JP2012094999A - 通信システムおよび伝送ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】複数組の重畳通信端末がそれぞれ固有のプロトコルを採用した重畳信号を用いて通信する場合でも通信エラーが生じにくい通信システムおよび伝送ユニットを提供する。
【解決手段】伝送ユニット１は、重畳通信端末４が端末間通信に使用する重畳可能期間が異なるプロトコル同士で重複しないように、各プロトコルにそれぞれ重畳可能期間を割り当てる調停部１４を備えている。調停部１４は、重畳可能期間の割り当てに従って、各組の重畳通信端末４に端末間通信の許可を出す通信許可を重畳送信部１５から順次送信する。重畳通信端末４は、通信許可を受けてから端末間通信を開始する。これにより、各重畳通信端末４は、それぞれ調停部１４にて割り当てられた重畳可能期間に重畳信号が重畳されるようなタイミングで、信号送出部４１から重畳信号を送出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、伝送ユニットから伝送路に繰り返し送出される伝送信号を用いて通信する端末装置と、伝送信号に重畳される重畳信号を用いて通信する重畳通信端末とが伝送路に接続されて構成される通信システムおよび伝送ユニットに関する。

従来から、伝送路に対して伝送ユニット（親機）および複数台の端末装置（子機）が接続され、各端末装置と伝送ユニットとの間で通信を行う通信システムが広く普及している。この種の通信システムの一例として、伝送ユニットが定期的に端末装置の状態を監視し、端末装置の状態に変化があった場合、その状態変化に対応する処理を行うように伝送ユニットから他の端末装置に信号を送るシステムがある（たとえば特許文献１〜３参照）。

ただし、上記構成の通信システムは、端末装置同士が常に伝送ユニットを経由して通信を行い、伝送ユニットが端末装置に対してポーリングを行うため通信速度が遅く、たとえばアナログ量のように比較的データ量の多い情報の伝送には不向きである。さらに、上記通信システムは、伝送ユニットの故障時などにシステム全体が停止してしまうため、システムとしての信頼性が低いという問題もある。

そこで、伝送ユニットを介して端末装置同士が通信を行う既設の通信システムと、通信端末同士がピア・ツー・ピア（Ｐ２Ｐ）で直接通信を行う通信システムとを混在させた通信システムが提案されている（たとえば特許文献４参照）。この通信システムにおいては、伝送ユニット（親機）を介して通信する端末装置と、互いに直接通信する重畳通信端末とが伝送路を共用するので、既設の通信システムに重畳通信端末を容易に増設することができる。端末装置は伝送ユニットから伝送路に繰り返し送出される伝送信号（第１プロトコルの信号）を用いて通信を行い、重畳通信端末は伝送信号に重畳される重畳信号（第２プロトコルの信号）を用いて通信を行う。

ここで、伝送信号は、１フレームごとに時間軸方向において複数の期間に分割され、一部の期間が重畳信号を重畳可能な重畳可能期間として割り当てられる時分割方式の信号である。すなわち、重畳通信端末（通信装置）は、伝送信号のステートを解析し、伝送信号の一部に割り当てられた重畳可能期間（通信適合期間）に、伝送信号と共通の伝送路（信号線）を伝送される重畳信号（パケット）を用いて通信する（たとえば特許文献５参照）。

この構成においては、重畳通信端末は、伝送データのデータ量が多く１回の重畳可能期間内で送信しきれない場合には、伝送データを複数のデータに分割して重畳可能期間ごとに順次送信する。つまり、伝送データが複数の重畳可能期間に跨って伝送されることになるため、重畳通信端末は、伝送データのデータ量が多くなれば伝送信号の１フレームでは伝送データを伝送することができず、複数フレームの伝送信号に亘って伝送データを伝送することもある。

特許第１１８０６９０号公報 特許第１１９５３６２号公報 特許第１１４４４７７号公報 特開２００９−２２５３２８号公報 国際公開第２００８／１１７７２２号

ところで、上記構成の通信システムにおいては、マスタとしての重畳通信端末が、スレーブとしての他の重畳通信端末に対してポーリングを行い、スレーブとしての重畳通信端末から計測データを収集することが一般的である。ここで、通信システムにマスタとしての重畳通信端末が複数台存在する場合、マスタとしての各重畳通信端末はそれぞれ固有のプロトコルを採用した重畳信号により、各々と組を成すスレーブとしての重畳通信端末と通信を行うことになる。この場合、複数組の重畳通信端末間の通信が伝送信号の重畳可能期間に行われるので、マスタとしての複数台の重畳通信端末から送出された重畳信号同士のコリジョンが発生し、通信エラーを生じる可能性がある。

本発明は上記事由に鑑みて為されており、複数組の重畳通信端末がそれぞれ固有のプロトコルを採用した重畳信号を用いて通信する場合でも通信エラーが生じにくい通信システムおよび伝送ユニットを提供することを目的とする。

本発明の通信システムは、伝送路に伝送信号を繰り返し送出する伝送ユニットと、前記伝送信号を用いて通信する端末装置と、前記伝送信号に重畳される信号であってそれぞれ固有のプロトコルを採用した重畳信号を用いて端末間通信を行う複数組の重畳通信端末とが前記伝送路に接続された通信システムであって、前記伝送信号は、１フレームごとに時間軸方向において複数の期間に分割され、一部の期間が前記重畳信号を重畳可能な重畳可能期間となり、残りの期間が前記重畳信号の重畳に使用されない重畳不可期間となる時分割方式の信号であって、前記伝送ユニットは、異なる前記プロトコル同士で前記端末間通信に使用する前記重畳可能期間が重複しないように、前記プロトコルの各々に前記重畳可能期間を割り当てる調停部を備えることを特徴とする。

この通信システムにおいて、前記調停部は、前記重畳可能期間の割り当てに従って各組の前記重畳通信端末に通信許可を順次送信し、前記重畳通信端末は、前記通信許可を受けてから前記端末間通信を開始することが望ましい。

この通信システムにおいて、前記重畳通信端末は、前記端末間通信が終了すると終了通知を前記調停部に送信し、前記調停部は、前記終了通知を受けてから次の前記通信許可を送信することがより望ましい。

この通信システムにおいて、前記調停部は、前記重畳通信端末からの割込要求を受けると、当該割込要求を出した前記重畳通信端末への前記通信許可を優先的に送信することがより望ましい。

この通信システムにおいて、前記調停部は、前記重畳通信端末に対して各々に固有の前記プロトコルへの前記重畳可能期間の割り当てを示す割当情報を送信するとともに、複数の前記重畳通信端末間の同期をとる同期信号を定期的に送信し、前記重畳通信端末は、前記調停部から予め受信した前記割当情報と定期的に受信する前記同期信号とに従って、各々の前記プロトコルに割り当てられた前記重畳可能期間に前記端末間通信を行うことがより望ましい。

この通信システムにおいて、前記調停部は、前記端末間通信に関する通信情報を複数組の前記重畳通信端末から収集し、前記通信情報に基づいて前記重畳可能期間の割り当てを決定することがより望ましい。

この通信システムにおいて、前記伝送ユニットは、前記重畳通信端末から受信した一のプロトコルの前記重畳信号を他のプロトコルの前記重畳信号に変換するプロトコル変換部を備え、前記調停部は、前記プロトコル変換部で変換された前記重畳信号を前記他のプロトコルに割り当てられている前記重畳可能期間に送出することがより望ましい。

この通信システムにおいて、前記プロトコル変換部は、前記一のプロトコルの前記重畳信号を、前記調停部で前記一のプロトコルの次に前記重畳可能期間が割り当てられている前記他のプロトコルの前記重畳信号に変換することがより望ましい。

この通信システムにおいて、前記重畳信号の前記プロトコルは３種類以上あって、前記プロトコル変換部は、前記一のプロトコルの前記重畳信号に付加されている付加情報に基づいて前記他のプロトコルを決定し、前記一のプロトコルの次に前記重畳可能期間が割り当てられる前記プロトコルが前記他のプロトコルとなるように、前記調停部に前記重畳可能期間の割り当てを変更させることがより望ましい。

本発明の伝送ユニットは、伝送路に伝送信号を繰り返し送出する伝送ユニットと、前記伝送信号を用いて通信する端末装置と、前記伝送信号に重畳される信号であってそれぞれ固有のプロトコルを採用した重畳信号を用いて端末間通信を行う複数組の重畳通信端末とが前記伝送路に接続された通信システムに用いられ、前記伝送信号は、１フレームごとに時間軸方向において複数の期間に分割され、一部の期間が前記重畳信号を重畳可能な重畳可能期間となり、残りの期間が前記重畳信号の重畳に使用されない重畳不可期間となる時分割方式の信号であって、異なる前記プロトコル同士で前記端末間通信に使用する前記重畳可能期間が重複しないように、前記プロトコルの各々に前記重畳可能期間を割り当てる調停部を備えることを特徴とする。

この伝送ユニットにおいて、前記重畳通信端末から受信した一のプロトコルの前記重畳信号を他のプロトコルの前記重畳信号に変換するプロトコル変換部をさらに備え、前記調停部は、前記プロトコル変換部で変換された前記重畳信号を前記他のプロトコルに割り当てられている前記重畳可能期間に送出することが望ましい。

本発明は、伝送ユニットが、プロトコルの各々に重畳可能期間を割り当てる調停部を備えているので、異なるプロトコル同士で端末間通信に使用する重畳可能期間が重複することを回避できる。その結果、複数組の重畳通信端末がそれぞれ固有のプロトコルを採用した重畳信号を用いて通信する場合でも通信エラーが生じにくいという利点がある。

実施形態１の構成を示し、（ａ）は通信システムの概略システム構成図、（ｂ）は伝送ユニットの概略ブロック図、（ｃ）は重畳通信端末の概略ブロック図である。 同上の伝送信号を示す波形図である。 同上の動作を示すフローチャートである。 同上の動作を示すタイムチャートである。 同上の他の動作を示すタイムチャートである。 実施形態２の動作を示すフローチャートである。 同上の動作を示すタイムチャートである。 実施形態３の構成を示す伝送ユニットの概略ブロック図である。

（実施形態１）
本実施形態の通信システムは、図１（ａ）に示すように、２線式の伝送路２に接続される伝送ユニット１を備えた通信システムである。

この通信システムは、伝送路２に接続され伝送ユニット１と通信する複数台の端末装置３０１，３０２と、伝送路２に接続され互いに直接通信する複数台の重畳通信端末４０１，４０２，４１１，４１２とを備えている。この通信システムでは、伝送路２を伝送される伝送信号と、伝送信号に重畳される重畳信号とを用いて通信が行われる。重畳信号は、伝送信号より周波数が高い信号である。

以下では、各端末装置３０１，３０２を区別しないときにはこれらをまとめて端末装置３と呼び、各重畳通信端末４０１，４０２，４１１，４１２を区別しないときにはこれらをまとめて重畳通信端末４と呼ぶ。図１（ａ）の例では伝送路２には端末装置３が２台、重畳通信端末４が４台接続されているが、端末装置３は３台以上、重畳通信端末４は５台以上接続されていてもよい。

複数台の端末装置３は、伝送ユニット１に対して伝送路２を介して並列接続されている。伝送ユニット１および端末装置３は、伝送ユニット１から端末装置３へのデータ伝送と端末装置３から伝送ユニット１へのデータ伝送とが時分割で行われる時分割多重伝送システム（以下、「基本システム」という）を構築する。

基本システムにおいて、端末装置３は、スイッチやセンサなど（図示せず）を付設した監視端末器と、負荷（図示せず）を付設した制御端末器との２種類に分類される。これにより、監視端末器に付設したスイッチやセンサなどからの監視入力に応じて、制御端末器に付設した負荷を制御することが可能となる。ここで、端末装置３は予め割り当てられた自己のアドレスをそれぞれ記憶部（図示せず）に記憶している。

監視端末器は、監視入力を受けると伝送ユニット１に対して監視入力に対応した制御情報を伝送する。伝送ユニット１は、制御情報を受け取るとアドレスによって上記監視端末器と対応付けられている制御端末器に向けて制御情報を伝送する。制御端末器は、制御情報を受け取ると上記制御情報に従って負荷を制御する。制御情報はスイッチ等の監視入力を反映しているから、結局、スイッチ等の監視入力が負荷の制御に反映されることになる。

伝送ユニット１は、伝送路２に対して図２に示すように時間軸方向において複数の期間に分割された形式の電圧波形からなる時分割方式の伝送信号を送信する。すなわち、伝送信号は、予備割込期間３１と、予備期間３２と、送信期間３３と、返送期間３４と、割込期間３５と、短絡検出期間３６と、休止期間３７とからなる複極（±２４Ｖ）の時分割多重信号である。予備割込期間３１は２次割込を検出するための期間、予備期間３２は割込期間３５および短絡検出期間３６に合わせて設定された期間であり、送信期間３３は端末装置３にデータを伝送するための期間である。返送期間３４は端末装置３からの返送信号を受信するタイムスロットであり、割込期間３５は後述の割込信号を検出するための期間であり、短絡検出期間３６は短絡を検出するための期間である。休止期間３７は処理が間に合わないときのための期間である。伝送信号は、パルス列からなるキャリアを変調することによってデータを伝送する信号である。

伝送ユニット１は、図１（ｂ）に示すように、伝送路２に接続される送信部１１および受信部１２と、送信部１１および受信部１２に接続された伝送処理部１３とを備えている。送信部１１は伝送信号の送信を行い、受信部１２は、伝送信号の返送期間３４に返送されたデータを受信したり、予備割込期間３１に２次割込を検出したり、割込期間３５に割込信号を検出したりする。伝送処理部１３は、送信部１１および受信部１２にて送受信されるデータについて各種の処理を実行する。

続いて、基本システムの動作について説明する。

各端末装置３では、伝送路２を介して受信した伝送信号の送信期間３３に含まれるアドレスデータが各々の記憶部（図示せず）に記憶されているアドレスに一致すると、伝送信号から負荷を制御するための制御情報を取り込む。さらに、端末装置３は、伝送信号の返送期間３４に同期して制御情報を電流モードの信号（適当な低インピーダンスを介して伝送路２を短絡することにより送出される信号）として返送する。なお、端末装置３の内部回路の電源は、伝送路２を介して伝送される伝送信号を整流し安定化することによって供給される。

伝送ユニット１は、常時は伝送信号に含まれるアドレスデータをサイクリックに変化させて端末装置３に順次アクセスする常時ポーリングを行う。常時ポーリングの際には、伝送信号に含まれるアドレスデータが自己のアドレスに一致した端末装置３は、伝送信号に制御情報が含まれていれば制御情報を取り込んで動作し、自己の動作状態を伝送ユニット１に返送する。

また、伝送ユニット１は、いずれかの監視端末器（端末装置３）においてスイッチ等の監視入力に対応して発生する割込信号を受信すると、割込信号を発生した端末装置３を検索し、その端末装置３にアクセスして割込ポーリングも行う。

すなわち、伝送ユニット１は、常時はモードデータを通常モードとした伝送信号を送出し、監視端末器（端末装置３）で発生した割込信号を伝送信号の割込期間３５に同期して検出すると、モードデータを割込ポーリングモードとした伝送信号を送出する。

割込信号を発生した端末装置３は、割込ポーリングモードの伝送信号のアドレスデータの上位ビットが自己のアドレスの上位ビットに一致していれば、その伝送信号の返送期間３４に同期して自己のアドレスの下位ビットを返送データとして返送する。これにより伝送ユニット１では割込信号を発生した端末装置３のアドレスを取得できる。

割込信号を発生した端末装置３のアドレスが伝送ユニット１で取得されると、伝送ユニット１は当該端末装置３に対して制御情報の返送を要求する伝送信号を送出し、端末装置３はスイッチ等の監視入力に対応した制御情報を伝送ユニット１に返送する。伝送ユニット１は制御情報を受け取ると、該当する端末装置３の監視入力をクリアするように指示を与え、当該端末装置３では監視入力のクリアを返送する。

制御情報を受け取った伝送ユニット１は、当該制御情報の発信元の端末装置（監視端末器）３とアドレスの対応関係によって対応付けられている端末装置（制御端末器）３へ送信する制御情報を生成する。伝送ユニット１は、この制御情報を含む伝送信号を伝送路２に送出して、端末装置（制御端末器）３に付設した負荷を制御する。

上述したように、基本システムでは、ポーリング・セレクティング方式のプロトコルに従い、伝送ユニット１を介して端末装置（監視端末器、制御端末器）３同士が通信を行うこととなる。

ところで、本実施形態に係る通信システムでは、複数台の重畳通信端末４が、上記基本システムと伝送路２を共用しつつ、伝送信号に重畳される重畳信号を用いて互いに通信を行う。

本実施形態においては、伝送路２に接続された複数台の重畳通信端末４０１，４０２，４１１，４１２のうち、重畳通信端末４０１，４１１がマスタとして機能し、残りの重畳通信端末４０２，４１２がスレーブとして機能する。マスタとしての重畳通信端末４０１とスレーブとしての重畳通信端末４０２とは組を成し、第１のプロトコルに従って重畳信号により互いに通信する。一方、マスタとしての重畳通信端末４１１とスレーブとしての重畳通信端末４１２とは組を成し、第１のプロトコルとは別の第２のプロトコルに従って重畳信号により互いに通信する。以下では、各組の重畳通信端末４同士が各々に固有のプロトコル（第１のプロトコルまたは第２のプロトコル）の重畳信号を用いて行う通信を、端末間通信と呼ぶ。

マスタとしての各重畳通信端末４０１，４１１は、各々と組を成すスレーブとしての重畳通信端末４０２，４１２に対して重畳信号を送信してポーリングを行い、このポーリングに対する応答として重畳通信端末４０２，４１２からそれぞれデータを取得する。なお、マスタとしての重畳通信端末４０１，４１１の各々と組を成すスレーブとしての重畳通信端末は複数台ずつ設けられていてもよい。この場合、各重畳通信端末４０１，４１１は、各々と組を成すスレーブとしての重畳通信端末に対して順次ポーリングを行う。

ここで、マスタとしての重畳通信端末４０１，４１１には監視装置６がそれぞれ接続され、スレーブとしての重畳通信端末４０２，４１２には被監視機器７がそれぞれ接続されている。被監視機器７は、重畳通信端末４間で伝送される監視情報を重畳通信端末４０２，４１２に出力し、監視装置６は、上記監視情報を重畳通信端末４０１，４１１から取得する。被監視機器７や監視装置６は、定期的に通信を行うことによって重畳通信端末４とデータの授受を行う。

すなわち、伝送路２を介した通信（端末間通信）を行うのは重畳通信端末４であるが、伝送するデータ（監視情報）を生成するのは被監視機器７であって、受信したデータを処理するのは監視装置６である。ここに、重畳通信端末４は、各々に接続された被監視機器７あるいは監視装置６からのデータを変換し伝送路２上に送出することで通信を行うアダプタとして機能する。なお、被監視機器７が出力する監視情報には、たとえば電気機器の消費電力や、温度・湿度などの情報がある。ここでは、重畳通信端末４０２に接続された被監視機器７は消費電力を計測し、重畳通信端末４１２に接続された被監視機器７は温度・湿度を計測して、各々の計測結果を監視情報として重畳通信端末４経由で監視装置６に出力する。

重畳通信端末４は、図１（ｃ）に示すように、伝送路２に接続される信号送出部４１および信号受信部４２と、信号送出部４１および信号受信部４２に接続された処理部４３と、処理部４３に接続されたインタフェース部４４とを備えている。信号送出部４１は重畳信号の送出を行い、信号受信部４２は重畳信号の受信を行う。インタフェース部４４は、監視装置６あるいは被監視機器７に接続される。

スレーブとしての重畳通信端末４０２，４１２においては、処理部４３はインタフェース部４４を介して被監視機器７から監視情報を取得し、この監視情報を重畳信号により信号送出部４１から伝送路２に送出する。マスタとしての重畳通信端末４０１，４１１においては、処理部４３は信号受信部４２が受信した重畳信号から監視情報を取得し、この監視情報を監視装置６へインタフェース部４４を介して出力する。

具体的には、重畳通信端末４は、他の重畳通信端末４に伝送すべきデータを含んだパケットを伝送路２に送出し、且つ他の重畳通信端末４が送信したパケットを受信する。重畳通信端末４間で送受信されるパケットは、伝送ユニット１から送出されている伝送信号に重畳される。要するに、端末装置３同士の通信は伝送ユニット１を経由して行われるのに対し、重畳通信端末４同士の端末間通信は伝送ユニット１を経由せず重畳通信端末４間で直接行われる。そのため、重畳通信端末４同士の端末間通信は、端末装置３同士の通信に比べて通信速度を高速化でき、たとえばアナログ量（消費電力等）のように比較的データ量の多い情報の伝送に適している。

また、重畳通信端末４は、基本システムの伝送ユニット１と端末装置３との間で伝送される伝送信号を監視する信号監視部４５（図１（ｃ）参照）を備え、信号監視部４５では伝送信号からデータ伝送状況（以下、「ステート」という）を解析する。信号送出部４１は、信号監視部４５で解析されたステートが重畳信号の重畳に適した状況にあるか否かを判定し、伝送に適していると判断したタイミングで重畳信号を送信する機能を具備している。

ここで、伝送信号は図２に示すような信号フォーマットを採用している。予備割込期間３１や予備期間３２や休止期間３７は、重畳信号が重畳されても伝送信号による通信に影響がなく、重畳信号による端末間通信も伝送信号の影響を受けにくいので、重畳信号を重畳可能な期間（以下、「重畳可能期間」という）となる。

その他の期間（送信期間３３と返送期間３４と割込期間３５と短絡検出期間３６）は、伝送信号がハイレベルあるいはローレベルに安定している時間が相対的に短く、重畳信号が重畳されると伝送信号による通信に影響を与えやすい。また上記他の期間に重畳信号が重畳されると、重畳信号による端末間通信も伝送ユニット１と端末装置３との間で授受される信号（割込信号や返送データ）の影響を受けやすい。そのため、上記他の期間は、重畳信号の重畳には使用されない期間（以下、「重畳不可期間」という）となる。

また、伝送信号の立ち上がりおよび立ち下がりの期間も、高調波ノイズの影響や信号の電圧反転に伴う過渡応答の影響などにより、重畳信号を重畳するのに適していない。したがって、伝送信号は、予備割込期間３１と予備期間３２と休止期間３７の中でも、期間の切り替わり（立ち上がりまたは立ち下がり）後の所定時間（たとえば３００μｓ）については、重畳不可期間となる。

そこで、信号送出部４１は、伝送信号のステートの解析結果に基づいて重畳可能期間か重畳不可期間かの判定を行い、重畳可能期間と判定したときに限って重畳信号を送出するように構成されている。重畳通信端末４は、このように伝送信号に同期させて伝送信号の重畳可能期間にのみ重畳信号を重畳させることにより、共通の伝送路２を使用する伝送信号による通信と重畳信号による端末間通信との干渉を回避する。

ここで、重畳通信端末４は、送信データのデータ量が多く一度の重畳可能期間内で送信しきれなかった場合には、当該重畳可能期間の終了に合わせて端末間通信を中断し、次回の重畳可能期間に残りのデータを送信する。

なお、重畳通信端末４の各部への電源供給は、基本システムの端末装置３と同様に伝送ユニット１から伝送路２を介して伝送される伝送信号を整流し安定化することによって供給される方式（集中給電方式）によって為される。ただし、この構成に限らず、重畳通信端末４の各部への電源供給は、商用電源を整流し安定化することによって供給される方式（ローカル給電方式）で為されてもよい。

ところで、本実施形態の通信システムにおいては、マスタとしての重畳通信端末４０１，４１１が複数台存在している。そのため、マスタとしての各重畳通信端末４０１，４１１はそれぞれ固有のプロトコルを採用した重畳信号により、各々と組を成すスレーブとしての重畳通信端末４０２，４１２と端末間通信を行うことになる。重畳信号の送出および受信に用いられる各組の重畳通信端末４に固有のプロトコルは、各重畳通信端末４の記憶部４６（図１（ｃ）参照）に予め記憶されている。

ただし、プロトコルの異なる複数組の重畳通信端末４がそれぞれ独立して端末間通信を行っていると、プロトコルの異なる重畳信号同士で使用する重畳可能期間が重複した場合に、重畳信号同士のコリジョンが発生して通信エラーとなる可能性がある。

そこで、本実施形態では、図１（ｂ）に示すように、伝送ユニット１が、異なるプロトコル同士で端末間通信に使用する重畳可能期間が重複しないように、各プロトコルにそれぞれ重畳可能期間を割り当てる調停部１４を備えている。さらに、伝送ユニット１は、伝送路２に接続され重畳信号の送信を行う重畳送信部１５と、伝送路２に接続され重畳信号の受信を行う重畳受信部１６とを備えている。調停部１４は、重畳送信部１５と重畳受信部１６と伝送処理部１３とに接続されている。

ここで、各重畳通信端末４は、それぞれに固有のプロトコルに調停部１４にて割り当てられた重畳可能期間に重畳信号が重畳されるようなタイミングで、信号送出部４１から重畳信号を送出する。要するに、各重畳通信端末４は、それぞれの記憶部４６に記憶されているプロトコルの重畳信号の重畳を、調停部１４にて割り当てられた重畳可能期間に行うことになる。

以下、調停部１４による重畳可能期間の割り当て方法についてより詳しく説明する。

調停部１４は、伝送信号の１フレームを単位にして、重畳信号の重畳に使用する重畳可能期間（予備割込期間３１と予備期間３２と休止期間３７）を割り当てる。ここでは、伝送信号は予備割込期間３１から休止期間３７までを１フレームとする。本実施形態では、調停部１４が第１のプロトコルと第２のプロトコルとに交互に重畳可能期間を割り当てる例を示す。

調停部１４は、重畳可能期間の割り当てに従って、各組の重畳通信端末４に端末間通信の許可を出す通信許可を重畳送信部１５から順次送信する。重畳通信端末４は、通信許可を受けてから端末間通信を開始する。つまり、重畳通信端末４は、調停部１４から通信許可が出されるまでは、端末間通信を行うことはない。

具体的に説明すると、本実施形態の通信システムは図３のフローチャートに従って動作する。すなわち、通信システムが起動すると（Ｓ１）、調停部１４はまず、重畳通信端末４０１，４０２に対して第１のプロトコルの重畳信号を用いた端末間通信を許可する通信許可を出す（Ｓ２）。通信許可を受けた重畳通信端末４０１，４０２は、第１のプロトコルの重畳信号を用いた端末間通信を行う場合（Ｓ３：Ｙｅｓ）、開始通知を調停部１４に送信し（Ｓ４）、端末間通信を開始する（Ｓ５）。重畳通信端末４０１，４０２は、端末間通信を終了すると、調停部１４に終了通知を送信する（Ｓ６）。

調停部１４は、重畳通信端末４０１，４０２から終了通知を受けると、次の通信許可、つまり第２のプロトコルの重畳信号を用いた端末間通信を許可する通信許可を重畳通信端末４１１，４１２に対して出す（Ｓ７）。また、重畳通信端末４０１，４０２が第１のプロトコルの重畳信号を用いた端末間通信を行わない場合（Ｓ３：Ｎｏ）、つまり重畳通信端末４０１，４０２から開始通知の返信がなかった場合にも、調停部１４は重畳通信端末４１１，４１２に通信許可を出す（Ｓ７）。

通信許可を受けた重畳通信端末４１１，４１２は、第２のプロトコルの重畳信号を用いた端末間通信を行う場合（Ｓ８：Ｙｅｓ）、開始通知を調停部１４に送信し（Ｓ９）、端末間通信を開始する（Ｓ１０）。重畳通信端末４１１，４１２は、端末間通信を終了すると、調停部１４に終了通知を送信する（Ｓ１１）。調停部１４は、重畳通信端末４１１，４１２から終了通知を受けると、次の通信許可、つまり重畳通信端末４０１，４０２へ通信許可を出す処理Ｓ２に戻る。また、重畳通信端末４１１，４１２が第２のプロトコルの重畳信号を用いた端末間通信を行わない場合（Ｓ８：Ｎｏ）、つまり重畳通信端末４１１，４１２から開始通知の返信がなかった場合にも、調停部１４は処理Ｓ２に戻る。

なお、伝送ユニット１と重畳通信端末４との間の通信許可、開始通知、終了通知のやり取りは、重畳送信部１５と信号受信部４２との間、あるいは重畳受信部１６と信号送出部４１との間で、伝送信号の重畳可能期間に重畳信号を用いて行われる。伝送ユニット１と重畳通信端末４との間のやり取りは、各重畳通信端末４に固有のプロトコルの重畳信号を用いて為されてもよいし、通信システム内の全重畳通信端末４に共通のプロトコルの重畳信号を用いて為されてもよい。

上述のように調停部１４が第１のプロトコルと第２のプロトコルとに交互に重畳可能期間を割り当てることにより、伝送信号と重畳信号との関係はたとえば図４に示すようになる。図４では、伝送信号の信号波形を（ａ）に示し、伝送信号に重畳される重畳信号の内容を（ｂ）に示している。

図４の例では、伝送信号の第１フレームＦ１において、調停部１４から第１のプロトコルの端末間通信を許可する通信許可が行われ、第２フレームＦ２において、第１のプロトコルの端末間通信の開始を表す開始通知が行われている。重畳通信端末４０１，４０２は、第３、第４フレームＦ３，Ｆ４の重畳可能期間に、第１のプロトコルの重畳信号を用いて端末間通信を行い、第５フレームＦ５には第１のプロトコルの端末間通信の終了を表す終了通知を送信している。

図４の伝送信号の第６フレームＦ６においては、調停部１４から第２のプロトコルの端末間通信を許可する通信許可が行われ、第７フレームＦ７において、第２のプロトコルの端末間通信の開始を表す開始通知が行われている。重畳通信端末４１１，４１２は、第８フレームＦ８の重畳可能期間に、第２のプロトコルの重畳信号を用いて端末間通信を行い、第９フレームＦ９には第２のプロトコルの端末間通信の終了を表す終了通知を送信している。そのため、次の第１０フレームＦ１０には、調停部１４から第１のプロトコルの端末間通信を許可する通信許可が行われている。

ただし、図４の例では第１１フレームＦ１１において、第１のプロトコルの端末間通信の開始を表す開始通知の返信がない。そのため、調停部１４は第１２フレームＦ１２には、第２のプロトコルの端末間通信を許可する通信許可を行っている。このように、図４の例では、第１のプロトコルの重畳信号を用いて端末間通信を行う重畳通信端末４０１，４０２と、第２のプロトコルの重畳信号を用いて端末間通信を行う重畳通信端末４１１，４１２とに、端末間通信の機会が交互に与えられることになる。

なお、伝送ユニット１と重畳通信端末４との間の通信許可、開始通知、終了通知のやり取りは、図４の例のようにそれぞれ伝送信号の１フレームを専有して行われてもよいし、１フレーム内の重畳可能期間の一部のみを用いて行われてもよい。後者の場合、重畳通信端末４は、通信許可、開始通知、終了通知のやり取りと同一のフレーム内であっても、空いている重畳可能期間には端末間通信を行うことも可能である。

ここにおいて、本実施形態では、調停部１４は、各プロトコルの重畳信号を用いた端末間通信の機会が略平等に与えられるように、プロトコルの異なる重畳通信端末４の組数に応じて自動的に重畳可能期間の割り当てを決定する。つまり、調停部１４は、伝送路２に接続されている重畳通信端末４で使用されるプロトコルを予め取得し、これらのプロトコルに重畳可能期間が略平等に割り当てられるように重畳可能期間の割り当てを決定する。たとえば、第１、第２のプロトコルに加えて、第３のプロトコルの重畳信号を用いて端末間通信を行う重畳通信端末４が設けられている場合、調停部４は、第１のプロトコル、第２のプロトコル、第３のプロトコルの順で通信許可を出し、端末間通信の機会を与える。

以上説明した構成の通信システムによれば、伝送ユニット１が、各プロトコルにそれぞれ重畳可能期間を割り当てる調停部１４を備えているので、重畳信号同士で使用する重畳可能期間が重複することを回避できる。すなわち、複数組の重畳通信端末４がそれぞれ固有のプロトコルを採用した重畳信号を用いて端末間通信を行いながらも、調停部１４にて割り当てられた重畳可能期間に各プロトコルの端末間通信が行われることにより、重畳信号同士のコリジョンを回避できる。したがって、上記通信システムでは、複数組の重畳通信端末４がそれぞれ固有のプロトコルを採用した重畳信号を用いて通信する場合でも、通信エラーが生じにくいという利点がある。

しかも、伝送ユニット１は、重畳可能期間の割り当てを調停部１４にて一元的に行っているので、通信システム内で使用されるプロトコルの種類が多くなっても、異なるプロトコル同士で重畳可能期間が重複しないように重畳可能期間を割り当てることが容易である。そのため、本実施形態では、第１のプロトコルと第２のプロトコルとの２種類のプロトコルの重畳信号が混在した通信システムを例示したが、この例に限らず、３種類以上のプロトコルの重畳信号が混在した通信システムでも、コリジョンの発生を確実に回避できる。

さらに、調停部１４は重畳可能期間の割り当てに従って各組の重畳通信端末４に通信許可を順次送信しているので、重畳通信端末４は、この通信許可を受けてから端末間通信を開始するように構成されているだけで、重畳信号同士のコリジョンを回避できる。つまり、重畳通信端末４は、調停部１４から順次送信される通信許可に従って端末間通信を行うだけの比較的簡単な構成で、他の組の重畳通信端末４との端末間通信のタイミングをずらすことができる。

また、調停部１４は、重畳通信端末４から端末間通信の終了を示す終了通知を受けてから次の通信許可を送信するので、プロトコルごとに端末間通信に要する時間が異なる場合でも、それぞれの端末間通信が終了するのを待って次の通信許可を出すことができる。したがって、第１のプロトコルの端末間通信と第２のプロトコルの端末間通信との時間間隔を短く抑えながらも、重畳信号同士のコリジョンを確実に回避することができる。さらにまた、調停部１４は、通信許可を出した重畳通信端末４から端末間通信の開始を表す開始通知の返信がない場合にも、次の通信許可を送信するので、端末間通信を行わない重畳通信端末４を飛ばして重畳可能期間を有効に割り当てることができる。

ところで、調停部１４は、重畳通信端末４からの割込要求を受けると、この割込要求を出した重畳通信端末４への通信許可を、他の重畳通信端末４への通信許可よりも優先して送信するように割込機能が付加されていてもよい。以下、割込機能が付加された調停部１４の動作を、図５の例を参照して説明する。

この例では、調停部１４は元々図５（ａ）に示すように、伝送信号の重畳可能期間を３フレームずつ第１のプロトコルと第２のプロトコルとに交互に割り当てている。ここで、図５（ａ）の例では、マスタとしての重畳通信端末４０１，４１１の各々と組を成すスレーブとしての重畳通信端末は２台ずつ設けられ、各重畳通信端末４０１，４１１は、各々と組を成すスレーブとしての重畳通信端末に対して順次ポーリングを行う。

つまり、重畳通信端末４０１は、第１のプロトコルに割り当てられた重畳通信端末のうち第１〜第３、第１３〜１５フレームＦ１〜Ｆ３，Ｆ１３〜Ｆ１５に第１のスレーブと端末間通信を行い、第７〜第９フレームＦ７〜Ｆ９に第２のスレーブと端末間通信を行う。重畳通信端末４１１は、第２のプロトコルに割り当てられた重畳通信端末のうち第４〜第６フレームＦ４〜Ｆ６に第３のスレーブと端末間通信を行い、第１０〜第１２フレームＦ１０〜Ｆ１２に第４のスレーブと端末間通信を行う。

図５（ｂ）では、図５（ａ）の例において重畳通信端末４０１と第１のスレーブとの端末間通信中である第３フレームＦ３に、重畳通信端末４０１と組を為す第２のスレーブから割込要求があった場合を例に示す。ここで、割込要求は、伝送信号の割込期間３５に重畳される重畳信号によって行われ、少なくとも、調停部１４が送信元の重畳通信端末４を特定するための識別子（アドレス）を含んでいる。なお図５（ｂ）では、伝送信号に重畳された重畳信号を「Ｐ」で示している。

図５（ｂ）のように第３フレームに第２のスレーブから割込要求があると、調停部１４は、次のフレーム（第４フレームＦ４）にて第１のプロトコルの端末間通信を許可する通信許可を出す。要するに、調停部１４は本来なら第４フレームＦ４には重畳通信端末４に第２のプロトコルの重畳信号を用いた端末間通信を許可する通信許可を出すところ、重畳通信端末４に第１のプロトコルの重畳信号を用いた端末間通信を許可する通信許可を出す。

これにより、割込要求を出した第２のスレーブは、第４フレームＦ４以降、マスタとしての重畳通信端末４０１と端末間通信が可能となる。第４〜第６フレームＦ４〜Ｆ６に重畳通信端末４０１と第２のスレーブとが端末間通信を行った後は、調停部１４は、割込要求が掛かる前の状態から重畳可能期間の割り当てを再開する。つまり、第７〜第９フレームＦ７〜Ｆ９には重畳通信端末４１１が第３のスレーブと端末間通信を行い、第１０〜第１２フレームＦ１０〜Ｆ１２には重畳通信端末４０１が第２のスレーブと端末間通信を行う。

以上説明したように調停部１４に割込機能が付加された構成によれば、重畳通信端末４は、通常時には調停部１４によって決定された割り当てに従って順次、端末間通信を行いながらも、割込要求を出すことによって優先的に通信許可を得ることができる。これにより、重畳通信端末４は、たとえば何らかのイベントが発生し端末間通信を早急に行う必要が生じたような場合に、調停部１４から通信許可を優先的に送信してもらって端末間通信を行うことが可能となる。

（実施形態２）
本実施形態の通信システムは、調停部１４による重畳可能期間の割り当て方法が実施形態１の通信システムとは相違する。

すなわち、実施形態１では調停部１４は重畳通信端末４に通信許可を順次送信し割り当てを行っていたのに対し、本実施形態では調停部１４は重畳通信端末４に重畳可能期間の割り当てを示す割当情報を重畳通信端末４に予め送信することにより割り当てを行う。

本実施形態における調停部１４は、通信システムの起動後の所定の設定期間に、各プロトコルへの重畳可能期間の割り当てを決定し、この割り当てを示す割当情報を全重畳通信端末４に送信する。ここでいう割当情報は、少なくとも該情報の送信先となる重畳通信端末４に固有のプロトコルへの重畳可能期間の割り当てを示す情報であって、該情報の送信先を含む全てのプロトコルへの重畳可能期間の割り当てを表した情報でもよい。重畳通信端末４は、受信した割当情報を記憶部４６に記憶する。

また、調停部１４は、通信システムにおける全重畳通信端末４間の同期をとるための同期信号を定期的に送信する。重畳通信端末４は、同期信号で同期をとることにより、予め受信した割当情報に従って、各々に固有のプロトコルに割り当てられた重畳可能期間のタイミングを特定することができるので、このタイミングで端末間通信を行う。なお、伝送ユニット１と重畳通信端末４との間の割当情報、同期信号のやり取りは、重畳送信部１５と信号受信部４２との間で、伝送信号の重畳可能期間に重畳信号を用いて行われる。

また、実施形態１では調停部１４は各プロトコルの重畳信号を用いた端末間通信の機会が略平等に与えられるように割り当てを決定していたのに対し、本実施形態では調停部１４は重畳通信端末４と通信を行うことにより割り当てを決定する。

本実施形態における調停部１４は重畳通信端末４との通信にて重畳通信端末４から収集される通信情報に基づいて、自動的に重畳可能期間の割り当てを決定する。ここでいう通信情報は、各組の重畳通信端末４に固有のプロトコルに従った端末間通信に関する情報であり、たとえば端末間通信により重畳通信端末４間で授受されるデータ量や、端末間通信の頻度などがある。

なお、伝送ユニット１と重畳通信端末４との間の通信情報のやり取りは、重畳送信部１５と信号受信部４２との間、あるいは重畳受信部１６と信号送出部４１との間で、伝送信号の重畳可能期間に重畳信号を用いて行われる。

調停部１４は、通信システムの起動後に送信される伝送信号の最初の１フレームの重畳可能期間に、通信システム内の各重畳通信端末４と通信を行い、通信情報を収集する。ここでは、調停部１４は、各組の重畳通信端末４がそれぞれに固有のプロトコルの重畳信号を用いて授受するデータ量に基づいて、重畳可能期間の割り当てを決定する。つまり、調停部１４は、各組の重畳通信端末４がそれぞれに固有のプロトコルの重畳信号を用いて授受するデータ量からなる通信情報を収集し、データ量の相対的な関係に応じて重畳可能期間の割り当てを決定する。具体的には、調停部１４は、重畳通信端末４０１，４０２間で授受されるデータ量と、重畳通信端末４１１，４１２間で授受されるデータ量とを比較し、その比較結果に応じて重畳可能期間の割り当てを決定する。

重畳通信端末４０１，４０２間で第１のプロトコルの重畳信号を用いて授受されるデータ量が、重畳通信端末４１１，４１２間で第２のプロトコルの重畳信号を用いて授受されるデータ量よりも少ない場合を例に示す。この場合、調停部１４は、データ量が多い第２のプロトコルには相対的に長い重畳可能期間が優先して割り当てられるように、重畳可能期間の割り当てを決定する。これにより、重畳通信端末４は、各々の授受するデータ量に適した長さの重畳可能期間に重畳信号による通信が可能となり、通信システム全体としてスムーズなデータ伝送が可能となる。

また、他の例として、調停部１４は、各組の重畳通信端末４がそれぞれに固有のプロトコルの重畳信号を用いて通信を行う頻度に基づいて、重畳可能期間の割り当てを決定する構成であってもよい。つまり、調停部１４は、各組の重畳通信端末４がそれぞれに固有のプロトコルの重畳信号を用いて通信する頻度からなる通信情報を収集し、通信頻度の相対的な関係に応じて重畳可能期間の割り当てを決定する。具体的には、調停部１４は、重畳通信端末４０１，４０２間で通信が行われる頻度と、重畳通信端末４１１，４１２間で通信が行われる頻度とを比較し、その比較結果に応じて重畳可能期間の割り当てを決定する。

重畳通信端末４０１，４０２間における第１のプロトコルの重畳信号を用いた通信は１分間隔で行われ、重畳通信端末４１１，４１２間における第２のプロトコルの重畳信号を用いた通信は１時間間隔で行われる場合を例に示す。この場合、調停部１４は、通信頻度が高い第１のプロトコルには重畳可能期間が優先的に割り当てられるように、重畳可能期間の割り当てを決定する。これにより、重畳通信端末４は、各々の通信頻度に適したタイミングの重畳可能期間に重畳信号による通信が可能となり、通信システム全体としてスムーズなデータ伝送が可能となる。

具体的に説明すると、本実施形態の通信システムは図６のフローチャートに従って動作する。すなわち、通信システムが起動すると（Ｓ２１）、調停部１４は、設定期間に重畳通信端末４０１，４０２と通信し、第１のプロトコルの端末間通信に関する通信情報を取得する（Ｓ２２）。さらに、調停部１４は重畳通信端末４１１，４１２と通信し、第２のプロトコルの端末間通信に関する通信情報を取得する（Ｓ２３）。

それから、調停部１４は収集した通信情報に基づいて、単位時間当たりに各プロトコルに割り当てる時間とタイミングとを決定し、割当情報を生成する（Ｓ２４）。割り当てが決定すると、調停部１４は生成した割当情報を第１のプロトコルの端末間通信を行う重畳通信端末４０１，４０２に送信し（Ｓ２５）、さらに第２のプロトコルの端末間通信を行う重畳通信端末４１１，４１２に割当情報を送信する（Ｓ２６）。

その後、設定期間が終了すると、調停部１４は定期的に同期信号の送信を開始する（Ｓ２７）。重畳通信端末４は、調停部１４から予め受信した割当情報と定期的に受信する同期信号とに従って、各々に固有のプロトコルに割り当てられた重畳可能期間に端末間通信を行う（Ｓ２８）。

上述のように調停部１４が第１のプロトコルと第２のプロトコルとに重畳可能期間を割り当てることにより、伝送信号と重畳信号との関係はたとえば図７に示すようになる。図７では、伝送信号の信号波形を（ａ）に示し、伝送信号に重畳される重畳信号の内容を（ｂ）に示している。

図７では、伝送ユニット１は、フレーム周期Ｔ０が２０ｍｓ、１フレームに含まれる重畳可能期間には重畳信号により１５バイトのデータを伝送可能であり、単位時間Ｔ１（＝１ｓ）の間に５０フレーム（Ｆ１〜Ｆ５０）の伝送信号を送信する場合を例とする。ここで、重畳通信端末４が、第１のプロトコルの端末間通信を１秒に１回の通信頻度で行い、毎回１５バイトのデータを伝送し、第２のプロトコルの端末間通信を２秒に１回の通信頻度で行い、毎回１５バイトのデータを伝送する場合を例示する。

図７の例では、割当情報において、１秒（＝単位時間Ｔ１）ごとに伝送信号の第２フレームＦ２が第１のプロトコルに割り当てられ、２秒ごとに第５０フレームＦ５０が第２のプロトコルに割り当てられている。また、調停部１４は、１秒（＝単位時間Ｔ１）ごとに第１フレームＦ１にて同期信号の送信を行っている。

したがって、重畳通信端末４０１，４０２は、同期信号で単位時間Ｔ１の同期をとりながら、予め受信した割当情報に従って、１秒ごとに伝送信号の第２フレームＦ２の重畳可能期間に、第１のプロトコルの重畳信号を用いて端末間通信を行うことになる。また、重畳通信端末４１１，４１２は、同期信号で単位時間Ｔ１の同期をとりながら、予め受信した割当情報に従って、２秒ごとに伝送信号の第５０フレームＦ５０の重畳可能期間に、第２のプロトコルの重畳信号を用いて端末間通信を行うことになる。

以上説明した本実施形態の構成によれば、調停部１４は重畳通信端末４に重畳可能期間の割り当てを示す割当情報を重畳通信端末４に予め送信することにより割り当てを行うので、重畳可能期間を端末間通信に効率よく使用することができる。すなわち、実施形態１の構成では、重畳通信端末４が端末間通信を行う度に通信許可の送信に重畳可能期間の一部が使用されるのに対し、本実施形態ではこの分の重畳可能期間も端末間通信に使用できる。したがって、本実施形態の通信システムでは、端末間通信の通信速度の向上を図ることが可能である。

また、本実施形態では、調停部１４は、伝送信号の１フレーム内の各期間（予備割込期間３１、予備期間３２、休止期間３７）を単位にして、重畳信号の重畳に使用する重畳可能期間を割り当てる構成であってもよい。この場合、調停部１４は、たとえば伝送信号の予備割込期間３１と予備期間３２とは第１のプロトコルに割り当て、休止期間３７は第２のプロトコルの重畳信号に割り当てるということが可能になる。このように調停部１４が伝送信号の１フレーム内の各期間を単位にして重畳可能期間を割り当てると、複数のプロトコルの重畳信号による端末間通信が比較的短いスパンで可能になる。

その他の構成および機能は実施形態１と同様である。

なお、調停部１４が重畳通信端末４から収集した通信情報に基づいて重畳可能期間の割り当てを決定する構成については、調停部１４が重畳通信端末４に通信許可を順次送信し割り当てを行う実施形態１の構成と組み合わされてもよい。

（実施形態３）
本実施形態の通信システムは、図８に示すように、伝送ユニット１が、一のプロトコルの重畳信号を他のプロトコルの重畳信号に変換するプロトコル変換部１７を備える点が実施形態１の通信システムと相違する。

プロトコル変換部１７は、伝送処理部１３と調停部１４との間に接続されており、重畳受信部１６が受信した重畳信号を調停部１４経由で取得し、プロトコル変換後の重畳信号を調停部１４経由で重畳送信部１５から伝送路２に送出する。これにより、同一の伝送路２上にプロトコルの異なる複数組の重畳通信端末４が設けられている場合、プロトコルの異なる重畳通信端末４同士がプロトコル変換部１７を介して互いに通信可能となる。

すなわち、第１のプロトコルの重畳信号を用いる重畳通信端末４０１，４０２と、第２のプロトコルの重畳信号を用いる重畳通信端末４１１，４１２とは、直接通信することはできないものの、プロトコル変換部１７を介することにより互いに通信可能となる。そのため、たとえばマスタとしての重畳通信端末４０１は伝送ユニット１を介して他のマスタとしての重畳通信端末４１１と通信することによって、この重畳通信端末４１１を経由して重畳通信端末４１２との間で通信することが可能となる。

また、プロトコル変換部１７でプロトコルが変換された重畳信号を伝送路２に送出する際、調停部１４は、伝送信号のうち変換後のプロトコルに割り当てられている重畳可能期間に重畳信号が重畳されるように、重畳信号の送出タイミングを制御する。つまり、プロトコル変換部１７が第１のプロトコルの重畳信号を第２のプロトコルの重畳信号に変換した場合、調停部１４は、第２のプロトコルに割り当てられた重畳可能期間に合わせてプロトコル変換後の重畳信号を送出する。これにより、伝送ユニット１は、プロトコルの異なる重畳通信端末４同士の通信を可能としながらも、重畳信号同士のコリジョンを回避することができる。

ここにおいて、プロトコル変換部１７は、異なるプロトコルの重畳信号を相互に変換するための変換テーブルを有しており、この変換テーブルに従ってプロトコルを変換する。本実施形態では、プロトコル変換部１７は、重畳受信部１６が受信した一のプロトコルの重畳信号を、調停部１４で前記一のプロトコルの次に重畳可能期間が割り当てられている他のプロトコルの重畳信号に変換する。たとえば、調停部１４が第１のプロトコルと第２のプロトコルとに交互に重畳可能期間を割り当てている場合、プロトコル変換部１７は、第１のプロトコルを第２のプロトコルに変換し、第２のプロトコルを第１のプロトコルに変換する。

以下、上記通信システムの具体的な動作について説明する。ここでは、重畳通信端末４０１，４０２が行う第１のプロトコルの端末間通信が電力計測に用いられ、重畳通信端末４１１，４１２が行う第２のプロトコルの端末間通信が照明器具の調光制御に用いられている場合を例とする。

この場合、重畳通信端末４０２に接続された被監視機器７が計測した消費電力は、第１のプロトコルの重畳信号にて重畳通信端末４０１に送信されるとともに、プロトコル変換部１７で第２のプロトコルの重畳信号に変換されて重畳通信端末４１１にも送信される。重畳通信端末４１１に接続された監視装置６は、上記消費電力に基づいて照明器具の調光レベルを決定し、この調光レベルを第２のプロトコルの重畳信号にて重畳通信端末４１１から、重畳通信端末４１２に送信する。これにより、第１のプロトコルの端末間通信でやり取りされる情報（消費電力）が、第２のプロトコルの端末間通信でやり取りされる情報（調光レベル）に反映されることになる。

以上説明した本実施形態の構成によれば、プロトコルの異なる重畳通信端末４同士がプロトコル変換部１７を介して互いに通信可能となるため、プロトコルの異なる重畳通信端末４に接続された監視装置６と被監視機器７との連携動作が可能となる。その結果、通信システムは、様々な機器を同一の伝送路２に重畳通信端末４を介して接続でき、機器間の連携を行うことにより、システムの拡張性を向上させることができるという利点がある。

ところで、重畳信号のプロトコルが３種類以上ある場合、プロトコル変換部１７は、重畳受信部１６が受信した複数種類のプロトコルの重畳信号を、当該重畳信号に付加されている付加情報に基づいて他のプロトコルの重畳信号に変換する構成であってもよい。ここでいう付加情報は、制御情報や優先情報、緊急情報など、重畳信号の優先度を示す情報である。

たとえば、第１、第２、第３のプロトコルに対して順に重畳可能期間が割り当てられている場合、通常、プロトコル変換部１７は第１のプロトコルを第２のプロトコルに、第２のプロトコルを第３のプロトコルに、第３のプロトコルを第１のプロトコルに変換する。一方で、プロトコル変換部１７は、第１および第２のプロトコルの重畳信号に第３のプロトコルとの連携を必要とする付加情報が付加されているときには、第１および第２のプロトコルの重畳信号に基づいて第３のプロトコルの重畳信号を生成する。

以下、上記通信システムの具体的な動作について説明する。ここでは、重畳通信端末４１１，４１２が行う第２のプロトコルの端末間通信が机上面の照度計測に用いられ、他の重畳通信端末（図示せず）が行う第３のプロトコルの端末間通信が照明器具の調光制御に用いられている場合を例とする。また、重畳通信端末４０１，４０２が行う第１のプロトコルの端末間通信は、上述の例と同様に電力計測に用いられる。

この場合、重畳通信端末４０２に接続された被監視機器７が計測した消費電力は、第１のプロトコルにて重畳通信端末４０１に送信され、重畳通信端末４１２に接続された被監視機器７が計測した照度は、第２のプロトコルにて重畳通信端末４１１に送信される。これら第１および第２のプロトコルの重畳信号は、第３のプロトコルを示す付加情報が付加されており、プロトコル変換部１７で第３のプロトコルの重畳信号に変換されて、第３のプロトコルの端末間通信を行う重畳通信端末にも送信される。

第３のプロトコルの重畳通信端末に接続された監視装置６は、上記消費電力および上記照度に基づいて照明器具の調光レベルを決定する。たとえば、監視装置６は、消費電力が大きく照度が高い場合に調光レベルを下げ、消費電力が大きく照度が低い場合には調光レベルを維持する。また、監視装置６は、消費電力が小さく照度が低い場合に調光レベルを維持し、消費電力が小さく照度が小さい場合には調光レベルを上げる。これにより、第１のプロトコルの端末間通信でやり取りされる情報（消費電力）および第２のプロトコルの端末間通信でやり取りされる情報（照度）が、第３のプロトコルの端末間通信でやり取りされる情報（調光レベル）に反映されることになる。

この構成によれば、プロトコル変換部１７は、重畳信号に付加されている付加情報に基づいて、プロトコルの変換先を柔軟に決定することができ、緊急性を有するデータなどを他のプロトコルの端末間通信より優先して伝達することができる。

その他の構成および機能は実施形態１と同様である。

なお、本実施形態の構成は実施形態２の構成と組み合わされていてもよい。

１ 伝送ユニット
２ 伝送路
３０１，３０２ 端末装置
４，４０１，４０２，４１１，４１２ 重畳通信端末
１４ 調停部
１５ 重畳送信部
１７ プロトコル変換部
４１ 信号送出部

Claims (11)

1. 伝送路に伝送信号を繰り返し送出する伝送ユニットと、前記伝送信号を用いて通信する端末装置と、前記伝送信号に重畳される信号であってそれぞれ固有のプロトコルを採用した重畳信号を用いて端末間通信を行う複数組の重畳通信端末とが前記伝送路に接続された通信システムであって、
   前記伝送信号は、１フレームごとに時間軸方向において複数の期間に分割され、一部の期間が前記重畳信号を重畳可能な重畳可能期間となり、残りの期間が前記重畳信号の重畳に使用されない重畳不可期間となる時分割方式の信号であって、
   前記伝送ユニットは、異なる前記プロトコル同士で前記端末間通信に使用する前記重畳可能期間が重複しないように、前記プロトコルの各々に前記重畳可能期間を割り当てる調停部を備えることを特徴とする通信システム。
2. 前記調停部は、前記重畳可能期間の割り当てに従って各組の前記重畳通信端末に通信許可を順次送信し、前記重畳通信端末は、前記通信許可を受けてから前記端末間通信を開始することを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
3. 前記重畳通信端末は、前記端末間通信が終了すると終了通知を前記調停部に送信し、前記調停部は、前記終了通知を受けてから次の前記通信許可を送信することを特徴とする請求項２に記載の通信システム。
4. 前記調停部は、前記重畳通信端末からの割込要求を受けると、当該割込要求を出した前記重畳通信端末への前記通信許可を優先的に送信することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の通信システム。
5. 前記調停部は、前記重畳通信端末に対して各々に固有の前記プロトコルへの前記重畳可能期間の割り当てを示す割当情報を送信するとともに、複数の前記重畳通信端末間の同期をとる同期信号を定期的に送信し、前記重畳通信端末は、前記調停部から予め受信した前記割当情報と定期的に受信する前記同期信号とに従って、各々の前記プロトコルに割り当てられた前記重畳可能期間に前記端末間通信を行うことを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
6. 前記調停部は、前記端末間通信に関する通信情報を複数組の前記重畳通信端末から収集し、前記通信情報に基づいて前記重畳可能期間の割り当てを決定することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の通信システム。
7. 前記伝送ユニットは、前記重畳通信端末から受信した一のプロトコルの前記重畳信号を他のプロトコルの前記重畳信号に変換するプロトコル変換部を備え、前記調停部は、前記プロトコル変換部で変換された前記重畳信号を前記他のプロトコルに割り当てられている前記重畳可能期間に送出することを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の通信システム。
8. 前記プロトコル変換部は、前記一のプロトコルの前記重畳信号を、前記調停部で前記一のプロトコルの次に前記重畳可能期間が割り当てられている前記他のプロトコルの前記重畳信号に変換することを特徴とする請求項７に記載の通信システム。
9. 前記重畳信号の前記プロトコルは３種類以上あって、前記伝送ユニットは、前記重畳通信端末から受信した複数種類のプロトコルの前記重畳信号を、当該重畳信号に付加されている付加情報に基づいて他のプロトコルの前記重畳信号に変換するプロトコル変換部を備え、前記調停部は、前記プロトコル変換部で変換された前記重畳信号を前記他のプロトコルに割り当てられている前記重畳可能期間に送出することを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の通信システム。
10. 伝送路に伝送信号を繰り返し送出する伝送ユニットと、前記伝送信号を用いて通信する端末装置と、前記伝送信号に重畳される信号であってそれぞれ固有のプロトコルを採用した重畳信号を用いて端末間通信を行う複数組の重畳通信端末とが前記伝送路に接続された通信システムに用いられ、
    前記伝送信号は、１フレームごとに時間軸方向において複数の期間に分割され、一部の期間が前記重畳信号を重畳可能な重畳可能期間となり、残りの期間が前記重畳信号の重畳に使用されない重畳不可期間となる時分割方式の信号であって、
    異なる前記プロトコル同士で前記端末間通信に使用する前記重畳可能期間が重複しないように、前記プロトコルの各々に前記重畳可能期間を割り当てる調停部を備えることを特徴とする伝送ユニット。
11. 前記重畳通信端末から受信した一のプロトコルの前記重畳信号を他のプロトコルの前記重畳信号に変換するプロトコル変換部をさらに備え、前記調停部は、前記プロトコル変換部で変換された前記重畳信号を前記他のプロトコルに割り当てられている前記重畳可能期間に送出することを特徴とする請求項１０に記載の伝送ユニット。
    

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