JP2005260820A - 無瞬断切替装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 エラーの検出精度を上げ装置内の遅延用メモリの容量増加を抑える。
【解決手段】 多重部はマルチフレームパターンをパスへ挿入し多重されたSONET/SDHフレームを生成する。FEC機能フレーム生成部はSONET/SDHフレームにFEC用のフレームを多重しFECフレームとして送信する。FEC機能フレーム再生部は受信したFECフレームからSONET/SDHフレームを抽出し、誤り訂正処理を行った後、誤り訂正情報を転送する。分離部は生成されたSONET/SDHフレームからパスを終端し、送信側で付加したマルチフレームの同期を確立する。B3エラー検出部は分離部からのフレームについてB3エラーの有無を検出する。遅延用メモリにはB3エラー検出部からのデータが書き込まれ、マルチフレーム同期から抽出したタイミングで読み出される。切替制御部はB3エラーと誤り訂正情報とにより遅延用メモリからのデータを現用系と予備系で切り替える。
【選択図】 図２

Description

本発明は、無瞬断切替装置、特に、SONET/SDH（Synchronous Digital Hierarchy）光伝送システム等の基幹系大容量伝送システムにおける現用系および予備系の伝送路を無瞬断で切替える無瞬断切替装置に関する。

近年、インタネットの普及や各種のデータ通信は急速に広がりを見せており、伝送装置に使用される回線のデータも多種多様化している。このような状況下、回線の品質に対する要求は、品質が低くても十分なものから、ビットエラーも許されないデータを扱うために高品質を求められているものまであり、多種多様化している。

高品質を求める場合には、現用系と予備系を持たせ、現用系にて回線に障害を検出すると、自動的に予備系へ切替える手法が一般的に採用されている。切替え方式として、SONET/SDHレイヤのオーバーヘッドのK1,K2バイトを用いた、APS（Automatic Protection Switching）切替がITU-Tにおいて規格化されている。この方式では、双方向でK1,K2をやり取りし、双方向同期をとって切り替える。この方式は切替え時間が数十ms以内と規格化されている。言い換えると、その時間はエラーが下流へ抜けてしまう。

また、パス単位で切り替える方式としては、ITU-Tで規格されているSNC/P(Subnetwork Conection Protection)等があり、これはパス単位に切替を行う。この場合は、片端のみの切替えであり、切替要因の検出のための時間が必要で、やはりエラーが下流へ抜けてしまう。

これらの切替方式に、無瞬断切替方式で採用されている、B3エラー検出即時切替方式を導入して回線の品質を向上する方式が検討、実用化されている。

現用系から予備系へ伝送路を切替える際にデータを途切れることなく無瞬断で切替える方式は公知である。この方式は、送信部から送信する際に、パスオーバヘッド部(POH)部にマルチフレームパターンを挿入し、現用系と予備系に同じタイミングで送信される。受信端では、このマルチフレームの同期パターンより、現用系と予備系間の伝送路遅延差を算出し、受信端に配備した遅延用メモリにスタックさせ、伝送路遅延差を吸収する。これにより、切替え時の瞬断するデータの途切れをなくして無瞬断で切替えることを可能としている（例えば、特許文献１参照）。この方式では、切替えの要因としては、パスのB3エラー検出や、パスAIS等が含まれていることが一般的である。

図６はこの種の伝送装置の送信側、図７は受信側、図８は現用系と予備系の切替の様子を示す。

図６の送信側において、マルチフレームパターンを挿入されたフレームを分配部４０で現用系の多重部５０，予備系の多重部６０へ分配し、それぞれ現用系の光変換部５１，予備系の光変換部６１で光信号の主信号に変換して送信する。

図７の受信側においては、現用系の電気変換部５２，予備系の電気変換部６２で光信号を電気信号に変換する。現用系の主信号は分離部５３，B3エラー検出部５４および遅延用メモリ５５を経由し、予備系の主信号は分離部６３，B3エラー検出部６４および遅延用メモリ６５を経由し、切替部８０に供給される。また、B3エラー検出部５４，６４は検出したB3エラー情報を切替判定部７０に供給する。切替判定部７０は、これらのB3エラー情報によって切替信号を切替部８０に出力し、切替部８０は切替信号により遅延用メモリ５５，６５のいずれかからの主信号を切り替えて出力する。

上述のB3エラーはパリティチェックによって検出されるエラーであるが、近年では、無線技術で先行しているFEC（Forward Error Correction）機能がSONET/SDHの光伝送技術にも採用されてくる装置も出てきた（例えば、特許文献２参照）。FEC（Forward Error Correction）機能とは、光伝送装置に適用されるものと想定しているため、特に記載の無い場合には、ITU-T G.709でリードソロモン（Reed Solomon）RS(256.239)を指す。

この無瞬断回線切替装置は、回線品質を判定するのにパリティ誤りパルスを用いる代わりにシンドローム誤りパルスを用いることにより回線品質判定時間を短縮している。

特開平11-225095（第１頁ー第２頁、図１） 特開平5−145531（第１頁ー第４頁、図１）

しかしながら、上述した特許文献１記載の技術では、切替えの要因は、あくまでもB3エラーである。当然、パスのAISも切替えの要因であるが、ITU-T等で規格されているパスAISの検出保護は、図８に示すように３フレームとなっており、３フレーム後（125us×3=375us）でしか検出できない。

B3エラーは、SDH/SONETフレームのパスオーバヘッド部のB3バイトを用いたパリティ演算結果とパスのパリティ演算を行った結果を比較することで、エラーを検出する仕組みになっている。SDH/SONETフレームはバイト単位のフレームフォーマットに表した場合、パス単位に１バイトのB3領域を持っているが、パリティの演算結果のため、ビット単位にエラーの検出確率は1/2となり、８バイト合わせても1/256の確率でエラーを検出できない場合が出てくる。

ここで、自動的にエラーを検出して、切替える機能を有した場合、当然、エラーを要因に切替えるため、要因（エラー）を検出できる精度が品質の向上を目指した場合の尺度となる。1/256という値からすると、かなりの確率でエラー検出が可能であるとも考えられるが、これは、ビット誤りが、１ビット毎に独立した、光ファイバ上の伝送のような、1ビットのシリアル転送される状態での確率であり、装置内部で8ビットをパラレルに処理している個所でのエラーとなると、確率は1/2となる。これはエラーの発生個所によっては、B3エラーを検出出来ない確率がかなり高いことを意味している。

したがって、特許文献１記載の技術では、B3エラーは発生しないB3エラー無瞬断方式を意図するが、救済が出来ない状態が生じてくるという問題点がある。

現状、この問題を解決するためには、エラー検出から切替えるまでの遅延用メモリの容量を増やし、エラーを検出して切替えるフレーム数を増やすことで、確率的に発生頻度を抑えることが可能になるが、これは遅延用メモリの容量の増量を招くと共に、フレーム単位の遅延を増加させることとなり、装置内の伝送遅延を増大させる原因となり、実用的ではない。

また、近年の急速なトラフィックの増加により、該当する基幹伝送路上の回線が大きく変化している。すなわち、従来は、Ｂ，Ｃモジュールと呼ばれる高速側が50M/150Mbpsのインタフェースを低速インタフェースとして持ち、高速基幹光伝送路へ2.4G/10Gbpsに多重して伝送していたことから、パスの使用されるサイズは精々STM-1(STS-3C)程度で、ATMが接続された場合でも600Mbpsでパスの使用されるサイズはSTM-4(STS-12C)程度であったが、近年のダウンサイジング化により、イーサネット（登録商標）を直接パスにマッピングする装置が開発されて、パスのサイズがSTM-16(STS-48C)やSTM-64（STS-192C）の装置も出てきている。パスのサイズがこのように大容量化されてくるに従い、パス全体を１バイトのB3バイトによるエラー検出で行うシステムは限界に来ている。

また、上述した特許文献２記載の技術では、FEC機能を用いているが、切替え時のエラーが発生するために、この機能だけでは回線品質を従来以上に上げることは不可能である。

また、誤り訂正ビットはフレーム内のFECフレームのバイト数に依存しており、ITU-Tで規定されている。これにより、１フレーム中に訂正可能なビット数はA-FECの場合、512ビットとなる。このビット数までは、エラー無しの状態となるが、訂正能力を超えたエラーが存在する場合、誤り訂正機能は動作せず、誤り訂正数は不定となる。

通常、この状態を切替の要因にする場合には、注意が必要となる。光伝送装置においてFEC機能を使用する場合は、現状WDM等の光波長多重を行うような、光伝送の特性上厳しい個所で使用されている。そのため、通常の品質を確保するために、誤り訂正機能は正常状態においても動作しており、誤り訂正機能と合わせて品質を保証している。この理由から、正常状態においても誤り訂正ビットはカウントされており、本ビット数をそのまま切替要因にした場合、定常状態で検出されているためそのまま使用することは出来ない。

そこで、本発明の目的は、エラーの検出精度をあげ、装置内の遅延用メモリの容量増加を抑えることで、装置内の遅延量と装置規模を大きくすることなく、高品質の無瞬断切替装置を提供することにある。

本発明の無瞬断切替装置は、SONET/SDH光伝送システム等の基幹系大容量伝送システムにおける現用系と予備系の伝送路を無瞬断で切替えるのに、パスのB3バイトを用いたB3エラー検出と、FEC機能を用いた誤り訂正情報とを併用する。

送信側では、多重部（図２の１１，２１）において、受信側で現用系と予備系の伝送遅延差を検出するためのマルチフレームパターンをパスへ挿入する。これには周知のJ1バイトへの64マルチフレーム挿入機能もしくはH4バイトを用いたマルチフレーム挿入機能を用いる。マルチフレーム挿入を終えたパスは、多重部で高速側のSONET/SDHのフレームに多重され、SONET/SDHのフレームを生成する。FEC機能フレーム生成部（図２の１２，２２）はSONET/SDHのフレームにFEC用のフレームを多重し、FECフレームとして送信する。

一方、受信側では、FEC機能フレーム再生部（図２の１５，２５）において、FECフレームからSONET/SDHフレームを抽出し、その際にFEC機能により誤り訂正処理を行った後、誤り訂正情報を切替制御部部（図２の３０）へ転送する。詳しくは、FEC機能フレーム再生部は、FECフレームから抽出されたSONET/SDHフレームのポインタ乗せ換えを行い、装置内のクロックに同期した形でSONET/SDHフレームを生成する。

分離部（図２の１６，２６）は、生成されたSONET/SDHフレームからパスを終端する。この際に、送信側で付加したマルチフレームの同期を確立する。その結果のデータは、現用系と予備系の間の伝送路遅延差を合わせ込むために、遅延用メモリ（図２の３３，３４）へ書き込まれる。遅延用メモリからは、マルチフレーム同期から抽出したタイミングでデータを読み出すことによって、現用系と予備系の遅延差を吸収し、定常状態における切替については、切替制御部（図２の３０）において無瞬断で実施することが可能となる。

次に、B3エラー検出部（図２の３１，３２）は、分離部からのフレームについて、パス単位のパリティ演算結果を次のパスのB3バイトと比較することによってエラーの有無を検出する。B3バイトはパスのフレームの２行目の先頭にアサインされているので、実際のエラーを含むフレームから１フレーム＋１行分遅れたところで検出される。

よって、B3エラーの検出を要因に、切替制御部が現用系と予備系を切り替える場合、さらに最低２フレームのデータを遅延用メモリ（図２の３３，３４）に保持する必要があることになる。２フレームデータを遅延させることで、B3エラーを検出して、切り替えても実際のデータはエラーの前のフレームで切替ることができ、これによって無瞬断切替を実現している。

切替制御部は、FEC機能フレーム再生部から転送されてくるFEC誤り訂正情報を現用系と予備系の切替の要因にする。FEC誤り訂正情報とは、例えばFEC誤り訂正数である。FEC誤り訂正は正常状態においても機能しているため、妥当な基準の下に切替要因とすることにより、高品質の回線品質を実現することができる。

本発明の無瞬断切替は、これまでの無瞬断切替機能の成立を前提とする。何の手段も講じなければ、現用系と予備系の間で伝送路遅延の差が生じるため、切替の際には位相が跳躍し、データ異常となり、切替時の瞬時エラーが発生してしまう。このように現用系と予備系の伝送遅延による位相差を遅延用メモリで吸収し、切替時のデータの跳躍を防止することで、切替時の無瞬断が成立する。

FECからの誤り訂正情報を現用系と予備系の切替要因として切替制御部に渡すことで、FECの誤り訂正機能で実際の信号は誤りを訂正されて、回線の品質としてはエラーフリーの状態を維持したまま、現用回線を品質の高い系へ切り替えることが可能となる。

また、FECの誤り訂正機能にて訂正可能な限界を超えた場合においても、B3エラー検出により、自動的に無瞬断切替が可能となり、高品質な回線品質を得ることが可能となる。

更に、FECの誤り訂正機能については、図３に示すように送信側のSONET/SDHレイヤまでパスを多重した後、FECフレームを生成するために、受信側でFECの復号化を行った場合、FECの誤り訂正機能で修正可能な範囲は、FECフレームの符号化以降から伝送路を経て、FECフレームの復号化までに生じたエラーに対してのみ修正が可能となる。

一般的にパスのオーバヘッド生成は、送信側の装置よりも前段に機能を具備しているためB3エラー監視区間が、FECのエラー監視区間に比べて、十分に長いので、送信側全体の性能を監視することが可能となり、システム的に高品質な回線品質を実現できる。

本発明の第１の効果は、従来はエラーを検出した後に、その検出を基に切替を実施していたため余長な遅延用メモリを必要としたが、誤り訂正可能な領域で切替を行うこととしたため、検出する前の品質低下レベルで切替を行うことにより内部回路を小型化できるということである。

また、第２の効果は、FECの誤り訂正機能を用いて誤り訂正可能な領域で切替を行うこととしたため、B3エラーを検出できない回線の品質の劣化が生じた場合でも切替が可能となり、回線の品質の向上を図れる。

更に、第３の効果は、パスのB3エラーの挿入ポイントは本装置の外側のパスの生成部で生成されるため、パス生成部からが監視範囲となり監視区間が長くなったため、FEC機能で有する切替機能では、送信部のFECの符号化部分から、受信部のFECの復号化部分までの限られた範囲内の切替に限られていたが、パスのB3エラーの監視を行うことで監視対象範囲が広くなったということである。

本発明の無瞬断切替装置は、光SONET/SDH伝送システムにおける現用系と予備系を無瞬断で切り替える。

送信側は、受信側で現用系と予備系の伝送遅延差を検出するためのマルチフレームパターンをパスへ挿入し、多重されたSONET/SDHフレームを生成するする多重部と、SONET/SDHフレームにFEC用のフレームを多重し、FECフレームとして送信するFEC機能フレーム生成部とを現用系と予備系それぞれに備える。

受信側は、受信したFECフレームからSONET/SDHフレームを抽出し、その際にFEC機能により誤り訂正処理を行った後、誤り訂正情報を転送するFEC機能フレーム再生部と、生成されたSONET/SDHフレームからパスを終端し、送信側で付加したマルチフレームの同期を確立する分離部と、分離部からのフレームについて、パス単位のパリティ演算結果を次のパスのB3バイトと比較することによってB3エラーの有無を検出するB3エラー検出部と、B3エラー検出部からのデータが現用系と予備系の間の伝送路遅延差を合わせ込むために書き込まれ、マルチフレーム同期から抽出したタイミングで読み出されるB3エラーとを現用系と予備系それぞれに備える。また、B3エラーと誤り訂正情報とにより遅延用メモリからのデータを現用系と予備系で切り替える切替制御部とを備える。

次に、本発明の実施例について図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の無瞬断切替装置１の光SONET/SDH伝送システムにおける位置付けを示す。本発明の無瞬断切替装置１は、現用系のWDM装置２および予備系のWDM装置３と光ファイバ４を介して接続され、いずれか一方のWDM装置と伝送装置(図示省略)とを切替接続する。WDM装置２，３それぞれは複数の無瞬断切替装置１接続される。また、WDM装置２，３それぞれは、光ファイバ４を介して相手側のWDM装置２，３と接続され、相手側においても上述と同様な接続となっている。すなわち、このシステムは左右で対称な構成である。

図２は無瞬断切替装置１の詳細を示す。この無瞬断切替装置１は、現用系と予備系それぞれについて、送信側の構成と受信側の構成から形成されている。

送信側は、伝送装置５からのデータを現用系と予備系に分配する分配部１０と、他の無瞬断切替装置１の分配部１０からのデータをも含めて多重化しSONET/SDHのフレームを生成する現用系の多重部１１，予備系の２１と、SONET/SDHのフレームにFEC用のフレームを多重化しFECフレームとする現用系のＦＥＣ機能フレーム生成部１２，予備系の２２と、FECフレームを光信号に変換して光ファイバ４を介して送信する現用系の光変換部１３，予備系の２３とで構成される。

なお、多重部１１，２１は、受信側で無瞬断切替の伝送遅延差を検出するためのマルチフレームパターンをパスへ挿入する。これには、既に周知のJ1バイトへの64マルチフレーム挿入機能もしくはH4バイトを用いたマルチフレーム挿入機能を用いる。

一方、受信側は、光ファイバ４を介して受信した光信号を電気信号に変換しFECフレームを再生する現用系の電気変換部１４，予備系の電気変換部２４と、現用系のＦＥＣ機能フレーム再生部１５，予備系のFEC機能フレーム再生部２５と、現用系の分離部１６，予備系の分離部２６と、切替制御部３０とで構成される。

FEC機能フレーム再生部１５，２５は、FECフレームからSONET/SDHフレームを抽出し、その際にFEC機能により、誤り訂正処理を行った後に誤り訂正情報を切替制御部３０へ転送する。分離部１６，２６は、SONET/SDHフレームを他の無瞬断切替装置１の切替制御部３０向けをも含めて分離して伝送装置向けのデータとする。

詳しくは、FEC機能フレーム再生部１５，２５は、FECフレームから抽出したSONET/SDHフレームのポインタ乗せ換えを行い、装置内のクロックに同期した形でSONET/SDHフレームを生成する。分離部１６，２６は、生成されたSONET/SDHフレームからパスを終端する。この際に、送信側で付加されたマルチフレームの同期を確立する。

切替制御部３０は、分離部１６，２６からのデータについてB3エラーを検出する現用系のB3エラー検出部３１，予備系のB3エラー検出部３２と、B3エラー検出部３１，３２からのデータを遅延させるために記憶する現用系の遅延用メモリ３３，予備系の遅延用メモリ３４と、切替判定部３５と、切替部３６とを有する。

切替判定部３５は、ＦＥＣ機能フレーム再生部１５，２５からの誤り訂正情報と、B3エラー検出部３１、３２からのB3エラー情報に基づき切替信号を切替部３６に出力する。切替部３６は、切替信号に応答して、現用系の遅延用メモリ３３からのデータと予備系の遅延用メモリ３４からのデータの内のいずれかを選択して伝送装置５へ送信する。

遅延用メモリ３３，３４は、現用系および予備系間の伝送路遅延を合わせ込むために、データを書き込む。また、マルチフレーム同期から抽出したタイミングで遅延用メモリ３３，３４からデータを読み出すことによって、現用系と予備系の遅延差を吸収し、定常状態における切替については、無瞬断で実施することが可能となる。

切替部２１におけるB3エラーを要因とする自動切替における無瞬断切替は、フレームのパス単位のパリティ演算結果を次のパスのB3バイトと比較し、エラーの有無を検出することにより行う。B3バイトはパスのフレームの２行目の先頭にアサインされているので、実際のエラーを含むフレームから（１フレーム＋１行）分遅れたところで検出される。よってB3エラーの検出を要因に切り替える場合、さらに最低２フレームのデータをフレームメモリに保持する必要があることになる。

２フレームデータを遅延させることで、B3エラーを検出して、切り替えても実際のデータはエラーの前のフレームで切り替ることが出来、これによって無瞬断切替が実現できる。また、FEC機能ブロックからの誤り訂正情報を切替の要因にすることで、高品質の回線品質を実現する。

切替判定部３５では、FEC誤り訂正情報がB3エラー情報と異なる遷移を期待する情報として入力された場合にも、基本的には、B3エラー情報による切替を優先させる。これは、FEC誤り訂正情報では、実際の回線に生じた誤りは訂正がされていると判断できるため、実際にB3エラーが検出された方を切替えることとしても問題がないと判断されるからである。

また、FEC機能は従来の光の伝送特性をカバーする形で機能を具備しているため、通常の状態においても、ある程度の誤り訂正が実施されている可能性が高い。このため、単純に誤り訂正数を切替要因とすると、使用が不可能となることが考えられる。このことから、実運用形態としては、FEC機能フレーム再生部１５，２５において、誤り訂正ビット数に閾値を設け、その閾値を超過した場合に切替要因として、FEC誤り訂正情報を切替判定部３５へ転送することが望ましいと思われる。

また、閾値だけでなく、閾値超過フレームが複数ｎフレーム継続発生した場合や複数ｍ単位フレーム数中に閾値超過したフレーム数がｎフレーム以上あった場合などといった検出の保護を設けることで、必要以上の切替を抑止することが望ましいと思われる。

基本的にFECの誤り訂正の検出タイミングと、パスのB3エラー検出のタイミングは通常、同期していない。これは、FEC機能による誤り訂正機能で誤りを訂正できている場合には、B3エラーはFEC終端部分以降パスのB3検出ブロックまでの装置内にてエラーが発生するような場合のみ、B3エラーが発生する。また、FEC機能の誤り訂正能力を超えた場合にB3エラーの検出となる。

よって、FEC誤り訂正情報を用いて切り替える場合は、ある意味、予防切替的な意味合いが強く、B3エラーに関しては絶対的な切替となる。そのため、FECの誤り訂正ビット数検出によって切替える場合の条件として、ある一定時間内にB3エラーの発生が無いことを切替条件に含まれるべきである。

図３は、FEC機能とB3エラー検出機能でのエラー救済範囲を示す。図３における各部10-1〜16-1，20-1〜26-1，30-1と、図２における各部１０〜１６，２１〜２６，３０との関係は以下のとおりである。低速側光受信部10-1は分配部１０、高速MUX部11-1,21-1は多重部１１，２１、SDH挿入部12-1,22-1およびFEC挿入部12-2,22-2はFEC機能生成部１２，２２、高速側光送信部13-1，23-1は光変換部１３，２３にそれぞれ含まれる。

また、高速側光受信部14-1，24-1は電気変換部１４，２４、FEC終端部15-1,25-1およびSDH終端部15-2,25-2はFEC機能再生部１５，２５、パス終端部16-1,26-1は分離部１６、２６、セレクト部30-1および低速側光送信部30-2は切替制御部３０にそれぞれ含まれる。

FEC挿入部12-2,22-2〜FEC終端部15-1,25-1がFEC機能で誤りが救済可能な範囲であり、高速MUX部11-1,21-1〜セレクト部30-1がB3エラー監視機能で誤りが救済可能な範囲である。

図４は、FEC誤り訂正情報のみによる現用系と予備系の切替動作を説明するためのタイムチャートを示す。図４では、予備系にエラーが無い状態において、タイミングt1で現用系にエラーが発生し、タイミングt2でFEC機能フレーム再生部１５がFEC誤り訂正情報を出力している。タイミングt1〜t2の間は、現用系に発生した誤りが全て訂正され、タイミングt2に到って、誤り訂正数が閾値を超えたことによりFEC誤り訂正情報が出力されたことを示す。切替判定部３５は、このFEC誤り訂正情報に応答して切替信号を切替部３６に出力し、タイミングt3で切替部３６が現用系を予備系に切り替えて運用する。

タイミングt2〜t3の間は、b3エラー検出部３２からのデータを遅延用メモリ３４へ格納することによる遅延時間であり、これは無瞬断切替のために必要とされるものである。受信部では、通常、データの内部クロックへの乗せ換えは実施するが、ポインタ値を付け直す処理は行っていないため、単純に装置内遅延のみをまずは考慮する。その上で、無瞬断のための遅延用メモリで、現用系および予備系から算出された遅延量を切替要因に付加することで、ほぼ同一フレームで切替えることが可能となるのである。

図５は、予備系でのB3エラーと現用系でのFEC誤り訂正情報によるエラーとが発生した場合の現用系と予備系の切替動作を説明するためのタイムチャートを示す。当初は予備系が選択されており、タイミングt1で予備系のB3エラーが発生することにより現用系に切り替わっている。なお、両系ともにB3エラーがある場合は前値保持となる。

絶対的な切替要因であるB3エラー発生時においては、無瞬断のための遅延用メモリで現用系および予備系の遅延差から算出された遅延量を付加することで、エラー発生のフレームと完全に同期したタイミングt1で予備系から現用系への切替が可能となる。この点は、上述のFEC誤り訂正情報を切替要因とする場合においては遅延が伴うことと対照的である。

タイミングt2で予備系のB3エラーが回復したが、タイミングt3で現用系でのFEC誤り訂正情報によるエラーが発生している。この場合、現用系装置内遅延を付加してB3エラーの検出フレーム位置を合わせたタイミングt4において、現用系でのFEC誤り訂正情報によるエラーとする取扱いとする。この切替保護では、以下のような方法が考えられる。
（１）検出した訂正数に閾値を設けて閾値超過した場合に切替要因にする。
（２）閾値超過のフレーム発生頻度を監視し切替要因にする。

そして、タイミングt2からタイミングt4までのように、B3エラーが回復してから充分に長い時間ｘ秒が経過している場合は、FEC誤り訂正情報によるエラーに基づいて現用系から予備系への切替を行う。

タイミングt5において、再び予備系のB3エラーが発生している。このB3エラーはタイミングt7で回復しているが、タイミングt6で現用系でのFEC誤り訂正情報によるエラーが発生している。この場合、タイミングt3におけるのとは異なり、現用系装置内遅延を付加してB3エラーの検出フレーム位置を合わせたタイミングt8は、タイミングt7からタイミングt8までのように、B3エラーが回復してから充分に長い時間ｘ秒が経過していない。このときは、FEC誤り訂正情報によるエラーに基づいて現用系から予備系への切替を行わないこととする。すなわち、B3エラーを十分長い時間検出していない場合のみ、FEC誤り訂正情報によるエラーに基づいた系の切替を実施する取扱いである。

これは、B3エラーをFEC誤り訂正情報によるエラーに優先させて切替要因とするということである。すなわち、B3エラー発生時におけるFEC誤り訂正情報によるエラーは切替要因としては無視される。B3エラー検出の引き伸ばし信号のみ、アクティブとなっている状態でFEC誤り訂正情報によるエラーがアクティブとなった場合も無視される。両系ともにB3エラー情報および、その引き伸ばし信号すべてが立っていない状態で初めてFEC誤り訂正情報によるエラーを受けた場合、これにより全パスすべてを一斉に切り替える。

次に、FEC誤り訂正機能がフレーム上１６分割された情報であることを利用して、FEC誤り訂正要因を現用系および予備系毎に１６本出力し、SONET/SDHレイヤのフレームタイミング情報とパスのタイミング情報を基に、FECで誤り訂正の生じた、もしくは閾値を超過したブロックを特定することで、伝送路一括切替を抑制するようにしてもよい。

具体的には、SDHのフレームにFECによる符号化を行った場合、SDHのオーバヘッドを含めてFECのペイロードへアサインする。FEC機能ではSDHフレームを先ず４つの行(row)に分割し、これを更に１６分割した単位でFECの誤り訂正機能を実現する。これにより、FECの伝送スピード10Gもしくは2.4Gで使用する際に、10Gの場合は600M単位、2.4Gでは150M単位に分割することができる。

言い換えると、10Gの場合にはVC4-4C（STS-12C）単位に、2.4Gの場合にはVC-4(STS-3C)単位にFECのエラーが発生した該当パスの特定が可能となり、切替時に10G一括もしくは2.4G一括で切替ずに、上記のパス単位で切替ることで切替の波及の範囲を最小化できる。

ただし、SDHのフレームはFECフレームのどの位置になるかは任意である。このことから、FEC復号化した後に、SDHの同期確立を検出するブロックからSDHフレームの先頭情報をフィードバックさせることで、SDHのフレームとの位置関係が判明し、これから該当するパスが判明する。これにより、ＦＥＣレイヤの誤り訂正情報から切替える際の回線をライン単位で一括して切替えるだけでなく、制限はあるが、ラインの伝送レートの1/16レートに対応するパス単位での切替が可能となる。

本発明の活用例として、今回対象とした光伝送装置における伝送システムにおいて品質を最も優先させるデータを伝送する場合に有用である。一方、FEC機能を光伝送装置よりも前に採用してきた無線伝送においても応用が可能と思われる。これにより、無線伝送における回線品質も向上させることが可能となる。

WDM装置を使用した光伝送システムにおける本発明の無瞬断切替装置の位置付けを示す図 本発明の無瞬断切替装置の詳細例を示す図 本発明におけるFEC機能とB3エラー検出機能でのエラー救済範囲を示す図 本発明においてFEC誤り訂正情報のみによる現用系と予備系の切替動作を説明するためのタイムチャート 本発明において予備系でのB3エラーと現用系でのFEC誤り訂正情報によるエラーとが発生した場合の現用系と予備系の切替動作を説明するためのタイムチャート 従来の伝送装置の送信側を示す図 従来の伝送装置の受信側を示す図 従来の伝送装置における現用系と予備系の無瞬断切替の様子を示す図

符号の説明

１ 無瞬断切替装置
２，３ WDM装置
４ 光ファイバ
１０ 分配部
１１，２１ 多重部
１２，２２ FEC機能フレーム生成部
１３，２３ 光変換部
１４，２４ 電気変換部
１５，２５ FEC機能フレーム再生部
１６，２６ 分離部
３０ 切替制御部
３１，３２ FECエラー検出部
３３，３４ 遅延用メモリ
３５ 切替判定部
３６ 切替部
10-1 低速側光受信部
11-1,21-1 高速MUX部
12-1,22-1 SDH挿入部
12-2,22-2 FEC挿入部
13-1，23-1 高速側光送信部
14-1，24-1 高速側光受信部
15-1,25-1 FEC終端部
15-2,25-2 SDH終端部
16-1,26-1 パス終端部
30-1 セレクト部
30-2 低速側光送信部

Claims (6)

1. 光SONET/SDH伝送システムにおける運用系と予備系の無瞬断切替装置において、
   パス単位の切替え時に、パスのマルチフレームを終端し、現用系と予備系の伝送路遅延をマルチフレームから判断し、具備するメモリにてデータを一時保持して伝送路遅延の差を吸収する手段と、
   パスのB3エラーを監視しB3エラー検出に必要な時間だけデータをメモリに一時保管する手段と、
   FEC復号部よりFECによる受信フレームの誤り訂正情報を転送する手段と、
   前記メモリから読み出されるデータを前記B3エラーと前記FECによる誤り訂正情報により、現用系と予備系で切り替えることを特徴とする無瞬断切替装置。
2. 光SONET/SDH伝送システムにおける運用系と予備系の無瞬断切替装置において、
   送信側は、
   受信側で現用系と予備系の伝送遅延差を検出するためのマルチフレームパターンをパスへ挿入し、多重されたSONET/SDHフレームを生成するする多重部と、
   SONET/SDHフレームにFEC用のフレームを多重し、FECフレームとして送信するFEC機能フレーム生成部とを現用系と予備系それぞれに備え、
   受信側は、
   受信したFECフレームからSONET/SDHフレームを抽出し、その際にFEC機能により誤り訂正処理を行った後、誤り訂正情報を転送するFEC機能フレーム再生部と、
   生成されたSONET/SDHフレームからパスを終端し、送信側で付加したマルチフレームの同期を確立する分離部と、
   分離部からのフレームについて、パス単位のパリティ演算結果を次のパスのB3バイトと比較することによってB3エラーの有無を検出するB3エラー検出部と、
   B3エラー検出部からのデータが現用系と予備系の間の伝送路遅延差を合わせ込むために書き込まれ、マルチフレーム同期から抽出したタイミングで読み出されるB3エラーとを現用系と予備系それぞれに備え、
   また、前記B3エラーと前記誤り訂正情報とにより前記遅延用メモリからのデータを現用系と予備系で切り替える切替制御部を備えたことを特徴とする無瞬断切替装置。
3. 運用系に前記誤り訂正情報による切替要因が発生しても、反対の系について所定の時間前記B3エラーが発生していない場合にのみ反対の系に切り替えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の無瞬断切替装置。
4. 前記誤り訂正情報を誤り訂正ビット数とし、該誤り訂正ビット数が所定の閾値を超過した場合に現用系と予備系の切替要因とすることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の無瞬断切替装置。
5. 前記閾値超過のフレームが所定数継続した場合に現用系と予備系の切替要因とすることを特徴とする請求項４に記載の無瞬断切替装置。
6. 前記SONTE/SDHフレームの抽出されるフレーム情報を基に伝送レートの1/16単位に前記現用系と予備系の切替を可能とする請求項２ないし請求項５のいずれかに記載の無瞬断切替装置。
   

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