(57)【要約】【課題】ノード間で通信を行う場合、自身のノードが送信した情報が相手のノードに受信されたことを確実に確認でき、且つ、外部からの接続があった場合、外部と接続されたことを確実に伝えることのできる技術を実現すること。【解決手段】中継器２は、ＩＰネットワーク４と通信を行う外部入出力部６と、初期信号４０をフィールド計器３に送信する状態管理部１２と、を備え、フィールド計器３は、初期信号４０を中継器２から受信した場合、初期信号４１を中継器２に送信する状態管理部２８を備え、状態管理部１２は、初期信号４１をフィールド計器３から受信した後、外部入出力部６を介してＩＰネットワーク４と通信接続されたことを検知した場合、自装置がＩＰネットワーク４と通信接続されたことを示すアイドル信号をフィールド計器３に送信し、状態管理部２８は、アイドル信号を中継器２から受信する。【選択図】図１
2010183210.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中継器と、
前記中継器と通信接続されるフィールド計器と、を備え、
前記中継器は、
ＩＰネットワークと通信を行う外部入出力部と、
自装置がリンクアップしたことを示す第１の信号を前記フィールド計器に送信する第１の管理部と、を備え、
前記フィールド計器は、
前記第１の信号を前記中継器から受信した場合、自装置がリンクアップしたことを示す第２の信号を前記中継器に送信する第２の管理部を備え、
前記第１の管理部は、
前記第２の信号を前記フィールド計器から受信した後、前記外部入出力部を介して前記ＩＰネットワークと通信接続されたことを検知した場合、自装置が前記ＩＰネットワークと通信接続されたことを示す第３の信号を前記フィールド計器に送信し、
前記第２の管理部は、
前記第３の信号を前記中継器から受信することを特徴とするネットワークシステム。
【請求項２】
前記第２の管理部は、
前記第３の信号を受信した後、前記ＩＰネットワークへＤＡＤパケットをマルチキャストすることを特徴とする請求項１に記載のネットワークシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネットワークシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、流量計や温度計などのセンサ、アクチュエータ、コントローラを含むフィールド計器をＩＰｖ６ネットワークに適用させる技術の開発が行われている。
【０００３】
フィールド計器は特有の使用環境を持ち、特に防爆が要求される危険場所に設置されることが多い。このとき、フィールド計器に一般的な通信回路を内蔵し、例えばＥｔｈｅｒｎｅｔ(登録商標)の規格で定められている１００ＢＡＳＥ-ＴＸ、１０ＢＡＳＥ−Ｔ等の技術（Ｅｔｈｅｒｎｅｔの技術）を適用しても、フィールド計器が防爆性能を達成するのは困難である。また、要求される配線長は数百メートル以上であり、Ｅｔｈｅｒｎｅｔの技術は、そのままでは利用できない。このため、フィールド計器には、防爆性能や配線長を満たす別種の通信機構を内蔵させ、通信配線を危険場所から安全場所まで敷設する構成が考えられる。具体的には、フィールド計器と安全場所に設置される中継機とを接続し、且つ、中継器とＩＰネットワークとを接続するような構成が考えられる。
【０００４】
ここで、１０ＢＡＳＥ−Ｔの技術について説明する（例えば、非特許文献１参照）。非特許文献１には、ＭＡＵ（Medium Attachment Unit）の規格が規定されている。具体的には、１０ＢＡＳＥ−Ｔには、特有の機能としてリンクセグメントの接続状態を監視する仕組みがある。リンクテスト（Link Integrity Test）と言い、データがないときは特別なパルス信号を定期的（１６±８ｍｓ）に送出することで実現している。図６にリンクパルスの波形を示す。
【０００５】
このリンクテストでは、所定の期間、データもリンクパルスも受信しなかった場合、ＭＡＵはフェイル状態（通信不可能な状態）になる。フェイル状態ではデータを受信するか、リンクパルス所定回数まで連続受信するとリンクテストのパス状態（通信可能な状態）になる。以上の仕組みで、１０ＢＡＳＥ-ＴのＭＡＵはリンクセグメントが正しく接続されているか、また相手側機器が正しく動作しているかを監視し、機器の適切な動作を実現している。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】IEEE802.3:2000:Information Technology-Telecommunications and information exchange between sysytems-Local and Metropolitan Area Networks - Specific Requirements-Part3:Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection(CSMA/CD) Access Met  ＩＥＥＥ著  ＩＥＥＥ出版  ２０００年発行
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
例えば、中継器とフィールド計器との通信ネットワークにおいて、上述の１０ＢＡＳＥ−Ｔの技術を適用する場合を考える。１０ＢＡＳＥ−Ｔの技術では、リングパルスは常時送出されている。したがって、リングセグメント（例えば、中継器）は、相手（例えば、フィールド計器）から送信された情報を受信したことを確認できるが、自身（中継器）から送信された情報が相手側（フィールド計器）に受信されたか否かを確認することはできなかった。このため、ノード間（中継器−フィールド計器間）で通信を行う場合、自身のノード（例えば、中継器）が送信した情報が相手側のノード（例えば、フィールド計器）に受信されたことを確実に確認できる技術を実現する要請があった。
【０００８】
また、１０ＢＡＳＥ−Ｔの技術では、中継器とフィールド計器との通信ネットワークにおいて、当該通信ネットワーク以外の外部ネットワークや外部機器からリンクアップが行われた場合（外部からの接続があった場合）、外部と接続されたことを示す接続情報を伝える手段がなかった。すなわち、１０ＢＡＳＥ−Ｔの技術では、規格上、通信ネットワーク以外の外部からの接続があった場合、外部との接続情報を伝えることができなかった。
例えば、中継器とフィールド計器との通信ネットワークにおいて、中継器がＩＰネットワークと接続された場合、中継器は、ＩＰネットワークと接続された情報をフィールド計器に伝えることができない。このため、外部からの接続があった場合、外部と接続されたことを確実に伝えることのできる技術を実現する要請があった。    
【０００９】
本発明の課題は、ノード間で通信を行う場合、自身のノードが送信した情報が相手のノードに受信されたことを確実に確認でき、且つ、外部からの接続があった場合、外部と接続されたことを確実に伝えることのできる技術を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明のネットワークシステムは、
中継器と、
前記中継器と通信接続されるフィールド計器と、を備え、
前記中継器は、
ＩＰネットワークと通信を行う外部入出力部と、
自装置がリンクアップしたことを示す第１の信号を前記フィールド計器に送信する第１の管理部と、を備え、
前記フィールド計器は、
前記第１の信号を前記中継器から受信した場合、自装置がリンクアップしたことを示す第２の信号を前記中継器に送信する第２の管理部を備え、
前記第１の管理部は、
前記第２の信号を前記フィールド計器から受信した後、前記外部入出力部を介して前記ＩＰネットワークと通信接続されたことを検知した場合、自装置が前記ＩＰネットワークと通信接続されたことを示す第３の信号を前記フィールド計器に送信し、
前記第２の管理部は、
前記第３の信号を前記中継器から受信することを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のネットワークシステムにおいて、
前記第２の管理部は、
前記第３の信号を受信した後、前記ＩＰネットワークへＤＡＤパケットをマルチキャストすることを特徴とする。      
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の記載の発明によれば、ノード間で通信を行う場合、自身が送信した情報が相手のノードに受信されていることを確実に確認することができ、且つ、外部からの接続があった場合、外部と接続されたことを確実に伝えることができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、第２の管理部は、第３の信号を受信してから、ＤＡＤパケットを外部に向けてマルチキャストする動作を行うので、ＤＡＤ機能（ＤＡＤパケットを外部に向けてマルチキャストする動作）を適切に起動することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る実施の形態のネットワークシステムの内部構成を示す図である。
【図２】信号波形を示す図である。
【図３】初期信号を示す図である。
【図４】第１の中継器処理及び第１のフィールド計器処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】第２の中継器処理及び第２のフィールド計器処理を示すフローチャートである。
【図６】リンクパルスを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照して本発明に係る実施の形態を詳細に説明する。ただし、発明の範囲は、図示例に限定されない。
【００１６】
図１〜図５を参照して本発明に係る実施の形態を説明する。先ず、図１を参照して、本発明に係るネットワークシステム１の構成について説明する。図１に示すように、ネットワークシステム１は、中継器２と、フィールド計器３と、を備えて構成される。
【００１７】
中継器２は、フィールド計器３と通信線５を介して通信接続される。通信線５は２線を共有して全２重通信（以下、２線通信）する媒体であり、一対の縒り線が使用される。また、中継器２は、ＩＰ（Internet Protocol）ネットワーク４と通信接続される。
【００１８】
フィールド計器３は、中継器２と通信線５を介して通信接続される。また、フィールド計器３は、中継器２とＩＰネットワーク４とが通信接続された場合、中継器２を介してＩＰネットワーク４と通信接続される。また、フィールド計器３は、防爆性能を要求されるような、爆発性雰囲気にさらされる危険場所に設置される。
【００１９】
ＩＰネットワーク４は、ネットワークシステム１外の外部通信系である。以下、本実施の形態では、ＩＰネットワーク４は、ＩＰｖ６ネットワークであり、フィールド計器３は、ＩＰｖ６化された機器（ＩＰｖ６対応の機器）であるものとして説明する。
【００２０】
次に、中継器２の内部構成について説明する。図１に示すように、中継器２は、外部入出力部６と、論理回路７と、第１の入出力部８と、を備えて構成される。
【００２１】
外部入出力部６は、アナログ回路により構成され、ＩＰネットワーク４と信号の入出力（信号の通信）を行う。具体的には、外部入出力部６は、ＩＰネットワーク４から信号の入力を受け付け（信号を受信し）、ＩＰネットワーク４へ信号の出力（信号の送信）を行う。また、外部入出力部６には、Ｅｔｈｅｒｎｅｔポートが備えられており、Ｅｔｈｅｒｎｅｔポートにケーブルが挿入されることにより、中継器２とＩＰネットワーク４との間で信号の入出力が可能となる。また、外部入出力部６は、論理回路７（具体的には、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ ＭＡＣ９）と接続線を介して接続される。
【００２２】
論理回路７は、ＣＰＵを持たないデジタル論理回路であり、例えばＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）のような素子で構成される。論理回路７は、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ ＭＡＣ９と、ＨＤＬＣ／Ｅｔｈｎｅｔ１０と、ＣＯＤＥＣ１１と、第１の管理部、第２の管理部としての状態管理部１２と、を備えて構成される。
【００２３】
Ｅｔｈｅｒｎｅｔ ＭＡＣ９は、外部入出力部６と共に、ＩＰネットワーク４との接続機能を有する。また、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ ＭＡＣ９は、外部入出力部６と接続線を介して接続される。
【００２４】
ＨＤＬＣ（High  Level  Data  Link  Control）／Ｅｔｈｎｅｔ１０は、Ｅｔｈｅｒｎｅｔフレームと２線通信で使用するＨＤＬＣとのプロトコル変換を行う。ＣＯＤＥＣ１１は、２線通信の駆動方式に合わせてデータをコード変換する。本実施の形態では、２値／３値論理変換を行う。
【００２５】
状態管理部１２は、中継器２の内部状態、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ状態（中継器２とＩＰネットワーク４との接続状態）、及び２線通信の状態（中継器２とフィールド計器３との接続状態）を観測しながら、適切な動作状態に遷移させる管理機構である。
【００２６】
具体的には、状態管理部１２は、初期信号４０をフィールド計器３に送信する。そして、初期信号４１をフィールド計器３から受信する。
【００２７】
第１の入出力部８は、アナログ回路により構成され、フィールド計器３と信号の入出力（信号の通信）を行う。具体的には、第１の入出力部８は、通信線５を介して、フィールド計器３から信号の入力を受け付け（信号を受信し）、フィールド計器３へ信号の出力（信号の送信）を行う。
【００２８】
また、第１の入出力部８は、アナログ回路の全２重通信回路（ハイブリッド回路）により構成され、通信線５（一対の縒り線）をフィールド計器３の第２の入出力部２１と共有する。これにより、中継器２と、フィールド計器３とは、同時に信号を送信することができる。具体的には、第１の入出力部８は、ハイブリッド回路の構成により、自身（中継器２）が出力する信号を打ち消すことができ、自身から出力されるアイドル信号等（後述）に邪魔されることなく、相手側（フィールド計器３）から送信された信号を受信することができる。また、第１の入出力部８はフィールド計器３の第２の入出力部２１に送信信号とともにフィールド計器３の動作に必要な電力も供給する。
【００２９】
また、第１の入出力部８は、論理回路７（具体的には、ＣＯＤＥＣ１１）と通信線を介して接続される。
【００３０】
次に、フィールド計器３の内部構成について説明する。図１に示すように、フィールド計器３は、第２の入出力部２１と、論理回路２２と、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）２３と、第３の入出力部２４と、を備えて構成される。以下、中継器２と異なる部分を主として説明する。
【００３１】
第２の入出力部２１は、第１の入出力部８と同様の構成である。第２の入出力部２１は、中継器２と信号の入出力（信号の通信）を行う。具体的には、第２の入出力部２１は、通信線５を介して、中継器２から信号の入力を受け付け（信号を受信し）、中継器２へ信号の出力（信号の送信）を行う。また、第２の入出力部は、論理回路２２（具体的には、ＣＯＤＥＣ２５）と通信線を介して接続される。
【００３２】
論理回路２２は、ＣＯＤＥＣ２５と、ＨＤＬＣ／Ｅｔｈｎｅｔ２６と、ＩＰｖ６ ＴＯＥ（IPv6 TCP/IP Offload Engine）２７と、第１の管理部、第２の管理部としての状態管理部２８と、を備えて構成される。ＣＯＤＥＣ２５、ＨＤＬＣ／Ｅｔｈｎｅｔ２６は、それぞれ、ＣＯＤＥＣ１１、ＨＤＬＣ／Ｅｔｈｎｅｔ１０と同様の構成である。
【００３３】
ＩＰｖ６ ＴＯＥ２７は、ＨＤＬＣ／Ｅｔｈｎｅｔ２６との間でＥｔｈｅｒｎｅｔフレーム形式のＩＰｖ６パケットを送受信する。また、ＩＰｖ６ ＴＯＥ２７は、ＩＰｖ６パケットを自動的にプロトコル処理して、ＣＰＵ２３の通信負荷を軽減する機能を有する。
【００３４】
状態管理部２８は、フィールド計器３の内部状態、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ状態（中継器２とＩＰネットワーク４の接続状態）、２線通信の状態（中継器２とフィールド計器３との接続状態）を観測しながら、適切な動作状態に遷移させる管理機構である。
【００３５】
具体的には、状態管理部２８は、初期信号４０を中継器２から受信した場合、初期信号４１を中継器２に送信する。
【００３６】
ＣＰＵ２３は、フィールド計器３の各部を制御する機能を有する。具体的には、ＣＰＵ２３は、フィールド計器３としての演算処理等を実行しながら、第３の入出力部２４とＩＰｖ６ ＴＯＥ２７との間でデータの受け渡しを行う。第３の入出力部２４は、センサ（図示省略）により測定された測定値などのデータの入出力を行う。
【００３７】
次に、図２を参照して、２線通信で使用される信号波形について説明する。図２に示す信号波形は、ハイブリッド回路（第１の入出力部８又は第２の入出力部２１）で処理された後の受信信号の信号波形を示している。図２に示す信号波形３１は、３値の電圧レベルを示す信号波形である。信号波形３１の３値の電圧レベルにより、図２に示す２値データ列３１Ａ（「０」「１」の２値データ列）が表される。
【００３８】
信号波形３２は、２線通信において、通信データのない状態（アイドル状態）を示す信号波形である。この場合、信号波形３２の３値の電圧レベルにより、２値データ列３２Ａは「１」の連続で表される。また、信号波形３２は、自装置が外部と通信接続されたことを示す第３の信号としてのアイドル信号の信号波形に該当する。
【００３９】
信号波形３３は、通信系を構成するノード（中継器２又はフィールド計器３）が電源切断状態や故障、あるいは接続不良のため、出力していない（中継器２又はフィールド計器３から出力される信号がない）状態を示す信号波形である。この場合、信号波形３３の電圧レベルにより、２値データ列３３Ａは、「０」で表される。また、信号波形３３は、停止状態（内部回路の初期化中等により通信の準備が整っていない状態）において出力される無信号（後述）の信号波形に該当する。
【００４０】
これらの信号波形を使用すると、受信側ノード（例えば、中継器２）は、送信側ノード（例えば、フィールド計器３）の正常、異常をある程度判別することができる。例えば、中継器２が信号波形３１又は信号波形３２を受信した場合、フィールド計器３は動作状態であることが判る。また、中継器２が信号波形３３を受信した場合、フィールド計器３は異常状態であることが判る。
【００４１】
次に、図３を参照して、２線通信で使用される初期信号について説明する。図３に示す初期信号４０は、中継器２が出力する初期信号を示す。また、図３に示す初期信号４１は、フィールド計器３が出力する初期信号を示す。第１の信号、第２の信号としての初期信号４０，４１は、自装置がリンクアップした（通信可能な状態となった）ことを示す信号である。具体的には、初期信号４０，４１は、異常時の無出力状態（信号波形３３）とデータ通信が可能な状態（信号波形３１又は信号波形３２）との中間状態において出力される特殊な信号である。
【００４２】
図３に示すように、中継器２からは一定周期Ｔ、初期信号有信号区間Ｔ１の初期信号４０が繰り返し出力される。また、フィールド計器３は、初期信号有信号区間Ｔ１の初期信号４０を中継器２から受信すると、初期信号有信号区間Ｔ２だけ初期信号４１を出力する。ここで、ｔ１は、ノード間（中継器２とフィールド計器３間）の距離による信号伝達遅れ時間である。また、ｔ２は、レスポンス末尾（初期信号有信号区間Ｔ２の末尾）が中継器２に到着する時間を保証するため確保する余裕時間であり、ｔ１以上の時間を必要とする。また、Ｔ１＋ｔ１＋Ｔ２＋ｔ２＜Ｔを満たすように、Ｔ１、Ｔ２が決められる。
【００４３】
次に、図４を参照して、ネットワークシステム１の動作を説明する。先ず、中継器２がＩＰネットワーク４と通信接続されていない状態において、中継器２とフィールド計器３との間で実行される処理について説明する。図４に中継器２の状態管理部１２で実行される第１の中継器処理及びフィールド計器３の状態管理部２８で実行される第１のフィールド計器処理を示す。第１の中継器処理は、初期信号４０をフィールド計器３に送信し、初期信号４１をフィールド計器３から受信する処理である。
【００４４】
予め、中継器２から初期信号４０を出力する周期Ｔが定められているものとする。
【００４５】
例えば、中継器２の動作準備が整い、初期信号４０を出力する周期Ｔのタイミングとなったことをトリガとして、第１の中継器処理が実行される。
【００４６】
先ず、第１の入出力部８を介して、初期信号有信号区間Ｔ１の初期信号４０が出力（送信）される（ステップＳ１）。そして、第１の入出力部８を介して、第１のフィールド計器処理のステップＳ５において出力された初期信号４１が受信され、フィールド計器３の動作準備が整ったと判断される（ステップＳ２）。そして、第１の入出力部８を介して、初期信号有信号区間Ｔ１の初期信号４０が出力される（ステップＳ３）。ステップＳ３の実行後、第１の中継器処理は終了される。
【００４７】
次に、第１のフィールド計器処理について説明する。第１のフィールド計器処理は、初期信号４１を中継器２に送信し、初期信号４０を中継器２から受信する処理である。
【００４８】
例えば、初期信号４０を中継器２から受信開始したことをトリガとして、第１のフィールド計器処理が実行される。
【００４９】
先ず、第２の入出力部２１を介して、第１の中継器処理のステップＳ１において送信された初期信号４０が受信され、中継器２の動作準備が整ったと判断される（ステップＳ４）。そして、第２の入出力部２１を介して、初期信号有信号区間Ｔ２の初期信号４１が出力される（ステップＳ５）。そして、第２の入出力部２１を介して、第１の中継器処理のステップＳ３において送信された初期信号４０が受信される（ステップＳ６）。ステップＳ６の実行後、第１のフィールド計器処理は終了される。
【００５０】
上述の通り、第１の中継器処理及び第１のフィールド計器処理は、中継器２がＩＰネットワーク４と通信接続されていない状態において、中継器２とフィールド計器３との間で実行される処理である。ここで、例えば、２線通信を行う中継器２がＩＰネットワーク４と通信接続された（外部とリンクアップされた）場合、上述の処理では、リンクアップされた状態（リンクアップ状態）をフィールド計器３側では確認することはできない。
【００５１】
また、例えば、中継器２がＩＰネットワーク４とリンクアップされた場合、フィールド計器３に割り振られたアドレスがＩＰネットワーク４にすでに接続されている機器と重複しないかを確認する必要がある。この確認を、重複アドレス検出（Duplicate Address Detection : 以下、ＤＡＤ）という。ＤＡＤを行うためには、中継器２がフィールド計器３に対して、ＩＰネットワーク４とリンクアップされたことを示す情報を伝達する機能を有する必要がある。
【００５２】
以下、外部とリンクアップされた場合に、リンクアップ状態を確認でき、且つ、ＤＡＤを行う処理について、図５を参照して説明する。
【００５３】
図５に状態管理部１２で実行される第２の中継器処理及び状態管理部２８で実行される第２のフィールド計器処理を示す。先ず、第２の中継器処理について説明する。第２の中継器処理は、中継器２がＩＰネットワーク４とリンクアップされた場合に、中継器２とＩＰネットワーク４とが接続されたことを検知し、アイドル信号を出力する処理である。
【００５４】
予め、中継器２及びフィールド計器３は、停止状態（内部回路の初期化中等により通信の準備が整っていない状態）であるものとする。また、停止状態では、中継器２及びフィールド計器３は、無信号を出力する（すなわち、図２の信号波形３３を出力する）ものとする。
【００５５】
例えば、中継器２の動作準備が整い、初期信号４０を出力する周期Ｔのタイミングとなったことをトリガとして、第２の中継器処理が実行される。
【００５６】
先ず、第１の入出力部８を介して、初期信号有信号区間Ｔ１の初期信号４０が出力される（ステップＳ１１）。ここで、中継器２の動作準備が整い、初期信号４０を出力する状態を中継器２の初期状態と定義する。
【００５７】
ステップＳ１１の実行後、第１の入出力部８を介して、後述する第２のフィールド計器処理のステップＳ２２において送信された初期信号４１が受信される（ステップＳ１２）。ここで、中継器２が初期信号４１を受信したときの状態を中継器２の２線通信接続状態と定義する。中継器２の２線通信接続状態は、中継器２とフィールド計器３とは接続可能状態であるが、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ未接続状態（すなわち、中継器２とＩＰネットワーク４とが未接続の状態）であることを示す。また、中継器２の２線通信接続状態では、初期信号４０が出力される。
【００５８】
ステップＳ１２の実行後、Ｅｔｈｅｒｎｅｔの接続状態がモニターされる（ステップＳ１３）。すなわち、中継器２とＩＰネットワーク４との接続状態が監視される。そして、中継器２のＥｔｈｅｒｎｅｔポートにＥｔｈｅｒｎｅｔケーブルが挿入されてリンクアップされた場合、Ｅｔｈｅｒｎｅｔが接続されたこと（中継器２とＩＰネットワーク４とが接続されたこと）を検知し、第１の入出力部８を介して、アイドル信号が出力される（ステップＳ１４）。すなわち、中継器２から信号波形３２が出力される。ここで、Ｅｔｈｅｒｎｅｔが接続され、アイドル信号を出力する状態を中継器２の全通信接続状態と定義する。ステップＳ１４の実行後、第２の中継器処理は終了される。
【００５９】
また、上述の第２の中継器処理において、中継器２の状態（初期状態、２線通信接続状態、全通信接続状態）は、Ｅｔｈｅｒｎｅｔの接続状態やフィールド計器３の状態によって遷移する。例えば、全通信接続状態からＥｔｈｅｒｎｅｔの接続がリンクダウン（中継器２とＩＰネットワーク４との通信接続が解除されると）となると、２線通信接続状態に遷移する。すなわち、Ｅｔｈｅｒｎｅｔの接続状態に従って、ステップＳ１２の２線通信接続状態とステップＳ１４の全通信接続状態とを行き来する。また、中継器２が２線通信接続状態、又は全通信接続状態である場合に、フィールド計器３に不測の事態（故障、停電等）が発生すると、フィールド計器３は停止状態となる。この場合、中継器２は、フィールド計器３から無信号（信号波形３３）を受信し、２線通信接続状態又は全通信接続状態からステップＳ１１の初期状態に遷移する。
【００６０】
次に、第２のフィールド計器処理について説明する。第２のフィールド計器処理は、中継器２からアイドル信号を受信する処理である。
【００６１】
例えば、フィールド計器３の動作準備が整い、初期信号４０を中継器２から受信開始したことをトリガとして、第２のフィールド計器処理が実行される。ここで、フィールド計器３の動作準備が整った状態をフィールド計器３の初期状態と定義する。初期状態では、フィールド計器３は無信号を出力する。
【００６２】
先ず、第２の中継器処理のステップＳ１１において送信された初期信号４０が受信される（ステップＳ２１）。そして、初期信号有信号区間Ｔ２の初期信号４１が出力される（ステップＳ２２）。ここで、フィールド計器３が初期信号４１を送信した際の状態をフィールド計器３の２線通信状態と定義する。
【００６３】
ステップＳ２２の実行後、第２の中継器処理のステップＳ１４において送信されたアイドル信号が受信される（ステップＳ２３）。ここで、フィールド計器３がアイドル信号を受信した状態をフィールド計器３の全通信接続状態と定義する。そして、ＩＰｖ６ＴＯＥ２７により、ＤＡＤパケット（ＤＡＤを行うためのパケット）をＩＰネットワーク４に向けてマルチキャストする動作が開始される（ステップＳ２４）。ステップＳ２４の実行後、第２のフィールド計器処理は終了される。
【００６４】
上述の第２のフィールド計器処理において、フィールド計器３の状態（初期状態、２線通信接続状態、全通信接続状態）は、Ｅｔｈｅｒｎｅｔの接続状態や中継器２の状態によって遷移する。例えば、全通信接続状態からＥｔｈｅｒｎｅｔの接続がリンクダウンとなると、２線通信接続状態に遷移する。すなわち、Ｅｔｈｅｒｎｅｔの接続状態に従って、ステップＳ２２の２線通信接続状態とステップＳ２３の全通信接続状態とを行き来する。また、フィールド計器３が２線通信接続状態、又は全通信接続状態である場合に、中継器２に不測の事態（故障、停電等）が発生すると、中継器２は停止状態となる。この場合、フィールド計器３は、中継器２から無信号を受信し、２線通信接続状態又は全通信接続状態から初期状態に遷移する。
【００６５】
以上、本実施の形態によれば、フィールド計器３は初期信号４０を受信してから初期信号４１を中継器２に送信し、中継器２は初期信号４１を受信する。このため、中継器２は、自身が送信した初期信号４０によって初期信号４１を受信することになるので、自身が送信した初期信号４０がフィールド計器３に受信されていることを確認できる。すなわち、中継器２側では、自身の初期信号４０によってフィールド計器３から初期信号４１を受信することになるので、ループ（第１の中継器処理のステップＳ１→第１のフィールド計器処理のステップＳ１→第１のフィールド計器処理のステップＳ２→第１の中継器処理のステップＳ２のループ）により、送信した初期信号４０がフィールド計器３で受信されていることを確実に確認できる。したがって、ノード間で通信を行う場合、自身が送信した情報が相手のノードに受信されていることを確実に確認することができる。
また、フィールド計器３側では、自身の初期信号４１によって中継器２から初期信号４０を受信することになるので、ループ（第１のフィールド計器処理のステップＳ５→第１の中継器処理のステップＳ２→第１の中継器処理のステップＳ３→第１のフィールド計器処理のステップＳ６のループ）により、送信した初期信号４１が中継器２で受信されていることを確実に確認することができる。
【００６６】
また、状態管理部１２は、自装置の動作準備が整った状態（２線通信接続状態）で、外部（ＩＰネットワーク４）と通信接続されたことを検知した場合、アイドル信号をフィールド計器３に送信する。このため、中継器２は、アイドル信号をフィールド計器３に送信することにより、外部からの接続があった場合、外部と接続されたことを確実に伝えることができる。
【００６７】
また、フィールド計器３は、アイドル信号を受信してから、ＤＡＤパケットをＩＰネットワーク４に向けてマルチキャストする動作を行うので、ＤＡＤ機能（ＤＡＤパケットをＩＰネットワーク４に向けてマルチキャストする動作）を適切に起動することができる。
【００６８】
また、中継器２とフィールド計器３とがお互いのステータスを確認しながら、順を追って状態遷移することで、通信システムとして確実なデータ通信の開始を保証することができる。
【００６９】
また、情報の伝達を、特定の信号（初期信号４０、初期信号４１、アイドル信号）を送受信したか否かの判別のみで行うので、ＣＰＵのインテリジェンスを用いる必要がなく（ＣＰＵによる処理を行うことなく）、回路（論理回路７又は論理回路２２）の軽量化及び低コスト化を図ることができる。
【００７０】
また、例えば、自身（例えば、中継器２）の動作準備が整った後に、自身の遷移を示す変化（初期信号）を出力することで、相手（例えば、フィールド計器３）に適切な動作開始のタイミングを与えることができる。これにより、例えば、相手側の動作準備が整う前にデータの送信を開始してしまうような不具合を防止することができる。
【００７１】
また、例えば、フィールド計器３が不測の事態（配線財や電源を含む機器の在・不在や故障、配線の断線、停電等）になった場合でも、中継器２は、適切に対応できると共に、異常から復帰する場合、機器間（中継器２−フィールド計器３間）の調和的動作を保証することができる。
【００７２】
なお、上記実施の形態における記述は、本発明に係るネットワークシステム１の一例であり、これに限定されるものではない。例えば、上記実施の形態においては、図３に示す信号波形を３値信号としたが、これに限定されるものではない。例えば、無信号状態とアイドル状態とを判別できる信号（例えば、マンチェスタ符号）であれば２値信号としてもよい。
【００７３】
また、上記実施の形態では、初期信号４０，４１を、データ通信には使わない信号（異常時の無出力状態とデータ通信が可能な状態との中間状態において出力される信号）として説明したが、これに限定されるものではない。例えば、無信号（信号波形３３）でなければ、初期信号４０，４１をアイドル信号（信号波形３２）又はデータを表す信号（信号波形３１）としてもよい。
【００７４】
また、上記実施の形態では、中継器２とフィールド計器３との通信を全２重通信として説明したが、これに限定されるものではない。例えば、４線の全２重通信でも、４線の半２重通信としてもよい。
【００７５】
その他、本実施の形態における、ネットワークシステム１の細部構造及び詳細動作に関しても、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００７６】
１     ネットワークシステム
２     中継器
３     フィールド計器
４     ＩＰネットワーク
５     通信線
６     外部入出力部
７     論理回路
８     第１の入出力部
９    Ｅｔｈｅｒｎｅｔ ＭＡＣ
１０  ＨＤＬＣ／Ｅｔｈｎｅｔ
１１  ＣＯＤＥＣ
１２，２８  状態管理部
２１   第２の入出力部
２２   論理回路
２３   ＣＰＵ
２４   第３の入出力部
４０，４１    初期信号
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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