(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
障害の発生した伝送部のバイパス機能を備える複数の伝送装置を二重伝送路で結合するネットワークにおいて、
親となる１つの伝送装置（以下、親伝送装置）が伝送路毎にバイパス状態を監視し、バイパス数の少ない方を高優先度情報、バイパス数の多い方を低優先度情報の伝送路に設定し、この伝送路設定情報に従って複数の子となる伝送装置（以下、子伝送装置）の各々が高・低優先度の子伝送情報を伝送路別に分配して伝送するとともに、
前記子伝送装置の伝送部に障害が発生して前記バイパス機能によりバイパスされる時に、前記高優先度情報を伝送している伝送路のバイパス数が前記低優先度情報を伝送している伝送路のバイパス数を上回った場合は両伝送路の伝送路設定情報を切り換えることを特徴とする二重伝送路を有するネットワーク。
【請求項２】
請求項１において、伝送サイクル毎に、送元アドレス（ＳＡ）を含む子伝送情報が２つの伝送部から伝送され、前記親伝送装置は伝送路毎に前記子伝送情報から取得した送元アドレスに不在のアドレスによりバイパス個所を検知することを特徴とする二重伝送路を有するネットワーク。
【請求項３】
請求項１または２において、前記伝送路設定情報は、前記親伝送装置の伝送フレームに含まれる高／低の情報優先度で、かつ、二つの伝送路の一方に高優先度情報、他方に低優先度情報が伝送されるように初期設定されてなる二重伝送路を有するネットワーク。
【請求項４】
請求項１、２または３において、前記親伝送装置がバイパス状態となった場合に、それを最初に検知した１つの子伝送装置が親伝送装置の代行可能な構成を備えてなる二重伝送路を有するネットワーク。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は二重伝送路を有するネットワークシステムに関し、特に伝送部の障害時にバイパス機能を持つ伝送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
分散システム構築に必要なネットワークの条件として、高性能、高信頼、経済性があげられる。リング型ネットワークは伝送路数が少なく、広域網の構築が容易なため、近年のＬＡＮ技術の進歩と相まって有力な候補である。このような二重共有伝送路を有するリング型ネットワークとして、電子情報通信学会技術報告SE79−120の「光ファイバ通信によるデータハイウェイシステム（94頁、図１０）」には、伝送部の障害発生時に伝送部をバイパスする方式が開示されている。
【０００３】
これによれば、伝送装置の二つの伝送部の一方に障害が発生すると、障害の発生した伝送部のみをリング伝送路から切り離し、その間をバイパスして伝送路を確保するので、当該伝送路に接続する他の伝送装置の伝送を継続でき、ネットワーク全体の伝送性能を維持できる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の伝送部のバイパス方式では二重共有伝送路を伝送する情報の重要度に対する考慮がない。いま、Ａ系とＢ系の二重伝送路と接続する伝送装置で、Ａ系の伝送路に優先度（重要度）の高い情報を伝送する伝送部Ａに障害が発生し、Ｂ系の伝送路に優先度の低い情報を伝送する伝送部Ｂは正常であるとする。この場合、伝送部Ａのバイパスで高優先度情報が失われ、一方、伝送部Ｂの低優先度情報が伝送され続ける。ネットワークのバイパス数が増加すると、結果的に高優先度情報が大量に失われる可能性もあり、システム全体の伝送品質を著しく低下しかねない問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を克服し、バイパスによる伝送品質の低下を抑止できる信頼性の高い、二重伝送路を有するネットワークを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明は、障害の発生した伝送部のバイパス機能を備える複数の伝送装置を二重伝送路で結合するネットワークにおいて、親となる１つの伝送装置（以下、親伝送装置）が伝送路毎にバイパス状態を監視し、バイパス数の少ない方を高優先度情報、バイパス数の多い方を低優先度情報の伝送路に設定し、この伝送路設定情報に従って複数の子となる伝送装置（以下、子伝送装置）の各々が高・低優先度の子伝送情報を伝送路別に分配して伝送する構成としたことを特徴とする。
【０００７】
また、伝送サイクル毎に、送元アドレス（ＳＡ）を含む子伝送情報が２つの伝送部から伝送され、前記親伝送装置は伝送路毎に前記子伝送情報から取得した送元アドレスに不在のアドレスによりバイパス個所を検知することを特徴とする。なお、前記子伝送情報は子伝送装置の伝送部毎のアライブ情報であればよく、高／低優先度情報を含むデータフレームによっても、あるいはよらなくてもよい。
【０００８】
また、前記伝送路設定情報は、前記親伝送装置の伝送フレームに含まれる高／低の情報優先度で、かつ、二つの伝送路の一方に高優先度情報、他方に低優先度情報が伝送されるように初期設定されてなる。なお、前記伝送路設定情報は、高／低優先度情報を含むデータフレームによらず、別に発行する管理フレームによってもよい。
【０００９】
さらに、前記親伝送装置がバイパス状態となった場合に、それを最初に検知した１つの子伝送装置が親伝送装置の代行可能な構成を備えてなる。
【００１０】
図面を参照して、本発明の作用を説明する。図１は本発明の二重伝送路を有するネットワークの概略の構成と作用を示す説明図である。一つの親伝送装置１０１と複数の子伝送装置１０２−１〜５がリング型の二重伝送路１０３Ａ，Ｂで接続され、二つの伝送路１０３に高／低優先度情報を分配するため、親伝送装置１０１から発行される伝送路設定情報に従い、各子伝送装置１０２は自発の高・低優先度情報を分別し、伝送部１０４Ａ／Ｂを介して伝送路１０３（Ａ／Ｂ）に高優先度情報１０５、伝送路１０３（Ｂ／Ａ）に低優先度情報１０６を送信している。
【００１１】
図１（ａ）では、伝送路１０３Ａで高優先度情報１０５、伝送路１０３Ｂで低優先度情報１０６を伝送している。いま、伝送路１０３Ａと接続する子伝送装置▲３▼の伝送部１０４Ａに障害が発生したとする。すると、子伝送装置▲３▼のバイパス機構が作動し、伝送路１０３Ａと伝送部１０４Ａを切り離し、伝送路１０３Ａをバイパス１０８Ａでバイパスする。親伝送装置１０１は伝送周期毎に、各伝送装置１０２のバイパス状態を伝送路毎に監視し、高優先度情報を伝送している伝送路１０３Ａのバイパス数が伝送路１０３Ｂのバイパス数を上回る場合は、Ａ系とＢ系の伝送路設定情報を切り換える。
【００１２】
同図（ｂ）は伝送路設定情報の切り換え後の状態を示し、親伝送装置１０１からの切り換え設定に従い、各伝送装置１０２は伝送路１０３Ｂに高優先度情報１０５、伝送路１０３Ａに低優先度情報１０６を送信している。この結果、障害を発生している子伝送装置▲３▼は、自発の高優先度情報１０５を伝送部１０４Ｂに分配して伝送する。
【００１３】
図２は、本発明による伝送装置の特徴部を示す概略の機能ブロック図で、（ａ）は親伝送装置、（ｂ）は子伝送装置である。親伝送装置１０１は伝送部１０４Ａ，Ｂと、バイパス制御部１１３と、アクセス制御部１１４と、優先度制御部１１５を含んでいる。二つの伝送部１０４Ａ，Ｂは伝送路１０３Ａ，Ｂとそれぞれ送受信を行う。バイパス制御部１１３は伝送部１０３Ａ／Ｂの障害発生時に、切替部１０９を作動して障害側をバイパスする。アクセス部１１４は各伝送装置１０２からの伝送情報を伝送部１０４Ａ，Ｂから受け取り、また、伝送周期の度に自発の伝送情報を送出する。
【００１４】
優先度制御部１１５は本発明の特徴部をなすもので、高／低の優先度情報と伝送路Ａ／Ｂを対応させる伝送路設定と、高優先度情報を伝送する伝送路（Ａ／Ｂ）のバイパス数が他伝送路（Ｂ／Ａ）を上回る場合に、Ａ系とＢ系の伝送路設定を切り換え、自発の伝送フレームに伝送路設定情報を載せて、各子伝送装置１０２に通知する。
【００１５】
子伝送装置１０２は二つの伝送部１０４Ａ，Ｂと、バイパス制御部１１３と、アクセス部１１４及び情報分配制御部１１６を有している。アクセス部１１４は親伝送装置１０１の伝送フレーム、自宛伝送フレーム、送信権をチエックして分岐する。また、伝送周期毎に自発の伝送フレームを送出する。
【００１６】
情報分配制御部１１６は、親伝送装置１０１の伝送フレームからの伝送路設定情報を伝送路別にチエックし、その伝送路設定に従って自発の高・低優先度情報を伝送路１０３Ａ、Ｂ別に分配する。また、親伝送装置１０１の障害時に、親の機能を代行するために、子伝送装置１０２の情報分配制御部１１６を親の優先度制御部１１５に機能変更できるようにしている。
【００１７】
以上のように、本発明のネットワークは二重伝送路の各々に異なる情報を送信し、かつ、故障した伝送部をバイパスして他の伝送装置の伝送路を確保するので、ネットワークの伝送効率を向上できる。特に、二つの伝送路を高優先度と低優先度の情報伝送に使い分けている場合に、伝送部の障害、つまりバイパス数の少ない伝送路に高優先度情報を分配するので、より多くの伝送装置で高優先度情報の伝送が可能となり、ネットワーク全体での伝送品質の低下を押さえ、ネットワークの可用性を向上できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を詳細に説明する。本発明のネットワークの実施例は図１及び図２に示したように、１つの親伝送装置１０１と分散配置された複数の子伝送装置１０２が、各々の伝送部１０４を経由して順次シリアルに接続されて、ループネットワークを構成し、二つの伝送路１０３Ａ、Ｂは伝送情報の優先度により使い分けされる。伝送装置１０１、１０２は伝送路１０３Ａ、Ｂと送受信する二つの伝送部１０４Ａ、Ｂを有し、障害が発生した伝送部１０４Ａまたは１０４Ｂを伝送路１０３から切り離し、その間をバイパス１０８で接続する切替部１０９を備えている。なお、伝送路１０３ＡのループをＡ系、１０３ＢのループをＢ系と呼んで区別する。
【００１９】
図３は、本実施例によるネットワークのループアクセス方式を示す伝送タイムチャートである。ここでは説明を簡単にする為、トークンパスタイプのループアクセス方式として、ＧＡポーリングの場合を二重ループ伝送路内の片系ループについて示している。
【００２０】
本方式ではループネットワーク内の親伝送装置１０１がマスター（中継動作をしない１次局モード）となって、子伝送装置１０２（中継動作をする２次局モード）に対し、一般にＧＡ（Go Ahead）とよばれる送信権を意味する信号Ｔを供給する。送信要求のある伝送装置１０２は伝送路上に送信権Ｔを検出したらこれを下流に中継しない様にして（すなわち自伝送装置より下流の伝送装置が同時に送信する事を避ける）、フレームと呼ぶ伝送情報を送信する。フレーム送信が完了すると中継状態に戻る事で自伝送装置より下流伝送装置にＴを転送する。
【００２１】
送信権Ｔを時間おくれなく順次下流に移していくことで、全伝送装置の送信要求を効率的に処理していく。全伝送装置の送信が完了したら親伝送装置１０１は再度Ｔの生成が必要で、これを伝送サイクルと呼び、本例ではある固定の長さとする。なお、本図では全ての伝送装置で送信要求があり、リング伝送路内に伝送部バイパスが発生してない状態の例を示しており、横軸は時間、縦軸は伝送装置の物理的な位置を各々示している。
【００２２】
図４は、伝送情報のフォーマットの一例である。本実施例の伝送情報としては、情報フレームＤａｔａ、送信権Ｔの２種があり、フレーム形式はＨＤＬＣ（High level Data Link Control）に準じている。従って、図中の記号Ｆはフレームの境界を表わすフラグ、ＤＡは宛先アドレス、ＳＡは送元アドレス、Ｃは制御バイト、Ｉはデータ、ＦＣＳはエラー検出部を示している。
【００２３】
制御バイトＣの内容はＰＬとＭからなり、ＰＬはデータＩの送信優先度を示すもので高低２種類を設定でき、例えば、１が高優先度情報、０が低優先度情報となる。Ｍは親伝送装置と子伝送装置の伝送フレーム識別するデータである。親伝送装置１０１は自発の伝送フレームのＭに親の識別子を設定し、高優先度情報のフレームのＰＬに１、低優先度情報のフレームのＰＬに０を設定し、例えばＡ系ループに高優先度情報、Ｂ系ループに低優先度情報の伝送フレームを送信する。
【００２４】
このＡ系、Ｂ系に分配された親伝送フレームのＰＬの送信優先度が、本発明で言う伝送路設定情報となる。つまり、伝送路Ａ、Ｂの送信優先度（高／低）を別の管理フレームによらず、親伝送装置１０１の伝送情報の優先度情報をそのまま利用している。本実施例によればシステム構成が簡単で、ネットワークの伝送性能の低下を生じない。
【００２５】
子伝送装置１０２はＡ系とＢ系から受信した、Ｍの識別子を持つ伝送フレームのＰＬのデータから、どちらのループで高優先度情報を伝送すべきかを知る。また、子伝送装置１０２は自己の伝送部１０４が正常動作（アライブ状態）していることを親伝送装置１０１に通知するため、送元アドレスＳＡに自アドレスをのせたＤａｔａフレームを伝送サイクルで発行する。自発の伝送情報がない場合は、宛先アドレスＤＡやデータＩは空になる。親伝送装置１０１は全受信情報の送元アドレスＳＡのうち、受信不能のＳＡからバイパス発生部分を特定する。
【００２６】
次に、親伝送装置１０１と子伝送装置１０２の詳細な構成と動作を説明する。図５は親伝送装置の機能構成で、図２（ａ）をより具体的に示している。親伝送装置１０１は複数の情報機器２１５を機器インターフェース２１４を介して収容し、ネットワーク内にある他の任意の情報機器との伝送を可能にしている。伝送部１０４を構成する送信部２０６と受信部２０７は、それぞれ伝送路１０３Ａ，Ｂ毎に設けられて伝送情報の送受信を実行する。
【００２７】
アクセス部１１４Ａ、Ｂは伝送路１０３Ａ、Ｂを複数の伝送装置で共有使用する為の機能で、後述するように、受信伝送路からの自宛情報の分岐取り込みと、送信伝送路への自発情報の挿入処理をおこなう。伝送制御２１１は情報転送する為の伝送プロトコル処理を実行する機能で、通常プロセッサのソフトウェア処理で実現される。メモリ２１２はプロセッサの処理プログラムおよび伝送情報の格納部分である。
【００２８】
網構成制御部２０１は伝送路の切替を制御する為の機能で、予め全伝送装置のＳＡ（送元アドレス）を記憶し、全受信フレームのＳＡを監視して伝送部バイパスの有無と発生個所を検出するバイパス発生部検知２０２と、バイパスの発生個所の情報からＡ系、Ｂ系伝送路のバイパス件数を比較し、バイパス件数の少ない伝送路に高優先度情報を、バイパス件数の多い伝送路に低優先度情報を分配するように、伝送路対応に高／低の送信優先度を設定する伝送路設定２０４と、この送信優先度、つまり伝送路設定情報（本実施例では、親伝送装置の伝送情報の高／低優先度を利用）をＤａｔａフレームのＣフィールド（制御バイト）のＰＬビットに載せて、各伝送装置に通知する伝送路通知２０３を有している。
【００２９】
バイパス制御部１１３と切替部１０９の説明は後述する。なお、送受信部２０６、２０７を除く各機能部は、内部バス２１３により相互に接続され、情報交換が可能な構成となっている。
【００３０】
図６は、子伝送装置の機能構成図で、図２（ｂ）をより具体的に示している。親伝送装置１０１と同等の機能には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。子伝送装置１０２は複数の情報機器２１５を機器インターフェース２１４を介して収容し、ネットワーク内にある他の任意の情報機器との伝送を可能にしている。アクセス部１１４Ａ、Ｂは送信部２０６と受信部２０７を介し、受信伝送路からの自宛情報の分岐取り込みと、送信伝送路への自発情報の挿入処理をおこなう。
【００３１】
子伝送装置１０２の網構成制御部３０１は、伝送路１０３Ａ，Ｂの切替を制御する為の機能で、親伝送フレームのＣフィールドのＰＬビットから伝送路設定情報（送信優先度）を検知する伝送路設定情報検知３０２と、この伝送路設定情報に従い、自発の高・低優先度の伝送情報をＡ系、Ｂ系どちらの伝送路に分配するかを割り付ける伝送路割付３０３と、子伝送装置１０２では機能していない伝送路通知２０３より成る。
【００３２】
なお、子伝送装置１０２の網構成制御部３０１に、親伝送装置１０１の網構成制御部２０１と同じ機能を具備させ、親伝送装置１０１に障害が発生し、ループ内に親伝送フレームが存在しないことを最初に検知した子伝送装置１０２に、代行させるようにしてもよい。すなわち、親伝送フレームの消失を最初に検知した子伝送装置１０２の伝送路設定情報検知３０２が、伝送路通知２０３に機能開始、伝送路割付３０３に伝送路設定２０３への機能変更をそれぞれ指示し、自らもバイパス発生検知２０２に機能変更して、親伝送装置１０１となり、ネットワークの伝送を継続する。
【００３３】
図７は、伝送装置のアクセス部の機能構成図である。伝送路１０３Ａ、Ｂからの受信情報はアクセス部１１４５Ａ、Ｂに取り込まれ、アクセス制御４０１、受信データバッファ４０２に供給される。アクセス制御４０１は伝送路１０３に直列に挿入され、自伝送装置が情報を送信するか受信情報をそのまま中継するかを制御する。トークンパスタイプのループアクセス方式では、送信権Ｔの獲得や送信情報のループ一巡消去等の為に必須の機能である。受信データバッファ４０２はそれぞれ入力前段に受信情報フィルタを備えて、目的の情報のみを選択して格納する一時メモリである。
【００３４】
一方、送信情報の一時メモリである送信権パターンバッファ４０３、送信データバッファ４０４は、アクセス制御４０１の中継出力とともにセレクタ４０５に集められ、その内の１情報だけが選択されて伝送路１０３に出力される。これらの送信タイミングは、アクセス制御４０１より制御される。セレクタ４０５および送信権パターンバッファ４０３を除く各機能モジュールは、内部バス２１３に接続されており、図５、６で示した網構成制御部２０１、３０１、伝送制御２１１、メモリ２１２等と情報交換が可能である。
【００３５】
図８は、伝送装置のバイパス手段の機能構成図である。バイパス制御部１１３は、送信部２０６、受信部２０７からなる伝送部１０４Ａ、Ｂを監視し、伝送サイクル毎の送信または受信が実行されていない、つまり、伝送部１０４に障害が発生した場合、切替部１０９Ａ／Ｂを制御して障害発生の伝送部１０４Ａ／Ｂを伝送路１０３から切り離し、その間をバイパス１０８で接続する。
【００３６】
図９は、一実施例による親伝送装置の動作フローを示したものである。親伝送装置１０１は、まず伝送路設定情報の初期設定を行う（ｓ１０１）。伝送サイクル毎に、親伝送装置１０１は伝送路１０３Ａ、Ｂに親伝送フレーム（Ｄａｔａフレーム）を送信する（ｓ１０２）。親伝送フレームには親識別子Ｍと送信優先度（高／低）ＰＬが載せられ、伝送路へ分配後のＰＬは伝送路設定情報である。次に、各子伝送装置１０２からの伝送データを伝送路１０３Ａ、Ｂから受信する（ｓ１０３）。
【００３７】
親伝送フレームが一巡して受信されたタイミングで、全受信データから不在の送元アドレスＳＡを割り出し、バイパス発生個所を検知する（ｓ１０４）。次に、伝送路１０３Ａと１０３Ｂのバイパス数を比較し、伝送路設定情報の切替の要否を判定する（ｓ１０５）。現在、高優先度を設定されている伝送路１０３Ａ／Ｂのバイパス数が、他（Ｂ／Ａ）より多ければ切替要となり、Ａ系とＢ系の伝送路設定情報を切替る（ｓ１０６）。それ以外は、現在の伝送路設定情報を保持して、ｓ１０２に戻る。
【００３８】
図１０は、子伝送装置の動作フローを示したものである。伝送サイクル毎に、親伝送フレームを受信し（ｓ２０１）、伝送路毎の伝送路設定情報（ＰＬ）を検出し（ｓ２０２）、自発の高・低優先度情報を伝送路設定情報（ＰＬ）に対応して伝送路１０３Ａ、Ｂに割付け（ｓ２０３）、割付けに従って伝送路１０３Ａ、Ｂに分配した伝送データを送信する（ｓ２０４）。子伝送フレームには、送元アドレスＳＡをのせて伝送し、親伝送装置１０１の障害発生個所検知に利用する。
【００３９】
【発明の効果】
本発明のネットワークによれば、複数の伝送装置を二重伝送路で結合し、各伝送装置の高優先度情報と低優先度情報を伝送路別に伝送する場合に、伝送路毎にバイパスされた伝送部を検知し、バイパスの少ない伝送路で高優先度情報を伝送するように制御するので、障害発生による高優先度情報の消失を抑制でき、伝送品質と伝送効率を向上する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の二重伝送路を有するネットワークの概略構成と動作の一実施例を示す説明図。
【図２】親伝送装置と子伝送装置の概略の機能の一実施例を示す構成図。
【図３】一実施例のループアクセス方式を示すネットワークの伝送タイムチャート。
【図４】一実施例による伝送情報のフォーマットの説明図。
【図５】一実施例による親伝送装置の機能構成図。
【図６】一実施例による子伝送装置の機能構成図。
【図７】一実施例によるアクセス部の機能構成図。
【図８】一実施例による伝送部バイパス機構の機能構成図。
【図９】一実施例による親伝送装置の動作フローチャート。
【図１０】一実施例による子伝送装置の動作フローチャート。
【符号の説明】
１０１…親伝送装置、１０２…子伝送装置、１０３…伝送路、１０４…伝送部、１０５…高優先度情報、１０６…低優先度情報、１０８…バイパス、１０９…切替部、１１３…バイパス制御部、１１４…アクセス部、１１５…優先度制御部、１１６…情報分配制御部、２０１…網構成制御部、２０２…バイパス発生部検知、２０３…伝送路通知、２０４…伝送路設定、２０６…送信部、２０７…受信部、２１１…伝送制御、２１２…メモリ、２１３…内部バス、２１４…機器インタフェース、２１５…情報機器、３０１…網構成制御部、３０２…伝送路設定情報検知、３０３…伝送路割付。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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