JP2007159136A - ネットワークシステム - Google Patents

Abstract

【課題】ハブを使用せず、複数の制御システムのうちいずれか一つの制御システムに故障が発生しても正常に動作する制御システムが相互に通信が行なえるネットワークシステムを提供する。
【解決手段】本発明によれば、複数の制御システムそれぞれはネットワークインタフェースカードを備え、ネットワークインタフェースカードそれぞれは複数の通信ポートを備える。そして、複数の通信ポートを伝送媒体に順次接続してネットワークインタフェースカードがリングトポロジの位相構造を有するように構成する。複数の制御システムは相互にリングトポロジの位相構造で通信を行ない、通信に異常が発生した場合はリングトポロジの位相構造からバストポロジの位相構造に変換して通信を行う。
【選択図】図３

Description

本発明はネットワークシステムに係り、さらに詳しくは複数の制御システムをリングトポロジで接続してネットワークを構成し、双方向通信を可能にして制御システムが相互にデータを伝送できるようにするネットワークシステムに関する。

複数の制御システムが相互に有機的な動作を必要とする制御分野において、制御システム間の通信は高い信頼性を求める。制御システム間の通信に障害が発生した場合、適切な動作を行なって通信の信頼性を確保すべきである。突然の外部電源供給の不安定や通信媒体の故障による通信障害が持続すると、ネットワークシステムに接続された全ての制御システムは定まった時間内に定まったデータを送信又は受信できなくなる。したがって、相互の有機的な動作が必要な制御システムは通信が不能になると、正常に動作できない。通信障害が頻繁に発生するネットワークシステムは制御分野においては使用できない。

最近開発されている制御システムは入出力機能が主機能であった過去のものとは違って、イーサネット（登録商標）を用いてＰＬＣ(Programmable Logic Controller)とＰＬＣ、ＰＬＣと入出力機器、ＰＬＣとＰＣ(Personal Computer)が相互に大量のデータを交換できるようにしている。すなわち、イーサネット（登録商標）ネットワークを構成した制御システムは相互に迅速にデータを交換している。

したがって、前記制御システムは前記イーサネット（登録商標）ネットワークの信頼性を高めるべきであり、イーサネット（登録商標）ネットワークの信頼性が確保されなくては制御システムの全体信頼性を保証できない。制御システム分野ではこのようなイーサネット（登録商標）基盤ネットワークの信頼性を保証し確保することにより、イーサネット（登録商標）ネットワークを基盤にして構成される全体制御システムの信頼性を確保しようとする努力が高まりつつある。

前記イーサネット（登録商標）は構内情報通信網の一つであり、で約２．５ｋｍの距離内で最大１０２４個のデータステーションが相互に１０Ｍｂｐｓの伝送速度で情報を交換できる地域的なネットワークである。そして、データを伝送する伝送媒体の種類としては、５０Ω同軸ケーブル(１０ＢＡＳＥ２、１０ＢＡＳＥ５)、より対線(より対線ケーブルを含む)(１０ＢＡＳＥ-Ｔ)及び光ファイバケーブル(１００ＢＡＳＥ-ＦＸ)などを含む。

同軸ケーブルは最大帯域幅が１０Ｍｂｐｓであり、最大伝送距離は１０ＢＡＳＥ２の場合に１８５ｍであり、１０ＢＡＳＥ５の場合に５００ｍである。より対線ケーブル１０ＢＡＳＥ-Ｔの最大帯域幅は１０Ｍｂｐｓであり、最大伝送距離は１００ｍである。光ファイバケーブル１００ＢＡＳＥ-ＦＸの最大帯域幅は１００Ｍｂｐｓであり、最大伝送距離はマルチモードの場合に２ｋｍであり、シングルモードの場合に数十ｋｍである。

前記イーサネット（登録商標）を用いたネットワークシステムを構成する場合、ハブを使用し、スタートポロジ(star topology)の位相構造を有するネットワークシステムが多用されている。

前記スタートポロジの位相構造を有するネットワークシステムは一つのハブを備え、その一つのハブに複数の制御システムをより対線ケーブルで接続する放射状の位相構造で構成する。

前記スタートポロジの位相構造を有するネットワークシステムで中心になる一つのハブに供給される電源が不安定であるか、又は故障発生などで一つのハブが不安定に動作する場合に通信障害が発生する場合がある。前記通信障害は複数の制御システムが相互にデータを伝送できなくする。したがって、スタートポロジの位相構造を有するネットワークシステムは高い信頼性の通信が求められる制御分野では不向きである。

そして、複数のハブを使用し、スタートポロジ及びリングトポロジが結合された位相構造を有するネットワークシステムが知られている。前記スタートポロジ及びリングトポロジが結合された位相構造を有するネットワークシステムは複数のハブをリングトポロジで接続し、複数のハブそれぞれに複数の制御システムをスタートポロジで接続する。

前記スタートポロジ及びリングトポロジが結合された位相構造を有するネットワークシステムは、いずれか一つのハブに異常が発生しても正常に動作するハブに接続されている複数の制御システムは相互に通信を行なうことができる。したがって、いずれか一つのハブに動作異常が発生しても正常動作するハブに接続された制御システムは相互に正常に通信を行なうことができる。

しかし、前記スタートポロジ及びリングトポロジが結合された位相構造を有するネットワークシステムはさらに複数のハブを使用すべきであり、制御システムとハブとを接続する伝送媒体の長さが延びる。

本発明は前述した従来の技術の問題点を解決するために案出されたもので、その目的はハブを使用せず、制御システムだけで構成できるネットワークシステムを提供するところにある。

本発明の他の目的は、複数の制御システムのうちいずれか一つの制御システムに故障が発生しても正常に動作する制御システムが相互に通信を行なえるネットワークシステムを提供するところにある。

前述した目的を有する本発明のネットワークシステムは別のハブを使用せず、複数の制御システムをリングトポロジの位相構造で接続して相互に通信を行なうようにする。

このため、複数の制御システムそれぞれにはネットワークインタフェースカードを備え、前記ネットワークインタフェースカードそれぞれには複数の通信ポートを備える。そして、前記複数の通信ポートを伝送媒体で順次接続して前記ネットワークインタフェースカードがリングトポロジの位相構造を有するように構成する。

前記複数の通信ポートそれぞれは、制御システム間の離散距離により同軸ケーブルを接続する同軸ケーブル通信ポート、より対線ケーブルを接続するより対線ケーブル通信ポート及び光ファイバケーブルを接続する光ファイバケーブル通信ポートのうちいずれか一つを選択する。

前記ネットワークインタフェースカードそれぞれは、前記制御システムとデータをインタフェースする制御器インタフェース部と、前記通信ポートがそれぞれ装着され、外部とデータをインタフェースする複数の媒体インタフェース部と、前記複数の媒体インタフェース部を介して送信及び受信されるデータをそれぞれ信号変換する複数の信号変換器と、前記複数の信号変換器と前記制御器インタフェース部との間に備えられ、前記複数の信号変換器から入力されるデータを前記制御器インタフェース部に送信し、前記制御器インタフェース部から入力されるデータに該当データを受信する制御システムの物理的アドレスを挿入して前記複数の信号変換器に送信する複数のアドレス指定部を含む。

また、本発明は前記複数のアドレス指定部が提供するデータを相互に送信するデータ中継器をさらに含み、前記複数のアドレス指定部は、前記複数の信号変換器から入力されるデータに含まれた物理的アドレスを判断し、中継するデータの場合に該当データを前記データ中継器に提供する。

前記データ中継器は、キュー(Queue)を構成して前記アドレス指定部が送信するデータを格納し、キューに格納したデータを送信し、また前記キューは先入先出(First In First Out)方式でデータを送信する。

前記複数の媒体インタフェース部それぞれは、より対線ケーブルに接続可能な媒体インタフェース部、同軸ケーブルに接続可能な媒体インタフェース部及び光ファイバケーブルに接続可能な媒体インタフェース部のうちいずれか一つである通信ポートを備える。

前記複数の信号変換器は、前記アドレス指定部から入力される２進データを前記通信ポートに接続された伝送媒体の信号特性に適する周波数信号に変換して前記媒体インタフェース部に送信する。又、前記複数の信号変換器は、前記媒体インタフェース部から入力される周波数信号を２進データに変換して前記アドレス指定部に出力する。

前記伝送媒体は、同軸ケーブル、より対線ケーブル及び光ファイバケーブルのうち一つであって前記２つのネットワークカードにそれぞれ備えられた通信ポートを接続する離散距離により前記同軸ケーブル、より対線ケーブル及び光ファイバケーブルのうち一つを選ぶ。

前記複数の制御システムは相互にリングトポロジの位相構造で通信を行ない、通信に異常が発生する場合はリングトポロジの位相構造からバストポロジの位相構造に変換され通信を行なう。

以上述べたように、本発明はハブを使用せず、複数の制御システムだけでリングトポロジの位相構造を有するネットワークシステムを構築するもので、ハブの誤動作による通信障害を防止して通信の信頼性を高めることができる。

また、複数の制御システム間の距離によって同軸ケーブル、より対線ケーブル及び光ファイバケーブルのうち適したケーブルを伝送媒体として使用できるネットワークインタフェースカードを使用することができる。したがって、複数の制御システムが分散される領域の広さを問わず複数の制御システムが相互に通信を行なえる。

以下、本発明の好ましい実施例を図面と共に詳細に説明するが、それらは本発明を限定するものではない。図面において、同一の符号は同一又は類似の部分を示す。これら実施例の開示は十分なものであり、通常の知識を有する者であれば本発明の範囲を十分理解できるであろう。

図１はスタートポロジの位相構造を有するネットワークシステムの構成を示した図である。ここで、符号１００はハブであり、１１０は電動機を初めとした各種負荷(図示せず)の動作を制御する複数の制御システムである。前記ハブ１００と、複数の制御システム１１０は伝送媒体により対線ケーブル１２０を通じて接続される。すなわち、一つのハブ１００を中心に複数の制御システム１１０がより対線ケーブル１２０で接続されるスタートポロジの位相構造を有する。

前記スタートポロジの位相構造を有するネットワークシステムは複数の制御システム１１０が相互に所定のデータを伝送する場合に必ずハブ１００を経由するのが望ましい。したがって、ハブ１００に供給される電源が不安定であるか、あるいはハブ１００の動作不安定が発生する場合、通信障害が発生して複数の制御システム１１０全体が相互にデータを伝送できない。

したがって、スタートポロジの位相構造を有するネットワークシステムは高い信頼性の通信が求められる制御分野では使用し難い。

図２はスタートポロジ及びリングトポロジが結合された位相構造を有するネットワークシステムの構成を示す図である。ここで、符号２００は複数のハブである。前記複数のハブ２００は所定の伝送媒体２１０を通じて相互に接続されるリングトポロジの位相構造で構成される。

符号２２０、２２２及び２２４は複数の制御システムである。前記複数の制御システム２２０、２２２、２２４それぞれは、それらが複数のハブ２００それぞれに所定の伝送媒体２３０、２３２、２３４を通じて相互に接続されるスタートポロジの位相構造を有する。

前記スタートポロジ及びリングトポロジが結合された位相構造を有するネットワークシステムは前記スタートポロジの位相構造を有するネットワークシステムで発生するかもしれないハブの短所を改善したものである。すなわち、複数のハブ２００のうちいずれか一つのハブに異常が発生して通信障害が発生しても、正常に動作するほかのハブ２００は伝送媒体２１０を通じて相互に正常に通信が行なえる。したがって、正常に動作するハブ２００に接続されている制御システムは相互に正常に通信が行なえる。

しかし、リングトポロジの位相構造を有するようにするため、複数のハブ２００をさらに使用しなければならず、ハブ２００と複数の制御システム２２０、２２２、２２４を接続する伝送媒体２３０、２３２、２３４の長さが延びるという欠点がある。

図３は本発明の実施例によるネットワークシステムの構成を示した図である。ここで、符号３００は複数の制御システムである。前記複数の制御システム３００それぞれにはネットワークインタフェースカード３０２が備えられる。前記複数の制御システム３００に備えられたネットワークインタフェースカード３０２は、相互に所定の伝送媒体３０４を通じてリング状に順次に接続されるリングトポロジの位相構造を有する。

前記ネットワークインタフェースカード３０２は、リングトポロジの位相構造でネットワークを構成するためにデータを送信するデータ送信機能と、データを受信するデータ受信機能と、一つの通信ポートで受信したデータをもう一つの通信ポートを通じて送信するデータ中継機能を含む。また、前記ネットワークインタフェースカード３０２は、伝送媒体３０４の種類に適するようにデータを送信及び受信する。

更に、前記ネットワークインタフェースカード３０２は一つの通信ポートで受信したデータをもう一つの通信ポートに中継し、一つの通信ポートともう一つの通信ポートに接続された伝送媒体が相異なる場合、もう一つの通信ポートに接続された伝送媒体で求められる信号特性によってデータを変換して中継する。

前記複数の制御システム３００及び前記複数の伝送媒体３０４に通信異常が発生しない場合に、前記リングトポロジの位相構造はネットワークシステムにより通信を行なう。そして、複数の制御システム３００のうち少なくとも一つ以上の制御システムに異常が発生したり、あるいは複数の伝送媒体３０４のうち特定位置に異常が発生して通信が行なわれない場合、前記ネットワークシステムはリングトポロジの位相構造からバストポロジの位相構造に変換して通信異常に備えることが望ましい。

すなわち、本発明のネットワークシステムは通信異常が発生する場合に備えるため、複数の制御システム３００と複数の伝送媒体３０４をリングトポロジの位相構造で接続して複数の制御システム３００の間に通信チャネルを構成し、その通信チャネルを通じて相互にデータを伝送する。前記通信チャネルの物理的階層である伝送媒体３０４は同軸ケーブル、より対線ケーブル又は光ファイバケーブルを使用することができる。

したがって、ネットワークインタフェースカード３０２には同軸ケーブル、より対線ケーブル又は光ファイバケーブルをそれぞれ接続できる同軸ケーブル通信ポート、より対線ケーブル通信ポート又は光ファイバケーブル通信ポートを備え、また同軸ケーブル通信ポート、より対線ケーブル通信ポート及び光ファイバケーブル通信ポートの中から選ばれる２種を複合的に備えることもできる。

図４は前記ネットワークインタフェースカード３０２の構成を示した図である。図４を参照すれば、ネットワークインタフェースカード３０２は、前記制御システム３００に内蔵されている制御器(図示せず)とデータをインタフェースする制御器インタフェース部４００と、それぞれ通信ポートを備え、通信ポートに前記伝送媒体３０４が接続される第１インタフェース部４０２及び第２インタフェース部４０４を備える。そして、前記制御器インタフェース部４００と前記第１及び第２媒体インタフェース部４０２、４０４の間にはデータ中継器４０６と、第１及び第２アドレス指定部４１２、４１４と、第１及び第２信号変換器４０８、４１０を備える。

前記データ中継器４０６は、例えば外部に中継するパケットデータを格納し、出力するパケットバッファである。

前記第１及び第２アドレス指定部４１２、４１４は受信したデータパケット内の物理的アドレスと自己の物理アドレスとを比較して、該当データパケットが中継するデータパケットか、制御器に伝送するデータパケットかを判断する。受信したデータパケットが中継するデータパケットの場合、前記データ中継器４０６に格納して中継できるようにする。そして、受信したデータパケットが制御器に伝送するデータパケットの場合は、前記制御器インタフェース部４００を介して制御器に送信する。

又、前記第１及び第２アドレス指定部４１２、４１４は制御器から前記制御器インタフェース部４００を介して送信されるデータパケットに該当データパケットを受信する制御システムの物理的アドレスを挿入する。

前記第１及び第２信号変換器４０８、４１０は、前記第１及び第２アドレス指定部４１２、４１４から入力されるデータパケットの２進データを前記第１及び第２媒体インタフェース部４０２、４０４の通信ポートに接続された伝送媒体の信号特性に適する周波数信号に変換して前記第１及び第２媒体インタフェース部４０２、４０４に送信する。

また、前記第１及び第２信号変換器４０８、４１０は、前記第１及び第２媒体インタフェース部４０２、４０４を介して受信される周波数信号を２進データのデータパケットに変換して前記第１及び第２アドレス指定部４１２、４１４に送信する。

このような構成を有するネットワークインタフェースカードの制御器が外部の他の制御システムに所定のデータパケットを伝送する場合、制御器はデータパケットを制御器インタフェース部４００を介して第１アドレス指定部４１２に送信する。

前記第１アドレス指定部４１２は前記送信されたデータパケットに該当データパケットを受信する外部の制御システムの物理的アドレスを挿入し、その物理的アドレスを挿入したデータパケットは第１信号変換器４０８に送信する。

前記第１信号変換器４０８は前記第１アドレス指定部４１２から入力されるデータパケットの２進データを、第１媒体インタフェース部４０２の通信ポートに接続された伝送媒体の信号特性によって周波数信号に変換する。前記変換した周波数信号は、第１媒体インタフェース部４０２から伝送媒体を通じて外部に伝送される。ここで、前記第１媒体インタフェース部４０２は同軸ケーブル、より対線ケーブル及び光ファイバケーブルなどの伝送媒体に適するように構成することが可能である。したがって、伝送媒体が異なってもデータパケットの変形や通信プロトコルの変化が起らない。

そして、前記制御器が提供するデータパケットを第２アドレス指定部４１４、第２信号変換器４１０及び第２媒体インタフェース部４０４を介して外部に伝送することもできる。前記制御器が提供するデータパケットを第２アドレス指定部４１４、第２信号変換器４１０及び第２媒体インタフェース部４０４を介して外部に伝送する動作は、前記第１アドレス指定部４１２、第１信号変換器４０８及び第１媒体インタフェース部４０２を介して外部に伝送する動作と同様なので、具体的な動作は省く。

外部から所定の伝送媒体を通じて第１媒体インタフェース部４０２に所定の周波数信号が入力される場合、第１媒体インタフェース部４０２は受信した周波数信号を第１信号変換器４０８に転送する。

前記第１信号変換器４０８は、前記第１媒体インタフェース部４０２から入力される周波数信号を２進データのデータパケットに変換して第１アドレス指定部４１２に出力する。

前記第１アドレス指定部４１２は、前記第１信号変換器４０８から入力されるデータパケット内の物理的アドレスを判断して該当データパケットが中継するべきものか、又は制御器に転送するべきものかを判断する。すなわち、本発明はそれぞれの制御システムにそれぞれ固有の物理的アドレスが予め付与されたもので、前記第１アドレス指定部４１２は前記データパケット内の物理的アドレスを自分の制御システムに予め付与された物理的アドレスを比較する。前記比較結果物理的アドレスが同一の場合、第１アドレス指定部４１２は該当データパケットを制御器インタフェース部４００を介して制御器に送信する。そして、前記比較結果、物理的アドレスが相異なる場合に該当データパケットをデータ中継器４０６に格納する。

前記データ中継器４０６は、前記第１アドレス指定部４１２が提供するデータパケットを一時格納するキュー(Queue)を構成して格納する。前記キューは先入先出方式で動作して第２アドレス格納部４１４に送信する。

前記第２アドレス指定部４１４は、前記データ中継器４０６から入力されるデータパケットを第２信号変換器４１０に送信する。前記第２信号変換器４１０は、前記第２アドレス指定部４１４から入力されるデータパケットの２進データを、第２媒体インタフェース部４０４の通信ポートに接続された伝送媒体の信号特性によって周波数信号に変換する。前記変換した周波数信号は、第２媒体インタフェース部４０４で伝送媒体を介して外部に送信される。

そして、前記外部から伝送媒体を通じて第２媒体インタフェース部４０４に受信される周波数信号の処理は、前記第１媒体インタフェース部４０２に受信される周波数信号の処理と同様なので、具体的な動作は省く。

前述したようなネットワークインタフェースカードには、同軸ケーブル、より対線ケーブル又は光ファイバケーブルを接続してリングトポロジの位相構造を有するネットワークシステムが備えられる。

図５は本発明のネットワークシステムにおいてネットワークインタフェースカードをより対線ケーブルで接続して構成したネットワークを示した図である。図５を参照すれば、複数の制御システム３００にそれぞれ備えられるネットワークインタフェースカード３０２は、第１及び第２媒体インタフェース部４０２、４０４に伝送媒体でより対線ケーブルを接続できるより対線ケーブル通信ポート５００、５０２を備える。

そして、より対線ケーブル通信ポート５００、５０２は、他の制御システムのネットワークインタフェースカードに備えられるより対線ケーブル通信ポート間をより対線ケーブル５０４で接続して複数の制御システムがリングトポロジの位相構造を有することができるように構成する。

前記より対線ケーブル５０４を使用する場合、データの最大伝送距離が１００ｍに制限されるため、広い領域に分散されている制御システムを一つのネットワークシステムに統合するのに制約がある。したがって、本発明の他の実施例の複数の制御システムが分散されている領域が広くなく、高い信頼性の通信を求める場合に伝送距離が長い光ファイバケーブルを用いてネットワークシステムを構築することが望ましい。

図６は本発明のネットワークシステムにおいてネットワークインタフェースカードを光ファイバケーブルで接続して構成したネットワークを示した図である。図６を参照すれば、複数の制御システム３００にそれぞれ備えられるネットワークインタフェースカード３０２の第１及び第２媒体インタフェース部４０２、４０４に伝送媒体３０４で光ファイバケーブルを接続できる光ファイバケーブル 通信ポート６００、６０２を備える。

そして、光ファイバケーブル通信ポート６００、６０２は、他の制御システムのネットワークインタフェースカードに備えられる光ファイバケーブル通信ポート間を光ファイバケーブル６０４で接続して複数の制御システムがリングトポロジの位相構造を有することができるように構成する。

前記光ファイバケーブル６０４を使ってネットワークシステムを構成する場合、データの最大伝送距離が数十ｋｍまで可能である。したがって、複数の制御システムが広い領域に分散されている場合、光ファイバケーブルを用いてネットワークシステムを構築することが望ましい。

複数の制御システムが広い領域と狭い領域に混合して分散している場合は、広い領域と狭い領域によって適したケーブルを混合してネットワークシステムを構成することが望ましい。

本発明の他の実施例ではより対線ケーブルと光ファイバケーブルを混合してネットワークシステムを構築することができる。

図７は本発明のネットワークシステムにおいてネットワークインタフェースカードをより対線ケーブル及び光ファイバケーブルに接続して構成したネットワークを示した図である。図７を参照すれば、ネットワークインタフェースカード３０２-１、３０２-３を備えている複数の制御システムは狭い領域に分散されており、ネットワークインタフェースカード３０２-３、３０２-５を備えている複数の制御システムは相互に遠く離れた広い領域に分散されていると仮定する。この場合、複数のネットワークインタフェースカード３０２-１にはより対線ケーブル７０４を接続できるより対線ケーブル通信ポート７００、７０２を備える。そして、複数のネットワークインタフェースカード３０２-１、３０２-５と接続すべき複数のネットワークインタフェースカード３０２-３は、より対線ケーブル７０４を接続できるより対線ケーブル通信ポート７０８と、光ファイバケーブル７０６を接続できる光ファイバケーブル通信ポート７１０を共に備える。また、複数のネットワークインタフェースカード３０２-３は、光ファイバケーブル７０６を接続できる光ファイバケーブル通信ポート７１２、７１４を備える。

複数のネットワークインタフェースカード３０２-１、３０２-３のより対線ケーブル通信ポート７００、７０２、７０８はより対線ケーブル７０４に順次接続し、複数のネットワーク インタフェースカード３０２-３、３０２-５の光ファイバケーブル通信ポート７１０、７１２、７１４は、光ファイバケーブル７０６に順次接続してリングトポロジの位相構造を有するようにする。

このような本発明のさらに他の実施例は、複数の制御システムが広い領域と狭い領域に混合して分散する場合は効率よくネットワークシステムを構築して制御システムが相互に通信が行なえる。

そして、本発明は前述したより対線ケーブル及び 光ファイバケーブルに加えて同軸ケーブルを用いるか、あるいは同軸ケーブルと、より対線ケーブルと、光ファイバケーブルとを組合せて使ってリングトポロジの位相構造を有するネットワークシステムを構築することもできる。

同軸ケーブルだけを用いるか、あるいは同軸ケーブルと、より対線ケーブルと、光ファイバケーブルとを組合せて使って構築するネットワークシステムは、前述した図５ないし図７と同様なので、具体的なネットワークシステムの構築は省略する。

したがって、本発明において前記ネットワークインタフェースカード３０２は通信ポートに接続された伝送媒体の種類に応じてより対線ケーブルだけ接続可能なカードと、同軸ケーブルだけ接続可能なカードと、光ファイバケーブルだけ接続可能なカードと、より対線ケーブル、同軸ケーブル及び光ファイバケーブルの中から選ばれる２種のケーブルを接続できるカードとに区分することができる。そして、複数の制御システムは自分と接続される他の制御システム間の距離によって適した一つのネットワークインタフェースカード３０２を備えて、リングトポロジの位相構造でネットワークシステムを構成することが望ましい。

例えば、複数の制御システム間の距離が１００ｍ以内の場合、より対線ケーブル又は同軸ケーブルを接続できるネットワークインタフェースカード３０２を装着する。制御システム間の距離が１００ｍ以上の場合は光ファイバケーブルを接続できるネットワークインタフェースカード３０２を装着する。そして、制御システムに接続される他の制御システムとの距離が１００ｍ以内及び１００ｍ以上のときは、より対線ケーブル及び光ファイバケーブルを双方接続できるか、あるいは同軸ケーブル及び光ファイバケーブルを双方接続できる複合的なネットワークインタフェースカード３０２を装着してリングトポロジの位相構造を有するネットワークシステムを構築する。

以上本発明の特定の望ましい実施例について示しかつ説明してきたが、特許請求の範囲により請求される本発明及び均等物の一般的思想の精神や範囲を逸脱しない範囲内で多様な修正物ができることは当業界における通常の知識を有する者にとって容易に分かる。

スタートポロジの位相構造を有するネットワークシステムの構成を示した図。 スタートポロジ及びリングトポロジが結合された位相構造を有するネットワークシステムの構成を示した図。 本発明の実施例によるネットワークシステムの構成を示した図。 図３のネットワークシステムにおいてそれぞれの制御システムに備えられたネットワークインタフェースカードの構成を示した図。 本発明のネットワークシステムにおいてネットワークインタフェースカードをより対線ケーブルで接続して構成したネットワークを示した図。 本発明のネットワークシステムにおいてネットワークインタフェースカードを光ファイバケーブルで接続して構成したネットワークを示した図。 本発明のネットワークシステムにおいてネットワークインタフェースカードをより対線ケーブル及び光ファイバケーブルで接続して構成したネットワークを示した図。

符号の説明

１００ ハブ
１１０ 制御システム
２００ ハブ
２２０ 制御システム
２２２ 制御システム
２２４ 制御システム
３００ 制御システム
３０２ ネットワークインタフェースカード
４００ 制御器インタフェース部
４０２ 第１媒体インタフェース部
４０４ 第２媒体インタフェース部
４０６ データ中継器
４０８ 第１信号変換器
４１０ 第２信号変換器
４１２ 第１アドレス指定部
４１４ 第２アドレス指定部

Claims (11)

1. 複数の制御システムと、
   前記複数の制御システムにそれぞれ装着される複数のネットワークインタフェースカードと、
   前記複数のネットワークインタフェースカードそれぞれに備えられる複数の通信ポートと、
   前記複数のネットワークインタフェースカードがリングトポロジの位相構造を有するように前記複数の通信ポートを順次接続する複数の伝送媒体と、を含んで構成されるネットワークシステム。
2. 前記複数の通信ポートそれぞれは、
   同軸ケーブルを接続する同軸ケーブル通信ポート、より対線ケーブルを接続するより対線ケーブル通信ポート及び光ファイバケーブルを接続する光ファイバケーブル通信ポートのうち一つである請求項１に記載のネットワークシステム。
3. 前記複数のネットワークインタフェースカードそれぞれは、
   前記制御システムとデータをインタフェースする制御器インタフェース部と、
   前記通信ポートがそれぞれ装着され、外部とデータをインタフェースする複数の媒体インタフェース部と、
   前記複数の媒体インタフェース部を通じて送信及び受信されるデータをそれぞれ信号変換する複数の信号変換器と、
   前記複数の信号変換器と前記制御器インタフェース部との間に備えられ、前記複数の信号変換器から入力されるデータを前記制御器インタフェース部に送信し、前記制御器インタフェース部から入力されるデータに該当データを受信する制御システムの物理的アドレスを挿入して前記複数の信号変換器に送信する複数のアドレス指定部と、を含んで構成される請求項１に記載のネットワークシステム。
4. 前記複数のアドレス指定部が提供するデータを相互に送信するデータ中継器をさらに含み、
   前記複数のアドレス指定部は、
   前記複数の信号変換器から入力されるデータに含まれた物理的アドレスを判断して、中継するデータの場合に該当データを前記データ中継器に提供する請求項３に記載のネットワークシステム。
5. 前記データ中継器は、
   キューを構成して前記アドレス指定部が送信するデータを格納し、キューに格納したデータを送信する請求項４に記載のネットワークシステム。
6. 前記キューは、
   先入先出方式でデータを格納及び送信する請求項５に記載のネットワークシステム。
7. 前記複数の媒体インタフェース部それぞれは、
   前記通信ポートに、より対線ケーブルを接続可能な媒体インタフェース部、同軸ケーブルを接続可能な媒体インタフェース部及び光ファイバケーブルを接続可能な媒体インタフェース部のうちいずれか一つである請求項３に記載のネットワークシステム。
8. 前記複数の信号変換器は、
   前記アドレス指定部から入力される２進データを前記通信ポートに接続された伝送媒体の信号特性に適する周波数信号に変換して前記媒体インタフェース部に送信し、前記媒体インタフェース部から入力される周波数信号を２進データに変換して前記アドレス指定部に出力する請求項３に記載のネットワークシステム。
9. 前記伝送媒体は、
   同軸ケーブル、より対線ケーブル及び光ファイバケーブルのうち一つである請求項１に記載のネットワークシステム。
10. 前記２つのネットワークカードにそれぞれ備えられた通信ポートを接続する離散距離によって前記同軸ケーブル、より対線ケーブル及び光ファイバケーブルのうち一つを選ぶ請求項９に記載のネットワークシステム。
11. 前記複数の制御システムの通信に異常が発生した場合、前記リングトポロジの位相構造からバストポロジの位相構造に変換される請求項１に記載のネットワークシステム。

Images