JP3777809B2 - 二重化通信システムの回線異常検出方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、スレーブ局等の複数の他局と交信しつつ通信制御を行うマスタ局が、稼働マスタ局と待機マスタ局とに二重化され、稼働マスタ局が少なくとも全ての他局を順次一局ずつ指定してトークンを送り、トークンを送った相手となる他局に送信権を与えて交信を行わせる通信制御動作を周期的に繰り返し、且つ伝送回線に光ケーブルを用いた二重化通信システムにおいて、稼働マスタ局が自局と他の全局との間の伝送回線の異常を検出する二重化通信システムの回線異常検出方法に関する。
【０００２】
なお、以下各図において同一の符号は同一もしくは相当部分を示す。
【０００３】
【従来の技術】
図１は本発明の一実施例としての、伝送回線に光を媒体とする光ケーブルを用いた二重化通信システムの構成例を示すが、以下この図を流用して従来の技術を説明する。なおこの図は稼働マスタ局１１Ａ内の伝送回線異常検出手段１０１を除けば従来にも当てはまる。
【０００４】
同図において１Ａは他局と交信しつつ、この通信システムの通信制御を行う役割を持つマスタ局であって、常時は稼働状態にある稼働マスタ局１１Ａを内蔵する稼働コントローラ、１Ｂは常時は待機状態にあり、稼働マスタ局１１Ａの異常時には、この稼働マスタ局と入れ替わってその役割りを担う待機マスタ局１１Ｂを内蔵する待機コントローラである。
【０００５】
１２Ａ，１２Ｂは夫々コントローラ１Ａ，１Ｂ内に設けられ、２つのマスタ局１１Ａと１１Ｂが持つデータの内容を両コントローラ１Ａ，１Ｂ間を結ぶ通信線としての等値化リンク２０を介して等しくするように動作する等値化処理装置である。
２はマスタ局へデータを送信する役割を持つ入力スレーブ局、３はマスタ局からデータを受信する役割を持つ出力スレーブ局である。なお、図では簡単のため入力スレーブ局２と出力スレーブ局３とを夫々代表の形で１台ずつ示しているが、通常は夫々複数局存在する。
【０００６】
４は分散型光接続装置で、各局１１Ａ，１１Ｂ及び２，３から、夫々この各局と分散型光接続装置４とを結ぶ光ケーブル（即ち、光を伝送媒体とする伝送ケーブル）を介して送信入力される光信号を送信局以外の全局へ（従ってこの各局と分散型光接続装置４とを結ぶ光ケーブルへ）分配出力する役割を持つ。
ここで、３１Ａは稼働マスタ局１１Ａと分散型光接続装置４とを結ぶ光伝送路としての前記した光ケーブル、３１Ｂは同じく待機マスタ局１１Ｂと分散型光接続装置４とを結ぶ光ケーブル、３２は同じく入力スレーブ局２と分散型光接続装置４とを結ぶ光ケーブル、，３３は同じく出力スレーブ局３と分散型光接続装置４とを結ぶ光ケーブルである。
【０００７】
光ケーブル３１Ａは電気／光変換器１４Ａと電気ケーブル２１Ａを介して稼働マスタ局１１Ａに接続され、同様に光ケーブル３１Ｂは電気／光変換器１４Ｂと電気ケーブル２１Ｂを介して待機マスタ局１１Ｂに接続されている。
この電気／光変換器１４Ａは電気ケーブル２１Ａ側から送信入力された電気信号を光信号に変換して光ケーブル３１Ａ側へ送出し、逆に光ケーブル３１Ａ側から送信入力された光信号を電気信号に変換して電気ケーブル２１Ａ側へ送出する役割を持ち、同様に電気／光変換器１４Ｂは電気ケーブル２１Ｂ側から送信入力された電気信号を光信号に変換して光ケーブル３１Ｂ側へ送出し、逆に光ケーブル３１Ｂ側から送信入力された光信号を電気信号に変換して電気ケーブル２１Ｂ側へ送出する役割を持つ。
【０００８】
なお、入力スレーブ局２と光ケーブル３２との間、及び出力スレーブ局３と光ケーブル３３との間にも図外の電気／光変換器が同様に設けられている。
ところで、このような通信システムの伝送回線に用いられている光ケーブルは電気ケーブルに比べ強度が劣るため断線が発生する確率が高い。
このため、従来は電気／光変換器と分散型光接続装置との間の光ケーブルの断線を、夫々その光ケーブルに対応する局が光のレベル検出によって判定しており、電気ケーブルの断線や電気／光変換器の故障の検出は行われてはいなかった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
このような二重化通信システムの回線異常時における、稼働系から待機系への切り換えを速めて、通信システムの信頼性を確保するには、光ケーブルは勿論、電気ケーブルや電気／光変換器の故障をも検出することが望ましく、それも個別にではなく、一つの検出方法で一度に検出することが望まれる。
【００１０】
一方、マスタ局とスレーブ局からなる二重化通信システムにおいて、特にマスタ局と分散型光接続装置４とを結ぶ伝送回線が故障した場合、実質上この通信システムの通信が停止することとなり、その影響が甚大である。
そこで本発明は稼働マスタ局が少なくとも全ての他局を順次一局ずつ指定してトークンを送り、トークンを送った相手局に送信権を与えて交信を行わせる通信制御動作を周期的に繰り返す二重化通信システムにおいて、稼働マスタ局と分散型光接続装置４とを結ぶ伝送回線の故障を速やかに検出し、稼働マスタ局の通信制御権を直ちに待機マスタ局へ切換えることにより入，出力スレーブ局とマスタ局との通信を継続して行うことができる、二重化通信システムの回線異常検出方法を提供することを課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、請求項１の二重化通信システムの回線異常検出方法では、
他局と交信しつつ通信を制御するマスタ局と複数のスレーブ局（入力スレーブ局２，出力スレーブ局３など）とからなり、マスタ局が常時は稼働状態にある稼働マスタ局（１１Ａ）と、常時は待機状態にあり、稼働マスタ局の異常時にはこの通信システムの制御権を得てこの稼働マスタ局と入れ替わりその役割を担う待機マスタ局（１１Ｂ）とに二重化され、稼働マスタ局が少なくとも全ての他局を順次一局ずつ指定してトークンを送り、このトークンを送った他局に送信権を与える動作を周期的に繰り返す二重化通信システムにおいて、
稼働マスタ局（の伝送回線異常検出手段１０１）が全ての他局からの連続するトークンの無返却（つまり、トークン送信後にその送信相手局からのトークン返却がないこと）を検出することにより、稼働マスタ局と全ての他局との間の伝送回線に異常があると判別するようにする。
【００１２】
また請求項２の二重化通信システムの回線異常検出方法では、請求項１に記載の二重化通信システムの回線異常検出方法において、
前記二重化通信システムにおける前記稼動マスタ局と前記待機マスタ局とが持つデータの内容は両局間を結んだ等値化手段を介して等値化されており、
稼働マスタ局が前記のように伝送回線の異常を判別したときは、待機マスタ局に前記等値化手段を介してこの通信システムの制御権を与えるようにする。
また請求項３の二重化通信システムの回線異常検出方法では、請求項１または２に記載の二重化通信システムの回線異常検出方法において、
前記伝送回線が光を媒体とする伝送ケーブル（光ケーブル３１Ａ）を含むようにする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は本発明における二重化通信システムの構成の実施例を示す。従来技術で述べたように本発明においては、稼働マスタ局１１Ａ内に伝送回線異常検出手段１０１が設けられている。
この実施例においては、稼働マスタ局１１Ａが所定の周期、例えば５秒の周期ごとに、３秒間はサイクリック通信のモード、残りの２秒間は非サイクリック通信のモードというように、２つの通信モードの通信制御を繰り返すものとする。
【００１４】
図２は、このような稼働マスタ局１１Ａの通信制御によって行われるサイクリック通信の交信シーケンスの一例を示す。
同図においては、稼働マスタ局１１Ａが、時点ｔ１１において入力スレーブ局２に対してデータ要求を行い、これにより時点ｔ１２において入力スレーブ局２は保持しているデータを伝送回線に向けてブロードキャストする。この時、このブロードキャストされたデータを取込むように予め定義されている稼働マスタ局１１Ａ及び待機マスタ局１１Ｂがデータを取込む。
【００１５】
次に時点ｔ１３において稼働マスタ局１１Ａは自局に対してデータ要求を行う。そして時点ｔ１４に稼働マスタ局１１Ａは、保持しているデータを伝送回線に向けて（つまり、光ケーブル３１Ａ側へ）ブロードキャストする。この時、このブロードキャストされたデータを取込むように予め定義されている出力スレーブ局３がデータを取込む。
【００１６】
このようにサイクリック通信においては、稼働マスタ局１１Ａは、予め定められたサイクリック通信のスケジュールに従って、データを保持している局を順次指定し、その局が持つデータを伝送回線へブロードキャストするように要求を行う。
そして、この要求を受信した局が、保持しているデータを回線にブロードキャストする。この時、ブロードキャストされたデータを取込むように定義をされている局が、このデータを内部に取込む。
【００１７】
但し、サイクリック通信においては、データを取り込むように定義をされている局は、データを取り込むのみで、データを取り込んだことを示すＡＣＫ（承認信号）を返さないため、稼働マスタ局１１Ａはデータを取り込む定義をされている他局が回線に接続されているか否かの判定はできない。
図３は、稼働マスタ局１１Ａの通信制御により、前記のサイクリック通信に続いて行われる非サイクリック通信の交信シーケンスの一例を示す。
【００１８】
同図においては、時点ｔ２１に稼働マスタ局１１Ａが待機マスタ局１１Ｂに対してトークン（即ち、その相手局のみに送信権を与えるための特殊なデータ）を送信する。トークンを受け取った待機マスタ局１１Ｂは、予め定められた最大トークン保持時間内でサービス（この場合、当該の局ごとに自由に定められた動作で、例えば或る局とのデータの授受など）を実行し、時点ｔ２２にトークンを稼働マスタ局１１Ａに返却する。
【００１９】
次に時点ｔ２３に稼働マスタ局１１Ａは、入力スレーブ局２に対してトークンを送信する。トークンを得た入力スレーブ局２は、最大トークン保持時間内でサービスを実行し、時点ｔ２４にトークンを稼働マスタ局１１Ａに返却する。
次の時点ｔ２５も同様に稼働マスタ局１１Ａは、出力スレーブ局３に対してトークンを送信する。これにより出力スレーブ局３は、最大トークン保持時間内でサービスを実行し、時点ｔ２６にトークンを稼働マスタ局１Ａに返却する。
【００２０】
同様に時点ｔ２７に稼働マスタ局１１Ａは、自局宛に伝送回線へ向けてトークンを送信する。そして稼働マスタ局１Ａは、最大トークン保持時間内でサービスを実行し、時点ｔ２８にトークンを自局に返却する。
本実施例では非サイクリック通信の期間は、所定の周期で繰り返される通信期間の中のサイクリック通信の期間の後の通信期間であり、非サイクリック通信においては、上述のように稼働マスタ局が伝送回線に接続されている稼働マスタ局１１Ａ、待機マスタ局１１Ｂ、入力スレーブ局２、出力スレーブ局３の全局に対して順次、トークンを送信し、トークンを送信した相手局に対して回線上へ送信する権利（送信権）を与える。
【００２１】
各局はトークンを受信すると、最大トークン保持時間内でサービスを行い、サービス終了後または最大トークン保持時間内で、稼働マスタ局１１Ａに対してトークンを返却する。
図４は本発明における光ケーブル回線の断線検出方法の説明図で、この図は非サイクリック通信モードにおける回線断線時の交信シーケンスの一例を示す。
【００２２】
同図においては、先ず時点ｔ１に稼働マスタ局１１Ａは出力スレーブ局３に対してトークンを送信する。トークンを保持した出力スレーブ局３は最大トークン保持時間内でサービスを実行し、時点ｔ２にトークンを稼働マスタ局１１Ａに返却する。
次に、時点ｔ３に稼働マスタ局１１Ａはトークンを自局宛てに送信する。トークンを保持した稼働マスタ局１１Ａは最大トークン保持時間内でサービスを実行し、時点ｔ４にトークンを稼働マスタ局（自局）１１Ａに返却する。
【００２３】
なお、この時点では伝送回線に異常は発生していないが、こののち次回の非サイクリック通信が開始されるまでの間に、回線に断線が生じたものとする。
即ち、時点ｔ４にて、稼働マスタ局１１Ａはトークンを全局に一巡したため、次の時点ｔ５からｔ６までの期間、サイクリック通信モードの処理を行う。そしてサイクリック通信モードの処理の完了後、時点ｔ７から再び非サイクリック通信モードの処理を行う。
【００２４】
図５はトークンを送信した相手局からの応答が無い場合に、稼働マスタ局１１Ａ（の伝送回線異常検出手段１０１）が実行する回線断線検出処理のフローチャートで、Ｓ１〜Ｓ８はそのステップ番号である。次に図５を参照しつつ、図４の説明を続ける。
時点ｔ７において稼働マスタ局１１Ａは、待機マスタ局１１Ｂに対してトークンを送信する。稼働マスタ局１１Ａは、トークン最大保持時間を超えてもトークンが待機マスタ局１１Ｂから返却されないため、図５に示されるようにトークン無返却カウンタをインクリメントする（ステップＳ１→Ｓ２→Ｓ３→Ｓ５）。
【００２５】
次に時点ｔ８において稼働マスタ局１１Ａは、入力スレーブ局２に対してトークンを送信する。稼働マスタ局１１Ａはトークン最大保持時間を超えてもトークンが入力スレーブ局２から返却されないためトークン無返却カウンタをインクリメントする（ステップＳ１→Ｓ２→Ｓ３→Ｓ５）。
次に時点ｔ９において稼働マスタ局１１Ａは、出力スレーブ局３に対してトークンを送信する。稼働マスタ局１１Ａは、トークン最大保持時間を超えてもトークンが出力スレーブ局３から返却されないためト−クン無返却カウンタをインクリメントする（ステップＳ１→Ｓ２）。しかし、この時点でトークン無返却カウンタの値が（全局数−１）に達したため回線が断線したと判定する（ステップＳ３→Ｓ４）。但しトークン無返却カウンタの値はこの通信システムの立ち上がり時に予め０に初期化されているものとする。
【００２６】
このように、本発明では回線断線を稼働マスタ局１１Ａが自局以外の全局からの連続したトークンの無返却（無応答）により判定する。そこでもしも、この判定前に、稼働マスタ局１１Ａ以外の局からのトークンの返却があった場合は、稼働マスタ局１１Ａは図５に示すようにトークン無返却カウンタを０にクリアする（ステップＳ１→Ｓ６→Ｓ７）。
【００２７】
ところで、前記のように回線が断線したと判定した稼働マスタ局１１Ａは、稼働コントローラ１Ａに対して回線断線のステータスを上げる（ステップＳ４）。回線断線のステータスを受けた稼働コントローラ１Ａは、等値化処理装置１２Ａ，等値化リンク２０，等値化処理装置１２Ｂを介し待機コントローラ１Ｂに対して稼働切換え要求を行う。これにより、稼働コントローラ１Ａと待機コントローラ１Ｂとが入れ替わる。そして、新たな稼働コントローラ（つまり、今までの待機コントローラ１Ｂ）に実装された新たな稼働マスタ局（つまり、今までの待機マスタ局１１Ｂ）により、今までの稼働マスタ局１１Ａの場合と同様な通信制御が継続して行われる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば、スレーブ局等と交信しつつ通信を制御するマスタ局が稼働マスタ局と、待機マスタ局とに二重化され、稼働マスタ局が所定の周期で繰り返される通信期間の内の非サイクリック通信モードにおいて全ての他局を順次一局ずつ指定してトークンを送り、このトークンを送った相手の他局に送信権を与える通信制御を行う二重化通信システムにおいて、
この通信制御中、稼働マスタ局が自局以外の全局からの連続したトークンの無返却（無応答）を検出した場合に、稼働マスタ局と他の全局との間の伝送回線に異常があると判別し、待機マスタ局にこの通信システムの制御権を与えるようにしたので、
この待機マスタ局、つまり新たな稼働マスタ局の通信制御によりこの通信システムの交信の継続が可能となり、伝送回線に電気ケーブルよりも断線し易い光ケーブルが含まれていても、通信の充分な信頼性を確保することができる。
【００２９】
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施例としての二重化通信システムの構成図
【００３１】
【図２】サイクリック通信の説明図
【００３２】
【図３】非サイクリック通信の説明図
【００３３】
【図４】本発明に基づく非サイクリック通信における回線断線検出の説明図
【００３４】
【図５】本発明における回線断線検出の手順を示すフローチャート
【００３５】
【符号の説明】
１Ａ 稼働コントローラ
１Ｂ 待機コントローラ
２ 入力スレーブ局
３ 出力スレーブ局
４ 分散型光接続装置
１１Ａ 稼働マスタ局
１１Ｂ 待機マスタ局
１２Ａ，１２Ｂ 等値化処理装置
１４Ａ，１４Ｂ 電気／光変換器
２０ 等値化リンク
２１Ａ，２１Ｂ 電気ケーブル
３１Ａ，３１Ｂ 光ケーブル
３２，３３ 光ケーブル

Claims (3)

1. 他局と交信しつつ通信を制御するマスタ局と複数のスレーブ局とからなり、マスタ局が常時は稼働状態にある稼働マスタ局と、常時は待機状態にあり、稼働マスタ局の異常時にはこの通信システムの制御権を得てこの稼働マスタ局に代わりその役割を担う待機マスタ局とに二重化され、稼働マスタ局が少なくとも全ての他局を順次一局ずつ指定してトークンを送り、このトークンを送った他局に送信権を与える動作を周期的に繰り返す二重化通信システムにおいて、
   稼働マスタ局が全ての他局からの連続するトークンの無返却を検出することにより、稼働マスタ局と全ての他局との間の伝送回線に異常があると判別するようにしたことを特徴とする二重化通信システムの回線異常検出方法。
2. 請求項１に記載の二重化通信システムの回線異常検出方法において、
   前記二重化通信システムにおける前記稼動マスタ局と前記待機マスタ局とが持つデータの内容は両局間を結んだ等値化手段を介して等値化されており、
   稼働マスタ局が前記のように伝送回線の異常を判別したときは、待機マスタ局に前記等値化手段を介してこの通信システムの制御権を与えるようにしたことを特徴とする二重化通信システムの回線異常検出方法。
3. 請求項１または２に記載の二重化通信システムの回線異常検出方法において、
   前記伝送回線が光を媒体とする伝送ケーブルを含むことを特徴とする二重化通信システムの回線異常検出方法。

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