JP3705610B2

JP3705610B2 - ネットワークリンク端点性能検出

Info

Publication number: JP3705610B2
Application number: JP27414793A
Authority: JP
Inventors: ブライアン・シー・エデム; デブラ・ジェイ・ワースリー
Original assignee: ネゴシエイテッド・データ・ソリューションズ・エルエルシー
Priority date: 1992-11-02
Filing date: 1993-11-02
Publication date: 2005-10-12
Anticipated expiration: 2020-10-12
Also published as: KR100286791B1; US5617418A; TW344179B; JPH077517A; JP2007282250A; KR940012965A; JP4558292B2; USRE39405E1; JP2004135311A; EP0596648A1; US5687174A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ローカルエリアネットワークのようなネットワークにおいて、データ通信リンクの１以上の端点のプロトコル性能を検出するための方法及び装置に関し、詳しくはデータリンクの端部にあるデータソース／シンクが第１のデータ通信プロトコル又は第２のデータ通信プロトコルの何れの性能を有するかを決定するための方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
典型的なデータ通信ネットワークは、単一の所定のプロトコル、例えばイーサネットプロトコル、トークンリングプロトコル、その他のＬＡＮプロトコル、又は等時性プロトコルなどに従って動作するように構成されている。イーサネットシステムの１つの例は、1989年11月15日の、IEEE Standard 802.3に補充されたドラフト９に記述されている、10BASE-Tとして知られている実施形態である。データ通信プロトコルの他の例は、X.25、及び例えばIEEE Standard 802.5に記載されているトークンリングシステムである。イーサネット及びトークンリングシステムの両者とも、データをパケットで伝送するが、しかし各々異なるメディアアクセス方法を用いている。
【０００３】
図１（Ａ）に示されているように、パケットシステムにおいては、データは複数のパケット12a, 12bでもって転送され、これらはサイズが制約されているか、又はサイズが可変であるかの何れかであり得る。各々のパケットは、データのフィールド14a, 14bを含み、これらにはプリアンブル情報16a, 16bの如き非データ情報や、データソース情報、データ宛先局情報その他のようなハウスキーピング情報18a, 18b、及びフレームエンドマーカー20aが先行及び／又は後続する。図１（Ａ）に見られるように、データ用に設けられたフィールド14a, 14bは実質的に連続ではないから、図１（Ａ）のパケット化方式は等時性ではなく、本来的に「バースト的」なものである。
【０００４】
トークンリングシステムにおいては、ノードは電子的「トークン」を捕獲した後においてのみ、データ転送を許される。図１（Ｂ）に示されているように、第１のステーションはトークン22aを送信することができ、これは第２のステーションによって捕獲24aされる。それにより、第２のステーションはデータ26aの転送を開始することができる。データ転送期間の後に、第２のステーションはトークン22bを送信し、これが第３のステーション24bにより捕獲されて、第３のステーション自体がデータ26bの転送を開始することが可能になる。図１（Ｂ）に示されているように、データ転送は事象（トークンの到着）の発生と同期されているから、トークンリングシステムは等時性データ転送システムではない。
【０００５】
図１（Ｃ）が概略的に示すものは、等時性データ転送である。一般的な用語では、等時性（isochronous）データとは、パケット化されていない、不確定な、潜在的に連続長であるデータをいう。等時性データ転送においては、データの転送又は接続は、例えば電話での会話を開始し、又はビデオカメラ転送を開始30することによって開始される。データ転送又は接続が開始された後に、恐らくはハウスキーピング情報（例えば宛先局、オーディオ又はビデオタイミングその他）の転送を随伴するデータの転送が、例えば接続の終了32に至るまでの、不確定期間にわたって実質的に連続的にもたらされる。転送される全てのビットがデータビットを表す訳ではないであろうが（なぜなら「ハウスキーピング」ビットも転送されるから）、データビットが転送されない期間が実質的に存在しないという意味で、データの転送は実質的に連続的なものである。転送されるデータが、電話での会話に際しての沈黙、又は空白のビデオイメージの転送といったように、「空」データである可能性がある。等時性データ転送プロトコルの１つの形式は、例えば1991年３月25日のFDDI-II Hybrid Multiplexer, Revision 2.4に記載された如き、ファイバ分散データインタフェース-II（FDDI-II）である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
単一の形式のプロトコルのみを用いるように構成された従来のシステムは、混合プロトコル又は「混合環境」システムで動作することができないという欠点を有していた。また、ネットワークシステムをアップグレードする場合には、システム全体をアップグレードすることが必要であり、システムの一部のみをアップグレードする（ノードの幾つかだけの如きや、ハブのアップグレードなしにノードをアップグレードしたりノードのアップグレードなしにハブをアップグレードする如き）ことは、実行不能であるか又は不経済であった。
【０００７】
また、システム又はシステム構成要素が設置されたり修理されたりする場合、設置を行う人がそのネットワークが構成されている特定の単一のプロトコルに詳しく、そのような単一のプロトコルに従って設置、アップグレード、又は修理を行うことが必要であった。さらにまた、システムに接続された装置が、所定の単一のプロトコルに従って排他的な動作を行うように構成されることが必要であった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、従来のデバイスにおいて見い出された問題の認識を含んでいる。本発明の１つの実施例によれば、ネットワークリンクの１つの端点に接続された装置は、ネットワークリンクの他端に接続された装置のプロトコル性能を検出することができる。好ましくは、ネットワークリンクの第１の端部は、少なくとも２つの異なるプロトコルの下でデータ通信をもたらす能力を有し、リンクの他端にある装置においてどのような形式のプロトコル性能が検出されるかに応じて、適切なプロトコルを選択することができる。
【０００９】
リンク端点性能検出は、異なるデータ通信プロトコルが、異なる特性を有する信号を物理媒体上へともたらすという事実を利用したものである。これらの種々のプロトコルは典型的には、それらの固有のタイミング及びデータパターンによって検出されうる。本発明の１つの側面によれば、ネットワークはスター形を有し、少なくとも１つのハブと、リンクを構成する物理媒体によってハブに各々が接続されている複数のノードを備える。本発明の性能検出は、リンクの何れの端部にある装置によっても実行することができ、特にスター形のネットワークにおいては、ハブ又は何れかのノードにより実行可能である。１つの実施例では、性能検出はハブによって開始される。非スター形においては、少なくとも１つのノードが２以上のプロトコルの下で動作することができ、またそれが接続されている別のノードの性能を検出することができる。
【００１０】
性能検出を開始する装置は、本発明の１つの実施例によれば、物理媒体上へと信号を伝送する。１つの実施例では、リンクの末端にある装置は物理媒体上へと、第２の信号を出力する。好ましくは、第２の信号はリンクの末端にある装置から、この末端にある装置が第１のプロトコル又は第２のプロトコルの何れにより動作するかとは無関係に出力される。しかしながら、リンクの末端において物理媒体上へと置かれる第２の信号は、末端にある装置が第１のプロトコル性能又は第２のプロトコル性能の何れを有するかに応じて、第１の形態又は第２の形態を有することになる。信号におけるこの差はリンクの最初の端部において検出され、これはリンクの末端におけるプロトコル性能を決定するための基礎として用いることができる。
【００１１】
別の実施例では、第１の装置が第１の信号を出力する。第２の装置は、それが第１のプロトコル性能を有する場合にのみ、応答を出力する。応答が出力されなければ、第２のプロトコルによる応答を引き出す目的で、第１の装置は第２の信号を出力する。このプロセスは、第１の装置が第２の装置の応答する信号を出力するまで繰り返すことができ、それによって第２の装置のプロトコル性能が示される。
【００１２】
１つの実施例によれば、出力される第１の信号はまた、第１の端点のプロトコル性能に関する情報をも有している。即ち好ましくは、第１の信号は第１の端点が第１のプロトコル性能を有する場合には第１の形態を有し、第１の端点が第２のプロトコル性能を有する場合には第２の形態を有する。好ましくは、リンクの末端にある装置は、上述した仕方でもって、これらの形態の何れかに応答するものである。
【００１３】
好ましい実施例においては、末端の端点における性能を検出した装置は、その性能に適応するように動作を調節する。例えば、末端の端点が第１のプロトコル性能を有することを第１の端点が検出した場合、第１の端点はそれ自体で構成されて、爾後の通信を第１のプロトコルを用いて実行するようにされる。しかしながら、末端の端点が第２のプロトコル性能を有することを第１の端点が検出した場合には、第１の端点は第２のプロトコル性能に適応するようにそれ自体を構成可能である。
【００１４】
１つの実施例では、末端の端点は単一のプロトコル性能しか持たない。しかしながら、リンクの両方の端点が多数のプロトコル性能を有し、両方とも他方の端点における１以上の性能を検出可能なようにネットワークを構成することが可能である。この場合に端点は、最良の又は最も望ましいプロトコルレベルで動作するようにそれ自体で構成可能である。
【００１５】
【実施例】
リンク端点性能検出について記述する前に、本発明が動作することのできるデータ通信システムの１つの例として、１つの形式のネットワークの一般的な説明を行う。データ通信システムは、スター形に構成することができ、複数のノード42a, 42b, 42c（図２）の各々は、片方向ツイストペアケーブル46a-46fのような物理的なデータ伝送媒体からなるデータリンクによって、ハブ44aへと結合される。ノードの数は、データ伝送に対するニーズと、システムの目的とに応じて調節することができる。１つの実施例では、各々のハブは16ノードまでの接続に対処するように構成される。各々のノード42a, 42b, 42cは、データを受信し、それを物理媒体46a, 46c, 46e上での伝送に適した形へと変換し、物理媒体46b, 46d, 46fから信号を受信し、そしてデータシンクにより用いられるのに適した形へと変換するための回路50a, 50b, 50cを含んでいる。ノード42a, 42b, 42cの各々は、データソース及びシンク48a-48gを含んでいる。これらのデータソース及びシンクは、ビデオカメラ48a, 48d及びモニタ48b, 48eの如き等時性ソース及びシンク、イーサネットメディアアクセスコントローラ48c, 48gの如き非等時性ソース及びシンク、並びに例えばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）端末上に設けられたエミュレートされた又は仮想のキーパッド48fの如きシグナリング（信号生成）又はＤチャネルソース及びシンクでありうる。
【００１６】
ノード42a, 42b, 42cの各々は、ノード１たる42aについて示した如き厳格な等時性ソース及びシンク、ノード３たる42cについて示したような厳格な非等時性ソース／シンク、或いはノード２たる42bについて示したような等時性及び非等時性双方のソース及びシンクといった、種々の形式のソース及びシンクを含むことができる。図２に示したネットワークシステムの物理層52は、ノードデータ受信機及びコンバータ50a, 50b, 50cと、物理媒体46a-46fと、ハブ構成部材54a, 54b, 54c及び56とを含んでいる。
【００１７】
ハブ44aは、物理媒体46a, 46c, 46eからデータを受信し、等時性データを非等時性データ並びにＤチャネル及びＭチャネルデータから分離し、分離したデータを下流のハブ回路56により処理するのに適した形へと変換するための回路54a, 54b, 54cを含んでいる。図示の実施例では、分離された等時性ソースからのデータは、データを大帯域幅のバス（例えばＴＳＩバス）上へと置くためにタイムスロットインタチェンジコントローラ58へと供給され、かくして同じハブ又は他のハブにおける他のＴＳＩコントローラ（例えば図３に示す如き）上の、宛先局ノードへと伝送することができ、及び／又は例えばローカルループバック性能により、種々の宛先局ノード42a, 42b, 42cへと伝送すべくハブ回路54a, 54b, 54cにより回復される。分離された非等時性データは、宛先局ノード42a, 42b, 42cへと伝送するために、非等時性データを１以上のハブ回路54a, 54b, 54cへと運ぶよう構成された回路60へと供給される。非等時性ソースからのデータがイーサネットデータを含む実施例では、ハブ回路60は標準的なイーサネットリピータプロセッサであり得る。このようにして、本発明は少なくとも部分的に、従前のイーサネットハブシステムと後方互換であり得る。Ｄチャネル及びＭチャネル情報は、シグナリングプロセッサ62へと供給され、これは種々の保守及び制御機能を営む。例えば、エラー状態を識別してユーザに警告し、例えばデータ経路64上で等時性及び非等時性コントローラ58, 60と通信することにより、要求された呼び出し又は接続、即ちソース／宛先局経路をセットアップするものである。図３に示されているように、例えばハブ44a, 44b, 44cをタイムスロットインタチェンジ（ＴＳＩ）リングにより相互に接続することにより、幾つものスター形システムを相互接続することができる。
【００１８】
本発明によれば、データ通信は１以上のプロトコルに従ってもたらさすことができる。当業者であればプロトコルには詳しいものであるが、しかし一般に「プロトコル」とは、データ通信についてのフォーマット、タイミング、シーケンス、及び／又はエラーチェックを特定する規則の標準的な組み合わせを含むものである。幾つかのネットワークプロトコルを上記に参照したが、それには10BASE-Tの如きイーサネットプロトコル、FDDI-IIの如き等時性プロトコル、及びトークンリングプロトコルの如きが含まれる。別の可能なプロトコルは、等時性及び非等時性データの両者がフレーム構造中に組み入れられ、物理媒体を介して転送されるものである。この形式のフレーム構造プロトコルは、同日に出願されここで参照することによってその内容を本明細書に取り入れる「等時性能力を備えたデータ通信ネットワーク」と題する本出願人の米国特許出願第969916号に詳述されている。そのようなプロトコルの１つによれば、種々のソースから入力されるデータは、４ビットベースで時分割多重化を実行するマルチプレクサ70（図４）へと提供される。時分割多重化についてのパターンは、フレーム又はテンプレートの一連の繰り返しである。この実施例において、フレームは125マイクロ秒毎に繰り返される。この時分割多重化は、等時性ソースデータと非等時性ソースデータの多重化である。非等時性ソースデータは、従来利用可能な多数のＬＡＮシステムに従ってもたらされるデータであることができ、このプロトコルは一般には、「等時性−ＬＡＮ」プロトコルと称される。等時性ＬＡＮプロトコルは、幾つかの特定の形式をとることができる。等時性データが、10BASE-Tイーサネットプロトコルの如きイーサネットプロトコルに従って提供されるＬＡＮデータと多重化される場合、得られる時分割多重化プロトコルは、「等時性−イーサネットプロトコル」と称される。等時性データが、トークンリングプロトコルに従ってもたらされるＬＡＮデータと多重化される場合には、得られる時分割多重化プロトコルは、「等時性−トークンリング」プロトコルと称される。
【００１９】
以下において本発明は、利用可能なプロトコルの１つが等時性−イーサネットプロトコルであり、別の潜在的に利用可能なプロトコルが10BASE-Tプロトコルである、特定の例によって説明される。しかしながら当業者には明らかなように、本発明はまた、等時性−トークンリングその他の等時性−ＬＡＮプロトコルの如きプロトコルの他の組み合わせ、FDDI-IIの如き純粋に等時性のプロトコルなどについても使用可能であり、３以上のプロトコルを含むこともできるものである。
【００２０】
表１は、種々のデータストリーム、及び付加的なデータ及び制御バイトが、等時性−イーサネットプロトコルで時分割多重化される仕方を示している。表１における各々の記号は４ビットのデータを表しており、２つの記号のグループ毎に８ビットの１データバイトが表されることになる。表１において、Ｅはイーサネットストリーム66b（図４）からの４ビットデータを表し、Ｂは等時性ストリーム66aからの４ビットデータを示し、Ｄはシグナリング又はＤチャネルストリーム66cからの４ビットデータを表し、またＭは４ビットのＭチャネルデータストリームを表している。加えて、あるバイト長のパターンがもたらされる。ＪＫはフレーム同期パターンを表し、ＥＭ（表１のブロック３の最初の２つのバイト）はイーサネット「パッド（pad）」を表し、保守ビットがそれに続いている。表１に見られるように、各々のフレームは256バイトを含み、これは各々８バイトの32のグループ、又は各々64バイトの４つのグループとして考えることができる。このフレーム構造は、同日に出願されここで参照することによってその内容を本明細書に取り入れる「フレーム構造を有する等時性ソースデータの伝送用ネットワーク」と題する本出願人の米国特許出願第969911号に、より完全に記述されている。
【００２１】
【表１】

【００２２】
時分割多重化データは次いで、エンコーダ72によりエンコードされる。図示の実施例においては、エンコーダは４／５エンコードを行う。ANSII X3T9.5標準と部分的に合致する、４／５エンコードの１つの特定の形が、表２に示されている。表２に示されたエンコード方式は、同日に出願されここで参照することによってその内容を本明細書に取り入れる「フレームベースのデータ伝送」と題する本出願人の米国特許出願第970329号に、より詳細に記述されている。
【００２３】
【表２】

【００２４】
エンコードデバイスからの出力は、プリエンファシス回路76へと送られる。このプリエンファシス回路は、物理媒体上を伝送される信号を補償して、ジッタを減少させる。プリエンファシス回路76によるデータ出力は、送信機又はドライバ78bへと送られ、この信号は物理媒体46cを介して伝送される。この物理媒体46cは、ツイストペアケーブル、同軸ケーブル、或いは光ファイバケーブルなどを含む、多数の形式の媒体の何れであることもできる。
【００２５】
物理媒体46aを介して送られるデータは、ハブ44aにおいて受信される。このハブは複数の回路デバイス54a, 54b, 54cを含み、これらは各々が物理媒体46によってノード42a, 42b, 42cの１つへと結合されている。図５に示されているように、物理媒体46を介して伝送されるデータは、非直列化回路／デコーダ80に直列的に到着する。リンク検出回路82もまた、物理媒体46からのデータを受信して、詳しくは後述するようにして、ノードが動作しているモード又はプロトコルを検出する。非直列化回路／デコーダ80は、基準クロック信号84を受信する。この非直列化回路／デコーダは、機能的には上述した多重化／エンコード回路の逆である回路を含む。図４を参照すると、この非直列化回路／デコーダは、位相同期デコード回路86を含み、その結果はＮＲＺＩデコード回路88へと供給され、次いでこれは、デコードの結果を４／５デコード回路90へと供給し、この回路は次いで結果をデマルチプレクサ92に供給する。デマルチプレクサは受信したデータを、等時性ソースデータ94a、非等時性ソースデータ94b及びＤチャネル94c及びＭチャネルデータ94dの如きシグナリングデータへと分離する。非直列化回路／デコーダ80はまた、フレーム化タイミング発生器98により使用するため、ＪＫフレーム同期記号96から導いた同期信号を出力する。
【００２６】
非等時性ソースデータ94b及び等時性ソースデータ94aは両方とも、宛先局ノードへと伝送し戻すために、必要に応じて各種のハブ回路成分54a, 54b, 54cに対して利用可能とされる。１つの実施例においては、分離された等時性データ94a及び非等時性データ94bは、データを宛先局ノードへの伝送の必要に応じて提供するために、それぞれインタフェース58, 59によって再構成されて、等時性出力102及び非等時性出力104が処理に適した形で提供される。１つの実施例では、非等時性データ94bはＥインタフェースによって構成されて、ハブ回路54に備え、最終的に宛先局ノードへと伝送するために、出力データ104がリピータデバイス60によって処理可能となるようにされる。非等時性データについてリピータを用いる代替として、メディアアクセスコントロール層ブリッジを介してパケット接続をリンクすることができる。好ましくは、出力データ104は、従前から利用可能な形式のリピータ回路によって処理することができるような形である。例えば、非等時性データ94bがイーサネットＭＡＣからノード42bにおいて発生したデータである場合には、出力データ104は、米国カリフォルニア州サンタクララのナショナルセミコンダクタ社から入手可能なDP83950「リピータインタフェースコントローラ」の如き標準的なイーサネットハブリピータ60により処理可能な形である。
【００２７】
図５に示されているように、物理的なリンク46を介して受信されたデータはまた、このデータを以下に詳述するようにして第２のプロトコルに従って処理するための、付加的なインタフェースへと提供される。例えば第２のプロトコルがイーサネット10BASE-Tプロトコルである場合、10BASE-T受信インタフェース512を設けることができる。この10BASE-T受信インタフェース512は、米国カリフォルニア州サンタクララのナショナルセミコンダクタ社から入手可能な、モデルDP83922ツイストペアトランシーバインタフェース（ＴＰＩ）の如き、標準的な10BASE-Tインタフェースであることができる。マルチプレクサ514は、リピータ60がデータストリームをＥインタフェース59又は10BASE-Tインタフェース512の何れから受信するかを決定する。マルチプレクサ514によるこの選択は、以下により詳しく説明するように、リンクうなり検出回路82から制御ライン516を介して出力される、モード選択信号によって制御されている。
【００２８】
Ｅ伝送インタフェース168から出力されるデータ198は、等時性データ出力164並びにＭチャネル及びＤチャネルデータ170と共に、図６に示すようにしてエンコーダ直列化回路202へと提供される。このエンコーダ／直列化回路202は、図４に示したノードにおいて見い出されるエンコード回路と実質的に同様にして構成されている。詳しくは、エンコーダ／直列化回路202は、データ198, 170, 164の３つのストリームを組み合わせるためのマルチプレクサと、４／５エンコーダと、ＮＲＺＩエンコーダと、プリエンファシス回路とをもたらす。伝送のタイミングは、伝送タイミング回路204により制御される。エンコーダ／直列化回路からの出力206は、以下で詳述するようにして、マルチプレクサ210により、リンク端点検出の目的で、リンクうなり（beat）発生器208からのリンクうなりと選択的に結合される。リピータ60からのクロック信号及びデータ166は、Ｅインタフェース168へと印加されるのに加えて、第２のプロトコルに従って動作する第２のインタフェースへと提供される。第２のプロトコルがイーサネット10BASE-Tプロトコルである場合には、このインタフェースはイーサネット10BASE-Tインタフェース520である。このイーサネット10BASE-Tインタフェース520は、米国カリフォルニア州サンタクララのナショナルセミコンダクタ社から入手可能な、モデルDP83922ツイストペアトランシーバインタフェース（ＴＰＩ）の如き、前述の装置において備えられた10BASE-Tインタフェースと実質的に同一の形式のものであることができる。イーサネット10BASE-Tインタフェース520からの出力は、マルチプレクサ210に与えられる。マルチプレクサ210は制御信号522に応じて、リピータ60から由来する出力データが、Ｅインタフェース168により定められる第１のプロトコルに従うか、イーサネット10BASE-Tインタフェース520により定められる第２のプロトコルに従うかを、後述するようにして選択可能である。ハブ44aからノード42へと送られるデータは、上述したようにノード48からハブ44aへと送られるデータについて用いられるフレームフォーマットと実質的に同じであることが好ましいフレームフォーマットでもって送られる。ノード42において、回路50はデータをデコードし脱多重化するための、ハブにおいてこれらの機能を実行するとして上述したデバイスに類似のデバイス（図４）、主として位相同期デコード回路86、ＮＲＺＩデコード回路88、４／５デコード回路90及びデマルチプレクサ92を含む。デコードされ脱多重化されたデータは次いで、ノード42にある各種のデータシンクへと伝達される。
【００２９】
図７に示されている如く、システムのタイミングは125マイクロ秒の基準クロック信号214と同期させることができる。この実施例において、基準信号214は、125マイクロ秒毎に立ち上がりクロックエッジをもたらす。この基準信号は、多数のソースの何れにより供給することもできる。好ましくは、本発明の１つの実施例は、基準信号214が外部クロック基準、例えばワイドエリアネットワーク又はFDDI-IIリングからの基準信号の如きと同期されることを可能にするように構成される。この基準信号はノードの１つを介して供給され、他のノードへと分散するためにハブへと伝送することができ、或いは分散のためにハブへと直接に供給することができる。
【００３０】
図８（Ａ）は、ハブ530aが10BASE-Tハブであり、ノード532aが10BASE-Tノードであり、両方とも従来から利用可能なデバイスにおいて見い出されるようなネットワーク構成を示している。このシステムにおいては、10BASE-Tハブは信号、特にリンクテストパルスを、物理媒体を介して10BASE-Tノード532aへと、IEEE Standard 802.3に従って送出する。典型的なシステムにおいては、10BASE-Tハブはパワーアップされた際に信号を出力するものである。従来のデバイスにおいて用いられていたリンクテストパルスについては、IEEE Standard 802.3に解説がある。簡単に言えば、リンクテストパルスとは、名目上は16ミリ秒の間隔で生ずる、単一の100ナノ秒のパルスであるとして記述できる。10BASE-Tノード532aは、典型的にはパワーアップに応じて、物理媒体上へと第２の信号、IEEE 802.3によれば、上記したリンクテストパルスと実質的に同一のものを出力する。このリンクテストパルスは10BASE-Tハブ530aにより受信される。この時点において、10BASE-Tハブはそれが10BASE-Tノード（532a）に接続されているというベースで動作するように進み、ノード532aはそれが10BASE-Tハブ（530a）に接続されているというベースで動作するように進み、通常の10BASE-T通信が進行する。
【００３１】
図８（Ｂ）は、本発明による１つの実施例による構成であって、等時性−イーサネットハブ530bが10BASE-Tノード532aに接続されているものを示している。等時性−イーサネットハブは、プローブ信号534を出力する。プローブ信号はリンクテストパルスとは、それがより速いリンクうなり、例えば約２ミリ秒よりも短いうなり周期を有するという点で異なっている。10BASE-Tノード532aは実質的に、従来利用可能な10BASE-Tノードと同一に構成されている。プローブパルス534を受信すると、ノードはリンクテストパルスを物理媒体上へと出力し続ける。等時性−イーサネットハブ530bは、リンクテストパルス（プローブパルスではなく）を受信すると、これをベースとして、物理媒体の末端に接続された装置が10BASE-Tノード532aである（例えば等時性−イーサネットノードではなしに）ことを判定できる。好ましくは、等時性−イーサネットハブ530bは、等時性−イーサネットプロトコル又は10BASE-Tプロトコルの何れかに従って、データを処理することができる。リンクテストパルスを受信し、ノード532aが10BASE-Tノードであることを判定したならば、等時性−イーサネットハブ530bは、ノード532aとのその後の全ての通信を10BASE-Tプロトコルを用いて行うように、それ自体で構成される。
【００３２】
図８（Ｂ）はハブ530bに接続された単一のノード532aしか示していないけれども、典型的な配置においては、各々のハブには複数のノードが接続される。好ましくは、ハブ530bは異なるノードについて異なるプロトコルを使用することができる。従って、10BASE-Tノードと等時性−イーサネットノードの両者に接続されている等時性−イーサネットハブは、それが接続されている各々のノードの性能を判定することができ、各々のノードについて適切なプロトコルを使用することができる。
【００３３】
図８（Ｃ）は、10BASE-Tハブ530aが等時性−イーサネットノード532bに接続されているネットワーク配置を示している。システムの初期化に際して、10BASE-Tハブはリンクテストパルス533を出力する。図示の実施例においては、等時性−イーサネットノード532bは、等時性−イーサネットプロトコルに従って動作することができる。従って、リンクテストパルス533を受信すると、それはリンクテストパルス533を出力する。従って、10BASE-Tハブ530aはイーサネットデータのみを送出することができ、等時性データは送信できない。
【００３４】
図８（Ｄ）は、等時性−イーサネットハブ530cが等時性ノード532cに接続されているネットワーク配置を示している。図８（Ｄ）に示すこの実施例において、ノード532cは等時性プロトコル性能を有するだけであるが、ハブ530cは等時性−イーサネットプロトコル性能と等時性プロトコル性能の両者を有している。この実施例においては、システムの初期化に際して、ハブ530cは等時性プローブパルス535を出力する。等時性ノード532cは、等時性プローブパルス535を受信すると、それが取着されているハブが等時性能力のハブであることを判定でき、ハブ530cとのその後の全ての通信を等時性プロトコルに従って行うようにそれ自体を構成する。かくして等時性ノード532cは好ましくは、リンク又は物理媒体の他方の端部における回路を検出し、その後に適切なプロトコルを使用するために、ハブ530cにおいて見い出されるのと類似の等時性装置を含むものである。等時性ノード532cは、等時性プローブパルス535の受信に応じて、等時性プローブパルス535を出力する。ハブ530cは、等時性プローブパルスを受信すると、通常の等時性ハブの動作を開始する。
【００３５】
図８（Ｅ）は、等時性−イーサネットハブ530bが等時性−イーサネットノード532bに接続されている配置を示している。このシステムが初期化された場合には、等時性−イーサネットハブ530bは、等時性イーサネットプローブの如きプローブ信号を、物理媒体上へと出力する。等時性−イーサネットノード532bが等時性イーサネットプローブ信号を受信すると、このノードは、それが接続されているハブが等時性−イーサネットハブであることを判定できる。等時性−イーサネットノード532bは次いで、等時性イーサネットプローブ信号534を物理媒体上へと出力し、これは等時性−イーサネットハブ530bによって受信される。等時性−イーサネットハブ530bが等時性イーサネットプローブ信号を受信すると、このハブはそれが接続されているノード532bが等時性−イーサネットノードであることを判定することができ、この特定のノードとのその後の全ての通信を、等時性−イーサネットプロトコルに従って実行する。
【００３６】
図５及び図６は、リンク端点性能検出に関して用いられる、ハブ内の構成要素を示している。図６に示されているように、適切なプローブ信号を出力するために、リンクうなり発生器208が設けられている。制御信号522がマルチプレクサ210を制御し、プローブ信号208が物理媒体46上へと適当な時点で、例えばネットワークシステムの初期化時点で出力されるようになっている。
【００３７】
図９は、等時性−イーサネットノードにおける回路50を示している。２つのプロトコルに従って動作可能なノード中には、回路542が設けられる。単一のプロトコルのみをもたらすノードは回路542を含まず、Ｅインタフェース59がイーサネットＭＡＣ48cへと直接に接続される。物理媒体46を介して受信されるプローブパルスは、リンクうなり検出回路82によって検出される。回路82は、このパルス又はリンクテストパルスのシーケンス及び間隔を検出するために、例えば状態マシンを含むことができる。リンクうなり検出回路82は、マルチプレクサ514を制御するためのモード選択信号516を出力する。この制御信号516はマルチプレクサ514を設定し、イーサネットＭＡＣ48cが等時性−イーサネットインタフェース59の出力へと接続されるように構成されており、かくして物理媒体46を介して爾後に受信したデータが等時性−イーサネットプロトコルに従って処理されるようにしている。リンクうなり検出器82が等時性パルス信号ではなく、リンクテストパルスを検出する場合には、検出器はモード選択信号516を出力し、この信号はマルチプレクサ514を構成して、イーサネットＭＡＣ48cをイーサネット10BASE-Tインタフェース512と接続して、かくして物理媒体を介して受信される爾後のデータがイーサネット10BASE-Tプロトコルに従って処理されるようにしている。モード選択信号516はまた、ノード送信機にある制御回路に対しても信号を提供する。ノード送信機は個別に詳しく示してはいないが、それはこれが図６に示したハブ送信機と実質的に同一なものだからである。
【００３８】
モード選択信号516（リンクテストパルス又は他のプローブパルスの受信を示す）に応じてのノード送信制御522は、リンクうなり発生器208から媒体46上へと適切なパルス信号を出力するように、マルチプレクサを構成する。幾つかの実施例においては、ノード及び／又はハブは、ハブ又はノードがパワーアップされた場合には常に、リンクテストパルス又はプローブパルス（ハブ又はノードの性能に応じて）を出力するように構成されている。リンクうなり検出器82がリンクテストパルスと、等時性プローブパルスの如きプローブ信号との間を区別することができる実施例においては、モード選択516は、リンクテストパルスに応じてリンクテストパルスを、プローブ信号に応じてプローブパルスを出力するようにリンクうなり発生器208を構成できる。ノード送信機による信号出力は、ハブ受信機54（図５）において受信される。ハブ受信機のリンクうなり検出回路82は、ノード送信機からのプローブパルスの出力を検出する。この信号がプローブ信号である場合には、回路82はモード選択信号516を出力するが、これはマルチプレクサ514を制御して、Ｅインタフェース59からの出力をリピータ60へと接続するのに有効なものである。このようにして、ハブ受信機はこの場合、媒体46を介してノードから受信する爾後の信号を等時性−イーサネットプロトコルに従って処理するように構成される。ノード選択信号516はまた、制御信号522に対する入力をもたらすが、制御信号はこれに応じてマルチプレクサを構成して、10BASE-Tインタフェース536からの出力を用いることなしに、エンコーダ／直列化回路202からの出力206を物理媒体46上へと置くようにする。このようにして、送信機はこの場合、データを等時性−イーサネットプロトコルに従って出力するように構成されている。
【００３９】
ノードからの信号出力がプローブパルスではなくリンクテストパルスである場合には、リンクうなり検出器82はモード選択信号516を出力するが、これはイーサネット10BASE-Tインタフェース512をリピータ60と接続するようマルチプレクサ514を構成し、また出力206ではなしに出力536を物理媒体46上へと送るようにマルチプレクサを構成する。
【００４０】
【発明の効果】
以上の記述から、本発明の幾つもの利点を看取することができる。本発明は、例えば単一のハブが異なるプロトコルに従って動作する複数のノードに接続されているような混合プロトコル又は混合環境でもってネットワークを構成することを可能にする。この構成は自動的に達成され、各々のノードについて所定のプロトコルを前もって手動で確立する必要はない。本発明はネットワークを増加的にアップグレードすることを可能にし、全てのノードを同時にアップグレードすることは必要ない。さらにまた、一般に、保守要員がノード又はハブを特定的に構成して特定のプロトコルに適応するようにすることは必要でない。なぜならプロトコルは自動的に決定され、ノード及びハブは決定されたプロトコルに従ってそれ自体で構成されるからである。
【００４１】
本発明には数多くの修正及び設計変更を行うことができる。10BASE-Tプロトコル及び等時性−イーサネットプロトコルに関連する実施例が記述されたが、本発明は他のＬＡＮプロトコル、例えばトークンリングプロトコル、等時性プロトコルその他の如きを含む、他のプロトコルについても等しく適用可能なものである。本発明はプロトコルを決定するために用いられる１つの特定の信号特性について記述されたが、他の特性を用いることもできる。例えばトークンリング接続は、４又は16Mビット／秒のマンチェスタエンコードデータの存在によって検出することができる。他のＬＡＮも、それらに固有のタイミング及びデータパターンによって検出可能である。プロトコルはまた、キャリヤの存否のパターン、物理媒体上に置かれる信号の周波数スペクトルの如き特徴を用いても検出できる。例えば等時性−イーサネットプロトコル又は純粋なイーサネットプロトコルの何れかのように、ノードが２以上のプロトコルの下で通信を行う性能を有している場合は、ハブがノードの両方の性能を用いること、即ち第１の時間周期の間は第１のプロトコルに従って通信し、第２の時間周期の間は第２のプロトコルに従って通信することが可能である。本発明はスター形に関連して記述されてきたが、本発明はまたリング形やツリー形の如き、非スター形においても使用できる。本発明は、２つのノードの間で直接に接続がなされており、各々のノードが他方のノードのプロトコル性能を決定するようになっている如き、ネットワークがハブを持たない場合についても使用できる。上述したように、リンクテストパルス及び等時性プローブ信号は、例えば10BASE-Tノードが何れの形式のパルスの受信についても同じ仕方で応答するという点において、関連しているものである。しかしながら、これらのテスト信号は、各々の形式のプロトコルに固有の形態で提供することができる。このようなシステムにおいては、データソース／シンクは第１の形式のテストパルス又は他の信号を出力し、応答が受信されない場合には、第２の形式のテストパルス又は信号を出力し、このことは応答が受信されてリンクの他端におけるプロトコル性能が示されるまで続けられる。データソース／シンクは、利用できる「最速」又は「最適」性能を決定することや、検出された最初の性能を用いるのではなしに、リンクの他端における装置の全ての可能なプロトコル性能を決定するように構成することができる。各々の端部におけるデバイスは、「最速」又は「最適」性能以外のプロトコル性能を選択することができる。ノードがその性能の表示を、テーブル又はその他のメモリデバイスの如きに格納し、質問を受信した場合にこの情報を出力することが可能である。またネットワークが一般的なプロトコル、例えば10BASE-Tプロトコルにおいて初期化され、その後にこのプロトコルを用いて、システムの構成要素の付加的なプロトコル性能を示す情報を交換することも可能である。その後に、利用可能なプロトコルの所望のものを用いるように、システムはそれ自体で再構成され得る。
【００４２】
本発明は好ましい実施例、並びに特定の設計変更及び修正によって記述されたが、他の設計変更及び修正を使用することも可能であり、本発明は特許請求の範囲によって規定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ），（Ｂ）及び（Ｃ）は、それぞれパケット転送システム、トークンリング転送システム、及び等時性転送システムのタイミングを示す。
【図２】ハブカードに接続している３つのノードを示す概略的なブロック図である。
【図３】はリング構造を用いて一緒に接続された幾つかのハブを示す概略的なブロック図である。
【図４】媒体上での転送及び媒体からの情報の受信及びデータの脱多重化のために、データを多重化し準備するためのノード回路の概略的なブロック図である。
【図５】本発明の１つの実施例によるハブ受信回路の概略的なブロック図である。
【図６】ハブ送信回路の概略的なブロック図である。
【図７】ハブ及びノードにおける送信及び受信の相対的なタイミングを示すタイミングダイヤグラムである。
【図８】（Ａ）−（Ｅ）は本発明の１つの実施例による、５つの異なるネットワーク構成のためのリンク端点性能検出を示すブロック図である。
【図９】本発明の１つの実施例による、ノード受信機のブロック図である。
【符号の説明】
42a, 42b, 42c ノード
44a ハブ
46a-f 物理媒体
48a, 48d 等時性ソース
48b, 48e 等時性シンク
48c 非等時性ソース
48g 非等時性シンク
48f Ｄチャネルソース
50a, 50b, 50c ノード回路
54a, 54b, 54c ハブ成分
56 ハブ回路
MUX マルチプレクサ
DEMUX デマルチプレクサ
Tx 送信
Rx 受信

Claims

物理媒体によって一緒に結合された少なくとも第１のデータソース／シンクと第２のデータソース／シンクを有するネットワークにおいて、前記第１のデータソース／シンクが有する３つ以上のプロトコル性能の組から、前記第２のデータソース／シンクの少なくとも１つのプロトコル性能を決定するための装置であって、
前記物理媒体に結合され、第１の信号を前記物理媒体上に置くための第１の手段であって、前記第１の信号が、第１のうなり周期と第２のうなり周期のいずれかによって特徴付けられる一連のパルスからなる、第１の手段と、
前記第２のデータソース／シンクに結合され、前記第２のデータソース／シンクが前記第１のうなり周期に関連する第１のプロトコル性能を有する場合に前記第１の信号を受信して前記物理媒体上に第２の信号を伝送し、前記第２のデータソース／シンクが前記第２のうなり周期に関連する第２のプロトコル性能を有する場合に前記第２の信号とは異なる第３の信号を出力する第２の手段と、
前記第１のデータソース／シンクに結合され、前記第２の手段により伝送された信号が前記第２の信号か前記第３の信号かを検出する第３の手段
を備える、装置。
前記第１のデータソース／シンクに結合されたリピータ回路と、
前記物理媒体に結合され、フレーム構造データをパケット構造データに変換するインタフェース回路と、
前記第３の手段が前記第２の信号を検出した場合に前記リピータ回路を前記物理媒体に結合し、前記第３の手段が前記第３の信号を検出した場合に前記リピータ回路を前記インタフェース回路に結合する手段とをさらに含む、請求項１の装置。
物理媒体を介して結合された少なくとも第１及び第２のデータ送信機／受信機を有するデータ通信ネットワークにおいて、データ通信プロトコルを選択するための装置であって、該装置は、前記第１のデータ送信機／受信機が有する３つ以上のプロトコル性能の組から、前記第２のデータ送信機／受信機の少なくとも１つのプロトコル性能を決定するよう構成されており、前記装置が、
前記物理媒体に結合され、前記物理媒体上に第１のリンク信号を伝送する信号発生器と、
前記第１のリンク信号を受信し、これに応じて第２のリンク信号を前記物理媒体上に伝送する信号受信機／発生器
を備え、
少なくとも前記第１のデータ送信機／受信機が第１のデータソース／シンク及び第２のデータソース／シンクに選択的に結合されており、前記第１のデータソース／シンクが第１のプロトコルに従ってデータを出力し、前記第２のデータソース／シンクが前記第１のプロトコルとは異なる第２のプロトコルに従ってデータを出力し、
前記第２のデータ送信機／受信機が第３のデータソースに結合され、前記第３のデータソースが前記第１及び第２のプロトコルの１つに従ってデータを出力し、
前記第２のリンク信号は、前記第３のデータソースが前記第１のプロトコルに従ってデータを出力するソースである場合に第１のリンクうなり周期を有する一連のパルスによって特徴付けられる第１の形態を有し、前記第２のリンク信号は、前記第３のデータソースが前記第２のプロトコルに従ってデータを出力するソースである場合に前記第１の形態とは異なり、かつ、第２のリンクうなり周期を有する一連のパルスによって特徴付けられる第２の形態を有し、
前記装置が、さらに、
前記第２のリンク信号が前記第１の形態を有する場合に前記第１のデータソース／シンクを前記第１のデータ送信機／受信機に結合し、前記第２のリンク信号が前記第２の形態を有する場合に前記第２のデータソース／シンクを前記第１のデータ送信機／受信機に結合する選択回路
を備えることからなる、装置。
前記データ通信ネットワークがローカルエリアネットワークである、請求項３の装置。
前記データ通信ネットワークがスター形に構成され、少なくとも１つのハブと複数のノードとを有する、請求項３の装置。
前記第１のデータ送信機／受信機、前記第１及び第２のデータソース／シンク、前記信号発生器、及び前記選択回路が、前記ハブに含まれている、請求項５の装置。
前記第１のデータ送信機／受信機、前記第１及び第２のデータソース／シンク、前記信号発生器、及び前記選択回路が、前記複数のノードの少なくとも１つに含まれている、請求項５の装置。
前記第１のプロトコルがイーサネットプロトコルである、請求項３の装置。
前記第１のプロトコルが等時性プロトコルである、請求項３の装置。
前記第１のリンク信号が名目上16ミリ秒の間隔で生ずる一連の100ナノ秒のパルスである、請求項３の装置。
前記第１の形態を有する前記第２のリンク信号が前記第１のリンク信号と実質的に同一である、請求項３の装置。
前記第２の形態を有する前記第２のリンク信号が前記第１の形態を有する前記第２のリンク信号の周期よりも短い周期を有する、請求項３の装置。
前記第２の形態を有する前記第２のリンク信号が約２ミリ秒よりも短い周期を有する、請求項３の装置。
前記第１の信号がパルス信号である、請求項１の装置。
前記第２の信号がパルス信号である、請求項１の装置。
前記第３の信号がパルス信号である、請求項１の装置。
前記データ通信ネットワークがツリー形に構成されている、請求項３の装置。
前記第１のプロトコルが等時性−イーサネットプロトコルである、請求項３の装置。