JP2005354584A - Ｌａｎ通信方法 - Google Patents

Abstract

【目的】
通常のＬＡＮ通信と共に低コストにて付加的データ伝送を可能とするＬＡＮ通信方法を提供する。
【構成】
８線を含むＬＡＮケーブルを介して、該８線のうちの４線の使用を規定するＬＡＮ通信規格に基づいてＬＡＮ通信を行うＬＡＮ通信方法であり、該４線以外の少なくとも２線を介して、該ＬＡＮ通信規格に関わらず任意の方式のデータ伝送をなす。
【選択図】
図２

Description

本発明は、１０ＢＡＳＥ−Ｔあるいは１００ＢＡＳＥ−ＴＸの如き通信規格を用いるローカルエリアネットワーク（以下、ＬＡＮと称する）においてＬＡＮ通信を行うＬＡＮ通信方法に関する。

ＬＡＮ通信に用いられるＬＡＮケーブルとして、通常、ＵＴＰ（Unshield Twisted Pair cable）カテゴリ５ケーブルが用いられる。該ＬＡＮケーブルは、２つの電気的導線が４対をなす全８線からなる。図１を参照すると、かかるＬＡＮケーブルの両端に繋がれるＲＪ−４５コネクタの形状を示している。ＲＪ−４５コネクタの構造はＩＳＯ規格８８７７に準拠している。該コネクタは８つの接触ピンを含む構造である。その第１及び第２ピンは、受信データの＋側及び−側に各々対応し、その第３及び第６ピンは、送信データの＋側及び−側に各々対応している。第４、５、７及び８番目のピンは未使用状態にある。従って、１本のＬＡＮケーブルの全８線のうちの４線が現状では使用されていないことになる。

一方、ＬＡＮ通信を行う通信装置の間では、ＬＡＮ通信のリンクが確立していない状態あるいはネットワーク障害によりＬＡＮ通信が行えない状態においても、付加的に制御信号の通信を行う必要がある場合がある。そのため、かかる通信装置間にＲＳ２３２Ｃの如きシリアルインタフェースによるもう一つの別線を設けて制御信号の送受信を行っている。

しかし、かかる形態では、通信装置間に２つのケーブルを設けることから、配線上の取り回しが煩雑であると共にコスト面で不利であるという問題がある。

本発明の目的は、通常のＬＡＮ通信と共に低コストにて付加的データ伝送を可能とするＬＡＮ通信方法を提供することである。

本発明によるＬＡＮ通信方法は、８線を含むＬＡＮケーブルを介して、該８線のうちの４線の使用を規定するＬＡＮ通信規格に基づいてＬＡＮ通信を行うＬＡＮ通信方法であり、該４線以外の少なくとも２線を介して、該ＬＡＮ通信規格に関わらず任意の方式のデータ伝送をなすことを特徴とする。

本発明によるＬＡＮ通信方法によれば、１本のＬＡＮケーブルの未使用の少なくとも２線を用いて、既存のデータ通信に加えて、例えばカレントループ通信の如き制御信号ラインを設けることができる。これにより、通常のＬＡＮ通信と共に低コストにて付加的データ伝送を可能とすることができる。

本発明の実施例について添付の図面を参照して詳細に説明する。
＜第１の実施例＞
図２は、本発明の第１の実施例であり、本発明によるＬＡＮ通信方法を実行する構成を示している。第１通信装置２０ａがＬＡＮケーブル３０の一端に接続され、第２通信装置２０ｂがＬＡＮケーブル３０の他端に接続されている。ＬＡＮケーブル３０は、線３１乃至３８からなる８つの電気的導線からなる。

第１通信装置２０ａは、制御部２１ａと、パケット処理部２２ａと、フォトカプラ２３ａと、コネクタ１０ａを含む。同様に、第２通信装置２０ｂは、制御部２１ｂと、パケット処理部２２ｂと、フォトカプラ２３ｂと、コネクタ１０ｂを含む。制御部２１ａ及び制御部２１ｂの各々は、当該通信装置全体の制御を行う機能を有する。パケット処理部２２ａと及びパケット処理部２２ｂは、ネットワークレイヤー構造におけるデータリンク層（レイヤー２）のパケットデータ送受信を行う機能を有する。フォトカプラ２３ａ及び２３ｂの各々は、入力側にＬＥＤを出力側にフォトトランジスタを含み、入力された電気信号をＬＥＤにより光信号に変換し、フォトトランジスタによって再び電気信号に変換して出力する機能を有する。コネクタ１０ａ及び１０ｂは、従来のＲＪ−４５の形状に従い且つ８線の全てに有効な電気的結合を与える電気的コネクタである。該コネクタ１０ａ及び１０ｂを通して、ＬＡＮケーブル３０に含まれる線３１乃至３８の８つの線が、第１通信装置２０ａと第２通信装置２０ｂとの間に設けられる。

ＬＡＮケーブル３０に含まれる線３５乃至３８からなる４線の両端は、第１通信装置２０ａ内のパケット処理部２２ａ及び第２通信装置２０ｂ内のパケット処理部２２ｂに各々接続される。パケット処理部２２ａ及びパケット処理部２２ｂは、制御部２１ａ及び制御部２１ｂ各々の制御の下に動作し、ＬＡＮ通信におけるパケットデータ送受信を行う。尚、ＬＡＮ通信におけるパケットデータの通信方式は、例えば１０ＢＡＳＥ−ＴについてＩＥＥＥ８０２．３に規定されている。

第１通信装置２０ａ内の制御部２１ａから出力される第１送信信号は、線３１を介して、第２通信装置２０ｂ内のフォトカプラ２３ｂの入力側の１端に接続され、フォトカプラ２３ｂの入力側の他端は、線３２を介して、第１通信装置２０ａ内の接地端に接続されてループ状の電流路を形成する。一方、第２通信装置２０ｂ内のフォトカプラ２３ｂの出力側の一端は、第２通信装置２０ｂ内の制御部２１ｂに接続され、フォトカプラ２３ｂの出力側の他端は、第２通信装置２０ｂ内で接地される。これにより、第１通信装置２０ａからの第１送信信号は、第２通信装置２０ｂにおける第２受信信号として変換されて制御部２１ｂにおいて受信される。第１送信信号は、後述する動作例の説明の如く、起動命令信号とすることができる（図３参照）。

第２通信装置２０ｂ内の制御部２１ｂから出力される第２送信信号は、線３３を介して、第１通信装置２０ａ内のフォトカプラ２３ａの入力側の１端に接続され、フォトカプラ２３ａの入力側の他端は、線３４を介して、第２通信装置２０ｂ内の接地端に接続されてループ状の電流路を形成する。一方、第１通信装置２０ａ内のフォトカプラ２３ａの出力側の一端は、第１通信装置２０ａ内の制御部２１ａに接続され、フォトカプラ２３ａの出力側の他端は、第１通信装置２０ａ内で接地される。これにより、第２通信装置２０ｂからの第２送信信号は、第１通信装置２０ａにおける第１受信信号として変換されて制御部２１ａにおいて受信される。第２送信信号は、後述する動作例の説明の如く、起動命令信号に対する応答信号とすることができる（図３参照）。

以上の構成により、第１通信装置２０ａ及び第２通信装置２０ｂとの間で、ＬＡＮ通信規格に基づくデータ通信のため線３５乃至３８とは別に、線３１乃至３４を介した全二重通信路が構成される。かかる全二重通信路は、双方向の２つのカレントループにより実現されている。ここで、カレントループとは、シリアル信号伝送インターフェースとして、例えば20mA程度の電流信号によりデータ伝送を行う方式である。従って、かかる方式を用いることは回路構成が簡便となり、距離的に例えば１ｋｍの如く長く引き回せるために装置間の制御又は監視に適し、例えば命令実行及び応答確認のコネクション型通信が容易に可能である。

図３は、図２に示される構成における動作例を示している。ここで、第１通信装置はマスタ装置として自立してサービス状態となり得る通信装置であり、第２通信装置は、スレーブ装置としてマスタ装置からの起動命令によって始めてサービス状態となる通信装置であるとする。サービス状態とは、ＬＡＮ通信が機能する状態を意味する。

先ず、第１通信装置２０ａ及び第２通信装置２０ｂの両方が電源投入される（ステップＳ０１及びＳ０１’）。第１通信装置２０ａは自立でサービス状態に遷移する（ステップＳ０２）。第２通信装置２０ｂは第１通信装置２０ａからの起動命令によりサービス状態に遷移する。電源投入直後は、第２通信装置２０ｂはサービス状態に至ってないので、第１通信装置２０ａと第２通信装置２０ｂとの間ではＬＡＮ通信のリンクが確立していない（ステップＳ０３）。

この場合、ＬＡＮ通信以外の通信手段で第２通信装置２０ｂに対して起動をかける必要がある。第１通信装置２０ａは、起動命令を線３１及び３２に送出し第２通信装置２０ｂに対して起動をかける（ステップＳ０４）。これに応じて、第２通信装置２０ｂは、起動命令を正常に受信した旨の応答を線３３及び３４に送出し、第１通信装置２０ａに対して応答する、次いで，第２通信装置２０ｂは、スレーブ装置として該起動命令に応じてＬＡＮ通信サービスを起動してサービス状態に遷移する（ステップＳ０６）。これにより、第１通信装置２０ａと第２通信装置２０ｂとの間ではＬＡＮ通信のリンクが確立しＬＡＮ通信を行うことができる（ステップＳ０７）。

以上の第１の実施例においては、第１通信装置２０ａと第２通信装置２０ｂとの間のケーブルが１本になり、装置の部材コスト及び装置運用時の配線コストが削減できる。また、従来のデータ線とは別に４線の全二重通信が可能となる。また、実施例の形態は、リレー回路でレベル線を対向装置に見せるリレー回路通信に比して多情報通信のシリアルデータ伝送が可能である。例えば、第１通信装置２０ａと第２通信装置２０ｂとの間で、各々の状態情報を双方向で通信するようにしても良いし、ＬＡＮネットワーク障害時などに障害情報を双方向で通信するようにしても良い。
＜第２の実施例＞
図４は、本発明の第２の実施例であり、本発明によるＬＡＮ通信方法を実行する構成を示している。ここで、第４通信装置２０ｄ、第５通信装置２０ｅ、第６通信装置２０ｆ及び第７通信装置２０ｇがＨＵＢ６０に、対応するＬＡＮケーブル３０ｄ、３０ｅ、３０ｆ及び３０ｇの各々を介して接続されている。ＬＡＮケーブル３０ｄ、３０ｅ、３０ｆ及び３０ｇの各々は、従来の４線からなるパケット通信線（図中の太線）と、本発明の方法による別の２線（図中の２重線）からなる片方向のカレントループを有する。

ＨＵＢ６０は、ＬＡＮ通信における中継機能を有する装置であり、カレントループ受信回路６１と、カレントループ送信回路６２と、レイヤ２スイッチ部６３と、ＲＪ−４５形式のコネクタにより各々形成される第１ポート６４ｄ、第２ポート６４ｅ、第３ポート６４ｆ及び第４ポート６４ｇと有する。第１ポート６４ｄは、ＬＡＮケーブル３０ｄが繋がれ、第４通信装置２０ｄからの片方向２線のカレントループと、第４通信装置２０ｄとの間でパケットデータ送受信をなす４線とに電気的接続を与える。第２ポート６４ｅは、ＬＡＮケーブル３０ｅが繋がれ、第５通信装置２０ｅへの片方向２線のカレントループと、第５通信装置２０ｅとの間でパケットデータ送受信をなす４線とに電気的接続を与える。第３ポート６４ｆ及び第４ポート６４ｇが、第６通信装置２０ｇ及び第７通信装置２０ｇの各々について同様の電気的接続を与える。

カレントループ受信回路６１は、ＬＡＮケーブル３０ｄのカレントループを介して、第４通信装置２０ｄからの起動命令等の制御信号を受信し、これをカレントループ送信回路６２に転送する機能を有する。カレントループ送信回路６２は、ＬＡＮケーブル３０ｅ、３０ｆ及び３０ｇの各々のカレントループを介して第５通信装置２０ｅ、第６通信装置２０ｆ及び第７通信装置２０ｇに共に接続されている。これにより、カレントループ送信回路６２は、カレントループ受信回路６１から転送される起動命令等の制御信号を、第５通信装置２０ｅ、第６通信装置２０ｆ及び第７通信装置２０ｇの全てに送信することができる。

レイヤ２スイッチ部６３は、第１ポート６４ｄ、第２ポート６４ｅ、第３ポート６４ｆ及び第４ポート６４ｇの各々を介して第４通信装置２０ｄ、第５通信装置２０ｅ、第６通信装置２０ｆ及び第７通信装置２０ｇの各々に接続されている。レイヤ２スイッチ部６３は、データリンク層におけるパケットを適切な相手先に転送する転送機能を有する。

以上の構成におけるＬＡＮ通信方法について説明すると、第４通信装置２０ｄは、自立してサービス状態に遷移可能なマスタ装置とし、第５通信装置２０ｅ、第６通信装置２０ｆ及び第７通信装置２０ｇは、第１の実施例と同様にサービス状態に遷移するにはマスタ装置から起動を必要とするスレーブ装置として動作する。そして、各通信装置間で、ＬＡＮ通信のリンクが確立していない状態あるいはネットワーク障害によりＬＡＮ通信が行えない状態が想定される。この場合に、マスタ装置である第４通信装置２０ｄは、送信のみの片方向であるカレントループを介して起動命令をＨＵＢ６０に送信し、ＨＵＢ６０はこの起動命令を第５通信装置２０ｅ、第６通信装置２０ｆ及び第７通信装置２０ｇに片方向のカレントループを介して送信する。これにより、全ての通信装置においてＬＡＮ通信リンクが確立しＬＡＮ通信が可能となる。

以上の第２の実施例においては、第４通信装置２０ｄとＨＵＢ６０との間及びＨＵＢ６０と第５通信装置２０ｅ、第６通信装置２０ｆ及び第７通信装置２０ｇの各々の間がケーブル各１本になる。これにより、装置の部材コスト及び装置運用時の配線コストが削減できる。また、カレントループ通信の方向を片方向に限定することで、本発明によるＬＡＮ通信方法は、１対多接続の装置構成すなわちスター型構成に適用される得ることを示している。

本発明によるＬＡＮ通信方法は、ＬＡＮにより構成されてデータ通信を主機能とする通信装置に限られず、ＬＡＮ通信機能を付帯的に用いるＩＰ電話装置、ネットワーク機能を有するテレビ又はオーディオ装置の如き家電製品にも適用され得る。

従来におけるＬＡＮコネクタ及びＬＡＮケーブルを説明する説明図である。 本発明の第１の実施例であり、本発明によるＬＡＮ通信方法を実行する構成を示しているブロック図である。 図２に示される構成における動作例を示しているシーケンス図である。 本発明の第２の実施例であり、本発明によるＬＡＮ通信方法を実行する構成を示しているブロック図である。

符号の説明

１０ａ、１０ｂ ＬＡＮコネクタ
２０ａ 第１通信装置
２０ｂ 第２通信装置
２０ｄ 第４通信装置
２０ｅ 第５通信装置
２０ｆ 第６通信装置
２０ｇ 第７通信装置
２１ａ、２１ｂ 制御部
２２ａ、２２ｂ パケット処理部
２３ａ、２３ｂ フォトカプラ
６０ ＨＵＢ
６１ カレントループ送信回路
６２ カレントループ受信回路
６３ レイヤ２スイッチ部
６４ｄ 第１ポート
６４ｅ 第２ポート
６４ｆ 第３ポート
６４ｇ 第４ポート

Claims (4)

1. ８線を含むＬＡＮケーブルを介して、前記８線のうちの４線の使用を規定するＬＡＮ通信規格に基づいてＬＡＮ通信を行うＬＡＮ通信方法であって、
   前記４線以外の少なくとも２線を介して前記ＬＡＮ通信規格に関わらず任意の方式のデータ伝送を、前記ＬＡＮ通信と共になすことを特徴とするＬＡＮ通信方法。
2. 前記４線以外の２線を介して、前記ＬＡＮケーブルの一端に接続される通信装置に向けて、前記通信装置のＬＡＮ通信サービスを起動する起動信号を送信することを特徴とする請求項１記載のＬＡＮ通信方法。
3. 前記４線以外の２線を介して、前記ＬＡＮケーブルの一端に接続される通信装置に向けて、前記通信装置のＬＡＮ通信サービスを起動する起動信号を送信する送信ステップと、
   前記２線とは異なる残余の２線を介して、前記通信装置から、前記起動信号に呼応する応答信号を受信する受信ステップと、
   を含むこと特徴とする請求項１記載のＬＡＮ通信方法。
4. 前記４線以外の少なくとも２線を介して、前記ＬＡＮケーブルの１端に接続される通信装置から、前記通信装置の状態情報信号及び障害情報信号のうちの少なくとも１を伝送することを特徴とする請求項１記載のＬＡＮ通信方法。

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