(57)【要約】 【課題】  信頼性の高いデータ伝送を効率良く行える送信装置および伝送システムを提供する。【解決手段】  実施形態によれば、ネットワークを介して受信装置へデータを伝送する送信装置は、遅延設定部と、送信タイミング生成部と、幹線系送信部とを有する。遅延設定部は、受信装置への第１の経路によるデータの伝送時間と受信装置への第１の経路とは異なる第２の経路によるデータの伝送時間との時間差を遅延時間として設定する。送信タイミング生成部は、遅延設定部により設定された遅延時間に基づいて第１の経路を示す経路情報が付加された第１データフレームを出力するタイミングと第２の経路を示す経路情報を付加された第２データフレームを出力するタイミングとを生成する。幹線系送信部は、送信タイミング生成部により生成されたタイミングで第１データフレームと第２データフレームとをそれぞれ出力する。【選択図】図１
2013051605.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信装置へ複数の経路でデータを伝送する送信装置において、
前記受信装置への第１の経路によるデータの伝送時間と前記受信装置への第１の経路とは異なる第２の経路によるデータの伝送時間との時間差を遅延時間として設定する遅延設定部と、
前記遅延設定部により設定された遅延時間に基づいて前記第１の経路を示す経路情報が付加された第１データフレームを出力するタイミングと前記第２の経路を示す経路情報を付加された第２データフレームを出力するタイミングとを生成する送信タイミング生成部と、
前記送信タイミング生成部により生成されたタイミングで前記第１データフレームと前記第２データフレームとをそれぞれ出力させる幹線系送信部と、
を有することを特徴とする送信装置。
【請求項２】
前記送信タイミング生成部は、前記遅延設定部により設定された遅延時間よりも前記受信装置で受信される時間差が小さくなるように前記第１データフレームを出力するタイミングと前記第２データフレームを出力するタイミングとを生成する、
ことを特徴とする前記請求項１に記載の送信装置。
【請求項３】
前記受信装置には、リング型ネットワークにより接続され、
前記第１の経路は、リング型ネットワークにおいて第１の方向周りにデータを伝送させる第１仮想伝送路であり、
前記第２の経路は、リング型ネットワークにおいて第１の方向とは反対周りにデータを伝送させる第２仮想伝送路である、
ことを特徴とする前記請求項１又は２の何れか１項に記載の送信装置。
【請求項４】
さらに、前記受信装置から前記第１の経路によるデータの伝送時間と前記第２の経路によるデータの伝送時間との時間差を示す情報を受信する幹線系受信部を有し、
前記遅延設定部は、前記幹線系受信部により前記受信装置から受信した時間差を示す情報に基づく遅延時間を設定する、
ことを特徴とする前記請求項１乃至３の何れか１項に記載の送信装置。
【請求項５】
伝送中央装置と複数の伝送端末装置とを複数の経路で接続する伝送システムにおいて、
前記伝送端末装置は、
前記伝送中央装置への第１の経路によるデータの伝送時間と前記伝送中央装置への第１の経路とは異なる第２の経路によるデータの伝送時間との時間差を遅延時間として設定する遅延設定部と、
前記遅延設定部により設定された遅延時間に基づいて前記第１の経路で伝送する第１データフレームを出力するタイミングと前記第２の経路を伝送する第２データフレームを出力するタイミングとを生成する送信タイミング生成部と、
前記送信タイミング生成部により生成されたタイミングで前記第１データフレームと前記第２データフレームとをそれぞれ出力させる幹線系送信部と、を有し、
前記伝送中央装置は、
各伝送端末装置から第１の経路で伝送されてくる第１データフレームと第２の経路で伝送されてくる第２データフレームとを受信する幹線系受信部と、
前記幹線系受信部により受信した各伝送端末装置からの第１データフレームと第２データフレームとをバッファリングするバッファメモリと、
前記バッファメモリに記憶した２つのデータの各フレームから何れか１つのフレームを選択するフレーム選択部と、を有する、
ことを特徴とする伝送システム。
【請求項６】
前記伝送中央装置は、
さらに、各伝送端末装置へデータを同報送信する第２の幹線系送信部を有し、
前記伝送端末装置は、
前記伝送中央装置からのデータを受信する第２の幹線系受信部と、
前記第２の幹線系受信部により受信したデータに対する返信データを第１の経路を示す経路情報を付加した第１データフレームに変換する第１フレーム変換部と、
前記返信データを第２の経路を示す経路情報を付加した第２データフレームに変換する第２フレーム変換部と、を有する、
ことを特徴とする前記請求項５に記載の伝送システム。
【請求項７】
前記伝送中央装置と前記複数の伝送端末装置とは、リング型ネットワークにより接続され、
前記第１の経路は、リング型ネットワークにおいて第１の方向周りにデータを伝送させる第１仮想伝送路であり、
前記第２の経路は、リング型ネットワークにおいて第１の方向とは反対周りにデータを伝送させる第２仮想伝送路である、
ことを特徴とする前記請求項５又６の何れか１項に記載の伝送システム。
【請求項８】
前記伝送中央装置は、
さらに、伝送端末装置ごとに前記第１の経路によるデータの伝送時間と前記第２の経路によるデータの伝送時間との時間差を計測する経路時間差計測部と、
前記経路時間差計測部により計測した時間差を示す情報を各伝送端末装置へ送信する第２の幹線系送信部と、を有し、
前記伝送端末装置は、
さらに、前記伝送中央装置から前記第１の経路によるデータの伝送時間と前記第２の経路によるデータの伝送時間との時間差を示す情報を受信する第２の幹線系受信部を有し、
前記遅延設定部は、前記第２の幹線系受信部により前記伝送中央装置から受信した時間差を示す情報に基づく遅延時間を設定する、
ことを特徴とする前記請求項５乃至７の何れか１項に記載の伝送システム。
【請求項９】
前記伝送端末装置は、
さらに、伝送中央装置に対する前記第１の経路によるデータの伝送時間と前記第２の経路によるデータの伝送時間との時間差を計測する経路時間差計測部を有し、
前記遅延設定部は、前記経路時間差計測部により計測した時間差を示す情報に基づく遅延時間を設定する、
ことを特徴とする前記請求項５乃至７の何れか１項に記載の伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、データの伝送システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
伝送システムには、送信装置が複数の同じデータを異なる複数の経路で別々に伝送し、受信装置が受信したデータのうち１つを選択するものがある。このような伝送システムは、高い信頼性が要求される重要データのデータ伝送を行うシステムに適用される。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】ＩＥＥＥ８０２．３Ｑ
【非特許文献２】ＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．８４１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の実施形態では、信頼性の高いデータ伝送を効率良く行える送信装置および伝送システムを提供することを目的する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態によれば、ネットワークを介して受信装置へデータを伝送する送信装置は、遅延設定部と、送信タイミング生成部と、幹線系送信部とを有する。遅延設定部は、受信装置への第１の経路によるデータの伝送時間と受信装置への第１の経路とは異なる第２の経路によるデータの伝送時間との時間差を遅延時間として設定する。送信タイミング生成部は、遅延設定部により設定された遅延時間に基づいて第１の経路を示す経路情報が付加された第１データフレームを出力するタイミングと第２の経路を示す経路情報を付加された第２データフレームを出力するタイミングとを生成する。幹線系送信部は、送信タイミング生成部により生成されたタイミングで第１データフレームと第２データフレームとをそれぞれ出力する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】第１の実施形態に係る伝送システムの構成例を示す図である。
【図２】第１の実施形態に係る伝送システムの変形例である。
【図３】送信装置から同じタイミングで出力された２つのデータが異なる経路で受信装置に伝送される場合のタイミングチャートを示す図である。
【図４】送信装置から同じタイミングで出力された２つのデータのうち一方のデータの伝送に障害が発生した場合のタイミングチャートを示す図である。
【図５】送信装置から異なるタイミングで出力された２つのデータが異なる経路で受信装置に伝送される場合のタイミングチャートを示す図である。
【図６】送信装置から異なるタイミングで出力された２つのデータのうち一方のデータの伝送に障害が発生した場合のタイミングチャートを示す図である。
【図７】データフレームが周期的に出力される場合のタイミングチャートを示す図である。
【図８】第２の実施形態に係るリング形ネットワークを有する伝送システムの構成例を示す図である。
【図９】リング型ネットワークにおいて第１仮想伝送路により伝送されるデータと第２仮想伝送路により伝送されるデータとの例を模式的に示す図である。
【図１０】第３の実施形態に係る伝送システムの構成例を示す図である。
【図１１】第４の実施形態に係る伝送システムの構成例を示す図である。
【図１２】第５の実施形態に係る伝送システムの構成例を示す図である。
【図１３】第５の実施形態に係る伝送中央装置の構成例を示す図である。
【図１４】第５の実施形態に係る伝送端末装置の構成例を示す図である。
【図１５】第５の実施形態に係る伝送中央装置の第２の構成例を示す図である。
【図１６】第５の実施形態に係る伝送端末装置の第２の構成例を示す図である。
【図１７】第５の実施形態に係る伝送端末装置の第３の構成例を示す図である。
【図１８】第５の実施形態に係る伝送中央装置の第４の構成例を示す図である。
【図１９】第５の実施形態に係る伝送端末装置の第４の構成例を示す図である。
【図２０】第５の実施形態に係る伝送中央装置の第５の構成例を示す図である。
【図２１】第５の実施形態に係る伝送端末装置の第５の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。  
以下の各実施形態で説明する伝送システムは、高い信頼性が要求される重要なデータのデータ伝送を行うシステムに適用される。たとえば、各実施形態で説明する伝送システムは、鉄道車両内に設けられるデータの伝送システム（車上伝送システム）に適用される。鉄道車両には、モーター或いはブレーキなどの制御系の機器、機器の状態を監視するモニタ系の機器、および、乗車者に対するサービスを行うための機器などのさまざまな機器が搭載されている。たとえば、車両において、車両を動かしたり、止めたりするのに必要な制御指令（制御データ）は、確実に定期的にモーターやブレーキなどの制御対象となる機器に送る必要がある。車両の運行に係る制御指令（制御データ）は、安全に関る重要なデータである。このため、一部の伝送装置が故障したり、伝送路の一部に異常が発生したりしても、常に確実に制御データが制御対象まで伝送できる伝送システムであることが要求される。
【０００８】
また、鉄道車両においては、機器に異常が発生した場合、異常発生時の前後の時刻における機器の状態を知ることが原因究明に重要な情報となる。このため、車両内の伝送システムは、これらの情報も定期的に収集（伝送）する必要がある。定期的なデータ伝送の周期は、たとえば、１００〜２００ｍｓ程度の周期であったり、１０〜５０ｍｓ程度の周期であったりするものが想定される。このような伝送システムでは、ネットワーク内における一部の伝送装置の故障あるいは伝送路の一部の異常が発生した場合であっても、データ伝送を保証し、かつ、速やかにデータ伝送を復旧する仕組みが必要である。
【０００９】
上述した車上伝送システムのように、重要なデータを伝送する伝送システムには、送信側では複製したデータを異なる２つの経路で伝送し、受信側では２つの経路で伝送されてきたデータをそれぞれ受信するものがある。この種の伝送システムでは、送信側が異なる複数の経路で同じデータを伝送し、受信側が受信したデータのうち１つのデータを選択し、他のデータを破棄することにより、信頼性の高いデータ伝送を実現できる。このようなデータ伝送方法は、たとえば、ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ等で採用されているリングネットワーク伝送装置における、ＵＰＳＲ（Ｕｎｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ  Ｐａｔｈ  Ｓｗｉｔｃｈｅｄ  Ｒｉｎｇｓ）等の方法がある。
【００１０】
ただし、一般には、データ伝送において、伝送経路毎にデータの伝送時間が異なる。異なる経路で伝送されてくる２つのデータのうち確実に受信できた１つのデータを選択するため、伝送システムにおける各受信装置は、伝送経路毎の伝送時間の差分（遅延時間）を吸収できる様なバッファメモリが必要である。これは、一方の経路から受信するデータと他方の経路から受信するデータとが両方とも受信できたか、それとも片一方からしか受信できていないかを判断するには、同じデータの受信の有無を受信側で判断する必要があるためである。
【００１１】
たとえば、リング形のネットワークの場合、時計回り方向と反時計回り方向とにより２つの異なる経路が設定可能である。リング型のネットワークでは、たとえば、隣接する送信装置と受信装置との間の伝送については、時計回り方向と反時計回り方向で大きく伝送時間が異なる。これは、伝送する伝送距離と伝送経路においてデータを転送するためのネットワーク伝送装置の数とが異なるためである。このような２つの経路によるデータ伝送時間の差（遅延時間）を考慮しつつ受信データの有無を判断するためには、遅延時間の差分を吸収するための十分な記憶容量を有するバッファメモリを受信装置に設ける必要がある。また、バッファメモリは、送信する相手先（全ての受信装置）毎に設ける必要がある。このため、相手先（受信装置）の数が増加すると、伝送システム全体としては、バッファメモリの容量を大きく消費する。
【００１２】
以下に説明する実施形態の伝送システムでは、複製した２つのデータを異なる経路で伝送する場合、送信装置は、一方のデータが受信装置に伝送されるまでに要する第１時間と他方のデータが受信装置に伝送されるまでに要する第２時間との時間差（遅延時間）が小さくなるタイミングで２つのデータを出力する。２つのデータを受信するタイミングの差が小さければ小さいほど、受信装置２は、バッファメモリの容量が小さいもので良くなる。この結果として、伝送システム全体としては、保守などのコストをおさえることができ、信頼性の高いデータ伝送を効率良く行える。
【００１３】
次に、第１の実施形態について説明する。  
図１は、第１の実施形態に係る伝送システムの構成例を示す図である。  
図１に示す構成例では、伝送システムは、送信装置１、受信装置２、および、ネットワーク３を有する。送信装置１は、支線を介して端末装置から情報を受信したり、幹線及びネットワークを介して受信装置２へ情報を送信したりする。たとえば、当該伝送システムが鉄道車両に搭載される車上伝送システムである場合、送信装置１は、車上伝送装置として機能する。ネットワーク３は、データ伝送用の通信網である。ネットワーク３は、送信装置１から受信装置２までの伝送路として、異なる２つの伝送路を確保できるものであれば良い。２つの経路は、１つのネットワーク内の異なる経路であっても良いし、異なるネットワークを経由する経路であっても良い。たとえば、ネットワーク３は、リング型のネットワークであっても良いし、複数のネットワークを含むものであっても良い。すなわち、送信装置１は、複製したデータを異なる２つの経路で受信装置２へ伝送する。
【００１４】
図１に示すように、送信装置１は、支線系受信部１１、フレーム複製部１２、第１フレーム変換部１３ａ、第２フレーム変換部１３ｂ、幹線系第１送信部１４ａ、幹線系第２送信部１４ｂ、バッファメモリ１５、遅延設定部１６、および、送信タイミング生成部１７を有する。また、図１に示すように、受信装置２は、幹線系第１受信部２１、幹線系第２受信部２１、バッファメモリ２２、フレーム選択部２３、フレーム変換部２４、および、支線系送信部２５を有する。なお、送信装置１と受信装置２とは、同等の機能を有するものであっても良い。すなわち、送信装置１が受信装置２と同様なデータ受信機能を有していても良いし、受信装置２が送信装置１と同様なデータの送信機能を有していても良い。
【００１５】
支線系受信部１１は、受信装置２へ伝送すべきデータを入力するためのデータ受信手段である。支線系受信部１１は、たとえば、支線を介して端末装置に接続される。フレーム複製部１２は、支線系受信部１１により受信したデータ（受信装置２へ伝送すべきデータ）を２つの異なる経路で伝送する２つのデータフレームにする。第１フレーム変換部１３ａおよび第２フレーム変換部１３ｂは、受信装置２へ伝送すべきデータフレームに経路情報を付加する。第１フレーム変換部１３ａおよび第２フレーム変換部１３ｂは、フレーム複製部１２により複製された２つのデータフレームに、それぞれ異なる経路情報を付加する。
【００１６】
図１に示す構成例では、第１フレーム変換部１３ａは、伝送路１９ａから出力され、ネットワーク３内を経由して伝送路２０ａより受信装置２に入力するような経路情報を付加した第１データフレームを生成する。第２フレーム変換部１３ｂは、伝送路１９ｂから出力され、ネットワーク３を経由して伝送路２０ｂより受信装置２に入力されるような経路情報を付加した第２データフレームを生成する。
【００１７】
バッファメモリ１５は、第１フレーム変換部１３ａが経路情報を付加した第１データフレーム、および、第２フレーム変換部１３ｂが経路情報を付加した第２データフレームをそれぞれ記憶する。バッファメモリ１５に記憶された第１データフレーム及び第２データフレームは、送信タイミング生成部１７により生成されたタイミングで幹線系第１送信部１４ａおよび幹線系第２送信部１４ｂから出力される。
【００１８】
遅延設定部１６は、バッファメモリ１５に記憶された送信用のデータフレームを出力するタイミングを設定する。遅延設定部１６は、受信装置２が第１データフレームと第２データフレームとがほぼ同じタイミングで受信できるように、遅延データテーブル１８を参照して第１データフレームと第２データフレームとの送信タイミングを設定する。たとえば、遅延データテーブル１８には、第１データフレームが送信装置１から受信装置２へ伝送されるまでの第１の伝送時間と第２データフレームが送信装置１から受信装置２へ伝送されるまでの第２の伝送時間との時間差（遅延時間）を示す情報が記憶される。また、データの伝送先（つまり、受信装置）が複数存在する場合、遅延データテーブル１８は、各受信装置２について、２つの経路によるデータの伝送時間の差（遅延時間）を記憶する。
【００１９】
送信タイミング生成部１７は、遅延設定部１６による設定される遅延時間に従ってバッファメモリ１５に記憶した第１データフレームを幹線系第１送信部１４ａにより送信するタイミングと第２データフレームを幹線系第２送信部１４ｂにより送信するタイミングとを生成する。幹線系第１送信部１４ａは、送信タイミング生成部１７により生成された送信タイミングで、第１フレーム変換部１３ａにより経路情報が付加された第１データフレームをバッファメモリ１５から伝送路１９ａへ出力する。幹線系第２送信部１４ｂは、送信タイミング生成部１７により生成された送信タイミングで、第２フレーム変換部１３ｂにより第１データフレームとは異なる経路情報が付加された第２データフレームをバッファメモリ１５から伝送路１９ｂへ出力する。
【００２０】
幹線系第１送信部１４ａが伝送路１９ａへ出力した第１データフレームと幹線系第２送信部１４ｂが伝送路１９ｂへ出力した第２データフレームとは、ネットワーク３内のネットワーク伝送装置による制御によってそれぞれの経路情報に従って受信装置２へ伝送される。図１に示す構成例では、第１データフレームは、ネットワーク３から伝送路２０ａを経由して受信装置２へ伝送される。第２データフレームは、ネットワーク３から伝送路２０ｂを経由して受信装置２へ伝送される。
【００２１】
また、図１に示す構成例において、受信装置２における幹線系第１受信部２１ａは、送信装置１の幹線系第１送信部１４ａからネットワーク３を介して伝送されてくる第１データフレームを受信する。受信装置２における幹線系第２受信部２１ｂは、送信装置１の幹線系第２送信部１４ｂから伝送された第２データフレームを受信する。バッファメモリ２２は、幹線系第１受信部２１ａおよび幹線系第２受信部２１ｂが受信した第１データフレームおよび第２データフレームをバッファリング（記憶）する。
【００２２】
フレーム選択部２３は、バッファメモリ２２に記憶した第１データフレーム及び第２データフレームの何れかを選択する。フレーム選択部２３は、フレームごとに第１データフレームあるいは第２データフレームの何れかを選択する。フレーム選択部２３は、選択したフレームを順にフレーム変換部２４へ出力することにより、受信した１つのデータフレームをフレーム変換部２４に供給する。フレーム変換部２４は、フレーム選択部２３により選択された１つのデータフレームを支線に接続された装置へ出力するためのデータに変換する。支線系送信部２５は、フレーム変換部２４が生成したデータフレームを支線に接続された装置へ出力する。
【００２３】
図２は、第１の実施形態に係る伝送システムの変形例である。図２に示す構成例の伝送システムにおいて、送信装置１Ｂは１つの幹線系送信部１４Ｂを有し、受信装置２Ｂは１つの幹線系受信部２１Ｂを有する。なお、図２に示す伝送システムは、送信装置１Ｂの幹線系送信部１４Ｂおよび受信装置２Ｂの幹線系受信部２１Ｂ以外の各構成は、図１に示すものと同様なもので実現できる。このため、図１と同様な構成で実現できる構成要件については、図１と同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００２４】
図２に示す伝送システムも、図１に示す伝送システムと同様に、送信装置１Ｂが２つの異なる経路で複製した第１及び第２データフレームを受信装置２Ｂへ伝送する。図２に示す構成の伝送システムにおいて、送信装置１Ｂは、２つの異なる経路を設定するため、フレーム複製部１２が複製した送信用のデータフレームに、第１フレーム変換部１３ａと第２フレーム変換部１３ｂとがそれぞれ異なる経路情報をそれぞれ追記する。たとえば、イーサネット（登録商標）を伝送媒体に用いる場合、ＩＥＥＥ８０２．３Ｑで規定される仮想伝送路を示すタグ（ｖｌａｎタグ）を第１及び第２フレーム変換部で付加することにより２つの経路を設定できる。
【００２５】
第１フレーム変換部１３ａが生成した第１データフレームおよび第２フレーム変換部１３ｂが生成した第２データフレームは、バッファメモリ１５に記憶される。第１データフレームおよび第２データフレームは、送信タイミング生成部１７により生成される送信タイミングで幹線系送信部１４Ｂからネットワーク３へ送出される。送信タイミング生成部１７は、遅延設定部１６による設定される遅延時間に基づいて、先に伝送時間が長い方のデータフレームを出力してから遅延時間分だけ遅延させて、他方のデータフレームを出力する。
【００２６】
１つの幹線系送信部１４Ｂは、第１データフレーム及び第２データフレームを送信タイミング生成部１７が生成したタイミングで１つの伝送路１９へ送信する。ネットワーク３内の伝送装置は、第１データフレームおよび第２データフレームに付加された経路情報に従ってそれぞれを伝送する。これにより、異なる経路情報が付加された第１データフレームおよび第２データフレームは、それぞれ異なる経路で受信装置２Ｂへ伝送される。受信装置２Ｂの１つの幹線系受信部２１Ｂは、ネットワーク３及び伝送路２０を経由して伝送されてくる第１データフレーム及び第２データフレームを受信する。
【００２７】
次に、第１の実施形態に係る伝送システムにおけるデータ伝送について説明する。  
図３は、送信装置１が同じタイミングで出力した２つのデータが異なる経路で受信装置２に伝送される場合のタイミングチャートを示す図である。図４は、図３に示すタイミングで伝送した２つのデータのうち一方のデータの伝送に障害が発生した場合のタイミングチャートを示す図である。また、図５は、送信装置１が異なる伝送経路による伝送時間の差（遅延時間）を小さくするような異なるタイミングで２つのデータを受信装置２へ出力した場合のタイミングチャートを示す図である。図６は、図５に示すタイミングで伝送した２つのデータのうち一方のデータの伝送に障害が発生した場合のタイミングチャートを示す図である。
【００２８】
なお、図３乃至６は、送信装置１及び受信装置２の各部におけるデータの流れを時間軸に従って模式的に表現したものである。図３乃至６は、左から右側にすすむに従って時刻が経過していることを示している。また、図３乃至６において、数字の記載してある各長方形は、各データフレームを示し、各データフレーム内の各数字は、データの順番を示している。
【００２９】
図３に示す例において、支線系受信部１１には、「１」、「２」、「３」、…の各データフレームが順番に入力される。フレーム複製部１２は、「１」、「２」、「３」、…の順番に入力されたデータ（入力データ）を複製する。第１フレーム変換部１３ａ、および、第２フレーム変換部１３ｂは、複製された入力データをそれぞれ幹線の伝送に適したデータフレームに変換する。第１フレーム変換部および第２フレーム変換部により変換された２つのデータフレームは、バッファメモリ１５を介して幹線系第１送信部１４ａ、および、幹線系第２送信部１４ｂにより出力される。図３に示す例では、幹線系第１送信部から出力されるデータ（第１出力データ）の各フレームを「１Ａ」，「２Ａ」，「３Ａ」，…、と示し、幹線系第２送信部から出力されるデータ（第２出力データ）の各フレームを「１Ｂ」，「２Ｂ」，「３Ｂ」，…と示す。
【００３０】
図３において、第１及び第２出力データにおける先頭のフレーム「１Ａ」およびフレーム「１Ｂ」が入力データのフレーム「１」よりも遅れているのは、送信装置１内における処理時間のためである。これらのフレーム「１Ａ」及び「１Ｂ」は、それぞれネットワークに接続される伝送路１９a及び１９ｂを経由して伝送ネットワーク３に送出される。幹線系第１送信部１４ａと幹線系送信部１４ｂとから出力した第１及び第２出力データの各フレームは、各々異なる経路を経由して、受信装置２の幹線系第１受信部２１ａと幹線系第２受信部２１ｂとに到着する。図３に示す例では、幹線系第１受信部２１ａに到着したフレームの到着時刻よりも幹線系第２受信部２１ｂに到着したフレームの到着時刻が時間Ｔｄｓ分だけ遅い（時間Ｔｄｓの時間差が発生している）。
【００３１】
受信装置２は、第１出力データの各フレームと第２出力データの各フレームとを一旦バッファメモリ２２に格納する。受信装置２のフレーム選択部２３は、バッファメモリ２２に一旦格納された第１出力データのフレームまたは第２出力データのフレームの一方を破棄し、他方を選択する。選択されたフレームは、フレーム変換部２４へ供給される。フレーム変換部２４は、フレーム選択部２３が選択した各フレームからなるデータを支線からの出力データとして適切なフレーム形式に変換する。支線系送信部２５は、フレーム変換部２４により変換されたデータを支線へ出力する。図３に示す例では、幹線系第２受信部２１ｂが受信する第２出力データの各フレームを選択している状態を示している。
【００３２】
図３に示すような条件でのデータ伝送において障害が発生した場合を説明する。図４は、送信装置１が出力した第２データの一部のフレームがネットワーク上の障害により受信装置２へ到達しない場合を示す。すなわち、図４では、第２出力データはフレーム２Ｂが受信装置２で受信された後、フレーム３Ｂ以降の各フレームが受信装置２で受信できない状態を示している。この様な場合、受信装置２のフレーム選択部２３は、幹線系第１受信部２１ａで受信した各フレーム「３Ａ」、「４Ａ」、…を選択する。
【００３３】
ただし、図４に示すように、２つの各受信フレームの到着時刻に時間差（遅延時間）がある場合、受信装置２は、バッファメモリ２２により少なくとも受信する時間差分（遅延時間分）だけ先に受信する各フレームを保持する必要がある。これは、遅延時間の間に受信される各フレームを補償することをできるようにするためである。従って、受信装置２のバッファメモリ２２は、送信装置１から異なる複数の経路で伝送される複数のデータの遅延時間を考慮した容量を予め準備する必要がある。
【００３４】
さらに、受信装置２は、送信相手毎に遅延時間を考慮したサイズ（容量）のバッファメモリ２２の記憶領域を確保することが必要となる。すなわち、１つの受信装置に対して送信装置が多数である場合（多対１の通信の場合）、受信装置２は、送信相手が増加するに従ってバッファメモリのサイズを大きくしなければならない。
【００３５】
次に、送信装置１が受信装置２までの伝送時間差（遅延時間）を考慮した時間差で第１及び第２出力データを出力する場合について説明する。  
図５は、送信装置１が伝送時間差（遅延時間）を考慮した時間差で第１及び第２出力データを出力する場合について説明するための図である。図６は、第２出力データの一部のフレームに通信障害が発生した場合の状態を示す図である。
【００３６】
図３および図４に示すように、送信装置１が同じタイミングで出力した２つのデータは、伝送経路が異なれば、受信装置２で受信されるタイミングに伝送経路に応じた時間差（遅延時間）Ｔｄｓが生じる。図５に示す例では、前述の遅延時間差Ｔｄｓに相当する時間（遅延時間、送信時間差）Ｔｄｓ１を遅延設定部１６が送信タイミング生成部１７に設定する。
【００３７】
すなわち、遅延設定部１６は、遅延データテーブル１８を参照して受信装置２への２つの伝送経路による遅延時間差Ｔｄｓに相当する遅延時間（送信時間差）Ｔｄｓ１を決定し、その遅延時間Ｔｄｓ１を送信タイミング生成部１７に設定する。送信タイミング生成部１７は、遅延設定部１６により設定された時間Ｔｄｓ１を元に、バッファメモリ１５を制御して幹線系第１送信部１４ａと幹線系第２送信部１４ｂとから送信する第１出力データと第２出力データとを時間Ｔｄｓ１分の差異をつけて送信させる（伝送時間が短い方のデータを遅延時間分だけ遅らせて送信する）。
【００３８】
このようなタイミングで送信装置１からデータが送信されれば、受信装置２における幹線系第１受信部２１ａと幹線系第２受信部２１ｂとは、第１出力データの各フレーム（「１Ａ」、「２Ａ」、「３Ａ」、…）と第２出力データの各フレーム（「１Ｂ」、「２Ｂ」、「３Ｂ」、…）とを少ない時間差（ほぼ同時刻）で受信することが出来る。これにより、図６に示すように、第２出力データの一部のフレームが通信障害により受信できない場合であっても、受信装置２のバッファメモリ２２は、たとえば、１フレーム分を保持する程度で、フレーム損失が発生せずにデータの選択が可能となる。つまり、送信装置１が異なる伝送経路による遅延時間を小さくするようなタイミングで２つのデータを送信することにより、受信装置２は、各フレームを補償するためにバッファメモリ２２として必要な記憶容量を小さくすることができる。
【００３９】
なお、図５及び図６に示す例では、経路差による遅延時間Ｔｄｓと同等な遅延時間（送信時間差）Ｔｄｓ１分、送信装置がデータを出力する時刻に差異をつけたが、必ずしもＴｄｓ＝Ｔｄｓ１でなくても良い。例えば、図７では、伝送するデータフレームが周期的に出力される場合を示している。この様な場合は、周期的に出力されるフレームが送出周期Ｔｓ以内に、受信装置２に着信する経路の異なる受信フレームの着信時刻差を収めるように、遅延時間Ｔｄｓ１を決定すればよい。たとえば、周期Ｔｓから伝送するフレーム長の時間Ｔｆｌを引いた値以下に収めれば、受信装置２のバッファメモリ２２に必要なメモリ容量を最小にすることが出来る。
【００４０】
また、遅延時間Ｔｄｓ１は、周期Ｔｓ以上にしても良い。この場合、バッファメモリ２２に必要なメモリ容量はその分多く必要となる。送信装置１のバッファメモリ１５のメモリ容量と、受信装置２のバッファメモリ２２の容量とのバランスを考慮して、送信時間差Ｔｄｓ１を決定することも可能である。
【００４１】
さらに、多対１の通信の場合、１つの受信装置は、経路による遅延時間分のデータフレームを保持するためのバッファメモリを各送信装置に分散することが可能となる。このため、受信装置２は、受信した２つのデータのフレームを保持するために消費するバッファメモリ２２の容量を軽減することが出来る。
【００４２】
たとえば、鉄道車両に設けられる車上伝送システムでは、１つの制御装置と複数の被制御装置とでデータ伝送を行う。１つの制御装置から複数の被制御装置との伝送を行う場合、制御装置が接続される伝送装置（或いは伝送機能を有する制御装置）は、複数の被制御装置が接続される伝送装置の数分、遅延時間の差分を吸収するためのバッファメモリの記憶領域を確保することが必要となる。このような車上伝送システムでは、２つの伝送経路による遅延時間分のデータフレームを保持するためのバッファメモリを各送信側の装置で確保すれば良く、受信側の装置は、バッファメモリを小さくすることが可能となる。
【００４３】
上記のように、第１の実施形態の伝送システムは、異なる経路で受信装置へ伝送する複製した２つのデータの送信タイミングを、２つの経路における遅延時間差に相当する時間差で出力することにより、受信装置２のバッファメモリ２２が必要となるメモリ容量を少なくすることができる。
【００４４】
次に、第２の実施形態について説明する。  
第２の実施形態では、ネットワーク構成がリング型ネットワークである場合の伝送システムについて説明する。  
図８は、リング形ネットワークを有する伝送システムの構成例を示す図である。
【００４５】
図８に示す構成例において、伝送システムは、送信装置１と受信装置２とをリング型ネットワーク３０を介して接続する。リング型ネットワークは、１つのマスターネットワーク伝送装置３１と、複数のネットワーク伝送装置３２（３２Ａ、３２Ｂ、…、３２Ｃ、…）とを伝送路３３でリング型に接続している。なお、送信装置１および受信装置２の構成は、第１の実施形態で説明した図１又は図２に示す構成で良い。
【００４６】
図８に示す構成例において、マスターネットワーク伝送装置３１は、幹線系の伝送路１９を介して送信装置１が接続され、ネットワーク伝送装置３２Ｃは、幹線系の伝送路２０を介して受信装置２に接続される。また、送信装置１には、幹線系の伝送路１９を介してマスターネットワーク伝送装置３１が接続されると共に、支線系の伝送路３４を介して端末機器３５Ａが接続される。受信装置２には、幹線系の伝送路２０を介してネットワーク伝送装置３２が接続されると共に、支線系の伝送路３６を介して端末機器３５Ｂが接続される。
【００４７】
図８に示すようなリング型ネットワーク伝送システムにおいて、マスターネットワーク伝送装置３１は、伝送路３３を時計回りに一周する仮想伝送路３３ａと伝送路３３を反時計回りに一周する仮想伝送路３３ｂとを構成する。各仮想伝送路３３ａ、３３ｂが無限ループで伝送路３３を周回しないように、マスターネットワーク伝送装置３１は、仮想伝送路３３ａに対する閉塞ポート３１ａと仮想伝送路３３ｂに対する閉塞ポート３１ｂとを有する。
【００４８】
なお、図８に示すようなリング形ネットワーク伝送システムは、例えば、イーサネット（登録商標）を用いた場合、ＩＥＥＥ  ８０２．１Ｑで規定されているｍｓｔｐ（ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ｓｐａｎｎｉｎｇ  ｔｒｅｅ  ｐｒｏｔｏｃｏｌ）などにより実現することが可能である。
【００４９】
図９は、送信装置１に接続した端末機器３５Ａからリング型ネットワーク３０を介して受信装置２に接続した端末機器３５Ｂへデータを伝送する例を模式的に示す図である。図９は、２つの異なる経路として、仮想伝送路３３ａと仮想伝送路３３ｂとを用いて送信装置１から受信装置２へデータを伝送する例を模式的に示している。図９に示す例において、送信装置１のフレーム複製部１２は、支線系受信部１１により端末機器３５Ａから受信したデータを複製する。送信装置１の第１フレーム変換部１３aおよび第２フレーム変換部１３ｂは、フレーム複製部１２が複製した２つのデータに対して伝送経路として仮想伝送路３３ａと仮想伝送路３３ｂとを経由する様に、データフレームの変換処理を行う。第１フレーム変換部１３aは、フレーム複製部１２が複製した２つのデータのうち一方のデータに対して伝送経路として仮想伝送路３３ａを設定し、第２フレーム変換部１３ｂは、フレーム複製部１２が複製した２つのデータのうち他方のデータに対して伝送経路として仮想伝送路３３ｂを設定する。第１フレーム変換部１３aにより生成されたデータフレームおよび第２フレーム変換部１３により生成されたデータフレームは、バッファメモリ１５に記憶される。
【００５０】
図９に示す時計回りの仮想伝送路３３ａと反時計回りの仮想伝送路３３ｂとでは、伝送距離、および、通過するネットワーク伝送装置の台数が異なる。このため、仮想伝送路３３ａによるデータ伝送と仮想伝送路３３ｂによるデータ伝送とは、伝送に要する時間が異なる。仮想伝送路３３ａによるデータの伝送時間と仮想伝送路３３ｂによるデータの伝送時間との時間差（遅延時間）は、遅延データテーブル１８に記憶される。各送信装置１の遅延データテーブル１８には、各受信装置２に対応づけて、第１仮想伝送路（第１伝送路）３３ａによる伝送時間と第２仮想伝送路（第２伝送路）３３ｂによる伝送時間との時間差（遅延時間）を記憶する。
【００５１】
遅延設定部１６は、遅延データテーブル１８を参照して、データの伝送先とする受信装置２に対する仮想伝送路３３ａによるデータ伝送と仮想伝送路３３ｂによるデータ伝送との時間差（遅延時間）を特定する。遅延設定部１６は、遅延データテーブル１８を参照して特定した遅延時間を送信タイミング生成部１７に設定する。送信タイミング生成部１７は、バッファメモリ１５に記憶した仮想伝送路３３ａを経由するデータと仮想伝送路３３ｂを経由するデータとを、遅延設定部１６により設定された遅延時間に基づくタイミングで、幹線系送信部１４によりマスターネットワーク伝送装置３１に送信させる。
【００５２】
マスターネットワーク伝送装置３１は、伝送経路として仮想伝送路３３ａが設定されたデータフレームを図９に示す時計回りの経路へ送出し、伝送経路として仮想伝送路３３ｂが設定されたデータフレームを図９に示す反時計回りの経路へ送出する。仮想伝送路３３ａを経由するデータフレームは、ネットワーク伝送路３２Ａ、３２Ｂおよび３２Ｃを介して、受信装置２へ到達する。また、仮想伝送路３３ｂを経由するデータフレームは、ネットワーク伝送路３２Ｃを介して、受信装置２へ到達する。仮想伝送路３３ａを経由するデータフレームと仮想伝送路３３ｂを経由するデータフレームとは、遅延時間に応じたタイミングで送出されている。このため、受信装置２は、仮想伝送路３３ａを経由するデータフレームと仮想伝送路３３ｂを経由するデータフレームとをほぼ同時刻（たとえば、各フレームの送信周期が１周期（又は数周期）以内）に受信する。
【００５３】
上記のような伝送制御によれば、リング型ネットワークを介したデータ伝送において、第１仮想伝送路３３ａによるデータ伝送と第２仮想伝送路３３ｂによるデータ伝送とを遅延時間に応じた送信タイミングで送信でき、受信装置２が遅延時間が小さい（ほぼ同時刻）に２つの経路で伝送されてきたデータを受信することができる。この結果として、受信装置２は、データの伝送制御に必要なバッファメモリ２２の容量を少なくすることができる。
【００５４】
次に、第３の実施形態について説明する。  
第３の実施形態では、２つの異なるネットワークを介して送信装置１と受信装置２とが接続された伝送システムの構成例について説明する。  
図１０は、第３の実施形態に係る伝送システムの構成例を示す図である。  
図１０に示す構成例において、伝送システムは、送信装置１と受信装置２とを第１のネットワークシステム４１Ａと第２のネットワークシステム４１Ｂとを介して接続する。送信装置１と受信装置２とは、第１の実施形態で説明した送信装置１と受信装置２と同様な構成のもので実現できる。第１のネットワークシステム４１Ａおよび第２のネットワークシステム４１Ｂは、異なる伝送ネットワークシステムであり、データ伝送に要する時間（伝送時間）が異なる。第１のネットワークシステム４１Ａおよび第２のネットワークシステム４１Ｂは、物理的或は論理的に異なる伝送経路のネットワークシステムであっても良いし、通信プロトコルが異なるものであっても良い。
【００５５】
たとえば、第１のネットワークシステム４１Ａがイーサネット（登録商標）による伝送ネットワークシステムであって、第２のネットワークシステム４１ＢがＲＳ−４２２とＨＤＬＣ（ｈｉｇｈ  ｌｅｖｅｌ  ｄａｔａ  ｌｉｎｋ  ｃｏｎｔｒｏｌ）を用いたシリアル通信による伝送ネットワークシステムであっても良い。その他、第１或は第２のネットワークシステムには、ＣＡＮ（ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  ａｒｅａ  ｎｅｔｗｏｒｋ）、または、ＷＬＡＮなどを含んだその他の伝送ネットワークシステムであってもよい。
【００５６】
第１のネットワークシステムおよび第２のネットワークシステムとして、上述したような種々の伝送ネットワークシステムのうち異なる２つのシステムを用いることにより、送信装置１から受信装置２へデータを伝送する伝送システム全体としては、ダイバシティー化（多様性）がなされる。このため、図１０に示すように異なる２つのネットワークシステムを介してデータ伝送を行う伝送システムでは、信頼性の高いシステムを構築することが出来る。
【００５７】
ただし、異なる伝送ネットワークシステム（第１のネットワークシステムおよび第２のネットワークシステム）では、データの伝送時間が異なる。このため、第１のネットワークシステムを介したデータ伝送と第２のネットワークシステムを介したデータ伝送との伝送時間差（遅延時間差）を小さくするために、第３の実施形態の伝送システムにおける送信装置１も、第１の実施形態で説明した送信装置１と同様に、２つのデータの送出タイミングを制御する。
【００５８】
すなわち、第３の実施形態の伝送システムにおける送信装置１は、受信装置ごとに、第１のネットワークシステムを介したデータ伝送と第２のネットワークシステムを介したデータ伝送との伝送時間差（遅延時間）を遅延データテーブル１８に記憶しておく。
【００５９】
送信装置１は、遅延データテーブル１８を参照して受信装置ごとの遅延時間を設定し、設定された遅延時間に基づいて受信装置２に着信する時刻がほぼ同時刻になるようなタイミングで第１および第２のネットワークシステムを経由する２つのデータをそれぞれ送出する。この結果として、第３の実施形態の受信装置２は、第１の実施形態の受信装置と同様に、バッファメモリ２２の容量の消費を削減することが出来る。
【００６０】
次に、第４の実施形態について説明する。  
前述の第１乃至第３の実施形態では、送信装置１の遅延設定部１６が設定する遅延時間は遅延データテーブル１８に予め記憶しておく固定値としているが、ネットワークにおける伝送経路の変更が発生した場合には各経路での伝送時間が変更されるため、遅延時間も変更する必要がある。例えば、鉄道車両では、列車編成が複数併結および分離を繰り返す場合がある。このような鉄道車両内のネットワークでは、ネットワークの構成およびネットワークに接続される機器か変動するため、データフレームを伝送する経路および経由する伝送装置などが変動し、データの伝送時間および遅延時間が大きく変動する。
【００６１】
このような鉄道車両内のネットワークでは、列車編成の併結或は分離のたびに遅延データテーブル１８に保存する設定値（遅延時間）を変更するのは煩雑であり、設定を変更するための時間を確保するのも難しいため、現実的ではない。このため、第４の実施形態に係る伝送システムでは、受信装置が遅延時間を測定し、測定した遅延時間を送信装置へフィードバックするものである。
【００６２】
図１１は、第４の実施形態に係る伝送システムの構成例を示す図である。  
図１１に示すように、第４の実施形態に係る送信装置５１は、図１に示す送信装置１（或いは図２に示す送信装置１Ｂ）の構成に加えて、幹線系第３受信部５６、および、受信フレーム処理部５７を有する。また、受信装置４２は、図１に示す受信装置２（或いは図２に示す受信装置２Ｂ）の構成に加えて、経路時間差測定部５３、フレーム生成部５４、および、幹線系第３送信部５５を有する。
【００６３】
経路時間差測定部５３は、送信装置５１から異なる経路を経由して受信した２つのデータの各フレームの着信時刻を計測し、異なる２つの経路によるデータの伝送時間の差（遅延時間）を計測する。また、経路時間差測定部５３は、２つのデータの経路情報と２つのデータを構成する各フレームの着信順番とを取得する。フレーム生成部５４は、経路時間差測定部５３が計測した伝送時間差（遅延時間）と着信順番と経路情報とを示すデータを幹線送信用のデータフレームとして生成する。幹線系第３送信部５５は、フレーム生成部５４により生成された遅延時間を含むデータを送信装置５１へ送信する。
【００６４】
送信装置５１では、幹線系第３受信部５６により受信装置５２からの遅延時間と着信順番と経路情報とを示すデータを受信する。送信装置５１の受信フレーム処理部５７は、幹線系第３受信部により受信した伝送時間差（遅延時間）と着信順番と経路情報とを示すデータにより遅延データテーブル１８を更新する。すなわち、受信フレーム処理部５７は、受信装置２に対応するデータとして、遅延時間、着信順番および経路情報を遅延データテーブル１８に保存する。このような遅延データテーブル１８を参照することにより、送信装置５１の遅延設定部１６は、受信装置５２で測定した最新の遅延時間を設定できる。
【００６５】
すなわち、第４の実施形態に係る伝送システムでは、データを伝送するネットワークの構成などの変化によってデータの伝送時間差（遅延時間）及びデータの伝送経路に変化があった場合、送信装置には、変化した遅延時間を示すデータを受信装置側からフィードバックできる。これにより、送信装置は、ネットワークの構成が変化しても、常に適切な遅延時間に基づくデータ送信のタイミングを生成することできる。この結果として、第４の実施形態に係る伝送システムでは、バッファメモリを過大に消費することがない運用を実現できる。
【００６６】
なお、受信装置５２は、送信装置５１に対して、伝送時間差（遅延時間）と着信順番と経路情報とを、常に送っても良いし、間欠的（所定の間隔毎）に送信しても良いし、伝送ネットワークが変化したタイミングで送信するようにしても良い。また、遅延時間の測定は、送信装置５１が計時する時刻に基づいて計測しても良いし、受信クロックのクロック数をカウントしても良いし、バッファメモリのアドレス情報を元に算出しても良い。
【００６７】
上記のように、第４の実施形態に係る伝送システムでは、受信装置が送信装置から異なる経路で伝送されてきた２つのデータの伝送時間の差（遅延時間）を計測し、計測した遅延時間、着信順番及び経路情報を送信装置へフィードバックする。送信装置は、受信装置から通知される遅延時間に基づいて異なる経路で伝送する２つのデータを送出するタイミングを制御する。このような第４の実施形態に係る伝送システムによれば、実際に測定した２つの経路における遅延時間に基づいて、データ伝送のタイミングを制御することができ、この結果として、ネットワークの構成などが変動する場合であっても、受信装置が必要とするバッファメモリのメモリ容量を少なくすることができる。
【００６８】
次に、第５の実施形態について説明する。  
図１２は、第５の実施形態に係る伝送システムの構成例を示す図である。  
図１２に示す伝送システムは、中央装置６３と複数の周辺装置６４Ａ、６４Ｂ、６４Ｃとがデータ伝送を行うシステムである。中央装置６３は、複数の周辺装置６４Ａ、６４Ｂ、６４Ｃに対して一斉同報を行う。各周辺装置６４Ａ、６４Ｂ、６４Ｃは、中央装置６３からの同報に対して中央装置６３へ返信を行う。中央装置６３は、支線を介して伝送中央装置６１に接続する。各周辺装置６４Ａ、６４Ｂ、６４Ｃは、それぞれ伝送端末装置６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃに接続する。
【００６９】
中央装置６３と周辺装置６４Ａ、６４Ｂ、６４Ｃとの間のデータ伝送は、伝送中央装置６１と伝送端末装置６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃとにより２つの異なる経路で２重通信を実施する。また、図１２に示す構成例において、データを伝送するネットワークは、リング型ネットワーク３０である。ネットワーク３０は、図８に示すネットワークと同様に構成できる。すなわち、ネットワーク３０は、マスターネットワーク伝送装置３１、複数のネットワーク伝送装置３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ、および、伝送路３３を有する。伝送路３３は、マスターネットワーク伝送装置３１の第１閉塞ポート３１ａまでの時計周りの第１仮想伝送路３３ａと第２閉塞ポート３１ｂまでの反時計周りの第２仮想伝送路３３ｂとを構築する。送信装置としての伝送中央装置６１と複数の受信装置としての伝送端末装置６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃとは、第１仮想伝送路３３ａと第２仮想伝送路３３ｂとを２つの異なる伝送路として２重通信を行う。
【００７０】
図１３は、第５の実施形態に係る伝送中央装置６１の構成例を示す図である。  
図１３に示す構成例では、伝送中央装置６１は、支線系受信部７１、フレーム複製部７２、第１フレーム変換部７３ａ、第２フレーム変換部７３ｂ、幹線系送信部７４、幹線系受信部７５、バッファメモリ７６、フレーム選択部７７、フレーム変換部７８、支線系送信部７９を有する。なお、図１３においては、伝送中央装置６１が各伝送端末装置６２からの受信信号を選択するため、バッファメモリ７６は、内部に伝送端末装置の数と同じ数のデータの記憶領域７６ａ、７６ｂ、７６ｃ、…を有することを示し、フレーム選択部７７は、内部に伝送端末装置の数と同じ数の処理機能７７ａ、７７ｂ、７７ｃ、…を有することを示している。
【００７１】
図１４は、第５の実施形態に係る各伝送端末装置６２（６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃ）の構成例を示す図である。  
図１４に示す構成例では、各伝送端末装置６２は、幹線系受信部８１、バッファメモリ８２、フレーム選択部８３、フレーム変換部８４、支線系送信部８５、支線系受信部９１、フレーム複製部９２、第１フレーム変換部９３ａ、第２フレーム変換部９３ｂ、バッファメモリ９４、遅延設定部９６、送信タイミング生成部９７、幹線系送信部９５、および、遅延データテーブル９８を有する。
【００７２】
次に、第５の実施形態に係る伝送システムにおける中央装置６３から各周辺装置６４へのデータの伝送手順について説明する。  
伝送中央装置６１は、中央装置６３から取得したデータを複数の周辺装置６４（６４Ａ、６４Ｂ、６４Ｃ、…）へ同報送信によるデータ伝送を行う。伝送中央装置６１は、中央装置６３から各周辺装置６４へ同報送信すべきデータを支線系受信部７１により受信する。フレーム複製部７２は、各周辺装置６４へ伝送すべきデータを複製する。第１フレーム変換部７３ａは、複製したデータのうち一方のデータに伝送路３３を時計回りに伝送する第１仮想伝送路３３ａを示す経路情報を付加した第１出力データに変換する。第２フレーム変換部７３ｂは、複製したデータのうち他方のデータに伝送路３３を時計回りに伝送する第１仮想伝送路３３ａを示す経路情報を付加した第２出力データに変換する。
【００７３】
幹線系送信部７４は、第１出力データおよび第２出力データをそれぞれマスターネットワーク伝送装置３１へ送信する。これにより、マスターネットワーク伝送装置３１は、伝送路３３を時計回りに１周する第１仮想伝送路３３ａにより第１出力データを伝送させ、伝送路３３を反時計回りに１周する第２仮想伝送路３３ｂにより第２出力データを伝送させる。第１出力データおよび第２出力データは、それぞれ第１仮想伝送路３３ａおよび第２仮想伝送路３３ｂにより各伝送端末装置６２の幹線系受信部８１に到着する。
【００７４】
各伝送端末装置６２は、幹線系受信部８１が第１仮想伝送路３３ａにより受信した第１出力データの各フレームと第２仮想伝送路３３ｂにより受信した第２出力データの各フレームをそれぞれバッファメモリ８２に記憶する。バッファメモリ８２は、少なくとも第１出力データの各フレームと第２出力データの各フレームとを遅延時間分に相当するフレーム数分を記憶するメモリ容量を有する。フレーム選択部８３は、バッファメモリ８２に記憶した第１出力データの各フレームあるいは第２出力データの各フレームの何れかのフレームを選択する。フレーム変換部８４は、フレーム選択部８３が選択したフレームからなる出力データを周辺装置６４への送信用のデータに変換する。支線系送信部８５は、フレーム変換部８４により周辺装置への送信用のデータに変換されたデータフレームを周辺装置６４に送信する。
【００７５】
次に、第５の実施形態に係る伝送システムにおける周辺装置６４から中央装置６３への返信データの伝送手順について説明する。  
周辺装置６４は、中央装置６３から同報送信されたデータを受信した場合、中央装置６３に対して返信を行う。周辺装置６４は、伝送端末装置６２に対して返信データを送信する。伝送端末装置６２は、支線系受信部９１により周辺装置６４からの返信データを受信する。フレーム複製部９２は、異なる２つの経路で中央装置６３へ返信データを伝送するため、返信データを複製する。第１フレーム変換部９３ａは、複製したうちの一方の返信データに第１仮想伝送路３３ａを示す経路情報を付加した第１返信データフレームに変換する。第２フレーム変換部９３ｂ、複製したうちの他方の返信データを第２仮想伝送路３３ｂを示す経路情報を付加した第２返信データフレームに変換する。第１フレーム変換部９３ａおよび第２フレーム変換部９３ｂは、第１返信データフレームと第２返信データフレームとをバッファメモリ９４に記憶する。
【００７６】
遅延設定部９６は、遅延データテーブル９８を参照して、送信装置として伝送中央装置６１に対する第１仮想伝送路３３ａによるデータ伝送時間と第２仮想伝送路３３ｂによるデータ伝送時間との差（遅延時間）を送信タイミング生成部９７に設定する。送信タイミング生成部９７は、遅延設定部９６により設定された遅延時間に基づいて第１返信データフレームを送出するタイミングと第２返信データフレームを送出するタイミングとを生成する。幹線系送信部９５は、送信タイミング生成部９７により生成されたタイミングで第１返信データと第２返信データとをネットワーク３０に接続されたネットワーク伝送装置３２へ出力する。各ネットワーク伝送装置３２は、付加されている経路情報に基づいて、第１返信データを仮想伝送路３３ａにより伝送させ、第２返信データを仮想伝送路３３ｂにより伝送させる。
【００７７】
第１返信データは、マスターネットワーク伝送装置３１に至るまで、第１仮想伝送路３３ａの順番で各ネットワーク伝送装置３２を介して転送される。第２返信データは、マスターネットワーク伝送装置３１に至るまで、第２仮想伝送路３３ｂの順番で各ネットワーク伝送装置３２を介して転送される。マスターネットワーク伝送装置３１は、第１仮想伝送路３３ａにより第１返信データを受信するとともに、第２仮想伝送路３３ｂにより第２返信データを受信する。マスターネットワーク伝送装置３１は、受信した第１返信データと第２返信データとを伝送中央装置６１へ供給する。
【００７８】
伝送中央装置６１は、幹線系受信部７５により第１返信データおよび第２返信データをそれぞれ受信する。幹線系受信部７５により受信した第１返信データと第２返信データとは、バッファメモリ７６に記憶される。ここで、伝送中央装置６１のバッファメモリ７６は、伝送端末装置毎に第１返信データ及び第２返信データの記憶領域７６ａ、７６ｂ、…が確保される。また、フレーム選択部７７は、伝送端末装置毎に設けられた各記憶領域に対応する複数の処理部（フレーム選択部）７７ａ、７７ｂ、…を有する。各フレーム選択部７７ａ、７７ｂ、…は、バッファメモリの各記憶領域に記憶される第１返信データの各フレームと第２返信データの各フレームとから何れかのフレームを選択し、１つの返信データとしてフレーム変換部７８へ出力する。フレーム変換部７８は、フレーム選択部７７で選択されるフレームで構成される返信データを中央装置６３への送信用のフレームに変換する。支線系送信部７９は、フレーム変換部７８により変換された送信用のフレームを中央装置６３へ送信する。これにより、中央装置では、複数の周辺装置へ同報送信したデータに対する各周辺装置からの受信確認を得ることができる。
【００７９】
上述したように、第５の実施形態に係る伝送システムでは、伝送中央装置が複数の伝送端末装置へ送信したデータに対する返信データを複製し、複製した２つの返信データを各伝送端末装置が送信装置までの２つの経路による遅延時間を小さくするタイミングでそれぞれ送信する。これにより、伝送中央装置は、各伝送端末装置から２つの経路で伝送される２つのデータの各フレームを少ない遅延時間で受信でき、各伝送端末装置に対応して設けるべきバッファメモリの記憶領域を少なくすることが可能となる。この結果として、伝送中央装置６１は、各伝送端末装置からのデータ受信用に設けるべきバッファメモリの容量を小さくすることが出来る。
【００８０】
次に、第５の実施形態に係る伝送中央装置および伝送端末装置の第２の構成例について説明する。  
図１５は、図１２に示す伝送中央装置６１として適用可能な伝送中央装置の第２の構成例を示す図である。図１６は、図１２に示す伝送端末装置６２として適用可能な伝送端末装置６２の第２の構成例を示す図である。  
図１５に示す第２の構成例の伝送中央装置１０１は、図１３に示す伝送中央装置６１の構成に、経路時間差測定部１０３とフレーム生成部１０４とを追加した構成となっている。また、図１６に示す第２の構成例の伝送端末装置１０２は、図１４に示す伝送端末装置６２の構成に、受信フレーム処理部１０５を追加した構成となっている。
【００８１】
経路時間差測定部１０３は、伝送端末装置１０２から伝送中央装置１０１への第１仮想伝送路３３ａによるデータ伝送時間と第２仮想伝送路３３ｂによるデータ伝送時間との差（遅延時間）を計測する。フレーム生成部１０４は、測定した遅延時間と到着順番と経路情報とを示すデータを送信用のデータとして生成する。フレーム生成部１０４により生成されたデータは、出力データとして、フレーム複製部７２、第１フレーム変換部７３ａ、第２フレーム変換部７３ｂおよび幹線系送信部７４により２重化され、第１及び第２仮想伝送路３３ａ、３３ｂにより伝送端末装置１０２へ伝送される。
【００８２】
伝送端末装置１０２は、幹線系受信部８１、バッファメモリ８２、フレーム選択部８３およびフレーム変換部８４により経路時間差測定部１０３が測定した遅延時間と到着順番と経路情報とを示すデータを受信する。伝送端末装置１０２の受信フレーム処理部１０５は、受信した遅延時間と到着順番と経路情報とを示すデータにより遅延データテーブル９８を更新する。
【００８３】
この様な構成により、伝送中央装置１０１は、各伝送端末装置１０２に対して第１仮想伝送路３３ａによるデータ伝送と第２仮想伝送路３３ｂによるデータ伝送との時間差（遅延時間）を適宜通知することができ、伝送端末装置１０２は、伝送中央装置１０１で測定した遅延時間を設定することができる。この結果として、伝送システム全体としては、ネットワークの構成が変更されて遅延時間が変化しても、伝送中央装置１０１に各伝送端末装置１０２から２つの経路で着信するデータの到着時刻差を小さくする（ほぼ同じにする）ことができ、伝送中央装置１０１におけるバッファメモリ７６の消費量を軽減することが出来る。
【００８４】
次に、第５の実施形態に係る伝送端末装置の第３の構成例について説明する。  
また、伝送中央装置と各伝送端末装置との送受信の経路が同じであれば、伝送経路の差異による遅延時間の差は、相手側（送信側となる伝送中央装置）での計測する方法の他に、受信側（受信側となる伝送端末装置）で計測することも可能である。たとえば、リング型のネットワークでは、時計周りの仮想伝送路による伝送中央装置と各伝送端末装置との送受信の経路は同じであり、反時計周りの仮想伝送路による送受信の経路は同じである。このような場合、伝送端末装置が伝送中央装置から第１仮想伝送路で受信するデータと第２仮想伝送路で受信するデータの到着時間の差は、当該伝送端末装置から伝送中央装置へ第１仮想伝送路で送信するデータと第２仮想伝送路で送信するデータとの時間差（遅延時間）とほぼ同等となる。
【００８５】
図１７は、図１２に示す伝送端末装置６２として適用可能な伝送端末装置の第３の構成例を示す図である。図１７に示す第３の構成例の伝送端末装置１１２は、図１４に示す伝送端末装置６２の構成に、経路時間差測定部１１３を追加した構成となっている。経路時間差測定部１１３は、伝送中央装置６１から２つの経路で伝送された各フレーム（第１仮想伝送路３３ａから受信したデータの各フレームと第２仮想伝送路３３ｂから受信したデータの各フレーム）の時刻差により遅延時間を測定する。経路時間差測定部１１３は、測定した遅延時間と着信順番と経路情報とにより遅延データテーブル９８を更新する。遅延設定部９６は、経路時間差測定部１１３により更新される遅延データテーブル９８を参照することにより、現在の伝送状況に応じた遅延時間を送信タイミング生成部９７に設定できる。この結果として、伝送システムとしては、ネットワークの構成が変更されて遅延時間が変化しても、伝送中央装置６１に各伝送端末装置１１２から２つの経路で伝送される２つのデータの到着時刻差（遅延時間）を小さくする（ほぼ同じにする）ことができ、伝送中央装置６１におけるバッファメモリ７６の消費量を軽減することが出来る。
【００８６】
次に、第５の実施形態に係る伝送システムの適用例について説明する。  
第５の実施形態に係る伝送システムは、中央装置６３から複数の周辺装置６４へデータを送信し、この返信として複数の周辺装置６４から中央装置６３へ返信データを送信するというデータ伝送を行う。このようなデータ送信を伝送システムは、中央装置６３を制御中央装置とし、複数の周辺装置６４を被制御機器という場合、あるいは、中央装置６３を中央収集装置とし、複数の周辺装置６４を被モニタ機器という場合などに用いることが出来る。例えば、鉄道車両内に設けられる車上伝送システムとしては、中央装置６３を運行制御装置とし、複数の周辺装置６４をモーター駆動用インバータあるいはブレーキ等に適用することができる。このような車上伝送システムは、各周辺装置６４からの返信データが単なる生存応答だけでなく、現在の状態を示すデータを含む返信データとするようなシステムにも適用が可能である。
【００８７】
また、複数の周辺装置がモニタ機器である場合、第５の実施形態の伝送システムは、中央装置からのポーリング（出力データ）を必要とせずに、各モニタ機器から中央装置への一方向の通信を行うシステムにも適用しても良い。つまり、多対１の片方向のデータ伝送を行うシステムにも、第５の実施形態の伝送システムを応用できる。
【００８８】
図１８は、図１２に示す伝送中央装置６１として適用可能な伝送中央装置の第４の構成例を示す図である。また、図１９は、図１２に示す伝送端末装置６２として適用可能な伝送端末装置の第４の構成例を示す図である。  
図１８に示す第４の構成例の伝送中央装置１３１は、図１３に示す構成から支線系受信部７１、フレーム複製部７２、第１フレーム変換部７３ａ、第２フレーム変換部７３ｂ、および、幹線系送信部７４を省略した構成を有する。また、図１９に示す第４の構成例の伝送端末装置１３２は、図１４に示す伝送端末装置６２の構成から幹線系受信部８１、バッファメモリ８２、フレーム選択部８３、フレーム変換部８４、および、支線系送信部８５を省略した構成を有する。
【００８９】
すなわち、伝送中央装置１３１は、ネットワークを介した伝送端末装置１３２へのデータ送信機能を省略し、伝送端末装置１３２からのデータ受信専用の構成となっている。また、伝送端末装置１３２は、ネットワークを介した伝送中央装置１３１からデータ受信機能を削除して、伝送中央装置１３１へのデータ送信専用の構成となっている。このような構成の伝送システムであっても、各伝送端末装置１３２は、２つの異なる経路で伝送する２つのデータを伝送中央装置１３１における着信の遅延時間を小さくするようなタイミングでそれぞれを送出できる。これにより、伝送中央装置１３１は、各伝送端末装置１３２用に確保するバッファメモリの容量を小さくすることができ、伝送中央装置１３１におけるバッファメモリの容量を小さくすることが出来る。
【００９０】
図２０は、図１２に示す伝送中央装置６１として適用可能な伝送中央装置の第５の構成例を示す図である。また、図２１は、図１２に示す伝送端末装置６２として適用可能な伝送端末装置の第５の構成例を示す図である。  
図２０に示す第５の構成例の伝送中央装置１４１は、図１８に示す第４の構成例の伝送中央装置１３１の構成に、経路時間差測定部１４３、フレーム生成部１４４、および、幹線系送信部１４５を追加した構成となっている。また、図２１に示す第５の構成例の伝送端末装置１４２は、図１９に示す第４の構成例の伝送端末装置１３２の構成に、幹線系受信部１４６、および、受信フレーム処理部１４７を追加した構成となっている。
【００９１】
伝送中央装置１４１において、経路時間差測定部１４３は、図１５に示す経路時間差測定部１０３と同様に各伝送端末装置１４２から伝送中央装置１４１までの２つの経路によるデータ伝送の時間差（遅延時間）を測定する。フレーム生成部１４４は、図１５に示すフレーム生成部１０４と同様に経路時間差測定部１４３が測定した遅延時間と到着順番と経路情報とを示すデータフレームを生成する。
【００９２】
幹線系送信部１４５は、フレーム生成部１４４が生成した遅延時間と到着順番と経路情報とを示すデータフレームを伝送端末装置１４２へ送信する。なお、図２０に示す例では、遅延時間と到着順番と経路情報とを示す１つのデータフレームを伝送端末装置１４２へ送信する構成となっているが、図１５と同様に、フレーム生成部１４４が生成したデータを複製して２つの異なる経路で伝送端末装置１４２へ送信するようにしても良い。
【００９３】
また、伝送端末装置１４２において、幹線系受信部１４６は、伝送中央装置１４１の幹線系送信部１４５が送信した遅延時間と到着順番と経路情報とを示すデータフレームを受信する。受信フレーム処理部１４７は、幹線系受信部１４６が受信したデータに含まれる遅延時間と到着順番と経路情報とにより遅延データテーブル９８を更新する。これにより、伝送端末装置１４２の遅延データテーブル９８は、伝送中央装置１４１で測定した遅延時間により更新できる。
【００９４】
上記のように、第５の構成例の伝送端末装置１４２では、ネットワーク構成の変化により遅延時間が変化する場合であっても、伝送中央装置１４１へ異なる２つの経路で伝送させる２つのデータを送信するタイミングをネットワーク構成に応じた最新の遅延時間によって制御することが可能となる。この結果として、伝送中央装置１４１は、各伝送端末装置１４２用に確保するバッファメモリを少なくすることができ、メモリ容量の小さいバッファメモリで伝送システムを実現できる。
【００９５】
なお、上述した第５の実施形態の作用及び効果はリング形のネットワークシステムだけに限定される物では無い。すなわち、第５の実施形態は、２重化したデータの伝送経路を異にすることによる遅延時間の差が発生する伝送ネットワークシステムにも同様に適用でき、同様な効果を得ることが可能である。また、上述した第５の実施形態では、伝送中央装置と中央装置、および、伝送端末装置と周辺装置を別々の機器として説明したが、これらを同一の装置で構成しても良い。
【００９６】
以上説明した各実施形態によれば、異なる経路で複数のデータを伝送する送信装置側が各経路に応じて各データの送信タイミングを制御することにより、異なる経路で伝送される各データが受信装置側に到達するまでの伝送時間差としての遅延時間を小さくすることができ、各データの伝送時間差（遅延時間）の差異を吸収するために必要なバッファメモリの容量を小さくすることができる。
【００９７】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００９８】
１、１Ｂ…送信装置、２、２Ｂ…受信装置、３…ネットワーク、１１…支線系受信部、１２…フレーム複製部、１３ａ…第１フレーム変換部、１３ｂ…第２フレーム変換部、１４ａ…幹線系第１送信部、１４ｂ…幹線系第２送信部、１４Ｂ…幹線系送信部、１５…バッファメモリ、１６…遅延設定部、１７…送信タイミング生成部、１８…遅延データテーブル、２１ａ…幹線系第１受信部、２１ｂ…幹線系第２受信部、２１Ｂ…幹線系受信部、２２…バッファメモリ、２３…フレーム選択部、２４…フレーム変換部、２５…支線系送信部、３１…マスターネットワーク伝送装置、３１ａ、３１ｂ…閉塞ポート、３２（３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ）…ネットワーク伝送装置、３３ａ…第１仮想伝送路、３３ｂ…第２仮想伝送路、３５Ａ、３５Ｂ…端末機器、４１Ａ…第１のネットワークシステム、４１Ｂ…第２のネットワークシステム、４２…受信装置、５１…送信装置、５２…受信装置、５３…経路時間差測定部、５４…フレーム生成部、５５…幹線系第３送信部、５６…幹線系第３受信部、５７…受信フレーム処理部、６１、１０１、１３１、１４１…伝送中央装置、６２（６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃ）、１０２、１１２、１３２、１４２…伝送端末装置、６３…中央装置、６４（６４Ａ、６４Ｂ、６４Ｃ）…周辺装置、７１…支線系受信部、７３ａ…第１フレーム変換部、７３ｂ…第２フレーム変換部、７４…幹線系送信部、７５…幹線系受信部、７６…バッファメモリ、７７…フレーム選択部、７８…フレーム変換部、７９…支線系送信部、８１…幹線系受信部、８２…バッファメモリ、８３…フレーム選択部、８４…フレーム変換部、８５…支線系送信部、９１…支線系受信部、９３ａ…第１フレーム変換部、９３ｂ…第２フレーム変換部、９４…バッファメモリ、９５…幹線系送信部、９６…遅延設定部、９７…送信タイミング生成部、９８…遅延データテーブル、１０３、１１３、１４３…経路時間差測定部、１０４、１４４…フレーム生成部、１０５、１４７…受信フレーム処理部、１４５…幹線系送信部、１４６…幹線系受信部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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