JP2001069162A - ループ型データ伝送システム - Google Patents
ループ型データ伝送システムInfo
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Abstract
図れ、又故障の未然防止や故障発生時の早期検出、故障
部位の特定が可能となり、より信頼性の高いループ型デ
ータ伝送システムを提供すること。 【解決手段】各伝送装置に、フレーム送信系と、フレー
ム受信系と、内部時計をそれぞれ備え、該内部時計は、
伝送フレームには自伝送装置の持つ時刻データを設定し
て、ループ内で隣接する伝送装置からフレームを受信し
た時に受信フレーム中の時刻データから自伝送装置の内
部時計を補正し、各伝送装置の時刻を同期させる機能を
持つループ型データ伝送システムである。
Description
のように伝送路が長く伝送遅れ要素を含む伝送路のデー
タ伝送に適したループ型データ伝送システムに関する。
ータ伝送ネットワークシステムが開発されている。従
来、このようなシステムの中には、鉄道の列車を制御す
るセンタ(制御所)と複数の駅をループ状に接続したル
ープ型データ伝送システムがあり、図8はこれを説明す
るための図である。
各駅(1)〜(4)に設置される二次局を構成する伝送
装置52が伝送路53を介してループ型ネットワークと
なっている。センタ伝送装置51には、複数の計算機#
1、#2が接続され、又各駅の伝送装置52にはパーソ
ナルコンピュータ(以下パソコンと称する)54及び駅
制御装置(駅制)55が接続されている。
ムは、伝送装置52間の距離が数kmと長いため、長距
離伝送に適した比較的伝送速度が遅い(数百ビット/秒
〜数10キロビット/秒)V.32等の規格にあったモ
デムが採用され、又一次局の送信許可が無い限り、二次
局ではデータが送信できない1対Nのデータ伝送方式を
採用しており、更にループのデータ伝送方式は、例えば
IBM社の提案するSDLC(Synchronus
Date Link Control:同期データリン
ク制御)による方式が用いられている。
ムは、図9に示すような配列のデータフレームが用いら
れている。このデータフレームに配列されるフラグはフ
レーム同期検出用データ、DAは宛先アドレス、制御部
は伝送制御に使用する情報、情報部は応用側の情報、F
CS(Frame Check Sequence)は
フレームの誤り検出用データである。
一つの一次局と複数の二次局とがあり、二次局である各
駅(1)〜(4)の伝送装置52がデータフレームを発
信できるのは、図10に示すように、一次局のセンタ伝
送装置51から送信許可信号としてポーリング(POL
L)を受けたときに限り発信できることである。
らフレームI1Cを駅(3)の伝送装置52に送信する
場合、駅(1)の伝送装置52は、*1[I1C:駅
(1)から駅(3)に送信するデータ]に示すようなセ
ンタ伝送装置51からポーリングを受けたとき、送信デ
ータフレームI1Cをセンタ伝送装置51に送信する。
センタ伝送装置51は受け取ったフレームI1Cを駅
(3)の伝送装置52宛のフレームIC3[I1Cと同
じ]に変換し、駅(3)の伝送装置52に送信する(図
示*1)。
合、図10に示すごとく必ず一次局を介して目的の二次
局に送信することになる。
SDLC方式を用いた場合には、次のような不都合な点
が指摘されている。
ームを存在させることができない。その結果、常に伝送
路53に空き時間Tsが生ずることがある。
に遅れが無く、かつ、フレームの伝送速度が速く、送信
したフレームの後端が送信完了する前にフレームの先頭
がループを一巡して戻ってくる場合には、伝送路に空き
時間Tsが生ずることはなく、例え若干空き時間Tsが
生じてもほとんど問題にならない。
ステムのように、伝送装置に時間遅れの要素を持つネッ
トワークシステムでは、フレームの送信完了後、そのフ
レームの先頭がループを一巡して戻ってくるまでに相当
の時間がかかる。又、二次局のフレーム伝送は一次局側
で送信許可したときのみ可能であるので、ループ状伝送
路に同時に1個のフレームしか存在できない。そのた
め、連続してフレームを送信することができず、伝送路
上の空き時間Tsが長くなり、伝送効率が悪い。
あり、N:Nのデータ伝送ができないことである。すな
わち、駅相互間でN:Nのデータ伝送を実現するには、
駅1から駅3への直接のデータ伝送を行う必要がある
が、従来のデータ伝送方式は、駅1からデータフレーム
を一度センタ伝送装置51に伝送し、当該センタ伝送装
置51がフレームの内容を解読して再び駅3に転送する
ので、いわゆる、1:Nの伝送にすぎない。従って、手
順が複雑であり、又データ伝送にも時間がかかるといっ
た問題がある。
全体の伝送が不能になることである。つまり、二次局が
「一次局停止」を検出して一次局に切り替わるリカバリ
機能を持つシステムも存在するが、切り替わりのタイミ
ングや切り替わり局の優先順位等の処理がかなり複雑で
あることである。
ので、N対Nのデータ伝送が可能で、伝送効率向上が図
れ、又故障の未然防止や故障発生時の早期検出、故障部
位の特定が可能となり、より信頼性の高いループ型デー
タ伝送システムを提供することを目的とする。
の、請求項1記載の発明は、複数の伝送装置が伝送路を
介してループ状に接続されるループ型データ伝送システ
ムにおいて、前記各伝送装置は、フレーム送信系と、フ
レーム受信系と、内部時計をそれぞれを備え、前記フレ
ーム送信系は外部からデータ送信要求を受けた時、先頭
側に宛先アドレスフィールド及び送信元アドレスフィー
ルドを設けたフレームを作成して前記伝送路に送信する
ものであり、前記フレーム受信系はフレーム受信時、受
信フレームの前記フィールドの宛先アドレス及び送信元
アドレスと自アドレスとを比較し、何れのアドレスも自
アドレスと不一致のときには前記受信フレームを下流側
装置に中継し、何れかのアドレスが前記自アドレスと一
致したときには前記受信フレームを前記伝送路から除去
するものであり、前記内部時計は、前記伝送フレームに
は自伝送装置の持つ時刻データを設定して、ループ内で
隣接する伝送装置からフレームを受信した時に受信フレ
ーム中の時刻データから自伝送装置の内部時計を補正す
るものであり、各伝送装置の時刻を同期させる機能を持
つことを特徴とするループ型データ伝送システムであ
る。
み時刻を設定する装置を設けることにより、ループに接
続されている伝送装置全て(局全て)の時刻を同調させ
ることができる。
の発明は、複数の伝送装置が伝送路を介してループ状に
接続されるループ型データ伝送システムにおいて、前記
各伝送装置は、フレーム送信系と、フレーム受信系と、
内部カウンタをそれぞれを備え、前記フレーム送信系は
外部からデータ送信要求を受けた時、先頭側に宛先アド
レスフィールド及び送信元アドレスフィールドを設けた
フレームを作成して前記伝送路に送信するものであり、
前記フレーム受信系はフレーム受信時、受信フレームの
前記フィールドの宛先アドレス及び送信元アドレスと自
アドレスとを比較し、何れのアドレスも自アドレスと不
一致のときには前記受信フレームを下流側装置に中継
し、何れかのアドレスが前記自アドレスと一致したとき
には前記受信フレームを前記伝送路から除去するもので
あり、前記内部カウンタは、伝送フレーム中に時間間隔
を表すカウント値を持ち、ループ内の他伝送装置から受
信したフレーム中のカウントデータから自局の内部カウ
ンタを補正する機能を持つことを特徴とするループ型デ
ータ伝送システムである。
続された局全てのカウント値歩進タイミング、監視フレ
ーム発信タイミングを同調させる作用により、時刻フィ
ールドTFを用いた不正フレームの廃棄が容易かつ正確
に行え、伝送効率向上が図れる。
発明は、請求項1または請求項2記載の発明において、
各伝送装置が送受信したフレーム中の時刻データ、もし
くはカウントデータ、及びその伝送フレームのサイズを
元にして、時刻単位の伝送負荷を求める機能を持つこと
を特徴とするループ型データ伝送システムである。
インデックスとする規定時間の設定を変えることによ
り、秒別/分別/時間別/週別/月別といったようなさ
まざまな期間の伝送負荷調査を実施できる。
発明は、請求項1または請求項2記載の発明において、
前記伝送フレーム中に自伝送装置故障状態データを持
ち、ループ内に属する他伝送装置から受信したフレーム
中の伝送装置故障状態データから、自伝送装置に隣接し
た伝送装置および伝送路の故障状態を把握する機能、並
びに自伝送装置からは検出できない自伝送装置および伝
送路の故障を検出する機能を持つことを特徴とするルー
プ型データ伝送システムである。
した故障を隣接局へ連絡することで、自局のみでは検出
できない自局要因故障の認識およびループ伝送システム
における故障部位の特定を実施できる。
発明は、請求項4記載の発明において、前記自局検出の
故障発生復帰および隣接局から受信した故障発生復帰情
報を時間単位に積算し、統計をとり、時間単位の故障発
生頻度を求める機能を持つことを特徴とするループ型デ
ータ伝送システムである。
復帰の統計を時系列に積算することで故障発生頻度の時
刻による変化を把握することができ、またこれと外部事
象との比較検討により故障要因の早期特定、さらには故
障の未然防止が可能になる。
面を参照して説明する。
は本発明の実施形態に係わるループ型データ伝送システ
ムを適用した鉄道用制御系データ伝送システムの構成例
を示すブロック図である。
図1に示すように、一次局であるセンタ伝送装置1に伝
送路2を介して各駅(1)〜(4)の伝送装置3が順次
直列に接続され、ループ状のネットワークを構成してい
る。
行う計算機#1、#2が接続され、これらの計算機#
1、#2の指示に従ってセンタ伝送装置1が各駅(1)
〜(4)の伝送装置3に対して制御信号を送信する。
はパーソナルコンピュータ(以下パソコンと称する)5
及び駅制御装置(駅制)6が接続されている。各パソコ
ン5は、各駅(1)〜(4)での情報管理及びその管理
情報をセンタ伝送装置1や他の駅に通知する場合等に用
いられ、各駅制御装置6は電子連動装置と呼ばれる列車
の信号機を制御する役割を持っている。
例を示す図である。各伝送装置1、3には、MPU(マ
イクロプロセッサ)11が設けられ、このMPU11か
ら導出されるバスライン12には、プログラム及びプロ
グラム実行上必要な固定データを記録する記録媒体13
と、シリアルインターフェース(SIF)15〜18と
が接続されている。
ディスク、磁気テープ、CD―ROMなどが用いられる
が、それ以外にもDVD―ROM、フロッピーディス
ク、MO、MD、CD―R、メモリカードなどを用いて
もよい。
それぞれ600bps〜28800bps程度の伝送速
度をもつモデム19,20が接続されている。各モデム
19,20はそれぞれ隣接する伝送装置1,3に接続さ
れ、ループ状のネットワークを構成している。
それぞれ計算機#1、#2又はパソコン5、駅制御装置
6に接続されている。
継中でなければ、いつでも送信できるようになってい
る。フレームを中継中であれば、送信データを記録媒体
13内の一時送信待ちバッファに保存し、中継が完了し
た時点で送信を開始する。
を受信した場合には、そのフレームデータを記録媒体1
3内の一時中継待ちバッファに保存し、データ送信が完
了した時点でフレームの中継を開始する。
成を示す図である。
3である。これらは2本の送信回線S1,S2と、2本
の受信回線R1,R2を持ち、各伝送装置1,3の記録
媒体13に格納されるソフトウェアプログラムにて、受
信回線R1から受信した伝送データを送信回線S2へ、
受信回線R2から受信した伝送データを送信回線S1へ
再送中継(他の局へ中継するためのリピート機能)し、
また伝送路を介して送信回線S1から左隣接局の受信回
線R2へ、送信回線S2から右隣接局の受信回線R1へ
接続することにより、右回り(時計方向:図の破線)の
Yループ方向と、左回り(反時計方向:図の実線)のX
ループ方向のループ伝送路を形成している。
伝送するフレームの構成及び種類を図4に示す。伝送フ
レームは、宛先アドレスフィールド(DA)・制御フィ
ールド(CF)・時刻フィールド(TF)・送信局アド
レスフィールド(SA)・通番の5つのデータが組み込
まれたフレームヘッダ部とシステム(アプリケーショ
ン)情報がセットされる情報部、及びフレームデータの
誤り検定に用いるFCS(Frame Check S
equence:フレームの誤り検出用のデータ)コー
ド部にて構成される。
(a),(b)に示す一般フレーム、図4(a)に示す
同報フレーム及び優先フレーム、図4(c)に示す監視
フレームとに分けられる。一般フレームの中でも初期伝
送手続きや伝送異常回復手続きに用いるフレームには情
報部はない。
い、優先フレームは一般フレームや同報フレームよりも
優先して送信/再送中継されるフレームであり、監視フ
レームはループ状伝送路を介して自局と隣接した局
(X、Y両ループに存在する)との情報授受を行うため
に用いる。
る宛先アドレスDAと同時にセットされるフレーム種別
ビットにて判断する。
ていることから、前述の一般フレーム、同報フレーム、
優先フレームについては他局が自局以外の他局へ発信し
たフレームを受信することがあり、この場合はすみやか
に下流局へ中継するためのリピート機能(以下再送中継
と称する)を持つ。
に限定しており、監視フレームを受信した場合は下流局
への再送中継は行わず、監視データ取り込み後即廃棄す
る。
ム、優先フレームは発信から宛先局受信に至るまでに複
数局を経由するので再送中継処理による伝送遅れ時間
(DA値受信から自局宛/他局宛を判定するまでのソフ
トウェア処理時間+α)が生じ、局間連絡に要する時間
間隔が局の接続位置によって異なってくるのに対し、監
視フレームは隣接局との連絡のみであるため、局間連絡
に要する時間幅が全局ほぼ均一になる。
先フレームに付くTF(時刻フィールド)は不正フレー
ム廃棄用、そして監視フレームに付くTFは局間同調を
目的とした時刻補正用と役割を分ける。
かじめ設定される規定周期によりループに接続された全
局が実施する。但し、時刻補正にも使用するフレームで
あることから、後着立ち上がり局が先着立ち上がり局に
同調し安定した補正にさせるため、局立ち上がり初期時
は規定時間経過後、または隣接局から監視フレームを受
信し隣接局との同調完了以降から、自局からの監視フレ
ーム発信が可能とする。
ついて簡単に説明する。
アドレスであり、受信フレームが発生した時にこの値か
ら、自局宛か否かを判定する。但し同報フレームに限り
発信元の自局アドレスをセットし、同報フレーム周回後
の発信局による吸収廃棄を効率化させる。
りのフレーム種別ビット(3ビット分)も含まれてい
る。
準データ制御)ライクの伝送手順制御コードである。
生成した時点の、発信局の時刻(もしくはカウント)デ
ータがセットされる。時刻データは局内管理のソフトタ
イマーにて1秒周期(カウントデータの場合はシステム
の規定周期)にて歩進される。
取り、自局時刻と一定範囲以上ずれていた場合はそのフ
レームは不正フレームとみなして廃棄し、宛先アドレス
DAが他局宛でも再送中継は行わない。
中継は必ず実施するが、一次局は再送中継は実施しない
ので、ループ内に不正なフレーム(アボートデータ等)
が混入しても1周回以内には必ず一次局により廃棄され
るが、N:N伝送では全ての局が再送中継をするととも
に1次局相当を持たせないので、ループ内の各々の局が
受信フレームの正否判定を行い、不正フレームの検出及
び速やかな廃棄が必要になる。不正フレーム判定用とな
る時刻データをフレームの先頭付近に置き、受信フレー
ム1ブロック全てが受信完了する以前にそのフレームの
正否判定を実施する。
ンした場合は正常フレームが周回し、ループ内に滞るこ
とになるが、規定時間経過後にはフレーム中TFが不正
値となるためにループ内のいづれかの局により吸収廃棄
される。
はフレームの発信局であり、フレームを受信した局がど
の局から発信されたフレームか識別するのに用いる。
フレームの、後着に受信したフレーム廃棄に用いる。通
番は発信フレームとして生成されたXループ向けフレー
ム/Yループ向けフレームの両方に同一値をセットし、
受信局に対し同一フレームであることを知らせる。
ムに共通であり、何らかのフレームが送信されるごとに
カウントアップされる。優先フレームに対しては、別管
理の通番データを持ち、一般フレーム、同報フレームの
追い越しに対応する。
隣接局間の連絡のみとしているのでX、Y両方向に同一
フレームを発信することはないため、監視フレームには
使用していない。
記の基本構成形態に、次の構成を加えたものである。各
伝送装置には、前述のフレーム送信系及びフレーム受信
系以外に、内部時計をそれぞれを備え、次のような機能
を持たせたものである。各内部時計は、伝送フレームに
は自伝送装置の持つ時刻データを設定して、ループ内で
隣接する伝送装置からフレームを受信した時に受信フレ
ーム中の時刻データから自伝送装置の内部時計を補正す
るものであり、各伝送装置の時刻を同期させる機能を持
つものである。
システム設置場所の現地時刻であり、ループ状伝送路に
接続された局のいずれかひとつを基準局(親局相当)と
して初期値(時刻)を与える。そして、監視フレーム中
の時刻フィールドTFには、基準局及び時刻補正が完了
した局は0〜59までの秒時刻をセットして発信する
が、基準時刻に補正されていないその他の局は基準時刻
へ補正されるまでは64〜127の範囲で更新するカウ
ント値を時刻データとして時刻フィールドTFにセット
して発信する。監視フレームを受信した局は、自局管理
の時刻値より監視フレーム中時刻フィールドTF値の方
が大きい場合に監視フレーム中時刻フィールドTF値に
自局時刻を合わせ込み、また自局からの監視フレーム発
信周期もこれに同調させる。
せ込まず、自局の時刻更新タイミングを保ち続ける。秒
時刻が60未満の時刻値で合わせ込みが完了した局は基
準時刻に補正できたこととなり、以降の時刻更新は0〜
59の秒値を使用する。
のみ時刻を設定する装置を設けることにより、伝送路に
接続されている伝送装置全て(局全て)の時刻を同調さ
せることができる。
する。図3のa〜e局は伝送装置としては主従関係がな
くそれぞれ独立して動作するが、本発明においては時刻
合わせに用いる基準時刻データを管理する局が必要であ
り、a局を基準局に設定する。
化を実施したあと隣接局からの監視フレーム受信を待
つ。監視フレームは自局及び隣接局のループ伝送路加入
状況を把握するものであり、他局から監視フレームを受
信することによって自局がループ伝送路に正常に加入で
きていると判断する。
明する。
ため起動後、即監視フレームを発信できる。監視フレー
ムの発信周期はループ伝送システムの定数としてあらか
じめ設定されており、局の内部タイマーにて生成され
る。
割込みが発生し、監視フレーム生成プロセスが起動さ
れ、現在時刻や故障情報等を盛り込み監視フレームを生
成し、フレーム発信ドライバを経由して自局発信/再送
中継がないことを確認した後伝送路へ送出する。伝送路
へ発信された監視フレームは伝送路を介してもよりの隣
接局(図3ではb局、e局)に受信される。
込みにより受信データ入力プロセスが起動され、受信デ
ータの検定/取り込み処理が行われる。このとき受信デ
ータが監視フレームであった場合、時刻フィールドTF
値を元に自局の内部時刻を合わせ込む。
割込み発生から隣接局の内部時刻合わせ込みまでであ
り、処理ブロックで分割すると以下のようになる。
生成プロセス起動までの割込み受付け待ち時間 2)監視フレーム生成時間 3)監視フレーム発信待ち時間 4)監視フレーム伝送時間 5)第2の割込み発生から受信データ入力プロセス起動
までの割込み受付け待ち時間 6)受信データ検定時間 上記の2)、6)に要する時間はソフトウェアの処理実
行時間であり、計算や実測により固定値として算出でき
る。4)も伝送速度と監視フレームのサイズから固定値
として算出できる。
間が最大待ち時間となり、時間幅はタイミングにより異
なるため、本時刻補正時の誤差範囲となってしまうが、
割込み処理所要時間を一定時間(数百μ秒〜1ミリ秒以
内)に抑えることと、第1、第2の割込みの優先度を他
割込みよりも高くすることで誤差を極小化できる。
フレームを発信しようとした時点で、以前の送信フレー
ムが発信途中である場合や、上流隣接局からの受信デー
タを再送中継中である場合に待たされる時間であり、こ
の所要時間は伝送速度と最大フレームサイズにより大き
く異なってくる。
定してそれぞれの伝送速度での所要時間は次の通りであ
る。
時間(13.33ミリ秒)×1024) 2400bps: 3.41秒(1byte伝送時間 ( 3.33
ミリ秒)×1024) 9600bps: 0.85秒(1byte伝送時間 ( 0.83
ミリ秒)×1024) 28800bps: 0.28秒(1byte伝送時間 ( 0.
27ミリ秒)×1024) 実際のシステム構築時には、1フレーム伝送最大時間を
おおよそ1〜2秒程度に抑えて最大フレームサイズを決
定するので必ずしも上記の遅れ時間にはならないが、秒
オーダーのずれがあるとTF値を用いた不正フレーム廃
棄処理が誤動作するおそれが有り時刻補正には適さな
い。
ールドTF値のMSBに補正許可ビットを設け、前述の
3)の発信待ちとなってしまった場合は補正許可ビット
をオフしてから送信待ちバッファに待避することで、受
信局側での時刻補正処理が起動しないようにする。
を受け付け時刻合わせを完了することで、自局からのフ
レーム発信が可能となり、以降は基準局と同様に自局に
隣接する他局へ監視フレームの発信を規定周期で行うよ
うになる。これらを繰り返してループ伝送路に接続され
る全局が基準局の時刻に合わせ込まれ、また規定周期も
しくはその倍数の周期で補正が繰り返されるわけであ
り、当然基準局へ向けた監視フレーム発信も発生するの
だが、基準局は他局から受信した監視フレームを用いて
の時刻補正は一切行わず、監視フレームは隣接局の状態
監視にのみ使用するようにしている。
受信されることから、初期起動時にはXループからの監
視フレーム受信タイミングとYループからの監視フレー
ム受信タイミングに差が生じることが想定される。この
時間差は上記の遅れ時間から考えて微少であるが、両ル
ープから受信した監視フレームの両方を時刻補正に用い
ると必ず、後着の監視フレームが有効となってしまい、
ずれ幅の解消がしにくい。
ムのTF値が大きい場合に、自局時刻をTF値に合わせ
込むようにし、自局と隣接局が互いに周期的な微小補正
を繰り返すことでずれ幅を極小化する。
説明をする。
いので、起動後は規定時間は隣接局からの監視フレーム
受信を待ち、監視フレームの受信により自局の時刻を合
わせ込む。時刻の合わせ込みが完了したら、基準局と同
様規定の監視フレーム発信周期にてXYループに接続さ
れた両隣接局へ監視フレーム発信を開始する。
ち時間は監視フレーム発信周期の3倍とし、その時間内
に監視フレームを受信できなかった場合はループ内で1
番先に起動されたか、もしくは基準局がダウンしている
と判断し、時刻値と異ならせた初期値64から127ま
でのカウント値をTF値として両隣接局へ監視フレーム
を発信する。その後に隣接局から監視フレームを受け、
そのTF値が0〜59までの時刻値であれば無条件で時
刻の合わせ込みを行い、時刻値以外であれば64から1
27の範囲で前記した時刻補正処理を行う。
補正完了に要する時間について記載する。
ず基準局であるa局から監視フレームが送信される。発
信はXY両ループ同時に実施されるため、Xループ側か
らはb局へ、Yループ側からはe局へ同時に伝達でき
る。
局、e局の時刻補正完了は最大3秒後となる。b局、e
局は自局の時刻補正が完了したので、次の3秒後には、
b局はc局とa局へ、e局はdとa局へ監視フレームを
発信する。
算式で表され、最大構成31局がループに接続された場
合は45秒で補正が完了することになる。
局同士が遠く離れた場所に配置されるため、同時起動は
実際には発生せず、1局1局が個別に起動される都度ル
ープに加入していく形をとるのが一般的である。
に加入した局が時刻補正完了していると仮定すると、新
規にループに加入してから3秒以内で時刻補正が完了す
ることになる。
記の基本構成形態に、次の構成を加えたものである。す
なわち、各伝送装置は、前述のフレーム送信系及びフレ
ーム受信系以外に、内部カウンタをそれぞれを備えたも
のである。各内部カウンタは、伝送フレーム中に時間間
隔を表すカウント値を持ち、ループ内の他伝送装置から
受信したフレーム中のカウントデータから自局の内部カ
ウンタを補正する機能を持つものである。
ント値がセットされる。このカウント値は初期値が0で
規定時間単位で歩進し、127からは0へと歩進する。
は無く、ループに接続されたそれぞれの局が互いに合わ
せ込みを行う。このため、第1の実施形態で記載したよ
うな基準局は存在しない。
カウント値より監視フレーム中時刻フィールドTF値の
方が大きい場合に監視フレーム中TF値に自局カウント
値を合わせ込み、また監視フレームの発信周期もこれに
同調させる。
れた局全てのカウント値歩進タイミング、監視フレーム
発信タイミングを同調させる作用により、時刻フィール
ドTFを用いた不正フレームの廃棄が容易かつ正確に行
え、伝送効率向上が図れる。
する。
を持つ基準局が存在するが、本実施形態では基準局はな
い。また時刻フィールドTF値に採用する数値は初期値
0から127までのカウント値となる。
と同じであり、初期補正に要する時間や精度は第1の実
施形態と同等であるが、基準局を持たずに局間で相互補
正を行うため、単位時間におけるカウント幅のばらつき
は修正されることなく積み重ねられる特徴を持つ。
ける利点は、基準局が不要なことからシステム構築が容
易になることと、時刻フィールドTF値の幅が広がるこ
とでより正確な不正フレームの廃棄が行えることの2点
が挙げられる。
F値を、(自局カウント値<受信TF値<自局カウント
値+7)と仮定すると、第1の実施形態では0から59
までの60幅、もしくは64から127の64幅が有効
値となり、そのうちデータ幅7までが正常扱いとなるの
で不正フレームの検出確率は次のようになる。
幅となり、データ幅7までが正常扱いとなるので、 (1−7/128) ×100 = 95 % が不正フレームの検出確率となる。
上記の基本構成形態に、次の構成を加えたものである。
第1又は第2の実施形態において、各伝送装置が送受信
したフレーム中の時刻データ、もしくはカウントデー
タ、及びその伝送フレームのサイズを元にして、後述す
る時刻単位の伝送負荷を求める機能を持つものである。
時間で区切った伝送バイト数を保存するテーブルを持
ち、このテーブルの参照に用いるインデックスは自局内
部の時刻もしくはカウント値とする。
はカウント値をインデックスとした記録媒体の番地に格
納された伝送バイト数に積算していく。規定時間の範囲
内に伝送できる最大バイト数は伝送速度で決定され、規
定時間内に伝送されたフレームバイト数の合計を最大バ
イト数で割り伝送負荷[伝送可能な最大容量(もしくは
時間)に対する実伝送容量(もしくは時間)の割合
(%)のこと]を求める。
クスとする規定時間の設定を変えることにより、秒別/
分別/時間別/週別/月別といったようなさまざまな期
間の伝送負荷の調査を実施できる。
次のように表すことができる。
時間内に伝送可能なバイト数次に、第3の実施形態につ
いて詳細に説明する。本実施形態では、第1もしくは第
2の実施形態に、次の構成を加えたものである。
の記録媒体13内に図6の伝送バイト数保存用テーブル
を持っている。
類、受信データには自局宛フレーム受信(同報フレーム
含む)と他局宛フレーム受信の2種類で合計4種類にな
るが、再送中継による送信と、他局宛フレーム受信は必
ず同一値になるので、ここでは自局発信データ数と自局
宛フレームの受信データ数と再送中継データ数の3種類
で積算トレースを行っている。
計値の更新は、それぞれフレーム送信ドライバ、フレー
ム受信ドライバで実施し、再送中継においてはフレーム
受信ドライバにて他局宛フレームの判定時に実施する。
合と、前述の第2に実施形態を用いて実施する場合との
違いは時間軸インデックスに用いる時刻データの違いと
なる。
ックスに用いるので、時報に相対する積算トレースを行
うことができ、時間帯における伝送負荷の把握が行える
他、外部事象と伝送負荷との関連付けが行える。
c)、伝送済みバイト数=800byte、伝送速度=
9600bpsの場合の伝送負荷を求めると、次のよう
になる。
it)×60sec=0.011(1.1%)となり、
伝送負荷が約1%となる。外部事象(イベントや機器操
作)が多量に発生すれば、それに応じて送信情報も増
え、伝送負荷が上昇する。一定値以上の伝送負荷上昇
で、伝送機器間の情報連絡が停滞したり、伝送データの
欠損が生じたりして、システム全体にまで影響を与える
ことがある。このような状況に陥った場合の解析データ
として、時間軸を特定幅で区切り、それぞれの時間帯で
の伝送負荷を保存することで、統計情報として時間軸に
おける伝送負荷の変化(増減)が把握できるようにな
る。外部事象は、通常別装置にて発生(操作)時刻のロ
グが印字されるので、伝送負荷の変化時間帯との結び付
けが容易になる。
値を時間軸インデックスに用いるので、トレース開始時
を基点とした積算トレースになり時間帯における伝送負
荷の把握は行えるが、伝送装置単体では外部事象との関
連付けはできない。
ーミナル機器を接続し、積算トレースを時々吸い上げ、
タイムインデックスをつけることで外部事象と関連付け
ることが可能になる。
前述の第1又は第2の実施形態において、次のような構
成を加えたものである。すなわち、伝送フレーム中に自
伝送装置の故障状態データを持ち、ループ内に属する他
伝送装置から受信したフレーム中の伝送装置の故障状態
データから、自伝送装置に隣接した伝送装置および伝送
路の故障状態を把握する機能を持つことまた自伝送装置
からは検出できない自伝送装置および伝送路の故障を検
出する機能を持つものである。
情報をセットしてX、Yループの両隣接局に対して送信
を行い、それを受信した隣接局が自局故障状況を認識す
る。
を隣接局へ連絡することで、自局のみでは検出できない
自局要因故障の認識およびループ伝送システムにおける
故障部位の特定を実施できる。
する。本実施形態では、第1もしくは第2の実施形態に
加え、次の構成を備えたものである。
ールから構成されており、その中でも伝送路2やモデム
19、20の故障は自己診断のみでは検出できない場合
が多い。
絡する監視フレームに図4に示すフォーマットで故障情
報を添付する。
Xループ方向が故障したとする。
フや受信データ異常、監視フレーム受信タイムアウトな
どを検出する。これによりc局が故障箇所として挙げら
れるのは伝送路の故障とb局自体の故障の2点となる。
故障も検出しない。b局からc局への伝送はできなくな
るがYループ方向であるc局からb局への伝送は実施可
能であるので、c局が検出した故障情報を監視フレーム
にセットしb局へ連絡する。そしてb局はc局から受信
した監視フレームの故障情報によりX方向ループの回線
が故障したことを検出できる。
c局が監視フレーム受信タイムアウトを検出するのでb
局ダウンと判定できる。
前述の第4の実施形態に、次の構成を加えたものであ
る。すなわち、自局検出の故障発生復帰および隣接局か
ら受信した故障発生の復帰情報を時間単位に積算し、統
計をとり、時間単位の故障発生頻度を求める機能を持つ
ものである。
局の故障情報から故障発生復帰変化を認識し、それらを
第3の実施形態で記載した時間単位で積算する。単位時
間は第1又は第2の実施形態で記載した時刻補正した時
刻値やカウント値を基にして一定幅で区切ったものであ
る。
計を時系列に積算することで故障発生頻度の時刻による
変化を把握することができる。また、これと外部事象と
の比較検討により故障要因の早期特定、さらには故障の
未然防止が可能になる。
する。本実施形態では、第4の実施形態に加え、第3の
実施形態で記載した図6の伝送バイト数保存用テーブル
と同等の構成からなっている。
用テーブルに示すように、監視フレーム受信タイムアウ
ト回数、CS信号(Clear to Send:モデ
ムから通知される送信許可を示す信号)オフ検出回数、
CD信号(CarriarDetect:モデムから通
知される受信キャリア状態を示す信号)オフ検出回数、
異常フレーム受信回数、時刻フィールドTF値によるフ
レーム廃棄回数の5種目である。
検出し監視フレームで通知される故障があるが本実施形
態では特別な区別はつけていない。
ム受信プロセスを経由して伝送路監視プロセスに通知さ
れる。また自局が検出した故障情報も最終的に伝送路監
視プロセスに通知され処理される。
を持ち、テーブルの更新タイミングは時間軸インデック
スを元にした故障の発生/復帰検出時となり、次のよう
になる。
送路監視プロセスおいて監視フレーム受信時に発信周期
の3倍時間分のタイマーを起動し、タイマーがタイムア
ップすると故障発生として検出し、又タイマーがタイム
アップ前に再度監視フレームを受信した場合は起動中の
タイマーをリセット再起動し、更に故障発生検出以降に
監視フレームを受信したら故障復帰検出とする。
時に発生する割込みで、CS信号がオフであれば故障発
生として検出し、その後再度の割込みでCS信号がオン
であれば故障復帰として検出とする。
時に発生する割込みで、CD信号がオフであれば故障発
生として検出し、その後再度の割込みでCD信号がオン
であれば故障復帰として検出する。
ロセスにて検出し、又発生復帰はなく検出ごとにカウン
トアップする。
回数は、フレーム受信プロセスにて検出し、又発生復帰
はなく検出ごとにカウントアップする。
得られる。
とで例えば不正フレームを廃棄する手段が得られ、その
結果N:Nデータ伝送が可能となり従来伝送方式と比較
して大きな伝送効率向上が図れるループ型データ伝送シ
ステムを提供することができる。
的に実施することで、故障の未然防止や故障発生時の早
期検出、故障部位の特定が可能となり、より信頼性の高
いループ型データ伝送システムを提供することができ
る。
基本構成例を示す図。
ハード構成図。
おける伝送フレームの構成を示す図。
す図。
図。
図。
テムの構成図。
用するフレームの構成図。
おけるフレームの送信状態を説明するためのフレーム伝
達タイムチャート。
Claims (5)
- 【請求項1】 複数の伝送装置が伝送路を介してループ
状に接続されるループ型データ伝送システムにおいて、 前記各伝送装置は、フレーム送信系と、フレーム受信系
と、内部時計をそれぞれを備え、 前記フレーム送信系は外部からデータ送信要求を受けた
時、先頭側に宛先アドレスフィールド及び送信元アドレ
スフィールドを設けたフレームを作成して前記伝送路に
送信するものであり、 前記フレーム受信系はフレーム受信時、受信フレームの
前記フィールドの宛先アドレス及び送信元アドレスと自
アドレスとを比較し、何れのアドレスも自アドレスと不
一致のときには前記受信フレームを下流側装置に中継
し、何れかのアドレスが前記自アドレスと一致したとき
には前記受信フレームを前記伝送路から除去するもので
あり、 前記内部時計は、前記伝送フレームには自伝送装置の持
つ時刻データを設定して、ループ内で隣接する伝送装置
からフレームを受信した時に受信フレーム中の時刻デー
タから自伝送装置の内部時計を補正するものであり、各
伝送装置の時刻を同期させる機能を持つことを特徴とす
るループ型データ伝送システム。 - 【請求項2】 複数の伝送装置が伝送路を介してループ
状に接続されるループ型データ伝送システムにおいて、 前記各伝送装置は、フレーム送信系と、フレーム受信系
と、内部カウンタをそれぞれを備え、 前記フレーム送信系は外部からデータ送信要求を受けた
時、先頭側に宛先アドレスフィールド及び送信元アドレ
スフィールドを設けたフレームを作成して前記伝送路に
送信するものであり、 前記フレーム受信系はフレーム受信時、受信フレームの
前記フィールドの宛先アドレス及び送信元アドレスと自
アドレスとを比較し、何れのアドレスも自アドレスと不
一致のときには前記受信フレームを下流側装置に中継
し、何れかのアドレスが前記自アドレスと一致したとき
には前記受信フレームを前記伝送路から除去するもので
あり、 前記内部カウンタは、伝送フレーム中に時間間隔を表す
カウント値を持ち、ループ内の他伝送装置から受信した
フレーム中のカウントデータから自局の内部カウンタを
補正する機能を持つことを特徴とするループ型データ伝
送システム。 - 【請求項3】 前記各伝送装置が送受信したフレーム中
の時刻データ、もしくはカウントデータ、及びその伝送
フレームのサイズを元にして、時刻単位の伝送負荷を求
める機能を持つことを特徴とする請求項1または請求項
2記載のループ型データ伝送システム。 - 【請求項4】 前記伝送フレーム中に自伝送装置の故障
状態データを持ち、ループ内に属する他伝送装置から受
信したフレーム中の伝送装置の故障状態データから、自
伝送装置に隣接した伝送装置および伝送路の故障状態を
把握する機能、並びに自伝送装置からは検出できない自
伝送装置および伝送路の故障を検出する機能を持つこと
を特徴とする請求項1または請求項2記載のループ型デ
ータ伝送システム。 - 【請求項5】 前記自局検出の故障発生復帰および隣接
局から受信した故障発生復帰情報を時間単位に積算し、
統計をとり、時間単位の故障発生頻度を求める機能を持
つことを特徴とする請求項4記載のループ型データ伝送
システム。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24357199A JP4127591B2 (ja) | 1999-08-30 | 1999-08-30 | ループ型データ伝送システム |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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Publications (2)
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Family
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014220863A (ja) * | 2013-05-01 | 2014-11-20 | 株式会社日立製作所 | 列車制御システム |
| KR20200043368A (ko) * | 2017-06-13 | 2020-04-27 | 인노바 파텐트 게엠베하 | 공중 케이블을 작동시키기 위한 방법 |
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-
1999
- 1999-08-30 JP JP24357199A patent/JP4127591B2/ja not_active Expired - Fee Related
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