JP2000040013A - 二重化通信システムの回線異常検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】通信を制御するマスタ局と複数の入力スレーブ
局２，出力スレーブ局３とからなり、マスタ局が稼働マ
スタ局１１Ａと、待機マスタ局１１Ｂとに二重化され、
伝送回線に電気ケーブルよりも断線し易い光ケーブル３
１Ａ，３１Ｂ，３２，３３等を用い、稼働マスタ局１１
Ａが少なくとも全ての他局を順次一局ずつ指定してトー
クンを送り、このトークンを送った相手の他局に送信権
を与える通信制御を周期的に繰り返す二重化通信システ
ムにおいて、回線異常時の通信の信頼性を確保する。 【解決手段】上記の通信制御中に稼働マスタ局１１Ａの
伝送回線異常検出手段１０１が全ての他局からの連続す
るトークンの無返却（つまり、トークン送信後にその送
信相手局からのトークン返却がないこと）を検出する
と、稼働マスタ局と全ての他局との間の光ケーブル３１
Ａを含む伝送回線に異常があると判別し、待機マスタ局
１１Ｂにこの通信システムの制御権を与えるようにす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、スレーブ局等の
複数の他局と交信しつつ通信制御を行うマスタ局が、稼
働マスタ局と待機マスタ局とに二重化され、稼働マスタ
局が少なくとも全ての他局を順次一局ずつ指定してトー
クンを送り、トークンを送った相手となる他局に送信権
を与えて交信を行わせる通信制御動作を周期的に繰り返
し、且つ伝送回線に光ケーブルを用いた二重化通信シス
テムにおいて、稼働マスタ局が自局と他の全局との間の
伝送回線の異常を検出する二重化通信システムの回線異
常検出方法に関する。

【０００２】なお、以下各図において同一の符号は同一
もしくは相当部分を示す。

【０００３】

【従来の技術】図１は本発明の一実施例としての、伝送
回線に光を媒体とする光ケーブルを用いた二重化通信シ
ステムの構成例を示すが、以下この図を流用して従来の
技術を説明する。なおこの図は稼働マスタ局１１Ａ内の
伝送回線異常検出手段１０１を除けば従来にも当てはま
る。

【０００４】同図において１Ａは他局と交信しつつ、こ
の通信システムの通信制御を行う役割を持つマスタ局で
あって、常時は稼働状態にある稼働マスタ局１１Ａを内
蔵する稼働コントローラ、１Ｂは常時は待機状態にあ
り、稼働マスタ局１１Ａの異常時には、この稼働マスタ
局と入れ替わってその役割りを担う待機マスタ局１１Ｂ
を内蔵する待機コントローラである。

【０００５】１２Ａ，１２Ｂは夫々コントローラ１Ａ，
１Ｂ内に設けられ、２つのマスタ局１１Ａと１１Ｂが持
つデータの内容を両コントローラ１Ａ，１Ｂ間を結ぶ通
信線としての等値化リンク２０を介して等しくするよう
に動作する等値化処理装置である。２はマスタ局へデー
タを送信する役割を持つ入力スレーブ局、３はマスタ局
からデータを受信する役割を持つ出力スレーブ局であ
る。なお、図では簡単のため入力スレーブ局２と出力ス
レーブ局３とを夫々代表の形で１台ずつ示しているが、
通常は夫々複数局存在する。

【０００６】４は分散型光接続装置で、各局１１Ａ，１
１Ｂ及び２，３から、夫々この各局と分散型光接続装置
４とを結ぶ光ケーブル（即ち、光を伝送媒体とする伝送
ケーブル）を介して送信入力される光信号を送信局以外
の全局へ（従ってこの各局と分散型光接続装置４とを結
ぶ光ケーブルへ）分配出力する役割を持つ。ここで、３
１Ａは稼働マスタ局１１Ａと分散型光接続装置４とを結
ぶ光伝送路としての前記した光ケーブル、３１Ｂは同じ
く待機マスタ局１１Ｂと分散型光接続装置４とを結ぶ光
ケーブル、３２は同じく入力スレーブ局２と分散型光接
続装置４とを結ぶ光ケーブル、，３３は同じく出力スレ
ーブ局３と分散型光接続装置４とを結ぶ光ケーブルであ
る。

【０００７】光ケーブル３１Ａは電気／光変換器１４Ａ
と電気ケーブル２１Ａを介して稼働マスタ局１１Ａに接
続され、同様に光ケーブル３１Ｂは電気／光変換器１４
Ｂと電気ケーブル２１Ｂを介して待機マスタ局１１Ｂに
接続されている。この電気／光変換器１４Ａは電気ケー
ブル２１Ａ側から送信入力された電気信号を光信号に変
換して光ケーブル３１Ａ側へ送出し、逆に光ケーブル３
１Ａ側から送信入力された光信号を電気信号に変換して
電気ケーブル２１Ａ側へ送出する役割を持ち、同様に電
気／光変換器１４Ｂは電気ケーブル２１Ｂ側から送信入
力された電気信号を光信号に変換して光ケーブル３１Ｂ
側へ送出し、逆に光ケーブル３１Ｂ側から送信入力され
た光信号を電気信号に変換して電気ケーブル２１Ｂ側へ
送出する役割を持つ。

【０００８】なお、入力スレーブ局２と光ケーブル３２
との間、及び出力スレーブ局３と光ケーブル３３との間
にも図外の電気／光変換器が同様に設けられている。と
ころで、このような通信システムの伝送回線に用いられ
ている光ケーブルは電気ケーブルに比べ強度が劣るため
断線が発生する確率が高い。このため、従来は電気／光
変換器と分散型光接続装置との間の光ケーブルの断線
を、夫々その光ケーブルに対応する局が光のレベル検出
によって判定しており、電気ケーブルの断線や電気／光
変換器の故障の検出は行われてはいなかった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】このような二重化通信
システムの回線異常時における、稼働系から待機系への
切り換えを速めて、通信システムの信頼性を確保するに
は、光ケーブルは勿論、電気ケーブルや電気／光変換器
の故障をも検出することが望ましく、それも個別にでは
なく、一つの検出方法で一度に検出することが望まれ
る。

【００１０】一方、マスタ局とスレーブ局からなる二重
化通信システムにおいて、特にマスタ局と分散型光接続
装置４とを結ぶ伝送回線が故障した場合、実質上この通
信システムの通信が停止することとなり、その影響が甚
大である。そこで本発明は稼働マスタ局が少なくとも全
ての他局を順次一局ずつ指定してトークンを送り、トー
クンを送った相手局に送信権を与えて交信を行わせる通
信制御動作を周期的に繰り返す二重化通信システムにお
いて、稼働マスタ局と分散型光接続装置４とを結ぶ伝送
回線の故障を速やかに検出し、稼働マスタ局の通信制御
権を直ちに待機マスタ局へ切換えることにより入，出力
スレーブ局とマスタ局との通信を継続して行うことがで
きる、二重化通信システムの回線異常検出方法を提供す
ることを課題とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに、請求項１の二重化通信システムの回線異常検出方
法では、他局と交信しつつ通信を制御するマスタ局と複
数のスレーブ局（入力スレーブ局２，出力スレーブ局３
など）とからなり、マスタ局が常時は稼働状態にある稼
働マスタ局（１１Ａ）と、常時は待機状態にあり、稼働
マスタ局の異常時にはこの通信システムの制御権を得て
この稼働マスタ局と入れ替わりその役割を担う待機マス
タ局（１１Ｂ）とに二重化され、稼働マスタ局が少なく
とも全ての他局を順次一局ずつ指定してトークンを送
り、このトークンを送った他局に送信権を与える動作を
周期的に繰り返す二重化通信システムにおいて、稼働マ
スタ局（の伝送回線異常検出手段１０１）が全ての他局
からの連続するトークンの無返却（つまり、トークン送
信後にその送信相手局からのトークン返却がないこと）
を検出することにより、稼働マスタ局と全ての他局との
間の伝送回線に異常があると判別するようにする。

【００１２】また請求項２の二重化通信システムの回線
異常検出方法では、請求項１に記載の二重化通信システ
ムの回線異常検出方法において、稼働マスタ局が前記の
ように伝送回線の異常を判別したときは、待機マスタ局
にこの通信システムの制御権を与えるようにする。また
請求項３の二重化通信システムの回線異常検出方法で
は、請求項１または２に記載の二重化通信システムの回
線異常検出方法において、前記伝送回線が光を媒体とす
る伝送ケーブル（光ケーブル３１Ａ）を含むようにす
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は本発明における二重化通信
システムの構成の実施例を示す。従来技術で述べたよう
に本発明においては、稼働マスタ局１１Ａ内に伝送回線
異常検出手段１０１が設けられている。この実施例にお
いては、稼働マスタ局１１Ａが所定の周期、例えば５秒
の周期ごとに、３秒間はサイクリック通信のモード、残
りの２秒間は非サイクリック通信のモードというよう
に、２つの通信モードの通信制御を繰り返すものとす
る。

【００１４】図２は、このような稼働マスタ局１１Ａの
通信制御によって行われるサイクリック通信の交信シー
ケンスの一例を示す。同図においては、稼働マスタ局１
１Ａが、時点ｔ１１において入力スレーブ局２に対して
データ要求を行い、これにより時点ｔ１２において入力
スレーブ局２は保持しているデータを伝送回線に向けて
ブロードキャストする。この時、このブロードキャスト
されたデータを取込むように予め定義されている稼働マ
スタ局１１Ａ及び待機マスタ局１１Ｂがデータを取込
む。

【００１５】次に時点ｔ１３において稼働マスタ局１１
Ａは自局に対してデータ要求を行う。そして時点ｔ１４
に稼働マスタ局１１Ａは、保持しているデータを伝送回
線に向けて（つまり、光ケーブル３１Ａ側へ）ブロード
キャストする。この時、このブロードキャストされたデ
ータを取込むように予め定義されている出力スレーブ局
３がデータを取込む。

【００１６】このようにサイクリック通信においては、
稼働マスタ局１１Ａは、予め定められたサイクリック通
信のスケジュールに従って、データを保持している局を
順次指定し、その局が持つデータを伝送回線へブロード
キャストするように要求を行う。そして、この要求を受
信した局が、保持しているデータを回線にブロードキャ
ストする。この時、ブロードキャストされたデータを取
込むように定義をされている局が、このデータを内部に
取込む。

【００１７】但し、サイクリック通信においては、デー
タを取り込むように定義をされている局は、データを取
り込むのみで、データを取り込んだことを示すＡＣＫ
（承認信号）を返さないため、稼働マスタ局１１Ａはデ
ータを取り込む定義をされている他局が回線に接続され
ているか否かの判定はできない。図３は、稼働マスタ局
１１Ａの通信制御により、前記のサイクリック通信に続
いて行われる非サイクリック通信の交信シーケンスの一
例を示す。

【００１８】同図においては、時点ｔ２１に稼働マスタ
局１１Ａが待機マスタ局１１Ｂに対してトークン（即
ち、その相手局のみに送信権を与えるための特殊なデー
タ）を送信する。トークンを受け取った待機マスタ局１
１Ｂは、予め定められた最大トークン保持時間内でサー
ビス（この場合、当該の局ごとに自由に定められた動作
で、例えば或る局とのデータの授受など）を実行し、時
点ｔ２２にトークンを稼働マスタ局１１Ａに返却する。

【００１９】次に時点ｔ２３に稼働マスタ局１１Ａは、
入力スレーブ局２に対してトークンを送信する。トーク
ンを得た入力スレーブ局２は、最大トークン保持時間内
でサービスを実行し、時点ｔ２４にトークンを稼働マス
タ局１１Ａに返却する。次の時点ｔ２５も同様に稼働マ
スタ局１１Ａは、出力スレーブ局３に対してトークンを
送信する。これにより出力スレーブ局３は、最大トーク
ン保持時間内でサービスを実行し、時点ｔ２６にトーク
ンを稼働マスタ局１Ａに返却する。

【００２０】同様に時点ｔ２７に稼働マスタ局１１Ａ
は、自局宛に伝送回線へ向けてトークンを送信する。そ
して稼働マスタ局１Ａは、最大トークン保持時間内でサ
ービスを実行し、時点ｔ２８にトークンを自局に返却す
る。本実施例では非サイクリック通信の期間は、所定の
周期で繰り返される通信期間の中のサイクリック通信の
期間の後の通信期間であり、非サイクリック通信におい
ては、上述のように稼働マスタ局が伝送回線に接続され
ている稼働マスタ局１１Ａ、待機マスタ局１１Ｂ、入力
スレーブ局２、出力スレーブ局３の全局に対して順次、
トークンを送信し、トークンを送信した相手局に対して
回線上へ送信する権利（送信権）を与える。

【００２１】各局はトークンを受信すると、最大トーク
ン保持時間内でサービスを行い、サービス終了後または
最大トークン保持時間内で、稼働マスタ局１１Ａに対し
てトークンを返却する。図４は本発明における光ケーブ
ル回線の断線検出方法の説明図で、この図は非サイクリ
ック通信モードにおける回線断線時の交信シーケンスの
一例を示す。

【００２２】同図においては、先ず時点ｔ１に稼働マス
タ局１１Ａは出力スレーブ局３に対してトークンを送信
する。トークンを保持した出力スレーブ局３は最大トー
クン保持時間内でサービスを実行し、時点ｔ２にトーク
ンを稼働マスタ局１１Ａに返却する。次に、時点ｔ３に
稼働マスタ局１１Ａはトークンを自局宛てに送信する。
トークンを保持した稼働マスタ局１１Ａは最大トークン
保持時間内でサービスを実行し、時点ｔ４にトークンを
稼働マスタ局（自局）１１Ａに返却する。

【００２３】なお、この時点では伝送回線に異常は発生
していないが、こののち次回の非サイクリック通信が開
始されるまでの間に、回線に断線が生じたものとする。
即ち、時点ｔ４にて、稼働マスタ局１１Ａはトークンを
全局に一巡したため、次の時点ｔ５からｔ６までの期
間、サイクリック通信モードの処理を行う。そしてサイ
クリック通信モードの処理の完了後、時点ｔ７から再び
非サイクリック通信モードの処理を行う。

【００２４】図５はトークンを送信した相手局からの応
答が無い場合に、稼働マスタ局１１Ａ（の伝送回線異常
検出手段１０１）が実行する回線断線検出処理のフロー
チャートで、Ｓ１〜Ｓ８はそのステップ番号である。次
に図５を参照しつつ、図４の説明を続ける。時点ｔ７に
おいて稼働マスタ局１１Ａは、待機マスタ局１１Ｂに対
してトークンを送信する。稼働マスタ局１１Ａは、トー
クン最大保持時間を超えてもトークンが待機マスタ局１
１Ｂから返却されないため、図５に示されるようにトー
クン無返却カウンタをインクリメントする（ステップＳ
１→Ｓ２→Ｓ３→Ｓ５）。

【００２５】次に時点ｔ８において稼働マスタ局１１Ａ
は、入力スレーブ局２に対してトークンを送信する。稼
働マスタ局１１Ａはトークン最大保持時間を超えてもト
ークンが入力スレーブ局２から返却されないためトーク
ン無返却カウンタをインクリメントする（ステップＳ１
→Ｓ２→Ｓ３→Ｓ５）。次に時点ｔ９において稼働マス
タ局１１Ａは、出力スレーブ局３に対してトークンを送
信する。稼働マスタ局１１Ａは、トークン最大保持時間
を超えてもトークンが出力スレーブ局３から返却されな
いためト−クン無返却カウンタをインクリメントする
（ステップＳ１→Ｓ２）。しかし、この時点でトークン
無返却カウンタの値が（全局数−１）に達したため回線
が断線したと判定する（ステップＳ３→Ｓ４）。但しト
ークン無返却カウンタの値はこの通信システムの立ち上
がり時に予め０に初期化されているものとする。

【００２６】このように、本発明では回線断線を稼働マ
スタ局１１Ａが自局以外の全局からの連続したトークン
の無返却（無応答）により判定する。そこでもしも、こ
の判定前に、稼働マスタ局１１Ａ以外の局からのトーク
ンの返却があった場合は、稼働マスタ局１１Ａは図５に
示すようにトークン無返却カウンタを０にクリアする
（ステップＳ１→Ｓ６→Ｓ７）。

【００２７】ところで、前記のように回線が断線したと
判定した稼働マスタ局１１Ａは、稼働コントローラ１Ａ
に対して回線断線のステータスを上げる（ステップＳ
４）。回線断線のステータスを受けた稼働コントローラ
１Ａは、等値化処理装置１２Ａ，等値化リンク２０，等
値化処理装置１２Ｂを介し待機コントローラ１Ｂに対し
て稼働切換え要求を行う。これにより、稼働コントロー
ラ１Ａと待機コントローラ１Ｂとが入れ替わる。そし
て、新たな稼働コントローラ（つまり、今までの待機コ
ントローラ１Ｂ）に実装された新たな稼働マスタ局（つ
まり、今までの待機マスタ局１１Ｂ）により、今までの
稼働マスタ局１１Ａの場合と同様な通信制御が継続して
行われる。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、スレーブ局等と交信し
つつ通信を制御するマスタ局が稼働マスタ局と、待機マ
スタ局とに二重化され、稼働マスタ局が所定の周期で繰
り返される通信期間の内の非サイクリック通信モードに
おいて全ての他局を順次一局ずつ指定してトークンを送
り、このトークンを送った相手の他局に送信権を与える
通信制御を行う二重化通信システムにおいて、この通信
制御中、稼働マスタ局が自局以外の全局からの連続した
トークンの無返却（無応答）を検出した場合に、稼働マ
スタ局と他の全局との間の伝送回線に異常があると判別
し、待機マスタ局にこの通信システムの制御権を与える
ようにしたので、この待機マスタ局、つまり新たな稼働
マスタ局の通信制御によりこの通信システムの交信の継
続が可能となり、伝送回線に電気ケーブルよりも断線し
易い光ケーブルが含まれていても、通信の充分な信頼性
を確保することができる。

【００２９】

【図面の簡単な説明】

【００３０】

【図１】本発明の一実施例としての二重化通信システム
の構成図

【００３１】

【図２】サイクリック通信の説明図

【００３２】

【図３】非サイクリック通信の説明図

【００３３】

【図４】本発明に基づく非サイクリック通信における回
線断線検出の説明図

【００３４】

【図５】本発明における回線断線検出の手順を示すフロ
ーチャート

【００３５】

【符号の説明】

１Ａ 稼働コントローラ １Ｂ 待機コントローラ ２ 入力スレーブ局 ３ 出力スレーブ局 ４ 分散型光接続装置 １１Ａ 稼働マスタ局 １１Ｂ 待機マスタ局 １２Ａ，１２Ｂ 等値化処理装置 １４Ａ，１４Ｂ 電気／光変換器 ２０ 等値化リンク ２１Ａ，２１Ｂ 電気ケーブル ３１Ａ，３１Ｂ 光ケーブル ３２，３３ 光ケーブル

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】他局と交信しつつ通信を制御するマスタ局
   と複数のスレーブ局とからなり、マスタ局が常時は稼働
   状態にある稼働マスタ局と、常時は待機状態にあり、稼
   働マスタ局の異常時にはこの通信システムの制御権を得
   てこの稼働マスタ局に代わりその役割を担う待機マスタ
   局とに二重化され、稼働マスタ局が少なくとも全ての他
   局を順次一局ずつ指定してトークンを送り、このトーク
   ンを送った他局に送信権を与える動作を周期的に繰り返
   す二重化通信システムにおいて、 稼働マスタ局が全ての他局からの連続するトークンの無
   返却を検出することにより、稼働マスタ局と全ての他局
   との間の伝送回線に異常があると判別するようにしたこ
   とを特徴とする二重化通信システムの回線異常検出方
   法。
2. 【請求項２】請求項１に記載の二重化通信システムの回
   線異常検出方法において、 稼働マスタ局が前記のように伝送回線の異常を判別した
   ときは、待機マスタ局にこの通信システムの制御権を与
   えるようにしたことを特徴とする二重化通信システムの
   回線異常検出方法。
3. 【請求項３】請求項１または２に記載の二重化通信シス
   テムの回線異常検出方法において、 前記伝送回線が光を媒体とする伝送ケーブルを含むこと
   を特徴とする二重化通信システムの回線異常検出方法。