JPH05268231A

JPH05268231A - 通信ステーション，通信制御方法および通信制御システム

Info

Publication number: JPH05268231A
Application number: JP6313992A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Murakami; 利幸村上; Toshifumi Yamamoto; 敏文山本; Osamu Anpo; 統安保; Takahiro Yokota; 隆弘横田
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Process Computer Engineering Inc
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Information and Control Systems Inc
Priority date: 1992-03-19
Filing date: 1992-03-19
Publication date: 1993-10-15

Abstract

(57)【要約】【目的】トークンバス・ネットワークの伝送路多重化方
式において、伝送路の異常に対処する通信システムを提
供する。【構成】ＣＢＭ６の受信データ検出部から出力されるサ
イレンスやバッドシグナルを、切り換え制御部１１の診
断に入力し、監視時間を超えて継続するとき伝送路切り
換え信号１０４を出力しマルチプレクサ８による受信伝
送路の選択を切り換える。伝送路切り換えによって通信
を再開したステーションは、通信処理装置４で送受する
データフレームによって、他局と切り換え伝送路を連絡
しあう。【効果】伝送路異常の場合、直ちに伝送路が切り換えら
れるので、信頼性と効率の高い通信システムを管理局な
しに実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はトークン・バス・ネット
ワークによる通信システムに係り、特に多重系伝送路の
切り換え方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】バス型ネットワークの伝送制御方式とし
て、伝送路にアクセス権、いわゆるトークンフレームを
巡回し、トークンを持っている通信ステーション（局ま
たはノードとも呼ばれる）がデータフレームの送信を可
能とするトークンパッシング方式が広く採用されてい
る。このようなネットワークではシステムの信頼性向上
のために多重化構成されることが多い。たとえば、ネッ
トワーク内の各通信ステーションを２重化し、ステーシ
ョンは専用の伝送路で他のステーションと接続される完
全２重系、あるいは、通信ステーションは１つで、伝送
路とインタフェースのみを２重化する伝送路２重系など
がある。この種のシステムとしては、IEEE802・4 Proje
ct802−Local and Metropolit-an Area Networks等があ
げられる。

【０００３】２重化構成の通信システムにおいては、マ
スタ局がネットワークに加入している各ステーションと
伝送路系の状態を監視し、正常なステーションまたは伝
送路との間でデータの送信と応答が行なわれるように管
理している。マスタ局による異常監視は、データフレー
ムのポーリングに応答しない局があると、伝送路を切り
換えて（１系から２系、あるいはその逆に）再度データ
フレームを送信する。これにも応答がなければ、マスタ
局は当該局が異常離脱と判断して各局に通知、以後この
局へのデータ伝送は行なわれない。一方、伝送路系切り
換えによって応答があれば、マスタ局は当該局の伝送路
１系に異常があると判断し、各局に伝送路系の切り換え
を指示する。このような例に、特開平2−60338 号など
がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来技術による伝送路
の切り換え制御は、マスタの管理のない場合、無応答時
にそのつどタイムアウトを待って行なわれるので、通信
効率を低下させる。さらに、伝送路異常の場合には、各
局による伝送路構成制御がなされてから伝送路の切り換
えに移るため、正常な伝送路による通信の再開までに時
間がかかり、システムの運用を著しく悪化させることが
ある。また、異常状態下での正常信号の喪失を完全には
リカバリーできないこともあり、この場合通信の信頼性
に問題が生じる。以下、このような状況を説明する。

【０００５】図２はマスタのないステーション２−１〜
２−４と、２重系伝送路１−１，１−２によってネット
ワークを構成している。各伝送路１−１や１−２には同
軸線などが用いられ、伝送路本線の両端部には反射波の
発生を抑制する終端インピーダンスが接続されている。
また、本線とステーション間は分岐線によって接続され
る。本線の延長や本線と分岐線の接続にはタップやカッ
プリングが用いられ、この接続部で断線を生じることが
ある。

【０００６】図３は伝送路の本線断線による異常状態を
示したものである。ステーション＃４から＃３へ通信中
に、使用中の伝送路１系の本線が×印の部分で断線する
と、この断線端部からの反射波によって＃３，＃４の接
続される伝送路上には判別不能な信号がのり（後述する
バッドシグナル）、＃４は＃３からのアンサーを受信で
きなくなる。＃４は応答タイムアウトになると伝送路を
２系に切り換えて、＃３に再びデータ送信するが＃３の
伝送路（受信）は１系のままなので応答はなく、再びタ
イムアウトになる。ここで＃４，＃３は他ステーション
と通信できない状態が所定時間を超えると、伝送路構成
制御を開始するがバッドシグナルのため再構成はできな
い。この状態で、各ステーションは自局の送信異常と判
断してその系の動作を停止し、別な伝送路（２系）に切
り換えて通信を再開する。片系送信部が故障したステー
ションへの送信は、そのままでは応答が得られない。各
ステーションは逐次伝送路を切り換え、ネットワーク内
はやがて２系に切り替わる。

【０００７】一方、＃１，＃２は×印の断線でこの領域
の伝送路１系は無信号（後述するサイレンス）となるの
で、所定時間後に伝送路構成制御を開始するが、制御信
号が×印の断線端部で反射波を発生してしまい失敗す
る。この結果、自局の送信異常と判定して伝送路を２系
に切り換える。このように、従来の２重系では伝送路の
本線が断線すると、伝送路を切り換えて通信を再開する
までに多くの手順と時間を必要としている。

【０００８】図４はステーション＃３の１系の分岐線が
断線した例である。この場合、＃４は＃３からの応答タ
イムアウトが経過すると、２系に切り換えて再送し、構
成制御することなく通信を維持できる。しかし、＃１や
＃２が１系から＃３に送信すると、無応答になるので２
系への切り換えによる再送が必要となる。このように分
岐線の異常の場合は、各ステーションの通信は確保でき
るが、ネットワークの通信効率の低下は避けられない。

【０００９】なお、ネットワークの状態をマスタ局によ
って管理するシステムは、マスタが停止するとネットワ
ークが使用できず、システム運用の柔軟さに欠けるなど
の問題がある。

【００１０】本発明は以上のような従来技術の問題点を
克服することにあり、その第１の目的は、通信ステーシ
ョンが伝送路の異常を検出し、自ら受信伝送路を切り換
えることでネットワークの通信を維持する、高い信頼性
と効率のよい通信ステーションを提供することにある。

【００１１】本発明の第２の目的は、通信ステーション
や伝送路の異常に際し、管理局（マスタ局）なしでネッ
トワークを管理できる、シンプルで柔軟な通信システム
を提供することにある。

【００１２】本発明のその他の目的は、以下の説明を通
して明らかにされる。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明はトークン・バス
・ネットワークによる通信を基本構成とする通信ステー
ション，通信制御方法および通信システムである。

【００１４】第１の発明は、複数の伝送路に送信信号を
出力する送信手段と、１の伝送路の受信信号を入力して
識別する受信手段と、識別された受信信号の異常の有無
を診断する異常診断部と、異常と判定されるとき使用受
信信号を他の伝送路からの受信に切り換える伝送路切り
換え手段を有する通信ステーションを特徴とする。

【００１５】第２の発明は、各通信ステーションに通信
処理装置を設け、通信処理装置は自局が伝送路を切り換
えて他局との通信を再開したとき、使用不可または使用
可能な伝送路を、他局の通信処理装置の認識できる所定
のデータフレーム（伝送路系設定フレーム）で各局に連
絡するようにした通信制御方法を特徴とする。

【００１６】第３の発明は、各通信ステーションの通信
処理装置は自局の上位処理装置などの指示により予定の
行動としてネットワークからの離脱（以下、正常離脱）
を希望するとき、他局の通信処理装置が認識できる所定
のデータフレーム（離脱要求フレーム）によって連絡す
るようにした通信制御方法を特徴とする。

【００１７】第４の発明は、複数の通信ステーションと
多重化された伝送路による通信システムにおいて、送信
に全伝送路、受信に１伝送路を使用する通信ステーショ
ンは、受信信号の異常を検出して自局の受信伝送路を他
に切り換える伝送路切り換え制御手段と、切り換え後の
伝送路を他局と連絡する伝送路設定フレームを送受する
通信処理装置を具備することを特徴とする。

【００１８】

【作用】第１の発明によれば、各ステーションは伝送路
の異常(判別不能や無信号状態)を検出すると直ちに、自
局の受信伝送路を切り換え処理するので、ネットワーク
の現状の論理リングを維持でき、切り換え処理による通
信効率の低下もない。また、正常な信号受信が極めて短
時間に回復できるので、トークンや有効データの喪失も
ない。

【００１９】第２の発明によれば、他系に切り換えるこ
とで通信できる他局を検知した場合、検知した当該ステ
ーションが切り換え後の伝送路を各局に連絡すること
で、各ステーションは初めから通信可能な伝送路に切り
換えることができる。

【００２０】第３の発明によれば、管理局不在でも正常
離脱局に対する無駄な通信をしないですむ。

【００２１】第４の発明によれば、異常検知した最先の
局が各局に伝送路切り換えを指示するので、一部の局に
よる検知ミスや遅れによる通信不能や構成制御の開始を
発生させることなく、通信システムの信頼性を向上でき
る。

【００２２】

【実施例】本発明による第１の実施例を図１および図５
〜図１６によって説明する。各図を通じて同一符号は同
じまたは同機能のものを示す。

【００２３】図５は本実施例が適用される通信システム
の構成を示す。多重系の伝送路１系１−１ならびに２系
１−２には、通信ステーション２−１〜２−４が接続さ
れている。各ステーションは対等で、管理局として機能
するものは存在しない。ステーション２−１〜２−４の
各々には上位処理装置３−１〜３−４が接続されてい
る。上位処理装置３はＣＰＵを備え、マルチ計算機シス
テムや分散制御システム等における計算機や制御装置な
どがこれに当る。処理装置３−１〜３−４は各々通信テ
ーション２−１〜２−４を経由して通信を行なう。以下
の記載で「局」の表現は、通信ステーション２を指す場
合のみならず、通信ステーション２と上位処理装置３を
含むものにも用いられる。

【００２４】本システムの通信方法はパケットフレーム
を使用したトークンパッシング方式を採用している。な
お、本明細書に述べる各実施例においては、上位処理装
置３が通信処理装置４の機能の一部または全部を代替す
ることによっても実現可能である。

【００２５】このようなシステムにおけるステーション
間の通信は、図６に示すタイミングで動作している。ス
テーション２−１〜２−４には、ステーションアドレス
＃１から＃４を設定する。各ステーションは自局宛ての
トークンフレーム（ＴＫ）を受信した時、送信要求のあ
る場合はデータフレームを送信し、データ送信後にＴＫ
を次のステーションに送る。送信データの無い場合は、
直ちに次のステーションにＴＫを送る。

【００２６】同図で、ＴＫを巡回する通信ステーション
間の動作は、アドレス＃４のステーション３−４からア
ドレス＃３のステーション３−３へＴＫ１０１を送る例
で始まっている。なお、ＤＡ＝＃３は送信先アドレス，
ＳＡ＝＃４は送信元（自局）アドレスである。一方、デ
ータの送信は自局宛てのＴＫ１０１を受信したとき、デ
ータフレームによって行なわれる。たとえば、＃２のス
テーション３−２はＴＫ１０１を受信したとき、送り先
のステーションアドレスＤＡ、自局のアドレスＳＡを付
したデータフレーム１０２を送信する。このデータフレ
ーム１０２は、上記処理装置３や後述する通信処理装置
４によって送受され、解釈される。

【００２７】図７はＴＫ１０１及びデータフレーム１０
２のフォーマットを示す。ＴＫ101のフォーマットは、
フレーム信号取り込みの同期化信号プリアンブル２０１
と、フレームの先頭を区切るスターティングデリミタ
（ＳＤ）２０２と、フレームの種類を区分するフレーム
コントロール（ＦＣ）２０３と、フレームの送り先を設
定するデストネーションアドレス（ＤＡ）２０４と、フ
レームの送信元を設定するソースアドレス（ＳＡ）２０
５と、フレーム内のデータをチェックする為のフレーム
チェックシーケンス（ＦＣＳ）２０６およびフレームの
最後を区切るエンディングデリミタ（ＥＤ）２０７より
構成される。また、データフレーム１０２のフォーマッ
トは、ＦＣ２０３のパターンがトークンフレームと相違
し、かつ、ＳＡ２０５とＦＣＳ２０６の間にデータ２０
８が追加される。

【００２８】図１は、伝送路１とキャリアバンドモデム
（ＣＢＭ）６からなる伝送路系のみを２重化した通信シ
ステムにおける通信ステーション２（多重化されていな
い）の構成を示したものである。このステーション２
は、伝送路信号の異常を検出して受信中の伝送路を切り
換え処理する伝送路切り換え制御装置７と、トークンパ
ッシング方式によるトークンの送受と論理リングの再構
成を処理するトークンバスコントローラ（ＴＢＣ）５，
ステーション２各部の起動，停止やコントロールを行な
い、かつ、処理装置３のデータやコマンドの中継，解釈
なども処理する通信処理装置４から構成される。

【００２９】伝送路切り換え制御装置７は、送受信デー
タをＣＢＭ６−１，６−２が同じタイミングで送受する
クロックを供給する発振器１０，ＣＢＭ６から異常信号
103の検出されるとき受信伝送路の切り換え信号１０４
を出力する切り換え制御部１１を備えている。切り換え
制御部１１の出力信号１０４は、ＣＢＭ６−１及び６−
２から出力される受信信号の一方（伝送路系の一方）を
選択するマルチプレクサ８を切り換え制御する。マルチ
プレクサ８の出力はＴＢＣ５に伝えられる。本実施例の
動作を説明する。処理装置３は、ステーション２を使用
して処理装置間でデータの通信を行なう。処理装置３に
よるデータ通信処理は、データの送り先とデータ内容と
データの送り元のデータを作成し通信処理装置４に送
り、一方、通信処理装置４からの受信データを解釈し必
要な処理を行なう。

【００３０】通信処理装置４は、処理装置３からの通信
用データの送信処理と、伝送路からの受信データを処理
装置３へ転送する処理と、トークンバス・コントローラ
（ＴＢＣ）５の送受信動作の制御と、伝送路切り換え制
御装置７の起動，停止および伝送路切り換え信号１０４
の出力を要求する切り換え要求１０５の出力などを行な
う。伝送路切り換え要求１０５は、処理装置３からの指
示（メンテナンスなどのため）によっても発行される。

【００３１】トークンバスコントローラ（ＴＢＣ）５
は、伝送路１に送信するＴＫまたはデータフレームを図
４に示したフレームフオーマットに作成すること、受信
したフレームがデータフレームなら通信処理装置４へ送
り、ＴＫならばその内容を解釈して加入や離脱の手続を
したり、下流局にトークンを伝送しその応答を監視する
など、所定のプロトコルに基づく論理リングの構成制御
を行なう。

【００３２】ＣＢＭ６はＴＢＣ５からのフレームを伝送
路上に送信するとき、プロトコルに規定されるアナログ
信号パターンに変換するとともに、伝送路から受信した
信号をＴＢＣ５が認識できるデジタル信号パターンに変
換する。図８はIEEE802.4 に規定される、伝送路上の５
種類のアナログ信号パターンを示したものである。すな
わち、伝送路上の所定期間に信号が全く無い状態のサイ
レンス３０１，所定期間に１周期分の正弦波信号が存在
しデータの１(one）を示すデータパターン302,２周期分
の正弦波信号が存在しデータの０（zero）を示すデータ
パターン３０３，０の成分と１の成分が混在する１及び
０以外のノン・データ３０４と３０５，非周期で信号と
して認識できないバッドシグナル３０６である。

【００３３】図９および図１０は、伝送路１とステーシ
ョン２のインターフエイスとなるＣＢＭ６の信号変換テ
ーブルを示したものである。ＴＢＣ５から出力される送
信フレームは、上記各データパターン，サイレンスおよ
びプリアンブルの各信号を、図９の送信信号変換テーブ
ル１６に示すＴＸＳＹＭ０〜３の組合せパターンで設定
している。この組合せパターンを受けたＣＢＭ６は、図
１１に示すデータ変換手段１８がテーブル１６を参照し
て、上記各信号を図８のアナログ信号パターンに変換
し、データ生成部１９を介して伝送路１−１および１−
２に送出する。一方、伝送路１−１，１−２からのアナ
ログ信号は、ＣＢＭ６−１，６−２の受信クロック抽出
部２０，データ検出部２１によって図８の各パターンに
区分され、受診データ変換部２２は図１０の受信信号変
換テーブル１７を参照しながらＴＢＣ５の認識できるデ
イジタル信号パターンＲＸＳＹＭ０〜３の組合せに変換
する。ＲＸＳＹＭ０〜３の組合せによる受信信号は、マ
ルチプレクサ８によってステーションが使用を設定して
いる伝送路の受信信号が選択され、ＴＢＣ５に伝送され
る。

【００３４】図１２はＴＢＣ５とＣＢＭ６間の上記した
送受信のための構成と、伝送路信号異常によって動作す
る切り換え制御部１１の構成を示したものである。ＣＢ
Ｍ６のデータ検出部２１でサイレンス３０１またはバッ
ドシグナル３０６を検出すると、これらの信号は切り換
え制御部１１の異常診断部１２に送られる。

【００３５】図１３は異常診断部１２の構成を示す。信
号３０１，３０６は各系ごとにそれぞれサイレンスタイ
マ１３またはバッドシグナルタイマ１４に入力される。
各タイマは入力信号が監視時間を経過すると、タイムオ
ーバ信号１０３を出力し、かつ、マルチプレクサ８から
各系の受信動作中信号とのＡＮＤをとって、使用中の受
信系が異常の場合伝送路異常信号１０６を出力する。信
号１６は図１２のように、カウンタ１５に入力され、カ
ウンタ１５は切り換え伝送路をカウントアップして、伝
送路切り換え信号１０４を出力する。

【００３６】図１４に、伝送路切り換えタイミングの設
定条件を説明する。各伝送フレームは一定周期Ｔ（数〜
数１０μｓ）で伝送路上に送出されていて、その最大フ
レーム長ａと最小フレーム長ｂは予め定められている。
したがって、サイレンス監視時間は、正常通信における
最大あき時間ｄ（無応答時の無信号時間）を超える時間
ｅに設定される。また、バッドシグナル監視時間は最大
フレーム長ａに応答フレーム長ｃを加えた時間を超える
ｆに設定される。これらｅ，ｆは一周期（Ｔ）以内の値
となるが、実際のサイレンスやバッドシグナル監視時間
はマージンを含み１０倍程度長く設定される。しかし、
伝送路正常時の応答のタイムアウトは現状、数〜数１０
msとされるので、本実施例による切り換え処理の方が格
段に早く、無応答処理などを開始させることもない。

【００３７】図１５は伝送路の本線断線による本実施例
の動作タイムチャートを示す。１系を受信伝送路として
使用し、ステーション＃４から＃３へのデータフレーム
の送信中に、＃３＃と２間の×印で本線が断線した場合
である。＃３は、＃４からのデータと断線部から反射し
たデータとが衝突した判別不能のバッドシグナルを検出
する。＃３はバッドシグナル監視時間経過後伝送路を２
系に切り換える。＃２，＃１は断線後信号がこないの
で、各々はサイレンス監視時間の経過後２系に切り換え
る。一方、＃４は送信動作中なので、バッドシグナルを
検出しない。そこで＃３からの応答を待ち、タイムアウ
トを経過すると２系に切り換える。＃３,＃４が２系に
切り換わると、＃４からのデータの再送に対し＃３が応
答して通信を終了する。

【００３８】図１６は伝送路の分岐線断線による本実施
例の動作タイムチャートである。

【００３９】＃４から＃３へデータ送信中に＃３の１系
（受信中）の分岐線が断線すると、＃３はサイレンス監
視時間の後、伝送路を２系に切り換える。＃４は１系受
信の為＃３からの応答応答が得られず、タイムアウト経
過後伝送路を２系に切り換えてデータを再送する。これ
には応答があり、両者の通信は終了する。＃２，＃１も
＃３への送信時、応答がないので伝送路を２系に切り換
えて通信を再開する。なお、上記実施例における診断部
１２は、他系へ切り換える信号１０４を出力するとき、
切り換え先の伝送路の診断部１２の出力（異常の有無）
も確認し、正常な伝送路を選択するようにしている。ま
た、異常となった伝送路はインタロックされて再度、メ
ンテナンス前に切り換えられることのないようにしてい
る。診断部１２は１個とし使用中の系のみ監視するのみ
でも、２系が同時に異常となることは少ないから実用的
には可能である。

【００４０】通信処理装置４から出力される切り換え要
求１０５は、伝送路異常によるものではない場合は、自
局がフレームを送信しているときに切り換え信号１０４
を出力する。これによって、切り換え中に送られてきた
トークンやデータを喪失することがない。

【００４１】このように本実施例によれば、各ステーシ
ョンが伝送路上の信号の監視をしていて、異常を検出し
たら、直ちに伝送路の切り換え処理を行なうので、従来
のように再構成制御等の処理が不要で、伝送路の異常の
場合には正常な通信を即座に開始できる。

【００４２】さらに、上記実施例は伝送路系の２重化に
よるシステムであるが、ステーションを含む完全２重系
の場合は、各ステーションに本例の切り換え制御部１１
を設け、その伝送路異常信号の出力によって使用ステー
ションを切り換える手段を各局ごとに設けることで実現
できる。

【００４３】図２２はＣＢＭ６の追加機能である伝送路
状態表示手段２３を示したものである。表示手段２３
は、データ検出部２１から出力されるサイレンス３０１
とバッドシグナル３０６を伝送路ごとに設けたＬＥＤ２
４によって表示する。表示ドライバ２５は自局の送信信
号を遮断するマスク回路２６と、アンプ２７からなる。
ＬＥＤ２４は図２３に示すステーションユニットケース
２９のパネル面に配置したり、図２４のように各ステー
ションの状態を１ヶ所に集中表示する。併せて、マルチ
プレクサ８からの各系の受信動作中信号をＬＥＤ２８で
表示してもよい。これによれば、分岐線が断線の場合は
当該ステーションのサイレンスのみが表示される。ま
た、本線の場合は発生の初期時、図２４の１系のように
サイレンスとバッドシグナルに別れるので、この間に断
線があると判定でき、メンテナンスが容易になる。

【００４４】上記実施例にて説明したように、伝送路の
分岐線が断線してサイレンス状態になると、当該ステー
ションはこれを検知して自局の伝送路を切り換える。こ
れによってマスタ管理のない場合にも、当該局から他局
への送信には何の支障もないが、他局から当該局への送
信には無応答となるので、他局はタイムアウト経過後伝
送路を切り換えて再送しなければならない。しかもこの
処理は他の局によっても次々と繰り返され、最終的には
ネットワーク内は一方の伝送路に切り換わるが、加入局
の数が多いと通信効率を著しく低下する。このような現
象は片系異常などによる送信異常の局によっても発生す
る。

【００４５】一方、伝送路本線の異常が全局に及ぶ場合
は、伝送路が一斉に切り換えられるので問題はない。し
かし、データを受信していないステーションの場合は、
断線の送信データ側ではバッドシグナルを検出しない
（自局宛の受信動作をしていないので）場合がある。こ
の結果、その局は異常伝送路側にとり残されて送信も受
信もできない状態となり、上述のように論理リング再構
築の構成制御、送信異常判定などの手順を経なければ正
常側に切り換わることができない。この間、通信が停止
される。

【００４６】なお、従来の通信システムにあっては、ス
テーションの加入や離脱はIEEE802.4 のプロトコルによ
って、トークンを送受する各局のＴＢＣ５で処理され
る。しかし、ＴＢＣはデータフレームによる他局からの
伝送路切り換え通知で自局の伝送路を切り換える機能は
有していない。

【００４７】本発明による第２の実施例は、他局へのデ
ータ送信にたいする応答がなく、伝送路を切り換えて再
送した結果その局との通信を再開できた場合、当該送信
局は、切り換え伝送路を特定のデータフレームによって
ネットワークの各局に連絡し、連絡を受けた他局も伝送
路を一斉に切り換える制御方式である。すなわち、他局
の不応答により伝送路を切り換えて送信を再開したステ
ーション２が、自局の通信処理装置４から伝送路設定フ
レームをブロードキャストして他局に連絡し、このデー
タフレームを受信した各ステーションが自局の通信処理
装置４で指定伝送路を認識し、伝送路切り換え制御装置
７に切り換え要求１０５を出力して、直ちに伝送路を切
り換える。これによって、分岐線の断線や、片系異常等
の局があっても、この局と伝送路切り換えで最初に通信
を再開した局がそれを各局に通知し、伝送路の切り換え
が一斉に行なわれるので、以後の通信停止は回避され
る。図１７は伝送路設定フレームのフォーマットを示
す。はトークンフレームと同じフォーマットで、ＦＣ
２０３を使用して伝送路を指定する。はデータフレー
ムと同じフォーマットで、データ部２０８を使用して伝
送路を指定する。

【００４８】図１８は無応答時のデータフレーム（Ｄ）
送信処理を示したもので、同図の上部は従来例、同図の
下部は伝送路設定フレームによる本実施例の動作であ
る。本例によれば、＃１ステーションは応答(Ｒ₁_₁）の
ないとき伝送路を切り換えて再送（Ｄ₁_₂）、これに対
するアンサー（Ｒ₁_₂）が受信されると各局に伝送路設
定フレーム（設）を送信し、＃２，＃３局も一斉に伝送
路を切り換える。したがって＃２，＃３局送信（Ｄ
₂_₁，Ｄ₃_₁）には応答（Ｒ₂_₁，Ｒ₃_₁）があり、従来の
ように正常受信までの通信停止期間がない。

【００４９】上記実施例は、無応答の場合に伝送路の切
り換えによって正常な通信を再開できる場合であった。
しかし、切り換えによっても通信が再開できない、いわ
ゆる異常離脱局の場合があり、この場合は以下に説明す
る論理リングの再構成が必要となる。

【００５０】ネットワークにおけるステーションの加入
や離脱は、各局のＴＢＣ５がIEEE802.4 によって処理
し、トークン論理リングを再構成している。加入したい
局は、ソリシットサクセッサフレーム（ＳＯＬフレー
ム）を送信した局に、セットサクセッサフレーム（ＳＥ
Ｔフレーム）を送出することで可能になる。また、離脱
局が発生すると、上流局はＴＫ応答無しを確認したの
ち、フーフォローズフレーム（ＷＨＯフレーム）をブロ
ードキャストし、ＷＨＯフレームで新たな下流局となる
ことを確認したステーションがＳＥＴフレームを返すこ
とで可能になる。また、処理装置３の指示などで正常に
離脱したいステーションは、ＴＫが送られて来たとき、
上流局にたいしＳＥＴフレームで下流局の変更を知ら
せ、その後離脱する。

【００５１】しかし、このようにIEEE802.4 に則って処
理するＴＢＣ５からは、下流局の変更の有無しか出力さ
れないので、信号処理装置４はその変更が加入によるも
のか離脱によるものか認識できない。このため、マスタ
局による管理がないと、データフレームの伝送は処理装
置３からの指示等で正常に離脱した局にも行なわれこと
になる。

【００５２】そこで本実施例においては、正常離脱した
いステーションは、他局に離脱要求フレーム（データフ
レーム）をブロードキャストし、このステーションに対
し各局からの送信が行なわなれないようにする。すなわ
ち、各局は自分の通信処理装置４にある当該ステーショ
ンへの送信データを削除するとともに、以後は当該ステ
ーション向けへの送信データを作成しないよう管理して
いる。

【００５３】図１９に、ステーション＃３の通信処理装
置４が、ＴＫを受けて行なう全局に向け離脱要求フレー
ムを送出する動作と、＃３のＴＢＣ５による＃４へのＳ
ＥＴフレーム送出及び＃４，＃２，＃１によるトークン
リング構築の動作を示す。なお、離脱要求フレームのフ
ォーマットは伝送路設定フレーム（図１７）の場合と同
様である。本実施例によればマスタ管理がなくても、正
常離脱局に対する無駄な送信処理がなくなる。

【００５４】以上、説明した伝送路の異常検出と受信伝
送路の切り換え、送信再開局からの伝送路設定フレーム
による各局一斉の伝送路切り換え等の機能を適宜、組み
合わせて図４の通信システムないし制御システムを構成
することで、より効率的で信頼性の高いシステムを構築
できる。

【００５５】図２０は、伝送路異常検出による自局の切
り換えと、トークンを持つ送信再開局の通信処理装置４
による伝送路設定フレーム送出機能とを連続して処理す
るタイムチャートを示したものである。ステーション＃
４〜＃１のシステムにおいて、＃２と＃１間の受信に使
用中の１系本線が断線した例で説明する。＃４から＃３
への送信はデータと反射波の衝突によるバッドシグナル
のため、＃３は一定時間後２系に切り替わる。＃１はサ
イレンスとなるので、やはり一定時間後２系に切り替わ
る。＃４は＃１からの応答をフレームを待ち、応答がこ
ないのでタイムアウト後、伝送路を２系に切り換えてデ
ータを再送する。＃３は＃４のデータに応答し通信を終
了する。このとき、＃４は２系にて通信するよう伝送路
設定フレームをブロードキャストし、＃２も伝送路を切
り換えネットワーク内は全て２系を使用する。

【００５６】図２１は、上記と同様のシステムにおける
＃３分岐線断線時の動作タイムチャートである。この場
合にはバッドシグナルは生じないので、伝送路異常を検
出して２系に切り換わるのは＃３のみで、他は＃４から
の伝送路設定フレームを受信して２系に切り換わる。

【００５７】本実施例によって異常な受信を直ちに防止
するとともに、伝送路異常検出の場合の応答タイムアウ
トは、通常のデータフレームに対する応答タイムアウト
よりはるかに短いので、各局が正常な伝送路に切り換え
終了するまでの時間は、伝送路設定フレームのみを採用
する場合よりさらに短縮される。もちろん、上記した離
脱要求フレームの機能を追加すれば、効率はさらに向上
することになる。なお、異常検出による自局の伝送路切
り換えが処理されたとき、切り換え制御部１１はそれを
通信処理装置４に連絡していて、他局からの指示で再度
動作されることはない。

【００５８】

【発明の効果】本発明によれば、伝送路の異常が検出さ
れると直ちに自局の伝送路を切り換えて、正常な通信を
確保でき、伝送路系のみ２重化の通信ステーションにお
いても通信の信頼性を向上できる効果がある。

【００５９】本発明によれば、送信中に伝送路を切り換
えたステーションから、各局に伝送路設定フレームによ
って切り換伝送路を指示できるので、通信効率が向上で
きる。

【００６０】本発明によれば、正常に離脱する局は各局
に離脱要求フレーム通知するので、無駄な通信がなくな
る。

【００６１】本発明によれば、伝送路異常による伝送路
切り換え機能と、切り換え後の伝送路を他局と連絡しあ
う機能を具備しているので、信頼性と通信効率が高く、
かつ、管理局不要、伝送路系のみ２重化のシンプルで柔
軟な構成の通信システムまたは制御システムを提供でき
る。

【００６２】本発明によれば、メンテナンス容易な通信
システムを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る通信ステーションの構
成を示すブロック図。

【図２】伝送路の構成を説明する図。

【図３】伝送路の本線断線による従来技術の問題点を説
明する図。

【図４】伝送路の分岐線断線による従来技術の問題点を
説明する図。

【図５】本発明の適用されるシステム構成図。

【図６】図４の通信ステーションのアドレス構成と、動
作タイミングを説明する図。

【図７】トークンおよびデータフレームのフォーマット
図。

【図８】伝送路信号パターン図。

【図９】送信信号変換テーブル。

【図１０】受信信号変換テーブル。

【図１１】ＣＢＭの構成図。

【図１２】伝送路切り換え制御部の構成図。

【図１３】異常診断部の構成図。

【図１４】伝送路切り換えタイミングを説明するタイム
チャート。

【図１５】伝送路の本線断線時のシステムの動作タイム
チャート。

【図１６】伝送路の分岐線断線時のシステムの動作タイ
ムチャート。

【図１７】伝送路設定フレームのフォーマット図。

【図１８】伝送路設定フレームによるシステムの動作を
説明するタイムチャート。

【図１９】離脱要求フレームによるシステムの動作を説
明するタイムチャート。

【図２０】伝送路異常（本線）検出による切り換えと、
他局への連絡を処理する動作タイムチャート。

【図２１】伝送路異常（分岐線）検出による切り換え
と、他局への連絡を処理する動作タイムチャート。

【図２２】伝送路異常表示手段の構成図。

【図２３】伝送路異常表示の態様を説明する図。

【図２４】伝送路異常の集中表示を説明する図。

【符号の説明】

１…伝送路、２…ステーション、３…処理装置、４…通
信処理装置、５…トークンバスコントローラ（ＴＢ
Ｃ）、６…キャリアバンドモデム（ＣＢＭ）、７…伝送
路切り換え制御装置、８…マルチプレクサ、１０…発振
器、１１…切り換え制御部、１２…異常診断部、１７，
１８…変換テーブル、１８…データ変換部、１９…デー
タ生成部、２１…データ検出部、２２…データ変換部、
２３…伝送路異常表示手段、１０１…トークンフレーム
（ＴＫ）、１０２…データフレーム、１０３…異常確認
信号、１０４…伝送路切り換え信号、１０５…伝送路切
り換え要求信号、３０１…サイレンス、３０６…バッド
シグナル。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山本敏文茨城県日立市大みか町五丁目２番１号株式会社日立製作所大みか工場内 (72)発明者安保統茨城県日立市大みか町五丁目２番１号株式会社日立製作所大みか工場内 (72)発明者横田隆弘茨城県日立市大みか町五丁目２番１号日立プロセスコンピュータエンジニアリング株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】多重化された伝送路によって構成されるネ
ットワークの通信ステーションにおいて、複数の伝送路に送信信号を出力する送信手段と、１の伝
送路の受信信号を入力する受信手段と、前記受信信号の
異常の有無を診断する異常診断部と、前記診断部によっ
て前記受信信号の異常が診断されるとき前記１の伝送路
を他の１の伝送路に切り換える伝送路切り換え手段を有
することを特徴とする通信ステーション。
【請求項２】前記他の１の伝送路の受信信号は、前記異
常診断部によって正常であることが確認されていること
を特徴とする請求項１記載の通信ステーション。
【請求項３】前記受信信号の異常は、サイレンスおよび
／またはバッドシグナルであることを特徴とする請求項
１記載の通信ステーション。
【請求項４】前記サイレンスおよび／またはバッドシグ
ナルの発生を伝送路に応じて表示する表示手段を有する
ことを特徴とする請求項１記載の通信ステーション。
【請求項５】送信に複数伝送路、受信に１伝送路を使用
する通信ステーション間のトークン・パッシング方式に
よるネットワークの通信制御方法において、伝送路を切り換えて所定の通信ステーションとの通信を
再開した当該通信ステーションは、切り換え後の伝送路
を各通信ステーションに連絡する伝送路設定フレームを
送出することを特徴とする通信制御方法。
【請求項６】前記伝送路設定フレームは、前記当該通信
ステーションがトークンを持っているときに送出される
ことを特徴とする請求項５記載の通信制御方法。
【請求項７】前記伝送路設定フレームは、他通信ステー
ショの通信処理装置によって認識できるデータフレーム
によって構成されることを特徴とする請求項５記載の通
信制御方法。
【請求項８】複数の通信ステーション間でトークン・パ
ッシング方式によって通信するネットワークの通信制御
方法において、自局の処理装置などの指示によってネットワークから正
常に離脱する通信ステーションは、トークンを有すると
きに自局の正常離脱を通知する離脱要求フレームを各局
の通信ステーションに送出したのち離脱することを特徴
とする通信制御方法。
【請求項９】前記離脱要求フレームを受信した各局の通
信ステーションは、前記離脱要求を送出した通信ステー
ションに対して送信しないよう管理することを特徴とす
る請求項８記載の通信制御方法。
【請求項１０】送信に応答の無い通信ステーションに対
し、伝送路を切り換えて送信を再開した当該通信ステー
ションは、切り換え後の伝送路を連絡する伝送路設定フ
レームを各局の通信ステーションに送出することを特徴
とする請求項８記載の通信制御方法。
【請求項１１】複数の通信ステーションと多重化された
伝送路によるトークン・バス・ネットワーク構成の通信
システムにおいて、送信に全伝送路、受信に１伝送路を使用する前記通信ス
テーションは、受信信号の異常を検出して自局の受信伝
送路を他に切り換える伝送路切り換え制御手段と、他局
と切り換え後の伝送路を連絡する伝送路設定フレームを
送受する通信処理装置を具備することを特徴とする通信
システム。
【請求項１２】前記通信処理装置は、自局の受信伝送路
を切り換えて再送したデータフレームに応答のあると
き、他局に前記伝送路設定フレームを出力することを特
徴とする請求項１１記載の通信システム。
【請求項１３】前記通信処理装置は、他局から受信した
前記伝送路設定フレームから切り換え伝送路を認識し、
前記伝送路切り換え制御手段を制御して自局の受信伝送
路を切り換えることを特徴とする請求項１１記載の通信
システム。
【請求項１４】前記通信処理装置は、自局のネットワー
クからの正常離脱を通知する離脱要求フレームを各局に
出力して離脱し、該離脱要求を受信した他局の通信処理
装置は前記正常離脱した局にデータを送信しないように
管理することを特徴とする請求項１１記載の通信制御シ
ステム。
【請求項１５】前記通信ステーションは、自局の上位処
理装置の通信を中継するとともに、該上位処理装置の指
示によって伝送路の切り換えまたはネットワークからの
加入／離脱をおこなうことを特徴とする請求項１１記載
の通信制御システム。
【請求項１６】前記上位処理装置は、他局の上位処理装
置との間でデータの送受を行なう計算機装置で構成され
ることを特徴とする請求項１５記載の通信制御システ
ム。
【請求項１７】前記上位処理装置は、他局の上位処理装
置との間でデータの送受を行なう制御装置で構成される
ことを特徴とする請求項１５記載の通信制御システム。
【請求項１８】前記上位処理装置は、前記通信処理装置
の機能の一部または全部の機能を代替することを特徴と
する請求項１５記載の通信制御システム。
【請求項１９】多重化伝送路に、処理装置（ＣＰＵ）を
有する複数の制御装置が通信ステーションを介して接続
されてトークン・バス・ネットワークを構成する制御用
計算機システムにおいて、前記通信ステーションは、伝送路からの受信信号の異常
を検出する異常検出手段と、異常の検出された使用中の
伝送路を他の伝送路に切り換える切り換え手段と、他の
ステーションと切り換え後の伝送路を連絡する通信処理
装置を具備することを特徴とする制御用計算機システ
ム。