JP2000115204A

JP2000115204A - ネットワーク接続装置及び通信システム並びに障害復旧検知方法

Info

Publication number: JP2000115204A
Application number: JP10282266A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Motosugi; 匡史本杉
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1998-10-05
Filing date: 1998-10-05
Publication date: 2000-04-21

Abstract

(57)【要約】【課題】バス型ネットワークが伝送路障害から復帰し
たのを確実に検出することのできるバス型ネットワーク
の接続装置を提供すること【解決手段】複数のノード１０ａ〜１０ｄがデジィチ
ェーン方式のバス型ネットワークで接続され、さらにそ
の両端点をネットワーク接続装置２０で接続する。そし
て、バス型ネットワークが正常なときは、スイッチ２４
を開き、第１，第２通信部２１，２２を介して受信した
受信データを廃棄する。第１，第２通信部が装置内で接
続状態のときに第１，第２通信部で一定時間フレームを
受信しない場合に伝送路障害から復旧したと判断するよ
うに構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ネットワーク接続
装置及び通信システム並びに障害復旧検知方法に関する
もので、より具体的には、バス型ネットワークの両端点
を接続する装置等に関する。

【０００２】

【従来の技術】よく知られているように、ネットワーク
の一種としてバス型ネットワークがある。このネットワ
ークは、例えば図１に示すように複数のノード１を、内
蔵する通信部２を介してケーブル３で接続する。このと
き、各ノード１は、１または２個の隣接するノード１と
接続し、全体で１本の直列接続された構造をとるように
する。これにより、ネットワークの両端点に位置するノ
ード１は隣接する他の１つのノードと接続し、残りのノ
ード１は隣接する２つのノード１と接続するようにな
る。

【０００３】通信部２は、一方のケーブル３から送られ
てきた信号（フレーム）を他方のケーブル３に転送（ス
ルー）する機能と、その送られてきた信号のうち一定の
条件に合致する（例えば自分宛の）フレームを取り込む
機能を持っている。なお、両端点に位置するノードは、
スルーすることなく終端する。このようにスルーするこ
とから、ネットワークに接続された各ノードから出力さ
れたフレームをネットワーク全体に高速に伝達すること
ができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記したデジィチェー
ン方式のバス型ネットワークでは、以下に示す問題があ
る。すなわち、あるケーブル３が断線するなど伝送系で
故障が生じた場合、断線箇所で信号の伝達が遮断される
ため、ネットワーク全体にフレームを送ることができな
くなる。

【０００５】なお、この問題を解決するためには、ネッ
トワークをループ状にしたループ型（リング型）ネット
ワークを構成するとよい。すなわち、たとえ一箇所のケ
ーブルが断線等しても、反対側から回り込むことにより
ネットワーク全体にフレームを送ることができる。但
し、このループ型のネットワークの場合、各ノードは、
隣接したノードに対してのみフレームを伝えることがで
きるので、例えば隣接していないノードに対してフレー
ムを送る場合には、その間にあるノードを順次中継（上
記したスルーとは違い、一旦データを内部に取り込んだ
後、次に送出）することになる。従って、バス型ネット
ワークのように高速な通信ができなくなる。

【０００６】そこで本発明者は、バス型ネットワークの
両端点にそれぞれ送受信可能に接続される２個の通信部
と、その２個の通信部を接続するスイッチと、そのスイ
ッチの切替動作を制御する制御手段とを備え、スイッチ
を切り替えることにより、両通信部を遮断する第１状態
と、前記２個の通信部を接続して一方の通信部で受信し
たデータを他方の通信部に転送し送出する第２状態にす
ることができるように構成したネットワーク接続装置を
考えた（具体的な構成は、実施の形態で詳述する）。

【０００７】係るネットワーク接続装置を用いれば、見
掛け上はネットワークの両端点がネットワーク接続装置
で接続されることからループ状（擬似ループ状）になっ
ているが、正常時はスイッチを開いて第１状態にするこ
とにより、ネットワーク接続装置内でデータが転送され
ないことから通常のバス型ネットワークとなる。そし
て、伝送路障害が発生した場合には、スイッチを閉じる
ことにより一方の通信部で受信した受信データを他方の
通信部に転送することによりループ化し、確実にすべて
のノードに対してフレームの送出を可能とすることがで
きる。つまり、正常時は高速通信を可能とし、伝送路障
害があってもそれに対応してネットワーク通信を続ける
ことができるようになる。

【０００８】すなわち、バス型ネットワークの一部が遮
断等されていてその部分を介しての伝送ができない場合
であっても、ネットワーク接続装置を介してフレームの
伝送ができ、故障に強くなる。なおこのように故障した
場合には、厳密には故障した両端に位置するノードが両
端点となるバス型ネットワークを構築して動作している
ことになる。この意味で、擬似ループ化している（見掛
け上はループ状になっているものの、ループ型ネットワ
ークではなく、故障箇所で分断している）と称する。

【０００９】ところで、係るネットワーク接続装置を用
いた場合、伝送路障害が発生したとして一旦スイッチを
閉じた後、係る伝送路障害が解消（復旧）することがあ
り、その場合にスイッチを開いて通常の第１状態に復帰
させる必要がある。係る復帰が遅れると、ネットワーク
を構築したシステムにダメージを与えるおそれがあるの
で、障害復旧を自動的に検知するシステムが必要とな
る。

【００１０】本発明は、上記した背景に鑑みてなされた
もので、その目的とするところは、上記した問題を解決
し、バス型ネットワークの高速通信というメリットを維
持しつつネットワークをループ化（擬似ループ化）する
ことのできるネットワーク接続装置において、一旦伝送
路障害があるとしてネットワーク接続装置内をスルー状
態にした後、係る伝送路障害が復旧したことを迅速かつ
精度よく検知することができるネットワーク接続装置及
び通信システム並びに障害復旧検知方法を提供すること
である。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明に係る障害復旧検知方法では、バス型ネ
ットワークの両端点を接続するネットワーク接続装置を
用いた障害復旧検知方法であって、前記両端点が装置内
で接続状態のときに、両端点でフレームを受信しない時
間を計測する処理と、その計測した時間に基づいて伝送
路障害の復旧の有無を判断する判断処理を行うようにし
た（請求項５）。

【００１２】そして、上記した方法の発明を実施するの
に適した本発明に係るネットワーク接続装置では、バス
型ネットワークの両端点に対して接続付け外し可能なネ
ットワーク接続装置であって、前記両端点にそれぞれ接
続可能な第１，第２通信部と、前記第１，第２通信部が
装置内で接続状態のときに前記第１，第２通信部で一定
時間フレームを受信しない場合に伝送路障害から復旧し
たと判断する判断手段を備えて構成した（請求項１）。

【００１３】本発明に係るネットワーク接続装置をネッ
トワークに組み込んだ場合、通常はバス型ネットワーク
の両端点は終端されているが、その両端点をそれぞれネ
ットワーク接続装置に接続し、見掛け上ループ状にな
る。しかし、そのネットワーク接続装置内で第１，第２
通信部間が非接続状態となっている場合には、通常の高
速通信が可能なバス型ネットワークの状態となる。

【００１４】そして、バス型ネットワークに伝送路障害
が発生した場合、そのネットワークの両端点を本発明に
係るネットワーク接続装置の第１，第２通信部に接続し
ておけば、その両通信部を接続状態にすることにより、
両通信部間をデータがスルーするので、ネットワーク通
信を継続することができる。

【００１５】本発明は、このように伝送路障害を発生し
ている場合において、そこから復旧したか否かを監視す
る機能を設けたことを特徴としている。そして、第１，
第２通信部が接続された状態で伝送路障害から復旧する
と、そのバス型ネットワークはループ状に接続されるこ
とになり、フレームの衝突が起こり、ネットワーク通信
が不能となる。従って、一定時間フレームの受信がない
場合には、復旧したと判断できる。

【００１６】そして好ましくは、前記第１，第２通信部
が装置内で接続状態のときに、前記第１通信部で受信し
たフレームと、前記第２通信部で受信したフレームをそ
れぞれ記憶する記憶手段と、その記憶手段に格納された
前記第１，第２通信部で受信したフレームを比較し、一
致する場合に伝送路障害から復旧したと判断する第２判
断手段をさらに備えて構成することである（請求項
２）。

【００１７】バス型ネットワークをループ状に接続する
と、通常ノード内でフレームの衝突が発生し通信不能と
なる。しかし、ネットワーク規模（ノード数や伝送路の
長さなど）が大きくなると、フレームの衝突が起きにく
くなる。すると、請求項１に記載の発明では復旧を検地
できなくなるおそれがある。

【００１８】一方、復旧した場合には、あるノードから
送信された同一フレームは、第１，第２通信部にそれぞ
れ受信される。そこで、両通信部で受信したフレームを
比較し、同一である場合には復旧したと判断できる。こ
れが第２判断機能の作用・原理である。そして、両機能
を並列処理することにより、ネットワークの大小に関係
なく少なくとも一方の機能により復旧を検知することが
できる。

【００１９】上記した各請求項に記載の発明を前提と
し、前記両端点から任意サイズの正常データ（実施の形
態では、「キャリア」に相当）を受信したか否かを検出
する検出手段（実施の形態では「第１，第２キャリア検
出部３１，３２」に相当）をさらに備え、前記判定手段
が、前記検出手段の検出結果も加味して伝送路障害の復
旧の有無を判断するように構成するとなおよい（請求項
３）。

【００２０】すなわち、ネットワーク上をフレームが伝
送される間に、ノイズなどによりフレームのデータが歪
み、フレームを構成しなくなることがある。すると、一
定時間フレームを受信できなくなるおそれがあり、係る
場合に復旧したと誤判断してしまう。しかし、この場合
には伝送路は障害を発生したままであくまでも送られた
フレームに異常をきたしただけである。

【００２１】従って、任意サイズの正常データ（フレー
ムとして成立している必要はない）も受信されない場合
には伝送路障害から復旧したと判断でき、フレームが受
信されない場合であっても正常データが受信される場合
には伝送路障害は依然として発生していると判断でき
る。そこで、判断手段にて障害の復旧の有無を判断する
に際し、係る検出手段の情報を加味して判断すると、単
にノイズ等によりフレームが構成されずにフレームが受
信されないと判断されたのか、伝送路が復旧しフレーム
が衝突しているのかを分別でき、より精度よく復旧の有
無の判断をすることができる。

【００２２】そして、本発明に係る通信システムでは、
複数のノードをバス型ネットワークで接続して構成され
る通信システムであって、請求項１〜３のいずれか１項
に記載のネットワーク接続装置を用い、そのネットワー
ク接続装置が有する前記第１，第２通信部をそれぞれ前
記バス型ネットワークの両端点に接続して構築される。
そして、前記ネットワーク接続装置で前記バス型ネット
ワークの状態を監視可能とした（請求項４）。係る構成
にすると、ネットワーク上で障害が発生しているか否か
をネットワーク接続装置で監視できるので、好ましい。

【００２３】そして、本発明では、ネットワーク伝送路
の障害・故障からの復旧の有無が判断できればよく、実
施の形態に示すように必ずしも復旧を検出後スイッチを
開く機能までを保有しなくてもよい。つまり、復旧した
と判断した場合に検出信号を出力したり、警報を発生し
たりすることにより、使用者に復旧したことを知らせた
りすることができればよい。もちろん、実施の形態のよ
うに自動的に切り替える機能を有すればなおよい。

【００２４】

【発明の実施の形態】図２は、本発明に係るネットワー
ク接続装置の第１の実施の形態及びそれが実装されるネ
ットワークを示している。まず、本発明の前提となるバ
ス型ネットワークを擬似ループ化し、ネットワークの両
端点から受信したデータの廃棄とスルーを切り替え制御
可能なネットワーク接続装置について説明する。

【００２５】同図に示すように、本形態では４つのノー
ド１０ａ〜１０ｄがケーブル１２によりデジィチェーン
方式のバス型ネットワークによって接続されている。こ
のケーブル１２は、光ファイバを用いて構成している。

【００２６】係るデジィチェーン方式のバス型ネットワ
ークを構築するシステムとしては、例えば少なくとも１
つのノードにＰＬＣを用いて構成することができる。一
例を示すと、例えばＰＬＣからなる親局１台に対して、
複数のリモートＩ／Ｏ子局装置や伝送ターミナルまたは
プログラマブル表示機，インバータなどの各種コンポー
ネントを２芯ケーブルや光ファイバからなるケーブルを
用いてデジィチェーン方式で接続してリンクさせるもの
がある。また、各ノードをＰＬＣで構成し、そのＰＬＣ
のＣＰＵユニット同士を光ファイバ等のケーブルを用い
てデジィチェーン方式で接続し、各ＰＬＣが分散・協調
制御をしてある処理をするシステムを構成することもで
きる。さらには、ＣＰＵユニット同士を接続するのでは
なく、各ノードを構成するＰＬＣにイーサネットユニッ
トを設け、そのイーサネットユニットを介してテンベー
スツーにより接続するようにしてもよい。もちろんこれ
以外のネットワーク構成をとることもできる。

【００２７】各ノード１０ａ〜１０ｄには、通信部１３
が内蔵されており、隣接するノードの通信部１３同士を
ケーブル１２で接続するようにしている。そして、図示
の便宜上ケーブル１２は１本の線で示しているが、それ
ぞれ上り／下りの２経路が内蔵されている。つまり、例
えば第１ノード１０ａと第２ノード１０ｂを接続するケ
ーブル１２は、第１ノード１０ａから第２ノード１０ｂ
へ伝送するための伝送路と、第２ノード１０ｂから第１
ノード１０ａへ伝送するための伝送路の２本を設けてい
る。従って、ケーブル１２内を伝送中にフレームの衝突
は生じない。

【００２８】また、通信部１３は後述するように送られ
てきたフレームをそのままスルーして次のノードに送る
機能を有しており、これにより、各ノード１０ａ〜１０
ｄが送信したデータを、他のノードに対して一斉同報で
きるように構成されている。もちろん、通過するフレー
ムが自己宛のものの場合、それをノード内に取り込み、
そのフレームの内容に応じた所定の処理をするようにな
っている。

【００２９】ここで本発明では、バス型ネットワークの
両端点にある第１，第４ノード１０ａ，１０ｄ内の通信
部１３に、それぞれ接続ケーブル１４の一端を接続し、
その接続ケーブル１４の他端をネットワーク接続装置２
０内の第１，第２通信部２１，２２に接続するようにし
ている。これにより、ケーブル１２，接続ケーブル１４
及びネットワーク接続装置２０によって、各ノード１０
ａ〜１０ｄが、見掛け上ループ状に接続されているよう
になる。

【００３０】そして、第１，第２通信部２１，２２は、
受け取ったフレームを情報処理部（ＭＰＵ）２３に送る
ようになっている。さらに、それら両通信部２１，２２
は、常開接点のスイッチ２４を介して接続されている。
従って、スイッチ２４を開いた状態の場合には、第１ノ
ード１０ａ側から送られてきたフレームは、第１通信部
２１を介して情報処理部２３に送られ、そこで廃棄す
る。同様に、第４ノード１０ｄ側から送られてきたフレ
ームは、第２通信部２２を介して情報処理部２３に送ら
れ、そこで廃棄する。

【００３１】従って、この状態ではネットワークを構成
する両端点は、ネットワーク接続装置２０内で非接続と
なっているので、通常のデジィチェーン方式のバス型ネ
ットワークとなり、フレームが衝突することなく各ノー
ド１０ａ〜１０ｄに対して高速に通信できる。

【００３２】一方、スイッチ２４を閉じると、第１ノー
ド１０ａから送られてきたフレームは、第１通信部２１
で受信され、スイッチ２４をスルーして第２通信部２２
に至るので、第２通信部２２から第４ノード１０ｄに与
えられる。同様に、第４ノード１０ｄから送出されたフ
レームは、第２通信部２２→スイッチ２４→第１通信部
２１を経て第１ノード１０ａに至る。これにより、ルー
プ型ネットワークが構成される。

【００３３】このようにスイッチ２４の開閉により、バ
ス型ネットワークと、ループ型ネットワークを切り替え
ることができ、状況に応じて必要なネットワーク構成を
とることにより、高速通信を維持しながら、ループ型の
メリット（伝送路障害を発生してもそのままネットワー
ク通信が可能）も確保できる。

【００３４】この利用態様の一例としては、例えば図３
に示すように伝送路を構成する１つのケーブル１２が故
障した場合、ケーブル１２を介して接続された第３ノー
ド１０ｃと第４ノード１０ｄ間の通信ができなくなる。
この場合に、スイッチ２４を閉じることにより、第１〜
第３ノード１０ａ〜１０ｃと、第４ノード１０ｄとの間
の通信は、接続ケーブル１４及びネットワーク接続装置
２０を通る伝送系を利用して行うことができる。そし
て、ケーブル１２の故障が復旧したならば、スイッチ２
４を開くことにより元の通常のバス型ネットワークに戻
す。これにより、フレームの衝突などを起こすことな
く、常時確実に各ノード１０ａ〜１０ｄ間での通信が行
える。

【００３５】なお、ケーブル１２の故障とは、ケーブル
１２自体の断線などの故障はもちろんのこと、ケーブル
１２と通信部１３との接続部分（コネクタ）の故障など
も含む。また、本形態では、ケーブル１２は光ファイバ
を用いているので、各通信部１３，２１，２２は、光−
電気変換機能を備えている。これにより、上記のように
ケーブル１２の故障が発生すると、故障したケーブル１
２に接続された第３，第４ノード１０ｃ，１０ｄの通信
部で自動的に終端することになる。なお、ケーブルが同
軸ケーブルのように電気的な通信媒体の場合には、別途
終端装置を設け、上記のように故障を生じた場合には、
その終端装置に接続するようにすればよい。

【００３６】次に、上記したシステムを構築するための
各装置の具体的な構成を説明する。図４は、ノード１０
ａ〜１０ｄの内部構造の一例を示している。基本的に各
ノードとも同一構成をとり、同図に示すように、２つの
ケーブル（光ファイバ）１３と接続（場合によっては片
方は接続ケーブル１４と接続）され、データの送受信を
する１つの通信部１２と、その通信部１２とデータを送
受するＭＰＵ１５を備えている。

【００３７】通信部１２は、ケーブル１３に接続される
２つのデータ送受信部１２ａ，１２ｂと、そのデータ送
受信部１２ａ，１２ｂに接続され、相互にデータを転送
するデータ転送部１２ｃと、そのデータ転送部１２ｃと
ＭＰＵ１５との間に介在され、所定のデータ変換等を行
うデータ処理部１２ｄとを備えている。そして、各部の
具体的な機能・構成は以下の通りである。

【００３８】データ送受信部１２ａ，１２ｂは、ケーブ
ル１３上を流れるデータ（光）と、ノード内を流れるデ
ータ（電気）の互換をとるための光−電気変換素子から
構成されている。

【００３９】データ転送部１２ｃは、図示するように一
方のデータ送受信部１２ａから送られてきたデータが、
２つの加算器Ｋ１，Ｋ２に与えられ、加算器Ｋ１を介し
てデータ処理部１２ｄに伝送され、また加算器Ｋ２を介
して他方のデータ送受信部１２ｂに伝送される。同様
に、他方のデータ送受信部１２ｂから送られてきたデー
タは、２つの加算器Ｋ１，Ｋ３に与えられ、加算器Ｋ１
を介してデータ処理部１２ｄに伝送され、また加算器Ｋ
３を介して一方のデータ送受信部１２ａに伝送される。
さらに、データ処理部１２ｄから送られるデータは、加
算器Ｋ３，Ｋ２を介してそれぞれ各データ処理部１２
ａ，１２ｂに送られる。

【００４０】つまり、各ケーブル１３を介して通信部１
２内に送り込まれたデータは、加算器Ｋ３或いはＫ２を
介して反対側のケーブル１３に送り出される。すなわ
ち、転送（スルー）される。また、同時に加算器Ｋ１を
介してデータ処理部１２ｄに送られるので、その送られ
てきたデータが自己宛のフレームの場合には内部、すな
わちＭＰＵ１５に取り込むことができる。また、自己の
ノードから他のノードに向けてフレームを送出する場合
には、データ処理部１２ｄから送信データが２つの加算
器Ｋ３，Ｋ２を介して両データ送受信部１２ａ，１２ｂ
（ケーブル１３）から送出することができる。

【００４１】さらに、このデータ転送部１２ｃは、そこ
を通過する際に、信号の整形を行うようになっている。
これにより、スルーしたデータが歪むことなく正しい情
報を保持しながら各ノードに送信することができる。

【００４２】データ処理部１２ｄは、信号の変換を行う
機能と、データフレーミング機能を有する。すなわち、
ケーブル１３上を流れるデータは、例えば「１／０」の
連続した符号系列であり、ＭＰＵ１５内でのデータ（信
号）は異なる符号であるので、その符号の変換を行う
（信号の変換を行う機能）。

【００４３】また、ケーブル１３上を流れるデータは、
図５に示すように、実際に送信するデータの前に、送信
先アドレス，自アドレス（送信元アドレス），エラーチ
ェックなどの情報を付加している。そして、係る情報は
ＭＰＵ１５内での処理には不要なものである。そこで、
データフレーミング機能により、データ送受信部１２
ａ，１２ｂから送られてきたデータ（フレーム）のう
ち、送信先アドレスを検索し、自己宛のデータの場合に
は、前に付加された情報を取り除き、実際のデータのみ
抽出しＭＰＵ１５に送る。もちろん、自己宛でないもの
はそのまま廃棄する。同様に、ＭＰＵ１５から送られて
きた実際のデータの前に必要な情報を付加し、データ転
送部１２ｃ側に与えるようになる。なお、ＭＰＵ１５
は、他のノードとの間でデータを送受しながら、所定の
協調動作をするなど、ノードに与えられた本来の機能を
実現するようになる。

【００４４】図６は、ネットワーク接続装置２０の内部
構造の一例を示している。同図に示すように、各接続ケ
ーブル１４に第１，第２データ送受信部２１ａ，２２ｂ
が接続されている。これら両データ送受信部２１ａ，２
２ａも、ノードに設置したデータ送受信部１２ａと同様
に、光−電気変換する機能を持った光モジュールで構成
されている。

【００４５】第１データ送受信部２１ａで受信したデー
タ（光）は、電気信号に変換され、第１データ処理部２
１ｂとデータ転送部２５に送られる。また、第２データ
送受信部２２ａで受信したデータ（光）は、電気信号に
変換され、第２データ処理部２１ｂとデータ転送部２５
に送られる。

【００４６】そしてデータ転送部２５では、信号を整形
する機能に加え、第１データ送受信部２１ａから受け取
ったデータは、そのまま第２データ送受信部２２ａに転
送（スルー）し、第２データ送受信部２２ａから受け取
ったデータは、そのまま第１データ送受信部２１ａに転
送（スルー）するようになっている。このとき、データ
転送部２５から第１，第２データ送受信部２１ａ，２２
ａに伝達する経路の途中に第１，第２切替スイッチ２４
ａ，２４ｂを設置し、上記の転送処理を許容したり停止
したりするようにしている。また本形態に用いる両切替
スイッチ２４ａ，２４ｂは、２入力（ａ点，ｂ点）を択
一的に選択し、いずれかの入力を出力（ｃ点）するもの
で、一方の入力端子（ａ点）をデータ転送部２５の出力
に接続し、他方の入力端子（ｂ点）を第１，第２データ
処理部２１ｂ，２２ｂの出力に接続する。

【００４７】さらに、この両切替スイッチ２４ａ，２４
ｂの切り替えは、情報処理装置２３から送られるコント
ロール信号により制御される。従って、両切替スイッチ
２４ａ，２４ｂを、他方の入力端子ｂ点側に接続するこ
とにより、第１データ送受信部２１ａと第２データ送受
信部２２ａを切断（スイッチを開）することができ、ス
ルーを抑止できる。そして、接続ケーブル１４を介して
送られてきた各データは、第１，第２データ送受信器２
１ａ，２２ａ内にて終端されることになる。よって、デ
ジィチェーン方式のバス型ネットワークを構築できる。

【００４８】一方、両切替スイッチ２４ａ，２４ｂを、
一方の入力端子ａ点側に接続することにより、第１デー
タ送受信部２１ａと第２データ送受信部２２ａを接続
（スイッチを閉）することができ、転送（スルー）する
ことができる。

【００４９】また、第１，第２データ処理部２１ｂ，２
２ｂは、基本的な機能はノードに設置したデータ処理部
１２ｃと同様に、信号変換機能と、データフレーミング
機能を有する。そして、受信モードとして、自分宛のフ
レームのみ受信するアドレスモードと、すべてフレーム
を受信する０モードを切り替えることができるようにな
っている。さらに、情報処理部２３から送られてきたデ
ータ（各種の命令コマンド等）を受け取り、それに対し
信号変換とフレーミング処理をして各ノードに対して送
出（実際には、各切替スイッチ２４ａ，２４ｂから各デ
ータ送受信部２１ａ，２１ｂを介して接続ケーブル１４
に送出）するようになる。

【００５０】情報処理装置２３は、本発明との関係で言
えば、上記したコントロール信号を送出し、第１，第２
切替スイッチ２４ａ，２４ｂを切替制御する機能を有す
る。そして、このコントロール信号は、当然のことなが
ら、通常のデジィチェーン方式のバス型ネットワークを
構築したい場合には他方の入力部ｂ点を選択するように
し、ネットワーク接続装置２０内でスルーしたい場合に
は一方の入力部ａ点を選択するように制御する。

【００５１】そして、具体的にどのようなときに係る切
り替えのコントロール信号を出力するかは、例えば、各
データ処理部２１ｂ，２２ｂから与えられるネットワー
ク内を流れるデータに基づいて判断することができる。
一例を示すと、ネットワークの一部に故障が生じている
か否かを判断し、故障していると判断した場合には、一
方の入力部ａ点側に切り替えるようにすることができ
る。そして故障をしたか否かの判断は、例えば、どこか
のノードから故障信号が発生された場合には、その情報
を受けることにより判断できる。また、各ノードから送
出されるフレームは、必ずネットワークの両端点にまで
至るので、第１，第２通信部２１，２２を介して情報処
理装置２３に取り込まれる。従って、一方の通信部側か
らしかフレームが受信されない場合には、故障と判断で
きる。また、このように各ノードから送出されるフレー
ムに基づくのではなく、例えば、情報処理装置２３が一
方の通信部側から検査用フレーム（データ）を送出し、
それが他方の通信部で受信できるか否かに基づいて故障
の有無を判断することができる。この場合に、２入力切
り替えの切替スイッチ２４ａ，２４ｂを設け、情報処理
装置２３からのフレームを送信できるようにしている意
義がある。もちろんこれ以外の方法でもよい。

【００５２】なお、図２に示すブロック図との対応をと
ると、第１データ送受信部２１ａと第１データ処理部２
１ｂが第１通信部２１を構成し、第２データ送受信部２
２ａと第２データ処理部２２ｂが第２通信部２２を構成
する。さらに、第１，第２切替スイッチ２４ａ，２４ｂ
がスイッチ２４を構成する。なお、このスイッチ２４の
構成要素としてデータ転送部２５を含めてとらえてもよ
い。なおまた、第１，第２切替スイッチ２４ａ，２４ｂ
として、２入力を択一的に選択して出力するようなスイ
ッチを用いたが、これは、上記したように情報処理装置
２３から各ノードに対してフレームを送出することがで
きるようにしたためであり、本発明は必ずしも係る構成
にする必要はなく、単純にＯＮ−ＯＦＦスイッチのよう
に、データのスルーと廃棄を切替可能にするものであれ
ばよい。

【００５３】なおまた、情報処理装置２３にモニタ２６
を接続しているので、例えば各ノードから収集したデー
タを表示したり、ノードの動作状態を表示したりするこ
とができる。

【００５４】さらに、本形態は、２つの通信部２１，２
２を備えることを特徴としている。これにより、バス型
ネットワークの両端点をそれぞれ別々の通信部に接続す
ることができる。そして、情報処理部２３に送るデータ
は、データ転送部による波形整形したものではなく、第
１，第２データ送受信部２１ａ，２２ａを介して受け取
ったデータである。つまり、ノードの場合には、ネット
ワーク上を伝送（転送）することによりノイズ等が乗る
ことがあり、そのまま転送していくとデータが歪んでし
まい誤ったデータとなるおそれがある。そこで、データ
転送部で波形整形する必要がある。これに対し、ネット
ワーク接続装置の場合には、情報処理装置２３に送るデ
ータはその後転送することがないので、波形整形しなく
ても十分解析等できるため、本形態のように構成した。
もちろん、波形整形したいのであれば、例えばデータ転
送部２５の出力と切替スイッチ２４ａ，２４ｂの間から
分岐してデータ処理部２１ｂ，２２ｂに送るようにした
り、別途波形整形する処理部を設けてもよい。

【００５５】なお、ノードを構成する装置は、上記した
実施の形態ではＰＬＣを例示したが、本発明が適用され
るノードはこれに限らず、各種の装置を用いることがで
きるのはもちろんである。

【００５６】次に、本発明の要部の構成となる障害復旧
検知をするための構成について説明する。本発明は、上
記のスイッチ２４の開閉制御をするもととなる伝送路障
害の復旧の有無を判断する機能を備えていることを特徴
とする。つまり、第１，第２通信部２１，２２を介して
受信された受信データ（フレーム）を情報処理部２３が
受け取り、そのフレームの受信状態に応じて情報処理部
２３が伝送路障害（故障）を発生しているか否かを判断
し、障害を生じていると判断した場合には、スイッチ２
４を閉じるようにしている。

【００５７】すなわち、本形態では、バス型ネットワー
クをループ状に接続した場合に、ノード内でフレームの
衝突が発生し、ネットワーク通信が不能状態になること
を利用し、スイッチ２４が閉じている（第１，第２通信
部間でスルー状態）場合に、フレーム受信があると依然
として伝送路障害が続いている判断し、一定時間無送信
状態が続いたときに復旧したと判断するようにした。つ
まり、図２，図３や図６に示したように、情報処理部２
３にタイマ３０を接続し、いずれかの通信部でフレーム
を受信したならば、そのタイマ３０をキャンセルすると
ともに起動（再スタート）させ、そのタイマ３０がタイ
ムアップする前にいずれかの通信部（前回受信した受信
部と同じでも違っていても可）でフレームを受信するか
否かにより判断するようにした。

【００５８】ここで、故障の有無を判断する基準となる
一定時間は、トークンパッシング方式通信プロトコルで
規定されている最大無送信時間よりも長い時間に設定す
る。そして、本形態ではあくまでもフレームを受信した
か否かに基づいて判断し、そのフレームの中までは見な
い。つまり、同一のフレームが受信したか否かなどは判
断しない。これにより、高速に判断できるし、ノイズな
どによりフレームの一部のデータが変わってしまった場
合（フレームとしては成立している）でも対処できる。

【００５９】よって、情報処理部２３は、スイッチ２４
が閉じている状態でタイムアウトをイベント受信した場
合には障害が復旧したと判断できる。また、情報処理部
２３は、フレームの受信にしたがってタイマのキャンセ
ル／起動を制御する機能も有する。そして、具体的な判
断処理は、図７に示すフローチャートを実行するように
している。

【００６０】すなわち、同図に示すように、イベント受
信をしたならば、それがフレーム受信なのかタイムアウ
トなのかを判断する（ＳＴ１，ＳＴ２）。そして、フレ
ーム受信の場合には、起動中のタイマ３０をキャンセル
後、タイマを起動させる（ＳＴ３，４）。これによりタ
イマは再起動し、一定時間経過したならばタイムアウト
をイベント発行する。

【００６１】一方、受信したイベントがタイムアウトの
場合には、ステップ５に進み、この場合復旧と判断し、
スイッチ２４に対してコントロール信号を出力し、スイ
ッチを開く。これにより、第１，第２通信部２１，２２
で受信されたデータは、そのままスルーすることなく廃
棄される。よって、第１，第２通信部を両端点とするバ
ス型ネットワークが形成されることになる。

【００６２】図８は、本発明の第２の実施の形態を示し
ている。本実施の形態では、上記した第１の実施の形態
を基本とし、フレームを受信する第１，第２通信部２
１，２２とともに、第１，第２キャリア検出部３１，３
２を設けている。これら第１，第２キャリア検出部２
１，３２は、フレームとしては成立していないが任意の
サイズ（例えば３ｂｙｔｅ）の正常データを受信したか
否かを判定する機能を持つ。そして、第１，第２通信部
２１，２２でフレームを受信するたび、及び情報処理部
２３からの指示により判定結果（キャリア検出の有無）
を初期状態に戻す機能を持つ。なお、係るキャリア検出
機能は、実際には第１，第２通信部２１，２２内の１つ
の機能として組み込まれている。

【００６３】そして、情報処理部２３は、フレームの受
信の有無に加えて、この両キャリア検出部３１，３２で
検出するキャリアの有無を用いることにより、フレーム
が受信されない原因が、伝送路障害が復帰されてフレー
ムの衝突に基づくものか、ノイズなどによりフレームの
一部が壊れてフレームとして成立していない（伝送路障
害発生中）ためであるかが判断される。

【００６４】一定時間いずれの通信部でもフレームが受
信されない場合であっても、第１，第２キャリア検出部
３１，３２にて任意のサイズのデータ（キャリア）が検
出（受信）されているとすると、少なくともデータが送
られてきているのでフレームの衝突が発生しておらず、
伝送路障害が解消していないと判断できる。そして、キ
ャリアも受信されない場合には、フレームの衝突が発生
してネットワーク通信が不能になっており、伝送路障害
が解消し復旧していると判断できる。このようにするこ
とにより、確実に伝送路障害の復旧の有無を判断でき
る。そして、具体的には、図９に示すフローチャートに
従って動作するようになっている。

【００６５】すなわち、イベント受信を待ち（ＳＴ
１）、その受信したイベントがタイマのタイムアウトな
のかフレーム受信なのかを判断する（ＳＴ２）。そし
て、フレーム受信の場合には、ステップ３に飛び、タイ
マをキャンセル後、タイマを起動する（ＳＴ３，ＳＴ
４）。このように、フレーム受信した場合のタイマ制御
の方式は、第１の実施の形態と同様である。

【００６６】一方、タイムアウトをイベント受信した場
合には、ステップ７に飛び、第１キャリア検出部３１の
検出結果から第１通信部２１側でキャリアを検出したか
否かを判定する（ＳＴ７）。そして、検出していれば
（ｏｎ）少なくとも正常なデータは受信できているの
で、フレームの衝突はなく、依然として伝送路障害の状
態が続いていると判断でき、ステップ３に飛び、タイマ
３０のキャンセル／起動をする。

【００６７】また、第１キャリア検出部３１でキャリア
が検出できない（ｏｆｆ）場合には、第２通信部２２側
の第２キャリア検出部３２でキャリアが検出されている
か否かを判断する（ＳＴ８）。そして、ここでキャリア
が検出されている場合（ｏｎ）には、上記と同様にやは
り伝送路障害の状態が続いていると判断し、ステップ２
に飛ぶ。

【００６８】そして、この第２キャリア検出部３２でも
キャリアが検出されない（ｏｆｆ）場合には、ネットワ
ーク接続装置２０の両側（両通信部２１，２２）にとも
にデータが受信されなくなったことを意味するので、フ
レームの衝突が発生していると考えられるので、伝送路
障害が復旧したと判断し、スイッチ２４を開く（ＳＴ
５）。

【００６９】図１０〜図１２は、本発明に係るネットワ
ーク接続装置の第３の実施の形態の要部である情報処理
部２３の機能を説明するフローチャートである。ネット
ワーク規模が大きくなると、たとえバス型ネットワーク
がループ状に接続されているような場合であっても、ノ
ード内でフレームが衝突しないでネットワーク通信でき
る可能性が高くなる。従って、伝送路障害が復旧した後
でもフレームが衝突することなく各通信部２１，２２に
伝達されるおそれがある。係る場合に上記した各実施の
形態のように、一定時間フレーム（キャリア）が受信さ
れない場合に復旧したと判断すると、誤判断するおそれ
がある。

【００７０】そこで、本形態では、図１０に示すように
第１の実施の形態の構造を基本とし、さらに、情報処理
部２３に第１，第２バッファ３６，３７を接続し、第
１，第２通信部２１，２２で受信したフレームをそれぞ
れ第１，第２バッファ３６，３７に格納し、同一フレー
ムを受信した場合には復旧したと判断するような第２判
断機能を付加し、上記した各実施の形態における判断機
能と並列的に動作するようにした。

【００７１】これにより、例えばネットワーク規模が小
さく、スイッチ２４を閉じた状態で障害から復旧すると
確実にフレームが衝突するような場合には、通常の判断
機能により復旧を検知し、ネットワーク規模が大きく復
旧してもフレームが衝突しないおそれがあっても第２判
断機能により復旧を検知することができる。従って、ネ
ットワーク規模に関係なく確実に復旧を検知することが
できる。なお、この第１，第２バッファ３６，３７は、
図示の上では情報処理部２３の外側に設置しているが、
これももちろん内蔵させてもよい。

【００７２】そして、本形態の情報処理部２３の機能
は、図１１，図１２等に示すフローチャートのようにな
っている。すなわち、まずイベント受信するのを待ち
（ＳＴ１）、受信したならばそれがタイムアウトなのか
フレーム受信なのかを判断する（ＳＴ２）。そして、イ
ベント受信がフレーム受信の場合には、その受信したフ
レームに基づいて「フレーム比較処理」と「無送信時間
計測処理」を並列処理する。ここで「フレーム比較処
理」は、上記した第２判断機能に対応するものであり、
具体的には、図１２に示す処理を実行する。

【００７３】すなわち、まず第１，第２通信部２１，２
２のうちどちらでフレーム受信をしたのかを判断し（Ｓ
Ｔ１１）、第１通信部２１で受信した場合には、その受
信したフレームを第１バッファ３６に上書き状態で書き
込む（ＳＴ１２）。一方、第２通信部２２で受信した場
合には、その受信したフレームを第２バッファ３７に上
書き状態で書き込む（ＳＴ１３）。そして、いずれかの
バッファに書き込んだ後、そのときの第１，第２バッフ
ァ３６，３７に格納されたデータを比較し、同一か否か
を判断する（ＳＴ１４）。そして、同一であれば、ある
ノードから送信されたフレームが、両通信部２１，２２
まで到達されたことになるので、伝送路障害は復旧した
と判断できるので、スイッチを開く（ＳＴ１５）。ま
た、同一でない場合には、復旧されていないと判断で
き、ステップ１に戻り次のイベント受信を待つ。

【００７４】なお、この実施の形態では、第１通信部側
と第２通信部側でそれぞれバッファを１つずつ設け、最
新に受信したフレーム同士を比較するようにしたが、本
発明はこれに限ることはなく、それぞれ複数分のフレー
ムを格納できるようにし、所定の組み合わせで一致する
ものがあるか否かについて判断するようにしてもよい。
また、「無送信時間計測処理」は、図７におけるステッ
プ３，４の処理ステップが実施される。

【００７５】一方、イベント受信がタイムアウトの場合
には、タイムアウト処理をする。ここでは、図７に示す
ステップ５の復旧と判断しスイッチを開くという処理を
する。なお、本実施の形態では、第１の実施の形態を基
準にしたため係る処理（ステップ５のみ）をするように
したが、第２の実施の形態を基準にしてもかまわない。
その場合には、タイムアウト処理が図９に示すステップ
７，８，５を順次実行するようになる。

【００７６】

【発明の効果】以上のように、本発明に係るネットワー
ク接続装置や、通信システム並びに障害検知方法では、
バス型ネットワークの伝送路障害からの復旧の有無の判
断を、使用する通信プロトコルにかかわらず精度よく判
断することができる。特に、請求項２のように構成した
場合には、ネットワークの規模にかかわらず、確実に復
旧を検知することができる。また、請求項３に記載の発
明では、ノイズなどの影響を受けてフレームが歪みフレ
ームとして認識できなくなった場合でも、障害のままで
ありたまたまノイズによりフレームが受信されないの
か、本当に障害から復旧したのかの弁別をすることがで
き、より精度よく障害の有無を判断することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のバス型ネットワークの一例を示す図であ
る。

【図２】本発明に係るネットワーク接続装置が実装され
るバス型ネットワークの一例を示す図である。

【図３】本発明に係るネットワーク接続装置が実装され
るバス型ネットワークの一例を示す図である。

【図４】ノードの内部構造の一例を示す図である。

【図５】ネットワーク上を流れるフレームのデータ構造
の一例を示す図である。

【図６】本発明に係るネットワーク接続装置の一実施の
形態を示す図である。

【図７】本発明に係るネットワーク接続装置の第１の実
施の形態の要部である情報処理部の機能を示すフローチ
ャートである。

【図８】本発明に係るネットワーク接続装置の第２の実
施の形態及びそれが実装されるバス型ネットワークの一
例を示す図である。

【図９】本発明に係るネットワーク接続装置の第２の実
施の形態の要部である情報処理部の機能を示すフローチ
ャートである。

【図１０】本発明に係るネットワーク接続装置の第３の
実施の形態及びそれが実装されるバス型ネットワークの
一例を示す図である。

【図１１】本発明に係るネットワーク接続装置の第３の
実施の形態の要部である情報処理部の機能を示すフロー
チャートの一部である。

【図１２】本発明に係るネットワーク接続装置の第３の
実施の形態の要部である情報処理部の機能を示すフロー
チャートの一部である。

【符号の説明】

２０ネットワーク接続装置２１第１通信部２２第２通信部２３情報処理装置２４スイッチ２４ａ第１切替スイッチ２４ｂ第２切替スイッチ３０タイマ３１第１キャリア検出部３２第２キャリア検出部３６第１バッファ３７第１バッファ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】バス型ネットワークの両端点に対して接
続付け外し可能なネットワーク接続装置であって、前記両端点にそれぞれ接続可能な第１，第２通信部と、前記第１，第２通信部が装置内で接続状態のときに前記
第１，第２通信部で一定時間フレームを受信しない場合
に伝送路障害から復旧したと判断する判断手段を備えた
ことを特徴とするネットワーク接続装置。
【請求項２】前記第１，第２通信部が装置内で接続状
態のときに、前記第１通信部で受信したフレームと、前
記第２通信部で受信したフレームをそれぞれ記憶する記
憶手段と、その記憶手段に格納された前記第１，第２通信部で受信
されたフレームを比較し、一致する場合に伝送路障害か
ら復旧したと判断する第２判断手段をさらに備えたこと
を特徴とする請求項１に記載のネットワーク接続装置。
【請求項３】前記両端点から任意サイズの正常データ
を受信したか否かを検出する検出手段をさらに備え、前記判定手段が、前記検出手段の検出結果も加味して伝
送路障害の復旧の有無を判断するものであることを特徴
とする請求項１または２に記載のネットワーク接続装
置。
【請求項４】複数のノードをバス型ネットワークで接
続して構成される通信システムであって、請求項１〜３のいずれか１項に記載のネットワーク接続
装置を用い、そのネットワーク接続装置が有する前記第
１，第２通信部をそれぞれ前記バス型ネットワークの両
端点に接続してネットワークが構築され、前記ネットワーク接続装置で前記バス型ネットワークの
状態を監視可能としたことを特徴とする通信システム。
【請求項５】バス型ネットワークの両端点を接続する
ネットワーク接続装置を用いた障害検知復旧方法であっ
て、前記両端点が装置内で接続状態のときに、両端点でフレ
ームを受信しない時間を計測する処理と、その計測した時間に基づいて伝送路障害の復旧の有無を
判断する判断処理を行うことを特徴とする障害復旧検知
方法。