JPS5945304B2 - 二線式通信装置における回線障害検出方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は二線式通信装置における回線障害の検出方式
に関するものである。

従来、四線式通信装置では受信器の入力レベルの低下に
より回線障害を検出する方式が採られているが、二線式
通信装置ではこのような方式は採れない。

この間の事情を詳説すると次の如くである。第１図は従
来の二線式半二重通信回路による通信方式の概要を示す
ブロック図である。図において、１、丁は送信回路、２
、２’は電流検出回路、３、３’は受信回路、４、４’
は演算回路、を示す。第１図においてみられるように、
二線式半二重通信回路Ａは、送信回路１と電流検出回路
２と受信回路３と演算回路４とで構成されている。送信
回路１は、線路Ｃを介して相手方の通信回路Ｂへ伝送す
るデータ信号ＳＤを送出する機能を有し、電流検出回路
２は、線路に直列に挿入した抵抗を使つて線路電流を検
出し、受信回路３はその検出結果を二値信号の論理レベ
ルに変換する機能を有している。また演算回路４は、受
信回路３の出力と送信データＳＤとの次のような論理演
算をおこなうことにより、受信データ信号ＲＤを再生す
る機能を有している。＊印は排他的論理和を示す 上記の真理値表を分り易く説明するとこうである。

第１図において、二線式半二重通信回路Ａの側からの送
信データＳＤ＾が論理１の信号であり、相手方の二線式
半二重通信回路Ｂの側から送信データＳＤ（Ｂ）も論理
１の信号であるとすると、線路電流（Ｃ）はＳＤ＾とＳ
Ｄ旧）が打ち消し合うことにより論理ｏとなり、演算回
路４からの再生出力信号ＲＤは、前記ＳＤ（社）と（Ｃ
）の排他的論理和出力となるように、演算回路４の論理
が定められているので、ＲＤは論理１となる（１）。ま
たＳＤＣＡ）が論理１でＳＤ（Ｂ）が論理０であると、
線路電流（Ｃ）はＳＤＣＡ）のみが流れると考えられる
から論理１となり、ＲＤは論理０となる（２）。同様に
、ＳＤＣＡ）が論理０′（１′ＳＤ（Ｂ）が論理１のと
きは、線路電流（Ｃ）としてはＳＤ（Ｂ）が流れると考
えられるから論理１となり、ＲＤも論理１となる（３）
。同様に、ＳＤＣＡ）もＳＤ（Ｂ）も共に論理０ならば
、線路電流（Ｃ）も当然流れないから論理０であり、Ｒ
Ｄは論理０となる（４）。以上のような論理機能をもつ
演算回路４の出力信号ＲＤは、例えば線路断の状態にな
ると線路電流（０は常に無電流となり論理０になるから
、ＳＤ（Ｂ）の状態にかかわりなく、ＳＤＣＡ）と一致
することになる。つまり、その物理的意味は、送信デー
タＳＤ（Ａ）がそのまま廻り込んでＲＤになることを意
味している。すなわち、二線式通信装置では、線路断な
どの回線障害の際、このような送信データの廻り込み現
象が起きるので、四線式通信装置の場合のように入力レ
ベルの低下によつて回線障害を検出するという方式は採
れなかつた。この発明は、以上述べたような従来の技術
的背景のもとでなされたものであり、従つてこの発明の
目的は、従来の四線式通信装置の場合とは原理を異にし
た新規な二線式通信装置における回線障：害検出方式を
提供することにある。この発明の構成の概要は次の如く
である。

先にも述べたように、第１図にも示したような二線式通
信装置においては、回線障害により線路電流が無になる
と、受信データ信号は送信データ信号が（廻り込んだ同
一のデータ信号となるので、このことを監視して検出す
ることにより回線障害を検知する方式である。次に図を
参照してこの発明の実施例を詳細に説明する。

第２図は、この発明の一実施例を示すプロツク図であり
、調歩同期端末回線用二線式半二重通信装置にこの発明
の方式を適用した実施例である。

第２図において、５は送信データ信号ＳＤの変化点を検
出する変化点検出回路、６および７は、そ４れぞれ演算
回路４の出力信号４の立ち下りおよび立ち上りの変化点
を検出する立ち下り検出回路および立ち上り検出回路で
ある。８はモノマルチ回路、９と１０はそれぞれアンド
回路、１１はオア回路、１２はセツト優先形フリツプフ
ロツプ、１３はアンド回路、を示す。

第３図は、上記第２図の回路の動作を示すタイムチヤー
トであり、ａは回線障害（線路断）が生じたときの障害
検出動作の態様を、ｂは回線障害回復後の動作の態様を
示す。

第２図の回路構成は図から明らかだと思われるので簡単
に説明する。

送信データ信号ＳＤの変化点検出回路５は、送信データ
信号の変化点を検出すると出力をモノマルチ回路８に送
る。モノマルチ回路８は、それにより或る時間幅のパル
ス出力８を発生しアンド回路９と１０に送る。一方、演
算回路４の出力信号３は立ち下り検出回路６と立ち上り
検出回路７に印加される。立ち下り検出回路６は、信号
４の立ち下りを検出するとパルス出力０を発生してアン
ド回路９とオア回路１１に送る。立ち上り検出回路７は
、信号４の立り上りを検出するとパルス出力９を発生し
てアンド回路１０に送る。アンド回路９は、モノマルチ
回路８の出力８と立ち下り検出回路６の出力０との論理
積をとり、その出力によりフリツプフロツプ１２をセツ
トする。アンド回路１０は、モノマルチ回路８の出力５
の補出力と立ち上り検出回路７のパルス出力０との論理
積をとり、その出力をオア回路１１を介してフリツプフ
ロツプ１２のりセツト側へ送る。フリツプフロツプ１２
は、セツト端子Ｓとりセツト端子Ｒの双方に入力を受け
た場合は、セツト優先となる。アンド回路１３は、フリ
ツプフロツプ１２の出力信号８の補出力信号と演算回路
４の出力信号４との論理積をとり、その出力ＲＤを送出
する。さて以上の回路構成において、回線障害として線
路断が起ると、先にも述べた通り、廻り込み現象が起き
て演算回路４の出力信号４は送信データ信号ＳＤとほマ
同位相で同じものが出力される。

線路断発生後、送信データ信号ＳＤの最初の信号変化に
着目すると、信号変化としてはイ立ち上りと、口立ち下
りの二つの場合がある。線路断発生後、最初の信号変化
として、送信データ信号ＳＤも、また出力信号４も共に
立ち上りを示したとしても、ここまでの現象は、線路が
正常であつても起り得る（すなわち、相手方の通信装置
から、たまたま同時に通信要求が生じ、相手装置からの
送信データ信号が論理０から論理１に立ち上る場合）か
ら、回線障害が起きたと即断はできない。また、同様に
、線路断発生後、最初の信号変化として、送信データ信
号ＳＤも出力信号３も共に立ち下りを示したとしても、
ここまでの現象なら、両方の通信装置から同時に通信切
断要求（ＳＤ；１→０）が起る場合もあるから、回線が
正常な場合と区別がつかない。しかし半二重通信モード
では、線路断があつて廻り込み現象が起きたのでない限
り、それ以降の信号変化点において送信データ信号ＳＤ
と出力信号４が一致することはあり得ないので、２回目
の信号変化点において両者が一致するか否かにより、回
線障害を判定することができる。なお、送信データ信号
ＳＤも出力信号４も共に立ち下りを示した場合であるが
、この場合は、通信切断後の状態と回線障害処理後の状
態が一致（ＲＤ：０）するようになつているので、仮に
最初の信号変化だけで回線障害と即断したとしても、そ
の後の通信装置の動作に支障をきたすことはない。さて
、送信データ信号ＳＤおよび演算回路４の出力信号８の
立ち上りが起きると、変化点検出回路５が動作し、モノ
マルチ８も動作し、出力信号８が生じるが、立ち下り検
出回路６の出力信号０は発生しないから、フリツプフロ
ツプ１２はセツトされることがなく、従つて信号出力４
はそのままＲＤとしてアンド回路１３より出力される。

次の信号変化として送信データ信号ＳＤおよび信号出力
４の立ち下りが起きると、変化点検出回路５とモノマル
チ８が再び動作して出力信号８が生じ、かつ立ち下り検
出回路６からも出力信号０が生じるので、アンド回路９
から一致出力が発生し、これによりフリツプフロツプ１
２がセツトされ、その出力信号［Ｆ］が論理０から論理
１に変化するので、アンド回路１３の出力ＲＤは論理０
に設定され、回線障害が検出される。以上の説明は第３
図ａを参照することにより、容易に理解される。次に回
線障害が回復する場合（但し、フリツプフロツプ１２が
セツト状態にあるものとする）を考える。

すなわち、回線障害が回復すると、フリツプフロツプ１
２は、アンド回路９の出力がないときに、オア回路１１
の出力でりセツトされる。すなわち、第３図ｂに示され
るように、送信データ信号ＳＤに信号の変化点がなく、
信号出力４に変化が起ると、ＯまたはＯの出力信号が生
じ、フリツプフロツプ１２はりセツトされ、出力信号５
は論理１から論理０に変り、正常状態に復帰する。なお
、この回路は、線路の短絡や対向した二線式通信装置の
電源断時にも、ほマ同様な論理で動作することができる
。次に、全二重通信装置を対象とする場合について、同
期端末回線を例にとつて説明する。

半二重通信と異なり、対向する両通信装置の送信信号の
ビツトパターンが一致する確率が高くなるため、送信信
号と受信信号のパターンの一致、不一致から回線障害の
有無を検出する論理に十分な冗長生を持たせる必要があ
る。つまり一回のパターンの一致で回線障害有と即断は
できず、何回もパターンの一致を確かめる必要がある。
この冗長性、つまりはパターンの一致を確かめる検査の
回数は次のように決めることができる。今、回線が正常
状態にあるとき、対向する両通信装置の送信信号におけ
る論理０および１の発生確率を１／２とし、さらにクロ
ツク位相が一致していて、Ｏか１の判定基準点が一致し
ているとすると、正常状態にかかわらず、送信信号と受
信信号が一致したため回線障害として誤検出する確率Ｐ
ｅは次のように書ける。但しｎ；検査回数 したがつて、Ｐｅを決定すれば、必要な検査回数ｎが求
まる。

例えば、上記の誤検出率Ｐｅを１日１回程度とし、６４
Ｋビツト／秒の回線を考えれば、ｎ＝３３が導出される
。なお、論理を簡単にするために、ｎは連続回数とし、
１回でも送信信号および受信信号のパターンの不一致が
あつた場合はりセツトすることとする。また回線障害が
あるにかかわらず、ビツト誤りのため障害として検出さ
れない場合のあることが考えられるが、以下に示す条件
からみて実質的には無視してもほとんど影響がないもの
と考えてよい。障害にもかかわらず障害として検出され
ない確率をＰｆとし、ビツト誤りの発生をランダムと仮
定すれば、ここでＰｂ；ビツト誤り率 で表わされる。

このＰｆ値は一般にビツト誤り率が小さいこと（１０−
３〜１０−６）を考慮すれば、無視しうる値（１．７Ｘ
１０−２〜１．７Ｘ１０−５）となる。第４図はこの発
明の第二の実施例を示すプロツク図であり、二線式全二
重通信装置を対象とした実施例である。

第４図において、１４は送信回路、１５は二線←四線変
換回路、例えばブリツジ回路等から構成されるもの、１
６は受信回路、１７はクロツク抽出回路（以上は二線式
全二重通信用の回路である）、１８は送信データＳＤお
よび受信回路１６の出力信号４とのパターン相関性を検
出する排他的論理和回路、１９は排他的論理和回路１８
の出力信号とクロツク抽出回路１７のクロツク信号との
論理積をとるアンド回路、．２０は排他的論理和回路１
８の補出力信号とクロツク抽出回路１７のクロツク信号
との論理積をとるアンド回路、２１および２２はそれぞ
れアンド回路１９ならびに２０の出力信号をカウントす
るカウンタ回路、２３および２４はそれぞれカウンタ回
路２１ならびに２２のカウント数ｎになつた際にセツト
され、またアンド回路２０ならびに１９に１出力があつ
た際にりセツトされるフリツプフロツプ回路、２５はフ
リツプフロツプ２３および２４の出力信号の論理和をと
るオア回路である。第５図は、第４図の実施例の動作を
示すタイムチヤートであつて、ａは回線障害（線路断）
が生じたときの検出動作、ｂは回線障害回復後の動作を
示す。今、第３図の場合と同じく、線路断が生じ送信デ
ータ信号ＳＤが受信回路１６に廻り込み、８の出力（第
５図ａ）がある場合を考える。このとき、送信データＳ
Ｄと受信回路１６の出力信号４とが同相であるため、排
他的論理和回路１８の出力は、線路障害が生じた後は、
サンプリング時、常に論理０となる。このため、アンド
回路２０はクロツク抽出回路１７のクロツクパルス８を
出力し、カウンタ回路２２はそのパルス列をカウントす
る。カウンタ回路２２は上記パルス数がｎになると、出
力信号０を出力し、フリツプフロツプ２４をセツトする
。その結果オア回路２５の出力Ｏは論理０から１に変わ
り、回線障害表示がセツトされる。また、回線障害が回
復したとき、送信データＳＤと受信回路５（第５図ｂ）
のパターンの一致が崩れ、アンド回路１９からパルス出
力信号８が出力される。

この信号により、カウンタ回路２２ならびにフリツプフ
ロツプ２４はりセツトされ、その結果（オア回路２４の
出力信号）９は論理１かからＯに変わり、回線障害表示
はりセツトされる。以上説明したように、この発明によ
れば半二重通信、全二重通信を問わず、二線式通信装置
における回線障害の検出が行なえるので、回線障害に起
因する二線式通信装置の誤動作を未然に防止することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の二線式半二重通信回路による通信方式の
概要を示すプロツク図、第２図は、この発明の一実施例
を示すプロツク図で、二線式半二重通信装置における実
施例を示す回路構成図、第３図は第２図の回路の動作を
示すタイムチヤート、第４図は、この発明の第二の実施
例を示すプロツク図で、二線式全二重通信装置における
実施例を示す回路構成図、第５図は第４図の回路の動作
を示すタイムチヤートである。 図において、ＳＤ・・・・・・送信信号、ＲＤ・・・・
・・受信信号、１，１４・・・・・・送信回路、２・・
・・・・電流検出回路、３，１６・・・・・・受信回路
、４・・・・・・演算回路、５・・・・・・変化点検出
回路、６・・・・・・立下り変化点検出回路、７・・・
゛゜゜立上り変化点検出回路、８・・・・・・モノマル
チ回路、９，１０，１３，１９，２０・・・・・・アン
ド回路、１２・・・・・・セツト優先形フリツプフロツ
プ、１５゜゜゜・・・二線←四線変換回路、１７・・・
・・・クロツク抽出回路、１８・・・・・・排他的論理
和回路、２１，２２・・・・・・カウンタ回路、２３，
２４・・・・・・フリップフロップ回路、２５・・・・
・・オア回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 線路を介して相手方通信装置へデータ信号を送出す
   る送信回路と、線路を介して相手方通信装置より送出さ
   れてくるデータ信号および前記送信回路より送出される
   データ信号の重畳信号を受信する受信回路とを有する二
   線式通信装置において、回線障害により線路電流が零に
   なると、前記送信回路より送出されるデータ信号と前記
   受信回路により受信されるデータ信号が同一になること
   を検出して回線障害を検知するようにしたことを特徴と
   する二線式通信装置における回線障害検出方式。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載の回線障害検出方式で
   あつて、送信回路より送出されるデータ信号と受信回路
   に受信されるデータ信号が同一になることを複数回繰り
   返し検出して回線障害を検知するようにしたことを特徴
   とする回線障害検出方式。