(57)【要約】【課題】  通信ネットワークに生じた故障の原因を自動的に診断できるようにする。【解決手段】  本発明の一態様に係る通信装置（子局２）は、バケツリレー方式を採用する通信ネットワークＮＷに使用される通信装置に関する。この通信装置は、自局に到達した信号を増幅せずに通過させる受動動作と、自局に到達した信号を増幅して中継する能動動作とが可能な中継処理部２１と、能動動作から受動動作への第１切り替えと、受動動作から能動動作への第２切り替えとの双方を、中継処理部２１に対して強制的に実行可能な制御部３０と、を備える。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バケツリレー方式を採用する通信ネットワークに使用される通信装置であって、
自局に到達した信号を増幅せずに通過させる受動動作と、自局に到達した信号を増幅して中継する能動動作とが可能な中継処理部と、
前記能動動作から前記受動動作への第１切り替えと、前記受動動作から前記能動動作への第２切り替えとの双方を、前記中継処理部に対して強制的に実行可能な制御部と、を備える通信装置。
【請求項２】
自局の時間経過をローカルに計時するタイマーを更に備え、
前記制御部は、前記タイマーのカウント値が所定値になった場合に、前記第２切り替えを実行する請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
前記中継処理部の前記受動動作中に外部から制御信号を受信可能な受信部を更に備え、
前記制御部は、前記受信部が受信する前記制御信号に基づいて、前記第２切り替えを実行する請求項１に記載の通信装置。
【請求項４】
バケツリレー方式にて通信する４つ以上の通信ノードが直列に並ぶ通信経路を備えた通信ネットワークであって、
前記通信経路には、下記に定義する能動動作から下記に定義する受動動作への第１切り替えと、前記受動動作から前記能動動作への第２切り替えとの双方を、強制的に実行可能な通信装置である、互いに隣接する通信ノードが含まれる通信ネットワーク。
能動動作：自局に到達した信号を増幅して中継する動作
受動動作：自局に到達した信号を増幅せずに通過させる動作
【請求項５】
請求項４に記載の通信ネットワークの故障診断方法であって、
前記通信経路に含まれる１つのリンクの通信不能を検出する第１ステップと、
下記に定義する第１〜第４ノードのうち、前記第２及び第３ノードの少なくとも１つが前記受動動作である間に、他の前記通信ノードが疎通確認を実行する第２ステップと、
他の前記通信ノードの疎通確認の結果に基づいて、前記リンクの通信不能の原因を判定する第３ステップと、を含む通信ネットワークの故障診断方法。
第１ノード：第２ノードに隣接しかつ通信不能のリンクに直結されていない通信ノード
第２ノード：通信不能のリンクに直結された一方の通信ノード
第３ノード：通信不能のリンクに直結された他方の通信ノード
第４ノード：第３ノードに隣接しかつ通信不能のリンクに直結されていない通信ノード
【請求項６】
前記第２ステップには、前記第３ノードが前記受動動作である間に前記第２ノードと前記第４ノードが疎通確認を実行する処理が含まれ、
前記第３ステップには、前記第２ノードと前記第４ノードの間の疎通確認の結果に基づいて、前記第２ノードの受信異常及び送信異常のうちの少なくとも１つを判定する処理が含まれる請求項５に記載の通信ネットワークの故障診断方法。
【請求項７】
前記第２ステップには、前記第２ノードが前記受動動作である間に前記第１ノードと前記第３ノードが疎通確認を実行する処理が含まれ、
前記第３ステップには、前記第１ノードと前記第３ノードの間の疎通確認の結果に基づいて、前記第３ノードの受信異常及び送信異常のうちの少なくとも１つを判定する処理が含まれる請求項５又は請求項６に記載の通信ネットワークの故障診断方法。
【請求項８】
前記第２ステップには、前記第２ノード及び第３ノードが前記受動動作である間に前記第１ノードと前記第４ノードが疎通確認を実行する処理が含まれ、
前記第３ステップには、前記第１ノードと前記第４ノードの間の疎通確認の結果に基づいて、前記リンクの異常の有無を判定する処理が含まれる請求項５〜請求項７のいずれか１項に記載の通信ネットワークの故障診断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信装置と、この通信装置を備えた通信ネットワークと、当該通信ネットワークの故障診断方法に関する。
具体的には、本発明は、受動動作により信号のバイパスが可能な通信装置を含む通信ネットワークの故障原因を自動的に診断する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
リングトポロジーの光通信ネットワークにおいて、停電時などに光信号を隣接ノードにバイパスさせる光スイッチを各通信装置に設けることにより、ネットワーク全体の通信が不能になるのを防止する技術が既に知られている（特許文献１参照）。
また、リングネットワークにおいて、自局を通過させるごとに自局のノード番号を記す検査用フレームを子局に巡回させることで、故障が発生したバイパスノードを検出する技術も既に知られている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２１０８１８号公報
【特許文献２】特開平４−２５７１４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、通信ノードがバイパスノードとなった原因を診断する手段を備えていない。このため、何らかの障害により通信ノードがバイパスノードになっても、ネットワーク管理者はどの通信ノードがバイパスノードとなったのかを察知できない。
比較的小規模な通信ネットワークであれば、故障した通信ノードを特定できる場合があるが、例えば、リンクの距離が大きく通信ノードが遠隔地に散在する通信ネットワークの場合には、故障した通信ノードを特定することは困難である。
【０００５】
これに対して、特許文献２では、バイパスノードとなった通信ノードを予め検出できるので、特許文献１の場合に比べて、故障発生後の通信ネットワークのメンテナンスが容易であるという利点がある。
しかし、特許文献２では、バイパスノードに変化した通信ノードを検出するだけであるから、通信ノードの受信異常及び送信異常や伝送路の破損など、通信ネットワークにおいて発生した故障の原因をネットワーク管理者が察知することはできない。
【０００６】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑み、通信ネットワークに生じた故障の原因を自動的に診断できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）  本発明の一態様に係る通信装置は、バケツリレー方式を採用する通信ネットワークに使用される通信装置であって、自局に到達した信号を増幅せずに通過させる受動動作と、自局に到達した信号を増幅して中継する能動動作とが可能な中継処理部と、前記能動動作から前記受動動作への第１切り替えと、前記受動動作から前記能動動作への第２切り替えとの双方を、前記中継処理部に対して強制的に実行可能な制御部と、を備える。
【０００８】
（４）  本発明の一態様に係る通信ネットワークは、バケツリレー方式にて通信する４つ以上の通信ノードが直列に並ぶ通信経路を備えた通信ネットワークであって、前記通信経路には、下記に定義する能動動作から下記に定義する受動動作への第１切り替えと、前記受動動作から前記能動動作への第２切り替えとの双方を、強制的に実行可能な通信装置である、互いに隣接する通信ノードが含まれる。
能動動作：自局に到達した信号を増幅して中継する動作
受動動作：自局に到達した信号を増幅せずに通過させる動作
【０００９】
（５）  本発明の一態様に係る故障診断方法は、上記通信ネットワークの故障診断方法であって、前記通信経路に含まれる１つのリンクの通信不能を検出する第１ステップと、下記に定義する第１〜第４ノードのうち、前記第２及び第３ノードの少なくとも１つが前記受動動作である間に、他の前記通信ノードが疎通確認を実行する第２ステップと、他の前記通信ノードの疎通確認の結果に基づいて、前記リンクの通信不能の原因を判定する第３ステップと、を含む。
【００１０】
第１ノード：第２ノードに隣接しかつ通信不能のリンクに直結されていない通信ノード
第２ノード：通信不能のリンクに直結された一方の通信ノード
第３ノード：通信不能のリンクに直結された他方の通信ノード
第４ノード：第３ノードに隣接しかつ通信不能のリンクに直結されていない通信ノード
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、通信ネットワークに生じた故障の原因を自動的に診断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係る通信システムの接続形態を示す図である。
【図２】親局と子局の内部構成を示すブロック図である。
【図３】通信ネットワークの故障診断処理のフローチャートである。
【図４】通信ネットワークの故障診断処理のフローチャートである。
【図５】通信ネットワークの故障診断処理の説明図である。
【図６】（ａ）は判定処理Ｄｉの処理内容を纏めた表、（ｂ）は判定処理Ｄｉ＋１の処理内容を纏めた表、（ｃ）は判定処理Ｄｊの処理内容を纏めた表である。
【図７】（ａ）は第１特定処理のロジックを纏めた表、（ｂ）は第２特定処理のロジックを纏めた表である。
【図８】子局の内部構成の変形例を示すブロック図である。
【図９】通信ネットワークの別の故障診断処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜本発明の実施形態の概要＞
以下、本発明の実施形態の概要を列記して説明する。
（１）  本実施形態の通信装置は、バケツリレー方式を採用する通信ネットワークに使用される通信装置であって、自局に到達した信号を増幅せずに通過させる受動動作と、自局に到達した信号を増幅して中継する能動動作とが可能な中継処理部と、前記能動動作から前記受動動作への第１切り替えと、前記受動動作から前記能動動作への第２切り替えとの双方を、前記中継処理部に対して強制的に実行可能な制御部と、を備える。
【００１４】
本実施形態の通信装置によれば、制御部が、上記の第１切り替えと上記の第２切り替えとの双方を中継処理部に対して強制的に実行可能である。
このため  本実施形態の通信装置を通信ネットワークの通信ノードとして採用し、通信不能のリンクに直結する通信ノードを強制的に受動動作させて他の通信ノードが疎通確認を行うことにより、リンクの通信不能の原因を判定することができる。従って、通信ネットワークに生じた故障の原因を自動的に診断できるようになる。
【００１５】
（２）  本実施形態の通信装置において、自局の時間経過をローカルに計時するタイマーを更に備え、前記制御部は、前記タイマーのカウント値が所定値になった場合に、前記第２切り替えを実行することが好ましい。
この場合、受動動作から能動動作への復帰手段を常用のタイマーにより容易に実装することができる。すなわち、受動動作から能動動作への復帰手段を構成するために特別な回路を設ける必要がなく、通信装置を安価に製作することができる。
【００１６】
（３）  本実施形態の通信装置において、前記中継処理部の受動動作中に外部からの制御信号を受信可能な受信部を更に備え、前記制御部は、前記受信部が受信する前記制御信号に基づいて、前記第２切り替えを実行することにしてもよい。
この場合、受信部を要する分だけ回路構成が複雑になるが、受動動作中に受信した制御信号に基づいて第２切り替えを実行するので、受動動作から能動動作への復帰を確実に行うことができる。
【００１７】
（４）  本実施形態の通信ネットワークは、バケツリレー方式にて通信する４つ以上の通信ノードが直列に並ぶ通信経路を備えた通信ネットワークであって、前記通信経路には、下記に定義する能動動作から下記に定義する受動動作への第１切り替えと、前記受動動作から前記能動動作への第２切り替えとの双方を、強制的に実行可能な通信装置である、互いに隣接する通信ノードが含まれる。
能動動作：自局に到達した信号を増幅して中継する動作
受動動作：自局に到達した信号を増幅せずに通過させる動作
【００１８】
本実施形態の通信ネットワークによれば、４つ以上の通信ノードが直列に並ぶ通信経路に、上記の第１切り替えと上記の第２切り替えとの双方を強制的に実行可能な通信装置である、互いに隣接する通信ノードが含まれる。
このため、通信不能のリンクに直結する通信ノードを強制的に受動動作させて他の通信ノードが疎通確認を行うことにより、リンクの通信不能の原因を判定することができる。従って、通信ネットワークに生じた故障の原因を自動的に診断できるようになる。
【００１９】
（５）  具体的には、本実施形態の通信ネットワークを採用すれば、次の故障診断方法を採用可能となる。
すなわち、本実施形態の故障診断方法は、上述の通信ネットワークの故障診断方法であって、前記通信経路に含まれる１つのリンクの通信不能を検出する第１ステップと、前記に定義する第１〜第４ノードのうち、前記第２及び第３ノードの少なくとも１つが前記受動動作である間に、他の前記通信ノードが疎通確認を実行する第２ステップと、他の前記通信ノードの疎通確認の結果に基づいて、前記リンクの通信不能の原因を判定する第３ステップと、を含む。
【００２０】
第１ノード：第２ノードに隣接しかつ通信不能のリンクに直結されていない通信ノード
第２ノード：通信不能のリンクに直結された一方の通信ノード
第３ノード：通信不能のリンクに直結された他方の通信ノード
第４ノード：第３ノードに隣接しかつ通信不能のリンクに直結されていない通信ノード
【００２１】
本実施形態の故障診断方法によれば、第１〜第４ノードのうち、第２及び第３ノードの少なくとも１つが受動動作である間に、他の通信ノードが疎通確認を実行し（第２ステップ）、他の通信ノードの疎通確認の結果に基づいて、リンクの通信不能の原因を判定するので、通信ネットワークに生じた故障の原因を自動的に診断することができる。
【００２２】
（６）  本実施形態の故障診断方法において、前記第２ステップには、前記第３ノードが前記受動動作である間に前記第２ノードと前記第４ノードが疎通確認を実行する処理が含まれ、前記第３ステップには、前記第２ノードと前記第４ノードの間の疎通確認の結果に基づいて、前記第２ノードの受信異常及び送信異常のうちの少なくとも１つを判定する処理が含まれることが好ましい。
【００２３】
このようにすれば、第２ノードの受信異常及び送信異常のうちの少なくとも１つを判定できるので、第２ノードに関する故障を自動的に診断することができる。
【００２４】
（７）  本実施形態の故障診断方法において、前記第２ステップには、前記第２ノードが前記受動動作である間に前記第１ノードと前記第３ノードが疎通確認を実行する処理が含まれ、前記第３ステップには、前記第１ノードと前記第３ノードの間の疎通確認の結果に基づいて、前記第３ノードの受信異常及び送信異常のうちの少なくとも１つを判定する処理が含まれることが好ましい。
【００２５】
このようにすれば、第３ノードの受信異常及び送信異常のうちの少なくとも１つを判定できるので、第３ノードに関する故障を自動的に診断することができる。
【００２６】
（８）  本実施形態の故障診断方法において、前記第２ステップには、前記第２ノード及び第３ノードが前記受動動作である間に前記第１ノードと前記第４ノードが疎通確認を実行する処理が含まれ、前記第３ステップには、前記第１ノードと前記第４ノードの間の疎通確認の結果に基づいて、前記リンクの異常の有無を判定する処理が含まれることが好ましい。
【００２７】
このようにすれば、リンクの異常の有無を判定できるので、リンクに関する故障（伝送路の破損など）を自動的に診断することができる。
【００２８】
＜本発明の実施形態の詳細＞
以下、図面を参照して、本発明の実施形態の詳細を説明する。なお、以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
なお、レイヤ２の通信で用いるＰＤＵ（Protocol Data Unit）を「フレーム」と呼び、レイヤ３の通信で用いるＰＤＵを「パケット」と呼ぶことが多いが、以下の説明では、「パケット」及び「フレーム」をいずれもＰＤＵの意味で用いる。
【００２９】
〔通信システムの全体構成〕
図１は、本発明の実施形態の通信システムの接続形態を示す図である。
図１に示すように、本実施形態の通信システムは、例えば配電網の自動化を実施するために設けられた複数の通信ノードＮ０〜Ｎｎを含む通信ネットワークＮＷと、１つの通信ノードＮ０（親局１）と通信可能に接続された中央装置４とを備える。
【００３０】
以下の説明において、各通信ノードＮ０〜Ｎｎの共通事項を説明する場合には、それらの通信ノードＮ０〜Ｎｎの代表符号として「Ｎ」を用いる。
図１の通信ネットワークＮＷでは、各通信ノードＮが隣接ノードと伝送路３により通信可能に接続されている。伝送路３を構成する通信媒体は、１芯又は２芯の光ファイバ又はメタル回線などの伝送線路を採用できる。もっとも、本実施形態の伝送路３は、１芯の光ファイバであると仮定する。
【００３１】
図１の通信ネットワークＮＷにおいて、四角印で示す通信ノードＮ０は「親局１」であり、その他の丸印で示す通信ノードＮ１〜Ｎｎは「子局２」である。
なお、ノード番号ｉが１からｎまでの子局２の通信ノードＮｉについては、ノード番号ｉを図面参照符号として、「子局ｉ−１」、「子局ｉ」、「子局ｉ＋１」及び「子局ｉ＋２」などと記載することがある。
【００３２】
親局１の通信ノードＮ０と子局２の通信ノードＮ１〜Ｎｎは、伝送路３により隣接ノードと数珠繋ぎに接続され、リングトポロジー（Ｎ０→Ｎ１→Ｎ２→Ｎ３→…Ｎｉ→…Ｎｎ−１→Ｎｎ→Ｎ０）の通信ネットワークＮＷを構成している。
従って、通信ネットワークＮＷの通信経路は右回りと左回りとで冗長化される。例えば、通信ノードＮ３から通信ノードＮ０に至る通信経路は、右回りのＮ３→Ｎ４→…Ｎｉ→…Ｎｎ→Ｎ０と、左回りのＮ３→Ｎ２→Ｎ１→Ｎ０の２つの通信経路に冗長化される。
【００３３】
本実施形態の通信ネットワークＮＷは、配電網の自動化に利用される。すなわち、通信ネットワークＮＷは、例えば電力会社が管理する複数の高圧開閉器６などの配電機器に対する遠隔制御と、その配電機器に関するリモートセンシングに利用される。
従って、各子局２は、配電網を構成する配電線５の開閉器６に対応して、当該開閉器６の近傍（例えば電柱の上端部）に設置されている。また、親局１の通信ノードＮ０は、中央装置４とともに配電系統の変電所などに設置されている。
【００３４】
もっとも、中央装置４と親局１を別の場所に設置し、インターネットなどの上位網を介して親局１を中央装置４と通信可能に接続してもよい。
なお、図１では、図示の簡略化のために、１つの子局２（通信ノードＮ３）のみが開閉器６と接続されているが、実際には、すべての子局２（通信ノードＮ１〜Ｎｎ）が開閉器６と接続されている。
【００３５】
子局２は、送信元が親局１の通信フレームに含まれる制御信号に従って、開閉器６の開閉動作などを制御する。子局２は、開閉器６の開閉状態や故障などの監視も行っており、その監視情報を含む親局１宛の通信フレームを隣接ノードに送信する。
開閉器６は、配電線５の電圧、電流及び力率などを計測するためのセンサを有する。子局２は、センサから計測情報を取得すると、その計測情報を含む親局１宛の通信フレームを隣接ノードに送信する。
【００３６】
中央装置４は、サーバコンピュータ又はパーソナルコンピュータなどのＩＰ通信が可能なコンピュータ装置よりなる。中央装置４は、親局１とのＩＰ通信と通信ネットワークＮＷの通信ノードＮ間の通信により、所定の子局２と通信可能である。
従って、中央装置４が特定の子局２宛の制御信号を親局１に入力すると、親局１は、入力された制御信号を含む特定の子局２宛の通信フレームを隣接ノードに送信する。これにより、中央装置４は、所定の開閉器６に対応する子局２に制御信号を伝送できる。
【００３７】
親局１は、監視情報及び計測情報の少なくとも１つを含む自局宛の通信フレームを子局２から受信すると、受信した通信フレームからそれらの情報を取り出し、取り出した情報を中央装置４に転送する。
これにより、中央装置４は、通信ネットワークＮＷに含まれるすべての子局２から、各開閉器６についての監視情報及び計測情報の少なくとも１つの情報を収集することができる。
【００３８】
上記の通り、本実施形態の通信ネットワークＮＷは、中央装置４を運用する管理者が、複数の対象機器（図例では、配電網の高圧開閉器６）を遠隔制御する通信ネットワークとして利用される。
従って、子局２を対象機器ごとに設置する場合、対象機器の数に応じてネットワークに含ませるノード数は多くなる。例えば、１つの変電所が管轄する複数の開閉器６を遠隔制御する場合には、１つの親局１に対応する子局２の台数は数百に及ぶ。
【００３９】
なお、図１の例では、子局２と開閉器６が１対１で対応しているが、１つの子局２と複数の開閉器６を対応させる接続形態であってもよいし、複数の子局２と１つの開閉器６を対応させる接続形態であってもよい。
また、通信ネットワークＮＷのトポロジーは、図１に示す単一のリング状に限らず、複数のリングを含む接続形態や、チェーン状あるいは分岐を有するチェーン状などのトポロジーであってもよい（図示省略）。
【００４０】
〔通信ネットワークの通信方式〕
通信ネットワークＮＷを構成する各通信ノードＮは、隣接ノードから受信した通信フレームを所定の経路制御プロトコルに従って中継することにより、通信ネットワークＮＷ内において通信フレームを「バケツリレー方式」にて転送する。
【００４１】
すなわち、通信ノードＮは、隣接ノードから受信した通信フレームを自身のどの送信ポートから送信するかを定めたルーティングテーブル（宛先へのホップ数、経路の有効期限などの付随情報を含む。）を有する。
また、ルーティングテーブルの決定のために、通信ノードＮは、通信ネットワークＮＷのトポロジー情報を記憶する場合もある。そして、通信ノードＮは、自身が保持するルーティングテーブルに従って、隣接ノードから受信した通信フレームの送信先を決定する。
【００４２】
具体的には、通信ノードＮは、隣接ノードから受信した通信フレーム（以下、「受信フレーム」という。）が自身宛のユニキャストの場合は、受信フレームを自身に取り込んで通信ネットワークＮＷには中継しない。
通信ノードＮは、受信フレームが自身宛でないユニキャストの場合は、受信フレームに記された宛先に対応する送信ポートをルーティングテーブルから決定し、決定した送信ポートから受信フレームを送信する。
【００４３】
通信ノードＮは、受信フレームが自身宛のマルチキャストの場合は、受信フレームを自身に取り込むとともに、受信フレームに記された他の宛先に対応する送信ポートをルーティングテーブルから決定し、決定した送信ポートから受信フレームを送信する。
通信ノードＮは、受信フレームが自身宛のブロードキャストの場合は、受信フレームを自身に取り込むとともに、すべての送信ポートから受信フレームを送信する。
【００４４】
通信ネットワークＮＷ内で用いる通信フレームには、通信フレームの転送ごとにインクリメントされるＴＴＬ（Time To Live）情報の領域が定義されている。
従って、通信ノードＮは、ＴＴＬ情報に記された転送回数が所定値以上の通信フレームについては破棄する。これにより、通信ネットワークＮＷ内におけるループフレームの発生が防止される。
【００４５】
通信ノードＮに対するルーティングテーブルの設定は、パソコンなどからの操作入力や中央装置４から受信した制御フレームにより、固定的に行ってもよい（スタティックルーティング）。もっとも、通信ノードＮが学習機能によって自律的かつ動的に、ルーティングテーブルの設定を行ってもよい（ダイナミックルーティング）。
なお、後者のダイナミックルーティングのプロトコルの例としては、例えば、ＡＯＤＶ（Ad hoc On-demand Distance Vector）、ＲＩＰ（Routing Information Protocol）、ＯＳＰＦ（Open Shortest Path First）及びＯＬＳＲ（Optimized Link State Routing）などがある。
【００４６】
本実施形態の通信ネットワークＮＷでは、子局２の通信ノードＮ１〜Ｎｎは、配電線５からの電力供給により駆動するが、無電力で光信号をバイパスする受動ノードに切り替わるための光スイッチ２３，２４（図２参照）を内部に備えている。
すなわち、各子局２は、停電などが原因で配電線５からの電力供給が途絶えた場合に、光信号の伝送経路を自局内に設けた光ファイバ（図２のバイパス経路２６）に切り替えることができる光スイッチ２３，２４を備える。
【００４７】
これにより、各子局２は、光信号を増幅せずに自局内を受動的に通過させる受動ノードに変化することができる。
このため、配電網の一部のエリアに停電が発生しても、そのエリアに位置する子局２は光信号を隣接ノードにバイパスすることができ、通信ネットワークＮＷにおける光信号の伝送が確保される。
【００４８】
〔子局の構成〕
図２は、親局１と子局２の内部構成を示すブロック図である。
図２に示すように、子局２は、中継処理部２１及び電源部２２を含む。
電源部２２は、ＡＣ／ＤＣコンバータを内部に含む。電源部２２は、配電線５から変圧器を介して供給される交流（例えば、１００Ｖの交流）を所定電圧の直流に変換し、変換後の直流電圧を中継処理部２１に供給する。
【００４９】
中継処理部２１は、２つの光スイッチ２３，２４と、これらの光スイッチ２３，２４の間に並列に配置されたノーマル経路２５及びバイパス経路２６を備える。バイパス経路２６は、伝送路３と同じ通信媒体（光ファイバ）よりなる。
ノーマル経路２５は、２つの光インタフェース２７，２８に中継部２９を直列に接続した回路構成である。中継部２９には制御部３０が接続されており、制御部３０にはタイマー３１が接続されている。
【００５０】
図２では、中継処理部２１の内部に制御部３０を実装する場合を例示しているが、制御部３０及びタイマー３１は、中継処理部２１とは別の制御回路により構成することにしてもよい。
【００５１】
光スイッチ２３，２４は、１入力×２出力のＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）型光スイッチ又はメカニカル光スイッチよりなる。
光スイッチ２３，２４の通信側ポートＰ１は、ノーマル経路２５を構成する光インタフェース２７，２８の光入出力端子に繋がる光ファイバにそれぞれ接続されている。光スイッチ２３，２４のバイパス側ポートＰ２には、バイパス経路２６の各端部がそれぞれ接続されている。
【００５２】
光スイッチ２３，２４は、停電や電源部２２の故障などにより、電源部２２から電力供給されなくなると、出力ポートをバイパス側ポートＰ２に切り替える。
この場合、一方（例えば図２の左側）の隣接ノードから光スイッチ２３のバイパス側ポートＰ２に到達した光信号は、バイパス経路２６をそのまま通過して、光スイッチ２４のバイパス側ポートＰ２から他方（例えば図２の右側）の隣接ノードに送出される。
【００５３】
逆に、他方（例えば図２の右側）の隣接ノードから光スイッチ２４のバイパス側ポートＰ２に到達した光信号は、バイパス経路２６をそのまま通過して、光スイッチ２３のバイパス側ポートＰ２から一方（例えば図２の左側）の隣接ノードに送出される。
従って、子局２の中継処理部２１は、自局に到達した光信号を中継部２９で増幅せずに通過させることにより、光信号を隣接ノードにバイパスする受動動作が可能である。
【００５４】
光インタフェース２７，２８は、光信号と電気信号の相互変換が可能な光トランシーバよりなる。
光インタフェース２７，２８は、通信側ポートＰ１から入力された光信号を電気信号に変換し、変換後の電気信号を中継部２９に送出する。光インタフェース２７，２８は、中継部２９から入力された電気信号を光信号に変換し、変換後の光信号を通信側ポートＰ１に繋がる伝送路３に送出する。
【００５５】
中継部２９は、光インタフェース２７，２８から取得した電気信号から通信フレームを再生し、再生した通信フレームに対して前述の経路制御プロトコルに従った所定の中継処理を行う。また、中継処理により送出先に設定された光インタフェース２７，２８は、隣接ノードに到達可能な光量で光信号を送出する。
従って、子局の中継処理部２１は、自局に到達した光信号を増幅して、所定の経路制御プロトコルに従って中継する能動動作が可能である。
【００５６】
中継部２９は、再生した通信フレームが、親局１が送信元である故障判定を要求する制御フレーム（図５の判定要求Ｒ：以下、「判定要求フレーム」ともいう。）である場合は、再生した判定要求フレームを制御部３０に渡す。
制御部３０は、判定要求フレームによる指示内容に従って、光スイッチ２３，２４の出力ポートの切り替え制御が可能である。
【００５７】
具体的には、制御部３０は、現在時刻が判定要求フレームにより指定された受動切り替え時刻になると、光スイッチ２３，２４の出力ポートをバイパス側ポートＰ２に強制的に切り替える（以下、「第１切り替え」ともいう。）。
また、制御部３０は、現在時刻が判定要求フレームにより指定された能動切り替え時刻になると、光スイッチ２３，２４の出力ポートを通信側ポートＰ１に強制的に切り替える（以下、「第２切り替え」ともいう。）。
【００５８】
このように、制御部３０は、親局１が指定する時刻に自局の光スイッチ２３，２４の出力ポートをバイパス側ポートＰ１に切り替えることにより、自局を強制的に受動ノードとして動作させることができる（強制バイパス機能）。
また、制御部３０は、親局１が指定する時刻に自局の光スイッチ２３，２４の出力ポートを通信側ポートＰ２に切り替えることにより、自局を強制的に通常運用である能動ノードに復帰させることができる（強制復帰機能）。
【００５９】
タイマー３１は、親局１が保持するタイマー（図示せず）と時刻同期するクロックカウンタにより構成されている。
制御部３０は、自局のタイマー３１がローカルに計時するカウント値が所定値（例えば親局１が指定する受動切り替え時刻又は能動切り替え時刻）を経過したか否かにより、自局を能動又は受動のいずれの動作モードで動作せるかを決定する。
【００６０】
制御部３０は、自局が能動動作しており、かつ、隣接ノードが強制バイパスにより受動動作している間に、当該隣接ノードの次の子局２又は更にその次の子局２と協働して、例えばＨｅｌｌｏパケットによる疎通確認を利用した故障の判定処理を実行することができる（故障判定機能）。
制御部３０は、上記の判定処理を実行すると、判定結果を含む親局１宛ての制御フレーム（図５の判定応答Ａ１〜Ａ５：以下、「判定応答フレーム」ともいう。）を生成し、生成した判定応答フレームを中継部２９に送信させる。
【００６１】
〔親局の構成〕
図２に示すように、親局１は、中継処理部１１、電源部１２及び制御部１３を含む。
電源部１２は、ＡＣ／ＤＣコンバータを内部に含む。電源部１２は、配電線５から変圧器を介して供給される交流（例えば、１００Ｖの交流）を所定電圧の直流に変換し、変換後の直流電圧を中継処理部１１及び制御部１３に供給する。
【００６２】
中継処理部１１は、通信ネットワークＮＷ内の子局２とのローカル通信と、中央装置４との外部通信との双方を実行可能な通信インタフェースを備える。
中継処理部１１は、少なくとも２つの光通信ポートを有する。これらの光通信ポートには、隣接する各子局２にそれぞれ通じる伝送路３が接続されている。中継処理部１１は、隣接する子局２から受信した光信号を光電変換した電気信号から通信フレームを再生し、その通信フレームに対して前述の経路制御プロトコルに従った中継処理を行う。
【００６３】
中継処理部１１は、再生した通信フレームが、隣接ノードとの「リンク断」を子局２が通知する制御フレーム（図５の検出通知Ｋ：以下、「検出通知フレーム」ともいう。）である場合は、再生した検出通知フレームを制御部１３に渡す。
制御部１３は、検出通知フレームを取得すると、送信元の子局２を含む複数の子局２（例えば図５の子局ｉ−１，ｉ，ｉ＋１，ｉ＋２）宛ての判定要求フレーム（図５の判定要求Ｒ）を生成し、生成した判定要求フレームを中継処理部１１に送信させる。
【００６４】
中継処理部１１は、再生した通信フレームが、子局２が判定した判定結果を含む制御フレーム（図５の判定応答Ａ１〜Ａ５）である場合は、再生した判定応答フレームを制御部１３に渡す。
制御部１３は、判定応答フレームに含まれる判定結果に基づいて、検出通知フレームにより切断が検出されたリンクについて、リンク断が発生した原因（故障箇所）の特定処理を実行する。
【００６５】
制御部１３は、子局２から取得した判定結果と、上記の特定処理の結果とから最終的な診断結果を生成し、生成した診断結果を含む中央装置４宛ての通信フレームを、中継処理部１１に送信させる。
【００６６】
〔通信ネットワークの故障診断処理〕
図３及び図４は、親局１と複数の子局２が協働して実行する、通信ネットワークＮＷの故障診断処理のフローチャートである。図５は、当該故障診断処理の説明図である。
以下、図３〜図５を参照しつつ、本実施形態の故障診断処理の内容を説明する。なお、以下の説明では、処理主体が親局１及び子局２となっているが、実際の処理主体は、図２に示す親局１の制御部１３及び子局２の制御部３０である。
【００６７】
本実施形態では、子局ｉと子局ｉ＋１の間の伝送路（以下、単に「リンク」という。）での通信不能（リンク断）が発生し、この通信不能を子局ｉが検出した場合を想定する（図１及び図５参照）。
例えば、子局ｉは、子局ｉ＋１との間でＨｅｌｌｏパケットを送受信できない場合や、所定時間を超えて子局ｉ＋１との通信が行われてない場合に、子局ｉ＋１とのリンク断の発生を検出する。
【００６８】
図３及び図５に示すように、子局ｉと子局ｉ＋１の通信において、子局ｉが片方向又は両方向でのリンク断を検出すると（ステップＳＴ１）、子局ｉは、リンク断の検出を通知する検出通知Ｋを親局１に送信する（ステップＳＴ２）。
検出通知Ｋには、通信不能となった伝送路の識別情報（リンク番号など）が含まれる。子局ｉは、リンク断が発生した伝送路を含まない方向（図１の例では反時時計方向）に検出通知Ｋを送信する。
【００６９】
親局１は、検出通知Ｋを受信すると、検出通知Ｋに含まれる識別情報からリンク断が検出されたリンクを特定し、このリンクが中央区間となる直列の通信経路に含まれる４つの子局ｉ−１，ｉ，ｉ＋１，ｉ＋２宛てに、故障の判定処理を要請する判定要求Ｒを送信する（ステップＳＴ３）。
【００７０】
判定要求Ｒの送信先に設定される通信ノードＮを簡単に定義すると、次のようになる。
子局ｉ−１：子局ｉに隣接しかつ通信不能のリンクに直結されていない通信ノード
子局ｉ    ：通信不能のリンクに直結された一方の通信ノード
子局ｉ＋１：通信不能のリンクに直結された他方の通信ノード
子局ｉ＋２：子局ｉ＋１に隣接しかつ通信不能のリンクに直結されていない通信ノード
【００７１】
親局１は、リンク断が発生した伝送路を含まない方向に判定要求Ｒを送信する。具体的には、親局１は、子局ｉ−１，ｉ宛ての判定要求Ｒを時計方向に送信し、子局ｉ＋１，ｉ＋２宛ての判定要求Ｒを反時計方向に送信する。
図３〜図５に示すように、子局２が実行する判定処理には、３種類の判定処理Ｄｉ，Ｄｉ＋１，Ｄｊが含まれる。
【００７２】
判定処理Ｄｉは、３つの子局ｉ，ｉ＋１，ｉ＋２が協働して、子局ｉに関する故障の有無をチェックする処理である。
判定処理Ｄｉ＋１は、３つの子局ｉ−１，ｉ，ｉ＋１が協働して、子局ｉ＋１に関する故障の有無をチェックする処理である。
判定処理Ｄｊは、４つの子局ｉ−１，ｉ，ｉ＋１，ｉ＋２が協働して、子局ｉ〜子局ｉ＋１間のリンクの破損の有無をチェックする処理である。
【００７３】
図３〜図５に示す判定処理Ｄｉ，Ｄｉ＋１，Ｄｊの順序は一例であり、Ｄｉ＋１→Ｄｊ→Ｄｉ＋１の順など、判定処理Ｄｉ，Ｄｉ＋１，Ｄｊの順序を任意に入れ替えることもできる。また、３つの判定処理Ｄｉ，Ｄｉ＋１，Ｄｊのうちの一部だけを行うことにしてもよい。
本実施形態では、すべての判定処理Ｄｉ，Ｄｉ＋１，Ｄｊが実行され、Ｄｉ→Ｄｉ＋１→Ｄｊの順序で各子局２に判定処理Ｄｉ，Ｄｉ＋１，Ｄｊを行わせる場合を想定する。
【００７４】
判定要求Ｒには、図５に示す４つの時刻ｔ１〜ｔ４が含まれる。時刻ｔ１は、判定処理Ｄｉの開始時刻である。時刻ｔ２は、判定処理Ｄｉ＋１の開始時刻である。時刻ｔ２は、遅くともこの時刻までに判定処理Ｄｉを終了せねばならない期限時刻でもある。
時刻ｔ３は、判定処理Ｄｊの開始時刻である。時刻ｔ３は、遅くともこの時刻までに判定処理Ｄｉ＋１を終了せねばならない期限時刻でもある。時刻ｔ４は、遅くともこの時刻までに判定処理Ｄｊを終了せねばならない期限時刻である。
【００７５】
以上を纏めると次の通りである。
判定処理Ｄｉは、ｔ１≦ｔ＜ｔ２の時間帯に行われる。
判定処理Ｄｉ＋１は、ｔ２≦ｔ＜ｔ３の時間帯に行われる。
判定処理Ｄｊは、ｔ３≦ｔ＜ｔ４の時間帯に行われる。
なお、時刻ｔ１〜ｔ４は、親局１と子局２とで同期する絶対時刻であってもよいし、判定要求Ｒの受信を契機として、各子局２のタイマー３１がカウントアップ又はカウントダウンを開始する相対時刻であってもよい。
【００７６】
３つの子局ｉ，ｉ＋１，ｉ＋２は、親局１が指定した時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間に判定処理Ｄｉを実行する。また、判定処理Ｄｉによる判定結果を含む判定応答Ａ１，Ａ２は、時刻ｔ２までに親局１に送信される。
同様に、３つの子局ｉ−１，ｉ，ｉ＋１は、親局１が指定した時刻ｔ２から時刻ｔ３までの間に判定処理Ｄｉ＋１を実行する。また、判定処理Ｄｉ＋１による判定結果を含む判定応答Ａ３，Ａ４は、時刻ｔ３までに親局１に送信される。
【００７７】
更に、４つの子局ｉ−１，ｉ，ｉ＋１，ｉ＋２は、親局１が指定した時刻ｔ３から時刻ｔ４までの間に判定処理Ｄｊを実行する。また、判定処理Ｄｊによる判定結果を含む判定応答Ａ５は、時刻ｔ４までに親局１に送信される。
なお、３つの判定処理Ｄｉ，Ｄｉ＋１，Ｄｊの進行に応じた子局ｉと子局ｉ＋１の状態遷移を時系列に説明すると、次の通りである。
【００７８】
子局ｉは、時刻ｔ１では能動ノードのまま推移し、時刻ｔ２に第１切り替えを行って受動ノードとなり、時刻ｔ３では受動ノードのまま推移し、時刻ｔ４に第２切り替えを行って能動ノードに戻る。
子局ｉ＋１は、時刻ｔ１に第１切り替えを行って受動ノードとなり、時刻ｔ２に第２切り替えを行って能動ノードに戻り、時刻ｔ３に第１切り替えを行って受動ノードとなり、時刻ｔ４に第２切り替えを行って能動ノードに戻る。
【００７９】
図３に示すように、判定処理Ｄｉは、３つの子局ｉ，ｉ＋１，ｉ＋２のうち真ん中の子局ｉ＋１を強制的にバイパスさせた状態で、両端の子局ｉ，ｉ＋２間のＨｅｌｌｏパケットの疎通をチェックすることによって行われる（ステップＳＴ４）。
すなわち、判定処理Ｄｉの実行期間であるｔ１≦ｔ＜ｔ２の時間帯では、子局ｉ＋１が受動ノードでかつ両端の子局ｉ，ｉ＋２が能動ノードとなり、能動ノードである両端の子局ｉ，ｉ＋２がお互いにＨｅｌｌｏパケットを送受信する。
【００８０】
判定処理Ｄｉにおいて、子局ｉは、相手方からのＨｅｌｌｏパケットが受信不可であったか否かを判定する（ステップＳＴ５）。
【００８１】
ステップＳＴ５の判定が肯定的である場合は、子局ｉは、子局ｉの受信機能が異常である旨の判定結果を生成し（ステップＳＴ６）、生成した判定結果を含む判定応答Ａ１を親局１に送信する（ステップＳＴ１１）。
ステップＳＴ５の判定が否定的である場合は、子局ｉは、子局ｉの受信機能が正常である旨の判定結果を生成し（ステップＳＴ７）、生成した判定結果を含む判定応答Ａ１を親局１に送信する（ステップＳＴ１１）。
【００８２】
判定処理Ｄｉにおいて、子局ｉ＋１は、相手方からのＨｅｌｌｏパケットが受信不可であったか否かを判定する（ステップＳＴ８）。
【００８３】
ステップＳＴ８の判定が肯定的である場合は、子局ｉ＋２は、子局ｉの送信機能が異常である旨の判定結果を生成し（ステップＳＴ９）、生成した判定結果を含む判定応答Ａ２を親局１に送信する（ステップＳＴ１２）。
ステップＳＴ８の判定が否定的である場合は、子局ｉ＋２は、子局ｉの送信機能が正常である旨の判定結果を生成し（ステップＳＴ１０）、生成した判定結果を含む判定応答Ａ２を親局１に送信する（ステップＳＴ１２）。
【００８４】
図６（ａ）は、判定処理Ｄｉの処理内容を纏めた表である。
図６（ａ）に示すように、子局ｉは、自局である子局ｉにおけるパケット受信の成否に応じて、自局である子局ｉの受信機能が正常か異常かを判定し、この判定結果を含む判定応答Ａ１を親局１に送信する。
【００８５】
また、子局ｉ＋２は、自局である子局ｉ＋２におけるパケット受信の成否に応じて、相手局である子局ｉの送信機能が正常か異常かを判定し、この判定結果を含む判定応答Ａ２を親局１に送信する。
なお、子局ｉ＋２がＨｅｌｌｏパケットを受信できない場合に、子局ｉの送信異常であると判定する理由は、リンク断のリンクに直結されていない子局ｉ＋２の送受信機能は正常であると推定されるからである。
【００８６】
図４に示すように、判定処理Ｄｉ＋１は、３つの子局ｉ−１，ｉ，ｉ＋１のうち真ん中の子局ｉを強制的にバイパスさせた状態で、両端の子局ｉ−１，ｉ＋１間のＨｅｌｌｏパケットの疎通をチェックすることによって行われる（ステップＳＴ１３）。
すなわち、判定処理Ｄｉ＋１の実行期間であるｔ２≦ｔ＜ｔ３までの時間帯では、子局ｉが受動ノードでかつ両端の子局ｉ−１，ｉ＋１が能動ノードとなり、能動ノードである両端の子局ｉ−１，ｉ＋１がお互いにＨｅｌｌｏパケットを送受信する。
【００８７】
判定処理Ｄｉ＋１において、子局ｉ＋１は、相手方からのＨｅｌｌｏパケットが受信不可であったか否かを判定する（ステップＳＴ１４）。
【００８８】
ステップＳＴ１４の判定が肯定的である場合は、子局ｉ＋１は、子局ｉ＋１の受信機能が異常である旨の判定結果を生成し（ステップＳＴ１５）、生成した判定結果を含む判定応答Ａ３を親局１に送信する（ステップＳＴ２０）。
ステップＳＴ１４の判定が否定的である場合は、子局ｉ＋１は、子局ｉ＋１の受信機能が正常である旨の判定結果を生成し（ステップＳＴ１６）、生成した判定結果を含む判定応答Ａ３を親局１に送信する（ステップＳＴ２０）。
【００８９】
判定処理Ｄｉ＋１において、子局ｉ−１は、相手方からのＨｅｌｌｏパケットが受信不可であったか否かを判定する（ステップＳＴ１７）。
【００９０】
ステップＳＴ１７の判定が肯定的である場合は、子局ｉ−１は、子局ｉ＋１の送信機能が異常である旨の判定結果を生成し（ステップＳＴ１８）、生成した判定結果を含む判定応答Ａ４を親局１に送信する（ステップＳＴ２１）。
ステップＳＴ１７の判定が否定的である場合は、子局ｉ−１は、子局ｉ＋１の送信機能が正常である旨の判定結果を生成し（ステップＳＴ１９）、生成した判定結果を含む判定応答Ａ４を親局１に送信する（ステップＳＴ２１）。
【００９１】
図６（ｂ）は、判定処理Ｄｉ＋１の処理内容を纏めた表である。
図６（ｂ）に示すように、子局ｉ＋１は、自局である子局ｉ＋１におけるパケット受信の成否に応じて、自局である子局ｉ＋１の受信機能が正常か異常かを判定し、この判定結果を含む判定応答Ａ３を親局１に送信する。
【００９２】
また、子局ｉ−１は、自局である子局ｉ−１におけるパケット受信の成否に応じて、相手局である子局ｉ＋１の送信機能が正常か異常かを判定し、この判定結果を含む判定応答Ａ４を親局１に送信する。
なお、子局ｉ−１がＨｅｌｌｏパケットを受信できない場合に、子局ｉ＋１の送信異常であると判定する理由は、リンク断のリンクに直結されていない子局ｉ−１の送受信機能は正常であると推定されるからである。
【００９３】
図４に示すように、判定処理Ｄｊは、４つの子局ｉ−１，ｉ，ｉ＋１，ｉ＋２のうち２つの子局ｉ，ｉ＋１を強制的にバイパスさせた状態で、両端の子局ｉ−１，ｉ＋２間のＨｅｌｌｏパケットの疎通をチェックすることによって行われる（ステップＳＴ２２）。
すなわち、判定処理Ｄｊの実行期間であるｔ３≦ｔ＜ｔ４までの時間帯では、子局ｉ，ｉ＋１が受動ノードでかつ両端の子局ｉ−１，ｉ＋２が能動ノードとなり、能動ノードである両端の子局ｉ−１，ｉ＋２がお互いにＨｅｌｌｏパケットを送受信する。
【００９４】
判定処理Ｄｊにおいて、子局ｉ−１は、相手方からのＨｅｌｌｏパケットが受信不可であったか否かを判定する（ステップＳＴ２３）。
【００９５】
ステップ２３の判定が肯定的である場合は、子局ｉ−１は、伝送路が異常である旨の判定結果を生成し（ステップＳＴ２４）、生成した判定結果を含む判定応答Ａ５を親局１に送信する（ステップＳＴ２６）。
ステップＳＴ２３の判定が否定的である場合は、子局ｉ−１は、伝送路が正常である旨の判定結果を生成し（ステップＳＴ２６）、この判定結果を含む判定応答Ａ５を親局１に送信する（ステップＳＴ２６）。
【００９６】
図６（ｃ）は、判定処理Ｄｊの処理内容を纏めた表である。
図６（ｃ）示すように、子局ｉ−１は、自局である子局ｉ−１におけるパケット受信の成否に応じて、子局ｉと子局ｉ＋１の間の伝送路が正常か異常かを判定し、この判定結果を含む判定応答Ａ５を親局１に送信する。
【００９７】
なお、子局ｉ−１の代わりに、子局ｉ＋２が、パケット受信の成否に基づくステップＳＴ２２〜ＳＴ２５までの処理を実行し、判定結果を含む判定応答Ａ５を親局１に送信することにしてもよい。
【００９８】
図４に戻り、親局１は、子局２から収集した判定応答Ａ１〜Ａ５に基づいて、故障箇所の特定処理を実行する（ステップＳＴ２７）。
親局１が実行する故障箇所の特定処理には、判定応答Ａ１〜Ａ４を用いる第１特定処理と、判定応答Ａ５を用いる第２特定処理が含まれる。図７（ａ）は、第１特定処理のロジックを纏めた表であり、図７（ｂ）は、第２特定処理のロジックを纏めた表である。
【００９９】
図７（ａ）に示すように、第１特定処理では、親局１は、子局ｉ及び子局ｉ＋１の判定結果（正常又は異常）の組み合わせに基づいて、リンク断の発生原因となった故障箇所を特定する。
なお、親局１は、判定応答Ａ１，Ａ２に含まれる判定結果に基づいて、子局ｉの正常／異常（受信異常又は送信異常）を判断し、判定応答Ａ３，Ａ４に含まれる判定結果に基づいて、子局ｉ＋１の正常／異常（受信異常又は送信異常）を判断する。
【０１００】
親局１は、子局ｉが異常でかつ子局ｉ＋１が正常である場合には、子局ｉの単体故障であると判断する。これにより、リンク断の発生原因が、子局ｉのみの受信異常又は送信異常であったことが判明する。
親局１は、子局ｉが正常でかつ子局ｉ＋１が異常である場合には、子局ｉ＋１の単体故障であると判断する。これにより、リンク断の発生原因が、子局ｉ＋１のみの受信異常又は送信異常であったことが判明する。
【０１０１】
親局１は、子局ｉが異常でかつ子局ｉ＋１が異常である場合には、伝送路（リンク）の破損又は両子局ｉ，ｉ＋１の同時故障であると判断する。
その理由は、通信不能のリンクに直結された両子局ｉ，ｉ＋１の送受信が異常である原因は、必ずしも伝送路の破損であるとは限らず、例えば、落雷などによって両子局ｉ，ｉ＋１が同時に故障した場合もあり得るからである。
【０１０２】
親局１は、子局ｉが異常でかつ子局ｉ＋１が異常である場合には、更に、後述の第２特定処理を実行する。
親局１は、子局ｉが正常でかつ子局ｉ＋１が正常である場合には、子局ｉから通知された検出通知Ｋが、リンク断の誤検出であったと判断する。
【０１０３】
図７（ｂ）に示すように、第２特定処理では、親局１は、判定応答Ａ５に含まれる伝送路の判定結果が正常又は異常のいずれであるかに基づいて、リンク断の発生原因となった故障箇所を特定する。
具体的には、親局１は、伝送路の判定結果が正常である場合は、子局ｉ，ｉ＋１の同時故障と判断し、伝送路の判定結果が異常である場合は、子局ｉ，ｉ＋１間の伝送路の破損と判断する。
【０１０４】
図４に戻り、親局１は、子局２から収集した判定応答Ａ１〜Ａ５と、第１及び第２特定処理に基づいて、下記のいずれかの最終的な診断結果１〜４を生成し、生成した診断結果１〜４のいずれかを中央装置４に送信する（ステップＳＴ２８）。
これにより、中央装置４のオペレータは、通信ネットワークＮＷに発生したリンクの通信不能の具体的な原因を予め察知することができる。
【０１０５】
診断結果１：子局ｉのみの受信異常又は送信異常
診断結果２：子局ｉ＋１のみの受信異常又は送信異常
診断結果３：両子局ｉ，ｉ＋１の受信異常又は送信異常
診断結果４：子局ｉ，ｉ＋１間の伝送路の破損
【０１０６】
〔本実施形態の効果〕
本実施形態の子局（通信装置）２によれば、制御部３０が、能動動作から受動動作への第１切り替えと、受動動作から能動動作への第２切り替えとの双方を、中継処理部２１に対して強制的に実行可能である。
【０１０７】
このため、例えば図１に示すように、子局２を通信ネットワークＮＷの通信ノードＮとして採用し、通信不能のリンクに直結する子局ｉ，ｉ＋１を強制的に受動動作させて他の子局ｉ−１，ｉ＋２が疎通確認を行うことにより（図３〜図６参照）、リンクの通信不能の原因を判定することができる。従って、通信ネットワークＮＷに生じた故障の原因を自動的に診断できるようになる。
【０１０８】
本実施形態の子局２によれば、制御部３０が、タイマー３１のカウント値が所定値（例えば親局１から通知された所定の切り替え時刻）になった場合に、受動動作から能動動作への第２切り替えを実行する（図５参照）。
このため、受動動作から能動動作への復帰手段を常用のタイマー３１により容易に実装することができる。すなわち、受動動作から能動動作への復帰手段として、カプラー３３及び受信部３４などの特別な回路（図８参照）を採用する場合に比べて、子局２を安価に製作することができる。
【０１０９】
本実施形態の通信ネットワークＮＷによれば、４つ以上の通信ノードＮが直列に並ぶ通信経路（図１中のＮｉ−１〜Ｎｉ＋２の経路）に、第１切り替えと第２切り替えの双方を強制的に実行可能な子局２が互いに隣接した状態で含まれる。
このため、通信不能のリンクに直結する子局ｉ，ｉ＋１を強制的に受動動作させて他の子局ｉ−１，ｉ＋２が疎通確認を行うことにより（図３〜図６参照）、リンクの通信不能の原因を判定することができる。従って、通信ネットワークＮＷに生じた故障の原因を自動的に診断できるようになる。
【０１１０】
すなわち、本実施形態では、４つの子局ｉ−１，ｉ，ｉ＋１，ｉ＋２のうち、子局ｉ，ｉ＋１の少なくとも１つが受動動作である間に、他の子局ｉ−１，ｉ＋２が疎通確認を実行し、この疎通確認の結果に基づいてリンクの通信不能の原因を判定するので、通信ネットワークに生じた故障の原因を自動的に診断することができる。
【０１１１】
より具体的には、子局ｉ＋１が受動動作である間に子局ｉと子局ｉ＋２が疎通確認を実行し、この疎通確認の結果に基づいて、子局ｉの受信異常及び送信異常のうちの少なくとも１つが判定される（図３〜図６の判定処理Ｄｉ参照）。このため、子局ｉに関する故障を自動的に診断することができる。
【０１１２】
また、子局ｉが受動動作である間に子局ｉ−１と子局ｉ＋１が疎通確認を実行し、この疎通確認の結果に基づいて、子局ｉ＋１の受信異常及び送信異常のうちの少なくとも１つが判定される（図４〜図６の判定処理Ｄｉ＋１参照）。このため、子局ｉ＋１に関する故障を自動的に診断することができる。
【０１１３】
更に、子局ｉ及び子局ｉ＋１が受動動作である間に子局ｉ−１と子局ｉ＋２が疎通確認を実行し、この疎通確認の結果に基づいて、リンク（子局ｉ，ｉ＋１間の伝送路）の異常の有無が判定される（図４〜図６の判定処理Ｄｊ参照）。このため、伝送路の破損などのリンクに関する故障を自動的に診断することができる。
【０１１４】
この点、本実施形態では、特定のリンクで通信不能が検出された場合に、故障原因の診断結果を含む通信フレームを中央装置４が取得するので、ネットワーク管理者は、修理すべき通信ノードＮの場所と故障内容を即座に察知することができる。このため、通信ネットワークＮＷの保守管理が容易になる。
【０１１５】
〔第１の変形例〕
図８は、子局２の内部構成の変形例を示すブロック図である。
図８に示す第１の変形例に係る子局２が上述の実施形態の子局２（図２参照）と異なる点は、受動動作から能動動作に復帰させる第２切り替えのための手段として、タイマー３１の代わりに、カプラー３３と受信部３４を備える点にある。
【０１１６】
カプラー３３は、光信号を双方向においてＮ：１で分岐する光分岐器よりなり、分岐比が大きい方のポートにバイパス経路２６の光ファイバが接続され、分岐比が小さい方のポートに受信部３４に通じる光ファイバが接続されている。
このため、バイパス経路２６を通過する光信号は、１／Ｎの強度で分岐され、受信部３４に入力される。なお、バイパス経路２６の光成分を極力減衰させないために、Ｎ＝１０程度に設定することが好ましい。
【０１１７】
受信部３４は、入力された光信号を光電変換する機能と、変換後の電気信号から通信フレームを再生する機能とを有しており、再生した通信フレームを制御部３０に供給することができる。
このため、中継処理部２１の光スイッチ２３，２４がバイパス経路２６に切り替わっている状態（子局２の受動動作）であっても、所定の通信フレームを制御部３０が取得することができる。
【０１１８】
第１の変形例１の子局２によれば、受動動作の場合にも制御部３０が通信フレームを受信できるので、受動動作中に受信した制御信号に基づいて、自局を受動動作から能動動作に復帰させることができる。
例えば、制御部３０は、受動動作中にバイパス経路２６から取得するＨｅｌｌｏパケットの送受信が完了した時点で、他の子局２による判定処理の終了を検知し、能動動作に復帰することにすればよい。また、他の子局２の判定処理の終了を通知する制御フレームの受信を契機として、能動動作に復帰することにしてもよい。
【０１１９】
このように、バイパス経路２６を通過する光信号から通信フレームを制御部３０が受信できるようにすれば、疎通確認の終了や外部装置からの通知などを契機として、子局２が受動動作から能動動作に復帰することができる。
【０１２０】
〔第２の変形例〕
図９は、親局１と複数の子局２が協働して実行する、通信ネットワークＮＷの別の故障診断処理のフローチャートである。
図９の故障診断処理は、強制バイパス機能を有しない子局２(例えば、光スイッチ２３，２４を内蔵しないために受動動作を行えない子局)が通信ネットワークＮＷに含まれる場合の処理である。
【０１２１】
第２の変形例においても、子局ｉと子局ｉ＋１の間の伝送路での通信不能（リンク断）が発生し、この通信不能を子局ｉが検出した場合を想定する（図１参照）。
図９に示すように、子局ｉと子局ｉ＋１の通信において、子局ｉが片方向又は両方向でのリンク断を検出すると（ステップＳＴ４０）、子局ｉは、リンク断の検出を通知する検出通知を親局１に送信する（ステップＳＴ４１）。
【０１２２】
検出通知には、通信不能となった伝送路の識別情報（リンク番号など）が含まれる。子局ｉは、リンク断が発生した伝送路を含まない方向（図１の例では反時時計方向）に検出通知を送信する。
親局１は、検出通知を受信すると、検出通知に含まれる識別情報からリンク断が検出されたリンクを特定し、このリンクと直結された２つの子局ｉ，ｉ＋１宛てに、故障の判定処理を要請する判定要求を送信する（ステップＳＴ４２）。
【０１２３】
すなわち、判定要求の送信先に設定される通信ノードＮは、通信不能のリンクに直結された一方の通信ノード（子局ｉ）と、他方の通信ノード（子局ｉ＋１）である。
親局１は、リンク断が発生した伝送路を含まない方向に判定要求を送信する。具体的には、親局１は、子局ｉ宛ての判定要求を時計方向に送信し、子局ｉ＋１宛ての判定要求を反時計方向に送信する。
【０１２４】
次に、判定要求を受信した子局ｉは、自局の光トランシーバ２７，２８の発光を検査する（ステップＳＴ４３）。すなわち、子局ｉは、自局の光トランシーバ２７，２８が発光しているか否かを判定する（ステップＳＴ４４）。
ステップＳＴ４４の判定が肯定的である場合は、子局ｉは自局が故障である旨の判定結果を生成し（ステップＳＴ４５）、ステップＳＴ４４の判定が否定的である場合は、子局ｉは自局が正常である旨の判定結果を生成する（ステップＳＴ４６）。
【０１２５】
次に、判定要求を受信した子局ｉ＋１は、自局の光トランシーバ２７，２８の発光を検査する（ステップＳＴ４７）。すなわち、子局ｉ＋１は、自局の光トランシーバ２７，２８が発光しているか否かを判定する（ステップＳＴ４８）。
ステップＳＴ４８の判定が肯定的である場合は、子局ｉ＋１は自局が故障である旨の判定結果を生成し（ステップＳＴ４９）、ステップＳＴ４８の判定が否定的である場合は、子局ｉ＋。は自局が正常である旨の判定結果を生成する（ステップＳＴ５０）。
【０１２６】
上記の判定結果が得られると、各子局ｉ，ｉ＋１は、親局１に故障診断の内容を返信する（ステップＳＴ５１）。具体的には、各子局ｉ，ｉ＋１は、判定結果を含む判定応答を生成し、生成した判定応答を親局１宛てに送信する。
その後、親局１は、各子局ｉ，ｉ＋１から受信した判定結果の内容を含む通信フレームを中央装置４に送信することにより、故障内容を中央装置４に通知する（ステップＳＴ５２）。
【０１２７】
第２の変形例によれば、伝送路の破損を診断できないなど、通信ネットワークＮＷにおける故障の診断精度は劣るが、受動動作を行えない通信ノードＮが通信ネットワークＮＷに含まれる場合であっても、どの通信ノードＮが故障したかを診断することができる。
【０１２８】
〔その他の変形例〕
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【０１２９】
例えば、上述の実施形態では、子局２が判定処理Ｄｉ，Ｄｉ＋１，Ｄｊ（図６）を実行するが、この判定処理を親局１が実行することにしてもよい。
この場合、各子局２は、疎通確認の成否（具体的にはＨｅｌｌｏパケットの受信成否）のみを親局１に通知し、通知された疎通確認の成否に基づいて、親局１が図６に示す判定処理Ｄｉ，Ｄｉ＋１，Ｄｊを実行すればよい。
【０１３０】
上述の実施形態において、親局１が行う故障診断処理を中央装置４が代わりに実行することにしてもよい。
この場合、中央装置４が、図６の判定処理Ｄｉ，Ｄｉ＋１，Ｄｊと図７の特定処理の双方を実行してもよいし、上述の実施形態と同様に、図６の判定処理Ｄｉ，Ｄｉ＋１，Ｄｊを子局２が実行し、図７の特定処理を中央装置４が実行することにしてもよい。
【０１３１】
上述の実施形態では、通信ネットワークＮＷに関する故障診断処理を親局１が統括しているが、通信ネットワークＮＷに含まれる複数の子局２のうちのいずれか（例えば子局ｉ−１）が故障診断処理を統括し、最終的な診断結果を親局１及び中央装置４に通知することにしてもよい。
【符号の説明】
【０１３２】
１  親局（通信装置）
２  子局（通信装置）
３  伝送路
４  中央装置
５  配電線
６  高圧開閉器
１１  中継処理部
１２  電源部
１３  制御部
２１  中継処理部
２２  電源部
２３  光スイッチ
２４  光スイッチ
２５  ノーマル経路
２６  バイパス経路
２７  光インタフェース
２８  光インタフェース
２９  中継部
３０  制御部
３１  タイマー
３３  カプラー
３４  受信部
ＮＷ  通信ネットワーク
Ｎ  通信ノード
Ｐ１  通信側ポート
Ｐ２  バイパス側ポート
【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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