JP3436517B2 - データネットワークの障害発生確率の推定方法と設計方法 - Google Patents
データネットワークの障害発生確率の推定方法と設計方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はデータネットワーク
の障害発生確率の推定方法、または障害発生確率を減少
させることのできるデータネットワークの設計方法に関
係する。
の障害発生確率の推定方法、または障害発生確率を減少
させることのできるデータネットワークの設計方法に関
係する。
【０００２】
【従来の技術】光導体伝播路（光導波路）のレベル制御
の方法がDE 19538753 A1に記されている。少なくとも２
つの光導体伝播路が光データネットワークの中に設けら
れていて、光カプラーを経由して統合され、多チャンネ
ルシステムを形成し、そこで光信号のレベルが変化す
る。
の方法がDE 19538753 A1に記されている。少なくとも２
つの光導体伝播路が光データネットワークの中に設けら
れていて、光カプラーを経由して統合され、多チャンネ
ルシステムを形成し、そこで光信号のレベルが変化す
る。
【０００３】光信号のレベルは異なるネットワークセク
ションでは異なるものとなる。これはさまざまな要因に
依存している。これらの異なる伝播路セクションに存在
する光学要素が、特に光レベルを減衰させることにな
る。光カプラーが、光導体伝播路を統合するために使用
されている。
ションでは異なるものとなる。これはさまざまな要因に
依存している。これらの異なる伝播路セクションに存在
する光学要素が、特に光レベルを減衰させることにな
る。光カプラーが、光導体伝播路を統合するために使用
されている。
【０００４】複数の光導体伝播路を統合できるように異
なるレベルを調和させるため、少なくとも１つの自動的
に動作する光学レベルコントローラーがそれぞれの光導
体伝播路に設けられ、自動的にそのレベルを適合させ
る。例えば制御可能な光減衰素子がレベルコントローラ
ーとして提案される。このタイプのデータネットワーク
の不利な点は、それらを統合するためにレベルが均等化
されているのにもかかわらず、受信器においてレベルバ
ジェット（level budget）不適合が起こり、データネッ
トワークの障害発生につながりうることである。
なるレベルを調和させるため、少なくとも１つの自動的
に動作する光学レベルコントローラーがそれぞれの光導
体伝播路に設けられ、自動的にそのレベルを適合させ
る。例えば制御可能な光減衰素子がレベルコントローラ
ーとして提案される。このタイプのデータネットワーク
の不利な点は、それらを統合するためにレベルが均等化
されているのにもかかわらず、受信器においてレベルバ
ジェット（level budget）不適合が起こり、データネッ
トワークの障害発生につながりうることである。
【０００５】レベルバジェット不適合として、受信器の
感度がアンダーショット（undershot）されたり、受信
器の感度がオーバードライブ（over-drive）される。こ
れはアンダーショットかオーバードライブした光レベル
に依存する受信器の機能である。特に、データネットワ
ークに最適な数値決定(dimensioning）に関して何ら提
案は開示されていない。
感度がアンダーショット（undershot）されたり、受信
器の感度がオーバードライブ（over-drive）される。こ
れはアンダーショットかオーバードライブした光レベル
に依存する受信器の機能である。特に、データネットワ
ークに最適な数値決定(dimensioning）に関して何ら提
案は開示されていない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、光学
データネットワークの設計と数値決定を助け、光学デー
タネットワークの堅牢さ（robustness）を向上させるこ
とである。
データネットワークの設計と数値決定を助け、光学デー
タネットワークの堅牢さ（robustness）を向上させるこ
とである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の１観点によれ
ば、少なくとも１つの送信器（１）と、伝播手段(4)
と、パワーを減衰または増幅させる構成要素と、少なく
とも１つの受信器（５）とを構成要件として有する、車
内データバスの開発方法であって、障害発生確率Wｉが
別々に推定される個々の点対点接続路にデータネットワ
ークを細分し、データネットワークの全障害発生確率Wt
otを個々の点対点接続路の個々の障害発生確率Ｗｉの合
計から、２つ以上の点対点接続路が同時に障害発生を起
こすであろう障害発生確率を引いたものとして得、全障
害発生確率を、上記接続路の特性を変更することによ
り、許容範囲内にすることを特徴とする車内データバス
の開発方法が提供される。
ば、少なくとも１つの送信器（１）と、伝播手段(4)
と、パワーを減衰または増幅させる構成要素と、少なく
とも１つの受信器（５）とを構成要件として有する、車
内データバスの開発方法であって、障害発生確率Wｉが
別々に推定される個々の点対点接続路にデータネットワ
ークを細分し、データネットワークの全障害発生確率Wt
otを個々の点対点接続路の個々の障害発生確率Ｗｉの合
計から、２つ以上の点対点接続路が同時に障害発生を起
こすであろう障害発生確率を引いたものとして得、全障
害発生確率を、上記接続路の特性を変更することによ
り、許容範囲内にすることを特徴とする車内データバス
の開発方法が提供される。
【０００８】本発明の他の観点、構成、特徴、効果は本明
細書の記載から明らかとなろう。これらの構成の主な特
徴、利点は、データネットワークが設計され、数値決定
されている時に既に、データネットワークの障害発生確
率を推定できることである。これは特に減衰要素または
増幅要素の挿入によって、データネットワークの最適な
設計を行う可能性を与える。データネットワークは、そ
の計画段階において既に、それが使用されるようになっ
た時に、ネットワークの障害発生確率が最小化されるよ
うに最適化されうる。
細書の記載から明らかとなろう。これらの構成の主な特
徴、利点は、データネットワークが設計され、数値決定
されている時に既に、データネットワークの障害発生確
率を推定できることである。これは特に減衰要素または
増幅要素の挿入によって、データネットワークの最適な
設計を行う可能性を与える。データネットワークは、そ
の計画段階において既に、それが使用されるようになっ
た時に、ネットワークの障害発生確率が最小化されるよ
うに最適化されうる。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明者は、レベルバジェット
（基準供給エネルギ）不適合による光データ経路の障害
発生確率を推定する方法、および光通信ネットワークに
おける障害発生確率のより具体的な推定方法を開発し
た。システム構成要素の完全な障害や、外部からの致命
的な影響によるシステム障害の発生確率は対象としてい
ない。
（基準供給エネルギ）不適合による光データ経路の障害
発生確率を推定する方法、および光通信ネットワークに
おける障害発生確率のより具体的な推定方法を開発し
た。システム構成要素の完全な障害や、外部からの致命
的な影響によるシステム障害の発生確率は対象としてい
ない。
【００１０】推定計算では、ネットワークに使用された
全ての構成要素の、正常条件における、特性量（値）の
確率分布が、初期量（値）として使用される。さらに、
使用年月（加齢）、温度の影響および供給電圧の変動も
考慮され、これにより動力車内の光（通信）ネットワー
クを実際にモデル化できる。以下、本発明の実施例を、
図面を参照して、詳しく説明する。図１はネットワーク
の電気部分に対するインターフェース８を有する光デー
タネットワークの概略図を示す。光データネットワーク
はここでは例示的実施例として選択されている。データ
ネットワークは電子データネットワークでもよいし、デ
ータ通信は無線か、超音波によって行われてもよい。電
気線は点線によって表記され、光学線は実線で表記され
ている。ここで、光データバスの物理的影響に適用する
定義には、通信ネットワーク内に使用される光学的及び
電子工学的構成要素を全て含むものとする。ネットワー
ク（プロトコールチップ）の電気的部分へのインターフ
ェイスは、電気−光変換器および光‐電気変換器（Ｔ／
Ｒモジュール、送受信機モジュール）である。光学的階
層には、本来の光学的結合路に加えて、いわゆる光導波
路、分配器、プラグ、カプラー、減衰器等が含まれる。
伝播手段４としての光学導体（光導波路）とは別に、光
データネットワークは例えば、減衰素子としてカプラー
6とカプラー７をも有する。そのような光学システムの
伝播応答に影響を与えるパラメータは、特に変換モジュ
ールの電気入力パラメータとは別に、温度、湿度、（塵
芥等による）汚れ、機械的負荷、もしくは化学的影響の
環境からの影響Tを含む。
全ての構成要素の、正常条件における、特性量（値）の
確率分布が、初期量（値）として使用される。さらに、
使用年月（加齢）、温度の影響および供給電圧の変動も
考慮され、これにより動力車内の光（通信）ネットワー
クを実際にモデル化できる。以下、本発明の実施例を、
図面を参照して、詳しく説明する。図１はネットワーク
の電気部分に対するインターフェース８を有する光デー
タネットワークの概略図を示す。光データネットワーク
はここでは例示的実施例として選択されている。データ
ネットワークは電子データネットワークでもよいし、デ
ータ通信は無線か、超音波によって行われてもよい。電
気線は点線によって表記され、光学線は実線で表記され
ている。ここで、光データバスの物理的影響に適用する
定義には、通信ネットワーク内に使用される光学的及び
電子工学的構成要素を全て含むものとする。ネットワー
ク（プロトコールチップ）の電気的部分へのインターフ
ェイスは、電気−光変換器および光‐電気変換器（Ｔ／
Ｒモジュール、送受信機モジュール）である。光学的階
層には、本来の光学的結合路に加えて、いわゆる光導波
路、分配器、プラグ、カプラー、減衰器等が含まれる。
伝播手段４としての光学導体（光導波路）とは別に、光
データネットワークは例えば、減衰素子としてカプラー
6とカプラー７をも有する。そのような光学システムの
伝播応答に影響を与えるパラメータは、特に変換モジュ
ールの電気入力パラメータとは別に、温度、湿度、（塵
芥等による）汚れ、機械的負荷、もしくは化学的影響の
環境からの影響Tを含む。
【００１１】さらに、各構成要素およびモジュールの光
学特性はシステムの使用時間と共に変化し得る。従っ
て、システムの年数も考慮に入れなければならない。こ
れらの影響は構成要素の減衰と増幅の特性をさらに分析
するのに考慮される。各システムは、複合システムも含
め、障害確率分析のために個々の点対点（point to poi
nt）（直結方式）路に分解される。図２は光学データネ
ットワーク中の点対点接続路の概略図をしめす。総障害
発生確率Wtotを推定するために、光学データネットワー
クは個々のサブエリア、いわゆる点対点接続路に細分化
され、障害発生確率Wiはそれぞれ個々の接続路において
推定される。光学導体（光導波路）４のほかに、様々な
減衰素子がネットワークのサブスクライバ ｉの光送信
器１とネットワークのサブスクライバ ｊの光受信器５
との間に設けられている。
学特性はシステムの使用時間と共に変化し得る。従っ
て、システムの年数も考慮に入れなければならない。こ
れらの影響は構成要素の減衰と増幅の特性をさらに分析
するのに考慮される。各システムは、複合システムも含
め、障害確率分析のために個々の点対点（point to poi
nt）（直結方式）路に分解される。図２は光学データネ
ットワーク中の点対点接続路の概略図をしめす。総障害
発生確率Wtotを推定するために、光学データネットワー
クは個々のサブエリア、いわゆる点対点接続路に細分化
され、障害発生確率Wiはそれぞれ個々の接続路において
推定される。光学導体（光導波路）４のほかに、様々な
減衰素子がネットワークのサブスクライバ ｉの光送信
器１とネットワークのサブスクライバ ｊの光受信器５
との間に設けられている。
【００１２】減衰素子はライン分岐のためのカプラー
（またはプラグ）７、スターカプラー（エネルギー分配
器）６ａとカプラー６ｂである。他に負荷減衰器、分配
器等を備えてもよい。自動車の中のデータネットワーク
のサブスクライバはラジオ、ＣＤプレーヤー、音声録音
装置、その他である。対数単位を用いれば、受信器６に
届いた光パワーＰａは接続路中の通信パワーＰｅと個々
の減衰項Dｉから次のように推定される。
（またはプラグ）７、スターカプラー（エネルギー分配
器）６ａとカプラー６ｂである。他に負荷減衰器、分配
器等を備えてもよい。自動車の中のデータネットワーク
のサブスクライバはラジオ、ＣＤプレーヤー、音声録音
装置、その他である。対数単位を用いれば、受信器６に
届いた光パワーＰａは接続路中の通信パワーＰｅと個々
の減衰項Dｉから次のように推定される。
【００１３】
【数１】
【００１４】この入力パワーが受信器の感度限界（下
限）Pｅよりも小さければ、光信号を電子信号へ無誤差
では変換できない。この点対点接続路を経由する通信は
不良となる。同じ結果が受信器５に到着する光パワーが
受信器のオーバードライブ限界（感度上限）よりも大き
い場合にも発生する。データバスの各々の使用者が互い
に通信可能であることが全システムに要求されている場
合には、ネットワーク内に冗長接続路が組み込まれてい
なければ、たった１個の点対点路の障害が自動的に全シ
ステムの傷害を引き起こす。基準供給エネルギに関する
考え方では、発生し得るあらゆる環境条件下で指定され
た送信器出力限界と受信器の限界感度が考慮される。温
度、湿度等環境条件が異なる部分に対しては、これらの
条件に合わせた数値を用いることが好ましい。これらの
値を比較することにより、送信器と受信器との間の通信
路における付加的に許容される、および必要とされる挿
入損が決定され、光学的システムの構成が決まる。構成
要素の製造者が指定限界値を保証すれば、経路での障害
は場合によっては皆無にできる。製造者は、その製品
（上記構成要素）についてデータシートを提供している
ことが多い。データシートでその特性を保証している場
合、その数値を用いることができる。例えば、光減衰率が
１ｍあたりｘｄB以下という数値である。ｙｍ使用する
ときは光減衰率はｘｙｄB以下となる。この数値ｘｙ
は、最悪の場合の数値であり、実際の損害発生確率より
高い。従って、最悪の場合を想定した設計は、より良好な
性能を保証する。観方を変えると、最悪の場合を前提と
した推定は、過剰品質を生じることにもなる。一方、製
造者がより詳細に製品の性能の分布情報を提供している
場合もある。このような場合には、後述するようにより厳
密な推定を行うことができる。この場合、障害発生も確
率分布で推定することができる。図３は受信器５の光レ
ベル限界のグラフを示す。レベルバジェット（基準供給
エネルギ、Level budget）分析はすべての起こりうる環
境条件で特定される通信出力の限界と受信器５の感度下
限GEおよび感度上限ＵＥを考慮する。これらの値は送信
器１と受信器５の間の伝播路中の光学要素によって追加
的に許容されるか、必要とされる減衰を推定し、光学デ
ータネットワークのレイアウトを定めるために比較され
る。もし、構成要素の製造業者が特定の限界値を保証す
れば，接続路の障害発生を排除することが可能である。
光信号は、入ってくる光パワーが受信器５の感度下限GE
と感度上限UEの間にある場合、問題なく受信器５におい
て電子信号に変換される。接続路に存在する光学要素が
追加的に光パワーPの減衰１０を引き起こす場合に、十
分な光パワーが受信器５に届くことを確保するためには
送信器１の通信パワーはSminよりも小さくてはならな
い。光パワーが追加的に光学要素によって減衰２０を受
けた後受信器５に届く場合、光パワーが感度上限UEを越
えてしまう事がないように、送信器１の出力パワーはSm
axを超えてはならない。光学要素は光パワーの減衰をも
たらすだけではない。増幅器は光パワーの増幅をもたら
す。受信器５に届く光パワーは感度下限GEと感度上限の
UEの間でなければならない。もし受信器５に到達する光
パワーがこれらの限界間の範囲内になければ、これはデ
ータネットワークの障害発生となる。光学要素による光
パワーの減衰または増幅は、この目的のために考慮され
るべきである。減衰または増幅が単一の数値で与えられ
る場合は、その数値を採用することにより最悪の場合の
障害発生確率を推定できる。上述の障害発生確率推定は
最悪の場合を前提としたもので，観方を変えると過剰品
質となる。減衰または増幅が、性能分布で与えられてい
るときは、以下のようにより現実に近い障害発生確率分
布を計算することができる。この場合、図３の線（１つ
の数値）が分布に置換されることになる。
限）Pｅよりも小さければ、光信号を電子信号へ無誤差
では変換できない。この点対点接続路を経由する通信は
不良となる。同じ結果が受信器５に到着する光パワーが
受信器のオーバードライブ限界（感度上限）よりも大き
い場合にも発生する。データバスの各々の使用者が互い
に通信可能であることが全システムに要求されている場
合には、ネットワーク内に冗長接続路が組み込まれてい
なければ、たった１個の点対点路の障害が自動的に全シ
ステムの傷害を引き起こす。基準供給エネルギに関する
考え方では、発生し得るあらゆる環境条件下で指定され
た送信器出力限界と受信器の限界感度が考慮される。温
度、湿度等環境条件が異なる部分に対しては、これらの
条件に合わせた数値を用いることが好ましい。これらの
値を比較することにより、送信器と受信器との間の通信
路における付加的に許容される、および必要とされる挿
入損が決定され、光学的システムの構成が決まる。構成
要素の製造者が指定限界値を保証すれば、経路での障害
は場合によっては皆無にできる。製造者は、その製品
（上記構成要素）についてデータシートを提供している
ことが多い。データシートでその特性を保証している場
合、その数値を用いることができる。例えば、光減衰率が
１ｍあたりｘｄB以下という数値である。ｙｍ使用する
ときは光減衰率はｘｙｄB以下となる。この数値ｘｙ
は、最悪の場合の数値であり、実際の損害発生確率より
高い。従って、最悪の場合を想定した設計は、より良好な
性能を保証する。観方を変えると、最悪の場合を前提と
した推定は、過剰品質を生じることにもなる。一方、製
造者がより詳細に製品の性能の分布情報を提供している
場合もある。このような場合には、後述するようにより厳
密な推定を行うことができる。この場合、障害発生も確
率分布で推定することができる。図３は受信器５の光レ
ベル限界のグラフを示す。レベルバジェット（基準供給
エネルギ、Level budget）分析はすべての起こりうる環
境条件で特定される通信出力の限界と受信器５の感度下
限GEおよび感度上限ＵＥを考慮する。これらの値は送信
器１と受信器５の間の伝播路中の光学要素によって追加
的に許容されるか、必要とされる減衰を推定し、光学デ
ータネットワークのレイアウトを定めるために比較され
る。もし、構成要素の製造業者が特定の限界値を保証す
れば，接続路の障害発生を排除することが可能である。
光信号は、入ってくる光パワーが受信器５の感度下限GE
と感度上限UEの間にある場合、問題なく受信器５におい
て電子信号に変換される。接続路に存在する光学要素が
追加的に光パワーPの減衰１０を引き起こす場合に、十
分な光パワーが受信器５に届くことを確保するためには
送信器１の通信パワーはSminよりも小さくてはならな
い。光パワーが追加的に光学要素によって減衰２０を受
けた後受信器５に届く場合、光パワーが感度上限UEを越
えてしまう事がないように、送信器１の出力パワーはSm
axを超えてはならない。光学要素は光パワーの減衰をも
たらすだけではない。増幅器は光パワーの増幅をもたら
す。受信器５に届く光パワーは感度下限GEと感度上限の
UEの間でなければならない。もし受信器５に到達する光
パワーがこれらの限界間の範囲内になければ、これはデ
ータネットワークの障害発生となる。光学要素による光
パワーの減衰または増幅は、この目的のために考慮され
るべきである。減衰または増幅が単一の数値で与えられ
る場合は、その数値を採用することにより最悪の場合の
障害発生確率を推定できる。上述の障害発生確率推定は
最悪の場合を前提としたもので，観方を変えると過剰品
質となる。減衰または増幅が、性能分布で与えられてい
るときは、以下のようにより現実に近い障害発生確率分
布を計算することができる。この場合、図３の線（１つ
の数値）が分布に置換されることになる。
【００１５】まず、送信器、光導波路、プラグ、カプラ
ー、場合によっては他の減衰器、及び受信器から成る光
通信路に於ける、受信器のオーバドライブまたは受信器
の感度限界のアンダシュートによる、システム障害の確
率を計算する。構成要素の完全な障害および外部からの
致命的影響等によるシステム障害の確率は計算しない。
ー、場合によっては他の減衰器、及び受信器から成る光
通信路に於ける、受信器のオーバドライブまたは受信器
の感度限界のアンダシュートによる、システム障害の確
率を計算する。構成要素の完全な障害および外部からの
致命的影響等によるシステム障害の確率は計算しない。
【００１６】受信器のオーバドライブの確率計算を説明
するために、図4（Ａ）上段に受信器に出現する光エネ
ルギ分布fauf(P)の１例を示し、下段に受信器のオーバ
ドライブ限界分布ｆＥｕｂ（Ｐ）の任意に選択された正
規化確率密度を示す。
するために、図4（Ａ）上段に受信器に出現する光エネ
ルギ分布fauf(P)の１例を示し、下段に受信器のオーバ
ドライブ限界分布ｆＥｕｂ（Ｐ）の任意に選択された正
規化確率密度を示す。
【００１７】図４（Ａ）上段に示すように、受信器での
光エネルギをPaとする。受信器がオーバドライブされる
確率は、確率密度曲線fEub(P)を-8から（０からでもよ
い）エネルギPaまで（斜線部）積分して計算される。全
オーバドライブ確率Ｗｕｂを計算するには、上記値を図
４（Ａ）上段に示すPaの出現確率で重み付けし、さら
に、受信器上に出現可能な全てのエネルギ（図４（Ａ）
上段の分布全体）にわたって積分せねばならない。こう
して、オーバドライブの総確率Ｗｕｂは次のように計算
される。
光エネルギをPaとする。受信器がオーバドライブされる
確率は、確率密度曲線fEub(P)を-8から（０からでもよ
い）エネルギPaまで（斜線部）積分して計算される。全
オーバドライブ確率Ｗｕｂを計算するには、上記値を図
４（Ａ）上段に示すPaの出現確率で重み付けし、さら
に、受信器上に出現可能な全てのエネルギ（図４（Ａ）
上段の分布全体）にわたって積分せねばならない。こう
して、オーバドライブの総確率Ｗｕｂは次のように計算
される。
【００１８】
【数２】
【００１９】受信器の感度限界のアンダシュートの確率
Wempfは上記と同様に得られる。積分においてfauf(P)を
fEmpf(P)に置き換えるだけで、次式によって求められ
る。
Wempfは上記と同様に得られる。積分においてfauf(P)を
fEmpf(P)に置き換えるだけで、次式によって求められ
る。
【００２０】
【数３】
【００２１】以上を明らかにするために、受信器上に出
現するエネルギと受信器の感度下限の各各の確率密度f
auf(P)、fEmpf(P)を図４（Ｂ）に示す。ある固定の受信
器感度下限PEでは、上記受信器感度限界のアンダシュー
トの確率は、受光エネルギーの確率密度曲線fauf(P)を-
8から（または０から）エネルギPE まで積分（斜線部）
して計算される。全アンダーシュート確率Wempf を計算
するには、上記値をPEの出現確率で重み付けし、さら
に、可能な全受信器感度にわたって積分せねばならな
い。
現するエネルギと受信器の感度下限の各各の確率密度f
auf(P)、fEmpf(P)を図４（Ｂ）に示す。ある固定の受信
器感度下限PEでは、上記受信器感度限界のアンダシュー
トの確率は、受光エネルギーの確率密度曲線fauf(P)を-
8から（または０から）エネルギPE まで積分（斜線部）
して計算される。全アンダーシュート確率Wempf を計算
するには、上記値をPEの出現確率で重み付けし、さら
に、可能な全受信器感度にわたって積分せねばならな
い。
【００２２】対数表記(dB, dBm)を用いれば、送信器出
力Psと経路中の各種減衰器の挿入損Diから、簡単な加算
（式（1）参照）によって、受信器に出現する光エネル
ギPaufが計算される。出現するエネルギの確率密度fauf
(P)は、この場合、送信器出力の確率密度分布fs(P)と減
衰器挿入損の確率密度分布fDi(p)の合成積により以下の
ように得られる。
力Psと経路中の各種減衰器の挿入損Diから、簡単な加算
（式（1）参照）によって、受信器に出現する光エネル
ギPaufが計算される。出現するエネルギの確率密度fauf
(P)は、この場合、送信器出力の確率密度分布fs(P)と減
衰器挿入損の確率密度分布fDi(p)の合成積により以下の
ように得られる。
【００２３】
【数４】
【００２４】ここで、合成積の積分は次式で与えられ
る。
る。
【００２５】
【数５】
【００２６】送信器出力の確率密度を元に、送信路に現
れる各減衰項を合成積の積分（式（5））を繰り返すこ
とで計算に含めて、この結果、受信器でのエネルギ確率
密度分布fauf(P)が得られる。この確率密度分布と受信
器の確率密度分布fEmpf(P)、f Eb(P)から、式（2）と式
（3）の積分を計算することで、確率WbとWempf が決定
される。図５は、この演算を概略的に示す。
れる各減衰項を合成積の積分（式（5））を繰り返すこ
とで計算に含めて、この結果、受信器でのエネルギ確率
密度分布fauf(P)が得られる。この確率密度分布と受信
器の確率密度分布fEmpf(P)、f Eb(P)から、式（2）と式
（3）の積分を計算することで、確率WbとWempf が決定
される。図５は、この演算を概略的に示す。
【００２７】点対点路での障害確率Wpzpは個々の確率密
度を加算し、２つ以上の障害状態（メカニズム）が同時
に発生する確率を差し引くことで次のように得られる。
度を加算し、２つ以上の障害状態（メカニズム）が同時
に発生する確率を差し引くことで次のように得られる。
【００２８】
【数６】
【００２９】データネットワークの個々の点対点路は、
レベルバジェット（基準供給エネルギ）不適合による物
理的階層での障害確率に関して、互いに独立している。
よって、システムの総障害確率Wgesは、全点対点経路の
障害確率Wjの合計から、２つ以上の経路での同時障害の
確率を差し引いて以下のように求められる。
レベルバジェット（基準供給エネルギ）不適合による物
理的階層での障害確率に関して、互いに独立している。
よって、システムの総障害確率Wgesは、全点対点経路の
障害確率Wjの合計から、２つ以上の経路での同時障害の
確率を差し引いて以下のように求められる。
【００３０】
【数７】
【００３１】図５は光学データネットワークの総障害発
生確率Ｗtotを推定するための方法の過程に関係した図
を示している。ステップ１００においては、光データネ
ットワーク１は、互いに別個のものとして考えられる点
対点接続路に細分化される。点対点接続路においては、
先述の接続路に位置する光学要素の光減衰または光増幅
の確率密度がステップ１１０において推定される。製造
者の詳細（データシート）がこの目的のために使用され
るであろう。さらに、送信器１の光パワーと受信器５の
感度限界が考慮される。
生確率Ｗtotを推定するための方法の過程に関係した図
を示している。ステップ１００においては、光データネ
ットワーク１は、互いに別個のものとして考えられる点
対点接続路に細分化される。点対点接続路においては、
先述の接続路に位置する光学要素の光減衰または光増幅
の確率密度がステップ１１０において推定される。製造
者の詳細（データシート）がこの目的のために使用され
るであろう。さらに、送信器１の光パワーと受信器５の
感度限界が考慮される。
【００３２】受信器５に届くべき光パワーが処理可能な
光パワーの限界を超えていれば、これは点対点接続路の
障害発生と呼ばれる。それから障害発生確率Wiはそれぞ
れの点対点接続路において推定される。データネットワ
ークの総障害発生確率Wtotがステップ１２０において推
定される。
光パワーの限界を超えていれば、これは点対点接続路の
障害発生と呼ばれる。それから障害発生確率Wiはそれぞ
れの点対点接続路において推定される。データネットワ
ークの総障害発生確率Wtotがステップ１２０において推
定される。
【００３３】総障害発生確率が許容範囲を超えている場
合は、設計を変更することができる。たとえば、光減衰要
素や光増幅要素を挿入して特性を変更し、総障害発生確
率が許容範囲内に収まるようにすることができる。この
ようにして、ステップ１３０において最適化された総障
害発生確率を得る。
合は、設計を変更することができる。たとえば、光減衰要
素や光増幅要素を挿入して特性を変更し、総障害発生確
率が許容範囲内に収まるようにすることができる。この
ようにして、ステップ１３０において最適化された総障
害発生確率を得る。
【００３４】データネットワークの個々の点対点接続は
障害発生確率Ｗiに関してそれぞれに独立している。シ
ステムの総障害発生確率Ｗtotは、それゆえ、すべての
点対点接続路の障害発生確率Wiの合計から、２つ以上の
接続路が同時に障害発生を起こす確率を引いたものであ
る。
障害発生確率Ｗiに関してそれぞれに独立している。シ
ステムの総障害発生確率Ｗtotは、それゆえ、すべての
点対点接続路の障害発生確率Wiの合計から、２つ以上の
接続路が同時に障害発生を起こす確率を引いたものであ
る。
【００３５】なお、光データネットワークにおける光の
レベル（強度）について説明したが、データネットワー
クは光に限定されない。基準物理量も光のレベルに限定
されない。他の物理量たとえばＳ／Ｎ比、電気的ネットワ
ークでの電圧等にも同様の推定が適用できよう。
レベル（強度）について説明したが、データネットワー
クは光に限定されない。基準物理量も光のレベルに限定
されない。他の物理量たとえばＳ／Ｎ比、電気的ネットワ
ークでの電圧等にも同様の推定が適用できよう。
【００３６】データネットワークを最適化するために、
総障害発生確率Ｗtotは最小化される。この方法は特に
例えば自動車のような移動性のあるシステムの分野で使
用される際の光データネットワークの数値決定に適して
いる。以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明
はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変
更、改良、組合せが可能なことは当業者に自明であろ
う。
総障害発生確率Ｗtotは最小化される。この方法は特に
例えば自動車のような移動性のあるシステムの分野で使
用される際の光データネットワークの数値決定に適して
いる。以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明
はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変
更、改良、組合せが可能なことは当業者に自明であろ
う。
【００３７】
【発明の効果】データネットワークの全障害発生確率は
独立した点対点接続路の個々の障害発生確率を合計した
ものから、２つ以上の点対点接続路が同時に障害発生を
起こす障害発生確率を引いたものと定義され計算される
ことによって、光データネットワークの設計と数値決定
を助け、データネットワークの堅牢さを向上させること
ができる。
独立した点対点接続路の個々の障害発生確率を合計した
ものから、２つ以上の点対点接続路が同時に障害発生を
起こす障害発生確率を引いたものと定義され計算される
ことによって、光データネットワークの設計と数値決定
を助け、データネットワークの堅牢さを向上させること
ができる。
【図１】図１は、光学データネットワークの概略図であ
る。
る。
【図２】図２は、光学データネットワーク中の点対点接
続路を示す図である。
続路を示す図である。
【図３】図３は、受信器の光レベルリミットのグラフを
示す図である。
示す図である。
【図４】図４は、オーバードライブおよびアンダーショ
ットの確率を求める過程を説明するためのグラフであ
る。
ットの確率を求める過程を説明するためのグラフであ
る。
【図５】図５は、確率分布の演算を概略的に示すグラフ
である。
である。
【図６】図６は、方法の過程に関するフローチャートで
ある。
ある。
ＧＥ．限界感度
ｉ．ネットワークサブスクライバ
ｊ．ネットワークサブスクライバ
Ｐ．光パワー
Ｓ．感度限界
Ｔ．環境影響
ＵＥ．オーバードライブ限界
Ｗｉ．障害発生確率
１．送信器
４．伝播手段
５．受信器
６．カプラー
６ａ．スターカプラー
６ｂ．スターカプラー
７．カプラー
８．インターフェース
１０．減衰
２０．減衰
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 エベルハルド ゼーブ
ドイツ ウルム・ユニンゲン ゲハルン
シュトラーセ24
(56)参考文献 特開 平６−30113（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−50540（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−145491（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H04L 12/28
H04B 10/00
Claims (7)
- 【請求項１】 少なくとも１つの送信器（１）と、伝播
手段(4)と、パワーを減衰または増幅させる構成要素
と、少なくとも１つの受信器（５）とを構成要件として
有する、車内データバスの開発方法であって、障害発生
確率Wｉが別々に推定される個々の点対点接続路にデー
タネットワークを細分し、データネットワークの全障害
発生確率Wtotを個々の点対点接続路の個々の障害発生確
率Ｗｉの合計から、２つ以上の点対点接続路が同時に障
害発生を起こすであろう障害発生確率を引いたものとし
て得、全障害発生確率を、上記接続路の特性を変更する
ことにより、許容範囲内にすることを特徴とする車内デ
ータバスの開発方法。 - 【請求項２】 請求項１の車内データバスの開発方法で
あって、データネットワークは全障害発生確率Wtotを最
小化するように最適化されることを特徴とする車内デー
タバスの開発方法。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２の車内データバ
スの開発方法であって、受信器（５）に生じるパワー
（Ｐ）の確率密度を推定し、受信器（５）の感度の上限
(ＵＥ)を超えるか、感度の下限を下回る場合にデータネ
ットワークが障害発生を起こすこととすることを特徴と
する車内データバスの開発方法。 - 【請求項４】 請求項３の車内データバスの開発方法で
あって，受信器（５）に生じるパワー（Ｐ）の確率密度
は、送信器（１）のパワーの確率密度と、点対点接続路
に挿入された各構成要素の減衰もしくは増幅の確率密度
を推定することによって、推定されることを特徴とする
車内データバスの開発方法。 - 【請求項５】 請求項４の車内データバスの開発方法で
あって、構成要素の減衰もしくは増幅の確率密度は、環
境的影響を取り込んで推定することを特徴とする車内デ
ータバスの開発方法。 - 【請求項６】 請求項５の車内データバスの開発方法で
あって、前記環境的影響は温度、供給電圧、汚れ、使用
年数を要因とすることを特徴とする車内データバスの開
発方法。 - 【請求項７】 請求項１から６のいずれかの車内データ
バスの開発方法で、データネットワークは電気的および
/または光学的なデータネットワークであるか、無線お
よび/または超音波のデータネットワークであることを
特徴とする車内デ ータバスの開発方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19929943A DE19929943C2 (de) | 1999-06-29 | 1999-06-29 | Verfahren zur Bestimmung der Ausfallwahrscheinlichkeit eines Datennetzes |
| DE19929943.9 | 1999-06-29 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001136167A JP2001136167A (ja) | 2001-05-18 |
| JP3436517B2 true JP3436517B2 (ja) | 2003-08-11 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000197183A Expired - Fee Related JP3436517B2 (ja) | 1999-06-29 | 2000-06-29 | データネットワークの障害発生確率の推定方法と設計方法 |
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| EP (1) | EP1065826A3 (ja) |
| JP (1) | JP3436517B2 (ja) |
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| US6810495B2 (en) * | 2001-03-30 | 2004-10-26 | International Business Machines Corporation | Method and system for software rejuvenation via flexible resource exhaustion prediction |
| US20030095675A1 (en) * | 2001-10-19 | 2003-05-22 | Marlow C. Allen | Light communication channel-based voice-activated control system and method for implementing thereof |
| US6816813B2 (en) * | 2002-10-15 | 2004-11-09 | The Procter & Gamble Company | Process for determining competing cause event probability and/or system availability during the simultaneous occurrence of multiple events |
| US7058861B1 (en) * | 2002-12-31 | 2006-06-06 | Sprint Communications Company Llp | Network model audit and reconciliation using state analysis |
| US7389345B1 (en) | 2003-03-26 | 2008-06-17 | Sprint Communications Company L.P. | Filtering approach for network system alarms |
| US7421493B1 (en) | 2003-04-28 | 2008-09-02 | Sprint Communications Company L.P. | Orphaned network resource recovery through targeted audit and reconciliation |
| GB2419699A (en) * | 2004-10-29 | 2006-05-03 | Hewlett Packard Development Co | Configuring supercomputer for reliable operation |
| GB2419696B (en) * | 2004-10-29 | 2008-07-16 | Hewlett Packard Development Co | Communication link fault tolerance in a supercomputer |
| US20080056144A1 (en) * | 2006-09-06 | 2008-03-06 | Cypheredge Technologies | System and method for analyzing and tracking communications network operations |
| US20160196513A1 (en) * | 2013-06-26 | 2016-07-07 | Climate Risk Pty Ltd | Computer implemented frameworks and methodologies for enabling climate change related risk analysis |
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|---|---|---|---|---|
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| US5699403A (en) * | 1995-04-12 | 1997-12-16 | Lucent Technologies Inc. | Network vulnerability management apparatus and method |
| DE19538753A1 (de) * | 1995-10-18 | 1997-04-24 | Bosch Gmbh Robert | Pegelregelungsverfahren für Lichtwellenleiter-Übertragungsstrecken |
| US6483803B1 (en) * | 1996-09-04 | 2002-11-19 | Nortel Networks Limited | Apparatus and method for restoring fiber optic communications network connections |
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1999
- 1999-06-29 DE DE19929943A patent/DE19929943C2/de not_active Expired - Lifetime
-
2000
- 2000-05-09 EP EP00109768A patent/EP1065826A3/de not_active Withdrawn
- 2000-06-29 JP JP2000197183A patent/JP3436517B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2000-06-29 US US09/606,059 patent/US6598184B1/en not_active Expired - Lifetime
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|---|---|
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| US6598184B1 (en) | 2003-07-22 |
| DE19929943A1 (de) | 2001-01-18 |
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