KR101307092B1 - 통신 관리 장치, 통신 노드, 및 데이터 통신 방법 - Google Patents

Abstract

복수의 통신 노드가 전송로를 통해서 링 모양으로 접속된 네트워크 내에서의 데이터 송신을 관리하는 통신 관리 장치로서, 네트워크 존재 확인 프레임을 브로드캐스트로 송신하고, 수신한 네트워크 존재 확인 응답 프레임으로부터 통신 노드 간의 접속 상태를 나타내는 네트워크 접속 정보를 생성하는 네트워크 존재 확인부(22)와, 토큰 순회 순서를 결정하는 토큰 순회 순서 결정부(25)와, 네트워크 내의 각 통신 노드에 대해서 토큰 순회처를 통지하는 셋업 처리를 실행하는 셋업 처리부(27)와, 토큰 프레임을 이용한 데이터 프레임의 송수신을 실행하는 데이터 프레임 통신 처리부(29)와, 네트워크가 링 구성인 경우에는 네트워크의 접속 상태가 링 모양으로 되지 않도록, 어느 하나의 통신 노드 중 어느 하나의 포트를 무효화하는 라인 접속 관리부(24)를 구비한다.

Description

통신 관리 장치, 통신 노드, 및 데이터 통신 방법{COMMUNICATION MANAGING APPARATUS, COMMUNICATION NODES, AND DATA COMMUNICATION METHOD}

본 발명은 링 모양으로 전송로에 접속된 통신 노드 간에 토큰 프레임을 이용하여 통신을 실행하는 통신 관리 장치, 통신 노드, 및 데이터 통신 방법에 관한 것이다.

전송로에 시계 방향 또는 반시계 방향으로 정보를 흘리는 것을 절환하는 제1과 제2 포트, 및 제1과 제2 포트의 온/오프 상태를 제어하는 제어 수단을 가지는 친국(master station)과, 전송로에 시계 방향 또는 반시계 방향으로 정보를 흘리는 것을 절환하는 제1과 제2 포트를 가지는 자국(slave station)으로 이루어진 통신 장치가, 제1 포트와, 인접하는 다른 통신 장치의 제2 포트를 접속하도록, 각 통신 장치 간을 전송로에 의해 링 모양(루프 모양)으로 접속한 통신 시스템에 있어서, 친국의 제어 수단이 어느 하나의 통신 장치의 제1 또는 제2 포트를 오프 상태로 함으로써, 버스형 구성으로 통신을 실행하는 것을 가능하게 한 기술이 제안되어 있다(예를 들어, 특허 문헌 1 참조).

이 통신 시스템에서는 통신을 시작하기 전에, 단선 발생의 유무나 자국의 고장의 유무 등을 조사하여, 적절한 버스형 전송로에 대한 재구성을 실행하는 처리가 실행된다. 우선, 친국의 제어 수단은 제1 포트를 오프 상태로 하고, 제2 포트를 온 상태로 하여, 링 모양의 전송로를 강제적으로 버스형 전송로로 하고, 모든 자국의 제1 포트를 온 상태로 하고, 제2 포트를 오프 상태로 한다. 이 상태에서, 친국의 제어 수단은 송신 지령을 송신하면, 친국의 제2 포트에 접속되는 제1 자국에서만 응답이 회신되어 온다. 따라서 이 제1 자국의 번호를, 접속 순서를 알 수 있도록 자국 위치 인식 에리어에 격납한다.

이어, 친국의 제어 수단은 응답이 돌아온 제1 자국에 대해서, 오프로 하고 있는 제2 포트를 온 상태로 하도록 제어하고, 새로 송신 지령을 송신한다. 그 결과, 제1 자국의 제2 포트에 접속된 제2 자국에서만 회신되어 오므로, 친국의 제어 수단은 제1 자국의 다음에 제2 자국이 접속되어 있는 것을 자국 위치 인식 에리어에 격납한다. 이와 같은 처리를 반복하여 실행하여 자국으로부터의 새로운 응답이 없는 경우에는, 마지막으로 응답을 회신한 자국을 말단(末端) 자국이라고 판단한다. 그 후, 친국의 제어 수단은 제1 포트를 온 상태로 하고, 제2 포트를 오프 상태로 하고, 동일한 처리를 실행해서 통신 시스템의 구성을 파악한다.

[특허 문헌 1] 일본국 특개 2000－278295호 공보

그렇지만, 특허 문헌 1에 기재된 기술에서는 재구성 처리 시에, 상기한 것처럼 친국에 접속되어 있는 자국을 1회 처리로 1대밖에 인식할 수 없다. 이 때문에, 예를 들어 통신 시스템이 수 십대 또는 수 백대 이상의 통신 장치로 구성되는 경우에, 재구성 처리에 요구되는 시간이 증대해 버린다고 하는 문제점이 있었다. 이 때문에, 이와 같은 통신 시스템을 수 십대 단위 또는 수 백대 단위의 통신 장치가 서로 접속되는 FA(Factory Automation) 시스템에 적용하는 것은 어렵다고 하는 문제점이 있었다. 또, 각 통신 장치에 대해서, 시계 방향으로 정보를 송신하는 회로와 반시계 반향으로 정보를 송신하는 회로를 마련할 필요가 있어, 하드웨어의 제조 비용이 높아져 버린다고 하는 문제점이 있었다.

또, 특허 문헌 1에 기재된 통신 시스템에서, 케이블이 거의 단선되어 있는 상태에서, 단선(이상(異常))이나 활선(정상) 상태가 교대로 단시간에 변화하는 것과 같이 케이블 상태가 불안정한 상태인 경우에 대한 대처법이 나타나지 않았다. 이 때문에, 이와 같은 경우에 확실하게 네트워크를 제어할 수 없다고 하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기를 감안하여 이루어진 것으로, 통신 장치가 전송로에 링 모양으로 접속된 통신 시스템에서 데이터 프레임의 송수신 처리를 라인 형태의 접속인 경우와 마찬가지로 실행할 수 있는 통신 시스템에 있어서, 네트워크 구성을 파악하는 처리에 요구되는 시간을 종래에 비해 짧게 할 수 있음과 아울러 장치 구성을 간략화할 수 있는 통신 관리 장치, 통신 노드, 및 데이터 통신 방법을 얻는 것을 목적으로 한다. 또, 케이블 상태가 불안정한 상태에서도 확실하게 네트워크를 제어할 수 있는 통신 관리 장치, 통신 노드, 및 데이터 통신 방법을 얻는 것도 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 관한 통신 관리 장치는 복수의 통신 노드가 전송로를 통해서 링 모양으로 접속된 네트워크 내에 있어서 토큰 패싱 방식으로의 데이터 송신을 관리하는 통신 관리 장치로서, 인접하는 상기 통신 노드와 전송로를 통해서 접속하는 2개의 포트와, 자(自)장치를 포함하는 상기 네트워크 상의 통신 노드 중 어느 하나의 포트를, 프레임 송수신 불가능한 무효 상태와 프레임 송수신 가능한 유효 상태를 절환하는 지시를 주는 라인 접속 관리 수단과, 상기 네트워크 내에 존재하는 상기 통신 노드를 인식하는 네트워크 존재 확인 프레임을 브로드캐스트로 송신하여, 상기 통신 노드에 인접하는 통신 노드와 그 포트의 관계를 포함하는 네트워크 존재 확인 응답 프레임을 수신하고, 상기 통신 노드 간의 접속 상태를 나타내는 네트워크 접속 정보를 생성하는 네트워크 존재 확인 처리를 실행하는 네트워크 존재 확인 수단과, 상기 네트워크 접속 정보를 이용하여 토큰 순회 순서를 결정하는 토큰 순회 순서 결정 수단과, 상기 토큰 순회 순서에 기초하여 상기 네트워크 내의 상기 각 통신 노드에 대해서, 그 통신 노드의 다음에 상기 송신권을 주는 통신 노드를 통지하는 셋업 처리를 실행하는 셋업 처리 수단과, 토큰 프레임을 이용한 데이터 프레임의 송수신을 실행하는 데이터 프레임 통신 처리 수단을 구비하고, 상기 라인 접속 관리 수단은 상기 네트워크 접속 정보에 의해서 상기 네트워크가 링 구성이라고 인식한 경우에, 상기 네트워크의 접속 상태가 링 모양으로 되지 않도록, 상기 네트워크 내 중 어느 하나의 통신 노드 중 어느 하나의 포트를 무효화하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 통신 장치가 전송로에 의해 링 모양으로 접속된 통신 시스템에서 데이터 프레임의 송수신 처리를 라인 형태의 접속인 경우와 마찬가지로 실행할 수 있는 통신 시스템에 있어서, 네트워크 구성을 파악하는 처리에 요구되는 시간을 종래에 비해 짧게 할 수 있음과 아울러 장치 구성을 종래에 비해 간략화할 수 있다고 하는 효과를 가진다.

도 1은 이 실시 형태 1에 의한 토큰을 이용하여 통신이 실행되는 통신 시스템의 일례를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 2a는 관리국의 기능 구성을 모식적으로 나타내는 블록도이다.
도 2b는 슬레이브국의 기능 구성을 모식적으로 나타내는 블록도이다.
도 3a는 네트워크 존재 확인 프레임 포맷의 일례를 나타내는 도면이다.
도 3b는 네트워크 존재 확인 응답 프레임 포맷의 일례를 나타내는 도면이다.
도 4는 실시 형태 1에 의한 기동시의 데이터 통신 방법의 일례를 나타내는 순서도이다.
도 5는 네트워크 존재 확인 프레임의 일례를 나타내는 도면이다.
도 6은 네트워크 존재 확인 응답 프레임의 일례를 나타내는 도면이다.
도 7은 생성한 네트워크 존재 정보의 일례를 나타내는 도면이다.
도 8a는 네트워크 접속 정보의 생성 방법의 절차의 일례를 모식적으로 나타내는 도면이다(그 1).
도 8b는 네트워크 접속 정보의 생성 방법의 절차의 일례를 모식적으로 나타내는 도면이다(그 2).
도 8c는 네트워크 접속 정보의 생성 방법의 절차의 일례를 모식적으로 나타내는 도면이다(그 3).
도 8d는 네트워크 접속 정보의 생성 방법의 절차의 일례를 모식적으로 나타내는 도면이다(그 4).
도 9는 네트워크 존재 확인 프레임의 일례를 나타내는 도면이다.
도 10은 네트워크 존재 확인 응답 프레임의 일례를 나타내는 도면이다.
도 11은 네트워크 접속 정보의 일례를 나타내는 도면이다.
도 12는 실시 형태 2에 의한 슬레이브국의 기능 구성을 모식적으로 나타내는 블록도이다.
도 13은 네트워크 존재 확인 응답 프레임의 일례를 나타내는 도면이다.
도 14는 실시 형태 2에 의한 기동시의 데이터 통신 방법의 일례를 모식적으로 나타내는 순서도이다.
도 15는 통신 노드가 다운된 경우의 링 재구성 처리 절차의 일례를 나타내는 순서도이다.
도 16은 케이블이 단선된 경우의 링 재구성 처리 절차의 일례를 나타내는 순서도이다.
도 17은 실시 형태 4에 의한 관리국의 기능 구성의 일례를 모식적으로 나타내는 블록도이다.
도 18은 통신 노드가 다운된 경우의 링 재구성 처리 절차의 일례를 나타내는 순서도이다.
도 19는 케이블이 단선된 경우의 링 재구성 처리 절차의 일례를 나타내는 순서도이다.
도 20은 슬레이브국이 복구된 경우의 데이터 통신 방법의 처리 절차의 일례를 나타내는 순서도이다.
도 21은 토큰 방식에 의한 데이터 프레임의 송신중 상태를 나타내는 도면이다.
도 22는 도 21의 상태로부터 케이블의 접속을 변경한 상태를 모식적으로 나타내는 도면이다.

이하에 첨부 도면을 참조하여, 본 발명에 관한 통신 관리 장치, 통신 노드, 및 데이터 통신 방법의 바람직한 실시 형태를 상세하게 설명한다. 또한, 이 실시 형태에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.

실시 형태 1.

도 1은 이 실시 형태 1에 의한 토큰을 이용하여 통신이 실행되는 통신 시스템의 일례를 모식적으로 나타내는 도면이다. 이 통신 시스템은 복수의 통신 노드 X, A~D가 전송로(101)에 의해 링 모양으로 접속된 동일 세그먼트(segment)의 네트워크에 의해서 구성된다. 또, 통신 노드 X, A~D는, 각각 2개의 포트를 가지고, 각 통신 노드의 포트 간은 동축 케이블 등의 반이중(半二重) 통신 또는 트위스트 페어 케이블(twisted-pair cable)이나 광 파이버 등의 전이중(全二重) 통신이 가능한 케이블을 통하여 접속된다. 여기에서는, 이더넷(등록상표, 이하 같음)에 의해서 각 통신 노드 X, A~D간이 접속되는 것으로 한다. 또, 이 예에서는, 통신 노드 X, A~D로서, 동일 세그먼트(segment)의 네트워크 내에서의 데이터(프레임)의 송수신을 관리하는 통신 관리 장치로서 1대의 관리국 X와, 관리국 X에 의한 설정에 기초하여 데이터(프레임)의 송신을 실행하는 4대의 슬레이브국 A~D가 마련되는 경우를 나타내고 있다.

이 도 1에 도시된 바와 같이, 관리국 X의 제1 포트 X1에는 슬레이브국 A의 제2 포트 A2가 접속된다. 또, 슬레이브국 A의 제1 포트 A1에는 슬레이브국 B의 제2 포트 B2가 접속되고, 슬레이브국 B의 제1 포트 B1에는 슬레이브국 C의 제2 포트 C2가 접속되고, 슬레이브국 C의 제1 포트 C1에는 슬레이브국 D의 제2 포트 D2가 접속된다. 그리고 슬레이브국 D의 제1 포트 D1에는 관리국의 제2 포트 X2가 접속되어, 각 통신 노드가 링 모양으로 접속되는 구성으로 되어 있다. 다른 견해로 보면, 관리국 X와 슬레이브국 A~D가 라인 형태로 접속되어 있고, 관리국 X와 슬레이브국 D의 사이에 용장(redundancy) 전송로(101)를 마련한 구성으로 되어 있다.

또, 여기서, 각 통신 노드의 MAC(Media Access Control) 주소(도면 중, MAC_AD로 표기)는 이하와 같이 설정되어 있는 것으로 한다.

관리국 X=100

슬레이브국 A=1

슬레이브국 B=2

슬레이브국 C=3

슬레이브국 D=4

이 실시 형태 1에서는, 각 통신 노드 X, A~D 간이 링(루프) 모양으로 이더넷에 의해 접속된 통신 시스템에 있어서, 기동시에 관리국 X가 각 통신 노드(관리국 X와 슬레이브국 A~D)의 접속 관계를 파악하고, 통신 시스템이 링 모양인 경우에, 어느 하나의 통신 노드의 하나의 포트를 무효로 하여 강제적으로 라인 형태의 접속 구성으로 하여 통신을 실행하도록 하는 것이다. 또한, 이 통신 시스템에서는 토큰으로 불리는 데이터 송신권을 얻기 위한 프레임(토큰 프레임)을 통신 시스템 내의 각 통신 노드에 차례로 송신하여, 그 토큰을 획득한 통신 노드가 다른 통신 노드에 대해서 데이터의 송신을 실행하는 경우를 예로 들어 설명한다.

이와 같이, 통신 시스템은 물리적인 네트워크 구성으로는 링 구성을 가지고 있지만, 그 중 적어도 1개의 통신 노드의 포트를 무효화함으로써, 데이터의 송신 처리는 각 통신 노드가 라인 형태로 접속된 것으로서 처리를 실행할 수 있도록 하고 있다.

도 2a는 관리국의 기능 구성을 모식적으로 나타내는 블록도이다. 관리국은 인접하는 통신 노드(슬레이브국)와의 사이에 이더넷 케이블을 접속하기 위한 2개의 포트(11-1, 11-2)와, 포트(11-1, 11-2)를 통한 프레임의 송수신 처리나 네트워크의 접속 구성을 인식하여 토큰 프레임의 송신 순서를 확립하는 처리 등을 실행하는 통신 처리부(20)를 구비한다.

포트(11-1, 11-2)는 제1 포트(11-1)와 제2 포트(11-2)인 2개의 포트로 구성된다. 이러한 2개의 포트(11-1, 11-2)는 모두 인접하는 슬레이브국의 포트와 접속된다.

통신 처리부(20)는 타이머(21)와, 네트워크 존재 확인 처리부(22)와, 네트워크 접속 정보 기억부(23)와, 라인 접속 관리부(24)와, 토큰 순회 순서 결정부(25)와, 토큰 순회 순서 정보 기억부(26)와, 셋업 처리부(27)와, 토큰 프레임 처리부(28)와, 데이터 프레임 통신 처리부(29)를 구비한다.

타이머(21)는 통신 처리부(20) 내의 처리부에 의해서 기동되어 소정 시간을 계측하는 기능을 가진다. 이 실시 형태 1에서는 포트(11-1, 11-2)에서 슬레이브국으로부터의 네트워크 존재 확인 응답 프레임을 수신하고 나서, 소정 시간 이상이 경과됐는지를 계시(計時)한다.

네트워크 존재 확인 처리부(22)는 자(自)장치의 전원이 온 된 후에, 또는 후의 실시 형태에서 설명하는 것처럼 미리 정해진 상태가 발생한 후에, 통신 시스템(동일 세그먼트의 네트워크)을 구성하는 통신 노드의 접속 상태를 검출하기 위한 네트워크 존재 확인 처리를 실행하고, 네트워크 내에서의 통신 노드의 접속 상태를 인식하는 처리를 실행한다. 구체적으로는, 네트워크 존재 확인 프레임을 작성하여 브로드캐스트로 송신하고, 통신 시스템 내에 존재하는 통신 노드로부터의 네트워크 존재 확인 프레임에 대한 응답인 네트워크 존재 확인 응답 프레임에 포함되는 정보로부터 네트워크에 존재하는 통신 노드 간의 접속 상태인 네트워크 접속 정보를 생성한다. 또한, 이 명세서에서는, 네트워크 접속 정보의 생성은 네트워크 존재 확인 응답 프레임을 수신할 때마다 실행하는 것으로 한다.

도 3a는 네트워크 존재 확인 프레임 포맷의 일례를 나타내는 도면이다. 네트워크 존재 확인 프레임(200)은 이더넷 프레임이고, 행선지 MAC 주소(이하, DA라고 함: 201)와, 송신원 MAC 주소(이하, SA라고 함: 202)와, 이더넷 타입(type: 203)과, 상위층의 데이터를 격납하는 데이터(204)와, 자(自)프레임의 DA(201)로부터 데이터(204)까지 격납되어 있는 정보에 에러가 존재하는지 여부의 체크 결과를 격납하는 FCS(Frame Check Sequence: 208)를 가진다.

이 실시 형태 1에서는 데이터(204)의 일부에 프레임 종별 정보(205)와, 관리국의 MAC 주소 정보(206)와, 자국의 네트워크 존재 확인 프레임의 송신 포트 정보(207)를 격납하고 있다.

프레임 종별 정보(205)는 자(自)이더넷 프레임이 어떤 종류의 프레임인지를 식별하기 위한 정보이다. 여기에서는, 이 프레임 종별 정보(205)에는 네트워크 존재 확인 프레임(200)인 것을 나타내는 정보가 격납된다. 이 예에서는, 네트워크 존재 확인 프레임을 「TestData」라고 표기하는 것으로 한다.

관리국의 MAC 주소 정보(206)에는 관리국 X의 MAC 주소가 격납된다. 또, 자국의 네트워크 존재 확인 프레임의 송신 포트 정보(207)에는 통신 노드가 네트워크 존재 확인 프레임(200)을 어느 포트로부터 송신하는지를 나타내는 포트 정보를 격납한다.

도 3b는 네트워크 존재 확인 응답 프레임 포맷의 일례를 나타내는 도면이다. 이 네트워크 존재 확인 응답 프레임(220)도 이더넷 프레임이며, 데이터(224)에 이 실시 형태 1에서 사용되는 정보를 정의하고 있다. 즉, 데이터(224)의 일부에 프레임 종별 정보(225)와, 수신한 네트워크 존재 확인 프레임 내의 SA 정보(226)와, 네트워크 존재 확인 프레임을 송신한 국(局)의 포트 정보(227)를 격납하고 있다.

여기서, 프레임 종별 정보(225)에는 네트워크 존재 확인 응답 프레임(220)인 것을 나타내는 정보가 격납된다. 이 명세서에서는, 네트워크 존재 확인 응답 프레임을 「TestDataACK」라고 표기하는 것으로 한다. 또, 「수신한 네트워크 존재 확인 프레임 내의 SA 정보」(226)에는 통신 노드(슬레이브국)가 수신한 네트워크 존재 확인 프레임(200)의 SA(202) 에리어에 격납되어 있는 MAC 주소가 격납된다. 또한, 「네트워크 존재 확인 프레임을 송신한 국의 포트 정보」(227)에는 통신 노드(슬레이브국)가 수신한 네트워크 존재 확인 프레임(200) 중 데이터(204) 에리어의 「자국의 네트워크 존재 확인 프레임의 송신 포트 정보」(207)에 격납되어 있는 포트 정보가 격납된다.

네트워크 존재 확인 처리부(22)는 네트워크 존재 확인 응답 프레임(220)을 수신하면, 데이터(224) 내의 「수신한 네트워크 존재 확인 프레임 내의 SA 정보」(226)와 「네트워크 존재 확인 프레임을 송신한 국의 포트 정보」(227)를, 수신한 네트워크 존재 확인 응답 프레임(220)의 「SA」(222)에 대응시킨 네트워크 존재 정보를 생성한다. 그리고 네트워크 존재 정보를 이용하여, 자국(自局)에 접속되는 통신 노드의 포트를 포함한 연결 관계를 네트워크 접속 정보로서 작성한다.

네트워크 접속 정보 기억부(23)는 네트워크 존재 확인 처리부(22)에 의해서 생성된 네트워크 접속 정보를 기억한다. 네트워크 접속 정보는 자장치의 제1 포트(11-1)의 끝에 접속되는 통신 노드열(列)과 제2 포트(11-2)의 끝에 접속되는 통신 노드열을 포함한다. 또는, 이러한 통신 노드열을 1개로 총괄한 것이다. 이러한 통신 노드열에는 네트워크 내의 통신 노드의 포트 사이의 접속 관계도 포함된다.

라인 접속 관리부(24)는 물리적으로 링 모양으로 접속된 네트워크에서 프레임이 주회(周回)해 버리는 것을 막기 위해서, 네트워크 접속 정보에 기초하여 라인 형태의 접속이 되도록 통신 노드의 포트의 유효화／무효화를 실행한다. 자장치 이외의 통신 노드의 포트의 유효화／무효화의 처리는 어느 포트를 유효화／무효화할지를 지정한 포트 제어 프레임을 그 통신 노드 앞으로 송신함으로써 실행한다. 또한, 이 실시 형태 1에서는 네트워크 접속 정보에 의해서 네트워크 구성이 링 모양인 경우에는, 라인 접속 관리부(24)는 자국의 제1 및 제2 포트(11-1, 11-2) 중 어느 한쪽을 무효화하는 것으로 한다. 여기서, 라인 접속 관리부(24)에 의해서, 포트가 무효화되면, 그 포트에서의 프레임(데이터 링크층의 프레임)의 송수신을 할 수 없게 된다. 또, 네트워크 접속 정보에 의해서, 네트워크가 링 모양이 아닌 경우에는, 라인 형태의 접속이 되도록 각 통신 노드의 포트의 유효화／무효화를 제어한다.

토큰 순회 순서 결정부(25)는 네트워크 존재 확인 처리부(22)에 의한 네트워크 존재 확인 처리 후, 네트워크 접속 정보 기억부(23)에 기억되어 있는 네트워크 접속 정보를 이용하여, 논리 링을 구성하는 처리, 즉 토큰 프레임의 순회 순서를 결정하는 처리를 실행한다. 토큰 프레임의 순회 순서는 어떻게 결정해도 좋지만, 예를 들어 토큰 순회 순서를 결정하는 시점에서 유효화되어 있는 관리국의 포트에 접속되는 슬레이브국의 순서로 할 수 있다. 결정된 토큰 프레임의 순회 순서는 토큰 순회 순서 정보로서 토큰 순회 순서 정보 기억부(26)에 기억된다.

셋업 처리부(27)는 토큰 순회 순서 결정부(25)에 의해서 토큰 순회 순서 정보가 결정되면, 그 토큰 순회 순서 정보를 이용하여 통신 시스템 내의 각 통신 노드(슬레이브국)에 대해서, 그 통신 노드의 다음에 송신권이 주어지는 통신 노드의 정보를 포함한 셋업 프레임을 생성하여 각 통신 노드에 송신한다. 또, 셋업 처리부(27)는 셋업 프레임에 대한 응답인 셋업 응답 프레임이 모든 통신 노드로부터 수신되었는지를 판정하고, 모든 통신 노드로부터 셋업 응답 프레임을 수신했을 경우에는 그 취지를 토큰 프레임 처리부(28)에 통지한다.

모든 통신 노드로부터 셋업 응답 프레임을 수신했는지 여부를 확인하려면, 예를 들어 네트워크 접속 정보 기억부(23)의 네트워크 접속 정보의 대응하는 슬레이브국에 셋업 응답 프레임을 수신한 것을 나타내는 플래그를 설정함으로써 실행할 수 있다.

토큰 프레임 처리부(28)는 셋업 처리부(27)에 의해서, 통신 시스템 내의 모든 통신 노드로부터 셋업 응답 프레임을 수신한 취지의 통지를 받으면, 토큰 순회 순서 정보 기억부(26)의 토큰 순회 순서 정보에 따라서 토큰 프레임을 생성하여 자국의 유효로 설정되어 있는 포트로부터 송신한다.

또, 토큰 프레임 처리부(28)는 다른 통신 노드로부터 송신된 토큰 프레임을 수신하면, 자국에 송신권을 주는 것인지 여부를 판정한다. 그 결과, 자국에 송신권을 주는 것인 경우에는 데이터 프레임 통신 처리부(29)에 의한 데이터 프레임의 송신 처리가 실행되고, 데이터 프레임의 송신 처리 후에, 토큰 순회 순서 정보에 기초하여 다음에 송신권을 얻는 통신 노드에 토큰 프레임이 취득되도록 송신한다. 또, 자국에 송신권을 주는 것이 아닌 경우에는, 아직 송신권을 얻지 않은 것으로 판정하여, 수신한 토큰 프레임은 수신한 포트가 아닌 다른 포트로부터 전송(리피트)한다.

데이터 프레임 통신 처리부(29)는 데이터 프레임의 송수신 처리를 실행한다. 예를 들어, FA 네트워크에 있어서는, 관리국에 접속되는 콘트롤러가 각 슬레이브국 A~D에 설정하는 데이터를 소정 주기로 연산하고 있고, 그 데이터를 데이터 프레임화하여 각 슬레이브국 A~D에 송신한다. 또, 슬레이브국 A~D로부터 송신된 데이터 프레임을 수신하거나 슬레이브국 A~D가 다른 슬레이브국 앞으로 보낸 데이터 프레임을 전송(리피트)하는 기능도 가진다.

또한, 상술한 도 3a ~ 도 3b에 도시된 각 프레임의 프레임 종별 정보(205, 225)에는 각각의 프레임을 식별하기 위해서 「TestData」나 「TestDataACK」등을 격납하는 경우를 나타냈지만, 각각의 프레임에 대해서 그 프레임을 고유하게 식별하는 수치를 설정하고, 프레임 종별 정보(205, 225)에는 그 수치를 격납하도록 해도 괜찮다.

도 2b는 슬레이브국의 기능 구성을 모식적으로 나타내는 블록도이다. 슬레이브국은 인접하는 통신 노드(관리국 또는 슬레이브국)와의 사이에 이더넷 케이블을 접속하기 위한 2개의 포트(51-1, 51-2)와, 포트(51-1, 51-2)를 통한 프레임의 송수신 처리를 실행하는 통신 처리부(60)를 구비한다.

포트(51-1, 51-2)는 관리국과 마찬가지로 제1 포트(51-1)와 제2 포트(51-2)인 2개의 포트로부터 구성된다. 이러한 2개의 포트(51-1, 51-2)는 다른 통신 노드와 접속된다.

통신 처리부(60)는 제어 프레임 응답부(61)와, 포트 송수신 제어부(62)와, 토큰 순회처 정보 기억부(63)와, 토큰 프레임 처리부(64)와, 데이터 프레임 통신 처리부(65)를 구비한다.

제어 프레임 응답부(61)는 관리국으로부터의 네트워크 존재 확인 프레임(200)이나 포트 제어 프레임, 셋업 프레임 등의 제어 프레임에 대한 응답을 실행한다. 예를 들어, 네트워크 존재 확인 프레임(200)을 수신하면, 도 3b에 도시된 네트워크 존재 확인 응답 프레임(220)을 생성하여 관리국에 회신한다. 또, 자국으로 보내진 포트 제어 프레임을 수신하면, 포트 제어 프레임 내의 포트의 유효／무효 에 대한 지시를 포트 송수신 제어부(62)에 건네주고, 포트 송수신 제어부(62)에서의 포트의 유효／무효 처리가 종료되면, 포트 제어 응답 프레임을 생성하여 관리국에 회신한다.

또한, 자국으로 보내진 셋업 프레임을 수신하면, 셋업 프레임 내로부터 다음에 토큰 프레임을 송신하는 통신 노드를 나타내는 토큰 순회처 정보를 취득하고, 토큰 순회처 정보 기억부(63)에 기억함과 동시에, 셋업 응답 프레임을 생성하여 관리국에 회신한다. 또한, 이 명세서에서는, 네트워크 존재 확인 처리나 논리 링 구성 처리 때에 관리국과 슬레이브국 간에 교환되는 프레임을 제어 프레임이라고 하고, 논리 링이 구성된 후에 토큰 프레임을 획득함으로써 송신되는 프레임을 데이터 프레임이라고 한다.

또, 제어 프레임 응답부(61)는 관리국 또는 다른 슬레이브국으로부터 수신하는 제어 프레임의 프레임 종별에 따라서 프레임을 재구성하여 송신하거나, 단순하게 리피트하는 기능도 가진다. 예를 들어, 관리국이나 다른 슬레이브국으로부터 네트워크 존재 확인 프레임(200)을 수신하면, 수신한 네트워크 존재 확인 프레임이 도 3a에 도시된 SA(202)와, 데이터(204) 내의 자국의 네트워크 존재 확인 프레임의 송신 포트 정보(207)를 고쳐쓰는 처리를 실행하여 네트워크 존재 확인 프레임을 재구성하여 수신 포트 이외의 포트로부터 출력한다.

또한, 예를 들어 관리국으로부터의 셋업 프레임이나 다른 슬레이브국으로부터의 네트워크 존재 확인 응답 프레임(220), 포트 제어 응답 프레임, 셋업 응답 프레임을 포함하는 제어 프레임을 수신했을 경우에는, 그 프레임에 대한 처리를 아무것도 실시하지 않고, 단순하게 리피트하는 기능을 가진다.

포트 송수신 제어부(62)는 관리국으로부터의 포트 제어 프레임에 의해서 포트의 유효／무효의 지시를 수취하면, 그 지시에 기초하여 포트의 유효／무효를 제어하는 기능을 가진다. 이 포트 송수신 제어부(62)에 의해서, 포트가 무효화되면, 그 포트에서는 데이터 프레임(데이터 링크층의 프레임)의 송수신을 할 수 없게 된다. 관리국으로부터의 지시에 기초하여 포트의 유효／무효를 실행하면, 그 처리를 완료한 것을 제어 프레임 응답부(61)에 통지한다.

토큰 순회처 정보 기억부(63)는 자통신 노드(슬레이브국)의 다음에 송신권을 얻는 통신 노드의 MAC 주소를 기억한다. 이것은 상술한 것처럼, 관리국으로부터 수신한 셋업 프레임으로부터 취득된다. 여기에서는, 다음에 토큰을 송신해야 할 통신 노드의 MAC 주소만을 기억하는 것으로 한다. 이것에 의해서, 관리국 X가 유지하는 토큰 순회 순서 기억 정보에 비해 데이터량을 적게 줄일 수 있다.

토큰 프레임 처리부(64)는 다른 통신 노드로부터 송신된 토큰 프레임을 수신하면, 자국에 송신권을 주는 것인지 여부를 판정한다. 그 결과, 자국에 송신권을 주는 것인 경우에는, 데이터 프레임 통신 처리부(65)에 의한 데이터 프레임의 송신 처리가 실행되고, 데이터 프레임의 송신 처리 후에 토큰 순회 순서 정보에 기초하여 다음에 송신권을 얻는 통신 노드에 토큰 프레임이 취득되도록 송신한다. 또, 자국에 송신권을 주는 것이 아닌 경우에는, 아직 송신권을 얻지 않은 것으로 판정하여, 수신한 토큰 프레임은 수신한 포트가 아닌 다른 포트로부터 전송(리피트)한다.

데이터 프레임 통신 처리부(65)는 데이터 프레임의 송수신 처리를 실행한다. 구체적으로는, 관리국이나 다른 슬레이브국과의 사이에 데이터 프레임의 송수신 처리를 실행한다.

다음으로, 이와 같은 통신 시스템에서의 데이터 통신 방법에 대해서 설명한다. 도 4는 실시 형태 1에 의한 기동시의 데이터 통신 방법의 일례를 나타내는 순서도이다. 또한, 여기에서는, 관리국 X에 4대의 슬레이브국 A~D가 링 모양으로 접속되는 구성을 제시하고 있지만, 이것은 예시로서 관리국 X에 임의의 대수의 슬레이브국이 접속되는 경우도, 이하에 설명하는 처리와 같은 방법으로 데이터 통신을 실행할 수 있다.

우선, 관리국 X와 슬레이브국 A~D가 이더넷 케이블로 접속된 후, 슬레이브국 A~D의 전원이 온으로 된다. 이 상태에서, 슬레이브국 A~D는 관리국 X로부터의 네트워크 존재 확인 프레임의 수신 대기 상태가 된다. 또, 이러한 슬레이브국 A~D의 제1과 제2 포트는 모두 유효로 되어 있다.

그 후, 관리국 X의 전원이 온으로 되면, 관리국 X는 관리국 X를 포함하는 동일 세그먼트의 네트워크 상에 접속되어 있는 슬레이브국을 인식하기 위해서, 이하의 처리를 실행한다. 처음에, 관리국 X의 통신 처리부(20)의 라인 접속 관리부(24)는, 자국의 한쪽 포트, 여기에서는 제2 포트 X2를 무효화하여, 제1 포트 X1에서만 프레임의 송수신이 가능한 상태로 한다(스텝 S11).

이어, 관리국 X의 네트워크 존재 확인 처리부(22)는 네트워크 존재 확인 프레임을 생성하여, 제1 포트 X1으로부터 브로드캐스트로 송신한다(스텝 S12). 도 5는 네트워크 존재 확인 프레임의 일례를 나타내는 도면이다. 관리국 X의 제1 포트 X1으로부터 송신되는 네트워크 존재 확인 프레임(501)에서는, 「DA」에 브로드캐스트 주소(예를 들어, 2바이트 표기하면 「FFFF(all F)」)가 설정되고, 「SA」에 관리국 X의 MAC 주소 「100」이 설정되고, 「프레임 종별 정보」에는 「TestData」가 격납되고, 「관리국의 MAC 주소 정보」에는 자국의 MAC 주소 「100」이 격납되고, 「자국의 네트워크 존재 확인 프레임의 송신 포트 정보」에는 제1 포트를 나타내는 「X1」이 설정된다.

상기한 것처럼, 각 통신 노드는 링 모양으로 접속되어 있으므로, 네트워크 존재 확인 프레임(501)은 최초로 슬레이브국 A에 도달한다. 슬레이브국 A는 제2 포트 A2에서 네트워크 존재 확인 프레임을 수신하면, 제어 프레임 응답부(61)는 네트워크 존재 확인 응답 프레임을 생성하여, 관리국 X에 대해서 네트워크 존재 확인 프레임(501)을 수신한 제2 포트 A2로부터 회신한다(스텝 S13).

도 6은 네트워크 존재 확인 응답 프레임의 일례를 나타내는 도면이다. 슬레이브국 A의 제2 포트 A2로부터 송신되는 네트워크 존재 확인 응답 프레임(601)에서는, 「DA」에 관리국 X의 MAC 주소 「100」이 설정되고, 「SA」에 자국의 MAC 주소 「1」이 설정되고, 「프레임 종별 정보」에는 「TestDataACK」가 격납되고, 「수신한 네트워크 존재 확인 프레임 내의 SA 정보」와 「네트워크 존재 확인 프레임을 송신한 국의 포트 정보」에는, 수신한 도 5의 네트워크 존재 확인 프레임(501)의 「SA」와「자국의 네트워크 존재 확인 프레임의 송신 포트 정보」를 참조하여 각각 「100」과「X1」이 설정된다.

그 후, 슬레이브국 A의 제어 프레임 응답부(61)는 제2 포트 A2로부터 수신한 네트워크 존재 확인 프레임(501)을 고쳐쓴 네트워크 존재 확인 프레임(502)을 생성하고, 제1 포트 A1으로부터 고쳐쓴 네트워크 존재 확인 프레임(502)을 송신한다(스텝 S14). 도 5에 도시된 바와 같이, 네트워크 존재 확인 프레임(502)은 수신한 네트워크 존재 확인 프레임(501)의 「SA」를 자국의 MAC 주소 「1」로 고쳐쓰고, 「자국의 네트워크 존재 확인 프레임의 송신 포트 정보」를 「A1」으로 고쳐쓴 것이다.

그 후, 네트워크 존재 확인 프레임은 슬레이브국 B, C, D 순서로 리피트된다. 그리고 각 슬레이브국 B, C, D는 네트워크 존재 확인 프레임(502~504)을 수신하면, 상술한 슬레이브국 A에서의 처리와 같은 처리를 실행한다. 즉, 네트워크 존재 확인 프레임(502~504)을 수신한 각 슬레이브국 B, C, D의 제어 프레임 응답부(61)는 네트워크 존재 확인 응답 프레임(602~604)을 생성하고, 관리국 X에 대해서 네트워크 존재 확인 프레임(502~504)을 수신한 제2 포트로부터 회신한다(스텝 S15, S17, S19). 또, 슬레이브국 B, C, D의 제어 프레임 응답부(61)는 제2 포트로부터 수신한 네트워크 존재 확인 프레임(502~504)의 「SA」와 「자국의 네트워크 존재 확인 프레임의 송신 포트 정보」를 고쳐쓴 네트워크 존재 확인 프레임(503~505)을 생성하고, 제1 포트로부터 고쳐쓴 네트워크 존재 확인 프레임을 송신한다(스텝 S16, S18, S20).

여기서, 관리국 X의 네트워크 존재 확인 처리부(22)는 네트워크 존재 확인 응답 프레임을 수신하면 타이머(21)를 기동하고, 소정 시간 내에 다른 슬레이브국으로부터의 네트워크 존재 확인 응답 프레임을 수신하는지 여부를 판정한다. 그리고 소정 시간 내에 네트워크 존재 확인 응답 프레임을 수신했을 경우에는, 타이머(21)를 리셋트하여 다시 계시한다. 여기에서는, 슬레이브국 D의 끝에는 다른 슬레이브국이 접속되어 있지 않기 때문에(슬레이브국 D의 끝에는 자국의 무효화되어 있는 제2 포트가 접속되어 있으므로), 슬레이브국 D로부터의 네트워크 존재 확인 응답 프레임(604)의 수신 후에는 네트워크 존재 확인 응답 프레임을 수신하지 않는다. 즉, 슬레이브국 D로부터의 네트워크 존재 확인 응답 프레임(604)을 수신하여 타이머(21)를 리셋트하면, 타임아웃이 된다(스텝 S21).

또, 네트워크 존재 확인 처리부(22)는 각 슬레이브국 A~D로부터 네트워크 존재 확인 응답 프레임을 수신할 때마다, 네트워크 존재 정보를 생성하여 추가로 네트워크 접속 정보를 생성, 갱신하여, 네트워크 접속 정보 기억부(23)에 기억한다.

도 7은 생성한 네트워크 존재 정보의 일례를 나타내는 도면이다. 이 네트워크 존재 정보는 SA, 수신한 네트워크 존재 확인 프레임 내의 SA 정보, 및 네트워크 존재 확인 프레임을 송신한 국의 포트 정보의 각 항목을 포함한다. 관리국 X의 네트워크 존재 확인 처리부(22)는 수신한 네트워크 존재 확인 응답 프레임으로부터, 상기의 각 항목이 정의된 에리어로부터 각각의 정보를 취득한다.

도 8a ~ 도 8d는 네트워크 접속 정보의 생성 방법 절차의 일례를 모식적으로 나타내는 도면이다. 슬레이브국 A로부터 네트워크 존재 확인 응답 프레임(601)을 수신한 시점의 네트워크 존재 정보는 도 7의 레코드(701)뿐이다. 그 때문에, 네트워크 존재 확인 처리부(22)는 도 8a에 제시된 것과 같은 네트워크 접속 정보를 생성한다. 즉, 자국의 MAC 주소 「100」과, 자국이 가지는 포트 중 제1 포트 「X1」를 선택하고, 도 7의 레코드(701)로부터 자국의 제1 포트 X1에 접속되는 통신 노드의 MAC 주소 「1(슬레이브국 A)」를 취득한다. 그리고 예를 들어 도 8a에 제시된 접속 관계를 네트워크 접속 정보로서 기록한다.

또, 슬레이브국 B로부터 네트워크 존재 확인 응답 프레임(601)을 수신한 시점의 네트워크 존재 정보는 도 7의 레코드(701, 702)이다. 그 때문에, 네트워크 존재 확인 처리부(22)는 네트워크 접속 정보의 말단의 통신 노드의 MAC 주소 「1」과 같은 「수신한 네트워크 존재 확인 프레임 내의 SA 정보」가 있는지를 조사하고, 그 레코드(702)의 「SA」값 「2」를, 말단의 통신 노드에 접속되는 통신 노드의 MAC 주소로서 취득한다. 또, 그 레코드(702)의 「네트워크 존재 확인 프레임을 송신한 국의 포트 정보」의 값 「A1」을, 상기에서 취득한 새로운 말단의 통신 노드에 접속되는 측의 포트로서 취득한다. 그리고 예를 들어 도 8b에 제시되는 포트의 위치를 포함하는 접속 관계를 네트워크 접속 정보로서 갱신하여 기록한다.

네트워크 존재 확인 응답 프레임을 수신하면 같은 처리를 실행하고, 슬레이브국 D로부터 네트워크 존재 확인 응답 프레임을 수신한 시점에서는, 도 7의 레코드(701~704)를 이용하여 도 8c에 제시된 네트워크 접속 정보를 생성한다.

관리국 X의 라인 접속 관리부(24)는 슬레이브국 D로부터의 네트워크 존재 확인 응답 프레임 수신 후에 설정한 타이머(21)에 의해서 타임아웃이 검출되면(스텝 S21), 제1 포트 X1을 무효화하고, 제2 포트 X2를 유효로 하는 처리를 실행한다(스텝 S31). 그리고 제1 포트 X1에 대해서 실행한 상기 스텝 S12 ~ S20과 같은 처리를, 제2 포트 X2에 대해서도 실행한다(스텝 S32 ~ S40).

즉, 관리국의 네트워크 존재 확인 처리부(22)는 네트워크 존재 확인 프레임을 생성하여 제2 포트로부터 브로드캐스트로 송신한다(스텝 S32). 이 경우에는, 네트워크 존재 확인 프레임은 슬레이브국 D, C, B, A의 순서로 도달한다. 네트워크 존재 확인 프레임을 수신한 각 슬레이브국 A, B, C, D의 제어 프레임 응답부(61)는 네트워크 존재 확인 응답 프레임을 생성하여, 관리국 X에 대해서 네트워크 존재 확인 프레임을 수신한 제1 포트로부터 회신한다(스텝 S33, S35, S37, S39). 또, 슬레이브국 A, B, C, D의 제어 프레임 응답부(61)는 제2 포트로부터 수신한 네트워크 존재 확인 프레임의 SA와 자국의 네트워크 존재 확인 프레임의 송신 포트 정보를 고쳐쓴 네트워크 존재 확인 프레임을 생성하여, 제1 포트로부터 고쳐쓴 네트워크 존재 확인 프레임을 송신한다(스텝 S34, S36, S38, S40). 도 9는 네트워크 존재 확인 프레임의 일례를 나타내는 도면이고, 도 10은 네트워크 존재 확인 응답 프레임의 일례를 나타내는 도면이다. 도면에 도시된 네트워크 존재 확인 프레임과 네트워크 존재 확인 응답 프레임이 작성되어 흘려진다.

또, 네트워크 존재 확인 처리부(22)는 각 슬레이브국 D ~ A로부터 네트워크 존재 확인 응답 프레임을 수신할 때마다 네트워크 존재 정보를 생성하여, 추가로 네트워크 접속 정보를 생성하여, 네트워크 접속 정보 기억부(23)에 기억한다. 이때 생성되는 네트워크 존재 정보는 도 7의 레코드(705~708)에 도시되어 있고, 이 네트워크 존재 정보로부터 생성되는 네트워크 접속 정보는 도 8d에 도시되어 있다. 또한, 네트워크 접속 정보의 작성은 상기한 방법과 같으므로, 그 설명을 생략한다.

그리고 네트워크 존재 확인 처리부(22)는 도 8c와 도 8d의 결과를 이용하여, 최종적인 네트워크 접속 정보를 구축한다. 도 11은 네트워크 접속 정보의 일례를 나타내는 도면이다. 도 8c와 도 8d의 각 통신 노드와 포트의 접속 관계로부터, 도 11에 도시된 접속 관계가 얻어진다. 또한, 제2 포트 X2를 무효화했을 때의 네트워크 접속 정보(도 8c)와 제1 포트 X1을 무효화했을 때의 네트워크 접속 정보(도 8d)의 통신 노드의 배열 순서(arrangement order)가 일치하고 있으므로, 관리국 X의 네트워크 존재 확인 처리부(22)는 네트워크가 용장 링 구성(redundant ring configuration)인 것을 인식한다. 또, 네트워크 접속 정보를 작성할 때에, 통신 노드는 2개의 포트밖에 갖지 않는 것을 전제로 하여, 도 8c와 도 8d의 결과로부터 얻을 수 없는 포트도 부가하고 있다.

또한, 한쪽 포트를 무효화했을 때의 제1 네트워크 접속 정보를 결정한 후, 다른쪽 포트를 무효화했을 때의 제2 네트워크 접속 정보를 결정할 때에, 관리국 X에 접속되는 슬레이브국이 제1 네트워크 접속 정보의 최후(말단)의 슬레이브국인 경우에는, 토큰 순회 순서 결정부(25)는 네트워크가 링 구성이라고 인식하여 처리해도 괜찮다.

또, 제2 포트 X2를 무효화했을 때의 네트워크 접속 정보와 제1 포트 X1을 무효화했을 때의 네트워크 접속 정보가 일치하지 않는 경우에는, 네트워크 존재 확인 처리부(22)는 링 구성으로 이루어져 있지 않다고 판정한다. 이 경우에는, 라인 접속 관리부(24)는 제1 포트 X1와 제2 포트 X2를 유효화하여 통신을 실행하게 된다.

스텝 S41에서의 타임아웃 검출 후, 토큰 순회 순서 결정부(25)는 도 11에 도시된 네트워크 접속 정보로부터, 토큰 순회 순서를 결정한다(스텝 S51). 이 실시 형태 1에서는, 네트워크가 링 구성인 경우를 전제로 하고 있으므로, 토큰 순회 순서로서 관리국 X를 기점으로 하여 현재 유효화되어 있는 포트(제2 포트 X2)에 접속되는 슬레이브국의 순서로 한다. 즉, 이 예에서는, 관리국 X→슬레이브국 D→슬레이브국 C→슬레이브국 B→슬레이브국 A→관리국 X의 순서로 한다. 단, 이것은 일례이며, 다른 방법에 의해서 토큰 순회 순서를 결정해도 괜찮다. 결정된 토큰 순회 순서는 토큰 순회 순서 정보 기억부(26)에 기억된다.

이어, 관리국 X의 셋업 처리부(27)는 토큰 순회 순서 정보 기억부(26)에 기억되어 있는 토큰 순회 순서를 이용하여, 각 통신 노드의 송신권의 순회 정보(토큰 프레임을 수신하여 송신권을 획득한 통신 노드의 다음에 송신권을 주는 통신 노드를 나타내는 정보)를 통지하기 위한 셋업 처리를 실행한다(스텝 S52). 이 실시 형태 1에서는, 관리국 X는 셋업 프레임을 이용하여 각 슬레이브국 A~D에 토큰 순회 순서를 통지하고, 각 슬레이브국 A~D는 셋업 응답 프레임을 이용하여 셋업 프레임을 수신한 것을 관리국 X에 통지한다.

그 후, 관리국 X의 토큰 프레임 처리부(28)와 데이터 프레임 통신 처리부(29)는 정상적으로 셋업 처리가 종료되면, 토큰 순회 순서 정보에 기초하여 토큰 프레임을 이용한 통신을 개시한다(스텝 S53). 여기에서는, 관리국 X는 제1 포트 X1을 무효화한 상태로 제2 포트 X2로부터 토큰 프레임을 이용한 통신을 실행한다. 이것에 의해서, 관리국 X의 제1 포트 X1와 슬레이브국 A의 제2 포트 A2는 케이블로 접속되어 있지 않은 것과 같은 상태가 되어, 라인 형태 토폴로지의 접속과 같은 송수신 처리를 실행할 수 있다.

또한, 이상의 스텝 S11 ~ 스텝 S41까지의 처리가 네트워크를 구성하는 통신 노드와 그 배열 상태를 확인하기 위한 네트워크 존재 확인 처리이다.

이 실시 형태 1에 의하면, 링형 토폴로지를 가지는 이더넷 네트워크에 있어서, 기동시에 어느 한쪽 포트를 무효화하여, 한쪽 포트에서만 통신하도록 했으므로, 물리적으로는 링형 토폴로지의 네트워크에 있어서 라인 형태 토폴로지에서의 프로토콜을 이용하여 통신을 실행할 수 있다고 하는 효과를 가진다.

또, 관리국 X는 네트워크 존재 확인 처리 때에, 각각의 포트로부터 한 번만 네트워크 존재 확인 프레임을 송신하면, 배경 기술에서 설명한 특허 문헌 1의 경우와 다르게, 네트워크에 접속되는 통신 노드의 1대 1대에 대해서 네트워크에 접속되어 있는지를 확인하기 위한 정보를 송신할 필요가 없다. 그 결과, 네트워크 존재 확인 처리를 특허 문헌 1의 경우에 비해 단시간에 종료할 수 있다고 하는 효과를 가진다.

또한, 특허 문헌 1과 같이, 데이터를 시계 방향과 반시계 방향으로 돌리기 위한 회로를 구성할 필요가 없고, 장치를 구성하는 비용을 종래에 비해 줄일 수 있다고 하는 효과도 가진다.

실시 형태 2.

이 실시 형태 2에서는, 실시 형태 1과는 다른 방법으로 기동시의 시스템 구성 인식 처리를 실행하는 경우에 대해서 설명한다.

도 12는 실시 형태 2에 의한 슬레이브국의 기능 구성을 모식적으로 나타내는 블록도이다. 이 슬레이브국은 실시 형태 1의 구성에 있어서, 통신 처리부(60A)에 링크 상태 확인부(66)를 더 구비한다. 이 링크 상태 확인부(66)는 포트에 접속되는 전송로 상태가 정상인가 여부, 즉 인접하는 통신 노드와의 사이에 링크 상태가 정상인지 여부를 포트마다 링크 상태 신호를 이용하여 확인하는 기능을 가진다. 또한, 이 링크 상태의 확인은, 예를 들어 10Mbps의 이더넷 케이블을 사용하는 경우에는, 물리층에서 교환되는 링크 펄스에 의해서 실행할 수 있다. 링크 상태에는 인접하는 통신 노드와의 사이에 링크 상태 신호의 교환을 실행할 수 있어 통신 가능한 상태인 정상 상태와, 인접하는 통신 노드와의 사이에 링크 상태 신호의 교환을 실행하지 못하여 통신 불가능한 상태인 이상 상태의 2개 상태가 있다.

또, 제어 프레임 응답부(61)는 네트워크 존재 확인 프레임을 수신하면, 수신한 시점에서의 링크 상태 확인부(66)로 확인된 각 포트(51-1, 51-2)의 링크 상태를 네트워크 존재 확인 응답 프레임으로 설정하고, 관리국에 송신하는 기능을 가진다. 도 13은 네트워크 존재 확인 응답 프레임의 일례를 나타내는 도면이다. 이 도면에 도시된 바와 같이, 네트워크 존재 확인 응답 프레임(220A)의 데이터(224)의 일부에는 링크 상태 정보(228)가 마련되고, 이 링크 상태 정보(228)에 링크 상태 확인부(66)로 확인된 링크 상태가 격납된다. 또한, 실시 형태 1과 동일한 구성요소에는 동일한 부호를 부여하고 그 설명을 생략하고 있다. 또, 실시 형태 2에서 이용되는 관리국은 실시 형태 1에서 이용되는 것과 동일하므로, 그 설명을 생략하고 있다.

이어, 이와 같은 통신 시스템에서의 데이터 통신 방법에 대해서 설명한다. 도 14는 실시 형태 2에 의한 기동시의 데이터 통신 방법의 일례를 모식적으로 나타내는 순서도이다. 또한, 여기에서는, 관리국 X에 4대의 슬레이브국 A~D가 링 모양으로 접속되는 구성을 나타내고 있지만, 이것은 예시로서, 관리국 X에 임의의 대수의 슬레이브국이 접속되는 경우도, 이하에 설명하는 처리와 같은 방법으로 데이터 통신을 실행할 수 있다.

관리국 X와 슬레이브국 A~D가 이더넷 케이블로 접속된 후, 슬레이브국 A~D의 전원이 온으로 되고, 이 후, 관리국 X의 전원이 온으로 되면, 관리국 X는 관리국 X를 포함한 동일 세그먼트의 네트워크 상에 접속되어 있는 슬레이브국을 인식하기 위해서, 이하의 처리를 실행한다. 처음에, 관리국 X의 통신 처리부의 라인 접속 관리부(24)는 자국의 한쪽 포트, 여기에서는 제2 포트 X2를 무효화하고, 제1 포트 X1에서만 프레임의 송수신이 가능한 상태로 한다(스텝 S111).

이어, 관리국 X의 네트워크 존재 확인 처리부(22)는 네트워크 존재 확인 프레임을 생성하여 제1 포트 X1으로부터 브로드캐스트로 송신한다(스텝 S112). 상기한 바와 같이, 여기에서는 각 통신 노드는 링 모양으로 접속되어 있으므로, 네트워크 존재 확인 프레임은 최초로 슬레이브국 A에 도달한다.

슬레이브국 A의 제어 프레임 응답부(61)는 제2 포트 A2에서 네트워크 존재 확인 프레임을 수신하면, 네트워크 존재 확인 응답 프레임을 생성하여 관리국 X에 대해서 네트워크 존재 확인 프레임을 수신한 제2 포트 A2로부터 회신한다(스텝 S113). 또한, 이때, 송신되는 네트워크 존재 확인 응답 프레임(220A)의 링크 상태 정보(228)에는 링크 상태 확인부(66)가 네트워크 존재 확인 응답 프레임을 송신할 때까지의 동안에 취득한 제1 포트 A1과 제2 포트 A2의 링크 상태가 설정되어 있다.

또, 슬레이브국 A의 제어 프레임 응답부(61)는 수신한 네트워크 존재 확인 프레임의 내용을 일부 고쳐쓰고, 제1 포트 A1으로부터 고쳐쓴 네트워크 존재 확인 프레임을 송신한다(스텝 S114).

그 후, 네트워크 존재 확인 프레임은 슬레이브국 B, C, D 순서로 도달하고, 각 슬레이브국 B, C, D는 네트워크 존재 확인 프레임을 수신하면, 상술한 슬레이브국 A에서의 처리와 같은 처리를 실행한다. 즉, 네트워크 존재 확인 프레임을 수신한 각 슬레이브국 B, C, D의 제어 프레임 응답부(61)는 네트워크 존재 확인 응답 프레임(220A)을 생성하고, 관리국 X에 대해서 네트워크 존재 확인 프레임을 수신한 제2 포트로부터 회신한다(스텝 S115, S117, S119). 또, 슬레이브국 B, C, D의 제어 프레임 응답부(61)는 제2 포트로부터 수신한 네트워크 존재 확인 프레임의 내용 중 일부를 고쳐쓴 네트워크 존재 확인 프레임을 제1 포트로부터 송신한다(스텝 S116, S118, S120).

여기서, 관리국 X의 네트워크 존재 확인 처리부(22)는 네트워크 존재 확인 응답 프레임(220A)을 수신하면 타이머(21)를 기동하여, 소정 시간 내에 네트워크 존재 확인 응답 프레임(220A)을 수신하는지 여부를 판정한다. 그리고 소정 시간 내에 네트워크 존재 확인 응답 프레임(220A)을 수신했을 경우에는, 타이머(21)를 리셋트하여 다시 계시한다. 여기에서는, 슬레이브국 D의 끝에는 다른 슬레이브국이 접속되어 있지 않기 때문에(슬레이브국 D의 끝인 관리국 X의 제2 포트 X2는 무효로 되어 있으므로), 슬레이브국 D로부터의 네트워크 존재 확인 응답 프레임(220A)을 수신하여 타이머를 리셋트하면, 타임아웃이 된다(스텝 S121).

또, 네트워크 존재 확인 처리부(22)는 각 슬레이브국 A~D로부터 네트워크 존재 확인 응답 프레임(220A)을 수신할 때마다, 실시 형태 1에서 설명한 것처럼, 네트워크 접속 정보를 생성하여 네트워크 접속 정보 기억부(23)에 기억한다. 이때, 모든 슬레이브국 A~D로부터의 링크 상태가 정상인 경우에는, 관리국 X는 네트워크 구성이 용장 링 구성인 것을 파악한다(스텝 S122).

그 후, 실시 형태 1과 마찬가지로, 관리국 X는 토큰 순회 순서를 결정하고(스텝 S123), 셋업 처리를 실행한 후에(스텝 S124), 토큰 프레임을 이용한 데이터 프레임의 통신 처리를 개시한다(스텝 S125).

이 실시 형태 2에 의하면, 슬레이브국이 네트워크 존재 확인 응답 프레임(220A)에 2개 포트(51-1, 51-2)의 링크 상태를 격납하도록 했으므로, 관리국 X의 한쪽 포트(11-1, 11-2)로부터 송출한 네트워크 존재 확인 프레임에 의한 응답만으로 링 구성인지 여부를 판정할 수 있다. 즉, 네트워크 상태를 인식하기 위한 네트워크 존재 확인 프레임의 발행 회수가 1회로 되어, 네트워크 존재 확인 처리에 요구되는 시간을 실시 형태 1의 경우에 비해 단축할 수 있다고 하는 효과를 가진다.

실시 형태 3.

이 실시 형태 3에서는 토큰을 이용한 통신 중에 통신 노드가 다운된 경우 또는 케이블 단선이 발생했을 경우의 링 재구성 처리(네트워크 존재 확인 처리)에 대해서 설명한다.

이 실시 형태 3에서 사용되는 관리국은 실시 형태 1에서 사용되는 것과 같고, 슬레이브국은 실시 형태 2에서 사용되는 것과 같다. 단, 각 슬레이브국의 데이터 프레임 통신 처리부(65)는 데이터 프레임을 송신할 때까지의 동안에 링크 상태 확인부(66)로 확인된 2개의 포트(51-1, 51-2)의 링크 상태를, 데이터 프레임에 저장하여 출력하는 기능을 가지고 있다. 또한, 이 경우의 데이터 프레임에는 실시 형태 2의 도 13에 도시된 네트워크 존재 확인 응답 프레임 포맷에서 설명한 것처럼, 데이터의 일부에 링크 상태 확인부(66)로 확인된 링크 상태를 격납하는 링크 상태 정보가 마련되어 있다.

우선, 통신 노드가 다운된 경우의 링 재구성 처리(네트워크 존재 확인 처리)에 대해서 설명한다. 도 15는 통신 노드가 다운된 경우의 링 재구성 처리 절차의 일례를 나타내는 순서도이다. 또한, 여기에서는, 관리국 X에 4대의 슬레이브국 A~D가 링 모양으로 접속되는 구성을 나타내고 있지만, 이것은 예시로서, 관리국 X에 임의의 대수의 슬레이브국이 접속되는 경우도, 이하에 설명하는 처리와 같은 방법으로 데이터 통신을 실행할 수 있다.

우선, 이 네트워크에서는 관리국 X와 슬레이브국 A~D는 케이블에 의해서 링 모양으로 접속되어 있지만, 관리국 X의 제1 포트 X1을 무효화함으로써(스텝 S211) 관리국 X－슬레이브국 D－슬레이브국 C－슬레이브국 B－슬레이브국 A의 라인 형태 토폴로지로 하고, 아래 (1)의 순번으로 토큰 프레임을 이용한 데이터 프레임의 송수신이 행해지고 있는 것으로 한다.

관리국 X→슬레이브국 D→슬레이브국 C→슬레이브국 B→슬레이브국 A→관리국 X … (1)

슬레이브국 D가 토큰 프레임을 획득하기 직전에, 슬레이브국 C가 어떠한 원인에 의해서 다운(전원 오프)된 것으로 한다(스텝 S212). 이때, 슬레이브국 D의 링크 상태 확인부(66)는 물리층에서 정기적으로 인접하는 통신 노드와의 사이에 교환되는 링크 펄스 등의 링크 확인 신호가 슬레이브국 C로부터 얻어지지 않기 때문에, 슬레이브국 C가 링크 절단된 것(즉, 슬레이브국 C의 전원이 오프된 것, 또는 슬레이브국 C간의 케이블 단선이 발생한 것)을 인식한다(스텝 S213). 또한, 슬레이브국 B도 마찬가지로, 슬레이브국 C가 링크 절단된 것을 인식한다.

그 후, 슬레이브국 D가 미리 정해진 토큰 순회 순서에 따라서 토큰 프레임을 획득하면, 슬레이브국 D의 데이터 프레임 통신 처리부(65)는 데이터 프레임 중의 링크 상태 정보에, 슬레이브국 C가 링크 절단된 것을 나타내는 정보를 격납하여 관리국 X에 송신한다(스텝 S214). 구체적으로는, 데이터 프레임의 링크 상태 정보에, 제1 포트 D1은 정상이지만 제2 포트 D2는 비정상이라는 것을 격납하여 관리국 X에 송신한다.

이어, 관리국 X는 슬레이브국 D로부터의 데이터 프레임을 수신하여 통상의 수신 처리를 하지만, 이때, 링크 상태 정보에 슬레이브국 C가 링크 절단된 것을 나타내는 정보가 포함되어 있으므로, 슬레이브국 C가 이탈한 것을 인식한다(스텝 S215).

그리고 관리국 X의 라인 접속 관리부(24)는 슬레이브국 C의 링크 절단을 알려 온 슬레이브국 D의 슬레이브국 C측의 제2 포트 D2를 무효로 하는 포트 제어 프레임을 슬레이브국 D에 대해서 송신한다(스텝 S221). 슬레이브국 D의 포트 송수신 제어부(62)는 포트 제어 프레임을 수신하면, 그 내용에 따라서 제2 포트 D2를 무효화하는 처리를 실행한다(스텝 S222). 그리고 슬레이브국 D의 제어 프레임 응답부(61)는 제2 포트 D2의 무효화를 완료한 것을 나타내는 포트 제어 응답 프레임을 관리국 X에 대해서 송신한다(스텝 S223).

관리국 X의 라인 접속 관리부(24)는 슬레이브국 D로부터 포트 제어 응답 프레임을 수신하면, 제1 포트 X1을 유효로 한다(스텝 S224). 이것은, 제1 포트 X1을 무효인 상태로 해두면, 관리국 X는 슬레이브국 D하고만 통신할 수 없기 때문이다. 이것에 의해서, 관리국 X는 제1 포트 X1과 제2 포트 X2가 모두 유효로 되어, 슬레이브국 D 외에, 슬레이브국 A, B와도 통신 가능한 상태로 된다.

그 후, 관리국 X의 네트워크 존재 확인 처리부(22)는 제1 포트 X1과 제2 포트 X2로부터 네트워크 존재 확인 프레임을 브로드캐스트로 송신한다(스텝 S231, S233).

제2 포트 X2로부터 송신된 네트워크 존재 확인 프레임은 슬레이브국 D에서 수신되고, 슬레이브국 D로부터 네트워크 존재 확인 응답 프레임이 회신된다(스텝 S232). 이 네트워크 존재 확인 응답 프레임에는 링크 상태 확인부(66)로 확인된 네트워크 존재 확인 프레임을 수신한 시점에서의 각 포트의 링크 상태가 포함되어 있다. 또, 슬레이브국 D에서는 제2 포트 D2가 무효화되어 있으므로, 수신한 네트워크 존재 확인 프레임은 슬레이브국 D의 제2 포트 D2의 끝에 접속되는 슬레이브국 C에는 송신되지 않는다.

또한, 이때, 슬레이브국 C가 잠시 복구되는 경우도 고려된다. 이 경우에는, 슬레이브국 D의 제2 포트 D2와 슬레이브국 C의 제1 포트 C1 간의 전송로에서는 물리층에서 링크 확인 신호의 교환을 실행하지만, 데이터 링크층에서는 슬레이브국 D의 제2 포트 D2는 무효화되어 있으므로, 네트워크 존재 확인 프레임이 슬레이브국 C에 리피트되는 일은 없다. 이 때문에, 불안정한 동작의 슬레이브국 C가 링 재구성 처리 때에 네트워크 내에 들어와 버리는 것을 막을 수 있다. 또, 슬레이브국 D의 제2 포트 D2를 무효화하지 않은 경우에는, 관리국 X와 슬레이브국 A~D의 포트의 모두가 유효로 되는 링 구성이 되어 버려서, 프레임이 네트워크 내를 계속해서 영원히 돌아 버리므로, 이와 같은 사태의 발생도 막을 수 있다.

한편, 관리국 X의 제1 포트 X1으로부터 송신된 네트워크 존재 확인 프레임은 슬레이브국 A로 수신되고, 슬레이브국 A로부터 네트워크 존재 확인 응답 프레임이 관리국 X에 회신된다(스텝 S234). 또, 슬레이브국 A는 네트워크 존재 확인 프레임의 내용을 일부 고쳐쓰고, 제2 포트 A2로부터 제1 포트 A1에 리피트한다(스텝 S235). 마찬가지로, 슬레이브국 B에서도, 네트워크 존재 확인 프레임을 수신하면, 네트워크 존재 확인 응답 프레임을 관리국 X에 송신하고(스텝 S236), 네트워크 존재 확인 프레임의 내용을 일부 고쳐써서 제2 포트 B2로부터 제1 포트 B1로 리피트한다(스텝 S237). 그러나 슬레이브국 C는 다운되어 있으므로, 슬레이브국 C로부터의 네트워크 존재 확인 응답 프레임은 출력되지 않는다. 또, 슬레이브국 A, B가 송신하는 네트워크 존재 확인 응답 프레임에는 네트워크 존재 확인 응답 프레임 송출시까지 링크 상태 확인부(66)로 확인된 각 포트의 링크 상태가 포함되어 있다.

슬레이브국 B로부터 네트워크 존재 확인 응답 프레임을 수신한 관리국 X는 타이머(21)로 계시(計時)를 개시한다. 이 예의 경우, 상기한 것처럼, 다운되어 있는 슬레이브국 C로부터 네트워크 존재 확인 응답 프레임은 출력되지 않으므로, 슬레이브국 B로부터의 네트워크 존재 확인 응답 프레임을 수신하고 나서 소정 시간이 경과하여, 타이머(21)가 타임아웃된다(스텝 S238). 그 결과, 관리국 X의 네트워크 존재 확인 처리부(22)는 슬레이브국 C(슬레이브국 B에 인접하는 슬레이브국)가 네트워크로부터 이탈한 것을 인식한다(스텝 S239).

또한, 관리국 X는 각 슬레이브국 A, B, D로부터 네트워크 존재 확인 응답 프레임을 수신하면, 수신한 시점에서의 통신 노드 간의 접속 상태인 네트워크 접속 정보를 생성하고 있다.

그 후, 관리국 X의 라인 접속 관리부(24)는 마지막으로 수신한 네트워크 존재 확인 응답 프레임의 송신원인 슬레이브국 B의 제1 포트 B1을 무효로 하는 포트 제어 프레임을 슬레이브국 B에 대해서 송신한다(스텝 S241). 슬레이브국 B의 포트 송수신 제어부(62)는 포트 제어 프레임을 수신하면, 그 내용에 따라서 제1 포트 B1을 무효화하는 처리를 실행한다(스텝 S242). 그리고 슬레이브국 B의 제어 프레임 응답부는 제1 포트 B1의 무효화를 완료한 것을 나타내는 포트 제어 응답 프레임을 관리국 X에 대해서 송신한다(스텝 S243).

그 후, 관리국 X는, 실시 형태 1에서 설명한 것처럼, 토큰 순회 순서를 결정하고(스텝 S251), 각 통신 노드에 대해서 토큰 프레임의 송신 순서를 설정하는 셋업 처리를 실행한다(스텝 S252). 그 후, 네트워크 내에서 토큰 프레임을 이용한 데이터 프레임의 송신 처리를 개시한다(스텝 S253). 이때, 슬레이브국 B의 제1 포트 B1으로부터 슬레이브국 D의 제2 포트 D2까지는 포트들이 접속되지 않았을 때 행해지는 동작과 동일한 동작들을 수행하고, 슬레이브국 C를 제외한 관리국 X, 슬레이브국 A, B, D로 데이터 프레임의 통신이 실행된다.

이상에서는, 노드가 다운된 경우의 링 재구성 처리에 대해서 설명했지만, 케이블이 절단된 경우도 기본적으로 상기의 링 재구성 처리와 같다. 도 16은 케이블이 단선된 경우의 링 재구성 처리 절차의 일례를 나타내는 순서도이다. 또한, 여기에서는, 관리국 X에 4대의 슬레이브국 A~D가 링 모양으로 접속되는 구성을 나타내고 있지만, 이것은 예시로서, 관리국 X에 임의의 대수의 슬레이브국이 접속되는 경우도, 이하에 설명하는 처리와 같은 방법으로 데이터 통신을 실행할 수 있다.

우선, 이 네트워크에서는 관리국 X와 슬레이브국 A~D는 케이블에 의해서 링 모양으로 접속되어 있지만, 관리국 X의 제1 포트 X1을 무효화함으로써(스텝 S311), 관리국 X－슬레이브국 D－슬레이브국 C－슬레이브국 B－슬레이브국 A의 라인 형태 토폴로지로서 토큰 프레임을 이용하고, 상기 (1)에 도시된 순번으로 데이터 프레임의 송수신이 실행되고 있는 것으로 한다.

슬레이브국 D가 토큰 프레임을 획득하기 직전에, 슬레이브국 D와 슬레이브국 C 간의 케이블이 어떠한 원인에 의해서 단선된 것으로 한다(스텝 S312). 이때, 슬레이브국 D의 링크 상태 확인부(66)는 물리층에서 정기적으로 인접하는 통신 노드와의 사이에 교환되는 링크 펄스 등의 링크 확인 신호가 슬레이브국 C로부터 얻어지지 않기 때문에, 슬레이브국 C가 링크 절단된 것(즉, 슬레이브국 C가 다운된 것 또는 케이블 단선이 발생한 것)을 인식한다(스텝 S313). 또한, 마찬가지로 슬레이브국 C의 링크 상태 확인부(66)도 슬레이브국 D가 링크 절단된 것(즉, 슬레이브국 D가 다운된 것 또는 케이블 절단이 발생한 것)을 인식한다(스텝 S314).

그 후, 슬레이브국 D가 미리 정해진 토큰 순회 순서(1)에 따라서 토큰 프레임을 획득하면, 슬레이브국 D의 데이터 프레임 통신 처리부(65)는 데이터 프레임 중의 링크 상태 정보에, 슬레이브국 C가 이탈한 것을 나타내는 정보를 격납하여 관리국 X에 송신한다(스텝 S315). 구체적으로는, 데이터 프레임의 링크 상태 정보에, 제1 포트 D1는 정상이지만 제2 포트 D2는 비정상인 것을 격납하여 관리국 X에 송신한다.

이어, 관리국 X는 슬레이브국 D로부터의 데이터 프레임을 수신하고, 통상의 수신 처리를 하지만, 이때, 링크 상태 정보에 슬레이브국 C가 링크 절단된 것을 나타내는 정보가 포함되어 있으므로, 라인 접속 관리부(24)는 슬레이브국 C가 이탈한 것을 인식하여(스텝 S316), 링 재구성 처리로 이행한다.

따라서 우선, 관리국 X의 라인 접속 관리부(24)는 슬레이브국 C의 이탈을 알려 온 슬레이브국 D의, 슬레이브국 C측의 제2 포트 D2를 무효로 하는 포트 제어 프레임을 슬레이브국 D에 대해서 송신한다(스텝 S321). 슬레이브국 D의 포트 송수신 제어부(62)는 포트 제어 프레임을 수신하면, 그 내용에 따라서 제2 포트 D2를 무효화하는 처리를 실행한다(스텝 S322). 그리고 슬레이브국 D의 제어 프레임 응답부(61)는 제2 포트 D2의 무효화를 완료한 것을 나타내는 포트 제어 응답 프레임을 관리국 X에 대해서 송신한다(스텝 S323).

또, 관리국 X의 라인 접속 관리부(24)는 슬레이브국 D로부터 포트 제어 응답 프레임을 수신하면, 자국의 제1 포트 X1을 유효로 한다(스텝 S324). 이것에 의해서, 관리국 X는 제1 포트 X1과 제2 포트 X2가 모두 유효로 된다. 그 후, 관리국 X의 네트워크 존재 확인 처리부(22)는 제1 포트 X1과 제2 포트 X2로부터 네트워크 존재 확인 프레임을 브로드캐스트로 송신한다(스텝 S331, S333).

관리국 X의 제2 포트 X2로부터 송신된 네트워크 존재 확인 프레임은 슬레이브국 D에서 수신되고, 슬레이브국 D로부터 네트워크 존재 확인 응답 프레임이 회신된다(스텝 S332). 이 네트워크 존재 확인 응답 프레임에는 네트워크 존재 확인 응답 프레임을 송신할 때까지 동안에 링크 상태 확인부(66)로 확인된 각 포트의 링크 상태가 포함되어 있다. 또, 슬레이브국 D에서는 제2 포트 D2가 무효화되어 있으므로, 수신한 네트워크 존재 확인 프레임은 슬레이브국 D의 제2 포트 D2의 끝에 접속되는 슬레이브국 C에는 리피트되지 않는다.

또한, 이때, 슬레이브국 C와의 사이에 있는 케이블이 잠시 복구되는 경우도 고려된다. 이 경우에는, 슬레이브국 D의 제2 포트 D2와 슬레이브국 C의 제1 포트 C1 간의 전송로에서는, 물리층에서 링크 확인 신호의 교환이 실행되지만, 데이터 링크층에서는 슬레이브국 D의 제2 포트 D2는 무효화되어 있으므로, 네트워크 존재 확인 프레임이 슬레이브국 C에 리피트되는 일은 없다. 이 때문에, 슬레이브국 C가 링 재구성 처리 때에 슬레이브국 D 측으로부터 들어와 버리는 것을 막을 수 있다. 만약, 제2 포트 D2가 무효화되지 않은 경우에는, 관리국 X와 슬레이브국 A~D가 링 구성이 되어 버려, 프레임이 네트워크 내를 계속해서 영원히 돌아 버린다. 즉, 제2 포트 D2를 무효화함으로써, 이와 같은 사태의 발생을 막을 수 있다.

한편, 관리국 X의 제1 포트 X1으로부터 송신된 네트워크 존재 확인 프레임은 슬레이브국 A로 수신되고, 슬레이브국 A로부터 네트워크 존재 확인 응답 프레임이 회신된다(스텝 S334). 또, 슬레이브국 A는 네트워크 존재 확인 프레임의 내용 중 일부를 고쳐쓰고, 제2 포트 A2로부터 제1 포트 A1로 리피트한다(스텝 S335). 마찬가지로, 슬레이브국 B, C에서도, 네트워크 존재 확인 프레임을 수신하면, 네트워크 존재 확인 응답 프레임을 관리국 X에 송신하고(스텝 S336, S338), 네트워크 존재 확인 프레임의 내용 중 일부를 고쳐쓰고, 제2 포트로부터 제1 포트로 리피트한다(스텝 S337, S339). 또한, 슬레이브국 C와 슬레이브국 D 간의 케이블이 단선되어 있는 상태이므로, 슬레이브국 D에는 네트워크 존재 확인 프레임은 도달하지 않고, 슬레이브국 D로부터의 네트워크 존재 확인 응답 프레임은 출력되지 않는다. 또, 각 슬레이브국 A, B, C로부터 송신되는 네트워크 존재 확인 응답 프레임에는, 네트워크 존재 확인 응답 프레임을 송신할 때까지 동안에 링크 상태 확인부(66)로 확인된 각 포트의 링크 상태가 포함되어 있다.

슬레이브국 C로부터 네트워크 존재 확인 응답 프레임을 수신한 관리국 X의 네트워크 존재 확인 처리부(22)는 타이머(21)로 계시를 개시한다. 이 예의 경우, 상기한 것처럼, 슬레이브국 C와 슬레이브국 D 간의 케이블이 단선되어 있으므로, 슬레이브국 D로부터의 네트워크 존재 확인 응답 프레임은 출력되지 않는다. 그 결과, 슬레이브국 C로부터의 네트워크 존재 확인 응답 프레임을 수신하고 나서 소정 시간이 경과하여, 타이머(21)가 타임아웃된다(스텝 S340). 그리고 관리국 X의 라인 접속 관리부(24)는 지금까지 수신한 네트워크 존재 확인 응답 프레임에 있는 정보로부터, 슬레이브국 C와 슬레이브국 D 간의 케이블이 단선된 것을 인식한다(스텝 S341).

또한, 관리국 X는 각 슬레이브국 A~D로부터 네트워크 존재 확인 응답 프레임을 수신하면, 수신한 시점에서의 통신 노드 간의 접속 상태인 네트워크 접속 정보를 생성하고 있다.

그 후, 라인 접속 관리부(24)는 마지막으로 네트워크 존재 확인 응답 프레임을 수신한 슬레이브국 C의 제1 포트 C1을 무효로 하는 포트 제어 프레임을 슬레이브국 C에 대해서 송신한다(스텝 S351). 슬레이브국 C의 포트 송수신 제어부(62)는 포트 제어 프레임을 수신하면, 그 내용에 따라서 제1 포트 C1을 무효화하는 처리를 실행한다(스텝 S352). 그리고 슬레이브국 C의 제어 프레임 응답부(61)는 제1 포트 C1의 무효화를 완료한 것을 나타내는 포트 제어 응답 프레임을 관리국 X에 대해서 송신한다(스텝 S353).

그 후, 관리국 X는, 실시 형태 1에서 설명한 것처럼, 토큰 순회 순서를 결정하고(스텝 S361), 각 통신 노드에 대해서 토큰 프레임의 송신 순서를 설정하는 셋업 처리를 실행한다(스텝 S362). 그 후, 토큰 프레임을 이용한 데이터 프레임의 통신이 개시된다(스텝 S363). 이때, 장해 발생전과 같은 관리국 X, 슬레이브국 A~D에서 데이터 프레임의 통신이 실행되지만, 라인 형태로 접속되는 경로가 장해 발생전과 달라져 있다. 즉, 슬레이브국 D의 제2 포트 D2로부터 슬레이브국 C의 제1 포트 C1까지는 미접속과 동일하게 동작한다.

또한, 상술한 설명에서는 데이터 프레임에 링크 상태 확인부(66)로 확인된 링크 상태를 격납하도록 하고 있었지만, 데이터 프레임에 한정되지 않고, 토큰 프레임이나 그 외의 프레임에 격납하도록 해도 괜찮다.

이 실시 형태 3에 의하면, 토큰 프레임의 수신시에 각 슬레이브국이 모든 포트의 링크 상태를 데이터 프레임에 저장하여서 관리국 X에 통지하도록 하였다. 이것에 의해서, 토큰 프레임을 수신한 슬레이브국에 인접하는 통신 노드(슬레이브국)가 다운되거나 케이블이 절단되는 장해가 발생했을 경우에, 장해 발생 부분에서 토큰 프레임이 소실되어 소정 시간 경과할 때까지 기다리는 경우에 비해서, 신속하게 이상을 관리국 X에 통지하여 링 재구성 처리를 실행할 수 있다. 또, 네트워크 존재 확인 프레임을 송신하는 회수가 1회이므로, 링 재구성 처리의 시간 단축을 도모할 수 있다고 하는 효과를 가진다.

또, 링 재구성 처리를 실행할 때에, 장해가 발생한 부분에 접하는 통신 노드의 포트를 무효화하도록 했으므로, 링 재구성 처리 중에 장해가 발생한 통신 노드가 복구되거나 케이블 상태가 불안정한 상태(단선(이상)이나 활선(정상) 상태가 교대로 단시간에 변화하고 있는 상태이고, 케이블이 거의 단선된 상태)가 되거나 하는 경우에서도, 장해가 발생한 부분을 제외하고 링 재구성 처리를 실행할 수 있다. 그 결과, 링 재구성 처리 중에, 복구된 통신 노드나, 케이블 상태가 불안정한 케이블에 인접하는 통신 노드를 포함하여, 모든 통신 노드의 포트가 유효화되어, 네트워크 내를 프레임이 계속 흘러 버리는 사태를 막을 수도 있다고 하는 효과를 가진다.

실시 형태 4.

실시 형태 3의 경우에서는, 장해가 발생한 개소(個所)에 인접하는 슬레이브국에 토큰 프레임이 송신된 경우에는 유효하지만, 토큰 프레임을 수신했을 때에 그 슬레이브국이나 케이블에 고장이 발생하는 경우나, 토큰 프레임을 수신한 슬레이브국과 관리국을 연결하는 경로 상의 슬레이브국이 다운되거나 케이블이 단선되는 경우에는, 실시 형태 3의 경우에서는 대응할 수 없다. 이에, 이 실시 형태 4에서는, 이와 같은 경우의 링 재구성 처리에 대해서 설명한다.

도 17은 실시 형태 4에 의한 관리국의 기능 구성의 일례를 모식적으로 나타내는 블록도이다. 관리국은 실시 형태 1의 도 2a의 구성에 있어서, 통신 처리부(20A)에 네트워크 감시부(30)를 더 구비한다.

네트워크 감시부(30)는 네트워크 내에 흐르는 프레임이 검출되면, 타이머(21)를 기동시켜, 네트워크 내를 흐르는 프레임을 감시한다. 타이머(21)를 기동하고 나서 소정 시간이 경과할 때까지 동안에, 제1 포트(11-1) 또는 제2 포트(11-2)에 프레임이 입력된 경우에는, 타이머(21)를 리셋트하여 새로 다시 계시한다. 또, 타이머(21)를 기동하고 나서 소정 시간이 경과할 때까지 동안에, 제1 포트(11-1) 또는 제2 포트(11-2)에 프레임이 입력되지 않은 경우, 즉 타임아웃을 검출했을 경우에는, 네트워크(통신 시스템) 내에서 프레임이 소실된 것으로 판단하고, 네트워크 존재 확인 처리부(22)에 네트워크 존재 확인 처리를 실행하도록 지시를 준다. 여기서, 감시 대상의 프레임으로서는 모든 프레임을 대상으로 해도 좋고, 토큰 프레임을 대상으로 해도 좋다.

또한, 실시 형태 1과 동일한 구성요소에는 동일한 부호를 부여하고 그 설명을 생략하고 있다. 또, 이 실시 형태 4에서 사용되는 슬레이브국의 구성은 실시 형태 1에서 설명한 것과 같으므로, 그 설명을 생략한다.

다음으로, 이 실시 형태 4에 의한 데이터 통신 방법에 대해서 설명하지만, 먼저 네트워크 중의 통신 노드가 다운된 경우의 링 재구성 처리에 대해서 설명한다. 도 18은 통신 노드가 다운된 경우의 링 재구성 처리 절차의 일례를 나타내는 순서도이다. 또한, 여기에서는, 관리국 X에 4대의 슬레이브국 A~D가 링 모양으로 접속되는 구성을 나타내고 있지만, 이것은 예시로서, 관리국 X에 임의의 대수의 슬레이브국이 접속되는 경우도, 이하에 설명하는 처리와 같은 방법으로 데이터 통신을 실행할 수 있다.

우선, 이 네트워크에서는, 관리국 X와 슬레이브국 A~D는 케이블에 의해서 링 모양으로 접속되어 있지만, 관리국 X의 제1 포트 X1을 무효화함으로써(스텝 S411), 관리국 X－슬레이브국 D－슬레이브국 C－슬레이브국 B－슬레이브국 A의 라인 형태 토폴로지로 하고, 상기 (1)의 순번에 따라서 토큰 프레임을 이용한 데이터 프레임의 송수신이 실행되고 있는 것으로 한다.

슬레이브국 C는 토큰 프레임을 획득한 후에, 어떠한 원인에 의해서 전원이 오프된 것으로 한다(스텝 S412). 이때, 슬레이브국 D의 제2 포트 D2는 통신할 수 없는 상태가 된다(스텝 S413). 슬레이브국 B도 마찬가지로, 슬레이브국 C와 접속되는 제1 포트 B1은 통신할 수 없는 상태가 된다.

또, 슬레이브국 C에 토큰 프레임이 순환될 때, 그 토큰 프레임은 네트워크 상 전체에도 흐르고 있다. 이 때문에, 관리국 X의 네트워크 감시부(30)는 토큰 프레임이 네트워크 상을 흐른 것을 검출하면, 타이머(21)를 세트한다. 그리고 토큰 프레임을 획득한 슬레이브국 C의 전원이 오프되었으므로, 타이머(21)가 타임아웃될 때까지 네트워크 상을 다른 프레임이 흐르지 않게 된다.

관리국 X의 네트워크 감시부(30)는 타임아웃에 의해 소정 시간 네트워크 상을 프레임이 흐르지 않는 것을 검출하면(스텝 S414), 네트워크 상에서 토큰 프레임이 소실된 것을 인식하고, 네트워크 존재 확인 처리부(22)에 대해서 네트워크 존재 확인 처리를 실행하도록 지시를 내린다. 그리고 네트워크 존재 확인 처리부(22)는 현재 포트의 유효／무효 상태 그대로, 즉 제1 포트 X1이 무효이고 제2 포트 X2가 유효인 상태 그대로, 네트워크 존재 확인 프레임을 브로드캐스트로 송신한다(스텝 S421).

관리국 X의 제2 포트 X2로부터 송신된 네트워크 존재 확인 프레임은 슬레이브국 D로 수신되고, 슬레이브국 D로부터 네트워크 존재 확인 응답 프레임이 회신된다(스텝 S422). 또, 슬레이브국 D에서는 네트워크 존재 확인 프레임의 내용 중 일부를 고쳐써서 제1 포트 D1으로부터 제2 포트 D2로 리피트하지만(스텝 S423), 슬레이브국 C는 전원 오프 상태에 있으므로, 슬레이브국 D의 제2 포트 D2의 끝에 접속되는 슬레이브국 C로부터 네트워크 존재 확인 응답 프레임은 회신되지 않은 상태가 된다.

관리국 X는 슬레이브국 D로부터의 네트워크 존재 확인 응답 프레임을 수신하면, 타이머(21)를 기동하여 소정 시간의 계시를 개시한다. 그러나 슬레이브국 D의 다음에 접속되어 있는 슬레이브국 C의 전원이 오프 상태이므로, 슬레이브국 C로부터의 네트워크 존재 확인 응답 프레임은 도달하지 않는다. 그 결과, 소정 시간이 경과되어 타임아웃이 된다(스텝 S424). 이것에 의해서, 관리국 X의 네트워크 존재 확인 처리부(22)는 슬레이브국 C가 링크 절단된 것, 즉 슬레이브국 D까지만 데이터 프레임을 송신할 수밖에 없는 상태인 것을 인식한다(스텝 S425).

그 후, 라인 접속 관리부(24)는 마지막으로 네트워크 존재 확인 응답 프레임을 수신한 슬레이브국 D의 제2 포트 D2를 무효로 하는 포트 제어 프레임을 슬레이브국 D에 대해서 송신한다(스텝 S431). 포트 제어 프레임을 수신한 슬레이브국 D의 포트 송수신 제어부(62)는 포트 제어 프레임의 지시에 따라서 제2 포트 D2를 데이터 링크층 이상에서의 데이터 프레임의 통신을 무효화하는 처리를 실행한다(스텝 S432). 이 제2 포트 D2의 무효화 처리가 종료되면, 제어 프레임 응답부(61)는 포트 제어 응답 프레임을 관리국 X에 대해서 송신한다(스텝 S433).

또한, 이 일련의 처리 중에서, 슬레이브국 C가 잠시 복구되는 경우도 고려된다. 이 경우에는, 슬레이브국 D의 제2 포트 D2와 슬레이브국 C의 제1 포트 C1 간의 전송로에서는 물리층에서 링크 확인 신호의 교환이 실행되지만, 데이터 링크층에서는 슬레이브국 D의 제2 포트 D2는 무효화되어 있으므로, 네트워크 존재 확인 프레임이 슬레이브국 C에 리피트되는 일은 없다. 이 때문에, 불안정한 동작의 슬레이브국 C가 링 재구성 처리 때에 네트워크 내에 들어와 버리는 것을 막을 수 있다. 또, 슬레이브국 D의 제2 포트 D2를 무효화하지 않은 경우에는, 관리국 X와 슬레이브국 A~D가 링 구성이 되어 링 재구성 처리에서 흘러가는 프레임이 네트워크 내를 계속 영원히 돌아 버리므로, 이와 같은 사태의 발생도 막을 수 있다.

포트 제어 응답 프레임을 수신한 관리국 X의 라인 접속 관리부(24)는 자국의 제1 포트 X1을 유효하게 하는 처리를 실행한다(스텝 S434). 이것에 의해서, 관리국 X는 2개의 포트 X1, X2에서 프레임의 송수신을 실행하는 것이 가능한 상태가 된다.

이어, 관리국 X의 네트워크 존재 확인 처리부(22)는 네트워크 존재 확인 프레임을 브로드캐스트로 동일 세그먼트의 네트워크 상의 슬레이브국에 대해서 송신한다(스텝 S441, S443). 제2 포트 X2로부터 송신되는 네트워크 존재 확인 프레임은 슬레이브국 D로 수신되고, 슬레이브국 D는 네트워크 존재 확인 응답 프레임을 관리국 X에 송신한다(스텝 S442). 또한, 슬레이브국 D의 제2 포트 D2는 무효화되어 있으므로, 네트워크 존재 확인 프레임의 리피트는 행해지지 않는다.

관리국 X의 제1 포트 X1으로부터 송신된 네트워크 존재 확인 프레임은 슬레이브국 A로 수신되고, 슬레이브국 A로부터 네트워크 존재 확인 응답 프레임이 회신된다(스텝 S444). 또, 슬레이브국 A는 네트워크 존재 확인 프레임의 내용 중 일부를 고쳐써 제2 포트 A2로부터 제1 포트 A1에 리피트한다(스텝 S445). 마찬가지로, 슬레이브국 B에서도, 네트워크 존재 확인 프레임을 수신하면, 네트워크 존재 확인 응답 프레임을 관리국 X에 송신하고(스텝 S446), 네트워크 존재 확인 프레임의 내용 중 일부를 고쳐써 제2 포트 B2로부터 제1 포트 B1으로 리피트한다(스텝 S447). 그러나 슬레이브국 C는 다운되어 있으므로, 슬레이브국 C에 네트워크 존재 확인 프레임은 도달하지 않고, 또 슬레이브국 C로부터의 네트워크 존재 확인 응답 프레임은 출력되지 않는다.

슬레이브국 B로부터 네트워크 존재 확인 응답 프레임을 수신한 관리국 X는 타이머(21)로 계시를 개시한다. 이 예의 경우, 상기한 것처럼, 슬레이브국 C는 다운되어 있으므로, 슬레이브국 C로부터의 네트워크 존재 확인 응답 프레임은 출력되지 않기 때문에, 슬레이브국 B로부터의 네트워크 존재 확인 응답 프레임을 수신하고 나서 소정 시간이 경과하여 타이머(21)가 타임아웃된다(스텝 S448). 그 결과, 관리국 X의 라인 접속 관리부(24)는 슬레이브국 C(슬레이브국 B에 인접하는 슬레이브국)가 네트워크로부터 이탈한 것을 인식한다(스텝 S449).

그 후, 라인 접속 관리부(24)는 마지막으로 네트워크 존재 확인 응답 프레임을 수신한 슬레이브국 B의 제1 포트 B1을 무효로 하는 포트 제어 프레임을 슬레이브국 B에 대해서 송신한다(스텝 S451). 슬레이브국 B의 포트 송수신 제어부(62)는 포트 제어 프레임을 수신하면, 그 내용에 따라서 제1 포트 B1을 무효화하는 처리를 실행한다(스텝 S452). 그리고 슬레이브국 B의 제어 프레임 응답부(61)는 제1 포트 B1의 무효화를 완료한 것을 나타내는 포트 제어 응답 프레임을 관리국 X에 대해서 송신한다(스텝 S453).

또한, 관리국 X는 각 슬레이브국으로부터 네트워크 존재 확인 응답 프레임을 수신하면, 수신한 시점에서의 통신 노드 간의 접속 상태인 네트워크 접속 정보를 생성하고 있다.

그 후, 관리국 X는 실시 형태 1에서 설명한 것처럼, 토큰 순회 순서를 결정하고(스텝 S461), 각 통신 노드 A, B, D에 대해서 토큰 프레임의 송신 순서를 설정하는 셋업 처리를 실행한다(스텝 S462). 그리고 토큰 프레임을 이용한 데이터 프레임의 통신이 개시된다(스텝 S463). 이때, 슬레이브국 C를 제외한 관리국 X, 슬레이브국 A, B, D로 데이터 프레임의 통신이 행해진다.

다음으로, 케이블이 절단된 경우의 링 재구성 처리에 대해서 설명하지만, 기본적으로는 통신 노드가 다운되었을 때와 같은 처리이다. 도 19는 케이블이 단선된 경우의 링 재구성 처리 절차의 일례를 나타내는 순서도이다. 또한, 여기에서는, 관리국 X에 4대의 슬레이브국 A~D가 링 모양으로 접속되는 구성을 나타내고 있지만, 이것은 예시로서, 관리국 X에 임의의 대수의 슬레이브국이 접속되는 경우도, 이하에 설명하는 처리와 같은 방법으로 데이터 통신을 실행할 수 있다.

우선, 이 네트워크에서는 관리국 X와 슬레이브국 A~D는 케이블에 의해서 링 모양으로 접속되어 있지만, 관리국 X의 제1 포트 X1을 무효화함으로써(스텝 S511), 관리국 X－슬레이브국 D－슬레이브국 C－슬레이브국 B－슬레이브국 A의 라인 형태 토폴로지로 하고, 상기 (1)의 순서에 따라서 토큰 프레임을 이용한 데이터 프레임의 송수신이 실행되고 있는 것으로 한다.

슬레이브국 A~C 중 어느 하나의 슬레이브국이 토큰 프레임을 획득하고 있을 때, 슬레이브국 D와 슬레이브국 C 간의 케이블이 어떠한 원인에 의해서 단선된 것으로 한다(스텝 S512). 이때, 슬레이브국 D의 제2 포트 D2는 통신할 수 없는 상태가 된다(스텝 S513). 또, 슬레이브국 B도 마찬가지로 슬레이브국 C와 접속되는 제1 포트 B1은 통신할 수 없는 상태가 된다(스텝 S514). 또한, 관리국 X의 네트워크 감시부(30)는 마지막으로 네트워크 상을 흐른 프레임을 검출하면, 타이머(21)를 이용하여 계시를 실시한다. 그 후, 여기에서는, 케이블이 절단되어 버렸으므로, 네트워크 상을 다른 프레임이 흐르지 않는 상태가 소정 시간 이상 계속되게 된다.

관리국 X의 네트워크 감시부(30)는 타임아웃에 의해 소정 시간 네트워크 상을 프레임이 흐르지 않는 것을 검출하면(스텝 S515), 네트워크 상에서 토큰 프레임이 소실된 것을 인식하여 네트워크 존재 확인 처리부(22)에 대해서 네트워크 존재 확인 처리를 실행하도록 지시를 내린다. 그리고 네트워크 존재 확인 처리부(22)는 현재의 포트의 유효／무효 상태 그대로, 즉 제1 포트 X1이 무효이고 제2 포트 X2가 유효인 상태 그대로, 네트워크 존재 확인 프레임을 브로드캐스트로 송신한다(스텝 S521).

관리국 X의 제2 포트 X2로부터 송신된 네트워크 존재 확인 프레임은 슬레이브국 D로 수신되고, 슬레이브국 D로부터 네트워크 존재 확인 응답 프레임이 회신된다(스텝 S522). 또, 슬레이브국 D에서는 네트워크 존재 확인 프레임의 내용 중 일부를 고쳐써서 제1 포트 D1으로부터 제2 포트 D2로 리피트하지만(스텝 S523), 슬레이브국 D와 슬레이브국 C 간의 케이블이 절단된 상태에 있으므로, 슬레이브국 D의 제2 포트 D2의 끝에 접속되는 슬레이브국 C로부터 네트워크 존재 확인 응답 프레임은 회신되지 않는 상태가 된다.

관리국 X는 슬레이브국 D로부터의 네트워크 존재 확인 응답 프레임을 수신하면, 타이머(21)를 기동하여 소정 시간의 계시를 개시한다. 그러나 슬레이브국 D와 슬레이브국 C 간의 케이블이 절단된 상태에 있으므로, 슬레이브국 C로부터의 네트워크 존재 확인 응답 프레임은 도달하지 않는다. 그 결과, 소정 시간이 경과되어 타임아웃이 된다(스텝 S524). 관리국 X의 네트워크 존재 확인 처리부(22)는 슬레이브국 C가 링크 절단된 것, 즉 슬레이브국 D까지만 데이터 프레임을 송신할 수밖에 없는 상태인 것을 인식한다(스텝 S525).

그 후, 라인 접속 관리부(24)는 마지막으로 네트워크 존재 확인 응답 프레임을 수신한 슬레이브국 D의 제2 포트 D2를 무효로 하는 포트 제어 프레임을 슬레이브국 D에 대해서 송신한다(스텝 S531). 포트 제어 프레임을 수신한 슬레이브국 D의 포트 송수신 제어부(62)는 포트 제어 프레임에 따라서 제2 포트 D2에 대해서 데이터 링크층 이상에서의 데이터 프레임의 통신을 무효화하는 처리를 실행한다(스텝 S532). 이 제2 포트 D2의 무효화 처리가 종료하면, 제어 프레임 응답부는 포트 제어 응답 프레임을 관리국 X에 대해서 송신한다(스텝 S533).

또한, 이 일련의 처리 중에서, 슬레이브국 C와 슬레이브국 D 간의 케이블이 잠시 복구하는 경우도 고려된다. 이 경우에는, 슬레이브국 D의 제2 포트 D2와 슬레이브국 C의 제1 포트 C1 간의 전송로에서는 물리층에서 링크 확인 신호의 교환이 실행되지만, 데이터 링크층에서는 슬레이브국 D의 제2 포트 D2는 무효화되어 있으므로, 네트워크 존재 확인 프레임이 슬레이브국 C에 리피트되는 일은 없다. 이 때문에, 관리국 X의 제2 포트 X2의 링 재구성 처리 때에 슬레이브국 C가 네트워크 내에 들어와 버리는 것을 막을 수 있다. 또, 제2 포트 D2를 무효화하지 않은 경우에는 관리국 X와 슬레이브국 A~D가 링 구성이 되어, 링 재구성 처리에서 흘려지는 프레임이 네트워크 내를 계속 영원히 돌아 버리므로, 이와 같은 사태의 발생도 막을 수 있다.

그 후, 포트 제어 응답 프레임을 수신한 관리국 X의 라인 접속 관리부(24)는 자국의 제1 포트 X1을 유효하게 하는 처리를 실행한다(스텝 S534). 이것에 의해서, 관리국 X는 2개의 포트 X1, X2에서 데이터 프레임의 송수신을 실행하는 것이 가능한 상태가 된다.

다음으로, 네트워크 존재 확인 처리부(22)는 네트워크 존재 확인 프레임을 브로드캐스트로 동일 세그먼트의 네트워크 상의 슬레이브국에 대해서 송신한다(스텝 S541, S543). 관리국 X의 제2 포트 X2로부터 송신되는 네트워크 존재 확인 프레임에 대한 처리는 상기한 도 18의 스텝 S441 ~ S442와 같다(스텝 S541 ~ S542).

관리국 X의 제1 포트 X1으로부터 송신된 네트워크 존재 확인 프레임은 슬레이브국 A로 수신되고, 슬레이브국 A로부터 네트워크 존재 확인 응답 프레임이 회신된다(스텝 S544). 또, 슬레이브국 A는 네트워크 존재 확인 프레임의 내용 중 일부를 고쳐써서 제2 포트 A2로부터 제1 포트 A1에 리피트한다(스텝 S545). 마찬가지로, 슬레이브국 B, C에서도, 네트워크 존재 확인 프레임을 수신하면 네트워크 존재 확인 응답 프레임을 관리국 X에 송신하고(스텝 S546, S548), 네트워크 존재 확인 프레임의 내용 중 일부를 고쳐써서 제2 포트로부터 제1 포트로 리피트한다(스텝 S547, S549). 또한, 슬레이브국 C와 슬레이브국 D간의 케이블이 단선되어 있는 상태이므로, 슬레이브국 D에는 네트워크 존재 확인 프레임은 도달하지 않고, 슬레이브국 D로부터의 네트워크 존재 확인 응답 프레임은 출력되지 않는다.

슬레이브국 C로부터 네트워크 존재 확인 응답 프레임을 수신한 관리국 X의 네트워크 존재 확인 처리부(22)는 타이머(21)로 계시를 개시한다. 이 예의 경우, 상기한 것처럼, 슬레이브국 C와 슬레이브국 D간의 케이블이 단선되어 있으므로, 슬레이브국 D로부터의 네트워크 존재 확인 응답 프레임은 출력되지 않는다. 그 결과, 슬레이브국 C로부터의 네트워크 존재 확인 응답 프레임을 수신하고 나서 소정 시간이 경과하여 타이머(21)가 타임아웃된다(스텝 S550). 그리고 관리국 X의 라인 접속 관리부(24)는 지금까지 수신한 네트워크 존재 확인 응답 프레임에 있는 정보로부터, 슬레이브국 C와 슬레이브국 D간의 케이블이 단선된 것을 인식한다(스텝 S551).

또한, 관리국 X는 각 슬레이브국으로부터 네트워크 존재 확인 응답 프레임을 수신하면, 수신한 시점에서의 통신 노드 간의 접속 상태인 네트워크 접속 정보를 생성하고 있다.

그 후, 라인 접속 관리부(24)는 마지막으로 네트워크 존재 확인 응답 프레임을 수신한 슬레이브국 C의 제1 포트 C1을 무효로 하는 포트 제어 프레임을 슬레이브국 C에 대해서 송신한다(스텝 S561). 슬레이브국 C의 포트 송수신 제어부(62)는 포트 제어 프레임을 수신하면, 그 내용에 따라서 제1 포트 C1을 무효화하는 처리를 실행한다(스텝 S562). 그리고 슬레이브국 C의 제어 프레임 응답부는 제1 포트 C1의 무효화를 완료한 것을 나타내는 포트 제어 응답 프레임을 관리국 X에 대해서 송신한다(스텝 S563).

그 후, 관리국 X는 실시 형태 1에서 설명한 것처럼, 토큰 순회 순서를 결정하고(스텝 S571), 각 통신 노드 A~D에 대해서 토큰 프레임의 송신 순서를 설정하는 셋업 처리를 실행한다(스텝 S572). 그 후, 토큰 프레임을 이용한 데이터 프레임의 통신 처리가 개시된다(스텝 S573). 이때, 장해 발생전과 같은 관리국 X, 슬레이브국 A~D에서 데이터 프레임의 통신이 실행되지만, 라인 형태로 접속되는 경로가 장해 발생전과 달라져 있다. 즉, 슬레이브국 D의 제2 포트 D2로부터 슬레이브국 C의 제1 포트 C1까지는 미접속과 동일하게 동작한다.

또한, 여기에서는, 실시 형태 1의 경우에 있어서, 관리국 X에 네트워크 감시부(30)를 마련하는 경우를 도시하였지만, 실시 형태 2, 3의 경우에 있어서, 관리국 X에 네트워크 감시부(30)를 마련하도록 해도 좋다.

이 실시 형태 4에 의하면, 관리국 X가 마지막으로 프레임을 검출하고 나서 소정 시간 내에 다음의 프레임을 검출하지 않는 경우에는, 네트워크에 이상이 발생한 것으로 하여, 네트워크 존재 확인 처리(링 재구성 처리)를 실행하도록 하였다. 이것에 의해서, 장해가 발생한 개소에 인접하는 통신 노드가 송신권을 얻었을 때 이외의 경우에도, 토큰 프레임의 소실을 검출할 수 있다고 하는 효과를 가진다. 또, 네트워크 내의 통신 노드의 전원이 온 상태와 오프 상태를 짧은 주기에 반복하거나, 한 번 전원이 오프된 통신 노드가 재차 곧바로 온 상태가 되는 경우에서도, 네트워크 존재 확인 처리 중에는 불안정한 통신 노드에 접하는 슬레이브국의 포트를 무효로 하도록 했으므로, 링 모양으로 접속된 네트워크 내를 프레임이 계속 흐르는 프레임 스톰(frame storm)의 발생을 방지하면서 리커버리할 수 있다고 하는 효과를 가진다.

또, 링 재구성 처리를 실행할 때에, 장해가 발생한 부분에 접하는 통신 노드의 포트를 무효화하도록 했으므로, 링 재구성 처리 중에 장해가 발생한 통신 노드가 복구되거나, 케이블 상태가 불안정한 상태(단선(이상)이나 활선(정상) 상태가 교대로 단시간에 변화하고 있는 상태이고, 케이블이 거의 단선된 상태)가 되는 경우에도 장해가 발생한 부분을 제외하고 링 재구성 처리를 실행할 수 있다. 그 결과, 링 재구성 처리 중에 복구한 통신 노드나, 케이블 상태가 불안정한 케이블에 인접하는 통신 노드를 포함하여 모든 통신 노드의 포트가 유효화되어, 네트워크 내를 프레임이 계속 흘러 버리는 사태를 막을 수도 있다고 하는 효과를 가진다.

실시 형태 5.

실시 형태 3, 4에서는, 네트워크 내의 통신 노드(슬레이브국)가 어떠한 원인에 의해서 네트워크로부터 이탈한 경우의 링 재구성 처리에 대해서 설명하였다. 이 실시 형태 5에서는, 반대로 이탈한 통신 노드(슬레이브국)가 복귀한 경우의 네트워크 존재 확인 처리에 대해서 설명한다.

실시 형태 5에서의 관리국과 슬레이브국의 구성은 실시 형태 2, 3에서 설명한 것과 동일한 구성인 것으로 한다.

도 20은 슬레이브국이 복구된 경우의 데이터 통신 방법의 처리 절차의 일례를 나타내는 순서도이다. 또한, 여기에서는, 관리국 X에 4대의 슬레이브국 A~D가 링 모양으로 접속되는 구성을 나타내고 있지만, 이것은 예시로서, 관리국 X에 임의의 대수의 슬레이브국이 접속되는 경우도, 이하에 설명하는 처리와 같은 방법으로 데이터 통신을 실행할 수 있다.

우선, 이 네트워크에서는, 관리국 X와 슬레이브국 A~D는 케이블에 의해서 링 모양으로 접속되어 있었지만, 슬레이브국 C가 장해에 의해서 전원 오프 상태로 되어 있고(스텝 S611), 관리국 X와 슬레이브국 A, B, D 사이에 토큰 프레임을 이용한 데이터 프레임의 송수신이 실행되고 있는 것으로 한다. 즉, 슬레이브국 B의 제1 포트 B1은 무효화되고, 제2 포트 B2는 유효화되어 있고, 슬레이브국 D의 제1 포트 D1는 유효화되고, 제2 포트 D2는 무효화되어 있고, 이러한 슬레이브국 B, D가 말단의 통신 노드로 되어 있다(스텝 S612).

슬레이브국 D 또는 슬레이브국 B가 토큰 프레임을 획득하기 전에, 슬레이브국 C가 복구되어 전원이 온 된 것으로 한다(스텝 S613). 이때, 슬레이브국 D, B의 링크 상태 확인부(66)는 물리층에서 정기적으로 인접하는 통신 노드와의 사이에 교환되는 링크 펄스 등의 링크 확인 신호가, 슬레이브국 C로부터 얻어짐으로써 슬레이브국 C가 전원 오프 상태로부터 복구된 것을 인식한다(스텝 S614).

그 후, 슬레이브국 D 또는 슬레이브국 B가, 미리 정해진 토큰 순회 순서에 따라서 토큰 프레임을 획득하여 데이터 프레임을 송신하지만, 이때 데이터 프레임 통신 처리부(65)는 데이터 프레임 중의 링크 상태 정보에 슬레이브국 C가 복구되었다는 것을 나타내는 정보를 격납한다(스텝 S615). 구체적으로는, 슬레이브국 D, B가 토큰을 획득한 경우에는, 데이터 프레임의 링크 상태 정보에 제1 및 제2 포트가 정상인 것을 격납하여 관리국 X에 송신한다.

이어, 관리국 X는 슬레이브국 D 또는 슬레이브국 B로부터의 데이터 프레임을 수신하여 통상의 수신 처리를 하지만, 이때, 링크 상태 정보에 슬레이브국 C가 복구한 것을 나타내는 정보가 포함되어 있으므로, 라인 접속 관리부(24)는 슬레이브국 C가 복구한 것을 인식한다. 또한, 이하에서는, 슬레이브국 D가 토큰 프레임을 획득하고, 관리국 X에 대해서 슬레이브국 C의 복구를 통지한 경우에 대해서 설명을 실행한다.

관리국 X의 라인 접속 관리부(24)는 슬레이브국 C의 복구를 알려 온 슬레이브국 D의 슬레이브국 C측의 제2 포트 D2를 유효하게 하는 포트 제어 프레임을 슬레이브국 D에 대해서 송신한다(스텝 S621). 슬레이브국 D의 포트 송수신 제어부(62)는 포트 제어 프레임을 수신하면, 그 내용에 따라서 제2 포트 D2를 유효화하는 처리를 실행한다(스텝 S622). 그리고 슬레이브국 D의 제어 프레임 응답부(61)는 제2 포트 D2의 유효화를 완료한 것을 나타내는 포트 제어 응답 프레임을 관리국 X에 대해서 송신한다(스텝 S623).

관리국 X의 네트워크 존재 확인 처리부는 슬레이브국 D로부터 포트 제어 응답 프레임을 수신하면, 제1 포트 X1과 제2 포트 X2로부터 네트워크 존재 확인 프레임을 브로드캐스트로 송신한다(스텝 S631, S635).

관리국 X의 제1 포트 X1으로부터 송신된 네트워크 존재 확인 프레임은 슬레이브국 A로 수신되고, 슬레이브국 A로부터 네트워크 존재 확인 응답 프레임이 회신된다(스텝 S632). 또, 슬레이브국 A에서는 네트워크 존재 확인 프레임의 내용을 일부 고쳐써서 제2 포트 A2로부터 제1 포트 A1에 리피트한다(스텝 S633). 슬레이브국 B에서도 네트워크 존재 확인 프레임을 수신하면, 네트워크 존재 확인 응답 프레임을 관리국 X에 송신하지만(스텝 S634), 슬레이브국 B의 제1 포트 B1은 무효화되어 있으므로, 네트워크 존재 확인 프레임의 리피트는 행해지지 않는다. 또한, 슬레이브국 A, B로부터 송신되는 네트워크 존재 확인 응답 프레임에는, 네트워크 존재 확인 응답 프레임을 송신할 때까지 동안에 링크 상태 확인부(66)로 확인된 각 포트의 링크 상태가 포함되어 있다.

한편, 관리국 X의 제2 포트 X2로부터 송신된 네트워크 존재 확인 프레임은 슬레이브국 D로 수신되고, 슬레이브국 D로부터 네트워크 존재 확인 응답 프레임이 회신된다(스텝 S636). 또, 슬레이브국 D에서는 네트워크 존재 확인 프레임의 내용을 일부 고쳐써서 제1 포트 D1으로부터 제2 포트 D2에 리피트한다(스텝 S637). 마찬가지로, 슬레이브국 C에서도 네트워크 존재 확인 프레임을 수신하면, 네트워크 존재 확인 응답 프레임을 관리국 X에 송신하고(스텝 S638), 네트워크 존재 확인 프레임의 내용 중 일부를 고쳐써서 제1 포트 C1으로부터 제2 포트 C2로 리피트한다(스텝 S639). 그러나 슬레이브국 B의 제1 포트 B1은 무효화되어 있으므로, 수신한 네트워크 존재 확인 프레임은 슬레이브국 B에는 도달하지 않는다. 또한, 슬레이브국 C, D로부터 송신되는 네트워크 존재 확인 응답 프레임에는 네트워크 존재 확인 응답 프레임을 송신할 때까지 동안에 링크 상태 확인부(66)로 확인된 각 포트의 링크 상태가 포함되어 있다.

여기서, 관리국 X의 네트워크 존재 확인 처리부(22)는 네트워크 존재 확인 응답 프레임을 수신하면 타이머(21)를 기동하여, 소정 시간 내에 네트워크 존재 확인 응답 프레임을 수신하는지 여부를 판정한다. 그리고 소정 시간 내에 네트워크 존재 확인 응답 프레임을 수신한 경우에는 타이머(21)를 리셋트하여, 다시 계시한다. 여기에서는, 슬레이브국 C의 끝에는 다른 슬레이브국이 접속되어 있지 않기 때문에(슬레이브국 C의 끝에 슬레이브국 B의 제1 포트 B1은 무효로 되어 있으므로), 슬레이브국 C로부터의 네트워크 존재 확인 응답 프레임을 수신하여 타이머를 리셋트하면, 타임아웃이 된다(스텝 S640).

또, 네트워크 존재 확인 처리부(22)는 각 슬레이브국 A~D로부터 네트워크 존재 확인 응답 프레임을 수신할 때마다, 실시 형태 1에서 설명한 것처럼, 네트워크 접속 정보를 생성하여 네트워크 접속 정보 기억부(23)에 기억한다. 이때, 모든 슬레이브국 A~D로부터의 링크 상태 정보가 정상인 경우에는, 관리국 X는 네트워크 구성이 용장 링 구성인 것을 파악한다(스텝 S641).

그 후, 관리국 X의 토큰 순회 순서 결정부(25)는 네트워크 접속 정보를 이용하여 토큰 순회 순서를 결정하여(스텝 S651), 토큰 순회 순서 정보 기억부(26)에 기억한다. 이어, 관리국 X의 셋업 처리부(27)는 토큰 순회 순서 정보 기억부(26)에 기억되어 있는 토큰 순회 순서를 이용하여 각 통신 노드의 토큰 순회처 정보를 통지하기 위한 셋업 프레임을 생성하여 각 슬레이브국 A~D에 대해서 송신한다(스텝 S652). 그 후, 각 슬레이브국 A~D의 제어 프레임 응답부(61)가 수신한 셋업 프레임에 대한 셋업 응답 프레임을 생성하여 관리국 X에 대해서 송신한다(스텝 S653).

이어, 관리국 X는 모든 슬레이브국 A~D로부터의 셋업 응답 프레임을 수신하여 관리국 X가 발행한 셋업 프레임이 슬레이브국 A~D에 정상적으로 도착한 것을 인식하면, 라인 접속 관리부(24)는 자국(관리국)의 제2 포트 X2를 무효화함과 아울러(스텝 S661), 슬레이브국 B의 제1 포트 B1을 유효화하는 포트 제어 프레임을 송신한다(스텝 S662). 그 후, 슬레이브국 B의 포트 송수신 제어부(62)는 포트 제어 프레임을 수신하면, 그 내용에 따라서 제1 포트 B1을 유효화하는 처리를 실행한다(스텝 S663). 또한, 슬레이브국 B의 제어 프레임 응답부는 제1 포트 B1의 유효화를 완료한 것을 나타내는 포트 제어 응답 프레임을 관리국 X에 대해서 송신한다(스텝 S664). 그리고 관리국 X는 토큰 프레임을 이용한 통신을 개시한다(스텝 S671).

또한, 상술한 설명에서는 슬레이브국의 전원 복구시에 대해서 설명했지만, 케이블 복구시에도 마찬가지로 하여 처리를 실행하는 것이 가능하다.

이 실시 형태 5에 의하면, 어떠한 원인으로 네트워크로부터 이탈한 슬레이브국이 복구된 경우에, 그 복구를 신속하게 검출하여 네트워크 존재 확인 처리를 실행할 수 있다고 하는 효과를 가진다.

실시 형태 6.

도 21은 토큰 방식에 의한 데이터 프레임의 송신중 상태를 나타내는 도면이다. 이 도 21에서는 1대의 관리국 X와 5대의 슬레이브국 A~E가 전송로에 의해 링 모양으로 접속된 상태로 있고, 슬레이브국 C의 제1 포트 C1와 슬레이브국 D의 제2 포트 D2가 무효화되어, 라인 형태로 하여 데이터 프레임의 송수신을 실행하고 있다.

도 22는 도 21의 상태로부터 케이블의 접속을 변경한 상태를 모식적으로 나타내는 도면이다. 여기에서는, 도 21 상태로부터 슬레이브국 D의 제1 포트 D1에 접속되어 있던 케이블(101A)과, 슬레이브국 C의 제2 포트 C2에 접속되어 있던 케이블(101B)을 동시에 빠르게 허브(110)의 각각 다른 포트로 절환한 경우를 나타내고 있다. 이와 같은 경우로서, 케이블(101A, 101B)의 절환이 링크 확인 신호로 케이블이 분리되었던 것이 검출되기 전에 완료된 경우나, 케이블(101A, 101B)의 절환이 검출되었지만 링크 확인 신호가 관리국 X로의 경로의 도중에 소실된 경우 등이 있다. 도 21의 네트워크 상태에서는, 슬레이브국 E의 제2 포트 E2와 슬레이브국 B의 제1 포트 B1가 각각 유효로 되어 있으므로, 도 22에서도 슬레이브국 E의 제2 포트 E2와 슬레이브국 B의 제1 포트 B1은 유효로 되어 있다. 그 결과, 네트워크는 링형 토폴로지로 되어 버려서, 같은 프레임이 링형 전송로를 계속 도는 프레임 스톰이 발생해 버린다.

이와 같은 프레임 스톰은 토큰 프레임이 소실되어 타임아웃이 발생했을 경우에도, 또는 토큰 프레임을 수신한 경우에도, 관리국 X에 송신되어 오는 프레임이 존재하는 상태이다. 이와 같은 상태가 되면, 전송로는 항상 사용 중으로 되어 버리기 때문에, 네트워크가 기능하지 않게 되어 버린다. 그래서, 이 실시 형태 6에서는, 이와 같은 프레임 스톰 상태로 된 경우에도 대응할 수 있는 통신 시스템에 대해서 설명한다.

이 실시 형태 6의 관리국 X는 도 17과 동일한 구성을 가지지만, 네트워크 감시부(30)에 프레임 스톰 상태의 발생을 감시하는 기능을 구비시키고, 라인 접속 관리부(24)에 네트워크 감시부(30)에서 프레임 스톰의 발생이 검출된 경우에, 제1과 제2 포트(11-1, 11-2) 간의 리피트 기능을 정지하는 기능을 구비시키고 있다. 또, 네트워크 감시부(30)는 제1과 제2 포트(11-1, 11-2) 간의 리피트 기능을 정지한 후, 소정 시간 관리국에 송신되는 프레임이 없는 것을 확인하면, 라인 접속 관리부(24)와 네트워크 존재 확인 처리부(22)에 그 취지를 통지하는 기능도 가진다. 네트워크 감시부(30)로부터의 프레임 스톰이 안정된 취지의 통지를 받으면, 라인 접속 관리부(24)는 제1과 제2 포트(11-1, 11-2) 간의 리피트 기능의 정지를 해제하고, 또 네트워크 존재 확인 처리부(22)는 네트워크 존재 확인 처리를 개시한다. 또한, 그 외의 구성에 대해서는, 상기한 실시 형태와 같으므로, 그 설명을 생략한다.

이어, 실시 형태 6에 의한 프레임 스톰 회피 처리의 절차에 대해서 설명한다. 우선, 도 21의 상태로부터 도 22에 도시된 바와 같이, 케이블(101A, 101B)의 절환에 의해서, 모든 통신 노드의 모든 포트가 유효 상태의 링형 토폴로지로 된다. 그 후, 관리국 X의 네트워크 감시부(30)는 토큰 프레임 소실의 타임아웃이 발생하더라도, 또는 토큰 프레임을 수신하더라도, 관리국 X에 보내져 오는 프레임이 존재하므로, 프레임 스톰 상태로 된 것을 인식한다.

그 후, 네트워크 감시부(30)에 의해서 프레임 스톰 상태의 발생이 검출되면, 라인 접속 관리부(24)는 제1 포트 X1와 제2 포트 X2 간의 리피트 기능을 정지한다.

그 후, 네트워크 감시부(30)는 소정 시간 관리국 X에 송신되는 프레임이 존재하지 않는 것을 확인하면, 라인 접속 관리부(24)는 제1 포트 X1와 제2 포트 X2 간의 리피트 기능의 정지를 해제하고, 네트워크 존재 확인 처리부(22)는 네트워크 존재 확인 처리를 실행한다. 또한, 네트워크 존재 확인 처리는 실시 형태 1, 2에서 설명한 것 같은 절차로 행해지므로, 여기에서는 그 자세한 내용을 생략한다.

이 실시 형태 6에 의하면, 무효화되어 있는 포트가 네트워크 내에 존재하지 않게 케이블의 절환이 빠르게 행해져서, 프레임 스톰이 발생해 버린 경우에도 네트워크를 정상인 상태에 되돌릴 수 있다고 하는 효과를 가진다.

[산업상의 이용 가능성]

이상과 같이, 본 발명에 관한 통신 시스템은 링 모양으로 전송로에 접속된 통신 노드 간에 라인 형태로 접속된 네트워크로서 통신을 실행하는 경우에 유용하다.

11－1, 11－2, 51－1, 51－2: 포트
20, 20A, 60, 60A: 통신 처리부
21: 타이머
22: 네트워크 존재 확인 처리부
23: 네트워크 접속 정보 기억부
24: 라인 접속 관리부
25: 토큰 순회 순서 결정부
26: 토큰 순회 순서 정보 기억부
27: 셋업 처리부
28, 64: 토큰 프레임 처리부
29, 65: 데이터 프레임 통신 처리부
30: 네트워크 감시부
61: 제어 프레임 응답부
62: 포트 송수신 제어부
63: 토큰 순회처 정보 기억부
66: 링크 상태 확인부
101: 전송로
101A, 101B: 케이블
110: 허브
A, B, C, D: 슬레이브국
X: 관리국

Claims (28)

1. 복수의 통신 노드가 전송로를 통해서 링 모양으로 접속된 네트워크 내에 있어서 토큰 패싱 방식으로의 데이터 송신을 관리하는 통신 관리 장치로서,
   인접하는 상기 통신 노드와 전송로를 통해서 접속하는 2개의 포트와,
   자(自)장치를 포함한 상기 네트워크 상의 통신 노드 중 어느 하나의 포트를, 프레임 송수신 불가능한 무효 상태와 프레임 송수신 가능한 유효 상태 중 어느 한 상태로 절환하는 지시를 주는 라인 접속 관리 수단과,
   상기 네트워크 내에 존재하는 상기 통신 노드를 인식하는 네트워크 존재 확인 프레임을 브로드캐스트로 송신하고, 상기 통신 노드에 인접하는 통신 노드와 그 포트의 관계를 포함하는 네트워크 존재 확인 응답 프레임을 수신하고, 상기 통신 노드 간의 접속 상태를 나타내는 네트워크 접속 정보를 생성하는 네트워크 존재 확인 처리를 실행하는 네트워크 존재 확인 수단과,
   상기 네트워크 접속 정보를 이용하여 토큰 순회 순서를 결정하는 토큰 순회 순서 결정 수단과,
   상기 토큰 순회 순서에 기초하여, 상기 네트워크 내의 상기 각 통신 노드에 대해서, 그 통신 노드의 다음에 송신권을 주는 통신 노드를 통지하는 셋업 처리를 실행하는 셋업 처리 수단과,
   토큰 프레임을 이용한 데이터 프레임의 송수신을 실행하는 데이터 프레임 통신 처리 수단을 구비하고,
   상기 라인 접속 관리 수단은 상기 네트워크 접속 정보에 의해서 상기 네트워크가 링 구성이라고 인식한 경우에는, 상기 네트워크의 접속 상태가 링 모양으로 되지 않도록, 상기 네트워크 내 중 어느 하나의 통신 노드 중 어느 하나의 포트를 무효화하는 것을 특징으로 하는 통신 관리 장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 네트워크 존재 확인 수단은 상기 2개의 포트 각각에 대해서 네트워크 존재 확인 처리를 실행하여 네트워크 접속 정보를 생성하고, 2개의 상기 네트워크 접속 정보가 같은 경우에, 상기 네트워크는 링 구성이라고 판정하는 것을 특징으로 하는 통신 관리 장치.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 라인 접속 관리 수단은 당해 통신 관리 장치의 기동시(起動時)에, 각각의 포트에 대해서 네트워크 접속 정보가 얻어지도록 자장치의 1개 포트만이 유효화 되도록 순서대로 설정하는 것을 특징으로 하는 통신 관리 장치.
4. 청구항 2에 있어서, 소정 시간 상기 네트워크 내에 프레임이 흐르지 않게 되는 상태를 감시하는 프레임 감시 수단을 더 구비하고,
   상기 네트워크 존재 확인 처리 수단은 데이터 프레임 송수신 중에 상기 프레임 감시 수단에 의해서 소정 시간 상기 네트워크 내에 프레임이 흐르지 않는 것이 검출된 경우에도, 상기 네트워크 존재 확인 처리를 실행하는 기능을 가지고,
   상기 라인 접속 관리 수단은 상기 검출 후에, 한쪽 포트에 대한 제1 네트워크 접속 정보와 다른쪽 포트에 대한 제2 네트워크 접속 정보를 얻도록, 자장치의 포트의 절환을 실행함과 아울러, 상기 제1 네트워크 접속 정보 생성시와 제2 네트워크 접속 정보 생성시에, 각각 상기 제1 및 제2 네트워크 접속 정보에서 말단(末端)이 되는 통신 노드의 미접속 상태의 포트를 무효화하는 포트 제어 프레임을 송신하는 것을 특징으로 하는 통신 관리 장치.
5. 청구항 1에 있어서, 상기 네트워크 존재 확인 응답 프레임에는 그 프레임을 송신한 통신 노드에 전송로를 통해서 다른 통신 노드가 통신 가능하게 접속되어 있는 상태를 정상으로 하고, 접속되어 있지 않은 상태를 이상으로 하는 링크 상태가 포함되고,
   상기 네트워크 존재 확인 수단은 네트워크 존재 확인 처리 실행 시점에 있어서 자장치의 유효화되어 있는 포트로부터 브로드캐스트로 상기 네트워크 존재 확인 프레임을 송신하여 얻어진 상기 네트워크 존재 확인 응답 프레임을 이용하여 상기 네트워크 접속 정보를 생성함과 아울러, 수신한 모든 상기 네트워크 존재 확인 응답 프레임의 상기 링크 상태가 정상인 경우에, 상기 네트워크는 링 구성이라고 인식하는 것을 특징으로 하는 통신 관리 장치.
6. 청구항 5에 있어서, 상기 라인 접속 관리 수단은 당해 통신 관리 장치의 기동시에, 자장치의 한쪽 상기 포트를 유효화하고, 다른쪽 포트를 무효화하고,
   상기 네트워크 존재 확인 수단은 상기 라인 접속 관리 수단으로 설정된 상기 포트 상태에서 상기 네트워크 존재 확인 처리를 실행하는 것을 특징으로 하는 통신 관리 장치.
7. 복수의 통신 노드가 전송로를 통해서 링 모양으로 접속된 네트워크 내에 배치되고, 상기 통신 노드 중 하나인 통신 관리 장치에 의해서 결정된 토큰 순회 순서에 따라서 흐르는 토큰 프레임을 획득하여 데이터의 송신을 실행하는 통신 노드로서,
   인접하는 상기 통신 노드와 전송로를 통해서 접속하는 2개의 포트와,
   상기 통신 관리 장치로부터 송신되는 상기 네트워크 내에 존재하는 상기 통신 노드를 인식하는 네트워크 존재 확인 프레임을 수신하면, 리피트함과 아울러 상기 네트워크 존재 확인 프레임의 송신원 통신 노드와 그 포트를 포함하는 네트워크 존재 확인 응답 프레임을 상기 통신 관리 장치에 송신하는 제어 프레임 응답 수단과,
   자장치의 다음에 송신권을 주는 통신 노드인 토큰 순회처 정보를 기억하는 토큰 순회처 정보 기억 수단과,
   토큰 프레임을 이용한 데이터 프레임의 송수신을 실행하는 데이터 프레임 통신 처리 수단과,
   상기 통신 관리 장치로부터 송신되고, 프레임 송수신 불가능한 무효화 상태, 또는 프레임 송수신 가능한 유효화 상태로의 상기 포트의 절환 지시에 기초하여, 상기 포트의 무효／유효 상태를 절환하는 포트 송수신 제어 수단을 구비하고,
   상기 포트 송수신 제어 수단은 상기 포트의 절환 지시에 의해서 자통신 노드의 포트의 무효화가 지시된 경우, 상기 네트워크의 접속 상태가 링 모양으로 되지 않도록, 상기 포트의 절환 지시에 따라서 지정된 포트를 무효화하는 것을 특징으로 하는 통신 노드.
8. 청구항 7에 있어서, 상기 포트에 전송로를 통해서 다른 통신 노드와 통신 가능하게 접속되는 상태를 정상으로 하고, 그렇지 않은 상태를 이상으로 하는 링크 상태를, 상기 각 포트에 대해서 확인하는 링크 접속 확인 수단을 더 구비하고,
   상기 제어 프레임 응답 수단은 상기 네트워크 존재 확인 응답 프레임을 송신할 때까지 동안에 상기 링크 접속 확인 수단에 의해서 확인된 상기 각 포트의 상기 링크 상태를, 상기 네트워크 존재 확인 응답 프레임에 포함시켜서 송신하는 기능을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 통신 노드.
9. 청구항 7에 있어서, 상기 포트에 전송로를 통해서 다른 통신 노드와 통신 가능하게 접속되는 상태를 정상으로 하고, 그렇지 않은 상태를 이상으로 하는 링크 상태를, 상기 각 포트에 대해서 확인하는 링크 접속 확인 수단을 더 구비하고,
   상기 데이터 프레임 통신 수단은 상기 데이터 프레임을 송신할 때까지 동안에 상기 링크 접속 확인 수단에 의해서 확인된 상기 각 포트의 상기 링크 상태를, 상기 데이터 프레임에 포함시켜서 송신하는 기능을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 통신 노드.
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