JP4047756B2 - 通信回線切替装置および方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、通信回線切替装置および方法に関し、特に二重化された通信回線の切り替えを行う通信回線切替装置および方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、プラントや建物などを監視する監視システムでは、監視対象となる複数の現場設備からの設備データを、所定の通信回線を介して収集することにより、各現場設備の状態を中央監視室で集中管理している。このような監視システムでは、２４時間稼働がほとんどであり、通信異常に起因するシステムダウンは、生産や設備運転に対して多大な影響を与える。このため、設備データの欠損の原因となるようなネットワークの障害が発生した場合の対策として、ネットワークの二重化を実施する必要がある。
【０００３】
従来、このようなプラントや建物などの監視システムで用いる通信回線の二重化技術は、常時通信系とバックアップ系からなる２つの系統に分けてそれぞれ通信回線を配線するとともに、これら通信回線からなる二重化ネットワークの端点に通信回線切替装置を設け、設備データの通信に用いられている常時通信系での通信状態に障害が認められた場合は、その通信に用いる通信回線を各通信回線切替装置で常時通信系からバックアップ系へ切り替えるものとなっていた（例えば、特許文献１、特許文献２など参照）。
【０００４】
なお、出願人は、本明細書に記載した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を出願時までに発見するには至らなかった。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１５８７３８号公報
【特許文献２】
特開２００２−２４７０１７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このような監視システムで用いられる従来の通信回線切替装置では、通信回線を介してマスタ機器とスレーブ機器との間でデータ通信を行う場合、マスタ機器が各スレーブ機器に対して割り当てた通信アドレスを用いてデータ通信を行うものとなっている。
また、各装置の起動順序に基づきマスタ機器となる１つの通信回線切替装置を決定し、その後に起動した監視システム内の通信回線切替装置からの制御メッセージに基づき、当該通信回線切替装置を自装置の配下に属するスレーブ機器として認識し、マスタ機器とスレーブ機器との関係を確立するものとなっている。
【０００７】
しかしながら、従来の通信回線切替装置では、二重化ネットワークに接続されている通信回線切替装置のうち、スレーブ機器として動作するすべての通信回線切替装置が、マスタ機器として動作する唯一の通信回線切替装置に管理されることから、二重化ネットワークのうち特定箇所で通信障害が発生した場合でも、二重化ネットワークに接続されているすべての通信回線切替装置が一斉に切り替えられるため、不要な切り替えが発生するとともに、障害位置の特定にも時間を要することから、管理効率が低いという問題点があった。
【０００８】
例えば、ビルを監視するビルシステムでは、各フロアーや棟を中央管理室の中央監視装置で一括して管理している。したがって、ビルシステムの規模が比較的大きい場合には、管理効率の向上という観点から、それぞれの建物ごとに障害の監視および対応を行うことが望ましい。しかしながら、従来の通信回線切替装置では、いずれかのフロアーや棟で通信障害が発生した場合でも、そのビルシステムに属するすべてのフロアーおよび棟に設置されている通信回線切替装置で一斉に通信回線の切り替えが行われることになる。
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、二重化ネットワークを効率よく管理できる通信回線切替装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明にかかる通信回線切替装置は、データ通信に用いられる通信ネットワーク上の任意の区間に割り当てた二重化ドメインごとに、通信ネットワークを常時通信系およびバックアップ通信系の通信回線により二重化するとともに、管理単位となる当該二重化ドメイン内の常時通信系の通信回線での障害発生に応じて、当該二重化ドメイン内でのデータ通信に用いる通信回線を常時通信系からバックアップ通信系へ切り替える通信回線切替装置であって、当該装置が属する二重化ドメイン内で、マスタ・スレーブ方式に基づく１つのマスタ機器として当該装置を動作させるか、このマスタ機器に制御される１つ以上のスレーブ機器として当該装置を動作させるかを判定する動作判定手段と、当該装置をマスタ機器として動作させると判定した際、スレーブ機器として動作する装置に対して、当該二重化ドメインに固有のドメインＩＤを通知する通知手段と、当該装置をスレーブ機器として動作させると判定した際、マスタ機器として動作する装置から通知されたドメインＩＤを、当該二重化ドメインのドメインＩＤとして設定する設定手段と、当該装置がマスタ機器として動作している際に、当該二重化ドメインの常時通信系で通信障害の発生が検出された場合は、当該二重化ドメイン内でスレーブ機器として動作する各通信回線切替装置に対し、当該二重化ドメインのドメインＩＤを付加した回線切替メッセージを送信することによりバックアップ通信系への切り替えを指示する切替指示手段と、通信障害が検出された場合、または当該装置がスレーブ機器として動作しておりかつマスタ機器として動作する通信回線切替装置から当該二重化ドメインのドメインＩＤを付加した回線切替メッセージでバックアップ通信系への切り替えを指示された場合に、通信に用いる当該二重化ドメインの通信回線を常時通信系からバックアップ通信系へ切り替える回線切替手段とを備えるものである。
【００１０】
障害を監視する手段として、当該装置がマスタ機器として動作している際に、当該二重化ドメインの常時通信系を介してスレーブ機器として動作する通信回線切替装置へ当該二重化ドメインのドメインＩＤが付加されたチェック要求メッセージを送信するとともに、これに応じてスレーブ機器として動作する通信回線切替装置から常時通信系を介して返送された、ドメインＩＤ付きのチェック応答メッセージを受信確認することにより、当該二重化ドメインの常時通信系における通信障害の発生を監視する障害監視手段をさらに備えてもよい。
【００１１】
また、本発明にかかる通信回線切替方法は、データ通信に用いられる通信ネットワーク上の任意の区間に割り当てた二重化ドメインごとに、通信ネットワークを常時通信系およびバックアップ通信系の通信回線により二重化するとともに、当該二重化ドメイン内の常時通信系の通信回線での障害発生に応じて、管理単位となる当該二重化ドメイン内でのデータ通信に用いる通信回線を常時通信系からバックアップ通信系へ切り替える通信回線切替装置で用いられる通信回線切替方法であって、当該装置が属する二重化ドメイン内で、マスタ・スレーブ方式に基づく１つのマスタ機器として当該装置を動作させるか、このマスタ機器に制御される１つ以上のスレーブ機器として当該装置を動作させるかを判定する第１のステップと、当該装置をマスタ機器として動作させると判定した際、スレーブ機器として動作する装置に対して、当該二重化ドメインに固有のドメインＩＤを通知するステップと、当該装置をスレーブ機器として動作させると判定した際、マスタ機器として動作する装置から通知されたドメインＩＤを、当該二重化ドメインのドメインＩＤとして設定するステップと、当該装置がマスタ機器として動作している際に、当該二重化ドメインの常時通信系で通信障害の発生が検出された場合は、当該二重化ドメイン内でスレーブ機器として動作する各通信回線切替装置に対し、当該二重化ドメインのドメインＩＤを付加した回線切替メッセージを送信することによりバックアップ通信系への切り替えを指示する第２のステップと、通信障害が検出された場合、または当該装置がスレーブ機器として動作しておりかつマスタ機器として動作する通信回線切替装置から当該二重化ドメインのドメインＩＤを付加した回線切替メッセージでバックアップ通信系への切り替えを指示された場合に、通信に用いる当該二重化ドメインの通信回線を常時通信系からバックアップ通信系へ切り替える第３のステップとを実行するようにしたものである。
【００１２】
障害を監視するステップとして、当該装置がマスタ機器として動作している際に、当該二重化ドメインの常時通信系を介してスレーブ機器として動作する通信回線切替装置へ当該二重化ドメインのドメインＩＤが付加されたチェック要求メッセージを送信するとともに、これに応じてスレーブ機器として動作する通信回線切替装置から常時通信系を介して返送された、ドメインＩＤ付きのチェック応答メッセージを受信確認することにより、当該二重化ドメインの常時通信系における通信障害の発生を監視する第４のステップをさらに実行するようにしてもよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
まず、図１を参照して、本発明の一実施の形態にかかる通信回線切替装置について説明する。図１は本発明の一実施の形態にかかる通信回線切替装置が適用される二重化ネットワークの構成例である。以下では、本実施の形態にかかる通信回線切替装置がビルを監視するビルシステムで用いられる場合を例として説明する。
【００１４】
このビルシステムは、通信ネットワークのうち所定の区間に設けられた２の二重化ドメイン１０Ｘ，１０Ｙと、中央監視室９０に設置された中央監視装置９１，９２とから構成されている。
中央監視室９０には、二重化されていない通信回線９Ｘ，９Ｙを介してこれら二重化ドメイン１０Ｘ，１０Ｙを接続するスイッチ９４が設けられており、このスイッチ９４に、中央監視装置９１，９２およびプリンタ９３が接続されている。これにより、このスイッチ９４を介して二重化ドメイン１０Ｘ，１０Ｙと、中央監視装置９１，９２との間、および二重化ドメイン１０Ｘ，１０Ｙ間で任意にデータ通信が行われる。
【００１５】
二重化ドメイン１０Ｘ，１０Ｙは、監視対象となるビル内の管理範囲、例えばフロアーや各棟ごとに割り当てた二重化ネットワークの管理単位であり、これら二重化ドメイン１０Ｘ，１０Ｙごとに独立して通信回線が二重化されている。なお、図１の例では、各二重化ドメイン１０Ｘ，１０Ｙが同様のネットワーク構成をなしているが、これは説明を容易とするためのもので、実際にはそれぞれの細部で異なるネットワーク構成をなしていてもよい。
二重化ドメイン１０Ｘ，１０Ｙには、通信回線切替装置１ａ〜１ｅ、通信装置（ＣＮＴ）２ａ〜２ｄ、スイッチ３Ａ，３Ｂ，４Ａ，４Ｂ、ハブ（ＨＵＢ）５Ａ，５Ｂ，６Ａ，６Ｂ、および通信回線７Ａ，７Ｂが設けられている。
【００１６】
通信回線切替装置１ａ〜１ｄは、常時通信系の通信回線（以下、常時通信系回線という：図１の実線部分）７Ａとバックアップ通信系の通信回線（以下、バックアップ通信系回線という：破線部分）７Ｂとからなる二重化ネットワークの端点と、通信装置２ａ〜２ｄとの間にそれぞれに接続され、それぞれ通信装置２ａ〜２ｄを常時通信系回線７Ａおよびバックアップ通信系回線７Ｂのいずれかに切替接続する装置である。
通信回線切替装置１ｅは、常時通信系回線７Ａおよびバックアップ通信系回線７Ｂからなる二重化ネットワークの端点と通信回線９Ｘ（９Ｙ）との間に接続され、通信回線９Ｘ（９Ｙ）を常時通信系回線７Ａおよびバックアップ通信系回線７Ｂのいずれかに切替接続する装置である。
【００１７】
これら通信回線切替装置１ａ〜１ｄと通信回線切替装置１ｅとの間は、スイッチ３Ａ，４Ａおよびハブ５Ａ，６Ａにより構成される常時通信系回線７Ａと、スイッチ３Ｂ，４Ｂおよびハブ５Ｂ，６Ｂにより構成されるバックアップ通信系回線７Ｂとからなる二重化ネットワークにより並列的に接続されている。
そして、通常動作時には、通信回線切替装置１ａ〜１ｅで常時通信系回線７Ａが選択され、この常時通信系回線７Ａを介して通信装置２ａ〜２ｄのデータ通信が行われる。また、常時通信系回線７Ａに通信異常が発生した場合は、各通信回線切替装置１ａ〜１ｅでバックアップ通信系回線７Ｂに切り替えられ、このバックアップ通信系回線７Ｂを介して通信装置２ａ〜２ｄのデータ通信が行われる。
【００１８】
本実施の形態では、二重化ネットワークを管理する単位として二重化ドメインという概念を導入し、これら二重化ドメイン単位で通信回線の切替制御を行うようにしている。具体的には、これら各二重化ドメイン１０Ｘ，１０Ｙに属する通信回線切替装置１ａ〜１ｅに対して、各二重化ドメイン１０Ｘ，１０Ｙに固有のドメインＩＤを割り当て、各通信回線切替装置間で通信回線切り替えのための制御メッセージに、当該装置が属するドメインＩＤを付加してやり取りする。そして、各通信回線切替装置間では、受信した制御メッセージに付加されているドメインＩＤが自装置のものと一致した場合にのみ、その制御メッセージに基づく処理動作を実行するようにしている。
【００１９】
次に、図２を参照して、通信回線切替装置１（１ａ〜１ｅ）の構成について詳細に説明する。図２は通信回線切替装置の構成を示すブロック図である。
この通信回線切替装置１には、回線切替部１１、制御部１２および記憶部１３が設けられている。
回線切替部１１は、通信装置２ａ〜２ｄや通信回線９Ｘ，９Ｙが接続される共通系回線７Ｍを、常時通信系回線７Ａおよびバックアップ通信系回線７Ｂのいずれか一方に切替接続する回路部である。
記憶部１３は、メモリなどの記憶装置からなり、制御部１２での処理に用いる各種情報、例えば自装置の動作モード（マスタ／スレーブ）を示す動作モード情報、自装置の通信アドレスや自装置が属する二重化ドメインのドメインＩＤを記憶する。
【００２０】
制御部１２は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）から構成され、二重化ネットワークの切替制御を行うための各種機能手段を実現する。
この制御部１２の機能手段としては、動作判定手段２１、障害監視手段２２、切替指示手段２３、監視対応手段２４、マスタ宣言手段２５、マスタ移行手段２６、アドレス設定手段２７、アドレス通知手段２８、二重化ドメイン設定手段２９、およびランニングカウンタ２９Ａがある。
【００２１】
動作判定手段２１は、マスタ・スレーブ方式に基づく１つのマスタ機器として当該装置を動作させるか、このマスタ機器に制御される１つ以上のスレーブ機器として当該装置を動作させるかを、電源投入直後に判定する。
障害監視手段２２は、当該装置がマスタ機器として動作している場合に、二重化された通信回線のうち通信に用いている常時通信系回線７Ａの通信回線における通信障害の発生を監視する。
切替指示手段２３は、この障害監視手段２２により通信障害の発生が検出された場合に、スレーブ機器として動作するすべての通信回線切替装置に対し、バックアップ通信系回線７Ｂの通信回線への切り替えを指示する。
【００２２】
監視対応手段２４は、マスタ機器として動作する通信回線切替装置からのチェック要求メッセージ（制御メッセージ）に応じて通信に用いている常時通信系回線７Ａの通信回線を介してチェック応答メッセージ（制御メッセージ）を返送する。
マスタ宣言手段２５は、動作判定手段２１により当該装置をマスタ機器として動作させると判定された場合は、当該装置がマスタ機器であることを示すマスタ宣言メッセージ（制御メッセージ）を周期的に常時通信系回線７Ａおよびバックアップ通信系回線７Ｂの両通信回線へ送信する。
マスタ移行手段２６は、スレーブ機器として動作している場合に、マスタ宣言メッセージを常時通信系回線７Ａおよびバックアップ通信系回線７Ｂの両通信回線で受信できなくなった際には、マスタ機器障害の発生と判断して、当該装置を新たなマスタ機器として動作させるか否かを判定する。
【００２３】
アドレス設定手段２７は、動作判定手段２１により当該装置をスレーブ機器として動作させると判定した際、すでにマスタ機器として動作している通信回線切替装置に対してアドレス要求メッセージ（制御メッセージ）を送信することにより当該装置の通信アドレスを請求し、これに応じてアドレス設定メッセージ（制御メッセージ）で通知された通信アドレスを自装置のアドレスとして設定する。アドレス通知手段２８は、動作判定手段２１により当該装置をマスタ機器として動作させると判定した際、スレーブ機器として動作する通信回線切替装置からの通信アドレス請求に応じて、当該スレーブ機器の通信アドレスを生成し、その通信アドレスと二重化ドメイン設定手段２９で設定したドメインＩＤとを、当該請求元の通信回線切替装置へ通知する。
【００２４】
二重化ドメイン設定手段２９は、アドレス通知手段２８で最初のスレーブ機器へ通信アドレスを通知するまでに、当該装置が属する二重化ドメインに固有のドメインＩＤを設定する。
ランニングカウンタ２９Ａは、ドメインＩＤを決定する際の乱数を発生させる乱数発生手段として使用され、起動に応じて高速で計数を開始し、その停止に応じて計数結果を乱数として出力する。
【００２５】
この場合、ランニングカウンタ２９Ａの計数に用いるクロックの周波数の逆数で得られる時間間隔が、２つの通信回線切替装置の最小起動時間差に相当する。したがって、異なる二重化ドメインでそれぞれマスタ機器となる２つの通信回線切替装置がこの最小起動時間差より大きな時間差で起動されれば、それぞれ異なるドメインＩＤが生成されることになる。なお、ランニングカウンタ２９Ａのビット数は、ドメインＩＤの繰り返し間隔を決定するパラメータとなり、ビット数が大きいほどドメインＩＤが一致する確率は低くなる。
【００２６】
なお、記憶部１３で記憶する各種情報の内容については、必要に応じて通信回線を介して更新するようにしてもよい。
また、制御部１２の個々の機能手段については、ＡＳＩＣによる実現に限定されるものではない。例えば、各機能手段のうちの一部またはすべてを電子回路により実現してもよく、ＣＰＵなどのマイクロプロセッサとその周辺回路からなるハードウェアと記憶部１３に予め記憶するプログラムとを協働させて実現してもよい。
【００２７】
図３に本実施の形態にかかる通信回線切替装置で用いられる制御メッセージの構成例を示す。この制御メッセージは、当該メッセージの転送に用いる各種ヘッダ情報を格納するためのヘッダ部５０Ｈと、制御メッセージの内容を示すデータ部５０Ｄとから構成されている。
ヘッダ部５０Ｈには、イーサネット（登録商標）用のヘッダ情報であるイーサネットヘッダ５１、ＩＰ用のヘッダ情報であるＩＰヘッダ５２、およびＵＤＰ（User Datagram Protocol）用のヘッダ情報であるＵＤＰヘッダ５３が付加されている。
【００２８】
また、データ部５０Ｄには、当該メッセージの送信元の通信回線切替装置が属する二重化ドメインのドメインＩＤ５４、当該メッセージの送信元の通信回線切替装置の通信アドレスを示す送信元通信アドレス５５、および当該メッセージの送信先の通信回線切替装置の通信アドレスを示す送信先通信アドレス５６が付加されている。
制御メッセージを受信した通信回線切替装置では、その制御メッセージのデータ部５０Ｄに付加されているドメインＩＤ５４を取得し、自装置の属する二重化ドメインのドメインＩＤを記憶部１３から取得して比較することにより、同一二重化ドメイン内の通信回線切替装置からの制御メッセージか否かを判定し、両ドメインＩＤが一致した場合にのみ、その制御メッセージの内容に応じた処理動作を実行する。
【００２９】
次に、図４および図５を参照して、通信回線切替装置の動作について説明する。図４は障害監視処理を示すフローチャートである。図５は切替指示処理を示すフローチャートである。
マスタ機器である通信回線切替装置１ａでは、各スレーブ機器である通信回線切替装置１ｂ〜１ｅと常時通信系回線７Ａを介して所定メッセージを周期的にやり取りすることにより、常時通信系回線７Ａでの障害発生および障害回復を検出している。
【００３０】
まず、マスタ機器である通信回線切替装置１ａの障害監視手段２２では、スレーブ機器として動作する各通信回線切替装置１ｂ〜１ｅへ常時通信系回線７Ａを介してチェック要求メッセージを送信し（ステップ１００）、送信間隔タイマを起動して（ステップ１０１）、各スレーブ機器である通信回線切替装置１ｂ〜１ｅからのチェック応答メッセージを常時通信系回線７Ａで待ち受ける（ステップ１０３）。
【００３１】
スレーブ機器である通信回線切替装置１ｂ〜１ｅでは、その監視対応手段２４により、マスタ機器である通信回線切替装置１ａからのチェック要求メッセージを常時通信系回線７Ａで待ち受ける。この際、記憶部１３に設定されているドメインＩＤとチェック要求メッセージに格納されているドメインＩＤとを比較して、同一二重化ドメイン内のマスタ機器からのチェック要求メッセージであるか否かを判断する。そして、その受信確認に応じてチェック応答メッセージを常時通信系回線７Ａを介して返送する。
【００３２】
通信回線切替装置１ａの障害監視手段２２では、送信間隔タイマのタイムアップまでに（ステップ１０３）、自装置と同一の二重化ドメインに属するすべてのスレーブ機器、すなちわ通信回線切替装置１ｂ〜１ｅからチェック応答メッセージを受信した場合は（ステップ１０４：ＹＥＳ）、障害発生なしと判断し（ステップ１０５）、ステップ１００へ戻る。この際、記憶部１３に設定されているドメインＩＤとチェック応答メッセージに格納されているドメインＩＤとを比較して、同一二重化ドメイン内のスレーブ機器からのチェック応答メッセージであるか否かを判断する。
また、例えば通信回線切替装置１ａとＨＵＢ６Ａとを結ぶ常時通信系回線７Ａの通信回線に障害が存在し、通信回線切替装置１ｃからのチェック応答メッセージが得られなかった場合は（ステップ１０４：ＮＯ）、障害発生ありと判断して（ステップ１０６）、ステップ１００へ戻る。
【００３３】
その後、マスタ機器である通信回線切替装置１ａでは、障害監視手段２２により監視している通信回線の状態が変化した場合、切替指示手段２３において、図５（ａ）に示す切替指示処理を開始する。
図５のステップ１０７において、常時通信系回線７Ａでの障害発生が新たに検出された場合は、回線切替を指示する回線切替メッセージをスレーブ機器として動作する各通信回線切替装置１ｂ〜１ｅへ送信する（ステップ１１０）。このとき、障害発生が検出された常時通信系回線７Ａではなくバックアップ通信系回線７Ｂを用いて同一二重化ドメイン内の各スレーブ機器へ回線切替メッセージを送信する。
またこれと並行して、当該装置の回線切替部１１を制御して、常時通信系回線７Ａからバックアップ通信系回線７Ｂへの切り替えを行い（ステップ１１１）、一連の処理を終了する。
【００３４】
一方、スレーブ機器の各通信回線切替装置１ｂ〜１ｅでは、図５（ｂ）に示す切替指示手段２３の切替指示処理において、自装置と同一の二重化ドメインに属するマスタ機器からの回線切替メッセージの受信に応じて（ステップ１１５：ＹＥＳ）、当該装置の回線切替部１１を制御して、常時通信系回線７Ａからバックアップ通信系回線７Ｂへの切り替えを行い（ステップ１１６）、一連の処理を終了する。この際、記憶部１３に設定されているドメインＩＤと回線切替メッセージに格納されているドメインＩＤとを比較して、同一二重化ドメイン内のマスタ機器からの回線切替メッセージであるか否かを判断する。
これにより、二重化ドメイン１０Ｘに属する通信回線切替装置１ａ〜１ｅにおいてのみ、本来のデータ通信に用いられる通信回線が、常時通信系回線７Ａからバックアップ通信系回線７Ｂへ切り替えられる。
【００３５】
このように、当該装置がマスタ機器として動作している際に、当該二重化ドメインの常時通信系で通信障害の発生が検出された場合は、切替指示手段で、当該二重化ドメイン内でスレーブ機器として動作する各通信回線切替装置に対し、当該二重化ドメインのドメインＩＤを付加した回線切替メッセージを送信することによりバックアップ通信系への切り替えを指示し、通信障害が検出された場合、または当該装置がスレーブ機器として動作しておりかつマスタ機器として動作する通信回線切替装置から当該二重化ドメインのドメインＩＤを付加した回線切替メッセージでバックアップ通信系への切り替えを指示された場合は、回線切替手段で、通信に用いる当該二重化ドメインの通信回線を常時通信系からバックアップ通信系へ切り替えるようにしたので、ビルシステムに属する各フロアーおよび棟ごとに二重化ドメインを構築しておくことにより、通信障害の発生した二重化ドメイン内に設置されている通信回線切替装置でだけ通信回線の切り替えが行われるものとなり、二重化ネットワークを効率よく管理できる。
【００３６】
なお、マスタ機器である通信回線切替装置１ａでは、通信回線がバックアップ通信系回線７Ｂへ切り替えられた後も、障害監視手段２２により前述した図４と同様の障害監視処理を行うことにより、常時通信系回線７Ａでの障害回復を監視する。
ここで、通信回線切替装置１ｃとの間の常時通信系回線７Ａで障害が回復し、常時通信系回線７Ａを介してすべてのスレーブ機器である通信回線切替装置１ｂ〜１ｅからのチェック応答メッセージが確認できた場合、障害監視手段２２では障害発生なしと判断する（図４：ステップ１０６）。
【００３７】
これに応じて、図５（ａ）に示す切替指示手段２３の切替指示処理において、回線切替を指示する回線切替メッセージを、スレーブ機器として動作する各通信回線切替装置１ｂ〜１ｅへ当該二重化ドメインのドメインＩＤを用いて送信する（ステップ１１０）。このとき、障害回復が検出された常時通信系回線７Ａを用いて回線切替メッセージを送信する。
またこれと並行して、当該装置の回線切替部１１を制御して、バックアップ通信系回線７Ｂから常時通信系回線７Ａへの切り替えを行い（ステップ１１１）、一連の処理を終了する。
【００３８】
一方、スレーブ機器の各通信回線切替装置１ｂ〜１ｅでは、図５（ｂ）に示す切替指示手段２３の切替指示処理において、自装置と同一の二重化ドメインを示すドメインＩＤが含まれている回線切替メッセージを受信した場合は（ステップ１１５：ＹＥＳ）、当該装置の回線切替部１１を制御して、バックアップ通信系回線７Ｂから常時通信系回線７Ａへの切り替えを行い（ステップ１１６）、一連の処理を終了する。
これにより、同一二重化ドメイン１０Ｘ内のすべての通信回線切替装置１ａ〜１ｅにおいて、本来のデータ通信に用いられる通信回線が、バックアップ通信系回線７Ｂから常時通信系回線７Ａへ切り替えられる。
【００３９】
このように、マスタ機器である通信回線切替装置１ａでは、通信回線がバックアップ通信系回線７Ｂへ切り替えられた後も、障害監視手段２２により上記した図４と同様の障害監視処理を行うことにより、常時通信系回線７Ａでの障害回復を監視するようにしたので、マスタ機器である通信回線切替装置１ａにおいて、同一二重化ドメイン内の各スレーブ機器である通信回線切替装置１ｂ〜１ｅとの通信回線の障害回復を確実に検知し、速やかに常時通信系回線７Ａへと戻すことができる。
これにより、バックアップ通信系回線７Ｂを予備とする常時通信系回線７Ａを用いて本来のデータ通信を正常に維持することができる、二重化ネットワークを用いたデータ通信において高い信頼性が得られる。
【００４０】
次に、図６を参照して、通信回線切替装置の初期設定動作について説明する。図６は通信回線切替装置の起動時に実行する初期設定処理を示すフローチャートである。
前述では、各通信回線切替装置が予め自装置の属する二重化ドメインのドメインＩＤを記憶部１３に記憶していることを前提として説明した。このドメインＩＤについては、各通信回線切替装置を設置した際、その接続位置に応じて作業者が個別に設定してもよい。
【００４１】
ここでは、図６を参照して、各通信回線切替装置の接続位置に応じてドメインＩＤを適応的に設定する場合について説明する。
動作判定手段２１の制御部１２では、当該通信回線切替装置１の電源投入直後に図６の初期設定処理を開始し、まず当該通信回線切替装置１を、マスタ機器およびスレーブ機器のいずれで動作させるか判定する。
【００４２】
この動作判定では、二重化ネットワークに接続されるすべての通信回線切替装置のうち、マスタ宣言メッセージを常時通信系回線７Ａとバックアップ通信系回線７Ｂのそれぞれへ送出することにより、最初にマスタ宣言を行った装置をマスタ機器とするとともに、その後は当該マスタ機器から周期的にマスタ宣言メッセージを送出し、他のすべての通信回線切替装置をスレーブ機器とすることにより、マスタ−スレーブ関係を確立するというアルゴリズムを用いている。
以下では、二重化ドメイン１０Ｘにおいて、通信回線切替装置１ａが最初に起動されてマスタ機器として動作し、通信回線切替装置１ａより遅れて起動された他の通信回線切替装置１ｂ〜１ｅがスレーブ機器として動作する場合を例として説明する。
【００４３】
通信回線切替装置１ａの動作判定手段２１は、上記アルゴリズムに基づいて、まず、所定の待受期間だけ、常時通信系回線７Ａとバックアップ通信系回線７Ｂの両方で、他の通信回線切替装置からのマスタ宣言メッセージの待ち受けを行う（ステップ１２０）。この際、他のドメインから常時通信系を介してマスタ宣言メッセージが流れ込む場合もあるため、常時通信系とバックアップ通信系の両方でマスタ宣言メッセージの待ち受けを行う。
この待受期間内に、常時通信系とバックアップ通信系の両方から同じマスタ宣言メッセージが受信確認されなかった場合は（ステップ１２１：ＮＯ）、マスタ機器として動作する他の通信回線切替装置が当該二重化ドメイン内に存在しないと判断し、自装置の動作モードを示す記憶部１３の動作モード情報としてマスタモードを設定することにより当該通信回線切替装置をマスタ機器として動作させる（ステップ１２２）。
【００４４】
そして、マスタ機器に固有の通信アドレスを自装置の通信アドレスとして割り当て（ステップ１２３）、ドメインＩＤを決定するためランニングカウンタ２９Ａを起動する（ステップ１２４）。またこれと並行して、マスタ宣言手段２５による常時通信系とバックアップ通信系の両方でマスタ宣言メッセージの周期的な送出を開始する（ステップ１２５）。
このとき、マスタ宣言メッセージが送出される周期は、マスタ宣言メッセージの待受期間より短く設定されている。
【００４５】
一方、待受期間内に、他の通信回線切替装置１からの同じマスタ宣言メッセージが常時通信系とバックアップ通信系の両方で受信確認された場合は（ステップ１２１：ＹＥＳ）、当該二重化ドメイン内にマスタ機器として動作する他の通信回線切替装置がすでに存在すると判断する。
例えば、通信回線切替装置１ａの後に起動された通信回線切替装置１ｂでは、マスタ機器として動作する通信回線切替装置１ａからのマスタ宣言メッセージを受信確認することになる。
【００４６】
このような場合、動作判定手段２１は、自装置の動作モードを示す記憶部１３の動作モード情報としてスレーブモードを設定することにより当該通信回線切替装置をスレーブ機器として動作させる（ステップ１３１）。
そして、アドレス設定手段２７から、バックアップ通信系回線７Ｂのみを介してマスタ機器へ、自装置に対する通信アドレスの割り当てを要求するため、アドレス請求メッセージを送信する（ステップ１３２）。この際、スレーブ機器のアドレスは未定であることから、送信元アドレスとしては予め設定されている仮の通信アドレスを用い、送信先アドレスとしては予め固定的に設定されているマスタ機器のアドレスを用いる。
【００４７】
マスタ機器として動作する通信回線切替装置１のアドレス通知手段２８では、上記ステップ１２５の後、スレーブ機器として動作する他の通信回線切替装置からのアドレス請求メッセージを、通信回線のうちバックアップ通信系回線７Ｂで待ち受ける（ステップ１２６）。
そして、アドレス請求メッセージを受信した際は（ステップ１２６：ＹＥＳ）、そのアドレス請求メッセージが最初のものでありランニングカウンタ２９Ａが計時動作している場合、すなわち当該二重化ドメインのドメインＩＤを設定していない場合は、ランニングカウンタ２９Ａを停止し（ステップ１２７）、そのランニングカウンタ２９Ａの計数値を当該二重化ドメインのドメインＩＤとして設定し（ステップ１２８）、記憶部１３へ格納する。
【００４８】
また、アドレス請求メッセージの送信元である通信回線切替装置の通信アドレスとして、他のスレーブ機器に割り当てていない未使用の通信アドレスを生成し（ステップ１２９）、記憶部１３へ格納する。
そして、その通信アドレスとドメインＩＤとを含むアドレス設定メッセージを、バックアップ通信系回線７Ｂを介してアドレス請求メッセージの送信元である通信回線切替装置へ送信し（ステップ１３０）、他の通信回線切替装置からのアドレス請求メッセージに対応するためステップ１２６へ戻る。
【００４９】
一方、スレーブ機器として動作する通信回線切替装置のアドレス設定手段２７では、アドレス請求メッセージの送信後、マスタ機器からのアドレス設定メッセージをバックアップ通信系回線７Ｂで待ち受ける（ステップ１３３）。
そして、アドレス設定メッセージを受信した場合は（ステップ１３３：ＹＥＳ）、そのアドレス設定メッセージに含まれているドメインＩＤおよび通信アドレスを記憶部１３へ格納し（ステップ１３４）、一連の初期設定処理を終了する。
【００５０】
このように、当該装置がスレーブ機器として動作する際は、アドレス設定手段２７で、すでにマスタ機器として動作している通信回線切替装置に対して、当該装置が属する二重化ドメイン以外の他の二重化ドメインに属する通信回線切替装置とは接続されていないバックアップ通信系の回線を介して、当該装置の通信アドレスの請求を行い、当該装置がマスタ機器として動作する際は、アドレス通知手段２８で、スレーブ機器として動作する通信回線切替装置からの通信アドレス請求に応じて、当該スレーブ機器の通信アドレスを生成し、その通信アドレスと二重化ドメイン設定手段２９で設定したドメインＩＤとを、当該請求元の通信回線切替装置へ通知するようにしたものである。
【００５１】
したがって、マスタ機器では、バックアップ通信系回線７Ｂの通信回線を介して当該装置と同一の二重化ドメインに属するスレーブ機器からのみ通信アドレス請求が受信されて、そのスレーブ機器にのみドメインＩＤと通信アドレスとが割り当てられることになり、各二重化ドメインごとにマスタ−スレーブ関係が確立される。また、マスタ機器として動作する通信回線切替装置で、当該二重化ドメインのドメインＩＤを設定するようにしたものである。
これにより、ビルシステムで用いられる通信ネットワークにおいて、通信回線切替装置の接続位置に応じて適応的に所属二重化ドメインを識別でき、二重化ドメイン単位で適切な二重化ネットワークを構築することができる。また、各二重化ドメインを一括して管理してドメインＩＤを付与する装置を必要とすることなく、マスタ機器で当該二重化ドメインに固有のドメインＩＤを自動的に生成できる。
【００５２】
図７は、前述した初期設定処理によるドメインＩＤおよび通信アドレスの設定例を示すシーケンス図である。
図１の二重化ドメイン１０Ｘにおいて、通信回線切替装置１ａが最初に起動した場合（ステップ２００）、その動作判定手段２１で、マスタ宣言メッセージの待ち受けを行う（ステップ２０１）。
次に、通信回線切替装置１ａの起動後、通信回線切替装置１ｂが起動した場合（ステップ２１０）、同様にして動作判定手段２１で、マスタ宣言メッセージの待ち受けを行う（ステップ２１１）。
【００５３】
その後、通信回線切替装置１ａの動作判定手段２１で、他の通信回線切替装置からマスタ宣言メッセージを受信できず待受期間が先に終了した場合、動作モードとしてマスタモードが設定されてマスタ機器として動作するものとなり（ステップ２０２）、ランニングカウンタ２９Ａが起動される（ステップ２０３）。
そして、マスタ宣言手段２５により、常時通信系回線７Ａおよびバックアップ通信系回線７Ｂへマスタ宣言メッセージが送信される（ステップ２０４）。
【００５４】
一方、通信回線切替装置１ｂの動作判定手段２１では、その待受期間に通信回線切替装置１ａからの同じマスタ宣言メッセージを常時通信系とバックアップ通信系の両方で受信したことから、動作モードとしてスレーブモードが設定されてスレーブ機器として動作するものとなり（ステップ２１２）、アドレス設定手段２７からバックアップ通信系回線７Ｂを介してマスタ機器へアドレス請求メッセージが送信される（ステップ２１３）。
マスタ機器として動作する通信回線切替装置１ａのアドレス通知手段２８では、スレーブ機器からのアドレス請求メッセージに応じて、ランニングカウンタ２９Ａを停止して（ステップ２２０）、その計数値をドメインＩＤとして設定するとともに（ステップ２２１）、アドレス請求メッセージの送信元であるスレーブ機器の通信アドレスとして未使用の通信アドレスを生成し（ステップ２２２）、これらドメインＩＤおよび通信アドレスを含むアドレス設定メッセージを、バックアップ通信系回線７Ｂを介して送信元のスレーブ機器へ返送する（ステップ２２３）。
【００５５】
スレーブ機器として動作する通信回線切替装置１ｂのアドレス設定手段２７では、このアドレス設定メッセージに応じて、そのアドレス設定メッセージに格納されているドメインＩＤおよび通信アドレスを自装置のドメインＩＤおよび通信アドレスとして設定するものとなる（ステップ２２４）。
また、マスタ機器として動作する通信回線切替装置１ａのマスタ宣言手段２５では、これ以降に起動される通信回線切替装置のため、所定間隔でマスタ宣言メッセージを繰り返し送信する（ステップ２０５）。
【００５６】
なお、以上では、ビルを監視するビルシステムを例として説明したが、これに限定されるものではなく、例えば工場やプラントなどの設備を監視する監視システムに対しても、前述と同様にして本発明を適用でき、前述と同様の作用効果が得られる。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、当該装置がマスタ機器として動作している際に、当該二重化ドメインの常時通信系で通信障害の発生が検出された場合は、切替指示手段で、当該二重化ドメイン内でスレーブ機器として動作する各通信回線切替装置に対し、当該二重化ドメインのドメインＩＤを付加した回線切替メッセージを送信することによりバックアップ通信系への切り替えを指示し、通信障害が検出された場合、または当該装置がスレーブ機器として動作しておりかつマスタ機器として動作する通信回線切替装置から当該二重化ドメインのドメインＩＤを付加した回線切替メッセージでバックアップ通信系への切り替えを指示された場合は、回線切替手段で、通信に用いる当該二重化ドメインの通信回線を常時通信系からバックアップ通信系へ切り替えるようにしたので、ビルシステムに属する各フロアーおよび棟ごとに二重化ドメインを構築しておくことにより、通信障害の発生した二重化ドメイン内に設置されている通信回線切替装置でだけ通信回線の切り替えが行われるものとなり、二重化ネットワークを効率よく管理できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施の形態にかかる通信回線切替装置が適用される二重化ネットワークの構成例である。
【図２】 通信回線切替装置の構成を示すブロック図である。
【図３】 制御メッセージの構成例である。
【図４】 障害監視処理を示すフローチャートである。
【図５】 切替指示処理を示すフローチャートである。
【図６】 通信回線切替装置の起動時に実行する初期設定処理を示すフローチャートである。
【図７】 初期設定処理によるドメインＩＤおよび通信アドレスの設定例を示すシーケンス図である。
【符号の説明】
１…通信回線切替装置、１ａ…通信回線切替装置（マスタ機器）、１ｂ〜１ｅ…通信回線切替装置（スレーブ機器）、２ａ〜２ｄ…通信装置（ＣＮＴ）、３Ａ，３Ｂ，４Ａ，４Ｂ…スイッチ、５Ａ，５Ｂ，６Ａ，６Ｂ…ハブ（ＨＵＢ）、７Ａ…通信回線（常時通信系回線）、７Ｂ…通信回線（バックアップ通信系回線）、７Ｍ…共通系回線、１０Ｘ，１０Ｙ…二重化ドメイン、１１…回線切替部、１２…制御部、１３…記憶部、２１…動作判定手段、２２…障害監視手段、２３…切替指示手段、２４…監視対応手段、２５…マスタ宣言手段、２６…マスタ移行手段、２７…アドレス設定手段、２８…アドレス通知手段、２９…二重化ドメイン設定手段、２９Ａ…ランニングカウンタ。
【発明の属する技術分野】
本発明は、通信回線切替装置および方法に関し、特に二重化された通信回線の切り替えを行う通信回線切替装置および方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、プラントや建物などを監視する監視システムでは、監視対象となる複数の現場設備からの設備データを、所定の通信回線を介して収集することにより、各現場設備の状態を中央監視室で集中管理している。このような監視システムでは、２４時間稼働がほとんどであり、通信異常に起因するシステムダウンは、生産や設備運転に対して多大な影響を与える。このため、設備データの欠損の原因となるようなネットワークの障害が発生した場合の対策として、ネットワークの二重化を実施する必要がある。
【０００３】
従来、このようなプラントや建物などの監視システムで用いる通信回線の二重化技術は、常時通信系とバックアップ系からなる２つの系統に分けてそれぞれ通信回線を配線するとともに、これら通信回線からなる二重化ネットワークの端点に通信回線切替装置を設け、設備データの通信に用いられている常時通信系での通信状態に障害が認められた場合は、その通信に用いる通信回線を各通信回線切替装置で常時通信系からバックアップ系へ切り替えるものとなっていた（例えば、特許文献１、特許文献２など参照）。
【０００４】
なお、出願人は、本明細書に記載した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を出願時までに発見するには至らなかった。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１５８７３８号公報
【特許文献２】
特開２００２−２４７０１７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このような監視システムで用いられる従来の通信回線切替装置では、通信回線を介してマスタ機器とスレーブ機器との間でデータ通信を行う場合、マスタ機器が各スレーブ機器に対して割り当てた通信アドレスを用いてデータ通信を行うものとなっている。
また、各装置の起動順序に基づきマスタ機器となる１つの通信回線切替装置を決定し、その後に起動した監視システム内の通信回線切替装置からの制御メッセージに基づき、当該通信回線切替装置を自装置の配下に属するスレーブ機器として認識し、マスタ機器とスレーブ機器との関係を確立するものとなっている。
【０００７】
しかしながら、従来の通信回線切替装置では、二重化ネットワークに接続されている通信回線切替装置のうち、スレーブ機器として動作するすべての通信回線切替装置が、マスタ機器として動作する唯一の通信回線切替装置に管理されることから、二重化ネットワークのうち特定箇所で通信障害が発生した場合でも、二重化ネットワークに接続されているすべての通信回線切替装置が一斉に切り替えられるため、不要な切り替えが発生するとともに、障害位置の特定にも時間を要することから、管理効率が低いという問題点があった。
【０００８】
例えば、ビルを監視するビルシステムでは、各フロアーや棟を中央管理室の中央監視装置で一括して管理している。したがって、ビルシステムの規模が比較的大きい場合には、管理効率の向上という観点から、それぞれの建物ごとに障害の監視および対応を行うことが望ましい。しかしながら、従来の通信回線切替装置では、いずれかのフロアーや棟で通信障害が発生した場合でも、そのビルシステムに属するすべてのフロアーおよび棟に設置されている通信回線切替装置で一斉に通信回線の切り替えが行われることになる。
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、二重化ネットワークを効率よく管理できる通信回線切替装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明にかかる通信回線切替装置は、データ通信に用いられる通信ネットワーク上の任意の区間に割り当てた二重化ドメインごとに、通信ネットワークを常時通信系およびバックアップ通信系の通信回線により二重化するとともに、管理単位となる当該二重化ドメイン内の常時通信系の通信回線での障害発生に応じて、当該二重化ドメイン内でのデータ通信に用いる通信回線を常時通信系からバックアップ通信系へ切り替える通信回線切替装置であって、当該装置が属する二重化ドメイン内で、マスタ・スレーブ方式に基づく１つのマスタ機器として当該装置を動作させるか、このマスタ機器に制御される１つ以上のスレーブ機器として当該装置を動作させるかを判定する動作判定手段と、当該装置をマスタ機器として動作させると判定した際、スレーブ機器として動作する装置に対して、当該二重化ドメインに固有のドメインＩＤを通知する通知手段と、当該装置をスレーブ機器として動作させると判定した際、マスタ機器として動作する装置から通知されたドメインＩＤを、当該二重化ドメインのドメインＩＤとして設定する設定手段と、当該装置がマスタ機器として動作している際に、当該二重化ドメインの常時通信系で通信障害の発生が検出された場合は、当該二重化ドメイン内でスレーブ機器として動作する各通信回線切替装置に対し、当該二重化ドメインのドメインＩＤを付加した回線切替メッセージを送信することによりバックアップ通信系への切り替えを指示する切替指示手段と、通信障害が検出された場合、または当該装置がスレーブ機器として動作しておりかつマスタ機器として動作する通信回線切替装置から当該二重化ドメインのドメインＩＤを付加した回線切替メッセージでバックアップ通信系への切り替えを指示された場合に、通信に用いる当該二重化ドメインの通信回線を常時通信系からバックアップ通信系へ切り替える回線切替手段とを備えるものである。
【００１０】
障害を監視する手段として、当該装置がマスタ機器として動作している際に、当該二重化ドメインの常時通信系を介してスレーブ機器として動作する通信回線切替装置へ当該二重化ドメインのドメインＩＤが付加されたチェック要求メッセージを送信するとともに、これに応じてスレーブ機器として動作する通信回線切替装置から常時通信系を介して返送された、ドメインＩＤ付きのチェック応答メッセージを受信確認することにより、当該二重化ドメインの常時通信系における通信障害の発生を監視する障害監視手段をさらに備えてもよい。
【００１１】
また、本発明にかかる通信回線切替方法は、データ通信に用いられる通信ネットワーク上の任意の区間に割り当てた二重化ドメインごとに、通信ネットワークを常時通信系およびバックアップ通信系の通信回線により二重化するとともに、当該二重化ドメイン内の常時通信系の通信回線での障害発生に応じて、管理単位となる当該二重化ドメイン内でのデータ通信に用いる通信回線を常時通信系からバックアップ通信系へ切り替える通信回線切替装置で用いられる通信回線切替方法であって、当該装置が属する二重化ドメイン内で、マスタ・スレーブ方式に基づく１つのマスタ機器として当該装置を動作させるか、このマスタ機器に制御される１つ以上のスレーブ機器として当該装置を動作させるかを判定する第１のステップと、当該装置をマスタ機器として動作させると判定した際、スレーブ機器として動作する装置に対して、当該二重化ドメインに固有のドメインＩＤを通知するステップと、当該装置をスレーブ機器として動作させると判定した際、マスタ機器として動作する装置から通知されたドメインＩＤを、当該二重化ドメインのドメインＩＤとして設定するステップと、当該装置がマスタ機器として動作している際に、当該二重化ドメインの常時通信系で通信障害の発生が検出された場合は、当該二重化ドメイン内でスレーブ機器として動作する各通信回線切替装置に対し、当該二重化ドメインのドメインＩＤを付加した回線切替メッセージを送信することによりバックアップ通信系への切り替えを指示する第２のステップと、通信障害が検出された場合、または当該装置がスレーブ機器として動作しておりかつマスタ機器として動作する通信回線切替装置から当該二重化ドメインのドメインＩＤを付加した回線切替メッセージでバックアップ通信系への切り替えを指示された場合に、通信に用いる当該二重化ドメインの通信回線を常時通信系からバックアップ通信系へ切り替える第３のステップとを実行するようにしたものである。
【００１２】
障害を監視するステップとして、当該装置がマスタ機器として動作している際に、当該二重化ドメインの常時通信系を介してスレーブ機器として動作する通信回線切替装置へ当該二重化ドメインのドメインＩＤが付加されたチェック要求メッセージを送信するとともに、これに応じてスレーブ機器として動作する通信回線切替装置から常時通信系を介して返送された、ドメインＩＤ付きのチェック応答メッセージを受信確認することにより、当該二重化ドメインの常時通信系における通信障害の発生を監視する第４のステップをさらに実行するようにしてもよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
まず、図１を参照して、本発明の一実施の形態にかかる通信回線切替装置について説明する。図１は本発明の一実施の形態にかかる通信回線切替装置が適用される二重化ネットワークの構成例である。以下では、本実施の形態にかかる通信回線切替装置がビルを監視するビルシステムで用いられる場合を例として説明する。
【００１４】
このビルシステムは、通信ネットワークのうち所定の区間に設けられた２の二重化ドメイン１０Ｘ，１０Ｙと、中央監視室９０に設置された中央監視装置９１，９２とから構成されている。
中央監視室９０には、二重化されていない通信回線９Ｘ，９Ｙを介してこれら二重化ドメイン１０Ｘ，１０Ｙを接続するスイッチ９４が設けられており、このスイッチ９４に、中央監視装置９１，９２およびプリンタ９３が接続されている。これにより、このスイッチ９４を介して二重化ドメイン１０Ｘ，１０Ｙと、中央監視装置９１，９２との間、および二重化ドメイン１０Ｘ，１０Ｙ間で任意にデータ通信が行われる。
【００１５】
二重化ドメイン１０Ｘ，１０Ｙは、監視対象となるビル内の管理範囲、例えばフロアーや各棟ごとに割り当てた二重化ネットワークの管理単位であり、これら二重化ドメイン１０Ｘ，１０Ｙごとに独立して通信回線が二重化されている。なお、図１の例では、各二重化ドメイン１０Ｘ，１０Ｙが同様のネットワーク構成をなしているが、これは説明を容易とするためのもので、実際にはそれぞれの細部で異なるネットワーク構成をなしていてもよい。
二重化ドメイン１０Ｘ，１０Ｙには、通信回線切替装置１ａ〜１ｅ、通信装置（ＣＮＴ）２ａ〜２ｄ、スイッチ３Ａ，３Ｂ，４Ａ，４Ｂ、ハブ（ＨＵＢ）５Ａ，５Ｂ，６Ａ，６Ｂ、および通信回線７Ａ，７Ｂが設けられている。
【００１６】
通信回線切替装置１ａ〜１ｄは、常時通信系の通信回線（以下、常時通信系回線という：図１の実線部分）７Ａとバックアップ通信系の通信回線（以下、バックアップ通信系回線という：破線部分）７Ｂとからなる二重化ネットワークの端点と、通信装置２ａ〜２ｄとの間にそれぞれに接続され、それぞれ通信装置２ａ〜２ｄを常時通信系回線７Ａおよびバックアップ通信系回線７Ｂのいずれかに切替接続する装置である。
通信回線切替装置１ｅは、常時通信系回線７Ａおよびバックアップ通信系回線７Ｂからなる二重化ネットワークの端点と通信回線９Ｘ（９Ｙ）との間に接続され、通信回線９Ｘ（９Ｙ）を常時通信系回線７Ａおよびバックアップ通信系回線７Ｂのいずれかに切替接続する装置である。
【００１７】
これら通信回線切替装置１ａ〜１ｄと通信回線切替装置１ｅとの間は、スイッチ３Ａ，４Ａおよびハブ５Ａ，６Ａにより構成される常時通信系回線７Ａと、スイッチ３Ｂ，４Ｂおよびハブ５Ｂ，６Ｂにより構成されるバックアップ通信系回線７Ｂとからなる二重化ネットワークにより並列的に接続されている。
そして、通常動作時には、通信回線切替装置１ａ〜１ｅで常時通信系回線７Ａが選択され、この常時通信系回線７Ａを介して通信装置２ａ〜２ｄのデータ通信が行われる。また、常時通信系回線７Ａに通信異常が発生した場合は、各通信回線切替装置１ａ〜１ｅでバックアップ通信系回線７Ｂに切り替えられ、このバックアップ通信系回線７Ｂを介して通信装置２ａ〜２ｄのデータ通信が行われる。
【００１８】
本実施の形態では、二重化ネットワークを管理する単位として二重化ドメインという概念を導入し、これら二重化ドメイン単位で通信回線の切替制御を行うようにしている。具体的には、これら各二重化ドメイン１０Ｘ，１０Ｙに属する通信回線切替装置１ａ〜１ｅに対して、各二重化ドメイン１０Ｘ，１０Ｙに固有のドメインＩＤを割り当て、各通信回線切替装置間で通信回線切り替えのための制御メッセージに、当該装置が属するドメインＩＤを付加してやり取りする。そして、各通信回線切替装置間では、受信した制御メッセージに付加されているドメインＩＤが自装置のものと一致した場合にのみ、その制御メッセージに基づく処理動作を実行するようにしている。
【００１９】
次に、図２を参照して、通信回線切替装置１（１ａ〜１ｅ）の構成について詳細に説明する。図２は通信回線切替装置の構成を示すブロック図である。
この通信回線切替装置１には、回線切替部１１、制御部１２および記憶部１３が設けられている。
回線切替部１１は、通信装置２ａ〜２ｄや通信回線９Ｘ，９Ｙが接続される共通系回線７Ｍを、常時通信系回線７Ａおよびバックアップ通信系回線７Ｂのいずれか一方に切替接続する回路部である。
記憶部１３は、メモリなどの記憶装置からなり、制御部１２での処理に用いる各種情報、例えば自装置の動作モード（マスタ／スレーブ）を示す動作モード情報、自装置の通信アドレスや自装置が属する二重化ドメインのドメインＩＤを記憶する。
【００２０】
制御部１２は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）から構成され、二重化ネットワークの切替制御を行うための各種機能手段を実現する。
この制御部１２の機能手段としては、動作判定手段２１、障害監視手段２２、切替指示手段２３、監視対応手段２４、マスタ宣言手段２５、マスタ移行手段２６、アドレス設定手段２７、アドレス通知手段２８、二重化ドメイン設定手段２９、およびランニングカウンタ２９Ａがある。
【００２１】
動作判定手段２１は、マスタ・スレーブ方式に基づく１つのマスタ機器として当該装置を動作させるか、このマスタ機器に制御される１つ以上のスレーブ機器として当該装置を動作させるかを、電源投入直後に判定する。
障害監視手段２２は、当該装置がマスタ機器として動作している場合に、二重化された通信回線のうち通信に用いている常時通信系回線７Ａの通信回線における通信障害の発生を監視する。
切替指示手段２３は、この障害監視手段２２により通信障害の発生が検出された場合に、スレーブ機器として動作するすべての通信回線切替装置に対し、バックアップ通信系回線７Ｂの通信回線への切り替えを指示する。
【００２２】
監視対応手段２４は、マスタ機器として動作する通信回線切替装置からのチェック要求メッセージ（制御メッセージ）に応じて通信に用いている常時通信系回線７Ａの通信回線を介してチェック応答メッセージ（制御メッセージ）を返送する。
マスタ宣言手段２５は、動作判定手段２１により当該装置をマスタ機器として動作させると判定された場合は、当該装置がマスタ機器であることを示すマスタ宣言メッセージ（制御メッセージ）を周期的に常時通信系回線７Ａおよびバックアップ通信系回線７Ｂの両通信回線へ送信する。
マスタ移行手段２６は、スレーブ機器として動作している場合に、マスタ宣言メッセージを常時通信系回線７Ａおよびバックアップ通信系回線７Ｂの両通信回線で受信できなくなった際には、マスタ機器障害の発生と判断して、当該装置を新たなマスタ機器として動作させるか否かを判定する。
【００２３】
アドレス設定手段２７は、動作判定手段２１により当該装置をスレーブ機器として動作させると判定した際、すでにマスタ機器として動作している通信回線切替装置に対してアドレス要求メッセージ（制御メッセージ）を送信することにより当該装置の通信アドレスを請求し、これに応じてアドレス設定メッセージ（制御メッセージ）で通知された通信アドレスを自装置のアドレスとして設定する。アドレス通知手段２８は、動作判定手段２１により当該装置をマスタ機器として動作させると判定した際、スレーブ機器として動作する通信回線切替装置からの通信アドレス請求に応じて、当該スレーブ機器の通信アドレスを生成し、その通信アドレスと二重化ドメイン設定手段２９で設定したドメインＩＤとを、当該請求元の通信回線切替装置へ通知する。
【００２４】
二重化ドメイン設定手段２９は、アドレス通知手段２８で最初のスレーブ機器へ通信アドレスを通知するまでに、当該装置が属する二重化ドメインに固有のドメインＩＤを設定する。
ランニングカウンタ２９Ａは、ドメインＩＤを決定する際の乱数を発生させる乱数発生手段として使用され、起動に応じて高速で計数を開始し、その停止に応じて計数結果を乱数として出力する。
【００２５】
この場合、ランニングカウンタ２９Ａの計数に用いるクロックの周波数の逆数で得られる時間間隔が、２つの通信回線切替装置の最小起動時間差に相当する。したがって、異なる二重化ドメインでそれぞれマスタ機器となる２つの通信回線切替装置がこの最小起動時間差より大きな時間差で起動されれば、それぞれ異なるドメインＩＤが生成されることになる。なお、ランニングカウンタ２９Ａのビット数は、ドメインＩＤの繰り返し間隔を決定するパラメータとなり、ビット数が大きいほどドメインＩＤが一致する確率は低くなる。
【００２６】
なお、記憶部１３で記憶する各種情報の内容については、必要に応じて通信回線を介して更新するようにしてもよい。
また、制御部１２の個々の機能手段については、ＡＳＩＣによる実現に限定されるものではない。例えば、各機能手段のうちの一部またはすべてを電子回路により実現してもよく、ＣＰＵなどのマイクロプロセッサとその周辺回路からなるハードウェアと記憶部１３に予め記憶するプログラムとを協働させて実現してもよい。
【００２７】
図３に本実施の形態にかかる通信回線切替装置で用いられる制御メッセージの構成例を示す。この制御メッセージは、当該メッセージの転送に用いる各種ヘッダ情報を格納するためのヘッダ部５０Ｈと、制御メッセージの内容を示すデータ部５０Ｄとから構成されている。
ヘッダ部５０Ｈには、イーサネット（登録商標）用のヘッダ情報であるイーサネットヘッダ５１、ＩＰ用のヘッダ情報であるＩＰヘッダ５２、およびＵＤＰ（User Datagram Protocol）用のヘッダ情報であるＵＤＰヘッダ５３が付加されている。
【００２８】
また、データ部５０Ｄには、当該メッセージの送信元の通信回線切替装置が属する二重化ドメインのドメインＩＤ５４、当該メッセージの送信元の通信回線切替装置の通信アドレスを示す送信元通信アドレス５５、および当該メッセージの送信先の通信回線切替装置の通信アドレスを示す送信先通信アドレス５６が付加されている。
制御メッセージを受信した通信回線切替装置では、その制御メッセージのデータ部５０Ｄに付加されているドメインＩＤ５４を取得し、自装置の属する二重化ドメインのドメインＩＤを記憶部１３から取得して比較することにより、同一二重化ドメイン内の通信回線切替装置からの制御メッセージか否かを判定し、両ドメインＩＤが一致した場合にのみ、その制御メッセージの内容に応じた処理動作を実行する。
【００２９】
次に、図４および図５を参照して、通信回線切替装置の動作について説明する。図４は障害監視処理を示すフローチャートである。図５は切替指示処理を示すフローチャートである。
マスタ機器である通信回線切替装置１ａでは、各スレーブ機器である通信回線切替装置１ｂ〜１ｅと常時通信系回線７Ａを介して所定メッセージを周期的にやり取りすることにより、常時通信系回線７Ａでの障害発生および障害回復を検出している。
【００３０】
まず、マスタ機器である通信回線切替装置１ａの障害監視手段２２では、スレーブ機器として動作する各通信回線切替装置１ｂ〜１ｅへ常時通信系回線７Ａを介してチェック要求メッセージを送信し（ステップ１００）、送信間隔タイマを起動して（ステップ１０１）、各スレーブ機器である通信回線切替装置１ｂ〜１ｅからのチェック応答メッセージを常時通信系回線７Ａで待ち受ける（ステップ１０３）。
【００３１】
スレーブ機器である通信回線切替装置１ｂ〜１ｅでは、その監視対応手段２４により、マスタ機器である通信回線切替装置１ａからのチェック要求メッセージを常時通信系回線７Ａで待ち受ける。この際、記憶部１３に設定されているドメインＩＤとチェック要求メッセージに格納されているドメインＩＤとを比較して、同一二重化ドメイン内のマスタ機器からのチェック要求メッセージであるか否かを判断する。そして、その受信確認に応じてチェック応答メッセージを常時通信系回線７Ａを介して返送する。
【００３２】
通信回線切替装置１ａの障害監視手段２２では、送信間隔タイマのタイムアップまでに（ステップ１０３）、自装置と同一の二重化ドメインに属するすべてのスレーブ機器、すなちわ通信回線切替装置１ｂ〜１ｅからチェック応答メッセージを受信した場合は（ステップ１０４：ＹＥＳ）、障害発生なしと判断し（ステップ１０５）、ステップ１００へ戻る。この際、記憶部１３に設定されているドメインＩＤとチェック応答メッセージに格納されているドメインＩＤとを比較して、同一二重化ドメイン内のスレーブ機器からのチェック応答メッセージであるか否かを判断する。
また、例えば通信回線切替装置１ａとＨＵＢ６Ａとを結ぶ常時通信系回線７Ａの通信回線に障害が存在し、通信回線切替装置１ｃからのチェック応答メッセージが得られなかった場合は（ステップ１０４：ＮＯ）、障害発生ありと判断して（ステップ１０６）、ステップ１００へ戻る。
【００３３】
その後、マスタ機器である通信回線切替装置１ａでは、障害監視手段２２により監視している通信回線の状態が変化した場合、切替指示手段２３において、図５（ａ）に示す切替指示処理を開始する。
図５のステップ１０７において、常時通信系回線７Ａでの障害発生が新たに検出された場合は、回線切替を指示する回線切替メッセージをスレーブ機器として動作する各通信回線切替装置１ｂ〜１ｅへ送信する（ステップ１１０）。このとき、障害発生が検出された常時通信系回線７Ａではなくバックアップ通信系回線７Ｂを用いて同一二重化ドメイン内の各スレーブ機器へ回線切替メッセージを送信する。
またこれと並行して、当該装置の回線切替部１１を制御して、常時通信系回線７Ａからバックアップ通信系回線７Ｂへの切り替えを行い（ステップ１１１）、一連の処理を終了する。
【００３４】
一方、スレーブ機器の各通信回線切替装置１ｂ〜１ｅでは、図５（ｂ）に示す切替指示手段２３の切替指示処理において、自装置と同一の二重化ドメインに属するマスタ機器からの回線切替メッセージの受信に応じて（ステップ１１５：ＹＥＳ）、当該装置の回線切替部１１を制御して、常時通信系回線７Ａからバックアップ通信系回線７Ｂへの切り替えを行い（ステップ１１６）、一連の処理を終了する。この際、記憶部１３に設定されているドメインＩＤと回線切替メッセージに格納されているドメインＩＤとを比較して、同一二重化ドメイン内のマスタ機器からの回線切替メッセージであるか否かを判断する。
これにより、二重化ドメイン１０Ｘに属する通信回線切替装置１ａ〜１ｅにおいてのみ、本来のデータ通信に用いられる通信回線が、常時通信系回線７Ａからバックアップ通信系回線７Ｂへ切り替えられる。
【００３５】
このように、当該装置がマスタ機器として動作している際に、当該二重化ドメインの常時通信系で通信障害の発生が検出された場合は、切替指示手段で、当該二重化ドメイン内でスレーブ機器として動作する各通信回線切替装置に対し、当該二重化ドメインのドメインＩＤを付加した回線切替メッセージを送信することによりバックアップ通信系への切り替えを指示し、通信障害が検出された場合、または当該装置がスレーブ機器として動作しておりかつマスタ機器として動作する通信回線切替装置から当該二重化ドメインのドメインＩＤを付加した回線切替メッセージでバックアップ通信系への切り替えを指示された場合は、回線切替手段で、通信に用いる当該二重化ドメインの通信回線を常時通信系からバックアップ通信系へ切り替えるようにしたので、ビルシステムに属する各フロアーおよび棟ごとに二重化ドメインを構築しておくことにより、通信障害の発生した二重化ドメイン内に設置されている通信回線切替装置でだけ通信回線の切り替えが行われるものとなり、二重化ネットワークを効率よく管理できる。
【００３６】
なお、マスタ機器である通信回線切替装置１ａでは、通信回線がバックアップ通信系回線７Ｂへ切り替えられた後も、障害監視手段２２により前述した図４と同様の障害監視処理を行うことにより、常時通信系回線７Ａでの障害回復を監視する。
ここで、通信回線切替装置１ｃとの間の常時通信系回線７Ａで障害が回復し、常時通信系回線７Ａを介してすべてのスレーブ機器である通信回線切替装置１ｂ〜１ｅからのチェック応答メッセージが確認できた場合、障害監視手段２２では障害発生なしと判断する（図４：ステップ１０６）。
【００３７】
これに応じて、図５（ａ）に示す切替指示手段２３の切替指示処理において、回線切替を指示する回線切替メッセージを、スレーブ機器として動作する各通信回線切替装置１ｂ〜１ｅへ当該二重化ドメインのドメインＩＤを用いて送信する（ステップ１１０）。このとき、障害回復が検出された常時通信系回線７Ａを用いて回線切替メッセージを送信する。
またこれと並行して、当該装置の回線切替部１１を制御して、バックアップ通信系回線７Ｂから常時通信系回線７Ａへの切り替えを行い（ステップ１１１）、一連の処理を終了する。
【００３８】
一方、スレーブ機器の各通信回線切替装置１ｂ〜１ｅでは、図５（ｂ）に示す切替指示手段２３の切替指示処理において、自装置と同一の二重化ドメインを示すドメインＩＤが含まれている回線切替メッセージを受信した場合は（ステップ１１５：ＹＥＳ）、当該装置の回線切替部１１を制御して、バックアップ通信系回線７Ｂから常時通信系回線７Ａへの切り替えを行い（ステップ１１６）、一連の処理を終了する。
これにより、同一二重化ドメイン１０Ｘ内のすべての通信回線切替装置１ａ〜１ｅにおいて、本来のデータ通信に用いられる通信回線が、バックアップ通信系回線７Ｂから常時通信系回線７Ａへ切り替えられる。
【００３９】
このように、マスタ機器である通信回線切替装置１ａでは、通信回線がバックアップ通信系回線７Ｂへ切り替えられた後も、障害監視手段２２により上記した図４と同様の障害監視処理を行うことにより、常時通信系回線７Ａでの障害回復を監視するようにしたので、マスタ機器である通信回線切替装置１ａにおいて、同一二重化ドメイン内の各スレーブ機器である通信回線切替装置１ｂ〜１ｅとの通信回線の障害回復を確実に検知し、速やかに常時通信系回線７Ａへと戻すことができる。
これにより、バックアップ通信系回線７Ｂを予備とする常時通信系回線７Ａを用いて本来のデータ通信を正常に維持することができる、二重化ネットワークを用いたデータ通信において高い信頼性が得られる。
【００４０】
次に、図６を参照して、通信回線切替装置の初期設定動作について説明する。図６は通信回線切替装置の起動時に実行する初期設定処理を示すフローチャートである。
前述では、各通信回線切替装置が予め自装置の属する二重化ドメインのドメインＩＤを記憶部１３に記憶していることを前提として説明した。このドメインＩＤについては、各通信回線切替装置を設置した際、その接続位置に応じて作業者が個別に設定してもよい。
【００４１】
ここでは、図６を参照して、各通信回線切替装置の接続位置に応じてドメインＩＤを適応的に設定する場合について説明する。
動作判定手段２１の制御部１２では、当該通信回線切替装置１の電源投入直後に図６の初期設定処理を開始し、まず当該通信回線切替装置１を、マスタ機器およびスレーブ機器のいずれで動作させるか判定する。
【００４２】
この動作判定では、二重化ネットワークに接続されるすべての通信回線切替装置のうち、マスタ宣言メッセージを常時通信系回線７Ａとバックアップ通信系回線７Ｂのそれぞれへ送出することにより、最初にマスタ宣言を行った装置をマスタ機器とするとともに、その後は当該マスタ機器から周期的にマスタ宣言メッセージを送出し、他のすべての通信回線切替装置をスレーブ機器とすることにより、マスタ−スレーブ関係を確立するというアルゴリズムを用いている。
以下では、二重化ドメイン１０Ｘにおいて、通信回線切替装置１ａが最初に起動されてマスタ機器として動作し、通信回線切替装置１ａより遅れて起動された他の通信回線切替装置１ｂ〜１ｅがスレーブ機器として動作する場合を例として説明する。
【００４３】
通信回線切替装置１ａの動作判定手段２１は、上記アルゴリズムに基づいて、まず、所定の待受期間だけ、常時通信系回線７Ａとバックアップ通信系回線７Ｂの両方で、他の通信回線切替装置からのマスタ宣言メッセージの待ち受けを行う（ステップ１２０）。この際、他のドメインから常時通信系を介してマスタ宣言メッセージが流れ込む場合もあるため、常時通信系とバックアップ通信系の両方でマスタ宣言メッセージの待ち受けを行う。
この待受期間内に、常時通信系とバックアップ通信系の両方から同じマスタ宣言メッセージが受信確認されなかった場合は（ステップ１２１：ＮＯ）、マスタ機器として動作する他の通信回線切替装置が当該二重化ドメイン内に存在しないと判断し、自装置の動作モードを示す記憶部１３の動作モード情報としてマスタモードを設定することにより当該通信回線切替装置をマスタ機器として動作させる（ステップ１２２）。
【００４４】
そして、マスタ機器に固有の通信アドレスを自装置の通信アドレスとして割り当て（ステップ１２３）、ドメインＩＤを決定するためランニングカウンタ２９Ａを起動する（ステップ１２４）。またこれと並行して、マスタ宣言手段２５による常時通信系とバックアップ通信系の両方でマスタ宣言メッセージの周期的な送出を開始する（ステップ１２５）。
このとき、マスタ宣言メッセージが送出される周期は、マスタ宣言メッセージの待受期間より短く設定されている。
【００４５】
一方、待受期間内に、他の通信回線切替装置１からの同じマスタ宣言メッセージが常時通信系とバックアップ通信系の両方で受信確認された場合は（ステップ１２１：ＹＥＳ）、当該二重化ドメイン内にマスタ機器として動作する他の通信回線切替装置がすでに存在すると判断する。
例えば、通信回線切替装置１ａの後に起動された通信回線切替装置１ｂでは、マスタ機器として動作する通信回線切替装置１ａからのマスタ宣言メッセージを受信確認することになる。
【００４６】
このような場合、動作判定手段２１は、自装置の動作モードを示す記憶部１３の動作モード情報としてスレーブモードを設定することにより当該通信回線切替装置をスレーブ機器として動作させる（ステップ１３１）。
そして、アドレス設定手段２７から、バックアップ通信系回線７Ｂのみを介してマスタ機器へ、自装置に対する通信アドレスの割り当てを要求するため、アドレス請求メッセージを送信する（ステップ１３２）。この際、スレーブ機器のアドレスは未定であることから、送信元アドレスとしては予め設定されている仮の通信アドレスを用い、送信先アドレスとしては予め固定的に設定されているマスタ機器のアドレスを用いる。
【００４７】
マスタ機器として動作する通信回線切替装置１のアドレス通知手段２８では、上記ステップ１２５の後、スレーブ機器として動作する他の通信回線切替装置からのアドレス請求メッセージを、通信回線のうちバックアップ通信系回線７Ｂで待ち受ける（ステップ１２６）。
そして、アドレス請求メッセージを受信した際は（ステップ１２６：ＹＥＳ）、そのアドレス請求メッセージが最初のものでありランニングカウンタ２９Ａが計時動作している場合、すなわち当該二重化ドメインのドメインＩＤを設定していない場合は、ランニングカウンタ２９Ａを停止し（ステップ１２７）、そのランニングカウンタ２９Ａの計数値を当該二重化ドメインのドメインＩＤとして設定し（ステップ１２８）、記憶部１３へ格納する。
【００４８】
また、アドレス請求メッセージの送信元である通信回線切替装置の通信アドレスとして、他のスレーブ機器に割り当てていない未使用の通信アドレスを生成し（ステップ１２９）、記憶部１３へ格納する。
そして、その通信アドレスとドメインＩＤとを含むアドレス設定メッセージを、バックアップ通信系回線７Ｂを介してアドレス請求メッセージの送信元である通信回線切替装置へ送信し（ステップ１３０）、他の通信回線切替装置からのアドレス請求メッセージに対応するためステップ１２６へ戻る。
【００４９】
一方、スレーブ機器として動作する通信回線切替装置のアドレス設定手段２７では、アドレス請求メッセージの送信後、マスタ機器からのアドレス設定メッセージをバックアップ通信系回線７Ｂで待ち受ける（ステップ１３３）。
そして、アドレス設定メッセージを受信した場合は（ステップ１３３：ＹＥＳ）、そのアドレス設定メッセージに含まれているドメインＩＤおよび通信アドレスを記憶部１３へ格納し（ステップ１３４）、一連の初期設定処理を終了する。
【００５０】
このように、当該装置がスレーブ機器として動作する際は、アドレス設定手段２７で、すでにマスタ機器として動作している通信回線切替装置に対して、当該装置が属する二重化ドメイン以外の他の二重化ドメインに属する通信回線切替装置とは接続されていないバックアップ通信系の回線を介して、当該装置の通信アドレスの請求を行い、当該装置がマスタ機器として動作する際は、アドレス通知手段２８で、スレーブ機器として動作する通信回線切替装置からの通信アドレス請求に応じて、当該スレーブ機器の通信アドレスを生成し、その通信アドレスと二重化ドメイン設定手段２９で設定したドメインＩＤとを、当該請求元の通信回線切替装置へ通知するようにしたものである。
【００５１】
したがって、マスタ機器では、バックアップ通信系回線７Ｂの通信回線を介して当該装置と同一の二重化ドメインに属するスレーブ機器からのみ通信アドレス請求が受信されて、そのスレーブ機器にのみドメインＩＤと通信アドレスとが割り当てられることになり、各二重化ドメインごとにマスタ−スレーブ関係が確立される。また、マスタ機器として動作する通信回線切替装置で、当該二重化ドメインのドメインＩＤを設定するようにしたものである。
これにより、ビルシステムで用いられる通信ネットワークにおいて、通信回線切替装置の接続位置に応じて適応的に所属二重化ドメインを識別でき、二重化ドメイン単位で適切な二重化ネットワークを構築することができる。また、各二重化ドメインを一括して管理してドメインＩＤを付与する装置を必要とすることなく、マスタ機器で当該二重化ドメインに固有のドメインＩＤを自動的に生成できる。
【００５２】
図７は、前述した初期設定処理によるドメインＩＤおよび通信アドレスの設定例を示すシーケンス図である。
図１の二重化ドメイン１０Ｘにおいて、通信回線切替装置１ａが最初に起動した場合（ステップ２００）、その動作判定手段２１で、マスタ宣言メッセージの待ち受けを行う（ステップ２０１）。
次に、通信回線切替装置１ａの起動後、通信回線切替装置１ｂが起動した場合（ステップ２１０）、同様にして動作判定手段２１で、マスタ宣言メッセージの待ち受けを行う（ステップ２１１）。
【００５３】
その後、通信回線切替装置１ａの動作判定手段２１で、他の通信回線切替装置からマスタ宣言メッセージを受信できず待受期間が先に終了した場合、動作モードとしてマスタモードが設定されてマスタ機器として動作するものとなり（ステップ２０２）、ランニングカウンタ２９Ａが起動される（ステップ２０３）。
そして、マスタ宣言手段２５により、常時通信系回線７Ａおよびバックアップ通信系回線７Ｂへマスタ宣言メッセージが送信される（ステップ２０４）。
【００５４】
一方、通信回線切替装置１ｂの動作判定手段２１では、その待受期間に通信回線切替装置１ａからの同じマスタ宣言メッセージを常時通信系とバックアップ通信系の両方で受信したことから、動作モードとしてスレーブモードが設定されてスレーブ機器として動作するものとなり（ステップ２１２）、アドレス設定手段２７からバックアップ通信系回線７Ｂを介してマスタ機器へアドレス請求メッセージが送信される（ステップ２１３）。
マスタ機器として動作する通信回線切替装置１ａのアドレス通知手段２８では、スレーブ機器からのアドレス請求メッセージに応じて、ランニングカウンタ２９Ａを停止して（ステップ２２０）、その計数値をドメインＩＤとして設定するとともに（ステップ２２１）、アドレス請求メッセージの送信元であるスレーブ機器の通信アドレスとして未使用の通信アドレスを生成し（ステップ２２２）、これらドメインＩＤおよび通信アドレスを含むアドレス設定メッセージを、バックアップ通信系回線７Ｂを介して送信元のスレーブ機器へ返送する（ステップ２２３）。
【００５５】
スレーブ機器として動作する通信回線切替装置１ｂのアドレス設定手段２７では、このアドレス設定メッセージに応じて、そのアドレス設定メッセージに格納されているドメインＩＤおよび通信アドレスを自装置のドメインＩＤおよび通信アドレスとして設定するものとなる（ステップ２２４）。
また、マスタ機器として動作する通信回線切替装置１ａのマスタ宣言手段２５では、これ以降に起動される通信回線切替装置のため、所定間隔でマスタ宣言メッセージを繰り返し送信する（ステップ２０５）。
【００５６】
なお、以上では、ビルを監視するビルシステムを例として説明したが、これに限定されるものではなく、例えば工場やプラントなどの設備を監視する監視システムに対しても、前述と同様にして本発明を適用でき、前述と同様の作用効果が得られる。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、当該装置がマスタ機器として動作している際に、当該二重化ドメインの常時通信系で通信障害の発生が検出された場合は、切替指示手段で、当該二重化ドメイン内でスレーブ機器として動作する各通信回線切替装置に対し、当該二重化ドメインのドメインＩＤを付加した回線切替メッセージを送信することによりバックアップ通信系への切り替えを指示し、通信障害が検出された場合、または当該装置がスレーブ機器として動作しておりかつマスタ機器として動作する通信回線切替装置から当該二重化ドメインのドメインＩＤを付加した回線切替メッセージでバックアップ通信系への切り替えを指示された場合は、回線切替手段で、通信に用いる当該二重化ドメインの通信回線を常時通信系からバックアップ通信系へ切り替えるようにしたので、ビルシステムに属する各フロアーおよび棟ごとに二重化ドメインを構築しておくことにより、通信障害の発生した二重化ドメイン内に設置されている通信回線切替装置でだけ通信回線の切り替えが行われるものとなり、二重化ネットワークを効率よく管理できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施の形態にかかる通信回線切替装置が適用される二重化ネットワークの構成例である。
【図２】 通信回線切替装置の構成を示すブロック図である。
【図３】 制御メッセージの構成例である。
【図４】 障害監視処理を示すフローチャートである。
【図５】 切替指示処理を示すフローチャートである。
【図６】 通信回線切替装置の起動時に実行する初期設定処理を示すフローチャートである。
【図７】 初期設定処理によるドメインＩＤおよび通信アドレスの設定例を示すシーケンス図である。
【符号の説明】
１…通信回線切替装置、１ａ…通信回線切替装置（マスタ機器）、１ｂ〜１ｅ…通信回線切替装置（スレーブ機器）、２ａ〜２ｄ…通信装置（ＣＮＴ）、３Ａ，３Ｂ，４Ａ，４Ｂ…スイッチ、５Ａ，５Ｂ，６Ａ，６Ｂ…ハブ（ＨＵＢ）、７Ａ…通信回線（常時通信系回線）、７Ｂ…通信回線（バックアップ通信系回線）、７Ｍ…共通系回線、１０Ｘ，１０Ｙ…二重化ドメイン、１１…回線切替部、１２…制御部、１３…記憶部、２１…動作判定手段、２２…障害監視手段、２３…切替指示手段、２４…監視対応手段、２５…マスタ宣言手段、２６…マスタ移行手段、２７…アドレス設定手段、２８…アドレス通知手段、２９…二重化ドメイン設定手段、２９Ａ…ランニングカウンタ。
Claims (4)
- データ通信に用いられる通信ネットワーク上の任意の区間に割り当てた二重化ドメインごとに、前記通信ネットワークを常時通信系およびバックアップ通信系の通信回線により二重化するとともに、管理単位となる当該二重化ドメイン内の常時通信系の通信回線での障害発生に応じて、当該二重化ドメイン内でのデータ通信に用いる通信回線を常時通信系からバックアップ通信系へ切り替える通信回線切替装置であって、
当該装置が属する二重化ドメイン内で、マスタ・スレーブ方式に基づく１つのマスタ機器として当該装置を動作させるか、このマスタ機器に制御される１つ以上のスレーブ機器として当該装置を動作させるかを判定する動作判定手段と、
当該装置をマスタ機器として動作させると判定した際、スレーブ機器として動作する装置に対して、当該二重化ドメインに固有のドメインＩＤを通知する通知手段と、
当該装置をスレーブ機器として動作させると判定した際、マスタ機器として動作する装置から通知されたドメインＩＤを、当該二重化ドメインのドメインＩＤとして設定する設定手段と、
当該装置がマスタ機器として動作している際に、当該二重化ドメインの常時通信系で通信障害の発生が検出された場合は、当該二重化ドメイン内でスレーブ機器として動作する各通信回線切替装置に対し、当該二重化ドメインのドメインＩＤを付加した回線切替メッセージを送信することによりバックアップ通信系への切り替えを指示する切替指示手段と、
前記通信障害が検出された場合、または当該装置がスレーブ機器として動作しておりかつマスタ機器として動作する通信回線切替装置から当該二重化ドメインのドメインＩＤを付加した回線切替メッセージでバックアップ通信系への切り替えを指示された場合に、通信に用いる当該二重化ドメインの通信回線を常時通信系からバックアップ通信系へ切り替える回線切替手段とを備えることを特徴とする通信回線切替装置。 - 請求項１に記載の通信回線切替装置において、
当該装置がマスタ機器として動作している際に、当該二重化ドメインの常時通信系を介してスレーブ機器として動作する前記通信回線切替装置へ当該二重化ドメインのドメインＩＤが付加されたチェック要求メッセージを送信するとともに、これに応じてスレーブ機器として動作する前記通信回線切替装置から常時通信系を介して返送された、前記ドメインＩＤ付きのチェック応答メッセージを受信確認することにより、当該二重化ドメインの常時通信系における通信障害の発生を監視する障害監視手段をさらに備えることを特徴とする通信回線切替装置。 - データ通信に用いられる通信ネットワーク上の任意の区間に割り当てた二重化ドメインごとに、前記通信ネットワークを常時通信系およびバックアップ通信系の通信回線により二重化するとともに、管理単位となる当該二重化ドメイン内の常時通信系の通信回線での障害発生に応じて、当該二重化ドメイン内でのデータ通信に用いる通信回線を常時通信系からバックアップ通信系へ切り替える通信回線切替装置で用いられる通信回線切替方法であって、
当該装置が属する二重化ドメイン内で、マスタ・スレーブ方式に基づく１つのマスタ機器として当該装置を動作させるか、このマスタ機器に制御される１つ以上のスレーブ機器として当該装置を動作させるかを判定する第１のステップと、
当該装置をマスタ機器として動作させると判定した際、スレーブ機器として動作する装置に対して、当該二重化ドメインに固有のドメインＩＤを通知するステップと、
当該装置をスレーブ機器として動作させると判定した際、マスタ機器として動作する装置から通知されたドメインＩＤを、当該二重化ドメインのドメインＩＤとして設定するステップと、
当該装置がマスタ機器として動作している際に、当該二重化ドメインの常時通信系で通信障害の発生が検出された場合は、当該二重化ドメイン内でスレーブ機器として動作する各通信回線切替装置に対し、当該二重化ドメインのドメインＩＤを付加した回線切替メッセージを送信することによりバックアップ通信系への切り替えを指示する第２のステップと、
前記通信障害が検出された場合、または当該装置がスレーブ機器として動作しておりかつマスタ機器として動作する通信回線切替装置から当該二重化ドメインのドメインＩＤを付加した回線切替メッセージでバックアップ通信系への切り替えを指示された場合に、通信に用いる当該二重化ドメインの通信回線を常時通信系からバックアップ通信系へ切り替える第３のステップとを実行することを特徴とする通信回線切替方法。 - 請求項３に記載の通信回線切替方法において、
当該装置がマスタ機器として動作している際に、当該二重化ドメインの常時通信系を介してスレーブ機器として動作する前記通信回線切替装置へ当該二重化ドメインのドメインＩＤが付加されたチェック要求メッセージを送信するとともに、これに応じてスレーブ機器として動作する前記通信回線切替装置から常時通信系を介して返送された、前記ドメインＩＤ付きのチェック応答メッセージを受信確認することにより、当該二重化ドメインの常時通信系における通信障害の発生を監視する第４のステップをさらに実行することを特徴とする通信回線切替方法。
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