JP2001515309A

JP2001515309A - ローカル通信システムおよびその中で使用される装置

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Publication number: JP2001515309A
Application number: JP2000509200A
Authority: JP
Inventors: アンドリュージェームズスターリング
Original assignee: コミュニケイションアンドコントロールエレクトロニクスリミテッド
Priority date: 1997-09-04
Filing date: 1998-09-04
Publication date: 2001-09-18
Also published as: WO1999012313A2; JP2001515312A; EP1010308B1; DE69820075T2; EP1010308A1; US6343331B1; DE1010301T1; WO1999012319A1; US6751682B1; EP1010301A2; DE1010308T1; DE69820075D1; WO1999012313A3; GB9718722D0

Abstract

(57)【要約】ローカル通信システムは、環状ネットワークを介して制御メッセージおよびソースデータを交換する複数のステーション（１０１〜１１０）を備える。ステーションの１つ（１０１）がマスタステーションに指定され、その他のステーション（１０２など）がスレーブステーションとして指定される。スタートアップ時に、「ＳｅｔＰｏｓｉｔｉｏｎ」メッセージがマスタステーションによって生成され、各ステーションで順に修正され、したがって各ステーションはそのリング位置を決定することができる。リング中のどこかの点の故障によってスタートアップが失敗した場合には、中断の直後のスレーブステーションが、一時的マスタとなり、シャットダウンする（１４２０）前に、「ＳｅｔＰｏｓｉｔｉｏｎ」メッセージを生成する（１４１４）。この機構により、マスタステーションは、ネットワーク中の一時的マスタステーションの相対位置の指示を記憶することができ、したがって障害の位置をより容易に突きとめることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】（発明の分野）本発明は、メッセージを通信するためのネットワーク中で相互接続された複数
のステーションを備えたローカル通信システムに関し、さらに詳細には、スター
トアップの失敗時のシステムの挙動に関する。本発明はさらに、このようなシス
テム中で使用されるステーション、およびその中の動作方法にも関する。

【０００２】（背景技術）低コストのファイバネットワーク中でソースデータ（ＣＤオーディオ、ＭＰＥ
Ｇビデオ、電話オーディオなど）を制御メッセージと結合するローカル通信シス
テムは、Ｄ２ＢＯｐｔｉｃａｌの形で提案されている。詳細については、例え
ばＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ＆ＣｏｎｔｒｏｌＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＬｉｍｉｔｅｄ、２ＯｃｃａｍＣｏｕｒｔ、ＯｃｃａｍＲｏａｄ、Ｔｈ
ｅＳｕｒｒｅｙＲｅｓｅａｒｃｈＰａｒｋ、Ｇｕｉｌｄｆｏｒｄ、Ｓｕｒ
ｒｅｙ、ＧＵ２５ＹＱ、英国（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃａｎｄｃ．ｃｏ．ｕ
ｋ）から入手可能な「ＣｏｎａｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＢｒｏｃｈｕｒｅ」
および「ＣｏｎａｎＩＣＤａｔａＳｈｅｅｔ」を参照されたい。また、Ｂ
ｅｃｋｅｒＧｍｂＨのヨーロッパ特許出願ＥＰ−Ａ−０７２５５１６（９５Ｐ
０３）、ＥＰ−Ａ−０７２５５１８（９５Ｐ０４）、ＥＰ−Ａ−０７２２５５１
５（９５Ｐ０５）、ＥＰ−Ａ−０７２５５２０（９５Ｐ０６）、ＥＰ−Ａ−０７
２５５２１（９５Ｐ０７）、ＥＰ−Ａ−０７２５５２２（９５Ｐ０８）、ＥＰ−
Ａ−０７２５５１７（９５Ｐ０９）、およびＥＰ−Ａ−０７２５５１９（９５Ｐ
１０）も参照されたい。「Ｃｏｎａｎ」はＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ＆Ｃ
ｏｎｔｒｏｌＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＬｉｍｉｔｅｄの登録商標である。「
Ｄ２Ｂ」はＰｈｉｌｉｐｓＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＮＶの登録商標である。

【０００３】どのような形態の通信システムでも認識されている問題は、ネットワーク中で
障害の位置を突きとめる問題である。新しい費用のかかるローカルエリアネット
ワークの多くは両方向（デュアルファイバ）リンクを含み、１つの点の中断が、
そのネットワークの影響を受けない部分では通信および障害診断を妨げないよう
になっている。しかし、Ｄ２ＢＯｐｔｉｃａｌなど、単方向リンクで作成され
た、上述のタイプの環状ネットワークでは、ネットワーク中の任意の点に中断が
ある場合、マスタステーションが単に同期を達成できなくなるだけであり、障害
の位置は示されない。

【０００４】この単方向リンクを含むコンピュータネットワークの問題に対処するために、
ＵＳ３５６４１４５およびＥＰ−Ａ−００３５７８９は、リング中で障害位置の
直後にあるステーションが一時的なマスタ状態をとり、その障害位置を別のステ
ーションに通信することができる機構を提案している。詳細には、一時的マスタ
ステーションは、そのユニットネットワークアドレスをマスタステーションに通
信し、そこで、そのユニットネットワークアドレスを使用して障害診断を補助す
ることができる。

【０００５】これらの既知の機構はそれぞれ、我々の同時係属の出願ＰＣＴ／ＧＢ９８／０
０８７２（６２７９２ＷＯ）に記載されているように、各ステーションが、既知
のＤ２ＢＯｐｔｉｃａｌネットワーク中で独自のアドレスまたはその他の識別
子を有し、リング位置または機能と関連するデバイスアドレスによって各ステー
ションに呼びかけることができることに依拠している。しかし、スタートアップ
時には、ステーションはそれらのリング位置を知らず、またそれらのデバイスア
ドレスも割り当てられていないことがある。したがって、既知の機構は、このよ
うなシステム中で診断のために障害位置の指示を提供することができない。

【０００６】（発明の概要）本発明は、１つのステーションがマスタステーションとして指定され、その他
のステーションがスレーブステーションとして指定される複数のステーションを
備え、この複数のステーションが、環状ネットワーク内でポイントツーポイント
リンクによって相互接続されて、データメッセージを交換するローカル通信シス
テムであって、各ステーションが、スタートアップ手続き中にリング中のその前
のステーションから受信した信号を認識して、対応する信号をリング中のそれに
続くステーションに伝送するように配列され、その認識が所定時間内に得られな
い場合に開始障害手続きが実施されるローカル通信システムを提供するものであ
り、各ステーションによって実施される開始障害手続きは、各スレーブステーションが、一時的システムマスタとして動作し、それ自体の
出力信号を、リング中のそれに続くステーションによる認識のために生成するよ
うに各スレーブステーションを構成すること、リング中のその前のステーションからの信号の認識が依然として達成されてい
ない場合に、デフォルトリング位置を示すメッセージを生成すること、その前のステーションからの信号の認識が得られた場合に、スレーブ状態に戻
り、前記位置メッセージを受信し、増分されたリング位置を示すように修正した
位置メッセージをそれに続くステーションに伝送すること、少なくとも１つの指
定された診断ステーションに、その指定された診断ステーションが受信した位置
メッセージによって示されたリング位置の指示を、診断のための障害位置の指示
として記録することを備える。

【０００７】リング位置は、マスタステーションが診断のために記録することができる。

【０００８】リングに沿った全てのステーションで認識が達成された（正常なスタートアッ
プ）場合には、デフォルトリング位置を示す同一のメッセージを、マスタステー
ションが生成し、各スレーブステーションが修正してスレーブステーション自体
のリング位置を決定することができる。前記メッセージがリングに沿って伝送さ
れ、修正された後で、各ステーションは、自分に対して個別に宛てられたメッセ
ージに対して、前記リング位置を参照することによって応答することができる。
各ステーションは、さらに、自分に対して個別に宛てられたメッセージに対して
、論理アドレスを参照することによって応答することもできる。スタートアップ
は、前記ポイントツーポイントリンクとは無関係に配られた信号によって開始す
ることができる。

【０００９】ネットワークは、規則的なフレーム構造で、デジタルオーディオデータを制御
メッセージとともに運ぶことができる。ステーションは、前記信号を同期させて
生成することができる。

【００１０】本発明はさらに、上述の本発明によるシステム中でスレーブステーションおよ
びマスタステーションとして使用される装置も提供する。

【００１１】本発明はさらに、上述の動作方法も提供する。

【００１２】（実施形態の詳細な説明）（システムの概要）例示のみを目的として、Ｄ２ＢＯｐｔｉｃａｌネットワークに適用するもの
として本発明の様々な態様について説明する。背景として、このネットワークの
一般的な動作について最初に簡単に述べる。

【００１３】図１に示すシステムは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）のステーショ
ン（またはノード）として接続された、オーディオまたはビデオと関連する９個
の装置１０１〜１０９を備える。言うまでもなく、９個より多いまたは少ないス
テーションを収容することもできる。この例のシステムでは、これらの装置は、
制御および表示ユニット１０１、コンパクトディスクメモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）読
取り装置１０２、ラジオチューナ１０３、ＣＤチェンジャユニット１０４、オー
ディオパワー増幅器１０５、ファクシミリ送受信ユニット（ＦＡＸ）１０６、ビ
デオ記録システム（ＶＣＲ／ＣＡＭＣＯＲＤＥＲ）１０７、ビデオチューナ１０
８、および電話１０９である。制御および表示ユニット１０１の表示機能は、例
えば、ＣＤ−ＲＯＭによってメモリデバイスから読み取った情報の表示、および
／あるいはチューナ１０８またはＶＣＲ１０７からのビデオ信号の表示をもたら
すことができる。

【００１４】既知のシステム中のＬＡＮの相互接続は、９個の単方向性ポイントツーポイン
ト光ファイバリンク１１１、１１２など、および連結（ｌｉｎｋｉｎｇ）インタ
フェースモジュール１２１などを含み、これらはそれぞれ構造的にほぼ同じであ
り、全てのノードが環状に接続されるようになっている。各光ファイバリンクは
、以下で詳細に述べるフレーム構造に従って、デジタルオーディオ／ビデオ信号
、ＣＤ−ＲＯＭデータ、および制御メッセージの組合せを搬送する。制御／表示
ユニット１０１など、指定されたステーション（以下システムマスタと呼ぶ）は
、２０〜５０ｋＨｚ（ＣＤサンプリングの場合は通常は４４．１ｋＨｚ）のフレ
ームサンプリングレートで連続的にフレーム構造を生成する。スタートアップ時
にネットワーク上の１つのステーションがシステムマスタとして動作するように
指定されるが、システムマスタの役割は、その後、例えば後述のような障害状態
にあるときに、別のステーションに割り振りし直すことができる。

【００１５】ステーションの、光ファイバリングとのインタフェースの実施態様を、図２に
概略的に示す。リング１１９〜１１１から、メディアアクセス制御（ＭＡＣ）／
物理層３００が、制御メッセージのための通信管理層３０２とともにインタフェ
ースモジュール１２１中に設けられる。通信管理層３０２は、アドレスの初期化
および検証を管理し、規定されたタイミング規則に従って再送することによって
、信頼性の高いメッセージのトランスポートを保証する。ソースデータ３０４の
ためのデータ処理、および制御メッセージ３０６のためのアプリケーションプロ
トコルが、ステーションレベル１０１で提供される。このアプリケーションプロ
トコルは、通常は、そのステーションのデバイス／サブデバイスのグループ化お
よび制御階層と、製品間で交換される情報の形式と、デバイス／サブデバイスの
挙動と、アプリケーションレベルのタイミングとを規定する。インタフェースモ
ジュール１２１は、例えばＣｏｎａｎ集積回路または同様のネットワークトラン
シーバ、およびそれと関連する制御ソフトウェアの形で、物理的にステーション
内に存在することができることは容易に理解されるであろう。

【００１６】図３に示すように、同様のインタフェースモジュール１２３が、増幅器３１０
、テープ再生デッキ３１４、オーディオ／ビデオ制御装置（ＡＶＣ）３１６、お
よびユーザＩ／Ｏ３１８の機能も有するラジオカセットプレーヤー１０３内の１
つの機能として提供される。これらの機能およびそれらの相互接続は本発明とは
直接の関係がなく、図示していない。これらの実施態様は、当業者には容易に分
かるであろう。

【００１７】図４は、ステーションを既知の光ファイバリングに連結するインタフェースモ
ジュール１２１（この場合にはノード１２１）を示す概略図である。ＬＡＮに接
続された全てのステーションは、ソースデータ（３つ以下のチャネルＳＤ０〜Ｓ
Ｄ２）および制御データ（ＣＴＲＬ）を生成し、かつ／または受信することがで
きる。制御データは低ボリューム（ｌｏｗｖｏｌｕｍｅ）であり、バーストで
到着し、かつユーザ／事象駆動式（例えばユーザ命令や状態変化など）であるが
、ソースデータは連続した高ボリューム（ｈｉｇｈｖｏｌｕｍｅ）ストリーム
（例えば、オーディオ、圧縮ビデオ、ＣＤ−ＲＯＭデータ）である。

【００１８】Ｄ２ＢＯｐｔｉｃａｌシステムでは、ソースデータおよび制御メッセージは
、システムマスタとして指定されたステーションが生成したフレームで、ネット
ワーク上でノードからノードにトランスポートされる。フレームは、オーディオ
サンプリング周波数、通常はｆｓ＝４４．１ｋＨｚと同じ速度（ｒａｔｅ）で循
環する。フレームは、４８フレームのブロックにグループ化される。

【００１９】図５は、各ネットワークフレームがどのようにして２つのサブフレーム（「左
側」および「右側」）に分割されるかを示す図である。ｆｓ＝４４．１ｋＨｚで
は、毎秒８８，２００個のサブフレームが存在することになる。左側のサブフレ
ームは、常に、ネットワーク上を伝送される対の先頭（ｆｉｒｓｔ）となる。物
理レベルでは、ビットは２相符号化（ｂｉ−ｐｈａｓｅｅｎｃｏｄｉｎｇ）さ
れてトランスポートされる。ブロック、フレーム、サブフレーム、および制御フ
レームの間の関係を図５に示す。

【００２０】図６は、トランシーバ内で８バイトフィールドとして処理される６４ビットを
、各サブフレームがどのように含むかを示す図である。フィールドは、プリアン
ブルと、透過チャネル（ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔｃｈａｎｎｅｌ）と、６バイ
トのソースデータと、制御フレームおよびＳＰＤＩＦ状態ビットを構成する８制
御／状態ビットとを含む。次に、様々なフィールドの意味について詳細に述べる
。

【００２１】図６のサブフレーム構造のフィールドは下記の通りである。

【００２２】・プリアンブル：プリアンブルは、ネットワーク受信機を同期させる。プリア
ンブルには、ＩＥＣ−９５８（ＳＰＤＩＦ）仕様に規定されたものと同様の３つ
のタイプがある。これらは、受信機が認識できる２相コーディング違反（ｖｉｏ
ｌａｔｉｏｎ）を含む。３つの独特なプリアンブルは、左側サブフレーム、右側
サブフレーム、およびブロックサブフレームを識別する。左側プリアンブルはフ
レームの開始を識別し、ブロックプリアンブルはブロックの開始を識別する。ブ
ロックプリアンブルは、左側プリアンブルが４８番目になる度にこれと置き換わ
る。これにより、制御フレームデータを同期させるブロック構造がもたらされる
。

【００２３】・ソースデータバイト：ソースデータバイトは、高ボリュームの実時間デジタ
ルソースデータを搬送する。これらのバイトはフレキシブルに割り振ることがで
き、システム中のデバイスが、そのシステムにとって最も効率的な方法でソース
データバイトを使用することができるようになっている（ＥＰ−Ａ−０７２５５
２０およびＥＰ−Ａ−０７２５５２１を参照されたい）。

【００２４】・制御ビット：制御ビットＣＦ０およびＣＦ１は、（デバイスを制御し、状態
情報を送信するための）制御メッセージを搬送する。サブフレームごとに２ＣＦ
ビットが存在し、制御フレームは１９２ビットの長さであり、したがって、完全
な制御フレームを構築するためには９６（左側４８＋右側４８）のサブフレーム
が必要となる。制御フレームは、図７に示してある。

【００２５】図５に示すように、制御フレームは、９６サブフレームのブロックから組み立
てられ、位置合わせされる。すなわち、新しい制御フレームの最初の２ビットは
ブロックプリアンブルを有するサブフレームからとり、後続のビット対は後続の
サブフレームからとって、制御フレームを構築する。制御フレームのフィールド
は、下記の通りとなる。

【００２６】・調停（ａｒｂｉｔｒａｔｉｏｎ）ビット：これらは、制御フレームが空いて
いるか占有されているかを示す。トランシーバは、これらのビットを自動的に処
理する。

【００２７】・宛先アドレス：これは、′０００′Ｈから′ＦＦＦ′Ｈの範囲の、メッセー
ジの宛先の１２ビットアドレスである。送信側デバイスは、伝送を行うために、
これをそのメッセージ伝送バッファ（ｍｅｓｓａｇｅｔｒａｎｓｍｉｔｂｕ
ｆｆｅｒ）中に書き込む。いくつかのアドレスおよびアドレス範囲は特殊な意味
を有し、リング位置、またはアプリケーションと関連する「デバイスアドレス」
によって、ステーションに呼びかけることができるようになっている。同報通信
（ｂｒｏａｄｃａｓｔ）および「グループキャスト（ｇｒｏｕｐｃａｓｔ）」呼
びかけも提供される。

【００２８】・ソースアドレス：これは、′０００′Ｈから′ＦＦＦ′Ｈの範囲の、メッセ
ージの送り主の１２ビットアドレスである。受信側デバイスは、受信した後で、
そのメッセージ受信バッファ（ｍｅｓｓａｇｅｒｅｃｅｉｖｅｂｕｆｆｅｒ
）からこれを読み取ることができる。

【００２９】・メッセージのタイプおよび長さ：メッセージのタイプ／長さを示すために通
常使用される、２つの４ビットフィールドである。メッセージのタイプは、コマ
ンド、状態報告、および状態報告の要求を含む。

【００３０】・データ０から１５：メッセージデータである。１６バイトは全て、常にトラ
ンスポートされる。メッセージの長さは、通常は、１６バイトのうちのどの程度
が実際にそのメッセージに有効であるかを示す。送信側デバイスは、伝送を行う
ために、これをそのメッセージ伝送バッファ中に書き込む。受信側デバイスは、
受信した後で、そのメッセージ受信バッファからこれを読み取ることができる。
メッセージは、通常は、演算コード（ｏｐ−ｃｏｄｅ）および１以上のオペラン
ドを含む。

【００３１】・ＣＲＣ：制御フレームがエラーなしでトランスポートされていることを検証
するために使用される、１６ビットの巡回冗長検査の値である。ＣＲＣは、イン
タフェースモジュールによってメッセージ伝送時に自動的に生成され、メッセー
ジ受信時に自動的に検査される。

【００３２】・ＡＣＫ／ＮＡＫ：肯定応答（Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅ）および否定応答（Ｎ
ｏｔＡｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅ）（それぞれ２ビット）は、成功メッセージ伝送
を示す。我々の出願ＧＢ−Ａ−２３０２２４３に記載されているように、別個の
ＡＣＫフラグおよびＮＡＫフラグを使用することにより、信頼性の高いポイント
ツーポイントおよび同報通信のメッセージトランスポートが可能となる。これら
のフラグは、宛先デバイス（存在する場合）によって自動的に充填され、送信側
デバイスによって読み取られる。

【００３３】・予約：１０ビットが、将来規定されるために予約されている。

【００３４】（スタートアップ手続き）次に、スタートアップ時のシステムの動作および構成、特にスタートアップに
失敗した場合にシステムが従う手続きについて述べる。この段階では、スタート
アップ前にノードが独自の物理的または「ノード」アドレスを有さないことに留
意されたい。これにより、システムの実際の構成は時間とともに変化することが
可能となる。

【００３５】システムに電源が入ると、システムのスタートアップおよび初期化の手続きが
、各ステーション中のインタフェース回路およびアプリケーションファームウェ
アによって実行され、システムマスタが１つだけ存在すること、各ステーション
が独自のリング位置アドレスを有すること、および各ステーションがアプリケー
ションレベルの通信のための独自のデバイスアドレスを有するまたは獲得するこ
とが保証される。

【００３６】この実施形態では、光ファイバとは別の図１の１５０に示すワイヤ上の電気的
起動パルスによって、システムを「起こす」こともできる。マスタステーション
は、このパルスを送信することによって、システム中の全てのデバイスを「起動
」する。いくつかの状況では、システムのスタートアップは、システムがシャッ
トダウンしているときに着呼を受信するためにシステムをスタートアップするこ
とを必要とすることがある別のデバイス（スレーブ）によってトリガされること
もある。

【００３７】図８には、キー事象（ｋｅｙｅｖｅｎｔ）が、左から右に進むミリ秒の時間
尺度で示してある。時間０（左端）は、電気的起動事象を示す。各ステージのタ
イムアウト期間（「＜１００」、「＜５００」）などは、線図で示してある。起
動事象（８００）に続いて、システムマスタは下記を行う。

【００３８】・８０２：適当な内部クロックソースを構成すること、マスタとして動作する
ようにそれ自体をセットすること、その電気的バイパス（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｂｙ−ｐａｓｓ）を使用不可（ｄｉｓａｂｌｅ）にすることも含めて、インタ
フェースモジュールを初期化する（上述のＥＰ−Ａ００７２５５１７を参照され
たい）。

【００３９】・８０４：その光送信機の出力をイネーブル（ｅｎａｂｌｅ）にする。この動
作は、全てのデバイスが起動される（マスタデバイスは、変調光をそれ自体の光
入力で受けたときにこれを認識する）まで、リングに沿って繰り返される。

【００４０】・８０６：ロック（光入力との同期）が達成される（８０８）まで待機する。
この際、マスタはシステム中の全てのステーションがアクティブであると仮定し
ている。

【００４１】・８１０：スレーブステーションがやはりロックを達成できるように、さらに
少しの間待機する。

【００４２】・８１２：システム中のデバイスに「ＳｅｔＰｏｓｉｔｉｏｎ」メッセージ
を送信する。この特殊なメッセージは、後述のように、独自のリング位置アドレ
スを割り振るように各ステーションで修正される。

【００４３】・８１４：それ自体のデバイスアドレスを初期化する。これは、通常はデバイ
スのタイプおよび使用される（ｉｎｖｏｌｖｅｄ）システムについての定数とな
る（この際、マスタは「インストール済みの」デバイスとして動作し、そのデバ
イスアドレスが実際に独自のものであることを確認する。上述の我々の同時係属
の出願ＰＣＴ／ＧＢ９８／００８７２（６２７９２ＷＯ）を参照されたい）。

【００４４】・８１６：マスタステーションのデバイスアドレスを詳述し、かつその他全て
のステーションにリング位置およびデバイスアドレスを報告するよう要求する、
「ＲｅｐｏｒｔＰｏｓｉｔｉｏｎ」状態要求メッセージを同報通信する。この
信号を使用して、正常なメッセージ交換を開始できることをシステムに対して示
すこともできる。

【００４５】上記のマスタステーションの動作と並行して、スレーブステーションは、図９
に示すように、それら自体のスタートアップおよび一般的な初期化手続きを実施
する。この場合も、起動事象は左端（９００）に示してあり、時間はミリ秒単位
である。さらにタイムアウト期間も各ステージごとに示してある。起動パルスの
受信（立下り）に続いて、各スレーブステーションは下記を行う。

【００４６】・９０２：インタフェースモジュールをスレーブモードにセットすること、お
よび電気的バイパスを活動化する（閉じる）ことも含めて、インタフェースモジ
ュールを初期化する。

【００４７】・９０４：その光受信機の入力をイネーブルにする。

【００４８】・９０６：受信した光信号とのロッキングを待機する。スレーブは、ロックを
待機している間、引き続き電気的起動線を監視し、最初の起動パルスが有効であ
ったかどうかを判定し、かつマスタが新たな起動試みを開始したかどうかを検出
する。この期間中に新たな起動パルスが検出された場合には、スレーブはそのロ
ックタイマを０ミリ秒にリセットし、引き続きロックを待機しなければならない
。ロック事象は９０８に示してある。これが１０００ミリ秒のタイムアウト期間
内に起こらない場合には、開始障害状態が適用される（後述）。

【００４９】・９１０：ロックが達成されたと仮定して、電気的バイパスを開き、「Ｒｅｐ
ｏｒｔＰｏｓｉｔｉｏｎ」状態要求を待機する。

【００５０】・９１２：「ＳｅｔＰｏｓｉｔｉｏｎ」メッセージがシステムマスタにより
送信され、スレーブのインタフェースモジュールによって自動的に処理される。

【００５１】・９１４：システムマスタにより同報通信された「ＲｅｐｏｒｔＰｏｓｉｔ
ｉｏｎ」状態要求メッセージが受信される。

【００５２】スレーブデバイス、例えばファクシミリ端末１０６が、システムを起動する場
合には、下記の方法で動作するように構成される。

【００５３】・そのインタフェースを、そのスレーブが実質的に一時的マスタステーション
として動作することになるマスタモードにセットする。

【００５４】・その電気的バイパスを使用不可にする。

【００５５】・その光出力をイネーブルにし、それによりその次のデバイスを起動する（こ
れは、このスレーブデバイスが変調光をその光入力で検出し、それがマスタデバ
イスを起動したことを検出するまで、リングに沿って続く）。

【００５６】・スレーブモードにセットし、マスタデバイスが「ＲｅｐｏｒｔＰｏｓｉｔ
ｉｏｎ」状態要求メッセージを送信するのを待機する（以下参照）。

【００５７】それ以降の手続きは、マスタデバイス自体がスタートアップ手続きをトリガし
た場合と同じである。

【００５８】上記の一般的な初期化手続きが正常に完了したと仮定すると、システムマスタ
は、「ＳｅｔＰｏｓｉｔｉｏｎ」メッセージを伝送した後で、「ＲｅｐｏｒｔＰｏｓｉｔｉｏｎ」状態要求メッセージを送信することになる。これは、ネッ
トワーク中の各デバイスが、アプリケーションレベル（機能）の呼びかけ（ａｄ
ｄｒｅｓｓｉｎｇ）で使用されるそのリング位置（物理アドレス）およびその論
理または「デバイス」アドレスを報告することを要求するものである。必要なら
、これらのステーションはさらに、新しいステーションがその物理または「ノー
ド」アドレスだけでなくその論理または独自の「デバイス」アドレスを獲得する
ことができるように協働する。そのための機構については、我々の同時係属の出
願ＰＣＴ／ＧＢ９８／００８７２（６２７９２ＷＯ）で論じられている。

【００５９】図１０は、図７の制御フレーム構造を使用してスタートアップ中に伝送される
「ＳｅｔＰｏｓｉｔｉｏｎ」メッセージを示している。「ＳｅｔＰｏｓｉｔ
ｉｏｎ」メッセージは、基本的に「空」のメッセージであり、サブデバイスのル
ーティング、演算コード、またはオペランドを含まず、ともに０にセットされた
メッセージのタイプおよび長さはいずれも重要でないことに留意されたい。

【００６０】「ＳｅｔＰｏｓｉｔｉｏｎ」メッセージは、特別に予約されたアドレス（Ｆ
００Ｈｅｘ）に送信され（宛てられ）、それが確実に各ステーションのインタフ
ェースモジュール（１２１など）によって自動的に認識されるようにする。次い
で、インタフェースモジュールによって処理され、各ステーションに特有のノー
ド位置アドレスが得られる。特に、通常の制御メッセージとは異なり、「ＳｅｔＰｏｓｉｔｉｏｎ」メッセージのデータバイトは、それらが各ステーションの
インタフェースモジュールを通過する際に、各ステーションによって修正される
。メッセージは、最初はリング位置「０」を示し、次いでリングに沿って「１」
、「２」と続く。現在の値は、各ステーションにそのノードアドレスとして記憶
され、各ステーションは独自のノードアドレスを獲得することになる。この機構
は上述のＥＰ−Ａ−０７２５５１６に記載されており、その内容は参照によって
ここに組み込む。

【００６１】このメッセージを受信する前は、システム中の任意のデバイスのリング位置は
、ゼロ（０００Ｈｅｘ）として読み取られることになる。しかし、正常動作中に
は、システムマスタがこの「０」値を保持する唯一のデバイスとなる。

【００６２】「ＳｅｔＰｏｓｉｔｉｏｎ」メッセージを送信されたステーションは、イン
タフェースモジュールを除けば、このメッセージを受信したことを通知されない
。その代わりに、デバイスは、そのインタフェースモジュールのノード位置レジ
スタを読み取ることができ、元のデフォルト値０００Ｈｅｘが変更されているか
どうかを検出することができる。

【００６３】（開始障害（ｓｔａｒｔｆａｕｌｔ）報告）システムのスタートアップする試みが失敗した（８０６でタイムアウトを超過
した）場合には、マスタは、新しい起動パルスを生成することによって、スター
トアップの開始をさらに３回試行することになる。システムがスタートアップの
試みを失敗し続けた場合には、ここで新たに開示する開始障害機構が作動するこ
とになる。システムのスタートアップにおける失敗が、環状ネットワーク中の１
つの点の中断または障害によるものであるとき（図１に破線１５２で示す）には
、スレーブステーション内の開始障害機構により、中断位置を検出することがで
きる。詳細には、中断に最も近いステーションが、システムマスタに障害報告を
送信することになる。「ＳｅｔＰｏｓｉｔｉｏｎ」メッセージの形式および機
構を活用し、これにより、シャットダウンする前に、マスタステーションにより
、ネットワーク中の中断の位置を計算できる。

【００６４】図１１は、開始障害状態が検出された（上記９０６でタイムアウトを超過した
）ときにスレーブデバイスが従う手続きを示している。スレーブデバイスは、一
時的システムマスタになることができ、そのために、各インタフェースモジュー
ル（１２３など）はそれ自体のクロック発振器を有する。この機構は、ステップ
１４００から始まる開始障害手続き中に利用される。１４０２で、スレーブは待
機し、その後、それ自体のインタフェースモジュールをマスタとしてセットする
（ステップ１４０４）。１４０６で、スレーブはその電気的バイパスを開く（か
つそれ自体の変調光信号を光入力で生成し始める）。１４０８で、スレーブデバ
イス中でロックが得られた、つまりインタフェースがその光入力で変調光と同期
することができる場合には、スレーブは、マスタからスレーブモードに戻らなけ
ればならない（ステップ１４１０、図１２参照）。これは、ネットワーク中の中
断がこの特定のデバイスと近接していないことを意味する。

【００６５】１４０８でロックが達成されず、さらに２００ミリ秒のタイムアウトが経過し
た（ステップ１４１２）場合には、ネットワーク中の中断または障害が、このス
テーションの直前にあることは明らかである。この場合には、ステップ１４１４
で、スレーブステーション（すなわちこの時点では実際には一時的マスタ）は、
「ＳｅｔＰｏｓｉｔｉｏｎ」メッセージを生成する（１４１４）。これは、最
終的にシステムマスタによって受信されるが、間にあるスレーブステーションに
よって処理（増分）されている。１４１６で、スレーブステーション（一時的マ
スタ）は、状態報告メッセージ「ＰｏｗｅｒＯｆｆ」、「ＮｏＬｏｃｋ」を
システムマスタに同報通信し、次いで、タイムアウトが経過するのを待機し（１
４１８）、その後その出力を使用不可にし、その電源をオフにする（１４２０）
。

【００６６】図１２は、開始障害モードにあるスレーブデバイスが、ロックを得るべきであ
る場合に従う手続きを示している。この場合には、中断または障害は、リング中
でこのステーションの直前にはないものと仮定することができる。各ステーショ
ンは、ロックを得ると直ちに、ステップ１５００で、一時的マスタであった以前
の状態からスレーブにインタフェースモジュールを切り替える。その後、ロック
が失われた（ステップ１５０２）場合には、スレーブはその出力を使用不可にし
、電源をオフにする（１５０６）。しかし、ロックが失われない場合には、スレ
ーブは（１５０４で）５００ミリ秒間待機し、その後自動的にステップ１５０６
に進む。このタイムアウトの理由は、報告側スレーブ（すなわち障害と近接する
ステーション）が「ＳｅｔＰｏｓｉｔｉｏｎ」メッセージ、および「Ｐｏｗｅｒ
」「Ｏｆｆ」「ＮｏＬｏｃｋ」状態報告をシステムマスタに送信する（ステッ
プ１４１４〜１４２０）ことができるようにするために、ネットワークが開いた
ままである必要があるからである。

【００６７】図１３は、システムマスタが開始障害状態（８０６でタイムアウトを超過した
）を認識したときに従う、ステップ１６００から始まる手続きを示している。マ
スタが最初に行うこと（１６０２）は、その他のデバイスがその時点では一時的
マスタであるので、そのインタフェースモジュール（１２１）をスレーブとして
セットすることである。次いで、マスタは、ロックが得られているかどうかを検
査する（１６０４）。１秒に設定されたタイムアウト期間の後でロックが得られ
ていない場合（１６０６）には、マスタは、第１の障害シャットダウン手続き（
ＦＳ１、１６０８）に従ってシステムをシャットダウンする。この時点でのシャ
ットダウン（ＦＳ１）の理由は、システム中の中断がリング中の最後のデバイス
とマスタとの間にあることによる可能性が高い。各障害シャットダウン手続きＦ
Ｓ１などは、後日障害診断のために回復することができる特徴的な記録を残す。

【００６８】１６０４でロックが達成された場合には、マスタは、１６１０で、「Ｐｏｗｅ
ｒ」「Ｏｆｆ」「ＮｏＬｏｃｋ」報告を報告側スレーブから受信する（図１１
、ステップ１４１６）ために待機する。予想時間内に障害報告が受信されない（
１６１２）場合には、マスタは、第２の障害シャットダウン手続き（ＦＳ２、１
６１４）でシステムをシャットダウンする。この場合、障害報告がないのは、マ
スタがそのバッファをイネーブルにしていない、または報告側スレーブ中で障害
が発生していることによる可能性がある。

【００６９】しかし、このような障害報告が受信されたときには、マスタ（一時的スレーブ
）は、それ自体のノード位置レジスタから、報告側スレーブによって生成された
「ＳｅｔＰｏｓｉｔｉｏｎ」メッセージの結果を読み取る（１６１６）。マス
タは、それがノード０ではなく、その他の何らかの値であることを知る。この値
から、報告側スレーブデバイスの相対的なノード位置を計算することができる。
次いで、システムがシャットダウンされる（ＦＳ３、１６１８）ことになるが、
マスタは、表示のために、またはエンジニアからの電子問合せに備えて、障害の
タイプおよび位置情報を記憶している。自動車（または家庭内）の環状ネットワ
ーク中の各リンクにアクセスして、これをテストすることが物理的に困難である
場合には、この情報は、障害を診断および修正する際に、大量の時間および費用
を節約し、損害を抑えることができる。

【００７０】この操作の一例として、制御および表示ユニット１０１（図１）がシステムマ
スタとして規定され、障害が増幅器１０５の伝送ＦＯＴで発生した場合を想起さ
れたい。これは、図１に示すように、ステーション１０５と１０６の間に故障を
もたらす。マスタステーション１０１が生成した起動パルスに続いて、通常のス
タートアップが全てのステーションで開始される。しかし、障害により、ステー
ション１０２から１０５までしか、マスタステーションが生成したデータストリ
ームと同期（ロック）することができない。

【００７１】こうした状況では、制御および表示ユニット１０１は、新規の起動パルスを生
成することによって、さらに２回スタートアップを行おうと試みることになるが
、結果は同じとなる。３回目の起動パルスの後で、ステーション１０６から１０
９および１０１は、タイムアウト期間（図８の８０６または図９の９０６）内に
ロックを受信していないことに気づき、それらの開始障害手続きに入ることにな
る。したがって、スレーブステーション１０６から１０９はそれぞれ、それ自体
を一時的マスタとしてセットし（図１１の１４０４）、それ自体のデータストリ
ームを伝送し始めることになる。マスタステーション１０１は、それ自体をスレ
ーブとしてセットすることになる。

【００７２】それ以上の障害がリング中に存在しないものと仮定すると、ステーション１０
７から１０９は、ステーション１０６が生成した信号と敏速に同期し、スレーブ
状態に戻ることになる（図１２、１５００）。名目上のシステムマスタステーシ
ョン１０１もスレーブ状態のままとなり、障害報告を待機する（１６０２）。ロ
ッキングを可能にするための適当な遅延の後で、ステーション１０６は、「Ｓｅ
ｔＰｏｓｉｔｉｏｎ」メッセージを生成する。これは、ステーション１０７か
ら１０９によって順に修正（増分）され、システムマスタによって受信される。
さらなる適当な遅延の後で、マスタステーションのリング位置レジスタを、イン
タフェースモジュール１２１から読み取ることができる。ノードアドレスのシー
ケンスが単純に０（マスタ）、１、２、３などとなるものと仮定すると、ステー
ション１０１のノード位置は、この例では４となる。エンジニアは、この情報を
使用して、リングに沿って４つのステーションを逆に数え、中断または障害がス
テーション１０６の直前に位置することを立証する。

【００７３】上記の方法の多くの変形形態は当業者には明らかであろう。上記の実施形態は
、あくまでも例示のみを目的として与えたものである。

【００７４】記載した実施形態は、開始障害検出のためのタイムアウトを開始するために別
個の起動線１５０に依拠しているが、電気的起動線の代わりに、またはそれに加
えて、その他の手段を使用することもできる。一例として、自動車のバッテリを
最初に接続したときなど、ネットワークに最初に電力を加えたときからの時間を
測定することもできる。その後で、別個の線１５０を必要としない光学的起動を
使用することができる。光ファイバ自体は単なる一例である。撚り合わせ対ケー
ブルまたは同軸ケーブルも、同様にポイントツーポイントリンクとして使用する
ことができる。そのための１つの技法が、我々の同時係属の出願ＰＣＴ／ＧＢ９
８／０２５０７（６２７９５ＷＯ）に記載されている。

【００７５】記載した実施形態では、一時的マスタとなる役割を担当するスレーブステーシ
ョンは、光入力の検出に基づく調停手続きによって識別される（ステップ１４０
８〜１４９２）。代替機構も可能である。例えば、ロック（同期）する能力に依
拠するのではなく、光入力を直接検出することもできる。

【００７６】記載した実施形態では、「ＳｅｔＰｏｓｉｔｉｏｎ」メッセージは、例えば
ハードウェアまたはマイクロコードのレベルで、インタフェースモジュール１２
１などによって自動的に処理される。これにより、「インフレーム（ｉｎ−ｆｒ
ａｍｅ）」修正を同期ネットワーク中で適用することが可能となるが、別法とし
て別々のメッセージを転送することもできる。したがって、上記の手続きを、同
期または非同期の環状ネットワーク中で適用することができる。処理速度が許す
場合、または異なる実施機構が規定される場合には、この機構を、図１１および
図１２の流れ図の一部としてより高いコーディングレベルで実施することができ
る。どの機構をハードウェアで実施し、どれをマイクロコードで実施し、どれを
より高レベルな制御プログラムで実施するかは、当業者には既知の様々な商業的
要因および技術的要因によって決まる、詳細な実施態様の問題である。

【図面の簡単な説明】

ここで、例示のみを目的として、添付の図面を参照して本発明の実施形態につ
いて述べる。

【図１】環状ネットワーク中で本発明を実施するローカル通信システムを示すブロック
概略図である。

【図２】図１のシステム中で使用される制御およびソースデータのアーキテクチャを示
す図である。

【図３】統合インタフェースを備えたステーションを示す図である。

【図４】図１のインタフェースモジュールの１つを示す概略図である。

【図５】既知のＤ２ＢＯｐｔｉｃａｌ形式に従って伝送されるデジタル信号のフレー
ム構造を示す図である。

【図６】図１のシステム中の装置間で伝送されるデジタル信号のフレーム構造を示す図
である。

【図７】図６のフレーム構造内を搬送される制御フレームの構造を示す図である。

【図８】システム中のマスタステーションのスタートアップおよび一般的な初期化につ
いての事象のシーケンスを時間線上に示す図である。

【図９】各スレーブステーションによって実施されるスタートアップおよび一般的な初
期化の手続きについての事象のシーケンスを時間線上に示す図である。

【図１０】図１のシステムの初期化中の「ＳｅｔＰｏｓｉｔｉｏｎ」メッセージのフォ
ームを示す図である。

【図１１】スレーブステーションの「開始障害」手続きを示す図である。

【図１２】スレーブステーションの「開始障害」手続きのさらに別の部分を示す図である
。

【図１３】マスタステーションの「障害報告受信」手続きを示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人ＳｔｉｒｌｉｎｇＨｏｕｓｅ，ＳｔｉｒｌｉｎｇＲｏａｄＴｈｅＳｕｒｒｅｙＲｅｓｅａｒｃｈＰａｒｋＧｕｉｌｄｆｏｒｄ，ＳｕｒｒｅｙＧＵ２５ＲＦＥｎｇｌａｎｄ (72)発明者スターリングアンドリュージェームズイギリスケイティー17 ３ピーエルサーリーエプソンダウンズルーデンウェイ 68 Ｆターム(参考） 5K031 BA05 CA08 CB19 DA02 DA19 EA01 EC01 EC05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】１つのステーションがマスタステーションとして指定され、
その他のステーションがスレーブステーションとして指定される複数のステーシ
ョンを備え、この複数のステーションが、環状ネットワーク内でポイントツーポ
イントリンクによって相互接続されて、データメッセージを交換するローカル通
信システムであり、各ステーションが、スタートアップ手続き中にリング中のそ
の前のステーションから受信した信号を認識して、対応する信号をリング中のそ
れに続くステーションに伝送するように配列され、その認識が所定時間内に得ら
れない場合に開始障害手続きが実施されるローカル通信システムであって、各ス
テーションによって実施される開始障害手続きは、各スレーブステーションが、一時的システムマスタとして動作し、それ自体の
出力信号を、リング中のそれに続くステーションによる認識のために生成するよ
うに各スレーブステーションを構成すること、リング中のその前のステーションからの信号の認識が依然として達成されてい
ない場合に、デフォルトリング位置を示す位置メッセージを生成すること、その前のステーションからの信号の認識が得られた場合に、スレーブ状態に戻
り、前記位置メッセージを受信し、増分されたリング位置を示すように修正した
位置メッセージをそれに続くステーションに伝送すること、少なくとも１つの指
定された診断ステーションに、その指定された診断ステーションが受信した位置
メッセージによって示されたリング位置の指示を、診断のための障害位置の指示
として記録することを備えることを特徴とするローカル通信システム。
【請求項２】指定された診断ステーションは、マスタステーションとして
指定されたステーションと同じであることを特徴とする請求項１に記載のシステ
ム。
【請求項３】スタートアップ手続き中にリングに沿った全てのステーショ
ンで認識が達成された場合に、デフォルトリング位置を示す同じフォームの位置
メッセージがマスタステーションによって生成され、修正された位置メッセージ
がスレーブステーションによって伝送され、各スレーブステーションがマスタに
対するそれ自体のリング位置を決定することができるようにしたことを特徴とす
る請求項１または２に記載のシステム。
【請求項４】前記位置メッセージがリングに沿って伝送され、修正された
後で、各ステーションは、自分に対して個別に宛てられたデータメッセージに対
して、前記リング位置を参照することによって応答することを特徴とする請求項
３に記載のシステム。
【請求項５】各ステーションは、さらに、自分に対して個別に宛てられた
メッセージに対して、論理アドレスを参照することによって応答することを特徴
とする請求項４に記載のシステム。
【請求項６】スタートアップが、前記ポイントツーポイントリンクとは無
関係に配られた信号によって開始されることを特徴とする請求項１ないし５のい
ずれかに記載のシステム。
【請求項７】前記ポイントツーポイントリンクは、光ファイバ接続を備え
ることを特徴とする請求項６に記載のシステム。
【請求項８】前記認識は、スレーブステーション内のネットワークインタ
フェース回路をその前のステーションから受信した信号と同期させ、それに続く
ステーションに伝送される信号がその受信信号と同期するようにすることを含む
ことを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載のシステム。
【請求項９】位置メッセージは、その受信と同期して修正および再送され
ることを特徴とする請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】前記ネットワークは、規則的なフレーム構造で、デジタル
オーディオデータを制御メッセージとともに運ぶことを特徴とする請求項１ない
し９のいずれかに記載のシステム。
【請求項１１】請求項１ないし８のいずれかに記載のシステムのマスタス
テーションの技術的特徴を有することを特徴とするローカル通信システム中で使
用される装置。
【請求項１２】請求項１ないし８のいずれかに記載のシステムのスレーブ
ステーションの技術的特徴を有することを特徴とするローカル通信システム中で
使用される装置。