(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023011861
(43)【公開日】2023-01-24
(54)【発明の名称】アーキテクチャを横断する通信ネットワーク
(51)【国際特許分類】
H04L 45/243 20220101AFI20230117BHJP
H04L 49/10 20220101ALI20230117BHJP
【FI】
H04L45/243
H04L49/10
【審査請求】有
【請求項の数】12
【出願形態】OL
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2022177265
(22)【出願日】2022-11-04
(62)【分割の表示】P 2019148431の分割
【原出願日】2015-02-09
(31)【優先権主張番号】61/940,089
(32)【優先日】2014-02-14
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】14/449,722
(32)【優先日】2014-08-01
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【識別番号】514091080
【氏名又は名称】ベドロック・オートメーション・プラットフォームズ・インコーポレーテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100118902
【弁理士】
【氏名又は名称】山本 修
(74)【代理人】
【識別番号】100106208
【弁理士】
【氏名又は名称】宮前 徹
(74)【代理人】
【識別番号】100173565
【弁理士】
【氏名又は名称】末松 亮太
(72)【発明者】
【氏名】アルバート・ルーヤッカーズ
(72)【発明者】
【氏名】ジェームズ・ジー・カルヴァン
(57)【要約】 (修正有)
【課題】マルチポート・ネットワーク交換機を使用する通信ネットワークシステム及び方法を提供する。
【解決手段】通信ネットワークアーキテクチャ100は、複数のネットワーク装置102、104、106を備える。複数のネットワーク装置の各々は一つ以上のマルチ・ポートスイッチ(108a~108f)を組み込む。ここで、各マルチ・ポートスイッチはマルチ・ポートスイッチを組み込んでいるネットワーク装置への接続および複数のネットワーク装置の他のそれぞれの一つによって、組み込まれる他のマルチ・ポートスイッチの少なくとも他のひとつポートとのつながりを備える。
【選択図】
図2
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数のネットワーク装置を有し、
複数のネットワーク装置の各々が、少なくとも一つのマルチ・ポートスイッチを組み込み、各マルチ・ポートスイッチが、マルチ・ポートスイッチを組み込んでいるネットワーク装置への接続と、複数のネットワーク装置の他のそれぞれの一つによって、組み込まれる他のマルチ・ポートスイッチの少なくとも一つの他のポートへの接続とを包含することを特徴とする通信ネットワーク・システム。
【請求項2】
各マルチ・ポートスイッチは3―ポートスイッチまたは2―ポートスイッチの1つであることを特徴とする請求項1に記載の通信ネットワーク・システム。
【請求項3】
各3―ポートスイッチは、初めのスイッチまたは仲介のスイッチの一つであり、
初めのスイッチはデータソースに連結性を提供し、
仲介のスイッチは複数のネットワーク装置の2つのマルチポート・スイッチの間に連結性を提供することを特徴とする請求項2に記載の通信ネットワーク・システム。
【請求項4】
各2―ポートスイッチは、終端スイッチであり、
終端スイッチは初めのスイッチまたは仲介のスイッチに連結性を提供し、
初めのスイッチはデータソースに連結性を提供し、
仲介のスイッチは複数のネットワーク装置の2つのマルチポート・スイッチの間に連結性を提供することを特徴とする請求項2に記載の通信ネットワーク・システム。
【請求項5】
各マルチ・ポートスイッチは4―ポートスイッチまたは3―ポートスイッチの1つであることを特徴とする請求項1に記載の通信ネットワーク・システム。
【請求項6】
各4―ポートスイッチは、同じネットワーク装置によって、組み込まれる他の4―ポートスイッチへの接続を包含することを特徴とする請求項5に記載の通信ネットワーク・システム。
【請求項7】
各3―ポートスイッチは、同じネットワーク装置によって、組み込まれる他の3―ポートスイッチへの接続を包含することを特徴とする請求項5に記載の通信ネットワーク・システム。
【請求項8】
複数のネットワーク装置のそれぞれは、処理モジュール、パワー・モジュール、入出力モジュールまたはフィールド・デバイスの少なくとも1つから成ることを特徴とする請求項1に記載の通信ネットワーク・システム。
【請求項9】
少なくとも一つのマルチ・ポートスイッチはマルチポート・イーサネット・スイッチ・チップであることを特徴とする請求項1に記載の通信ネットワーク・システム。
【請求項10】
少なくとも一つのマルチ・ポートスイッチを備えている第1のネットワーク装置と、
第1のネットワーク装置に関して平行に配置される少なくとも一つの仲介のネットワーク装置であって、少なくとも一つの仲介であるのそれぞれがネットワーク装置が最低一つのマルチ・ポートスイッチを包含し、少なくとも一つの仲介のネットワーク装置の1つが、仲介のネットワーク装置の一つのマルチ・ポートスイッチおよび第1のネットワーク装置の一つのマルチ・ポートスイッチを介して第1のネットワーク装置に通信で接続されることを特徴とするネットワーク装置と、少なくとも一つのマルチ・ポートスイッチを包含している第2のネットワーク装置と、
を有し、
前記第2のネットワーク装置が、少なくとも一つの仲介のネットワーク装置に関して平行に配置され、前記第2のネットワーク装置が、仲介のネットワーク装置の一つのマルチ
・ポートスイッチおよび第2のネットワーク装置の一つのマルチ・ポートスイッチを介し
て通信で少なくとも一つの仲介のネットワーク装置の1つに連結されることを特徴とする通信ネットワーク・システム。
【請求項11】
第1のネットワーク装置の各マルチ・ポートスイッチは3―ポートスイッチであることを特徴とする請求項10に記載の通信ネットワーク・システム。
【請求項12】
第1のネットワーク装置の各マルチ・ポートスイッチは4―ポートスイッチであることを特徴とする請求項10に記載の通信ネットワーク・システム。
【請求項13】
第1のネットワーク装置の少なくとも一つのマルチ・ポートスイッチの各々の1つのポートは第1のネットワーク装置の少なくとも一つのマルチ・ポートスイッチの他のマルチ・ポートスイッチへの接続専用とされることを特徴とする請求項12に記載の通信ネットワーク・システム。
【請求項14】
少なくとも一つの仲介ネットワーク装置のそれぞれの各マルチ・ポートスイッチは3―ポートスイッチであることを特徴とする請求項10に記載の通信ネットワーク・システム。
【請求項15】
少なくとも一つの仲介ネットワーク装置のそれぞれの各マルチ・ポートスイッチは4―ポートスイッチであることを特徴とする請求項10に記載の通信ネットワーク・システム。
【請求項16】
少なくとも一つの仲介ネットワーク装置のそれぞれの各マルチ・ポートスイッチの1つのポートは少なくとも一つの仲介ネットワーク装置のそれぞれの少なくとも一つのマルチ・ポートスイッチの他のマルチ・ポートスイッチへの接続専用とされることを特徴とする請求項15に記載の通信ネットワーク・システム。
【請求項17】
第2のネットワーク装置の各マルチ・ポートスイッチは2―ポートスイッチであることを特徴とする請求項10に記載の通信ネットワーク・システム。
【請求項18】
第2のネットワーク装置の各マルチ・ポートスイッチは3―ポートスイッチであることを特徴とする請求項10に記載の通信ネットワーク・システム。
【請求項19】
第2のネットワーク装置のマルチポートスイッチの各々の一つのポートが、第2のネットワーク装置の他のマルチ・ポートスイッチのへ間の接続専用にされることを特徴とする請求項18に記載の通信ネットワーク・システム。
【請求項20】
アーキテクチャを横断する通信ネットワークを提供する方法であって、
第1のネットワーク装置およびデータソースの第1のマルチ・ポートスイッチと通信接続を接続するステップと、
第1のネットワーク装置およびデータソースの第2のマルチ・ポートスイッチと通信接
続を接続するステップと、
第1のネットワーク装置の第1のマルチ・ポートスイッチと、通信接続を有する第1のネットワーク装置に関して平行に配置される第2のネットワーク装置の第1のマルチ・ポ
ートスイッチとを接続するステップと、第1のネットワーク装置の第2のマルチ・ポート
スイッチおよび第2のネットワーク装置の第2のマルチ・ポートスイッチと通信接続を接続するステップと、
を有することを特徴とする方法。
【請求項21】
複数のネットワーク装置を有する通信ネットワークを介して情報を伝播する方法であって、
マルチ・ポートスイッチでデータコマンド/リクエストと関連した信号を受信するステップであって、前記マルチ・ポートスイッチが、複数のネットワーク装置のネットワーク装置により集積されることを特徴とする、受信するステップと、
データコマンド/リクエストと関連した信号がマルチ・ポートスイッチを集積するネットワーク装置に関して示されるかどうか決定するステップと、
マルチ・ポートスイッチを集積するネットワーク装置に関しデータコマンド/リクエストが示されないと決定されるとき、複数のネットワーク装置の他のネットワーク装置により集積される他のマルチ・ポートスイッチにデータコマンド/リクエストを転送するステップと、
を有することを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願についてのクロス・リファレンス
[0001] 2014年2月14日に出願されCOMMUNICATIONNETWORKHOPPINGARCHITECTUREと名付けられた米国仮特許出願番号61/940,089の米国特許法§119(e)の下で、本出願は優先権を請求する。米国仮特許出願61/940,089は、全体的に本願明細書に引用したものとする。
【背景技術】
【0002】
[0002] 通信ネットワークは情報の配布および処理に役立つ。そして、プロセス制御データを備える。プロセス制御システム(PCS)、分散制御システム、DCSを備えることができる、例えば、産業制御システム(ICS)、プログラマブル論理コントローラ(PLC)―ベースのシステム管理制御およびデータ収集(SCADA)システム、など商品および基本的サービスの提供の製造を容易にする通信ネットワークを利用する。かかる通信ネットワークは、ネットワークのさまざまな部分の全体にわたって、データの普及のイーサネット(登録商標)・トポロジを利用できる。イーサネット(登録商標)・トポロジは、リモート・データ・ソースと一つ以上のローカル装置間の情報処理接合として作用することがありえる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0003】
[0003] 通信ネットワークシステムの実装を開示する。一つ以上の実装において、通信ネットワーク・システムは、複数のネットワーク装置を包含する。複数のネットワーク装置の各々は一つ以上のマルチ・ポートスイッチを組み込む。ここで、各マルチ・ポートスイッチはマルチ・ポートスイッチを組み込んでいるネットワーク装置への接続および複数のネットワーク装置の他のそれぞれの一つによって、組み込まれる他のマルチ・ポートスイッチの少なくとも他のひとつポートとのつながりを備える。
【0004】
[0004] 一つ以上の実装において、通信ネットワーク・システムは、2つのマルチ・ポートスイッチを包含している第1のネットワーク装置を包含する。通信ネットワーク・システムも、第1のネットワーク装置に関して平行に配置される一つ以上の仲介のネットワーク装置を包含する。一つ以上の仲介ネットワーク装置のそれぞれのものは2つのマルチ・ポートスイッチを備える。ここで、一つ以上の仲介ネットワーク装置の1つは仲介ネットワーク装置の1つのマルチ・ポートスイッチおよび第1のネットワーク装置の1つのマルチ・ポートスイッチを介して第1のネットワーク装置に通信で連結する。通信ネットワーク・システムは、2つのマルチ・ポートスイッチを包含している第2のネットワーク装置を更に包含する。第2のネットワーク装置は、一つ以上の仲介ネットワーク装置に関して平行に配置される。第2のネットワーク装置は、仲介ネットワーク装置の1つのマルチ・ポートスイッチおよび第2のネットワーク装置の1つのマルチ・ポートスイッチを介して一つ以上の仲介ネットワーク装置の1つに、通信で連結する。
【0005】
[0005] 詳細な説明において、下に更に記載される単純化された様態の概念の選択を導くために、この要約は、提供される。この要約は請求された内容の鍵となる特徴または基本的特徴を確認することを目的とせず、請求された内容の範囲を決定する際の援助として使われることを目的としない。
【0006】
[0006] 詳細な説明は、添付の図に関して記載される。説明および図の異なる事例の同じ参照番号の使用は、類似または同一のアイテムを示すことができる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【
図1】[0007]
図1は、イーサネット(登録商標)通信ネットワークを例示している概念上のブロック図である。
【
図2】[0008]
図2は、現在の開示の例示の道具動作に従って通信ネットワークアーキテクチャを例示している概念上のブロック図である。
【
図3】[0009]
図3は、現在の開示の例示の道具動作に従って他の通信ネットワークアーキテクチャを例示している概念上のブロック図である。
【
図4】[0010]
図4は、現在の開示の例の実装に従ってアーキテクチャを横断する通信ネットワークを提供することに関する方法を例示しているフロー図である。
【
図5】[0011]
図5は、現在の開示の例の実装に従って通信ネットワークによる情報を伝播する方法を例示しているフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
概要
[0012] ネットワークの一つ以上のデバイスと関連するデータのソースは、比較的かなりの距離にわたることがありえる。理論的には、しかしながら、各デバイスはデータのソースに直結を有することができる。そして、かかる独立接続は抑制的で全般的に犠牲にされる。それぞれにネットワークの各ユーザ装置を別々の/独立結合を有するデータソースに連結するよりはむしろ、データのソースと一つ以上のデバイスを接続するために、スイッチ(例えば、イーサネット(登録商標)・スイッチ)は利用されることがありえる。例えば、
図1に示すように、ネットワーク(それぞれ、デバイス1、デバイス2およびデバイス3として例示する)のデータソース54と3つのデバイス56、58、60の間に通信で連結されるイーサネット(登録商標)・スイッチ52を有して、例示の通信ネットワーク50は、示される。イーサネット(登録商標)スイッチ52との指示する通信において、ないが、冗長なイーサネット(登録商標)・スイッチ62はデータソース54と3つのデバイス56、58、60の間に同様に通信で連結されることができる。冗長なイーサネット(登録商標)・スイッチ62は、デバイス56、58、60の各々に、ネットワーク接続性を提供することができ、イーサネット(登録商標)スイッチ52が、失敗(例えばパワー失敗、連結性失敗、機械故障など)を経験するべきである。同様に、イーサネット(登録商標)・スイッチ52は、デバイス56、58、60の各々に対しネットワーク接続性を提供することができ、冗長なイーサネット(登録商標)スイッチ62が失敗を経験すべきである。しかしながら、かかる構成は、各イーサネット(登録商標)・スイッチの機能に、デバイスに対する依存に至る。さらに、イーサネット(登録商標)・スイッチはそれらのネットワーク機能に関し最適化されることができない(例えば必要により、ポートを提供することによって、)。そして、スイッチの非効率的な使用およびスイッチを提供するために必要なリソースに結果としてなる。
【0009】
[0013] したがって、ネットワークの複数のデバイスの各デバイスの範囲内で一つ以上のマルチポート・ネットワーク交換機を使用する通信ネットワークアーキテクチャは開示される。ここで、デバイスのスイッチはネットワークの他のデバイスの他のスイッチに通信で連結する。加えて、デバイスのマルチポート・ネットワーク交換機は、同じデバイスの冗長なスイッチに、通信で連結することがありえる。ネットワークのデバイスの少なくとも一つのスイッチは、データソースおよび/またはデータ受信器(例えば、制御点、ルータ、クラウドなど)に接続している。例えば、マルチ・ポートスイッチまたは同じデバイスの冗長なマルチ・ポートスイッチは、データソース/受信機に接続していることができる。一つ以上の実装において、マルチポート・ネットワーク交換機は、3つのポートを備える。他の実施では、マルチポート・ネットワーク交換機は、4つのポートを備える。したがって、開示された通信ネットワークアーキテクチャは、マルチポート・ネットワーク交換機の各ポートの効率的な使用法を提供するネットワークを飛び越している建築を提供できる。例えば、マルチポート・ネットワーク交換機がイーサネット(登録商標)・スイッチである所で、かかる通信ネットワークアーキテクチャは忙しいイーサネット(登録商標)・アーキテクチャを提供できる。更に、開示された通信ネットワークアーキテクチャは1つの機能に依存することができない、または、2つのネットワーク交換機がデバイスの各々に接続して、むしろ、分散ネットワーク・スイッチの各々はスイッチをサポートしているデバイスのインフラ/リソース(例えば、パワー)を利用することがありえる。そして、それは強力な通信ネットワークアーキテクチャを提供することがありえる。
【0010】
例示の通信ネットワーク
[0014]
図2を参照する。例示の通信ネットワークアーキテクチャ100は、現在の開示の一つ以上の例示の実装に従って記載される。示すように、通信ネットワークアーキテクチャ100は、複数のネットワーク装置102、104、106(それぞれ、デバイス1、デバイス2およびデバイスnとして例示する)を備える。実装において、デバイス102、104および106は、物理的に割り当てられたモジュール(例えば、異なったモジュール)である。3つのデバイスが例示されると共に、複数のデバイスはいかなる数のデバイスを備えることがありえる。ここで、「n」は複数のデバイスの最終的なデバイスに称する。更に、第2のデバイスおよびデバイス「n」は同じデバイスでありえる。そうすると、通信ネットワークアーキテクチャ100は2つのデバイスを備える。デバイス102、104、106は、ネットワーク通信およびオペレーションに関し構成されるいかなるデバイスも備えることがありえる。例えば、デバイス102、104、106は制御モジュール、入出力(I/O)モジュール、パワー・モジュール、などでありえる。そして、例えば産業制御システム(ICS)(例えば、安全な産業制御システム)に取り入れられる。本明細書で用いられる用語「産業制御システム」は工業生産において、使用する数種類の制御システムを含むことができる。そして、プロセス制御システム(PCS)、管理制御およびデータ収集(SCADA)システム、分散制御システム(DCS)および他のより小さい制御システム構成、例えばしばしば産業界および重要なインフラで見つかるプログラマブル論理コントローラ、PLCを備える。様々な産業(例えば電気、水、油、ガス、データ、など)において、実装される産業制御システムによって、デバイス102、104、106は、組み込まれることがありえる。実装において、リモート局から受信される情報に基づいて、産業制御システムのデバイス102、104、106(リモート局制御デバイス、フィールド・デバイスなどを備えることができる)に、オートメーション化したかオペレータを駆動された管理命令は、発信されることがありえる。例えば、産業制御システムの一部としてのデバイス102、104、106はローカル・オペレーション(例えば開閉弁およびブレーカ)を制御することがありえる。そして、センサシステムからデータを集めて、警報状態に関しローカル環境をモニタして、システムの設計と密接な関係がある他の作業を遂行する。
【0011】
[0015] SCADAシステムが工業処理によって、使われることがありえる。そして、製造、製造、パワー生成、製作および精製を備える。SCADAシステムが水処置を含むインフラ・プロセスによって、使われることもありえる。そして、配布、廃水収集および処理(油およびガスパイプライン、送電および配布)は農場、大きい通信システム、などを巻回する。更に、建物、空港、船、宇宙ステーションなど(例えば、暖房・換気および空調(HVAC)装置およびエネルギー消費をモニタして、制御するために)に関し、SCADAシステムが、施設プロセスで使われることがありえる。DCSシステムが、大きなキャンパス工業処理プラント(例えば油およびガス、精製、化学薬品、医薬、食品および飲料、水および廃水、パルプおよび紙、有用性パワー、鉱業、金属、など)において、全般的に使われる。PLCが、産業界において、そして、重要なインフラで典型的に使われる。
【0012】
[0016] 実施形態において、各デバイス(例えば、デバイス102、104、106)
は、データソース/受信機110に出入りするルート・データにおよび/またはデバイスの間に構成される一つ以上の(例えば、1つのスイッチ、2つのスイッチ、3つのスイッチなど)集積マルチ・ポートスイッチ108(例えば、マルチポート・スイッチ・チップ)を備える。
図2および3に示すように、第2のマルチ・ポートスイッチが特定のデバイスにより集積されるときに、そのデバイスのマルチ・ポートスイッチ108は頑丈さを促進するために冗長な接続を提供できる。データソース/受信機110は制御点、ノード、ルータ、雲、などでありえる。そして、デバイス102、104、106の一つ以上に出入りするデータ(例えば、コマンド・プロンプト、データ要求など)に供給するかまたは受信するために構成される。実装において、デバイス102、104、106において、集積されるマルチ・ポートスイッチ108の各ポートはマルチ・ポートスイッチ108を集積する一部のデバイス(例えば、処理モジュール、パワー・モジュール、I/Oモジュール、などに)への接続を備え、他のマルチポートの他のひとつポートに、他のデバイスの108は切り替わる。マルチ・ポートスイッチ108の一つ以上は最小の伝播スイッチ・チップでありえる。そうすると、データパケットがスイッチを集積しているデバイスに関し予定されないと認識して、その後他のスイッチにそのデータパケットを送り届けるように、スイッチは構成される。
【0013】
[0017] 各マルチ・ポートスイッチの接続は、スイッチを集積するデバイスに応じて異なることができる。例えば、初めのスイッチ(すなわち、データソース/受信機110と仲介スイッチの間に接続されるスイッチ)、仲介スイッチ(すなわち、初めのスイッチと他の仲介スイッチの間に接続されるスイッチ、初めのスイッチとターミナル・スイッチの間に接続されるスイッチ、2つの仲介スイッチの間に接続されるスイッチまたは他の仲介スイッチとターミナル・スイッチの間に接続されるスイッチ)またはターミナル・スイッチ(すなわち、データソース/受信機110に関する複数のデバイスの最終的なデバイスのスイッチ)に、デバイスを、指定できる。実装において、初めのスイッチとして、そして、仲介スイッチとして指定されるマルチ・ポートスイッチ108は3―ポートスイッチであるが、ターミナル・スイッチは2―ポートスイッチである。マルチ・ポートスイッチ108を集積する一部のデバイス(例えば、処理モジュール、パワー・モジュール、I/Oモジュール、などに)への接続として、各スイッチの1つのポートは、構成される。一つ以上のポートは、他のデバイス上の他のスイッチへの接続として構成される。
図2に示すように、デバイス1(例えば、スイッチ108aおよび/または108b)のスイッチは初めのスイッチに指定されることができる。これは、次のことの故である。各スイッチはデータソース/受信機110への接続および仲介スイッチのスイッチを包含する(すなわち、スイッチ108aはデバイス2のスイッチ108cへの接続を包含し、存在するとき、スイッチ108bはスイッチ108dへの接続を包含し、存在するとき、デバイス2への接続を包含する)。各スイッチが初めのスイッチへの接続を包含するので(すなわち、スイッチ108cはデバイス1のスイッチ108aへの接続を包含し、存在するとき、スイッチ108dはスイッチ108bへの接続を包含し、存在するときに、デバイス1への接続を包含する)、デバイス2のスイッチ(例えば、スイッチ108cおよび/または108 d)は、仲介のスイッチに指定されることができ、デバイスnのスイッチに対する、または、他のデバイスのスイッチに対するつながり(デバイスnが第3の(及びターミナル)デバイスか次の(および仲介)デバイスであるかどうかによる)。例えば、介在デバイスがデバイス2とデバイスnの間に存在する場合、デバイス2のスイッチはデバイス1(上記を記載した)の初めのスイッチと介在デバイスの仲介スイッチ間の接続を備えるだろう。デバイスがデバイス2とデバイスnの間に介在しない場合、デバイス2の各スイッチはデバイス1(上記を記載した)の初めのスイッチへの接続および終端スイッチ(すなわち、スイッチ108cはデバイスnのスイッチ108eへの接続を包含し、存在するとき、スイッチ108dはスイッチ108fへの接続を包含し、存在するとき、デバイスn)への接続を包含する。各スイッチが他のデバイス上の他のスイッチへの一つの接続を包含するので、デバイスnのスイッチ(例えば、スイッチ108eおよび/または108f)は、2―ポートスイッチ(終端スイッチに指定される)として構成されることができ、(すなわち、仲介のスイッチが存在しない場合、スイッチ108eはデバイス2のスイッチ108cへの接続を包含し、または、存在するとき、仲介のスイッチが存在しない場合、仲介のスイッチおよびスイッチ108fのスイッチへの接続は、存在するとき、デバイス2のスイッチ108dへの接続を包含し、または仲介のスイッチのスイッチへの接続)、スイッチを集積する集積スイッチとデバイス間の一つの接続。
【0014】
[0018] 実装において、デバイス102、104、106は、デバイスの間にインターリンク(例えば、専用のプライベートなインターリンク)を包含できる、デバイス間の冗長性の様態(例えば、複数のマルチ・ポートスイッチが各デバイスにより集積される冗長性の他の様態)。例に関して、
図2に示すように、デバイス1(102)およびデバイス2(104)は、デバイス間の献身的接続として、インターリンク112を包含する。実施形態において、2つのデバイス(114として示される)間のマルチポート・スイッチ108間のインターリンク112および接続の一つ以上は、通信ネットワークアーキテクチャ100に割り当てられた冗長性を提供するようにパブリック・インターリンクとして実装される。
【0015】
[0019] 実装において、初めのスイッチとして、そして、仲介スイッチとして指定されるマルチ・ポートスイッチ108は4―ポートスイッチであるが、ターミナル・スイッチは3―ポートスイッチである。3―ポートおよび2―ポートスイッチを有する実装と同様で、マルチ・ポートスイッチ108を集積する一部のデバイス(例えば、処理モジュール、パワー・モジュール、I/Oモジュールなど)への接続として、各スイッチの1つのポートは、構成される。一つ以上のポートは、他のデバイス上の他のスイッチへの接続として構成される。加えて、1つのポートは、同じデバイスによって、集積他の(例えば、冗長な)スイッチへの接続として構成される。
図3を参照すると、例示の通信ネットワークアーキテクチャ100は現在の開示の一つ以上の例示の実装に従って記載され、スイッチ108は4―ポートまたは3―ポートスイッチとして構成される。スイッチの連結性はアーキテクチャと類似しが、しかしながら、冗長なスイッチを有する
図2で、
図3の各スイッチは一つの更なる接続を包含する。示すように、スイッチ108aおよび108bは、互い間の接続を備える4―ポートスイッチである。スイッチ108cおよび108dは、互い間の接続を備える4―ポートスイッチである。スイッチ108eおよび108fは、互い間の接続を備える3―ポートスイッチである。デバイスが使用中に中断を経験するときでも、同じデバイスにより集積されるスイッチ間の直結は強いネットワーク接続性を促進できる。
【0016】
[0020] 通信および/または電力信号伝送を容易にするために、スイッチとデバイス間の接続は、通信リンクを介してコミュニケーションのカップリングを提供できる。デバイス102、104、106はフィールド・デバイスとして構成されることができる。そして、それは関数(例えばガス工場に関し配管の測定圧力)、精練所、などに関し用いられることがありえる入力機器(例えばセンサ)を備えることができる。かかる事例において、デバイス入出力モジュールの入力モジュールは、プロセスまたはフィールドの入力機器(例えばセンサ)から情報を受信するために用いることがありえる。フィールド・デバイスのセンサからデジタルデータ(例えばA/D変換(ADC)回路などを用いて)まで受信されるアナログ・データを変換するために、入出力モジュールを、構成できる。デバイスは、フィールド・デバイスに電力を供給する(例えば入出力モジュールを介して)ために構成されるパワー・モジュールを備えることができる。
【0017】
[0021] 出力モジュールとして構成されるとき、デバイスの入出力モジュールがフィールド・デバイスの出力機器に伝達する命令に用いられることがありえる。例えば、フィールド・デバイスは、出力機器(例えばモーター)を備えることができる。かかる実装にお
いて、入出力モジュールは、モーターに接続していることができ、モーター(例えば運動速度、運動トルクなど)の一つ以上の機能している特性を制御するために構成されることができる。更に、入出力モジュールは、モーター(例えばA/D変換(DAC)回路などを用いて)にデジタルデータをアナログの送信のためのデータに変換するように構成されることができる。実施形態において、入出力モジュールの一つ以上は、通信下位バス(例えばイーサネット(登録商標)・バス、H1フィールド・バス、Process Field Bus(PROFIBUS)、HighwayAddressable Remote
Transducer(HART)バス、Modbusなど)を介して通信することに関し構成される通信モジュールを備えることができる。例えば、スイッチ108は2―ポート・イーサネット(登録商標)・スイッチ・チップ、3―ポート・イーサネット(登録商標)・スイッチ・チップまたは4―ポート・イーサネット(登録商標)・スイッチ・チップとして構成されることができ、通信ネットワークアーキテクチャによる。
【0018】
[0022] デバイス102、104、106は、以下を含むが必ずしもこれに限らずアプリケーションのデータおよび制御システムを集めるために構成される入出力モジュールを備えることができる:工業処理(例えば製造、製造、パワー生成、製作および精製)、処理および配布、廃水収集および処理に給水、油およびガスパイプライン、送電および配電、ウィンド・ファーム、および、大きな通信システムなどのようなインフラ・プロセス、(例えば、暖房・換気および空調(HVAC)装置およびエネルギー消費をモニタし、制御するために建物、空港、船および宇宙ステーション)に関する施設プロセス、大きなキャンパス工業処理プラント(例えば油およびガス、精製、化学薬品、医薬、食品および飲料、水および廃水、パルプおよび紙、有用性パワー、鉱業、金属)、および/または重要なインフラ。
【0019】
[0023] スイッチ108は、デバイス102、104、106(例えば印刷回路基板(PCB)、など)によって、備えられるハードウェアおよび回路への物理的な接続に供給する複数のポートを備える。デバイス102、104、106は、他のネットワークに接続することに関し、ワイド領域セルラ電話ネットワーク(例えば3Gセルラー電話網、4Gのセルラー電話網またはモバイル通信(GSM(登録商標))ネットワークのためのグローバルシステム)、例えばWi―Fiネットワーク(例えば、IEEE 802.11ネットワーク標準を使用して機能する無線LAN(WLAN)のような無線コンピュータ通信ネットワーク、パーソナルエリアネットワーク(PAN)(例えば、IEEE802.15ネットワーク標準を使用して機能するWireless PAN(WPAN)、ワイド・エリア・ネットワーク(WAN)、イントラネット、エクストラネット、インターネット、などのインタフェースを備えることもできるが必ずしもこれに限られない。デバイス102、104、106は、デバイス102、104、106をコンピュータバスなどに接続するための接続を更に備えることができる。
【0020】
[0024] 通信接続(例えば、マルチ・ポートスイッチ108間の接続)の間に送信されるデータは、パケット化(例えば、データの別々の部分はネットワーク制御情報などにピン部から成るデータパケットに変換されることができる)でもよい。通信ネットワークはデータ伝送に関し一つ以上のプロトコルを使用することができ、ビットを指向する同期データリンク層プロトコル、例えばHigh―Levelデータリンク制御、HDLCを備える。実施形態において、通信ネットワークおよび/または通信接続は、標準の国際標準化機構(ISO)13239等に従ってHDLCを実装できる。しかしながら、HDLCが例えば提供され、現在の開示で拘束性のはずでない点に留意する必要がある。かくして、通信ネットワークは、現在の開示に従って他のさまざまな通信プロトコルを使用できる。
【0021】
[0025] モニタリングに関し情報を使用するコンポーネントと交換しておよび/または
計装(例えば一つ以上の制御ループ・フィードバック機構/コントローラ)を制御することに関し、通信接続(例えば、マルチ・ポートスイッチ108間の接続、マルチ・ポートスイッチ108とデバイス102、104、106との結合など)が構成されることができる。例えば、コントローラは、マイクロコントローラ/Programmable Logic Controller(PLC)、Proportional―Integral―Derivative(PID)コントローラなどとして構成されることがありえる。ネットワークを介してコントローラにつながることに関し、デバイス102、104、106の一つ以上は、ネットワーク・インターフェースを備えることができる。実施形態において、ネットワーク・インターフェースは、ギガビットイーサネット(登録商標)・インタフェースとして構成されることができる。しかしながら、例えば、ギガビットイーサネット(登録商標)が例示だけの目的で提供される点に留意する必要があり、現在の開示で拘束されない。かくして、デバイス102、104、106を他のさまざまなネットワークに接続することに関し、ネットワーク・インターフェースは、ワイド領域セルラ電話ネットワーク(例えば、3Gセルラー電話網、4Gのセルラー電話網またはモバイル通信(GSM(登録商標))ネットワークに関するグローバルシステム)、無線コンピュータ通信ネットワーク(例えばWi―Fiネットワーク(例えば、IEEE 802.11ネットワーク標準を使用して機能する無線LAN(WLAN)、パーソナルエリアネットワーク(PAN)(例えば、IEEE 802.15ネットワーク標準を使用して機能するWireless PAN(WPAN)、ワイド・エリア・ネットワーク(WAN)、イントラネット、エクストラネット、インターネット、などで構成されることができるが必ずしもこれに限定されない。加えて、ネットワーク・インターフェースは、コンピュータバスを使用して実装されることができる。例えば、ネットワーク・インターフェースは、Peripheral Component Interconnect(PCI)カードインターフェース(例えばミニPCIインターフェイスなど)を備えることがありえる。更に、異なるアクセス・ポイント全体の単一のネットワークまたは複数のネットワークを備えるために、ネットワークを、構成できる。
【0022】
[0026] フィールド・デバイス(例えばモーター(例えば、モーターがDCモーターから成る実装)に伝送に関し交流(AC)(例えば、AC本線などにより供給されるように)を直流(DC)に変換することに関し、DCに対するAC(AC/DC)コンバータを包含することがありえるパワー・モジュールの一つ以上を、デバイス102、104、106は、包含できる。2以上のパワー・モジュールは、冗長性を提供するために用いることがありえる。例えば、2つのパワー・モジュールは、各パワー・モジュールに関し別々の(例えば、冗長な)パワー・バックプレーンを用いてデバイス102、104、106の一つ以上に接続していることがありえるかまたはそれにおいて、実装されることがありえる。実施形態において、パワー・バックプレーンは、コネクタ/コネクタアッセンブリを用いた一つ以上の入出力モジュールに接続していることができる。
【0023】
[0027] 実施形態において、マルチ・ポートスイッチ108は、支持フレームを用いてデバイス102、104、106により集積されることができる。通信制御モジュール、パワー・モジュール、通信接続、パワー・バックプレーンおよび/または入出力モジュールをサポートしておよび/または相互接続するために、支持フレームは、用いることができる。例えば、一つ以上の通信モジュールは、回路基板から成ることができる。回路基板は、支持フレームに取り付けられることが可能である。加えて、コネクタは、支持フレームに取り付けられることが可能である。通信を提供することに関し例示のプロセスは、忙しい建築をネットワーク化する。
【0024】
[0028]
図4を次に参照すると、アーキテクチャを横断している通信ネットワークを提供するためのプロセス(方法)400が記載される。例えば、
図2および3に関して記載される通信ネットワークアーキテクチャ100に従って、アーキテクチャを横断している
通信ネットワークを、提供できる。実装において、方法400は、第1のネットワーク装置およびデータソースの第1のマルチ・ポートスイッチと通信接続(ブロック402)を接続することを備える。例えば、デバイス1のマルチ・ポートスイッチ108aは、データソース/受信機110に接続している。方法400も、第1のネットワーク装置およびデータソースの第2のマルチ・ポートスイッチと通信接続(ブロック404)を接続する
ことを包含する。例えば、デバイス1のマルチ・ポートスイッチ108bは、データソース/受信機110に接続している。方法400は、第1のネットワーク装置の第1のマルチ・ポートスイッチおよび通信接続(ブロック406)を有する第1のネットワーク装置に関して平行に配置される第2のネットワーク装置の第1のマルチ・ポートスイッチを接続することを更に備える。例えば、デバイス1(102)のマルチ・ポートスイッチ108aは、デバイス2(104)のマルチ・ポートスイッチ108cに接続している。方法400は、第1のネットワーク装置の第2のマルチ・ポートスイッチおよび第2のネットワーク装置の第2のマルチ・ポートスイッチと通信接続(ブロック408)を接続することを更に包含する。例えば、デバイス1(102)のマルチ・ポートスイッチ108bは、デバイス2(104)のマルチ・ポートスイッチ108dに接続している。
【0025】
[0029]
図5を次に参照すると、通信ネットワークによる(例えば、忙しい)情報を伝播するプロセス(方法)500は、例示の実装に従って示される。例えば、
図2および3に関して記載される通信ネットワークアーキテクチャ100に従って、アーキテクチャを横断している通信ネットワークを、提供できる。実装において、方法500はマルチ・ポートスイッチでデータコマンド/リクエストと関連した信号を受信することを備える。そして、マルチ・ポートスイッチが複数のネットワーク装置(ブロック502)のネットワーク装置により集積される。例えば、デバイス1(102)のマルチ・ポートスイッチ108aは、データソース/受信機110から、データ要求を受信できる。データ要求は、デバイス102、104、106のいずれかと関連したデータを含むことができる。 方法500はまた、マルチ・ポートスイッチ(ブロック504)を集積するネットワーク装置に関し、データコマンド/リクエストと関連した信号が示されるかどうかについて決定することを備える。例えば、マルチ・ポートスイッチ108(例えば、マルチ・ポートスイッチ108a)の一つ以上は最小の伝播スイッチ・チップでありえる。そうすると、例えばデータ要求の初めのビットの認識によって、データパケットがスイッチを集積しているデバイスに関し予定されないと認識するために、スイッチは構成される。他のマルチ・ポートスイッチに対するデータコマンド/リクエストが複数のネットワーク装置(ブロック506)の他のネットワーク装置によって、集積した(マルチ・ポートスイッチを集積するネットワーク装置に関しデータコマンド/リクエストが示されないと決定されるときに)フォワーディングを、方法500は、更に備える。例えば、データソース/受信機110からのデータコマンド/リクエストがデバイス1(102)に関し示されないとマルチ・ポートスイッチ108aが確定する場合、マルチ・ポートスイッチ108aはデバイス2(104)のマルチ・ポートスイッチ108cにデータコマンド/リクエストを送り届ける。データコマンド/リクエストが適切なデバイスに達するまで、認識およびフォワーディング(例えば、ホッピング)のパターンは複数のデバイスの全体にわたって続くことができる。
【0026】
[0030] 全般的に、本願明細書において、記載される関数のいずれか、ハードウェア(例えば、固定ロジック回路(例えば集積回路)、ソフトウェア、ファームウェア、手動処理またはそれらの組み合わせを用いて実装されることがありえる。かくして、全般的に上記の開示において、述べられるブロックは、ハードウェア(例えば、固定ロジック回路(例えば集積回路)、ソフトウェア、ファームウェアまたはそれらの組み合わせを表す。ハードウェアの構成の事例において、上記の開示において、述べられるさまざまなブロックは、他の機能と一緒の集積回路として実装されることができる。かかる集積回路は、された遮断(システムまたは回路)の関数またはブロック(システム)の一部の関数または回路の全てを備えることができる。更に、ブロック、システムまたは回路のエレメントは、複数の集積回路全体に実装されることができる。かかる集積回路は、モノリシック集積回路、フリップチップ集積回路、マルチチップ・モジュール集積回路および/または混合信号集積回路を含むが必ずしもこれに限らずさまざまな集積回路から成ることができる。ソフトウェア道具動作の事例において、上記の開示において、述べられるさまざまなブロックは、プロセッサに実行されるときに、指定された作業を遂行する実行可能命令(例えば、プログラムコード)を表す。これらの実行可能命令は、一つ以上の有形のコンピューター読み取り可能な媒体に記憶されることがありえる。いくつかにおいて、かかる事例、全システム、ブロックまたは回路は、そのソフトウェアまたはファームウェア等価物を用いて実装されることができる。他の例において、1部の所与のシステム、ブロックまたは回路はソフトウェアまたはファームウェアで実装されることができる。その一方で、他の部分はハードウェアにおいて、実装される。
【0027】
結論
[0031] 内容が構造特徴および/またはプロセス・オペレーションに特有の言語で記載されたにもかかわらず、添付の請求の範囲において、定められる内容が上で記載される特定の特徴または行為に必ずしも限られているというわけではないことを理解すべきである。むしろ、上で記載される特定の特徴および行為は、請求を実装することの例示の様態として開示される。
【手続補正書】
【提出日】2022-11-04
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数のネットワーク装置(102,104,106)を備える通信ネットワーク・システム(100)であって、
前記複数のネットワーク装置のそれぞれが、第1マルチ・ポート・スイッチ(108a,108c,108e)および第2マルチ・ポート・スイッチ(108b,108d,108f)を少なくとも組み込んでおり、
前記第1および第2マルチ・ポート・スイッチが、該第1および第2マルチ・ポート・スイッチを組み込んでいる一のネットワーク装置への接続と、前記複数のネットワーク装置のうちの前記一のネットワーク装置とは異なるネットワーク装置であって、前記第1および第2マルチ・ポート・スイッチを少なくとも組み込んでいる前記異なるネットワーク装置への相互接続と、を含み、
前記第1マルチ・ポート・スイッチと、前記複数のネットワーク装置のうちの前記異なるネットワーク装置における第1マルチ・ポート・スイッチとが互いに接続され、前記第2マルチ・ポート・スイッチと、前記複数のネットワーク装置のうちの前記異なるネットワーク装置における第2マルチ・ポート・スイッチとが互いに接続され、
前記第1および第2マルチ・ポート・スイッチのそれぞれが、4ポート・スイッチまたは3ポート・スイッチのいずれかであり、
各4ポート・スイッチが、初めのスイッチまたは仲介スイッチの一方であり、前記初めのスイッチがデータ・ソース(110)への接続性を提供し、前記仲介スイッチが前記複数のネットワーク装置(102,104,106)の内の2つにおけるマルチ・ポート・スイッチ間の接続性を提供する、通信ネットワーク・システム。
【請求項2】
請求項1に記載の通信ネットワーク・システムであって、
少なくとも2つのマルチ・ポート・スイッチを含んだ第1ネットワーク装置(102)と、
前記第1ネットワーク装置(102)に関して並列に配置される少なくとも1つの仲介ネットワーク装置(104)であって、
少なくとも2つのマルチ・ポート・スイッチ(108c,108d)を含み、
前記第1ネットワーク装置(102)の前記第1および第2マルチ・ポート・スイッチと、前記少なくとも2つのマルチ・ポート・スイッチ(108c,108d)のそれぞれとの間の接続をそれぞれ介して、前記第1ネットワーク装置(102)に通信可能に接続される、
前記少なくとも1つの仲介ネットワーク装置(104)と、
少なくとも2つのマルチ・ポート・スイッチ(108e,108f)を含んだ第2ネットワーク装置(106)であって、
前記少なくとも1つの仲介ネットワーク装置(104)に関して並列に配置され、
前記少なくとも仲介ネットワーク装置(104)における前記少なくとも2つのマルチ・ポート・スイッチのうちの1つのマルチ・ポート・スイッチ(108c,108d)と、第2ネットワーク装置(106)における前記少なくとも2つのマルチ・ポート・スイッチにおける1つのマルチ・ポート・スイッチ(108e,108f)とを介して、前記少なくとも1つの仲介ネットワーク装置(104)に通信可能に結合される、
第2ネットワーク装置(106)と、
を備え、
前記第1ネットワーク装置(102)は、前記複数のネットワーク装置(102,104,106)のうちの前記一のネットワーク装置であり、
前記少なくとも1つの仲介ネットワーク装置(104)、および前記第2ネットワーク装置(106)は、前記複数のネットワーク装置(102,104,106)のうちの前記異なるネットワーク装置の各々である、通信ネットワーク・システム。
【請求項3】
前記第1ネットワーク装置(102)における前記少なくとも2つのマルチ・ポート・スイッチが3ポート・スイッチであり、
前記少なくとも1つの仲介ネットワーク装置(104)における前記少なくとも2つのマルチ・ポート・スイッチが3ポート・スイッチであり、
前記少なくとも1つの仲介ネットワーク装置(104)における前記少なくとも2つのマルチ・ポート・スイッチ各々の1つのポートは、前記少なくとも1つの仲介ネットワーク装置(104)内の接続専用とされる、請求項2に記載の通信ネットワーク・システム。
【請求項4】
請求項2に記載の通信ネットワーク・システムにおいて、
第1ネットワーク装置(102)における前記少なくとも2つのマルチ・ポート・スイッチが4ポート・スイッチであり、前記第1ネットワーク装置(102)における前記少なくとも2つのマルチ・ポート・スイッチのそれぞれの1つのポートは、前記第1ネットワーク装置(102)における前記少なくとも2つのマルチ・ポート・スイッチに含まれる1つのマルチ・ポート・スイッチとは異なる、前記第1ネットワーク装置(102)が含む別のマルチ・ポート・スイッチへの接続専用とされる、通信ネットワーク・システム。
【請求項5】
請求項4に記載の通信ネットワーク・システムにおいて、
前記少なくとも1つの仲介ネットワーク装置(104)における前記少なくとも2つのマルチ・ポート・スイッチが4ポート・スイッチであり、
前記少なくとも1つの仲介ネットワーク装置(104)における前記少なくとも2つのマルチ・ポート・スイッチ各々の1つのポートは、前記少なくとも1つの仲介ネットワーク装置(104)内の接続専用とされる、通信ネットワーク・システム。
【請求項6】
前記第2ネットワーク装置(106)における前記少なくとも2つのマルチ・ポート・スイッチが2ポート・スイッチである、請求項2から5の何れか一項に記載の通信ネットワーク・システム。
【請求項7】
請求項2から5の何れか一項に記載の通信ネットワーク・システムにおいて、
前記第2ネットワーク装置(106)における前記少なくとも2つのマルチ・ポート・スイッチ(108e,108f)が3ポート・スイッチであり、
前記第2ネットワーク装置(106)における前記少なくとも2つのマルチ・ポート・スイッチのそれぞれの1つのポートが前記第2ネットワーク装置(106)に含まれる1つのマルチ・ポート・スイッチとは異なる、前記第2ネットワーク装置(106)が含む別のマルチ・ポート・スイッチ(108e,108f)への接続専用とされる、通信ネットワーク・システム。
【請求項8】
請求項1に記載の通信ネットワーク・システムにおいて、
各2ポート・スイッチが終端スイッチであり、
前記終端スイッチが初めのスイッチまたは仲介スイッチへの接続性を提供し、
前記初めのスイッチがデータ・ソース(110)への接続性を提供し、前記仲介スイッチが前記複数のネットワーク装置(102,104,106)の内の2つにおけるマルチ・ポート・スイッチ間の接続性を提供する、通信ネットワーク・システム。
【請求項9】
請求項1に記載の通信ネットワーク・システムにおいて、前記第1および第2マルチ・ポート・スイッチが、
(a)各4ポート・スイッチが、同一のネットワーク装置によって組み込まれた別の4ポート・スイッチへの接続を含むことと、
(b)各3ポート・スイッチが、同一のネットワーク装置によって組み込まれた別の3ポート・スイッチへの接続を含むことと、
のうちの一方から選択される設定を有する、通信ネットワーク・システム。
【請求項10】
前記複数のネットワーク装置(102,104,106)のそれぞれは、処理モジュール、パワー・モジュール、入出力モジュール、またはフィールド・デバイスの内少なくとも1つを備える、請求項1から9の何れか一項に記載の通信ネットワーク・システム。
【請求項11】
前記第1および第2マルチ・ポート・スイッチの少なくとも1つのマルチ・ポート・スイッチがマルチ・ポート・イーサネット・スイッチ・チップである、請求項1から10の何れか一項に記載の通信ネットワーク・システム。
【請求項12】
通信ネットワーク横断アーキテクチャを提供する方法であって、
第1ネットワーク装置(102)における第1マルチ・ポート・スイッチ(108a)およびデータ・ソース(110)を、通信接続によって接続するステップと、
前記第1ネットワーク装置(102)における第2マルチ・ポート・スイッチ(108b)および前記データ・ソース(110)を、通信接続によって接続するステップと、
前記第1ネットワーク装置(102)における前記第1マルチ・ポート・スイッチ(108a)を、前記第1ネットワーク装置(102)に関して並列に配置される第2ネットワーク装置(104)における第1マルチ・ポート・スイッチ(108c)に、通信接続によって接続するステップと、
前記第1ネットワーク装置(102)における前記第2マルチ・ポート・スイッチ(108b)を、前記第2ネットワーク装置(104)における第2マルチ・ポート・スイッチ(108d)に、通信接続によって接続するステップと、
を含み、
前記第1および第2マルチ・ポート・スイッチのそれぞれが、4ポート・スイッチまたは3ポート・スイッチのいずれかであり、
各4ポート・スイッチが、初めのスイッチまたは仲介スイッチの一方であり、前記初めのスイッチがデータ・ソース(110)への接続性を提供し、前記仲介スイッチが複数のネットワーク装置(102,104,106)の内の2つにおけるマルチ・ポート・スイッチ間の接続性を提供する、方法。
【外国語明細書】