JP2005286367A - ディジタル信号伝送システムとそのノード装置 - Google Patents

Abstract

【課題】障害の検出に係わる不安定さを解消し、これにより信頼性の向上を図ったディジタル信号伝送システムとそのノード装置を提供すること。
【解決手段】サービストラフィックに異常が生じた場合、または外部コマンドが投入された場合には現用系高速インタフェース部１−０において強制的にＬＯＳ状態を生じさせ、いわば光ファイバＯＦの切断に相当する状態を作り出すようにする。これによりサービストラフィックが完全に復旧するまでの間の期間、受信部１２はディセーブル状態となり、障害が解除するまでの間に生じ得る不安定な状態が検出されることを防止することができる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、例えばＳＤＨ（Synchronous Digital Hierarchy）またはＳＯＮＥＴ（Synchronous Optical Network）などの標準化方式に準拠するディジタル信号伝送システムと、このシステムに用いられるノード装置に関する。

ＳＤＨやＳＯＮＥＴなどに準拠するディジタル信号伝送システムの多くは、障害に対する強固なプロテクション機能を備える。この種の機能はセルフヒーリング機能として知られ、ＳＤＨにおいてはＡＰＳ（Automatic Protection Switching）と称される。ＡＰＳを備えるシステムでは、光ファイバ伝送路の切断などの障害が生じると即座にこれが検知され、サービストラフィックを予備系リソースに迂回させるための切替制御が実行される。

ところで、障害発生時においては正常状態から障害状態へと一気に移行するのではない。例えば伝送路が切断される際にはある程度の期間内に正常状態、異常状態への行き来が有り、そののち障害状態へと落ち込む。障害状態から正常状態に復旧する際にも同様に、ハードウェア交換などの際に生じる電気的な接触不良などにより正常／異常が繰り返されたのち、完全な復旧へと至る。

その際、システムが稼動状態である場合には正常から異常へ、または異常から正常への状態の遷移が全て検出されてしまい、これがトリガとなってソフトウェア割り込み処理などが実施される。状態の遷移は非常に短期間に繰り返されることが多いためにシステムに大きな負担がかかり、最悪の場合にはソフトウェアのハングアップなどといった予期せぬ状態に至る虞が有る。このような事態を生じると障害が装置内部にとどまらずシステム全体に波及する虞が有り、システムの信頼性が損なわれるために何らかの対処が望まれている。

下記特許文献１〜３に、関連する技術が開示される。特許文献１には、伝送路が完全に復旧した時点で２つの系切替制御部の動作モードを切り替えることにより、回線対応部間で転送すべき情報量が少なくて済み二重系の切替制御部の状態切替を容易に行うことを可能とする系切替制御方式が開示される。特許文献２には、上位管理装置からの回線切替指令に応じてＡＰＳの切替要因を強制的に発生させることにより、上位装置による回線切替制御とＡＰＳ制御との融合を図れるようにした通信システムの回線切替装置が開示される。特許文献３には、障害復旧直後にも切替先の伝送路系の正常性をチェックすることにより伝送路冗長系の信頼性の向上を図った自己診断装置が開示される。
特開平７−１５４３９０号公報 特開平９−１１６５５５号公報 特開２０００−２９５１４２号公報

以上述べたように既存のディジタル信号伝送システムにおいては、障害の発生または復旧の際に、正常／異常の状態遷移が短期間に繰り返して生じることが有る。このような不安定な状態を生じるとシステムに過大な負荷がかかり、障害が拡大しやすいために何らかの対策が望まれている。
本発明は上記事情によりなされたもので、その目的は、セルフヒーリング機能を備えるディジタル信号伝送システムにあって障害の検出に係わる不安定さを解消し、これにより信頼性の向上を図ったディジタル信号伝送システムとそのノード装置を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明の一態様によれば、現用系伝送路と、予備系伝送路と、これらの現用系および予備系伝送路を介して接続される複数のノード装置とを具備するディジタル信号伝送システムにおいて、前記ノード装置は、前記現用系伝送路を介して伝送されるサービストラフィックが導入されこのサービストラフィックの状態をモニタするモニタ手段と、このモニタ手段により前記サービストラフィックに異常が検出された場合に前記サービストラフィックの伝送経路を前記予備系伝送路に切り替えるセルフヒーリング手段と、前記モニタ手段により前記異常が検出された場合に前記モニタ手段に導入されるサービストラフィックを強制的に信号断状態とする信号断発生手段とを備えることを特徴とするディジタル信号伝送システムが提供される。

このような手段を講じたことにより、ＬＯＦ（Loss of Frame）などの異常がサービストラフィックに検出されると、このサービストラフィックの信号断状態が強制的に発生される。これによりモニタ手段は強制的にディセーブル（disable）状態とされ、この状態は例えば一定の期間にわたり継続される。これにより仮にサービストラフィックの異常が瞬時的に解消されたとしてもこのことは検出されずに、信号断を示すＬＯＳ（Loss of Signal）が継続的に検出される。従って、障害が一旦生じるとその状態が安定的に継続されるので、障害の検出に係わる不安定さが解消され、これによりシステムの信頼性の向上を図ることが可能になる。

本発明によれば、障害の検出に係わる不安定さを解消できるようになり、これにより信頼性の向上を図ったディジタル信号伝送システムとそのノード装置を提供することができる。

図１は、本発明に係わるディジタル信号伝送システムの実施の形態を示すシステム図である。以下、図１のシステムはＳＤＨに準拠するとして説明するが、ＳＯＮＥＴに準拠するシステムに対しても同様である。図１において、ｎ個のノード装置Ｎ１〜Ｎｎが光ファイバＯＦを介してリング状に接続される。光ファイバＯＦはサービスラインＳＬとその予備系としてのプロテクションラインＰＬとを有し、各ラインＳＬ，ＰＬは時計回り（ＣＷ：Clockwise）回線と反時計回り（ＣＣＷ：Counter Clockwise）回線とを備える。光ファイバＯＦは、ＳＴＭ−６４（Synchronous Transfer Module-Level 64）信号などの高速多重化信号を電気／光変換して生成される光信号を、伝送する。以下ではサービスラインＳＬを介して伝送され障害救済の対象となる信号を、サービストラフィックと称する。

ノード装置Ｎ１〜Ｎｎは、光ファイバＯＦを介して伝送されるＳＴＭ−６４信号フレームに時分割多重されるタイムスロットから所定のスロットをドロップし、このスロットを低次群側の交換機などに低速回線ＳＣを介して送出する。またノード装置Ｎ１〜Ｎｎは、交換機などから低速回線ＳＣを介して送られるＳＴＭ−１，ＳＴＭ−４，ＳＴＭ−１６などの低次群信号をＳＴＭ−６４フレームの所定のスロットにアッドし、他のノード装置に向け送出する。このようにしてノード装置Ｎ１〜Ｎｎ間に所定の伝送容量を持つパス（Path）が設定される。

各ノード装置Ｎ１〜Ｎｎには、例えばＬＡＮ（Local Area Network）を介して監視制御装置Ｍ１〜Ｍｎがそれぞれ接続される。各監視制御装置Ｍ１〜Ｍｎは例えば汎用のワークステーションに専用のアプリケーションソフトを搭載して実現され、ノード装置Ｎ１〜Ｎｎからそれぞれ通知される通知情報をもとにネットワークにおけるパス設定や警報監視などの各種制御を実行する。

図２は、図１のノード装置Ｎ１〜Ｎｎの実施の形態を示す機能ブロック図である。図２において、ノード装置Ｎ１〜ＮｎはサービスラインＳＬを終端する現用系高速インタフェース部（ＨＳ Ｉ／Ｆ）１−０と、プロテクションラインＰＬを終端する予備系高速インタフェース部１−１を備える。現用系高速インタフェース部１−０および予備系高速インタフェース部１−１を介して装置内部に引き込まれたＳＴＭ−６４信号は、タイムスロット交換部（ＴＳＡ：Time Slot Assignment）２−０に与えられる。タイムスロット交換部２−０は、上記与えられたＳＴＭ−６４信号に時分割多重されたタイムスロットのうち所定のタイムスロットをドロップして低速インタフェース部（ＬＳ Ｉ／Ｆ）３−１〜３−ｋに与える。逆に、低速インタフェース部３−１〜３−ｋからの低次群信号はタイムスロット交換部２−０に与えられ、ＳＴＭ−６４フレームの所定のタイムスロットに多重されたのち光ファイバＯＦを介して送出される。

なお、タイムスロット交換部２−０はタイムスロット交換部２−１と対を成して二重化されており、定常時にはタイムスロット交換部２−０が現用系として動作する。またタイムスロット交換部２−０に障害を生じた際にはタイムスロット交換部２−１を予備系として運用すべく装置内切り替えが実行される。タイムスロット交換部２−１の動作はタイムスロット交換部２−０の動作と同様である。

現用系高速インタフェース部１−０、予備系高速インタフェース部１−１、タイムスロット交換部２−０、２−１、および、低速インタフェース部３−１〜３−ｋはそれぞれサブコントローラ４Ｈ，４Ｔ，４Ｌを介して主制御部５に接続される。サブコントローラ４Ｈ，４Ｔ，４Ｌは主制御部５による様々な動作制御を補助する。サブコントローラ４Ｈ，４Ｔ，４Ｌ、および主制御部５によりＡＰＳに係わる切り替え制御などの各種制御が階層的に実行される。

主制御部５は、各種制御プログラムなどを記憶する記憶部６と、管理網インタフェース（Ｉ／Ｆ）７とに接続される。主制御部５は、現用系及び予備系高速インタフェース部１−０，１−１、および低速インタフェース部３−１〜３−ｋで終端されたＳＴＭ信号の品質データの集計などを行い、その結果を管理網インタフェース７を介して監視制御装置Ｍ１〜Ｍｎに通知する。
また主制御部５は、ＡＰＳに係わる処理全般を統括するＡＰＳ制御部５ａを備える。すなわちＡＰＳ制御部５ａは、サービストラフィックに異常が検出された場合にこのサービストラフィックの伝送経路をサービスラインＳＬからプロテクションラインＰＬに切り替える。

図３は、図２の現用系高速インタフェース部１−０の実施の形態を示す機能ブロック図である。図２においてサービスラインＳＬからノード装置内に導入される光信号は、光スイッチ１１を介して受信部１２に入射される。受信部１２はこの光信号を光／電変換してＳＴＭ−６４信号を再生する。このＳＴＭ−６４信号は多重／分離部１３および装置内インタフェース部１４を介してノード装置の内部に引き込まれる。一方、ノード装置内部のＴＳＡ２−０から外部に送出されるＳＴＭ−６４信号は装置内インタフェース部１４および多重／分離部１３を介して送信部１５に与えられる。送信部１５はＳＴＭ−６４信号を電気／光変換して光信号を生成し、この光信号をサービスラインＳＬに送出する。このほか現用系高速インタフェース部１−０は、主制御インタフェース部１６と、ディセーブル処理部１７と、操作ボタン１８とを備える。

ところで、図３の受信部１２は光／電気変換などの機能に加え、モニタ部１２ａと、コマンド検出部１２ｂと、復旧検出部１２ｃとを備える。モニタ部１２ａは、光信号の有無、ＳＤＨフレームのＳＯＨ（Section Overhead）に記述される警報情報などに基づいて、サービスラインＳＬからノード装置に導入されるサービストラフィックの状態をモニタする。コマンド検出部１２ｂは、ＳＯＨに記述される外部コマンドを検出してその意味を解読する。外部コマンドは、監視制御装置などからＡＰＳ機能を直接制御するために投入される。復旧検出部１２ｃは、サービストラフィックに生じた異常が解消したことを検出する。

一方、ディセーブル処理部１７は、モニタ部１２ａによりサービストラフィックの異常が検出されると、光スイッチ１１をオフして強制的にサービストラフィックを信号断状態とする。これにより受信部１２の機能はディセーブル状態となり、ＬＯＳが検出される。このほかディセーブル処理部１７は、コマンド検出部１２ｂによりＦＳ（Forced Switch）コマンドを検出が検出された場合、または操作ボタン１８が押下された場合に光スイッチ１１をオフする。このようにして生じる受信部１２のディセーブル状態は、一定時間の経過後、または復旧検出部１２ｃによりサービストラフィックの異常の解消が検出された場合に解除される。なおディセーブル状態の開始／解除、および外部コマンドの意味や優先度などの情報は主制御インタフェース部１６を介して主制御部５に通知される。

次に、上記構成における動作を詳しく説明する。図３において、光ファイバＯＦの保守や調査作業などの際には、それに先立ち操作者により操作ボタン１８を押下するようにする。そうすると光スイッチ１１がオフされ、受信状態は強制的にディセーブル状態となる。ディセーブル状態は、最も優先度の高い警報である入力断状態（ＦＳ：Forced Switch）を発生させることに相当する。

これとは別に、監視制御装置からコマンドを与えることによりネットワークパスを強制的に切り替える場合もある。このような場合には、異なる伝送区間における多重障害が発生した場合に切替の自由度を確保するために、プライオリティの最上位ではないコマンドが一般的に投入される。本実施形態ではこのような場合にも、装置内部において受信状態を強制的にディセーブルすることに相当する制御を行う。また、強制コマンドが解除された場合には強制ディセーブル状態も解除されるようにする。

通常であれば、受信された信号の状態に応じた警報が検出される。本実施形態ではこれに代え、受信信号の状態によらず強制的に警報状態を発生させ、ディセーブル状態とするようにする。

すなわち本実施形態では、サービストラフィックに異常が生じた場合、または外部コマンドが投入された場合には現用系高速インタフェース部１−０において強制的にＬＯＳ状態を生じさせ、いわば光ファイバＯＦの切断に相当する状態を作り出すようにする。これによりサービストラフィックが完全に復旧するまでの間の期間、受信部１２をディセーブルとし、障害が解除するまでの間に生じ得る不安定な状態が検出されることを防止する。従って、ＡＰＳ機能による切り替え／切り戻し処理が短期間に繰り返されるといった不安定な状態が生じることを防止でき、システムの信頼性を高めることが可能になる。

また本実施形態では、光スイッチ１１を用いたメカニカルな手法により受信部１２における光入力断を発生させるようにしているので、簡易な手法によりディセーブル状態を実現できる。既存の技術では光ファイバＯＦをノード装置から引き抜くなどの手法に依っていたため手間が大きかったが、本実施形態によればこのような不便を解消できる。さらに本実施形態では、保守等の場合に投入される外部コマンドを検出した場合にはプライオリティの最も高いコマンドが投入された場合と同じ状態を実現するようにしている。このことによってもディセーブル状態を簡易的に実現できる。これらのことから、障害の検出に係わる不安定さを解消でき、信頼性の向上を図ったディジタル信号伝送システムとそのノード装置を提供することが可能となる。

なお本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。

本発明に係わるディジタル信号伝送システムの実施の形態を示すシステム図。 図１のノード装置Ｎ１〜Ｎｎの実施の形態を示す機能ブロック図。 図２の現用系高速インタフェース部１−０の実施の形態を示す機能ブロック図。

符号の説明

Ｎ１〜Ｎｎ…ノード装置、ＯＦ…光ファイバ、ＳＬ…サービスライン、ＰＬ…プロテクションライン、ＳＣ…低速回線、Ｍ１〜Ｍｎ…監視制御装置、１−０…現用系高速インタフェース部、１−１…予備系高速インタフェース部、２…タイムスロット交換部、３…低速インタフェース部、４Ｈ，４Ｔ…サブコントローラ、５…主制御部、５ａ…ＡＰＳ制御部、６…記憶部、７…管理網インタフェース、１１…光スイッチ、１２…受信部、１２ａ…モニタ部、１２ｂ…コマンド検出部、１２ｃ…復旧検出部、１３…多重／分離部、１４…装置内インタフェース部、１５…送信部、１６…主制御インタフェース部、１７…ディセーブル処理部、１８…操作ボタン

Claims (12)

1. 現用系伝送路と、予備系伝送路と、これらの現用系および予備系伝送路を介して接続される複数のノード装置とを具備するディジタル信号伝送システムにおいて、
   前記ノード装置は、
   前記現用系伝送路を介して伝送されるサービストラフィックが導入されこのサービストラフィックの状態をモニタするモニタ手段と、
   このモニタ手段により前記サービストラフィックに異常が検出された場合に前記サービストラフィックの伝送経路を前記予備系伝送路に切り替えるセルフヒーリング手段と、
   前記モニタ手段により前記異常が検出された場合に前記モニタ手段に導入されるサービストラフィックを強制的に信号断状態とする信号断発生手段とを備えることを特徴とするディジタル信号伝送システム。
2. 前記信号断発生手段は、前記信号断状態の開始から一定期間の経過後にこの信号断状態を解除することを特徴とする請求項１に記載のディジタル信号伝送システム。
3. さらに、前記異常の解消を検出する復旧検出手段を備え、
   前記信号断発生手段は、前記復旧検出手段により前記異常の解消が検出された場合に前記信号断状態を解除することを特徴とする請求項１に記載のディジタル信号伝送システム。
4. 前記モニタ手段は、前記ノード装置の外部から投入され前記セルフヒーリング手段による切り替えを実行させるための外部コマンドを検出するコマンド検出手段を備え、
   前記信号断発生手段は、前記コマンド検出手段により前記外部コマンドが検出された場合に前記信号断状態を発生させることを特徴とする請求項１に記載のディジタル信号伝送システム。
5. 前記信号断発生手段は、前記現用系伝送路から前記モニタ手段への前記サービストラフィックの導入経路を切断する切断手段を備えることを特徴とする請求項１に記載のディジタル信号伝送システム。
6. 前記現用系伝送路が光ファイバである場合に、前記切断手段は光スイッチであることを特徴とする請求項４に記載のディジタル信号伝送システム。
7. 現用系伝送路と、予備系伝送路と、これらの現用系および予備系伝送路を介して接続される複数のノード装置とを具備するディジタル信号伝送システムに備えられる前記ノード装置において、
   前記現用系伝送路を介して伝送されるサービストラフィックが導入されこのサービストラフィックの状態をモニタするモニタ手段と、
   このモニタ手段により前記サービストラフィックに異常が検出された場合に前記サービストラフィックの伝送経路を前記予備系伝送路に切り替えるセルフヒーリング手段と、
   前記モニタ手段により前記異常が検出された場合に前記モニタ手段に導入されるサービストラフィックを強制的に信号断状態とする信号断発生手段とを備えることを特徴とするノード装置。
8. 前記信号断発生手段は、前記信号断状態の開始から一定期間の経過後にこの信号断状態を解除することを特徴とする請求項７に記載のノード装置。
9. さらに、前記異常の解消を検出する復旧検出手段を備え、
   前記信号断発生手段は、前記復旧検出手段により前記異常の解消が検出された場合に前記信号断状態を解除することを特徴とする請求項７に記載のノード装置。
10. 前記モニタ手段は、前記ノード装置の外部から投入され前記セルフヒーリング手段による切り替えを実行させるための外部コマンドを検出するコマンド検出手段を備え、
    前記信号断発生手段は、前記コマンド検出手段により前記外部コマンドが検出された場合に前記信号断状態を発生させることを特徴とする請求項７に記載のノード装置。
11. 前記信号断発生手段は、前記現用系伝送路から前記モニタ手段への前記サービストラフィックの導入経路を切断する切断手段を備えることを特徴とする請求項７に記載のノード装置。
12. 前記現用系伝送路が光ファイバである場合に、前記切断手段は光スイッチであることを特徴とする請求項１１に記載のノード装置。

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