(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ループ状に接続された複数のノードで構成される少なくとも１つのループ、および、単一のノードまたはループ状に接続された複数のノードで構成される１つ以上のループが、１つ以上の入力部と１つ以上の出力部を有し１つの前記入力部より入力する信号が加工されずに分岐され全ての前記出力部より出力される共通伝達経路に直接接続されて構成されるネットワークシステムであって、
前記ノードのいずれかから出力された信号は全てのノードに伝達され、各ループにおいて、前記ノードのうち自ノードの出力側が前記共通伝達経路に直接接続されているノードである最下流ノードもしくは前記信号を出力したノードのいずれかで消滅させられることを特徴とするネットワークシステム。
【請求項２】
ループ状に接続された複数のノードで構成される少なくとも１つのループ、および、単一のノードまたはループ状に接続された複数のノードで構成される１つ以上のループが、１つ以上の入力部と１つ以上の出力部を有し１つの前記入力部より入力する信号が加工されずに分岐され全ての前記出力部より出力される共通伝達経路に直接接続されて構成されるネットワークシステムであって、
信号を送出した前記ノードは自ノードに返ってきた前記信号を消滅させ、
前記各ループの，前記ノードのうち自ノードの出力側が前記共通伝達経路に直接接続されているノードである最下流ノードは、前記信号を送出した前記ノードが自ノードと同じループに属する場合は前記信号を通過させ、前記信号を送出した前記ノードが自ノードと異なるループに属する場合は前記信号を消滅させることを特徴とするネットワークシステム。
【請求項３】
ループ状に接続された複数のノードで構成される少なくとも１つのループ、および、単一のノードまたはループ状に接続された複数のノードで構成される１つ以上のループが、１つ以上の入力部と１つ以上の出力部を有し１つの前記入力部より入力する信号が加工されずに分岐され全ての前記出力部より出力される共通伝達経路に直接接続され、前記ループを構成する各ノードはそれぞれ自ノードを認識するためのノードＩＤを有し、前記複数のループのいずれかに属する１つのノードがトークンマスタノードとなり、該トークンマスタノードとなるノード以外のノードがスレーブノードとなり、前記ノードのうち自ノードの出力側が前記共通伝達経路に直接接続されているノードが最下流ノードとなるネットワークシステムであって、
前記トークンマスタノードは、データパケットを送信することを許可されるノードのノードＩＤである送信ノードＩＤと送信されたデータパケットを受信すべきノードのノードＩＤである受信ノードＩＤを含むトークンパケットを送信するトークン送信装置と、前記トークンパケットの解析を行うトークン解析装置と、自ノードが前記最下流ノードであるか否かのノード設定情報と前記トークンマスタノードのノードＩＤと受信したパケットの情報を一時的に記憶する記憶装置と、データパケット送信を行うデータ送信装置と、受信した前記トークンパケットを破棄あるいは通過させるためのスイッチとを備え、
前記スレーブノードは、前記トークンパケットの解析を行うトークン解析装置と、自ノードが前記最下流ノードであるか否かのノード設定情報と前記トークンマスタノードのノードＩＤと受信したパケットの情報を一時的に記憶する記憶装置と、データパケット送信を行うデータ送信装置と、受信した前記トークンパケットを破棄あるいは通過させるためのスイッチとを備え、
前記各ノードの前記トークン解析装置は、
前記トークンパケット伝送時には、
自ノードがトークンマスタノードである場合には受信したトークンパケットを破棄させるよう前記スイッチの制御を行い、
前記ノード設定情報から判断して自ノードが前記最下流ノードであり、かつ、トークンマスタノードのノードＩＤおよび自ノードのノードＩＤから判断して自ノードがトークンマスタノードと異なるループに属する場合には受信したトークンパケットを破棄させるよう前記スイッチの制御を行い、
それ以外の場合には受信したトークンパケットを通過させるよう前記スイッチの制御を行うことで、全ノードにトークンパケットが伝達されて該トークンパケットがネットワーク上から消滅させられ、
また、前記データパケット伝送時には、
受信したトークンパケットの情報から判断して自ノードが送信ノードである場合には受信したデータパケットを破棄させるよう前記スイッチの制御を行い、
前記ノード設定情報から判断して自ノードが前記最下流ノードであり、かつ、受信したトークンパケットの情報および自ノードのノードＩＤから判断して自ノードが送信ノードと異なるループに属する場合には受信したデータパケットを破棄させるよう前記スイッチの制御を行い、
それ以外の場合には受信したデータパケットを通過させるよう前記スイッチの制御を行うことで、全ノードにデータパケットが伝達されて該データパケットがネットワーク上から消滅させられることを特徴とするネットワークシステム。
【請求項４】
請求項３記載のネットワークシステムにおいて、
ノードＩＤは、同じループに属するノード間で同じ値であり、異なるループに属するノード間では互いに異なる値であるループアドレスを含み、最下流ノードは前記ループアドレスにより、パケットの送信ノードが自ループに属するか否かを判断することを特徴とするネットワークシステム。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のネットワークシステムにおいて、
前記共通伝達経路は光スターカプラであることを特徴とするネットワークシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バス型ネットワークとループ型ネットワークの混在接続を実現できるネットワークシステムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、映像や音声データのデジタル化が進み、制御コマンドのようなコンピュータデータとＭＰＥＧに代表されるデジタルＡＶデータを混在して伝達するネットワークが一般家庭や自動車といった用途で使われる時代を迎え、ノード増設の容易さ、機器グループ毎あるいはデータ毎による信頼性順位付けといった多様かつ柔軟なネットワークの接続形態が要求されている。従来、バス型ネットワークとループ型ネットワークといった異なるトポロジーのネットワークを相互接続する場合には、例えば文献（釜江尚彦著、１９９２年７月６日版、「ローカル・エリア・ネットワーク」、昭晃堂、８８ページ）で示されているようにネットワーク層でゲートウェイあるいはルータを使用するということが一般的であった。この場合の装置例を図１０に示す。図１０において、１０１はバス型ネットワーク、１０１ａはバス型ネットワーク１０１に接続されているノード、１０２はゲートウェイあるいはルータ、１０３はループ型ネットワーク、１０３ａはループ型ネットワーク１０３に接続されているノードであり、バス型ネットワーク１０１とループ型ネットワーク１０３はゲートウェイあるいはルータ１０２を介して相互接続している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
一般にループ型ネットワークは、ノード間を接続する光ファイバや光モジュールが少なくコスト的に有利でノードの拡張性にも優れているが、一部の光ファイバ断線やノードの故障だけでネットワーク全体が動作不能となるため信頼性に問題があり、故障部位の診断が困難で保守性にも問題がある。一方、バス型ネットワークは光ファイバや光モジュールが多くなりコスト的には不利であるものの、一部の光ファイバ切断やノード故障が生じても故障ノードが動作不能になるだけでネットワーク全体に影響を与えることはないので信頼性が高く、故障部位の診断も容易なので保守性にも優れる。そのためループ型ネットワークとバス型ネットワークを用途や機器の重要性に応じて双方のネットワークを組み合わせた混在接続を用いれば、双方の短所を補完してコスト面、信頼性、拡張性、メンテナンス性に優れたネットワーク構築が可能となる。ところがネットワークの混在接続のためにはゲートウェイやルータといった機器が用いられてきたが、これらの機器はパケット変換を高速で行う必要があるためコンピュータシステムや複雑な装置が要求され、一般家庭や自動車といった用途にはコスト面あるいは規模的に不向きであった。
【０００４】
この発明は上記の問題点を解消するためになされたもので、ゲートウェイやルータを用いることなくバス型ネットワークとループ型ネットワークの混在接続を実現できるネットワークシステムを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本願の請求項１にかかる発明は、ループ状に接続された複数のノードで構成される少なくとも１つのループ、および、単一のノードまたはループ状に接続された複数のノードで構成される１つ以上のループが、１つ以上の入力部と１つ以上の出力部を有し１つの前記入力部より入力する信号が加工されずに分岐され全ての前記出力部より出力される共通伝達経路に直接接続されて構成されるネットワークシステムであって、前記ノードのいずれかから出力された信号が、全てのノードに伝達され、各ループにおいて、前記ノードのうち自ノードの出力側が前記共通伝達経路に直接接続されているノードである最下流ノードもしくは前記信号を出力したノードのいずれかで消滅させられるものである。
【０００６】
また、本願の請求項２にかかる発明は、ループ状に接続された複数のノードで構成される少なくとも１つのループ、および、単一のノードまたはループ状に接続された複数のノードで構成される１つ以上のループが、１つ以上の入力部と１つ以上の出力部を有し１つの前記入力部より入力する信号が加工されずに分岐され全ての前記出力部より出力される共通伝達経路に直接接続されて構成されるネットワークシステムであって、信号を送出した前記ノードが自ノードに返ってきた前記信号を消滅させ、前記各ループの，前記ノードのうち自ノードの出力側が前記共通伝達経路に直接接続されているノードである最下流ノードが、前記信号を送出した前記ノードが自ノードと同じループに属する場合は前記信号を通過させ、前記信号を送出した前記ノードが自ノードと異なるループに属する場合は前記信号を消滅させるものである。
【０００７】
また、本願の請求項３にかかる発明は、ループ状に接続された複数のノードで構成される少なくとも１つのループ、および、単一のノードまたはループ状に接続された複数のノードで構成される１つ以上のループが、１つ以上の入力部と１つ以上の出力部を有し１つの前記入力部より入力する信号が加工されずに分岐され全ての前記出力部より出力される共通伝達経路に直接接続され、前記ループを構成する各ノードはそれぞれ自ノードを認識するためのノードＩＤを有し、前記複数のループのいずれかに属する１つのノードがトークンマスタノードとなり、該トークンマスタノードとなるノード以外のノードがスレーブノードとなり、前記ノードのうち自ノードの出力側が前記共通伝達経路に直接接続されているノードが最下流ノードとなるネットワークシステムであって、前記トークンマスタノードが、データパケットを送信することを許可されるノードのノードＩＤである送信ノードＩＤと送信されたデータパケットを受信すべきノードのノードＩＤである受信ノードＩＤを含むトークンパケットを送信するトークン送信装置と、前記トークンパケットの解析を行うトークン解析装置と、自ノードが前記最下流ノードであるか否かのノード設定情報と前記トークンマスタノードのノードＩＤと受信したパケットの情報を一時的に記憶する記憶装置と、データパケット送信を行うデータ送信装置と、受信した前記トークンパケットを破棄あるいは通過させるためのスイッチとを備え、前記スレーブノードが、前記トークンパケットの解析を行うトークン解析装置と、自ノードが前記最下流ノードであるか否かのノード設定情報と前記トークンマスタノードのノードＩＤと受信したパケットの情報を一時的に記憶する記憶装置と、データパケット送信を行うデータ送信装置と、受信した前記トークンパケットを破棄あるいは通過させるためのスイッチとを備え、前記各ノードの前記トークン解析装置が、前記トークンパケット伝送時には、自ノードがトークンマスタノードである場合には受信したトークンパケットを破棄させるよう前記スイッチの制御を行い、前記ノード設定情報から判断して自ノードが前記最下流ノードであり、かつ、トークンマスタノードのノードＩＤおよび自ノードのノードＩＤから判断して自ノードがトークンマスタノードと異なるループに属する場合には受信したトークンパケットを破棄させるよう前記スイッチの制御を行い、それ以外の場合には受信したトークンパケットを通過させるよう前記スイッチの制御を行うことで、全ノードにトークンパケットが伝達されて該トークンパケットがネットワーク上から消滅させられ、また、前記データパケット伝送時には、受信したトークンパケットの情報から判断して自ノードが送信ノードである場合には受信したデータパケットを破棄させるよう前記スイッチの制御を行い、前記ノード設定情報から判断して自ノードが前記最下流ノードであり、かつ、受信したトークンパケットの情報および自ノードのノードＩＤから判断して自ノードが送信ノードと異なるループに属する場合には受信したデータパケットを破棄させるよう前記スイッチの制御を行い、それ以外の場合には受信したデータパケットを通過させるよう前記スイッチの制御を行うことで、全ノードにデータパケットが伝達されて該データパケットがネットワーク上から消滅させられるものである。
【０００８】
また、本願の請求項４にかかる発明は、請求項３記載のネットワークシステムにおいて、ノードＩＤは、同じループに属するノード間で同じ値であり、異なるループに属するノード間では互いに異なる値であるループアドレスを含み、最下流ノードが前記ループアドレスにより、パケットの送信ノードが自ループに属するか否かを判断するものである。
【０００９】
また、本願の請求項５にかかる発明は、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のネットワークシステムにおいて、前記共通伝達経路が光スターカプラであるものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図１から図９を用いて説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１によるネットワークシステムの構成例を示す図である。図１において、１００，１１０，１１１，１１２，１２０，１２１はネットワークに接続されたノード、１５は光スターカプラである。ノード１００はトークンマスタノードであり、ノード１１０，１１１，１１２，１２０，１２１はスレーブノードである。また、ノード１００は、ノード１００から構成されるループ０のループマスタであり、ノード１１０は、ノード１１０，１１１，１１２から構成されるループ１のループマスタであり、ノード１２０は、ノード１２０，１２１から構成されるループ２のループマスタである。図１において、矢印の方向がデータの流れる方向を示す。図１に示すように、本実施の形態１によるネットワークは、複数のノードが一方向に接続されたループ（ループ１、ループ２）もしくは単一のノードで構成されるループ（ループ０）が、光スターカプラ１５に接続された形態をとり、各ループを構成するノードのうち、出力側が光スターカプラ１５に直接接続されているノードがループマスタとなる。
【００１１】
図２は、本実施の形態１によるネットワークシステムにおいてネットワーク上を伝送されるパケットの構成を示す図である。図２において、２１はトークンパケット、２２はＤＳパケット、２３はデータパケットである。
トークンパケット２１は、図２に示すように、送信ノードＩＤ（トークンマスタノードがデータ送信を許可するノードのノードＩＤ）と受信ノードＩＤ（トークンマスタノードがデータ受信を許可するノードのノードＩＤ）を含む。ここで、ノードＩＤは、そのノードの属するループアドレスとそのループ上でのノードアドレスから構成される。ループアドレスは各ループ固有の番号であり、ノードアドレスはループ上で各ノードに固有のノードの番号である。ネットワーク上である特定のノードを指定するには、そのノードが属するループアドレスと、そのループ上でのノードのノードアドレスを指定すれば良い。本実施の形態における、ノードＩＤの記述方法は、（ループアドレス．ノードアドレス）とする。例えばループアドレスが１、ノードアドレスが２、のノードのノードＩＤは、（１．２）と表現する。
【００１２】
ＤＳパケット２２は、図２に示すように、Destination Statusのフィールドを含む。ＤＳパケット２２を送信するのは、トークンパケット２１の受信ノードＩＤフィールドで受信ノードに指示されたノードであり、ＤＳパケット２２は受信側ノードがデータ受信可能な状態にあるかどうかを示す情報を含む。
データパケット２３は、図２に示すように、実際に送信されるデータのフィールドを含む。データパケット２３を送信するのは、トークンパケット２１の送信ノードＩＤフィールドで送信ノードに指示されたノードである。
【００１３】
図３は、ネットワーク上を伝送されるパケットの様子を示した図である。図３において、３１はトークンパケットであり、３２はＤＳパケットであり、３３はデータパケットである。本実施の形態によるネットワークシステムでは、図３に示すようにネットワーク上にはトークンパケット，ＤＳパケット，データパケットの順で伝送され、以下一定時間ごとにこれを繰り返す。
【００１４】
図４は、本発明の実施の形態１によるネットワークシステムの詳細な構成を示す図である。図４において、１００，１１０，１１１，１１２，１２０，１２１はネットワークに接続されたノード、１５は光スターカプラである。ノード１００はトークンマスタノードであり、ノード１１０，１１１，１１２，１２０，１２１はスレーブノードである。ノード１００はループ０に属し、ノード１１０，１１１，１１２はループ１に属し、ノード１２０，１２１はループ２に属する。ノード１００，１１０，１２０はループマスタである。また、ノード１００のノードＩＤは（０．０）、ノード１１０のノードＩＤは（１．０）、ノード１１１のノードＩＤは（１．１）、ノード１１２のノードＩＤは（１．２）、ノード１２０のノードＩＤは（２．０）、ノード１２１のノードＩＤは（２．１）とする。このように各ノードは固有のノードＩＤを持っている。
【００１５】
図４に示すように、スレーブノード１１１，１１２，１２１およびトークンマスタノードでないループマスタ１１０，１２０は、トークンおよびパケットの解析を行うトークン解析装置と、初期設定を記憶する不揮発性メモリと、トークン解析装置および不揮発性メモリに接続された記憶装置と、データの送信を行うデータ送信装置と、ループを切断あるいは接続するスイッチを具備する。スイッチはＡ側に切り替えるとループを接続し、Ｂ側に切り替えるとループを切断する。図４に示すように、トークンマスタノード１００は、スレーブノードの構成要素に加えて、トークンを送信するトークン送信装置を具備する。スイッチはＡ側に切り替えるとループを接続し、Ｂ側に切り替えるとループを切断する。
なお上記構成において不揮発性メモリは、初期設定を記憶し、記憶装置に前記初期設定を設定できるものであれば何でもよく、例えばディップスイッチ等で実現しても良い。
【００１６】
次に上述のように構成された本実施の形態１によるネットワークシステムの動作について説明する。
送信ノードＩＤが（２．１）で、受信ノードＩＤが（１．１）のトークンパケットをトークンマスタノード１００が送信した場合を例にとり動作説明する。
本発明の実施の形態１によるネットワークシステムでは、パケット（トークンパケットを含む全てのパケット）を送信したノードは自ノードに返ってきたパケットを破棄するようにスイッチを切換える。ループマスタはスイッチを切換えて、他ループに属するノードが送信したパケットを破棄し、自ループに属するノードが送信したパケットは通過させて、パケットの伝送および破棄を行う。
【００１７】
まず動作シーケンスの概略を述べる。動作シーケンスには初期化シーケンスと通常動作シーケンスがある。
初期化シーケンスは、電源投入やリセット等の際に起動され、初期化処理を行う。初期化シーケンスにおいて、不揮発性メモリもしくはディップスイッチ等に事前に設定された情報を記憶装置に読み込むことで、トークンマスタノードはトークンマスタノードとして、ループマスタはループマスタとして動作するよう設定され、ループマスタはトークンマスタノードが属するループのループアドレス（今回の例では“ ０” ）を知り、トークンマスタノードを含む全ノードは自ノードのノードＩＤ（ループアドレスおよびノードアドレス）を知る。
【００１８】
図９は、不揮発性メモリ上に事前に設定された情報の例を示す図である。この例では事前に、各フラグ、アドレスおよびＩＤの不揮発性メモリ上でのアドレスが分かっているものとする。図９に示すように不揮発性メモリ上に情報が設定されているとすると、例えば不揮発性メモリ上のトークンマスタノードフラグのアドレスに格納された情報を読み出して、「０」であればトークンマスタでないと設定でき、「１」であればトークンマスタであると設定できる。ループマスタフラグ、トークンマスタノードのループアドレスおよび自ノードＩＤについても同様である。
【００１９】
通常動作シーケンスは、ノードが実際にパケットの送信および受信を行う動作シーケンスであり、トークンパケットの伝送を行うトークンモード、ＤＳパケットの伝送を行うＤＳモード、データパケットの伝送を行うデータモードの３つのモードから成る。以下で通常動作シーケンスの各モードにおける動作について詳細に説明する。
【００２０】
まずトークンモードについて図４を用いて説明する。図４はトークンパケットが伝送される時の各ノードのスイッチの状態，およびトークンパケットの流れを示す図であり、図において、太線がトークンパケットの流れを示す。
トークンマスタノード１００は、トークン送信装置でトークンパケットを組み立て、データ送信装置でネットワーク上で伝送される形態に加工し、トークン解析装置がスイッチをＢ側へと切換えてトークンパケットを送信する。ここでは、このトークンパケットにより指定される送信ノードＩＤが（２．１）で、受信ノードＩＤが（１．１）であるとする。
【００２１】
ループマスタ１１０および１２０のトークン解析装置は、初期化シーケンスで記憶したトークンマスタノード１００のループアドレス“０”と自ループのアドス（１１０は“１” 、１２０は“２” ）を比較し、比較した結果が異なるので他ループからのパケットであると判断してスイッチをＢ側へ切換える。
スレーブノード１１１、１１２、１２１のトークン解析装置は、トークンモードにおいてはパケットを通過させるようスイッチをＡ側に切換える。
【００２２】
トークンマスタノード１００から送信されたトークンパケットは、光スターカプラ１５を経由してノード１００，１１２，１２１へと伝送される。ループアドレス０のループ０においては、光スターカプラ１５から伝送されたトークンパケットはトークンマスタノード１００のトークン解析装置で破棄される。ループアドレス１のループ１においては、スレーブノード１１２，スレーブノード１１１，ループマスタ１１０の順でトークンパケットは伝送され、ループマスタ１１０のトークン解析装置でトークンパケットは破棄される。同様にループアドレス２のループ２においては、スレーブノード１２１，ループマスタ１２０の順でトークンパケットは伝送され、ループマスタ１２０のトークン解析装置でトークンパケットは破棄される。
トークンマスタノードを含む全ノードのトークン解析装置は、受信したトークンパケット中の送信ノードＩＤおよび受信ノードＩＤを記憶装置に蓄える。
【００２３】
以上のようにしてトークンパケットはトークンマスタノード１００から全ノードへと伝送され、受信され、ループマスタおよびトークンマスタノードで破棄される。以上がトークンモードにおける動作である。
【００２４】
次にＤＳモードについて図５を用いて説明する。図５はＤＳパケットが伝送される時の各ノードのスイッチの状態，およびＤＳパケットの流れを示す図であり、図において、太線がＤＳパケットの流れを示す。
トークンマスタノードおよびループマスタを含む全ノードのトークン解析装置は、上述のトークンモードにおける動作によって記憶装置に蓄えた受信ノードＩＤと自ノードＩＤを比較して一致する場合は（ここでは、ノード１１１のみ一致する）、自ノードがデータを受信可能な状態であれば“データ受信可能”を示すＤＳパケットを組立て、自ノードがデータを受信不可能な状態であれば“データ受信不可能”を示すＤＳパケットを組立て、データ送信装置でネットワーク上で伝送される形態に加工し、スイッチをＢ側へと切換えてＤＳパケットを送信する。
【００２５】
ループマスタ１１０のトークン解析装置は、記憶装置に蓄えた受信ノードＩＤと自ノードＩＤが一致しないので、自ノードがＤＳパケットを出さないと判断し、次に、記憶装置に蓄えた受信ノードＩＤのループアドレス“１”と自ループのアドレス“１”を比較し、一致するので自ループ内のノードからＤＳパケットが送信されると判断してＡ側へとスイッチを切換える。
【００２６】
ループマスタ１００および１２０のトークン解析装置は、記憶装置に蓄えた受信ノードＩＤと自ノードＩＤが一致しないので、自ノードがＤＳパケットを出さないと判断し、次に、記憶装置に蓄えた受信ノードＩＤのループアドレス“１”と自ループのアドレス（ノード１００は“０”、ノード１２０は“２”）を比較し、異なるので他ループ内のノードからＤＳパケットが送信されると判断してＢ側へとスイッチを切換える。
スレーブノード１１２，１２１のトークン解析装置は、記憶装置に蓄えた受信ノードＩＤと自ノードＩＤが一致しないので、パケットを通過させるようスイッチをＡ側に切換える。
【００２７】
ノード１１１から送信されたＤＳパケットは、ノード１１０を通過し、光スターカプラ１５を経由してノード１００，１１２，１２１へと伝送される。ループ０においては、光スターカプラ１５から伝送されたＤＳパケットはトークンマスタノード１００で破棄される。ループ１においては、スレーブノード１１２，スレーブノード１１１の順でＤＳパケットは伝送され、ＤＳパケットを送信したノード１１１でＤＳパケットは破棄される。ループ２においては、スレーブノード１２１，ループマスタ１２０の順でＤＳパケットは伝送され、ループマスタ１２０でＤＳパケットは破棄される。
【００２８】
トークンマスタノードを含む全ノードのトークン解析装置は、上述のトークンモードにおける動作によって記憶装置に蓄えた送信ノードＩＤと自ノードＩＤを比較して一致する場合は（ここでは、ノード１２１のみ一致する）、伝送されてきたＤＳパケットを受信し、その内容を記憶装置に蓄える。
【００２９】
以上のようにしてＤＳパケットはトークンパケットによって受信ノードに指定されたノード１１１から全ノードへと伝送され、トークンパケットで送信ノードに指定されたノード１２１によって受信され、ループマスタ１００，１２０およびＤＳパケットを送信したノード１１１で破棄される。以上がＤＳモードにおける動作である。
【００３０】
最後にデータモードについて図６を用いて説明する。図６はデータパケットが伝送される時の各ノードのスイッチの状態，およびデータパケットの流れを示す図であり、図において、太線がデータパケットの流れを示す。
トークンマスタノードおよびループマスタを含む全ノードのトークン解析装置は、上述のトークンモードにおける動作によって記憶装置に蓄えた送信ノードＩＤと自ノードＩＤを比較して一致する場合は（ここでは、ノード１２１のみ一致する）、ＤＳモードにおいて記憶装置に蓄えたＤＳパケットの内容が“データ受信可能”を示していれば、データパケットを組立て、データ送信装置でネットワーク上で伝送される形態に加工し、トークン解析装置がスイッチをＢ側へと切換えてデータパケットを送信する。トークンマスタノードおよびループマスタを含む全ノードのトークン解析装置は、記憶装置に蓄えた送信ノードＩＤと自ノードＩＤの比較結果が一致した場合でも、ＤＳモードにおいて記憶装置に蓄えたＤＳパケットの内容が“データ受信不可能”を示していれば、データパケット送信は見合わせる。
【００３１】
ループマスタ１２０のトークン解析装置は、記憶装置に蓄えた送信ノードＩＤと自ノードＩＤが一致しないので、自ノードはデータパケットを出さないと判断し、次に、記憶装置に蓄えた送信ノードＩＤのループアドレス“２”と自ループのアドレス“２”を比較し、一致するので自ループ内のノードからデータパケットが送信されると判断してＡ側へとスイッチを切換える。
【００３２】
ループマスタ１００および１１０のトークン解析装置は、記憶装置に蓄えた送信ノードＩＤと自ノードＩＤが一致しないので、自ノードはデータパケットを出さないと判断し、次に、記憶装置に蓄えた送信ノードＩＤのループアドレス“２”と自ループのアドレス（１００は“０”、１１０は“１”）を比較し、異なるので他ループ内のノードからデータパケットが送信されると判断してＢ側へとスイッチを切換える。
スレーブノード１１２、１１１のトークン解析装置は、記憶装置に蓄えた送信ノードＩＤと自ノードＩＤが一致しないので、パケットを通過させるようスイッチをＡ側に切換える。
【００３３】
ノード１２１から送信されたデータパケットは、ノード１２０を通過して、光スターカプラ１５を経由してノード１００、１１２、１２１へと伝送される。ループ０においては、光スターカプラ１５から伝送されたデータパケットはトークンマスタノード１００のトークン解析装置で破棄される。ループ１においては、スレーブノード１１２、スレーブノード１１１、ループマスタ１１０の順でデータパケットは伝送され、ループマスタ１１０のトークン解析装置でデータパケットは破棄される。ループ２においては、光スターカプラ１５から伝送されたデータパケットは、データパケットを送信したスレーブノード１２１でデータパケットは破棄される。
トークンマスタノードを含む全ノードのトークン解析装置は、記憶装置に蓄えた受信ノードＩＤと自ノードＩＤを比較して一致する場合は、伝送されてきたデータパケットを受信する。
【００３４】
以上のようにして、データパケットはトークンパケットによって送信ノードに指定されたノード１２１から全ノードへと伝送され、トークンパケットで受信ノードに指定されたノード１１１によって受信され、ループマスタ１００、１１０およびデータパケットを送信したノード１２１で破棄される。以上がデータモードにおける動作である。
トークンマスタノードが前回トークンパケットを送信してから一定時間が経過すると再びトークンモードへもどり、以下同様にしてトークンモード、ＤＳモード、データモードの動作を繰り返しデータの伝送を実現する。
【００３５】
以上に述べてきたように、パケット（トークンパケット、ＤＳパケット、データパケット）を送信したノードは自ノードに返ってきたパケットを破棄するようにスイッチを切換え、ループマスタは他ループに属するノードから送信されたパケットを破棄するようにスイッチを切換えることによって、パケットの伝送、破棄が行われる。
【００３６】
このように、本実施の形態１によるネットワークシステムでは、ノードをデータリンク（メディアアクセス制御：ＭＡＣ）層で直接相互接続する簡単な物理あるいは電気的なスイッチを設け、送信ノード以外のノードが受信したパケットをそのまま上位ノードに伝達するか自ノードで破棄するかを送信ノードが属するループのループアドレスから判断して前記スイッチを切り換えることにより、パケットを伝達あるいは消滅させてパケット処理を行うようにしたから、単独ノードあるいはループ接続されたノード群がひとつの光スターカプラに複数接続したループ＆バス混在型ネットワークシステムを構築できる。
【００３７】
なお、上記実施の形態１によるネットワークシステムでは、各ノードが受信したパケットをそのまま上位ノードに伝達するか自ノードで破棄するかを切り換える手段を、ノードの入力端子と出力端子を短絡，あるいは切断する物理的なスイッチにより実現しているが、受信したパケットをそのまま上位ノードに伝達するか自ノードで破棄するかを切り換えることができるものであれば、切り換え手段はどのような構成のものであってもよい。
【００３８】
また、本発明のネットワークシステムの構成は、上記実施の形態１で示したものに限られるものではなく、ループの数、ループ中のノードの数、光スターカプラに直接接続されるノードの数は、ノードＩＤのビット幅や物理的なさまざまな制限の範囲内で任意に設定することが可能である。また、上記実施の形態１では、トークンマスタノードが光スターカプラに直接接続されているものについて示したが、トークンマスタノードは、ループ中の任意の位置に配置することが可能である。
【００３９】
また、上記実施の形態１によるネットワークシステムでは、トークンパケット、ＤＳパケット、データパケットの順で伝送を行っているが、受信ノードがデータを受信できない場合、そのデータを伝送路上で一旦破棄して、再度そのデータの送信を送信元に要求して再送が許可されるネットワークシステム、あるいは受信ノードがデータの上書きをした後、喪失したデータ群を送信元に要求して再送が許可されるネットワークシステムにおいては、ＤＳパケット伝送のフェーズはなくても良い。
【００４０】
なお、上記実施の形態１によるネットワークシステムでは、トークン送信装置を備えてトークンマスタノードになり得るノードがネットワークシステム上に１つ（ノード１００）しかないがこの限りではなく、トークン送信装置を備えてトークンマスタノードになり得るノードがネットワークシステム上に複数存在してもよい。その場合でも、事前に不揮発性メモリもしくはディップスイッチ等に予め設定された情報等によりトークンマスタノードとして動作するよう設定されるノードはネットワーク上で唯一でなくてはならない。
【００４１】
また、初期化シーケンスにおいてディップスイッチもしくは不揮発性メモリ等に事前に設定された初期設定を記憶装置に読み込むのではなく、図７に示すように、光スターカプラと信号出力装置から構成されたバス装置７５は信号出力装置７５ａと光スターカプラに接続するノード７２へ信号を出力する信号線７４を具備し、光スターカプラによるバス装置に接続されるループ型ネットワーク上のノード７１および７２が信号線７４からの信号を検出する信号検出装置７１ａおよび７２ａを具備する構成とし、信号出力装置７５ａが光スターカプラに直接接続されていることを示す信号を送信し、光スターカプラに直接接続されているノード７２の信号検出装置７２ａのみが前記信号を検出してノード７２の記憶装置にループマスタとして動作するよう設定することにより、光スターカプラに直接接続されているノード７２が自動的にループマスタであると認識させるように構成してもよい。
【００４２】
また、初期化シーケンスにおいてディップスイッチもしくは不揮発性メモリ等に事前に設定された初期設定を記憶装置に読み込むのではなく、図８に示すように、ノード８１に設定装置８２を接続し、設定装置８２から記憶装置８１ａに設定する構成としても良い。この際の設定装置８２はコンピュータ等で構成し、ノード８１と設定装置８２の接続はシリアル通信によって行うなどしてもよい。
【００４３】
また、本発明による、ノードの所属するループに固有のループアドレスを設け、ループマスタによりデータ伝達あるいは破棄を行う方式は、上記実施の形態で説明したようなトークンを用いたネットワークシステムだけではなく、ＣＳＭＡ（Carrier Sense Multiple Access ）方式やＴＤＭＡ（Time-Division Multiple Access ）方式、あるいはバスアービタによるアービトレーション方式を用いたネットワークシステムにおいても適用可能である。ＣＳＭＡ方式やＴＤＭＡ方式、あるいはバスアービタによるアービトレーション方式を用いたネットワークシステムに適用する場合には、ノードの所属するループ固有のループアドレスを設け、送信データに送信元ループアドレスを付加して、その情報をループマスタが解析してデータ伝達あるいは破棄、かつ送信元ノードが自ノードに戻ってきたデータを破棄するようにすることにより、上記実施の形態と同様、光スターカプラを用いたバス及びループ混在接続が容易に実現可能である。
【００４４】
【発明の効果】
以上のように、本発明（請求項１）によれば、ループ状に接続された複数のノードで構成される少なくとも１つのループ、および、単一のノードまたはループ状に接続された複数のノードで構成される１つ以上のループが、１つ以上の入力部と１つ以上の出力部を有し１つの前記入力部より入力する信号が加工されずに分岐され全ての前記出力部より出力される共通伝達経路に直接接続されて構成されるネットワークシステムであって、前記ノードのいずれかから出力された信号が、全てのノードに伝達され、各ループにおいて、前記ノードのうち自ノードの出力側が前記共通伝達経路に直接接続されているノードである最下流ノードもしくは前記信号を出力したノードのいずれかで消滅させられるようにしたから、コンピュータや複雑な制御装置を使わずに、単独ノードあるいはループ接続されたノード群をひとつの物理的共通媒体に複数接続したループ＆バス混在型ネットワークシステムを実現できる効果がある。
【００４５】
また、本発明（請求項２）によれば、ループ状に接続された複数のノードで構成される少なくとも１つのループ、および、単一のノードまたはループ状に接続された複数のノードで構成される１つ以上のループが、１つ以上の入力部と１つ以上の出力部を有し１つの前記入力部より入力する信号が加工されずに分岐され全ての前記出力部より出力される共通伝達経路に直接接続されて構成されるネットワークシステムであって、信号を送出した前記ノードが自ノードに返ってきた前記信号を消滅させ、前記各ループの，前記ノードのうち自ノードの出力側が前記共通伝達経路に直接接続されているノードである最下流ノードが、前記信号を送出した前記ノードが自ノードと同じループに属する場合は前記信号を通過させ、前記信号を送出した前記ノードが自ノードと異なるループに属する場合は前記信号を消滅させるようにしたから、コンピュータや複雑な制御装置を使わずに、単独ノードあるいはループ接続されたノード群をひとつの物理的共通媒体に複数接続したループ＆バス混在型ネットワークシステムを実現できる効果がある。
【００４６】
また、本発明（請求項３）によれば、ループ状に接続された複数のノードで構成される少なくとも１つのループ、および、単一のノードまたはループ状に接続された複数のノードで構成される１つ以上のループが、１つ以上の入力部と１つ以上の出力部を有し１つの前記入力部より入力する信号が加工されずに分岐され全ての前記出力部より出力される共通伝達経路に直接接続され、前記ループを構成する各ノードはそれぞれ自ノードを認識するためのノードＩＤを有し、前記複数のループのいずれかに属する１つのノードがトークンマスタノードとなり、該トークンマスタノードとなるノード以外のノードがスレーブノードとなり、前記ノードのうち自ノードの出力側が前記共通伝達経路に直接接続されているノードが最下流ノードとなるネットワークシステムであって、前記トークンマスタノードが、データパケットを送信することを許可されるノードのノードＩＤである送信ノードＩＤと送信されたデータパケットを受信すべきノードのノードＩＤである受信ノードＩＤを含むトークンパケットを送信するトークン送信装置と、前記トークンパケットの解析を行うトークン解析装置と、自ノードが前記最下流ノードであるか否かのノード設定情報と前記トークンマスタノードのノードＩＤと受信したパケットの情報を一時的に記憶する記憶装置と、データパケット送信を行うデータ送信装置と、受信した前記トークンパケットを破棄あるいは通過させるためのスイッチとを備え、前記スレーブノードが、前記トークンパケットの解析を行うトークン解析装置と、自ノードが前記最下流ノードであるか否かのノード設定情報と前記トークンマスタノードのノードＩＤと受信したパケットの情報を一時的に記憶する記憶装置と、データパケット送信を行うデータ送信装置と、受信した前記トークンパケットを破棄あるいは通過させるためのスイッチとを備え、前記各ノードの前記トークン解析装置が、前記トークンパケット伝送時には、自ノードがトークンマスタノードである場合には受信したトークンパケットを破棄させるよう前記スイッチの制御を行い、前記ノード設定情報から判断して自ノードが前記最下流ノードであり、かつ、トークンマスタノードのノードＩＤおよび自ノードのノードＩＤから判断して自ノードがトークンマスタノードと異なるループに属する場合には受信したトークンパケットを破棄させるよう前記スイッチの制御を行い、それ以外の場合には受信したトークンパケットを通過させるよう前記スイッチの制御を行うことで、全ノードにトークンパケットが伝達されて該トークンパケットがネットワーク上から消滅させられ、また、前記データパケット伝送時には、受信したトークンパケットの情報から判断して自ノードが送信ノードである場合には受信したデータパケットを破棄させるよう前記スイッチの制御を行い、前記ノード設定情報から判断して自ノードが前記最下流ノードであり、かつ、受信したトークンパケットの情報および自ノードのノードＩＤから判断して自ノードが送信ノードと異なるループに属する場合には受信したデータパケットを破棄させるよう前記スイッチの制御を行い、それ以外の場合には受信したデータパケットを通過させるよう前記スイッチの制御を行うことで、全ノードにデータパケットが伝達されて該データパケットがネットワーク上から消滅させられるようにしたから、コンピュータや複雑な制御装置を使わずに、単独ノードあるいはループ接続されたノード群をひとつの光スターカプラによる物理的共通媒体に複数接続したループ＆バス混在型ネットワークシステムを実現できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１によるネットワークシステムの構成例を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１によるネットワークシステムにおいてネットワーク上を伝送されるパケットの構成を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１によるネットワークシステムにおいてパケットがネットワーク上を伝送されるシーケンスを示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１によるネットワークシステムにおいてトークンパケットが伝送される時の各ノードのスイッチの状態，およびトークンパケットの流れを示す図である。
【図５】本発明の実施の形態１によるネットワークシステムにおいてＤＳパケットが伝送される時の各ノードのスイッチの状態，およびＤＳパケットの流れを示す図である。
【図６】本発明の実施の形態１によるネットワークシステムにおいてデータパケットが伝送される時の各ノードのスイッチの状態，およびデータパケットの流れを示す図である。
【図７】光スターカプラからの信号線によりループマスタの自動認識をする構成を示す図である。
【図８】設定装置により初期設定をする構成を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態１における不揮発性メモリ上に事前に設定された情報の例を示す図である。
【図１０】従来のゲートウェイによるネットワークの接続例を示す図である。
【符号の説明】
１００  トークンマスタノード
１１０  ループ１のループマスタ
１１１  ループ１のスレーブノード
１１２  ループ１のスレーブノード
１２０  ループ２のループマスタ
１２１  ループ２のスレーブノード
１５  光スターカプラ
２１  トークンパケット
２２  ＤＳパケット
２３  データパケット
３１  トークンパケット
３２  ＤＳパケット
３３  データパケット
７１  ノード
７１ａ  ノード７１の信号検出装置
７２  ノード
７２ａ  ノード７２の信号検出装置
７４  信号線
７５  信号出力装置と光スターカプラから構成されたバス装置
７５ａ  ７５の信号出力装置
８１  ノード
８１ａ  ノード８１の記憶装置
８２  設定装置
９１  不揮発性メモリ上に事前に設定された情報の例
１０１  バス型ネットワーク
１０１ａ  バス型ネットワークに接続されるノード
１０２  ゲートウェイあるいはルータ
１０３  ループ型ネットワーク
１０３ａ  ループ型ネットワークに接続されるノード
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0003886666.tif 000009
【図９】
0003886666.tif 000010
【図１０】
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