JPH03192849A - データ通信ネットワーク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は多くのノード又は端末間のデータの送信用ネッ
トワークに係る。

複数のモード又は端末間のデータの送信用ネットワーク
システムはデータ処理分野での関心を増すものである。

例えば、種々のネットワーク構成を有するファイバ光送
信を用い、能力が受動のいずれかのカップラー及び波長
及び時分割多重機能の両方を有する分割器を用いる光シ
ステムは現今開発されている。加入者アクセスネットワ
ーク用広帯域オーバレイ及び遠隔通信又は並列処理コン
ピュータ適用用超高容器パケットスイッチングを含んで
用いられる。例えば、インターナショナルブロードキャ
スティングコンベンションＩＢＣ８８、ブライトン、　
１９８８年９月、ＩＥＥコンファレンス出版２９３号９
０−９４頁のエイ・オリファントによる「テレビジョン
スタジオセンタ用のデジタル光経路システムの開発の進
展、コンファレンス、会報グロベコム１９８５年、ヒユ
ーストン、論文３９．５のデイ・ビー・ペイン及びジエ
ー・アール・スターンによる［単一モード光ローカルネ
ットワーク」、及び会報光通信の１３回欧州会議、フィ
ンランド国ヘルシンキ、１９８７年９月のイー・オウサ
ース他による「並列処理コンピュータ用高速光交差接続
」参照。

かかるシステムは電子（時間多重された）ネットワーク
より大きい大きさの順である容量、相互接続構成の完全
な弾力性、将来の改良品用サービス透過性及びかなりの
使い易さを提供する。

この様なネットワークのノード間に特別な接続を行なう
為に、受信ノードでの光受信器は所望の送信器と同じ波
長に同調されなければならない。

ネットワークでの接続のスイッチング及び再構成は、各
ノードでの一定の別な波長受信器で送信の波長を切換え
るか、各ノードでの一定の別な送信器及び切換えられた
波長受信器を用いるかのいずれかにより達成されつる。

遠隔通信又はコンピュータパケットスイッチング適用に
より要求されるような相互接続形式の高速再構成の為、
所望の相互接続様式を設定する為のノード間に非常に速
い通信プロトコルを発明することが必要である。これは
波長変換された送信器及び一定波長受信器を用いて達成
されるのに非常に容易であり、その理由は、この場合に
は、ネットワークが送信器により正確な受信器へ自動的
に向けられたメツセージで「自己進路」するようになる
。その様な、ネットワークの良い例はＩＥＥＥジャーナ
ル、１９８８年１２月通信の選択された領域でのイー・
アーサーズ他ｒＨＩＰＡｓｓニオブトエレクトロニック
　ハイブリッドパケットスイッチングシステム」に記述
されている。ネットワークのこのタイプの欠点は、適切
な性能を作り上げるのが非常に難しい波長を切り換えら
れた送信器部品が必要とすることである。従来のネット
ワークの別な欠点は、一方のノードがメツセージを他の
全てのノードへ放送できる放送装置を提供するのが困難
であることである。これは信号の正確な時間シーケンス
を維持するのに厳しい問題を導入する。

本発明の目的はこれらの欠点を最小化又は打勝つことに
ある。

単一共通受動光カップラーを介して相互接続された複数
のノードからなる多重波長光ネットワークに関り、ここ
でネットワークに亘って送信された全ての信号がカップ
ラーで同期し、各ノードは全てのノードからの信号を受
信し、各ノードは波長デマルチブレクシング手段を含む
米国特許出願第０７／４３２．５７４号を参照のこと。

本発明の一面によると、通信手段により相互接続された
複数の端末局からなり、ここで各端末はメツセージを通
信手段を介してそれ自体を含む他の全ての端末に放送し
、ここでメツセージは一連のフレームで送信され、各フ
レームは該端末の夫々からの複数のメツセージからなり
、フレーム内のメツセージは同時に、並列に受信され、
ここで各端末はフレームの受信の順にかつ各該フレーム
内で予め決められた順に受信したメツセージを順序づけ
る手段を含むデータ通信が提供される。

本発明の他の面によると、複数の端末局を有し、各端末
局はユニークに識別する送信特性及び端末局を相互接続
する通信媒体を割り当てられ、ここでデータは一連のフ
レームでネットワークを介して送信され、各フレームは
一又はそれ以上の該端末からのデータを含み、ここで、
かかる一つの該フレーム内で、データ信号の効果的時間
順序は送信特性の予め決められた順序に対応するデータ
通信ネットワークが提供される。

以下図面と共に本発明による実施例を説明する。

実施例 第１図のネットワークにおいて、多数の同一ノード装置
２０は共通受動光星状カップラー２２を介して光フアイ
バ送信路２１により相互接続される。星状は全ての送信
が進路される基準点を提供する。星状カップラーの設計
は、各入力からなる各出力迄に単一路だけがあるように
される。図示の例では、１６のノードがあり、符号１６
のノードをより詳細に示す。しかし、本技術はノードの
この特別な数に制限されるものではない。各ノードは単
一波長光送信器２３を有し、波長はシステムの各ノード
２０に対し異なる。どれか１つのノードからの信号はフ
ァイバ及び星状カップラーネットワークを介して信号を
生じるノードを含む全てのシステムノードに伝搬される
。

各ノードは又波長デマルチプレクサ２４を含み、ここで
全てのノードからの信号は１６のチャンネルにデマルチ
プレクスされ、多重チャンネル受信器アレーを介して出
力回路２６に印加される。典型的に、波長デマルチプレ
クサは回折格子及びレンズを用いて各々別なチャンネル
波長信号を別な検出器に夫々向ける。

１つのシステムノード、例えばノードｌは基準ノードと
して機能し、他の全てのノードは星状カップラーでこの
基準ノードと同期される。この同期をとる為、（ノード
１を除く）各ノードはそのフレーム送信タイミングを調
整し、これによりその戻り信号はノードｌから来る信号
と同期する。

これは各ノード及び共通星状カップラー間の異なる伝搬
遅延用の自動補償を提供する。

システムが動作する時、全てのノードは位相にかかわら
ずにそのフレームを基準ノードからのフレームと同期す
る。基準ノードは、例えば元のシステム構成の時に存在
する最短の波長を選択するが、各ノードが独立に基準ノ
ードを決めるのを可能にする他の相互に一致した方法に
より決定されうる。それ自体のメツセージの送信及び受
信間の遅延から、各端末又はモードは、星状又はネット
ワークの基準点からの時間でのそれ自体の距離に付属す
る他の全てのモードへ送信される。この受信された情報
から及び星状からのその距離の決定から、各モードは、
特別なメツセージ用の全てのモードの確認か同じフレー
ムにて送信者に届くよう、各確認へ正確な遅延を印加す
るよう決める。

即ち、全ての確認は共に送信ノードに届く。他の実施例
では各ノードは最大半径アーム上にノードを含むネット
ワークを収容するのに十分な遅延を用いてもよい。この
手法は開始処理の複雑性を減少するが、全てのネットワ
ークのいずれかのネットワークで生じる最大確認遅延を
課する。

送信用公衆書込みを有する各ノードはワークフレームの
データパケットにおけるそれ自身の光周波数にそれに送
信する、調整又は優先度決定は必要ではない。フレーム
は長さが一定であり、ネットワークに通過するフレーム
に必要な時間と比較して短い。典壓的にフレームは夫々
６４バイトがらなり、夫々０．５から１マイクロ秒の時
間同期を占める。送信フォーマットは明瞭化の為４つの
端末ネットワークを示す第２図に示される。第２図にお
いて、フレームはその相対的タイムスタンプ位置を示す
よう符号を付されている。全てのノードは自らを含む全
ノードから全てのデータパケットを受信する。

フレームフォーマットを第３図に示す。第３図かられか
る如く、各ノードはそれ自身のノード波長λ。でデータ
に書込む。各フレームは全てのシステムノードからのデ
ータを並列に運び、システム帯域幅に効果的利用を提供
する。フレームの第１の列はタイミング／監視ビットを
含んでもよい。

フレーム内の受信したデータパケットは波長が番号化さ
れるのと同じ順序で受信されたものとして処理される。

これは、波長番号化の順序で中央星状をトークン循環に
より示された番号を用いるタイムステージ順序を解き、
それ自体をインクリメントする前に各ノードで番号で簡
単にそれを示すのを一時休止し、次のノードに進むのと
等価である。結果的に、各ノードはネットワークの他の
ノードに関して一定時間の順のままにある。フレームが
移行時間に比較して短いので、時間段の高解像度が与え
られる。他の実施例では、各端子は、時間の順序の目的
の為端末を識別するユニクなコードでそのメツセージを
プレフィックスしつる。

第４図を参照するに、各システムノードは、各システム
波長用の複数の出力を有する波長デマルチプレクサ４１
、例えば回折格子を含む。デマルチプレクサの出力は夫
々対応する受信器４２に結合され、その出力は直列／並
列交換器４３に供給される。

直列／並列交換器４３の出力は夫々先入れ先出しくＦＩ
ＦＯ）ストア４４に結合される。各フレーム内の正確な
シーケンスでのＦＩＦＯストアの読出しは汎用制御回路
４６によりメモリアクセス回路４５を介して制御される
。制御回路４６は又端子から別なＦＩＦＯストア４４ａ
及び別なメモリアクセス回路４５ａを介して信号の送信
を制御する。送信器信号は次に並列／直列変換器４７を
介して送信器４８に供給され、それにより信号はネット
ワークに送り出される。ネットワーク制御回路　４９は
端末のネットワークとの同期を決定する。第４図のシス
テムノードは受信器メツセージをフレームの受信の順序
に並べ、各フレーム内において、メツセージをその対応
する波長に応じて並べる。

中央星状から戻るそれ自体のメツセージを受信し、それ
自体のタイムスタンプ類を解決するのを待つノードによ
り受けた待ち時間はネットワークのそれ自体のアームに
より課せられた遅延の２倍である。この効果は、星状の
中央へ短くリンクするノードはより離れたノードより小
さい待ち時間を受けることである。この状態は第２図に
示され、ここでノード４は最も小さい待ち時間を受け、
ノード１は最も大きい待ち時間を受ける。

ネットワークは物理的レベルメツセージ受取り確認を提
供する。各ノードのメツセージの受信の確認は、確認が
最も離れたノードから同じフレーム用の遅延していない
確認と同じ時間で中央星状に到着することを確実にする
に十分な多くのフレーム時間で遅延される。これは、所
定のフレーム用の全ての確認が送信ノードに同時にｎフ
レーム遅れて戻って受信されるのを可能にする。

各ノードは又、素早い誤差検出及び流れ制御で支援する
状況情報を送信する。必要な状況情報の正確な性質を決
定してないが、未準備、作動可、検出誤りなしを含んで
よい。

上記記載のネットワークは、複数のコンピュータ又は共
用データを有するデータ処理装置の組合わせの特別な適
用である。しかし、それはこの適用に制限されず、例え
ばデータを伝える相互交換用の多くの電話交換の相互接
続で用いられる。

技術は特に光ネツトワーク用に有利であり、方非光シス
テムでも用いられうろことが分かる。

【図面の簡単な説明】

第１図は同期多重周波数光ネットワーク概略系読図、 第２図は第１図のネットワークの囲りの情報の放送フレ
ームの送信を示す図、 第３図は典型的なフレームフォーマットを示す図、 第４図はシステムノードの系統図である。 １−１６．２０・・・ノード、２１・・・光フアイバ路
、２２・・・光星状カップラー　２３・・・光送信器、
２４゜４１・・・デマルチプレクサ、２５・・・受信器
アレー２６・・・出力回路、４２・・・受信器、４３・
・・直列／並列変換器、４４，４４ａ・・・先入れ先出
しストア、４５．４５ａ・・・メモリアクセス回路、４
６・・・制御回路、４７・・・並列／直列変換器、４８
・・・送信器、４９・・・ネットワーク制御回路。 図面の浄書（内容に変更なし） Ｆｉｇ、　７゜ 手 続 補 正 書（方式） ％式％ データ通信ネットワーク 代表者 マーク チャールズ　デニス ６゜ 補正の対象 図面。 以 上

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）通信手段により相互接続された複数の端末局から
   なり、ここで各端末はメッセージを通信手段を介してそ
   れ自体を含む他の全ての端末に放送し、ここでメッセー
   ジは一連のフレームで送信され、各フレームは該端末の
   夫々からの複数のメッセージからなり、フレーム内のメ
   ッセージは同時に、並列に受信され、ここで各端末はフ
   レームの受信の順にかつ各該フレーム内で予め決められ
   た順に受信したメッセージを順序づける手段を含むデー
   タ通信ネットワーク。
2. （２）複数の端末局を有し、各端末局はユニークに識別
   する送信特性及び端末局を相互接続する通信媒体を割り
   当てられ、ここでデータは一連のフレームでネットワー
   クを介して送信され、各フレームは一又はそれ以上の該
   端末からのデータを含み、ここで、かかる該フレーム内
   で、データ信号の効果的時間順序は送信特性の予め決め
   られた順序に対応するデータ通信ネットワーク。
3. （３）共通点又は星状を介して通信媒体により相互接続
   された複数の端末局からなり、ここで各該端末はメッセ
   ージを共通星状を介してフレームフォーマットでのネッ
   トワークに放送し、ここで、各該端末から受信されたメ
   ッセージの確認を送信する手段を有し、ここで各該端末
   は、どれか一つの端末用の全ての確認がその端末に共に
   届くように各送信された確認のタイミングを決定する手
   段を有するデータ通信ネットワーク。
4. （４）共通星状を介して通信媒体により相互接続された
   複数の端末局からなり、ここで、各該端末はメッセージ
   を共通星状を介してそれ自体を含む他の全ての端子に放
   送し、ここでメッセージは一連のフレームで送信され、
   各フレームは、各該端末用の複数のメッセージからなり
   、フレーム内のメッセージは同時に、かつ並列に受信さ
   れ、ここで一の端末はシステム用のフレームタイミング
   基準を提供し、ここで各該端末は基準端末のフレームタ
   イミング基準から、星状からの時間遅延を決め、その情
   報を他の全てのシステム端末に送信し、それによりネッ
   トワークのフレーム周期を提供し、ここで各該端末はフ
   レームの受信の順に、各フレーム内で、予め決められた
   順に受信されたメッセージを順序づける手段を含むデー
   タ通信ネットワーク。
5. （５）各該端末は、共通点又は星状からその距離又は遅
   延時間を決定し、その遅延時間に対応する情報をネット
   ワーク他の全ての端末に送信する手段を有する請求項１
   記載のネットワーク。
6. （６）各該フレームは、フレーム内に各周波数、データ
   ネットパケット、ノード状況情報及びフレーム確認情報
   からなる請求項５記載のネットワーク。
7. （７）１つの該端末又はノードは他のシステムにノード
   が星状で同期される基準ノードとして機能する請求項６
   記載のネットワーク。