JPH084269B2 - 通信システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、データ通信システムに関し、更に詳細には
改良されたトークン（token）制御機構を有するリング
通信システムに関する。

従来の技術及びその課題 一般的に従来の技術のトークンパシング（tokenpassi
ng）リングは伝送媒質によつて直列に接続されたセツト
のステーシヨンより成つている。情報は１つのアクテイ
ブステーシヨンから次のステーシヨンへ、ビツトづつ、
順次に転送される。各ステーシヨンは、データを受けと
り、各ビツトを繰り返し、そして回路網上の他のデバイ
スと通信する目的のためにリングに端子及びワーク・ス
テーシヨンの如き１又はそれ以上のデバイスを取付ける
ための手段として役立つ。任意の与えられた瞬間に媒質
に対するアクセスを有しているステーシヨンが情報をリ
ング上に転送し、ここで情報は１つのステーシヨンから
次のステーシヨンへ循環する。アドレスされた転送先の
ステーシヨンは情報が通過するときに情報のコピーを吸
収する。最後に、情報を伝送されたステーシヨンはそれ
をリングから有効に除く。

リングトポロジー（ring topology）におけるデータ
の流れを調整するための制御機構は一般に伝送媒質を使
用する許可（permission）がリングの周りをノツド（no
de）からノツドに順次に送られるというアイデアに基づ
いていた。アクセス機能はリングに取付けられているす
べてのノツドに分配される。暗黙（implicit）トークン
はそれ自身による単一のビツト又は特有のシーケンスの
情報ビツトであり、それはトークンがフリー（free）で
あるかビジー（busy）であるかどうかの指示を含んでい
る。トークン−アクセス制御方式では、フリートークン
はリング上を循環し、各ノードに更にそれがトークンを
検出したときデータを伝送する機会を与える。伝送すべ
きデータを有しているノードはトークンを除くことがで
き、そのデータを伝送し、それからアイドルトークンを
発し、それによつて他のノードに伝送する機会を許容す
る。

トークンの認識及びデータ伝送に関する主たる機能は
各ノードにおけるリングインターフエースアダプターに
よつて行なわれる。このアイドルアダプターはフレーム
認識、トークン発生、アドレス発生、アドレス認識、誤
り検査、フレームのバツフアリング、リンク故障検出、
並びに使用者設備とのインターフエイスを含む基本的な
伝送機能を行う。アダプターはまた最大の時間周期を制
御するためのトークン保持タイマーと、、伝送誤りによ
りアクセス方法が標準の動作から生ずる場合回路網の動
作を回復する誤り検出及びリカバリイ機構とを具備する
ことができる。

リング通信は一般的に当技術においてよく知られてお
り、1981年10月６日にオロフソダブロン（Olof Soderbl
om）の米国特許第4,293,948号によつて例示される。こ
の米国特許はマスター・従局（master−slave）リング
通信システムについて記述しており、これではリングの
制御は１つのステーシヨンから次のステーシヨンへ順次
に進められる。ステーシヨンはリング上で１対の制御信
号の存在を検出し、且つこれ等の制御信号の更に他の下
流の進行を防止することによつてリングの使用を達成す
る。制御を達成するステーシヨンはそのデータをその伝
送を終つたステーシヨンの下流の次のステーシヨンに情
報を与えるのに必要な制御信号につづいて伝送し、これ
によつてステーシヨンに順番にデータを伝送する機会を
与える。マスターステーシヨンによる制御信号の受けと
りはすべての従局が情報を伝送する機会を有したという
指示である。その支配的な位置から考えて、マスタース
テーシヨンはリングのリカバリプロセスを制御すること
によつて媒質上に生ずる伝送問題を解決するために呼び
出される。リング通信システムに送るトークンの他の形
式が1971年８月３日にダブリユ・デー・フアーマー（W.
D.Farmer）等の米国特許第3,597,549号に記載されてい
る。この米国特許は多重ステーシヨンリング回路網内の
すべてのステーシヨンを連結しているクローズドルーム
伝送について記述しており、このリング回路網内上に連
続のバイポーラビツト信号がステーシヨンクロツクリカ
バリを設けるために維持されている。ステーシヨンはス
テーシヨン出メツセージ（outgoing message）によつて
ループ信号をオーバライトすることによつてデータを伝
送し、そしてループ上のメツセージの終りのメツセージ
（end−of−message）がトークンにつづいている。伝送
しようと思うステーシヨンはトークンをリングから効果
的に除いて、サイズを制御した（sized controll）ダウ
ン−ラインステーシヨンに知らせ、それから直ちにトー
クンにつづくそのメツセージを伝送する。従つてループ
の制御は同様にループの周りに送られ、順にすべてのス
テーシヨンにデータを伝送する機会を与える。ステーシ
ヨンの１つは監視ステーシヨンとして動作して、ループ
動作又は管理上の障害が生ずるとき共通ループのオーバ
ライド制御を働かす。

すべてのシステム機成要素が完壁に機能すれば、トー
クンリングは正しく動作する。しかし乍ら、トークンが
例えば伝送媒質上のノイズバーストによつて思いがけな
く失われ、又はマルチレイト（multilate）されると、
システムの故障を生ずる。従つて、いかなるリング制御
方策も送るための許可（permission to send）を再生
し、且つそれをノードの１つに与えることによつて過渡
的誤り後それ自身の再スタートを用意させなければなら
ない。あいにく、完全に分散された制御方策では、制御
実体が失われたことを確実に決定することは非常に困難
であり、そしてどのノードがリングを制御すべきである
かを決定することもより困難である。従つて、誤りリカ
バリイを処理するいくつかの種類主張体系（contension
scheme）を提供されるか又は再スタートのための集中
化された機構を備えているノードを有していなければな
らない。

課題を解決するための手段 本発明によると、上記のとおりの課題を解決するため
に、 各々がデータを受信する入力ポート及びデータを送信
する出力ポートを有する複数個のステーションと、１つ
のリングに該ステーションを相互連結する伝送媒体とを
具備し、 該ステーションの各々が、該リングのビジー／アイド
ル状態を決定する決定手段を備えており、 該ステーションの１つが、クロックとフレーミング信
号を生成する手段を備えており、 該リングのデータのフレームの各々が、１又は他の値
を有するトグル信号によって優先せしめられており、 該決定手段が、２つの引き続くフレームにおけるトグ
ル信号の値に応答して、該リングのビジー／アイドレ状
態を決定し、 これによって、トグル信号の現在の値が、前のフレー
ムのトグル信号の値と同じときにのみ、リングがアイド
ルであると、ステーションが認識し、トグル信号の現在
の値が、前のフレームのトグル信号の値と異なっている
ときにのみ、リングがビジーであると、ステーションが
認識し、 データのフレームの各々が、更に、トグル信号に優先
するリセットビットを備えており、 ステーションの各々が、該リセットビットの第１の値
に応答せず、第２の値に応答して、それ自体をリセット
する ことを特徴とする通信システム が提供される。

本発明によれば、改良された誤りリカバリイ機構を有
しているリング回路網が提供される。回路網はリングト
ポロジー（ring topology）に接続された複数のステー
シヨンを具備している。音声及びデータメツセージのフ
レームはステーシヨンからステーシヨンへリング及び全
遅延の周りに１つのフレームに伝送するのに必要な時間
を超えてすべてのステーシヨンを通り一方向に伝送され
る。フレームはクロツク及びフレーミング信号と関連さ
れており、従つてリング上のすべてのステーシヨンはフ
レームの内の個々のビツトを識別することができる。ス
テーシヨンの１つは制御ステーシヨンとして機能する。
それはクロツク及びフレーミング信号を発生し、且つ任
意の瞬間にリング上に正確にデータの１フレームがある
のを保証する責任をもつている。フレームの音声部分は
独立音声チヤンネルを保持しており、これに対してすべ
ての制御及び信号情報はステーシヨン間に通信される情
報データに加えてフレームのデータ部分に伝送される。
リングのための制御機構はトークンを使用し、これは従
来技術の如き固有の制御値を有していないが、システム
の伝送媒質に対するアクセスを制御するためにその隣接
する対の値を必要とする。

リング通信回路網のための制御機構はすべてのフレー
ムのデータ部分に先行するトグル信号を具備している。
すべてのステーシヨンにおけるインターフエイスアダプ
タはトグル信号の値を認識するための手段と、ステーシ
ヨンがリング上にデータを挿入しようと思うときその特
性を変化するための手段とを備えている。ステーシヨン
はトグル信号の現存の値が前のフレーム内のトグル信号
の値と同一であれば、リングがアイドルであることを認
識する。反対に、ステーシヨンはトグル信号の現存の値
が前のフレーム内のトグル信号の値と異なれば、リング
がビジー（busy）であることを認識する。リングがアイ
ドルであることを検出し、且つ通信リング上にデータを
伝送しようと思うステーシヨンはトグル信号の値を変化
し、且つそのデータを伝送する。ステーシヨンが伝送を
終つたとき、それは次のフレームを監視してデータがリ
ングの周りに様々に正しく伝送されたことを確かめる。
しかしながら、ステーシヨンはトグル信号を変更しな
い。

トグル信号はフレームのデータ部分に先行する単一の
ビツト（Ｔ）を具備している。現在のトグルビツトの値
及び前のフレームの値が伝送誤りによつて転化（corrup
t）されないとき、この２つの値がフレームがビジーで
あるか又はアイドルであるかを決定する。フレームは２
つの値が異なればビジーであり、それ等が同じであれば
アイドルである。フレームがアイドルである時は、伝送
しようと思う任意のステーシヨンはＴ−ビツトをトグル
することによつてそれをビジーにマークし、且つそれを
データを送るのに使用することができる。

Ｔ−ビツト値がノイズバースト又は他の理由によつて
転化されると、アイドルフレームがビジーにマーク（ma
rk）されるか又はビジーフレームがアイドルにマークさ
れる。前の状態は、リング上のすべてのステーシヨンが
フレームがビジーであると想定しているので１フレーム
周期後それ自身を修正し、従つてリングの一周後、フレ
ームは再びアイドルであることを認識される。

しかし乍ら、誤りリカバリイは、ビジーフレームが誤
ってアイドルにマークされるとき多少多く含まれる。そ
の場合にはいくつかのステーシヨンが同じフレーム内に
伝送することができる。衝突（conflict）を発見するた
めに、伝送されるすべてのステーシヨンはリングの周り
を戻つて来るデータのフレームの内容をそれを伝送され
るデータのフレームと比較しなければならない。２つの
異なる、しかし入って来るフレームが妥当であれば、衝
突が生じ、そしてステーシヨンは次のＮフレームにおい
て伝送をやめる。この場合に、Ｎは少くともリング上の
ステーシヨン数に対応している。

本発明によると、より強力なリカバリイ機構が提供さ
れる。トグル信号は１対のビツトを具備している。Ｔ−
ビツト及びＴ−ビツトに先行するリセツト又はＲ−ビツ
トである。Ｔ−ビツトの有意性（significance）はただ
Ｒの値が２つの値（標準値）の所定の値であるかどうか
を除けば前記と同じである。Ｒの値が他の値（リセツト
値）であるとき、ステーシヨンはリセツト状態にされ
る。それはＴ−ビツトの値を記憶するが、しかしデータ
のいかなる新しいフレームも伝達しない、そしてそれに
アドレスされるデータのいかなるフレームをも無視す
る。Ｒ−ビツトは第１のステーシヨンによつてリセツト
値に設定されていて衝突を検出し、且つそれは第１のス
テーシヨンによつて標準値に設定されていて２つの連続
のフレーム内のリセツト値を認識する。従つて、リング
上のすべてのステーシヨンはリセツトされ、そして衝突
は１フレーム周期に決定される。

上記方法は伝送誤りによつて生じた衝突の決定によつ
て、今まで公知であつたよりもより強力なリング機構の
ためのリカバリイ機構を提供する。本発明のなお更に変
形は少くとも大きな確率度を有している、衝突の防止の
ための制御機構を提供する。

実施例 第１図は伝送媒質10によつて直列に接続されている１
組みのステーシヨンＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅを具備している
リング通信システムを例示している。情報は１つのステ
ーシヨンから次のステーシヨンへ、矢印によつて示され
た方向に、１ビツトづつ、順次転送される。データはス
テーシヨンＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅの受信ポート12乃至16に
流入し、そして送信ポート17乃至21から媒質10に伝送さ
れる。各ステーシヨンは、各ビツトを再生し且つ繰返す
か又はそれはそれ自身のデータを伝送し、そして回路網
上の他のデバイスと通信する目的のために１又はそれ以
上のデバイス22をリングに取付ける手段として役立つて
いる。デバイス22は端子、ワークステーシヨン、又は普
通マイクロプロセツサを具備している他の形式の使用者
設備であればよく、且つソフエウエア制御される。一般
的に、与えられたステーシヨンは媒質へのアクセスを達
成し、そして情報が１つのステーシヨンか他のステーシ
ヨンに循環するときリング上に情報を転送する。アドレ
スされた転送先（destination）ステーシヨンはそれが
通過するとき情報をコピーし、そしてデータのステータ
スフイールドを変更することによつて受信を肯定応答す
る。最後に、情報を伝送するステーシヨンは転送先ステ
ーシヨンから変更されたステータスフイールドを受けと
る。リング通信システムは本来直列であるから、任意の
１つのステーシヨンの故障が全システムを停止せしめる
ことがある。従つて、すべてのステーシヨンにおけるブ
リツジング機能は、故障の発生のとき、故障したステー
シヨンの受信及び送信ポートをブリツジし、そして回路
は再び完全になる。

伝送媒質へのアクセス制御はトークン（token）信号
の使用を介して行なわれ、この信号はデータフイールド
に先行しており、且つこの信号は単一のビツト又は特有
の信号シーケンスであることができる。第２図はリング
上のステーシヨン間に同期通信を提供すると想定される
第１図のリング通信システムのためのデータフオーマツ
トを例示している１対のダイアグラムである。従つて、
リングは正確なタイミングが使用されれば、音声伝送に
使用することができる。第２図において、このダイアグ
ラムはフイールドのフオーマツトが媒質上に伝送される
順序にフイールドのフオーマツトを示しており、最も左
のビツトが最初に伝送されるようになつている。第２図
の第１のダイアグラムは音声部分及びデータ部分並びに
フレーミングフイールドを有しているような第１図のリ
ングシステムに対するフレームフオーマツトを示してい
る。このリングはフレームがリングの周りを125ミリセ
コンド毎に循環するように固定長のデータのフレームを
搬送する。例えば、2.56メガビツト／秒の伝送速度にお
いて、フレーム長さは320ビツトである。これは音声に
対する８キロヘルツサンプリングレートと一致する。音
声チヤンネルの数、音声バイトの長さ、データパケツト
の長さ及びデータバイトの長さは固定フレーム長の制限
内で多数の他の代りの方法で形成することができる。例
えば、320ビツトフレーム長に対する典型的な選択は８
×10ビツトバイトの音声部分及び30×８ビツトバイトの
データ部分である。同様に８ビツトの８音声バイトプラ
ス８ビツトの32データバイトを有しているフオーマツト
を使用することができる。

音声バイトはＳ独立音声チヤンネルを搬送するのに使
用され、そしてこれ等のチヤンネルに関連する制御及び
信号はフレームのデータ部分にデータパケツトとして伝
送される。各ステーシヨンにおけるリングインターフエ
ースは任意の音声チヤンネルから音声サンプルを受けと
り、且つ挿入するようにプログラムすることができるの
で、会話は任意のチヤンネルに割当てることができる。

フレームフオーマツトはリング上の制御ステーシヨン
によつて発生されるフレーミングデータの使用によつて
同期される。このデータはすべてのフレームの情報に先
行し、且つすべてのステーシヨンによつてクロツク信号
を発生するのに使用される。勿論、フレーミング信号は
基準的に伝送することができる任意のデータから容易に
区別されなければならない。例えば、差動マンチエスタ
ー符号化（differential Manchester encoding）を使用
して発生されるデータバイトのバイポーラバイオレイシ
ヨン（violation）を、この目的のために効果的に使用
することができる。この形式のコード化は一般に当技術
において公知であり、且つ例えば、1963年のデイジタル
コンピユータ技術及びデザイン（Digital Computer Tec
honlogy and Design）第２巻に、ウイリイス エツチ・
ウエア（Willis H.Ware）、ジヨーンウイリイアンドサ
ンズ（John Wiley and Sons）によつて記載されてい
る。

このシステムは固定長フレームフオーマツト及び同期
伝送を使用しているから、リングの周りの時間遅れが一
定であることを保証する必要がある。従つて、ステーシ
ヨンの１つは、各ステーシヨンのユニツトの遅れの合計
と一緒にして所望のフレーム周期（125秒）に等しい伝
送遅れを発生せしめるための手段を設けられなければな
らない。遅延手段を設けたステーシヨンはフレーミング
信号を発生し、且つ制御ステーシヨンを指示されている
同じステーシヨンであるのが好都合である。このタイミ
ング機能を除けば、制御ステーシヨンはリング上の他の
ステーシヨンと同一である。

フレームのデータフオーマツトが第２図の第２のダイ
アグラムに例示されており、これは、既述の如く、単一
のビツト（Ｔ）、又は一対のビツトＴ及びＲ、又はデー
タのバイトであることができるトークン（token）信号
であるべき第１の情報データを示している。データの次
のバイトがDESTフイールドを形成し、これがSRCEバイト
につづくパケツトの宛先アドレスを明示し、このSRCEバ
イトがパケツトを送るステーシヨンのアドレスを識別す
る。次のｄ・バイトはステーシヨン間に転送されるべき
データであり、そしてこれは一般的に公知の方法でフレ
ームのデータ部分から引き出される周期冗長検査（CR
C）が続く。フレームの最終バイトは「ステータス」バ
イトであり、これはパケツトの受信ステータス（recept
ion status）を示すのに使用される。典型的には、「ス
テータス」バイトは１）受けとられていないパケツト、
２）受信器ビジー、３）CRC誤り、又は４）受信パケツ
トオーケー（OK）、を指示するのに使用される。勿論、
データが送られなければトークン信号及びフレーミング
信号以外のすべてのフイールドは未定である。

第3A図は22の如き使用者装置に第１図に例示された如
きリング通信システムの伝送媒質に接続するのに使用さ
れる従局インターフエース回路のブロツク回路ダイアグ
ラムである。伝送媒質上の直列データ流は受信器ポート
31を経て受信器回路30に接続される。受信器回路30はス
テーシヨンを伝送媒質から結合を外すのに役立つつてお
り、且つクロツク信号を従局のタイミングを調整するた
めの入力信号から引き出す。従って、受信器回路30は、
レジスターと、フエーズデコーダと、フエーズ−ロツク
ループ回路とを具備している。入力信号はセレクタ回路
32に供給され、このセレクター回路32がその音声、Ｔ−
ビツト及びデータ構成要素内に信号を割当てる。音声信
号はそのアナログ形式に復合するため使用者端子に送ら
れる。Ｔ−ビツトは現在のフレーム内のＴ−ビツトの値
が前のフレーム内のＴ−ビツトの値に等しいとき第１の
信号を提供し、そして前の値及び現在の値が異なるとき
第２の信号を提供するために過去・現在（past・presen
t）状態検出器33に供給される。この検出部は１ビツト
バツフアー34と排他的論理和ゲート35とを具備すること
ができる。

入力信号のデータ部分はアドレス認識（recognitio
n）回路36に供給され、この認識はポジテイブ応答の
際、入力データを使用者デバイス22へ転送せしめる。周
知冗長検査回路37はステークスバイトゼネレータ回路38
及び衝突検出回路39に入力を提供することによつて入力
データに応答する。アンドゲード40は伝送セレクト信号
を検出器33、バツク−オフ遅延回路からの信号及び使用
者デバイス22からの伝送信号に応答して出力セレクト回
路に提供する。遅延回路43は、衝突検出器39による衝突
検出につづいて必要な量の遅延、即ち「待機期間（wait
period）」を提供する。再伝送セレクト回路41はアダ
プター回路入力信号をリード線44を経て送信器回路45へ
供給せしめ、それからゲート40からのイネーブル信号の
不存在のとき伝送ポート46及びリング伝送媒質へ供給せ
しめる。

伝送セレクト回路42は、他方において、ゲート40から
のイネーブル信号に応答して、使用者ステーシヨンにそ
れ自身の音声、インバータ47を経てトグルＴ−ビツト及
びそれ自身のデータフイールドを伝送可能にする。

第3B図は第１図に例示された如きリング通信システム
の伝送媒質へ使用者デバイス22を接続するための制御ス
テーシヨンインターフエース回路のブロツク回路ダイア
グラムである。第3B図の回路は第3A図の回路に非常に類
似しているので、同様な回路は同じ記号で示されてい
る。受信器回路30はタイミング信号を受信ポート入力信
号から抽出する必要がないから、この受信器はフエーズ
ロツクループ回路の如き回路を必要としない。その代り
に、このインターフエース回路はフレーミング信号を発
生し、且つクロツク信号を伝送回路45に提供するために
クロツク回路50を必要とする。更に、インターフエース
回路は遅延回路51を必要とし、これはリード線44内に直
列に挿入されたタツプ付き直列レジスターであると好都
合である。この遅延回路は使用者デバイスによつて制御
可能であり、リング上の伝送の同期が維持されるのを保
証する。これ等の相異を除けば、ステーシヨンはパケツ
トを伝送し、且つ受信するための従局ステーシヨンと同
じ方法で動作する。

使用者デバイス22は端子又はワークステーシヨンであ
つて、且つ音声信号を制御し、且つデイジタル化し、並
びにクロツク信号の源の制御の下でデータを操作するよ
うになつている適切にプログラムされた一般的目的のコ
ンピユータ又はマイクロプロセツサを具備することがで
きる。

動作において、リング通信システムの制御ステーシヨ
ンはフレーミング情報を供給し、それからすべての従局
はクロツク信号を得る。それはまた遅延をリング内に挿
入して、データのフレームが125ミリセコンド毎にリン
グの周りを循環するのを保証する。すべての従局におい
て、入つて来る直列ビツト流が受けとられ、そしてクロ
ツクがインターフエース理論によつて、且つ伝送クロツ
ク源として使用するために受信器回路30によつて抽出さ
れる。出て行くビツト流は選択されて、ステーシヨンに
おいて発生する入力信号又は新しいデータの再伝送とな
ることができる。下記の動作の説明において、インター
フエースはそれが伝送データであると述べられていなけ
れば再伝送モードにあると見做される。

音声を伝送するために、ステーシヨンはＳ音声チヤン
ネルの１つを割当てられなければならない。ステーシヨ
はフレーム信号を待ち、それからそれが割当てられたチ
ヤンネルにおいて音声バイトのスタートのために所定数
のバイト周期をカウントする。次にそれは割当てられた
チヤンネル内に含まれる音声サンプルを抽出し、同時に
同じチヤンネル内にそれ自身の音声サンプルを挿入す
る。

すべてのステーシヨンはリング上を通過するフレーム
を連続的に監視し、バツフアー34にＴ−ビツトの最後の
値を記憶する。フレーム周期毎にＴ−ビツトの新しい値
が受けとられて前の値と比較される。Ｔ−ビツトに直接
つづくフレームのデータ部分は新しいＴ−ビツト値が前
の値に等しければアイドルである、即ち使用されない。
データ部分は２つのＴ−ビツト値が異なれば使用されて
いる、即ちビジー（busy）である。

データパケツトを伝送するため、ステーシヨンはフレ
ーム信号を持ち、それからフレームのデータ部分のスタ
ートが容易に決定される。それはＴ−ビツトを受けと
り、そしてデータ部分がビジーである又はアイドルであ
るかを決定する。それがビジーであれば、ステーシヨン
は次のフレームを待ち、そしてそのプロセスを繰返す。
データ部分がアイドルであれば、ステーシヨンはＴ−ビ
ツトの値をトグルし−０から１又は１から０に−データ
部分をビジーにマークし、そしてそれを次にデータバイ
ト内のデータCRCバイト内のチエツクサム（checksum）
につづくDEST及びSRCEフイールドの転送先及びソースア
ドレスに送り、そしてステータスバイト値を“パケツト
受けとらず（Packet Not Received）”に設定する。

ステーシヨンは次のフレームパルスを待ち、それから
データ部分を監視するがそれを修飾（modify）しない。
より多くのデータが伝送される必要があれば、ステーシ
ヨンは次のアイドルフレームを待つ。データが丁度送ら
れたデータに対応すれば、「ステータス」バイトが使用
者ステーシヨンプロセツサに送られる。データが送られ
たものと異なれば、プロセツサは検出器39によつて伝送
誤りが起つたことを通知され、そして更に周期冗長検査
（CRC）フイールドがデータと一致していればステーシ
ヨンは以下に説明する如くリカバリイプロセスに入る。

ステーシヨンがデータを良好に受けとるとき、それは
フレームパルスを待ちそしてデータ部分のスタートを待
つ。Ｔ−ビツトがビジーを指示し、且つDESTバイトがそ
のステーシヨンのアドレスを含んでいれば、それはSRC
E、DATA及びCRCフイールドを受けとり、且つ再伝送し
て、それ自身のCRC検査を行なう。検査がオーケー（O
K）であれば、それは「ステータス」バイトとして「パ
ケツト受けとりOK（packet Received OK）」を伝送し、
さもなくば「ステータス」バイトとして「CRC誤り（CRC
Error）」を伝送する。

一時的にパケツトを受けとることができないステーシ
ヨンは、例えばそのハードウエア又はソフトウエアバツ
フアーがフル（full）であるとき、なおリングを監視し
てそれにアドレスされるバリツドパケツト（valid pack
ets）を捜す。それはいかなるこのようなパケツトをも
そのまま再伝送し、そして「ステータス」バイトとして
「受信器ビジー（Receiver Busy）」に挿入する。この
指示は送信器（sender）によつて受けとられ、送信器は
それを分析及び配置（disposition）のためのそのプロ
セツサへ送る。

上述の如く、Ｔ−ビツトの値はノイズバースト又は他
の理由によつて転化（corrupt）されることがある。ア
イドルフレームが誤ってビジーにマークされたとき、す
べてのステーシヨンはフレームがビジーであり、そして
それを単に再伝送すると想定しているからその状態は１
フレーム周期後それ自身を修正し、従つてリングの１周
（roundtrip）後、フレームは再びアイドルであると認
識される。これはトークン信号が固有の有意性を有して
いないからであり、その有意性は１対の隣接するトーク
ン信号によつて決定される。

ビジーフレームが誤ってアイドルにマークされると、
リングに沿つたいくつかのステーシヨンは同じフレーム
内に伝送しようとすることがある。データフレームがリ
ング上にあるステーシヨンはその衝突検出回路39が出力
を使用者プロセツサ及びバツク−オフ遅延回路43に提供
するときこの異常状態を検出し、バツクオフ遅延回路43
が更にゲート40をデイスエーブルし、そしてセレクト回
路42へのイネーブルが発生されるのを防止する。このよ
うにして、このステーシヨンは少なくともＮフレーム
（この場合Ｎはリング上のステーシヨン数である）に対
応するバツク−オフ周期の間リング上への伝送を抑止さ
れる。例えば、リング上の25のステーシヨンによつて、
バツク−オフ遅延周期は25×125秒＝3.125ミリ秒であ
る。バツク−オフ遅延の終りに、リングは標準動作を再
開する。

リング通信システムのための制御機構は、上記のとお
りのＴ−ビツトと、Ｔ−ビツトに優先するリセツト、即
ちＲ−ビツトとを具備するトグル信号を有することによ
つて得られることができる。ステーシヨンに対するＴ−
ビツトの有意性は、Ｒ−ビツトの値が２つの値の所定の
１つ、例えば０である場合には、上述と同一である。Ｒ
−ビツトの値が他の値、例えば１であれば、ステーシヨ
ンはリセツト状態に入ることによつて応答する。Ｔ−ビ
ツトの値はリング上にステーシヨンによつて記憶される
が、ステーシヨンはデータの新しいフレームは送信しな
い、そしてＲ−ビツトの値が所定の（問題のない）値を
再びとる（re−assumed）までステーシヨンヘアドレス
されたいかなるデータフレームをも無視する。第3A図及
び第3B図はＲ−ビツトを明示した点線の出力リード線を
有している如き受信セレクタ回路32を示している。ステ
ーシヨンのプロセツサユニツトはインターフエース回路
をそのリード線上に受けとられたＲ−ビツトの値に従つ
て応答せしめる。

１ビツト方法における如く、データを伝送されたステ
ーシヨンはデータの次のフレームを監視し、そしてそれ
を伝送されたデータと比較して、Ｔ−ビツト値の変化に
よつて生じた伝送衝突を検出する。衝突が存在すれば、
ステーシヨンはＲ−ビツトを次のフレームにおいて１に
設定し、これによつてリング上のすべてのステーシヨン
をリセツトせしめる。いかなるステーシヨンもその値が
２つの連続フレームにおいて１であればＲ−ビツトを０
に設定する。従つて、全リングは第１の方法のＮ＋１フ
レーム周期に比べて２つのフレーム周期後再び作動す
る。

勿論、１（問題状態）から０ビツト（問題のない状
態）へのＲ−ビツトの誤った変化は他の伝送衝突に導く
ことがある。その場合には、衝突を発見するための第１
のステーシヨンはＲ−ビツトを問題状態（１）に設定
し、そしてリングはリセツトする。アイドル（０）から
リセツト（１）への変化はリングをリセツトせしめる
が、誤りはそれ自身１つのフレーム周期内で再び修正さ
れる。

上述の方法は、リング上の伝送誤りによつて生じた衝
突の解決によつて、従来公知であつたよりもより強力な
リカバリイ機能をリングシステムに提供する。本発明の
更に他の変形は、少くとも大きな確率度を有している、
衝突防止のための制御機構を備えている。この実施例で
は、データのフレームはＴ−バイトによつて先行され
る。フレームは、現在のフレーム内のＴ−ビツト値が前
のフレーム内のＴ−バイト値と同一であればアイドルと
見做され、そしてＴ−バイト値が異なればビジーと見做
される。

例えば、伝送しようと思うステーシヨンによつて見ら
れるＴ−バイトの現在及び前の値が同一、即ちＡであれ
ば、ステーシヨンは他の値、即ちＢにＴ−バイトを変化
し、そしてフレームをデータを送るのに使用する。値Ｂ
は選択されなければならない、従つてＢからＡへの伝送
問題によつて生じた誤った変化は極めてありそうもない
ので、実際的には不可能と思われる。この結果はＡ及び
Ｂバイトの値間の大きなハミング（Hamming）距離があ
ることを保証することによつて高められることができ
る。例えばＡ及びＢバイトは00111100−11000011又は10
101010−01010101であることができる。これ等の実施例
においては、ＢバイトはＡバイトを反転することによつ
て得られる。これ等のコードの伝送誤りはアイドルフレ
ームをビジーで表わすことができるが、リカバリイは上
述の如く自動的に完成される。あるいはまた、Ａ及びＢ
バイトは固定値を有することができる。そのような場合
には、誤り修正方法は伝送誤りからリカバーするように
適用されることができ、そしてそれはまた、アイドルバ
イトがビジーバイト以外の任意の値に誤って変化すれ
ば、その変化はアクノーレツジされず、衝突は宣言され
ない。

本発明のこの実施態様は第3A図及び第3B図の回路を用
いて実現されることができる。勿論、トグル信号のため
の過去−現在検出器33はＴ−バイトに適応するように変
更されなければならない。Ｔ−バイト信号を分析及び制
御のために使用者ステーシヨンのマイクロプロセツサに
供給することも望ましい。

上記のシステムの特徴はリング帯域幅が伝送しようと
思うステーシヨン間に公平に分割されていることであ
る。連続的に伝送しようとするＮステーシヨンがあれ
ば、各々の１つはそれがアイドルデータ部分及び伝送デ
ータを検出する前に最大のＮフレーム周期を待たなけれ
ばならない。従つて各々のステーシヨンは全利用できる
リング帯域幅の1/（Ｎ＋１）を受けとる。

プロトコルは長いメツセージを有する任意のステーシ
ヨンを伝送のために多数の固定長のパケツトに分割して
送らしめ、、そしてメツセージを受けとるステーシヨン
をパケツトに結びつけ、それがオリジナルメツセージを
再生するために受けとる。この分解及び再組立は勿論使
用者プロセツサ内にある高位のソフトウエアの責任（re
sponsibility）である。

ステーシヨンが一度に１つのメツセージ以上を再組立
することができない場合には選択された源からパケツト
のみを受け入れ、そして他のすべてを拒絶することが可
能でなければならない。あるいはまた、プロトコルは伝
送ステーシヨンに必要な出来るだけ多くのパケツトを送
り、それがアイドルフレームを一旦検出したとき完全な
メツセージを伝送することを許容することができる。こ
れはメツセージを構成するパケツトが連続フレームに達
するので再組立を簡単化し、そして他のステーシヨンは
パケツトシーケンスのとき「ブレークイン（break i
n）」しない。それは処理能力を増加し、伝送しようと
する単一のステーシヨンがあれば、それは他のプロトコ
ルにおける全帯域幅に比べて利用できる。帯域幅の1/2
を受けとる。しかし、この他の方法は小さなパケツトを
連続的に送るステーシヨンが長いメツセージを連続的に
送るステーシヨよりも小さい部分の帯域幅を受けとるの
でリングの等分布特性（equity distribution propert
y）を破壊する。

本発明によつて提供されたリング通信システムのため
の制御機構は簡単なリカバリイ方法、従つて今まで公知
であるよりもより強力なシステムを提供する。これは従
来技術におけるような固有の制御値を有しておらず、し
かもシステムの伝送媒質へのアクセスを制御するために
その隣接する対の値を必要とするトークン信号をこのシ
ステムに提供することによつて達成される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によつて制御機構に利用できるような一
般化されたリング通信システムである。 第２図は第１図のシステムにおける情報及び制御に使用
される信号のフオーマツトを例示している１対のビツト
の流れチヤートである。 第３図Ａは第１図のシステムの従局のブロツク回路ダイ
アグラムである。 第3B図は第１図のシステムの制御ステーシヨンのブロツ
ク回路ダイアグラムである。 10……伝送媒質 12乃至16……受信ポート 17乃至21……伝送ポート 22……デバイス 30……受信器回路 33……１ビツト・バツフアー 39……衝突検出器 42……伝送セレクト 45……送信器回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭51−90505（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−87954（ＪＰ，Ａ) 米国特許3985962（ＵＳ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】各々がデータを受信する入力ポート及びデ
   ータを送信する出力ポートを有する複数個のステーショ
   ンと、１つのリングに該ステーションを相互連結する伝
   送媒体とを具備し、 該ステーションの各々が、該リングのビジー／アイドル
   状態を決定する決定手段を備えており、 該ステーションの１つが、クロック及びフレーミング信
   号を生成する手段を備えており、 該リングのデータのフレームの各々が、１又は他の値を
   有するトグル信号によって優先せしめられており、 該決定手段が、２つの引き続くフレームにおけるトグル
   信号の値に応答して、該リングのビジー／アイドル状態
   を決定し、 これによって、トグル信号の現在の値が、前のフレーム
   のトグル信号の値と同じときにのみ、リングがアイドル
   であると、ステーションが認識し、トグル信号の現在の
   値が、前のフレームのトグル信号の値と異なっていると
   きにのみ、リングがビジーであると、ステーションが認
   識し、 データのフレームの各々が、更に、トグル信号に優先す
   るリセットビットを備えており、 ステーションの各々が、該リセットビットの第１の値に
   応答せず、第２の値に応答して、それ自体をリセットす
   る ことを特徴とする通信システム。