JPH0252899B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は時分割多重伝送方式に関し、更に詳述
すれば高速伝送又は長距離伝送を可能とする伝送
方式を提案するものである。

〔従来技術〕

１対２芯の伝送線を渡り線方式で送、受信器に
結線して双方向の時分割多重伝送を行うには伝送
遅れ時間のためにある程度以上に伝送速度を上げ
ることができず、特に長距離のシステムになるほ
ど伝送遅れが大となり、伝送速度を低くせざるを
得ず、また長距離伝送の場合は信号減衰の問題も
重畳する。

以下伝送速度につき具体的に説明する。第１図
に示すように渡り線方式で結線されたマスター器
Ｍとスレーブ器Ｓとの間で信号伝送を行うものと
する。時分割多重伝送は、マスター器Ｍが一定時
間間隔で発するパルス状の基準信号にマスター器
Ｍ、スレーブ器Ｓを同期動作させて、マスター器
−スレーブ器間、複数のスレーブ器相互間での信
号伝送を行う方法である。第２図に示すようにマ
スター器Ｍが基準信号を発したものとすると、こ
の信号は両器間距離に応じた時間t₁だけ遅れてス
レーブ器Ｓに受信される。これによりマスター器
Ｍとスレーブ器Ｓとは時間t₁だけずれて同期する
ことになる。

次に信号をマスター器Ｍからスレーブ器Ｓへ
送信するとこの信号はt₁だけ遅れてスレーブ器
Ｓに受信されるので、基準信号と信号との時間
関係にはずれを生じないから、何ら支障はない。

次に信号をスレーブ器Ｓからマスター器Ｍへ
送信するものとすると、その送信開始時点PS₁は
マスター器Ｍにおける２番目の信号の送信時点
PM₁より時間t₁だけ遅れているので、信号がマ
スター器Ｍに受信された時点は、PM₁から2t₁だ
けずれていることになる。つまり基準信号と逆方
向の送信については信号のパルス幅を2t₁以上と
しておかないと有効な受信ができないことにな
る。

時分割多重伝送方式における標準的な伝送信号
のフオーマツトは第３図に示すように基準信号間
に、信号内容を表す多数の素パルスが現れるもの
であるが、 基準信号のパルス幅 t₀ 信号パルス幅 tp 伝送信号数 Ｎ フレーム時間（基準信号間の時間） Ｔ とし、伝送遅れ時間を前述の如くt₁とすると tp＞2t₁ …(1) の条件を満たす必要がある。

フレーム時間Ｔは下記(2)式にて表される。

Ｔ＝t₀＋（Ｎ×tp）＋｛（Ｎ＋１）×tp｝ …(2) (2)式の右辺第３項は素パルス間の時間である。

いま(1)式を満たすようにtp＝2.5t₁とし、tpとt₀
との弁別を容易ならしめるためt₀＝2tp＝5t₁とす
ると、(2)式は Ｔ＝（5N＋7.5）t₁ …(3) となる。２Kmの伝送距離の場合に実測した伝送遅
れ時間t₁は16μsecであつた。いま伝送信号数Ｎを
128とすると、これらを(3)式に代入して Ｔ≒10ｍsec が得られる。つまり128信号の時分割多重伝送を
２Kmの間で行うには10ｍsec以上の高速化は不可
能であるということになる。

そして実際には、信号を送信器に入力した後、
伝送する迄に最長１フレーム分の時間を必要と
し、また耐ノイズ性向上のためにチエツク信号を
送受する必要があるから、応答時間は20ｍsec以
上となる。

このような応答時間は伝送距離の長距離化によ
り一層長くなり、また長距離化に伴つて信号が減
衰して伝送信号の信頼度が低下するという問題点
もある。

〔目的〕

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもの
であつて、第２図に示した如く、基準信号の伝送
方向と信号伝送方向とが同一である場合には、基
準信号、伝送信号の受信側における相対的な同期
ずれがないことを利用し、基準信号を発する装
置、つまりマスター器を伝送系の両端に設けて交
互に基準信号を発せしめると共に、伝送方向を示
すコードをも発せしめるようにして、伝送信号は
それを送信すべき方向と基準信号の伝送方向とが
一致するフレームにて送ることとして同期ずれの
問題を解消して長距離の高速伝送を可能とする時
分割多重伝送方式を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

本発明に係る時分割多重伝送方式は、渡り線方
式で伝送線に結線された複数の送、受信器間で双
方向の信号伝送を行う時分割多重方式において、
伝送フレームを規定する基準信号及び信号伝送方
向を指示する信号を発するマスター器を伝送系の
両端夫々に設け、前記両信号を各マスター器に交
互に発せしめ、信号伝送方向を交互となすことを
基本的な特徴とする。

〔実施例〕

以下本発明をその実施例を示す図面に基づいて
詳述する。

第４図は本発明に係る時分割多重伝送方式の実
施状態を示す全体構成図であつて、各装置は２本
の伝送線１０１，１０２によつて渡り線方式で結
線されている。

マスター器M₁，M₂は基準信号を出力すると共
に本発明においては信号の伝送方向を示すコード
を出力する。そしてこれらのマスター器M₁，M₂
は伝送系の両端夫々に接続される。

スレーブ器S₁，S₂，S₃…は送信器、受信器又は
送受信両用器であり、マスター器M₁，M₂間に多
数接続される。マスター器、送信器、受信器、送
受信両用器は同様のコントロール回路を有し、
夫々に所定の設定を施し、また周辺回路を付すこ
とによつて、このコントロール回路は各器として
の制御機能を果たすように共用のプログラムを構
成してある。なおマスター器M₁，M₂も送、受信
を行うものとしてもよい。

次に送信器及び受信器の構成につき説明する。

第５図は送信器の構成を示すブロツク図であつ
て、送信すべき信号は入力端子台１１から入力回
路１２、アイソレーシヨン回路１３を経てコント
ロール回路１０に入力される一方、パリテイ回路
１４へ入力されて、ここでパリテイビツトを付さ
れ、アイソレーシヨン回路１５を介してコントロ
ール回路１０へ入力される。コントロール回路１
０は両入力を利用してパリテイチエツクを行い、
自己診断する。

１６は設定回路であり、所定の接続状態とする
ことにより、マイクロプロセツサからなるコント
ロール回路１０に制御動作情報を与える。そのま
ず第１はマスター器M₁，M₂、スレーブ器の識別
情報であり、送信器S₁等、通常の送信だけを行わ
せるものはスレーブ器側を選択する。第２はこの
送信器からのデータを送信すべきフレーム及びペ
ージの設定情報である。フレームは前述の如く規
定されるものであり、後述するように各フレーム
には夫々を識別するためのコードが付与される。
またフレーム内はたとえば８ビツトを１ページと
して仮想的に区画され、各ページには夫々を識別
する番号が付与される。送信器は設定回路１６に
て設定されたフレーム、ページでの信号送信が可
能となる。

コントロール回路１０は入力端子台１１から入
力された信号をＰ／Ｓ（パラレル／シリアル）変
換器１７へ出力して、ここでシリアルデータに変
換し、送信回路１８又は１９及び伝送線端子台２
０を介して伝送線１０１，１０２の一方向又は他
方向へ向けて送信せしめる。

また一方向又は他方向から伝送されてきた信号
は伝送線端子台２０から受信回路２１又は２２を
経てＳ／Ｐ（シリアル／パラレル）変換器２３に
入り、ここでパラレルデータに変換されてコント
ロール回路１０に入力される。

ゲート回路２４，２５，２６，２７は送受信の
方向を制御するためのものである。受信回路２
１，２２を介して伝送されてきた信号は基準信号
弁別回路２８にも入力され、この弁別回路２８は
伝送信号よりも時間幅の長い基準信号を弁別し、
検出したタイミングでコントロール回路１０に割
込をかける。２９はクロツク発生回路であり、コ
ントロール回路１０にクロツクパルスを与える。
３０は異常出力表示器であつて、コントロール回
路１０がパリテイチエツクの不良等の異常を検出
した場合に発する信号を、アイソレーシヨン回路
３２、出力回路３１を介して受け、それを表示す
る。

第６図は受信器の構成を示すブロツク図であつ
て、伝送線を伝わつてきた信号は伝送線端子台５
０及び受信回路５１又は５２を経てＳ／Ｐ（シリ
アル／パラレル）変換器に入力され、ここでパラ
レルデータに変換されてコントロール回路４０に
取込まれる。受信信号はまた基準信号弁別回路５
８へも入力され、これによつて基準信号を検知し
てコントロール回路４０に割込をかけるようにな
してある。コントロール回路４０に入力された信
号はアイソレーシヨン回路４３、出力回路４２を
経て出力端子台４１に出力されるが、出力回路４
２の出力はパリテイ回路４４にも与えられて、こ
こでパリテイビツトを付与され、アイソレーシヨ
ン回路４５を介してコントロール回路４０へ入力
される。コントロール回路４０はこのようにして
入力された信号と受信側信号とを用いてパリテイ
チエツクを行い自己診断する。

設定回路４６、クロツク発生器５９、アイソレ
ーシヨン回路６２、出力回路６１及び異常出力表
示器６０は前述の送信器のそれらと同様である。

受信器は応答信号その他を送信するが、コント
ロール回路４０から出力されるこれら信号はＰ／
Ｓ（パラレル／シリアル）変換器４７にてシリア
ルデータに変換され、送信回路４８又は４９及び
伝送線端子台５０を介していずれかの方向へ向か
う伝送線１０１，１０２へ送信される。

ゲート回路５４，５５，５６，５７は上述の送
信及び前述の受信の方向を制御するためのもので
ある。

送受信両用器は上述の送信器、受信器の入、出
力側回路を共に設ければよい。またマスター器は
それを送、受信にも使用する場合は送信器、受信
器同様の構成とし、送、受信には用いない場合に
は上述の送信器、受信器から入、出力側回路を除
いたものとすればよい。

次に本発明方式の特徴の概略を説明する。

(1) 通常の伝送を行うに先立ち各器はセツトモー
ドでの動作をする。このモードではマスター器
の一方、例えばM₁が基準信号とセツトモード
である旨を報じるコードを送信する。また送信
器は該当するフレーム、ページにおいて模擬信
号を１信号発する。

一方受信器はその模擬信号を受信する。そし
てこの受信信号がそれ自身の同期（受信した基
準信号による）と一致しているか、遅れている
かを判別する。前者である場合はその送信器が
マスター器M₁側にあり、また後者である場合
はマスター器M₂側にあることになる。

受信器はこの結果を記憶すると共に、相手の
送信器にその結果を報じる信号を送出する。送
信器はこれを記憶する。これによつて各送、受
信器はマスター器M₁，M₂の方向、及び相互の
方向を知ることができ、それを記憶する。

(2) 通常の伝送を行う伝送モードにおいては既述
した如くマスター器M₁，M₂が交互に基準信号
を発し、マスター器M₁，M₂側の夫々から基準
信号が出されているフレームであることを示す
方向コードも併せて出力される。

送信器はマスター器M₁又はM₂が発した伝送
方向コードが自らが記憶している送信方向と一
致した場合には信号を送信し、また一致しない
場合は受信器からの返送信号を受ける。受信器
は基準信号と共に受信する伝送方向コードが自
らが記憶している受信方向と一致した場合に信
号を受信し、一致しない場合はその前に受信し
た信号を送信器へ送り返す。

送信器は送信した信号と、次に受信器から送
られた信号とを比較し、一致した場合には一致
信号を送信する。

受信器は一致信号を受信すると出力回路６１
をイネーブルとする。一致信号を受信しなかつ
た場合はそれ以前の出力状態を維持する。

次にまずセツトモードでの動作を第７図のフロ
ーチヤートに基づいてコントロール回路１０，４
０の制御内容につき説明する。

装置が起動されるとイニシヤル処理に入り、設
定回路１６，４６の内容を読込む。そして双方向
の受信が可能となるようにする。

そして受信器である場合は出力を禁止する
（）。マスター器M₁に設定されている場合はセ
ツトモードに入り、その旨を報じるコードを送信
する。そしてマスター器M₂からセツトモード開
始の返送信号を受信すると、伝送方向判別用のパ
ルスの幅を演算してこれを送信する。

一方、マスター器M₂である場合は上述のセツ
トモード開始コードの受信を待機する状態とな
る。そしてそのコードを受信すると、返送信号を
送信し、他の送、受信器同様に、次に記すセツト
モードにおける方向判別用のパルスの時間幅を表
すコードを受信する状態となる（）。

一方、マスター器M₁はマスター器M₂からの返
送信号を受けて、セツトモードにおける方向判別
用のパルスの時間幅を演算し、これを全ての他器
に送信する（）。ここまでの処理は伝送系の距
離に応じた幅のパルスが必要だからであり、この
距離が既知である場合はそれに応じた時間幅に設
定しておくこととすれば省略できる。

次に第７図に示すようにマスター器M₁は方向
判別用コード、及びフレームコードを送信し
（）、他器はこれを受信する（）。マスター器
M₁はそのフレームが完了すると＋１して次のフ
レームの方向判別用コード及びフレームコードを
送信する。それを繰返してすべてのフレームが完
了するのを確認し（）セツトモード完了コード
送信にてセツトモードを終了する。

これに対して他器はフレーム、ページが該当す
るまで待ち、送信器はそのページの１番目の信号
タイミングで方向判別用に１パルスを送信する
（）。受信器はそのパルスを受信し（）、基準
信号（マスター器M₁から発せられる）の受信タ
イミングを参照して方向判別用パルスに遅れがあ
るか否かを調べ、遅れが有つた場合は送信がマス
ター器M₂からマスター器M₁側に行われた、換言
すれば該当ページに係る送信器が受信器よりもマ
スター器M₂側にあると判断し、これを記憶する
（）。逆に遅れがない場合には送信器が受信器よ
りもマスター器M₁側にあると判断し、これを記
憶する（）。そしてこれらの結果を該当するペ
ージにて送信する（）。送信器はその結果を受
けてこれを記憶する。

以上により各送、受信器は相互の位置を知つて
それを記憶したことになる。マスター器M₁はセ
ツトモード完了コードを送信し、他器はこれを受
信して、このモードでの処理を終える。

次に通常の伝送モードについて第９図のフロー
チヤート及び第１０図の信号フオーマツト図に基
づき説明する。まずマスター器M₁は基準信号、
方向コード（マスター器M₁からマスター器M₂側
への送信フレームであることを示すコード）及び
フレームコードを送信する（）。他器はこれら
を受信してゲート２５，２６，５５，５６を制御
し、送受信方向を定める。そして送信器である場
合は入力信号を読込み（）、該当フレームにな
るまで待機する。第１０図に示すようにフレーム
コードのあとには一致信号及び不一致信号を伝送
するページが用意されているが、送信器は該当フ
レームのそのページにて一致信号又は不一致信号
（これはこのフレームの１つ前のフレームでの送
受信信号の比較結果による）を発し（）、受信
器はこれを受信する（）。一致信号が受信され
た場合は受信記憶したデータを出力する。

次に該当ページになるのを待ち、送信器であつ
て方向が一致している場合は信号を受信し、また
受信器であつて方向が一致している場合はその信
号を受信する。これに対して方向不一致の受信器
は先のフレームで受信した信号を返送信号として
送信する。また方向不一致の送信器はこの返送信
号を受信することになる。つまり方向が一致した
場合にのみ送受信を行い、不一致の場合はアンサ
ーバツク信号を返すのである。

このようにしてマスター器M₁→マスター器M₂
方向の送信が行われたあとのフレームではマスタ
ー器M₂→マスター器M₁方向への送信が行われ
る。即ちまずマスター器M₂から基準信号、方向
コード及びフレームコードを送信する（）。こ
れを受けた送受信器は受信、送信方向を切換える
（）。その後は先のフレームの場合と同様の手順
で送受信が実行され、逆方向の送信が行われる。
そして次には再びマスター器M₁→マスター器M₂
方向の送信のフレームとなる。このようにして送
信方向がフレームごとに反転していく。

〔効果〕

叙上の如き本発明方式による場合は基準信号と
伝送信号との間の時間のずれの問題はないので、
(1)式の条件tp＞2t₁は不要となる。従つてtp＝
1μsecとすることが可能となり、フレーム時間Ｔ
はt₀＝3μsec、Ｎ＝128とすると(2)式より260μsec
となる。但し、128信号の送信には送信方向別に
２フレームを必要とするから、実際にはその倍の
520μsecを必要とする。これを従前の10ｍsecと比
較すると明らかな如く本発明による場合は約20倍
の高速伝送が可能となる。

更に本発明方式によれば伝送の遅れの問題はな
いので増幅器を伝送系に介在させることにより、
伝送距離を極めて長大にすることができる。つま
り従来の方式では信号の減衰を補償するために増
幅器を設けると共にパルス幅を長くして伝送遅れ
に対処する必要があつたが、本発明ではその必要
はない。

以上のように本発明は伝送速度の高速化と伝送
距離の拡大とに優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置の説明図、第２図は伝送遅れ
の説明図、第３図は伝送信号の説明図、第４図は
本発明方式の実施状態を示すブロツク図、第５図
は送信器のブロツク図、第６図は受信器のブロツ
ク図、第７図はセツトモードのフローチヤート、
第８図はそのときの伝送信号のフオーマツト図、
第９図は伝送モードのフローチヤート、第１０図
はそのときの伝送信号のフオーマツト図である。 M₁，M₂……マスター器、S₁，S₂，S₃……スレ
ーブ器、１０，４０……コントロール回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 渡り線方式で伝送線に結線された複数の送、
   受信器間で双方向の信号伝送を行う時分割多重伝
   送方式において、伝送フレームを規定する基準信
   号及び信号伝送方向を指示する信号を発するマス
   ター器を伝送系の両端夫々に設け、前記両信号を
   各マスター器に交互に発せしめ、信号伝送方向を
   交互となすことを特徴とする時分割多重伝送方
   式。 ２ 渡り線方式で伝送線に結線された複数の送、
   受信器間で双方向の信号伝送を行う時分割多重伝
   送方式において、伝送フレームを規定する基準信
   号及び信号伝送方向を指示する信号を発するマス
   ター器を伝送系の両端夫々に設け、信号伝送に先
   立ち、一方のマスター器が発する基準信号に規定
   されるタイミングにて各送信器から方向判別用パ
   ルスを送信し、これを受信した受信器にて前記基
   準信号と方向判別用パルスとの時間差に基づき、
   これら送、受信器の相対位置を特定して送信器に
   報じることとし、 信号伝送時には、基準信号及び信号伝送方向を
   指示する信号を各マスター器に交互に発せしめ、
   送信器は送信方向と前記基準信号の送信方向が一
   致するフレームにて受信器に対し送信を行うこと
   を特徴とする時分割多重伝送方式。