(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信用の中継切替装置であって、
第１媒体接続部、第１変換部、第２媒体接続部、第２変換部、切替部を有する中継側物理層手段と、
端末側の伝送媒体との間で授受する信号である端末側媒体信号と伝送媒体に依存しないデータとの変換を行う端末側物理層手段と、
データの授受を実行するメディアアクセス制御部と、
を備え、
前記第１媒体接続部は、第１の伝送媒体との間で授受する信号である第１媒体信号と第１の伝送媒体用の信号である第１依存信号との変換を行い、
前記第１変換部は、第１依存信号と伝送媒体に依存しないデータとの変換を行い、
前記第２媒体接続部は、第２の伝送媒体との間で授受する信号である第２媒体信号と第２の伝送媒体用の信号である第２依存信号との変換を行い、
前記第２変換部は、第２依存信号と伝送媒体に依存しないデータとの変換を行い、
前記切替部は、前記メディアアクセス制御部から前記中継側物理層手段へのデータを前記第１変換部と前記第２変換部の両方に送り、前記第１変換部からのデータまたは前記第２変換部からのデータを前記メディアアクセス制御部側に送る
を備える中継切替装置。
【請求項２】
請求項１記載の中継切替装置であって、
前記切替部は、
前記第１変換部からのデータおよび前記第２変換部からのデータに基づいて、前記第１変換部からのデータまたは前記第２変換部からのデータを選択して前記メディアアクセス制御部に送る
ことを特徴とする中継切替装置。
【請求項３】
請求項２記載の中継切替装置であって、
前記切替部は、現在前記メディアアクセス制御部に送っているデータが示す状態が、現在前記メディアアクセス制御部に送っていないデータが示す状態よりも、あらかじめ定めた程度以上に悪い場合に、前記メディアアクセス制御部に送るデータの選択を変更する
ことを特徴とする中継切替装置。
【請求項４】
請求項１記載の中継切替装置であって、
前記切替部は、
前記第１依存信号の状態および前記第２依存信号の状態に基づいて、前記第１変換部からのデータまたは前記第２変換部からのデータを選択して前記メディアアクセス制御部に送る
ことを特徴とする中継切替装置。
【請求項５】
請求項４記載の中継切替装置であって、
前記切替部は、現在前記メディアアクセス制御部に送っているデータに対応する記第１依存信号または前記第２依存信号の状態が、他方の状態よりもあらかじめ定めた程度以上に悪い場合に、前記メディアアクセス制御部に送るデータの選択を変更する
ことを特徴とする中継切替装置。
【請求項６】
請求項２から５のいずれかに記載の中継切替装置であって、
前記切替部は、前記メディアアクセス制御部へ送るデータの選択を変更した後、あらかじめ定めた時間内は前記選択の変更は行わない
ことを特徴とする中継切替装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかに記載の中継切替装置であって、
前記切替部は、
前記第１変換部からのデータを蓄積する第１バッファと、
前記第２変換部からのデータを蓄積する第２バッファと、
前記第１バッファまたは前記第２バッファからデータを取得して前記メディアアクセス制御部に送るタイミング調整部も
有し、
前記タイミング調整部は、前記メディアアクセス制御部に送るデータの選択を変更したときの前記メディアアクセス制御部に送るデータのタイミングを変更前と整合させる
ことを特徴とする中継切替装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載の中継切替装置であって、
前記切替部は、
前記メディアアクセス制御部からのデータを蓄積する送信用バッファと、
対向する中継切替装置に第１の伝送媒体を介してデータが到達するタイミングと第２の伝送媒体を介してデータが到達するタイミングが所定の範囲になるように、あらかじめ設定したそれぞれのタイミングで前記送信用バッファからデータを取得して前記第１変換部と前記第２変換部に送る送信調整部も
を有する
ことを特徴とする中継切替装置。
【請求項９】
請求項８記載の中継切替装置であって、
管理制御部も備え、
前記管理制御部は、第１の伝送媒体を介してデータを受信したタイミングと第２の伝送媒体を介してデータを受信したタイミングの差を検出し、差の情報を送信する機能と、
対向する中継切替装置が第１の伝送媒体を介してデータを受信したタイミングと第２の伝送媒体を介してデータを受信したタイミングの差の情報を受信する機能を有し、
前記のあらかじめ設定したそれぞれのタイミングは、前記管理制御部が受信した差の情報に基づいて定められている
ことを特徴とする中継切替装置。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれかに記載の中継切替装置であって、
前記中継側物理層手段は、さらに、第３媒体接続部、第３変換部、予備切替部も備え、
前記第３媒体接続部は、第３の伝送媒体との間で授受する信号である第３媒体信号と第３の伝送媒体用の信号である第３依存信号との変換を行い、
前記第３変換部は、第３依存信号と伝送媒体に依存しないデータとの変換を行い、
前記予備切替部は、前記切替部と前記メディアアクセス制御部との間に配置され、前記メディアアクセス制御部から前記中継側物理層手段へのデータを前記切替部と前記第３変換部に送り、前記第１変換部からのデータ、前記第２変換部からのデータ、前記第３変換部からのデータのいずれかを前記メディアアクセス制御部に送る
ことを特徴とする中継切替装置。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれかに記載の中継切替装置であって、
さらに、前記メディアアクセス制御部へ送るデータの選択を変更したときは、前記メディアアクセス制御部から前記中継側物理層手段へ送るデータに、選択を変更したことを示すデータを含める管理部も備える
ことを特徴とする中継切替装置。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれかに記載の中継切替装置であって、
前記中継側物理層手段を２つ以上備える
ことを特徴とする中継切替装置。
【請求項１３】
請求項１２記載の中継切替装置を複数用いた構内通信システムであって、
前記中継切替装置同士の前記第１媒体接続部同士を第１の伝送媒体で接続し、前記第２媒体接続部同士を第２の伝送媒体で接続した
構内通信システム。
【請求項１４】
請求項１０記載の中継切替装置を複数用いた構内通信システムであって、
前記中継側物理層手段を２つ以上備え、
対向する中継切替装置との間で前記第１媒体接続部同士を第１の伝送媒体で接続し、前記第２媒体接続部同士を第２の伝送媒体で接続し、
前記の対向する中継切替装置が対向する別の中継切替装置との間で前記第３媒体接続部同士を第３の伝送媒体で接続した
構内通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＬＡＮ（Local Area Network）などの通信に用いる中継切替装置、構内通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
通信ネットワークにおける中継技術としては、例えば特許文献１に示された技術などが従来技術として知られている。また、近年、ＩｏＴ（Internet of Things）の有効性が世間に知られ、ＩｏＴを活用する場面が増加している。ＩｏＴを活用する社会では、人が快適にそして豊かに生活するために、すべてのモノをインターネットにつなげることで、様々なモノの管理（監視と制御）を随意に行う。モノには、例えば人が普通に生活する住空間だけを見ても、人が操作する端末だけでなく、人に取り付けられて体調に関するデータ（体温、血圧、心拍、発汗量、活動量など）を収集するヘルスケアセンサ、部屋に取り付けられて環境のデータ（温湿度、照度、騒音、人やペットの動き、煙など）を収集するセンサ、部屋のドアと窓の開閉及び施錠、カーテンの開閉の制御、エアコンなどの機器の制御などを行う機器などがある。これらのモノは、事務所、病院、工場、学校、商業施設などの様々な場所において人の生活に有効なモノとして設置され、管理するサーバもしくは相互に接続され、人工知能なども活用することで有用に働く。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０２０−０２２１００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
現状の構内通信技術は、従前の人が操作する端末を前提としたネットワークを構築する技術であり、上述のモノをつなぐことを前提としたネットワークを構築する技術としては十分ではなかった。特に、端末でのデータ通信の場合よりも高い信頼性とリアルタイム性が求められるモノとの通信を行う技術としては十分ではなかった。特許文献１の技術は、ネットワーク障害時の通信不可能時間を短縮することを目的とした中継装置に関する技術であり、信頼性とリアルタイム性の向上を目指したものと言える。しかしながら、ネットワークのレイヤ２、レイヤ３での処理では、通信経路を二重化していたとしても通信が切れたときの復旧までの時間が長くなってしまう。本発明は、より高い信頼性とリアルタイム性を提供できる中継切替装置、構内通信システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の中継切替装置は、中継側物理層手段、端末側物理層手段、メディアアクセス制御部を備える。メディアアクセス制御部は、データの授受を実行する。端末側物理層手段は、端末側の伝送媒体との間で授受する信号である端末側媒体信号と伝送媒体に依存しないデータとの変換を行う。中継側物理層手段は、第１媒体接続部、第１変換部、第２媒体接続部、第２変換部、切替部を有する。第１媒体接続部は、第１の伝送媒体との間で授受する信号である第１媒体信号と第１の伝送媒体用の信号である第１依存信号との変換を行う。第１変換部は、第１依存信号と伝送媒体に依存しないデータとの変換を行う。第２媒体接続部は、第２の伝送媒体との間で授受する信号である第２媒体信号と第２の伝送媒体用の信号である第２依存信号との変換を行う。第２変換部は、第２依存信号と伝送媒体に依存しないデータとの変換を行う。切替部は、メディアアクセス制御部から中継側物理層手段へのデータを第１変換部と第２変換部の両方に送り、第１変換部からのデータまたは第２変換部からのデータをメディアアクセス制御部側に送る。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の中継切替装置によれば、中継側物理層手段で二重化された伝送媒体のどちらを使って信号を伝送するのかを選択するので、伝送媒体の状態が悪くなったときに短時間で切替できる。よって、より高い信頼性とリアルタイム性を提供できる。また、本発明の中継切替装置を用いて構築した構内通信システムであれば、より高い信頼性とリアルタイム性を実現したネットワークにできる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施例１の中継切替装置の機能構成例を示す図。
【図２】実施例１の構内通信システムの構成例を示す図。
【図３】２つの中継切替装置を接続したときの例を示す図。
【図４】変形例１の中継切替装置の機能構成例を示す図。
【図５】実施例２の中継切替装置の機能構成例を示す図。
【図６】実施例２の構内通信システムの構成例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。なお、同じ機能を有する構成部には同じ番号を付し、重複説明を省略する。
【実施例１】
【０００９】
図１に実施例１の中継切替装置の機能構成例を、図２に実施例１の構内通信システムの構成例を、図３に２つの中継切替装置を接続したときの例を示す。実施例１の通信用の中継切替装置１００は、中継側物理層手段１０５，２０５、端末側物理層手段４１０１，…，４１０Ｎ、メディアアクセス制御部３００を備える。ただし、Ｎは１以上の整数であり、接続したい端末等５１０１，…，５１０Ｎの数に応じてＮの値は定めればよい。中継切替装置１００は、管理部１９０も備えてもよい。「端末等」とは、パソコン、携帯電話などの人が操作する端末だけでなく、センサ、機器なども含む意味である。
【００１０】
中継切替装置１００−（ｍ−１）の第１媒体接続部２１０と中継切替装置１００−ｍの第１媒体接続部１１０を第１の伝送媒体６１０−ｍで接続し、中継切替装置１００−（ｍ−１）の第２媒体接続部２３０と中継切替装置１００−ｍの第２媒体接続部１３０を第２の伝送媒体６３０−ｍで接続することで、中継切替装置１００−（ｍ−１）と中継切替装置１００−ｍを接続できる。ｍは任意の整数であり、図３はｍ＝２の場合を示している。このように、中継切替装置１００は、２つの中継側物理層手段１０５，２０５を備えれば、上流側の別の中継切替装置１００から下流側の別の中継切替装置１００に信号を繰り返し中継できるので、構内通信システム１０を構築しやすい。ただし、例えば、図２の中継切替装置１００−５，１００−１０のように複数の中継切替装置で構成された構内通信システムの末端に位置する場合は、１つの中継側物理層手段１０５だけを備えてもよい。また、分岐する場合は、３つ以上の中継側物理層手段を備えてもよい。構内通信システム１０では、図２に示すように、ルータ８００と中継切替装置１００−１を伝送媒体６１０−１で接続し、ルータ８００と中継切替装置１００−６を伝送媒体６１０−６で接続すればよい。
【００１１】
メディアアクセス制御部３００は、伝送媒体に依存しないデータの授受を実行する。メディアアクセス制御部３００は、ＬＡＮのデータリンク層（レイア２）のＭＡＣ（Media Access Control）副層の処理を行う構成部に相当し、上位層データのＭＡＣフレームによるカプセル化とアンカプセル化、物理アドレスの割り当て、エラー検査などを行えばよい。例えば、本願出願時のＬＡＮに関する技術では、メディアアクセス制御部３００は、ブリッジもしくはスイッチングハブと呼ばれる装置の役割を果たせばよい。ただし、本願出願時のＬＡＮに関するレイア２の処理を行う構成部に限定するものではなく、中継側物理層手段１０５，２０５および端末側物理層手段４１０１，…，４１０Ｎなどと伝送媒体に依存しないデータの授受を実行する構成部であればよい。伝送媒体に依存しないデータとは、例えば、本願出願時のＭＩＩ（Media Independent Interface）信号であるが、他の伝送媒体に依存しないデータでもよい。なお、伝送媒体には、メタルケーブル、光ケーブル、無線などがあり、メタルケーブルでも心線の数などに依存して授受する信号は異なる。中継用の伝送媒体６１０，６３０には、メタルケーブルまたは光ケーブルを用いた方が高速で安定した通信を実現しやすい。
【００１２】
端末側物理層手段４１０１，…，４１０Ｎは、端末側の伝送媒体７１０１，…，７１０Ｎとの間で授受する信号である端末側媒体信号と伝送媒体に依存しないデータとの変換を行う。つまり、本願出願時の一般的なＬＡＮの物理層に相当する処理を行う構成部である。ただし、出願時の一般的なＬＡＮの物理層に相当する処理を行う構成部に限定するものではない。
【００１３】
中継側物理層手段１０５，２０５は、第１媒体接続部１１０，２１０、第１変換部１２０．２２０、第２媒体接続部１３０，２３０、第２変換部１４０，２４０、切替部１５０，２５０を有する。第１媒体接続部１１０，２１０は、第１の伝送媒体６１０との間で授受する信号である第１媒体信号と第１の伝送媒体用の信号である第１依存信号との変換を行う。第２媒体接続部１３０，２３０は、第２の伝送媒体６３０との間で授受する信号である第２媒体信号と第２の伝送媒体用の信号である第２依存信号との変換を行う。「第１の伝送媒体用の信号である第１依存信号」および「第２の伝送媒体用の信号である第２依存信号」とは、伝送媒体の特性を考慮して、「第１の伝送媒体６１０との間で授受する信号である第１媒体信号」および「第２の伝送媒体６３０との間で授受する信号である第２媒体信号」との変換が容易になるように準備した信号である。例えば、４心のメタルケーブルが伝送媒体であれば、それぞれの心線と信号を授受する信号に変換しやすいように心線ごとの信号に分けた状態の信号である。光ケーブルが伝送媒体であれば、光信号に変換しやすい信号である。無線が伝送媒体であれば、搬送波に重畳しやすい信号である。
【００１４】
第１変換部１２０，２２０は、第１依存信号と伝送媒体に依存しないデータとの変換を行う。第２変換部１４０，２４０は、第２依存信号と伝送媒体に依存しないデータとの変換を行う。第１変換部１２０，２２０と第２変換部１４０，２４０は、レイヤ２（データリンク層）とのインターフェースとなるレイヤ１（物理層）の処理を行う構成部である。
【００１５】
切替部１５０は、メディアアクセス制御部３００から中継側物理層手段１０５へのデータを第１変換部１２０と第２変換部１４０の両方に送り、第１変換部１２０からのデータまたは第２変換部１４０からのデータをメディアアクセス制御部３００に送る。同様に、切替部２５０は、メディアアクセス制御部３００から中継側物理層手段２０５へのデータを第１変換部２２０と第２変換部２４０の両方に送り、第１変換部２２０からのデータまたは第２変換部２４０からのデータをメディアアクセス制御部３００に送る。なお、第１変換部からのデータを選択するか第２変換部からのデータを選択するかは、中継側物理層手段ごとに独立して決める。切替部１５０，２５０は状態の良い伝送媒体６１０，６３０を利用して通信を行うため、メディアアクセス制御部３００からのデータは伝送媒体６１０，６３０の両方に送り、メディアアクセス制御部３００へ送るデータは伝送媒体６１０，６３０のデータから一方（原則は状態の良い方）を選択する。なお、必ず状態の良い方を選択すると頻繁に選択が変更になる問題が生じる可能性があるため、例外的に状態の悪い方の選択を続ける場合がある。そのため、「原則」としている。この問題を解決するため、切替部１５０，２５０は、メディアアクセス制御部３００へ送るデータの選択を変更した後、あらかじめ定めた時間内は選択の変更は行わないようにしてもよい。あるいは、切替部１５０，２５０は、現在選択されている方の状態が選択されていない方の状態よりもあらかじめ定めた程度以上に悪い場合に選択を変更してもよい。
【００１６】
例えば、伝送媒体に依存しないデータ（第１変換部１２０，２２０からのデータおよび第２変換部１４０，２４０からのデータ）に通信状態を示す情報が含まれている場合は、切替部１５０，２５０は次のように処理を行えばよい。切替部１５０，２５０は、第１変換部１２０，２２０からのデータおよび第２変換部１４０，２４０からのデータに基づいて、第１変換部１２０，２２０からのデータまたは第２変換部１４０，２４０からのデータを選択してメディアアクセス制御部３００に送る。この際に、切替部１５０，２５０は、現在メディアアクセス制御部３００に送っているデータが示す状態が、現在メディアアクセス制御部３００に送っていないデータが示す状態よりも、あらかじめ定めた程度以上に悪い場合に、メディアアクセス制御部３００に送るデータの選択を変更すればよい。
【００１７】
例えば、第１依存信号の状態および第２依存信号の状態を確認することで通信状態を確認できる場合は、切替部１５０，２５０は次のように処理を行えばよい。切替部１５０，２５０は、第１依存信号の状態および第２依存信号の状態に基づいて、第１変換部１２０，２２０からのデータまたは第２変換部１４０，２４０からのデータを選択してメディアアクセス制御部３００に送る。この際に、切替部１５０，２５０は、現在メディアアクセス制御部３００に送っているデータに対応する１依存信号または第２依存信号の状態が、他方の状態よりもあらかじめ定めた程度以上に悪い場合に、メディアアクセス制御部３００に送るデータの選択を変更すればよい。
【００１８】
また、切替部１５０，２５０は、第１変換部からのデータを蓄積する第１バッファ１５１，２５１、第２変換部からのデータを蓄積する第２バッファ１５２，２５２、第１バッファ１５１，２５１または第２バッファ１５２，２５２からデータを取得してメディアアクセス制御部に送るタイミング調整部１５３，２５３を備えてもよい。タイミング調整部１５３，２５３は、メディアアクセス制御部３００に送るデータの選択を変更したときのメディアアクセス制御部３００に送るデータのタイミングを変更前と整合させる。少なくとも選択を変更したときのタイミング調整を行えば十分だが、タイミング調整部１５３，２５３が行うタイミングの調整は、同期制御などの技術を利用して常時行っておいてもよい。なお、伝送媒体６１０と伝送媒体６３０に、同じ長さの同じ有線の伝送媒体を用いれば、２つの経路の選択を変更したときのタイミングを整合させやすい。
【００１９】
上述の説明では、上り方向の信号と下り方向の信号で伝送媒体が異なることがあり得る。全二重方式の通信であれば、伝送媒体が異なっても通信できていれば問題ない。しかし、伝送媒体を交換したい場合など、上り方向の信号と下り方向の信号の伝送媒体を同じにする方が望ましい場合もある。そこで、中継切替装置１００は、メディアアクセス制御部３００へ送るデータの選択を変更したときは、メディアアクセス制御部３００から中継側物理層手段１０５，２０５へ送るデータに、選択を変更したことを示すデータを含める管理部１９０も備えてもよい。そのうえで、中継切替装置１００の切替部１５０，２５０は、対向している中継切替装置１００からメディアアクセス制御部３００へ送るデータの選択を変更したことを示すデータを受信したときは、同じ伝送媒体を介して受信したデータをメディアアクセス制御部３００へ送るデータに選択するようにしてもよい。なお、管理部１９０は、選択を変更したときに常に変更したことを示すデータを含めてもよいし、操作者からの指示があったときにだけ変更したことを示すデータを含めてもよい。
【００２０】
本発明の中継切替装置１００によれば、中継側物理層手段１０５，２０５で二重化された伝送媒体のどちらを使って信号を伝送するのかを選択するので、伝送媒体の状態が悪くなったときに短時間で切替できる。よって、より高い信頼性とリアルタイム性を提供できる。また、中継切替装置１００を用いて構築した構内通信システム１０であれば、より高い信頼性とリアルタイム性を実現したネットワークにできる。
［変形例１］
【００２１】
図４に、変形例１の中継切替装置の機能構成例を示す。中継切替装置１０１は、切替部１５０，２５０が、送信用バッファ１５４，２５４と送信調整部１５５，２５５を備えている。なお、中継切替装置１０１は、その他はすべて中継切替装置１００と同じである。また、切替部１５０，２５０は、第１バッファ１５１，２５１、第２バッファ１５２，２５２、タイミング調整部１５３，２５３も一緒に備えてもよいし、備えなくてもよい。送信用バッファ１５４，２５４は、メディアアクセス制御部３００からのデータを蓄積する。送信調整部１５５，２５５は、対向する中継切替装置１０１に第１の伝送媒体６１０を介してデータが到達するタイミングと第２の伝送媒体６３０を介してデータが到達するタイミングが所定の範囲になるように、あらかじめ設定したそれぞれのタイミングで送信用バッファ１５４，２５４からデータを取得して第１変換部１２０，２２０と第２変換部１４０，２４０に送る。なお、第１変換部１２０に送るタイミング、第1変換部２２０に送るタイミング、第２変換部１４０に送るタイミング、第２変換部２４０に送るタイミングはそれぞれ異なるので、「それぞれのタイミング」と表現している。送信用バッファ１５４，２５４は、第１変換部１２０，２２０用のメモリと第２変換部１４０，２４０用のメモリを別々に備え、あらかじめ定めたタイミングでそれぞれのメモリから送信調整部１５５，２５５がデータを読み出す構成としてもよい。あるいは、１つのメモリにデータを蓄積し、送信調整部１５５，２５５が読み出すタイミングを変えるだけでもよい。このように送信側でタイミングを調整しておけば、２つの経路の選択を変更したときのタイミングを整合させやすい。
【００２２】
中継切替装置１０１は、管理制御部１９５を備えてもよい。管理制御部１９５は、次の２つの機能を有する。１つの機能は、第１の伝送媒体６１０を介してデータを受信したタイミングと第２の伝送媒体６３０を介してデータを受信したタイミングの差を検出し、差の情報を送信する機能である。もう1つの機能は、対向する中継切替装置１００が第１の伝送媒体６１０を介してデータを受信したタイミングと第２の伝送媒体６３０を介してデータを受信したタイミングの差の情報を受信する機能である。前記のあらかじめ設定したそれぞれのタイミングは、前記管理制御部が受信した差の情報に基づいて定められている。例えば、図示していない上位管理制御装置に、対向する中継切替装置１００の管理制御部１９５が差の情報を送信する。上位管理制御装置は、差の情報を中継切替装置１００の管理制御部１９５に送信する。中継切替装置１００の管理制御部１９５は、受信した差の情報に基づいて、送信調整部１５５，２５５が送信用バッファ１５４，２５４からデータを読み出すタイミングを決める。１回の差の情報の送受信では「所定の範囲」に設定できない場合は、繰り返し処理を行えばよい。このような構成なので、中継切替装置１０１は、中継切替装置１００と同様の効果を得られる。
【実施例２】
【００２３】
図５に実施例２の中継切替装置の機能構成例を、図６に実施例２の構内通信システムの構成例を示す。実施例２の中継切替装置１０２は、実施例１の中継切替装置１００もしくは変形例１の中継切替装置１０１に、第３媒体接続部１６０，２６０、第３変換部１７０，２７０、予備切替部１８０，２８０を備えている。その他の構成は、中継切替装置１００，１０１と同じである。第３媒体接続部１６０，２６０は、第３の伝送媒体６５０との間で授受する信号である第３媒体信号と第３の伝送媒体用の信号である第３依存信号との変換を行う。「第３の伝送媒体用の信号である第３依存信号」とは、伝送媒体の特性を考慮して、「第３の伝送媒体６５０との間で授受する信号である第３媒体信号」との変換が容易になるように準備した信号である。第３変換部１７０，２７０は、第３依存信号と伝送媒体に依存しないデータとの変換を行う。第３変換部１７０，２７０は、レイヤ２（データリンク層）とのインターフェースとなるレイヤ１（物理層）の処理を行う構成部である。
【００２４】
予備切替部１８０は、切替部１５０とメディアアクセス制御部３００との間に配置される。予備切替部１８０は、メディアアクセス制御部３００から中継側物理層手段１０５へのデータを切替部１５０と第３変換部１７０に送る。切替部１５０はメディアアクセス制御部３００から中継側物理層手段１０５へのデータを第１変換部１２０と第２変換部１４０の両方に送るので、メディアアクセス制御部３００から中継側物理層手段１０５へのデータは、第１変換部１２０、第２変換部１４０、第３変換部１７０のすべてに送られる。また、予備切替部１８０は、第１変換部１２０からのデータ、第２変換部１４０からのデータ、第３変換部１７０からのデータのいずれかをメディアアクセス制御部３００に送る。より具体的には、切替部１５０が、第１変換部１２０からのデータまたは第２変換部１４０からのデータを、メディアアクセス制御部３００側に送るので、予備切替部１８０は、切替部１５０から第１変換部１２０からのデータまたは第２変換部１４０からのデータを受け取る。「メディアアクセス制御部３００側に送る」とは、中継切替装置１００のように予備切替部１８０がない場合は直接「メディアアクセス制御部３００に送る」という意味であり、中継切替装置１０２のように予備切替部１８０がある場合は「メディアアクセス制御部３００との間に存在する予備切替部１８０に送る」という意味になる。そして、予備切替部１８０は、切替部１５０から受け取った第１変換部１２０からのデータまたは第２変換部１４０からのデータと、第３変換部１７０からのデータのいずれかをメディアアクセス制御部３００に送る。
【００２５】
同様に、予備切替部２８０は、切替部２５０とメディアアクセス制御部３００との間に配置される。予備切替部２８０は、メディアアクセス制御部３００から中継側物理層手段２０５へのデータを切替部２５０と第３変換部２７０に送る。切替部２５０はメディアアクセス制御部３００から中継側物理層手段２０５へのデータを第１変換部２２０と第２変換部２４０の両方に送るので、メディアアクセス制御部３００から中継側物理層手段２０５へのデータは、第１変換部２２０、第２変換部２４０、第３変換部２７０のすべてに送られる。また、予備切替部２８０は、第１変換部２２０からのデータ、第２変換部２４０からのデータ、第３変換部２７０からのデータのいずれかをメディアアクセス制御部３００に送る。より具体的には、切替部２５０が、第１変換部２２０からのデータまたは第２変換部２４０からのデータを、メディアアクセス制御部３００側に送るので、予備切替部２８０は、切替部２５０から第１変換部２２０からのデータまたは第２変換部２４０からのデータを受け取る。そして、予備切替部２８０は、切替部２５０から受け取った第１変換部２２０からのデータまたは第２変換部２４０からのデータと、第３変換部２７０からのデータのいずれかをメディアアクセス制御部３００に送る。
【００２６】
予備切替部１８０，２８０は、次のように動作すればよい。第１変換部１２０，２２０と第２変換部１４０，２４０の両方、もしくはいずれか一方との間でデータを正常に授受しているときは、予備切替部１８０，２８０は、第１変換部１２０，２２０からのデータまたは第２変換部１４０，２４０からのデータをメディアアクセス制御部３００側に送る。また、第１変換部１２０，２２０と第２変換部１４０，２４の両方とデータを正常に授受できなくなったときは、予備切替部１８０，２８０は、第３変換部１７０，２７０からのデータをメディアアクセス制御部３００に送る。予備切替部１８０，２８０はこのように動作するので、第３の伝送媒体６５０は、バックアップ用の伝送媒体である。なお、中継切替装置１０２は、定期的に、予備切替部１８０，２８０を第３変換部１７０，２７０からのデータをメディアアクセス制御部３００に送る状態に変更し、正常に動作することを確認することが望ましい。
【００２７】
図６の構内通信システム１２の構成例では、端末等５１０は省略しているが、図２と同様に各中継切替装置１０２−１，…，１０２−１０には端末等５１０が接続されている。中継切替装置１０２を複数用いた構内通信システム１２では、端に位置していない中継切替装置１０２は、中継側物理層手段を２つ以上備える。そして、対向する中継切替装置１０２との間で第１媒体接続部同士を第１の伝送媒体６１０で接続し、第２媒体接続部同士を第２の伝送媒体６３０で接続する。この接続は中継切替装置１００，１０１と同じである。中継切替装置１０２の場合は、対向する中継切替装置１０２が対向する別の中継切替装置１０２との間で第３媒体接続部同士を第３の伝送媒体６５０で接続する。なお、対向する別の中継切替装置が２つ以上ある場合は、すべての対向する別の中継切替装置との間で第３媒体接続部同士を第３の伝送媒体６５０で接続すればよい。図６の場合、例えば、中継切替装置１０２−１は、対向する中継切替装置１０２−２と、第１の伝送媒体６１０−２、第２の伝送媒体６３０−２で接続されている。そして、対向する中継切替装置１０２−２が対向する別の中継切替装置１０２−３と、第３の伝送媒体６５０−２で接続されている。このように、第３の伝送媒体は、カスケード接続された中継切替装置１０２の列において、１つ飛ばしで中継切替装置１０２同士を接続する。
【００２８】
中継切替装置１００，１０１，１０２は、同じデータが伝搬する第１の伝送媒体と第２の伝送媒体を用いる。中継側物理層手段１０５，２０５で二重化された伝送媒体のどちらを使って信号を伝送するのかを選択するので、伝送媒体の状態が悪くなったときに短時間で切替できる。よって、より高い信頼性とリアルタイム性を提供できる。また、中継切替装置１００、１０１，１０２を用いて構築した構内通信システム１０，１２であれば、より高い信頼性とリアルタイム性を実現したネットワークにできる。しかし、構内通信システム１０の場合、いずれかの中継切替装置が故障した場合、故障した中継切替装置よりもルータ８００から遠い中継切替装置（以下、下流側の中継切替装置と呼ぶ）は、ルータ８００と通信できなくなってしまう。つまり、構内通信システム１０は、伝送媒体の状態が悪くなったときには、より高い信頼性とリアルタイム性を提供できるが、中継切替装置の故障に対する信頼性は、従来のカスケード接続している構内通信システムと同様である。
【００２９】
構内通信システム１２の場合、例えば、図６の中継切替装置１０２−３が故障してしまうと、中継切替装置１０２−４，１０２−５は、第１の伝送媒体６１０−３，６１０−４および第２の伝送媒体６３０−３，６３０−４を介してルータ８００と通信できなくなる。この場合、中継切替装置１０２−２と中継切替装置１０２−４は、対向する中継切替装置１０２−３との通信が遮断したことを検知する。そして、中継切替装置１０２−３との通信を行っている中継側物理層手段の予備切替部が、第３変換部からのデータをメディアアクセス制御部３００に送るようにする。これにより、中継切替装置１０２−２と中継切替装置１０２−４は、第３の伝送媒体６５０−３を介して通信できる状態になる。中継切替装置１０２によれば、中継切替装置の故障に対する信頼性の向上の効果も得られる。また、これらの信頼性向上は物理層（レイヤ１）で行われるので、レイヤ２、レイヤ３で行うよりも復旧時間を短くできる。
【符号の説明】
【００３０】
１０，１２  構内通信システム              １００，１０１，１０２  中継切替装置
１０５，２０５  中継側物理層手段          １１０，２１０  第１媒体接続部
１２０，２２０  第１変換部                １３０，２３０  第２媒体接続部
１４０，２４０  第２変換部                １５０，２５０  切替部
１５１，２５１  第１バッファ              １５２，２５２  第２バッファ
１５３，２５３  タイミング調整部          １５４，２５４  送信用バッファ
１５５，２５５  送信調整部                １６０，２６０  第３媒体接続部
１７０，２７０  第３変換部                １８０，２８０  予備切替部
１９０  管理部                            １９５  管理制御部
３００  メディアアクセス制御部
６１０，６３０，６５０，７１０  伝送媒体
８００  ルータ                            ４１０  端末側物理層手段
５１０  端末等
【要約】
【課題】より高い信頼性とリアルタイム性を提供する。
【解決手段】本発明の中継切替装置は、中継側物理層手段、端末側物理層手段、メディアアクセス制御部を備える。中継側物理層手段は以下の構成部を有する。第１媒体接続部は、第１の伝送媒体との間で授受する信号である第１媒体信号と第１の伝送媒体用の信号である第１依存信号との変換を行う。第１変換部は、第１依存信号と伝送媒体に依存しないデータとの変換を行う。第２媒体接続部は、第２の伝送媒体との間で授受する信号である第２媒体信号と第２の伝送媒体用の信号である第２依存信号との変換を行う。第２変換部は、第２依存信号と伝送媒体に依存しないデータとの変換を行う。切替部は、メディアアクセス制御部から中継側物理層手段へのデータを第１変換部と第２変換部の両方に送り、第１変換部からのデータまたは第２変換部からのデータをメディアアクセス制御部側に送る。
【選択図】図１【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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