LonScanner

LonWorksネットワーク
FT-10チャネルのトラブルシュートと
LonScannerプロトコル
アナライザー
エシェロン・ジャパン㈱
2010年4月14日更新
ツイストペア線チャネルの構築・保守時の
トラブルシューティング例
チャンネル仕様は正しいか？
ケーブル、トポロジー、終端抵抗
OK？
ネットワークのトラフィックOK？
サービスピンを押してサービスピ
ンパケット送信？
サービスピンを押してネットワー
ク上の送信波形OK？
物理層はよさそうだが、タイミング
・アドレス・サービス種類・再送な
どは正しいか？
2
LonMakerで正しいチャネル種類を選んだか？
チャネルパラメータをデフォルトから変えたか？
終端抵抗の数と値? バス型トポロジーの延長・
スタブ長・デバイス間距離の制限？
ケーブルの電気的特性は？ツイストしてる?
ケーブルが地絡？、ケーブル短絡か接続不良
プロトコルアナライザーでトラフィック測定
ルータによるサブネット毎のブロックは適切？
ノードの自己診断のエラー内容を見る
プロトコルアナライザーでサービスピンを見る
ポータブル・バッテリー駆動のオシロスコープで
波形を見る
プロトコルアナライザーでチャネルごとにパケッ
トのログを取って解析！（LonTalkの知識必要）
注：機器メーカのデバイス開発上のトラブルシュートは含まない
FT-10チャネルの配線トポロジと終端抵抗
バストポロジ
最大2700m/バス長
フリートポロジ
最大500m/セグメント
終端抵抗
バス線
T
T
枝線(スタブ）
最大３ｍ
T
T
T
T
T
T
T
T
ルータ
バス用終端抵抗Model44101
3
ルータ
終端抵抗
フリー用終端抵抗 Model44100
FT-10チャネルのケーブル

ツイストペア線のピッチが細かいほどノイズに強い

端子台などでツイストをほぐすのは最小に！

電線メーカがLonWorks用として販売
– ㈱フジクラ F-LINK-L
– 昭和電線デバイステクノロジー㈱ LWシリーズ
– 日本電線工業㈱ LO-NC
– 線径により最大通信距離が異なる
–
注：これらに限定する意図はありません
FT-10チャネル
XF1250で
線径
バストポロジ
フリートポロジ
の最大長
最大長最大ス最大長最大ノード
(m)
cable
(m)
タブ長 (m)
間距離(m)
(m)
AWG
mm2
TIA 568A Category 5 24WAWG
0.5
900
3
450
250
130
cable
Belden 8471 (PVC 16AWG
1.3
2700
3
500
400 不可
jacket) 相当
Belden 85102
16AWG
1.3
2700
3
500
500 不可
(Tefzel jacket) 相当
NEMA Level 4 cable 22AWG
0.65
1400
3
500
400
130
エシェロン社の文書「Junction Box and Wiring Guideline for Twisted Pair LONWORKS Networks.」より
4
FT-10チャネルの波形を見て判断はできない

ネットワーク波形の標準波高
1.35Vpeak to peak

現場でのトラブルシュートでは、波形
の形で良否を目視判定は不可能

無通信時ノイズを確認
– 100KHz周辺が15mVpp未満のこと

バッテリー駆動のオシロスコープを
使うこと！
– AC電源オシロはノイズ混入恐れ
– オシロのフィルター機能（２０MHｚ超を
カット）を有効にして観察すること
5
軽負荷時
（実験室机上）
重負荷時（現
場）
FT-10チャネルのノイズ対策
6

プロトコルアナライザーで測って、トラフィッ
クが過剰で無いのに、CRCエラーが５％超
のときは、配線接続・ケーブル・終端抵抗
の不良や、ノイズ混入の疑い

ケーブルのシールドの処理
– シールドは大抵不要
– シールドするなら右図に従うこと
– 通信ケーブルは動力ケーブルから３０
ｃｍ以上離して敷設

デバイスに直接影響する磁気ノイズ
– FT-10チャネルのデバイスに内臓の通
信トランスは磁気ノイズを受ける
– 100KHｚ周辺の磁気ノイズ源（モータ等
）が近接している
– 対策：ノイズ源と通信トランスの間を鉄
板（磁気シールド）で遮蔽、遠ざける、
通信トランスの向きを変える

シールドを接続する信号
・通信アースは、動力ア
ースとは別に取ること
デバイスの構成
コンフィグ済/未/アプリレスをLEDで表示
サービスピン(Neuron ID)の送信ボタン
Neuronチップ
I/O 回路
アプリケーションCPU
アプリバッファRAM
ニューロンID
ドメインテーブル,
アドレステーブル,
NVコンフィグ
テーブル
など
サービス
ピンと
LED
電源
外部メモリ
ネットワーク CPU
ネットワークバッファ
RAM
メディアアクセス
CPU
トランシーバ
7
EEPROM
アプリケーション
システム(LonTalk)
RAM
送受信トランザ
クションレコード他
LonWorksデバイス
注：Neuron チップの先にホストCPUがあって、監視制御のロジック（アプリケーション）をホストCPU側に持たせる構成もある
（Neuron
3150のみ）
リセット
回路
クロック
サービスLEDの位置
Service LED
Serviceボタン
8
サービスLEDの点灯パターンの意味
電源が入ってない
デバイス故障/メーカ修理
アプリケーションレス/メーカ修理
デバイス故障/メーカ修理
未構成
(アンコンフィギュアード)
デバイス故障/メーカ修理
構成済
(コンフィギュアード)
9
リセット
繰り返し
1秒on,1秒off
サービスLEDの点灯パターンの意味

デバイスの構成状態がわかる
アプリケ
ーション
プログラ
ム
構成
情報
サービ
スLED
原因
復旧処置
アプリケー
ションレス
無効
なし
点灯
不揮発メモリのチェックサム異常
デバイスの製造元
へ依頼
未構成
正常
不揮発メモリ書き込み中に電圧低下
やリセットされたことによるメモリ内容
破壊。(注1)
故障
正常
(アンコン
フィギュア
ード）
構成済(コ
ンフィギュ
アード）
正常
なし
or
破損
点滅
設定
済
消灯
1秒毎
一度もコミッションしてないか、ネット
ワークツールによりデコミッション（コ
ミッション状態の解除）した。
ネットワークツール(
例：LonMaker）でコミ
ッションする
ネットワークツールによりコミッション
した。
不要
注１：その他の原因として、アプリケーションソフトウエアのバグにより不揮発メモリ内容を破壊、メモリソケット
接触不良、基板上のノイズによるメモリバス上のデータ化け、など。
10
LonTalkプロトコル：デバイスのアドレス

デバイスのアドレス
– 物理アドレス=Neuron ID ６バイト
– 論理アドレス=ドメイン(基本は1バイト）、サブネット(1
～255)、ノードID(1～127) 、グループID(1～255)


ネットワーク構成作業(コンフィグレーション)時に割付け
アドレス・モード
– ユニキャスト：１デバイス宛に論理アドレスか物理ア
ドレスで送信
– ブロードキャスト：サブネット内全て、またはドメイン内
全てへ送信

例：サービスピンは全ドメインへ送信
– マルチキャスト：グループID宛てに送信
11
LonTalkプロトコル：パケットの構造
メッセージコード
１
１
２
１～７
０～６
１
１
０～２２８
２(バイト）
メッセージ
POH POH
ソース
アドレス
送信先
アドレス
ドメイン
ID
POH
セレクタ
２
ネットワーク
変数の値
１～３１
2ビットのフラグ、ネットワーク変数：0x80～0xFF
•
POH ：プロトコルオーバーヘッド
– メッセージサービスタイプ、認証、優先
•
– トランザクション番号(応答が必要なサービスのリトライを識別）
セレクタ番号
– ネットワーク変数のバインドをドメイン内で一意に識別
– バインドされた変数：0x0000～0x2fff（０からインクリメント）
– バインドされていない変数: 0x3000～0x3fff(3fffからディクリメント）
12
CRC
LonTalkプロトコル：メッセージ・コード

メッセージ・コード
– データ内容の識別
– 0x0～0x3E：アプリケーションメッセージ
– 0x50～0x5F：ネットワーク診断メッセージ：Query Status
・・・
– 0x60～0x7E：ネットワーク管理メッセージ

論理アドレス更新、ネットワーク変数バインド設定、Wink・・・
– 0x7F：サービスピンメッセージ：Neuron ID
– 0x80～0xFF：ネットワーク変数メッセージ
13
パケットが消えてしまう？
14

ネットワークは空いていても・・・・・

送信したのに、ACK応答がない

送信して、ACK応答があったけどアプリケーションに反
映されない

1台へ集中して送ると消えてしまう

ネットワークがバースト的に混む

⇒２重検出機能、タイマー、バッファ、トランザクション、
サービス種類を理解する必要があります
LonTalkプロトコル：メッセージのサービスタイプ
(１) 確認応答サービス(Ackd)
ノードＡ
ノードＢ
メッセージ
ノードＡ
メッセージを
受けると
Ack応答を返す
返事
(Ack)
(1)はマルチキャストにすると、グループ内の全てのノード
からのACKを受信するまで、ノードAはリトライするので
バースト的トラフィックが増えることがある。 Ackdでマル
チキャストの場合にノード数は最大６４迄。
(３)非確認応答繰り返しサービス
(UnAckd-Repeat)
ノードＡ
指定回数
メッセージ
を送信する
15
メッセージ
・
・
・
・
(２) 非確認応答サービス (UnAckd)
ノードＢ
メッセージ
１回だけ
メッセージ
を送信する
応答は
返さない
(４) Request-Response （要求、応答）
例：ポーリング
ノードＡ
要求
ノードＢ
返事
(データ)
応答は
返さない
ノードＢ
要求メッセージを
受けると
データを返す
２重検出機能：リトライの検出
Transmit Timer
例96ms,128msなど、
ACKDサービス、リクエスト
/レスポンスサービスで、送
信側がリトライ前に返事を
待つ時間
メッセージ(初回)
返事
(Ack)
メッセージ
（リトライ）
メッセージ
（リトライ）
メッセージ
（リトライ）
返事
(Ack)
Non-GroupeTimer
デフォルト768ｍｓ（ユニキャス
トの場合）。受信側はこの時間
内に同じ送信ノードから同じ
メッセージ(トランザクション
ID(後述)が同じ) を受信したら
リトライ受信とみなす
LonMaker上の表示例
Non-Group Timer
16
Transmit Timer
受信したパケットをリトライと判定するケース
同じトランザクションのリトライを検出する例
ノード２
ノード１
同じノードから
NouGroupTimer時間内に
受信したトランザクション番
号が同じなので再送である。
アプリケーション処理しない
トランザクションID
ON
０
Ack
１ OFF
１
Ack
NonGroupeTimer
リトライに対して
もAckは返す
17
１リトライ
（ OFF)
Ack
１
Transmit Timer
時間内にAckを
受信できず
受信したパケットをリトライと判定しないケース１
別のトランザクションを正しく認識する例
ノード２
ノード１
トランザクション
番号が違うので
再送ではない
Ack
ON
OFF
ノード３
０
１
２
１
Ack
３
４
NonGroupeTimer
ON
５
５
Ack
トランザクションID
18
受信したパケットをリトライと判定しないケース２
別のトランザクションをリトライと誤解する例
ノード２
ノード１
Ack
NonGroupeTimer
Ack返信するのに
アプリが反応し無いケースの
原因の１つ
19
Ack
３
～
１
０
１１
２
ON
OFF
～
トランザクション
番号が同じなの
で再送である（誤
解）アプリケー
ション処理しない
ノード３
１５
１
ON
Ack
１
１
トランザクションID
サービスタイプの設定を見る
Device Properties->Network variable Config
Index: NVの番号、Selector:セレクタ番号、Address:アドレステーブルの対応
番号、ServiecType：サービス・タイプ
20
LonMaker のDevice Managerから
デバイスのテストをする
コミッション済（構成済）のデバイスのみテスト可能
テストボタン
Wink
Reset
21
LonMaker のDevice Managerからデバイスのテストをする
TESTの結果の見方
CRCエラーなどノイズやパケットの衝突で
壊れたパケット
***Beginning test run, 1 passes on 1 devices*****
[2007/10/17 12:34:56] TEST, Subsystem
1.DO- 1, PASSED
The device passed all applicable tests.
Transmission Errors: 0
Transaction Timeouts: 0
Receive Transaction Full Errors: 0
Lost Messages: 0
Missed Messages: 0
Reset Cause: None
Node State: Configured, Online
Version Number: 100
Error Log: No error.
Model Number: Neuron 3150 Chip
[2007/10/17 12:34:56] NODE OBJECT
STATUS, Subsystem 1.DO- 1, PASSED
Object Id: 0
Comm Failure: 0
Disabled: 0
In Override: 0
Locked Out: 1
Manual Control: 0
22
ACKDサービスか、リクエスト／レ
スポンスサービス時にタイムアウト
した回数（応答がなかった）
受信トランザクションデータベース
の空き不足で失われたメッセージ
アプリケーションバッファの
不足で捨てられたメッセージ
ネットワークバッファの不足
で捨てられたメッセージ
システム及びアプリケーションエ
ラー：別頁参照
External：Neuronチップへハードウエア的リセット信号
Software ：ネットワーク管理ツールやアプリケーショ
ンによるソフト的リセット命令の実行
Power Up：電源投入によるリセット
Watch-dog Timer：ハード不良疑い、メーカへ相談
TESTの結果の見方





23
Transmission Errors ＝通信エラー
– 通信エラーの原因としては、チャネルのEMI または不適切な終端処理に起因
するCRCエラーが典型的です。
Transaction Timeouts＝トランザクションタイムアウト
– NV 接続が確認応答サービスを使っており、最後のリトライで受信側デバイス
からのACK が来なかった後でトランザクションが時間切れになると、トランザク
ションタイムアウトになります。
確認応答(Acked)サービスでHMI ツールに接続するようになっていると、HMI
が利用不能である場合にトラフィックが過剰になることがあります。このため、
HMI への接続には確認応答無しリピートあり(UnAckRepeat)のメッセージサー
ビスを使うのが賢明です。
Receive Transaction Full Errors＝トランザクションフルエラー
– 各デバイスには、受信パケットの重複を検出するためのトランザクションデー
タベースが備わっています。トランザクションタイマ(Non Group Receive
Timer 、Group Receive Timer など）は、パケットトランザクションIDが廃棄され
るまでの時間間隔を定義します。トランザクションフルエラーは、トランザクシ
ョンデータベースがオーバーフローすると起こります。これは、ネットワークト
ラフィックが過剰であるか、トランザクションタイマの設定が長すぎるか、ブロ
ードキャストアドレッシングの使いすぎなどが原因です。
Lost Messages＝ロストパケット
– デバイスのアプリケーションバッファがオーバーフローするとパケットが喪失し
ます。これは、トラフィックが過剰であるか、デバイスのアプリケーションがビジ
ーであることを意味します。
Missed Messages＝ミスパケット
– デバイスのネットワークバッファがオーバーフローするとパケットが紛失します
。これは、トラフィックが過剰であるか、デバイスのアプリケーションがビジー
であることを意味します。
TESTの結果：Neuron chip 内のバッファがあふれるとは

３つのＣＰＵ間をバッファメモリ（RAM)で連絡
– バッファがあふれることがある
– ACK応答はネットワークCPUが返すが、リトライならアプリケーションCPUに報告しない
– パケットが消えてしまう？ ⇒バッファがあふれていないかチェック！
Neuronチップ
APP_in_buf
ネットワーク
バッファ
APP_out_buf
ﾈｯﾄﾜｰｸ
ＣＰＵ
NET_in_buf
データに宛先と
自分のアドレス等
をつける
データを受け取り
監視・制御に反映
メッセージの宛先が
自分宛か否か判断し
必要ならAck(返事)
を返す
NET_out_buf
ＭＡＣ
ＣＰＵ
24
送るデータを準備
メッセージ受信
ｱﾌﾟﾘｹｰｼｮﾝ
ＣＰＵ
メッセージ送信
アプリケーシ
ョンバッファ
他のパケットと
衝突しないように送信
ネットワーク上の信号
を拾いLontalkパケット
か否か判断
TESTの結果：システム及びアプリケーションエラー

Error Log の例
– 148 Divide by zero error.

アプリケーションのゼロ割エラー
– 152 Checksum error over application program.

アプリケーション・プログラムのメモリにCRCエラー
– 153 Checksum error over configuration data.

構成データのメモリにCRCエラー
– 160 Authentication mismatch.

LonTalkの認証キーの不一致
– 168 Checksum error over system image.


25
システム・プログラムのメモリにCRCエラー
全エラーコードは、「NodeBuilder® Errors Guide」文書にある
が、現場でのトラブルシュートでは上のコードだけでよい
と思われる。
ネットワーク管理ツール：LonMaker
NVコンフィグテーブルの値を見る
Index: NVの番号、Selector:セレクタ番号、Address:アドレステーブ
ルの対応番号、ServiecType：サービス・タイプ
Non-group-receive-timer
ユニキャストのメッセー
ジを受信したデバイス
が、リトライによる重複
かどうか判断する時間
FT-10チャネルのデフォ
ルトは768ms
26
ネットワーク管理ツール：LonMaker
アドレステーブルの値を見る
Type:サービス・タイプ、ID：宛先グループIDかサブネット・ノードID
Rpt Timer:UnackedRepeatサービスのリピート時間間隔
Tx timer：Ackedと RequestResponseサービスのリトライ時間間隔
Rerties： Ackedと RequestResponseサービスのリトライ回数上限
27
LonScanner プロトコルアナライザー

全てのANSI/CEA-709.1 (LonTalk) パケットを取込・解析・分類・
表示する

ソフトウエアだけの製品
– 汎用ネットワークI/Fを別途用意ください

Windows XP, Windows Server 2003,Windows 2000で動作
– Vistaではつぎの設定が必要
http://www.echelon.com/support/kb/solution.asp?solutionID=691

使い易いパケットログ
– トランザクション毎色分け、条件フィルタ、SNVT表示書式、LNS
DBからデバイス名などインポート

チャネルの統計を表示

２つのモデル
– Model 33100-301プロフェッショナル版

LNS Turboのランタイムが無いPCで動作
– Model 33100-302 LNSターボ版


28
別途LNS Turboのランタイムが必要
（LonMaker Turbo等に入っている）
プロフェッショナル版より少し安価
LonScanner：使用できるネットワークインタフェース
29

PCC-10 PC Card Network Adapter （ラップトップ用）
– 通常版または旧プロトコルアナライザ版

PCLTA-21 PCI Network Adapter （デスクトップ用）
– 通常版または旧プロトコルアナライザ版

USB ネットワークインターフェース
– U10（FT-10）、U20（PL-20）

i.LON® SmartServer
– イーサネットLANや、内臓アナログモデム経由OK

i.LON 600 LONWORKS/IP サーバ
– IP-852チャネルのキャプチャ（LNS® Turboランタイム要）
– XF1250、FT-10チャネルのキャプチャ可能
– ファームウエア1.03未満にはサービスパック必要

LonMakerかLNS DDEサーバと、LonScannerを同時起動可能
– i.LON 600 またはSmartServerなら１台で可能
– PCC-10、USB、PCLTAでは2台必要
LonScanner：アプリケーションキーの入手

デモモードでお試し可能 http://www.echelon.com/support/downloads/

購入手続き後に、アプリケーションキーを入手すれば製品モードへ移行
– 制限：1トランザクションにつき3パケット迄表示、ログの保存不可
– PC Keyを生成してクリップボード中身を[email protected]へメールする
Prepaid Professional Editionか、
Prepaid LNS Turbo Editionのうち
購入した方をチェックする
クリップボードにPC Keyをコピー
してから、メールへ貼り付け
アプリケーションキーが届いたら
入力する
•
30
Transfer・Activation Wizardにより、
ライセンスを他のPCへ引越し可能
LonScanner：パケットログ
31

チャネル上の全パケットを詳細表示
– 時刻、宛先・送信元アドレス、サービスタイプ、データ内容
– トランザクションごとに色分け、トランザクション番号を表示する設定も可能
•
LNSデータベースから名前をインポート後
LonScanner：パケットログの表示のカスタマイズ
Visible Fieldsに
Tx(トランザクション番号),Msg
Classm, Length(パケット長)を追加
Tx(トランザクション番号）,Msg Classm,
Length(パケット長)が表示された
32
LonScanner：パケットログのフィルタ設定
•
•
フィルター条件
•
•
•
ネットワーク変数
デバイスアドレス
サービスタイプ
Acked, Repeat,
UnAcked,
Request/Response…
方向
ほか
•
•
33
ログの検索
– 時刻、宛先・送信元アドレス、
サービス種類、データ内容
•
ログのCSVエクスポート
LonScanner：チャネルの統計表示General Statistic
最新の値の更新頻度：デフォルト2秒
最新の値
BandWidth Utilization帯域使用率
目安：平常時70%、ピークでも85%以下
(注)
Error Rateエラー率:目安： 5%未満
Packets per Sec 1秒間のパケット数
起動後の
ピーク値
目安：平常時144パケット毎秒、
ピーク時180パケット毎秒以下 (注)
平均パケット長さ
起動後の
平均値
(注)：この値は2バイトのネットワーク変数を送信するとき
に一般な1パケット長さが13バイトの場合です。
1パケット長さがこれより長いときは、1秒間のパケット数
の目安はこれより低くしてください。
General Statisticタブを選択
起動以降の合計値
34
LonScanner：
チャネルの統計
Good (Valid) Packets:
Bad (Invalid) Packets:
Unacknowledged
Timeout
Repeated
CRC Error
Acknowledged
Packet Too long
Acknowledgement
Packet Too Short
Request
Preamble Too Long
Response
Preamble Too Short
Acknowledged/Reminder
Request/Reminder
Reminder
Challenge
Reply
Unknown
35
Packet typeタブを選択
LonScanner：チャネルの統計

BWU（帯域使用率）グラフ

エラーレートグラフ
BWU Historyタブを選択
36
Err Rate Historyタブを選択
LonScanner：チャネルの統計
General Statisticの更新
頻度の設定
Statistics⇒Statistics Option
BWU グラフのデータ
点数の設定
37
Err Rateグラフのデータ
点数の設定
参考リンク
http://www.echelon.com/support/documentation/docs/default.htm
トラブルシュート解説資料
http://www.echelon.com/products/networktools/lonscanner/
38
トレーニングコースとサポート契約

トレーニングコース
– コースNo：201


コース名：LonWorksネットワークデザイン
3日間
– コースNo：301


コース名：LonMakerインテグレーションツール
2日間
– 詳細は・・・http://www.echelon.co.jp/support/course.html

39
サポート契約
– インテグレーションサポート（インテグレータ向け）
– 年間契約、お客様問い合わせ担当を1名登録
– http://www.echelon.co.jp/support/lonsupport.html
修正履歴
40

2007年10月29日：初版

2010年4月14日：
– 本修正履歴ページを追加(P40)
– 受信側でのリトライ検出の記述の、説明不足、わかり
にくい表現を改善（ P16,17,19,23)
– LonScanner に、 Windows Vistaで使う方法を追記（P20)、
ilon100e3をSmartServernに変更(P23)、1秒間のパケット
数の目安に条件を追記(P34)

Download Report