JPH0773281B2 - データ伝送方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は，ハイレベルデータリンク制御（HDLC）手順に
よるループ・モードを利用してデータの転送を行う際の
データ伝送方式に関する。

〔従来の技術〕

第２図にHDLCループ方式を用いた標準的なデータ伝送系
の基本構成を示す。ここで21は一次局,22,23及び24は二
次局,25はデータ回線でありデータの伝送方向を矢印で
示す。各一次局及び二次局は互いに別の局の送信端子と
受信端子とが接続され，所謂ディジー・チェーン接続に
なっている。そして，このデータ回線を伝送されるデー
タ・フレームはHDLCのデータ・フレームと同一の構成を
持っている。

第３図に一次局21が送信するデータ・フレームの構造を
示す。31及び32は同期フラグで“01111110"のビット・
データである。データを受信した装置はこの同期フラグ
によってデータ・フレームの始めまたは終わりを検出す
る。

33は送信データ部分で，この送信データ部分は通常，受
信局の番号を示すレシーブ・アドレスＡと，データの転
送手順をコントロールするコントロール・フィールドＣ
と，実際の送信データであるＩ−フィールドとに分かれ
る。

各局にはそれぞれ固有のアドレスが設定されており，各
局はレシーブ・アドレスＡがこの固有アドレスと一致し
ない場合，データ・フレームを取り込まない所謂HDLCの
アドレス・サーチ機能を備えている。

ただし，レシーブ・アドレスがFF₍₁₆₎（16進数表現）の
場合は，特別にグローバル・アドレッシングと呼び，局
の固有のアドレスの設定にかかわらずデータ・フレーム
を受信する。

34は送信データ部33のエラーを識別するためのCRCコー
ド部である。また,35は二次局の送信を起動する送信起
動フラグである。

送信時，この送信データ部分33とCRCコード部34のデー
タ部分で「１」が５ビット連続すると，「０」を挿入
し，また受信時には逆に「１」が５ビット連続すると次
の「０」を除く,0ビット挿入，除去を行う。このため送
信データ部２内のデータがスタート・フラグと同じ形に
なることがない。

各局は受信データを監視しつつ１ビット遅れで送信して
いて，ビット「１」が６ビット連続した場合，データ・
フレームの初め及び終わりを検出でき，その前の２バイ
トのCRCとデータ受信時作成したCRCとの照合を行ってデ
ータ・フレームにエラーが発生したかどうかを検出す
る。

さらに送信起動フラグ35において，ビット「１」が７ビ
ット連続した場合，これを送信起動フラグと見なし最後
の１ビットを「０」で置き換える，即ちデータ・フレー
ム開始フラグあるいは終了フラグに換えて送信し，自局
データ・フレームの送信を開始する。

二次局は自局データを送信し終るとデータ・フレームの
最後で，「０」の次に「１」が７ビット以上連続する送
信起動フラグを送信する。この結果一次局１の受信端子
にデータが一巡して戻ってくる際には第２図において，
一次局21,二次局22,23,24の順番に各装置のデータ・フ
レームがフラグで区切られて並んでくることになる。

ここで，このデータ・フレームの流れを第４図に示す。

この方式の場合，データ送信の機動を掛けるのは常に一
次局21のみである。また，例えば第２図で二次局24から
二次局22へデータを転送する場合，一次局21を介し，一
次局21がデータの受渡しをコントロールする必要があ
る。このためループ回線上のデータ伝送装置間でのデー
タの引渡しには一次局が介入して管理することになる。

ところが，一次局21に障害が発生するか，データ回線25
が劣化もしくは回線断状態となって送信起動フラグが受
け渡されなくなると，二次局22,23,24は正常に機能して
いてもデータ伝送が行えなくなってしまう。

この欠点を補うため，一次局モードと二次局モードとを
切り替えるデータ伝送方式を第５図に示す。

図中51,52,53,54はデータ伝送局であり，回線状態によ
りそれぞれ一次局または二次局となる。55は時計回りデ
ータ回線,56は反時計回りデータ回線である。このデー
タ伝送方式では，一次局及び二次局は互いにデータ転送
方向が異なる時計回りと反時計回りの２つのデータ回線
で環状に接続される。

ここで，データ伝送局51を一次局モードとし，時計回り
及び反時計回りに送信起動フラグの送信を行い，データ
伝送局（二次局）52,53,54は各方向ともループ・モード
でデータの受信及び送信を行っているものとする。この
とき，環状回線上には各局の装置番号と各装置ごとに時
計回り，反時計回り双方向について回線の受信状態を示
す回線断識別フラグをデータ・フレームに付加して全局
に通報する。このデータ・フレームの送信断識別フラグ
により環状回線上の全ての局で回線の状態を知ることが
できる。

ここで第６図に番号61で示すように，回線に障害が発生
した場合，障害を検出したデータ伝送装置，即ち，第６
図では二次局52及び53がそれぞれ反時計回り，時計回り
について回線が復旧してデータ・フレームを受信するま
で回線断識別フラグを送信し，また一次局モードとなっ
てデータ伝送タイミングの起動を掛ける。

一方この状態で各局は任意の局間でデータ・フレームに
コマンド要求を行う場合，時計回り，反時計回り各々か
ら受信するデータ列を検索し，回線がどの位置で切断さ
れているかを判断し，何れの方向に送信すべきかを確認
してデータ・フレームを転送することにより，固定的な
一次的な一次局なしに回線が接続されている範囲内であ
れば任意の局間でデータ・フレームを渡し合うことが可
能となる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが，上述した従来の伝送方式では回線上の各二次
局は自局で必要のないデータも含めて全てのデータ・フ
レームを受信することになり，その結果処理に無駄が生
じるという問題点がある。

また，データが正常に相手局に伝わったか，データ・フ
レームの列の順番に誤りがないかなど，データ転送の保
証をアプリケーションのレベルで行わねばならず，複雑
な手順を必要とするという問題点がある。

〔問題を解決するための手段〕

本発明は,HDLC通信手順のループ・モードによるデータ
通信機能を構えるデータ伝送装置が互いに逆方向にデー
タを伝送する２つの環状回線によって接続され，各デー
タ伝送装置には回線状態を監視する手段と，ループ・モ
ードでの送信を開始するための送信起動フラグを送信す
る手段とが備えられ，送信記動フラグを送信する一次局
モード及び環状回線の上流局より受信した信号をループ
送信し，送信起動フラグを検出するとこれをHDLCのフラ
グに替え，続いて自局データ・フレームを送信した後送
信起動フラグを送出する二次局モードを有し，これら一
次局モードと二次局モードとを切り替える切り替え手段
と，送信データ・フレーム中に回線断の識別フラグを送
信する手段が設けられ，この回線断識別フラグに基づい
て一次局モードと二次局モードを切り替えてデータ伝送
装置間でデータ通信を行うデータ伝送系において，各局
の状態を示すキャリア・フレームと呼ぶデータ・フレー
ムを定期的に各方向の伝送回線に送信し，キャリア・フ
レームに続いて各局間通信データ・フレームを付加して
送信し，通信を行う各局間で該データ・フレームごとに
フレーム転送手順を管理するようにしたことを特徴とす
るデータ伝送方式である。

〔実施例〕

次に本発明について実施例によって説明する。

第１図に本発明によるデータ伝送装置の構成を示す。11
はデータ伝送装置,12,13はそれぞれ時計回りデータ回線
の受信側と送信側,14,15は反時計回りデータ回線の受信
側と送信側である。11a,11bはHDLCループ・データ通信
手段であり，二次局モードの場合には，ループ通信を行
い，一方，一次局モードの場合には，受信と送信を別々
に行う機能を有する。

11c,11dはそれぞれ時計回り，反時計回りの受信バッフ
ァ,11e,11fはそれぞれ時計回り，反時計回りの送信バッ
ファである。11gは送受信手順を管理する管理手段,11h
は送信データを時計回り，反時計回りいずれの方向に送
るかを制御する送信データ分配手段,11iは送受信手順を
管理する際に管理用データを保管しておくメモリ,11jは
アプリケーション・モジュールである。

本方式ではシステム全体の構成は二重の環状回線による
接続を使用しており，システム構成は第５図に従う。

第７図に各データ伝送装置が送出するデータ・フレーム
の構造を示す。

図中7a,7b,7cは同期フラグ,71はキャリア・フレームの
データ部,71dはこのデータ・フレームのCRCコードであ
る。キャリア・フレーム71にはグローバル・アドレス71
aと，コントロール・フィールド71b及び回線断識別フラ
グを含んだＩ−フィールド71cを備えている。なお，こ
こでコントロール・フィールド71bにはキャリア・フレ
ーム71が送信手順の管理や再送要求等を行わない所謂垂
れ流しのデータ転送方式を用いているため番号無しの特
殊コードが付加されている。

図中72は手順付きデータ・フレームのデータ部である。
手順付きデータ・フレーム72には転送先の局を示す受信
アドレス72aと，コントロール・フィールド72b,転送デ
ータであるＩ−フィールド72c及びこれらのエラー・チ
ェックを行うCRCコード72dを備えている。ここで手順付
きデータ・フレーム72のコントロール・フィールド72b
には手順付きデータ・フレーム72がHDLCの通信手順を行
い，データ・フレームの順番の管理や再送要求，通信モ
ードの設定を行うため,HDLCの通常のコントロールキャ
ラクタがセットされる。通常，手順付きデータ・フレー
ム72は非同期平衡モードで番号付き通信手順を用いてい
る。

本発明では環状回線の接続を維持するため，キャリア・
フレームは各データ伝送装置で常に送信及び受信する
が，手順付きデータ・フレームはそれぞれのデータ伝送
装置で送信すべきデータを持たない場合は送信を行わな
い。

第８図に本発明によるデータ通信方式を確立する制御手
段の階層の構成について示す。

第８図に示すように，本発明によるデータ通信はいくつ
かの機能の階層構造によって管理運営される。まず，第
１層81はデータ通信を行うハードウェアであり，これは
時計回り，反時計回りそれぞれにHDLCデータ・フレーム
の送信，受信機能を有し，それぞれ独立にループ通信モ
ードと通常の送受信を別々に行う通常通信モードを切り
替えて行う。

第1.5層82はファームウェアで送受信データ・フレーム
の種類をキャリア・フレームと手順付きデータ・フレー
ムで識別する。受信したデータ・フレームのうち手順付
きデータ・フレームは第２層83に処理を引き渡す。ま
た，第２層83から渡された自局の手順付き送信データ・
フレームは自局の送信タイミングでキャリア・フレーム
の送信後に第１層81に引き渡して送信を起動する制御を
行う。

一方，第1.5層82は受信したキャリア・フレームから回
線の接続状態の管理のための回線断情報を回線接続管理
メモリ85に蓄積しておき、この情報をもとに一次局モー
ド／二次局モードのハードウェア切り替えを行ったり，
送信時に時計回り，反時計回りどちらの回線にデータ・
フレームを送信すべきかを判断してデータ・フレームを
分配する機能を有する。また，自局の回線断検出手段に
よる回線情報を自局キャリア・フレームにセットして環
状回線の双方向に送信する。

第２層83は手順付きデータ・フレームの送受信手順のみ
を管理する。本送受信手順は第２層以上については通常
のHDLC通信手順と同様の動作を行う。

第３層84はアプリケーション・モジュールのファームウ
ェアおよびソフトウェアである。一般的には第３層84に
データ・リンクの確立を行うファームウェア，さらにそ
の上にアプリケーションを機能させるソフトウェアと言
った階層モデルを用いるが本発明では前記第２層以上は
他の一般的な通信手順と同様であるため，これらの機能
を第３層アプリケーション・モジュールとしてまとめて
説明してある。

第９図及び第10図を参照して第1.5層のファームウェア
の動作について説明する。

本発明によるデータ伝送装置はこの第1.5層ファームウ
ェアを時計回り，反時計回り双方について持っていて，
それぞれ独立に動作する。本発明のデータ通信方式では
各データ伝送装置は装置立ち上げ時，まず二次局モード
で立ち上がる。第９図が二次局モードの動作手順，第10
図が一次局モードの動作手順である。データ伝送装置は
装置立ち上げ後，自己診断，システム起動の各種の手続
きを行った後環状回線の通信系に参入する。

二次局モードにおけるデータ・フレームの送信は第１層
のハードウェアで自動的に送信起動フラグの受信を検出
して送信を行っている。このため第1.5層のファームウ
ェアではいったんデータ・フレームを送信バッファにセ
ットしてループ通信モードとするとデータ・フレームの
送信完了を待つ。この間に上流局からのキャリア・フレ
ームや手順付きデータ・フレームを受信すると,1フレー
ム受信するごとに受信データのポインタと受信状態のス
テータスのみを管理用メモリにセーブしておく。これら
のポインタとステータスは送信起動フラグ受信後，キャ
リア・フレームからは回線断フラグを抽出して回線状態
管理情報を作成するとき，あるいは第２層ファームウェ
アにデータの処理を引き渡す場合に用いる。

送信バッファにセットしたキャリア・フレームの送信が
完了すると，第1.5層は自局に送信すべき手順付きデー
タ・フレームがあるかどうかを確認する。また送信を行
っていない手順付きデータ・フレームがある場合，デー
タ・フレームを送信バッファにセットし，送信を開始す
る。自局内に送信すべきデータ・フレームが無い場合，
第1.5層は送信起動フラグを出力する処理を行い，送信
完了後受信バッファの切り替えや受信バッファのリセッ
トなど，次の受信に待機するための処理を行い，さらに
自局の回線監視手段によって得られた回線断識別フラグ
をセットしたキャリア・フレームを作成し，送信バッフ
ァにセットする。

二次局モードにおいてデータ・フレームの送信完了待ち
には回線監視手段と共に送信完了のガードタイムがあ
り，回線断を検出するか一定時間以上に送信起動がかか
らない場合，自局を一次局モードに切り替える。

一次局モードとなるとキャリア・フレームに回線断識別
フラグをセットして送信を行う。ここでもキャリア・フ
レーム送信後，自局に送信すべき手順付きデータ・フレ
ームがある場合，このデータ・フレームを送信バッファ
にセットして送信を起動する。送信データ・フレームが
無くなれば直ちに送信起動フラグの送信処理を行い，第
２層に対し送信バッファの解放を通知し，対局からのデ
ータ受信待機状態となる。

ここで，対局からデータ・フレームを受信すれば１デー
タ・フレームごとに受信データのポインタとステータス
をセーブする。

対局から送信起動フラグを受信したら，一連のデータ・
フレーム列の受信完了として受信データの解析と編集処
理を起動する。ここでは，受信したキャリア・フレーム
をもとに回線の接続状態の管理情報を作成し，手順付き
データ・フレームは第２層に処理を引き渡す。受信デー
タ解析後，同一方向回線の上流より受信したデータ・フ
レーム列の中に自局が送信したデータ・フレームがある
かどうかをチェックし自局データ・フレームがある場
合，環状回線が閉じているものと見なして自局を一次局
モードとして固定する。もしこのとき同一方向上流より
受信したデータ・フレーム列の中に自局データフレーム
が無い場合は，環状回線が自局以外の上流で切断してい
て，他の一次局があることを示しているので，同一方向
データ受信カウンタをカウントアップする。

カウンタのカウント値ｎが一定のガード回数Ｎを越えた
場合，上流の回線が充分正常に機能していると判断して
自局第1.5層を二次局モードにセットし，回線断フラグ
をクリアして二次局モードに移行する。

これ以外，即ち，同一方向の上流からデータ・フレーム
を受信しなかった場合や受信したデータ・フレーム列の
中に自局の送信データがある場合，送信インターバル・
タイマーによるウェイト時間の後，次のキャリア・フレ
ームの送信を行う。

これら一連の第1.5層ファームウェアの動作により環状
回線にどのような切断形態で障害が発生しても，両端切
断点に一次局を発生することができ，また環状回線に障
害がなく閉じている場合でも一次局を固定して，接続で
きる局間でデータ通信を行うことが可能となる。

また，第1.5層ファームウェアが回線の接続状態の管理
を行うことにより，第２層のデータ通信手順はデータ・
フレームの順番やデータの再送要求等の通常の手順のみ
行うように機能分割を行うことができる。

本発明によるデータ通信方式では，上記のようなファー
ムウェアを用いてキャリア・フレームによる回線接続の
管理を行いつつ，任意の局間でデータ通信手順を確立す
る。このため各データ伝送装置内の第２層以上のファー
ムウェア・モジュール，ソフトウェア・モジュールは回
線の切断状態，データ送信を行う方向等を考慮すること
なく通信を行うことになる。

〔発明の効果〕

以上説明したように各データ伝送装置の状態をループ回
線上の全データ伝送装置に知らせるキャリア・フレーム
を定期的に時計回り，反時計回り双方向の回線に転送し
ておき，キャリア・フレームの後ろに（に続いて）各局
間通信データ・フレームを付加して送信し，通信を行う
各局間で該データ・フレームごとにフレーム転送手順を
管理する事により任意の局間でデータを交換を効率よく
行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に用いられるデータ伝送装置の一実施例
を示す図，第２図は従来のデータ伝送系の一例を示す
図，第３図はデータ・フレームの構造を示す図，第４図
はデータフレームの流れを説明するための図，第５図は
従来のデータ伝送系の他の例を示す図，第６図は回線障
害が発生した際のデータの伝送を説明するための図，第
７図は第１図に示すデータ伝送装置が送出するデータ・
フレームの構造を示す図，第８図は制御手段の階層構成
を説明するための図，第９図は二次局モードの動作手順
を説明するための図，第10図は一次局モードの動作手順
を説明するための図である。 11……データ伝送装置,11a,11b……HDLC通信素子,11c,1
1d……受信バッファ,11e,11f……送信バッファ,11g……
送受信手順管理手段,11h……送信データ分配手段,11i…
…送受信手順管理メモリ,11j……アプリケーション・モ
ジュール。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ハイレベルデータリンク制御（HDLC）手順
   のループ・モードによるデータ通信を行うデータ伝送装
   置が互いに逆方向にデータを伝送する２つの環状回線に
   よって接続され，各データ伝送装置には回線状態を監視
   する監視手段と，前記ループ・モードでの送信を開始す
   るための送信起動フラグを送信する手段とが備えられ，
   送信記動フラグを送信する一次局モード及び前記環状回
   線の上流局より受信した信号をループ送信し，送信起動
   フラグを検出すると該送信起動フラグをHDLCのフラグに
   替え，続いて自局データ・フレームを送信した後送信起
   動フラグを送出する二次局モードを有し，該一次局モー
   ドと二次局モードとを切り替える切り替え手段と，送信
   データ・フレーム中に回線断の識別フラグを送信する手
   段とが設けられ，該回線断識別フラグに基づいて一次局
   モードと二次局モードとを切り替えてデータ伝送装置間
   でデータ通信を行うデータ伝送系において，各局の状態
   を示すキャリア・フレームを予め定められた間隔で伝送
   回線に送信し，該キャリア・フレームに続いて各局間通
   信データ・フレームを付加して送信する一方，通信各局
   間で該データ・フレームごとにフレーム転送手順を管理
   する手段を有し，予め定められた局間でデータを交換す
   るようにしたことを特徴とするデータ伝送方式。