(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも論理的にはリング型のトポロジを有して、単位信号を伝送するネットワークのノードの接続方法において、
当該ネットワークを、少なくとも物理的には直列的なトポロジをなすようにデイジーチェイン形式で構成する各ノードは、
ノード間で単位信号を伝送する伝送路とノード間の接続を伝える接続通知伝送路をなすケーブルを接続するものであって、前記接続通知伝送路とする前記ケーブルと接続する接地端子及びプルアップ抵抗接続端子と、電圧検出部とを有する左右一対のコネクタと、
前記左右一対のコネクタの接続を択一的に選択するスイッチ部と
を設け、
前記電圧検出部が、前記プルアップ抵抗接続端子の電圧検出により、当該ノードと前記ケーブルを通じて接続する接続先ノードとの接続を認識し、
前記スイッチ部が、前記電圧検出部により電圧検出された前記プルアップ抵抗接続端子と接続する前記ケーブル側のコネクタを選択する
ことを特徴とするノードの接続方法。
【請求項２】
請求項１のノードの接続方法において、
前記各ノードは少なくとも、
前記スイッチ部が、
前記左右一対のコネクタのうち、左右一方のコネクタの入力端子と出力端子の接続先を、当該左右のコネクタに対する前記ケーブルの接続状態に応じて、当該ノード内の送信部、受信部、並びに左右他方のコネクタの出力端子又は入力端子のなかから、択一的に選択し、
前記ネットワーク内を伝送される単位信号を、前記受信部から受取り、少なくとも論理的な処理を行ってから、前記送信部へ送出する論理処理部とを備えることで、上述したような、論理的にはリング型でありながら、物理的には直列的なトポロジを形成し、
さらに、左右一方のコネクタの出力端子から受取って左右他方のコネクタの入力端子に供給する接続を選択するとき、前記スイッチ部が増幅手段を用いて、前記単位信号を増幅する
ことを特徴とするノードの接続方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はネットワークで使用されるノードの接続方法に関するものである。
【０００３】
さらに、本発明は、かかるネットワークで使用されるノードの接続方法に関するものである。
【０００４】
【従来の技術】
論理的なトポロジがともにリング型の通信ネットワークとしては、次の文献１に記載されたＡＴＭ−ＬＡＮがある。
【０００５】
文献１  「プラント監視・制御用ＡＴＭ−ＬＡＮの実現方式」
著者    鹿島  和幸、  小高  一紀、  曽田  圭一、  久保  昭彦、
村上  謙、    市橋  立機
出典    電子情報通信学会通信ソサイエティ大会（B-729、p.214,  1996年）
この文献１のリング型ネットワークの原理的な構成を図２に示す。
【０００６】
図２において、ネットワーク１０は３つのノード１１〜１３を有している。そして各ノード１１〜１３は、論理的に二重となるように２つのループＡ、Ｂで接続されている。
【０００７】
ノード１１の内部には、ＡＴＭ（非同期転送モード）セルを入力する入力側のスイッチＳＷ（スイッチ）１４Ａと、Ｒ（受信部）１５Ａと、Ｓ（送信部）１６Ａと、出力側のＳＷ１７Ａとが設けられている。
【０００８】
なお、Ｓ、Ｒ１５Ａ、１６Ａは、図示の状態ではＳが送信部、Ｒが受信部であるが、折返し（ループバック）の際にはＳ１６Ａが送受信部として機能することも、Ｒが送受信部として機能することも可能である。
【０００９】
他のノード１２，１３の内部もノード１１と同様な構成で、ノード１２内には入力側ＳＷ１４Ｂ、Ｒ１５Ｂ、Ｓ１６Ｂ、出力側ＳＷ１７Ｂが設けられ、ノード１３内には、入力側ＳＷ１４Ｃ、Ｒ１５Ｃ、Ｓ１６Ｃ、出力側ＳＷ１７Ｃが設けられている。
【００１０】
障害発生時やメンテナンス時など、上記のＳ１６Ａ〜１６CおよびＲ１５Ａ〜１５Ｃの機能変更などをともなう折返し処理が、該当する２つのノードにおいて行われる。
【００１１】
たとえばノード１１と１２のあいだでは、ノード１１内のＳＷ１７Ａとノード１２内のＳＷ１４Ｂによって、ループＡまたはＢのいずれか一方が通信に使用されるアクト系となり、他方は通信に使用されないスタンバイ系となる。
【００１２】
ノード１２と１３のあいだ、ノード１３と１１のあいだでも、それぞれ独立にループＡ、Ｂの使用、不使用が決定される。
【００１３】
いま、すべてのノード間でループＡがアクト系で、ループＢがスタンバイ系であるものとする。
【００１４】
たとえばノード１１と１２のあいだのアクト系ループＡで障害が発生すると、ノード１１と１２内でＡＴＭセルの折り返しが行われ、ノード１１、１２間の伝送路はループＡおよびＢともに使用されなくなる。
【００１５】
そして、ノード１３から送出されてノード１１まで伝送されてきたセルは、ノード１１内で折返され、それまでスタンバイ系であったループＢを使用してノード１３へ伝送される。
【００１６】
このとき、ノード１２でも、ノード１２、１３間でそれまでスタンバイ系であったループＢを用いてセルの折返し伝送が行われる。
【００１７】
折返しによるネットワーク１０のトポロジの変化は、図６（Ａ）および（Ｂ）に示すようになる。図６（Ａ）のネットワーク１０のトポロジは、論理的にも物理的にもリング型である。
【００１８】
図６（Ａ）ではリング状であったネットワーク１０のトポロジは、たとえばノード１１と１３のあいだに、新たなノード１８を追加する場合、ノード１１および１３における折返し処理によって、過渡的には、図６（Ｂ）のような形状になる。
【００１９】
図６（Ｂ）の状態は、もともとノード１１〜１３、およびノード１８から構成されていたリング型のネットワークを想定した場合に、ノード１８で障害が発生したときの動作と同じである。
【００２０】
各ノード１１〜１３に収容されているＡＴＭ端末は、図６（Ｂ）の過渡状態においても、上記ノード１８の追加や障害の発生まえと変わらない通信を行うことができる。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記のネットワーク１０では、ネットワーク１０に対して新たなノードを追加しようとするとき、あるいは既存のノードをネットワークから削除しようとするときなど、必然的に、ネットワーク全体の運用を停止するか、あるいは上述した折返し処理を、つねに２つのノードで行わなければならない。運用停止はネットワークの信頼性を著しく低下させるので、ネットワークは運用状態としたまま折返し処理をする場合について考える。
【００２２】
ネットワーク１０における折返し処理は、つねに、ネットワーク上のメンテナンス箇所、障害発生箇所など問題箇所に隣接する２つのノードで行う必要がある。
【００２３】
リング型トポロジの場合、任意の１つのノードは、ネットワーク上を伝送されるすべてのＡＴＭセルを処理しなければならないので、各ノードは受け取ったセルを確実に次のノードに向けて送出する責任がある。この責任を果たすため、前記２つのノードは、前記折返し処理を確実に実行しなければならない。
【００２４】
この折返し処理にあたっては、ネットワーク上のどのノードが、どの方向に折返すかを判定しなければならいが、分散型システムを前提とすると、中間位置のノードも含めネットワーク上のすべてのノードがこの判定を行う機能を備える必要がある。
【００２５】
また、図６（Ａ）および（Ｂ）から明らかなように、折返し時には、折返し処理を行わない中間位置のノード、すなわちノード１２が行う動作も変化している。図６（Ａ）では反時計方向にだけセルを伝送、処理していたノード１２が、図６（Ｂ）の過渡状態では、反時計方向に加えて時計方向にもセルを伝送しなければならない。
【００２６】
これは、折返しがあると、ネットワークを構成するすべてのノードが、折返しまえとは異なる動作を行わなければならないことを意味する。
【００２７】
前記の判定でけでなく、この折返しまえとは異なる動作を実行するためにも、ネットワーク上のすべてのノードが、障害診断能力を具備しなければならないのである。障害診断能力の中身は、障害の発生を検出する能力と、障害発生箇所を特定する能力からなると考えられ、システム構成によってはハードウエア的、ソフトウエア的にかなり大規模なものとなる。
【００２８】
一方で、つねに２つのノードで折返し処理を実行し、中間位置のノードも含めネットワーク上のすべてのノードで、折返しまえと異なる動作を行わなければなければならないということは、メンテナンスの観点からも、操作性や作業効率を悪化させる要因にもなりやすい。
【００２９】
たとえばネットワーク１０でノード１１、１２のあいだに新たなノードを追加する場合、ノード１１および１２内で折返し処理を行い、ノード１１と１２のあいだでは、ループＡもＢも使用しないようにし、さらにノード１３では双方向の伝送を開始する必要がある。
【００３０】
これは、追加するノードを、ノード１２と１３のあいだなど、ネットワーク１０中のどこに設置する場合でも同じであり、既存のノードを削除、変更する場合でも同じである。
【００３１】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するために、本発明は、少なくとも論理的にはリング型のトポロジを有して、単位信号を伝送するネットワークのノードの接続方法において、（１）ネットワークを、少なくとも物理的には直列的なトポロジをなすようにデイジーチェイン形式で構成する各ノードは、（１−１）ノード間で単位信号を伝送する伝送路とノード間の接続を伝える接続通知伝送路をなすケーブルを接続するものであって、接続通知伝送路とするケーブルと接続する接地端子及びプルアップ抵抗接続端子と、電圧検出部とを有する左右一対のコネクタと、（１−２）左右一対のコネクタの接続を択一的に選択するスイッチ部とを設け、電圧検出部が、プルアップ抵抗接続端子の電圧検出により、当該ノードとケーブルを通じて接続する接続先ノードとの接続を認識し、スイッチ部が、電圧検出部により電圧検出されたプルアップ抵抗接続端子と接続する前記ケーブル側のコネクタを選択することを特徴とする。
【００３４】
【発明の実施の形態】
(Ａ）実施形態
以下、本発明にかかるノードの接続方法をＡＴＭ−ＬＡＮに適用した場合を例に、本発明の第１および第２の実施形態について説明する。
【００３５】
第１、第２の実施形態において、そのネットワークは、論理的にはリング型で物理的（すなわち電気的、機械的）には直列的なデイジーチェイン（芋づる接続）構成を有しているトポロジに特徴があり、ネットワークを構成している各ノードは、左右のコネクタへのケーブルの接続状態に応じて自ノード内で各部の接続の選択を変更する点に特徴を有する。
【００３６】
（Ａ−１）第１の実施形態の構成
本実施形態のネットワーク２０を図１に示す。
【００３７】
図１において、ネットワーク２０は３つのノード２１〜２３を備えている。各ノード２１〜２３は、ルータや交換機のように交換機能を備えた伝送装置である。ノード２１はデイジーチェインの左端に位置し、ノード２２は中間に位置し、ノード２３は右端に位置するというように、ネットワーク２１上での位置は相違するものの、ノード２１〜２３の内部構成は共通である。
【００３８】
ノード２１内のコネクタは、左側が装置側コネクタ（ＣＮＬ）２４Ａ、右側が装置側コネクタ（ＣＮＲ）２５Ａである。右側コネクタ２５Ａは当該ノード２１の内部に対する出力端子ＲＯ、入力端子ＲＩを備えている。同様に左側コネクタ２４Ａも、当該ノード２１の内部に対する出力端子ＬＯと、入力端子ＬＩを備えている。
【００３９】
図示しない信号線で、これらコネクタ２４Ａおよび２５Ａの端子ＲＩ、ＲＯ、ＬＩ、ＬＯに接続されているスイッチ部（ＳＷ）２６Ａは、装置側コネクタ２４Ａ、２５Ａに対する後述するケーブル側コネクタの接続状態に応じて、スイッチ部２６内部の電子的な接続を切り換える。
【００４０】
すなわち、図示のように、コネクタ２５Ａにはケーブル３０Ａが接続され、コネクタ２４Ａには接続されるケーブルが存在しないとき、スイッチ部２６Ａはこのような接続状態に対応して、コネクタ２５Ａの入力端子ＲＩに送信部（Ｓ）２８Ａの出力端子を接続するとともに、コネクタ２５Ａの出力端子ＲＯに受信部（Ｒ）２７Ａの入力端子を接続する。
【００４１】
図１中に示した矢印（ＴＬ、ＰＲ）はノード２１〜２３内外のパケットの論理的な伝送経路を示すものである。ＴＬ、ＰＲのそれぞれがリング型トポロジのほぼ半周分に対応し、ＴＬとＰＲをあわせて１つのリングを形成している。
【００４２】
使用するケーブルとしては、電気信号を伝送する同軸ケーブルやツイストペアケーブルを用いることができるが、本実施形態では同軸ケーブルであるものとする。
【００４３】
このような１本の同軸ケーブルであるケーブル３０Ａの内部には、図示のように双方向の伝送路ＴＬ、ＰＲが存在する。
【００４４】
また、前記送信部２８Ａおよび受信部２７Ａの内部には、波形整形部を備えた増幅回路が含まれている。この増幅回路を用いて、送信部２８Ａは、ケーブル３０Ａなどの伝送による減衰に配慮して十分な強度まで増幅したうえで、波形を整えて信号を送出し、反対に受信部２７Ａは、伝送によって減衰され劣化した信号の波形を整え、増幅してパケット処理部２９Ａに供給する。
【００４５】
パケット処理部２９Ａは、受信部２７から供給される信号と、ユーザインタフェース部（図示せず）を介して、当該ノード２１が収容するＡＴＭ端末から供給される信号とを処理する回路である。
【００４６】
受信部２７Ａからパケットの供給をうけたとき、当該パケット処理部２９Ａは、そのパケットヘッダ内のアドレスに応じて、自ノード２１が収容しているＡＴＭ端末を指定するアドレスのパケットならば、前記ユーザインタフェース部を介して該当ＡＴＭ端末に送出し、それ以外のアドレスのパケットなら、そのまま送信部２８Ａに送出し中継処理を行う。
【００４７】
一方、ノード２１が収容しているＡＴＭ端末から、他のノードが収容している端末を指定して供給された信号に対しては、当該パケット処理部２９Ａは、この信号を所定のパケット形式に構成したうえで送信部２８Ａに送出する。
【００４８】
このほか、パケット処理部２９Ａは、伝送エラーチェックなどの必要な処理を行う。
【００４９】
他のノード２２、２３の内部構成で、ノード２１内の各部分に対応する部分については、対応する符号を付してその詳しい説明は省略する。
【００５０】
すなわち、ノード２２の内部では、コネクタ２４Ｂは前記コネクタ２４Ａに対応し、コネクタ２５Ｂは前記コネクタ２５Ａに対応し、スイッチ部２６Ｂは前記スイッチ部２６Ａに対応し、受信部２７Ｂは前記受信部２７Ａに対応し、送信部２８Ｂは前記送信部２８Ａに対応し、パケット処理部２９Ｂは前記パケット処理部２９Ａに対応する。
【００５１】
また、ノード２３の内部では、コネクタ２４Ｃは前記コネクタ２４Ａに対応し、コネクタ２５Ｃは前記コネクタ２５Ａに対応し、スイッチ部２６Ｃは前記スイッチ部２６Ａに対応し、受信部２７Ｃは前記受信部２７Ａに対応し、送信部２８Ｃは前記送信部２８Ａに対応し、パケット処理部２９Ｃは前記パケット処理部２９Ａに対応する。
【００５２】
また、ノード２２と２３のあいだを接続するケーブル３０Ｂは、前記ケーブル３０Ａと同様なケーブルである。
【００５３】
ネットワーク２０上の通信用の伝送路において、右方向、すなわちノード２１からノード２２を介してノード２３にいたる伝送路ＰＲでは、ノード２１〜２３内の各パケット処理部２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃで逐次、論理的な処理が行われるが、左方向、すなわちノード２３からノード２２を介してノード２１にいたる伝送路ＴＬでは、送信部も受信部も存在せず、ノード２１〜２３は、単に信号を通過させるだけである。
【００５４】
なお、この伝送路ＴＬが、送信部及び受信部が存在しない論理的なリング型トポロジの半周部分に相当する。
【００５５】
本実施形態では、ノード２１と２３のあいだの空間的な距離は、一般的な仕様の機器、ケーブルを前提とすると、最大で、数百ｍ〜数ｋｍ程度となる。
【００５６】
また、図１には３つのノード２１〜２３を示しているが、ネットワーク２０の規模としては、たとえば、ノード数で８〜６程度、各ノードに収容されているＡＴＭ端末数で２０〜３０程度が好ましい。
【００５７】
以下、上記のような構成を有する第１の実施形態の動作について説明する。
(Ａ−２）第１の実施形態の動作
図１のネットワーク２０において、左端位置のノード２１の送信部２８Ａから送出されたパケットは、コネクタ２５Ａ、ケーブル３０Ａ、ノード２２のコネクタ２４Ｂをつなぐ経路（すなわち伝送路ＰＲ）を介して、ノード２２内のスイッチ部２６Ｂに供給される。
【００５８】
ノード２２はその左側コネクタ２４Ｂにはケーブル３０Ａ、ノード２１を接続し、右側コネクタ２５Ｂにはケーブル３０Ｂ、ノード２３を接続しているので、当該スイッチ部２６Ｂは図示のような接続の選択を行っている。
【００５９】
すなわち、コネクタ２５Ｂの出力端子ＲＯの接続先としてコネクタ２４Ｂの入力端子ＬＩを選択し、コネクタ２５Ｂの入力端子ＲＩの接続先として送信部２８Ｂの出力端子を選択し、コネクタ２４Ｂの出力端子ＬＯの接続先として受信部２７Ｂの入力端子を選択している。
【００６０】
たとえばノード２２は図３に示す構造に基づいて、このような接続の選択を、自律的に行う。
【００６１】
図３において、ケーブル３０Ａはパケットを伝送するための伝送路ＴＬ、ＰＲのほかに、ノード間の接続を伝える接続通知伝送路３１Ａを備えている。接続通知伝送路３１Ａは、接続元のノード（すなわちケーブル３０Ａの先に接続されているノード）２１と接続先のノードである当該ノード２２を電気的に接続することで、双方のノードにこの接続を知らせる。
【００６２】
ケーブル側コネクタ３２Ａがノード２２の該当スロットに装着されることで、ケーブルコネクタ３２Ａのノード２２への接続が行われる。ケーブル側コネクタ３２Ａにおいて、接続通知伝送路３１Ａはパケットを伝送するためにケーブル側コネクタ３２Ａのシェル内に設けられたピンなどのコンタクトと同一態様のコンタクトとして同一シェル内に形成され得る。
【００６３】
ノード２２は、図３に示すように、スイッチ部２６Ｂのコネクト端子ＣＯＮ１で左側コネクタ２４Ｂへのノードの接続を検出する。同様に、スイッチ部２６Ｂのコネクト端子ＣＯＮ２で右側コネクタ２５Ｂへのノードの接続を検出することができる。
【００６４】
ただしこの検出が双方で行われるためには、接続先および接続元の双方のノードが少なくとも通電状態（パケットの処理が可能な状態）であることが前提となる。
【００６５】
一般的には、あるノードの該当スロットにケーブルコネクタが装着されただけでは、当該ノードからみて、接続元ノードがパケットの処理が可能な状態であるのかどうか不明であるので、接続先も接続元も通電状態である場合にだけ、接続元と接続先が当該接続を検出できるような構成のほうが、本実施形態にとっては好ましい。そうでない場合には、ケーブルコネクタの装着とは別に、パケットの処理が可能となったことを双方に通知する操作が必要になってしまう。
【００６６】
図３の接続通知伝送路３１Ａとコネクト端子ＣＯＮ１部分の具体的構成としては、たとえば、接続通知伝送路３１Ａとして接続元から接続先（ノード２１→ノード２２）方向のための信号線と、接続先から接続元（ノード２２→ノード２１）方向のための信号線を設けておき、コネクト端子ＣＯＮ１としては接地された端子と、プルアップ抵抗に接続された端子とを設けておき、さらに当該プルアップ抵抗の端子電圧を検出する回路を設けておくようにするとよい。
【００６７】
当該ノード２２のスイッチ部２６Ｂのコネクト端子ＣＯＮ２や、他のノード２１，２３でも同様な構成を有しているものとすると、ノード２１と２２がケーブル３０Ａで接続される場合、コネクト端子ＣＯＮ１内のプルアップ抵抗の一端がノード２１の接地された端子に接続されることで当該プルアップ抵抗の端子電圧が小さくなり、これを検出したノード２２は左側コネクタ２４Ｂへのノード２１の接続を認識することができる。
【００６８】
このとき、同様にして、ノード２１側でも、当該接続を認識することができる。
【００６９】
これらの一連の動作は、ケーブル３０Ｂ、ケーブルコネクタ３２Ｂを介して行われるノード２２と２３との接続においても同じである。
【００７０】
したがって、ノード２１およびノード２３でも、スイッチ部２６Ａ、２６Ｃ内での接続の選択は、自律的に行うことができる。
【００７１】
ノード２１〜２３のネットワーク２０内の位置とコネクト端子ＣＯＮ１、ＣＯＮ２の接続検出（ＯＮ）と、接続非検出（ＯＦＦ）との関係を、次の表１にまとめている。
【００７２】
【表１】
0003773368.tif 000002
表１において、コネクト端子ＣＯＮ１とＣＯＮ２がともにＯＮとなるのは、当該ノードの左右両側のコネクタがともに接続されている状態を意味する。このような接続状態となるのは、ネットワーク２０の中間位置に存在するノード２２である。
【００７３】
また、ＣＯＮ１がＯＮで、ＣＯＮ２がＯＦＦとなるのは、当該ノードの左側コネクタが接続、右側コネクタが非接続の場合で、ネットワーク２０の右端位置に存在するノード２３の接続状態に相当する。
【００７４】
さらに、ＣＯＮ１がＯＦＦで、ＣＯＮ２がＯＮとなるのは、当該ノードの左側コネクタが非接続、右側コネクタが接続の場合で、ネットワーク２０の左端位置に存在するノード２１の接続状態に相当する。
【００７５】
なお、ＣＯＮ１とＣＯＮ２がともにＯＦＦとなるのは、当該ノードがネットワークに接続されていないことを意味する。
【００７６】
一般的には、本実施形態のノードによるこのようなネットワーク上での自身の位置の認識は、当該ノード内のスイッチ部における接続の選択と連動している。
【００７７】
たとえば、図６（Ｃ）および（Ｄ）、ならびに図４に示すように、ケーブル３０Ａ、３０Ｂと同様なケーブル３０Ｃを用いて右端位置のノード２３のさらに右側に新たなノード３３を接続することでネットワーク２０に対するノードの追加を行う場合、ノード２３は中間位置のノードとなり、当該新たなノード３３が右端位置のノードとなる。
【００７８】
当該追加の前後で、ノード２１〜２３に収容されている端末間の通信は、まったく影響を受けない。
【００７９】
また、図６（Ｃ）および（Ｄ）から明らかなように、ノード３３の追加の前後でパケットの伝送、処理動作が変化しているのは、右端ノード２３だけである。左端ノード２１および中間ノード２２の動作はまったく変化していない。
【００８０】
左端位置のノード２１の左側に新たなノードを追加する場合でも、これらの点は同じである。
【００８１】
換言するなら、各ノードは、ネットワーク上で自身に隣接する箇所で起きた変化（ノードの追加、削除、メンテナンス、障害発生など）にだけ対応すればよく、しかもその変化の検出はソフトウエア的にもハードウエア的にもシンプルなもので、ケーブルの接続、非接続を検出するだけで実行される。これは、後述するノードの削除、変更、障害検出の場合などにもあてはまる。
【００８２】
また、本実施形態によれば、従来の図６（Ｂ）に相当する過渡状態が存在せず、図６（Ｃ）の状態から直接的に同図(Ｄ）の状態に移行することができるので、ノードを追加するための操作が簡略である。これはノードの変更や削除の場合にもあてはまり、メンテナンス性、信頼性を向上する要因となる。
【００８３】
たとえば、図１の状態のネットワーク２０からノード２３を削除する場合、ノード２２の位置は中間位置から右端位置に変化するので、スイッチ部２６Ｂの接続選択の状態も、図示のノード２３内のスイッチ部２６Ｃの接続選択の状態と同じになるように変化する。
【００８４】
この場合も、当該ノード２３の削除の前後で、他のノードに収容されている端末間の通信はまったく影響を受けない。
【００８５】
この点は、図１の状態からノード２１を削除した場合でも同じである。
【００８６】
また、ネットワーク２０のノード数が８〜６程度であるケースで、中間位置のノードを１つ削除する場合、１つのネットワーク２０が過渡的には、たとえばノード数３〜４程度の２つのネットワークに分割されて運用されることになる。
【００８７】
この場合、分割で接続が断たれたネットワーク間の通信は影響を受け得るものの、同一のネットワーク内の通信は、当該削除の前後で、まったく影響を受けない。
【００８８】
なお、ノードの変更は、上述したノードの削除とノードの追加を合成した操作であるので、その説明は省略する。
【００８９】
また、以上ではケーブル側コネクタ３０Ａ、３０Ｂを着脱する場合について説明したが、たとえばケーブル３０Ａやノード２１の障害のため、前記の接続通知伝送路３１Ａの接続が断たれるようなことがあれば、ノード２２は自律的に、自身が左端位置に変更されたものと認識し、スイッチ部２６Ｂの接続選択の機能がはたらいて、ノード２１はネットワーク２０から切り離される。
【００９０】
このような場合、スイッチ部２６Ａ〜２６Ｃの接続選択の機能は、障害検出機能および障害の影響がネットワーク上を波及することを最小限に防止する機能として積極的にとらえることができる。一般に、接続通知伝送路の接続が断たれるような場合は、パケットの処理や伝送も正常に行うことができなくなっている可能性が高いからである。
【００９１】
すなわち、スイッチ部２６Ａ〜２６Ｃの接続選択機能はそのまま、非常に簡略な障害診断機能ともなっている。
【００９２】
次に、論理的にも物理的にもリング型のトポロジを有する従来のネットワーク１０と本実施形態のネットワーク２０で、ネットワーク中の任意の２つのノード間の直線的な最大距離を、ノード数を変更しながら比較する。
【００９３】
送信部Ｓの増幅度および出力パワーやケーブルの特性などで決まる１ノード間隔あたりの伝送距離能力の最大値をＤＬとし、ネットワーク中の全ノード数をＮとし、問題のネットワークの最大距離をネットワーク１０ではＭ１、ネットワーク４０ではＭ２とする。
【００９４】
そして、Ｍ１、Ｍ２をＮを変数とする関数とみて、Ｍ１をＭ１（Ｎ）、Ｍ２をＭ２（Ｎ）と書く。
【００９５】
ノード数Ｎ＝２の場合は、Ｍ１（２）＝Ｍ２（２）。
【００９６】
ここで、Ｍ１（２）＝Ｍ２（２）＝ＤＬ（定数）である。
【００９７】
Ｎが、Ｎ＝３，４，５，…と増加してゆくとＭ２（Ｎ）はＤＬずつ単調に増加してゆき、Ｍ２（Ｎ）＝（Ｎ−１）×ＤＬの関係が成立する。
これに対して、Ｎが、Ｎ＝３，４，５，…と増加してゆくとＭ１（Ｎ）はＮが偶数から奇数に変わるときは増加せず、Ｎが奇数から偶数に変わるときだけＤＬずつ増加するので、Ｍ１（Ｎ）は、Ｍ２（Ｎ）の半分、あるいはＭ２（Ｎ）の半分にＤＬ／２を加えた値を交互にとることになる。
【００９８】
この結果、一般的に、本実施形態のネットワーク２０では問題の最大距離は、従来のネットワーク１０のほぼ２倍となる。
【００９９】
（Ａ−３）第１の実施形態の効果
以上のように本実施形態によれば、ノードの追加、変更、削除、メンテナンス、および障害発生などのさい、各ノードは、ネットワーク上で自身に隣接する箇所で起きた変化にだけ対応すればよいので、その機能に比較して各ノードの規模は、ソフトウエア的にもハードウエア的にも小さく構成することができ、ノードおよびネットワークのメンテナンス性や信頼性が高い。
【０１００】
また、伝送距離、伝送路の特性、周囲環境などの諸条件がそれほど過酷でない場合、本実施形態のデイジーチェイン形式のネットワークでは、ネットワーク中の任意の２つのノード間の直線的な最大距離を、従来にくらべてほぼ２倍に設定することも可能となる。したがって、同じノード数で、従来よりも遠距離地点にノードを設置し、地理的に遠くに存在する端末をネットワークに収容することができるので、リソースの有効利用、ネットワークの効率的な運用が可能になる。
【０１０１】
（Ｂ）第２の実施形態
第１の実施形態の右方向の伝送路ＰＲでは、左端ノード２１から送信された信号は、いったん中間ノード２２の受信部２７Ｂ、送信部２８Ｂで、波形整形や増幅作用を受けてから、右端ノード２３まで伝送される。
【０１０２】
これに対し左方向の伝送路ＴＬでは、右端ノード２３内の送信部２８Ｃから送信された信号は、左端ノード２１内の受信部２７Ａで受信されるまで、ケーブル３０Ｂ、ノード２２、ケーブル３０Ａなどの伝送路を単に通過するだけなので、単調に減衰し劣化する。中間ノード２２での波形整形や増幅が行われないため、右方向の伝送路ＰＲにくらべて、減衰や劣化の程度は大きなものとなる。
【０１０３】
そしてこの減衰や劣化が、実際のノード間隔を、上述した１ノード間隔あたりの伝送距離能力の最大値ＤＬよりも小さく制限する要因となる。
【０１０４】
すなわち、伝送距離、伝送路の特性、周囲環境などによっては、受信した右端ノード２１で正常な処理を行うことができない可能性が高まり、最大値ＤＬまでノード間隔を広げることが困難になるため、第１の実施形態のネットワーク構成が本来もっている性能をフルに活用することができなくなる可能性がある。
【０１０５】
本実施形態はこのような点に対処するために第１の実施形態を改良したものである。
【０１０６】
（Ｂ−１）第２の実施形態の構成および動作
第２の実施形態のネットワーク４０を図５に示す。
【０１０７】
図５において、図１の各部と同一の符号で対応付けられた部分は、図１の各部と同一なので、その詳しい説明は省略する。
【０１０８】
すなわち、図５において、符号２４Ａ〜Ｃ，２５Ａ〜Ｃ，２６Ａ〜Ｃ，２７Ａ〜Ｃ，２８Ａ〜Ｃ，２９Ａ〜Ｃ，３０ＡおよびＢを付した各部分は、同一の符号を付した図１の各部分と同じである。
【０１０９】
上述したネットワーク２０と同様、ネットワーク４０では、ノード４１と４３のあいだの空間的な距離は、一般的な仕様の機器、ケーブルを前提として、最大で、数百ｍ〜数ｋｍ程度となる。したがって伝送路ＴＬでは、パケットは数百ｍ〜数ｋｍ程度の距離をなんらの処理も受けることなく伝送されることになり、伝送途中での信号の減衰や劣化が懸念される。
【０１１０】
図５において、ネットワーク４０の中間位置のノード４２のなかに図示されている信号増幅器（ＡＭＰ）４４は、スイッチ部２６Ｂが右側コネクタ２５Ｂの出力端子ＲＯの接続先として左側コネクタ２４Ｂの入力端子ＬＩを選択するとき、すなわち伝送路ＴＬ上で、信号を増幅し、波形を整えるための回路である。
【０１１１】
この信号増幅器４４は、第１の実施形態で述べた送信部２８Ａ、受信部２７Ａの内部に設けられている増幅回路と同じものであってよい。もちろん、増幅度を変えるなど、送信部２８Ａなどの増幅回路とは異なる仕様、異なる回路構成の回路としてもよい。
【０１１２】
そしてネットワーク内に中間ノードが複数存在する場合は、中間ノードごとに、信号増幅器が信号を増幅し、波形整形する。
【０１１３】
図５では、左端ノード４１および右端ノード４３の内部には信号増幅器が示されていないが、ノードの追加、削除、変更があり得る通常の条件下では、ネットワーク内のすべてのノードが中間ノードになる可能性があるので、右端位置および左端位置のノードにも信号増幅器を設けるようにするとよい。
【０１１４】
ただし信号増幅器の必要性の高さは、その性質上、伝送距離、伝送路の特性、周囲環境（ネットワーク内の不要輻射、外来雑音等のノイズ要因など）のような諸条件に大きく依存するので、これらの条件によっては、信号増幅器を搭載しているノードと搭載していないノードが同じネットワーク内に混在するような運用形態も現実的である。
【０１１５】
なお、ノードの削除や障害発生などでノード４２が右端ノードまたは左端ノードとなったときは、スイッチ部２６Ｂの接続選択も変わり、信号増幅器４４は使用されなくなる。
【０１１６】
(Ｂ−２）第２の実施形態の効果
以上説明したように、本実施形態によれば、第１の実施形態とまったく同じ効果を得ることができる。
【０１１７】
これに加えて、本実施形態では、中間ノード内の信号増幅器のはたらきによって、論理的な処理が行われない方向の伝送路（ＴＬ）でも波形整形や増幅を行うことで、伝送による信号の減衰や劣化を軽減することができ、伝送距離、伝送路の特性、周囲環境などの諸条件がネットワークにとって過酷な場合でも、通信品質を維持することが可能で、いっそうの信頼性向上が期待できる。
【０１１８】
さらに、本実施形態によれば、伝送路ＴＬでの信号の減衰、劣化の影響を抑制できるので、送信部Ｓの増幅度および出力パワーやケーブルの特性などで決まる１ノード間隔あたりの伝送距離能力の最大値ＤＬ付近まで、ノード間の距離を伸ばすことができ、ネットワーク設計の自由度が増大する。
【０１１９】
また、中間ノードの信号増幅器のはたらきによって、上述した諸条件が過酷な場合であっても、第１の実施形態よりも確実にノード間隔を最大値ＤＬに近づけることができ、ネットワーク中の任意の２つのノード間の直線的な最大距離を、従来にくらべてほぼ２倍とすることができる。
【０１２０】
このため、本実施形態（および第１の実施形態）のデイジーチェイン形式のネットワーク構成が本来もっている性能をフルに引き出すことができ、同じノード数で、従来よりも遠距離にノードを設置して地理的に遠くの地点に存在する端末をネットワークに収容することができるので、リソースの有効利用、ネットワークの効率的な運用を実現することができる可能性が高まる。
【０１２１】
（Ｃ）他の実施形態
以上の説明において、ノード間を接続するケーブルは、電気信号を伝送する同軸ケーブルであったが、光ファイバケーブルを使用するようにしてもよい。マルチモードの光ファイバを使用する場合、端部のノード２１と２３のあいだの空間的な距離は、一般的な仕様の機器、ケーブルを前提とすると、最大で、たとえば２００ｍ程度になる。同じ前提のもとにシングルモードを使用すると、この距離は最大で１ｋｍ程度となる。
【０１２２】
また、ノード間の接続を検出するための構成は、前記プルアップ抵抗や接地端子を利用したものにかぎらず、他の回路構成を用いてもよい。
【０１２３】
さらに、以上の説明では、たとえば１本のケーブルであるケーブル３０Ａのなかに左方向の伝送路ＴＬおよび右方向の伝送路ＰＲが存在するものとしたが、１方向につき１本のケーブルを使用し、たとえばケーブル３０Ａを２本のケーブルで置換するようにしてもよく、必要に応じて３本以上のケーブルを使用してもよい。
【０１２４】
なお、以上の説明では、左端位置のノード２１には右側コネクタＣＮＲにケーブルを接続し、右端位置のノード２３には左側コネクタＣＮＬにケーブルを接続するものとしたが、左右のコネクタＣＮＬ、ＣＮＲの区別は便宜的なものである。すなわち、左右のコネクタＣＮＬ、ＣＮＲの区別は、各ノードの内部で各ノードシステムが把握していれば十分であり、ノードの外部からみた場合これらを区別する意味はない。
【０１２５】
したがって、たとえば、図１の右端位置のノード２３の右側コネクタ２５Ｃにケーブル３０Ｂを接続したとしても、ノード２３およびネットワーク２０の動作上なんら矛盾は生じない。
【０１２６】
また、第１、第２の実施形態とも、論理的なリング型の経路は１重であったが、２重以上の多重ループとしてもよい。
【０１２７】
さらにまた、上述したネットワーク規模、すなわちノード数、ノードに収容される端末数、右端ノードと左端ノード間の空間的な距離の最大値などは、本発明の適用にあたって、好ましいと考えられる例を示しただけであって、本発明の適用範囲がこれらの数値に限定されるものではない。
【０１２８】
そして、以上の実施形態では、ネットワーク上を伝送される単位信号は、固定長のＡＴＭセルであったが、可変長のパケットを用いるようにしてもよい。
【０１２９】
すなわち、本発明は、少くとも論理的にはリング型のトポロジを有して、単位信号を伝送するネットワーク、このようなネットワークで使用され得るノード、およびノードの接続方法について、広く適用することができる。
【０１３０】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、論理的トポロジはリング型、物理的トポロジは直列的なデイジーチェイン形式のネットワークを運用しているとき、コネクタに対するケーブル接続で隣接している各ノードが、ケーブルの接続状態に応じて、自ノードのなかでの前記単位信号の伝送経路を変更することにより、ネットワークの論理的、物理的トポロジを維持するので、各ノードは、ネットワーク上で自身に隣接する箇所で起きた変化にだけ対応すればよい。デイジーチェイン上の当該変化箇所に隣接するノード以外のノードは、当該変化以前の動作状態を維持すればよく、当該変化が起きたことを検出する必要もない。
【０１３１】
この変化のなかには、ノードの追加、変更、削除、メンテナンス、障害発生などが含まれ得るため、その機能に比較して各ノードの規模は、ソフトウエア的にもハードウエア的にも小さく構成することができ、ノードおよびネットワークのメンテナンス性、信頼性が高い。
【０１３２】
また、本発明のデイジーチェイン形式のネットワークによれば、ネットワーク中の任意の２つのノード間の直線的な最大距離が、従来にくらべてほぼ２倍となり、同じノード数で、従来よりも遠距離地点に存在する端末をネットワークに収容することができるので、リソースの有効利用、ネットワークの効率的な運用が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態にかかるネットワークおよびノードの構成を示すブロック図である。
【図２】従来のネットワークおよびノードの構成を示すブロック図である。
【図３】第１の実施形態にかかるノードがケーブルの接続状態を検出するための構成を示すブロック図である。
【図４】第１の実施形態でノードを追加した状態を示す概略図である。
【図５】第２の実施形態にかかるネットワークおよびノードの構成を示すブロック図である。
【図６】第１の実施形態および従来のネットワークにおいて、ノードを追加する場合の動作変化を示す概略図である。
【符号の説明】
１０、２０、４０…ネットワーク、１１〜１３、２１〜２３、３３、４１〜４３…ノード、２４Ａ〜２４Ｃ…左側コネクタ、２５Ａ〜２５Ｃ…右側コネクタ、２６Ａ〜２６Ｃ…スイッチ部、２７Ａ〜２７Ｃ…受信部、２８Ａ〜２８Ｃ…送信部、２９Ａ〜２９Ｃ…パケット処理部、３０Ａ〜３０Ｃ…ケーブル、３１Ａ、３１Ｂ…接続通知伝送路、ＣＯＮ１、ＣＯＮ２…コネクト端子、ＴＬ…左方向の通信用伝送路、ＰＲ…右方向の通信用伝送路。
【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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