JPS63242044A

JPS63242044A - 光化デ−タ伝送方法及び装置

Info

Publication number: JPS63242044A
Application number: JP62074345A
Authority: JP
Inventors: Katsuyuki Shimokawa; 下川　勝千; Kimito Idemori; 公人出森
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1987-03-30
Filing date: 1987-03-30
Publication date: 1988-10-07
Anticipated expiration: 2011-02-21
Also published as: US4973953A; KR910003241B1; KR880012041A; JPH0817396B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野〉本発明は、複数の制御装置間を光ケーブルで接続し、制
御装置相互のデータの授受を、ある確定した時間内に伝
送可能とする、いわゆる実時間性を有する、トークン・
パッシング・バス方式のデータ伝送方法及び装置に関す
る。

（従来の技術）複数のノードが共通の伝送ケーブルを時分割使用してデ
ータの授受を行なう従来のデータ伝送方式として、トー
クン・パッシング方式が知られている。また、本出願人
は、この従来方式にリアルタイム性を付加したトークン
・パッシング・バス方式を提案（特願昭５８−１７６３
８５）　ｂた。この方式は、トークンと称する伝送権を
移譲するフレームやフレームヘッダ、ダミーパケット、
代理パケットなどの特別なフレームを持ち、フレームヘ
ッダからのフレームの数で、伝送権を制御する暗黙型の
トークン・パッシング・バス方式″ｃ必る。

これらトークン・パッシング・バス方式は、■伝送ケー
ブルが１本でおるという構成の簡単さからくる、伝送制
御の容易さ、ひいては、伝送装置の価格が安くできると
いう経済性。■ある確定線間内に必ず伝送が可能である
という実時間性を容易に実現できるために、実時間性が
必要な工場における制御用として、使いやすいという利
点を持つ。これらのトーク・パッシング・バス方式のデ
ータ伝送システムの概要を第１１図に示す。同図におい
て、１は伝送ケーブル、２〜５はノードである。

（発明が解決しようとする問題点）今日、光技術が大きく進歩したことにより、電気信号に
よる伝送ケーブルを光ケーブルに置換えようという要求
が出てきている。電気信号は、周囲の電気的ノイズの影
響をう（プヤすいという一大弱点がある。

一方、光ケーブルでは、■電気的ノイズの影響はまった
くない。■しかし、第１２図のようにノード７〜９から
の光信号を光ケーブル１１等を介して送信し各ノートす
べてに光ケーブル１０等を介して分岐する光スターカプ
ラ６と称する光部品を使う方式は、光スターカプラその
ものが高価であり、ノード数の制限や敷設できる距離の
制約があり、しかも光送受信器は分岐されるので低レベ
ルの光信号を受信するため高価なものとなる。

本発明は、上記点に鑑み、安価な１：１対向光送受信器
によりトークン・パッシング・バス方式を光化しようと
いうものである。

このような例として第１３図のような公知の構成がある
。

各局１２〜１７は、二組の伝送方向が逆の光送受信器を
持ち、送信しない局は、すべて受信した光信号を電気信
号に変換後、再度光信号にして、隣りのノードへ送信す
る。光伝送路が２組おり伝送方向が逆であるため、電気
の伝送ケーブル１本と同一の働きをする（図１１と同じ
になる）しかし、第１３図では、以下の問題がある。

■　中間のノードが、故障により伝送機能を失うと、そ
のノードの左右が、別々に分離してしまう。

例えばノード１５が故障すればノード１２〜１４とノー
ド１６〜１７間との伝送が不可能となる。

■　光伝送路が１ケ所断線したり、光送信器又は光受信
器が１ケ所故障した時、片方向の伝送のみが可能となる
。

この場合、すみやかに故障したノード間を分離し、分離
したグループ内で、伝送をつづけることが望ましい。

従来、故障時の分離は、スーパーバイザノード（監視ノ
ード）とよばれる特別なノードが１つおり、これが全体
を監視し、異常があれば、一時通常の伝送をやめ、まず
隣りのノードへ確認のためのパケットを送り応答を確認
する。そして順次、つぎのノードへも同じことを行なう
。

これにより、どこのノード又はノード間が異常であるか
を判定する。そして、スーパーバイザノードは、故障を
分離するため受信又は送信の禁止を必要なノードへ指令
する。

例えば、スーパーバイザノードが左端のノード１２で、
光伝送路２０が断線した時、まずノード１３との間で確
認を行ない、次にノード１４、次にノード１５と確認を
行なう。ノード１５以降は、光伝送２０の断線によりノ
ード１２からの信号が受信できないので応答がない。従
って、スーパーバイザーノードは、ノード１４に対して
、右側からの受信を禁止するよう指令する。これは、ノ
ード１５以降からの伝送により、ノード１２〜１４のグ
ループ間の伝送が乱されないために行なうものである。

以上の動作は、ノード数が多くなるに従って、確認時間
がかかり、故障の分離に多大な時間がかかることになる
。スーパーバイザノードは、全体で１ノードしかないの
で、スーパーバイザノードが管理できないノード１５〜
１７は、これらの間で伝送することはできない。また、
やろうとすれば、この中にスーパーバイザノードをおく
ことになるが、２つのスーパーバイザノードが同時に存
在すれば、ノード１５〜１７側からの送信データが光伝
送路２６をとおして、ノード１２〜１４側へ伝送され、
確認動作がかちあい簡単には実施できない。要するに全
体の管理を１ノードのみで行なう方法は、故障時、複数
のグループ内で伝送を続行することが困難でおる。

以上記述した従来の１：１対向光送受信器によるトーク
ン・パッシング・バス方式の光化の問題点をまとめると
、 ■　中間の１ノードが左右とも伝送ができなくなると、
残存ノード間の伝送ができなくなる。

■　中間ノードの光伝送路、光送信器、又光受信器の故
障のように、左方向又は右方向の一方の伝送が不可能に
なるような故障、つまり。

不完全な分離が行われると、故障点の左右に分かれて、
二つのグループが個別に、グループ内での伝送ができな
い。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段）本発明の伝送装置は第２図のように結合する。

すなわち、互に伝送方向が逆である２つの光伝送路によ
り各ノードは環状に接続する。

ノードは第３図のように構成される。

すなわち左方向光伝送路３７．３８と右方向光伝送路３
５．３Ｂ、モデム３４、メディアアクセス制御部３２、
ノード制御部３１及びインターフェイス３３より構成さ
れる。

これは、光伝送路３５〜３８以外は、従来の電気式のト
ークン・パッシング・バス方式と同じ構成であり、モデ
ム３４は、光化に伴ない中味が異なる。

別の言い方をすれば、モデム３４と光伝送路３５〜３６
は除いて、他は、電気式のトークン・パッシング・バス
方式をそのまま使えるよう作られたノードよりなる伝送
装置である。

メディアアクセス制御部３２は、複数のノードが伝送路
にデータを送出する際の競合を制御するとともに、パラ
レルデータをシリアルデータへ変換し送出、受信したシ
リアルデータをパラレルデータへ変換、シリアルデータ
の誤り検出などを行なう。ノード制御部３１は、メディ
アアクセス制御部３２への送信の指令、受信したデータ
の処理、モデムの制御など、全体の制御を行なう。

インターフェイス３３は、モデム３４に対して、送信す
るシリアルデータの供給、送信クロック及び送信要求の
出力、送信許可の受信、受信したシリアルデータ及び受
信クロックの入力などを行なう。

本発明はモデム３４に特徴を持ち、その機能を以下（ｉ
）〜（Ｖ）に説明する。

（ｉ）　　受信時は、光伝送路より受光した光信号を光
電気変換器で電気信号に変換後、デコード回路でデコー
ドし、受信信号が正常でおるか判別する。正常ならエン
コード回路でエンコードし、同一方向の下流側のノード
へ光電気変換器により光信号に変換して光伝送路へ送り
出す。上記回路は左右両方内分の２組を有し、両方向の
デコードした受信信号のうち、先取優先回路により、ど
ちらか早い方の一方が選ばれ、インターフェイス３３を
介して、メディアアクセス制御部３２へ送られる。

（ｉｉ）　　送信時は、メディアアクセス制御部３２か
ら受けた送信データを前記２ケのエンコード回路でエン
コードし、２ケの光電気変換器により光信号に変換し、
２ケの光伝送路へ送り出す。

送信時は、ノードが電気ケーブルの場合の終端と同じ役
割をモデムははたす。つまり、送信して、−巡した信号
は、光電気変換器で電気信号に変え、デコード回路でデ
コードし、受信信号が正常であるかを判定する。受信時
のようにリピートすることはしない。送信するノードは
、時々刻々変化するので電気信号によるトークン・パッ
シング・バス方式において終端が固定であるのに比べ、
終端位置はダイナミックに変化することになる。

（ｉｉＤ　　送信した信号が各ノードをリピートして一
巡する時間に余裕時間を加えたものをスロット・タイム
と呼ぶ。モデム３４内の制御回路に内蔵するタイマは、
スロットタイムを計測する。すなわち、送信時は、送信
開始からと送信終了からの２つの場合計測する。スロッ
トタイム内に送信データは一巡して帰ってくるはずであ
るので、前者は、送信データが一巡して帰ってくるかの
送信異常検出に使う。後者は、送信時の終端としての役
割をはだす時間を規定するものとなり、それ以降は受信
ノードとして、レピートが可能になる。但し、再度送信
要求がおれば、この時刻以降に送信することも可能であ
る。

すなわち、これは、フレーム間の時間を決めるものであ
る。

受信時は、一方が受信を開始した時と、先取り優先回路
で、選択した側が受信終了してからの２つの場合計測す
る。一方が受信開始すれば、どんなに遅くとも使方は、
スロットタイム後には、受信するはずであるので、前者
は、受信異常検出に使う。

後者は、フレーム間の時間を決めるもので、受信ノード
が次に送信する時の時刻や、再度受信が可能となる時刻
を決める。

（ｉｖ）前記、異常検出が行われた時、どこが真に異常
であるかを特定する必要がある。本発明では、各ノード
が自律的に異常を検出し、判定し、送信禁止、受信禁止
などの処置を行なう。

判定は、異常検出時、異常を検出した側の隣りのノード
へチェック回路が作る短かい語長のチェックパケットを
送出し隣りのノードは、正常にチェックパケットを受信
したかをチェック回路で判定し、正常ならチェック回路
で短かい語長のチェック応答パケットを作り送り返す。

チェックパケット及びチェック応答パケットは、同一の
内容のパケットでも異なる内容のパケットでも可能であ
る。以下の説明は、同一であるとする。

チェックパケットは、フレーム間のデータを送らないス
ロットタイムに等しい空時間内で送受信する。

すなわち、−切判定のために余計な時間は必要としない
。

チェックパケットは、メディアアクセス制御部３２から
の送受信データと関係がないものであるので、通常のフ
レームが、クロック成分を含むコード例えばマンチェス
タコードを使うが、チェックパケットは、前記コードと
違いが識別できる他のコード、例えばＮＲＺ　（ノンリ
ターントウゼロ）コードを使い、モデム３４において、
判定が可能とする。

要するに、通常の伝送には見えないコードにより空時間
を利用し判定を行い、そのコードの発生、検出は、メデ
ィアアクセス制御部３２を経由しないでモデム３４内で
行なう。

チェックパケットにより隣りのノードとの間の異常がみ
とめられると、受信時に異常を発見したノードは、異常
検出側における通常のフレームの受信を禁止する。チェ
ックパケットやリセットパケット（後述）は、送受信可
能のままとしておく。

送信時では（ｉｉｉ）で述べた異常検出がどちらか一方
のみの時、チェックパケットによる処理は前記受信時と
同じである。（ｉｉｉ）で述べた異常検出が両方である
時、チェックパケットは両隣りのメートへ送出し、異常
が認められた側における異常のフレームの受信及び送信
を禁止する。例えば、右方向受信及び左方向送信を禁止
する。両方とも異常なら、全方向の送受信を禁止する。

なお、チェックパケットやリセットパケットは、送受信
可能のままとしておく。

以上により、 ■　両方向の伝送路（ノード内も含む）のうち一方が故
障した時、多方向の伝送路を有効に使う。

■　両方向の伝送路が両方とも同一場所で故障した時は
、環状の接続を解き、線状の構成として、伝送する。

■　両方向の伝送路が、両方とも異なる場所で故障した
時は、複数の分離した線状の構成として、伝送が可能な
ノード間で伝送を行なう。

（Ｖ）　　故障ノードが復旧する時や停止したノードが
運転状態にはいる時及び、光伝送路の断線が復旧し、環
状の接続に戻る時は、全ノードに、これを知らせるため
、リセットパケットがおる。

リセットパケットは、前記した時に、故障復旧ノードや
、運転開始ノードから発せられ、全ノードが受信してこ
れを知る。リセットパケットは、通常のフレーム伝送中
に割込んでも分るように、チェックパケットと同じく、
通常のフレームと違いが識別できる他のコード、例えば
ＮＲＺコードを使い、モデム３４において判定が可能と
している。モデム３４において、リセット回路がおり、
リセット・パケットの作成、リセットパケットの受信時
の判別及びレピートを行なう。以上）小べたような機能
を有するノードにより構成される伝送方法及び装置。

（作　用）以下本発明により、どのようにして伝送が行われるかを
第１図〜第３図を用いて説明する。第１図（２）は、第
２図のノードがノード１２、ノード１３、ノード１４、
ノード１５の順に送信する時、横軸に時　。

間、縦軸にノード配置をおき、伝送の状態を示した図で
、第１図０は、横軸は第１図に）と同じにノード１４に
注目し、その左右両方向の送信及び受信の状態を示した
図である。

光伝送路として右方向光伝送路１８〜２３と、左方向光
伝送路２４〜２９の二つの伝送路を持つ。

第１図（２）において、右方向光伝送路を通るフレーム
は４０．４３．４５．４１３〜５１．５９であり、左方
向光伝送路を通るフレームは、４１．４２．４４．５２
〜５７゜５８である。前者は、右上りのハツチングで示
し、後者は左上りのハツチングで示す。

まずノード１２は、時刻ｔｏからｔ３０までの間フレー
ム４０及び４１を両方向に送信する。各ノードでは、フ
レームを受信すると、これをレピートして送信すること
を繰返し、最掛には、ノード１２において時刻ｔ３１〜
ｔ３２の間に受信する。

各ノードでは、受信時、デコードし信号が正常であるか
、通常のフレームがチェックパケットやリセットパケッ
トであるかを判断する。受信局では通常フレームは、エ
ンコードして送信する。チェックパケットやリセットパ
ケットの場合は後述する。

ノード１４のケースでは、第１図υに示すように、時刻
ｔ１にフレーム４０Ａ１時刻ｔ２にフレーム４１Ａを受
信し、それぞれフレーム４０Ｂ、４１Ｂとしてレピート
送信する。受信と送信では時間的に少なくとも１ビット
分の差あるのでサフィックスＡとＢをつけて示す。

フレーム４０Ａを時間ｔ１で受信すると、スロットタイ
ムＴＳ計時用タイムが働きフレーム４１Ａが１１十ＴＳ
で受信するかを判定する。今ｔ２はｔｌ＋Ｔｓより小さ
いとすると、正常であると判定される。

フレーム４０Ａが早いので、先取り優先により選択され
、第３図のインターフェイス３３を介して、メディアア
クセス制御部３２ヘフレーム４０Ａが受信データとして
与えられる。時刻ｔ３でフレーム４０Ａが終ると、再度
スロットタイム計測用タイムが動き、スロットタイム後
、次に送信が許可されていれば、送信を行なう。送信で
きるノードは、例えばトークンを得ているノードである
。あるノードにおいて一方の伝送路のフレーム終了後ス
ロットタイムが経過覆れば、必ず他方の伝送路のフレー
ムは、終了している。従って、送信が可能となる。

ノード１４についていえば、フレーム４３Ａが時刻ｔ７
で終了し、スロットタイムＴｓが経過した時刻［９にお
いて、トークンを得ているとすれば、フレーム４４Ａ、
　４５Ａを時刻ｔ９からｔｌｌまで送信する。

ノード１３の左方向光伝送路２５が、この時、切られて
いたと仮定すると、フレーム４４は、ノード１３以降、
左方向光伝送路にはあられれず、フレーム。

４５のみが右方向光伝送路を通して送信され、ノード１
４では、時刻ｔｌｏからｔ１５まで受信する。

送信ノードは送信開始後、受信ノードは、一方を受信開
始後それぞれスロットタイム経過すれば、送信ノードは
、両方とも受信するのが正常であり、受信ノードは、他
方を受信するのが正常でおる。

したがってこのケースでは、全ソードが左方向の受信が
うけなかったので、右方向光伝送路Ｉ＼チェックパケッ
ト４６〜５１を送信し、隣りのノードから応答５２〜５
７があるかを判定する。チェックパケットをうけとった
ノードは、チェックパケットであることを判定して、前
記応答５２〜５７を送り帰す。

ノード１４について言えば、右方向送信のフレーム４５
Ａにひきつづいて、時刻ｔｌｌとｔｌＺ間に、チェック
パケット４６を右方向にノード１５へ送信し、ノード１
５からの応答５２を時刻ｔ１３とｔ１４の間に左方向伝
送路より受信する。

ノード１３からのチェックパケット５１をフレーム４５
Ｂにひきつづき時刻ｔ１５とｔｌＢの間に受けとり、そ
の応答５７を時刻ｔ１７とｔｌＢの間に左方向伝送路に
より送信する。

通常フレームとチェックパケットの間に時間をあけても
よい。第１図では、つづけて、チェックパケットが送信
されるとして説明している。

ノード１３は、チェックパケット５１の応答５７を受信
できないので、ノード１３と１４間が異常であると判断
し、左方向の受信を停止する。

チェックパケットの送信及び応答は、通常のフレームの
間の短かい空時間を利用して行われる。

各ノードは、チェック機能を有するチェック回路を左側
及び右側の二つ分を持つので、全ノードが同時にチェッ
クが行える。

つぎにノード１５が時刻ｔ４０で送信を行ない、フレー
ム５８．５９を送出する。

以上のべたように、異常を検出したところで、受信をと
める。

第４図は、光伝送路の２箇所で断線がおるケースを示す
。図中、「×」印は断線を示し、「・」印７２〜７５は
、その近くに位置するノードが受信を停止し、「・」印
７６〜７９は、「・」印の近くに位置するノードが送信
を停止することを示す。

ｒＸＪ印７０．７１で切断すると、ノード１５〜１７の
データはノード１２〜１４へ伝送できるが、ノード１２
〜１４のデータはノード１５〜１７に伝送できない。ノ
ード１２〜１４とノード１５〜１７相互間では正常な伝
送ができないので、２つの独立したグループとして縮小
して稼動させることが、全体を停止するより望ましい。

この場合ノード１２〜１４がノード１５〜１７からの送
信データに乱されないように、前記（ｉＶ）に述べたよ
うに、チェックパケットより判断して、各グループが他
から受信せず、他へ送信しないように処理をする。すな
わら、受信ノードが受信しない異常を検出し、チェック
パケットによる検査の結果、「・」印７２．７３．７４
．７５が受信禁止となる。送信ノードは、両方の伝送路
とも、送信したフレームを受信しないので、チェックパ
ケットによる検査が行われその結果送信又は受信の禁止
の処置をする。ノード１２では７６が送信禁止、７２が
受信禁止となる。同じように、ノード１４．１５．１７
では、７１と７３．７４と７８．７５と７９がそれぞれ
禁止される。これにより、ノード１２〜１４とノード１
５〜１７の２ケの縮小独立したグループが出来上る。

第５図は、ノード１２及び１５が電源がはいっていない
か、故障により、まったく機能しないケースでおる。

「・」印８０〜８３は、その近くに位置するノードが受
信を停止することを示し、「・」印８４〜８７は、同じ
く送信を停止することを示す。第４図とほぼ同様に、故
障した側の送受信が停止する。ノード１３では、ノード
１２側の「・」印８０．８４の送受信が停止し、ノード
１４ではノード１５側の「・」印８１゜８５、ノード１
６ではノード１５側の「・」印８２．８６、ノード１７
ではノード１２側の「・」印８３．８７のそれぞれの送
受信が停止する。これによりノード１３゜１４とノード
１６．１７の２つのグループに分れる。

ノード１５が復帰した時、ノード１４及び１６のノード
１５側は、すべて送受信が禁止されている。ここでノー
ド１５は、リセットパケットという特別のフレームを両
側に送信する。リセットパケットは、受信が禁止されて
いるノードでも受信し、レピートして送信する。リセッ
トパケットは、通常のデータと混在しても判別できるの
で、通常のデータの伝送中であってもこれを送信するこ
とができる。

リセットパケットは、故障している又は停電のノード１
２以外のすべてに伝達され、各ノードは、リセットパケ
ットを受信すると、今まで送受信を停止しているところ
も初期化し、すべての送受信を可能として、各ノード間
の接続を再構成する。これにより、ノード１３〜１１ま
でが一体となり２つのグループが一つとなる。

同じように、ノード１２が復帰すると、リセットパケッ
トを出し、再構成を行ない、全ソードが一体となる。

（実施例）本発明の伝送装置は上述したように、第２図のように互
いに伝送方向が逆である２つの光伝送路により各ノード
は、環状に接続し、ノードは第３図のように、左右両方
向の光伝送路３５〜３８、モデム３４、メディアアクセ
ス制御部３２、ノード制御部３１及びインターフェイス
３３より構成される。

本発明は、モデム３４に特徴を持ち、第６図にモデム３
４の一実施例を示す。メディアアクセス制御部３２は、
複数のノードが伝送路にデータを送出する際の競合を制
御するとともに、パラレルデータをシリアルデータへ変
換し送出、受信したシリアルデータをパラレルデータへ
変換、シリアルデータの誤り検出などを行なう。ノード
制御部３１は、メディアアクセス制御部３２りの送信の
指令、受信したデータの処理、モデムの制御など、全体
の制御を行なう。インターフェイス３３は、モデム３４
に対して送信するシリアルデータの供給、送信クロック
及び送信要求の出力、送信許可の受信、受信したシリア
ルデータ及び受信クロックの入力などを行なう。モデム
３４は、インターフェイス３３より受けた送信データを
送信クロックを使い変調して送出し、受信したデータを
復調し再度変調して送出するとともに、受信したデータ
と抽出したクロックのうち選択した一方をインターフェ
イス３３に供給する。インターフェイス３３からの送信
要求に対して、モデム３４の制御回路により、送信タイ
ミングを制御して、送信許可を発する。

モデムのより詳しい機能は、前記した。ここでは第６図
のモデムの一実施例により詳述する。

３５、３６は、右方向光伝送路、３７．３８は左方向光
伝送、第２図の同一番号のものと同じである。

本実施例のモデムは、光伝送路３５．３８より受光した
光を電気信号に変換する光電気変換器９０及び９１、逆
に電気信号を光に変換し、光伝送路３６．３７へ送出す
る電気光変換器９２及び９３、信号線１０４゜１１１に
のる受信した信号を復調する復調器９４及び９５、復調
した２つの受信データ、抽出した二つの受信クロック１
１７．　１１８のうち左方向か右方向のどちらか一方の
早い方を選択する先取り優先回路１０２と選択された受
信データ（ＲＸＤ＞１２０と受信クロック（ＲＸＣ）　
　１１９、送信データ（ＴＸＤ＞１１５、送信クロック
（ＴＸＣ＞１２１から変調した送信データを作るととも
に、受信したデータを再度送信するため変調する変調器
９６．９７、各復調器９４、９５より信号線１０６．　
１２６に出力されるＮＲＺコードであることを示す信号
と、ＮＲＺによるデータ信号からリセットパケットかを
判定しリセットパケットなら信号線１０９．　１１３を
介して変調器９６、９７へ入力して送信し更にリセット
パケット送信要求があればリセットパケットを送出する
リセット回路９８．９９、信号線１０６．　１２６を入
力しチェックパケットかを判定しチェックパケットなら
その応答を信号線１１０．　１１４を経由して変調器９
７゜９６へ送り送信し更に自分自身が異常を検出した時
チェックパケットを送出するチェック回路１００゜１０
１、モデム全体を制御するもので、送信要求（ＲＴＳ）
１２３を受【プて、送信許可（ＣＴＳ）１２２を出力し
、信号線１０７．　１２４を介して復調器９４、９５か
らの受信中を示す信号及び内蔵する送信中を示す信号に
より内蔵するスロットタイム計時用タイマを動かし、送
信及び受信を制御し、各部へ制御信号１２５を発する制
御回路１３０、以上により構成される。

ざらに詳しくのべれば、制御回路１０３では、変調器９
６．９７に対して送信許可・禁止の指令、受信データを
レビートするか否かの指令を与える。復調器９４．９５
に対しては、受信許可・禁止の指令、リセット回路９８
．９９に対しては、リセットパケットの送信指令を与え
、逆に、リセットパケットの受信信号を受けとる。チェ
ック回路ｉｏｏ、　　１ｏｉに対しては、内蔵するスロ
ットタイム計時用タイマにより異常検出をして、異常な
ら、異常状態に応じて、チェックパケットの送信を指令
し、チェックパケットの応答が正常でおるかの信号を制
御回路へ渡す。また、送信クロック（ＴＸＣ）１２１を
作る。

第６図には図示していないが、制御回路１０３は、ノー
ド制御部３１と接続され、ノード制御部３１からリセッ
トパケットの送信を要求し、リセットパケットの受信を
ノード制御部３１へしらせる。

以下、いくつかのタイムチャートを用いて作用を詳述す
る。

第７図は送信時、第８図（０はリセットパケット第８図
０はチェックパケット、第９図は受信時のタイムチャー
トである。

第７図に示すように、送信時、送信要求（ＲＴ’ｑ）　
　１２３がアクティブとなると制御回路１０３は、送信
又は受信完了後スロットタイムが経過したとき、送信許
可０丁丁３）　　１２２をアクティブとして、送信を許
可する。第７図の■〜＠は、各々１ビツトの時間を示し
ている。■のはじめてＲＴＳがアクティブとなり■のは
じめでＣＴＳがアクティブになるとインターフェイス３
３を介して送信データ（ＴＸＤ＞１１５を送信クロック
（ＴＸＣ＞１２１で同期させマンチェスタコードに変調
器（ＥＮＣ）９６、９７で変換し、信号線１０８．　１
１６に出力し、電気光変換器９２．９３で光信号に変え
る。各タイムチャートにおいて光信号の“１”は光がイ
オン状態を示しＯｕはオフ状態を示す。■〜■までの送
信データは第７図の光信号に示すように変調され光伝送
路３６．３７へ出力される。

■にて、送信要求（ＲＴＳ）　　１２３がインアクティ
ブになると、送信許可（σ１）　　１２２をインアクテ
ィブにして、送信を停止する。

第９図は受信ノードが受信する場合を示す。受信ノード
でレピートされた光信号又は、送信ノードから送信され
た光信号を受信する。第７図■〜■が［相］〜＠に対応
する。受信光信号は光伝送路３５゜３８より入力され光
電気変換器９０．９１で電気信号に変えられ、信号線１
０４．　１１１を経由して復調器９４゜９５にはいる。

マンチェスターコードは、１ビツトのうちの５０％の時
点で、極性が反転するコードであるので、２５％と７５
％の時点で、信号の慢性を記憶し、１→Ｏに変るものが
ｏ”ｏ→１に変るものが“１″とする。５０％時点で変
化しない信号はＮＲＺ信号である。［相］でうけた信号
は、前記したように記憶されマンチェスターコードから
ＮＲＺ信号に＠で変換される。これが第９図のＲＸＤで
ある。つまり、１ビツトずつ遅れてＮＲＺ信号に変換し
、信号線１０５．　１１２を介して先取り優先回路１０
２へ与えられ、そして選択されＲＸＤとなる。

一方、信号線１０５．　１１２上のＮＲＺ信号は、変調
器９６．９７で再度マンチェスターコードに変換して信
号線１０８．　１１６に出力され電気光変換器９２．９
３で光に変換して光伝送路３６．３７へ送出される。

この送信信号は第９図に示される。

第８図に）は、リセットパケットを示す。リセットパケ
ットはｒｌｌｏｏＪを４回繰返すもので、最初の２ビツ
トは、他のフレームと区別するため“Ｏ”信号としてい
る。

リセットパケットを送信する場合、ノード制御部３１が
制御回路１０３に指令し、リセット回路９８゜９９から
第８図■のリセットパケットが信号線１０９゜１１３へ
送出され、変調器９６．９７では、変調しないでそのま
ま送出する。

リセットパケットを受信する場合は、復調器９４゜９５
ではＮＲＺコードであることを示す信号と、ＮＲＺによ
るデータ信号を信号線１０６．　１２６から入力し、リ
セットパケットであるかを「１１０Ｇ」のコードである
かどうかで判定し、リセットパケットなら、信号線１０
９．　１１３上に、前記した送信と同じように、リピー
トして送信する。４ビツトで判定できるので、４ビツト
分遅れてリピートする。

第８図０は、チェックパケットを示す。チェックパケッ
トは「１１００」を４回繰返すもので、最初の２ビツト
は、他のフレームと区別するためＯＩＩ低信号している
。チェックパケットを送信する場合、前記したように、
制御回路１０３が判定し、チェックパケットの送出をチ
ェック回路１００．　１０１へ指令する。チェック回路
１００，１０１から第８図υのチェックパケットが信号
線１１０．　１１４へ与えられ、変調器９６．９７では
、変調しないで、そのまま送出する。チェックパケット
を送信すると、一定時間内に隣りのノードから、応答が
かかえるかを監視する。隣りのノードからチェックパケ
ットの応答を受信する場合は、復調器９４．９５からＮ
ＲＺコードであることを示す信号と、ＮＲＺによるデー
タ信号が信号線１０６．　１２６へ出力され、チェック
回路で、チェックパケットの応答であるかをコードをし
らべて判定する。応答をチェックパケットと違うコード
としてもよい。本実施例では、ハードウェアを簡単にす
ることと、送信されたチェックパケットとチェックパケ
ットの応答が同時に受信することがないので、両者は同
一のコードとして説明する。従って「１１１０」のコー
ドであるかを判定し、判定結果を制御回路１０３へ知ら
せる。

制御回路１０３は、一定時間内に、正しくチェックパケ
ットの応答がおるかを判断し、異常なら、前記したよう
に、該当する送信又は受信を禁止する。

すなわち、制御回路１０３から制御部＠１２５が復調器
９４．９５、変調器９６．９７へ指令し、受信又は送信
を禁止する。チェックパケットをうけとり、応答をかえ
すノードは、チェックパケットを送信するノードとほぼ
同じ動作をする。すなわちチェックパケットを受信する
場合は、復調器、９４．９５からチェック回路１００．
　１０１で、判定するまでは、まったく同じである。そ
して、コードがチェックパケットなら、４ビツト分遅れ
て、チェックパケットの送信とまったく同じに、変調器
９６．９７を介して送出する。

チェックパケットとして本説明では「１１１０」を使っ
たが、ｒｌｏｌｏＪのような単純なものでも、その他ど
のようなものでもよい。

また、ＩＥＥＥ８０２．４で規定されるフレームには、
第１０図のように、”Ｎ”　（Ｎｏｎ　ｄａｔａ）と“
１′′と“Ｏ゛′の３値がとられ、“Ｎ　ＩＦは２ケつ
づくという特別な規定がおる。

送信データ、受信データとも３値となるので、第６図の
ＴＸＤ、ＲＸＤは、それぞれ、２ビツトで構成される。

第１０図ではＴＸＤをＴＸＤｌ、ＴＸＤ２と２つに分け
て書いている。“０１１と“１″は、マンチェスターコ
ードであるが、“Ｎ　Ｎ　”の２ビツトは、“１０″と
いうビットの区別されるところで変化するコードとする
。これは、第１０図のチャート■０［相］＠で示す通り
である。つまり“’　Ｎ　Ｎ　”はマンチェスタコード
になっていないが、前記したチェックパケットやリセッ
トパケットとは、区別できるのは明らかであるが、第６
図の送信データ、受信データを３値として、変更すれば
、ＩＥＥＥ８０２．４についても先の実施例と同じ効果
が発揮できる。

本発明によれば、インターフェイス３３より下めモデム
３４のみを変えれば、先生できるので、容易に移行でき
るメリットを持つ。

なお、一本の光伝送路で双方向の送受信がてきる電気光
及び光電気変換器を使えば、光伝送路を１本にすること
ができることは云うまでもない。

〔発明の効果〕

本発明による効果は以下のとおりでおる。

■　高価で、同数の制限がある光スターカプラを使用し
ないで、安価な１：１対向光送受信器により、局数に制
約のないトークン・パッシング・バス方式を先生できる
。先生することにより電気的ノイズの影響がない。

■　各ノードは、自律的にできている。すなわち、送信
時は、両方向に送信し、受信時は、各ノードが自分の判
断で、どちらか一方を選択して受信する。故障について
も、故障の検出、故障時の送信及び受信の禁止について
も、各ノードが自分の判断で行なう。

このため、監視ノードのような特別なノードが、故障検
出診断や故障時の処理を行なうような必要はなく仝ノー
ドが平等である。これは特、　　定のノードが故障する
全体が停止するというような欠点がなく、ＲＡＳ特性が
向上する。

■　伝送路の１ケ所の故障でも、正常に伝送を行え、複
数の故障でも、同−伝送路上又は、同一ノード間でおれ
ば、正常に伝送できる。

また、故障により分断されても、分断したグループ内で
伝送が可能でおり、全面的にすべての伝送がとまるよう
なことなく、縮小して運転を継続することができる。

■　伝送路上フレームとフレームの間の空き時間を利用
して、故障の検査が行われるので、このためのオーバー
ヘッドがない。このためスループットが低下しない。ま
た、チェックパケットの送出、受信、判断などを、ハー
ドウェアで行なえば、オーバーヘッドを小さくすること
ができる。

■　伝送路上に二種類の区別できるコードが、伝送され
るので、チェックパケットやリセットパケットを優先す
ることができ、いつでも全体の初期化ができる。チェッ
クパケットやリセットパケットはメディアアクセス制御
部３２には、見えないものなので、電気式トークン・パ
ッシング・バス方式の従来の回路がそのまま使用できる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるデータ伝送方法及び装置を説明す
るためのタイムチャートで（Ｑは各ノードを縦軸に、横
軸に時間をとり伝送状態を示し、０は、ノード１４に注
目した伝送状態を示す。第２図は本発明によるデータ伝送システム概要図、第３
図は、本発明によるノードの構成図、第４図、第５図は
、本発明によるデータ伝送システムにおける故障時の状
態説明図、第６図は、本発明のノード中のモデム−実施
例の構成図、第７図は、送信時のタイムチャート、第８
図は、リセットパケットとチェックパケットのタイムチ
ャート、第９図は、受信時のタイムチャート、第１０図
は、ＩＥＥＥ８０２．４に適用したときのタイムチャー
ト、第１１図は、従来のトークン・パッシング・バス方
式のデータ伝送システム概要図、第１２図は、光スター
カプラ方式のデータ伝送システム概要図、第１３図は、
１：１対向光送受信器を使った従来のデータ伝送システ
ム概要図でおる。１２〜１７・・・・・・）　−　ド１８〜２３・・・・・・右方向光伝送路２４〜２９・・
・・・・左方向光伝送路３０・・・・・・本発明のノー
ド３１・・・・・・ノード制御部３２・・・・・・メディアアクセス制御部３３・・・・
・・インターフェース３４・・・・・・モデム９０、９１・・・・・・光電気変換器９２、９３・・・・・・電気光変換器９４、９５・・・・・・復調器９６、９７・・・・・・変調器９８、９９・・・・・・リセット回路ｉｏｏ、　　ｉｏｉ・・・・・・チェック回路１０２・
・・・・・先取り優先回路１０３・・・・・・制御回路（α）第２図第３図第４図第６図ｄ　　　　　　　−５１第９図住２第１０図第１１図第１２図第１３図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）伝送方法が互に逆である二つの環状の光伝送路と
複雑のノードから構成される光化したトークン・パッシ
ング・バス方式のデータ伝送方法において、ノードは、
送信時は同時に両方向にデータを送信するとともに一巡
したデータを受信し、受信時には受信したデータをその
ままそれぞれの下流側のノードに送信し、両方向より受
信したデータのうち一方を先取り優先により選択的に利
用する手段を持ち、ノードは送信時には一定時間内に両
方の光伝送路から一巡したデータを正常に受信すること
により、受信時には一方の光伝送路より受信した後少な
くとも一定時間内に他方の光伝送路より正常に受信する
ことにより、データ伝送が異常であるかを検出する手段
を持ち、異常を検出時、隣りのノードとの間で一方の光
伝送路と隣りのノードと他方の光伝送路よりなる経路で
異常の送信禁止又はデータの受信禁止を行なう手段を持
つ光化データ伝送方法。
（２）特許請求の範囲第１項記載のデータ伝送装置にお
いて、データが光伝送路を一巡する時間にすこしの余裕
時間を加えた時間（以下スロットタイムと称す）を計時
する手段を持ち、データの伝送は、スロットタイムの時
間の空き時間を有するように制御する手段を持ち、異常
のチェックは前記伝送の空き時間に行なうようにした光
化データ伝送方法。
（３）特許請求の範囲第１項記載のデータ伝送装置にお
いて、データ伝送と、異常をチェックする場合と初期化
を指令する場合とで区別できる異なるコードを送受信し
、それぞれが独立して送受信の制御ができる手段を有し
、前記初期化を指令する場合は、受信したノードが初期
化指令であることを判定した上で下流のノードへ送信す
る手段を有する光化データ方法。
（４）伝送方向が互いに逆方向の２つの環状の光伝送路
に結合され同時送受信の可能な２組の送受信回路を備え
た光化したトークン・パッシング・バス方式のデータ伝
送装置において、通常のデータと異なるコードのチェッ
クパケットとリセットパケットを検出するパケット検出
手段と、２つの受信信号のうち先に受信した信号を選択
する先取り優先回路と、送信開始および送信終了から一
定の時間のスロットタイムを計測し、上記スロットタイ
ム内に受信の開始および終了を確認することにより伝送
異常の検出を行ない、伝送異常が検出されたとき通常の
データと異なるコードのチェックパケットを送出し、他
から送出されたチェックパケットを受信したとき通常の
データの送受信を禁止し、故障等の状態が解消したとき
通常のデータと異なるコードのリセットパケットを送出
し、他から送出されたリセットパケットを受信したとき
送受信の禁止を解除する制御回路を設け、１：１対向光
送受信器により光スターカプラを用いない経済的なトー
クン・パッシング・バス方式としたことを特徴とする光
化データ伝送装置。