(57)【要約】  ネットワークを介して異なる種類のデータを伝送するための、通信システム、ネットワーク、インターフェース、ポートが提供される。ネットワークは、リングアーキテクチャ又はトポロジーを実現するためにディジーチェーンでポート間を接続することによって形成される。ネットワークは、データを特定のネットワークトポロジーに従って伝送し、例え、ネットワークが非同期ネットワークを対象とするイーサネットパケットを受信しても、ネットワークのノードは送信器を駆動するためのビットストリームからクロックを再生して、同期ネットワークを生成する。イーサネットデータのような非準拠データを、フレーム構造内でパケットとして伝送することができる。フレームは、各フレームの開始を知らせるイーサネット符号化違反に同期させられ、各パケットはパケット符号化違反の直後に続く。フレームとパケットの符号化違反は、有効コードでない一連の４Ｂ／５Ｂコードとして表され、イーサネット符号化データとしては現れることはない。
2009527952.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のノードと、
第２のノードと、
第３のノードと、
二つの主導体対と前記第１のノードとの間にあって該第１のノードに結合され、該第１のノードと前記第２のノードとの間で非ストリーミングデータ及びストリーミングデータを同期転送する第１のポートと、
二つの副導体対と前記第１のノードとの間にあって該第１のノードに結合され、該第１のノードと前記第３のノードとの間で非ストリーミングデータ及びストリーミングデータを同期転送する第２のポートとを備える、ことを特徴とする通信システム。
【請求項２】
前記非ストリーミングデータとストリーミングデータは、前記第１、第２、第３のノードのうちの１つにのみ結合した水晶発振器から供給されるクロック信号に同期させる請求項１記載の通信システム。
【請求項３】
前記第１、第２及び／又は第３のノードにおいて、前記非ストリーミングデータ及び前記ストリーミングデータのエッジからクロック信号を導出する請求項１記載の通信システム。
【請求項４】
前記第１のポートは受信器と駆動回路とを備え、前記受信器は、前記非ストリーミングデータと前記ストリーミングデータのエッジからクロック信号を再生するように構成されており、及び前記駆動回路は、前記クロック信号を受信し、該再生クロック信号に同期して前記非ストリーミングデータと前記ストリーミングデータを駆動するように構成された請求項１記載の通信システム。
【請求項５】
前記第１、第２、第３のノードは、パーソナルコンピュータ、音声／映像受信器、テレビ、コンパクトディスク（ＣＤ）プレーヤ、デジタル映像装置（ＤＶＤ）、音響スピーカからなる群から選択されたマルチメディア装置をそれぞれ備える請求項１記載の通信システム。
【請求項６】
前記第１、第２、第３のノードは相互接続されており、前記主導体対と前記副導体対のみを用いて互いに排他的に通信する請求項１記載の通信システム。
【請求項７】
前記主導体対と前記副導体対は、導体のツイストペア線である請求項１記載の通信システム。
【請求項８】
前記主導体対と前記副導体対は、４Ｂ／５Ｂ符号化等のイーサネット符号化プロトコルを用いて符号化された前記非ストリーミングデータを受信する請求項１記載の通信システム。
【請求項９】
前記第１、第２、第３のノードはデイジーチェーンで互いに結合されており、かつ前記第１、第２、第３のノードは少なくとも二つのポートを含んでおり、前記第１、第２、第３のノード内の前記各ポートがマルチプレクサを用いた双方向差動信号の転送に対応しており、該マルチプレクサが１つのポート内の受信器が受信した情報を該同一ポート又は前記同一ノード内の他のポートの送信器へ送り、リング通信トポロジを実現する請求項１記載の通信システム。
【請求項１０】
第１のノードと第２のノードとを連結する二対の導体と、
データのフレームに分岐せられ、前記二対の導体上を双方向に送信する差動信号の一連のビットストリームであって、該各フレームがフレーム符号化違反を開始とし、該各フレーム内のデータの前記各非ストリーミングパケットがパケット符号化違反を開始とする、前記ビットストリームとを有することを特徴とする通信システム。
【請求項１１】
前記フレーム符号化違反は、二つの連続する論理１電圧値により仕切られた三つの連続する論理０電圧値の２組を含む請求項１０記載の通信システム。
【請求項１２】
前記パケット符号化違反は、連続する三つの論理０電圧値を含む請求項１０記載の通信システム。
【請求項１３】
前記パケット符号化違反は、４Ｂ／５Ｂ符号化データが後に続く、連続する三つの論理０電圧値を含む請求項１０記載の通信システム。
【請求項１４】
前記フレーム符号化違反と前記パケット符号化違反は、イーサネット送信用の４Ｂ／５Ｂデータ符号化に用いられているコードではない請求項１０記載の通信システム。
【請求項１５】
符号化データとは同一でないビットシーケンスをフレーム符号化違反として、かつ別のビットシーケンスをパケット符号化違反として形成するステップと、
前記フレーム符号化違反の直後に、フレームの二つの異なる時間セグメント内にストリーミングデータと非ストリーミングデータを配置し、該非ストリーミングデータを前記パケット符号化違反の直後に配置するステップと、
クロック信号に同期して前記ストリーミングデータと非ストリーミングデータのフレームを転送するステップとを含む、ことを特徴とするデータ転送方法。
【請求項１６】
前記フレーム符号化違反の形成ステップは、二つ以下の連続する論理１電圧値により三つの連続する論理０電圧値を２組に分けるステップを含む請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
前記パケット符号化違反の形成ステップは、５ビットシーケンス内に連続する三つの論理０電圧値を配置するステップを含む請求項１５記載の方法。
【請求項１８】
前記ストリーミングデータと非ストリーミングデータのエッジから前記クロック信号を再生することにより、マルチメディア装置をクロック動作させるステップをさらに含む請求項１５記載の方法。
【請求項１９】
マルチメディア装置を該マルチメディア装置に結合した水晶発振器によりクロック動作させるステップをさらに含む請求項１５記載の方法。
【請求項２０】
前記転送ステップは、前記ストリーミングデータと非ストリーミングデータのフレームをデイジーチェーンにて互いに結合した複数のノードに送信するステップを含み、前記各ノードが前記複数のノード間でリング通信トポロジで差動信号を双方向に転送する少なくとも二つのポートを有する請求項１５記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信システムに係り、より詳しくはそれぞれが仮想リングネットワークを形成すべくイーサネット（登録商標）伝送線（すなわち、導体のツイストペア線又はＣＡＴ５）上で情報を転送する少なくとも二つのポートを有するデイジーチェーンで相互接続したノードからなる同期通信システムに関し、各ノードが主クロックを供給するか又はネットワークからクロックを再生するかのいずれかができ、イーサネット符号化違反により示されるフレーム構造とパケット構造により仕切られた多重化チャネルで送信する各種類のデータの同期転送を形成する。各ノード内のポートは、ネットワークが使用する特定のプロトコルに準拠するデータ（すなわち、「準拠データ」）に対応し、又は非同期イーサネットに依拠するデータパケット及び／又はポートは、ソニー／フィリップス・デジタルインタフェースフォーマット（Sony/Philips Digital Interface Format:「ＳＰＤＩＦ」）データ等の非準拠データに対応している。
【背景技術】
【０００２】
通信システムは一般に、伝送線で相互接続されたノード間での通信を可能にするシステムとして知られている。各ノードは、伝送線を介して情報を送信したり、情報を受信することができる。相互接続したノードの通信システムは、バス、リング、スター型、ツリー型などの様々なトポロジに編成されている。
【０００３】
バストポロジネットワークは一般に線形と見なされ、１つのノードからの送信が伝送線の全長を伝搬し、そのバスに接続された他の全てのノードにより受信される。しかしながら、リングトポロジネットワークは一般に単方向の伝送リンク群で互いに接続され、単一の閉ループを形成する一連のノードから成る。リングネットワークの例は、ＩＥＥＥ８０２．５規格やファイバ分散データインタフェース（Ｆｉｂｅｒ  Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｄａｔａ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ：ＦＤＤＩ）に説明されている。
【０００４】
ノード間の伝送線は、有線又は無線いずれも可能である。伝送線は異なった種類のデータに対応していることが、好ましい。残念ながら、ネットワークの幾つかはイーサネットを介するＴＣＰ／ＩＰなどのデータのバーストの送信用に特化され、他は音声データや映像データなどのストリーミングデータを送信するよう要請されている。どのような形態であれ、ネットワーク上で両方の首里の情報を転送できるネットワークを導入することが望ましい。さらに、選択された伝送線のために例えば銅線や光ファイバや無線伝送媒体を使用することが望ましい。
【０００５】
イーサネットとＩＥＥＥ８０２．３規格は、コンピューティングシステム間でデータパケットを送信することのできる特定のプロトコルを規定している。イーサネットは複数のアクセスの衝突を検知することができ、どの送信元装置が伝送線の使用権を得ることになるかを調停することができる。イーサネットは、データリンク層と物理リンク層に対し通常予定されたＯＳＩ参照モデルの最低レベルで動作する。イーサネットプロトコルは、プリアンブル、その後に宛先アドレスと送信元アドレス、次にデータペイロードという特定のフレームフォーマットを規定している。データは通常、同軸伝送線又はツイストペア線の伝送線を介してデータを送信するのに先立ち、４Ｂ／５Ｂ符号化構造又は８Ｂ／１０Ｂ符号化構造で符号化される。
【０００６】
イーサネットフレーム内で送信される符号化データパケットは通常、相対的な時間関係をまったく持たない。例えば、コンピュータは幾つかの連続フレームでデータバーストを送信し、その後相当な時間が経過してから、次のデータバーストを送信することができる。バースト性のデータ又はパケット化データは実時間の時間関連データとして送信する必要はない。何故ならパケットは通常宛先装置で格納され、後で使用されるからである。
【０００７】
反対に、ストリーミングデータは送信元ポートからネットワーク上に供給されるサンプル間に時間的関係を有する。それらのサンプル間のこの関係は伝送線全体に亙り保持し、ギャップや変化した周波数などの認知できるエラーを防止しなければならない。時間的関係における損失により、宛先の受信器が音声や映像のストリームにジッタやエコー又は最悪の場合周期的な空白を招くことがある。
【０００８】
例えば、イーサネットフレームに配置されるパケット化されたＴＣＰ／ＩＰデータは、そのデータのサンプリングレート又は時間的関係を保持する必要がなく、パケット化データを送信するネットワークは通常、どのような速度であれ、送信元装置が動作する速度でそのデータを送信する。かくして、パケット化データを転送するネットワークは一般に非同期ネットワークと見なされる。反対に、ストリーミングデータを転送するネットワークは一般に同期型であり、各送信ノードと宛先ノードがネットワークに同期した速度でサンプリングを行う。
【０００９】
ストリーミングデータは通常ネットワーク上で同期して送信されるが、あるノードにローカルであるサンプリングレート（ｆｓ）が伝送線のフレーム同期レート（ＦＳＲ又はＦＳＹ）と同一の周波数でない例が存在する事例がある。これに該当する場合、送信元装置からのデータストリームは、サンプリングレートが変換され、続いて同期させてネットワーク上で送信される。さもなくば、データはネットワーク上を等時的に送信することもできる。
【００１０】
各種のサンプリングレート変換器が市販されている。例えば、アナログ・デバイシーズ社(Analog Devices Corp.)は、ローカルクロックで提供されるサンプリングレートを、一例としてネットワークに関連する例えば別のクロックに同期する別のサンプリングレートに変換する品番ＡＤ１８９６を提供している。サンプリングレートを増大させる又は低減させることは、ｆｓをＦＳＹに合致させることのできるシステムが使用できる場合、有益である。ただし、サンプリングレート変換は、ｆｓをＦＳＹと比較するために往々にしてかなり複雑なアルゴリズム群を要し、一般にデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）が送信元ノードに使用される。例えば、送信元ノードがＤＶＤからストリーミングされるＡＣ３データ等の圧縮データを含む場合、データをサンプリングレート変換する前に被圧縮データを伸張させねばならない。残念ながら、被伸張データの送信は被圧縮データの送信よりも多くのネットワーク帯域幅を消費する。
【００１１】
改良された通信システム又は通信ネットワークを実装することが、望ましい。改良されたネットワークは、同期形態又は等時的形態のどちらのストリーミングデータにも対応することのできるネットワークでなければならない。送信元ノードからのデータストリーミングは、サンプリングレート変換せずに等時的形態にて送信されなければならない。さらに、改良されたネットワークは、コンピュータや対話型テレビ等のコンピューティングシステムが、そのようなシステムでアクセス可能なストリーミング音声データやストリーミング映像データにインタフェースするために、パケット化データにも対応していなければならない。
【００１２】
図１は、パケット化ストリーミングデータを送受信するノード群から成るシステムを示すが、そのようなノード間の通信はデータを転送するのに用いる異なるプロトコルの制約のため制限される。図示の如く、通信システム１０は音声／映像受信器１２を有する。受信器１２は、例えば、ＭＰ３プレーヤ１４、音声チューナ１６、ＤＶＤプレーヤ（又はＤＶＲ）１８、ＣＤプレーヤ２０の間で送信されるストリーミングデータに関する両用スイッチ(dual purpose switch)すなわち「ハブ」として実質動作する。受信器１２は、様々なプレーヤ又は入力からストリーミングデータを受信し、処理後にシリアルビットストリームを例えば増幅器、スピーカ２２及び／又はデジタルテレビ２４へ転送することができる。
【００１３】
様々な装置１４〜２０から送信される情報は、アナログデータ又はデジタルデータとして受信器１２に送信される。デジタルデータの普及フォーマットは、ソニー／フィリップス・デジタルインタフェース・フォーマット（ＳＰＤＩＦ）である。ＳＰＤＩＦは、欧州放送連盟（ＥＢＵ）と連携して音声技術学会（ＡＥＳ）により設立され、ＡＥＳ／ＥＢＵインタフェースとして知られる標準のインタフェースが生み出された。このインタフェースは、線形で表現されるデジタル音声データのためのシリアル伝送フォーマットで構成される。このフォーマットは通常サンプリング周波数とは無関係であるが、それでもパルス符号変調（ＰＣＭ）の適用には次の三つのサンプリング周波数、すなわち３２ｋＨｚ、４４．１ｋＨｚ、４８ｋＨｚがＡＥＳによって推奨されている。ＳＰＤＩＦのプロトコルとフレーム構造は、ＣＤプレーヤ、ＤＶＤプレーヤ、ＭＰ３プレーヤ等のデジタルソースからのデータ転送に用いるソース番号とチャネル番号だけでなく、制御コードやカテゴリコードで始まる一連の１６ビットバイトとして十分に文書化されている。
【００１４】
ＳＰＤＩＦプロトコルは、例えばデジタルテレビ（ＤＴＶ）２４に用いられ、パケットハブ２６は、例えば時としてセットトップボックス２８として知られるデジタル映像ブロードキャスト（ＤＶＢ）受信器からのパケット化データを結合するために用いられる。セットトップボックス２８からブロードキャストされた幾つかのコマンドは、ストリーミングデータが音声映像受信器１２に転送されている間にハブ２６へ転送される。セットトップボックス２８から出るコマンド信号は、例えばＯＳＩモデルのネットワーク層内のＴＣＰ／ＩＰデータとして送信され、このデータは次にハブ２６が認識できるイーサネットプロトコルにてラップ処理される。セットトップボックス２８とデジタルテレビ２４からのイーサネットパケットだけでなく、ハブ２６はパーソナルコンピュータ（ＰＣ）３０からのイーサネットパケットも受信することができる。ハブ２６により処理される情報のパケットは、かくして制御情報を構成することができる。
【００１５】
ユーザの住居又は異なる住居若しくは異なる場所の複数の部屋の中で処理する対話型テレビを実装することが、望ましい。例えば、第１の部屋の中に配置されたＤＴＶ２４とは別の離れた第２の部屋の中に別のＤＴＶ３２を配置する。さもなくば、ＤＴＶ３２をＤＴＶ２４が常駐する住宅の外に運ばれるラップトップ型コンピュータとすることもできる。ＤＴＶ２４と同様、音声増幅器３４がＤＴＶ３２の一部分を形成したり、ＤＴＶ３２の外部に構築することも可能であり、図示の如くデジタル情報又はアナログ情報のいずれかを受け取る。デジタルフォーマットである場合、情報は恐らくはＳＰＤＩＦフォーマットで増幅器に送信され、増幅器３４はそのデジタル情報を処理し、その情報を適切な左右のスピーカ又は複数のサラウンドスピーカ群３６へ出力する。
【００１６】
家庭用又は一般消費者向けの音声／映像電子機器が抱える一般的な問題は、例えばＰＣを介するそれらの電子機器に対するデジタル対話の急速な進歩である。ＰＣを用いた家電機器との対話は、単に非同期ネットワークと同期ネットワークの違いのため、ひいき目にみても困難である。図１のネットワーク１０は、非同期型のパケット処理ノード群又はパケット処理装置群を同期型のストリーミングノード群又はストリーミング装置群と結合しようと試みるものである。しかしながら、ＤＴＶ３２が非同期バス３８の使用権を得ることができない場合、ストリーミング情報をＤＴＶ３２へ信頼できる形で送信できない。これは、ＤＴＶ３２上でストリーミングデータが失われる可能性を必然的に伴う。
【００１７】
音声データと映像データをネットワーク化するため、非同期伝送線を同期伝送線に繋ぐことの問題を克服しようとする試みがなされてきた。例えば、ＣｏｂｒａＮｅｔとして知られる製品は、非同期ネットワークを介して送信されるストリーミングデータのドロップアウトや不連続をなくそうと試みている。ＣｏｂｒａＮｅｔプロバイダは、音声用の専用イーサネットネットワークの使用とパケット化データ用の別の専用イーサネットネットワークの使用を推奨している。参照により本明細書に組込む、"Networking for Audio, Part 3," 2004を参照されたい。二つの別のイーサネットネットワークを必要とし、ノード間で非同期プロトコルを維持することは、ネットワークのオーバーヘッドを増加させると共にそのネットワークによって使用されるソフトウェア駆動回路群やハードウェア駆動回路群の複雑さを相当に増大させる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
パケット化されたＴＣＰ／ＩＰデータや制御データだけでなくストリーミングデータ（等時性ストリーミングデータと同期ストリーミングデータの両方）もネットワークを介して同時転送できるネットワークを導入することが望ましい。また、各種類のデータをこれらの全てのデータに関する速度と同一速度でクロック動作するネットワークを介して送信することもまた望ましい。すなわち、所望のネットワークは、サンプリングされたストリーミングデータがネットワーク転送速度を認識していて、パケット化データがそのネットワーク転送速度でネットワークに載せる同期ネットワークである。さらに、改良されたネットワークは音声／映像情報とパケット化データのために二つの伝送路の利用を回避する。データをストリーミングしたり、データのバースト（パケット）を送信する任意のマルチメディア装置を、所望の通信システムや通信ネットワーク上でフォーマットし、タイムスロットを割り当てることができる。
【００１９】
所望の通信システム又はネットワークは、デイジーチェーン態様にて結合されたノード間の単一の通信リンクを利用する。各ノードは望ましくは最低二つのポートを有し、各ポートは二対の導体、好ましくはイーサネット接続性に付随するＣＡＴ５ケーブルに関連する導体のツイストペア線に対応させることができる。ＣＡＴ５ケーブルは双方向であり、最低二つのポートノードにより従来のトポロジには見出せない同期ネットワーク内の仮想リング通信トポロジが可能となる。さらに、所望システムはフレーム符号化違反により仕切られたフレーム内で、異なるタイムスロットにてストリーミングデータと非ストリーミングデータとを送信することができる。所望のフレーム内には、パケット符号化違反がすぐ前にある非ストリーミングすなわちパケット化データが存在する。同期用主クロックは、ネットワーク内の一つのノードから生成され、リング内の残りの各ノードを通過し、フレームデータとして送信された異なった種類のデータを同期させることができる。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
以上に概説した課題は、大半が第２のマルチメディア装置を結合できるネットワークを完成させるように互いに結合させたポート群を有するマルチメディア装置から成る通信システム及び通信ネットワークにより解決される。各ポートは、第２の装置からの受信ビットストリームがネットワークプロトコルに準拠しているか否かの判定に用いられる。準拠している場合、そのときはこの準拠データはネットワークパケットの適切なタイムスロット内に入るよう転送される。準拠していない場合、そのときはこの非準拠データはネットワークに直接に加えられず、代わりに非準拠データに対応するよう特別に設計された第１の装置の入力により認識される。そのポート内のインタフェースは、必要に応じて非準拠データを再フォーマットし、第１のポートからそのデータを出力し、リングネットワークを介して第２のポートのバイパス入力に送り込むために使用される。第１のポートからの出力は、第１のポートのバイパス出力ピンを介してネットワークパスに結合される。
【００２１】
本願明細書で使用されるように、マルチメディア装置はどのような形態のデータであれデータを送信し又は受信する任意の装置である。マルチメディア装置の例には、マルチメディアハブ、スイッチと音声プロセッサ（すなわち、音声及び／又は映像受信器）、コンピュータ、増幅器、スピーカ、マルチメディアプレーヤ（すなわち、ＣＤプレーヤ、ＤＶＤプレーヤ、ＭＰ３プレーヤ等）、マルチメディアレコーダ（すなわち、ＶＣＲやＤＶＲ等）、ＧＰＳシステム等が含まれる。マルチメディア装置という用語は、以降、単に装置と呼ぶ。
【００２２】
本システムに使用するネットワークプロトコルは、送信元装置と宛先装置の間でチャネルを確立するプリアンブルを含み、宛先装置は、リングトポロジに構成された、互いに接続された装置のネットワークに接続された任意の装置とすることができる。プリアンブルに続く各フレームは、それぞれの通信チャネル用に予定された時分割多重フィールド集合から成る。例えば、第１のフィールドは同期ストリーミングデータ用に予定され、第２のフィールドはストリーミング等時性データ用に予定され、第３のフィールドはパケット化データ用に予定され、第４のフィールドは制御データ用に予定される。すなわち、リングに結合されたマルチメディア装置群は、各フレーム内で少なくとも一種類のデータを送信することができる。フレーム転送速度（ＦＳＹ）はサンプリングレートに同期させるか、さもなくばサンプリングレートがＦＳＹより高いか低い場合、そのときはストリーミングデータをリングネットワークに関して確立された特定のタイムスロット内、又は特定のチャネル内で等時性形態にて送信することができる。それ故、各フレームは、フレーム間で時間の中断無しで送信元装置から宛先装置へストリーミングデータの連続したチャネルを送信することができる。ストリーミングデータは、送信元装置上でサンプリングされると、フレーム内の可能なＮ個のチャネル又はフィールドの一つの中でネットワーク上を実時間で送信され、ｆｓと同一の速度か恐らくはｆｓの整数倍の速度で送信される。
【００２３】
本願の同期ネットワークが使用するプロトコルは、各個別フレーム内において予定された特定の時分割多重チャネルを含む。各チャネルは、データの首里が同期型であれ等時型であれ又はパケットであれ制御データであれ、特定の種類のデータ転送用に割り当てられる。ネットワークプロトコルとのインタフェースをとるため、マルチメディア装置からの入来データをプロトコル内に含まれるデータか又はそのプロトコルから外れたデータのいずれかとして認識することが肝要である。指定されたタイムスロット（すなわち、時分割多重チャネル）に関するＦＳＹパルスから時間のずれた特定種類のデータとしてフレーム同期パルスすなわちＦＳＹに対しタイミング合わせされたデータは、ネットワークプロトコルに準拠する。ＦＳＹパルスは準拠データプロトコルの一部として存在し、各フレーム開始の発信に用いられる。しかしながら、パケット化イーサネットデータ等の非準拠データを送信しようとすると、各フレームの開始を、イーサネット物理層装置（すなわちＰＨＹ受信器）により各フレームの開始として認識しなければならない。
【００２４】
イーサネットＰＨＹは、一般に普及している４Ｂ／５Ｂ符号化方式等の特定の様式にて符号化されたデータを認識する。ただし、４Ｂ／５Ｂ方式の下で転送される何らのデータも表さないコードが存在する場合、そのときはそのコードは「違反」と表明される。４Ｂ／５Ｂ符号化違反は、各フレームの開始を表す。各フレームの開始を知ることで、全てのデータを、そのチャネル内の特定の種類のデータ用に予定された時分割多重チャネルの一つの中で認識することができる。例えば、イーサネット首里のデータの受信用にチャネルを割り当てた場合、イーサネットデータは通常一対のマルチメディア装置間に存在するチャネルの一つのタイムスロットのパケット内に配置される。このタイムスロットは区別され、直ちにパケット符号化違反が先行する。フレーム符号化違反と同様、パケット符号化違反は４Ｂ／５Ｂ符号化違反の下で何らかの符号化データとして認識されない一連のビットとして表される。
【００２５】
デジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）は通常、恐らく同期ネットワークが使用する周波数とは異なる周波数に従って変調されたアナログ信号を送信する。一般に、アナログ信号は２０Ｈｚ〜２０ｋＨｚ辺りの範囲内、又は必要に応じてより広い範囲内にあるが、３０ｋＨｚより高く、より好ましくは４４．１ｋＨｚ又は４８ｋＨｚであるネットワークの転送速度よりは間違いなく低い。ＳＰＤＩＦデータは、４４．１ｋＨｚ又は４８ｋＨｚで送信できるが、ＳＰＤＩＦデータはネットワーク上で送信されるデータのプリアンブルとは異なるプリアンブルを使用する。また、ＳＰＤＩＦデータには、複数の首里のストリーミングされたパケット化データに対応するネットワークプロトコルに従ったタイムスロット割り当ては行われない。同様に、包括的汎用シリアルバス（ＵＳＢ）上で送信されるデータは異なるプリアンブルを有する。さらにまた、イーサネットプロトコルに従って送信されるデータパケットは、ネットワークが使用するのとは異なるプロトコルを使用するが、それはイーサネットパケット内のＴＣＰ／ＩＰデータがＦＳＹレートで規則的に送られるフレームの特定のタイムスロットを対象とせず、パケット化データに関するプリアンブルがネットワーク上でブロードキャストチャネルとして同期送信されることもないからである。
【００２６】
アナログ信号、イーサネットパケット、ＵＳＢデータ、ＳＰＤＩＦデータは、ネットワークとは異なる可変周波数で転送され、ネットワークに非同期の周波数で転送され、及び／又はネットワーク上で送信される準拠パケットとはまったく異なるプリアンブル又は符号化アルゴリズムを用いて転送される。かくして、ネットワークのパケット／フレームの周波数、振幅、プリアンブル、符号化（すなわち、ネットワークプロトコル）と整合性のないアナログデータ、パケット化データ、ＳＰＤＩＦデータ、さらには場合によって他の種類のデータを本明細書では非正規データすなわち非準拠データと呼ぶ。それ故、非準拠データを送信するマルチメディア装置群は、非準拠装置又は単に「旧来の」装置と呼ばれる。
【００２７】
ＳＰＤＩＦパケットとイーサネットパケットは、ネットワークの準拠データとは異なって符号化されるため、イーサネットやＳＰＤＩＦデータを送受信する装置は非準拠装置として認識される。そのような装置の非準拠符号化メカニズムに対応するには、非準拠データがどのチャネル内でかつフレームのどのタイムスロット内に存在するかの境界を明確にしておく必要がある。イーサネットに認識できない符号化違反は、例えばフレーム内の何処にイーサネットパケットが存在するか確定することができる。
【００２８】
旧来の装置群が適切なタイムスロット内でネットワーク転送速度でデータを転送することができるまで、本ネットワークは、旧来の装置群及び旧来の装置群に関連するデータビットストリームに対応するポートを実装する。ただし、一部の装置はネットワークに準拠する可能性があり、それ故にポートは準拠装置群及び準拠装置群に関連するデータビットストリームを認識することもできる。本ネットワークと通信のシステムは、マルチメディア装置群を互いに接続してリングを形成でき、各装置から送信される準拠データ又は非準拠データのいずれかを認識して適切に導くことのできるポートに各装置が接続される。ポートは、準拠装置からネットワークに送り込まれる入来データを受信し、又は非準拠装置から非準拠データを受信するよう指定されたピンに入る入来データを受信する。
【００２９】
一実施態様によれば、一対の通信ポートが配設してある。両ポートは、第１のマルチメディア装置に関連付けられる。第１のポートは、第１のポート受信入力、第１のポートバイパス入力、第１のポート出力を有する。第２のポートは、第２のポート受信入力、第２のポートバイパス入力、第２のポート出力を有する。第１のポート出力は第２のポートバイパス入力に結合され、一対ポート（第１のポートと第２のポート）間でネットワークを形成する。ネットワークにより、第２のマルチメディア装置が入来データをネットワークパスに結合し、及び／又は第１のポートと第２のポートに関連する第１のマルチメディア装置と通信することができる。第２のマルチメディア装置からの入来データが準拠する（すなわち、準拠データである）場合、ただし二つのポートしか配設されていない場合、そのときはこの入来データは、ネットワークフレームの適切なタイムスロットに置かれ、データは第１のポートを通って第１のポートバイパス入力から第１のポート出力に進み、次に第２のポートバイパス入力に入って第２のポート出力に進み、第１のポートバイパス入力へ戻る。
【００３０】
入来データが非準拠である場合、そのときは入来データは、そのデータを受信するよう特に指定された第１のマルチメディア装置の入力に置かれ、その間にネットワークは、第１のポートバイパス入力から第１のポートバイパス出力を含む第１のポート出力まで続く。ピンは、好ましくはシリアルデータを受信するピンであり、非準拠シリアルデータは、一旦処理されると、必要に応じて第１のポート内のインタフェース回路又はインタフェースシステムによりネットワークプロトコルに準拠するフォーマットに再フォーマットされる。かくして、再フォーマットされた非準拠データは、第１のポートに関連するインタフェース回路によって処理された後、準拠型とされる。ネットワークの他のポート群も類似したインタフェース回路を有し、回路は、入来データを処理するデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）と、入来データを再フォーマットして、入来データを、その種類のデータ用に予定された特定のタイムスロットに準拠させる物理層送受信器装置又はコントローラを有することが好ましい。
【００３１】
一実施態様によれば、第１の装置に関連する第１のポートは、第１の装置に関連する第１のポート、第２のポートなどを経由してリングネットワーク上で転送されるデータの各フレームのプロトコル及び時分割構造を、第２の装置からの入来データのプロトコルと比較し、入来データがネットワークプロトコルに準拠しているかどうか判定する。準拠している場合、そのときは入来データは準拠装置から送信されたものとされる。非準拠である場合、そのときは入来データは非準拠の旧来のマルチメディア装置から送信されたものとされる。ＳＰＤＩＦデータ、アナログ信号データ、パケット化（すなわち、イーサネット）データは通常、非準拠装置群からの非準拠データと見なされる。
【００３２】
第１の装置のポートは、準拠装置又は非準拠装置からの入来データに対応している。準拠装置と非準拠装置をともに第１の装置に接続することが所望される場合、そのときは好ましくは第１の装置は二つのポート、すなわち各接続につき１つのポートを含む。二つのポートは、各ポートが二つの入力（入来データを受信するための受信入力及びバイパス入力）と二つの出力（送信データを送信するための送信出力及びバイパス出力）を含むようにバイパス入／出力を介して接続される。バイパス出力は、ポートシリーズ内の次のポートのバイパス入力へ結合される。シリーズ内の最後のポートからのバイパス出力はシリーズ内の最初のポートのバイパス入力に結合され、リングネットワークが完成する。
【００３３】
各ポートは、ネットワーク上で送信されるデータを入来データと比較し、入来データがネットワークプロトコルに類似するフォーマットである場合、バイパス出力を介して入来データをネットワーク上に転送するよう作動的に結合された自動検出検出器／比較器及びマルチプレクサ回路を含む。ポートは、入来データのサンプリングレートをネットワーク上で送信されるデータの転送速度に従わせるための周波数逓倍器／分周器を有する位相ロックループを含む。さもなくば、入来データの位相とネットワーク上で送信されるデータの位相との位相差を表す少なくとも１ビットが入来データとともに送信される。そのビット値に含まれる位相差情報をそこでネットワークのデータ転送速度とともに使用し、宛先ノード又は宛先装置においてサンプリングレートを再編することができる。ネットワーク転送速度に従うようにさせられた位相ロックループが送信元と宛先で存在する例は、ロックされた等時性転送モードでの動作を表す。位相差を表す少なくとも１ビットがデータとともにネットワーク上で送信される例は、ロックされていない等時性転送モードと呼ばれる。いずれの動作モードが選択されるかに拘わらず、送信元装置又は宛先装置上のサンプリングレートがネットワークのＦＳＹと異なる場合、データはネットワーク上を等時性形態で送信することができる。
【００３４】
さらに別の実施態様により、第１のポート受信入力と第１のポート送信出力とを含む第１のポートを有する第１の装置を含む通信システムが提供される。第２のマルチメディア装置は、第２のポート受信入力と第２のポート送信出力とを含む第２のポートを有する。デジタルデータと右アナログ音声データを転送するために、第１のポート受信入力と第２のポート送信出力が互いに結合されている。第２のポート受信入力と第１のポート送信出力が互いに結合され、デジタルデータと左アナログ音声データを転送する。第１の装置がアナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）を含むのに対し、第２の装置はデジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）を含み、又はその逆が可能である。第１の装置に、第３のポートも含ませることができる。第１のポートには第１のポートバイパス入力と第１のポートバイパス出力とを含ませることができ、ここで第３のポートに第３のポートバイパス入力と第３のポートバイパス出力とを含ませることができる。第１のポートバイパス出力は、好ましくは第３のポートバイパス入力に結合される。第１のポートは、シリアル入力ピンとマルチプレクサをさらに含んでもよい。シリアル入力は、プロセッサを含むインタフェース回路上のピンとすることができ、このピンに全ての入来データが送り込まれる。シリアル入力は、非準拠データを含め全ての入来データを受信する。第１のポート受信入力に載せられる右アナログ音声データ及び／又はデジタルデータは、準拠データである場合はシリアル入力ピンへ導かれ、また非準拠データである場合はインタフェース回路上の受信入力へ載せるのを介して第１のポートバイパス出力へ導かれる。
【００３５】
本発明の好適な一実施態様によれば、第１のノード、第２のノード、第３のノードを有する通信装置が提供される。第１のノードと第２のノードとの間で非ストリーミングデータ及びストリーミングデータを同期転送させるため、第１のノードに結合された第１のポートを二つの主導体対と前記第１のノードとの間に配置する。第１のノードと第３のノードとの間で非ストリーミングデータ及びストリーミングデータを同期転送させるため、第２のポートを二つの副導体対と前記第１のノードとの間で第１のノードに結合させる。クロック信号は、第１、第２及び／又は第３のノードにおいて非ストリーミングデータとストリーミングデータのエッジから導出される。さもなくば、クロック信号は第１又は第２又は第３のノードに結合した水晶発振器から導出される。第１のポートには、受信器と駆動回路を含ませることができる。受信器を、非ストリーミングデータとストリーミングデータのエッジからクロック信号を再生する構成にし、駆動回路はクロック信号を受信し、再生クロック信号に同期して非ストリーミングデータとストリーミングデータを駆動する構成にすることができる。
【００３６】
一例によれば、主導体対と副導体対は例えばイーサネット通信に用いるＣＡＴ５ケーブルに関連する導体のツイストペア線である。非ストリーミングデータは、４Ｂ／５Ｂ符号化を用いて符号化することができる。第１、第２、第３のノードは、デイジーチェーンで互いに結合され、しかも第１、第２、第３のノードは少なくとも二つのポートを含み、第１、第２、第３のノード内の各ポートがマルチプレクサを用いた双方向差動信号の転送に対応し、このマルチプレクサは１つのポート内の受信器が受信した情報を、この同一ポート又は同一ノード内の他のポートの送信器へ送り、リング通信トポロジを実現する。
【００３７】
別の好適な実施態様によれば、第１のノードと第２のノードとを連結する二対の導体を備える通信装置が提供される。差動信号の一連のビットストリームをデータのフレームに分岐させ、二対の導体上を双方向に送信する。その際、各フレームはフレーム符号化違反を開始とし、各フレーム内のデータの各非ストリーミングパケットはパケット符号化違反を開始としている。フレーム符号化違反は、二つの連続する論理１電圧値により仕切られた三つの連続する論理０電圧値の２組を含む。パケット符号化違反には、連続する三つの論理０電圧値を含ませることができる。連続する三つの論理０電圧値には、バイトの半分すなわちニブル内に含まれる４Ｂ／５Ｂ符号化データが続く。フレーム符号化違反とパケット符号化違反は、イーサネット送信用の４Ｂ／５Ｂデータ符号化に用いるコードを表さない一連のビットで構成される。
【００３８】
さらに別の好適な実施態様によれば、データ転送方法が提供される。本方法は、符号化データとは非類似のビットシーケンスをフレーム符号化違反として、また別のビットシーケンスをパケット符号化違反として形成するステップを含む。ストリーミングデータと非ストリーミングデータは、フレーム符号化違反直後のフレームの二つの異なる時間セグメント内に配置される。非ストリーミングデータは、パケット符号化違反の直後のフレームに配置される。ストリーミングデータと非ストリーミングデータのフレームは、クロック信号に同期して通信システム上を転送される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
本発明のその他の目的並びに利点は、以下の詳細な説明を読み添付図面を参照することで明白となろう。
【００４０】
本発明は、様々な変更形態及び代替形態が可能であるが、本発明の特定の実施形態を例示により図面中に示し、下記に詳細に説明することにする。ただし、図面及びその詳細な説明は開示する特定の形態に本発明を限定するものではなく、反対に添付特許請求の範囲が定義する本発明の趣旨及び範囲に含まれるあらゆる変更形態や等価形態及び代替形態を包含することを意図しているものと理解されたい。
【００４１】
一又は複数のマルチメディア装置が伝送線のフレーム同期レート（ＦＳＹ）より高いサンプリングレート（ｆｓ）でデータをサンプリングできることが、認識されている。例えば、マルチメディア装置はおよそ４４．１ｋＨｚでサンプリングを行うＣＤプレーヤなどである。ＣＤプレーヤは、例えばサンプル音声チャネル当り１６ビット（３２ビット／ステレオチャネル）でデータをストリーミングでき、それ故に３２ビット／ステレオサンプル×４４．１Ｋサンプル／秒＝１．４１１２Ｍｂｐｓなる伝送線上のｂｐｓボーレートとなる。装置からの非ゼロ復帰（「ＮＲＺ」）データは、幾つかの形で符号化することができる。データは、例えば周知のミラー符号化技術を用いて符号化することもできる。
【００４２】
代替符号化には、２相符号化又は符号化ビットストリームが累積ＤＣ値を招来しないようにする符号化が含まれる。符号化ビットストリームが累積ＤＣ値を招来しないようにする符号化メカニズムは、しばしばＤＣ適応符号化又はＤＣのない符号化と呼ばれ、参照用に本願明細書に組込む米国特許第６，４３７，７１０号に説明されている。伝送線上のＦＳＹが、サンプリングレートｆｓとは異なる場合、マルチメディア装置からのストリーミングデータは、伝送線を介して別の装置に（すなわち、ＤＶＤプレーヤからスピーカ）に同期させて載せることことができない。その代り、ストリーミングデータは同期ストリーミングデータとは対照的に等時性ストリーミングデータとして載せねばならない。前述した他の種類のデータを、ネットワーク上に載せることもできる。
【００４３】
非同期データ又はパケット化データは、伝送制御プロトコル（ＴＣＰ）とインターネットプロトコル（ＩＰ）とを用いたデータグラムとして配列される。ＴＣＰ／ＩＰは、ＩＰパケットフォーマットに載せた断片化データグラムである。しかしながら、ＴＣＰ／ＩＰパケットをネットワーク上で転送する場合、ＯＳＩ参照モデルの転送／ネットワーク層を、例えばイーサネットプロトコルに従うＯＳＩ参照モデルのデータ層又は物理層に従って送信される。所望に応じ、データグラムだけをイーサネットプロトコルから取り外し、所望とあらば異なるプロトコルを用い送信することができる。図２は、本ネットワークに固有のネットワーク伝送プロトコルを用い他種類のデータとともに送信するＴＣＰ／ＩＰデータグラムを示す。
【００４４】
ここで図を参照するに、図２は転送対象である各個別のフレーム内で異なった種類のデータをネットワーク上で送信するフォーマットを示す。バイト幅のＦＳＹに同期させたプリアンブルに続き、ネットワークに接続されたマスターユニットとスレーブユニットとの間に形成される幾つかのチャネルを指定するプロトコルをプリアンブル内に確立することができる。その後、各フレームは符号化違反などの一意に識別可能なＦＳＹバイト値で始まり、その後に同期化データの受け取り専用の第１のタイムスロット、パケット化データの受け取り専用の第２のタイムスロット、等時性データの受け取り専用の第３のタイムスロット、制御データの受け取り専用第４のタイムスロットが続く。ＦＳＹバイト値は、ＰＨＹ受信器にとって認識不能の何らかの符号化違反を含む。例えば、ＰＨＹ送受信器及び特にＰＨＹ受信器部分は、イーサネットプロトコルに関連する４Ｂ／５Ｂ符号化データを復号化し認識することができる。しかしながら、ＦＳＹバイト値が４Ｂ／５Ｂ符号化方式にて認識不能のビットからなる場合、それらのビットは各フレームの開始、すなわち各フレームの範囲を明確にしブックマーク処理するのに用いられる。それ故、このフレームはＦＳＹバイトに同期させることができる。
【００４５】
各タイムスロットは、チャネルを表す。例えば、６４バイトのフレーム構造内に４つのチャネルを設けることができ、各チャネルは最低２バイトを有する。各チャネルが同数のバイトを有する場合、そのときは６４バイトはノードを介してネットワークに接続された装置の音声サンプリングレートで反復するそれぞれ１６バイトに細分することができる。例えば、音声サンプリングレートが４８ｋＨｚである場合、任意の二つのノード間におけるネットワークの総ビットレートは４８Ｋ／フレーム秒×６４バイト／フレーム×８ビット／バイト＝２４．５７６Ｍｂｉｔ／秒となる。
【００４６】
装置がアクティブにされる、すなわち「電源投入」されると、経路設定テーブルがネットワーク上の他の装置群のそれぞれに制御チャネル上でブロードキャストされる。制御チャネルは、新たにアクティブにされた装置間のデータ転送に対応するのに必要とされる構成（又は再構成）経路設定テーブル群を含む。それ故、経路設定テーブルは各種類のデータを受け取るよう確立された様々なチャネル又はフレーム部分の全てに対応するよう作成され、その後アクティブにされた装置間のネットワーク上で同期送信される。例えば、ＤＳＰのメモリ媒体内の経路設定テーブルは、後続の通信が所望される場合に、フレーム内のどのバイトが特定チャネルに関連するかをそこで識別することができる。
【００４７】
かくして、例えばＤＶＤが１つのチャネル上にあり、ＣＤが別のチャネル上にある場合、経路設定テーブルは実際にそれらのチャネルにタイムスロットを割り当てる。このように、ＤＶＤプレーヤは第１のチャネル内で音声情報及び映像情報を送信することになるが、ＣＤプレーヤはタイムスロットに従って割り当てられた第２のチャネル内で音声情報を送信することができる。ネットワーク転送速度が４８ｋＨｚである場合、そのときは４８ｋＨｚでサンプリングを行うＤＶＤプレーヤと４４．１ｋＨｚでサンプリングを行うＣＤプレーヤが同期データチャネルをＤＶＤプレーヤに割り当て、等時性データチャネルをＣＤプレーヤに割り当てる。
【００４８】
等時性データは、例えばネットワークに接続されたコンピュータがオンラインになると、例えば経路設定テーブル内で確立された可変チャネル長を有する。例えば、等時性転送が連続するフレーム内で追加のバイト（図２で、Ｎ＋１バイトとして示す）を要する場合、そのときは例えば高い周波数でサンプリングされるＤＶＤプレーヤがオンラインになり、より低い転送周波数に以前にロックされているネットワークに対してアクティブにされると、経路設定テーブルはそのバイトを割り当てる。デコーダが、同期バイト（ＦＳＹ）を認識し、復号化し、制御バイトをプロセッサへ転送し、そこでプロセッサが対応するノード内の経路設定テーブルを更新する。同期バイトは、例えばインタフェースコントローラ内部のタイマへ転送される。タイマは、適切にタイミング調整されたバイト境界で宛先又は目標へ向けデータを適切に経路設定すべく、ネットワーク上で送信されるバイトが確実にスイッチに同期するよう保証することになる。
【００４９】
図２に示した４つのタイムスロットは、単一フレームに適用可能である。ただし、複数フレームが連続して送信されるものと理解されたい。各フレームは、経路設定テーブルに従ってタイムスロットとチャネルの伝送を維持する。装置群がオンライン接続されると、経路設定テーブルは更新され、タイムスロットが割り当てられる。例えば、単一の装置対がオンラインである場合、そのときは恐らくフレーム全体が単一のフレームセグメントに割り当てられ、これら装置間のデータ転送に対応させることができる。データがストリーミングである場合、経路設定テーブルはストリーミングソースがアクティブである期間中にネットワーク内で送信される全フレームに対し少なくとも１つのフレームセグメントを割り当てるように規定される。かくして、フレームは反復させることができ、例えばネットワーク上のノード内の送信元装置からデコーダへ連続して送信される。
【００５０】
例えば、電話機とＣＤがともにネットワークデータをクロック制御するのと同じ速度でデータをサンプリングすることが可能な例が存在し得る。この場合、二つのフレームセグメント又はタイムスロットが同期データ搬送用に各フレーム内に予定される。本例では、４つを上回るタイムスロットが確かに存在し得、二つ以上のタイムスロットが同期データの受け取り専用とされ、例えばより高いか又はより低いサンプリングレートのプレーヤ対がネットワーク上でアクティブにされる可能性がある場合、恐らくは別の二つ以上のタイムスロットが等時性データの受け取り専用となる。
【００５１】
タイムスロットＴＳ０〜ＴＳ３は単に一例として示すが、フレーム１で始まり、フレームＮで終わる各フレーム内の対応セグメントとして利用可能である。ネットワークが特定の装置のサンプリングレート（ｆｓ）よりも低いＦＳＹで動作している場合、そのときは恐らくは等時性データを伝送するセグメント用に別のバイトが必要となる。典型的な例は、４４．１ｋＨｚでサンプリングされるＣＤ出力にロックしてＤＶＤプレーヤ情報を４８ｋＨｚでサンプリングするよう試行するネットワークであろう。ＤＶＤドライブのより高いサンプリングレートに対応するため、例えばタイムスロットＴＳ２の等時性セグメント内に追加バイトを配置する。
【００５２】
送信対象データの首里にかかわらず、ネットワーク上で送信するデータの各チャネルは同一速度で転送される。これにより、通常は非同期送信されるデータやネットワーク転送速度より高い速度又は低い速度でサンプリングされるデータ（すなわち、等時性データ）に対応しながら、ネットワークを同期動作させることができる。これにより、各タイムスロット又は各チャネルは互いに同期する。チャネルの同期転送は、等時性データの同期転送に追加バイトを割り当てることにより実現される。
【００５３】
等時性データはその他のチャネルと同一の転送速度で送信されるが、シグナルバイトを用いてＮバイト（サンプリングレートがフレーム同期レート未満である場合）又はＮ＋１バイト（サンプリングレートがフレーム同期レートを超える場合）のいずれが各フレーム内で有効であるか識別する。例えば、ネットワークが４８ｋＨｚで動作しており、装置が４４．１ｋＨｚでネットワーク上にサンプリングを行うことが所望される場合、そのときはフレーム当り８バイトの等時性チャネルへの対応に最低８×４４．１／４８バイト／フレーム、すなわちフレーム当り７．３５バイトが必要となる。Ｎ＝８であるこの例では、この等時性データへの対応に最低フレーム当り８バイトが必要となるが、実際には各フレーム内のその８バイトの一部分だけが有効とされる。
【００５４】
シグナルバイトは、それらのフレームのいずれが有効であり、いずれが有効でないかを常時監視する。かくして、等時性データはシグナルバイトとの同期から外される。後述する理由からタグバイトを用い、パケット化データを同期させ、各フレーム内のどこにパケット化データが存在し有効であるかを示すことができる。シグナルバイトはデータ自体の中に埋め込むことができ、例えば符号化違反を表すことができる。例えば、米国特許第６，４３７，７１０号のＤＣＡ符号化やＤＣのない符号化とは異なる符号化違反は、等時性データや非同期データ及び／又は同期データが各フレーム内の配置箇所を、そのフレームセグメントを占有する一連のバイトの開始並びにメッセージ終端到来前の１又は複数の連続フレームセグメントを発信することで示す。データ符号違反の生起時点間の時間がそこでチャネルを表すことになり、このチャネルには異なった種類のデータを包含させることができる。
【００５５】
図３は、ＡＶ受信器又はマルチメディアデータハブ４１等の装置の入／出力を形成する相互接続されたポート４２，４４，４６の同期ネットワーク４０を示す。ポート４２，４４，４６は、バイパス出力（ＢＯ）を介してバイパス入力（ＢＩ）へ結合され、連鎖した一連のポートの最後のポート４６がその連鎖の最初のポート４２のＢＩにＢＯを結合され、ループすなわちリングネットワーク４３を形成している。ループは、ポート４２の送信を装置５０ａの受信に結合し、続いて装置５０ａの送信を検出器回路とマルチプレクサ回路を介してポート４２の受信へ戻るよう結合したときに完成する。また、ループは装置５０ｂ又は５０ｃ又は５０ｄを介して形成することもできる。図示の如く、ポート４２のＢＯはポート４４のＢＩに接続してあり、ポート４４からのＢＯはポート４６のＢＩに接続してあり、ポート４６のＢＯはポート４２のＢＩに接続してある。図面を簡潔にすべく、三つのポートだけ示してある。ただし、最低二つのポートが通常望ましく、必要に応じて３つを上回るポートを使用できるものと理解されたい。
【００５６】
各ポート内には、ポート４２の詳細な拡大図で示す如く、検出器（又は比較器）４５ｂと一対のマルチプレクサ４８ａ，４８ｂが存在する。マルチプレクサ４８ａは、ネットワークからのＢＩとＡＶ受信器装置からのシリアル出力ＴＸを受信する。外部装置５０ａが準拠型であるか非準拠型であるかに応じ、マルチプレクサ４８ａは装置５０ａのＲＸピンへの入力としてＢＩ内の準拠データを選択し、又はマルチプレクサ４８ａは装置５０ａのＲＸピンへの入力として装置４１の送信ピンＴＸからの非準拠データを選択することになる。入来データの自動検出は、装置４１のＴＸピン上のデータ出力が非準拠であると分かっているので必要はない。検出器４５ｂとマルチプレクサ４８ｂは、ＢＯと音声−映像（ＡＶ）受信器装置５０ａのＲＸとに起因するものである。装置５０ａの送信出力は、ポート４２の受信入力に結合されている。検出器４５ｂにより自動検出が行われ、マルチプレクサ４８ｂは、入来データが準拠型であるか非準拠型であるかに応じて、受信入力上の信号をポート４２のＢＯに送信するか、又はＢＩを送信するかのいずれかを行う。
【００５７】
自動検出機能すなわち自動ネゴシエーション機能の詳細が、図１７に記載してある。自動ネゴシエーション機能の目的は、ＰＨＹの構成を対応ポートに接続された装置のリンクパラメータに自動的に構成することにある。構成レジスタは、装置がデータを送受信することのできる速度だけでなく恐らくはデータを送受信する装置の首里もまた設定するよう予定された１以上のビットを有する。例えば、装置の首里はＴＣＰ／ＩＰデータを送信するパーソナルコンピュータ等のイーサネット装置である。その場合には、予定ビットを特定値の指示用に設定し、これにより自動ネゴシエーション機能が例えば通信システムの起動時又はリセット時にストリーミングデータとその装置から導出されたイーサネットデータとの間で切替えられるようにできる。どの装置、準拠又は非準拠、が結合されているかによらず、入来ＲＸデータが検出器４５ｂとマルチプレクサ４８ｂの入力ピンの一つに載せられ、他方の入力ピンにＢＩが載せられる。検出器４５ｂ内で自動検出機能が実行され、入来データのプロトコルをネットワークプロトコルと比較し、入来データが準拠装置からか又は非準拠装置からかを判定する。
【００５８】
ポート４２のＲＸピン上の入来データは、検出器４５ｂと、最終的に装置４１に通ずるインタフェースの受信ピンとの両方に載せられる。ＢＩ上のデータは、必要に応じてＢＯに載せられたＢＩを受信するコントローラを接続したポートを介して４１へ経路設定される。図３に示す如く、ポート４２，４６上の入来データは準拠装置からであるのに対し、ポート４４上の入来データは非準拠装置からである。マルチプレクサ４８ａは、装置４１からのデータ及びＢＩがマルチプレクサ４８ａにより選択される以外は、マルチプレクサ４８ｂと同様の諸機能を実行し、対象装置５０ａが準拠型であるか否かに応じて、装置４１からのデータ（装置４１に関連するインタフェースのＴＸを介して）又はＢＩからのデータがポート４２の送出データＴＸに載せられる。
【００５９】
装置５０ａは、前述したネットワークプロトコルに従ってデータを送信／受信する準拠装置であり、チャネルＡのチャネル情報は適切なタイムスロットに配置され、このため検出器４５ｂとマルチプレクサ４８ｂが適切なデータを比較し、装置４１のインタフェースに関連する受信ピンＲＸに経路設定する。かくして、装置４１のＲＸピン上の入来データは、例えばポート４２のＢＯに対するＩ2Ｃポート又はＩ2Ｓポートを介してインタフェース回路及び関連する送受信器コントローラを通じ内部で処理されて結合され、装置４１により入来データを処理するのみでなく、ＲＸピン上の入来データ又はネットワークデータの入来データＢＩを必要に応じて他の装置５０ｂと５０ｃ及び／又は５０ｄへ送信する。コントローラを介してＢＯを装置４１の入力に結合するのに用いるインタフェース回路の詳細を、図８を参照して以下に説明する。
【００６０】
装置が装置５０ｂのように非準拠型である場合、そのときは特定のチャネル（すなわち、チャネルＣ）のデータがどこに載せられるは未定であり、何故なら装置４４内部の自動検出回路が、検出するプロトコルがネットワークプロトコルに認識不能だからである。このため、ポート４４はマルチプレクサ上だけでなくシリアル入力ピン上でも入来信号を受信する。ポート４４内のマルチプレクサは、ＢＯに結合してネットワークを継続させるため、ＢＩを選択するが、装置４１はシリアル入力ピンＳＲを介して非準拠データを受信できるようにする。ＲＸ入力ピン上に載せられた入来データが準拠型であるか否かについての判定は、例えばＤＳＰ内部で行われる。装置５０ａと同様、装置５０ｃ，５０ｄも、図示したチャネルＥ等の特定の専用スロット内で情報チャネルを送信する準拠装置群である。装置５０ｃ，５０ｄをリング内で結合し、二つを上回る装置を含むようリングネットワークを拡張することができる。
【００６１】
図３は、第２の装置５０ａ（又は他の任意の外部装置）のＴＸピンから第１の装置４１のＲＸピンへの、かくしてリングを形成する次の連続する装置の別の外部装置５０ｃへのネットワークを巡る準拠データの転送を全事例において示す。非準拠の入来データが受信された場合、そのときはその入来データはネットワークに直ちに置かれず、装置のシリアル入力ピンに置かれ、その入来データが提供するどのようなプロトコルにも従って処理され、それ故に非準拠データを扱うよう設計されたシリアル入力ピンに受け入れ可能である。
【００６２】
図４は、ＳＰＤＩＦストリーミングデータやイーサネットパケット化データ等のある種の非準拠データを示す。非準拠装置５０ｂのＴＸピンからの入来データは、伝送チャネル５２上で到来し、そこで非準拠（ＳＰＤＩＦ又はイーサネット）データが検出器／比較器５４ｂによりネットワーク伝送路上で送信されるデータと比較される。プロトコルが異なる場合、そのときは比較器５４ｂから比較器信号（Ｃ）が送信され、マルチプレクサ５８ｂを介してＢＯに送信すべきＢＩからのネットワークデータを選択する。受信ＲＸデータは、検出器５４ｂの入力だけでなく装置４１に関連するＤＳＰのシリアル受信入力（ＳＲ）にも転送される。ＤＳＰ６０は、非準拠データに対応することのできる入力ピンを保持し、このためＳＲは例えばＳＰＤＩＦプロトコル又はイーサネット符号化プロトコルを認識することができる。しかしながら、装置５０ｂが準拠型である場合、準拠情報がＢＯに経路設定され、必要に応じて例えばＩ2Ｃポートを介してＤＳＰに経路設定される。ＤＳＰ６０は、データが準拠型であるか否かに応じてデータに対する処理を実行することができる。それらの処理には、ＳＲにおいて非準拠データの復号化と装置が必要とするあらゆる機能の実行とが含まれる。また、必要に応じて非準拠データは非準拠データを準拠データにするようＤＳＰ６０の操作により再フォーマットされる。非準拠データをシリアル送信出力（ＳＴ）ポートへ送信し、続いて非準拠外部装置へ送信することができる。しかしながら、ＤＳＰ６０から出力されたデータが準拠装置を宛先とする場合、データはコントローラ５６に提示される。コントローラ５６は、非準拠データを準拠データ用に適切なタイムスロット及びプロトコルに再フォーマットし、ＢＯを介してネットワーク上でそのデータを転送するよう動作する。かくして、ＤＳＰ６０からのデータはコントローラ５６を含む送受信器インタフェースを介してフォーマットされる。コントローラ５６は、図８に示す如く、自動検出器やマルチプレクサと一緒に単一のインタフェースとして統合することができる。
【００６３】
ＢＩとＲＸの間には、ＢＩをネットワークに送り込むネットワーク送受信器としてだけでなく、装置４１がネットワーク上で転送される準拠データの宛先である場合、ＢＩを装置４１に送り込むようにも動作するコントローラ５６が配置される。コントローラ５６は準拠データを取り込み、そのデータをＤＳＰ６０が受け入れることができる周知のＩ2Ｃプロトコル又はＩ2Ｓプロトコルに構成する。コントローラ５６は、ＢＩの入来データを同期させ、ＤＳＰが認識可能なフォーマットに再フォーマットする物理層装置として機能する。コントローラは、再フォーマットされたデータをＩ2Ｃバス上でＤＳＰ６０へ送信することができる。それによって、コントローラ５６は準拠ネットワークデータを装置４１の入力に載せることができる。ＰＨＹやコントローラ５６の物理層装置がイーサネット入来データの再フォーマットに関係する際のそれらのさらなる詳細が、例えば図１５〜図１７に示してある。
【００６４】
このように、各ポートはインタフェースを含む。ポート４４のインタフェース６４は、マルチプレクサ５８ａ，５８ｂ、検出器５４ｂ、ＤＳＰ６０、コントローラ５６を含むよう詳細に図示してある。図４の検出器５４ｂは、自動検出又は自動ネゴシエーション機能を実行する。図４の例では、検出器５４ｂは入来ＳＰＤＩＦプロトコルをネットワークプロトコルと比較するか、又は入来イーサネットプロトコルをネットワークプロトコルと比較する。インタフェース６４の送信側で対応する検出器が必要となるが、それはマルチプレクサ５８ａがポート６４のＴＸ出力に接続された外部装置５０ｂのステータスに応じて準拠データ又は非準拠データを選択するからである。構成レジスタは、外部装置の準拠ステータス／非準拠ステータスを保持し、外部装置が非準拠型であるか又は準拠型であるかに応じて、Ｃ＝０又はＣ＝１という適切な選択信号をそれぞれマルチプレクサに供給するようプログラミングされている。図示の如く、構成レジスタは、ポート４４のＴＸ出力に結合された非準拠装置を示す０なる選択ステータスを保持し、ＤＳＰ６０からの非準拠データのシリアル送信出力（ＳＴ）が非準拠装置５０ｂに確実に転送されるようプログラムされている。図示の如く、ＳＴは外部装置５０ｂのＲＸピンが認識可能なＳＰＤＩＦ出力データを生成することができる。
【００６５】
図５は、検出器５４ｂの比較機能を実行するのに使用できる二つの分離された検出器、すなわちプリアンブル検出器／比較器６６と符号検出器／比較器６８を示す。ＳＰＤＩＦプロトコルは、各情報フレームに専用の時分割多重化チャネルを利用せず、イーサネットプロトコルは、米国特許第６，４３７，７１０号に記載されたＤＣＡ符号化又はＤＣのない符号化とは異なる符号化を含むものと認識されたい。
【００６６】
イーサネットの８Ｂ／１０Ｂ又は４Ｂ／５Ｂ符号はＤＣＡ符号とは異なるものとして検出され、コード比較器６８が比較結果をマルチプレクサへ送り、ネットワーク内の準拠装置の受信入力上で入来データを選択的に受信又は非受信とする。符号比較器６８と同様に、プリアンブル比較器６６はＳＰＤＩＦのプリアンブルをネットワークプリアンブルと比較し、プロトコルの違いが存在するかどうか判定する。符号比較器とプリアンブル比較器はともにプロトコルのどんな違いも特定し、入来データを非準拠データの受信専用であるシリアル入力ピンに送り込むことになるか、又は入来データを、準拠データを受信すべくポートのＢＯに接続されたそのポートの受信入力に載せることになるかを表す。
【００６７】
図６と図７は、アナログデータである異なる首里の非準拠データを示す。装置５０ｂ内部のＤＡＣは左アナログ音声出力データと右アナログ音声出力データを送信するよう設計してあり、右アナログ音声データは装置５０ｂの送信ピンからポート４４の受信ピンに送り込まれる。ポート４４上の受信ピンは、ＤＡＣから右アナログ音声データを受信するのと同じピンである。左アナログ音声データは、装置５０ｂの受信ピンからインタフェース６５内部のＡＤＣの左アナログ音声入力にだけでなくポート４４の送信ピンにも送信される。図示の如く、ポート４２，４４，４６は図３のポート群と同じであるが、ポート４４内部にはＡＤＣを含むインタフェース回路６５が存在する。インタフェース回路６７は、ＤＡＣを含む。又は、インタフェース回路内部のＡＤＣ回路及びＤＡＣ回路に代え、ＡＤＣとＤＡＣを関連する装置４１（図３）の別の領域内に設けることもできる。
【００６８】
ポート４４，４６のインタフェース回路６５，６７の内部のＡＤＣ回路とＤＡＣ回路と同様、非準拠装置５０ｂ，５０ｃの内部に対応するＤＡＣ７１とＡＤＣ７３を配置することができる。重要なことに、ＡＤＣの左アナログ音声データと右アナログ音声データは、送信ピンと受信ピンがそれぞれ共用する左アナログ音声ピンと右アナログ音声ピンに載せられる。反対に、ＤＡＣの左アナログ音声データと右アナログ音声データは、受信ピンと送信ピンがそれぞれ共用する左アナログ音声ピンと右アナログ音声ピンに載せられる。このようにして、左／右音声情報はＤＡＣからＡＤＣに関連するポートの左／右ピン（及び送信／受信ピン）に送信される。ＤＡＣにより送信される左情報と右情報はＡＤＣにより戻され、かくしてＤＡＣ上の送／受信の右／左変換はＡＤＣ上の受／送信の右／左変換と整合性があり、ＡＤＣとＤＡＣの間にアナログ音声情報を送受信するための仮想ループネットワークが形成される。図６に示す如く、ＡＤＣは第１の装置のポートに関連させるか、又はそのポートを介して第１の装置に接続された第２の装置内部に設けることができる。同じことが、ＤＡＣにも当てはまる。
【００６９】
図６にはインタフェース回路６５、６７の詳細な図もまた含まれており、ＡＤＣとＤＡＣは別々の左右のＡＤＣとＡＤＣに分けてある。左アナログ音声チャネルは、左ＡＤＣ７４に結合されている。マルチプレクサ７６ａは、ＤＳＰからのシリアル送信出力（ＳＴ）か又はネットワークからのＢＩを選択するよう結合されている。かくして、左アナログ音声チャネルのデジタル表現が選択され、ポート４４のＬ／ＴＸピンへ送信され、さもなくばＢＩ内のネットワークデータがＬ／ＴＸピンへ送信される。アナログ音声の左チャネルと右チャネルは、ＡＤＣからＤＳＰ７８へ転送され、デジタルフォーマットにされ、ポート４４に結合された外部装置が準拠型であるか又は非準拠型であるかに応じ、コントローラ５６を介してネットワークへ転送されるか又はポート４４のＬ／ＴＸピンを介して出力されるかのいずれかが可能である。受信右アナログ音声チャネルは、右ＡＤＣ７９を用いて入来データを受信し、検出器７５によりデータが準拠型であるかどうか判定し、準拠型でない場合はそこでマルチプレクサ７６がＢＩをＢＯに載せるようにする点で、左チャネルと同様に動作する。アナログデータの左チャネルと右チャネルはＤＳＰ７８へ転送され、次にインタフェース６５を介してポート４４に関連する内部装置へ転送される。
【００７０】
インタフェース６５と同様、別のインタフェース６７も同様に配置した回路要素を有し、詳しくは左ＤＡＣと右ＤＡＣを互いに別々に分離してある。ＤＡＣ７４ａ、７９ａは入来データを受信し、変換する。マルチプレクサ７６ａ’が図示してあり、マルチプレクサ７６ａと同様に動作する。同じことが、マルチプレクサ７６ｂや検出器７５ｂと同様に動作するマルチプレクサ７６ｂ’と検出器７５ｂ’に関しても言える。適切な選択信号が構成レジスタを介して供給される場合、接続された装置に戻るようＢＩを介してネットワークから準拠データを送り出す駆動回路を各インタフェース内部に配設することができる。図６に示す如く、選択信号Ｃは０に設定されており、ＤＳＰのＳＴ出力を装置５０ｂ，５０ｃの非準拠受信入力へ送り込むべきとの選択を示している。仮に装置５０ｂ，５０ｃが準拠型であるとすると、そのときは選択信号Ｃは１に設定され、装置５０ｂ，５０ｃの受信入力にＢＩが載せられるように選択する。
【００７１】
図７は、受信アナログ信号の周波数をポート間のネットワーク上で送信される準拠データのネットワーク転送速度と比較するのに用いる検出器７５ｂ／７５ｂ’を示す。通常、ＢＩとＢＯの間のネットワーク上や、隣接するＢＯとＢＩの間で送信されるデジタルデータはＦＳＹの倍数であり、ＦＳＹは４４．１ｋＨｚ又は４８ｋＨｚである。アナログ信号は通常、３０ｋＨｚ未満の周波数で送信される。デジタル信号のＤＣバイアスは上方調整してネットワーク上で送信できるが、アナログ信号のＤＣバイアスは実質ゼロである。ＤＣバイアスを調整することにより、周波数よりも振幅の比較が望ましいかどうかの区別がなされる。検出器７５ａ／７５ａ’を用い、ＤＳＰから送信されたデジタル信号がネットワークプロトコルに準拠しているかどうか判定し、かくして信号をネットワークに載せるか又は非準拠外部装置へ転送する。
【００７２】
図８は、コントローラ５６を組込んだ二つのインタフェースユニット８０，８２を示しており、一方のインタフェースの送信ピンは図示の如くマルチプレクサにより別のインタフェースの受信ピンに実質接続されている。無論、インタフェースユニット８０，８２は、必要に応じて１つのユニットとして統合させることもできる。送信ピンと受信ピンの接続により、ポート１００ａのインタフェース回路８０とポート１００ｂのインタフェース回路８２の間にそれぞれデイジーチェーン又はリングトポロジの形成が可能になる。加えて、装置（「第２の装置」）がデータを送信できるハブが形成されるように、インタフェース８０とインタフェース８２が結合される。さらに、第２の装置８４に加え、第３の装置８６を第１の装置９０に接続することができる。図示の第２の装置と第３の装置は、この実施形態では音声−映像受信器８４，８６である。自動非準拠検出機構により、ＣＤプレーヤやＤＶＤプレーヤなどの旧来の家庭用機器が準拠ネットワークに接続され、４４．１ｋＨｚや４８ｋＨｚの音声情報や映像情報などの様々なサンプリングレートの素材をサポートするよう固定速度でネットワーク上で転送を行うことが可能になる。
【００７３】
音声−映像受信器（準拠型又は非準拠型）は、ＤＶＤプレーヤ９０からネットワークに載せられた音声−映像情報又はインタフェース８２を介してＤＶＤプレーヤ９０から送信されたＳＰＤＩＦ情報を再生することができる。情報は、宛先の音声−映像受信器が準拠型であるか否かに応じて、Ｉ2Ｃポート又はＩ2Ｓポートを介してインタフェース８０又は８２の入力であるシリアル受信ＳＲへ送信される。インタフェースユニット内部のコントローラは、入来データを同期させ、入来データに対し他の物理層機能を実行する。音声−映像受信器８４及び／又は８６は、例えば光情報を光ファイバ受信器（ＦＯＲ）９２ａ及び９２ｂへ送り込むことができる。
【００７４】
自動ＳＰＤＩＦ（又はイーサネット）検出を実現するため、旧来の装置８６から出力される非準拠データをインタフェース８２のピンであるＳＰＤＩＦ／イーサネットシリアル入力ＳＲにも接続してある。このピンは、ＳＰＤＩＦ／イーサネットデータを受信するように構成されている。ＳＰＤＩＦ／イーサネットが検出されると、入力マルチプレクサ状態はインタフェース８０からのＢＩをインタフェース８２のＲＸ入力へ送るよう切替えられる。かくして、ＳＰＤＩＦ装置８６（すなわち、Ａ／Ｖ受信器）が接続されると、リングが保持され、具体的には一方の装置から他方の装置へのネットワーク上の通信が維持される。ネットワークからの情報は、ネットワークを再び出て、光ファイバ送信器（ＦＯＸ）９８ｂを介して第３の装置８６へ転送される。
【００７５】
破線内で、第１の装置、例えば、ＤＶＤ９０に対応する二つのポート１００ａ，１００ｂにラベルを付してある。ポート１００ａは、準拠装置８４からの準拠データだけでなくネットワーク情報もまた受信することに専念する。しかしながら、ポート１００ｂはネットワーク情報と装置８６からの非準拠データをともに受信することに専念する。図示の例では、ＳＰＤＩＦ／イーサネット入力はシリアル受信（ＳＲ）ポートなるラベルを付した非同期ソースポートにより回復させられる。コントローラとともに、前述した検出器／比較器をインタフェースに組込んで比較を行うことができ、ここでは適切な信号を多重化してインタフェースの受信ピンに載せるためにマルチプレクサを図示してある。ＳＰＤＩＦ／イーサネットデータを受信する場合、ＳＰＤＩＦ／イーサネットデータはロックされずに等時的に非同期シリアル受信ポート（ＳＲ）へ転送され、ここでインタフェース８２内部のコントローラがＰＬＬ又は下記に説明する他の手段を用いて同期をとる。
【００７６】
マルチプレクサ９４ａ，９４ｂは、光が検出され、ＳＰＤＩＦデータが検出されなかった場合にだけ、光受信器データ出力信号をインタフェース８０／８２の受信入力へ接続する。光受信器のステータス信号は、インタフェースの汎用の入力／出力に接続される。ステータス信号により光が検出されたことが示された場合、そのときはインタフェースは対応するインタフェースユニット内部のＳＰＤＩＦロック検出器を監視する。所定の時間枠内でロックが検出されなかった場合、そのときは光受信器データ出力が受信（ＲＸ）入力に接続される。ＳＰＤＩＦ入力は４８ｋＨｚ又は４４．１ｋＨｚであるのに対し、ネットワークは４８ｋＨｚにロックされている。ソフトウェアが周波数の差を自動的に算出し、比較器がプリアンブルの違いを特定する。
【００７７】
ＤＶＤプレーヤ９０は通常、ＰＬＬ１０４から導出された２７ＭＨｚクロックに同期する。ＤＶＤプレーヤ９０は、好ましくは９６／４８ｋＨｚ又は８８．２／４４．１ｋＨｚの音声データを供給する。ＤＶＤ速度とネットワーク速度が等しくない場合、ＤＶＤデータはロックされた等時性モードで転送される。ＤＶＤ速度とネットワーク速度が同一である場合、ＤＶＤデータは同期転送される。ＤＶＤからの最大データはおよそ６チャネル２４ビットであり、９６ｋＨｚである。同時に、ＤＶＤはＳＰＤＩＦを介してＣＤ音声帯域幅に等しいＡＣ３符号化データを供給する。９６ｋＨｚ音声の６つ全てのチャネルに加え、ＡＣデータを三つの等時性ストリーム内で同時に転送することができる。インタフェース８０／８２は、９６ｋＨｚ音声の６つのチャネルを処理し、それらのチャネルを一括して二つの等時性チャネルとし、その一方でインタフェースの一つの上の１つのＤＳＰがＡＣ３を一括して別の等時性チャネルとする。
【００７８】
データをロックせずに等時性形態で転送することには、通常、宛先装置におけるデジタルＰＬＬが関わる。このため、ＰＬＬ１０４（図８）は、ＦＳＹ及びＦＳＹと送信元装置におけるサンプリングクロックの間の周波数又は位相の差から宛先装置のシリアルクロック又はサンプリングレートを定めるデジタルＰＬＬとすることができる。図９は、ロックされていない等時性転送機構を示す。送信元装置におけるサンプリングレート変換に代え、図９は宛先１１４におけるデジタルＰＬＬを示す。送信元装置１０５は、ｆｓでサンプリングが可能であり、比較器１０６は、ネットワークフレームレートＦＳＹをｆｓ＝ＦＳＹ１のサンプリングレートと比較する。位相差ΔΦ１又は時刻１と時刻２における位相差（ΔΦ１＋ΔΦ２）を、ネットワーク上で単一のビットとして又は複数ビットバイトとして送信する。位相差すなわちΔΦ１には、位相差の大きさに応じて異なるビット値を持たせることができる。それ故、サンプルデータをＦＳＹ２のフレーム転送レートで等時性データとして送信できるが、恐らくは各フレーム内で追加のバイトを予定し、ＦＳＹ２に比べより高速のＦＳＹ１に対応させる。このように、ストリーミングデータはネットワーク上で送信される連続するフレームのそれぞれに亙り保持される。
【００７９】
比較器１０６が、各フレーム転送クロック又は各サンプリングクロックの立上がり端又は立下り端の間の位相差を比較する。デジタル位相比較器１０８は、例えばタイマを用いて実装が可能である。三つのシリアルビットストリームを用いる場合、例えば高速クロックは３０７２ｆｓとすることがきる。例えば、６サイクル分の３０７２ｆｓだけＦＳＴ１とＦＳＹ２の立ち下り端（ΔΦ１として表される）が離隔している場合、２進の６の値を示すバイトがネットワーク上で周期的に送信される。クロックレートを２４５７６ｆｓに高めることにより、２進値の分解能が大幅に向上し、かくして８ビットを周期的の送信に代え１２ビットを送信することができる。
【００８０】
その後、位相差（例えば、８ビットバイト又は１２ビットバイト）がＰＬＬと宛先ポートにより用いられる。加算器１１０がＦＳＹ１とＦＳＹ２の位相差（Ａ−Ｒで表される）からＦＳＹ２とＦＳＹ１の位相差（Ｂ−Ｒとして表される）を減算し、Ａ−Ｒ−（Ｂ−Ｒ）を得る。それらの差が０で、かくしてデジタルＰＬＬ１０４がロックされている場合、加算器１１０からの出力はフィルタ／分周器／発振器ネットワーク１１２に載せられる０位相差となる。加算器１１０とフィルタ／分周器／発振器１１２は、ＤＳＰの一部分を形成している。位相比較器１０８は、ネットワーク転送フレームレートクロック端を基準点Ｂに示す宛先装置のローカルサンプリングレートと比較する。基準点Ｂは、デジタルフィルタ／プログラマブル分周器１１２からのフィードバックにより基準点Ａに一致させられる。分周器１１２は、フィルタ１１２から出力された制御に基づいて発振器出力を分周し、ローカルサンプリングクロックＢを送信元サンプリングクロックＡにロックするのに必要な適切な周波数及び位相とする発振器１１２から高周波数クロックを受け取る。
【００８１】
宛先装置のローカルデジタルＰＬＬにより、任意の周波数で任意のストリーミングデータをロックさせずにネットワークに送り込むことが可能になる。宛先装置１１４にデータが受信されるまで、サンプリングレートは送信元装置１０５上のサンプリングレートにロックされない。位相及び／又は周波数の差は、ネットワーク上で等時性データにロックされていない等時性データとして送信される。デジタルＰＬＬにより、送信元装置における複雑なサンプリングレート変換メカニズムの使用とその装置におけるＤＳＰのオーバーヘッドとが回避される。その代わりに、単一のＰＬＬを宛先ポートにおいて使用し、それによって等時性データがネットワーク上で送信できるようにし、サンプリングレート変換やローカル化された水晶発振器に関連するジッタに代え、宛先ポートにおけるクロック再生が用いられる。
【００８２】
図８は、音声−映像受信器の準拠入力上又は非準拠入力上で受信対象ＳＰＤＩＦデータ及び／又はネットワーク準拠データをネットワークに送り込むＤＶＤプレーヤ９０を示している。反対に、図１０は、ネットワーク又はそのネットワーク内に配置された音声−映像受信器の準拠ポートと非準拠ポートに情報を送り込む準拠装置と非準拠装置を示している。具体的には、図１０は入来データをネットワーク又は音声−映像受信器１２４の準拠ポート／非準拠ポートに送り込む準拠ＤＶＤプレーヤ１２０と非準拠ＣＤプレーヤ１２２を示している。簡単にするため、各ポート１２６ａ，１２６ｂの様々な詳細は図示していない。ただし、光ファイバ送信器と受信器のポート、同期ポート、マルチプレクサだけでなく、インタフェースのＧＰＩピン、ＳＲピン、ＧＰＯピンの機能もまた図８のポート１００ａ，１００ｂで示したのと同様であることは理解されたい。
【００８３】
非準拠ＣＤ又は旧来のＣＤは、左音声チャネル出力と右音声チャネル出力をＡＤＣインタフェースに送る。ＡＤＣインタフェースは、その音声情報をデジタル情報として受信器１２４のＤＳＰへ転送する。準拠装置１２０も、同様に、データをポート１２６ａに送ることができる。ポート１２６ａは、データをネットワークへ転送するとともに、シリアル送信ピン（ＳＸ）を介して音声−映像受信器１２４のＤＳＰへ転送することができる。
【００８４】
シリアルクロック（ＳＣＫ）とフレーム同期クロック（ＦＳＹ）は、図９のロックされていない等時性転送メカニズム又は図１１のロックされた等時性転送メカニズムのいずれかを用いて導出される。送信元装置をネットワークタイミング、例えばデジタル映像ブロードキャスト受信器に従わせることができない場合、そのときはＦＳＹとＳＣＫは大抵ロックされていない等時性転送モードを用いて送信元装置から導出される。ここでＦＳＹとＳＣＫは宛先装置において送信元装置から編成される。しかしながら、送信元装置がクロックマスターユニットとならず、恐らくはネットワークに接続された何らかの他の装置がマスターユニットとして動作する場合、マスターユニットは基本的にネットワーク自体となる。かくして、送信元装置をネットワークマスターユニットに従わせることができ、宛先装置もネットワークマスターユニットに従わせることができる。この例では、図１１は送信元装置及び宛先装置のネットワーククロックマスターユニットへ従うことを示しており、ここではネットワークフレーム同期ＦＳＹ２が送信元サンプリングレート及び宛先サンプリングレートであるＦＳＹ１＝ｆｓの編成に用いられる。
【００８５】
図１０と図１１を併せて参照すると、宛先のＰＬＬ１３０が図１０に示されている。ＰＬＬ１３０には、分周器／逓倍器１３２が関連付けられている。分周器／逓倍器１３２は、ＦＳＹ２なるネットワーク転送速度に相対的なＸ／Ｙ係数での周波数の分周と逓倍とを行う。別個の分周器／逓倍器に代え、ＰＬＬ１３０に部分分周器１３２を持たせることもできる。部分分周器又は別個の分周器／逓倍器１３２を、実際にはマルチメディア装置１２４の一部分に組込むことができる。
【００８６】
図１１を参照するに、ネットワークフレーム同期ＦＳＹ２が４８ｋＨｚで、送信元サンプリングレート及び宛先サンプリングレートが４４．１ｋＨｚである場合、分周器／逓倍器１３２ａ，１３２ｂには１４７／１６０なる累積比が生ずる。しかしながら、ネットワークフレームレートが４４．１ｋＨｚで、送信元サンプリングレート及び宛先サンプリングレートが４８ｋＨｚである場合、そのときは累積比は分周器／逓倍器１３２ａ，１３２ｂ内で１６０／１４７となる。ＤＶＤドライブの一部として、システムコントローラが駆動回路を制御し、音声情報及び映像情報を復号化し、音声情報をアナログに変換する一方で、伸張した映像をディスプレイへ送る。
【００８７】
コントローラは通常、２７ＭＨｚの局部水晶発振器によりクロック動作する。さもなくば、水晶発振器を非アクティブとし、ＦＳＹ２から導出された２７ＭＨｚクロックからコントローラをクロック動作させることもできる。コントローラは、インタフェース１３４ａ，１３４ｂ内部にある。音声データは、駆動回路から読み取られると、映画の場合は伸張され、必要に応じてＤＡＣへ転送される。ＤＡＣのサンプリングレートは一定で変化せず、２７ＭＨｚの基準から直接に又は無条件に生成される。一例として、２／１１２５なる周波数変換比を有するＰＬＬがコントローラの２７ＭＨｚ基準クロックを駆動回路から音声データをサンプリングするのに必要とされる４８ｋＨｚサンプリングクロックへ変換する。４９／３００００という変換比が、２７ＭＨｚを４４．１ｋＨｚに変換する。かくして、送信元装置１３６及び宛先装置１３８は、インタフェース１３４ａ，１３４ｂ内部でコントローラが動作する速度だけでなく、ほぼあらゆる周波数でサンプリングされたデータを受け取ることができる。このため、シリアルクロックとサンプリングレートは、送信元ノードと宛先ノードの両方の内部の局部ＰＬＬの分周係数と逓倍係数に基づき調整することができる。かくして、ロックされた等時性転送モードが実現できる。
【００８８】
図１２は、ツイストペア線又はＣＡＴ５ケーブル上で非準拠装置へＴＣＰ／ＩＰ情報を送信するパーソナルコンピュータを含めることのできる代替実施形態を例示するものである。しかし、残念ながら、イーサネット通信に関連するＴＣＰ／ＩＰ情報はストリーミング映像音声情報等の他種類のデータとは異なるものである。図１２は、例えばセットトップボックス（ＳＴＢ）２００との間で各種類のデータを送信しあう住居を例示している。ＳＴＢ２００へのクライアントとしてのＤＴＶ２０２は通常、同軸ケーブルに接続されて音声と映像のストリーミングデータを受信する。加えて、住居内には複数のＤＴＶが存在している。各ＤＴＶは望ましくはウェブ閲覧ができることであり、かくして点線で示した別個のＣＡＴ５ケーブルを介してＳＴＢ２００にリンクさせることになる。ＳＴＢ２００と各クライアント間に二つの物理的接続を持たせることは、特に住居全体に配置されたＳＴＢと複数のＤＴＶとの間に物理的結線又は経路設定リンクを一つしか持たない住居では厄介なことが判っている。セットトップボックスとクライアントとの間の冗長な結線を取り除くことは極めて望ましく、好適な解決策が図１３に示してある。
【００８９】
図１３は、住居全体の既存のＣＡＴ５ケーブル上でインターネットアクセスとブロードキャストストリーミングデータの両方をサポートするＳＴＢ２００と各ＤＴＶ２０２との間の単一の物理的結線を示すものである。各ＤＴＶ２０２がインターネットとストリーミングデータの両方にアクセス可能であることに加え、ネットワークを各部屋の他のノード又は住居内の他の部屋へ延長させることもまた望ましい。例えば、ＤＴＶ２０２は音声映像受信器２０４へさらにデイジーチェーン接続することができる。ＤＴＶ２０２ｂとＤＴＶ２０２ｃは内部通話装置へ結合させることもでき、一方でＤＴＶ２０２ｄは例えば防犯カメラに接続することができる。かくして、他のマルチメディア装置をデイジーチェーン内で各クライアントの第２のポートへ結合し、一方のポートをＳＴＢに接続し、他方のポートを追加マルチメディア装置へ接続することができる。
【００９０】
図１４は、デイジーチェーン態様にて接続したクライアント２０２間に仮想リングを形成するデイジーチェーン接続性をさらに詳しくしたものである。イーサネットとストリーミングデータは、各ポート２１０に接続した二対の導体のツイストペア線２０８として表した単一のＣＡＴ５ケーブルで結ばれている。すなわち、二つの導体がポート２１０の受信器に結合され、二つの導体がポート２１０の送信器に結合され、各対は差動信号に対応する。非準拠イーサネットパケットは４Ｂ／５Ｂ符号化を用いて符号化することができ、ネットワーク上を送信された準拠フレームのフレーム構造内でラップ処理される。例えば、クライアント２０２ａはＳＴＢ２００からパケット化イーサネット情報を受信できるが、別のセグメント又は同様にＳＴＢ２００から送信されたフレームの一部に配置されたストリーミングデータもまた受信することができる。
【００９１】
各フレーム内のデータのビットストリームは、一つのクロック信号に同期される。ネットワークの起動時又はリセット時に、一つのクライアントを主クロッククライアントに割り当てることができ、それによってクライアント内の水晶発振器を用いてネットワーク伝送を同期させる。同期データは、スレーブクライアント位置にてクロック信号を再生するためのエッジを提供する。各スレーブクライアント又はノード内の受信器がクロック信号を再生し、その信号を用いて同期データをリング内の次のクライアント又はノードへ送信する。各クライアントが二つのポートを含み、また各ポートが差動信号を送受信する二対の導体に対応しているため、たとえクライアントノードがデイジーチェーン態様にて接続してあっても、ネットワークはリングとして構成される。単に一例として示したが、クライアント２０２ｅはストリーミング映像信号を受信するＤＴＶとすることができ、音声信号はこれら音声信号を処理する音声映像受信器を持たせることのできるクライアント２０２ｆへクライアント２０２ｅを介して転送される。さらにフレーム構造内に、クライアント２０２ｇにより受信されて、クライアント２０２ｇにインターネットアクセス又は電子メールのメッセージ伝送を可能にするイーサネット信号を設けることができる。
【００９２】
クライアントノードはデイジーチェーン態様にて接続されるが、これらのノードを、同様にリングトポロジ又はスタートポロジで接続することができる。例えば、それぞれがその固有の関連ネットワークインタフェースを有する三つのノードを接続するときに、各ノードにノード間のＣＡＴ５リンクを用いてその固有のＲＪ４５端末群を持たせることができる。最低１つのＲＪ４５コネクタを、各ノードに関連付けることができる。ただし、リングトポロジにて接続すると、三つのノードに対し６つのＲＪ４５コネクタが必要となる。スタートポロジでは、三つのＣＡＴ５と１つの経路設定ハブと併せ６つのＲＪ４５コネクタが必要となる。経路設定ハブの一例が図３に示されており、ここではハブは準拠データと非準拠データの両方に適合させることができる。さもなくば、ネットワークインタフェースは図２２に示す如くルータ構成の中で結合することができる。
【００９３】
図１５は、クライアント２０２ｅ等のクライアントの双方向能力をより詳細に示すものである。具体的には、第１のポート２１２はＳＴＢ又はモデム２００への接続用にＲＪ４５ジャックへ接続される。第２のポート２１４は、音声映像受信器２０２ｆへの接続用に別のＲＪ４５ジャックへ接続される。ネットワークインタフェース２１６は、ポート２１２，２１４とそこに関連するマルチプレクサとを含んでいる。インタフェース２１６はまた、エンコーダ／デコーダやスクランブラ／デスクランブラや波形整形送信器や出力駆動回路やツイストペア線受信器や適応型イコライザやメディアアクセスコントローラ（ＭＡＣ）等だけでなく、ＤＳＰ２１８も含む。クライアント２０２ｅがＤＴＶである場合、そのときは映像情報をデコーダ２２０へ送信でき、このデコーダが映像情報を復号化し、それをディスプレイ２２２用に適切なフォーマットにする。映像情報は、クライアント２０２ｅにより抽出される。しかしながら、パケット化データだけでなく音声情報もまた、バイパス出力（ＢＯ）ポート２１４を介して前述の如く音声映像受信器２０２ｆとパーソナルコンピュータ２０２ｇの下流へ転送される。
【００９４】
図１６は、図１５のネットワークインタフェース２１６をより詳細に示すものである。ネットワークインタフェース２１６は、幾つかの異なる速度を持たせることができて異なる符号化方式を受け入れることのできるＰＨＹを表している。例えば、動作速度は１５０Ｍｂｉｔ（３０７２Ｆｓ）、１２５Ｍｂｉｔ（２５６０Ｆｓ）、１００Ｍｂｉｔ（２０４８Ｆｓ）とすることができる。異なる符号化には、ＤＣＡと４Ｂ／５Ｂ符号化を含めることができる。リングトポロジを実現すべく、両ポートはクロック再生とデータ再生を実行し、水晶２２０等の主クロック発生器又はＰＬＬ２２２を介する再生のいずれかを用いたロック指示を提供する。ポート対に関連付けたのが、駆動回路と、受信器と、そのノードを介するか又はネットワーク内の次のノードへ向けそのノードを迂回するかのいずれかにより情報チャネルを導く一連のマルチプレクサ２２４とである。論理回路２２６がデータを受信し、フレームエッジとビットタイミングエッジの両方に対する同期クロックを抽出し、位相ストリーム２２８についてデータ再生とクロック再生のための同期を確立する。
【００９５】
ＭＡＣ２３０が論理回路２２６だけでなくクロック／データ再生回路網にも結合されており、ＭＩＩ及びＲＭＩＩバスをサポートするメディアに依存しないインタフェースを提供する。ＭＡＣ２３０はホストコントローラ２３２とデータエンジン２３４とを含み、ＣＡＴ３とＣＡＴ５のシールド無しのツイストペア線ケーブル用に全二重１０ベースＴと１００ベースＴをサポートし、前述したフレーム構造中に配置された準拠データに対応することもできる。
【００９６】
図２２は、図５に類似の一群のインタフェース２１６を示すものである。ただし、これらインタフェースは準拠情報及び非準拠情報の両方を受信し転送するよう結合されている。非準拠情報は、対応するＲＪ４５コネクタからポート２１２を介してポート２１４へ、さらに続いてルータ２１１へ送信される。ルータ２１１は、例えばルータがイーサネットルータであれば、そこで非準拠情報を転送する。非準拠情報は適切なインタフェースへ、さらに続いて個々のＲＪ４５コネクタを介してその宛先へ返送される。図２２は３つしかインタフェースを示していないが、全てルータに接続する３つ以上のインタフェースを設けることもできる。データが準拠している場合、そのときはローカルバス２１３上を本願明細書に記載したプロトコルに従って情報を送信することができる。
【００９７】
図１７は、ＭＡＣ２３０をさらに詳細に示すものである。論理回路２４０は、デコーダ２２０やディスプレイ２２２等のマルチメディア装置からデータを受信する。このデータは、そこで送信データとして駆動回路へ転送されるか、又は受信データとして受信器から受信でき、いずれも差動対２４２となる。ＭＡＣ２３０はデータが準拠か否かに応じて異なる送信速度をサポートしているため、手作りの信号を用い４ビット送／受信バス上に有効な送／受データが存在することを示す。ＭＡＣインタフェースは、ＭＩＩモード又はＲＭＩＩモードにて構成される。
【００９８】
ＭＡＣ２３０はまた、自動検出又は自動ネゴシエーション機能２４４を含んでいる。自動ネゴシエーション機能の目的はその結合クライアントの能力に基づき最適リンクパラメータに合わせＰＨＹを自動的に構成することにある。自動ネゴシエーションは二つのリンクパートナー間で構成情報を交換し、最高の性能モード又は結合クライアントの構成を自動的に選択するメカニズムである。自動ネゴシエーションはＩＥＥＥ８０２．３仕様に定義されているが、クライアント結合装置が準拠型か否か規定する構成レジスタ２４６内の追加予定ビットは除外されている。
【００９９】
ＰＨＹの能力は、構成レジスタ２４６内に格納されている。自動ネゴシエーションは、ハードウェアリセット又はソフトウェアリセット、電源遮断リセット、リンク状態ダウンのいずれかの生起により、すなわちレジスタを０としてビット９を論理１電圧値に設定することで開始され、自動ネゴシエーションの再開を指示する。これらの事象の一つを検出すると、ＰＨＹは高速リンクされたパルス（ＦＬＰ）のバーストを送信することで自動ネゴシエーションを開始する。これらは、１０Ｍ送信器からのリンクパルスのバーストである。ＦＬＰバーストにより送信されるデータは、「リンクコードワード」として知られる。リンクコードワードは、ＩＥＥＥ８０２．０３第２８項により定義されている。構成レジスタ内に保存されたビット数をどれ位使用するかに応じ、リンクされたクライアントごとに恐らく複数の対応付けが存在する。例えば、リンクされたクライアントは１００Ｍ全二重、１００Ｍ半二重、１０Ｍ全二重、１０Ｍ半二重やイーサネット装置、ＳＰＤＩＦ等として識別される。例えば、ＰＨＹの特別制御／状態レジスタからなるレジスタ３１は、クライアント結合装置がイーサネットデータを送受信（すなわち、パーソナルコンピュータ）しているか、ＳＰＤＩＦデータ等を送受信しているか等の判定用の他にその予定ビットの一つを持つことができる。
【０１００】
図１７は、１０Ｍ又は１００Ｍの全二重又は半二重の信号の送信又は準拠信号２５０と非準拠信号２５２の送信のいずれかに用いられるブロックを示している。反対に、受信信号はアナログフォーマットからデジタルフォーマット２５４へ変換することができ、受信信号の速度と受信信号が準拠装置か非準拠装置に由来するものかどうかに応じ、クロックとデータが２５６にて再生される。
【０１０１】
図１８は、ＰＨＹが行う処理２６０の論理的手順を示している。ＭＡＣ２３０は、その固有の主水晶クロックか又はネットワークから再生されたクロックのいずれかに同期される。入来信号は、データが４Ｂ／５Ｂエンコーダ２７２を用いて符号化されるＭＩＩ規格インタフェース又はＲＭＩＩ規格インタフェース２７０に入れられる。入来ニブルを１ビット増加させ、符号化された５ビットがスクランブラ２７４を用いてスクランブル処理される。反復データパターンは、電力スペクトル密度と大きな狭帯域ピークを取り除くために好ましくはスクランブル処理される。
【０１０２】
スクランブラ２７４は５ビット幅並列データをＮＲＺＩ変換器２７６へ送り、そこでこれを１２５ＭＨｚのシリアルＮＲＺデータストリームとする。ＮＲＺデータストリームは、変換器２７８を用いＭＬＴ−３へ符号化される。ＭＬＴ−３は、論理レベル中の変化がコードビット論理１を表し、同一レベルのままの論理出力が論理レベル０のコードビットを表す３レベルコードとなる。イコライザ２８０が、物理的伝送チャネルにより生じた位相と振幅の歪を補償する。イコライザ２８０は、例えば１メートルと１５０メートルの間のＣＡＴ５ケーブルに対して信号を復元する。一旦復元されると、データはＲＪ４５ジャック２８２へ置かれ、その後にＣＡＴ５（又はＣＡＴ３）ケーブル２８４上に載せられる。しかしながら、無論のことＭＡＣ２３０からＣＡＴ５  ２８４へのデータフローは双方向である。
【０１０３】
図１９を参照すると、４Ｂコードに対応する５Ｂシンボルを受信器が受信し、送信器が送信する。例えば、受信器は５Ｂコードを一意的４Ｂ値を有するものとして解釈する。送信器は、４Ｂ値に固有の５Ｂコードを送信する。４Ｂ値すなわちニブルでは、それぞれが固有シンボルで符号化され、例えば送信器によりＣＡＴ５ケーブル上に配置される１６のデータ値の可能性がある。図１９に示す１６の一意的に識別されたニブルと５Ｂシンボルは周知であり、イーサネット送信プロトコル用に標準化されている。
【０１０４】
図１９と図２０を併せ参照すると、イーサネットデータ２９０のパケットは、通常シンボル名ＪＫすなわち１１０００１０００１の５Ｂシンボルを有するニブルからなるストリーム開始（ＳＯＳ）対の後に送信される。パケット２９０は、シンボル名ＴＲを有するストリーム終端（ＥＯＳ）すなわち０１１０１００１１１からなる５Ｂシンボルが後に続く。パケット２９０と２９２の間にはシンボル名Ｉを有する反復シーケンス、すなわち１１１１１からなる５Ｂシンボルがあり、パケットが皆無であってチャネルが空いていることを知らせる。
【０１０５】
イーサネット伝送プロトコルに特有なのが、全ての有効データが５Ｂシンボルシーケンス内に２続きを超える論理０を含まない点である。仮にデータが１０ビットシーケンス内に一連の２続きを超える０を含むことがあれば、そのときは符号化違反が生起することが知られる筈である。データを表すよう互いに繋ながれた二つの５ビット５Ｂシンボルには少なくとも一つの論理１値により仕切られた２又は３ビット論理０値を含めることはできないため、フレーム開始において図２１の参照符号２９４に示すように、そのようなシーケンスを定めることが、データ符号化違反を表しているだけでなく、ＦＳＹ設定用の同期バイト（図２）もまた表している。ＦＳＹは同期バイトであり、各フレームの開始で反復される。ＪＫの組合わせは、論理１値により仕切られた二つの論理０の３ビットシーケンスを、またＫＫ値を用いた場合には二つの論理１値により仕切られた二つの論理０シーケンスを生成する。イーサネットパケット等のパケット開始は、参照符号２９６（図２１）で示す１０ビットシーケンス内の単一の三つの論理０ビット値により仕切られる。パケットヘッダ情報は、１０ビットの二つの５Ｂシーケンス内で三つの論理０シーケンスを生成するＫ０やＫ１等の任意のシンボルシーケンスとすることができる。
【０１０６】
図１９に示す如く、５ビットの３２の可能な組合わせが存在する。にもかかわらず、必要な４ビットを符号化するために１６しか必要ない。このことで、１６の未使用コードが残るであろう。イーサネットでは、これらのコードの一部を用いて、ストリーム開始、ストリーム終端、送信エラー、空コードを発信する。イーサネットでは、パケットは非同期ネットワークを用いて送信され、かくして任意の時間に送信され、同期情報は一切供給しない。すなわち、あらゆるパケットが所定時間内にその宛先にそれを作成する保証は皆無である。逆に、本通信システムは同期ネットワークである。一つのノードをタイミングマスターとし、他の全てのノードがビットストリームからその個別クロックを再生することができる。これによって、全ノードに同じクロックで正確に動作するよう強制することができる。
【０１０７】
ノードはデイジーチェーン態様に接続してあるが、通信は仮想リング又は論理リングで動作する。イーサネット又はＣＡＴ５ケーブルはデイジーチェーンからの論理リングの生成に特に有用であり、何故ならそれが双方向通信用に複数のツイストペア線を含んでいるからである。ノードは共用チャネルに対するアクセスを調停し、ヘッダ付きパケットを宛先アドレスとヘッダへ送信することができる。チャネルはストリーミングチャネルとして特定ノードに割り当てられ、このチャネルが送信ノードに対しフレームごとに固定数のバイトを提供し、そのチャネルに音声又は映像ストリームを載せる。送信ノードは保証帯域を有しており、ネットワークの仮想リングにより保証対象データを所定時間内に宛先へ到達させることができる。
【０１０８】
本願明細書のイーサネット送信プロトコルに準拠送信プロトコルを組合わせることで、サービス品質の問題は低減される。ＭＡＣ回路網は、イーサネットと準拠パケットすなわちストリーミングデータとを自動的に識別することができる。ネットワークが別の準拠装置又は非準拠装置に繋がっていると自動検出が判定した場合、それを準拠送信プロトコルへの変換のために構成し、すなわちイーサネットモードにて通信させることができる。既存のイーサネットＰＨＹを使用するには、準拠ネットワーク送信プロトコルはイーサネットが使用する４Ｂ／５Ｂ符号化を用いねばならない。再生クロックが利用可能であり、何故ならイーサネットＰＨＹはイーサネットモードにおいてデータを再生するようそれを生成しなければならないからである。
【０１０９】
イーサネット符号化規則は、３つを上回る連続する論理０はあり得ず、あらゆる５ビットコードに最低二つの１値が存在しなければならないことを要求している。かくして、データ送信用の１６の有効コードは、どんな組み合わせも１以上の数の論理１により分離された２組の３つ連続する論理０を生成できないことが要求される。かくして、少なくとも一つの論理１により分離された三つの連続する論理０の符号化違反がフレームの開始を識別する。一旦フレーム同期パターンが識別されると、パケットの開始、パケット終端、待機識別子を識別するために、追加の符号化違反が用いられる。
【０１１０】
多数の改善を本願明細書に記載したが、専用チャネル上でイーサネット様パケット情報を送信する能力により、例えばイーサネットモードで動作しているネットワークポートとの間でイーサネットデータの直接のトンネル接続が可能となる。イーサネット様非同期パケットには、開始バイトと幾つかの宛先バイトと優先認証（ＰＡＣＫ）バイトとを割り当てることができる。イーサネット様パケットはまた、データの開始箇所と終端箇所を表す端部バイトを有する。開始バイトと終端バイトの組合わせには、前述のＤＣＡ符号化に違反する特別なコードが含まれる。ＰＡＣＫバイトは、フロー制御に用いられる。そのときのイーサネットＭＡＣアドレスと整合させるべく、パケット宛先アドレスは２バイトではなく６バイトとすることができる。イーサネットＭＡＣアドレスは不揮発性メモリ内にローカルに記憶させてあり、各装置ごとに一意的とされる。ノード上に常駐する応用が、準拠ポート又は非準拠ポートを通じて接続されているイーサネット装置と継ぎ目なく通信可能とすように、有効なイーサネットＭＡＣアドレスが用いられるべきである。
【０１１１】
イーサネット非同期パケットチャネルと送信に合わせたこれらのチャネルの保守管理とを含む一つの問題が、調停である。一般に、例えばリングトポロジは、主ノードを有し、この主ノードに対する上流ノードと下流ノードとを有している。フレーム内の任意の所与のバイトについて、ノードはその固有値を送信するか又は先の上流ネットワークノードからの入来バイト値を迂回させるかのいずれかが可能である。各ノードは、データの送信前に入来データを変調することもできる。例えば、各ノードは入来バイト値をインクリメント処理し、そのインクリメント値を送信することができる。所与のフレームバイトについて、ノードはデータ値又は識別子のいずれかを送信することができる。識別子はあらゆるデータ値から一意的に識別可能でなければならず、通常は定義された符号化違反から構成される。調停期間中に開始識別子を用い、どのノードが特定チャネルの使用権を獲得することになるかを判定する。
【０１１２】
２以上のノードが同じバイトチャネル上でデータを送信したいときは、調停プロトコルはどのノードが調停に勝利し、そのバイトチャネル上でそのデータの送信が許容されるか判定する。このチャネルは、調停に勝利したノードがそのデータを送信し終えるまで使用状態とされる。一旦チャネルがもはや使用されなくなると、ネットワーク内のノードはそのチャネルの使用権について再調停する。調停は、そのときにチャネルを要求しているどのノードが使用権を許可されたかの判定にだけ用いられる。例えばイーサネット非同期パケットチャネルに対する調停の一般則は、非常に直接的である。複数のノードがそれらの特定のフレーム内のイーサネットの開始を示す開始バイトを生成すると、そのフレームの開始に最も近い開始バイトを生成するノードが調停に勝利して使用権を得る。そのノードはそこで全パケットを自由に送信し、終了バイトで終了する。複数のノードが複数の同じバイト位置に開始バイトを配置しようと試みた場合、親ノードに最も近いノードが調停に勝利することになる。
【０１１３】
さらにまた、他のノードが送信を終えたときに複数のノードがイーサネットパケットを送信すべく待機している場合、待機ノードはトークンリング態様にて（現在の送信ノードの直ぐ下流のノードで始まる、リングを通るデータフロー方向に）そのチャネルへのアクセス権を与えられる。複数ノードが送信態勢にあって、チャネルが既に使用されている場合は、そのときに通信しているノードに続くリング内のノードのうちの第１のノードだけが開始バイトの送信を許容され、チャネルが一旦空くと調停に勝利する。
【０１１４】
単一リング又は仮想リング上の全てのノードがイーサネット様非同期パケットチャネルの帯域を共有することになるため、認証メカニズムを用いねばならない。全てのノードが同じ衝突ドメインを共有していて、全受信バッファが原因で一つのノードがパケットを受け入れることができない場合、優先認証（ＰＡＣＫ）バイトを主張することでそのチャネル上の全ての通信データの流れを停止することができる。これは、イーサネット違反信号と機能的に等価である。ノードはＰＡＣＫバイトをパケット用にアクティブとはせず、例えばそのＭＡＣに対する宛先アドレスやマルチキャスト又はブロードキャストアドレスを受信することを想定している。このときの非同期チャネル内のＣＲＣ返信応答バイトは、パケットがそれらの宛先に到達できないときに、低レベルハードウェアと送信ノードがこれを検出できるようにすることができる。このメカニズムは、全てのノードが単一のリング又は仮想リング内で互いに接続されているときにのみ機能する。
【０１１５】
上記開示を十分理解することで、数多くの変形例と改変例が当業者には明白となろう。添付特許請求の範囲は、この種全ての変形例と改変例を包含するよう解釈されることを意図するものである。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】両者間でストリーミングパケット化データを送信しようとする、成功していない試みにおける互いに結合された各そのような装置を示すブロック線図である。
【図２】各種類のデータ用に予定されたタイムスロットに基づきネットワーク上で準拠データの複数フレームを送信するのに用いるプロトコルを示す平面線図である。
【図３】リングネットワークを形成するよう装置（音声・映像受信器等）のポート群に結合され、準拠データをネットワークとの間で転送するポートを示す準拠装置及び非準拠装置を示すブロック線図である。
【図３Ａ】図３のポートの詳細を示すブロック線図である。
【図４】非準拠ＳＰＤＩＦデータをポートに関連する装置との間で転送し、必要に応じて非準拠データを再フォーマットしてネットワークに載せるためのポートに結合した非準拠ＳＰＤＩＦ装置又はパケット（イーサネット上で駆動する）装置を示すブロック線図である。
【図４Ａ】図４の詳細を示すブロック線図である。
【図５】ポートに結合された装置からのデジタル信号のプロトコル（プリアンブル又は符号化）を比較し、デジタル信号をネットワークに転送するか、又はポートに関連する装置に先ず転送し、続いてネットワークに転送するか判定するのに用いる比較器を示すブロック線図である。
【図６】第１のポートの送信ピンに結合された左チャネル出力と第１のポートの受信ピンに結合された右チャネル出力とを有する非準拠ＤＡＣ装置を示し、第２のポートから受信ピンが非準拠ＡＤＣ装置の左チャネル入力に結合され、送信ピンが非準拠ＡＤＣ装置の右チャネル入力に結合され、非準拠ＤＡＣデータをポートに関連する装置に結合し、必要に応じて非準拠データを再フォーマットしてネットワークに印加し、再びＤＡＣ装置へ出力させるための第１のポートと第２のポートをともにブロック線図である。
【図６Ａ】図６のポート１の詳細を示すブロック線図である。
【図６Ｂ】図６のポート２の詳細を示すブロック線図である。
【図７】ポートに結合された装置からのアナログ信号の振幅又は周波数を比較し、そのアナログ信号をネットワークに転送するか、又は第１のポートに関連する装置に先ず転送してからネットワークに転送するか判定するのに用いる比較器を示すブロック線図である。
【図８】一例示構成に従い、一対のポートを有し、その対を経由してＡＶ受信器装置から準拠データ及び非準拠データを送信することのできるＤＶＤ装置を示すブロック線図である。
【図９】サンプリングされたデータを位相及び／又は周波数比較器を有する送信元ポートに送り込み、ロックされていない等時性データを送信元サンプリングレートとネットワーク上のネットワークフレームレートの位相差及び／又は周波数差とともに転送し、宛先ポートがデジタルＰＬＬを実装して位相差及び／又は周波数差から宛先サンプリングレートをロックする送信元装置を示すブロック線図である。
【図９Ａ】図９のＦＳＹ２を示すロック線図である。
【図１０】一対のポートを有し、その対を経由して準拠ＤＶＤ装置及び非準拠ＣＤ装置から準拠データ及び非準拠データを送信することのできる一例示構成になるＡＶ受信器装置を示すブロック線図である。
【図１１】送信元ポートと宛先ポートがともにネットワークのフレーム同期周波数に対してロックされ、比例する周波数でサンプリングを行うＰＬＬを含むサンプリングされたデータを送信元ポートに送り込む送信元装置及びサンプリングされたデータをロックされた等時性データとして受信する宛先装置を示すブロック線図である。
【図１２】各クライアント、例えば住居に結合されて各クライアントごとにイーサネット（インターネット）情報と非インターネット情報とを受け入れる２本の伝送線の平面線図である。
【図１３】好適な構成に従い図１２の住居に巡らした各クライアントに結合した唯一の伝送線の平面線図である。
【図１４】全てのクライアントとハブ間でデイジーチェーン態様にて結合されたイーサネットのカテゴリー３／カテゴリー５（ＣＡＴ５）である単一伝送線のより詳細なブロック線図である。
【図１５】仮想リングネットワーク接続を形成する最低二つのポートを有するデジタルテレビ等のクライアントのブロック線図である。
【図１６】一実施例になる図１５のネットワークインタフェースを示す図である。
【図１７】一実施例になる図１６のＭＡＣのブロック線図である。
【図１８】ＭＡＣからＣＡＴ５ツイストペア線伝送線へのデータ処理段のブロック線図である。
【図１９】例えば４Ｂ／５Ｂ符号化を用いて符号化したデータからなる４ビット・ニブルのイーサネットパケットのテーブルを示す図である。
【図２０】ストリームシンボルの開始とストリームシンボルの終端とを用いてイーサネット伝送プロトコルに従いパケット境界を表記するパケットにて送信するデータのビットストリームを示す図である。
【図２１】同期仮想リングネットワーク上に配置した異なった種類のデータからなるビットストリームで、符号化違反をもってシンボル化したフレームに分岐せ、各パケットが同様に符号化違反をもって分岐せた各フレームを有する図である。
【図２２】非準拠データを例えばイーサネットルータ等の非準拠ルータを介するポートを経由してインタフェース間で送信することのできる準拠データと非準拠データの両方を受け入れるよう結合したネットワークインタフェース群を示す図である。
【図１】
2009527952.tif 000003
【図２】
2009527952.tif 000004
【図３】
2009527952.tif 000005
【図３Ａ】
2009527952.tif 000006
【図４】
2009527952.tif 000007
【図４Ａ】
2009527952.tif 000008
【図５】
2009527952.tif 000009
【図６】
2009527952.tif 000010
【図６Ａ】
2009527952.tif 000011
【図６Ｂ】
2009527952.tif 000012
【図７】
2009527952.tif 000013
【図８】
2009527952.tif 000014
【図９】
2009527952.tif 000015
【図９Ａ】
2009527952.tif 000016
【図１０】
2009527952.tif 000017
【図１１】
2009527952.tif 000018
【図１２】
2009527952.tif 000019
【図１３】
2009527952.tif 000020
【図１４】
2009527952.tif 000021
【図１５】
2009527952.tif 000022
【図１６】
2009527952.tif 000023
【図１７】
2009527952.tif 000024
【図１８】
2009527952.tif 000025
【図１９】
2009527952.tif 000026
【図２０】
2009527952.tif 000027
【図２１】
2009527952.tif 000028
【図２２】
2009527952.tif 000029
【国際調査報告】
2009527952.tif 000030
2009527952.tif 000031
2009527952.tif 000032