JP5637784B2 - A transmission / reception system having a function of determining a deteriorated part of a communication path by a test signal - Google Patents
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本発明は、光通信路内の劣化部位を判定する装置に関するものである。 The present invention relates to an apparatus for determining a deteriorated part in an optical communication path.
工作機械を制御する数値制御装置のようにモータ等をリアルタイム制御する装置は短い周期で制御動作を行っており、通信内容によっては単発の通信エラーを許容できないような、通信路に高い信頼性が要求される場合があるため、光通信路を用いた高速性かつ高信頼性を備えたシリアル通信が採用されている。
上記のように通信路の信頼性に厳しい用途では、通信路に異常が発生する前に、劣化した部位を判定し積極的に交換することで、システムダウンを未然に防ぐ手段が望まれている。また、劣化した部位の判定は出来る限り容易に迅速におこなえることが望ましい。
Devices that control motors and the like in real time, such as numerical control devices that control machine tools, perform control operations in a short cycle, and the communication path has high reliability so that a single communication error cannot be tolerated depending on the communication contents. Since there is a case where it is required, serial communication having high speed and high reliability using an optical communication path is adopted.
In applications where the reliability of the communication path is severe as described above, there is a demand for a means for preventing a system down by determining and actively replacing a deteriorated part before an abnormality occurs in the communication path. . In addition, it is desirable to determine a deteriorated part as easily and quickly as possible.
光通信路の異常を検出する技術として、断線を検出するもの、通信データのビットエラーを検出するもの、伝送路クロックの抜けを検出するものなどがある。特許文献1には断線を検出する技術が開示され、特許文献2には通信データのビットエラーを検出する技術が開示されている。 As a technique for detecting an abnormality in an optical communication path, there are a technique for detecting a disconnection, a technique for detecting a bit error in communication data, a technique for detecting missing transmission path clocks, and the like. Patent Document 1 discloses a technique for detecting disconnection, and Patent Document 2 discloses a technique for detecting a bit error in communication data.
また、特許文献3には、実際にエラーが発生する前に、光信号の歪みを検出し、ワーニングを出力する技術が開示されている(図22、図23参照)。特許文献3に開示されるシリアルデータ劣化検出回路は、受信シリアルデータの立ち上りあるいは立ち下りのエッジの位相と基準クロックの位相との間の位相差を位相データとして出力する位相検出回路を備えており、調整回路で位相を調整された位相データである修正位相データが予め設定された範囲を超えた場合にワーニングを出力する。前記の修正位相データは、位相バラツキが数値として表現されている。 Patent Document 3 discloses a technique for detecting a distortion of an optical signal and outputting a warning before an error actually occurs (see FIGS. 22 and 23). The serial data deterioration detection circuit disclosed in Patent Document 3 includes a phase detection circuit that outputs the phase difference between the phase of the rising or falling edge of the received serial data and the phase of the reference clock as phase data. When the corrected phase data, which is phase data whose phase has been adjusted by the adjustment circuit, exceeds a preset range, a warning is output. In the modified phase data, the phase variation is expressed as a numerical value.
図23は、特許文献3に開示される技術を用いて劣化部位判定を行う手順を説明するフローチャートである。光通信路で異常もしくは異常の予兆が検出されると、劣化判定対象の送信部を含む装置を残し、光ファイバケーブルと受信部を含む装置を正常品に交換し、システムを立ち上げて劣化判定対象の通信路の劣化情報を取得する(SB01,SB02)。送信部を含む装置は劣化しているか否か判断し、劣化している場合には送信部を含む装置を交換する(SB03,SB04)。受信部を含む装置を正常品から劣化判定対象品に戻す(SB05)。システムを立ち上げて劣化判定対象の通信路の劣化情報を取得し、受信部を含む装置は劣化しているか否か判断し、劣化している場合には受信部を含む装置を交換する(SB06,SB07)。光ファイバケーブルを正常品から劣化判定対象品に戻す(SB09)。システムを立ち上げて劣化判定対象の通信路の劣化情報を取得し、光ファイバケーブルは劣化しているか否か判断し、劣化している場合には光ファイバケーブルを交換し、劣化していない場合には終了する(SB10〜SB12)。 FIG. 23 is a flowchart for describing a procedure for performing degradation site determination using the technique disclosed in Patent Document 3. If an abnormality or a sign of abnormality is detected in the optical communication path, leave the device that includes the transmission unit subject to deterioration determination, replace the device that includes the optical fiber cable and reception unit with a normal product, and start up the system to determine deterioration. The deterioration information of the target communication path is acquired (SB01, SB02). It is determined whether or not the device including the transmission unit has deteriorated. If the device has deteriorated, the device including the transmission unit is replaced (SB03, SB04). The apparatus including the receiving unit is returned from the normal product to the degradation determination target product (SB05). The system is started up and the deterioration information of the communication path subject to deterioration determination is acquired, and it is determined whether or not the device including the receiving unit is deteriorated. If the device is deteriorated, the device including the receiving unit is replaced (SB06). , SB07). The optical fiber cable is returned from the normal product to the degradation determination target product (SB09). When the system is started up, the deterioration information of the communication path subject to deterioration determination is acquired, and it is determined whether the optical fiber cable is deteriorated. If it is deteriorated, the optical fiber cable is replaced. Is finished (SB10 to SB12).
背景技術で説明した工作機械の制御装置のように通信路の信頼性が高いものが求められる用途では、通信路に異常が発生する前に、劣化した部位を判定し積極的に交換することにより、システムダウンを未然に防ぐ手段が望まれている。また、劣化した部品の判定は、できる限り容易に迅速に行えることが望ましい。 In applications that require high reliability of the communication path, such as the machine tool control device described in the background art, before the abnormality occurs in the communication path, by determining and actively replacing the deteriorated part Therefore, a means for preventing the system from going down is desired. In addition, it is desirable that a deteriorated part can be determined as easily and quickly as possible.
特許文献1や特許文献2に開示される技術は、実際に異常が発生した事を検出するものでしかなく、予防保守の観点から異常が発生する前に異常の予兆を検出することができない問題があった。この問題に対し、特許文献3に開示される技術は、受信データの位相変化の度合いから信号の劣化を検出するが、光通信路を有するシステムの構成によって通信データのパターンが異なるため、システムの構成に因らずに信号の劣化を安定して判定することが困難であった。
また、光通信路の信号の劣化を受信側で判定するような技術では、光通信路の構成部位である送信部と受信部と光ファイバケーブルのうちのどの部位が不良であるのかを判定するのが困難であった。通信路の劣化部位の特定作業が困難なことは、装置や部品の交換作業、接続順の入れ替え作業、それに起因してシステムの設定変更を要することに起因し、そのため、保守作業に時間と手間がかかってしまう問題があった。
The techniques disclosed in Patent Literature 1 and Patent Literature 2 are only for detecting that an abnormality has actually occurred, and from the viewpoint of preventive maintenance, it is impossible to detect a sign of an abnormality before the abnormality has occurred. was there. To solve this problem, the technique disclosed in Patent Document 3 detects signal degradation from the degree of phase change of received data. However, since the pattern of communication data differs depending on the configuration of the system having an optical communication path, It has been difficult to stably determine signal degradation regardless of the configuration.
In addition, in a technique in which signal degradation on the optical communication path is determined on the receiving side, it is determined which part of the optical communication cable that is a constituent part of the optical communication path is defective. It was difficult. Difficulty in identifying the degraded part of the communication path is due to the need to replace devices and parts, change the connection order, and require system settings to be changed.Therefore, maintenance work requires time and effort. There was a problem that it took.
そこで本発明の目的は、システム構成によっては信号の劣化を安定して判定することができないことや通信路の劣化部位の特定作業が困難な従来技術の問題点に鑑み、システム構成によらず、通信不良が発生する前に、通信路の送信部、通信線、受信部の中から劣化部位を安定して判定することが可能なテスト信号による通信路の劣化部位の判定機能を有する送受信システムを提供することである。 Therefore, the object of the present invention is not to depend on the system configuration in view of the problems of the prior art in which it is difficult to stably determine signal degradation depending on the system configuration and the identification work of the degradation portion of the communication path is difficult. A transmission / reception system having a function for determining a deteriorated part of a communication path by a test signal capable of stably determining the deteriorated part from a transmitter, a communication line, and a receiver of the communication path before a communication failure occurs. Is to provide.
本願の請求項1に係る発明は、シリアル信号を送信する送信回路と、該送信回路から送信された前記シリアル信号を伝えるシリアル伝送路と、該シリアル伝送路から伝えられた前記シリアル信号を受信する受信回路とを有するシリアル信号の送受信システムにおいて、前記送信回路、前記受信回路、前記シリアル伝送路と、を含む通信路の劣化を判定するための前記送受信システムで送受信するシリアル通信で用いられる通信プロトコルのコード体系に基づいて決定される特定のマーク率を有するテスト信号を作成し、前記送信回路に出力するテスト信号作成回路と、前記送信回路と前記シリアル伝送路を経由して前記受信回路が受信した前記テスト信号の立ち上りあるいは立ち下りエッジの位相を検出し、前記テスト信号の立ち上りあるいは立ち下りエッジの位相と基準クロックの位相との間の位相差を位相データとして出力する位相検出回路と、該位相検出回路から出力される前記位相データに基づいて前記シリアル信号の劣化を判定して劣化判定情報を出力する劣化判定回路と、を有することを特徴とするテスト信号による通信路の劣化判定機能を有する送受信システムである。
The invention according to claim 1 of the present application receives a transmission circuit for transmitting a serial signal, a serial transmission path for transmitting the serial signal transmitted from the transmission circuit, and the serial signal transmitted from the serial transmission path. In a serial signal transmission / reception system having a reception circuit, a communication protocol used in serial communication transmitted / received by the transmission / reception system for determining deterioration of a communication path including the transmission circuit, the reception circuit, and the serial transmission path A test signal having a specific mark ratio determined based on the code system of the test signal is generated and output to the transmission circuit, and the reception circuit receives the test signal through the transmission circuit and the serial transmission path. The phase of the rising or falling edge of the test signal is detected and the rising edge of the test signal is detected. A phase detection circuit that outputs the phase difference between the phase of the falling edge and the phase of the reference clock as phase data, and the deterioration of the serial signal is determined based on the phase data output from the phase detection circuit. A transmission / reception system having a degradation determination function of a communication path by a test signal, comprising: a degradation determination circuit that outputs degradation determination information.
請求項2に係る発明は、前記送受信システムは前記送信回路と、前記受信回路と、前記位相検出回路と、前記劣化判定回路と、前記テスト信号作成回路とを備える1台の装置であって、前記シリアル伝送路は前記送信回路と前記受信回路とを直接接続する伝送路であり、前記送信回路から送信して前記受信回路で受信した前記テスト信号の劣化を前記劣化判定回路により判定することを特徴とする請求項1に記載のテスト信号による通信路の劣化判定機能を有する送受信システムである。
請求項3に係る発明は、前記送受信システムは、前記送信回路と前記テスト信号作成回路とを備える第1の装置と、前記受信回路と前記位相検出回路と前記劣化判定回路とを備える第2の装置が前記シリアル伝送路によって接続されたシステムであって、前記送信信号から送信して前記受信回路で受信した前記テスト信号の劣化を前記劣化判定回路より判定することを特徴とする請求項1に記載のテスト信号による通信路の劣化判定機能を有する送受信システムである。
請求項4に係る発明は、前記テスト信号は、前記送受信システムで送受信するシリアル通信の信号として発生しうる最も高い、あるいは最も低いマーク率を有する信号であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載のテスト信号による通信路の劣化判定機能を有する送受信システムである。
The invention according to claim 2 is an apparatus in which the transmission / reception system includes the transmission circuit, the reception circuit, the phase detection circuit, the deterioration determination circuit, and the test signal generation circuit. The serial transmission line is a transmission line directly connecting the transmission circuit and the reception circuit, and the deterioration determination circuit determines deterioration of the test signal transmitted from the transmission circuit and received by the reception circuit. A transmission / reception system having a communication path deterioration determination function using a test signal according to claim 1.
According to a third aspect of the present invention, the transmission / reception system includes a first device including the transmission circuit and the test signal generation circuit, a second circuit including the reception circuit, the phase detection circuit, and the deterioration determination circuit. 2. The system according to claim 1, wherein the apparatus is a system connected by the serial transmission line, and the deterioration determination circuit determines deterioration of the test signal transmitted from the transmission signal and received by the reception circuit. It is a transmission / reception system having a communication path degradation determination function based on the described test signal.
According to a fourth aspect of the present invention, the test signal is a signal having the highest or lowest mark ratio that can be generated as a serial communication signal transmitted / received by the transmission / reception system. A transmission / reception system having a communication path deterioration determination function based on the test signal according to any one of the above.
請求項5に係る発明は、前記テスト信号の送信と前記シリアル通信のための信号の送信とを切り替え信号によって切り替える切り替え部を有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載のテスト信号による通信路の劣化判定機能を有する送受信システムである。
請求項6に係る発明は、前記切り替え信号は、前記受信回路で受信した切り替え指令、外部入力信号受信部から入力される切り替え信号、ネットワーク接続されている通信回路から入力される切り替え指令、あるいは電源投入後所定の時間の間発生する切り替え信号であることを特徴とする請求項5に記載のテスト信号による通信路の劣化判定機能を有する送受信システムである。
The invention according to claim 5 includes a switching unit that switches between transmission of the test signal and transmission of the signal for serial communication by a switching signal. This is a transmission / reception system having a communication path deterioration determination function based on the test signal.
According to a sixth aspect of the present invention, the switching signal includes a switching command received by the receiving circuit, a switching signal input from an external input signal receiving unit, a switching command input from a network-connected communication circuit, or a power supply 6. The transmission / reception system having a function for determining deterioration of a communication path by a test signal according to claim 5, wherein the transmission / reception system is a switching signal generated for a predetermined time after being turned on.
請求項7に係る発明は、前記劣化判定回路から出力される劣化判定情報を保持する劣化判定情報保持回路と、該劣化判定情報保持回路に保持された判定結果に基づいて前記送信回路、前記受信回路、および前記伝送路の劣化状況を表示する表示手段と、を有することを特徴とする請求項1〜6のいずれか1つに記載のテスト信号による通信路の劣化判定機能を有する送受信システムである。 According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a deterioration determination information holding circuit for holding deterioration determination information output from the deterioration determination circuit, the transmission circuit, and the reception based on a determination result held in the deterioration determination information holding circuit. A transmission / reception system having a communication path deterioration determination function using a test signal according to any one of claims 1 to 6, further comprising: a circuit; and display means for displaying a deterioration state of the transmission path. is there.
本発明により、システム構成によらず、通信不良が発生する前に、通信路の送信部、通信線、受信部の中から劣化部位を安定して判定することが可能なテスト信号による通信路の劣化部位の判定機能を有する送受信システムを提供できる。 According to the present invention, regardless of the system configuration, before a communication failure occurs, the communication path of the communication path based on the test signal that can stably determine the degradation site from the transmission section, the communication line, and the reception section of the communication path. It is possible to provide a transmission / reception system having a function of determining a deteriorated part.
以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る制御装置のブロック図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram of a control device according to an embodiment of the present invention.
例えば工作機械を制御する数値制御装置である装置10は、処理部12、送信部14、受信部16、および表示手段18を備える。処理部12は、劣化判定回路120、劣化判定情報保持回路121、テスト用データ生成回路122、および位相検出回路123を備える。処理部12のテスト用データ生成回路122で生成されたデータはシリアルデータとして送信部14に送られ、送信部14からシリアルデータとして外部装置にシリアル通信される。受信部16は、外部装置からのシリアル通信によるシリアルデータを受信し、受信したシリアルデータは、処理部12の位相検出回路123において位相データを取得する。
位相検出回路123は、送信回路と前記シリアル伝送路を経由して前記受信回路が受信した前記テスト信号の立ち上りあるいは立ち下りエッジの位相を検出し、前記テスト信号の立ち上りあるいは立ち下りエッジの位相と基準クロックの位相との間の位相差を位相データとして出力する。
取得された位相データは、劣化判定回路120に送られる。劣化判定回路120で位相データの劣化判定を行ない、劣化判定の結果得られた劣化判定情報を劣化判定情報保持回路121に送る。劣化判定情報保持回路121は劣化判定情報を記憶する。表示手段18は、劣化判定情報保持回路121で記憶された劣化判定情報は表示手段18に表示される。
For example, the
The
The acquired phase data is sent to the
図2は、光通信路を説明する図である。光通信路は、送信部、光ファイバケーブル、受信部によって構成される。装置10は処理部12、送信部14、および受信部16を備える。装置20は処理部22、送信部24、および受信部26を備える。送信部14と受信部26の間および送信部24と受信部16の間は、光ファイバケーブル6,8によるシリアルバスで接続されている。
送信部14,24は、送信回路と発光部(LED)で構成され、電気信号を光信号に変換する。受信部16,26は、受光部(フォトダイオードやフォトトランジスタ)と受信回路で構成され、光信号を電気信号に変換する。送信部14,24では回路故障や発光部の特性劣化によってスタック故障や光出力低下が生じる。光ファイバケーブル6,8では物理的な欠損、曲げなどの応力、材質劣化によって光量低下が生じる。受信部16,26では、回路故障や特性劣化、閾値制御の限界などによってスタック故障や出力波形の歪みが生じる。
FIG. 2 is a diagram for explaining an optical communication path. The optical communication path includes a transmission unit, an optical fiber cable, and a reception unit. The
The
図3は、本発明に係る処理部のブロック図である。処理部12は、前述したとおり、テスト用データ生成回路122、位相検出回路123、および劣化判定回路120を有する。劣化判定回路120は先行技術におけるシリアルデータ劣化検出回路(図22参照)が相等するが、位相データに基づいて劣化判定情報を出力する回路であればよく、背景技術で説明した先行技術の劣化判定回路に限定されるものではない。様々なテスト用データを送受信する過程で、劣化判定回路に入力されるシリアルデータも位相データも刻々と変化するので、劣化判定情報はワースト値を保持しておき、チェック終了後に出力するのが望ましい。
FIG. 3 is a block diagram of the processing unit according to the present invention. As described above, the
個々の通信路は、送信部、光ファイバケーブル、および受信部で構成される。図4は、1対通信形態の光通信路を説明する図である。図5は、2対通信形態の光通信路を説明する図である。1対通信形態および2対通信形態の通信路は、図4のマスタ30またはスレーブ31,32,33,34,35,36や図5のマスタ40またはスレーブ41,42,43の装置に関わらず、各々の装置は、送信部と受信部を有するため、ループコネクタを用いることによって、自装置が送信したデータを自装置で受信することが可能である。
Each communication path includes a transmission unit, an optical fiber cable, and a reception unit. FIG. 4 is a diagram for explaining an optical communication path in a one-to-one communication mode. FIG. 5 is a diagram for explaining an optical communication path in a two-pair communication mode. The communication paths of the one-pair communication form and the two-pair communication form are irrespective of the
なお、後述して説明する図4のマスタ30、スレーブ31,32,33,34,35,36は、それぞれ、図3を用いて説明した劣化情報判定機能を備えている。同様に、図5のマスタ40,スレーブ41,42、43、図6の被測定の装置50、図7の被測定の装置60、図8の正常な装置70、図9の正常な装置80、図17の装置90は、劣化判定情報機能を備えている。
Note that the
通信経路の形態が1対通信形態(図4参照)、もしくは2対通信形態(図5参照)のいずれかであっても、接続を変更することなくテスト信号を送信して各光通信路の不良判定を行えるため、不良な光通信路を容易に絞り込むことができる。ある光通信路が不良と判定された場合、その光通信路の中で送信部、受信部、もしくは光ファイバケーブルのいずれの部位が不良であるかを判定するには、1つの装置の送信部と受信部を接続する(図6,図7参照)、正常な装置や光ファイバケーブルと接続する(図8,図9参照)などして、テスト信号を送受信する必要がある。 Even if the form of the communication path is either the one-pair communication form (see FIG. 4) or the two-pair communication form (see FIG. 5), the test signal is transmitted without changing the connection, and each optical communication path Since the failure determination can be performed, the defective optical communication path can be easily narrowed down. When it is determined that a certain optical communication path is defective, in order to determine which part of the transmission section, reception section, or optical fiber cable is defective in the optical communication path, the transmission section of one device And a receiving unit (see FIGS. 6 and 7), a normal device or an optical fiber cable (see FIGS. 8 and 9), and the like, to transmit / receive test signals.
送信部、もしくは受信部の劣化判定を行う場合、図6,図7に図示するように装置に光ファイバケーブルを接続する。図6は、1対通信形態の送信部と受信部の接続を説明する図である。図7は、2対通信形態の送信部と受信部の接続を説明する図である。図6の1対通信形態の送信部と受信部の接続では、被測定の装置50に備わった送信部51と受信部52とを正常な光ファイバケーブル53で接続する。また、図7の2対通信形態の送信部と受信部の接続では、被測定の装置60に備わった送信部61と受信部62とを正常な光ファイバケーブル65で接続し、送信部63と受信部64とを正常な光ファイバケーブル66で接続する。
When the deterioration determination of the transmission unit or the reception unit is performed, an optical fiber cable is connected to the apparatus as illustrated in FIGS. FIG. 6 is a diagram illustrating the connection between the transmission unit and the reception unit in the one-to-one communication mode. FIG. 7 is a diagram illustrating the connection between the transmission unit and the reception unit in the two-pair communication mode. In the connection between the transmission unit and the reception unit in the one-pair communication mode of FIG. 6, the
ある装置を劣化判定したい場合、その装置の送信部と受信部を一緒に劣化判定する(図6,図7参照)ことになり、劣化判定情報は送信部の劣化判定と受信部での劣化判定を合成したものになる。合成という意味は、送信部と受信部のどちらかが劣化していれば、“送信部+受信部”の判定情報は悪くなり、その両方が劣化していれば、判定情報は大変悪いものとなることを意味している。取得した劣化判定情報が不良を示す値であった場合、送信部と受信部の少なくともどちらかが不良であると判断できるので、該当の装置を交換する。 When it is desired to determine the deterioration of a certain device, the transmission unit and the reception unit of the device are determined to deteriorate together (see FIGS. 6 and 7), and the deterioration determination information includes the deterioration determination of the transmission unit and the deterioration determination of the reception unit Is a composite of The meaning of combining means that if one of the transmitter and the receiver is degraded, the judgment information of “transmitter + receiver” is worse, and if both are degraded, the judgment information is very bad. Is meant to be. If the acquired deterioration determination information is a value indicating a failure, it can be determined that at least one of the transmission unit and the reception unit is defective, and the corresponding device is replaced.
既存の光ファイバケーブルの劣化判定を行う場合、装置に図8,図9に図示されるように光ファイバケーブルを接続する。図8は、1対通信形態における光ファイバケーブル劣化判定時の接続を説明する図である。被測定の光ファイバケーブル以外の装置や光ファイバケーブルは正常なものを使用する。正常な装置70の送信部72と受信部71とを被測定の光ファイバケーブル73で接続する。
図9は、2対通信形態における光ファイバケーブル劣化判定時の接続を説明する図である。被測定の光ファイバケーブル以外の装置や光ファイバケーブルは正常なものを使用する。被測定の光ファイバケーブルが2対通信用の光ファイバケーブルであっても、図9に示されるように中継器86と正常な光ファイバケーブル87で接続すれば、被測定光ファイバケーブル85,88の劣化判定を行うことができる。
When determining deterioration of an existing optical fiber cable, the optical fiber cable is connected to the apparatus as shown in FIGS. FIG. 8 is a diagram for explaining connection at the time of determining the deterioration of the optical fiber cable in the one-pair communication mode. Use normal equipment and optical fiber cables other than the optical fiber cable to be measured. A
FIG. 9 is a diagram for explaining the connection at the time of determining the deterioration of the optical fiber cable in the two-pair communication mode. Use normal equipment and optical fiber cables other than the optical fiber cable to be measured. Even if the optical fiber cable to be measured is an optical fiber cable for two-pair communication, the
次にテスト用データについて図10,図11,図12を用いて説明する。図10は、テスト用シリアルデータの例1を説明する図である。図11は、テスト用シリアルデータの例2を説明する図である。図12は、テスト用シリアルデータの例3を説明する図である。 Next, test data will be described with reference to FIG. 10, FIG. 11, and FIG. FIG. 10 is a diagram for explaining Example 1 of test serial data. FIG. 11 is a diagram for explaining an example 2 of test serial data. FIG. 12 is a diagram for explaining a third example of test serial data.
図10に示されるテスト用シリアルデータの例1を説明する。図10のシリアルデータの例1は、スタートシーケンス,アドレスフィールド、制御フィールド,情報フィールド,チェックシーケンス,およびエンドシーケンスから構成される。
図11には、あるコード体系で、最も低いマーク率が40[%]だった場合の、テスト用シリアルデータの例が示される。また、図12には、あるコード体系で、最も高いマーク率が80[%]だった場合の、テスト用シリアルデータの例が示される。
テスト用データとしては、通常の通信時の転送データを模擬したものとしてもよいし、通信プロトコルに実装されているコード体系(4B5B、8B10Bなど、特開平5−336168号公報を参照)における最高もしくは最低のマーク率(特開平4−74030号公報を参照)のデータであってもよい。テスト用データによって、修正位相データの取り得る範囲は変化することから、劣化判定回路の判定レベルも調整する必要がある。
Example 1 of the test serial data shown in FIG. 10 will be described. 10 includes a start sequence, an address field, a control field, an information field, a check sequence, and an end sequence.
FIG. 11 shows an example of test serial data when the lowest mark rate is 40 [%] in a certain code system. FIG. 12 shows an example of test serial data when the highest mark ratio is 80 [%] in a certain code system.
The test data may be simulated data transferred during normal communication, or may be the highest in the code system (4B5B, 8B10B, etc., see JP-A-5-336168) implemented in the communication protocol. It may be data of the lowest mark rate (see Japanese Patent Laid-Open No. 4-74030). Since the range that the corrected phase data can take varies depending on the test data, it is necessary to adjust the determination level of the deterioration determination circuit.
システムの構成によって、通信周波数や接続される装置の数や種類が異なれば、システム稼働時に通信されるデータも異なる。位相データが通信データの影響を受けるため、システム稼働時には通信データの劣化を安定して判定することが困難である。テスト用データを用いれば、システム構成に因らずに通信データを決定できるため、異なるシステムの通信路であっても同じ基準で安定して劣化を判定できる。 If the communication frequency and the number and types of connected devices differ depending on the system configuration, the data communicated during system operation also differs. Since the phase data is affected by the communication data, it is difficult to stably determine the deterioration of the communication data when the system is operating. If the test data is used, communication data can be determined regardless of the system configuration. Therefore, it is possible to stably determine deterioration based on the same standard even in communication paths of different systems.
また、システム稼働時の通信データのマーク率は、通信プロトコルに実装されているコード体系(4B5B、8B10Bなど)における最低のマーク率であることは有り得ないと考えられる。テスト用データをシステムが取り得る最低のマーク率のデータとすることで、システム稼働時に対してマージンを持った劣化判定ができる。なお、マーク率とは、データ列に含まれる「1」の割合である。 Further, it is considered that the mark rate of communication data when the system is operating cannot be the lowest mark rate in the code system (4B5B, 8B10B, etc.) implemented in the communication protocol. By making the test data the data with the lowest mark rate that can be taken by the system, it is possible to determine the deterioration with a margin compared to when the system is operating. The mark rate is a ratio of “1” included in the data string.
通信データのマーク率が位相データに影響を与える例を説明する。一般的に、光通信路の受信部の受信回路には、閾値制御回路が実装されている。これは、受信部が受信する光量に対応させてコンパレータの比較電圧を変化させる回路である。この回路により、光ファイバケーブルの長さが変化したり、光ファイバケーブルが屈曲したりして光量が落ちても、それに応じて受信回路の閾値が低くなるように制御されるため、歪みの少ないパルス出力を得ることができる。 An example in which the mark rate of communication data affects phase data will be described. In general, a threshold control circuit is mounted on the receiving circuit of the receiving unit of the optical communication path. This is a circuit that changes the comparison voltage of the comparator in accordance with the amount of light received by the receiving unit. With this circuit, even if the length of the optical fiber cable changes or the optical fiber cable bends and the amount of light falls, the threshold value of the receiving circuit is controlled accordingly, so there is little distortion A pulse output can be obtained.
受信回路がマーク率が高い(若しくは低い)データを受信した場合、光量が増えた(若しくは減った)ように見えるため、受信回路は閾値を高く(若しくは低く)しようと制御する。しかし、実際の光量は増減していないため、結果としてパルス出力がひずむ。図13は、閾値が正常な場合のエッジ検出と閾値が低い場合のエッジ検出を説明する図である。受信データが正常であっても、閾値が低いもしくは高い場合には閾値が正常な場合に比べてエッジ検出位置がずれてパルス出力に歪みが生じる。したがって、パルス出力の歪みが最も大きくなる時の劣化判定情報を得たいのであれば、閾値制限回路が閾値を変化させるまでの時間の遅れを考慮して、マーク率の高い(もしくは低い)データを十分長い時間送受信する必要がある。 When the reception circuit receives data with a high (or low) mark rate, it appears that the amount of light has increased (or decreased), so the reception circuit controls to increase (or decrease) the threshold value. However, since the actual light quantity has not increased or decreased, the pulse output is distorted as a result. FIG. 13 is a diagram for explaining edge detection when the threshold is normal and edge detection when the threshold is low. Even when the received data is normal, when the threshold is low or high, the edge detection position is shifted compared to when the threshold is normal, and the pulse output is distorted. Therefore, if it is desired to obtain deterioration determination information when the pulse output distortion becomes the largest, data with a high (or low) mark ratio is taken into account in consideration of the time delay until the threshold limiting circuit changes the threshold. It is necessary to transmit and receive for a sufficiently long time.
次に、通常の通信用データ、もしくはテスト用データのどちらを送信するかの選択を、様々な入力により切り替えが可能な本発明の実施形態を説明する。図14は、送信データの切り替え手段を有する実施形態を説明する図である。 Next, an embodiment of the present invention will be described in which the selection of whether to transmit normal communication data or test data can be switched by various inputs. FIG. 14 is a diagram for explaining an embodiment having transmission data switching means.
装置10は、電源回路11、処理部12、外部入力信号受信部13、送信部14、通信回路15、受信部16を備える。処理部12は、劣化判定回路120、テスト用データ生成回路122、位相検出回路123、通信用データ生成回路124、切り替え部125を備える。電源回路11は装置10を動作させるための電力を供給する手段である。
処理部12のテスト用データ生成回路122で生成されたデータはシリアルデータとして送信部14に送られ、送信部14からシリアルデータとして外部装置にシリアル通信される。受信部16は、外部装置からのシリアル通信によるシリアルデータを受信し、受信したシリアルデータは、処理部12の位相検出回路123において位相データを取得する。取得された位相データは、劣化判定回路120に送られる。そして、図1を用いて説明したように、劣化判定回路120で位相データの劣化判定を行なう。劣化判定の結果得られた劣化判定情報を記憶したり、表示手段で表示したりする。
The
Data generated by the test
テスト用データ生成回路122からテスト用データが切り替え部125に入力する。通信用データ生成回路124から通信用データが切り替え部125に入力する。切り替え部125は、通信用データ生成回路124から入力される通常の通信用データ、もしくはテスト用データ生成回路122から入力されるテスト用データのどちらを送信するかの選択を行う。
切り替え部125での通常の通信用データとテスト用データの切り替えは、スイッチ,キーボード,ポインタ等の外部信号の入力、電源回路11からの電源投入信号、ネットワークと接続された通信回路15から受信した切り替え指令、受信部16が出力するケーブル接続検出信号または切り替え指令などが考えられる。
切り替え部125は、タイマ126を持つことで、ワンショットの入力(例えば電源投入)から一定時間はテスト用データを送信した後に通信用データに切り替えるという使い方が可能である。
受信部16からのケーブル接続検出信号は、物理的な接続を検出してもよいし、ケーブルからの信号入力を検出してもよい。通信回路15によって切り替え部に切り替え指令を与えることも可能であり、通信手段としては既存のシリアル通信を使用することや別途通信回路を設けることができる。
Test data is input from the test
Switching between the normal communication data and the test data in the
Since the
The cable connection detection signal from the receiving
図15は、劣化判定情報保持手段を有する実施形態を説明する図である。図15に示されるように、装置10内もしくは装置外部に劣化判定情報保持回路121を持つことで、劣化判定を行うタイミングや、劣化判定情報の表示タイミングに自由度を増すことができる。
図16は、制御装置に劣化判定情報の表示手段を有する実施形態を説明する図である。装置10は、処理部12、表示手段18を備える。装置10に表示手段18(画面やLEDなど)を持つ場合、装置単体で劣化判定から劣化判定情報の表示までを行うことが可能となる。
図17は、装置の外部に判定情報の表示手段を有する実施形態を説明する図である。劣化判定対象の装置20に表示手段を持たず、その装置の外部の装置90の表示手段98に判定情報を表示する場合、何らかの通信手段を利用して判定情報を表示手段に伝達しなくてはならない。すぐに伝達できないのであれば、処理部22に備わった劣化判定情報保持回路221に一旦保持しておき、必要に応じて伝達し表示する。
FIG. 15 is a diagram illustrating an embodiment having a deterioration determination information holding unit. As shown in FIG. 15, by having the deterioration determination
FIG. 16 is a diagram for explaining an embodiment in which the control device has display means for displaying deterioration determination information. The
FIG. 17 is a diagram for explaining an embodiment having determination information display means outside the apparatus. In the case where the degradation
図18は、光通信路で異常もしくは異常の予兆が検出されたときに、本発明に係る劣化部位判定を行う手順を説明するフローチャートである。以下、各ステップに従って説明する。
●[ステップSA01]劣化判定対象の送信部を含む装置の送信部と受信部を正常品のケーブルで接続する。
●[ステップSA02]劣化判定対象の受信部を含む装置の送信部と受信部を正常品のケーブルで接続する。
●[ステップSA03]それぞれの劣化判定対象の装置でセルフチェック(劣化情報の取得)を行う。
●[ステップSA04]送信部を含む装置は劣化しているか否か判断し、劣化している場合にはステップSA05へ移行し、劣化していない場合にはステップSA06へ移行する。
●[ステップSA05]送信部を含む装置を正常品に交換する。
●[ステップSA06]受信部を含む装置は劣化しているか否か判断し、劣化している場合にはステップSA07へ移行し、劣化していない場合にはステップSA08へ移行する。
●[ステップSA07]受信部を含む装置を正常品に交換する。
●[ステップSA08]不良ではないと判定された装置の送信部と受信部を劣化判定対象のケーブルで接続する。
●[ステップSA09]その装置でセルフチェック(劣化情報の取得)を行う。
●[ステップSA10]光ファイバケーブルは劣化しているか否か判断し、劣化している場合にはステップSA11へ移行し、劣化していない場合には終了する。
●[ステップSA11]光ファイバケーブルを正常品に交換し、終了する。
FIG. 18 is a flowchart for explaining a procedure for performing the degradation site determination according to the present invention when an abnormality or a sign of abnormality is detected in the optical communication path. Hereinafter, it demonstrates according to each step.
[Step SA01] The transmission unit and the reception unit of the apparatus including the transmission unit subject to deterioration determination are connected with a normal product cable.
[Step SA02] The transmission unit and the reception unit of the device including the reception unit subject to deterioration determination are connected with a normal cable.
[Step SA03] A self-check (acquisition of deterioration information) is performed on each deterioration determination target device.
[Step SA04] It is determined whether or not the device including the transmission unit has deteriorated. If it has deteriorated, the process proceeds to Step SA05, and if not, the process proceeds to Step SA06.
[Step SA05] Replace the device including the transmission unit with a normal product.
[Step SA06] It is determined whether or not the device including the receiving unit has deteriorated. If it has deteriorated, the process proceeds to Step SA07, and if not, the process proceeds to Step SA08.
[Step SA07] Replace the device including the receiving unit with a normal product.
[Step SA08] The transmission unit and the reception unit of the device that is determined not to be defective are connected by the deterioration determination target cable.
[Step SA09] The device performs a self-check (acquisition of deterioration information).
[Step SA10] It is determined whether or not the optical fiber cable has deteriorated. If it has deteriorated, the process proceeds to Step SA11, and if it has not deteriorated, the process ends.
[Step SA11] Replace the optical fiber cable with a normal one, and the process ends.
上述したように、本発明では、正常品の光ファイバケーブルを送信部と受信部に接続して装置本体でセルフチェック(劣化情報の取得)が行える。このため、送信部を含む装置と受信部を含む装置のセルフチェックを同時に行え、劣化部位判定の目的で測定対象の装置を正常品に交換する必要はない。セルフチェックの際に使用する正常品の光ファイバケーブルは、装置の送信部と受信部を接続できる長さであればよく、接続は容易である。 As described above, in the present invention, a normal optical fiber cable is connected to the transmission unit and the reception unit, and self-check (acquisition of deterioration information) can be performed in the apparatus main body. For this reason, self-checking of the device including the transmission unit and the device including the reception unit can be performed at the same time, and it is not necessary to replace the measurement target device with a normal product for the purpose of determining the deteriorated part. The normal optical fiber cable used for the self-check may be of a length that allows the transmitter and receiver of the apparatus to be connected and can be easily connected.
次に、劣化判定情報の表示例について図20と図21に示される2対通信形態を基に説明する。図20は、2対通信形態の送受信回路の区別1を説明する図である。図21は、2対通信形態の送受信回路の区別2を説明する図である。劣化判定情報の表示手段として、画面にコメントを表示する場合と7セグメントLEDを用いる場合を説明する。図19は7セグメントLEDを説明する図である。7セグメントLEDとは、7個のLEDがモジュール化されており、数字やアルファベットを表せるものである。
(1)画面にコメントを表示する時
(a)1台の装置の送信回路と受信回路が伝送路で接続されている場合、装置の識別情報、通信路の識別情報、劣化情報を表示する。
ループする通信路が複数ある場合には、上流側/下流側などのように区別できるようにする。
表示例1:装置Aの通信路は問題ありません(図6参照)。
表示例2:装置Bの上流側の通信路は劣化していますので交換を推奨します(図20参照)。
表示例3:装置Cの下流側の通信路は大変劣化していますので交換して下さい(図20参照)。
(b)2台の装置の送信回路と受信回路が伝送路で接続されている場合、通信区間の識別情報、通信路の識別情報、劣化情報を表示する。
表示例1:装置Aと装置Bの間の通信路は問題ありません(図4参照)。
表示例2:装置Cから装置Dへ送る通信路は劣化していますので交換を推奨します(図5参照)。
(2)7セグメントLEDで表示する場合
(a)1台の装置の送信回路と受信回路が伝送路で接続されている時
表示例1:劣化の度合いを0〜9のレベルに判定して、0〜9の数字を表示する。
表示例2:上流側の通信路が劣化して交換を推奨する場合にはupperの“U”を表示、下流側の通信路が劣化して交換を推奨する場合にはlowerの“L”を表示、問題ない場合には“―”を表示する(図20参照)。
(b)2台の装置の送信回路と受信回路が伝送路で接続されている場合
表示例1:上流側で受信した通信路が劣化して交換を推奨する場合にはupperの“U”を表示、下流側で受信した通信路が劣化して交換を推奨する場合にはlowerの“L”を表示、問題ない場合には“―”を表示する(図21参照)。
Next, a display example of the deterioration determination information will be described based on the two-pair communication mode shown in FIGS. FIG. 20 is a diagram for explaining the distinction 1 between the transmission / reception circuits in the two-pair communication mode. FIG. 21 is a diagram for explaining the distinction 2 between the transmission / reception circuits in the two-pair communication mode. A case where a comment is displayed on the screen and a case where a 7-segment LED is used will be described as display means for displaying deterioration determination information. FIG. 19 is a diagram for explaining a 7-segment LED. The 7-segment LED is a module in which seven LEDs are modularized and can express numbers and alphabets.
(1) When a comment is displayed on the screen (a) When the transmission circuit and reception circuit of one device are connected by a transmission path, the identification information of the apparatus, the identification information of the communication path, and the deterioration information are displayed.
When there are a plurality of looped communication paths, it is possible to distinguish between upstream and downstream sides.
Display example 1: There is no problem with the communication path of device A (see Fig. 6).
Display example 2: The communication path on the upstream side of device B has deteriorated, so replacement is recommended (see Fig. 20).
Display example 3: The communication path on the downstream side of device C is very deteriorated and should be replaced (see Fig. 20).
(B) When the transmission circuit and the reception circuit of the two devices are connected via a transmission path, the communication section identification information, the communication path identification information, and the deterioration information are displayed.
Display example 1: There is no problem with the communication path between device A and device B (see Figure 4).
Display example 2: The communication path sent from device C to device D has deteriorated, so replacement is recommended (see Figure 5).
(2) When displaying with 7-segment LED (a) When the transmission circuit and reception circuit of one device are connected by a transmission line Display example 1: The degree of deterioration is determined to a level of 0 to 9, Displays numbers 0-9.
Display example 2: When the upstream communication path is deteriorated and replacement is recommended, upper “U” is displayed. When the downstream communication path is deteriorated and replacement is recommended, lower “L” is displayed. If there is no problem in display, “-” is displayed (see FIG. 20).
(B) When the transmission circuit and the reception circuit of the two devices are connected by a transmission line Display example 1: When the communication path received on the upstream side is deteriorated and replacement is recommended, “U” of upper is set. If the communication path received on the downstream side deteriorates and replacement is recommended, “L” of “lower” is displayed, and “−” is displayed if there is no problem (see FIG. 21).
図6〜図8を用いて装置単体でセルフチェックする場合について記載してきたが、図4や図5に示されるように2台の装置間の通信路をセルフチェックする方法を用いると、システム稼働時と同じ接続状態でテストデータを用いた通信路の劣化を判定することができる。例えば、電源投入時に全ての装置間でセルフチェックをしておき、システム起動後に表示手段からセルフチェック結果を参照するという使い方ができる。したがって、まず、装置間の劣化判定によって、システムの中のどの通信路が劣化しているかを調べる。次に単独の装置の劣化判定によって、先に劣化していると判定された通信路を構成する装置を単体で劣化判定して劣化部位を探すという手順をとるのが望ましい。 Although the case where the self-check of the single device is described with reference to FIGS. 6 to 8, if the method of self-checking the communication path between the two devices is used as shown in FIGS. It is possible to determine the deterioration of the communication path using the test data in the same connection state as the time. For example, a self-check can be performed between all devices when the power is turned on, and the self-check result can be referred to from the display means after the system is started. Therefore, first, it is checked which communication path in the system is deteriorated by determining deterioration between apparatuses. Next, it is desirable to take a procedure of searching for a deteriorated part by determining deterioration of a device constituting a communication path that has been previously determined to be deteriorated by determining deterioration of a single device.
また、これまでの説明では、不具合が起きている、もしくは、起きそうな部位を見つけるために劣化判定を行う例を挙げたが、劣化判定情報からは劣化していないという情報も得ることができる。例えば、出荷前のシステム試験において劣化判定を行い、そのシステムの通信路の品質が商品として問題ないレベルにある(不具合が起きる劣化レベルに対して十分なマージンがある)ことを確認するといった使いかたができる。 Further, in the description so far, the example in which the deterioration determination is performed in order to find a part where a defect has occurred or is likely to occur is given, but information indicating that the deterioration has not occurred can also be obtained from the deterioration determination information. . For example, it may be used to check for deterioration in a system test before shipment, and to confirm that the quality of the communication channel of the system is at a level where there is no problem as a product (there is a sufficient margin for the deterioration level at which a failure occurs) I can.
6,8 光ファイバケーブル
10 装置
11 電源回路
12 処理部
120 劣化判定回路
121 劣化判定情報保持回路
122 テスト用データ生成回路
123 位相検出回路
124 通信用データ生成回路
125 切り替え部
13 外部入力信号受信部
14 送信部
15 通信回路
16 受信部
18 表示手段
20 装置
22 処理部
221 劣化判定情報保持回路
24 送信部
26 受信部
30 マスタ
31,32,33,34,35,36 スレーブ
40 マスタ
41,42,43 スレーブ
50 被測定の装置
51 送信部
52 受信部
53 正常な光ファイバケーブル
60 被測定の装置
61 送信部
62 受信部
63 送信部
64 受信部
65,66 正常な光ファイバケーブル
70 正常な装置
71 受信部
72 送信部
80 正常な装置
81 送信部
82 受信部
83 送信部
84 受信部
85 被測定の光ファイバケーブル
86 光ファイバケーブル中継器
87 正常な光ファイバケーブル
88 被測定の光ファイバケーブル
6, 8
13 External
20
30
40
50 Device under
60 Device under
70
80 Normal Device 81
Claims (7)
前記送信回路、前記受信回路、前記シリアル伝送路と、を含む通信路の劣化を判定するための前記送受信システムで送受信するシリアル通信で用いられる通信プロトコルのコード体系に基づいて決定される特定のマーク率を有するテスト信号を作成し、前記送信回路に出力するテスト信号作成回路と、
前記送信回路と前記シリアル伝送路を経由して前記受信回路が受信した前記テスト信号の立ち上りあるいは立ち下りエッジの位相を検出し、前記テスト信号の立ち上りあるいは立ち下りエッジの位相と基準クロックの位相との間の位相差を位相データとして出力する位相検出回路と、
該位相検出回路から出力される前記位相データに基づいて前記シリアル信号の劣化を判定して劣化判定情報を出力する劣化判定回路と、
を有することを特徴とするテスト信号による通信路の劣化判定機能を有する送受信システム。 Serial signal transmission / reception system comprising: a transmission circuit that transmits a serial signal; a serial transmission path that transmits the serial signal transmitted from the transmission circuit; and a reception circuit that receives the serial signal transmitted from the serial transmission path In
A specific mark determined based on a code system of a communication protocol used in serial communication transmitted / received by the transmission / reception system for determining deterioration of a communication path including the transmission circuit, the reception circuit, and the serial transmission path A test signal generation circuit that generates a test signal having a rate and outputs the test signal to the transmission circuit;
Detecting the phase of the rising or falling edge of the test signal received by the receiving circuit via the transmission circuit and the serial transmission line, and the phase of the rising or falling edge of the test signal and the phase of the reference clock A phase detection circuit that outputs the phase difference between the two as phase data;
A deterioration determination circuit that determines deterioration of the serial signal based on the phase data output from the phase detection circuit and outputs deterioration determination information;
A transmission / reception system having a function of determining deterioration of a communication path by a test signal.
前記シリアル伝送路は前記送信回路と前記受信回路とを直接接続する伝送路であり、
前記送信回路から送信して前記受信回路で受信した前記テスト信号の劣化を前記劣化判定回路により判定することを特徴とする請求項1に記載のテスト信号による通信路の劣化判定機能を有する送受信システム。 The transmission / reception system is a single device including the transmission circuit, the reception circuit, the phase detection circuit, the deterioration determination circuit, and the test signal generation circuit,
The serial transmission line is a transmission line that directly connects the transmission circuit and the reception circuit;
2. The transmission / reception system having a communication path deterioration determination function according to claim 1, wherein the deterioration determination circuit determines deterioration of the test signal transmitted from the transmission circuit and received by the reception circuit. .
前記送信信号から送信して前記受信回路で受信した前記テスト信号の劣化を前記劣化判定回路より判定することを特徴とする請求項1に記載のテスト信号による通信路の劣化判定機能を有する送受信システム。 In the transmission / reception system, a first device including the transmission circuit and the test signal generation circuit, and a second device including the reception circuit, the phase detection circuit, and the deterioration determination circuit are connected by the serial transmission path. System,
The transmission / reception system having a function for determining deterioration of a communication path using a test signal according to claim 1, wherein the deterioration determination circuit determines deterioration of the test signal transmitted from the transmission signal and received by the reception circuit. .
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