JP5239726B2 - ネットワークシステム及び音響信号処理装置 - Google Patents

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Description

この発明は、複数のノード間で音響信号の伝送を行うためのネットワークシステム及び、このようなネットワークシステムに１つのノードとして組み入れ可能な音響信号処理装置に関する。
従来から、複数のノード間で音響信号の伝送を行うためのオーディオネットワークシステムが知られており、コンサート、演劇、音楽製作、構内放送等において用いられている。このようなオーディオネットワークシステムの例としては、以下の非特許文献１，２に記載のような、ＣｏｂｒａＮｅｔ（商標），ＥｔｈｅｒＳｏｕｎｄ（商標）が知られている。
「CobraNet(TM)」、[online]、バルコム株式会社、［平成１８年３月２１日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.balcom.co.jp/cobranet.htm＞ Carl Conrad、「EtherSound(TM) in a studio environment」、[online]、Digigram S.A.、［平成１８年３月２１日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.ethersound.com/news/getnews.php?enews_key=101＞
また、デジタルデータの伝送方式としては、非特許文献３に記載のＳＯＮＥＴ／ＳＤＨと呼ばれる方式も知られている。
このＳＯＮＥＴ／ＳＤＨは、ＳＯＮＥＴ（Synchronous Optical NETwork：同期光伝送網）とＳＤＨ（Synchronous Digital Hierarchy：同期デジタルハイアラーキ）の総称であり、低速な回線を階層的に積み上げて多重化することにより、回線の高速化を実現する光伝送技術の規格である。そして、ＳＯＮＥＴとＳＤＨは、細かな部分は異なるが、ほとんど同じ規格と考えてよく、相互接続も可能である。また、ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨは、ＭＡＮ（Metropolitan Area Network）構築の際、基礎となっている伝送方式である。
また、ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨは、光ファイバの能力を活用して高速で信頼性に優れたネットワークを構築するために設計されたものである。そして、運用管理に関しても様々な機能を備えているが、中でも回線の障害に対照するバックアップ機能が優れている。この機能は、プロテクション（切替）機能と呼ばれ、ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨをＳＯＮＥＴ／ＳＤＨリング（単に「ＳＯＮＥＴリング」ともいう）と呼ばれるリング型に構成したリングプロテクションが有名である。
「SONET/SDH」、[online]、Foundation for MultiMedia Communications、［平成１９年６月２７日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.fmmc.or.jp/fm/nwmg/keyword/fujitsu/sonet.htm＞ 特開２００７−２５９３４７
しかしながら、非特許文献１及び２にあるような従来のオーディオネットワークシステムには、以下のような問題があった。
すなわち、例えばＣｏｂｒａＮｅｔ（商標）においては、バス型のネットワークに複数のノードがそれぞれ作成したフレーム（複数フレーム）を送信するので、フレーム間のギャップが生じて伝送効率が悪いという問題があった。
また、物理的に伝送可能なチャンネル（ｃｈ）数が、ノード間の結線（ネットワークの構成）の変更によって変化するため、フレームの伝送ルートを考慮して、必要なｃｈ数の伝送ができるようにシステムを構成しなければならず、設計が難しいという問題があった。
これは、送信元のノードから末端のノードまでのノード数によってデータが届くまでの時間が変わり、かつ、全ノードにデータが届くまで次の通信をしないため、ネットワークを構成するノード数が多いとデータの転送に時間がかかり、帯域をロスする等の理由によるものである。
また、ＥｔｈｅｒＳｏｕｎｄ（商標）においては、障害発生時に音切れを防止する対策が取られておらず、ノード間の結線の切断が生じた場合に音声がストップしてしまうという問題があった。フレームに複数のパケットが含まれているため、伝送制御が複雑になる上に、時間当たりで伝送できるデータ量が十分でないという問題もあった。
さらに、ＣｏｂｒａＮｅｔ（商標）の場合と同様、フレームの伝送ルートを考慮して、必要なｃｈ数の伝送ができるようにシステムを構成しなければならず、設計が難しいという問題もあった。
そこで、本件出願人は、これらの問題を解決する技術として、特許文献１に記載のような、所定周期で音声伝送フレームを循環させるリング型の伝送経路を有するオーディオネットワークシステムを提案した。
このネットワークシステムにおいては、音声伝送フレーム内に波形データをベタで記録しているため、管理が簡単であり、通信帯域を無駄なく利用して音声伝送を行うことができる。また、音声伝送フレームにシステム内の全ノードを巡回させるため、フレームの伝送ルートを特に意識せずにノード間の結線の変更を簡単に行うことができる。
さらに、システム内の一部のノードに異常が発生した場合でも、その異常の発生した部分をシステムから容易に切り離し、残りの部分だけでシステムの動作を継続させることができる。
また、特許文献１には、システムを構成するノードをカスケード状に接続して音声伝送フレームの伝送経路を１つ形成し、その伝送経路にフレームを循環させている状態で、カスケードの両端のノードが接続され、ノード間の接続がループ状になった場合に、音声伝送フレームの伝送経路を２つ形成し、それぞれの伝送経路にフレームを循環させるようにすることが記載されている。
さらに、特許文献１には、システムを構成するノードをループ状に接続して音声伝送フレームの伝送経路を２つ形成し、いずれかのノード間で通信に不具合が生じて通信不能となった場合に、その部分の両側でフレームの伝送を折り返し、ノードがカスケード状に接続された１つ伝送経路を有するシステムとして機能して、ノード間での音響信号の伝送を継続できるようにすることも記載されている。
しかしながら、特許文献１に記載の方式では、音声伝送フレームの伝送経路を１つ形成し、その伝送経路にフレームを循環させている状態と、音声伝送フレームの伝送経路を２つ形成し、それぞれの伝送経路にフレームを循環させる状態との間での遷移の処理がいくぶん複雑であり、さらに単純かつ高速に実行可能な制御方式が求められていた。
一方、このように、ループ状に接続されたノードの一部で通信に不具合が生じた場合でもノード間の通信を継続できるようにするという点では、非特許文献３に記載のＳＯＮＥＴ／ＳＤＨにおけるリングプロテクションも、特許文献１に記載のシステムと同様である。
しかし、このリングプロテクションにおけるリングプロテクションの処理を、特許文献１に記載のシステムに適用することは、以下の理由で困難である。
すなわち、ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨは、優れたプロテクション機構を備えているものの、もともとプロオーディオ用のデータ伝送方式ではないため、音響信号を伝送するプロオーディオの用途（ライブ音響、パブリックアドレス、プリプロダクション、ポストプロダクション、放送設備等）に使用するにはいろいろと不都合がある。
音響信号のリアルタイム伝送用ではないため、あるノードに入力した信号が別のノードに送信されてその別のノードから出力されるまでに１０ミリ秒以上の遅れが生じる。その遅延時間も一定しておらず、データがどの送信ノードからどの受信ノードへ送られるかに応じて様々に変化する。障害発生時の通信維持はリアルタイムではなく、障害が発生してから別のルートでの伝送が開始されるまでに、数ミリ秒の時間を要し、サンプリング周波数を９６ｋＨｚ（キロヘルツ）として１００サンプル以上の欠落を生じる等である。
この発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、マスタノードが生成する、複数の音響信号の記憶領域を備えた音声伝送フレームを、各ノード間に形成されるループ状の伝送経路に沿って循環させ、接続された一連のノード間で音響信号の伝送を行うネットワークシステムにおいて、音声伝送フレームの伝送経路を１つ形成し、その伝送経路にフレームを循環させている状態と、音声伝送フレームの伝送経路を２つ形成し、それぞれの伝送経路にフレームを循環させる状態との間での遷移を、簡単な処理で自動的かつ短時間に行えるようにすることを目的とする。
上記の目的を達成するため、この発明のネットワークシステムは、それぞれ単方向の通信を行う受信手段及び送信手段を２組備えた複数のノードを、あるノードの１組の受信手段及び送信手段を次のノードの１組の送信手段及び受信手段とそれぞれ接続することにより順次接続して構成され、順次接続された前記複数のノードのうち、両方の組の送信手段及び受信手段が他のノードと接続された各ノードが、一方の組の受信手段で受信したフレームを同ノードの他方の組の送信手段で送信するフレームの順方向転送処理を行い、何れか一方の組の受信手段及び送信手段のみが他のノードと接続された端部のノードがある場合に、その端部のノードが、その一方の組の受信手段で受信したフレームを同組の送信手段で送信するフレームの逆方向転送処理を行うことにより、上記複数のノード中にリング状の伝送経路が形成され、その複数のノードのうち１つをマスタノードと定め、そのマスタノードが生成する、複数の音響信号の記憶領域を備えた音声伝送フレームを、その形成されたループ状の伝送経路に沿って一定周期で循環させ、各ノードでその音声伝送フレームへの音響信号の書き込み及び／又は読み出しを行うことにより、接続された一連のノード間で音響信号の伝送を行うネットワークシステムであって、上記マスタノードは、上記一定周期毎に、生成した音声伝送フレームを何れか片方の組の送信手段で送信するシングルモードの動作と、上記一定周期毎に、生成した音声伝送フレームを２組の両方の送信手段で送信するツインモードの動作とが可能であり、上記シングルモードで動作している上記マスタノードが、音声伝送フレームを上記片方の組の送信手段で送信した後、その音声伝送フレームを、第１の所定時間内に、同組の受信手段で受信したか否かを判断する第１の判断手段と、音声伝送フレームを上記片方の組の送信手段で送信した後、その音声伝送フレームを、第２の所定時間内に、他方の組の受信手段で受信したか否かを判断する第２の判断手段と、第１の判断手段による判断が否定的であり、かつ、第２の判断手段による判断が肯定的であるとき、そのマスタノードを上記ツインモードの動作へ移行させるモード移行手段とを有するものである。
このようなネットワークシステムにおいて、上記マスタノードが、上記音声伝送フレームを送信するタイミングを示す、一定周期の伝送用ワードクロックを生成する第１クロック生成手段と、上記伝送用ワードクロックを所定の目標遅延時間だけ遅延させたワードクロックに相当する、信号処理用ワードクロックを生成する第２クロック生成手段と、上記信号処理用ワードクロックに同期して上記音響信号の処理を行う信号処理手段と、上記送信される各音声伝送フレームに、上記信号処理用ワードクロックのタイミングを再現するための基準情報を書き込む書込手段とを有し、また、上記マスタノード以外の各ノードが、受信した各音声伝送フレームに含まれる上記基準情報及びその音声伝送フレームの受信タイミングに基づき、上記マスタノードが生成した信号処理用ワードクロックと略同位相の信号処理用ワードクロックを発生するワードクロック発生手段と、そのワードクロック発生手段が発生した信号処理用ワードクロックに同期して上記音響信号の処理を行う信号処理手段とを有し、上記ワードクロック発生手段が、上記基準情報及び上記受信タイミングに基づいて上記信号処理用ワードクロックの発生タイミングを制御しているため、上記シングルモードから上記ツインモードへの移行時の、上記マスタノード以外の各ノードにおける信号処理用ワードクロックの位相変動が抑制されるようにするとよい。
また、上記のネットワークシステムで新規のマスタノードが定まったとき、あるいは、そのシステム全体がリセットされたとき、そのマスタノードがシングルモードでの動作を開始するようにするとよい。
あるいはまた、上記複数のノードのうちの２つの端部のノード同士が接続され、上記複数のノードがループ状に接続されたとき、上記２つの端部のノードにおいて、それぞれ、上記循環の１周期から数周期の期間において、上記逆方向転送処理を停止させるとともに、上記両端以外のノードとしての上記順方向転送処理を開始させることにより、上記ループ状に接続された複数のノード中に、互いに逆方向の２つのリング状の伝送経路が形成されるようにするとよい。
あるいはまた、上記端部のノードに、上記一方の組と異なる他方の組の受信手段及び送信手段に新たに他のノードが接続されたことを検出する検出手段を設け、その検出手段がその他のノードの接続を検出したときに、そのノードは、そのノード自身が実行する処理を、上記逆方向転送処理から上記順方向転送処理へ自動的に切り替えるようにするとよい。
また、上記のネットワークシステムにおいて、上記マスタノードが上記ツインモードの動作をしているとき、上記一定周期毎に、上記音声伝送フレームを１つ生成し、その生成した１つの音声伝送フレームを２つのリング状の伝送経路にそれぞれ送信し、上記複数の各ノードは、２つのリング状の伝送経路のうち所定の１の伝送経路を循環する音声伝送フレームに対してのみ、上記音響信号の書き込み及び／又は読み出しを行うようにするとよい。
あるいは、上記マスタノードが上記ツインモードの動作をしているとき、上記一定周期毎に、上記２つのリング状の伝送経路に対応させて上記音声伝送フレームを２つ生成し、その生成した２つの音声伝送フレームをそれぞれ対応するリング状の伝送経路に送信し、上記複数の各ノードは、２つのリング状の伝送経路のうち、各ノードに共通に予め定められた１の伝送経路を循環する音声伝送フレームに対してのみ、上記音響信号の書き込み及び／又は読み出しを行うようにしてもよい。
あるいはまた、上記マスタノードが上記ツインモードの動作をしているとき、上記一定周期毎に、上記２つのリング状の伝送経路に対応させて上記音声伝送フレームを２つ生成し、その生成した２つの音声伝送フレームをそれぞれ対応するリング状の伝送経路に送信し、上記複数の各ノードは、２つのリング状の伝送経路のうち、ノード毎に書き込み及び／又は読み出しの対象として予め定められた何れか１あるいは２の伝送経路を循環する音声伝送フレームに対して、音声信号の書き込み及び／又は読み出しを行うようにしてもよい。
また、上記のネットワークシステムにおいて、上記マスタノードが生成する音声伝送フレームにはエラーチェックコードが含め、上記マスタノード以外の各ノードが、受信した音声伝送フレームのエラーチェックコードに基づいて、その音声伝送フレームのエラーをチェックし、エラーが検出された場合に、その音声伝送フレームから読み出した音響信号のそのノードからの出力を阻止するようにするとよい。
また、この発明の音響信号処理装置は、上記のいずれかのネットワークシステムに、そのネットワークシステムを構成するノードであって上記マスタノードと定めることができるノードとして組み入れ可能な音響信号処理装置である。
以上のようなこの発明のネットワークシステム及び音響信号処理装置によれば、マスタノードが生成する、複数の音響信号の記憶領域を備えた音声伝送フレームを、各ノード間に形成されるループ状の伝送経路に沿って循環させ、接続された一連のノード間で音響信号の伝送を行うネットワークシステムにおいて、音声伝送フレームの伝送経路を１つ形成し、その伝送経路にフレームを循環させている状態と、音声伝送フレームの伝送経路を２つ形成し、それぞれの伝送経路にフレームを循環させる状態との間での遷移を、簡単な処理で自動的かつ短時間に行えるようにすることができる。
以下、この発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて具体的に説明する。
１． この発明の実施形態のオーディオネットワークシステムの概要
１．１ 全体構成
まず、図１に、この発明のネットワークシステムの実施形態であるオーディオネットワークシステムの概略を示す。
図１（ａ），（ｂ）に示すように、このオーディオネットワークシステム１は、それぞれ単方向の通信を行う受信手段である受信インタフェース（Ｉ／Ｆ）と送信手段である送信Ｉ／Ｆの組を２組備えたノードＡ〜Ｃを、通信ケーブルＣＢで順次接続することにより構成したものである。ここでは３つのノードにより構成した例を示しているが、ノードの数は任意でよい。
ノードＡにおいては、受信Ｉ／Ｆ＿ＡＲ１と送信Ｉ／Ｆ＿ＡＴ１が一組のＩ／Ｆで、受信Ｉ／Ｆ＿ＡＲ２と送信Ｉ／Ｆ＿ＡＴ２がもう一組のＩ／Ｆである。ノードＢ及びＣについても、符号の先頭の文字「Ａ」を「Ｂ」あるいは「Ｃ」に置き換えたＩ／Ｆが、同様な関係に当たる。
そして、ノード間の接続は、１組の受信Ｉ／Ｆ及び送信Ｉ／Ｆを、別のノードの１組の送信Ｉ／Ｆ及び受信Ｉ／Ｆとそれぞれ通信ケーブルＣＢで接続することにより行っている。例えば、ノードＡとノードＢとの間では、受信Ｉ／Ｆ＿ＡＲ２と送信Ｉ／Ｆ＿ＢＴ１とを接続すると共に、送信Ｉ／Ｆ＿ＡＴ２と受信Ｉ／Ｆ＿ＢＲ１とを接続している。また、ノードＢとノードＣとの間では、ノードＢのもう１組のＩ／Ｆと、ノードＣの１組のＩ／Ｆとを接続している。
なお、図１に示す各ノードは、アナログ入力，アナログ出力，デジタル入力，デジタル出力，ミキシング，エフェクト付与，録音再生，リモート制御，あるいはこれらの組み合わせ等の各種機能を有する音響信号処理装置である。ノード毎に機能が違っていても当然構わない。
ここで、（ａ）に示すように、各ノードを、端部を有する１本のラインのように接続した状態を、「カスケード接続」と呼ぶことにする。そしてこの場合、各ノード間を結ぶケーブルＣＢにより、破線で示すように１つのリング状のデータ伝送経路を形成することができ、各ノードは、この経路でフレームを一定周期で循環させるように伝送し、そのフレームに対して必要な情報を読み書きすることにより、経路上の任意のノードとの間でデータの送受信を行うことができる。このように、システム内に１つのリング状のデータ伝送経路が構築されている動作状態を、「シングルモード」と呼ぶことにする。
そして、オーディオネットワークシステム１内において、１つのノードがマスタノードとなり、音響信号を伝送するためのフレームを生成し、定期的に伝送経路を循環させたり、ネットワークの管理を行ったりする。このマスタノードが生成するフレームを、その他のフレームと区別して「ＴＬフレーム」と呼ぶことにする。
また、（ａ）に示したカスケード接続に加え、両端のノードで使用していないＩ／Ｆ同士も通信ケーブルＣＢで接続すると、（ｂ）に示すように、リング状のデータ伝送経路を２つ形成することができる。そして、各ノードは、これらの経路でそれぞれフレームを伝送し、その各フレームに対して必要な情報を読み書きすることにより、経路上の任意のノードとの間でデータの送受信を行うことができる。このようなノード間の接続状態を、「ループ接続」と呼ぶことにする。また、システム内に２つのリング状のデータ伝送経路が構築されている動作状態を、「ツインモード」と呼ぶことにする。
ただし、オーディオネットワークシステム１においては、シングルモードの動作が基本形であり、ツインモードの動作を許可するか否かは、マスタノードに設定され、マスタノードからシステムを構成する各ノードに伝達される。そして、ツインモードの動作を許可しない設定がなされている場合には、後述のように、ループ接続がなされた場合でもシングルモードの動作を継続する。従って、ノードの接続状態とシステムの動作状態とは、必ずしも対応しない。
また、図１ではケーブルを２本示しているが、１組の受信Ｉ／Ｆと送信Ｉ／Ｆとを近接してあるいは一体として設ければ、２本を束ねて１本にしたケーブルにより、１組のＩ／Ｆ同士の接続を行うことも可能である。
また、各ノードには、必要なＩ／Ｆを設ければ、（ｃ）に示すように、外部機器Ｎを接続し、外部機器Ｎから受信したデータをＴＬフレームに書き込んで他のノードに送信したり、ＴＬフレームから読み出したデータを外部機器Ｎに送信したりすることもできる。
このような外部機器Ｎとしては、例えば外付けのコンソールが考えられる。そして、コンソールがユーザから受け付けた操作に応じたコマンドをノードＢに送信し、ノードＢがこれをＴＬフレームに書き込んで他のノードに送信したり、他のノードがＴＬフレームに書き込んで送信してきた応答やレベルデータ等をノードＢが読み出してコンソールに送信し、コンソールにおける操作子状態の表示やレベル表示に使用するといった動作を行わせることが考えられる。
１．２ ＴＬフレームの構成
次に、図２に、上述した伝送経路で伝送されるＴＬフレームの構成例を示す。また、図３に、ＴＬフレーム中の波形データ領域、イーサネットフレーム領域及びＩＴＬフレーム領域のより詳細な構成を示す。なお、これらの図に示した各領域の幅は必ずしもデータ量と対応しない。
図２に示すように、このＴＬフレーム１００は、サイズが１２８２バイトであり、先頭から順に、プリアンブル１０１，管理データ１０２，波形データ（オーディオデータ）領域１０３，制御データ領域１０４，ＦＣＳ（Frame Check Sequence）１０５の各領域からなる。各領域のサイズは、その領域に記載するデータ量に関わらずそれぞれ一定である。また、ここで示すＦＣＳ１０５以外の各領域のサイズは一例であり、適宜変更してよい。
そして、プリアンブル１０１は、計８バイトのデータであり、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronic Engineers）８０２．３で規定されるプリアンブルとＳＦＤ（Start Frame Delimiter）とを記載する。
また、このオーディオネットワークシステム１においては、送信Ｉ／Ｆから送出されるフレームは、１本の接続ケーブルＣＢで接続された受信Ｉ／Ｆにしか届かないから、アドレスの記載はあまり意味がない。そこで、ＴＬフレーム１００には、宛先アドレスは記載する必要はなく、ここではその記載領域は設けていない。
また、管理データ１０２は、８バイトのデータであり、オーディオネットワークシステム１内の各ノードがＴＬフレームに含まれるデータの管理に利用するデータとして、フレームの種類を区別するためのフレームタイプ、システム内のどの伝送経路を循環させるフレームかを示すリングＩＤ、フレーム通し番号であるフレームＩＤ、波形データ１０３中の波形データのｃｈ数、後述のワードクロックのタイミング調整に用いる前方遅延Ｄｆｗ、後方遅延Ｄｂｗ、及びシステムの動作状態ＯＳ等を記載する。なお、ここで記載されるリングＩＤを、当該システム内の伝送経路を特定すると同時にシステム自体を特定するＩＤとしてもよい。
なお、フレームタイプとしては、このフレームがＴＬフレームであることを示すデータを記載する。また、ツインモードを許可しない場合、システム内の伝送経路は１つのみであるから、リングＩＤは固定の値となる。また、フレームＩＤとしては、ＴＬフレームが何周期目のフレームであるかわかるような番号を付すと良い。そして、ループ接続の場合、２つの伝送経路に循環させる同じ周期のＴＬフレームには同じフレームＩＤを付し、同じ周期のフレームであることがわかるようにする。
そして、波形データ領域１０３としては１０２４バイトを確保し、音響信号のデータである１サンプル３２ビットの波形データを２５６ｃｈ分記載できる。すなわち、本システムでは、音声伝送フレームとして１つのＴＬフレーム１００を循環させることにより、２５６ｃｈ分の音響信号を伝送することができる。なお、２５６ｃｈ中の伝送に使われていないｃｈ（空きｃｈ）の領域については、そこに何が記載されているか気にしなくて良い。本実施形態では、伝送する波形データのビット数が３２ビットでない例えば１６ビットや２４ビットなどの場合でも、各ｃｈ毎に３２ビットの領域を用意しその領域内に記載するようになっている。しかし、波形データのビット数に応じて各ｃｈの領域のサイズを変更するようにしてもよい。その場合、１６ビットの波形データは５１２ｃｈ分伝送可能であり、２４ビットであれば３４０ｃｈ分伝送可能になる。
また、図３（ａ）に示すように、波形データ領域１０３においては、予めオーディオネットワークシステム１を構成する各ノードにｃｈを割り当てておき、各ノードは、自身に割り当てられたｃｈの位置に、出力波形データの書き込みを行う。このｃｈの割り当ては、システム全体を制御するコントローラ（例えば、何れかのノードの制御ＣＰＵや図１（ｃ）に示した外部機器）が行うものであり、システムの動作中に適宜変更可能である。また、ノード毎に連続した位置のｃｈを割り当てる必要はないし、どのノードにも割り当てない空きｃｈがあってもよい。
一方、制御データ領域１０４としては２３８バイトを確保し、ここには、イーサネットフレーム領域１０６、ＩＴＬフレーム領域１０７、および管理データ領域１０８設けている。
このうちイーサネットフレーム領域１０６には、ＩＰ（Internet Protocol）に基づくノード間通信用のパケットであるＩＰパケットをさらにフレーム化したＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronic Engineers）８０２．３形式のフレーム（イーサネットフレーム）を記載する。
また、記載すべきイーサネットフレームが用意したサイズ（ここでは１７８バイト）に収まらない場合には、フレームの送信側で必要な数のブロックに分割し、ＴＬフレーム１つにつき、そのブロック１つを記載する。そして、フレームの受信側で複数のＴＬフレーム１００からデータを取り出して結合し、分割前のフレームを復元することにより、通常のイーサネット（登録商標）での伝送と同様にイーサネットフレームをノード間で伝送することができる。
ＩＥＥＥ８０２．３形式のフレームの最大サイズは１５２６バイトであり、一方、分割・復元の制御用に数バイトの分割制御データを加えたとしても、１ＴＬフレーム毎に約１７０バイトの送信ができるので、１つのイーサネットフレームの送信は、最大でも９フレームで完了する。
図３（ｂ）に、このイーサネットフレーム領域１０６に記載するデータの詳細を示す。
このうち、ブロック数は、送信するフレームをいくつのブロックに分割したかを示す情報である。
ブロック番号は、該当ブロックが分割したブロックのうち何番目のブロックであるかを示す情報である。
送信元ＩＤは、イーサネットフレーム領域１０６へデータを書き込んだノードを示す情報である。また、送信元ＩＤは、装置のＭＡＣアドレスにより記載することができる。なお、オーディオネットワークシステム１のノードとなる各装置は、送信Ｉ／Ｆと受信Ｉ／Ｆを２つずつ備えているが、それぞれ別個のＭＡＣアドレスを持つのではなく、装置として１つのＭＡＣアドレスを持つ。
データサイズは、該当ブロックに記載したフレームデータのサイズを示す情報である。
フレームデータは、送信するイーサネットフレームのデータである。最終ブロックについては、末尾に空き領域ができるが、受信側で、データサイズの情報に従って、データのある領域のみ読み取るようにすれば問題ない。
また、ＩＴＬフレーム領域１０７には、隣接ノード間でのコマンド及びコマンドに対する応答の伝送に使用するフレームであるＩＴＬフレームのデータを記載する。このＩＴＬフレームは、後述のように、システム形成初期の情報伝達にも使用するし、システム形成後の情報伝達にも使用する。
またここでも、イーサネットフレーム領域１０６の場合と同様、記載すべきＩＴＬフレームが用意したサイズ（ここでは５０バイト）に収まらない場合には、フレームの送信側で必要な数のブロックに分割して記載し、受信側でこれを結合して復元することができる。
図３（ｃ）に、このＩＴＬフレーム領域１０７に記載するデータの詳細を示す。
この図に示したブロック数、ブロック番号、データサイズ、フレームデータ、空き領域は、上述のイーサネットフレーム領域１０６の場合と同趣旨である。
しかし、ＩＴＬフレームの場合は、基本的には隣接ノードへの情報の伝達に用いるものである。そして、離れたノードに伝達する場合でも、後述のように、途中のノードが一旦内容を参照した上で同じ内容のフレームを次のノードに送信する、という方式で伝送を行う。従って、ＩＴＬフレーム領域１０７にデータを書き込んだノードは、必ずその書き込んだノードの隣接ノード（ＴＬフレームを入力した受信Ｉ／Ｆと直接接続されているノード）である。このため、ＩＴＬフレーム領域１０７には送信元ノードＩＤの記載は必要ない（ただし、後述のように、ＩＴＬフレーム自体には送信元ノード及び宛先ノードを示す情報としてそれらのノードのＭＡＣアドレスを記載する）。
管理データ領域１０８は、オーディオネットワークシステム１内の各ノードがＴＬフレームに含まれるデータの管理に利用するデータを記載する領域である。ここに記載するデータとしては、例えば、ＴＬフレーム１００が伝送中に切断されたことを示す切断検出フラグＳＤＦ，ＴＬフレーム１００の伝送にエラーが生じたことを示すエラーフラグＥＤＦ，レベル表示に使用するレベルデータ等が挙げられる。
なお、制御データ領域１０４内にＩＴＬフレームや管理データを記載する専用の領域（ここでは各１０バイト）を設けたのは、それらのデータを定常的に伝達するためである。
また、ＦＣＳ１０５は、ＩＥＥＥ８０２．３で規定される、フレームのエラーを検出するためのフィールドである。
次に、図４に、ＩＴＬフレームのデータ構成を示す。
ＩＴＬフレームの形式には２通りのものがあり、上述のＩＴＬフレーム領域１０７に書き込むのは、図４（ａ）に示す通常の形式のものである。（ｂ）に示すのは、特殊な用途に用いるＩＴＬフレームの形式である。
このうち、（ａ）に示す通常のＩＴＬフレーム１１０は、プリアンブル１１１，フレームタイプ１１２，データサイズ１１３，送信元ＩＤ１１４，宛先ＩＤ１１５，送信元ポート１１６，コマンド種類１１７，パラメータ１１８，ダミーデータ１１８ａ，ＦＣＳ１１９の各領域からなる。
そして、このうちプリアンブル１１１及びＦＣＳ１１９の形式は、図２に示したＴＬフレーム１００の場合と同様である。
また、フレームタイプ１１２は、ＴＬフレーム１００に管理データ１０２として記載されているフレームタイプと同趣旨のデータである。ただし、ここでは、このフレームがＩＴＬフレームであることを示すデータを記載する。
ＴＬフレーム１００においてフレームタイプを管理データ１０２の先頭バイトに記載するとすると、ＴＬフレーム１００とＩＴＬフレーム１１０とでは、プリアンブル１１１、フレームタイプ１１２及びＦＣＳ１１９が、共通のフォーマットとなる。
また、データサイズ１１３としては、ダミーデータ１１８ａを除くフレーム中のデータ量を示す情報を記載する。
送信元ＩＤ１１４及び宛先ＩＤ１１５としては、それぞれ送信元装置及び宛先装置のＭＡＣアドレスを記載する。
また、送信元ポート１１６としては、各ノードが複数備える送信Ｉ／Ｆのうち、どの送信Ｉ／Ｆから送信したかを示す情報を記載する。
コマンド種類１１７としては、このＩＴＬフレーム１１０がどのコマンド（又は応答）を伝達するものであるかを示すコマンドＩＤを記載する。コマンドの内容については後にいくつか例を挙げる。
パラメータ１１８としては、コマンド毎に異なるパラメータデータを記載する。
ダミーデータ１１８ａは、フレーム長を一定にするための、特に意味を持たないデータである。
また、（ｂ）に示す特殊なＩＴＬフレーム１２０は、プリアンブル１１１、フレームタイプ１１２及びＦＣＳ１１９のみからなる。これらのデータの形式は、ＩＴＬフレーム１１０の場合と同様である。そして、ＩＴＬフレーム１２０の場合、フレームタイプ１１２の情報として、フレームの用途を示す情報を記載する。
このような形式のＩＴＬフレーム１２０は、オーディオネットワークシステム１においては、後述するノード間の距離計測や切断通知のような、特殊な用途に用いる。そこで、以後、ＩＴＬフレームの符号として「１１０」を用いるが、特に断らない限り、ＩＴＬフレーム１２０についても同等な取扱いが可能である。
１．３ ＴＬフレームの伝送方式
次に、図５に、図２に示したＴＬフレーム１００の伝送タイミングを示す。
この図に示すように、オーディオネットワークシステム１においては、ＴＬフレーム１００を、９６ｋＨｚ（キロヘルツ）のサンプリング周期１周期である１０．４μｓｅｃ（マイクロ秒）毎に１つ、ノード間で循環させ、各ノードはＴＬフレームの所望のｃｈへの音響信号の書き込みないし所望のｃｈからの音響信号の読み出しを行うようになっている。従って、各サンプリング周期に、２５６の伝送ｃｈについて、それぞれ１サンプル分の波形データを、各ノード間で伝送できる。
１Ｇｂｐｓ（ギガビット・パー・セカンド）のイーサネット（登録商標）方式のデータ転送を採用すれば、ＴＬフレーム１００の時間長は、１ナノ秒×８ビット×１２８２バイト＝１０．２６μｓｅｃであり、１サンプリング周期内に伝送が完了する。
なお、１２８２バイトの場合、フレーム間の時間間隔を無視すれば、計算上は１ｓｅｃ／１０．２６μｓｅｃ＝９７．４７ｋＨｚのサンプリング周期まで対応可能であり、９６ｋＨｚのサンプリング周期であれば、１０．４μｓｅｃ／８ビット／１ナノ秒＝１３００バイトのフレームサイズまで伝送可能である。しかし、フレーム間には所定時間以上の空きが必要であり、また、フレームの伝送タイミングが前後に揺れる可能性があるので、ＴＬフレームのサイズ（時間長）はそれらを考慮した上で決定される。
次に、図６に、オーディオネットワークシステム１上での音響信号の伝送時（音声伝送モード）における、図２に示したＴＬフレームの伝送状況を示す。図６に示すのは、シングルモードの場合の例である。
ここでは、ノードＡからノードＤまでの４つのノードをカスケード接続したオーディオネットワークシステムを考える。そして、このシステム内の各ノードに図２に示したＴＬフレーム１００を循環させる場合、いずれか１つのノードをマスタノードに定め、そのノードのみが新たなサンプリング周期のＴＬフレーム（通し番号の異なるＴＬフレーム）の生成を行い、サンプリング周期毎に生成されたＴＬフレームを次のノードへ送信する。マスタノード以外のノードはスレーブノードであり、それぞれ前のノードからＴＬフレームを受信し、次のノードへ送信する転送処理を行う。
そして、マスタノードＢが最初に図で右向きに、伝送用ワードクロックのタイミングに合わせて、ノードＣに向かってＴＬフレームを送信すると、そのＴＬフレームは、破線で示すように、ノードＢ→Ｃ→Ｄ→Ｃ→Ｂ→Ａ→Ｂの順で伝送され、ノードＢに戻ってくる。マスタノードから見て、一巡するＴＬフレームを最初に送信する側を「フォワード側」と呼び、２回目に送信する側を「バックワード側」と呼ぶ。また、この伝送の際、各ノードは、ＴＬフレームを受信してから送信するまでに、他のノードから受信すべき波形データや制御データをＴＬフレームから読み取り、また他のノードに送信すべき波形データや制御データをＴＬフレームに書き込む。
そして、マスタノードは、ＴＬフレームが伝送経路を１周して戻ってくると、そのＴＬフレームの管理データ１０２を書き換えて後のサンプル周期のＴＬフレームを生成し、適当なサンプル周期での送信に供する。またこのとき、マスタノードも他のノードと同様にＴＬフレームに対してデータの読み書きを行う。ＴＬフレームの生成については後に詳述する。
以上を繰り返すことにより、１サンプリング周期につき１つのＴＬフレームに、（ａ）から（ｅ）に時系列的に示すように、各ノードを循環させることができる。これらの図において、黒塗りの矢印はＴＬフレームの先頭を、黒丸はＴＬフレームの末端を示す。線の矢印は、ＴＬフレームの切れ目を分かり易くするために記載したものである。
なお、各スレーブノードは、ＴＬフレームの全てを受信してからデータの読み書きや次のノードへの送信を行う必要はなく、先頭から必要なバイト数だけ受信したら、データの読み書きや次のノードへの送信の処理を開始してしまってよい。そしてその後、ＴＬフレームの末端まで、受信するのとほぼ同じ速さでデータの読み書きや送信を行って行けばよい。ただし、マスタノードについては、後述する通り、ＴＬフレームの全てを受信してから、その内容に基づいて新たなＴＬフレームの生成を行うことが好ましい。
また、シングルモードの場合、両端のノード以外のノードは、１周のうちに２度ＴＬフレームを通過させることになるが、このうちＩＴＬフレーム領域１０７以外のデータの読み書きを行うのは１度のみである。どちらでその読み書きを行うかは、最初にＴＬフレームを通過させる時、図で右向きにＴＬフレームを通過させる時等、任意に定めればよい。読み書きを行わない場合には、単に送信元アドレスと後述する存在確認情報だけ書き換えてＴＬフレームの残りの部分はスルーさせればよい。
ＩＴＬフレームについては、両方向の隣接ノードに伝達できることが好ましい。そこで、図で右向きにＴＬフレームを通過させる時には、右側の隣接ノード（又はその先にあるノード）に送信すべきＩＴＬフレームのデータをＩＴＬフレーム領域１０７に書き込み、図で左向きにＴＬフレームを通過させる時には、左側の隣接ノード（又はその先にあるノード）に送信すべきＩＴＬフレームのデータをＩＴＬフレーム領域１０７に書き込んで送信するようにするとよい。
また、各ノードにおいて、ＴＬフレームのデータを書き換えるためや、受信側のネットワーククロック（送信元のノードの動作クロックに対応）と送信側のネットワーククロック（当該ノードの動作クロックに対応）の周波数やタイミングの差を吸収するために、ＴＬフレームの受信時にバッファリングを行う必要があるので、ＴＬフレームの受信開始から送信開始まで幾分かのタイムラグが生じる。
そして、ネットワークで伝送される音響信号の伝送遅延（サンプリング周期単位）を最小にしたい場合は、上記のタイムラグの量を考慮して、マスタノードがある伝送用ワードクロックのタイミングで送信開始したＴＬフレームを、次の次の伝送用ワードクロックより所定時間α（マスタノード内での新ＴＬフレームの準備に係る時間に対応する）だけ前のタイミングに、マスタノードが受信完了できるようにすればよい。
後に詳述するが、この場合、例えばＳ番目のＴＬフレームに基づいて、２サンプリング周期先に送信するＳ＋２番目のＴＬフレームを生成する。
しかし、２サンプリング周期先に送信するＴＬフレームを生成することは必須ではなく、ｋを２以上の自然数として、Ｓ番目のＴＬフレームに基づいて、ｋサンプリング周期先に送信するＳ＋ｋ番目のＴＬフレームを生成するようにすることも可能である。この場合のｋを、「周期更新量ｋ」と呼ぶことにする。
そして、一般に、ｋの値に応じて、マスタノードがある伝送用ワードクロックのタイミングで送信開始したＴＬフレームを、ｋ周期先の伝送用ワードクロックより所定時間αだけ前のタイミングに、マスタノードが受信完了できるようにすれば、音響信号の伝送が可能である。従って、ノード数が増え、送信したＴＬフレームがマスタノードに戻ってくるまでの時間が増加した場合でも、ｋの値を増加させることにより、音響信号が伝送可能な状態を維持することができる。
この周期更新量ｋは、マスタノードが適宜設定し、その内容を、周期更新量ｋの設定を示すパラメータ設定フレームをブロードキャストする等により、システム中の全ノードに伝達すればよい。
ただし、本システムでは各ノードで受信する音響信号のタイミングを相互に合わせているので、ｋを大きくしてマスタノードにおけるＴＬフレームの受信完了タイミング遅れを許容できるようにする（許容量はワードクロック単位で定められる）と、その分だけ、伝送される音響信号にワードクロック単位で伝送遅延が生じる。
本システムにおいては、以上のような方式のデータ伝送を行うことにより、１サンプリング周期内にＴＬフレームを１周させることのできる程度のノード数であれば、ネットワーク内で常にＴＬフレームのサイズに応じた一定の伝送帯域幅を確保することができる。そして、この帯域幅は、特定のノード間でのデータ伝送量の多寡には影響されない。
なお、ツインモードの場合には、図１からわかるように、マスタノードＢが生成して図で右向きに送信したＴＬフレームを、ノードＢ→Ｃ→Ｄ→Ａ→Ｂの順で伝送する伝送経路と、マスタノードＢが生成して図で左向きに送信したＴＬフレームを、ノードＢ→Ａ→Ｄ→Ｃ→Ｂの順で伝送する伝送経路とができることになる。そして。この伝送の際、各ノードは、ＴＬフレームを受信してから送信するまでに、他のノードから受信すべき波形データや制御データをＴＬフレームから読み取り、また他のノードに送信すべき波形データや制御データをＴＬフレームに書き込む。
また、ツインモードの場合、ＴＬフレームが伝送経路を１周する間に全てのノードを１回ずつ通過することになるため、各ノードは、その通過の際にデータの読み書きを行う。
そして、オーディオネットワークシステム１の全体として、２つの伝送経路のフレームに同じデータを書き込んで循環させる二重化通信と、２つの伝送経路のフレームに別々のデータを書き込んで循環させる二倍化通信とを、選択的に行うことができる。
このうち、二重化通信の場合には、フレームは２つになっても同じデータを記載するため、１サンプリング周期当たりに伝送可能な情報量、すなわち通信の帯域幅は、カスケード接続の場合と同じである。しかし、１ヶ所で断線が生じても速やかにカスケード接続の伝送に移行し、同じ帯域幅でのデータ伝送を維持することができる。また、２つのフレームの内容を比較することにより、データが正確に伝送されているかどうかを確認することができる。
一方、二倍化通信の場合には、１サンプリング周期当たりにフレーム２つ分のデータを伝送可能であるから、通信の帯域幅を、カスケード接続の場合の２倍にすることができる。
このどちらを行うかは、マスタノードに設定しておけばよい。
１．４ システムを構成する各装置のハードウェア構成及び基本動作
次に、以上説明してきたようなＴＬフレームの伝送を行うためのハードウェア及びその動作について説明する。
まず、図７に、上述のオーディオネットワークシステム１を構成する各ノードとなる音響信号処理装置のハードウェア構成を示す。
図７に示すように、この音響信号処理装置２は、ＣＰＵ２０１，フラッシュメモリ２０２，ＲＡＭ２０３，外部機器Ｉ／Ｆ（インタフェース）２０４，表示器２０５，操作子２０６を備え、これらがシステムバス２０７により接続されている。また、外部機器Ｉ／Ｆ２０４とシステムバス２０７とに接続するカードＩ／Ｏ（入出力部）２１０も備えている。
そして、ＣＰＵ２０１は、この音響信号処理装置２の動作を統括制御する制御手段であり、フラッシュメモリ２０２に記憶された所要の制御プログラムを実行することにより、表示器２０５における表示を制御したり、操作子２０６の操作を検出してその操作に従ってパラメータの値の設定／変更や各部の動作を制御したり、コマンドをカードＩ／Ｏ２１０を介して他の音響信号処理装置に送信したり、カードＩ／Ｏ２１０を介して他の音響信号処理装置から受信したコマンドに従った処理を行ったりする。
フラッシュメモリ２０２は、ＣＰＵ２０１が実行する制御プログラムを始め、電源を切っても残しておくべきデータを記憶する書き換え可能な不揮発性記憶手段である。
ＲＡＭ２０３は、一時的に記憶すべきデータを記憶したり、ＣＰＵ２０１のワークメモリとして使用したりする記憶手段である。
外部機器Ｉ／Ｆ２０４は、種々の外部機器を接続し入出力を行うためのインタフェースであり、例えば外部のディスプレイ、マウス、文字入力用のキーボード、操作パネル、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）等を接続するためのインタフェースが用意される。
外部機器Ｉ／Ｆ２０４は、カードＩ／Ｏ２１０のオーディオバス２１７にも接続しており、オーディオバス２１７を流れる波形データを外部装置に送信したり、外部装置から受信した波形データをオーディオバス２１７に入力したりすることができる。
表示器２０５は、ＣＰＵ２０１による制御に従って種々の情報を表示する表示手段であり、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）や発光ダイオード（ＬＥＤ）によって構成することができる。
操作子２０６は、音響信号処理装置２に対する操作を受け付けるためのものであり、種々のキー、ボタン、ダイヤル、スライダ等によって構成することができる。
また、カードＩ／Ｏ２１０は、オーディオバス２１７と制御バス２１８を備え、これらのバスに種々のカードモジュールを装着することにより、音響信号処理装置２に対する音響信号及び制御信号の入出力及びその処理を行うことができるようにするためのインタフェースである。ここに装着される各カードモジュールは、オーディオバス２１７を介して相互に波形データを送受信すると共に、制御バス２１８を介してＣＰＵ２０１との間で制御信号を送受信し、ＣＰＵ２０１の制御を受ける。
オーディオバス２１７は、任意のカードから任意のカードへ、複数チャンネルの波形データをサンプリング周期に基づくタイミングで各１サンプルずつ時分割伝送する音響信号伝送用ローカルバスである。接続された複数カードの何れか１つがマスタとなり、当該カードが生成し供給する信号処理用ワードクロックに基づいてオーディオバス２１７の時分割伝送の基準タイミングを制御する。その他の各カードはスレーブとなり、その基準タイミングに基づいて各カードの信号処理用ワードクロックを生成する。
すなわち、各カードで生成される信号処理用ワードクロックは、マスタとなるカードの信号処理用ワードクロックに同期した共通のクロックとなり、ノード内の複数のカードは、共通のサンプリング周波数で波形データの処理を行う。さらに、各カードは、自身の信号処理用ワードクロックに基づいて処理した波形データ及び処理すべき波形データを、上記の基準タイミングに基づく時分割タイミングで、オーディオバス２１７を介して他のカードに送信し、また他のカードから受信する。
なお、ここでいう信号処理用ワードクロックは、意図しない誤差を別にすれば、ノード間でのフレーム伝送のタイミングを制御するための上述した伝送用ワードクロックと同周期で位相が異なるクロックである。これらのクロックの生成方法については、後に詳述する。
図７には、カードＩ／Ｏ２１０にＤＳＰ（デジタル・シグナル・プロセッサ）カード２１１，２１２，アナログ入力カード２１３，アナログ出力カード２１４，ネットワークＩ／Ｆカード２１５を装着した例を示している。
カードＩ／Ｏ２１０に装着される各種カードは、そのカードの機能に応じた波形データの処理を、それぞれ、信号処理用ワードクロック（波形データのサンプリング周期）に基づくタイミングで実行する。
このうち、ＤＳＰカード２１１，２１２は、オーディオバス２１７から取得した波形データに対し、信号処理用ワードクロックに基づくタイミングで、ミキシング、イコライジング、エフェクト付与を始めとする種々の処理を行う信号処理手段である。処理後のデータも、オーディオバス２１７に出力する。また、複数ｃｈの波形データの入力を受け付けて処理し、複数ｃｈの波形データを出力することができる。
アナログ入力カード２１３は、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換回路を備え、マイク等の音声入力装置から入力するアナログ音響信号を、デジタルの波形データに変換してオーディオバス２１７に供給する機能を有する。複数ｃｈの信号を並列して処理することも可能である。
アナログ出力カード２１４は、Ｄ／Ａ（デジタル／アナログ）変換回路を備え、オーディオバス２１７から取得したデジタルの波形データをアナログの音響信号に変換して、スピーカ等の音声出力装置に出力する機能を有する。
ネットワークＩ／Ｆカード２１５は、送信Ｉ／Ｆと受信Ｉ／Ｆを２組備え、図１乃至図６を用いて説明したＴＬフレーム１００及びＩＴＬフレーム１１０の伝送と、ＴＬフレーム１００に対する波形データや制御データ等の読み書きを行う機能とを有する。その詳細については後述する。また、カードＩ／Ｏ２１０には、ネットワークＩ／Ｆカードを複数枚装着することが可能であり、各ネットワークＩ／Ｆカード毎に別々のオーディオネットワークに接続することができる。その場合、音響信号処理装置２は、複数のオーディオネットワークを接続するブリッジとしての動作を行う。
また、ここで挙げたもの以外でも、その他カード２１６として、デジタル入出力、音源、レコーダ、エフェクタ等の、種々のカードモジュールを装着可能とすることが考えられる。
次に、図８に、ネットワークＩ／Ｆカード２１５の構成をより詳細に示す。
図８に示すように、ネットワークＩ／Ｆカード２１５は、フレームの送受信に使用する第１，第２の受信Ｉ／Ｆ３３，３１及び第１，第２の送信Ｉ／Ｆ３２，３４を備え、また、フレームを用いたデータ送受信に関する処理を行うフレーム処理部２２０と、音響信号処理装置２のうちネットワークＩ／Ｆカード２１５以外の部分とのインタフェースとなる上位層Ｉ／Ｆ７０とを有する。
このうち、第１，第２の受信Ｉ／Ｆ３３，３１及び第１，第２の送信Ｉ／Ｆ３２，３４は、図１に示した２組の受信Ｉ／Ｆ及び送信Ｉ／Ｆと対応する通信手段であり、それぞれ通信ケーブルと接続するための所定のコネクタ（メス側）を備えている。
この通信手段はＯＳＩ参照モデルの物理層に相当し、送信Ｉ／Ｆは、供給されるフレームのシリアル信号を、伝送媒体（通信ケーブル）に適した電気信号や光信号に変換して送信し、受信Ｉ／Ｆは、伝送媒体（通信ケーブル）からの電気信号や光信号を、フレームのシリアル信号に逆変換して出力する。
通信ケーブルの接続に際しては、第１の送信Ｉ／Ｆ３２と第１の受信Ｉ／Ｆ３３とを１組とし、第２の送信Ｉ／Ｆ３４と第２の受信Ｉ／Ｆ３１とを１組とする。これらのＩ／Ｆは、上述した１サンプリング周期内のＴＬフレームの伝送に十分な能力を有していれば、どのような通信方式でデータ通信を行うＩ／Ｆであってもよいが、ここでは１Ｇｂｐｓのイーサネット方式のデータ転送を行う物理層を採用している。
現在、１Ｇイーサネットには、通信ケーブルＣＢとしてＲＪ４５コネクタ付きＣＡＴ５ｅケーブル（シールドされていないツイストペア）を使用する１０００ＢＡＳＥ−Ｔや、光ファイバやＳＴＰケーブル（シールドされたツイストペア）を使用する１０００ＢＡＳＥ−ＬＸ、ＳＸなどいろいろな種類の物理層があるが、本実施形態にはその何れを用いることもできる。また、より高速のイーサネット方式である１０ＧＢＡＳＥ−ＬＲ、ＥＲ、ＬＸ４を用いたり、イーサネット用に調整される前の物理層を用いてもよい。例えば、FiberChannel、ＳＤＨ（Synchronous Digital Hierarchy）／ＳＯＮＥＴ（Synchronous Optical NETwork）などである。
受信Ｉ／Ｆは、通信ケーブルＣＢを伝播する電気信号や光信号からキャリアであるネットワーククロックを抽出し、抽出されたクロックに基づいて該電気信号や光信号からバイト単位（ないしワード単位）のデジタルデータのデータ列を復調して出力する。送信Ｉ／Ｆは、ネットワーククロックと送信すべきバイト単位（ないしワード単位）のデジタルデータ列を入力し、該ネットワーククロックをキャリアとして伝送用の電気信号や光信号に変調して通信ケーブルＣＢに出力する。
また、上位層Ｉ／Ｆ７０は、ＯＳＩ参照モデルのネットワーク層以上の上位層に対するインターフェースであり、具体的には、図７に示したオーディオバス２１７及び制御バス２１８に対してデータを入出力するためのインタフェースである。
そして、ここでは５つのデータ入出力ポートを備えており、このうち２つのIP_Packetポートは、ＴＬフレーム１００のイーサネットフレーム領域１０６から読み出したイーサネットフレームに含まれるＩＰパケットや、イーサネットフレームを生成してイーサネットフレーム領域１０６に書き込んで送信するＩＰパケットの制御バス２１８を介した入出力を行うためのものである。
また、COMポートは、ネットワークＩ／Ｆカード２１５側の制御部４０と、音響信号処理装置２本体側のＣＰＵ２０１との間で、制御バス２１８を介してコマンドやデータを送受信するためのポートである。
Audio_Inポート及びAudio_Outポートは、オーディオバス２１７を介して波形データを入出力するためのポートである。
一方、ＯＳＩ参照モデルのデータリンク層に対応するフレーム処理部２２０は、大別すると、第１及び第２のデータ入出力部１０，２０，セレクタ３５〜３８，制御部４０，ワードクロック生成部４１を有する。
このうち、制御部４０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を有し、ネットワークＩ／Ｆカード２１５の動作に関する全般的な制御及び、後述するような、ＩＴＬフレームを用いて伝達されたコマンドや応答に関する制御を行う。制御バス２１８を介して通信可能な本体側のＣＰＵ２０１から、ネットワークＩ／Ｆカード２１５の動作に必要な、音響信号処理装置２のＭＡＣアドレス、動作状態（マスタ／スレーブ，シングルモードのみ／ツインモード可等）等の設定情報を取得する機能も有する。
そして、制御部４０は、ノードの接続順を示す後述するトポロジーテーブルの管理も行う。
また、ワードクロック生成部４１は、オーディオバス２１７における波形データの転送タイミングの基準となる伝送用ワードクロックや、オーディオバス２１７に接続される各種カードモジュールにおける信号データ処理のタイミングの基準となる信号処理用ワードクロックを生成するクロック生成手段である。
マスタノードにおいては、ワードクロック生成部４１は、ネットワークＩ／Ｆカード２１５独自のタイミング、ないし、オーディオバス２１７を介して供給される他のカードからのワードクロックに同期したタイミングで伝送用ワードクロックを生成し、そのクロックをＴＬフレーム１００の送信タイミングの基準として用いるが、スレーブノードにおいては、ＴＬフレームの受信タイミングを基準としてＴＬフレーム１００の送信タイミングを決定する。
また、後に詳述するが、信号処理用ワードクロックについては、マスタノードにおいてはワードクロック生成部４１が伝送用ワードクロックを所定の目標遅延時間だけ遅延させて生成し、スレーブノードにおいてはワードクロック生成部４１がＴＬフレームの受信タイミング、マスタノードから通知された目標遅延時間、ＴＬフレームに書き込まれている伝送時間等に基づいて生成する。
また、第１，第２のデータ入出力部１０，２０はそれぞれ、図示しない動作クロック発生部の発生する動作クロックに基づいて動作し、対応する受信Ｉ／Ｆが受信したＴＬフレーム１００から所望のデータを読み出す読出手段及び、受信したＴＬフレーム１００に対して所望のデータの書き込みを行う書込手段として機能する。また、ＴＬフレーム１００を循環させる伝送経路が確立されていないノードに対し、ＩＴＬフレーム１１０の送受信を直接（ＴＬフレーム１００に書き込まずに）行う機能も有する。そして、これらの、第１，第２のデータ入出力部１０，２０入出力部の機能は同等なものであるので、第１のデータ入出力部１０について代表して説明する。
第１のデータ入出力部１０は、ＴＬフレーム受信部１１，波形データ受信バッファ１２，ＴＬデータ受信バッファ１３，ＭＡＣ処理部１４，ディレイバッファ１５，波形データ送信バッファ１６，ＴＬデータ送信バッファ１７，ＴＬフレーム送信部１８，ＩＴＬフレーム受信部５１，ＩＴＬデータ受信バッファ５２，ＩＴＬデータ送信バッファ５３，ＩＴＬフレーム送信部５４を備える。これらのうち各送受信部及び各バッファは、基本的には先に書き込まれたデータが先に読み出されるＦＩＦＯ（ファーストイン・ファーストアウト）形式で動作するものである。
これらのうち、ＴＬフレーム受信部１１は、受信したＴＬフレーム１００からのデータの読み出しを行うと共に、そのＴＬフレーム１００をディレイバッファ１５に格納する機能を有し、ＩＴＬフレーム受信部５１は、受信したＩＴＬフレーム１１０からのデータの読み出しを行う機能を有する。
そして、ＴＬフレーム受信部１１及びＩＴＬフレーム受信部５１は、第２の受信Ｉ／Ｆ３１がキャリアとして抽出したネットワーククロックＮＣ１の供給を受けて、それに同期して第２の受信Ｉ／Ｆ３１からのデータの受け取りを行う。ただし、ＴＬフレーム受信部１１が第２の受信Ｉ／Ｆからのデータを受け取るのは、セレクタ３５が第２の受信Ｉ／Ｆ側を選択している場合のみである。
第２の受信Ｉ／Ｆ３１から受け取るデータがどのフレームに係るものであるかは、図２及び図４を用いて説明した各フレーム中のフレームタイプのデータを参照すればわかるため、ＴＬフレーム受信部１１及びＩＴＬフレーム受信部５１は、自身が処理すべきフレーム以外は、読み捨てるようにすればよい。特に、ＩＴＬフレーム受信部５１には、全てのフレームのデータを受け取ることになるが、ＩＴＬフレーム１１０，１２０以外のフレームは、特に処理せずに廃棄する。
ここで、ＩＴＬフレーム１１０の送受信に関する第１のデータ入出力部１０の機能について先に説明する。
ＩＴＬフレーム受信部５１は、ＩＴＬフレーム１１０を受信した場合、そのデータをＩＴＬデータ受信バッファ５２に書き込む。そして、フレームにエラーがないことを確認して制御部４０に出力し、制御部４０はそのフレームに記載されたコマンドの内容に従った処理（自機宛でないコマンドを転送する処理も含む）を行う。
また、ＩＴＬデータ送信バッファ５３は、第１の送信Ｉ／Ｆ３２に接続されているノードに送信すべきＩＴＬフレーム１１０のデータを格納するバッファであり、制御部４０が、その書き込みを行う。
そして、セレクタ３６がＩＴＬフレーム送信部５４側を選択している場合、ＩＴＬフレーム送信部５４が、適当なタイミングでＩＴＬデータ送信バッファ５３に格納されているＩＴＬフレーム１１０を読み出し、第１の送信Ｉ／Ｆ３２に供給して接続先のノードに対して送信させる。セレクタ３６がＴＬフレーム送信部１８側を選択している場合には、ＩＴＬデータ送信バッファ５３に格納されているＩＴＬフレーム１１０の送信はＴＬフレーム送信部１８が行うため、ＩＴＬフレーム送信部５４は特に何の動作もしない。
これらの、ＩＴＬフレーム受信部５１及びＩＴＬフレーム送信部５４によるＩＴＬフレーム１１０の送受信は、ブロックには分割せず、フレーム単位で行う。
以上の各部の機能により、ネットワークＩ／Ｆカード２１５は、ＩＴＬフレーム１１０を用いた隣接ノードとの通信を、図で右向きの伝送経路で行うことができる。図で左向きの伝送経路で通信を行う場合には、第２のデータ入出力部２０を用いる。
次に、ＴＬフレーム１００の送受信に関する第１のデータ入出力部１０の機能について説明する。
まず、ＴＬフレーム受信部１１は、ＴＬフレーム１００のデータを受け取ると、そのデータのうち、読み出すべき伝送ｃｈの波形データを波形データ受信バッファ１２に書き込み、ＩＴＬフレーム領域１０７のデータをＩＴＬデータ受信バッファ５２に書き込み、読み出すべきイーサネットフレーム領域１０６のデータ及び管理データを、ＴＬデータ受信バッファ１３に書き込む機能を有する。
データエラー等の検出があった場合には、これらの各バッファへのデータの書き込みを行わなかったり、一旦書き込んだデータを変更したりする場合もあるが、この点については後述する。
また、ＴＬフレーム受信部１１は、受け取ったＴＬフレーム１００のデータ全てをそのままディレイバッファ１５にも書き込む機能を有する。
そして、波形データ受信バッファ１２に書き込まれた各伝送ｃｈの波形データは、上位層Ｉ／Ｆ７０のAUDIO_Outポートに対し、信号処理用ワードクロックに同期して１サンプルずつ出力され、オーディオバス２１７を介して他のカードに伝送される。
また、ＩＴＬデータ受信バッファ５２に書き込まれたデータは、ＩＴＬフレーム１つ分が揃った時点で、制御部４０に出力され、制御部４０はそのフレームに記載されたコマンドの内容に従った処理（自機宛でないコマンドを転送する処理も含む）を行う。
ＴＬデータ受信バッファ１３に書き込まれたデータは、イーサネットフレームのデータについては、イーサネットフレーム１つ分が揃った時点で、ＭＡＣ処理部１４に出力される。そして、ＭＡＣ処理部１４が自機宛てであることを確認したイーサネットフレームについては、ＭＡＣ処理部１４がそこからＩＰパケットを取り出して上位層Ｉ／Ｆ７０のIP_Packetポートに対して出力し、制御バス２１８を介して本体側のＣＰＵ２０１に渡される。イーサネットフレーム以外のデータ、例えばメータデータ等は、ＭＡＣ処理部１４を介して制御部４０に渡され、制御部４０が上位層Ｉ／Ｆ７０のCOMポートを介して必要に応じて本体側のＣＰＵ２０１に渡す。
なお、波形データについては、制御部４０が、上位層からの指示に基づき、少なくともどの伝送ｃｈのデータを読み取るべきか把握しており、そのデータがＴＬフレーム１００の何バイト目に記載されているかは計算で求められるため、制御部４０がその位置をＴＬフレーム受信部１１に指示し、その位置のデータのみを波形データ受信バッファ１２に書き込ませるようにすればよい。
ＩＴＬフレーム領域１０７，イーサネットフレーム領域１０６，及び管理データについては、ＴＬフレーム中の固定的な位置に記載されているから、一旦その位置からデータを読み出した上で、ＴＬフレーム受信部１１が制御部４０又はＭＡＣ処理部１４に出力すべきデータを適宜選別して、ＩＴＬデータ受信バッファ５２やＴＬデータ受信バッファ１３に書き込むようにすればよい。あるいは、ＴＬフレーム受信部１１は単純に該当領域のデータを全て受信バッファに書き込み、データの選別を制御部４０が行うようにしてもよい。
一方、波形データ送信バッファ１６は、ＴＬフレーム１００に記載して出力すべき波形データを格納するバッファであり、上位層Ｉ／Ｆ７０は、オーディオバス２１７から供給される出力すべき波形データを、サンプリング周期毎に信号処理用ワードクロックに同期してAudio_INポートから出力し、波形データ送信バッファ１６に書き込む。複数の伝送ｃｈ分の波形データを書き込むことも当然可能であり、ＴＬフレームの先頭に近いバイトに書き込むデータを先に波形データ送信バッファ１６に書き込んでおけばよい。なお、第２のデータ入出力部２０も波形データの読み書きに使用する場合には、上位層Ｉ／Ｆ７０は波形データ送信バッファ２６にも出力すべき波形データの書き込みを行うが、波形データ送信バッファ１６と波形データ送信バッファ２６とで別々の波形データを書き込むことはもちろん可能である。
また、ＴＬデータ送信バッファ１７は、ＴＬフレームに記載して出力すべきイーサネットフレームのデータ及び管理データを格納するバッファであり、ＭＡＣ処理部１４が、上位層Ｉ／Ｆ７０のIP_Packetポートから出力される送信すべきＩＰパケットに基づいて生成したイーサネットフレーム及び、制御部４０から供給される出力すべき制御データをＴＬデータ送信バッファ１７に書き込む。
また、ＩＴＬフレーム１１０の送受信についての説明で述べた通り、制御部４０は、第１の送信Ｉ／Ｆ３２に接続されているノードに送信すべきＩＴＬフレーム１１０のデータを、ＩＴＬデータ送信バッファに書き込む。
そして、自機がスレーブノードである場合、ディレイバッファ１５にＴＬフレーム１００のデータが所定量（第１の所定量）蓄積されると、蓄積の進行に合わせて、ＴＬフレーム送信部１８がその蓄積されたＴＬフレーム１００を先頭から順に読み出して自身が有するバッファに蓄積する。そして、蓄積の進行に合わせて、波形データ送信バッファ１６，ＴＬデータ送信バッファ１７及びＩＴＬデータ送信バッファ５３のデータを適当なアドレスに書き込んでＴＬフレーム１００の内容を書き換える。この書き換えは、後述する送信タイミングに間に合うよう、フレームの先頭側から順に行うとよい。
ＴＬフレーム１００の何バイト目にどのデータを書き込めばよいかは、波形データについては、制御部４０が書き込むべき伝送ｃｈに基づいて算出し、ＴＬフレーム送信部１８に指示する。その他、イーサネットフレームやＩＴＬフレーム等についても、図２に示した区分に従いデータの種類毎に自動的に決定される。
また、ディレイバッファ１５への所定量の蓄積を検出してそれをＴＬフレーム送信部１８による読み出し及び書き換えのトリガとする代わりに、ＴＬフレーム１００を取り込み開始してから所定時間の経過を検出して、それをトリガとするようにしてもよい。
そして、自機がスレーブノードである場合、ＴＬフレーム送信部１８のバッファにＴＬフレーム１００のデータが第２の所定量だけ蓄積されると、ＴＬフレーム送信部１８は書き換え後のＴＬフレームの出力を開始し、ＴＬフレーム送信部１８による差し替え後のＴＬフレーム１００は、セレクタ３６がＴＬフレーム送信部１８からの出力ラインを選択していれば、第１の送信Ｉ／Ｆ３２から隣接ノードに対して出力される。このとき、第１のデータ入出力部１０の動作クロックが、そのままネットワーククロックＮＣ２として、第１の送信Ｉ／Ｆ３２に供給され、第１の送信Ｉ／Ｆは、ＴＬフレームのデータをネットワーククロックＮＣ２をキャリアとして順次変調して通信ケーブルＣＢに出力する。
なお、第２の所定量の蓄積を検出してそれを送信のトリガとする代わりに、ＴＬフレーム１００を取り込み開始してから所定時間の経過を検出して、それをトリガとして送信を開始するようにしてもよい。
また、図２及び図３を用いて説明したように、イーサネットフレームやＩＴＬフレーム１１０をＴＬフレーム１００に書き込んで送信する場合、これらのデータを複数の（１つの場合もある）ブロックに分割する。この分割と、ブロック毎のブロック番号等の生成は、ＴＬフレーム送信部１８が行い、ＴＬフレーム１００のデータ書き換えタイミングまでに、書き換えに使用するブロックのデータを用意しておく。
なお、本実施形態では、ディレイバッファ１５に記憶されたＴＬフレーム１００に対するＴＬフレーム送信部１８による内容の書き換えと、出力とを同時に行うようになっていたが、先に書き換えを行ってから、書き換えの済んだ部分から順に出力するようにしてもよい。
また、本実施形態では、ＴＬフレーム送信部１８のバッファに記憶されたＴＬフレームへの内容の書き換えと、ＴＬフレーム送信部１８からのＴＬフレームの出力を独立して行うようになっていたが、その書き換えと出力を一度に行うようにしてもよい。すなわち、受信したＴＬフレーム１００のディレイバッファ１５への所定量の蓄積をトリガとしてＴＬフレーム送信部１８によるそのＴＬフレーム１００の読み出しを開始し、波形データ送信バッファ１６，ＴＬデータ送信バッファ１７及びＩＴＬデータ送信バッファ５３のデータにより内容を差し替えつつ出力するようにしてもよい。
また、データの差し替えは、ＴＬフレーム１００の各バイト（又はワード）のデータを出力する際に、ディレイバッファ１５から読み出したデータと、波形データ送信バッファ１６に格納されていたデータ、ＴＬデータ送信バッファ１７に格納されていたデータ、およびＩＴＬデータ送信バッファ５３に格納されていたデータのうち適切なものを選択して送信するようにしてもよい。この場合、ディレイバッファ１５から読み出したＴＬフレームのデータのうち、選択されなかったデータは破棄されることになる。そして、この処理によっても、ＴＬフレーム送信部１８は、実質的に、ＴＬフレーム受信部１１が受信したＴＬフレーム１００の適当な領域に、出力すべきデータを上書きしたＴＬフレームを出力することができる。
また、上述のように、シングルモードの場合、マスタノードを含む各ノードは、ＴＬフレームに伝送経路を１周させる間、ＩＴＬフレーム領域１０７以外のデータは、１回しか読み書きを行わない。従って、ＩＴＬフレーム領域１０７以外のデータは、第１，第２のデータ入出力部１０，２０のいずれか一方でしかデータの読み書きを行わない。そして、ＩＴＬフレーム領域１０７以外のデータの読み書きを行わない方のデータ入出力部では、ＩＴＬフレーム領域１０７以外の部分のデータは、単にスルーさせるのみとする。
また、ツインモードの場合でも、それが二重化のツインモードであれば、同様に、一方のデータ入出力部でＴＬフレームに対するデータの読み書きを行い、他方のデータ入出力部ではＴＬフレームをスルーするようにすることもできる。すなわち、このように実質的に波形データの伝送に一方の伝送経路を循環させるＴＬフレームのみを用いたとしても、断線が生じた場合の速やかなカスケード接続への移行は可能である。
また、マスタノードが、ある周期のＴＬフレームを受信し、その受信したＴＬフレームに基づいて新たな周期のＴＬフレームを形成して送信する際には、後述するように、ＴＬフレーム１００全体の受信が完了してからＴＬフレーム１００の更新を行うようになっており、ＴＬフレーム１００へのデータの書き込みのタイミングおよびＴＬフレーム１００の送信開始のタイミングが、スレーブノードとは異なる。しかし、ＴＬフレーム１００中のデータの書き込み位置については、スレーブノードの場合と同様に定めることができる。また、ＴＬフレーム１００中の管理データ１０２の書き換えも行うが、この書き換えも、新たなＴＬフレームに記載すべきデータをＴＬデータ送信バッファ１７に書き込んでおき、このデータをフレームバッファに蓄積されたＴＬフレームに上書きして行うことができる。
なお、二重化のツインモードの動作では、バックワード側に送信するフレームの内容は、フォワード側に送信するフレームの内容と同じでもよく、その場合、ディレイバッファ１５と２５、ＴＬフレーム送信部１８と２８は、共通のハードウェアで構成することもできる。
以上がＴＬフレーム１００の送受信に関する第１のデータ入出力部１０の機能である。
ところで、図１（ａ）等からわかるように、ある装置が受信したＴＬフレーム１００のその装置からの送信先は、そのＴＬフレーム１００の送信元と別の装置になる場合（図１（ａ）のノードＢ）と、送信元と同じ装置になる場合（同ノードＡ，Ｃ）とがある。そして、前者の場合、ＴＬフレーム１００の送信は、ＴＬフレーム１００を受信した受信Ｉ／Ｆと別の組の送信Ｉ／Ｆから行い、後者の場合、同じ組の送信Ｉ／Ｆから行う。
セレクタ３５〜３８は、このような送信先の切り替えを行うために設けたものである。
このうち、セレクタ３５，３７はそれぞれ、ＴＬフレーム受信部１１，２１に入力するデータを、受信Ｉ／Ｆ３１，３３で受信したデータとするか、ＴＬフレーム送信部２８，１８が出力したデータとするかを選択するセレクタである。
一方、セレクタ３６，３８はそれぞれ、送信Ｉ／Ｆ３２，３４から送信するデータを、ＴＬフレーム送信部１８，２８が出力するＴＬフレームとするか、ＩＴＬフレーム送信部５４，６４が出力するＩＴＬフレームとするかを選択するセレクタである。
そして、これらのうちセレクタ３６とセレクタ３７とは連動して動作し、セレクタ３６がＴＬフレーム送信部１８の出力を第１の送信Ｉ／Ｆ３２に流す状態では、セレクタ３７は第１の受信Ｉ／Ｆ３３で受信したデータをＴＬフレーム受信部２１に渡し、第１のＩ／Ｆ側に接続されている装置からＴＬフレームを受信可能な状態となる。
一方、セレクタ３７を折り返しラインＬＢ１側に切り替え、ＴＬフレーム送信部１８の出力をＴＬフレーム受信部２１に渡す状態とすると、第２の受信Ｉ／Ｆ３１が受信したＴＬフレーム１００は、第１のデータ入出力部１０→折り返しラインＬＢ１→第２のデータ入出力部２０を通って、第２の送信Ｉ／Ｆ３４から出力されることになる（セレクタ３８がＴＬフレーム送信部２８側を選択していれば）。従って、受信したＴＬフレーム１００をその送信元に対して折り返し送信することになる。
また、セレクタ３６はセレクタ３７の折り返しラインＬＢ１側への切り替えに連動してＩＴＬフレーム送信部５４側に切り替わり、第１のＩ／Ｆ側の装置に対しては、ＴＬフレーム１００ではなくＩＴＬフレーム１１０を送信する状態となる。一方、第１の受信Ｉ／Ｆ３３がＩＴＬフレーム１１０を受信した場合には、このフレームはＩＴＬフレーム受信部６１にて処理することができる。
従って、ＴＬフレーム１００を折り返す状態でも、ＴＬフレーム１００の送信を行わない側に接続されている装置との間で、ＩＴＬフレームを用いた通信を行う経路は確保される。
この経路による通信は、後述する接続検出コマンドや接続要求コマンド及びそれらに対する返答の送受信等、初期処理においてオーディオネットワークシステムを組み立てたり、システムの構成変更に係る処理を行ったりする際の通知やコマンドの送受信等に用いる。
また、ここではセレクタ３６，３７について説明したが、セレクタ３８，３５も、連動して動作することにより同様な機能を有する。そして、第１の受信Ｉ／Ｆ３３から受信したＴＬフレーム１００に関し、折り返しを行うか否かを切り換えることができる。
以上をまとめると、音響信号処理装置２においては、所属するオーディオネットワークシステム中での各ノードの接続状態と、自機がマスタノードかスレーブノードかとに従い、図８に示したネットワークＩ／Ｆカード２１５のハードウェアが、上述した処理を行うことにより、図１乃至図６を用いて説明したようなＴＬフレーム及びデータの伝送に係る機能を実現することができる。
２．オーディオネットワークシステムの形成及びその構成変更について
２．１ 各装置の通信モード
次に、図７に示した音響信号処理装置２において制御部４０のＣＰＵが実行する、オーディオネットワークシステムの構築や構成変更に関連する処理について説明する。
図７に示した音響信号処理装置２において、ネットワークＩ／Ｆカード２１５は、起動時には、セレクタ３５，３７の両方が折り返しライン側を選択した状態となっている。この状態では、ネットワークＩ／Ｆカード２１５はＴＬフレームを複数のノード間で循環させるオーディオネットワークシステムは形成しておらず、外部とはＩＴＬフレームにより通信を行う状態である（この状態を「初期通信（ＩＴＬ）モード」と呼ぶ）。
そしてその後、送受信Ｉ／Ｆが、同様なネットワークＩ／Ｆカード２１５を有し、オーディオネットワークシステム１を形成可能な他の装置と接続されたことを検出すると、その接続された側のセレクタを受信Ｉ／Ｆ側に切り替え、接続された装置との間で、ＴＬフレーム１００を循環させるリング状の伝送経路を形成する。この時点で、リング状の伝送経路を形成している各装置が、一連のシステムとして機能を始めることになる。
ただし、この状態では、まだＴＬフレーム１００に対して波形データの読み書きは行わないが、イーサネットフレーム、ＩＴＬフレーム、管理データ等、波形データ以外のデータは、ＴＬフレーム１００に記載して装置間で送受信できる（この状態を「臨時通信（ＴＴＬ）モード」と呼ぶ）。このＴＴＬモードでは、伝送経路の端に位置する装置のうち、フリーな送受信Ｉ／Ｆがある側に新たな装置が接続されると、その新たに接続された装置を伝送経路に組み込むことができる。
その後、いずれかの装置がマスタノードに指定されると、その時点で接続されている装置間で再度リング状の伝送経路の形成が行われ、波形データも含めた全てのデータをＴＬフレームに記載して各装置（ノード）間で伝送するオーディオネットワークシステム１が形成される（この状態を「音声伝送（ＲＴＬ）モード」と呼ぶ）。このＲＴＬモードでも、伝送経路の端に位置する装置のうち、フリーな送受信Ｉ／Ｆがある側に新たな装置が接続されると、その新たに接続された装置を伝送経路に組み込むことができる。
ネットワークＩ／Ｆカード２１５を備える装置は、これらのＩＴＬモード、ＴＴＬモード、ＲＴＬモードを流動的に遷移することにより、各装置の接続状態に応じてオーディオネットワークシステム１を構築したり、構成を変更したりすることができる。以下、このシステムの構成や構成変更のための処理について説明する。
２．２ システム形成段階の動作
次に、図７に示した音響信号処理装置２において制御部４０のＣＰＵが実行する、オーディオネットワークシステムの構築や構成変更に関連する処理について説明する。
図９は、制御部４０のＣＰＵが電源ＯＮ時及びリセット時に実行する、システムの構築に関する処理のフローチャートである。なお、この処理は、送受信Ｉ／Ｆの組毎に、独立して行うものである。例えば、図８に示したネットワークＩ／Ｆカード２１５の場合、制御部４０のＣＰＵは、第１の送受信Ｉ／Ｆ３２，３３に対応する処理と、第２の送受信Ｉ／Ｆ３４，３１に対応する処理とを行う。以後の説明において、単に送信Ｉ／Ｆ，受信Ｉ／Ｆと言った場合には、実行中の処理と対応するＩ／Ｆを指すものとする。
また、制御部４０のＣＰＵは、電源ＯＮ時には、この処理と別に、本体側のＣＰＵ２０１から自機のＭＡＣアドレスや後述する動作モードの設定に関する情報を取得する処理を行う。
制御部４０のＣＰＵは、電源ＯＮ時及びリセット時に、少なくとも自機のＭＡＣアドレスが取得できると、図９のフローチャートに示す処理を開始する。そして、まず図１０に示す物理接続確認処理の要求側動作を実行し、送受信Ｉ／Ｆにオーディオネットワークシステム１を形成する能力を有する装置が物理的に接続されているか否かを確認する（Ｓ１１）。
図１０に、この物理接続確認処理のフローチャートを示す。
この図に示すように、図９のステップＳ１１で実行する物理接続確認処理の要求側動作において、制御部４０のＣＰＵはまず、接続検出（ＡＳ）コマンドのＩＴＬフレームを、送信Ｉ／Ｆから出力する。このＡＳコマンドは、送信Ｉ／Ｆに何らかの装置が接続されていれば、その装置が受信する。
そして、受信した装置もネットワークＩ／Ｆカード２１５を備えていれば、その制御部４０のＣＰＵは、図１０の返答側動作のフローチャートに示す処理を開始する。
そして、この処理においては、返答側装置の制御部４０のＣＰＵは、受信したＡＳコマンドに対する応答であるＡＳ応答を生成し、応答のＩＴＬフレームとしてＡＳコマンドの送信元装置に返す（Ｓ４５）。この応答に記載する情報は、ステップＳ４１〜Ｓ４４で決定するが、自装置のＭＡＣアドレスを把握できていれば、そのＭＡＣアドレスを記載し（Ｓ４１，Ｓ４２）、自装置がＴＴＬモード又はＲＴＬモードのシステムに既に参加していれば、そのシステムのネットワークＩＤ及びシステム内での自機のノードＩＤも記載する（Ｓ４３，Ｓ４４）。
なお、ネットワークＩＤは、ＴＴＬモードの場合には「０」、ＲＴＬモードの場合にはシステムに固有な値である。また、システムに参加していない場合には、ＡＳ応答にネットワークＩＤとして「不定値」を示すコードを記載するとよい。また、ノードＩＤは、システム内で特定のノードを識別するためのＩＤであり、その値はシステム内でノード毎に固有な値である。
一方、ＡＳコマンドの送信を行った装置は、ＡＳ応答の受信を監視しつつ待機する。そして、所定時間経過してタイムアウトする前にＡＳ応答を受信すると（Ｓ３２）、送受信Ｉ／Ｆにオーディオネットワークシステム１を形成する能力のある装置が接続されていることがわかる。そこで、受信したＡＳ応答の内容に基づき、トポロジーテーブルの内容を更新する（Ｓ３３）。トポロジーテーブルは、自機と直接に又は他の装置を介して間接に接続されている各装置の接続順を登録するテーブルである。
図１１に、このトポロジーテーブルの例を示す。
この図に示すように、トポロジーテーブルには、自機のバックワード側とフォワード側にそれぞれどのような装置がどのような順で接続されているかを、ネットワークＩＤ，ノードＩＤ及びＭＡＣアドレスによって登録する。これらのうち、ＭＡＣアドレスは装置固有であるが、ネットワークＩＤ及びノードＩＤは、システムへの参加状況に応じて可変である。また、トポロジーテーブルに、装置の機種ＩＤや、後述する装置間のフレーム伝送遅延時間（又は装置間の距離）も登録するようにしてもよい。
また、トポロジーテーブルはここでは、バックワード側とフォワード側についてそれぞれ、図で一番上の欄が自機に直接接続されている装置の情報を示し、その次の欄が、一番上の欄に記載されている装置の１つ先に接続されている装置の情報を示し、という具合に記載する。
２組の送受信Ｉ／Ｆのうち、どちらに接続されている側がフォワード側であるかは、起動時には、Ｉ／ＦのＩＤ等により、任意に定めればよい。また、装置によって、異なる向きをフォワード側と認識していても、各装置の相対的な位置関係は把握できるので、特に問題はない。しかし、一旦ＴＴＬモード又はＲＴＬモードに移行した場合、図４の説明で述べたように、マスタノードから見て、一巡するＴＬフレームを最初に送信する側をフォワード側に統一する。
あるいは、第１の送受信Ｉ／Ｆがフォワード側、第２の送受信Ｉ／Ｆがバックワード側、というように向きを固定し、装置間でフォワード側同士やバックワード側同士が接続された場合には、エラーとするようにしてもよい。このようにすると、ユーザによる接続の自由度は低下するが、システムの制御は容易である。
図１０の説明に戻ると、制御部４０のＣＰＵは、ステップＳ３３の後、返答側装置との間で適宜ＩＴＬフレームを送受信して、返答側装置に対しトポロジーテーブルの内容を伝達する（Ｓ３４）。具体的には、返答側装置と反対側に接続されている装置のデータを、接続順の情報も含めて送信し、その情報を、返答側装置のトポロジーテーブルに登録させる。
その後、ステップＳ３３でのトポロジーテーブルの変更内容（返答側装置が登録された旨）を伝えるテーブル送信通知のＩＴＬフレームを生成し、ＡＳ応答を受信した側と反対側の送信Ｉ／Ｆから送信して（Ｓ３５）、図１０の処理を終了し、図９のステップＳ１２の処理に進む。
なお、図示は省略したが、このテーブル送信通知を受け取った装置は、自機のノードテーブルに、通知された返答側装置のデータを登録する。また、テーブル送信通知を受信した側と反対側に装置が接続されていれば、その装置にも、トポロジーテーブルの変更内容を伝えるテーブル送信通知のＩＴＬフレームを送信する。このようにして、図１０の処理を行った要求側装置から見て、返答側装置と反対側に接続されている装置全てにおいて、ノードテーブルに返答側装置のデータが登録される。
ただし、要求側動作自体は、ステップＳ３５の送信が完了した時点で終了してよい。
また、ステップＳ３２でタイムアウトした場合には、送信Ｉ／Ｆには装置が接続されていないか、又は接続されていても、オーディオネットワークシステム１を形成する能力のある装置ではないとわかる。そこで、ＡＳコマンドを送信した側にノードが接続されていないことをトポロジーテーブルに記載する（Ｓ３６）。その後、ステップＳ３５に進んで、ステップＳ３６でのトポロジーテーブルの変更内容を伝えるテーブル送信通知のＩＴＬフレームを生成し、ＡＳ応答を受信した側と反対側の送信Ｉ／Ｆから送信して、図１０の処理を終了し、図９のステップＳ１２の処理に進む。
なお、この場合にも、ステップＳ３２でＹＥＳの場合と同様、ＡＳコマンドを送信した側と反対側に接続されている装置全てに対し、順次トポロジーテーブルの変更内容が伝達される。
また、ステップＳ３１の時点で受信Ｉ／Ｆがネットワーククロックを検出できない等、送受信Ｉ／Ｆに装置が接続されていないことが明らかである場合には、ＡＳコマンドの送信を行わずに、ステップＳ３２の判断をＮＯとしてもよい。
図１０の処理が終了すると、制御部４０のＣＰＵは、図９のステップＳ１２において、物理接続確認処理において送受信Ｉ／Ｆにオーディオネットワークシステム１を形成する能力のある装置の接続が確認されたか否か（ステップＳ３２のＹ／Ｎ）を判断する。
そして、接続が確認されていなければ、ステップＳ１１に戻って再度物理接続確認処理を行う（所定時間待機した後でもよい）が、確認されていた場合には、図１２に示す論理接続準備処理に進み、接続が確認された相手装置との間で、どのような形でＴＴＬモード又はＲＴＬモードのシステムを形成できるかを判断する（Ｓ１３）。
この論理接続準備処理は、大まかに言えば、自装置と相手装置のネットワークＩＤを参照し、ＲＴＬ＞ＴＴＬ＞ＩＴＬの優先順位で、優先順位の低いモードの装置を、優先順位の高いモードの装置が参加しているシステムに組み込むことを決定する処理である。また、論理接続とは、装置間でＴＬフレームを循環させる共通の伝送経路を形成すること、又は既にある伝送経路に新たな装置を加えることを言う。
図１２に、この論理接続準備処理のフローチャートを示す。
この図に示すように、論理接続準備処理においては、制御部４０のＣＰＵはまず、自装置のネットワークＩＤにより、自装置がＲＴＬ，ＴＴＬ，ＩＴＬのうちどのモードであるかを判定する（Ｓ５１）。
そして、ＩＴＬモード又はＴＴＬモードの場合、次に、相手装置のネットワークＩＤを確認し、相手装置がＲＴＬ，ＴＴＬ，ＩＴＬのうちどのモードであるかを判定する（Ｓ５２）。ここでＲＴＬモードの場合、自装置の方が優先順位の低いモードであることがわかるため、自装置を相手装置が参加しているＲＴＬモードのシステムに組み込ませることを決定する。
そして、自装置がＩＴＬモードであれば、そのままシステムに組み込ませることができる状態であるので、図９のステップＳ１９の論理接続確立処理において、ＲＴＬモード移行のため返答側動作を行うことを決定する。
また、自装置がＴＴＬモードであれば、一旦リセットを受け、ＴＴＬモードのシステムから抜けてから相手装置が参加しているシステムに組み入れてもらうため、相手装置からのリセット命令を待つ状態に移行することを決定する。ここで一旦リセットを受けることを要求するのは、リング状の伝送経路が形成されている２つのシステムの端のノード同士をそのまま接続してしまうと、２つのリングが融合した伝送経路が形成され、接続時には伝送経路上に２つのＴＬフレームが存在してしまうことになり、フレーム伝送が正常に行えなくなってしまうためである。
そして、以上のように自装置の行うべき動作が決定すると、図１２の処理を終了し、図９のステップＳ１４の処理に進む。
また、ステップＳ５２でＩＴＬモード又はＴＴＬモードの場合、ステップＳ５３に進む。
そして、自装置がＩＴＬモードであって（Ｓ５３）、相手装置がＴＴＬモードである場合（Ｓ５４）、自装置の方が優先順位の低いモードであることがわかるため、自装置を相手装置が参加しているＴＴＬモードのシステムに組み込ませることを決定する。そこで、図９のステップＳ１９の論理接続確立処理において、ＴＴＬモード移行のため返答側動作を行うことを決定して、図１２の処理を終了し、図９のステップＳ１４の処理に進む。
また、自装置と相手装置が共にＩＴＬモードである場合、自装置と相手装置とでＴＴＬモードのシステムを形成することを決定するが、この時、システム内でどちらが暫定マスタノードとなるかを決める必要がある。この決定アルゴリズムは、任意のものでよいが、ここでは、ＭＡＣアドレスの大小で決定するようにしている。そこで、この場合、自装置のＭＡＣアドレスが相手装置のＭＡＣアドレスより大きいか否か判断する（Ｓ５５）。そして、自装置が大きければ、自装置を暫定マスタに設定し（Ｓ５６）、ＴＴＬモードへの移行を主導的に行うため、図９のステップＳ１９の論理接続確立処理においてＴＴＬモード移行のため要求側動作を行うことを決定して、図１２の処理を終了し、図９のステップＳ１４の処理に進む。
ステップＳ５５で自装置が小さければ、相手装置が暫定マスタとなるため、相手装置によりシステムに組み込んでもらうため、ＴＴＬモード移行のため返答側動作を行うことを決定して、図１２の処理を終了し、図９のステップＳ１４の処理に進む。
なお、暫定マスタを決定するためのアルゴリズムとしては、ＭＡＣアドレス大小の他、物理接続確認処理においてＡＳコマンドを送った方を暫定マスタとする、電源ＯＮ又はリセットからの時間が長い方を暫定マスタとする、これらの条件の組み合わせ、等も考えられる。
次に、ステップＳ５３で自装置がＴＴＬモードであった場合、相手側装置と接続すると、ツインモードの伝送経路が形成されるか否か判断する（Ｓ５７）。具体的には、相手装置が、自身が参加しているシステムの反対側の端に位置するノードであるか否か判断する。この判断は、トポロジーテーブルから、反対側の端のノードのＭＡＣアドレスを取得して行えばよい。
そして、この実施形態では、ＴＴＬモードはＲＴＬモードに移行するまでの暫定的な通信モードであることに鑑み、ＴＴＬモードでは、ネットワークの基本構成であるシングルモードの動作しか許可しない。このため、ステップＳ５７でＹＥＳの場合には、相手装置との間で論理接続を行わない。そこで、物理接続確認処理に戻ることを決定して、図１２の処理を終了し、図９のステップＳ１４の処理に進む。なお、この場合に相手装置と論理接続を行わないようにしたとしても、相手装置は少なくともＴＴＬモードのシステムには参加しているため、ＴＴＬモードのシステムに参加できない装置が出る恐れはない。
また、この場合、装置間の接続状況が変わらなければ、再度の物理接続確認処理後の論理接続準備処理でも、ステップＳ５７でＹＥＳとなるので、常にここまでの処理を繰り返すことになる。しかし、装置間の接続状況が変わった場合に、速やかに各装置を適当な通信モードに移行させられるよう、物理接続確認処理と論理接続準備処理とを定期的に行っておくことが好ましい。
また、ステップＳ５７でＮＯである場合、相手装置がＩＴＬモードであれば（Ｓ５８）、自装置の方が優先順位の高いモードであることがわかるため、相手装置を自装置が参加しているＴＴＬモードのシステムに組み込むことを決定する。そこで、図９のステップＳ１９の論理接続確立処理においてＴＴＬモード移行のため要求側動作を行うことを決定して、図１２の処理を終了し、図９のステップＳ１４の処理に進む。
また、相手装置がＴＴＬモードであれば（Ｓ５８）、自装置と相手装置が別々のＴＴＬモードのシステムに参加していることがわかる。この場合には、いずれか一方の装置を一旦システムから離脱させ、その装置を他方の装置が参加するシステムに組み入れる動作を行う（この場合、後述するように、装置を離脱させた側のシステムは、その後、解体されることになる）。
この場合に、どちらの装置を離脱させてもよいのであるが、ここでは、ステップＳ５５の場合と同様、接続された装置同士のＭＡＣアドレスの大小により決定するようにしている（Ｓ５９）。そこで、自装置のＭＡＣアドレスが相手装置のＭＡＣアドレスより大きい場合には、相手装置をシステムから離脱させるべく、リセット指示コマンドのＩＴＬフレームを相手装置に送信する（Ｓ６０）。また、相手装置はリセットにより後述のようにＩＴＬモードに戻るため、再度物理接続確認処理から処理をやり直すことを決定して図１２の処理を終了し、図９のステップＳ１４の処理に進む。
この場合、装置間の接続状況が変わらなければ、再度の物理接続確認処理後の論理接続準備処理の際には、ステップＳ５８で下側に進むことになる。
また、ステップＳ６０で自装置が小さければ、相手装置に自装置が参加するシステムを解体させるため、相手装置からのリセット命令を待つことを決定して図１２の処理を終了し、図９のステップＳ１４の処理に進む。
なお、ステップＳ６０の場合には、ステップＳ５５の説明で例示したアルゴリズムに加え、システムを構成するノードが少ない方を解体する、といったアルゴリズムも採用可能である。
また、ステップＳ５１で自装置がＲＴＬモードであった場合、相手装置がＩＴＬモードであれば（Ｓ６１）、自装置の方が優先順位の高いモードであることがわかるため、相手装置を自装置が参加しているＲＴＬモードのシステムに組み込むことを決定する。そこで、図９のステップＳ１９の論理接続確立処理においてＲＴＬモード移行のため要求側動作を行うことを決定して、図１２の処理を終了し、図９のステップＳ１４の処理に進む。
また、ステップＳ６１で相手装置がＴＴＬモードである場合も、自装置の方が優先順位の高いモードであることがわかるため、相手装置を自装置が参加しているＲＴＬモードのシステムに組み込むことを決定する。しかしこの場合、相手装置を一旦参加中のシステムから離脱させた上で組み込みを行う必要があるため、リセット指示コマンドのＩＴＬフレームを相手装置に送信する（Ｓ６２）。また、相手装置はリセットにより後述のようにＩＴＬモードに戻るため、再度物理接続確認処理から処理をやり直すことを決定して図１２の処理を終了し、図９のステップＳ１４の処理に進む。この場合、装置間の接続状況が変わらなければ、再度の物理接続確認処理後の論理接続準備処理の際には、ステップＳ６１で左側に進むことになる。
また、ステップＳ６１で相手装置がＲＴＬモードである場合には、基本的には、相手装置との間の論理接続は行わない。本実施形態においては、ＲＴＬモードは、オーディオネットワークシステム１を実際に音響信号処理に使用するモードであるとの位置づけであり、ユーザからの明示の意思なしにこのようなＲＴＬモードのシステムを壊すことは好ましくないので、ＲＴＬモードのシステム同士を結合することは行わないようにしているためである（システムに装置を追加すること自体は差し支えない）。
しかし、自装置が、自装置の参加するシステムの反対側の端の装置と接続された場合には、接続形態がカスケード接続からリング接続に変化することになるので、動作状態をシングルモードからツインモードに移行させることが考えられる。ＲＴＬモードの場合、この移行を許可するか否かは、図１の説明で述べた通り、マスタノードにおいてなされている当該システムのモード設定によって決まる。すなわち、マスタノードにおけるモード設定は、予め、マスタノードからＴＬフレームの伝送経路の全ノードに通知されている。
そこで、相手装置とネットワークＩＤが一致し、かつツインモード許可（シングルモード限定以外）が設定されていた場合には（Ｓ６３）、ツインモードへの移行を決定する。そして、この場合、自装置と相手装置のどちらが論理接続処理で主導権を持つかが問題となるが、ここでは、バックワード側に位置する装置に主導権を持たせることとしている。そこで、ステップＳ６４での判断結果に応じて、図９のステップＳ１９の論理接続確立処理においてツインのＲＴＬモード移行のため要求側動作又は返答側動作を行うことを決定して、図１２の処理を終了し、図９のステップＳ１４の処理に進む。
また、ステップＳ６３でＮＯとなるのは、（ａ）相手装置とネットワークＩＤが異なる場合、すなわち別々のＲＴＬモードのシステム同士が接続された場合、又は（ｂ）ツインモードの動作が許可されていない場合である。これらのいずれの場合にも、相手装置との間で論理接続を行わないので、物理接続確認処理に戻ることを決定して、図１２の処理を終了し、図９のステップＳ１４の処理に進む。
また、この場合、装置間の接続状況が変わらなければ、再度の物理接続確認処理後の論理接続準備処理でも、ステップＳ６３でＮＯとなるので、常にここまでの処理を繰り返すことになる。しかしここでも、ステップＳ５７でＹＥＳの場合と同様、処理を定期的に行っておくことが好ましい。
再度図９の説明に戻る。
図１２に示した論理接続準備処理が終了すると、次に実行すべき処理が、論理接続処理、リセット待ち、物理接続処理のいずれかに決まった状態で、図９のステップＳ１４に進むことになる。
そして、その決まった処理が物理接続処理の場合、ステップＳ１４及びＳ２１でＮＯとなり、ステップＳ１１に戻って処理を繰り返す。
また、リセット待ちの場合、ステップＳ２１からＳ２２に進み、所定時間待機して、相手装置からのリセット要求を待つ。ここで、相手装置の側でも、電源ＯＮ時又はリセット時には図９に示す処理を開始している。そして、論理接続準備処理において、自装置と相手装置との関係が「リセット待ち」となる関係であった場合、相手装置が実行する論理接続準備処理において、相手装置はステップＳ６０又はＳ６２でリセット指示コマンドのＩＴＬフレームを送信してくるはずである。
ここで、図１３に、このリセット指示を受信した場合に制御部４０のＣＰＵが実行する処理のフローチャートを示す。この処理は、割り込みにより、他の処理とは独立して実行するものである。
そして、制御部４０のＣＰＵは、リセット指示を受信すると、まず自装置のリセットを行う（Ｓ７１）。この処理には、両側のセレクタ３５〜３８を折り返しライン／ＩＴＬフレーム送信部側に切り替え、自身をＩＴＬモードに戻すと共に、トポロジーテーブル及びネットワークＩＤを初期化し、マスタ／スレーブの設定を「スレーブ」にする処理を含む。従って、リセットを行った装置は、以後別途設定変更があるまでスレーブノードとして機能することになる。なお、リセット時に、ＭＡＣアドレスや、ツイン許可／不許可、二倍化／二重化の設定を消去する必要はない。
以上の後、リセット指示元にリセット完了を示すリセット応答のＩＴＬフレームを送信する（Ｓ７２）と共に、リセット指示を受信した側と反対側の送信Ｉ／Ｆから隣接ノードに対してリセット指示コマンドのＩＴＬフレームを送信し（Ｓ７３）、処理を終了する。
なお、制御部４０のＣＰＵは、ステップＳ７１でのリセット時に、それまで行っていた図９の処理は、中止する。そして、リセットに応じて改めて図９に示した処理を開始する。ただし、他装置からリセット指示があった場合、続けて接続要求コマンド等を受信することも考えられるため、図９に示した処理を開始するまでに、所定時間待機するようにしてもよい。
逆に、相手装置にリセット指示コマンドを送信した装置は、次の物理接続確認処理は、相手装置からのリセット応答の受信をトリガに開始するとよい。この時点であれば、相手装置はＩＴＬモードに戻っており、システムに組み入れることができると期待できるためである。
また、図１３のステップＳ７３から明らかなように、あるシステムの端の装置がリセットされると、システムに参加していた全ての装置が順次リセットされ、ＩＴＬモードに戻り、別のシステムに参加可能な状態となる。ＴＴＬモードで動作中のシステム同士を結合させる場合や、ＲＴＬモードで動作中のシステムにＴＴＬモードで動作中のシステムを吸収させる場合には、このように、リセットにより吸収される側のシステムに参加している装置を全て一旦ＩＴＬモードに戻すようにしている。
また、図示は省略したが、リセット応答を受け取った装置は、自装置のノードテーブルから、リセットを行った装置及びその先に接続されていた装置の情報を削除する。また、この削除を反対側に接続されている装置にも伝達し、リセットを行った装置及びその先に接続されていた装置の情報を順次削除させる。
再度図９の説明に戻る。
ステップＳ１３の論理接続準備処理において、論理接続確立処理を実行することを決定した場合、処理はステップＳ１４からＳ１５に進む。そして、要求側として論理接続確立処理を実行する場合には、相手装置を自装置が参加しているシステムに組み入れてもＴＬフレームの伝送に支障がないか否かを判断する（Ｓ１６〜Ｓ１８）。ここでは、この判断は、ノード数及びフレーム伝送経路の総距離を基準に行う。
このうちノード数は、トポロジーテーブルを参照して容易に把握することができ、相手装置を組み入れても所定数以内に収まれば、問題なしとする。ただし、ツインモードへ移行する場合、接続は、既にシステムに参加しているノードとの間で行うため、接続によってノード数は増加しないことに注意する必要がある。
また、フレーム伝送経路の総距離については、まず、自装置と相手装置との間の距離を計測する。この計測は、相手装置に対し、距離計測用のＩＴＬフレーム（図４（ｂ）に示した形式のもの）を送信してから、相手装置がその受信後直ちに返してくる応答のＩＴＬフレーム（こちらも図４（ｂ）に示した形式のもの）を受信するまでの時間を計測することにより、行うことができる。相手装置が距離計測用のＩＴＬフレームを受信してから応答のＩＴＬフレームを送信するまでに要する時間は、ネットワークＩ／Ｆカード２１５の種類やバージョン毎に一定であると考えられるから、計測した時間から、その一定な時間を引いた時間が、装置間の距離に比例する時間となる。計測は何度か行い、そのうち安定とみなせる値の中の最大値を採用するとよい。また、この計測を行う間は、誤差を防止するため、ＡＳコマンド等の他のＩＴＬフレームの送受信は行わないようにするとよい。
そして、各装置をシステムに参加させる際に、必ずこの距離計測を行って、隣接装置間の距離をトポロジーテーブル等に記録しておけば、それらを合計して、新たな装置を組み入れた場合のフレーム伝送経路の総距離を求めることができる。そして、この総距離が所定値以内に収まれば、問題なしとする。
そして、ノード数と総距離のどちらも問題なしの場合、ステップＳ１８からＳ１９に進み、論理接続確立処理を実行する。また、問題ありの場合、相手装置をシステムに組み入れることはできないため、ステップＳ１８からステップＳ１１に戻り、処理を繰り返す。このとき、組み入れ不可の通知を送信するようにしてもよい。
なお、ステップＳ１６やＳ１７の基準を設けた理由の１つは、ノード数が多かったり、伝送経路の総距離が長かったりすると、ＴＬフレームに伝送経路を１周させるのに要する時間が長くなり、マスタノードから送信されたＴＬフレームを、後の周期のＴＬフレームの生成に必要なタイミングまでにマスタノードに戻せなくなってしまうためである。
従って、この点を考慮すると、
（周期更新量ｋに応じて決まるフレーム伝送遅延の許容時間）
−（１ノード当たりの伝送遅延時間）×（ノード数）
＞（伝送経路の総距離に依存する伝送遅延時間）
であれば、ステップＳ１８で問題ないと判断してよいとも考えられる。
また、周期更新量ｋに応じて決まるフレーム伝送遅延の許容時間は、ｋサンプリング周期より、マスタノード内での新ＴＬフレームの準備に係る時間である所要時間αだけ短い時間である。従って、ｋを増加させれば、許容時間も増加させることができる。
そこで、ノード数や伝送経路の総距離が上記の条件を満たさない場合に、ｋを増加させることにより、条件を満足させることも考えられる。
次に、図１４に、図９のステップＳ１９で実行する論理接続確立処理のフローチャートを示す。
この処理は、要求側動作を行う装置が、返答側動作を行う装置を、自装置が参加しているシステムに組み入れ可能であることを最終的に確認し、この組み入れを実行する処理である。また、返答側動作は、基本的に受身の処理であり、要求側動作を行う装置から受信したコマンドに応じた処理を行うものである。また、論理接続準備処理において、自装置と相手装置との関係が「返答側動作」となる関係であった場合、相手装置が実行する論理接続準備処理において、相手装置は論理接続準備処理において「要求側動作」を行う決定をするはずである。
この論理接続処理において、要求側装置はまず、相手装置（返答側装置）がシステムに組み入れ可能な状態であることを最終的に確認するための接続要求（ＣＱ）コマンドのＩＴＬフレームを、送信Ｉ／Ｆから出力する（Ｓ８１）。なお、このＣＱコマンドに、相手装置をどのモードのシステム（ＲＴＬ／ＴＴＬ及びシングル／ツイン）に組み入れるかを示す情報を記載しておき、相手装置に、そのモードでの通信の準備をさせるようにするとよい。
そしてその相手装置は、ＣＱコマンドを受信すると、制御部４０のＣＰＵが、自装置の状況に応じて、論理接続準備中，ＲＴＬ動作中，ＴＴＬ動作中，接続可のいずれかの状態を示すＣＱ応答のＩＴＬフレームを、ＣＱコマンドの送信元に返してくる（Ｓ１０１）。
ここで、相手装置がシステムに組み入れ可能な状態であることは、論理接続準備処理において確認しているため、応答は基本的には「接続可」になるはずである。しかし、相手側装置から見て自装置と反対側にも他の装置が接続されている場合、自装置がステップＳ１４〜Ｓ１８の処理を行っている間に、反対側の装置からの要求により、そちら側のシステムに組み入れられてしまっていたり、組み入れ準備が進行してしまっていたりすることも考えられる。
上記の「接続可」以外の応答は、このような場合になされるものである。そして、「論理接続準備中」は、他の装置からＣＱコマンドを受信し、その後通信モード切替指示（ＴＭ）コマンドの受信を待っている状態であることを示す。「ＲＴＬ動作中」及び「ＴＴＬ動作中」は、既にＲＴＬモードのシステム又はＴＴＬモードのシステムに組み入れられたことを示す。
一方、ＣＱコマンドの送信を行った装置は、ＣＱ応答の受信を監視しつつ待機する。そしてここで、所定時間経過してタイムアウトするか、論理接続準備中を示すＣＱ応答を受信した場合（Ｓ８２）、所定回数まではリトライする（Ｓ８８，Ｓ８９）。しかし、それでも内容が変わらなければ、今回はシステムへの組み入れはあきらめて物理接続確認処理に戻ることを決定し、図１４の処理を終了する。なお、応答タイムアウトの場合にはステップＳ８９で所定時間待機する必要はない。
また、ＲＴＬ動作中を示すＣＱ応答を受信した場合（Ｓ８３）、相手装置をシステムに組み入れることはできないため、やはり物理接続確認処理に戻ることを決定し、図１４の処理を終了する。
また、ＴＴＬ動作中を示すＣＱ応答を受信した場合には（Ｓ８４）、自装置がＲＴＬモードのシステムに参加しているか、又は自装置のＭＡＣアドレスが相手装置より大きい場合（ＴＴＬモードのシステム同士が接続されたとして相手装置をシステムから離脱させてよい場合）には（Ｓ９０）、リセット指示コマンドのＩＴＬフレームを相手装置に送信する（Ｓ９１）。そして、初めから処理をやり直して相手装置をシステムに組み入れるべく、物理接続確認処理に戻ることを決定し、図１４の処理を終了する。また、ステップＳ９０でＮＯの場合には、相手装置をシステムに組み入れることはできないため、単に物理接続確認処理に戻ることを決定し、図１４の処理を終了する。
一方、接続可を示すＣＱ応答を受信した場合には、ステップＳ８２〜Ｓ８４の判断が全てＮＯとなる。そして、相手装置に対して最終的に動作状態の変更を要求する通信モード切替指示（ＴＭ）コマンドを、送信Ｉ／Ｆから送信する（Ｓ８５）。なお、このＴＭコマンドには、相手装置をどのモード（ＲＴＬ／ＴＴＬ及びシングル／ツイン）に移行させるか、及び相手装置を組み入れるシステムのネットワークＩＤの情報を記載しておく。
そしてその相手装置は、ＴＭコマンドを受信すると、制御部４０のＣＰＵが、まず移行了解を示すＴＭ応答のＩＴＬフレームを、ＴＭコマンドの送信元に送信する（Ｓ１０３）。そして、その後直ちに、ＴＭコマンドを受信した側について、ＴＬフレームのループバックを解除する（Ｓ１０４）。この解除は、解除する側の２つのセレクタを、それぞれ受信Ｉ／Ｆ側及びＴＬフレーム送信部側に切り替えればよい。
新たにシステムに組み入れられる装置は、まだＴＬフレームの送受信は行っていないため、どのタイミングでループバックの解除を行っても問題ない。また、どのモードに切り換える場合でも、ループバックの解除は同じように行う。ただし、ループバックを解除してしまうと、解除した側では、ＩＴＬフレームの直接送信ができなくなってしまう（ただし、ＴＬフレームに書き込めば送信できる）ため、ＴＭ応答の送信は、ループバックの解除前に行っておく。
ステップＳ１０４の後は、ＣＰＵは、自機の動作状態及びネットワークＩＤを、ＴＭコマンドの指定に従って変更する（Ｓ１０５）と共に、モード移行完了を上位層（本体側ＣＰＵ）に通知して（Ｓ１０６）、処理を終了する。ステップＳ１０５の時点で、動作状態及びシステムの構成に応じて、第１，第２のデータ入出力部１０，２０のどちら（又は両方）を用いてＴＬフレームに対する波形データやイーサネットフレームの読み書きを行うかや、ＴＬフレームに対する波形データの読み書きを行うか否か、等の設定を行う。
一方、要求側装置は、ＴＭコマンドの送信後、相手装置からタイムアウト前にＴＭ応答を受信すると（Ｓ８６）、ＴＬフレームの送受信をしていないタイミングでセレクタを切り替え、相手装置側のループバックを解除する（Ｓ８７）。既にシステムに参加している装置では、ＴＬフレームの送受信中にループバックを解除してしまうと、ＴＬフレームを途中から別の送信先に送信してしまい、フレームを壊してしまうことになる。そこで、図５にあるような、フレームとフレームの合い間でループバックの解除を行うことが重要である。また、要求側装置が初めて他の装置と論理接続を行う場合には、ステップＳ８７の段階ではまだＴＬフレームの循環を行っていない。そこで、ステップＳ８７の後、マスタノード（ＴＴＬモードの場合は暫定）として、ＴＬフレームの生成と送出を開始すればよい。
そして、以上で図１４の論理接続処理を終了する。
また、ステップＳ８６でタイムアウトした場合には、今回はシステムへの組み入れはあきらめて物理接続確認処理に戻ることを決定し、図１４の処理を終了する。
また、返答側装置も、ＣＱ応答の送信後所定時間内にＴＭコマンドの受信がなかった場合、タイムアウトと判断し（Ｓ１０２）、今回はシステムへの組み入れはあきらめて物理接続確認処理に戻ることを決定し、論理接続処理を終了する。返答側動作の開始後所定時間内にＣＱコマンドを受信しなかった場合も、同様とするとよい。
再度図９の説明に戻るが、図１４に示した論理接続確立処理の終了後は、ステップＳ２０に進む。そして、論理接続確立処理において接続が確立した（要求側動作のステップＳ８７または返答側動作のステップＳ１０４を実行した）場合にはそのまま処理を終了する。一方、再度物理接続を行うことを決定した場合には、ステップＳ１１に戻って処理を繰り返す。
そして、複数の音響信号処理装置２において、制御部４０のＣＰＵが図９乃至図１４を用いて説明した処理を実行することにより、電源がＯＮされ、ケーブルが接続された装置から順に、自動的に、ＴＴＬモードでＴＬフレームを循環させるネットワークシステムを形成することができる。
この状態では、まだ波形データの伝送は行われないものの、システムを構成するノードとなった各装置間では、イーサネットフレーム及びＩＴＬフレームを、ＴＬフレームに書き込んで任意に送受信することができる。従って、ある装置のコンソールを操作し、その操作内容を他の装置に伝達してその装置におけるパラメータの値を編集するといった動作は、問題なく行うことができる。また、イーサネットフレームを用いたＩＰパケットの送受信により、複雑なアルゴリズムに従ったネゴシエーションも容易に行なうことができる。
なお、上述のように、図９に示した処理は、送受信Ｉ／Ｆの組毎に、独立して行うものである。また、複数の装置によりシステムが形成された後は、その両端の装置が、ループバックを行っている側の送受信Ｉ／Ｆについて、独立して行うものである。
従って、システムの両側で同時に新たな装置がシステムに組み入れられてしまい、それぞれ片方のみの組み入れではステップＳ１６〜Ｓ１８の条件を満たすのに、両側の組み入れがなされた状態ではこの条件を満たさなくなってしまうこともあり得る。
このような場合には、フォワード側でもバックワード側でも、予め定めておいた一方の側で組み入れられた装置を、マスタノードの判断により強制的にシステムから除外して、ＴＬフレームの循環が可能な状態を保つようにするとよい。
ところで、ここまでに説明した処理には、ＲＴＬモードのシステムに新たな装置を組み込む処理は含まれているが、最初に装置をＲＴＬモードに設定する処理は含まれていない。次に、この処理について説明する。
本実施形態においては、マスタノードを指定するためのコマンドとして、動作モード切替（ＯＭ）コマンドを用意しており、このコマンドを受け取った装置が、自身をマスタノードに設定して、最初にＲＴＬモードに移行する。
また、ＯＭコマンドは、何れかの装置がマスタノードを自動的に決定して発行することも妨げられないが、ユーザの指示に応じて発行することが好ましい。この場合、オーディオネットワークシステム１を構成させようとする装置の少なくとも１つには、ユーザからマスタノードの選択を受け付ける機能を設ける。この機能としては、トポロジーテーブルを参照して、通信可能な範囲の装置のリストをユーザに提示し、その中からマスタノードを選択させるものでよい。この時、同時に動作モード（ツイン許可／不許可，ツイン時二倍化／二重化等）の設定も受け付けるとよい。
なお、ＩＴＬフレームを用いれば、各装置の動作モードによらず、物理接続がなされている範囲の全ての装置と通信可能である。ＴＴＬモード（ＲＴＬモードでも）で動作中の装置間では、ＩＴＬフレームをＴＬフレームに記載して伝送し、ＴＬフレームの伝送経路が途切れている部分は、ＩＴＬフレームをＩＴＬフレーム送信部からそのまま送信すればよい。
そして、ユーザによりマスタノードの選択がなされた場合、その選択を受け付けた装置は、マスタノードとして選択された装置を送信先として、パラメータとしてシステムの動作モードの設定を記載した、ＯＭコマンドのＩＴＬフレームを送信する。この送信は、トポロジーテーブルを参照し、送信先の装置が存在している側に対して行う。また、ここで記載されるシステムの動作モードには、ツインモードを許可しない第１モード、二重化でのツインモードを許可する第２モード、二倍化でのツインモードを許可する第３モードがある。
図１５に、このＯＭコマンドを受信した場合に制御部４０のＣＰＵが実行する処理のフローチャートを示す。
この図に示すように、ＯＭコマンドを受信した装置の制御部４０のＣＰＵは、まず、受信したコマンドが自装置宛か否か判断する（Ｓ１１１）。そして、自装置宛でなければ、受信したＯＭコマンドのＩＴＬフレームを、そのまま受信した側と反対側に送信して（Ｓ１１８）処理を終了する。ＯＭコマンドが宛先の装置に届くまでは、途中の各装置がこのように順次ＩＴＬフレームの伝送を仲介する。この点は、他のコマンドの場合でも同様である。
一方、ステップＳ１１１で自装置宛であれば、ＯＭ応答のＩＴＬフレームを、ＯＭコマンドの送信元装置を送信先として、その装置が存在する側に対して送信する（Ｓ１１２）。その後、図１３のステップＳ７１の場合と同様、自装置をリセットし、現在何らかのシステムに参加していれば、そのシステムを一旦離脱する（Ｓ１１３）。その後、自装置をマスタノードに設定する（Ｓ１１４）と共に、自装置にＲＴＬモードの固有のネットワークＩＤを設定する（Ｓ１１５）。
そして、ＯＭコマンドに記載されたパラメータに従って動作モードの設定を行い（Ｓ１１６）、さらにその他必要な設定を行った後（Ｓ１１７）、両側にリセット指示コマンドのＩＴＬフレームを送信して（Ｓ１１８）、処理を終了する。
ステップＳ１１７で設定する内容は、例えば波形処理用ワードクロックの生成に使用する目標遅延Ｄｔ等であるが、この点については、「４．ワードクロックのタイミング調整について」において詳述する。
この後、両側の装置から始まって通信可能な範囲の装置が順次リセットされていく。そして、マスタノードとなった装置自体も、図９に示した処理を開始し、ＲＴＬモードのシステムに参加している装置として、両側に接続されている装置を、条件の許す限り順次システムに組み込んでいく。なお、図９に示した処理は、隣接ノードからのリセット応答の受信をトリガに開始するとよい。この時点であれば、隣接ノードはＩＴＬモードに戻っており、システムに組み入れることができると期待できるためである。
以上の処理により、音声伝送の可能なＲＴＬモードのオーディオネットワークシステム１を、ユーザの指示に応じてマスタノードを設定して形成することができる。
なお、一度システムが形成された後でも、両端に新たな装置が接続された場合には、随時その装置をシステムに組み入れることができる。また、ユーザは、マスタノードや動作モードを変更したい場合、随時指示を行ってＯＭコマンドを発行することができる。
そして、オーディオネットワークシステム１がＲＴＬモードで動作中であっても、いずれかのノードが自分宛のＯＭコマンドを受け取ると、そのノードが新たなマスタノードとなり、図１５に示した処理によりシステム全体をリセットして再度オーディオネットワークシステム１の形成を行う。
また、本実施例では、マスタノードの選択とシステムの動作モードの設定とを１つのＯＭコマンドで行うようになっているが、マスタノードを選択するコマンドと、システムの動作モードを設定するコマンドとを別々にしてもよい。
また、ステップＳ１１８で送信するリセット指示や、そのリセット指示を受信した装置が図１３のステップＳ７３で送信するリセット指示に、それぞれ当該一連のリセット指示を特定するためのＩＤを付与し、各装置は、過去に受け取ったリセット指示と同じＩＤのリセット指示を受け取った場合には、そのリセット指示に応じた図１３の処理によるリセットを実行しないようにするとよい。
ループ接続の場合、接続に端がないため、マスタノードから発せられたリセット指示に応じて各装置が単に図１３の処理を実行してリセット指示を先の装置に伝達してしまうと、いつまでもリセット指示の伝達が続いてしまうことが考えられる。従って、上記のＩＤのように、適当な装置でリセット指示の伝達を止める手段を設けることが有効である。
この場合、マスタノードが両側から送信するリセット指示に同じＩＤを付すとすると、それらのリセット指示がそれぞれ反対方向から伝送されてきてぶつかる、ループの略反対側のノードで、リセット指示の伝達が停止することになる。
２．３ システム形成の具体例
次に、図１６乃至図２０を用いて、ここまでに説明してきた処理による、オーディオネットワークシステムの形成手順の具体例を説明する。
まず、図１６及び図１７には、装置Ａ乃至装置Ｅの５台の装置が予め通信ケーブルで接続されており、装置Ａから装置Ｅの電源を順次ＯＮしていく場合の、システムの構成手順の例を示す。
まず、図１６（ａ）に示すように装置Ａ，Ｂの電源がＯＮされると、これらの装置は、それぞれ図９に示した処理を開始し、図１０に示した物理接続確認処理によりＡＳコマンドとＡＳ応答を交換することにより互いの存在を認識して情報を交換し、トポロジーテーブルに互いの情報を登録する（変更部分をハッチングで示した、以下同様）。そして、図１２の論理接続準備処理において、双方がＩＴＬモードであることから、ステップＳ５５，Ｓ５６でいずれかの装置を暫定マスタノードとして、図１４の論理接続処理により、装置Ａと装置Ｂとで、ＴＴＬモードのシステムを構成することができる。
次に、（ｂ）に示すように装置Ｃの電源がＯＮされると、装置Ｂは物理接続確認処理により装置Ｃの存在を認識して装置Ｃと情報を交換し、トポロジーテーブルに互いの情報を登録する。
その後、（ｃ）に示すように、装置Ｂは装置Ｃに反対側に既に接続されている装置Ａの情報を通知し、装置Ａには反対側に新たに接続された装置Ｃの情報を通知する。その結果装置Ａ〜Ｃの全てに、電源ＯＮ済みの全ての装置の情報が揃うことになる。
また、装置ＢがＴＴＬモードで、装置ＣがＩＴＬモードであるから、図１４の論理接続処理により、装置Ｂが装置Ｃをシステムに組み入れる。
次に（ｄ）に示すように装置Ｄの電源がＯＮされた場合も、（ｂ）の場合と同様、装置Ｃは物理接続確認処理により装置Ｄの存在を認識して装置Ｄと情報を交換し、トポロジーテーブルに互いの情報を登録する。
その後、図１７（ｅ）に示すように、装置Ｃは装置Ｄに反対側に既に接続されている装置Ｂ，Ａの情報を通知し、装置Ｂには反対側に新たに接続された装置Ｄの情報を通知する。また、（ｆ）に示すように、装置Ｂは装置Ｃから通知された装置Ｄの情報を、反対側に接続されている装置Ａに通知する。以上の結果、装置Ａ〜Ｄの全てに、電源ＯＮ済みの全ての装置の情報が揃うことになる。
また、装置ＣがＴＴＬモードで、装置ＤがＩＴＬモードであるから、図１４の論理接続処理により、装置Ｃが装置Ｄをシステムに組み入れる。
同様にして、（ｇ）で装置Ｅの電源がＯＮされた場合も、システムの端のノードである装置Ｄが新たに検出された装置Ｅとコンタクトし、システムに組み入れる。また、ノードテーブルの情報も、（ｈ）に示すように、各装置が把握していない情報を順次通知することにより、装置Ａ〜Ｅの全てに、電源ＯＮ済みの全ての装置の情報が揃うことになる。
以上の手順により、順次電源のＯＮされた装置Ａ〜Ｅにより、ＴＴＬモードでＴＬフレームを循環させるネットワークシステムを自動的に形成することができる。上記の例において、電源ＯＮをケーブル接続に置き換えても同様な動作をすることは、もちろんである。
次に、図１８に、ＴＴＬモードで動作中のシステム同士が接続された場合の動作例を示す。
この図には、装置Ａ〜装置ＣがＴＴＬモードのシステムを形成しており、装置Ｄ，装置Ｅが、これとは別のＴＴＬモードのシステムを形成している状態で、装置Ｃと装置Ｄとが新たに通信ケーブルにより接続された場合の例を示している。
この場合、装置Ｃと装置Ｄは、定期的に図９のステップＳ１１で物理接続確認処理を行っている状態であるから、この物理接続確認処理により、互いの存在を確認する（ａ）。
そして、ステップＳ１３の論理接続準備に進むと、ＴＴＬモードの装置同士が接続されたため、ＭＡＣアドレスの大きい装置Ｃが、図１２のステップＳ６０で、装置Ｄに対してリセット指示コマンドを送信する。その結果、装置Ｄはシステムを離脱してＩＴＬモードに戻る（ｂ）。
また、装置Ｄは、リセット処理の一環として、装置Ｃの反対側の装置Ｅにもリセット指示コマンドを送信する。その結果、装置ＥもＩＴＬモードに戻る（ｃ）。
一方、装置Ｃは、装置Ｄにリセット指示コマンドを送信した後、再度物理接続確認処理、論理接続準備処理、論理接続確立処理を順次行って、ＩＴＬモードとなった装置Ｄを、自身の参加しているシステムに組み入れる（ｄ，ｅ）。
また、装置Ｄは、システムに組み入れられた後、システムの端のノードとして物理接続確認処理、論理接続準備処理、論理接続確立処理を順次行って、ＩＴＬモードとなっている隣接の装置Ｅを、自身の参加しているシステムに組み入れる（ｅ，ｆ）。
ＴＴＬモードで動作中のシステム同士が接続された場合、以上の手順により、これらを結合した１つのシステムを自動的に形成することができる。
次に、図１９に、ＴＴＬモードで動作中のシステムを構成する装置が動作モード切替（ＯＭ）コマンドを受信した場合の動作例を示す。
この図には、装置Ａ〜装置ＥがＴＴＬモードのシステムを形成しており、このうち装置ＢがＯＭコマンドを受信した場合の例を示している。
この場合、ＯＭコマンドを受信した装置Ｂは、図１５に示した処理により、自身をリセットして参加中のシステムから離脱すると共に、自身をマスタに設定し、ＲＴＬモードに移行する（ａ，ｂ）。そしてさらに、両側の装置にリセット指示コマンドを送信し、両側の装置も参加中のシステムから離脱させ、ＩＴＬモードに戻す（ｃ）。
このリセット指示コマンドは、（ｄ）では装置Ｃから装置Ｄへ、（ｅ）では装置Ｄから装置Ｅへの、接続されている全ての装置に順次伝達され、全ての装置が一旦ＩＴＬモードに戻される。
一方、装置Ｂは、装置Ａ及び装置Ｃがリセットを完了してリセット応答を送信してくると、図９に示す処理を開始する。そして、物理接続確認処理、論理接続準備処理、論理接続確立処理を順次行って、ＩＴＬモードとなっている隣接の装置Ａ，Ｃを、それぞれ自身をマスタとするＲＴＬモードのシステムに組み入れる（ｄ，ｅ）。
また、その後、（ｅ）の時点でシステムの端のノードとなっている装置Ｃが、物理接続確認処理、論理接続準備処理、論理接続確立処理を順次行って、ＩＴＬモードとなっている隣接の装置Ｄを、自身の参加しているシステムに組み入れる（ｆ）。そして、装置Ｄも、同様に装置Ｅを自身の参加しているシステムに組み入れる（ｇ）。
ＴＴＬモードで動作中のシステムを構成する装置がＯＭコマンドを受信した場合、以上の手順により、ＴＴＬモードのシステムをＲＴＬモードのシステムに組み替えることができる。なお、ＲＴＬモードで動作中のシステムを構成する装置がＯＭコマンドを受信した場合でも、各装置の動作は同様なものである。
次に、図２０に、シングルモードからツインモードへの移行動作例を示す。
この図には、装置Ｄ→Ｅ→Ａ→Ｂ→Ｃの順で接続され、ＲＴＬモードで動作しているシステムにおいて、両端の装置Ｃと装置Ｄとがケーブルにより接続された場合の例を示している。ただし、ツインモードへの移行は許可されているとする。
この場合、装置Ｃと装置Ｄとは、定期的に図９のステップＳ１１で物理接続確認処理を行っている状態であるから、ケーブルにより接続されると、この物理接続確認処理により、互いの存在を確認する（ａ，ｂ）。また、トポロジーテーブルには、互いの情報が、反対側の端のノードの情報として登録されているが、これに加え、新たに接続された側のノードとしても登録する（ｂ）。装置Ｃと装置Ｄは、この時点で、物理接続がリング状になされたことを把握できる。
また、装置Ｃと装置Ｄは、カスケード接続の場合には、新たに接続された装置の情報を、その装置と反対側に接続されている装置に通知する。しかし、リング接続の場合にこれを行うと、装置Ｃが発した通知と、装置Ｄが発した通知とが重複してしまうし、接続に端がないため、どこで通知をやめればよいかもはっきりしない。
そこで、リング接続の場合には、フォワード側の装置のみが、新たに接続された装置の情報を、その装置と反対側に接続されている装置に通知することとしている。また、この通知を受けた各装置は、自機が追加された旨の通知であると判断した場合には、それ以上先に通知を行わないこととしている。
図の例では、装置Ｄが、装置Ｃが追加された旨の通知を反対側の装置Ｅに対して行い、その通知が装置Ｅ→Ａ→Ｂ→Ｃと順次伝わっていく。しかし、装置Ｃは、この通知を、自機が追加された旨の通知であると判断し、このことにより通知がシステムを１周したことがわかるため、ここで通知の伝達は終了する。
以上の処理により、各装置は、フォワード側の（形式的な）端とバックワード側の（形式的な）端が同じ装置であること、すなわち接続がリング状になったことを把握することができる（ｃ）。
なお、リング接続の場合に、フォワード側の装置だけでなく、バックワード側の装置も、新たに接続された装置の情報を、その装置と反対側に接続されている装置に通知するようにしてもよい。その場合、自機が追加された旨の通知と判断した場合は、それ以上の通知を行わないようにするとともに、既にトポロジーテーブルに記載されている装置（既存の装置）について、さらに新たな接続が通知された場合、既存の装置の位置がカスケード接続の端部でなければ、トポロジーテーブルへの登録をしないようにすればよい。
さらに、図２０（ｃ）に見られるように、複数の装置がリング状に接続されている場合、ノードテーブル上では、その複数の装置の何れか１つがフォワード側の端部かつバックワード側の端部の装置となる。ここで、何れの装置を端部とするかは、任意であり、端部を別の装置に変更してもよい。例えば、装置Ａのトポロジーテーブルでは、バックワード側がＥ、Ｄ、Ｃの順であり、フォワード側がＢ、Ｃの順であるが、Ｄを端部のノードとして、バックワード側をＥ、Ｄ、フォワード側をＢ、Ｃ、Ｄに変更できる。さらに、所定のルールに従って、例えば、マスタノードをその端部のノードになるよう変更したり、マスタノードが両端部から最も遠い中心のノードとなるよう変更したりしてもよい。
また、装置Ｃについては、論理接続準備処理において、図１２のステップＳ６４の判断がＹＥＳとなり、その後の論理接続確立処理において、装置Ｃと装置Ｄが互いの間のループバックを解除することにより、フレーム伝送経路が、２つのリング状の経路に変化し、ツインモードの接続が確立される。
ＲＴＬモードで動作しているシステムにおいて、両端の装置がケーブルにより接続された場合、以上の処理により、ツインモードの動作を行うための２つの伝送経路を形成することができる。実際にツインモードの動作へ移行し、２つの伝送経路でのＴＬフレームの循環を開始するための処理は別途行うが、この処理については後述する。
２．４ 伝送経路の切断発生時の動作
次に、図７に示した音響信号処理装置２において制御部４０のＣＰＵが実行する、ノード間の接続切断に対応するための処理について説明する。
まず図２１に、制御部４０のＣＰＵが実行する、ネットワーククロック消失検知時の処理のフローチャートを示す。
この処理は、ＲＴＬモード又はＴＴＬモードで動作中のオーディオネットワークシステム１に属する各ノードにおいて、何れかの受信Ｉ／Ｆにおける他ノードとの接続が切断されたことが検知された場合に実行されるものである。なお、該切断はケーブルの断線、接続先ノードの異常などにより生じるものであるが、１から数サンプリング周期の極めて短い時間で検出される必要がある。切断の検出方法は、伝送媒体（接続ケーブル）や物理層（送信Ｉ／Ｆ及び受信Ｉ／Ｆ）の種類に応じて異なる。
受信Ｉ／Ｆ（受信側物理層）は、一般的に、ネットワーククロック検出部、リンク検出部、エラー検出部を備える。
このうちネットワーククロック検出部は、伝送媒体を介して入力する電気信号又は光信号からネットワーククロックを検出する。このネットワーククロックが検出されているということは、何らかのデータを受信していることを意味する。
また、リンク検出部は、当該物理層のメーカーが決めた所定の方法（非公開）で他の送信Ｉ／Ｆとの接続（リンク）を検出し、リンク検出信号を出力する。切断が生じたときは、リンク検出部から「接続なし」を示すリンク検出信号が出力されるが、切断の発生から「接続無し」信号の出力までに、数ミリ秒以上の遅延があるので、そのまま本発明の切断検出に用いることはできない。
エラー検出部は、伝送媒体を介して入力する電気信号又は光信号に、ネットワーククロック抽出異常、レベル不足、レベル不定、未定義コードなどの状態が生じた場合に「エラー有り」を示すエラー検出信号を出力する。
接続ケーブルが光ファイバである場合、受信Ｉ／Ｆのエラー検出部からは、その時点でデータを受信しているか否かに関わらず、切断が生じたら「エラー有り」を示すエラー検出信号が出力されるようになる。そのため、該エラー検出信号が「エラー有り」となる頻度に応じて、単位時間当たりの発生回数が所定値以上のとき、「他のノードとの接続が切断された」と判断するようにすればよい。
一方、接続ケーブルがメタルである場合、データを受信していないときに切断が生じても、「エラー有り」を示すエラー検出信号が出力されないので、代わりに、データ受信の有無に基づいて切断を検出すればよい。これには、送信側Ｉ／Ｆと受信側Ｉ／Ｆの両方での処理が必要になる。まず、送信Ｉ／Ｆでは、定期的にＴＬフレームを送信しているが、さらに、何のデータも送信しない期間が所定の確認時間以上になる毎に、接続確認用の信号を送信する。そして、受信側Ｉ／Ｆでは、ネットワーククロックの検出部でデータの受信が無いとされる期間が、確認信号の送信周期に比べて十分に長い（数倍以上）期間となったか否かを判断し、該期間以上となったとき、「他のノードとの接続が切断された」と判断する。
ここでは光ファイバとメタルの場合の切断の検出方法を示したが、これらは一例にすぎず、伝送媒体や物理層の特徴に応じて適宜の方法を採ることができる。ただし、何れの方法を採った場合でも、切断の検出はＴＬフレームの数送信周期以内に検出できなければならない。また、リンク検出部のリンク検出信号を用いていなかったが、安全サイドに設計するのであれば、上述した検出方法においても、リンク検出信号が「リンク無し」と判断している間は「接続無し」と判断するのがよい。
そして、制御部４０のＣＰＵは、適当な検出方法によりいずれかのＩ／Ｆに接続されているノードとの接続切断を検出すると、図２１の処理を開始する。
そして、接続切断側にＴＬフレームを送信しないよう、接続切断側のセレクタ３５又は３７を折り返しラインＬＢ１又はＬＢ２側に切り替え、接続切断側にループバックを設定する（Ｓ２０１）と共に、これと対応するセレクタ３８又は３６をＩＴＬフレーム送信部６４又は５４側に切り替え、接続切断側のＩＴＬフレーム送信部を送信Ｉ／Ｆと接続する（Ｓ２０２）。
このことにより、接続が切断された部分を速やかにＴＬフレームの伝送経路から切り離し、通信が正常に行える部分のみでＴＬフレームの伝送経路を維持してオーディオネットワークシステム１を動作させることができる。オーディオネットワークシステム１においては、隣接ノードとの間の接続が切断された状態でその隣接ノードに対してＴＬフレームを送信しても、そのＴＬフレームは単に失われるだけであるので、切断された接続より先のノードはシステムから除外し、残りのノードだけで新たな伝送経路を形成してＴＬフレームの循環を継続するようにしている。
また、制御部４０のＣＰＵは、トポロジーテーブルの内容に、検出した接続切断を反映させる（Ｓ２０３）。具体的には、ノードがカスケード接続であった場合には、接続切断側に接続されていたノードは、その先のノードも含め、自ノードとの接続がなくなるため、それらのノードの情報をトポロジーテーブルから削除すればよい。
また、ノードがループ接続であった場合には、ノードの並び自体は変わらずに、自ノードが一端となるカスケード接続に変わるため、フォワード側とバックワード側に分けて記載されている各ノードの情報を、接続が維持されている側に記載し直せばよい。
例えば、図２０（ｃ）で装置Ａと装置Ｂの間が切断された場合、装置Ａではフォワード側をＢ、Ｃから無しに、バックワード側をＥ、Ｄ、ＣからＥ、Ｄ、Ｃ、Ｂに変更し、装置Ｂではフォワード側をＣからＣ、Ｄ、Ｅ、Ａに、バックワード側をＡ、Ｅ、Ｄ、Ｃから無しに変更し、装置Ｃではフォワード側をＤからＤ、Ｅ、Ａに、バックワード側をＢ、Ａ、Ｅ、ＤからＢに変更し、装置Ｄではフォワード側をＥ、Ａ、Ｂ、ＣからＥ、Ａに、バックワード側をＣからＣ、Ｂに変更し、装置Ｅではフォワード側をＡ、Ｂ、ＣからＡに、バックワード側をＤ、ＣからＤ、Ｃ、Ｂに変更する。
ステップＳ２０３の後、制御部４０のＣＰＵは、トポロジーテーブルの変更内容（特定のノードとの接続が切断されたこと）を接続切断側とは反対側に伝達する（Ｓ２０４）。この伝達は、図１０のステップＳ３５の場合と同様、ＩＴＬフレームにより行うことができるが、切断ポイントの両側のノードのうちマスタノードがある側のノードについては、接続切断側と反対側にＴＬフレームの伝送経路がつながっているはずであるから、ＩＴＬフレームの伝送はＴＬフレームに書き込んで行うことになる。また、ここで伝達される変更内容は、図１０及び図１７の説明で述べたトポロジーテーブルの内容伝達と同様に、順次先のノードに伝達され、システム内に残る全てのノードにおいて供給される。
なお、ループ接続の場合に、切断発生後のカスケード接続の反対側の端がどのノードになっているかは、ステップＳ２０３の時点では明らかではない（隣接ノードの機能が停止しており、その先のノードが端になっている場合もある）が、この点については、追って反対側の端になったノードからトポロジーテーブルの変更内容を通知された時点で把握でき、この時点で把握すれば特に問題ない。
次に、制御部４０のＣＰＵは、トポロジーテーブルを参照し、接続切断の発生により自機がマスタノードと切り離されたか否か判断する（Ｓ２０５）。そして、切り離されていた場合には、自装置をリセットする（Ｓ２１１）と共に、接続切断側の送信Ｉ／Ｆからリセット指示コマンドのＩＴＬフレームを送信する（Ｓ２１２）。これらの処理は、図１３のステップＳ７１及びＳ７３の処理と同様なものであり、接続切断によりマスタノードから切り離されたノードを一旦ＩＴＬモードに戻すためのものである。そして、ステップＳ２１２の後、ステップＳ２０６に進む。
また、ステップＳ２０５で切り離されていなかった場合には、リセットは不要であるので、そのままステップＳ２０６に進む。
そして、制御部４０のＣＰＵは、接続切断側の送信Ｉ／Ｆから切断通知コマンドを送信する（Ｓ２０６）。
この切断通知コマンドは、送信Ｉ／Ｆに接続されているノードに対し、接続切断が発生したことを通知するためのコマンドである。
オーディオネットワークシステム１において、ノード間の結線は、図１に示したように２本のケーブルにより行われる。そして、これらの２本のケーブルによる伝送経路が同時に切断された場合には、切断箇所の両側の装置でネットワーククロックの消失が起こる。しかし、１本のケーブルにおいてのみ切断が起こった場合には、その切断された伝送経路の受信側のノードではネットワークケーブルの消失が起こるが、切断されていない伝送経路の受信側のノードでは、ネットワーククロックの消失が起こらず、ノード間の接続が正常に機能していないことが把握できない。送信側のノードから見ても、自装置から接続先の装置に至る伝送経路が切断されているか否か、また、接続先のノードが接続切断を把握できているか否かが把握できない。
接続切断コマンドは、このような状況に対応し、接続先のノードに、接続の発生を確実に伝達するために送信するものである。
そして、制御部４０のＣＰＵは、接続切断側の受信Ｉ／Ｆでネットワーククロックを検出するまで、所定時間毎に、この切断通知コマンドの送信を繰り返す（Ｓ２０６〜Ｓ２０８）。
接続先のノードがこのコマンドの受信時に行う処理については、後述する。また、２本のケーブルによる伝送経路が同時に切断された場合や、接続先のノードが停止していた場合には、このコマンドは接続先には届かないが、この点は特に問題とならない。
また、ケーブルが再度接続される、新しいものに交換される、停止した音響信号処理装置２の機能が回復する、新たな音響信号処理装置２が接続される、等により接続切断側の受信Ｉ／Ｆで再度ネットワーククロックが検出できるようになると（Ｓ２０８のＹＥＳ）、新規に音響信号処理装置２の接続を検出した場合の図９のステップＳ１１以下の処理と同様に、送受信Ｉ／Ｆに接続された装置を自装置が属するオーディオネットワークシステム１に組み込む処理を行う。
すなわち、図１０に示した物理接続確認処理を行い（Ｓ２０９）、物理接続が確認された場合には（Ｓ２１０）、論理接続準備処理等、図９のステップＳ１３以降の処理を行う。また、ステップＳ２１０で物理接続が確認できなかった場合には、ステップＳ２０７に戻って処理を繰り返す。なお、このループ処理を行っている間は、接続切断側の送受信Ｉ／Ｆについては、図９の処理を別途行う必要はない。
以上の処理により、オーディオネットワークシステム１を構成する各ノードは、システムの一部で通信に不具合が生じたことを検出した場合に、１サンプリング周期から数サンプリング周期（２、３サンプリング周期あるいは５、６サンプリング周期以内）という短時間でその部分をシステムから切り離し、システムの残りの部分が動作を継続できるようにすることができる。
なお、図２１に示した処理のトリガは、ネットワーククロックの消失検知だけでなく、ＴＬフレームの受信中のＴＬフレームの信号消失であってもよい。
次に、図２２に、制御部４０のＣＰＵが実行する、切断通知コマンド受信時の処理のフローチャートを示す。
この処理は、ＲＴＬモード又はＴＴＬモードで動作中のオーディオネットワークシステム１に属する各ノードにおいて、隣接ノードが図２１のステップＳ２０６の処理で送信してくる切断通知コマンドを受信した場合に実行されるものである。
そして、この処理において、制御部４０のＣＰＵはまず、切断通知コマンドを受信した側にノードとの接続が切断されたと判断する（ＳＡ）。そして、以後、ネットワーククロックの消失を検出した場合と同様、接続切断側へのループバックの設定、トポロジーテーブルの更新等を行う。この部分の処理は、さらなる切断通知コマンドの送信（Ｓ２０６）は不要であるため行わない点を除けば、図２１に示した処理と全く同じである。
以上の処理により、オーディオネットワークシステム１を構成する各ノードは、不具合の発生した送信ケーブルの送信側に当たるためネットワーククロックの消失を検知できない場合でも、通信の不具合を適切に検知し、直ちにその部分をシステムから切り離して、システムの残りの部分が動作を継続できるようにすることができる。
なお、以上の図２１及び図２２に示した処理は、マスタノードでもスレーブノードでも、同じように実行されるものである。
また、ツインモードで動作中のオーディオネットワークシステム１において図２１及び図２２に示す処理でループバックが設定されると、それまで２つあった伝送経路が、切断発生箇所を切り離した上で接続され、新たに１つの伝送経路が形成されることになる。従って、マスタノードはその後速やかにシングルモードの動作に移行する必要があるが、このための処理については後述する。
２．５ 伝送経路切断の具体例
次に、ＲＴＬモード又はＴＴＬモードで動作中のオーディオネットワークシステムにおいてノード間の接続の切断が発生した場合の動作の具体例について、図２３乃至図２５を用いて説明する。
なお、以下の図２３乃至図２５では、ＲＴＬモードのシステムに切断が生じた場合の例を示しているが、図２３及び図２４の動作については、ＴＴＬモードの場合にも、ＲＴＬをＴＴＬと読み替えれば同様な動作となる。ＴＴＬモードにはツインモードはないため、図２５の動作はＴＴＬモードには当てはまらない。
図２３に、切断発生時のシステム構成変更手順の第１の例を示す。
この図は、装置Ａ〜装置Ｆの６台の装置によりシングルのＲＴＬモードのオーディオネットワークシステムが形成されている状態で、装置Ｄと装置Ｅとの間の結線が切断された場合の例を示している。なお、結線の切断には、通信ケーブル自体が物理的に切断された場合の他、通信ケーブルが装置から抜き取られた場合や何れか一方の装置において故障によりオーディオネットワークへの送信ないし受信ができなくなった場合も含む。また、図中の「Ｍ」は、マスタノード、「ＬＢ」は、ループバックが設定されている装置を示す。
そして、図２３（ａ）に示すように結線に切断が発生すると、その両側の装置では、ネットワーククロックの消失に応じた図２１の処理、及び／又は図２１の処理で送信される切断通知コマンドの受信に応じた図２２の処理により、直ちに切断を検出した側のセレクタを折り返しライン／ＩＴＬフレーム送信部側に切り替え、切断を検出した側にＴＬフレームの伝送経路のループバックを設定する。
（ｂ）は、切断点の両側の装置が、切断を検出した側にループバックを設定した状態を示す。図に示す例では、このことにより、装置Ａから装置Ｄまでを循環する伝送経路と、装置Ｅと装置Ｆの間を循環する伝送経路とが形成される。
なお、切断が発生した場合、各装置はＴＬフレームの通過中にループバックを設定することも考えられる。そしてこの場合、送信中のＴＬフレームは破損する。しかし、この場合でも、後述のように、システム内の各ノードはＴＬフレームの破損を検出できるし、マスタノードも破損したフレームを廃棄して新たなフレームを作成できるため、大きな問題にはならない。従って、切断によって生じた２つの装置群のうち、マスタノードが存在する側は、切断箇所やタイミングによって０〜２のＴＬフレームに記載されていたデータを失うものの、ＲＴＬモードの動作を継続することができる。
一方、切断によりマスタノードと切り離されてしまった装置は、自身をリセットすると共に、切断側と反対側にも、リセット要求を送信する。
そして、図１３に示した処理により、マスタノードと切り離されたノードは（ｃ）に示すように全て一旦ＩＴＬモードに戻る。
ただし、その後は、接続の切断していない側の送受信Ｉ／Ｆについて適宜図９に示す処理を開始し、図１６等を用いて説明したものと同様な手順で、（ｄ）に示すように装置Ｅ及び装置ＦはＴＴＬモードのシステムを自動的に形成することができる。そして、切断された結線が復旧されると、一旦切り離された装置Ｅ及び装置Ｆを、図２１又は図２２のステップＳ２０９以下の処理により、図１８等を用いて説明したものと同様な手順で、ＲＴＬモードで動作中のシステムに組み入れることができる。
また、切断発生時点でＴＬフレームの先頭が装置Ｅ又は装置Ｆに位置していた場合、何も対応しないと、装置Ｅと装置Ｆの間をＴＬフレームが循環し続けることも考えられる。そこで、このような事態を防止するため、ＴＬフレームの受信時にフレーム通し番号を確認し、２度同じ通し番号のＴＬフレームを受信した場合には、そのＴＬフレームを折り返さずに破棄するようにするとよい。
また、図２４に、接続切断時のシステム構成変更手順の第２の例を示す。
この図には、装置が停止した場合の例を示している。結線に変化がなくでも、急に電源が切断される等して装置が停止することも考えられる。そして、この場合にも、停止した装置の両側の装置は、隣接装置からのネットワーククロックが検出できなくなるため、このことをトリガに、図２４（ａ）に示すように伝送経路の切断を検出することができる。停止した装置の隣の装置（Ｄ，Ｆ）では、装置の停止は、結線の切断と区別できないが、対処処理も同じなので特に問題はない。
すなわち、図２４（ｂ），（ｃ）に示すように、図２３の場合と同様、伝送経路の切断を検出した装置が、その切断を検出した側にループバックを設定し、マスタノードが、切断発生時に壊れたＴＬフレームを破棄して新たなＴＬフレームの生成と送信を続行する。そして、このことにより、マスタノードが存在する側の伝送経路には、切断発生後もＴＬフレームが伝送され、伝送経路が維持できる範囲で、波形データやイーサネットフレーム等の伝送を継続することができる。
なお、各装置は、機能が全面的に停止しない場合でも、制御部４０がハングアップする等して、ＴＬフレームに対してデータの読み書きを正常に行えなくなる場合がある。そして、この状態でＴＬフレームの伝送を継続すると、その内容の正確さが保証できなくなるため、ある装置がこの状態に陥った場合、その装置は機能が停止したとして、図２４に示したような構成変更を行うことが好ましい。
また、図２５に、接続切断時のシステム構成変更手順の第３の例を示す。
この図には、ツインのＲＴＬモードのオーディオネットワークシステムが形成されている状態で、装置Ｄと装置Ｅとの間の結線が切断された場合の例を示している。
この場合も、結線の切断発生に応じて、図２５（ａ），（ｂ）に示すように、図２３の場合と同様、切断点の両側のノードが切断を検出した側にループバックを設定する。しかし、ツインモードで動作中の場合には、このループバックの設定により、それまで２つあった伝送経路が、切断発生箇所を切り離した上で接続され、新たに１つの伝送経路が形成されることになる。
一方、ループバックが設定されて伝送経路が変更されたことにより、マスタノードが図で上側の伝送経路（リングＩＤ＝１とする）に対して送信したＴＬフレームは、途中で折り返されて図で下側の伝送経路（リングＩＤ＝２とする）上をマスタノードに戻ることになる。逆に、マスタノードが図で下側の伝送経路に対して送信したＴＬフレームは、途中で折り返されて図で上側の伝送経路上をマスタノードに戻ることになる。
すなわち、ループバックが設定された場合、マスタノードは、各受信Ｉ／Ｆにおいて、通常と反対側の伝送経路のリングＩＤを有するＴＬフレームを受信することになる。リングＩＤ＝１のＴＬフレームを受信するはずの受信Ｉ／ＦでリングＩＤ＝２のＴＬフレームを受信する等である。
また、この内容を別の言い方で表現すると、以下のようになる。
まず、ツインモードで伝送経路が２つ形成されている場合には、フォワード側の送信Ｉ／Ｆで送信したＴＬフレームはバックワード側の受信Ｉ／Ｆで受信し、バックワード側の送信Ｉ／Ｆで送信したＴＬフレームはフォワード側の送信Ｉ／Ｆで受信することになる（図１（ｂ）参照）。すなわち、ＴＬフレームを、送信に用いた送信Ｉ／Ｆと異なる組の受信Ｉ／Ｆで受信することになる。
しかし、ループバックの設定により伝送経路が１つになった場合、フォワード側の送信Ｉ／Ｆで送信したＴＬフレームはフォワード側の受信Ｉ／Ｆで受信し、バックワード側の送信Ｉ／Ｆで送信したＴＬフレームはバックワード側の送信Ｉ／Ｆで受信することになる（図１（ａ）参照）。すなわち、ＴＬフレームを、送信に用いた送信Ｉ／Ｆと同じ組の受信Ｉ／Ｆで受信することになる。
従って、ループバックが設定された場合、例えば、フォワード側の受信Ｉ／Ｆでは、それまでフォワード側の送信Ｉ／Ｆで送信したＴＬフレームを受信していたところ、ある時から、バックワード側の送信Ｉ／Ｆで送信したＴＬフレームを受信することになる。
なお、ループバック設定時に、伝送中のＴＬフレームの先頭がループバック設定位置を過ぎていた場合には、伝送中のＴＬフレームは後部の欠けた状態でそのままツインモードの伝送経路を進んでマスタノードに戻る。しかし、その次にマスタノードが送信したＴＬフレームは、１つに結合された伝送経路を辿り、ツインモードの場合と反対の受信Ｉ／Ｆに戻ることになる。
そこで、マスタノードは、このことをトリガに、いずれかのノード間に切断が発生して接続がカスケード状になったと判断し、（ｃ）に示すようにシングルモードの動作に移行する。このためには、シングルモードで使用しない側のデータ入出力部によるＴＬフレームの生成を中止し、以後、そのデータ入出力部では、受信したＴＬフレームをスルーさせるようにすればよい（ＩＴＬフレーム領域に対するデータの読み書きは行ってよい）。
以上の動作により、ツインのＲＴＬモードで動作中にシステム中のいずれかの箇所に切断が発生した場合でも、シングルのＲＴＬモードにより可能な範囲で波形データやイーサネットフレーム等の伝送を継続することができる。いずれかのノードの機能が停止した場合も、図２２の場合と同様にその両側でループバックを設定し、同様にシングルのＲＴＬモードの動作へ移行することができる。
３．各ノードにおけるＴＬフレームの取り扱いについて
次に、オーディオネットワークシステム１を構成する各ノードにおけるＴＬフレームの取り扱いについて説明する。
なお、ここで説明する動作及び処理は、ＲＴＬモードに関するものである。しかし、ＴＴＬモードの場合も、ＴＬフレームに対する波形データの読み書きを行わない点以外は、ＲＴＬモードの場合と全く同じ処理を採用可能である。
また、ここで説明する動作及び処理は、特に断らない限り、波形データやイーサネットフレームの読み書きを行うデータ入出力部にＴＬフレームのデータが入力される場合の処理である。波形データやイーサネットフレームの読み書きを行わないデータ入出力部にＴＬフレームのデータが入力される場合には、これらのデータの入出力に関する処理は行わない。またこの場合、マスタノードであっても、新たなＴＬフレームの生成は行わないため、スレーブノードの場合と同様な処理を行う。
また、説明の都合上、ネットワークＩ／Ｆカード２１５のデータ入出力部が備えるバッファや送受信部の符号には、第１のデータ入出力部１０における符号を用いる。しかし、第２のデータ入出力部２０を用いてデータの読み書きを行う場合に、第２のデータ入出力部２０が備える各部が動作することは、もちろんである。
３．１ ＴＬフレームの生成
まず、マスタノードにおけるＴＬフレーム１００の生成について説明する。
既に述べたように、この実施形態のオーディオネットワークシステムにおいて、新たな（フレームＩＤの異なる）ＴＬフレームを生成するのは、マスタノードのみである。そして、マスタノードは、自身が送信し、伝送経路を１周して戻ってきたＴＬフレームのデータを一部加工して、新たなＴＬフレームの生成を行う。
この加工の内容は、ヘッダや管理データ（フレームＩＤを含む）を更新すると共に、マスタノードが送信する波形データや制御データ等を書き込むものであり、他のノードが書き込んだ波形データや制御データは、そのまま新たなＴＬフレームに残るようにする。
しかし、このような生成方式を採る場合、戻ってきたＴＬフレームのエラーを確認せずに新たなＴＬフレームを生成すると、伝送される波形データに大きなノイズが発生してしまうおそれがある。そこで、この実施形態のマスタノードでは、伝送経路を１周して戻ってきたＴＬフレーム全体を一旦バッファに保存し、ＴＬフレームの全体を正常に受信できたことを確認してから、そのＴＬフレームに基づいて新たなＴＬフレームを生成するようにしている。
また、マスタノードがＴＬフレームを受信できなかった場合、新たなＴＬフレームは、別のＴＬフレームに基づいて生成しなければならない。そこで、正常に受信できた、すなわちループ状の伝送経路を正常に循環したＴＬフレームのうち最新のものを、送受信用とは別に保存しておき、ＴＬフレームが正常に受信できなかった場合には、そのＴＬフレームに基づいて生成する予定だったＴＬフレームを、保存しておいたＴＬフレームに基づいて生成するようにしている。
またこのため、マスタノードにおいては、図２６に示すように、ＴＬフレームの生成を行うデータ入出力部においては、ＴＬフレーム送信部１８に設けるＴＬフレームの加工用バッファを、複数のバッファで構成し、その各バッファに対し「送信バッファ（兼保存バッファ）」又は「受信バッファ」の機能を割り当てることができるようにしている。そして、ＴＬフレーム送信部１８内には、周期更新量ｋより１だけ多い（ｋ＋１）個のバッファが必要である。
ここで、図２７に、マスタノードにおけるＴＬフレームの送受信及び生成のタイミング例を示す。この図において、Ｓは整数であり、ワードクロックの各周期が何番目の周期であるかを示す番号である。そして、このＳは、そのＳ番目の周期にマスタノードが送信するＴＬフレームを示すフレームＩＤとしても使用する。
マスタノードは、図５及び図６を用いて説明したように、サンプリング周期毎に１つのＴＬフレームを送信する。また、この図に示すのは、周期更新量ｋが「２」の場合の例であり、この場合、送信したＴＬフレームの先頭は、約１サンプリング周期でシステムを循環する。そして、多くの場合、図２７に示すように、Ｓ番目のＴＬフレームの全体の受信が完了する前に、Ｓ＋１番目のＴＬフレームの送信を開始しなければならない。また、Ｓ＋２番目のＴＬフレームの送信を開始するより、マスタノード内での新ＴＬフレームの準備に係る時間である所定時間αだけ前のタイミングまでに、Ｓ番目のＴＬフレームの全体を受信する。図２７には、この所定時間αを、符号Ｘで示している。
この場合、送信バッファに格納してあるＳ番目のＴＬフレームの送信と、受信したＳ−１番目のＴＬフレームの受信バッファへの格納とを並行して行っている。ＴＬフレーム送信部１８において、受信バッファは、現在の送信バッファの次のバッファとするとよい。また、マスタノードがＴＬフレームから読み取るべきデータは、受信バッファへの格納の際に読み取ってもよいし、格納してから読み取ってもよい。そして、Ｓ−１番目のＴＬフレームの受信が完了した時点で、受信したＴＬフレームのエラーチェックを行い、異常がなければその受信バッファを次の送信バッファとして指定するとともに、その指定された送信バッファ（現在の受信バッファ）の次のバッファを次の受信バッファとして指定する。そして、次の送信バッファに格納されているＳ−１番目のＴＬフレームを加工してＳ＋１番目のＴＬフレームを生成する。
さらに、間もなくＳ番目のＴＬフレームも戻ってくるので、準備されている次のバッファを受信バッファに変更して、受信したＳ番目のＴＬフレームの格納を開始する。続いて、Ｓ番目のＴＬフレームの送信が完了した時点で、送信バッファを開放する。
そして、次の伝送用ワードクロックの開始タイミングで、準備されている次のバッファを送信バッファに変更するとともに、そこに格納されているＳ＋１番目のＴＬフレームの送信を開始し、その後、Ｓ番目のＴＬフレームの受信が完了した時点で、受信したＴＬフレームのエラーチェックを行い、異常がなければそのＴＬフレームを格納した受信バッファを次の送信バッファとして指定するとともに、その指定された送信バッファ（現在の受信バッファ）の次のバッファを次の受信バッファとして指定する。そして、次の送信バッファに格納されているＳ番目のＴＬフレームを加工してＳ＋２番目のＴＬフレームを生成する。
以上の手順を繰り返すことにより、常に、全体が正常であると判断できたＴＬフレームに基づいて、新たなＴＬフレームを生成することができる。
なお、１番目と２番目のＴＬフレームについては、基になるＴＬフレームがないため、所定の雛形に基づいて生成するようにするとよい。
また、フレームバッファ内でＴＬフレームを加工する代わりに、スレーブノードの場合と同様に、出力時に、バッファからＴＬフレームを読み出し、その読み出されたＴＬフレームのヘッダ及び内容を波形データ送信バッファ１６，ＴＬデータ送信バッファ１７，ＩＴＬデータ送信バッファ５３からのデータにより差し替えつつ出力するようにしてもよい。この場合、送信バッファに保存されているのが受信したままのＴＬフレームである点が異なるが、必要とされるバッファ数は同じく（ｋ＋１）個である。
また、各バッファの動作速度を倍にして、送信しながら受信できるように設計すれば、マスタノードにＴＬフレームが戻ってくるタイミングで、その時点の「送信バッファ」を同時に「受信バッファ」として使うことができるので、バッファの数を上述した実施例より１つ少ないｋ個とすることができる。
また、図２８に、Ｓ番目以降のＴＬフレームが、ループ状の伝送経路を正常に循環できていない場合の、マスタノードにおけるＴＬフレームの送受信及び生成のタイミングを示す。ここで、正常にできていない場合とは、マスタノードがＴＬフレームを受信した時点のフレームに異常が検出された場合の他、他のノードにおいて異常が検出され、その旨がフレームに記録されている場合や、ＴＬフレームが全く戻ってこない場合も含む。
この場合、マスタノードが、正常に循環しなかった（データが破壊されている恐れのある）Ｓ番目のＴＬフレームに基づいてＳ＋２番目のＴＬフレームを生成すると、伝送される波形データが不連続となりノイズが発生するおそれがある。そこで、フレームが正常に循環しなかったことを検出したマスタノードは、受信バッファのＴＬフレームを破棄し、該バッファを次の受信バッファとして指定するとともに、その時点の送信バッファを次の送信バッファとして指定する。その時点で送信バッファはまだ送信中であり、新規のＴＬフレームの生成はその送信完了を待ってから行う。すなわち、Ｓ＋１番目のＴＬフレームの送信完了時、マスタノードは、次の送信バッファに格納されているＳ＋１番目のＴＬフレーム（伝送経路を正常に循環したことを確認済みの最新のＴＬフレームであるＳ−１番目のＴＬフレームのデータを含む）を加工してＳ＋２番目のＴＬフレームを生成する。
また、Ｓ＋１番目のＴＬフレームも正常に受信できなかった場合は、Ｓ＋３番目のＴＬフレームを生成する際にも、送信バッファを再度次の送信バッファとして指定し、Ｓ＋２番目のＴＬフレームの送信が完了後、格納されているＳ＋２番目のＴＬフレームに基づいてＳ＋３番目のＴＬフレームを生成する。以後も、ＴＬフレームが正常に受信できるまでは、同じバッファを送信バッファとして繰り返し使用し、その送信バッファに格納されているＴＬフレーム（Ｓ−１番目のＴＬフレームのデータを含む）に基づいて新たなＴＬフレームの生成を行うことを続ける。
このようにしても、Ｓ−１番目のＴＬフレームに記載されていたデータのうち、マスタノードが上書きせずにそのまま次のノードに送信するデータは、Ｓ＋２番目のＴＬフレームにも、Ｓ＋３番目のＴＬフレームにも、その後のＴＬフレームにも、変わらずに残る。従って、Ｓ−１番目のＴＬフレームのデータを別途保存しておき、毎回その保存しておいたＴＬフレームに基づいて新たなＴＬフレームを生成する場合と同じ結果が得られる。
３．２ マスタノードにおけるＴＬフレームの取り扱い及び動作状態の切り替え
次に、マスタノードにおいて図２７及び図２８に示した動作を実現するための処理について説明する。また、ＲＴＬのシングルモードとツインモードとの間の動作状態の切り替えを行うための処理についても、合わせて説明する。
まず、図２９に、マスタノードが、ＴＬフレームの伝送経路の終端となる受信Ｉ／Ｆにおいて、Ｓ番目のＴＬフレームの先頭部からの受信を開始した場合に実行する処理のフローチャートを示す。
マスタノードにおける制御部４０のＣＰＵは、Ｓ番目のＴＬフレームの受信開始を検出した場合、図２９に示す処理を開始する。そしてまず、受信したフレームに管理データとして記載されているリングＩＤ及びフレームＩＤを確認し（Ｓ１２１）、正しい値か否か判断する（Ｓ１２２）。
フレームＩＤは、前のＴＬフレームと連続番号になっていれば正しい値である。リングＩＤは、オーディオネットワークシステム１内に形成される１又は２の伝送経路のうち、フレームを受信した受信Ｉ／Ｆが属する伝送経路のＩＤであれば、正しい値である。なお、リングＩＤを、伝送経路と共にシステムを特定するＩＤとした場合には、上記の条件に加え、ＴＬフレームに記載されているリングＩＤが、自ノードの属するシステムを特定している（他のシステムを特定していない）とき、正しい値と判断するようにするとよい。
そして、フレームＩＤ及びリングＩＤが正しい値であれば、特に問題ないので図２９の処理を終了してＴＬフレームの受信とバッファへの蓄積を継続する。しかし、これらの値に異常がある場合、フレームが欠落していたり、伝送経路の形状が変化していたりすることが考えられる。
そこで、受信したＴＬフレームのリングＩＤが、フレームを受信した受信Ｉ／Ｆが属する伝送経路と反対側の伝送経路のＩＤであるか否か判断する（Ｓ１２３）。そして、これがＹＥＳであれば、第２のデータ入出力部２０（シングルモードでは波形データの読み書きに使用しないデータ入出力部）によるＴＬフレームの生成と送信を停止し、システムの動作状態ＯＳをシングルモードに変更して、シングルモードの動作に移行する（Ｓ１２４）。なお、第１のデータ入出力部１０（シングルモードで波形データの読み書きに使用するデータ入出力部）によるＴＬフレームの生成と送信は、それまで通り継続する。
この処理は、図２５で説明した動作状態の切り替えに対応する処理である。また、ステップＳ１２４の処理は、図２９の処理を、どちらの受信Ｉ／ＦによるＴＬフレームの受信開始をトリガに開始した場合でも同じである。
また、マスタノードがシングルモードの動作に移行した場合、スレーブノードもこれを自動的に検知し、シングルモードの動作を開始するが、このための処理については「３．４ スレーブノードにおけるＴＬフレームの取り扱い」において述べる。
そして、以上の動作状態の変更を行った場合でも、そうでない場合でも、エラー処理（Ｓ１２５）を行い、フレームにエラーがあったことを記憶しておき、次の図３０のステップＳ１３２において、エラーありと判断させるようにする。動作状態の変更を行った場合も、伝送経路の変更に伴ってＴＬフレームが破損している可能性があるから、エラーありと扱うことが好ましい。
次に、図３０に、マスタノードがＳ番目のＴＬフレームの受信完了を検出した場合に実行する処理のフローチャートを示す。
マスタノードにおける制御部４０のＣＰＵは、Ｓ番目のＴＬフレームの受信完了を検出した場合、図３０に示す処理を開始する。そしてまず、ＦＣＳ１０５により、受信完了したＴＬフレームのエラー有無を検出する（Ｓ１３１）。そして、エラーがなく、かつ受信したＴＬフレームに記載されているエラーフラグＥＤＦの値がエラー無しを示す「０」である場合（Ｓ１３２）、受信したＴＬフレームは伝送経路を正常に循環したと判断し、受信したＳ番目のＴＬフレームに基づいてＳ＋２番目のＴＬフレームを生成することを決定する（Ｓ１３３）。なお、新たなＴＬフレーム生成のベースとするＴＬフレームのことを、「対象フレーム」と呼ぶことにする。
その後、対象フレームに対し、新たなフレームＩＤを書き込んで新たなＴＬフレームとする（Ｓ１３４）と共に、波形データ，イーサネットフレーム，ＩＴＬフレーム，およびその他の情報の読み取り及び書き込みの処理を行い（Ｓ１３５〜Ｓ１３８）、Ｓ＋２番目のＴＬフレームに、出力すべきデータが書き込まれた状態にする。
ステップＳ１３５〜Ｓ１３７でどのようなデータをフレームから読み出し、また書き込むかは、図８を用いて説明した通りである。ステップＳ１３８で書き込むデータには、前方遅延時間Ｄｆｗ、後方遅延時間Ｄｂｗ及びシステムの動作状態ＯＳを含む。また、ステップＳ１３５〜Ｓ１３８の処理は、順不同であり、読み取りのみ先に全て行ってから、書き込みを行うという処理順でもよい。
なお、ＩＴＬフレームについては、書き込むべきデータがない場合でも、その旨を示すデータをＩＴＬフレーム領域１０６に書き込む。このデータは、例えばブロック数「１」、ブロック番号「１」、データサイズ「０」のブロックのデータとして記載することができる。この点は、他のステップのＩＴＬフレーム書込処理でも同様である。
そして、ステップＳ１３８の後、対象フレームにＦＣＳを付与してＴＬフレームとして完成させ（Ｓ１３９）、Ｓ＋２番目の伝送用ワードクロックのタイミングまで待機して（Ｓ１４０）、伝送用ワードクロックのタイミングに合わせて、生成したＳ＋２番目のＴＬフレームの送信を開始する（Ｓ１４１）。
一方、ステップＳ１３２で、エラーあり、又はエラーフラグＥＤＦの値がエラーありを示す「１」であった場合には、受信したＴＬフレームは伝送経路を正常に循環していないと判断し、伝送経路を正常に循環したことを確認済みの最新のＴＬフレームに基づいてＳ＋２番目のＴＬフレームを生成することを決定する（Ｓ１４２）。この場合にも、新たなＴＬフレーム生成のベースとするＴＬフレームのことを、「対象フレーム」と呼ぶことにする。
また、ＣＰＵはその後、ステップＳ１３２でＮＯとなったことに伴うエラー処理を行う（Ｓ１４３）。この処理は、後で図３２を用いて説明するスレーブノードにおける処理と同様、受信したＴＬフレームに記載されているデータが信頼できないことに伴う処理である。また、上位層にエラーを通知する等の処理を行ってもよい。
そして、ステップＳ１４３の後は、対象フレームに対し、新たなフレームＩＤを書き込んで新たなＴＬフレームとする（Ｓ１４４）と共に、波形データ，イーサネットフレーム，ＩＴＬフレーム，およびその他の情報の書き込みの処理を行い（Ｓ１４５〜Ｓ１４８）、Ｓ＋２番目のＴＬフレームに、出力すべきデータが書き込まれた状態にする。ステップＳ１４５〜Ｓ１４８の処理が順不同であることはステップＳ１３５〜Ｓ１３８の場合と同様であるが、ここでは、対象フレームからデータを読み出す必要はない。
ステップＳ１４８の後は、ステップＳ１３９に進み、生成した新たなＴＬフレームを、エラーなしの場合と同様に送信開始して処理を終了する。
以上の処理を行うことにより、マスタノードは、伝送経路を正常に循環して戻ってきたことが確認できているＴＬフレームに基づいて新たなＴＬフレームを生成することができるため、常に正しいＴＬフレームを生成することができる。
なお、エラーフラグＥＤＦの値が「１」であっても、受信したＴＬフレーム自体にエラーがない場合には、直前のノードが書き込んだデータは信用できるため、受信したＴＬフレームのデータのうち、ＩＴＬフレーム領域のデータのみは読み出して処理に利用するようにするとよい。
また、図２７〜図３０を用いて以上に説明した動作は、周期更新量ｋが「２」の場合のものであったが、周期更新量ｋが２より大きい値である場合には、「Ｓ番目のＴＬフレームを基にしてＳ＋ｋ番目のＴＬフレームを生成する」ことを正常時の基本動作として、周期更新量ｋが「２」の場合と同様の動作を行う。
すなわち、図２７のタイミング図に相当する動作では、Ｓ番目のＴＬフレームを正常に受信完了すると、マスタノードは、そのＴＬフレームに基づいてＳ＋ｋ番目のＴＬフレームを生成し、Ｓ＋ｋ番目の伝送用ワードクロックのタイミングで送信開始する。図２８に相当する動作では、Ｓ番目のＴＬフレームが正常に受信できなかったとき、マスタノードは、Ｓ＋ｋ−１番目のＴＬフレームの送信完了を待って、そのＴＬフレームに含まれている「最後に正常受信されたＴＬフレームのデータ」に基づいてＳ＋ｋ番目のＴＬフレームを生成し、Ｓ＋ｋ番目の伝送用ワードクロックのタイミングで送信開始する。
周期更新量ｋを大きくすることにより、オーディオネットワークシステムにおけるＴＬフレーム循環の上限時間を大きくすることができ、その分だけノード間の距離を長くしたり、システムに組み入れるノード数を増やしたりすることができる。しかしながら、周期更新量ｋを大きくした分だけ、オーディオネットワークにおける音響信号の伝達遅延が大きくなるというトレードオフがある。
３．３ シングルモードからツインモードへの移行動作
次に、システムをシングルモードからツインモードへ移行させるための処理について説明する。
「２．２ システム形成段階の動作」及び「２．３ システム形成の具体例」の項で既に説明したように、ツインモードの動作を行うための２つの伝送経路の形成自体は、新たに接続されたカスケード接続の両端のノードにおける処理により実現できる（図２０（ｂ）及び（ｃ）参照）。そして、マスタノードはトポロジーテーブルの変更通知によりその新たな接続を把握することも一応可能である。
しかし、新たな接続によって伝送経路の形状が大幅に変化すると、ＴＬフレームの伝送自体が正常に行えなくなることも考えられる。そこで、オーディオネットワークシステム１においては、マスタノードが伝送経路の変更を把握する手段を、トポロジーテーブルの変更通知とは別に用意している。
図３１に、マスタノードがツインモードへの移行監視のために行う処理のフローチャートを示す。
図１５に示した処理によりマスタノードとなったノードにおいて、制御部４０のＣＰＵは、オーディオネットワークシステム１がシングルのＲＴＬモードで動作している状態では、図３１に示す処理を定期的に実行する。実行周期は、例えばサンプリング周期毎がよい。
そして、この処理において、制御部４０のＣＰＵはまず、各受信Ｉ／Ｆ３１，３３におけるＴＬフレームの受信タイミングをチェックする（Ｓ２２１）。
シングルモードの場合、マスタノードは、生成したＴＬフレームをまずフォワード側に送信し、そのＴＬフレームは、カスケード接続の端部のノードでループバックされ、フォワード側の受信Ｉ／Ｆに戻ってくる。その場合の、ＴＬフレームをフォワード側に先頭から送信し始めてから戻ってくるＴＬフレームを先頭から受信し始めるまでの遅延時間は、ＴＬフレームの送信ごとに大きくは変動しない。そこで、過去のＴＬフレームで計測されたフォワード側の遅延時間を、次のＴＬフレームのフォワード側の遅延時間の予想値とすることができる。
あるいは、トポロジーテーブルに登録されているノード間の距離に基づいて、ＴＬフレームの遅延時間を予想することもできる（図９のステップＳ１６〜Ｓ１８及びその説明を参照）。遅延時間の予想方式としては、こちらの方がより好適である。
そして、これらの遅延時間の予想値に変化許容分βを加算した値を、フォワード側制限時間とすることができる。
あるいはまた、ＴＬフレームがシステムを一巡する遅延時間は、何れにしても、遅延更新量ｋに応じて決定される制限時間（ｋが２の場合は、１サンプリング周期）内でなければならないので、そのシステムの制限時間からバックワード側で計測された遅延時間を減算した時間をフォワード側制限時間としてもよい。
そこで、制御部４０のＣＰＵは、フォワード側へのＴＬフレームの先頭からの送信開始からフォワード側制限時間内に、戻ってきたＴＬフレームの先頭からの受信が、フォワード側の受信Ｉ／Ｆで開始されるか否か判断する（Ｓ２２２）。そして、受信開始していれば、タイムアップなし（ＮＯ）であり、シングルモードの伝送経路が維持されていることがわかるので、そのまま処理を終了する。また、受信なし、すなわちタイムアップ（ＹＥＳ）の場合、次にバックワード側の判断に進む。
ここで、フォワード側でタイムアップが起こる場合としては、ツインモードの動作を行うための２つの伝送経路が形成された場合と、カスケード接続のいずれかの部分で接続に切断が生じた等の理由により、ＴＬフレームの伝送が正常に行われなかった場合とが考えられる。
このうち前者の場合、送信したＴＬフレームは、新たに形成された伝送経路を辿り、送信した側と反対側の、バックワード側の受信Ｉ／Ｆに戻ってくる（図２０（ｃ）及び図１（ｂ）参照）。そして、戻るのに要する時間は、遅延更新量ｋに応じて定まるシステムの制限時間内でなければならない。また、後者の場合、フォワード側に戻らない以上、送信したＴＬフレームは消滅し、マスタノードの受信Ｉ／Ｆに戻ってくることはない。
そこで、制御部４０のＣＰＵは、フォワード側へのＴＬフレームの先頭からの送信開始からシステムの制限時間内に、戻ってきた同ＴＬフレームの先頭からの受信が、バックワード側の受信Ｉ／Ｆで開始されるか否か判断する（Ｓ２２３）。そして、受信していなければ、タイムアップ（ＹＥＳ）であり、ＴＬフレームが消滅したと判断して（Ｓ２２８）、図３０のステップＳ１４２以下の処理に進み、ＴＬフレームを正常に受信できなかった場合と同様、伝送経路を正常に循環したことを確認済みの最新のＴＬフレームに基づいて次のＴＬフレームを生成する。しかし、この時点では伝送経路の状態は確定できないため、システムとしては、シングルモードの動作状態をそのまま継続する。
一方、ステップＳ２２３でタイムアップでない場合には、ツインモードの動作を行うための２つの伝送経路が形成されたと判断できる。そこで、まず自機の動作状態をツインモードに移行させるべく、動作モードの設定を確認する（Ｓ２２４）。
そして、二重化でのツインモードを許可する第２モードが設定されていた場合には、第２のデータ入出力部２０によるＴＬフレームの生成と送信を開始し、システムの動作状態ＯＳを二重化のツインモードに変更して二重化動作を開始する（Ｓ２２５）。
なお、二重化の場合、第２のデータ入出力部２０が第１のデータ入出力部１０と全く同じようにＴＬフレームに対する波形データの読み書きを行うようにしてももちろんよい。しかし、単に、リングの一部で接続切断が起きた場合でも速やかにシングルモードに移行してノード間の波形データの伝送を維持できるようにする、という目的の達成をするのみであれば、第２のデータ入出力部２０は波形データの読み書きを行わず、ＴＬフレームにはダミーの波形データを記載しておいてもよい。ただし、この場合でも、制御データ領域１０４についてはデータの読み書きを行い、イーサネットフレームやＩＴＬフレームの伝送に用いることが好ましい。
また、ステップＳ２２４で二倍化でのツインモードを許可する第３モードが設定されていた場合には、第２のデータ入出力部２０によるＴＬフレームの生成と送信及びＴＬフレームに対する波形データの読み書きを開始し、システムの動作状態ＯＳを二倍化のツインモードに変更して二倍化動作を開始する（Ｓ２２６）。
この場合、波形データの伝送ｃｈ数が２倍になるが、増加した分のｃｈに関する波形データの読み書きが既に設定されているのであれば、それに従って第２のデータ入出力部２０が動作を行えばよいし、まだ設定されていないのであれば、当面は第２のデータ入出力部２０が生成するＴＬフレームにおいて、波形データ領域１０３にはダミーデータが記載されることになる。
また、ステップＳ２２４でツインモードを許可しない第１モードが設定されていた場合は、エラー処理を行う（Ｓ２２７）。シングルモードが設定されている場合、システムの動作が正常であれば、カスケード接続の両端のノードが物理接続されたとしても、図１２のステップＳ６３の処理でＮＯとなるので、論理接続は行われず、ツインモードのための２つの伝送経路も形成されないはずである。従って、このケースではシステムの動作に何らかの異常が発生したと考えられるため、ユーザにその旨の警告を行うとよい。
またこの場合、第１のデータ入出力部１０のみがＴＬフレームの生成と送信を行う状態のままでも一応の動作の継続は可能であるので、ループ接続された複数のノードのうちのいずれかのノードにいずれかの側の論理接続を切断させる命令を送信し、システムの動作状態をシングルモードに戻すようにすればよい。そして、ステップＳ２２７への分岐が繰り返し起こる場合には、一旦システムをリセットし、論理接続を構築し直すことが好ましい。
オーディオネットワークシステム１においては、マスタノードが以上の処理を行うことにより、ノード間にツインモードのための２つの伝送経路が形成された場合に、新たな結線がされたノードからの通知を待つことなく、自動的かつ速やかに、１サンプリング周期から数サンプリング周期（２、３サンプリング周期あるいは５、６サンプリング周期以内）という短時間でツインモードの動作に移行することができる。
なお、マスタノードがツインモードの動作に移行した場合、スレーブノードもＴＬフレームに記載されるシステムの動作状態ＯＳによりこれを自動的に検知し、ツインモードの動作を開始するが、このための処理については次項において述べる。
３．４ スレーブノードにおけるＴＬフレームの取り扱い
図６及び図８等を用いて説明したように、オーディオネットワークシステム中で音声伝送モードで動作中の各ノードにおいては、ＴＬフレームから自機が使用するデータを読み出し、他の装置に送信すべきデータをＴＬフレームに書き込む。
次に、スレーブノードにおけるＴＬフレームの送受信に関する処理について説明する。この処理は、システムの動作状態がシングルモードないし二重化のツインモードの場合は、スレーブノードのいずれか一方の側の受信Ｉ／Ｆに関して実行され、二倍化のツインモードの場合は、両方の側の受信Ｉ／Ｆに関して実行される。
説明の簡単化のため、シングルモードないし二重化のツインモードでは、各ノードは、当該ノード内でバックワード側からフォワード側への方向に進行する（所定のリングＩＤの）ＴＬフレームに対して、データの読み書きを行うものとする。このような構成は、シングルモードとツインモードの間のスムーズな移行を考慮した場合には、正常な動作を担保するために重要であるが、シングルモードのみの動作を考慮した場合には、このようにする必要はない。
まず、図３２に、スレーブノードがＳ番目のＴＬフレームの受信開始を検出した場合に実行する処理のフローチャートを示す。
スレーブノードにおける制御部４０のＣＰＵは、Ｓ番目のＴＬフレームの受信開始を検出した場合、図３２に示す処理を開始する。そしてまず、受信中のＴＬフレームに管理データとして記載されているリングＩＤ及びフレームＩＤを確認して記憶し（Ｓ１６１）、そのＴＬフレームが処理してよいＴＬフレームであるか否か判断する（Ｓ１６２）。
フレームＩＤは、前のＴＬフレームと連続番号になっていれば正常であり、当然ながら処理してよいＴＬフレームであると判断するが、切断等により１又は複数のＴＬフレームが欠落した後のＴＬフレームも受信すべきなので、前のＴＬフレームの番号より後の所定範囲内の番号であれば、処理してよいＴＬフレームと判断する。
リングＩＤは、システム内に形成される１又は２の伝送経路のうち、フレームを受信した受信Ｉ／Ｆが属する伝送経路のＩＤであれば、処理してよいＴｌフレームである。なお、リングＩＤを、伝送経路とともにシステムも特定するＩＤとした場合は、該条件に加えて、ＴＬフレームに記載されているリングＩＤが、自ノードの属するシステムを特定している（他のシステムを特定していない）とき、正しい値と判断するようにするとよい。
そして、ここで処理してよいＴＬフレームと判断した場合には、受信したＴＬフレームに対し、波形データ，イーサネットフレーム，ＩＴＬフレーム，およびその他の情報の読み取り及び書き込みの処理を行う（Ｓ１６３〜Ｓ１６６）。
なお、図８の説明で述べた通り、スレーブノードは、ＴＬフレームの受信完了を待たずに、受信したＴＬフレームに対するデータの読み書きを行い、次のノードへの送信も開始する。従って、これらの処理は、フレームの受信進行に応じて適当なタイミングで順次行うものであり、必ずしもフローチャートの記載順に従うとは限らない。また、どのようなデータをフレームから読み出し、また書き込むかは、図８を用いて説明した通りである。さらに、次のノードへの送信開始も、フレームの所定量のデータが蓄積されたタイミングで、図３２の処理とは独立かつ平行して開始及び進行させる。
このため、スレーブノードにおいては、ＴＬフレームに対してデータを読み書きする時点では、そのフレームにおけるエラー有無を把握できないが、この点については、後述の図３２に示す処理により対処する。
また、ステップＳ１６６の後、ＴＬフレームのＦＣＳを受信できると、そのＦＣＳにより、受信中のＴＬフレームのエラー有無を検出する（Ｓ１６７）。そして、エラーがあった場合には（Ｓ１６８）、受信中のＴＬフレームのエラーフラグＥＤＦを、エラーありを示す「１」をセットする（Ｓ１６９）。ここでエラーがあった場合、受信したＴＬフレームに記載されていたデータは正確性が保証できないことがわかる。ただし、自身がＴＬフレームに書き込んで出力したデータは、元のデータに上書きしているため、正確性が保証できる。
また、ステップＳ１６７でエラーなしの場合には、エラーフラグＥＤＦの値は変更せず、「１」がセットされていてもそのままとする。エラーフラグＥＤＦは、ＴＬフレームの循環中に１度でもエラーが発生したか否かを示すフラグだからである。
そしていずれの場合も、最後に、受信したＴＬフレームに正しいＦＣＳを付与して（Ｓ１７０）、処理を終了する。このＦＣＳを付与することにより、送信先のノードでは、このノードが出力したフレームはエラーなしと認識することになる。エラーフラグＥＤＦの値が「１」であれば、マスタノードから自ノードまでの間のどこかでエラーが生じたことは認識できる。
以上の処理を実行することにより、スレーブノードは、受信したＴＬフレームを次のノードに送信するまでに、そのＴＬフレームに対して必要なデータの読み書きを行うことができる。
また、ステップＳ１６２で正しい値でなかった場合には、制御部４０のＣＰＵは、所定のエラー処理（Ｓ１７１）を行い、受信したＴＬフレームに対しては特に何もせず、そのままスルーする。従って、図３２の処理はそのまま終了する。
なお、図示は省略したが、スレーブノードでは、受信したＴＬフレームに記載されているシステムの動作状態ＯＳを読み取り、これが現在認識している動作状態と異なる場合には、自機の動作状態を、読み取ったシステムの動作状態ＯＳに合わせて変更するようにしている。
例えば、シングルモードでの動作中に、二倍化のツインモードを示すＯＳを読み取った場合、シングルモードでは波形データの読み書きを行っていなかったデータ入出力部でも波形データの読み書きを行うようにし、後述するワードクロックのタイミング調整に用いる式をツインモード用のものに変更し、さらに、第１のデータ入出力部と第２のデータ入出力部が異なるリングＩＤの伝送経路に属するとしてステップＳ１６２の判断を行うようにする等、二倍化のツインモードでのフレーム伝送を行う状態に移行する。
二重化のツインモードを示すＯＳを読み取った場合も、概ね同様であるが、二重化の場合に１つのデータ入出力部でしか波形データの読み書きを行わないのであれば、データ入出力部の動作変更は不要である。
また逆に、二倍化又は二重化のツインモードでの動作中に、シングルモードを示すＯＳを読み取った場合には、シングルモードで波形データの読み書きを行わないデータ入出力部での波形データの読み書きを停止し、後述するワードクロックのタイミング調整に用いる式をシングルモード用のものに変更し、さらに、第１のデータ入出力部と第２のデータ入出力部が同じリングＩＤの伝送経路に属するとしてステップＳ１６２の判断を行うようにする等、シングルモードでのフレーム伝送を行う状態に移行する。
以上のモード移行のうち、二倍化のツインモードからシングルモードへ移行する際には、波形データの読み書き停止を速やかに行う必要がある。ＴＬフレームの伝送をシングルモードで行っている状態で、本来使用しないはずのデータ入出力部でＴＬフレームにデータの書き込みを行ってしまうと、伝送すべきデータを上書き消去してしまうことになるためである。
従って、この移行のみは、専用のハードウェアにより、速やかに行えるようにすることが好ましい。制御部４０のＣＰＵとは別に、受信したＴＬフレーム中のシステムの動作状態ＯＳをモニタして、二倍化のツインモードからシングルモードへの移行が必要になった場合に一方のデータ入出力部での波形データの読み書きを停止する回路を設ける等である。
その他の移行動作については、それほど高速化の要求が強くないため、制御部４０のＣＰＵが実行する処理によって行えばよい。
次に、図３３に、スレーブノードがＳ番目のＴＬフレームの受信完了を検出した場合に実行する処理のフローチャートを示す。
この処理は、受信したＴＬフレームのエラーチェック結果に応じて、そのＴＬフレームから読み出したデータの採否を決定する処理である。そして、スレーブノードにおける制御部４０のＣＰＵは、Ｓ番目のＴＬフレームの受信完了を検出した場合、図３３に示す処理を開始する。
そしてまず、ＦＣＳエラーあり又はエラーフラグＥＤＦの値が「１」であった場合には（Ｓ１８１）、Ｓ番目のＴＬフレームから読み出した波形データ及びそのＴＬフレームのイーサネットフレーム領域から読み出したデータは正確性が保証できないことがわかる。このため、それらのデータを破棄し、第Ｓ周期の波形データとして出力されるデータを、それ以前の周期の波形データ（正確性が保証できる最新の波形データ）に基づくデータに変更する（Ｓ１８２）。
また、ＦＣＳエラーありであった場合には（Ｓ１８３）、Ｓ番目のＴＬフレームのＩＴＬフレーム領域１０７から読み出したデータは正確性が保証できないことがわかる。このため、そのデータを含むＩＴＬフレームを廃棄する（Ｓ１８４）。ＩＴＬフレームを複数のブロックに分割してＩＴＬフレーム領域１０７に記載している場合、１つのブロックでも正確性が保証できないものがあると、ＩＴＬフレーム全体の正確性が保証できないためである。
以上で図３３の処理を終了する。
以上の処理を実行することにより、スレーブノードは、受信したＴＬフレームのエラー有無を確認する前にそのＴＬフレームに対してデータを読み書きしてしまっても、事後的にエラーデータを後段の処理から排除することができる。
また、ＦＣＳエラーがなければ、エラーフラグＥＤＦの値が「１」であっても、ＩＴＬフレーム領域１０７のデータは正確性が保証できる。ＩＴＬフレーム領域１０７に自ノードが読み取るべきデータが書かれている場合、そのデータを書き込んだのは直前のノードであり、そのノードから自ノードまでの間に伝送エラーが発生していないことは、ＦＣＳによって保証されるためである。
４．ワードクロックのタイミング調整について
既に述べた通り、オーディオネットワークシステム１においては、マスタノードが伝送用ワードクロックを生成し、そのワードクロックによってＴＬフレームの送信タイミングを規定している。また、スレーブノードは、ＴＬフレームの受信タイミングを基準としてワードクロックを生成することにより、マスタノードと同じ周期の伝送用ワードクロックを得られるようにしている。
しかし、この方式で生成する伝送用ワードクロックは、各ノード毎に位相が異なることになるし、ノードの追加や接続の切断等によりオーディオネットワークシステム１の構成が変化した場合には、各ノードにおけるＴＬフレームの受信タイミングがずれ、このことにより周期がゆらいでしまう。
そこで、オーディオネットワークシステム１においては、各ノードにおいてワードクロックの位相を揃え、また、システムの構成が変化してもクロックがゆらがないよう、ワードクロックのタイミングを調整する機能を設け、この調整後のワードクロックを、信号処理用ワードクロックとして、信号処理タイミングの基準として用いている。
ここで、図３４及び図３５に、オーディオネットワークシステムを構成する各ノードにおけるＴＬフレームの先頭の到達タイミングを示す。図３４の（ａ）は、カスケード接続されたＡからＦまでの６つのノードにより構成され、そのうちノードＢがマスタノードとなってシングルモードで動作するシステムの例、（ｂ）は、その両端のノードＡとノードＦとが新たに接続され、ループ接続のツインモードの動作に移行した場合の例、図３５の（ｃ）は、そのうちノードＤとノードＥの間に断線が生じ、ノードＤとノードＥとを両端とするカスケード接続のシングルモードの動作に移行した場合の例を示す。
この図に破線矢印で示すのがＴＬフレームの到達タイミングであるが、図３４（ａ）及び図３５（ｃ）から分かるように、シングルモードの場合、１サンプリング周期に１つのＴＬフレームが、両端のノードを除いては、時間差を置いて２回通過する。また、両端のノードについても、時間差（ほぼ）ゼロで２回通過すると考えることができる。このうち、スレーブノードが１回目にＴＬフレームを受信する時刻を第１受信時刻Ｔｒ１とし、２回目にＴＬフレームを受信する時刻を第２受信時刻Ｔｒ２とする。両端のノードについては、Ｔｒ１＝Ｔｒ２と考えることができる。
また、前方遅延Ｄｆｗは、マスタノードがＴＬフレームを送信時刻Ｔｓにフォワード側に送信してから、１度目にＴＬフレームがマスタノードに戻ってくるまでの時間である。後方遅延Ｄｂｗは、１度目にＴＬフレームがマスタノードに戻ってきてから、バックワード側に送信してから２度目にＴＬフレームがマスタノードに戻ってくるまでの時間である。従って、Ｄｆｗ＋Ｄｂｗが、ＴＬフレームに伝送経路を１周させるのに要する時間である総遅延Ｄｒｔである。なお、マスタノードがオーディオネットワークシステム１の端部にある場合には、ＤｆｗとＤｂｗのうち一方（ノードが接続されていない側の遅延）がゼロになる場合もある。
一方、図３４（ｂ）からわかるように、ツインモードの場合、１サンプリング周期に２つのＴＬフレームが逆向きに１回ずつ、計２回スレーブノードを通過する。どちら向きのＴＬフレームが先に通過するかは、該当ノードとマスタノードとの位置関係に応じて異なる。しかしこの場合も、１サンプリング期間中に２回ＴＬフレームを受信することはシングルモードの場合と同様であるので、スレーブノードが１回目にＴＬフレームを受信する時刻を第１受信時刻Ｔｒ１とし、２回目にＴＬフレームを受信する時刻を第２受信時刻Ｔｒ２とする。
また、マスタノードがＴＬフレームを送信してからそのＴＬフレームがマスタノードに戻るまでの時間は、フォワード側に送信した場合も、バックワード側に送信した場合も、同じ距離の通信ケーブルと同じ数のノードとを経由して戻ってくるのであるから、同じ時間のはずである。従って、シングルモードの場合と同様に、マスタノードがＴＬフレームを送信時刻Ｔｓにフォワード側に送信してからそのＴＬフレームがマスタノードに戻ってくるまでの時間を前方遅延Ｄｆｗ、同じくバックワード側に送信してからマスタノードに戻ってくるまでの時間を後方遅延Ｄｂｗ、ＴＬフレームに伝送経路を１周させるのに要する時間を総遅延Ｄｒｔとすると、Ｄｒｔ＝Ｄｆｗ＝Ｄｂｗとなる。
オーディオネットワークシステム１においては、シングルモードとツインモードでそれぞれ以上のようなＴＬフレームの伝送が行われることを前提として、全ノードで目標遅延Ｄｔに応じた制御を行うことにより、信号処理に使用するワードクロックのタイミングを、目標時刻Ｔｔに合わせるようにしている。
このようなワードクロックのタイミング調整は、ネットワークＩ／Ｆカード２１５のワードクロック生成部４１が行う。
図３６及び図３７に、このワードクロック生成部４１の構成を示す。図３６はマスタノード、図３７はスレーブノードにおける構成である。
マスタノードにおいては、図３６に示すＰＬＬ（Phase Locked Loop）発振器３０２が、波形データのサンプリング周波数（サンプリング周期の逆数）と同じ周波数の伝送用ワードクロック（ＷＣ）を生成し、送信時刻Ｔｓを示す信号として、データ入出力部３０１に供給する。このデータ入出力部３０１は、図８に示した第１，第２のデータ入出力部１０，２０を集合的に示したものである。なお、シングルモードの場合は、伝送用ＷＣに同期してＴＬフレームの送信を行うのは各サンプリング周期のＴＬフレームを最初に送信する第１のデータ入出力部１０のみであるので、伝送用ＷＣはこちらのみに供給すればよい。
また、波形処理部３２０はオーディオバス２１７に接続された他のカードにおける信号処理部を示しており、その波形処理部３２０に供給されている信号処理用ワードクロックは、ネットワークＩ／Ｆカード２１５を含むそれら複数のカードに共通のワードクロックである。この波形処理部３２０は、図８の上位層Ｉ／Ｆ７０に接続された上位層の一部に相当する。
ここで、図面中のＤｔ遅延部３０３は、伝送用ワードクロックと信号処理用ワードクロックとの間に、数１に示す遅延量Ｄｔに対応するタイミング差があることを示す。この遅延量Ｄｔは、ＲＴＬモードのシステムを形成する際に図１５の処理で予め設定され、マスタノードからシステムの全ノードに伝達される定数である。またこの伝達は、ＩＴＬフレームにより行うことができる。
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なお、ＰＬＬ発振器３０２による伝送用ワードクロックの生成は、ネットワークＩ／Ｆカード２１５がクロックマスタの場合には独自のタイミングに従い、他のカードがクロックマスタの場合はオーディオバス２１７を介して供給される他のカードからのワードクロックに同期するように、行うことができる。
そして、前者の場合、ワードクロック生成部４１では、ＰＬＬ発振器３０２の生成した伝送用ワードクロックをＤｔ遅延部３０３でＤｔだけ遅延させ、信号処理用ワードクロックを生成する。また、後者の場合、ＰＬＬ発振器３０２は信号処理用ワードクロックを生成することになるため、これを（サンプリング周期−遅延量Ｄｔ）だけ遅延させることにより、信号処理用ワードクロックより遅延量Ｄｔだけ前の位相の伝送用ワードクロックを生成することができる。どちらの場合も、伝送用ワードクロックと信号処理用ワードクロックとの間には遅延量Ｄｔに対応するタイミング差があることになる。
信号処理用ワードクロックは、本来は伝送用ワードクロックを遅延させたものであるはずであるが、逆に信号処理用ワードクロックを遅延させて伝送用ワードクロックとして良い理由は、これらのワードクロックの周波数の変動が極めてゆっくりであり、前の周期と次の周期とで周期長を比較しても両者に殆ど差がないためである。
また、遅延時間計測部３０４は、データ入出力部３０１におけるＴＬフレームの送受信タイミングに基づいて前方遅延Ｄｆｗと後方遅延Ｄｂｗを計測する第１の計測手段である。またこの遅延時間の情報は、信号処理用ワードクロックのタイミングの基準とするための基準情報として各サンプリング周期のＴＬフレームの管理データ領域１０２に記載して、システム内の他のノードに通知される。
ここで、図２７を用いて説明した通り、マスタノードは、受信したＳ番目のＴＬフレームに基づいてＳ＋２番目のＴＬフレームを生成する。しかし、遅延時間の情報については、ＴＬフレームの先頭を基準に計測すれば、Ｓ＋２番目のＴＬフレームの送信開始前にＳ＋１番目のＴＬフレームの遅延時間の情報を取得できるはずであるから、該遅延時間の情報とその時点のシステムの動作状態ＯＳとを送信待機中のＳ＋２番目のＴＬフレームに書き込んで送信するようにするとよい。このようにすれば、スレーブノードに速やかに遅延時間の情報を伝達し、ワードクロックの追従をよくすることができる。
次に、図３７に示すように、スレーブノードにおいては、基本的には、データ入出力部３１１で検出した、ＴＬフレームの受信時に発生するタイミング信号を、ＰＬＬ発振器３１４に入力して周期を安定させ、信号処理用ワードクロックを生成する。そしてこのとき、Ｄｘ遅延部３１３により、受信タイミング信号をＴＬフレームに記載された遅延時間の情報に応じた量だけ遅延することにより、オーディオネットワークシステムのノード数の増減やシングル／ツインの伝送経路の変更により当該スレーブノードにおけるＴＬフレームの受信タイミングが変化したとしても、タイミング信号のＰＬＬ発振器３１４への供給タイミング（目標時刻Ｔｔ）が変化しないようになっている。
このときの遅延量Ｄｘは、Ｄｘ演算部３１２において、１つのサンプリング周期のＴＬフレームが伝送経路を循環する間の２回の受信時刻Ｔｒ１とＴｒ２を計測し、これらの値と共に、ＴＬフレームから読み出した前方遅延Ｄｆｗと後方遅延Ｄｂｗとシステムの動作状態ＯＳ、およびマスタノードから予め通知されている目標遅延Ｄｔ（調整遅延Ｄａｄｊでもよい）を用いて、動作状態ＯＳ及びノードの位置に応じた数２乃至数４のいずれかを用いて求めることができる。なお、Ｔｒ１とＴｒ２は、シングルモードにおいては１つのＴＬフレームの２回の受信時刻、ツインモードにおいては異なる伝送経路を伝送される２つのＴＬフレームの各１回ずつの受信時刻である。また、調整遅延Ｄａｄｊは、数５により求めることができる。
Figure 0005239726
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Figure 0005239726
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なお、数２及び数３において、フォワード側ノードとは、ＴＬフレームがマスタノードから送信されてから１回目にマスタノードに戻るまでに通るノード、バックワード側ノードとは、その後２回目にマスタノードに戻るまでに通るノードである。また、数４の場合も含め、遅延の基準としてＤｘ遅延部３１３に供給する信号は、時刻Ｔｒ１で発生するタイミング信号でもよいし、時刻Ｔｒ２で発生するタイミング信号でもよい。
ここで、図３８に、Ｄｘ演算部３１２がＤｘの設定のために実行する処理のフローチャートを示す。
図３８の処理は、いずれかの受信Ｉ／ＦがＴＬフレームを受信した場合にＤｘ演算部３１２が実行するものである。また、この処理は、受信したＴＬフレームに対しフレーム処理部２２０が波形データの読み書きを行うか否かとは無関係に実行するものである。
図３８の処理において、Ｄｘ演算部３１２はまず、同じフレームＩＤ（同じサンプリング周期）の音声伝送フレームを既に受信しているか否か判断する（Ｓ３０１）。そして、受信していなければ、そのサンプリング周期内の１度目の受信であることがわかるので、第１受信時刻Ｔｒ１として現在時刻を記憶する（Ｓ３０２）と共に、受信した音声伝送フレームからＤｆｗ及びＤｂｗを読み取って記憶し（Ｓ３０３）、受信した音声伝送フレームのフレームＩＤ及びリングＩＤを記憶して（Ｓ３０４）、処理を終了する。ステップＳ３０４で記憶した情報は、ステップＳ３０１の判断に利用する。
また、ステップＳ３０１で既に受信していた場合、今回の受信は、サンプリング周期内の２度目の受信であることがわかるので、第２受信時刻Ｔｒ２として現在時刻を記憶するする（Ｓ３０５）と共に、受信した音声伝送フレームからＤｆｗ及びＤｂｗを読み取る（Ｓ３０６）。
そして、その値がステップＳ３０３で記憶した値と一致していない場合にはエラー処理を行うが（Ｓ３０７，Ｓ３１１）、一致していれば、Ｄｘを決定すべくステップＳ３０８に進む。
そして、リングＩＤが１回目受信時にステップＳ３０４で記憶した値と一致するか否か判断する（Ｓ３０８）。ここで一致していれば、同じＴＬフレームが２度自ノードに到達したことがわかるので、現在のモードはシングルモードであると判断し、数２又は数３のシングルモード用の式に従って遅延量Ｄｘを算出してＤｘ遅延部３１３に設定して（Ｓ３０９）、処理を終了する。また、ステップＳ３０８で一致していなければ、２つの伝送経路のＴＬフレームがそれぞれ自ノードに到達したことがわかるので、現在のモードはツインモードであると判断し、数４のツインモード用の式に従って遅延量Ｄｘを算出してＤｘ遅延部３１３に設定して（Ｓ３１０）、処理を終了する。
そして、Ｄｘ遅延部３１３に供給されたタイミング信号は、設定された遅延量Ｄｘだけ遅延されて、時刻ＴｔのタイミングでＤｘ遅延部３１３からＰＬＬ発振器３１４に供給される。ＰＬＬ発振器３１４は、サンプリング周期毎にＤｘ遅延部３１３から供給されるタイミング信号を参照信号として、そのタイミング信号とほぼ同じ周波数で、より安定しており、位相もほぼ同じであるような信号処理用ワードクロック（ＷＣ）を生成する。
このようにして、マスタノードとスレーブノードの何れにおいても、目標時刻Ｔｔとほぼ同じタイミングで信号処理用ＷＣが発生する。また、上述したように、スレーブノードでは、ネットワークＩ／Ｆカード２１５がオーディオバス２１７のマスタであるので、カードＩ／Ｏの他のカードは、それぞれ、この信号処理用ワードクロックに同期したワードクロックを発生している。
以上のタイミング調整は、信号処理の実行中に既存のノードが除外されたり、新たにノードが追加されたりしてシステムの構成が変化したり、システムの動作状態がシングルモードとツインモードの間で変化したりした場合にも、同じように行う。この場合、Ｄｆｗ，Ｄｂｗ，Ｔｒ１，Ｔｒ２といった個々の値はシステムの構成や動作状態に応じて変化するが、マスタノードが生成するワードクロックにゆらぎがなく、また目標遅延Ｄｔが一定であれば、各スレーブノードにおいて、その時々の計測値を利用して遅延時間Ｄｘの値の調整を行うことにより、全てのノードにおいて精度よく、マスタノードのＴＬフレーム転送用ＷＣをＤｔだけ遅延したタイミングのワードクロックを得ることができる。従って、Ｄｆｗ，Ｄｂｗ，Ｔｒ１，Ｔｒ２が大きく変化した場合でも、ワードクロックのゆらぎを抑えることができるし、各ノードにおけるワードクロックの位相を揃えることができる。
なお、システムを正常に動作させるには、目標遅延Ｄｔは、常に総遅延Ｄｒｔより大きくなければならない。例えば、遅延更新量ｋを「２」として動作できている場合、総遅延Ｄｒｔは、変化したとしてもほぼ１サンプリング周期以下になるので、目標遅延Ｄｔはそれよりやや大きな値とするとよい。
また、目標遅延Ｄｔをちょうどワードクロックの１周期とすれば、マスタノードにおいて、Ｄｔ遅延部３０３による遅延前の信号と遅延後の信号とは、位相が同じであるので、遅延を行わなくても、遅延を行った場合と実質的に同じ信号を波形処理部３２０に供給できる。従ってこの場合、Ｄｔ遅延部３０３は省略可能である。
また、ここではＴＬフレームの先頭を基準にして送受信タイミングを計測するようにしたが、他の位置を基準としてもよい。ただし、先頭を基準にする方が、位置が明確であるし、処理も単純化できるため、好ましい。
また、システムの動作状態が変化した場合、ＴＬフレームの伝送が新たな動作状態に適した状態で適切に行われるようになるまで、２サンプリング期間程度は伝送周期が乱れる場合もある。従って、このような場合、Ｄｘの値が安定的に計算できるようになるまで、スレーブノードのＤｘ遅延部３１３の出力を止めて、信号処理用ＷＣの周期がホールドされるようにしてもよい。あるいは、Ｄｆｗ、Ｄｂｗ、Ｔｒ１、Ｔｒ２等の値が揃わず、Ｄｘを計算することができない場合に、スレーブノードのＤｘ遅延部３１３の出力を止めるようにしてもよい。
また、Ｄｘ遅延部３１３とＰＬＬ発振器３１４の位置関係につき、ＴＬフレームの受信タイミングを先にＰＬＬ発振器３１４に供給してクロック信号を発生させてから、これをＤｘ遅延部３１３で遅延して信号処理用ワードクロックを生成するようにしてもよい。
また、ＰＬＬ発振器３０２，３１４、Ｄｔ遅延部３０３、Ｄｘ遅延部３１３の配置につき、これらの各部を、ネットワークＩ／Ｆカード２１５の外部に設けることも考えられる。
また、ツインモードにおいて、マスタノードが第１及び第２のデータ入出力部１０，２０の双方でＴＬフレームに前方遅延Ｄｆｗや後方遅延Ｄｂｗを書き込むことは必須ではない。これらの情報をスレーブノードに伝達するだけであれば、いずれか一方で書き込みを行えば足りる。そして、この場合には、スレーブノードにおける図３８のステップＳ３０６，Ｓ３０７の処理を省略すればよい。
４．変形例
以上で実施形態の説明を終了するが、装置の構成、データの構成、具体的な処理内容等が上述の実施形態で説明したものに限られないことはもちろんである。
例えば、１サンプリング周期に１つの伝送経路に１つのＴＬフレームを循環させることは必須ではなく、１サンプリング周期に複数のＴＬフレームを循環させたり、複数サンプリング周期につき１つのＴＬフレームを循環させ、そこに複数サンプリング周期分の波形データを記載することも考えられる。
また、上述の実施形態では、マスタノードとスレーブノードとで機能が異なるように説明を行なったが、どの装置がマスタノードになるかは、実際にオーディオネットワークシステムを形成するまでは、装置自身には認識できない。そこで、各装置は、マスタノードとスレーブの両方として機能できるように構成しておき、ＴＴＬモード移行時に自身が臨時マスタになると決定したり、ＯＭコマンドによりＲＴＬモードのマスタになる指定を受けたりしたか否かに応じて適切な機能を有効にするようにするとよい。ただし、マスタノードの機能を設けない装置もシステムに組み入れ可能とし、その装置は自動的には（暫定も含めて）マスタにならず、かつマスタとして指定できないようにしてもよい。このとき、これを理由にマスタが決定できない場合には、ＩＴＬモードからＴＴＬモードに移行できないようにすればよい。
また、ＴＬフレームの構成について、波形データと制御データの領域の比率を変更してもよいことは、もちろんである。いずれかの領域のサイズを０にしてもよい。
それ以外にも、上述の実施形態では、周期更新量ｋを可変値としていたが、固定値であってもよい。その場合、その周期更新量ｋに対応する上限時間も固定値となり、システムに追加できるノードの数はその上限時間により制限される。
ＴＬフレームを含む各種フレームはＩＥＥＥ８０２．３の形式に限らず、他の任意の形式であってよい。
上述の実施形態では、サンプリング周波数は９６ｋＨｚであったが、８８．２ｋＨｚ、１９２ｋＨｚ等任意の周波数で設計することができる。また、サンプリング周波数を切り換えられるようにしてもよい。
また、これらの変形及び実施形態の説明において述べた変形は、矛盾しない範囲で任意に組み合わせて適用可能である。また逆に、ネットワークシステム及び音響信号処理装置が実施形態の説明において述べた特徴を全て有している必要もない。
以上の説明から明らかなように、この発明のネットワークシステム又は音響信号処理装置によれば、マスタノードが生成する、複数の音響信号の記憶領域を備えた音声伝送フレームを、各ノード間に形成されるループ状の伝送経路に沿って循環させ、接続された一連のノード間で音響信号の伝送を行うネットワークシステムにおいて、音声伝送フレームの伝送経路を１つ形成し、その伝送経路にフレームを循環させている状態と、音声伝送フレームの伝送経路を２つ形成し、それぞれの伝送経路にフレームを循環させる状態との間での遷移を、単純かつ高速な処理で行えるようにすることができる。
従って、この発明を適用することにより、ネットワークシステムの利便性を向上させることができる。
この発明のネットワークシステムの実施形態であるオーディオネットワークシステムの概略を示す図である。 図１に示した伝送経路で伝送されるＴＬフレームの構成例を示す図である。 図２に示したＴＬフレーム中の波形データ領域、イーサネットフレーム領域及びＩＴＬフレーム領域のより詳細な構成を示す図である。 ＩＴＬフレームのデータ構成を示す図である。 図２に示したＴＬフレームの伝送タイミングを示す図である
オーディオネットワークシステム上でのシングルモードの音響信号の伝送時における、図２に示したＴＬフレームの伝送状況を示す図である。 図１に示したオーディオネットワークシステムを構成する各ノードとなる音響信号処理装置のハードウェア構成を示す図である。 図７に示したネットワークＩ／Ｆカードの構成をより詳細に示す図である。 ネットワークＩ／Ｆカードの制御部のＣＰＵが電源ＯＮ時及びリセット時に実行する、システムの構築に関する処理のフローチャートである。 図９に示した物理接続確認処理のフローチャートである。
トポロジーテーブルの例を示す図である。 図９に示した論理接続準備処理のフローチャートである。 リセット処理を受信した場合の処理のフローチャートである。 図９に示した論理接続確立処理のフローチャートである。 動作モード切替（ＯＭ）コマンドを受信した場合の処理のフローチャートである。
オーディオネットワークシステムの形成手順の具体例を示す図である。 図１６の続きを示す図である。 オーディオネットワークシステムの形成手順の別の例を示す図である。 その更に別の例を示す図である。 その更に別の例を示す図である。
図９に示したネットワークＩ／Ｆカードの制御部のＣＰＵが実行する、接続切断検出時の処理のフローチャートである。 同じく切断通知コマンド受信時の処理のフローチャートである。 接続切断時のシステム構成変更手順の第１の例を示す図である。 同じく第２の例を示す図である。 同じく第３の例を示す図である。
マスタノードにおいてＴＬフレームを記憶させるバッファの構成を示す図である。 マスタノードにおけるＴＬフレームの送受信及び生成のタイミング例を示す図である。 その別の例を示す図である。 マスタノードがＳ番目のＴＬフレームの受信開始を検出した場合に実行する処理のフローチャートである。 マスタノードがＳ番目のＴＬフレームの受信完了を検出した場合に実行する処理のフローチャートである。
マスタノードがツインモードへの移行監視のために行う処理のフローチャートである。 スレーブノードがＳ番目のＴＬフレームの受信開始を検出した場合に実行する処理のフローチャートである。 スレーブノードがＳ番目のＴＬフレームの受信完了を検出した場合に実行する処理のフローチャートである。 オーディオネットワークシステムを構成する各ノードにおけるＴＬフレームの先頭の到達タイミングの例を示す図である。 その別の例を示す図である。
マスタノードにおけるワードクロック生成部の構成を示す図である。 スレーブノードにおけるワードクロック生成部の構成を示す図である。 スレーブノードにおいていずれかの受信Ｉ／ＦがＴＬフレームを受信した場合にＤｘ演算部が実行する処理のフローチャートである。
符号の説明
１…オーディオネットワークシステム、２…音響信号処理装置、１０…第１のデータ入出力部、１１，２１…ＴＬフレーム受信部、１４，２４…ＭＡＣ処理部、１５，２５…ディレイバッファ、１８，２８…ＴＬフレーム送信部、３３，３１…第１，第２の受信Ｉ／Ｆ、３２，３４…第１，第２の送信Ｉ／Ｆ、３５〜３８…セレクタ、４０…制御部、４１…ワードクロック生成部、５１，６１…ＩＴＬフレーム受信部、５４，６４…ＩＴＬフレーム送信部、７０…上位層Ｉ／Ｆ、１００…ＴＬフレーム、１１０、１２０…ＩＴＬフレーム、２１５…ネットワークＩ／Ｆカード、２２０…フレーム処理部、ＮＣ１〜ＮＣ４…ネットワーククロック、ＬＢ１，ＬＢ２…折り返しライン

Claims (10)

  1. それぞれ単方向の通信を行う受信手段及び送信手段を２組備えた複数のノードを、あるノードの１組の受信手段及び送信手段を次のノードの１組の送信手段及び受信手段とそれぞれ接続することにより順次接続して構成され、
    順次接続された前記複数のノードのうち、両方の組の送信手段及び受信手段が他のノードと接続された各ノードが、一方の組の受信手段で受信したフレームを同ノードの他方の組の送信手段で送信するフレームの順方向転送処理を行い、何れか一方の組の受信手段及び送信手段のみが他のノードと接続された端部のノードがある場合に、その端部のノードが、該一方の組の受信手段で受信したフレームを同組の送信手段で送信するフレームの逆方向転送処理を行うことにより、前記複数のノード中にリング状の伝送経路が形成され、
    前記複数のノードのうち１つをマスタノードと定め、そのマスタノードが生成する、複数の音響信号の記憶領域を備えた音声伝送フレームを、該形成されたリング状の伝送経路に沿って一定周期で循環させ、各ノードで該音声伝送フレームへの音響信号の書き込み及び／又は読み出しを行うことにより、接続された一連のノード間で音響信号の伝送を行うネットワークシステムであって、
    前記マスタノードは、前記一定周期毎に、生成した音声伝送フレームを何れか片方の組の送信手段で送信するシングルモードの動作と、前記一定周期毎に、生成した音声伝送フレームを２組の両方の送信手段で送信するツインモードの動作とが可能であり、
    前記シングルモードで動作している前記マスタノードが、
    音声伝送フレームを前記片方の組の送信手段で送信した後、当該音声伝送フレームを、第１の所定時間内に、同組の受信手段で受信したか否かを判断する第１の判断手段と、
    音声伝送フレームを前記片方の組の送信手段で送信した後、当該音声伝送フレームを、第２の所定時間内に、他方の組の受信手段で受信したか否かを判断する第２の判断手段と、
    第１の判断手段による判断が否定的であり、かつ、第２の判断手段による判断が肯定的であるとき、当該マスタノードを前記ツインモードの動作へ移行させるモード移行手段と
    を有していることを特徴とするネットワークシステム。
  2. 請求項１記載のネットワークシステムであって、
    前記マスタノードは、
    前記音声伝送フレームを送信するタイミングを示す、一定周期の伝送用ワードクロックを生成する第１クロック生成手段と、
    前記伝送用ワードクロックを所定の目標遅延時間だけ遅延させたワードクロックに相当する、信号処理用ワードクロックを生成する第２クロック生成手段と、
    前記信号処理用ワードクロックに同期して前記音響信号の処理を行う信号処理手段と、
    前記送信される各音声伝送フレームに、前記信号処理用ワードクロックのタイミングを再現するための基準情報を書き込む書込手段と
    を有し、また、
    前記マスタノード以外の各ノードは、
    受信した各音声伝送フレームに含まれる前記基準情報及び該音声伝送フレームの受信タイミングに基づき、前記マスタノードが生成した信号処理用ワードクロックと略同位相の信号処理用ワードクロックを発生するワードクロック発生手段と、
    該ワードクロック発生手段が発生した信号処理用ワードクロックに同期して前記音響信号の処理を行う信号処理手段とを有しており、
    前記ワードクロック発生手段が、前記基準情報及び前記受信タイミングに基づいて前記信号処理用ワードクロックの発生タイミングを制御しているため、前記シングルモードから前記ツインモードへの移行時の、前記マスタノード以外の各ノードにおける信号処理用ワードクロックの位相変動が抑制されることを特徴とするネットワークシステム。
  3. 請求項１記載のネットワークシステムであって、
    該ネットワークシステムで新規のマスタノードが定まったとき、あるいは、当該システム全体がリセットされたとき、該マスタノードはシングルモードでの動作を開始することを特徴とするネットワークシステム。
  4. 請求項１記載のネットワークシステムであって、
    前記複数のノードのうちの２つの端部のノード同士が接続され、前記複数のノードがループ状に接続されたとき、前記２つの端部のノードにおいて、それぞれ、前記循環の１周期から数周期の期間において、前記逆方向転送処理を停止させるとともに、前記両端以外のノードとしての前記順方向転送処理を開始させることにより、前記ループ状に接続された複数のノード中に、互いに逆方向の２つのリング状の伝送経路が形成されることを特徴とするネットワークシステム。
  5. 請求項１記載のネットワークシステムであって、
    前記端部のノードは、前記一方の組と異なる他方の組の受信手段及び送信手段に新たに他のノードが接続されたことを検出する検出手段を備えており、該検出手段が該他のノードの接続を検出したときに、該ノードは、該ノード自身が実行する処理を、前記逆方向転送処理から前記順方向転送処理へ自動的に切り替えることを特徴とするネットワークシステム。
  6. 請求項４記載のネットワークシステムであって、
    前記マスタノードが前記ツインモードの動作をしているとき、前記一定周期毎に、前記音声伝送フレームを１つ生成し、該生成した１つの音声伝送フレームを２つのリング状の伝送経路にそれぞれ送信し、前記複数の各ノードは、２つのリング状の伝送経路のうち所定の１の伝送経路を循環する音声伝送フレームに対してのみ、前記音響信号の書き込み及び／又は読み出しを行うことを特徴とするネットワークシステム。
  7. 請求項４記載のネットワークシステムであって、
    前記マスタノードが前記ツインモードの動作をしているとき、前記一定周期毎に、前記２つのリング状の伝送経路に対応させて前記音声伝送フレームを２つ生成し、該生成した２つの音声伝送フレームをそれぞれ対応するリング状の伝送経路に送信し、前記複数の各ノードは、２つのリング状の伝送経路のうち、各ノードに共通に予め定められた１の伝送経路を循環する音声伝送フレームに対してのみ、前記音響信号の書き込み及び／又は読み出しを行うことを特徴とするネットワークシステム。
  8. 請求項４記載のネットワークシステムであって、
    前記マスタノードが前記ツインモードの動作をしているとき、前記一定周期毎に、前記２つのリング状の伝送経路に対応させて前記音声伝送フレームを２つ生成し、該生成した２つの音声伝送フレームをそれぞれ対応するリング状の伝送経路に送信し、前記複数の各ノードは、２つのリング状の伝送経路のうち、ノード毎に書き込み及び／又は読み出しの対象として予め定められた何れか１あるいは２の伝送経路を循環する音声伝送フレームに対して、音声信号の書き込み及び／又は読み出しを行うことを特徴とするネットワークシステム。
  9. 前記請求項１記載のネットワークシステムであって、
    前記マスタノードが生成する音声伝送フレームにはエラーチェックコードが含まれており、
    前記マスタノード以外の各ノードは、受信した音声伝送フレームのエラーチェックコードに基づいて、該音声伝送フレームのエラーをチェックし、エラーが検出された場合に、該音声伝送フレームから読み出した音響信号の当該ノードからの出力を阻止すること
    を特徴とするネットワークシステム。
  10. 請求項１乃至９のいずれか一項記載のネットワークシステムに、該ネットワークシステムを構成するノードであって前記マスタノードと定めることができるノードとして組み入れ可能な音響信号処理装置。
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