同期のみを実行させることも可能である。更に、かかるノードが、分散されていないネットワークで実施される場合には、フレーム同期は不要となり、データFIFO402を大幅に小さくすることが可能となる。非分散型システムでは、リングに沿った総伝搬時間が約15μｓに限定され、このため、所与の時点でリング上に単一のデータフレームしか存在しないことになる。好適実施例に関して本発明を特定的に説明してきたが、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、かかる実施例の構成及び細部に様々な変更又は修正を施すことが可能であることが当業者には理解されよう。更に、本書で用いた用語及び表現は、本発明の説明のためのものであって本発明を限定するものではなく、かかる用語及び表現を用いることにより図示及び説明した本発明又はその一部と等価なものを除外する意図は全くなく、請求の範囲に記載の範囲内で様々な修正が可能であることが理解されよう。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＵ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＣＡ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＥＥ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＰ，ＫＲ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＶ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＲＯ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ【要約の続き】ータフローを管理し、ソースノードクロック速度でデータの受信及び格納を行い、それ自体のクロックにしたがってデータの送信を行い、これにより、非同期通信ノード間での効率的なデータの送受信が保証される。

Claims

【特許請求の範囲】１．拡張可能な遠隔通信システムのノードで使用することが可能な同期システムであって、マスタノード及び非マスタノードにおいて実施された同期データメモリであって、ソースノードから受信した上流側に向かうフレームパケットの所定部分を格納し、及びネットワーク上の宛先ノードに上方を再送信するための、同期データメモリと、前記マスタノードにおいて実施されたフレーム同期サブシステムであって、前記メモリと通信可能な関係で接続され、独立して決定されたフレームサイクルの開始時に下流側に向かうフレームパケットを発するよう構成された、フレーム同期サブシステムと、前記マスタノード及び各非マスタノードにおいて実施されたワード再同期サブシステムであって、前記メモリと通信可能な関係で接続され、回復されたソースノードクロック信号を用いて前記所定部分の格納を制御し、及び局所クロック信号に従って前記情報の再送信を制御するよう構成された、ワード再同期サブシステムとを備えており、前記フレームパケットが、新たなフレームパケットの始まりを示すフレーム同期フィールドと、有効なデータを含むペイロードフィールドと、該同期システムが同期機能を実行する際の帯域幅を提供する非有効データフィールドとを含んでいる、同期システム。２．前記フレーム同期サブシステムが、上流側に向かうフレームパケットのどの部分が前記メモリの入力に与えられるかを示す信号を生成するカウンタと、前記メモリに接続され、該メモリのしきい値データレベルを確立する、イニシャライザと、前記メモリに接続され、前記メモリの現在のデータレベルが前記しきい値データレベルよりも大きいか否かを示す信号に応じて前記メモリからの情報の読み出しを交互にイネーブルにし又は保留させ、マスタクロック信号に応じて前記下流側に向かうフレームパケットに含めるための情報を前記メモリから読み出し、及びネットワーク基準クロックから導出されたフレーム同期パルスを用いて前記下流側に向かうフレームパケットの出力のトリガを行う、読み出しコントローラと、前記メモリに接続され、前記回復されたソースノードクロック信号に応じて前記メモリへのデータの書き込みを交互にイネーブルにし又は保留させる、書き込みコントローラとを備えており、前記カウンタ、前記イニシャライザ、及び前記読み出し及び書き込みコントローラが、制御バスにより通信可能な関係で接続されている、請求項１に記載の同期システム。３．前記ワード再同期サブシステムが、前記フレーム同期フィールドの受信及びタイマのリセットに次いで前記メモリに書き込まれるワードの数をカウントするカウンタであって、上流側に向かうフレームパケットのどの部分が前記メモリの入力に与えられるかを示す信号を生成し、該カウンタが前記メモリの入力に前記非有効データフィールドが存在することに対応する所定値に達した際に再同期を行うよう前記読み出しコントローラ及び書き込みコントローラに命令する、カウンタと、前記メモリに接続され、該メモリの上しきい値データレベル及び下しきい値データレベルを確立する、イニシャライザと、前記メモリに接続され、前記メモリの現在のデータレベルが前記下しきい値データレベルよりも大きいか否かを示す信号と、前記メモリからの情報の読み出しを制御するためのマスタクロック信号とに応答する、読み出しコントローラと、前記メモリに接続され、前記メモリの現在のデータレベルが前記上しきい値データレベルよりも小さいか否かを示す信号と、前記メモリへの情報の書き込みを制御するための回復されたソースノードクロック信号とに応答する、書き込みコントローラとを備えており、前記読み出しコントローラ及び前記書き込みコントローラが協働して、前記上しきい値レベルと前記下しきい値レベルとの間の最適範囲内に前記メモリのデータレベルを維持し、前記カウンタ、前記イニシャライザ、及び前記読み出し及び書き込みコントローラが、制御バスにより通信可能な関係で接続されている、請求項１に記載の同期システム。４．前記読み出し及び書き込みコントローラが、前記回復されたソースノードクロック信号に従ってデータの受信及び格納を行い、及び前記局所クロック信号に従ってデータの取り出し及び再送信を行うことにより、前記回復されたソースノードクロック信号と前記局所クロック信号との間の位相差を補償するよう機能する、請求項３に記載の同期システム。５．拡張可能な遠隔通信システムにおけるノードとして動作可能な遠隔通信スイッチであって、様々な複数のポートのうちの１つに関する通信経路の接続又は接続解除を動的に行う１つ又は２つ以上のノードスイッチであって、ノード間ネットワークを介してパケット化情報の送受信を行い、前記ノード間ネットワークが、前記遠隔通信スイッチと該システムに関連する他のノードとの間の通信を提供するためのものである、ノードスイッチと、メモリ及びコントローラを備えたワード再同期サブシステムであって、前記メモリが、マスタノード及び各非マスタノードで実施され、ソースノードから受信した上流側に向かうフレームパケットの所定部分を格納し、及び下流側に向かうフレームパケットに含めるための情報が取り出されるものであり、前記コントローラが、時間と共に変動する前記メモリのデータレベルに応じて前記メモリを介した情報のフローを制御し、及び前記データレベルを所定の最適範囲内に維持するものである、ワード再同期サブシステムとを備えている、遠隔通信スイッチ。６．拡張可能な遠隔通信システムのノードにおけるデータを同期させるための方法であって、 (a) マスタノードにおいて、独立して決定されたフレームサイクルの開始時に第１のフレームパケットを送信し、該第１のフレームパケットが、該第１のフレームパケットの始まりを示すフレーム同期フィールドと、有効なデータを含むペイロードフィールドと、同期機能を実行するための帯域幅を提供する非有効データフィールドとを含んでおり、 (b) 第１の非マスタノードにおいて、前記第１のフレームパケットの所定部分をメモリに格納し、ネットワーク上の別の非マスタノード又はマスタノードに再送信すべき情報を前記メモリから取り出し、 (c) 前記第１のフレームパケットが前記マスタノードに戻るまで、各非マスタノードにおいて前記ステップ(b)を繰り返す、という各ステップを有する、データ同期方法。