JP4412322B2 - 通信システム及びその障害検出用の情報の提供方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数の機器がネットワークを介して通信を行う通信システムに関し、特に、通信障害の発生を未然に防いだり、通信障害が発生した場合に障害発生箇所を特定するための情報を提供する機能を設けたものに関する。

テレビジョン放送局等の映像制作の現場では、スイッチャーと呼ばれる映像特殊効果装置を用いて、映像信号に特殊効果が施されている。スイッチャーは、スイッチャー本体である１つ以上の映像処理部（マトリクススイッチャーやミキサー・キーヤーやＤＭＥ）と、それらの映像処理部を操作するための操作入力部とで構成されている。

操作入力部と各映像処理部との間や映像処理部同士の間で制御命令や機器状態情報を交換するための接続形態としては、図１に例示するように、操作入力部５１及び各映像処理部５２，５３をハブ５４を用いてスター型のＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）に接続するという形態が一般的である。

この接続形態の場合、操作入力部と映像処理部との間や映像処理部同士の間では、それぞれＴＣＰ／ＩＰプロトコルに従って接続が確立され、映像処理部に入力される映像信号の１フィールド期間を周期として（例えば、ＮＴＳＣの場合には１６．７ｍｓｅｃに一回、ＰＡＬの場合には２０ｍｓｅｃに一回）、制御命令や機器状態情報が交換される。

制御命令や機器状態情報の交換が１秒以上滞ったときは、ＴＣＰ／ＩＰ接続を破棄し、再度接続を確立する。接続が確立していない間は、操作入力部から映像処理部を制御することが不可能である。

これまで、接続を確立できない、あるいは接続を長時間継続できない、つまり操作入力部から映像処理部を制御できない障害が発生したときに、障害発生の原因が、操作入力部や映像処理部といったスイッチャーの機器側にあるのか、それともＬＡＮの側（ハブ等）にあるのか特定することが、たとえ測定器を使用したとしても非常に困難であった。

しかし、スイッチャーは、操作入力部の操作によってリアルタイムに映像処理部を制御することが必要な装置なので、一時的にせよ制御できなくなることは不都合である。したがって、こうした通信障害発生の原因を特定して改善することや、さらには通信障害が発生しそうな箇所を検知して障害の発生を未然に防ぐことが要求される。

従来、ネットワークのトラフィックを監視する装置は従来から様々なものが提案されているが（例えば特許文献１参照）、通信障害の発生を未然に防いだり、通信障害が発生した場合に障害発生箇所を特定するための情報を提供する機能を有するものは提案されていない。

特開平１１−１７７５４９号公報

本発明は、上述の点に鑑み、図１に例示したスイッチャーのような、複数の機器がネットワークを介して通信を行う通信システムに、通信障害の発生を未然に防いだり、通信障害が発生した場合に障害発生箇所を特定するための情報を提供する機能をもたせることを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明は、入力される映像信号を処理する機器を含んだ複数の機器がネットワークを介して通信を行う通信システムにおいて、
各々の前記機器に、
データパケットを前記映像信号の１フィールド期間の周期で他の前記機器との間で交互に送受信する送受信手段と、
前記１フィールド期間の周期で前記データパケットが受信されているか否かを検出し、前記１フィールド期間の周期で前記データパケットが受信されなかった毎に遅延発生情報を生成する受信状況検出手段と
を設け、
各々の前記機器とネットワークで接続されており、
表示手段と、
各々の前記機器から前記受信状況検出手段で生成した前記遅延発生情報が送信され、前記遅延発生情報を受信する毎に前記表示手段に警告表示を行わせる制御手段と
を備える情報表示部を設けたことを特徴とする。
一例として、
前記受信状況検出手段は、前記１フィールド期間の周期で受信されなかった前記データパケットの積算値を時刻と対応させて記憶するとともに、前記１フィールド期間の周期で受信されなかった前記データパケットの数と前記１フィールド期間の周期よりも早く受信された前記データパケットの数との差である相対値を時刻と対応させて記憶し、
前記情報表示部は、前記複数の機器のうちの任意の１つの機器を選択して残りの任意の１つの機器から受信されるデータパケットの遅延状況を表示させる操作手段を含んでおり、
前記情報表示部の前記制御手段は、前記操作手段の操作に基づき、前記選択された機器に、前記残りの任意の１つの機器から受信したデータパケットについての前記積算値及び前記相対値の情報を送信させ、受信した前記積算値及び前記相対値の時間的変化を示す表示を前記表示手段に行わせる
ことが好適である。
また他の例として、
前記受信状況検出手段は、他のいずれかの前記機器との接続を破棄した場合、前記データパケットが受信されなくなったことを示す障害発生情報を生成して前記情報表示部に送信し、
前記情報表示部の前記制御手段は、前記障害発生情報を受信したことに基づき、互いに接続を破棄した２つの前記機器に、最後に相手の機器からデータパケットを受信した時刻の情報を送信させて、受信した前記時刻の情報を比較し、それらの時刻が略同一である場合には、互いに接続を破棄した２つの前記機器のうちのいずれかを原因として通信障害が発生したと判断する
ことが好適である。

また本発明は、入力される映像信号を処理する機器を含んだ複数の機器がネットワークを介して通信を行う通信システムにおける障害検出用の情報の提供方法において、
各々の前記機器が、データパケットを前記映像信号の１フィールド期間の周期で他の前記機器との間で交互に送受信する第１のステップと、
各々の前記機器が、前記１フィールド期間の周期で前記データパケットが受信されているか否かを検出し、前記１フィールド期間の周期で前記データパケットが受信されなかった毎に遅延発生情報を生成して、各々の前記機器とネットワークで接続した情報表示部に前記遅延発生情報を送信する第２のステップと、
前記情報表示部が、前記遅延発生情報を受信する毎に、前記情報表示部に備えられた表示手段に警告表示を行わせる第３のステップとを有することを特徴とする。
一例として、
前記１フィールド期間の周期で受信されなかった前記データパケットの積算値を時刻と対応させて記憶するとともに、前記１フィールド期間の周期で受信されなかった前記データパケットの数と前記１フィールド期間の周期よりも早く受信された前記データパケットの数との差である相対値を時刻と対応させて記憶する第４のステップと、
前記情報表示部が、前記複数の機器のうちの任意の１つの機器を選択して残りの任意の１つの機器から受信されるデータパケットの遅延状況を表示させる操作手段を含んでおり、
前記情報表示部が、前記操作手段の操作に基づき、前記選択された機器に、前記残りの任意の１つの機器から受信したデータパケットについての前記積算値及び前記相対値の情報を送信させ、受信した前記積算値及び前記相対値の時間的変化を示す表示を前記表示手段に行わせる第５のステップと、をさらに有する
ことが好適である。
また他の例として、
各々の前記機器が、他のいずれかの前記機器との接続を破棄した場合、前記データパケットが受信されなくなったことを示す障害発生情報を生成して前記情報表示部に送信する第４のステップと、
前記情報表示部が、前記障害発生情報を受信したことに基づき、互いに接続を破棄した２つの前記機器に、最後に相手の機器からデータパケットを受信した時刻の情報を送信させて、受信した前記時刻の情報を比較し、それらの時刻が略同一である場合には、互いに接続を破棄した２つの前記機器のうちのいずれかを原因として通信障害が発生したと判断する第５のステップと、をさらに有する
ことが好適である。

本発明では、ネットワークを介して通信を行う各機器（入力される映像信号を処理する機器を含む）が、データパケットをこの映像信号の１フィールド期間の周期で他の機器との間で交換する。そして、各機器は、１フィールド期間の周期でデータパケットが受信されているか否かを検出し、１フィールド期間の周期でデータパケットが受信されなかった毎に遅延発生情報を生成する。

また、表示手段と制御手段とを備えた情報表示部が各機器とネットワークで接続されており、各機器で生成した遅延発生情報がこの情報表示部の制御手段に送信される。この制御手段は、遅延発生情報を受信する毎に表示手段に警告表示を行わせる。

通信障害が発生する場合には、いきなり接続が破棄されるのではなく、その前段階として、発生の原因となる箇所が関与している通信に、データパケットの受信の遅延が発生することが多い。

したがって、各機器で１フィールド期間の周期でデータパケットが受信されなかった毎に生成される遅延発生情報を、通信障害の発生を未然に防ぐための情報として利用することができる。また、通信障害が発生した場合にも、それまで各機器で生成された遅延発生情報を、障害発生箇所を特定するために利用することができる。

本発明によれば、入力される映像信号を処理する機器を含んだ複数の機器がネットワークを介して通信を行う通信システムにおいて、各機器で生成された遅延発生情報を、通信障害の発生を未然に防いだり、通信障害が発生した場合に障害発生箇所を特定するために利用することができるという効果が得られる。

以下、本発明をスイッチャーに適用した実施の形態を、図面を用いて具体的に説明する。図２は、本発明を適用したスイッチャーの全体構成例を示す図である。このスイッチャーは、操作入力部１と、スイッチャー本体である映像処理部２，３と、情報表示部４とで構成されている。

操作入力部１と、スイッチャー本体である映像処理部２，３とは、機器制御用のイーサネット（登録商標）５で、ＴＣＰ／ＩＰプロトコルに従って接続が確立される。イーサネット５は、図１に例示したようなハブを用いたスター型のＬＡＮであり、映像処理部２，３をリアルタイムに制御するための情報の送受信用に用いられる。

また、操作入力部１と、映像処理部２，３と、情報表示部４とは、データ転送用のイーサネット６でも接続される。イーサネット６は、図１に例示したようなハブを用いたスター型のＬＡＮであり、リアルタイム性を必要としない情報を送受信するために用いられる。

映像処理部２には、マトリクススイッチャー及びミキサー・キーヤーと、映像処理部２内部の制御やネットワーク通信を行うＣＰＵとが設けられている。映像処理部３には、ＤＭＥ（デジタル特殊効果装置）と、映像処理部３内部の制御やネットワーク通信を行うＣＰＵとが設けられている。映像処理部２，３には、図示しない専用の信号線を介して映像信号が入力する。

操作入力部１には、映像処理部２のマトリクススイッチャーを操作して映像を切り替えるためのボタンスイッチと、映像処理部２のミキサー・キーヤーや映像処理部３のＤＭＥを操作して映像に特殊効果を施すためのレバー，ボタンスイッチ等と、操作入力部１内部の制御やネットワーク通信を行うＣＰＵとが設けられている。

情報表示部４には、ＧＵＩ（グラフィカルユーザインターフェース）用のディスプレイ及び操作部と、情報表示部４内部の制御やネットワーク通信を行うＣＰＵとが設けられている。情報表示部４は、操作入力部１と近接した位置（操作入力部１の操作者が情報表示部４のＧＵＩ画面上でも情報の確認や操作を行えるような位置）に配置されている。

操作入力部１内のＣＰＵは、操作入力部１のボタンスイッチやレバー等の操作状態に応じた制御命令に、現在の時刻を表すＩＤ情報を付加したデータパケットを、映像処理部２，３に入力される映像信号の１フィールド期間を周期として（例えば、ＮＴＳＣの場合には１６．７ｍｓｅｃに一回、ＰＡＬの場合には２０ｍｓｅｃに一回）、機器制御用のイーサネット５を介して映像処理部２，３に送信する。

映像処理部２，３内のＣＰＵは、操作入力部１からこのデータパケットを受信する毎に、制御命令に従って映像処理部２，３内部を制御する。そして、その結果変化した機器の状態情報に、制御命令に付加されていたＩＤ情報を付加したデータを付加したデータパケットを、イーサネット５を介して操作入力部１に返送する。

また、映像処理部２，３内のＣＰＵ同士でも、機器の状態情報に、現在の時刻を表すＩＤ情報を付加したデータパケットを、映像処理部２，３に入力される映像信号の１フィールド期間を周期として、イーサネット５を介して送受信する。

図３は、このようにして操作入力部１と各映像処理部２，３との間や映像処理部２，３同士の間でイーサネット５を介して交換されるデータパケットの構造を示す図である。実データ（制御命令または機器の状態情報）の前に、時刻を表すＩＤ情報が付加され、その前に、ＴＣＰ／ＩＰヘッダやイーサネットヘッダが付加される。

操作入力部１，映像処理部２，３内のＣＰＵは、それぞれ、このデータパケット中のＩＤ情報に基づき、イーサネット５を介してデータパケットがフィールド周期で受信されているか否かを検出する処理を行う。この検出処理では、各データパケットを受信した時刻をＣＰＵ内部のメモリに記憶するとともに、データパケットの受信の遅延を検出したとき、遅延発生情報を生成し、その遅延発生情報をデータ転送用のイーサネット６を介して情報表示部４に送信する。

図４は、操作入力部１，映像処理部２，３のうちの１つの機器内のＣＰＵが、操作入力部１，映像処理部２，３のうちの別の１つの機器から受信されるデータパケットについて
実行する遅延発生情報生成処理の具体例を示す図である。この図４では、受信される個々のデータパケットに付加されているＩＤ情報を、ＩＤ１，ＩＤ２，ＩＤ３，…という番号で示している。

ＩＤ１を付加したデータパケットと、ＩＤ２を付加したデータパケットとが、時刻ｔ１，ｔ２（それぞれＩＤ１，ＩＤ２が表しているのとほぼ同じ時刻であり、ｔ２とｔ１との差は１フィールド期間）に受信されているが、時刻ｔ２から１フィールド期間後の時刻ｔ３には、ＩＤ３（時刻ｔ３とほぼ同じ時刻を表すＩＤ）を付加したデータパケットが受信されていない。

ＣＰＵは、この時刻ｔ３に、データパケットの受信の遅延を検出して遅延発生情報を生成し、その遅延発生情報を情報表示部４（図２）にデータ転送用のイーサネット６を介して送信する。また、ＣＰＵは、ＣＰＵ内部のメモリに、遅延パケット数の積算値と相対値とを時刻と対応させて格納するための領域を設けており、現在の時刻における積算値と相対値とをそれぞれ１ずつインクリメントする（それまでの積算値，相対値がそれぞれ初期値０であれば、積算値，相対値がそれぞれ１になる）。

ＴＣＰ／ＩＰプロトコルでは、データパケットの送信側の機器は、受信側の機器にデータパケットが送信されなかった場合、そのことを検出して、同じデータパケットを再送する。その結果、ＩＤ３を付加したデータパケットが、時刻ｔ３から１フィールド期間後の時刻ｔ４に遅延して受信されている。

その後、時刻ｔ４から１フィールド期間後の時刻ｔ５に、ＩＤ４を付加したデータパケットが受信された後、時刻ｔ５から１フィールド期間経過するよりも早い時刻ｔ５´に、ＩＤ５を付加したデータパケットが受信されている。

ＣＰＵは、この時刻ｔ５´に、データパケットの早期受信を検出し、現在の時刻における遅延パケット数の相対値のみを１だけデクリメントする（それまでの相対値が１であれば、相対値が０に戻る）。

その後、時刻ｔ５から１フィールド期間後の時刻ｔ６に、ＩＤ６（時刻ｔ６とほぼ同じ時刻を表すＩＤ）を付加したデータパケットが受信されたことにより遅延が回復したが、時刻ｔ６から１フィールド期間後の時刻ｔ７には、ＩＤ７（時刻ｔ７とほぼ同じ時刻を表すＩＤ）を付加したデータパケットが受信されていない。

ＣＰＵは、この時刻ｔ７に、データパケットの受信の遅延を検出して遅延発生情報を生成し、その遅延発生情報を情報表示部４にイーサネット６を介して送信する。また、ＣＰＵは、現在の時刻における遅延パケット数の積算値と相対値とそれぞれ１ずつインクリメントする（それまでの積算値，相対値がそれぞれ１，０であれば、積算値，相対値がそれぞれ２，１になる）。

その後、ＩＤ７を付加したデータパケットが、時刻ｔ７から１フィールド期間後の時刻ｔ８に遅延して受信されている。

情報表示部４内のＣＰＵは、この遅延発生情報生成処理によってイーサネット６を介して遅延発生情報が受信される毎に、遅延が発生したことを操作者に伝えるための警告表示を、情報表示部４のディスプレイ（または情報表示部４に設けたパイロットランプ）に行わせる。

情報表示部４のＧＵＩ画面の操作メニューには、操作入力部１，映像処理部２，３のうちの任意の１つの機器（機器Ｘと呼ぶことにする）を選択して、その機器Ｘに残りの任意の１つの機器（機器Ｙと呼ぶことにする）から受信されるデータパケットの遅延状況を表示する操作が含まれている。この操作が行われると、情報表示部４内のＣＰＵは、図５に示すような遅延状況表示処理を実行する。

この処理では、最初に、イーサネット６を介して、機器Ｘに、機器Ｙから受信したデータパケットについての遅延パケット数の積算値及び相対値の情報を要求する命令を送信する（ステップＳ１）。

この命令を受信した機器Ｘ内のＣＰＵは、ＣＰＵ内部のメモリにそれまで記憶している機器Ｙについての遅延パケット数の積算値及び相対値の情報を、イーサネット６を介して情報表示部４に返送する。

情報表示部４内のＣＰＵは、機器Ｘから遅延パケット数の積算値及び相対値の情報を受信し（ステップＳ２）、この情報を用いて、機器Ｘが機器Ｙから受信しているデータパケットの遅延状況を画面表示するための表示データを作成する（ステップＳ３）。そして、その表示データを情報表示部４のディスプレイに表示させて（ステップＳ４）、処理を終了する。

図６は、情報表示部４でのこの遅延状況の表示例を示す図である。横軸に時間をとり、縦軸に遅延パケット数の積算値及び相対値をとったグラフで、遅延パケット数の積算値及び相対値の現在までの時間的変化が示される。

情報表示部４のＧＵＩ画面では、機器Ｘと機器Ｙとの組み合わせを操作入力部１，映像処理部２，３の中から任意に選択して、こうした遅延状況のグラフを表示させることができる。

通信障害が発生する場合には、いきなり接続が破棄されるのではなく、その前段階として、発生の原因となる箇所が関与している通信に、データパケットの受信の遅延や不受信が発生することが多い。

したがって、操作入力部１の操作者は、操作入力部１，映像処理部２，３内のＣＰＵに記録された個々の機器毎の遅延状況の情報を、ＧＵＩ画面上にグラフとして表示させて、通信障害の発生を未然に防ぐための情報として利用することができる。また、通信障害が発生した場合にも、それまで記録された個々の機器毎の記録状況の情報を、ＧＵＩ画面上にグラフとして表示させて、障害発生箇所を特定するために利用することができる。

操作入力部１，映像処理部２，３内のＣＰＵは、前述のように、データパケット中のＩＤ情報に基づき、データパケットがフィールド周期で受信されているか否かを検出する処理を行うが、いずれかの機器との間でデータパケットの交換が１秒以上滞ったときは、ＴＣＰ／ＩＰ接続を破棄し、再度接続を確立する。そして、データパケットが受信されなくなったことを示す障害発生情報を生成し、その障害発生情報をデータ転送用のイーサネット６を介して情報表示部４に送信する。

情報表示部４内のＣＰＵは、この障害発生情報が受信されると、図７に示すような障害発生箇所検出処理を実行する。

この処理では、最初に、イーサネット６を介して、操作入力部１，映像処理部２，３のうちの互いにＴＣＰ／ＩＰ接続を破棄した２つの機器（機器Ａ，Ｂとする）に、それぞれ、最後に相手の機器からデータパケットを受信した時刻の情報を要求する命令を送信する（ステップＳ１１）。

機器Ａ内のＣＰＵは、ＣＰＵ内部のメモリに記憶している各データパケットの受信時刻のうちの機器Ｂからの最終受信時刻の情報を、イーサネット６を介して情報表示部４に返送する。機器Ｂ内のＣＰＵも、ＣＰＵ内部のメモリに記憶している各データパケットの受信時刻のうちの機器Ａからの最終受信時刻の情報を、イーサネット６を介して情報表示部４に返送する。

情報表示部４内のＣＰＵは、機器Ａ，Ｂからこの最終受信時刻の情報を受信し（ステップＳ１２）、この情報を用いて、機器Ａが機器Ｂから最後にデータパケットを受信した時刻と、機器Ｂが機器Ａから最後にデータパケットを受信した時刻とを比較して、この２つの時刻がほぼ同じ（データパケットの交換周期である１フィールド期間程度の差）であるか否かを判断する（ステップＳ１３）。

機器Ａ，Ｂのうちのいずれかの故障等が通信障害の原因である場合には、機器Ａが機器Ｂからデータパケットを受信しなくなるのとほぼ同時に機器Ｂでも機器Ａからデータパケットを受信しなくなるはずである。したがって、ステップＳ１３でイエスとなった場合には、機器Ａ，Ｂのうちのいずれかの故障等を原因として両者の間で相互に通信障害が発生したと判断することができる。そして、その場合には、機器Ａ，Ｂのうち通信障害の原因となっている機器と、映像処理部２，３のうちの残りの１つの機器（機器Ｃとする）との間でも、同じ現象が発生しているはずである。

そこで、ステップＳ１３でイエスとなった場合には、イーサネット６を介して、機器Ａ，Ｂに、機器Ｃから最後にデータパケットを受信した時刻の情報を要求する命令をそれぞれ送信する（ステップＳ１４）。また、イーサネット６を介して、機器Ｃにも、機器Ａ，Ｂからそれぞれ最後にデータパケットを受信した時刻の情報を要求する命令を送信する（ステップＳ１５）。

機器Ａ，Ｂ内のＣＰＵは、この命令に基づき、それぞれ、機器Ｃから最後にデータパケットを受信した時刻の情報を、イーサネット６を介して情報表示部４に返送する。機器Ｃ内のＣＰＵも、この命令に基づき、機器Ａ，Ｂからそれぞれ最後にデータパケットを受信した時刻の情報を、イーサネット６を介して情報表示部４に返送する。

情報表示部４内のＣＰＵは、機器Ａ，Ｂ，Ｃからそれぞれこの情報を受信し（ステップＳ１６）、機器Ａ・機器Ｃ相互間，機器Ｂ・機器Ｃ相互間のうちのどちらで最終受信時刻がほぼ同じであるのかを判断する（ステップＳ１７）。

そして、機器Ａ・機器Ｃ相互間で最終受信時刻がほぼ同じである場合には、機器Ａ，Ｃのうちのいずれかを原因として機器Ａ・機器Ｃ相互間で通信障害が発生したと判断することができるので、ステップＳ１３での判断結果（機器Ａ，Ｂのうちのいずれかを原因として通信障害が発生したという判断結果）と総合することにより、機器Ａに通信障害の原因があったと判断する（ステップＳ１８）。

また、ステップＳ１７において、機器Ｂ・機器Ｃ相互間で最終受信時刻がほぼ同じである場合には、機器Ｂ，Ｃのうちのいずれかを原因として機器Ｂ・機器Ｃ相互間で通信障害が発生したと判断することができるので、ステップＳ１３での判断結果と総合することにより、機器Ｂに通信障害の原因があったと判断する（ステップＳ１９）。

なお、ステップＳ１３において、機器Ａが機器Ｂから最後にデータパケットを受信した時刻と、機器Ｂが機器Ａから最後にデータパケットを受信した時刻とがほぼ同じではなかった場合（この２つの時刻が１フィールド期間よりも大きく相違している場合）には、機器Ａ，Ｂのうちのいずれかが通信障害の原因である場合とは異なった態様で通信障害が発生していることになる。そして、こうした態様の通信障害は、機器Ａ，Ｂといったスイチャー側の故障等ではなく、機器制御用のイーサネット５に用いられているハブ内のＣＰＵの処理の障害を原因として発生することがある。（ハブの物理的な故障を原因として通信障害が発生した場合にはハブ内のＣＰＵがそのことを検知することができるが、ハブ内のＣＰＵの処理の障害はＣＰＵ自身で検知することはできない。）

そこで、ステップＳ１３でノーとなった場合には、イーサネット５に用いられているハブに通信障害の原因があったと推定（スイッチャー自身ではなく別の機器なので、断定ではなくあくまで推定）する（ステップＳ２０）。

ステップＳ１８，Ｓ１９またはＳ２０を終えると、当該ステップでの判断または推定結果に基づき、通信障害の発生原因となっている箇所を画面表示するための表示データを作成する（ステップＳ２１）。そして、その表示データを情報表示部４のディスプレイに表示させて（ステップＳ２２）、処理を終了する。

図８は、通信障害発生の具体的な事例を示す図である（この図でも、個々のデータパケットに付加されているＩＤ情報を、ＩＤ１００１，ＩＤ１００２，…やＩＤ２００１，ＩＤ２００２，…という番号で示している）。

図８（ａ）の事例は、機器Ａ，Ｂ（互いにＴＣＰ／ＩＰ接続を破棄した機器）のうち、機器Ｂに通信障害の原因があった事例である。機器Ａが、ＩＤ１００１を付加したデータパケットを機器Ｂに送信し、機器Ｂが、そのデータパケットを受信している。続いて、機器Ｂが、ＩＤ２００１を付加したデータパケットを機器Ａに送信し、機器Ａが、そのデータパケットを受信している。

続いて、機器Ａが、ＩＤ１００２を付加したデータパケットを機器Ｂに送信しているが、機器Ｂに故障が発生して、機器Ｂにそのデータパケットが受信されていない。また、機器Ｂは、その故障により、ＩＤ２００２以降のＩＤを付加したデータパケットを機器Ａに送信していない。機器Ａのほうは、ＩＤ１００３以降のＩＤを付加したデータパケットも機器Ｂに送信しているが、それらのデータパケットも機器Ｂに受信されていない。

そして、このようにデータパケットの交換が滞った状態が１秒以上続くことにより、機器Ａと機器Ｂとの間のＴＣＰ／ＩＰ接続が破棄される。

この事例では、機器Ａが機器Ｂから最後に受信したデータパケットは、ＩＤ２００１を付加したデータパケットである。また、機器Ｂが機器Ａから最後に受信したデータパケットは、ＩＤ１００１を付加したデータパケットである。そして、この２つのデータパケットの受信時刻はほぼ同じ（データパケットの交換周期である１フィールド期間程度の差）なので、図７の障害発生箇所検出処理のステップＳ１３でイエスとなる。また、故障が発生した機器Ｂと残りの機器Ｃとの間でも、図８（ａ）に示したのと全く同様にして、相互にデータパケットが受信されなくなり、且つ、最終受信時刻がほぼ同じになるので、図７の障害発生箇所検出処理のステップＳ１７からステップＳ１９に進んで、機器Ｂに通信障害の原因があったと判断することになる。

図８（ｂ）の事例は、機器Ａや機器Ｂ（互いにＴＣＰ／ＩＰ接続を破棄した機器）ではなく、イーサネット５に用いられているハブが通信障害の原因があると推定される事例である。機器Ａが、ＩＤ１００１を付加したデータパケットを機器Ｂに送信し、機器Ｂが、そのデータパケットを受信している。続いて、機器Ｂが、ＩＤ２００１を付加したデータパケットを機器Ａに送信し、機器Ａが、そのデータパケットを受信している。

続いて、機器Ａが、ＩＤ１００２を付加したデータパケットを機器Ｂに送信しているが、機器Ｂにそのデータパケットが受信されていない。しかし、機器Ｂは、ＩＤ２００２以降のＩＤを付加したデータパケットを機器Ａに送信しており、機器Ａは、それらのデータパケットを受信している。機器Ａは、ＩＤ１００３以降のＩＤを付加したデータパケットも機器Ｂに送信しているが、それらのデータパケットも機器Ｂに受信されていない。

そして、このようにデータパケットの交換が滞った状態が１秒以上続くことにより、機器Ａと機器Ｂとの間のＴＣＰ／ＩＰ接続が破棄される。

この事例では、機器Ｂが機器Ａから最後に受信したデータパケットは、ＩＤ１００１を付加したデータパケットであるが、機器Ａが機器Ｂから最後にデータパケットを受信するのは、ＴＣＰ／ＩＰ接続が破棄される直前（機器Ｂが最後にデータパケットを受信してから約１秒後）なので、この２つのデータパケットの受信時刻には、データパケットの交換周期である１フィールド期間よりもかなり大きな差がある。したがって、図７の障害発生箇所検出処理のステップＳ１３からステップＳ２０に進んで、イーサネット５に用いられているハブに通信障害の原因があったと推定される。

図９は、図７の障害発生箇所検出処理による情報表示部４のディスプレイへの障害発生箇所の表示例を示す図である。このうち、図９（ａ）は、図２の映像処理部２に通信障害の原因があったと判断した場合の表示例であり、ハブを用いたスター型のＬＡＮによる操作入力部１，映像処理部２，３の接続を模式的に描いたコンピュータグラフィックスのうち、映像処理部２そのものと、操作入力部１・映像処理部２間を結ぶ矢印と、映像処理部２・映像処理部３間を結ぶ矢印とに、×印が重ねて表示されている。

図９（ｂ）は、イーサネット５に用いられているハブに通信障害の原因があったと推定した場合の表示例であり、図９（ａ）と同じ模式的なコンピュータグラフィックスのうち、ハブそのものと、ＴＣＰ／ＩＰ接続が破棄された機器間（ここでは一例として操作入力部１・映像処理部２間）を結ぶ矢印とに、×印が重ねて表示されている。また、ハブについては推定であることを示す文字も表示されている。

このように、通信障害が発生した場合に、情報表示部４内のＣＰＵの処理により、自動的に障害発生箇所の判断結果や推定結果が表示される。したがって、操作入力部１の操作者は、図６に例示した遅延状況のグラフだけでなく、この自動的な判断結果や推定結果も用いて、障害発生箇所を特定することができる。

なお、以上の例では、操作入力部１，映像処理部２，３という３つの機器を機器制御用のイーサネット５（リアルタイム制御用のイーサネット）で接続したスイッチャーに本発明を適用している。しかし、これに限らず、操作入力部と１つの映像処理部との合計２つの機器のみをこうしたリアルタイム制御用のイーサネットで接続したスイッチャーや、操作入力部と３つ以上の映像処理部をこうしたリアルタイム制御用のイーサネットで接続したスイッチャーにも本発明を適用してよい。そして、２つの機器のみをリアルタイム制御用のイーサネットで接続したスイッチャーに適用する場合には、図７の処理のステップＳ１４〜Ｓ１９を省略して、ステップＳ１３でイエスになった場合に、通信障害の原因がスイッチャー側にあるとのみ判断するようにしてもよい。

また、以上の例ではスイッチャーに本発明を適用しているが、本発明は、複数の機器がネットワークを介して通信を行うあらゆる通信システム（特に、機器のリアルタイム制御を行う必要があるもの）に適用してよい。

スター型のＬＡＮによるスイッチャーの操作入力部と映像処理部との接続形態を示す図である。 本発明を適用したスイッチャーの全体構成例を示す図である。 図２の操作入力部と各映像処理部との間や映像処理部同士の間で交換されるデータパケットの構造を示す図である。 図２の操作入力部，各映像処理部による遅延発生情報生成処理を示す図である。 図２の情報表示部が実行する遅延状況表示処理のフローチャートである。 図５の処理による遅延状況の表示例を示す図である。 図２の情報表示部が実行する障害発生箇所検出処理のフローチャートである。 通信障害発生の具体的な事例を示す図である。 図７の処理による障害発生箇所の表示例を示す図である。

符号の説明

１ 操作入力部、 ２，３ 映像処理部、 ４ 情報表示部、 ５、 機器制御用のイーサネット、 ６ データ転送用のイーサネット

Claims (4)

1. 入力される映像信号を処理する機器を含んだ複数の機器がネットワークを介して通信を行う通信システムにおいて、
   各々の前記機器に、
   データパケットを前記映像信号の１フィールド期間の周期で他の前記機器との間で交互に送受信する送受信手段と、
   前記１フィールド期間の周期で前記データパケットが受信されているか否かを検出し、前記１フィールド期間の周期で前記データパケットが受信されなかった毎に遅延発生情報を生成する受信状況検出手段と
   を設け、
   各々の前記機器とネットワークで接続されており、
   表示手段と、
   各々の前記機器から前記受信状況検出手段で生成した前記遅延発生情報が送信され、前記遅延発生情報を受信する毎に前記表示手段に警告表示を行わせる制御手段と
   を備える情報表示部を設け、
   前記受信状況検出手段は、前記１フィールド期間の周期で受信されなかった前記データパケットの積算値を時刻と対応させて記憶するとともに、前記１フィールド期間の周期で受信されなかった前記データパケットの数と前記１フィールド期間の周期よりも早く受信された前記データパケットの数との差である相対値を時刻と対応させて記憶し、
   前記情報表示部は、前記複数の機器のうちの任意の１つの機器を選択して残りの任意の１つの機器から受信されるデータパケットの遅延状況を表示させる操作手段を含んでおり、
   前記情報表示部の前記制御手段は、前記操作手段の操作に基づき、前記選択された機器に、前記残りの任意の１つの機器から受信したデータパケットについての前記積算値及び前記相対値の情報を送信させ、受信した前記積算値及び前記相対値の時間的変化を示す表示を前記表示手段に行わせる
   通信システム。
2. 入力される映像信号を処理する機器を含んだ複数の機器がネットワークを介して通信を行う通信システムにおいて、
   各々の前記機器に、
   データパケットを前記映像信号の１フィールド期間の周期で他の前記機器との間で交互に送受信する送受信手段と、
   前記１フィールド期間の周期で前記データパケットが受信されているか否かを検出し、前記１フィールド期間の周期で前記データパケットが受信されなかった毎に遅延発生情報を生成する受信状況検出手段と
   を設け、
   各々の前記機器とネットワークで接続されており、
   表示手段と、
   各々の前記機器から前記受信状況検出手段で生成した前記遅延発生情報が送信され、前記遅延発生情報を受信する毎に前記表示手段に警告表示を行わせる制御手段と
   を備える情報表示部を設け、
   前記受信状況検出手段は、他のいずれかの前記機器との接続を破棄した場合、前記データパケットが受信されなくなったことを示す障害発生情報を生成して前記情報表示部に送信し、
   前記情報表示部の前記制御手段は、前記障害発生情報を受信したことに基づき、互いに接続を破棄した２つの前記機器に、最後に相手の機器からデータパケットを受信した時刻の情報を送信させて、受信した前記時刻の情報を比較し、それらの時刻が略同一である場合には、互いに接続を破棄した２つの前記機器のうちのいずれかを原因として通信障害が発生したと判断する
   通信システム。
3. 請求項２に記載の通信システムにおいて、
   前記情報表示部の前記制御手段は、通信障害の発生原因となっていると判断した箇所を画面表示するための表示データを作成して、前記表示手段に前記表示データを表示させる
   通信システム。
4. 入力される映像信号を処理する機器を含んだ複数の機器がネットワークを介して通信を行う通信システムにおける障害検出用の情報の提供方法において、
   各々の前記機器が、データパケットを前記映像信号の１フィールド期間の周期で他の前記機器との間で交互に送受信する第１のステップと、
   各々の前記機器が、前記１フィールド期間の周期で前記データパケットが受信されているか否かを検出し、前記１フィールド期間の周期で前記データパケットが受信されなかった毎に遅延発生情報を生成して、各々の前記機器とネットワークで接続した情報表示部に前記遅延発生情報を送信する第２のステップと、
   前記情報表示部が、前記遅延発生情報を受信する毎に、前記情報表示部に備えられた表示手段に警告表示を行わせる第３のステップと、
   前記１フィールド期間の周期で受信されなかった前記データパケットの積算値を時刻と対応させて記憶するとともに、前記１フィールド期間の周期で受信されなかった前記データパケットの数と前記１フィールド期間の周期よりも早く受信された前記データパケットの数との差である相対値を時刻と対応させて記憶する第４のステップと、
   前記情報表示部が、前記複数の機器のうちの任意の１つの機器を選択して残りの任意の１つの機器から受信されるデータパケットの遅延状況を表示させる操作手段を含んでおり、
   前記情報表示部が、前記操作手段の操作に基づき、前記選択された機器に、前記残りの任意の１つの機器から受信したデータパケットについての前記積算値及び前記相対値の情報を送信させ、受信した前記積算値及び前記相対値の時間的変化を示す表示を前記表示手段に行わせる第５のステップと、を有する
   障害検出用の情報の提供方法。

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