(57)【要約】主目的は、非同期通信において、従来のデータ多重化装置であるスター型のホストコンピュータを、トークンパッシングによるサブネットに置き換えることである。しかし、本発明のサブネットを構成する各ノードは、送信中にトークンを保持する必要はない。なお、リング型トポロジーで接続されているノードを論理で切断し、直線接続の論理バス型にする方法も提供する。サブネットやノードの主たる機能と機構は次の通りである。１）　トークン（４１）進行方向と逆方向にデータ（４２〜４５）を送出する。２）　各ノード（２９〜３９）はデータ長と同等容量のＦＩＦＯメモリ（４３）を有す。３）　輻輳状態を回避するフロー制御データは、トークン信号に続き送出する。４）　ネットワークの接続状況を把握できるデータと方法を提供する。
2002035774.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数のノードをポイントツーポイント接続によってリング型に敷設し、
更に、トークンを利用してデータ競合を避けるトークンリング型ネットワークに関し、
トークン利用によるバス型ネットワークにする方法として、
２つの伝送路接続端子を持つ多数のノードから、
任意の１つのノードを選択し、
選択したノードの一方の端子について、
トークン信号を受信するとトークン信号を返送し、
データ信号を受信すると破棄させることで、
終端器の機能を持たせ、
選択したノードの他方の端子について、
トークン信号を受信するとトークン信号を返送し、
データ信号に関して受送信可能にさせることで、
端末ノードの機能を持たせることを、
選択したノード内部素子の論理によって、
終端器および端末ノードの異なる機能を接続端子別に実現させ、
多数のノードを実接続でリング型にしたネットワークであっても、
ノードが直線接続されたバス型と同値の機構を有するトークンリング型ネットワーク。
【請求項２】
トークンを利用してデータ競合を避けるネットワークにおいて、
２つの伝送路接続端子を持つノード部材のデータ送信機構として、
任意の一方の伝送路接続端子からトークン信号を受け取ったならば、
他方の伝送路接続端子からトークン信号を送出し、
自己ノードを発信元にする送信データがあれば、
トークン信号を受け取った伝送路接続端子へ送出し、
トークン信号および送信データを異なる伝送路接続端子へ送出することで、同時刻に、トークン信号および送信データを送出可能とするノード部材のデータ送信機構。
【請求項３】
トークンを利用してデータ競合を避けるネットワークにおいて、
数字を付加したトークン信号をトークンとして巡回させ、
トークンを受信したノードの処理として、
数字があらかじめ決められた値より大きいならば、
自己ノードを発信元にするデータを送信不可とし、
数字があらかじめ決められた値未満であれば、
自己ノードを発信元にするデータを送信可とすること、
自己ノードを発信元にするデータを送る場合の処理として、
データ発信時に到来したトークンに、
発信するデータ量に応じた数字を加えたトークンを送出し、
データ送信後に到来するトークンに、
発信したデータ量に応じた数字を減じたトークンを送出すること、
によって、
ネットワーク輻輳状態を回避するためのフロー制御方法。
【請求項４】
ネットワークに接続するノード、および、受送信するデータに関し、
ノードを１つのＣＰＵ部と１つのインターフェース部に分け、
複数の伝送路接続端子を有するインターフェース部の処理として、
データを伝送路から受信したならば、
受信した伝送路接続端子に対応するビットをデータ先頭に付加し、
ＣＰＵ部にデータを転送し、
データをＣＰＵ部から受信したならば、
受信したデータ先頭に記載されたビットに対応する伝送路接続端子を選択し、
選択した伝送路接続端子にデータを転送すること、
によって、
ＣＰＵ部が、データ先頭のビットを解析することで受信した伝送路接続端子を把握でき、データ先頭のビットに指示状態を記載することで送信する伝送路接続端子を選択できる効果を有するインターフェース部。
【請求項５】
バス型のネットワークに接続された部材である分岐器または終端器に関し、
ネットワークの接続状況を把握するためのデータ列が到来すると、
複数の伝送路接続端子を有する分岐器の処理として、
任意の１つの伝送路接続端子からデータ列を受信したならば、
他のすべての伝送路接続端子の中から、
あらかじめ決められている１つの伝送路接続端子に、
すべての到来したデータ列を送出すること、
只１つの伝送路接続端子を有する終端器の処理として、
ネットワークの接続状況を把握するためのコード、もしくは、
すべての到来したデータ列を送出すること、
によって、ネットワークの接続状況を把握するデータ列を隣接部材に転送することが可能な分岐器および終端器。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、データを多重化した伝送を実現させる方法として多重化装置を使用せず、サブネットを構成する多数のノードが、データ送出・転送・受信について決められた条件処理を満たすことによって、広域伝送路におけるデータ多重化を実現する機構に関する。
背景技術
データ多重化には、ＱＡＭ（ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ　ａｍｐｌｉｔｕｄｅ　ｍｏｄｕｒａｔｉｏｎ）と呼ばれる位相シフトなどによる搬送波利用方法、ＴＤＭ（ｔｉｍｅ　ｄｉｖｉｓｉｏｎ　ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）と呼ばれるタイムスロットにデータを格納する時分割多重方法などがある。後者のＴＤＭについては、ＡＴＭ（Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ　Ｔｒａｎｓｆｅｒ　Ｍｏｄｅ）として発展し、タイムスロットにデータを格納する方法において非同期である。しかし、時分割多重にタイムスロットを用いる条件として、パケット長を一定にする必要がある。タイムスロットを用いない方式であればパケット長に制限が無くなる。従来のタイムスロットを用いない時分割多重の方法は、スター型ネットワークとして構築し、１台のホストコンピュータを中心としたスター型トポロジーで接続され、多数の端末コンピュータから送られたデータを、ホストコンピュータ内部で多重化を実現させていた。
ネットワークの構造は、ポイントツーポイントチャネルとブロードキャストチャネルに大別される。ポイントツーポイントチャネルは、スター型、リング型、トリー型に分類され、ブロードキャストチャネルはバス型と分類されている。ポイントツーポイントチャネルとブロードキャストチャネルを融合した方法は、ＩＥＥＥ標準８０２．５トークンリング、及び、ＰＣＴ／ＪＰ９９／０４２８４（トークンによる調停機構を有するネットワーク）である。
ＩＥＥＥ標準８０２．４トークンバスは、バス型のブロードキャストチャネルに論理的なリングを用いてトークンを巡回させている。逆に、従来のリング型のポイントツーポイントチャネルにおいては、論理的なバスにすることが実現されていないため、リング型におけるノードコンピュータの故障対策は貧弱であった。
通信ネットワークには、性能が劣化する輻輳問題がある。多重化装置間での輻輳制御方法は、サブネット中を循環する多数のパーミットを用いる方法、チョークパケットを生成する方法、フロー制御による方法などがある。いずれにしても、制御データをすべての多重化装置間に伝達し、制御データによって処理する必要がある。
本発明の基礎となる先行技術は、前掲したＰＣＴ／ＪＰ９９／０４２８４（トークンによる調停機構を有するネットワーク）である。しかしながら、本発明の国際出願時において、公開されておらず、優先権主張の期間も過ぎているので、先行技術として概略を説明する。
なお、用語として、“ノード”“分岐器”“端末器”を前掲の明細書で使用しているが、本明細書では、“ノード”“分岐器”“終端器”とする。
また、“ノード”は、２端子を有する“バスノード”及び１端子を有する“端末ノード”に分けて概略を説明する。なお、本明細書では、“ノード”の構成をＣＰＵ部とＭＡＲＳ−ＩＦ（Ｍｅｓｓａｇｅ　Ａｃｃｅｓｓ　ａｎｄ　Ｒｅｐｅａｔ　Ｓｅｒｖｅｒ　ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）に分ける。ＭＡＲＳの概念は、国際公開番号ＷＯ９６／３１９６８（ＰＣＴ／ＪＰ９５／００６５３転送識別と調停機構を有するコンピュータ用ネットワークシステム）で詳細に述べられている。簡単に説明すると、ＭＡＲＳの概念は、送信される宛先ヘッダーなどのメッセージでもって、ネットワークを構築するＩＭＰ（Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ　Ｍｅｓｓａｇｅ　Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、データ交換機、中継システム・ハブ・ノードなどと呼ばれるサーバーに対し、データ部の転送先などを規定し、動作を促すことが出来、コンピュータはデータ列のヘッダーで動作指示を与えだけで済む。
先行技術の概略
図１は、ＰＣＴ／ＪＰ９９／０４２８４の図１を一部変更したネットワークである。
ポイントツーポイントチャネルで“ノード”“分岐器”“終端器”を接続するが、データの流れとしては、ブロードキャストチャネルのバス型を実現させる。従って、任意のノードから送信されたデータは、２端子を有する“バスノード”で転送され、“分岐器”で複数の伝送路のすべてに転送され、“終端器”または１端子を有する“端末ノード”で消滅する。なお、送信データの発信が可能な部材は、ノードコンピュータだけであり、“分岐器”は受信したデータを転送するに過ぎない。
ポイントツーポイントチャネル接続であるが故に、何時でも隣接する部材間で送信可能とすれば、伝送路が全二重通信であれば伝送路でデータ競合しないが、半二重通信であれば伝送路でデータ競合が起こる。データ競合を避けるため、先行技術においては、トークンを用いて送信データの発信を制御している。トークンは“バスノード”を通過し、“分岐器”であらかじめ決められている伝送路に送出され、“終端器”または“端末ノード”で折り返して送出される。従って、トークンは永遠に巡回し続けることになる。
トークンが到来した“バスノード”または“端末ノード”は、送信データの発信権を得る。送信データの発信後にトークンを巡回させる。
部材ごとに、機能をまとめると、次の様になる。
“バスノード”（符号番号３１，３２，３３，３４，３５）の機能：
トークンが到来すると、送信データの発信が可能。
受取データをノードコンピュータで受信し、転送データとして送出。
受取トークンを他の伝送路に送出。
“端末ノード”（符号番号２９）の機能：
トークンが到来すると、送信データの発信が可能。
受取データをノードコンピュータで受信する。
受取トークンを返送。
“分岐器”（引用符号７０）の機能：
受取データを他のすべての伝送路に送出。
受取トークンをあらかじめ決められている伝送路に送出。
“終端器”（引用符号５０，６０）の機能：
受取データを消滅させる。
受取トークンを返送。
以上が先行技術の概略である。なお、ポイントツーポイントのネットワークで、ブロードキャストチャネルが実現できることを開示しているため、すべての部材に番号を冠する必要がないことを強調している。しかし、ネットワークを有効利用するには、ノード部材に番号を付けるのが賢明である。図１で、３１〜３５および２９は、枠の中に番号を記載し、５０，６０，７０については番号を冠する必要がないので、引き出し線を用いて符号を記載した。
最後に、本発明を開示するのに、先行技術との違いを明確にするため、従来のノードの機能を、先行技術の〔発明の開示〕から抜粋し、掲載する。
なお、文章の先頭に冠した番号は、以後の説明に利用する。
◆　先行ノードの機能
１−１．伝送路を切断して挿入するため、２つの伝送路接続端子を有する。
１−２．任意の一方の伝送路接続端子からトークン信号を受け取ったならば、送信データがなければ直ちに、送信データがあれば送信データ送出後、トークン信号を他方の伝送路接続端子から送出する。
１−３．一方の伝送路接続端子からデータ信号を受信すれば、他方の伝送路接続端子から送出する。
１−４．自己の送信データの送出開始は、トークン信号を受け取った時であり、２つの伝送路接続端子から送出する。
１−５．データ信号またはトークン信号の送信中を除き、２つの伝送路接続端子からの信号を受信できる。
発明の開示
本発明は、データを多重化した伝送を実現させる方法として１台の多重化装置の替わりに、サブネットを構成する多数のノードが、データ送出・転送・受信について決められた条件処理を満たすことによって、広域伝送路におけるデータ多重化を実現する機構を提供する。更に、送受信データのヘッダーメッセージを、ＭＡＲＳ−ＩＦ（Ｍｅｓｓａｇｅ　Ａｃｃｅｓｓ　ａｎｄ　Ｒｅｐｅａｔ　Ｓｅｒｖｅｒ　ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）が処理をすることで、より応用範囲を広げる。
本発明を次の順で開示する。
最初に本発明が適用される多重について簡単に述べ、サブネットで実現させることを説明し、ネットワークトポロジーについて発明の開示をする。
次に、“ノード”の機能について発明の開示をする。
最後に、“ノード”の構成をＣＰＵ部とＭＡＲＳ−ＩＦに分け、ＣＰＵ部の負担を軽減させるための、ＭＡＲＳ−ＩＦの処理について発明の開示をする。
■　ネットワークトポロジー
図２は、階層構造ネットワークである。１０や２０をコンピュータまたはＩＭＰ（Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ　Ｍｅｓｓａｇｅ　Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）として見れば、スター型をトリー構造で接続したネットワークとなる。また、階層構造であるが故に、図２の左側に示した様に、伝送速度は上位階層になる程早くなる。
２０を中心に見れば、下位層に接続されている伝送路は１１であり４本ある。また、更なる上位層に接続されている伝送路は１４であり１本である。従って、２０は、４本の１０Ｍｂｐｓ通信データを１００Ｍｂｐｓ通信データに多重化していることになる。本発明は、２０を１台のホストコンピュータまたはＩＭＰとせずに、サブネットとして提供する。
２０がサブネットであるが故に、内部はノードがサブネット伝送路に接続され、下位層伝送路１１と広域伝送路１４を接続する機能を有している。
以上が、本発明を適用する多重化された階層構造ネットワークである。以後、サブネットについて、詳細に開示する。
サブネット２０は、先行技術がバス型であるので、図２においてバス型として記載した。しかし、本発明では、ノードの接続形状としては、リング型でも構わない。本発明は、サブネットを構成する部材をリング型に配置しても、実質はバス型とする方法を請求第１項として掲げた。
従来のトークンバスは、トポロジーはバス型であるが論理的なリングを用いてトークンを巡回させている。逆に、本発明は、トポロジーがリング型であり、トークンを実接続と異なる論理的なリングにすることで、先行技術のバス型と同値にさせることになり、論理上でバス型とする方法である。
■　“ノード”の機能
先行技術のノードは、〔先行技術の概略〕で説明した。本発明のノードが処理する機能について、〔先行技術の概略〕に続き番号を冠して述べる。
◆　サブネットにおけるノード機能
２−１．任意の一方の伝送路接続端子からトークン信号を受け取ったならば、直ちに、他の一方の伝送路端子からトークン信号を送出する。
但し、トークン信号送出予定端子からデータを送出中ならば、データ送出完了までトークンを留保し、データ送出後にトークン信号を送出する。
２−２．自己の送信データの送出は、指定が無ければトークン信号を受け取った伝送路接続端子からであり、トークン信号を受信した直後とする。
２−３．任意の一方の伝送路接続端子からデータを受信したならば、自己のＦＩＦＯメモリ（ｆｉｒｓｔ　ｉｎ，ｆｉｒｓｔ　ｏｕｔ　ｍｅｍｏｒｙ）に蓄え、他の一方の伝送路端子からＦＩＦＯメモリに蓄えたデータを送出する。
但し、ＦＩＦＯメモリのデータ送出予定端子から自己送信データを送出中ならば、データ送出完了後にメモリのデータ送出を開始する。なお、データが複数パケットに分割されいる場合は、１パケットの送出後とする。
◆　輻輳状態をフロー制御で回避するデータ処理のノード機能
３−１．前掲２−１及び前掲２−２に記載したトークン信号に、制御データとして数字を付加し、一連の自己送信データ送出前に１回だけ増加させ、一連の自己送信データ送出後に１回だけ減少させる。
３−２．前掲２−２において、次の但し書きを付加する。
但し、トークン信号に付加した制御データの数字が、あらかじめ決められている値以上ならば、自己の送信データを送出しない。
本発明のサブネットは、トークンの捉え方が従来や先行技術と異なる。本発明のトークンは、送信データの発信権を得るトリガーの役目であり、トークン信号を直ちに次のノードに送出する。従って、先行技術の様に送信データの発信中にトークン信号を保有する必要がないし、従来技術に使われている様に、トークン付き送信データの概念ではない。トークン信号を単なるトリガー信号にするために必要な条件は、トークン信号の到来端子に送信データを送出し、他方の端子にトークン信号を送出することである。トークンを送信データの発信権を得るトリガーとして利用することにより、同時刻に信号送出が可能となり、伝送路効率が高まった。
先行技術でトークンを番号で管理する必要がないので、トークンは単純な信号列で充分としている。本発明の制御データ数字付きトークンは、従来技術のトークンの様に番号付きトークンと同様の信号形態であるが、添付数字の意味が、輻輳状態をフロー制御で回避させる数字であり、ノードの識別用の数字ではない。
■　ＭＡＲＳ−ＩＦの処理
“ノード”は、ＣＰＵ部とＭＡＲＳ−ＩＦで構成する。ＣＰＵ部の負担を軽減するために、ＭＡＲＳ−ＩＦがデータ転送に関し多種類の処理をする。
多種類の処理を促す基礎データは、ＣＰＵ部からＭＡＲＳ−ＩＦを通じて送信する送信データの先頭に付ける。この送信データの先頭に付けた処理を促す基礎データをＡＣＭ（Ａｃｃｅｓｓ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｍｅｓｓａｇｅ）と命名し、以後、説明する。
ＡＣＭは、複数のルーティング用ビットと複数の送信データ性質ビットに分けられる。
◆　ルーティング用ビットは、受信ノードが接続されている伝送路を選択するためにある。送信データを発信するＣＰＵ部は、送出端子を指定したルーティング用ビットを用いる。ＭＡＲＳ−ＩＦは、ルーティング用ビットに従い送出端子を選択して送信データを送出するが、送出データのルーティング用ビットは送出するＭＡＲＳ−ＩＦで消去される。データを受信したＭＡＲＳ−ＩＦは、受信端子に応じてルーティング用ビットを立て、ＣＰＵ部に転送する。データを受信したＣＰＵ部は、データ先頭のＡＣＭを調べれば、送信元ノードが接続されている伝送路を知ることができる。ＣＰＵ部がルーティング用ビットを使用することにより、サブネットの伝送路使用効率を上げることができる。
◆　送信データ性質ビットは、サブネットを構成する多数のノードに対して、受信を促すか否かを決めるためにある。データ性質ビットによって、４種類に分けられ、ＭＡＲＳ−ＩＦは４種類の処理をする。４種類について、データを受け取ったＭＡＲＳ−ＩＦの処理を列挙する。
※　ブロードキャストチャネル用データ：
自己ＣＰＵ部にデータを転送し、ＣＰＵ部は受信する。
隣接するノードにも転送し、他のＣＰＵ部が受信できる様にする。
※　宛先付ブロードキャストチャネル用データ：
自己ＣＰＵ部にデータを転送するか否かを判断する。
データに記載されている宛先が自己ノード番号と合致すれば、
自己ＣＰＵ部にデータを転送し、ＣＰＵ部は受信する。
データに記載されている宛先が自己ノード番号と合致しなければ、
自己ＣＰＵ部にデータを転送しない。
隣接するノードにも転送し、他のノードは受信判断ができる様にする。
※　宛先を特定するデータ：
自己ＣＰＵ部にデータを転送するか否かを判断する。
データに記載されている宛先が自己ノード番号と合致すれば、
自己ＣＰＵ部にデータを転送し、ＣＰＵ部は受信する。
なお、隣接するノードには転送しない。
データに記載されている宛先が自己ノード番号と合致しなければ、
自己ＣＰＵ部にデータを転送しないが、隣接するノードに転送する。
※　隣接ノードを宛先とするデータ：
自己ＣＰＵ部にデータを転送し、ＣＰＵ部は受信する。
なお、隣接するノードには転送しない。
以上の４種類について、従来技術と対応させて説明する。
“ブロードキャストチャネル用データ”は、従来のバス型と同じであり、すべての伝送路に接続しているノードにデータが行き渡る。
“宛先付ブロードキャストチャネル用データ”は、従来のネットワークでのグループ別ブロードキャストに相当する。
“宛先を特定するデータ”は、一般的なネットワークにおいて多用されている使用方法である。しかし、従来のバス型ネットワークは、伝送路が直接分岐されているので、隣接するノードに転送しないことができず、伝送路は高効率でなかった。なお、先行技術においては、伝送路が直接分岐されていないが、宛先付ブロードキャストチャネル用データ”を使用してＣＰＵ部が選択していた。
“隣接ノードを宛先とするデータ”は、データを受け取ったＭＡＲＳ−ＩＦの処理は同じであるが、送信データを送出するＭＡＲＳ−ＩＦの処理によって、更に２つに分けられる。１つはトークンの到来で送出を開始し、他方はトークンの到来に無関係でＣＰＵ部から送信データを受け取ったならば直ちに送出する。前者は、先行技術のネットワーク特有のデータ送出であり、ネットワークのトポロジーを調査することが可能となる。後者は、トークンを必要としないデータ送出なので、従来のポイントツーポイントにおけるデータ送受信に相当する。
発明を実施するための最良の形態
最初に、ノードを構成する部材として、ＣＰＵ部とＭＡＲＳ−ＩＦに分けるのが、発明を実施するための最良の形態であることを述べる。
次に、個別の請求項に基づく最良の形態を説明する。
最後に、請求項を総合した最良の形態を示して説明する。
図２の２０は、本発明を実施するサブネットであると説明した。広域伝送路１４付近を拡大したものが、図３の広域伝送路付近の接続実施例である。
図３の拡大図には、ノード３５、３６、３７があり、広域伝送路１４と下位層伝送路１１がノード３５に、下位層伝送路１２がノード３６に、下位層伝送路１３がノード３７に各々接続され、サブネット伝送路２５がノード３５と３６を、サブネット伝送路２６がノード３６と３７を接続する。なお、図２では下位層伝送路を代表符号１１として記載したが、図３では１１、１２、１３と個別に記載した。なお、サブネット伝送路２４と２７は、他のノードや終端器に接続される。ノード３５はＣＰＵ部３５とＭＡＲＳ−ＩＦ３５から構成し、ノード３６はＣＰＵ部３６とＭＡＲＳ−ＩＦ３６から構成し、同様に、ノード３７の構成はＣＰＵ部３７とＭＡＲＳ−ＩＦ３７で構成する。ＭＡＲＳ−ＩＦの詳細動作回路は〔産業上の利用可能性〕で説明する。
図２で下位層伝送路１１の１０Ｍｂｐｓデータは、２０で多重化され広域伝送路１４に送られると説明した。図３で更に詳細に見れば、下位層伝送路１２や１３の１０Ｍｂｐｓデータは、ＣＰＵ部３６や３７で受信され、ＭＡＲＳ−ＩＦ３６や３７を通過し、伝送路２５や２６で伝送され、ＭＡＲＳ−ＩＦ３５からＣＰＵ部３６に送られ広域伝送路１４で１００Ｍｂｐｓデータとして送信された結果としてデータ多重化となる。なお、広域伝送路１４、及び、サブネット伝送路２４、２５、２６、２７は１００Ｍｂｐｓの伝送速度であり、下位層伝送路１１、１２、１３は１０Ｍｂｐｓの伝送速度である。
図３で、サブネット伝送路について見れば、ＭＡＲＳ−ＩＦがデイジーチェーン接続されているに過ぎない。各々のＭＡＲＳ−ＩＦにデータの発受信できるＣＰＵ部が従属接続されている。逆に、ＣＰＵ部から見れば、広域伝送路や下位層伝送路のデータを、自己の従属接続されているＭＡＲＳ−ＩＦに渡すか受取るかの動作をすることだけである。従って、ノードをＣＰＵ部とＭＡＲＳ−ＩＦに分割してデータ処理することが、発明を実施するための最良の形態となるであろう。
以後の説明で、ＣＰＵ部とＭＡＲＳ−ＩＦの機能を明確に分離する必要がない場合は“ノード”と記載し、機能を分割する必要がある場合は“ＣＰＵ部”または“ＭＡＲＳ−ＩＦ”と記載する。
個別の請求項に基づく最良の形態を、〔発明の開示〕に沿って、説明する。
■　ネットワークトポロジーの実施形態
図４は、リング型伝送路をバス型伝送路にする機構図である。
図４でノード３１、３２、３３、３４、３５及び２９は、各々伝送路１６、１７、１８、１９、２１及び２２で接続され、ノードがリングで接続されている。更に、詳細に図４を見れば、ノード２９が論理で伝送路を切断している。この論理での切断は、ノード２９の内容として、終端器５０と端末ノード２９に分離されていることから、切断されていることが解かるであろう。なお、ノード３１〜３５については同じ論理接合であり、論理で切断されていない。ノード３１〜３５については、先行技術を示した図１と同じ機構であり、代表としてノード３３を記載した様に、内容は２端子バスノードである。ノード２９については、図１の端末ノード２９と終端器５０が同居している。従って、図４のリング型伝送路は、“終端器”─“ノード３１”─“ノード３２”─“ノード３３”─“ノード３４”─“ノード３５”─“端末ノード２９”と、直線で接続されたバス型と同値になる。
終端器５０は、先行技術で既に示されている機構内容と同じである。しかし、端末ノード２９については、先行技術で開示されていないので詳細に説明する。
１端子を有する“端末ノード”は、次の機構を有する。
※　伝送路の終端に接続するため、１つの伝送路接続端子を有する。
※　伝送路接続端子からトークン信号をすべて受け取ったならば、
送信データがなければ直ちに、送信データがあれば送信データ送出後、
トークン信号を返送する。
※　伝送路接続端子からデータ信号を受信すれば、
自己宛データであれば、受信データとし、
自己宛データでなければ、破棄する。
上記の機構により、先行技術の終端器とノードの両方の特徴を有する端末ノードとなる。端末ノードは、自己宛データか否かを判定するため、ノード番号が付けられているのが望ましい。しかし、終端器は番号を付ける必要は無い。番号の必要性と不必要性を明確にするため、図４のノード２９の記載において、破線枠内の端末ノード２９と終端器で構成を示し、５０は終端器から引出線を描いた。
図１において、端末ノード２９と終端器５０を撤去し、新たなノード２９で接続したならば、３３、２９、３１、３２及び分岐器７０でリングが形成され、分岐器７０からデイジーチェーン接続で３５、３４及び終端器６０が接続されていることになる。この“ｅ”字ノード接続トポロジーは、論理で切断する個所によって“ε”字接続または“Ｃ”字接続のトポロジーにできる。すなわち、一般に、本発明のサブネットを構成する部材をリング型に配置しても、実質はバス型とする方法は、実際のネットワークを構築する場合に、自由にノードを接続する施工をした後、運用に際して、論理切断によって、バス型にできることを示している。このことは、ノードの故障に対処する新たな方法を提供するだけでなく、サブネットの伝送路混雑状況にも対処する方法となり得る。なお、切断する論理をＭＡＲＳ−ＩＦ内部に配置するならば、ＣＰＵ部に影響を与えない。
■　“ノード”の機能の実施形態
最初に、以下の説明文において、文の末尾などに記載している［２−３］などは、〔先行技術の概略〕および〔発明の開示〕にて、ノードの機能を個別に述べた各項目の先頭に記した番号であり、関連した項目を示していることを明確にしておく。
図７は、サブネットと広域伝送路の接続実施例である。終端器６０と５０の間に、ノード３４、３５、３６、３７、３８がポイント・ツー・ポイントで接続されている。［１−１］伝送路２３、２４、２５、２６、２７、２８とノード３４〜３８および終端器６０、５０でサブネットが形成され、ノード３５から広域伝送路１４が敷設されている。また、各々のノードに、図２の２０の様に、下位層伝送路が接続されているが省略した。
図８は、図７のノードおよび終端において、データの流れを時間経過で表現した機構説明図である。時間は、図８の上側から下側に向かって流れている。すなわち、時間軸は図８の左側に示した矢印で示される。時間軸にＴ０、Ｔ１の目盛りを記入している。破線で囲われた６０、３４、３５、３６、３７、３８、５０は、図７で示したノードと終端器の内部におけるトークンとデータの留保状況を各々示している。トークンは横長の小さい長方形で示し、トークンの引用符号は４１である。データは縦長の長方形で示し、引用符号は４２および４３である。データを示す長方形に記入している３５＿３６Ａや３５＿３４などは、“宛先＿送信元”を表し、データの区別をする。破線で囲われたノード３４から３８のデータについて、破線内の左側、例えば、３８内の３５＿３８Ｙ、３７内の３５＿３７、３６内の３５＿３６Ａなどのデータは、左側の伝送路端子から送出するデータである。破線内の右側、例えば、３４内の３５＿３４のデータは、右側の伝送路端子から送出するデータである。破線内の中央、例えば、３７内の３５＿３８Ｙ、３６内の３５＿３８Ｙ、３５内の３５＿３４などのデータは、ＦＩＦＯメモリに一時記憶しているデータで、特に強調するため引用符号を４３とした。
以上で、本発明の広域伝送路１４においてデータ多重化を実現するノード機能について説明をする準備が整った。
更に、図８において、隣接しているトークン４１の間に記入しているｔ０、ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４は、サブネットを構成する伝送路に流れているトークンに付加した制御データの数字を記載したものである。ノード３４、３６、３７、３８内に、［＋１］、［０］、［−１］と記入しているものと併せることで、本発明の輻輳状態を回避するためのフロー制御データ処理機能について説明する準備が整った。
図８でノード３５〜３８が［２−１］から［２−３］の機能を満たせば、広域伝送路１４に流れるデータは、データ多重化された結果が得られていることを説明する。
◆　サブネットにおけるノード機能の実施形態
図８で時刻Ｔ０において、ノード３４、３６と３８が、広域伝送路１４の接続端子を持つノード３５に、データ３５＿３４、３５＿３６Ａと３５＿３６Ｂ、３５＿３８Ｙを送信する希望を持ち、更に、時刻Ｔ１において、ノード３７と３８が、広域伝送路接続端子を持つノード３５にデータ３５＿３７、３５＿３８Ｚを送信する希望を持ったとする。以下、時間の経過に沿って詳細に述べる。
時刻Ｔ０において、トークンが終端器６０にあれば、伝送路２３を通じてノード３４にトークンが送られる。
ノード３４は、左隣から来たトークンを受信する。送るデータは３５＿３４なので、右隣にデータを送出できない。［２−２］
トークンを右隣のノード３５に送出する。［２−１］
ノード３５は、左隣から来たトークンを受信する。送るデータがないので、トークンを右隣のノード３６に送出する。［２−１］
ノード３６は、左隣から来たトークンを受信する。送るデータは３５＿３６Ａなので、左隣にデータ３５＿３６Ａを送出する。［２−２］
また、トークンを右隣のノード３７に送出する。［２−１］
備考：左隣へのデータ送出と右隣へのトークン送出は、同時刻に行われる。
ノード３７は、左隣から来たトークンを受信する。送るデータがないので、トークンを右隣のノード３８に送出する。［２−１］
同時刻にノード３５は、右隣からのデータ３５＿３６Ａの受信を開始する。受信データはＦＩＦＯメモリに蓄え、左隣のノード３４に送出する。［２−３］
ノード３８は、左隣から来たトークンを受信する。送るデータは３５＿３８Ｙなので、左隣にデータ３５＿３８Ｙを送出する。［２−２］
また、同時に、トークンを右隣の終端器５０に送出する。［２−１］
終端器５０は、左隣から来たトークンを受信し、左隣にトークンを送出する。
同時刻にノード３７は、右隣からのデータ３５＿３８Ｙの受信を開始する。受信データはＦＩＦＯメモリに蓄え、左隣のノード３６に送出する。［２−３］
ノード３８は、右隣から来たトークンを受信する。しかし、左隣へデータ３５＿３８Ｙを送信中なので、左隣への送出トークンを留保する。［２−１］
同時刻にノード３６は、右隣からのデータ３５＿３８Ｙの受信を開始する。受信データはＦＩＦＯメモリに蓄える。［２−３］
備考：左隣へは自己送出データ３５＿３６Ａを送出中であり、右隣からのデータ３５＿３８Ｙの受信も同時に行われる。
暫くしてノード３６は、左隣に送ったデータ３５＿３６Ａの送信が完了する。ＦＩＦＯメモリに蓄えている転送データ３５＿３８Ｙの送出を始める。［２−３］
備考：ＦＩＦＯメモリは、転送データ３５＿３８Ｙをすべて蓄えることができる容量で充分である。なぜならば、右隣から３５＿３８Ｙを受信中に左隣から３５＿３８Ｙを送信している時刻が存在するからである。
ノード３５は、右隣から３５＿３６Ａのデータをすべて受信後に、右隣から３５＿３８Ｙの転送データ受信を開始し、ＦＩＦＯメモリに蓄え、左隣のノード３４に送出する。［２−３］
なお、自己宛データであるから広域伝送路１４にも送出できる。
備考：ノード３５のＦＩＦＯメモリの容量は非常に少なくても構わない。なぜならば、右隣から３５＿３６Ａや３５＿３８Ｙを受信中に左隣からほとんど同時刻に転送するからである。また、３５＿３６Ａや３５＿３８Ｙは、自己宛のデータであると判断したならば、図３の広域伝送路１４へ送出することができるからである。
トークン留保中のノード３８は、左隣への送出データ３５＿３８Ｙの送出完了後、トークンを左隣へ送出する。［２−１］
ノード３７は、右隣から３５＿３８Ｙのデータをすべて受信後に、右隣からトークンを受信する。３５＿３８Ｙのデータをすべて左隣のノード３６に転送後、トークンを左隣のノード３６に送出する。［２−１，２−３］
ノード３６は、右隣から３５＿３８Ｙのデータをすべて受信後に、右隣からトークンを受信する。３５＿３８Ｙのデータをすべて左隣のノード３６に転送後、トークンを左隣のノード３６に送出する。［２−１，２−３］
ノード３５は、右隣から３５＿３８Ｙのデータをすべて受信後に、右隣からトークンを受信する。３５＿３８Ｙのデータをすべて左隣のノード３４に転送後、トークンを左隣のノード３４に送出する。［２−１，２−３］
なお、自己宛データであるから広域伝送路１４にも送出できる。
ノード３４は、時刻Ｔ０から右隣へデータ３５＿３４の送出を希望していた。Ｔ０後、始めて右隣からトークンを受信したので、右隣にデータ３５＿３４を送出する。［２−２］
また、同時に、トークンを左隣のノード６０に送出する。［２−１］
終端器６０は、右隣から来たトークンを受信し、右隣にトークンを送出する。
同時刻にノード３５は、左隣からのデータ３５＿３４の受信を開始する。受信データはＦＩＦＯメモリに蓄え、右隣のノード３６に送出する。［２−３］
なお、自己宛データであるから広域伝送路１４にも転送できる。
ノード３４は、左隣から来たトークンを受信する。しかし、右隣へデータ３５＿３４を送信中なので、右隣への送出トークンを留保する。［２−１］
時刻Ｔ１になったので、ノード３７はデータ３５＿３７を、ノード３８はデータ３５＿３８Ｚを、広域伝送路接続端子を持つノード３５に、送信する希望を持った。
右隣への送出トークン留保中のノード３４は、右隣への送出データ３５＿３４の送出完了後、トークンを右隣へ送出する。［２−１］
ノード３５は、左隣から３５＿３４のデータをすべて受信後に、左隣からトークンを受信する。３５＿３４のデータをすべて右隣のノード３６に転送後、トークンを右隣のノード３６に送出する。［２−１，２−３］
なお、自己宛データであるから広域伝送路１４にも送出できる。
ノード３６は、左隣から来たトークンを受信する。送るデータは３５＿３６Ｂなので、左隣にデータ３５＿３６Ｂを送出する。［２−２］
また、同時に、トークンを右隣のノード３７に送出する。［２−１］
備考：一般に送信データは、パケット化される。パケット化されたデータ群が、３５＿３６Ａや３５＿３６Ｂである。
ノード３７は、時刻Ｔ１から左隣へデータ３５＿３７の送出を希望していた。Ｔ１後、始めて左隣からトークンを受信したので、左隣にデータ３５＿３７を送出する。［２−２］
また、同時に、トークンを右隣のノード３８に送出する。［２−１］
同時刻にノード３５は、右隣からのデータ３５＿３６Ｂの受信を開始する。受信データはＦＩＦＯメモリに蓄え、左隣のノード３４に送出する。［２−３］
なお、自己宛データであるから広域伝送路１４にも送出できる。
ノード３８は、左隣から来たトークンを受信する。送るデータは３５＿３８Ｚなので、左隣にデータ３５＿３８Ｚを送出する。［２−２］
また、同時に、トークンを右隣のノード３５に送出する。［２−１］
終端器５０は、左隣から来たトークンを受信し、左隣にトークンを送出する。
同時刻にノード３７は、右隣からのデータ３５＿３８Ｚの受信を開始する。受信データはＦＩＦＯメモリに蓄える。［２−３］
備考：左隣へは自己送出データ３５＿３７を送出中であり、右隣からのデータ３５＿３８Ｚの受信が同時刻に行われる。
ノード３８は、右隣から来たトークンを受信する。しかし、左隣へデータ３５＿３８Ｚを送信中なので、左隣への送出トークンを留保する。［２−１］
暫くしてノード３６は、左隣に送ったデータ３５＿３６Ｂの送信が完了する。ＦＩＦＯメモリに蓄えている転送データ３５＿３７の送出を始める。［２−３］
備考：ＦＩＦＯメモリは、転送データ３５＿３７をすべて蓄えることができる容量で充分である。なぜならば、右隣から３５＿３７を受信中に左隣から３５＿３７を送信している時刻が存在するからである。
暫くしてノード３７は、左隣に送ったデータ３５＿３７の送信が完了する。ＦＩＦＯメモリに蓄えている転送データ３５＿３８Ｚの送出を始める。［２−３］
ノード３５は、右隣から３５＿３６Ｂのデータをすべて受信後に、右隣から３５＿３７の転送データ受信を開始し、ＦＩＦＯメモリに蓄え、左隣のノード３４に送出する。［２−３］
なお、自己宛データであるから広域伝送路１４にも送出できる。
トークン留保中のノード３８は、左隣への送出データ３５＿３８Ｚの送出完了後、トークンを左隣へ送出する。［２−１］
ノード３７は、右隣から３５＿３８Ｚのデータをすべて受信後に、右隣からトークンを受信する。３５＿３８Ｚのデータをすべて左隣のノード３６に転送後、トークンを左隣のノード３６に送出する。［２−１，２−３］
ノード３６は、右隣から３５＿３７のデータをすべて受信後に、引き続き、右隣から３５＿３８Ｚの受信を開始し、すべて受信後に、右隣からトークンを受信する。３５＿３７および３５＿３８Ｚのデータをすべて左隣のノード３５に転送後、トークンを左隣のノード３５に送出する。［２−１，２−３］
ノード３５は、右隣から３５＿３６Ｂのデータをすべて受信後に、引き続き、右隣から３５＿３７の受信を開始し、すべて受信後に、右隣から３５＿３８Ｚの受信を開始し、すべて受信後に、右隣からトークンを受信する。トークンを左隣のノード３５に送出する。［２−１，２−３］
なお、自己宛データであるから広域伝送路１４にも転送できる。
備考：すべてのノードのＦＩＦＯメモリは、転送データのパケット１つ分を蓄えることができる容量で充分である。なぜならば、右隣から３５＿３６Ｂを受信中に左隣から３５＿３６Ｂを送信している時刻が存在し、同様に、右隣から３５＿３７を受信中に左隣から３５＿３７を送信し、右隣から３５＿３８Ｚを受信中に左隣から３５＿３８Ｚを送信しているからである。
ノード３４は、右隣から来たトークンを受信する。送るデータがないので、トークンを左隣の終端器６０に送出する。［２−１］
終端器６０は、右隣から来たトークンを受信する。
以上の様に、ノードは［２−１］［２−２］［２−３］に記載した機能を発揮すれば、広域伝送路１４に、データ３５＿３６Ａ、３５＿３８Ｙ、トークン通過の隙間、データ３５＿３４、トークン通過の隙間、データ３５＿３６Ｂ、３５＿３７、３５＿３８Ｚ、トークン通過の隙間、とデータ多重化が実現されることを理解されたであろう。
もし、サブネットに多数のノードが接続されていて、一斉に広域伝送路端子を持つノード３５にデータの送信を希望したならば、殆ど連続したデータ列となり、トークン通過時間の比率が低下する。このことは、広域伝送路１４の伝送効率が１００％に近づくことになる。
しかし、広域伝送路１４で音声データの送受信をすれば、すべてのノードが同時にデータ送信を希望すると、接続先の交換装置から分配されたデータを復調し音声に変換する場合に、音声が途切れることが起こる。従って、電話回線などに利用するデータ多重化装置においては、最大回線容量が決められている。
本発明のサブネットによるデータ多重化機構における最大回線容量は、自己ノードにトークンが通過する１サイクル時間に、送信または受信するパケット個数に依存する。すなわち、図８の例では、ノード３５は“４”であり、他のノードは“１”である。なぜならば、ノード３５については、右隣から到来したトークンが再び右隣から到来するトークンの一巡の時間に、３５＿３４、３５＿３６Ｂ、３５＿３７、３５＿３８Ｚの４個のパケットを受信する。他のノードについては、トークンが一巡する時間に、１個のパケットしか送信していないからである。
◆　輻輳状態をフロー制御で回避するデータ処理のノード機能の実施形態
図８で時刻Ｔ０において、ノード３４、３６と３８が、広域伝送路１４の接続端子を持つノード３５に、データ３５＿３４、３５＿３６Ａと３５＿３６Ｂ、３５＿３８Ｙを送信する希望を持ち、更に、時刻Ｔ１において、ノード３７と３８が、広域伝送路接続端子を持つノード３５にデータ３５＿３７、３５＿３８Ｚを送信する希望を持ったとする。以下、時間の経過に沿って、各ノードについて、トークンに付加する制御数字の処置を詳細に述べる。
ノード３４の制御数字の変遷について、時間経過に沿って番号を冠して述べる。
１．時刻Ｔ０において、自己送信データの送出を希望した。トークンに付加する制御数字として、［＋１］を記載し準備する。［３−１］
この手続きは、一連の自己送信データ３５＿３４の送出前に１回だけ行う。
２．トークンｔ０が左隣から来たので、ｔ０に［＋１］を加えｔ１とし、［＋１］を［０］に書き換える。トークンｔ１を右隣に送出する。［３−１］
この手続きは、トークンに付加する制御数字を変化させるプログラムである。但し、プログラムであるため、以下に述べるように数字が変化するとは限らない。
３．トークンｔ３が右隣から来たので、ｔ３に［０］を加えｔ３とし、［０］を［０］に書き換える。データ３５＿３４を右隣に送出し、トークンｔ３を左隣に送出する。［３−１，２−２］
４．トークンｔ３が左隣から来たので、ｔ３に［０］を加えｔ３とし、［０］を［０］に書き換える。データ３５＿３４を右隣へ送出中なので、トークンｔ３を留保し、データ３５＿３４を送出後、トークンｔ３を右隣に送出する。［２−１，３−１］
５．データ３５＿３４の送出後、制御数字を減少させるため、［０］を減少した数字［−１］に書き換え、次にトークンが来た場合に備える。
この手続きは、一連の自己送信データ３５＿３４の送出後に１回だけ行う。
６．トークンｔ２が右隣から来たので、ｔ２に［−１］を加えｔ１とし、［−１］を［０］に書き換える。トークンｔ１を左隣に送出する。［３−１］
ノード３５の制御数字の変遷について、時間経過に沿って番号を冠して述べる。
１．時刻Ｔ０において、自己送信データの送信を希望していない。トークンに付加する制御数字として、初期設定で［０］を記載し準備する。［３−１］
２．任意の一方の伝送路接続端子からトークンが来たら、トークンの添字に［０］を加え、［０］を［０］に書き換え、他の一方の伝送路端子からトークン信号を送出する。［２−１，３−１］
ノード３６の制御数字の変遷について、時間経過に沿って番号を冠して述べる。
１．時刻Ｔ０において、自己送信データの送出を希望した。トークンに付加する制御数字として、［＋１］を記載し準備する。［３−１］
この手続きは、一連の自己送信データ３５＿３６Ａと３５＿３６Ｂの送出前に１回だけ行う。
２．トークンｔ１が左隣から来たので、ｔ１に［＋１］を加えｔ２とし、［＋１］を［０］に書き換える。データ３５＿３６Ａを左隣に送出し、トークンｔ２を右隣に送出する。［３−１，２−２］
３．トークンｔ３が右隣から来たので、ｔ３に［０］を加えｔ３とし、［０］を［０］に書き換える。トークンｔ３を左隣に送出する。［３−１，２−１］
４．トークンｔ３が左隣から来たので、ｔ３に［０］を加えｔ３とし、［０］を［０］に書き換える。データ３５＿３６Ｂを左隣に送出し、トークンｔ３を右隣に送出する。［３−１，２−２］
５．一連のパケットデータ３５＿３６Ｂの送出後、制御数字を減少させるため、［０］を減少した数字［−１］に書き換え、次にトークンが来た場合に備える。この手続きは、一連の自己送信パケットデータ３５＿３６Ａと３５＿３６Ｂの送出後に１回だけ行う。
６．トークンｔ３が右隣から来たので、ｔ３に［−１］を加えｔ２とし、［−１］を［０］に書き換える。トークンｔ２を左隣に送出する。［３−１，２−１］
ノード３７の制御数字の変遷について、時間経過に沿って述べる。
１．時刻Ｔ０において、自己送信データの送出を希望していない。トークンに付加する制御数字として、初期設定で［０］を記載し準備する。［３−１］
２．任意の一方の伝送路接続端子からトークンが来たら、トークンの添字に［０］を加え、［０］を［０］に書き換え、他の一方の伝送路端子からトークン信号を送出する。［２−１，３−１］
３．時刻Ｔ１において、自己送信データの送出を希望した。トークンに付加する制御数字として、［０］を増加させ［＋１］を記載し準備する。［３−１］
この手続きは、一連の自己送信データ３５＿３７の送出前に１回だけ行う。
４．トークンｔ３が左隣から来たので、ｔ３に［＋１］を加えｔ４とする。
輻輳状態を回避する値が“４”であるならば、
今までの説明と同様で、［＋１］を［０］に書き換える。データ３５＿３７を左隣に送出し、トークンｔ４を右隣に送出する。［３−１，２−２］
輻輳状態を回避する値が“３”であるならば、
右隣に送出するトークンをｔ３とする。従って、トークンに付加する制御数字は［＋１］で変化させない。
制御数字が［０］でないため、左隣からトークンが来ても、左隣へデータ３５＿３７を送出できない。［３−２］
５．輻輳状態を回避する値が“４”であるならば、
図８に記載している状態なので、データ３５＿３７の送出後、制御数字を減少させるため、［０］を減少した数字［−１］に書き換え、次にトークンが来た場合に備える。
この手続きは、一連の自己送信データ送出後に１回だけ行う。
輻輳状態を回避する値が“３”であるならば、
図８に記載していない状態で、データ３５＿３７を送出していないので、制御数字は［＋１］を保持している。
６．トークンが右隣から来た。
輻輳状態を回避する値が“４”であるならば、
右隣から来たトークンはｔ４であり、ｔ４に［−１］を加えｔ３とし、［−１］を［０］に書き換える。トークンｔ３を左隣に送出する［３−１，２−１］
輻輳状態を回避する値が“３”であるならば、
右隣から来たトークンはｔ３であり、ｔ３に［＋１］を加えるとｔ４になるので、トークンに付加する制御数字は［＋１］で変化させない。従って、トークンｔ３を左隣に送出する。［３−２，２−１］
ノード３８の制御数字の変遷について、時間経過に沿って述べる。
１．時刻Ｔ０において、自己送信データの送出を希望した。トークンに付加する制御数字として、［＋１］を記載し準備する。［３−１］
この手続きは、一連の自己送信データ３５＿３８Ｙの送出前に１回だけ行う。自己送信データ３５＿３８Ｙと３５＿３８Ｚが一連のデータであるならば、ノード３６の制御数字の変遷と同様になる。しかし、３５＿３８Ｙと３５＿３８Ｚは一連のデータではなく別々のデータを別々のパケットにしたものであった。
２．トークンｔ２が左隣から来たので、ｔ２に［＋１］を加えｔ３とし、［＋１］を［０］に書き換える。データ３５＿３８Ｙを左隣に送出し、トークンｔ３を右隣に送出する。［３−１，２−２］
３．トークンｔ３が右隣から来たので、ｔ３に［０］を加えｔ３とし、［０］を［０］に書き換える。データ３５＿３８Ｙを左隣へ送出中なので、トークンｔ３を留保し、データ３５＿３８Ｙを送出後、トークンｔ３を左隣に送出する。［２−１，３−１］
４．自己送信データ３５＿３８Ｙの送出後、制御数字を減少させるため、［０］を減少した数字［−１］に書き換え、次にトークンが来た場合に備える。
５．時刻Ｔ１において、次の自己送信データ３５＿３８Ｚの送信を希望した。トークンに付加する制御数字として、［−１］を増加させ、［０］と記載し準備する。［３−１］
この手続きは、一連の自己送信データ３５＿３８Ｚの送出前に１回だけ行う。
６．輻輳状態を回避する値が“４”であるならば、
トークンｔ４が左隣から来たので、ｔ４に［０］を加えｔ４とし、［０］を［０］に書き換える。新たなデータ３５＿３８Ｚを左隣に送出し、トークンｔ４を右隣に送出する。［３−１，２−２］
輻輳状態を回避する値が“３”であるならば、
トークンｔ３が左隣から来たので、ｔ３に［０］を加えｔ３とし、［０］を［０］に書き換える。新たなデータ３５＿３８Ｚを左隣に送出し、トークンｔ４を右隣に送出する。［３−１，２−２］
輻輳状態を回避する値が“３”のとき、ノード３７はデータ３５＿３７を送信できなかった。しかし、ノード３８では新たなデータ３５＿３８Ｚを送信できる。この違いは、ノード３８を通過するトークンが一巡する時間以内に新たなデータ送出希望であったため、前回データ３５＿３８Ｙと今回データ３５＿３８Ｚの区別を、ノード３８内の処理でしているにも関わらず、トークンに付加する制御数字に変化を起こさせる機会が無かったからである。もし、トークンが一巡以上しているならば、輻輳状態を回避する値が“３”のとき、３５＿３８Ｚも送信することができない。
７．トークンｔ４（またはｔ３）が右隣から来たので、ｔ４（またはｔ３）に［０］を加えｔ４（またはｔ３）とし、［０］を［０］に書き換える。データ３５＿３８Ｚを左隣へ送出中なので、トークンｔ４（またはｔ３）を留保し、データ３５＿３８Ｚを送出後、左隣に送出する。［３−１，２−１］
８．一連の自己送信データ３５＿３８Ｚの送出後、制御数字を減少させるため、［０］を減少した数字［−１］に書き換え、次にトークンが来た場合に備える。
この手続きは、一連の自己送信データ３５＿３８Ｚの送出後に１回だけ行う。
以上の様に、輻輳状態を回避する［３−１］［３−２］の機構は、各々のノードの手続き処理（プログラム）で実現できることを理解されたであろう。
■　ＭＡＲＳ−ＩＦの処理の実施形態
ＣＰＵ部からＭＡＲＳ−ＩＦを通じて送信する送信データの先頭に付けられたＡＣＭ（Ａｃｃｅｓｓ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｍｅｓｓａｇｅ）のビットによって、ＭＡＲＳ−ＩＦは処理をする。ＡＣＭは、複数のルーティング用ビットと複数の送信データ性質ビットに分けられる。図５、図６に記載した様に、先頭２ビットをルーティング用とし、次の４ビットを送信データ性質ビットとして、以後、説明する。説明の準備として、先に、図９、図１０について述べる。
図９は、図７におけるノード３６付近の接続を拡大したものである。図９のノード３５、３６、３７において、左隣用端子をＸ、右隣用端子をＹとした。従って、ノード３５の右隣用端子Ｙは、ノード３６の左隣用端子Ｘに伝送路２５で接続する。ノード３６の右隣用端子Ｙは、ノード３７の左隣用端子Ｘに伝送路２６で接続すべきところ、誤って、ノード３７の右隣用端子Ｙに伝送路２６で接続し、ノード３７の左隣用端子Ｘを右隣への伝送路２７に接続した。
図１０は、図９のノードおよび終端器において、データの流れを時間経過で表現した説明図である。時間は、図１０の上側から下側に向かって流れている。すなわち、時間軸は図１０の左側に示した矢印で示される。時間軸にＴ２、Ｔ３の目盛りを記入している。トークンを横長の小さい長方形で示し、伝送路におけるトークンの移動を矢印で記載した。データを縦長の長方形で示し、伝送路におけるデータの移動を太い矢印で記載した。破線で囲われた６０、３５、３６、３７および５０は、図９で示したノードと終端器の内部における伝送路端子ＸとＹ、トークンおよびデータの留保状況を各々示している。伝送路接続端子ＸとＹについては、図１０の３５と３６で、Ｘが左隣でありＹが右隣である。しかし、３７についてはＹが左隣でありＸが右隣となって、逆になっている。
図１０の３５の右側や中央および３７の左側に”０１”、３６の左側に”１０”、３６の中央および３７の中央に”１１”と記載した数字は、ルーティングビットを示している。なお、破線枠内の中央に記載した”１１”や”０１”は、データ送信時に付けるルーティングビットで示し、右側または左側に記載した”１”や”１０”は、データ受信時に付けられたルーティングビットを示すことで、理解し易い様にした。
◆　ルーティング用ビット処理の実施形態
図５のフォーマット５１、５２、５３については、先頭が“１１”“ｎｎ”“０１”と異なる以外は、まったく同じである。５１は、ＣＰＵ部が自己ＭＡＲＳ−ＩＦへデータ送信時に記載するルーティングの状態である。５２は、ＭＡＲＳ−ＩＦ間、すなわち、図９で示すならば、伝送路２４〜２７に流れているデータである。５３は、ＭＡＲＳ−ＩＦが自己ＣＰＵ部への転送データ、すなわち、ＣＰＵ部が受信するデータである。なお、ルーティングビットが２ビットなので、４種の状態が起こる。４種の状態に応じ、第１表を５１のＣＰＵ部がＭＡＲＳ−ＩＦに送信端子を指示するルーティングビットとし、第２表を５３のＭＡＲＳ−ＩＦがＣＰＵ部に受信端子を表示するルーティングビットとして掲げる。
図８で、ノード３４は、自己送信データ３５＿３４を右隣に送出し、ノード３６、３７、３８は、自己送信データ３５＿３６Ａ、３５＿３７、３５＿３８Ｙなどを左隣に送出した。自己送信データを右隣に送信すべきか、または、左隣に送信すべきかを、すでに各ノードが知っているものとして扱った。もちろん、従来技術の様に、データ送出方向を事前に調査し、ルーティングテーブルを作成し、データ送出時にテーブルを参照することで、データ送出方向を決定することができる。本発明のルーティングについて、５１、５２、５３のビット変遷の例を挙げて説明する。
図１０の時刻Ｔ２で、終端器６０がノード３５に向かってトークンを送出し、ノード３６と３７は、ノード３５に送信する希望を持ったとする。しかし、ノード３６、３７は、伝送路接続端子の状況を把握していないとする。
【表１】ＣＰＵ部がＭＡＲＳ−ＩＦに送信端子を指示するルーティングビット
2002035774.tif 000003
【表２】ＭＡＲＳ−ＩＦがＣＰＵ部に受信端子を表示するルーティングビット
2002035774.tif 000004
ノード３６のＣＰＵ部は、時刻Ｔ２で、データ３５＿３６Ｓを送信する準備をする。３５＿３６Ｓの先頭２ビットは、“１１”である。［表１］
備考：ノード３６は、ノード３５の接続方向を知らないため、“１１”として全接続端子にデータを送信する。
暫くしてノード３６のＭＡＲＳ−ＩＦは、端子Ｘからトークンを受信した。
ＣＰＵ部からの指示に従い、３５＿３６Ｓを、ＸおよびＹ端子から送信する。［１−４，表１，２−２］
備考：ＣＰＵ部３６は、“１１＋３５＿３６Ｓ”のデータをＭＡＲＳ−ＩＦ３６に送り、ＭＡＲＳ−ＩＦ３６は、データ“１１＋３５＿３６Ｓ”を“ｎｎ＋３５＿３６Ｓ”に変換し、伝送路２５、２６に送出する。従って、伝送路２５、２６に流れているデータは、ＣＰＵ部３６が作成した“１１”が削除されている。［１−４］は、先行技術のノード機能である。ＭＡＲＳ−ＩＦの機能で、先頭２ビットの“１１”は［２−２］に記載した“指定”に相当する。
ノード３５とノード３７は、データ３５＿３６Ｓの受信を開始した。
ＭＡＲＳ−ＩＦ３５は、端子Ｙから受信したデータ３５＿３６Ｓを自己宛と判断したので、ＣＰＵ部３５に“０１＋３５＿３６Ｓ”を伝える。［表２］
ノード３７は、時刻Ｔ２で、最初のデータ３５＿３７Ｓの先頭２ビットを“１１”として、送信する準備をしていた。［表１］
しかし、トークンではなくデータ３５＿３６Ｓを受信したので、端子Ｘから伝送路２７へ、転送データとして３５＿３６Ｓを送出する。［１−３，２−３］
ノード３６は、最初のデータ３５＿３６Ｓの送信が完了したので、トークンを端子Ｙから送出する。［１−２，２−１］
ノード３７は、端子Ｙからトークンを受信した。ＣＰＵ部からの指示に従い、３５＿３７Ｓを、ＸおよびＹ端子から送信する。［１−４，表１，２−２］
ノード３６は、データ３５＿３７Ｓの受信を開始した。自己宛データでないので、端子Ｘから伝送路２５へ、転送データとして送出する。［１−３，２−３］
ＭＡＲＳ−ＩＦ３５は、端子Ｙから受信したデータ３５＿３７Ｓを自己宛と判断したので、ＣＰＵ部３５に“０１＋３５＿３７Ｓ”を伝える。［表２］
ノード３７は、最初のデータ３５＿３７Ｓの送信が完了したので、トークンを端子Ｘから送出する。［１−２，２−１］
ＣＰＵ部３５は、“０１”付きデータ３５＿３６Ｓ”の受信を完了した。返事をするデータとして、“０１＋３６＿３５Ｒ”を作成した。
引き続き“０１＋３５＿３７Ｓ”の受信を完了した。返事をするデータとして、“０１＋３７＿３５Ｒ”を作成した。
備考：データ受信端子は、送信元ノードの接続方向を示していることになるので、受信ルーティングビット状態を、返信ルーティングビットとする。
ＭＡＲＳ−ＩＦ３５は、ＣＰＵ部３５から“０１＋３６＿３５Ｒ”および“０１＋３７＿３５Ｒ”を受け取り、端子Ｙに送出するデータであることを知った。端子Ｙからトークンが来るまで待機する。［表１，２−２］
備考：サブネットによるデータ多重化機構における最大回線容量として、図８の例では、ノード３５は“４”であり、他のノードは“１”であると説明した。ここでは、データ３６＿３５Ｒおよび３７＿３５Ｒの異なる２パケットを連続して送信する予定であり、トークン制御データとして加算する数字を［＋２］として待機したとする。［３−１］
ノード３５は、トークンが端子Ｙからきたので、データ３６＿３５Ｒおよび３７＿３５Ｒを連続して送出する。［表１，２−２］
ＭＡＲＳ−ＩＦ３６は、自己宛データ３６＿３５Ｒの受信を開始した。端子Ｘから受信したので、ＣＰＵ部３６に“１０＋３６＿３５Ｒ”を伝える。［表２］
ＭＡＲＳ−ＩＦ３７は、自己宛データ３７＿３５Ｒの受信を開始した。端子Ｙから受信したので、ＣＰＵ部３７に“０１＋３７＿３５Ｒ”を伝える。［表２］
以上の様に、第１表と第２表の処理をすることで、ルーティングが施される。従って、ルーティングテーブルを作成し参照しなくとも、受信データを参照するだけで、返送ルーティングが確保できる。
ノード３６と３７のＣＰＵ部が、自己ＭＡＲＳ−ＩＦから受け取るルーティングビットは“１０”“０１”と異なっている。このことは、図９でノード３７の伝送路接続において、右隣の伝送路と左隣の伝送路が逆に接続していたことに起因する。しかし、いづれにしても、データを送信したノードは、受信した端子側にあるので、伝送路を逆に接続しても、正しくルーティングがなされる。
◆　データ性質ビット処理の実施形態
〔発明の開示〕で、４種類のデータ性質、送出時のトークン利用状況、更に、ネットワークのトポロジーを調査することができると述べた。これらのデータ性質を、第３表にデータ性質ビットとして、例示し、まとめて掲げる。第３表のデータ性質ビットとして、４ビットを使用したが、“ｘ”記載したビットは、“０”あるいは“１”と、自由に規定できる。なお、この“ｘ”と同様に、図５や図６の“ｙ”については、“０”あるいは“１”と、自由に規定できる。
〔発明の開示〕で、ＭＡＲＳ−ＩＦの処理は、図３のノード３５、３６、３７、あるいは、図４のノード３３の様な２端子バスノードであり、図３の１端子を有する端末ノード、終端器、分岐器のデータ処理について、明確に示されていないので、第３表の分類に沿って、データ受信についての処理を、まとめて記載する。
【表３】データ性質ビットとデータ性質の対応
2002035774.tif 000005
分岐器は、データ性質ビット“１１００”の受信データを除き、データ到来の伝送路を除くすべての伝送路へ送出する。
“００ｘｘ”：ブロードキャストチャネル用データの受信
２端子バスノード：すべてのデータを受信し、他の伝送路へ送出する。
端末ノード：すべてのデータを受信し、送出しない。
終端器：送出しない。
“０１ｘｘ”：宛先付ブロードキャストチャネル用データの受信
２端子バスノード：自己宛データを受信し、他の伝送路へすべて送出する。
端末ノード：自己宛データを受信し、他の伝送路へすべて送出しない。
終端器：すべて送出しない。
“１０ｘｘ”：宛先を特定するデータの受信
２端子バスノード：自己宛データを受信し、
自己宛データでないならば、他の伝送路へ送出する。
端末ノード：自己宛データを受信し、他の伝送路へすべて送出しない。
終端器：すべて送出しない。
“１１００”：トークンを利用したトポロジー調査用データの受信
２端子バスノード：すべて受信し、ＣＰＵ部で送出判断をする。
端末ノード：すべて受信し、ＣＰＵ部で送出判断をする。。
分岐器：あらかじめ決められている１つの伝送路へ送出する。
終端器：“１１００”のデータ性質ビットを示すコードのみ、もしくは、
すべて受信データを、トークンの到来で送出する。
なお、トークンは、コードまたはデータ送出後に、送出される。
“１１０１”：トークンを利用する隣接ノードを宛先とするデータ、及び、
“１１１ｘ”：トークンを無視する隣接ノードを宛先とするデータの受信
２端子バスノード：すべて受信し、他の伝送路へ送出しない。
端末ノード：すべて受信し、他の伝送路へ送出しない。
終端器：すべて送出しない。
以上が、データ性質ビットにより、受信したサブネットを構築する部材の処理である。データ性質ビット“１１０１”と“１１１ｘ”のデータについて、最良の実施形態を述べる。
本発明のデータ多重化ネットワーク機構は、トークンによる調停機構を有するネットワークを先行技術として用いている。もし、トークンが消滅したならば、システムダウンになり、ネットワークとして機能しなくなる。通常、トークンの消滅は、ネットワーク構築部材や伝送路の一部の故障、あるいは、トークン信号伝達時に、ノイズによりトークン信号が変化した場合である。従って、トークンが消滅しても、大部分の構築部材は正常であり、時には、すべて正常である。よって、ネットワークの故障を調べるのに、トークンを必要としない通信形態をネットワークに有しているならば、故障原因を探るのために、故障しているネットワークを利用できる。なお、トークンが巡回している正常時に、データ性質ビット“１１１ｘ”のデータを送出することもできるが、データ競合が発生することになり、ネットワークのシステムダウンになる。
以下、正常にトークンが巡回しているものとする。従って、データ性質ビット“１１１ｘ”のデータを送信する故障個所調査用通信形態を除いて述べる。
データ性質ビットで分類した“１１００”や“１１０１“は、隣接ノードを宛先とする。隣接ノードへの通信形態は、ポイントツーポイントチャネル用の基本形式であり、一般に良く知られているＲＳ−２３２−Ｃ（ＣＣＩＴＴ勧告Ｖ２．４）などが挙げられるであろう。本発明のデータ多重化ネットワーク機構は、ポイントツーポイントチャネル用をブロードキャストチャネルに変える先行技術を使っているが、チャネル形態の基本は、ポイントツーポイントチャネルである。従って、ポイントツーポイントチャネルを利用する場合、必ずしも、ノードの宛先を必要としない。データ性質ビット処理の発明たる部分は、ポイントツーポイントチャネルを利用して、サブネットのトポロジーを調査する方法である。よって、データ性質ビット“１１００”の処理に関する実施形態を詳述する。
前掲の第３表の分類に沿ってのまとめた“１１００”の受信処理で、ノードに関して、データの送出はＣＰＵ部で送出判断をすると記載した。ＣＰＵ部の送出判断基準を第４表に示す。なお、分岐器と終端器は、元々ＣＰＵ部が必要ないため、第４表は適用されない。
サブネットが図１の場合において、データ性質ビット“１１００”を使い、ノード３２がトポロジー調査を希望した例を挙げ、時間経過に沿って説明する。
ノード３２は、フレーム６１の調査ノード番号を“３２”とし、“ｙｙ”に適当な２進数を記入して、“０１１１００ｙｙ／３２”とし、ＭＡＲＳ−ＩＦ３２に送出する。［表４−１］
備考：ノード３２の調査ノード番号を“３２”とした。もし、ノード番号が未定であれば、“３２”を“００”などの未使用ノード番号にしても構わない。接続調査を希望したノードを区別できれば充分である。
ＭＡＲＳ−ＩＦ３２は、ルーティング用ビットが“０１”なので、ノード３２の端子Ｙから“ｎｎ１１００ｙｙ／３２”を送出する。［表１］
備考：図１でノード３２の端子Ｙに接続している伝送路は、ノード３１に接続されても、分岐器７０に接続されていても構わないが、ノード３２の端子Ｙとノード３１が接続されていたとする。
【表４】データ性質ビットが“１１００”のとき、ＣＰＵ部の処理
2002035774.tif 000006
ＭＡＲＳ−ＩＦ３１は、“ｎｎ１１００ｙｙ／３２”を受信し、ＣＰＵ部３１に“０１１１００ｙｙ／３２”を送出する。［表２］
備考：ＣＰＵ部３１がＭＡＲＳ−ＩＦ３１から受け取るルーティングビットは、端子Ｘから受信したなら“１０”であり、端子Ｙから受信したなら“０１”である。端子Ｙから受信したとする。［表２］
ＣＰＵ部３１は、“０１１１００ｙｙ／３２”のデータを受信した。ルーティング用ビットをローテートさせ、“１０１１００ｙｙ／３２”とする。［表４−３］
ＣＰＵ部３１は、トポロジー調査の初期送信をしていないので、フレーム６２の値として“１０１１００ｙｙ／３２／３１”をＭＡＲＳ−ＩＦ３１に送信データとして渡す。［表４−４］
備考：ビット列“１００”を右ローテートさせると“０１０”になり、左ローテートさせると“００１”になる。しかし、“０１”または“１０”である２ビットならば、右ローテートも左ローテートも同じ値になり、反転した２ビットと同じ結果となる。［表４−３］
ＭＡＲＳ−ＩＦ３１は、“ｎｎ１１００ｙｙ／３２／３１”を、端子Ｘから終端器５０に送信する。［表１］
終端器５０は、“ｎｎ１１００ｙｙ／３２／３１”を受信した。“ｎｎ１１００ｙｙ”を送出する。
備考：前掲の第３表の分類に沿ってのまとめた“１１００”受信で、端末器の送出は“１１００”のデータ性質ビットを示すコード、もしくは、全受信データであるから、簡単なコードだけを送出した。
ＭＡＲＳ−ＩＦ３１は、“ｎｎ１１００ｙｙ”を端子Ｘから受信し、“１０１１００ｙｙ”をＣＰＵ部３１に送出する。［表２］
備考：ＣＰＵ部３１の接続端子は、端子Ｙがノード３２側であるとした。従って、終端器５０からの受信は、端子Ｘからの受信となる。
ＣＰＵ部３１は、“１０１１００ｙｙ”のデータを受け取った。コードだけの受信であるから、前回送信したデータ“１０１１００ｙｙ／３２／３１”を、受信したとみなす。［表４−２］
ＣＰＵ部３１は、トポロジー調査の初期送信をしていないので、フレーム６３の値として“０１１１００ｙｙ／３２／３１／３１”をＭＡＲＳ−ＩＦ３１に送信データとして渡す。［表４−３，表４−４］
ＭＡＲＳ−ＩＦ３１は、“ｎｎ１１００ｙｙ／３２／３１／３１”を、端子Ｙからノード３２に送信する。［表１］
ＭＡＲＳ−ＩＦ３２は、“ｎｎ１１００ｙｙ／３２／３１／３１”を端子Ｙから受信し、ＣＰＵ部３２に“０１１１００ｙｙ／３２／３１／３１”を送出する。［表２］
ＣＰＵ部３２は、“０１１１００ｙｙ／３２／３１／３１”のデータを受け取り、ルーティング用ビットをローテートさせ“１０１１００ｙｙ／３２／３１／３１”とする。［表４−２］
ＣＰＵ部３２は、トポロジー調査の初期送信を“０１１１００ｙｙ／３２”としていた。ＡＣＭ部ついて合致判断をすると、先頭のルーティング用ビットが異なるので、データ“１０１１００ｙｙ／３２／３１／３１／３２”を、フレーム６３の値として送信する。［表４−４］
ＭＡＲＳ−ＩＦ３１は、“ｎｎ１１００ｙｙ／３２／３１／３１／３２”を、端子Ｘから分岐器７０に送信する。［表１］
分岐器７０は、“ｎｎ１１００ｙｙ／３２／３１／３１／３２”を受信した。
一般データであれば、分岐器が受信したデータを他のすべての端子から送信するが、データ性質ビットが“１１００”なので、トークンの様に巡回転送され、ノード３３に送出する。
備考：前掲の第３表の分類に沿ってのまとめた“１１００”データの受信で、分岐器の処置として、あらかじめ決められている１つの伝送路へ送出する、と記載した。元々、分岐器はトークン信号の送出先をあらかじめ決めている。もちろん、“１１００”データの受信端子に対応する送出端子を、トークン信号の送出先と異なっていても構わないが、同じとした。
ノード３３は、“？？１１００ｙｙ／３２／３１／３１／３２”を分岐器７０から受信し、送出データを“ｎｎ１１００ｙｙ／３２／３１／３１／３２／３３”として、端末ノード２９に送出する。［表１，表４−４］
備考：図６の６３や上記でルーティングビットを“？？”として記載したが、実際には、“０１”あるいは“１０”である。
端末ノード２９は、“？？１１００ｙｙ／３２／３１／３１／３２／３３”をノード３３から受信し、送出データを“ｎｎ１１００ｙｙ／３２／３１／３１／３２／３３／２９”として、ノード３３に送出する。［表１，表４−４］
以下、ノード３３、分岐器７０、ノード３５、ノード３４、端末器６０、ノード３４、ノード３５、分岐器７０で、同様な処理がなされる。ＣＰＵ部３２がＭＡＲＳ−ＩＦ３２から受け取ったデータのルーティング用ビットを［表４−２］でローテートさせたフレーム６３のデータは、“０１１１００ｙｙ／３２／３１／３１／３２／３３／２９／３３／３５／３４／３４／３５”となる。ノード３２は、トポロジー調査の初期送信を“０１１１００ｙｙ／３２”としていた。ＡＣＭ部ついて合致判断をすると、同一なので、受信データの分析によりサブネット接続状況を知る。なお、分析するデータはコードを除く。［表４−４］
よって、“３２／３１／３１／３２／３３／２９／３３／３５／３４／３４／３５”のデータ列が、ノード３２を中心としたサブネットの接続状況を表現している。このデータ列の分析方法を、簡単に例示する。
１）同一の番号が続いているならば、隣接は“終端器”である。
例：“３１／３１”、“３４／３４”が続いている。
従って、“３１”と“３４”は、“終端器”に接している。
２）接続データ列に、番号が一つしかなければ、“端末ノード”である。
例：“２９”は一つしかないので、“端末ノード２９”である。
３）終端器および端末ノードを中心にして、左右対象番号があれば直線接続。
例：“３２／３１（端末器）３１／３２”から、　─ノード３２─ノード３１─終端器。
“３３／端末ノード２９／３３”から、　─ノード３３─端末ノード２９。
“３５／３４（端末）３４／３５”から、　─ノード３５─ノード３４─終端器。
４）３）で得られた直線接続と、調査開始ノード、分岐器接続を、考慮すれば、調査開始ノードは、サブネットのトポロジーを得ることができる。
以上で、個別の請求項に基づく最良の形態説明を終え、請求項を総合した最良の形態を示して説明する。
図１１は、図８や図１０と同様に、時間経過で表現した機構説明図である。時間は図１１の上側から下側に向かって流れており、時間軸としての図１１の左側に示した矢印で示される。図８や図１１と異なる点を挙げる。
終端器６０を端末ノード２９に変えた。ノード３１、３２、３３および３９を付け加えた。一枚の紙面に収める図１１にするため、ノード３５についてのみ、“宛先＿送信元”を記載した。引用符号４４のデータは、ノード３１と３３間で送受信される。データ３１＿３３または３３＿３１を表し、明確に示すため“Ｘ”を書き入れた。また、引用符号４５のデータは、ノード３７と３２間で送受信されるデータ３２＿３７を表し、データ３２＿３７及び３７＿３２を明確に示すため“／”を書き入れた。
図８のノード３５において、左隣に送出したデータ３５＿３６Ａ、３５＿３８Ｙ、右隣に送出したデータ３５＿３４、左隣に送出したデータ３５＿３６Ｂ、３５＿３７、３５＿３８Ｚについて、“省略”と記載した。また、図１０に記載したデータも“省略”と記載した。しかし、宛先が示されているので、データ性質ビットを“１０ｘｘ（宛先を特定するデータ）”とすれば、第３表の分類に沿ってのまとめた受信処理から、“省略”ではなく“消滅”になり、図１１では削除した。
図１１で“Ｘ”が書き込まれているデータ４４は、ノード３３と３１間のノード３２を単純に通過する。また、“／”が書き込まれているデータ４５は、ノード３７と３２間のノード３６、３５、３４、３３を単純に通過する。その他のデータは、ノード３５と送受信をする。従って、宛先と送信元のノード以外は、“Ｘ”や“／”のデータと同様に、中間にあるノードを単純に通過する。
ノード３５の送信データに注目すると、左側の３４から到来したトークン信号をトリガーとして、データ３４＿３５、３３＿３５、６９＿３５を送信し、右側の３６から到来したトークン信号をトリガーとして、データ３９＿３５、３６＿３５、３８＿３５を送信し、続いて、左側の３４から到来したトークン信号をトリガーとして、データ３４＿３５、３３＿３５、６９＿３５を送信した。データ３３＿３５と６９＿３５の送信時間間隔は、“／”のデータ４５の有無により異なる。もちろん、データ３３＿３５と６９＿３５の送信時間間隔を最小にするならば、“／”のデータ４５は、データ６９＿３５送信後にノード３５で転送される。しかし、データ３３＿３５と６９＿３５の送信時間間隔を最小にする条件として、ＦＩＦＯメモリ４３の容量は大きくなる。
ＦＩＦＯメモリの容量を最小にするには、次の順で送出端子の優先権を持たせることが、最良の実施形態である。
１．転送データ：ＭＡＲＳ−ＩＦが伝送路端子から受取るデータ
２．送信データ：ＭＡＲＳ−ＩＦに従属しているＣＰＵ部から受取るデータ
３．トークン信号
トークン信号の送出は、最下位の優先権であるため、［２−１］に記載された様に、送出予定の伝送路端子が使用されていると、トークン送出が留保される。なお、ノード３５は、トークンが１巡する間に、３４＿３５、３３＿３５、６９＿３５、および、３９＿３５、３６＿３５、３８＿３５の６個のパケットを送信する。この意味は、本発明の目的が図２での広域伝送路における多重化を実現することにあり、上位の広域伝送路１４から受取ったデータを下位の広域伝送路１１へすみやかに転送するためである。
もし、図１１の端末ノード２９と終端器５０が、図４に記載したリング接続のノード２９と同値であれば、ノード３５を単純に通過させるデータ“／”が多くなる処置として、端末ノード２９を２端子バスノードとし、ノード３６または３７で論理切断することで、ノード３５を単純に通過させるデータ“／”を、非常に少なくし、サブネットの伝送路利用効率を高めることができる。
ノードをＣＰＵ部とＭＡＲＳ−ＩＦに分割した。処理変化が大きい輻輳制御部分をＣＰＵ部のプログラムで実現させ、ＭＡＲＳ−ＩＦを小さなＬＳＩとするならば、先行技術に記載されている回路の一部変更で実現できる。
よって、ＭＡＲＳ−ＩＦの機能を満足させるインターフェースＬＳＩを製作するための指針となるブロック図を〔産業上の利用可能性〕で述べる。
産業上の利用可能性
図１２は、ＣＰＵ部に、主に輻輳制御を担当させ、ＭＡＲＳ−ＩＦをインターフェースＬＳＩ７６にすることで、本発明を産業に利用できるようにしたものである。以下、図１２について説明する。
ＣＰＵ部は、上位広域伝送路１４と下位広域伝送路１１を通じて、ネットワークを構築し、また、インターフェースＬＳＩ７６を通じてサブネットと接続する。ＣＰＵ部と７６の信号伝達線として、ＲＴ、ＳＴ、ＣＴＲ、ＣＴＷ、ＳＤ、ＲＤの名称を与える。
ＲＴ，ＳＴ：ＲＴは、制御データ付きトークンを７６からＣＰＵ部に、ＳＴは制御データ付きトークンをＣＰＵ部から７６に、伝達する信号線である。
ＣＴＲ，ＣＴＷ：ＣＴＲは７６からＣＰＵ部に、ＣＴＷはＣＰＵ部から７６に、制御信号を伝達する信号線である。
ＳＤ，ＲＤ：ＳＤはサブネットに送出するデータをＣＰＵ部から７６に、ＲＤはサブネットから得るデータを７６からＣＰＵ部に、伝達する信号線である。
インターフェースＬＳＩ７６は、伝送路接続端子Ｘ７８と伝送路接続端子Ｙ７９を持っている。７６の内部ブロックは、Ｘ側の伝送路からの受信信号をトークン信号とデータ信号に分離する８０、Ｙ側の伝送路からの受信信号をトークンとデータに分離する８１、Ｘ側の伝送路へ送信信号を与えるパラレル／シリアル変換器８２、Ｙ側の伝送路へ送信信号を与えるパラレル／シリアル変換器８３、受信トークンを一時保管するバッファ８４、受信データを記憶するＦＩＦＯメモリ８５、８４と８５に記憶した信号を制御するコントローラ８６、ＣＰＵ部が送出した制御データ付きトークンを一時保管するバッファ８７、ＣＰＵ部が送出したデータを一時保管するバッファ８８、各ブロック間の信号伝達を制御するコントローラ８９、および、バッファ８４内の制御データ付きトークンをＣＰＵ部への送出するゲート９０、ＦＩＦＯ８５内のデータをＣＰＵ部へ送出するゲート９１、ＦＩＦＯ８５内の転送データをＸ側へ送出するゲート９２、Ｙ側へ送出するゲート９３、バッファ８４内の制御データが付いていないトークンを直接Ｘ側へ送出するゲート９４、直接Ｙ側へ送出するゲート９５、バッファ８８内の送信データをＸ側へ送出するゲート９６、Ｙ側へ送出するゲート９７、バッファ８７内の制御データ付きトークンをＸ側へ送出するゲート９８、Ｙ側へ送出するゲート９９、で構成されている。なお、ゲート９０〜９９の制御線は、８９に接続されているが、煩雑な図になるのを避けるため省略した。
図１２の構成において、終端器をＸ側とするには、８０の“Ｄａｔａ”出力を図６のコード以外のデータならば停止させ、８０がトークン信号の到来を８９に知らせることで、９４のゲートを開く制御を行う。もし、図６のコードを８０が受信したことを８９に知らせたならば、８５にデータが記憶されるが、先頭のコードのみを９２で通過させることで対応できる。もちろん、８５のデータをすべて９２から送出しても良い。なお、サブネットに、只一つのトークン信号しか存在しないので、終端器側でない７９からトークンが到来したとき、受送信制御をしても、データやトークンが論理切断されていることになる。なぜならば、図１１で、伝送路端子ＸとＹの両方から同時にデータを受取ることはないことは、明白である。
図１２の構成において、終端器をＹ側とするには、８１の“Ｄａｔａ”出力を図６のコード以外のデータならば停止させ、８１がトークン信号を８９に知らせることで、９５のゲートを開く制御を行う。もし、図６のコードを８１が受信したことを８９に知らせたならば、８５にデータが記憶され、記憶データすべて、あるいは、データ先頭のコードのみを、９３で通過させることで対応できる。
図１２の構成において、ゲート９０、９８、９９を開く制御をせず、コントローラ８９が〔先行技術の概略〕で示した［１−１］〜［１−５］の制御をすれば、“先行技術で示されたノード”が実現できる。なお、ＦＩＦＯ８５は、先入れ先出しメモリで有るが故に、先行技術で示されたノードにおいて、単純なバッファの役目をする。
図１２の構成において、ゲート９０、９８、９９を開く制御をせず、コントローラ８９が〔発明の開示〕で示した［２−１］〜［２−３］の制御をすれば、２端子バスノードにおけるＭＡＲＳ−ＩＦ機能が実現できる。なお、端末ノードに使われるＭＡＲＳ−ＩＦ機能を実現させるには、８０または８１において、終端器としての機能を優先させれば良い。
図１２の構成において、ゲート９４を開く制御をせず、制御データ付トークンを、ゲート９０を通過させてＣＰＵ部に送り、ゲート９８、９９を開く制御を８９で行うことで、ＣＰＵ部が〔発明の開示〕で示した［３−１］〜［３−２］の制御をすれば、輻輳状態を回避する制御データの処理をするノード機能が実現できる。
ルーティングビットの処理の内、受信端子を受信データに付加するには、データ受信時に８０または８１がデータの先頭に付加すれば良い。なお、受信データは、ＦＩＦＯ８５に送られる。
ルーティングビットの処理の内、ＣＰＵ部から送られたデータの先頭２ビットで、送出端子を選択しデータを変更する処置については、コントローラ８９が送信データバッファ８８を調べ、ゲート９６または９７を開くことで送出端子を選択できる。データの変更処理は、パラレル／シリアル変換器８２および８３でシリアルデータにする際に、ルーティングビットを消去すれば良い。
データ性質ビットによる受信処理は、第３表の説明を、ゲート９１、９２および９３に適用させれば良い。
以上の様に、図１２の各ゲートを制御することで、ＭＡＲＳ−ＩＦがインターフェースＬＳＩで実現できる。
本発明の主目的は、多重化装置であるスター型のホストコンピュータを、サブネットで置き換えることにあった。しかし、産業上の利用として、サブネットをＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ　Ａｒｉａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）として利用しても、何ら差し障りも生じない。なぜならば、階層構造の図２で、最上層の広域伝送路１４を接続するホストコンピュータに相当する機材は、現実社会において存在しない。また、逆に、最下層の広域伝送路には、パーソナルコンピュータや産業機械のセンサーなどが接続されている。しかし、信号伝達速度は光速を越えることができないので、サブネットの大きさに制限がある。
最後に、サブネットを構成するノード間の距離と伝送路データ転送速度についての考察を述べる。
本発明は、〔背景技術〕の文頭で示したデータ多重の一つであるＱＡＭの利用でないので、１ｂｐｓ／ｂａｕｄの変調として考察する。
図１１で、ノード３７がデータ３２＿３７の送信を開始し、
同時に、トークンを隣接ノード３８に送り出し、
ノード３８がデータ３５＿３８の送信を開始した場合、
ノード３７がデータ３５＿３８の受信を開始するまでに、
信号は　３７→３８→３７と伝送路を往復する。
１パケットが５０バイト（５０×８ｂｉｔ）で１００Ｍｂｐｓの伝送速度ならば、
１パケットが伝送路を占有する帯域長は、
帯域長＝５０×８×光速／１００Ｍ＝１２００ｍ　　である。
従って、ノード間距離＝帯域長／２＝６００ｍ　　であるならば、
ノード３７のＦＩＦＯに、データ３５＿３８を蓄えることなく、
データ３５＿３８がノード３６に転送される。
以上の計算から、
１００Ｍｂｐｓの伝送速度で、ノード間距離６００ｍの場合、
１パケットが５０バイトより多ければ、
サブネットの伝送路利用効率は、最大１００％まで高めることが可能である。
しかし、１パケットが５０バイトより少なければ、
サブネットの伝送路利用効率に限界が生じる。
もちろん、ノード間距離を短くしたり、低い伝送速度でサブネットを利用するならば、１パケットのデータ長を５０バイトより少なくしても、伝送路利用効率を、最大１００％まで高めることが可能である。
なお、図８、図１０、図１１において、１パケットのデータ長を同じにして記載したが、図６でのフレームフォーマット６１、６２、６３の様に、データ長が異なる多種類のパケットを、本発明のサブネット伝送路で通信しても、上記の伝送路利用効率に影響するだけであることを、述べておく。
【図面の簡単な説明】
図１は、先行技術のサブネットである。
図２は、本発明が適用される階層構造の多重通信ネットワークの例である。
図３は、図２の２０を拡大した広域伝送路付近の接続実施例である。
図４は、リング型伝送路をバス型伝送路にする機構図である。
図５は、ルーティング調査用フレーム・フォーマットである。
図６は、サブネット接続調査用フレーム・フォーマットである。
図７は、サブネットと広域伝送路の接続実施例である。
図８は、図７でのデータの流れを時間経過で表現した機構説明図である。
図９は、図７の接続実施例の拡大図である。
図１０は、図９でのルーティング機構を時間経過で表現した図である。
図１１は、データの流れを時間経過で表現した総合説明図である。
図１２は、ＭＡＲＳ−ＩＦをＬＳＩで実現した場合のブロックである。
符号の説明
１０、２０：本発明の実施形態であるサブネット
１１〜１４：広域伝送路
１５〜１９、２１〜２８：サブネット内の伝送路
２９：データおよびトークンを論理で非接続にしたノード
３１〜３９：ノード
４１：トークン
４２〜４６：送受信データまたは転送中データ
４３：一時記憶ができるＦＩＦＯメモリに蓄えられたデータ
５０、６０、７０：特定番号不要な終端器、または、特定番号不要な分岐器
５１〜５３：ルーティング調査用フレーム・フォーマット
６１〜６３：サブネット接続調査用フレーム・フォーマット
７６〜９９：ＭＡＲＳ−ＩＦのブロック回路
【図１】
2002035774.tif 000007
【図２】
2002035774.tif 000008
【図３】
2002035774.tif 000009
【図４】
2002035774.tif 000010
【図５】
2002035774.tif 000011
【図６】
2002035774.tif 000012
【図７】
2002035774.tif 000013
【図８】
2002035774.tif 000014
【図９】
2002035774.tif 000015
【図１０】
2002035774.tif 000016
【図１１】
2002035774.tif 000017
【図１２】
2002035774.tif 000018
【手続補正書】
【提出日】平成14年4月25日(2002.4.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数のノードをポイントツーポイント接続によってリング型に敷設し、
更に、トークンを利用してデータ競合を避けるトークンリング型ネットワークに関し、
トークン利用によるバス型ネットワークにする方法として、
２つの伝送路接続端子を持つ多数のノードから、
任意の１つのノードを選択し、
選択したノードの一方の端子について、
トークン信号を受信するとトークン信号を返送し、
データ信号を受信すると破棄させることで、
終端器の機能を持たせ、
選択したノードの他方の端子について、
トークン信号を受信するとトークン信号を返送し、
データ信号に関して受送信可能にさせることで、
端末ノードの機能を持たせることを、
選択したノード内部素子の論理によって、
終端器および端末ノードの異なる機能を接続端子別に実現させ、
多数のノードを実接続でリング型にしたネットワークであっても、
ノードが直線接続されたバス型と同値の機構を有するトークンリング型ネットワーク。
【請求項２】
トークンを利用してデータ競合を避けるネットワークにおいて、
２つの伝送路接続端子を持つノード部材のデータ送信機構として、
任意の一方の伝送路接続端子からトークン信号を受け取ったならば、
他方の伝送路接続端子からトークン信号を送出し、
自己ノードを発信元にする送信データがあれば、
トークン信号を受け取った伝送路接続端子へ送出し、
トークン信号および送信データを異なる伝送路接続端子へ送出することで、
同時刻にトークン信号送出および送信データ送出の動作を行なうノード。
【請求項３】
トークンを利用してデータ競合を避けるネットワークにおいて、
数字を付加したトークン信号をトークンとして巡回させ、
トークンを受信したノードの処理として、
数字があらかじめ決められた値より大きいならば、
自己ノードを発信元にするデータを送信不可とし、
数字があらかじめ決められた値未満であれば、
自己ノードを発信元にするデータを送信可とすること、
自己ノードを発信元にするデータを送る場合の処理として、
データ発信時に到来したトークンに、
発信するデータ量に応じた数字を加えたトークンを送出し、
データ送信後に到来するトークンに、
発信したデータ量に応じた数字を減じたトークンを送出すること、
によって、
ネットワーク輻輳状態を回避するためのフロー制御方法。
【請求項４】
ネットワークに接続する複数の伝送路接続端子を有するノード、
および、伝送路を通じて受送信するデータに関し、
ノードを１つのＣＰＵ部と１つのインターフェース部に分け、
複数の伝送路接続端子を有するインターフェース部の処理として、
データを伝送路から受信したならば、
受信した伝送路接続端子に対応するビットをデータ先頭に付加して
ＣＰＵ部にデータを転送し、
データをＣＰＵ部から受信したならば、
受信したデータ先頭に記載されたビットに対応する伝送路接続端子を
選択してデータを転送すること、
によって、
ＣＰＵ部が受信データの到来端子を、
インターフェース部から受信したデータ先頭ビットによって把握し、
ＣＰＵ部が送信データの送出端子を、
インターフェース部に送信するデータ先頭のビットによって指示する
機能を有するノード。
【請求項５】
バス型のネットワークに接続された分岐器または終端器に関し、
ネットワークの接続状況を把握するためのデータ列が到来すると、
３個以上の伝送路接続端子を有する分岐器の処理として、
任意の１つの伝送路接続端子からデータ列を受信したならば、
他のすべての伝送路接続端子の中から、
あらかじめ決められている１つの伝送路接続端子に、
すべての到来したデータ列を送出すること、
只１つの伝送路接続端子を有する終端器の処理として、
ネットワークの接続状況を把握するためのコード、もしくは、
すべての到来したデータ列を送出すること、
によって、
ネットワークの接続状況を把握するデータ列を隣接部材に転送させる機能
を有する分岐器および終端器。
【請求項６】
ネットワーク外部とのデータ転送するノード部材の種類を
Ａ−１．請求第１項記載の１つの伝送路接続端子を持つ終端ノード
Ａ−２．請求第２項の２つの伝送路接続端子を持つノード
とし、
ネットワーク内部の伝送路に付属する部材の種類を
Ｂ−１．３つ以上の伝送路接続端子を持つ分岐器
Ｂ−２．１つの伝送路接続端子を持つ終端器
とし、
ネットワーク構築する部材として
前記Ａ−１．またはＡ−２．から少なくとも２個の部材を選択し、
前記Ａ−１．Ｂ−１．またはＢ−２．から少なくとも１個の部材を選択し、
総数３個以上の部材を用意し、
用意した部材のすべての伝送路接続端子を、
各々異なる１対１接続伝送路で直接接続し、
只１つのトリガー・トークン信号が順次１対１接続伝送路を転送して、
用意した構築部材のすべてを巡回するネットワーク。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
ータが複数パケットに分割されている場合は、１パケットの送出後とする。
◆　輻輳状態をフロー制御で回避するデータ処理のノード機能
３−１．前掲２−１及び前掲２−２に記載したトークン信号に、制御データとして数字を付加し、一連の自己送信データ送出前に１回だけ増加させ、一連の自己送信データ送出後に１回だけ減少させる。
３−２．前掲２−２において、次の但し書きを付加する。
但し、トークン信号に付加した制御データの数字が、あらかじめ決められている値以上ならば、自己の送信データを送出しない。
本発明のサブネットは、トークンの捉え方が従来や先行技術と異なる。本発明のトークンは、送信データの発信権を得るトリガーの役目であり、トークン信号を直ちに次のノードに送出する。従って、先行技術の様に送信データの発信中にトークン信号を保有する必要がないし、従来技術に使われている様に、トークン付き送信データの概念ではない。トークン信号を単なるトリガー信号にするために必要な条件は、トークン信号の到来端子に送信データを送出し、他方の端子にトークン信号を送出することである。トークンを送信データの発信権を得るトリガーとして利用することにより、同時刻に信号送出が可能となり、伝送路効率が高まった。本発明のトークンをトリガー・トークンと呼ぶ。
先行技術でトークンを番号で管理する必要がないので、トークンは単純な信号列で充分としている。本発明の制御データ数字付きトークンは、従来技術のトークンの様に番号付きトークンと同様の信号形態であるが、添付数字の意味が、輻輳状態をフロー制御で回避させる数字であり、ノードの識別用の数字ではない。
■　ＭＡＲＳ−ＩＦの処理
“ノード”は、ＣＰＵ部とＭＡＲＳ−ＩＦで構成する。ＣＰＵ部の負担を軽減するために、ＭＡＲＳ−ＩＦがデータ転送に関し多種類の処理をする。
多種類の処理を促す基礎データは、ＣＰＵ部からＭＡＲＳ−ＩＦを通じて送信


【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
以上で、個別の請求項に基づく最良の形態説明を終え、請求項を総合した最良の形態を示して説明する。
図１１は、図８や図１０と同様に、時間経過で表現した機構説明図である。時間は図１１の上側から下側に向かって流れており、時間軸としての図１１の左側に示した矢印で示される。図８や図１１と異なる点を挙げる。
終端器６０を端末ノード２９に変えた。ノード３１、３２、３３および３９を付け加えた。一枚の紙面に収める図１１にするため、ノード３５についてのみ、“宛先＿送信元”を記載した。引用符号４４のデータは、ノード３１と３３間で送受信されるデータ３１＿３３または３３＿３１を表し、明確に示すため“Ｘ”を書き入れた。また、引用符号４５のデータは、ノード３７と３２間で送受信されるデータ３２＿３７を表し、データ３２＿３７及び３７＿３２を明確に示すため“／”を書き入れた。
図８のノード３５において、左隣に送出したデータ３５＿３６Ａ、３５＿３８Ｙ、右隣に送出したデータ３５＿３４、左隣に送出したデータ３５＿３６Ｂ、３５＿３７、３５＿３８Ｚについて、“省略”と記載した。また、図１０に記載したデータも“省略”と記載した。しかし、宛先が示されているので、データ性質ビットを“１０ｘｘ（宛先を特定するデータ）”とすれば、第３表の分類に沿ってのまとめた受信処理から、“省略”ではなく“消滅”になり、図１１では削除した。
図１１で“Ｘ”が書き込まれているデータ４４は、ノード３３と３１間のノード３２を単純に通過する。また、“／”が書き込まれているデータ４５は、ノード３７と３２間のノード３６、３５、３４、３３を単純に通過する。その他のデータは、ノード３５と送受信をする。従って、宛先と送信元のノード以外は、“Ｘ”や“／”のデータと同様に、中間にあるノードを単純に通過する。
ノード３５の送信データに注目すると、左側の３４から到来したトリガー・トークンによって、データ３４＿３５、３３＿３５、６９＿３５を送信し、右側の３６から到来したトリガー・トークンによって、データ３９＿３５、３６＿３５、３８＿３５を送信し、続いて、左側の３４から到来したトリガー・トークンによって、データ３４＿３５、３３＿３５、６９＿３５


【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
を送信した。データ３３＿３５と６９＿３５の送信時間間隔は、“／”のデータ４５の有無により異なる。もちろん、データ３３＿３５と６９＿３５の送信時間間隔を最小にするならば、“／”のデータ４５は、データ６９＿３５送信後にノード３５で転送される。しかし、データ３３＿３５と６９＿３５の送信時間間隔を最小にする条件として、ＦＩＦＯメモリ４３の容量は大きくなる。
ＦＩＦＯメモリの容量を最小にするには、次の順で送出端子の優先権を持たせることが、最良の実施形態である。
１．転送データ：ＭＡＲＳ−ＩＦが伝送路端子から受取るデータ
２．送信データ：ＭＡＲＳ−ＩＦに従属しているＣＰＵ部から受取るデータ
３．トークン信号（トリガー・トークン信号を含む）
トークン信号の送出は、最下位の優先権であるため、［２−１］に記載された様に、送出予定の伝送路端子が使用されていると、トークン送出が留保される。なお、ノード３５は、トークンが１巡する間に、３４＿３５、３３＿３５、６９＿３５、および、３９＿３５、３６＿３５、３８＿３５の６個のパケットを送信する。この意味は、本発明の目的が図２での広域伝送路における多重化を実現することにあり、上位の広域伝送路１４から受取ったデータを下位の広域伝送路１１へすみやかに転送するためである。
もし、図１１の端末ノード２９と終端器５０が、図４に記載したリング接続のノード２９と同値であれば、ノード３５を単純に通過させるデータ“／”が多くなる処置として、端末ノード２９を２端子バスノードとし、ノード３６または３７で論理切断することで、ノード３５を単純に通過させるデータ“／”を、非常に少なくし、サブネットの伝送路利用効率を高めることができる。
ノードをＣＰＵ部とＭＡＲＳ−ＩＦに分割した。処理変化が大きい輻輳制御部分をＣＰＵ部のプログラムで実現させ、ＭＡＲＳ−ＩＦを小さなＬＳＩとするならば、先行技術に記載されている回路の一部変更で実現できる。
よって、ＭＡＲＳ−ＩＦの機能を満足させるインターフェースＬＳＩを製作するための指針となるブロック図を〔産業上の利用可能性〕で述べる。




【手続補正書】
【提出日】平成14年4月25日(2002.4.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数のノードをポイントツーポイント接続によってリング型に敷設し、
更に、トークンを利用してデータ競合を避けるトークンリング型ネットワークに関し、
トークン利用によるバス型ネットワークにする方法として、
２つの伝送路接続端子を持つ多数のノードから、
任意の１つのノードを選択し、
選択したノードの一方の端子について、
トークン信号を受信するとトークン信号を返送し、
データ信号を受信すると破棄させることで、
終端器の機能を持たせ、
選択したノードの他方の端子について、
トークン信号を受信するとトークン信号を返送し、
データ信号に関して受送信可能にさせることで、
端末ノードの機能を持たせることを、
選択したノード内部素子の論理によって、
終端器および端末ノードの異なる機能を接続端子別に実現させ、
多数のノードを実接続でリング型にしたネットワークであっても、
ノードが直線接続されたバス型と同値の機構を有するトークンリング型ネットワーク。
【請求項２】
トークンを利用してデータ競合を避けるネットワークにおいて、
２つの伝送路接続端子を持つノード部材のデータ送信機構として、
任意の一方の伝送路接続端子からトークン信号を受け取ったならば、
他方の伝送路接続端子からトークン信号を送出し、
自己ノードを発信元にする送信データがあれば、
トークン信号を受け取った伝送路接続端子へ送出し、
トークン信号および送信データを異なる伝送路接続端子へ送出することで、
同時刻にトークン信号送出および送信データ送出の動作を行なうノード。
【請求項３】
トークンを利用してデータ競合を避けるネットワークにおいて、
数字を付加したトークン信号をトークンとして巡回させ、
トークンを受信したノードの処理として、
数字があらかじめ決められた値より大きいならば、
自己ノードを発信元にするデータを送信不可とし、
数字があらかじめ決められた値未満であれば、
自己ノードを発信元にするデータを送信可とすること、
自己ノードを発信元にするデータを送る場合の処理として、
データ発信時に到来したトークンに、
発信するデータ量に応じた数字を加えたトークンを送出し、
データ送信後に到来するトークンに、
発信したデータ量に応じた数字を減じたトークンを送出すること、
によって、
ネットワーク輻輳状態を回避するためのフロー制御方法。
【請求項４】
ネットワークに接続する複数の伝送路接続端子を有するノード、
および、伝送路を通じて受送信するデータに関し、
ノードを１つのＣＰＵ部と１つのインターフェース部に分け、
複数の伝送路接続端子を有するインターフェース部の処理として、
データを伝送路から受信したならば、
受信した伝送路接続端子に対応するビットをデータ先頭に付加して
ＣＰＵ部にデータを転送し、
データをＣＰＵ部から受信したならば、
受信したデータ先頭に記載されたビットに対応する伝送路接続端子を
選択してデータを転送すること、
によって、
ＣＰＵ部が受信データの到来端子を、
インターフェース部から受信したデータ先頭ビットによって把握し、
ＣＰＵ部が送信データの送出端子を、
インターフェース部に送信するデータ先頭のビットによって指示する
機能を有するノード。
【請求項５】
バス型のネットワークに接続された分岐器または終端器に関し、
ネットワークの接続状況を把握するためのデータ列が到来すると、
３個以上の伝送路接続端子を有する分岐器の処理として、
任意の１つの伝送路接続端子からデータ列を受信したならば、
他のすべての伝送路接続端子の中から、
あらかじめ決められている１つの伝送路接続端子に、
すべての到来したデータ列を送出すること、
只１つの伝送路接続端子を有する終端器の処理として、
ネットワークの接続状況を把握するためのコード、もしくは、
すべての到来したデータ列を送出すること、
によって、
ネットワークの接続状況を把握するデータ列を隣接部材に転送させる機能
を有する分岐器および終端器。
【請求項６】
ネットワーク外部とのデータ転送するノード部材の種類を
Ａ−１．請求第１項記載の１つの伝送路接続端子を持つ終端ノード
Ａ−２．請求第２項の２つの伝送路接続端子を持つノード
とし、
ネットワーク内部の伝送路に付属する部材の種類を
Ｂ−１．３つ以上の伝送路接続端子を持つ分岐器
Ｂ−２．１つの伝送路接続端子を持つ終端器
とし、
ネットワーク構築する部材として
前記Ａ−１．またはＡ−２．から少なくとも２個の部材を選択し、
前記Ａ−１．Ｂ−１．またはＢ−２．から少なくとも１個の部材を選択し、
総数３個以上の部材を用意し、
用意した部材のすべての伝送路接続端子を、
各々異なる１対１接続伝送路で直接接続し、
只１つのトリガー・トークン信号が順次１対１接続伝送路を転送して、
用意した構築部材のすべてを巡回するネットワーク。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
ータが複数パケットに分割されている場合は、１パケットの送出後とする。
◆　輻輳状態をフロー制御で回避するデータ処理のノード機能
３−１．前掲２−１及び前掲２−２に記載したトークン信号に、制御データとして数字を付加し、一連の自己送信データ送出前に１回だけ増加させ、一連の自己送信データ送出後に１回だけ減少させる。
３−２．前掲２−２において、次の但し書きを付加する。
但し、トークン信号に付加した制御データの数字が、あらかじめ決められている値以上ならば、自己の送信データを送出しない。
本発明のサブネットは、トークンの捉え方が従来や先行技術と異なる。本発明のトークンは、送信データの発信権を得るトリガーの役目であり、トークン信号を直ちに次のノードに送出する。従って、先行技術の様に送信データの発信中にトークン信号を保有する必要がないし、従来技術に使われている様に、トークン付き送信データの概念ではない。トークン信号を単なるトリガー信号にするために必要な条件は、トークン信号の到来端子に送信データを送出し、他方の端子にトークン信号を送出することである。トークンを送信データの発信権を得るトリガーとして利用することにより、同時刻に信号送出が可能となり、伝送路効率が高まった。本発明のトークンをトリガー・トークンと呼ぶ。
先行技術でトークンを番号で管理する必要がないので、トークンは単純な信号列で充分としている。本発明の制御データ数字付きトークンは、従来技術のトークンの様に番号付きトークンと同様の信号形態であるが、添付数字の意味が、輻輳状態をフロー制御で回避させる数字であり、ノードの識別用の数字ではない。
■　ＭＡＲＳ−ＩＦの処理
“ノード”は、ＣＰＵ部とＭＡＲＳ−ＩＦで構成する。ＣＰＵ部の負担を軽減するために、ＭＡＲＳ−ＩＦがデータ転送に関し多種類の処理をする。
多種類の処理を促す基礎データは、ＣＰＵ部からＭＡＲＳ−ＩＦを通じて送信


【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
以上で、個別の請求項に基づく最良の形態説明を終え、請求項を総合した最良の形態を示して説明する。
図１１は、図８や図１０と同様に、時間経過で表現した機構説明図である。時間は図１１の上側から下側に向かって流れており、時間軸としての図１１の左側に示した矢印で示される。図８や図１１と異なる点を挙げる。
終端器６０を端末ノード２９に変えた。ノード３１、３２、３３および３９を付け加えた。一枚の紙面に収める図１１にするため、ノード３５についてのみ、“宛先＿送信元”を記載した。引用符号４４のデータは、ノード３１と３３間で送受信されるデータ３１＿３３または３３＿３１を表し、明確に示すため“Ｘ”を書き入れた。また、引用符号４５のデータは、ノード３７と３２間で送受信されるデータ３２＿３７を表し、データ３２＿３７及び３７＿３２を明確に示すため“／”を書き入れた。
図８のノード３５において、左隣に送出したデータ３５＿３６Ａ、３５＿３８Ｙ、右隣に送出したデータ３５＿３４、左隣に送出したデータ３５＿３６Ｂ、３５＿３７、３５＿３８Ｚについて、“省略”と記載した。また、図１０に記載したデータも“省略”と記載した。しかし、宛先が示されているので、データ性質ビットを“１０ｘｘ（宛先を特定するデータ）”とすれば、第３表の分類に沿ってのまとめた受信処理から、“省略”ではなく“消滅”になり、図１１では削除した。
図１１で“Ｘ”が書き込まれているデータ４４は、ノード３３と３１間のノード３２を単純に通過する。また、“／”が書き込まれているデータ４５は、ノード３７と３２間のノード３６、３５、３４、３３を単純に通過する。その他のデータは、ノード３５と送受信をする。従って、宛先と送信元のノード以外は、“Ｘ”や“／”のデータと同様に、中間にあるノードを単純に通過する。
ノード３５の送信データに注目すると、左側の３４から到来したトリガー・トークンによって、データ３４＿３５、３３＿３５、６９＿３５を送信し、右側の３６から到来したトリガー・トークンによって、データ３９＿３５、３６＿３５、３８＿３５を送信し、続いて、左側の３４から到来したトリガー・トークンによって、データ３４＿３５、３３＿３５、６９＿３５


【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
を送信した。データ３３＿３５と６９＿３５の送信時間間隔は、“／”のデータ４５の有無により異なる。もちろん、データ３３＿３５と６９＿３５の送信時間間隔を最小にするならば、“／”のデータ４５は、データ６９＿３５送信後にノード３５で転送される。しかし、データ３３＿３５と６９＿３５の送信時間間隔を最小にする条件として、ＦＩＦＯメモリ４３の容量は大きくなる。
ＦＩＦＯメモリの容量を最小にするには、次の順で送出端子の優先権を持たせることが、最良の実施形態である。
１．転送データ：ＭＡＲＳ−ＩＦが伝送路端子から受取るデータ
２．送信データ：ＭＡＲＳ−ＩＦに従属しているＣＰＵ部から受取るデータ
３．トークン信号（トリガー・トークン信号を含む）
トークン信号の送出は、最下位の優先権であるため、［２−１］に記載された様に、送出予定の伝送路端子が使用されていると、トークン送出が留保される。なお、ノード３５は、トークンが１巡する間に、３４＿３５、３３＿３５、６９＿３５、および、３９＿３５、３６＿３５、３８＿３５の６個のパケットを送信する。この意味は、本発明の目的が図２での広域伝送路における多重化を実現することにあり、上位の広域伝送路１４から受取ったデータを下位の広域伝送路１１へすみやかに転送するためである。
もし、図１１の端末ノード２９と終端器５０が、図４に記載したリング接続のノード２９と同値であれば、ノード３５を単純に通過させるデータ“／”が多くなる処置として、端末ノード２９を２端子バスノードとし、ノード３６または３７で論理切断することで、ノード３５を単純に通過させるデータ“／”を、非常に少なくし、サブネットの伝送路利用効率を高めることができる。
ノードをＣＰＵ部とＭＡＲＳ−ＩＦに分割した。処理変化が大きい輻輳制御部分をＣＰＵ部のプログラムで実現させ、ＭＡＲＳ−ＩＦを小さなＬＳＩとするならば、先行技術に記載されている回路の一部変更で実現できる。
よって、ＭＡＲＳ−ＩＦの機能を満足させるインターフェースＬＳＩを製作するための指針となるブロック図を〔産業上の利用可能性〕で述べる。




【国際調査報告】
2002035774.tif 000019
2002035774.tif 000020