DE102004064288B3

DE102004064288B3 - Übertragungsvorrichtung für Schienenfahrzeugwagen

Info

Publication number: DE102004064288B3
Application number: DE102004064288.5A
Authority: DE
Inventors: Hideyuki Takahashi
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2003-06-26
Filing date: 2004-06-24
Publication date: 2015-10-01
Anticipated expiration: 2024-06-25
Also published as: DE102004064149B4; DE102004030561A1; JP2005039783A; DE102004030561B4; CN100366020C; CN1617520A; JP4213621B2

Abstract

Übertragungsvorrichtung für Schienenfahrzeugwagen, mit: einem primären Repeater (31) und einem sekundären Repeater (31'), die in einem Schienenfahrzeugwagen installiert sind, wobei der primäre Repeater (31) einen ersten Repeater-Controller (32 in 31) aufweist, und eine erste Haupt-Schnittstelle (34a in 31) und eine zweite Haupt-Schnittstelle (34b in 31) zum Austauschen von Steuerungsdaten über eine primäre Trunk-Leitung (33) mit primären Repeatern, die jeweils in benachbarten Schienenfahrzeugwagen installiert sind, und eine erste Sub-Schnittstelle (34c in 31) zum Kommunizieren über eine Trunk-Trunk-Leitung (33'') mit dem sekundären Repeater (31') aufweist, und der sekundäre Repeater (31') einen sekundären Repeater-Controller (32 in 31') aufweist, und eine dritte Haupt-Schnittstelle (34a in 31') und eine vierte Haupt-Schnittstelle (34b in 31') zum Austauschen von Dienstdaten über eine sekundäre Trunk-Leitung (33') mit sekundären Repeatern (31'), die jeweils in benachbarten Schienenfahrzeugwagen installiert sind, und eine zweite Sub-Schnittstelle (34c in 31') zum Kommunizieren über die Trunk-Trunk-Leitung (33'') mit dem ersten Repeater (31) aufweist; wobei, wenn ein primärer Repeater (31a bis 31f) ausfällt oder ausgefallen ist (31x), jeder primäre Repeater-Controller (32 in 31x – 1 oder in 31x + 1) des zu dem ausgefallenen primären Repeater (31x) benachbarten primären Repeaters (31x – 1, 31x + 1) an den korrespondierenden sekundaren Repeater (31x – 1', 31x + 1') über die erste Sub-Schnittstelle (34c in 31x – 1 oder in 31x + 1) Daten überträgt, so dass jeder der korrespondierenden sekundaren Repeater (31x – 1', 31x + 1') nicht die Dienstdaten austauscht, sondern die Steuerungsdaten austauscht.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
Diese Anmeldung basiert auf und beansprucht die Priorität der älteren japanischen Patentanmeldungen Nr. 2003-183275 und Nr. 2004-128707 .
HINTERGRUND DER ERFINDUNG1.
1. Gebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Übertragungsvorrichtung für Schienenfahrzeugwagen.
2. Beschreibung des Stands der Technik
Netzwerke, die CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) benutzen, nehmen typischerweise das IEEE802.3 konforme Ethernet (eingetragene Marke) an, wie beispielsweise 10Base-T, 100Base-TX und 1000Base-T mit verdrillten Kabelpaaren und 10Base-F, 100Base-FX, 1000Base-LX und 1000Base-SX mit optischen Kabeln. Jedes dieser CSMA/CD-Netzwerke ist auf Schienenfahrzeugwagen mit einem Bus von Übertragungsleitungen anwendbar, wie in 1 gezeigt. Auf IEEE802.3 basierte Repeater sind beschränkt, bis zu vier Stufen bei 10 Mbps und bis zu zwei Stufen bei 100 Mbps zu handhaben. D. h., dass maximal nur vier Wagen erlaubt sind, auch wenn mit einer niedrigen Geschwindigkeit von 10 Mbps zugegriffen wird, und daher ist das Ethernet, das das am weitesten verwendete Netzwerk ist, auf einen langen Zug von Schienenfahrzeugwagen nicht anwendbar.
Der CSMA/CD erlaubt grundsätzlich eine Datenkollision und überträgt die Daten erneut, wenn eine Datenkollision auftritt. Aus diesem Grund ist der CSMA/CD kaum anwendbar, um Zugsteuerinformation zu übertragen, die keine Übertragungsverzögerung erlaubt. Für die Übertragung derartiger Steuerinformation ist es notwendig, beispielsweise ein Token-Ring-Netzwerk zu benutzen, das langsam und kostspielig ist.
Auf diese Art und Weise ist das Ethernet, das ein auf IEEE802.3 basiertes Netzwerk ist und heutzutage am weitesten verwendet wird, auf einen langen Zug von Schienenfahrzeugwagen nicht zuverlässig anwendbar.
US 6249512B1 offenbart ein Datenübertragungssystem mit einem ersten Sende- und Empfangssteuersystem und einem zweiten Sende- und Empfangssteuersystem, das ein Medienzugriffssteuerungssystem eines CSMA/CD-Typs sein kann, wobei mehrere Terminals Datenframes senden und empfangen. Die Terminals sind mit Hub-Einheiten sternförmig verbunden. Die Hub-Einheiten vond Sende- und Empfangssteuersystemen sind miteinander über Signalübertragungsleitungen verbunden ist, so dass an einem bestimmten Punkt in der Zeit, eine der Mehrzahl von Hub-Einheiten eine Steuerung einer Übertragungsrecht-Steuerfunktion ermöglicht. Auf diese Art wird ein Datenübertragungssystem gebildet, das in der Lage ist, eine Echtzeit-Übertragungsrecht-Steuerfunktion wie eine zusammenhängende Einheit auszuführen, auch wenn die Hub-Einheiten an verschiedenen Standorten sternförmig angeordnet sind.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Übertragungsvorrichtung für Schienenfahrzeugwagen bereitzustellen, die imstande ist, auf einen langen Zug von Schienenfahrzeugwagen zuverlässig angewendet zu werden.
Die Aufgabe wird durch die Übertragungsvorrichtung gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Modifizierungen der vorliegenden Erfindung werden durch die abhängigen Patentansprüche definiert.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockdiagramm, das Repeater und Übertragungsleitungen einer Übertragungsvorrichtung für Schienenfahrzeugwagen gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
2 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration des Repeaters gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
3 ist eine erläuternde Ansicht 1, die Flüsse von Steuerpaketen gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
4 ist eine erläuternde Ansicht 2, die Flüsse von Steuerpaketen gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
5 ist eine erläuternde Ansicht 3, die Flüsse von Steuerpakten gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
6 ist eine erläuternde Ansicht 4, die Flüsse von Steuerpaketen gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
7 ist eine erläuternde Ansicht 5, die Flüsse von Steuerpaketen gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
8 ist eine erläuternde Ansicht 6, die Flüsse von Steuerpaketen gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
9 ist eine erläuternde Ansicht 7, die Flüsse von Steuerpaketen gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
10 ist eine erläuternde Ansicht 1, die Übertragungssteuervorgänge zeigt, die an Stationen gemäß der ersten Ausführungsform ausgeführt werden;
11 ist eine erläuternde Ansicht 2, die Übertragungssteuervorgänge zeigt, die an Stationen gemäß der ersten Ausführungsform ausgeführt werden;
12 ist eine erläuternde Ansicht 3, die Übertragungssteuervorgänge zeigt, die an Stationen gemäß der ersten Ausführungsform ausgeführt werden;
13 ist eine erläuternde Ansicht 4, die Übertragungssteuervorgänge zeigt, die an Stationen gemäß der ersten Ausführungsform ausgeführt werden;
14 ist eine erläuternde Ansicht 5, die Übertragungssteuervorgänge zeigt, die an Stationen gemäß der ersten Ausführungsform ausgeführt werden;
15 ist ein Blockdiagramm, das Repeater und Übertragungsleitungen einer Übertragungsvorrichtung für Schienenfahrzeugwagen gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
16 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration des Repeaters gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt;
17 ist eine erläuternde Ansicht 1 einer Datenübertragungssteuerung gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt;
18 ist eine erläuternde Ansicht 2, die die Datenübertragungssteuerung gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt;
19 ist eine erläuternde Ansicht 3, die die Datenübertragungssteuerung gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt;
20 ist eine erläuternde Ansicht 4, die die Datenübertragungssteuerung gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt;
21 ist eine erläuternde Ansicht 5, die die Datenübertragungssteuerung gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt;
22 ist eine erläuternde Ansicht 6, die die Datenübertragungssteuerung gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt;
23 ist eine erläuternde Ansicht 7, die die Datenübertragungssteuerung gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt;
24 ist ein Timing-Diagramm, das die Datenübertragungssteuerung gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt;
25 ist eine Timing-Diagramm, das die Datenübertragungssteuerung (vorübergehendes Halten eines Übertragungsrechts) gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt;
26 ist eine erläuternde Ansicht 1, die ein zweites Beispiel der Datenübertragungssteuerung gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt;
27 ist eine erläuternde Ansicht 2, die das zweite Beispiel der Datenübertragungssteuerung gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt;
28 ist eine erläuternde Ansicht 3, die das zweite Beispiel der Datenübertragung gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt;
29 ist eine erläuternde Ansicht 4, die das zweite Beispiel der Datenübertragungssteuerung gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt;
30 ist eine erläuternde Ansicht 5, die das zweite Beispiel der Datenübertragungssteuerung gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt;
31 ist eine erläuternde Ansicht 6, die das zweite Beispiel der Datenübertragungssteuerung gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt;
32 ist ein Timing-Diagramm, das das zweite Beispiel der Datenübertragungssteuerung gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt;
33 ist ein Blockdiagramm, das Repeater und Übertragungsleitungen einer Übertragungsvorrichtung für Schienenfahrzeugwagen gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
34 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration des Repeaters gemäß der dritten Ausführungsform zeigt;
35 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration der Übertragungsleitung gemäß der dritten Ausführungsform zeigt;
36 ist eine erläuternde Ansicht 1, die die Datenübertragungssteuerung gemäß der dritten Ausführungsform zeigt;
37 ist eine erläuternde Ansicht 2, die die Datenübertragungssteuerung gemäß der dritten Ausführungsform zeigt;
38 ist eine erläuternde Ansicht 3, die die Datenübertragungssteuerung gemäß der dritten Ausführungsform zeigt;
39 ist eine erläuternde Ansicht 4, die die Datenübertragungssteuerung gemäß der dritten Ausführungsform zeigt;
40 ist eine erläuternde Ansicht 1, die ein zweites Beispiel der Datenübertragungssteuerung gemäß der dritten Ausführungsform zeigt;
41 ist eine erläuternde Ansicht 2, die das zweite Beispiel der Datenübertragungssteuerung gemäß der dritten Ausführungsform zeigt;
42 ist eine erläuternde Ansicht 3, die das zweite Beispiel der Datenübertragungssteuerung gemäß der dritten Ausführungsform zeigt;
43 ist eine erläuternde Ansicht 4, die das zweite Beispiel der Datenübertragungssteuerung gemäß der dritten Ausführungsform zeigt;
44 ist eine erläuternde Ansicht 5, die das zweite Beispiel der Datenübertragungssteuerung gemäß der dritten Ausführungsform zeigt;
45 ist eine erläuternde Ansicht 6, die das zweite Beispiel der Datenübertragungssteuerung gemäß der dritten Ausführungsform zeigt;
46 ist eine erläuternde Ansicht 7, die das zweite Beispiel der Datenübertragungssteuerung gemäß der dritten Ausführungsform zeigt;
47 ist ein Blockdiagramm, das Repeater mit Übertragungsleitungen einer Übertragungsvorrichtung für Schienenfahrzeugwagen gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
48 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration des Repeaters gemäß der vierten Ausführungsform zeigt;
49 ist eine erläuternde Ansicht 1, die die Datenübertragungssteuerung gemäß der vierten Ausführungsform zeigt;
50 ist eine erläuternde Ansicht 2, die die Datenübertragungssteuerung gemäß der vierten Ausführungsform zeigt;
51 ist eine erläuternde Ansicht 3, die die Datenübertragungssteuerung gemäß der vierten Ausführungsform zeigt;
52 ist eine erläuternde Ansicht 4, die die Datenübertragungssteuerung gemäß der vierten Ausführungsform zeigt;
53 ist eine erläuternde Ansicht 1, die ein zweites Beispiel der Datenübertragungssteuerung gemäß der vierten Ausführungsform zeigt;
54 ist eine erläuternde Ansicht 2, die das zweite Beispiel der Datenübertragungssteuerung gemäß der vierten Ausführungsform zeigt;
55 ist eine erläuternde Ansicht 1, die ein drittes Beispiel der Datenübertragungssteuerung gemäß der vierten Ausführungsform zeigt;
56 ist eine erläuternde Ansicht 2, die das dritte Beispiel der Datenübertragungssteuerung gemäß der vierten Ausführungsform zeigt;
57 ist eine erläuternde Ansicht 3, die das dritte Beispiel der Datenübertragungssteuerung gemäß der vierten Ausführungsform zeigt;
58 ist eine erläuternde Ansicht 4, die das dritte Beispiel der Datenübertragungssteuerung gemäß der vierten Ausführungsform zeigt;
59 ist eine erläuternde Ansicht 5, die das dritte Beispiel der Datenübertragungssteuerung gemäß der vierten Ausführungsform zeigt;
60 ist eine erläuternde Ansicht 6, die das dritte Beispiel der Datenübertragungssteuerung gemäß der vierten Ausführungsform zeigt;
61 ist eine erläuternde Ansicht 7, die das dritte Beispiel der Datenübertragungssteuerung gemäß der vierten Ausführungsform zeigt;
62 ist eine erläuternde Ansicht 8, die das dritte Beispiel der Datenübertragungssteuerung gemäß der vierten Ausführungsform zeigt;
63 ist eine erläuternde Ansicht 9, die das dritte Beispiel der Datenübertragungssteuerung gemäß der vierten Ausführungsform zeigt;
64 ist ein Blockdiagramm, das Repeater und Übertragungsleitungen einer Übertragungsvorrichtung für Schienenfahrzeugwagen gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung zeigt;
65 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration des Repeaters gemäß der fünften Ausführungsform zeigt;
66 ist eine erläuternde Ansicht 1, die die Datenübertragungssteuerung gemäß der fünften Ausführungsform zeigt;
67 ist eine erläuternde Ansicht 2, die die Datenübertragungssteuerung gemäß der fünften Ausführungsform zeigt;
68 ist eine erläuternde Ansicht 3, die die Datenübertragungssteuerung gemäß der fünften Ausführungsform zeigt;
69 ist eine erläuternde Ansicht 4, die die Datenübertragungssteuerung gemäß der fünften Ausführungsform zeigt;
70 ist eine erläuternde Ansicht 5, die die Datenübertragungssteuerung gemäß der fünften Ausführungsform zeigt;
71 ist eine erläuternde Ansicht 6, die die Datenübertragungssteuerung gemäß der fünften Ausführungsform zeigt;
72 ist ein Timing-Diagramm 1, das die Datenübertragungssteuerung gemäß der fünften Ausführungsform zeigt;
73 ist ein Timing-Diagramm 2, das die Datenübertragungssteuerung gemäß der fünften Ausführungsform zeigt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Verschiedene Ausführungsformen der Erfindung werden mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Soweit in den Figuren die Begriffe „WIEDERHOLEN”, „WIEDERHOLUNG” und „WIEDERHOLENDE DATEN” verwendet werden, sind diese als Synonyme für „WEITERSENDEN”, „WEITERSENDUNG” und „WIETER ZU SENDENDE DATEN” zu verstehen.
[Erste Ausführungsform]
1 zeigt eine Konfiguration von Übertragungsleitungen in einer Übertragungsvorrichtung für Schienenfahrzeugwagen gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung, und 2 zeigt eine Struktur eines Repeaters, der in der Übertragungsvorrichtung aufgenommen ist.
Gemäß der ersten Ausführungsform umfasst die Übertragungsvorrichtung für Schienenfahrzeugwagen eine Mehrzahl von Repeatern 1a bis 1n, die jeweils in den Wagen installiert sind. Jeder Repeater umfasst drei (zwei, wenn keine Daten an eine Station übertragen oder von dieser empfangen werden) oder mehrere Sender-Empfänger-Ports 4a, 4b und 4c, einen Repeater-Controller 2, um zwischen den Ports weitergesendete Daten und ein durch die Repeater zirkuliertes Exklusiv-Paket zu steuern, und eine Mehrzahl von Stationen 5, um Daten innerhalb des Wagen zu übertragen und zu empfangen. Die Repeater 1a bis 1n sind miteinander über einen Übertragungsleitungs-Bus 3a bis 3(n – 1) verbunden.
In jedem Wagen sind die Stationen 5 innerhalb des Repeaters 1 oder außerhalb des Repeaters 1 angeordnet. Sogar wenn die Stationen 5 außerhalb des Repeaters 1 angeordnet sind, sind die Sender-Empfänger-Ports 4a, 4b und 4c innerhalb des Repeaters 1 angeordnet. In 2 ist die Station 5a innerhalb des Repeaters 1 und die Station 5b außerhalb des Repeaters 1. Der Repeater 1 darf eine Mehrzahl von Stationen und eine Mehrzahl von mit den Stationen 5 verbundene Sender-Empfänger-Ports 4 aufweisen.
Die Übertragungsleitung 3a bis 3(n – 1) können aus verdrillten Drahtpaaren von beispielsweise 10Base-T oder 100Base-T oder optischen Faserkabeln von beispielsweise 10Base-F oder 100Base-Fx hergestellt sein.
Obwohl die erste Ausführungsform die in einem Bus verbundenen Übertragungsleitungen 3a bis 3(n – 1) benutzt, ist es möglich, in einer Schleife mit einer Steuertechnik verbundenen Übertragungsleitungen zu benutzen, die in der ungeprüften japanischen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2004-96159 offenbart sind, um Redundanz zu erhöhen.
Der Betrieb der Übertragungsvorrichtung für Schienenfahrzeugwagen gemäß der ersten Ausführungsform wird erläutert. 3 bis 9 zeigen Flüsse von Exklusiv-Paketen durch die Repeater 1a bis 1e, und 10 und 14 zeigen eine Übertragungssteuerung, die an den Stationen 5 in dem Repeater 1 ausgeführt wird.
Die erste Ausführungsform wird in Verbindung mit einem Zug von fünf Wagen, d. h. n = e, ausgeführt. Der Wagen 1 ist mit dem Repeater 1a ausgestattet, der durch die Übertragungsleitung 3a mit dem in dem Wagen 2 installierten Repeater 1b verbunden ist. Die Wagen 2 bis 5 werden jeweils mit den Repeatern 1b bis 1e ausgestattet, die miteinander über die in einer Buskonfiguration angeordneten Übertragungsleitungen 3b bis 3d verbunden sind.
Anfangs bestimmen die Repeater 1a bis 1e jeweils eine Link-Puls-Netzwerkstruktur der IEEE802.3. Gemäß der ersten Ausführungsform sind die Repeater 1a bis 1e in einer Buskonfiguration verbunden, um ein Netzwerk zu bilden. Diese Ausführungsform nimmt an, dass der Repeater 1a an einem stromauf gelegenen Ende des Netzwerks, und der Repeater 1e an einem stromab gelegenen Ende des Netzwerks ist. Die Definitionen von stromauf und stromab sind umkehrbar. Der Repeater 1a ist der am weitesten stromauf gelegene Repeater und dient als ein Stammrepeater. Der Repeater 1e ist der am weitesten stromab gelegene Repeater, und die Repeater 1b bis 1d sind Zwischen-Repeater.
Der Betrieb des Netzwerks mit der oben erwähnten Anordnung wird mit Bezug auf 3 bis 9 erläutert.
(1) Initialisierung
In 3 sendet der am weitesten stromauf gelegene Repeater als ein Signal, um die Übertragungssteuerung zu starten, ein Rücksetzpaket an die Übertragungsleitung 3a. Bei Empfang des Rücksetzpakets erkennt jeder der Repeater 1b bis 1e, dass er kein Übertragungsrecht hat, unterdrückt Datenübertragung und sendet das Rücksetzpaket für die stromab gelegene Seite weiter.
Wenn das Rücksetzpaket den am weitesten stromab gelegenen Repeater 1e erreicht, ist der am weitesten stromauf gelegene Repeater 1a der einzige Repeater mit Übertragungsrecht.
(2) Datenübertragung (1a)
In 4 überträgt der am weitesten stromauf gelegene Repeater 1a mit dem Übertragungsrecht von einer Station 5 gesendete DATA1, die in dem Repeater 1a vorhanden sind. Jeder der Repeater 1b bis 1e, die kein Übertragungsrecht haben, sendet die DATA1 für die stromab gelegene Seite sowie auch für Stationen 5, die in dem Repeater vorhanden sind, weiter. Als Ergebnis empfangen alle Stationen die DATA1 im Wesentlichen gleichzeitig.
(3) Übertragungsrechttransfer (1a bis 1b)
In 5 transferiert bei Ende der Übertragung der DATA1 der Repeater das Übertragungsrecht mit einem Token-Paket an die stromab gelegene Seite. Dann wechselt der Repeater 1a in einen Zustand ohne Übertragungsrecht. Der Repeater 1b empfängt das Token-Paket und behält das Übertragungsrecht ohne Weitersenden des Token-Pakets für die stromab gelegenen Seite.
(4) Datenübertragung (1b)
In 6 überträgt der Repeater 1b, der das Übertragungsrecht erhalten hat, von einer Station 5 gesendete DATA2, die in dem Repeater 1b vorhanden ist. Die Repeater 1a und 1c bis 1e, die kein Übertragungsrecht haben, senden die DATA2 für den nächsten Repeater sowie auch für die Stationen 5, die in jedem Repeater vorhanden sind, weiter.
(5) Übertragungsrechttransfer (1d bis 1e)
In 7 werden der Übertragungsrechttransfer und die Datenübertragung zu der stromab gelegenen Seite hin weitergesendet. Der Repeater 1d überträgt ein Token-Paket zu dem am weitesten stromab gelegenen Repeater 1e, sodass der Repeater 1e das Übertragungsrecht haben kann.
(6) Datenübertragung (1e)
In 8 überträgt der am weitesten stromab gelegenen Repeater 1e, der das Übertragungsrecht erhalten hat, DATA3 von einer Station 5, die in dem Repeater 1e vorhanden ist.
(7) Rücksetzen
In 9 überträgt bei Ende der Datenübertragung der Repeater 1e ein Rückgabepaket an die stromauf gelegene Seite, da der Repeater 1e der am weitesten stromab gelegenen Repeater ist. Das Rückgabepaket gibt an, dass das Übertragungsrecht zirkuliert wurde. Dann wechselt der Repeater 1e in einen Kein-Übertragungsrecht-Zustand. Die Zwischenrepeater 1d bis 1e senden sukzessiv das Rückgabepaket für die stromauf gelegene Seite weiter. Bei Empfang des Rückgabepakets erkennt der am weitesten stromauf gelegene Repeater 1e, dass das Übertragungsrecht zirkuliert wurde und startet die Übertragungsrecht-Steuerung von dem Schritt (1) erneut.
Wenn der am weitesten stromauf gelegene Repeater 1a nicht im Stande ist, das Rückgabepaket innerhalb einer vorbestimmten Zeit zu empfangen, wird bestimmt, dass eine Schwierigkeit in dem Netzwerk aufgetreten ist, und der Initialisierungsschritt (1) wird gestartet, um eine Übertragungsrecht-Zirkulation ohne Unterbrechung fortzusetzen.
Jeder der Repeater 1a bis 1e umfasst einen Zirkulationszeit-Überwachungszeitgeber. Wenn irgendeiner der Repeater eine von einer Station 5 zu übertragene große Datenmenge aufweist, die in dem Repeater vorhanden ist, und wenn bestimmt wird, dass das Übertragungsrecht nicht innerhalb der vorbestimmten Zeit aufgrund der großen Übertragungsdaten zirkuliert wird, wird das den Stationen 5 in dem Repeater gegebene Übertragungsrecht gemäß dem vorbestimmten Prioritäten eingeschränkt, um die Übertragungsrechtezirkulationszeit einzuhalten. Diese Technik kann eine Zirkulationszeit von bedeutenden Daten, wie beispielsweise Zugsteuerdaten, sicherstellen, die in Echtzeit übertragen werden müssen.
Eine Technik zum Einschränken der Datenübertragung von den Stationen 5 in jedem Repeater wird mit Bezug auf 10 und 14 erläutert.
(1) Übertragungseinschränkung
In 10 überträgt, wenn ein vorgegebener Repeater 1 kein Übertragungsrecht hat, der Repeater-Controller 2 in dem Repeater 1 kontinuierlich ein PAUSE_A-Paket (in IEEE802.3 spezifiziert, wobei 'A'; eine Übertragungsbeschränkungszeit angibt) zum Beschränken der Übertragung an die Stationen 5a bis 5d, die in dem Repeater 1 vorhanden sind. Ein Übertragungsintervall des PAUSE_A-Pakets wird eingestellt, so dass es kürzer als die Pausenzeit 'A” ist.
(2) Freigeben der Übertragung von der Station 5a
Wenn der Repeater 1 in 11 ein Übertragungsrecht empfängt, ermöglicht er beispielsweise der Station 5a, selbst Daten zu übertragen. Dann überträgt der Repeater-Controller 2 in dem Repeater 1 ein PAUSE_B-Paket (Zeit B = 0), um die Übertragung freizugeben) an die Station 5a. Bei Empfang des PAUSE_B-Pakets wechselt die Station 5a in einen Übertragungs-Freigabe-Zustand. Die anderen Stationen 5a bis 5d in dem Repeater 1 empfangen kein PAUSE_B-Paket und behalten daher den Übertragungs-Sperr-Zustand mit dem PAUSE_A-Paket bei.
(3) Datenübertragung von Station 5a
In 12 überträgt die Übertragungs-Freigabe-Station 5a DATA1. Der Repeater-Controller 2 sendet die DATA1 von der Station 5 für die anderen Stationen 5b bis 5d sowie auch für die stromauf und stromab gelegenen Repeater weiter. Wenn die Übertragungs-Freigabe-Station keine zu übertragenen Daten aufweist, wird keine Übertragung ausgeführt, und der nächste Schritt (4) wird nach einer vorbestimmten Zeit ausgeführt.
(4) Sperren der Übertragung von der Station 5a
In 13 überträgt nach Empfang der DATA1 von der Station 5a der Repeater-Controller 2 ein PAUSE_A-Paket an die Station 5a, wodurch die Übertragung von der Station 5a gesperrt wird. Dann sind die Stationen 5a bis 5d in einem Übertragungs-Sperr-Zustand. (5) Freigeben der Übertragung von der Station 5b
In 14 überträgt der Repeater-Controller 2 ein PAUSE_B-Paket an die Station 5b, um die Übertragung von der Station 5b freizugeben. Bei Empfang des PAUSE_B-Pakets wechselt die Station 5b in einen Übertragungs-Freigabe-Zustand.
Der Repeater-Controller 2 gibt die Übertragung von den Stationen 5a bis 5d eine nach der anderen frei, um eine Datenkollision in dem CSMA/CD-Netzwerk zu vermeiden. Der Repeater-Controller 2 kann die Anzahl der Übertragungspakete verändern, die den Stationen 5a bis 5d zugeteilt sind, um einen Echtzeitbetrieb beizubehalten.
Wie oben erwähnt verbindet die Übertragungsvorrichtung für Schienenfahrzeugwagen gemäß der ersten Ausführungsform Übertragungsleitungen 3 in einer Buskonfiguration und überträgt ein Exklusiv-Paket durch die Übertragungsleitungen 3 und eine Mehrzahl von Repeatern 1, um eine Kollision zu vermeiden. Gemäß dem Exklusiv-Paket steuert jeder der Repeater 1 in der richtigen Weise die Ports, um Daten zu weiter zu senden. Diese Konfiguration kann eine Datenkollision in einem CSMA/CD-Netzwerk vermeiden, eine Einschränkung in der Anzahl von verbindbaren Stufen beseitigen und Daten mit kleiner Verzögerung weiter senden. Das Exklusiv-Paket wird verwendet, um ein Übertragungsrecht von einem Repeater 1 zu einem anderen zu transferieren. Die Repeater-Controller 2 zirkulieren das Exklusiv-Paket durch die Repeater 1 von der stromauf gelegenen Seite zu der stromab gelegenen Seite. D. h., das Übertragungsrecht wird gesteuert, um durch alle Repeater 1 innerhalb einer vorbestimmten Zeit zirkuliert zu werden.
Gemäß der ersten Ausführungsform umfasst jeder der Repeater 1 eine Mehrzahl von Stationen 5. Wenn ein gegebener Repeater 1 ein Übertragungsrecht empfängt, gibt der Repeater-Controller 2 des gegebenen Repeater 1 das Übertragungsrecht an die Stationen 5 nacheinander aus, um eine Datenkollision zu vermeiden und Daten mit hoher Geschwindigkeit weiter zu senden. Der Repeater-Controller 2 überwacht eine Zeit, um das Übertragungsrecht innerhalb des Repeaters 1 zu zirkulieren. Wenn eine vorbestimmte Zeit abläuft, hält der Repeater-Controller 2 das Zirkulieren des Übertragungsrechts durch die Station 5 mit Ausnahme einer besonderen Station an und transferiert das Übertragungsrecht an den nächsten stromab gelegenen Repeater 1. Diese Technik kann das Übertragungsrecht schnell an stromab gelegene Repeater 1 übertragen und ein Übertragungsrechtzirkulationsintervall beibehalten.
Die erste Ausführungsform schränkt die Übertragung von den Stationen 5a bis 5d gemäß der in IEEE802.3x spezifizierten Flusssteuerung ein. Wenn eine Halbduplexschaltung benutzt wird, kann ein Gegendruck (back Pressure) kontinuierlich angelegt werden, um die Übertragung einzuschränken.
[Zweite Ausführungsform]
Eine Übertragungsvorrichtung für Schienenfahrzeugwagen gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung wird erläutert. Wie in 15 gezeigt, umfasst die Übertragungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform Repeater 11a bis 11n und Übertragungsleitungen 13a bis 13(n – 1), um die Repeater miteinander zu verbinden. Die Übertragungsleitungen sind in einer Buskonfiguration angeordnet. Jeder der Repeater 11a bis 11n umfasst Trunk-Sender-Empfänger, Stations-Sender-Empfänger, Stationen, um Daten innerhalb des Repeaters zu übertragen und zu empfangen, und einen Repeater-Controller, um das Datenweitersenden zwischen den Sender-Empfängern zu steuern und ein Exklusiv-Paket zum Steuern eines Netzwerks zu bilden. Die Repeater benutzen eineerweiterte Art der Übertragungsrechtszirkulations- und -Steuertechnik der ersten Ausführungsform, um Kollisionen zu vermeiden und die Zirkulationsregelmäßigkeit zu verbessern.
15 zeigt eine Anordnung der Übertragungsleitungen für die Übertragungsvorrichtung für Schienenfahrzeugwagen gemäß der zweiten Ausführungsform. 16 zeigt eine Struktur eines Repeaters der Übertragungsvorrichtung. Jeder der Repeater 11a bis 11n gemäß der zweiten Ausführungsform umfasst zwei oder mehrere Trunk-Sender-Empfänger-Ports 14a und 14b, einen (Null, wenn der Repeater keine Datenübertragung oder -empfang innerhalb des Wagen durchführt, in dem der Repeater installiert ist) oder mehrere Stationen-Sender-Empfänger-Ports 15a und 15b, den Repeater-Controller 12, um Datenweitersenden zwischen den Ports zu steuern, sowie auch ein Exklusiv-Paket (Token-Paket), das durch die Repeater geleitet wird, und die Stationen 16a und 16b, um Daten innerhalb des Repeaters zu übertragen und zu empfangen.
Die Stationen 16a und 16b können innerhalb des Repeaters 11 oder außerhalb des Repeaters 11 angeordnet sein. Wenn die Stationen außerhalb des Repeaters 11 angeordnet sind, sind die Stationen-Sender-Empfänger 15 innerhalb des Repeaters 11 angeordnet. In 16 ist die Station 16a innerhalb des Repeaters 11 und die Station 16b außerhalb des Repeaters 11 angeordnet. Jeder Repeater kann eine Mehrzahl von Stationen und an den Stationen angebrachte Stations-Sender-Empfänger benutzen.
Gemäß der zweiten Ausführungsform sind die Repeater 11a bis 11n miteinander mit den Trunk-Übertragungsleitungen 13a bis 13(n – 1) erbunden, die in einer Buskonfiguration angeordnet sind.
Der Betrieb der Übertragungsvorrichtung für Schienenfahrzeugwagen gemäß der zweiten Ausführungsform wird mit Bezug auf 17 bis 24 erläutert. Die folgende Erläuterung basiert auf einem Zug von sechs Wagen (d. h. n = f).
(1) Rücksetzen
In 17 wird angenommen, dass der Repeater 11a an einem stromauf gelegenen Ende des Netzwerks und der Repeater 11f an einer stromab gelegenen Ende ist. Die Definitionen von stromauf und stromab sind umkehrbar. Innerhalb eines wirksamen Bereichs des Netzwerk dient der am weitesten stromauf gelegene Repeater 11a als ein Stammrepeater.
Der Repeater 11a gibt ein Rücksetzpaket als eine Angabe aus, um eine Übertragungsrechtzirkulation zu starten. Wenn das Rücksetzpaketempfangen wird, führt jeder der Repeater 11b bis 11f eine Initialisierung durch und bereitet sich selbst auf den Datenempfang vor. Jeder der Repeater 11a bis 11f löscht einen internen Zeitgeber, wenn das Rücksetzpaket übertragen oder (empfangen) wird. Der Repeater 11a überträgt Daten, falls vorhanden, und transferiert das Übertragungsrecht an den nächsten stromab gelegenen Repeater.
(2) Übertragungsrechttransfer (von 11a bis 11b)
In 18a gibt nach dem Übertragen notwendiger Daten der Repeater 11a ein Token-Paket aus, um das Übertragungsrecht an den nächsten Repeater zu transferieren. Der Repeater 11b empfängt das Token-Paket von dem Repeater 11a und sichert das Übertragungsrecht. Der Repeater 11b mit dem Übertragungsrecht überträgt Daten, falls vorhanden, und gibt ein Token-Paket an den stromab gelegenen Repeater 11c aus. Auf diese Art und Weise wird das Übertragungsrecht zirkuliert.
Während der Datenübertragung von dem Repeater 11c wird angenommen, dass eine Zeit ta, nach der Ausgabe des Rücksetzpakets (t = 0) verstrichen ist. Jeder Repeater hat seinen eigenen Zeitgeber bei der Übertragung (Empfang) des Rücksetzpakets gestartet, und daher erkennen die Repeater im Wesentlichen gleichzeitig, dass die Zeit ta abgelaufen ist.
(3) Übertragungsrechttransfer (von 11c bis 11d)
In 19 transferiert, wenn der Ablauf der Zeit ta erfasst wird, der Repeater 11c, gerade nach dem Ende der vorliegenden Datenübertragung, das Übertragungsrecht an den stromab gelegenen Repeater 11d mit einem Token-Paket.
(4) Through (11d)
In 20 empfängt der Repeater 11d das Token-Paket von dem Repeater 11c. Zu diesem Zeitpunkt ist die Zeit ta bereits abgelaufen, und daher überträgt der Repeater 11d keine Daten von den Stationen des Repeaters 11d und transferiert sofort das Übertragungsrecht an den stromab gelegenen Repeater mit einem Token-Paket.
(5) Through (11e)
In 21 empfängt der Repeater 11e das Token-Paket von dem Repeater 11d. Zu diesem Zeitpunkt ist die Zeit ta bereits abgelaufen, und daher überträgt der Repeater 11e keine Daten von den Stationen des Repeaters 11e und transferiert sofort das Übertragungsrecht an den stromabgelegenen Repeater 11f mit einem Token-Paket.
(6) Steueranweisungsübertragung (11f)
In 22 ist der Repeater 11f ein Repeater, um eine Steueranweisung zu übertragen, und überträgt daher eine Steueranweisung DATA1, wenn das Token-Paket von dem Repeater 11e empfangen wird. Die Steueranweisung DATA1 wird durch die Repeater 11e bis 11a weitergesendet.
Gemäß dieser Ausführungsform dient der Repeater 11f als ein Steueranweisungsübertragungsknoten. Wenn der Repeater 11f nicht der Steueranweisungsübertragungsknoten ist, überträgt der Repeater 11f nicht die DATA1, und der nächste Schritt wird ausgeführt.
(7) Rückgabe
In 23 gibt der Repeater 11f nach Übertragen der Steueranweisung ein Rücksetzpaket aus. Das Rücksetzpaket wird durch die Repeater 11e bis 11a geleitet, und das zirkulierte Übertragungsrecht wird an den Repeater 11a zurückgegeben.
Durch die oben erwähnten Schritte und wie in einem Timing-Diagramm von 24 gezeigt, wird das Übertragungsrecht innerhalb einer Target-Zeit zirkuliert, und eine Steueranweisung wird an die Repeater innerhalb einer vorbestimmten Zeit übertragen.
Bei der nächsten Zirkulation können die Repeater, die Daten bei der vorhergehenden Zirkulation übertragen haben, durchlaufen werden, und die Repeater, die bei der vorhergehenden Zirkulation durchlaufen wurden, können das Übertragungsrecht empfangen, um die Last zwischen den Repeatern auszugleichen und die Übertragungsintervalle der Steueranweisungen beizubehalten.
Anstatt des Rücksetzpakets kann eine Steueranweisung als eine Zeitreferenz verwendet werden. In diesem Fall wird eine in einem IP-Headerenthaltene Dienstart verwendet, um die Priorität der Steueranweisungsdaten zu erhöhen und die Priorität der anderen Daten abzusenken. Anstatt des IP-Headers kann ein Datenfeld verwendet werden, um die Priorität zu definieren.
Ein Vorgang eines vorübergehenden Haltens eines Übertragungsrechts bei einem Repeater, der eine Steueranweisung überträgt, sodass die Steueranweisung bei vorbestimmten Intervallen übertragen wird, wird mit Bezug auf 25 erläutert. Bei dieser Erläuterung dient der Repeater 11a als ein Repeater, um eine Steueranweisung zu übertragen.
Der Repeater 11a, der als ein Repeater dient, um eine Steueranweisung zu übertragen, löscht einen Zeitgeber, wenn eine Steueranweisung übertragen wird. Die Repeater 11b bis 11f zirkulieren ein Übertragungsrecht nacheinander, und nur der Repeater, der das Übertragungsrecht hat, kann Daten übertragen.
Wenn der Repeater 11a das Übertragungsrecht nach einer Zeit ta. empfängt (die eingestellt ist, um kürzer als ein Target-Steueranweisungsübertragungsintervall zu sein), bestimmt der Repeater 11a, dass der Übertragungsintervall nicht eingehaltenwerden wird, wenn das Übertragungsrecht noch einmal zirkuliert wird, und hält die Zirkulation des Übertragungsrechts an, bis das Target-Steueranweisungsübertragungsintervall abläuft. Wenn das Timing der Übertragung einer Steueranweisung kommt, behält der Repeater 11a das Übertragungsrecht und ist bereit, eine Steueranweisung zu übertragen, und somit überträgt der Repeater 11a sofort die Steueranweisung an die Repeater 11b bis 11f.
Wenn die Übertragungsrichtung umgekehrt wird, um den Repeater 11f zu dem Steueranweisungsübertragungsrepeater zu machen, behält der Repeater 11f das Übertragungsrecht und bereitet sich selbst vor, eine Steueranweisung auszugeben.
Auf diese Art und Weise behält ein zum Übertragen einer Steueranweisung angewiesener Repeater vorübergehend ein Übertragungsrecht und überträgt eine Steueranweisung zu vorbestimmten Intervallen.
Als nächstes wird ein Vorgang zum vorübergehenden Anhalten eines Übertragungsrechts und zum Übertragen einer Steueranweisung mit vorbestimmten Intervallen ohne Rückgabe des Übertragungsrechts an den stromauf gelegenen Repeater mit Bezug auf 26 bis 32 beschrieben. Bei der folgenden Erläuterung führen die Trunk-Sender-Empfänger 14a und 14b in jedem Repeater eine Vollduplexkommunikation durch. Die Anzahl der bei der Vollduplexkommunikation beteiligten Leitungen kann vier oder zwei sein. Durch Verwenden einer Echolöscheinrichtung ist die Vollduplexkommunikation mit zwei Leitungen erreichbar. Der Repeater 11a dient als ein Steueranweisungsübertragungsrepeater, und ein Rücksetzpaket wird als eine Zeitreferenz verwendet.
(1) Übertragung vom Repeater 11d
In 26 sei angenommen, dass der Repeater 11d ein Übertragungsrecht hat und eine Zeitgrenze ta während der Datenübertragung von dem Repeater 11d abgelaufen ist.
(2) Time-Out (übertragen eines vorübergehenden Stopp-Pakets)
In 27 überträgt, wenn die Zeitgrenze ta (Steueranweisungsübertragungsintervall – Maximalzeit ein Paket) abläuft, der Repeater 11a, der eine Steueranweisung übertragen muss, ein Stopp-Paket zum Suspendieren des Übertragungsrechts an den Repeater 11d, der gegenwärtig das Übertragungsrecht hält. DATA1 von dem Repeater 11d werden durch einen stromauf gelegenen Pfad weitergesendet, und kollidieren somit nicht mit dem von dem Repeater 11a ausgegebenen Stopp-Paket. Sogar wenn der Repeater 11a als der Repeater dient, um eine Steueranweisung zu übertragen, wird das Stopp-Paket nicht mit den Daten von dem Repeater 11d aufgrund unterschiedlicher Pfade kollidieren.
Bei Empfang des Stopp-Pakets suspendiert der Repeater 11d das Übertragungsrecht nach Abschließen eines gegenwärtig übertragenen Pakets. Dann werden keine Daten durch das Netzwerk fließen, da die anderen Repeater kein Übertragungsrecht haben.
(3) Senden der Steueranweisung (11a)
In 28 bestätigt der Repeater 11a, dass das Netzwerk frei ist, und überträgt bei einem vorbestimmten Übertragungsintervall eine Steueranweisung DATA2. Die anderen Repeater 11b bis 11f empfangen im Wesentlichen gleichzeitig die DATA2.
(4) Wiederaufnahme
In 29 gibt der Repeater 11a nach dem Ende der Übertragung der Steueranweisung DATA2 ein Freigabepaket zur Wiederaufnehmen der Übertragungsrechtzirkulation an die stromab gelegene Seite aus. Das Freigabepaket ist nur für den Repeater wirksam, der das Übertragungsrecht hält, und die Repeater, die kein Übertragungsrecht halten, senden das Freigabepaket weiter. Bei Empfang des Freigabepakets kehrt der Repeater 11d, der das Übertragungsrecht hält, von dem Übertragungsrechtreservierungszustand in einen Übertragungsrechtsicherungszustand zurück.
(5) Übertragen von Daten von dem Repeater 11d
In 30 überträgt, nach Rückgabe an den Übertragungsrechtsicherungszustand, der Repeater 11d die DATA3. Wenn der Repeater 11d keine zu übertragenden Daten aufweist, wird der nächste Schritt ausgeführt.
(6) Übertragungsrechttransfer
In 31 gibt der Repeater 11d nach Übertragen der DATA3 ein Token-Paket aus, um das Übertragungsrecht an den Repeater 11e zu transferieren.
Wie oben erläutert und in 32 gezeigt, wird das Übertragungsrecht vorübergehend suspendiert, und eine Steueranweisung wird in regelmäßigen Intervallen übertragen, ohne einmal das Übertragungsrecht an den am weitesten stromauf gelegenen Repeater zurückzugeben.
Gemäß der zweiten Ausführungsform muss der Repeater, für den ein Stopp-Paket gesendet wird, nach dem Übertragen von vorliegenden Daten in einen Übertragungsrecht-Suspendierzustand gehen. Statt dessen kann die aktuelle Datenübertragung bei dem Empfang eines Stopp-Pakets beendet werden, um den Übertragungsrechtsuspendierzustand zu starten. In diesem Fall kann die Grenzzeit ta näher zu den Übertragungsintervall als Übertragungsintervall-Weitersendezeit gebracht werden. Die Daten, deren Übertragung beendet wurde, müssen erneut nach Wiederaufnahme des Übertragungsrechts übertragen werden.
[Dritte Ausführungsform]
Eine Übertragungsvorrichtung für Schienenfahrzeugwagen gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung wird erläutert. Die dritte Ausführungsform benutzt primäre und sekundäre Trunk-Leitungen, um in den Wagen installierte Repeater miteinander zu verbinden, und eine in jedem Wagen angeordnete Trunk-Trunk-Leitung, um die primären und sekundären Trunk-Leitungen in dem Wagen miteinander zu verbinden. Die primären, sekundären und Trunk-Trunk-Leitungen bilden ein leiterähnliches Übertragungsleitungsnetzwerk, bei dem die primären und sekundären Trunkleitungen sich horizontal und die Trunk-Trunk-Leitungen vertikal erstrecken. Diese Übertragungsleitungen werden von den Repeatern verwendet, um Daten von einem Repeater zu einem anderen weiter zu senden. Jeder Repeater führt eine Übertragungssteuerung durch, die von der Übertragungsrechtzirkulationssteuerung der ersten Ausführungsform erweitert wurde, um Kollisionen zu vermeiden und Daten mit wenig Verzögerung weiter zu senden.
33 zeigt die Übertragungsleitungen der Übertragungsvorrichtung für Schienenfahrzeugwagen gemäß der dritten Ausführungsform, und 34 zeigt eine Struktur eines Repeaters der Übertragungsvorrichtung. Die Repeater umfassen primäre Repeater 21a bis 21n und sekundäre Repeater 21a' bis 21n'. Jeder dieser Repeater umfasst zwei Trunk-Sender-Empfänger-Ports 24a und 24b, einen Port eines Trunk-Trunk-Sender Empfängers 24c, einen (Null, wenn der Repeater keine Datenübertragung oder keinen Empfang innerhalb des Wagens durchführt, in dem der Repeater installiert ist) oder mehrere Stations-Sender-Empfängern-Ports 25a und 25b, einen Repeater-Controller 22, um das Datenweitersenden zwischen den Ports zu steuern, sowie auch ein Exklusiv-Paket (Token-Paket), das durch die Repeater übertragen wird, und eine Mehrzahl von Stationen 26a und 26b, um Daten in dem Wagen zu übertragen und zu empfangen. In jedem Wagen können die Stationen 26a und 26b innerhalb des Repeaters oder außerhalb des Repeaters angeordnet sein. Wenn die Station 26 außerhalb des Repeaters ist, wie in 34 gezeigt, ist der Stations-Sender-Empfänger 25 innerhalb des Repeaters installiert. Wie in 34 gezeigt, können eine Mehrzahl von Stationen und Stations-Sender-Empfänger, die an den Stationen angebracht sind, angeordnet sein.
Gemäß der Übertragungsvorrichtung der dritten Ausführungsform sind die primären Repeater 21a bis 21n miteinander mit den primären Trunk-Leitungen 23a bis 23(n – 1) und die sekundären Repeater 21a' bis 21n' miteinander mit den sekundären Trunk-Leitungen 23a' bis 23(n – 1)' verbunden. Die primären Repeater 21a bis 21n sind jeweils mit den sekundären Repeatern 21a' bis 21n' mit den Trunk-Trunk-Leitungen 23a'' bis 23n'' verbunden. Diese Konfiguration als ein Ganzes bildet das leiterähnliche Ubertragungsleitungsnetzwerk.
Der Betrieb der dritten Ausführungsform mit der oben erwähnten Konfiguration wird mit Bezug auf 35 bis 46 erläutert. 35 bis 39 zeigen Datenflüsse gemäß der dritten Ausführungsform, und 40 und 42 zeigen Exklusiv-Paket-Flüsse gemäß der dritten Ausführungsform. Die folgende Erläuterung basiert auf einem Zug von sechs Wagen, d. h. n = f.
Zuerst werden Datenflüsse gemäß der dritten Ausführungsform mit Bezug auf 35 bis 39 erläutert.
Eine Übertragungsleitungskonfiguration wird erläutert. In 35 enthält der Wagen 1 den primären Repeater 21a und den sekundären Repeater 21a', die mit dem primären Repeater 21b und dem sekundären Repeater 21b' des Wagens 2 jeweils mit der primären Trunk-Leitung 23a und der sekundären Trunk-Leitung 23a' verbunden sind. Der primäre Repeater 21a und der sekundäre Repeater 21a' sind miteinander mit der TrunkTrunk-Leitung 23a'' verbunden. Die Wagen 2 bis 6 enthalten jeweils die Repeater 21b und 21b' bis 21f bis 21f'. Diese Repeater sind miteinander in einer leiterähnlichen Konfiguration mit den Trunk-Leitungen 23b und 23b' bis 23e und 23e' und den Trunk-Trunk-Leitungen 23a'' bis 23f'' verbunden.
Diese Ausführungsformen nimmt an, dass der Repeater 21a an einem stromauf gelegenen Ende des Netzwerks und der Repeater 21f an einem stromab gelegenen Ende ist. Die Definitionen von stromauf und stromab sind umkehrbar. Innerhalb eines wirksamen Bereichs des Netzwerksdient der am weitesten stromauf gelegene Repeater 21a als ein Stammrepeater. Den primären Repeatern 21a bis 21f werden gegenüber den sekundären Repeatern 21a' bis 21f' Priorität gegeben. Wenn der primäre Repeater 21a beispielsweise normal arbeitet, dient der primäre Repeater 21a als ein Stammrepeater, und wenn der primäre Repeater 21a anormal ist, dient der sekundäre Repeater 21a' als ein Stammrepeater.
(1) Datenfluss im normalen Zustand (Datenübertragung von 21a)
In 36 arbeitet das Netzwerk normal und der primäre Repeater 21a weist ein Übertragungsrecht auf. Der primäre Repeater 21a überträgt gleichzeitig DATA1 an den stromab gelegenen primären Repeater 21b durch die primäre Trunk-Leitung 23a und an den sekundären Repeater 21a' durch die Trunk-Trunk-Leitung 23a'. Grundsätzlich sendet jeder Repeater empfangene Daten an alle Ports (eine primäre oder sekundäre Trunk-Leitung und Stationen) mit der Ausnahme des Ports, der die Daten empfangen hat, weiter. Dies bringt jeden Repeater dazu, die DATA1 von der Trunk-Leitung sowie auch von der Trunk-Trunk-Leitung zu empfangen, um mehrere Stücke der DATA1 aufzuweisen. Um dies zu vermeiden, wenn die gleichen Daten von der Trunk-Leitung und der Trunk-Trunk-Leitung empfangen werden, gibt jeder Repeater den zuerst empfangenen Daten Priorität und führt einen Weitersendevorgang mit den zuerst empfangenen Daten durch.
Die Bestimmung, ob empfangene Daten die gleichen wie die zuvor empfangenen sind oder nicht, kann gemäß einem Identifizierer (gewöhnlicherweise um Eins inkrementiert, wann immer ein IP-Paket übertragen wird), der in einem IP-Header enthalten ist, bestimmt werden. Die dritte Ausführungsform benutzt diese Technik. Stattdessen ist es möglich, eine Technik zum Einbetten einer sequentiell aktualisierten Zahl in einem Datenframe zu benutzen.
Der Betrieb jedes Repeaters wird erläutert.
Der primäre Repeater 21a überträgt die DATA1 an den primären 21b und den sekundären Repeater 21a'.
Der sekundäre Repeater 21a' empfängt die DATA1 durch die Trunk-Trunk-Leitung 23a' und sendet die DATA1 für den stromabgelegenen sekundären Repeater 21b' weiter.
Der primäre Repeater 21b empfängt die DATA1 durch die primäre Trunk-Leitung 23a und sendet die DATA1 für den stromab gelegenen primären Repeater 21c durch die primäre Trunk-Leitung 23b und für den sekundären Repeater 21b' durch die Trunk-Trunk-Leitung 23b'' weiter.
Der sekundäre Repeater 21b' empfängt die DATA1 von dem stromauf gelegenen sekundären Repeater 21a' durch die sekundäre TrunkLeitung 23a' und von dem primären Repeater 21b durch die Trunk-Trunk-Leitung 23b'', wählt die zuerst empfangenen DATA1 aus und sendet die DATA1 für den stromab gelegenen sekundären Repeater 21c' weiter.
Hier hat der sekundäre Repeater 21b' die DATA1 von der Trunk-Trunk-Leitung 23b'' empfangen, und überträgt somit niemals die DATA1 an die Trunk-Trunk-Leitung 23b''. Alternativ kann der sekundäre Repeater 21b' die DATA1 an die Trunk-Trunk-Leitung 23b' übertragen, und der primäre Repeater 21b kann die von der Trunk-Trunk-Leitung 23b'' empfangenen DATA1 verwerfen.
Der primäre Repeater 21c empfängt die DATA1 durch die primäre Trunk-Leitung 23b und sendet die DATA1 für den stromab gelegenen Repeater 21d durch die primäre Trunk-Leitung 23c und für den sekundären Repeater 21c' durch die Trunk-Trunk-Leitung 23c'' weiter.
Der sekundäre Repeater 21c' empfängt die DATA1 von der sekundären Trunk-Leitung 23b' und von dem primären Repeater 21c durch die Trunk-Trunk-Leitung 23c'', wählt die zuerst empfangenen DATA1 aus und sendet die DATA1 für den stromab gelegenen Repeater 21d' weiter.
Diese Vorgänge werden wiederholt, bis alle Repeater die DATA1 empfangen haben.
(2) Datenfluss, wenn der primäre Repeater 21c nicht in Ordnung ist (Datenübertragung von 21a).
Ein Datenfluss, wenn der primäre Repeater 21c versagt, wird mit Bezug auf 37 erläutert.
Der primäre Repeater 21a überträgt DATA1 an den primären Repeater 21b und den sekundären Repeater 21a'.
Der sekundäre Repeater 21a' empfängt die DATA1 von der Trunk-Trunk-Leitung 23a' und sendet die DATA1 für den stromab gelegenen sekundären Repeater 21b' weiter.
Der primäre Repeater 21b empfängt die DATA1 von der primären Trunk-Leitung 23a und sendet die DATA1 für den stromab gelegenen primären Repeater 21c durch die primäre Trunk-Leitung 23b und für den sekundären Repeater 21b' durch die Trunk-Trunk-Leitung 23b'' weiter.
Der sekundäre Repeater 21b' empfängt die DATA1 von dem stromab gelegenen sekundären Repeater 21a' durch die sekundäre Trunk-Leitung 23a' und von der Trunk-Trunk-Leitung 23b', nimmt die zuerst empfangene DATA1 an und sendet die DATA1 für den stromab gelegenen sekundären Repeater 21c' weiter.
Hier hat der sekundäre Repeater 21b' die DATA1 von der Trunk-Trunk-Leitung 23b'' empfangen und überträgt somit niemals die DATA1 an die Trunk-Trunk-Leitung 23b''. Stattdessen kann der sekundäre Repeater 21b' die DATA1 an die Trunk-Trunk-Leitung 23b'' übertragen, und der primäre Repeater 21b kann die von der Trunk-Trunk-Leitung 23b'' empfangenen DATA1 verwerfen.
Der primäre Repeater 21c ist außer Betrieb und somit nicht imstande, Daten zu empfangen oder zu übertragen.
Der sekundäre Repeater 21c' empfängt die DATA1 von der sekundären Datenleitung 23b' und sendet die DATA1 für den sekundären Repeater 21d' und den primären Repeater 21c weiter, da keine Daten von der Trunk-Trunk-Leitung 23c'' kommen.
Der primäre Repeater 21d empfängt keine Daten von dem fehlerhaften primären Repeater 21c, empfängt die DATA1 von dem sekundären Repeater 21d' und sendet die DATA1 für die stromab gelegenen Seite weiter.
Der sekundäre Repeater 21d' empfängt die DATA1 von der sekundären Trunk-Leitung 23c' und sendet die DATA1 für den sekundären Repeater 21e' und den primären Repeater 21d weiter, da keine Daten von der Trunk-Trunk-Leitung 23d'' kommen.
Auf diese Art und Weise empfangen alle Repeater die DATA1, sogar wenn der primäre Repeater 21c außer Betrieb ist.
(3) Datenfluss im normalen Zustand
(Datenübertragung von 21c)
Ein Betrieb mit dem primären Repeater 21c, der ein Übertragungsrecht hat, wird mit Bezug auf 38 erläutert.
Der primäre Repeater 21c überträgt die DATA2 an den stromauf gelegenen primären Repeater 21b, den stromab gelegenen primären Repeater 21d und den sekundären Repeater 21c'.
Der sekundäre Repeater 21c' empfängt die DATA2 von dem primären Repeater 21c und sendet die DATA2 für den stromab gelegenen sekundären Repeater 21d' und den stromauf gelegenen sekundären Repeater 21b' weiter.
Der primäre Repeater 21d empfängt die DATA2 von dem stromauf gelegenen primären Repeater 21c und sendet die DATA2 für den stromabgelegenen primären Repeater 21e und den sekundären Repeater 21d' weiter.
Der sekundäre Repeater 21d' empfängt die DATA2 von dem stromab gelegenen sekundären Repeater 21c' und von dem primären Repeater 21d, wählt die zuerst empfangenen DATA2 aus und sendet die DATA2 für den stromab gelegenen sekundären Repeater 21e' weiter.
Der primäre Repeater 21b empfängt die DATA2 von dem stromab gelegenen primären Repeater 21c und sendet die DATA2 für den stromab gelegenen primären Repeater 21a und den sekundären Repeater 21b' weiter.
Der sekundäre Repeater 21b' empfängt die DATA2 von dem stromab gelegenen sekundären Repeater 21c' und von dem primären Repeater 21b, nimmt die zuerst empfangenen DATA2 an und sendet die DATA2 für den stromauf gelegenen sekundären Repeater 21a' weiter.
Der primäre Repeater 21a empfängt die DATA2 von dem stromab gelegenen primären Repeater 21b und sendet die DATA2 für den sekundären Repeater 21a' weiter.
Der sekundäre Repeater 21a' empfängt die DATA2 von dem stromab gelegenen sekundären Repeater 21b' und von dem primären Repeater 21a und nimmt die zuerst empfangenen DATA2 an.
Diese Vorgänge werden wiederholt, bis alle Repeater die DATA2 empfangen.
(4) Datenfluss, wenn der primäre Repeater 21b nicht in Ordnung ist (Datenübertragung von 21c)
Ein Datenfluss, wenn der primäre Repeater 21b fehlerhaft ist, wird mit Bezug auf 39 erläutert.
Der primäre Repeater 21c überträgt DATA2 an den stromauf gelegenen primären Repeater 21b, den stromab gelegenen primären Repeater 21d und den sekundären Repeater 21c'.
Der sekundäre Repeater 21c' empfängt die DATA2 von dem primären Repeater 21c und sendet die DATA2 für den stromab gelegenen sekundären Repeater 21d' und den stromauf gelegenen sekundären Repeater 21b' weiter.
Der primäre Repeater 21d empfängt die DATA2 von dem stromauf gelegenen primären Repeater 21c und sendet die DATA2 für den stromab gelegenen primären Repeater 21e und den sekundären Repeater 21d' weiter.
Der sekundäre Repeater 21d' empfängt die DATA2 von dem stromauf gelegenen sekundären Repeater 21c' und von dem primären Repeater 21d, nimmt die zuerst empfangenen DATA2 an und sendet die DATA2 für den stromab gelegenen sekundären Repeater 21e' weiter.
Der primäre Repeater 21b ist außer Betrieb und somit nicht imstande, die Daten zu empfangen oder zu übertragen.
Der sekundäre Repeater 21b' empfängt die DATA2 von dem stromab gelegenen sekundären Repeater 21c' und sendet die DATA2 für den stromab gelegenen sekundären Repeater 21a' und dem primären Repeater 21b weiter, da keine Daten von dem primären Repeater 21b kommen.
Der sekundäre Repeater 21a' empfängt die DATA2 von dem stromab gelegenen sekundären Repeater 21b' und sendet die DATA2 für den primären Repeater 21b weiter, da keine Daten von dem primären Repeater 21a kommen.
Der primäre Repeater 21a empfängt die DATA2 nur von dem sekundären Repeater 21a', da keine Daten von dem stromab gelegenen primären Repeater 21b kommen, der außer Betrieb ist.
Auf diese Art und Weise können alle Repeater die DATA2 empfangen, sogar wenn der primäre Repeater 21b fehlerhaft ist.
Als nächstes wird ein Fluss eines Exklusiv-Pakets durch die Repeater gemäß der Ausführungsform mit Bezug auf 40 bis 46 erläutert.
(1) Rücksetzen
Wie in 40 gezeigt, gibt der stromauf gelegenste primäre Repeater 21a ein Rücksetzpaket als ein Signal aus, um das Zirkulieren eines Übertragungsrechts zu starten. Bei Empfang des Rücksetzpakets hält jeder Repeater einen gegenwärtig ausgeführten Vorgang an und wechselt in einen Token-Wartezustand. Dies ist eine Initialisierung des Netzwerks.
Jeder Repeater, der das Rücksetzpaket empfängt, sendet das Rücksetzpaket für die stromab gelegene Seite und für den Repeater in dem gleichen Wagen weiter, wenn kein Rücksetzpaket von dem Repeater in dem gleichen Wagen kommt.
Der primäre Repeater 21a überträgt das Rücksetzpaket an den stromab gelegenen primären Repeater 21b und den sekundären Repeater 21a'.
Der sekundäre Repeater 21a' empfängt das Rücksetzpaket von dem primären Repeater 21a und überträgt es an die stromab gelegene Seite.
Der primäre Repeater 21b empfängt das Rücksetzpaket von dem stromauf gelegenen primären Repeater 21a und sendet es für den stromab gelegenen primären Repeater 21c und den sekundären Repeater 21b' weiter.
Der sekundäre Repeater 21b' empfängt das Rücksetzpaket von dem stromauf gelegenen sekundären Repeater 21a' und von dem primären Repeater 21b und sendet es für die stromab gelegene Seite weiter. Wenn das Rücksetzpaket nicht von dem primären Repeater 21b kommt, sendet der sekundäre Repeater 21b' das Rücksetzpaket für den primären Repeater 21b weiter.
Diese Vorgänge werden wiederholt, und alle Repeater empfangen das von dem primären Repeater 21a gesendete Rücksetzpaket.
(2) Token (21a bis 21b)
Ein Token-Paket ist ein Paket, um ein Übertragungsrecht von einem Repeater zu einem anderen zu übertragen und wird von der stromaufgelegenen Seite zu der stromab gelegenen Seite geleitet. Bei dem folgenden, mit Bezug auf 41 erläuterten Beispiel wird das Übertragungsrecht von dem primären Repeater 21a zu dem primären Repeater 21b übertragen.
Der primäre Repeater 21a überträgt ein Token-Paket zu den stromab gelegenen primären Repeater 21b. Der primäre Repeater 21b empfängt das Token-Paket und gibt ein Token-ACK-Paket zurück. Wenn der primäre Repeater 21a das Token-ACK-Paket empfängt, ist der Transfer des Übertragungsrechts abgeschlossen. Auf diese Art und Weise wird das Übertragungsrecht bis zu dem am weitesten stromab gelegenen primären Repeater 21f zirkuliert.
Anstatt das Token-ACK-Paket zu benutzen, kann der primäre Repeater 21a bestimmen, ob das Übertragungsrecht zu dem primären Repeater 21b übertragen wurde oder nicht, indem geprüft wird, ob Daten von dem primären Repeater 21b innerhalb einer vorbestimmten Zeitübertragen werden. Diese Alternative ist möglich, weil, wenn das Übertragungsrecht zu den primären Repeater 21b übertragen wurde, der primäre Repeater 21a Daten von dem primären Repeater 21b innerhalb der vorbestimmten Zeit empfangen muss.
(3) Token (21b außer Betrieb)
In 42 gibt der primäre Repeater 21a ein Token-Paket an den primären Repeater 21b aus, und kein Token-ACK-Paket wird von dem primären Repeater 21b innerhalb einer vorbestimmten Zeit zurückgegeben. In diesem Fall bestimmt der primäre Repeater 21a, dass der primäre Repeater 21b außer Betrieb ist oder dass die Übertragungsleitung anormal ist, und wählt eine andere Route für das Token-Paket aus.
D. h., der primäre Repeater 21a gibt ein Token-Paket an den sekundären Repeater 21a' durch die Trunk-Trunk-Leitung 23a' aus. Der sekundäre Repeater 21a' ist sekundär und es ist ihm somit nicht gestattet, das Übertragungsrecht zu behalten, sogar wenn er das Token-Paket von dem primären Repeater 21a empfängt. Daher sendet der sekundäre Repeater 21a' das Token-Paket für den stromab gelegenen sekundären Repeater 21b' weiter. Der sekundäre Repeater 21b' ist ebenfalls sekundär, und sendet somit das von der stromab gelegenen Seite empfangene Token-Paket für den primären Repeater 21b durch die Trunk-Trunk-Leitung 23b'' weiter und überwacht, ob das Token-Paket von dem primären Repeater 21 bempfangen wird.
Wenn ein Token-ACK-Paket von dem primären Repeater 21b zurückgegeben wird, wird bestimmt, dass der primäre Repeater 21 bfehlerfrei und die primäre Trunk-Leitung 23a fehlerhaft ist, und das Übertragungsrecht wird zu dem primären Repeater 21b transferiert. D. h. das Übertragungsrecht wird von dem primären Repeater 21a zu dem primären Repeater 21b und dem primären Repeater 21c durch eine Route transferiert, die durch den primären Repeater 21a, den sekundären Repeater 21a', den sekundären Repeater 21b', den primären Repeater 21b und den primären Repeater 21c läuft.
Wenn kein Token-ACK-Paket von dem primären Repeater 21b zurückgegeben wird, hält der primäre Repeater 21c das Übertragungsrecht und gibt ein Token-ACK-Paket aus. Der sekundäre Repeater 21a' sendet das Token-ACK-Paket für den primären Repeater 21a weiter, um den Transfer des Übertragungsrechts von dem primären Repeater 21a zu dem primären Repeater 21c abzuschließen.
Bei diesem Beispiel wird dem sekundären Repeater 21a' kein Übertragungsrecht gegeben. Es ist möglich, dem sekundären Repeater 21a' das Übertragungsrecht zu geben. In diesem Fall übertragen die primären und sekundären Repeater 21a und 21a' in dem Wagen 1 Daten an die anderen Repeater, und somit muss eine höhere Anwendung bestimmen, welches Stück der Daten freigegeben ist. Wenn der primäre Repeater 21b ein Token-NAK-Paket als Reaktion auf das Token-Paket zurückgibt, wird der Token verworfen, um die Erzeugung einer Mehrzahl von Token zu verhindern. Dies kann geschehen, wenn nur die Übertragungsleitung von dem primären Repeater 21b zu dem primären Repeater 21a fehlerhaft ist. In diesem Fall können Daten von der stromab gelegenen Seite für eine lange Zeit nicht empfangen werden, und somit bestimmt der primäre Repeater 21a, dass der primäre Repeater 21b fehlerhaft ist, und muss die Schaltung trennen.
(4) Token (Wiederherstellung zum primären System)
In 43 transferiert der sekundäre Repeater 21b', der ein Übertragungsrecht hat, Daten und transferiert danach das Übertragungsrecht an die stromab gelegene Seite. D. h., dass das sekundäre Repeater 21b' ein Token-Paket an den stromab gelegenen sekundären Repeater 21c' ausgibt. Der sekundäre Repeater 21c', der das Token empfangen hat, ist sekundär und prüft somit, ob er das Übertragungsrecht an den primären Repeater 21c zurückgeben kann. Dafür gibt der sekundäre Repeater 21c' ein Token-Paket an den primären Repeater 21c aus. Wenn ein Token-ACK-Paket von dem primären Repeater 21c empfangen wird, transferiert der sekundäre Repeater 21c' das Übertragungsrecht zu dem primären Repeater 21c.
(5) Tokenfluss (21b außer Betrieb)
44 fasst die oben erwähnten Vorgänge zusammen. Wenn der primäre Repeater 21b außer Betrieb ist, fließt ein Token-Paket durch eine Route, die die Repeater 21a, 21a', 21b', 21c', 21c, 21d, 21e und 21f durchläuft. Unter diesen Repeatern halten die sekundären Repeater 21a' und 21c' kein Übertragungsrecht, um einen Netzwerklastanstieg zu minimieren.
(6) Rückgabe
In 45 erreicht das Token-Paket den am weitesten stromab gelegenen primären Repeater 21f. Nach dem Abschluss der Datenübertragung gibt der primäre Repeater 21f ein Rückgabepaket aus, um zu informieren, dass das Übertragungsrecht zirkuliert wurde. Ähnlich dem Rücksetzpaket wird das Rückgabepaket sukzessiv für die stromauf gelegene Seite weitergesendet und erreicht schließlich den am weitesten stromaufgelegenen primären Repeater 21a.
(7) Rückgabe (21c außer Betrieb)
In 46 ist ein Zwischenrepeater außer Betrieb (bei diesem Beispiel der primäre Repeater 21c). Sogar in diesem Fall kann das Rückgabepaket den primären Repeater 21a mittels der Trunk-Trunk-Leitungen erreichen.
[Vierte Ausführungsform]
Eine Übertragungsvorrichtung für Schienenfahrzeugwagen gemäß der vierten Ausführungsform der Erfindung wird erläutert. Die vierte Ausführungsform benutzt primäre und sekundäre Trunk-Leitungen, um Repeater, die in den Wagen installiert sind, miteinander zu verbinden, und eine. Trunk-Trunk-Leitung, die in jedem Wagen angeordnet ist, um die primären und sekundären Trunk-Leitungen in dem Wagen miteinander zu verbinden. Die primären, sekundären Trunk-Leitungen und Trunk-Trunk-Leitungen bilden ein leiterähnliches Übertragungsleitungsnetzwerk, bei dem sich die primären und sekundären Trunk-Leitungen horizontal und die Trunk-Trunk-Leitungen vertikal erstrecken. Die primären und sekundären Trunk-Leitungen werden in einem normalen Zustand verwendet und bilden busähnliche Übertragungsleitungen. In einem normalen Zustand benutzen die Repeater die primären und sekundären Trunk-Leitungen, um Daten weiter zu senden. Wenn eine Anomalität in den Repeatern oder in den Trunk-Leitungen auftritt, verwenden die Repeater die Trunk-Trunk-Leitungen, um Daten weiter zu senden. Jeder Repeater führt eine Übertragungsrechtzirkulationssteuerung ähnlich der ersten Ausführungsform durch, um Kollisionen zu vermeiden und Daten mit geringer Verzögerung weiter zu senden.
Die vierte Ausführungsform wird mit Bezug auf 47 bis 63 erläutert. 47 zeigt eine Konfiguration von Übertragungsleitungen in der Übertragungsvorrichtung für Schienenfahrzeugwagen gemäß der vierten Ausführungsform, und 48 zeigt eine Struktur einer der Repeater der Übertragungsvorrichtung.
Die Repeater umfassen primäre Repeater 31a bis 31n und sekundäre Repeater 31a' bis 31n'. Jeder dieser Repeater umfasst zwei TrunkSender-Empfänger-Ports 34a und 34b, ein Trunk-Trunk-Sender-Empfänger-Port 34c, einen (Null, wenn der Repeater keine Datenübertragung oder keine Datenempfang innerhalb des Wagen durchführt, in dem der Repeater installiert ist) oder mehrere Stations-Sender-Empfänger-Ports 35a und 35b, einen Repeater-Controller 32, um das Datenweitersenden zwischen den Ports zu steuern, sowie auch ein Exklusiv-Paket (Token-Paket), das durch die Repeater geleitet wird, und eine Mehrzahl von Stationen 36a und 36b, um Daten in dem Wagen zu übertragen und zu empfangen. In jedem Wagen sind die Stationen 36a und 36b innerhalb des Repeaters oder außerhalb des Repeaters angeordnet. Wenn die Station 36b außerhalb des Repeaters ist, wie in 48 gezeigt, ist der Stations-Sender-Empfänger 35b innerhalb des Repeaters installiert. In 48 ist die Station 36a innerhalb des Repeaters 31 und die Station 36b außerhalb des Repeaters 31. Eine Mehrzahl von Stationen 36a und 36b und Stations-Sender-Empfänger 35a und 35b, die jeweils an den Stationen angebracht sind, können benutzt werden.
Gemäß der Übertragungsvorrichtung der vierten Ausführungsform sind die primären Repeater 31a bis 31n miteinander mit den primären TrunkLeitungen 33a bis 33(n – 1) und die sekundären Repeater 31a' bis 31n' miteinander mit den sekundären Trunk-Leitungen 33a' bis 33(n – 1)' verbunden. Die primären Repeater 31a bis 31n sind mit den sekundären Repeatern 31a' bis 31n' jeweils mit dem Trunk-Trunk-Leitungen 33a'' und 33n'' verbunden. Diese Konfiguration als Ganzes bildet ein leiterähnliches Übertragungsleitungsnetzwerk.
Der Betrieb der vierten Ausführungsform mit der oben genannten Konfiguration wird mit Bezug auf 49 bis 63 erläutert. 49 zeigt eine Netzwerkkonfiguration in einem Normalbetrieb. Die in 49 gezeigte Konfiguration basiert auf einem Zug von sieben Wagen, d. h. n = g.
Der Wagen 1 enthält den primären Repeater 31a und den sekundären Repeater 31a', die jeweils mit dem primären Repeater 31b und dem sekundären Repeater 31b' des Wagens 2 mit der primären Trunk-Leitung 33a und der sekundären Trunk-Leitung 33a' verbunden sind. Der primäre Repeater 31a und der sekundäre Repeater 31a' sind miteinander mit der Trunk-Trunk-Leitung 33a'' verbunden. Die Wagen 2 bis 7 enthalten jeweils die Repeater 31b und 31b' bis 31g bis 31g'. Diese Repeater sind miteinander mit den Trunk-Leitungen 33b und 33b' bis 33f und 33f' und den Trunk-Trunk-Leitungen 33b'' bis 33g'' in der leiterähnlichen Konfiguration verbunden.
Diese Ausführungsform nimmt an, dass der Repeater 31a an einem stromauf gelegenen Ende des Netzwerks und der Repeater 31g an einem stromab gelegenen Ende davon ist. Die Definitionen von stromauf und stromab sind umkehrbar. Innerhalb eines wirksamen Bereichs des Netzwerks dient der am weitesten stromauf gelegene Repeater 31a als ein Stammrepeater. Wenn die Netzwerkstruktur geändert wird, bewegt sich der als ein Stammrepeater dienende Repeater.
Vorgänge der vierten Ausführungsform werden erläutert.
(1) Normalbetrieb
Eine Netzwerkkonfiguration in einem normalen Zustand wird mit Bezug auf 49 erläutert. Im normalen Zustand bilden die primären Repeater 31a bis 31g ein primäres Netzwerk (1) und die sekundären Repeater 31a' bis 31g' ein sekundäres Netzwerk (2). Die Netzwerke (1) und (2) sind voneinander unabhängig. Demgemäß kann das primäre Netzwerk (1) Zugsteuerdaten und das sekundäre Netzwerk (2) IT-Dienstdaten weiterleiten, um die Netzwerkkapazität zu erhöhen. Natürlich können die Netzwerke (1) und (2) die gleiche Art von Daten leiten.
Durch das primäre Netzwerk (1) übertragen die primären Repeater 31a, 31b, 31c, 31d, 31e, 31f und 31g ein exklusives Token-Paket und Daten für die primären Repeater. Das exklusive Token-Paket ist das mit der ersten Ausführungsform erläuterte Übertragungsrechtzirkulationspaket.
(2) Ausfall des primären Repeaters 31c
In 50 ist der primäre Repeater 31c außer Betrieb. In diesem Fall erfassen die primären Repeater 31b und 31d an jeder Seite des primären Repeaters 31c den Ausfall primären Repeater 31c. Zu dieser Zeit ist das primäre Netzwerk (1) in ein Netzwerk (1)', das die primären Repeater 31a und 31b beinhaltet, und ein Netzwerk (1)'', das die primären Repeater 31d, 31e, 31f und 31g beinhaltet, aufgeteilt. Um das primäre Netzwerk (1) zu rekonfigurieren, senden die primären Repeater 31b und 31d Daten jeweils für die Trunk-Trunk-Leitungen 33b'' und 33d'' weiter.
(3) Rekonfigurieren des primären Netzwerks (1)
In 51 empfangen die sekundären Repeater 31b' und 31d' Daten von den Trunk-Trunk-Leitungen, bestimmen, dass das primäre Netzwerk (1) eine Anomalität aufweist, und teilen das sekundäre Netzwerk (2) auf, um das primäre Netzwerk (1) zu rekonfigurieren.
Dafür prüft der sekundäre Repeater 31b' eine Adresse (IP-Adresse) der empfangenen Daten. Wenn die Adresse die stromauf gelegene Seite des sekundären Repeaters 31b' angibt, d. h. wenn die Adresse von dem primären Repeater 31a ist, bestimmt der sekundäre Repeater 31b', dass die Netzwerkanomalität an der stromab gelegenen Seite des primären Repeaters 31b ist, gibt die stromab gelegene sekundäre Übertragungsleitung frei und sendet die Daten weiter.
Der sekundäre Repeater 31d' prüft eine Adresse (IP-Adresse) der empfangenen Daten. Wenn die Adresse die stromab gelegene Seite des sekundären Repeaters 31d' angibt, d. h. wenn die Adresse von einem der primären Repeater 31e, 31f und 31g ist, bestimmt der sekundäre Repeater 31d', dass die Netzwerkanomalität an der stromauf gelegenen Seite des primären Repeaters 31d ist, gibt die stromauf gelegene sekundäre Übertragungsleitung frei und sendet die Daten weiter.
Als Ergebnis wird das in die Netzwerke (1)' und (1)'' aufgeteilte primäre Netzwerk (1) rekonfiguriert, indem die Repeater 31a, 31b, 31b', 31c', 31d', 31d, 31e, 31f und 31g beteiligt sind. In diesem Fall ist das sekundäre Netzwerk (2) in ein Netzwerk (2)', das die sekundären Repeater 31e', 31f', und 31g', beinhaltet, und ein Netzwerk (2)'', das nur den sekundären Repeater 31a' beinhaltet, aufgeteilt. (4) Netzwerkwiederherstellung
In 52 wird das Netzwerk, das aufgrund des Ausfalls des primären Repeaters 31c rekonfiguriert ist, um die Repeater 31a, 31b, 31b', 31c', 31d', 31d, 31e, 31f und 31g zu beinhalten, wiederhergestellt. Dafür überträgt jeder primäre Repeater 31b und 31d regelmäßig ein Prüfpaket zu dem primären Repeater 31c.
Wenn eine Antwort von den primären Repeater 31c empfangen wird, wird bestimmt, dass der primäre Repeater 31c repariert wurde, und das ursprüngliche Netzwerk wird wieder hergestellt.
Gemäß dieser Ausführungsform überträgt jeder der primären Repeater ein Prüfpaket. Stattdessen kann das Prüfpaket nur von der stromaufgelegenen Seite des Netzwerks übertragen werden. In diesem Fall wird ein verdrilltes Kabelpaar ausreichend sein.
Gemäß dieser Ausführungsform wird ein anormaler Punkt in dem primären Netzwerk (1) aus einer in der empfangenen Daten enthaltenen Adresse erfasst. Stattdessen können der primäre Repeater 31b und der sekundäre Repeater 31b' direkt Daten zwischen ihnen kommunizieren, oder eine anormale Information kann direkt mittels spezieller Kommunikationsmittel oder digitaler Signale kommuniziert werden.
Ein weiteres Beispiel einer Netzwerkkonfiguration, um ein Token-Paket gemäß der vierten Ausführungsform weiterzuleiten, wird mit Bezug auf 53 und 54 erläutert. Das Beispiel von 53 basiert auf einem Zug von sieben Wagen, d. h. n = g. Ein Betrieb, wenn das Netzwerk normal ist, und ein Betrieb, wenn der primäre Repeater 31c außer Betrieb ist, sind die gleichen wie diejenigen, die mit Bezug auf 48 und 49 erläutert wurden, und werden daher nicht erneut erläutert.
(1) Rekonfigurieren des primären Netzwerks (1)
In 53 empfängt jeder der sekundären Repeater 31b' und 31d' Daten von der Trunk-Trunk-Leitung, bestimmt, dass das primäre Netzwerk (1) eine Anomalität aufweist, teilt das sekundäre Netzwerk (2) auf und versucht, das primäre Netzwerk (1) zu rekonfigurieren.
Der sekundäre Repeater 31b' prüft eine Adresse (IP-Adresse) von empfangenen Daten. Wenn die Adresse eine stromauf gelegene Seite des sekundären Repeaters 31b' angibt, d. h. wenn die Adresse von dem primären Repeater 31a ist, bestimmt der sekundäre Repeater 31b', dass die Netzwerkanomalität auf der stromab gelegenen Seite des primären Repeaters 31b ist, gibt die stromab gelegene sekundäre Übertragungsleitung frei und sendet die empfangenen Daten weiter.
Der sekundäre Repeater 31d' prüft eine Adresse (IP-Adresse) der empfangenen Daten. Wenn die Adresse eine stromab gelegene Seite des sekundären Repeaters 31d' angibt, d. h., wenn die Adresse von einem der primären Repeater 31e, 31f und 31g ist, bestimmt er, dass die Netzwerkanomalität an der stromauf gelegenen Seite des primären Repeaters 31d ist, gibt die stromauf gelegene sekundäre Übertragungsleitung frei und sendet die empfangenen Daten weiter.
Als Ergebnis wird das primäre Netzwerk (1), das in die Netzwerke (1)' und (1)'' aufgeteilt ist, rekonfiguriert, um die Repeater 31a, 31b, 31b', 31c', 31d', 31d, 31e, 31f und 31g zu beinhalten.
Gemäß diesem Beispiel wird ein anormaler Punkt in dem primären Netzwerk (1) aus einer in den empfangenen Daten enthaltenen Adresse bestimmt. Stattdessen können der primäre Repeater 31b und der sekundäre Repeater 31b' Daten direkt zwischen ihnen kommunizieren, oder anormale Information kann direkt mittels spezieller Kommunikationsmittel oder digitaler Signale kommuniziert werden.
Gemäß diesem Beispiel sendet der sekundäre Repeater 31b' ebenfalls Daten für die stromauf gelegene Seite weiter, und der sekundäre Repeater 31d' sendet ebenfalls Daten für die stromab gelegene Seite weiter. Als Ergebnis empfangen die sekundären Repeater 31a', 31e', 31f' und 31g', die bei der oben erwähnten Übertragungssteuerung getrennt sind, ebenfalls Daten, die durch das primäre Netzwerk (1) übertragen wurden.
(2) Fluss des Steuerpakets, wenn der primäre Repeater 31c außer Betrieb ist
In 54 ist der primäre Repeater 31c außer Betrieb. In diesem Fall wird ein Token-Paket durch die Repeater 31a, 31b, 31b', 31c', 31d', 31d, 31e, 31f und 31g in dieser Reihenfolge geleitet. Der sekundäre Repeater 31b' überträgt kein Token-Paket zu dem stromab gelegenen sekundären Repeater 31a' und sendet nur ein Rücksetzpaket zu dem stromab gelegenen sekundären Repeater 31a'. Der sekundäre Repeater 31d' überträgt kein Token-Paket zu dem stromab gelegenen sekundären Repeater 31e' und sendet nur ein Rücksetzpaket dahin. Bei Empfang des Rücksetzpakets sendet der sekundäre Repeater 31e' automatisch das selbe für den sekundären Repeater 31f' weiter. Als Ergebnis empfangen die sekundären Repeater 31a', 31e', 31f' und 31g' kein Übertragungsrecht, sondern können Daten, die durch die primären Repeater geleitet wurden, gemeinsam benutzen.
Noch ein weiteres Beispiel einer Netzwerkkonfiguration gemäß der vierten Ausführungsform, um ein Token-Paket weiterzuleiten, wird mit Bezug auf 55 bis 63 erläutert. Ein Betrieb, wenn das Netzwerk normal ist, und ein Betrieb, wenn der primäre Repeater 31c außer Betrieb ist, sind die gleichen wie diejenigen, die mit Bezug auf 48 und 49 erläutert wurden, und werden somit nicht erneut erläutert.
(1) Rekonfigurieren des primären Netzwerks (1)
In 55 empfängt jeder der sekundären Repeater 31b' und 31d' Daten von der Trunk-Trunk-Leitung, bestimmt, dass das primäre Netzwerk (1) eine Anomalität aufweist, teilt das sekundäre Netzwerk (2) auf und versucht das primäre Netzwerk (1) zu rekonfigurieren.
Der sekundäre Repeater 31b' prüft eine Adresse (IP-Adresse) von empfangenen Daten. Wenn die Adresse eine stromauf gelegene Seite des sekundären Repeaters 31b' angibt, d. h. wenn die Adresse von dem primären Repeater 31a ist, bestimmt der sekundäre Repeater 31b', dass die Netzwerkanomalität an der stromab gelegenen Seite des primären Repeaters 31b ist, gibt die stromab gelegene sekundäre Übertragungsleitung frei und sendet die empfangenen Daten weiter.
Der sekundäre Repeater 31d' prüft eine Adresse (IP-Adresse) von empfangenen Daten. Wenn die Adresse eine stromab gelegene Seite des sekundären Repeaters 31d' angibt, d. h. wenn die Adresse von einem der primären Repeater 31e, 31f und 31g ist, bestimmt er, dass die Netzwerkanomalität an der stromab gelegenen Seite des primären Repeaters 31d ist, gibt die stromauf gelegene sekundäre Übertragungsleitung frei und sendet die empfangenen Daten weiter.
Als Ergebnis wird das in die Netzwerke (1)' und (1)'' aufgeteilte primäre Netzwerk (1) rekonfiguriert, um die Repeater 31a, 31b, 31b', 31c', 31d', 31d, 31e, 31f und 31g zu beinhalten.
Gemäß diesem Beispiel wurde ein anormaler Punkt in dem primären Netzwerk aus einer in den empfangenen Daten enthaltenen Adresse bestimmt. Stattdessen können der primäre Repeater 31b und der sekundäre Repeater 31b' Daten direkt zwischen ihnen kommunizieren, oder anormale Information kann direkt mittels spezieller Kommunikationsmittel oder digitale Signale kommuniziert werden.
Gemäß diesem Beispiel zirkuliert der sekundäre Repeater 31b' einen Token und sendet ebenfalls Daten für die stromab gelegene Seite weiter. Auf ähnliche Weise zirkuliert der sekundäre Repeater 31d' einen Token und sendet ebenfalls Daten für die stromab gelegene Seite weiter. Als Ergebnis werden die sekundären Repeater 31a', 31e', 31f' und 31g', die bei der Steuerung von 49 bis 52 getrennt sind, in das primäre Netzwerk (1) aufgenommen.
(2) Fluss eines Steuerpakets (Rücksetzen), wenn der primäre Repeater 31c außer Betrieb ist
In 56 gibt der primäre Repeater 31a ein Rücksetzpaket aus, das durch die Repeater 31a, 31b, 31b', 31c', 32d', 31d, 31e, 31f und 31g weitergesendet wird. Zur gleichen Zeit wird das Rücksetzpaket von dem sekundären Repeater 31b' für den stromauf gelegenen sekundären Repeater 31a und von dem sekundären Repeater 31d' für den stromab gelegenen sekundären Repeater 31e' weitergesendet.
(3) Fluss des Steuerpakets (Token), wenn der primäre Repeater 31c außer Betrieb ist.
In 57 wird ein Token-Paket durch die Repeater 31a, 31b, 31b', 31c', 31d', 31d, 31e, 31f und 31g in dieser Reihenfolge weitergesendet.
(4) Fluss des Steuerpakets (Rückgabe), wenn der primäre Repeater 31c außer Betrieb ist
In 58 ist der primäre Repeater 31g ein Endrepeater, und somit gibt der primäre Repeater 31g ein Rückgabepaket nach übertragen von Daten aus. Das Rückgabepaket wird durch die Repeater 31g, 31f, 31e, 31d und 31d' weitergesendet. Der sekundäre Repeater 31c' kann erkennen, dass das Netzwerk aufgeteilt ist, und hält somit vorübergehend das Weitersenden des empfangenen Rückgabepakets an.
(5) Fluss des Steuerpakets (Token 2), wenn der primäre Repeater 31c außer Betrieb ist.
In 59 gibt der sekundäre Repeater 31d' nach Empfangen des Rückgabepakets ein Token-Paket an die stromab gelegene Seite aus, anstatt das Rückgabepaket für die stromauf gelegenen Seite weiter zu senden. Das von dem sekundären Repeater 31d' ausgegebene Token-Paket wird durch die Repeater 31b', 31d', 31f' und 31g' weitergesendet.
(6) Fluss des Steuerpakets (Rückgabe 2), wenn der primäre Repeater 31c außer Betrieb ist.
In 60 ist der sekundäre Repeater 31g', der das Token-Paket empfangen hat, ein Endrepeater, und gibt somit ein Rückgabepaket nachübertragen von Daten aus. Das Rückgabepaket wird durch den Repeater 31g', 31f', 31e', 31d', 31c' und 31b' weitergesendet. Der sekundäre Repeater 31d' hat bereits ein Token an die Repeater 31d und 31e' ausgegeben, und sendet daher das Rückgabepaket für die stromauf gelegene Seite weiter, ohne es anzuhalten. Der sekundäre Repeater 31b' kann erkennen, dass das Netzwerk aufgeteilt ist, und hält somit vorübergehend das empfangene Rückgabepaket an, ohne dieses für die stromauf gelegene Seite weiter zu senden.
(7) Fluss des Steuerpakets (Token 3), wenn der primäre Repeater 31c außer Betrieb ist.
In 61 gibt der sekundäre Repeater 31b', der das Rückgabepaket empfangen hat, ein Token-Paket an die sekundäre stromauf gelegene Seite aus, anstatt das Rückgabepaket für den primären Repeater 31b weiter zu senden. Das von dem sekundären Repeater 31b' ausgegebene Token-Paket wird zu dem sekundären Repeater 31a' übertragen.
(8) Fluss des Steuerpakets (Token 3), wenn der primäre Repeater 31c außer Betrieb ist.
In 62 ist der sekundäre Repeater 31a' der das Token-Paket empfangen hat, ein Endrepeater und gibt somit ein Rückgabepaket nach übertragen von Daten aus. Das Rückgabepaket wird durch die Repeater 31a', 31b', 31b und 31a weitergesendet. Der sekundäre Repeater 31b hat bereits ein Token-Paket an die sekundären Repeater 31c' und 31a' ausgegeben und sendet somit das Rückgabepaket für die stromaufgelegene Seite, ohne dieses anzuhalten, weiter. Wenn das Rückgabepaket den primären Repeater 31a erreicht, ist eine Zirkulation des Übertragungsrechtsabgeschlossen.
(9) Zustand jedes Repeater, wenn der primäre Repeater 31c außer Betrieb ist.
In 63 ist, wenn der primäre Repeater 31c fehlerhaft ist, der primäre Repeater 31a der am weitesten stromauf gelegene Repeater, die Repeater 31a', 31g und 31g' sind am weitesten stromab gelegenen Repeater, und die anderen Repeater sind Zwischenrepeater.
Als Ergebnis kann ein Token-Paket durch alle Repeater zirkuliert werden, sogar wenn die Netzwerke aufgeteilt sind.
[Fünfte Ausführungsform]
Eine Übertragungsvorrichtung für Schienenfahrzeugwagen gemäß der fünften Ausführungsform der Erfindung wird erläutert. Wie in 64 gezeigt, umfasst die Übertragungsvorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform Repeater 41a bis 41n und Übertragungsleitungen 43a bis 43(n – 1), um die Repeater miteinander zu verbinden. Jeder der Repeater 41a bis 41n umfasst Trunk-Sender-Empfänger, Stations-Sender-Empfänger, Stationen, um Daten in den Repeater zu übertragen und zu empfangen, und einen Repeater-Controller, um das Datenweitersenden zwischen den Sender-Empfängern zu steuern und ein Exklusiv-Paket zum Steuern des Netzwerks zu bilden. Die Repeater benutzen eine erweiterte Art der Übertragungsrechtszirkulations- und Steuertechnik der ersten Ausführungsform, um Kollisionen zu vermeiden und eine regelmäßige Zirkulation sicherzustellen.
Jeder der Repeater 41a bis 41n weist eine in 65 gezeigte interne Struktur auf. D. h., dass jeder Repeater umfasst zwei oder mehr Trunk-Sender-Empfänger-Ports 44a und 44b, einen (Null, wenn der Repeater keine Datenübertragung oder keinen Empfang innerhalb des Wagendurchführt, in dem der Repeater installiert ist) oder mehrere Ports von Stations-Sender-Empfängern 45a und 45b, den Repeater-Controller 42, um das Datenweitersenden zwischen den Ports, sowie auch ein Exklusiv-Paket (Token-Paket) zu steuern, das durch die Repeater geleitet wird, und die Stationen 46a und 46b, um Daten in den Repeater zu übertragen und von diesem zu empfangen.
Die Stationen 46a und 46b können innerhalb des Repeaters 41 oder außerhalb des Repeaters 41 angeordnet sein. Wenn die Stationen außerhalb des Repeaters 41 angeordnet sind, sind die Stations-Sender-Empfänger 45 innerhalb des Repeaters 41 angeordnet. In 65 ist die Station 46a innerhalb des Repeaters 41 und die Station 46b außerhalb des Repeaters 41 angeordnet. Jeder Repeater kann eine Mehrzahl der Stationen und der an den Stationen angebrachten Stations-Sender-Empfänger benutzen.
Gemäß der fünften Ausführungsform sind die Repeater 41a bis 41n miteinander mit den in einer Buskonfiguration angeordneten Trunk-Übertragungsleitungen 43a bis 43(n – 1) angeordnet. Obwohl die Repeater dieser Ausführungsform miteinander mit dem busähnlichen Netzwerkverbunden sind, können die Repeater miteinander mit dem leiterähnlichen Übertragungsnetzwerk der dritten und vierten Ausführungsformen verbunden sein.
Der Betrieb der Übertragungsvorrichtung für Schienenfahrzeugwagen gemäß der fünften Ausführungsform wird erläutert. Die folgende Erläuterung basiert auf einem Zug von acht Wagen, d. h. n = h.
(1) Rücksetzen
In 66 ist der Repeater 41a an einem stromauf gelegenen Ende des Netzwerks und der Repeater 41H an einem stromab gelegenen Ende davon. Die Definitionen von stromauf und stromab sind umkehrbar. Innerhalb eines wirksamen Bereichs des Netzwerks dient der am weitesten stromauf gelegene Repeater 41a als ein Stammrepeater.
Die Repeater 41a bis 41h werden mit Repeaternummern im voraus ausgestattet. Bei diesem Beispiel sind die den Repeatern 41a bis 41h zugewiesenen Repeaternummern 41a = 00h, 41b = 01h, 41c = 02h, 41d = 03h, 41e = 04h, 41f = 05h, 41g = 06h und 41h = 07h. Die Repeaternummern können beliebige eindeutige Nummern, beispielsweise IP-Adressen der Repeater, sein.
Der Repeater 41a gibt ein Rücksetzpaket als eine Angabe aus, um eine Übertragungsrechtzirkulation zu starten. Wenn das Rücksetzpaketempfangen wird, führt jeder der Repeater 41b bis 41h eine Initialisierung durch und bereitet sich auf den Datenempfang vor. Jeder der Repeater 41a bis 41h vergleicht eine in dem Rücksetzpaket enthaltene Übertragungsrepeaternummer und die eigene Repeaternummer. Die Übertragungsrepeaternummer kann aktualisiert werden, wann immer ein Rücksetzpaket ausgegeben wird. Bei diesem Beispiel ist die Übertragungsrepeaternummer 02h.
(2) Zugbetriebsanweisungsübertragung (41a)
In 67 findet der Repeater 41a heraus, dass die Übertragungsrepeaternummer mit seiner eigenen Repeaternummer nicht übereinstimmt, und überträgt somit nur eine Zugbetriebsanweisung, die für den Betrieb des Zugs notwendig ist.
(3) Übertragungsrecht (von 41a bis 41b).
In 68 beendet der Repeater 41a die Übertragung der Zugbetriebsanweisung und gibt danach ein Token-Paket aus, um das Übertragungsrecht an die stromab gelegene Seite zu transferieren.
(4) Übertragungsrecht (von 41b bis 41c)
In 69 findet der Repeater 41b heraus, dass die Übertragungsrepeaternummer mit seiner eigenen Repeaternummer nicht übereinstimmt, und überträgt somit nur eine Steuerantwort, die für den Betrieb des Zugs erforderlich ist, und transferiert das Übertragungsrecht an die stromabgelegene Seite.
(5) Übertragung einer Betriebsanweisung, Überwachungsdaten und Dienstdaten (41c)
In 70 findet der Repeater heraus, dass die Übertragungsrepeaternummer mit seiner eigenen Übertragungsrepeaternummer übereinstimmt, und überträgt somit eine Steuerantwort, die für den Betrieb des Zugs notwendig ist, sowie auch Überwachungsdaten, Dienstdaten und dergleichen zusätzlich zu der Steuerantwort.
(6) Übertragungsrecht (von 41c bis 41d)
In 71 beendet der Repeater 41c die Übertragung aller Daten und gibt ein Token-Paket aus, um das Übertragungsrecht zu der stromabgelegenen Seite zu transferieren.
Die oben erwähnten Vorgänge werden wiederholt, wie in einem Timing-Diagramm von 72 gezeigt, um die Übertragung der Daten mit Ausnahme einer Zugbetriebsanweisung (Anweisung und Antwort) zu verteilen, sodass das Übertragungsrecht innerhalb der vorbestimmten Zeitzirkuliert und die Zugbetriebsanweisung an alle Repeater innerhalb einer vorbestimmten Zeit t übertragen werden kann.
Die fünfte Ausführungsform vergleicht eine gegebene Übertragungsrepeaternummer mit der Repeaternummer eines Repeaters, der die Übertragungsrepeaternummer empfangen hat, um eine vollständige Übereinstimmung zwischen ihnen zu finden. Stattdessen kann eine Maske verwendet werden, um Daten mit Ausnahme einer Zugbetriebsanweisung von einer Mehrzahl von Repeatern zu übertragen. Beispielsweise wird das Bit 2 einer Repeaternummer maskiert, und das Bit 0 und Bit 1 davon werden mit einer gegebenen Übertragungsrepeaternummer verglichen. In diesem Fall kann eine Übertragungsrepeaternummer von beispielsweise 02h den Repeater 41c, der mit der Repeaternummer 02h ausgestattet ist, und den Repeater 41g, der mit der Repeaternummer 06h ausgestattet ist, dazu bringen, Überwachungsdaten und Dienstdaten zu übertragen.
Ein Übertragungsrecht kann mehrmals zirkuliert werden, um die Übertragung von Zugbetriebsanweisungen zu regeln und eine Bandbreite zu optimieren, die für andere Daten als die Zugbetriebsanweisungen zugeteilt ist. Dies wird mit Bezug auf 73 erläutert. Der Repeater 41a gibt ein Rücksetzpaket (Bit 7 = 0 in diesem Beispiel) aus, um die Übertragung von Zugbetriebsdaten anzufordern. Wenn alle Repeater 41a bis 41h die Übertragung von Zugbetriebsdaten beenden, gibt der Repeater 41a ein Rücksetzpaket (Bit 7 = 1 bei diesem Beispiel) aus, um die Übertragung von Daten mit Ausnahme der Zugbetriebsdaten in der verbleibenden Zeit anzufordern. Jeder Repeater umfasst ähnlich der zweiten Ausführungsform einen Zeitgeber zum Überwachen von Zeit, und wenn die Zeit abgelaufen ist, gibt das Übertragungsrecht schnell an den Stammrepeater 41a zurück. Dieser Vorgang ist der gleiche, wie der der zweiten Ausführungsform.
In 73 werden Überwachungsdaten getrennt von Zugbetriebsdaten übertragen. Wenn die Überwachungsdaten in regelmäßigen Intervallen übertragen werden müssen, können sie in den Zugbetriebsdaten enthalten sein, die periodisch übertragen werden. D. h. durch Aufnehmen einer Übertragungsrepeaternummer in einem Rücksetzpaket werden die Überwachungsdaten in regelmäßigen Intervallen übertragen. Wie oben erwähnt erweitert ein Zirkulieren eines Übertragungsrechts zum übertragen von Daten mit Ausnahme der Zugbetriebsdaten in einer redundanten Zeit eine Bandbreite zum Übertragen der Daten mit Ausnahme der Zugbetriebsdaten in einem kurzen Zug von Schienenfahrzeugwagen und sichert die Regelmäßigkeit der Übertragung der Zugbetriebsanweisungen.
Obwohl diese Ausführungsform eine Mehrzahl von Übertragungsrechten zirkuliert, ist es möglich, Daten mit Ausnahme der Zugbetriebsdaten zu übertragen, wenn ein Rückgabepaket übertragen wird.
Wie oben erläutert, liefert die Erfindung eine Übertragungsvorrichtung für Schienenfahrzeugwagen, die ein CSMA/CD-Netzwerk benutzt und ein Exklusiv-Paket durch miteinander mit einem Bus verbundene Repeater weiterleitet, um Datenkollisionen zu vermeiden, eine Einschränkung in der Zahl von verbundenen Stufen zu beseitigen und Daten mit geringer Verzögerung weiter zu senden.
Die Erfindung liefert ebenfalls eine Übertragungsvorrichtung für Schienenfahrzeugwagen, die imstande ist, ein CSMA/CD-Verfahren zu benutzen, die mit niedrigen Kosten herstellbar ist und eine hohe Vielseitigkeit aufweist.
Die Erfindung liefert ebenfalls eine Übertragungsvorrichtung für Schienenfahrzeugwagen, die ein CSMA/CD-Netzwerk benutzt, das Repeater miteinander mit primären und sekundären Trunk-Leitungen und Trunk-Trunk-Leitungen (in jedem Wagen angeordnet) verbindet, um ein leiterähnliches Übertragungsleitungsnetzwerk zu bilden, wobei die Trunk-Trunk-Leitungen Redundanz verbessern.

[1] Übertragungsvorrichtung für Schienenfahrzeugwagen, mit: einem ersten primären Repeater (21a) und einem ersten sekundären Repeater (21a'), die in einem Schienenfahrzeugwagen installiert sind, wobei der erste primäre Repeater (21a) einen ersten primären Repeater-Controller (22 in 21a) aufweist, und eine erste Haupt-Schnittstelle (24a in 21a) und eine zweite Haupt-Schnittstelle (24b in 21a) zum Kommunizieren über eine primäre Trunk-Leitung (23) mit primären Repeatern (21), die jeweils in benachbarten Schienenfahrzeugwagen installiert sind, und eine erste Sub-Schnittstelle (24c in 21a) zum Kommunizieren über eine Trunk-Trunk-Leitung (23a') mit dem ersten sekundären Repeater (21a') aufweist, und der erste sekundäre Repeater (21a') einen ersten sekundären Repeater-Controller (22 in 21a') aufweist, und eine dritte Haupt-Schnittstelle (24a in 21a') und eine vierte Haupt-Schnittstelle (24b in 21a') zum Kommunizieren über eine sekundäre Trunk-Leitung (23') mit sekundären Repeatern (21'), die jeweils in benachbarten Schienenfahrzeugwageninstalliert sind, und eine zweite Sub-Schnittstelle (24c in 21a') zum Kommunizieren über die Trunk-Trunk-Leitung (23a'') mit dem ersten primären Repeater (21a) aufweist; wobei der erste primäre Repeater-Controller (22 in 21a), nachdem eine Datenübertragung beendet ist, ein Übertragungsrecht an einen zweiten primären Repeater (21b), der in dem benachbarten Schienenfahrzeugwagen installiert ist, über die zweite Haupt-Schnittstelle (24b in 21a) überträgt und auf eine Bestätigungsnachricht von dem zweiten primären Repeater (21b) wartet, und, falls die Bestätigungsnachricht von dem zweiten primären Repeater (21b) nicht empfangen ist, das Übertragungsrecht an den ersten sekundären Repeater (21a') über die erste Sub-Schnittstelle (24c in 21a) überträgt und auf eine Bestätigungsnachricht von dem ersten sekundären Repeater (21a') wartet, und der zweite primäre Repeater (21b) ein Übertragungsrecht zum Übertragen von Daten erhält, falls das Übertragungsrecht von dem ersten primären Repeater (21a), der in dem benachbarten Schienenfahrzeugwagen installiert ist, über die erste Haupt-Schnittstelle (24a in 21b) empfangen ist, und ein zweiter sekundärer Repeater-Controller (22 in 21b'), falls das Übertragungsrecht von dem ersten sekundären Repeater (21a'), der in dem benachbarten Schienenfahrzeugwagen installiert ist, über die dritte Haupt-Schnittstelle (24a in 21b') empfangen ist, das Übertragungsrecht an den zweiten primären Repeater (21b) über die zweite Sub-Schnittstelle (24c in 21b') überträgt und auf eine Bestätigungsnachricht von dem zweiten primären Repeater (21b) wartet, und der zweite sekundäre Repeater (21b') ein Übertragungsrecht zum Übertragen von Daten erhält, falls die Bestätigungsnachricht von dem zweiten primären Repeater (21b) nicht empfangen ist, wobei ein zweiter primärer Repeater-Controller (22 in 21b) Daten sowohl an den zweiten sekundären Repeater (21b') über die erste Sub-Schnittstelle (24c in 21b) als auch an einen dritten primären Repeater (21c), der in dem benachbarten Schienenfahrzeugwagen installiert ist, über die zweite Haupt-Schnittstelle (24b in 21b) überträgt, falls die Daten nur von dem ersten primären Repeater (21a), der in dem benachbarten Schienenfahrzeugwageninstalliert ist, über die erste Haupt-Schnittstelle (24a in 21b) empfangen sind, und die Daten nur an den dritten primären Repeater (21c), der in dem benachbarten Schienenfahrzeugwagen installiert ist, über die zweite Haupt-Schnittstelle (24b in 21b) überträgt, falls die Daten sowohl von dem zweiten sekundären Repeater (21b') über die erste Sub-Schnittstelle (24c in 21b) als auch von dem ersten primären Repeater (21a), der in dem benachbarten Schienenfahrzeugwagen installiert ist, über die zweite Haupt-Schnittstelle (24b in 21b) empfangen sind, und der zweite sekundäre Repeater-Controller (22 in 21b') Daten sowohl an den zweiten primären Repeater (21b) über die zweite Sub-Schnittstelle (24c in 21b') als auch an den dritten sekundären Repeater (21c'), der in dem benachbarten Schienenfahrzeugwagen installiert ist, über die vierte Haupt-Schnittstelle (24b in 21b') überträgt, falls die Daten nur von dem ersten sekundären Repeater (21a'), der in dem benachbarten Schienenfahrzeugwagen installiert ist, über die dritte Haupt-Schnittstelle (24a in 21b') empfangen sind, und die Daten nur an den dritten sekundären Repeater (21c'), der in dem benachbarten Schienenfahrzeugwagen installiert ist, über die vierte Haupt-Schnittstelle (24b in 21b') überträgt, falls die Daten sowohl von dem zweiten primären Repeater (21b) über die zweite Sub-Schnittstelle (24c in 21b') als auch von dem ersten sekundären Repeater (21a'), der in dem benachbarten Schienenfahrzeugwagen installiert ist, über die dritte Haupt-Schnittstelle (24a in 21b') empfangen sind.
[2] Übertragungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der: wenn der erste primäre Repeater (21a) in einem Führungsfahrzeugwagen installiert ist, der erste primäre Repeater-Controller (22 in 21a) Daten sowohl an den zweiten primären Repeater (21b), der in dem benachbarten Schienenfahrzeugwagen installiert ist, über die zweite Haupt-Schnittstelle (24b in 21a) und an den ersten sekundären Repeater (21a') über die erste Sub-Schnittstelle (24c in 21a) überträgt, und der erste primäre Repeater (21a) das Übertragungsrecht erzeugt und an den zweiten primären Repeater (21b) über die zweite Haupt-Schnittstelle (24b in 21a) überträgt.
[3] Übertragungsvorrichtung nach Anspruch 2, bei der: wenn ein letzter primärer Repeater (21f) in einem letzten Fahrzeugwagen installiert ist und der letzte primäre Repeater (21f) eine Datenübertragung beendet, ein letzter primärer Repeater-Controller (22 in 21f) ein Freigabepaket erzeugt und sowohl an einen vorletzten primären Repeater (21e), der in dem benachbarten Schienenfahrzeugwagen installiert ist, über die erste Haupt-Schnittstelle (24a in 21f) als auch an einen letzten sekundären Repeater (21f') über die erste Sub-Schnittstelle (24c in 21f) überträgt, um zu informieren, dass das Übertragungsrecht zirkuliert wurde.

Claims

Übertragungsvorrichtung für Schienenfahrzeugwagen, mit: einem primären Repeater (31) und einem sekundären Repeater (31'), die in einem Schienenfahrzeugwagen installiert sind, wobei der primäre Repeater (31) einen ersten Repeater-Controller (32 in 31) aufweist, und eine erste Haupt-Schnittstelle (34a in 31) und eine zweite Haupt-Schnittstelle (34b in 31) zum Austauschen von Steuerungsdaten über eine primäre Trunk-Leitung (33) mit primären Repeatern, die jeweils in benachbarten Schienenfahrzeugwagen installiert sind, und eine erste Sub-Schnittstelle (34c in 31) zum Kommunizieren über eine Trunk-Trunk-Leitung (33'') mit dem sekundären Repeater (31') aufweist, und der sekundäre Repeater (31') einen sekundären Repeater-Controller (32 in 31') aufweist, und eine dritte Haupt-Schnittstelle (34a in 31') und eine vierte Haupt-Schnittstelle (34b in 31') zum Austauschen von Dienstdaten über eine sekundäre Trunk-Leitung (33') mit sekundären Repeatern (31'), die jeweils in benachbarten Schienenfahrzeugwagen installiert sind, und eine zweite Sub-Schnittstelle (34c in 31') zum Kommunizieren über die Trunk-Trunk-Leitung (33'') mit dem ersten Repeater (31) aufweist; wobei, wenn ein primärer Repeater (31a bis 31f) ausfällt oder ausgefallen ist (31x), jeder primäre Repeater-Controller (32 in 31x – 1 oder in 31x + 1) des zu dem ausgefallenen primären Repeater (31x) benachbarten primären Repeaters (31x – 1, 31x + 1) an den korrespondierenden sekundaren Repeater (31x – 1', 31x + 1') über die erste Sub-Schnittstelle (34c in 31x – 1 oder in 31x + 1) Daten überträgt, so dass jeder der korrespondierenden sekundaren Repeater (31x – 1', 31x + 1') nicht die Dienstdaten austauscht, sondern die Steuerungsdaten austauscht.
Übertragungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der: der primäre Repeater-Controller (32 in 31x – 1 oder in 31x + 1) des zu dem ausgefallenen primären Repeater (31x) benachbarten primären Repeaters (31x – 1, 31x + 1) zu dem ausgefallenen primären Repeater (31x) jeweils über die zum ausgefallenen primären Repeater gerichtete Haupt-Schnittstelle (34b in 31x – 1 oder in 31x + 1) ein Prüfpaket weitersendet, um zu prüfen, ob der ausgefallene primäre Repeater (31x) wiederhergestellt ist.
Übertragungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der: sekundäre Repeater (31e', 31f', 31g') mit Ausnahme der sekundären Repeater (31b', 31c, 31d'), die die Steuerungsdaten austauschen, zumindest ein Netzwerk zum Austausch von Dienstdaten bilden.
Übertragungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei wenn der sekundäre Repeater-Controller (32 in 31x – 1' oder in 31x + 1') des korrespondierenden sekundären Repeaters (31x – 1', 31x + 1') die Daten über die zweite Sub-Schnittstelle (34c in 31x – 1' oder in 31x + 1') empfängt, jeder sekundäre Repeater (31a' bis 31g'), einschließlich der korrespondierenden sekundären Repeater (31x – 1', 31x + 1') und des sekundären Repeaters (31x'), die zwischen den korrespondierenden sekundären Repeatern (31x – 1', 31x + 1') angeordnet sind, die Steuerungsdaten über die dritte und vierte Haupt-Schnittstelle (34a und 34b in 31a' bis 31g') austauscht, und ferner jeweils jeder der korrespondieren sekundären Repeater (31x – 1', 31x + 1b') die Steuerungsdaten mit dem korrespondierenden primären Repeater (31x – 1, 31x + 1) über die zweite Sub-Schnittstelle (34c in 31x – 1' oder in 31x + 1') austauscht.