JPH03238946A - ネットワークバス終端状態監視方法とその回路並びにノード、ネットワークバス終端状態測定器およびｌａｎ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ネットワークバス上での終端状態か整合状態
にあるか、不整合状態にあるかを常時監視する方法とそ
の回路、更にはその回路を実装してなるノード、その回
路を測定器として転用してなるネットワークバス終端状
態測定器、その回路が実装されたノードを介し複数の端
末をネットワークバス上に収容してなるＬＡＮに関する
ものである。

［従来の技術］ 一般にローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）において
は、そのネットワークバス上には複数の伝送装置、ある
いは子局が端末としてバスインタフェース回路としての
ノードを介し収容されるが、その際、ネットワークバス
は所定に終端されなければならないものとなっている。

例えば「ディジタル通信技術」（東海大学出版会１９８
６年３月２５日発行、ＰＰ２７６−２８１）には、ＬＡ
Ｎの形状と特徴について両方向伝送バス型形状の例が挙
げられているが、このようなバスにおいては、その両端
に終端器が必ず実装されることが必要条件となっている
。

終端器が実装されていない場合は、バス上を伝送される
信号がバス終端で反射されることで、その信号波形に波
形歪が生じるようになり、バスを介しての信号授受が良
好に行なわれないことになるからである。

［発明が解決しようとする課題］ 以上のように、バスには終端器が設けられる必要がある
が、これまでにあっては、ネットワークバスの終端異常
による通信異常については常時監視されておらず、その
異常探索には多くの時間が要されているのが実情である
。この事情をより詳細に説明すれば以下のようである。

即ち、終端器の未実装や、バスでの短絡等による反射の
影響で伝送波形に歪が生じるようになった場合、反射点
からの距離によりバスに複数収容されているノードのう
ち、ある特定のノードにおいては、それ自体の機能は正
常であるにも拘らず通信不能状態に陥る、といった現象
が生じるものとなっている。他のノードでの通信状態は
正常とされるから、このような事態になった場合は、そ
の原因究明は容易でないというものである。また、同様
にして、バスの一方向伝送方式において、ノードの増設
等により最終端に位置するノードには終端器が実装され
る必要がある場合に、そのノードに終端器が実装されて
いなかったり、最終端以外の位置でのノードに終端器が
実装される、といったことが往々にして起こり得るもの
となっている。これは、ノードに終端器が実装されてい
るか否かの確認は、実際に終端器が実装されているパネ
ル等を確認することによって行なわれるが、システム運
用状態においてはその確認が困難な場合が多いからであ
る。

何れにしても、バスでの短絡や、ネットワーク保守者に
よる終端器実装ミス等によって通信異常が生じた場合に
は、子局各々では通信異常である旨の一般的なエラー表
示は行なわれるが、異常原因を特定する終端ポイントエ
ラーメツセージの表示は何等行なわれなく、その異常発
生後での原因究明には多くの時間が要され、ＬＡＮサー
ビス上問題であるというものである。

因みに、ここで、通信異常を終端異常として特定する方
法について説明すれば、その方法は現在のところ、専ら
オシロスコープ等による波形観測によっているのが実情
である。しかしながら、この方法もネットワークバス通
信が非同期方式であったり、通信中のみデータが伝送さ
れる方式では波形観測が困難となるから、より多くの時
間が要されるものとなっている。また、波形観測による
にしても、ノード単位に波形観測を行なわなければ、何
れのノードにて異常であるのかが詳細に判定し得す、こ
れがために終端異常の詳細究明には更に多くの時間が要
されるものとなっている。

本発明の目的は、ネットワークバスでの終端状態を、特
にノード対応に常時容易に監視し得るネットワークバス
終端状態監視方法を供するにある。

また、本発明の他の目的は、そのような終端状態の監視
が常時可能とされたネットワークバス終端状態監視回路
を供するにある。

更に、本発明の他の目的は、各々にてネットワークバス
終端状態の監視が常時可能とされたノードを供するにあ
る。

更には、ネットワークバス上の任意点で終端状態が監視
可能とされたネットワークバス終端状態測定器を供する
にある。

更にはまた、本発明の他の目的は、ノード各々よりネッ
トワークバス終端状態監視結果を収集したうえ、ネット
ワークバス全体での終端不整合点を容易に推定し得るＬ
ＡＮを供するにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的は、ネットワークバス上を伝送されている信号
の振幅電圧を２種類のしきい値と常時比較監視すること
によって、その振幅電圧が許容振幅電圧範囲内にある期
間を検出し、その期間検出信号の立上り、立下り各々を
トリガとして、上記信号の最小規定パルス幅よりもやや
小さめのパルスを再トリガ可として独立に発生せしめる
ようにし、立上り、立下り各々に対応して発生せしめら
れたパルスの時間的的な重複存在を以て、ネットワーク
バスでの終端異常を検出することで一般に達成されるが
、特にネットワークバスに複数の端末各々が端末対応の
ノードを介し収容される場合には、端末対応ノード各々
において、ネットワークバスでの終端状態が監視される
ことで達成される。

また、他の目的は、ネットワークバス上を伝送されてい
る信号の振幅電圧を２種類のしきい値と常時比較監視す
ることによって、その振幅電圧が許容振幅電圧範囲内に
ある期間を検出する手段と、この手段からの期間検出信
号の立上り、立下り各々をトリガとして、上記信号の最
小規定パルス幅よりもやや小さめのパルスを再トリガ可
として独立に発生せしめる手段と、この手段にて立上り
、立下り各々に対応して発生せしめられたパルスの時間
的的な重複存在を以て終端異常として検出する手段と、
とから構成することで達成される。

更に、他の目的は、ノードにネットワークバス終端状態
回路を実装せしめることで達成される。

更には、他の目的は、ネットワークバス終端状態監視回
路を、独立、かつ可搬型なものとして構成することで達
成される。

更にはまた、他の目的は、ネットワークバス終端状態監
視回路が実装されてなるノードを介し、複数の端末各々
がネットワークバス上に収容されることで達成される。

［作用］ 要は、ネットワークバスでの終端状態が不整合状態にあ
る場合には、バス上を伝送される信号の振幅電圧が部分
的にその許容範囲内より逸脱して異常大きくなったり、
小さくなる現象が生じることに着目し、このような現象
を監視によって検出しようというものである。このため
には、ネットワークバス上を伝送されている信号の振幅
電圧を２種類のしきい値と常時比較監視することによっ
て、その振幅電圧が許容振幅電圧範囲内にある期間を検
出し、その期間検出信号の立上り、立下り各々をトリガ
として、上記信号の最小規定パルス幅よりもやや小さめ
のパルスを再トリガ可として独立に発生せしめるように
し、立上り、立下り各々に対応して発生せしめられたパ
ルスの時間的的な重複存在を以て、ネットワークバスで
の終端異常を検出すればよいというものである。ところ
で、ネットワークバスが不整合状態にあるとしても、そ
の状態はノード各々の位置に応じて様々であることから
、したがって、少なくとも端末対応ノード各々において
、ネットワークバスでの終端状態を監視するようにすれ
ば必・要十分であるというものである。

そのようなネットワークバスの終端状態の監視は具体的
には、ネットワークバス上を伝送されている信号の振幅
電圧を２種類のしきい値と常時比較監視することによっ
て、その振幅電圧が許容振幅電圧範囲内にある期間を検
出する手段と、この手段からの期間検出信号の立上り、
立下り各々をトリガとして、上記信号の最小規定パルス
幅よりもやや小さめのパルスを再トリガ可として独立に
発生せしめる手段と、この手段にて立上り、立下り各々
に対応して発生せしめられたパルスの時間的的な重複存
在を以て終端異常として検出する手段とを具備してなる
ネットワークバス終端状態監視回路によって可能とされ
るが、ノード各々においてそのような監視を可能ならし
めるためには、ノード自体に終端状態監視回路を実装せ
しめればよいというものである。ネットワークバス終端
状態監視回路はまた、独立、かつ可搬型なものとして構
成される場合には、これをネットワークバス上の任意点
での終端状態を監視し得る測定器として転用され得るも
のである。また、ネットワークバス終端状態監視回路が
実装されたノードを介し、端末各々がネットワークバス
に収容されるようにしてＬＡＮがシステム構成される場
合には、中央の局からノード各々での終端状態を収集し
たうえ、ネットワークバス全体での終端状態を総合的に
判定することが可能となり、判定結果にもとづき保守者
は速やかなる措置が採れることになるものである。

［実施例］ 以下、本発明を第１図から第４図により説明する。

先ず本発明によるネットワークバス終端状態監視回路に
ついて説明すれば、第１図はその一例での具体的構成を
示したものである。図示のように、本例ではノードに実
装された状態として示されており、ネットワークバス上
のデータＤＡＴＡ（Ｒ）は人力パルストランス１を介し
受信されるが、そのトランス２次側ではアース電圧を基
準にプラス電位側に振幅電圧が発生すべく一端がアース
電位に接地され、他端からは受信データＤＡＴＡが取り
出されるようになっている。取り出された受信データＤ
ＡＴＡは端末内受信回路に転送される一方では、非反転
入力としてコンパレータ２，３各々で反転入力としての
基準電圧Ｖ　ＲＥ　Ｆ　ｌ　＋　Ｖ　ＲＲＦ　２と比較
されることによって、その振幅電圧が正常許容範囲内に
あるか否かが判定されるものとなっている。基準電圧Ｖ
　ＩＩＰＩ　Ｉ　Ｖ　ＲＩＩＦ２は論理回路用電源電圧
（＋５Ｖ）を抵抗Ｒ１〜Ｒ３で分圧することによって得
られているが、このうち、基準電圧基準電圧ＶＲ１！Ｐ
ｉは正常時での最大振幅電圧よりもやや大きいものとし
て、また、基準電圧ＶＲｔＦ２はネットワークバス上で
の伝送距離による損失をも考慮し、正常時での最小振幅
電圧よりもやや小さいものとして設定されるようになっ
ている。したがって、コンパレータ２からは、受信デー
タＤＡＴＡの振幅電圧が基準電圧Ｖ１，１以上である間
のみコンパレータ２出力として“Ｈ”信号が得られ、ま
た、コンパレータ３からは、受信データＤＡＴＡの振幅
電圧が基準電圧Ｖ■Ｆ２以上である間のみコンパレータ
出力ＣＯＭＰ　２として“Ｈ”信号が得られるようにな
っているものである。よって、これらコンパレータ２．
３出力から受信データＤＡＴＡの振幅電圧が正常許容範
囲内にある期間を検出することは容易である。本例では
図示のように、コンパレータ２出力はインバータ４を介
しコンパレータ出力ＣＯＭＰ　１としてアンドゲート５
でコンパレータ出力ＣＯＭＰ２と論理積されることによ
って、その正常許容範囲内にある期間が“Ｈ”信号とし
て検出されるものとなっている。

さて、再トリガ可能とされ、かつトリが出力のパルス幅
が受信データＤＡＴＡでの最小規定パルス幅ｔよりもや
や小さめに設定された単安定マルチバイブレータ（以下
、モノマルチと称す）６．７各々では、そのようにして
得られるアンドゲート５出力によって所定にトリガされ
るものとなっている。

アンドゲート５出力の立上り、立下り時点でそれぞれモ
ノマルチ６．７がトリガされているものである。モノマ
ルチ６．７各々からのトリガ出力はアンドゲート８で論
理積されるが、この論理積結果より受信データＤＡＴＡ
の振幅電圧が正常許容範囲内の“Ｈ”信号として得られ
るべき期間内に、基準電圧Ｖ□、１以上の振幅電圧、ま
たは基準電圧Ｖ１１１Ｆ２未満の振幅電圧が存在したか
否かが知れるものである。後述するように、受信データ
ＤＡＴＡがその全存在期間において正常許容範囲内の“
Ｈ”信号として得られる場合には、アンドゲート８出力
は常時“Ｌ”信号状態に維持されているが、その存在期
間内において、終端異常により基準電圧Ｖ□２１以上の
振幅電圧、または基準電圧Ｖ＋ｔｘｐ＊未満の振幅電圧
が存在した場合には、アンドゲート８出力中に“Ｈ”信
号が出現するようになり、この“Ｈ”信号の出現を以て
終端異常が発生したと判定し得るものである。本例では
図示のように、アンドゲート８出力中に“Ｈ”信号が出
現した場合には、端末装置内警報回路にその旨が通知さ
れ警報が発せられる一方、トリガ出力パルス幅が相当大
とされたモノマルチ（場合によっては再トリガ可能なも
のとして構成）９がトリガされ、そのトリガ出力（Ｑ出
力）によって発光ダイオード１０が発光駆動されること
で、終端異常が発生している旨が外部に表示されるよう
になっている。場合によってはその“Ｈ”信号のラッチ
出力をして発光ダイオードを継続的に発光駆動せしめて
もよいが、何れにしてもそのような警報、表示からネッ
トワーク保守者は必要な措置が速やかに採れるものであ
る。

以上のようにして、ネットワーク上での終端状態が常時
監視されることで、終端異常が検出可能とされているが
、第２図から第４図はそのネットワークバス終端状態監
視回路での要部入出力信号波形の例を、受信データＤＡ
ＴＡのパルス幅が最小規定パルス幅ｔの場合でのものと
してそれぞれ示したものである。これら図により回路動
作を補足すれば以下のようである。

即ち、第２図は終端異常が発生していない場合での要部
人出力信号の例を示すが、この場合には受信データＤＡ
ＴＡはその存在期間内での振幅電圧が基準電圧Ｖ。Ｆ０
未満、基準電圧Ｖ□□以上にあることから、コンパレー
タ出力ＣＯＭＰＩは常時“Ｈ”信号レベルとして、また
、コンパレータ出力ＣＯＭＰ２はパルス幅ｔの“Ｈ”信
号レベルとして得られることになる。結局、コンパレー
タ出力ＣＯＭＰ２がそのままアンドゲート５出力として
得られるものである。その後アンドゲート５出力の立上
り、立下りでモノマルチ６．７がそれぞれトリガされる
が、モノマルチ６．７は何れも再トリガされることはな
く、しかもそのトリガ出力のパルス幅はともにｔ未満と
されるから、アンドゲート８出力として“Ｈ”信号が出
現することはないものである。

次に、第３図により受信データＤＡＴＡの存在期間内で
、その振幅電圧が終端異常により一時的に基準電圧■□
。未満となった場合について説明すれば、コンパレータ
出力ＣＯＭＰＩは常時“Ｈ″信号レベルにおかれるが、
コンパレータ出力ＣＯＭＰ２としては振幅電圧が基準電
圧ｖＲ１！。未満にある間“Ｌ”信号レベルにおかれる
ことになる。結局、この場合にもコンパレータ出力ＣＯ
ＭＰ２がそのままアンドゲート８出力として得られるが
、この場合、コンパレータ出力ＣＯＭＰ２は終端異常の
状態如何によって一般に時間を内に、パルス幅がｔ未満
の“Ｈ”信号が１回以上出現する状態として得られるも
のとなっている。“Ｈ”信号が２回以上出現する場合は
モノマルチ６．７はともに１回以上再トリガされ、それ
らトリガ出力には時間的な重複が生じるところとなるも
のである。また、“Ｈ”信号が１回のみ出現する場合（
受信データＤＡＴＡの最小規定パルス幅が終端異常によ
って実質的に狭くなる場合）はモノマルチ６．７はとも
に再トリガされることはないが、時間を未満内にモノマ
ルチ６．７が順次トリガされることによって、それらト
リガ出力に時間的な重複が生じることになるものである
。

この結果として、アンドゲート８出力中には“Ｈ”信号
が出現するところとなり、この“Ｈ″信号出現を以て終
端異常の発生が検出されるものである。

第４図は受信データＤＡＴＡの存在期間内で、その振幅
電圧が終端異常により一時的に基準電圧ＶＲＥ、１以上
となった場合での動作を示したものである。

この場合には、第８図の場合とは逆にコンパレータ出力
ＣＯＭＰＩは振幅電圧が基準電圧Ｖ□ｒ１以上にある間
“Ｌ”信号レベルにおかれ、コンパレータ出力ＣＯＭＰ
２は受信データＤＡＴＡの存在期間の間“Ｈ”信号レベ
ルにおかれるようになっている。したがって、結果的に
アンドゲート８出力は第３図の場合と同様にして一般に
時間を内に、パルス幅がｔ未満の“Ｈ”信号が１回以上
出現する状態として得られるものとなっている。アンド
ゲート８出力に“Ｈ”信号が出現したことを以て、終端
異常を検出し得るものである。

なお、以上の例では受信データＤＡＴＡの最小規定パル
ス幅を内において、その振幅電圧が基準電圧ＶＲＩＩＦ
＋以上となったり、基準電圧ＶＲ１Ｆ□未満となるなど
、様々に振幅電圧が複雑に変化する場合については特に
説明されていないが、この様な場合にもアンドゲート８
出力は、一般に時間を内にパルス幅がｔ未満の“Ｈ”信
号が複数回に亘って出現する状態として得られることか
ら、確実に終端異常は検出されるものとなっている。な
お、本発明によるネットワークバス終端状態監視におい
ては、ネットワークバス上を伝送される信号波形が終端
異常による反射波により消失したり、伝送信号波形に変
化がないような場合（ＮＲＺ信号波形ではオール“１”
の信号状態が継続する場合がある）には終端異常の検出
は困難であるが、通常はそのような事態は稀であり、伝
送信号としてＰＮパターンを想定すれば、伝送信号の符
号則、速度とは無関係に終端異常を検出し得るものとな
っている。

以上、本発明によるネットワークバス終端状態監視回路
について説明したが、以上の説明からも判るように、ハ
ードウェア量少なくして簡単に、しかも軽量、小型なも
のとして経済的に構成され得るから、本回路はオシロス
コープ等に代る携帯型簡易測定器に転用することが可能
であるばかりか、ノード各々に標準実装させることも容
易に考えられるものとなっている。ノード各々に標準実
装される場合は、ノード各々にて終端異常が検出され得
るものである。ノード各々に標準実装される場合にはま
た、中央局においてノード各々での終端状態検出結果お
よび受信エラー情報を収集することか可能となり、収集
された情報にもとづきネットワークバス上での終端状態
を総合的に判定することが可能となるものである。例え
ばあるノードでは終端異常と受信エラーが同時に、他の
あるノードでは終端異常のみが生じている、といった収
集情報にもとづき終端不整合点が容易に推定可能となる
ものである。また、一方向伝送方式においては、ノード
の増設等により終端器が移動される必要がある場合には
、終端器の移動忘れや実装忘れ、増設時等でのバスショ
ート事故等による終端異常もノード各々において検出可
能であり、未然にネットワークくバスでの終端異常によ
る通信不良を防止し得るものとなっている。

［発明の効果コ 以上説明したように、請求項１による場合は、ネットワ
ークバスでの終端状態を常時容易に監視し得、特に請求
項２による場合には、ノード対応にネットワークバス終
端状態を常時容易に監視し得ことになる。また、請求項
３によれば、そのような終端状態の監視が常時可能とさ
れたネットワークバス終端状態監視回路が、更に、請求
項４によれば、各々にてネットワークバス終端状態の監
視が常時可能とされたノードが、更には、請求項５によ
れば、ネットワークバス上の任意点で終端状態が監視可
能とされたネットワークバス終端状！！測定器がそれぞ
れ得られることになる。更にはまた、請求項６による場
合には、ノード各々での終端状態を収集したうえ、ネッ
トワークバス全体での終端不整合点を容易に推定し得る
ＬＡＮが得られることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるネットワークバス終端状態監視
回路の一例での回路構成を示す図、第２図、第３図およ
び第４図は、そのネットワークバス終端状態監視回路で
の要部入出力信号波形の例を、受信データのパルス幅が
最小規定パルス幅の場合でのものとしてそれぞれ示す図
である。 ２．３・・・コンパレータ、６，７．９・・・単安定マ
ルチバイブレータ（モノマルチ）、１０・・・発光ダイ
オード

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ネットワークバスでの終端状態が整合状態にあるか
   、不整合状態にあるかを監視検出する方法であって、ネ
   ットワークバス上を伝送されている信号の振幅電圧を２
   種類のしきい値と常時比較監視することによって、該振
   幅電圧が許容振幅電圧範囲内にある期間を検出し、該期
   間検出信号の立上り、立下り各々をトリガとして、上記
   信号の最小規定パルス幅よりもやや小さめのパルスを再
   トリガ可として独立に発生せしめ、立上り、立下り各々
   に対応して発生せしめられたパルスの時間的的な重複存
   在を以て、ネットワークバスでの終端異常を検出するよ
   うにしたネットワークバス終端状態監視方法。 ２、ネットワークバスに複数の端末各々が端末対応のノ
   ードを介し収容される場合に、端末対応ノード各々にお
   いては、請求項１記載の方法によってネットワークバス
   での終端状態が監視されるようにしたネットワークバス
   終端状態監視方法。 ３、ネットワークバス上を伝送されている信号の振幅電
   圧を２種類のしきい値と常時比較監視することによって
   、該振幅電圧が許容振幅電圧範囲内にある期間を検出す
   る手段と、該手段からの期間検出信号の立上り、立下り
   各々をトリガとして、上記信号の最小規定パルス幅より
   もやや小さめのパルスを再トリガ可として独立に発生せ
   しめる手段と、該手段にて立上り、立下り各々に対応し
   て発生せしめられたパルスの時間的的な重複存在を以て
   終端異常として検出する手段と、からなるネットワーク
   バス終端状態監視回路。 ４、ネットワークバスに複数の端末各々が端末対応のノ
   ードを介し収容される場合に、請求項３記載の回路が実
   装されてなるノード。 ５、請求項３記載の回路を、ネットワークバス上の任意
   点での終端状態を監視するものとして転用してなるネッ
   トワークバス終端状態測定器。 ６、請求項４記載のノードを介し複数の端末各々がネッ
   トワークバスに収容されてなるＬＡＮ。