JP2013236162A

JP2013236162A - ケーブル故障診断装置およびケーブル故障診断方法

Info

Publication number: JP2013236162A
Application number: JP2012105961A
Authority: JP
Inventors: Takashi Kuwabara; 崇桑原; Hidemasa Ohashi; 英征大橋
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2012-05-07
Filing date: 2012-05-07
Publication date: 2013-11-21

Abstract

【課題】ケーブルの異常のうち断線の検出は勿論のこと、インピーダンス不整合点の特定に特化することなく、低コストで、かつ回路の規模が大きくせずに、しかも経験豊富な人手によらずに通信端末自身が自動でケーブルの故障状態を診断することが可能なケーブル故障診断装置およびケーブル故障診断方法を提供する。
【解決手段】通信端末１ａにより励振される送信信号の電圧およびネットワークケーブル２を通って戻ってきた反射信号の電圧を検出する電圧検出部４１と、該電圧検出部４１からの出力電圧値を予め設定した複数の閾値で仕切り分けた結果からネットワークケーブル２の故障状態を自動的に判別する故障状態判別部４３とを設ける。
【選択図】図２

Description

この発明は、ケーブルの故障状態を診断するケーブル故障診断装置およびケーブル故障診断方法に関するものである。

有線ネットワークにおいては信号を伝送するネットワークケーブルの状態を把握する必要があり、適切なケーブル故障診断装置やケーブル故障診断方法が求められている。例えば、特許文献１には、差動信号線により構成されたケーブルに対する断線判別手法が開示されている。また、特許文献２には、ネットワーク内に分岐を含む場合でもパルス状の信号を送信し、その反射信号を計測することによりネットワークの状態を診断する手法が開示されている。また、特許文献３には、フィルタと増幅器を組み合わせた回路を用いてケーブルの状態を診断する手法が開示されている。さらに、特許文献４には、ＴＤＲ（ＴｉｍｅＤｏｍａｉｎＲｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｒｙ：時間領域反射測定）法を用いて、ケーブルの状態を診断する手法が開示されている。

特開２０１１−１０１９０号公報国際公開第２００８／００９５６６号特開平７−５０７０６号公報特開２００６−７１４６２号公報

しかしながら、例えば特許文献１のような従来の断線判別手法は、信号電圧を用いたケーブル故障診断は行われているものの、ケーブルの異常のうち断線しか検出できないという課題があった。また、レシーバ部品やＡＮＤ回路等を使用するため回路の規模が大きくなり、コストが増加するという課題があった。
また、例えば特許文献２のような従来のネットワーク状態を観測する手法は、グラフ理論に基づく解析が困難であるため、解析するのに経験豊富な人手による介在が必要となるという課題があった。

また、例えば特許文献３のような従来の手法は、低周波数用フィルタと高周波数用フィルタといったフィルタの使用と、それぞれのフィルタに対応した増幅器を用意することが必要となり回路の規模が大きくなるという課題があった。更に、通信端末そのものが自動で故障診断する機能が無いという課題があった。
また、例えば特許文献４のような従来のＴＤＲ法を用いた手法は、１本のケーブルに対してシングルエンド方式のＴＤＲ測定を実施するが、ＬＳＩ（ＬａｒｇｅＳｃａｌｅＩｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）などの測定対象回路の内部に設けられた終端抵抗のインピーダンス不整合点の特定に特化しており、ケーブルの故障診断に対する手法が確立されてないという課題があった。

以下に従来のケーブル故障診断装置およびその方法について詳述する。すなわち、２つの終端抵抗のうち一方を取り外したネットワークケーブルの一端にＴＤＲ測定器を接続する。
ここで、ＴＤＲ法の目的は、測定対象物（ＤＵＴ：ＤｅｖｉｃｅＵｎｄｅｒＴｅｓｔ）の特性インピーダンスＺ_ＤＵＴ（単位はΩ）を知ることであり、送信する励振電圧と測定対象物から反射された電圧に基き、式（１）と式（２）を用いて、測定対象物の特性インピーダンスＺ_ＤＵＴへと変換する。
なお、式（１）と式（２）のρは反射係数と一般的に呼ばれている。また、Ｚ_ＲＥＦはＴＤＲ測定器の信号入出力端子の標準インピーダンスを表しており、基本的には５０Ωに設計されている。

一般的なＴＤＲ測定器は、ステップ波発生器、オシロスコープ、モニタから構成される。このようなＴＤＲ測定器によるＴＤＲ測定は、ネットワーク内の通信端末による通信を一時的に停止した後、ステップ波発生器が急峻な立ち上がりを有するステップ波を励振し、ネットワークケーブルを介して通信端末により反射されたステップ波を、オシロスコープにより計測してモニタに表示し、モニタに表示された電圧を読み取り、ネットワークケーブルの状態を判断する。

すなわち、モニタに表示された電圧値のみに基づいて、ネットワークケーブルの状態を判断しなければならず、従来は経験を積んだ者にしかネットワークケーブルの状態を判断することができなかったが、ＴＤＲ測定器によっては、オシロスコープで計測された電圧値を、ＴＤＲ測定器内で特性インピーダンス値へとソフトウェアにより変換してくれる機能が搭載されている。

また、ＴＤＲ測定器をネットワークケーブルの一端部に取り付けた従来の診断装置では、ＴＤＲ測定を行う際にその都度、一方の終端抵抗を取り外して用意したＴＤＲ測定器を接続するなど、ユーザに負担がかかるという課題があった。
さらに、ネットワークによっては、必ずしもＴＤＲ測定器をネットワークケーブルの端に設置することや、ＴＤＲ測定器を接続することが容易でない場合があるという課題があった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、ケーブルの異常のうち断線の検出は勿論のこと、インピーダンス不整合点の特定に特化することなく、低コストで、かつ回路の規模が大きくせずに、しかも経験豊富な人手によらずに通信端末自身が自動でケーブルの故障状態を診断することが可能なケーブル故障診断装置およびケーブル故障診断方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、この発明に係るケーブル故障診断装置は、信号線からなるケーブルに接続された通信端末によって構成されるネットワークに設けられ、前記ケーブルの故障状態を診断するケーブル故障診断装置において、前記通信端末により励振される送信信号の電圧および前記ケーブルを通って戻ってきた反射信号の電圧を検出する電圧検出部と、該電圧検出部からの出力電圧値を予め設定した複数の閾値で仕切り分けた結果から前記ケーブルの故障状態を自動的に判別する故障状態判別部とを設けたことを特徴とする。

また、この発明に係るケーブル故障診断装置は、信号線からなるケーブルに接続された通信端末によって構成されるネットワークに設けられ、前記ケーブルの故障状態を診断するケーブル故障診断装置において、前記通信端末により励振される送信信号の電圧および前記ケーブルを通って戻ってきた反射信号の電圧を検出する電圧検出部と、前記送信信号と前記反射信号の電圧に基づいて前記ケーブルの特性インピーダンス値を算出するインピーダンス算出部と、前記特性インピーダンス値を予め設定した複数の閾値で仕切り分けた結果から前記ケーブルの故障状態を自動的に判別する故障状態判別部とを設けたことを特徴とする。

また、この発明に係るケーブル故障診断方法は、信号線からなるケーブルに接続された通信端末によって構成されるネットワークで前記ケーブルの故障状態を診断するケーブル故障診断方法において、前記通信端末により励振される送信信号の電圧および前記ケーブルを通って戻ってきた反射信号の電圧を検出する電圧検出工程と、該電圧検出工程において検出した電圧値を予め設定した複数の閾値で仕切り分けた結果から前記ケーブルの故障状態を自動的に判別する故障状態判別工程とを設けたことを特徴とする。

また、この発明に係るケーブル故障診断方法は、信号線からなるケーブルに接続された通信端末によって構成されるネットワークで前記ケーブルの故障状態を診断するケーブル故障診断方法において、前記通信端末により励振される送信信号の電圧および前記ケーブルを通って戻ってきた反射信号の電圧を検出する電圧検出工程と、前記送信信号と前記反射信号の電圧に基づいて前記ケーブルの特性インピーダンス値を算出するインピーダンス算出工程と、前記特性インピーダンス値を予め設定した複数の閾値で仕切り分けた結果から前記ケーブルの故障状態を自動的に判別する故障状態判別工程とを設けたことを特徴とする。

この発明に係るケーブル故障診断装置およびケーブル故障診断方法によれば、ケーブルの異常のうち断線の検出は勿論のこと、インピーダンス不整合点の特定に特化することなく、低コストで、かつ回路の規模が大きくせずに、しかも経験豊富な人手によらずに通信端末自身が自動でケーブルを診断することができる。

この発明の実施の形態１に係るケーブル故障診断装置を適用した複数の通信端末図が接続されたネットワーク構成例を示す図である。この発明の実施の形態１に係るケーブル故障診断装置を備えた通信端末の構成例を示した図である。一般的なＴＤＲ測定の構成によりＴＤＲ測定を行った際の、計測電圧の収束値と特性インピーダンスの関係を示す図である。インピーダンス算出部の出力値に基づいてケーブルの故障状態を判別するケーブル故障診断装置を備えた通信端末の構成例を示した図である。この発明の実施の形態２に係るケーブル故障診断装置を備えた通信端末の構成例を示した図である。この発明の実施の形態３に係るケーブル故障診断装置を備えた通信端末の構成例を示した図である。この発明の実施の形態４に係るケーブル故障診断装置を備えた通信端末の構成例を示した図である。この発明の実施の形態５に係るケーブル故障診断装置を備えた通信端末の構成例を示した図である。この発明の実施の形態６に係るケーブル故障診断装置を備えた通信端末の構成例を示した図である。この発明の実施の形態７に係るケーブル故障診断装置を備えた通信端末の構成例を示した図である。この発明の実施の形態８に係るケーブル故障診断装置を備えた通信端末の構成例を示した図である。この発明の実施の形態９に係るケーブル故障診断装置を備えた通信端末の構成例を示した図である。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
図１は、複数の通信端末が接続されたネットワーク構成例を示す図である。このネットワークにはこの発明の実施の形態１のケーブル故障診断装置が組み込まれている。図１に示されているように、１本の信号線２１からなるネットワークケーブル２に通信端末１ａ〜１ｄが接続され、信号線２１の両側は終端抵抗２３を介してグラウンドに接続されている。
なお、ネットワークケーブル２の種類によっては、信号線２１の周りがシールドで覆われている場合や、別線としてシールド線が設けられている場合がある。

通信端末１ａは、通信用信号を出力するドライバと通信用信号を受信するレシーバの機能を有するドライバ／レシーバ１１と、ドライバ／レシーバ１１に接続される通信用のマイコン（マイクロ・コンピュータ）１２と、ドライバ／レシーバ１１とネットワークケーブル２との間に接続される信号入出力端子１３とから構成されている。

ドライバ／レシーバ１１としては、１つのチップに収まったものが多数市販されており、入出力信号は、Ｈｉｇｈ（基準となる電圧より高い電圧）かＬｏｗ（基準となる電圧より低い電圧）の２値にのみ対応したものが一般的である。

通信端末１ａ〜１ｄは、それぞれ信号入出力端子１３を介してネットワークケーブル２と電気的に繋がっている。信号入出力端子１３は、ネットワークケーブル２と分岐のない数珠繋ぎのように配線されていても構わないし、ネットワークケーブル２との接続箇所ごとに信号分岐線を設ける構成でも構わない。なお、信号分岐線を設ける場合は信号分岐線は短いほど信号をよく通すため、伝送路特性としては好ましい。

図２に示すようにケーブル故障診断装置４０は、ドライバ／レシーバ１１と信号入出力端子１３の間に位置する信号線の分岐部１４から分岐した信号線１４ａと接続されている。信号線１４ａは、ケーブル故障診断装置４０を構成する電圧検出部４１に接続されている。電圧検出部４１の出力と閾値設定部４２の出力が供給される故障状態判別部４３が設けられている。

電圧検出部４１は、ドライバ／レシーバ１１により励振された送信信号の電圧値と、ドライバ／レシーバ１１により励振されてネットワークケーブル２を通って戻ってきた反射信号の電圧値とを計測する。

閾値設定部４２は、ユーザにより予め設定された送信信号の電圧の収束値と反射信号の電圧の収束値との差の閾値を記憶している。
故障状態判別部４３は、電圧検出部４１により計測された送信信号の電圧値と反射信号の電圧値との差分値を算出し、算出した差分値を閾値設定部４２に記憶された閾値により仕切り分けることにより、ネットワークケーブル２の故障状態を判別する。
表示部４４は、故障状態判別部４３によるネットワークケーブル２の故障状態の判別結果を表示する。

ここで、図３は、一般的なＴＤＲ測定の構成によりＴＤＲ測定を行った際の、計測電圧値の収束値と特性インピーダンスの関係を示し、ステップ波出力部が例えばＬＯＷの電圧が０Ｖであり、ＨＩＧＨの電圧が５Ｖのステップ波を励振した場合について示している。なお、縦軸の特性インピーダンスはＬｏｇスケールである。

図３に示されたグラフが中央の領域において傾きが緩やかになることから、計算により求めた特性インピーダンスの値を閾値により仕切りわけるよりも、観測された電圧値をそのまま閾値により仕切り分ける方が判別する対象をより細かくに判別することができる。すなわち、ケーブル故障診断を行う際に、より細かく閾値設定することが可能になる。かかる観点から、実施の形態１では電圧検出部４１を故障状態判別部４３に連結した構成としている。

ここで、ＴＤＲ法では通常、演算により算出された特性インピーダンスを用いるが、実施の形態１に係るケーブル故障診断装置によれば計測電圧値の収束値そのものを閾値により仕切りわけることにより、より細かくケーブルの状態を診断することができる。

以上のように、実施の形態１に係るケーブル故障診断装置によれば、通信端末１により励振される送信信号の電圧およびネットワークケーブル２を通って戻ってきた反射信号の電圧を検出する電圧検出部４１と、該電圧検出部４１からの出力電圧値を予め設定した複数の閾値で仕切り分けた結果からネットワークケーブル２の故障状態を自動的に判別する故障状態判別部４３とを設けるように構成したので、ケーブルの異常のうち断線の検出は勿論のこと、インピーダンス不整合点の特定に特化することなく、低コストで、かつ回路の規模が大きくせずに、しかも経験豊富な人手によらずに通信端末自身が自動でケーブルを診断することができる。

なお、図４に示すように、図２の電圧検出部４１と故障状態判別部４３との間にインピーダンス算出部４６を介在させてケーブル故障診断装置４５を構成してもよい。

この場合、ネットワークケーブル２の特性インピーダンスをＲΩと仮定する場合、ネットワークケーブル２の状態が正常なとき、終端抵抗２３が信号線２１の両端に接続されているため、インピーダンス算出部４６により出力されるネットワークケーブル２の特性インピーダンスはＲ／２Ωに収束する。すなわち、終端抵抗２３がネットワークケーブル２にＮ個接続されている場合には、信号線２１の特性インピーダンスはＲ／ＮΩに収束する。

また、グラウンド短絡またはシールド短絡されているならば、ネットワークケーブル２の特性インピーダンスは０Ωに収束する。また、ケーブル故障診断装置４０を備えた通信端末１ａの位置に対して一方向の信号線２１の断線または片方の終端抵抗２３の付け忘れならば、ネットワークケーブル２の特性インピーダンスはＲΩに収束する。また、ケーブル故障診断装置４０を備えた通信端末１ａの位置に対して両方向の信号線２１の断線または両側の終端抵抗２３の付け忘れならばネットワークケーブル２の特性インピーダンスは∞Ωに収束する。そして、ネットワークケーブル２の特性インピーダンスがこれら以外の値ならば、終端抵抗２３の抵抗値が誤りかそれ以外の原因の可能性となる。

このように、信号線２１の状態に応じて、ネットワークケーブル２の特性インピーダンスの値が変化し、これに伴って電圧検出部４１により計測される送信信号の電圧値と反射信号の電圧値の差分値が変化するため、この差分値に基いて信号線２１の状態を診断することができる。

このようにこのケーブル故障診断装置によれば、ケーブルの異常のうち断線の検出は勿論のこと、インピーダンス不整合点の特定に特化することなく、低コストで、かつ回路の規模が大きくせずに、しかも経験豊富な人手によらずに通信端末自身が自動でケーブルを診断することができる。

次に本発明のケーブル故障診断方法の実施例について図２を参照して説明する。
先ず、電圧検出工程により、通信端末１ａにより励振される送信信号の電圧およびケーネットワークケーブル２を通って戻ってきた反射信号の電圧を検出する。
次いで、故障状態判別工程により、電圧検出工程において検出した電圧値を予め設定した複数の閾値で仕切り分けた結果からネットワークケーブル２の故障状態を自動的に判別する。

以上のように、実施の形態１に係るケーブル故障診断方法によれば、通信端末１により励振される送信信号の電圧およびネットワークケーブル２を通って戻ってきた反射信号の電圧を検出する電圧検出工程と、該電圧検出工程において検出した電圧値を予め設定した複数の閾値で仕切り分けた結果からネットワークケーブル２の故障状態を自動的に判別する故障状態判別工程とを設けるように構成したので、ケーブルの異常のうち断線の検出は勿論のこと、インピーダンス不整合点の特定に特化することなく、低コストで、かつ回路の規模が大きくせずに、しかも経験豊富な人手によらずに通信端末自身が自動でケーブルを診断することができる。

実施の形態２．
図５は、この発明の実施の形態２に係るケーブル故障診断装置４９を備えた通信端末１ａの構成例を示した図であり、実施の形態１の図２に示されたケーブル故障診断装置４０に対して、電圧検出部５０が複数のコンパレータ４１１ａ〜４１１ｄを有し、故障状態判別部４３ａを備える点で異なる。なお実施の形態１と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

実施の形態２のケーブル故障診断装置４９の電圧検出部５０が設けられたコンパレータ４１１ａ〜４１１ｄは、仕切り分けの対象となる入力された電圧が基準となる電圧より高いか低いかの２値判定を行う素子である。例えば４１１ａは最も高い基準電圧値との比較をするコンパレータであり、４１１ｂは４１１ａよりも低い基準値を持つコンパレータであり、４１１ｃは４１１ｂよりも低い基準値を持つコンパレータであり、４１１ｄは４１１ｃよりも低い基準値を持つコンパレータであり、この基準値の設定は閾値設定部４２によって決められる。ここで、コンパレータ４１１ａ〜４１１ｄの出力は“０”か“１”のビット信号である。よって、例えばケーブルが両端断線の場合、“１１１１１１”のようなビット信号が故障状態判別部４３ａに入力される。本発明のような複数の閾値を設定して判別を行うには、閾値の数と同数のコンパレータ４１１を用意する必要がある。図５には４個のコンパレータ４１１ａ〜４１１ｄが示されている。このため、電圧検出部５０は４つの閾値を用いてネットワークケーブル２の状態を５種類に判別する。ネットワークケーブル２の状態をＮ種類に判別する場合は、コンパレータ４１１をＮ−１個用意する必要がある。

以上のように、実施の形態２によれば、電圧検出部５０は、複数のコンパレータ４１１を有し、前記検出電圧値を複数の閾値で仕切り分けるように構成したので、実施の形態１と同様の効果が得られる。

実施の形態３．
図６は、この発明の実施の形態３に係るケーブル故障診断装置５１を備えた通信端末１ａの構成例を示した図であり、実施の形態１の図２に示されたケーブル故障診断装置４０に対して、電圧検出部５２がＡＤＣ（ＡｎａｌｏｇｔｏＤｉｇｉｔａｌＣｏｎｖｅｒｔｅｒ）４１２を有し、故障状態判別部４３ａを備える点が異なる。なお、実施の形態１と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

電圧検出部５２を構成するＡＤＣ４１２は、計測電圧値をビット数に応じたデジタル信号（離散値）に変換する。ＡＤＣ４１２が計測電圧値をビット数に応じたデジタル信号に変換することにより閾値判定を容易にすることができ、また、ＡＤＣ４１２の出力ビット数を変化させることにより、閾値判定の精度を変更することができる。

以上のように、実施の形態３によれば、電圧検出部５２は、ＡＤＣ４１２を有するように構成したので、実施の形態１と同様の効果が得られると共に、故障状態判別部４３における閾値判定を容易にすることができ、また、ＡＤＣ４１２の出力ビット数を変化させることで閾値判定の精度を変更することができる。

実施の形態４．
図７は、この発明の実施の形態４に係るケーブル故障診断装置５３を備えた通信端末１ａの構成例を示した図であり、実施の形態１の図２に示されたケーブル故障診断装置４０に対して、前段オペアンプ５４を追加で備える点で異なる。なお、実施の形態１と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

前段オペアンプ５４は、送信信号および反射信号が入力されるケーブル故障診断装置５３の入り口をハイインピーダンスにし、ネットワークケーブル２からの余計な電流の流れ込みを防ぐだけでなく、例えば、実施の形態２の複数のコンパレータ４１１を有する電圧検出部５０や、実施の形態３のＡＤＣ４１２を有する電圧検出部５２の場合と同様に対応電圧に最適な電圧増幅を実施することが可能となる。

以上のように、実施の形態４によれば、電圧検出部４１は、その入力側に前段オペアンプ５４を有し、通信端末１の通信路の分岐部をハイインピーダンスになるように構成したので、実施の形態１と同様の効果が得られると共に、ネットワークケーブル２からの余計な電流の流れ込みを防ぎ、また、電圧検出部４１を構成するコンパレータ４１１やＡＤＣ４１２の対応電圧に最適な電圧増幅を実施することが可能となる。

実施の形態５．
図８は、この発明の実施の形態５に係るケーブル故障診断装置５５を備えた通信端末１ａの構成例を示した図であり、実施の形態１の図２に示されたケーブル故障診断装置４０に対して、閾値設定部４２と故障状態判別部４３の代わりにマイコン５６を具備する点で異なる。なお、実施の形態１と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。

マイコン５６は、電圧検出部４１により計測された送信信号の電圧値と反射信号の電圧値との差分値を算出し、算出した差分値を設定された閾値により仕切り分けることにより、ネットワークケーブル２の状態を判別して表示部４４へ出力する。

マイコン５６を用いて故障診断することにより、電圧検出部４１により計測された送信信号の電圧値と受信信号の電圧値の差分値を仕切り分ける閾値として、ユーザにより予め与えられた閾値を用いるのでなく、ユーザがプログラマブルに閾値を設定することが可能となり、閾値の設定の自由度を高めることができる。

なお、プログラマブルな閾値設定の例を以下に説明する。
ケーブルの特性インピーダンス値は、ケーブルによって様々な値となり、また終端抵抗の値もケーブルの特性インピーダンス値に合わせるため異なる。この結果、ケーブルによって特性インピーダンス値が変わることにより、励振電圧値（印加電圧値）が同じ、かつ同じ故障であっても観測電圧値は異なってしまう。そこで、マイコン５６が、ケーブルに応じた閾値をプログラマブルに設定することにより、ケーブルが異なってもケーブルの状態を診断することが可能となる。
また、終端抵抗の数は本来２つだが、３つ、４つ、５つ有する場合には、マイコン５６が終端抵抗の数に応じた閾値をプログラマブルに設定することにより、ケーブルの状態を診断することが可能となる。

以上のように、実施の形態５によれば、故障状態判別部は、閾値設定や故障判別を行うマイコン５６を具備するように構成したので、実施の形態１と同様の効果が得られると共に、ネットワークケーブル２の状態の判別に使用する閾値の設定の自由度を高めることができる。

実施の形態６．
図９は、この発明の実施の形態６に係るケーブル故障診断装置５７を備えた通信端末１ａの構成例を示した図であり、実施の形態５の図８に示されたケーブル故障診断装置５５に対して、記憶部５８を追加で備える点で異なる。なお、実施の形態５と同様の構成について、同一の符号を付して説明を省略する。

記憶部５８は、マイコン５６によりネットワークケーブル２の状態が異常であると判別された場合に、異常が発生した時間情報と異常の内容を記録する。
表示部４４は、マイコン５６により判別されたネットワークケーブル２の状態の判別結果に加えて、マイコン５６により引き出された記憶部５８に記録された情報を表示してもよい。

記憶部５８に記録された情報を表示することにより、ユーザは故障発生後でもケーブル故障診断装置５７を備えた通信端末１ａにいつどんな故障が起きたかを把握することが可能となる。

以上のように、実施の形態６によれば、マイコン５６は、異常が発生した時間情報および異常の内容を記録する記憶部５８を備えるように構成したので、実施の形態１と同様の効果が得られると共に、ユーザは故障発生後でもケーブル故障診断装置５７を備えた通信端末１ａにいつどんな故障が起きたか把握することが可能となる。

実施の形態７．
図１０は、この発明の実施の形態７に係るケーブル故障診断装置５９を備えた通信端末１ａの構成例を示した図であり、実施の形態５の図８に示されたケーブル故障診断装置５５に対して、異常通知部６０を追加で備える点で異なる。なお、実施の形態６と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

マイコン５６は、ネットワークケーブル２の状態が異常であると判別した場合、エラー信号を異常通知部６０とマイコン１２に出力する。
異常通知部６０は、マイコン５６からエラー信号が入力されると、例えばアラームを鳴らせたり、ランプを光らせたりすることにより、ネットワークケーブル２の診断結果が異常であることをユーザに知らせる。
マイコン１２は、マイコン５６からエラー信号を受信すると通信処理を中断する。

なお、実施の形態７では、ネットワークケーブル２の状態を判別し、エラー信号を出力するのはマイコン５６としているが、マイコン５６の代わりに実施の形態１の図２に示す閾値設定部４２と故障状態判別部４３を備える構成としてもよい。

以上のように、実施の形態７によれば、マイコン５６は、異常であると判別した場合に異常通知部６０に故障内容を通知すると共に、通信端末１の前記マイコン１２に信号の送受信停止命令情報を送信する機能を有するように構成したので、実施の形態１と同様の効果が得られると共に、マイコン５６がネットワークケーブル２の状態が異常であると判別した場合に、ネットワークケーブル２の状態が異常であることをユーザに知らせる異常通知部６０を備えるように構成したので、ユーザにネットワークケーブル２の診断結果が異常であることを伝えることができ、また、迅速に通信処理を中断させることができる。

実施の形態８．
図１１は、この発明の実施の形態８に係るケーブル故障診断装置６１を備えた通信端末１ａの構成例を示した図であり、実施の形態５の図８に示されたケーブル故障診断装置５５に対して、マイコン５６を削除した点で異なる。なお、実施の形態６と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

通信用マイコン１２は、通常の通信処理に加え、電圧検出部４１により計測された送信信号の電圧値と反射信号の電圧値の差分値を算出し、算出した差分値をプログラマブルに設定された閾値により仕切り分けして、ネットワークケーブル２の状態を判別する。

これにより、ケーブル故障診断装置６１はマイコンを有さないため、ケーブル故障診断装置６１の規模とコストの低減化が可能となる。また、ケーブル故障診断装置６１を備えた通信端末１ａの構成においてマイコンがマイコン１２のみになることにより、マイコン１２によりネットワークケーブル２の診断結果が異常であると診断された場合、瞬時に通信処理を中断する等の制御が可能となる。

なお、図１１には、表示部４４が記載されているが、必ずしも表示部４４を有する必要はなく、表示部４４を有さない構成としても構わない。

以上のように、実施の形態８によれば、ケーブル故障診断装置６１を備えた通信端末１ａが有する通信用マイコン１２によりネットワークケーブル２の故障状態を判別するように構成したので、実施の形態１と同様の効果が得られると共に、ケーブル故障診断装置６１の規模とコストの低減化が可能となり、また、ネットワークケーブル２の診断結果が異常であると診断された場合、瞬時に通信処理を中断する等の制御が可能となる。

実施の形態９．
図１２は、この発明の実施の形態９に係るケーブル故障診断装置６２を備えた通信端末１ａの構成例を示した図であり、実施の形態１の図２に示されたケーブル故障診断装置４０に対して、電圧検出部４１ａ，４１ｂを有する点で異なる。なお、実施の形態１と同様の構成には同一の符号を付して重複した説明を省略する。

図１２に示された、ネットワークケーブル２は、２本１組の差動信号線２２ａ，２２ｂにより構成されており、差動信号線２２ａの両側の終端は作動信号線２２ｂの終端と接続する終端抵抗２３が接続されている。

ドライバ／レシーバ１１は信号入出力端子１３を介して、差動信号線２２ａ，２２ｂのへ通信用信号を出力するドライバの機能と、差動信号線２２ａ，２２ｂの両方から通信用信号を受信するレシーバの機能とを有する。

ケーブル故障診断装置６２は、ドライバ／レシーバ１１と信号入出力端子１３の間に位置する信号線の分岐部１４ｂ，１４ｃから分岐した信号線と接続されている。
電圧検出部４１ａは、分岐部１４ｂから分岐した信号線と接続されており、計測した送信信号の電圧値と反射信号の電圧値とを計測し、また、電圧検出部４１ｂは、分岐部１４ｃから分岐した信号線と接続されており、計測した送信信号の電圧値と反射信号の電圧値とを計測する。

故障状態判別部４３は、電圧検出部４１ａにより計測された送信信号の電圧値と反射信号の電圧値の差分を算出し、また、電圧検出部４１ｂにより計測された送信信号の電圧値と反射信号の電圧値の差分を算出し、さらに、電圧検出部４１ａにより計測された送信信号と反射信号の電圧差と、電圧検出部４１ｂにより計測された送信信号と反射信号の電圧差の差分を算出し、算出した差分値を閾値設定部４７に記憶された閾値により仕切り分けすることにより、ネットワークケーブル２の状態を診断する。

このように、電圧検出部４１ａ，４１ｂを備えるだけで、差動信号を用いる差動信号線２２ａ，２２ｂにより構成されたネットワークケーブル２を診断することが可能となる。
なお、２つの電圧検出部４１ａ，４１ｂを備えるのでなく、２つの電圧入力に対応した１つの電圧検出部を備える構成としても構わない。

診断するネットワークケーブル２が２本１組の差動信号線２２ａ，２２ｂにより構成されている場合、差動信号線２２ａ，２２ｂそれぞれの送信信号の電圧値と反射信号の電圧値の差分値を算出するため、より詳細な故障診断が可能となる。

以上のように、実施の形態９によれば、電圧検出部４１ａ，４１ｂは、複数の電圧入力に対応して、差動信号を用いたネットワークに対応するように構成したので、実施の形態１と同様の効果が得られると共に、差動信号線２２ａ，２２ｂそれぞれの送信信号の電圧値と反射信号の電圧値の差分値を算出するため、より詳細な故障診断が可能となる。

なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。

１ａ〜１ｄ通信端末、１１ドライバ／レシーバ、１２マイコン、１３信号入出力端子、１４信号線の分岐部、１４ａ信号線、１４ｂ，１４ｃ信号線の分岐部、２ネットワークケーブル、２１信号線、２２ａ，２２ｂ差動信号線、２３終端抵抗、３ＴＤＲ測定器、３１ステップ波出力部、３２オシロスコープ、３３モニタ、３４信号入出力端子、４０，４５，４９，５１，５３，５５，５７，５９，６１，６２ケーブル故障診断装置、４１，４１ａ，４１ｂ，５０，５２電圧検出部、４２，４７閾値設定部、４３，４３ａ，４８故障状態判別部、４４表示部、４６インピーダンス算出部、５４前段オペアンプ、５６マイコン、５８記憶部、６０異常通知部、４１１ａ〜ｄコンパレータ、４１２ＡＤＣ（ＡｎａｌｏｇｔｏＤｉｇｉｔａｌＣｏｎｖｅｒｔｅｒ）。

Claims

信号線からなるケーブルに接続された通信端末によって構成されるネットワークに設けられ、前記ケーブルの故障状態を診断するケーブル故障診断装置において、
前記通信端末により励振される送信信号の電圧および前記ケーブルを通って戻ってきた反射信号の電圧を検出する電圧検出部と、
該電圧検出部からの出力電圧値を予め設定した複数の閾値で仕切り分けた結果から前記ケーブルの故障状態を自動的に判別する故障状態判別部とを設けた
ことを特徴とするケーブル故障診断装置。
前記電圧検出部は、複数のコンパレータを有し、前記検出電圧値を複数の閾値で仕切り分ける
ことを特徴とする請求項１記載のケーブル故障診断装置。
前記電圧検出部は、ＡＤＣ（ＡｎａｌｏｇｔｏＤｉｇｉｔａｌＣｏｎｖｅｒｔｅｒ）を有することを特徴とする請求項１記載のケーブル故障診断装置。
前記電圧検出部は、その入力側に前段オペアンプを有し、前記通信端末の通信路の分岐部をハイインピーダンスになるようにすることを特徴とする請求項２または請求項３記載のケーブル故障診断装置。
前記故障状態判別部は、閾値設定や故障判別を行うマイコンを具備することを特徴とする請求項４記載のケーブル故障診断装置。
前記故障状態判別部は、異常が発生した時間情報および異常の内容を記録する記憶部を有することを特徴とする請求項５記載のケーブル故障診断装置。
前記故障状態判別部は、異常であると判別した場合に異常通知部に故障内容を通知すると共に、前記通信端末のマイコンに信号の送受信停止命令情報を送信する機能を有することを特徴とする請求項６記載のケーブル故障診断装置。
前記電圧検出部は、複数の電圧入力に対応して、差動信号を用いたネットワークに対応することを特徴とする請求項７記載のケーブル故障診断装置。
信号線からなるケーブルに接続された通信端末によって構成されるネットワークに設けられ、前記ケーブルの故障状態を診断するケーブル故障診断装置において、
前記通信端末により励振される送信信号の電圧および前記ケーブルを通って戻ってきた反射信号の電圧を検出する電圧検出部と、
前記送信信号と前記反射信号の電圧に基づいて前記ケーブルの特性インピーダンス値を算出するインピーダンス算出部と、
前記特性インピーダンス値を予め設定した複数の閾値で仕切り分けた結果から前記ケーブルの故障状態を自動的に判別する故障状態判別部とを設けたことを特徴とするケーブル故障診断装置。
信号線からなるケーブルに接続された通信端末によって構成されるネットワークで前記ケーブルの故障状態を診断するケーブル故障診断方法において、
前記通信端末により励振される送信信号の電圧および前記ケーブルを通って戻ってきた反射信号の電圧を検出する電圧検出工程と、
該電圧検出工程において検出した電圧値を予め設定した複数の閾値で仕切り分けた結果から前記ケーブルの故障状態を自動的に判別する故障状態判別工程とを設けたことを特徴とするケーブル故障診断方法。
前記電圧検出工程は、前記検出電圧値を複数の閾値で仕切り分けることを特徴とする請求項１０記載のケーブル故障診断方法。
前記電圧検出工程は、前記通信端末の通信路の分岐部をハイインピーダンスにして行うことを特徴とする請求項１１記載のケーブル故障診断方法。
前記故障状態判別工程は、異常が発生した時間情報および異常の内容を記録することを特徴とする請求項１２記載のケーブル故障診断方法。
前記故障状態判別工程は、異常であると判別した場合に異常通知部に故障内容を通知すると共に、前記通信端末のマイコンに信号の送受信停止命令情報を送信する
ことを特徴とする請求項１３記載のケーブル故障診断方法。
前記電圧検出工程は、複数の電圧入力に対応して、差動信号を用いたネットワークに対応することを特徴とする請求項１４記載のケーブル故障診断方法。
信号線からなるケーブルに接続された通信端末によって構成されるネットワークで前記ケーブルの故障状態を診断するケーブル故障診断方法において、
前記通信端末により励振される送信信号の電圧および前記ケーブルを通って戻ってきた反射信号の電圧を検出する電圧検出工程と、
前記送信信号と前記反射信号の電圧に基づいて前記ケーブルの特性インピーダンス値を算出するインピーダンス算出工程と、
前記特性インピーダンス値を予め設定した複数の閾値で仕切り分けた結果から前記ケーブルの故障状態を自動的に判別する故障状態判別工程とを設けたことを特徴とするケーブル故障診断方法。