(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
団地のイーサーネット交換器と基地端の団地ネットワークシステムとの間に回線テスト装置を設け、前記基地端のネットワーク管理システムは前記回線テスト装置を使用し、前記団地ネットワークシステムに対して回線テストを行うことが可能である回線テスト方法であって、
前記ネットワーク管理システムから一つまたは複数の特殊なBPDUパケットを発信し、所定時間内に前記回線テスト装置から返送される返事パケットを受信したかを判断し、前記返事パケットを受信しかつ前記返事パケットの中にある情報により出入力ポートが正常に前記イーサーネット交換器に接続されていないと判断された場合、引き続き次の回線テストを行ない、所定時間内に前記回線テスト装置から返送される返事パケットを受信していなければ、前記基地端の前記ネットワーク管理システムと前記回線テスト装置との間に中断が発生していることを表わす第一層の回線テストを行う手順と、
前記基地端の前記ネットワーク管理システムから一つまたは複数の特殊なBPDUパケットを発信し、前記基地端の前記ネットワーク管理システムから前記出入力ポートへ伝送された全てのパケットは元のまま前記基地端の前記ネットワーク管理システムへ返送されているかを判断し、返送されていれば前記回線テスト装置と前記団地の前記イーサーネット交換器との間に中断が発生し、または前記団地の前記イーサーネット交換器のハードウェアーに問題が発生していることを表わし、前記基地端の前記ネットワーク管理システムから前記出入力ポートへ伝送された全てのパケットが前記基地端の前記ネットワーク管理システムへ返送されていない場合、前記回線テスト装置の内部に問題が発生していることを表す第二層の回線テストを行う手順と、
を含むことを特徴とする回線テスト方法。
【請求項２】
前記第一層の回線テストにおいて、前記ネットワーク管理システムが所定時間内に前記回線テスト装置から返送される前記返事パケットを受信し、かつ前記返事パケットの中にある情報が前記出入力ポートは正常に前記イーサーネット交換器に接続されていると表わしている場合、前記第一層の回線テストが成功したことを示し、第三層の回線テストを行ない、前記第三層の回線テストでは、前記基地端の前記ネットワーク管理システムから一つまたは複数のPing命令を発信し、所定時間内に前記団地の前記イーサーネット交換器から逐一返送された情報を受信したかを判断し、受信したと判断すれば、前記団地ネットワークシステムは正常であることを表わし、受信していないと判断すれば、前記団地の前記イーサーネット交換器のソフトウェアーの動作に問題が発生していることを表すことを特徴とする請求項１記載の回線テスト方法。
【請求項３】
前記第一層の回線テストは前記基地端の前記ネットワーク管理システムと前記回線テスト装置との間、ならびに前記団地の前記イーサーネット交換器との間のハードウェアーにトラブルが発生したかを確認することに使われ、前記ネットワーク管理システムから一つまたは複数の特殊なBPDUパケットを発信し、前記回線テスト装置の内部のイーサーネット制御回路が一つまたは複数の特殊なBPDUパケットを受信すると、その受信したBPDUパケットをパケット受発信制御回路へ伝送し、前記パケット受発信制御回路はただちにその伝送されたBPDUパケットのソースアドレスを所定のソースアドレスに変更し、前記イーサーネット制御回路を通じて前記基地端の前記ネットワーク管理システムへ返送することを特徴とする請求項１記載の回線テスト方法。
【請求項４】
前記第一層の回線テストでは返送される前記返事パケットの中に前記イーサーネット交換器に接続されている前記出入力ポートの全ての状態の情報が組み込まれ、前記基地端の前記ネットワーク管理システムが返送された前記返事パケットを受信すれば、回線にトラブルが発生しているかを判断することが可能であり、前記出入力ポートが正常に前記イーサーネット交換器に接続されているかを判断することが可能であることを特徴とする請求項１記載の回線テスト方法。
【請求項５】
前記第二層の回線テストは前記回線テスト装置と前記団地の前記イーサーネット交換器との間にトラブルが発生したかを確認することに使用され、前記ネットワーク管理システムから一つまたは複数の特殊な前記BPDUパケットを発信し、前記回線テスト装置の内部のイーサーネット制御回路が回線テストモードの始動に使われる特殊なBPDUパケットを受信すると、パケット受発信制御回路は前記イーサーネット制御回路を制御し、前記団地へ接続されている前記イーサーネット交換器の前記出入力ポートは前記回線テストモードへ進入し、前記基地端の前記ネットワーク管理システムから前記出入力ポートへ伝送された全てのパケットは元のまま前記基地端の前記ネットワーク管理システムへ送り戻されて前記第二層の回線テストを完了することを特徴とする請求項１記載の回線テスト方法。
【請求項６】
前記第二層の回線テストが完了すると前記基地端の前記ネットワーク管理システムは前記回線テストモードを終了させる別の一つまたは複数の特殊なBPDUパケットを発信し、前記回線テスト装置の内部の前記イーサーネット制御回路が前記回線テストモードを終了させる特殊なBPDUパケットを受信すると、前記回線テスト装置の内部の前記パケット受発信制御回路は前記イーサーネット制御回路を制御し、前記団地へ接続されている前記イーサーネット交換器の前記出入力ポートは正常なモードに回復されることを特徴とする請求項５記載の回線テスト方法。
【請求項７】
団地のイーサーネット交換器と基地端設備から構成されている団地ネットワークシステムとの間に架設される回線テスト装置であって、
二組の出入力ポートと、
一端は前記出入力ポートを通じて前記団地の前記イーサーネット交換器に接続され、他端は別の前記出入力ポートを通じて前記基地端設備へ接続され、前記出入力ポートの正常な操作を提供し、全デュプレックスまたは半デュプレックスモードの下で異なる中介転換およびバッファーに必要な制御を行うイーサーネット制御回路と、
集積回路であり、回線テストを行いパケットを発生させ返事することに使われ、前記イーサーネット制御回路に接続されるパケット受発信制御回路とを備え、
基地端の前記ネットワーク管理システムが前記団地ネットワークシステムに対して前記回線テストを行ない、前記イーサーネット制御回路が一つまたは複数の特殊なBPDUパケットを受信すると、前記BPDUパケットは前記パケット受発信制御回路へ伝送され、前記パケット受発信制御回路はただちに前記BPDUパケットのソースアドレスを特定のソースアドレスに変更し、前記イーサーネット制御回路を通じて前記基地端の前記ネットワーク管理システムへ返送し、前記基地端の前記ネットワーク管理システムは回線にトラブルが発生したか、ならびに前記出入力ポートが正常に前記イーサーネット交換器に接続されているかを判断することが可能であることを特徴とする回線テスト装置。
【請求項８】
前記イーサーネット制御回路が前記回線テストモードの始動に使われる特殊な前記BPDUパケットを受信すると、前記パケット受発信制御回路は前記イーサーネット制御回路を制御し、前記団地へ接続されている前記イーサーネット交換器の前記出入力ポートは前記回線テストモードへ進入し、前記基地端の前記ネットワーク管理システムから前記出入力ポートへ伝送された全てのパケットは元のまま前記基地端の前記ネットワーク管理システムへ送り戻されて回線テストを完了することを特徴とする請求項７に記載の回線テスト装置。
【請求項９】
前記イーサーネット制御回路が回線テストを完了し前記イーサーネット制御回路が前記ネットワーク管理システムが発信した前記回線テストモードを終了させる特殊なBPDUパケットを受信すると、前記パケット受発信制御回路は前記イーサーネット制御回路を制御し、前記団地へ接続された前記イーサーネット交換器の前記出入力ポートを正常なモードに回復させることを特徴とする請求項８記載の回線テスト装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は回線テスト方法および回線テスト装置に関するもので、特に各団地のイーサーネット交換器と基地端の設備間に回線テスト装置を設け、それによって基地端のネットワーク管理システムはその回線テスト装置を使用し、団地ネットワークシステムに対する多階層の回線テストを行うことができる方法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年のインターネットのすさまじい発展により、特にWorld Wide Web（略してWWWと称す）は従来の電子郵便物の伝送サービスを提供する他、音声、図像および動影像等多様なマルチメディアのサービスを提供しており、人々は簡単にこの径路を通じて豊富かつ多様なインフォメーションサービスを得ることができ、家でアクセスすることはすでに多くの人々の日常活動の一部となっている。ネットワーク業者もこの流れの傾向に基づいて各種高速ネットワーク設備、例えばケーブルモデムまたはADSL（Asymmetric Digital Subscriber Line）モデムを設計してネットワークの伝送速度を向上させており、更にある業者はネットワークの使用機能を増やすために各種ネットワークの周辺機器、例えばネットワーク型電話設備（Voice Over IP Device, 略してVOIPと称す）等を設計して利用者にオンラインの通信サービスを提供し、利用者の長距離および国際通信費用の支出を大幅に節減している。
【０００３】
現在使用されている各種ネットワーク構成において、各団地のネットワーク構成に幅広く応用されているのは電話線路（UTP）のネットワーク構成であり、図１に示すように、この種のネットワークシステムのオンライン構成では、ユーザー端のイーサーネットカード３０にはADSL通信介面（図面には示されていない）およびルータ制御回路（図面には示されていない）が取り付けられており、既設の無遮蔽二本捻り線（Unshielded Twisted Pair, 略してUTPと称す）の電話回線３１を通じて基地端３４（またはネットワークシステム通信業者）の団地内に架設されているイーサーネット交換器３２に接続され、そのイーサーネット交換器３２は更に光ファイバー３３を利用して基地端３４のイーサーネット設備に接続され、そのイーサーネット設備は更に光ファイバー３３を通じてインターネット３５に接続されてイーサーネットカード３０のパケット情報をインターネット３５へ伝送し、またはインターネット３５から伝送されたパケット情報を受信する。このようなネットワーク構成において、団地内に架設された基地端３４のネットワーク交換器３２は光ファイバー３３の高速伝送機能を既設の電話回線３１を経て、団地内の一定数のユーザー端へ分配することに使用され、それによって各ユーザー端のネットワークの伝送速度が向上する。
【０００４】
このような光ファイバーを住宅へ（Fiber To The Home，略してFTTHと称す）またはイーサーネットを住宅へ（Ethernet To The Home，略してETTHと称す）の応用構成において、各団地内に架設されたネットワーク交換器３２は基地端３４からかなり遠い距離があるので随時メンテナンス管理を行うことができない。またネットワークを利用してオンラインのメンテナンス管理を行う場合、一般のネットワーク管理システムはほとんどがSNMP（Simple Network Management Protocol）と称する簡略型ネットワーク管理協定を採用しているためその協定に制限され、基地端３４から各ネットワーク交換器３２へ即時のオンラインメンテナンス管理を行うことができない。トラブルが発生した場合、一般には回線テスト（loopback test）方式を利用してどの部分にトラブルが発生したかを検知するが、図１に示すように、その検査測定は主として基地端３４のネットワーク管理システムから一つまたは複数のPing命令を発信し、団地内に架設されているネットワーク交換器３２がPing命令を受信したらただちにそのPing命令にその都度返事し、ネットワーク管理システムはある特定時間内にPing命令の返事を受信したかによってネットワーク交換器３２にトラブルが発生したかを判断する。ところが、事実上、トラブルが発生する毎に、ネットワーク管理システムはPing命令を発信することによってネットワーク交換器が正常に返事したかを検知し、回線に問題があるかだけを確認するが、問題が発生した個所、回線が不通であるか、またはネットワーク交換器のソフトが始動されていないかは不明である。この他、ネットワーク管理システムがPing命令を発信し、正常な返事を獲得したい場合はハードウェアーに問題がない他、関連のソフトウェアーも正常に操作しなければならず、さもなければ正常な返事を得ることができず、問題が起きた個所を正確に判断することは難しい。そのために、従来はメンテナンス人員が各ネットワーク交換器の架設個所に行ってメンテナンス管理を行わなければならず、管理上の多くの問題が起きるだけでなく、メンテナンス管理のコストが大幅に増えてしまい、かつネットワーク伝送の品質にも多くのマイナス面の影響がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
よって、本発明の目的は、回線テスト装置によってトラブルが発生したかが簡単に分かり、イーサーネット交換機の接続状況が正常であるか、ならびに回線テスト装置が正常であるかを素早く検知でき、メンテナンス人員が各ネットワーク交換器の架設個所に行ってメンテナンス管理を行う必要がなく、メンテナンス管理のコストを大幅に低減することができ、ネットワーク伝送のサービス品質を有効に向上することができる回線テスト方法および回線テスト装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
従来のネットワーク構成における多くの欠点および問題に鑑み、本発明の発明者は団地ネットワークシステムの回線テスト方法および回線テスト装置を研究し、イーサーネット交換器と基地端の設備との間に回線テスト装置を設け、それによって基地端のネットワーク管理システムはその回線テスト装置を使用し、団地ネットワークシステムに対する三層の回線テストを行うことができ、基地端からその回線テスト装置間にトラブルが発生したかが簡単に分かり、そのイーサーネット交換器の接続状況が正常であるか、ならびにその回線テスト装置が正常であるかを素早く検知することができ、メンテナンス人員が各ネットワーク交換器の架設個所に行ってメンテナンス管理を行う必要が全くなく、メンテナンス管理のコストを大幅に低減することができ、ネットワーク伝送のサービス品質を有効に向上することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明は主として上述各団地に最も幅広く応用されている電話回線（UTP）のネットワーク構成において、基地端から各ネットワーク交換器に対して即時にオンラインメンテナンス管理を行うことができない問題に対し、団地ネットワークシステムの回線テスト方法および回線テスト装置を発明したもので、本発明を通せばこの種の従来のネットワーク構成に基地端から各ネットワーク交換器に対する即時のオンラインメンテナンス管理を行う機能を付加することができる。
【０００８】
図２を参照する。従来の電話回線（UTP）のネットワーク構成において、ユーザー端４０は既設の電話回線４１を利用して団地内に架設されているイーサーネット交換器４２に接続され、そのイーサーネット交換器４２は更に光ファイバー４３を利用して順番に基地端４４およびインターネット４５に接続され、それによってユーザー端４０のパケット信号をインターネット４５へ伝送し、またはインターネット４５から伝送されたパケット信号を受信する。本発明の一実施例による回線テスト装置４６は各団地のイーサーネット交換器４２と基地端４４設備との間に設けられ、図３に示すように、その回線テスト装置４６はイーサーネット制御回路４６１、パケット受発信制御回路４６２および少なくとも二組の出入力ポート４６３、４６４から構成され、その中のパケット受発信制御回路４６２は一般のFPGA（Field Programmable Gate Array）またはASICから完成された集積回路にしてもよく、それは主として回線テスト（loopback test）を行い、パケットの発生および返事することに使われ、そのパケット受発信制御回路４６２は更にイーサーネット制御回路４６１に接続され、イーサーネット制御回路４６１の一端は出入力ポート４６３を通じて団地内のイーサーネット交換器４２に接続され、他端は別の出入力ポート４６４を通じて基地端４４の設備へ接続され、それをもってそれら出入力ポート４６３、４６４の正常な操作を提供し、全デュプレックスまたは半デュプレックスモード（full/half duplex mode）の下で違った中介転換およびバッファー（buffer）に必要な制御を行う。
【０００９】
基地端４４が本実施例の回線テスト装置４６を利用して団地のインターネットシステムに対して回線テストを行う場合、その回線テストは合計して三層あり、その中の第一層の回線テストは基地端４４のネットワーク管理システムからその回線テスト装置間、および団地のイーサーネット交換器４２間のハードウェアーにトラブルが発生したかを確認することに使われ、その方法とはネットワーク管理システムから一つまたは多数の特殊なBPDU（Bridge Protocol Data Units）パケットを発信する。その完全な形式は図４に示す。回線テスト装置４６内のイーサーネット制御回路４６１が一つまたは多くの特殊なBPDUパケットを受信すると、それをパケット受発信制御回路４６２へ伝送し、そのパケット受発信制御回路４６２はただちにそのBPDUパケットのソースアドレス（Source Address）を特定のソースアドレスに変更し、更にイーサーネット制御回路４６１を通じて基地端４４のネットワーク管理システムへ返送する。本実施例ではその返送されるパケットの中にイーサーネット交換器４２に接続される出入力ポート４６３の全ての状態が組み込まれており、それら状態には出入力ポート４６３の操作スピード（Speed）、全デュプレックスまたは半デュプレックスモード（Duplex）および接続状況（link status）が含まれているので、基地端４４のネットワーク管理システムがその返送されたパケットを受信すれば、それによって回線にトラブルが発生しているか（例えば、ある一定時間内に返送されるパケットを受信していなければ、回線にトラブルが発生したことを表わしている）を判断することができるだけでなく、なおかつその出入力ポート４６３が正常にそのイーサーネット交換器４２に接続されているかを確認することができ、その返事パケットの詳細な形式は図５に示すとおりである。
【００１０】
本発明の第二層の回線テストは回線テスト装置４６から団地のイーサーネット交換器４２間にトラブルが発生したかを確認することに使用され、その方法はネットワーク管理システムから一つまたは多数の特殊なBPDUパケットを発信し（その完全な形式は図６に示す）、その回線テスト装置４６内のイーサーネット制御回路４６１が回線テストモード（loopback test mode）の始動に使われる特殊なBPDUパケットを受信すると、そのパケット受発信制御回路４６２はイーサーネット制御回路４６１を制御して、団地へ接続されたイーサーネット交換器４２の出入力ポート４６３は回線テストモードへ進入し、それにより基地端４４のネットワーク管理システムから出入力ポート４６３へ伝送された全てのパケットは元のまま基地端４４のネットワーク管理システムへ送り戻されて回線テストを完了するが、回線テストが完了すると基地端４４のネットワーク管理システムは回線テストモードを終了させる別の一つ（または多数）の特殊なBPDUパケットを発信し、回線テスト装置４６内のイーサーネット制御回路４６１がその回線テストモードを終了させる特殊なBPDUパケットを受信すると、その回線テスト装置４６内のパケット受発信制御回路４６２はイーサーネット制御回路４６１を制御し、団地へ接続されたイーサーネット交換器４２の出入力ポート４６３は正常なモードに回復される。
【００１１】
本発明の第三層の回線テストは一般の従来のPing命令を使用して基地端４４のネットワーク管理システムから団地のイーサーネット交換器４２間のハードウェアーおよびソフトウェアーにトラブルが発生したかを確認するもので、そのテスト動作は前述の如く一般周知の技術であるため、ここでは余計な説明をしない。
【００１２】
本発明の好ましい一実施例において、図７に示すように、基地端４４のネットワーク管理システムが回線テスト装置４６を利用し、次の順序によって団地のネットワークシステムに対して前述の三層の回線テストを行っている。
（１０）先ず、第一層の回線テストを行うが、ネットワーク管理システムから一つまたは多数の特殊なBPDU（Bridge Protocol Data Units）パケットを発信し、ある一定時間内にその回線テスト装置４６から返送される返事パケットを受信したかを判断するが、もし受信し、かつその返事パケットの中にある情報がその出入力ポート４６３は確かに正常にイーサーネット交換器４２に接続されていると表わした場合、それは第一層の回線テストが成功したことを示し、この場合、引き続き順序（１３）を行う。受信しなければ次の順序へ進む。
【００１３】
（１１）もし受信した返事パケットからその出入力ポート４６３はイーサーネット交換器４２に正常に接続されていないと判断された場合、引き続き順序（１２）を行う。さもなく、ある一定時間内にその回線テスト装置４６から返送される返事パケットを受信していなければ、基地端４４のネットワーク管理システムからその回線テスト装置４６の間に中断が発生したことを表わしている。
【００１４】
（１２）第二層の回線テストを行うが、それは基地端４４のネットワーク管理システムから一つまたは多数の特殊なBPDUパケットを発信し、基地端４４のネットワーク管理システムから出入力ポート４６３へ伝送された全てのパケットは、全て元のまま基地端４４のネットワーク管理システムへ返送されているかを判断するが、もし元のまま基地端４４のネットワーク管理システムへ返送されていれば、回線テスト装置４６から団地のイーサーネット交換器４２の間に中断が発生し、または団地のイーサーネット交換器４２のハードウェアーに問題が発生したことを表わし、さもなく、基地端４４のネットワーク管理システムから出入力ポート４６３へ伝送された全てのパケットが基地端４４のネットワーク管理システムへ返送されていない場合、それは回線テスト装置４６の内部に問題が発生したことを表わしている。
【００１５】
（１３）第三層の回線テストを行うが、それは基地端４４のネットワーク管理システムから一つまたは複数のPing命令を発信し、ある一定時間内にその団地のイーサーネット交換器４２から逐一返送された情報を受信したかを判断するが、もし受信していれば、その団地のネットワークシステムは正常であることを表わし、受信していなければ、その団地のイーサーネット交換器４２のソフトウェアーの動作に問題が発生していることを表わしている。
【００１６】
上述から分かるように、本実施例は、基地端４４のネットワーク管理システムより基地端からその回線テスト装置の間にトラブルが発生したかを簡単に判断することができ、かつ団地のイーサーネット交換器４２の接続状況が正常であるか、またその回線テスト装置が正常であるかを素早く検知することができ、メンテナンス人員が各ネットワーク交換器の架設個所に行って逐一検査測定を行う必要がなく、メンテナンス管理のコストを大幅に低減することができ、ネットワーク伝送のサービス品質を有効に向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の電話回線のネットワーク構成中の各装置の接続を示す模式図である。
【図２】本発明の一実施例による団地ネットワークシステム中の各装置の接続を示す模式図である。
【図３】本発明の一実施例による回線テスト装置の回路構成を示す模式図である。
【図４】本発明の一実施例による第一層の回線テストを行う時、ネットワーク管理システムから発信される特殊BPDUパケットの形式を示す模式図である。
【図５】本発明の一実施例による第一層の回線テストを行う時、回線テスト装置からの返事パケットの形式を示す模式図である。
【図６】本発明の一実施例による第二層の回線テストを行う時、ネットワーク管理システムから発信される特殊BPDUパケットの形式を示す模式図である。
【図７】本発明の一実施例による回線テスト方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
４２    イーサーネット交換器
４４    基地端
４６    回線テスト装置
４６１    イーサーネット制御回路
４６２    パケット受発信制御回路
４６３、４６４    出入力ポート
【図１】
0003745277.tif 000002
【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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