JPH0572143B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、ループ状に伝送路を構成しこの伝送
路を介して送受信するデータを制御する伝送装置
に関する。

〔発明の技術的背景〕

ループ状に伝送路を構成し、これに複数の伝送
装置を接続したシステムでは、各伝送装置が随意
に伝送路へデータを送信したのでは、伝送路上で
これらのデータが混信してしまうから、何らかの
手段により送信権を制御してやらなければならな
い。

これにはいくつかの方法があるが、本発明によ
る伝送装置は従来から知られているトークン受渡
し（token passing）方式を採用している。この
方式はシステム中にトークンと呼ぶ送信権がただ
１つあり、これを保持している伝送装置のみが送
信できるものである。トークンを保持しない伝送
装置は、トークンをもつ伝送装置からの送信デー
タを受取ることしか許されない。

ところがトークンそのものをどのようにしてシ
ステム中にただ１つだけ生成し、これをどのよう
にして伝送装置間で受渡すかについては一般的に
確立していない。

従来装置としては伝送路中に監視制御用の特別
の伝送装置を設け、この装置がトークンを生成
し、これを各伝送装置へ授受する制御を行なう。

〔背景技術の問題点〕

ところがこの装置あるいはこれにつながる伝送
路に異常があつたとき、システムが停止してしま
うためバツクアツプ用装置が不可欠であり、これ
ら２つの装置間の制御が複雑となる。

また、伝送装置の故障などにより、これを切離
したり、故障回復後これを伝送システムに組込む
制御も監視用装置が行なうが、故障装置と監視用
装置は距離が隔たつているため運用上不便となる
ことが多い。

このように、伝送制御を１個所で行なう伝送シ
ステムでは、システムの信頼度と、運用上の操作
性に問題があつた。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、従来装置の難点を克服し、電
源投入時や異常発生後に置ける立ち上げを容易に
したループ伝送システムを提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、複数の伝送装置を伝送方向が互いに
逆向きの２重のループ状伝送路で接続し伝送の送
信権はシステム中に１つだけ存在するトークンを
受取ることにより確立するように制御するループ
伝送システムに関するもので、前記各伝送装置
は、各伝送装置が電源投入後の初期状態のときに
最先に伝送開始の起動要求があつた伝送装置、お
よび、故障部分切離による伝送再開時に各伝送装
置毎に予め動作時間が設定してある立ち上げタイ
マが最先にタイムオーバとなつた伝送装置を、そ
れぞれマスタチエツク状態に遷移させる手段と、
上記マスタチエツク状態において、トークンを生
成すると共に、他の伝送装置にテストフレームを
送信し、他の伝送装置からの確認応答を受信する
ことにより伝送路の状態を調べる回線調査手段
と、この回線調査手段により伝送可能と調査され
た伝送装置に回線構成データを送信し、全ての伝
送可能な伝送装置を経由して戻つた回線構成デー
タを受信することにより、データ送信可能なオン
ラインマスタ状態に遷移させる手段と、前記初期
状態および前記立ち上げタイマのカウント中に、
前記テストフレームを受信した伝送装置をスレー
ブチエツク状態に遷移させる手段と、このスレー
ブチエツク状態において、伝送方向上流側の伝送
装置から前記テストフレームが送信されてくると
その送信元に確認応答を送信すると共に伝送方向
下流の伝送装置に対してテストフレームを送信
し、かつ伝送方向下流の伝送装置からの確認応答
を受信するとこれを前記マスタチエツク状態の伝
送装置に通知する調査通知手段と、前記回線構成
データを受信することによりデータ受信可能なオ
ンラインスレーブ状態に遷移させる手段とを備え
たことを特徴とする。

〔発明の実施例〕

本発明の一実施例について、図面を参照して説
明する。

第１図ａはこの実施例におけるループ伝送装置
を用いたシステム構成図である。伝送装置１０は
データ伝送方向が互いに逆のＲ回線１１、Ｌ回線
１２と呼ぶ伝送路によつて結ばれ、２重ループ構
造を持つている。常時はＲ回線１１によつて伝送
を行ない、Ｒ回線１１あるいは伝送装置１０に異
常が発生したとき、Ｌ回線１２を使つてループバ
ツク伝送を行なうと共に、故障発生部分１４の切
離しを行なう。

本発明による伝送装置は、それぞれが全く同等
の機能を備えている。送信権はシステム中に１つ
だけ存在するトークンを受取ることにより確立す
るトークン受渡し方式である。トークンを保持す
る伝送装置１０は、他の伝送装置１０へ通知すべ
きデータの伝送が完了したなら、Ｒ回線１１を介
して次の伝送装置１０へトークンを引渡す。

ここでは前者の装置を上流局、後者の装置を下
流局と呼ぶことにする。

また、トークンを保持する伝送装置をマスタ、
これ以外の装置をスレーブと呼ぶ。

従つて、伝送制御する上で特別に設けられた装
置は存在しない。トークンを受取つた伝送装置１
０は、送信すべきデータがないときトークンを直
ちに下流局へ引渡す。全ての伝送装置が送信すべ
きデータを持たないときは、トークンのみが伝送
路を循環していることになる。

伝送形態は特定の伝送装置間でデータ伝送を行
なうｎ：ｎ伝送と、マスタ伝送装置から送信した
データを全てのスレーブ伝送装置が受取るブロー
ドキヤスト伝送つまり同報伝送のいずれも可能で
ある。これらの識別は後述する伝送フレーム１３
の第２部分SAにて行なう。

ｎ：ｎ伝送では、スレーブ伝送装置１０が正し
くデータを受信したことの確認応答をとる。一
方、ブロードキヤスト伝送では、それぞれのスレ
ーブ装置からの確認応答はとらない。マスタ装置
は送信したデータが全てのスレーブ装置を経由し
て戻つて来たとき、この受信データと送信したデ
ータを比較して、一致していることをもつて正し
く伝送されたとみなす。

第１図ｂは伝送路が故障したときの伝送形態を
示している。

伝送路は２重ループ構成となつているから、故
障発生点１４の両端の伝送装置１０（STN_iおよ
びSTN_i+1）は、Ｒ回線１１、Ｌ回線１２で受信
したデータを反対側の回線へ送信している例を示
している。

第２図は伝送路を流れるデータの形式を示す図
で、これを参照して伝送装置１０間で受渡される
データの形式について説明する。

伝送フレーム１３は６つの部分（フイールドと
云う）から成立つている。

第１の部分はコマンドCMDである。これは伝
送フレーム１３の内容を識別するためのもので、
テスト（TEST）、回路構成（CNF）、テキスト
（TEXT0）、再送テキスト（TEXT1）、トークン
（TOKEN）、確認応答（ACK）、否定応答
（NAK）のいずれかが入る。

第２の部分SAは伝送フレームを受取るべき伝
送装置を指定するためのもので、この値が“０”
のときのみすべての伝送装置が受取る伝送フレー
ムすなわちブロードキヤスト伝送であることを示
す。

第３の部分PAは伝送フレームを送信するマス
タの伝送装置のアドレスを表わす。

第４の部分Ｎはこれに続くテキスト部TEXT
のデータ長を指定するところである。

第５の部分のテキスト部TEXTはマスタより
スレーブに伝送したい情報が入るところである。

最後のチエツク部BCCは伝送フレームのビツ
ト誤りを検出するためにある。

第３図は本発明による伝送装置の内部構造を示
す図である。

１つの伝送装置１０内部での伝送データの流れ
を第３図を参照して説明する。

まず、スレーブ状態にあり、伝送フレーム１３
の第１の部分CMDの内容がTEXT0，TEXT1の
ときの動作を説明する。

スレーブ状態の伝送装置１０は、Ｒ回線１１を
介してデータが送られてくるから、受信制御回路
１０３の働きにより受信バツフア１０１へこれを
書き込む。伝送フレーム１３の第２の部分SAが
“０”でブロードキヤスト伝送、あるいは自分の
伝送装置のアドレスと異なるときは、直ちに受信
したデータをそのまま送信制御回路１０４を通し
てＲ回線１１へ送出する。自分のアドレスであつ
たときは、受信バツフア１０１へ書込まれたデー
タの誤りがないかを、伝送フレーム１３の第６の
部分BCCを使つて調べる。正しく受信した場合
は送信制御回路１０４を通して伝送フレーム１３
の第１の部分CMDをACK、第２の部分SAをマ
スタのアドレス、すなわち受信した伝送フレーム
１３の第３の部分PAの値、第３の部分PAを自分
のアドレスとして送出する。

ブロードキヤスト伝送あるいは自分宛に送られ
てきたデータは受信バツフア１０１の中にある。
このデータは伝送装置１０に接続されている機器
へ送信制御回路１０８を通して渡す。

第１図ｂのようにループバツク伝送をしている
ときはＬ回線１２にもデータが流れる。このとき
受信制御回路１０６から受信したデータはそのま
ま送信制御回路１０５を通して次の伝送装置１０
へ送出する。

次にマスタ状態にある伝送装置１０がデータを
送信するときの動作を同一図面を参照して説明す
る。

送信すべきデータは伝送装置１０に接続されて
いる機器から受信制御回路１０７を介して送信バ
ツフア１０２へ書込まれているものとする。送信
バツフア１０２への書込みは伝送装置１０がマス
タ、スレーブいずれの状態でも可能である。

送信すべきデータは伝送フレーム１３の第５の
部分TEXTに入り、その他の部分は伝送装置１
０が生成する。もしこのデータを特定の伝送装置
に送りたいときは、伝送フレーム１３の第２の部
分SAをそのアドレスに設定する。全てのスレー
ブへ送りたいときは、この値を“０”にしてブロ
ードキヤスト伝送とする。このようにして伝送フ
レーム１３を組立てると、切替スイツチ１０９、
送信制御回路１０４を介してＲ回線１１へ送信す
る。

送信したデータが正しく受取られたかの確認法
は、ブロードキヤスト伝送と、ｎ：ｎ伝送では異
なる。ブロードキヤスト伝送では、全てのスレー
ブ伝送装置を経由して戻つて来たとき、このデー
タを受信制御回路１０３を介して受信バツフア１
０１へ書込む。この内容と送信バツフア１０２の
内容が一致していれば、正しく伝送されたものと
みなす。ｎ：ｎ伝送では受信したスレーブ伝送装
置から送られてくる確認応答ACKがついた伝送
フレーム１３を、受信制御回路１０３から受けた
とき正しく伝送されたとする。

送信権を持つのはトークンを保持するマスタの
伝送装置である。マスタ伝送装置は送信が完了す
ると伝送フレーム１３の第１の部分CMDをトー
クンTOKENとして送信制御回路１０４を介して
Ｒ回線１１へ送出する。トークンを受信した伝送
装置１０は、自分の装置の送信バツフア１０２に
送信データがあるときは、前述のマスタ処理を実
施する。送信データがないときは、受信したトー
クンを直ちに送信制御回路１０４を介してＲ回線
１１へ送出する。

ところで１つの伝送装置１０の動作を厳密かつ
解り易く表現するために、これの動作の状態を複
数に分割し、それぞれの状態での詳細な動作と状
態の遷移として述べるのが適している。本発明に
よる伝送装置１０においてもこれに従い、第４図
に示す状態遷移図を参照して説明する。

全ての伝送装置１０は下記のいずれか１つの状
態をとることができる。状態間の遷移は第４図の
経路P_ijで示す。

０：オフ……電源断状態 １：ウエイト……初期化処理完了し、自己診断結
果が正常であつたとき。

２：マスタチエツク……テストフレームを送信
し、稼動可能な回路を調べ、回線構成データを
つくる、このデータを稼動可能な伝送装置１０
へ送信する。

トークンを生成する。

３：スレーブチエツク……テストフレームの受信
処理。

４：オンラインマスタ……トークンを保持する伝
送装置。自分の伝送装置内に送信すべきデータ
があるときは伝送フレーム１３に組立てて送信
する。

５：オンラインスレーブ……オンラインマスタ４
から送られてくる伝送フレーム１３を受信す
る。

６：ダウン……回線異常となつた状態。

すでに述べた伝送装置１０の動作は、伝送が正
常に行なわれているときの定常状態における動作
である。

第４図は第３図の伝送装置の動作を状態遷移図
で示した図である。

この第４図の状態遷移図では、マスタと呼ぶ送
信権を持つ伝送装置１０はオンラインマスタ４の
状態にあり、スレーブと呼ぶデータを受信する伝
送装置１０はオンラインスレーブ５の状態にあ
る。マスタがトークンを下流のスレーブである伝
送装置１０へ渡したときの経路はP₄₅、これをス
レーブが受けたときの確認手段の経路はP₅₄であ
る。

次に、本発明の伝送装置１０の回線を立上げる
ときの動作を述べる。

回線を立上げる動作は次の２つのときに起こ
る。

オペレータの操作などにより、全ての伝送装
置の電源が投入されたとき。

回線に故障が発生し、伝送装置の故障検出機
能によりこの故障部分が切り離された後、オペ
レータの指示等により、正常な部分だけで伝送
を開始させるとき。

先ず、の場合について、第５図のフローチヤ
ートにおける各ステツプを参照して説明する。

それぞれの伝送装置は、オペレータの操作等に
より、電源が投入されると、自分の装置の初期化
と自己診断を実施する（B1）。これは第４図のオ
フ０の状態である。自己診断により正常と判定さ
れたなら経路P₀₁を通つてウエイト状態１へ遷移
する（B2）。

ウエイト状態１では伝動開始の起動要求がある
か調べる。起動要求としては伝送装置１０に付属
するスタートスイツチをオペレータが押したとき
や、伝送装置１０に接続している機器から送られ
てくるデータなどがあるが、要求の仕方は本発明
に含まれない。

たとえばスタートスイツチが押されていたな
ら、その装置は直ちに経路P₁₂を通してマスタチ
エツク状態２に遷移する。スタートスイツチが押
されていなければ、これが押されるまであるいは
他の伝送装置１０から伝送フレーム１３の第１の
部分CMDがテスト（TEST）であるデータ（以
下テストフレームと呼ぶ）の受信を待つ。

マスタチエツク状態２では回線テストを実施す
る。回線テストとはＲ回線１１とＬ回線１２を使
つて、他の伝送装置１０と伝送路の状態を調べ
（B3）、伝送可能な回線状態を表わす回線構成デ
ータを生成する（B4）動作を言う。回線テスト
が始まるとマスタチエツク状態２の伝送装置１０
はテストフレームを送信する（B3）から、ウエ
イト状態１の伝送装置１０は経路Ｐ１３を通して
すべてスレーブチエツク状態３へ遷移する
（B6）。回線テストの詳細については後述する。

回線テストにより回線構成データをつくると、
Ｒ回線１１とＬ回線１２から成るループ状伝送路
とこれに接続されている全ての伝送装置１０が第
１図ａのように正常であるときは、Ｒ回線１１を
介して全ての伝送装置１０へ回線構成データを送
る（B5）。第１図ｂのように伝送路に異常がある
ときは、マスタチエツク状態２の装置がSTN₀で
あるとすると、スレーブチエツク状態３の伝送装
置STN_iまではＲ回線１１で、スレーブチエツク
状態３の伝送装置STN_i+1まではＬ回線１２を介
して回線構成データを送る。

回線構成データは伝送フレーム１３の第５の部
分TEXTに入れられ、第１の部分CMDは回線構
成（CNF）、第２の部分SAはブロードキヤスト
伝送の“０”である。マスタチエツク状態２の伝
送装置１０は前記伝送フレーム１３を送信制御回
路１０４を介してＲ回線１１に送出し、伝送可能
な全てのスレーブチエツク状態３の伝送装置１０
を経由して戻つて来たこのデータを受信制御回路
１０３を介して受信バツフア１０１へ書込む。先
に送出した伝送フレームと受信バツフアの内容を
比較し、一致していれば回線構成データが正しく
送信されたものとみなし、第４図の経路P₂₄を経
由してオンラインマスタ４の状態へ遷移する
（B9）。一方スレーブチエツク３の伝送装置１０
は回線構成データを受信すると（B7）、経路P₃₅
を経由してオンラインスレーブ５の状態へ遷移す
る（B12）。

これによつて回線の立上げが完了し、以後の動
作はトークンが回線上を循環し、オンラインマス
タ４とオンラインスレーブ５の状態間の遷移が発
生する（B10，B11，B13，B14）。

次に、回線立上げの前記の場合について述べ
る。

オンラインマスタ状態４とオンラインスレーブ
状態５で伝送を行なつているとき回線に異常が発
生することがある。

異常としては次のものがある。

○ア 伝送路の断、伝送装置の故障により伝送がで
きなくなつた。

○イ 伝送路に雑音が混入し、伝送データのビツト
誤りが発生した。

○ウ トークンの消滅。

○エ トークンが複数発生し、それぞれの伝送装置
が送信した。

オンラインマスタ状態４の伝送装置１０の故障
を除く○アと○イの場合は、オンラインマスタ状態４
の伝送装置１０はこれらの異常を検出できる。

異常を検出したら第４図の経路P₄₂を経由して
マスタチエツク状態２に遷移し、異常部分の発見
をするため回線チエツクを行なう。その他のオン
ラインスレーブ状態５の伝送装置１０は回線チエ
ツクが始まると、経路P₅₃を経由してスレーブチ
エツク状態３へ遷移する。これ以後の動作はすで
に述べたから省略する。

オンラインマスタ状態４の伝送装置が故障した
り、トークンを伝送しているときにビツト誤りが
あると、○ウのトークンの消滅が起こる。また何ら
かの原因により○エが発生する可能性がある。この
とき経路P₄₆，P₅₆を経由して、全ての伝送装置１
０はダウン状態６へ遷移する。各伝送装置１０は
受信待状態で立上げタイマ（図示していない）を
起動する。立上げタイマはそれぞれの伝送装置１
０で異なる値を持ち、この時間TM₀は TM₀＝ｋ×伝送装置１０のアドレスの値 （秒） である。ｋの値は伝送装置１０の動作速度、伝送
路の遅延時間、回線に接続されている伝送装置１
０の数などによつて決められる。

立上げタイマがタイムオーバとなつた伝送装置
１０は経路P₆₂を経由してマスタチエツク状態２
に遷移し、直ちに回線チエツクに入る。立上げタ
イマがタイムオーバとなつていない他の伝送装置
１０は、マスタチエツク状態２の伝送装置１０か
らテストフレームを送つて来るから、このタイマ
を停止させ、経路P₆₃を経由してスレーブチエツ
ク状態３へ遷移する。これ以後の動作はすでに述
べたので省略する。

最後に回線テストの動作を第６図を参照して説
明する。

まず、マスタチエツク状態２の伝送装置
MASTERによる調査手段を説明する。伝送装置
MASTERはまずＲ回線１１からテストフレーム
F₀₁を送信し、下流の伝送装置SLAVE1からＬ回
線１２を介して伝送フレーム１３の第１の部分
CMDが確認応答（ACK）なるデータ（以後、確
認応答フレームと呼ぶ）F₁₁の受信を待つ。予め
定められた時間TM₁以内に応答がないときは、
当該伝送装置あるいはその間のＲ回線１１、Ｌ回
線１２に異常があるものとみなす。雑音などによ
り過渡的な誤りを救うため応答がないときは同一
のテストフレームF₀₁を複数回再送する。

下流の伝送装置SLAVE1はテストフレームF₀₁
を受信すると、自分の装置アドレスを伝送フレー
ム１３の第３の部分PAに入れて確認応答フレー
ムF₁₁を上流局へ送信する。これを確認応答手段
と呼ぶ。上流局MASTERは、この確認応答フレ
ームF₁₁を受取ると、調査要求用の確認応答フレ
ームF₀₂を送信する。下流局SLAVE1はこのフレ
ームF₀₂を受信すると、上流局MASTERが行な
つた調査手段と同一の調査手段を下流局
SLAVE2に対して実施する。すなわち、上流局
MASTERは、下流局SLAVE1およびその間の伝
送路が正常の場合、下流局SLAVE1に対して、
それに隣接する下流局SLAVE2を調査すること
を要求する。このため、伝送装置SLAVE1は、
上流側からの上記調査要求用の確認応答フレーム
F₀₂を受信することにより、下流の伝送装置
SLAVE2に対してテストフレームF₁₂を送信し、
下流の伝送装置SLAVE2から確認応答フレーム
F₂₁が送られてくるのを待つ。

次に、下流局の調査通知手段を説明する。すな
わち、伝送装置SLAVE1は、下流に隣接する伝
送装置SLAVE2から確認応答フレームF₂₁を受信
すると、これを正常との判断結果としてマスタチ
エツク状態２の伝送装置MASTERへＬ回線１２
を介して送る。以下全てのスレーブチエツク状態
３の伝送装置SLAVEiについて上述と同様の動作
を実施する。

このようにしてマスタチエツク状態２の伝送装
置MASTERは、確認応答フレームF₁₁，F₂₁，
F₃₁から伝送可能な回線状態を表わす回線構成デ
ータを生成する。

〔発明の効果〕

かくして本発明によれば、回線に監視制御用の
伝送装置を特別に設けなくても、立上げが円滑か
つすみやかに行なうことができ、立上げに特別な
装置を用いなくても簡易な処理で実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂは本発明による伝送装置を接続し
たときの全体のブロツク図、第２図は伝送路を流
れるデータの形式を示す図、第３図は本発明の一
実施例における伝送装置の内部構成を表わすブロ
ツク図、第４図は第３図の装置の動作の状態遷移
図、第５図は立上げの動作を示す流れ図、第６図
は回線テスト動作時に伝送路を流れるデータのタ
イミング図である。 １０……伝送装置、１１……Ｒ回線、１２……
Ｌ回線、１３……伝送フレーム、１４……故障発
生部分、１０１……受信バツフア、１０２……送
信バツフア、１０３，１０６，１０７……受信制
御回路、１０４，１０５，１０８……送信制御回
路、１０９……切替えスイツチ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数の伝送装置を伝送方向が互いに逆向きの
   ２重のループ状伝送路で接続し伝送の送信権はシ
   ステム中に１つだけ存在するトークンを受取るこ
   とにより確立するように制御するループ伝送シス
   テムにおいて、 前記各伝送装置は、 各伝送装置が電源投入後の初期状態のときに最
   先に伝送開始の起動要求があつた伝送装置、およ
   び、故障部分切離による伝送再開時に各伝送装置
   毎に予め動作時間が設定してある立ち上げタイマ
   が最先にタイムオーバとなつた伝送装置を、それ
   ぞれマスタチエツク状態に遷移させる手段と、 上記マスタチエツク状態において、トークンを
   生成すると共に、他の伝送装置にテストフレーム
   を送信し、他の伝送装置からの確認応答を受信す
   ることにより伝送路の状態を調べる回線調査手段
   と、 この回線調査手段により伝送可能と調査された
   伝送装置に回線構成データを送信し、全ての伝送
   可能な伝送装置を経由して戻つた回線構成データ
   を受信することにより、データ送信可能なオンラ
   インマスタ状態に遷移させる手段と、 前記初期状態および前記立ち上げタイマのカウ
   ント中に、前記テストフレームを受信した伝送装
   置をスレーブチエツク状態に遷移させる手段と、 このスレーブチエツク状態において、伝送方向
   上流側の伝送装置から前記テストフレームが送信
   されてくるとその送信元に確認応答を送信すると
   共に伝送方向下流の伝送装置に対してテストフレ
   ームを送信し、かつ伝送方向下流の伝送装置から
   の確認応答を受信するとこれを前記マスタチエツ
   ク状態の伝送装置に通知する調査通知手段と、 前記回線構成データを受信することによりデー
   タ受信可能なオンラインスレーブ状態に遷移させ
   る手段と、 を備えたことを特徴とするループ伝送システム。