JPH07226764A

JPH07226764A - 拡張可能ローカルエリアネットワークにおける信号伝送方法

Info

Publication number: JPH07226764A
Application number: JP7011114A
Authority: JP
Inventors: Robert J Baumert; ジョセフバウマートロバート; Clarence Chulljoon Joh; チュルジョーンジョークラレンス
Original assignee: American Telephone and Telegraph Co Inc; AT&T Inc
Current assignee: AT&T Inc
Priority date: 1994-01-28
Filing date: 1995-01-27
Publication date: 1995-08-22
Also published as: US5469438A; TW233398B

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】拡張可能なローカルエリアハブあるいは
スター状ネットワークを提供する。【構成】ハブステーションセグメント２００は双
方向信号バス７０によって少なくともＮ個の他のハブ
ステーションセグメント３００へ連結される。ハブ
ステーションセグメントは少なくとも２つのポート２
１０、２２０を含み、各ポートはリモートステーショ
ンからのパケット伝送を受信する。拡張可能ハブネッ
トワークのハブステーション中のパケットの伝送方法
は、第１にポート２１０、２２０の１つで、ハブステ
ーションセグメント２００と直接連結のリモートス
テーションからパケットを受信する段階と、第２にハブ
ステーションセグメント２００からメモリ１００へ
パケットを伝送する段階と、第３にユニキャストパケ
ットの場合、メモリ１００への伝送と同時に、他のハブ
ステーションセグメント３００でパケットを受信する
段階である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の分野】本発明は、例えばコンピュータ通信で使
用されるようなローカルエリアネットワークに関
し、特にローカルエリアハブあるいはスター状ネッ
トワークに関する。

【０００２】

【技術背景】例えばコンピュータ通信で使用されるよう
なローカルエリアネットワークはよく知られてお
り、例えば以下の特許で説明されている。「リングモ
ニタロジックファンクションを持つリングコントロ
ーラから成る、能動スタートポロジのローカルエリア
ネットワーク」と題される、エバーソール、他による
１９９１年８月２０日付けの米国特許Ｎｏ．５，０４
１，９６３、「能動スター状のローカルエリアネッ
トワーク」と題される、アービン−ハリディ、他による
１９９１年３月５日付けの米国特許Ｎｏ．４，９９８，
２４７、「スターローカルエリアネットワークの
ためのリングバスハブ」と題される、エバーソー
ル、他による１９９１年１月１日付けの米国特許Ｎｏ．
４，９８２，４００、「マルチポートリピータ」と題
される、アムンゼン、他による１９８９年４月２５日付
けの米国特許Ｎｏ．４，８２５，４３５、「分散制御の
急速接続回路スイッチ」と題される、リチャード、他に
よる１９８９年１０月３日付けの米国特許Ｎｏ．４，８
７２，１５８、「ローカルエリアネットワークのた
めのデータフロー制御装置」と題される、デラニー、
他による１９８８年１１月２２日付けの米国特許Ｎｏ．
４，７８７，０８２、および「ローカルエリアネッ
トワーク」と題される、アラングレン、他による１９８
７年６月１６日付けの米国特許Ｎｏ．４，６７４，０８
５。ローカルエリアネットワークのステーションま
たはノードは、例えばリングあるいはスターのような様
々の異なった形で構成される。スター構成の或はローカ
ルエリアのハブネットワークにおいては、多数の
分離リモートステーションは、ハブステーションと
呼ばれる中央のサイト或はステーションを通じて連結さ
れる。通信を成立させるため、ならびにリモートステ
ーションが、データが電気信号の形でネットワーク上を
伝送させる事を可能にさせる規則を決定するため、ハブ
ステーションは、独自のものか或はあらかじめ決めら
れたシグナリングプロトコルに従う必要がある。ラウ
ンドロビンと呼ばれるその様な１つのシグナリングプ
ロトコルにおいては、それぞれのリモートステーショ
ンは伝送のために別々に分離して［ポール］される。更
に、ラウンドロビンシグナリングプロトコルにおい
ては、唯一のステーションだけが電気信号データを同時
に伝送できる。

【０００３】１９９４年１月付けでヒューレットパッ
カードによりＩＥＥＥ８０２．１２として提出された
［プロポーズドデマンドプライオリティプリリミ
ナリドラフト］で開示され解説されたように、ラウンド
ロビンプロトコルは、１００ｂａｓｅＶＧと呼ばれ
る１００メガビットでデータ伝送が行われるローカルエ
リアネットワークで採用されるべくＩＥＥＥにこれま
で提案されてきた。ラウンドロビンプロトコルは、
周知のほかのネットワークプロトコルについても便益
がある。例えばそれは、時間管理にうるさいマルチメデ
ィア通信タスク向きの１０ｂａｓｅＴのようなＣＳＭＡ
／ＣＤ（衝突検出器のあるキャリア検出多重アクセス）
としても知られるＩＥＥＥ標準８０２．３で採用された
プロトコルがある。そのようなマルチメディアタスク
或は応用に関しては、一般的に、より重要な通信タスク
であればあるほど、より重要でないタスクよりも速く完
了されるため、リモートステーションをメディア或
は通信ネットワークへ割り当てるアクセスについて優先
順位付けしたり、或は制御したりすることが望ましい。

【０００４】ローカルエリアハブネットワークに
ついては、信号伝送性能を実質的に落すことなく、ネッ
トワークの規模拡大の容量を持っていることが望ましい
ことでもある。すなわちネットワークが拡張可能である
ことが望ましい。しかしながら、ローカルエリアハ
ブネットワークの規模が増大するにつれて、ネットワ
ークのリモートステーション間の通信にかかわるハー
ドウェアがますます複雑になる。例えば、集積回路チッ
プの製造上の技術的限界が、１つのチップに造りこめる
ポートの数を制限してしまうことがある。このようにし
て数十、或は数百のステーションを持つ大きなローカル
エリアハブネットワークについては、リモート
ステーション間の通信は直接連係するか、或は１つのハ
ブステーションに連結するか、さもなくば１つのハブ
ステーションネットワークに関しいくつかの分離し
た装置に分割するか、割り当てる必要がある。たとえば
電気信号がめざすリモートステーションに到達すると
いう様な、装置間の電気信号、典型的にはデジタル信号
の伝送の問題もまた更に複雑になる。こうして、拡張可
能ローカルエリアハブネットワークにおける単純
で信頼できる電気信号伝送方法の必要性が存在する。

【０００５】

【発明の概要】本発明の１つの具体例に従って、簡単に
言えば、拡張可能ローカルエリアネットワークのため
のハブステーションはメモリと少なくとも１つのハブ
ステーションセグメントから成る。ハブステーシ
ョンセグメントは少なくともＮ個の他のハブステー
ションセグメントと双方向制御信号バスで連結するよ
うに作られている。Ｎは正の整数である。ハブステー
ションセグメントは少なくとも２つのポートを中に持
っており、それぞれのポートは、そのハブステーショ
ンセグメントと直接連結しているか、連係しているリ
モートステーションからの電気信号パケットか又は伝
送を受信するように作られている。さらに、拡張可能ロ
ーカルエリアハブネットワークのためのハブス
テーションにおけるハブステーションセグメント間
での電気信号パケット伝送方法は、次の３つのステップ
から成る。先ず、１つのハブステーションセグメン
トと直接連結しているか、連係しているリモートステ
ーションからの少なくとも１つの電気信号パケットを、
ハブステーション又はハブステーションネットワ
ークにおけるハブステーションセグメントの１つに
あるポートの１つで、受信するステップ。次に、そのハ
ブステーションセグメントからの少なくともその１
つのパケットを、メモリへ伝送するステップ。そして次
に、そのパケットが少なくともユニキャストパケット
を構成するならば、そのパケットを、メモリへの伝送と
実質的に同時に、別のハブステーションセグメント
のどれかで受信するステップ。

【０００６】

【詳細な説明】図３は、従来のローカルエリアスタ
ー状あるいはハブ形状ネットワークの１つの具体例の
回路図である。前に示唆したように、ローカルエリア
ハブネットワークでは、ステーションはスター状ネッ
トワーク又はスター配置で構成され、そこでは中央ステ
ーション１０は、直接連結しているかその中央ステーシ
ョンに連係しているリモート又は他の残りのステーショ
ン２０のためのハブとして動作する。このようにハブ
ネットワーク又はハブステーションネットワーク
は、電気信号のパケットを１つのリモートステーショ
ンから別のリモートステーション又は多数のリモート
ステーションへ伝送するために使用されており、全て
のリモートステーションはハブステーションと直接
通信しているか直接連結されている。リモートステー
ションは例えば前述の［プロポーズドデマンドプラ
イオリティプリリミナリドラフト］で解説されたよ
うなデータ端末あるいは他のコンピュータ関連機器から
成る。本発明の環境において、電気信号のパケット又は
伝送という用語は、ステーション間の伝送のための電気
信号、典型的にデジタル信号の形式上のデータの完全且
つ分離されたグルーピングという事だけを扱うように使
われている。このようにして例えば、電気信号のパケッ
トは、伝送される、リモートステーションのコンピュ
ータファイルにあるデジタル信号から成る。そのよう
なパケット又は伝送は、典型的にフレーム分離子の開始
（ＳＦＤ）とフレーム分離子の終了（ＥＦＤ）を含んで
いる。更に前述の［プロポーズドデマンドプライオ
リティプリリミナリドラフト］の４−３ページで解
説されたように、また図４で図示されているように、パ
ケットは、例えば目的アドレス（ＤＡ）、ソースアド
レス（ＳＤ）、パケット長（Ｌ）、伝送データ（ＤＡＴ
Ａ）及び信号エラーチェックのためのフレームチェッ
クシーケンス（ＦＣＳ）を表現するバイナリデジタ
ル信号またはビットを含んでいる。本発明は、図４で例
示される電気信号パケットの具体例を採用しても範囲が
制限されない点で真価が認められるだろう。

【０００７】図３で例示されたネットワークにおいて
は、２つのリモートステーション間の間で伝送される
電気信号パケットはハブステーション１０を通過しな
ければならない。特別のネットワークによっては、ハブ
ステーションは典型的に、シグナリングプロトコル
（しばしば「ハンドシェイキング」と呼ばれる）を実行
し認識する能力、電気信号パケットからデータを見分け
抽出する能力、電気信号の形式にデータを蓄える能力、
信号エラーチェック能力、ならびに前述の［プロポーズ
ドプリリミナリドラフト］で解説されたような目的
アドレスを照合する能力を含み備えている。ローカル
エリアハブネットワークでは、図３で例示している
ように、ステーション特にハブステーションのカップ
リングまたは接続は「バンドル」されている。この環境
では、バンドルされたカップリングは、十分互いに接近
したステーションのポートと連結した少なくとも２つの
カップリングと言うことだけに差し向けるように用いて
いる。それで電磁誘導がツイストペアの導線のカップリ
ングを通して電磁信号の伝送に影響を与えないようにし
ている。

【０００８】ローカルエリアハブネットワークに
関して、パケットが単一で分離した別のリモートステ
ーションによって受信されるように、リモートステー
ションからの電気信号パケットを伝送する能力を持つこ
とが望ましく、この環境の中で「ユニキャスト」と呼ん
だ。同様にパケットが、あらかじめ決められたか選ばれ
た１つ以上のリモートステーションによって受信され
る様に、１つのリモートステーションからの電気信号
パケットを伝送する能力を持つことが望ましく、この環
境で「マルチキャスト」と呼んだ。更に、１つのリモー
トステーションから、全てのリモートステーション
へあるいは残りの全てのリモートステーションへ電気
信号パケットを伝送できることが望ましく、この環境で
「ブロードキャスト」と呼んだ。ブロードキャストパ
ケットがマルチキャストパケットの特別なタイプだと
いうことの真価がここで認められるだろう。もしハブに
伝送された電気信号パケットがブロードキャストかマル
チキャストであるならば、電気信号パケットは先ずハブ
に蓄えられ、それから次に、バンドルのカップリングを
利用しているネットワークの次のステーションへ伝送さ
れる様にすべきである。さもなければ、ブロードキャス
トまたはマルチキャストの、伝送受信される電気信号パ
ケットは、実質同時に起こる信号伝送のため極めて近接
したカップリングの数による「クロストーク」に帰着し
てしまう。この「クロストーク」は特に電気伝導線の場
合、達成する信号伝送の品質を落すかも知れない。しか
しながら完全な電気信号パケットがハブに蓄えられた後
は、パケット受信に悪影響を与えるクロストークによる
大事な信号劣化もせずに、指定されたリモートステー
ションへ転送されるかもしれない。このようにしてハブ
ステーションは、提案された最長パケットを蓄えるの
に十分な信号記憶容量を持ったメモリ装置を内蔵する
か、またはメモリ装置へのアクセス手段を持つべきであ
る。

【０００９】ハブでの伝送または再伝送についてのこの
制限は、ユニキャストパケットでは省略できるかも知
れない。ユニキャストパケットに関しては、１つのリ
モートステーションだけがハブステーションからパ
ケットを受け取るべき。更に、ラウンドロビンプロ
トコルにより、１つのリモートステーションだけが同
時にハブステーションに伝送すべき。それゆえ、ユニ
キャストパケットについては、目的ステーションを素
早く決定し持たせ、それから遅延することなくそのステ
ーションへパケット伝送するのがもっと望ましいことで
ある。それにもかかわらず、ユニキャストパケットに
ついてさえ、ＤＡの一致が起こるまで、すなわち目的リ
モートステーションがハブステーションにより確認
されるまで、パケットは次に転送されないかも知れな
い。更に、完全な電気信号パケットだけが伝送されるな
らば望ましい。こうして、ＤＡの一致処理が、他方で電
気信号が次のステーションへ伝送の処理中であっても、
実行できるように、十分な信号記憶容量がハブに取り込
む信号のバッファ役として存在しなければならない。

【００１０】ローカルエリアハブネットワークの
別の望ましい点は、ネットワークの拡張容量を持ってい
ることである。しかしながら、前に示唆したように、集
積回路技術の限界により、１個の集積回路チップでは、
１個のチップに作れるポートの数によっていくつかのリ
モートステーションだけにしか便宜を図れない。この
問題を解決する１つの方法は、付加的なハブチップあ
るいは次のようなハブステーションセグメントを付け
加えることである。ハブステーションまたはハブス
テーションネットワークを形作る初期あるいは第１の
ハブステーションセグメントと連結されたハブス
テーションセグメントの追加である。更にこの拡張さ
れたネットワークは、実質的にネットワークの性能を落
すことなく、あるいは有意の付加的なハードウェアの複
雑さを導入することなく、ユニキャスト、マルチキャス
ト、及びブロードキャストを取り扱える能力を含み備え
るべきである。これを達成するためには、それぞれのハ
ブステーションセグメントが次の２つの信号伝送能
力を備えていることが望ましい。もしユニキャストパ
ケットが、直接連結されたリモートステーションを行
き先とするハブステーションセグメント、あるいは直
接通信する他のハブステーションセグメントにより
受信されるならば、電気信号パケットを少なくともその
ハブステーションセグメントへ転送する能力が存在
するべきである。さらに、もしブロードキャストまたは
マルチキャスト電気信号パケットが直接連結したリモー
トステーションからハブステーションセグメントへ
伝送されるならば、電気信号パケットは先ず記憶され
それから少なくとも適切な他のハブステーションセ
グメントへ実質同時に伝送あるいは再伝送されるべきで
ある。

【００１１】前に述べた能力を含む本発明にしたがった
拡張可能ローカルエリアハブネットワークのための
ハブステーション５００の一つの実施例の部分が図１
で例示されている。例示されている様にハブステーシ
ョンは従来のランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）ユ
ニット１００と、ステーションセグメント２００のよ
うな少なくとも一つのハブステーションセグメント
からなる。図示したように、セグメント２００は、セグ
メント３００のような少なくとも一つの他の実質同様な
セグメントと、バス７０のような制御信号バスで、連結
するように作られている。セグメント２００はポート２
１０と２２０のような少なくとも二つのポートを含んで
おり、ポートのそれぞれは、ハブセグメントと直接連
結されているかまたは直接通信している（示されてない
が）リモートステーションから電気信号パケットを受
信するように作られている。図示した様に、ＲＡＭユニ
ットとハブステーションセグメント２００は、デー
タバス３０、アドレスバス４０、ＲＡＭ読み取り信号
バス５０、及びＲＡＭ読み取り信号バス６０からなる信
号バス５５によって相互に連結されている。図示したよ
うにデータバス３０は、ＲＡＭユニット１００上のデ
ータポート１３０を、セグメント２００上のデータ
ポート２３０へ連結している。同様にアドレスバス４０
はアドレスポート１４０をアドレスポート２４０へ
連結し、バス５０はＲＡＭ読み取り信号ポート１５０を
ＲＡＭ読み取り信号ポート２５０へ連結し、そしてバス
６０はＲＡＭ書き込み信号ポート１６０をＲＡＭ書き込
み信号ポート２６０へ連結する。この特別な実施例にお
いて、バス３０、バス５０、バス６０、及びバス７０
は、相互に連結した入出力ポートのための双方向信号経
路を提供している。このようにして、この実施例で図示
したようにハブステーションセグメント３００はハ
ブステーションセグメント２００と実質的に同じ
であり、制御信号バス７０によってストアフォワード
ポート２７０と連結したストアフォワードポート
３７０を持っている。更に、セグメント３００は、ポー
ト３１０と３２０を含んでおりそれぞれポート２１０と
２２０に対応していて、更にポート３３０、３４０、３
５０と３６０を含んでおりそれぞれポート２３０、２４
０、２５０と２６０に対応している。その上、２つのセ
グメントだけが図１で表されているけれど、本発明では
ハブステーション毎に２つだけのセグメントと限定さ
れるわけではないという事がここで真価を発揮するだろ
う。事実、いくつかのＮハブステーションセグメン
ト（Ｎは正の整数である）のどれかがハブステーション
に付け加えられ、図１で表された拡張可能ローカルエ
リアハブネットワークを更に拡張できる。図１で更に
図示されているように、セグメント３００は、データ
バス３０、アドレスバス４０、ＲＡＭ読み取り信号バ
ス５０ならびにＲＡＭ書き込み信号バス６０によって、
ＲＡＭユニット１００及びセグメント２００と相互に連
結されている。

【００１２】図２は、本発明にしたがった拡張可能ロー
カルエリアハブネットワークのハブステーショ
ンのためのより詳細なハブステーションセグメント
の実施例である。本発明はこの特別な実施例に見かけ上
制限されないことが評価されるであろう。本発明の及ぶ
範囲内にあるこれに代わる多くの他の実施例が可能であ
る。図にあるように、ハブセグメント２００は、レシ
ーバ６００とトランスミッタ７００を含む。この特別な
実施例において、レシーバは、カスケード接続された、
伸縮自在のバッファとフレーマ６１０、復号器６２０及
びデスクランブラ６３０を含む。同様に、トランスミッ
タは、カスケード接続された、スクランブラ７３０、符
号器７２０、シリアライざ７１０を含む。図にあるよう
に、レシーバとトランスミッタは両者とも、マルチポー
ト物理レイヤーインタフェース９００に連結されてい
る。物理レイヤーインタフェースは、ハブステーシ
ョンセグメントを、光ファイバケーブルあるいはツ
イストペアの金属導線のような物理伝送媒体へ連結し
ている。初期に図示し示唆したように、ハブステーシ
ョンセグメントと、したがって物理レイヤーインタ
フェース９００は少なくとも２つのポートを含む。それ
にもかかわらず、ラウンドロビンプロトコルによっ
て、ポートの１つだけが、前述の［プロポーズドプリ
リミナリドラフト］で解説されたように、シグナリン
グプロトコルの１部分として送信されるところの電気
信号の形式のデータをいつでも、もちろんアイドルト
ーンのようなチャネルシグナリングを排除して、受信
している。

【００１３】ハブセグメント２００は更にコントローラ
またはステートマシン８００を含む。図の様に、コン
トローラ８００は、ハブステーションセグメントに
入る電気信号及び出て行く電気信号の流れを監視し制御
する。図２で表した実施例では、コントローラ８００は
このことを、レシーバ、トランスミッタ及び物理レイヤ
ーインタフェースを制御することにより成し遂げてい
る。図１のバス３０、５０、６０のような双方向バス
が、コントローラ８００で制御されるトライステート
ドライバによって駆動されることの真価が認められるだ
ろう。これは、以前解説した、双方向信号経路の入出力
能力を実現するための１つの技術を提供することであ
り、この結果ハブステーションは、特別の周期の間ハ
ブステーションセグメントの動作モードに依存して
いる、信号バス経由で電気信号パケットを送受信する能
力を持つことになる。コントローラ８００は、図１で示
されたＲＡＭユニット１００を読んだり、書き込んだり
の制御も行い、そしてそれゆえ電気信号、典型的にはデ
ジタル信号を、アドレスバス４０、ＲＡＭ書き込み信
号バス６０、及びＲＡＭ読み込み信号バス５０へ供給す
る。

【００１４】図の様に、ハブステーションセグメン
ト２００は、この実施例では、ユニキャスト／マルチキ
ャストシグナリングロジック８１０、アドレスメ
モリユニットまたはラッチ８２０、典型的には復号器で
実現されるアドレス照合ロジック８３０、ならびに典型
的にはプリプログラムのＲＡＭまたは他のメモリ装置で
実現されるテーブルルックアップメモリ８４０をも
含んでいる。リモートステーションから受け取った電
気信号パケットがレシーバで処理された後に、図４で表
されたような形式で、ユニキャスト／マルチキャスト
シグナリングロジック８１０へ供給される。たとえば前
述の［プロポーズドプリリミナリドラフト］のページ
４−３で解説されたような典型的なＤＡの第１または第
２ビットの、目的アドレス（ＤＡ）に基づいて、ユニキ
ャスト／マルチキャストシグナリングロジック８１０
は、受信パケットがユニキャストパケットなのかマル
チキャストパケットなのかについて決定する。これは
典型的にデジタル論理回路で実現される。図のように、
どちらのケースでもパケットは、ＲＡＭユニットと別の
ハブステーションセグメントへの伝送のためデータ
バス３０に乗せられる。しかしながら、ユニキャスト
／マルチキャストシグナリングロジック８１０は、他
のハブステーションセグメントが、図２にあるハブ
ステーションセグメントの送信部分と同様に、パケッ
トを処理する方法を決定する信号を、バス７０を経由し
て供給する。例えば、もしパケットがユニキャストの場
合、バス７０は、ハブステーションセグメントがパ
ケットを直接連結されたリモートステーションへ転送
することを示す”ｈｉｇｈ”が設定される。更に、セグ
メント２００では、バス７０を経由してポート２７０で
受け取ったこの転送信号をを元にして、ゲート８４５が
アドレスメモリ８２０とトランスミッタ７００へのパケ
ット転送を可能にする。加えて、他のハブステーショ
ンセグメントが同様の論理を持っているため、バス７０
の転送信号がデータバス３０経由で他のセグメントでの
パケット受信を可能にしている。しかしながら特別な実
施例によっては、転送信号はどちらか１つを選ぶよう
に”ｌｏｗ”であるかも知れない。

【００１５】パケットがユニキャストかマルチキャスト
かどうかと無関係に、コントローラ８００は受信パケッ
トをＲＡＭユニットへ「書き込む」。言及したように、
コントローラ８００はセグメントを通して信号の流れを
制御する。このようにして、バス４０と５０を経由して
適切な時間にこれを実現するために内部メモリとデジタ
ル論理回路を含んでいる。更に図のように、バス５０を
通してＲＡＭユニットに供給された書き込み信号が、メ
モリ８２０とトランスミッタ７００へのユニキャスト
パケットのロードを可能にする一連のタイミング信号あ
るいはパルスを供給することも行い、ゲート８４５が転
送信号で可能にしている。それゆえ、トランスミッタ７
００がリモートステーションへの伝送のためパケット
の処理を行うと、アドレスメモリ８２０は目的アドレ
スをロードする。この特別な実施例において、アドレス
は８ビットのアドレスメモリへ同時にロードされる。
図のように、アドレス照合ロジック８３０もまた、図２
のハブステーションセグメントのような特別なハブ
ステーションセグメントと直接連結されたそれらリ
モートステーションの目的アドレスを記憶しているテ
ーブルルックアップメモリ８４０から入力信号を得
る。アドレス一致が起こるのに要するおおよその時間内
に、パケットはトランスミッタ７００で処理されねばな
らない。こうして、アドレス照合ロジック８３０は、伝
送イネーブルバス９０５を通じて信号を供給し、物理
レイヤインタフェース９００の伝送を可能にする。こ
の実施例において、一つの信号が複数のカップリングの
一つに供給され、それによってリモートステーション
への伝送を可能にし、更に、トランスミッタ７００の出
力信号を、選択されたか又は目的のリモートステーシ
ョンへ行く適切なポートへ向ける。同様に、もし何の一
致も起きなかったら、伝送はできず、パケットはこの特
別なハブステーションへ直接連結されたリモートス
テーションへ転送されない。前に示唆したように、ハブ
ステーションセグメントで実行されたアドレス照合
と実質同時に、他のハブステーションセグメントで
は同様の処理でパケットを、指定された又は選択された
リモートステーションへ向けることに専念している。
同様に、ユニキャストパケットに関しては、コントロ
ーラがアドレスバスとＲＡＭ書き込み信号バスに信号
を供給し、ＲＡＭユニットの中にパケットの記憶が残る
けれど、ユニキャストパケットはもう処理されなくな
るか、あるいはＲＡＭユニットから読みだされる。

【００１６】例えばセグメント２００が直接連結のリモ
ートステーションから受信したパケットがユニキャス
トパケットであるよりむしろマルチキャストパケッ
トであるような状況では、ロジック８１０は、転送信号
が”ｈｉｇｈ”であるバス７０を”ｌｏｗ”に設定する
ことにより記憶信号を生成する。このため他のセグメン
トには、バス３０に供給されたパケットを転送しないよ
うに信号が送られる。こうしてゲート８４５が、アドレ
スメモリ８２０とトランスミッタ７００へパケット転
送をしないようにする。しかしながら、それにもかかわ
らずコントローラはバス４０と６０へ信号を供給し、Ｒ
ＡＭユニット１００へパケットを書き込む。マルチキャ
ストパケットの場合では、ユニット１００の記憶の最
後に、ロジック８１０がバス７０に転送信号を供給す
る。実質同時に、コントローラは、丁度記憶されたパケ
ットをＲＡＭユニット１００から読み出すため、バス４
０と５０へ信号を供給する。パケットがＲＡＭユニット
１００から読まれると、バス５０で供給されたＲＡＭ読
み取り信号も、論理ＯＲゲート８３５経由でタイミング
信号を供給し、目的アドレスをアドレスメモリ８２０
とトランスミッタ７００へロードする。ユニキャスト
パケットと同様に、コントローラ８００からバス６０へ
の”ｗｒｉｔｅ”信号が、ＤＡをアドレスメモリ８２
０へロードするパルスを供給する。前に説明したよう
に、他のハブステーションセグメントは、このよう
にパケットを受信し処理する。

【００１７】図１と図２に示した実施例では、データバ
ス３０は双方向８ビットバスからなり、アドレスバ
ス４０は１２ビットバスからなる。同様に、ＲＡＭ信
号バスも制御信号バスもどちらも双方向１ビットバス
からなる。それにもかかわらず、本発明はこれら特別な
サイズのバスの範囲に制約されるものではない。しかし
ながら、本発明がどんなに特別サイズの信号バスの範囲
に制約されない一方で、コスト検討の際には、採用され
たビットサイズを制限することを必要とする。更に本発
明は、特別な”ｈｉｇｈ／ｌｏｗ”デジタルシグナリ
ング規約の範囲に制約されない。

【００１８】典型的にＲＡＭユニットとハブステーシ
ョンセグメントの実現については、本発明はこの方法
に制約されないが、分離された集積回路チップで実現さ
れる。集積回路チップは、相対的適度なコストで相対的
に小さなサイズの装置という便益を提供する。以前示唆
した様に、１つの集積回路チップのポート数に制限があ
るために、１つのハブステーションの比較的多数のリ
モートステーションとの通信を必要とするような状況
では、１つ以上のセグメントが採用される。それにもか
かわらず、これらネットワーク構成部品は、例えばディ
スクリートの電気回路構成部品か又は論理ゲートのよう
な、集積回路以外のこれに代わる技術で実現されてもい
る。更に、個々のハブステーションセグメント又は
ＲＡＭユニットは、１つの集積回路上に実現されねばな
らないという必要がない。こうした可能な状況に関して
は、本発明にしたがった拡張可能ローカルエリアハ
ブネットワークにおける電気信号の伝送方法が格別望ま
しい。

【００１９】ハブステーション又はハブステーショ
ンネットワークが、そのネットワークの更なる拡張の
ために一緒に連結され得ると言うことの真価が今もっと
認められるだろう。例えば、目的アドレスの１つ以上の
ビットが、代替のハブステーションを表示するために
設定され得る。更に、この１個のビットか複数ビットが
データバスを経由して、電気信号パケットルータの様
なもので監視できる。例えばパケットがＲＡＭユニット
に伝送される時これが起こる。

【００２０】図１と図２で表したように、ハブステー
ション５００は、極端に複雑な相互接続回路を持たない
ハブステーション同士の電気信号パケット伝送のため
に便利な構造を提供している。図１で表されたように、
ハブステーションセグメントの外側には、通常の信
号バスといくつかの制御信号だけが採用されている。以
下で更に詳しく説明されるように、このための１つの理
由は、本発明にしたがって電気信号パケットを伝送する
方法が、そのネットワークの色々のフィーチャを開拓
し、そしてそれによって拡張可能ローカルエリアハ
ブネットワークのハブステーションの中のハブス
テーションセグメント間の電気信号パケットを首尾よ
く転送することである。こうして、図１で表されるよう
な拡張可能ローカルエリアハブネットワークのた
めのハブステーションは次ぎの方法にしたがって電気
信号を伝送する。図１と２で示されたハブステーショ
ンセグメントのような１つのハブステーションセグ
メントに直接連結された１つのリモートステーション
から伝送される少なくとも１つの電気信号パケットは、
その１つのサブステーションセグメントのポートの
１つで受信されるかも知れない。以前解説したように、
少なくとも１個のパケットは、たとえば図２のレシーバ
６００によって、バッファされ、フレーム、復号されそ
してデスクランブルされる。少なくとも１つの受信電気
信号パケットは、例えば図１のバス３０経由で、１つの
ハブステーションから、例えば図１のＲＡＭ１００の
様なＲＡＭユニットで伝送される。例えば、ユニキャス
ト／マルチキャストシグナリングロジック８１０に
より実行されたハブステーションセグメントの一つ
の特徴は、受信した電気信号パケットがユニキャスト
パケットなのかマルチキャストパケットなのか、さも
なくばブロードキャストパケットなのかに関して識別
する能力である。こうして電気信号パケットを受信する
段階は、パケットがユニキャストパケットを構成する
のかについてを決定することを含む。解説されたよう
に、これはパケットの中の目的アドレスのビットを確か
めることによって成し遂げられる。もしパケットがユニ
キャストパケットを構成するなら、その場合ＲＡＭユ
ニットへ伝送されたパケットは、どれか別かあるいは残
っているハブステーションセグメントによりデータ
バスから、ＲＡＭユニットへの伝送と実質同時に受信さ
れる。前に解説したように、これはバス７０上の転送信
号を伝送することによって成し遂げられる。さもなけれ
ば、パケットはデータバス３０で伝送されるけれど、別
のハブステーションセグメントで受信されることは
ない。

【００２１】本発明にしたがった拡張可能ローカルエ
リアハブネットワークにおける電気信号の伝送方法
はこのため、ハブステーションセグメントとその組
み合わされたデジタル回路との間のシグナリングの複雑
さを、ハブステーションセグメントをＲＡＭユニット
と連結する信号バスを開発することによって低減すると
いう好ましい特質を持っている。例えば前に説明したよ
うに、ＲＡＭとハブステーションを相互連結する信号バ
スを採用することによって、典型的には信号が先ずＲＡ
Ｍで受信されそれからＲＡＭユニットから再転送される
のに必要とされるような、それとも、信号が色々なハブ
ステーションセグメント間で受信・転送されるのに
必要とされるような、どちらにしても複雑なシグナリン
グと回路を低減させている。同様に、ＦＩＦＯメモリ
ユニットあるいは同様なメモリスタッキング装置ならび
に他のデジタル論理回路はそのほか、ネットワーク目的
アドレスの全てを記憶したり、信号転送に加えて目的ア
ドレス照合を実行したりの目的で必要とされる。しかし
ながら以前説明したように、ローカルリモートステ
ーションすなわち特別なハブステーションセグメン
トに直接連結されているリモートステーションへハブ
ステーションセグメントからパケットを転送するの
に使われる回路は、ハブステーションセグメントが
他のハブステーションセグメントからデータバス経
由で受信したこれらパケットのためにも利用される。更
に前に説明したような、一つだけのステーションにネッ
トワークへの同時伝送を許しているラウンドロビン
シグナリングプロトコルは、前に説明した手法で分割
信号バスで示された利点を開拓する機会を増加させる。

【００２２】特別なネットワークに依存して、１つの他
のハブステーションセグメントあるいは多くの他の
ハブステーションセグメントが存在しているかもし
しれない。ネットワークが少なくとも１つの他のハブ
ステーションセグメントを含むところでは、どんな他
のハブステーションセグメントであってもユニキャ
ストパケットを受信する段階には、少なくともその１
つの他のハブステーションセグメントでデータバス
経由でパケットを受信している動作が含まれている。同
様に、ネットワークが少なくとも１つ以上の他のハブ
ステーションセグメントを含むところでは、パケットを
受信する段階には、データバス経由で全てのハブステ
ーションセグメントか或はデータバス経由で全てのそ
の他のハブステーションセグメントでパケットを受
信している動作が含まれている。前に説明した様に、ハ
ブステーションセグメントのどれか或はその他のハ
ブステーションセグメントは、電気信号パケットが
ローカル電気信号パケットを構成しているかどうかを単
独に決定している。

【００２３】一般に、前に説明した様にそれぞれのセグ
メントでデータバス経由で受信されたパケットは、そ
のパケットがレシーバ６００のようなレシーバで処理さ
れた後で、そのセグメントに直接連結されたリモート
ステーションから受信したパケットのように取り扱われ
る。アドレス照合ロジック８３０がもしＤＡの一致を見
つけたら、パケットは転送されるか、そのセグメントに
直接連結された目的リモートステーションへ伝送され
る。前に示唆したように、データバスへパケットを転
送するハブステーションセグメントよりもむしろデ
ータバス上のパケットを受信するハブステーション
セグメントでのこのローカル転送操作の方が、より複
雑でない回路に帰着する。例えば、目的アドレスを記憶
し、メモリスタッキングを実行し、そしてメモリア
ドレス照合を実行する回路が避けられる。このようにし
て、データバスから電気信号パケットを受信したハブ
ステーションセグメントそれぞれが、その電気信号パ
ケットが特別なハブステーションセグメントに直接
連結されたリモートステーションへ更に伝送されるべ
きかどうかに関して、それぞれのセグメントの内部回路
を使用して単独に決定するかも知れない。電気信号パケ
ットは前に示唆したようにスクランブルされ、符号化さ
れ、そしてシリアライズされている。処理されたパケッ
トは、説明したように、アドレス一致が起これば連結さ
れたリモートステーションへ伝送される。もし起きな
ければ、電気信号パケットはそれ以上、特別な受信ハブ
ステーションセグメントで伝送されない。

【００２４】電気信号パケットがユニキャストパケッ
トよりもむしろマルチキャストパケットを構成すると
ころで、同様な技術が採用され得る。このようにして、
ユニキャストパケットと同様、パケットがマルチキャ
ストパケットを構成しているかどうかについて、直接
連結された創設のリモートステーションから電気信号パ
ケットを受け取っている、図１のセグメント２００のよ
うなハブステーションセグメントが決定する。もし
パケットがマルチキャストパケットを構成しているな
ら、パケットはＲＡＭユニットへ伝送され記憶される
が、他のハブステーションセグメントには実質同時
には受けとられていない。図２の実施例のため説明した
ように、これは例えばバス７０のように他のハブセグ
メントをシグナリングすることによって達成される。マ
ルチキャストパケットは、そのパケットをＲＡＭユニ
ットに「書き込んだ」あるいは記憶したハブステーシ
ョンセグメントによってＲＡＭから読まれる。その時全
てのハブステーションセグメント或はそうでない場合
全ての他のハブステーションがパケットを、ＲＡＭユ
ニットへ記憶した後でＲＡＭユニットから読み出す時に
データバス経由で受け取る。再び図２の実施例に関し
て、前に説明したように他のハブステーションセグ
メントへパケットを転送するシグナリングはバス７０経
由で実現される。

【００２５】この技術は選択された多数のハブステー
ションセグメントに対して実質同時にマルチキャスト
或はブロードキャストを実現する能力を供給しながらし
かも一方で「バンドル」されたカップリングに関連した
問題を回避している。こうして、マルチキャスト或はブ
ロードキャストパケットに関して、ＲＡＭユニットか
らの転送によりフォローされたＲＡＭユニットへの転送
と関連したこの相対的にわずかな伝送遅延を導入するこ
とによって、ハブステーションセグメントのポート
で同時に起こらないパケットの伝送と受信という制約が
解消される。更にこれは、そのほかに多数のハブステ
ーションセグメント間での電気的パケットを伝送する
際発生するタイミング或はシグナリング問題を軽減させ
ることもする。

【００２６】次にマルチキャスト或はブロードキャスト
パケットについて、電気信号パケットがローカル電気
信号パケットを構成するかどうかに関して、ハブステ
ーションセグメントのそれぞれが、再度構造上の利点
と前に説明したアプローチを開拓することで前のように
決定する。こうして図２で示した実施例では、バス３０
経由で全てのハブステーションセグメント或は全
ての他のセグメントで受け取るパケットは、次ぎの信号
処理のためにハブステーションセグメントのアドレ
スメモリとトランスミッタへ供給される。しかしなが
らマルチキャスト又はブロードキャストの電気信号パケ
ットについて、ユニキャストパケットと対照させると、
電気信号パケットは１つ以上のハブステーションセ
グメントのためのローカル電気信号パケットを構成す
る。既に説明したように、大きく複雑なローカルエリ
アハブネットワークのハブステーションの中のデ
ィスクリート装置間の電気信号の伝送は、相互に割り当
てられた信号バスといくつかの制御信号だけで本発明に
従って適応させることができる。本発明のある特徴だけ
がここで図示され解説されてきたが多くの修正、代用、
変更あるいは等価物などの考えが当業者の念頭に浮かぶ
であろう。従って、添付の特許請求範囲は、本発明の技
術思想範囲内における全ての修正と変更を包含するもの
と理解されるべきである。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明にしたがった拡張可能ローカル
エリアハブネットワークのためのハブステーシ
ョンの１つの具体例の部分回路図である。

【図２】図２は、本発明にしたがった拡張可能ローカル
エリアハブネットワークのハブステーションの
ためのハブステーションセグメントの１つの具体例
の回路図である。

【図３】図３は、従来のローカルエリアハブネッ
トワークの１つの具体例の回路図である。

【図４】図４は、本発明にしたがった拡張可能ローカル
エリアハブネットワークのリモートステーショ
ン間のデジタル信号の形式として、データ伝送するため
採用され得る電気信号パケットの一つの具体例の図であ
る。

【符号の説明】

１０中央ステーション３０データバス４０アドレスバス５０ランダムアクセス読み出し信号
バス５５信号バス６０ランダムアクセスメモリ書き
込み信号バス７０制御信号バス１３０データポート２００、３００ステーションセグメント２７０ストア／フォワードポート６１０伸縮自在のバッファとフレーマ６２０復号器６３０レシーバ７２０符号器７３０スクランブラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者クラレンスチュルジョーンジョーアメリカ合衆国 18103 ペンシルヴァニア，アレンタウン，コーラードライヴ 4465

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】メモリ（例えば１００）及び少なくとも１
つのハブステーションセグメント（例えば２００）
を含むハブステーション（例えば５００）からなる拡
張可能ローカルエリアハブネットワークにおい
て；該ハブステーションセグメント（例えば２０
０）が、双方向制御信号バス（例えば７０）により少な
くともＮ個の他のハブステーションセグメント（例
えば３００）へ連結されるように作られており、Ｎは正
の整数であること；該ハブステーションセグメント
（例えば２００）が、少なくとも２つのポート（例えば
２１０、２２０）を含んでおり、該ポートのそれぞれが
該ハブステーションセグメント（例えば２００）へ
直接連結されたリモートステーションから電気信号パ
ケットを受信するように作られており；及び該メモリ
（例えば１００）及び該ハブステーションセグメン
ト（例えば２００）が相互に信号バス（例えば５５）に
より連結されていることを特徴とする拡張可能ローカル
エリアハブネットワーク。
【請求項２】請求項１に記載のネットワークにおいて、
該メモリ（例えば１００）がランダムアクセスメモ
リ（ＲＡＭ）（例えば１００）ユニットであることを特
徴とする拡張可能ローカルエリアハブネットワー
ク。
【請求項３】請求項２に記載のネットワークにおいて、
該信号バス（例えば５５）が双方向データバス（例え
ば３０）、アドレスバス（例えば４０）、双方向ＲＡ
Ｍ読み取り信号バス（例えば５０）及び双方向ＲＡＭ書
き込み信号バス（例えば６０）から成ることを特徴とす
る拡張可能ローカルエリアハブネットワーク。
【請求項４】請求項３に記載のネットワークにおいて、
少なくともＮ個の該他のハブステーションセグメン
ト（例えば３００）が該ハブステーションセグメント
（例えば２００）と実質的に同じであることを特徴とす
る拡張可能ローカルエリアハブネットワーク。
【請求項５】請求項３に記載のネットワークにおいて、
該ＲＡＭ（例えば１００）ユニット及び該ハブステー
ションセグメント（例えば２００）のそれぞれが１つ
の集積回路チップから成ることを特徴とする拡張可能ロ
ーカルエリアハブネットワーク。
【請求項６】少なくとも１つのメモリ（例えば１００）
及び２つのハブステーションセグメント（例えば２
００、３００）を含むハブステーション（例えば５０
０）からなる拡張可能ローカルエリアハブネット
ワークでの電気信号パケット伝送方法であって、該ハブステーションセグメント（例えば２００、３
００）のそれぞれが相互に制御信号バス（例えば７０）
により連結され、しかも少なくとも２つのポート（例え
ば２１０、２２０、３１０、３２０）を含んでおり、該
ポートのそれぞれは該ハブステーションセグメント
（例えば２００、３００）と直接連結されたリモート
ステーションから電気信号パケットを受信するように作
られており、該メモリ（例えば１００）及びハブステーションセ
グメント（例えば２００、３００）が相互にデータバ
ス（例えば３０）、アドレスバス（例えば４０）、メ
モリ読み取り信号バス（例えば５０）及びメモリ書き込
み信号バス（例えば６０）により連結されており、及び
該パケット伝送方法がリモートステーションから該ハ
ブステーションセグメント（例えば２００）の１つ
にあるポート（例えば２１０、２２０）の１つで少なく
とも１つの電気信号パケットを受信する段階；少なくと
も１つの該パケットを該ハブステーションセグメ
ント（例えば２００）の１つから該メモリ（例えば１０
０）へ伝送する段階；及びとにかくもし該パケットがユ
ニキャストパケットを構成するとしたら、該メモリ
（例えば１００）への伝送と実質的同時に、どこか他の
ハブステーションセグメント（例えば３００）で少な
くとも１つの該パケットを受信する段階を含むことを特
徴とする拡張可能ローカルエリアハブネットワー
クでの電気信号パケット伝送方法。
【請求項７】請求項６に記載のパケット伝送方法におい
て、少なくとも１つのパケットを該データバス（例え
ば３０）経由で伝送することから成る、該メモリ（例え
ば１００）への少なくとも１つのパケットを伝送する段
階を含むことを特徴とする拡張可能ローカルエリア
ハブネットワークでの電気信号パケット伝送方法。
【請求項８】請求項７に記載のパケット伝送方法におい
て、少なくとも１つの受信パケットを該データバス
（例えば３０）経由で受信することから成る、どこか他
のハブステーションセグメント（例えば３００）で
少なくとも１つの受信パケットを伝送する段階を含むこ
とを特徴とする拡張可能ローカルエリアハブネッ
トワークでの電気信号パケット伝送方法。
【請求項９】請求項８に記載のパケット伝送方法におい
て、どこか他の該ハブステーションセグメント（例
えば３００）のために、電気信号パケットがローカル電
気信号パケットを構成するかどうかについて決定する段
階を更に含むことを特徴とする拡張可能ローカルエリ
アハブネットワークでの電気信号パケット伝送方
法。
【請求項１０】請求項８に記載のパケット伝送方法にお
いて、該ネットワークが該２つのハブステーション
セグメント（例えば２００、３００）に加えて少なくと
も１つの他のハブステーションセグメントから成
り、少なくともその１つのパケットがマルチキャストパケ
ットを構成するかどうかを決定することを含んでいる、
該ハブステーションセグメント（例えば２００）の
１つに直接連結されたリモートステーションから受信
する段階を含み、もしも該パケットがマルチキャストパケットを構成し
たら、該データバス（例えば３０）経由で全ての他の
ハブステーションセグメント（例えば３００）へ該
メモリ（例えば１００）から少なくとも１つのパケット
を読み出する段階を更に含むことを特徴とする拡張可能
ローカルエリアハブネットワークでの電気信号パ
ケット伝送方法。
【請求項１１】請求項１０に記載のパケット伝送方法に
おいて、もしも該パケットがマルチキャストパケット
を構成したら、該データバス（例えば３０）経由で全
てのハブステーションセグメント（例えば２００、
３００）へ該メモリ（例えば１００）から少なくとも１
つのパケットを読み出す段階を含むことを特徴とする拡
張可能ローカルエリアハブネットワークでの電気
信号パケット伝送方法。
【請求項１２】請求項１１に記載のパケット伝送方法に
おいて、該マルチキャストパケットがブロードキャス
トパケットを構成したことを特徴とする拡張可能ロー
カルエリアハブネットワークでの電気信号パケッ
ト伝送方法。