(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２台の端末装置が接続されたバス型ＬＡＮシステムにおいてその物理的構成情報を採取する方法であって、
バスの一端において、ある端末装置から送信されたデータを検出してバス上にパルス信号を発生し、
バスの他端において、前記端末装置から送信されたデータの受信から前記パルス信号の受信までの時間差を測定し、
該測定により得られた時間差および既知のバス伝播速度に基づいて、前記端末装置のバス上の接続位置を求める
ことを特徴とする、ＬＡＮシステムの物理的構成情報を採取する方法。
【請求項２】
前記物理的構成情報の採取は、通常のＬＡＮ動作中に行なうことを特徴とする請求の範囲第１項記載の、ＬＡＮシステムの物理的構成情報を採取する方法。
【請求項３】
少なくとも２台の端末装置が接続されたバス型ＬＡＮシステムにおいて、その物理的構成情報を採取する装置であって、
バスの一端に接続される第１のアダプタと、
バスの他端に接続される第２のアダプタとを備え、
前記第１のアダプタは、少なくとも、
各端末装置からの送信データを受信する回路と、
該送信データの受信に応じて予め定められたパルス信号をバス上に発信するパルス発信回路とを有し、
前記第２のアダプタは、少なくとも、
各端末装置からの送信データを受信する回路と、
該受信した送信データに含まれる送信元端末装置アドレスを検知する回路と、
前記第１のアダプタのパルス発信回路から発信されたパルス信号を検出するパルス検出回路と、
前記端末装置からの送信データと前記第１のアダプタからのパルス信号との到達時間差を測定するカウンタ回路と、
該カウンタ回路のカウント値を対応する送信元端末装置アドレスとともに記憶するメモリとを有する
ことを特徴とする、ＬＡＮシステムの物理的構成情報を採取する装置。
【請求項４】
前記第１および第２のアダプタは、各々、前記バスを終端する終端抵抗を有することを特徴とする請求の範囲第３項記載の、ＬＡＮの物理的構成情報を採取する装置。
【請求項５】
前記第１のアダプタのパルス発信回路は、受信したデータの終了を検出後、前記パルス信号を発生し、前記第２のアダプタのカウンタ回路は前記送信データの終了を検出した後、カウント動作を開始する請求の範囲第３または４項記載の、ＬＡＮシステムの物理的構成情報を採取する装置。
【請求項６】
前記第２のアダプタは、バス上にプリアンブル信号を発信するプリアンブル発信回路を有し、前記パルス検出回路および前記カウント回路を用いて、前記パルス信号送出後、前記第１のアダプタから送出されたパルスの到着までの時間を測定し、該測定により得られたカウント値を前記メモリに記憶する請求の範囲第３、４または５項記載の、ＬＡＮシステムの物理的構成情報を採取する装置。
【請求項７】
請求の範囲第４、５または６項に記載の装置と、該装置の第２のアダプタ内のメモリに記憶されたデータを取り出す通信手段と、該取り出されたデータに基づいて、ＬＡＮ内の各端末装置の接続位置を算出する処理手段と、該算出された接続位置を反映させた物理的構成図を表示する表示手段とを有する計算機と、
を備えたＬＡＮシステムの物理的構成図作製システム。
【請求項８】
請求の範囲第７項に記載の装置と、
該装置の第２のアダプタ内のメモリに記憶されたデータを取り出す通信手段と、該取り出されたデータに基づいて、ＬＡＮ内の各端末装置の接続位置およびバスの全長を算出する処理手段と、該算出された接続位置およびバスの全長を反映させた物理的構成図を表示する表示手段とを有する計算機と、
を備えたＬＡＮシステムの物理的構成図作製システム。
【請求項９】
バス上にパケットを送信しうる少なくとも３台の端末装置が接続され、そのうちの第１および第２の端末装置が送信したパケットがバス上で衝突した場合、当該衝突したパケットを送信した端末装置が衝突信号を受信したときに予め定められたデータ長のジャム信号を送信するバス型ＬＡＮシステムにおいて、衝突を生じた第１および第２のパケットを送信した前記第１および第２の端末装置を特定する方法であって、
バスの両端に第１および第２のアダプタを設け、
前記第１のアダプタは、衝突信号を検出したとき予め定めた第１のパルス信号をバス上に発生し、ついで、ジャム信号の終了を検出したとき予め定めた第２のパルス信号をバス上に発生し、
前記第２のアダプタは、前記衝突信号の終了を検出した時点から、前記ジャム信号の終了を検出するまでの第１の時間αと、前記第１のパルス信号を受信するまでの第２の時間βと、前記第２のパルス信号を受信するまでの第３の時間γとを計測し、
前記第２の時間と第１の時間との差（β−α）および既知のバス伝播速度に基づいて、前記第１のアダプタから前記第１および第２の端末装置の一方までのバス上の第１の距離を求めるとともに、前記第３の時間γおよび前記バス伝播速度に基づいて、前記第１のアダプタから前記第１および第２の端末装置の他方までのバス上の第２の距離を求め、
該求められた第１および第２の距離を、前記少なくとも３台の端末装置の各々の既知のバス上接続位置と照合して、前記第１および第２の端末装置が前記少なくとも３台の端末装置のいずれであるかを特定する
ことを特徴とする、ＬＡＮシステムにおける衝突端末の特定方法。
【請求項１０】
バス上にパケットを送信しうる少なくとも３台の端末装置が接続され、そのうちの第１および第２の端末装置が送信したパケットがバス上で衝突した場合、当該衝突したパケットを送信した端末装置が衝突信号を受信したときに予め定められたデータ長のジャム信号を送信するバス型ＬＡＮシステムにおいて、衝突を生じた第１および第２のパケットを送信した前記第１および第２の端末装置を特定するための装置であって、
バスの一端に接続される第１のアダプタと、
バスの他端に接続される第２のアダプタとを備え、
前記第１のアダプタは、少なくとも、
パケットおよびジャム信号を検出する手段と、
衝突信号を検出する手段と、
前記衝突信号の検出時に予め定めた第１のパルス信号をバス上に発生し、前記ジャム信号の終了を検出したとき予め定めた第２のパルス信号をバス上に発生する手段とを有し、
前記第２のアダプタは、少なくとも、
パケットおよびジャム信号を検出する手段と、
衝突信号を検出する手段と、
前記衝突信号の終了を検出した時点から、前記ジャム信号の終了を検出するまでの第１の時間αと、前記第１のパルス信号を受信するまでの第２の時間βと、前記第２のパルス信号を受信するまでの第３の時間γとを計測する手段と、
該計測された時間α、β、γを記憶する手段とを備える装置。
【請求項１１】
請求の範囲第１０項記載の装置において、
前記第２の時間と第１の時間との差（β−α）および既知のバス伝播速度に基づいて、前記第１のアダプタから前記第１および第２の端末装置の一方までのバス上の第１の距離を求めるとともに、前記第３の時間γおよび前記バス伝播速度に基づいて、前記第１のアダプタから前記第１および第２の端末装置の他方までのバス上の第２の距離を求め、該求められた第１および第２の距離を、前記少なくとも３台の端末装置の各々の既知のバス上接続位置と照合して、前記第１および第２の端末装置が前記少なくとも３台の端末装置のいずれであるかを特定する手段を有することを特徴とする装置。
【請求項１２】
バス型ＬＡＮシステムにおいて、バス上で発生した電気的ノイズの発生位置を検出するための方法であって、
バスの両端に第１および第２のアダプタを設け、
前記第１のアダプタは、ノイズを検出した後、該ノイズの終了を検出したとき、予め定めたパルス信号をバス上に発生し、
前記第２のアダプタは、前記ノイズを検出した後、該ノイズの終了を検出した時点から前記パルス信号を受信するまでの時間を計測し、
該計測された時間および前記バス伝播速度に基づいて、前記第１のアダプタから前記ノイズの発生位置までのバス上の距離を算出する、
ことを特徴とするノイズ発生位置検出方法。
【請求項１３】
バス型ＬＡＮシステムにおいて、バス上で発生した電気的ノイズの発生位置を検出するための装置であって、
バスの一端に接続される第１のアダプタと、
バスの他端に接続される第２のアダプタとを備え、
前記第１のアダプタは、少なくとも、
バス上で発生したノイズの終了を検出する手段と、
該ノイズの終了を検出したとき、予め定めたパルス信号をバス上に発生する手段とを有し、
前記第２のアダプタは、少なくとも、
バス上で発生したノイズの終了を検出する手段と、
該ノイズの終了を検出した時点から、前記パルス信号を受信するまでの時間を計測する手段と、
該計測された時間を記憶する手段と、
を備えたことを特徴とするノイズ発生位置検出装置。
【請求項１４】
請求の範囲第１３項記載の装置において、
前記計測された時間と既知のバス伝播速度に基づいて、前記第１のアダプタから前記ノイズ発生位置までのバス上の距離を算出する手段を有することを特徴とするノイズ発生位置検出装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）に係り、特にその物理的構成情報を自動的に採取し、物理的構成図を作製するシステム、ならびにＬＡＮシステムにおける衝突端末の特定およびノイズ発生位置の検出に関する。
背景技術
ＬＡＮシステムを保守する場合、その論理的な構成を認識するだけでは不十分であり、（ａ）ＬＡＮケーブルのどの位置に（端から何ｍの位置に）どの端末装置（以下単に端末という）が接続されているか、および（ｂ）端末間の間隔は規格通りか、を認識する必要がある。（ａ）の情報は、特に、障害切り分けのために必要となる情報である。
従来、このような情報を保守者が認識管理し、また、それを認識しうるドキュメントとしてＬＡＮの物理的構成図を手作業で用意していた。
ところで、ＬＡＮシステムにおいては、端末およびケーブルの追加、削除等、システム構成の変更が比較的頻繁に発生する。このような変更に対して、前記物理的構成図等のドキュメントを、その都度、人手により整備するのは煩雑であり、また、正確さにも欠けるおそれがある。
さらに、この作業は、副次的な業務であるため、しばしば実施されないことがあり、ＬＡＮシステムに問題が発生して初めて構成図等のドキュメントの必要性を認識する、という現状もあった。
また、通常、アクセス制御方式として衝突検出型搬送波検知多重アクセスＣＳＭＡ／ＣＤ（ＩＥＥＥ802.3）を採用するＬＡＮシステムは、複数の端末から送信されたデータ同士の衝突を想定したアルゴリズムで動作している。一般に、利用率が増加すると衝突回数が増加しＬＡＮの性能は極端に低下する。しかし、どの端末から発信されたデータが衝突を起こしたか、あるいは起こし易いかは各端末の利用率から推測するしかなく、特に、ＬＡＮの物理層不良による衝突の場合は、不良部位の切り分けに多くの時間を要する。特に、物理層の不良がインタミッテントに発生する場合には解決に長時間を要す。
また、ＬＡＮケーブル上に乗る電気的ノイズは、ＬＡＮのスループットを低下させたり、ＬＡＮシステムを動作不能にする。このノイズに関しても、その発生ポイントを推定する手段が無く対策に長時間を要する。本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、ＬＡＮの物理的構成情報を自動的に採取することができる方法および装置を提供することを目的とする。
本発明の他の目的は、このような装置を用いて、ＬＡＮの物理的構成図を自動的に作製することができるシステムを提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、ＬＡＮ上を伝送されるパケットのアドレスを認識できなくても、ＬＡＮシステム稼働時に送信データの衝突を起こした端末を特定し、またはノイズの発生位置を検出し、この端末またはノイズ発生位置を記録しておくことによってＬＡＮシステムの状態を容易に把握することができる装置を提供することにある。
発明の開示
上記目的を達成するために、本発明によるＬＡＮシステムの物理的構成情報を採取する方法は、少なくとも２台の端末装置が接続されたバス型ＬＡＮシステムにおいてその物理的構成情報を採取する方法であって、バスの一端において、ある端末から送信されたデータを検出してバス上にパルス信号を発生し、バスの他端において、前記端末から送信されたデータの受信から前記パルス信号の受信までの時間差を測定し、該測定により得られた時間差および既知のバス伝播速度に基づいて、前記端末のバス上の接続位置を求めるようにしたものである。
また、本発明によるＬＡＮシステムの物理的構成情報を採取する装置は、少なくとも２台の端末装置が接続されたバス型ＬＡＮシステムにおいて、その物理的構成情報を自動的に摂取する装置であって、バスの一端に接続される第１のアダプタと、バスの他端に接続される第２のアダプタとを備え、前記第１のアダプタは、少なくとも、各端末からの送信データを受信する回路と、該送信データの受信に応じて予め定められたパルス信号をバス上に発信するパルス発信回路とを有し、前記第２のアダプタは、少なくとも、各端末からの送信データを受信する回路と、該受信した送信データに含まれる送信元端末装置アドレスを検知する回路と、前記第１のアダプタのパルス発信回路から発信されたパルス信号を検出するパルス検出回路と、前記端末からの送信データと前記第１のアダプタからのパルス信号との到達時間差を測定するカウンタ回路と、該カウンタ回路のカウント値を対応する送信元端末装置アドレスとともに記憶するメモリとを有するものである。
また、本発明は、このような、ＬＡＮシステムの物理的構成情報を採取する装置と既存の計算機を組み合わせることにより、物理的構成図作製システムを構成する。
このように、バス型ＬＡＮのバスの両端に、それぞれ特有の構成を有する第１および第２のアダプタを設けることにより、ＬＡＮシステムの動作を通じて、その物理的構成情報を自動的に採取する。すなわち、ＬＡＮに接続された端末が他の端末へ向けてバス上にデータを送信する度に、第１および第２のアダプタの働きにより、バス上でのその端末の接続位置に対応するデータを自動的に取り込む。これにより、ＬＡＮの動作を停止させることなく、ＬＡＮシステムの通常の動作を通じて、物理的構成情報を採取することができる。この採取された情報は、一旦、第２のアダプタ内のメモリに格納しておき、必要時に、外部の計算機から取りだし、既知のバス伝播速度を基に、各端末のバス上接続位置等を算出する。また、計算機上で、この算出されたバス上接続位置等を基に、グラフィックおよび文字データからなる物理構成図を作製し、表示または印刷出力する。
この構成により、従来のように人手でＬＡＮシステムの物理的構成を管理したり、その構成図を人手で作製したりする必要がなくなる。
また、第１および第２アダプタは、マイクロコンピュータを内蔵することなくハードウエアのみで実現することができるので、比較的安価に製造することが可能である。
本発明によるＬＡＮシステムにおける衝突端末の特定方法は、バス上にパケットを送信しうる少なくとも３台の端末装置が接続され、そのうちの第１および第２の端末装置が送信したパケットがバス上で衝突した場合、当該衝突したパケットを送信した端末装置が衝突信号を受信したときに予め定められたデータ長のジャム信号を送信するバス型ＬＡＮシステムにおいて、衝突を生じた第１および第２のパケットを送信した前記第１および第２の端末装置を特定する方法であって、バスの両端に第１および第２のアダプタを設け、前記第１のアダプタは、衝突信号を検出したとき予め定めた第１のパルス信号をバス上に発生し、ついで、ジャム信号の終了を検出したとき予め定めた第２のパルス信号をバス上に発生し、前記第２のアダプタは、前記衝突信号の終了を検出した時点から、前記ジャム信号の終了を検出するまでの第１の時間αと、前記第１のパルス信号を受信するまでの第２の時間βと、前記第２のパルス信号を受信するまでの第３の時間γとを計測し、前記第２の時間と第１の時間との差（β−α）および既知のバス伝播速度に基づいて、前記第１のアダプタから前記第１および第２の端末装置の一方までのバス上の第１の距離を求めるとともに、前記第３の時間γおよび前記バス伝播速度に基づいて、前記第１のアダプタから前記第１および第２の端末装置の他方までのバス上の第２の距離を求め、該求められた第１および第２の距離を、前記少なくとも３台の端末装置の各々の既知のバス上接続位置と照合して、前記第１および第２の端末装置が前記少なくとも３台の端末装置のいずれであるかを特定するものである。
本発明は、この衝突端末の特定方法を実施するための装置も提供する。
さらに、本発明によるノイズ発生位置検出方法は、バス型ＬＡＮシステムにおいて、バス上で発生した電気的ノイズの発生位置を検出するための方法であって、バスの両端に第１および第２のアダプタを設け、前記第１のアダプタは、ノイズを検出した後、該ノイズの終了を検出したとき、予め定めたパルス信号をバス上に発生し、前記第２のアダプタは、前記ノイズを検出した後、該ノイズの終了を検出した時点から前記パルス信号を受信するまでの時間を計測し、該計測された時間および前記バス伝播速度に基づいて、前記第１のアダプタから前記ノイズの発生位置までのバス上の距離を算出するようにしたものである。
本発明は、このノイズ発生位置検出方法を実施するための装置も提供する。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明が適用されたＬＡＮおよび物理構成図作製システムの構成例を示すブロック図である。
図２は、図１のシステムにおける動作のタイミング図である。
図３、図１に示すアダプタから送信されるパルスの構成を示す波形図である。
図４は、図１に示した端末から送信されるデータのフォーマットを示すフォーマット図である。
図５は、図１に示したシステムにより作製される、ＬＡＮシステムの物理的構成図の一例を示す説明図である。
図６は、本発明の原理を説明するための説明図である。
図７は、図１に示したメモリの記憶領域を示す説明図である。
図８は、本発明による衝突端末の検出およびノイズ発生位置の検出を行うためのＬＡＮシステムの構成例を示すブロック図である。
図９は、図８のシステムにおける衝突端末検出の動作原理を説明するためのタイミング図である。
図１０は、図８のシステムにおけるノイズ発生位置検出の動作原理を説明するためのタイミング図である。
図１１は、具体的なＬＡＮの構成を例示する図である。
図１２は、ＬＡＮケーブル上の信号波形の説明図である。
図１３は、図１１のＬＡＮ構成における衝突検出動作を説明するためのタイミング図である。
図１４は、衝突検出時にメモリに格納するデータのフォーマットを示す図である。
発明を実施するための最良の形態
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態につき、詳細に説明する。この例では、同軸ケーブルを通信路として用いたバス型のＬＡＮに本発明を適用したものを示す。
まず、図６により本発明におけるＬＡＮの物理的構成の検出の原理を説明する。
今、同図に示すように、全長Ｌの同軸ケーブルの中間の任意の位置（ケーブルの一端から距離ｘにある位置）に端末が接続されているものとする。ケーブルの両端は、通常、信号の反射を防止するために、終端抵抗で終端される。本発明では、同軸ケーブルの両端部に、それぞれ、終端回路を内蔵した、物理的構成情報を自動的に取り込むためのアダプタＡおよびアダプタＢを設ける。端末の位置（距離ｘ）を以下の手順で求める。
同軸ケーブルの信号伝播速度は既知として、一方のアダプタから送信したパルス信号が他方のアダプタ側で反射して戻って来るまでに要する時間を測定することにより、ケーブル長を求める。このとき、他方のアダプタ側で信号反射を起こさせるために、その終端を意図的に開放しておく。
（１）端末から、パルス信号をケーブルに注入する。このパルス信号としては、実際には、通常のＬＡＮによる通信時に用いられるデータフレームを用いる。
（２）アダプタＡは、端末からのパルス信号を受けると、直ちに、パルス信号をケーブルに注入する。
（３）アダプタＢは、端末から送信されたパルス信号と、アダプタＡから送信されたパルスの到着時間差を計測する。この時間差は、パルス信号が距離ｘを往復する時間に相当する。前述のように、パルス信号の伝播速度が既知なので、この到着時間差から距離ｘが求まる。
さて、図１に、本発明に係るＬＡＮの物理的構成図作製システムの構成例を示す。このＬＡＮは、同軸ケーブル（３Ｃ２Ｖ）を使用したバス型のＬＡＮ（例えばイーサネット）である。すなわち、イーサネットバス３にこの例では２台の端末１４，２４が接続され、バス３の両端にそれぞれアダプタ１，２が接続されている。厳密にいえば、本発明の物理的構成図作製システムは、アダプタ１，２と、アダプタに接続されたデータ処理用パーソナルコンピュータ（パソコン）５から構成される。アダプタ１，２は、ＬＡＮシステム敷設時にバスの両端に接続される。
アダプタ１は、終端抵抗１６の他に、同期回路１７、パルス発信回路１９を有する。アダプタ２は、終端抵抗２６の他に、端末アドレス検知回路２０、カウンタ回路２１、パルス検出回路２２、メモリ２３、同期回路２７、プリアンブル発信回路２９を有する。アダプタ２は、ＲＣ２３２Ｃケーブル２４を介してパソコン５と接続される。本例では、アダプタ１，２はいずれもマイクロコンピュータを内蔵せず、ハードウエアのみで構成されている。アダプタ内の各要素の働きについては、後述する。パソコン５は、詳述しないが、通常どおり、データ通信手段（モデム等）、処理手段（プロセッサ）、表示手段（ディスプレイデバイス）、印刷手段（プリンタ）等を有する。
以下、図１のシステムにおける動作を説明する。
個々の端末の接続位置を検出する前に、まず、バスの全長Ｌを求める。そのために、アダプタ２のプリアンブル発信回路２９からプリアンブルをバス上に注入する。このプリアンブルは、図４に示すように通信時に用いられるデータフレームの先頭につくプリアンブルと同一である。アダプタ１は、前記測定原理に準じてプリアンブルを検出し、プリアンブルが終了したら直ちに図３に示すようなパルスをケーブル上に注入する。このパルスは、パルス検出回路２２により検出される。アダプタ２は、プリアンブルを発信してから、パルスを受信するまでの時間をカウンタ回路２１により計測する。カウンタ回路２１は、この例では、１０ｎｓ（ナノ秒）のクロックをカウントする。したがって、１カウントは１０ｎｓに相当する。また、１０ｎｓは同軸ケーブル製のバス１ｍを信号が往復する伝播時間に相当する。例えば求めた時間がＮカウント＝１０Ｎナノ秒の場合、その長さはＮ／２ｍに相当する。このようにして、バスアダプタ１，２間の全長Ｌが求まる。アダプタ２は、前記のように求まったカウント値ＣＮＴ０をメモリ２３に格納する。この様子を図７に示す。ＣＮＴ０は、メモリ２３の記憶領域２３に格納されている。
次に、各端末の位置を求める。
ＬＡＮシステム動作中、端末間でデータの送受信が行なわれる。バス３上には、データの衝突がない場合、一時に、１台の端末のデータしか存在しない。任意の端末からの送信データのデータフォーマットは図４に示すとおりである。すなわち、送信データは、同期用のプリアンブル４１（７バイト）、送信先端末アドレス４２（６バイト）、送信元端末アドレス４３（６バイト）、送信データ４４（６４〜１５００バイト）および同期フラグ４５（１バイト）からなる。端末アドレス４２，４３はヘッダ部を構成する。同期フラグ４５で周期をとることによって、ヘッダ部は固定長なので、後述するように、アダプタ２において、受信バイト数に基づいて送信元端末アドレスを取り出すことができる。
今、図１において、例えば、端末１４から端末２４へデータを送出したとする。このときのタイミング図を図２に示す。当然ながら、このデータは端末２４に受信されるが、このことは本発明と直接関係ないので、図２には端末２４の動作を示していない。この図において、端末１４がデータを送出した時点を時刻０とし、縦方向下側に向かって時間が経過するものとする。
端末１４からのデータは、図１の例では、まずアダプタ１に到達する。アダプタ１は、その同期回路１７により受信データの周期フラグ４５（図４）で同期をとることによって、これを検出する（図２のｔ１）。アダプタ１は、データの終了検出後、直ちに、パルス発信回路１９により図３に示すような負のパルス（半波正弦波：幅１００ｓ、振幅０．８Ｖ）をバス３に注入する（図２のｔ２）。
このように、ＪＩＳＸ５２５２では、データとデータの間隔を９．６μｓ以上と規定しており、ＬＡＮのバスが空いている前記データ終了検出後の時間内にパルスの送受を行うことによって、端末間のデータ送受にまったく影響を及ぼすことなく、このパルスの送受を行うことができる。
一方、アダプタ２は、端末１４からのデータを同様に同期回路２７を用いて、同期フラグ４５で同期をとることによって、これを検出し（図２のｔ３）、データの終了検出後、カウンタ回路２１のカウント動作を開始する。これと並行して、端末アドレス検知回路２０で受信データのヘッダ部（図４）内の送信元端末アドレス（この場合、端末１４のアドレス）を検知し、これをメモリ２３の所定位置に格納する。また、図４のデータ部４４に入っているＩＰアドレス等も格納しておくこともできる。その後、アダプタ１から送信されたパルスをパルス検出回路２２で検出し（図２のｔ４）、この時点でカウンタ回路２１のカウント動作を停止させる。このカウント値は、先に格納した送信元端末アドレスと対にしてメモリ２３に格納される。この様子を図７の格納位置７１，７２に示す。
通常のＬＡＮシステム動作において、各端末からデータの送信が行なわれるので、ある期間（例えば１週間）データを収集することにより、すべての端末についてのカウント値が求まる（図７の７１〜８０）。記憶位置７１，７２と７７，７８のように、同一の端末についてのデータが重ねて取り込まれることもありうる。後にパソコン５でメモリ２３のデータを吸い上げるとき、重複した端末のデータに廃棄される。この代わりに、メモリ２３の使用するメモリ領域を節約するために、同一の端末アドレスについては、２回目以降のデータを破棄、または、前データとの加算平均をとるように、ハードウエアを構成することもできる。
なお、図７に示したデータの格納形式はあくまで一例を示したにすぎず、例えば、アドレス（ＡＤＤＲ）およびカウント値（ＣＮＴ）の対応関係が明白であるかぎり、両者が同一の記憶領域（アドレス）に格納されてもよく、あるいは、それぞれが複数の記憶領域にまたがって格納されてもよい。
このようにしてメモリ２３内に各端末のカウント値が求まった後、この内容を、ＲＳ２３２Ｃケーブル２４を介して外部のパソコン５に吸い上げる。パソコン５では、内部の処理手段により、各端末について、そのカウント値に基づいて接続位置すなわち距離ｘ（ｍ）を求める演算を行なう。その際、異なる端末アドレスの個数を計数し、その計数値を端末台数とする。さらに、この演算結果に基づいて、表示手段により物理的構成図をグラフィックおよび文字データにより表示画面上に表示する。もちろん、これを印刷出力することも可能である。
距離ｘの算出法について、簡単に説明する。図２のタイミング図から、以下のような関係が得られる。
ｔ３＋ｔ１＝Ｔ  （端末１４からのデータが両アダプタ１、２に達する時間の和）
ｔ４−（ｔ１＋ｔα）＝Ｔ
カウンタ動作時間ｔｃ
＝ｔ４−（ｔ３＋ｔβ）
＝（Ｔ＋（ｔ１＋ｔα））−（（Ｔ−ｔ１）＋ｔβ
＝Ｔ＋ｔα−ｔβ
ここで、ｔα＝ｔβなので、ｔｃ＝２ｔ１となる。
以上の関係と、バス１ｍの伝播時間を５（ｎｓ）とすると、距離ｘ（ｍ）の伝播時間に相当する時間ｔ１（ｎｓ）は、次のようになる。
ｔ１＝ｘ×５（ｎｓ）＝ｔｃ／２
すなわち、距離ｘは、
ｘ（ｍ）＝ｔ１／５＝ｔｃ／１０          （１）
カウンタ動作時間ｔｃは、カウンタの時間間隔（１０ｎｓ）とカウンタ値から容易に求められる。
パソコン５は、各端末のカウント値に基づいて、式（１）により、その接続位置ｘを順次求める。また、バスの全長Ｌは、前述したように、
Ｌ（ｍ）＝カウント値（ＣＮＴ０）／２
で求まる。各端末間の距離も、各接続位置の差により求まる。
図５に、これら求められた最新の物理的構成情報に基づいて作製された物理的構成図の例を示す。この図に示すような端末数および端末間距離をパラメータとした図の作製が、パソコン５の比較的簡単なプログラムの実行により実現できることは、当業者には明らかであろう。
以上説明した例では、各端末の物理的構成情報を、通常のＬＡＮ動作中に採取する例を示したが、必要時に、情報未採取の端末から試験的にデータを送信するようにすれば、適宜目的の情報を採取することができる。
終端抵抗は、アダプタ１，２に内蔵するものとしたが、アダプタと別に設けるようにしてもよい。
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。この実施形態は、バス上でのデータの衝突が生じたとき、そのデータがどの端末とどの端末から送信されたものであるか、およびノイズが発生したときそのノイズがどの位置で発生したかを検出するものである。この際、その前提として、バスの全長が何ｍであって、各端末（ＨＵＢ、ブリッジ、ルータを含む）は物理的にバスのどの位置に接続されているかは、既知であるとする。この物理的な構成情報は、第１の実施形態を利用して自動的に求めることができるが、別の方法で求めてもよい。
図８に、第２の実施形態のシステム構成を示す。図１に示した構成要素と同一のものには同一の参照番号を付してある。図１と同様に、ＬＡＮケーブル３の両端にアダプタ１００とアダプタ２００とがそれぞれ接続されている。ＬＡＮケーブル３の既知の位置に、端末１４、端末１５および図示しない他の端末が接続されているとする。アダプタ５００には、図１の場合と同様に必要時にパソコン（ＰＣ）５が接続され、アダプタ２００で採取したデータを吸い上げ、このデータと既知の物理的構成情報から衝突した端末を特定しその結果を表示する。
一方のアダプタ１００は、終端回路（図１の終端抵抗に相当）１０１、パケット検出回路１０２、ノイズ検出回路１０３、衝突検出回路１０４、衝突・ノイズ終了検出回路１０５、およびパルス発生回路（図１のパルス発信回路１９に相当）１１１により構成される。これらの各回路の機能については後述する。パケット検出回路１０２は、図１の同期回路２７および端末アドレス検知回路２０を含むものである。
他方のアダプタ２００は、終端回路２０１、パケット検出回路２０２（パケット検出回路１０２と同等）、ノイズ検出回路２０３（ノイズ検出回路１０３と同等）、衝突検出回路２０４（衝突検出回路１０４と同等）、終了検出回路２０５（終了検出回路１０５と同等）、カウンタ回路２０６（図１のカウンタ回路２１に相当）、通信制御回路２０７、パルス検出回路２０８（図１のパルス検出回路２２に相当）、制御部２０９、およびメモリ２１０（図１のメモリ２３に相当）により構成される。
パケット検出回路、衝突検出回路、パケット終了検出回路、衝突終了検出回路については、これらを内蔵した市販の専用ＩＣ、例えばナショナルセミコンダクタ製のＤＰ８３９２Ｃを利用することができる。
ここで、パケットの検出および衝突信号の検出の方法について説明する。
同軸ケーブル３上にパケットが送出されると図１２（ａ）に示すような負のパルス信号が、アダプタ１００、２００に入力する。この信号は、図示しないローパスフィルタ（４−ＰＯＬＥ  ＢＥＳＳＥＬ  ＬＯＷ  ＰＡＳＳ  ＦＩＬＴＥＲ）を介して（ｂ）の信号となる。このローパスフィルタの出力は、パケット検出回路１０２、２０２および衝突検出回路１０４、２０４で用いるものであり、終端回路１０１、２０１の後段に配置される。このローパスフィルタの出力が予め定めた第１の閾値ＴＨ１（例えば−０．５５〜−１．２Ｖ）を越えた場合、パケットが入力されたと検出することができる。また、パケットの終了は、図１２（ａ）の信号が２００ｎｓの間、無信号になった時点でパケットが終了したものとみなす。
一方、パケットの衝突の検出は、パケットが衝突することによって、信号レベルが大きい衝突信号が発生し、その結果、ローパスフィルタの出力が大きくなることを利用して行う。すなわち、図１２（Ｃ）に示すように、ローパスフィルタ出力が第２の閾値ＴＨ２（例えば−１．５３Ｖ）を越えたとき衝突が発生したと検出する。このように、ローパスフィルタの出力信号レベルを２つの閾値を使ってチェックすれば、正常なパケットを受信しているか、あるいは、衝突が発生しているかが判明する。衝突終了の検出は、ローパスフィルタの出力が再び衝突検出の閾値Ｔ２をクロスした時点で行う。
ジャム信号自体は、パケットと同等の信号レベルを有するので、ジャム信号の検出およびその終了の検出は、パケットと同様に行われる。
さて、図８のシステムにおける衝突端末（衝突を生じたデータを送信した端末）を特定するための動作を説明する。今、いずれかの端末（例えば端末１４）からパケット信号が送出されたとする。この送出されたパケットはＬＡＮケーブル３の両端に向かって伝送される。また、ほぼ同時に、別の端末（例えば端末２４）からもパケットが出力されたとする。このパケットも同様にＬＡＮケーブルの両端に向かって伝送される。この時、ＬＡＮケーブル３上でパケット信号同士が衝突する。ＬＡＮケーブル３の一端に接続されたアダプタ１００には、まず端末１４からのパケットが到達し、その後、衝突信号が到達する。このパケット信号および衝突信号は、それぞれアダプタ１００の内部のパケット検出回路１０２と衝突検出回路１０４により検出され、それぞれの検出信号が出力される。この検出信号はパケット・衝突終了検出回路１０５に入力される。この終了検出回路１０５は、それぞれの信号が無くなったことを検出しパルス出力開始信号を出力する。このパルス出力開始信号はパルス発生回路１１１に入り、パルス発生回路１１１は所定のパルスをＬＡＮケーブル３上に注入する。
一方、パケット信号と衝突信号はアダプタ２００にも順次到達する。このパケットはアダプタ２００の内部のパケット検出回路２０２と衝突検出回路２０４に入り、それぞれの検出信号が出力される。この検出信号はパケット・衝突終了検出回路２０５に入力される。終了検出回路２０５は、それぞれの信号が無くなったことを検出し、パケット終了信号と衝突終了信号を出力する。衝突終了信号でカウンタ回路２０６は時間カウントを開始する。また、ＬＡＮケーブル３上の信号はパルス検出回路２０８に入っており、この回路２０８は、終了検出回路２０５の衝突終了検出後に、アダプタ１００からのパルスをコンパレータ（図示せず）により所定のスライスレベルで検出し、検出信号を出力する。この時、第１の実施形態で示した、パケットレベルと同一でパルス幅が１００ｎｓのパルスでは、パルスと信号が重なるために、アダプタ２００がパルスを識別できない。これを回避する方法としては、パルスレベルの調整、パルス幅の調整等の方法があるが、本実施形態では、パルスレベルを衝突信号と同一（例えば−４．０Ｖ）とすることによって、パルスの認識を可能にする。この検出信号は、制御部２０９に入り、制御部２０９がこの時点のカウンタ２０６のカウンタ値をメモリ２１０の所定の領域に記録する。また、制御部２０９は、衝突終了信号でカウンタ回路２０６が動作した場合、パケットの終了信号を受けた時点のカウンタ値をメモリに記録する。この記録されたカウンタ値をアダプタ２００に接続したＰＣ５で処理することによって衝突を起こした端末を特定する。
このようにして採取されたカウント値に基づいて衝突端末を特定できることを、図９のタイミング図を用いて説明する。図９の横軸は、ＬＡＮケーブル３の全長に相当し、その上に既知の位置にパケット衝突を起こした端末Ｔ１とＴ２が配置されているとする。図９の縦方向は時間を表しており、下に向かって時間経過を示す。パケット衝突を起こした端末Ｔ１，Ｔ２がＬＡＮシステムのどの端末であるかは以下のようにして決定される。
今、端末Ｔ１がＡ点でパケットを送出し、若干遅れて、端末Ｔ２がＢ点でパケットを送出したとする。すると、Ｃ点で両パケットが衝突し、Ｄ点で端末Ｔ１が衝突の発生を検出し、Ｅ点で端末Ｔ２が衝突の発生を検出する。両端末は、衝突の発生を検出すると、パケットの送信を中止し、ＬＡＮの規格（IEEE802.3）に従ってＬＡＮケーブル３に接続されている全端末に衝突の発生を周知させるために３２ビットの任意のパターンからなるジャム信号をＦ，Ｇ点まで出力する。このような状況で、アダプタ１００はＨ点でパケット検出回路１０２によりパケットを検出し、Ｉ点で衝突検出回路１０４により衝突の発生を検出する。さらに、Ｊ点で終了検出回路１０５により衝突の終わりを検出しパルスを出力し、Ｋ点で終了検出回路１０５ジャム信号（これもパケットと同等の信号）の終わりを検出しパルスを出力する。また、アダプタ２００は、Ｌ点でパケット検出回路２０２によりパケットを検出し、Ｍ点で衝突検出回路１０４により衝突を検出する。ついで、Ｎ点で終了検出回路２０５により衝突の終わりを検出しカウンタ回路２０６のカウントをスタートさせる。さらに、Ｏ点で終了検出回路２０５によりジャム信号の終わりを検出しこの時のカウンタ値αを記録する。さらに、Ｐ点でアダプタ１００の発したパルスを検出しこの時のカウンタ値βを記録し、Ｑ点でアダプタ１００の発した２番目のパルスを検出しこの時のカウンタ値γを記録する。その後、カウンタ回路１０６のカウントを停止し、リセットする。記録されたカウンタ値から次のようにして、端末Ｔ１，Ｔ２を特定する。
アダプタ１００から端末Ｔ１までの距離＝ｋ×（β−α）
アダプタ１００から端末Ｔ２までの距離＝ｋ×γ
ここに、ｋは、伝送速度に関する定数（ケーブルによって異なる）であり、具体的には、ケーブル伝播速度をＶ（ｍ／ｎｓ）とすると、ｋ＝Ｖ／２となる。
ＬＡＮ上の端末接続位置は既知であるから、このようにして求まった距離の位置にある端末が求める端末であると特定される。
次に、衝突端末の特定の具体的な例を説明する。
この例では、図１１に示すように、全長１００ｍの同軸ケーブルに一端から２０ｍ、４０ｍ、６０ｍ、８０ｍの位置に４台の端末３１〜３４が接続されているものとする。ＬＡＮケーブルである同軸ケーブルには、ＨＩＴＡＣＨＩのRG-58A/Uを使用している。この信号伝播速度は約５ｎｓ当たり１ｍである。また、ＬＡＮの信号スピードは１００ｎｓ／bitである。
図９のタイミング図を図１１のＬＡＮ構成に当てはめたタイミング図を図１３に示す。ＬＡＮの規格（ＩＥＥＥ802.3）では、パケットを送出するに当たって、ＬＡＮケーブル上に信号が乗っていない事を確認してから、９．６μｓ後にパケットを送出する。従って、パケットとパケットの間には９．６μｓ以上の無信号期間が存在する。この間に、２台の端末がケーブルをセンシングした場合、２台ともＬＡＮケーブルが空いていると判断し、９．６μｓ後にパケットを送出する。その結果、ＬＡＮケーブル上でパケットの衝突が発生する。
図１３は、端末３１および端末３３が１００ｎｓの時間差でＬＡＮケーブルをセンシングし、パケットを送出した場合を示している。縦方向の時間は、端末Ｔ１がパケットを送出した時点を０としている。端末３１と端末３３のパケットの衝突は、１５０ｎｓの時点で発生する。この衝突信号は伝播し、端末３１、３３に認識される。端末３１、３３は、前述のように、衝突信号を持続するために、パケットの出力を中止して代わりに３２bitのジャム信号（信号レベルはパケットと同一でパターンは任意）を送出する。図１３のハッチングをした部分が衝突信号部分である。アダプタ１００は、３６００μｓの時点で衝突の終了を検出し、パルス１をＬＡＮケーブル上に出力する。その後、３７００μｓの時点で、アダプタ１００は、ジャム信号の終了を検出しパルス２を送出する。アダプタ２００は、衝突終了を検出し、例えば１００MHzのカウンタ回路２０６（１０ｎｓでカウントアップするカウンタ）をスタートさせる。アダプタ２００は、衝突の終了を検出した時点と２つのパルス１、２の検出時点の３つのカウンタ値１、２、３を、図１４に示すようなフォーマットで、衝突データ専用のメモリ領域にタイムスタンプを付けて格納する。ここでタイムスタンプは、その時点の年月日時分秒（秒は小数点以下１桁まで含む）の値を含む。図の中で、カウント値１は、アダプタ２００が衝突の終わりを検出した時点のカウンタ値、カウンタ値２は、アダプタ２００がパルス１を検出した時点のカウンタ値、そしてカウンタ値３は、アダプタ２００がパルス２を検出した時点のカウンタ値を示す。このデータをアダプタ２００に接続したＰＣ５で採取し、図１３の（５）（６）で示した時間をカウンタ値から算出し、アダプタ１００から衝突を発生させた端末までの距離を求める。これを、第１の実施形態で採取したような既知の、ＰＣ５内に蓄積された物理的構成情報とつきあわせることによって端末を特定することができる。本事例の場合、時間（５）は、２００ｎｓ、時間（６）は、６００ｎｓであり、５ｎｓ当たり１ｍの伝播速度から、衝突を発生させた端末は、アダプタ１００から、２００／（５＊２）＝２０ｍと、６００／（５＊２）＝６０ｍの所に接続されている端末であると判明する。これと物理的構成情報とをつきあわせることによって、衝突を発生させた端末は端末３１と端末３３であったと特定することができる。
次に、図８のシステム構成を用いて、ノイズの発生位置を検出する方法を図１０により説明する。
今、図中のＡ点でノイズが発生したとする。この場合、アダプタ１００がＢ点でノイズ検出回路１０３によりノイズを検出する。ＬＡＮ上の信号は、負極性の信号である一方、ノイズは正負の極性を持つ信号なので、正極性の信号を監視することによってノイズの発生を検出できる。アダプタ１００は、終了検出回路１０５によりノイズが無くなったＣ点を検出し、パルスを送出する。一方、アダプタ２００は、Ｄ点でノイズ検出回路２０３により同じノイズを検出し、Ｅ点で終了検出回路２０５によりノイズの終わりを検出する。このＥ点で、時間測定のためにカウンタ回路２０６のカウントをスタートさせる。さらに、アダプタ１００からのパルスをパルス検出器２０８によりＦ点で検出し、この時のカウンタ値αを記録する。記録されたカウンタ値から次のようにしてノイズ発生位置を検出する。
アダプタ１００からノイズ発生位置までの距離＝ｋ×α
このｋの値は前述したとおりである。
以上、ＬＡＮの物理的構成情報を自動検出する第１の実施形態と、衝突端末の特定およびノイズ位置の検出に関する検出の第２の実施形態とを別々に説明したが、同一のシステムに同時に採用することができる。また、図１及び図８に示したアダプタの同様の構成要素は、共用することができる。
産業上の利用可能性
本発明は、バス型のＬＡＮシステムに利用して、通常のＬＡＮシステム動作中に、各端末の接続位置の情報を自動的に採取することができ、必要時にこの採取された情報に基づいて、物理的構成図をパソコンにより自動作製することができる。したがって、現在のＬＡＮシステムの物理構成の把握およびその構成図の作製を正確かつ迅速に行なうことができる。また、データの衝突発生時にそのデータを発生した端末を容易に特定することができる。さらに、ＬＡＮ上のノイズの発生位置を検出することができる。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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