CN102265562B - 通信管理装置、通信系统以及数据通信方法 - Google Patents

Abstract

本发明具有：网络存在确认单元，其进行生成网络存在信息的网络存在确认处理；令牌循环顺序确定单元，其利用网络存在信息确定令牌循环顺序；设置处理单元，其向网络内的各通信节点通知令牌循环目标信息；令牌帧处理单元，其在由数据帧通信处理单元发送数据帧后，基于令牌循环顺序，发送包含下一个获得发送权即发送权获得装置信息在内的令牌帧，并且，对接收到的令牌帧的发送权获得装置信息是否为本装置进行判定；以及数据帧通信处理单元，其在获得发送权后，进行数据帧的接收/发送处理。

Description

通信管理装置、通信系统以及数据通信方法

技术领域

本发明涉及一种在利用以太网(注册商标)进行连接的通信节点之间利用令牌帧进行通信的通信管理装置、通信节点、通信系统、以及数据通信方法。 

背景技术

当前，作为在由线缆连接的通信节点之间进行数据的接收/发送的方式，已知以太网(注册商标，以下相同)。对于以太网中的通信节点的连接方式，已知有总线拓扑、星形拓扑和线形拓扑等(例如，参照非专利文献1)。 

总线拓扑如下所示构成，即，将作为主干线的1根线缆为中心，从该主干线开始隔着适当的间隔延伸出分支线缆，从而配置多个通信节点。由于在该总线拓扑中，如果多个通信节点同时发送数据，则导致数据冲突，所以采用在避免冲突的同时确保发送权并向全部所连接的通信节点传送数据的CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Acccss/Collision Detection)方式进行数据发送。 

但是，近年来的通信节点的连接方式中，星形拓扑成为主流。在该星形拓扑中形成下述结构，即，将具有多个端口的、被称为交换式集线器的通信节点作为中心，将其它通信节点经由交换式集线器的各端口和UTP线缆(Unshielded Twisted Pair Cable)等线缆而进行连接。另外，由于交换式集线器具有缓冲存储器，即使在多个通信节点同时发送了数据的情况下，也先将数据存储在缓冲存储器中，然后向发送目标的端口或者除了接收到该数据的端口以外的全部端口发送数据，所以不必考虑如总线拓扑那样的数据之间的冲突。 

非专利文献1：石田修、濑户康一郎主编，《ィンプレス標準教科書シリ一ズ改訂版10ギガビシトEthernet教科書》，“株式会社インプレス  ネツトビジネスカンパニ一”，2005年4月11日 

发明内容

但是，近年来，即使在将要求实时性的FA(Factory Automation)设备之间连结的网络(以下称为FA网络)中，通常也将各设备之间利用以太网连接而进行控制。例如，构筑有将对控制对象进行控制的可编程控制器的通信单元(以下称为主站点)之间、以及可编程控制器的通信单元(主站点)和输入/输出设备的通信单元(以下称为从属站点)之间利用以太网连接而形成的控制系统。 

在控制系统中，由于要求实时性，所以在预先确定的时间内执行以下一系列处理并反复进行这一系列处理，即，该一系列处理是指从从属站点向主站点发送数据，在主站点中利用从从属站点接收到的数据进行规定的运算处理，计算出控制数据，并向各从属站点发送控制数据。 

通常，在控制系统中连接有多个从属站点，从从属站点向主站点在短时间内发送大量数据。此时，在控制系统为星形拓扑的情况下，即使从属站点同时发送数据，也会被存储在交换式集线器的缓冲存储器中，按顺序向主站点发送。但是，如果在控制系统中连接多个从属站点，则存储在缓冲存储器中的数据量变多，向主站点进行中继的数据产生延迟。并且，在最差情况下，产生在预先确定的时间内无法完成向主站点的数据发送而破坏控制系统的实时性的问题点。另外，有可能由于交换式集线器的缓冲存储器用尽而发生帧舍弃，或者来自从属站点的数据瞬间集中在主站点中，根据主站点的处理速度不同而有可能在主站点内也发生帧丢失。 

本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于得到一种通信管理装置、通信节点、通信系统以及数据通信方法，其在要求实时性的网络中，在利用以太网进行帧的接收/发送的情况下，可以在不产生数据延迟的状态下进行帧的接收/发送。 

为了实现上述目的，本发明所涉及的通信管理装置，对利用以太网(注册商标)线缆以星状或者线状将多个通信节点连接的同一网 段的网络内的数据发送进行管理，该通信管理装置的特征在于，具有：网络存在确认单元，其进行网络存在确认处理，在该处理中，从所述通信节点取得存在于所述网络内的所述通信节点、及所述通信节点之间的连接关系，生成网络存在信息；令牌循环顺序确定单元，其利用所述网络存在信息确定令牌循环顺序，以使得数据的发送权即令牌帧通过相邻的2个所述通信节点之间的传输路径的次数成为最小；设置处理单元，其基于所述令牌循环顺序，向所述网络内的所述各通信节点，通知该通信节点之后的下一个赋予所述发送权的通信节点即令牌循环目标信息；令牌帧处理单元，其对接收到的所述令牌帧内的发送权获得装置信息和本装置的MAC地址进行比较，判定是否得到发送权，在得到发送权的情况下，在由数据帧通信处理单元发送数据帧后，发送基于所述令牌循环顺序而在所述发送权获得装置信息中设定了下一个通信节点的令牌帧；以及数据帧通信处理单元，其在获得所述发送权的情况下，发送数据帧，接收来自其它所述通信节点的数据帧。 

发明的效果 

根据本发明，由于按照使得通过通信节点之间的传输路径的次数最小的顺序在各通信节点中使令牌帧循环，所以具有下述效果，即，在要求实时性的网络中，在利用以太网进行帧的接收/发送的情况下，可以实现与网络的连接状态相对应的最佳实时性，并且通过防止帧的冲突，从而可以在不产生数据延迟的状态下进行帧的接收/发送。 

附图说明

图1是示意地表示本实施方式1所涉及的利用令牌进行通信的通信系统的一个例子的图。 

图2-1是示意地表示环路管理站点的功能结构的框图。 

图2-2是示意地表示从属站点的功能结构的框图。 

图3-1是表示网络存在确认帧的格式的一个例子的图。 

图3-2是表示网络存在确认响应帧的格式的一个例子的图。 

图3-3是表示设置帧(setup frame)的格式的一个例子的图。 

图3-4是表示设置响应帧的格式的一个例子的图。 

图3-5是表示令牌帧的格式的一个例子的图。 

图4-1是示意地表示本实施方式1所涉及的逻辑环路的建立方法以及利用令牌进行通信的方法的一个例子的图(其1)。 

图4-2是示意地表示本实施方式1所涉及的逻辑环路的建立方法以及利用令牌进行通信的方法的一个例子的图(其2)。 

图4-3是示意地表示本实施方式1所涉及的逻辑环路的建立方法以及利用令牌进行通信的方法的一个例子的图(其3)。 

图4-4是示意地表示本实施方式1所涉及的逻辑环路的建立方法以及利用令牌进行通信的方法的一个例子的图(其4)。 

图4-5是示意地表示本实施方式1所涉及的逻辑环路的建立方法以及利用令牌进行通信的方法的一个例子的图(其5)。 

图4-6是示意地表示本实施方式1所涉及的逻辑环路的建立方法以及利用令牌进行通信的方法的一个例子的图(其6)。 

图4-7是示意地表示本实施方式1所涉及的逻辑环路的建立方法以及利用令牌进行通信的方法的一个例子的图(其7)。 

图4-8是示意地表示本实施方式1所涉及的逻辑环路的建立方法以及利用令牌进行通信的方法的一个例子的图(其8)。 

图4-9是示意地表示本实施方式1所涉及的逻辑环路的建立方法以及利用令牌进行通信的方法的一个例子的图(其9)。 

图4-10是示意地表示本实施方式1所涉及的逻辑环路的建立方法以及利用令牌进行通信的方法的一个例子的图(其10)。 

图4-11是示意地表示本实施方式1所涉及的逻辑环路的建立方法以及利用令牌进行通信的方法的一个例子的图(其11)。 

图4-12是示意地表示本实施方式1所涉及的逻辑环路的建立方法以及利用令牌进行通信的方法的一个例子的图(其12)。 

图4-13是示意地表示本实施方式1所涉及的逻辑环路的建立方法以及利用令牌进行通信的方法的一个例子的图(其13)。 

图4-14是示意地表示本实施方式1所涉及的逻辑环路的建立 方法以及利用令牌进行通信的方法的一个例子的图(其14)。 

图4-15是示意地表示本实施方式1所涉及的逻辑环路的建立方法以及利用令牌进行通信的方法的一个例子的图(其15)。 

图5-1是示意地表示从环路管理站点X发送的网络存在确认帧的一个例子的图。 

图5-2是示意地表示从从属站点A、B发送的网络存在确认响应帧的一个例子的图。 

图5-3是示意地表示由从属站点B发送的网络存在确认帧的一个例子的图。 

图5-4是示意地表示从从属站点C、D发送的网络存在确认响应帧的一个例子的图。 

图5-5是示意地表示由从属站点D发送的网络存在确认帧的一个例子的图。 

图5-6是示意地表示从从属站点E发送的网络存在确认响应帧的一个例子的图。 

图5-7是示意地表示从环路管理站点X向各从属站点发送的设置帧的一个例子的图。 

图5-8是示意地表示从各从属站点发送的设置响应帧的一个例子的图。 

图5-9是示意地表示由各通信节点生成的令牌帧的一个例子的图。 

图6是表示环路管理站点X生成的网络存在信息的一个例子的图。 

图7是表示确定令牌循环顺序的处理步骤的一个例子的流程图。 

图8-1是示意地表示令牌循环表的生成过程的一个例子的图(其1)。 

图8-2是示意地表示令牌循环表的生成过程的一个例子的图(其2)。 

图8-3是示意地表示令牌循环表的生成过程的一个例子的图(其3)。 

图8-4是示意地表示令牌循环表的生成过程的一个例子的图(其4)。 

图8-5是示意地表示令牌循环表的生成过程的一个例子的图(其5)。 

图8-6是示意地表示令牌循环表的生成过程的一个例子的图(其6)。 

图8-7是示意地表示令牌循环表的生成过程的一个例子的图(其7)。 

图8-8是示意地表示令牌循环表的生成过程的一个例子的图(其8)。 

图8-9是示意地表示令牌循环表的生成过程的一个例子的图(其9)。 

图9-1是表示在通信系统中新追加了从属站点的情况下的逻辑环路建立方法的处理步骤的一个例子的图(其1)。 

图9-2是表示在通信系统中新追加了从属站点的情况下的逻辑环路建立方法的处理步骤的一个例子的图(其2)。 

图9-3是表示在通信系统中新追加了从属站点的情况下的逻辑环路建立方法的处理步骤的一个例子的图(其3)。 

图9-4是表示在通信系统中新追加了从属站点的情况下的逻辑环路建立方法的处理步骤的一个例子的图(其4)。 

图9-5是表示在通信系统中新追加了从属站点的情况下的逻辑环路建立方法的处理步骤的一个例子的图(其5)。 

图9-6是表示在通信系统中新追加了从属站点的情况下的逻辑环路建立方法的处理步骤的一个例子的图(其6)。 

图9-7是表示在通信系统中新追加了从属站点的情况下的逻辑环路建立方法的处理步骤的一个例子的图(其7)。 

图9-8是表示在通信系统中新追加了从属站点的情况下的逻辑环路建立方法的处理步骤的一个例子的图(其8)。 

图9-9是表示在通信系统中新追加了从属站点的情况下的逻辑环路建立方法的处理步骤的一个例子的图(其9)。 

图9-10是表示在通信系统中新追加了从属站点的情况下的逻辑环路建立方法的处理步骤的一个例子的图(其10)。 

图9-11是表示在通信系统中新追加了从属站点的情况下的逻辑环路建立方法的处理步骤的一个例子的图(其11)。 

图10是示意地表示从从属站点F发送的网络存在确认响应帧的一个例子的图。 

图11是表示从从属站点F接收到网络存在确认响应帧后的网络存在信息的一个例子的图。 

图12是示意地表示从环路管理站点X向从属站点C、F发送的设置帧的一个例子的图。 

图13是表示本实施方式3所涉及的网络存在信息的结构的一个例子的图。 

图14是表示由环路管理站点进行的逻辑环路再构成处理的一个例子的流程图。 

图15是示意地表示本实施方式4所涉及的环路管理站点的功能结构的一个例子的框图。 

图16-1是示意地表示本实施方式4所涉及的令牌帧的再发行处理的步骤的一个例子的图(其1)。 

图16-2是示意地表示本实施方式4所涉及的令牌帧的再发行处理的步骤的一个例子的图(其2)。 

图16-3是示意地表示本实施方式4所涉及的令牌帧的再发行处理的步骤的一个例子的图(其3)。 

图16-4是示意地表示本实施方式4所涉及的令牌帧的再发行处理的步骤的一个例子的图(其4)。 

图16-5是示意地表示本实施方式4所涉及的令牌帧的再发行处理的步骤的一个例子的图(其5)。 

图16-6是示意地表示本实施方式4所涉及的令牌帧的再发行处理的步骤的一个例子的图(其6)。 

图16-7是示意地表示本实施方式4所涉及的令牌帧的再发行处理的步骤的一个例子的图(其7)。 

图16-8是示意地表示本实施方式4所涉及的令牌帧的再发行处理的步骤的一个例子的图(其8)。 

图17-1是示意地表示本实施方式4所涉及的令牌帧的再发行处理的步骤的其它例子的图(其1)。 

图17-2是示意地表示本实施方式4所涉及的令牌帧的再发行处理的步骤的其它例子的图(其2)。 

图17-3是示意地表示本实施方式4所涉及的令牌帧的再发行处理的步骤的其它例子的图(其3)。 

图17-4是示意地表示本实施方式4所涉及的令牌帧的再发行处理的步骤的其它例子的图(其4)。 

图17-5是示意地表示本实施方式4所涉及的令牌帧的再发行处理的步骤的其它例子的图(其5)。 

图18是示意地表示本实施方式5所涉及的从属站点的功能结构的一个例子的框图。 

图19-1是示意地表示本实施方式5所涉及的从属站点脱离的判定处理以及逻辑环路再构成处理的步骤的一个例子的图(其1)。 

图19-2是示意地表示本实施方式5所涉及的从属站点脱离的判定处理以及逻辑环路再构成处理的步骤的一个例子的图(其2)。 

图19-3是示意地表示本实施方式5所涉及的从属站点脱离的判定处理以及逻辑环路再构成处理的步骤的一个例子的图(其3)。 

图19-4是示意地表示本实施方式5所涉及的从属站点脱离的判定处理以及逻辑环路再构成处理的步骤的一个例子的图(其4)。 

图19-5是示意地表示本实施方式5所涉及的从属站点脱离的判定处理以及逻辑环路再构成处理的步骤的一个例子的图(其5)。 

图19-6是示意地表示本实施方式5所涉及的从属站点脱离的判定处理以及逻辑环路再构成处理的步骤的一个例子的图(其6)。 

图19-7是示意地表示本实施方式5所涉及的从属站点脱离的判定处理以及逻辑环路再构成处理的步骤的一个例子的图(其7)。 

图19-8是示意地表示本实施方式5所涉及的从属站点脱离的判定处理以及逻辑环路再构成处理的步骤的一个例子的图(其8)。 

图19-9是示意地表示本实施方式5所涉及的从属站点脱离的判定处理以及逻辑环路再构成处理的步骤的一个例子的图(其9)。 

图19-10是示意地表示本实施方式5所涉及的从属站点脱离的判定处理以及逻辑环路再构成处理的步骤的一个例子的图(其10)。 

标号的说明 

A～F从属站点 

X环路管理站点 

11-1、11-2、51-1、51-2端口 

20、20A、60、60A通信处理部 

21、65计时器 

22网络存在确认处理部 

23网络存在信息存储部 

24令牌循环顺序确定部 

25令牌循环顺序信息存储部 

26设置处理部 

27、63令牌帧处理部 

28、64数据帧通信处理部 

29网络监视部 

30帧存储部 

51端口 

61控制帧响应部 

62令牌循环目标信息存储部 

66重置处理部 

101交换式集线器 

102线缆 

111、112传输路径 

200网络存在确认帧 

220网络存在确认响应帧 

240设置帧 

260设置响应帧 

280令牌帧 

具体实施方式

下面，参照附图，详细说明本发明所涉及的通信管理装置、通信节点、通信系统以及数据通信方法的优选实施方式。此外，本发明并不由这些实施方式所限定。 

实施方式1. 

图1是示意地表示本实施方式1所涉及的利用令牌进行通信的通信系统的一个例子的图。该通信系统由将多个通信节点利用以太网(注册商标，以下相同)线状或者星状连接的同一网段(segment)的网络构成。另外，通信节点各自具有2个端口，各通信节点的端口之间经由双绞线缆或光纤等可以全双工通信的线缆102连接。在本例中，作为通信节点，示出了设有1台作为通信管理装置的环路管理站点X以及5台从属站点A～E的情况，该环路管理站点X对同一网段的网络内的数据(帧)的接收/发送进行管理，该从属站点A～E基于环路管理站点X的设定进行数据(帧)的发送。 

如图1所示，环路管理站点X和从属站点A、B以线状连接。即，环路管理站点X的第1端口X1和从属站点A的第2端口A2连接，环路管理站点X的第2端口X2和从属站点B的第1端口B1连接。 

另外，从属站点B、C、D通过交换式集线器101而被星状连接。即，经由交换式集线器101将从属站点B的第2端口B2、从属站点C的第1端口C1、以及从属站点D的第1端口D1进行连接。 

并且，从属站点D、E线状连接。即，从属站点D的第2端口D2和从属站点E的第1端口E1连接。 

另外，在这里，各通信节点的MAC(Media Access Control)地址(在图中表示为MAC_AD)成为下述所设定的值。 

环路管理站点X＝100 

从属站点A＝1 

从属站点B＝2 

从属站点C＝3 

从属站点D＝4 

从属站点E＝5 

在本实施方式1中，在上述将各通信节点之间利用以太网以星状或线状进行连接的通信系统中，并不是各通信节点自由地进行数据发送，而是通过顺序向通信系统内的各节点发送被称为令牌的用于取得数据发送权的帧(令牌帧)，使得获得该令牌的通信节点可以向其它通信节点进行数据发送。在这里，令牌帧的发送顺序例如如下述(A)所示。 

环路管理站点X→从属站点B→从属站点C→从属站点D→从属站点E→从属站点A→环路管理站点X    …(A) 

如上所述，通信系统虽然作为物理的网络结构不具有环路结构，但通过使得数据的发送权(令牌帧)在通信系统内的通信节点之间顺序传递并使发送权返回环路管理站点X，从而形成以逻辑环路结构的方式反复传递发送权的结构。 

图2-1是示意地表示环路管理站点的功能结构的图。环路管理站点X具有：两个端口11-1、11-2，它们用于与相邻的通信节点(从属站点A～E)或者交换式集线器101之间连接以太网线缆；以及通信处理部20，其进行经由端口11-1、11-2的帧接收/发送处理、以及确立令牌帧的发送顺序的处理等。 

端口11-1、11-2由第1端口11-1和第2端口11-2这两个端口构成。只要上述两个端口11-1、11-2中的至少一个端口与相邻的从属站点的端口(或者经由交换式集线器连接的从属站点的端口)连接即可。 

通信处理部20具有计时器21、网络存在确认处理部22、网络存在信息存储部23、令牌循环顺序确定部24、令牌循环顺序信息存储部25、设置处理部26、令牌帧处理部27、以及数据帧通信处理部28。 

计时器21由通信处理部20内的处理部进行启动，具有测定规 定时间的功能。在本实施方式1中，对由网络存在确认处理部22发送网络存在确认帧后经过规定时间的期间进行计时。 

网络存在确认处理部22在本装置(环路管理站点X)的电源接通后或者产生预先设定的状态后，进行用于对构成通信系统(同一网段的网络)的通信节点的连接状态进行检测的网络存在确认处理。具体地说，生成网络存在确认帧并利用广播发送，根据来自存在于通信系统内的通信节点针对网络存在确认帧的响应即网络存在确认响应帧中所包含的信息，生成网络存在信息。该处理是在发送了网络存在确认帧时使计时器21启动至经过规定时间为止的期间中进行的。 

图3-1是表示网络存在确认帧的格式的一个例子的图。网络存在确认帧200是以太网帧，具有：发送目标MAC地址(以下称为DA)201；发送源MAC地址(以下称为SA)202；以太网类型(type)203；数据204，其存储有上层数据；以及FCS(Frame Check Sequence)208，其存储从本帧的DA 201至数据204为止所存储的信息中是否存在错误的校验结果。 

在本实施方式1中，在数据204的一部分中存储有帧种类信息205、环路管理站点的MAC地址信息206、以及本站点的网络存在确认帧的发送端口信息207。 

帧种类信息205是用于识别本以太网帧是哪一种帧的信息。在这里，在该帧种类信息205中存储示出为网络存在确认帧这一情况的信息。在本例中，将网络存在确认帧表述为“TestData”。 

在环路管理站点的MAC地址信息206中存储环路管理站点X的MAC地址。另外，在本站点的网络存在确认帧的发送端口信息207中，存储示出通信节点是从哪个端口发送网络存在确认帧200的端口信息。 

图3-2是表示网络存在确认响应帧的格式的一个例子的图。该网络存在确认响应帧220也是以太网帧，在数据224中定义有在本实施方式1中使用的信息。即，在数据224的一部分中存储有帧种类信息225、接收到的网络存在确认帧内的SA信息226、以及发送网络存在确认帧的站点的端口信息227。 

在这里，在帧种类信息225中存储示出为网络存在确认响应帧220这一情况的信息。在本说明书中，将网络存在确认响应帧表述为“TestDataACK”。另外，在“接收到的网络存在确认帧内的SA信息”226中存储在通信节点(从属站点)接收到的网络存在确认帧200的SA 202区域中所存储的MAC地址。并且，在“发送网络存在确认帧的站点的端口信息”227中存储下述信息，即，通信节点(从属站点)接收到的网络存在确认帧200中的数据204区域的“本站点的网络存在确认帧的发送端口信息”207中所存储的端口信息。 

在这里，如果网络存在确认处理部22接收到网络存在确认响应帧220，则生成将数据224内的“接收到的网络存在确认帧内的SA信息”226、“发送网络存在确认帧的站点的端口信息”227与接收到的网络存在确认响应帧220的“SA”222相关联的网络存在信息，并存储在网络存在信息存储部23中。 

网络存在信息存储部23存储由网络存在确认处理部22生成的网络存在信息。在该网络存在信息中，如上所述含有：发送网络存在确认响应帧220的通信节点(从属站点)的MAC地址(SA 222)；“接收到的网络存在确认帧内的SA信息”226；以及“发送网络存在确认帧的站点的端口信息”227。 

在由网络存在确认处理部22启动的计时器21超时后，令牌循环顺序确定部24进行下述处理，即确定令牌帧的循环顺序的处理，该处理利用存储在网络存在信息存储部23中的网络存在信息，把握构成通信系统的通信节点之间的连接状态而构成逻辑环路。在这里，令牌循环顺序确定部24在构成逻辑环路的处理中，以使得作为发送权的令牌在循环一周的期间所通过的通信节点数量最少的方式(如果将连结两个通信节点之间的线缆(包含交换式集线器)称为传输路径，则使得令牌循环一周的期间所通过的通信路径的数量最少的方式)，构筑逻辑环路。作为确定满足上述条件的令牌循环顺序的方法，在属于同一网段的网络内利用一笔勾勒的方式将各通信节点连结即可。此外，在后面记述利用该一笔勾勒的方法确定令牌循环顺序的方法。将确定好的令牌帧的循环顺序作为令牌循环顺序信息存储在令牌循环 顺序信息存储部25中。 

如果由令牌循环顺序确定部24确定了令牌循环顺序信息，则设置处理部26利用该令牌循环顺序信息，针对通信系统内的各通信节点(从属站点)生成包含该通信节点之后的下一个被赋予发送权的通信节点的信息在内的设置帧，并向各通信节点发送。另外，设置处理部26判定是否从全部通信节点接收到针对设置帧的响应即设置响应帧，在从全部通信节点接收到设置响应帧的情况下，将这一情况向令牌帧处理部27通知。 

图3-3是表示设置帧的格式的一个例子的图。该设置帧240也是以太网帧，在数据244区域的一部分中存储有帧种类信息245、及令牌帧发送目标MAC地址设定信息246。 

由于该设置帧240是与各通信节点相对地设定的，所以在DA 241中，设定环路管理站点X想要进行设定的从属站点的MAC地址。另外，在帧种类信息245中存储示出为设置帧240这一情况的信息。在本说明书中，将设置帧240表述为“Setup”。并且，在利用令牌帧控制发送权时，在令牌帧发送目标MAC地址设定信息246中存储在作为该设置帧240的发送目标的通信节点之后的下一个被赋予发送权的从属站点或者环路管理站点X的MAC地址。 

图3-4是表示设置响应帧的格式的一个例子的图。该设置响应帧260也是以太网帧，在数据264区域的一部分中存储示出本帧为设置响应帧260这一情况的帧种类信息265。在这里，将设置响应帧260表述为“SetupACK”。 

在设置处理部26中，通过例如在网络存在信息存储部23的网络存在信息中，设置表示接收到设置响应帧260的标志，从而可以确认是否从通信系统内的全部通信节点接收到设置响应帧260。 

如果令牌帧处理部27从设置处理部26接收到内容为从通信系统内的全部通信节点接收到设置响应帧260的通知，则基于令牌循环顺序信息存储部25的令牌循环顺序信息，生成令牌帧，并从本站点的全部端口11-1、11-2利用广播进行发送。 

图3-5是表示令牌帧的格式的一个例子的图。该令牌帧280也 是以太网帧，在数据284区域的一部分中存储帧种类信息285、以及本站点自属令牌判定用MAC地址信息286。 

在帧种类信息285中存储示出为令牌帧280这一情况的信息。在本说明书中，将令牌帧280表述为“Token”。另外，在本站点自属令牌判定用MAC地址信息286中存储具有发送权的通信节点的MAC地址。 

另外，如果令牌帧处理部27接收到从其它通信节点发送来的令牌帧280，则将该令牌帧280的数据284内的本站点自属令牌判定用MAC地址信息286、与本站点(环路管理站点X)的MAC地址进行比较，在一致的情况下，判定为获得发送权，进行由数据帧通信处理部28执行的数据帧的发送处理，在不一致的情况下，判定为尚未获得发送权。此外，在任一种情况下，都将接收到的令牌帧280从接收到该帧的端口之外的其它端口转送(转发)。 

数据帧通信处理部28执行数据帧的接收/发送处理。例如，在FA网络中，以规定的周期运算针对各从属站点A～E进行设定的数据，将该数据进行数据帧化后向各从属站点A～E发送。另外，还具有接收从从属站点A～E发送来的数据帧、将从属站点A～E以其它从属站点为目标的数据帧进行转送(转发)的功能。 

此外，示出在上述图3-1～图3-5所示的各帧的帧种类信息205、225、245、265、285中，为了识别各个帧而存储“TestData”或“TestDataACK”等的情况，但也可以针对各个帧设定唯一识别该帧的数值，并将该数值存储在帧种类信息205、225、245、265、285中。 

图2-2是示意地表示从属站点的功能结构的框图。从属站点A～E具有：两个端口51-1、51-2，它们用于与相邻的通信节点(环路管理站点X、从属站点)或者交换式集线器101之间连接以太网线缆；以及通信处理部60，其执行经由端口51-1、51-2的帧接收/发送处理。 

端口51-1、51-2与环路管理站点X相同地，由第1端口51-1和第2端口51-2这两个端口构成。只要上述两个端口51-1、 51-2中的至少一个端口与通信节点连接即可。 

通信处理部60具有控制帧响应部61、令牌循环目标信息存储部62、令牌帧处理部63、及数据帧通信处理部64。 

控制帧响应部61针对来自环路管理站点X的网络存在确认帧200或设置帧240等控制帧进行响应。例如，如果接收到网络存在确认帧200，则生成图3-2所示的网络存在确认响应帧220，向环路管理站点X回送。另外，如果接收到设置帧240，则提取设置帧240的数据244内的令牌帧发送目标MAC地址设定信息246，作为令牌循环目标信息存储在令牌循环目标信息存储部62中，并且生成图3-4所示的设置响应帧260，向环路管理站点X回送。此外，在本说明书中，将在网络存在确认处理及逻辑环路构成处理时环路管理站点X和从属站点A～E之间交换的帧称为控制帧，将在构成逻辑环路后通过获得令牌帧而发送的帧称为数据帧。 

另外，控制帧响应部61也具有以下功能，即，与从环路管理站点X或者其它从属站点接收的控制帧的帧种类相对应，重新构成帧并发送、或者仅仅转发。例如，如果从环路管理站点X接收到网络存在确认帧200，则在接收到该帧的端口以外的端口建立了传输路径的情况下，进行对接收到的网络存在确认帧的图3-1所示的SA 202、和数据204内的本站点的网络存在确认帧的发送端口信息207进行改写的处理，重新构成网络存在确认帧并从接收端口以外的端口输出。 

另外，还具有下述功能，即，例如在接收到包括来自环路管理站点X的设置帧240、或者来自其它从属站点的网络存在确认响应帧220和设置响应帧260在内的控制帧的情况下，不对该帧进行任何处理而仅仅转发。 

令牌循环目标信息存储部62存储本通信节点(从属站点)之后的下一个获得发送权的通信节点的MAC地址。如上所述，其中存储设置帧240的数据244内的令牌帧发送目标MAC地址设定信息246的内容。另外，在本实施方式1中，由于仅存储下一个要发送令牌的通信节点的MAC地址，所以与环路管理站点X所保持的令牌循环顺序存储信息相比，可以将数据量抑制为较少。 

如果令牌帧处理部63接收到从其它通信节点发送来的令牌帧280，则将该令牌帧280的数据284内的本站点自属令牌判定用MAC地址信息286与本站点(从属站点)的MAC地址进行比较，在一致的情况下，判定为获得发送权，并进行由数据帧通信处理部64执行的数据帧的发送处理。然后，生成在令牌帧280的数据284内的本站点自属令牌判定用MAC地址信息286中存储有令牌循环目标信息存储部62所存储的令牌循环目标信息的令牌帧280，并从本站点的全部端口51-1、51-2利用广播进行发送。另一方面，在接收到的令牌帧280的数据284内的本站点自属令牌判定用MAC地址信息286与本站点(从属站点)的MAC地址不一致的情况下，判定为尚未获得发送权。此外，在任一种情况下，都将接收到的令牌帧280由接收到该帧的端口以外的其它端口进行转发。 

数据帧通信处理部64进行数据帧的接收/发送处理。具体地说，进行与环路管理站点X或其它从属站点之间的数据帧的接收/发送处理。 

下面，说明上述通信系统中的逻辑环路的建立方法和利用令牌进行通信的方法。图4-1～图4-15是示意地示出本实施方式1所涉及的逻辑环路的建立方法以及利用令牌进行通信的方法的一个例子的图。 

首先，如图4-1所示，在利用以太网线缆将从属站点A～E与环路管理站点X连接后，将从属站点A～E的电源接通。在该状态下，从属站点A～E成为等待接收来自环路管理站点X的网络存在确认帧的状态。 

然后，如果使环路管理站点X的电源接通，则环路管理站点X进行下述处理，以识别包含环路管理站点X在内的同一网段的网络上所连接的从属站点，建立逻辑环路。首先，环路管理站点X的网络存在确认处理部22在启动计时器21后，如图4-2所示，生成网络存在确认帧(图中表述为TestDataFrame)，从全部端口X1、X2利用广播进行发送。 

图5-1是示意地表示从环路管理站点X发送的网络存在确认帧 的一个例子的图。在从环路管理站点X的第1端口X1发送的网络存在确认帧中，如“TestDataFrame(X1→all)”所示，在DA中设定广播地址(例如如果以2字节表述，则为“FFFF(全部为F)”)，在SA中设定环路管理站点X的MAC地址“100”，在帧种类信息中存储“TestData”，在环路管理站点的MAC地址信息中存储本站点的MAC地址“100”，在本站点的网络存在确认帧的发送端口信息中设定代表第1端口X1的“port_X1”。 

另外，在从环路管理站点X的第2端口X2发送的网络存在确认帧中，如“TestDataFrame(X2→all)”所示，除了本站点的网络存在确认帧的发送端口信息以外的项目，与从第1端口X1发送的网络存在确认帧“TestDataFrame(X1→all)”相同，在本站点的网络存在确认帧的发送端口信息中设定代表第2端口X2的“port_X2”。 

这样，从环路管理站点X的第1端口X1发送的网络存在确认帧由从属站点A的第2端口A2接收，从环路管理站点X的第2端口X2发送的网络存在确认帧由从属站点B的第1端口B1接收。 

然后，如图4-3所示，从环路管理站点X接收到网络存在确认帧的从属站点A、B的控制帧响应部61，生成网络存在确认响应帧(图中表述为TestDataACKFrame)，并向环路管理站点X回送。 

图5-2是示意地表示从从属站点A、B发送的网络存在确认响应帧的一个例子的图。在从从属站点A的第2端口A2发送的网络存在确认响应帧中，如“TestDataACKFrame(A2→X)”所示，在DA中设定环路管理站点X的MAC地址“100”，在SA中设定为本站点的MAC地址“1”，在帧种类信息中存储“TestDataACK”，在接收到的网络存在确认帧内的SA信息、和发送网络存在确认帧的站点的端口信息中，参照接收到的图5-1的网络存在确认帧“TestDataFrame(X1→all)”中的SA和本站点的网络存在确认帧的发送端口信息，分别设定为“100”和“port_X1”。 

另外，在从从属站点B的第1端口B1发送的网络存在确认响应帧中，如“TestDataACKFrame(B1→X)”所示，在SA中设定本站点的MAC地址“2”，在发送网络存在确认帧的站点的端口信息中， 参照接收到的图5-1的网络存在确认帧“TestDataFrame(X2→all)”中的本站点的网络存在确认帧的发送端口信息，设定为“port_X2”。除此以外与上述“TestDataACKFrame(A2→X)”相同。 

在这里，从环路管理站点X接收到网络存在确认帧的从属站点A如果向环路管理站点X返回了网络存在确认响应帧，则成为等待来自环路管理站点X的设定的状态。 

另外，如图4-4所示，从环路管理站点X接收到网络存在确认帧的从属站点B的控制帧响应部61，生成将从第1端口B1接收到的网络存在确认帧改写而形成的网络存在确认帧(在图中表述为TestDataFrame(B2→all))，尝试从第1端口B1之外的本站点的第2端口B2发送网络存在确认帧。其结果，在第2端口B2处建立了传输路径的情况下，发送网络存在确认帧，在没有建立传输路径的情况下，不发送网络存在确认帧。在这里，由于在第2端口B2处建立了传输路径，所以进行从第2端口B2发送网络存在确认帧的处理。 

图5-3是示意地表示由从属站点B发送的网络存在确认帧的一个例子的图。如该图所示，网络存在确认帧“TestDataFrame(B2→all)”是将接收到的网络存在确认帧“TestDataFrame(X2→all)”的SA改写为本站点的MAC地址“2”，将本站点的网络存在确认帧的发送端口信息改写为“port_B2”而形成的。 

从属站点C如果从第1端口C1接收到网络存在确认帧，则如图4-5所示，将其响应即网络存在确认响应帧从第1端口C1返回。另外，从属站点D也与从属站点C相同地，如果从第1端口D1接收到网络存在确认帧，则将其响应即网络存在确认响应帧从第1端口D1返回。 

图5-4是示意地表示从从属站点C、D发送的网络存在确认响应帧的一个例子的图。在从从属站点C的第1端口C1发送的网络存在确认响应帧中，如“TestDataACKFrame(C1→X)”所示，在SA中设定本站点的MAC地址“3”，在帧种类信息中存储“TestDataACK”，在DA、接收到的网络存在确认帧内的SA信息、以及发送网络存在确认帧的站点的端口信息中，参照接收到的图5- 3的网络存在确认帧“TestDataFrame(B2→all)”中的环路管理站点的MAC地址、SA以及本站点的网络存在确认帧的发送端口信息，分别设定为“100”、“2”及“port_B2”。 

另外，也从从属站点D的第1端口D1发送网络存在确认响应帧。该网络存在确认响应帧如“TestDataACKFrame(D1→X)”所示，除了将SA设定为本站点的MAC地址“4”之外，形成与从从属站点C送出的网络存在确认响应帧“TestDataACKFrame(C1→X)”相同的内容。 

然后，从属站点B的控制帧响应部61对从从属站点C、D接收到的网络存在确认响应帧的帧种类信息进行判定，由于是网络存在确认响应帧，所以直接向环路管理站点X转发。 

在这里，从从属站点B接收到网络存在确认帧的从属站点C如果向环路管理站点X回送网络存在确认响应帧，则成为等待来自环路管理站点X的设定的状态。 

另外，如图4-6所示，从从属站点B接收到网络存在确认帧的从属站点D的控制帧响应部61，生成将从第1端口D1接收到的网络存在确认帧改写后形成的网络存在确认帧(在图中表述为TestDataFrame(D2→all)，并尝试从第1端口D1以外的本站点的第2端口D2发送网络存在确认帧。其结果，在第2端口D2处建立了传输路径的情况下，发送网络存在确认帧，在没有建立传输路径的情况下，不发送网络存在确认帧。在这里，由于在第2端口D2处建立了传输路径，所以进行从第2端口D2发送网络存在确认帧的处理。 

图5-5是示意地表示由从属站点D发送的网络存在确认帧的一个例子的图。如该图所示，网络存在确认帧“TestDataFrame(D2→all)”是将接收到的网络存在确认帧“TestDataFrame(B2→all)”的SA改写为本站点的MAC地址“4”，将本站点的网络存在确认帧的发送端口信息改写为“port_D2”而形成的。 

从属站点E如果从第1端口E1接收到网络存在确认帧，则如图4-7所示，从第1端口返回其响应即网络存在确认响应帧(在图中表述为“TestDataACKFrame(E1→X)”)。 

图5-6是示意地表示从从属站点E发送的网络存在确认响应帧的一个例子的图。在从从属站点E的第1端口E1发送的网络存在确认响应帧中，在SA中设定本站点的MAC地址“5”，在帧种类信息中存储“TestDataACK”，在DA、接收到的网络存在确认帧内的SA信息以及发送网络存在确认帧的站点的端口信息中，参照接收到的图5-5的网络存在确认帧“TestDataFrame(D2→all)”中的环路管理站点的MAC地址、SA以及本站点的网络存在确认帧的发送端口信息，分别设定为“100”、“4”及“port_D2”。 

并且，从属站点D、B的控制帧响应部61对从从属站点E发送来的网络存在确认响应帧的帧种类信息进行判定，由于是网络存在确认响应帧，所以直接进行向环路管理站点X转发的处理。 

另外，从从属站点D接收到网络存在确认帧的从属站点E如果向环路管理站点X回送网络存在确认响应帧，则成为等待来自环路管理站点X的设定的状态。 

在这里，假定环路管理站点X的网络存在确认处理部22在图4-1中所设定的等待网络存在确认响应帧的计时器21的启动期间，接收到来自同一网段的网络内的通信节点即从属站点A～E的网络存在确认响应帧。 

另外，环路管理站点X的网络存在确认处理部22如果在计时器21的启动期间从从属站点A～E接收到网络存在确认响应帧，则根据该帧生成网络存在信息，并存储在网络存在信息存储部23中。 

图6是表示环路管理站点X生成的网络存在信息的一个例子的图。该网络存在信息含有SA、接收到的网络存在确认帧内的SA信息、以及发送网络存在确认帧的站点的端口信息这些项目。环路管理站点X的网络存在确认处理部22根据接收到的网络存在确认响应帧，从定义了上述各项目的区域中取得各个信息，并存储在网络存在信息中。 

然后，环路管理站点X的令牌循环顺序确定部24如果检测出计时器21经过了用于等待网络存在确认响应帧的规定时间，则进行利用至超时为止存储在网络存在信息存储部23中的网络存在信息构成逻辑环路的处理。在这里，环路管理站点X以使得作为发送权的令牌在循环一周的期间所通过的通信节点数量例如最少的方式(如果将连结两个通信节点之间的线缆102(包括在线缆102之间含有交换式集线器101的情况)称为传输路径，则使得令牌帧在循环一周的期间所通过的传输路径的数量例如成为最少的方式)，构筑逻辑环路。作为确定满足这种条件的令牌帧循环顺序的方法，可以在属于同一网段的网络内利用一笔勾勒(按照沿树状结构进行遍历的方法)连结各通信节点。下面说明利用该一笔勾勒的方法确定令牌循环顺序的方法。 

图7是表示确定令牌循环顺序的处理步骤的一个例子的流程图。首先，环路管理站点X的令牌循环顺序确定部24选择本站点的MAC地址(步骤S11)，并且选择本站点具有的端口中的一个端口(步骤S12)。另外，令牌循环顺序确定部24向令牌循环顺序信息存储部25的作为令牌循环顺序信息的令牌循环表中，登录所选择的本站点的MAC地址和端口的组合(步骤S13)。 

然后，令牌循环顺序确定部24顺次检索在网络存在信息存储部23的网络存在信息中是否存在与所选择的MAC地址和端口的组合相同的“接收到的网络存在确认帧内的SA信息”和“发送网络存在确认帧的站点的端口信息”的组合的记录(步骤S14)。检索后，在存在相同组合的记录的情况(在步骤S14中为是的情况)下，将对应的全部记录的SA以与在步骤S13中登录的环路管理站点X的MAC地址连接的方式，登录在令牌循环顺序信息存储部25的作为令牌循环顺序信息的令牌循环表中(步骤S15)。 

然后，选择登录在令牌循环表中的通信节点的SA(MAC地址)中的一个SA(步骤S16)。然后，在网络存在信息中顺次检索是否存在具有与所选择的SA相同的“接收到的网络存在确认帧内的SA信息”的记录、即是否存在所选择的SA的下位的通信节点(步骤S17)。 

然后，对与所选择的SA对应的通信节点的下位是否存在通信节点进行判定(步骤S18)，在所选择的SA的下位存在通信节点的情况(在步骤S18中为是的情况)下，将与下位的通信节点对应的记 录的SA以与在步骤S16中所选择的通信节点(从属站点)的SA连接的方式，登录在令牌循环表中(步骤S19)。 

然后，选择在步骤S19中登录的SA中的一个SA(步骤S20)，在网络存在信息中顺次检索是否存在具有与所选择的SA相同的“接收到的网络存在确认帧内的SA信息”的记录、即是否存在与所选择的SA对应的通信节点的下位通信节点(步骤S21)。然后，返回步骤S18，在树状的网络结构中，在从环路管理站点X顺次分支并选择的一个分支中直至到达最下位的通信节点为止，反复进行步骤S18～S21的处理。 

在到达树状的网络结构中的某个分支的最下位通信节点的情况下，在步骤S21所选择的SA的下位通信节点的检索处理中，不存在下位通信节点。由此，在步骤S18中，在所选择的SA的下位不存在通信节点的情况(在步骤S18中为否的情况)下，处理跳转。 

在该情况下，对是否存在与步骤S16或者S20中最后选择的SA相同级别的其它未检索的SA进行判定(步骤S22)。在这里，所谓级别是指，在从环路管理站点X树状地连接有SA的情况下，从环路管理站点X到达某个SA的路径上的通信节点的数量。 

在存在与最后选择的SA相同级别的其它未检索的SA的情况(在步骤S22中为是的情况)下，选择与最后选择的SA相同级别的登录在令牌循环表中的其它SA(步骤S23)。然后，在网络存在信息中顺次检索是否存在具有与这里所选择的SA相同的“接收到的网络存在确认帧内的SA信息”的记录、即是否存在所选择的SA的下位通信节点(步骤S24)。然后，返回步骤S18。 

另一方面，在不存在与最后选择的SA相同级别的其它未检索的SA的情况(在步骤S22中为否的情况)下，返回至与最后选择的SA最近的上位级别的SA(步骤S25)。然后，判定返回后的SA是否是最上位级别的SA、即是否是环路管理站点X的MAC地址(步骤S26)。在返回后的SA不是最上位级别的SA的情况(在步骤S26中为否的情况)下，对是否存在与返回后的SA相同级别的登录在令牌循环表中的未检索的SA进行判定(步骤S27)。 

在存在与返回后的SA相同级别的登录在令牌循环表中的未检索SA的情况(在步骤S27中为是的情况)下，选择与返回后的SA相同级别的登录在令牌循环表中的未检索的其它SA(步骤S28)。然后，在网络存在信息中顺次检索是否存在具有与所选择的SA相同的“接收到的网络存在确认帧内的SA信息”的记录、即是否存在所选择的SA的下位通信节点(步骤S29)。然后，返回步骤S18。 

另外，在步骤S27中，在不存在与返回后的SA相同级别的登录在令牌循环表中的未检索SA的情况(在步骤S27中为否的情况)下，返回步骤S25。 

通过执行以上处理，从而树状地提取出相对于具有在步骤S11选择的MAC地址的环路管理站点，与在步骤S12选择的端口相连接的全部通信节点。 

此外，在步骤S14中，在网络存在信息中不存在与所选择的MAC地址和端口的组合相同的“接收到的网络存在确认帧内的SA信息”和“发送网络存在确认帧的站点的端口信息”的组合的记录的情况(在步骤S14中为否的情况)下，或者在步骤S26中返回后的SA为最上位级别的情况(在步骤S26中为是的情况)下，对是否存在环路管理站点X的未检索的端口进行判定(步骤S30)。在存在未检索的端口的情况(在步骤S30中为是的情况)下，返回步骤S12，针对环路管理站点X的未检索的端口进行上述处理。另外，在不存在未检索的端口的情况(在步骤S30中为否的情况)下，由于对全部通信节点都进行了至令牌循环表的登录处理，所以确定令牌循环顺序的处理结束。 

通过以上处理，在从环路管理站点X开始分支且以树状连接通信节点的网络结构中，如果建立了从环路管理站点X至一个最下位的通信节点的路径，则返回在最接近最下位的通信节点的位置处分支的通信节点，建立从该位置至其它最下位的通信节点的路径。顺次重复上述处理，建立到达全部最下位的通信节点的路径。由此，在由以树状连接的通信节点组成的网络中，可以以一笔勾勒的方法将各通信节点之间进行连接。并且，在从如上所述建立的从环路管理站点X 出发直至返回环路管理站点X为止的路径上，通过的通信节点数量最少。 

在这里，针对图7所示的确定令牌循环顺序的具体处理，举出利用图6的网络存在信息进行决定的情况作为例子进行说明。图8-1～图8-9是示意地表示令牌循环表的生成过程的一个例子的图。 

首先，环路管理站点X选择本站点的MAC地址“100”和第2端口“port_X2”(步骤S11～S12)，如图8-1所示，在令牌循环表中登录所选择的本站点的MAC地址和端口“100(port_X2)”(步骤S13)。然后，在图6的网络存在信息中，检索是否存在“接收到的网络存在确认帧内的SA信息”为“100”、且“发送网络存在确认帧的站点的端口信息”为“port_X2”的记录。其结果，提取出记录302。 

由于该记录302的SA为“2(从属站点B)”，所以将该SA“2”登录在令牌循环表中(步骤S15)。在这里，如图8-2所示，示出在MAC地址“100(port_X2)”的右侧登录SA“2”，利用从MAC地址“100(port_X2)”朝向SA“2”的箭头连接的状态。在这里，箭头方向表示出是下位级别。 

然后，选择令牌循环表中的该SA“2”(步骤S16)，在图6的网络存在信息中，检索是否存在“接收到的网络存在确认帧内的SA信息”为“2”的记录(步骤S17)。其结果，提取出记录303、304。由于这些记录303、304的SA分别为“3(从属站点C)”和“4(从属站点D)”，所以如图8-3所示，在令牌循环表的SA“2”的下位并列配置SA“3”和SA“4”而进行登录(步骤S19)。 

然后，选择已登录的SA中的SA“3”(步骤S20)，在图6的网络存在信息中，检索是否存在“接收到的网络存在确认帧内的SA信息”为“3”的记录(步骤S21)。但是，由于在图6的网络存在信息中不存在相应记录，所以没有提取(步骤S18中为否的情况)。即，在SA“3”的下位不存在通信节点。在这里，如图8-4所示，为了方便而在令牌循环表的SA“3”的下位记载“无”。 

然后，作为与SA“3”相同级别的其它未检索的SA而选择SA “4”(步骤S22～S23)。并且，在图6的网络存在信息中，检索是否存在“接收到的网络存在确认帧内的SA信息”为“4”的记录(步骤S24)。其结果，提取出记录305。由于该记录305的SA为“5(从属站点E)”，所以如图8-5所示，将该SA“5”登录在SA“4”的下位(步骤S19)。 

然后，选择已登录的SA“5”(步骤S20)，在图6的网络存在信息中，检索是否存在“接收到的网络存在确认帧内的SA信息”为“5”的记录(步骤S21)。但是，由于在图6的网络存在信息中不存在相应记录，所以没有提取(在步骤S18中为否的情况)。即，在SA“5”的下位不存在节点。在这里，如图8-6所示，为了方便而在令牌循环表的SA“5”的下位记载“无”。 

另外，由于也没有与SA“5”相同级别的其它未检索的SA(在步骤S22中为否的情况)，所以返回至最近的上位级别的SA即SA“4”(步骤S25)。由于该SA“4”并非最上位级别(在步骤S26中为否的情况)，另外也不存在与SA“4”相同级别的登录在令牌循环表中的其它未检索SA(在步骤S27中为否的情况)，所以返回至SA“4”的最近的上位级别即SA“2”(步骤S25)。 

但是，在这里，由于该SA“2”也并非最上位级别(在步骤S26中为否的情况)，另外也不存在与SA“2”相同级别的登录在令牌循环表中的其它未检索SA(在步骤S27中为否的情况)，所以返回至SA“2”的最近的上位级别即MAC地址“100”(步骤S25)。 

由于MAC地址“100”是最上位级别(在步骤S26中为是的情况)，所以确认环路管理站点X中是否存在未检索的端口(步骤S30)，由于第1端口“port_X1”未检索，所以选择第1端口“port_X1”(步骤S12)。并且，如图8-7所示，向令牌循环表中登录本站点的MAC地址和端口“100(port_X1)”(步骤S13)。在这里，环路管理站点X的MAC地址和第1端口“100(port_X1)”与MAC地址和第2端口“100(port_X2)”并列地配置。然后，在图6的网络存在信息中，检索是否存在“接收到的网络存在确认帧内的SA信息”为“100”、且“发送网络存在确认帧的站点的端口信息”为“port_X1” 的记录。其结果，提取出记录301。 

由于该记录301的SA为“1(从属站点A)”，所以将该SA“1”登录在令牌循环表中(步骤S15)。在这里，如图8-8所示，在MAC地址“100(port_X1)”的下位登录SA“1”。 

然后，选择该SA“1”(步骤S16)，在图6的网络存在信息中，检索是否存在“接收到的网络存在确认帧内的SA信息”为“1”的记录(步骤S17)。但是，由于在图6的网络存在信息中不存在相应记录，所以没有提取(在步骤S18中为否的情况)。即，在SA“1”的下位不存在节点。在这里，如图8-9所示，为了方便而在令牌循环表的SA“1”的下位记载“无”。 

另外，由于也没有与SA“1”相同级别的其它未检索的SA(在步骤S22中为否的情况)，所以返回至最近的上位级别的SA即MAC地址“100”(步骤S25)。由于MAC地址“100”是最上位级别(在步骤S26中为是的情况)，所以确认环路管理站点X中是否存在未检索的端口(步骤S30)，由于如上所述已经对全部端口进行了检索(在步骤S30中为否的情况)，所以由此结束确定令牌循环顺序的处理。其结果，得到如图8-9所示的令牌循环表。根据该图8-9，例如得到下述(A)所示的令牌循环顺序。 

环路管理站点X→从属站点B→从属站点C→从属站点D→从属站点E→从属站点A→环路管理站点X    …(A) 

另外，在该图8-9中，可以使令牌帧从环路管理站点X的第1端口X1和第2端口X2中的任意一个开始循环。由此，也可以采用下述(B)所示的令牌循环顺序。 

环路管理站点X→从属站点A→从属站点B→从属站点C→从属站点D→从属站点E→环路管理站点X    …(B) 

此外，在与环路管理站点X的第1端口X1相连的树状构造中，分支出的部分无论哪一个位于前面都可以。由此，也可以采用下述(C)或(D)所示的令牌循环顺序。 

环路管理站点X→从属站点B→从属站点D→从属站点E→从属站点C→从属站点A→环路管理站点X    …(C) 

环路管理站点X→从属站点A→从属站点B→从属站点D→从属站点E→从属站点C→环路管理站点X    …(D) 

上述(A)～(D)的令牌循环顺序均是可以利用一笔勾勒进行描绘的顺序，在从环路管理站点X出发并返回环路管理站点X的路径中，通过的通信节点数量(在各通信节点之间的输送路径中传输令牌帧的次数)为最小的9。如上所述，通过使令牌帧在循环一周的期间进行传输的输送路径的数量最小，从而可以提高令牌帧的循环效率，抑制无用的通信，有助于节省能量。 

如上所述生成的令牌循环表，作为令牌循环顺序信息而存储在令牌循环顺序信息存储部25中。并且，基于该确定好的令牌循环顺序，进行通信系统中的逻辑环路的建立处理。 

然后，环路管理站点X的设置处理部26利用存储在令牌循环顺序信息存储部25中的令牌循环表，生成用于进行各通信节点的发送权循环信息的通知的设置帧。 

图5-7是示意地表示从环路管理站点X向各从属站点发送的设置帧的一个例子的图。例如，在向从属站点B发送的设置帧中，如“SetupFrame(X→B)”所示，在DA中设定为作为设定对象的从属站点B的MAC地址“2”，在SA中设定为本站点的MAC地址“100”，在帧种类信息中存储“Setup”，在令牌帧发送目标MAC地址设定信息中，设定为从属站点B之后的下一个发送令牌帧的通信节点即从属站点C的MAC地址“3”。对于向其它从属站点A、C～E发送的设置帧也相同地生成。 

并且，如图4-8所示，环路管理站点X的设置处理部26将生成的设置帧经由第1和第2端口X1、X2，向各从属站点A～E发送。此外，从属站点B将发送目标为从属站点C、D、E的设置帧进行转发，从属站点D将发送目标为从属站点E的设置帧进行转发。 

如果在各从属站点A～E中接收到来自环路管理站点X的设置帧，则各从属站点A～E的控制帧响应部61读出存储在设置帧中的“令牌帧发送目标MAC地址设定信息”中的MAC地址，作为令牌循环目标信息而存储在令牌循环目标信息存储部62中。这样，在本实施 方式1中，通过各从属站点A～E仅保持下一个应发送的通信节点的MAC地址作为令牌循环目标信息，从而与各从属站点A～E共同保持与所有的令牌帧循环顺序相关的信息即令牌循环表的情况相比，将用于使令牌帧循环的信息控制为最小限度。 

在向令牌循环目标信息存储部62中存储了令牌循环目标信息后，各从属站点A～E的控制帧响应部61生成与设置帧相对应的响应即设置响应帧(在图中表述为SetupACK)，如图4-9所示，向环路管理站点X发送。此外，从属站点D将来自从属站点E的设置响应帧进行转发，从属站点B将来自从属站点C、D、E的设置响应帧进行转发。 

图5-8是示意地表示从各从属站点发送的设置响应帧的一个例子的图。例如，在从从属站点A向环路管理站点X发送的设置响应帧中，如“SetupACKFrame(A→X)”所示，在DA中设定为环路管理站点X的MAC地址“100”，在SA中设定为本站点的MAC地址“1”，在帧种类信息中存储“SetupACK”。从其它从属站点B～E发送的设置响应帧也相同地生成。 

在各从属站点A～E的控制帧响应部61将生成的设置响应帧向环路管理站点X发送后，令牌帧处理部63开始观测在传输路径上传输的令牌帧。 

然后，环路管理站点X接收来自各从属站点A～E的设置响应帧，识别为环路管理站点X发行的设置帧正常地到达从属站点A～E。此外，在来自从属站点A～E的设置响应帧在规定时间内没有全部到达环路管理站点X的情况下，环路管理站点X的设置处理部26针对没有接收到设置响应帧的从属站点或者对全部从属站点再一次发送设置帧，或者判断为在设置时从属站点的电源断开，从而从图4-1的初始进行处理。并且，在如上所述进行动作的情况下，设置处理部26在发送设置帧时启动计时器21，以规定时间进行计时。在这里，假定从全部从属站点A～E接收到设置响应帧。 

然后，如果环路管理站点X的令牌帧处理部27识别为从通信系统内的全部从属站点A～E接收到设置响应帧，则根据令牌循环顺序 信息识别出本站点具有发送权，由数据帧通信处理部28向从属站点A～E发送数据帧。 

然后，环路管理站点X的令牌帧处理部27按照令牌循环顺序信息存储部25的令牌循环表，生成令牌帧280。在这里，令牌帧处理部27基于图8-9，生成对从属站点B赋予发送权的令牌帧。 

图5-9是示意地表示由各通信节点生成的令牌帧的一个例子的图。如该图的“TokenFrame(X→B)”所示，在DA中设定为广播地址，在SA中设定为本站点的MAC地址“100”，在帧种类信息中设定为“token”，在本站点自属令牌判定用MAC地址信息中存储下一个应获得发送权的通信节点即从属站点B的MAC地址“2”。 

然后，如图4-10所示，环路管理站点X的令牌帧处理部27将生成的令牌帧从第1及第2端口X1、X2进行发送。由于令牌帧是利用广播发送的，所以向通信系统内的全部从属站点A～E发送。此外，各从属站点A～E具有接收和转发令牌帧的功能。另外，在该图中，为了便于说明，描绘为向全部从属站点同时发送令牌帧，但实际上，令牌帧通过从属站点B向从属站点C、D转发，并通过从属站点D向从属站点E转发。 

如果各从属站点A～E的令牌帧处理部63接收到令牌帧，则将在令牌帧的数据区域内的“本站点自属令牌判定用MAC地址信息”中存储的MAC地址、与本站点的MAC地址进行比较。在这里，在从属站点A、C～E的令牌帧处理部63中，由于存储在“本站点自属令牌判定用MAC地址信息”中的MAC地址(2)与本站点的MAC地址(分别为1、3～5)不一致，所以令牌帧处理部63判断为无法获得发送权。另一方面，在从属站点B的令牌帧处理部63中，由于存储在“本站点自属令牌判定用MAC地址信息”中的MAC地址(2)与本站点的MAC地址(2)一致，所以令牌帧处理部63判断为获得发送权。然后，从属站点B的数据帧通信处理部64将数据向规定的发送目标(例如环路管理站点X)发送，然后，令牌帧处理部63进行发送令牌帧的准备，以用于向下一个通信节点移交发送权。 

从属站点B的令牌帧处理部63从令牌循环目标信息存储部62中取得令牌循环目标信息、即本站点之后的下一个获得发送权的从属站点C的MAC地址“3”。并且，如图5-9的“TokenFrame(B→C)”所示，在令牌帧的数据区域的“本站点自属令牌判定用MAC地址信息”中设定为所取得的“3”，在SA中设定为本站点的MAC地址“2”。

然后，如图4-11所示，从属站点B的令牌帧处理部63从全部输出端口(第1和第2端口B1、B2)发行令牌帧。由于令牌帧是利用广播进行发送的，所以向通信系统内的全部通信节点发送。此外，环路管理站点X和从属站点A、C～E的令牌帧处理部27、63具有接收和转发令牌帧的功能。 

此时，在环路管理站点X和从属站点A、D、E中，将在接收到的令牌帧的数据区域内的“本站点自属令牌判定用MAC地址信息”中存储的MAC地址(3)与本站点的MAC地址(分别为100、1、4、5)进行比较，由于两者不一致，所以判断为无法获得发送权。另一方面，在从属站点C中，由于两者一致，所以判断为获得了发送权。并且，在从属站点C将数据向规定发送目标发送后，进行发送令牌帧的准备，以用于向下一个通信节点移交发送权。 

然后，根据图8-9所示的令牌循环表，与上述处理相同地顺次将令牌帧向通信节点发送。即，从属站点C生成图5-9的“TokenFrame(C→D)”所示的令牌帧，如图4-12所示，在通信系统内利用广播发送。由此，从属站点D获得发送权。另外，从属站点D生成图5-9的“TokenFrame(D→E)”所示的令牌帧，如图4-13所示，在通信系统内利用广播发送，从属站点E获得发送权。并且，从属站点E生成图5-9的“TokenFrame(E→A)”所示的令牌帧，如图4-14所示，在通信系统内利用广播发送，从属站点A获得发送权。并且，从属站点A生成图5-9的“TokenFrame(A→X)”所示的令牌帧，如图4-15所示，在通信系统内利用广播发送，环路管理站点X获得发送权。 

此外，由于从属站点A的令牌帧处理部63识别出在第1端口A1没有经由传输路径连接通信节点，所以从第2端口A2发行令牌 帧。另外，从属站点C、E的令牌帧处理部63识别出第2端口C2、E2没有经由传输路径连接通信节点，所以从第1端口C1、E1发行令牌帧。 

并且，反复进行上述处理，在同一网段的网络内的通信节点之间，按照令牌循环顺序使令牌帧循环，接收到令牌帧的通信节点获得数据的发送权，向期望的发送目标发送数据。如上所述形成逻辑环路的建立方法和利用令牌进行通信的方法。 

根据本实施方式1，由于在利用以太网将通信节点之间以星状或线状进行连接的通信系统中，利用一笔勾勒的方法确定用于获得发送权的令牌帧的循环顺序，所以可以将令牌帧通过的通信节点数量(或者传输路经的数量)控制为最小限度。其结果，具有可以使令牌帧高效地进行循环的效果。 

另外，由于在建立逻辑环路后，环路管理站点X针对通信系统内的通信节点(从属站点A～E)，仅通知该通信节点之后的下一个获得发送权的通信节点的MAC地址，所以各通信节点仅具有用于使令牌环循环所需的最低限度的信息。其结果，与从属站点A～E存储有通信系统内的令牌帧的全部循环顺序的情况相比，可以将用于使令牌帧循环的处理高速化，并且，由于可以减少用于存储令牌循环目标信息的存储器的容量，所以可以降低装置的制造成本。 

并且，由于在建立逻辑环路后，环路管理站点X在从全部通信节点返回了与向通信系统内的通信节点(从属站点A～E)发送的设置帧相应的响应的情况下，发行令牌帧，所以还具有以下效果，即，可以识别在建立逻辑环路后且发行令牌帧之前，由于通信节点(从属站点A～E)的电源断开等理由导致的逻辑环路缺失。 

实施方式2. 

在本实施方式2中，说明在使令牌帧循环而进行数据(帧)发送的通信系统中，新加入通信节点的情况下的逻辑环路的建立方法。 

由于本实施方式2中的环路管理站点X基本上与实施方式1的图2-1所示的环路管理站点X具有相同的结构，所以省略其说明。但是，令牌帧处理部27还具有下述功能，即，对本站点获得令牌帧 的次数进行计数，如果达到预先设定的规定次数，则执行由网络存在确认处理部22进行的网络存在确认处理。 

另外，设置处理部26还具有下述功能，即，仅对于在网络存在确认处理的前后存储在令牌循环顺序信息存储部25中的令牌循环顺序产生变化的通信节点(从属站点)，生成设置帧并发送。 

另外，本实施方式2中的从属站点基本上与实施方式1的图2-2所示的从属站点具有相同的结构，所以省略其说明。但是，控制帧响应部61还具有下述功能，即，在令牌循环目标信息存储部62中存储有令牌循环目标信息的情况下，在从环路管理站点X接收到网络存在确认帧时，不回送网络存在确认响应帧。 

下面，说明本实施方式2所涉及的逻辑环路的建立方法。图9-1～图9-11是表示在通信系统中新追加了从属站点的情况下的逻辑环路建立方法的处理步骤的一个例子的图。在这里，举出在实施方式1的图1的网络结构中，在从属站点C的第2端口C2处连接从属站点F的情况作为例子进行说明。 

首先，如果如实施方式1的图4-10所示，环路管理站点X开始发行令牌帧，则令牌帧处理部27开始对获得令牌(通信权)的次数进行计数。并且，如实施方式1中说明所示，令牌帧顺次在通信系统内的通信节点之间循环，假定在图9-1中，环路管理站点X获得了规定次数(例如10次)的令牌。 

环路管理站点X的令牌帧处理部27向网络存在确认处理部22通知获得了规定次数的令牌帧这一情况，如图9-2所示，网络存在确认处理部22如实施方式1中说明所示，生成网络存在确认帧并向通信系统内的通信节点(从属站点A～E)利用广播进行发送。同时，网络存在确认处理部22启动设定为规定时间的计时器21，以等待网络存在确认响应帧。此外，如实施方式1中说明所示，如果从属站点B、D接收到网络存在确认帧，则在进行再构成后发送。 

通信系统内的从属站点A～E接收由环路管理站点X进行广播的网络存在确认帧。但是，由于在接收到该网络存在确认帧的状态下，在各从属站点A～E的令牌循环目标信息存储部62中存储有令牌循环 目标信息，所以如图9-3所示，各从属站点A～E的控制帧响应部61不进行针对网络存在确认帧的响应。 

另外，由于并非在环路管理站点X发送网络存在确认帧的时刻在通信系统中连接新通信节点，所以在由环路管理站点X的网络存在确认处理部22所设定的计时器21以规定时间进行计时的期间，环路管理站点X没有接收到网络存在确认响应帧。 

由于计时器21超时后，存储在网络存在信息存储部23中的网络存在信息没有变化，所以环路管理站点X的令牌循环顺序确定部24不进行确定令牌循环顺序的处理，另外，由于令牌循环顺序没有变更，所以设置处理部26也不进行设置帧的发送处理，令牌帧处理部27向数据帧通信处理部28通知本站点具有发送权这一情况。数据帧通信处理部28进行向通信系统内的其它通信节点(从属站点A～E)发送本站点的数据的处理。另外，此时，令牌帧处理部27将令牌帧的获得次数重置，重新开始对令牌帧的获得次数进行计数。 

然后，如图9-4所示，令牌帧处理部27根据令牌循环顺序信息生成令牌帧，并从第1及第2端口X1、X2利用广播进行发送，以向从属站点B移交发送权。然后，如实施方式1中说明所示，从属站点A～E根据令牌循环目标信息，环路管理站点X根据令牌循环顺序信息，顺次向通信系统内的通信节点赋予发送权，由获得发送权的通信节点进行数据(帧)的发送处理。 

此时，假定如图9-5所示，经由线缆102在从属站点C的第2端口C2处新连接从属站点F。假定该从属站点F的MAC地址为“6“，与其它从属站点A～E相同地具有第1及第2端口F1、F2。 

如果使该从属站点F电源接通，则成为等待来自环路管理站点X的网络存在确认帧的状态。另外，在令牌循环目标信息存储部62中没有存储作为下一个令牌帧的发送目标的令牌循环目标信息。由此，在该状态下，没有成为在通信系统内进行数据的接收/发送的状态，而是在通信系统内，在环路管理站点X和从属站点A～E之间接收/发送令牌帧及数据(帧)的状态。 

然后，令牌帧循环，如图9-6所示，如果在环路管理站点X中 获得了规定次数(例如10次)的令牌帧，则环路管理站点X的令牌帧处理部27向网络存在确认处理部22通知获得了规定次数的令牌帧这一情况。然后，如图9-7所示，网络存在确认处理部22生成网络存在确认帧，并向通信系统内的通信节点(从属站点A～F)利用广播进行发送。同时，网络存在确认处理部22启动设定为规定时间的计时器21，以等待网络存在确认响应帧。 

与图9-3所说明的内容相同地，通信系统内的从属站点A～E即使接收到来自环路管理站点X的网络存在确认帧，也由于在接收该网络存在确认帧时，在各从属站点A～E的令牌循环目标信息存储部62中存储有令牌循环目标信息，所以如图9-8所示，各从属站点A～E的控制帧响应部61不进行针对网络存在确认帧的响应。 

另一方面，由于在新连接的从属站点F的令牌循环目标信息存储部62中没有存储令牌循环目标信息，所以如果接收到来自环路管理站点X的网络存在确认帧，则控制帧响应部61生成其响应即网络存在确认响应帧。并且，如图9-8所示，控制帧响应部61将生成的网络存在确认响应帧(在图中表述为TestDataACKFrame(F1→X))从第1端口F1向环路管理站点X发送。此外，在图9-8中，从属站点C、B对从属站点F发送的网络存在确认响应帧进行中继。 

图10是示意地表示从从属站点F发送的网络存在确认响应帧的一个例子的图。在从从属站点F的第1端口F1发送的网络存在确认响应帧中，在DA中设定为环路管理站点X的MAC地址“100”，在SA中设定为本站点的MAC地址“6”，在帧种类信息中存储“TestDataACK”，在接收到的网络存在确认帧内的SA信息和发送网络存在确认帧的站点的端口信息中，分别设定为“3”和“port_C2”。 

从从属站点F发送的网络存在确认响应帧，在计时器21启动期间内被环路管理站点X接收，环路管理站点X的网络存在确认处理部22在从从属站点F接收到的网络存在确认响应帧中，提取SA、接收到的网络存在确认帧内的SA信息、及发送网络存在确认帧的站点的端口信息，作为网络存在信息存储在网络存在信息存储部23中。图11是表示从从属站点F接收到网络存在确认响应帧后的网络存在 信息的一个例子的图。该网络存在信息与实施方式1的图6的网络存在信息相比，追加了与从属站点F相关的记录306。 

环路管理站点X的令牌循环顺序确定部24在计时器21超时后，对存储在网络存在信息存储部23中的网络存在信息的变化进行检测，并利用网络存在信息进行以与实施方式1所说明的相同步骤来确定令牌循环顺序的处理、即逻辑环路的再构成处理。其结果，假定新的令牌循环顺序成为下述(E)。 

环路管理站点X→从属站点B→从属站点C→从属站点F→从属站点D→从属站点E→从属站点A→环路管理站点X    …(E) 

然后，环路管理站点X的设置处理部26将变更前的令牌循环顺序和新令牌循环顺序进行比较，提取令牌循环目标信息与变更前不同的通信节点。如果将实施方式1中示出的令牌循环顺序(A)和新令牌循环顺序(E)进行比较，则由于新连接了从属站点F，从而向从属站点F新设定令牌循环目标信息，并且，从属站点F的紧前方的从属站点C的令牌循环目标信息发生变更。 

由此，设置处理部26生成针对从属站点C、F的设置帧。图12是示意地表示从环路管理站点X向从属站点C、F发送的设置帧的一个例子的图。在向从属站点C发送的设置帧中，如“SetupFrame(X→C)”所示，在DA中设定为作为设定对象的从属站点C的MAC地址“3”，在SA中设定为本站点的MAC地址“100”，在帧种类信息中存储“Setup”，在令牌帧发送目标MAC地址设定信息中，设定为从属站点C之后的下一个发送令牌帧的通信节点即从属站点F的MAC地址“6”。 

另外，在向从属站点F发送的设置帧中，如“SetupFrame(X→F)”所示，在DA中设定为作为设定对象的从属站点F的MAC地址“6”，在SA中设定为本站点的MAC地址“100”，在帧种类信息中存储“Setup”，在令牌帧发送目标MAC地址设定信息中，设定为从属站点F之后的下一个发送令牌帧的通信节点即从属站点D的MAC地址“4”。 

并且，如图9-9所示，环路管理站点X的设置处理部26分别 向从属站点C、F发送所生成的设置帧。此外，从属站点B将以从属站点C、F为目标的设置帧进行转发，从属站点C将以从属站点F为目标的设置帧进行转发。 

在从属站点C、F中，如果接收到来自环路管理站点X的设置帧，则从属站点C、F的控制帧响应部61读出在设置帧中的“令牌帧发送目标MAC地址设定信息”中存储的MAC地址，并作为令牌循环目标信息存储在令牌循环目标信息存储部62中。 

在向令牌循环目标信息存储部62中存储了令牌循环目标信息后，从属站点C、F的控制帧响应部61生成针对设置帧的响应即设置响应帧(在图中表述为SetupACK)。由从属站点C生成的设置响应帧如图5-8所示，在SA中设定为本站点的MAC地址，在数据区域内的帧种类信息中存储“SetupACK”。从从属站点F发送的设置响应帧也相同地生成。 

然后，如图9-10所示，从属站点C、F的控制帧响应部61将设置响应帧向环路管理站点X发送，令牌帧处理部27开始观测在传输路径上传输的令牌帧。 

环路管理站点X的令牌帧处理部27如果接收到来自从属站点C、F的设置响应帧，则向数据帧通信处理部28通知本站点具有发送权这一情况。数据帧通信处理部28进行将本站点的数据向通信系统内的其它通信节点(从属站点A～F)发送的处理。另外，此时，令牌帧处理部27将令牌帧的获得次数重置，重新开始对令牌帧的获得次数进行计数。 

然后，如图9-11所示，环路管理站点X的令牌帧处理部27根据令牌循环顺序信息，生成令牌帧并从第1及第2端口X1、X2利用广播进行发送，以向从属站点B移交发送权。然后，如实施方式1中说明所示，在从属站点A～F中根据令牌循环目标信息，在环路管理站点X中根据令牌循环表(令牌循环顺序信息)，向添加了从属站点F的通信系统内的通信节点顺次赋予发送权，由获得发送权的通信节点进行数据(帧)的发送处理。 

根据本实施方式2，即使在令牌帧循环过程中，在通信系统中新 连接了通信节点(从属站点)的情况下，也可以在环路管理站点X获得了规定次数的令牌帧时，进行逻辑环路再构成处理。其结果，可以将新通信节点识别为构成通信系统的站点，进行包括新通信节点在内的数据的接收/发送。 

另外，由于从属站点A～F构成为，对于从环路管理站点X定期发送的网络存在确认帧，在令牌循环目标信息存储部62中已存储有令牌循环目标信息的情况下，不进行响应，所以不会无意义地发送具有与已存储在环路管理站点中的内容相同的信息的帧。 

此外，环路管理站点X仅在网络存在信息产生变化的情况下进行逻辑环路的再构成处理，重新确定令牌循环顺序信息，并与重新确定前的令牌循环顺序进行比较，仅对新连接的通信节点和在其前段连接的通信节点，通知下一个进行发送的令牌帧的发送目标即令牌循环目标信息。其结果，与向通信系统内的全部通信节点通知令牌循环目标信息的情况相比，可以将传输路径的使用带宽抑制得较低，可以进行高效的变更。 

实施方式3. 

在实施方式2中，在令牌帧循环过程中，识别新连接在通信系统中的通信节点，进行逻辑环路的再构成处理，但在定期进行的用于判断逻辑环路再构成是否需要的网络存在确认处理中，有时会一次识别出大量通信节点。通常在FA网络中要求通信的实时性，但如果一次新连接了大量通信节点，则环路管理站点中的逻辑环路再构成处理需要较多时间，其结果，有可能损害实时性。由此，在本实施方式3中，说明即使在一次将大量通信节点大致同时地连接在通信系统中的情况下，也可以进行包含新通信节点在内的逻辑环路的再构成处理而不会损害已经在进行数据接收/发送的通信系统中的实时性的方法。 

由于本实施方式3的环路管理站点的结构与实施方式1、2中说明的环路管理站点基本上相同，所以省略相同部分的说明。但是，与实施方式1、2的不同点在于，令牌循环顺序确定部24对于通过在使用令牌帧进行的通信的间隙中执行的网络存在确认处理而新存储在网络存在信息存储部23的网络存在信息中的记录，从时间上较前(较早)地存储的记录开始以预先设定的通信节点最大追加数来提取记录，并进行令牌循环顺序的确定处理。

在这里，令牌循环顺序确定部24中所设定的通信节点最大追加数，是通过预先求出在使用令牌帧进行的通信的间隙中执行的逻辑环路再构成处理所需的时间不会损害通信系统中的数据发送/接收的实时性的通信节点数量而确定的。在以下的说明中，举出将通信节点最大追加数设定为5的情况作为例子。 

另外，与此相伴，在网络存在信息存储部23中，以网络存在确认响应帧的接收顺序存储网络存在信息，并且还存储表示是否为进行了逻辑环路再构成处理的通信节点的信息。图13是表示本实施方式3所涉及的网络存在信息的结构的一个例子的图。该网络存在信息除了如图6中说明所示具有“SA”、“接收到的网络存在确认帧内的SA信息”、以及“发送网络存在确认帧的站点的端口信息”这些项目以外，还追加有“逻辑环路的构成处理完毕”这一项目，其示出是否为在逻辑环路的构成处理时使用过的记录。假定在该“逻辑环路的再构成处理完毕”的项目中设置了标志(在图13中，存储了“○”)的情况下，表示该记录已经在逻辑环路再构成处理中使用过。即，没有设置标志的记录表示没有在逻辑环路再构成处理中使用过。 

另外，在该图13中，假定与SA为21～30的通信节点相应的记录，是通过在使用令牌帧进行的通信的间隙中执行的网络存在确认处理而新追加的记录，以网络存在确认响应帧到达环路管理站点X的顺序登录记录。在这里，假定通信节点越接近环路管理站点X，其网络存在确认响应帧就越早到达环路管理站点X。 

此外，由于本实施方式3的从属站点的结构与实施方式1、2中说明的从属站点相同，所以省略其说明。 

下面，说明本实施方式3所涉及的逻辑环路再构成处理。图14是表示利用环路管理站点进行逻辑环路再构成处理的一个例子的流程图。此外，在这里假定如图9-11所示，通信系统由环路管理站点X和从属站点A～F构成。 

首先，环路管理站点X接收将本站点自属令牌判定用MAC地 址信息设定为本站点的令牌帧，获得令牌(步骤S51)。然后，环路管理站点X的令牌帧处理部27对令牌的获得次数进行计数(步骤S52)，对令牌的获得次数是否达到规定次数进行判定(步骤S53)。在令牌获得次数没有达到规定次数的情况(在步骤S53中为否的情况)下，在向从属站点A～F发送数据帧后，令牌帧处理部27在生成对作为下一个循环目标的通信节点进行了设定的令牌帧后，利用广播向通信系统内的通信节点发送(步骤S62)，然后返回步骤S51。 

另外，在令牌获得次数达到规定次数的情况(在步骤S53中为是的情况)下，令牌循环顺序确定部24从网络存在信息存储部23的网络存在信息中，取得已经在逻辑环路构成处理中使用过的记录(步骤S54)。例如在图13的情况下，取得设置了“逻辑环路的构成处理完毕”标志的记录301～306。 

然后，令牌循环顺序确定部24对从上一次进行逻辑环路的(再)构成处理后新登录在网络存在信息中的记录数量是否大于所设定的通信节点最大追加数进行判定(步骤S55)。在新登录在网络存在信息中的记录数量小于或等于所设定的通信节点最大追加数的情况(在步骤S55中为否的情况)下，令牌循环顺序确定部24从网络存在信息中取得新登录的全部记录、即没有在逻辑环路构成处理中使用过的全部记录(步骤S56)。 

另一方面，在新登录在网络存在信息中的记录数量大于所设定的通信节点最大追加数的情况(在步骤S55中为是的情况)下，从网络存在信息中，按照登录在网络存在信息中的顺序，从没有在逻辑环路构成处理中使用过的记录中以通信节点最大追加数来取得记录。例如在图13的情况下，取得没有设置“逻辑环路的构成处理完毕”标志的记录中的5个记录307。其结果，剩余的记录308不用于逻辑环路构成处理。 

然后，令牌循环顺序确定部24对于网络存在信息中的在步骤S56或者步骤S57中被取得的记录，设置“逻辑环路的构成处理完毕”标志(步骤S58)。例如针对图13的记录307设置“逻辑环路的构成处理完毕”标志。 

然后，令牌循环顺序确定部24利用取得的记录，进行实施方式1所说明的令牌循环顺序确定处理(步骤S59)，设置处理部26根据所确定的令牌循环顺序信息，进行对需要向其通知令牌循环目标的从属站点通知令牌循环目标信息的设置处理(步骤S60)。此外，在该设置处理中，对于登录在网络存在信息中但没有用于逻辑环路再构成处理(令牌循环顺序的确定处理)的通信节点(从属站点)，不通知设置帧。然后，令牌帧处理部27重置令牌获得次数(步骤S61)，数据帧通信处理部28向从属站点发送数据帧。然后，令牌帧处理部63生成对作为下一个循环目标的通信节点进行了设定的令牌帧，并向通信系统内的通信节点利用广播进行发送(步骤S62)。然后，返回步骤S51，反复进行上述处理。 

其结果，例如在图13的例子中，如果令牌获得次数又一次达到规定次数，则环路管理站点X使用已经进行了逻辑环路构成处理的记录301～307、和上一次已经登录在网络存在信息中但没有用于逻辑环路构成处理的记录308，进行逻辑环路的再构成处理。 

根据本实施方式3，在定期进行的用于判断是否需要进行逻辑环路再构成的网络存在确认处理中，即使在一次识别了大量通信节点的情况下，也可以使用已经进行了逻辑环路构成处理的通信节点、和新追加的通信节点中落在通信节点最大追加数的范围内的通信节点在网络存在信息中的记录，进行逻辑环路的构成处理(令牌循环顺序确定处理和设置处理)。由此，具有以下效果，即，可以使得逻辑环路构成处理所需的时间不会损害通信系统的数据接收/发送中的实时性。 

实施方式4. 

在利用令牌帧进行数据接收/发送过程中，有时令牌帧或数据帧会由于外来噪声等的影响而消失。在当前的利用令牌帧进行通信的系统中，如果产生帧消失，则管理站点进行令牌帧的再发行，但该令牌帧被设定为从管理站点开始。由此，在发送出消失了的帧的通信节点以后具有发送权的通信节点，少得到一次发送权，管理站点无法从各通信节点均等地接收数据。并且，在上述帧消失频繁产生的系统中， 存在下述问题点，即，从各通信节点至管理站点的数据发送不均等，在利用来自通信节点的数据进行反馈运算的情况下等，对运算精度产生影响。在本实施方式4中，说明即使在帧消失的情况下，也可以从各通信节点均等地向管理站点进行数据发送的通信系统。 

图15是示意地表示本实施方式4所涉及的环路管理站点的功能结构的一个例子的框图。环路管理站点X在实施方式1的图2-1的结构的基础上，在通信处理部20A中还具有网络监视部29和帧存储部30。 

如果在网络内传输的帧输入第1端口11-1或者第2端口11-2，则网络监视部29将该帧存储在帧存储部30中，并且使计时器21启动，对在网络内传输的帧进行监视。在从计时器21启动至经过规定时间的期间中，在第1端口11-1或者第2端口11-2中输入了帧的情况下，将新输入的帧存储在帧存储部30中，并重置计时器21而重新计时。另外，在从计时器21启动至经过规定时间的期间中，在第1端口11-1或者第2端口11-2中没有输入帧的情况下，判断为在网络(通信系统)内产生帧消失，生成下一个赋予发送权的通信节点的MAC地址即令牌帧再发行信息，并向令牌帧处理部27移交。在这里，作为令牌帧再发行信息，可以通过从令牌循环顺序信息中取得存储在帧存储部30中的帧的SA之后的下一个得到发送权的通信节点的MAC地址而得到。 

帧存储部30存储在网络内传输且输入至环路管理站点X的帧。此外，由于为了生成令牌帧再发行信息，只要具有在网络内传输的帧中被环路管理站点X取得的帧的SA就足够，所以也可以不存储帧而是存储帧的SA。这样，可以抑制用于存储信息的容量。 

在从网络监视部29接收到令牌帧再发行信息的情况下，令牌帧处理部27在令牌帧的本站点自属令牌判定用MAC地址信息中设定为令牌帧再发行信息、即下一个应赋予发送权的通信节点的MAC地址，然后生成令牌帧并发送。在这里，在令牌帧再发行信息为本站点的MAC地址的情况下，令牌帧处理部27不生成令牌帧，而是作为本站点获得了发送权进行处理。此外，对于与图2-1相同的结构要 素，标注相同标号并省略其说明。 

另外，从属站点的结构与在实施方式1的图2-2中说明的从属站点基本相同，但从属站点是将输出的帧全部利用广播或者多播进行发送的。此外，在利用多播进行发送的情况下，将构成通信系统的全部通信节点预先设定为1个组。另外，在利用广播或者多播将全部帧进行发送的情况下，如图3-5的令牌帧所示，在数据区域内设置“本站点自属帧判定用MAC地址信息”等，使得可以对进行广播或者多播的帧判定是以哪个通信节点为目标的帧。 

下面，说明令牌帧的再发行处理。图16-1～图16-8是示意地表示本实施方式4所涉及的令牌帧再发行处理的步骤的一个例子的图。本通信系统如图16-1所示，由具有环路管理站点X和从属站点A～C的同一网段的网络构成。更具体地说，本通信系统具有以下结构，即，从属站点A与环路管理站点X的第1端口X1连接，从属站点B、C以线状与环路管理站点X的第2端口X2连接。另外，本通信系统中的令牌的循环顺序设定为下述(F)。 

环路管理站点X→从属站点A→从属站点B→从属站点C→环路管理站点X    …(F) 

首先，如图16-1所示，在本通信系统中，在获得令牌帧的环路管理站点X向从属站点A～C发送必要的数据后，发行用于向从属站点A赋予发送权的令牌帧。此时，环路管理站点X的网络监视部29启动计时器21。 

然后，从属站点A接收令牌帧，识别为本站点获得了发送权。并且，如图16-2所示，在利用广播发送数据帧(在图中表述为DataFrame(A→X))后，该数据到达环路管理站点X。环路管理站点X的网络监视部29将从第1端口X1输入来的帧存储在帧存储部30中，并且重置计时器21。然后，令牌帧循环，假定从属站点B、C也同样正常地完成了数据发送。图16-3示出从属站点C正常地发送数据后的状态。此时，在环路管理站点X的帧存储部30中存储由从属站点C发送出的数据帧，另外网络监视部29重置计时器21。 

然后，如图16-4所示，假定发送了数据帧的从属站点C发送 用于向环路管理站点X赋予发送权的令牌帧，但该令牌帧在从属站点C和从属站点B之间的传输路径111中消失。由此，令牌帧没有到达从属站点B，其结果，令牌帧也没有到达环路管理站点X。并且，如图16-5所示，从计时器21启动至经过规定时间为止，持续在网络内没有帧进行传输的状态。 

然后，如图16-6所示，环路管理站点X的网络监视部29检测出计时器21超时，利用存储在帧存储部30中的帧、和存储在帧循环顺序信息存储部25中的帧循环顺序信息，判定从属站点的数据至何处为止正常地进行了发送。即，环路管理站点X的网络监视部29取得存储在帧存储部30中的帧的SA，从令牌循环顺序信息取得该SA之后的下一个赋予发送权的通信节点的MAC地址。并且，网络监视部29将取得的MAC地址生成为令牌帧再发行信息，并向令牌帧处理部27移交。 

在本例子中，由于在帧存储部30中存储有从属站点C发送来的数据帧，所以判断为至从属站点C为止正常地完成了数据发送。另外，如上述令牌循环顺序(F)所示，识别出从属站点C之后的下一个获得发送权的站点为本站点(环路管理站点X)，并生成具有本站点的MAC地址“100”的令牌帧再发行信息，向令牌帧处理部27移交。 

在环路管理站点X的令牌帧处理部27中，由于令牌帧的发送目标为本站点，所以识别为本站点获得发送权。然后，如图16-7所示，环路管理站点X进行数据的发送处理。然后，如图16-8所示，生成用于向从属站点A移交发送权的令牌帧，并进行发送。 

如上所述，在令牌帧消失而没有到达环路管理站点X的情况(数据帧到达环路管理站点X后产生帧消失的情况)下，环路管理站点X的网络监视部29确定出正常完成了数据发送的通信节点，向其之后的下一个获得发送权的通信节点重新发行令牌帧。 

下面，说明在利用令牌帧进行的通信中令牌帧消失的情况下的令牌帧再发行处理的其它例子。图17-1～图17-5是示意地表示本实施方式4所涉及的令牌帧再发行处理的步骤的其它例子的图。此 外，在本例子中，通信系统具有与图16-1～图16-8相同的结构，令牌循环顺序也为上述(F)所示的顺序。 

首先，如图17-1所示，获得了发送权的从属站点A在正常地发送数据后，发送用于向从属站点B移交发送权的令牌帧。但是，如图17-1所示，在环路管理站点X和从属站点B之间的传输路径112上，令牌帧消失。此时，环路管理站点X的网络监视部29将从属站点A发行的令牌帧存储在帧存储部30中，并重置计时器21。 

然后，如果如图17-2所示没有帧进行传输的状态持续大于或等于规定时间，则如图17-3所示，环路管理站点X的网络监视部29检测出计时器21超时，利用存储在帧存储部30中的帧、和存储在令牌循环顺序信息存储部25中的令牌循环顺序信息，判定从属站点的数据至何处为止正常地进行了发送。即，环路管理站点X的网络监视部29取得存储在帧存储部30中的帧的SA，从令牌循环顺序信息取得该SA之后的下一个赋予发送权的通信节点的MAC地址。并且，网络监视部29将取得的MAC地址生成为令牌帧再发行信息，并向令牌帧处理部27移交。 

在本例子中，由于在帧存储部30中存储有从属站点A发送的令牌帧，所以判断为至从属站点A为止正常地完成了数据发送。另外，如上述令牌循环顺序(F)所示，识别为从属站点A之后的下一个获得发送权的站点为从属站点B，并生成具有从属站点B的MAC地址“2”的令牌帧再发行信息，向令牌帧处理部27移交。 

然后，环路管理站点X的令牌帧处理部27基于令牌帧再发行信息生成令牌帧，该令牌帧在本站点自属令牌判定用MAC地址信息中设定为令牌帧再发行信息中含有的从属站点B的MAC地址“2”。并且，如图17-4所示，令牌帧处理部27将该令牌帧利用广播发送。此外，该令牌帧的SA为环路管理站点X的MAC地址。 

然后，如图17-5所示，如果从属站点B接收到来自环路管理站点X的令牌帧，则获得发送权，将本站点的数据输出至网络上。并且，为了向下一个通信节点赋予发送权而发送令牌帧。 

如上所述，在令牌帧到达环路管理站点X后消失的情况下，环 路管理站点X确定出正常完成数据发送的通信节点、即与最后接收到的令牌帧的SA对应的通信节点，并对其之后的下一个获得发送权的通信节点重新发行令牌帧。 

如上所述，通过环路管理站点X监视通信系统内帧的消失，并且存储最后取得的帧，从而可以对最后正常发送了数据的通信节点之后下一个作为令牌循环目标的通信节点赋予发送权。 

根据本实施方式4，在帧中途消失的情况下，并不从环路管理站点X开始重新发行令牌帧，而是确定出在帧消失前最后正常地进行了数据发送的通信节点，向其之后的下一个赋予发送权的通信节点进行令牌帧的再发行。其结果，具有以下效果，即，在帧消失前后，环路管理站点X可以均等地接收来自各从属站点A～C的数据。 

实施方式5. 

在实施方式4中，说明了在帧消失的情况下的令牌帧再发行处理。例如，在通信系统中的通信节点由于电源断开等而脱离通信系统的情况下，也可以利用实施方式4中说明的方法进行应对。即，对于脱离的通信节点，环路管理站点X重新发行令牌帧，但在该令牌帧发行后，经过规定时间也没有响应的情况下，只要对该脱离的通信节点之后的下一个赋予发送权的通信节点发行令牌帧即可。 

但是，在该方法中，直至脱离后的通信节点再次通过电源接通而回归至通信系统中为止，令牌帧的循环顺序每次到达该通信节点的位置时都重复进行相同的令牌帧再发行处理。 

另外，在以太网中，大多以线状连接通信节点。在这种线状连接的通信节点中，在接近环路管理站点的上位通信节点处产生脱离的情况下，位于该通信节点下位的通信节点也无法进行通信。在这种情况下，即使进行上述令牌再发行处理，只要上位通信节点处于脱离状态，帧就无法在通信系统上传输，因此，将重复无用的处理直至到达该线状的最下位通信节点为止。另外，在多个通信节点脱离的情况下，在令牌帧循环1周的期间进行多次令牌帧再发行处理。 

如上所述，在环路管理站点重新发行令牌帧后，规定时间内没有响应的情况下，如果利用实施方式4中说明的方法进行应对，则有 时会无法满足通信系统中的实时性的要求。由此，在本实施方式5中，说明构成通信系统的通信节点由于电源断开而脱离的情况下的处理。 

本实施方式5的环路管理站点的结构基本上与实施方式4中说明的环路管理站点相同。但是，网络监视部29还具有以下功能，即，在再发行令牌帧时也启动计时器21，在从作为再发行对象的通信节点经过规定时间后仍没有进行帧发送的情况下，判断为该通信节点处于电源断开状态，指示网络存在确认处理部22执行网络存在确认处理。 

图18是示意地表示本实施方式5所涉及的从属站点的功能结构的一个例子的框图。从属站点在实施方式1的图2-2的结构的基础上，在通信处理部60A中还具有计时器65和重置处理部66。 

计时器65由重置处理部66启动，具有测定规定时间的功能。在本实施方式5中，对由数据帧通信处理部28接收到来自环路管理站点X的数据开始至经过规定时间为止的期间进行计时。此外，作为来自环路管理站点X的数据，例如可以是发送权的移交，也可以是从环路管理站点X对从属站点发送的更新数据。在这里，假定是针对从环路管理站点X向从属站点发送的更新数据的周期进行测定。 

重置处理部66如果例如接收到来自环路管理站点X的对从属站点进行更新的数据，则启动计时器65，在规定时间内没有接收到来自环路管理站点X的更新数据的情况下，判定为环路管理站点X处于脱离状态，进行删除存储在令牌循环目标信息存储部62中的令牌循环目标信息的重置处理。此外，由重置处理部66设定的计时器65的时间，形成为与令牌帧在通信系统内循环一周的平均时间相比更长，另外，为由环路管理站点X的网络监视部29启动的计时器21的时间的2倍程度。 

下面，说明逻辑环路的再构成处理。图19-1～图19-9是示意地表示本实施方式5所涉及的从属站点脱离的判定处理以及逻辑环路再构成处理的步骤的一个例子的图。在该例子中，通信系统具有与图16-1～图16-8相同的结构，令牌循环顺序也为上述(F)所示的 顺序。 

首先，如图19-1所示，在使令牌帧循环而进行通信的状态下，环路管理站点X接收令牌帧而获得发送权，向各从属站点A～C发送数据。各从属站点A～C的重置处理部66如果接收到来自环路管理站点X的数据，则启动计时器65。然后，假定如图19-2所示，从属站点C的电源断开。 

然后，如图19-3所示，令牌帧循环至从属站点B，在从属站点B发送本站点的数据后，发送用于向从属站点C移交发送权的令牌帧。此时，环路管理站点X的网络监视部29将该令牌帧存储在帧存储部30中，并且重置计时器21。另外，由于从属站点C的电源断开，所以无法接收令牌帧，其结果，如图19-4所示，持续在通信系统内没有帧进行传输的状态。 

然后，如图19-5所示，如果没有帧进行传输的状态持续大于或等于规定时间，则环路管理站点X的网络监视部29检测出计时器21超时，基于存储在帧存储部30中的帧的信息，判断数据至何处为止正常地进行了发送。在这里，由于存储有从属站点B发出的令牌帧，所以判断为直至从属站点B的数据为止正常地进行了发送，利用令牌循环顺序信息存储部25的令牌循环顺序信息，识别出从属站点B之后的下一个令牌帧的循环目标为从属站点C。并且，如图19-6所示，环路管理站点X生成用于向从属站点C移交发送权的令牌帧，并进行发送。此时，环路管理站点X的网络监视部29再次启动计时器21。 

如上所述，如图19-7所示，由于从属站点C成为电源断开的状态，所以无法接收令牌帧，在环路管理站点X发送用于向从属站点C赋予发送权的令牌帧后，持续在通信系统内没有帧进行传输的状态。 

然后，如图19-8所示，如果没有帧进行传输的状态持续大于或等于规定时间，则环路管理站点X的网络监视部29检测出计时器21超时。另外，网络监视部29检测出没有从令牌帧的发行目标即从属站点C发送帧，判断为从属站点C脱离通信系统，指示网络存在 确认处理部22执行网络存在确认处理。 

另一方面，如图19-8所示，如果没有接收到来自环路管理站点X的更新数据的状态持续了规定时间，则其它从属站点A、B的重置处理部66检测出计时器65超时，进行将存储在令牌循环目标信息存储部62中的令牌循环目标信息删除的重置处理。 

然后，如图19-9所示，环路管理站点X的网络存在确认处理部22发送网络存在确认帧。在这里，如图19-10所示，由于令牌循环目标信息存储部62的令牌循环目标信息被删除，所以从属站点A、B的控制帧响应部61针对从环路管理站点X发送来的网络存在确认帧进行响应处理。并且，如实施方式1中说明所示，进行构成逻辑环路的处理(在这里为逻辑环路再构成处理)。 

此外，在上述说明中，使从属站点A～C中具有计时器65，在大于或等于规定时间没有接收到来自环路管理站点X的更新数据的情况下，使得重置处理部66将令牌循环目标信息存储部62的令牌循环目标信息删除，但也可以利用其它方法删除从属站点A～C的令牌循环目标信息。例如也可以形成为，环路管理站点X的网络监视部29在判定为从属站点发生脱离的情况下，生成使全部从属站点强制舍弃令牌循环目标信息的重置帧，并通过数据帧通信处理部28利用广播向通信系统内的通信节点发送。 

根据本实施方式5，在利用令牌帧进行的数据发送/接收处理中，在帧在通信系统中不再进行传输的情况下，环路管理站点X向正常发送了数据的通信节点之后的下一个通信节点发送令牌帧，然后在即使经过规定时间后，在通信系统中也没有帧进行传输的情况下，判断为作为令牌帧的再发行目标的通信节点由于电源断开等原因而脱离，从而重新构成逻辑环路。其结果，具有下述效果，即，例如与继续对判断为脱离的通信节点之后的下一个通信节点重新发行令牌帧的情况相比，可以更快地重新开始通信。 

特别地，在以太网中，通常以星状连接通信节点，但作为工业用网络，大多被要求节省配线而以线状连接通信节点。在这种线状连接的通信节点中靠近环路管理站点侧的通信节点脱离的情况下，位于 该通信节点下位的通信节点全部无法通信。在这种情况下，如上所述，在利用实施方式4的方法向脱离的通信节点重新发行令牌帧也没有响应的情况下，向其之后的下一个应获得发送权的通信节点重新发行令牌也不会有响应。另外，在多个通信节点的电源断开的情况下，成为重复多次进行向电源断开的通信节点的下一个通信节点重新发行令牌帧的处理，损害通信的实时性。在这种情况下，如本实施方式5中说明所示，通过进行逻辑环路的再构成处理，从而可以将延迟抑制在最小限度，利用新的网络结构进行具有实时性的通信。 

此外，上述实施方式，可以应用于FA系统这种要求通信实时性的通信系统中。 

另外，上述环路管理站点和从属站点中的数据通信方法，也可以通过利用具有CPU(中央运算处理装置)的可编程控制器或个人计算机等计算机执行写入各种处理步骤的程序而实现。在该情况下，计算机的CPU(控制单元)按照程序执行上述数据通信方法的各处理工序。这些程序记录在硬盘、软(注册商标)盘、CD(Compact Disk)-ROM(Read Only Memory)、MO(Magneto-Optical disk)、DVD(Digital Versatile Disk或者Digital Video Disk)等可以由计算机读取的记录介质中，通过利用计算机从记录介质中读出而执行。另外，这些程序也可以经由互联网等网络(通信线路)发布。 

此外，环路管理站点也可以形成为由使上述实施方式中记载的各处理部按上述处理步骤执行处理的电路所实现的通信管理电路。相同地，从属站点也可以形成为由使上述实施方式中记载的各处理部按上述处理步骤执行处理的回路所实现的通信电路。 

另外，环路管理站点也可以形成为以使上述实施方式中记载的各处理部按上述处理步骤执行处理的方式制作的LSI(Large-Scale Integration)。相同地，从属站点也可以形成为以使上述实施方式中记载的各处理部按上述处理步骤执行处理的方式制作的LSI。 

工业实用性 

如上所述，本发明所涉及的数据通信系统对于要求数据通信的 实时性且利用以太网连接的网络系统是有用的。 

Claims (30)

1.一种通信管理装置，其对利用以太网线缆将多个通信节点星状或者线状连接的网络内的数据发送进行管理，

其特征在于，具有：

网络存在确认单元，其进行网络存在确认处理，在该处理中，从所述通信节点取得存在于所述网络内的所述通信节点、及所述通信节点之间的连接关系，生成网络存在信息；

令牌循环顺序确定单元，其利用所述网络存在信息确定令牌循环顺序，以使得在从规定的通信节点发送直至返回该通信节点的期间，数据的发送权即令牌帧通过相邻的2个所述通信节点之间的传输路径的次数成为最小；

设置处理单元，其基于所述令牌循环顺序，向所述网络内的各所述通信节点，通知该通信节点之后的下一个赋予所述发送权的通信节点即令牌循环目标信息；

令牌帧处理单元，其对接收到的所述令牌帧内的发送权获得装置信息和本装置的地址进行比较，判定是否得到发送权，在得到发送权的情况下，在由数据帧通信处理单元发送数据帧后，发送基于所述令牌循环顺序而在所述发送权获得装置信息中设定了下一个通信节点的令牌帧；以及

数据帧通信处理单元，其接收来自其它所述通信节点的数据帧，在获得所述发送权的情况下，发送数据帧。

2.根据权利要求1所述的通信管理装置，其特征在于，

所述令牌循环顺序确定单元在以该通信管理装置为基准而将在下位连接的通信节点以树状展开时，从该通信管理装置开始按照沿树状结构进行遍历的方法依次选择以所述树状连接的通信节点，从而确定所述令牌循环顺序。

3.根据权利要求2所述的通信管理装置，其特征在于，

所述令牌循环顺序确定单元通过下述方法确定所述令牌循环顺序，即，将从所述网络存在信息中提取连接在该通信管理装置的下位的1个通信节点的处理，针对提取出的每个通信节点反复进行，直至到达最下位的通信节点为止，如果到达所述最下位的通信节点，则返回最近的上位通信节点，并反复进行在返回的所述通信节点处存在没有提取出的其它通信节点的情况下，提取与提取出的所述通信节点连接的1个通信节点，直至到达最下位的通信节点，在返回的所述通信节点处不存在没有提取出的其它通信节点的情况下，进一步返回最近的上位通信节点这样的处理，从而提取出全部通信节点，并将提取出的全部所述通信节点以提取的顺序排列。

4.根据权利要求1所述的通信管理装置，其特征在于，

所述设置处理单元向所述网络内的各所述通信节点通知设置帧，在确认到从全部所述通信节点接收到所述通信节点对该设置帧的响应即设置响应帧后，指示所述令牌帧处理单元生成所述令牌帧，其中，该设置帧用于通知所述令牌循环目标信息。

5.根据权利要求4所述的通信管理装置，其特征在于，

所述设置处理单元在没有从全部所述通信节点接收到所述设置响应帧的情况下，针对没有接收到所述设置响应帧的所述通信节点，重新发送所述设置帧。

6.根据权利要求1所述的通信管理装置，其特征在于，

所述网络存在确认单元还具有以下功能，即，如果接收到规定次数的所述发送权获得装置信息为本装置的令牌帧，则进行所述网络存在确认处理。

7.根据权利要求6所述的通信管理装置，其特征在于，

所述令牌循环顺序确定单元还具有以下功能，即，在利用所述网络存在确认单元进行的所述网络存在确认处理的前后，所述网络存在信息产生变化的情况下，确定新的所述令牌循环顺序，

所述设置处理单元具有以下功能，即，仅对在所述令牌循环顺序中下一个应发送的通信节点产生变更的所述通信节点，发送用于通知所述令牌循环目标信息的设置帧。

8.根据权利要求6所述的通信管理装置，其特征在于，

所述令牌循环顺序确定单元在接收到规定次数的所述发送权获得装置信息为本装置的令牌帧的时刻，上一次确定所述令牌循环顺序时没有使用的通信节点的数量大于预先确定的通信节点最大追加数的情况下，在上一次确定所述令牌循环顺序时使用的所述通信节点的基础上，从上一次确定所述令牌循环顺序时没有使用的所述通信节点中以所述通信节点最大追加数选择出通信节点，从而确定所述令牌循环顺序。

9.根据权利要求1所述的通信管理装置，其特征在于，

还具有网络监视单元，其在该通信管理装置的端口中输入了帧后开始计时，并且存储包含所述输入的帧的发送源通信节点在内的信息，在大于或等于规定时间没有向该通信管理装置的端口中输入帧的情况下，根据所述令牌循环顺序取得所存储的所述发送源通信节点之后的下一个获得发送权的通信节点，

所述令牌帧处理单元还具有以下功能，即，向由所述网络监视单元取得的所述通信节点重新发行令牌帧。

10.根据权利要求9所述的通信管理装置，其特征在于，

在由所述网络监视单元取得的所述通信节点为该通信管理装置的情况下，所述令牌帧处理单元不重新发行令牌帧，而是向所述数据帧通信处理单元传达已获得发送权。

11.根据权利要求10所述的通信管理装置，其特征在于，

所述网络监视单元还具有以下功能，即，在大于或等于规定时间没有从重新发行了所述令牌帧的所述通信节点接收到帧的情况下，指示所述网络存在确认单元进行所述网络存在确认处理。

12.一种通信系统，其具有对利用以太网线缆将多个通信节点星状或者线状连接的网络内的数据发送进行管理且作为所述通信节点之一的通信管理装置、以及作为所述网络内的其它通信节点的从属站点，

其特征在于，

所述通信管理装置具有：

网络存在确认单元，其进行网络存在确认处理，在该处理中，从所述通信节点取得存在于所述网络内的所述通信节点、及所述通信节点之间的连接关系，生成网络存在信息；

令牌循环顺序确定单元，其利用所述网络存在信息确定令牌循环顺序，以使得在从规定的通信节点发送直至返回该通信节点的期间，数据的发送权即令牌帧通过相邻的2个所述通信节点之间的传输路径的次数成为最小；

设置处理单元，其基于所述令牌循环顺序，向所述网络内的各所述通信节点，通知该通信节点之后的下一个赋予所述发送权的通信节点即令牌循环目标信息；

令牌帧处理单元，其对接收到的所述令牌帧内的发送权获得装置信息和本装置的地址进行比较，判定是否得到发送权，在得到发送权的情况下，在由数据帧通信处理单元发送数据帧后，发送基于所述令牌循环顺序而在所述发送权获得装置信息中设定了下一个通信节点的令牌帧；以及

数据帧通信处理单元，其接收来自其它所述通信节点的数据帧，在获得所述发送权的情况下，发送数据帧，

所述从属站点具有：

令牌循环目标信息存储单元，其存储由所述通信管理装置通知的所述令牌循环目标信息；

令牌帧处理单元，其对从其它所述通信节点接收到的令牌帧中含有的所述发送权获得装置信息和本装置的地址进行比较，判定是否得到发送权，如果得到发送权且由数据帧通信处理单元进行的数据帧的发送处理结束，则发送在所述发送权获得装置信息中设定了所述令牌循环目标信息存储单元中存储的所述令牌循环目标信息的令牌帧；以及

数据帧通信处理单元，其在获得所述发送权的情况下发送数据帧，并接收来自其它所述通信节点的数据帧。

13.根据权利要求12所述的通信系统，其特征在于，

所述通信管理装置的网络存在确认单元在所述通信管理装置的电源接通后，向所述网络内的所述从属站点发送包含所述通信管理装置的地址在内的网络存在确认帧，从由所述从属站点回送的网络存在确认响应帧中，提取所述从属站点接收到的所述网络存在确认帧的发送源地址、和所述网络存在确认响应帧的发送源地址，生成网络存在信息，

所述通信管理装置的所述令牌循环顺序确定单元，利用所述网络存在信息中的所述网络存在确认帧的发送源地址和所述网络存在确认响应帧的发送源地址，将与所述通信管理装置连接的所述通信节点间的连接关系以树状展开，利用一笔勾勒的方法从所述通信管理装置开始依次选择以树状进行连接的通信节点，确定所述令牌循环顺序，

所述从属站点还具有控制帧响应单元，其在接收到从所述通信管理装置发送来的所述网络存在确认帧后，生成包含该网络存在确认帧的发送源地址且以所述网络存在确认帧中含有的所述通信管理装置的地址作为发送目标的网络存在确认响应帧，并进行发送，并且，将接收到的所述网络存在确认帧的发送源地址改写为本站点的地址，并进行转发。

14.根据权利要求13所述的通信系统，其特征在于，

所述通信管理装置的所述令牌循环顺序确定单元通过下述方法确定所述令牌循环顺序，即，将使用所述网络存在信息的所述网络存在确认帧的发送源地址和所述网络存在确认响应帧的发送源地址提取连接在本装置的下位的1个从属站点的处理，针对提取出的每个从属站点反复进行，直至到达最下位的从属站点为止，如果到达所述最下位的从属站点，则返回最近的上位通信节点，并反复进行在返回的所述通信节点处存在没有提取出的其它从属站点的情况下，提取与提取出的所述从属站点连接的1个从属站点，直至到达最下位的从属站点，在返回的所述通信节点处不存在没有提取出的其它通信节点的情况下，进一步返回最近的上位通信节点这一处理，从而提取出全部从属站点，并将提取出的全部所述从属站点以提取的顺序排列。

15.根据权利要求12所述的通信系统，其特征在于，

所述通信管理装置的所述设置处理单元向所述网络内的各所述从属站点通知设置帧，在确认到从全部所述从属站点接收到设置响应帧后，对该通信管理装置的所述令牌帧处理单元指示生成所述令牌帧，其中，该设置帧用于通知所述令牌循环目标信息，该设置响应帧是所述从属站点针对该设置帧的响应，

所述从属站点还具有控制帧响应单元，其在接收到所述设置帧后，向所述通信管理装置发送表示已经接收这一情况的设置响应帧，并且，对从所述通信管理装置接收到的所述设置帧、和来自其它从属站点的设置响应帧进行转发。

16.根据权利要求15所述的通信系统，其特征在于，

所述通信管理装置的所述设置处理单元在没有从全部所述从属站点接收到所述设置响应帧的情况下，向没有接收到所述设置响应帧的所述从属站点，重新发送所述设置帧。

17.根据权利要求13所述的通信系统，其特征在于，

所述通信管理装置的所述网络存在确认单元还具有以下功能，即，如果接收到规定次数的所述发送权获得装置信息为本装置的令牌帧，则进行所述网络存在确认处理，

所述从属站点的控制帧响应单元还具有以下功能，即，在所述令牌循环目标信息存储单元中存储有所述令牌循环目标信息的情况下，即使接收到所述网络存在确认帧，也不进行响应。

18.根据权利要求17所述的通信系统，其特征在于，

所述通信管理装置的所述令牌循环顺序确定单元还具有以下功能，即，在所述网络存在信息产生变化的情况下，确定新的所述令牌循环顺序，

所述通信管理装置的所述设置处理单元具有以下功能，即，仅向在所述新的令牌循环顺序中的下一个应发送的通信节点产生变更的所述从属站点，发送用于通知所述令牌循环目标信息的设置帧。

19.根据权利要求18所述的通信系统，其特征在于，

所述通信管理装置的所述令牌循环顺序确定单元在接收到规定次数的所述发送权获得装置信息为本装置的令牌帧的时刻，上一次利用所述令牌循环顺序确定单元确定所述令牌循环顺序时没有使用的从属站点的数量大于预先确定的通信节点最大追加数的情况下，在上一次确定所述令牌循环顺序时使用的所述通信节点的基础上，从在上一次确定所述令牌循环顺序时没有使用的所述从属站点中以所述通信节点最大追加数选择出从属站点，从而确定所述令牌循环顺序。

20.根据权利要求12所述的通信系统，其特征在于，

所述通信管理装置还具有网络监视单元，其在本装置的端口中输入了帧后开始计时，并且存储包含所述输入的帧的发送源地址在内的信息，在大于或等于规定时间没有向本装置的端口中输入帧的情况下，根据所述令牌循环顺序取得所存储的所述发送源地址之后的下一个获得发送权的通信节点，

所述通信管理装置的所述令牌帧处理单元还具有以下功能，即，向由所述网络监视单元取得的所述通信节点重新发行令牌帧。

21.根据权利要求20所述的通信系统，其特征在于，

在由所述网络监视单元取得的所述通信节点为本装置的情况下，所述通信管理装置的所述令牌帧处理单元不重新发行令牌帧，而是向所述数据帧通信处理单元传达已获得发送权。

22.根据权利要求21所述的通信系统，其特征在于，

所述通信管理装置的所述网络监视单元还具有以下功能，即，在从向所述通信节点重新发行所述令牌帧之后大于或等于规定时间没有接收到帧的情况下，指示所述网络存在确认单元进行所述网络存在确认处理。

23.一种数据通信方法，其是通信系统中的通信节点进行数据通信的方法，该通信系统具有对利用以太网线缆将多个通信节点星状或者线状连接的网络内的数据发送进行管理且作为所述通信节点之一的通信管理装置、以及作为所述网络内的其它通信节点的从属站点，

该数据通信方法的特征在于，含有以下工序：

令牌帧发送工序，在该工序中，根据令牌循环顺序，将存储有本通信节点之后的下一个获得发送权的通信节点即发送权获得装置信息的令牌帧，利用广播向所述网络内发送，其中，所述令牌循环顺序是通过将与所述通信管理装置连接的所述从属站点间的连接关系以树状展开，从所述通信管理装置开始按照沿树状结构进行遍历的方法依次选择以所述树状连接的通信节点，从而由所述通信管理装置确定的；以及

令牌帧接收处理工序，在该工序中，如果接收到所述令牌帧，则判定所述令牌帧中含有的所述发送权获得装置信息是否为本装置，在所述发送权获得装置信息为本通信节点的情况下，判断为本通信节点获得了发送权，并发送数据帧，在所述发送权获得装置信息不是本装置的情况下，对所述令牌帧进行转发，

在所述数据通信方法中，反复进行所述令牌帧发送工序和所述令牌帧接收处理工序，使得令牌帧以所述令牌循环顺序的顺序在连接于所述网络上的全部所述通信节点中循环，

另外，在所述令牌帧发送工序中，

在所述通信管理装置的情况下，根据所述令牌循环顺序取得所述发送权获得装置信息，

在所述从属站点的情况下，根据由所述通信管理装置预先通知的本从属站点之后的下一个赋予发送权的通信节点即令牌循环目标信息，取得所述发送权获得装置信息，

另外，在所述令牌帧发送工序之前，含有以下工序：

网络存在确认帧发送工序，在该工序中，如果所述通信管理装置电源接通，则向存在于所述网络内的所述从属站点，利用广播发送含有本装置的地址在内的网络存在确认帧；

网络存在确认帧处理工序，在该工序中，所述从属站点如果接收到所述网络存在确认帧，则生成包含该网络存在确认帧的发送源地址且以所述网络存在确认帧中含有的所述通信管理装置的地址作为发送目标的网络存在确认响应帧，并进行发送，并且，将接收到的所述网络存在确认帧的发送源地址改写为本站点的地址，并进行转发；

网络存在信息生成工序，在该工序中，所述通信管理装置如果接收到所述网络存在确认响应帧，则根据该网络存在确认响应帧，生成包含发送源地址、以及所述从属站点接收到的所述网络存在确认帧的发送源地址在内的网络存在信息；

令牌循环顺序确定工序，在该工序中，所述通信管理装置在从发送所述网络存在确认帧开始经过规定时间后，利用所述网络存在信息中的所述网络存在确认帧的发送源地址和所述网络存在确认响应帧的发送源地址，将与本装置连接的所述从属站点间的连接关系以树状展开，利用一笔勾勒的方法从所述通信管理装置开始依次选择以树状进行连接的从属站点，从而确定所述令牌循环顺序；

设置帧发送工序，在该工序中，所述通信管理装置在确定所述令牌循环顺序后，向所述网络内的各所述从属站点利用广播发送设置帧，该设置帧用于通知该从属站点之后的下一个赋予所述发送权的通信节点即令牌循环目标信息；

设置响应帧发送工序，在该工序中，所述从属站点如果接收到所述设置帧，则存储所述令牌循环目标信息，并且，向所述通信管理装置发送设置响应帧；以及

令牌帧生成工序，在该工序中，所述通信管理装置如果从所述网络内的全部所述从属站点接收到所述设置响应帧，则按照所述令牌循环顺序生成所述令牌帧。

24.根据权利要求23所述的数据通信方法，其特征在于，

在所述令牌循环顺序确定工序中，所述通信管理装置通过下述方法确定所述令牌循环顺序，即，将使用所述网络存在信息的所述网络存在确认帧的发送源地址和所述网络存在确认响应帧的发送源地址提取连接在本装置的下位的1个从属站点的处理，针对提取出的每个从属站点反复进行，直至到达最下位的从属站点为止，如果到达所述最下位的从属站点，则返回最近的上位通信节点，并反复进行在返回的所述通信节点处存在没有提取出的其它从属站点的情况下，提取与提取出的所述从属站点连接的1个从属站点，直至到达最下位的从属站点，在返回的所述通信节点处不存在没有提取出的其它从属站点的情况下，进一步返回最近的上位通信节点这一处理，从而提取出全部从属站点，并将提取出的全部所述从属站点以提取的顺序排列。

25.根据权利要求23所述的数据通信方法，其特征在于，

在所述设置帧发送工序中，所述通信管理装置在没有从全部所述通信节点接收到所述设置响应帧的情况下，向没有接收到所述设置响应帧的所述从属站点，重新发送所述设置帧。

26.根据权利要求23所述的数据通信方法，其特征在于，

在所述令牌帧接收处理工序中，所述通信管理装置如果接收到规定次数的向本装置赋予发送权的令牌帧，则执行所述网络存在确认帧发送工序，

在所述网络存在确认帧处理工序中，所述从属站点在存储有所述令牌循环目标信息的情况下，即使接收到所述网络存在确认帧，也不向所述通信管理装置发送所述网络存在确认响应帧，

在所述令牌循环顺序确定工序中，在所述网络存在信息产生变化的情况下，确定新的所述令牌循环顺序，

在所述设置帧发送工序中，在确定所述新的令牌循环顺序后，仅对所述令牌循环目标信息与确定前不同的通信节点发送设置帧。

27.根据权利要求26所述的数据通信方法，其特征在于，

在所述令牌循环顺序确定工序中，所述通信管理装置在接收到规定次数的向本装置赋予发送权的令牌帧的时刻，上一次所述令牌循环顺序确定工序的处理中没有使用的从属站点的数量大于预先确定的通信节点最大追加数的情况下，在上一次所述令牌循环顺序确定工序的处理中使用的所述通信节点的基础上，从上一次所述令牌循环顺序确定工序的处理中没有使用的所述从属站点中以所述通信节点最大追加数选择出从属站点，从而确定所述令牌循环顺序。

28.根据权利要求23所述的数据通信方法，其特征在于，

所述通信管理装置还包含以下工序：

帧监视工序，在该工序中，存储输入至本装置的端口中的帧的包含发送源地址在内的信息；以及

令牌帧再发行工序，在该工序中，在向本装置的端口中输入了帧后，在大于或等于规定时间没有向本装置的端口中输入帧的情况下，根据所述令牌循环顺序取得所存储的所述发送源地址之后的下一个获得发送权的通信节点，对取得的所述通信节点重新发行令牌帧。

29.根据权利要求28所述的数据通信方法，其特征在于，

在所述令牌帧再发行工序中，所述通信管理装置在下一个获得发送权的通信节点为本装置的情况下，不重新发行令牌帧，而是视作获得了发送权，并发送数据帧。

30.根据权利要求28所述的数据通信方法，其特征在于，

在所述令牌帧再发行工序后，所述通信管理装置在大于或等于规定时间没有从重新发行了所述令牌帧的所述通信节点接收到帧的情况下，将处理转移至所述网络存在确认帧发送工序。