JP2004096800A - Data transmission system, control method thereof and multiplexing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、データフレームの送受信機能を有する複数の端末が、ハブ装置のポートにスター型に接続されたＣＳＭＡ／ＣＤ方式のメデイアアクセス制御方式の送受信制御系を複数個備えたデータ伝送システム、データ伝送システムの制御方法並びにデータ伝送システムの多重化方法に関する。 The present invention relates to a data transmission system having a plurality of transmission / reception control systems of a CSMA / CD type media access control system in which a plurality of terminals having a data frame transmission / reception function are connected to a port of a hub device in a star configuration. The present invention relates to a transmission system control method and a data transmission system multiplexing method.
現在のＬＡＮの主流であるＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）に代表されるＩＥＥＥ８０２．３の規格やＩＳＯ８８０２／３の規格（以下、ＩＥＥＥ８０２．３で代表する）方式は、ＣＳＭＡ／ＣＤ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ／Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎの略称のＬＡＮの一例）というメディアアクセス制御を行っている。ＣＳＭＡ／ＣＤは、各端末（各局装置）が共通伝送路の信号を監視し、一定時間空きがあれば送信し、空きが無ければ空きができるまで送信を遅らせる。また、送信中も他の端末との衝突がないか監視し、衝突が起きれば送信を中断し、定められた時間遅れて再度送信する。このようなＣＳＭＡ／ＣＤ動作のため、伝送路の使用率が高くなってくると、衝突が頻繁に起きたり、いつまでも送信ができない場合が発生していた。そのためリアルタイム性を要求する用途には向いていない。 The IEEE802.3 standard represented by Ethernet (registered trademark) and the ISO8802 / 3 standard (hereinafter represented by IEEE802.3), which are the mainstream of the current LAN, are based on CSMA / CD (Carrier Sense Multiple Access / Collision). Media access control, which is an example of a LAN with an abbreviation of "Detection". In the CSMA / CD, each terminal (each station device) monitors a signal on a common transmission path and transmits a signal if there is a vacancy for a certain period of time, and if there is no vacancy, delays transmission until there is a vacancy. Also, during transmission, it monitors whether there is a collision with another terminal. If a collision occurs, the transmission is interrupted, and the transmission is performed again with a predetermined time delay. Due to such a CSMA / CD operation, when the usage rate of the transmission line increases, collisions frequently occur or transmission cannot be performed forever. Therefore, it is not suitable for applications requiring real-time properties.
一定時間内に確実に情報の交換が可能というリアルタイム性を実現するため、本出願人はデータフレームの送受信機能を有する複数の端末が、ハブ装置のポートにスター型に接続されたＣＳＭＡ／ＣＤ方式のデータ伝送装置を先に提案した（特願平８ー５１９８４号明細書）。 In order to realize a real-time property that information can be surely exchanged within a certain time, the present applicant uses a CSMA / CD system in which a plurality of terminals having a data frame transmission / reception function are connected to a hub device port in a star configuration. (Japanese Patent Application No. 8-51984).
図１０は、該先願のデータ伝送装置の概略構成を示す系統図であり、これはＩＥＥＥ８０２．３の規格のハブ装置に新たな機能を追加することで、一定時間内に確実に各端末に伝送路使用権を与え、相互の情報交換が可能となるハブ装置 （リアルタイムハブ装置と記述）である。 FIG. 10 is a system diagram showing a schematic configuration of the data transmission apparatus of the prior application. This is a method in which a new function is added to a hub device of the IEEE802.3 standard so that each terminal can be reliably transmitted within a certain period of time. This is a hub device 記述 (described as a real-time hub device) that gives a right to use a transmission path and enables mutual information exchange.
すなわち、図１０のスター型データ伝送装置は、リアルタイムハブ装置（以下単にハブ装置と称する）１００、ＩＥＥＥ８０２．３の規格に適合する伝送回路を有する複数の端末５０と、伝送ケーブル４０により構成される。各端末５０は、伝送ケーブル４０により各ハブ装置１００のポート１，２，３…とつながっている。スター型データ伝送装置では、ハブ装置１００の各ポートに接続され、スター状に配置されたＩＥＥＥ８０２．３の規格の端末５０に対して、ハブ装置１００の送信許可制御機能により、例えば、一局づつ順番に各端末に伝送許可５０を与えることが繰り返されるか、もしくは、予め決められた順番に、従って、ある端末５０は複数回、またある端末５０は飛び越したり、また何度かに一度の割などに、伝送許可の与え方に優先度を持たせて繰り返されるか、また、各端末に与えられる伝送許可は、一度に伝送できるフレーム数や伝送できる時間が制御され、一定時間以内に伝送権が得られる。
In other words, the star-type data transmission device of FIG. 10 includes a real-time hub device (hereinafter, simply referred to as a hub device) 100, a plurality of
図１１は、図１０のハブ装置１００における伝送許可制御のタイミングを示している。ハブ装置１００の伝送許可制御では、ハブ装置１００からデータ情報を含まないプリアンブル信号（ダミーフレームで図１１中のＰＲＥ）を特定の一端末を除く全ての端末５０に対して送信することで、特定の一端末以外はデータフレーム（図１１中のＤＴ）の送出を不可能とする。プリアンブル信号ＰＲＥ、データフレームＤＴ間の空き時間は、端末が伝送路の無信号状態を検出してデータフレームの送出動作に移行しないようにＩＥＥＥ８０２．３の規格が規定するフレーム間空き時間（例えば、１０ＭｂｐｓでＩＥＥＥ８０２．３の規格の９．８μ秒より小さな値）とする。特定の一端末の送信が完了すると別の端末を除く全ての端末に対してダミーフレームＰＲＥを送信することで、この端末に伝送路使用権を移す。この動作を、一端末ずつ順番に、または予め定めた順番で、さらにまたは、ある端末は飛び越したり、また何度かに一度の割等と繰り返すことで各端末は定期的に送信権を獲得することができる。
FIG. 11 shows the timing of transmission permission control in the
更に、各端末５０が一度に送信できる時間を監視して、前回の送信開始時間から今回の送信開始時間の差と目標とする伝送権の周回時間から送信許可時間を計算し、送信許可時間以上となったデータフレームＤＴの終了時点で、伝送権を次の端末に移すことで伝送権の周回時間をほぼ一定にする。
Further, each
以上述べた先願のリアルタイムハブ装置１００では、端末５０の数を増やす場合、または、端末５０を広い範囲に分布させる場合、リアルタイムハブ装置１００自体を大きなものとする必要があることや、広い範囲に分布する端末５０とリアルタイムハブ装置１００のポート間の伝送ケーブル４０が長くなり、信号減衰を補償したり、伝送ケーブル４０に対するノイズの影響をなくすための伝送ケーブル４０の配線コストが増加する。特に、列車などに搭載するデータ伝送装置のように、各車両毎に端末を設置し、車両間をわたって信号線を配線しなければならない場合には、一つのリアルタイムハブ装置に信号線を集中させるのは、利用上好ましくない。
In the real-
即ち、各車両は、必要に応じて切り離され、別の車両と連結されて一列車が構成されることから、集中されたリアルタイムハブ装置へ、列車編成の柔軟性にみあって各車両からの信号線の配線を行うことは難しい。 That is, since each vehicle is separated as necessary and connected to another vehicle to form one train, a centralized real-time hub device is provided with the flexibility of the train formation from each vehicle. It is difficult to wire signal lines.
そこで、リアルタイムハブ装置の機能を分散させて、複数のリアルタイムハブ装置（以後、単にハブ装置と記述する）を一車両内などの必要な場所に分散配置し、ハブ装置のポートと端末間は短い長さの信号線で接続し、分散配置した複数のハブ装置同士は相互に接続して、複数のハブ装置が一体となって一つのハブ装置と同じように機能するデータ伝送装置が構成できればよい。 Therefore, the functions of the real-time hub device are distributed, and a plurality of real-time hub devices (hereinafter, simply referred to as hub devices) are distributed and arranged in necessary places such as in one vehicle. A plurality of hub devices connected by a signal line having a length and distributed and connected to each other are connected to each other, and a plurality of hub devices may be integrated to form a data transmission device that functions in the same manner as one hub device. .
本発明は、目的は先願のスター型データ伝送装置のハブ装置を分散配置しても一体としてリアルタイム性のある伝送権制御を行える、複数のハブ装置を相互に接続して構成するデータ伝送システムを実現することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a data transmission system in which a plurality of hub devices are connected to each other so that real-time transmission right control can be integrally performed even if the hub devices of the star type data transmission device of the prior application are distributed. It is to realize.
前記目的を達成するため、請求項１に対応する発明は、データフレームの送受信機能を有する複数の端末が、ハブ装置のポートにスター型に接続された複数の送受信制御系を備え、前記複数の送受信制御系の前記各ハブ装置間を信号伝送路により接続し、一時点では前記複数のハブ装置のうち一つのハブ装置が対応する前記端末からのデータフレームの送出を前記各ポートに対して所定の順序で可能とする伝送許可制御を行うようにしたことを特徴とするデータ伝送システムである。
In order to achieve the above object, the invention corresponding to
前記目的を達成するため、請求項２に対応する発明は、データフレームの送受信機能を有する複数の端末が、ハブ装置のポートにスター型に接続された送受信制御系を備え、前記各送受信制御系のハブ装置間を信号伝送路により接続し、
所望の端末から送出されたデータフレームは、該送出されたデータフレームに該当する信号伝送路以外の他の信号伝送路のいずれにも送出でき、該信号伝送路から受け取ったデータフレームは、前記ハブ装置のポートを経由して他の信号伝送路へ中継でき、一時点では前記各ハブ装置のうち一つのハブ装置が対応する端末からのデータフレームの送出を前記各ポートに対して所定の順序で可能とする中継制御手段を具備したことを特徴とするデータ伝送システムである。
To achieve the above object, an invention according to
The data frame transmitted from the desired terminal can be transmitted to any other signal transmission path other than the signal transmission path corresponding to the transmitted data frame, and the data frame received from the signal transmission path is It can be relayed to another signal transmission path via a port of the device, and at a point in time, one of the hub devices sends out a data frame from a corresponding terminal in a predetermined order to each of the ports. A data transmission system comprising a relay control unit that enables the data transmission system.
前記目的を達成するため、請求項３に対応する発明は、前記送受信制御系を少なくとも３つ備え、前記各ハブ装置は、該ハブ装置が伝送許可制御を開始する伝送路制御権を示す伝送路制御権譲渡信号を受け取り、伝送許可制御を完了した時点で、伝送路制御権譲渡信号を下流の他の信号伝送路に送出でき、一つ前の下流のハブ装置との間で伝送路制御権譲渡信号の受け渡しを確認し、上流から下流側または下流から上流側のハブ装置に伝送路制御権が移っていくことを確認する確認手段を更に具備したことを特徴とする請求項２記載のデータ伝送システムである。
In order to achieve the above object, an invention according to
前記目的を達成するため、請求項４に対応する発明は、前記各ハブ装置は、前記伝送路制御権譲渡信号を下流の信号伝送路に送出後、下流側からの受け渡しの確認を規定時間監視し、応答がない場合は、伝送路制御権譲渡信号の送出を停止する手段を更に具備し、前記ハブ装置が、伝送路制御権を放棄することで、一時的に伝送路制御権のない状況を発生し、その後、再度、上流から下流側のハブ装置に伝送路制御権を移すことを特徴とする請求項３記載のデータ伝送システムである。
To achieve the above object, the invention according to
前記目的を達成するため、請求項５に対応する発明は、請求項３又は請求項４のいずれかに記載のデータ伝送システムにおいて、端末は、ＩＥＥＥ８０２．３の規格の送受信機能を有し、伝送路制御権譲渡信号は、該規格のプリアンブル信号に続く有意時間長の無信号とし、一つ下流のハブ装置から送出される伝送路制御権譲渡信号の応答確認は、該規格のプリアンブル信号もしくは該規格のデータフレームとして構成したことを特徴とするデータ伝送システムである。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a data transmission system according to the third or fourth aspect, wherein the terminal has a transmission / reception function of the IEEE 802.3 standard. The path control right transfer signal is a no-signal of a significant time length following the preamble signal of the standard, and the response confirmation of the transmission path control right transfer signal transmitted from the next downstream hub device is performed by the preamble signal of the standard or the This is a data transmission system characterized by being configured as a standard data frame.
前記目的を達成するため、請求項６に対応する発明は、請求項５記載のデータ伝送システムにおいて、前記伝送路制御権譲渡信号を受け取ったハブ装置では、伝送路制御権譲渡信号は、ハブ装置のポートおよび下流側信号伝送路には中継せず、代わりにＩＥＥＥ８０２．３の規格のプリアンブル信号をハブ装置のポートおよび該ハブ装置の上流および下流側信号伝送路に送出し、伝送許可制御を開始して、ポートからのＩＥＥＥ８０２．３の規格のデータフレームを、前記プリアンブル信号に変えて、上流または下流、あるいは上下流に送出し、上流または下流側からの信号入力があってもポートヘの中継は行わないようにすることを特徴とするデータ伝送システムある。
In order to achieve the above object, an invention according to
前記目的を達成するため、請求項７に対応する発明は、請求項５で記載のデータ伝送システムにおいて、伝送路制御権を有しないハブ装置では、上流または下流からうけとるＩＥＥＥ８０２．３の規格の信号列を、逆側の信号伝送路に中継し、ＩＥＥＥ８０２．３の規格のフレーム信号は、全てのポートに中継し、各ポートに対して、ＩＥＥＥ８０２．３の規格で規定されるフレーム間無信号時間より長い無信号状態が発生しないように、プリアンブル信号を挿入することを特徴とするデータ伝送システムである。
In order to achieve the above object, an invention according to claim 7 is the data transmission system according to
前記目的を達成するため、請求項８に対応する発明は、データフレームの送受信機能を有する複数の端末が、ハブ装置のポートにスター型に接続された送受信制御系を少なくとも３つ備え、前記各送受信制御系のハブ装置間を信号伝送路により接続し、所望の端末から送出されたデータフレームは、該送出されたデータフレームに該当する信号伝送路以外の他の信号伝送路のいずれにも送出でき、該信号伝送路から受け取ったデータフレームは、ハブ装置に有するポートを経由して他の信号伝送路へ中継でき、一時点では前記各ハブ装置のうち一つのハブ装置が対応する前記端末からのデータフレームの送出を前記ポートに対して所定の順序で可能とする中継制御手段と、前記各ハブ装置に備え、該ハブ装置が伝送許可制御を開始する伝送路制御権を示す伝送路制御権譲渡信号を受け取り、伝送許可制御を完了した時点で、伝送路制御権譲渡信号を下流または上流の他の信号伝送路に送出でき、一つ前の下流または上流のハブ装置との間で伝送路制御権譲渡信号の受け渡しを確認し、上流から下流側または下流から上流側のハブ装置に伝送路制御権が移っていくことを確認する確認手段と、前記伝送路制御権譲渡信号を下流または上流の信号伝送路に送出後、下流側または上流側からの受け渡しの確認を規定時間監視し、応答がない場合は、伝送路制御権譲渡信号の送出を停止する手段を具備したデータ伝送システムにおいて、前記ハブ装置は、前記信号伝送路上の無信号状態を監視し、信号伝送路上の有意信号が途絶え、予め規定した無信号継続時間を経過すると、伝送路制御権を獲得し、有意時間長の伝送路制御権保持信号を上下流に送出し、伝送路制御権保持信号を送出中に、下流側からの有意信号人力があっても、これを無視し、上流側から有意信号入力がある場合は、伝送路制御権保持信号の送出を停止し、伝送路制御権を放棄し、有意時間長の伝送路制御権保持信号の送出後に伝送許可制御を開始することにより、最上流のハブ装置が伝送路制御権を獲得するようにしたことを特徴とするデータ伝送システムの制御方法である。
In order to achieve the above object, an invention according to
前記目的を達成するため、請求項９に対応する発明は、前記伝送路制御権保持信号として、プリアンブル信号を用いることを特徴とする請求項８記載のデータ伝送システムの制御方法である。
In order to achieve the above object, the invention corresponding to claim 9 is the control method of the data transmission system according to
前記目的を達成するため、請求項１０に対応する発明は、データフレームの送受信機能を有する複数の端末が、ハブ装置のポートにスター型に接続された送受信制御系を少なくとも３つ備え、前記各送受信制御系のハブ装置間を信号伝送路により接続し、所望の端末から送出されたデータフレームは、該送出されたデータフレームに該当する信号伝送路以外の他の信号伝送路のいずれにも送出でき、該信号伝送路から受け取ったデータフレームは、ハブ装置に有するポートを経由して他の信号伝送路へ中継でき、一時点では前記各ハブ装置のうち一つのハブ装置が対応する端末からのデータフレームの送出を前記ポートに対して所定の順序で可能とする中継制御手段と、前記各ハブ装置に備え、該ハブ装置が伝送許可制御を開始する伝送路制御権を示す伝送路制御権譲渡信号を受け取り、伝送許可制御を完了した時点で、伝送路制御権譲渡信号を下流または上流の他の信号伝送路に送出でき、一つ前の下流または上流のハブ装置との間で伝送路制御権譲渡信号の受け渡しを確認し、上流から下流側または下流から上流側のハブ装置に伝送路制御権が移っていくことを確認する確認手段と、前記伝送路制御権譲渡信号を下流または上流の信号伝送路に送出後、下流側または上流側からの受け渡しの確認を規定時間監視し、応答がない場合は、伝送路制御権譲渡信号の送出を停止する手段を具備したデータ伝送システムにおいて、前記送受信制御系の最上流または最下流に新たな送受信制御系を追加する場合に、ハブ装置は、電源投入などによる初期起動時、上下流への信号送出をカットし、予め設定された待機時間を経過後、上流側および下流側の信号伝送路上の有意信号を監視し、上流または下流側から有意信号入力がある場合、上流および下流側への信号送出のカットを解除し、人力信号は、すべてのポートおよび逆側の信号伝送路に中継し、最下流として、上流より伝送路制御権譲渡信号を受け取ると、伝送許可制御を行い、また、下流側からのみ有意信号がある場合は、最上流に位置するとして伝送路制御権を獲得し、新たな伝送サイクルを開始することで、送受信制御系の最上流または最下流に新たな送受信制御系を追加することを特徴とするデータ伝送システムの制御方法である。
In order to achieve the above object, an invention according to
前記目的を達成するため、請求項１１に対応する発明は、データフレームの送受信機能を有する複数の端末が、ハブ装置のポートにスター型に接続された複数の送受信制御系を備え、前記複数の送受信制御系のハブ装置間を信号伝送路により接続し、一時点では前記複数のハブ装置のうち一つのハブ装置が対応する端末からのデータフレームの送出を前記各ポートに対して所定の順序で可能とする伝送許可制御を行うようにしたデータ伝送システムを複数有し、前記複数のデータ伝送システムの一つのデータ伝送システムの最下流のハブ装置に対して、下流側の信号伝送路に対する送出カットおよび下流側からの信号中継カットを行い、他のデータ伝送システムの最上流に位置するハブ装置の上流側の信号伝送路と該ハブ装置の下流側の信号伝送路とを接続し、該ハブ装置が、伝送路制御権譲渡信号を受け取り、伝送許可制御を実施後、下流側への伝送路制御権譲渡信号を発生し、下流側への送出カットと下流側からの信号中継カットを解除し、下流側の伝送システムからの有意信号を上流側のすべてのハブ装置と接続されているポートに中継することにより、２つの分離されたデータ伝送システムを一体化することを特徴とするデータ伝送システムの多重化方法である。
In order to achieve the above object, an invention according to
前記目的を達成するため、請求項１２に対応する発明は、分離された現用系のデータ伝送システムおよび待機系のデータ伝送システムからなり、前記各データ伝送システムは、複数の送受信制御系を備え、該送受信制御系は、データフレームの送受信機能を有する複数の端末が、ハブ装置のポートにスター型に接続され、前記送受信制御系のハブ装置間を信号伝送路により接続し、一時点では前記複数のハブ装置のうち一つのハブ装置が対応する端末からのデータフレームの送出を前記各ポートに対して所定の順序で可能とする伝送許可制御を行うようにしたものであり、前記ハブ装置は、上流および下流側の信号伝送路として、現用およびバイパスの２組の信号入力と、現用およびバイバスの２組の信号出力を有し、常時は、前記現用系のデータ伝送システムを使用し、現用系の一部のハブ装置もしくは信号伝送路の断線などにより前記現用系のデータ伝送システムに異常が発生した場合は、前記待機系のデータ伝送システムに切り替え、更に、待機系のデータ伝送システムの一部のハブ装置もしくは信号伝送路に異常が発生した場合に、現用系のデータ伝送システムと待機系のデータ伝送システムで正常なハブ装置と信号伝送路を、前記ハブ装置のバイパス信号入力とバイパス信号出力を用いて相互に接続することで、２組のデータ伝送システムを一体化してデータ伝送機能を維持することを特徴とするデータ伝送システムの多重化方法である。 In order to achieve the above object, an invention corresponding to claim 12 comprises a separated active data transmission system and a standby data transmission system, and each of the data transmission systems includes a plurality of transmission / reception control systems, In the transmission / reception control system, a plurality of terminals having a data frame transmission / reception function are connected in a star shape to a port of a hub device, and connect the hub devices of the transmission / reception control system with a signal transmission path. Among the hub devices, one hub device performs transmission permission control to enable transmission of a data frame from a corresponding terminal to each port in a predetermined order, and the hub device includes: The upstream and downstream signal transmission lines have two sets of signal inputs, working and bypass, and two sets of signal outputs, working and bypass. Using a data transmission system, when an abnormality occurs in the working data transmission system due to a disconnection of a part of the working hub device or a signal transmission path, switching to the standby data transmission system, When an abnormality occurs in a part of the hub device or the signal transmission line of the standby data transmission system, the normal hub device and the signal transmission line in the active data transmission system and the standby data transmission system are replaced with the hub. A multiplexing method for a data transmission system, characterized in that two sets of data transmission systems are integrated and a data transmission function is maintained by interconnecting using a bypass signal input and a bypass signal output of a device.
以上述べた本発明によれば、次のような作用効果が得られる。 According to the present invention described above, the following operational effects can be obtained.
（１）時間確定性のないＩＥＥＥ８０２．３の規格のデータ伝送システムをリアルタイムハブ装置により時間確定性を持たせ、さらに、リアルタイムハブ装置の機能の分散化、地理的な分散配置を実現できる。 (1) The data transmission system of the IEEE 802.3 standard having no time determinism can be provided with the time determinism by the real-time hub device, and the functions of the real-time hub device can be decentralized and geographically distributed.
（２）ＩＥＥＥ８０２．３の規格の衝突を回避できるために伝送効率が上がることと、端末間の距離延長、伝送路制御権の周回時間を、ハブ装置内の周回も含め容易にプログラム可能となる。 (2) The transmission efficiency is improved because collisions of the IEEE 802.3 standard can be avoided, and the distance between terminals can be extended, and the round trip time of the transmission path control right can be easily programmed, including the round within the hub device. .
（３）分散配置を実現するために、ハブ装置のポートに対する伝送許可制御を行えるタイミングを伝送路制御権譲渡信号として受け渡す、さらには、受け渡しの繰り返しが可能となるように制御するが、これらに使用する信号は、いずれもＩＥＥＥ８０２．３の規格の信号を用いることができ、また、ＩＥＥＥ８０２．３の規格に沿って実現できるために、広く一般的に浸透しているＩＥＥＥ８０２．３の規格の端末、機器との接続、該規格の用品流用など、該規格との整合がよい方式として簡易に実現できるため、ハードコストを安価に設定可能であり、本発明の実施形態のように、ハブ装置内に端末機能を用意しマイコンソフトを充実することで、木目細かなデータ伝送装置の管埋までが可能となる。機能とコストに応じた実現が行える。 (3) In order to realize the distributed arrangement, the timing at which the transmission permission control to the ports of the hub device can be performed is transferred as a transmission path control right transfer signal, and further, control is performed so that the transfer can be repeated. Can be used in accordance with the IEEE 802.3 standard, and can be realized in accordance with the IEEE 802.3 standard, so that the signal widely used in the IEEE 802.3 standard can be used. Since it can be easily realized as a method that is compatible with the standard, such as connection with terminals and equipment, and diversion of the product of the standard, the hardware cost can be set at low cost, and the hub device can be set as in the embodiment of the present invention. By preparing the terminal functions inside and enhancing the microcomputer software, it is possible to control even fine-grained data transmission equipment. Realization according to function and cost can be performed.
（４）ハブ装置は、複数端末のコンセントレータ（集配器）として記述されているが、前述したように、本方式は汎用、安価な用品を流用し、また、ハードロジックの集積化が可能となるプログラマブルゲートアレイなどの使用によつて、コンパクトに実現できると考えられる。その場合、単一の端末に対するハブ装置（もはや、集配線機能としてのハブ装置としては意味がないが）として実現することが可能となり、該ＩＥＥＥ８０２．３の規格のバス構造をもった物理層を、リアルタイム・バス・物理層として置き換えことができる。 (4) The hub device is described as a concentrator (collector / distributor) of a plurality of terminals. However, as described above, this system can use general-purpose and inexpensive articles, and can integrate hard logic. It is thought that compact implementation can be achieved by using a programmable gate array or the like. In this case, it is possible to realize a hub device for a single terminal (though it is no longer meaningful as a hub device as a wiring / wiring function), and a physical layer having a bus structure of the IEEE802.3 standard is used. , Real-time bus, physical layer.
（５）データ伝送システムの管理機能として、多重化例えば二重化データシステムとして構成することで、非常に稼動継続性を追求したシステムを実現できる。 （６）２つの分離されたデータ伝送装置を、伝送サイクルの１サイクル処理で、基本的には、物理的に結合し一体化できることから、ハブ装置に搭載するマイコンプログラムの充実により、部分的に正常な部分を管理し、これらを柔軟に組み合わせ結合して、新たなデータ伝送システムとして稼動継続させることが可能となる。 (5) By configuring the data transmission system as a multiplexing, for example, a duplicated data system as a management function, a system with extremely high operation continuity can be realized. (6) Basically, two separated data transmission devices can be physically connected and integrated by one cycle processing of a transmission cycle. It is possible to manage normal parts, flexibly combine and combine them, and continue to operate as a new data transmission system.
以上述べた本発明によれば、スター型データ伝送装置のハブ装置を分散配置しても、一体としてリアルタイム性のある伝送権制御を行うことが可能になる。 According to the present invention described above, real-time transmission right control can be integrally performed even when hub devices of a star-type data transmission device are distributed.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態を示す系統図であり、複数の送受信制御系例えば図１０に示すスター型データ伝送装置を４個備え、各スター型データ伝送装置は、データフレームの送受信機能を有する複数（図では２個又は３個）の端末５０が、ハブ装置１０１，１０２，１０３，１０４のポートにそれぞれスター型に接続されたＣＳＭＡ／ＣＤ方式のメデイアアクセス制御方式であり、各ハブ装置１０１〜１０４間を、一対の互いに逆方向の信号伝送路３，４により接続し、一時点では複数のハブ装置１０１〜１０４のうち一つのハブ装置が対応する端末からのデータフレームの送出を前記各ポートに対して所定の順序で可能とする伝送許可制御を行うようにしたデータ伝送システムである。
<First embodiment>
FIG. 1 is a system diagram showing a first embodiment of the present invention, in which a plurality of transmission / reception control systems, for example, four star-type data transmission devices shown in FIG. 10 are provided. A plurality of (two or three in the figure)
ここでは、説明の都合上、ハブ装置１０１を上流側とし、ハブ装置１０４を下流側として説明する。
Here, for convenience of explanation, the
このような構成のデータ伝送システムにおいて、ハブ装置１０１〜１０４につながる端末５０から送出されたデータフレームは、上流または下流、あるいは上下流の信号伝送路に送出でき、上流または下流の信号伝送路３，４から受け取ったデータフレームは、ポートを経由して端末に中継でき、上流から受け取ったデータフレームは下流の、また、下流から受け取ったデータフレームは上流の信号伝送路へ中継できる中継制御手段を有し、一時点では複数のハブ装置のうちーつのハブ装置が前記した伝送許可制御を行うことで、複数のハブ装置を順々に接続し、複数のハブ装置が、あたかもーつのハブ装置のように、複数のハブ装置につながる端末間のデータ交換が行える。
In the data transmission system having such a configuration, the data frame transmitted from the terminal 50 connected to the
図２は図１のハブ装置１０１〜１０４のうちのハブ装置１０２のハードウェアを説明するためのブロック図であるが、他のハブ装置１０１，１０３，１０４は、いずれもハブ装置１０２と同一構成であるので、その説明は省略する。
FIG. 2 is a block diagram for explaining the hardware of the
これは、以下に述べるように、中継制御手段を構成するゲート回路Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５，Ａ６と、タイマ回路（ＴｏｋｅｎーＤｅｔ Ｔｉｍｅｒ）８とハブ状態制御回路（ＨｕｂーＳｔａｔｅ−ＣＯＮ）１２からなる確認手段と、タイマ回路（Ｔｏｋｅｎ−Ａｃｋ Ｔｉｍｅｒ）１０とハブ状態制御回路１２からなる送出停止手段からなっている。
As described below, the gate circuits A1, A2, A3, A4, A5, A6, the timer circuit (Token-Det @ Timer) 8, and the hub state control circuit (Hub-State-CON) constitute the relay control means. ) 12, and a transmission stopping means including a timer circuit (Token-Ack @ Timer) 10 and a hub
トランシーバ回路（ＴＥＣＶ−Ｌ）１は上流側の信号伝送路３Ｌ、４Ｌと接続され、トランシーバ回路（ＴＥＣＶ−Ｒ）２は下流側の信号伝送路３Ｒ、４Ｒと接続され、トランシーバ回路１，２の間には、ハブ共通バス５が接続され、ハブ共通バス５とトランシーバ回路１の間には、それぞれ制御信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３により入力信号の出力が制御されるゲート回路Ａ１，Ａ２，Ａ３が接続され、またハブ共通バス５とトランシーバ回路２の間には、それぞれ制御信号Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６により入力信号の出力が制御されるゲート回路Ａ４，Ａ５，Ａ６が接続されている。
The transceiver circuit (TECV-L) 1 is connected to the upstream
ここで、ゲート回路Ａ１の制御信号Ｓ１をアクティブにすることで、上流側より受信する有意信号をハブ共通バス５に導くことができ、またゲート回路Ａ４の制御信号Ｓ４をアクティブにすることで、下流側より受信する有意信号をハブ共通バス５に導くことができる。この場合、ゲート回路Ａ５，Ａ６及びＡ２，Ａ３の制御信号Ｓ５，Ｓ６およびＳ２，Ｓ３はそれぞれ一方がアクティブか、または、いずれも非アクティブとなっている。ゲート回路Ａ２，Ａ５の制御信号Ｓ２，Ｓ５をアクティブにすることにより上流または下流の信号伝送路３Ｌ，４Ｌまたは３Ｒ，４Ｒにハブ共通バス５上の信号を出力できる。さらに、ゲート回路Ａ３，Ａ６の制御信号Ｓ３，Ｓ６がアクティブの場合、下流側から上流側へ、または、上流側から下流側へ信号を中継することができる。
Here, by activating the control signal S1 of the gate circuit A1, a significant signal received from the upstream side can be guided to the hub
有意信号検出回路（ＲＣＶＤＥＴ１）６は、トランシーバ回路１の上流側からの有意信号を検出したとき、有意信号検出信号Ｒｃｄｌを出力し、また有意信号検出回路（ＲＣＶＤＥＴ２）７は、トランシーバ回路２の下流側からの有意信号を検出したとき、有意信号検出信号Ｒｃｄ２を出力する。
The significant signal detection circuit (RCCVDET1) 6 outputs a significant signal detection signal Rcdl when detecting a significant signal from the upstream side of the
タイマ回路８は、上流側から受け取る伝送路制御権譲渡信号の長さを計測するものであり、その有意時間計測経過後タイミング信号Ｔｋｄを出力する。
The
タイマ回路（ＴｉｆーＴｒｕｎｋ Ｔｉｍｅｒ）９は、上流側の有意信号検出回路６の有意信号検出信号Ｒｃｄｌの無信号時間及び下流側の有意信号検出回路７の有意信号検出信号Ｒｃｄ２の無信号時間を計測するものであり、該無信号時間を計測したときＩＳＯ８０２．３の規格の無信号時間より短い経過時間のタイミング信号ＴｉｆＴを出力する。
The timer circuit (Tif-Trunk @ Timer) 9 measures the no-signal time of the significant signal detection signal Rcdl of the significant
タイマ回路（ＴｏｋｅｎーＡｃｋ Ｔｉｍｅｒ）１０は、伝送路制御権譲渡信号を下流側に送出後、応答確認を監視するもので、下流からの受け取り応答を確認するためのタイミング信号ＴＡＫ１を出力し、また下流からの受け取り応答がない場合の検出待ち時間経過信号ＴＡＫ２を出力する。 The timer circuit (Token-Ack @ Timer) 10 monitors the response confirmation after transmitting the transmission path control right transfer signal to the downstream side, and outputs a timing signal TAK1 for confirming the response received from the downstream. It outputs a detection waiting time elapse signal TAK2 when there is no reception response from the downstream.
タイマ回路（Ｎｏ一Ｓｉｇｎａｌ Ｔｉｍｅｒ）１１は、上流側、下流側の信号伝送路上の無信号検出時間を計測するもので、最下流のハブ装置が伝送路制御権を放棄した結果、信号伝送路上の無信号状態が発生し、所定時間Ｔｎｓ１経過後に、ハブ装置が有意信号入力がないとして、伝送路制御権を獲得し、伝送権保持信号の送信を開始するタイミング信号ｎｓｌを出力する。更に、有意信号入力がないとして、所定時間Ｔｎｓ２のカウント値として、タイミング信号ｎｓ２を出力する。最上流のハブ装置では、該所定時間Ｔｎｓ２の間、伝送権保持信号を出力する。 The timer circuit (No. 1 Signal @ Timer) 11 measures the no-signal detection time on the upstream and downstream signal transmission paths. As a result of the most downstream hub device relinquishing the transmission path control right, the timer circuit (No. When a no-signal state occurs and the predetermined time Tns1 has elapsed, the hub device determines that there is no significant signal input, acquires a transmission path control right, and outputs a timing signal nsl for starting transmission of a transmission right holding signal. Further, assuming that there is no significant signal input, a timing signal ns2 is output as a count value of the predetermined time Tns2. The most upstream hub device outputs the transmission right holding signal during the predetermined time Tns2.
タイマ回路８，９，１０，１１の入力側には、ハブ状態制御回路（Ｈｕｂ−Ｓｔａｔｅ−ＣＯＮ）１２からそれぞれ出力され、リセット信号や入力切り替え信号として機能する信号ＲＴ１，ＲＴ２，ＲＴ３，ＲＴ４が入力される。
Signals RT1, RT2, RT3, and RT4 output from the hub state control circuit (Hub-State-CON) 12 and functioning as a reset signal and an input switching signal are provided on the input sides of the
トランシーバ回路（ＴＲＣＶ１……ＴＲＣＶｎ）１３１…１３ｎはＩＥＥＥ８０２．３の規格のものであり、ハブ装置のポートＰｏｒｔー１……Ｐｏｒｔーｎに対応している。該各ポートＰｏｒｔー１……Ｐｏｒｔーｎの先端にはそれぞれ端末５０が接続される。各端末５０からの出力信号はＰｏｒｔー１ Ｉｎ……Ｐｏｒｔｎ Ｉｎであり、また各ポートＰｏｒｔー１……Ｐｏｒｔーｎからの出力信号はＰｏｒｔー１ Ｏｕｔ……Ｐｏｒｔーｎ Ｏｕｔとなる。トランシーバ回路１３１…１３ｎは、各端末５０からの出力信号Ｐｏｒｔー１ Ｉｎ……Ｐｏｒｔーｎ Ｉｎに基づきそれぞれ出力信号ＰＩ１……ＰＩｎが得られる。トランシーバ回路１３１…１３ｎの出力信号ＰＩ１……ＰＩｎは、それぞれ有意信号検出回路（ＲＣＶＤＥＴＣ１０）２２に入力され、ハブ状態制御回路１２からの入力信号選択信号ＳＥＬによりトランシーバ回路１３１…１３ｎからの入力信号が選択され、ポート入力信号ＲＩＮを出力し、ポート入力信号ＲＩＮはハブ状態制御回路１２に入力される。
The transceiver circuits (TRCV1... TRCVn) 131... 13n are of the IEEE802.3 standard and correspond to the hub device ports Port-1.
また、該ポート入力信号ＲＩＮは、データフレーム間の無信号期間を計測するタイマ回路（ＴｉｆーＴｉｍｅｒ）１９に導かれる。タイマ回路１９は、無信号時間より短い経過時間のタイミング信号Ｔｉｆｈを出力し、タイミング信号Ｔｉｆｈはハブ状態制御回路１２に入力される。
(4) The port input signal RIN is guided to a timer circuit (Tif-Timer) 19 for measuring a non-signal period between data frames. The
前記トランシーバ回路１３１…１３ｎの出力信号ＰＩ１……ＰＩｎは、それぞれゲート回路Ｂ１……Ｂｎの制御信号ＳＢ１……ＳＢｎをアクティブにすることにより、ゲート回路Ｂ１……Ｂｎを介してハブ共通バス５に導かれ、またハブ共通バス５からの信号はそれぞれゲート回路Ｃ１……Ｃｎの制御信号ＳＣ１……ＳＣｎをアクティブにすることによりトランシーバ回路１３１…１３ｎの出力信号ＰＩ１……ＰＩｎが出力制御されるゲート回路Ｃ１……Ｃｎを介して前記トランシーバ回路１３１…１３ｎに入力されると共に、各ポートＰｏｒｔ１……Ｐｏｒｔｎから出力され、該当する端末５０に送出される。
The output signals PI1... PIn of the transceiver circuits 131... 13n are transmitted to the hub
プリアンブル信号発生回路（ＰｒｅａｍｂｌｅーＧＥＮ）２０は、ハブ状態制御回路１２からの制御信号Ｐａｇがアクティブになると、プリアンブル信号を発生し、制御信号Ｓ７がアクティブになると、ゲート回路Ａ７を介して該プリアンブル信号をハブ共通バス５に出力される。
The preamble signal generation circuit (Preamble-GEN) 20 generates a preamble signal when the control signal Pag from the hub
クロック信号発生回路（Ｃｌｏｃｋ−ＧＥＮ）２１は、ハブ装置で使用するクロック信号を発生する。 The clock signal generation circuit (Clock-GEN) 21 generates a clock signal used in the hub device.
トランシーバ回路（ＴＲＣＶ−ｋＴ）１４は、ＩＥＥＥ８０２．３の規格で、ラン伝送制御回路（ＬＡＮＣ）１５を介してマイコン共通バス２３に接続される。ラン伝送制御回路１５とトランシーバ回路１４により、ハブ装置は、データ伝送装置につながるすべての端末や、他のハブ装置とＩＥＥＥ８０２．３の規格のフレームによる交信が行える。
The transceiver circuit (TRCV-kT) 14 is connected to a microcomputer
レジスタ（ＲＥＧＳ）１６は、ハブ装置やデータ伝送装置の制御パラメータを保持するためのものである。マイコン（μＰＵ Ｔｉｍｅｒ＋ＲＡＭ／ＲＯＭ）１７は、マイクロプロセッサとその周辺回路としてのタイマ、ＲＡＭメモリと制御プログラムを格納するＲＯＭメモリから構成されている。 The register (REGS) 16 holds control parameters of the hub device and the data transmission device. The microcomputer (μPU @ Timer + RAM / ROM) 17 includes a microprocessor, a timer as a peripheral circuit thereof, a RAM memory, and a ROM memory for storing a control program.
マイコン１７の入出力レジスタ回路（Ｉ／Ｏ−ＲＥＧ）１８は、ハード各部の状態やタイマ回路のタイマ値の入力や、ハードの直接制御用の出力に用いられるが、詳細は省く。
(4) The input / output register circuit (I / O-REG) 18 of the
ＬＡＮ伝送制御回路１５やレジスタ１６、入出力レジスタ回路１８とハブ状態制御回路１２とマイコン１７が、それぞれマイコン共通バス２３に接続されている。
(4) The LAN
次に、ハブ装置のタイミング制御は、ハブ状態制御回路１２により行われるので、これについて図３を参照して説明する。図３は、伝送路制御権の受け渡しと、伝送路制御権の獲得のタイミングを示している。上流側のハブ装置からデータフレームに続いて、タイミング信号ＴＡＫ１の時間を越える無信号状態を検出する。これは、前述した有意信号検出回路６により、タイマ回路８からのタイミング信号Ｔｋｄとして行われる。
Next, since the timing control of the hub device is performed by the hub
一方、同じくタイミング信号ＴｉｆＴの無信号状態をタイマ回路９が検出し、タイミング信号ＴｉｆＴが出力される。ＩＥＥＥ８０２．３の規格の無信号時間を越えないようにタイミング信号ＴｉｆＴでハブ状態制御回路１２からの制御信号ｐａｇがアクテイブとなり、プリアンブル信号発生回路２０からプリアンブル信号が発生し、ゲート回路Ａ７の制御信号Ｓ７がアクティブにされてハブ共通バス５上に出力され、ゲート回路Ｃｊの制御信号ＳＣｊおよびゲート回路Ａ５の制御信号Ｓ５がアクティブとなり、ＴＲＣＶーｊによりポート及びトランシーバ回路２により下流側ヘ出力される。
Meanwhile, the timer circuit 9 detects the non-signal state of the timing signal TifT, and the timing signal TifT is output. The control signal pag from the hub
タイミング信号ＴＡＫ１として、伝送路制御権保持中フラグがアクティブとなる。この時点から、プリアンブル信号が、上流側のハブ装置に伝送路制御権譲渡信号の受け取り応答信号として返えされる。ハブ共通バス５上のプリアンブルは、ゲート回路Ａ２の制御信号Ｓ２がアクティブになることで、トランシーバ回路１により上流側の信号伝送路３Ｌに出力される。
(4) As the timing signal TAK1, the transmission path control right holding flag becomes active. From this point on, the preamble signal is returned to the upstream hub device as a reception response signal of the transmission path control right transfer signal. The preamble on the hub
伝送制御権保持フラグがアクティブになると、伝送許可制御を開始する。Ｐｏｒｔー１に出力されていたプリアンブル信号は、ゲート回路Ｃ１の制御信号ＳＣ１を非アクティブにすることでカットされる。Ｐｏｒｔー１につながるＩＥＥＥ８０２．３の規格の端末５０は、信号路上の無信号を検出することになり、データフレームを出力することができる。 (4) When the transmission control right holding flag becomes active, transmission permission control starts. The preamble signal output to Port-1 is cut by deactivating the control signal SC1 of the gate circuit C1. The terminal 50 of the IEEE802.3 standard connected to Port-1 detects a no signal on the signal path, and can output a data frame.
図３ではポート１から１フレームのデータフレームを受信し、これをＰＩ１としてトランシーバ回路２２を経由してＲＩＮの入力を検出すると、ゲート回路Ａ７の制御信号Ｓ７を非アクティブ、ゲート回路Ｂ１の制御信号ＳＢ１をアクティブにすることで、ハブ共通バス５上にはプリアンブル信号に変えてＰｏｒｔー１からのデータフレームが出力され、全てのポートおよび上流側及び下流側に対してデータフレームが中継される。伝送許可制御により、Ｐｏｒｔー１、Ｐｏｒｔー２、……に対する伝送許可が与えられ、データフレームの中継が繰り返し行われる。
In FIG. 3, when a data frame of one frame is received from the
図４は、伝送路制御権の受け渡しと伝送路制御権の譲渡のタイミングを示している。伝送権保持中のハブ装置は、伝送路許可制御を完了すると、ゲート回路Ａ２の制御信号Ｓ２およびゲート回路Ａ５の制御信号Ｓ５を非アクティブにすることで、上流側、下流側の信号伝送路を無信号状態とする。 FIG. 4 shows the timing of the transfer of the transmission path control right and the transfer of the transmission path control right. Upon completion of the transmission line permission control, the hub device holding the transmission right deactivates the control signal S2 of the gate circuit A2 and the control signal S5 of the gate circuit A5, thereby setting the upstream and downstream signal transmission lines. There is no signal.
一方、ハブ共通バス５に対してはプリアンブルを出力することで、ポートへはプリアンブル信号が出力される。前述した伝送路制御権の獲得シーケンスにより、下流側からのタイミング信号ＴＡＫ１＋制御遅れ＋伝搬遅延時間後にプリアンブル信号に続くデータフレームを受信する。有意信号検出回路７によりこれを検出することで、ゲート回路Ａ７の制御信号Ｓ７を非アクティブ、ゲート回路Ａ４の制御信号Ｓ４をアクティブとすることでハブ共通バス５上には下流側からの受信フレームが出力され、ポートに中継される。また、ゲート回路Ａ３が制御信号Ｓ３がアクテイブとなることで、下流側からの信号が上流側に中継される。
On the other hand, by outputting a preamble to the hub
図５は、最下流側のハブ装置における伝送路制御権の受け渡しと各ハブ装置における無信号検出のタイミングを示す。伝送許可制御を完了すると、下流側に無信号を出力する。下流側からの伝送路制御権譲渡信号の受け渡し応答をタイミング信号ＴＡＫ２により監視する。タイマ回路１０からのタイミング信号ＴＡＫ２を用いて、伝送路制御権保持フラグが非アクテイブとなる。
FIG. 5 shows the timing of the transfer of the transmission path control right at the hub device on the most downstream side and the timing of detecting no signal in each hub device. When the transmission permission control is completed, a no signal is output to the downstream side. The transfer response of the transmission path control right transfer signal from the downstream side is monitored by the timing signal TAK2. Using the timing signal TAK2 from the
一方、ハブ共通バス５上にはプリアンブルが出力される。上流側および下流側の信号伝送路上が無信号であることをタイマ回路１１が検出し、信号ｎｓｌをタイミングとして、伝送路制御権の獲得が行われる。
On the other hand, a preamble is output on the hub
図６に、最上流側のハブ装置への伝送制御権の委譲と競合回避のため、最下流側のハブ装置から最上流側のハブ装置への伝送権の委譲タイミングを示す。各ハブ装置１０１〜１０４では、Ｔｎｓｌ時間後に、伝送権を獲得したとしてプリアンブル信号をＴｎｓ２時間に渡り上流及び下流に出力する。出力中に、上流から有意信号としてプリアンブル信号を受信すると伝送路制御権保持フラグを非アクティブとしてプリアンブル信号の送出を停止し、上流側からの信号入力を中継することで、Ｔｎｓ２時間中にハブ装置間の競合が回避され、最上流側のハブ装置からのプリアンブルに続くデータフレームが各ハブ装置により受信される。
FIG. 6 shows the transfer timing of the transmission right from the most downstream hub device to the most upstream hub device in order to delegate the transmission control right to the most upstream hub device and avoid contention. Each of the
２っの分離されたデータ伝送装置を一体化して構成する場合には、一つのデータ伝送装置の最下流側のハブ装置に対して、ゲート回路Ａ５の制御信号Ｓ５、ゲート回路Ａ３の制御信号Ｓ３を非アクテイブにすることで、下流側の信号伝送路３Ｒ，４Ｒに対する送出カットおよび下流側からの信号中継カットを行い、別のデータ伝送装置の最上流に位置するハブ装置の上流側の信号伝送路と該ハブ装置の下流側の信号伝送路とを接続する。最下流のハブ装置が、伝送路制御権譲渡信号を受け取り、伝送許可制御を実施後、下流側への伝送路制御権譲渡信号を発生し、ゲート回路Ａ５の制御信号Ｓ５、ゲート回路Ａ３の制御信号Ｓ３をアクティブにすることで、下流側への送出カットと下流側からの信号中継カットを解除し、下流側の伝送システムからの有意信号を上流側へ導く。
When the two separated data transmission devices are integrally configured, a control signal S5 of the gate circuit A5 and a control signal S3 of the gate circuit A3 are supplied to the hub device on the most downstream side of one data transmission device. Is inactive to cut off the transmission to the downstream
＜第２の実施形態＞
図７は、前述の第１のデータ伝送システムを二重化したデータ伝送システムの構成を系統図であり、図８は該データ伝送システムのハブ装置間の相互信号の接続状態を示す図であり、図９は該データ伝送システムにおける異常個所を回避した再構成例を示す。この場合、データ伝送システムを用いて部分的に異常を含むそれぞれのデータ伝送装置の正常構成要素を用いて一体化し再構成した場合の状況の一例を示している。
<Second embodiment>
FIG. 7 is a system diagram showing a configuration of a data transmission system obtained by duplicating the first data transmission system described above. FIG. 8 is a diagram showing a connection state of mutual signals between hub devices of the data transmission system. 9 shows a reconfiguration example in which an abnormal part in the data transmission system is avoided. In this case, an example of a situation in which the data transmission system is integrated and reconfigured using the normal components of each data transmission device partially including an abnormality using the data transmission system is shown.
図９において、＃１１〜＃１５は現用系、＃２１〜＃２５は待機系を構成している。図９（ａ）では、例えば現用系の＃１１ハブ装置が異常となると、＃１２から＃１５が新たなデータ伝送装置として構成される。このように現用系に異常が発生すると、待機系を利用するが、さらに待機系の＃２３に関して、または＃２３と＃２２間の信号伝送路に異常が発生して、同様に＃２１と＃２２の系が分離されると、＃１２から＃１５の系と＃２１＃２２の２っの系が前述のシーケンスにより一体化される。
In FIG. 9, # 11 to # 15 constitute a working system, and # 21 to # 25 constitute a standby system. In FIG. 9A, for example, when the
図９（ｂ）では、例えば、現用系の＃１３または＃１２と＃１３との間の信号伝送路に異常が発生して、待機系の＃２１が異常等により切り離されたために、＃１１、＃１２の系と＃２２、＃２３、＃２４、＃２５の系とを一体化した例である。図９（ａ）の例では、＃２１、＃２２の系が上流系であり、図９（ｂ）の例では、＃１１＃１２の系が上流系となっている。
In FIG. 9B, for example, an error has occurred in the signal transmission path between the
図９（ｃ）では、図９（ｂ）の状態にある系で更に＃２５が異常となった場合を示す。この状況下で、＃１４、＃１５は分離されたデータ伝送装置として稼動状態にあったために、＃１１、＃１２、＃２２、＃２３、＃２４からなるデータ伝送装置と＃１４、＃１５からなるデー夕伝送装置が、更に、一体化された状況に相当する。これらの場合、データ伝送装置の２組のハブ装置間を相互に接続する。
9 (c) shows a case where # 25 further becomes abnormal in the system in the state of FIG. 9 (b). In this situation, since # 14 and # 15 were operating as separated data transmission devices, the data
このような二重化したデータ伝送システムを構成するためには、図２のハブ装置ハードウエア構成例に対して、図８に示すように２組の信号伝送路３，４をスイッチＳＷ１およびＳＷ２により制御信号ＳＬ１，ＳＬ２で選択できる構成を追加すればよい。図８は、例えば上側を現用系、下側を待機系としてこの状況を示している。制御信号ＳＬ１，ＳＬ２は、入出力レジスタ回路１８から出力される。２組のデータ伝送システムを現用系、待機系として使用している状態で、異常状態となった、または、離脱したハブ装置や信号伝送路の箇所が管理される。これらの情報は、ハブ装置のトランシーバ回路１４、ＬＡＮ制御回路１５、マイコン１７により相互にメッセージ交換することで情報共有が可能となる。現用系および待機系の一部のハブ装置もしくは信号伝送路が異常となっても、残った正常構成要素を用いて、全体として稼動を維持しようとする場合に、ハブ装置は、上流および下流側の信号伝送路として、現用およびバイバスの２組の信号入力と、現用およびバイパスの２組の信号出力をスイッチＳＷ１またはＳＷ２により切り替えて使用することで、前述した２つのデータ伝送システムを一体化するシーケンスにより実現できる。
In order to configure such a redundant data transmission system, two sets of
図９（ａ）では、＃１２では、図８に示すトランスミッタ１１５，１１７と、トランスミッタ１１２，１１４が選択される。また、＃２２では１１１，１１３、１１６，１１８の信号伝送路が選択される。図９（ｂ）の例では、＃１２では、図９（ａ）とは反対の、即ち、１１１，１１３，１１６，１１８が選択される。＃２２でも、１１５，１１７、１１２，１１４が選択される。同様に図９（ｃ）の場合も入出力する信号伝送路が選択されるが説明は省く。
In FIG. 9A, in # 12, the
＜変形例＞
本発明は、以上述べた実施形態に限定されず、ハブ装置間の信号伝送路として無線通信方式のみならず、有線通信方式または光通信方式のいずれであっても同様に実施できる。
<Modification>
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be similarly implemented not only in a wireless communication system but also in a wired communication system or an optical communication system as a signal transmission path between hub devices.
前述の実施形態では、ハブ装置は、複数の端末のコンセントレータ（集配器）として記述されているが、前述したように汎用、安価な用品を流用し、また、ハードロジックの集積化が可能となるプログラマブルゲートアレイなどを使用することができる。 In the above-described embodiment, the hub device is described as a concentrator (collector / distributor) of a plurality of terminals. However, as described above, general-purpose and inexpensive articles can be diverted, and integration of hard logic becomes possible. A programmable gate array or the like can be used.
１…トランシーバ回路（ＴＥＣＶーＬ）
２…トランシーバ回路（ＴＥＣＶーＲ）
３Ｌ，４Ｌ…上流側信号伝送路
３Ｒ，４Ｒ…下流側信号伝送路
Ａ１〜Ａ７…ゲート回路
Ｂ１〜Ｂｎ…ゲート回路
Ｃ１〜Ｃｎ…ゲート回路
Ｓ１〜Ｓ７…制御信号
ＳＢ１〜ＳＢｎ…制御信号
ＳＣ１〜ＳＣｎ…制御信号
５…ハブ共通バス
６…有意信号検出回路（ＲＣＶＤＥＴ１）
７…有意信号検出回路（ＲＣＶＤＥＴ２）
Ｒｃｄ１…有意信号検出信号
Ｒｃｄ２…有意信号検出信号
８…タイマ回路（ＴｏｋｅｎーＤｅｔ Ｔｉｍｅｒ）
Ｔｋｄ…時間経過のタイミング信号
９…上流及び下流側の無信号時間を計測するタイマ回路（ＴｉｆーＴｒｕｎｋ Ｔｉｍｅｒ）
ＴｉｆＴ…ＩＥＥＥ８０２．３の規格の無信号時間より短い経過時間のタイミング信号
１０……伝送路制御譲渡信号を下流に放出後、応答確認監視するをタイマ回路（ＴｏｋｅｎーＡｃｋ Ｔｉｍｅｒ）
ＴＡＫ１…下流からの受け取り応答を確認するためのタイミング信号
ＴＡＫ２…下流からの受け取り応答がない場合の検出待ち時間経過信号
１１…上流側、下流側の信号伝送路上の無信号検出時間を計測するタイマ回路（ＮｏーＳｉｇｎａｌ Ｔｉｍｅｒ）
Ｔｎｓ１…タイミング信号
Ｔｎｓ２…タイミング信号
１２…ハブ状態制御回路（ＨｕｂーＳｔａｔｅーＣＯＮ）
１３…ＩＥＥＥ８０２．３の規格のトランシーバ回路（ＴＲＣＶ１〜ＴＲＣＶｎ）
１４…ＩＥＥＥ８０２．３の規格のトランシーバ回路（ＴＲＣＶーｋＴ）
１５…ＬＡＮ制御回路（ＬＡＮＣ）
１６…レジスタ（ＲＥＧＳ）
Ｐｏｒｔ１〜Ｐｏｒｔｎ…ハブ装置のポート
Ｔｉｆｈ…ＩＥＥＥ８０２．３の規格の無信号時間より短い経過時間のタイミング信号
１７…マイコン（μＰＵ Ｔｉｍｅｒ＋ＲＡＭ／ＲＯＭを含むもの）
１８…マイコンの入出力レジスタ回路（Ｉ／ＯーＲＥＧ）
１９…データフレーム間の無信号期間を計測するタイマ回路（ＴｉｆーＴｉｍｅｒ）
２０…プリアンブル信号発生回路（ＰｒｅａｎｂｌｅーＧＥＮ）
２１…クロック信号発生回路（ＣｌｏｃｋーＧＥＮ）
２２…有意信号検出回路（ＲＣＶＤＥＴＣ１０）
ＲＴ１〜ＲＴ４…タイマ回路８〜１１のリセット信号や入り切り替え信号
ＳＥＬ…入力信号選択信号
ＲＩＮ…ポート入力信号
２３…マイコン共通バス
1: Transceiver circuit (TECV-L)
2. Transceiver circuit (TECV-R)
3L, 4L: upstream
7. Significant signal detection circuit (RCVDET2)
Rcd1: Significant signal detection signal Rcd2: Significant signal detection signal 8: Timer circuit (Token-Det Timer)
Tkd: Timing signal of elapsed time 9: Timer circuit (Tif-Trunk Timer) for measuring the no-signal time on the upstream and downstream sides
TifT: A timing signal having an elapsed time shorter than the no-signal time of the IEEE802.3 standard 10: A timer circuit (Token-Ack Timer) for emitting a transmission path control transfer signal downstream and monitoring the response confirmation
TAK1: timing signal for confirming reception response from downstream TAK2: detection waiting time elapse signal when there is no reception response from downstream 11: timer for measuring no-signal detection time on upstream and downstream signal transmission paths Circuit (No-Signal Timer)
Tns1 timing signal
13: Transceiver circuit of IEEE802.3 standard (TRCV1 to TRCVn)
14: Transceiver circuit of IEEE802.3 standard (TRCV-kT)
15 LAN control circuit (LANC)
16 Register (REGS)
Port1 to Portn: Port of hub device Tifh: Timing signal of elapsed time shorter than no signal time of IEEE802.3 standard 17: Microcomputer (including μPU Timer + RAM / ROM)
18: Input / output register circuit of microcomputer (I / O-REG)
19: Timer circuit for measuring a no-signal period between data frames (Tif-Timer)
20: Preamble signal generation circuit (Preamble-GEN)
21: Clock signal generation circuit (Clock-GEN)
22 ... Significant signal detection circuit (RCCVDETC10)
RT1 to RT4: reset signals and on / off switching signals of
Claims (12)
前記複数の送受信制御系の前記各ハブ装置間を信号伝送路により接続し、
一時点では前記複数のハブ装置のうち一つのハブ装置が対応する前記端末からのデータフレームの送出を前記各ポートに対して所定の順序で可能とする伝送許可制御を行うようにしたことを特徴とするデータ伝送システム。 A plurality of terminals having a data frame transmission / reception function include a plurality of transmission / reception control systems connected in a star shape to a port of the hub device,
The hub devices of the plurality of transmission / reception control systems are connected by a signal transmission path,
At one point in time, one of the plurality of hub devices performs transmission permission control to enable transmission of a data frame from the corresponding terminal to the respective ports in a predetermined order. Data transmission system.
所望の端末から送出されたデータフレームは、該送出されたデータフレームに該当する信号伝送路以外の他の信号伝送路のいずれにも送出でき、該信号伝送路から受け取ったデータフレームは、前記ハブ装置のポートを経由して他の信号伝送路へ中継でき、一時点では前記各ハブ装置のうち一つのハブ装置が対応する端末からのデータフレームの送出を前記各ポートに対して所定の順序で可能とする中継制御手段を具備したことを特徴とするデータ伝送システム。 A plurality of terminals having a data frame transmission / reception function include a transmission / reception control system connected in a star shape to a port of the hub device, and connect the hub devices of the transmission / reception control systems by a signal transmission path,
The data frame transmitted from the desired terminal can be transmitted to any other signal transmission path other than the signal transmission path corresponding to the transmitted data frame, and the data frame received from the signal transmission path is It can be relayed to another signal transmission path via a port of the device, and at a point in time, one of the hub devices sends out a data frame from a corresponding terminal in a predetermined order to each of the ports. A data transmission system comprising relay control means enabling the data transmission.
所望の端末から送出されたデータフレームは、該送出されたデータフレームに該当する信号伝送路以外の他の信号伝送路のいずれにも送出でき、該信号伝送路から受け取ったデータフレームは、ハブ装置に有するポートを経由して他の信号伝送路へ中継でき、一時点では前記各ハブ装置のうち一つのハブ装置が対応する端末からのデータフレームの送出を前記ポートに対して所定の順序で可能とする中継制御手段と、
前記各ハブ装置に備え、該ハブ装置が伝送許可制御を開始する伝送路制御権を示す伝送路制御権譲渡信号を受け取り、伝送許可制御を完了した時点で、伝送路制御権譲渡信号を下流または上流の他の信号伝送路に送出でき、一つ前の下流または上流のハブ装置との間で伝送路制御権譲渡信号の受け渡しを確認し、上流から下流側または下流から上流側のハブ装置に伝送路制御権が移っていくことを確認する確認手段と、
前記伝送路制御権譲渡信号を下流または上流の信号伝送路に送出後、下流側または上流側からの受け渡しの確認を規定時間監視し、応答がない場合は、伝送路制御権譲渡信号の送出を停止する手段を具備したデータ伝送システムにおいて、 前記ハブ装置は、前記信号伝送路上の無信号状態を監視し、信号伝送路上の有意信号が途絶え、予め規定した無信号継続時間を経過すると、伝送路制御権を獲得し、有意時間長の伝送路制御権保持信号を上下流に送出し、伝送路制御権保持信号を送出中に、下流側からの有意信号人力があっても、これを無視し、上流側から有意信号入力がある場合は、伝送路制御権保持信号の送出を停止し、伝送路制御権を放棄し、有意時間長の伝送路制御権保持信号の送出後に伝送許可制御を開始することにより、最上流のハブ装置が伝送路制御権を獲得するようにしたことを特徴とするデータ伝送システムの制御方法。 A plurality of terminals having a data frame transmission / reception function, at least three transmission / reception control systems connected to the ports of the hub device in a star configuration, and connecting the hub devices of the transmission / reception control systems by signal transmission paths;
The data frame transmitted from the desired terminal can be transmitted to any other signal transmission path other than the signal transmission path corresponding to the transmitted data frame, and the data frame received from the signal transmission path is transmitted to the hub device. Can be relayed to another signal transmission path via a port having a port, and at a time, one of the hub devices can transmit a data frame from a terminal corresponding to the hub device in a predetermined order to the port. Relay control means,
In each of the hub devices, the hub device receives a transmission line control right transfer signal indicating a transmission line control right for starting the transmission permission control, and when the transmission permission control is completed, the transmission line control right transfer signal is downstream or It can be sent to another upstream signal transmission path, confirms the transfer of the transmission path control right transfer signal with the immediately preceding downstream or upstream hub device, and sends it from the upstream to the downstream or from the downstream to the upstream hub device. Confirmation means for confirming that the transmission path control right has been transferred;
After transmitting the transmission path control right transfer signal to the downstream or upstream signal transmission path, monitoring the confirmation of the transfer from the downstream side or the upstream side for a specified time, and when there is no response, transmitting the transmission path control right transfer signal. In the data transmission system having means for stopping, the hub device monitors a no-signal state on the signal transmission line, and when a significant signal on the signal transmission line is interrupted and a predetermined no-signal duration time elapses, the transmission line Acquisition of the control right, transmission of the transmission path control right holding signal with a significant time length upstream and downstream, and ignoring the significant signal from the downstream side even if there is a significant signal from the downstream while transmitting the transmission path control right holding signal. If there is a significant signal input from the upstream side, the transmission of the transmission path control right holding signal is stopped, the transmission path control right is abandoned, and the transmission permission control is started after the transmission of the transmission path control right holding signal having a significant time length. By doing A method for controlling a data transmission system, wherein an upstream hub device acquires a transmission path control right.
所望の端末から送出されたデータフレームは、該送出されたデータフレームに該当する信号伝送路以外の他の信号伝送路のいずれにも送出でき、該信号伝送路から受け取ったデータフレームは、ハブ装置に有するポートを経由して他の信号伝送路へ中継でき、一時点では前記各ハブ装置のうち一つのハブ装置が対応する端末からのデータフレームの送出を前記ポートに対して所定の順序で可能とする中継制御手段と、
前記各ハブ装置に備え、該ハブ装置が伝送許可制御を開始する伝送路制御権を示す伝送路制御権譲渡信号を受け取り、伝送許可制御を完了した時点で、伝送路制御権譲渡信号を下流または上流の他の信号伝送路に送出でき、一つ前の下流または上流のハブ装置との間で伝送路制御権譲渡信号の受け渡しを確認し、上流から下流側または下流から上流側のハブ装置に伝送路制御権が移っていくことを確認する確認手段と、
前記伝送路制御権譲渡信号を下流または上流の信号伝送路に送出後、下流側または上流側からの受け渡しの確認を規定時間監視し、応答がない場合は、伝送路制御権譲渡信号の送出を停止する手段を具備したデータ伝送システムにおいて、
前記送受信制御系の最上流または最下流に新たな送受信制御系を追加する場合に、ハブ装置は、電源投入などによる初期起動時、上下流への信号送出をカットし、予め設定された待機時間を経過後、上流側および下流側の信号伝送路上の有意信号を監視し、上流または下流側から有意信号入力がある場合、上流および下流側への信号送出のカットを解除し、人力信号は、すべてのポートおよび逆側の信号伝送路に中継し、最下流として、上流より伝送路制御権譲渡信号を受け取ると、伝送許可制御を行い、また、下流側からのみ有意信号がある場合は、最上流に位置するとして伝送路制御権を獲得し、新たな伝送サイクルを開始することで、送受信制御系の最上流または最下流に新たな送受信制御系を追加することを特徴とするデータ伝送システムの制御方法。 A plurality of terminals having a data frame transmission / reception function, at least three transmission / reception control systems connected to the ports of the hub device in a star configuration, and connecting the hub devices of the transmission / reception control systems by signal transmission paths;
The data frame transmitted from the desired terminal can be transmitted to any other signal transmission path other than the signal transmission path corresponding to the transmitted data frame, and the data frame received from the signal transmission path is transmitted to the hub device. Can be relayed to another signal transmission path via a port having a port, and at a time, one of the hub devices can transmit a data frame from a terminal corresponding to the hub device in a predetermined order to the port. Relay control means,
In each of the hub devices, the hub device receives a transmission line control right transfer signal indicating a transmission line control right for starting the transmission permission control, and when the transmission permission control is completed, the transmission line control right transfer signal is downstream or It can be sent to another upstream signal transmission path, confirms the transfer of the transmission path control right transfer signal with the immediately preceding downstream or upstream hub device, and sends it from the upstream to the downstream or from the downstream to the upstream hub device. Confirmation means for confirming that the transmission path control right has been transferred;
After transmitting the transmission path control right transfer signal to the downstream or upstream signal transmission path, monitoring the confirmation of the transfer from the downstream side or the upstream side for a specified time, and when there is no response, transmitting the transmission path control right transfer signal. In a data transmission system provided with means for stopping,
When adding a new transmission / reception control system at the most upstream or the most downstream of the transmission / reception control system, the hub device cuts signal transmission to the upstream and downstream at the time of initial startup by turning on a power supply or the like, and sets a preset standby time. After passing through, the significant signals on the upstream and downstream signal transmission paths are monitored, and if there is a significant signal input from the upstream or downstream, the cutoff of signal transmission to the upstream and downstream is released, and the human power signal is It relays to all ports and the signal transmission line on the opposite side, and if it receives the transmission line control right transfer signal from the upstream as the most downstream, it performs transmission permission control.If there is a significant signal only from the downstream side, A data transmission system characterized by adding a new transmission / reception control system at the most upstream or downstream of the transmission / reception control system by acquiring a transmission line control right as being located upstream and starting a new transmission cycle. Control method systems out.
前記複数のデータ伝送システムの一つのデータ伝送システムの最下流のハブ装置に対して、下流側の信号伝送路に対する送出カットおよび下流側からの信号中継カットを行い、他のデータ伝送システムの最上流に位置するハブ装置の上流側の信号伝送路と該ハブ装置の下流側の信号伝送路とを接続し、該ハブ装置が、伝送路制御権譲渡信号を受け取り、伝送許可制御を実施後、下流士辜側への伝送路制御権譲渡信号を発生し、下流側への送出カットと下流側からの信号中継カットを解除し、下流側の伝送システムからの有意信号を上流側のすべてのハブ装置と接続されているポートに中継することにより、２つの分離されたデータ伝送システムを一体化することを特徴とするデータ伝送システムの多重化方法。 A plurality of terminals having a data frame transmission / reception function include a plurality of transmission / reception control systems connected in a star configuration to ports of the hub device, and connect the hub devices of the plurality of transmission / reception control systems via a signal transmission path. At this time, a plurality of data transmission systems, each of which performs transmission permission control for enabling transmission of a data frame from a terminal corresponding to one of the plurality of hub devices to a corresponding port in a predetermined order, are used. Have
For the most downstream hub device of one data transmission system of the plurality of data transmission systems, a transmission cut to a downstream signal transmission line and a signal relay cut from the downstream side are performed, and the most upstream hub device of another data transmission system is A signal transmission line on the upstream side of the hub device is connected to a signal transmission line on the downstream side of the hub device, and the hub device receives the transmission line control right transfer signal, performs transmission permission control, and Generates a transmission path control right transfer signal to the criminal side, cancels the transmission cut to the downstream side and the signal relay cut from the downstream side, and transfers the significant signal from the downstream transmission system to all upstream hub devices. A multiplexing method for a data transmission system, wherein two separated data transmission systems are integrated by relaying to a port connected to the data transmission system.
前記各データ伝送システムは、複数の送受信制御系を備え、
該送受信制御系は、データフレームの送受信機能を有する複数の端末が、ハブ装置のポートにスター型に接続され、
前記送受信制御系のハブ装置間を信号伝送路により接続し、
一時点では前記複数のハブ装置のうち一つのハブ装置が対応する前記端末からのデータフレームの送出を前記各ポートに対して所定の順序で可能とする伝送許可制御を行うようにしたものであり、
前記ハブ装置は、上流および下流側の信号伝送路として、現用およびバイパスの２組の信号入力と、現用およびバイバスの２組の信号出力を有し、
常時は、前記現用系のデータ伝送システムを使用し、現用系の一部のハブ装置もしくは信号伝送路の断線などにより前記現用系のデータ伝送システムに異常が発生した場合は、前記待機系のデータ伝送システムに切り替え、更に、待機系のデータ伝送システムの一部のハブ装置もしくは信号伝送路に異常が発生した場合に、現用系のデータ伝送システムと待機系のデータ伝送システムで正常なハブ装置と信号伝送路を、前記ハブ装置のバイパス信号入力とバイパス信号出力を用いて相互に接続することで、２組のデータ伝送システムを一体化してデータ伝送機能を維持することを特徴とするデータ伝送システムの多重化方法。 It consists of a separate working data transmission system and standby data transmission system,
Each of the data transmission systems includes a plurality of transmission and reception control systems,
The transmission / reception control system is configured such that a plurality of terminals having a data frame transmission / reception function are connected to a hub device port in a star configuration,
Connecting the hub device of the transmission and reception control system by a signal transmission path,
At one point, one of the plurality of hub devices performs transmission permission control to enable transmission of a data frame from the corresponding terminal to the respective ports in a predetermined order. ,
The hub device has two sets of signal inputs, working and bypass, and two sets of signal outputs, working and bypass, as upstream and downstream signal transmission paths,
Normally, the working data transmission system is used. If an abnormality occurs in the working data transmission system due to a disconnection of a part of the working hub device or a signal transmission path, the standby data is used. Switch to the transmission system, and if an error occurs in some hub devices or signal transmission lines of the standby data transmission system, the active data transmission system and the standby data transmission system will switch to a normal hub device. A data transmission system wherein two sets of data transmission systems are integrated to maintain a data transmission function by interconnecting signal transmission paths using a bypass signal input and a bypass signal output of the hub device. Multiplexing method.
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