JPH0373636A

JPH0373636A - データ同期伝送方式

Info

Publication number: JPH0373636A
Application number: JP1209783A
Authority: JP
Inventors: Yasuhisa Shiobara; 康壽塩原
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-08-14
Filing date: 1989-08-14
Publication date: 1991-03-28
Anticipated expiration: 2011-09-18
Also published as: JP2535615B2; EP0413286A2; EP0413286A3; AU6100790A; DE69027379T2; US5065397A; DE69027379D1; EP0413286B1; AU630222B2

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、データ同期伝送方式に係わり、特にＦＤＤＩ
（ファイバ分散データ交換インターフェイス）を用いた
リング状高速光ＬＡＮ　（ローカルエリアネットワーク
）を利用して、互いに離れた複数地点の制御装置間のデ
ータ交換を定周期に行ったり、互いに離れた複数地点の
電圧、電流等のような瞬時値のプロセスデータを同時に
サンプリングしたり、または複数個のコンピュータや制
御装置を接続して全ての処理装置が時間的に同期してデ
ータ処理するようなデータ伝送を可能としたり、あるい
は定周期伝送が必要な音声データ等のデータを伝送する
ことができるデータ同期伝送方式に関する。

〔従来の技術〕

近年、ＬＡＮすなわちローカルエリアネットワークの適
用が急速に進展している。その中で、次期の高速、広帯
域ＬＡＮとして注目されるものに、ＡＮＳＩ（米国標準
化機構、以下ＡＮＳＩと記す）で標準化が審議されてき
ているＡＮＳＩ−ＦＤＤＩ　　（米国標準化機構による
ファイバ分散データ交換インターフェイス）がある。こ
のＦＤＤＩ（ファイバ分散データ交換インターフェイス
、以下ＦＤＤＩと記す）は光ファイバを伝送路とし、ト
ークンパッシング方式による伝送路制御方式を用いた１
００Ｍｂｐｓのリング状ＬＡＮ方式の一つであり、ＡＮ
Ｓ　ＩによるＦＤＤＩ規格の標準化がほぼ完了したのに
伴い、このＦＤＤＩ規格に合致したＬＳＩ（大規模集積
回路）あるいはプロトコル処理ソフトが半導体メーカか
ら人手できるようになり、ＦＤＤＩはコンピュータ及び
通信産業分野において注目を浴びている。

このＦＤＤＩは、パケット交換ネットワークとして提案
され、大型コンピュータ間、大型コンビ二一夕とそれら
に接続されたマス・ストレージシステム（大容量記憶装
置）あるいは他の周辺機器との間でデータを高速に受は
渡し可能に接続したり、さらにはイーサネットあるいは
ＭＡＰ（マニファクチュアリング　オートメイション　
プロトコルの略、工場自動化のための通信プロトコルで
ファクトリオートメイションーＬＡＮすなわちＦＡ−Ｌ
ＡＮの事実上の標準といわれる。以ドＭＡＰと記す）等
の低速用データの受は渡しのためのＬＡＮシステム相互
間を接続するバックボーンネットワークとして使用する
ことを用途として考案されたものである。このＦＤＤＩ
を用いたＬＡＮでは、リング状に相互接続された各ノー
ドからの伝送要求をネットワークで利用できる伝送帯域
に応じて各ノードで調停し伝送路使用権を獲得できる伝
送路制御機能、各ノードでのデータの送受信機能、伝送
システムの障害検出機能、障害部分の分離機能と伝送シ
ステムの再構成機能が一般的に備えられている。

上記したようなＦＤＤＩを有するＬＡＮシステムに用い
られるトークンパッシング方式ＬＡＮでは、トークンと
呼ばれる送信権が順々にシステム中の各ノード間で受は
渡され、同一時刻では、複数のノードが送信するのを防
止している。トークンを受は渡されたノードでは、予め
設定された時間内でデータを送信することができるよう
にされている。したがって、決定論的伝送路アクセスが
可能となるため、リアルタイム性が要求される制御を必
要とするＭＡＰでは、このトークンパッシング方式が採
用されている。

また、ＦＤＤＩの有する広帯域性を利用して、音声デー
タ、映像データ等のデータも統合してデータを伝送する
要求があるが、例えば、音声データの伝送では、音声帯
域８ＫＨｚを収容するために１／８ＫＨｚ−１２５μｓ
ｅｃの倍数時間毎の定周期伝送が必要であり、パケット
交換方式を基本とした現状のＦＤＤＩでは、周期的にデ
ータを伝送することは可能となるが、定時間に対する誤
差の累積が発生する。したがって、現状のＦＤＤＩを用
いたＬＡＮシステムでは、上記した累積誤差の発生のた
めに、音声データのような定周期伝送を必要とするデー
タの伝送は不可能であった。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、ＦＤＤＩを用いたリング状高速ＬＡＮによって
データを伝送する際、これまでのようにデータのパケッ
ト交換機能に加え、互いに離れた複数地点の制御装置間
のデータ交換を定周期に行ったり、互いに離れた複数地
点の電圧、電流等のような瞬時値のプロセスデータを同
時にサンプリングしたり、または複数個のコンピュータ
や制御装置を接続して全ての処理装置が時間的に同期し
てデータ処理するようなデータ伝送を可能としたり、あ
るいは定周期伝送が必要な音声データ等のデータを伝送
することができるような回線交換機能も有したデータ伝
送方式が望まれている。

したがって、本発明の目的は、次期の高速、広帯域ＬＡ
Ｎとして有力な標準であるＦＤＤ　Ｉを用いたリング状
高速ＬＡＮを利用してデータを伝送する際、ＦＤＤＩが
元来備える優れた確定性、自己回復性、拡張性を失うこ
となく、データのパケット交換機能に加え、互いに離れ
た複数地点の制御装置間のデータ交換を定周期に行った
り、亙いに離れた複数地点の電圧、電流等のような瞬時
値のプロセスデータを同時にサンプリングしたり、また
は複数個のコンピュータや制御装置を接続して全ての処
理装置が時間的に同期してデータ処理するようなデータ
伝送を可能としたり、あるいは定周期伝送が必要な音声
データ等のデータを伝送することができるような回線交
換機能も有したデータ同期伝送方式を提供することであ
る。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、本発明に係わるデータ同期伝送方式によっ
て達成される。すなわち、要約すれば、本発明は、同期
サービス及び非同期サービスの処理機能を備えたファイ
バ分散データ交換インターフェイスを各ノードに有し、
これらの各ノードを伝送路によってリング状に接続して
同期データフレームを伝送するデータ伝送方式において
、前記同期データフレームを定時刻に同期させるための
主局となるノードは、自身もしくは外部からの外部時刻
信号を受けて定時刻毎に同期信号を発生する同期信号発
生回路と、リング状に接続された伝送路を一巡するトー
クンの受信を検出するためのトークン受信検出回路と、
予め決められた所定値がカウントダウンされると共に、
前記同期信号の発生毎にリセットされるカウンタとを備
え、前記リング状伝送路を一巡して再び戻ってきた該ト
ークンの受信を検出した時点で、それまでに前記所定値
からカウントダウンされた前記カウンタの残漬を読み取
り、この残漬に相当する長さの時間を有するダミーデー
タフレームをフレーム長さ変換回路によって作成し、こ
の作成されるダミーデータフレームは、前記同期データ
フレームの送信開始時刻と前記定時刻毎に発生される前
記同期信号との時間差に相当し、前記ダミーデータフレ
ームを前記同期データフレームに先んじて伝送すること
により、前記主局のノードから伝送される前記同期デー
タフレームの送信開始時刻を前記定時刻に同期させたこ
とを特徴とするデータ同期伝送方式である。

【作　用〕

本発明によれば、ＦＤＤＩを利用したＬＡＮシステムを
用いて定時刻に同期してデータを伝送する方式として、
ＬＡＮシステムにおける特定ノードを主局とし、この主
局のノードが周期的に定時刻に一致してデータフレーム
の伝送を行えば、主局以外のノードすなわち従局のノー
ドでは、主局のデータフレームを受信し、この受信時刻
から逆算して定時刻を知ることができ、ＬＡＮシステム
のネットワークに参加している全てのノードで時間の同
期化を行なうことが可能となる。本発明では、主局のノ
ードが定時刻に同期して送信するデータフレームを同期
データフレームＤｓとし、この同期データフレームＤｓ
の送信開始タイミングを定時刻にあわせるようにするも
のである。

すなわち、本発明では、ＦＤＤＩの仔する同期サービス
機能および非同期サービス機能を用いて定常的に一定量
のデータを伝送すると共に、突発的に発生するデータ伝
送要求に応じて可変量のデ−夕を伝送するので、各ノー
ドでのデータフレーム送信時間の変動が生じることとな
り、結果として、主局のノードでは、トークン巡回時間
ＴＲＴが変動することになる。したがって、主局のノー
ドが定時刻に一致して同期データフレームＤｓを送信す
るためには、送信時刻調整手段が必要となる。

そのために、すなわち主局のノードによる同期データフ
レームＤｓの送信開始時間を定時刻に一致して、すなわ
ち同期して同期データフレームＤｓを周期的に伝送させ
るために、しかも伝送されるべき全データが収容される
ように設定されている時間周期Ｔｈ毎に時間の累積誤差
なく伝送するために、ノードが一巡してきたトークンを
受ｆｄすると、同期データフレームＤｓの送信に先立っ
てダミーデータフレームＤｍを送信する。その際、トー
クン巡回時間ＴＲＴの変動に応じて、送信すべきダミー
データフレームＤｍのデータ長さを決め、換言すれば、
送信されるべきダミーデータフレームＤｍのデータ長さ
を、同期データフレームの送信すべき定時刻との時間差
に応じて調整する。

このようにされたダミーデータフレームＤｍを同期デー
タフレームＤｓの送信に先立って送信し、続いて同期デ
ータフレームＤｓを送信し、同期データフレームＤｓの
送信開始時刻を定時刻に一致させ、すなわち同期させ、
周期的に伝送させるようにする。ここで、ダミーデータ
フレームＤｍのデータ長さは、各時刻毎に調整すること
で、主局のノードから送信される同期データフレームＤ
ｓの送信開始時間を、定時刻となるように制御し、時間
誤差の累積を排除させるものである。

なお、このとき、定時間周期Ｔｈ内に同期サービスおよ
び非同期サービスを用いて伝送されるデータ総量は同期
データフレームＤｓの送信時刻調整用のためのダミーデ
ータフレームＤｍを必然的に送信できる値に制限されて
いる。

〔実施例〕

以下、添附図面を参照して本発明を、その一実施例につ
き説明する。

はじめにＦＤＤＩについて説明すると、ＦＤＤＩを用い
たＬＡＮでは、同期サービスと非同期サービスの２種類
のサービスを備えており、同期サービスでは、ノードが
トークンを受信すれば、いつでもトークン受信と同期し
た同期フレームを送信することができ、一方非同期サー
ビスではトークンが十分早く周回しているときのみノー
ドはトークン受信と同期しない非同期フレームを送信す
ることが可能となるようにされている。

このことを、同期フレーム及び非同期フレームの送信と
トークン送信タイミングの一例を示す第９図ａ及び第９
図すを参照して以下に説明する。

すなわち、通常、ＦＤＤ　Ｉを用いたリング状ＬＡＮの
初期化プロセスの一部として、各ノードは、リング状Ｌ
ＡＮを巡回するトークンの目標巡回時間を決めるために
、目標トークン巡回時間（以下ＴＴＲＴと記す）値を調
停する。このＴＴＲＴ値の調停は、各ノードが同期トラ
フィックの要求をサポートするのに十分な早さの値を要
求し合い、それらのうちの最短位（以下ＴＯＰＲと記す
）が各ノードのトークン巡回タイマ（以ドＴＲＴと記す
）にＴＴＲＴ値として設定される。

また、各ノードに配置されるレイトカウンタは、ＴＲＴ
に設定されたＴＯＰＲ値が満了すると、すなわちＴＯＰ
Ｒ値の時間をダウンカウントして、その時間が経過する
と、増加して１になり、トークンを受信するごとにクリ
アされるものである。

なお、ノードが前にトークンを受信してからＴＲＴに設
定されたＴＯＰＲ値が満了する前に再びトークンを受信
した場合には、すなわちレイトカウンタがＯならば、ト
ークンは目標時間以内にノードに到達したとみなされ、
それ以外はトークンが遅れたとみなされる。

ここで、トークンが目標時間以内にノードに到達した場
合、すなわちトークンが十分に速く巡回している場合、
ＴＲＴに゛おける現在値がトークン保持タイマ（以下Ｔ
ＨＴと記す）に設定されると共に、ＴＲＴにはＴＯＰＲ
値が再設定され、ＴＲＴは再スタートする。その際、ト
ークン受信による同期フレームの送信後に、ＴＨＴに設
定された上記現在値に相当する時間、非同期フレームの
送信が可能となる。ＴＨＴに設定された上記現在値が満
了したとき、または送信すべき非同期フレームがない場
合には、トークンが次のノードに渡される。なお、トー
クンが目標時間より遅れてノードに到達した場合には、
レイトカウンタはリセットされるがＴＲＴはリセットさ
れない。この場合、同期フレームの送信のみ許され、同
期フレーム送信完了後、トークンが次のノードに渡され
る。

このようにしてＦＤＤＩを用いたＬＡＮは、同期フレー
ムを送信する同期サービスと非同期フレームを送信する
非同期サービスの２種類のサービスを行っているもので
ある。

次に、このようなＦＤＤＩを有するＬＡＮを用いた本発
明のデータ同期伝送方式を説明する。

第１図は、本発明によるデータ同期伝送方式に用いられ
るＦＤＤＩを有したＬＡＮの一実施例の構成図である。

第１図に示されているように、各ノード１０１〜１０ｎ
は伝送データフローの向きが互いに逆方向の２本の光フ
ァイバケーブルＬ１及びＬ２により相互に接続されてい
る。これらの各ノードは、伝送制御をつかさどる伝送制
御部とこれに接続される機器とで構成されている。この
伝送制御部の構成の一実施例が第２図に示されており、
第２図を参照すると、伝送制御部は、アービタ回路（Ａ
ＲＢＴ）１１、送受信制御回路（ＴＲＣ）１２、光トラ
ンシーバ（ＯＴＲｌ、０ＴＲ２）１３ａｓ　１３ｂｓ同
期ずれ検出回路１４、送信開始検出回路１５、トークン
受信検出回路１６、バッファメモリ回路（ＢＲＡＭ）１
７、同期信号発生回路１８、Ｃｍカウンタ１９、タイマ
値ホールド回路２０、リミット回路２１、ＬＥＮｍレジ
スタ２２、リミット値設定レジスタ２３、Ｃｍカウンタ
値設定レジスタ２４、同期時間周期設定レジスタ２５、
発信回路２６、同期範囲設定レジスタ２７、ＦＤＤＩ用
マイクロプロセッサ２８、プログラム用メモリ回路２９
、ホスト機器３０．インターフェイス制御回路３１を備
えている。

送受信制御回路１２はＦＤＤＩの規格に基づきデータの
送受信を制御する回路であり、この送受信制御回路１２
は、例えば米国ＡＭＤ社製のＡｍ７９Ｃ８１Ａ、Ａｍ７
９Ｃ８２Ａ。

Ａｍ７９Ｃ８３、Ａｍ７９８４Ａ。

Ａｍ７９８５Ａを用いて構成される相当回路とされてい
る。

光トランシーバ１３ａ、１３ｂは伝送路へデータを送信
または受信するもので、同期ずれ検出回路１４は、同期
信号発生回路１８から出力される外部時刻信号の同期ず
れ検出信号１８ａと送信開始検出回路１５から入力され
る送信開始信号１５ａとの同期ずれを検出し、このとき
に検出された検出信号１４ａをマイクロプロセッサ２８
へ割り込み信号として伝達するものである。

送信開始検出回路１５は送受信制御回路１２からの伝送
路上への伝送データの送信開始を検出するものである。

トークン受信検出回路１６はトークンの受信を検出する
もので、バッファメモリ回路１７は送受信される伝送デ
ータを格納するものである。同期信号発生回路１８は主
局となるノードに設けられて、外部から入力される外部
時刻信号５ｅｘｔあるいは後述する発信回路２６からの
タイミング信号が入力され、基準となる同期信号Ｓｒを
発生する。この同期信号Ｓｒは、外部からの外部時刻信
号５ｅｘｔを受ける場合、外部時刻信号Ｓｅｘ　ｔが予
め設定された一定周期Ｔｈでなくなった場合を検出し、
これが検出されると、同期信号発生囲路１８は同期ずれ
の異常検出信号、すなわち外部時刻信号の同期ずれ検出
信号１８ａを出力すると共に自身で一定周期Ｔｈの同期
信号を発生できる機能を持ち、この内部的に発生させた
開明信号Ｓ「を用いて、自局が送信する同期データフレ
ームの送信開始時刻の参照タイミングとする。

Ｃｍカウンタ１９は同期信号発生回路１８からの同期信
号Ｓ「毎にリセットされると共に、後述するＣｍカウン
タ値設定レジスタにより設定される一定周期Ｔｈ＋ａを
カウントダウンするもので、この一定周期Ｔｈ＋ａは、
同期信号Ｓｒが周期時間Ｔｈ（外部同期信号に追従する
場合には、周期時間Ｔｈ±Δで変動することになるが）
毎に発生するように制御されるため、同期信号Ｓｒより
も８時間分大きい時間とされる。すなわち、Ｃｍカウン
タ１９は周期時間Ｔｈではカウントオーバすることはな
いようにされている。

タイマ値ホールド回路２０はＣｍカウンタ１９のカウン
トダウンされたカウント値をトークン受信のタイミング
で保持、記憶するものであり、フレーム長さ変換回路で
あるリミット回路２１はタイマ値ホールド回路２０に保
持、記憶されたＣｍカウンタ１．９のカウント値に相当
する時間値をダミーデータフレームに変換すると共に、
このダミーデータフレームの変換長さにリミッタをかけ
るものである。

ＬＥＮｍレジスタ２２はリミット回路２１からのダミー
データフレーム長さに対応して第４図に示す送信制御ワ
ードの送信語数を与えるもので、リミット値設定レジス
タ２３はリミット回路２１のリミット値を設定するもの
である。Ｃｍカウンタ値設定レジスタ２４はＣｍカウン
タ１９に前述した一定周期Ｔｈ＋ａ相当のカウント値を
設定するものであり、同期時間周期設定レジスタ２５は
同期信号発生回路１８へ定周期時間値を設定するもので
ある。

発信回路２６は同期信号発生回路１８に定時刻のタイミ
ング信号を与えるもので、同期範囲設定レジスタ２７は
同期ずれ検出回路１４の同期ずれの検出範囲値を設定す
るものである。ＦＤＤＩ用マイクロプロセッサ２８はデ
ータの伝送制御をつかさどるもので、プログラム用メモ
リ回路２９はマイクロプロセッサ２８にデータ伝送のプ
ログラムを与えるものであり、インターフェイス制御回
路３１はノードに接続されるホスト機器３０とのインタ
ーフェイスを制御するものである。

なお、アービタ回路１１はマイクロプロセッサ２８が接
続されているＰバス側及び送受信制御回路１２、ホスト
機器３０から送受信データの格納されているバッファメ
モリ回路１７をアクセスする場合に、アクセス権の調停
を行うものである。

このように構成される伝送制御部を各ノードに備えるＬ
ＡＮで行われる本発明のデータ同期伝送方式では、ＦＤ
ＤＩの有する同期サービス及び非同期サービスによりＨ
（高速）レベルの同期データ及びＭ（低速）レベルのデ
ータがそれぞれ定常的に伝送されるＬＡＮシステム全体
のデータ総量をｄｈ％ｄｍとし、それらを伝送するのに
必要な時間、すなわちＬＡＮ上に伝送データフレームと
してデータが占める時間をＴｄｈ、、Ｔｄｍとする。

ただし、この場合、各ノード間で渡されるトークンの伝
送路上に占める時間も含める。また、時間ＴｈｍＳＴｍ
ｍを、それぞれ、同期サービス及び非同期サービスを用
いて突発的に伝送要求されるＨレベルの同期データ及び
Ｍレベルのデータの伝送に必要とする時間とし、時間Ｔ
ｈを後述するように決められる定周期時間とする（第５
図参照）。

さらに、時間ＴｖをデータがＬＡＮ中の各ノードを中継
される数あるいはリング−巡のケーブル長さなどにより
定まる伝送路上にデータがない空き時間とする。光フア
イバ伝送路の空き時間Ｔｖは、第６図に示されるように
送信したデータフレームがリング−巡に要する伝播遅延
時間で定まる。

ここで、Ｔｖ　（ｉ）によって示される空き時間につい
てさらに説明すれば、リング−巡に要する伝播遅延時間
’ｒｐｄ　（−Ｔｖ）は、各ノードでデータフレームが
処理されて、中継されていくときの中継遅れと、光フア
イバ伝送路をデータフレームが伝播していくときのデー
タフレーム伝播遅れの総和となる。つまり、Ｔｖ−Ｔｐｄ−Σｊ２※（Ｔｓｄ　（ｉ）　十Ｔｆｂ　
（ｊ、ｊ＋１））ここに、Ｔｓｄ　（ｉ）は、ノードｉ
でのデータフレーム中継遅れ、またＴｆｂ　（ｊＳｊ＋
１）は、ノードｊとノードｊ＋１間の光フアイバ伝送路
のデータフレーム伝播遅れである。

このような関係において、本実施例では、ＴｎｌＳＴｎ
２をダミーデータフレーム長ｍの転送に要する時間とす
るとき、前述した定周期時間Ｔｈを次により関係づける
。すなわち、Ｔｈ−Ｔｄｈ＋Ｔｄｍ＋Ｔｖ＋Ｔｎ１　　
　　　　　　　川・・曲（１）またはＴｈ−Ｔｄｈ＋Ｔｄｍ＋Ｔｖ＋Ｔｈｍ＋Ｔｍｍ＋Ｔｎ２
−（２）Ｔｎｌ＞Ｔｎ２　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　−−　（３）ここで、同期サービスによ
り突発的に伝送要求されるＨレベルの同期データを伝送
する時間Ｔｈｍは各ノードで伝送されるデータ長さを制
限し、かつ非同期サービスにより突発的に伝送要求され
るＭレベルのデータを伝送する時間Ｔｍｍは各ノードで
伝送されるデータ長さを制限すると共に、非同期サービ
スで指定する目標トークン巡同時間を定周期時間Ｔｈ以
下とするものである。

以上のような関係とすることで、定周期時間Ｔｈ内に同
期サービス及び非同期サービスを用いて伝送されるデー
タ総数及び同期データフレームの送信時刻調整用のため
のダミーデータフレームＤｍを必然的に送信することが
できることになる。

このようにされた上記実施例のデータ同期転送方式にお
いては、ＬＡＮがＦＤＤ　Ｉを用いており、このＬＡＮ
では、送受信制御回路１２でデータフレームの送信を制
御するのに、第４図に示すように送信すべき各伝送デー
タフレームを指定制御する送信制御ワードをバッファメ
モリ１７中に設定させ、これを用いてデータの送信動作
を行うものである。その際、送受信制御回路１２に対し
て送信の準備をさせるためにデータフレームの長さと実
際に送信されるデータ部を指定し、さらに、続けて送信
すべきデータフレームの有無を指定し、データフレーム
が有る場合には、その情報のあるバッファメモリ１７上
の位置を示す指定値を指定することでデータの伝送を制
御する。ここで、ダミーデータフレームは、トークン受
信により最初に送信されるデータフレームとなるため、
第４図に示す送信制御ワード中のＬＥＮｌが、送信語数
としてのＬＥＮｍになる。すなわち、フレーム長さ変換
回路の出力のメモリアドレスは、第４図中のＬＥＮＩを
指定するメモリアドレスＸＰＴＲ十１１こなるようにす
る。さらに、ＬＥＮＩによりダミーデータフレームの長
さが定まるために、第７図に示す送信データフレームの
構成で、データ部のダミーデータが全て次の送信制御ワ
ードの先頭アドレスを示す値とする。したがって、ダミ
ーデータフレームＤｍの送信完了後には、次のデータフ
レーム、すなわち同期データフレーム長ｓが設定された
送信制御ワードにしたがって伝送されることになる。

各ノードで伝送されるデータフレームの送信を制御する
ために、上記したような送信制御ワードが設定されたバ
ッファメモリ１７を各ノードに有して行われる本発明の
データ同期伝送方式では、各ノードのうち外部からの外
部時刻信号５ｅｘｔを受けて主局となるノードにおいて
は、同期範囲設定レジスタ２７に同期範囲値が設定され
、Ｉ、ｉＪ期時間周期設定レジスタ２５には周期時間Ｔ
ｈが設定され、Ｃｍカウンタ値設定レジスタ２４にはＣ
ｍカウンタ値Ｔｈ＋ａが設定され、リミット値設定レジ
スタ２３にはリミット値がそれぞれ設定される。

ここで、主局となるノードがトークン受信検出回路１６
によりトークン受信を検出すると、その時までにカウン
トダウンされたＣｍカウンタ１９の残漬がタイマ値ホー
ルド回路２０に保持、記憶され、この残漬がリミット回
路２１に出力される。

データフレーム変換回路であるリミット回路２１では、
Ｃｍカウンタ１９の残漬に相当する時間値がデータフレ
ーム長さに変換されると共に、変換長さにリミットがか
けられる。リミット回路２１の出力値はダミーデータフ
レームＤｍのデータ長さとなり、同期サービス及び非同
期サービスの処理機能を備えた送受信制御回路１２の第
一番目の同期伝送サービスにおける送信制御ワードの送
信語数ＬＥＮｍ　（もちろん、このときにはＬＥＮｍの
メモリアドレスが指定されている）として与えることで
、送受信制御回路１２はＬＥＮｍのデータ長さのダミー
データフレームＤｍを送信する。

その際、送受信制御回路１２はＬＥＮｍのデータ長さの
ダミーデータフレームＤｈ＋をトークンの受信完了後に
送信開始する。すなわち、トークン受信から同期信号Ｄ
ｓの送信までのタイミング期間のフレーム長さを有する
ダミーデータフレームが送信されることとなり、その結
果、続けて送信される同期データフレームの送信開始タ
イミングは定時刻に一致することとなる。

また、この時、リミット回路２１により変換されたダミ
ーデータ長さは、リミッタがかけられるために、同期が
極端に外れている場合には、ダミーデータフレーム長さ
が一定値に制限されることになる。したがって、同期が
極端に外れている場合には、同期データフレームの送信
開始時刻は、一度には補正されずに何回かの周期時間Ｔ
ｈ後に同期するように補正される。また、同期ずれが小
さい場合には、すなわち、トークン受信が予め想定され
る時間近辺で発生する場合には、リミット回路２１の出
力値により最適なダミーデータフレーム長さが決定され
、同期補正は直ちに行われる。

なお、主局のノードでは、前述したように、同期信号発
生回路１８に外部から外部時刻信号５ｅｘｔを入力して
、この外部時刻信号が異常を検出する場合、あるいは送
信開始検出回路１５１；より検出した同期データフレー
ム列ｓの送信開始時間が同期信号Ｓｒと比較して極端に
外れている場合には、同期ずれ検出回路１４により同期
ずれを検出し、この検出結果をマイクロプロセッサ２８
へ割り込み信号として送信すると共に、同期データフレ
ーム中に同期はずれ中を示すインデケータを設定して送
信することで主局以外の全ノードに知らせ、主局以外の
ノードの制御動作を規制することができるものである。

このように、上記実施例では、定時間周期に相当する時
間をカウントするＣｍカウンタを用いることで、定時間
に同期させて同期データフレームを送信する際、主局の
ノードがトークンを受信したときに直ちに、その受信時
刻のずれをＣｍカウンタの残漬として検出して定時間に
対する時間誤差を検出することができ、この残漬をハー
ドウェアにより直接ダミーデータフレーム長さに変換す
ることにより、時間の遅れなく同期補正を行うことがで
きる。その結果、ＦＤＤ　Ｉの伝送方式のようなパケッ
ト交換方式をとる類似の伝送装置においても、時間の累
積誤差のない定時刻の伝送が可能となり、音声伝送のよ
うな定周期性が必要なデータでも伝送が可能となる。

ここで、本発明のデータ同期伝送方式により仏送路上を
伝送される第３図のデータフレーム列に関連して、伝送
路上に乗る実際のデータフレームのフォーマットの例に
ついて第８図を参照して簡単に述べる。

第８図を参照すると、伝送路上に乗るデータフレームの
フォーマットの例がしめされており、この第８図におい
て、プリアンプルＰＡと共に、スタートデリミツタＳＤ
によりデータフレームの始まりが示され、次にフレーム
制御ＦＣによりデータフレームのレベル、すなわち同期
サービスあるいは非同期サービスの識別がおこなわれ得
る。そして相手ノードアドレスＤＡ、送信ノードアドレ
スＳＡによりノードアドレスを指定すると共に、相手サ
ービスアクセスポイントＤＳＡＰ、送信サービスアクセ
スポイント５ＳＡＰにより本発明の伝送データフレーム
であることを指定し、コマンドＣ１データワード数ＷＮ
及びバッファメモリ先頭アドレスＡＤＲ８によりダミー
データフレームを送信する。

なお、データワード数ＷＮは、第７図で示されるダミー
データ１〜ダミーデータｎに対応し、バッファメモリ先
頭アドレスは次の送信データフレームすなわち続いて送
信されるべき同期データフレームの先頭アドレスを指定
する。そして、送信すべき送信データすなわち同期デー
タフレームＤ　Ａ　Ｔ　Ａ　Ｏ〜ｎまでを指定し、ＡＮ
Ｓ　Ｉ　−ＣＲＣ３２によるフレームチエツクシーケン
スＦＣ８を指定する。さらに、エンドデリミツタＥＤに
よりデータフレームの終わりが示され、次のデータフレ
ームのためにフレームステータスＦＳが指定される。

なお、上述実施例では、伝送路に光ファイバを用いた場
合について述べたが、本発明は、これに限るものではな
く、第１図に示ず構成をとれば、同軸ケーブルあるいは
空間伝送にしても良く、また光フアイバケーブルとの混
在構成としても良い。

また、上記実施例では、データの同期伝送方式を主局の
ノードについて述べたが、主局以外の従局において、主
局のノードから伝送されてくる同期データフレームを受
信検出することにより、その受信時刻から逆算して同期
データフレームを再現させることで、ＬＡＮによって距
離的に分散された各ノードのデータ処理を、ＬＡＮシス
テムで一意に定まる時間基準に同期させて実行すること
が可能となる。すなわち、主局のノードを除く従局のノ
ードに同期信号再生回路をＰＬＬ　（フェーズ・ロック
・ループ）回路等で実現することにより、ＬＡＮシステ
ムで一元化された時計を共有することが可能となり、各
ノードでのデータ処理を一意に定まる時間基準に同期さ
せて実行させることができる。

さらに、本実施例では、ダミーデータフレームのデータ
構成として第７図に示す如くｎ個のダミーデータを用意
しているが、ＬＥＮｍ分のデータ数を用意する方法では
、送受信制御回路がダミーデータフレームの送信を開始
し、送信データをバッファメモリから読み出す時に、メ
モリアドレスを一つづつインクリメントしていくので、
ＬＥＮｍ分のデータを読み出すメモリアドレスを常に１
ｎＪ−のアドレスとすることで、ダミーデータフレーム
送信データを格納するメモリ容量を削減することが可能
となる。

〔発明の効果〕

以上説明してきたように、本発明のデータ同期伝送方式
によれば、ノードが一巡してきたトークンを受信したと
きに、送信されるべき同期データフレームの送信時刻が
定時刻に対してずれていた場合には、この同期データフ
レームの送信に先だって、同期データフレームの送信す
べき定時刻との時間差に応じた長さを有するダミーデー
タフレームを送信するようにしたので、ＦＤＤＩが元来
備える優れた確定性、自己回復性、拡張性を失うことな
く、ＦＤＤＩを用いたリング状高速ＬＡＮのデータのパ
ケット伝送機能ｉこより定時刻に同期したデータの伝送
に加え・、互いに離れた複数地点の制御装置間のデータ
交換を定周期に行ったり、互いに離れた複数地点の電圧
、電流等のような瞬時値のプロセスデータを同時、同一
位相でサンプリングしたり、または複数個のコンピュー
タあるいは制御装置を接続して全ての処理装置が時間的
に同期してデータ処理するようなデータ伝送を可能とし
たり、もしくは定周期伝送が必要な音声データ等のデー
タを伝送することができるような回線交換機能を有させ
ることができ、ＦＤＤＩを用いたリング状高速ＬＡＮの
機能および性能を拡張することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるデータ同期伝送方式に用いられ
るＬＡＮシステムの構成図、第２図は、本発明によるデータ同期伝送方式に用いられ
るＬＡＮシステムのノードにおける伝送制御部の一実施
例のブロック線図、第３図は、本発明によるデータ同期伝送方式における伝
送路上へのデータの送信タイミングの一例を示すチャー
ト、第４図は、本発明によるデータ同期伝送方式に用いられ
る送信制御ワードの構成図、第５図は、本発明によるデータ同期伝送方式に用いられ
る同期サービス、非同期サービスのデータ送信待行列の
一例を示す説明図、第６図は、本発明によるデータ同期伝送方式に用いられ
るシステム構成で定まる伝播遅延時間の一例を示すチャ
ート、第７図は、本発明によるデータ同期伝送方式に用いられ
るダミーデータ送信フレームのデータ構成の一例を示す
図、第８図は、本発明によるデータ同期伝送方式に用いられ
るデータフレーム構成の一実施例の説明図、第９図ａＳｂは、それぞれ本発明に用いられるＬＡＮで
の同期、非同期フレームの送信とトークンの送信タイミ
ングを示すチャートである。１１・・・アービタ回路、１２・・・送受信制御回路、
１３ａ、１３ｂ・・・トランシーバ、１４・・・同期ず
れ検出回路、１５・・・送信開始検出回路、１６・・・
トークン受信検出回路、１７・・・バッファメモリ回路
、１８・・・同期信号発生回路、１９・・・Ｃｍカウン
タ、２０・・・タイマ値ホールド回路、２１・・・リミ
ット回路、２２・・・ＬＥＮｍレジスタ、２３・・・リ
ミット値設定レジスタ、２４・・・Ｃｍカウンタ値設定
レジスタ、２５・・・同期時間周期設定レジスタ、２６
・・・発信回路、２７・・・同期範囲設定レジスタ、２
８・・・マイクロプロセッサ、Ｔｈ・・・時間周期、Ｌ
ｌ、Ｌ２・・・伝送路。

Claims

【特許請求の範囲】１、同期サービス及び非同期サービスの処理機能を備え
たファイバ分散データ交換インターフェイスを各ノード
に有し、これらの各ノードを伝送路によってリング状に
接続して同期データフレームを伝送するデータ伝送方式
において、前記同期データフレームを定時刻に同期させるための主
局となるノードは、自身もしくは外部からの外部時刻信
号を受けて定時刻毎に同期信号を発生する同期信号発生
回路と、リング状に接続された伝送路を一巡するトーク
ンの受信を検出するためのトークン受信検出回路と、予
め決められた所定値がカウントダウンされると共に、前
記同期信号の発生毎にリセットされるカウンタとを備え
、前記リング状伝送路を一巡して再び戻ってきた該トー
クンの受信を検出した時点で、それまでに前記所定値か
らカウントダウンされた前記カウンタの残値を読み取り
、この残値に相当する長さの時間を有するダミーデータ
フレームをフレーム長さ変換回路によって作成し、この
作成されるダミーデータフレームは、前記同期データフ
レームの送信開始時刻と前記定時刻毎に発生される前記
同期信号との時間差に相当し、前記ダミーデータフレー
ムを前記同期データフレームに先んじて伝送することに
より、前記主局のノードから伝送される前記同期データ
フレームの送信開始時刻を前記定時刻に同期させたこと
を特徴とするデータ同期伝送方式。２、前記フレーム長さ変換回路により変換されるダミー
データフレームのデータ長さにリミット値を設けて一定
値に制限することにより、前記定時刻に送信されるべき
同期データフレームの同期が極端に外れている場合には
、前記同期データフレームの送信開始時刻が、一度には
補正されず、複数回の周期に分割されて同期化され、前
記定時刻に送信されるべき同期データフレームの同期の
ずれが小さい場合には、同期化のための補正が直ちに行
われるようにしたことを特徴とする請求項１記載のデー
タ同期伝送方式。