JPH0149065B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は通信ステーシヨンに係り、特に環状伝
送路を有する通信システムの同一伝送路上のステ
ーシヨン数が多くなつた場合にデータ再現性向上
および送信待ち時間を短縮するのに好適な通信ス
テーシヨンに関するものである。

〔従来技術〕

データハイウエイ、データウエイ等の名で呼ば
れているローカルネツトワークの発展はすさまじ
いものがある。ローカルネツトワークは、１つの
工場内または１つのビル内の情報交換を行うもの
であり、使用者が限定されている。

ローカルネツトワークの構成は、環状路通信方
式とマルチドロツプ方式の２つに大別される。

第１図は環状通信路方式の通信システム構成図
で、環状伝送路１に８個の通信ステーシヨン２ａ
〜２ｈが接続してあるものを示してある。

通常、環状通信路方式の場合、各通信ステーシ
ヨン２ａ〜２ｈは送受信動作を行うが、リピータ
アンプとしての機能を持たせてある。また、デー
タは変調され、クロツク成分とデータとが同時に
同一伝送路１で送信される。したがつて、各通信
ステーシヨン２ａ〜２ｈは、送受信機能および再
生機能を有することが必要である。

第２図は従来の通信ステーシヨンの機能ブロツ
ク図である。伝送路１からのライン入力をクロツ
ク分離回路３で受けてクロツクのみを分離する。
続いて分離したクロツクを用いて、復調回路４で
データを復調し、受信バツフア５へ送る。同時に
切換回路６がＡ側に投入してあるときは、復調さ
れたデータは変調回路７で変調されて伝送路１へ
ライン出力として出力される。すなわち、切換回
路６がＡ側に投入されている場合は再生回路とし
て動作する。受信バツフア５に入力したデータ
は、このステーシヨンより上位のデータ処理部で
必要なデータであると判定されれば、受信データ
として処理される。一般的に再生動作と受信動作
とは同時に動作可能となつており、送信データが
ない場合は、上記の動作を行つている。

送信要求がある場合は、切換回路６をＢ側に切
り換え、送信バツフア８の内容を切換回路６、変
調回路７を通して伝送路１に出力する。

切換回路６をＢ側に切り換えるタイミングは、
伝送路１を通して送信許可信号を受信したときで
ある。HDCL（ハイレベルデータリンクコントロ
ール）のGAパターンはこの一例である。

ところで、第２図による場合、下記の３つの問
題点がある。その１つは、切換回路６をＡ側から
Ｂ側へ切り換えるタイミングがむずかしい。すな
わち、送信許可信号を受信したら、送信許可信号
を再生送信する以前に切り換えを完了しなければ
ならないが、それが困難である。もし、これが守
られない場合は、送信許可信号が他のステーシヨ
ンでも受信され、他のステーシヨンで送信要求が
あつた場合に、２つのステーシヨン以上が同時に
送信を行うことになり、正しい送信が不可能にな
る。

第２は、復調されたデータと送信バツフア８か
ら出力されるデータの位相を合せておく必要があ
ることである。

第３は、変調回路７を通して伝送路１へ出力さ
れるクロツクは、クロツク分離回路３で分離され
たクロツクであるので、分離時に生じた誤差が伝
送路１へ出力されることである。このことは、ス
テーシヨン数が多くなればなるほど、誤差が大き
くなることを示す。したがつて、クロツク分離回
路３は、再生誤差が最小になる回路であることが
必要である。

以上、ステーシヨンの機能について説明した
が、このことから明らかなように、環状伝送路構
造の伝送路１では、かならず伝送路全体のクロツ
クを発生させるステーシヨンが１個所必要であ
る。第１図では、ステーシヨン２ａがその機能を
有している。

第３図は従来のクロツク発生機能を有する通信
ステーシヨンの機能ブロツク図で、第２図と同一
機能を有する部分は同じ符号で示し、ここでは説
明を省略する。第３図においては、クロツク発生
回路９と位相比較回路１０とがさらに設けてあ
り、位相比較回路１０を設けてあるのは下記の理
由による。このステーシヨン（例えば、２ａ）か
ら伝送路１に出力されたデータおよびクロツク
は、伝送路１と他のステーシヨン２ｂ〜２ｈを通
る毎に位相遅れを生じ、この位相遅れは、伝送路
１の長さや、ステーシヨン数により異なり、した
がつて、ステーシヨン２ａから出力されたクロツ
クが他のステーシヨン２ｂで受信された場合、ど
の程度の位相差があるか不明である。また、一般
にデータはクロツクに同期させてあるので、ステ
ーシヨン２ｂが再生動作を行う場合、再生を行う
のはデータのみである。ところで、クロツクとし
ては、クロツク発生回路９の出力を用いるため、
データを正しく再生するためには、受信クロツク
とクロツク発生回路９からのクロツクとの位相差
がどの位あるかを判定し、最も安全な位置でデー
タを取り出す必要がある。そのためには、位相比
較回路１０が必要になる。

クロツク発生回路９は、伝送路１上に１つあれ
ばよいことはすでに述べたが、この場合２つの方
法がある。その１つは、固定したステーシヨン
（例えば、第１図のステーシヨン２ａ）だけがク
ロツク発生回路９を持つことで、第２は、全ステ
ーシヨン２ａ〜２ｈがクロツク発生回路９を持つ
が、あらかじめ決められた件のステーシヨンのみ
がクロツク発生を行うようにすることである。前
者は、クロツク発生回路９を持つステーシヨンが
故障したときに全部の通信が不能になるので、好
ましい方法とはいえない。後者は、１つのステー
シヨンの故障に対して他のステーシヨンがバツク
アツプ可能であるから、前者より好ましい方法で
あるといえる。しかし、その場合にどこのステー
シヨンがクロツク発生を受け持つかを決める論理
が別に必要になるという欠点がある。

上記したように、従来は、同一伝送路１上に接
続された複数のステーシヨン２ａ〜２ｈのうち、
同時に送信可能のステーシヨンはない。すなわ
ち、伝送路１上のいずれかのステーシヨンが送信
が行つていれば、他のステーシヨンは、現在実行
中の送信が完了するまで待たなければならない。
このことは、ステーシヨン数が増えれば増えるほ
ど待ち時間が長くなることを意味する。

第４図は、第１図においてステーシヨン２ｂ，
２ｃ，２ｄがステーシヨン２ｈに対して同時に送
信しようとした場合の従来における送信タイムチ
ヤートである。この場合、図示のように、ステー
シヨン２ｄはステーシヨン２ｂ，２ｃが送信終了
するまで待たされることになる。

上記した従来技術の問題点を纏めると下記のよ
うになる。

１ 再生動作から送信動作への切り換えがむずか
しい。

２ 復調後の受信データと送信データの同期を取
る必要がある。

３ クロツク分離回路３はクロツク分離にともな
う誤差が最小になるものでなければならない。

４ クロツク発生回路９以外に位相比較回路１０
が必要になる。

５ 伝送路１上のステーシヨン数が多くなるほど
送信の待ち時間が増大する。

〔発明の目的〕

本発明は上記に鑑みてなされたもので、その目
的とするところは、回路構成を単純化でき、しか
も、送信の待ち時間をなくすることができる環状
伝送路の通信ステーシヨンを提供することにあ
る。

〔発明の概要〕

本発明の特徴は、環状伝送路上を伝送されるフ
レームの最大長をＮとしたとき、2N以上の容量
の受信バツフアと2N以上の容量の受信バツフア
とを備え、上記受信バツフアの内容を上記送信バ
ツフアに転送できる機能を持ち、受信データは一
度上記受信バツフアに退避させた後、自ステーシ
ヨン宛であれば、データ処理部へ転送し、他ステ
ーシヨン宛であれば、上記送信バツフアへ転送
し、上記送信バツフアの内容は任意のタイミング
で送信可能の構成とした点にある。

〔発明の実施例〕

以下本発明を第５図に示した実施例および第６
図を用いて詳細に説明する。

第５図は本発明の通信ステーシヨンの一実施例
を示す機能ブロツク図で、第２図と同一機能を有
する部分は同じ符号で示し、ここでは説明を省略
する。

環状の伝送路１（第１図参照）を流れる信号が
意味を持つためには、特定の長さを持つたブロツ
クにされていなければならない。通信これをフレ
ームという。フレームは、その先頭と終端を意味
する特別なパターンを持つており、HDLCではこ
れをフラグという。

一般にフレームの長さは可変であるが、その最
大長は通信システム毎に固定される。いま、実施
例での最大フレーム長をＮとしたとき、第５図で
は、受信バツフア５および送信バツフア８はその
容量が2N以上のものとしてある。

ここで最大フレームとは伝送路上を流れる有意
の情報のブロツクで、最大のデータを含むものを
言い、伝送路上では局間相互で授受するデータの
他に、通信を制御するための情報をも含む。

一般の通信において伝送路上を流れるデータの
大きさは固定とは限らず、各局が受信したデータ
を正しく下流に送信していくためにはデータの最
大をシステムごと決めておく必要がある。

次に、受信バツフアおよび送信バツフアの容量
をそれぞれ2N以上とする理由について説明する。

(1) 受信バツフアの容量を2N以上とする理由 受信バツフアは常時動作させており、自局送
信時以外は受信データを再送する必要がある。
すなわち、第１のデータの受信後、それを再送
するまでの間、次のデータを受信する可能性は
大であり、次の受信バツフアを必ず用意してお
く必要がある。従つて、受信バツフアの容量が
Ｎであると、最大フレーム長のデータが流れて
きた場合、再送準備中は次のデータを受けとれ
なくなつてしまう不都合が生じる。このような
不都合は受信バツフアの容量を2N以上とする
ことによつて除去できる。

(2) 送信バツフアの容量を2N以上とする理由 伝送路上は常時データが流れていると考えら
れる。従つて１個の送信バツフアは再送のため
に常時使われている。一方、ステーシヨンの上
位にはデータ処理部があり、必要に応じて上位
より送信データをステーシヨンに送つてくる。
送信バツフアがＮであれば、通常再送のみに使
われてしまい、自局送信は不可能となつてしま
う。従つて送信バツフアは最低2Nを必要とす
る。

これらの受信バツフア及び送信バツフアには、
固定容量とするものと可変容量とするものがあ
る。固定容量とする場合には、送受信バツフア
共、容量をＮとし、それを順次使用する。2Nで
あれば送受信バツフア共それぞれ２個のバツフア
となり交互に使用するようになる。可変容量とす
る場合には、可変長バツフアとして使用する。こ
の場合は受信バツフアであれば受信したフレーム
長に従つてバツフアの容量を割付けるようにす
る。送信の場合も同様である。これらの場合は、
各バツフアともサイクリツクバツフアとして使う
ようになるが、バツフアの最後尾の次はバツフア
の最初となるので、１つのフレームが、最後尾と
最初にまたがる場合が出る。バツフアとしては効
率よく使えるが、管理上難点がある。

いま、それぞれ、容量がＮである第１のバツフ
アＲ−BIと第２のバツフアＲ−Ｂ２よりなる受
信バツフアとを備えた通信ステーシヨンが伝送路
１からフレームを受信し始めたとする。この入力
をクロツク分離回路３でクロツクのみを分離し、
続いて分離したクロツクを用いて復調回路４でデ
ータを復調し、受信バツフア５へ送る。そのと
き、受信バツフア５の第１のバツフアＲ−Ｂ１、
第２のバツフアＲ−Ｂ２とも空状態であるなら
ば、バツフアＲ−Ｂ１に受信データが格納され
る。フレームが終了すると、バツフアＲ−Ｂ１の
内容が検討され、自ステーシヨン宛のデータであ
れば、バツフアＲ−Ｂ１の内容を受信データとし
て処理するため、別のエリアに移す。その後は上
位のデータ処理部が処理を行う。

受信バツフア５のバツフアＲ−Ｂ１の内容を別
のエリアに移す方法としては２つの方法がある。
その１つは、データ処理部が受信バツフア５を直
接アクセスできる場合であり、バツフアＲ−Ｂ１
をそのままデータ処理部にわたしてしまうという
方法である。この場合、バツフアＲ−Ｂ１の内容
を移す必要がないので、転送処理が短かくてす
む。ただし、バツフアＲ−Ｂ１はデータ処理部の
処理が済むまで受信バツフアとして使用できな
い。

他の方法は、データ処理部が受信バツフア５を
直接アクセスできない場合であり、バツフアＲ−
Ｂ１の内容をデータ処理部で処理可能なエリアへ
転送する方法である。この場合、転送中のみバツ
フアＲ−Ｂ１を使用できない。

上記いずれの方法の場合にも、バツフアＲ−Ｂ
１の転送を始めるまでに、他のバツフアＲ−Ｂ２
は使用可能の状態にする必要があることはいうま
でもない。

次に、受信したフレームが自ステーシヨン宛で
ない場合は、そのフレームを次のステーシヨンへ
送信しなければならないので、送信バツフア８へ
転送する必要がある。送信バツフア８へ転送する
方法は、上記自ステーシヨン宛の場合と同様２つ
の方法がある。ただし、この場合は、上記２つの
方法のうちいずれを使うかについての特別の条件
はなく、処理のしやすさのみによつて決めればよ
い。したがつて、いま、第１の方法、すなわち、
バツフアＲ−Ｂ１をそのまま送信バツフアとして
使用する場合について説明する。

この場合、２つの場合が考えられる。その１つ
は、送信バツフア８はすべてが空であり、現在送
信中のデータがない場合であり、他の１つは、送
信中のデータがある場合である。前者の場合は、
送信処理部では、送信すべきデータを受けとつた
ことを判断して、即座に送信を開始する。後者の
場合は、送信処理部で現在送信中であることを判
断して、送信データの行列を作る。そして、現在
送信中のデータの送信が終了したら、その送信の
ためのバツフアを開放するとともに、行列ができ
ているか否かの判断をし、行列ありの場合には、
そのバツフアの内容の送信を始めるようにする。
送信を開始するにあたつての件は、送信バツフア
８に送るべきデータがあるか否かのみであり、受
信の状態にはよらない。したがつて、伝送路１の
状態とは完全に独立したものとすることができ
る。以上が受信およびリピート動作である。

次に、送信動作について説明する。データ処理
部は、送信バツフア８の空の有無を判断して、空
状態の送信バツフア８に送信データを書き込む。
そして、送信バツフア８の送信データの書き込み
を終了したことを判断して、送信データが他にな
い場合には送信バツフア８に書き込まれた内容を
送信する。なお、書き込み終了時に送信中のデー
タがあつた場合は、送信バツフア８に新らたに書
き込まれた内容の送信は待たされることになる。
なお、送信にあたつては、クロツク発生回路９の
出力と送信バツフア８の出力を変調回路７を通じ
て伝送路１へ出力する。

このように、リピート動作中に送信データが書
き込まれることがあることや、その逆に送信中に
１フレームの受信が完了してリピート動作をする
必要があることから、上記したように、送信バツ
フア８の容量は2N以上としてある。

以上説明したことから、通信ステーシヨンの動
作は、下記の４つに分けることができる。

(イ) 上流ステーシヨンからのデータとクロツクを
受けて、データ／クロツク分離後、データを受
信バツフア５にストアする。

(ロ) 受信バツフア５の内容を送信バツフア８に転
送する。

(ハ) 送信バツフア８の内容を送信クロツクを使つ
て下流ステーシヨンへ送信する。

(ニ) 送信バツフア８と受信バツフア５のコントロ
ールを行う。

このことから、受信動作は上流ステーシヨンと
１対１の動作であり、送信動作は下流ステーシヨ
ンと１対１の動作となる。そのため、ループ状の
伝送路１は、ステーシヨン毎に切れた伝送路が各
ステーシヨンを介在させて接続した形となり、ス
テーシヨン間を接続する伝送路間の相互影響がな
くなる（相互影響はステーシヨン内の送受信バツ
フア５によつて吸収される。）。したがつて、全ル
ープでは同時刻に複数のフレームが伝送路１上に
存在できる。すなわち、複数のステーシヨンが同
時送信可能になる。その結果として伝送効率を上
げることができる。

第６図は本発明の通信ステーシヨンにおける送
信タイムチヤートで、これは、送信のための待ち
時間がないことを示している。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、受信ク
ロツクと送信クロツクの相関をなくするようにし
たので、回路構成を単純化でき、しかも、送信の
待ち時間をなくすことができるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は環状通信路方式の通信システム構成
図、第２図は従来の通信ステーシヨンの機能ブロ
ツク図、第３図は従来のクロツク発生機能を有す
る通信ステーシヨンの機能ブロツク図、第４図は
従来の通信ステーシヨンを用いた場合の送信タイ
ムチヤート、第５図は本発明の通信ステーシヨン
の一実施例を示す機能ブロツク図、第６図は本発
明に係る通信ステーシヨンを用いた場合の送信タ
イムチヤートである。 １……伝送路、２ａ〜２ｅ……通信ステーシヨ
ン、３……クロツク分離回路、４……復調回路、
５……受信バツフア、７……変調回路、８……送
信バツフア、９……クロツク発生回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 環状の伝送路を有し、情報は前記伝送路上を
   一方向にのみ伝送するようにした通信システムの
   前記伝送路に接続する送信、受信機能を有し、か
   つ、受信データの再生送信機能を有する通信ステ
   ーシヨンにおいて、前記伝送路上を伝送されるフ
   レームの最大長をＮとしたとき、2N以上の容量
   の受信バツフアと2N以上の容量の送信バツフア
   とを備え、前記受信バツフアの内容を前記送信バ
   ツフアに転送できる機能を有し、前記受信データ
   は一度前記受信バツフアに退避させた後、自ステ
   ーシヨン宛であれば、データ処理部へ転送し、他
   ステーシヨン宛であれば、前記送信バツフアへ転
   送し、前記送信バツフアの内容は任意のタイミン
   グで送信可能の構成としたことを特徴とする通信
   ステーシヨン。