JPH08139743A

JPH08139743A - 二重化通信制御装置

Info

Publication number: JPH08139743A
Application number: JP6276487A
Authority: JP
Inventors: Koji Demachi; 公二出町; Toshio Ogawa; 敏夫小川
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 1994-11-10
Filing date: 1994-11-10
Publication date: 1996-05-31

Abstract

(57)【要約】【目的】ＡＵＩ等の伝送媒体に近い側に伝送媒体の異
常を検出して正常な側の伝送媒体に切り換える二重化通
信制御装置を提供すること。【構成】自局の通信局１０とは上位ＡＵＩを介して接
続され、二重化された共通バス伝送媒体５０と一対一に
設けられたＭＡＵと下位ＡＵＩとを介して当該伝送媒体
と接続されると共に、いずれか一方の伝送媒体を選択し
てメッセージを送出する二重化通信制御装置２０であっ
て、ＪＩＳＸ５２５２に準拠するＬＡＮに用いられる装
置において、通信局の負担を軽減するために二重化通信
制御装置で伝送媒体での衝突検出を行って伝送媒体の切
り換えを行う衝突検出信号生成部２５と受信データ選択
部２６を設け、上位ＡＵＩと下位ＡＵＩとの間に二重化
通信制御装置を設けても、通信局とＭＡＵとを接続する
ＡＵＩと同一の機能を発揮するため、送信中継部２３と
キャリア検出信号選択部２４を設けていると共に、配線
を容易にするため通信局コネクタ２１と２個のＭＡＵコ
ネクタ２２を設けている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はローカルエリアネットワ
ーク（ＬＡＮ）に用いて好適な二重化通信制御装置に係
り、特に伝送媒体の二重化が可能な改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】工業用の制御装置では、本出願人の提案
に係る特開平４−２１１５２６号公報に開示されている
ように、伝送媒体を二重化して信頼性を高めることが行
われている。他方、ＬＡＮではＪＩＳＸ５２５２（ＩＳ
Ｏ８８０２）に規定されているような標準形式が存在し
ている。

【０００３】図７はＪＩＳＸ５２５２に規定されたＬＡ
Ｎのモデル図である。図において、ＬＬＣは論理リンク
制御副層、ＭＡＣはデータリンク層内の媒体アクセス制
御副層で、ＯＳＩ参照モデルが規定するデータリンク層
を構成する。ＰＬＳは物理信号制御副層で、リセット・
識別機能並びに出力、入力、モード、誤り検出及びキャ
リア検出の五つの並行で非同期に働く機能から構成され
ている。ＡＵＩはアタッチメントユニットインターフェ
イスのことで、電源、接地及び三個又は四個の差動回路
で構成し、相互接続回路の名称としてはデータ出力Ｄ
Ｏ、データ入力ＤＩ、制御入力ＣＩ並びに任意選択とさ
れる制御出力ＣＯの四種類がある。

【０００４】ＭＡＵは媒体接続ユニットのことで、同軸
ケーブルや光ファイバケーブルを用いた伝送媒体に情報
を直接符号化して出力するシステムであって、ＡＵＩを
介してＰＬＳ副層との接続を可能にしている。ここで、
同軸ケーブルは伝送媒体として使用される２導体を同心
円筒状に配列した定インピーダンス伝送線をいう。ＰＭ
ＡはＭＡＵの一部をなす物理媒体アタッチメントのこと
で、機能的な回路を持つ部分をいう。ＭＤＩは媒体とＭ
ＡＵとの間の機械的及び電気的インターフェイスを行う
媒体依存インターフェイスである。

【０００５】このような装置においては、ＣＳＤＡ／Ｃ
Ｄアクセス方式と呼ばれるものを採用して、二以上の局
が共通バス伝送媒体を共用し、送信延期処理やバックオ
フ処理を用いて１０Ｍビット／ｓベースバンドの伝送速
度を実現している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この規
格によるＬＡＮでは商業及び軽工業での使用を念頭に置
いたもので、重工業の環境でのＬＡＮは対象外としてい
る。そして、重工業の環境では、データ伝送の信頼性を
高めるため伝送媒体の二重化がなされるから、この規格
の範囲内で二重化通信制御装置を設けることが汎用性の
点で望ましい。そして、二重化された伝送媒体の選択に
ついては手動若しくはＭＡＣ等の上位の通信制御機能に
より行うことが考えられる。ところが、このような構成
によると標準的な通信方式の二重化は可能であるが、伝
送媒体の異常を正確に認識し伝送媒体を切り換えること
が困難になるという課題があった。また、ＭＡＵやＭＡ
Ｃ等にはＪＩＳＸ５２５２に準拠する標準品が存在する
が、このような二重化された伝送媒体の選択機能をＭＡ
Ｃに搭載すると、標準品との互換性が失われてコスト高
になるという課題を生ずる。

【０００７】本発明はこのような課題を解決したもの
で、ＡＵＩ等の伝送媒体に近い側に伝送媒体の異常を検
出して正常な側の伝送媒体に切り換えると共に、ＭＡＵ
やＭＡＵの標準品との接続ができる二重化通信制御装置
を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する本
発明は、担当する通信局１０とは上位ＡＵＩ（アタッチ
メントユニットインターフェイス）を介して接続され、
二重化された共通バス伝送媒体５０と一対一に設けられ
たＭＡＵ（媒体接続ユニット）と、このＭＡＵと直列に
接続された下位ＡＵＩとを介して当該伝送媒体と接続さ
れると共に、いずれか一方の伝送媒体を選択してメッセ
ージを送出する二重化通信制御装置２０であって、複数
の通信局が当該二重化された共通バス伝送媒体を共有
し、各通信局は当該伝送媒体の静止期間を待ってビット
直列の形で用意したメッセージを送出し、送信開始後に
他の通信局のメッセージと衝突したときは衝突の処理を
行うことを特徴とする二重化通信制御装置である。

【０００９】好ましくは、二重化通信制御装置の構成と
して、前記上位ＡＵＩが接続される通信局コネクタ２１
と、双方の下位ＡＵＩが一対一に接続されるＭＡＵコネ
クタ２２と、当該通信局コネクタを介して送られる送信
データ６１を受信して、当該ＭＡＵコネクタの双方にこ
の送信データと同一内容の中継出力信号６２を出力する
と共に、この中継出力信号を出力中は自局送信信号６６
を出力する送信中継部２３と、受信媒体選択信号６３に
より指定される伝送媒体側のＭＡＵから送信されるキャ
リア検出信号６４を受信して、同一内容の中継キャリア
検出信号６５を通信局コネクタに出力するキャリア検出
信号選択部２４と、前記自局送信信号と受信媒体選択信
号とを監視して、伝送媒体から衝突検出信号６７を受信
したときは中継衝突検出信号６８を通信局コネクタに出
力する衝突検出信号生成部２５と、前記受信媒体選択信
号により指定される伝送媒体側のＭＡＵから送信される
受信データ６９を受信して、同一内容の中継受信データ
７０を通信局コネクタに出力すると共に、双方の伝送媒
体の受信データ並びにキャリア検出信号を監視して、未
指定側の伝送媒体で前記メッセージの伝送がなされてい
ると判断したときは伝送媒体を切り換え、更に前記受信
媒体選択信号を出力する受信データ選択部２６とを具備
するとよい。

【００１０】

【作用】本発明の構成によれば、二重化された伝送媒体
毎にＭＡＵを設け、通信局とＭＡＵとを接続するＡＵＩ
を上位ＡＵＩと下位ＡＵＩの二つに分割し、上位ＡＵＩ
と下位ＡＵＩとの間に二重化通信制御装置を設けている
ので、ＭＡＵや通信局はＪＩＳ５２５２に準拠する標準
品をそのまま利用できる。

【００１１】また、二重化通信制御装置では伝送媒体で
の衝突検出を行って伝送媒体の切り換えを行うために、
衝突検出信号生成部と受信データ選択部を設けている。
また上位ＡＵＩと下位ＡＵＩとの間に二重化通信制御装
置を設けても、従前のＡＵＩと同様の機能を発揮するた
め、送信中継部とキャリア検出信号選択部を設けている
と共に、配線を容易にするため通信局コネクタと２個の
ＭＡＵコネクタを設けている。

【００１２】

【実施例】以下図面を用いて、本発明を説明する。図１
は本発明の一実施例を示すＬＡＮ全体の構成ブロック図
である。図において、伝送媒体５０は二重化されてお
り、伝送媒体１に属するものを添字ａを用いて表し、伝
送媒体２に属するものを添字ｂを用いて表す。通信局１
０は伝送媒体５０a,bに対してｎ個接続されており、各
通信局１０は添字a,b,・・・,nを用いて表す。各通信局１
０と一対一に二重化通信制御装置２０が割り当てられ、
接続には上位ＡＵＩ４０ｃが用いられる。また二重化通
信制御装置２０には、二組の下位ＡＵＩ４０a,bとＭＡ
Ｕ３０a,bが用いられ、伝送媒体１，２を二重化してい
る。

【００１３】次に添字ａの通信局１０に注目して説明す
る。通信局１０ａとは上位ＡＵＩ４０ｃａを介して二重
化通信制御装置２０ａと接続されている。また、二重化
された伝送媒体５０については、伝送媒体１については
ＭＡＵ３０ａａと下位ＡＵＩ４０ａａを介して二重化通
信制御装置２０ａと接続され、伝送媒体２についてはＭ
ＡＵ３０ｂａと下位ＡＵＩ４０ｂａを介して二重化通信
制御装置２０ａと接続されている。

【００１４】このように構成された装置において、二重
化通信制御装置２０ａは、いずれか一方の伝送媒体１，
２を選択してメッセージを送出する。そして、複数の通
信局１０が二重化された共通バス伝送媒体５０を共有
し、各通信局１０は伝送媒体５０の静止期間を待ってビ
ット直列の形で用意したメッセージを送出し、送信開始
後に他の通信局のメッセージと衝突したときは衝突の処
理を行う。この通信や衝突の処理はＪＩＳＸ５２５２に
従う。

【００１５】図２は図１のＬＡＮで使用される二重化通
信制御装置単体の構成ブロック図である。尚、ここでは
添字a,b,・・・,nを省略して表す。通信局コネクタ２１
は、上位ＡＵＩ４０ｃが接続されるもので、自局の通信
局１０とのデータ授受がなされる。ＭＡＵコネクタ２２
a,bは、双方の下位ＡＵＩ４０a,bが一対一に接続される
もので、ＭＡＵ３０a,bとのデータ授受がなされる。送
信中継部２３は、通信局コネクタ２１を介して通信局１
０より送られる送信データ６１を受信して、ＭＡＵコネ
クタ２２a,bの双方にこの送信データと同一内容の中継
出力信号６２を出力すると共に、この中継出力信号62を
出力中は自局送信信号６６を出力する。キャリア検出信
号選択部２４は、受信媒体選択信号６３により指定され
る伝送媒体側のＭＡＵから送信されるキャリア検出信号
６４を受信して、同一内容の中継キャリア検出信号６５
を通信局コネクタ２１に出力する。ここで、キャリア検
出信号とは、伝送媒体に搬送波が出現したことを知らせ
るものである。

【００１６】衝突検出信号生成部２５は、自局送信信号
６６と受信媒体選択信号６３とを監視して、伝送媒体５
０から衝突検出信号６７を受信したときは中継衝突検出
信号６８を通信局コネクタ２１に出力する。衝突検出信
号６７は、ＪＩＳＸ５２５２の定めに従えば、送信局の
物理層が伝送媒体上の干渉を検出すると衝突検出信号が
真にするものである。この中継衝突検出信号６８を出力
する場合として、次の３通りある。まず、自局が送信中
でなければ、受信媒体選択信号６３により選択される伝
送媒体からの中継衝突検出信号６８を受信したときであ
る。第２は、自局が送信中であり、両方の伝送媒体５０
から同時に中継衝突検出信号６８を受信したときであ
る。第３は、自局が送信中であり、片方の伝送媒体５０
から中継衝突検出信号６８を受信し、他方の伝送媒体５
０ではキャリアが検出されないときである。

【００１７】受信データ選択部２６は、受信媒体選択信
号６３により指定される伝送媒体側のＭＡＵ２２a,bか
ら送信される受信データ６９を受信して、同一内容の中
継受信データ７０を通信局コネクタ２１に出力すると共
に、双方の伝送媒体の受信データ６９a,b並びにキャリ
ア検出信号６３を監視して、未指定側の伝送媒体５０で
メッセージの伝送がなされていると判断したときは伝送
媒体を切り換え、更に受信媒体選択信号６３を出力す
る。この判断は、受信媒体選択信号６３で未指定側の伝
送媒体５０から受信データ６９中にスタートデリミタを
検出した後、その伝送媒体５０のキャリア検出信号がな
くなるまでの間に、受信媒体選択信号６３により指定さ
れる伝送媒体５０の受信データ６９にスタートデリミタ
が検出されなかった場合には、受信媒体選択信号６３に
より指定される伝送媒体５０を一方から他方へ切り替え
る。ここで、メッセージを構成する一部にスタートデリ
ミタがある。

【００１８】このように構成された装置の動作を次に説
明する。ＪＩＳＸ５２５２で規定されるベースバンド媒
体仕様（１０ＢＡＳＥ５）を充足する同軸ケーブルで
は、伝送媒体の中心導体と外部導体が短絡した状態で送
信を行うと、短絡部位での反射によりキャリア検出が行
われなくなる。また、伝送媒体が断線した状態で送信を
行うと、断線部位での反射により衝突検出が発生する性
質がある。そこで、短絡や断線等の異常な状態と正常な
状態での送信とに場合を分けて説明する。

【００１９】図３は片方の伝送媒体が短絡している場合
の受信動作を説明する波形図で、（Ａ）は送信データ、
（Ｂ）は伝送媒体１上の通信データ、（Ｃ）は伝送媒体
２上の通信データ、（Ｄ）は伝送媒体１上のキャリア検
出信号、（Ｅ）は伝送媒体２上のキャリア検出信号、
（Ｆ）は受信局でのキャリア検出信号、（Ｇ）は伝送媒
体１上の衝突検出信号、（Ｈ）は伝送媒体２上の衝突検
出信号、（Ｉ）は受信局での衝突検出信号、（Ｊ）は受
信媒体選択信号６３、（Ｋ）は受信データである。

【００２０】ある通信局１０から受信データ６１が送信
される時には、送信中継部２３により両方の伝送媒体５
０a,bに送信データが送信される。短絡が発生している
伝送媒体５０では、反射の影響で送信データが破壊さ
れ、キャリア検出信号６４は伝送遅延時間後消滅する。
受信局では、受信媒体選択信号６３で選択される伝送媒
体５０からのスタートデリミタを検出することはできな
いが、他方の伝送媒体５０からのスタートデリミタは検
出される。しかし、受信局では受信媒体選択信号６３で
選択される伝送媒体５０からの受信データ６９を通信局
１０に伝えているので、受信データ６９が通信局１０に
対して性格には伝わらない。そこで、スタートデリミタ
が検出されるた伝送媒体上のキャリア検出信号がなくな
った時点で、受信データ選択部２６により受信媒体選択
信号６３を切り替える。すると、切り換え後は受信局が
正常な伝送媒体５０より受信を行うので、正常に受信デ
ータを通信局１０で受け取ることができる。

【００２１】図４は片方の伝送媒体が断線している場合
の受信動作を説明する波形図で、（Ａ）〜（Ｋ）は図３
の場合と同じである。ある通信局１０から受信データ６
１が送信される時には、送信中継部２３により両方の伝
送媒体５０a,bに送信データが送信される。断線が発生
している伝送媒体５０では、反射の影響で送信データが
破壊され、衝突検出信号６７が伝送遅延時間後発生す
る。受信局では、受信媒体選択信号６３で選択される伝
送媒体５０からのスタートデリミタを検出することはで
きないが、他方の伝送媒体５０からのスタートデリミタ
は検出される。しかし、受信局では受信媒体選択信号６
３で選択される伝送媒体５０からの受信データ６９を通
信局１０に伝えているので、受信データ６９が通信局１
０に対して性格には伝わらない。そこで、スタートデリ
ミタが検出されるた伝送媒体上のキャリア検出信号がな
くなった時点で、受信データ選択部２６により受信媒体
選択信号６３を切り替える。すると、切り換え後は受信
局が正常な伝送媒体５０より受信を行うので、正常に受
信データを通信局１０で受け取ることができる。

【００２２】図５は両方の伝送媒体が正常な場合の衝突
検出動作を説明する波形図で、（Ａ１）は送信局１から
の送信データ、（Ａ２）は送信局２からの送信データ、
（Ｂ）〜（Ｋ）は図３の場合と同じである。二つの通信
局より同時に送信が行われると、双方の送信データが両
方の伝送媒体５０a,b上で衝突して干渉し、送信データ
が破壊され、衝突検出信号６７が発生する。すると、両
方の通信局では両方の伝送媒体５０a,bから同時に衝突
検出信号６７が検出されるので、衝突検出信号生成部２
５はそれぞれの通信局１０に衝突検出を通知する。次に
それぞれの通信局１０は、衝突検出によりバックオフア
ルゴリズムによる再送動作を開始する。そして、バック
オフアルゴリズムにより片方の通信局のみが送信を行
い、通信が成功する。

【００２３】図６は片方の伝送媒体が短絡している場合
の衝突検出動作を説明する波形図で、（Ａ１）〜（Ｋ）
は図５の場合と同じである。二つの通信局より同時に送
信が行われると、双方の送信データが両方の伝送媒体５
０a,b上で衝突して干渉し、送信データが破壊される。
すると、正常な伝送媒体上では衝突が検出されるが、短
絡が発生している伝送媒体では反射の影響で衝突は検出
されず、またキャリア検出も行われない。そごて、衝突
検出信号生成部２５は片方の伝送媒体５０で衝突が検出
され、他方の伝送媒体５０ではキャリアが検出されない
ので、通信局１０に衝突検出を通知する。これに対し
て、それぞれの通信局１０は、衝突検出によりバックオ
フアルゴリズムによる再送動作を開始する。そして、バ
ックオフアルゴリズムにより片方の通信局のみが送信を
行い、通信が成功する。

【００２４】最後に、片方の伝送媒体が断線している場
合の衝突検出動作は、両方の通信媒体が正常な場合の衝
突検出動作と同一になっている。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によればＡ
ＵＩを上位ＡＵＩと下位ＡＵＩに分割して二重化通信制
御装置を挿入して送受信動作と衝突検出動作をしている
ので、上位のデータリンク層に存在するＭＡＣや下位の
ＭＡＵに偏向を加えること無く伝送媒体の二重化がなさ
れるので、既設のＪＩＳＸ５２５２に準拠したＬＡＮで
も二重化が容易にできるという効果がある。また、二重
化した伝送媒体と二重化通信制御装置を用いると、伝送
媒体で断線若しくは中心導体と外部導体の短絡が１箇所
で発生しても正常な側の伝送媒体を用いて通信が確保で
きるので、信頼性が向上するという効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すＬＡＮ全体の構成ブロ
ック図である。

【図２】図１のＬＡＮで使用される二重化通信制御装置
単体の構成ブロック図である。

【図３】片方の伝送媒体が短絡している場合の受信動作
を説明する波形図である。

【図４】片方の伝送媒体が断線している場合の受信動作
を説明する波形図である

【図５】両方の伝送媒体が正常な場合の衝突検出動作を
説明する波形図である。

【図６】片方の伝送媒体が短絡している場合の衝突検出
動作を説明する波形図である。

【図７】ＪＩＳＸ５２５２に規定されたＬＡＮのモデル
図である。

【符号の説明】

１０通信局２０二重化通信制御装置２３送信中継部２４キャリア検出信号選択部２５衝突検出信号生成部２６受信データ選択部３０ＭＡＵ（媒体接続ユニット）４０ＡＵＩ（アタッチメントユニットインターフェイ
ス）５０伝送媒体（同軸ケーブル）

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０４Ｌ 11/00 ３３１

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】担当する通信局（１０）とは上位ＡＵＩ
（アタッチメントユニットインターフェイス）を介して
接続され、二重化された共通バス伝送媒体（５０）と一
対一に設けられたＭＡＵ（媒体接続ユニット）と、この
ＭＡＵと直列に接続された下位ＡＵＩとを介して当該伝
送媒体と接続されると共に、いずれか一方の伝送媒体を
選択してメッセージを送出する二重化通信制御装置（２
０）であって、複数の通信局が当該二重化された共通バス伝送媒体を共
有し、各通信局は当該伝送媒体の静止期間を待ってビッ
ト直列の形で用意したメッセージを送出し、送信開始後
に他の通信局の送信と衝突したときは衝突の処理を行う
ことを特徴とする二重化通信制御装置。
【請求項２】前記二重化通信制御装置は、前記上位ＡＵＩが接続される通信局コネクタ（２１）
と、双方の下位ＡＵＩが一対一に接続されるＭＡＵコネクタ
（２２）と、当該通信局コネクタを介して送られる送信データ（６
１）を受信して、当該ＭＡＵコネクタの双方にこの送信
データと同一内容の中継出力信号（６２）を出力すると
共に、この中継出力信号を出力中は自局送信信号（６
６）を出力する送信中継部（２３）と、受信媒体選択信号（６３）により指定される伝送媒体側
のＭＡＵから送信されるキャリア検出信号（６４）を受
信して、同一内容の中継キャリア検出信号（６５）を通
信局コネクタに出力するキャリア検出信号選択部（２
４）と、前記自局送信信号と受信媒体選択信号とを監視して、伝
送媒体から衝突検出信号（６７）を受信したときは中継
衝突検出信号（６８）を通信局コネクタに出力する衝突
検出信号生成部（２５）と、前記受信媒体選択信号により指定される伝送媒体側のＭ
ＡＵから送信される受信データ（６９）を受信して、同
一内容の中継受信データ（７０）を通信局コネクタに出
力すると共に、双方の伝送媒体の受信データ並びにキャ
リア検出信号を監視して、未指定側の伝送媒体で前記メ
ッセージの伝送がなされていると判断したときは伝送媒
体を切り換え、更に前記受信媒体選択信号を出力する受
信データ選択部（２６）と、を具備することを特徴とする請求項１記載の二重化通信
制御装置。