JP2006014203A - 光ｌａｎ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 光送出部が点灯状態で維持される故障がスレーブノードで発生した場合において、その故障に起因するネットワークのダウンを抑制する。
【解決手段】 リング型光ＬＡＮ装置は、光ファイバケーブルによって相互に接続されたマスタノードと複数のスレーブノードとを備える。スレーブノードの各々をバイパスする光バイパス伝送路が、スレーブノードにそれぞれ対応して設けられる。各スレーブノードは、ネットワーク上に送出すべき光信号を生成すべく点滅制御されるＥ／Ｏ変換器２３と、そのＥ／Ｏ変換器２３が点灯状態で維持される故障がスレーブノードで発生したとき、同Ｅ／Ｏ変換器２３を消灯状態に強制的に切り換える光遮断回路６０とを備える。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ネットワークを形成するように光ファイバケーブルによって相互に接続されたマスタノードと複数のスレーブノードとを備える光ＬＡＮ装置に関し、特にはスレーブノードの故障に起因するネットワークのダウンを抑制するための技術にする。

一般的なリング型光ＬＡＮ装置は、ネットワークを形成するように光ファイバケーブルによって相互に接続されたマスタノードと複数のスレーブノードとを備えている。このリング型光ＬＡＮ装置では、マスタノードからネットワーク上に送出された光信号が、全てのスレーブノードを巡回してからマスタノードに戻る。そのため、スレーブノードが一つでも故障すると、故障したスレーブノードの次のスレーブノードに光信号が受け渡されず、結果的にネットワーク全体がダウンする。

上記問題を解消するため、特許文献１には、複数のスレーブノードのうちの一部が故障した場合にも、ネットワーク全体をダウンさせないようにする技術が開示されている。すなわち、この特許文献１では、光バイパス伝送路がスレーブノードの各々に対応して設けられている。各光バイパス伝送路の上流端には光分岐器が接続されており、各光バイパス伝送路の下流端には光結合器が接続されている。光分岐器は、ネットワーク上の光信号を、対応する光バイパス伝送路へ向かう光信号と、対応するスレーブノードへ向かう光信号とに分岐させる。光結合器は、対応する光バイパス伝送路から受け取った光信号と、対応するスレーブノードから受け取った光信号とを一つの光信号に結合する。

何れかのスレーブノードが故障した場合、マスタノードは、その故障したスレーブノードをプロトコル上においてネットワークから切り離す。また、マスタノードからネットワーク上に送出された光信号は、故障したスレーブノードに対応する光バイパス伝送路を通じて次のスレーブノードに送られる。よって、スレーブノードの故障に起因するネットワークのダウンが防止される。
特開平１１−３１３０９８号公報

前記各スレーブノードは光送出部を有し、その光送出部はネットワーク上に送出すべき光信号を生成すべく点滅制御される。上記特許文献１において、光送出部が消灯状態で維持される故障がスレーブノードで発生した場合には、その故障したスレーブノードは、光信号をオフ状態で維持する、すなわち光信号をネットワーク上へ送出することが不能になる。この場合、前記光結合器は、光バイパス伝送路から受け取った正常な光信号をそのまま次のスレーブノードに送出するだけである。よって、故障したスレーブノード以降のスレーブノード並びにマスタノードは、故障したスレーブノードの影響を受けることなく、ネットワーク上の光信号から必要な情報を読み取ることができる。

一方、光送出部が点灯状態で維持される故障がスレーブノードで発生した場合には、その故障したスレーブノードは、オン状態で維持された光信号を継続的に送出し続ける。この場合、前記光結合器では、光バイパス伝送路から受け取った正常な光信号に対して、故障したスレーブノードから送出されるオン状態で維持された光信号が重ね合わされる。よって、光結合器からは、単にオン状態で維持された光信号が次のスレーブノードに向けて送出され続ける。そのため、故障したスレーブノード以降のスレーブノード並びにマスタノードは、ネットワーク上の光信号から必要な情報を読み取ることができず、結果的にネットワークのダウンを招く。

本発明の目的は、光送出部が点灯状態で維持される故障がスレーブノードで発生した場合において、その故障に起因するネットワークのダウンを抑制することのできる光ＬＡＮ装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本願発明は、ネットワークを形成するように光ファイバケーブルによって相互に接続されたマスタノードと複数のスレーブノードとを備え、前記ネットワークには、スレーブノードの各々をバイパスする光バイパス伝送路がスレーブノードにそれぞれ対応して設けられる光ＬＡＮ装置を提供する。前記各スレーブノードは、ネットワーク上に送出すべき光信号を生成すべく点滅制御される光送出部と、前記光送出部が点灯状態で維持される故障がスレーブノードで発生したとき、同光送出部を消灯状態に強制的に切り換える光遮断回路とを備える。

好適な例では、前記光送出部は、発光素子と、その発光素子を駆動するスイッチング素子とを含み、スイッチング素子がオンされたときに発光素子が点灯し、スイッチング素子がオフされたときに発光素子が消灯する。前記光遮断回路は、前記スイッチング素子がオン状態で維持される故障がスレーブノードで発生したとき、スイッチング素子を強制的にオン状態からオフ状態に切り換える。

さらに、前記スレーブノードは、前記スイッチング素子を制御すべく同スイッチング素子に駆動信号を出力するコントローラを有する。前記光遮断回路は、前記スイッチング素子をオン状態で維持させる駆動信号が出力され続ける故障が前記コントローラで発生した場合、コントローラから出力される駆動信号を無効化する。

また、前記スイッチング素子は入力端子を備えた第１スイッチング素子であり、前記スレーブノードは、前記光信号に対応した電圧信号を前記第１スイッチング素子の入力端子に供給するコントローラを備える。第１スイッチング素子は、入力された電圧信号によってオンされたときに、その電圧信号のレベルに応じた電圧信号を出力する。前記光遮断回路は、平滑回路、比較回路及び第２スイッチング素子を含む。前記平滑回路は、前記第１スイッチング素子からの出力電圧信号のレベルを平滑化する。前記比較回路は、前記平滑回路からの出力電圧信号のレベルを所定の基準レベルと比較して、同出力電圧信号のレベルが基準レベルより大きい場合にはオン信号を出力する。前記第２スイッチング素子は、前記比較回路から出力されるオン信号によってオン動作して、前記第１スイッチング素子の入力端子を接地させる。

本発明ではさらに、前記マスタノードは、前記スレーブノードの各々に対応する診断指令信号を前記ネットワーク上に送出する。前記各スレーブノードは、対応する診断指令信号を前記ネットワークから受け取ったとき、診断結果情報を前記診断指令信号に付加して、その診断結果情報が付加された診断指令信号を前記マスタノードに対する返信信号として前記ネットワーク上に送出する。前記マスタノードは、前記ネットワークから受け取った前記返信信号中の診断結果情報に基づき、同返信信号に対応するスレーブノードの故障を判定する。

本発明によれば、光送出部が点灯状態で維持される故障がスレーブノードで発生しても、その点灯状態を消灯状態に切り換えることによって、ネットワークのダウンを抑制することができる。

以下に、本発明を具体化した一実施形態について、図面を参照して説明する。
図１に示す本実施形態の光ＬＡＮ装置はリング型光ＬＡＮ装置であり、車両に対して好適に適用することができる。このリング型光ＬＡＮ装置は、マスタノード１と、第１〜第ｎスレーブノード２-1〜２-nを含む複数のスレーブノード２とを備えている。マスタノード１及びスレーブノード２は、リング型ネットワークを形成するように、光ファイバケーブル３によって相互に接続されている。

前記マスタノード１は、例えば車両のインスツルメントパネル（図示せず）内に配置されている。マスタノード１は、マイクロコンピュータ等よりなるコントローラ（マスタコントローラ）１１を備えている。マスタコントローラ１１は、例えば、中央処理装置（ＣＰＵ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）及びランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）を含んでいる。マスタコントローラ１１には報知器としてのディスプレイ１２が接続され、このディスプレイ１２は車両の運転者に視認可能なようにインスツルメントパネル上に露出している。マスタコントローラ１１は、スレーブノード２の各々の状態を、必要に応じてディスプレイ１２上に文字や記号等で表示させる。なお、ディスプレイ１２に代えて、スレーブノード２の数に対応する数の表示ランプを報知器として設けてもよい。この場合、マスタコントローラ１１は、これら表示ランプを点灯或いは点滅させることにより、対応するスレーブノード２の状態を運転者に報知する。

前記マスタコントローラ１１には、光送出部として機能するＥ／Ｏ変換器（電気／光変換器）１３及び光入力部として機能するＯ／Ｅ変換器（光／電気変換器）１４が、それぞれ電線を介して接続されている。Ｅ／Ｏ変換器１３は、マスタコントローラ１１から出力される電気信号を電線を通じて受け取るとともに、受け取った電気信号を光信号に変換して、その光信号を同Ｅ／Ｏ変換器１３に接続された光ファイバケーブル３上に送出する。Ｏ／Ｅ変換器１４は、同Ｏ／Ｅ変換器１４に接続された光ファイバケーブル３から受け取った光信号を電気信号に変換して、その電気信号を電線を通じてマスタコントローラ１１に送出する。

前記スレーブノード２は車両の各部に配置され、車載電装品である負荷装置２２をそれぞれ備えている。負荷装置２２は、モータやランプ等を始めとする各種の電気アクチュエータである。各スレーブノード２は、前記マスタノード１からの指令に応じて、対応する負荷装置２２を駆動する。各スレーブノード２には、予め固有のアドレスが割り当てられている。

各スレーブノード２は、マイクロコンピュータ等よりなるコントローラ（スレーブコントローラ）２１を備えている。スレーブコントローラ２１は、例えば、中央処理装置（ＣＰＵ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）及びランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）を含んでいる。スレーブコントローラ２１には、光送出部として機能するＥ／Ｏ変換器（電気／光変換器）２３及び光入力部として機能するＯ／Ｅ変換器（光／電気変換器）２４が、それぞれ電線を介して接続されている。Ｅ／Ｏ変換器２３は、スレーブコントローラ２１から出力される電気信号を電線を通じて受け取るとともに、受け取った電気信号を光信号に変換して、その光信号を同Ｅ／Ｏ変換器２３に接続された光ファイバケーブル３上に送出する。Ｏ／Ｅ変換器２４は、同Ｏ／Ｅ変換器２４に接続された光ファイバケーブル３から受け取った光信号を電気信号に変換して、その電気信号を電線を通じてスレーブコントローラ２１に送出する。

前記負荷装置２２は、ドライバ（駆動回路）２５を介して対応するスレーブコントローラ２１に接続されている。スレーブコントローラ２１は、ドライバ２５を制御することにより、対応する負荷装置２２を駆動する。

光ファイバケーブル３１によって構成される光バイパス伝送路が、前記スレーブノード２の各々に対応して設けられている。光ファイバケーブル３１、すなわち光バイパス伝送路３１は、対応するスレーブノード２におけるＯ／Ｅ変換器２４とＥ／Ｏ変換器２３との間に設けられる。光バイパス伝送路３１は、前記光ファイバケーブル３によって構成される光伝送路に対して、光分岐器４１及び光結合器４２によって接続されている。

光分岐器４１は、一つの光入力部と二つの光出力部とを有している。光分岐器４１は、上流側の光伝送路から光入力部を通じて入力された一つの光信号を二つの光信号に分岐し、それら二つの光信号を、それぞれ光出力部を通じて光バイパス伝送路３１及びスレーブノード２へ向けて送出する。光結合器４２は、二つの光入力部と一つの光出力部とを有している。光結合器４２は、光バイパス伝送路３１から一方の光入力部を通じて入力された光信号と、スレーブノード２から他方の光入力部を通じて入力された光信号とを一つの光信号に結合し、その一つの光信号を、光出力部を通じて下流側の光伝送路に向けて送出する。

上記光ＬＡＮ装置においては、アクセス制御方式としてトークンパッシング方式が採用されている。マスタノード１は、信号の受け取り先となるべきスレーブノード２のアドレス情報と各種の指令情報とを含むトークン信号を、指令信号としてネットワーク上に、すなわち光ファイバケーブル３，３１によって構成される光伝送路上に送出する。マスタノード１から光伝送路上に送出された指令信号は、先ず第１スレーブノード２-1で受け取られる。第１スレーブノード２-1は、指令信号中に含まれるアドレスが自身に割り当てられたアドレスと一致する場合には、同指令信号中に含まれる指令情報に従った動作を行う。また、第１スレーブノード２-1は、必要な返信情報を前記指令信号に付加して、返信情報が付加された指令信号を前記マスタノード１に対する返信信号としてネットワーク上に送出する。一方、第１スレーブノード２-1は、指令信号中に含まれるアドレスが自身に割り当てられたアドレスと異なる場合には、同指令信号をそのままネットワーク上に送出する。

第１スレーブノード２-1からネットワーク上に送出されたトークン信号（返信信号又は指令信号）は、次に第２スレーブノード２-2で受け取られる。第２スレーブノード２-2は、受け取ったトークン信号に従い前述した第１スレーブノード２-1と同様な動作を行い、トークン信号を次のスレーブノード２に引き渡す。このようにして、マスタノード１から指令信号として送出されたトークン信号が、第１スレーブノード２-1から第ｎスレーブノード２-nにまで順次引き渡されていく。そして、最終段の第ｎスレーブノード２-ｎからネットワーク上に送出されたトークン信号が、マスタノード１にて返信信号として受け取られる。マスタノード１は、ネットワークから受け取った返信信号中の返信情報に基づき、同返信信号に対応するスレーブノード２の状態を把握する。

図３（ａ）〜図３（ｃ）は、マスタノード１及び複数のスレーブノード２を含むネットワーク上を巡回する前記トークン信号を例示するものである。トークン信号は、アドレスデータと、制御データと、返信データとを含む。前記アドレスデータは、トークン信号の受け取り先となるスレーブノード２のアドレスを示す情報である。前記制御データは、スレーブノード２に対する指令内容を示す情報であり、スレーブノード２の故障診断に関する指令データ（診断指令データ）や、負荷装置２２の作動に関する指令データ（作動指令データ）等を含む。各スレーブノード２は、制御データによって示される指令内容に従って、自身の故障診断を行ったり、対応する負荷装置２２を制御したりする。

前記返信データは、スレーブノード２がマスタノード１から受け取った指令信号に対して付加する情報、すなわち前記返信情報であり、スレーブノード２の故障診断の結果を示すデータ（診断結果データ）や、負荷装置２２の作動状態を示すデータを含む。

マスタノード１は、前記アドレスデータと前記制御データとを含むトークン信号を、前記指令信号としてネットワーク上に送出する（図３（ａ）参照）。各スレーブノード２は、指令信号中に含まれるアドレスが自身に割り当てられたアドレスと一致する場合に、前記返信データを前記指令信号に付加して、同返信データが付加された指令信号を前記マスタノード１に対する返信信号としてネットワーク上に送出する（図３（ｂ）参照）。

前記アドレスデータ、制御データ及び返信データは、複数ビットの２値コード信号によって構成することができる。この場合、これらのデータは、光ファイバケーブル３上においてはＥ／Ｏ変換器１３，２３にて生成される光信号のオン／オフによるビット列として表される。本実施形態においては、図３（ａ）〜図３（ｃ）に示すように、“０”のビットコードは、１周期分の対称方形波信号、すなわちオン信号とオフ信号との組み合わせによって構成される。“１”のビットコードは、前記対称方形波信号の１周期分の期間に相当するオン信号又はオフ信号によって構成される。複数の“０”及び“１”のビットコードがどの様な組み合わせで連続しても、光信号は短時間でオン／オフを交互に繰り返すデューティ比５０％のパルス状信号となる。

図３（ａ）〜図３（ｃ）では、制御データが診断指令データであり、返信データが診断結果データである場合の例が示されている。この例では、アドレスデータが４ビットデータとして示されている。よって、アドレスデータは最大１６個のアドレスを表すことができる。勿論、必要に応じてアドレスデータのビット数を変更しても構わない。

一方、診断指令データは、所定期間のオフ信号によって構成されている。すなわち本実施形態では、スレーブノード２は、４ビットのアドレスデータに続いて所定期間の間オフで維持された光信号を受け取った場合、故障診断指令をマスタノード１から受けたと判定する。

診断結果データ（診断結果情報）は、“１”のビットコードを表すオン信号によって構成されている。すなわち本実施形態では、スレーブノード２は、自身が正常な場合、“１”のビットコードを表すオン信号を、診断結果データとして指令信号に付加する（図３（ｂ）参照）。

図３（ａ）は、図１の光伝送路上における地点Ａ，Ｂ，Ｃでの光信号を例示するものである。地点Ａを通過した光信号は、光分岐器４１によって二つに分岐されて、第１スレーブノード２-1に向かう光伝送路上の地点Ｂと光バイパス伝送路３１上の地点Ｃとにそれぞれ至る。地点Ａ，Ｂ，Ｃでの光信号は何れも同じである。地点Ａ，Ｂ，Ｃでの光信号はマスタノード１から送出された故障診断用の指令信号（診断指令信号）であり、アドレスデータ及び制御データ（診断指令データ）を含むが、返信データ（診断結果データ）を含んでいない。

図３（ｂ）は、図１の光伝送路上における地点Ｄでの光信号を例示するものである。すなわち、第１スレーブノード２-1は、地点Ｂを通過した診断指令信号を受け取ったとき、同診断指令信号中のアドレスが自身のアドレスと一致する場合には、その診断指令信号に返信データ（診断結果データ）を付加してなる返信信号を送出する。地点Ｄでの光信号は、この第１スレーブノード２-1から送出された返信信号である。

図３（ｃ）は、図１の光伝送路上における地点Ｅでの光信号を例示するものである。地点Ｃ，Ｄをそれぞれ通過した二つの光信号は、光結合器４２によって一つに結合されて、次の第２スレーブノード２-2に向かう光伝送路上の地点Ｅに至る。この地点Ｅでの光信号は、図３（ａ）の光信号と図３（ｂ）の光信号とを重ね合わせたものであり、図３（ｂ）の光信号と実質的に同一である。

一方、第１スレーブノード２-1は、地点Ｂを通過した診断指令信号を受け取ったとき、同診断指令信号中のアドレスが自身のアドレスと異なる場合には、その診断指令信号をそのまま送出する。よって、この場合には、地点Ｄでの光信号は図３（ａ）の光信号と同一である。そのため、地点Ｅでの光信号も図３（ａ）の光信号と同一となる。

前記各スレーブノード２におけるＥ／Ｏ変換器２３は、光伝送路上に送出すべき光信号を生成すべく点滅制御される。そのようなＥ／Ｏ変換器２３が消灯状態で維持される故障が第１スレーブノード２-1に発生したとき、地点Ｄには光信号が存在しない。よって、光結合器４２は光バイパス伝送路３１から受け取った光信号をそのまま地点Ｅに向けて送出するだけであり、地点Ｅでの光信号は図３（ａ）の光信号と同一となる。

これに対して、Ｅ／Ｏ変換器２３が点灯状態で維持される故障が第１スレーブノード２-1に発生したとき、Ｅ／Ｏ変換器２３はオン状態で維持された光信号を継続的に送出し続ける。そのため、地点Ｄでの光信号が、オン状態で維持された光信号となる。このような地点Ｄでの光信号が、光結合器４２にて光バイパス伝送路３１上の光信号と重ね合わされると、地点Ｅでの光信号は単にオン状態で維持された光信号となってしまう。従って、故障した第１スレーブノード２-1以降のスレーブノード２並びにマスタノード１は、光伝送路上の光信号から必要な情報を読み取ることができなくなり、結果的にネットワークのダウンを招く。

このような問題を解消するため、本実施形態の各スレーブノード２は、Ｅ／Ｏ変換器２３が点灯状態で維持される故障が自身に発生したとき、同Ｅ／Ｏ変換器２３を消灯状態に強制的に切り換える光遮断回路６０を備えている。言い換えれば、各スレーブノード２は、Ｅ／Ｏ変換器２３からオンの光信号が継続的に出力される故障が自身に発生したとき、Ｅ／Ｏ変換器２３からの光信号を強制的にオフに切り換える光遮断回路６０を備えている。本実施形態において、光遮断回路６０は、Ｅ／Ｏ変換器２３に組み込まれたハードウェア回路によって構成されている。

図２は、各スレーブノード２におけるＥ／Ｏ変換器２３の回路構成を示す図である。図２に示すように、前記スレーブコントローラ２１は、抵抗Ｒ１を介して第１トランジスタＴ１のベースに接続されている。本実施形態では、第１トランジスタＴ１としてＮＰＮトランジスタが使用されている。第１トランジスタＴ１のコレクタには発光素子としての発光ダイオードＤ１が接続され、その発光ダイオードＤ１は電源Ｖ１に接続されている。スレーブコントローラ２１と抵抗Ｒ１との間には、抵抗Ｒ２を介して電源Ｖ１が接続されている。抵抗Ｒ１と第１トランジスタＴ１のベースとの間の接続点であるノードＮ１は、抵抗Ｒ３を介して接地されている。第１トランジスタＴ１のエミッタは、抵抗Ｒ４を介して接地されている。

前記第１トランジスタＴ１は、前記発光ダイオードＤ１を駆動する第１スイッチング素子として機能する。第１トランジスタＴ１は、スレーブコントローラ２１からの駆動信号Ｓ１によってオン／オフ制御され、それによって発光ダイオードＤ１を点灯及び消灯させる。駆動信号Ｓ１は、光伝送路上に送出すべき光信号に対応するパルス状の電圧信号であり、交互に繰り返されるＨレベル信号とＬレベル信号とによって構成される。第１トランジスタＴ１は、入力される駆動信号Ｓ１がＨレベルのときにオンされ、入力される駆動信号Ｓ１がＬレベルであるときにオフされる。発光ダイオードＤ１は、第１トランジスタＴ１のオンに伴い点灯し、第１トランジスタＴ１のオフに伴い消灯する。第１トランジスタＴ１のベースは、スレーブコントローラ２１からの駆動信号Ｓ１が入力される入力端子として機能する。なお、前記ノードＮ１も、第１トランジスタＴ１の入力端子として見なすことができる。

本実施形態では、駆動信号Ｓ１は、Ｈレベルの状態で０．７Ｖであり、Ｌレベルの状態で０Ｖである。また、オン状態の第１トランジスタＴ１は、入力される駆動信号Ｓ１のレベルに応じた電圧信号Ｓ２をエミッタから出力する。本実施形態において、電源Ｖ１の電圧を５Ｖとし、発光ダイオードＤ１の点灯時に同発光ダイオードＤ１にて２Ｖの電圧降下が生じるものとする。この場合、入力される駆動信号Ｓ１のレベルが０．７Ｖのときエミッタからほぼ３Ｖの電圧信号Ｓ２が出力され、入力される駆動信号Ｓ１のレベルが０Ｖのときエミッタから０Ｖの電圧信号Ｓ２が出力される。

前記光遮断回路６０は、平滑回路６１、比較回路６２、第２トランジスタＴ２及び抵抗Ｒ５，Ｒ６，Ｒ７を含む。平滑回路６１は、ダイオードＤ２、コンデンサＣ１及び抵抗Ｒ８を含む。平滑回路６１は前記電圧信号Ｓ２を平滑化する。具体的には、前記電圧信号Ｓ２が３Ｖであって且つデューティ比５０％の方形波信号である場合には、平滑回路６１はほぼ１．５Ｖの電圧信号Ｓ３を出力する。すなわち、電圧信号Ｓ２がＨレベルとＬレベルとに短時間で交互に切り替えられるパルス状信号である場合には、平滑回路６１は、同電圧信号Ｓ２のＨレベルとＬレベルとの間の平均的なレベルの電圧信号Ｓ３を出力する。一方、平滑回路６１は、電圧信号Ｓ２が０Ｖで維持される場合には０Ｖの電圧信号Ｓ３を出力し、電圧信号Ｓ２が３Ｖで維持される場合には３Ｖの電圧信号Ｓ３を出力する。

前記比較回路６２は、前記平滑回路６１に接続された非反転入力端子を備えている。一方、比較回路６２の反転入力端子には、電源Ｖ１の電圧を両抵抗Ｒ５，Ｒ６によって分圧することにより得られる分圧電圧が、基準信号Ｓ４として入力される。

比較回路６２の出力端子は、抵抗Ｒ７を介して接地されている。また、比較回路６２の出力端子と抵抗Ｒ７との間には、前記第２トランジスタＴ２のベースが接続されている。本実施形態では、第２トランジスタＴ２としてＮＰＮトランジスタが使用されている。第２トランジスタＴ２のエミッタは接地されている。第２トランジスタＴ２のコレクタは、前記ノードＮ１に接続されている。

前記比較回路６２は、前記平滑回路６１から出力される電圧信号Ｓ３のレベルを、所定の基準レベル、すなわち前記基準信号Ｓ４のレベルと比較する。比較回路６２は、電圧信号Ｓ３のレベルが基準信号Ｓ４のレベルより小さい場合にはＬレベルの出力信号Ｓ５を出力し、電圧信号Ｓ３のレベルが基準信号Ｓ４のレベルより大きい場合にはＨレベルの出力信号Ｓ５を出力する。本実施形態では、基準信号Ｓ４のレベルを２．５Ｖに設定している。

前記第２トランジスタＴ２は第２スイッチング素子として機能し、前記比較回路６２からの出力信号Ｓ５によってオン／オフ制御される。第２トランジスタＴ２は、Ｈレベルの出力信号Ｓ５が入力されたときにオンし、Ｌレベルの出力信号Ｓ５が入力されたときにオフする。すなわち、Ｈレベルの出力信号Ｓ５は、第２トランジスタＴ２をオンさせるためのオン信号である。第２トランジスタＴ２がオンすると、同第２トランジスタＴ２におけるコレクタとエミッタとの間が導通し、前記ノードＮ１、言い換えれば前記第１トランジスタＴ１の入力端子であるベースが接地される。

スレーブコントローラ２１が正常に機能している場合には、同スレーブコントローラ２１から第１トランジスタＴ１に対して、正常な駆動信号Ｓ１が出力される。正常な駆動信号Ｓ１は、“１”のビットコードに相当する期間を超えてＨレベルで維持されることはなく（図３（ａ）〜図３（ｃ）参照）、ＨレベルとＬレベルとに短時間で交互に切り替えられるデューティ比５０％の方形波信号である。このような駆動信号Ｓ１が第１トランジスタＴ１に入力されたとき、同第１トランジスタＴ１は駆動信号Ｓ１に対応してオン／オフを交互に繰り返し、それに伴い発光ダイオードＤ１が点灯／消灯を交互に繰り返す。この際、第１トランジスタＴ１から出力される電圧信号Ｓ２は、ほぼ３Ｖであって且つデューティ比５０％の方形波信号となる。平滑回路６１はこの電圧信号Ｓ２を平滑化して、ほぼ１．５Ｖの電圧信号Ｓ３を出力する。この電圧信号Ｓ３のレベルは、基準信号Ｓ４のレベルである２．５Ｖを下回る。よって、比較回路６２の出力信号Ｓ５がＬレベルとなって第２トランジスタＴ２がオフされる。

このように、スレーブコントローラ２１が正常に機能しており、正常な駆動信号Ｓ１が第１トランジスタＴ１に入力される場合には、第２トランジスタＴ２がオフ状態で維持されて、光遮断回路６０は光遮断動作を行わない。

また、スレーブコントローラ２１の異常に起因して、第１トランジスタＴ１に駆動信号Ｓ１が入力されなくなった場合には、第１トランジスタＴ１がオン動作されず、よって発光ダイオードＤ１が消灯状態で維持される。この場合には、平滑回路６１から出力される電圧信号Ｓ３が０Ｖに維持され、よって比較回路６２の出力信号Ｓ５がＬレベルとなって第２トランジスタＴ２がオフされ、光遮断回路６０は機能しない。

これに対して、スレーブコントローラ２１の異常に起因して、第１トランジスタＴ１にＨレベル（０．７Ｖ）の駆動信号Ｓ１が入力され続ける状態となった場合には、第１トランジスタＴ１がオン状態で維持され、よって発光ダイオードＤ１が点灯状態で維持される。このような異常が発生した場合、第１トランジスタＴ１の出力電圧信号Ｓ２のレベルが３Ｖ程度で維持され、その結果、平滑回路６１の出力電圧信号Ｓ３のレベルも同じく３Ｖ程度となり、基準信号Ｓ４のレベルである２．５Ｖを上回る。よって、比較回路６２の出力信号Ｓ５がＨレベルとなって第２トランジスタＴ２がオンされる。すると、第２トランジスタＴ２におけるコレクタとエミッタとの間が導通し、前記第１トランジスタＴ１の入力端子であるベースが、第２トランジスタＴ２を介して接地される。その結果、第１トランジスタＴ１のベースでの電圧が、接地電圧であるほぼ０Ｖにまで低下し、第１トランジスタＴ１がオフ状態に切り換えられて、発光ダイオードＤ１が消灯状態に切り換えられる。

このように、第１トランジスタＴ１がオン状態で維持される故障がスレーブノード２で発生したとき、光遮断回路６０は、第１トランジスタＴ１を強制的にオン状態からオフ状態に切り換えて、発光ダイオードＤ１を消灯状態とする。言い換えれば、第１トランジスタＴ１をオン状態で維持させる駆動信号Ｓ１が出力され続ける故障がスレーブコントローラ２１で発生したとき、光遮断回路６０は、スレーブコントローラ２１から出力される駆動信号Ｓ１を無効化するように機能する。

上述のように、スレーブノード２で故障が発生した場合、その故障がＥ／Ｏ変換器２３の点灯状態を維持させる故障であっても、同Ｅ／Ｏ変換器２３からは光信号が送出されない。そのため、故障したスレーブノード２に対応する光結合器４２は、光バイパス伝送路３１から受け取った正常な光信号のみをそのまま下流側の光伝送路に送出する。よって、故障したスレーブノード２以降のスレーブノード２並びにマスタノード１は、故障したスレーブノード２の影響を受けることなく、光伝送路上の光信号から必要な情報を読み取ることができる。

次に、マスタノード１及びスレーブノード２において実行される故障診断処理について説明する。
先ず、故障診断処理に係る前記マスタノード１の動作について、図４のフローチャートに従って説明する。

ステップＳ１０１において、マスタコントローラ１１は、スレーブノード２の故障診断のための指令信号、すなわち診断指令信号を、Ｅ／Ｏ変換器１３を介してネットワーク上に送出する。この診断指令信号は、同診断指令信号の受け取り先となるべきスレーブノード２のアドレスを示すアドレスデータと、診断指令データとを含む（図３（ａ）参照）。

ステップＳ１０２において、マスタコントローラ１１は、送出された診断指令信号に対応する返信信号が、ネットワークからＯ／Ｅ変換器１４を介して受信されるのを待つ。返信信号が受信された場合、マスタコントローラ１１はステップＳ１０３に進んで、返信信号の内容に応じた処理を実行し、処理を一旦終了する。

すなわち、マスタコントローラ１１は、返信信号中の診断結果データに基づき、同返信信号に対応するスレーブノード２が故障しているか否かを判定する。返信信号中に診断結果データが存在する場合には、マスタコントローラ１１は、スレーブノード２が正常であると判定して、スレーブノード２の負荷装置２２を駆動するための指令信号を送出する。一方、返信信号中に診断結果データが存在しない場合には、マスタコントローラ１１は、スレーブノード２が故障していると判定して、その旨を示す情報をディスプレイ１２上に表示させる。

なお、マスタノード１は、上記のような故障診断処理を、負荷装置２２の作動に関する指令信号を送出するのに先立って行っても良いし、予め定められたタイミング（例えば光ＬＡＮ装置への電源投入時）に行っても良いし、或いは定期的に行っても良い。また、マスタコントローラ１１は、第１〜第ｎスレーブノード２-1〜２-nにそれぞれ対応する診断指令信号を、予め定められた順序で連続する一つの信号列として送信してもよいし、各スレーブノード２に対して別々に送信してもよい。

次に、故障診断処理に係る前記各スレーブノード２の正常時における動作について、図５のフローチャートに従って説明する。
ステップＳ２０１において、スレーブコントローラ２１は、ネットワークからＯ／Ｅ変換器２４を介して指令信号が受信されるのを待つ。指令信号が受信された場合、スレーブコントローラ２１はステップＳ２０２に進んで、指令信号中のアドレスデータによって示されるアドレスが、自身に割り当てられたアドレスと一致するか否かを判定する。両アドレスが一致しない場合、スレーブコントローラ２１はステップＳ２０３に進んで、受信された指令信号に返信データを付加することなく、同指令信号をそのままＥ／Ｏ変換器２３を介してネットワーク上に送出し、処理を一旦終了する。一方、両アドレスが一致する場合、スレーブコントローラ２１は、ステップＳ２０４に進む。

ステップＳ２０４において、スレーブコントローラ２１は、指令信号中の制御データによって示される指令内容が、故障診断指令であるか否かを判定する。指令内容が故障診断指令でない場合、スレーブコントローラ２１はステップＳ２０５に進んで、指令内容に従った処理、例えば対応する負荷装置２２の制御を実行する。続くステップＳ２０６において、スレーブコントローラ２１は、必要な返信データを指令信号に付加し、それを返信信号としてＥ／Ｏ変換器２３を介してネットワーク上に送出し、処理を一旦終了する。

一方、前記ステップＳ２０４において指令内容が故障診断指令である場合、スレーブコントローラ２１はステップＳ２０７に進んで、診断結果データ、すなわち“１”のビットコードを表すオン信号を指令信号に付加する（図３（ｂ）参照）。診断結果データは、診断指令信号を認識し得たことを、つまりスレーブノード２が正常であることを、マスタノード１に対して示すためのデータである。

ステップＳ２０８では、スレーブコントローラ２１は、診断結果データが付加された指令信号を、マスタノード１に対する返信信号として、Ｅ／Ｏ変換器２３を介してネットワーク上に送出し、処理を一旦終了する。

スレーブノード２（特にはスレーブコントローラ２１）が故障している場合、同スレーブノード２は図５のフローチャートに示す処理を実行できない。すなわち、故障したスレーブノード２は、マスタノード１からの指令信号を認識できず、また診断結果データを指令信号に付加することもできない。しかも、故障したスレーブノード２からの光信号の送出は、光遮断回路６０によって確実に阻止される。従って、前述したように、マスタノード１は、診断指令信号に対応する返信信号を受け取ったとき、同返信信号中に診断結果データが含まれるか否かに基づき、スレーブノード２の故障の有無を判定することができる。

以上詳述した本実施形態は、下記の利点を有する。
（１）Ｅ／Ｏ変換器２３が点灯状態で維持される故障がスレーブノード２で発生しても、光遮断回路６０によってＥ／Ｏ変換器２３が消灯状態に強制的に切り換えられ、故障したスレーブノード２から光信号が送出されることが確実に阻止される。そのため、故障したスレーブノード２以降のスレーブノード２並びにマスタノード１は、故障したスレーブノード２の影響を受けることなく、光伝送路上の光信号から必要な情報を読み取ることができる。従って、マスタノード１と、故障したスレーブノード２以外の正常なスレーブノード２との間の通信は好適に維持され、スレーブノード２の故障に起因するネットワークのダウンが確実に防止される。

（２）光遮断回路６０は、スレーブコントローラ２１によって制御されるものではなく、第１トランジスタＴ１に入力される駆動信号Ｓ１の状態に応じて自律的に動作するハードウェア回路である。よって、光遮断回路６０は、それ自体に故障が発生しない限り、自身の光遮断機能を好適に発揮する。

（３）光遮断回路６０は、Ｅ／Ｏ変換器２３に一体的に組み込まれている。そのため、小型化及び構成の簡素化を図る上で有利である。
（４）マスタノード１は、スレーブノード２の各々に対応する診断指令信号をネットワーク上に送出する。正常なスレーブノード２は、対応する診断指令信号をネットワークから受け取ったとき、診断結果データ（診断結果情報）を前記診断指令信号に付加して、その診断結果データが付加された診断指令信号をマスタノード１に対する返信信号としてネットワーク上に送出する。マスタノード１は、ネットワークから受け取った返信信号中に診断結果データが存在するか否かに基づき、同返信信号に対応するスレーブノード２の故障を判定する。よって、マスタノード１は、スレーブノード２の各々が故障しているか否かを確実に把握することができる。また、前述した光遮断回路６０の機能によって、スレーブノード２の故障に起因するネットワークのダウンが防止されるので、スレーブノード２の故障自体が故障診断処理の障害とはならない。

なお、前記実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・前記実施形態では、診断指令データが所定期間のオフ信号によって構成されているが、診断指令データは、アドレスデータと同様、少なくとも１ビット以上の２値コード信号によって構成されてもよい。診断結果データもまた、複数ビットの２値コード信号によって構成されてもよい。

・前記実施形態では、診断指令データが所定期間のオフ信号によって構成されている。そのため、この診断指令データの領域に診断結果データを付加するようにしてもよい。この場合、光信号のデータ長を短くすることができる。

・光遮断回路６０は、図２に示される構成に限定されるものではなく、適宜変更されてもよい。例えば、トランジスタＴ１，Ｔ２は、ＮＰＮトランジスタに限らず、ＰＮＰトランジスタやＦＥＴ等、スイッチング動作を行う各種の半導体素子に置換されてもよい。

・本発明の光ＬＡＮ装置を、車両以外に適用することも可能である。
・本発明の光ＬＡＮ装置は、リング型光ＬＡＮ装置に限らず、バス型光ＬＡＮ装置等、各種の形態の光ＬＡＮ装置に適用することも可能である。

上記実施形態から把握される技術的思想について、以下に記載する。
（１）ネットワークを形成するように光ファイバケーブルによって相互に接続されたマスタノードと複数のスレーブノードとを備える光ＬＡＮ装置において、
前記マスタノードは、前記スレーブノードの各々に対応する診断指令信号を前記ネットワーク上に送出し、
前記各スレーブノードは、対応する診断指令信号を前記ネットワークから受け取ったとき、診断結果情報を前記診断指令信号に付加して、その診断結果情報が付加された診断指令信号を前記マスタノードに対する返信信号として前記ネットワーク上に送出し、
前記マスタノードは、前記ネットワークから受け取った前記返信信号中の診断結果情報に基づき、同返信信号に対応するスレーブノードの故障を判定することを特徴とする光ＬＡＮ装置。

（２）前記マスタノードは、前記ネットワークから受け取った前記返信信号中に診断結果情報が含まれるか否かに基づき、同返信信号に対応するスレーブノードの故障を判定することを特徴とする請求項５又は上記思想（１）に記載の光ＬＡＮ装置。

（３）前記マスタノードは、スレーブノードの故障を報知する報知器を備えることを特徴とする請求項５、上記思想（１）及び思想（２）の何れか一つに記載の光ＬＡＮ装置。

本発明の一実施形態における光ＬＡＮ装置を示す概略構成図。 図１の各スレーブノードにおけるＥ／Ｏ変換器を示す回路構成図。 （ａ）〜（ｃ）は、ネットワーク上を巡回するトークン信号をそれぞれ例示する説明図。 マスタノードの動作を説明するためのフローチャート。 スレーブノードの動作を説明するためのフローチャート。

符号の説明

１…マスタノード、２…スレーブノード、３…光ファイバケーブル（光伝送路）、１１…マスタコントローラ、２１…スレーブコントローラ、２３…Ｅ／Ｏ変換器（光送出部）、３１…光ファイバケーブル（光バイパス伝送路）、６０…光遮断回路、６１…平滑回路、６２…比較回路、Ｄ１…発光ダイオード（発光素子）、Ｔ１…第１トランジスタ（第１スイッチング素子）、Ｔ２…第２トランジスタ（第２スイッチング素子）、Ｓ１…駆動信号（電圧信号）、Ｓ２…電圧信号、Ｓ３…電圧信号、Ｓ４…基準信号、Ｓ５…出力信号（オン信号）。

Claims (5)

1. ネットワークを形成するように光ファイバケーブルによって相互に接続されたマスタノードと複数のスレーブノードとを備え、前記ネットワークには、スレーブノードの各々をバイパスする光バイパス伝送路がスレーブノードにそれぞれ対応して設けられる光ＬＡＮ装置において、
   前記各スレーブノードは、ネットワーク上に送出すべき光信号を生成すべく点滅制御される光送出部と、前記光送出部が点灯状態で維持される故障がスレーブノードで発生したとき、同光送出部を消灯状態に強制的に切り換える光遮断回路とを備えることを特徴とする光ＬＡＮ装置。
2. 前記光送出部は、発光素子と、その発光素子を駆動するスイッチング素子とを含み、スイッチング素子がオンされたときに発光素子が点灯し、スイッチング素子がオフされたときに発光素子が消灯し、前記光遮断回路は、前記スイッチング素子がオン状態で維持される故障がスレーブノードで発生したとき、スイッチング素子を強制的にオン状態からオフ状態に切り換えることを特徴とする請求項１に記載の光ＬＡＮ装置。
3. 前記スレーブノードは、前記スイッチング素子を制御すべく同スイッチング素子に駆動信号を出力するコントローラを有し、前記光遮断回路は、前記スイッチング素子をオン状態で維持させる駆動信号が出力され続ける故障が前記コントローラで発生した場合、コントローラから出力される駆動信号を無効化することを特徴とする請求項２に記載の光ＬＡＮ装置。
4. 前記スイッチング素子は入力端子を備えた第１スイッチング素子であり、前記スレーブノードは、前記光信号に対応した電圧信号を前記第１スイッチング素子の入力端子に供給するコントローラを備え、第１スイッチング素子は、入力された電圧信号によってオンされたときに、その電圧信号のレベルに応じた電圧信号を出力し、
   前記光遮断回路は、平滑回路、比較回路及び第２スイッチング素子を含み、前記平滑回路は、前記第１スイッチング素子からの出力電圧信号のレベルを平滑化し、前記比較回路は、前記平滑回路からの出力電圧信号のレベルを所定の基準レベルと比較して、同出力電圧信号のレベルが基準レベルより大きい場合にはオン信号を出力し、前記第２スイッチング素子は、前記比較回路から出力されるオン信号によってオン動作して、前記第１スイッチング素子の入力端子を接地させることを特徴とする請求項２に記載の光ＬＡＮ装置。
5. 前記マスタノードは、前記スレーブノードの各々に対応する診断指令信号を前記ネットワーク上に送出し、
   前記各スレーブノードは、対応する診断指令信号を前記ネットワークから受け取ったとき、診断結果情報を前記診断指令信号に付加して、その診断結果情報が付加された診断指令信号を前記マスタノードに対する返信信号として前記ネットワーク上に送出し、
   前記マスタノードは、前記ネットワークから受け取った前記返信信号中の診断結果情報に基づき、同返信信号に対応するスレーブノードの故障を判定することを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の光ＬＡＮ装置。

Images