JPS60236340A

JPS60236340A - 通信システム

Info

Publication number: JPS60236340A
Application number: JP9366884A
Authority: JP
Inventors: Mitsuharu Teranishi; 寺西　光治; Yasuo Watanabe; 渡辺　康雄; Akira Takeuchi; 章竹内
Original assignee: Asics Corp
Current assignee: Asics Corp
Priority date: 1984-05-09
Filing date: 1984-05-09
Publication date: 1985-11-25
Also published as: CA1261421A; EP0166915A1; DE3579512D1; EP0166915B1

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】発明の背景この発明は通信システム、さらに詳しくは複数の装置が
相互に交信するための通信システムに関する。

複数の装置、とくにＣＰＵを内蔵したブ０グラマプルな
複数の装置間でシリアルなデータ伝送を行なうための接
続方式には種々のものがあり、それぞれ−長一知をもっ
ている。いくつから代表的な接続方式の例が第５図に示
されている。

第５図（Ｉ）に示されたものはスター接続方式と呼ばれ
るもので、複数の装置（１０２）が中心的な装置（１ｏ
ｉ）にそれぞれ専用の伝送ラインで結ばれている。この
方式はデータ伝送の遅れが小さいという長所をもつが、
伝送ラインの総延長が長くなるとともに、中心的な＠置
（１０１）が故障するとシステム全体がダウンしてしま
うという欠点をもっている。

第５図（ＩＩ）に示されているものは、ディジーチェー
ン接続方式と呼ばれているもので、各装置（１０１）　
（１０２）がシリアルに接続されている。伝送ラインの
総延長は短くてすむが、途中の装置（１０２）に故障が
生じたり伝送ラインの途中が切断されたような場合には
（切断個所をＸ印で示す）、中心的な装置（１０１）は
それよりも後段の装置（１０２）と交信できなくなると
いう問題がある。

第５図（ＩＩＩ）に示されたループ（またはリング）接
続方式は、上記の問題を解決し、途中で故障が生じても
迂回するラインが存在するという利点をもっている。し
かしながら、一般には、図示されているように一方向性
であるために送信端子（Ｔ）と受信端子（Ｒ＞とを切換
えなければならず、この切換制御がかなり複雑になると
いう問題を残している。

第５図ＮＶ）に示されたものは、バス接続方式と呼ばれ
るものである。この方式もまた途中でバス・ラインが断
線した場合には交信不能となる装置（１０２）が出てく
る。

第５図（Ｖ）に示されるリング・バス接続方式はリング
状のバス・ラインの途中で断線が生じても、それが１１
Ｉ所であれば、すべての装置（１０２）　（図示はされ
ていないが中心的な装置（１０１）も含めて）は相互に
交信を続行することができる。

しかしながら、バス接続方式は、リング・バス接続方式
であっても、致命的な欠陥をもっている。それは光通信
には適用しにくいという問題である。光通信は種々の利
点、たとえば電磁誘導雑音に対して強い、伝送容量が大
きい等の利点をもっているので、近年盛んに利用されつ
つあるが、電気的な通信システムと単純に置きかえられ
るまでには至っていない。たとえば、光の分岐器の問題
がある。光分岐器それ自体は既に存在するが、現段階で
は比較的高価である。

バス接続方式では各装置（１０２）ごとに光分岐が必要
となる。また、バス・ライン上を伝送される光信号はバ
ス・ラインと各装置（１０２）との接続箇所でその一部
が分岐されるので、バス・ラインにはかなりの大きなパ
ワーの光信号を導入しなければならない。

発明の概要この発明は、とくにリング・バス接続方式の特長を活か
し、しかも光通信にも比較的容易に適用可能な通信シス
テムを提供することを目的とする。

この発明による通信システムは、複数の装置が伝送ライ
ンによってループ状に接続され、各装置には互いに異な
る方向に信号を伝送するための２対の送受信端子が設け
られ、各装置は２対の送受信端子に接続された２対の送
受信ライ゛ンによってループ上隣り合う装置と接続され
ていることを特徴とする。複数の装置のうちいずれか１
つを中心的な装置とし、この中心的な装置が主導権をも
って他の装置との交信を行なうようにしてもよいし、各
装置に優先順位の異なる交信権を与えてもよいし、すべ
ての装置が平等に交信できるようにしてもよい。また、
通信方式は半二重通信でも全二重通信でもどちらでもよ
い。半二重通信の場合には、送、受信ラインおよび送、
受信端子はそれぞれ共通ライン、共通端子になるであろ
う。

この発明による通信システムでは、各装置に２対の送受
信端子が設けられ同一の伝送データがループ状伝送ライ
ン上を双方向に同時に伝送されるので、たとえ１箇所で
伝送ラインが切断されたとしても、すべての装置は交信
を継続することができる。また、伝送ラインとして光フ
ァイバを用いたとしても、光／電気および電気／光変換
回路を設けるだけでよく、光分岐器を使用する必−要は
ないから、光通信にも容易に応用できる。しかも各装置
に設けられる光／電気および電気／光変換回路は一種の
光中継装置の役割を果すので、光ファイバの総延長がか
なり長くても光の伝送損失等を考慮する必要がない。

光通信に応用した場合には、各装置には、各送信端子に
対して電気／光変換回路が、各受信端子に対して光／電
気変換回路がそれぞれ設けられ、光／電気変換回路の出
力側は他の対の電気／光変換回路の入力側にそれぞれ電
気的に接続されることが好ましい。

電気的な伝送ラインが採用された場合にも、各受信端子
の出力側はそのまま、または増幅回路等を経て他の対の
送信端子に接続されることが好ましい。

各装置において、２つの受信端子には同一の信号が受信
される。したかつ−Ｃ１各装置ではいずれか一方の信号
のみを受信信号として取込めばよい。いずれか一方の受
信信号の取込みのためには、最も簡単には単なる切換回
路を設ければよい。他のやり方として、２つの受信端子
に受信された信号のうち早く到着した信号を優先する回
路を設けるようにしてもよい。

実施例の説明この実施例は、通信ラインとして光ファイバが用いられ
た光通信システムに関するものであり、通信方式には全
二重通信方式が採用されている。

第１図において、複数の装置（１０）は光通信ラインに
よりループ状に接続されている。しかも、各装置（１０
）の通信制御装置（１１）には、２対の送、受信端子Ｔ
、Ｒが設けられ、これらに２対の送受信ラインＡ、Ｂが
接続されている。

送受信ラインＡ、Ｂのいずれも送信ラインと受信ライン
とから構成され、通信ループ上において隣りあう他の装
置（１０）にそれぞれ接続されている。複数の装置（１
０）のうちのいずれか１つを中心的な装置（以下、便宜
上中実装置と呼ぶ）としてもよい。この場合には、起動
方式として中実装置が主導権をもつポーリング・セレク
テイング方式を採用することができよう。もちろん、す
べての装置（１０）がすべて平等の交信権をもつように
してもよいし、各装置（１０）の交信権に適当な優先順
位をあらかじめ割当てるようにすることもできよう。

いずれにしても、送受信ラインＡと８とには常に同一の
電文（データ）が伝送されている。

このように同一電文が２対の送受信ラインＡ１Ｂを用い
て送られているので、送受信ラインのどこか１箇所で故
障が発生しても各装置（１０）または中実装置は他のす
べての装置Ｉ（１０）と交信が可能である。また通信制
ｍ＋装置（１１）のいずれかが故障してもその装置（１
０）を除く他のすべての装置は相互にまたは中実装置と
正常に交信を行なうことが可能である。さらに、装置（
１０）相互間でまたは中実装置と他の装置との間で交信
が行なわれているときにおいても、任意の装置Ｎ（１０
）または送受信ラインの修理が可能であり、任意の装置
（１０）のループからの除去または新たな装置のループ
への加入を行なうことができる。

第２図は、通信制御装置（１１）の構成の概要を示して
いる。２対の送受信ラインＡ、Ｂには常に同一の電文が
伝送されているが、ラインＡから送られてきた電文とラ
インＢから送られてきた電文とが通信制御装置に到着す
る時間には一般にわずかながらずれが生じるので、両電
文を単純に重畳すると電文のデータが変化するおそれが
ある。この問題に対処するために通信制御装置（１１）
には先着優先回路（２３）が設けられている。先着優先
回路（２３）の構成については後に詳述する。

装置（１０）のＣＰＵ等からの送信信号（電文）は電気
／光（Ｅｌｏ）変換回路（２１Ａ）　（２１Ｂ＞に送ら
れ、これらの回路（２１Ａ）　（２１Ｂ＞で光信号に変
換されたのち、それぞれラインＡ、、Ｂの送信ラインに
同時に送出される。

ラインＡの光／電気（０／Ｅ）変換回路（２２Ａ）に入
力した光信号は電気信号に変換されて先着優先回路（２
３）に送られるとともに、ラインＢのＥ１０変挽回路（
２１Ｂ）に送られ光信号としてラインＢの送信ラインに
送出される。また、ラインＢのＯ／Ｅ変換回路（２２Ｂ
）に受信され１＝光信号は電気信号に変換されて先着優
先回路（２３）に送られるとともに、Ｅ１０変挽回路（
２１Ａ）で光信号に変換されラインＡの送信ラインに送
出される。このようにして、ラインＡから受信された信
号はただちにラインＢの送信ラインに送出され、ライン
Ｂから受信された信号はただちにラインＡの送信ライン
に送出されることにより、二重のループ通信が達成され
る。受信された光信号は一旦電気信号に変換され、さら
に光信号に変換されて送信ラインに送出されるので、Ｏ
／ＥＪＥ１０変挽回路が一種の中継装置の役割を果たし
、ループ通信ラインが全体としてかなり長くても光ファ
イバによる光信号の減衰という問題を考慮する必要はな
い。

また、先着優先回路（２３）がたとえ故障したとしても
、Ｏ／Ｅ変換回路が受信した信号はＥ１０変換回路に送
られて送信ラインに送出されるので通信ループが遮断さ
れることはない。

０／Ｅ変換回路（２２Ａ）　（２２Ｂ）で信号が受信さ
れ先着優先回路（２３）に入力すると、この回路（２３
）は両回路（２２Ａ）　（２２Ｂ）から入力する信号の
うちどちらが時間的に早いかを判定し、早い方の信号を
受信信号（＋）として出力する。遅い方の信号はこの回
路（２３）を通過することが禁止される。また先着優先
回路（２３）は、信号を受信している間、送信不可信号
（ｊ＞を出力する。この送信不可信号（ｊ　）は装置（
１０）のＣＰＵに送られ、これにもとづいてＣＰＵは送
信不可信号（ｊ）が入力している間、送信信号の送出を
止める。送信信号は上述のようにＥ１０変挽回路（２１
Ａ）　（２１Ｂ）に送られるので、受信信号があるとき
には、Ｏ／Ｅ変挽変格回路２Ａ＞　（２２Ｂ＞から回路
（２１Ａ＞　（２１Ｂ＞に送られる受信信号と重畳され
てしまうからである。後に分るように、Ｏ／Ｅ変挽変格
回路２Ａ）（２２Ｂ）に同時に信号が入力した場合には
ライン（Ａ）の信号が優先される。

第３図は先着優先回路（２３）の詳細を、第４図はその
動作をそれぞれ示している。第３図において、ラインＡ
のＯ／Ｅ変挽変格回路２Ａ）の出力信号（ａ＞はＤフリ
ップ７０ツブ（ゲート回路）＜３１Ａ）のデータ入力端
子（Ｄ）に入力するとともに、先着判別回路（３６）に
送られる。

ラインＢのＯ／Ｅ変挽変格回路２Ｂ＞の出力信号（ｂ）
は先着判別回路（３６）を経て信号（ｂｌ）としてＤフ
リップフロップ（ゲート回路）（３１Ｂ）に入力する。

これらのＤフリップフロップ（３１Ａ）　（３１Ｂ）の
出力信号（非反転出力）（ｃ　）　（ｄ　）はＯＲ回路
（３３）を経て受信信号（ｉ　）となる。後述するよう
に、出力信号（Ｃ）と（ｄ　）は同時に出力されること
はない。先着判別回路（３６）は、信号（ｂ）の入力が
信号（ａ　）の入力よりもクロック・パルス（０）の１
周期以上早ければ信号（ｂ）を通過させ、それ以外の場
合には信号（ｂ）の通過を禁止するものである。

Ｄフリップフロップ（３１Ａ）　（３１Ｂ＞はＪＫフリ
ップフロップくゲート制御回路）（３２Ｂ）（３２Ａ＞
によって制御される。Ｄフリップ７０ツブ（３１Ａ）　
（３１Ｂ）の出力信号（Ｃ）　（ｄ　）はＪＫフリップ
フロップ（３２Ａ）　（３２Ｂ＞の入力端子ＬＪ）にも
それぞれ入力する。ＪＫフリップ７０ツブ（３２Ａ＞の
反転出力（Ｑ）Ｇ、ｔＤフリップフロップ（３１Ｂ）の
強制リセット端子（Ｒ）に、ＪＫフリップ７０ツブ（３
２Ｂ）の反転出力（Ｑ）はＤフリップ７０ツブ（３１Ａ
＞の強制リセット端子（Ｒ）にそれぞれ送られている。

これらのＤフリップ７０ツブ（３１Ａ＞　（３１Ｂ）は
、常時は、クロック入力端子（Ｔ）に入力するクロック
・パルス（０）に同期して入力信号（ａ）（ｂｌ）をそ
れぞれ通過させうる状態にある。しかしながら、入力信
号（Ｃ）によってＪＫフリップ７０ツブ（３２Ａ）がセ
ットされると、その反転出力（Ｑ）がＬレベルになるの
で、Ｄフリツプフロツプ（３１Ｂ）は強制的にリセット
され、入力信号（ｂｌ）の通過を禁止する。逆に入力信
号（ｂｌ）によってＪＫフリップ７０ツブ（３２Ｂ）が
セットされると、その反転出力（Ｑ）がＬレベルになっ
てＤフリップフロップ（３２Ａ）は強制的にリセットさ
れ、入力信号（ａ　）の通過が禁止される。

送信制御および初期リセット回路（３４）は２つの機能
をもっている。この回路（３４）には受信信号（ｉ）が
入力しており、回路（３４）は受信信号（＋　）の入力
が停止してから一定時間（１）を計時する。そして、受
信信号（＋＞が再び入力することなく一定時間（１）が
経過したときに、回路（３４）はＬレベルの初期リセッ
ト・パルス（ｈ）を出力づる。このパルス（ｈ　）によ
ってＪＫフリップフロップ（３２Ａ）　（３２Ｂ）は強
制リセットされる。また、受信信号（＋）が入力した時
点から上記の一定時間（【）が経過するまでの間、回路
（３４）からはＬレベルの送信不可信号（ｊ）が出力さ
れる。システム・クロック発生回路（３５）は一連のク
ロック・パルス（ｇ）を出力するものであり、このクロ
ック・パルス（０）は、Ｄフリップ７０ツブ（３１Ａ＞
’＜３１８＞およびＪＫフリップフロップ（３２Ａ）（
３２Ｂ）のクロック入力端子（Ｔ）に入力している。

第４図において、クロック・パルス（ｇ）の周期はかな
り拡大されて示されている。また信号（ａ’）　（ｂ　
）　（ｂ　１）　（ｃ　）　（ｄ　）および（＋）はこ
れらの信号が表わすデータに応じて実際には反転を繰返
しているが、第４図においては一仲にＨレベルとして表
現されている。第４図（Ｉ）は、ラインＡの信号（ａ　
）の方がライン８の信号（ｂ）よりも早く到着した場合
を示している。同（Ｉ）は信号（ｂ）の方が信号（ａ）
よりも早く到着した場合を、同（ＩＩＩ）は両信号（ａ
　）　（ｂ　）が同時に到着した場合をそれぞれ示して
いる。

先着判別回路（３６）のＡＮＤ回路（３７）の一方の入
力端子にはＪＫフリップフＯツブ（３２Ｂ）の反転出力
端子（Ｑ）の出力信号（ｅ）が、他方の入力端子には信
号＜ａ　＞が入力するようになっている。ＡＮＤ回路（
３７）の出力はＮＡＮＤ回路（３９）の一方の入力端子
に導かれ、このＮＡＮＤ回路の他方の入力端子には、Ｎ
ＯＴ回路（３８）で反転されたラインＢの信号（ｂ）が
入力するようになっている。初期状態ではＪＫフリップ
フロップ＜３２Ｂ＞は初期リセットされているから信号
（ｅ）はＨレベルである。したがって、信号（ａ）（Ｈ
レベル）が入力するとＡＮＤ回路（３７）の出力はＨレ
ベルになる。このＨレベルの出力はＮＡＮＤ回路（３９
）の一方の入力端子に送られるから、ＮＡＮＤ回路（３
９）はそのゲートを閉じた状態となり、信号（ｂ）の通
過が禁止される。したがって、信号（ａ　）が信号（ｂ
）と同時かまたは信号（ｂ）よりも早く到着した場合に
は、信号（ｂ）はこの先着判別回路（３６）を通過でき
ない（第４図（Ｉ）（■）、とくに（ＩＩＩ）参照）。

信号（ａ　）がＤフリップ７０ツブ（３１△）に入力す
ると、クロック・パルス（（＋　）の立上りの時点から
この信号（ａ　）はＤフリップフロップ（３１Ａ＞を通
過して（信号（Ｃ））ＯＲ回路（３３）を経て受信信号
（ｉ）になるとともに、ＪＫフリップフロップ（３２Ａ
）の入力端子（Ｊ）に入力する。りＯツク・パルス（（
］　）の立下りによってＪＫフリツプフＯツブ（３２Ａ
）がセットされるのでその反転出力（Ｑ）は１−レベル
になる。このＬレベルの信号はＪＫフリップフロップ（
３２Ａ）の入力端子（Ｋ）にフィードバックされるので
、ＪＫフリップ７０ツブ（３２Ａ＞はセット状態に保持
される。

ＪＫフリップ７０ツブ（３２Ａ）の反転出力端子（Ｑ）
のＬレベルの信号（ｆ）は、Ｄフリップフロップ（３１
Ｂ）の強制リセット端子（Ｒ）に入力するので、Ｄフリ
ップフＬ］ツブ（３１Ｂ＞はこのＬレベルの信号（ｆ）
によって強制的にリセットされる。したがってＤフリッ
プフロップ（３１Ｂ）の非反転出力端子（Ｑ）の出力（
ｄ　）はＬレベルに保持され、ＪＫフリップフロップ（
３２Ｂ）もリセットされた状態に保持され、信号（ａ、
）が入力している間はＮＡＮＯ回路（３９）もそのゲー
トを閉じたままである。初期リセット回路（３４〉によ
ってＪＫフリップフロップ（３２△）が初期リセットさ
れるまでこの信号（ｆ）はＬレベルに保持されるので、
信号＜ａ　＞が停止してたとえＮＡＮＤＡＮＤ回路）の
ゲートが開いて信号（ｂ）がこの回路（３９）を通過し
Ｃも（信号（ｂｌ））、Ｄフリップ７０ツブ（３１Ｂ＞
がセットされることはない。信号（ｆ）は、ラインＢの
信号（ｂｌ）がＤフリップフロップ（３１Ｂ）を通過す
るのを禁止するラインＡ優先信号である（第４図＜Ｉ）
　（ＩＩＩ）参照）。

信号（ｂ）の方が信号（ａ）よりも先に先着判別回路（
３６）に到着した場合には、ＡＮＤ回路（３７）の一方
の入力信号（ｅ　）がＨレベルであっても他方の入力信
号＜ａ　＞がＬレベルであるから、ＡＮＤ回路（３７）
の出力はＬレベルであり、信号（ｂ）はＮＡＮＤＡＮＤ
回路）を通過する。信号（ｂ）はＮＯＴ回路（３８）で
反転されざらにＮＡＮＤＡＮＤ回路）で反転されるので
、ＮＡＮＤＡＮＤ回路）の出力信号（ｂｌ）と信号（ｂ
）とは同形である。Ｄフリップ７０ツブ（３１Ｂ＞のデ
ータ入力端子（Ｄ）に入力する信号（ｂｌ）は、クロッ
ク・パルスく９）の立上りの時点からこのＤフリップフ
ロップ（３１Ｂ＞を通過し、信号（ｄ　）となり、ざら
にＯＲ回路（３３）を経て受信信号（ｉ）となる。信号
（ｄ）はＪＫフリップフロップ（３２Ｂ＞の入力端子（
Ｊ）にも入力するので、クロック・パルス（９）の立下
りによってＪＫフリップフロップ（３２Ｂ）はセットさ
れる。このＪＫフリップ７０ツブ（３２Ｂ）の反転出力
端子（Ｑ）の出力（ｅ）４ｔＬレベルになり、Ｄフリッ
プフロップ（３１Ａ）の強制リセット端子（Ｒ）に入力
する。

したがって、この後、信号（ａ）が入力してもＤフリッ
プフロップ（３１△）はリセット状態に保持され、入力
信号（ａ　＞はこのＤフリップ７０ツブ＜３１Ａ）を通
過できない。信号（’ｅ）ｆよラインＢ優先信号である
（第４図（■）参照）。

ＪＫフリップフロップ（３２Ｂ＞がセットされて信号（
ｅ　）がＬレベルになると、信号（ａ　）の有無にかか
わらずＡＮＤ回路（３１）の出力はＬレベルに保持され
続（プるから、ＮＡＮＤＡＮＤ回路）のゲートは開いた
ままであり、入力信号（ｂ）はＮＡＮＤＡＮＤ回路）を
通過することかぐきる。

信号（ｂ）が信号（ａ　’）よりもわずかに早く到着し
た場合であっても、この時間差の間にクロック・パルス
（（＋　）が立上ってかつ立下がらなければ、ラインＢ
優先信号（Ｌレベル）（ｅ）が出力される前にＮＡＮＤ
ＡＮＤ回路）のゲートが信号（ａ）により閉じてしまう
ので、ライン入の信号（８）が優先されることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は複数の装置間の通信システムを示すブロック図
、ｉ２図は通信制御装置を示すブロック図、第３図は先
着優先回路を示すブロック図、第４図は先着優先回路の
動作を示ずタイム・チャート、第５図は従来の接続方式
の例を示すブロック図である。（１０）・・・装置、（１１）・・・通信制御装置、〈
２１Ａ　）　、、（−２１Ｂ　）・・・電気／光変換回
路、＜２２Ａ）（２２Ｂ）・・・光／電気変換回路、（
２３）・・・先着優先回路、（３６）・・・先着判別回
路、（Ｔ＞・・・送信端子、（Ｒ）・・・受信端子。以　上（１）１０２（ＩＩ）図（ＩＶ）（Ｖ）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　複数の装置が伝送ラインによってループ状に接
続され、各装置には互いに異なる方向に信号を伝送する
ための２対の送受信端子が設けられ、各装置は２対の送
受信端子に接続された２対の送受信ラインによってルー
プ上隣り合う装置と接続されている、通信システム。
（２）　各装置には、２つの受信端子に受信される信号
のうち早く到着した信号を優先する回路が設けられてい
る、特許請求の範囲第（１）項に記載の通信システム。
（３）　送受信ラインが光ファイバであり、各装置には
、各送信端子に対して電気／光変換回路が、各受信端子
に対して光／電気変換回路がそれぞれ設けられ、光／電
気変換回路の出力側は他の対の電気／光変換回路の入力
側にそれぞれ電気的に接続されている、特許請求の範囲
第（１）項に記載の通信システム。