(57)【要約】【課題】リング型ネットワークにそれぞれ光スイッチモジュールを介して接続される複数の端末間でデータ伝送を行うリング型ネットワーク伝送システムにおいて、各対応光スイッチモジュールの健全性を診断できる【解決手段】リング型ネットワーク３にそれぞれ光スイッチモジュール２ａ〜２ｆを介して接続される複数の端末１ａ〜１ｆ間でデータ伝送を行うリング型ネットワーク伝送システムにおいて、前記各端末１ａ〜１ｆが、対応する前記光スイッチモジュールを切換動作制御して自端末を前記リング型ネットワークから所定時間切り離して再び前記リング型ネットワークに接続し、前記切り離している期間における他の端末からの前記対応光スイッチモジュールの切換動作情報により前記対応光スイッチモジュールの健全性を通常動作中に診断する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リング型ネットワークにそれぞれ光スイッチモジュールを介して接続される複数の端末間でデータ伝送を行うリング型ネットワーク伝送システムにおいて、
前記各端末が、対応する前記光スイッチモジュールを切換動作制御して自端末を前記リング型ネットワークから所定時間切り離して再び前記リング型ネットワークに接続し、前記切り離している期間における他の端末からの前記対応光スイッチモジュールの切換動作情報により前記対応光スイッチモジュールの健全性を通常動作中に診断する
ことを特徴とするリング型ネットワーク伝送システム。
【請求項２】
請求項１に記載のリング型ネットワーク伝送システムにおいて、
前記各端末の前記診断がそれぞれ異なる時間に行われる
ことを特徴とするリング型ネットワーク伝送システム。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のリング型ネットワーク伝送システムにおいて、
前記各端末が、前記対応光スイッチモジュールの前記切換動作時間が所定時間以内であれば当該対応光スイッチモジュールは健全であると診断する
ことを特徴とするリング型ネットワーク伝送システム。
【請求項４】
請求項１〜請求項３の何れか一に記載のリング型ネットワーク伝送システムにおいて、
前記診断中の対応光スイッチモジュールを介してその両隣の端末間で診断用データを流して、そのときの伝送ビットエラー発生率を監視し、当該診断中の光スイッチモジュールの動作の健全性を診断する
ことを特徴とするリング型ネットワーク伝送システム。
【請求項５】
請求項１〜請求項４の何れか一に記載のリング型ネットワーク伝送システムにおいて、
前記各端末による対応光スイッチモジュールの前記診断が、所定の診断実施間隔で周期的に行われ、前記各端末による対応光スイッチモジュールの前記診断の実施タイミングが衝突した場合は、当該実施タイミングが衝突した一方の診断を先に実施し、他方の診断を、先に実施した診断の終了後に実施する
ことを特徴とするリング型ネットワーク伝送システム。
【請求項６】
請求項１〜請求項５の何れか一に記載のリング型ネットワーク伝送システムにおいて、
前記光スイッチモジュールの診断結果が異常であり、当該異常状態の光スイッチモジュールに対応する端末も異常状態となると、当該異常端末の両隣の端末が、当該異常端末側への光信号伝送を停止する
ことを特徴とするリング型ネットワーク伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、リング型ネットワークにそれぞれ光スイッチモジュールを介して接続される複数の端末間でデータ伝送を行うリング型ネットワーク伝送システム、特に光スイッチモジュールの健全性の診断に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のリング型ネットワークにおいては、通信経路上にある中継装置やネットワーク接続機器に対して、診断を行う装置が診断用のデータを入力し、そのデータを再び当該装置が中継装置やネットワーク接続機器から取り込んで、データの照合を行い、照合結果が一致した場合に、診断対象機器を正常と判断している。（例えば、特許文献１参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２４８３１６号公報（１頁、図３３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
原子力プラントなど高い信頼性を求められるプラント監視制御システムにおいては、リング型ネットワークの端末とリングの接続部分に光スイッチモジュールと呼ばれる伝送路切り替え機器を配置して、ネットワークの信頼性と利便性を高めている。
光スイッチモジュールは、ネットワークと端末との光信号の通信を仲介するものであるが、その動作は以下の２つの状態により異なる。
第一の状態は、光スイッチモジュールが当該光スイッチモジュールと接続している端末からの給電により励起されて、リングと端末間の伝送経路を形成している状態である。この状態では、リングから入力された光信号は光スイッチモジュールを通って端末に送られる。以降、この第一の状態を、「光スイッチモジュールが開いている」と記述する。（図２参照）
第二の状態は、光スイッチモジュールに対する給電を止めることによって、端末をリングから切り離し両隣の端末を、光スイッチモジュール内部で形成する伝送路を介して直接接続している状態である。この状態では、リングから光スイッチモジュールに入力された光信号は、光スイッチモジュール内の伝送路を経由して、リングに戻る。すなわち自光スイッチモジュールに接続している端末には信号を送らない。以降、この第二の状態を「光スイッチモジュールが閉じている」と記述する。（図３参照）
【０００５】
上記動作を利用して、リングに接続している端末が正常状態である場合は、光スイッチモジュールに給電し、光スイッチモジュールを開いて該端末がリング上の他装置との通信を行うことができるようにする。他方、当該端末が電源断や故障により動作不能である場合は、給電を止めて、光スイッチモジュールを閉じて、当該端末をリングから切り離すとともに、それによって当該箇所での伝送路断を起こさないように制御する。
通常状態のリング型ネットワークでは、光スイッチモジュールが開いて端末がリングと接続して他の端末と通信を行っている。この通信が健全であることを診断することによって前記第一の状態の光スイッチモジュールの動作健全性を確認することができる。
しかしながら、光スイッチモジュールに接続している端末が故障状態にならない限り、光スイッチモジュールが前記第二の状態になることがないため、通常動作中に光スイッチモジュールの前記第二の状態における動作の健全性を診断することができないという問題があった。さらに端末の故障という非通常状態が発生した場合に、即座に光スイッチモジュールが第一の状態から第二の状態に切り替わるかどうかの診断を行うこともできないという問題があった。
【０００６】
この発明は、前述のような実情に鑑みてなされたもので、リング型ネットワークにそれぞれ光スイッチモジュールを介して接続される複数の端末間でデータ伝送を行うリング型ネットワーク伝送システムにおいて、各対応光スイッチモジュールの健全性を診断できるようにすることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係るリング型ネットワーク伝送システムは、リング型ネットワークにそれぞれ光スイッチモジュールを介して接続される複数の端末間でデータ伝送を行うリング型ネットワーク伝送システムにおいて、前記各端末が、対応する前記光スイッチモジュールを切換動作制御して自端末を前記リング型ネットワークから所定時間切り離して再び前記リング型ネットワークに接続し、前記切り離している期間における他の端末からの前記対応光スイッチモジュールの切換動作情報により前記対応光スイッチモジュールの健全性を通常動作中に診断するものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明は、リング型ネットワークにそれぞれ光スイッチモジュールを介して接続される複数の端末間でデータ伝送を行うリング型ネットワーク伝送システムにおいて、前記各端末が、対応する前記光スイッチモジュールを切換動作制御して自端末を前記リング型ネットワークから所定時間切り離して再び前記リング型ネットワークに接続し、前記切り離している期間における他の端末からの前記対応光スイッチモジュールの切換動作情報により前記対応光スイッチモジュールの健全性を通常動作中に診断するので、通常動作中に、各端末が対応光スイッチモジュールの健全性を診断できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の適用対象の事例を示す図で、リング型ネットワークのシステム構成の事例である。
【図２】この発明の適用対象の事例を示す図で、光スイッチモジュールが開いている状態のデータの伝送経路の事例ある。
【図３】この発明の適用対象の事例を示す図で、光スイッチモジュールが閉じている状態のデータの伝送経路の事例ある。
【図４】この発明の適用対象の事例を示す図で、図１におけるリング型ネットワークのリング構成管理の仕組みの事例ある。
【図５】この発明の適用対象の事例を示す図で、図１および図４のリング型ネットワークを対象とした光スイッチモジュール給電時における隣接装置のリング構成情報のイメージを例示する図である。
【図６】この発明の適用対象の事例を示す図で、図１および図４のリング型ネットワークを対象とした光スイッチモジュール給電停止時における隣接装置のリング構成情報のイメージを例示する図である。
【図７】本発明の実施の形態１〜５の処理を行う機能をブロック図で例示する機能構成図の事例である。
【図８】本発明の実施の形態１における診断実施元端末の処理フローを例示する図である。
【図９】本発明の実施の形態１における診断元実施端末の隣接端末の処理フローを例示する図である。
【図１０】実施の形態２における診断元実施端末の隣接端末の処理フローを例示する図である。
【図１１】実施の形態３における診断元実施端末の隣接端末の処理フローを例示する図である。
【図１２】実施の形態４における診断元実施端末の隣接端末の処理フローを例示する図である。
【図１３】実施の形態５における診断元実施端末の隣接端末の処理フロー（診断異常の光スイッチモジュールの隔離の場合）を例示する図である。
【図１４】実施の形態５における診断元実施端末の隣接端末の処理フロー（診断異常の光スイッチモジュールに接続する端末の再接続の場合）を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図１〜図９に基づいて説明する。
【００１１】
この発明の適用対象の事例を示す図でありリング型ネットワークのシステム構成の事例である図１において、複数の端末１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆが、それぞれの光スイッチモジュール２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆを介してリング型ネットワ−ク３に接続されている。
【００１２】
原子力プラントなど高い信頼性を求められるプラント監視制御システムにおいては、リング型ネットワーク３の端末１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆとリングとの接続部分に伝送路切り替え機器である光スイッチモジュール２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆを配置して、ネットワークの信頼性と利便性を高めている。
【００１３】
光スイッチモジュール２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆは、ネットワーク３と対応端末１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆとの光信号の通信を仲介するものであるが、その動作は以下の２つの状態、すなわち第一の状態および第二の状態、により異なる。
【００１４】
第一の状態は、光スイッチモジュールが当該光スイッチモジュールと接続している対応端末からの給電により励起されて、リングと端末間の伝送経路を形成している状態である。この状態では、リングから入力された光信号は光スイッチモジュールを通って端末に送られる。以降、この第一の状態を、「光スイッチモジュールが開いている」と記述する。図２は、代表的に端末１ｂを対象にしてこの状態を例示してあり、リングネットワーク３を伝送するデータは、図示のように、端末１ｂから給電ケーブル４を介して給電され励起されている光スイッチモジュール２ｂから端末１ｂ内のデータ中継処理部５を経てデータ処理部６に至るとともに、データ中継処理部５から光スイッチモジュール２ｂを経てリングネットワーク３へ流れ、隣の端末へと伝送される。他の、端末と光スイッチモジュールの対１ａ，２ａ、１ｃ，２ｃ、１ｄ，２ｄ、１ｅ，２ｅ、１ｆ，２ｆにおいても、上記第一の状態では、上述の端末と光スイッチモジュールの対１ｂ，２ｂと同じ動作をする。
【００１５】
第二の状態は、光スイッチモジュール２ｂに対する給電ケーブル４を介した給電を止めることによって、図３に例示してあるように対応端末１ｂをリング３から切り離し両隣の端末１ａ，１ｃを、光スイッチモジュール２ｂ内部で形成する伝送路を介して直接接続している状態である。この状態では、リング３から光スイッチモジュール２ｂに入力された光信号は、光スイッチモジュール２ｂから端末１ｂへの伝送路は断となり、光スイッチモジュール２ｂ内のバイパス伝送路を経由して、リング３に戻る。すなわち自光スイッチモジュール２ｂに接続している端末１ｂにはリング３を流れる信号（データ）を送らない。以降、この第二の状態を「光スイッチモジュールが閉じている」と記述する。
【００１６】
上記動作を利用して、リングに接続している端末１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆが正常状態である場合は、いずれも対応光スイッチモジュール２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆに給電し、対応光スイッチモジュールを開いて該端末がリング上の他装置との通信を行うことができるようにする。他方、当該端末が電源断や故障により動作不能であ
る場合は、対応光スイッチモジュールへの給電を止めて、対応光スイッチモジュールを閉じて、当該端末をリングから切り離すとともに、それによって当該箇所での伝送路断を起こさないように制御する。
【００１７】
図１におけるリング型ネットワークのリング構成管理の仕組みの事例を示す図４に例示のように、リングネットワークを流れる信号におけるリング管理パケット７は、端末番号格納領域８とホップ情報格納領域９とを有しており、端末１ａは端末番号７、端末１ｂは端末番号１０、端末１ｃは端末番号３３、端末１ｄは端末番号２１、端末１ｅは端末番号１５、端末１ｆは端末番号１６が付与され、ホップ情報は２５０，２５１，２５２，２５３，２５４，２５５としてある例が例示されている。
【００１８】
図１および図４のリング型ネットワークを対象とした光スイッチモジュール２ｂの給電時における隣接装置（端末）１ａ，１ｃのリング構成情報のイメージを図５に例示してある。図５（ａ）は隣接装置（端末）１ａにおける上記端末番号１０，３３，２１，１５，１６ごとの時計回りのホップ数、反時計回りのホップ数の事例を、図５（ｂ）は隣接装置（端末）１ｃにおける上記端末番号２１，１５，１６，７，１０ごとの時計回りのホップ数、反時計回りのホップ数の事例をそれぞれ例示してある。
【００１９】
図１および図４のリング型ネットワークを対象とした光スイッチモジュール２ｂの給電停止時における隣接装置（端末）１ａ，１ｃのリング構成情報のイメージを図６に例示してある。図６（ａ）は、隣接装置（端末）１ａにおける上記端末番号３３，２１，１５，１６ごとの時計回りのホップ数、反時計回りのホップ数の事例を、図６（ｂ）は隣接装置（端末）１ｃにおける上記端末番号２１，１５，１６，７ごとの時計回りのホップ数、反時計回りのホップ数の事例をそれぞれ例示してある。
【００２０】
図７は本発明の実施の形態１〜５の処理を行う機能をブロック図で例示する機能構成図の事例であり、本発明の実施の形態１〜形態５に適用する光スイッチ診断方式を実装する装置の機能ブロック構成の事例である。また、図２〜図６の事例に符合するように、端末１ｂを代表とした端末１ａ，１ｂ，１ｃを対象に例示してある。また、図７は、図１に示すシステム構成図において、光スイッチモジュールに接続する端末1a〜1cなどの内部の機能ブロック構造を示す。
図７において、二重枠で囲んでいるのは個別の機能をになう処理部を示している。一重枠で囲んでいるのはデータを格納していることを示す。
【００２１】
すなわち図７において、二重枠で囲んでいる個別の機能をになう処理部として、通信処理部２０、リング管理パケット制御部２１、光スイッチモジュール診断処理制御部５０、光スイッチ切り替え制御監視処理部１００、伝送路切り替え時間測定処理部２００、診断用データ送受信処理部３００、診断周期・順序制御処理部４００、故障伝送路切り離し処理部５００を有している例を例示してある。
【００２２】
端末１ａ，１ｂ，１ｃに格納されている一重枠で囲んでいるデータとしては、切り替え反応時間最大値２０１、切り替え動作時間最大値２０２、パターン３０１、データサイズ３０２、エラーレート（E1）３０３、診断周期４０１、自端末番号４０２を例示してある。
【００２３】
なお、端末１ａ，１ｂ，１ｃは何れも、図５（ａ）（ｂ）、図６（ａ）（ｂ）の情報を格納するリング構成情報管理テーブル２２、および診断結果格納領域５１を有している。
【００２４】
図７に例示のデータには、装置起動以前にあらかじめ設定されている情報と、装置稼働中に本発明の各種実施の形態に係る処理に応じて更新する情報がある。これらの相違につ
いては、実施の形態１〜５における処理フローを例示する図８〜図１４の説明により明確にする。
【００２５】
実施の形態１に対応する処理は、光スイッチモジュール診断処理制御部５０と、光スイッチ切り替え制御管理処理部１００で実施する。また本発明の実施の形態においては、端末のネットワーク接続、離脱を管理する処理を、リングネットワークの構成管理を行っているリング管理パケット制御部２１で行う事例を示してある。
光スイッチモジュール診断の結果は、診断結果格納領域５１に格納される。また、光スイッチモジュールの伝送路切り替えを実行するため、光スイッチモジュール給電制御処理３０により、光スイッチモジュールへの給電や給電停止処理の制御を行う。
【００２６】
図８および図９は、本実施の形態１における端末での処理フローを例示してある。図８は、自装置に接続している光スイッチモジュールの診断を実施する、診断実施元端末の処理を示す。図９は、診断実施元端末の両隣に位置する隣接端末の処理フローである。隣接端末は診断実施元端末が診断を実施している状況を観測して診断完了後に、結果を実施元端末に通知する機能を果たす。
【００２７】
次に動作について説明する。
最初に本発明に係るリング型ネットワークのリング構成管理方式について説明する（本動作は発明内容には無関係である。発明の説明を行うために必要な前提情報であるため最初に記載する）。
【００２８】
ネットワークに接続している端末は数ms間隔の短周期で、リング管理用の制御パケットをブロードキャストしている。そのパケットに自装置番号と、中継回数情報（以下ホップ情報と記載）を格納する。ホップ情報は送信元の装置が最大値（255）を設定して送信す
る。当該装置の隣接端末はそのパケットを受信するとパケットに格納されている送信元装置番号とホップ情報を記憶し、当該パケットの次の隣接装置へと中継する。中継する際にホップ情報を１減じて254とする。以下すべての端末が順次この制御パケットを受け取っ
て同じ動作を繰り返す。制御パケットはリングを一周したところで廃棄される。リング上のすべての装置が同じように、この制御パケットの送信元になって、自装置番号とホップ情報をブロードキャストする。
【００２９】
上記によって、各装置は自装置以外にリングに接続している全装置の装置番号と、それらの装置が自装置からどれくらい離れている（何台の装置を経由して接続している）か、をホップ情報から算出してリング構成管理情報として保持する。この管理情報を元に自装置からデータを送信する際に、当該データの宛先装置が、自装置にとって時計回りに辿るほうが近いか、逆に反時計回りにたどるほうが近いかを判定して、近いほうに送出する、という通信制御を行うものである。
【００３０】
図４に端末１ｂがリング管理パケットを送信したときの、各端末におけるホップ情報の書き換えの様子を示す。図４は反時計回りに管理パケットを送信したときの状態を示しており、その結果端末１ｂの隣接端末である端末１ａおよび端末１ｃでは、図５に示すようなリング構成管理テーブルが作成される。各端末は、時計回りの方向にもリング管理パケットを送るので、図５に示すように、時計回りの方向と反時計回りの方向の２つのデータベースを作成する。
【００３１】
図８および図９において、光スイッチモジュールの診断実施元端末１ｂは、リングネットワーク上のすべての端末に対して、光スイッチモジュールの診断を開始することを、ブロードキャストメッセージにより通知する（ステップＳ１００１）。
【００３２】
通知を受けた各端末の中で、診断実施元端末に隣接する端末１ａおよび端末１ｃは、端末１ｂの光スイッチモジュールの動作変更に伴うリングネットワーク構成状態変化を監視する（ステップＳ１１０１〜Ｓ１１０３）。
【００３３】
端末１ｂは、診断開始の通知を送信した後一定時間を待ってから（ステップＳ１００２）、自装置に接続する光スイッチモジュール２ｂへの給電を停止する（ステップＳ１００３）。給電停止により、図３に示すように光スイッチモジュール２ｂ内のバイパス経路が閉じて、端末１ｂはリングネットワーク３から切り離される。光スイッチモジュール２ｂのバイパス経路閉にともない、端末１ｂと端末１ａ、端末１ｃとの間の伝送路で瞬時の光信号喪失エラーが発生する。端末１ａおよび端末１ｃはこのエラーを検出することにより、端末１ｂにて光スイッチモジュール診断実施の制御が実行されたことを検知する（ステップＳ１１０４）。
【００３４】
次にリングネットワーク３上に端末１ｂが存在しなくなったことにより、リング上の接続端末数および端末１ａ、端末１ｃにとっての隣接端末が変わるので、端末１ａと端末１ｃはリング構成変更の処理を行う（ステップＳ１１０５〜Ｓ１１０７）。端末１ｂの離脱により、端末１ａと端末１ｃは隣接端末となるので、端末１ａは端末１ｃが送出する制御パケットを、ホップ情報が255の状態で受信する。同様に端末１ｃも端末１ａの制御パケ
ットを、ホップ情報255の状態で受信する。リング構成変更がすべて完了した後端末１ａ
および端末１ｃのリング構成管理情報には、互いを隣接装置として認識する情報が格納される。
【００３５】
図６は、端末１ｂが光スイッチモジュール２ｂの診断のためにネットワークから離脱した状態における、端末１ａと端末１ｃが作成する新しいリング構成情報のイメージを示す。
端末１ａと端末１ｃは、互いが隣接端末になったと認識したことを持って、端末１ｂの光スイッチモジュールが正常に閉じて伝送路を形成したと判断し（ステップＳ１１０７）、端末１ｂの光スイッチモジュール診断が正常終了したことを自装置の内部情報として保持する（ステップＳ１１０８）。
【００３６】
端末１ｂは診断のために光スイッチモジュールへの給電を停止してから一定時間経過すると（ステップＳ１００４）、給電を再開し（ステップＳ１００５）リングネットワークに接続する。
リング構成変更処理が完了し、完全にネットワークに参入した後（ステップＳ１００７）、端末１ｂはネットワーク上のすべての端末に対して、光スイッチモジュール診断を終了することを、ブロードキャストメッセージにより通知する（ステップＳ１００８）。
【００３７】
端末１ａと端末１ｃは、上記メッセージを受信したら（ステップＳ１１１０）、端末１ｂに対して自装置内部に保持していた光スイッチモジュール２ｂの診断結果（＝正常終了）を送信する（ステップＳ１１１３）。
【００３８】
端末１ｂは端末１ａと端末１ｃから上記の診断結果の通知を受けて、自装置の光スイッチモジュールが正常であるかどうかを判定する（ステップＳ１０１１，１０１２）。判定結果、正常であれば、その回の診断を終了し、判定結果、異常であれば装置（端末１ｂ）の故障通知仕様にしたって光スイッチモジュール異常をシステム監視装置（図示省略）に通知する（ステップＳ１０１３）。
【００３９】
上述のように、本実施の形態１は、リング型ネットワークにそれぞれ光スイッチモジュールを介して接続される複数の端末間でデータ伝送を行うリング型ネットワーク伝送システムにおいて、前記各端末が、対応する前記光スイッチモジュールを切換動作制御して自端末を前記リング型ネットワークから所定時間切り離して再び前記リング型ネットワークに接続し、前記切り離している期間における他の端末からの前記対応光スイッチモジュールの切換動作情報により前記対応光スイッチモジュールの健全性を通常動作中に診断するものであり、前記各端末の前記診断がそれぞれ異なる時間に行われるものである。
【００４０】
また、リング型ネットワークに光スイッチモジュールを組み込んでいるシステムにおいて、通常動作中に、光スイッチモジュールが閉じている状態での動作および開いている状態から閉じている状態への切り替え動作の健全性を診断する光スイッチモジュール診断方式を提供するものである。
【００４１】
また、プラント監視制御システムに適用されるリング型ネットワークにおいて、リングに接続する端末が意図せず離脱・故障・電源断などの異常状態に陥った場合に、当該端末をリングから切り離し、かつ伝送路を正常に維持するため上記端末のリング接続部に配置する光スイッチモジュールに係り、通常時には動作しない光スイッチモジュールの伝送路切り替え機能の健全性を定期的に確認する自己診断方式である。
【００４２】
また、システムの動作に影響を及ぼさない短い時間の間、光スイッチモジュールを「開いている状態」から「閉じている状態」に切り替え、「閉じている状態」で期待される通信動作が健全に行われることを確認することによって、通常動作中に光スイッチモジュールが閉じている状態での動作および開いている状態から閉じている状態への切り替え動作の健全性を診断するものであり、光スイッチモジュールが閉じている状態での動作および開いている状態から閉じている状態への切り替え動作の健全性を診断できるものである。
【００４３】
また、リング型ネットワークであり、各端末を光スイッチモジュールによりリングに接続しているシステムにおいて、光スイッチモジュール診断実施元端末が、診断開始をネットワーク内の他端末に通知する手段、診断実施元が光スイッチモジュールの給電を制御しリングへの接続状態を切り替える手段、光スイッチモジュールが伝送利切り替えを行っている間のリング構成状態を隣接端末により監視し、それをもとに診断結果を判定する手段および診断実施元の端末が、隣接端末から診断中の伝送路状態を獲得する手段を有し、通常動作中に光スイッチモジュールが伝送路切り替えを行った状態の動作および光スイッチモジュールが伝送路切り替えした状態の動作の健全性を診断する光スイッチモジュール診断方式である。
【００４４】
実施の形態２．
実施の形態２について、動作を説明する。
図７において、伝送路切り替え時間測定処理部２００により本実施の形態に示す制御を行う。伝送路切り替え時間測定処理部２００では、診断判定のために、あらかじめ装置（端末）に設定されている切り替え反応時間の最大値２０１と切り替え動作時間の最大値２０２を参照する。
【００４５】
図１０に、本実施の形態２に関する処理フローを示す。診断実施元端末の処理は、実施の形態１と同様であるので、図１０には診断実施元端末の隣接端末の処理フローのみを示している。
実施の形態１で説明したとおり、光スイッチモジュールの診断実施元装置１ｂは、診断開始前に他の全装置に診断開始の通知メッセージを送信する。実施の形態２における診断開始の通知メッセージには、端末１ｂが診断開始の通知を送出してから、光スイッチモジュール２ｂへの給電を停止するまでの時間（T1）を格納する。
【００４６】
端末１ｂの隣接装置である端末１ａおよび端末１ｃは、診断開始メッセージを受け取ると（ステップＳ２００１）、メッセージ内の上記時間（T1）を取り出し（ステップＳ２０
０２）、この時間（T1）から隣接装置（端末）間のデータ通信に要する時間（T2）を差し引いた値（T3）を診断開始までの時間として保持する（ステップＳ２００３）。時間（T2）は隣接端末間で固定長のデータを送受信する時間であり変動要因がないため、全端末があらかじめ具体的な数値保持している。端末１ａおよび端末１ｃは、端末１ｂから診断開始メッセージを受け取ってから、T3時間経過後に光スイッチモジュール２ｂへの給電が停止したものと判断する。端末１ａと端末１ｃはT3時間経過後を起点の時刻（Tstart）として、その後に発生する各種イベントまでの所要時間を記録していく（ステップＳ２００４）。
【００４７】
端末１ｂが光スイッチモジュール２ｂへの給電を停止した後、光スイッチモジュール２ｂが閉じて伝送路切り替えを行う際に、端末１ａと端末１ｃは、端末１ｂとの間の伝送路において光信号喪失を検出する（ステップＳ２００６）。端末１ａおよび端末１ｃは、光信号喪失を検出した時刻（Topt-loss）を記録する（ステップＳ２００７）。
［（Topt-loss）−（Tstart）］を、光スイッチモジュールの伝送路切り替え開始まで
の反応時間T5とみなし、これを内部情報として記録する（ステップＳ２０１１）。
【００４８】
引き続いて端末１ｂがネットワークから離脱したことによりリング構成変更の処理を行うが、一連の変更処理が完了して端末１ａと端末１ｃが互いを隣接装置として認識した時刻（Tring-ok）を記録する（ステップＳ２０１０）。
［（Tring-ok）−（Topt-loss）］を、光スイッチモジュールの切り替え動作時間T6と
みなし、T5と同様に内部情報として記録する（ステップＳ２０１１）。
【００４９】
実施の形態１と同様に、端末１ｂは光スイッチモジュール２ｂへの給電を停止してから一定時間経過後に給電を再開する。リング構成変更処理が完了し、完全にネットワークに参入した後、端末１ｂはネットワーク上のすべての端末に対して、光スイッチモジュール診断を終了することを、ブロードキャストメッセージにより通知する。
【００５０】
端末１ａと端末１ｃは、上記メッセージを受信したら（ステップＳ２０１４）、端末１ｂに対して自装置内部に保持していた、2つの時間情報すなわちT5およびT6を診断結果通
知メッセージに格納して、端末１ｂに送信する（ステップＳ２０１５）。
【００５１】
端末１ｂは、正常な光スイッチモジュールが満たすべき切り替えまでの反応時間最大値201および切り替え動作時間最大値202をあらかじめ保持している。端末１ｂはこれらの値と、端末１ａ、端末１ｃから得た実測時間とを比較し、最大時間以下であれば、光スイッチモジュール２ｂの動作が健全であると判定する。
【００５２】
上述のように、本実施の形態２は、前記各端末が、前記対応光スイッチモジュールの前記切換動作時間が所定時間以内であれば当該対応光スイッチモジュールは健全であると診断するものである。
【００５３】
また、光スイッチモジュールが伝送路切り替えを行ってから伝送路が形成されるまでの時間を監視して、光スイッチモジュールの切り替え動作が正常であるかどうかを判定する光スイッチモジュール診断方式である。
【００５４】
実施の形態３．
実施の形態３について、動作を説明する。
図７において、診断用データ送受信処理部３００により本実施の形態に示す制御を行う。診断用データ送受信処理部３００では、診断実施および判定のために、あらかじめ装置（端末）に設定されている診断用データサイズ（ビット数換算）３０２、データパターン３０１および伝送路が満たすべきエラーレート３０３を参照する。
【００５５】
図１１に、本実施の形態３に関する処理フローを示す。
端末１ｂが光スイッチモジュール２ｂへの給電を停止して、リングネットワークから切り離され、他の全装置がリング構成変更の処理を開始するところまでは、実施の形態１と同様である。
【００５６】
実施の形態３に係る光スイッチモジュールの診断を行うため、リング構成変更処理において、端末１ａと端末１ｃは、光スイッチモジュール２ｂを介して接続している伝送路に対して、自装置のリング管理パケットのみ送信し、光スイッチモジュール２ｂとは反対側の経路から受信した他装置の管理パケットは中継せずに廃棄する（ステップＳ３００２）。
この処理によって、端末１ａ、端末１ｃ以外の全装置は、端末１ａと端末１ｃを結ぶ光スイッチモジュール２ｂにより形成されている伝送路は使用不能であると認識する。
【００５７】
他方端末１ｃには光スイッチモジュール２ｂを介して端末１ａのリング管理パケットが到着し、端末１ａにも光スイッチモジュール２ｂ経由で端末１ｃからのリング管理パケットが到着するので、端末１ａと端末１ｃのみは光スイッチモジュール２ｂ経由の伝送路が使用可能であると認識する。
【００５８】
上記は、光スイッチモジュール２ｂの診断のため端末１ａと端末１ｃは光スイッチモジュール２ｂを介した伝送路上に診断用データを流すが、その間他の装置は当該伝送路にはデータ中継しないようにさせるためである。他の装置間の通信は端末１ａ、光スイッチモジュール２ｂ、端末１ｃ間の伝送路とは反対側の伝送路を使って行う。
【００５９】
リング構成変更処理を完了すると、端末１ａは端末１ｃに対して診断データ送信要求を発行する（ステップＳ３００５）。診断データ送信要求を受信すると（ステップＳ３００６）、端末１ｃは診断データの受信準備を行った後、端末１ａに対して診断データ送信許可を返送する。端末１ａは、診断データ送信許可を受信後、診断用データの送信を開始する。当該リングネットワークの伝送品質仕様（エラーレート 10-E1）が満たされていることを診断するため、1000バイトの固定長の診断用データをN1個連続して送信する（ステップＳ３００９）。データにはランニング番号を付与する。
E1、N1の関係は以下の通りである。
1000×8×N1 ＝  10E1
【００６０】
他方端末１ｃは、端末１ａが送る上記の診断用データを受信する（ステップＳ３０１６）。端末１ａが送ったデータN1個をエラー、抜けなくすべて正常に受信すれば（ステップＳ３０１７）、光スイッチモジュール２ｂを含む伝送路の品質がネットワークの伝送品質仕様を満足すると判定する（ステップＳ３０１８）。
受信時にビットエラーやパケット抜けが発生した場合は、伝送品質が仕様を満足していないと判定する（ステップＳ３０１９）。
端末１ｃは判定が終わると、端末１ａに対して診断データ送信要求を発行する。端末１ａは左記に対して診断データ送信許可を返送する。端末１ｃは端末１ａと同様の手順でN1個の診断用データを送信し、端末１ａは正常に受信できたかどうかを確認する。
【００６１】
端末１ｂは、端末１ａ−端末１ｃ間で伝送品質確認の診断を行うのよりも十分長い時間ウェイトした後に、光スイッチモジュール２ｂへの給電を再開する。リング構成変更処理が完了し、完全にネットワークに参入した後、端末１ｂはネットワーク上のすべての端末に対して、光スイッチモジュール診断を終了することを、ブロードキャストメッセージにより通知する。
【００６２】
端末１ａと端末１ｃは、上記メッセージを受信したら、端末１ｂに対して自装置内部に保持していた、伝送品質確認の通信結果を診断結果通知メッセージに格納して、端末１ｂに送信する。端末１ｂは、診断結果を参照して、当該リングネットワークが満たすべき伝送品質を確保できているかどうかを判定する。
【００６３】
上述のように、本実施の形態３は、前記診断中の対応光スイッチモジュールを介してその両隣の端末間で診断用データを流して、そのときの伝送ビットエラー発生率を監視し、当該診断中の光スイッチモジュールの動作の健全性を診断するものである。
【００６４】
また、光スイッチモジュール診断元端末が、診断を開始してリングから離脱し光スイッチが伝送路切り替えを実施して形成した伝送路に対して、当該診断元端末の両隣の端末が、当該伝送路に診断用データを流して、伝送ビットエラー発生率を監視し、光スイッチモジュールの動作の健全性を判定する光スイッチモジュール診断方式である。
【００６５】
実施の形態４．
実施の形態４について、動作を説明する。
図７において、診断周期・順序制御処理部４００により本実施の形態に示す制御を行う。診断周期・順序制御処理部４００では、診断実施のために、あらかじめ装置に設定されている診断周期４０１、自端末番号４０２を参照する。
【００６６】
図１２に、本実施の形態４に関する処理フローを示す。光スイッチモジュールは当該のモジュールに接続している端末が正常に動作している間は、切り替えを行う必要がなく、端末とネットワークを接続する状態を維持している。伝送路切り替えを行う必要があるのは端末が故障もしくは電源断状態になった場合のみであり、高い頻度で発生する事象ではない。また光スイッチモジュールの切り替え動作は機械的な機構で制御されるので、診断を頻繁に行うことによる光スイッチモジュール自身の劣化の可能性も考慮して診断間隔を定義しなければならない。
【００６７】
本発明に係る端末１ｂは、自装置がネットワークに接続、すなわち光スイッチモジュール光スイッチモジュール２ｂに給電を行ってリング構成変更処理を行い、完全にネットワークにつながってからの経過時間を、装置内部の時計機能によって計測する。また端末１ｂは、あらかじめ光スイッチモジュールの診断間隔をパラメータとして保持する。
【００６８】
端末１ｂは、ネットワーク接続後の経過時間を計測しながら、一定時間ごとに前記のパラメータで指定された診断間隔と比較する（ステップＳ４００２）。前記経過時間がこの診断間隔を超えた時点で（ステップＳ４００３）、実施の形態１に示す手順により光スイッチモジュール診断を実施する。診断が完了したら経過時間をリセットし、次回の診断タイミングを得るため、時間計測および指定診断間隔との比較処理を継続する。
【００６９】
ネットワークには複数の端末が接続されているので、上記の手段により光スイッチモジュールの診断タイミングを得た場合に、同時に二台以上の端末が診断を実施しようとする可能性がある。診断実施にともない、ごく短い時間であるが一時的に当該端末がネットワークから切り離されるため、二箇所以上で同時に診断を実施することは望ましくないため、以下の通り診断順序の制御を行う。
【００７０】
図１の構成において、本実施の形態に示す方法により、端末がおのおの光スイッチモジュールの診断タイミングを検出し、診断を開始する場合を考える。端末１ｂがネットワーク接続後の経過時間が、指定の光スイッチモジュール診断間隔を超えたことを検出したのと同じタイミングで、端末１ｅも光スイッチモジュール診断を実施するタイミングになったことを検出したとすると、図１２に示す処理フローにしたがって診断実施の順序制御を行う。
【００７１】
端末１ｂおよび端末１ｅは、ネットワーク内の全端末に対して、光スイッチモジュール診断開始通知メッセージをブロードキャストする（ステップＳ４００４）。その後実際に光スイッチモジュールへの給電を停止するまでに一定時間ウェイトする（ステップＳ４００５）が、その間に他の装置から診断開始通知メッセージを受信した場合は（ステップＳ４００６）当該診断通知メッセージの送信元端末番号を参照し（ステップＳ４００７）、番号が大きい方が優先して診断実施を行う（ステップＳ４００８）。仮に端末１ｂの端末番号が10、端末１ｅの端末番号が15であった場合は、端末１ｅが光スイッチモジュール診断実施に関して優先権を持つ。端末１ｂは、端末１ｅからの診断開始通知メッセージを受信して、その端末番号が自装置よりも大きいことを認識した時点で（ステップＳ４００８）、自装置が保持しているネットワーク接続後の経過時間を、経過時間を実際に計測された値の９０％の値に戻し（ステップＳ４０１０）、診断実施をキャンセル（ステップＳ４００９）してそのまま経過時間の計測処理を継続する。
【００７２】
他方端末１ｅは、端末１ｂから受信した診断開始通知メッセージを参照し、自装置の番号が大きいため診断実施の優先権を持つことを認識した時点で、再び全端末に対して診断開始通知メッセージを送信する。
【００７３】
上記によって、複数の端末において同時に光スイッチモジュール診断を開始しようとしたときに一台ずつ順番に診断を実施できるように制御する。
【００７４】
本実施の形態４は、前記各端末による対応光スイッチモジュールの前記診断が、所定の診断実施間隔で周期的に行われ、前記各端末による対応光スイッチモジュールの前記診断の実施タイミングが衝突した場合は、当該実施タイミングが衝突した一方の診断を先に実施し、他方の診断を、先に実施した診断の終了後に実施するものである。
【００７５】
また、リングネットワークに接続されている端末は自装置がネットワークに正常に接続完了してからの経過時間を測定する手段と、あらかじめ指定されている光スイッチモジュールの診断実施間隔と上記の経過時間を比較する手段を有し、経過時間が診断実施間隔に達するたびに、診断を実施すること、および他装置の診断実施とタイミングが衝突した場合に一方の装置の診断を先に実施し、他方を後で実施することによって、ネットワーク上で複数の装置の診断が同時に行われないように制御する光スイッチモジュール診断方式である。
【００７６】
実施の形態５．
実施の形態５について、動作を説明する。
図７において、伝送路切り離し処理部５００により本実施の形態に示す制御を行う。伝送路切り離し処理部５００では、診断実施のために、リング構成情報管理テーブル２２と前回実施した隣接端末の光スイッチモジュール診断結果を参照する。診断結果は診断結果格納領域５１を参照して獲得する。
【００７７】
図１３および図１４に、本実施の形態５に関する処理フローを示す。
実施の形態１〜３に示した方法によって、光スイッチモジュールの診断を実施した結果、当該光スイッチモジュールを異常と判定した場合は、端末の故障通知仕様にしたがって、管理者またはプラント監視システムに故障通知を行う。その後故障した光スイッチモジュールは交換処理を行うこととなるが、交換のためにプラントの稼動を停止しなければならない場合は、即座に交換できるとは限らない。光スイッチモジュール異常の影響が表面化するのは、当該光スイッチモジュールに接続する端末が故障、電源断等になった場合に限られるので、プラント停止可能なタイミングになるまでの間、暫時当該光スイッチモジュールを継続して使用することになる。
【００７８】
実施の形態５に係る発明は、上記の通り暫定的に診断異常の光スイッチモジュールを使用している状態において当該光スイッチモジュールに接続する端末の電源断もしくは故障が発生した場合に、光スイッチモジュールの故障の影響をネットワーク全体に波及させないことを目的としている。
【００７９】
実施の形態１〜３に示すように、光スイッチモジュール２ｂが診断の結果、異常と判定されると、その情報は隣接する端末１ａと端末１ｃから、端末１ｂに診断結果通知として与えられる。よって端末１ａと端末１ｃは、光スイッチモジュール２ｂが故障状態であることを認識している。実施の形態１に記載したように、ネットワーク上の端末は短周期で自身のリング管理パケットを他の全端末にブロードキャストしており、互いにネットワークに接続していることを認識し合っている。上記光スイッチモジュール２ｂの診断結果が異常になった後も、診断終了後は端末１ｂがネットワークに再接続して、正常に通信を継続している。端末１ａおよび端末１ｃは、光スイッチモジュール２ｂの診断結果異常を通知した後は、端末１ｂからのリング管理パケットを正常に受信し続けていることを監視する。端末１ｂが電源断もしくは故障の状態になると、端末１ｂからのリング管理パケットを受信しなくなる。
【００８０】
端末１ａおよび端末１ｃは次の２つの条件がともに成立した場合は、端末１ｂの電源断もしくは故障が発生し、診断結果異常である光スイッチモジュール２ｂが異常のまま伝送路切り替え動作を行ったと判定し、光スイッチモジュール２ｂ側の伝送路から受信したデータを廃棄するとともに、光スイッチモジュール２ｂとは反対側の伝送路から受信したデータの光スイッチモジュール２ｂ側伝送路への中継を停止する。
（１）端末１ｂと接続している光スイッチモジュール２ｂの診断結果を異常と判定して端末１ｂに通知した。
（２）上記診断結果通知後、当該の端末１ｂからリング管理パケットを受信しなくなった。
【００８１】
端末１ａと端末１ｃの上記動作によって、ネットワーク上の他の装置からは、光スイッチモジュール２ｂを通る伝送路が異常となって使用不能になっているのと同じ状態になり、その経路を通るデータを送信しなくなる。リングネットワークであるため、光スイッチモジュール２ｂを通る伝送路とは反対方向にデータを送ることにより、他の装置間の通信を正常に行うことが可能である。図１３は、上記の処理に関する処理フローである。
【００８２】
その後、端末１ｂが電源断、故障状態から復旧して、端末１ａ、端末１ｃが端末１ｂからのリング管理パケットを受信するようになると、端末１ａと端末１ｃは、光スイッチモジュール２ｂを通る伝送路に対するデータ中継停止を解除し、通常の通信を行う。これによって、他の装置にも光スイッチモジュール２ｂを通る伝送路が正常に復旧したことが伝達され、リングネットワークは完全な状態で通信可能となる。図１４は、上記の処理に関する処理フローである。
【００８３】
上述のように、本実施の形態５は、前記光スイッチモジュールの診断結果が異常であり、当該異常状態の光スイッチモジュールに対応する端末も異常状態となると、当該異常端末の両隣の端末が、当該異常端末側への光信号伝送を停止するものである。
【００８４】
また、診断結果異常と判定した光スイッチモジュールが交換される前に、当該光スイッチモジュールに接続している端末の故障、電源断などが発生し光スイッチモジュールによる伝送路切り替えが必要になった場合には、当該端末の両隣に位置する端末が当該端末側の光信号を停止させることにより、当該光スイッチモジュールを通る伝送経路を使用不可
とする制御を行う光スイッチモジュール故障処理方式である。
【００８５】
なお、図１〜図１４の各図中、同一符合は同一または相当部分を示す。
【符号の説明】
【００８６】
１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ    端末、
２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ    光スイッチモジュール、
３    リング型ネットワ−ク、
４    給電ケーブル、
５    データ中継処理部、
６    データ処理部、
７    リング管理パケット、
８    端末番号格納領域、
９    ホップ情報格納領域、
２０    通信処理部、
２１    リング管理パケット制御部、
２２    リング構成情報管理テーブル、
３０    光スイッチモジュール給電制御処理、
５０    光スイッチモジュール診断処理制御部、
５１    診断結果格納領域、
１００    光スイッチ切り替え制御管理処理部、
２００    伝送路切り替え時間測定処理部、
３００    診断用データ送受信処理部、
４００    順序制御処理部、
５００    故障伝送路切り離し処理部。
【図１】
2011193344.tif 000003
【図２】
2011193344.tif 000004
【図３】
2011193344.tif 000005
【図４】
2011193344.tif 000006
【図５】
2011193344.tif 000007
【図６】
2011193344.tif 000008
【図７】
2011193344.tif 000009
【図８】
2011193344.tif 000010
【図９】
2011193344.tif 000011
【図１０】
2011193344.tif 000012
【図１１】
2011193344.tif 000013
【図１２】
2011193344.tif 000014
【図１３】
2011193344.tif 000015
【図１４】
2011193344.tif 000016