专利名称：调制解调器结构简单且发送效率高的电缆电视局域网络的制作方法
技术领域：
本发明涉及适于实现电缆电视局域网络(cable television localarea network，下面称为CATV-LAN系统)的数据通信系统，它可用于诸如按需接收电视(on—demand video)、电视购物(tele—shop-ping)、监视摄像系统等等。本发明特别涉及能在这些应用中有效地发送数据，而整个系统(尤其是它的调制解调器)设计简单且制造成本低廉的系统。
大规模应用的数据发送方法的现有技术类型包括宽带发送方法，其中采用诸如FSK(移频键控)或PSK(相移键控)等调制方法，使已编码数据受载波调制，并将已调制数据转至诸如电缆等发送媒体。在Hirata等人撰写，作为日本电子数据通信研究所1988年No.12IN88—4技术报告的“数据和图像综合宽带LAN系统”一文中描述了这种数据发送系统，其中，系统的节点用总线型网络互连。
如图3所示，这样一种CATV-LAN的例子由用于发送和接收数据的终端设备11至13、用于实施数据的调制和解调的调制解调器21至23(它们连至各自的一个终端设备11至13)、连接于调制解调器之间的传输路径3以及位于传输路径3一端的首端设备4构成。
传输路径3包括上行传输路径31和下行传输路径32，前者把数据从调制解调器21至23发送至首端设备4，而后者把数据从首端设备4送回至每个调制解调器21至23。首端设备4的功能在于通过下行传输路径32把已从任何一个调制解调器通过上行传输路径31发送的数据送回至所有的调制解调器21至23。如果首端设备4在把已调制的要沿下行方向传送的数据传送至电缆之前，以不同数值的调制频率对沿上行方向传送，并从电缆接收的数据进行再调制，原则上可以用同一电缆来实现下行传输路径和上行传输路径。当然，在另一种做法中，上行传输路径和下行传输路径可以由各自的电缆来实现。
要由终端设备11至13的任何一个发送的数据通过调制解调器21至23中相应的一个传送到上行传输路径31上，并在被首端设备4送回到下行传输路径32上之后，由目的地终端设备的调制解调器从下行传输路径上接收。在数据由特定的调制解调器通过上行传输路径连续发送的同时，如果任何其他的调制解调器开始发送数据，则在上行传输路径31上将出现信号冲突。为避免这种情形，当某调制解调器要传送数据时，首先要由该调制解调器确认，其时在下行传输路径32上没有数据正在传送。如果某调制解调器发现当它发送数据时有数据冲突，则调制解调器暂停发送，其后重新发送数据。
如
图1所示，每个调制解调器包括一输入/输出接口81(在调制解调器与相应的终端设备之间)；一暂时保存待发送数据的发送缓冲器82；以及一发送电路83，该发送电路对待发送数据进行调制(通常用调频方式)，然后通过上行传输路径31以特定的发送电平发送所得的信号。调制解调器还包括一接收电路84，它从下行传输路径32接收已调制的数据并对数据解调；一接收缓冲器85，它暂时保存已接收的数据；以及控制数据发送定时的发送控制电路86。
图2示出发送控制电路86的结构。如图所示，发送控制电路86由一CSMA(载波检测多路接入)控制电路87构成，该电路执行控制，使得当发送数据在发送缓冲器82中保存时只有在确认当时没有数据通过下行传输路径32传送时才开始发送。发送控制电路86还包括一差拍检测电路89，它根据接收电路84所接收的信号的电平，检测所接收的信号中是否包含外差差拍分量。如果测出存在该差拍分量，就把它作为当时有两个或多个调制解调器发送数据(即发生数据冲突)的指示。如果检测到这样的冲突情形，则接收缓冲器清除电路90擦除其时保存在接收缓冲器85中的数据。发送控制电路88执行控制，使得在检测到数据冲突后经过一固定时间间隔重新发送数据。
当数据从终端设备11向终端设备12发送时，这样一个CATV-LAN系统的工作如下所述。首先，终端设备11输出数据至调制解调器21的输入/输出接口81。输入/输出接口81暂时将数据存储在发送缓冲器82中。当数据被置入发送缓冲器82时，发送控制电路86的CSMA控制电路87检查其时是否有任何数据通过下行传输路径32传送。如果发现有数据传送，则在检测到通过下行传输路径32的数据传送结束之前禁止通过发送电路83至上行传输路径31的数据发送。然而，如果CSMA控制电路87发现其时没有数据通过下行传输路径32传送，则立即开始通过发送电路83向上行传输路径31的数据发送。
如果没有出现数据冲突，即，在相同时刻没有其他调制解调器要发送数据，则被发送数据由首端设备4沿下行传输路径32送回至每个调制解调器。如果某调制解调器检测出它本身的终端设备是数据通过下行传输路径32进行传送的目的地，则接收到的数据被置入调制解调器的接收缓冲器85，并在接收到所有的数据之后，把保存在接收缓冲器85中的数据通过输入/输出接口传送到相应的终端设备(在本例中，即传送至终端设备12)。
如果当由调制解调器21连续地发送数据时，另外某个调制解调器开始发送数据(即，由于这些数据在沿下行传输路径32被送回之后尚未到达该调制解调器，因此不知道当时正由调制解调器21发送数据)，则出现数据冲突。
举例来说，假设在调制解调器21开始发送数据后，调制解调器22立即企图开始发送数据，于是当由调制解调器21发送的数据的前导部尚未到达调制解调器22时，调制解调器22将认为传输路径是空着的，并将开始发送。这样，当由调制解调器22发送的数据的前导部到达调制解调器21的地点时(即，在沿下行传输路径32被送回后)，正由调制解调器21发送的数据将与由调制解调器22发送的数据的前导部冲突。
在每个调制解调器中，如果差拍检测电路89判定出现了冲突(根据正常接收到的信号与有数据冲突时接收到的信号之差)，并且如果数据的目的地为相应于该调制解调器的终端设备，则差拍检测电路89使接收缓冲器清除电路90向接收缓冲器85发出指令，删除直至那时刻存于其中的数据。
如果当出现冲突时，调制解调器本身在发送数据，则差拍检测电路89使调制解调器的发送控制电路88执行重发数据的操作。在本例中，假定在出现冲突时，调制解调器21和22都在发送数据，则每个调制解调器将在其后从数据的开头重新发送它们各自的数据。这里要注意，如果在经过相同的时间间隔后，调制解调器21和22都要开始重新发送数据，则又会再次出现数据冲突。为此，对于各个调制解调器指派各自随机确定的开始重新发送数据前要经历的时间间隔。由此可以执行重新发送而不出现冲突。
然而，当用这样一种现有技术类型的CATV-LAN来实现CATV-LAN系统时，为了检测数据冲突的发生，必需在每个调制解调器内设置差拍检测用的专用电路。这样做带来了增加系统成本的缺点。
此外，当在由各自的调制解调器沿传输路径发送的两个信号之间出现冲突时，如果确保在这两个信号之间，发送信号电平有特定的差异，这就有可能正确地发送具有较高发送电平值的信号。这称之为俘获效应(capture effect)。然而，对于现有技术类型的CATV-LAN，为了能根据接收到的信号电平，由每个调制解调器内的差拍检测电路检测出冲突，从各个节点发送的信号的发送电平是相等的，由于这一原因，就不可能利用俘获效应。
假如企图通过对各个调制解调器分别指派不同的发送电平值而直接运用俘获效应，则以高信号电平发送的调制解调器将总是受到优待，这样，在各个调制解调器之间，提供发送的机会出现了不平衡。
此外，对于现有技术的CATV-LAN，当出现信号冲突时，则在经历了一随机确定的时间间隔后，进行信号的重新发送，从而不可能立即传送任何紧急信号。此外，它不可能保证从一终端设备向相应的调制解调器送出一信号的时刻与该信号被调制解调器发送的时刻之间所经历的实际时间间隔。
本发明的目的在于通过提供一种CATV-LAN来克服已有技术的上述问题，由此做到有效利用俘获效应以提高信号发送效率；防止由各个调制解调器发送信号时的机会不均衡；在信号冲突出现过后能有效地进行信号的重新发送。
按照本发明的CATV-LAN包括多个调制解调器，用以发送报文至上行传输路径和从下行传输路径接收报文；向调制解调器提供报文和从调制解调器接收报文的一些终端设备；一个首端设备，用以向下行传输路径发送已在上行传输路径内发送的报文。每个调制解调器包括发送/接收数据比较装置，当调制解调器本身在发送数据时，用该比较装置来把接收到的数据与已发送的数据比较。每个调制解调器还包括重新发送装置，用以在经过一段预定的时间间隔后，当作为比较结果检测出已发送数据与接收到的数据不相符时，重新发送报文。调制解调器还包括接收控制装置，它的作用是，当每个调制解调器本身不在发送报文以及当接收到的数据的长度达不到对接收到的报文规定的报文长度时，舍弃接收到的数据。
此外，调制解调器包括载波发送装置，用以发送一载波至上行传输路径作为已发送数据的载波。载波发送装置的作用是，当发送/接收数据比较装置检测出接收到的数据与已发送的数据不相符合时，在一固定的时间间隔内发送载波后，中断载波的发送。
此外，当发送/接收数据比较装置检测出接收到的数据与已发送的数据不相符时，只有当检测得的不符合发生在报文的所有数据都已发送完毕的时刻，载波发送装置才在固定的时间间隔内继续发送载波。
此外，各个调制解调器的重新发送装置可以做得在开始重新发送前保持数据一段时间，而这段时间间隔对于各个调制解调器分别规定了不同的预定值。
此外，重新发送装置可以这样来做，即在每次报文发送完成后，就使对该调制解调器规定的重新发送时间间隔与对另一调制解调器规定的重新发送时间间隔互换。
此外，调制解调器可以做得各自用不同的预定发送电平来发送报文。
此外，每个调制解调器可以这样来做，即当完成一报文的发送后，调制解调器将禁止下一报文的发送，直到调制解调器检测得传输路径空闲状态已持续了一预定的时间间隔。
空闲状态必须连续被检测到的预定时间间隔最好等于复归时间间隔，其中，复归间隔是数据发送时刻和数据接收时刻之间经历的最大时间间隔。说得更明确些，复归时间间隔是数据开始被离首端设备最远的调制解调器沿传输路径发送的时刻到所发送数据的前导部被该调制解调器从传输路径上接收到的时刻之间经历的时间间隔。
此外，每个调制解调器可包括优先级检测装置，用以检测在下一个要被调制解调器发送的报文内规定的优先程度。那样，根据由优先级检测装置检测得的优先程度，调制解调器改变空闲状态必须连续被检测的时间间隔。
优先程度可以取多个逐步变化的值中的一个值，而根据对待发送的下一报文检测的优先程度，把空闲状态必须连续被检测的时间间隔设置为整数个复归时间间隔。
此外，每个调制解调器可包括优先级变更装置，用以变更已由优先级检测装置检测得的优先程度，根据构成将由调制解调器发送的下一报文的数据量，由优先级变更装置来改变优先程度。
每个调制解调器还可包括发送电平调整装置，用以随机地改变各个报文的发送电平。
这样一种调制解调器还可包括优先级检测装置，用以检测在一报文内规定的优先程度，并带有发送电平调整装置，用以改变被发送报文的发送电平，再根据对该报文检测得的优先程度确定此电平改变范围。
此外，每个调制解调器还可包括用于存储一时间保证报文的时间保证报文保持装置，以及一保证时间间隔定时器。当一调制解调器从相应的终端设备接收到一时间保证报文时，保证时间间隔定时器就开始定时操作。如果当时没有报文正在由该调制解调器发送，则它立即试发此时间保证报文。如果该调制解调器正在发送一正常报文，则经过了保证时间间隔后，就中止该报文的发送，而调制解调器立即试发时间保证报文。
在这样一种调制解调器中，保证时间间隔定时器可根据在时间保证报文中规定的保证请求时间来变更保证时间间隔值。
此外，可以分别定义一些调制解调器组，每组包括一些发送电平各不相同的调制解调器，每个调制解调器包括一个组标识寄存装置和一个组标识计数器，前者用以存储调制解调器所属的组号，后者用以获得一计数值，该值指明了一个其组内的调制解调器当前有权发送报文的组号。当由组标识计数器计数得到的组号与保存在一调制解调器的组标识寄存装置中的号码相符时，即可由该调制解调器实行报文发送。
每个调制解调器还可包括路径距离比较装置，用以比较调制解调器和首端设备之间的返回路径距离与下行传输路径占用距离(即，一段下行传输路径的长度，该段路径当前正被调制解调器发送的数据占用)。当路径距离比较装置检测到下行传输路径占用距离比返回路径的长度短时，调制解调器就可开始新报文的发送。
此外，调制解调器可包括一个用以接收同步信号的同步信号接收装置，该同步信号由首端设备发送到下行传输路径上，并与来自调制解调器的调制数据多路复用，调制解调器可将此同步信号提供给视频信号发送电路，该电路把代表来自监视摄像机的视频信号的已调制数据向上行传输路径发送。
每个调制解调器还可包括操作顺序寄存装置，用以存储操作顺序，而操作顺序将在同步信号接收装置的控制之下执行。
每个调制解调器还可包括一个视频接收电路，用以接收视频数据，视频数据是作为来自下行传输路径的多路复用数据获得的。
每个调制解调器还可包括预发送装置，用以在一固定的时间间隔内只发送载波(这段时间间隔紧靠连同载波一起发送报文数据之前)；以及一预接收装置，用以在接收到载波时，开始一接收状态。
由于可以对在这一系统中的每个调制解调器提供如上面所规定的各种功能，因此可以获得下述好处。
首先，当一调制解调器发送一报文时，该调制解调器把发送数据与接收数据作比较。如果两者不相符，则判定出现了数据冲突，在此情形下，调制解调器暂停发送。接下来，调制解调器重新发送消息。然而，即使出现数据冲突，如果报文的数据因俘获效应而仍然正确发送，则报文的发送仍然继续。如果正由一调制解调器接收的报文中的数据个数比对于该文所规定的(即在报文本身之中规定的)数据个数少，则调制解调器判定已出现冲突，并且报文的发送已中断。在那时，正在接收的调制解调器就把已暂时存储的部分报文舍弃。然而，在那时，如果由于俘获效应使一报文的数据正被正确地接收，则对整个报文继续接收过程。
如果只有已接收报文的最后一个数据由于出现冲突而变得不明，则正在接收的调制解调器不能用上述方法(即根据接收到的报文长度)来判定是否已发生冲突。在此情况下，当发送该报文的调制解调器检测出已出现冲突，该调制解调器继续在一定的时间间隔内单独发送载波。由此通知正在接收的调制解调器已出现冲突。
此外，通过确保每个调制解调器在由于检测到数据冲突而终止发送后只能经过一段规定的时间间隔后才能重新发送报文，并且对不同的调制解调器设置各不相同的时间间隔，就能确保在重新发送报文时不再出现冲突。如果对于每个调制解调器，使这些重新发送的时间间隔固定，则允许各个调制解调器执行报文发送的机率将出现不均衡。然而通过在每次报文发送完成后，互换各个调制解调器的这些时间间隔，可以克服上述问题。
此外，通过对各个调制解调器规定各不相同的发送电平，可以利用俘获效应。可以这样来构成这些调制解调器，每次一个调制解调器发送一报文，调制解调器禁止它本身发送任何相继的报文，直至检测得空闲状态已持续一段时间，而这段时间至少等于复归时间间隔。如上文定义所述，术语“复归时间间隔”表示一调制解调器在发送数据后再接收该数据所需的最大的时间间隔；“空闲状态”是在传输路径上没有载波的状态。这样，就可以避免发送机会集中在那些具有最大发送电平值的调制解调器上。
此外，根据对要由一调制解调器发送的报文规定的优先级，来改变空闲状态必须连续被检测的时间间隔值，就可以按优先级的次序来发送报文。
通过随机地改变各个调制解调器的发送电平，也能使调制解调器之间的发送机会的数目趋于均衡。此外，通过对具有高优先级的报文采用高发送电平，就可根据优先级来发送报文。
此外，对于必需保证在报文发送前有最大延迟量(在由一终端设备发出后)的报文的情况，首先发送这些报文，然后再发送正常报文。
如果由一终端设备向相应的调制解调器发出一时间保证报文，而由该调制解调器发送的一正常报文仍在进行，并且如果那个发送正常报文的调制解调器在保证发送延迟的时间间隔内还不能完成报文发送，则中断正常报文的发送，而发送时间保证报文，由此来满足保证的发送延迟要求。
通过把调制解调器分成组，而在一组之内的调制解调器具有各不相同的发送电平值，再对这些组规定发送报文的权利，就能确保有效地利用俘获效应，并提高总的发送效率。
此外，通过为每个调制解调器提供一路径比较装置，用于把调制解调器和首端设备之间的返回路径长度与当前调制解调器已发送数据所占用的下行传输路径部分的长度作比较，就能即使在下行传输路径仍未达到空闲状态，但上行传输路径处于空闲状态时发送报文。
此外，采取这样的做法，使得首端设备可以通过传输路径把同步信号发送给每个调制解调器，并在每个调制解调器中设置一个同步信号接收电路，各个调制解调器就能互相同步地工作。
那样，通过为调制解调器提供视频信号接收电路和视频信号发送电路，可以构成一监视摄像系统，在此系统中，由各个调制解调器发送的视频信号是相互同步的，因而可在各个视频信号之间切换而不扰乱得到的显示图像。
还有，如果在发送一报文之前的一固定时间间隔(即前置时间间隔)内单独发送载波，则在两报文之间出现数据冲突，而只有一报文由于俘获效应而成功地发送的情况下，当报文被另一调制解调器接收时，能准确地确定该报文开始的确切时刻。
图1为能用作CATV-LAN的现有技术型装置中的一例调制解调器电路图图2为图1实例中接收控制电路的电路图；图3表示CATV-LAN一般的基本结构；图4为用于按照本发明的CATV-LAN第一实施例的调制解调器的电路图；图5表示第一实施例内的报文结构；图6表示第一实施例报文之间数据冲突的第一种模式；图7A、7B表示在传输路径上冲突的发生；图8、9和10为第一实施例所执行操作的流程图；图11A、11B、11C表示第一实施例报文之间数据冲突的第二种模式；图12表示第一实施例报文之间数据冲突的第三种模式；图13A、13B表示在第一实施例中提供报文之间冲突通知的方法；图14表示本发明第二实施例报文之间数据冲突的模式；图15、16、17为第二实施例所执行操作的流程图；图18A、18B、18C表示确定第二实施例中使用的各调制解调器重新发送时间间隔的表格实例；图19为采用图18A—18C的表格的第二实施例执行操作的流程图；图20表示第二实施例报文传送序列的实例；图21表示本发明第三实施例报文传送序列的实例；图22和23为第三实施例所执行操作的流程图；图24为在按照本发明的CATV-LAN第三实施例中所用调制解调器的电路图25表示第三实施例的报文结构。
图26、27为第三实施例所执行操作的流程图；图28为在按照本发明CATV-LAN第四实施例中所用调制解调器的电路图；图29表示第四实施例报文传送序列的实例；图30为第四实施例所执行操作的流程图；图31为在按照本发明CATV-LAN第五实施例中所用调制解调器的电路图；图32A、32B表示第五实施例报文传送序列实例；图33为第五实施例所执行操作的流程图；图34为在按照本发明CATV-LAN第六实施例中所用调制解调器的电路图；图35A、35B分别表示用于第六实施例的调制解调器的图表和报文传送序列的实例；图36为第六实施例所执行操作的流程图；图37为在按照本发明CATV-LAN第七实施例中所用调制解调器的电路图；图38表示第七实施例的报文传送序列的实例；图39、40、41为第七实施例执行操作的流程图；图42为在按照本发明CATV-LAN第八实施例中所用调制解调器的电路图；图43表示第八实施例报文传送序列的实例；图44为在按照本发明CATV-LAN第八实施例中所用调制解调器的电路图；图45为在按照本发明CATV-LAN第九实施例中所用调制解调器的电路图；图46表示第九实施例报文传送序列的实例；
图47为第九实施例所执行操作的流程图；图48表示按照本发明CATV-LAN第十实施例的总体结构；图49为在按照本发明的CATV-LAN第十实施例中所用调制解调器的电路图；图50、51为第十实施例所执行操作的流程图；图52A、52B为第十实施例中同步报文的时序图；图53为在按照本发明CATV-LAN第十一实施例中所用调制解调器的电路图；图54表示第十一实施例报文之间数据冲突的模式。
下面描述按照本发明有的CATV-LAN的第一实施例，假定其总体结构与图3所示现有技术的相同。如上所述，传输路径3可以由分开设置来用作上行传输路径31和下行传输路径32的电缆构成，或者也可以在同一电缆中同时实现上行传输路径31和下行传输路径32(如果首端装置4采用与调制解调器不同的调制频率再调制接收到的数据)。
而且，虽然在下面的实施例描述中都假设为在送至传输路径3之前，经过调制(例如采用移频键控(FSK)调制)的数据通过与高频载波混合实行上变频，而从传输路径3接收数据时实行下变频，但是本发明同样可应用于调制数据直接送往传输路径3的CATV-LAN。因此，用作上变频的载波的功能本身与本发明无关。与本发明有关的是，载波用作监控信号与表示经调制解调器传送的数据信号一起由调制解调器送往传输路径。正如下面将会理解的那样，根据调制解调器是否从传输路径上接收到监控信号可以执行各种调制解调器操作。
因此，如果将本发明用于没有经过调制解调器实行上变频和下变频的CATV-LAN，那么就需要在各调制解调器中提供监控信号发生电路和将监控信号与经过调制(例如FSK调制)的发送数据组合起来的信号组合电路。但是，如果和下述实施例一样，上变频和下变频由系统的各调制解调器完成，那么载波信号发生电路的作用相当于前述监控信号发生电路，而用于上变频的混频电路相当于前述信号组合电路。
假定数据以称之为报文的异步数据包的形式传送，每一报文至少包含三个数据单元，每一数据单元由一定长度的位数构成。每个这样的数据单元称之为元数据(datum)，可以由例如整数个字节组成。
在本发明第一个实施例中，调制解调器21—23都具有如图4所示的电路结构。如图4所示，这样的调制解调器包括暂时保存由相应终端装置11送出的报文的发送缓冲器51和检查在下行传输路径32上是否有载波发送的发送控制电路52。如果下行传输路径32上此时没有载波，那么接下来发送控制电路52就把报文数据从发送缓冲器送至发送电路53。调制解调器还包括产生用于调制数据上变频的载波的载波发生电路54、对发送控制电路52传送的数据进行调制(特别是FSK调制)并将调制数据与载波发生电路54产生的载波混合以及将所得信号发送到上行传输路径31上的发送电路53。在调制解调器发送报文的同时，发送数据计数器55对发送的数据进行计数。接收电路58与来自下行传输路径32的数据信号耦合并完成所接收数据信号的下变频和解调，恢复报文中的原始发送数据。接收数据计数器电路59对接收的数据进行计算，而发送/接收数据比较器电路60确定接收数据与相应的发送数据是否一致，与此同时调制解调器本身进行报文发送。重新发送控制电路61判断是否发生数据冲突，当发送/接收数据比较器电路60发现处于收发数据不一致的状态时，控制电路61向发送控制电路52发出指令信号使电路停止报文发送并经过一定的时间间隔重新发送数据。调制解调器还包括用于在完成所有发送数据比较操作时清除发送缓冲器51内容的发送缓冲器清除电路56。载波检测电路57检测下行传输路径32上是否存在载波并将情况通知发送控制电路52和接收控制电路63。接收控制电路63控制送往接收缓冲器64的接收数据，并根据情况清除或向终端11传送接收缓冲器64的内容。当收完全全部数据时，接收缓冲器64在数据送至终端11之前暂时保存接收控制电路63传送的数据。接收缓冲器清除电路62在必要时起清除接收缓冲器64的内容的作用。
应该明白的是这里所用的“载波”仅指在混频器中与调制数据信号组合以进行发送前的调制数据信号上变频的高频载波，而绝不用于涉及数据的直接调制(如FSK调制)。如上所述，这种载波也可以起监控信号的作用，这作为本发明的CATV—LAN的必要功能。
如图5所示，在终端装置之间传送的每一条报文由表示报文目的地的第一元数据(1—1)、表示报文总长度(即构成报文的数据总数)的第二元数据(1—2)和表示实际需传送的报文内容的数据(1—3)—(1—n)组成。
调制解调器21的发送数据计数器电路55和接收数据计数器电路59对报文的数据(1—1)、(1—2)、(1—3)等依次计算。当调制解调器21在下行传输路径31上发送数据时，发送/接收数据比较器电路60依次将发送数据的第一元数据(1—1)(即已经发送并取自发送缓冲器以便比较的元数据)与接收数据的第一元数据、发送数据的第二元数据(1—2)与接收数据的第二元数据进行比较，余者类推。如果调制解调器21的接收电路58接收了数据而调制解调器21本身并没有发送数据，并且终端装置11被指定为报文目的地，那么接收控制电路63向接收缓冲器64传送接收到的数据。如果在完成报文接收之前(即在接收到由报文第二元数据表示为报文长度的数据量之前)中断从下行传输路径32接收载波(由载波检测电路57检出)，那么接收控制电路63判断发生了数据冲突。在这种情形下，接收控制电路63命令接收缓冲器清除电路62清除接收缓冲器64的内容。
如果接收报文的第一元数据没有指明终端装置11为报文目的地，那么接收控制电路63就丢弃该报文数据。
下面利用从终端装置11到终端装置13的报文传送实例描述该CATV-LAN的操作。
在本发明第一实施例中，假定所有的调制解调器以相同的发送电平发送数据，发送报文的时间远远长于从检测到数据冲突发生之初到因响应数据冲突而停止报文发送为止所延续的时间。数据从距首端装置最远的调制解调器发送后再返回该调制解调器所需时间称之为复归时间间隔。
终端装置11首先把要发送报文保存在调制解调器21的发送缓冲器51中。假定该报文为如图6A所示的报文2。当报文已送入发送缓冲器51后，发送控制电路52校核载波检测电路57在下行传输路径32上是否检测到载波的存在。如果此时没有检测到载波，就立即开始发送报文。否则，就等到检测不到载波时再发送报文。所以可理解为只有在下行传输路径32上没有发送载波时才开始传送报文。
当开始发送报文时，发送控制电路52首先命令载波发生电路54开始产生载波。载波发生电路54由此开始向发送电路53传送载波。随后，发送控制电路52从发送缓冲器51读出报文2的第一元数据(2—1)并将其送至发送电路53。与此同时，发送数据计数器电路55设置为1。发送电路53调制第一元数据(2—1)，将调制后的数据与载波混合并将所得信号传送到上行传输路径31上。
当第一元数据发送结束时，发送电路53将发送数据计数器电路55计数增加到2。
发送数据计数电路55每次更新计数时，发送控制电路52从发送缓冲器51读出序号与计数值相等的元数据。在这种情况下，当发送数据计数电路55的计数为2时从发送缓冲器51中读出报文的第二元数据，即元数据(2—2)，并送往发送电路53。
此时，由于元数据(2—2)表示报文长度，所以发送控制电路52将元数据(2—2)表示的报文长度值寄存起来(存入内部寄存器，图中未画出)。这里假定其为30。如果各元数据为一个字节，那么这种情况下报文长度就为30字节。
然后发送报文实际内容的第一元数据，并不断进行增加计数值和发送相应元数据的操作直到发送完整条报文，即直到发送的数据个数等于报文长度(30)。
如果在调制解调器21发送报文时有其它调制解调器发送报文，那么其它调制解调器的数据信号(即与载波混合后的信号)将从首端装置返回，沿下行传输路径32传送并分配给各个调制解调器。在这种情况下，即如果在报文2的全部数据分配给所有调制解调器之前有其它一些调制解调器开始传送报文，那么将引起数据冲突。从开始发送报文到报文分配给所有调制解调器所延续的时间间隔为一固定值，它取决于传输路径的长度。如果在此时间间隔内有另一调制解调器开始发送数据，即在报文2分配给所有调制解调器之前开始发送数据，那么将发生数据冲突。在所述类型系统中，由于每个调制解调器单独检查传输路径来确定路径上是否有数据正在传送，所以不可避免地要发生这种冲突。
假定如图6B和7A所示，在调制解调器21刚开始发送报文2时调制解调器22就以上述同样过程开始发送报文3的数据。所发生的结果示于图7B。
在调制解调器21刚刚开始发送报文2后的瞬间，携带报文的信号尚未抵达调制解调器22，因而调制解调器22判断可以使用传输路径，并开始发送数据。因此，如图7B所示，由调制解调器21发送的报文2的数据和由调制解调器22发送的报文3的数据将发生冲突。
实际发送的最终信号如图6C所示。冲突状态从报文3的前导元数据(由调制解调器22发送)到达调制解调器21开始一直持续到调制解调器21在判断发生冲突后停止发送报文21为止。如图所示，由报文之间冲突引起的信号数据是不明数据。
因此首端装置4实际上已将如图6C所示报文23发送到下行传输路径32上，而报文23由各调制解调器接收。
当发生数据冲突时，每个调制解调器都执行如下动作。首先，在开始发送报文之后，调制解调器的载波检测电路57开始检测载波(其发送的开始略早于调制数据的实际开始发送)。随后接收电路58接收报文23的初始元数据(2—1)，并将接收数据计数器电路59的计数设置为1。如果发送报文的调制解调器接收到数据，那么该调制解调器的发送/接收数据比较器电路判断是否发生了冲突。在本实例中，调制解调器21正在发送数据，所以调制解调器的发送/接收数据比较器电路60执行冲突判断操作。
因此，当发送/接收数据比较器电路60从接收电路58接收到报文23的第一元数据(2—1)时，它随后就从发送缓冲器51读出包含由接收数据计数器电路59中计算值表示的序号的元数据。在本实例中，第一元数据(2—1)将从发送缓冲器51读出。该元数据与从下行传输路径32接收到的元数据比较。如果没有发生发送错误，两者将是相同的。此后不断重复上述操作直至接收到所有的数据(即等于所规定的报文长度)，或者直至发现接收数据与发送数据不一致。
在本实例中，当调制解调器21发送第四元数据(2—4)时发生了冲突。具体讲，就是在调制解调器随后应该接收第四元数据(如接收数据计数器59的计数值所示)时，发现接收到的元数据是不明数据，即从发送缓冲器51读出的发送元数据(2—4)与实际接收到的元数据(3—1)不一致。随后，调制解调器21的重新发送控制电路61开始报文重新发送的操作。
接着重新发送控制电路61也命令发送控制电路52立即终止报文发送。假定在图6C中当接收到表示冲突的数据时调制解调器21已经开始发送元数据(2—5)，那么在发送完元数据(2—5)后立即终止发送报文2。重新发送控制电路61随后确定重新发送报文之前的时间间隔。在本实施例中，时间间隔(称作重新发送时间间隔)在一定范围内随机选取。经过重新发送时间间隔之后，重新发送控制电路61命令发送控制电路52开始重新发送报文2。如果那时下行传输路径32上没有载波，那么立即向上行传输路径31开始发送报文2。
调制解调器22执行同样的冲突判断操作。但是当该调制解调器接收到报文2的元数据(2—1)并发现其与先前发送并应在此时接收到的报文3的元数据(3—1)不一致时，即检测到了冲突。因此，在发送完元数据(3—6)后立即停止发送报文3。
在发生冲突之后，调制解调器21和22都开始各自的报文2和3的重新发送操作。当然，如果这两个调制解调器又同时开始重新发送，则将再一次发生冲突。因此，在本实施例中，各调制解调器从数据冲突引起的停止发送开始到重新发送为止所经过的时间间隔是随机的，所以调制解调器21、22同时开始重新发送的概率很小。
假定调制解调器21首先开始重新发送，而调制解调器22直到经过了接收调制解调器21发送的载波后的足够长的时间才开始重新发送。在这种情况下，不会发生冲突，所以对于调制解调器21的发送缓冲器51的所有数据(即构成完整报文长度的数据)不会检测到接收数据和从发送缓冲器51读出的数据不一致。
如果对于所有的发送数据都与接收数据一致，那么发送/接收数据比较器电路60命令发送缓冲器清除电路56清除发送缓冲器51内的报文。随后，接收到的报文由接收缓冲器64传送到终端装置11。
此后，当发送缓冲器51内写入新报文时，重复上述操作，发送该报文。
假定调制解调器23接收如图6C所示报文23，即由图6A、6B所示报文2和3的冲突引起的报文。并假定报文23的元数据(2—1)指明调制解调器23为报文目的地。那么首先可以假设接收数据计数器电路59的初始值设定为0。当调制解调器23的接收电路58接收报文23的初始元数据(2—1)时，调制解调器的接收数据计数器电路59内的计数值设定为1。此时，调制解调器接收控制电路63判断元数据(2—1)指明的目的地是调制解调器23本身，从而将元数据(2—1)置入接收缓冲器64。
接收电路58随后接收报文23的元数据(2—2)，而接收数据计数器电路59加1变为2。接收控制电路63随后检测到由元数据(2—2)所定的报文长度为30。不断重复进行上述操作直到接收完整个报文，即直到接收数据计数器电路59的计数值与报文长度相等。
但是，如果这种情况下发现在接收到整个报文长文的数据之前下行传输路径32上再无载波发送，那么接收控制电路63判断接收数据发生冲突。在报文23的情况下，报文长度(即9)短于无数据(2—2)规定的报文长度(30)，从而由接收控制电路63判断发生了冲突。
接收控制电路63随后命令接收缓冲器清除电路62清除接收缓冲器64的内容。接着，当调制解调21重新发送时调制解调器23接收到报文2。报文的目的地也是调制调器23，这样调制解调器23重复上述操作。在这种情况下没有冲突发生，因而接收到的报文长度与规定的报文长度是相等的。
当接收完报文2的所有数据时，调制解调器23的接收控制电路63命令接收缓冲器64向终端装置13传送由接收缓冲器64保存的接收报文，即报文2。
虽然图中所示各电路为简述起见是分立的，但在实际装置中，发送控制电路52、接收控制电路63和发送/接收数据比较器60最好由适当编程的计算机或微处理器来实现。由发送控制电路52完成的发送报文的操作序列示于图8的流程图中。由发送/接收数据比较器60与发送控制电路52和接收控制电路63一起完成并用于检测接收报文数据冲突和必要时进行重新发送操作的操作序列示于图9的流程图中。由接收控制电路63在接收报文未发生数据冲突时完成的操作序列示于图10的流程图中。
如图11a、11b、11c所示，数据冲突有可能只是由于发送报文最后的元数据不明。在这种情况下，接收该报文的调制解调器无法判断是否发生冲突。假定调制解调器21发送如图11A所示由数据(4—1)—(4—5)组成的报文4，而调制解调器发送如图11B所示由数据(4—3)、(4—4)、(5—3)—(5—30)组成的报文5。在这种情况下，报文5的前两个数据(4—3)、(4—4)与报文4的第三和第四个数据相同。还假定报文4和5各自的目的地也是相同的，即调制解调器23。
如果如图11C所示，报文4和5发生了冲突，那么调制解调器21检测到发生数据冲突的实际时间就是该调制解调器开始接收因冲突而状态不明的数据的时间。此时，调制解调器21中止报文数据的发送。因此，实际上图11C所示报文45就传送到下行传输路径32上。当目的端调制解调器23接收到该报文时，由于构成报文45的数据(5)的数目与报文第二元数据(4—2)规定的报文长度相等，所以调制解调器23无法检测到发生了数据冲突。
在图11C中，假设调制解调器22检测到数据冲突，在发送完元数据(5—3)后中止发送报文5。但是，如图12所示，也可能在发送完元数据(5—4)后中止发送报文5。在这种情况下，调制解调器23接收到的结果报文为报文46。但是在这种情况下调制解调器23也无法检测到发生了数据冲突，这是由于冲突判断操作没有用到接收报文长度大于报文内规定的报文长度这样一个作为检测冲突发生依据的事实。
现在描述本发明第一实施例的改进，这里即使发生了这种类型的数据冲突，也能让目的端调制解调器知道。这通过以下步骤完成。当发送调制解调器的发送控制电路52检测到发生冲突时，控制载波发生电路54，使得报文发送中止后仍在某一确定的时间间隔内单独发送载波。每个调制解调器都配置成检测一种状态，即接收报文结束时，在前述预先确定的时间间隔内持续接收单独的载波，并在检测到该状态时判断接收报文已发生数据冲突。这样目的端调制解调器就能够确定是否发生了数据冲突。以下借助图13A描述操作，假定发生了如图12所示冲突。
在本方法中，发送调制解调器(即发送报文的调制解调器)的发送控制电路52控制载波发生电路54，使得载波一直发送到发送/接收数据比较器电路60完成将各接收元数据与发送元数据依次比较的操作之后才停止发送。在本实例中，当调制解调器21接收到发生冲突的元数据，即报文46的第五元数据时，调制解调器的发送/接收数据比较器电路60检测到接收和发送数据的不一致，所以判断发生了冲突，并命令重新发送控制电路61执行重新发送操作。重新发送操作的第一步是重新发送控制电路61命令发送控制电路52停止发送报文。由此发送控制电路52立即停止发送报文数据(除非如本实例那样已经发送完报文数据)，并控制载波发生电路54在前述预先确定时间间隔内持续发送载波。
预先确定的时间间隔必须长于复归时间间隔。其理由如下。假设发送调制解调器距离首端装置最远，并且该调制解调器发送的报文的最后一个元数据发生了数据冲突。在这种情况下，调制解调器将在发送完报文的最后一个元数据后向传输路径单独发送载波。在复归时间间隔之后，调制解调器将接收所发送报文的最后一个元数据。如果没有发生数据冲突，调制解调器就会中止发送载波。在这种情况下，报文已被正确发送，但载波发送持续一段复归时间间隔。但是如果报文的最后一个元数据发生了数据冲突，调制解调器将检测到接收元数据与发送报文最后一个元数据不一致，从而判断发生了冲突。在这种情况下，调制解调器在某一规定的时间间隔内单独继续发送载波。因此，其它各调制解调器将在一个接收到单独载波的间隔(该间隔长于复归时间间隔)后接收到报文。因而每个调制解调器可以从接收到的报文中判断发生了数据冲突。但是如果在短于复归时间间隔的间隔内的报文尾端接收到单独的载波，每个调制解调器将判断数据冲突没有发生。
因此，在本实例中，在判断发生冲突时，调制解调器22在长于复归时间间隔的间隔内继续发送载波。所以，调制解调器23在接收到报文46的元数据(5—4)后，在长于复归时间的间隔内继续接收载波。在这种情况下，调制解调器的接收控制电路63判断接收数据中发生了冲突，并命令接收缓冲器清除电路62从接收缓冲器64中清除报文46。
由按照上述本发明第一实施例改进型的发送控制电路55完成的发送报文操作顺序示于图15的流程图中。由按照本发明第一实施例改进型的接收控制电路63和发送控制电路52、发送/接收数据比较器60一起完成并用于检测接收报文内数据冲突和在必要时实现重新发送操作的操作示于图16的流程图中。
上面假定发送控制电路52总是在停止发送数据后的一个固定时间间隔内发送载波。但是同样也可以如图13B所示那样安排，即仅在检测到数据冲突并已发送完所有报文数据的情况下才在停止发送数据之后的固定时间间隔内发送载波。这用来防止载波不必要的发送。
上面假定各调制解调器中的重新发送控制电路61采用的从检测到数据冲突开始到重新发送报文为止所经过的时间间隔为随机确定的值。但是也可以将唯一的特定值分配给调制解调器作时间间隔。这种方法还可以减少重新发送时再次发生冲突的可能性。由发送/接收数据比较器60与接收控制电路63一起完成的这种情形下的操作序列示于图17的流程图中。
不同的是可以在每个调制解调器中存储有图18A、18B或18C所示的表格。例如，可以在上述调制解调器21、22、23中分别存储图18A、18B或18C的表格。
每个调制解调器每次执行报文发送时，从相应表格中选取下一项作为调制解调器发送下一报文的重新发送时间间隔。因此，对于每个调制解调器，先前使用过的重新发送时间间隔(即从检测到数据冲突开始到重新发送报文前为止所经历的时间)与其它调制解调器上一次使用的时间间隔交换。在这种方式下，各调制解调器的重新发送间隔值是平等的。
这种情况下的操作如下。假定例如图18A的表格分配给调制解调器21，图18B的表格分配给调制解调器22，而图18C的表格分配给调制解调器23。
需要着重指出的是，对于相同的发送次数表格规定了不同的重新发送时间间隔。这保证了一系列的调制解调器在发生数据冲突后进行重新发送时使用不同的重新发送间隔值，从而确保重新发送数据时不会发生数据冲突。
因此，表格的大小(即表值的项数)由连于传输路径的调制解调器总数决定。而且，重新发送时间最好以复归时间间隔为单位选取。
采用如上所述发生数据冲突的报文2和3为例，并假设从表格9a和9b的第一项值获得分配给调制解调器的重新发送间隔，那么如图18A的表格所确定的那样，调制解调器21将在一个复归时间间隔后重新发送，而调制解调器22如图18B的表格所确定的那样，将在两个复归时间间隔后重新发送。
在完成重新发送之后，每个调制解调器的重新发送控制电路61使发送控制电路52停止发送载波。因此，在重新发送报文2和3之后，调制解调器21和22将结束在发送电平3上发送载波，即每个调制解调器的发送控制电路52将中止检测下行传输路径32上的载波。
当检测到不存在载波时，每个调制解调器的载波检测电路57命令重新发送控制电路更新重新发送时间间隔，即在相应的表格中选择下一项表值。由于所有的调制解调器都能检测到传输路径上载波的中止，所以各调制解调器同时完成更新操作。
在上述实例中，所确定的调制解调器21的重新发送间隔因此将变为2个复归时间间隔，而调制解调器22的将变为3个复归时间间隔，调制解调器23的将变为1个复归时间间隔。
当超过表中最大“发送次数”(在本实例中发送次数为3次)时，各张表返回“1次发送”项。
由此可以更解，因为分配给调制解调器的重新发送时间间隔总是不同的，所以上述操作可以避免重新发送报文时发生数据冲突。而且，由于这些间隔值连续变化，所以每个调制解调器重新发送时间间隔的平均值是相等的。
发送控制电路52与发送/接收数据比较器60一起完成的对第一实施例作出改进的操作序列示于图19的流程图中。
应该指出，代之于检测传输路径上是否存在载波的状态作为更新每张表格的条件，同样也可以在每次检测到数据冲突时执行更新操作。
可以理解，在上述第一实施例的各种改进下，调制解调器中不用专门的差拍检测电路就可以检测到数据冲突。
以下描述本发明第二实施例，其中各调制解调器采用不同的发送电平。
在上述第一个实施例中，调制解调器的发送电平实际上相同。如果各调制解调器的发送电路53的发送电平不同，那么将会发生前述俘获效应。也就是说，当调制解调器同时发送数据时，只有发送电平最高的调制解调器的数据将正常传送，而其它低发送电平调制解调器发送的数据被以高发送电平发送的数据有效清除。
这将借助实例加以描述，这里假设调制解调器21的发送电路53的发送电平明显高于调制解调器22的发送电路53的发送电平。还假设采用与上述第一实施例中相同操作来检测发送冲突。
与第一实施例一样，当调制解调器21开始发送报文2时，调制解调器22几乎同时开始发送报文3，从而发生了数据冲突。但是，在这种情况下，由于调制解调器21的发送电平较高，所以调制解调器21发送的报文2的数据(图14A所示)将准确送到目的终端装置，而调制解调器22发送的报文3的数据将被报文2的数据取代(即抹去)。也就是说，尽管实际上发生了数据冲突，但各个调制解调器接收到的数据47将都是报文2的数据。因此，调制解调器21将检测不到冲突的发生，从而继续发送报文2直到报文数据结束。此外，作为报文2目的端的调制解调器将成功地接收到报文。
另一方面，与第一实施例所述相同，调制解调器22将检测出发送数据与接送数据之间不一致，从而终止发送报文3。在报文发送结束后，调制解调器22重新发送报文3。因此，通过上述操作系列，调制解调器21和22都能够成功发送各自的数据。
但是如果在发送完报文2之后调制解调器21要继续发送新报文，那么调制解调器22将无法发送数据直到调制解调器21发送过程结束。因此将会引起各调制解调器允许发送数据量互有差异的问题。
为了避免发送数据量的差异，第二实施例的发送控制电路52在第一实施例的发送控制电路52上增加了功能。具体而言，调制解调器的发送控制电路52执行控制，从而在该调制解调器发送完报文数据之后进一步禁止该调制解调器发送数据直到经过至少等于一个复归时间间隔的空闲间隔。这里的术语“空闲间隔”表示不向传输路径发送载波的间隔。
现借助图20描述操作。在第一实施例中，当调制解调器21正常中止报文2发送时，该调制解调器的发送/接收数据比较器电路60命令清除保存在发送缓冲器51内的报文。当新报文随后设入发送缓冲器51时，发送控制电路52开始进行发送新报文0137的操作。
但是在第二实施例中，当发送/接收数据比较器电路60检测到所有的接收数据都与报文2的发送数据一致时，发送控制电路52就加入执行发送禁止操作的功能。因此，即使将新报文设入发送缓冲器51，发送控制电路52也不会执行发送操作直至解除发送禁止状态。
假定在完成报文2发送后将新报文5置入发送缓冲器51。当载波检测电路57检测到空闲状态已至少持续一个复归时间间隔时，发送控制电路52解除发送禁止状态。
在调制解调器21完成报文2发送后，如果没有其它调制解调器要立即开始数据发送，那么空闲状态将持续一个复归时间间隔。但是如果在这段时间，即调制解调器21禁止发送新报文期间，调制解调器22检测到报文2数据发送结束，那么调制解调器22立即开始重新发送报文3的数据。
如果从报文2发送结束到报文3开始重新发送之前所经过的时间短于一个复归时间间隔(即空闲状态持续时间短于一个复归时间间隔)，那么调制解调器22开始重新发送数据，而调制解调器21的发送控制电路52继续保持发送禁止状态。
在成功发送完报文3后，如果没有其它调制解调器发送数据，那么空闲状态只保持一个复归时间间隔。在这段时间里，调制解调器21的发送控制电路52解除发送禁止状态，从而使调制解调器21发送已置入发送缓冲器51内的新报文的数据。
因此可以理解的是，经过上述操作，可以保证高发送电平和低发送电平两个调制解调器数据发送率相同。
发送控制电路52与发送/接收数据比较器60一起完成的上述第二个实施例的发送报文操作序列示于图23的流程图中。接收控制电路63与发送/接收数据比较器60一起完成的相应操作序列(即在调制解调器正确发送无报文后禁止其发送后续报文直到经过一个预先确定的时间间隔之后)示于图23的流程图中。
上面假定本发明第二实施例采用与第一实施例相同的通信控制方法。但是第二实施例同样也可以采用基于差拍分量检测的常规通信控制方法。在这种情况下，当发生冲突时其中一个调制解调器发送的数据被消除而代之以另一个调制解调器以高发送电平发送的数据，每个调制解调器可以根据接收信号中的差拍电平检测到冲突的发生。这可以通过在发生数据冲突和以高输出电平发送的另一报文清除所发送报文数据前预先测量所产生的差拍电平并在各调制解调器中寄存所测量的差拍电平来做到这一点。在这种情况下，当接收信号的差拍电平超出上述寄存值确定的范围时，调制解调器判断发生了数据冲突。除了这一点之外，这种情况下的操作与上述第二实施例的相同。
但是在这种情况下必须高度准确地进行差拍检测，由此产生接收信号噪声带来的问题。因此最好是采用第一实施例的通信控制方法。
现在将描述按照本发明CATV-LAN的第三实施例，其中根据报文优先权执行发送操作，这里的“优先权”是一个分配给报文用来指示报文必须多快发送的数值。分配给报文的优先权越低，报文允许延迟发送的时间就越长。
图24表示这种CATV-LAN中调制解调器的结构。如图所示，调制解调器包括检测登记在报文内优先权的优先权检测电路65并且根据优先权暂时禁止由发送控制电路52控制的发送操作。本实施例其余部分与图4第一实施例的相同。
当检测到优先权较低的报文时，优先权检测电路65禁止发送控制电路52的操作直至检测到传输路径空闲时间间隔经过2个以上复归时间间隔。本实施例调制解调器其余部分51—64的操作与上面第二实施例的相同。
图25表示包含优先权的报文7。假设优先权可以取1和2中的任一值。如果报文中没有登记优先权，那么报文就作优先权为1处理。
现借助图21描述CATV-LAN的操作。假定调制解调器21发送报文2和5，调制解调器22发送报文3和报文7，而且报文7的优先权为2。
由于报文2、3和5内没有登记优先权，所以它们作优先权为1处理。优先权为1的报文的发送方式与上述未采用优先权的第二实施例的相同。
调制解调器22的发送/接收数据比较器电路60在发送报文3之后指示清除发送缓冲器51的报文内容。假设此后报文7(优先权为2)从终端装置12立即发送并置入调制解调器22发送缓冲器51。
当报文置入发送缓冲器51时，优先权检测电路65检测报文的优先权。如果优先权为2，那么优先权检测电路65禁止发送控制电路52的发送操作直至检测到时间间隔大于2个复归时间间隔。
在本实例中，经过一个复归时间间隔后，调制解调器21发送报文5，从而使调制解调器22的发送控制电路52未开始发送报文7。
在发送完报文5后，如果调制解调器不再发送其它报文，那么将经历等于2个复归时间间隔以上的空闲时间间隔(传送路径的)。
在这和情况下，当调制解调器22的载波检测电路57检测到经过等于2个复归时间间隔以上空闲时间间隔时，发送控制电路52解除禁止状态，并以与上述第一实施例同样方式发送报文7的数据。
因此，根据上面的操作，优先权低的报文在所有优先权高的报文发送完之后再发送。
发送控制电路52与发送/接收数据比较器60一起完成的如上面第三实施例所述的发送报文操作序列示于图26的流程图中。
如果采用多个不同的优先权，那么可以执行控制使调制解调器的发送控制电路52禁止发送操作直至检测到空闲时间间隔持续了整数倍的复归时间间隔，这里的整数倍数根据调制解调器等待发送的报文的优先权确定。
在这种情况下，例如可以禁止发送优先权低于报文7的报文(例如优先权为3)直到经过了3个复归时间间隔，并禁止发送优先权更低(例如优先权为4)的报文直到经过了4个复归时间间隔。在这种方式下，优先权低的报文禁止发送直到发送完所有优先权高的报务。
发送控制电路52与发送/接收数据比较器60一起完成的第三实施例改进型的发送报文操作序列示于图27的流程图中。
现在描述本发明CATV-LAN第四实施例，这里根据调制解调器发送的数据量改变分配给报文的优先权。
图28表示本实施例调制解调器的结构。如图所示，它包括根据保存在发送缓冲器51内的报文长度来改变由优先权检测电路65所检测到的报文优先机的优先权改变电路66。调制解调器的其余结构与图24的相同。
现参照图29描述CATV-LAN的操作。假定调制解调器21发送报文2和5，调制解调器22发送报文3并发送优先权为2的报文7。
进一步假定当报文长度超过50时，优先权改变电路66执行操作将报文优先权设置为1。
在调制解调器22发送完报文3之后，该调制解调器的发送/接收数据比较器电路60清除发送缓冲器51中的报文。假定报文7随后从终端装置12立即送入调制解调器22的发送缓冲器51中。
随后优先权改变电路66检测到优先权和保存在发送缓冲器51中的报文长度。在这种情况下，报文7的优先权为2，但由于报文长度为80，所以优先权改变电路66控制优先权检测电路65从而将优先权1分配给该报文。
这种情形下调制解调器22的发送控制电路52没有从优先权检测电路65接收发送禁止命令，从而使调制解调器22的发送控制电路52在报文3发送结束后经过一个复归时间间隔(以第二实施例同样方式)实现报文7的发送。在图29的实例中，调制解调器21同时发送报文5，所以发生了数据冲突。因此，在完成报文5发送后，报文7重新发送。
发送控制电路52与发送/接收数据比较器60一起完成的如上述本发明第四实施例的发送报文操作序列示于图30的流程图中。
上面假定根据报文长度改变分配给一报文的优先杈。但是也可能多条报文同时存在于发送缓冲器中。这种情况下可以根据报文总数或报文长度改变分配给各报文的优先权。
因此，通过上面的操作，在内有多个发送和接收数据的调制解调器的系统中，可以根据优先权发送数据。
现在将描述按照本发明的CATV-LAN第五实施例，这里为了充分利用俘获效应，各调制解调器的发送电平是随机变化的。
图31表示本实施例调制解调器的结构。如图所示，调制解调器包含发送电平调整电路67，用于随机改变发送电路53所发报文和载波发生电路54所发载波的发送电平。如图4所示，其它结构与第一实施例的调制解调器相同。
在本发明第二实施例采用的发送方法中，各调制解调器的发送电平为固定值，于是如图32A所示，报文将总是按发送电平大小的次序发送。因此，发送电平低的调制解调器必须等到发送电平高的发送完报文后才发送报文。如果低发送电平的调制解调器又发送电平相差不大，那么这些调制解调器将在相互贴近的时刻试图执行重新发送操作，从而在重新发送期间极可能引起数据冲突。但是由于这些调制解调器的发送电平相互接近，所以不会发生俘获效应，因此发生冲突时将破坏各调制解调器传送的数据。
在第五个实施例中，为了避免出现这种情况，每个调制解调器发送电路53和载波发生电路54的发送电平随机变化，从而充分利用俘获效应。现借助图32A、32B描述CATV-LAN的操作。除了发送电平有所变化以外，其余操作与第一实施例的相同。
首先假定调制解调器21发送报文2，而调制解调器22发送报文3。在调制解调器21和22中，发送电平调整电路67在固定范围内改变发送电路53和载波发生电路54的发送电平。假定例如调制解调器21的发送电路53和载波发生电路54的发送电平都设置为50dB，调制解调器22的发送电路53和载波发生电路54的发送电平都设置为60dB。
在这种情况下，如果调制解调器21和22都同时开始发送，那么由于俘获效应，只有报文3的数据(由调制解调器22传送)成功传送，而报文2的数据(由调制解调器21传送)将被破坏，并在随后重新发送。当重新发送时，调制解调器21的发送电平调整电路67再次随机改变该调制解调器的发送电平。假设新的发送电平为70dB。因此，报文2的数据将由调制解调器21以70dB的电平发送。
随后，调制解调器不断重复上述操作，每次发送报文后，每个调制解调器的发送电平调整电路67随机改变发送电平。
在按照第五实施例的CATV-LAN中，发送电平接近的调制解调器很少在相互贴近的时刻执行发送。因此在这种情况下可以有效利用俘获效应。
在本实施例中，由于各调制解调器的发送电平并不固定，所以可以消除提供给各调制解调器上的报文发送机会比率间的不平衡，同时调制解调器也不需要执行报文发送后禁止再发送报文直至检测到已经经过预先确定的空闲时间间隔。
发送控制电路52与发送/接收数据比较器60一起完成的如本发明第五实施例所述的操作序列示于图33的流程图中。
现在描述按照本发明CATV-LAN第六实施例，这里根据所发送报文优先权改变调制解调器发送电平，从而使优先权高的报文先行发送。
图34表示本实例的调制解调器的结构。如图所示，调制解调器提供有检测分配给报文优先权和根据优先权确定报文发送电平在何种范围内随机确定的优先权检测电路65。调制解调器还包括在由优先权检测电路65设定的范围内随机设定发送电路53和载波发生电路54的发送电平的发送电平调整电路67。该结构的其余部分与图4所示第一实施例相同。
调制解调器21的优先权检测电路65存储如图35A所示表格。如图所示，该表格规定优先权与各发送电平范围间的关系。当优先权检测电路65检测到待发送报文的优先权时，就从表格中获取对应该优先权的发送电平范围，并将该范围告知发送电平调整电路67。随后发送电平调整电路67在该范围内随机选取发送电路53和载波发生电路54的发送电平。
现在借助图35B描述CATV-LAN的操作。假定调制解调器21发送优先权为1的报文2和优先权为2的报文7，而调制解调器22发送优先机为1的报文3。
当报文2置入调制解调器21的发送缓冲器51中时，该调制解调器的优先权检测电路65检测到报文的优先权为2。接下来优先权检测电路65从图35A所示表格获得与优先权(这里为1)对应的发送电平范围，并告知发送电平调整电路67发送电平范围为90dB—80dB。
随后发送电平调整电路67在该范围内随机确定发送电平。假定报文2的发送电平为85dB。
此外，调制解调器21的优先权检测电路65同样也将发送电平范围告知调制解调器22的发送电平调整电路67，并假定报文3的发送电平设为82dB。
如果调制解调器21和22分别同时发送报文2和3，那么报文3的数据被报文2的数据破坏，并将在后面重新发送。当完成重新发送后，调制解调器22的发送电平调整电路67将在90dB—80dB的范围内选择例如81dB作为重新发送报文3的发送电平。
另一方面，在调制解调器21发送完报文2时，报文7将送入该调制解调器的发送缓冲器51。由于报文7的优先权为2，调制解调器21的优先权检测电路65将向发送电平调整电路67表明发送电平范围为80dB—70dB。随后发送电平调整电路67随机确定报文7的发送电平，例如78dB。
如果调制解调器21在调制解调器22发送报文3的同时发送报文7，那么由于报文3的发送电平较高，报文7将被破坏。因此，在发送完报文3后，调制解调器21将重新发送报文7。
在CATV-LAN第六实施例的方式下，优先权高的报文以高发送电平发送，从而使报文以优先权顺序依次发送。本实施例与第五实施例的不同之处在于，没有必要在根据优先权值决定的时间间隔内表明要禁止发送报文。因此提高了报文发送效率。
发送控制电路52与发送/接收数据比较器60一起完成的如本发明第六实施例所述发送报文操作序列示于图36的流程图中。
现在描述CATV-LAN的第七实施例，其中可以保证报文发送时间。更确切地说，可以保证某些特殊报文在一个预先确定的时间间隔内传送。因此这种报文(以下称作时间保证报文)与其它报文的区别在于包含一个标识符。
图37表示本实施例调制解调器的结构。如图所示，调制解调器包括在接收控制电路63控制下完成定时操作的保证时间间隔定时器电路68。调制解调器还包括保存时间保证报文的时间保证报文寄存器69。本实施例的其它部分与第一实施例的相同(图4)。
现借助图38描述本实施例的操作。在报文由终端装置11传送过来并送入调制解调器21的发送缓冲器51之后，对报文进行检测，看其是否包含指明时间保证报文的标识符。如果发现是时间保证报文，那么就送入时间保证报文寄存器69。假设时间保证报文8—1保存在调制解调器21的时间保证报文寄存器69中，而正常报文9—1保存在调制解调器21的发送缓冲器51中。
同样也假设时间保证报文8—2保存在调制解调器22的时间保证报文寄存器中，而正常报文9—2保存在调制解调器22的发送缓冲器51中。
保证时间间隔值已预先确定并保存于各调制解调器的保证时间间隔定时器电路68中。
假设当传输路径处于空闲状态时，调制解调器21和22竞争发送报文。如果有一条报文保存在调制解调器的时间保证报文寄存器69中，那么调制解调器首先要执行发送该报文的操作。因此，在本实例中调制解调器21将要发送报文8—1，而调制解调器22将要发送报文8—2。假设调制解调器22是竞争的胜利者，即它成功地发送了报文8—1。在这种情况下，各调制解调器的接收电路58将接收报文8—1，而由于包含标识符，所以接收控制电路63将把它认作时间保证报文。在发送完时间保证报文8—1后，传输路径返回空闲状态。
在经过传输路径传送完时间保证报文后，如果任何调制解调器的发送控制电路52处于等待发送正常报文的状态，那么在确认传输路径的空闲状态持续一个复归时间间隔之后，调制解调器就开始发送报文。另一方面，在发送完该时间保证报文后，如果还发送另一时间保证报文，那么只要检测到传输路径处于空闲状态，就立即开始发送该报文。
根据上述规则，在调制解调器21发送完时间保证报文之后发送下一报文(正常报文9—1)之前，要检查确认空闲时间间隔已经经过一个复归时间间隔。但是此时调制解调器22等待发送报文8—2，所以只要发送完时间保证报文8—1它就立即发送时间保证报文8—2。因此，虽然调制解调器21正在确定是否经过了规定的空闲时间，但调制解调器22却获得了发送时间保证报文的机会。在调制解调器22发送完时间保证报文8—2之后，传输路径恢复为空闲状态。
此时没有待发送的时间保证报文，而调制解调器21和22正分别等待发送正常报文9—1和9—2。调制解调器21和22随后处于等待状态直到经过一个复归时间间隔的空闲时间，它们又竞争发送各自的报文9—1和9—2。
在调制解调器开始发送正常报文后，如果调制解调器随后处于必须发送时间保证报文状态，那么该调制解调器的保证时间间隔定时器电路68在接收控制电路63的控制下开始定时操作。在经过保证时间间隔之后，保证时间间隔定时器电路68向调制解调器的发送控制电路52传送“起始”指示信号。
为了响应“起始”指示信号，即使正常报文仍处于发送过程中，发送控制电路52也会中止其发送。
中断的结果是传输路径处于空闲状态，而所有等待发送时间保证报文的调制解调器又开始竞争发送各自的报文。在竞争中获胜的调制解调器将其保存的时间保持报文发送出去，随后(根据上述规则)依次发送保存在其它调制解调器内的时间保证报文。
在第七实施例的方式下，通过确保保存在各调制解调器内的时间保证报文都有机会在保证时间间隔内发送，从而尽可能地使这种报文都能在保证时间间隔内发送。
图39的流程图示出了上述的本发明第7实施例的发送控制电路52完成的发送报文的操作顺序。
在各时间保证报文内可不用标识，而在各时间保证报文内登记一段请求保证时间间隔。在这种情况下，保证时间间隔定时电路68将根据请求保证时间间隔来确定保证时间间隔。例如，假设时间保证报文8—1分配10毫秒的请求保证时间间隔，那么相应调制解调器的保证时间间隔定时电路68用标称的5毫秒的预定保证时间间隔工作。即，保证时间间隔的最小值为5毫秒。在这种情况下，调制解调器21内的预定保证时间间隔的当前值是极短的，比所设间隔短了5秒。因此，把该超过量(5毫秒)加到调制解调器21的保证时间间隔定时电路68测量的时间间隔上，使调制解调器在保证时间间隔为10毫秒的条件下，发送下一个时间保证报文。这样，可以根据需要延长保证时间间隔。如果所要求的保证时间间隔小于最小值，那么，把实际所用的保证时间间隔设定为最小值，即定时器的标称值。
在图41的流程图中示出了该操作过程。
相反，如果标称预定保证时间间隔为30毫秒，那么，在该调制解调器要发送的请求时间保证报文的时间间隔为例如10毫秒时，保证时间间隔定时电路68必须测量的时间间隔减少了20毫秒。因此，实际所用的保证时间间隔是通过从预定的保证时间间隔中减去请求保证时间间隔来获得的。如果结果为正，则把它加到预定保证时间间隔值上，并把所得值用作保证时间间隔定时电路68必须测量的实际保证时间间隔。如果结果为负，那么，把保证时间间隔定时电路68必须测量的时间间隔设定为该报文的请求保证时间间隔。此后，用更新的保证时间间隔值发送时间保证报文。这样，如果需要，则可以延长或缩短保证时间间隔。
在图40的流程图中图示了上述操作步骤。
用这种方法，由于分别用不同的保证时间间隔发送报文成为可能，所以发送报文时所用的实际的保证时间间隔可以被确定为该报文确实需要的保证时间间值。
下面描述CATV-LAN的第8个实施例，其中，把调制解调器分成组，并按组顺序发送报文。因而可以提高发送效率。
如图42所示，这种CATV-LAN的调制解调器包括对组ID(即组识别号)进行排序的组ID寄存器70。它指定该调制解调器所归属的组，以及保持规定当前正在接收控制电路63控制下进行发送的调制解调器组ID号计算值的组ID号计数器71。
调制解调器以这样一种方法进行分组，每组包含具有高发送电平的调制解调器和具有低发送电平的调制解调器。这用于确保，即使在同一组内的调制解调器同时试发，因而发生数据冲突，俘获效应也能保证正确地发送具有高发送电平的调制解调器所发的报文。
假设调制解调器21，22，23和24具有各自的发送电平，其量级关系可以表示为调制解调器21＞调制解调器22＞调制解调器23＞调制解调器24。
还假设调制解调器21发送报文10，调制解调器22发送报文11，调制解调器23发送报文12，调制解调器24发送报文13。在这种情况下，如果调制解调器不分成组，那么，可能发生如图13A所示的报文发送情况。
如图43A所示，假设调制解调器21和22同时试发送它们各自的报文10(10—1)和11(11—1)。由于报文的发送电平相同，不产生俘获效应，所以这两个报文的数据将遭破坏。结果，调制解调器21将重发报文10(10—2)，然后(在等报文10发送完成之后)，调制解调器22将重发报文11(11—2)。此后，具有最低发送电平的调制解调器，即调制解调器23将发送报文12，调制解调器24将发送报文13。
现在参见图43B讨论下列情况，即把4个调制解调器21至24分成2组，每组具有发送电平大不相同的调制解调器，即组1由调制解调器21和23组成，组2由调制解调器22和24组成。
首先，把各调制解调器21至24中的组ID计数电路71的值设置成1，在这种情况下，仅仅在组ID寄存器70内保持有组1的该ID号1的调制解调器(即，调制解调器21和23)被允许发送。既使调制解调器21和23同时分别发送报文10(10—1)和12(12—1)，由于这些调制解调器的发送电平之间存在足够大的差值，将产生俘获效应，所以报文10将被成功地发送。其次，调制解调器23接着重发报文12(12—2)。在能使组1的调制解调器发送的同时，如果发现空闲状况已经持续一个复归时间间隔，就指示组1的调制解调器的发送已经完成。具体地说，当这种情况发生时，各调制解调器内的接收控制电路63就把保持在组ID计数器内值增加1。
结果，现在允许组2的调制解调器以与上述的组1相同的方式进行报文发送。如果组内没有调制解调器正在等待发送报文，那么，在过了该发送电平空闲状态的一个复归时间间隔之后，再将各调制解调器中的组ID计算值增1。在组号最高的组中的所有调制解调器都完成了它们的报文发送，并且这些报文均已被接收到之后，各调制解调器中的组ID计数电路71的值复位到1。
从上文可以理解，本实施例确保了仅在电平相差尽可能大的信号之间发生冲突，从而保证产生俘获效应。因而，减少了进行重新发送所需要的时间开销。
图44的流程图示出了本实施例的组ID计数器和寄存器以及发送控制电路52的基本工作情况。
上述的把调制解调器分成组的方法还可以应用于发送时间保证报文的系统。在这种情况下，由于有效地使用了俘获效应而使重发时间开销减小，有可能更可靠地满足时间保证要求。
现在描述CATV-LAN的第9实施例。在该实施例中，即使上行传输路径的未处于空闲状态，如果下行传输路径已进入空闲状态，也可以开始报文发送。
如图45所示，在这种CATV-LAN的调制解调器包括路径长度比较电路72，对该调制解调器与首端装置4之间的路径长度和该调制解调器正在接收的数据当前所占用的传输路径的长度进行比较。余下的结构与图4的实施例相同。
下面参照图46讲述此CATV-LAN的工作。假设调制解调器21已经在发送报文10。当该报文在传输路径上发送时，那么在任一特定时刻，该报文的数据在用一段特定的传输路径。如果报文较短，即，报文仅由少量数据组成，且如果发送速率较高，或者数据发送速率低(即，与数据从调制解调器经过传输路径到首端装置并再返回到该调制解调器所需要的时间有关)，那么，当报文沿该路径发送时，在任一时刻，报文仅占用全部传输路径的一部分。在图46中“m.10”表示报文10正在传输路径上发送的某些时刻，该报文占用的一段传输路径。在下面的描述中，假设调制解调器22已在等待发送报文。
对于前述本发明的各实施例，调制解调器21在开始发送其报文之前将等待，一直到下行传输路径32进入空闲状态。然而，对于本实施例，在图46所示的情况下，调制解调器21可以开始发送，并成功地进行发送，而无需等待调制解调器22结束发送使传输路径进入空闲状态。下面描述工作情况。
当调制解调器22从下行传输路径32接趺到报文时，在接收数据计数电路59内存入报文长度，此后，在接收该报文每个连续的字节时，保持在接收数据计数电路59内的值递减。因此，接收数据计数电路59总是保持表示仍未接收到的报文部分的长度的值。
路径长度比较电路72把保持在接收数据计数电路59内的值(在把该值转换成等效于传输路径占用长度值之后)与调制解调器22和首端装置4之间的返回路径距离(已事先固定存储在调制解调器内)作比较。根据比较结果，如果发现占用的路径长度短于返回路径长度，那么这说明上行传输路径31一定处于空闲状态，所以路径长度比较电路72允许发送控制电路52开始发送报文，而无需等待下行传输路径32进入空闲状态。
由于调制解调器22不需要等待下行传输路径32进入空闲状态，所以减少了调制解调器等待时间，提高了系统的发送效率。
图47的流程图示出了本实施例的发送控制电路52以及距离值比较器72的基本操作。
下面描述第10实施例，它构成摄像监视系统。如图48所示，该CATV-LAN除了首端装置29和传输路径30之外，还由多部监视摄像机16、监视显示单元15以及控制摄像机16工作和控制选择加到监视显示装置15上的视频信号的控制终端装置14组成。如图中所示传输路径30可以由一根电缆组成。实现这种结构的技术是众所周知的，所以省略对它们的描述。每个监视摄像机16、监视显示装置15和控制终端装置14都通过调制解调器24连接到传输路径上。
该实施例的主要特征是首端装置29连续地产生同步信号，它与调制解调器的信号一起调制并沿下行传输路径发送，例如，把在传输路径30上传送的其它信号与同步信号一起进行频分多路发送。
如图49所示，该CATV-LAN调制解调器包括接收叠加在传输路径上的同步信号的同步信号接收电路73和执行从传输路径或从终端装置11上接收到的报文的报文处理部分75。另外，连接到监视摄像机16上的调制解调器26还包括视频数据发送电路76，而连接到监视显示装置15上的调制解调器24或25还包括视频接收电路77。这种调制解调器还包括一操作顺序寄存在74，用于对由在接收或发送视频数据时必须顺序执行的操作组成的操作顺序进行排序，并产生相应的控制信号。操作顺序寄存器74的内容不是预定不变的，在从另一调制解调器发送特殊类型报文之后，可以把该报文(参考下面的同步报文)设置在其内。操作顺序寄存器74的工作由通过同步信号接收电路73从下行传输路径32接收到的同步信号脉冲进行同步。具体地说，可以与来自同步信号接收电路73并通过接收缓冲器64传送到报文处理部分75的同步信号脉冲同步，在适当的时候读出预先已经接收到的并被置入操作顺序寄存器74内的同步报文的内容。然后，报文处理部分75根据该同步报文的内容产生具体的控制信号，例如产生表示视频信号传输电路76要发送的视频信号的调制频率(即发送频道)的控制信号。
每个监视摄像机16也以从发送组获得的同步信号脉冲进行同步，所以例如所有监视摄像机16的垂直同步周期都相互同步。
视频数据发送电路76接收监视摄像机16的视频信号作为输入，并以特定的调制频率(即，特定频道的频率)对视频信号进行调制，实现视频信号的频分多路发送，然后把得到的信号提供给上行传输路径31。视频信号接收电路77从下行传输路径32接收已调制的视频信号，并把它转换成相应的基带视频信号，然后提供给监视显示装置15。
图50的流程图原理性地图示了选择处理正常(即，异步)报文和同步报文的基本功能。
下面将对控制终端装置14的工作进行描述，控制终端装置14从连接到相应的调制解调器26的各个监视摄像机16选择视频信号，并产生连接到调制解调器24上的特定监视显示装置15显示的视频信号内容。
控制终端装置14向调制解调器24发送“在频道A上接收”的命令(以同步报文的形式)，还产生“在频道6上发送”的命令，(也作为同步报文)，其目的端为调制解调器26。调制解调器24的报文处理部分75在接收到“在频道A上接收”的报文后，向视频数据接收电路77发送控制信号，从而把该电路设置成接收在频道A上发送的视频数据。
通过传输路径向目的端调制解调器26发送“在频道A上发送”的报文，并把该报文设置到调制解调器的操作顺序寄存器74内。该调制解调器的报文处理部分75在从操作顺序寄存器74接收到操作指令(这些指令是根据已设置在寄存器内的报文的内容从存储在该寄存器内的预定的指令中选出的)后，把相应的控制信号发送给调制解调器的视频数据发送电路76，从而通过传输路径把相应的监视摄像机的视频信号作为频道A调制的视频数据进行发送。
在图51中原理性的图示了这些操作。
在该方法中，相应摄像机16的视频信号通过传输路径，作为频道A的频率调制的数据进行发送，由调制解调器24的视频数据接收电路77接收后，由相应的监视显示装置15进行显示。
对于上述的系统，必须执行的各视频数据接收和发送操作事先按操作顺序存储在各调制解调器的操作顺序寄存器74内。在这种情况下，有可能确保各调制解调器同时(即在各调制解调器的同步信号接收电路73从下行传输路径32接收同步脉冲时)执行接收操作(即接收数据并把数据发送给监视示器显示)。然而，在以这种方法用同步脉冲同步调制解调器的操作时，注意下列各点是重要的。
在图52A中，当前正在发送的调制解调器送出由同步信号脉冲同步的报文14—1，而处于接收状态的调制解调器1和2应开始执行与该同一个同步信号脉冲同步的接收操作。然而，由于发送延迟，接收调制解调器1接收该报文(即作为报文14—2)的耐间和接收调制解调器2接收报文(即作为报文14—3)的时间不同，以致接收调制器1在其接收同步信号脉冲P1的时间点上开始其接收操作，而接收调制解调器2在其接收同步信号脉冲P2的时间点上开始其接收操作。因此，在调制解调器1和2各自进行的操作的定时之间有偏差。为了防止这种情况，如图52B所示，确保在同步信号维持其存在时发送调制解调器不结束发送，继续发送载波。因此，接收调制解调器1和2将与同一同步脉冲即脉冲P2同步，各自开始接收操作。
在这种方法中，通过用同一个同步脉冲保证所有调制解调器同步，可以控制多个调制解调器以相互同步的方式执行转换视频信号的操作。因此，例如，可以与多部监视摄像机产生的视频信号的垂直同步脉冲同步地执行视频数据转换操作，而不打乱在监视显示器上显示得到的图像。
在已有技术中，通常通过基带视频信号连接监视摄像机和监视显示单元。当有多台摄像机时，这会产生在装置单元之间布线困难的问题。然而，对于本发明的上述实施例，可以多路发送多个视频信号，并沿同一条传输路径发送，因此，可以减少系统所需要的连接电缆的数量。而且，对于本发明，即使使用低的数据发送速率，例如9600bps，也可以在保证时间间隔内传送控制信号，所以能保证摄像机控制和视频信号转换的响应特性。因此，本发明可以用低速、低成本的调制解调器实现监视摄像系统。
对于本发明的第11实施例，当在各个不同发送电平上发送的报文发生冲突时，仅仅在高发送电平上发送的报文可以正确地送出，当目的端调制解调器接收到数据时可以清楚地确定该正确送出的报文的起始点。
图53图示了该CATV-LAN的调制解调器的结构。如图所示，它包括在发送报文之前的前置时间间隔期间发送载波的预发送电路78和当在前置时间间隔期间单独接收载波(即无报文)时消除存储在接收缓冲器内的数据并初始化接收数据计数器的预接收电路79。在其他方面，本实施例于实施例1相同。
下面参见图54描述该CATV-LAN实施例的工作情况。首先假设从调制解调器22把报文3发送到作为其目的端的调制解调器23，并且在该过程中，调制解调器21也开始发送报文2，它也把调制解调器23作为其回的端。进一步假设调制解调器21的发送电平高于调制解调器22。
当在开始发送报文3之前，调制解调器22的载波产生电路54开始发送载波时，调制解调器的预发送电路78指示发送控制电路52继续在前置时间间隔期间发送载波。因此，调制解调器22首先在前置时间间隔期间发送载波，然后发送报文。
同样，调制解调器21的预发送电路78使调制解调器在前置时间间隔期间单独发送载波，然后该调制解调器发送报文2。
当调制解调器22的报文3和调制解调器21的报文2之间发生冲突时，由于调制解调器21的发送电平高于其它两个，报文3将被调制解调器21发送的报文2的载波消去。因此，在接收了报文3的一部分数据(即第一数据3—1)后，各个调制解调器21、22、23接收载波，然后接收报文2的数据(2—1，2—2，…2—30)，因此，各调制解调器接收到的全部报文用图54的报文48表示。处于发送报文3的过程中的调制解调器22检测正在发送的数据与接收到的数据不同，所以在发送了数据3—8之后中断发送报文3。
目的端调制解调器23首先接收报文3的初始元数据3—1，把接收计数器59从计数0更新到1，然后发现第一元数据3—1表示调制解调器23本身就是该报文的目的地。因此，调制解调器23在接收缓冲器64内存储元数据3—1。
此后，调制解调器23在报文2的前置时间间隔期间仅接收载波。因此该调制解调器的预接收电路79检测到没有正在接收所发送的数据，所以使接收缓冲器清除电路62清除接收缓冲器64，还初始化接收数据计数电路59的计数值。从而清除了存储在接收缓冲器64的元数据3—1，并且接收数据计数电路59的计数复位到零。因此调制解调器23返回到在接收报文3之前的状况。
然后，该调制解调器的接收电路58接收报文2的初始元数据2—1，接收数据计数电路59的计数更新到1，并且判别出调制解调器23本身就是已经存储在接收缓冲器64内的元数据2—1表示的目的端。此后，用与第一实施例所述的相同的方法，把报文2的数据(2—2，2—3，…2—30)顺序置入接收缓冲器64，因此顺序更新了接收数据计数电路59的计数值。
在这种方法中，即使发生冲突，调制解调器23在固定时间间隔期间接收了载波之后仍能正确地接收报文2。因此，能清楚地确定调制解调器开始接收报文2的时间点。
如果发送报文3的调制解调器22具有的发送电平高于发送报文2的调制解调器21，那么，当发生冲突时，由于俘获效应，报文3将消去报文2及前面的载波部分。因此在这种情况下，调制解调器23也将从开始到结束都正确地接收报文3，并能清楚地确定调制解调器23开始接收报文3的时间点。
从上面本发明的描述将清楚地看到，按照本发明，把CATV-LAN的调制解调器构制成把已经发送的数据与接着接收到的数据进行比较，后者应当分别与发送的数据相同。在发送和接收的数据不一致时，调制解调器判别出发生冲突。因此不必使用昂贵的差拍检测电路，可以降低CATV-LAN的成本。
而且，即使在发送的数据之间发生冲突，仍能利用俘获效应确保有效的数据发送。
再者，数据冲突发生时，由于俘获效应，使第一报文的数据消去，而成功地发送第二报文的数据，并且当接收到报文时可以准确地确定第二报文的开始点。
而且，利用俘获效应，有可能避免为具有最高发送电平的调制解调器提供较多发送机会的现象。
而且，通过诸如把调制解调器分成组的手段，可以有效地利用俘获效应，提供发送效率。
再者，检测传输路径的空闲状态可以用于确定能有效避免数据冲突发生的条件，从而进一步提供发送效率。
而且，能以报文的优先顺序发送报文。
另外，可以确保在一段不长于规定的保证值的时延之后由调制解调器发送报文。
权利要求
1.一种电缆电视局域网络(CATV-LAN)，包括多个终端设备，用于构成由上行传输路径和下行传输路径组成的传输路径的装置，还有多个耦合至各自的所述终端设备的调制解调器，用于将所述终端设备提供的报文发送到所述上行传输路径，并从所述下行传输路径接收报文，同时把所述报文提供给所述终端设备，以及一首端设备，用于将已在所述上行传输路径传输的报文发送到所述下行传输路径；其特征在于，每个所述报文包括规定所述报文长度的信息，而每个所述调制解调器包括发送/接收数据比较装置，当所述每个调制解调器在发送一报文时，把由所述下行传输路径获得的相继接收到的数据与已向所述上行传输路径发送的所述报文中相继被选择的数据作比较，由此来检测在报文的所述已接收数据与所述已发送数据之间出现的任何不相符；重新发送装置，用以响应于由所述发送/接收数据比较装置检测得的所述不相符，中断所述报文的发送，并用以在经过一段预定的时间间隔后再重新发送所述报文；以及接收控制装置，其作用是，当所述调制解调器不发送报文，并且当由所述下行传输路径接收到的一组数据的长度达不到对所述接收到的数据规定的报文长度值时，舍弃所述接收到的数据。
2.如权利要求1所述的一种电缆电视局域网络，其特征在于，每个调制解调器包括发送缓冲器存储装置，用于保存待发送的报文；以及发送控制装置，用于按规定的次序，从所述发送缓冲器存储装置读出构成将在所述上行传输路径中发送的所述报文的数据，并用于接着从所述发送缓冲器存储装置，按所述次序，读出报文的所述数据，该数据要由所述发送/接收数据比较装置依次地与从所述下行传输路径接收到的所述数据进行比较。
3.如权利要求1所述的一种电缆电视局域网络，其特征在于，每个所述调制解调器包括载波发生装置，用以产生载波；发送电路装置，用以接收所述载波和待发送报文的数据，并向所述上行传输路径发送所述载波和表示所述数据的一已调数据信号；发送控制装置，其作用是，当所述调制解调器发送一报文时，所述接收数据比较装置检测出所述发送/接收数据与所述报文的所述已发送数据不相符，就控制所述发送电路装置，在所述报文发送中断后的某一固定时间间隔内，向所述上行传输路径只发送所述载波；其特征还在于，当所述调制解调器不在发送报文时，所述接收控制装置对在昕述固定时间间隔内，从所述下行传输路径单独接收的所述载波作出响应，用以把紧接在接收所述载波前从所述下行传输路径接收到任何数据舍弃掉。
4.如权利要求1所述的一种电缆电视局域网络，其特征在于，每个所述调制解调器包括载波发生装置，用以产生载波；发送电路装置，用以接收所述载波和待发送报文的数据，并向所述上行传输路径发送所述载波和表示所述数据的一已调数据信号；发送控制装置，其作用是，当所述调制解调器发送一报文时，在所述报文的所有数据都已发送出去的时刻所述发送/接收数据比较装置检测出所述报文的所述接收到的数据与所述已发送的数据不相符，就控制所述发送电路装置，在所述报文传输中断后的某一固定时间间隔内，向所述上行传输路径只发送所述载波；其特征还在于，当所述调制解调器不在发送报文时，所述接收控制装置对在所述固定时间间隔内，从所述下行传输路径单独接收的所述载波作出响应，用以把紧接在接收所述载波前从所述下行传输路径接收到的任何数据舍弃掉。
5.如权利要求1所述的一种电缆电视局域网络，其特征在于，各个所述调制解调器的所述重新发送装置保持数据，这些数据分别规定不同的重新发送时间间隔值；所述重新发送装置根据所述数据确定用于重新发送报文操作的所述重新发送时间间隔。
6.如权利要求5所述的一种电缆电视局域网络，其特征在于，每个所述调制解调器包括这样一个装置，其作用是，在由任何一个所述调制解调器每次在所述下行传输路径上发送完一个报文后，就把对另一个所述调制解调器规定的重新发送时间间隔与对所述调制解调器规定的重新发送时间间隔互换。
7.如权利要求6所述的一种电缆电视局域网络，其特征在于，每个所述调制解调器包括用于存储表格的装置，该表格表示报文发送出现次数与所述重新发送时间间隔不同的值之间的关系；用于检测所述下行传输路径出现空闲状态的装置；以及用于在每次检测到出现所述空闲状态时，从所述表格中选择所述重新发送时间间隔的一更新值的装置。
8.如权利要求1所述的一种电缆电视局域网络，其特征在于，所述调制解调器通过分别使用不同的预定发送电平，执行向所述上行传输路径的报文发送。
9.如权利要求8所述的一种电缆电视局域网络，其特征在于，每个所述调制解调器在完成一报文的发送后，禁止发送下一个报文，直至所述调制解调器检测得传输路径的空闲状态已经持续了一段预定的时间间隔为止。
10.如权利要求9所述的一种电缆电视局域网络，其特征在于，所述预定空闲时间间隔至少等于复归时间间隔，其中，所述复归时间间隔是从由一个所述调制解调器向所述上行传输路径发送数据直到由所述调制解调器从所述下行传输路径接收所述数据所经历的时间间隔的最大值。
11.如权利要求9所述的一种电缆电视局域网络，其特征在于，在所述报文中，至少某些报文中的每个报文包含了规定所述报文优先程度的信息；每个所述调制解调器包括一优先级检测装置，用于检测在将由所述调制解调器发送的报文中规定的所述优先程度，又包括这样一个装置，它对检测得的所述报文的优先程度作出响应，用以改变所述空闲状态必须被连续检测到的所述时间间隔的值。
12.如权利要求11所述的一种电缆电视局域网络，其特征在于，所述优先程度取多个逐步变化值中的一个值，并根据对将要发送的下一个报文检测得的优先程度，把所述空闲状态必须被连续检测到的所述时间间隔设置为整数个复归时间间隔，其中，每个所述复归时间间隔是从由一个所述调制解调器向所述上行传输路径发送数据直到由所述调制解调器从所述下行传输路径接收所述数据所经历的时间间隔的最大值。
13.如权利要求11所述的一种电缆电视局域网络，其特征在于，每个所述调制解调器包括优先级变更装置，用以变更已由所述优先级检测装置检测得的优先程度作为在将由所述调制解调器发送的报文中规定的优先级，其特征在于，所述优先级变更装置根据构成所述报文的数据量来改变所述优先程度。
14.如权利要求1所述的一种电缆电视局域网，其特征在于，每个所述调制解调器包括发送电路装置，用于以特定的发送电平向所述上行传输路径发送一报文的所述数据，作为已调数据信号，还包括发送电平调整装置，用于控制所述发送电路装置以随机地改变由所述调制解调器发送的各个报文的所述发送电平。
15.如权利要求14所述的一种电缆电视局域网络，其特征在于，在所述报文中，至少某些报文中的每个报文包含了规定所述报文的优先程度的信息，其特征在于，每个所述调制解调器包括优先级检测装置，用于检测在将由所述调制解调器发送的报文中规定的所述优先程度，其特征还在于，所述发送电平调整装置根据由所述优先级检测装置检测得的优先程度，变更所述发送电平在其中随机改变的电平值的范围。
16.如权利要求1所述的一种电缆电视局域网络，其特征在于，每个所述调制解调器包括时间保证报文保存装置，用以接收和暂时存储时间保证报文，该报文是由相应的一个所述终端设备提供的；保证时间间隔定时器；以及在从所述终端设备接收到所述报文之后，在一由所述保证时间间隔定时器测量的预定的保证时间间隔内，向所述上行传输路径启动所述报文的发送装置，如果有必要，该装置还可中断发送非时间保证而当时却在发送的报文，以在所述保证时间间隔内使所述时间保证报文可启动发送。
17.如权利要求16所述的一种电缆电视局域网络，其特征在于，根据在所述时间保证报文中规定的保证请求时间，所述保证时间间隔定时器变更由它测量的所述预定保证时间闻隔值。
18.如权利要求1所述的一种电缆电视局域网络，其特征在于，每个所述调制解调器包括发送电路装置，用于以特定的发送电平，向所述上行传输路径发送一报文的所述数据作为一已调数据信号，其特征在于，确定调制解调器的各自的组，每个组包含一些有各不相同的送达电平值的调制解调器，每个所述调制解调器包括组标识寄存装置，用于存储所述调制解调器所属的组号；组标识计数装置，用于获得一计数值，该值代表一个组的组号，该组中的调制解调器当前可通过所述传输路径发送报文，该装置还用于检测所述计数值与在所述组标识寄存装置中寄存的所述组号相符的状态；用于检测调制解调器组发送完成状态，即所述组内所有的调制解调器已完成所有正在进行的报文发送，以及当检测到所述调制解调器组发送完成状态时更新所述计数值的装置；以及只有当检测到所述相符状态时才由所述调制解调器发送报文的装置。
19.如权利要求18所述的一种电缆电视局域网络，其特征在于，检测所述调制解调器组发送完成状态的所述装置包括用于检测所述传输路径的空闲状态已比预定时间持续一段更长时间的装置。
20.如权利要求1所述的一种电缆电视局域网络，其特征在于，每个所述调制解调器包括用于作为所述传输路径当前被已由所述调制解调器发送的一报文的数据所占用部分的长度，计算一路径占用距离的装置；路径距离比较装置，用于比较所述调制解调器和所述首端设备之间的返回路径距离与所述路径占用距离，由此用于检测所述路径占用距离比所述返回路径距离短的状态；以及对检测到所述状态作出响应，用以使待启动的所运调制解调器可传输随后的报文的装置。
21.如权利要求20所述的一种电缆电视局域网络，其特征在于，每个所述调制解调器包括发送电路装置，用于作为一已调制的数据信号向所述上行传输路径发送一报文的所述数据，所述首端设备包括用于向所述下行传输路径发送同步信号的装置，该同步信号与由所述调制解调器发送的数据信号多路复用，其特征还在于，每个所述调制解调器包括同步接收装置，用以接收所述同步信号；以及操作顺序寄存装置，它连接成从所述同步信号接收装置接收所述同步信号，用于寄存一预定的操作顺序，还用于与所述同步信号同步地执行所述操作顺序。
22.如权利要求21所述的一种电缆电视局域网络，其特征在于，在所述多个调制解调器中，至少有一部分调制解调器每个都包括一视频发送电路，它连接成从视频信号源接收视频信号，用于产生相应的视频数据信号，还用于向所述上行传输路径发送与由所述调制解调器发送的所述数据信号多路复用的所述视频数据信号，其特征在于，在所述多个调制解调器中，至少有一部分调制解调器每个都包括一视频接收电路，用于从所述下行传输路径接收所述视频数据信号，并用于将所述视频数据信号变换成相应的基带视频信号。
23.如权利要求22所述的一种电缆电视局域网络，其特征在于，根据所述操作顺序寄存装置的内容产生操作指令，而根据操作指令有选择地控制一调制解调器的至少所述视频信号发送电路的特定操作，所述操作指令在由所述同步信号确定的时刻产生。
24.如权利要求22所述的一种电缆电视局域网络，其特征在于，所述视频信号源包括一电视摄像机，其特征在于，所述同步信号由所述同步信号接收电路提供给所述电视摄像机，用干使所述视频信号与所述同步信号同步。
25.如权利要求1所述的一种电缆电视局域网络，其特征在于，每个所述调制解调器包括载波发生装置，用于产生一载波；发送电路装置，它连接成接收所述载波和待发送报文的数据，用于向所述上行传输路径发送所述载波和代表所述数据的一已调数据信号；控制所述发送电路装置的控制装置，用于在发送一报文的所述数据之前，在一固定的预置时间间隔内单独发送所述载波；以及预接收装置，它连接成从所述下行传输路径接收所述载波，用于当接收到所述载波时，将所述调制解调器设置为一预定的起始接收状态调制解调器。
全文摘要
在有多个调制解调器非同步地从各自的终端设备向上行传输路径发送报文并从下行传输路径接收报文的一个电缆电视局域网络中，当一个调制解调器发送报文时，把它接收到的数据与已发送报文的数据相比较，如果因与另外某个调制解调器发送的数据发生冲突而使两者不相符时，就中断该报文的发送。每个报文包含有规定其长度的信息，当一个不在发送数据的调制解调器接收到一组实际长度与规定长度不相符的数据时，就舍弃该数据。
文档编号H04N7/173GK1122988SQ9510257
公开日1996年5月22日 申请日期1995年10月4日 优先权日1994年9月30日
发明者野岛晋二, 堀上周吾, 佐藤正树, 西川宏 申请人:松下电器产业株式会社