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発明の名称 ノード及び伝送方法並びにPLCの通信ユニット
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−156818(P2001−156818A)
公開日 平成13年6月8日(2001.6.8)
出願番号 特願平11−339643
出願日 平成11年11月30日(1999.11.30)
代理人 【識別番号】100092598
【弁理士】
【氏名又は名称】松井 伸一
【テーマコード(参考)】
5K031
【Fターム(参考)】
5K031 AA03 AA04 AA08 AA10 BA03 CA05 DA12 DA19 DB10 EA01 EA07 EA12 EB02 EB05 EB08 
発明者 山田 弘章 / 村山 信次
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 伝送路に接続可能な第1,第2送受信部と、前記第1,第2送受信部で受信した受信データをそれぞれ一次記憶部に格納する処理手段と、前記第1,第2送受信部で受信した受信データを前記処理手段をバイパスして他方の送受信部から送信可能とするバイパス経路と、前記バイパス経路を開閉する開閉手段とを備え、データ送信時は、前記バイパス経路を開くとともに、前記第1,第2送受信部から送信し、一定時間経過後に前記バイパス経路を閉じるように前記開閉手段を制御し、データ受信時は、前記バイパス経路を閉じるように前記開閉手段を制御し、前記第1,第2送受信部で受信し、前記一次記憶部に格納された受信データのうち、有効なものを正式な受信データとして記憶するようにしたことを特徴とするノード。
【請求項2】 伝送路に接続可能な第1,第2送受信部と、前記第1,第2送受信部で受信した受信データをそれぞれ一次記憶部に格納する処理手段と、前記第1,第2送受信部で受信した受信データを前記処理手段をバイパスして他方の送受信部から送信可能とするバイパス経路とを備え、前記第1送受信部と、前記第2送受信部のうち、一方側からのみデータを受信した場合に、他方側からの受信経路中に異常ありと判断する判断手段を備えたことを特徴とするノード。
【請求項3】 伝送路に接続可能な第1,第2送受信部と、前記第1,第2送受信部で受信した受信データをそれぞれ一次記憶部に格納する処理手段と、前記第1,第2送受信部で受信した受信データを前記処理手段をバイパスして他方の送受信部から送信可能とするバイパス経路とを備えたネットワークに接続可能なノードであって、前記ネットワークに接続された他の全てのノードからのデータが、前記第1送受信部と、前記第2送受信部のうち、一方側から正常に受信し、他方側で正常な受信ができない場合に、前記他方側の送受信部に接続された伝送路に異常ありと判断する判断手段と、その判断手段の判断結果を直接または間接的に前記他のノードに通知するための処理を実行する手段を備えたことを特徴とするノード。
【請求項4】 複数のノードがループ状に接続されたネットワークにおけるデータの伝送方法であって、前記ノードは、伝送路に接続可能な第1,第2送受信部と、前記第1,第2送受信部で受信した受信データをそれぞれ一次記憶部に格納する処理手段と、前記第1,第2送受信部で受信した受信データを前記処理手段をバイパスして他方の送受信部から送信可能とするバイパス経路と、前記バイパス経路を開閉する開閉手段とを備え、データを送信するノードは、前記バイパス経路を開くとともに、前記第1,第2送受信部から送信し、一定時間経過後に前記バイパス経路を閉じるように動作し、データを受信するノードは、前記バイパス経路を閉じ、受信したデータを前記一次記憶部に格納するとともに隣接する他のノードに転送し、前記一次記憶部に格納された受信データのうち、有効なものを正式な受信データとして記憶する動作をすることを特徴とする伝送方法。
【請求項5】 伝送路に接続可能な第1,第2送受信部と、前記第1,第2送受信部で受信した受信データをそれぞれ一次記憶部に格納する処理手段と、前記第1,第2送受信部で受信した受信データを前記処理手段をバイパスして他方の送受信部から送信可能とするバイパス経路と、前記バイパス経路を開閉する開閉手段とを備え、データ送信時は前記バイパス経路を一定期間開き、データ受信時は前記バイパス経路を閉じるようにしたことを特徴とするPLCの通信ユニット。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、ノード及び伝送方法並びにPLCの通信ユニットに関するものである。
【0002】
【従来の技術】よく知られているように、2重化したトークンリング方式では、光ケーブル等の伝送路をリング状に配線し、正常時には片方のケーブル(正ループと呼ぶ)を使用して通信し、伝送路断線には断線箇所からデータを他方のケーブル(副ループ)へと伝送することで通信途絶を防止するようになっている。この通信途絶を防止する方法をループバックと呼ぶ。
【0003】一方、トークンバス方式では、光ケーブル伝送路をディジーチェーン状に配線し、常時、両方のケーブルを使用し通信することで、ノード間のデータ伝送遅延がトークンリング方式より小さくなるといった特徴がある。また、この方式では、ノード間の結線に、正ループ/副ループといった概念がないので、配線の間違いが少ないという特徴がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記したトークンリング方式では、伝送路断線時においては、伝送路を2周回するため、正常時と断線時の伝送遅延の差が大きくなる問題がある。また、通信データの乱れにより伝送路断線を検知しているが、通信データが乱れている間のデータは、欠落する問題がある。さらに、ノード間の結線には、正ループ/副ループを意識した配線が必要で、間違えると通信できないという問題がある。
【0005】一方、トークンバス方式では係る問題はないが、伝送路断線時には通信途絶が発生する新たな問題がある。従って、従来は両者の長短と、実際に設置するネットワークの状況を考慮し、いずれかを選択するようにしており、十分に満足する機能を発揮するものではなかった。
【0006】この発明は、トークンバス方式の特徴(ノード間データ伝送遅延が小さい、配線の間違いが少ない)を保持しつつ、光ケーブル伝送路をリング状に配線し、光伝送システムにおける、伝送路断線による通信途絶を防止する。また、通信データの乱れによるデータの欠落を防止することを目的とする。また、伝送路の断線等の異常箇所を検知し、ユーザに通知することで、迅速なメンテナンスを可能にすることも別の目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明の伝送方法は、複数のノードがループ状に接続されたネットワークにおけるデータの伝送方法であって、前記ノードは、伝送路に接続可能な第1,第2送受信部と、前記第1,第2送受信部で受信した受信データをそれぞれ一次記憶部に格納する処理手段と、前記第1,第2送受信部で受信した受信データを前記処理手段をバイパスして他方の送受信部から送信可能とするバイパス経路と、前記バイパス経路を開閉する開閉手段とを備え、データを送信するノードは、前記バイパス経路を開くとともに、前記第1,第2送受信部から送信し、一定時間経過後に前記バイパス経路を閉じるように動作し、データを受信するノードは、前記バイパス経路を閉じ、受信したデータを前記一次記憶部に格納するとともに隣接する他のノードに転送し、前記一次記憶部に格納された受信データのうち、有効なものを正式な受信データとして記憶する動作をするものである。なお、処理手段は、実施の形態ではMPU4により実現されている。
【0008】ここで、バイパス経路を閉じるとは、開閉手段(実施の形態ではデータバイパス制御スイッチ11,12に対応)を閉じる、つまりバイパス経路を確保し、バイパス可能とする状態を意味する。バイパス経路を開くとは、上記と逆の状態を意味する。
【0009】この発明によれば、受信側のノードは、受信したデータを内部(一次記憶部)に取り込む処理と平行してバイパス経路を介して受信した送受信部と反対側の送受信部を介して出力し、次のノードに送ることができる。よって、受信したデータを解析することなく次々とノード間を伝達するので、短時間で全ノードに送ることができる。また、両送受信部からの受信データを一次記憶し保持しているので、仮に一方で正常な受信ができなくても正常な受信が行えた方のデータを正式な受信データとすることにより、確実に受信することができる。
【0010】また、送信元のノードは、バイパス経路を開いて、バイパスできない状態で両方の送受信部から送信する。よって、異常の有無を問わずに常に両系統を使って情報(データ)の伝送を行っているので、仮に伝送路に断線等の異常があっても、反対側の無事な伝送路を介してデータを受信することができる。よって、正常動作時と異常時での情報伝達に要する時間は、あまり差が出ない。
【0011】さらに、送信元のノードは、一定時間経過後にバイパス経路を閉じるようにしたため、自己が送出したデータの回収が行われる。ここで一定時間とは、例えば、送信されたデータ(フレーム)が、ループ状のネットワークを一巡するために要する時間を基準に定めることができる。つまり、送信完了後、上記1巡回するために要する時間以上バイパス経路を開いて遮断しておくと、送信側と反対側の送受信部で受信し、その受信したデータは再度バイパスされることはないので回収される。
【0012】上記方法を実施するために適したこの発明によるノードは、伝送路に接続可能な第1,第2送受信部と、前記第1,第2送受信部で受信した受信データをそれぞれ一次記憶部に格納する処理手段と、前記第1,第2送受信部で受信した受信データを前記処理手段をバイパスして他方の送受信部から送信可能とするバイパス経路と、前記バイパス経路を開閉する開閉手段とを備えた。そして、データ送信時は、前記バイパス経路を開くとともに、前記第1,第2送受信部から送信し、一定時間経過後に前記バイパス経路を閉じるように前記開閉手段を制御し、データ受信時は、前記バイパス経路を閉じるように前記開閉手段を制御し、前記第1,第2送受信部で受信し、前記一次記憶部に格納された受信データのうち、有効なものを正式な受信データとして記憶するようにした。
【0013】また、伝送路に接続可能な第1,第2送受信部と、前記第1,第2送受信部で受信した受信データをそれぞれ一次記憶部に格納する処理手段と、前記第1,第2送受信部で受信した受信データを前記処理手段をバイパスして他方の送受信部から送信可能とするバイパス経路とを備え、前記第1送受信部と、第2送受信部のうち、一方側からのみデータを受信した場合に、他方側からの受信経路中に異常ありと判断する判断手段を備えるように構成してもよい。このようにすると、異常の有無が簡単かつ迅速に検出することができる。
【0014】さらにまた、伝送路に接続可能な第1,第2送受信部と、前記第1,第2送受信部で受信した受信データをそれぞれ一次記憶部に格納する処理手段と、前記第1,第2送受信部で受信した受信データを前記処理手段をバイパスして他方の送受信部から送信可能とするバイパス経路を備えたネットワークに接続可能なノードであって、前記ネットワークに接続された他の全てのノードからのデータが、前記第1送受信部と、第2送受信部のうち、一方側からのみ受信し、他方側で正常な受信ができない場合に、前記他方側の送受信部に接続された伝送路に異常ありと判断する判断手段と、その判断手段の判断結果を直接または間接的に前記他のノードに通知するための処理を実行する手段を備えて構成することもできる。このようにすると、各ノードがどの場所で異常があったかを知ることができる。よって、ユーザは任意のノードを操作することにより、異常発生箇所を特定でき、メンテナンスなどの利便性が向上する。
【0015】この発明によるPLCの通信ユニットでは、伝送路に接続可能な第1,第2送受信部と、前記第1,第2送受信部で受信した受信データをそれぞれ一次記憶部に格納する処理手段と、前記第1,第2送受信部で受信した受信データを前記処理手段をバイパスして他方の送受信部から送信可能とするバイパス経路と、前記バイパス経路を開閉する開閉手段とを備え、データ送信時は前記バイパス経路を一定期間開き、データ受信時は前記バイパス経路を閉じるようにしたものである。
【0016】この発明の以上説明したノードの構成要素は可能な限り組み合わせることができる。つまり、請求項2から4に記載の発明は、単独でももちろん構成できるが、任意の2つの組み合わせや、3つの組み合わせなど各種の構成がとりうる。
【0017】この発明による装置(ノード,通信ユニット)を構成する各手段を専用のハードウエア回路によって実現することができるし、プログラムされたコンピュータによって実現することもできる。この発明による伝達方法は、コンピュータを動作させるソフトウエア(プログラム)によっても、専用のハードウエア回路によっても実現できる。
【0018】
【発明の実施の形態】図1は、本発明が適用される伝送システム(ネットワーク構造)の一例を示しており、図2は本発明に係る伝送局の好適な一実施の形態を示している。図1に示すように、複数の伝送局(ノード)3a〜3f(以下、特に区別する必要がないときは、代表して符号「3」と示す)が、伝送路1,2に接続されてネットワークを構成している。各ノード3は、基本的に同一構造をとることができ、図示の例では、ノードアドレス#1のノード3aが管理局となり、他のノードアドレス#2〜#6のノード3b〜3fが通常局となっている。そして、各ノード3は、全体でループ状となっている。よって、左回りと右回りのいずれのループ経路をとっても目的のノードにフレームを伝達させることができる。さらに、送信権(トークン)を獲得したノードがデータ(フレーム)の送信を行うようにしている。
【0019】ノード3の内部構造は、図2に示すように第1,第2データ送受信部7,8を持ち、それら各データ送受信部7,8がそれぞれ系統■,系統■となり伝送路1,2に接続される。伝送路1,2は本形態では光ケーブルを用いている。
【0020】また、伝送路1,2内では光信号で、ノード3の内部では電気信号で処理するため、各データ送受信部7,8では係る光信号と電気信号の変換を行うようになっている。すなわち、送信する信号に対して電気→光変換を行う第1,第2E/O変換部7a,8aと、受信した信号に対して光→電気変換を行う第1,第2O/E変換部7b,8bをそれぞれ備えている。
【0021】つまり、第1E/O変換部7a並びに第2O/E変換部8bには、光ケーブルからなる伝送路1が接続され、系統■である第1E/O変換部7aから送出されたデータが他のノードを経由して系統■である第2O/E変換部8bに戻ってくる。第2E/O変換部8a並びに第1O/E変換部7bには、光ケーブルからなる伝送路2が接続され、系統■である第2E/O変換部8aから送出されたデータが他のノードを経由して系統■である第1O/E変換部7bに戻ってくる。
【0022】一方、第1,第2O/E変換部7b,8bを介して受信した受信信号は、伝送制御するMPU4内の処理手段たる第1,第2シリアルコミュニケーションインタフェース(SCI)4a,4bを介して、それぞれRAM6内の第1,第2受信用一次保存データメモリ6a,6bに一次記憶される。つまり、これら第1,第2シリアルコミュニケーションインタフェース(SCI)4a,4bにて、受信したデータ(厳密にはフレーム)から、ヘッダ部分等を除去し、自ノード宛てのフレームのデータをメモリ6a,6bに格納する。
【0023】また、RAM6内には、受信データを保存する受信用データメモリ6cと送信用データを保存する送信用データメモリ6dの各メモリ領域が設定されており、前記第1,第2受信用一次保存データメモリ6a,6bに一次保存されたデータのうち、一定の条件を具備するものが受信用データメモリ6cに転送される。すなわち、後述するように、伝送路1,2が正常であれば、両方の系統■,■からデータを受信するので、第1,第2受信用一次保存データメモリ6a,6bに格納されたデータ内容も同一となる。そこで、係る両受信用一次保存データメモリ6a,6bに格納された内容をチェックし、一致する場合には正常な受信があったものとして当該データを受信用データメモリ6cに格納する。一方、一致しない場合には、伝送路に異常があったと判断し、所定の処理を実行し(詳細は後述)、正しいデータを受信用データメモリ6cに格納することになる。
【0024】そして、本形態では、送信用データメモリ6dに格納されたデータは、第1シリアルコミュニケーションインタフェース4aにて、ヘッダ部分等を付加されて生成されたフレームを2入力のデータバイパス加算器9,10にそれぞれ与えられる。その2つのデータバイパス加算器9,10の出力は、第1,第2E/O変換部7a,8aに接続されている。よって、送信用データメモリ6dに格納されたデータが、所定の伝送路1,2を介してネットワーク上に送信される。
【0025】一方、第1,第2O/E変換部7b,8bを介して受信されたデータは、上記した第1,第2シリアルコミュニケーションインタフェース4a,4bに伝達される経路から分岐してデータバイパス制御スイッチ11,12を介して2入力のデータバイパス加算器9,10の他方の入力端子に接続され、バイパス経路が構成される。従って、データバイパス制御スイッチ11,12を開いたときは、第1,第2O/E変換部7b,8bを介して受信されたデータは、上記したごとくそれぞれ第1,第2受信用一次保存データメモリ6a,6bに受信されるだけである。
【0026】そして、データバイパス制御スイッチ11,12を閉じたときには、第1O/E変換部7bを介して受信されたデータは、データバイパス制御スイッチ12からオア素子10を経由して第2E/O変換部8aに伝達されるので、一旦電気信号に変換後再び光信号に変換されてネットワークに送出される。同様に第2O/E変換部8bを介して受信されたデータは、データバイパス制御スイッチ11からオア素子9を経由して第1E/O変換部7aに伝達されるので、一旦電気信号に変換後再び光信号に変換されてネットワークに送出される。
【0027】つまり、データバイパス制御スイッチ11,12を開くと、受信したデータは内部に採り込まれる。また、データバイパス制御スイッチを閉じると上記内部への取り込みとともに、MPU4をバイパスして次のノードへ送出するようになる。そして、係るデータバイパス制御スイッチ11,12の開閉は、MPU4内のスイッチ制御ポート4cからの制御信号に基づいて行われる。
【0028】さらに、MPU4内には、タイマ4dが組み込まれ、データがネットワーク(ループ)上を1巡回する時間を計測するようになっている。このタイマ4dに基づく1巡回する時間を基準に、異常の有無や、送信データ(フレーム)の回収等を行うようになっている。
【0029】そして、このMPU4における各種処理は、ROM5に格納されたプログラムに基づいて実行される。次に、係るMPU4の処理機能を中心に、ネットワークの各状況に応じた処理を説明する。
【0030】まず、伝送路1,2が正常な場合における受信動作を説明する。光伝送システムの受信処理動作では、ある系統のデータ送受信部(光I/F)7,8で受信した光信号波形を、O/E変換部7b,8bで一旦電気信号に変換し、それを他系統に送信する。この場合、データバイパス制御スイッチ11,12をON状態(スイッチを閉じる)にし、一旦電気信号に変換された受信データを、データバイパス加算器10,9を経由し、E/O変換部8a,7aに与え、そこにおいて光信号に変換し、データ送受信部(光I/F)8,7で他系統へ送信する。
【0031】つまり、ある伝送局(ノード)間で通信する(例えばノード3aが送信したデータをノード3eが受信する)には、それを中継するノード(ノード3b〜3dもしくは3f)が、データバイパス制御スイッチをONし、データを次のノードへバイパスする必要がある。本形態では、送信元のノード以外のノード(3b〜3f)では、データバイパス制御スイッチ11,12をONすることで、送信ノード以外のノード3b〜3fは、両方の系統からデータを受信することができる。
【0032】そして、両系統で受信したデータは、MPU4の第1,第2シリアルコミュニケーションインタフェース4a,4bを介し、一次保存データメモリ6a,6bに格納しておき、両系統が同じデータであることをMPU4で確認し、正式な受信データと判断し、受信データメモリ6cに格納する。
【0033】一方、送信動作は図3に示すようになる。光伝送路1,2をリング状に結線する場合には、送信ノード(図1の場合にはノード3f)は、自身が送信したデータを回収する必要がある。これは、自局で送信したデータが1巡回しデータバイパス加算器9,10を通ると、送信中のデータと衝突し、伝送路中に、不正なデータが送信されることになるからである。そこで、本発明では、送信データが1巡回する時間をネットワークの最大接続構成から規定し、データ1巡回時間監視をするためのタイマ4dに設定しておき、そのタイマ4dのタイムアウトに基づいて、バイパス経路を閉じることにより、回収処理をするようになる。
【0034】係る状態において、まず、トークンを獲得した後、送信開始前にデータバイパス制御スイッチ11,12をOFFする(ST1)。つまり、データバイパス制御スイッチ11,12を開き、バイパスできないようにする。次いで、両方の系統を用いてデータの送信を開始し(ST2)、送信完了を待つ(ST3)。そして、シリアルコミュニケーションインタフェース4a,4bの送信完了に伴い、タイマ4dを起動する(ST4)。そして、タイマ4dがタイムアップ(データがネットワーク上(リング)を1巡回する時間以上経過)するのを待ち(SR5)、経過後(ステップ5の分岐判断でYes)、データバイパス制御スイッチ(11,12)をONすることで、スイッチを閉じ、自身が送信したデータを伝送路から回収する(ST6)。すわなち、1タイムアップするまでスイッチを開く(バイパス経路を切断する)ことにより、各系統から送信されたデータは、送信完了からデータが1巡回する時間経過すると、他方の系統から戻ってきて内部に取り込まれる。そして、このデータが戻ってきた時にはスイッチが開いているのでバイパスできず、これによりデータが回収される。その後、スイッチを閉じ、次の他のノードから送信されたデータの受信,転送(バイパス)に備える。
【0035】この送信に伴い、他のノード3におけるデータバイパス制御スイッチ11,12はONになっているので、一方の系統から受信したデータを、MPU4を経由することなくバイパスして他方の系統から送出することができる。
【0036】つまり、トークンリング方式では、通常、片側の光I/Fだけを使用しデータを送信し、他方の光I/Fから自身が送信したデータを解析し、これを回収する方法をとる。この方法では、送信に関係しない、全ての受信ノード(中継局)でも、片側から受信したデータを一旦MPU内部に採り込んで解析し終わるまで、他方の光I/Fへデータをバイパスできない。このため、バイパス動作に比較動作や一時的にデータを保存するデータバッファを設ける必要があり、高速処理ができず、装置規模も大きくなる。これに対し、本形態では、トークンバス方式と同じくバイパス動作に比較動作が必要ないので、トークンリング方式に比較しバイパス動作が高速に行える。
【0037】一方、トーンンバス方式の欠点である伝送路断線発生時におけるデータ欠落の問題も、本形態では以下のような機能にすることにより発生しない。すなわち、図4〜図6に示すフローチャートを実施する機能を設ける。
【0038】まず、動作原理の概念を説明する。ある場所(例えば図7におけるノード3cと3dの間)で伝送路が断線すると、全ての伝送局(受信ノード)は、片方のデータが欠落するか不正データとなる。図7の場合に、送信局(ノード3f)から送信された正常なデータは、ノード3a〜3cでは、系統■つまり第1データ送受信部7を介して受信され、第1受信用一次保存データメモリ6aに格納される。また、ノード3d,3eでは、系統■つまり第2データ送受信部8を介して受信され、第2受信用一次保存データメモリ6bに格納される。そして、それぞれ別の系統からの正常なデータの受信はない。
【0039】一方、図1に示すように伝送路が正常であるとすると、各受信ノードでは、一方の系統で正常なデータを受信してから他の系統で正常のデータを受信するまでのタイムラグとしては、最大でもデータ1巡回分の遅延である。送信局に近いノードほど、タイムラグは大きくなる。従って、一方の系統から正常なデータの受信があった(受信用一次保存メモリに保存した)後、データ1巡回分の時間を経過しても、他方の系統から正常なデータが受信できずタイムアウトした場合には、その他方の系統側のどこかで断線等の伝送路異常があったと判断し、この時点で、前記受信用一次保存データメモリ6aまたは6bに一次保存しておいたデータを、正式な受信データとみなし、それを受信用データメモリ6cに格納し使用する。
【0040】図7に示す例では、ノード3a〜3cでは、第1受信用一次保存データメモリ6aに格納されたデータを正式データとし、また、ノード3d,3eでは、第2受信用一次保存データメモリ6bに格納されたデータを正式データとし、それぞれ受信用データメモリ6cに格納される。こうすることで、伝送路で断線が発生しても、どちらか一方の系統から正常なデータを受信することができ、データの欠落等が生じない。
【0041】そして、上記した動作原理を実施するための具体的な処理機能は、以下の通りである。まず、図4に示すように、受信ノード(送信ノードでない全てのノード)では、両方の系統のデータバイパス制御スイッチ11,12をONにし、一方の系統から受信したデータをMPU4をバイパスして他方の系統から送信できるようにする(ST11)。そして、系統■,系統■の両方で受信処理を開始する(ST12)。
【0042】系統■(第1データ送受信部7)並びに系統■(第2データ送受信部8)のいずれかで、受信が完了したか否かを判断する(ST13,ST14)。そして、系統■で先に受信完了した場合には、図5に示すステップ15に飛び、また、系統■で先に受信完了した場合には図6に示すステップ26に飛び、それぞれの処理を実行する。
【0043】すなわち、系統■の受信完了したならば、その受信したデータが正常データの受信であったか否かを判断する(ST15)。そして、正常でない場合には、ステップ17に飛び、系統■の受信を再度開始する。なお、この場合にステップ12で系統■の受信処理はすでに開始しているので、結局ステップ17を実行することにより系統■,■の受信処理はともに行われる。その後、ステップ13に戻り、上記と同様にいずれの系統が先に受信完了するかの監視を行う。
【0044】一方、ステップ15の分岐判断でYes、つまり、系統■で正常な受信が完了したとすると、系統■正常受信カウンタを1インクリメントし(ST16)、タイマ4dを起動して、データ1巡回時間が経過したかの監視を行う(ST18)。そして、系統■の受信完了を、データ1巡回時間監視用のタイマ4dがタイムアップ(タイムアウト)するまで待つ(ST19,ST20)。
【0045】タイムアップする前に系統■の受信が完了した場合(ステップ19の分岐判断でYes)には、ステップ21に進み、受信した系統■からの受信データが正常であった否かを判断し、正常な場合には、両系統■,■で受信したデータ(第1,第2受信用一次保存データメモリ6a,6bに格納されている)同士を比較し(ST22)、一致していれば、伝送路が正常であるので、系統■正常受信カウンタを1インクリメントし(ST24)、系統■で受信したデータを、受信用データメモリ6cにコピーする。これにより正式な受信が完了する。
【0046】一方、系統■からの受信を完了することなくタイムアップしたり(ステップ20でNo)、受信した系統■のデータが正常でなかった場合(ステップT21でNo)には、系統■の伝送路で故障,異常があったと判断し、第1受信用一次保存データメモリ6aに格納された系統■k受信データを、正式な受信データとして受信用データメモリ6cにコピーして格納し、受信処理を終了する。
【0047】また、系統■,系統■のいずれでも正常受信がされ、その受信データが一致しない(ステップ22でNo)場合には、いずれの受信データが正しいか不明なため、正式な受信データはなかったとし、系統■,■の受信処理を開始した後(ST23)、ステップ13に戻り、上記処理を繰り返し行う。
【0048】一方、系統■が先に受信完了となった場合には、ステップ26以降の処理を実行する。図5と図6を比較すると明らかなように、対象が系統■と系統■が入れ替わっただけで、基本的には図5に示す処理ステップと同様の処理を実行する。すなわち、まず受信完了した系統■の受信データが正常であったか否かを判断し(ST26)、正常でない場合には、系統■の受信処理を再度開始した(ST28)後、ステップ13に戻る。
【0049】また、系統■が正常受信の場合には、系統■正常受信カウンタをインクリメントした後、タイマ4dを起動し、タイムアップするまで系統■の受信完了があるか否かを監視する(ST27からST31)。そして、タイムアップしたり、系統■で正常受信ができない場合(ST32)には、系統■の受信データを正式な受信データと判断し、第2受信用一次保存データメモリ6bに格納されたデータを、正式なデータとして受信データメモリ6cにコピーし、受信処理を終了する(ST36)。
【0050】また、両系統■,■でともに正常な受信があった場合には、受信データが同一の場合には系統■正常受信カウンタをインクリメントした後、第2受信用一次保存データメモリ6bに格納されたデータを、受信データメモリ6cにコピーし、受信処理を終了する(ST33,ST35,ST36)。そして、両系統■,■で正常受信したデータが不一致の場合には、両系統■,■の受信を開始後(ST34)、ステップ13に戻る。
【0051】上記したように、一方の系統のみ正常な受信があると、他方の系統で伝送路の異常があったと判断できるが、どの場所で断線等の故障を生じているかの特定まではできない。そこで、本形態では、以下に示す処理機能を付加することにより、故障箇所を特定可能としている。
【0052】図7で示した断線例(ノード3cとノード3dの間で断線)につき、各ノード3がトークン1巡回中に受信した結果は、図8,図9に示すようになる。図から明らかなように、断線箇所に隣接したノード3c,3dのみ、片側系統の受信結果が全て不良であることが分かる。このことから、ノードアドレス#3のノード3cと、ノードアドレス#4のノード3dが断線検知をすることが可能となる。このように、断線を一次的に検知できるのは、断線箇所に隣接したノード3c,3dである。しかし、隣接したノード3c,3dのみで伝送路断線通知を行っていても、ネットワークの規模が大きくなった場合には、障害を通知すべきネットワーク保守要員がこの障害ノード発見することが困難である。
【0053】そこで、本形態では、故障,障害を検知したノード3は、ネットワークに流れるトークンに断線情報を添付して送信することにより、ネットワークに接続された全てのノード3で、故障発生位置を知ることができる。よって、ネットワーク保守要員がいずれのノード3でも障害発生を発見することが可能となり、作業性が向上する。
【0054】具体的には、図7の例では、アドレス#1から昇順で順番にトークンを渡していく場合には、図10に示すように、ノード3b(#2)までは、片側全てが不良になっていないので、断線情報は無し(0)のトークンフレームを順次送ることになる。そして、ノード3c(#3)では、系統■側が全て不良となっているので、断線情報1に自ノードアドレス#3を追加したトークンフレームを次のノード3d(#4)に与える。ノード3dでは、系統■側が全て不良となっているので、断線情報2に自ノードアドレス#4を追加したトークンフレームを次のノード3e(#5)に与える。それ以降のノードでは、断線を検知しないので、断線情報に#3,#4が格納されたトークンフレームを順次渡していき、元のノード3aに戻る。
【0055】このように、断線等の故障箇所の両側のノードにトークンが渡ったことにより、有効な断線情報が付加されたトークンとなる。もちろん、断線,故障がない場合には、2つの断線情報の欄は0のままトークンが順次移動していくことになる。
【0056】そして、ネットワークを管理する管理局がこれを回収し、ネットワーク状態を全ノードへ通知する。すなわち、図1に示すように正常動作時には、管理局(図1の場合にはノード3a(#1))が、図11(a)に示すような断線情報1,2はともに0となるネットワークステータスフレームを生成し、一斉同報により全ノードに送る。また、図7に示すような断線発生時には、管理局のノード3aは、受信したトークンフレームに基づき図11(b)に示すような断線情報1,2にノードアドレスが付加されたネットワークステータスフレームを生成し、管理局のノード(図7の場合にはノード3a(#1))が受信したならば、一斉同報により全ノードに送る。係るフレームを各ノード3が受信することにより、断線箇所を知ることができる。なお、異常があった場合にのみ、ネットワークステータスフレームを送信するようにしても良い。
【0057】上記した処理を実行するため、管理局は、図12,図13に示すフローチャートを実施する処理部を実装する。具体的には、ノードのMPU4内に、係る処理プログラムを実行する機能を付加する。同様に、通常局は、図14,図15に示すフローチャートを実施する処理部を実装する。これも具体的には、ノードのMPU4内に、係る処理プログラムを実行する機能を付加する。
【0058】すなわち、まず断線情報を付加したトークンを送信する(ST40)。次に、フレームの受信処理を行う(ST41)。そして、受信したフレームのあて先アドレスをチェックし、自ノード宛て或いは一斉同報のフレームか否かを判断する(ST42)。そして、他ノード宛ての場合にはステップ41に戻り次のフレームの受信処理を実行する。
【0059】また、自ノード宛て或いは一斉同報の場合には、受信したフレームの種別を解析し(ST43)、データであればそのデータの内容に基づく処理を実行した後(ST45)、ステップ41に戻り次のフレームの受信処理をする。一方、受信したフレームがトークンの場合には、ステップ44に進み、データコピーをする。つまり、受信したトークンの断線情報1,2を取得し、図11に示すネットワークステータスフレームを生成する。
【0060】次いで、係る生成したネットワークステータスフレームを一斉同報で全ノードに向けて送信する(ST46)。そして断線情報通知をした後、トークンフレームの断線情報を0(データクリア)にし(ST47,ST48)、自ノードの系統■,系統■正常受信カウンタの値の少なくとも一方が0であるか否かを判断する(ST49)。すなわち、図5,図6に示したように、正常な受信があった場合には対応する系統正常受信カウンタがインクリメントされるので、カウンタが0の場合には正常受信がないと判断できる。よって、ステップ49の分岐判断がYesの場合には、トークンフレームの断線情報に、自ノードアドレスを追加する(ST50)。その後、系統■,■正常受信カウンタをともに0にセットする(ST51)。もちろん、ステップ49の分岐判断でいずれも0でない場合には、ステップ50をスキップし、ステップ51を実行し、両カウンタ値を0にセットする。その後、ステップ40に戻りトークンを送信する。
【0061】一方、通常局の場合には、図14,図15に示すように、まず、フレームの受信処理を行う(ST61)。そして、受信したフレームのあて先アドレスをチェックし、自ノード宛て或いは一斉同報のフレームか否かを判断する(ST62)。そして、他ノード宛ての場合にはステップ61に戻り次のフレームの受信処理を実行する。
【0062】また、自ノード宛て或いは一斉同報の場合には、受信したフレームの種別を解析し(ST63)、データであればそのデータの内容に基づく処理を実行した後(ST66)、ステップ61に戻り次のフレームの受信処理をする。一方受信したフレームがネットワークステータスの場合には断線情報通知、つまり、断線情報に格納したアドレスを解析し、#0の場合には断線等の故障が発生していないと判断し、それ以外のノードアドレスが格納されている場合にはそのアドレスが隣接する伝送路で断線が生じたと判断し、係る情報を記憶保持する(ST64)。さらに、受信したフレームがトークンの場合には、ステップ65に進み、トークンを確保したため、データの送信処理を実行する(ST65)。
【0063】その後、自ノードの系統■,系統■正常受信カウンタの値の少なくとも一方が0であるか否かを判断する(ST67)。そして判断結果がYesの場合には、隣接する伝送路で切断等の故障があったと判断できるので、トークンフレームの断線情報に、自ノードアドレスを追加する(ST68)。その後、系統■,■正常受信カウンタをともに0にセットする(ST69)。もちろん、ステップ67の分岐判断でNoの場合には、ステップ68をスキップし、ステップ69を実行し、両カウンタ値を0にセットする。トークンを次のノードに向けて送信し(ST70)、その後、ステップ61に戻り受信処理をする。
【0064】本形態の伝送局(ノード3)は、PLCや、産業用コントローラその他各種のコンピュータ等に該当する。そして、PLCの場合、一体型の場合にはその内部に組み込まれる。また、ビルディングブロックタイプのPLCの場合には、そのうちの1つのユニットにより実現される。すなわち、図16に示すように、電源ユニット20,制御ユニット21,光通信ユニット22,I/Oユニット23…のように各ユニット単位でひとつのケース(シャーシ)が構成され、それらを電気・機械的に連結することによりPLCを構成するものがある。そして、上記した機能を組み込んだ光通信ユニット22とすることにより、本発明が実現できる。
【0065】
【発明の効果】以上のように、この発明では、受信ノードでは、受信データの取り込みとともに、バイパスして次のノードへ送るようにしたため、トークンバス方式の特徴(ノード間のデータ伝送遅延が小さい)を保持することができる。そして、送信元のノードは、第1,第2送受信部からデータを送出するため、各受信ノードへは2つの経路・系統を介して伝達されるので、ケーブル伝送路をリング状に配線し、光伝送システムにおける伝送路断線による通信途絶が防止できる。




 

 


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