JPH0133062B2

JPH0133062B2 -

Info

Publication number: JPH0133062B2
Application number: JP56172899A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Tan
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1981-10-30
Filing date: 1981-10-30
Publication date: 1989-07-11
Also published as: US4535450A; JPS5875351A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、通信ケーブルを用いて時分割多重に
よりデータの伝送を行う通信システムにおける、
通信ケーブル間のデイジタル信号の中継方式に関
する。

電子計算機の普及や、デイジタル信号処理技術
の発達に伴い、通信系とデータ処理系を組み合わ
せ、オンラインで情報の処理を行うデータ通信が
脚光を浴びている。中でも官公庁、会社等の構内
で行われる構内通信のような小規模通信システム
においては、その経済性や信頼性あるいは伝送効
率の高さから、同軸ケーブル等の通信ケーブルを
用いたパケツト形態による通信方式が特に注目を
集めている。

このパケツト形態による通信方式では、双方向
伝送を行うための通信ケーブルを研究所等に敷設
し、これに多数の局（パーソナルステーシヨン）
を接続している。そして各局から例えば1000〜
2000ビツトのデータブロツクに分割されたメツセ
ージの伝送を行う。メツセージには宛先、通番そ
の他のヘツダが付加されている。この通信方式で
はネツトワーク自身は何ら制御機能を持たない受
動的な伝送媒体であり、制御は各局に完全に分散
されている。従つて各局では伝送路の空きを確認
してメツセージの送信を開始し、送信中に他のパ
ケツトとの衝突が生じた場合には、これら双方の
局が送信を停止する。送信を停止した局はランダ
ムな待ち時間後にメツセージの再送信を試みる。

このような通信方式では、各地点の利用者が１
つの計算機をアクセスすることができることはも
ちろんのこと、各地に分散している記憶装置等の
ハードウエアや、プログラム等のソフトウエアを
互に利用することができる。すなわち高速あるい
は高精度のプリンタや大容量のフアイルのように
TSS（タイムシエアリングシステム）において中
央の大型計算機に集中させていた装置を、この通
信方式では各所に分散させた状態で使用すること
ができる。従つて資源の節約と使用効率の向上を
図ることができる他に、プログラムやデータの融
通により、大きなソフトウエアシステムの開発も
可能となる。またこのような通信方式では、各利
用者（パーソナルステーシヨン）間に伝送路使用
上の優先順位がなく平等である。従つて他の通信
方式によく見られるような局間での主一従の階層
がなく、接続された任意の局の間で通信が可能と
なる。また同軸ケーブル等の伝送路が完全に受動
回路で構成されているので、高信頼性のシステム
を容易に作成することができる。

このようにこの通信方式は種々の特長を有して
いるが、各局が任意にデータの送信を開始するの
で、同一の伝送路上でパケツトが衝突する可能性
が生ずる。このパケツト同士の衝突は、システム
としての伝送路の使用効率が高くなるに従い当然
顕著となる。

このような問題点を解決するものとして、プラ
イオリテイ・イーサネツトまたはリザベーシヨ
ン・イーサネツトと呼ばれる信号伝送方式が提案
されている。このうちプライオリテイ・イーサネ
ツト（Priority Ethernet）と呼ばれる方式では、
パケツト内のプリアンブルで各局の信号伝送につ
いて優先付けを行う。そしてパケツトが衝突した
場合には、優先度の高いパケツトの方を優先的に
伝送させる。またリザベーシヨン・イーサネツト
（Reservation Ethernet）と呼ばれる方式では、
モード指定のための局（マスターステーシヨン）
を常設しておき、予約モードにおいて、他の各局
（パーソナルステーシヨン）毎に伝送すべき信号
があるか否か、および伝送情報量を確認させる。
そしてこの結果から、フレームごとに各局が伝送
するパケツトの順番を定め、伝送モードにおいて
時分割的に信号の伝送を行わせる。

ところが提案された前者の信号伝送方式によれ
ば、優先度の同じパケツト間では、依然として衝
突による伝送遅延時間のバラツキの問題が残る。
従つて会話型の音声通信のように、実時間上での
送受対応関係が重視されるような実時間伝送には
不適当となる。また後者の信号伝送方式によれ
ば、マスターステーシヨンの存在により前記した
局間対等性が失われる。即ちこの方式ではマスタ
ーステーシヨンに障害が発生すると、データ通信
を行うことができなくなり、この意味でシステム
の信頼性が低下してしまう。

このような問題点を更に解決するものとして、
各パーソナル局の対等性を失うことなくしかも実
時間伝送を行うことのできるデイジタル信号伝送
方式が提案されている。この方式では、時間軸上
で周期的に繰り返される大枠（フレーム）を更に
時間軸上で複数の小枠（ブロツク）に分割してお
き、これらのブロツク単位で各局（パーソナルス
テーシヨン）にパケツト通信の機会を与えようと
するものである。これにより各局は空きブロツク
を使用するうえで対等性を持つことができる他
に、信号伝送のために必要な時間に渡つて所定の
ブロツクを占有した場合には、フレームの繰り返
される毎に信号伝送の機会が定期的に与えられる
ので、実時間伝送を行うことも可能となる。

ところがこの通信方式を採用したシステムで
は、通信ケーブルを長く敷設しようとすると、次
の２点の問題が生じた。

(1) 通信ケーブルを伝送される信号波形の歪み。

(2) 局間の信号伝播遅延時間の増加。

ここで(1)は、通信ケーブルの周波数特性が高域
部分で劣化することを原因とする。高速のパケツ
ト信号がこのような通信ケーブルを伝送される
と、伝送波形が歪み、受信局で符号誤りの発生す
る原因となる。もつともこの(1)の問題点について
は、有効な解決策が存在する。

第１図はこの解決策を示したものである。端部
をインピーダンス整合用のターミネータ１に接続
した同軸ケーブル２には、複数の局が接続されて
いるものとする。この同軸ケーブル２を中心とし
たシステムを、システム＃１と呼ぶことにする。
システムの拡張を図るために、ターミネータ３に
端部を接続された他の同軸ケーブル４を敷設し、
これに複数のタツプ５₁，…を介してそれぞれ局
６₁，…を接続したとする。この後者のシステム
を、システム＃２と呼ぶこととする。両システム
＃１、＃２を結合し、２本の同軸ケーブル２，４
を等価的に１本の同軸ケーブルと見倣せるように
するために、これらのシステムの間に中継装置
（リピータ）７を設置する。そしてシステム＃１
の中継用のタツプ８_Mと、システム＃２の中継用
のタツプ５_Mとを中継装置７を介して接続する。
中継装置７内には、トランシーバ７１，７２の他
に、それぞれのシステム＃１、＃２を伝送される
信号を中継するための中継器７３が設けられてい
る。中継器７３は２つの同軸ケーブル２，４を伝
送される信号を整合したり、パケツト信号が衝突
した場合にこの衝突状態を双方の局に伝達するば
かりでなく、パケツト信号を増幅し、波形歪みの
補正または整形を行う。これにより、同軸ケーブ
ルが実質的に延長され、パケツト信号が長い道の
りを伝送されたとしても、符号誤りの発生を防止
することができる。

次に(2)で挙げた局間の信号伝播遅延時間の増加
について説明する。提案の通信方式では、前記し
たように、フレームを更に複数のブロツクに分割
し、ブロツク単位で各局にパケツト通信の機会を
与えている。この場合、各局がパケツト信号の送
出を開始させるタイミングが問題となる。例えば
第２図に示すように、両端をターミネータ１₁，
１₂に接続されたシステム＃１の同軸ケーブル２
の中点に局Ｃが存在し、この局Ｃと一方のターミ
ネータ１₁との間に、既に送信を行つている局Ｓ
が存在するとする。この場合、局Ｓから送り出さ
れたパケツト信号は、ケーブル上の信号伝播遅延
時間に応じて、局Ｃおよび同軸ケーブル２上の他
の局R₁〜R₄に、それぞれ異なつた時刻に受信さ
れることとなる。従つて、各局が何らの考慮もせ
ずに自局の信号を送出すると、同軸ケーブル２上
でパケツト同士が重なりあう事態の発生する可能
性がある。

このような事態の発生を防止するために、この
方式では、ガードタイムτ_gの概念を用いている。
すなわち各パケツトの間に、ガードタイムτ_gと呼
ばれる空きビツト列を配置し、これによりパケツ
ト同士の衝突を防いでいる。このためには、局Ｃ
の受信点において、各局から送られるパケツト信
号が等間隔で並ぶように信号の送出を行わせるこ
とと、局Ｃと、これから最も離れた局までの信号
伝播遅延時間の２倍以上に、前記ガードタイムτ_g
を設定する必要がある。

すなわちガードタイムτ_gは、通信ケーブルの長
さに比例して長く設定する必要があり、通信ケー
ブルが長い場合には、伝送効率を低下させる原因
となつた。また、例えば第１図で示したように、
システム＃１にシステム＃２を接続するように、
システムの拡張あるいは複数のシステムを相互接
続する場合には、ガードタイムτ_gを既存の総ての
局で変更する必要があつた。

以上を総合すれば、先に提案されたデイジタル
信号伝送方式を採用した通信システムでは、シス
テムを拡張しあるいは複数のシステムの相互接続
を行おうとする場合、その範囲および規模に限界
があつた。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもの
で、提案されたデイジタル信号伝送方式を用い、
システムの拡張や、システム間の相互接続を容易
に行うことのできる、デイジタル信号中継方式を
提供することを目的とする。

本発明では、周期的に繰り返される時間軸上の
大枠（フレーム）と、その中で更に分割された時
間軸上の小枠（ブロツク）を、通信ケーブル中の
信号伝播遅延時間にもかかわらずこのケーブルと
接続された各局が共通して同定・認識する手段を
備え、時間軸上の大枠は各局のうちのいずれか任
意の１局が主導権を持つて確立し、信号の伝送を
現に行う１または複数の局が、大枠の中で小枠を
単位として１または複数個の同一サイズの小枠を
それぞれ所望の期間継続的に、しかもそれらの小
枠が大枠の中で固定的に位置付けられるように専
有して、パケツト形式により時分割多重的に信号
の送受を行うシステムを複数配置しこれらを中継
装置により２つのシステムずつ相互接続した通信
システムを用いる。

そして、中継装置は、その中継装置を介して他
のシステムに送出されるパケツト信号のみを、前
記他のシステムの通信ケーブル上の信号伝送のタ
イミングに同期させて送出させることとし、１つ
のシステム内で送受される信号はそのシステム内
で独立して処理させる。これによりシステム内の
各通信ケーブルの長さを規制しつつ、パケツト同
士の重なり合いをケーブル間で防止し、前記した
目的を達成する。

以下実施例につき本発明を詳細に説明する。

第３図は、２つのシステム＃１、＃２を接続し
た中継装置の要部を示したものである。中継装置
９は、システム＃１の同軸ケーブル２上を伝送す
る信号を総て受信する受信バツフアアンプ９１１
と、システム＃２の同軸ケーブル４上を伝送する
信号を総て受信する受信バツフアアンプ９１２の
２組の受信バツフアアンプを備えている。このう
ち前者の受信バツフアアンプ９１１から出力され
るパケツト信号は、受信論理回路９２１で復号化
され、他のケーブルに転送すべき信号か否かを判
別される。転送すべきでない信号のとき、すなわ
ちシステム＃１のいずれかの局で取り込まれるべ
き信号はここで捨てられる。転送すべき信号は、
転送バツフアメモリ９３１に蓄えられる。転送バ
ツフアメモリ９３１から読み出された信号は、送
信論理回路９４１においてシステム＃２に送出さ
れるべきパケツト信号に組み立てられ、送信バツ
フアアンプ９５１を介して、システム＃２の同軸
ケーブル４に送出される。後者の受信バツフアア
ンプ９１２から出力されるパケツト信号も、同様
の回路９２２，９３２，９４２，９５２を経て、
他の形式のパケツト信号に変換され、システム
＃１の同軸ケーブル２に送出される。

中継装置９内には、このように対称に配置され
た２グループの回路群を制御するための、２組の
伝送クロツク発振器９６１，９６２が備えられて
いる。前者の伝送クロツク発振器９６１から出力
される伝送クロツクは、受信論理回路９２１から
出力されるフレーム同期のためのリセツト信号と
共に、フレームカウンタ９７１に供給され、フレ
ーム同期等のシステムタイミングの確立が図られ
る。フレームカウンタ９７１から出力されるタイ
ミング信号は、送信論理回路５４２に供給され、
パケツト信号の作成に使用される。後者の伝送ク
ロツク発振器９６２から出力される伝送クロツク
は、フレームカウンタ９７２に供給され、同様の
制御が行われる。

中継装置９内には、この他に第１および第２の
衝突検知回路９８１，９８２と、伝送制御回路９
９０とが備えられている。第１の衝突検知回路９
８１は、受信バツフアアンプ９１１から出力され
る同軸ケーブル２上の総ての信号と、送信論理回
路９４２から同軸ケーブル２に向けて送出される
信号との間で、パケツト間の衝突が発生している
か否かを検知する。衝突が検知された場合には、
送信論理回路９４２を制御して、送信の停止等の
処理を行わせる。第２の衝突検知回路９８２も同
様の動作を行う。伝送制御回路９９０は、図示し
ない端末制御器に接続されており、受信論理回路
９２１，９２２から出力される信号に応じて、送
信論理回路９４１，９４２の制御を行う。

ところで、両システム＃１、＃２の同軸ケーブ
ル２，４には、フレーム同期のみを同一としたパ
ケツト信号群が全く独立に伝送されている。第４
図ａは、このうち同軸ケーブル２上を伝送される
信号の包絡線波形の一例を示したものである。こ
の例では、１フレームに３つのパケツト信号P₁₁，
P₁₂，P₁₃が組み込まれ、伝送されている。このう
ち時刻t₁から開始する所定のフレームにおいて、
まず第１のパケツト信号P₁₁が、タツプ８_Mを介し
て受信バツフアアンプ９１１に供給されたとす
る。第１のパケツト信号P₁₁はシステム＃１内で
送受される信号であるとする。受信バツフアアン
プ９１１の出力信号は、受信論理回路９２１でビ
ツトごとに符号変換され、所定のNRZ（Non
Return to Zero）信号となる。各パケツトは、
第５図に示すようにフラツグＦ、宛先情報
DA、発信元情報SA、制御情報CONT、
転送データDATA、誤りチエツク符号Ｃの各
ビツト列により構成されている。これらは基本的
には、ハイレベル・データリンク制御手順
（HDLC）におけるフレーム構造と類似している。
受信論理回路９２１は、次に符号変換により得ら
れたNRZ信号の宛先情報DAが、中継装置９自体
の宛先符号と一致しているか否かを判別する。第
１のパケツト信号P₁₁の宛先情報DAは、システ
ム＃１内の他の局の宛先符号を表わしているの
で、このパケツトはこの段階で廃棄される。

次に、第４図ａで網目模様で示した第２のパケ
ツト信号P₁₂が、タツプ８_Mを介して受信バツフア
アンプ９１１に供給されたとする。第２のパケツ
ト信号P₁₂は、システム＃１のある局からシステ
ム＃２のある局へ、通話路を設定するために送出
される、２ブロツク分の信号であるとする。この
場合、発呼局から送出されるこのパケツト信号の
宛先情報DAには、中継装置９の宛先符号が記さ
れており、同軸ケーブル４に接続された被呼局の
宛先符号は、転送データDATAの一部として記
されている。受信論理回路９２１は、第２のパケ
ツト信号P₁₂について、宛先符号の一致を検出す
る。この場合、受信論理回路９２１は、第２のパ
ケツト信号P₁₂の内容を転送バツフアメモリ９３
１に書き込ませると共に、伝送制御回路９９０に
これを転送させるための転送要求を出す。

転送制御回路９９０は、受信論理回路９２２か
ら供給される信号によつて、同軸ケーブル４を伝
送されるパケツト信号の状態を、常時監視してい
る。そして１フレーム内のどのブロツクが空きで
あるかを検出し、その最新結果を登録している。
第４図ｃは、同軸ケーブル４上を伝送される信号
の包絡線波形を示している。今、時刻t₁よりもわ
ずかに早い時刻t₀から開始するフレームに、２つ
のパケツト信号P₂₁，P₂₂が挿入されており、その
フレームの後半部分に２ブロツク分の空きがあつ
たとする。この場合伝送制御回路９９０は、送信
論理回路９４１を制御して、時刻t₂から開始され
る次のフレームの当該ブロツクに、図で網目模様
に表わした新しいパケツト信号P₂₃を挿入させる
ように制御を行う。すなわち、転送バツフアメモ
リ９３１に書き込んだパケツト信号P₁₂のデータ
を、第４図ｂに示す待ち合わせ時間経過後に順次
読み出させ、ケーブル伝送の符号フオーマツトに
変換させてパケツト信号P₂₃を作成させる。この
パケツト信号P₂₃では、先のパケツト信号P₁₂にお
いて転送データDATAとして記されていた被呼
局の宛先符号が、宛先情報DAとして転記され
る。

このようにして作成されたパケツト信号P₂₃は、
送信バツフアアンプ９５１を介して同軸ケーブル
４に送り出される。このときシステム＃２のいず
れかの局が、パケツト信号P₂₃の送り出されたブ
ロツクにパケツトを偶然送り出さない限り、パケ
ツト信号P₂₃の送出は成功する。すなわち、同軸
ケーブル２をフレームごとに伝送されるパケツト
信号P₁₂は、中継装置９によりパケツト信号P₂₃に
変換され、同軸ケーブル４上を伝送される。パケ
ツト信号の衝突が生じた場合には、衝突検知回路
９８２がこれを検知し、パケツト信号P₁₂の送出
を停止させる。このときパケツト信号の衝突は伝
送制御回路９９０にも知らされ、送信論理回路９
４２から、システム＃１の発呼局にその事実が伝
達される。この場合、伝送制御回路９９０は自局
の乱数発生器を用いて乱数を発生させ、これに基
づくランダムな待ち時間を経過した後、再度同一
内容のパケツト信号の送出を試みることとなる。

一方、時刻t₀から開始されるフレームに、２ブ
ロツク分の空きがなかつたとする。この場合伝送
制御回路９９０は、転送バツフアメモリ９３１に
書き込まれた２ブロツク分のデータを廃棄させ
る。そしてシステム＃２において時刻t₂以後に開
始されるフレームの空き状態を監視し、所定の時
間経過後も必要な空きブロツクを見つけることが
できない場合には、同軸ケーブル４に対するパケ
ツト信号の送出を断念する。すなわちこの場合に
は、送信論理回路９４２を指示し、発呼局に対し
て話中表示を表わした応答パケツトを送出させ
る。発呼局は必要な場合、所定時間経過後に、再
び同一内容のパケツト信号の送出を試みることと
なる。

システム＃１の局からシステム＃２の局へ向け
てパケツトが送出され、これに対して逆方向に通
話等のための応答パケツトが返送されると、これ
らの局の間に往復２チヤネルの通話路が設定さ
れ、デイジタル情報の伝送が開始される。このと
き各局から送出されるパケツト信号の宛先情報
DAには、中継装置９の宛先符号が記されてお
り、それらの局の宛先符号は転送データDATA
中にも記されていない。しかしながら中継装置
は、呼が設定された段階でこれらの局の宛先符号
を記憶しており、呼が開放されるまでの間、送信
論理回路９４１，９４２でこれをパケツト信号の
宛先情報DAとして記すので、問題が生ずること
はない。

このようにして中継装置を介してパケツト信号
の送出が開始されると、転送すべきデータは、第
４図から明らかなように最大でも１フレーム以下
の遅延時間（待合せ時間）で次々と伝送されてい
く。従つて転送バツフアメモリ９３１，９３２の
メモリ容量は、１フレーム内の総てのパケツト信
号が中継される事態を考慮しても、１フレームの
総ビツト数に等しい容量があれば充分となる。実
際的には、１フレーム内におけるトラフイツク量
の統計的予測に基づき、通常は半フレーム長のビ
ツト数以下に設定することが可能である。このよ
うにメモリ容量を制限した場合には、時に容量不
足が生ずるが、これに対しては話中表示の応答パ
ケツトを送出することで、運用上の問題を回避す
ることができる。

さて、以上説明した実施例では、２つのシステ
ム＃１、＃２が全く独立に運用された。従つてフ
レームタイミングも独立に設定された。本発明の
基盤となる前記したデイジタル信号伝送方式で
は、１つの通信ケーブルに接続されたいずれの局
も信号の送受信を行つていないとき、このケーブ
ル上には、各フレームの基準となる信号も、各ブ
ロツクの分割位置を示す信号も何ら伝送されな
い。このためこの方式では、フレーム同期等のシ
ステムタイミング確立の主導権を、最先に信号の
送出を行つた局に持たせることとなつている。主
導権を握つた局（以下マスタ局という）が、各局
との間で取り極められたブロツク長およびフレー
ム周期で信号の伝送を行えば、この期間中、同一
システム内の他の局は、送出されたマスタ局から
のパケツト信号（以下マスタパケツトという）に
基づき、ブロツクおよびフレームタイミングを確
立する。そして空きブロツクを自主的に選択しこ
れを必要な時間に渡つて専有し、信号の伝送を行
う。他の局が信号の伝送を行つている間に、マス
タ局が通信を終了した場合には、この時点で通信
を行つている局がマスタ局となり、フレーム同期
等の主導権を握る。

このように通信ケーブル上のデイジタル信号の
伝送速度は、マスタ局の伝送クロツク発振器（中
継装置９の伝送クロツク発振器９６１に相当。）
により決定される。またフレームタイミングは、
このマスタ局の伝送クロツク発振器の出力を分周
したフレームカウンタ（中継装置９のフレームカ
ウンタ９７１，９７２に相当。）により決定され
る。従つて、第３図に示した実施例のように、両
システム＃１、＃２が完全に独立すると、これら
のシステムに用いられる伝送クロツクの周波数に
差が生じることが当然考えられる。

伝送クロツクに周波数差が存在すれば、両シス
テム＃１、＃２のフレームタイミングの相対的な
時間関係も時間と共に変化してしまう。例えば、
システム＃１で使用される伝送クロツクの周波数
がシステム＃２のそれよりも低い場合、第４図ｃ
に示すシステム＃２のフレームタイミングは、同
図ａに示すシステム＃１のそれに比較して、時間
と共に図で左方向に移動していく。これによりあ
る時刻において、同図ｂに示す待合せ時間が零と
なる。この瞬間、同一のパケツトP₁₂が２回に渡
つて読み出され、変換後のパケツトP₂₃が２フレ
ーム分重なつて出力されるという現象が生じてし
まう。また逆の場合、同図ｃに示すシステム＃２
のフレームタイミングは、同図ａに示すシステム
＃１のそれに比較して図で右方向に移動してい
く。この場合には、待合せ時間が増加して行き、
１フレーム長を越える事態となる。このとき、パ
ケツトP₂₃に転送されるべきパケツトP₁₂の内容
は、１回すなわち１フレーム分読み出されず、転
送情報に抜けが発生する。

このような転送情報の重なりあるいは抜けの現
象は、音声情報のように冗長性の高い信号の場
合、これを無視できる程度に押え込むことが可能
である。例えば以下の条件でデイジタル信号の伝
送が行われるとする。

(i) デイジタル信号伝送速度；10Mbps (ii) １フレーム長；10ｍｓ＝100kbits (iii) 伝送クロツク周波数安定度；±１×10^-5すな
わち10MHz±100Hz この場合、一秒間に最悪の場合200ビツトのず
れが生じるので、前記した重なりや抜けが生じる
頻度は、500秒（＝100k／200）に１回となる。
このとき重なりや抜けの時間幅は10ｍｓなので、
全体としてほとんど無視することができる。また
冗長度の低いデータの伝送に対しては、例えば受
信側から再送要求を行うことにより、このような
現象を無視することができる。

ところが本発明の基盤となる通信システムその
ものは、各々のシステム内でこのような不具合が
存在しない。すなわち複合された通信システムの
伝送形態は、端末装置間で見ると、同期伝送系で
ある。従つて本発明の実施により複数のシステム
を相互接続するに当つては、全システム内で同期
伝送系を実現できることが望ましい。これは、互
に同期した伝送クロツク発振器を、各システムの
マスタ局に備えることで実現することができる。
それぞれの伝送クロツク発振器として、全く周波
数差の存在しない発振器を用意することは困難な
ので、現実的には次の手段が考えられる。

(1) 従来から存在する２つのシステムを接続する
場合、そのための中継局を恒常的にマスタ局と
し、転送させる信号の有無に拘らず、ダミーと
してのマスタパケツトを両システムに常に流し
ておく。第３図に示すように、中継局（中継装
置）に伝送クロツク発振器が２つ存在すること
は、この場合好ましくない。もつとも第３図に
示した例では、２つのシステムの接続を行う中
継装置の機能を簡易に説明するために、これら
のシステムに対応させて伝送クロツク発振器を
２つ設けることとしたのであり、１つの伝送ク
ロツク発振器を共用することができることは当
然である。先の実施例で、各伝送クロツク発振
器に要求される性能は公称周波数のみであり、
互に独立でなければならないという必要性は存
在しないからである。２つのシステムの接続に
際しては、中継局の伝送クロツク発振器の共用
化が必要条件となるので、第３図において２つ
存在したフレームカウンタの共用化が可能とな
る。

(2) 従来から存在する３つ以上のシステムを接続
する場合、中継局は２局以上となる。従つてこ
の場合には、中継局同士でシステムタイミング
上の階位付けを行つておく必要がある。

第６図は４つのシステムを同期させた通信シス
テムを示したものである。従来から存在する４つ
のシステム＃１〜＃４は、３つの中継局９Ａ〜９
Ｃを介して２つずつ接続されている。ここでシス
テム＃１とシステム＃２とを接続する中継局９Ａ
がシステムタイミング上、上位の階位付けをされ
ており、システム＃２とシステム＃３とを接続す
る中継局９Ｂが中位の階位付けをされているとす
る。システム＃３とシステム＃４とを接続する中
継局９Ｃは下位の階位付けをされている。

この通信システムでは、各システム＃１〜＃４
がパケツトの送出を行つていない段階で、上位の
中継局９Ａから、これに接続された２つのシステ
ム＃１、＃２に対して、ダミーパケツトの送出が
恒常的に行われる。２つのシステム＃１、＃２内
の全局はこのダミーパケツトを受信し、自局のフ
レームカウンタを、フレームが開始するごとにリ
セツトする。これによりこれらの局の間で、中継
局９Ａのフレームタイミングに同期がとられる。
中位の中継局９Ｂもダミーパケツトを受信し、フ
レームタイミングを確立する。

ところで上位の中継局９Ａから送出されたダミ
ーパケツトは、その宛先情報DAに中位の中継局
９Ｂの宛先符号を記しており、下位の中継局９Ｃ
とシステム＃４の仮空局の宛先符号を、この順に
転送データDATAとして記載している。従つて
中位の中継局９Ｂは、受信したこのダミーパケツ
トを基にして、宛先情報DAに下位の中継局９Ｃ
の宛先符号を記し、転送データDATAとしてシ
ステム＃４の前記仮空の局の宛先符号を記した変
換ダミーパケツトを作成する。この変換ダミーパ
ケツトは、ダミーパケツトの受信により同期のと
られたシステムタイミングで、システム＃３に送
出される。

ターミネータ１１₁，１１₂に終端を接続した同
軸ケーブルに多数の局を接続したシステム＃３で
は、変換ダミーパケツトをその全局で受信し、上
位の中継局９Ａのフレームタイミングに同期がと
られる。下位の中継局９Ｃは変換ダミーパケツト
を自局宛のパケツトとして取り込み、フレームタ
イミングを確立する。また受信した変換ダミーパ
ケツトを基にして、宛先情報DAにシステム＃４
の前記仮空局の宛先符号を記した再変換ダミーパ
ケツトを作成する。再変換ダミーパケツトは、変
換ダミーパケツトの受信により同期のとられたシ
ステムタイミングで、システム＃４に送出され
る。

ターミネータ１２₁，１２₂に終端を接続した同
軸ケーブルに多数の局を接続したシステム＃４で
は、変換ダミーパケツトをその全局で受信し、上
位の中継局９Ａのフレームタイミングに同期がと
られる。これにより通信システムの全体におい
て、上位の中継局９Ａのフレームタイミングに同
期したシステムタイミングが確立される。

ところで上位の中継局９Ａが何らかの原因で故
障し、ダミーパケツトを送出することができない
ときには、中位の中継局９Ｂがこれに代つてダミ
ーパケツトの送出を行う。これにより３つのシス
テム＃２〜＃３の間で、中位の中継局９Ｂのフレ
ームタイミングに同期したシステムタイミングが
確立される。このとき残りのシステム＃１は独立
した従来システムとして機能する。すなわちシス
テム＃１の中継局９Ａ以外の局が最初にパケツト
信号を送出した段階で、これに同期してシステム
のタイミングが確立する。この場合には、中継局
９Ａの故障が直つても、システム＃１で最低１フ
レームの間、何らのパケツト信号の送受も行われ
ない状態が出現しない限り、全体的なシステムタ
イミングを確立することができない。従つてシス
テム間の転送情報が多い場合や、転送情報が非常
に重要な場合には、各中継局９Ａ〜９Ｃを二重化
したり、中継局の電源については電池によるバツ
クアツプを施すなどの高信頼化のための措置が必
要である。

全システムのタイミングの同期が確立した後
に、例えばシステム＃１の局Ｘからシステム＃３
の局Ｙに転送パケツトが送出される場合には、全
システムを通じて相対的に固定化されたフレーム
間でデータの転送が行われる。従つて先に述べた
転送情報の重なりや抜けが生ずることがなく、完
全同期伝送が可能となる。

以上詳細に説明したように、本発明では、通信
ケーブルを用いて、パケツト形式により時分割多
重的にデイジタル信号の送受信を行う多局間通信
システムを、複数相互に接続するために、このた
めの中継装置（中継局）に、２つのシステムにそ
れぞれ接続されるための２つの入力手段と、一方
のシステムから他方のシステムに向けて送出され
たパケツトの内容を一時的に貯えるバツフアメモ
リと、バツフアメモリから所定の時間後に読み出
された内容を次のシステムにパケツトとして送出
するための送出手段とを具備させたので、次のよ
うな特徴がある。

(1) それぞれのシステムにおいては、そのシステ
ムタイミングに従つて情報の転送を行うことが
できる。従つて全体としての通信システムを拡
張する場合に、これを構成するシステムの数に
制限がなくなり、充分な拡張が実現できる。

(2) 中継装置あるいは中継局に用意する転送バツ
フアのメモリ容量は、通信システム全体の転送
情報量が莫大であつても、１フレーム分あるい
はそれ以下のビツト数あれば充分である。この
ため、転送遅延時間の少ない経済的な中継接続
が可能となる。

(3) 中継局を通じて、全体の通信システムにダミ
ーパケツトを常に流しておくことにより、フレ
ームタイミングの全局同期化を図ることができ
る。すなわち完全同期伝送システムとすること
が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の基盤となる先に
提案されたデイジタル信号伝送方式を説明するた
めのもので、このうち第１図は２つのシステムを
直結型の中継装置で接続した従来の通信システム
のシステム構成図、第２図はガードタイムτ_gの概
念を説明するために１つのシステム内の各局の配
置を示した配置図、第３図〜第５図は本発明の第
１の実施例を説明するためのもので、このうち第
３図は中継装置の要部を示したブロツク図、第４
図は両システムにおけるデイジタル信号の転送状
況を示したタイミング図、第５図は各局の送出す
るパケツトの構成を示した構成図、第６図は本発
明の第２の実施例を説明するためのシステム構成
図である。２，４……同軸ケーブル、９……中継装置、９
１１，９１２……受信バツフアアンプ、９２１，
９２２……受信論理回路、９３１，９３２……転
送バツフアメモリ、９４１，９４２……送信論理
回路、９５１，９５２……送信バツフアアンプ、
９６１，９６２……伝送クロツク発振器、９７
１，９７２……フレームカウンタ。

Claims

【特許請求の範囲】１周期的に繰り返される時間軸上の大枠と、そ
の中で更に分割された時間軸上の小枠を、通信ケ
ーブル中の信号伝播遅延時間にもかかわらずこの
ケーブルと接続された各局が共通して同定・認識
する手段を備え、前記時間軸上の大枠は前記各局
のうちのいずれか任意の１局が主導権を持つて確
立し、信号の伝送を現に行う１または複数の局
が、前記大枠の中で前記小枠を単位として１また
は複数個の同一サイズの小枠をそれぞれ所望の期
間継続的に、しかもそれらの小枠が大枠の中で固
定的に位置付けられるように専有して、パケツト
形式により時分割多重的に信号の送受を行うシス
テムを複数配置しこれらを中継装置により２つの
システムずつ相互接続した通信システムにおい
て、これらの中継装置にその装置が接続する２つの
システムに対してデイジタル信号の入出力を行う
入出力手段と、接続した一方のシステムから他方
のシステムへ送出されるパケツトのみを選出する
パケツト選出手段と、パケツト選出手段により選
出された前記他方のシステムへ送出されるパケツ
トの転送情報を書き込むバツフアメモリと、バツ
フアメモリに書き込まれた転送情報を読み出し前
記他方のシステムにパケツトとして送出する送出
手段とを具備させ、同一の通信システム内の異な
つたシステム間でパケツト形式によるデイジタル
信号の伝送を可能とするデイジタル信号中継方
式。２中継装置が、これにより接続される２つのシ
ステムに共用される１つの伝送クロツク発振器を
備えていることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載のデイジタル信号中継方式。３中継装置が、これにより接続される２つのシ
ステムに共用される１つのフレームカウンタを備
え、それぞれのシステムにおける時間軸上の大枠
を同一タイミングで発生させることを特徴とする
特許請求の範囲第２項記載のデイジタル信号中継
方式。４中継装置が、これにより接続される２つのシ
ステムのいずれのタイミンングも確立する以前か
ら恒常的に、ダミーとしてのパケツトをこれらの
システムに送出し、これにより両システムの同期
を確立させることを特徴とする特許請求の範囲第
２項または第３項記載のデイジタル信号中継方
式。５通信システム内の各システムを、中継装置に
より連鎖的に接続されている順に順位付け、より
上位のシステムに接続された中継装置から次の順
位のシステムに接続された中継装置へとダミーと
してのパケツトを送出させ、それらの送出タイミ
ングが、最上位の中継装置を除くそれぞれの中継
装置において、それらの受信したダミーとしての
パケツトにより同期をとられた時間軸上の大枠を
基準として行われていることを特徴とする特許請
求の範囲第２項または第３項記載のデイジタル信
号中継方式。６ダミーとしてのパケツトが存在すべき時間帯
にこれが存在しない上位のシステムに接続され、
このシステムから前記パケツトを受信すべき中継
装置が、ダミーとしてのパケツトをその接続する
システムに送出することを特徴とする特許請求の
範囲第５項記載のデイジタル信号中継方式。