JPH0752886B2

JPH0752886B2 - ループ型ネットワークの構成方法

Info

Publication number: JPH0752886B2
Application number: JP62320134A
Authority: JP
Inventors: 賢造小林; 豊岩垣; 充世長谷川; 和史菅沼
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1987-12-19
Filing date: 1987-12-19
Publication date: 1995-06-05
Anticipated expiration: 2010-06-05
Also published as: EP0321907A2; CA1323081C; DE3886022D1; EP0321907B1; JPH01164146A; EP0321907A3; DE3886022T2; US4930119A

Description

【発明の詳細な説明】〔概要〕 LAN（ローカルエリアネットワーク）等に適用されるル
ープ型ネットワークに係り、特に伝送路を２重化して伝
送路障害等に対するネットワークの自動再構成を行う方
法に関し、各通信ノードが伝送路障害等の状況を自動的に識別し、
簡単な分散制御によるネットンワークの自動的かつ迅速
な再構成を可能にすることを目的とし、複数の通信ノード間を伝送路を介してループ状に接続
し、該各通信ノード間でデータの送受信を行うことによ
りネットワークを形成するとともに、ネットワークの状
態変化により当該通信ノードの入出力関係を設定するこ
とによりネットワークの再構成を行うループ型ネットワ
ークにおいて、上記通信ノード内の入出力関係を２値よ
りも多い値で示した情報を上記データに挿入し、隣接す
る通信ノードから上記データを受信したときに該データ
に挿入されている該情報を用いて自通信ノード内の入出
力関係を更新するとともに、該自通信ノード内の入出力
関係を上記データに挿入して隣接する通信ノードに送信
することにより、該各通信ノードで分散してネットワー
クの状態変化に対応したネットワークを構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、LAN（ローカルエリアネットワーク）等に適
用されるループ型ネットワークに係り、特に伝送路を２
重化して伝送路障害等に対するネットワークの自動再構
成を行う伝送路２重化方式に関する。

〔従来の技術〕

複数の通信ノード（端末等を収容する通信制御装置）を
ループ型の伝送路を介して相互に接続することによっ
て、分散配置された複数の端末やコンピュータ間でデー
タ交換を行うことが可能なLAN（ローカルエリアネット
ワーク）が、広く普及している。

上記のようなループ型ネットワークにおいては、伝送路
障害及びノードの状態変化等が発生した場合、伝送路が
再構成される。第７図（ａ）は、ループ型ネットワーク
の全体的な構成を示したものであり、親局である監視ノ
ード（SN、以下同じ）１と、子局である複数の通信ノー
ド（IN、以下同じ）２−１〜２−５は、＃０系と＃１系
の２重化されたループ型の光ファイバケーブル等によっ
て構成される伝送路３で接続され、各IN2−１〜２−５
は通常、例えば＃０系の伝送路３を現用して相互に通信
データの授受を行い、＃１系の伝送路３は予備系として
運用されている。

ここで、例えば第７図（ｂ）に示すように、IN2−４とI
N2−５の間の＃０系の伝送路３上で切断等の障害４が発
生した場合、＃１系である予備系の伝送路３に切り換え
て運用を行う。また、例えば第７図（ｃ）に示すよう
に、IN2−１とIN2−２の間の＃０系と＃１系の双方の伝
送路３上で障害５が発生した場合、IN2−１において＃
０系の伝送路３から＃１系の伝送路３に折り返し（ルー
プバックと呼ぶ、以下同じ）、IN2−２において＃１系
から＃０系の伝送路３にループバックすることによりネ
ットワークを再構成して運用を続行する。

上記第７図（ｂ）又は（ｃ）のようなネットワークの再
構成を行うために、従来は、親局であるSN1が各IN2−１
〜２−５から定期的に伝送路３の状態を制御情報として
受信することにより、ネットワーク全体の状態を集中管
理しており、障害が発生するとSN1がその状態を判断
し、各IN2−１〜２−５に制御情報を送信し、特には図
示していない各内部のスイッチを制御して伝送路３の＃
０系と＃１系を切り換えさせ、又はループバックさせて
ネットワークの再構成を行っていた。即ち、子局である
各IN2−１〜２−５は、親局であるSN1からの指示により
従属的に動作していた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし上記従来例では、各IN2−１〜２−５が障害を検
出する場合、＃０系と＃１系の各伝送路３から通信信号
が正常に入力しているか否かという程度の情報のみで検
出を行っており、SN1は障害の細かい状況まで判断でき
ず、例えばループバック運用区間を途中から拡張すると
いう制御などは困難であり、柔軟な運用を行うことがで
きないという問題点を有していた。

また、ネットワークの再構成を行う手順として、SN1が
各IN2−１〜２−５から定期的に制御情報を受信し、そ
れに従って各IN2−１〜２−５に順次制御情報を送出し
てスイッチ制御を行わせるというように、系の構成を変
更するために数段階の複雑な制御手順を踏まなければな
らず、処理に長時間を要するという問題点を有してい
た。

更に、この場合、処理の途中で更に障害状況が変化した
り復旧したりした場合、正常な処理が保証できないとい
う問題点を有していた。

本発明は上記問題点を解決するために、各通信ノードが
伝送路障害等の状況を自動的に識別し、簡単な分散制御
によるネットワークの自動的かつ迅速な再構成を可能に
することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

第１図は、本発明のブロック図である。例えば端末終端
装置等のデータ送受信手段15−１、15−２、15−３、・
・・を有する複数の通信ノード６−１、６−２、６−
３、・・・は、互いに逆方向にデータを伝送する２重化
されたループ型の伝送路７−１、７−２によって接続さ
れ、これらの伝送路は例えば光ファイバケーブルによっ
て構成されるLAN（ローカルエリアネットワーク）とし
て実現される。

本発明では、各通信ノード６−１、・・・間で授受され
各伝送路７−１、７−２上を伝送される通信信号である
フレーム８−１、８−２、・・・に、各伝送路７−１、
７−２の接続状態を示す制御データ９−１、９−２、・
・・を挿入する。

そして各通信ノード６−１、・・・内に、各伝送路７−
１、７−２から入力する各フレーム、例えば８−１、８
−２に挿入された制御データ９−１、９−２を所定の時
間間隔で検出・分離する各伝送路対応の制御データ分離
手段10−１、11−１、・・・を有する。また、これらに
よって分離された各制御データ16−１、17−１、・・・
（９−１、９−２、・・・に等しい）に基いて、伝送路
７−１、７−２の各入出力20−１、21−１、・・・とデ
ータ送受信手段15−１、・・・の入出力22−１、・・・
の間の接続状態を切り換える伝送路切り換え制御手段12
−１、・・・を有する。更に、該手段での接続状態18−
１、19−１（共に等しい）、・・・に基いて、伝送路７
−１、７−２に送出する各フレーム例えば、８−３、８
−４に新たな制御データ９−３、９−４を多重化する制
御データ多重化手段13−１、14−１、・・・を有する。

〔作用〕

上記手段において、例えば伝送路７−１、７−２のどこ
かで障害が発生した場合、各通信ノード６−１、・・・
の制御データ分離手段10−１、・・・における各制御デ
ータ９−１、・・・の受信状態が変化し、これを受けて
伝送路切り換え手段12−１、・・・は、予め決められた
規則に従って伝送路７−１、７−２の各入出力20−１、
21−１、・・・とデータ送受信手段15−１、・・・の入
出力22−１の間の接続状態を変化させる。更に、これを
受けて各制御データ多重化手段13−１、14−１、・・・
は、送出するフレーム８−３、８−４、・・・に挿入す
る制御データ９−３、９−４、・・・も予め決められた
規則に従って変化させる。そしてこのフレーム８−３、
８−４、・・・が他の通信ノードに伝送され、そこでの
状態も変化させる。

上記のように、各通信ノードが制御データを用いて各自
の接続状態を自立的に変化させることにより、親局の助
けを借りずに自動的にネットワークの再構成を行える。
この場合、入力する制御データ９−１（16−１）、・・
・の状態変化に対応する伝送路切り換え制御手段12−
１、・・・での接続状態切り換え規則、及びそこでの接
続状態の変化に対応する制御データ多重化手段13−１、
14−１、・・・での制御データの変更規則は、予め一意
に定めることができるため、それらの規則を各手段が例
えばテーブルとして記憶しておくことにより、状態が変
化したときにはそのテーブルを参照して新たな状態に移
行するという簡単な制御を行うだけで上記の動作を実現
でき、迅速なネットワークの再構成が可能となる。ま
た、上記規則を例えば順序回路等のハードウェアで実現
すれば、より高速な制御を行える。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例につき詳細に説明を行う。

まず、本発明が対象とするループ型ネットワークの構成
は、第７図（ａ）と同様であるためその説明を省略す
る。

次に、第２図は本発明の実施例の構成図である。まず、
第２図（ａ）は、第７図の監視ノードSN1（以下、親局
と呼ぶ）の構成を示したものである。＃０系と＃１系の
各伝送路３に対応して、一点鎖線23で示すように全く同
一の構成の機能ブロックを有する。

即ち、＃０（＃１）系の伝送路３から入力する光信号
は、光／電気変換回路（OR、以下同じ）29において電気
信号に変換された後、フレーム分解・データ分離回路
（DMX、以下同じ）30に入力する。

DMX30では電気信号として入力するフレーム形式の信号
（後述する）中から、制御データ（後述する）を分離し
リードレジスタ（RRG、以下同じ）31から制御線35を介
して中央制御装置（CPU、以下同じ）24に出力し、他の
通信データはスイッチ部26に入力させる。

一方、スイッチ部26からの通信データはデータ多重化・
フレーム生成回路（MUX、以下同じ）32に入力し、ここ
でCPU24から制御線36及びライトレジスタ（WRG、以下同
じ）34を介して入力する制御データと多重化され、更に
発信器28から入力するクロックに同期させられた後、フ
レーム信号が組み立てられて電気信号として電気／光変
換回路（OS、以下同じ）33に出力される。そしてOS33で
は、光信号に変換された後、＃０（＃１）の伝送路３に
出力される。

以下の構成（第２図（ａ）の23の部分）は、＃０系、＃
１系ともに同一である。次に、スイッチ部26は、＃０系
及び＃１系の各DMX30からの入力及びフレーム遅延補正
回路（FBM、以下同じ）27からの入力を、＃０系及び＃
１系の各MUX32への出力及びFBM27への出力に任意に接続
する。

FBM27は、伝送路３上を伝送されるフレーム信号（後
述）の遅延を補正する回路である。

CPU24は、制御線35を介して入力する制御データに基い
て、制御線37を介してスイッチ部26の設定を変更すると
共に、制御線36を介して新たな制御データを出力する。

記憶装置（MM、以下同じ）25には、上記動作を行うため
のプログラムとテーブル（後述する）が記憶される。

次に、第２図（ｂ）は、第７図の通信ノードIN2−１〜
２−５（以下、子局と呼ぶ）の構成を示したものであ
る。基本的には、第２図（ａ）の親局とほぼ同じ機能で
ある。ただし、子局では実際に通信用の端末等が接続さ
れるため、スイッチ部26′（第２図（ａ）の26に対応）
には、データ処理回路（パケットハンドラ）（PHDR、以
下同じ）38が接続され、更にPHDR38には、各ラインセッ
ト回路（LS、以下同じ）39−１〜39−Ｎを介して、特に
は図示しない複数の通信端末が接続される。

また、同図23′（第２図（ａ）の23に対応）内のOR29′
は、第２図（ａ）のOR29の機能に加えて、受信信号から
クロックを抽出する機能を有し、抽出されたクロック
は、DMX30′を介してスイッチ部26′に入力する。スイ
ッチ部26′は第２図（ａ）のスイッチ部26と同様に、＃
０系及び＃１系の各DMX30′からの通信データの入力及
びPHDR38からの入力を、＃０系及び＃１系の各MUX32へ
の出力及びPHDR38への出力に任意に接続する機能を加
え、＃０系及び＃１系の各DMX30′からのクロック入力
（破線群l_cの一部）を、＃０系及び＃１系の各MUX32へ
のクロック出力（破線群l_cの一部）へPHDR38を介さずに
直接任意に接続する機能を有する。

次に第３図は、第７図の＃０系及び＃１系の伝送路３上
を伝送されるフレーム信号の構成図である。大きく分け
てフレームヘッダ部40、ユーザデータ41、及びフレーム
チェックシーケンス42からなる。ユーザデータ41は異な
る子局に接続される端末間で授受される通信データであ
り、フレームチェックシーケンス42は伝送フレームの誤
り検出・訂正用のビットパターンである。フレームヘッ
ダ部40には、先頭部分にフレーム識別用の同期パターン
40−１が挿入されるほか、本発明の特徴である制御デー
タ40−２が挿入される。これについては後述する。

次に第２図（ａ）及び（ｂ）で示した親局及び子局のス
イッチ部26及び26′での設定パターンと、そのモデル表
現を示す。親局と子局の違いは、子局では前記したよう
にDMX30′からの入力をMUX32への出力に直接接続する機
能を有していることであるが、この機能は本発明には直
接は関連しない。

第４図（ａ）の設定S1は、＃０系の伝送路３の入出力は
そのまま短絡し、＃１系の伝送路３の入出力はFBM27又
はPHDR38の入出力に接続して＃１系の伝送路３で運用を
行う場合である。

第４図（ｂ）の設定S2は、上記とは全く逆に＃０系で運
用を行う場合である。

第４図（ｃ）の設定S3は、＃１系を短絡すると共に、＃
１系をFBM27又はPHDR38に入力し、その出力を＃０系に
出力して＃１系から＃０系へループバック運用を行う場
合である。

第４図（ｄ）の設定S4は、上記とは全く逆に＃０系を短
絡すると共に、＃０系をFBM27又はPHDR38に入力し、そ
の出力を＃１系に出力して＃０系から＃１系へループバ
ック運用する場合である。

第４図（ｅ）は設定S5は、＃０系、＃１系共に短絡して
その局は使用しない場合である。

以上の設定S1〜S5は、第２図（ａ）又は（ｂ）のCPU24
が制御線37を介してスイッチ部26又は26′を制御して行
う。

次に、本実施例の具体的な動作について説明を行う。ま
ず、第２図（ａ）又は（ｂ）の＃０系及び＃１系のDMX3
0又は30′は、第３図のフォーマットで入力するフレー
ム信号から制御データ40−２のみを分離し、各系のRRG3
1から制御線35を介してCPU24に入力させる。また逆に、
CPU24から各系の制御線36及びWRG34を介して出力される
制御データは、各系のMUX32において第３図のフレーム
信号の制御データ40−２として挿入・送出される。

この時、親局（第２図（ａ））ではMM25に、第５図
（ａ）に示すテーブルを有しており、子局（第２図
（ｂ）では同じくMM25に、第５図（ｂ）に示すテーブル
を有している。そして、親局又は子局のCPU24は、＃０
系及び＃１系の各RRG31からの前記各制御データ入力に
対して、MM25をアクセスして第５図のテーブルを参照す
ることにより、まずスイッチ26又はスイッチ26′の設定
を決定して制御線37から各スイッチの制御を行う。同時
に、同テーブルを参照して＃０系及び＃１系のWRG34に
セットする各制御データ出力を決定してセットを行う。

第５図（ａ）又は（ｂ）の各テーブルにおいて、制御デ
ータとしてはＡ、Ａ′、Ｂ、Ｂ′の４種類があり、×は
親局（第２図（ａ））の各系のDMIX30又は子局（第２図
（ｂ））の各系のDMIX30′が、所定時間内に制御データ
を受信できないことを示す。

上記テーブルを用いた具体的な制御動作につき、第６図
の具体例を用いて説明を行う。まず、第６図（ａ）の破
線43で示すように、親局（SN）１と子局（IN）２−１〜
２−３よりなるループ型ネットワークがあるとき（第７
図（ａ）に対応）、障害45がまだ発生していないときに
は、各局のスイッチ設定は第４図（ｂ）のS2に固定さ
れ、＃０系で運用を行っているとする。このとき、各局
の＃０系の入力には制御データＡ、＃１系の入力には制
御データＢが入力し、＃０系の出力には入力と同じ制御
データＡ、＃１系の出力にも入力と同じ制御データＢを
出力している。

ここで、子局２−２と２−３の間の伝送路３の＃０系と
＃１系の双方に障害45が発生したとすると、破線44の状
態に遷移する。即ち、まず、子局２−２において、＃０
系の入力には制御データＡが入力するが、＃１系の入力
には制御データが入力しなくなる。従って第５図（ｂ）
のテーブルよりスイッチ設定は第４図（ｄ）のS4に遷移
し、＃０系から＃１系へのループバック運用となる。そ
れと同時に、＃０系の出力にはＡ、＃１系の出力には
Ａ′の各制御データを出力する。

これを受けて子局２−１では、＃０系の入力にはＡ、＃
１系の入力にはＡ′の各制御データが入力することにな
るが、第５図（ｂ）のテーブルよりスイッチ設定は第４
図（ｂ）のS2のままで遷移せず、＃０系の出力には今ま
でと同じＡ、＃１系の出力にはＡ′の各制御データを出
力する。

一方、子局２−３では、＃１系の入力には制御データＢ
が入力するが、＃０系の入力には制御データが入力しな
くなる。従って第５図（ｂ）のテーブルよりスイッチ設
定は第４図（ｃ）のS3に遷移し、＃１系から＃０系への
ループバック運用となる。

更に親局１では、上記各子局２−１〜２−３の動作に整
合して、＃０系の入力にＢ′、＃１系の入力にＡ′の各
制御データが入力した場合には、第５図（ａ）のテーブ
ルよりスイッチ設定は第４図（ｂ）のS2のままとなり、
＃０系の出力にＡ、＃１系の出力にＢの各制御データを
出力する。

以上の動作の結果、破線43の状態で障害45が発生した場
合、各局が自立的に分散制御を行って破線44の状態に遷
移し、子局２−２及び２−３で＃０系と＃１系の伝送路
３が折り返されて、ネットワークが再構成される。

次に、第６図（ｂ）の破線46の状態に示すように、子局
２−１と親局１のみでループバック運用をし、子局２−
２と２−３は例えば電源が投入されていない場合を考え
る。この場合、子局２−１では、＃０系の入力には制御
データＡが入力しているが、＃１系の入力には制御デー
タは入力していない。従って、第５図（ｂ）のテーブル
よりスイッチ設定は第４図（ｄ）のS4となって＃０系か
ら＃１系へのループバック運用となり、＃０系の出力に
Ａ、＃１系の出力にＡ′の各制御データを出力する。

親局１ではこれに整合するように、＃１系の入力には制
御データＡ′が入力し、＃０系の入力には制御データが
入力しない場合、第５図（ａ）のテーブルよりスイッチ
設定は第４図（ｃ）のS3となって＃１系から＃０系への
ループバック運用となり、＃０系の出力にＡ、＃１系の
出力にＢの各制御データを出力する。

上記の状態において、例えば破線47に示すように子局２
−２に電源が投入されて運用可能となった場合、子局２
−２では、＃０系の入力には制御データＡが入力し、＃
１系の入力には制御データが入力しないため、第５図
（ｂ）のテーブルよりスイッチ設定は第４図（ｄ）のS4
となって＃０系から＃１系へのループバック運用とな
り、＃０系の出力にＡ、＃１系の出力にＡ′の各制御デ
ータを出力する。

上記子局２−２の動作により、全体の状態は破線47から
破線48に遷移する。即ち、子局２−１では、＃０系の入
力には今までどうり制御データＡが入力するが、＃１系
の入力には制御データＡ′が入力するようになる。従っ
て第５図（ｂ）のテーブルより、スイッチ設定は第４図
（ｂ）のS2に遷移し、子局２−１でのループバックから
子局２−２でのループバックへ運用が拡張される。そし
て、今までどうり＃０系の出力にはＡ、＃１系の出力に
はＡ′の各制御データを出力する。

親局１では破線46、47、48のいずれにおいても状態は遷
移しない。

以上の動作の結果、破線46の状態から新たに子局２−２
が運用可能となり破線47の状態に遷移した場合、子局２
−１が自立的に分散制御を行って破線48の状態に遷移
し、ループバック区間が子局２−１から子局２−２まで
自動的に拡張されてネットワークが再構成される。

以上第６図に例示したように、第５図（ａ）及び（ｂ）
のテーブルは、親局（第２図（ａ））又は子局（第２図
（ｂ））において、各系のRRG31から入力する制御デー
タに基いて、スイッチ部26又は26′の設定をどのように
遷移させ、各系のWRG34にどのような制御データ出力す
ればよいかを、あり得ない組み合わせを除いて全て網羅
しており、各局のCPU24はMM25に記憶されている上記テ
ーブルに基いて分散制御を行うことにより、伝送路の障
害・復旧、又は各ノード（局）の状態変化の全ての場合
に対してネットワークの適切な自動再構成を行うことが
できる。

以上に示した実施例では、各局のCPU24はMM25に記憶し
たテーブルに基いて分散制御を行ったが、第５図（ａ）
又は（ｂ）のテーブルの状態変化を順序回路等によって
構成したハードウェアで実現することも可能であり、そ
の場合は分散制御をより高速に行うことができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、各通信ノードが制御データを用いて各
自の接続状態を自立的に変化させることにより、自動的
な障害復旧、ネットワークの再構成等を行うことがで
き、従来行うことができなかったループバック区間の拡
張等も実現することができる。

このとき、入力制御データの状態変化に対応する伝送路
の接続状態の切り換え規則、及びその接続状態の変化に
対応する出力制御データの変更規則は、予め一意に定め
ることができるため、それらの規則を参照テーブル又は
順序回路等で実現することにより、非常に簡単かつ高速
な分散制御を行うことが可能となる。

これらの効果により、全体の処理時間の短縮化が図れ、
制御誤りのない分散制御を行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のブロック図、第２図（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施例の構成図、第３図は、本実施におけるフレーム構成図、第４図（ａ）〜（ｅ）は、スイッチ部の設定パターンと
各パターンのモデル図、第５図（ａ）、（ｂ）は、制御データ入力に対するスイ
ッチ設定と制御データ出力を示す図、第６図（ａ）、（ｂ）は、本実施例の動作説明図、第７図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、伝送路が２重化され
たループ型LANの構成図である。６−１〜６−３……通信ノード、７−１、７−２……伝送路、８−１〜８−６……フレーム、９−１〜９−６、16−１〜16−３、17−１〜17−３……
制御データ、 10−１〜10−３、11−１〜11−３……制御データ分離手
段、 12−１〜12−３……伝送路切り換え制御手段、 13−１〜13−３、14−１〜14−３……制御データ多重化
手段、 15−１〜15−３……データ送受信手段、 18−１〜18−３、19−１〜19−３……接続状態．

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者長谷川充世神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地富士通株式会社内 (72)発明者菅沼和史神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地富士通株式会社内 (56)参考文献特開昭60−197045（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−50639（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の通信ノード（６−1,6−2,・・・）
間を互いに逆方向にデータを伝送する伝送路（７−1,7
−２）を介してループ状に接続し、該各通信ノード間で
データ（８−1,8−2,・・・）の送受信を行うことによ
りネットワークを形成するとともに、ネットワークの状
態変化により当該通信ノードの入出力関係を設定するこ
とによりネットワークの再構成を行うループ型ネットワ
ークにおいて、上記通信ノード内の入出力関係を２値よりも多い値て示
した情報（９−1,9−2,・・・）を上記データに挿入
し、隣接する通信ノードから上記データを受信したとき
に該データに挿入されている該情報を用いて自通信ノー
ド内に入出力関係を更新するとともに、該自通信ノード
内の入出力関係を上記データに挿入して隣接する通信ノ
ードに送信することにより、該各通信ノードで分散して
ネットワークの状態変化に対応してネットワークを構成
することを特徴とするループ型ネットワークの構成方
法。