JP2000514609A - マスタステーションとそれに関連付けられたスレーブステーションとの間のデータ伝送方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 マスタステーション（１；４）とそれに関連付けられたスレーブステーション（２；５）との間にデータを伝送するための方法が記述され、伝送すべきデータは、マスタステーションに連続して供給されそれぞれ予め定められたデータ量を４有するデータフレーム中に含まれている。記述されている方法は、マスタステーションに供給されるデータフレームのデータが、以前または以後に供給されるテータフレームのデータと混合されながら複数の新たに生成されるデータフレームに分配され、このデータフレームが複数の伝送路（３１、３２；６１、６２）を介して複数の送信装置によりほぼ同時に伝送されることを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】 マスタステーションとそれに関連付けられたスレーブステーションとの間のデ ータ伝送方法 本発明は請求の範囲の請求項1の上位概念による方法、即ちマスタステーショ ンとそれに関連付けられたスレーブステーションとの間にデータを伝送するため の方法に関し、その際伝送すべきデータは、マスタステーションに連続的に供給 されそれぞれ予め定められたデータ量を含むデータフレーム中に含まれているも のである。 このような方法は、例えばＩＳＤＮの領域で知られており、マスタステーショ ンは例えば、いわゆるＮＴ（ネットワークターミネーション）ユニットの構成要 素でありスレーブステーションはいわゆるＬＴ（ラインターミネーション）ユニ ットの構成要素及び／又はその逆であり得る。ＩＳＤＮ加入者においてそれぞれ 存在するＮＴユニットと、ＩＳＤＮオベレータの電話交換機又はその存在するＬ Ｔユニットとの間に、Ｕインタフェースとも言われるデータ伝送のための伝送路 が走る。 マスタステーションによって伝送されるべきデータは、それぞれ予め定められ たデータ量を含むデータフレーム内に含まれ、このデータフレームはマスタステ ーションに供給される。 マスタステーションはスレーブステーションにさらに送るべきデータをデータ フレームから取り出し、それを（場合によっては新しく加えられる制御データと 共に）Ｕインタフェースを介してスレーブステーションに伝送する。 この場合、伝送到達距離が制限されるという問題が発生する。即ち現在ＩＳＤ Ｎシステムにおいて使用されている技術および方法、即ち現在使用されているマ スタステーション、スレーブステーション、データ伝送方法、データ伝送速度、 および伝送路の型（ケーブルの型）などにおいて、その到達距離は約５．５ｋｍ にある。 もしマスタステーションとスレーブステーションとが上述の５．５ｋｍより遠 く隔たっている場合には、その間で一度か複数回、データを再生成し増幅する必 要がある。これは、例えば、伝送路に沿って設けられるいわゆるリピータユニッ トによって行うことができる。 しかしながら、このようなリピータを用意することは、特にそれらの設置（埋 設など）及び給電に一般的にかなりの経費がかかる。 それ故本発明は、リピータの使用を全てまたは部分的に無しで済ますことを可 能とするように、請求項1の上位概念による方法を改善することを課題とするも のである。 この課題は、本発明によれば、請求項１の特徴部分に記述されている特徴によ って解決される。 それによると、マスタステーションに供給されるデータフレームのデータは、 以前にまたはその後に供給されるデータフレームのデータと混合されて新たに生 成されたデータフレームに分配され、このデータフレームはほぼ同時に複数の送 信装置により複数の伝送路を介して伝送される。 マスタステーションに連続して供給される元のデータフレームから複数の新た なデータフレームを生成することと、複数の並列伝送路を介して複数の並列接続 されたマスタステーションによって同時に伝送することとは、個々の伝送路上の データ伝送速度の低下を可能にする。それに伴って現れる伝送スペクトルの圧縮 は、伝送スペクトルを一つの周波数帯域内に位置せしめることを可能にし、その 周波数帯域をデータ伝送に使用することは、伝送すべきデータないしこのデータ に相応する信号の比較的僅かな減衰を生ぜしめる。伝送路上の伝送すべきデータ の減衰の低下は、とりわけ伝送到達距離を高めるという積極的効果を持つ。 もしマスタステーションへ連続して入力されるデータストリームを、例えば、 二つのデータストリームに分割し、これらを二つの伝送路を介して二つの送信装 置によって並列にスレーブステーションにそれぞれ半分のデータ伝送速度で伝送 すると、ＩＳＤＮシステムにおいて現在使用されている技術と方法とを使用する と、伝送伝達距離は前述の５．５ｋｍから約７ｋｍに高めることができる。 従って、リピーターの使用を完全にまたは部分的に不要にする方法が見出され た。 さらに、複数の元のデータフレームのデータから新たなデータフレームを構成 し新たなデータフレームを生成することは、まったく同一または同様に扱うべき データをそれぞれのデータフレームに結合することを可能にし、その結果、これ らのデータは、スレーブステーションまたはスレーブステーションの所属する受 信装置においてそれと分かる位に簡単に且つ誤差少なくさらに処理することがで きる。 本発明をさらに発展させたものは、従属請求項に記載されている。本発明を以 下図面に示す実施例によって詳細に説明する。 図１は、本発明に係る方法を実施するに適した装置の第一の実施例を示す。 図２は、図１に示すマスタステーションに入力されるデータフレームの内容（ フォーマット）の概略図を示す。 図３は、図１に示すマスタステーションに入力される、図２に示すデータフレ ームからの新たなデータフレームの生成を説明するための概略図を示す。 図４は本発明に係る方法を実施するに適した装置の第二の実施例を示す。 図１にブロックダイアグラムとして概略的に示した伝送システムは、ＩＳＤＮ システムの構成要素と考えることができ、マスタステーション１、スレーブステ ーション２および伝送路３を含む。 マスタステーション１は、ＩＳＤＮシステムのＮＴユニットの構成要素であり 、第一の送信装置１１、第二の送信装置１２、データフレーム変換ユニット１３ 、および制御ユニット１４を含む。 スレーブステーション２は、ＩＳＤＮシステムのＬＴユニットの構成要素であ り、第一の受信装置２１、第二の受信装置２２、データフレーム変換ユニット２ ３、および制御ユニット２４を含む。 伝送路３は導線対３１、３２を含み、ＩＳＤＮシステムのＮＴユニットとＬＴ ユニットとを接続するＵインタフェースを実際に実現したものである。この伝送 路上の到達距離は本発明に係る方法を使用することにより増大させることができ る。 送信装置１１と１２および受信装置２１と２２は、適切な外部回路接続を有す る送信／受信ユニット（トランシーバ）として構成され、その結果送信装置１１ と１２とを受信装置として使用し、受信装置２１と２２とを送信装置として使用 することもでき、それによって双方向通信を可能としている。 送信装置１１、１２および受信装置２１、２２は、この実施例においてはそれ ぞれシーメンスのモジュールＰＥＢ２０９１、ＩＥＣ−Ｑ、ｖ４．ｘに適切な外 部回路接続を持たせて実現することができる。 データフレーム変換ユニット１３、２３は、この実施例においてはそれぞれ二 つのシーメンスモジュールＰＥＢ２０５４ ＥＰＩＣ−Ｓによって実現すること ができる。 制御ユニット１４、２４はマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ等によ って実現することができる。 図１に示される伝送システムの機能を次に説明する。 伝送路３を介して伝送すべきデータはデータフレームに含まれており、このデ ータフレームは入力端子Ｅを介してデータフレーム変換ユニット１３に連続して 供給される。これらのデータフレームは、いわゆるＩＯＭ−２インタフェースを 介してデータフレーム変換ユニットに供給されるので、ＩＯＭ−２データフレー ムと呼ばれる。 ＩＯＭ−２インタフェースとそれを介して伝送することのできるＩＯＭ−２デ ータフレームの定義は、本出願人によりなされており、当業界には良く知られて いる。簡単にするため、ＩＯＭ−２インターフェースは以下それぞれＩＯＭイン タフェースと略称し、ＩＯＭ−２データフレームはそれぞれＩＯＭデータフレー ムと略称する。 ＩＯＭデータフレームはこの実施例ではそれぞれ３２ビット長で、これらのビ ットは、送信装置１１と１２のために伝送路３を介して伝送すべき（ユーザー） データと制御データとから構成される。このようなＩＯＭデータフレームの内容 またはフォーマットは図２に示されている。これによれば、ＩＯＭデータフレー ムは、８ビットのＢ１データ、８ビットのＢ２データ、８ビットのモニタデータ 、２ビットのＤデータ、４ビットのＣ／１データ、１ビットのＭＲデータ、およ び１ビットのＭＸデータからなる。 送信装置１１、１２によって、場合によっては受信装置２１、２２に対する付 加の制御データと共に、伝送すべきユーザーデータは、Ｂ１データ、Ｂ２データ 、およびＤデータであり、モニタデータ、Ｃ／Ｉデータ、ＭＲデータ、およびＭ Ｘデータは送信装置１１、１２を制御するための制御データである。 データフレーム変換ユニット１３は制御端子を有しており、制御端子を介して 制御ユニット１４によってデータフレーム変換ユニット１３を制御することがで きる。制御ユニット１４は、この実施例においては、下記のようにデータフレー ム変換ユニット１３を制御する。すなわち、次々に連続して入力される二つのＩ ＯＭデータフレームを、以下ＩＯＭ＊データフレームと称される二つのデータフ レームに分けられ、これらのデータフレームはそれぞれ別々のインタフェースを 介して送信装置１１、１２に並列に伝送することができ、そこで適切な仕方で、 すなわちＩＯＭデータフレームと同じように処理することができる。さらに、制 御ユニット１４はデータフレーム変換ユニット１３を下記のように制御する。即 ちデータフレーム変換ユニット１３は、データフレーム変換ユニット１３に連続 して入力されるＩＯＭデータフレームのフレーム伝送速度の半分である４ｋＨｚ または毎秒４０００データフレームのフレーム伝送速度で別々の（ＩＯＭ＊）イ ンタフェースを介して前述のＩＯＭ＊データフレームを時間的に拡大して出力す る。 図３は、データフレーム変換ユニット１３において実行される連続ＩＯＭデー タフレームから並列ＩＯＭ＊データフレームへの変換を示す。図示の例において 、二つの（図３の中央行に示す）連続ＩＯＭデータフレームは、第一のＩＯＭ＊ データフレーム（図３の下の行に示す）と第二のＩＯＭ＊データフレーム（図３ の上の行に示す）とに分けられる。ＩＯＭデータフレームのどのユーザーデータ とどの制御データ部分とがＩＯＭ＊データフレームのどの場所に伝送されるかが 図３に矢印で示され、さらなる説明は不要である。 基本的に、ＩＯＭデータフレームから好ましくは同一長さで且つ全く同じかま たは少なくとも類似の構造化されたＩＯＭ＊データフレームへの分配は、きつい 制限を受けずに自由に実行することができる。しかしながら、図３に示す区分け は二つの点で特に注意する必要がある。第一に、ＩＯＭデータフレームの制御デ ータ（送信装置１１、１２をそれぞれ制御するため）は、区分けによって区分け されないで、全体が不可分として取り扱われる。第二に、二つの連続するデータ フレームのＢ１データ部分は一方の側へ、Ｂ２データ部分は他方の側へそれぞれ のＩＯＭ＊データフレームに集中され、第一のＩＯＭ＊データフレームにはＢ２ データ部分が無く、第二のＩＯＭ＊データフレームにはＢ１データ部分が無い。 上に挙げた第一の特徴の結果、各送信装置１１、１２の制御は連続するＩＯＭ データフレームの制御データの変化によって乱されずに行うことができる。 上に挙げた第二の特徴の結果、このようなデータフレームをさらに処理ないし 評価するとき、各場合にＢ１データ部分とＢ２データ部分との両者でなく、Ｂ１ データ部分のみまたはＢ２データ部分のみが考慮されなければならないことが生 じる。このことは、このようなデータフレームの処理ないし評価が場合によって は非常に単純化することができ且つ誤差に寛容とすることができる。 二つの連続するＩＯＭデータフレームを二つの並列するＩＯＭ＊データフレー ムへ変換することは、並列するＩＯＭ＊データフレームが、全体の伝送速度を保 持しながら、それぞれ半分のデータ伝送速度でデータフレーム変換ユニット１３ から出力され、処理されることを可能にする。ＩＯＭデータフレームの伝送に１ ２５μｓが利用できるのに対して（毎秒８０００データフレームの伝送）、並列 伝送とさらなる処理により、ＩＯＭ＊データフレームは、この二倍の時間すなわ ちその伝送のために２５０μｓを必要とする。従って、ＩＯＭ＊データフレーム は、ＩＯＭデータフレームに比べて時間的に延ばすことができる（これについて は図３の時間的の正規表示を参照）。 データフレーム変換装置１３から並列に出力されるＩＯＭ＊データフレームは 第一の送信装置１１と第二の送信装置１２とに別の伝送路を介して供給される。 そこで、ＩＯＭ＊データフレームは再フォーマットされ、新たな制御データ（受 信装置２１と２２とのための制御データ）を供給され、Ｕ＊データフレームとし て出力される（伝送路３はいわゆるＵインタフェースである）。区分けされない Ｕデータフレームの形で単一の伝送路のみを介して同一のデータ量を伝送しなけ ればならない場合には、Ｕ＊データフレームは各伝送路３１，３２に予定される べき伝送速度の半分のみの伝送速度で与えられる。 純粋に連続するデータストリーム（データフレーム変換装置１３の入力端子Ｅ において）を二つの並列データストリーム（伝送路３１、３２上で）に分割する ことは、それぞれの伝送線上の伝送速度を全体の伝送速度を減少させないで半分 にすることができるという積極的効果を有する。それに伴って現れるそれぞれの 伝送路上の伝送スペクトルは伝送速度の圧縮は伝送される又は伝送されるべきデ ータないしデータフレームが比較的低い減衰となる周波数帯域内にこのスペクト ルを位置することを可能にし、その結果伝送距離が増加する。従って、マスタス テーション１と伝送路３の反対側に接続されたスレーブステーション２との間の 距離は、リピータの介在無しに増加させることができる。これは現在ＩＳＤＮシ ステムに使用されている技術と方法において、約５．５ｋｍから約７ｋｍの到達 距離を増加させることを可能にする。従って特に非常に長距離の場合には、僅か ではない数のリピータを節約することができる。 送信装置１１、１２から伝送線３１、３２上に出力されるＵ*データフレーム は、スレーブステーション２の受信装置２１、２２によって受信され、変形され てＩＯＭ*データフレームとしてデータフレーム変換装置２３に供給され（並列 で）、このデータフレーム変換装置２３において制御ユニット２４の制御下でＩ ＯＭデータフレームに構成され、出力端子Ａを介してさらなる処理のために出力 される。 本発明の第二の実施例を図４を参照して説明する。この発明に係る方法はこの 場合リピータのマスタステーションにおいて適用される。 図４にブロックダイアグラムとして概略示されている伝送システムは、ここで も、ＩＳＤＮシステムの構成要素であってよく、第一のリピータ４、第二のリピ ータ５及び伝送路６を含む。 この実施例において、入力端子Ｅ（Ｕインタフェース）を介して、図４に一部 が示されているＩＳＤＮ伝送システムの図示されていない（従来からある）ＮＴ ユニットまたは（同様に図示されでいない）別の（従来からある）リピータと接 続されてよい第一のリピータ４は、スレーブステーション、マスタステーション 及びと制御ユニット４４を含む。 この実施例において、出力端子Ａ（Ｕインタフェース）を介して、図４に一部 が示されているＩＳＤＮ伝送システムの図示されていない（従来からある）ＬＴ ユニットまたは（同様に図示されていない）別の（従来からある）リピータと接 続されてよい第二のリピータ５は、同様にスレーブステーション、マスタステー ション及び制御ユニット５４を含み、この第二のリピータ５は、さらに、マスタ ステーションとスレーブステーションないしそこの含まれているコンポーネント のための適切なクロック信号を生成するためのクロック制御ユニットを持ってい る。 伝送路６は、二本の導線対６１、６２を含み、リピータを接続するＵインタフ ェースを実際に実現したものである。このＩＳＤＮ−Ｕインタフェースの到達距 離は本発明に係る方法を使用することによってこの実施例において増加させられ る。 第一のリピータ４のスレーブステーションは受信装置４１によって形成され、 第一のリピータ４のマスタステーションは第一の送信装置４２と第二の送信装置 ４３を含む。 第二のリピータ５のスレーブステーションは第一の受信装置５１と第二の受信 装置５２とによって形成され、第のリピータ５のマスタステーションは伝送機器 ５３からなる。 第一のリピータ４の受信装置４１および送信装置４２、４３、並びに第二のリ ピータ５の受信装置５１、５２および送信装置５３は送信／受信ユニット（トラ ンシーバ）として適当な外部接続により構成され、送信装置はそれぞれ受信装置 としても使用でき、受信装置はそれぞれ送信装置としても使用でき、それによっ て双方向通信が可能である。 送信装置と受信装置の両者は、この実施例においては、シーメンスのモジュー ルＰＥＢ２０９１、ＩＥＣ−Ｑ、ｖ５．１を使用しこれに適切な外部接続を持た せることによって実現される。 制御ユニット４４と５４とは既に第一の実施例の場合と同様に、マイクロプロ セッサ、マイクロコントローラ等によって実現されている。 第二のリピータ５のクロック制御ユニットはＰＬＬ回路５４として構成され、 このＰＬＬ回路５４は第二のリピータのトランシーバに、第二のリピータから得 られる制御信号を部分的に評価しながら、適切なクロック信号を供給する。 ここで、図４に示す伝送システムの機能を説明する。 図１の実施例の場合と同様、伝送路６を介して伝送すべきデータは、第一のリ ピータの受信装置４１に入力端子Ｅを介して供給されるデータフレーム中に含ま れている。しかしながら、図１の実施例とは異なり、ここではＩＯＭデータフレ ームでなく（それらはＵインタフェースを介して（ＮＴユニットまたは他のリピ ータから）第一のリピータに供給されるから）以下Ｕデータフレームという異な るデータフレームを対象としている。 Ｕデータフレームは、ユーザーデータ（Ｂ１−、Ｂ２−、およびＤデータ）と 受信装置４１を制御するための制御データとによって占められている予め定めら れた数のビットを含んでいる。他の詳細に関しては、いずれにしても二義的な問 題ではあるが、ＥＴＳＩ規格およびＡＮＳＩ規格の対応する仕様を参照されたい 。 前述のＵデータフレームは入力端子Ｅを介して第一のリピータ４の受信装置４ １に入力される。受信装置４１は、制御ユニット４４と接続され得るインタフェ ースを持つ。このインタフェースを介して、受信装置４１と制御装置４４との間 で、制御命令のみならずデータフレームを交換することが可能である。同一のト ランシーバを使用しているので、一致した結果が送信装置４２、４３に対しても 同様のことが成立する。これはこの実施例において、以下のように利用される。 即ち受信装置４１によって受信されたＵデータフレームは、第一の実施例から公 知のＩＯＭデータフレームへの変換後、（依然として存在する）ＩＯＭインタフ ェースを介して供給されるべき送信装置４２、４３にではなく、特別なインタフ ェースを介して制御ユニット４４に出力され、そこで本発明に従ってＩＯＭ＊デ ータフレームに変換され、そこから初めて、送信装置に、より正確に言えば制御 ユニットへの接続のために設けられたインタフェースに導かれる。 制御ユニット４４中のＩＯＭデータフレームの前述の変換は、図１に示すデー タフレーム変換装置１３内で実行される変換と同様な方法で実行される。即ち、 受信装置４１によって連続して出力され、制御ユニット４４によって受信される ＩＯＭデータフレームは、そこで並列に導かれ処理され得るＩＯＭ＊データフレ ームに分けられ、これらのデータフレームは最終的に、複数の送信装置４２と４ ３とにより（Ｕ＊データフレームに変換後）複数の伝送線６１と６２（Ｕインタ フェース）を介して並列的に伝送される。 第一の実施例の場合と同様に、（受信装置の入力端子Ｅにおける）真の連続的 データフローを二つの並列データフロー（伝送線６１、６２上の）へ分割するこ とは、全体のデータ伝送速度を減ずることなく並列伝送線６１と６２上のデータ 伝送速度を半分にできるという積極的効果がある。それに伴って生じる伝送スペ クトルの圧縮は、伝送される又は伝送されるべきデータないしデータフレームが 比較的低い減衰となる周波数帯域内に送信スペクトルを置くことを可能にする。 その結果、伝送到達距離が増大する。第一のリピータ４とそれに接続される第二 のリピータ５ないしそれに接続されるＬＴユニットとの間の距離は、その結果（ 第一の実施例と同様に）増大する。このようにして特に非常に長距離に及ぶ橋絡 の場合に少なからぬ数のリピータを節約することができる。 図４に示す第二のリピータ５は、この実施例において、伝送線６１と６２とを 介して第一のリピータから伝送された並列データストリームないしＵ＊データフ レームストリームを連続データストリームないしＵデータフレームストリームに 再び変換するという課題を有している。 このために、伝送線６１と６２とを介して伝送されるＵ＊データフレームは第 ２のリピータ５の受信装置５１と５２とによって受信され、そこで（さらに並列 の）ＩＯＭ＊データフレームに変換され、制御ユニット５４に出力され、そこで （連続する）ＩＯＭデータフレームに変換され送信装置５３にさらに導かれ、こ の送信装置５３から最終的に、（連続したＵデータフレームに変換後）出力端子 Ａからさらに導き処理するために出力される。 本発明に従って変更されたデータフレームの伝送条件は、第一の実施例の場合 も第二の実施例の場合も、各送信装置及び受信装置に対するクロック信号の多か ら少なかれ包括的なマッチングを必要とする。このために、これらの装置は、（ 図１と図４とに部分的に示すように）制御信号線とクロック信号線とに部分的に 接続されているが、ここでより詳細に論じてはいない。 本発明に係る方法は、二つの連続するＩＯＭデータフレームを、さらに伝送し 処理し得る二つの並列するＩＯＭ＊データフレームに変換することに制限されな い。さらに、それぞれの要求に従って、すなわち、特に要求される伝送スペクト ルの圧縮の程度によって、任意の数の任意のデータフレームを並列に伝送しさら に導くことのできる任意の数のデータフレームに変換することも可能である。 この発明はＩＳＤＮシステム以外にも使用することができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．マスタステーション（１；４）とそれに関連付けられたスレーブステーショ ン（２；５）との間で、マスタステーションに連続して供給されそれぞれ予め定 められたデータ量を含むデータフレーム中に含まれているデータを伝送するため の方法において、 マスタステーションに供給されるデータフレームのデータが以前または以後に供 給されるデータフレームのデータと混合されながら複数の新たに生成されるデー タフレームに分配され、このデータフレームがほぼ同時に複数の伝送路（３１、 ３２；６１、６２）を介して複数の送信装置により伝送されることを特徴とする データ伝送方法。 ２．分けるべきデータフレーム中に含まれその後に続く機器を制御するための制 御データ（モニタ、Ｃ／Ｉ、ＭＲ、ＭＸ）が、新たに生成すべきデータフレーム にデータを分ける際、分割できないものとして取り扱われることを特徴とする請 求項１記載の方法。 ３．分けるべきデータフレーム中に含まれているユーザーデータ（Ｂ１、Ｂ２、 Ｄ）が、新たに生成すべきデータフレームにデータを分ける際、変更された構成 に組み立てられることを特徴とする請求項１又は２記載の方法。 ４．新たに生成されたデータフレームは、各データ伝送路（３１、３２；６１、 ６２）上に時間的に伸長して伝送されることを特徴とする請求項１ないし３のい ずれか１つに記載の方法。 ５．低減したデータ伝送速度によってデータ伝送路（３１、３２；６１、６２） 上に圧縮された伝送スペクトルは、伝送すべきデータが最少の減衰となる周波数 帯域内に位置することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の方 法。 ６．新たに生成すべきデータフレームに分けるべきデータフレームは、ＩＳＤＮ システムのＮＴニット、ＬＴニット、またはリピータユニットのＩＯＭデータフ レームであることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の方法。