JPH02285744A - データ交換方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、マスタ局、少くとも１つの加入者局、および
共通のデータチャネルを有するネットワークで、階層的
トークンパス原理に従い、制御によって割当てられる制
御トークンを用いて電報形式のデータを交換するデータ
交換方法に関するものである− （従来の技術） 公開された特許出願、ＥＰ−０，２０８，８？２、ＥＰ
−０，２３１，４５７、ＥＰ−０，２３６，５５８およ
びＥＰ−０，２３８，８１３から、低圧あるいは中圧配
電ネットワークの電線を介してのデータ伝送に特に適し
た信号伝送方法が知られている。これらの方法は、時間
および周波数に関係する伝送チャネルの妨害特性に対応
できる点に特徴があり、これは同時に小さい送信電力で
個々のデータ接続を行う場合に、その利用性を向上する
のに極めて有利である。

しかしながら、低圧および中圧配電ネットワーり上に有
線システムを実現するには、個別の送信局および受信局
間の出来るだけ妨害に強い信号伝送のほかに、多数の加
入者間のデータ交換を制御する方法が必要である。この
場合は特に、共通のデータチャネルに対する、場所およ
び時間に関係する伝送の確実性を考慮する必要がある。

またシステムの融通性が重要なポイントであり、さらに
ネットワークを大きなコストを要することなく拡張でき
ることが望まれる。

（発明が解決しようとする課題） 本発明の課題は、マスタ局、少なくとも１つの加入者局
、および共通のデータチャネルを有するネットワークで
、階層的トークンパス原理に従い、制御によって割当て
られる制御トークンを用いて電報形式でデータを交換す
るデータ交換方法において、場所および時間に関係する
妨害のつきまとうデータチャネルを介して、信鯨性の高
いデータ交換を可能とするデータ交換方法を提供するこ
とである。

（課題を解決するための手段と作用） 本発明によれば、この課題は、 （ａ）　　データ交換の開始時は、マスタ局は独占的に
制御トークンを占有しており、 山）　マスタ局は、データ交換を開始させるため、自分
で定めた時間限界を有する電報を少くとも１つの受信局
に送信し、 （ｃ）　　この少くとも１つの受信局は、定められた時
間限界内の期間、制御トークンを引き受け、（ｄ）　　
上記少くとも１つの受信局、およびその下位にある各受
信局は、 ｄ１）送信局として制御トークンを、電報および、定め
られた時間限界を超えない残りの時間限界と共に、下位
にある他の受信局に引き渡すか、若しくは ｄ２）送信許可を引き渡すことなく、定められた時間限
界をそのまま経過させるか、若しくはｄ３）送信許可を
送信局またはマスタ局へ返送するかし、そして （ｅ）マスタ局は、自分の所で定めた時間限界が経過し
た後、再び制御トークンを独占的に引き受けること、 によって解決される。

本発明によるデータ交換方法は、データチャネルを介す
るマスタ局からの絶対制御が特徴である。

マスタ局が制御トークンを一時的にある加入者局にゆず
り渡すときにも、自分で定めた一定の時間内だけにして
いる。遅くともこの時間限界が経過した後は、制御は再
びマスタ局に独占的に復帰する。

本発明における階層的なトークンパス原理の利点は、対
応して計画されたネットワークシステムが、データ交換
を一時的に完全に麻痺させるような外乱に対して強いと
いうことである。

特に、通常のデータ交信における衝突を避けるために、
制御トークンは厳密に１つの受信局だけに引き渡される
ようになっている。また特別呼出しの時の衝突を解消す
るために、最初にアドレスされた受信局グループが複数
のサブグループに分割され、制御トークンが順次側々の
サブグループに引き渡されるようになっている。

時間的および場所的に変化する、データチャネルの伝送
特性を計算に入れて、本発明の特に好ましい実施態様は
次のような特徴をもっている。すなわち、 （ａｌ　　少なくとも１つの加入者局が、自分が受信で
きる電報、およびそれぞれ伝送品質を決定するための値
を記録すること、 偽）　この少なくとも１の加入者局は、記録された伝送
品質をマスタ局に通知すること、 （０）　　マスタ局は、通知されてきた伝送品質に基づ
づいて、この少くとも１つの加入者局に対して少くとも
１つのデータルートを決定すること、および （ｄ）　　この少くとも１つの加入者局用として指定さ
れた電報が、決定されたデータルートに従って伝送され
ること、 である。

すでに述べたように、本発明は特に低圧あるいは中圧の
配電ネットワーク上の有線システムに対して好適に応用
できる。

その他の有利な実施態様は、従属クレームから分る通り
である。

（実施例） 以下、本発明の各実施例を図面を参照して説明する。

第１図は、１つのマスタ局、複数の加入者局、および共
通のデータチャネルとしての１つの配電網を有するネッ
トワークを示す図、第２図ａ、ｂは本発明による階層的
トークンパス原理の時間的経過を示す図、第３図は、衝
突を解消する方法を示す図、第４図は１つのマスタ局と
４つの加入者局を有するネットワーク内の論理的な接続
構造を示す図である。

図面内で用いられる記号およびその意味は記号リストに
一覧表示されている。また基本的に、同一部分には同一
記号が付されている。

第１図は、共通のデータチャネルにで互に結合された、
マスタ局Ｍおよび複数の加入者局Ｔ１、・・・・・・、
Ｔ？を有するネットワークを示している。

マスタ局Ｍはネットワーク内のデータ交換を制御する。

マスタ局はまた、命令を出すと共に、データの請求を行
う。

特にここでは、データチャネルとして低圧或いは中圧の
電圧レベルの配電ネットワークが用いられる。マスタ局
Ｍ１および加入者局Ｔ１１・・・・・・Ｔ、は例えば、
開閉設備および消費者側で配電線に接続されると共に、
Ｆ　Ｈ／Ｐ　Ｓ　Ｋ信号（ＦＨ＝ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　
ｈｏｐｐｉｎｇ　；　Ｐ　Ｓ　Ｋ　−ｐｈａｓｅ　５ｈ
ｉｆｔ　ｋｅｙｉｎｇ）の送受信に適合した送受信局で
ある。この場合、すべての局が同じ電圧レベルに置かれ
る必要はない、上記両つの電圧レベルに広がったシステ
ムは、例えば頭初にあげたＥＰ−０，２３１，４５７か
ら引用することができる。またＦ　Ｈ／Ｐ　Ｓ　Ｋ信号
を用いた信号伝送に関する細目についても、頭初にあげ
た公開された特許出願を参照することができる。

本発明の方法は、動作の信鯨性が高い、制御されたデー
タ交換を可能とすることを目的としている。この目的は
、下記に述べるような、制御によって割当てられる制御
トークンを用いた階層的なトークンパス原理を用いるこ
とによって達成される。

第２図ａ、ｂは、この方法の時間的経過を示したもので
ある。各データ交換の開始時には、制御トークン（ハツ
チングで示す）は独占的にマスタ局Ｍにある。

第２図ａにおいて、マスタ局Ｍは時点ｔ０に電！Ｉ！（
すなわち、中間ならびに最終アドレス局、および時間限
界、命令などを含むアドレスヘッドをもったデータパケ
ット）を時間限界ｔｏｔと共に第１の受信局Ｅｌ　　（
加入者局）に送信し、同時にこの局に制御トークンをゆ
ずり渡す。

受信局Ｅ１は、あたえられた時間限界ｔＯＬが経過する
までデータチャネルを自由に用いて、電報に含まれる命
令を実行することができる。

本実施例では、受信局Ｅ１は時点ｔ、に所定の時間限界
ｔ。Ｌを有する電報を自分で、下位にある第２の受信局
Ｅｔに送信し、同時に制御トークンをこれに引き渡す、
同様にして、制御トークンは、第２の受信局Ｅ８の下位
にある他の第３の受信局Ｅ、に移行し、これが自分のた
めに残されている残りの全時間枠を自分自身で利用する
。

時間限界ｔ。Ｌが経過すると、制御トークンは再びマス
タ局Ｍに復帰する。

第２図すは、同様に可能な他の経過を示している。この
場合にも、最初はマスタ局Ｍだけが制御トークンを持っ
ている。マスタ局Ｍはこの制御トークンを時間限界ｔＯ
Ｌをつけて第１の受信局Ｅ＋に渡す、第１の受信局Ｅ、
は自身でもう１つの時間限界ｔｌＬを設定し、送信許可
をこの条件下で下位の第２の受信局Ｅ！に渡す。

このもう１つの時間限界ｔｌＬは、第１の受信局Ｅ＋自
身にあたえられた時間限界ｔ。Ｌを超えてはならない０
本例では、この時間限界ｔｏｔは、受信局Ｅ＋が自分で
設定した時間限界ｔｌＬが経過した後、もう１つの電報
をもう１つの時間限界１１１と共に第３の受信局Ｅ、に
送信できるような値になっている。

送信許可が第３の受信局から第１に受信局へ返還された
後、第１の受信局は残された時間枠を単純に経過させて
いる０時点ｔＯＬには、マスタ局が再び唯−者としてチ
ャネルの制御権をもつ。これでデータ交換が完了する。

上記両つの例では、データ交換は厳密に制御されている
。すなわち、制御トークンは常に確実に１つの加入者局
（或いはマスタ局）にあり、制御トークンを有する局の
みが電報を送信できる。他局はすべて受信している。こ
れによって、共通のデータチャネル上に、１つの衝突も
発生しないことが保証される。この種の制御されたデー
タ交換を通常のデータ交信と呼ぶ。

この通常データ交信のほかに、さらに所謂特別呼出しが
ある。この場合は、制Ｊ’ｌ／Ｊ　トークンは１つの受
信局だけに限定されてはいない、従って、異なる加入者
局から同時にデータチャネルに送られた２つまたは多数
の電報が互に衝突することが生ずる可能性がある。

次に、このような衝突を解消する方法を、第３図を参照
して説明する。マスタ局Ｍが時点ｔ、に特別呼出し、す
なわち時間限界ｔ。Ｌをもった電報を全体の受信局グル
ープＥＩ、・・・・・・、Ｅ４ヘアドレスして送信した
とする。この場合、２つの受信局Ｅ８およびＥ、が同時
に応答したとすると、対応する電報が重なり合って、判
読できなくなる。

−船釣に、マスタ局Ｍは、いくつの受信局が応答したか
も、どの受信局が応答したかも判定できない、従ってマ
スタ局は元の受信局グループＥ１、・・・・・・、Ｅ４
を第１および第２のサブグループＥｌｓＥｘおよびＥ３
、Ｅ４に分割する。それから電報を別々に各サブグルー
プに対して繰返す。

本例では、これによって衝突が解消される。ここでは、
マスタ局は特別呼出しに応答した受信局Ｅｘ、Ｅｓを通
常のデータ交信に加えることができる。

受信局グループの１回目の分割後に、１つのサブグルー
プに新たに衝突が発生すると、このサブグループは再度
分割される。このようにして多重する衝突は順次解除さ
れる。

また、応答が記録された加入者局の交信が終った後、特
別呼出しが繰返えされると有利である。

これによって、受信性の弱い加入者局も受信漏れを無（
すことができる、すなわち、大きな信号強度をもつ電報
と小さい信号強度をもつ電報との間の衝突を、信号強度
の大きさに全く関係のないように取扱うことが可能とな
る。

上述の特別呼出しは、例えばアラーム照会用および新し
い加入者局の組み入れ用に適している。

マスタ局が特別呼出しを委任したときが、本発明の重要
な点である。第３図では、このとき加入者局のどれか１
つがマスタ局の代りとなる。しかし、マスタ局が起り得
る衝突を解消する任意の時間を自由にできるようになっ
ているのに対し、委任を受けた加入者局は１つの時間限
界だけがあたえられる。

以上に述べてことは次のように集約できる。

１、マスタ局がデータチャネル上の完全な制御権をもっ
ている。マスタ局はこの制御権を自分で決めた期間だけ
ゆずり渡す、ゆずり渡し期間が経過すると、制御権は再
びマスタ局に独占的に戻る。

２、各加入者局は、制御トークンがあたえられると、自
分にあたえられた時間だけデータチャネルを自由に用い
ることができる。特に送信局として他の加入者局に対し
て制御トークンをゆずり渡すことが許される。

これによって１つの階層構造が設定できる０階層の各レ
ベルに対して、次のような可能性が得られる。

（ａ）　　受信局は電報を記録し、あたえられた時間限
界は、制御トークンを利用することなく、そのまま経過
させる。

伽）　受信局は制御トークンを利用するが、そのゆずり
渡しは行わない。

（ｃ）　　受信局は制御トークンを利用し、かつこの制
御トークンを、この受信局自身にあたえられた時間限界
を超えない範囲で自分で定めた時間枠の間、下位にある
他の受信局にゆずり渡す。

（ｄ）　　受信局は、制御トークンを、場合によっては
何らかのデータ（照会、情報など）と共に、マスタ局に
返送する。

勿論、加入者局は通常データ交信だけに限定されるもの
ではない。加入者局は特別呼出しも送信できる。その１
つの例は、ネットワークのマスタ局から遠いグループに
ある新しい加入者の探知用である。この場合は、第３図
に示すように、十分に長い時間制限をもった加入者局が
マスタ局の代りに用いられる。

以下、本発明の好ましい実施態様について説明する。こ
の場合、データパケットの伝送はデータチャネルの特性
にできるだけ良好に適合するよに行われるものとする。

第４図は、マスタ局Ｍと４つの加入者局Ｔ１、・・・・
・・、Ｔａとを有するネットワークにおける論理的結合
構造の一例を示している。記入された各直線は、可能と
する直接接続を表わしている。

本例では、マスタ局Ｍは３つの加入者局ＴＩ、Ｔ　ｓ　
、Ｔ　ａと直接に接触できるようになっている。

これに対して加入者局Ｔ！との間には直接の接続は無い
、しかし、この加入者局Ｔ、は他のすべての加入者局Ｔ
、、Ｔ、　、Ｔａとは直接に接続しているので、マスタ
局は３つの加入者局Ｔ、　、Ｔ、、Ｔａの１つを中継局
として利用することによって間接的な接続を構築する可
能性をもっている。

各直接接続は、それぞれの伝送品質ＱｉＪによって特定
される。各結合は、論理的結合構造の中に接続として取
り込まれるためには最小限の伝送品質をもっている必要
がある。

ネットワーク内に支配している伝送品質Ｑ目に基づいて
、マスタ局は各加入者局に対してそれぞれ少くとも１つ
のデータルートを決定する。このデータルートは、デー
タパケットの伝送に際し、どの加入者局（主として複数
の）を中継局として用いるかを決定する。

この例では、マスタ局Ｍと、３つの加入者局Ｔ８、Ｔａ
、Ｔａの１つとの間の伝送は直接に、またマスタ局Ｍと
加入者局Ｔ２との間の伝送は、例えば加入者局Ｔ、を介
して行われる。これに代るデータルートとして例えば加
入者局Ｔ、またはＴ、を介したルートも可能である。

伝送品質は各加入者局に対して常時監視される。

伝送品質が所定の基準を満たさない場合には、このこと
がマスタ局に通知される。

本発明の好ましい実施態様によれば、各加入者局はこの
目的のために受信可能なデータ交信を聴取し、発信局お
よび伝送品質としてのデータパケットの信号／ノイズ比
を記録し、さらに対応する値を所定の時点にマスタ局に
通知する。

代替あるいは補足として、マスタ局側で各データルート
を品質特性を介して監視することも可能である。品質特
性が所定の基準を満たさないとき、マスタ局は各加入者
局に記録されている伝送品質を考慮して新しいデータル
ートを求める。

品質特性として適当する値は、データパケットの障害に
起因する反復の平均回数である。この場合、判定基準と
しては、特定の加入者局は伝送された例えば最新の１０
０回のデータパケット内の最大反復回数を用いることが
できる。その他の値としては、例えば受信された電報の
ノイズ間隔である。

自明のことながら、品質特性としては、いくつかの値を
適当に組み合せ、かつ重みをつけることも可能である。

従って、本発明による方法は下記のステップによって特
徴づけることができる。

（ａｌ　　進行中のデータ交信を聴取し、マスタ局への
、および加入者局への伝送品質を記録する、（ｂｌ　　
記録された伝送品質をマスタ局へ通知する、（ｃ）　　
各加入者局のための１つまたは複数のデータルートを求
める、および ＋ｄ）　　このデータルートに従ってデータパケットを
伝送すること。

本発明による交換方法は、新しい加入者局を既存のネッ
トワークに組み入れるのに有利に適用できる。以下これ
について第４図を参照して説明する。

第１の例として、加入者局Ｔ、が新しいものとする。ま
たマスタ局は、３つの加入者局Ｔ、、Ｔ、　、Ｔ、のみ
を認識し、これら３つの加入者局のみとデータパケット
の交換を行っている。新しい加入者局Ｔ３は進行中のデ
ータ交信を聴取し、マスタ局Ｍおよび各加入者局Ｔ＋　
、Ｔｔ　、、Ｔａからの受信に対する伝送品質Ｑ。！１
　Ｑ１３１　ｑ、。

Ｑ４３を記録する。

所定の、規則的または不規則的な時点で、マスタ局Ｍは
、新しい加入者局を既存のネットワークに組み入れるべ
きか否かを試験する。この目的のために、マスタ局は組
み込まれていないすべての加入者局に向けて特別呼出し
を行う。

対応するデータパケットを用いて、マスタ局と新しい加
入者との間の結合の品質を評価する品質特性が伝達され
る。可能な一実施態様では、この品質特性が、マスタ局
と、ネットワークの遠隔部分でマスタ局の代理として特
別呼出しを行う当該加入者局との間に支配する接続間伝
送品質を特定している。

伝達された品質特性が所定の基準を満たす場合には、新
しい加入者局はこの特別呼出しに応答し、マスタ局Ｍに
記録された伝送品質Ｑ　ｔｒ　ｓ　＊　Ｑ　Ｉ３＋Ｑ、
、、　　Ｑａｓを通知する。

マスタ局Ｍは新しい加入者局Ｔ、をその論理接続構成に
組み込み、伝送品質（１１ｓ＋　Ｑ＋３＋　Ｑｔｓ＋Ｑ
４３に基づいて少くとも１つのデータルートを決定する
。これによって工程が完了する。

マスタ局からの特別呼出しが応答されないままの場合に
は、組み込むべき新しい加入者局が存在しないという単
純なケースのほかに、次の２つの可能性がある。

１、品質特性が所定の基準を満たしていない、または ２、新しい加入者局が特別呼出しを聴取できていない。

この両つのケースに対処するには、マスタ局はこの特別
呼出しを１つの加入者局に委任する必要がある。特別呼
出しを委任するときは、品質特性はマスタ局と代理をす
る加入者局との間の伝送品質を含んでいる。

例えば第４図において加入者局Ｔ２を組み入れたいとき
には、マスタ局は特別呼出しを例えば加入者局Ｔ、に委
任する。この場合、品質特性は該当する接続の伝送品１
ｉ　Ｑ　ｏ　ｓを含んでいる。品質特性を試験するとき
、新しい加入者局Ｔ、は特にまた、そこに記録された伝
送品質Ｑ！、を参照に加えることができる。

既存のネットワークでは、各加入者局はそれぞれ短いネ
ットワークアドレスで特定されている。

新しい加入者局はまだこのようなアドレスを持っていな
いので、特別呼出しに応答するときは主として、全体と
して一義的で従ってそれ相当に長いシリース番号を用い
る。−度ネットワークアドレスが与えられた加入者局は
、規則的または不規則的な時間間隔で送られてくる組み
入れ用の特別呼出しは無視するようになる。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、特に低圧あるいは
中圧の配電ネットワーク上の有線システムに好適な、デ
ータパケットの効率的な伝送を行う、柔軟性のあるデー
タ交換方法を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、１つのマスタ局、複数の加入者局、および共
通のデータチャネルとして１つの配電網を有する本発明
が適用されるネットワークの一例を示す系統図、第２図
ａＳｂは本発明による階層的トークンパス原理の時間的
経過を示す図、第３図は、衝突を解消する方法を説明す
るための図、第４図は、１つのマスタ局と４つの加入者
局を有するネットワーク内の論理的な接続構造を示す図
である。 Ｍ・・・・・・マスタ局 Ｔ、〜Ｔ４・・・・・・加入者局 Ｋ・・・・・・データチャネル Ｑ６１〜Ｑ４．・・・・・・伝送品質 ＦＩＧ、２ａ ＦｔＧ、２ｂ ＦＩＧ、３ ＦＩＧ、４

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）マスタ局、少くとも１つの加入者局、および共通
   のデータチャネルを有するネットワーク内で、階層的ト
   ークンパス原理に従い、制御によって割当てられる制御
   トークンを用いて電報形式でデータを交換するデータ交
   換方法において、（ａ）データ交換の開始時は、マスタ
   局は独占的に制御トークンを占有しており、 （ｂ）マスタ局は、データ交換を開始させるため、自分
   で定めた時間限界を有する電報を少くとも１つの受信局
   に送信し、 （ｃ）この少くとも１つの受信局は、定められた時間限
   界内の期間、制御トークンを引き受け、（ｄ）上記少く
   とも１つの受信局、およびその下位にある各受信局は、 ｄ１）送信局として制御トークンを、電報および、定め
   られた時間限界を超えない残りの 時間限界と共に、下位にある他の受信局に 引き渡すか、若しくは ｄ２）定められた時間限界を、制御トークンを引き渡す
   ことなく、そのままで経過させる か、若しくは ｄ３）制御トークンを、送信局またはマスタ局へ返送す
   るかし、そして （ｅ）マスタ局は、自分の所で定めた時間限界が経過し
   た後、再び制御トークンを独占的に引き受けること、 を特徴とするデータ交換方法。
2. （２）通常のデータ交信中の衝突を避けるために、制御
   トークンは正確に１つの受信局だけに再送されること、
   および特別呼出し中の衝突を解消するために、元の受信
   局グループが複数のサブグループに分割されると共に、
   制御トークンが受信局グループの個々のサブグループに
   順番に引き渡されること、を特徴とする請求項１記載の
   データ交換方法。
3. （３）特別呼出しは、新しい加入者局をネットワークに
   組み入れるため、および警報問い合せ用として用いられ
   ること、を特徴とする請求項１記載のデータ交換方法。
4. （４）元の受信局グループは２つのサブグループに分割
   されること、を特徴とする請求項２記載のデータ交換方
   法。
5. （５）新しい加入者局は、組み込まれるとき、全体的に
   一義的なシリース番号で特定されること、および元の受
   信局グループが分割されるときはアドレスされたシリー
   ス番号のグループが分割されること、を特徴とする請求
   項３記載のデータ交換方法。
6. （６）（ａ）少なくとも１つの加入者局が、自分が受信
   できる電報、およびそれぞれ伝送品質を決定するための
   値を記録し、 （ｂ）この少なくとも１の加入者局は、記録された伝送
   品質をマスタ局に通知し、 （ｃ）マスタ局は、通知されてきた伝送品質に基づいて
   、この少くとも１つの加入者局に対して少くとも１つの
   データルートを決定し、そして （ｄ）この少くとも１つの加入者局用として指定された
   電報が、決定されたデータルートに従って伝送されるこ
   と、 を特徴とする請求項１記載のデータ交換方法。
7. （７）（ａ）新しくネットワークに組み入れるべき加入
   者局が、まだ組み入れられない状態で受信可能な電報、
   およびそれぞれこの電報の伝送品質を特徴づける値を記
   録し、 （ｂ）この新しい加入者局を組み入れるために、マスタ
   局が、マスタ局と新しい加入者局間の接続に対する品質
   特性を含む特別呼出しを送信し、そして （ｃ）この新しい加入者局は、ここで始めて特別呼出し
   に応答し、品質特性が所定の基準を満たす場合のみ、記
   録された送信品質をマスタ局に通知すること、 を特徴とする請求項６記載のデータ交換方法。
8. （８）マスタ局は伝送品質を時々刻々、検査すること、
   を特徴とする請求項６記載のデータ交換方法。
9. （９）伝送品質は、障害に起因する反復が相当数あると
   き検査されること、を特徴とする請求項８記載のデータ
   交換方法。
10. （１０）共通のデータチャネルとして、低圧または中圧
    レベルの配電ネットワークの電線が用いられること、お
    よびデータ交換用としてＦＨ／ＰＳＫ信号が挿入される
    こと、を特徴とする請求項１記載のデータ交換方法。