JPH0158901B2

JPH0158901B2 -

Info

Publication number: JPH0158901B2
Application number: JP58110968A
Authority: JP
Inventors: Fumio Myao
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1983-06-22
Filing date: 1983-06-22
Publication date: 1989-12-14
Also published as: JPS604347A; US4586176A

Description

【発明の詳細な説明】（利用分野）本発明は、デイジタル信号伝送システムの障害
対策方式に関するものであり、特に、何らかの原
因でマスタパケツトが衝突した場合に、迅速にシ
ステムタイミングの確立をはかることのできるデ
イジタル信号伝送システムの障害対策方式に関す
るものである。

（従来技術）電子計算機の普及や、デイジタル信号処理技術
の発達に伴い、通信系とデータ処理系を組み合わ
せ、オンラインで情報の処理を行うデータ通信
が、最近特に脚光を浴びている。

中でも官公庁、会社等の構内で行われる構内通
信のような、小規模通信システムにおいては、そ
の経済性や信頼性、あるいは伝送効率の高さか
ら、同軸ケーブル等の通信ケーブルを用いたパケ
ツト形態による通信方式が、特に注目を集めてい
る。

このパケツト形態による通信方式では、双方向
伝送を行うための通信ケーブルを、研究所等に敷
設し、これに多数の局（パーソナルステーシヨ
ン）を接続している。そして、各局からは、例え
ば1000〜2000ビツトのデータブロツクに分割され
たメツセージの伝送を行う。メツセージには宛
先、通番、その他のヘツダが付加されている。

このような通信方式では、ネツトワーク自身
は、何ら制御機能を持たない受動的な伝送媒体で
あり、制御は各局に完全に分散されている。

従つて、各局では、伝送路の空きを確認してメ
ツセージの送信を開始し、送信中に他のパケツト
との衝突が生じた場合には、これら双方の局が送
信を停止する。送信を停止した局は、ランダムな
待ち時間後に、メツセージの再送信を試みる。

ところで、この通信システムでは各局が任意に
データの送信を開始するので同一の伝送路上でパ
ケツトが衝突する可能性がある。従つて伝送遅延
時間が一定とならないという問題があり、会話型
の音声通信のように実時間上での送受対応関係が
重視されるような実時間伝送には不適当となる。

前述の問題点を解決するために、各パーソナル
局の対等性を失うことなく、しかも、実時間伝送
を行うことができるデイジタル信号伝送方式も提
案されている（例えば、特願昭56−38714号な
ど）。

前記提案の信号伝送方式では、時間軸上で周期
的に繰り返される大枠（フレーム）を、更に時間
軸上で複数の小枠（ブロツク）に分割しておく。
そして、これらのブロツク単位で、各局（パーソ
ナルステーシヨン）にパケツト通信の機会を与え
る。

これにより、各局は空きブロツクを使用するう
えで対等性を持つことができる。のみならず、各
局が、信号伝送のために必要な時間にわたつて所
定のブロツクを占有した場合には、繰り返される
各フレーム毎に、信号伝送の機会が定期的に与え
られるので、実時間伝送を行うことも可能とな
る。

第１図はこの方式で採用される信号のフレーム
構成例を示したものである。

時間軸上で周期的に繰り返されるフレームは、
Ｎブロツク（＃１〜＃Ｎ）から成つている。そし
て、それぞれのブロツクは、次に示す種々のビツ
ト列b₁〜b₉により構成されている。

b₁……後方ガードタイム b₂……プリアンブル b₃……アドレスビツト b₄……距離符号ビツト b₅……制御ビツト b₆……情報ビツト b₇……チエツクビツト b₈……エンドフラグ b₉……前方ガードタイムここで、各ビツト列b₂〜b₅、b₇、b₈は、パケツ
トを構成するために必要なもので、オーバヘツド
（付加）ビツトと総称されている。また、２種類
のビツト列b₁およびb₉は、これらを併せてガード
タイムと呼ばれている。

ガードタイムとは、各ブロツクのパケツトが、
同軸ケーブル上を伝播する際に生ずる遅延時間に
よつて、隣接パケツト間で一部重複するような事
態を避けるための空きビツト列である。

このうち、後方ガードタイムb₁は、後方に位置
付けられるパケツトを、重複の事態から保護する
ためのものであり、また、前方ガードタイムb₉
は、その前方に位置付けられるパケツトを、同様
に保護するためのものである。

後方ガードタイムb₁と前方ガードタイムb₉のビ
ツト数の和をｇビツトとし、ガードタイム（b₁＋
b₉）を以後τ_gと表わすことにする。

さて、前述の、提案されたデイジタル信号伝送
方式では、どの局も信号の送出を行つていない場
合には、各局は全く任意の時間に、しかも対等
に、前記したフレーム構成の信号の送出を開始す
ることができる。

したがつて、通信ケーブルに対して、最初に信
号を送出することとなつた局が、フレーム同期の
主導権を握ることとなる。

このようにして、一旦、フレーム同期が確立さ
れると、総ての局が、通信ケーブルを伝送される
信号の状態を監視することができる。

後述するように、各局の利用者装置には、フレ
ーム内の各ブロツクの専有状況を記憶するための
メモリが備えられており、受信された各局のパケ
ツト信号に基づき、各ブロツクの登録が行われ
る。

フレーム同期が確立した後に、他の局がパケツ
ト信号を送出するさいには、前記メモリの記憶内
容を基にして空きブロツクを選択し、このブロツ
クを専有してパケツト信号の送出を行うこととな
る。

ところで、この場合には、各局がパケツト信号
の送出を開始させるタイミングが問題となる。

例えば、第２図に示すように、両端をインピー
ダンス整合用のターミネータ１，２に接続された
同軸ケーブル３の中点に、局Ｃが存在し、この局
Ｃと一方のターミネータ１との間に、すでに送信
を行つている局Ｓが存在するとする。

この場合、局Ｓから送り出されたパケツト信号
は、ケーブル３上の信号伝播遅延時間に応じて、
局Ｃおよび同軸ケーブル３上の他の局R₁〜R₄に、
それぞれ異なつた時刻に受信されることとなる。

従つて、各局が何らの考慮もせずに、自局の信
号を送出すると、同軸ケーブル３上で、パケツト
同士が重なりあう事態の発生する可能性がある。

このような事態の発生を防止するために、前述
の提案された信号伝送方式では、前記したガード
タイムτ_gの概念を用いている。

すなわち、この信号伝送方式では、ガードタイ
ムτ_gを、位置の基準となる中央の局Ｃから最も離
れた局までの信号伝播遅延時間の２倍あるいはこ
れ以上に設定すると共に、局Ｃの受信点におい
て、各局から送られるパケツトが等間隔で並ぶよ
うに信号の送出を行なわせる。

第３図は、これを更に具体的に説明するための
ものである。

第２図に示したような各局の接続状態におい
て、既に信号の伝送を行つている局をＳ局とし、
他の局R₁〜R₄がパケツト信号の送出を開始する
ものとする。

この場合、後続する各局R₁〜R₄は、基準とな
る局Ｃが局Ｓの送信パケツト（送信Ｓパケツト）
の受信を終了してから、１ガードタイムτ_gの後
に、この局Ｃでパケツトの受信が開始されるよう
に、それぞれの局の送信パケツトの送出タイミン
グを決定する。

このような信号送出タイミングの決定を行うた
めに、各局R₁〜R₄は、同軸ケーブル３上を伝送
されるパケツト信号を受信すると、まず、そのア
ドレスビツト（b₈）から、局Ｓのパケツトが受信
（受信Ｓパケツト）されたことを判別する。

さらに、各局R₁〜R₄は、局Ｓ、局Ｃおよび自
局間の信号伝播遅延時間から、局Ｃの受信点にお
ける受信Ｓパケツトの終了時刻を求める。

この時刻は、第３図に示すように、局R₁、R₂
における受信Ｓパケツトの終了時刻よりも遅く、
局R₃、R₄における受信Ｓパケツトの終了時刻よ
りも早くなる。

後続する各局R₁〜R₄において、局Ｃを基準と
した受信Ｓパケツトの終了時刻が求められると、
これらの局のうち信号の送出を希望する局は、そ
れぞれ、自局から局Ｃまでの信号伝播遅延時間だ
け、前記した時刻よりも早い時刻において、パケ
ツト信号の送出（送信Ｒパケツト）を開始する。

このようにして送出されたパケツト信号は、基
準となる局Ｃにおいては、第３図に明示したよう
に、受信Ｓパケツトの終了時刻から１ガードタイ
ムτ_gだけ遅延して、受信（受信Ｒパケツト）され
始めることとなる。

このような信号送出タイミングの調整は、各局
におけるフレーム同期およびブロツク同期の確立
によつて行われる。

すなわち、各局は、後述するように、自局の発
振器から出力されるクロツク信号を計数するフレ
ームカウンタおよびブロツクカウンタを、所定の
タイミングで周期的にリセツトする。これによ
り、各局はクロツク信号の周波数の誤差の範囲内
で、フレーム同期およびブロツク同期を確立す
る。

例えば、第２図および第３図のようなシステム
構成において、局Ｓが、第１ブロツク＃１を用い
てＳパケツトを送信している場合、各局R₁〜R₄
では、受信Ｓパケツトの終了時点から(1)式 τ_b9＝τ_g／２＋｜τ_g／２−τ_s0｜ −｜τ_s0−τ_Ri0｜ ……(1) ただし、ｉ＝１〜４で計算される時間τ_b9（以下、前方保護時間とい
う）だけ経過した時点で、例えば第２ブロツク
＃２が開始する様に、上記カウンタを制御し、フ
レームおよびブロツク同期を確立する。

なお前記(1)式において、τ_s0は、第２図に示し
たように、同軸ケーブル３の基準となる端（例え
ば、第２図のターミネータ２）から局Ｓまでの信
号伝播時間であり、また、τ_Ri0は前記端から局R_i
までの信号伝播遅延時間である。

したがつて、明らかなように、前記(1)式中の｜
τ_g／２−τ_s0｜は、局Ｃと局Ｓ間の信号伝播遅延
時間をあらわし、また｜τ_s0−τ_Ri0｜は局Ｓと局R_i
間の信号伝播遅延時間をあらわすことになる。

以上のように、先に提案されたデイジタル信号
伝送方式では、フレーム同期の主導権を握るマス
ター局（前述の例では、局Ｓ）から送出されるパ
ケツト（以下、マスターパケツトという）の受信
が終了してから、次のブロツク・タイミングが開
始するまでの経過時間、すなわち、前方保護時間
τ_b9を、前記した(1)式にしたがつて、各局ごとに、
他の局との位置（距離）関係に基づいて求め、得
られた結果を、各局ごとに、変換表としてROM
（リードオンリーメモリ）等の記憶素子に記憶さ
せている。

そして、さらに、この記憶素子のアドレス指定
端子にマスターパケツトの発信元宛先符号を入力
すれば、その出力端子から、前方保護時間τ_b9に
対応する信号を得ることができるようにされてい
る。

しかし、明らかなように、前記(1)式から得られ
る各局ごとの前方保護時間を内容とする変換表
は、局ごとにその内容が異なるばかりでなく、局
数が増加するとその記憶内容が加速度的に増加す
るという難点がある。

従つて、変換表を記憶するROM等の記憶素子
の設計、あるいは生産に非常な手数を要し、この
方式を採用した通信システムを実現する上で、大
きな支障となつている。

その解決策の一つとして、各局が送出するパケ
ツトの宛先符号の中に、通信ケーブル上の局間信
号伝播遅延時間に一意的に依存する距離符号を含
ませておき、局間の遅延時間を宛先符号から算出
する方法も提案されている。

この方法においては、パケツトを伝送する相手
局の宛先番号および発信局の宛先番号の両方に距
離符号を含めて伝送している。そして、受信局で
は、この両方の距離符号を用いて前記(1)式の演算
を行なつている。

この場合、各局は、他の全ての局の距離符号
を、宛先番号に対応させて記憶しておかなければ
ならない。したがつて、ROMあるいはRAM（ラ
ンダムアクセスメモリ）などの記憶素子を持たな
ければならない。

これらの記憶素子を持つことは、明らかに、コ
ストアツプの原因となる。のみならず、ROMを
用いると、局の設置場所が変更になつた場合に
は、全局のROMを取り換えなければならず、実
用的でないという欠点がある。

又、RAMを用いた場合には、設置場所に変更
が生じた場合に、その局から通信ケーブルを用い
て、他の総ての局の記憶内容を更新しなければな
らない。

さらにまた、電源断時にも記憶内容を失なわな
いように、バツクアツプ用の電源（バツテリー）
が必要となる。

又、マスターパケツトの宛先符号だけに、送信
局の距離符号を与えておくことにより、各局は、
それぞれに、このデータを用いてパケツトの送出
タイミングを算出して、システムタイミングの確
立を図る方法も提案されている。

この場合は、マスタ局となつた局が伝送したい
情報を乗せたパケツトがマスタパケツトとなる。

よつて、マスタ局に於て伝送すべき情報が無く
なつた時は、他に交信をしている局がある場合に
は、マスタ局の役割を他の局に遷移しなければな
らない。ここで、マスタの遷移を確実なものにす
るため、及び障害時等の考慮をすると、この手順
は、かなり複雑なものとなる。

この様な複雑さを回避する手段として、特定の
１ブロツクを特定の局に恒常的に割り振り、固定
親局として、そのブロツクに常時マスタパケツト
を送出し、又系の監視を行わせたり、保守の中心
局とする方法が提案されている。

しかし、この方法だと特定の固定親局が必要と
なり、又障害対策としてバツクアツプ用の固定親
局がさらに必要となる。

そこで、伝送路に接続されている局すべてが対
等な関係にあり、その内の１局がある条件によつ
て恒常的なマスタ局となる方法が考えられる。

第４図は、前述のようなデイジタル信号伝送方
式を実現する通信システムの概略を示したもので
ある。

この通信システムで、伝送路として敷設された
同軸ケーブル３は、第２図の場合と同様に、その
両端を特性インピーダンスに等しい抵抗値をもつ
たインピーダンス整合用のターミネータ１，２に
接続されている。

各々の局は、タツプ（信号入出力点）４₁〜４_N
を通して同軸ケーブル３に接続されている。これ
らの局は総て、基本的には、同一の構成を有して
いるので、図ではタツプ４₁に接続された局Ｓの
要部のみを表わすこととなる。

各局は、計算機や電話器を備えた利用者装置５
を備えている。

利用者装置５には、パケツト単位のデイジタル
信号を、他局に送信するための送信器（符号器）
５１と、他局から送られてきた同じくパケツト単
位のデイジタル信号を受信するための受信器（復
号器）５２と、端末を制御するための端末制御器
５３が設けられている。

このうち、送信器５１から出力される信号は、
送信バツフアメモリ６１に一時的に蓄えられる。
そして、伝送媒体である同軸ケーブル３上の伝送
速度に等しいクロツク信号で、所定の時間に、ま
とめて読み出される。

読み出された信号は、送信論理回路６２によ
り、所定のパケツトに変換される。そして、送信
バツフアアンプ６３を経た後、タツプ４₁を通し
て同軸ケーブル３上に送り出される。

一方、同軸ケーブル３上を伝送されている総て
のパケツト信号は、タツプ４₁を通して、受信バ
ツフアアンプ６４に受信され、受信論理回路６５
に入力される。

受信論理回路６５は、受信されたパケツトか
ら、自局宛のパケツトのみを選択し、これを受信
バツフアメモリ６６に一時的に蓄える。蓄えられ
た前記信号は、受信器５２において、所定のクロ
ツクを用いて連続的に読み出される。これにより
受信出力信号が得られる。

以上のようにして信号の送受信が行われるが、
この場合に用いられる伝送クロツクは、伝送クロ
ツク発振器６７から発生される。フレームカウン
タ６８は、この伝送クロツクを分周して、ブロツ
クタイミング７２およびフレームタイミング７３
を作り出す。

伝送制御回路６９は、受信論理回路６５から得
られる自局宛の受信信号により、端末制御器５３
の制御を行うと共に、端末制御器５３の指示に従
つて、送信論理回路６２を制御する。

また、衝突検知回路７４は、自局が選択したブ
ロツクで、最初のパケツト信号の送出を行つたと
き、他の局から送出されたパケツト信号と衝突が
生じたか否かを検査する。

さて、以上に説明したデイジタル信号伝送方式
におけるシステムタイミング同期方式では、各局
Ｓ、Ｃ、Ｒの距離符号として、同軸ケーブル３上
の信号伝播遅延時間に一意的に関係づけられた符
号を用いる。

例えば第４図で、下端に配置されたターミネー
タ２を基点にとり、上に伸びる同軸ケーブル３上
の、タツプ４₁〜４_Nまでの距離に応じた遅延時間
を、距離符号として符号化する。

こうすると、明らかなように、それぞれの局間
の信号伝播遅延時間は、これらの局の距離符号の
差として表わされる。より実際的には、その単位
として、同軸ケーブル３上を伝送されるデイジタ
ル信号の１ビツトをとることが考えられる。

例えば、ターミネータ２から、第２のブロツク
＃２の専有を行おうとする局Ｒのタツプ４_Nまで
の距離が、100ｍ（メートル）であり、同じくタ
ーミネータ２から基準となる局Ｃのタツプ４_Mま
での距離が、200ｍであるとする。

また、同軸ケーブル３上の信号伝播遅延時間
を、１ｍ当り5nS（ナノ秒）とし、デイジタル信
号伝送速度を10Mbps（メガビツト／秒）とする。
この場合、１ビツト幅は100nsとなる。

従つて、局Ｒおよび局Ｃにおける距離符号N_R，
N_Cは、各局Ｒ、Ｃとそれぞれのタツプ４_N，４_M
との間の距離を無視できるとすれば、それぞれ次
のビツト数で表わすことができる。

N_R＝５（ビツト） N_C＝10（ビツト）これを２進符号で表わすと、次のようになる。

N_R＝0101 N_C＝1010 同様に、ガードタイムτ_g、および第１のブロツ
ク＃１を専有しているマスター局Ｓの距離符号
N_sについても、ビツト表示をしておけば、前記
した式(1)の演算は、簡単な２進演算に帰着する。

受信論理回路６５は、前方保護時間τ_b9を算出
する演算回路と、プログラマブルタイマとを備え
ている。そして、受信マスターＳパケツトの終了
した時点から、前方保護時間τ_b9だけ経過した時
点で、リセツト信号７１を発生させる。

リセツト信号７１は、フレームカウンタ６８に
供給され、これをリセツトする。これにより、送
信論理回路６２に供給されるブロツクタイミング
７２およびフレームタイミング７３の同期がとら
れる。

第４図のような通信システムで、実際にシステ
ムタイミングの同期がとられる様子を、次に説明
する。

今、送信要求のあつた局は、伝送制御回路６９
内のブロツク管理メモリの登録状況を調べ、同軸
ケーブル３上にパケツト信号の送出が行なわれて
いるか否かを判別することによつて、自局がマス
タ局となるべきか否かを決定する事ができる。

すなわち、どの局もパケツトの送出を行なつて
いないとすると、前記局は、新たにマスタパケツ
トの送出を行ない、これに成功したらマスタ局と
なる事ができる。

このマスタパケツトは、送信しようとする局
が、伝送したい情報を乗せるためのパケツト（以
後、情報パケツトとする）とは別に、前記したブ
ロツクのある特定のブロツク番号、例えば＃１ブ
ロツクを占有して各局がシステムタイミングを確
立するのに必要な情報を乗せたパケツトである。

この場合、他局でも、同様の手順で同時にマス
タパケツトの送出を行ない、このマスタパケツト
同士が衝突する事がある。この時は従来から幾つ
か提案されている再送制御方式、例えばBEB
（Binary Exponentiol Backaff）プロトコル等
により処理を行なう。

このようにして、マスタパケツトの送出に成功
した局は、次のフレームから、伝送すべき情報の
入つた情報パケツトの送出を開始する。このマス
タ局で伝送すべき情報が無くなつた時は、情報パ
ケツトの送出は終了するが、マスタパケツトの送
出は、それ以後も継続して実施する。

マスタ局以外の局（スレーブ局）は、受信した
総べてのパケツトを調べてマスタパケツトか否か
を判別する。

マスタパケツトの識別符号としては、ある特定
の宛先アドレスを用いてもよいし、先に記したパ
ケツト構成の中のスロツト（ビツト列）b₄に、マ
スタパケツトの場合のみはマスタ局の距離符号を
入れ、その他の局は、例えば総べて“０”又は
“１”を入れる事によつて判別してもよい。

又、スロツトb₅（制御ビツト）にマスタパケツ
トを示すビツトを割り振つておき、そのビツトの
状態によつて判別する事も可能である。さらに、
これらを組合せてマスタパケツトの識別をより確
実なものにする事もできる。

ここで、マスタパケツトの識別を、スロツトb₄
の距離符号によらないで行なう方式を採用した場
合は、情報パケツトではこのスロツトb₄を他の目
的に使用する事も可能である。

そして、識別した結果がマスタパケツトであれ
ば、このb₄の距離符号を、第４図の受信論理回路
６５内にあるシステムタイミング演算回路に軽送
し、前記したシステムタイミング確立の動作を実
行する。

第５図は、この様なマスタパケツト送出状態を
示すためのタイミング図である。

同図のＡは、第１フレームのように伝送路が空
きの状態において、まず、Ａ局が第１フレームで
送信要求を出力し、それから第１回目のフレーム
−すなわち、第２フレームの第１ブロツクで、マ
スタパケツト９_aの送出に成功した（マスタパケ
ツトの衝突が生じなかつた）場合のタイミング図
である。

第３フレーム以降では、Ａ局は第１ブロツクに
マスタパケツト９_aを、また他の適宜のブロツク
に情報パケツト９_asを送出する。

第５図のＢは、同様に、第１フレームのように
伝送路が空きの状態において、Ａ局およびＢ局
が、第１フレームで、それぞれ送信要求を出力し
た結果、これにつゞく第１回目のフレーム、すな
わち第２フレームでそれぞれのマスタパケツト９
_ａ，９_bが衝突を生じた場合のタイミング図であ
る。

このように、マスタパケツトの衝突を生じたと
きは、これらのマスタパケツトを送出したＡ局、
Ｂ局は、それぞれに固有の予定時間後に再びマス
タパケツトの送出を行なう。そして、この例で
は、Ｂ局が第ｉフレームの第１ブロツクにマスタ
ーパケツト９_bを送出することに成功している。

その後の第（ｉ＋１）以降のフレームでは、Ｂ
局が第１ブロツクにマスタパケツト９_bを送出し、
その他のブロツクにＡ局およびＢ局の情報パケツ
ト９_as，９_bsが送出されている。

なお、前記ＡおよびＢのいずれの場合にも、マ
スタ局は、伝送すべき自局の情報が無くなつた後
も、マスタパケツトだけは送出し続ける。

ここで、このマスタ局の電源が切られたり、あ
るいは、マスタ局に障害が発生してマスタパケツ
トの送出が不可能となる事が考えられる。

この場合、伝送路上に信号が全く無い場合は、
次に送信を開始する局が、先に記した手順に従つ
てマスタ局となるので格別の問題は生じない。

しかし、伝送路上に信号がある場合は、各局
は、自局の発振器によるフリーランの状態とな
る。このために、システムタイミングが徐々にず
れて通信不能に陥ることとなる。

これを防止するために、各局、又は、次にマス
タ局になるべき条件にある局は常にマスタパケツ
トの存在を監視している。そして、１フレーム内
にマスタパケツトを検出できなかつた時は、次に
マスタ局になるべき条件にある局（例えば、一番
若い番号のブロツクを使用している局）が、先の
マスタ局がマスタパケツトを送出していた番号の
ブロツクに、マスタパケツトを送出することによ
り、この障害を克服することができる。

この様にする事により、一通信単位ごとに複雑
なマスタパケツトの遷移手順を行う必要がなくな
り、装置の構成が簡単なものとなる。

第７図は、マスタパケツトが消失した場合のタ
イミング図である。

２フレーム目の、矢印で示すブロツクで、Ａ局
により送出されていたマスタパケツト９_aが消失
したため、３フレーム目では、一番若い番号のブ
ロツクを使用しているＢ局が、マスタ局の機能を
引き継ぎ、それまでＡ局がマスタパケツトを送出
していた＃１ブロツクに、Ｂ局のマスタパケツト
９_bを送出した事を示している。

この時、もしも、Ａ局のマスタパケツトを送出
する機能部分のみに障害が起き、２フレーム目以
降でも、点線で示したように、Ａ局の情報パケツ
ト９_asが正常に送出されている場合は、Ａ局以外
の局は、先に第４図に示した伝送制御回路６９内
のブロツク管理メモリに、Ａ局が使用しているブ
ロツクを記憶しておき、Ａ局以外で一番若い番号
のブロツクを使用している局（第７図の例ではＢ
局）が、次のフレームでマスタパケツトの送出を
行なう。

しかし、この様な方式を取つた場合、何等かの
障害により、送信中のマスタパケツト部で衝突が
発生する事が考えられる。

マスタパケツト部で衝突が発生した場合、先に
示した再送制御手順を用いたのでは、数フレーム
〜数十フレームの間、マスタパケツトが存在しな
い状態が発生することがある。そうすると、シス
テムタイミングが乱れ、正常な伝送が不可能とな
るという欠点を生ずる。

（目的）本発明は前述の欠点を除去するためになされた
ものであり、その目的はマスタパケツトの衝突が
発生した場合にも、マスタパケツトの存在しない
状態が持続してシステムタイミングが乱れ、これ
によつて通信不能状態を惹起することのないよう
なデイジタル信号伝送システムの障害対策方式を
提供することにある。

（概要）前記の目的を達成するために、本発明は、マス
タ局から送出したマスタパケツトの衝突が検出さ
れたときは、前記の衝突したマスタパケツトを送
出した局はマスタパケツトの送出を中止し、前記
のマスタパケツトを送出した局以外で、マスタ局
になるべき最優先条件を備えた局が、（先のマス
タ局がマスタパケツトを送出していた番号のブロ
ツクに）マスタパケツトの送出を行なうようにし
た点に特徴がある。

また、本発明の他の特徴は、マスタ局から送出
したマスタパケツトの衝突が検出されたときは、
前記の衝突したマスタパケツトを送出した局はマ
スタパケツトの送出を中止すると共に、前記の衝
突したマスタパケツトを送出した局を含む全ての
局が、マスタ局となるべき最優先条件を備えてい
るか否かを判定し、マスタ局になるべき最優先条
件を備えた局が、（先のマスタ局がマスタパケツ
トを送出していた番号のブロツクに）マスタパケ
ツトの送出を行なうようにした点にある。

さらに、本発明の別の特徴は、マスタ局から送
出したマスタパケツトの衝突が検出されたとき
は、前記の衝突したマスタパケツトを送出した局
はマスタパケツトの送出を中止すると共に、衝突
前にマスタパケツトを送出していた局を除く全て
の局が、マスタ局となるべき最優先条件を備えて
いるか否かを判定し、マスタ局になるべき最優先
条件を備えた局が、（先のマスタ局がマスタパケ
ツトを送出していた番号のブロツクに）マスタパ
ケツトの送出を行なうようにした点にある。

以下に、図面を参照して、本発明を詳細に説明
する。

第８図は本発明の一実施例の動作を説明するた
めのタイミング図である。同図において、第５図
および第７図と同一の符号は、同一または同等部
分をあらわしている。

実施例１第８図は、送信中にマスタパケツト部で衝突が
発生した時のタイミング図である。

図に示した１フレーム目では、Ａ局がマスタ局
となつて、＃１ブロツクにマスタパケツト９_aを
送出している。

２フレーム目で何らかの障害が発生し、Ｃ局が
＃１ブロツクにマスタパケツト９_Cを送出してき
たために、マスタパケツト９_a，９_Cが衝突を起し
ている。

ここで、各局はマスタパケツト部で衝突が発生
した事を検知する。このように、すでに送出中の
マスタパケツト部で衝突が発生した場合は、それ
までマスタパケツトを送出していた局（この例で
はＡ局）、及び新たにマスタパケツトを送出して
衝突の原因を作つた局（この例ではＣ局）は、衝
突を検出した時点でマスタパケツトの送出を中止
する。

すなわち、第８図の３フレーム目では、２フレ
ーム目でマスタパケツト９_a，９_cを送出したＡ局
およびＣ局が、それぞれ自局のマスタパケツトの
送出を中止したため、マスタパケツトが消失して
いる。

他の局、又は次のマスタ局になるべき最優先条
件を備えた局は、マスタパケツト部でのマスタパ
ケツトの消失の監視、および衝突の監視も行なつ
ている。そして、前述のようなマスタパケツトの
衝突を検出した時は、衝突を検出した次のフレー
ム（第８図の例では＃３フレーム）で、マスタパ
ケツトが消失していることを確認する。

そして、さらに次の４フレーム目では、Ａ局お
よびＣ局以外で、一番若い番号のブロツクを使用
している局（一般的には、次にマスタ局になるべ
き最優先条件を備えた局（この例ではＢ局）が、
マスタ局の機能を引き継ぎ、今までと同じ＃１ブ
ロツクに、自局のマスタパケツト９_bの送出を行
なう。これによつてシステムタイミングが確立さ
れる。

第６図は、第４図の受信論理回路６５のうち、
本発明の実施に関係する部分を詳細に示したブロ
ツク図である。

図に於て、ａは、受信バツフアアンプ６４の出
力のうちから、オーバヘツドビツドを抽出して記
憶するオーバーヘツドメモリであり、ｂは、受信
データの符号誤りなどをチエツクする誤り検出器
である。

ｃは、オーバーヘツドビツトの中のアドレスビ
ツトから、宛先符号が自局宛かどうかを判別する
宛先符号判別器である。

ｄは、受信したパケツトがマスタパケツトか否
かを判定するマスタパケツト検出器、ｅは、受信
データおよび自局の距離符号から、式(1)のガード
タイムを演算し、リセツト信号７１を発生する演
算回路である。

さらに、ｆは、マスタパケツトから抽出したマ
スタ局のアドレスを記憶しておくマスタ局アドレ
スメモリー、ｇは、ｆに記憶したマスタ局のアド
レスと、受信したパケツトの発信元アドレスとを
比較して、マスタ局が使用しているブロツクを検
出するマスタ局パケツト検出回路である。

ｈは、１フレーム内にマスタパケツトが存在す
るか否かを検出するマスタパケツト監視回路であ
る。

動作時に、受信バツフアアンプ６４より受信パ
ケツトが伝送されると、その中のオーバヘツドピ
ツトはオーバヘツドメモリａに記憶される。

記憶されたオーバヘツドビツドは誤り検出器
ｂ、宛先符号判別器ｃ、マスターパケツト検出器
ｄ、演算回路ｅ、マスタ局アドレスメモリｆ、お
よびマスタ局パケツト検出回路ｇにそれぞれ転送
される。

誤り検出器ｂは、受信されたオーバヘツドビツ
トに符号誤りが発生していないかどうかを（例え
ば、パリテイチエツクなどの手法で）検知し、そ
の結果を宛先符号判別器ｃ及びマスターパケツト
検出器ｄに与える。

宛先符号判別器ｃは、アドレスビツトb₄中に含
まれている宛先符号が自局のものと一致するか否
かを判定し、その結果を伝送制御回路６９に与え
る。

マスターパケツト検出器ｄは、受信されたパケ
ツトがマスターパケツトかどうかを判定し、その
結果を演算回路ｅ及びマスタ局アドレスメモリｆ
に与える。

受信したオーバヘツドビツトに符号誤りがな
く、かつマスターパケツトであるときは、演算回
路ｅは、前記式(1)による演算を行なつて前方保護
時間τ_b9を演算し、受信パケツトの終了時点から
前記時間τ_b9だけ経過した時点で、リセツト信号
７１を発生する。

又、マスタ局アドレスメモリｆは、そのマスタ
パケツト内の発信元アドレスを記憶する。マスタ
局のアドレスが記憶された後は、マスタ局パケツ
ト検出回路ｇは、次々と受信されるパケツト内の
発信元アドレスを記憶したマスタ局アドレスと比
較する。

そして、マスタ局が使用しているブロツクを検
出し、得られたマスタ局パケツト信号７８を、伝
送制御回路６９内のブロツク管理メモリに転送す
る。

この結果、マスタ局以外の局の中で、自局がマ
スタ局以外で一番若い番号のブロツクを使用して
いるか否かを知る事ができる。

マスタパケツト監視回路ｈでは、 (1) 今迄マスタパケツトが存在していたブロツク
位置でマスタパケツトが消失していないか、 (2) 又、マスタパケツトの衝突が発生しなかつた
かを監視しており、その結果を、マスタパケツト消失検知信号７６
およびマスタパケツト衝突検知信号７７として、
伝送制御回路６９に与える。

伝送制御回路６９では、これらの信号を検出す
ると下記の動作を実行する。

() マスタパケツト消失検知信号７６を受けた
時 (イ) 自局がマスタ局（マスタパケツトを送出し
た局）である場合送信論理回路６２に与えていたマスタパケ
ツト送出命令信号７５をOFFとし、次のフ
レームからのマスタパケツトの送出の中止を
確実なものとする。

(ロ) 自局がマスタ局以外のスレーブ局である場
合ブロツク管理メモリをチエツクして、自局
がマスタ局以外で一番若い番号のブロツクを
使用しているか否かを判別する。

その結果、一番若い番号のブロツクを使用
していたら、送信論理回路６２に与えるマス
タパケツト送出命令信号７５をONにする。

送信論理回路６２では、次のフレームの
＃１ブロツクからマスタパケツトの送出を開
始する。

自局が一番若い番号のブロツクを使用して
いないときは、それ迄の状態を維持する。

() マスタパケツト衝突検知信号７７を受けた
時 (イ) 自局がマスタ局の場合送信論理回路６２に与えていたマスタパケ
ツト送出命令信号７５をOFFとし、次のフ
レームからのマスタパケツトの送出を中止す
る。

(ロ) 自局がマスタ局以外の場合マスタパケツト衝突検知信号７７を受けた
ら、次のフレームでマスタパケツト消失検知
信号７６を受信する迄待つ。マスタパケツト
消失検知信号７６を受けたら、前記のマスタ
パケツトが消失した場合の処理手順に入る。

さらに前記の場合において、自局がスレーブ局
で、自局が使用しているブロツクよりも若いブロ
ツク番号を使用しているスレーブ局があるにもか
かわらず、２フレーム続けてマスタパケツトが存
在しない状態が生じたならば、自局が２番目に若
いブロツク番号を使用しているか否かを判別し、
自局が相当する場合は、次フレームからマスタパ
ケツトを送出してマスタ局を引き継ぐ処理を行な
う。

前述の例では、マスタパケツト部で衝突が発生
した時にマスタパケツトを送出した局は、次のフ
レームからは、マスタパケツトの送出を中止し、
衝突を起したマスタパケツトを送出した局を除外
して、次にマスタ局となるべき最優先条件を備え
た局（具体的には、一例として、一番若い番号の
ブロツクを使用していた局）がマスタ局の機能を
引き継いだが、その他に次の様な実施例２および
３も可能である。

実施例２マスタパケツトの衝突が発生した時は、これら
のマスタパケツトを送出した局は、次フレームで
マスタパケツトの送出を中止する。

このようにしてマスタパケツトの消失したフレ
ームでは、全局が、マスタ局となるべき最優先条
件を備えているかどうか（例えば、自局が一番若
い番号のブロツクを使用しているか否か）の判定
を行なう。

そして、最優先条件を備えている局−すなわ
ち、一番若い番号のブロツクを使用していた局が
新たにマスタ局となり、その次のフレームでマス
タパケツトの送出を行なう。

第９図は前記実施例２の状態を示したタイミン
グ図である。第８図の場合と同様に、１フレーム
目では、Ａ局がマスタ局となつて＃１ブロツクに
マスタパケツト９_aを送出している。

２フレーム目では、何らかの障害が発生し、Ｃ
局が＃１ブロツクにマスタパケツト９_cを送出し
てきたために、２つのマスタパケツト９_aおよび
９_cが衝突を生じている。

ここで、各局はマスタパケツト部で衝突が発生
した事を検知する。そして、３フレーム目では、
２フレーム目でマスタパケツトを送出したＡ局、
Ｃ局は共にマスタパケツトの送出を中止する。こ
のため、マスタパケツトが消失している。

ここで、情報パケツトを送出している全局は、
自局が一番若いブロツク番号のブロツクを使用し
ているか否かの判定をする。

この例では、Ａ局が一番若いブロツク番号のブ
ロツクを使用しているので、次の４フレーム目か
ら、Ａ局が再びマスタ局となり、＃１ブロツクに
マスタパケツトを送出する。これによつて、シス
テムタイミングが再確立される。

実施例３マスタパケツトの衝突が発生した時は、これら
のマスタパケツトを送出した局は、次フレームで
マスタパケツトの送出を中止する。

このようにしてマスタパケツトの消失したフレ
ームでは、衝突前にマスタパケツトを送出してい
た局を除く全局が、マスタ局となるべき最優先条
件を備えているかどうかの判定を行なう。

そして、最優先条件を備えている局が新たにマ
スタ局となり、その次のフレームでマスタパケツ
トの送出を行なう。

なお、以上では、マスタ局となるべき最優先条
件として、「一番若い番号のブロツクを使用して
いること」を判定基準としたが、本発明は、もち
ろんこれに限られるものではない。

例えば、反対に「一番大きい番号のブロツクを
使用していること」を判定基準とすることもでき
るし、あるいは予め決められた条件にしたがつて
フラグなどを設定することにより、優先順位を定
めてもよい。

（効果）以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、つぎのような効果が達成される。

すなわち、局の何らかの障害により、システム
全体にとつて重要なタイミング同期関係を司るマ
スタパケツト部で衝突が発生してもシステムのタ
イミング同期が乱される事がない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、時間軸上で周期的に繰り返されるフ
レームを更に複数のブロツクに分割し、これらの
ブロツク単位で信号の伝送を行わせるデイジタル
信号伝送方式における、伝送信号の一例を示す構
成図、第２図は同軸ケーブル上における各局の配
置状態を示す配置説明図、第３図は第２図に示し
た各局の受信点（タツプ）における送受信パケツ
トの信号波形のエンベロープを示すタイミング
図、第４図は本発明を実施するのに好適な通信シ
ステムの概略を示すブロツク図、第５図Ａはシス
テムタイミング確立状態での各局のパケツト送出
状態を示すタイミング図、第５図Ｂはマスタパケ
ツトが衝突を生じた場合の、従来法によるシステ
ムタイミング確立の手法を示すタイミング図、第
６図は本発明の一実施例における、第４図の受信
論理回路の詳細ブロツク図、第７図はマスタパケ
ツトが消失した場合の、従来法によるシステムタ
イミング確立の手法を示すタイミング図、第８図
および第９図は、それぞれ本発明の一実施例にお
けるシステムタイミング確立の手法を示すタイミ
ング図である。１，２……ターミネータ、３……同軸ケーブ
ル、４₁〜４_N……タツプ、５……利用者装置、５
２……受信器、６２……送信論理回路、６５……
受信論理回路、６８……フレームカウンタ、７１
……リセツト信号、７２……ブロツクタイミン
グ、７３……フレームタイミング、ａ……オーバ
ヘツドメモリ、ｂ……誤り検出器、ｃ……宛先符
号判別器、ｄ……マスタパケツト検出器、ｅ……
演算回路、ｆ……マスタ局アドレスメモリ、ｇ…
…マスタ局パケツト検出回路、ｈ……マスタパケ
ツト監視回路。

Claims

【特許請求の範囲】１通信ケーブル上を伝送されるデイジタル信号
を、周期的に繰返される時間軸上の大枠（フレー
ム）の中で固定的に位置づけると共に、この時間
軸上の大枠（フレーム）の中で更に分割された時
間軸上の小枠（ブロツク）を単位として、各局に
デイジタル信号伝送の機会を与え、パケツト形式
により時分割多重的、回線交換的に信号の送受信
を行なわせる多局間のデイジタル信号伝送方式に
おいて、システムタイミングの主導権を握るマス
タ局が送出するマスタパケツトで衝突が発生した
ときは、衝突したマスタパケツトを送出したすべ
ての局は、衝突を検出した時点でマスタパケツト
の送出を中止し、前記の局以外の局の中で、マス
タ局となるべき最優先条件にある局がマスタ局の
機能を引き継いでマスタパケツトを送出し、シス
テムタイミングを確立することを特徴とするデイ
ジタル信号伝送システムの障害対策方式。２マスタ局の機能を引継いだ新たなマスタ局の
マスタパケツトは、衝突前のマスタパケツトと同
じブロツクに送出されることを特徴とする前記特
許請求の範囲第１項記載のデイジタル信号伝送シ
ステムの障害対策方式。３通信ケーブル上を伝送されるデイジタル信号
を、周期的に繰返される時間軸上の大枠（フレー
ム）の中で固定的に位置づけると共に、この時間
軸上の大枠（フレーム）の中で更に分割された時
間軸上の小枠（ブロツク）を単位として、各局に
デイジタル信号伝送の機会を与え、パケツト形式
により時分割多重的、回線交換的に信号の送受信
を行なわせる多局間のデイジタル信号伝送方式に
おいて、システムタイミングの主導権を握るマス
タ局が送出するマスタパケツトで衝突が発生した
ときは、衝突したマスタパケツトを送出したすべ
ての局は、衝突を検出した時点でマスタパケツト
の送出を中止し、衝突前にマスタ局であつた局以
外の局の中で、マスタ局となるべき最優先条件に
ある局がマスタ局の機能を引き継いでマスタパケ
ツトを送出し、システムタイミングを確立するこ
とを特徴とするデイジタル信号伝送システムの障
害対策方式。４マスタ局の機能を引継いだ新たなマスタ局の
マスタパケツトは、衝突前のマスタパケツトと同
じブロツクに送出されることを特徴とする前記特
許請求の範囲第３項記載のデイジタル信号伝送シ
ステムの障害対策方式。５通信ケーブル上を伝送されるデイジタル信号
を、周期的に繰返される時間軸上の大枠（フレー
ム）の中で固定的に位置づけると共に、この時間
軸上の大枠（フレーム）の中で更に分割された時
間軸上の小枠（ブロツク）を単位として、各局に
デイジタル信号伝送の機会を与え、パケツト形式
により時分割多重的、回線交換的に信号の送受信
を行なわせる多局間のデイジタル信号伝送方式に
おいて、システムタイミングの主導権を握るマス
タ局が送出するマスタパケツトで衝突が発生した
ときは、衝突したマスタパケツトを送出したすべ
ての局は、衝突を検出した時点でマスタパケツト
の送出を中止し、衝突したマスタパケツトを送出
した局を含むすべての局の中で、マスタ局となる
べき最優先条件にある局がマスタ局の機能を引き
継いでマスタパケツトを送出し、システムタイミ
ングを確立することを特徴とするデイジタル信号
伝送システムの障害対策方式。６マスタ局の機能を引継いだ新たなマスタ局の
マスタパケツトは、衝突前のマスタパケツトと同
じブロツクに送出されることを特徴とする前記特
許請求の範囲第５項記載のデイジタル信号伝送シ
ステムの障害対策方式。