(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のノードと、バスデータを伝播するノードの所定の一つ間に接続された通信リンクを有する通信ネットワーク用の通信インタフェースであって、
前記リンクに直列に接続され、バスデータを受信しかつ前記リンクに沿って共用データを通す第１の共用通信回路と、
前記第１の共用通信回路の一つのポートに接続され、前記リンクからバスデータを受信しかつ前記共用データを通すとともに、前記共用データを受信しかつ該共用データを前記リンクに結合する第２の共用通信回路と、
前記第１の共用通信回路の前記一つのポートに接続され、前記リンクからバスデータを受信しかつ非共用データを通すとともに、前記共用データを受信しかつ前記非共用データを前記リンクに結合する第１の非共用通信回路、および
前記第１の共用通信回路の他のポートに接続され、
前記リンクからバスデータを受信しかつ前記非共用データを通すとともに、前記共用データを受信しかつ前記非共用データを前記リンクに結合する第２の非共用通信回路、
によって構成され、
前記第１の共用通信回路は前記非共用データを通さない、
ことを特徴とする、通信ネットワーク。
【請求項２】
前記第１の共用通信回路は第１の共用フィルタによって構成され、前記第２の共用通信回路は第２の共用フィルタによって構成されているとともに、前記第１および第２のフィルタは前記共用データの基本周波数を通しかつ前記非共用データの基本周波数を通さないことを特徴とする、請求項１に記載の通信ネットワーク。
【請求項３】
前記第１と第２の共用フィルタがバンドパスフィルタによって構成されていることを特徴とする、請求項２に記載の通信ネットワーク。
【請求項４】
前記第１と第２の共用フィルタがハイパスフィルタによって構成されていることを特徴とする、請求項２に記載の通信ネットワーク。
【請求項５】
前記共用データの前記基本周波数が第１の調波周波数によって構成されていることを特徴とする、請求項２に記載の通信ネットワーク。
【請求項６】
前記共用データの前記基本周波数が変調周波数によって構成されていることを特徴とする、請求項２に記載の通信ネットワーク。
【請求項７】
前記第１の共用フィルタが双方向フィルタによって構成されていることを特徴とする、請求項２に記載の通信ネットワーク。
【請求項８】
前記第１の非共用通信回路が第１の非共用フィルタによって構成され、前記第２の非共用フィルタが第２の非共用フィルタによって構成され、前記第１と第２の非共用フィルタは前記非共用データの基本周波数を通しかつ前記共用データの基本周波数を通さないことを特徴とする、請求項１に記載の通信ネットワーク。
【請求項９】
前記第１と第２の非共用フィルタがバンドパスフィルタによって構成されていることを特徴とする、請求項８に記載の通信ネットワーク。
【請求項１０】
前記第１と第２の非共用フィルタがローパスフィルタによって構成されていることを特徴とする、請求項８に記載の通信ネットワーク。
【請求項１１】
前記非共用データの基本周波数が前記非共用データの第１の調波周波数であることを特徴とする、請求項８に記載の通信ネットワーク。
【請求項１２】
前記非共用データの基本周波数が前記非共用データの変調周波数であることを特徴とする、請求項８に記載の通信ネットワーク。
【請求項１３】
前記第１の共用通信リンクが、データ通過信号に応答して、前記非共用データを選択的に通すことを特徴とする、請求項１に記載の通信ネットワーク。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明（社内整理番号Ｒ−４０３５）は、ネットワーク通信リンクに係り、特に多重トポロジーネットワーク通信リンクに関する。
【０００２】
“同一ノードによる自動ノード構成”と題する、同時出願の米国特許出願Ｎｏ．（ＵＴＣ社内整理番号Ｎｏ．Ｒ−３９９８）は、ここで開示されたものに関する主題を含んでいる。
【０００３】
【従来の技術】
複数のノードがデータを送信および／若しくは受信する通信リンクによって共に接続されていることは、知られている。リンクは共用（又はバス）トポロジーおよび／若しくは点から点までのリンク（又はリング又は非共用）トポロジーにおけるノードに接続される。共用トロボジーに関して、リンク上のデータはリンクに接続されたノードの各々によってアクセスでき、リンクに接続されたノードのいずれか一つは共用リンクに接続されたいずれかの他のノードと通信する。しかしながら、リング又は非共用トロボジーにおいては、ある所定のノードは非共用データで互に通信出来るが、他のノードは通信又は非共用データの聴集が妨害される。
【０００４】
共用および非共用トポロジーネットワークの双方を使用するシステムは、“同一のノードを有する自動ノード構成”と題する同時出願の米国特許出願Ｎｏ．（ＵＴＣ社内整理番号Ｎｏ．Ｒ−３９９８）に開示されている。
【０００５】
図１２を参照すると、従来技術において知られている従来技術のネットワーク通信リンクは、複数のノード１０〜２０間の非共用接続２２〜３２のリングを使用する。接続２２によってノード１０はノード１２と通信できる。また、接続２４によってノード１０はノード２０と通信できる。その場合に、接続２４に沿ってデータをノード２０からノード１０まで通過したデータは、ノード１０のみを通過し、他のノードによっては供給されない。同様に、ノード１２は非共用接続２６によってノード１４に接続される。ノード１４は非共用接続２８によってノード１６に接続される。ノード１６は非共用接続３０によってノード１８に接続される。最後に、ノード１８は非共用接続３２よってノード２０に接続される。かくして、そのような非共用通信トポロジーによって、各ノードは、接続されているこれらのノードとのみ通信でき、他の全てのノードは通信することが出来ない。
【０００６】
接続２２〜３２の全ては集約的に通信リンク３４と称されている。接続２２，２４，２６，２８，３０および３２は双方向であり、これによりデータをリンク３４に沿ってどちらの方向にも通過できる。
【０００７】
図１３を参照すると、他の従来のネットワーク通信リンクは共用バストポロジーによって構成され、複数のノード５０〜６０は共用通信リンク又はバス６２によって互に接続されている。その場合において、ノード５０〜６０の各々はバス６２にわたって他のノードと通信でき、各ノードはバスを介して他のノードと通信できる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、そのような二重の通信機構を用いることは、共用通信バスを供給するためのノードの各々に接続された一セットの配線を必要とするとともに、非共用リンクと互に通信するグループ間に接続された別のセットの配線を必要とする。そのような二重のセットの配線は、新しいシステムおよび既存のシステムを設置するために、高価で時間の浪費になる。
【０００９】
本発明の目的は、共用および非共用通信の両方を使用するシステムのノード間の接続ラインを最小にする通信インタフェースを、提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の通信ネットワークは、複数のノードと、バスデータを伝播するノードの所定の一つ間に接続された通信リンクを有する通信ネットワーク用の通信インタフェースであって、前記リンクに直列に接続され、バスデータを受信しかつ前記リンクに沿って共用データを通す第１の共用通信回路と、前記第１の共用通信回路の一つのポートに接続され、前記リンクからバスデータを受信しかつ前記共用データを通すとともに、前記共用データを受信しかつ該共用データを前記リンクに結合する第２の共用通信回路と、前記第１の共用通信回路の前記一つのポートに接続され、前記リンクからバスデータを受信しかつ前記非共用データを通すとともに、前記共用データを受信しかつ前記非共用データを前記リンクに結合する第１の非共用通信回路、および前記第１の共用通信回路の他のポートに接続され、前記リンクからバスデータを受信しかつ前記非共用データを通すとともに、前記共用データを受信しかつ非共用データを前記リンクに結合する第２の非共用通信回路、によって構成され、前記第１の共用通信回路は前記非共用データを通さない、ことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の通信ネットワークは、前記第１の共用通信回路は第１の共用フィルタによって構成され、前記第２の共用通信回路は第２の共用フィルタによって構成されているとともに、前記第１および第２のフィルタは前記共用データの基本周波数を通しかつ前記非共用データの基本周波数を通さないことを特徴とする。
【００１２】
さらに、本発明の通信ネットワークは、前記第１の非共用通信回路が第１の非共用フィルタによって構成され、前記第２の非共用フィルタが第２の非共用フィルタによって構成され、前記第１と第２の非共用フィルタは前記非共用データの基本周波数を通しかつ前記共用データの基本周波数を通さないことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１を参照すると、本発明によれば、隣り合うノード間の双方向性点から点までの接続によって接続されている複数のノード１００〜１０８が、全てのノード間の共用データとノード１００〜１０８の一つ間の非共用データを通信することができる。接続１１０〜１０８は集約的に通信リンク１２０として言及されている。リンクは、リンク１２０に沿って種々な点で、結合された共用および非共用データを伝播し、リンク２０の点に伝播するデータはここではバスデータとして言及される。
【００１４】
図２を参照すると、本発明のネットワーク通信リンクインタフェース１２０は入力／出力（Ｉ／Ｏ）ライン１２４，１２６を持っており、これらのラインは通信リンク１２０に接続されている。ノード１００〜１０８（図２）の各々に対して、一つのインタフェース１２２が有る。
【００１５】
例えば、ノード１００に対して、ライン１２４はライン１１８（図１）に接続され、ライン１２６（図２）はライン１１０（図１）に接続される。インタフェース１２２又はそのいずれかの部分は、所望ならば、ノード１００〜１０８の内側又は外側であってもよい。例示のために、インタフェース１２２は、ここでは、ノード１００〜１０８の内側であるとして示されている。
【００１６】
図２を参照すると、双方向共用データ回路１２８は、リンク１２４，１２６間でリンク１２０（図１）に直列に接続されており、ライン１２４に接続されたあるＩ／Ｏポートと、ライン１２６に接続された他のＩ／Ｏポートを持っている。双方向回路１２８は、リンク１２０のバスデータを受信し、バスデータの共用データ成分を通し、バスデータの非共用成分は通さない（後述する）。ここで使用されているように、信号（又はデータ）が回路又はフィルタによって通されないとして述べられている時、信号が実際に減衰され、その大きさは、信号の他の所望の部分が公知のように検出および／若しくは測定される所定の受け入れ可能なレベルまで減衰される。回路１２８は、必要ならば、単一方向であってもよい。その場合に、共用データはリンク１２０に沿って一方向のみに通過する。また、回路１２８はライン１３１の非共用データパス信号を受信し、回路１２８に非共用データ又は非共用データの所定周波数を通させる。
【００１７】
ライン１２４は非共用データ・イン・アップ回路１３０に接続されており、回路１３０はライン１３２に非共用データ・イン・アップ信号を供給する。回路３０はライン１２４のバスデータを受信し、バスデータの非共用データ成分を通し、バスデータの共用データ成分を通さない（後述する）。ライン１３３上の非共用データ・アウト・アップ信号は非共用データ・アウト・アップ回路１３４に供給され、回路３４は非共用データ・アウト・アップをライン１２４と通信リンク１２０に供給する。
【００１８】
ライン１２６は共用データ・イン回路１３６に接続されており、回路１３６は共用データ・イン信号をライン１３８に供給する。回路１３６はリンク１２０からのバスデータを受信し、バスデータの共用データ成分を通し、バスデータの非共用データ成分は通さない。ライン１４０の共用データ・アウト信号は共用データ・アウト回路１４２に供給され、回路１４２は共用データ・アウトをライン１２６と通信リンク１２０に結合する。
【００１９】
ライン１２６は、前述した非共用データ・イン・アップ回路と同様に、非共用データ・イン・ダウン回路１４４に接続されており、非共用データ・イン・ダウン信号をライン１４６に供給する。バスデータを受信し、バスデータの非共用データ成分を通し、バスデータの共用データ成分は通さない（後述する）。ライン１７４の非共用データ・アウト・ダウン信号は、非共用データ・アウト・アップ回路１３４と同様に、非共用データ・アウト・ダウン回路１４８に供給され、非共用データ・アウト・ダウンをライン１２６と通信リンク１２０に結合する。
【００２０】
図３を参照すると、図２の通信リンクインタフェース１２２は、ノード１５０に組み込まれており、Ｉ／Ｏライン１２４，１２６に接続された双方向バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１５２によって構成される。ノード１５０は図１のノード１００〜１０８の各々と等価である。
【００２１】
ライン１２４は、ローパスフィルタ信号を比較器１６０の正極入力に供給するローパスフィルタ（ＬＰＦ）１５７に接続されている。比較器１６０の負入力は、ライン１６２によって、基準電圧ＶＲｅｆ１に接続されている。比較器１６はライン１３２の非共用データ・イン信号を処理ロジック１７０に供給する。
【００２２】
処理ロジック１７０は、インタフェース１２２からのデータを受信し、インタフェース１２２にデータを供給する。処理ロジック１７０はハードウェアおよび／若しくはソフトウェアによって構成され、ソフトウェアはノードアプリケーションの所望の機能を遂行することができる。それは、信号のデータを解読するためのインタフェースと、データ出力信号を供給するためのドライバーを供給する。処理ロジック１７０の詳細は本発明を示すためには重要ではない。また、インタフェース回路１２２の機能は、必要ならば、処理ロジック１７０内で実行される。  また、処理ロジックの機能は、説明されている発明の実施例に基づいて、変えられる。
【００２３】
処理ロジック１７０はライン１３３に非共用データ・アウト・アップ信号を供給する。ライン１３３はローパスフィルタ（ＬＰＦ）１６６に接続されており、ローパスフィルタはライン１６７のフィルタデータ信号を抵抗１６８に供給する。抵抗６６の他方の側はライン１２４に接続されている。
【００２４】
フィルタ１５２の下部上のライン１２６はバンドパスフィルタ１７２に接続されており、フィルタ１７２は、後述するように、双方向性であることを必要としないことを除いて、バンドパスフィルタ１５２としての性能を持っている。バンドパスフィルタの出力はライン１７４上で比較器１７４の正極入力に供給される。比較器１７６の負入力はライン１７８によって基準電圧ＶＲｅｆ２に接続される。比較器１７６はライン１３８上の共用データ・イン信号を処理ロジック１７０に供給する。処理ロジック１７０は共用データ・アウト信号をライン１４０に供給し、ライン１４０は抵抗１８４の一側に供給される。抵抗１８４の他端はライン１２６に接続されている。抵抗１８４は抵抗１６８と同じものである。
【００２５】
処理ロジック１７０はライン１４７上の非共用データ・アウト・ダウン信号をローパスフィルタ（ＬＰＦ）１８８に供給する。ローパスフィルタ１８８の出力はライン１８７上で抵抗１８９に供給される。抵抗１８９は前述したように抵抗１６８と同じである。
【００２６】
抵抗１６８，１８４，１８９の値は適正なインピーダンスに設定され、ＬＰＦ１６６，１６８が、それぞれ、所望の大きさで通信リンクライン１２４，１２６に接続される。
【００２７】
ライン１２６はローパスフィルタ（ＬＰＦ）１９０に接続されており、フィルタ１９０は比較器１９４の正入力にローパスフィルタ信号を供給する。比較器１９４の負入力はライン１９６によって電圧基準ＶＲｅｆ１に接続される。比較器１９４はライン１４６上の非共用データ・イン・信号を処理ロジック１７０に供給する。
【００２８】
また、処理ロジック１７０はライン１３１上の非共用データ・通過信号をスイッチ２０２に供給する。スイッチ２０２の一側はライン２０４によってＢＰＦ１５２の頂端に接続されており、スイッチ２０２の他端はライン２０６によってＢＰＦ１５２の下端に接続されている。スイッチ２０２は、双方向バンドパスフィルタ１５２をバイパス（又は短絡）するように動作する特徴を有し、非共用信号をＩ／Ｏライン間に通過させる。ライン１３１の非共用データ・通過信号が高い時、スイッチ２０２が閉じられ、非共用データはライン１２４からライン１２６，システムのノードまで通過できる。逆に、非共用データ・通過信号が低い時、非共用データは、後述するように、ライン１２４，１２６間を通過できない。
【００２９】
図３と４を参照すると、発明は基本又はデータの基本バンド（又は周波数範囲）に基づいてデータを区画し、データのビット比率によって決められる。発明は、バス（すなわち、分配されたデータ）上の全てのノードによって分配されるデータに対する周波数の一つの範囲と、ノード（すなわち、非共用データ）の所定のノード又はグループ間で分配されるデータに対する周波数の異なる範囲を使用する。
【００３０】
特に、双方向バンドパスフィルタ１５２（図３）は、カーブ２５０（図４）によって示される大きさ周波数応答を持っており、共用データの基本的な周波数を含んでいる。かくして、双方向バンドパスフィルタはライン１２４，１２６間の共用バスデータを通し、非共用データを通過（又は減衰）させず、システムにおけるノードによってデータを同時に受信できる。同様にして、ローパスフィルタ１５７，１９０は、通過バンド２５６（ｄｃからブレイク周波数Ｆｂまで）を有する大きさ周波数応答曲線２５４を持っており、非共用データの基本周波数を含んでいる。かくして、ＬＰＦ１５７，１９０は、非共用データを通し、共用データを通さない。ＬＰＦ１６６，１６８は、ＬＰＦ１５７，１９０と同じ又は同様な大きさ周波数応答およびブレーク周波数Ｆｂを持っている。しかしながら、他のブレーク周波数および大きさ応答を使用できる。ＬＰＦ１５７，１９０は、オプショナルであり、かつ矩形波データアウト信号のフィルタリングを施し、矩形波の高周波数ハーモニック成分を減少させ、エッジとノイズを減少させる。
【００３１】
データのベースバンド周波数がデータの内容（１〜０）で変化するので、通過バンドはデータ内容の周波数を充分にカバーする周波数範囲の広さを持つべきである。さらに、所望のフィルタの通過バンド内に共用と非共用データの基本バンドを確実にするために、種々な公知の技巧が用いられている。一つの知られている技巧は、各ビット幅が２つの部分に区画されるように、各ビットに対して符号化することであり、第１の部分はデータ情報を有し第２の部分は逆のデータ情報を有し、これにより変換された各ビットに対する少なくとも一つのロジック変換を確実にする。他の公知の技巧は“ビットスタッフィング”を行うことであり、ここでさらなる変換されたビットが所定位置たとえば全てが同じ値を有する一連のビットの端部でのデータの流れに挿入される。ストリングの長さは最小の基本バンド周波数によって決められる。データの基本バンド周波数は所望の通過バンド範囲内に保持される。
【００３２】
図３と５を参照すると、ノード１５０における種々な点での波形を示す時間グラフが示されている。特に、ライン１３３，１４７上の非共用データおよび共用データ・アウト（アップ／ダウン）信号が曲線３００によって示されている。信号３００は時間幅３０２を有し、幅３２は、データのバウド比率と、データが状態を変える最高基本周波数（又はベースバンド）に対応する最小周期（最大ビット率変化）を決める。曲線３１０はローパスフィルタ１６６（図３）の出力を示す。
【００３３】
曲線３２０は処理ロジック１７０からのライン１４０上の共用データ・アウト信号を示す。共用データ・アウトおよび非共用データ・アウト信号３１０，３２０はデータバスに結合され、曲線３２６として表われる。波形３２６が双方向バンドパスフィルタ１５２（図３）とバンドパスフィルタ１７２を通して通過する時、合成波形は曲線３３０（図７）によって示されており、曲線３３０は比較器１７６へのライン１７４（図３）上の信号である。比較器１７６は信号３３０を所定のしきいＶＲｅｆ２と比較し、信号３３０がＶＲｅｆ２以上であると、ライン１３８の信号はハイである。また、ライン１７４の信号３３０が基準ＶＲｅｆ２以下であると、ライン１３８の出力信号はローである。これは曲線３３６（図５）によって示される。
【００３４】
ライン１２４，１２６（図３）のバス信号はそれぞれローパスフィルタ１５７，１９０によってフィルタされる。ライン１５８，１９２の合成信号は曲線３４０（図５）に示されており、バス信号３２６はフィルタ１５７，１９の両方に供給される。信号３４０は、比較器１６０，１９４（図３）にそれぞれ供給され、基準電圧ＶＲｅｆ１と比較される。比較器は、基準電圧ＶＲｅｆ１を使用することを除いて、比較器１７６について前述したことと同じ方法で、信号３４０を矩形波信号に変換する。結果は処理ロジック１７０までのライン１３２，１４６上の非共用データ・イン信号３４４である。
【００３５】
図６を参照すると、他の基本ノード４００は共用および非共用データ信号に対する周波数信号（変調）を使用する。特に、周波数ｆ2を含む通過バンドを有する双方向フィルタ（ＢＰＦ）はライン１２４，１２６間に設けられる。
【００３６】
ライン１２４はバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）に供給され、フィルタ４０４は周波数ｆ1を含む通過バンドを有する。バンドパスフィルタ４０４の出力は、ライン４０６の信号を全波整流する全波整流器４０８に供給される。必要ならば、全波整流器の代りに半波整流器を使用できる。整流器４０８からの整流された信号はローパスフィルタ４０２に供給される。
【００３７】
ローパスフィルタ４１２はライン４１４の整流された信号を比較器４１６の正入力に供給する。ライン４１４のフィルタ信号は、本質的に、ライン１４０の整流された信号の平均値である。比較器４１６の負入力はライン４１８によって基準電圧ＶＲｅｆ３に接続される。比較器４１６はライン１３２上の非共用データ・アップ信号を処理ロジック１７０に供給する。ライン４１４の信号が電圧ＶＲｅｆ３よりも大きい時、非共用データ・イン信号はハイ（又はデジタル１）である。逆に、ライン４１４の電圧がＶＲｅｆ３の電圧よりも小さい時、比較器４１６の出力はロー（又はデジタル０）である。
【００３８】
処理ロジック１７０はライン１３３の非共用データ・アウト・アップ信号を変調器４２４に供給し、モジュレータ４２４は時間の長さに対する変調されたライン４２６上の変調信号を供給し、ライン１３３の入力信号はハイである。ライン４２６は抵抗４２８の一端に接続され、抵抗４２８は前述したように変調された信号をライン１２４に結合するための適正なインピーダンスを供給する。
【００３９】
双方向バンドパスフィルタ４０２の下端上で、ライン１２６は周波数ｆ1を含むバンドパスを有するバンドパスフィルタ４０２に接続されている。バンドパスフィルタ４３０の出力はライン４３２上で全波整流器４３４に供給される。必要ならば、半波整流器を使用できる。整流された信号はライン４３６上でローパスフィルタ４３８に供給される。ローパスフィルタ４３８はライン４４０上の比較器４４２の正入力に供給される。比較器４４２の負入力はライン４４４上の電圧基準ＶＲｅｆ３に接続される。比較器４４２の出力は非共用データ・イン・ダウン信号として処理ロジック１７０に供給される。比較器４４２は前述した比較器４１６と同じように機能する。処理ロジック１７０はライン１４７上の非共用データ・アウト・ダウン信号を供給し、その信号は変調器４５２に供給され、変調器４５２は時間の長さに対する周波数ｆ1の周波数バーストを供給し、ライン１４７の入力信号はハイである。ライン４５４は抵抗器４５６に接続されており、抵抗器４５６は、前述したように、ライン１２６に接続するための適正なインピーダンスを供給する。
【００４０】
バンドパスフィルタ４３０，整流器４３４，ローパスフィルタ４３８，比較器４４２，変調器４５２，および抵抗器４５６は、バンドパスフィルタ４０４，比較器４０８，ローパスフィルタ４１２，比較器４１６，変調器４２４，および抵抗器４２８と全て同じものである。
【００４１】
リンクの非共用データに関して、ライン１２６はバンドパスフィルタ４６０に接続されており、バンドパスフィルタ４６０は周波数ｆ2を含む通過バンドを持っている。フィルタ４６０は、双方向性でなくてもよいことを除いて、フィルタ４０２と同じである。バンドパスフィルタ４６０の出力はライン４６２上で全波整流器４６０に供給される。必要ならば、半波整流器を使用できる。整流器４６４の出力はライン４６６上でローパスフィルタ４６８に供給される。ローパスフィルタ４６８はライン４７０上のフィルタ信号を比較器４７２の正入力に供給する。比較器４７２はライン４７４によって電圧基準ＶＲｅｆ４に接続されている。比較器４７２はライン１３８上の共用データ・イン信号を処理ロジック１７０に供給する。比較器４７２は上述の比較器４１６と同じ機能を行う。
【００４２】
処理ロジック１７０は共用データ・アウト信号を変調器４８２に供給し、変調器４８２は時間の長さに対して周波数ｆ2の周波数バーストを供給し、ライン１４０上の信号はハイである。ライン４８４は抵抗器４８６に接続され、抵抗器４８６は、前述したように、ライン４８４上の信号をライン１２６に供給するための適正なインピーダンスを供給する。抵抗器４８６の他端はライン１２６に接続されている。
【００４３】
処理ロジック１７０は、図３で述べたスイッチ２０２と同様に、ライン１３１上の共用データ・通過信号をスイッチ４９２に供給する。スイッチ４９２の一端はライン４９４によってＢＰＦの頂部に接続され、スイッチ４９２の他端はライン４９６によってＢＰＦ４０２の下端に接続されている。スイッチ４９２は、双方向バンドパスフィルタ４０２をバイパス（又は短絡）するように動作する特徴を有し、非共用信号をＩ／Ｏライン１２４，１２６間に通させる。
【００４４】
図７を参照すると、図６のノード４００に対する一連の時間グラフが示されており、ノード４００の動作を示す。特に、非共用データ・アウト（アップ／ダウン）信号が曲線５００によって示されている。非共用データ・アウト信号曲線５００は、データのビット又はバウド比を決めるビット時間幅を持っている。非共用データ・アウト信号曲線５００は図６のライン１３３，１３７の非共用データ・アウト・アップおよびダウン信号の両方を示す（両方の信号が同じデータパターンを持っていれば）。
【００４５】
非共用データ・アウト信号５００がハイ（又はデジタル１）である時、非共用データ・アウト信号は、周波数ｆ1の周波数一連のバースト５０６によって示されるように、変調器４２４，４５２によって変調される。
【００４６】
同様にして、共用データ・アウト信号は、データのビット（又はバウド比を決めるビット幅５１０を有する曲線５０８によって示されている。非共用データ・アウト信号と共用データ・アウト信号は、必要ならば同じ又は異なってもよく、それぞれ、非共用および共用データに関連する周波数ｆ1，ｆ2（この実施例において）には関係がない。
【００４７】
共用データ・アウト信号は、変調器４８２によって変調され、共用データ・アウト曲線５０８がハイである期間に対する周波数ｆ2の周波数を供給する。
【００４８】
変調された非共用データ・アウト信号と変調された共用データ・アウト信号の和はバス信号曲線５２０によって示されている。曲線５２０は、信号の移動の方向とノードがデータを移送していることに応じて、ある時間にバスライン１２４又は１２６上にある信号を示す。
【００４９】
バンドパスフィルタ４０４，４３０（図８）は、バス信号５２０（図７）を受信し、曲線５２６によって示されるように、周波数のみを通す。曲線５２６は本質的に非共用データ・アウト信号の変調された波形５０６と同じである。整流器４０８（図６）は、曲線５６０によって示されるように、信号５２６（図７）を整流する。ローパスフィルタ４１２，４３８は、全波整流波形５３０をフィルタし、曲線５３６に示すような波形を供給する。波形５３６は比較器４１６（図６）に通され、基準電圧ＶＲｅｆ３と比較され、矩形波５４０（図７）によって示すように、非共用データ・イン信号を供給する。
【００５０】
バス信号５２０はバンドパスフィルタ４６０（図６）に供給され、バンドパスフィルタ４６０は、周波数ｆ2のみを通し、曲線５４６に示すように、周波数ｆ2の一連の周波数バーストを供給する。曲線５４６は本質的に曲線５１４と同じである。信号５４６は整流器４６４に供給され、整流器４６４は曲線５５０（図７）に示すように曲線５４６を全波整流する。信号５５０はローパスフィルタ４６８（図６）に供給され、ローパスフィルタ４６８は、曲線５５６（図７）に示すようにフィルタ信号を供給する。信号５５６は比較器４７２に供給され、基準ＶＲｅｆ４と比較され、曲線５６０に示すように比較器４７２からの出力信号を供給する。
【００５１】
比較器からの出力信号における誤送信を減らすために、図６の比較器４１６，４４２，４７２と、図５の比較器１６０，１７６，１９４にある量のヒステリシスを持たせることは、望ましいことである。
【００５２】
図８を参照すると、バンドパスフィルタ４０４，４３０の大きさ周波数応答が曲線５７０によって示されており、曲線５７０は通過バンドに周波数ｆ1を有する。同様にして、バンドパスフィルタ（共用データを通す）の大きさ周波数応答が曲線５７４によって示されており、曲線５７４は通過バンドにおける周波数ｆ2を有する。
【００５３】
図８においてｆ1（非共用データ用）はｆ2（共用データ用）よりも低いとして示されているけれども、このことは任意の区別であって、ｆ2はｆ1よりも低くてもよい。ただ必要なことは、ｆ1とｆ2は異なる周波数であり、適正なフィルタリングを使用することによって区別分離できる。
【００５４】
図６〜８に示されている変調技巧によって、共用および非共用データ比（又はバウド比）が、信号が共用および非共用であることとは独立に、選択されることは、理解されるべきである。もちろん、バンドパスフィルタの中心周波数をガードバンド（保護周波数帯域）周波数範囲ｆｇによって分離し、変調周波数ｆ1，ｆ2の変化が共用および非共用周波数バンドの重複を裂けることができるようにすることは、望ましいことである。
【００５５】
バイパススイッチ２０２，２０４（それぞれ図３，６）が、信号を通過させ又はブロックする電子スイッチのいかなる形態、たとえばトランジスタ構成，アナログスイッチ，固体スイッチなど、又はこれらのいずれかの組合せのものであっても良いことは、理解されるべきである。
【００５６】
図６のスイッチ４９２は、非共用データが２つ以上のノードによって分配される場合において、例えば、故障したノード、又は全てのノードではなくあるノード間にメッセージ分配される必要がある特殊な通信プロトコルの場合において閉じられる。スイッチ２０２又は４９２が閉じられるノードに対して、非共用データ・イン信号の一つは処理ロジック１７０によって無視され、処理ロジック１７０はライン１３３，１４７（図３，６）の一つに非共用データ・アウト信号を供給する必要がない。
【００５７】
図９を参照すると、図６において述べた変調技術を用いることによって、多くの異なる非共用通信トポロジーが複数の変調周波数を使用することによって構築される。特に、４つの周波数システム（ｆ1，ｆ2，ｆ3，ｆ4）に対して、単一通信リンク１２０を使用する共用および非共用通信トポロジーのいかなる必要なパターンにおいても、ノードが構築される。
【００５８】
さらに詳しくは、ライン１２４は４つの双方向バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）６０２〜６０８に接続されており、これら全てのバンドパスフィルタは、並列に接続され、各々、周波数ｆ1，ｆ2，ｆ3，ｆ4を含む通過バンド周波数範囲を持っている。ＢＰＦ６０２〜６１８は、それぞれ、スイッチ６１０〜６１６に直列である。
【００５９】
スイッチ６１０〜６１６は、処理ロジック１７０から供給される制御ライン６１８上の非共用データ・通過信号によって制御される。スイッチ６１０〜６１８の下端はライン１２６に接続されている。
【００６０】
ライン１２４は、もちろん、各々周波数ｆ1，ｆ2，ｆ3，ｆ4の一つにそれぞれ対応する４つの回路６２２〜６２８に接続されている。回路６２２〜６２８の各々は、非共用データ・イン信号を供給するための図１で述べた回路４０４，４０８，４１２，４１６と同様に、対応する周波数ｆ1〜ｆ4を含む通過バンドを有するバンドパスフィルタと、整流器と、ローパスフィルタ、および比較器によって構成されている。回路６２２〜６２８からの出力信号は、ライン６３０〜６３６上で処理ロジック１７０に供給される非共用データ・インアップ信号であり、各々４つの周波数チャンネルの一つに対応する。
【００６１】
同様にして、非共用データ・アウト・アップ信号は、それぞれ、４つの異なる周波数チャンネルｆ1〜ｆ4に伝送されるべき、処理ロジック１７０からライン６４０〜６４６に供給される。ライン６４０〜６４６は、それぞれ、回路６４８〜６５４に供給され、回路６４８〜６５４の各々は、図６で述べた変調器４２４と抵抗４２８と同様な、その回路に関連する周波数チャンネルに対応する変調器と、対応する直列抵抗によって構成されている。回路６４８〜６５４は共にライン１２４に接続されている。
【００６２】
バンドパスフィルタ６０２〜６０８の下側ではライン１２６は回路６６０〜６６８に接続され、回路６６０〜６６８は、各々バンドパスフィルタと、ローパスフィルタ、および比較器によって構成されているとともに、それぞれ、特定の周波数チャンネルｆ1〜ｆ4に対応する。回路６６０〜６６８の各々は、図６において前述したような回路６２２〜６２８と同じである。回路６６０〜６６８は、ライン６７０〜６７６上の共用および／若しくは非共用データ・イン・ダウン信号を処理ロジック１７０に供給し、各々はそれぞれ周波数チャンネルｆ1〜ｆ4の一つに対応する。
【００６３】
処理ロジック１７０は、もちろん、各々周波数チャンネルｆ1〜ｆ4にそれぞれ対応するライン６８０〜６８６上の共用／非共用データ・アウト・ダウン信号を供給する。ライン６８０〜６８６上の信号は、それぞれ回路６９０〜６９６に供給され、回路６９０〜６９６の各々は、回路６４８〜６５４について前述したことと同様に、その回路に関連する周波数チャンネルに対応する変調器と、対応する直列抵抗によって構成される。回路６９０〜６９６からの出力信号は共にバスに接続するためのライン１２６に接続されている。
【００６４】
回路６６０〜６６８，６９０〜６９６はそれぞれ入力と出力信号として共に組分けされる。しかしながら、それらはいかなる所望の順序にも配列できる。もちろん、周波数ｆ1〜ｆ4のいかなる一つ又はそれ以上のものは、必要ならば、全てのネットワークノードとの通信のために分配されたデータとして使用できる。
【００６５】
図１０を参照すると、基本ノード６００は、複数の異なる共用および非共用パスが通信リンクにわたる所定のセットに対して、周波数ｆ1は、ライン７０で示されるように、全体的に共用データ通信路として使用される。その場合において、処理ロジック１７０（図９）はスイッチ６９０を５つのノードの各々に対して閉じた位置に設定する。また、それは、ｆ1に対応するライン６３０上の信号を無視し、それぞれライン６７０，６８０に受信されかつ供給された信号に対して余分なものとして、ライン６４０には供給しない。もちろん、周波数ｆ2は、ライン７０２で示されるように、非共用点通路として形成され、隣り合うデータのみ間のデータ通信ができる。その場合に、処理ロジック１７０はスイッチ６１２をノード１〜５の各々に対して開状態にする。
【００６６】
さらに、周波数ｆ3に対して、ノードはライン７０４に示すように非共用構成と並列に構築される。その場合に、ノード１００，１０２，１０４は各々互に通信できるが、ｆ3周波数チャンネルのノード１０６，１０８とは通信できない。もちろん、その場合において、ノード１０２に対する処理ロジックはそのスイッチ６１４を閉じた位置にセットし、ライン１２４をｆ3変調データに対してライン１２６を接続可能にする。
【００６７】
さらに、周波数ｆ3に関連するライン６４４の出力データがライン６７４に受けられかつライン６８４に供給されるデータに対して余分であるので、ノード１０２は出力データを供給しない。
【００６８】
さらにまた、ノード１００〜１０８はライン７０６によって非共用通信構成に並列に接続されている。その場合に、ノード１０２，１０４，１０６，１０８は周波数チャンネルを介して互に通信できる。しかしながら、ノード１０８はノード１０８と通信できず、ノード１０２はｆ4周波数チャンネル上のノード１００と通信できない。その場合において、ノード１０４，１０６に対して処理ロジック１７０はスイッチ６１６を閉じた位置にセットし、周波数ｆ4で変調されたデータをノード１０４，１０６を介して通過でき、ノード１０２，１０４，１０６は互に通信できる。もちろん、その場合において、ノード１０４，１０６に対して処理ロジック１７０は、ライン６３６上の入力信号を無視し、出力ライン６４６にデータを供給しない。
【００６９】
図１０に示されている共用／非共用通信通路トポロジーは、図９の多重周波数通信リンクで構築される一セットの共用／非共用通路の単なる一例にすぎない。多くの他の共用および／若しくは非共用通信通路トポロジーが生成されることは、理解されるべきである。さらにまた、リンク１２０は、４つの周波数を使用することを必要とするのではなくて、前述した回路における対応する変化に従って、４以下又は以上の如何なる周波数の数を使用できる。
【００７０】
図１１を参照すると、それぞれ図５，８の双方向バンドパスフィルタ１５２，４０２の一例は抵抗器Ｒ1と抵抗器Ｒ2およびＣ1を有する双方向フィルタ７５０によって構成されており、抵抗器Ｒ2はコンデンサＣ1に直列に接続され、コンデンサＣ1は抵抗器Ｒ1とＲ2間と接地電位に接続される。双方向ローパスフィルタ７５０は、抵抗器Ｒ3，Ｒ4およびコンデンサＣ2によって構成される双方向ハイパスフィルタ７５２に、直列に接続されており、抵抗器Ｒ3は接地されるとともに抵抗器Ｒ4も接地され、コンデンサＣ2はＲ3とＲ4間に接続される。必要ならば、他のバンドパスフィルタを使用できる。もちろん、また、ここで述べた全てのローパスフィルタとハイパスフィルタは、パッシブ構成要素によって、又はパッシブおよび／若しくはアクティブ構成要素の組合せ例えばオペアンプのどちらかによって実施できる。
【００７１】
さらに、バンドパスフィルタ，整流器，ローパスフィルタ，および比較器，対応する周波数変調器および抵抗器は、図３，６および９における共用周波数である周波数に対して双方向バンドパスフィルタ（ライン１２４，１２６間に接続されている）のどちらの側にも配置できることは、理解されるべきである。
【００７２】
また、図３の実施例（変調されないデータ）と、図６の実施例（変調されたデータ）は、共用又は非共用データのどちらかが図６におけるように変調され、かつ他のものは図３に示す如く変調されないように、組み合わされる。
【００７３】
さらに、バンドパスフィルタ１５２，１７２（図２）又は高い周波数を通すために使用される他のバンドパスフィルタの代りに、発明はそのような高い周波数データを通すために使用できる。しかしながら、その場合において、高周波数の少ない減衰によるノイズがある。
【００７４】
さらに、２つの非共用データ・アウト信号と２つの非共用データ・イン信号を持つ必要はなく、マルチプレクサ又はデマルチプレクサを備えるもの、例えば前述した特許出願で論じられているような所望の出力信号を選択するために使用される他のスイッチングロジックがある。また、共用および非共用データ通信システムの一つの応用は前述の特許出願で開示されている。
【００７５】
また、他の構成，トポロジー，周波数，波形，および／若しくはパッシブ／アクティブ構成要素は、回路１３０，１３４，１３６，１４２，１４４，１４８（図２）のために使用される。必要ならば、共用バス信号は通過させられ、非共用データは、双方向共用データ回路を通してライン１２４，１２６間を通過（又は減衰されない（もし前述したバイパス特性が使用されなければ、非共用データは選択的に通過されるか又は通過されない）。
【００７６】
非共用データは通過できかつ共用データは非共用データ・イン回路を通過できない（又は減衰される）。共用データは通過でき、非共用データは共用データ・イン回路を通過できない（又は減衰される）。
【００７７】
さらに、いかなる数のノードもリンク１２０に接続することができかつ本発明を使用できる。
【００７８】
もちろん、通信リンク１２０を構築する接続１１０〜１１８として、電線と信号を使用する代りに、光学導波すなわち光ファイバーおよび光信号を使用できる。その場合において、適正な光／電変換インタフェースが使用される。また、必要ならば、前述の特許出願で述べられているように、データ信号の一つは静止ｄｃ（直流）信号レベルであってもよい。
【００７９】
その場合において、必要ならば、入力および／若しくは出力データ用のフィルタ回路は公知の方法で簡略化される。
【００８０】
発明は模範的な実施例について開示されているけれども、前述および種々な他の変形，省略および追加が、発明の精神と範囲から逸脱することなく、可能であることは、当業者によって理解できるものである。
【００８１】
【発明の効果】
本発明によれば、共用と非共用の両方の通信を使用する複数のノードを有するネットワークにノード間で使用および設置されるべき接続線の数を減らさせることによって、従来技術に勝る大きな改良がなされる。また、発明は、共用又は非共用リンクに通信するシステムにおける全てのノードに単一セットのワイヤを接続できる可撓性の再構築可能な多重トポロジー通信インタフェースを提供する。従って、本発明は、配線を減少させるとともに設置のための時間量を減少させることによって、システム設置費用を減少させるとともに、共用／非共用通信ネットワークに改良を施すことを望む現存する共用通信ネットワークの改良を容易にする。
【００８２】
本発明の前述および他の目的，特徴および利点は、添付図面に示すような模範的な実施例に鑑みて、より明白になるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】複数のノードを接続する単一の通信リンクを使用する共用および非共用通信を有する、本発明によるネットワークの概略ブロック図。
【図２】本発明によるネットワーク通信リンクの概略ブロック図。
【図３】本発明による共用および非共用通信ができる図１のネットワークで使用するためのノードの概略ブロック図。
【図４】本発明によるバンドパスおよびローパスフィルタの大きさ周波数応答図。
【図５】本発明による図３の回路用種々な信号を示す一連のグラフ。
【図６】本発明による図１のネットワークにおいて使用するためのノードの他の実施例の概略ブロック図。
【図７】本発明による図６のダイアグラムに対する種々な信号を示す一連のタイムグラフ。
【図８】本発明によるバンドパスフィルタの大きさ周波数応答図。
【図９】本発明による図１のネットワークにおいて使用するためのノードの他の実施例の概略ブロック図。
【図１０】４つの周波数チャンネルトポロジー用のノード間の通信通路を示す本発明による図１のノードのブロック図。
【図１１】本発明による双方向バンドパスフィルタの概略図。
【図１２】ネットワークのノード間の非共用点リンクを示す従来技術のリングトポロジーのブロック図。
【図１３】ネットワークにおけるノードの各々の間の従来技術のバス共用リンクを示すブロック図。
【符号の説明】
１００〜１０８…ノード
１２０…通信リンク
１２２…通信インタフェース
１２４，１２６…Ｉ／Ｏライン
１３０…非共用データ・イン・アップ回路
１３４…非共用データ・アウト・アップ回路
１３６…共用データ・イン回路
１４４…非共用データ・イン・ダウン回路
１４８…非共用データ・アウト・ダウン回路
１５０…ノード
【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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