JP4327580B2 - イーサネット（登録商標）システム - Google Patents

Description

この発明は、イーサネット（登録商標）の光ケーブルの断線を検出するようにしたイーサネット（登録商標）システムに関するものである。

イーサネット（登録商標）の光ケーブルのように、送信・受信で２本の線がある場合、１本の線が切れた場合に、他装置が認識できない問題があった。そのため、特殊な線を設け、ハードウェアのロジックを入れることにより対処していた。
特許文献１には、一方の回路パッケージにパルス発生器とカウンタを設け、このパルス発生器から発生したパルスを往復の光ケーブルを介して他方の回路パッケージに設けられた接続線を経由して戻すようにして断を検出するものが記載されている。

特許第２６９０６０２号公報（第２頁、図１）

イーサネット（登録商標）の光ケーブルは、送信・受信で２本の線がある。受信側の光ケーブルが抜けた場合には、リンク断と判断できるが、送信側の光ケーブルが抜けた場合には、リンク断と検出できないという問題があった。
従来の処理では、送信・受信の２本の線がある場合には、余分に特殊信号線を増やすことで異常検出をするなど複雑な処理が必要であった。特許文献１でも、他方の回路パッケージに接続線を設ける必要があった。また、特許文献１は、一方の回路パッケージで異常を検出しても、他方の回路パッケージに伝わるようにはなっていなかった。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、特殊信号線を設けることなく、光ケーブルの断線を光ケーブルの受信側及び送信側に配置されたイーサネット（登録商標）装置により検出できるようにしたイーサネット（登録商標）システムを得ることを目的にしている。

この発明に係わるイーサネット（登録商標）システムにおいては、二台のイーサネット（登録商標）装置がそれぞれ受信側及び送信側の二本のイーサネット（登録商標）光ケーブルを介して接続されたイーサネット（登録商標）システムにおいて、イーサネット（登録商標）装置は、ソフトウェアにより定周期で受信側のイーサネット（登録商標）光ケーブルの断線を検出し、断線を検出したとき及び断線の復旧を検出したときは、送信側のイーサネット（登録商標）光ケーブルを介して他のイーサネット（登録商標）装置に、それぞれ断線及び復旧を示すパケットを断線及び復旧の変化時のみ送信するようにしたものである。

この発明は、以上説明したように、二台のイーサネット（登録商標）装置がそれぞれ受信側及び送信側の二本のイーサネット（登録商標）光ケーブルを介して接続されたイーサネット（登録商標）システムにおいて、イーサネット（登録商標）装置は、ソフトウェアにより定周期で受信側のイーサネット（登録商標）光ケーブルの断線を検出し、断線を検出したとき及び断線の復旧を検出したときは、送信側のイーサネット（登録商標）光ケーブルを介して他のイーサネット（登録商標）装置に、それぞれ断線及び復旧を示すパケットを断線及び復旧の変化時のみ送信するようにしたので、イーサネット（登録商標）光ケーブルの断線及び復旧を、そのイーサネット（登録商標）光ケーブルにより接続された二台のイーサネット（登録商標）装置で、検知することができるとともに、断線及び復旧の変化時のみ送信することにより通信負荷が軽減される。

実施の形態１．
実施の形態１は、イーサネット（登録商標）システムを構成する装置Ａと装置Ｂ間でライブチェックを行い、片方のケーブルが断線した場合に、装置Ａ、装置Ｂの両方で異常検出できるようにしたものである。
図１は、この発明の実施の形態１によるイーサネット（登録商標）システムの光ケーブルの切断時を示す構成図である。
図１において、イーサネット（登録商標）システムを構成する装置Ａ１０１、装置Ｂ１０２は、ソフトウェアが搭載されたイーサネット（登録商標）の装置であり、イーサネット（登録商標）の光ケーブル１０３、１０４により接続されている。図１では、光ケーブル１０３の断線が示されている。

図２は、この発明の実施の形態１によるイーサネット（登録商標）システムのライブチェック処理を示すフローチャートである。
図３は、この発明の実施の形態１によるイーサネット（登録商標）システムの光ケーブルの復旧時を示す構成図である。
図３において、１０１〜１０４は図１におけるものと同一のものである。

このように構成されたイーサネット（登録商標）システムにおいては、図１のように、光ケーブル１０３が断線した場合、装置Ｂ１０２では、その断線を検出できるが、装置Ａでは、光ケーブル１０３が断線したことが認識できないという問題がある。
図２は、装置Ａ、装置Ｂのソフトウェアでのライブチェック処理の関数の処理を示している。この関数は、定周期で呼ばれる。
図２において、ステップ２０１は、受信側の光ケーブルが断線したかどうかチェックする処理である。もし、断線されていなければ、ステップ２０２の処理となり、相手装置に正常パケットを送信する。ステップ２０１で、断線と判断されれば、ステップ２０３の処理となり、相手装置Ａ１０１に異常パケットを送信する。
図１の場合では、装置Ｂ１０２は、受信側の光ケーブル１０３が断線したため、装置Ａ１０１に対して異常パケットを送信する。装置Ａ１０１は、異常パケットを受けることで、送信側の光ケーブル１０３が断線したことを判断できる。

図３は、図１で光ケーブル１０３が復旧した時のもので、図３の場合では、装置Ｂ１０２は、受信側の光ケーブル１０３が復旧したので、相手装置Ａ１０１に正常パケットを送信する。装置Ａ１０１は、正常パケットを受けることで、光ケ−ブル１０３が復旧したことを検知できる。

実施の形態１によれば、受信側の装置で、光ケーブルの断線を検出したとき、送信側の装置に異常パケットを送信するようにしたので、送信側でも光ケーブルの断線を検知できる。

実施の形態２．
実施の形態２は、装置Ａと装置Ｂ間の光ケーブルの断線、復旧を検出した場合に装置間でパケットをやり取りし、異常検出するようにした。
実施の形態２の構成は、図１と同じである。

図４は、この発明の実施の形態２によるイーサネット（登録商標）システムの光ケーブル断線、復旧の検出処理を示すフローチャートである。
図４の断線、復旧検出処理は、装置Ａ１０１と装置Ｂ１０２で、定周期に起動され、受信側の復旧、断線に変化があった場合にパケットを相手側に送信する。 図４において、ステップ４０１は、ＦＬＡＧ（変数）の初期値として、受信側の光ケーブルの状態を復旧にしている。これはソフトウェアの初期化で行っておく。
ステップ４０２は、受信側が復旧かどうかを判断する処理である。図１の装置Ｂ１０２では、断線されているため、ステップ４０６の処理に進む。ステップ４０６は、前回復旧かどうかを判断する処理で、前回（初期値）は復旧だったため、ステップ４０７に進み、リンク異常パケットを相手側（装置Ａ１０１）に送信する。その後、ステップ４０８で、ＦＬＡＧを断線の異常にしておく。装置Ａ１０１は、異常パケットを受けたため、光ケーブル１０３がリンク断であることを検出できる。

今、図１の状態から図３の状態に遷移し、光ケーブルが復旧された場合について示す。
再び、図４の処理が、呼ばれ、装置Ｂ１０２では、ステップ４０２の処理で、受信側が復旧したため、ステップ４０３に進む。ステップ４０３では、以前断線（ＦＬＡＧで判断）だったため、ステップ４０４で変化ありとして正常パケットを送信する。ステップ４０５では、ＦＬＡＧを復旧にしておく。装置Ａ１０１では、正常パケットを受け取ったため、光ケーブル１０３が正常になったことを検知する。

実施の形態１では、定周期にパケットをやり取りしていたが、実施の形態２では、変化のあった時のみパケットを送信するため、通信負荷が軽くなるという利点がある。

実施の形態３．
実施の形態３は、装置Ａ、装置Ｂ間で光ケーブルの断線を検出した場合に送信側の信号線を遮断する手段を両装置に設け、復旧時は復旧パケットの受け渡しにより、復旧を検出するようにした。
図５は、この発明の実施の形態３によるイーサネット（登録商標）システムの光ケーブルの断線時を示す構成図であり、光ケーブルが断線された状態を示している。
図５において、１０１〜１０４は図１におけるものと同一のものである。図５では、装置Ａ１０１及び装置Ｂ１０２には、それぞれソフトウェアおよび光ケーブル断検出回路５０５が搭載されている。光ケーブル断検出回路５０５は、光ケーブル１０３、１０４の断を検出する。

図５の構成では、光ケーブル１０３が断線されたことを装置Ｂ１０２では、検出できるが、装置Ａ１０１では、光ケーブル１０３の断線を認識できないという問題がある。

このため、光ケーブル断検出回路５０５は、受信側の断線を検出した場合、送信側の光信号を遮断する機能を有している。このようにハードウェアにより、光ケーブルの断を検出することで、早く異常検出ができる。例えば、装置Ｂ１０２が受信側の光ケーブル１０３の断線を検出した場合、送信側の光ケーブル１０４による光信号が遮断されるため、装置Ａ１０１は、光ケーブル１０３、１０４が断線していることをいち早く検出できる。

図６は、この発明の実施の形態３によるイーサネット（登録商標）システムの光ケーブル断検出回路を有効または無効にする処理を示すフローチャートである。
図６は、ソフトウェアの処理を示し、数ｍｓ単位で動作し、光ケーブル断検出回路５０５を有効または無効にする処理を行う。ステップ６０１では、初期化時に光ケーブル断検出回路５０５を有効にしておく。ステップ６０２では、光ケーブル断検出回路５０５が有効かどうかを判断する処理である。はじめは有効であるため、ステップ６０３の光ケーブル断を検出したかどうかの判断処理に進む。図５では、光ケーブル断を検出しているため、ステップ６０４に進み、光ケーブル断検出回路５０５を無効にする処理を行う。ステップ６０４で無効にするのは、有効にしたままだと、光ケーブル１０３、１０４が断線されたままの状態となり、二度と復旧しなくなるためである。ステップ６０４で無効にすると、装置Ｂ１０２の送信側の光ケーブル１０４の光信号を遮断する処理が無効となり、通信ができる状態となる。
図６の処理を続けると、ステップ６０２の処理となり、光ケーブル断検出回路５０５が有効かどうかの判断となる。ステップ６０４で無効としたため、今度はステップ６０５の処理に移る。ここでは、受信側の光ケーブル１０３が復旧したかどうかを判断する。現状は断線のため、再び数ｍｓ後にステップ６０２の処理に移る。

次に、図５で、光ケーブル１０３が復旧した場合について説明する。
図６の処理で、ステップ６０２の処理、ステップ６０５の処理、ステップ６０６の処理と移り、再び光ケーブル断検出回路５０５を有効とする。これにより、光ケーブル１０３が断線した場合の検出を行うことができる。

実施の形態３は、光ケーブル断検出回路５０５と並行して図２に示されるソフトウェアによるライブチェック処理を行う。
すなわち、図２において、ステップ２０１で、受信側の光ケーブルが断線かどうか判断する。図５では、光ケーブル１０３は断線されているので、ステップ２０３で、リンク異常パケットを相手側の装置に送信する。これは、図６のステップ６０４の後に行うことができる。これにより図５の装置Ａ１０１では、まだ、リンク異常であると判断できる。
図５で、光ケーブル１０３が復旧した場合には、ステップ２０１からステップ２０２の処理となり、相手側の装置にリンク正常パケットを送信する。これにより、装置Ａ１０１は、光ケーブル１０３が正常となったことを判断する。

この実施の形態３では、はじめの異常検出は、ハードウェアの光ケーブル断検出回路５０５で検出することにより、即時に双方の装置で、異常を判断できるものである。
また、光ケーブルの復旧は、ライブチェックの正常パケットを受け取った時点で正常と判断する。このように実施の形態３は、ハードウェアとソフトウェアでのライブチェックの複合処理である。

実施の形態３によれば、光ケーブルの断線の検出をハードウェアで行うようにしたので、即時に異常を判断することができると共に、ソフトウェアのライブチェックにより復旧を知らせることができる。

実施の形態４．
実施の形態４は、装置Ａ、装置Ｂ間で光ケーブルの断線を検出した場合に送信側の信号線を遮断する手段を設け、復旧時は送信側の遮断を回避する手段を設けた。
図７は、この発明の実施の形態４によるイーサネット（登録商標）システムの光ケーブルの断線時を示す構成図であり、光ケーブル１０３が断線していることを示している。
図７において、１０１〜１０４は図１におけるものと同一のものである。図７では、装置Ａ１０１と装置Ｂ１０２には、それぞれ光ケーブル断・復旧検出回路７０５が搭載されている。光ケーブル断・復旧検出回路７０５は、受信側の光ケーブル１０３、１０４の断線及び復旧を検出する。
図７の光ケーブル１０３が断線されている場合、装置Ｂ１０２では断線検出することができるが、装置Ａ１０１では、光ケーブル１０３の断線が認識できないという問題がある。

装置Ｂ１０２は、光ケーブル１０３の断を検出すると、光ケーブル断・復旧検出回路７０５が動作し、送信側の光ケーブル１０４の光信号を遮断する。これにより、装置Ａ１０１は、光ケーブル１０３、１０４が断線となっていることがわかる。
このままの状態では、光ケーブル１０３が復旧したことを検出することができない。そのため、装置Ｂ１０２の光ケーブル断・復旧検出回路７０５は、送信側の光信号の遮断、復旧を２０ｍｓ周期に繰り返す機能を有する。

図８は、この発明の実施の形態４によるイーサネット（登録商標）システムの光ケーブル断・復旧検出回路の送信側の光信号を遮断、復旧するときの遷移図である。
図８（ａ）は、光ケーブル１０３が断線されている状態を示し、この状態を受けて、装置Ｂ１０２では断線を検出し、図８（ｂ）のように、送信側の光ケーブル１０４の光信号を遮断８０５する。
図８（ｃ）は、光ケーブル１０４が遮断されたことにより、装置Ａ１０１が光ケーブル１０４の断線を検出したことを示している。これにより、装置Ａ１０１の光ケーブル断・復旧検出回路７０５が動作し、装置Ａ１０１の送信側の光ケーブル１０３が遮断される。図８（ｃ）では、遮断８０６している。このままの状態では、光ケーブル１０３が復旧したことを認識することができない。そのために装置Ｂ１０２の光ケーブル断・復旧検出回路７０５は、送信側の光ケーブル１０４の光信号の遮断、復旧を２０ｍｓ周期で繰り返す。
図８（ｄ）は、２０ｍｓが経過し、装置Ｂ１０２の送信側の光ケーブル１０４を復旧させた状態を示し、遮断８０５が復旧されたことを示している。
図８（ｅ）は、光ケーブル１０４が復旧したため、装置Ａ１０１が受信復旧と認識し、送信側の光ケーブル１０３の遮断を復旧させた状態を示し、遮断８０６を復旧している。これにより、図８（ａ）の状態に戻ったことになる。この状態で、図８（ｆ）のように光ケーブル１０３が復旧すると、装置Ｂ１０２は、その復旧を検出することができる。

実施の形態４では、 光ケーブル断・復旧検出回路は、送信側の光ケーブルの信号線の遮断、復旧を２０ｍｓ周期に繰り返すため、装置Ａ側は、断線を検出した後、２０ｍｓ間復旧しても断線と検出する必要がある。この機能も、光ケーブル断・復旧検出回路で判断する。

実施の形態４によれば、ハードウェアの回路のみで、光ケーブルの断線を検出することができる。

この発明の実施の形態１によるイーサネット（登録商標）システムの光ケーブルの断線時を示す構成図である。 この発明の実施の形態１によるイーサネット（登録商標）システムのライブチェック処理を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態１によるイーサネット（登録商標）システムの光ケーブルの復旧時を示す構成図である。 この発明の実施の形態２によるイーサネット（登録商標）システムの光ケーブル断線、復旧の検出処理を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態３によるイーサネット（登録商標）システムの光ケーブルの断線時を示す構成図である。 この発明の実施の形態３によるイーサネット（登録商標）システムの光ケーブル断検出回路を有効または無効にする処理を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態４によるイーサネット（登録商標）システムの光ケーブルの断線時を示す構成図である。 この発明の実施の形態４によるイーサネット（登録商標）システムの光ケーブル断・復旧検出回路の送信側の光信号を遮断、復旧するときの遷移図である。

符号の説明

１０１ 装置Ａ
１０２ 装置Ｂ
１０３ 光ケーブル
１０４ 光ケーブル
５０５ 光ケーブル断検出回路
７０５ 光ケーブル断・復旧検出回路

Claims (2)

1. 二台のイーサネット（登録商標）装置がそれぞれ受信側及び送信側の二本のイーサネット（登録商標）光ケーブルを介して接続されたイーサネット（登録商標）システムにおいて、上記イーサネット（登録商標）装置は、ソフトウェアにより定周期で上記受信側のイーサネット（登録商標）光ケーブルの断線を検出し、上記断線を検出したとき及び上記断線の復旧を検出したときは、上記送信側のイーサネット（登録商標）光ケーブルを介して他のイーサネット（登録商標）装置に、それぞれ上記断線及び復旧を示すパケットを上記断線及び復旧の変化時のみ送信するようにしたことを特徴とするイーサネット（登録商標）システム。
2. 二台のイーサネット（登録商標）装置がそれぞれ受信側及び送信側の二本のイーサネット（登録商標）光ケーブルを介して接続されたイーサネット（登録商標）システムにおいて、
   上記イーサネット（登録商標）装置は、上記受信側のイーサネット（登録商標）光ケーブルの断線を検出すると共に上記断線を検出したとき上記送信側のイーサネット（登録商標）光ケーブルによる光信号を遮断する光ケーブル断検出回路を備え、
   上記光ケーブル断検出回路は、ソフトウェアにより、有効または無効になるように制御され、
   上記光ケーブル断検出回路により上記断線が検出された後は、ソフトウェアにより定周期で上記受信側のイーサネット（登録商標）光ケーブルの断線を検出し、上記送信側のイーサネット（登録商標）光ケーブルを介して他のイーサネット（登録商標）装置に上記検出結果を示すパケットを送信することを特徴とするイーサネット（登録商標）システム。

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