JP4073595B2

JP4073595B2 - ネットワーク故障検出システム、検出方法

Info

Publication number: JP4073595B2
Application number: JP37289299A
Authority: JP
Inventors: 和哉赤塚; 和宏熊谷; 明郎海老根; 昌利縄谷
Original assignee: Nippon Signal Co Ltd; Kyosan Electric Manufacturing Co Ltd; Central Japan Railway Co
Current assignee: Nippon Signal Co Ltd; Kyosan Electric Manufacturing Co Ltd; Central Japan Railway Co
Priority date: 1999-12-28
Filing date: 1999-12-28
Publication date: 2008-04-09
Anticipated expiration: 2019-12-28
Also published as: JP2001189738A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄道の信号保安設備で推奨されている１２５ＭＬＡＮ（ボーレイト１２５メガヘルツのローカル・エリア・ネットワーク）等に好適なネットワーク故障検出システム，検出方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３は、１２５ＭＬＡＮの基本的構成を示す図である。図示のように、複数のノード１，２，３……ｎ−１がラインＬにより接続されたネットワークである。
【０００３】
図４はこのネットワーク上をいずれかの向きに一定周期で巡回するフレームの構成を示す図である。図示のように、フレームは複数の単位データを有し、各単位データは夫々各ノードに対応している。このフレームは固定長であり、単位データは固定長パケットである。
【０００４】
このように、１２５ＭＬＡＮはリング型の網トポロジを有し、時分割多重伝送路の考え方を用いた専用プロトコルにより動作する。
【０００５】
フレームは、境界ノードと呼ぶリング内唯一のノードから送出される。その他のノードを一般ノードと呼び、この一般ノードは、境界ノードにより送出したフレームの再生中継動作を行う。また、一般ノードにおいて上流ノードからのフレーム受信が跡絶えたときは、代替フレームを送出する（バックアップ送信）。
【０００６】
以上の構成ではノード故障や回線切断などが発生した場合、各ノードにおいては複数のノードがＬＡＮ出力する単位データを一斉に受信できなくなるため、図５に示すように回線を２重ループとし、単一個所の故障では伝送が継続できるようにしている。
【０００７】
図５のような構成で、任意のノードが受信するフレームの受信情報から故障個所を特定するための監視を行うには、特別な手法を必要とする。
【０００８】
従来技術では、フレームを送出するノードが、フレーム中にノード固有の番号（ノード番号）を付加し、監視を行うノードでは、このノード番号を受信して（受信ノード番号）監視することで、故障や電源停止状態の異常ノードや回線切断個所を特定している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の従来技術では、いずれかのノードにおける伝送ユニット上において、再生中継が行えても、単位データをフレームに送出することができない故障が発生する場合がある。
【００１０】
この故障が起きる理由を図６により説明する。図６はノードのマザーボードに接続されるＬＡＮボード，光変換ボードの例を示す図である。図示構成において、ホストインタフェースバッファまたはインタフェースコントローラに異常が発生すると、前述の“再生中継が行えても、単位データをフレームに送出することができない故障”が発生する。
【００１１】
この故障が発生した場合は、再生中継によるフレーム中のノード番号に反映されない。
【００１２】
このため単位データ毎の受信有無を監視し、当該単位データを送出するノードに異常があることは判断できるが、該当装置が電源停止状態か故障かの判断が行えないため、故障を自動検出することができない。
【００１３】
本発明は、このような状況のもとでなされたもので、いずれかのノードにおいて、再生中継が行えても単位データをフレームに送出できない異常が発生した場合に、その異常がそのノードの故障によるのか否かを自動的に判断できるネットワーク故障検出システムおよびネットワーク故障検出方法を提供することを目的とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明ではネットワーク故障検出システムを次の（１）〜（３）のとおりに構成し、ネットワーク故障検出方法を次の（４），（５）のとおりに構成する。
【００１６】
（１）１個の境界ノードと、その他の一般ノードからなる複数のノードをリング状に接続し、これらのノードに夫々対応する複数の単位データを有するフレームを一方の向きに巡回させる第１の回線と、前記複数のノードをリング状に接続し、これらのノードに夫々対応する複数の単位データを有するフレームを他方の向きに巡回させる第２の回線とを備えたネットワークにおける故障検出システムであって、前記境界ノードは、一定周期で前記第１の回線および前記第２の回線の両回線に自ノード番号を付けたフレームを送出し、前記一般ノードは、前記両回線において上流ノードからのフレームを再生し下流ノードへ中継し、前記両回線のうちの少くも１回線において上流ノードからのフレーム受信が跡絶えたとき自ノード番号を付けた代替フレームを送出し、また各ノードは、前記両回線のうちの少くとも１回線において自ノードから送信した単位データを所定時間内に受信できないとき前記両回線におけるフレームの自ノードに対応する単位データに故障情報を付けて送信し、前記複数のノード中のネットワーク監視ノードは、前記両回線で受信したフレームに境界ノード番号が付けられかつ前記両回線のうちの一方の回線で受信したフレームの単位データに故障情報が付けられているときに、故障情報を付けた単位データに対応するノードにおける別回線に送信器故障ありと判定するネットワーク故障検出システム。
【００１７】
（２）前記（１）記載のネットワーク故障検出システムにおいて、前記ネットワーク監視ノードは、前記両回線のうちの少くとも一方の回線で受信したフレームに一般ノード番号が付けられているとき、前記両回線で受信したフレームのノード番号にもとづいて、前記両回線における異常ノードおよび断線個所を判定するネットワーク故障検出システム。
【００１８】
（３）前記（１）または（２）に記載のネットワーク故障検出システムおいて、前記ネットワークが１２５ＭＬＡＮであるネットワーク故障検出システム。
【００１９】
（４）１個の境界ノードとその他の一般ノードからなる複数のノードをリング状に接続し、これらのノードに夫々対応する複数の単位データを有するフレームを一方の向きに巡回させる第１の回線と、前記複数のノードをリング状に接続し、これらのノードに夫々対応する複数の単位データを有するフレームを他方の向きに巡回させる第２の回線とを備えたネットワークにおける故障検出方法であって、前記境界ノードにより、一定周期で前記第１の回線および第２の回線の両回線に自ノード番号を付したフレームを送出するステップＡと、前記一般ノードにより、前記両回線のうちの少くとも１回線において上流ノードからのフレーム受信が跡絶えたとき自ノード番号を付けた代替フレームを送出するステップＢと、前記各ノードにより、前記両回線のうちの少くとも１回線において、自ノードから送信した単位データを所定時間内に受信できないとき、前記両回線におけるフレームの自ノードに対応する単位データに故障情報を付けて送信するステップＣと、前記複数のノード中の１ノードにより、前記両回線で受信したフレームに境界ノード番号が付けられかつ前記両回線のうちの一方の回線で受信したフレームの単位データに故障情報が付けられているときに、その故障情報を付けた単位データに対応するノードにおける別回線に送信器故障ありと判定するステップＤとを備えたネットワーク故障検出方法。
【００２０】
（５）前記（４）記載のネットワーク故障検出方法において、更に、前記複数のノード中の１ノードにより、前記両回線のうちの少くとも１回線で受信したフレームに前記一般ノード番号が付けられているとき、前記両回線で受信したフレームに付けられたノード番号にもとづいて前記両回線における異常ノードおよび断線個所を判定するステップＥを備えたネットワーク故障検出方法。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態をネットワーク故障検出システムの実施例により詳しく説明する。なお本発明はネットワーク故障検出システムに限らず、実施例の説明に裏付けられてネットワーク故障検出方法の形で同様に実施することができる。
【００２２】
【実施例】
実施例である“ネットワーク故障検出システム”は、前述の従来例と同様に、図５に示す左回り回線、右回り回線の２重ループの回線からなるネットワークにおいて、各回線に図４に示す構成のフレームを巡回させるシステムから構成されている。
【００２３】
図５において、１を境界ノード、２，３……ｎ−１を一般ノードとして説明する。
【００２４】
境界ノード１は、左回り回線および右回り回線において、一定周期毎に、自ノード番号たとえば１をフレームの先頭に付けたフレームを送出する。
【００２５】
一般ノード２，３……ｎ−１は、左回り回線および右回り回線において、上流ノードからのフレームを再生し、所要のデータを自ノードに対応する単位データに付け下流ノードへ中継する。左回り回線および右回り回線（以下両回線という）、またはいずれか一方の回線において、上流からのフレーム受信が跡絶えたとき、自ノード番号たとえば２，３……をフレームの先頭に付けたフレームを代替フレームとして下流ノードへ送出する。
【００２６】
次に図１，図２を参照し、故障検出にかかる動作を説明する。以下の処理は各ノードにおいて、ソフトウエアにより行われる。
【００２７】
各ノードは、両回線またはいずれか一方の回線において、自ノードから送信した単位データを所定時間内に受信できなかったか、すなわち、少くとも１回線で自ノードから送信した単位データが回線を一巡して再び自ノードで受信できなかったか判定し（Ｓ１０参照以下同様）、受信できたときはステップ１０（Ｓ１０）を繰り返す。受信できなかったときは、両回線におけるフレームの自ノードに対応する単位データに故障情報を付けて下流ノードへ送出する（Ｓ１１）。
【００２８】
ノード１〜ｎ−１中のネットワーク監視を行うノード（以下ネットワーク監視ノードという）は、両回線のうちの少くとも１回線で受信したフレームの先頭に付けられたノード番号すなわち受信ノード番号が１でないとき、すなわち受信ノード番号に変化があるときは（Ｓ１，ＹＥＳ）、その回線に異常ノードまたは断線故障（回線切断）ありと判定し（Ｓ４）、両回線の受信ノード番号によりその回線の異常ノード，断線個所を特定する（Ｓ５）。
【００２９】
図５のネットワークにおいて、たとえばＸ印個所で回線切断があれば、ノード２では、右回り回線でのフレーム受信が跡絶えるので自ノード番号２をフレームの先頭に付けた代替フレームを右回り回線に送出する。左回り回線では異常がないので境界ノードの番号をフレームの先頭に付けたフレームが巡回している。
【００３０】
よって、ネットワーク監視ノードたとえばノード１では、右回り回線から受信ノード番号２を検出し、左回り回線から受信ノード番号１を検出する。
【００３１】
また、図５のネットワークにおいて、たとえばノード３において異常によりフレーム中継ができなくなれば、ノード２では、右回り回線でのフレーム受信が跡絶えるので自ノード番号２をフレームの先頭に付した代替フレームを右回り回線に送出し、フレーム４では左回り回線でのフレーム受信が途絶えるので自ノード番号４をフレームの先頭に付した代替フレームを左回り回線に送出する。
【００３２】
よって、ネットワーク監視ノード１では、右回り回線から受信ノード番号２を検出し、左回り回線から受信ノード番号４を検出する。
【００３３】
以上のように動作するので、ネットワーク監視ノードにおいて検出した各回線の受信ノード番号により両回線における異常ノード，断線個所を特定することができる。
【００３４】
ネットワーク監視ノードは、両回線の受信ノード番号が１のとき、すなわち受信ノード番号に変化がないときはステップ２に移り（Ｓ１，ＮＯ）、両回線に故障情報がないときはステップ１に戻る（Ｓ２，ＮＯ）。いずれかの回線で故障情報を受信したときは（Ｓ２，ＹＥＳ）、ステップ３へ移る。ステップ３では、故障情報を付けた単位データに対応するノードにおける別回線、すなわち故障情報を受信しなかった回線に受信器故障ありと判定する。
【００３５】
前述のように、各ノードにおいて、両回線のうちの少くとも１回線において、自ノードの送信した単位データを所定時間内に受信できなかったときは、両回線に故障情報送信の動作が行われるが、ａ、異常ノード，断線故障があるときは、受信ノード番号に変化が生じステップ４へ移るので、この異常ノード，断線故障による故障情報によってステップ３にて誤った判定をすることがなく、ｂ、自ノードにおける電源停止状態では実際には故障情報が送信されずステップ２からステップ３へ移ることがないので、送信器故障と誤った判定をすることがなく、ｃ、自ノードの両回線の送信器が同時に故障することはほとんどないので、結局、ネットワーク監視ノードにおいて、ステップ３により送信器のみを検出することができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、いずれかのノードにおいて、再生中継が行えても単位データが送出できない異常が発生した場合に、その異常がそのノードの故障によるか否かを自動的に判断することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例における故障検出動作を示すフローチャート
【図２】故障情報送信の動作を示すフローチャート
【図３】１２５ＭＬＡＮの基本的構成を示す図
【図４】フレーム構成を示す図
【図５】１２５ＭＬＡＮの構成を示す図
【図６】ノードの要部構成を示す図
【符号の説明】
１〜ｎ−１ノード

Claims

１個の境界ノードと、その他の一般ノードからなる複数のノードをリング状に接続し、これらのノードに夫々対応する複数の単位データを有するフレームを一方の向きに巡回させる第１の回線と、前記複数のノードをリング状に接続し、これらのノードに夫々対応する複数の単位データを有するフレームを他方の向きに巡回させる第２の回線とを備えたネットワークにおける故障検出システムであって、前記境界ノードは、一定周期で前記第１の回線および前記第２の回線の両回線に自ノード番号を付けたフレームを送出し、前記一般ノードは、前記両回線において上流ノードからのフレームを再生し下流ノードへ中継し、前記両回線のうちの少くも１回線において上流ノードからのフレーム受信が跡絶えたとき自ノード番号を付けた代替フレームを送出し、また各ノードは、前記両回線のうちの少くとも１回線において自ノードから送信した単位データを所定時間内に受信できないとき前記両回線におけるフレームの自ノードに対応する単位データに故障情報を付けて送信し、前記複数のノード中のネットワーク監視ノードは、前記両回線で受信したフレームに境界ノード番号が付けられかつ前記両回線のうちの一方の回線で受信したフレームの単位データに故障情報が付けられているときに、故障情報を付けた単位データに対応するノードにおける別回線に送信器故障ありと判定することを特徴とするネットワーク故障検出システム。
請求項１記載のネットワーク故障検出システムにおいて、前記ネットワーク監視ノードは、前記両回線のうちの少くとも一方の回線で受信したフレームに一般ノード番号が付けられているとき、前記両回線で受信したフレームのノード番号にもとづいて、前記両回線における異常ノードおよび断線個所を判定することを特徴とするネットワーク故障検出システム。
請求項１または２に記載のネットワーク故障検出システムおいて、前記ネットワークが１２５ＭＬＡＮであることを特徴とするネットワーク故障検出システム。
１個の境界ノードとその他の一般ノードからなる複数のノードをリング状に接続し、これらのノードに夫々対応する複数の単位データを有するフレームを一方の向きに巡回させる第１の回線と、前記複数のノードをリング状に接続し、これらのノードに夫々対応する複数の単位データを有するフレームを他方の向きに巡回させる第２の回線とを備えたネットワークにおける故障検出方法であって、前記境界ノードにより、一定周期で前記第１の回線および第２の回線の両回線に自ノード番号を付したフレームを送出するステップＡと、前記一般ノードにより、前記両回線のうちの少くとも１回線において上流ノードからのフレーム受信が跡絶えたとき自ノード番号を付けた代替フレームを送出するステップＢと、前記各ノードにより、前記両回線のうちの少くとも１回線において、自ノードから送信した単位データを所定時間内に受信できないとき、前記両回線におけるフレームの自ノードに対応する単位データに故障情報を付けて送信するステップＣと、前記複数のノード中の１ノードにより、前記両回線で受信したフレームに境界ノード番号が付けられかつ前記両回線のうちの一方の回線で受信したフレームの単位データに故障情報が付けられているときに、その故障情報を付けた単位データに対応するノードにおける別回線に送信器故障ありと判定するステップＤとを備えたことを特徴とするネットワーク故障検出方法。
請求項４記載のネットワーク故障検出方法において、更に、前記複数のノード中の１ノードにより、前記両回線のうちの少くとも１回線で受信したフレームに前記一般ノード番号が付けられているとき、前記両回線で受信したフレームに付けられたノード番号にもとづいて前記両回線における異常ノードおよび断線個所を判定するステップＥを備えたことを特徴とするネットワーク故障検出方法。