JP4166708B2 - データ通信装置、データ通信システム、データ通信方法、データ通信プログラム並びにこのプログラムを記録した記録媒体 - Google Patents

Description

本発明は、データ通信システムにおける伝送路またはデータ通信装置に障害が発生した場合にもデータ通信システム全体が使用不能になるのを防ぐ、データ通信装置、データ通信システム、データ通信方法、データ通信プログラム並びにこのプログラムを記録した記録媒体に関するものである。

カー・ナビゲーションやカー・オーディオ、携帯電話機など、さまざまな車載電子機器を集中的に制御するための基幹技術として、ＭＯＳＴ（Ｍｅｄｉａ Ｏｒｉｅｎｔｅｄ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ）が採用されてきた。特にマルチメディア系の装置をつなぐネットワークとしてＭＯＳＴが選ばれている。

このような、ＭＯＳＴはＰＯＦ（プラスチック光ファイバ）を使ったネットワークのプロトコルである。オーディオやテレビ、ナビゲーション・システム、電話などの各装置（ノード）を相互接続し、ユーザーにさまざまなメリットをもたらす。ＭＯＳＴを採用することによって、各コンポ-ネントを接続するワイヤー・ハーネスの重量やノイズの影響を低減するだけでなく、システムを開発する技術者の負担を軽くすることができる。また、最終的にはユーザーにさまざまな装置を集中的に制御する手段をもたらすことができる。

ＭＯＳＴの特徴は、１本の低価格の光ファイバ・ネットワークによって、次の３種類のデータを以下のように転送することができることである。
（１）同期データ（オーディオ信号やビデオ信号などのストリーミング・データのリアルタイム転送）
（２）非同期データ（インターネット・アクセスやデータベースへのアクセスなどのパケット転送）
（３）制御データ（制御メッセージやネットワーク全体を制御するためのデータ転送）
ＭＯＳＴネットワークにおいて、データは、フレームを基本単位として転送される。リング状に接続された各データ通信装置（ノード）を次々にフレームが一方向に転送されていく。ＭＯＳＴのフレームは６４バイト（５１２ビット）で構成される。フレーム内の同期データと非同期データの領域は合わせて６０バイト分になるが、同期データと非同期データの境界はシステムによって変えることができる。制御データについては、ブロック単位で管理される。１ブロックは１６フレームから構成される。

ＭＯＳＴではネットワーク遅延検出機能を規定している。ＭＯＳＴネットワークでは、ノードを通して転送される同期データ上に２フレームの遅延がある。ネットワークの遅延検出においては、与えられたデータ・ソースと受信ノード間にアクティブ・ノードがいくつあるかを把握することができる。

物理的なトポロジとして、基本的に１本のリング・トポロジがある。このトポロジのメリットは、ノードを増設する際にハブやスイッチが必要ないという点と、通信回線（ここでは、光ファイバ）が特定の装置付近に集中することなく無駄な引き回しを省くことができるという点とである。実装面でも例えば、上記のような車載電子機器を結ぶネットワークに向いている。さらに光ファイバ・ネットワークは電磁放射ノイズとアース・ループの影響を受けない。このようなリング・トポロジは光ファイバ・ネットワークの代表的なトポロジであり、ＭＯＳＴ技術に適している。リング・トポロジの利点を以下に示す。
・ハブやスイッチなどの費用がかからない。ノード数によってコストが決まり、一般に低価格である。
・物理層媒体の使用を最小限に抑えて、通信システムの価格と重量を低減できる。
・拡張が容易である。基本アーキテクチャーのまま、新たなノードを加えるだけで済む。
・それぞれのノードですべてのソース・データ（例えば、デジタル化したオーディオなど）を使用できる。

上述したリング・トポロジを適用したＭＯＳＴネットワークの一例を図６に示す。ＭＯＳＴでは、光ファイバ・ネットワークを使用し、さまざまな装置がリング・トポロジで接続される。図６に示すように、コントローラ、カーナビ、ＣＤプレイヤー、スピーカー、ＣＤチェンジャー、テレビの各機器がノードとして機能している。

このような、従来のノードについて図７〜図８を用いて以下に説明する。図７に示すように、従来のノードにおいては、送受信機から受信したデータを取り込み、自ノード宛のデータの場合にはデータ処理部において所定の処理（例えば、受信を完了したことを示すフラグなどをデータ付加する等）を行った後、もう一方の送受信機からデータの送信を行う。また、受信したデータが自ノード宛のデータでない場合は、取り込んだデータに対して何の処理も施さず、そのままもう一方の送受信機から隣接するノードに対してリピートしてデータを送信する。

また、図８に示すように従来の構成のノードは、リング状に接続されて通信を行うことを前提としている。よって、あるノードの一方の送受信機から送信されたデータは必ず、リング状の経路に存在するノードによって処理されるか、そのままリピートされて、リング経由で初めにデータを送信したノードの他方の送受信機から受信されてデータ通信は完了する。つまり、リング・トポロジによる通信の場合は、データの送信を行ったノードは、自分が送信したデータが送信先のノードで処理され、そのデータをリング経由で受信したときに、データの送信が正常に終了したことを検知する。従って、図９に示すように、リング・トポロジを形成しているノードが通信可能状態でなかったり、通信回線が断線していたりすると、そこでデータの流れが途絶えてしまうので、データの送信を行ったノードがリング経由で戻ってきたデータを受信できないため、データ通信が完了せずに不都合が生じる。

つまり、上述した従来のノードを用いたリング型のデータ通信システムにおいては、以下に示すような問題を有している。
（１）伝送路である通信回線が１点でも切断されると、データ通信システム全体がシステムダウンする。
（２）ネットワーク上のノードが１台でも故障するとデータの受け渡しが不可能になり、システム全体がダウンする。
（３）ノードに接続されている光送受信部が故障した場合にも同様の事態になる。
（４）ノードの光送受信部に接続されている光コネクタが衝撃などで脱落した場合も同様である。
（５）上記のような事態に陥った場合、機器の交換、ケーブルの繋ぎ換えなどシステムの再構成を必要とする。

なお、図８、図９では一方向のみのデータ通信を行っている状態を示しているが、反対方向のデータ通信も行うことができる。しかし、反対方向のデータ通信を行っている場合でも、上記の問題が生じる。

上記問題点に対し、伝送経路内に２分岐光カプラを複数用い、最低限の通信を確保することで、システム全体が使用不能になるのを防ぐ光ＬＡＮ装置がある（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−３１３０９８号公報（１９９９年１１月９日公開）

しかし、特許文献１に記載した光ＬＡＮ装置では、２分岐カプラが故障した場合や、あるノードとそれに隣接するノードとの間を接続するファイバ、つまり、２分岐カプラから２分岐カプラまで繋がるファイバが切断される場合には、データ通信システム全体がシステムダウンするといった問題点がある。

なお、上記ではノードの問題点を挙げたが、データ通信装置をノードとしては機能させた場合に、同じ問題がデータ通信装置に起こることになる。

そこで、本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、その目的は、データ通信システムにおける伝送路またはデータ通信装置等に障害が発生した場合にも、データ通信システム全体が使用不能になるのを防ぐデータ通信装置、データ通信システム、データ通信方法、データ通信プログラム並びにこのプログラムを記録した記録媒体を提供することにある。

本発明に係るデータ通信装置は、上記課題を解決するために、二つの送受信機を備え、一方の送受信機で受信したデータを、他方の送受信機から送信するデータ通信装置において、上記二つの送受信機とそれぞれ直接データ通信を行うための第１のデータ通信装置および第２のデータ通信装置とのデータ通信が可能であるか否かを判別する判別手段と、一方の送受信機から受信したデータを、他方の送受信機から送信するか、一方の送受信機から返信するかを切り替える切り替え手段とを備え、上記判別手段が第１のデータ通信装置および第２のデータ通信装置の何れか一方とのデータ通信が不可能であると判別した場合に、上記切り替え手段は、他方のデータ通信装置と接続した送受信機から受信したデータを、当該送受信機から当該他方のデータ通信装置に返信することを特徴としている。

上記構成によれば、判別手段が第１のデータ通信装置との通信が可能ではない（不可能である）と判別した場合、切り替え手段は、第２のデータ通信装置から受信したデータを、当該第２のデータ通信装置とのデータ通信を行う送受信機から当該第２のデータ通信装置に返信する。他方、判別手段が第２のデータ通信装置との通信が可能ではない（不可能である）と判別した場合、切り替え手段は、第１のデータ通信装置から受信したデータを、当該第１のデータ通信装置とのデータ通信を行う送受信機から当該第１のデータ通信装置に返信する。

よって、自身のデータ通信装置と直接データ通信を行う２つのデータ通信装置のうち、どちらか一方のデータ通信装置と通信が不可能になっても、他方のデータ通信装置から受信したデータをこの他方のデータ通信装置に返信することができる。なお、一方の送受信機から受信したデータを同じ送受信機から送信するので、返信という言葉を用いるものとする。

以上のように返信することができるため、本発明に係るデータ通信装置がネットワークを形成している場合、例えば、断線した通信回線があった際でも、この断線した通信回線の手前のデータ通信装置において、折り返して返信することができる。よって、データが転送されずにシステム全体がダウンするといったことが生じない。ゆえに、本発明に係るデータ通信装置は、通信回線がどこかで断線してもデータ通信のシステム全体がダウンすることなく、通信可能なデータ通信装置間での通信が可能となるシステムを構成することができる。

また、本発明に係るデータ通信装置がネットワークを形成している場合、例えば、データ通信装置に故障が生じた場合、このデータ通信装置の手前で折り返して返信することができる。また、自身の送受信機に故障が生じた場合、故障していない方の送受信機から返信することができる。ゆえに、データ通信装置あるいは自身の送受信機に故障が生じた場合でも通信可能なデータ通信装置間で通信ができるシステムを構成することができる。

つまり、本発明に係るデータ通信装置は、システム上に支障が生じた場合でも、通信可能なデータ通信装置間で通信が行えるシステムを構成することができる。

例えば、複数のデータ通信装置が作るネットワークの形状がリング・トポロジである場合、あるデータ通信装置の送受信機が１箇所故障してしまい、リング・トポロジを形成できなくなった場合でも、ディジーチェーン接続として動作することが可能である。よって、データ通信に支障をきたさない。また、片方の送受信機が１箇所故障したとしても、その送受信機を交換する必要がなく、データ通信装置は、故障していない方の送受信機から受信したデータをその故障していない方の送受信機から返信することができる。よって、片方の送受信機が故障したとしても、データ通信装置をそのまま使用することが可能なので、コストの削減を図ることができる。

また、リング・トポロジを構成するあるデータ通信装置が故障したとしても、接続をし直す必要がなく、ディジーチェーン接続としてデータ通信を行うことが可能である。これは、故障したデータ通信装置の手前のデータ通信装置が折り返して返信することができるためである。

また、リング・トポロジを形成しているデータ通信装置のうち、使用しない装置等の電源を落としたとしても、ディジーチェーン接続として、データ通信が可能であり、省電力の効果を図ることができる。また、通信可能状態のデータ通信装置が接続されていない送受信機に対してはデータの送信を行わないので、データ通信装置における電力を使用する部材にかかる余分な負荷を軽減することができ、省電力の効果を図ることができる。

本発明に係るデータ通信装置は、上記構成に加え、さらに、送信したデータを記憶する記憶手段を有し、上記判別手段は、二つの送受信機それぞれについて、送受信機と直接データ通信を行うためのデータ通信装置を介してのデータ受信の最短時間より短い時間でデータを受信し、かつ、送受信機から受信したデータが上記記憶手段に格納された当該送受信機から送信したデータと同じである場合、あるいは、予め定められた期間、送受信機がどんなデータも受信しない場合には、当該送受信機と直接データ通信を行うためのデータ通信装置とはデータ通信が不可能であると判別してもよい。

ここで、送受信機と直接データ通信を行うためのデータ通信装置を介してのデータ受信の最短時間（以下、受信最短時間と呼ぶ）とは、送受信機から送ったデータが、この送受信機と直接データ通信を行う送受信機で返信されて、この送受信機に戻ってくるまでの時間である。よって、受信最短時間より短い時間でデータ受信し、送信したデータと同じであるとは、送受信機と直接データ通信を行うためのデータ通信装置に送信されることなく戻ってきた、すなわち、回り込みの、データということである。

データが送受信機と直接データ通信を行うためのデータ通信装置に送信されることなく戻ってきたということは、そのデータ通信装置とのデータ通信は不可能であるということである。

例えば、受信最短時間より短い時間で受信したというだけでは、例えば送受信機からのデータ送信とほぼ同時に第１のデータ通信装置からのデータ送信があり、当該データを送受信機が受信した場合等があるので、正しく判断できない。また、送信したデータと同じデータを受信したというだけでは、宛て先を付けたデータ通信装置まで送信されずに、接続された返信可能なデータ通信装置によって、返信されて戻ってきたという場合等も含まれるので、正しく判断できない。しかし上記構成では、受信最短時間より短い時間でデータ受信し、かつ、送信したデータと同じであるかを判断しているので、どのようなデータを受け取った場合にも、送受信機と直接データ通信を行うためのデータ通信装置とのデータ通信が可能か否かを正しく判断することができる。

また、判別手段は、送受信機が予め定められた時間たって何もデータを受信しない場合には、データ通信は不可能であると判別する。ここで、予め定められた時間を短く設定すると通信可能か否かの判定がおろそかになるが、あまりに長時間になると、データ通信可能か否かの判定後に行うデータ通信の開始が遅れる。これらを考慮して一定時間を設定するのが好ましい。なお、回り込みのデータなのか、処理されずに戻ってくるデータなのかを区別するために、上記受信最短時間よりは予め定められた時間を長くとっておく必要がある。

判別手段は、上記以外の場合には、データ通信が可能であると判別するということもできる。例えば、送受信機からのデータ送信とほぼ同時に第１のデータ通信装置からのデータ送信があり、当該データを送受信機が受信した場合には、受信最短時間より短い時間ではあるが、受信したデータが違うということで、判別手段は、データ通信可能と判別する。よって、正しく判断できる。

つまり、上記構成によれば、どのような場合においても、データ通信が可能か不可能かを判別することができる。

なお、直接データ通信を行うための第１のデータ通信装置および第２のデータ通信装置とのデータ通信が可能か否かを判別することは、第１および第２のデータ通信装置が接続されているか否かを判別するということも含んでいる。つまり、直接データ通信を行うためのデータ通信装置が接続されていない場合には、データを受信しないため、判別手段は、通信不可能と判断するので、正しく判別していることになる。よって、判別手段は直接データ通信を行うためのデータ通信装置が接続されていない場合にも常に正しい判別をすることができる。なお、データ通信可能であるいうことは、直接データ通信を行うためのデータ通信装置が接続しているということを含んでいることになる。

直接通信を行うためのデータ通信装置とのデータ通信が不可能とは、自身のデータ通信装置と直接データ通信を行うデータ通信装置に支障がある場合、自身のデータ通信装置と直接データ通信を行うデータ通信装置との間の通信回線に支障がある場合、自身の有する送受信機に支障がある場合、直接通信を行うためのデータ通信装置が存在しない場合、がある。

以上のように、どのような場合にも常に正しく判別することができる。

本発明に係るデータ通信装置は、上記構成に加え、上記第１および第２のデータ通信装置のいずれか一方と接続した送受信機から受信したデータを、受信した送受信機から返信する際、受信したデータが自身において処理するデータでない場合、受信したデータに対し、処理した場合と同じタイミングで出力できるように遅延時間を与えて返信してもよい。

上記構成によれば、自身で処理しないデータを受け取ったときも、自身で処理するデータを受け取ったときと同じタイミングで返信データを出力することができる。そのため、出力のタイミングがずれて通信に支障をきたすといったことを防ぐことができる。

本発明に係るデータ通信装置は、上記構成に加え、第１及び第２のデータ通信装置と全二重方式を用いた光通信によって、データ通信を行ってもよい。

ここで、全二重方式とは、双方向通信において、同時に双方向からデータを送信したり、受信したりすることができる通信方式を指す。

上記構成によれば、双方向通信を同時に行うことができるので、最大で実質２倍の情報量を転送することができる。ゆえに、情報量が多いデータを転送する場合も、データ通信の高速化を計ることができるという効果を奏する。

本発明に係るデータ通信装置は、上記構成に加え、第１及び第２のデータ通信装置と一芯の光ファイバーケーブルによってデータ通信を行ってもよい。

上記構成によれば、一芯の光ファイバケーブルであるため、ケーブルの引き回しが容易に行うことができる。また、実装面積が小さいため、小型機器への搭載に容易に対応することができる。

本発明に係るデータ通信装置は、上記構成に加え、第１及び第２のデータ通信装置と二芯の光ファイバーケーブルによってデータ通信を行ってもよい。

上記構成によれば、通信回線であるケーブルの長さを大きくすることができるため、特に伝送距離をより大きくしたデータ通信システムに好適に使用することができる。また、データ通信において、上り用と下り用でそれぞれ専用の通信回線を占有できるので、実装を容易に行うことができる。

本発明に係るデータ通信装置は、上記構成に加え、少なくともどちらか一方の送受信機から送信したデータが処理された処理済みデータを、他方の送受信機で受信した場合、一方の送受信装置からデータを送信し他方の送受信装置からデータを受信する一方向のみのデータ通信を行い、他方の送受信装置からデータを送信し一方の送受信装置からデータを受信する反対方向のデータ通信を行わなくてもよい。

上記構成によれば、双方向から通信可能であっても、一方の方向のみでデータ通信を行う。そのため、反対方向へデータ通信を行うための電力（例えば、待機電力等）を必要としない。ゆえに、消費電力を削減することができるという効果を奏する。

本発明に係るデータ通信装置は、上記構成に加え、マルチメディアの装置に使用されてもよい。

ここで、マルチメディアの装置とは、情報媒体にコンピュータの情報処理技術を取り入れて、双方向での情報のやり取りが行われる装置を指す。よって、上記構成によれば、例えば、カーナビゲーション、カーオーディオ、携帯電話機といった車載電子機器に本発明にかかるデータ通信装置を使用することができる。もちろん、マルチメディアの装置は、これらに限定されることはなく、他にも例えば、家電機器等を挙げることができ、家電機器等にも本発明に係るデータ通信装置を使用することができる。

本発明に係るデータ通信システムは、上記課題を解決するために、複数のデータ通信装置でネットワークを形成するデータ通信システムにおいて、
上記複数のデータ通信装置が、上記に記載の何れかのデータ通信装置であることを特徴としている。

上記構成によれば、システム内のデータ通信装置は、自身のデータ通信装置と直接データ通信を行う２つのデータ通信装置のうち、どちらか一方のデータ通信装置と通信が不可能になっても、他方のデータ通信装置から受信したデータをこの他方のデータ通信装置に返信する。

そのため、上記構成によれば、例えばシステム内に断線した通信回線があった場合、この断線した通信回線の手前のデータ通信装置において、折り返して返信することができる。ゆえに、データが転送されずにシステム全体がダウンするといったことは生じず、通信可能なデータ通信装置間での通信が可能となる。

また、上記構成によれば、例えば、データ通信装置に故障が生じた場合、このデータ通信装置の手前で折り返して返信することができる。また、自身の送受信機に故障が生じた場合、故障していない方の送受信機から返信することができる。ゆえに、データ通信装置あるいは自身の送受信機に故障が生じた場合でも通信可能なデータ通信装置間で通信ができる。

つまり、本発明に係るデータ通信装置システムは、システム上に支障が生じた場合でも、通信可能なデータ通信装置間で通信を行うことができる。

上記課題を解決するために、本発明に係るデータ通信方法は、二つの送受信機を備え、一方の送受信機で受信したデータを、他方の送受信機から送信するデータ通信装置のデータ通信方法において、判別手段が、上記二つの送受信機とそれぞれ直接データ通信を行う第１のデータ通信装置および第２のデータ通信装置とのデータ通信が可能であるか否かを判別する判別ステップと、切り替え手段が、一方の送受信機から受信したデータを、他方の送受信機から送信するか、一方の送受信機から返信するかを切り替える切り替えステップとを含み、上記判別ステップにおいて、上記判別手段が、第１のデータ通信装置および第２のデータ通信装置の何れか一方とのデータ通信が不可能であると判別した場合に、上記切り替えステップにおいて、上記切り替え手段は、他方のデータ通信装置と接続した送受信機から受信したデータを、当該送受信機から当該他方のデータ通信装置に返信することを特徴としている。

上記方法によれば、自身のデータ通信装置と直接データ通信を行う２つのデータ通信装置のうち、どちらか一方のデータ通信装置と通信が不可能になっても、他方のデータ通信装置から受信したデータをこの他方のデータ通信装置に返信することができる。

そのため、データ通信装置がネットワークを形成していて、例えば、断線した通信回線があった場合、この断線した通信回線の手前のデータ通信装置において、折り返して返信することができるので、データが転送されずにシステム全体がダウンするといったことが生じない。ゆえに、本発明に係るデータ通信方法は、通信回線がどこかで断線してもデータ通信のシステム全体がダウンさせることなく、通信可能なデータ通信装置間での通信を可能とする。

また、データ通信装置がネットワークを形成している場合、例えば、データ通信装置に故障が生じた場合、このデータ通信装置の手前で折り返して返信することができる。また、自身の送受信機に故障が生じた場合、故障していない方の送受信機から返信することができる。ゆえに、本発明に係るデータ通信方法によると、データ通信装置あるいは自身の送受信機に故障が生じた際にも通信可能なデータ通信装置間で通信を行うことができる。

つまり、本発明に係るデータ通信方法によると、システム上に支障が生じた場合でも、通信可能なデータ通信装置間で通信を行うことができる。

なお、上記データ通信装置は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを上記各手段として動作させることにより上記データ通信装置をコンピュータにて実現させるデータ通信プログラム、及びそのデータ通信プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。

本発明に係るデータ通信装置は、以上のように、二つの送受信機とそれぞれ直接データ通信を行うための第１のデータ通信装置および第２のデータ通信装置とのデータ通信が可能であるか否かを判別する判別手段と、一方の送受信機から受信したデータを、他方の送受信機から送信するか、一方の送受信機から返信するかを切り替える切り替え手段とを備え、上記判別手段が第１のデータ通信装置および第２のデータ通信装置の何れか一方とのデータ通信が不可能であると判別した場合に、上記切り替え手段は、他方のデータ通信装置と接続した送受信機から受信したデータを、当該送受信機から当該他方のデータ通信装置に返信する。

上記構成によれば、自身のデータ通信装置と直接データ通信を行う２つのデータ通信装置のうち、どちらか一方のデータ通信装置と通信が不可能になっても、他方のデータ通信装置から受信したデータをこの他方のデータ通信装置に返信することができる。

そのため、本発明に係るデータ通信装置がネットワークを形成している場合、例えば、断線したケーブルがあった場合、このケーブルの手前のデータ通信装置において、折り返して返信することができるので、データが転送されずにシステム全体がダウンするといったことが生じない。ゆえに、本発明に係るデータ通信装置は、ケーブルが断線してもデータ通信のシステム全体がダウンすることなく、通信可能なデータ通信装置間での通信が可能となるシステムを構成することができる。

また、本発明に係るデータ通信装置がネットワークを形成している場合、例えば、データ通信装置に故障が生じた場合、このデータ通信装置の手前で折り返して返信することができる。また、自身の送受信機に故障が生じた場合、故障していない方の送受信機から返信することができる。ゆえに、データ通信装置あるいは自身の送受信機に故障が生じた場合でも通信可能なデータ通信装置間で通信ができるシステムを構成することができる。

つまり、本発明に係るデータ通信装置は、システム上に支障が生じた場合でも、通信可能なデータ通信装置間で通信が行えるシステムを構成することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図１ないし図５を参照して説明する。

なお、以下の実施の形態では、本発明のデータ通信装置をノードとして機能させている場合について説明する。そのため、本実施の形態のデータ通信装置を以下では、ノード１００と呼ぶことにする。

ノード１００は、二つの送受信機を備えており、それぞれの送受信機において、一方の送受信機で受信したデータをノード内の制御回路に取り込みを行い、それが、自身のノード宛のデータである場合、該受信データに対して所定の処理を行った後、もう一方の送受信機から送信する。本実施形態では、ノード１００は、データの授受を全二重方式の光通信によって行うノードであるとする。また、通信回線は光ファイバであるとする。しかし、ノードおよび通信回線は、上記に限定されることはない。

［ノードの構成］
図１に示すように、ノード１００は、データ処理部１０１、ダミーノード１０２、マルチプレクサ１０３、マルチプレクサ１０４、マルチプレクサ１０５、マルチプレクサ１０６、データ比較部１０７、データ比較部１０８、制御部１０９、送受信機１１０、送受信機１１１、通信路１１２、通信路１１３、通信路１１４、通信路１１５、記憶部１１６、記憶部１１７を有する構成である。

以下に、ノード１００を構成する各構成部材について、その機能を説明する。

データ処理部１０１は、マルチプレクサ１０３から受信したデータに対して、所定の処理を行った後、マルチプレクサ１０５とマルチプレクサ１０６とにデータを送信する。また、制御部１０９からの指示により、所望の伝送データ（ユーザーデータ）をマルチプレクサ１０５とマルチプレクサ１０６とに送信する。

ダミーノード１０２は、マルチプレクサ１０４からデータを受信し、そのデータを受信ノード（処理を行うノード）が存在するかのように一定時間保持した後、マルチプレクサ１０５とマルチプレクサ１０６とにデータを送信する。つまり、ダミーノード１０２は、ノード１００において処理を行わないデータに対しても、処理を行うデータの出力と同じタイミングで出力できるようにする。よって、ノード１００は、自身で処理しないデータを受け取ったときも、自身で処理するデータを受け取ったときと同じタイミングで返信データを出力することができる。そのため、出力のタイミングがずれて通信に支障をきたすといったことを防ぐことができる。

マルチプレクサ１０３は、制御部１０９からの制御信号を基に、送受信機１１０から受信したデータをデータ処理部１０１に出力するか、送受信機１１１から受信したデータをデータ処理部１０１に出力するかの切り替えを行う。なお、マルチプレクサとは、多入力（本実施形態では２入力）の中から１つを出力する切り替えを行う回路である。

マルチプレクサ１０４は、制御部１０９からの制御信号を基に、送受信機１１０から受信したデータをダミーノード１０２に出力するか、送受信機１１１から受信したデータをダミーノード１０２に出力するかの切り替えを行う。

マルチプレクサ１０５は、制御部１０９からの制御信号を基に、データ処理部１０１から受信したデータを送受信機１１０に出力するか、ダミーノード１０２から受信したデータを送受信機１１０に出力するかの切り替えを行う。

マルチプレクサ１０６は、制御部１０９からの制御信号を基に、データ処理部１０１から受信したデータを送受信機１１１に出力するか、ダミーノード１０２から受信したデータを送受信機１１１に出力するかの切り替えを行う。

データ比較部（判別手段）１０７は、一定時間（予め定められた時間）、送受信機１１０から送信したデータと送受信機１１０が受信したデータを比較し、その結果から、隣接するノードとの通信が可能か否かを判別し、判別結果を示す信号を制御部１０９に送信する。比較に際しては、記憶部１１６から、送受信機１１０から送信したデータを読み出す。

データ比較部（判別手段）１０８は、一定時間（予め定められた時間）、送受信機１１１から送信したデータと送受信機１１１が受信したデータを比較し、その結果から、隣接するノードとの通信が可能か否かを判別し、判別結果を示す信号を制御部１０９に送信する。比較に際しては、記憶部１１７から、送受信機１１１から送信したデータを読み出す。

記憶部１１６は、送受信機１１０から送信するデータを記憶する。

記憶部１１７は、送受信機１１１から送信するデータを記憶する。

制御部（切り替え手段）１０９は、データ比較部１０７およびデータ比較部１０８からの比較結果を示す信号を基に、マルチプレクサ１０３、マルチプレクサ１０４、マルチプレクサ１０５およびマルチプレクサ１０６へそれぞれ制御信号を送信する。判別手段１０７から送受信機１１０と隣接したノードとのデータ通信は不可能であるという結果を受け、判別手段１０８から送受信機１１１と隣接したノードとのデータ通信が可能であるという結果を受けると、制御部１０９は、送受信機１１１から受信したデータを、マルチプレクサ１０５からではなく、マルチプレクサ１０６を経由する制御する。すなわち、制御部１０９が、送受信機１１１から受信したデータを送受信機１１０から送信するのではなく、データを送受信機１１１から返信（送信）するように切り替える。また、判別手段１０８から送受信機１１１と隣接したノードとのデータ通信は不可能であるという結果を受け、判別手段１０７から送受信機１１０と隣接したノードとのデータ通信が可能であるという結果を受けると、制御部１０９は、送受信機１１０から受信したデータを、マルチプレクサ１０６からではなく、マルチプレクサ１０５を経由する制御する。すなわち、制御部１０９は、送受信機１１０から受信したデータを送受信機１１１から送信するのではなく、データを送受信機１１０から返信（送信）するように切り替える。なお、一方の送受信機から入ったデータを同じ送受信機から出しているので、返信という言葉を用いる。

送受信機１１０は、通信路１１２を介して、送受信機１１０と直接データ通信を行うための他のノード（送受信機１１０に隣接したノード、図示せず）から受信したデータをマルチプレクサ１０３とマルチプレクサ１０４とへ送信する。また、送受信機１１０は、マルチプレクサ１０５から受信したデータを、通信路１１２を介して、送受信機１１０に隣接したノードへ送信する。

送受信機１１１は、通信路１１３を介して、送受信機１１１と直接データ通信を行うための他のノード（送受信機１１１に隣接したノード、図示せず）から受信したデータをマルチプレクサ１０３とマルチプレクサ１０４とへ送信する。また、送受信機１１１は、マルチプレクサ１０６から受信したデータを、通信路１１３を介して、送受信機１１１に隣接したノードへ送信する。

通信路１１２と通信路１１４とは、送受信機１１０と接続された通信回線である。通信路１１２は、送受信機１１０と隣接した他のノードにデータを送信する通信路である。通信路１１４は、送受信機１１０と隣接したノードからのデータを受信する通信路である。

通信路１１３と通信路１１５とは、送受信機１１１と接続された通信回線である。通信路１１３は、送受信機１１１と隣接した他のデータにデータを送信する通信路である。通信路１１５は、送受信機１１１と隣接した他のノードからのデータを受信する通信路である。

本実施形態では、通信路１１２と通信路１１４とにより、双方向からのデータを同時に通信することのできる全二重通信路をなしているものとする。また、通信路１１３と通信路１１５とにより、双方向からのデータを同時に通信することのできる全二重通信路なしているものとする。双方向の通信を同時に行うことができると、最大で実質２倍の情報量を転送することができる。ゆえに、情報量が多いデータを転送する場合も、データ通信の高速化を計ることができる。しかし、双方向からのデータを同時に通信できなくてもかまわない。

また、例えば、通信路１１２及び通信路１１４は、また、通信路１１３及び通信路１１５は、二芯の光ファイバーケーブルにより構成することとができる。二芯の光ファイバケーブルであると、ケーブルの長さを大きくすることができるため、特に伝送距離をより大きくしたデータ通信システムに好適に使用することができる。また、データ通信において、上り用と下り用でそれぞれ専用の通信回線を占有できるので、実装を容易に行うことができる。しかし、上記に限らす、一芯の光ファイバーケーブルから構成されてもよい。一芯の光ファイバケーブルであると、ケーブルの引き回しが容易に行うことができる。また、実装面積が小さいため、小型機器への搭載に容易に対応することができる。なお、通信路は、光ファイバケーブルには限定されることはない。

［ノードの動作］
次に、ノード１００が隣接したノードと通信が可能か否かをどのように判断するかについて説明する。また、一方の送受信機から受信したデータを、他方の送受信機から送信するか、一方の送受信機から返信するかをどのように切り替えるかについて説明する。説明のため、ノード１００とデータ通信を行うためのノードを、第１ノード、第２ノード（共に図示せず）とする。ここでは、送受信機１１０と直接データ通信を行うためのノード（送受信機１１０に隣接したノード）を第１ノード（第１のデータ通信装置）とし、送受信機１１１と直接データ通信を行うためのノード（送受信機１１１に隣接したノード）を第２ノード（第２のデータ通信装置）と呼ぶことする。つまり、通信路１１２の先には第１ノード、通信路１１３の先には第２ノードがあることになる。

データ通信を開始する前に、データ処理部１０１において、マルチプレクサ１０３からの入力データを監視して、送受信機１１０または、送受信機１１１からデータの入力ないことを確認する。データ処理部１０１は、一定時間の間、送受信機１１０および送受信機１１１から入力されるデータがないことを確認できると、マルチプレクサ１０５を経由して、送受信機１１０から通信路１１２に通信可能か否かを判定するための（接続状態の認証用の）認証用データ（以下で単にデータと呼ぶ場合もある）を送信し、同様に、マルチプレクサ１０６を経由して、送受信機１１１から通信路１１３へ認証用データを送信する。

なお、認証用データの送信に際し、送受信機１１０から送信する認証用データは記憶部１１６に、送受信機１１１から送信する認証用データは記憶部１１７に記憶される。記憶部は、データ比較部の中に設けられていても外に設けられていてもどちらでもよい。

データ比較部１０７は、一定時間（予め定められた時間）、送受信機１１０から送信したデータと送受信機１１０が受信したデータを比較し、その比較結果から、隣接するノードとの通信が可能か否かを判別し（判別ステップ）、判別結果を示す信号を制御部１０９に送信する。なお、データ比較部１０７は、比較の際に、記憶部１１６に記憶された送受信機１１０から送信した認証用データを読み出す。

データ比較部１０８も同様に、一定時間（予め定められた時間）、送受信機１１１から送信したデータと送受信機１１１が受信したデータを比較し、その比較結果から、隣接するノードとの通信が可能か否かを判別し（判別ステップ）、判別結果を示す信号を制御部１０９に送信する。同様に、データ比較部１０８は、送受信機１１１から送信したデータと送受信機１１１が受信したデータを比較し、その比較結果から、隣接するノードとの通信が可能か否かを判別し、判別結果を示す信号を制御部１０９に送信する。同様に、データ比較部１０８は、比較の際に、記憶部１１７に記憶された送受信機１１１から送信した認証用データを読み出す。

以下では、データ比較部１０７が、送受信機１１０が第１ノードとのデータ通信が可能か否かをどのように判別するかについて説明する。

（１）データ比較部１０７は、送受信機１１０が第１ノードを介してデータを受信する最短時間より短い時間でデータを受信し、この受信したデータが、記憶部１１６から読み出した送受信機１１０から送信した認証用データと同じであると認識すると、受信したデータは、回り込んで戻ってきた認証用データであると認識する。ここで、回り込みとは、光ファイバによる光通信において、送信を行った際に発光部から発光した光が、そのまま回り込んで受光部で受信してしまうか、または発光部から発光した光が近端反射（光ファイバーの入射端面により反射された送信光）や遠端反射（光ファイバーの出射端面により反射された送信光による混信）によって送信光が受光部に回り込むことを意味する。

データが回り込んで戻ってきたということは、第１ノードとのデータ通信は不可能であるということである。よって、データ比較部１０７は、送受信機１１０が第１ノードを介してのデータ受信の最短時間より短い時間でデータを受信し、この受信したデータが、送受信機１１０から送信した認証用データと同じである場合、第１ノードとのデータ通信は不可能であると判別する。

また、第１ノードを介してデータを受信する最短時間（以下では、受信最短時間とする）とは、送受信機１１０から送信されたデータが第１ノードで返信されて、この返信されたデータを送受信機１１０が受信するまでの時間のことである。送受信機１１０から送信した場合の説明であるので、第１ノードを介してデータを受信する最短時間を、受信最短時間としている。しかし、以下では、受信最短時間とは、ある送受信機から送ったデータが、この送受信機と直接データ通信を行うノード（送受信機と隣接したノード）で返信されて、この送受信機に戻ってくる（この送受信機が受信する）までの時間を言うものとする。
ここで、例えば、ノード同士のネットワークがＭＯＳＴ準拠である場合を考える。この場合には、隣接されたノードを通して転送されるデータ上には、２フレームの遅延がある。つまり、ここでは、受信最短時間が２フレームということである。そのため、自身のノードが送信したデータが反射したものを受信しているか否かの判別は可能である。つまり、２フレームの遅延より早く受信したデータであって、かつ、送信したデータと同じデータを、反射されたデータであると判断することができる。

なお、データを受信した時間が、受信最短時間より短いか否かは、例えば、データ比較部１０７が、認証用データを送信した時間からデータを受信するまでの時間をカウントすることによって、判定することができる。

（２）データ比較部１０７は、送受信機１１０が一定時間（予め定められた時間）経って何もデータを受信しない場合には、（データ比較部１０７が、送受信機１１０から送信したデータと無いデータとを比較しているととらえてもよい）、第１ノードとのデータ通信は不可能であると判別する。ここで、一定時間を短くすると通信可能か否かの判定がおろそかになるが、あまりに長時間になると、通信可能か否かの判定後に行う実際のデータ通信の開始が遅れる。これらを考慮して一定時間を設定するのが好ましい。例えば、一定時間は、数ノード分（規格で規定されている最大接続ノード数など）のリピート遅延の合計時間であることが好ましい。なお、回り込みのデータなのか、処理されずに戻ってくるデータ（送受信機１１０から送信した認証用データが、宛て先指定したノードまではたどり着かず、接続先にある返信可能なノードにより返信されて、送受信機１１０に戻ってくるような場合等）なのかを区別するために、上記受信最短時間よりは一定時間を長くとっておく。

なお、送受信機１１０と隣接するノードが無い場合にも、データを受信しないため、データ比較部１０７は、通信不可能と判断するので、正しく判別していることになる。よって、データ比較部１０７は第１ノードが接続されていない場合にも常に正しい判断を下すことができる。また、第１ノードと通信可能と判別するということは、第１ノードが接続しているということの判別も含んでいることになる。

（３）データ比較部１０７は、上記（１）、（２）以外の場合には、第１ノードとの通信が可能であると判別する。

例えば、受信最短時間より短くて、かつ、送信したデータとは違うデータを受信した場合（例えば、送受信機１１０からのデータ送信とほぼ同時に第１ノードからデータ送信し、この第１のノードからのデータを送受信機１１０が受信した場合、等）には、受信最短時間より短い時間ではあるが、受信したデータが違うということで、データ比較部１０７は、データ通信可能と判別する。よって、正しく判断される。

他にも、例えば、受信最短時間以上の時間でデータを受信する場合を考える。

送受信機１１０から送信した認証用データが、宛て先指定したノードまでにはたどり着かず、接続先にある返信することができる構成のノードにより返信されて、送受信機１１０に戻ってくる場合がある。ここでは、受信したデータが送信したデータと同じであるが、受信最短時間以上の時間での受信となることから、少なくとも第１ノードを介して受信したということは判断できる。そのため、データ比較部１０７は、第１ノードとのデータ通信は可能であると判別することができる。

また、例えば、送受信機１１１から送信したデータが処理されて送受信機１１０が受信した場合が考えられる。この場合も、受信最短時間以上の時間での後の受信になることから、データ比較部１０７は、第１ノードとのデータ通信は可能であると判別することができる。ちなみに、この場合にデータを比較すると、送信したデータとは、違うデータを受信したということになる。

また、例えば、送受信機１１０から送信した認証用データが、接続先で接続されている宛て先指定したノードによって処理されてきたデータを送受信機１１０が受信することがある。この場合も、受信最短時間以上の時間での受信になることから、データ比較部１０７は、第１ノードとのデータ通信は可能であると判別することができる。ちなみに、この場合にデータを比較すると、送信したデータとは、違うデータを受信したということになる。

また、例えば、ノード１００自身以外のノードから送信されたデータを受信した場合、受信最短時間より長い時間の後の受信では、データ比較部１０７は、第１ノードとのデータ通信は可能であると判別する。ちなみに、この場合にデータを比較すると、送信したデータとは、違うデータを受信したということになる。

以上から、送受信機１１０がどのようなデータを受信する場合でも、受信最短時間以上の時間でデータを受信すると、データ比較部１０７は、第１ノードとのデータ通信は可能であると判別する。よって、受信最短時間以上の時間でデータを受信した場合には、送信データと受信データを比較してもよいが、しなくてもよい。

以上のように、どのような場合においも、比較手段１０７は、送受信機１１０と直接データ通信を行うための第１ノードとのデータ通信が可能か否かを正しく判別することができる。

データ比較部１０８も、送受信機１１１と第２ノードとのデータ通信が可能か否かについて、上記で説明したデータ比較部１０７と同様の判別を行うため、説明は省略する。よって、どのような場合においも、比較手段１０８は、送受信機１１１と直接データ通信を行うための第２ノードとのデータ通信が可能か否かを正しく判別することができる。

なお、データ比較部１０７あるいはデータ比較部１０８が判別できないようなデータを受信した場合には、例えば、データ処理部１０１にデータを送り、判別させるようになっていてもかまわない。

データ比較部１０７およびデータ比較部１０８がそれぞれ、上記通信可能か否かの判別の結果を制御部１０９に送り、この判別の結果が、例えば、第１ノードどの通信が不可能であり、第２ノードとのデータ通信が可能である場合には、次のようにデータは転送される。すなわち、送受信機１１１から受信したデータが、ノード１００自身が処理するデータであった場合、マルチプレクサ１０３を経由して、データ処理部１０１でデータ処理を行い、マルチプレクサ１０６を経由して、送受信機１１１から送信する。自身が処理するデータでない場合には、マルチプレクサ１０４を経由して、ダミーノード１０２でリピートノードが存在しているように一旦バッファし、タイミングをあわせて、マルチプレクサ１０６を経由して、送受信機１１１から送信する。つまり、ダミーノード１０２では、処理を行わないデータに対して、処理を行うデータの出力と同じタイミングで出力できるようにしている。

以上のことから、つまり、送受信機１１１から受信したデータを、マルチプレクサ１０５からではなく、マルチプレクサ１０６を経由するよう制御部１０９が制御していることがわかる。すなわち、制御部１０９が、送受信機１１１から受信したデータを送受信機１１０から送信するのではなく、データを送受信機１１１から返信（送信）するように切り替えている（切り替えステップ）。なお、一方の送受信機から入ったデータを同じ送受信機から出しているので、返信という言葉を用いる。

また、制御部１０９が、データ比較部１０７から第１ノードとの通信が可能であり、データ比較部１０８から第２ノードとのデータ通信が不可能であるという判別結果を受けた場合には、制御部１０９は上記と反対のことを行い、すなわち、送受信機１１０から受信したデータを、データを送受信機１１０から返信するように切り替える。

また、制御部１０９が、第１ノード及び第２ノード両方との通信が可能であるという判別結果を受けた場合、つまり、ノード１００と他のノードがリング・トポロジを形成している場合には、以下のようになる。すなわち、送受信機１１１からデータを受信すると、受信したデータがノード１００自身が処理するデータであった場合、マルチプレクサ１０３を経由して、データ処理部１０１でデータ処理を行い、マルチプレクサ１０５を経由して、送受信機１１０から送信する。自身が処理するデータでない場合には、マルチプレクサ１０４を経由して、ダミーノード１０２でリピートノードが存在しているように一旦バッファし、タイミングをあわせて、マルチプレクサ１０５を経由して、送受信機１１０から送信する。反対に、送受信機１１０からデータを受信すると、受信データがノード１００自身が処理するデータであった場合、マルチプレクサ１０３を経由して、データ処理部１０１でデータ処理を行い、マルチプレクサ１０６を経由して、送受信機１１１から送信する。自身が処理するデータでない場合には、マルチプレクサ１０４を経由して、ダミーノード１０２でリピートノードが存在しているように一旦バッファし、タイミングをあわせて、マルチプレクサ１０６を経由して、送受信機１１１から送信する。

なお、さらに、データ比較部１０７の結果を受けた制御部１０９は、マルチプレクサ１０３を制御し、データ処理部１０１に、送受信機１１０が受信したデータを取り込ませてもよい。送受信機１１０からの受信データを取り込んだ、データ処理部１０８は、この受信データが送受信機１１１から送信した認証用データが処理されたものであるか否かを判別してもよい。または、データ比較部１０８の結果を受けた制御部１０９は、マルチプレクサ１０３を制御し、データ処理部１０１に、送受信機１１１が受信したデータを取り込ませてもよい。データ処理部１０１は、送受信機１１１からの受信データを取り込み、このデータが送受信機１１０から送信した認証用データが処理されたものであるか否かを判別してもよい。

どちらの場合でも一方の送受信機から受信したデータが他方の送受信機から送信され処理されたものであれば、現在の接続状態がリング・トポロジであることがわかる。なお、データ処理部１０１は、一方の送受信機が受信したデータが、他方の送受信機から送信したデータが処理されたものであるか否かを判別することができるものとなっているとする。この場合、一方の送受信機から送信したデータが処理されて他のノードに返信されて戻ってきたものと、他方の送受信機から送信されたデータが処理されて受信されたものとを区別するために、二つの送受信機からはそれぞれ別の認証用データが送られるもとする。

なお、一方の送受信機が受信したデータが、他方の送受信機から送信したデータが処理されたものであるか否かの判別は、例えば、データ比較部１０７やデータ比較部１０８が行ってもよいし、ノード１００にこの判別を行う他の部材があってもよいものとする。

このように、少なくともどちらか一方の送受信機から受信したデータが他方の送受信機から送信され処理されたものであることが判別された場合には、データ通信をどちらか一方向とすることもできる。すなわち、送受信機１１０からデータの受信を行い送受信機１１１からデータを送信するといった方向だけのデータ通信、または、これとは反対方向だけのデータ通信を行うように、制御部１０９がマルチプレクサ１０５やマルチプレクサ１０６を制御してもよい。このように一方向だけの通信を行うことで、電力の消費を削減することができる。

［状態１］
本実施形態の一例として、本発明のデータ通信装置（ノード１００）を、リング・トポロジであるデータ通信システムに適用する場合について説明する。しかし、本発明は、これに限定されるものではなく、他のデータ通信システムにも適用できる。

以下では、上記の構成で上記のように動作するノードが３つ接続された状態にあるシステムの例について、図２〜図５を用いて説明する。ここでは、３つのノードを隣接させてデータ通信システムを形成しているが、もちろん、２つから、あるいは、４つ以上からなるシステムであってもかまわない。

ここでは、従来はリング型に接続されていたデータ通信システムにおいて、伝送路またはノードに障害が発生したなどの理由で、３つのノードが図２に示すようにディジーチェーン型に接続された状態（状態１と呼ぶ）になっているものとする。なお、各ノードは、全て上記したノード１００と同じ構成であり、上記したノード１００と同じ構成部材は同じ機能を持つものとする。それぞれのノードを区別するために、参照番号の末尾にａ、ｂ、ｃの英字を記す。つまり、３つのノードは、ノード１００ａ、ノード１００ｂ、ノード１００ｃとなる。また、例えば、ノード１００の制御部１０９に対応している、ノード１００ａの制御部には、制御部１０９ａのように、各構成部材の参照番号の末尾にも各ノードに付記されたのと同じ英字を付けるものとする。これらの各構成部材は、同じ参照番号のノード１００の各構成部材に対応している。

ノード１００ａは、２つの送受信機１１０ａ、１１１ａを備え、データの授受を全二重方式の光通信によって行う。送受信機１１２ａは、通信路１１４ａからデータの受信を行い、通信路１１２ａへデータの送信を行う全二重方式の送受信機である。送受信機１１１ａは、通信路１１５ａからデータの受信を行い、通信路１１３ａへデータの送信を行う全二重方式の送受信機である。

同様に、ノード１００ｂは、２つの送受信機１１０ｂ、１１１ｂを備え、データの授受を全二重方式の光通信によって行う。送受信機１１０ｂは、通信路１１４ｂからデータの受信を行い、通信路１１２ｂへデータの送信を行う全二重方式の送受信機である。送受信機１１１ｂは、通信路１１５ｂからデータの受信を行い、通信路１１３ｂへデータの送信を行う全二重方式の送受信機である。

同様に、ノード１００ｃは、２つの送受信機１１０ｃ、１１１ｃを備え、データの授受を全二重方式の光通信によって行う。送受信機１１０ｃは、通信路１１４ｃからデータの受信を行い、通信路１１２ｃへデータの送信を行う全二重方式の送受信機である。送受信機１１１ｃは、通信路１１５ｃからデータの受信を行い、通信路１１３ｃへデータの送信を行う全二重方式の送受信機である。

ここで、ノード１００ａの通信路１１５ａとノード１００ｂの通信路１１２ｂとが接続されており、同様に、ノード１００ａの通信路１１３ａとノード１００ｂの通信路１１４ｂとが接続されている。また、ノード１００ｂの通信路１１５ｂとノード１００ｃの通信路１１２ｃとが接続されており、同様に、ノード１００ｂの通信路１１３ｂとノード１００ｃの通信路１１４ｃとが接続されている。また、ノード１００ａの通信路１１４ａおよび通信路１１２ａ、ノード１００ｃの通信路１１５ａおよび通信路１１３ｃは、すべてオープンの状態である。つまり、ノード１００ａとノード１００ｂとは接続されており、ノード１００ｂとノード１００ｃとは接続されており、ノード１００ａと１００ｃとは接続されていない状態である。

以下に、上記各ノードの動作と認証用データの流れについて図３を用いて説明する。図３における矢印はデータの流れを表している。

本例では、ノード１００ａが認証用データを送信する送信ノードであり、ノード１００ａがデータ送信を開始したとする。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、他のノードがデータ送信を開始してもよい。

初めに、ノード１００ａのデータ処理部１０１は、一定時間の間、送受信機１１０ａおよび送受信機１１１ａから入力されるデータがないことを確認すると、時間Ｔ＝ｔ０において、送受信機１１０から通信路１１２ａを介して認証用データであるデータＢを送信し、同様に、送受信機１１１から通信路１１３ａを介して認証用データであるデータＡを送信する。その際、送受信機１１０ａから送ったデータＢは記憶部１１６ａに、送受信機１１１ａから送ったデータＡは、記憶部１１７ａに記憶される。ここでは、データＡ、データＢは、宛て先がノード１００ｃのデータ、つまりノード１００ｃに処理されるデータ、であるとする。

時間Ｔ＝ｔ０において、送受信機１１１ａから送信されたデータＡは、送受信機１１０ｂで受信される。他方、時間Ｔ＝ｔ０において、送受信機１１０ａから送信されたデータＢは、送受信機１１０ａと通信可能なノードがないため、他のノードには受信されない。

時間Ｔ＝ｔ０において送受信機１１１ａから送信され、送受信機１１０ｂで受信されたデータＡは、遅延時間を与えられて（宛て先がノード１００ｃであるため、ノード１００ｂではデータ処理はされないため）、送受信機１１１ｂから時間Ｔ＝ｔ１において送信される。その際、送受信機１１１ｂから送信されたデータＡは記憶部１１７ｂに記憶される。時間Ｔ＝ｔ１において、送受信機１１１ｂから送信されたデータＡは、ノード１００ｃの送受信機１１０ｃで受信される。この送受信機１１０ｃで受信されたデータＡは、データ処理部１０１ｃで処理されて処理済データとなる。これをデータＣと呼ぶ。データＣは、送受信機１１１ｃから時間Ｔ＝ｔ２において送信される。その際、送受信機１１１ｃからに送信されたデータＣは記憶部１１７ｃに記憶される。

図３に示すように、送受信機１１１ａからの認証用データであるデータＡの送信後、予め設定された一定時間が経つ時点を、時間＝ｔ１０とする。また、送受信機１１１ｂからデータＡを送信した後、予め設定された一定時間が経つ時点を、時間Ｔ＝ｔ１１とする。また、送受信機１１１ｃからデータＣを送信した後、予め設定された一定時間経つ時点を、時間Ｔ＝ｔ１２とする。

ノード１００ａのデータ比較部１０８ａは、予め設定された一定時間たっても送受信機１１１ａにデータ受信がないので、時間Ｔ＝ｔ１０において、送受信機１１１ａと隣接したノード１００ｂとは通信不可能である判別し、結果を制御部１０９ａに結果を送る。同時にデータ比較部１０７ａは、予め設定された一定時間たっても送受信機１１０ａにデータ受信がないので、データ比較部１０７ａは、１１０ａと隣接したノードとは通信不可能である判別して制御部１０９ａに結果を送る。なお、ここでは、ノード１００ａは、隣接したノードとは通信が不可能であるということになる。図３において、短い矢印が２つ結ばれているものは、各ノードで判別されたデータ通信の状態を表している。すなわち、矢印に×印がある方向には、データが通信できない状態にあるということを表しており、×印がない方向にはデータ通信ができる状態にあるということを表している。この表示方法は図５においても同じとする。

次に、ノード１００ｂのデータ比較部１０８ｂは、予め設定された一定時間たっても送受信機１１１ａにデータ受信がないので、時間Ｔ＝ｔ１１において、送受信機１１１ｂと隣接したノード１００ｃとは通信不可能と判別して、結果を制御部１０９ｂに送る。データ比較部１０７ｂは、時間Ｔ＝ｔ０で送受信機１１０ａにデータ受信があったので、送受信機１１０ｂと隣接したノード１００ａとは通信可能であると判別して、結果を制御部１０９ｂに送る。そして、時間Ｔ＝ｔ２０において、制御部１０９ｂは、マルチプレクサ１０５ｂを制御して、送受信機１１０ｂから受信したデータＡを送受信機１１０ｂから返信させる。なお、ここでは、ノード１００ｂは、ノード１００ａと通信が可能である状態としかわかっていない。

時間Ｔ＝ｔ２０において送受信機１１０ｂから返信されたデータＡを、ノード１００ａの送受信機１１１ａが受信する。データ比較部１０８ａは、記憶部１１７ａに記憶されたデータＡと同じデータであるが、受信した時間が、Ｔ＝ｔ０でデータ送信してから一定時間以上なので、受信最短期間より時間が経っているので、（上記したように、必ず一定時間は受信最短時間より長く設定されるため）、送受信機１１１ａと隣接したノード１００ｂとは通信可能であると判別して制御部１０９ａに送る。ここでも、送受信機１１０ａからは受信がないため、ノード１００ａは、ノード１００ｂとは通信が可能であるということになる。そこで、制御部１０９ａは、送受信機１１１ａから受信されたデータは、送受信機１１１ａから返信するようにする。

次に、ノード１００ｃのデータ比較部１０８ｃは、予め設定された一定時間たっても送受信機１１１ｃにデータ受信がないので、時間Ｔ＝ｔ１２において、１１１ｃと隣接したノードとは通信不可能と判別して、結果を制御部１０９ｃに送る。データ比較部１０７ｃは、時間Ｔ＝ｔ１で送受信機１１０ｃにデータ受信があったので、送受信機１１０ｃと隣接したノード１００ｂとは通信可能であると判別して、結果を制御部１０９ｃに送る。そのため、時間Ｔ＝ｔ２１において、制御部１０９ｃは、マルチプレクサ１０５ｃを制御して、送受信機１１０ｃから受信したデータＡを処理し、データＣとして送受信機１１０ｃから返信させる。

時間Ｔ＝ｔ２１において、送受信機１１０ｃから返信されたデータＣを、ノード１００ｂの送受信機１１１ｂが受信する。データ比較部１０８ｂは、記憶部１１７ｂに記憶されたデータＡと違うデータであり、受信した時間が、Ｔ＝ｔ１でデータ送信してから一定時間以上なので、受信最短期間より時間が経っているので、送受信機１１１ｂと隣接したノード１００ｃとは通信可能であると判別して制御部１０９ｂに送る。既に、ノード１００ａとはデータ通信が可能と判断されているので、制御部１０９ａは、マルチプレクサ１０５ｂを制御し、送受信機１１１ｂから受信されたデータＣを、遅延時間を与えてＴ＝ｔ２２で送受信機１１０ｂから送信させる。なお、ここで、ノード１００ｂは、ノード１００ａ及びノード１００ｃとのデータ通信が可能である状態とわかる。

時間Ｔ＝ｔ２２で送受信機１１０ｂから送信されたデータＣを、送受信機１１１ａが受信する。ノード１００ａ送信したデータＡの処理済データであるデータＣを受けたことで、認証用データの通信が終了するものとする。

なお、どのノードにおいても、受信最短時間より短い時間で送受信機１１０がデータを受信し、かつそのデータが記憶部１１６から読み出した認証用データと同じであったら、データ比較部１０７は、送受信機１１０と隣接したノードとは接続が不可能であると判断する。また、どのノードにおいても、受信最短時間より短い時間で送受信機１１１がデータを受信し、かつそのデータが記憶部１１７から読み出した認証用データと同じであったら、データ比較部１０７は、送受信機１１０と隣接したノードとは接続が不可能であると判断する。受信最短時間は、一定時間よりも短く設定されているため、
そのため、送受信機１１０や送受信機１１１が回り込みのデータを受信した場合でも、正しい判別が可能である。

以上のように、認証用データの通信が終了した時点（時間Ｔ＝ｔ２２）で、ノード１００ａはノード１００ｂと、ノード１００ｂはノード１００ａ及びノード１００ｃと、ノード１００ｃはノード１００ｂと、接続していることが、確認される。そして、送受信機１１１ａで受信したデータは送受信機１１１ａから返信するように、制御部１０９ａは制御する。送受信機１１０ｃで受信したデータは送受信機１１０ｃから返信するように、制御部１０９ｃは制御する。また、送受信機１１０ｂで受信したデータは送受信機１１１ｂから送信され、送受信機１１１ｂで受信したデータは送受信機１１０ｂから送信するように、制御部１０９ｂは制御する。このことから、通信可能なノード間でのデータ通信が行うことができることがわかる。

認証用データにより、ノード同士の接続状態が判別されたら、その後は、本来のデータ通信で用いられるデータの通信を、行えばよい。

また、ノード１００ｂが送信ノードであると、一定時間後にはノード１００ａとノード１００ｃとの通信が不可能と判別され、その後、ノード１００ａの送受信機１１１ａとノード１００ｃの送受信機１１０ｃとからデータが返信されることで、ノード１００ａと１００ｃとの通信が可能であると判別される。ノード１００ａにおいては、ノード１００ｂからデータを送受信機１１１ａが受信することで、一定時間以降も１１０ａからはどのようなデータも受信しないことで、ノード１００ｂとは通信可能であることが判別される。ノード１００ｃにおいては、ノード１００ｂからデータを送受信機１１０ｃが受信することで、一定時間以降も送受信機１１１ｃからはどのようなデータも受信しないことで、ノード１００ｂとは通信可能であることが判別される。

よって、ノード１００ｂから認識用データを送信しても、正しいノード同士の接続が判別されることになる。

また、ノード１００ｃからの認識用データを送信した場合、上記ノード１００ａと同様、正しいノード同士の接続が判別されることになる。

つまり、どのノードから認識用データを送信したとしても（どのノードが送信ノードであったとしても）、正しいノード同士の接続が判別される。そして、通信可能なノード間でのデータ通信が行われる。

また、ノードが２つディジーチェーン型に接続していても、３つより多くのノードがディジーチェーン型に接続されていても、ノード同士の接続を正しく判別することができる。 例えば、リング・トポロジである複数のノードからなるシステムにおいて、隣接しないノード２つが故障しているような場合でも、ディジーチェーン型に接続されたノードからなるシステムが２つある場合と考えることができるので、このような場合にも正しくノード同士の接続を判別し、有効なノード間での通信を可能とすることができる。

［状態２］
以下では、本実施形態のノード１００が３つ接続し、状態１とは別の状態にあるシステムの例について図４、図５を用いて説明する。

ここでは、３つのノードが、伝送路および各ノードに何の障害もなく、図４に示すようにリング型に接続された状態（状態２と呼ぶ）であるものとする。

なお、各ノードは、全て上記したノード１００と同じ構成であり、上記したノード１００と同じ構成部材は同じ機能を持つものとする。つまり、３つ全てのノードの構成は、状態１と同様であり、接続状態だけが違う。よって、ここでも各ノードを、ノード１００ａ、ノード１００ｂ、ノード１００ｃとする。また、各ノードの構成部材についても、状態１と同様である。

状態１で説明したように、ノード１００ａ、ノード１００ｂ、ノード１００ｃは、それぞれ、２つの送受信機を備えデータの授受を全二重方式の光通信によって行う。また、全ての送受信機は全二重方式の送受信機である。

ノード１００ａは、２つの送受信機１１０ａ、１１１ａを備え、データの授受を全二重方式の光通信によって行う。送受信機１１２ａは、通信路１１４ａからデータの受信を行い、通信路１１２ａへデータの送信を行う全二重方式の送受信機である。送受信機１１１ａは、通信路１１５ａからデータの受信を行い、通信路１１３ａへデータの送信を行う全二重方式の送受信機である。

ノード１００ｂは、２つの送受信機１１０ｂ、１１１ｂを備え、データの授受を全二重方式の光通信によって行う。送受信機１１２ｂは、通信路１１４ｂからデータの受信を行い、通信路１１２ｂへデータの送信を行う全二重方式の送受信機である。送受信機１１１ｂは、通信路１１５ｂからデータの受信を行い、通信路１１３ｂへデータの送信を行う全二重方式の送受信機である。

ノード１００ｃは、２つの送受信機１１０ｃ、１１１ｃを備え、データの授受を全二重方式の光通信によって行う。送受信機１１２ｃは、通信路１１４ｃからデータの受信を行い、通信路１１２ｃへデータの送信を行う全二重方式の送受信機である。送受信機１１１ｃは、通信路１１５ｃからデータの受信を行い、通信路１１３ｃへデータの送信を行う全二重方式の送受信機である。

ここで、ノード１００ａの通信路１１４ａとノード１００ｃの通信路１１３ｃとが接続されており、同様にノード１００ａの通信路１１２ａとノード１００ｃの通信路１１５ｃとが接続されている。また、ノード１００ａの通信路１１５ａとノード１００ｂの通信路１１２ｂとが接続されており、同様に、ノード１００ａの通信路１１３ａとノード１００ｂの通信路１１４ｂとが接続されている。また、ノード１００ｂの通信路１１５ｂとノード１００ｃの通信路１１２ｃとが接続されており、同様に、ノード１００ｂの通信路１１３ｂとノード１００ｃの通信路１１４ｃとが接続されている。

状態１では、ノード１００ａの通信路１１４ａおよび通信路１１２ａ、ノード１００ｃの通信路１１５ａおよび通信路１１３ｃは、すべてオープンの状態であったのに対し、状態２では、ノード１００ａの通信路１１４ａとノード１００ｃの通信路１１３ｃとが接続されており、同様にノード１００ａの通信路１１２ａとノード１００ｃの通信路１１５ｃとが接続されている点が違う。つまり、状態１では、ノード１００ａとノード１００ｂとは接続されており、ノード１００ｂとノード１００ｃは接続されており、ノード１００ａと１００ｃとは接続されていない状態であったのに対し、状態２では、ノード１００ａとノード１００ｂとは接続されており、ノード１００ｂとノード１００ｃは接続されており、ノード１００ｃと１００ａと接続されている状態である。

以下に、上記各ノードの動作について図５を用いて説明する。

本例では、ノード１００ａが認証用データを送信する送信ノードであり、ノード１００ａがデータ送信を開始したとする。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、他のノードがデータ送信を開始してもよい。

初めに、認証用データの流れを説明する。ノード１００ａのデータ処理部１０１は、一定時間の間、送受信機１１０ａおよび送受信機１１１ａから入力されるデータがないことを確認すると、時間Ｔ＝ｔ０において、送受信機１１０ａから通信路１１２ａを介して認証用データであるデータＢを送信し、同様に、送受信機１１１ａから通信路１１３ａを介して認証用データであるデータＡを送信する。その際、送受信機１１０ａから送ったデータＢは記憶部１１６ａに、送受信機１１１ａから送ったデータＡは、記憶部１１７ａに記憶される。ここでは、データＡ、データＢは、宛て先がノード１００ｃのデータ、つまりノード１００ｃに処理されるデータ、であるとする。

時間Ｔ＝ｔ０において、送受信機１１１ａから送信されたデータＡは、送受信機１１０ｂで受信される。他方、時間Ｔ＝ｔ０において、送受信機１１０ａから送信されたデータＢは、送受信機１１１ｃで受信される。

時間Ｔ＝ｔ０において、送受信機１１１ａから送信され、送受信機１１０ｂで受信されたデータＡは、自ノード宛のデータでないため、ダミーノード１０２ｂにて遅延時間を与えられて、送受信機１１１ｂから時間Ｔ＝ｔ１において送信される。その際、送受信機１１１ｂから送信されたデータＡは記憶部１１７ｂに記憶される。他方、時間Ｔ＝ｔ０において、送受信機１１０ａから送信され、送受信機１１１ｃで受信されたデータＢは、データ処理部１０１ｃにおいて処理され、処理済データであるデータＤとなる。データＤは、送受信機１１０ｃから時間Ｔ＝ｔ１において送信される。その際、送受信機１１０ｃから送信されたデータＤは記憶部１１６ｃに記憶される。

時間Ｔ＝ｔ１において、送受信機１１１ｂから送信されたデータＡは、ノード１００ｃの送受信機１１０ｃで受信される。この送受信機１１０ｃで受信されたデータＡは、データ処理部１０１ｃで処理されて処理済データであるデータＣとなる。データＣは、送受信機１１１ｃから時間Ｔ＝ｔ２において送信される。その際、送受信機１１１ｃからに送信されたデータＣは記憶部１１７ｃに記憶される。他方、時間Ｔ＝ｔ１において、送受信機１１０ｃから送信されたデータＤは、送受信機１１１ｂで受信される。この送受信機１１１ｂで受信されたデータＤは、自ノード宛のデータでないため、ダミーノード１０２ｂで遅延時間を与えられて、送受信機１１０ｂから送信される。その際、送受信機１１０ｂから送信されたデータＤは記憶部１１６ｂに記憶される。

時間Ｔ＝ｔ２において、送受信機１１１ｃから送信されたデータＣは、ノード１００ａの送受信機１１０ａで受信される。また、時間Ｔ＝ｔ２において、送受信機１１０ｂから送信されたデータＤは、ノード１００ａの送受信機１１１ａで受信される。

次に各ノードの、他のノードと通信可能かどうかを判別する動作について説明する。

ノード１００ａにおいて、時間Ｔ＝ｔ２に送受信機１１０ａがデータを受信し、データ比較部１０７ａは、記憶部１１６ａからデータＢを読み出し、送受信機１１０ａで受信したデータＣと比較する。比較したデータが違うため、隣接したノード１００ｃとの通信が可能であると判別し、結果を制御部１０９ａに送信する。また、データ比較部１０８ａは、記憶部１１７ａからデータＡを読み出し、送受信機１１１ａが受信したデータＤと比較する。比較したデータが違うため、隣接したノード１００ｂとの通信が可能であると判別し、結果を制御部１０９に送信する。ここで、ノード１００ａは、ノード１００ｂ及びノード１００ｃとのデータ通信が可能である状態とわかる。

ここでは、送受信機１１０ａがデータ受信したとき、データ比較部１０７が隣接したノードとの通信が可能か否かの判別を行い、送受信機１１１ａがデータを受信したときデータ比較部１０８が隣接したノードとの通信が可能か否かの判別を行っている。しかし、一定時間たった後に隣のノードとのデータ通信が可能か否かの判別を行ってもよい。すなわち、時間Ｔ＝ｔ１０において、データＡおよびデータＢを送信後、予め設定された一定時間経つとすると、データ比較部１０７ａおよびデータ比較部１０８ａが、Ｔ＝ｔ１０以降において、判別を行ってもよい。つまり、一定時間内（ここでは、時間Ｔ＝ｔ２）で、送受信機１１０ａがデータを受信したことで、データ比較部１０７ａは、データ通信可能という判別をする。また、一定時間内（ここでは、時間Ｔ＝ｔ２）で、送受信機１１１ａがデータを受信したことで、データ比較部１０８ａは、データ通信可能という判別をする。以下の説明において、他のノードのデータ比較部１０７及びデータ比較部１０８もデータ受信時に通信可能か否かを判別するが、ノード１００ａと同様一定時間後に判別してもよい。

ノード１００ｂにおいて、データ比較部１０７ｂは、時間Ｔ＝ｔ０で送受信機１１０ｂにデータ受信があったので、送受信機１１０ｂと隣接したノード１００ａとは通信可能であると判別して、結果を制御部１０９ｂに送る。送受信機１１１ｂには、時間Ｔ＝ｔ１にデータＡを送信すると略同時にデータＤを受信する。つまり、データ送信した後、受信最大時間より短い時間で受信していることになる。しかし、比較部１０８ｂは、受信したデータＤが、記憶部１１７ｂで読み出したデータＡと違うとわかるので、隣接したノード１００ｃとデータ通信は可能であると判別し、結果を制御部１０９ｂに送信する。ここで、ノード１００ｂは、ノード１００ａ及びノード１００ｃとのデータ通信が可能である状態とわかる。

ノード１００ｃにおいて、データ比較部１０７ｃは、時間Ｔ＝ｔ１で送受信機１１０ｃにデータ受信があるので、送受信機１１０ｃと隣接したノード１００ｂとは通信可能であると判別して、結果を制御部１０９ｃに送る。また送受信機１１１ｃでは、時間Ｔ＝ｔ１にデータＡを受信するので、送受信機１１１ｃと隣接したノード１００ａとは通信可能であると判別して、結果を制御部１０９ｃに送る。ここで、ノード１００ｃは、ノード１００ｂ及びノード１００ａとのデータ通信が可能である状態とわかる。

なお、どのノードにおいても、受信最短時間より短い時間で送受信機１１０がデータを受信し、かつそのデータが記憶部１１６から読み出した認証用データと同じであったら、データ比較部１０７は、送受信機１１０と隣接したノードとは接続が不可能であると判断する。また、どのノードにおいても、受信最短時間より短い時間で送受信機１１１がデータを受信し、かつそのデータが記憶部１１７から読み出した認証用データと同じであったら、データ比較部１０７は、送受信機１１０と隣接したノードとは接続が不可能であると判断する。受信最短時間は、一定時間よりも短く設定されているため、
そのため、送受信機１１０や送受信機１１１が回り込みのデータを受信した場合でも、正しい判別が可能である。

送信ノード１００ａが時間Ｔ＝ｔ２において、送信したデータＡの処理済データであるデータＣを受信することで、データＡの通信が終了するものとする。また、送信ノード１００ａが時間Ｔ＝ｔ２において、送信したデータＢの処理済データであるデータＤを受信することで、データＢの通信が終了するものとする。

以上のように、認証用データであるデータＡおよびデータＢの通信が終了した時点で、ノード１００ａはノード１００ｂおよびノード１００ｃと、ノード１００ｂはノード１００ａ及びノード１００ｃと、ノード１００ｃはノード１００ｂおよびノード１００ａと、接続していることが、確認されていることになる。図５において、短い矢印が２つ結ばれているものは、各ノードで判別されたデータ通信の状態を表している。すなわち、ノード１、ノード２、ノード３は、双方向にデータ通信ができる状態にあるということを表している。そして、送受信機１１０ａで受信したデータは送受信機１１１ａから送信され、送受信機１１１ａで受信したデータは送受信機１１０ａから送信するように、制御部１０９ａは制御する。送受信機１１０ｂで受信したデータは送受信機１１１ｂから送信され、送受信機１１１ｂで受信したデータは送受信機１１０ｂから送信するように、制御部１０９ｂは制御する。また、送受信機１１０ｃで受信したデータは送受信機１１１ｃから送信され、送受信機１１１ｃで受信したデータは送受信機１１０ｃから送信するように、制御部１０９ｃは制御する。

以上のように、認証用データにより、ノード同士の接続状態が判別されたら、その後は、本来のデータ通信で用いられるデータの通信を、行えばよい。

なお、認証用データの通信が終了した時点で、ノード１００ａにおいて、データ比較部１０７ａの結果を受けた制御部１０９ａは、マルチプレクサ１０３ａを制御し、データ処理部１０１ａに、送受信機１１０ａが受信したデータＣを取り込ませてもよい。送受信機１１０からのデータＣを取り込んだ、データ処理部１０１ａは、この受信データが送受信機１１１ａから送信したデータＡが処理されたものであるか否かを判別してもよい。または、データ比較部１０８ａの結果を受けた制御部１０９ａは、マルチプレクサ１０３ａを制御し、データ処理部１０１ａに、送受信機１１１ａが受信したデータＤを取り込ませてもよい。データ処理部１０１ａは、送受信機１１１ａからのデータＤを取り込み、このデータが送受信機１１０ａから送信したデータＢが処理されたものであるか否かを判別してもよい。

どちらの場合でも一方の送受信機から受信したデータが他方の送受信機から送信され処理されたものであると判別されたなら、現在の接続状態がリング・トポロジであることがわかる。上記では、データ比較部１０７ａまたはデータ比較部１０８ａの結果からの判別であるが、両方のデータ比較部の結果から判別してもかまわない。

このように、少なくともどちらか一方の送受信機から受信したデータが他方の送受信機から送信され処理されたものであることが判別された場合には、データ通信をどちらか一方向とすることもできる。すなわち、どのノードにおいても、送受信機１１０からデータ受信し送受信機１１１からデータを送信するといった方向だけのデータ通信となるように、制御部１０９がマルチプレクサ１０５やマルチプレクサ１０６を制御してもよい。または、これとは反対に、送受信機１１１からデータの受信し送受信機１１０からデータを送信するといった方向だけのデータ通信となるように、制御部１０９がマルチプレクサ１０５やマルチプレクサ１０６を制御してもよい。このように一方向だけの通信を行うことで、電力の消費を削減することができる。

また、ノード１００ｂやノード１００ｃが送信ノードであっても、上記ノード１００ａと同様、正しいノード同士の接続が判別されることになる。

つまり、どのノードから認識用のデータを送信したとしても、正しいノード同士の接続が判別される。

以上のように、本実施形態のノードを用いると、自身のノードと直接データ通信を行う２つのノードのうち、どちらか一方のノードと通信が不可能になっても、他方のノードから受信したデータをこの他方のノードに返信することができる。

そのため、本実施形態のノードがネットワークを形成している場合、例えば、断線した通信回線があった場合、この断線した通信回線の手前のノードにおいて、折り返して返信することができるので、データが転送されずにシステム全体がダウンするといったことが生じない。ゆえに、本実施形態のノードは、通信回線がどこかで断線してもデータ通信のシステム全体がダウンすることなく、通信可能なノード間での通信が可能となるシステムを構成することができる。

また、本実施形態のノードがネットワークを形成している場合、例えば、ノードに故障が生じた場合、このノードの手前で折り返して返信することができる。また、自身の送受信機に故障が生じた場合、故障していない方の送受信機から返信することができる。ゆえに、ノードあるいは自身の送受信機に故障が生じた場合でも通信可能なノード間で通信ができるシステムを構成することができる。

つまり、本実施形態のノードは、システム上に支障が生じた場合でも、通信可能なノード間で通信が行えるシステムを構成することができる。

例えば、複数のノードが作るネットワークの形状がリング・トポロジである場合、あるノードの送受信機が１箇所故障してしまい、リング・トポロジを形成できなくなった場合でも、ディジーチェーン接続として動作することが可能である。よって、データ通信に支障をきたさない。また、ノードにおける片方の送受信機が１箇所故障したとしても、その送受信機を交換する必要がなく、ノードは、故障していない方の送受信機から受信したデータをその故障していない方の送受信機から返信することができる。よって、片方の送受信機が故障したとしても、ノードをそのまま使用することが可能なので、コストの削減を図ることができる。

また、リング・トポロジを構成するあるノードが故障したとしても、接続をし直す必要がなく、ディジーチェーン接続としてデータ通信を行うことが可能である。これは、故障したノードの手前のノードが折り返して返信することができるためである。

また、リング・トポロジを形成しているノードのうち、使用しないノードの電源を落としたとしても、ディジーチェーン接続として、通信が可能であり、省電力の効果を図ることができる。この結果、通信可能状態のノードが接続されていない送受信機に対してはデータの送信を行わないので、ノードにおける電力を使用する部材にかかる余分な負荷を軽減することができ、省電力の効果を図ることができる。

なお、上記実施形態のノードの各部や各処理ステップは、ＣＰＵなどの演算手段が、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭなどの記憶手段に記憶されたプログラムを実行し、キーボードなどの入力手段、ディスプレイなどの出力手段、あるいは、インターフェース回路などの通信手段を制御することにより実現することができる。したがって、これらの手段を有するコンピュータが、上記プログラムを記録した記録媒体を読み取り、当該プログラムを実行するだけで、本実施形態のノードの各種機能および各種処理を実現することができる。また、上記プログラムをリムーバブルな記録媒体に記録することにより、任意のコンピュータ上で上記の各種機能および各種処理を実現することができる。

この記録媒体としては、マイクロコンピュータで処理を行うために図示しないメモリ、例えばＲＯＭのようなものがプログラムメディアであっても良いし、また、図示していないが外部記憶装置としてプログラム読み取り装置が設けられ、そこに記録媒体を挿入することにより読取り可能なプログラムメディアであっても良い。

また、何れの場合でも、格納されているプログラムは、マイクロプロセッサがアクセスして実行される構成であることが好ましい。さらに、プログラムを読み出し、読み出されたプログラムは、マイクロコンピュータのプログラム記憶エリアにダウンロードされて、そのプログラムが実行される方式であることが好ましい。なお、このダウンロード用のプログラムは予め本体装置に格納されているものとする。

また、上記プログラムメディアとしては、本体と分離可能に構成される記録媒体であり、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フレキシブルディスクやハードディスク等の磁気ディスクやＣＤ／ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ等のディスクのディスク系、ＩＣカード（メモリカードを含む）等のカード系、あるいはマスクＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）、フラッシュＲＯＭ等による半導体メモリを含めた固定的にプログラムを担持する記録媒体等がある。

また、インターネットを含む通信ネットワークを接続可能なシステム構成であれば、通信ネットワークからプログラムをダウンロードするように流動的にプログラムを担持する記録媒体であることが好ましい。

さらに、このように通信ネットワークからプログラムをダウンロードする場合には、そのダウンロード用のプログラムは予め本体装置に格納しておくか、あるいは別な記録媒体からインストールされるものであることが好ましい。

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

以上のように本発明は、データ通信システム上に支障が生じた場合にも、データ通信システム全体が使用不能になるのを防ぐことができる。そのため、データ通信装置、データ通信システムに好適に利用することができる。また、例えば、「車載電子機器」や「情報家電」といったマルチメディアの装置において好適に利用することができる。

本発明に係るデータ通信装置の構成図である。 本発明データ通信装置からなるシステムの状態を示す図である。 図２の状態のシステムにおける、データの流れを示す図である。 発明データ通信装置からなるシステムの、図２とは別の状態を示す図である。 図４の状態のシステムにおける、データの流れを示す図である。 ＭＯＳＴネットワークの例を示す図である。 従来のデータ通信装置におけるデータの流れを示す図である。 従来のノードからなるシステムにおけるデータの流れを示す図である。 従来のノードからなるシステムにおいて、データが転送できなくなった状態を示す図である。

符号の説明

１００ ノード（データ通信装置）
１０１ データ処理部
１０２ ダミーノード
１０３ マルチプレクサ
１０４ マルチプレクサ
１０５ マルチプレクサ
１０６ マルチプレクサ
１０７ データ比較部（判別手段）
１０８ データ比較部（判別手段）
１０９ 制御部（切り替え手段）
１１０ 送受信機
１１１ 送受信機
１１２ 通信路
１１３ 通信路
１１４ 通信路
１１５ 通信路
１１６ 記憶部（記憶手段）
１１７ 記憶部（記憶手段）

Claims (11)

1. 二つの送受信機を備え、一方の送受信機で受信したデータを、他方の送受信機から送信するデータ通信装置において、
   上記二つの送受信機とそれぞれ直接データ通信を行うための第１のデータ通信装置および第２のデータ通信装置とのデータ通信が可能であるか否かを判別する判別手段と、
   一方の送受信機から受信したデータを、他方の送受信機から送信するか、一方の送受信機から返信するかを切り替える切り替え手段と、
   送信したデータを記憶する記憶手段と、を備え、
   上記判別手段が第１のデータ通信装置および第２のデータ通信装置の何れか一方とのデータ通信が不可能であると判別した場合に、上記切り替え手段は、他方のデータ通信装置と接続した送受信機から受信したデータを、当該送受信機から当該他方のデータ通信装置に返信するようになっており、
   上記判別手段は、二つの送受信機それぞれについて、送受信機と直接データ通信を行うためのデータ通信装置を介してのデータ受信の最短時間より短い時間でデータを受信し、かつ、送受信機から受信したデータが上記記憶手段に格納された当該送受信機から送信したデータと同じである場合、あるいは、
   予め定められた時間、送受信機がどのようなデータも受信しない場合には、
   当該送受信機と直接データ通信を行うためのデータ通信装置とはデータ通信が不可能であると判別することを特徴とするデータ通信装置。
2. 上記第１および第２のデータ通信装置のいずれか一方と接続した送受信機から受信したデータを、受信した送受信機から返信する際、受信したデータが自身において処理するデータでない場合、受信したデータに対し、処理した場合と同じタイミングで出力できるように遅延時間を与えて返信することを特徴とする請求項１に記載のデータ通信装置。
3. 第１及び第２のデータ通信装置と全二重方式を用いた光通信によって、データ通信を行うことを特徴とする請求項１または２に記載のデータ通信装置。
4. 第１及び第２のデータ通信装置と一芯の光ファイバーケーブルによってデータ通信を行うことを特徴とする請求項３に記載のデータ通信装置。
5. 第１及び第２のデータ通信装置と二芯の光ファイバーケーブルによってデータ通信を行うことを特徴とする請求項３に記載のデータ通信装置。
6. 少なくともどちらか一方の送受信機から送信したデータが処理された処理済みデータを、他方の送受信機で受信した場合、
   どちらか一方の送受信装置からデータを送信し他方の送受信装置からデータを受信する一方向のみのデータ通信を行い、反対方向のデータ通信を行わないことを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載のデータ通信装置。
7. マルチメディアの装置に使用されることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載のデータ通信装置。
8. 複数のデータ通信装置でネットワークを形成するデータ通信システムにおいて、
   上記複数のデータ通信装置は、請求項１から７の何れか１項に記載のデータ通信装置であることを特徴とするデータ通信システム。
9. 二つの送受信機を備え、一方の送受信機で受信したデータを、他方の送受信機から送信するデータ通信装置のデータ通信方法において、
   判別手段が、上記二つの送受信機とそれぞれ直接データ通信を行う第１のデータ通信装置および第２のデータ通信装置とのデータ通信が可能であるか否かを判別する判別ステップと、
   切り替え手段が、一方の送受信機から受信したデータを、他方の送受信機から送信するか、一方の送受信機から返信するかを切り替える切り替えステップと、
   記憶手段が、返信したデータを記憶する記憶ステップと、を含み、
   上記判別ステップにおいて、上記判別手段が、第１のデータ通信装置および第２のデータ通信装置の何れか一方とのデータ通信が不可能であると判別した場合に、上記切り替えステップにおいて、上記切り替え手段は、他方のデータ通信装置と接続した送受信機から受信したデータを、当該送受信機から当該他方のデータ通信装置に返信し、
   上記判別手段は、二つの送受信機それぞれについて、送受信機と直接データ通信を行うためのデータ通信装置を介してのデータ受信の最短時間より短い時間でデータを受信し、かつ、送受信機から受信したデータが上記記憶手段に格納された当該送受信機から送信したデータと同じである場合、あるいは、
   予め定められた時間、送受信機がどのようなデータも受信しない場合には、
   当該送受信機と直接データ通信を行うためのデータ通信装置とはデータ通信が不可能であると判別することを特徴とするデータ通信方法。
10. 請求項１〜７の何れか１項に記載のデータ通信装置を動作させる制御プログラムであって、上記各手段をコンピュータに実現させるためのデータ通信プログラム。
11. 請求項１０に記載のデータ通信プログラムを記録したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

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