(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のデータ通信装置と、前記複数のデータ通信装置間のデータ通信を中継する中継装置とを有し、
前記中継装置を介して前記複数のデータ装置間でデータを二方向で巡回させる巡回経路を構成するデータ通信システムであって、
各データ通信装置は、
自己が発信する自発信データを、前記巡回経路において自己の両隣に位置するデータ通信装置を宛先として前記中継装置に対して送信し、
前記自発信データ以外の他発信データを前記巡回経路において自己の両隣の一方に位置するデータ通信装置より前記中継装置を介して受信し、受信した前記他発信データと同一のデータを既に受信しているか否かを判断し、受信した前記他発信データと同一のデータを受信していない場合に、受信した前記他発信データを前記巡回経路において自己の両隣の他方に位置するデータ通信装置を宛先として当該データを前記中継装置に対して送信し、受信した前記他発信データと同一のデータを既に受信している場合に、受信した前記他発信データを前記中継装置に対して送信しないことを特徴とするデータ通信システム。
【請求項２】
各データ通信装置は、
受信した前記他発信データよりも新しいデータを既に受信しているか否かを判断し、受信した前記他発信データよりも新しいデータを受信していない場合に、受信した前記他発信データを前記巡回経路において自己の両隣の他方に位置するデータ通信装置を宛先として当該データを前記中継装置に対して送信し、受信した前記他発信データよりも新しいデータを既に受信していた場合に、受信した前記他発信データを前記中継装置に対して送信しないことを特徴とする請求項１に記載のデータ通信システム。
【請求項３】
前記各データ通信装置は、前記巡回経路において自己の両隣の一方に位置するデータ通信装置より前記中継装置を介して前記他発信データを受信した場合に、前記他発信データの受信に対する受信確認を前記巡回経路において自己の両隣の一方に位置するデータ通信装置に対して送信することを特徴とする請求項１に記載のデータ通信システム。
【請求項４】
複数のデータ通信装置と、前記複数のデータ通信装置間のデータ通信を中継する中継装置とを有し、
前記中継装置を介して前記複数のデータ装置間でデータを二方向で巡回させる巡回経路を構成するデータ通信システムであって、
各データ通信装置は、
自己が発信する自発信データを、前記巡回経路において自己の両隣に位置するデータ通信装置を宛先として前記中継装置に対して送信し、
前記巡回経路において自己の両隣の一方に位置するデータ通信装置より前記中継装置を介していずれかのデータを受信し、受信したデータが前記自発信データであるか前記自発信データ以外の他発信データかを判断し、受信したデータが前記他発信データである場合には、受信した前記他発信データを前記巡回経路において自己の両隣の他方に位置するデータ通信装置を宛先として前記中継装置に対して送信し、受信したデータが前記自発信データである場合には、受信した前記自発信データを前記中継装置に対して送信しないことを特徴とするデータ通信システム。
【請求項５】
前記中継装置は、
前記自発信データを受信した場合に、前記巡回経路において前記自発信データを送信した自発信データ通信装置の両隣に位置するデータ通信装置に対して受信した前記自発信データを送信し、
前記巡回経路において前記自発信データ通信装置の両隣に位置する隣接データ通信装置の各々は、
前記巡回経路において自己の両隣の一方に位置する前記自発信データ通信装置より送信された前記自発信データを前記他発信データとして前記中継装置より受信し、受信した前記他発信データを前記巡回経路において自己の両隣の他方に位置するデータ通信装置を宛先として前記中継装置に対して送信し、
前記中継装置は、
各隣接データ通信装置より前記他発信データを受信した場合に、前記巡回経路において前記各隣接データ通信装置の両隣に位置するデータ通信装置のうち前記自発信データ通信装置以外のデータ通信装置に対して前記他発信データを送信することを特徴とする請求項１又は４に記載のデータ通信システム。
【請求項６】
前記各データ通信装置は、前記自発信データとして、一定の時間内に他のデータ通信装置の全てに到達させることが必要な時限データを一定の周期ごとに前記中継装置に対して送信することを特徴とする請求項１又は４に記載のデータ通信システム。
【請求項７】
前記データ通信システムは、前記中継装置をイーサネットスイッチングハブとし、前記各データ通信装置をイーサネット用インターフェイスを備えたデータ通信装置とするイーサネットデータ通信システムであることを特徴とする請求項１又は４に記載のデータ通信システム。
【請求項８】
前記各データ通信装置は、他のデータ通信装置との間で非同期に自己が発信するデータを前記中継装置に対して送信することを特徴とする請求項１又は４に記載のデータ通信システム。
【請求項９】
前記各データ通信装置は、前記各データ通信装置に前記自発信データの送信を指示する送信指示に同期して前記自発信データを前記中継装置に対して送信することを特徴とする請求項１又は４に記載のデータ通信システム。
【請求項１０】
複数のデータ通信装置と、前記複数のデータ通信装置間のデータ通信を中継する中継装置とを有するデータ通信システムであって、
各データ通信装置は、一定の時間内に他のデータ通信装置の全てに到達させることが必要な時限データを、前記各データ通信装置に前記時限データの送信を指示する送信指示に同期して、一定の周期ごとに前記中継装置を介して前記他のデータ通信装置に対して送信し、
前記中継装置は、各データ通信装置より受信した時限データを、前記時限データを送信したデータ通信装置以外の他のデータ通信装置の全てに対して同報送信することを特徴とするデータ通信システム。
【請求項１１】
前記データ通信システムは、前記中継装置をイーサネットスイッチングハブとし、前記各データ通信装置をイーサネット用インターフェイスを備えたデータ通信装置とするイーサネットデータ通信システムであることを特徴とする請求項１０に記載のデータ通信システム。
【請求項１２】
前記複数のデータ通信装置の少なくとも一つのデータ通信装置は、障害検出のための障害検出データを送信し、
前記中継装置は、前記複数のデータ通信装置に対して前記障害検出データを転送して前記障害検出データを前記複数のデータ通信装置間で巡回させることを特徴とする請求項１０又は１１に記載のデータ通信システム。
【請求項１３】
前記各データ通信装置は、他のデータ通信装置より送信された時限データを前記中継装置を介して受信し、受信した時限データに対する受信確認を前記時限データを送信したデータ通信装置に対して前記中継装置を介して送信することを特徴とする請求項１０〜１２のいずれかに記載のデータ通信システム。
【請求項１４】
前記各データ通信装置は、一定の時間内に他のデータ通信装置の全てに到達させることが必要とされない非時限データを、前記時限データを送信していない間に前記中継装置に送信可能とすることを特徴とする請求項６又は１０に記載のデータ通信システム。
【請求項１５】
複数のデータ通信装置と、前記複数のデータ通信装置間のデータ通信を中継する中継装置とを用い、
前記複数のデータ装置間に隣接関係を形成し、前記複数のデータ装置間でデータを二方向で巡回させるデータ通信方法であって、
各データ通信装置に、
自己が発信する自発信データを、自己の両隣に位置するデータ通信装置を宛先として前記中継装置に対して送信させ、
前記自発信データ以外の他発信データを自己の両隣の一方に位置するデータ通信装置より前記中継装置を介して受信させ、受信した前記他発信データと同一のデータを既に受信しているか否かを判断させ、受信した前記他発信データと同一のデータを受信していない場合に、受信した前記他発信データを自己の両隣の他方に位置するデータ通信装置を宛先として当該データを前記中継装置に対して送信させ、受信した前記他発信データと同一のデータを既に受信している場合に、受信した前記他発信データを前記中継装置に対して送信させないことを特徴とするデータ通信方法。
【請求項１６】
複数のデータ通信装置と、前記複数のデータ通信装置間のデータ通信を中継する中継装置とを用い、
前記複数のデータ装置間に隣接関係を形成し、前記複数のデータ装置間でデータを二方向で巡回させるデータ通信方法であって、
各データ通信装置に、
自己が発信する自発信データを、自己の両隣に位置するデータ通信装置を宛先として前記中継装置に対して送信させ、
自己の両隣の一方に位置するデータ通信装置より前記中継装置を介していずれかのデータを受信させ、受信したデータが前記自発信データであるか前記自発信データ以外の他発信データかを判断させ、受信したデータが前記他発信データである場合には、受信した前記他発信データを自己の両隣の他方に位置するデータ通信装置を宛先として前記中継装置に対して送信させ、受信したデータが前記自発信データである場合には、受信した前記自発信データを前記中継装置に対して送信させないことを特徴とするデータ通信方法。
【請求項１７】
複数のデータ通信装置と、前記複数のデータ通信装置間のデータ通信を中継する中継装置とを用いるデータ通信方法であって、
各データ通信装置に、一定の時間内に他のデータ通信装置の全てに到達させることが必要な時限データを、前記各データ通信装置に前記時限データの送信を指示する送信指示に同期して、一定の周期ごとに前記中継装置を介して前記他のデータ通信装置に対して送信させ、
前記中継装置に、各データ通信装置より受信した時限データを、前記時限データを送信したデータ通信装置以外の他のデータ通信装置の全てに対して同報送信させることを特徴とするデータ通信方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、イーサネットスイッチングハブ装置を用いた産業用ネットワークにおいてリアルタイム通信を実現する方式に関するものであり、特にサイクリック伝送方式に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
イーサネットハブ装置を用いた産業用リアルタイムネットワークを実現するための技術として特開２０００−９２１０９がある。特開２０００−９２１０９によれば、図２５に示すように、全二重イーサネットハブ装置１３０１に周回タイマー部１３０９、送信時間カウント部１３０８、伝送監視部１３１０、ポーズフレーム生成部１３１１などの特殊な機能を新たに組み込む方法が開示されている。
また、イーサネットハブ装置を用いた産業用リアルタイムネットワークを実現するために、例えばＪＯＰ−１００１「ＦＬ−ｎｅｔプロトコル仕様書」によれば、図２６に示すように、イーサネットのインタフェースを備えた局装置１４０１ａ〜ｄからなる産業用ネットワークにおいて、局装置間でトークンを巡回させ、トークン１４０２を保持している局装置１４０１のみがデータの送信権を得る方法が開示されている。
【０００３】
次に動作について説明する。特開２０００−９２１０９によれば、周回タイマー部１３０９は１回周期時間を出力し、送信時間カウント部１３０８は全二重イーサネットハブ装置１３０１に接続された各局装置１３０２ａ〜ｄのデータ送信時間をカウントする。伝送監視部１３１０は周回タイマー部１３０９から出力される１回周期時間を元に各局装置１３０２ａ〜ｄに均等に割り当てる許容データ送信時間を算出し、この許容データ送信時間と送信時間カウント部１３０８によってカウントされたデータ送信時間を比較する。
そして、データ送信時間が許容データ送信時間を超えた時には、ポーズフレーム生成部１３１１が当該局装置に対するＩＥＥＥ８０２．３ｘに準拠したポーズフレーム（ポーズ時間が１回周期時間以上）を生成し、送出する。これにより、当該局装置はデータの送信と停止する。
１回周期時間を経過すると周回タイマー部１３０９は新たに１回周期時間を出力するため、新たに各局装置１３０２ａ〜ｄに許容データ送信時間が与えられる。この時、全二重イーサネットハブ装置１３０１はポーズフレームを送出した局に対してポーズ時間を０に設定したポーズフレームを送出するので、送信を停止していた局装置は再度データ送信が可能となる。
【０００４】
一方、ＪＯＰ−１００１「ＦＬ−ｎｅｔプロトコル仕様書」によれば、産業用ネットワークに接続された局装置１４０１ａ〜ｄは、トークンを所有している時に限り、非リアルタイム通信であるメッセージ伝送を１フレームだけ行い、その後リアルタイム通信であるサイクリック伝送を行う。この時、サイクリック伝送の最後のフレームにトークン１４０２を付加して送信する。
１：１のメッセージ伝送時にはユニキャストを用い、１：Ｎのメッセージ伝送時にはブロードキャストを用いる。  そして、サイクリック伝送（トークン１４０２の送信を含む）にはブロードキャストを用いる。ブロードキャストでサイクリックデータとトークン１４０２を受信した各局装置１４０１ａ〜ｄは、共有メモリ領域にサイクリックデータを格納し、次にトークン１４０２を受け取ることになっている局装置１４０１だけがトークン１４０２を所有する。トークン１４０２を所有する順番は、事前に決まっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の特開２０００−９２１０９では、イーサネットハブ装置を用いた産業用リアルタイムネットワークを実現するためには、特開２０００−９２１０９記載の機能を備えた特殊な全二重イーサネットハブ装置を用いる必要があった。そのため、既製の全二重イーサネットハブ装置を用いることができず、全二重イーサネットハブ装置の導入コストがかさむという問題があった。
一方、ＦＬ−ｎｅｔでは、トークンを所有している局装置のみが送信権を有するため、トークンを所有していない他局装置はデータ送信を行えないため、効率が悪い。
【０００６】
本発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、既製の汎用的なイーサネットスイッチングハブを用い、各局装置のＴＣＰ／ＩＰプロトコルスタック上でソフトウェア的に効率の良い産業用リアルタイムネットワークを構築する。産業用リアルタイムネットワークに必要な機能をＴＣＰ／ＩＰプロトコルスタック上に、つまりアプリケーション層に構築するため、導入コストを抑えることが可能である上に、産業用機器と一般のパソコンが混在した環境に導入することが可能となる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るデータ通信システムは、複数のデータ通信装置と、前記複数のデータ通信装置間のデータ通信を中継する中継装置とを有し、
前記中継装置を介して前記複数のデータ装置間でデータを二方向で巡回させる巡回経路を構成するデータ通信システムであって、
各データ通信装置は、
自己が発信する自発信データを、前記巡回経路において自己の両隣に位置するデータ通信装置を宛先として前記中継装置に対して送信し、
前記自発信データ以外の他発信データを前記巡回経路において自己の両隣の一方に位置するデータ通信装置より前記中継装置を介して受信し、受信した前記他発信データを前記巡回経路において自己の両隣の他方に位置するデータ通信装置を宛先として前記中継装置に対して送信することを特徴とする。
【０００８】
前記中継装置は、
前記自発信データを受信した場合に、前記巡回経路において前記自発信データを送信した自発信データ通信装置の両隣に位置するデータ通信装置に対して受信した前記自発信データを送信し、
前記巡回経路において前記自発信データ通信装置の両隣に位置する隣接データ通信装置の各々は、
前記巡回経路において自己の両隣の一方に位置する前記自発信データ通信装置より送信された前記自発信データを前記他発信データとして前記中継装置より受信し、受信した前記他発信データを前記巡回経路において自己の両隣の他方に位置するデータ通信装置を宛先として前記中継装置に対して送信し、
前記中継装置は、
各隣接データ通信装置より前記他発信データを受信した場合に、前記巡回経路において前記各隣接データ通信装置の両隣に位置するデータ通信装置のうち前記自発信データ通信装置以外のデータ通信装置に対して前記他発信データを送信することを特徴とする。
【０００９】
前記各データ通信装置は、前記自発信データとして、一定の時間内に他のデータ通信装置の全てに到達させることが必要な時限データを一定の周期ごとに前記中継装置に対して送信することを特徴とする。
【００１０】
前記データ通信システムは、前記中継装置をイーサネットスイッチングハブとし、前記各データ通信装置をイーサネット用インターフェイスを備えたデータ通信装置とするイーサネットデータ通信システムであることを特徴とする。
【００１１】
前記各データ通信装置は、前記巡回経路において自己の両隣の一方に位置するデータ通信装置より前記中継装置を介して受信した前記他発信データが既に受信している既受信データと同一である場合は、受信した前記他発信データを前記中継装置に対して送信しないことを特徴とする。
【００１２】
前記各データ通信装置は、前記巡回経路において自己の両隣の一方に位置するデータ通信装置より前記中継装置を介して前記自発信データを受信した場合は、受信した前記自発信データを前記中継装置に対して送信しないことを特徴とする。
【００１３】
前記各データ通信装置は、他のデータ通信装置との間で非同期に前記自発信データを前記中継装置に対して送信することを特徴とする。
【００１４】
前記各データ通信装置は、前記各データ通信装置に前記自発信データの送信を指示する送信指示に同期して前記自発信データを前記中継装置に対して送信することを特徴とする。
【００１５】
前記各データ通信装置は、前記巡回経路において自己の両隣の一方に位置するデータ通信装置より前記中継装置を介して前記他発信データを受信した場合に、前記他発信データの受信に対する受信確認を前記巡回経路において自己の両隣の一方に位置するデータ通信装置に対して送信することを特徴とする。
【００１６】
この発明に係るデータ通信システムは、複数のデータ通信装置と、前記複数のデータ通信装置間のデータ通信を中継する中継装置とを有するデータ通信システムであって、
各データ通信装置は、一定の時間内に他のデータ通信装置の全てに到達させることが必要な時限データを一定の周期ごとに前記中継装置を介して前記他のデータ通信装置に対して送信し、
前記中継装置は、各データ通信装置より受信した時限データを、前記時限データを送信したデータ通信装置以外の他のデータ通信装置の全てに対して同報送信することを特徴とする。
【００１７】
前記データ通信システムは、前記中継装置をイーサネットスイッチングハブとし、前記各データ通信装置をイーサネット用インターフェイスを備えたデータ通信装置とするイーサネットデータ通信システムであることを特徴とする。
【００１８】
前記複数のデータ通信装置の少なくとも一つのデータ通信装置は、障害検出のための障害検出データを送信し、
前記中継装置は、前記複数のデータ通信装置に対して前記障害検出データを転送して前記障害検出データを前記複数のデータ通信装置間で巡回させることを特徴とする。
【００１９】
前記各データ通信装置は、前記各データ通信装置に前記時限データの送信を指示する送信指示に同期して前記時限データを前記中継装置に対して送信することを特徴とする。
【００２０】
前記各データ通信装置は、他のデータ通信装置より送信された時限データを前記中継装置を介して受信し、受信した時限データに対する受信確認を前記時限データを送信したデータ通信装置に対して前記中継装置を介して送信することを特徴とする。
【００２１】
前記各データ通信装置は、一定の時間内に他のデータ通信装置の全てに到達させることが必要とされない非時限データを、前記時限データを送信していない間に前記中継装置に送信することを特徴とする。
【００２２】
この発明に係るデータ通信方法は、複数のデータ通信装置と、前記複数のデータ通信装置間のデータ通信を中継する中継装置とを用い、
前記複数のデータ装置間に隣接関係を形成し、前記複数のデータ装置間でデータを二方向で巡回させるデータ通信方法であって、
各データ通信装置は、
自己が発信する自発信データを、自己の両隣に位置するデータ通信装置を宛先として前記中継装置に対して送信し、
前記自発信データ以外の他発信データを自己の両隣の一方に位置するデータ通信装置より前記中継装置を介して受信し、受信した前記他発信データを自己の両隣の他方に位置するデータ通信装置を宛先として前記中継装置に対して送信することを特徴とする。
【００２３】
前記中継装置は、
前記自発信データを受信した場合に、前記自発信データを送信した自発信データ通信装置の両隣に位置するデータ通信装置に対して受信した前記自発信データを送信し、
前記自発信データ通信装置の両隣に位置する隣接データ通信装置の各々は、
自己の両隣の一方に位置する前記自発信データ通信装置より送信された前記自発信データを前記他発信データとして前記中継装置より受信し、受信した前記他発信データを自己の両隣の他方に位置するデータ通信装置を宛先として前記中継装置に対して送信し、
前記中継装置は、
各隣接データ通信装置より前記他発信データを受信した場合に、前記各隣接データ通信装置の両隣に位置するデータ通信装置のうち前記自発信データ通信装置以外のデータ通信装置に対して前記他発信データを送信することを特徴とする。
【００２４】
前記各データ通信装置は、前記自発信データとして、一定の時間内に他のデータ通信装置の全てに到達させることが必要な時限データを一定の周期ごとに前記中継装置に対して送信することを特徴とする。
【００２５】
この発明に係るデータ通信方法は、複数のデータ通信装置と、前記複数のデータ通信装置間のデータ通信を中継する中継装置とを用いるデータ通信方法であって、
各データ通信装置は、一定の時間内に他のデータ通信装置の全てに到達させることが必要な時限データを一定の周期ごとに前記中継装置を介して前記他のデータ通信装置に対して送信し、
前記中継装置は、各データ通信装置より受信した時限データを、前記時限データを送信したデータ通信装置以外の他のデータ通信装置の全てに対して同報送信することを特徴とする。
【００２６】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は本実施の形態に係るデータ通信システムを示す物理的システム構成図である。
図１において、１０２ａ〜ｄはイーサネットのインタフェースを備えた産業用機器やパソコンなどの局装置（データ通信装置）であり、１０１は複数の局装置１０２ａ〜ｄを収容するイーサネットスイッチングハブ（中継装置）であり、スイッチングハブ装置１０１と局装置１０２ａ〜ｄ間は、ＳＴＰ（Ｓｈｉｅｌｄｅｄ  Ｔｗｉｓｔ  Ｐａｉｒ  ｃａｂｌｅ）やＵＴＰ（Ｕｎｓｈｉｅｌｄｅｄ  Ｔｗｉｓｔ  Ｐａｉｒ  ｃａｂｌｅ）などの各種通信ケーブル１０３ａ〜ｄで接続されている。各局装置１０２ａ〜ｄは、スイッチングハブ装置１０１を中心としたスター型ネットワークを構成する。
【００２７】
各局装置１０２ａ〜ｄは、局装置間でメモリ空間を共有するために、周期的に自局装置のメモリ空間を他局装置に伝達するサイクリック伝送と、不定期に他局と情報交換を行うトランジェント伝送を行う。
サイクリック伝送は、コンスタントにネットワーク資源を必要とし、かつ一定の時間内に通信を完了することを必要とするリアルタイム通信である。
一方、トランジェント伝送は、バースト的にネットワーク資源を必要とし、一定の時間内での通信の完了を必要としない非リアルタイム通信である。
サイクリック伝送にて伝達される情報をサイクリックデータ（時限データ）と呼び、このサイクリックデータを高周期で通信する高速サイクリック伝送と、サイクリックデータを低周期で通信する低速サイクリック伝送がある。
また、トランジェント伝送にて伝達される情報をトランジェントデータ（非時限データ）と呼ぶ。
【００２８】
スイッチングハブ装置１０１は、既製のイーサネット用スイッチングハブである。ここで、ＩＥＥＥ８０２．３ｘに準拠し全二重通信をサポートするイーサネット用スイッチングハブ装置１０１と、ＩＥＥＥ８０２．３ｘに準拠した全二重通信機能をサポートするイーサネットのインタフェースを備えた局装置１０２ａ〜ｄを用いる場合には、スイッチングハブ装置１０１と各局装置１０２ａ〜ｄ間で全二重通信を行うことができる。そのため、スイッチングハブ装置１０１から局装置１０２へ向かうデータと局装置１０２からスイッチングハブ装置１０１へ向かうデータが通信ケーブル１０３上における衝突を回避することが可能である。
【００２９】
次に、動作について説明する。
図２は、サイクリック伝送を行う際にスイッチングハブ装置１０１と局装置１０２ａ〜ｄによって構成される論理的システム構成図である。本システム構成は主に、低速サイクリックデータの伝送に用いる。
本サイクリック伝送用のシステム構成では、各局装置１０２ａ〜ｄを時計回りにサイクリックデータを送信する経路２０１ａ〜ｄと反時計回りにサイクリックデータを送信する経路２０２ａ〜ｄからなる論理的な双方向リング（巡回経路）を形成する。
本実施の形態では、サイクリックデータを時計回りに巡回させる場合において、ある局装置から見て手前の局装置を前局、先の局装置を次局と呼ぶ。つまり局装置１０２ａを中心に見た時、局装置１０２ｄを前局、局装置１０２ｂを次局と呼ぶ。
【００３０】
本実施の形態におけるサイクリック伝送の基本手順を以下に説明する。
（１）．  各局装置１０２ａ〜ｄは、各局非同期に一定周期毎にサイクリックデータを前局と次局に送出する。
（２）．  隣局からサイクリックデータを受信した場合、Ａｃｋを返す。
（３）．  受信したサイクリックデータが新しいものであれば、データを格納した後、隣の局に転送する。受信したサイクリックデータが以前に受信したサイクリックデータと同一、もしくは以前に受信したサイクリックデータより古いものであれば破棄する。
（１）は自局より発信するサイクリックデータを送信する処理であり、（２）、（３）は他局から発信されたサイクリックデータを転送する処理である。そのため、（１）と（２）、（３）は並行に処理される。
【００３１】
図３〜５は、局装置１０２ａから送出されるサイクリックデータの挙動を示した図である。以下に図３〜５を用い、局装置１０２ａから送出されるサイクリックデータの挙動を説明する。
（１）．  まず、図３（ａ）に示すように、局装置１０２ａは次局１０２ｂにサイクリックデータを送信する（３０１）。
具体的には、局装置１０２ａは、スイッチングハブ装置１０１にサイクリックデータを送信し、スイッチングハブ装置が、受信したサイクリックデータを次局１０２ｂへ転送する。
（２）．  次に、図３（ｂ）に示すように、局装置１０２ｂは、局装置１０２ａのサイクリックデータを受信し、局装置１０２ａにＡｃｋを返す（３０２）。この時、局装置１０２ｂは、受信した局装置１０２ａのサイクリックデータを保存する。
一方、局装置１０２ａは前局１０２ｄにサイクリックデータを送信する（３０３）。なお、図３（ａ）、（ｂ）では、局装置１０２ｂと局装置１０２ｄに対して異なるタイミングでサイクリックデータを送信することとしているが、これは説明の便宜のためであり、実際には局装置１０２ｂと局装置１０２ｄに対してほぼ同時にサイクリックデータを送信する。
（３）．  次に、図４（ａ）に示すように、局装置１０２ｂは次局１０２ｃに局装置１０２ａのサイクリックデータを送信する（３０４）。
一方、局装置１０２ｄは、局装置１０２ａのサイクリックデータを受信し、局装置１０２ａにＡｃｋを返す（３０５）。この時、局装置１０２ｄは、受信した局装置１０２ａのサイクリックデータを保存する。
（４）．  次に、図４（ｂ）に示すように、局装置１０２ｃは、局装置１０２ａのサイクリックデータを局装置１０２ｂより受信し、局装置１０２ｂにＡｃｋを返す（３０６）。この時、局装置１０２ｃは、受信した局装置１０２ａのサイクリックデータを保存する。
一方、局装置１０２ｄは前局１０２ｃにサイクリックデータを送信する（３０７）。
（５）．  次に、図５（ａ）に示すように、局装置１０２ｃは次局１０２ｄに局装置１０２ａのサイクリックデータを送信する（３０８）。
一方、局装置１０２ｃは、局装置１０２ａのサイクリックデータを局装置１０２ｄより受信し、局装置１０２ｄにＡｃｋを返す（３０９）。
この時、局装置１０２ｃは既に同一の局装置１０２ａのサイクリックデータを受信しているため、局装置１０２ｄより受信した局装置１０２ａのサイクリックデータを局装置１０２ｂに転送せずに破棄する。
（６）．  次に、図５（ｂ）に示すように、局装置１０２ｄは、局装置１０２ａのサイクリックデータを局装置１０２ｃから受信し、局装置１０２ｃにＡｃｋを返す（３１０）。
この時、局装置１０２ｄは既に同一の局装置１０２ａのサイクリックデータを受信しているため、局装置１０２ｃより受信した局装置１０２ａのサイクリックデータを転送せずに破棄する。
上記と同様の事が、各局装置１０２ａ〜ｄから送出されるサイクリックデータ全てに対して並行に起こる。
【００３２】
本サイクリック伝送において、各局装置は、送信したサイクリックデータに対するＡｃｋを必ず受信するが、送信したサイクリックデータに対するＡｃｋを数回連続して受信しなかった場合には、送信先の局装置１０２もしくはスイッチングハブ装置１０１と送信先の局装置１０２間の通信ケーブル１０３に障害が発生していると判断する。
またトランジェント伝送を行う場合には、本サイクリック伝送が行われていない間に行う。
【００３３】
本サイクリック伝送において、使用する通信プロトコルはＴＣＰ／ＩＰでもＵＤＰ／ＩＰでもかまわない。ただし、ＴＣＰ／ＩＰの場合には、サイクリックデータに対するＡｃｋをＴＣＰ／ＩＰのＡｃｋに置き換えることが可能である。
【００３４】
以上のように、複数の局装置とスイッチングハブとで構成される産業用イーサネットＬＡＮにおいて、局装置間で論理的双方向リングを構成してサイクリックデータを双方向に循環させ、隣局から届いたサイクリックデータが２度目に受信したものであれば、もう一方の隣局へ転送せずに破棄することにより、リアルタイム通信を行うサイクリック伝送と非リアルタイム通信を行うトランジェント伝送を行い、さらに局装置の障害を検知することが可能となる。
【００３５】
なお、本実施の形態においては、データ通信システムに関する説明を行ったが、上記と同様の処理により本発明に係るデータ通信方法も実現することができる。
【００３６】
実施の形態２．
次に、実施の形態２に係るデータ通信システムについて説明する。
本実施の形態では、実施の形態１と同様図２のような論理的システム構成を取り、主として低速サイクリックデータを伝送するために用いる。
本実施の形態におけるサイクリック伝送の基本手順を以下に説明する。
（１）．  各局装置１０２ａ〜ｄは、各局非同期に一定周期毎にサイクリックデータを前局と次局に送出する。
（２）．  サイクリックデータを受信した場合には、自局装置から送出されたサイクリックデータであるかをチェックし、自局装置以外から送出されたサイクリックデータであれば、受信したサイクリックデータを格納した後、隣局に転送する。また、自局装置から送出されたサイクリックデータであれば、受信したサイクリックデータを破棄する。
（１）は自局のサイクリックデータを送信する処理であり、（２）は他局から渡ってきたサイクリックデータに対して行う処理である。そのため、（１）と（２）は並行に処理される。
【００３７】
図６〜８は、局装置１０２ａから送出されるサイクリックデータの挙動を示した図である。以下に図６〜８を用い、局装置１０２ａから送出されるサイクリックデータの挙動を説明する。
（１）．  先ず、図６（ａ）に示すように、局装置１０２ａは次局１０２ｂにサイクリックデータを送信する（４０１）。
（２）．  次に、図６（ｂ）に示すように、局装置１０２ａは前局１０２ｄにサイクリックデータを送信する（４０２）。
一方、局装置１０２ｂは、局装置１０２ａのサイクリックデータを受信し、次局１０２ｃに局装置１０２ａのサイクリックデータを送信する（４０３）。この時、局装置１０２ｂは、受信した局装置１０２ａのサイクリックデータを保存する。
（３）．  次に、図７（ａ）に示すように、局装置１０２ｄは、局装置１０２ａのサイクリックデータを受信し、前局１０２ｃに局装置１０２ａのサイクリックデータを送信する（４０４）。この時、局装置１０２ｄは、受信した局装置１０２ａのサイクリックデータを保存する。
一方、局装置１０２ｃは、局装置１０２ａのサイクリックデータを受信し、次局１０２ｄに局装置１０２ａのサイクリックデータを送信する（４０５）。この時、局装置１０２ｃは、受信した局装置１０２ａのサイクリックデータを保存する。
（４）．  次に、図７（ｂ）に示すように、局装置１０２ｃは、局装置１０２ａのサイクリックデータを受信し、前局１０２ｂに局装置１０２ａのサイクリックデータを送信する（４０６）。この時、局装置１０２ｃは、既に一度局装置１０２ａのサイクリックデータを受信しているので、再度受信した局装置１０２ａのサイクリックデータを保存してもかまわないし、そのまま破棄してもかまわない。
一方、局装置１０２ｄは、局装置１０２ａのサイクリックデータを受信し、次局１０２ａに局装置１０２ａのサイクリックデータを送信する（４０７）。この時、局装置１０２ｄは、既に一度局装置１０２ａのサイクリックデータを受信しているので、再度受信した局装置１０２ａのサイクリックデータを保存してもかまわないし、そのまま破棄してもかまわない。そして、局装置１０２ａは、局装置１０２ａのサイクリックデータを受信し、自局サイクリックデータを受信したので、これを破棄する。
（５）．  次に、図８に示すように、局装置１０２ｂは、局装置１０２ａのサイクリックデータを受信し、前局１０２ａに局装置１０２ａのサイクリックデータを送信する（４０８）。この時、局装置１０２ｂは、既に一度局装置１０２ａのサイクリックデータを受信しているので、再度受信した局装置１０２ａのサイクリックデータを保存してもかまわないし、そのまま破棄してもかまわない。そして、局装置１０２ａは、局装置１０２ａのサイクリックデータを受信し、自局サイクリックデータを受信したので、これを破棄する。
上記と同様の事が、各局装置１０２ａ〜ｄから送出されるサイクリックデータ全てに対して並行に起こる。
【００３８】
本サイクリック伝送において、サイクリックデータを送出した局装置が数回連続して送出した自局サイクリックデータを１回乃至２回受信しない場合には、サイクリック伝送経路上のいずれかの局装置１０２もしくはスイッチングハブ装置１０１と局装置１０２間の通信ケーブル１０３に障害が発生していると判断する。
またトランジェント伝送を行う場合には、本サイクリック伝送が行われていない間に行う。
【００３９】
本サイクリック伝送において、使用する通信プロトコルはＴＣＰ／ＩＰでもＵＤＰ／ＩＰでもかまわない。
【００４０】
以上のように、複数の局装置とスイッチングハブとで構成される産業用イーサネットＬＡＮにおいて、局装置間で論理的双方向リングを構成してサイクリックデータを双方向に循環させ、隣局から届いたサイクリックデータが他局装置のサイクリックデータであれば必ずもう一方の隣局へ転送し、隣局から届いたサイクリックデータが自局装置のサイクリックデータであれば破棄をすることにより、リアルタイム通信を行うサイクリック伝送と非リアルタイム通信を行うトランジェント伝送を行い、さらに局装置の障害を検知することが可能となる。
【００４１】
なお、本実施の形態においては、データ通信システムに関する説明を行ったが、上記と同様の処理により本発明に係るデータ通信方法も実現することができる。
【００４２】
実施の形態３．
次に、実施の形態３に係るデータ通信システムについて説明する。
図９は、サイクリック伝送を行う際にスイッチングハブ装置１０１と局装置１０２によって構成される論理的システム構成図である。図９に示すシステム構成は、主として低速サイクリックデータの伝送に用いられる。
本サイクリック伝送用のシステム構成では、局装置の中でトリガーを発生する局装置をマスター局（図９では局装置１０２ａ）と呼び、マスター局（局装置１０２ａ）と各局装置間１０２ｂ〜ｄに確立されたトリガーを伝送する経路５０１と、各局装置１０２ａ〜ｄを時計回りにサイクリックデータを送信するための経路５０２ａ〜ｄと反時計回りにサイクリックデータを送信するための経路５０３ａ〜ｄからなる論理的な双方向リングを形成する。
なお、トリガーとは、各局装置１０２ａ〜ｄに対してサイクリックデータの送信を指示する送信指示のことである。
また、本実施の形態では、サイクリックデータを時計回りに巡回させる場合において、ある局装置から見て手前の局装置を前局、先の局装置を次局と呼ぶ。つまり局装置１０２ａを中心に見た時、局装置１０２ｄを前局、局装置１０２ｂを次局と呼ぶ。
【００４３】
本実施の形態におけるサイクリック伝送の基本手順を以下に説明する。
（１）．  マスター局は一定周期毎にトリガーを同報通知する。
（２）．  マスター局からトリガーを受けた各局装置１０２ａ〜ｄは、トリガーと同期して定期的に自局が発信するサイクリックデータを前局と次局に送出する。
（３）．  隣局からサイクリックデータを受信した場合、Ａｃｋを返す。
（４）．  受信したサイクリックデータが新しいものであれば、データを格納した後、隣局に転送する。受信したサイクリックデータが以前に受信したサイクリックデータと同一、もしくは以前に受信したサイクリックデータより古いものであれば破棄する。
（１）、（２）は自局が発信するサイクリックデータを送信する処理であり、（３）、（４）は他局より発信されたサイクリックデータを転送する処理である。そのため、（１）、（２）と（３）、（４）は並行に処理される。
【００４４】
図１０〜１３は、マスター局を局装置１０２ａとし、局装置１０２ａから送出されるサイクリックデータの挙動を示した図である。以下に図１０〜１３を用い、局装置１０２ａから送出されるサイクリックデータの挙動を説明する。
（１）．  先ず、図１０（ａ）に示すように、マスター局（局装置１０２ａ）は、各局装置１０２ａ〜ｄにトリガーを送信する（６０１）。
（２）．  次に、図１０（ｂ）に示すように、トリガーを受け、局装置１０２ａは次局１０２ｂにサイクリックデータを送信する（６０２）。
（３）．  次に、図１１（ａ）に示すように、局装置１０２ｂは、局装置１０２ａのサイクリックデータを受信し、局装置１０２ａにＡｃｋを返す（６０３）。この時、局装置１０２ｂは、受信した局装置１０２ａのサイクリックデータを保存する。
一方、局装置１０２ａは前局１０２ｄにサイクリックデータを送信する（６０４）。
（４）．  次に、図１１（ｂ）に示すように、局装置１０２ｂは次局１０２ｃに局装置１０２ａのサイクリックデータを送信する（６０５）。
一方、局装置１０２ｄは、局装置１０２ａのサイクリックデータを受信し、局装置１０２ａにＡｃｋを返す（６０６）。この時、局装置１０２ｄは、受信した局装置１０２ａのサイクリックデータを保存する。
（５）．  次に、図１２（ａ）に示すように、局装置１０２ｃは、局装置１０２ａのサイクリックデータを受信し、局装置１０２ｂにＡｃｋを返す（６０７）。この時、局装置１０２ｃは、受信した局装置１０２ａのサイクリックデータを保存する。
一方、局装置１０２ｄは前局１０２ｃにサイクリックデータを送信する（６０８）。
（６）．  次に、図１２（ｂ）に示すように、局装置１０２ｃは次局１０２ｄに局装置１０２ａのサイクリックデータを送信する（６０９）。
一方、局装置１０２ｃは、局装置１０２ａのサイクリックデータを受信し、局装置１０２ｄにＡｃｋを返す（６１０）。この時、局装置１０２ｃは既に同一の局装置１０２ａのサイクリックデータを受信しているため、受信した局装置１０２ａのサイクリックデータ破棄する。
（７）．  次に、図１３に示すように、局装置１０２ｄは、局装置１０２ａのサイクリックデータを受信し、局装置１０２ｃにＡｃｋを返す（６１１）。この時、局装置１０２ｄは既に同一の局装置１０２ａのサイクリックデータを受信しているため、受信した局装置１０２ａのサイクリックデータ破棄する。
上記（２）〜（７）と同様の事が、各局装置１０２ａ〜ｄから送出されるサイクリックデータ全てに対して並行に起こる。
【００４５】
本サイクリック伝送において、各局装置１０２ａ〜ｄは、送信したサイクリックデータに対するＡｃｋを必ず受信するが、送信したサイクリックデータに対するＡｃｋを数回連続して受信しなかった場合には、送信先の局装置１０２もしくはスイッチングハブ装置１０１と送信先の局装置１０２間の通信ケーブル１０３に障害が発生していると判断する。
また、トランジェント伝送を行う場合には、本サイクリック伝送が行われていない間に行う。
【００４６】
また、マスター局（局装置１０２ａ）はサイクリックデータを送信する一周期ごとにトリガーを発生してもよいし、数周期間隔でトリガーを発生してもよい。トリガーが一周期毎に発生する場合には、各局装置１０２ａ〜ｄはこのトリガーを受信する度にサイクリック伝送を行う。一方、数周期間隔でトリガーが発生する場合には、各局装置１０２ａ〜ｄはトリガーを受信する度にサイクリック伝送を行うのはもちろんの事、トリガーとトリガーの間では各局装置１０２ａ〜ｄそれぞれが独自に一周期間隔をカウントしてサイクリック伝送を行う。この場合、トリガーは各局装置１０２ａ〜ｄの周期のずれを合わすのが主な役割となる。
【００４７】
さらに、各局装置１０２ａ〜ｄは、トリガーを受信したと同時にサイクリック伝送を行ってもかまわないし、トリガーを受信してからそれぞれ微小間隔（１周期より小さくなければならない）待ってからサイクリック伝送を行ってもかまわない。微小間隔待ってからサイクリック伝送を行うと、スイッチングハブにかかる瞬間的な負荷を軽減することができる。
【００４８】
本サイクリック伝送において、使用する通信プロトコルはＴＣＰ／ＩＰでもＵＤＰ／ＩＰでもかまわない。ただし、トリガーに関しては各局装置１０２ａ〜ｄに同時に届くことが好ましく、ＵＤＰ／ＩＰを用いるのが自然である。ＴＣＰ／ＩＰの場合には、サイクリックデータに対するＡｃｋをＴＣＰ／ＩＰのＡｃｋに置き換えることが可能である。
【００４９】
以上のように、複数の局装置とスイッチングハブとで構成される産業用イーサネットＬＡＮにおいて、ある局装置からトリガーを同報通知により送出し、トリガーを受信したタイミングで局装置間に形成された論理的双方向リングを用いてサイクリックデータを双方向に循環させ、隣局から届いたサイクリックデータが２度目に受信したものであれば、もう一方の隣局へ転送せずに破棄することにより、リアルタイム通信を行うサイクリック伝送と非リアルタイム通信を行うトランジェント伝送を行い、さらに局装置の障害を検知することが可能となる。
【００５０】
なお、本実施の形態においては、データ通信システムに関する説明を行ったが、上記と同様の処理により本発明に係るデータ通信方法も実現することができる。
【００５１】
実施の形態４．
次に、実施の形態４に係るデータ通信システムについて説明する。
本実施の形態では、実施の形態３と同様図９のような論理的システム構成を取る。
本実施の形態におけるサイクリック伝送の基本手順を以下に説明する。
（１）．  マスター局は一定周期毎にトリガーを同報通知する。
（２）．  マスター局からトリガーを受けた各局装置１０２ａ〜ｄは、トリガーと同期して定期的にサイクリックデータを前局と次局に送出する。
（３）．  サイクリックデータを受信した場合には、自局装置から送出されたサイクリックデータであるかをチェックし、自局装置以外から送出されたサイクリックデータであれば、受信したサイクリックデータを格納した後、隣局に転送する。また、自局装置から送出されたサイクリックデータであれば、受信したサイクリックデータを破棄する。
（１）、（２）は自局が発信するサイクリックデータを送信する処理であり、（３）は他局から渡ってきたサイクリックデータに対して行う処理である。そのため、（１）、（２）と（３）は並行に処理される。
【００５２】
図１４〜１６は、マスター局を局装置１０２ａとし、局装置１０２ａから送出されるサイクリックデータの挙動を示した図である。以下に図１４〜１６を用い、局装置１０２ａから送出されるサイクリックデータの挙動を説明する。
（１）．  先ず、図１４（ａ）に示すように、マスター局（局装置１０２ａ）は、各局装置１０２ａ〜ｄにトリガーを送信する（７０１）。
（２）．  次に、図１４（ｂ）に示すように、トリガーを受け、局装置１０２ａは次局１０２ｂにサイクリックデータを送信する（７０２）。
（３）．  次に、図１５（ａ）に示すように、局装置１０２ａは前局１０２ｄにサイクリックデータを送信する（７０３）。
一方、局装置１０２ｂは、局装置１０２ａのサイクリックデータを受信し、次局１０２ｃに局装置１０２ａのサイクリックデータを送信する（７０４）。この時、局装置１０２ｂは、受信した局装置１０２ａのサイクリックデータを保存する。
（４）．  次に、図１５（ｂ）に示すように、局装置１０２ｄは、局装置１０２ａのサイクリックデータを受信し、前局１０２ｃに局装置１０２ａのサイクリックデータを送信する（７０５）。この時、局装置１０２ｄは、受信した局装置１０２ａのサイクリックデータを保存する。
一方、局装置１０２ｃは、局装置１０２ａのサイクリックデータを受信し、次局１０２ｄに局装置１０２ａのサイクリックデータを送信する（７０６）。この時、局装置１０２ｃは、受信した局装置１０２ａのサイクリックデータを保存する。
（５）．  次に、図１６（ａ）に示すように、局装置１０２ｃは、局装置１０２ａのサイクリックデータを受信し、前局１０２ｂに局装置１０２ａのサイクリックデータを送信する（７０７）。この時、局装置１０２ｃは、既に一度局装置１０２ａのサイクリックデータを受信しているので、再度受信した局装置１０２ａのサイクリックデータを保存してもかまわないし、そのまま破棄してもかまわない。
一方、局装置１０２ｄは、局装置１０２ａのサイクリックデータを受信し、次局１０２ａに局装置１０２ａのサイクリックデータを送信する（７０８）。この時、局装置１０２ｄは、既に一度局装置１０２ａのサイクリックデータを受信しているので、再度受信した局装置１０２ａのサイクリックデータを保存してもかまわないし、そのまま破棄してもかまわない。そして、局装置１０２ａは、局装置１０２ａのサイクリックデータを受信し、自局サイクリックデータを受信したので、これを破棄する。
（６）．  次に、図１６（ｂ）に示すように、局装置１０２ｂは、局装置１０２ａのサイクリックデータを受信し、前局１０２ａに局装置１０２ａのサイクリックデータを送信する（７０９）。この時、局装置１０２ｂは、既に一度局装置１０２ａのサイクリックデータを受信しているので、再度受信した局装置１０２ａのサイクリックデータを保存してもかまわないし、そのまま破棄してもかまわない。そして、局装置１０２ａは、局装置１０２ａのサイクリックデータを受信し、自局サイクリックデータを受信したので、これを破棄する。
【００５３】
上記（２）〜（７）と同様の事が、各局装置１０２ａ〜ｄから送出されるサイクリックデータ全てに対して並行に起こる。
【００５４】
本サイクリック伝送において、サイクリックデータを送出した局装置が数回連続して送出した自局サイクリックデータを１回乃至２回受信しない場合には、サイクリック伝送経路上のいずれかの局装置１０２もしくはスイッチングハブ装置１０１と局装置１０２間の通信ケーブル１０３に障害が発生していると判断する。
またトランジェント伝送を行う場合には、本サイクリック伝送が行われていない間に行う。
【００５５】
また、マスター局（局装置１０２ａ）はサイクリックデータを送信する一周期ごとにトリガーを発生してもよいし、数周期間隔でトリガーを発生してもよい。トリガーが一周期毎に発生する場合には、各局装置１０２ａ〜ｄはこのトリガーを受信する度にサイクリック伝送を行う。一方、数周期間隔でトリガーが発生する場合には、各局装置１０２ａ〜ｄはトリガーを受信する度にサイクリック伝送を行うのはもちろんの事、トリガーとトリガーの間では各局装置１０２ａ〜ｄそれぞれが独自に一周期間隔をカウントしてサイクリック伝送を行う。この場合、トリガーは各局装置１０２ａ〜ｄの周期のずれを合わすのが主な役割となる。
【００５６】
さらに、各局装置１０２ａ〜ｄは、トリガーを受信したと同時にサイクリック伝送を行ってもかまわないし、トリガーを受信してからそれぞれ微小間隔（１周期より小さくなければならない）待ってからサイクリック伝送を行ってもかまわない。微小間隔待ってからサイクリック伝送を行うと、スイッチングハブにかかる瞬間的な負荷を軽減することができる。
【００５７】
本サイクリック伝送において、使用する通信プロトコルはＴＣＰ／ＩＰでもＵＤＰ／ＩＰでもかまわない。ただし、トリガーに関しては各局装置１０２ａ〜ｄに同時に届くことが好ましく、ＵＤＰ／ＩＰを用いるのが自然である。
【００５８】
以上のように、複数の局装置とスイッチングハブとで構成される産業用イーサネットＬＡＮにおいて、ある局装置からトリガーを同報通知を送出し、トリガーを受信したタイミングで局装置間に形成された論理的双方向リングを用いてサイクリックデータを双方向に循環させ、隣局から届いたサイクリックデータが他局装置のサイクリックデータであれば必ずもう一方の隣局へ転送し、隣局から届いたサイクリックデータが自局装置のサイクリックデータであれば破棄をすることにより、リアルタイム通信を行うサイクリック伝送と非リアルタイム通信を行うトランジェント伝送を行い、さらに局装置の障害を検知することが可能となる。
【００５９】
なお、本実施の形態においては、データ通信システムに関する説明を行ったが、上記と同様の処理により本発明に係るデータ通信方法も実現することができる。
【００６０】
実施の形態５．
次に、実施の形態５に係るデータ通信システムについて説明する。
図１７は、サイクリック伝送を行う際にスイッチングハブ装置１０１と局装置１０２によって構成される論理的システム構成図である。本システム構成は、主として高速サイクリックデータの伝送に用いる。
本サイクリック伝送用のシステム構成では、各局装置１０２ａ〜ｄ間を巡回する障害検出用のトークン（障害検出データ）が伝送されるための経路８０１ａ〜ｄからなる論理的な単方向リングと、各局装置１０２ａ〜ｄ間でサイクリックデータが伝送されるための経路８０２ａ〜ｆからなる。サイクリックデータが流れる経路８０２ａ〜ｆは、各局装置間がメッシュ状に接続されるように確立される。
【００６１】
本実施の形態におけるサイクリック伝送の基本手順を以下に説明する。
（１）．  隣局からトークンを受信した場合、もう一方の隣局へトークンを転送する。
（２）．  各局装置１０２ａ〜ｄは、トークンの振る舞いとは無関係に一定周期毎にサイクリックデータを全ての他局に対して送出する。
（１）のトークンに関する処理と（２）のサイクリックデータに関する処理は独立している。そのため、（１）と（２）は並行に処理される。
【００６２】
図１８〜２０は、各局装置１０２ａ〜ｄ間を巡回するトークンと、局装置１０２ａから送出されるサイクリックデータの挙動を示した図である。
以下に図１８及び図１９を用い、各局装置１０２ａ〜ｄ間を巡回するトークンの挙動を説明する。
（１）．  図１８（ａ）に示すように、局装置１０２ａは、トークン保持している状態の時、隣局装置１０２ｂにトークンを送信する（９０１）。
（２）．  次に、図１８（ｂ）に示すように、局装置１０２ｂは、局装置１０２ａから送信されたトークンを受信し、局装置１０２ｃに転送する（９０２）。
（３）．  次に、図１９（ａ）に示すように、局装置１０２ｃは、局装置１０２ｂから送信されたトークンを受信し、局装置１０２ｄに転送する（９０３）。
（４）．  次に、図１９（ｂ）に示すように、局装置１０２ｄは、局装置１０２ｃから送信されたトークンを受信し、局装置１０２ａに転送する（９０４）。
本サイクリック伝送における初期時には、局装置１０２ａ〜ｄのいずれかがトークンを生成し、トークンの巡回を開始する。
【００６３】
また、以下に図２０を用い、局装置１０２ａから送出されるサイクリックデータの挙動を説明する。
（１）．  図２０に示すように、局装置１０２ａは、トークンとは非同期に、各局装置１０２ｂ〜ｄに対して一斉にサイクリックデータを送信する（９０５ａ〜ｃ）。
上記と同様の事が、各局装置１０２ａ〜ｄから送出されるサイクリックデータ全てに対して並行起こる。
またトランジェント伝送を行う場合には、本サイクリック伝送が行われていない間に行う。
【００６４】
本サイクリック伝送において、トークンは各局装置１０２ａ〜ｄの障害発生を検知するために巡回させる。そのため、トークンをＴＣＰ／ＩＰを用いて巡回させる場合には、隣局へトークンの送信を試み、トークンの送信に対するＴＣＰ／ＩＰのＡｃｋが戻って来なかった時点で隣局に障害が発生していることを検知する。
一方、トークンをＵＤＰ／ＩＰを用いて巡回させる場合には、トークンの受信に対してＡｃｋを送信元へ返すようにし、隣局へトークンの送信を試み、トークンの送信に対するＡｃｋが戻って来なかった時点で隣局に障害が発生していることを検知する。もしくは、トークンをＵＤＰ／ＩＰを用いて巡回させる場合には、ある一定時間（トークンが一巡するのに必要とする時間）以上トークンが巡回してこない場合には、いずれかの局装置において障害が発生したことを検知する。
【００６５】
また、サイクリックデータを各局装置１０２ａ〜ｄに送信する際にＴＣＰ／ＩＰとＵＤＰ／ＩＰのいずれを用いてもかまわない。ただし、ＴＣＰ／ＩＰやＵＤＰ／ＩＰのユニキャストを使用する場合には、各局装置１０２ａ〜ｄに対して一つ一つ送信しなければならない。
ＵＤＰ／ＩＰのブロードキャストを使用する場合には、各局装置１０２ａ〜ｄにたいして、一度に送信することが可能である。
【００６６】
以上のように、複数の局装置とスイッチングハブとで構成される産業用イーサネットＬＡＮにおいて、スイッチングハブを介して接続された複数の局装置間でトークンを巡回させると共に、各局装置はトークンとは非同期に独自のタイミングで自局装置のサイクリックデータを同報通知することにより、リアルタイム通信を行うサイクリック伝送と非リアルタイム通信を行うトランジェント伝送を行い、さらに局装置の障害を検知することが可能となる。
【００６７】
なお、本実施の形態においては、データ通信システムに関する説明を行ったが、上記と同様の処理により本発明に係るデータ通信方法も実現することができる。
【００６８】
実施の形態６．
次に、実施の形態６に係るデータ通信システムについて説明する。
図２１は、サイクリック伝送を行う際にスイッチングハブ装置１０１と局装置１０２によって構成される論理的システム構成図である。各局装置１０２ａ〜ｄは、経路１００１ａ〜ｆによって、メッシュ状に接続される。
本サイクリック伝送用のシステム構成は、主として高速サイクリックデータの伝送に用いられる。
本サイクリック伝送用のシステム構成では、局装置の中でトリガーを発生する局をマスター局（図２１では局装置１０２ａ）と呼び、マスター局（局装置１０２ａ）と各局装置１０２ｂ〜ｄ間に確立される経路１００１ａ，ｄ，ｅを介してマスター局（局装置１０２ａ）１０２ａから各局装置１０２ｂ〜ｄにトリガーが伝送される。
【００６９】
本実施の形態におけるサイクリック伝送の基本手順を以下に説明する。
（１）．  マスター局は一定周期毎にトリガーを同報通知する。
（２）．  マスター局からトリガーを受けた各局装置１０２ａ〜ｄは、トリガーと同期して定期的にサイクリックデータを全ての他局に対して送出する。
【００７０】
図２２は、マスター局を局装置１０２ａとし、局装置１０２ａから送出されるサイクリックデータの挙動を示した図である。以下に図２２を用い、局装置１０２ａから送出されるサイクリックデータの挙動を説明する。
（１）．  図２２（ａ）に示すように、マスター局（局装置１０２ａ）は、各局装置１０２ａ〜ｄにトリガーを送信する（１１０１ａ〜ｃ）。
（２）．  次に、図２２（ｂ）に示すように、トリガーを受け、局装置１０２ａは、各局装置１０２ｂ〜ｄに対して一斉にサイクリックデータを送信する（１１０２ａ〜ｃ）。
上記（２）と同様の事が、各局装置１０２ａ〜ｄから送出されるサイクリックデータ全てに対して並行に起こる。
【００７１】
各局装置１０２ａ〜ｄは、ある局装置から数回連続してサイクリックデータを受信しなければ、数回連続してサイクリックデータを送信してこなかった局装置に障害が発生していると判断する。
またトランジェント伝送を行う場合には、本サイクリック伝送が行われていない間に行う。
【００７２】
また、トリガーはサイクリックデータを送信する一周期ごとに発生してもよいし、数周期間隔で発生してもよい。トリガーが一周期毎に発生する場合には、各局装置１０２ａ〜ｄはこのトリガーを受信する度にサイクリック伝送を行う。一方、数周期間隔でトリガーが発生する場合には、各局装置１０２ａ〜ｄはトリガーを受信する度にサイクリック伝送を行うのはもちろんの事、トリガーとトリガーの間では各局装置１０２ａ〜ｄそれぞれが独自に一周期間隔をカウントしてサイクリック伝送を行う。この場合、トリガーは各局装置１０２ａ〜ｄの周期のずれを合わすのが主な役割となる。
【００７３】
さらに、各局装置１０２ａ〜ｄは、トリガーを受信したと同時にサイクリック伝送を行ってもかまわないし、トリガーを受信してからそれぞれ微小間隔（１周期より小さくなければならない）待ってからサイクリック伝送を行ってもかまわない。微小間隔待ってからサイクリック伝送を行うと、スイッチングハブにかかる瞬間的な負荷を軽減することができる。
【００７４】
本サイクリック伝送において、使用する通信プロトコルはＴＣＰ／ＩＰでもＵＤＰ／ＩＰでもかまわない。ただし、トリガーに関しては各局装置１０２ａ〜ｄに同時に届くことが好ましく、ＵＤＰ／ＩＰを用いるのが自然である。
一方、サイクリックデータ送信に関しては、ＴＣＰ／ＩＰやＵＤＰ／ＩＰのユニキャストを使用する場合には、各局装置１０２ａ〜ｄに対して一つ一つ送信しなければならない。ＵＤＰ／ＩＰのブロードキャストを使用する場合には、各局装置１０２ａ〜ｄに対して、一度に送信することが可能である。
【００７５】
以上のように、複数の局装置とスイッチングハブとで構成される産業用イーサネットＬＡＮにおいて、ある局装置からトリガーを同報通知を送出し、各局装置はトリガーを受信したタイミングで自局装置のサイクリックデータを同報通知することにより、リアルタイム通信を行うサイクリック伝送と非リアルタイム通信を行うトランジェント伝送を行い、さらに局装置の障害を検知することが可能となる。
【００７６】
なお、本実施の形態においては、データ通信システムに関する説明を行ったが、上記と同様の処理により本発明に係るデータ通信方法も実現することができる。
【００７７】
実施の形態７．
次に、実施の形態７に係るデータ通信システムついて説明する。
本実施の形態では、実施の形態６と同様図２１のような論理的システム構成を取り、主として高速サイクリックデータの伝送に用いられる。
（１）．  マスター局は一定周期毎にトリガーを同報通知する。
（２）．  マスター局からトリガーを受けた各局装置１０２ａ〜ｄは、トリガーと同期して定期的にサイクリックデータを全ての他局に対して送出する。
（３）．  サイクリックデータを受信した局装置１０２ａ〜ｄは、サイクリックデータの発信元局装置にＡｃｋを返す。
（１）、（２）は自局のサイクリックデータを送信する処理であり、（３）は他局から渡ってきたサイクリックデータに対して行う処理である。そのため、（１）、（２）と（３）は並行に処理される。
【００７８】
図２３及び図２４は、マスター局を局装置１０２ａとし、局装置１０２ａから送出されるサイクリックデータの挙動を示した図である。以下に図２３及び図２４を用い、局装置１０２ａから送出されるサイクリックデータの挙動を説明する。
（１）．  図２３（ａ）に示すように、マスター局（局装置１０２ａ）は、各局装置１０２ａ〜ｄにトリガーを送信する（１２０１ａ〜ｃ）。
（２）．  次に、図２３（ｂ）に示すように、トリガーを受け、局装置１０２ａは、各局装置１０２ｂ〜ｄに対して一斉にサイクリックデータを送信する（１２０２ａ〜ｃ）。
（３）．  次に、図２４に示すように、局装置１０２ａのサイクリックデータを受信した局装置１０２ｂ〜ｄは、局装置１０２ａに対してＡｃｋを返す（１２０３ａ〜ｃ）。
上記（２）〜（３）と同様の事が、各局装置１０２ａ〜ｄから送出されるサイクリックデータ全てに対して並行に起こる。
【００７９】
各局装置１０２ａ〜ｄは、自局から送信したサイクリックデータに対して、ある局装置から数回連続してＡｃｋが返ってこなければ、数回連続してＡｃｋを返してこなかった局装置に障害が発生していると判断する。またトランジェント伝送を行う場合には、本サイクリック伝送が行われていない間に行う。
【００８０】
また、トリガーはサイクリックデータを送信する一周期ごとに発生してもよいし、数周期間隔で発生してもよい。トリガーが一周期毎に発生する場合には、各局装置１０２ａ〜ｄはこのトリガーを受信する度にサイクリック伝送を行う。
一方、数周期間隔でトリガーが発生する場合には、各局装置１０２ａ〜ｄはトリガーを受信する度にサイクリック伝送を行うのはもちろんの事、トリガーとトリガーの間では各局装置１０２ａ〜ｄそれぞれが独自に一周期間隔をカウントしてサイクリック伝送を行う。この場合、トリガーは各局装置１０２ａ〜ｄの周期のずれを合わすのが主な役割となる。
【００８１】
さらに、各局装置１０２ａ〜ｄは、トリガーを受信したと同時にサイクリック伝送を行ってもかまわないし、トリガーを受信してからそれぞれ微小間隔（１周期より小さくなければならない）待ってからサイクリック伝送を行ってもかまわない。微小間隔待ってからサイクリック伝送を行うと、スイッチングハブにかかる瞬間的な負荷を軽減することができる。
【００８２】
本サイクリック伝送において、使用する通信プロトコルはＴＣＰ／ＩＰでもＵＤＰ／ＩＰでもかまわない。ただし、トリガーに関しては各局装置１０２ａ〜ｄに同時に届くことが好ましく、ＵＤＰ／ＩＰを用いるのが自然である。
一方、サイクリックデータ送信に関しては、ＴＣＰ／ＩＰやＵＤＰ／ＩＰのユニキャストを使用する場合には、各局装置１０２ａ〜ｄに対して一つ一つ送信しなければならない。
そしてＴＣＰ／ＩＰを用いた場合には、サイクリックデータに対するＡｃｋをＴＣＰ／ＩＰのＡｃｋに置き換えることが可能である。
ＵＤＰ／ＩＰのブロードキャストを使用する場合には、各局装置１０２ａ〜ｄに対して、一度に送信することが可能である。そして、ＵＤＰ／ＩＰのブロードキャストを使用する場合にも、Ａｃｋは、余分なネットワークトラフィックを削減することを目的にＵＤＰ／ＩＰのユニキャストを用いるのが自然である。
【００８３】
以上のように、複数の局装置とスイッチングハブとで構成される産業用イーサネットＬＡＮにおいて、ある局装置からトリガーを同報通知を送出し、各局装置はトリガーを受信したタイミングで自局装置のサイクリックデータを同報通知し、サイクリックデータを受信した局装置が送信元局装置に対してＡｃｋを返すことにより、リアルタイム通信を行うサイクリック伝送と非リアルタイム通信を行うトランジェント伝送を行い、さらに局装置の障害を検知することが可能となる。
【００８４】
なお、本実施の形態においては、データ通信システムに関する説明を行ったが、上記と同様の処理により本発明に係るデータ通信方法も実現することができる。
【００８５】
上記において説明した本発明の特徴をまとめると以下のようになる。
本発明は、複数の局装置とスイッチングハブとで構成されるイーサネットＬＡＮにおいて、リアルタイム通信を行う高速（高周期）／低速（低周期）サイクリック伝送と非リアルタイム通信を行うトランジェント伝送を行うことを可能とし、高速／低速サイクリック伝送を行なう合間にトランジェント伝送を行うこと、および局装置の障害検知を可能とするリアルタイム通信方式であることを特徴とする。
【００８６】
また、本発明は、低速サイクリック伝送方式において、スイッチングハブを介して接続された複数の局装置が論理的な双方向リングを構成し、各局装置は非同期に（独自のタイミングで）自局装置のサイクリックデータを論理的双方向リングにおける両隣の局装置に対して同時に送出すると共に、隣局から届いた他局装置のサイクリックデータをもう一方の隣局へ転送し、サイクリックデータを論理的双方向リング内で巡回させるリアルタイム通信方式であることを特徴とする。
【００８７】
また、本発明は、低速サイクリック伝送方式において、スイッチングハブを介して接続された複数の局装置が論理的な双方向リングを構成し、各局装置はある局装置から同報通知されるトリガーに同期して自局装置のサイクリックデータを論理的双方向リングにおける両隣の局装置に対して同時に送出すると共に、隣局から届いた他局装置のサイクリックデータをもう一方の隣局へ転送し、サイクリックデータを論理的双方向リング内で巡回させるリアルタイム通信方式であることを特徴とする。
【００８８】
また、本発明は、高速サイクリック伝送方式において、スイッチングハブを介して接続された複数の局装置間でトークンを巡回させると共に、各局装置はトークンとは非同期に（独自のタイミングで）自局装置のサイクリックデータを同報通知するリアルタイム通信方式であることを特徴とする。
【００８９】
また、本発明は、高速サイクリック伝送方式において、スイッチングハブを介して接続された各局装置はある局装置から同報通知されるトリガーに同期して自局装置のサイクリックデータを同報通知するリアルタイム通信方式であることを特徴とする。
【００９０】
また、本発明は、低速サイクリック伝送方式において、論理的双方向リングを構成する各局装置は、隣局から届いたサイクリックデータが２度目に受信したものであれば、もう一方の隣局へ転送せずに破棄するリアルタイム通信方式であることを特徴とする。
【００９１】
また、本発明は、低速サイクリック伝送方式において、論理的双方向リングを構成する各局装置は、隣局から届いたサイクリックデータが他局装置のサイクリックデータであれば必ずもう一方の隣局へ転送し、隣局から届いたサイクリックデータが自局装置のサイクリックデータであれば破棄をするリアルタイム通信方式であることを特徴とする。
【００９２】
また、本発明は、高速サイクリック伝送方式において、スイッチングハブを介して接続された各局は同報通知されるサイクリックデータを受信した時点で、送信元に対してＡｃｋを送信するリアルタイム通信方式であることを特徴とする。
【００９３】
【発明の効果】
本発明は、特殊な全二重イーサネットハブ装置を用いることなく、既製の汎用的なイーサネットスイッチングハブを用い、各局装置のＴＣＰ／ＩＰプロトコルスタック上でソフトウェア的に効率の良い産業用リアルタイムネットワークを構築することによって、リアルタイム通信を行うサイクリック伝送と非リアルタイム通信を行うトランジェント伝送を行い、さらに局装置の障害検知を行うことが可能となる。
【００９４】
また、本発明によれば、局装置間で論理的双方向リングを構成してサイクリックデータを双方向に循環させ、隣局から届いたサイクリックデータが２度目に受信したものであれば、もう一方の隣局へ転送せずに破棄することにより、リアルタイム通信を行うサイクリック伝送と非リアルタイム通信を行うトランジェント伝送を行い、さらに局装置の障害を検知することが可能となる。
また、本発明によれば、同一ネットワーク上に存在するＯＡ機器等に対する不要なトラフィックが少なく、このためＯＡ機器等への影響が少ないサイクリック伝送を実現することができる。
【００９５】
また、本発明によれば、局装置間で論理的双方向リングを構成してサイクリックデータを双方向に循環させ、隣局から届いたサイクリックデータが他局装置のサイクリックデータであれば必ずもう一方の隣局へ転送し、隣局から届いたサイクリックデータが自局装置のサイクリックデータであれば破棄をすることにより、リアルタイム通信を行うサイクリック伝送と非リアルタイム通信を行うトランジェント伝送を行い、さらに局装置の障害を検知することが可能となる。
また、本発明によれば、同一ネットワーク上に存在するＯＡ機器等に対する不要なトラフィックが少なく、このためＯＡ機器等への影響が少ないサイクリック伝送を実現することができる。
【００９６】
また、本発明によれば、ある局装置からトリガーを同報通知により送出し、トリガーを受信したタイミングで局装置間に形成された論理的双方向リングを用いてサイクリックデータを双方向に循環させ、隣局から届いたサイクリックデータが２度目に受信したものであれば、もう一方の隣局へ転送せずに破棄することにより、リアルタイム通信を行うサイクリック伝送と非リアルタイム通信を行うトランジェント伝送を行い、さらに局装置の障害を検知することが可能となる。
【００９７】
また、本発明によれば、ある局装置からトリガーを同報通知を送出し、トリガーを受信したタイミングで局装置間に形成された論理的双方向リングを用いてサイクリックデータを双方向に循環させ、隣局から届いたサイクリックデータが他局装置のサイクリックデータであれば必ずもう一方の隣局へ転送し、隣局から届いたサイクリックデータが自局装置のサイクリックデータであれば破棄をすることにより、リアルタイム通信を行うサイクリック伝送と非リアルタイム通信を行うトランジェント伝送を行い、さらに局装置の障害を検知することが可能となる。
【００９８】
また、本発明によれば、複数の局装置とスイッチングハブとで構成される産業用イーサネットＬＡＮにおいて、スイッチングハブを介して接続された複数の局装置間でトークンを巡回させると共に、各局装置はトークンとは非同期に独自のタイミングで自局装置のサイクリックデータを同報通知することにより、リアルタイム通信を行うサイクリック伝送と非リアルタイム通信を行うトランジェント伝送を行い、さらに局装置の障害を検知することが可能となる。
【００９９】
また、本発明によれば、複数の局装置とスイッチングハブとで構成される産業用イーサネットＬＡＮにおいて、ある局装置からトリガーを同報通知を送出し、各局装置はトリガーを受信したタイミングで自局装置のサイクリックデータを同報通知することにより、リアルタイム通信を行うサイクリック伝送と非リアルタイム通信を行うトランジェント伝送を行い、さらに局装置の障害を検知することが可能となる。
【０１００】
また、本発明によれば、複数の局装置とスイッチングハブとで構成される産業用イーサネットＬＡＮにおいて、ある局装置からトリガーを同報通知を送出し、各局装置はトリガーを受信したタイミングで自局装置のサイクリックデータを同報通知し、サイクリックデータを受信した局装置が送信元局装置に対してＡｃｋを返すことにより、リアルタイム通信を行うサイクリック伝送と非リアルタイム通信を行うトランジェント伝送を行い、さらに局装置の障害を検知することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係るデータ通信システムの物理的システム構成を示す図。
【図２】  実施の形態１、２に係るデータ通信システムの論理的システム構成を示す図。
【図３】  実施の形態１に係るデータ通信システムの動作例を示す図。
【図４】  実施の形態１に係るデータ通信システムの動作例を示す図。
【図５】  実施の形態１に係るデータ通信システムの動作例を示す図。
【図６】  実施の形態２に係るデータ通信システムの動作例を示す図。
【図７】  実施の形態２に係るデータ通信システムの動作例を示す図。
【図８】  実施の形態２に係るデータ通信システムの動作例を示す図。
【図９】  実施の形態３、４に係るデータ通信システムの論理的システム構成を示す図。
【図１０】  実施の形態３に係るデータ通信システムの動作例を示す図。
【図１１】  実施の形態３に係るデータ通信システムの動作例を示す図。
【図１２】  実施の形態３に係るデータ通信システムの動作例を示す図。
【図１３】  実施の形態３に係るデータ通信システムの動作例を示す図。
【図１４】  実施の形態４に係るデータ通信システムの動作例を示す図。
【図１５】  実施の形態４に係るデータ通信システムの動作例を示す図。
【図１６】  実施の形態４に係るデータ通信システムの動作例を示す図。
【図１７】  実施の形態５に係るデータ通信システムの論理的システム構成を示す図。
【図１８】  実施の形態５に係るデータ通信システムの動作例を示す図。
【図１９】  実施の形態５に係るデータ通信システムの動作例を示す図。
【図２０】  実施の形態５に係るデータ通信システムの動作例を示す図。
【図２１】  実施の形態６、７のデータ通信システムの論理的システム構成を示す図。
【図２２】  実施の形態６に係るデータ通信システムの動作例を示す図。
【図２３】  実施の形態７に係るデータ通信システムの動作例を示す図。
【図２４】  実施の形態７に係るデータ通信システムの動作例を示す図。
【図２５】  従来システム（特開２０００−９２１０９）の構成を示す図。
【図２６】  従来システム（ＪＯＰ−１００１  ＦＬ−ｎｅｔ）の構成を示す図。
【符号の説明】
１０１  スイッチングハブ装置、１０２  局装置、１０３  通信ケーブル、２０１  時計回り論理リング、２０２  反時計回り論理リング、５０１  トリガー伝送経路、５０２  時計回り論理リング、５０３  反時計回り論理リング、８０１  トークン伝送経路、８０２  メッシュ状伝送経路、１００１  メッシュ状伝送経路。
【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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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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