JPS61202545A - 多重ネツトワ−ク通信システム - 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】 本発明を次の順序で説明する。

Ａ、産業上の利用分野 Ｂ、従来技術 Ｃ１発明が解決しようとする問題点 り０問題点を解決するための手段 Ｅ、実施例 Ｅ−１，システムの概要（第１図） Ｅ−２０代表的なステーションとトラヒックの特徴 Ｅ−３，ＨＳリング・アクセス・ノード（第２図） Ｅ−４，ＨＳステーション（第３図） Ｅ−５，トークン・リング上のフレームとトークンのフ
ォーマット（第４〜６図） Ｅ−６，ＨＳリング上のブロック・フォーマット（第７
図） Ｅ−７，トークンを含む両リング上でのトラヒックの例
（第８図） Ｅ−８，別の実施例 Ｆ０発明の効果 Ａ、産業上の利用分野 本発明は、通信システム、特に複数のステーションが共
通多重アクセス伝送媒体を介してデータを交換できる多
重ネットワーク通信システムに関するものである。

Ｂ、従来技術 近年、母線またはリング・ネットワークを多数の接続ス
テーションが共用できる、ローカルエリア・ネットワー
クが沢山提案されてきた。共通の問題は、伝送要求が不
規則に起こり、したがって固定時分割多重（Ｔ　Ｄ　Ｍ
）時間ラスタが望ましくない場合に、かかるネットワー
クへのアクセスを調整することである。

アクセスを調整するための主な方法が二つ開発されてい
る。一つは伝送を希望するステーションがまず聴取して
、伝送媒体が空いている場合にのみ送信を開始する、衝
突検出式キャリア感知多重アクセス方式（Ｃ８ＭＡ／Ｃ
Ｄ）である、衝突が起こると、所定のアルゴリズムに従
って伝送を再試行する。もう一つの方法は、伝送する権
利を表すトークンがステーションからステーションにパ
スされ、したがっていつでも１つのステーションしか伝
送を試みることができない、トークン・アクセス方式で
ある。

トークン・システムは１例えば米国特許明細書第４４２
９４０５号；同第４４８２９９９号；■Ｂ　Ｍ　　Ｓｙ
ｓｔｅｍｓ　Ｊｏｕｒｎａｌ、Ｖｏｌ、２２．Ｎｏ、１
／２　１９８３のＰ４７−６２に所載のＲ，Ｃ，Ｄｉｘ
ｏｎ外の論文”Ａ　ｔｏｋｅｎ　ｒｉｎｇｎｅｔｗｏｒ
ｋ　ｆｏｒ　１ｏｃａｌ　ｄａｔａ　ｃｏｍｍｕｎｉｃ
ａｔｉｏｎｓ”　；　ＩＢＭＪｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｒ
ｅ５ｅａｒｃｈ　ａｎべＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ、ＶＯ
Ｌ、２７゜Ｎｏ、５．１９８３年９月のＰ２Ｓ５−４９
６に所載のＮ、Ｃ，５ｔｒｏｌｅの論文”Ａ　１ｏｃａ
ｌ　ｃｏ＋＊ｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ　ｎｅｔｗｏｒｋ
　ｂａｓｅｄｏｎ　１ｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｅｄ　ｔ
ｏｋｅｎａｃｃｅｓｓ　ｒｉｎｇｓ　：　Ａｔｕｔｏｒ
ｉａｌ”から知られる。

これらの先行技術のシステムでは、伝送媒体はリングで
あり、その上をアクセス・トークンおよびデータがステ
ーションからステーションへと順次パスされる。上記の
特許明細書および刊行物には、許可されたステーション
だけが利用できる高優先順位トークンを設けることによ
って、同期データまたは高優先順位データを一定間隔で
伝送できることが開示されている。

Ｃ０発明が解決しようとする問題点 これらおよびその他多くの既知のシステムは、黒なる種
類の広範なトラヒックを混合することができるが、大量
データ・ブロックの高速バルク転送がしばしば必要な場
合、一定の限界がある。例えばコンピュータ間でのデー
タ・ベース全体の交換や、高速度で変化する表示画像を
ある場所から別の場所に送らなければならないグラフィ
ック・アプリケーションでは、そのような転送が必要と
なることがある。

伝送経路中にアクセス制御回路が必要なため、媒体それ
自体はデータを超高速で転送できるのに、ネットワーク
の操作を超高速データ速度で行なうことができない。そ
の上、大量データ・ブロックの伝送には、伝送速度が高
速であるにもかかわらず、数サイクルを要することがあ
り、その間中一定間隔で同期伝送を要求するステーショ
ンのアクセスが妨げられることになる。

例えば、ＩＢＭ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｄｉｓｃｌｏｓ
ｕｒｅ　Ｂｕｌｌｅｔｉｎ。

Ｖｏｌ、２０．Ｎｏ、２．Ｊｕｌｙ　１９７７のＰ２Ｓ
５−８５５に所載のり、Ｆ。

Ｂａｎｔｚの論文”Ｄｅｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｄ　ｒｅ
ｑｕｅｓｔｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ　讃ｅｅｈａｎｉｓｍ
”から、アクセス情報がデータ経路とは独立して伝送さ
れるシステムが知られる。しかし、これらのシステムで
もバルク・データ転送による同期トラヒック・ステーシ
ョンのサービス中断という問題は解決されず、また独立
のアクセス線上でデータを伝送することができない。

同期モードでも、より小さなデータ・パケットの転送を
中断せずに、大量データ・ブロックの高速転送ができる
。複数のステーションを相互接続する通信システムを提
供することが本発明の目的である。

Ｄ０問題点を解決するための手段 上記の目的は、本発明により、多重ネットワーク・シス
テムを設けることによって達成される。

第１のネットワークは両方のネットワークに対するアク
セス情報を転送し、また比較的少量のデータを転送し、
第２のネットワークはアクセス情報を転送せず、大量デ
ータ・ブロックのみを転送する。バルク転送を要求する
ステーションは、両方のネットワークに接続されて、し
たがって第１のネットワークを介してアクセス情報送受
し、アクセス情報の制御下で第２の高速ネットワークを
介して大量データ・ブロックを送受することができる。

ステーション群はアクセス・ノードによって第２のネッ
トワークに接続される。それらのステーションは、活動
状態のときに、リングに挿入される必要はないが、すべ
ての循環データを回報通信方式で受は取り、データをア
クセス・ノードに転送できる。

データを送るには、あるステーションからデータ・ブロ
ックを伝送するのに必要な時間だけ第２のネットワーク
を中断しなければならない。アクセス情報は、そのステ
ーション群のすべてのステーションが常に接続されてい
る第１のネットワークを介して転送されるため、上記の
ような中断が可能である。

以下で説明する実施例においては、各ネットワークはリ
ング形式であり、特に第１のネットワークはトークン・
リングである。

Ｅ、実施例 Ｅ−１，システムの概要 本発明を具体化した通信システムの全体的構造を、第１
図に示す。これは、２つの独立したネットワーク、すな
わちトークン・リング（ＴＲ）１１と高速伝送リング（
ＨＳ）１３を含んでいる。

拡張ローブ１９を介してステーション１７（−型内で示
す）を接続するために、配線盤１５（二型内で云す）が
トークン・リング１１に接続される６当該の配線盤１５
のスイッチの位置に応じて、どのステーション１７と拡
張ロープ１９も基本リングに挿入し、またはバイパスさ
せることができる。このようなトークン・リングとその
アクセス機構は、例えば上記の文献や米国特許明細書お
よび、トークン・リング・ローカルエリア・ネットワー
クに関するＥＣＭＡおよびＩＥＥＥ８０２規格から周知
である。

高速バルク・データ伝送を必要とするいくつかの特定ス
テーション２１（四角で示す）も拡張ローブ１９を介し
てトークン・リング１１に接続されており、したがって
通常のステーション１７と同様に、それらもトークン・
リング１１に挿入することができる。すなわち、それら
の特定ステーション２１は、そのリング上で通常のメツ
セージ・パケットを送受することができ、特にトークン
を受は取って評価することができる。

高速伝送リング１３（以下では簡単にｒＨＳリング」と
称する）は、それぞれ一群のステーション２１を線２５
を介してＨＳリング１３に接続する少数の配線盤ないし
アクセス・ノード２３（二重四角で示す）を含んでいる
。ＨＳリング１３および拡張線２５は、光データ伝送用
ファイバから構成される６基本トークン・リング１１と
拡張ロープ１９は、この例では電気伝送線であるが、光
フアイバ媒体として実現することもできる６２つのリン
グはそれぞれ、アクセス制御およびタイミング用の装置
を１個含んでいる。トークン・リング１１には一定間隔
で特別トークンを出すトークン・マネージャ（ＴＭ）２
７が備わっている。

これはまたトークン監視機能も含むことができ。

刻時信号を提供することができる。このようなトークン
・マネージャの操作も、上記の文献および米国特許明細
書に記載されている。ＨＳリング１３は、クロック装置
ｉｔ　（ＣＬ）２９を含んでいる。

これはその入力部で受は取ったデータ信号を中断する他
に、ＨＳリング１３上でデータが伝送されないとき、刻
時情報を構成するアイドル信号を出す。

システム全体の動作原理は、次の通りである。

トークン・リング１１は、ステーション１７と２１の間
でデータを伝送する働きをし、これらのステーションに
対するアクセス情報としてトークンを転送する。ＨＳリ
ング１３は、ステーション２１間でデータを伝送する働
きしかせず、アクセス情報は運ばない。ステーション２
１にＨＳリング１３へのアクセスを許すための情報が、
トークン・リングを介して転送される。この目的のため
、少くとも二種の異なるトークンが設けられている。

一つはトークン・リング１１に対するデータ伝送アクセ
スを調整するためのもので、もう一つはＨＳリング１３
に対するアクセスを調整するためのものである。単一の
標準トークン・フォーマットを使って、優先順位ビット
によって区別をつけることができる。、（後で明らかに
なるが、この実施例では、°実際には三種のトラヒック
用の異なる３つのトークンが設けられている。ＨＳリン
グ上のトラヒックと、トークン・リング上の同期トラヒ
ックおよび非同期トラヒックである。

Ｅ−２０代表的なステーションとトラヒックの特徴 この通信システムの目的と利点がよりよく理解できるよ
うに、次にこの２つのネットワークに接続されるステー
ションの種類、およびこの２つのネットワークを介して
転送されるデータ・トラヒックの種類について簡単な概
略を示す。

トークン・リングおよびステーション１７：このステー
ションは、キーボードと表示装置や印刷装置を含む、単
一オフィス・ユーザー用端末装置である。このトラヒッ
クの特徴は、メツセージが比較的短く（１キロビツトの
オーダー）、超高速で伝送する必要はないが、ステーシ
ョンがデータ伝送を必要とするとき迅速な応答が必要な
ことがある。建物全体にわたって各オフィスまたは少と
も各フロアに、配線盤１５が設けられ、トークン・リン
グ１１がこれらのすべての設置場所を走る。

配線盤１５に一端が接続された拡張ローブ１９は、既に
周知のように、ワーク・ステーション１７にうまく接続
できるように、オフィス壁面のコンセントで一成端して
いる。

ＨＳリングおよびステーシゴン２１ニスチージョン２１
は数が限られており、先に述べたようにバルク・データ
伝送を必要とする。これは、上位コンピュータ、画像フ
レーム全体の高速伝送を必要するグラフィック端末装置
、および電話局に接続された交換装置またはＰＢＸを含
んでいる。このトラヒックの特徴は、伝送するメツセー
ジが大量（１メガバイトのオーダー）であり、転送元と
宛先の間での転送を高速で実施しなければならない（大
量であるため）が、ステーションが緩衝能□力をもつた
め、一定の応答遅延が許されることである。

次にまずＨＳリング・アクセス・ノード２３と特別ステ
ーシュン２１についてより詳しい説明を行う。その後、
トークン処理および両リングの同時操作について説明す
る。最後に、２重ネットワーク・オーバーレイ・システ
ムの別の実施例について簡単に触れる。

Ｅ−３，ＨＳリング・アクセス・ノードアクセス・ノー
ド２３の構成を第２図に示す。

これは光ファイバＨＳリング１３の入ブランチ１３Ａと
出ブランチ１３Ｂに接続されている。光バイパス・スイ
ッチ３１は、ノードが付勢されない場合、ノードをバイ
パスしてリング・ブランチ１３Ａ及び１３Ｂを直接接続
する。電源投入時に電源装置３３からの制御信号がバイ
パス・スイッチ３１を開く、光受信器（ＡＲ）３５がリ
ング・ブランチ１３Ａに入った信号を増幅し、電気信号
に変換する。これと対になっているのが光送信器（Ａｓ
）３７であり、電気信号を受は取って光信号に変換し、
それを出リング・ブランチ１３Ｂに送る。セレクタ・ス
イッチ３９が、フリップフロップ（ＦＦ）４１中で遅延
された受信リング・データまたは当該ノードがら伝送す
べきデータを光送信器３７に転送する。

入データ信号を再生クロック信号でサンプリングするた
めに、フリップフロップ４１が設けられている。フリッ
プフロップ４１の出方端子は、受信データ線４３であり
、このノードに接続されたステーションにデータが転送
できる。これは電気信号を光信号に変換する光送信器（
ＤＳ）４５に接続されている。光スター・カップラ４７
が、光送信器４５の出力をステーション２１　（１）・
・・２１（ｎ）の入力端子に接続されたｎ本の出方線（
光ファイバー）４９　（１）・・・４９　（ｎ）の各々
に並列に分配する。これらのステーションの出方端子は
、ノード入力線５１（１）・・・５１（ｎ）に接続され
ている。これらのノード入力線は、光スター・カップラ
５３中で組み合わされて、そのス）−−ジョン群のすべ
てのステーションの先出方信号が光受信器（ＯＲ）５５
に並列に印加され、そこで電気信号に変換されるように
なっている。

（もちろん、プロトコルによって、一度に１ステーシヨ
ンしかデータを伝送しないようになっている。）ステー
ション出力データは、電気信号の形でＯＲゲート５７と
伝送データ線５９を経てエラスチック・バッファ６１に
転送される。このバッファ６１からデータが読み取られ
ると、線６３上に現われ、そこからデータをセレクタ・
スイッチ３９を経て光発信器３７に転送できる。エラス
チック・バッファ６１には、適切に調時された緩衝操作
を確保するため読み書き（Ｒ／Ｗ）制御回路６５が備わ
っている。

アクセス・ノード（アクセス・プロトコルを扱う必要が
ないため）余り知能を要しないが、タイミング及び制御
回路に最小限のものを備えなければならない、フェーズ
ロック・ループ回路（ＰＬＬ）６７が水晶発振器（Ｏ８
Ｃ）６９（７）助けで。

受信データ・ストリームからクロック信号を再生する。

その出力信号は、入データ信号をサンプリングするため
フリッププロップ４１に送られ、正しい速度での緩衛デ
ータの読み出しを制御するためエラスチック・バッファ
のＲ／Ｗ制御回路６５に送られ、また制御装置７１に送
られる。発振器６９の信号も、ＰＬＬが追跡不能になっ
た場合に適正な操作を確保するため、制御装置７１に送
られる。受信データ線４３に接続された終了区切り文字
（Ｅ　Ｄ）検出器７３が、制御信号を制御装置７１に送
る。送信ステーションから届いたデータからクーロツク
を引き出すため、第２のＰＬＬ回路７５が伝送データ線
５９および第１のＰＬＬ４１の出力線に接続されている
。（これらのデータを正しい速度でバッファ６１に書き
込むために使われる。）さらに、エネルギ検出器７７が
伝送データ線５９に接続されており、データ信号エネル
ギがその線上に現われると、標識信号を制御装置７１に
転送する。制御装置７１は、線７９を経てセレクタ・ス
イッチ３９のセツティングを制御し、また制御線８１と
Ｒ／Ｗ制御回路６５を経てエラスチック・バッファ６１
中での読み書きの開始と終了を制御する。

アクセス・ノード２３は、次のように作動する。

通常は光ファイバーの入ブランチ１３Ａに届くすべての
データ信号は光ファイバーの出ブランチ１３Ｂへ中継さ
れるが、同時に光発振器４５と光フィイバーの出力線４
９を経て、このノードに接続されたすべてのステーショ
ンに転送される。何れかのステーションが（ＨＳアクセ
イ・ノードではなく、トークン・リングを経由する許可
を得て）データ・ブロックを送り始めると、伝送データ
線５９にデータ信号が現われて、標識信号がエネルギ検
出器７７から制御装置７１に送られ、また第２のＰＬＬ
７５がデータ信号の位相にロックされてクロック信号を
Ｒ／Ｗ制御回路６５に送る。後でもっと詳しく示すよう
に、ＨＳリング上の送信ステーションから解放される各
データ・ブロックの前には、プリアンプル、開始区切り
文字およびアドレス情報がついており、また後ろには終
了区切り文字がつき、その後にアイドル・パターンが続
いている。

エネルギ検出標識を受は取った後、制御袋Ｍ７１は（プ
リアンプルの継続時間に相当する遅延で）制御信号をセ
レクタ・スイッチ３９に送り、それによりセレクタ・ス
イッチがＨＳリング１３を中断して、エラスチック・バ
ッファ６１の出力ヲ光送信器３７に接続する。同時に、
制御装置７１はＲ／Ｗ制御回路６５に開始信号を送り、
それによりＲ／Ｗ制御回路６５が２つのＰＬＬ回路から
のクロック信号の制御下でデータをエラスチック・バッ
ファ６１に書き込みまたそこから読み取る。

こうして、ステーションから届いたデータがＨＳリング
１３上で伝送される（ＨＳリングから入ったデータは中
継されない。）データ・ブロックは、その起点ノードに
達するまでＨＳリング１３を回って伝播する。そこで、
データ・ブロックはすべての接続ステーションに、すな
わちそれを送ったステーションおよび各々のグループに
含まれる他のステーションに転送される。データ・ブロ
ックの終了区切り文字が到着すると、検出器７３から制
御装置７１に検出信号が送られ、制御装置７１はそれに
応答して、制御線７９と８１を経て、セレクタ・スイッ
チ３９を元の位置にリセットしくＨＳリングを閉じ）、
Ｒ／Ｗ制御回路６５にエラスチック・バッファ６１への
データ書込みと、そこからのデータ読取りを停止するこ
と（及びバッファをその中間位置にリセットすること）
を通知する。

終了区切り文字の伝送後しばらくの間、送信ステーショ
ンからアイドル・パターンが送られ、アクセス・ノード
から送出される。この時間は、アイドル・パターンの伝
送が終了する前に任意のデータ・ブロックの終了区切り
文字が元のアクセス・ノードに戻ることができるだけの
長さに選択される。セレクタ・スイッチ３９の切換後、
アイドル・パターンの中継が可能になる。かくして、別
のノードから伝送された新しいデータ・ブロックが開始
するまで、アイドル・パターンがＨＳリング中を伝搬す
る。

なお、第２図中の点線部分が４５Ａ、４７Ａ、５３Ａ及
び５５Ａは、これらがモジュールとして増設可能である
ことを表わしている。

Ｅ−４，ＨＳステーション 第３図は、ＨＳリング１３およびトークン・リング１１
に接続される特殊ステーション２１の構成を示す。

この複合ＨＳステーションは、゛周知のようにＴＲイン
ターフェースないしリング・アダプタ１０３によってト
ークン・リング（ＴＲ）に接続された通常のＴＲステー
ション１，０１を含んでいる。

ＴＲステーション１０１は、キーボード１０５と表示装
置１０７を備えており、オペレータはトークン・リング
を介して他の同様のステーションとメツセージを交換す
ることができる。このステーションはまたトークンを使
用するアクセス・プロトコルを扱うことができる。

複合ＨＳステーションの重要部分は、データ処理装置１
０９であるが、これはグラフィック応用装置またはその
他のバルク・データ転送を必要とするどんな装置でもよ
い、この装置はＨＳインターフェース１１１によって光
ファイバ２５を経てＨＳリング１３に接続されている。

データは転送線１１３を経てデータ処理装置１０９から
ＨＳインターフェース１１１に、またその逆方向に転送
される。

データおよび各種制御情報の交換のため、ＴＲステーシ
ョン１０１とデータ処理装置１０９は。

相互接続線１１５によって接続されている。本発明にと
って重要な装置１０１，１０９．１１１間の幾本かの制
御線とアドレス線が個別に第３図に示しである。「受信
中」信号用の制御線１１７、「送信中」信号用の制御線
１１９、「開始」信号用の制御線１２０．ｒ終了Ｊ信号
（終了区切り文字が発生）用の制御線１２１、（終了信
号はＡＣＫ信号と考えることもできる）、宛先アドレス
とＨＳステーション自身の発信アドレスの転送用のアド
レス線１２２がそれである。これらの線はトークン・リ
ング上でのアクセス情報の転送及びＨＳリング上でのバ
ルク・データの転送を相互に関連付けるために重要であ
る。次に、ＨＳインターフェース１１１の詳細を説明す
る。これは、光ファイバー２５（第２図の線４９と５１
）とインク−フェースの諸電気回路との間の交換器とし
て、光受信器１２３と光送信器１２５を含んでいる。−
ＰＬＬ回路１２９からのタロツク信号の制御下で受信信
号をサンプリングするために、サンプラ１２７が設けら
れている。ＰＬＬ回路１２９はＨＳリングから絶えずデ
ータ・ストリームまたはアイドル・パターンを受は取り
、線１３１上に絶えずＨＳリング・クロック信号を送っ
ている。このクロック信号はデータ処理装置１０９にも
転送される。サンプリングされたデータは、デコーダ１
３３で伝送コードから処理に適したコードに変換され、
線１３５を経て入出力ドライバ１３７に転送される。こ
のドライバは、データ線１１３を経てデータ処理装置１
０９中の記憶回路ないしバッファ回路に接続されている
。

反対方向に転送する場合、入出力ドライバ１３７は、デ
ータ処理１０９からデータを受は取って、それをサンプ
ラ１３９（クロック線１３１にも接続されてい６）と転
送線１４１を経てエンコーダ゛１４３に送る。このエン
コーダ１４３の出方は光送信器１２５に接続されている
。

ＨＳインターフェース１１１を経てＨＳリング１３とデ
ータ処理装置１０９の間でのデータ転送を扱うため、制
御装置１４５が設けられている。

これはＴＲステーション１０１から線１２を介して伝送
開始信号を受は取り、また線１２２を介して宛先アドレ
ス及び発信アドレスを受は取る。制御装置１４５は線１
１７及び１１９を介してデータ処理装置１０９に送受信
制御信号を送り、また線１２１を介してＴＲステーショ
ンに終了信号を送る。制御装置１４５は、線１４７．１
４９．１５０及び１５１を介してエンコーダ１４３およ
び入出力ドライバ１３７と制御信号を交換する。交換さ
れる信号については、動作の説明の所で簡単に説明する
。制御装置！１４５は、またデータ処理装置１０７によ
って与えられるデータ・ブロックを完全なフォーマット
（第７図）にするためのプリアンプル・区切り文字、ア
ドレスおよびアイドル・パターンを適当な時間に発生さ
せるため、線１５３によってエコーダ１４３に接続され
ている。

制御装置１４５は、さらにＨＳリングからのすべてのバ
イトを受は取るため、デコーダ出力線１３５に接続され
ており、（開始区切り文字の後に現われる）受信アドレ
ス・バイトと保持しているステーション・アドレスとを
比較して、一致する場合は制御信号を出す。

大量のデータ・ブロックを送受するためのＨＳステーシ
ョンの動作は、次の通りである。線１１５を介してＴＲ
ステーション１０１とデータ処理装置１０９の間で予備
情報が交換される。これには、トークン・リング１１を
介してメツセージを他の関連ステーションと（例えば、
入カバソファのセット・アップのために）通信すること
も含まれる。ＴＲステーション１０１は、データ処理袋
！１０９からのデータ・ブロックをいつ伝送するかを知
り、さらに必要な宛先アドレスをもつことになる０次に
一定間隔でトークン・リング１１を循環しているＨＳト
ークンを捕えようとする。ＴＲステージ１ン１０１は（
Ｔ＝１とセットすることによって）自由なＨＳトークン
を捕捉すると。

データ・ブロックの伝送に必要な宛先アドレスと自分の
ステーション・アドレス（発信アドレス）を制御装置１
４５に転送し、また線１２０上の「開始」信号を活動化
する。次に制御装置１４５が線１４７を介してエンコー
ダ１４３を付勢し。

線１５３を介しエンコーダ１４３にプリアンプル。

開始区切り文字、宛先アドレスおよび発信アドレスを送
り始める。次に、制御装置１４５はデータ処理装置Ｉ！
１０９への線１１９上の送信可能信号を活動化し、１ｉ
１４９を介して入出力ドライバ１３７を付勢する。デー
タ処理装置１０９は、線１３１からのＨＳリング・クロ
ック信号の制御下で、データ・ブロックを線１１３を経
てインターフェース１１１に送り始め、インターフェー
ス１１１はデータ・ブロックを線２５を経てＨＳリング
１３のアクセス・ノードに転送する。制御装置ｉ！１４
５は、入出力ドライバ１３７からの線１５０上の信号に
よりデータ・ブロックの終了を知り、それに応答して、
線１５３を介してデータ・ブロックに終了区切り文字を
付加し、線１２１上の「終了」信号を活動化し、入出力
ドライバ１３７を減勢する。次に、制御装置１４５は限
られた時間中ＨＳリングに転送するアイドル・パターン
を供給し、その後エンコーダ１４３を減勢する。「終了
」信号に応答して、ＴＲステーション１０１は次のＨＳ
トークン（使用中のはず）を探し、Ｔ＝Ｏをセットして
そのトークンを解放する。これで、このＨＳステーショ
ンの送信動作は終了する。

ＨＳリング１３からデータ・ブロックを受は取るには、
トークンによるアクセス許可は不要であるＨＳステーシ
ョンに対するデータ・ブロックの到達を通知する情報を
、前もってＴＲステーション１０１に与えることができ
る。当該のステーションに対するデータ・ブロックの実
際の到達は。

そのブロック中の宛先アドレスを認識することによって
通知される。制御装置１４５は線１３５上のすべての受
信ア下レス・バイト（必らず開始区切り文字の後に現わ
れる）を自身のステーション・アドレスと比較する。一
致する場合、制御袋ｗ１４５はａｌ１７上の受信可能信
号を活動化し、線１５１を介して入出力ドライバ１３７
を付勢して、到着したデータ・ストリームが解読されデ
ータ処理装置１０９の記憶装Ｗ（またはバッファ）中に
転送されるようにする。データ・ブロックの終了は、入
出力ドライバ１３７からの線１５０上の信号により認識
できる。次に制御装置１４５は入出力ドライバ１３７を
減勢して、線１２１上の終了信号を活動化する。次にＴ
Ｒステーション１０１が、必要ならトークン・リングを
介してＡＣＫ情報を転送する。

Ｅ−５，トークン・リング上のフレームとトークンのフ
ォーマット トークン・リング１１で使用されるフレーム・フォーマ
ットは、トークン・リング方式のローカルエリア、ネッ
トワークについてのＥＣＭＡ　（およびＩＥＥＥ８０２
）規格から知られるフォーマットである。すなわち、開
始区切り文字の後に、アクセス制御フィールド（トーク
ン・フィールド）宛先アドレス、発信アドレス、情報フ
ィールド（データ）、検査シーケンス、および終了区切
り文字がくる。

標準的なアクセス制御フィールドないしトークン、フィ
ールドは、８ビツトを含み、本発明にとって特に重要で
あるが、それを第４図に示す。これは、３つの優先順位
ビットＰ１、Ｒ２，Ｒ３゜トークン・ビットＪ、トーク
ン監視ビットＭ、および３つの予約ビットＲ１、Ｒ２、
Ｒ３を含んでいる。アクセス制御のみに使用されるフレ
ームは、開始区−切り文字、アクセス制御フィールド（
トークン・フィールド）および終了区切り文字のみから
なる。

トークン・リング１１中のトークン・マネージャ（ＴＭ
）２７が、このようなアクセス・フレームないしトーク
ン・フレームを出す。このシステムでは、３種のトーク
ンが設けられている。ＨＳリング上のアクセスを調整す
るためのＨＳトークン、コれはＰ１＝１、ｐ２＝ｏ、Ｐ
３＝Ｏで識別される。他の２種のトークンは、トークン
・リング上のアクセスを調整するためのもので、同期ト
ラヒック用（７）ＴＲ−Ｓトー’）ン（Ｐ１＝Ｏ，Ｐ２
＝１、Ｐ３＝Ｏ）と非同期トラヒック用のＴＲ−Ａトー
クン（ＰＬ＝Ｏ１Ｐ２＝０、Ｐ３＝１）である、これら
のトークンの優先順位は、ビット・パターンによって示
される。ＨＳトークンは優先順位が最高であり、ＴＲ−
５トークンは中間であり、ＴＲ−Ａ）−−クンは最低で
ある。もちろん王者択一コードを使って３種の優先順位
を区別する代りに、ビットＰ１、Ｒ２、Ｒ３を組み合せ
た３ビツト２進コードを使って異なる８種の優先順位を
区別することもできる。

優先順位ビットは、トークン・マネージャ２７によって
しか変更できない。予約ビットについても同じである。

本実施例では、Ｒ１だけを使用し、Ｒ２とＲ３は使わな
い。トークン・マネージャ２７は優先順位ビットを変更
したいときＲ１＝１にセットする。そうすると他の装置
はそのトークンを捕捉できない。トークン・ビットＴと
監視ビットＭの使用は、先行技術から既に知られている
。

Ｔ＝Ｏは自由トークンを表す、アクセスしたい装置は、
トークン・ビットをＴ＝１にセットし、後テ（伝送後）
もう一度Ｔ＝Ｏのトークン・フィールドを出す。

次に第５図の流れ図を参照しながら、トークン・マネー
ジャ２７によるトークンの発行と取り扱いについて説明
する。

１−−クン・マネージャ２７は、一定間隔で（例えば２
ミリ秒）Ｒ１＝１とセットしてトークンを予約し、それ
を捕捉できるとき（すなわちそのトークンが自由になっ
たとき）Ｐ１＝ｌのＨＳトークンを出す、そうすると、
どのＨＳステーション２１もそのトークンを捕捉して、
ＨＳリングにアクセスすることができる。ＨＳトークン
が戻ると、トークン・マネージャ２７はＰ２＝１の自由
ＴＲ−５トークンを出して、同期トラヒックの許可が与
えられているトークン・リング１１上のすべてのステー
ションに、（もちろん前掲の米国特許明細書筒４．４２
９，４０５号と第４，４８２，９９９号から知られるよ
うに、一つずつ）伝送する機会を与える。最後にＴ＝０
（自由同期トークン）でＴＲ−５トークンが戻ると、ト
ークン・マネージャ２７はＰ３＝１の自由ＴＲ−Ａ）−
−クンを出して、トークン・マネージャ２７が再び優先
順位の高いトラヒック用にトークンを予約するまで、ト
ークン・リング１１上の優先順位の低いすべてのステー
ションに伝送する機会を与える。２ミリ秒の基本トーク
ン間隔が過ぎると、非同期トラヒックは許されず、ＴＲ
−Ａ）−−クンの代りに直ちにＨ５）−−クンが出され
ることになる。

ＨＳトークンの取り扱いについて特別なことが１つある
。Ｈ５）−−クンが一巡後にＴ＝１で戻ると、すなわち
、それが使用中の場合、トークン・マネージャ２７はこ
の事実を記憶し、次のＨＳトークンを使用中（Ｔ＝１）
として出す。ＨＳリング１３にアクセスしたＨＳステー
ション２１は、後のトークン期間にＴ＝Ｏとセットして
ＨＳトークンを解放する責任がある。トークン・マネー
ジャ２７から使用中として出され、−巡後に使用中でな
いものとして戻ったＨＳトークンは、最後に伝送したス
テーションよりも上流側のＨＳステーションにもＨＳト
ークンを捕捉する機会を与えるため、第二巡回に再びト
ークン・マネージャ２７によって出されなければならな
い。この状況では、ＨＳトークンは二進後に初めてＴＲ
−５トークンに置き換えられることになる。

次に第６図の流れ図を参照しながら、ＨＳステーション
２１でのＨ８）−−クンの取り扱いについて説明する。

ＨＳステーション２１のＴＲステーション１０１が、そ
のデータ処理装置１０９からの伝送、が要求ないし予定
されていると決定すると。

トークン・リング１１を通過するすべてのトークンをテ
ストする。自由な（Ｔ＝Ｏ）ＨＳトークン（ＰＬ＝１）
を検出すると、Ｔ＝１とセットしてそのトークンを捕捉
し、次にＨＳインターフェース１１１に、開始信号を出
す、そうなるとこのＨＳステーションは、ＨＳリング１
３を介してＨＳデータ・ブロックを伝送することができ
る。その間中いくつかのＨＳトークンが出されることが
あるが、すべてが使用中なので送信中のＨＳステーショ
ンはトークンを探す必要がない。ＴＲステーション１０
１がＨＳインターフェース１１１がら終了信号を受は取
ったときだけ、ＴＲステーション１０１は再度ＨＳトー
クンを探し始める。次に到着するＨＳトークンは使用中
であり、ＴＲステーション１０１はＴ＝Ｏとセットして
それを解放する。

Ｅ−６，ＨＳリング上のブロック・フォーマット データのバルク伝送に使用されるブロックについては既
に述べたが、第７図に概略的に示しである。各ブロック
の前には、アクセス・ノード２３がそれに接続されてい
るステーションの一つからの突然の伝送に同期化できる
ように、所定継続期間のプリアンプルがついている。プ
リアンプルの後に開始区切り文字ＳＤ、宛先アドレスお
よび発信アドレスが続く。その後に、伝送のため適当に
コード化されたデータ・ブロック（データ処理装置１０
９から供給される）がくる、データ・ブロックの後には
、伝送終了時にアクセス・ノードが適切に反応できるよ
うに、終了区切り文字ＥＤが付加される。終了区切り文
字ＥＤの後には、アイドル・パターンが続く。フォーマ
ット中のデータ・ブロック以外は、ＨＳインターフェー
ス１１１によって与えられる。これについてはＥ−４で
第３図に関して説明した。

Ｅ−７，トークンを含む画リング上でのトラヒックの例 第８図はトークン・リング１１上にＨＳトークンとデー
タ・パケットを含み、ＨＳリング１３上にバルク・デー
タ・ブロックを含むトラヒックのタイミング図である。

１行目（Ａ）は、トークン・マネージャ２７によるタイ
ミング・パルスの発生を示す。タイミング・パルスは正
確に２ミリ秒間隔で発生する。

２行目（Ｂ）は、トークン・マネージャ２７からＨＳト
ークンが出るタイミングを示す、その幾つかは行（Ａ）
のタイミング・パルスと一致する。

すなわちトラヒックがトークン・リング上にないときで
ある。他のものはタイミング・パルスに対して遅延して
いる。すなわち、データ・パケットがトークン・リング
で伝送中であり、その終了を待たなければならないとき
である。

３行目（Ｃ）は、トークン・リング１１上のトラヒック
を示す、ＡＳとＳＹはそれぞれ非同期データ・パケット
および同期データ・パケットを示す。ＴＫは、データを
伴わないが、トークン・リング１１を一巡または二進す
る必要があるＨＳトークン（開始区切り文字、トークン
・バイト、終了区切り文字）を示す。ＴＲ−５）−−ク
ンおよびＴＲ−Ａ　トークンは、データを含むパケット
の一部分なので、個別には示してない。（もちろん、Ｔ
Ｒ−５トークンまたはＴＲ−Ａトークンはデータなしで
独立に循環できる。すなわち伝送要求が保留中でないと
きである。しかし、わかりやすくするため、このケース
は第８図に示してない、）行（Ａ）〜（Ｃ）から明らか
なように、ＨＳトークンは、データ・パケットがトーク
ン・リング１１を循環していない場合、周期的タイミン
グ・パルスの直後に出ることがわかる。そうでない場合
、非同期データ・パケットＡＳの終了待ちであるが、優
先順位ビットＲ１はＴＲ−Ａ　Ｉ−−クン中でｌにセッ
トされる。次に、パケット伝送終了後にＨＳトークンが
出る。

ＨＳトークンは１（または２）回だけ循環し、次にＴＲ
−３）−−クンが出る。次にいくつかの同期データ・パ
ケットＳＹが続く。この例では、２つの同期ステーショ
ンが活動状態であると仮定して、各期間中２つのパケッ
トＳＹが示されている。

最後の活動同期ステーションへのサービスが終ると、Ｔ
Ｒ−Ａ）−−クンが出て、様々な長さの非同期データ・
パケットＡＳが様々な数だけ続くことがある。次のＨＳ
トークンが循環するまでに若干の空き時間があることが
あるが、多くの場合、最後の非同期パケットＡＳの直後
に次のＨＳトークンが続く。

第８図の最後の行（Ｄ）は、ＨＳリング１３上のトラヒ
ックを示す、大きなデータ・ブロック（例えば１メガバ
イト）の伝送が、ＨＳトークンの後で始まる。その伝送
は数周期続くことがある。

その間中、ＨＳトークンがトークン・マネージャ２７か
ら出されるが、前述のように必ず使用中である。ＨＳデ
ータ・ブロック伝送の終了後に１次の循環ＨＳトークン
（第８図の行（Ｃ）の最後のもの）が伝送したＨＳステ
ーションによって解放される。次に、ＨＳリングの下流
の次の活動ＨＳステーションがＨＳトークンを捕捉して
、そのＨＳデータ・ブロックの伝送を始める。（行（Ｄ
）の右側）、最後に伝送したステーションとトークン・
マネージャ２７の間のどのステーションもトークンを捕
捉しなかった場合、前述のように最後に伝送したステー
ションの上流側のＨＳステーションにも機会を与えるた
め、もう−回循環する。

第８図は、２つのＨＳデータ・ブロックの伝送の間に必
ずギャップがあることにも示している。

これは、ＨＳトークンがデータから独立して転送され、
したがっであるステーションから次のステーションへの
伝送権の直接パスが不可能なためである。しかし、この
ギャップは（トークン・リング１１上でのＨＳトークン
の循環に約２００マイクロ秒かかり、トークン・マネー
ジャ２７の周期が２ミリ秒であると仮定して）平均して
ＨＳリング上の使用可能伝送時間の１０％にしかならな
い。

Ｅ−８，別の実施例 もちろん１本発明は異なるいくつかの方法やシステムで
具体化することができ、次に可能ないくつかの別法につ
いて簡単に概略を示す。

串　多重トークン・リング：　ＨＳオーバーレー、リン
グは上記のように単一のトークン・リングとだけでなく
、ブリッジとバックボーン・リングによって相互接続さ
れた複数のトークン・リング系とも組み合せることがで
きる。この場合、ＨＳリングに接続されるＨＳステーシ
ゴンは、異なるトークン・リングに接続されることにな
る。

（ただし、どのＨＳステーションもトークン・リングの
一つだけに）。ＨＳトークンはすべてのＨＳステーショ
ンに順次提供しなければならないが、かかるシステムで
はそのＨＳリングと協動するすべてのトークン・リング
を順次循環しなければならない、このことは、あるリン
グを循環するとブリッジとバックボーンを通って次のリ
ングに移り、以下同様にして最初のリングに戻るスーパ
ー・ト−クンによって実現できる。

傘　多重ＨＳリング：　単一トークン・リングを、複数
のＨＳオーバーレー・リングを含むシステムの基礎とす
ることができる。この場合、トークン・リングは区別で
きる複数のＨｓヒト−ンを。

各ＨＳリングに１つずつ供給しなければならない。

優先順位ビットＰ１、Ｐ２．Ｐ３を個別に使用せず、３
ビツトのコード・ワードとして使用して異なる８種の優
先順位が可能になる場合、それが可能である。これらの
ビットの組合せの３つまたは４つを使って、最初のＴＲ
−５トークン（トークン・リング自体用の同期トークン
）を出す前に各トークン周期の最初にトークン・マネー
ジャが順次量さなければならない。異なる３種または４
種のＨＳ）−−クンを区別することができる。

傘　リング以外の構成：　オーバーレー・ネットワーク
は上記の実施例ではリングであったが。

バス・システムとして具体化することもできる。

バスに沿った各ＨＳステーションをトークン・リングに
も接続するだけでよい。

−並列構成：　上記の実施例では、トークンリングとＨ
Ｓリングは構成が異っており、前述のようにそれが望ま
しいと思われる。その場合、オーバーレー・リングは大
量サービスを必要とする少数のステーションを接続する
だけでよい。しかし、場合によっては、Ｎリングを完全
に並列化して、各ステーションを両方のネットワークに
接続することができる。この場合、どのステーションも
、現在処理中の適用業務に応じて、データ伝送にどちら
のリングを使用するか選択することができる。

傘　単−ＨＳデータ・ブロックでＴＤＭデータの伝送二
　両方の施設がＨＳステーションによってリングに接続
されている場合、ＨＳリングを使って、ＴＤＭフレーム
をある施設から別の施設に伝送することもできる。各施
設は、多数の発信源からのデータを多重化した情報フレ
ームを一定間隔で供給し、次にそれをＨＳリングを経て
相手施設に送り、相手施設はかかるフレームの場合の常
法としてＨＳデータ・ブロックとして受は取ったＴＤＭ
フレームを分解する。ＨＳトークンが規則的に出るため
、必要とされるＴＤＭフレームの同期輸送が（小さな時
間変化を伴って）可能である。

傘　アクセス・ノード中のタイム・アウト：上記の実施
例では、ステーション群中のあるステーションがＨＳリ
ングにアクセスして伝送するとき、ＨＳアクセス・ノー
ドがリングを中断し、ＨＳデータ・ブロックの終了区切
り文字の受は取り後にリングを閉じる。終了区切り文字
がついていない、または認識されなかった場合に、ＨＳ
リングが恒久的に中断されるのを避けるため、アクセス
・ノードの制御装置に、リング中断が予め選定した時間
よりも長く続いた場合にセレクタ・スイッチによってリ
ングを閉じさせる、タイム・アウト回路を設けることが
できる。

Ｆ０発明の効果 本発明によれば、アクセス情報（トークン）を転送する
第１ネットワーク（トークン・リング）とは別に、高速
データ伝送用の第２ネットワーク（ＨＳリング）が設け
られ、大量のデータ伝送を要求するステーション（ＨＳ
ステーション）が両方のネットワークに接続されて、第
１ネットワーク上のアクセス情報に応答して第２ネット
ワークを介するデータ伝送を行うようになっているので
。

第１ネットワークでの比較的少量のデータ伝送と並行し
て大量のデータを伝送することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を用いた通信システムの概略を示す図
である。 第２図は、ＨＳリングのアクセス・ノードを示すブロッ
ク図である。 第３図は、ＨＳステーションの構成を示すブロック図で
ある。 第４図は、トークン・リングで使用されるトークン・フ
ォーマットを示す図である。 第５図は、トークン・マネージャにおけるトークン処理
を示す流れ図である。 第６図は、ＨＳステージ目ンにおけるＨＳトークンの処
理を示す流れ図である。 第７図は、ＨＳリング上を伝送されるデータ・ブロック
のフォーマットを示す図である。 第８図は、２重ネットワーク・システムにおける様々な
種類のトラヒックのタイミングを示す図である。 １１・・・・トークン・リング、１３・・・・ＨＳリン
グ、１５・・・・配線盤、１７・・・・ステーション、
２１・・・・ＨＳステーション、２３・・・・アクセス
・ノード。 出願人　　インターナショナル・ビジネス・マシーンズ
・コーポレーション 代理人　　弁理士　　頓　　宮　　孝　　−（外１名） 「−一一トータンピット トータレ・７オーマツト 第４図 ″　第１頁の続き ＠発明者　　　エルンスト・ハンス・　　スイス国８８
６４レロトハウザー　　　　　　ゲリ　（番地なｏ発　
明　者　　エルウィン・アレツク　　スイス国８７０６
フス・ズルフルー　　　　　番地 イヘンブルク、アム・シュタイネンブルーし）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. データ転送のためのアクセスがトークン機構によって調
   整される第１ネットワーク（１１）と、大量データ転送
   のための第２ネットワーク（１３）とを備えており、上
   記第２ネットワークに接続されたステーション（２１）
   が上記第１ネットワークにも接続されており、且つ上記
   第１ネットワークを経て転送されるアクセス情報に応答
   して、上記第２ネットワークへのデータ転送アクセスを
   許可する手段（１０１、１４５）を含んでいることを特
   徴とする、多重ネットワーク通信システム。