JP2006013642A - 無瞬断切替システム及びそれに用いる端局装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 無瞬断切替機能を持たない既存の端局装置との間で無瞬断切替えを実現する。
【解決手段】 端局装置（対向局）２２と対向して配置された装置１において、ＳＤＨフレーム信号のＢ２バイトに、Ｂ２エラー挿入部２で擬似エラー情報を挿入して対向局２２に現用及び予備系伝送路１３〜１６を介して送信する。対向局２２において、Ｂ２バイトの情報からエラー数を算出してこのエラー数をＭ１バイトに挿入し現用及び予備系伝送路を介して装置１へ送り返す。装置１では、このＭ１バイトのエラー数の検出位相差により、現用及び予備系伝送路の経路長差を検出して、現用及び予備系送受信部の遅延量の設定制御を、位相制御部７により行うようにする。よって、既存装置２２に対して何等の改変もなく無瞬断切替えが実現できる。
【選択図】 図１

Description

本発明は無瞬断切替システム及びそれに用いる端局装置に関し、特にＳＤＨ（Synchronous Digital Hierarchy ）／ＳＯＮＥＴ（Synchronous Optical Network ）伝送方式における無瞬断切替方式に関するものである。

二重化された伝送路により対向する端局装置間で、双方向通信を行うシステムにおいては、一方の系（０系）から他方の系（１系）へ伝送路を切替える場合には、データの欠落や重複なく伝送路の切替えを行う無瞬断切替えが要求される。このような無瞬断切替方式の例として、特許文献１記載のものがある。

この技術では、互いに対向する端局装置をＡ，Ｂ局とし、Ａ局側に、周期信号をＢ局へ向けて送信する周期信号発生部と、Ｂ局から折り返された周期信号から０系と１系の伝送路における遅延量を求め、各系の伝送路間の遅延差を求める遅延差判定部と、この遅延差に応じて遅延量が設定される遅延バッファとが設けられる。そして対向局であるＢ局には、受信した周期信号を０系、１系の各系内で、及び０系、１系の間で、それぞれＡ局へ向けて折り返す３個のセレクタを設ける。

Ａ局の遅延差判定部では、０系、１系の各遅延量と、０系と１系との間の遅延量とに基づいて演算を行って、０系と１系との各送信路と受信路の各遅延差を算出し、この遅延量を遅延バッファの遅延量に設定し、０系と１系の各送信路と受信路との間の遅延差を解消し、無瞬断を実現するようになっている。
特開平８−６５２８２号公報

上述した特許文献１の技術では、Ａ局のみならず、対向局であるＢ局側にも、無瞬断切替機能を実現するための回路、すなわち３個のセレクタを設ける必要がある。従って、無瞬断切替機能を持たない既存のＳＤＨ／ＳＯＮＥＴ端局装置と対向する端局装置において、無瞬断で伝送路切替えを実現することは不可能である。

本発明の目的は、無瞬断切替機能を持たない既存のＳＤＨ／ＳＯＮＥＴ端局装置との間で無瞬断切替えを実現可能とした無瞬断切替えシステム及びそれに用いる端局装置を提供することである。

本発明による無瞬断切替システムは、対向する第一及び第二の通信局との間において現用系及び予備系伝送路を有するＳＤＨ方式の通信システムにおける無瞬断切替システムであって、前記第一の通信局において、ＳＤＨフレームのオーバヘッドのＢ２バイトに擬似エラー情報を挿入して前記現用系及び予備系伝送路を介して前記第二の通信局へ送信する送信手段と、前記第二の通信局において、前記Ｂ２バイトの擬似エラー情報に基づいてエラー状態を検出し、前記ＳＤＨフレームのオーバヘッドのＭ１バイトにこの検出結果を挿入して前記現用系及び予備系伝送路を介して前記第一の通信局へ送信する送信手段と、前記第一の通信局において、前記現用系及び予備系伝送路からの前記Ｍ１バイトの検出結果に応じて現用系及び予備系送受信部の遅延量制御をなす遅延制御手段とを含むことを特徴とする。

本発明による無瞬断切替方法は、対向する第一及び第二の通信局との間において現用系及び予備系伝送路を有するＳＤＨ方式の通信システムにおける無瞬断切替方法であって、前記第一の通信局において、ＳＤＨフレームのオーバヘッドのＢ２バイトに擬似エラー情報を挿入して前記現用系及び予備系伝送路を介して前記第二の通信局へ送信する送信ステップと、前記第二の通信局において、前記Ｂ２バイトの擬似エラー情報に基づいてエラー状態を検出し、前記ＳＤＨフレームのオーバヘッドのＭ１バイトにこの検出結果を挿入して前記現用系及び予備系伝送路を介して前記第一の通信局へ送信する送信ステップと、前記第一の通信局において、前記現用系及び予備系伝送路からの前記Ｍ１バイトの検出結果に応じて現用系及び予備系送受信部の遅延量制御をなす遅延制御ステップとを含むことを特徴とする。

本発明による通信局は、対向する通信局との間において現用系及び予備系伝送路を有するＳＤＨ方式の通信局であって、ＳＤＨフレームのオーバヘッドのＢ２バイトに擬似エラー情報を挿入して前記現用系及び予備系伝送路を介して前記対向する通信局へ送信する送信手段と、前記対向する通信局において、前記ＳＤＨフレームのオーバヘッドのＭ１バイトに挿入されて前記現用系及び予備系伝送路を介して送信され、前記Ｂ２バイトの擬似エラー情報に基づいて検出された検出結果に応じて、前記現用系及び予備系送受信部の遅延量制御をなす遅延制御手段とを含むことを特徴とする。

本発明の作用を述べる。現用及び予備系の伝送路を有しこれら両系の伝送路の切替時に無瞬断切替を実現するための機能である無瞬断切替機能を持たない既存のＳＤＨ／ＳＯＮＥＴ端局装置と対向して配置された通信局（端局装置）において、ＳＤＨ／ＳＯＮＥＴフレーム信号のＢ２バイトに、擬似エラー情報を挿入して対向局（既存のＳＤＨ／ＳＯＮＥＴ端局装置）に、現用及び予備系の伝送路を介して送信し、この対向局において、Ｂ２バイトの擬似エラー情報から、エラー状態であるエラー数を算出してこのエラー数をＭ１バイトに挿入して、現用及び予備系の伝送路を介して通信局へ送り返す。

この通信局では、この送り返されたＭ１バイトのエラー数の検出位相差により、現用及び予備系伝送路の経路長差を検出して、現用及び予備系送受信部の遅延量の設定制御を行うようにする。これにより、既存の対向局（ＳＤＨ／ＳＯＮＥＴ端局装置）に対して何等の改変もなく、無瞬断切替が実現できる。

本発明によれば、無瞬断切替機能を持たない既存のＳＤＨ／ＳＯＮＥＴ端局装置との間で無瞬断切替えを実現することが可能となるという効果がある。

以下に、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明の実施の形態のブロック図である。本発明では、端局装置２２と対向して配置された通信局（端局装置）１において、ＳＤＨ／ＳＯＮＥＴフレーム信号のＢ２バイトに、擬似エラー情報を挿入して対向局（既存のＳＤＨ／ＳＯＮＥＴ端局装置）２２に、現用及び予備系の伝送路１３〜１６を介して送信し、この対向局２２において、Ｂ２バイトの擬似エラー情報からエラー数を算出してこのエラー数をＭ１バイトに挿入して、現用及び予備系の伝送路を介して通信局１へ送り返す。この通信局１では、この送り返されたＭ１バイトのエラー数の検出位相差により、現用及び予備系伝送路の経路長差を検出して、現用及び予備系送受信部（３，５，８，１１）の遅延量の設定制御を行うようにする。

これにより、既存の対向局（ＳＤＨ／ＳＯＮＥＴ端局装置）に対して何等の改変もなく、無瞬断切替が実現できる。Ｂ２バイトとＭ１バイトとを利用して、無瞬断切替え機能を実現するための伝送路遅延時間を判定するものであり、自局装置１と対向局装置２２に、それぞれ０系の送受信と１系の送受信のインタフェースを持つことで対向の構成をとるものとする。

ここで、Ｂ２バイトとは、前フレームのある一部のデータの誤りを監視するためのバイトであり、当該データの誤り検出のための演算結果が挿入されるバイトであり、またＭ１バイトとは、このＢ２バイトからデータの誤り数を検出した結果が挿入されるバイトであり、既存の端局装置にはこれらＢ２バイトとＭ１バイトに関する機能が存在しており、周知のものである。

自局装置１は、伝送路切替えを無瞬断にて実施可能なＳＤＨ／ＳＯＮＥＴを終端する装置であり、対向局装置２２は、伝送路切替機能を持ちＳＤＨ／ＳＯＮＥＴを終端する既存の装置である。以下、自局装置１と対向局装置２２との構成について説明する。

先ず、自局装置１の構成について説明する。自局装置１は、自局装置１から対向局装置２２への方向の主信号に対し、Ｂ２エラーを擬似的に挿入可能なＢ２エラー挿入部２と、このＢ２エラー挿入部２から入力された主信号に遅延を挿入することができる０系自局送信遅延部３及び１系自局送信遅延部８と、主信号を対向局装置２２へ出力する機能を持つ０系自局送信部４及び１系自局送信部９とを有する。

また、自局装置１は、対向局装置２２から自局装置１への方向の主信号を受信する機能を持つ０系自局受信部６及び１系自局受信部１２と、受信信号に遅延を挿入可能な０系自局受信遅延部５及び１系自局受信遅延部１１と、０系と１系の信号選択を行う自局受信選択部１０と、０系自局受信部６からの信号と１系自局受信部１２からの信号の位相を比較してこの比較結果を０系自局送信遅延部３、１系自局送信遅延部８、０系自局受信遅延部５、及び１系自局受信遅延部１１に対して遅延タイミングを設定する位相制御部７とを有している。

次に、対向局装置２２の一般的な構成について説明する。対向局装置２２は、自局装置１から対向局装置２２への方向の主信号を受信する機能を持つ０系対向局受信部１７及び１系対向局受信部２０と、対向局装置２２から自局装置１への方向へ主信号を送信する機能を持つ０系対向局送信部１９及び１系対向局送信部２１と、０系と１系の信号選択を行う対向局受信選択部１８とを有する。

０系対向局受信部１７と１系対向局受信部２０は、ＳＤＨ／ＳＯＮＥＴのＢ２エラー検出時に、それぞれ０系対向局送信部１９と１系対向局送信部２１へエラー数を通知し、０系対向局送信部１９と１系対向局送信部２１は、エラー数をＭ１バイトに埋め込み送信する機能を、一般に有するものであり、既存の機能である。

自局装置１と対向局装置２２の０／１系、それぞれを接続する線路１３〜１６は、以下の条件を満たすものとする。自局装置１から対向局装置２２への方向の０系を接続する線路１３と、対向局装置２２から自局装置１への方向の０系を接続する線路１４とは、経路長が等しい。また、自局装置１から対向局装置２２への方向の１系を接続する線路１５と、対向局装置２２から自局装置１への方向の１系を接続する線路１６とは、経路長が等しい。

以下に、図１のブロックにおいて、経路長差の検出動作について、図２を参照して説明する。０系自局送信遅延部３、０系自局受信遅延部５、１系自局送信遅延部８、及び１系自局受信遅延部１１の遅延量は、全て“０”に設定される（ステップＡ１）。次に、Ｂ２エラー挿入部２により、擬似Ｂ２エラー（詳細は後述）が挿入される（ステップＡ２）。０系自局送信部４と１系自局送信部９にて同じタイミングにてＢ２エラーが出力される（ステップＡ３−０，Ａ３−１）。

０系対向局受信部１７と１系対向局受信部２０にてＢ２エラー（擬似Ｂ２エラーに対応したエラー数：詳細は後述）が検出される（ステップＡ４−０，Ａ４−１）。検出されたＢ２エラーは、０系対向局送信部１９と１系対向局送信部２１へ通知されＭ１バイト情報として出力される（ステップＡ５−０，Ａ５−１）。このＭ１バイト情報は０系自局受信部６と１系自局受信部１２において検出され、位相制御部７へ通知される（ステップＡ６−０，Ａ６−１）。このとき、０系と１系の路長差が異なる場合、０系自局受信部６におけるＭ１受信タイミングと１系自局受信部９のＭ１受信タイミングとは異なるものとなる。

位相制御部７において、０系と１系の経路長差ＡがＳＤＨ／ＳＯＮＥＴフレーム単位にて算出される（ステップＡ７）。算出結果を元に、遅延時間が判定され、０系自局送信遅延部３、０系自局受信遅延部５、１系自局送信遅延部８、及び１系自局受信遅延部１１に対して遅延量が設定される（ステップＡ８）。例えば、経路長差ＡがＸフレームに相当するものであり、０系の経路長が短い場合には、Ｘ／２の遅延時間が、０系自局送信遅延部３および０系自局受信遅延部５に設定されることになる。この遅延時間の設定により、０／１系の経路長差を吸収でき、無瞬断切替可能状態となる（ステップＡ９）。

なお、本発明の前提条件としては、対向局装置におけるＢ２エラー検出→Ｍ１情報出力という処理は、一般には、ハードウェアにて実現されており、処理速度のばらつきはないものとして考える。すなわち、０／１系の経路長が等しい場合は、Ｍ１情報は同じタイミングで自局装置において検出されることになる。

ここで、図３及び図４を参照して、Ｂ２バイトによる擬似Ｂ２エラーとＭ１バイトによるエラー検出情報とによる０／１系の経路長検出の原理について、例えば、ＳＤＨ／ＳＯＮＥＴフレーム信号が１５０ＭＨｚ（ＳＴＭ（Synchronous Transfer Mode ）−１）の場合について説明する。この場合、Ｂ２バイトは３バイト、すなわち２４ビットであり、前フレームの所定データの誤り検出のための演算結果であるが、その演算結果としては、例えば、“１００１１０１０１０１０１０１０１０１０１０１０”などのビットパターンをとることになる。

本発明では、自局装置１で、このＢ２バイトに疑似的にエラーを挿入するのであるが、この擬似エラーの挿入例としては、例えば、上記の値の１ビットを反転することより実現することができる。いま、先頭ビットの“１”を“０”に反転して送信したとすると、受信側では、この値が挿入されたＳＤＨフレームを受信して、この受信されたＢ２バイト、すなわち先頭ビットが反転された“０００１１０１０１０１０１０１０１０１０１０１０”と、正規に演算された“１００１１０１０１０１０１０１０１０１０１０１０”とが比較され、先頭ビットの１ビットが相違することから、エラー数が１であるとカウントされることになる。このカウント結果がＭ１バイトに挿入されて、対向局装置２２から自局装置１へ戻ってくるのである。

このように、Ｂ２バイトに擬似エラーを挿入することが可能であるが、演算結果が、例えば、オール“０”であったとすると、反転するビットを増やしていけば、擬似エラーをそれに伴って多く挿入することが可能になるということである。そこで、下位ビットから値を順次反転していくとすると、エラー数（誤り数）とＢ２バイトのビット列（２４ビット）との関係は図３に示すようになる。

かかるＢ２バイトにおける擬似エラーと伝送路の経路長差（位相差）検出との関係について説明する。図３で示しているように、１５０Ｍ（ＳＴＭ−１）の場合、エラービットの最大数は２４ビットであり、図３のＢ２バイトのビットパターンを順次変化させて送信することにより、Ｍ１バイトは“０，１，２，３，……，２４，０，１，２，……”という変化パターンとなることが分かる。

従って、自局装置１から、０系、１系共に、このＢ２バイトのビット列の変化パターンを送信すると、対向局装置２２の０系、１系では、その伝送路の長さに応じた遅延をもって、Ｍ２バイトの変化パターンが得られることになる。そこで、この自局装置１の０系、１系の各々で、対向局装置２２から返送されてきたＭ２バイトの値の変化パターンを受信して、この変化パターンのずれを検出することにより、０系、１系の経路長差が判別できるのである。

この場合において、判別できる最大経路長差は１２フレーム相当の経路長差であり、１フレームは２５Ｋｍに相当するので、１２×２５＝３００Ｋｍまでの経路長差が判定可能である。

いま、図４（Ａ）に示すように、自局装置１と対向局装置２２との間の伝送路が、０系で１５０Ｋｍ（往復３００Ｋｍ）、１系で５０Ｋｍ（往復１００Ｋｍ）とすると、自局装置１での０系と１系のＭ１バイトの変化パターンは、図４（Ｂ）のようになる。すなわち、この場合の両系におけるＭ１バイトの位相差すなわち経路長差は、往復で８フレームに相当し、２００Ｋｍであることが判別できるのである。

なお、２．４ＧＨｚのフレーム信号の場合には、判別できる最大経路長差は１２７フレーム相当の経路長差となる。なお、このときのＭ１バイトの変化パターンは０〜２５５となる。

本発明の実施の形態の機能ブロック図である。 本発明の実施の形態の動作を示すフローチャート図である。 本発明の実施の形態に用いるＢ２バイトの擬似エラーパターンとビット誤り数との関係を示す図である。 （Ａ）は自局装置１と対向局装置２２との間の伝送路の長さの例を示し、（Ｂ）はそのときのＭ１バイトによる受信エラー数との関係を示す図である。

符号の説明

１ 自局装置（通信局）
２ Ｂ２エラー挿入部
３ ０系自局送信遅延部
４ ０系自局送信部
５ ０系自局受信遅延部
６ ０系自局受信部
７ 位相制御部
８ １系自局送信遅延部
９ １系自局送信部
１０ 自局受信選択部
１１ １系自局受信遅延部
１２ １系自局受信部
１３〜１６ 伝送路
１７ ０系対向局受信部
１８ 対向局受信選択部
１９ ０系対向局送信部
２０ １系対向局受信部
２１ １系対向局送信部
２２ 対向局（通信局）

Claims (12)

1. 対向する第一及び第二の通信局との間において現用系及び予備系伝送路を有するＳＤＨ方式の通信システムにおける無瞬断切替システムであって、
   前記第一の通信局において、ＳＤＨフレームのオーバヘッドのＢ２バイトに擬似エラー情報を挿入して前記現用系及び予備系伝送路を介して前記第二の通信局へ送信する送信手段と、
   前記第二の通信局において、前記Ｂ２バイトの擬似エラー情報に基づいてエラー状態を検出し、前記ＳＤＨフレームのオーバヘッドのＭ１バイトにこの検出結果を挿入して前記現用系及び予備系伝送路を介して前記第一の通信局へ送信する送信手段と、
   前記第一の通信局において、前記現用系及び予備系伝送路からの前記Ｍ１バイトの検出結果に応じて現用系及び予備系送受信部の遅延量制御をなす遅延制御手段とを含むことを特徴とする無瞬断切替システム。
2. 前記第一の通信局の前記送信手段は、前記擬似エラー情報として、予め定められて変化するビットパターンを、前記Ｂ２バイトに挿入して送信することを特徴とする請求項１記載の無瞬断切替システム。
3. 前記第二の通信局の前記送信手段は、前記Ｂ２バイトの変化するビットパターンにそれぞれ対応して変化するエラー数を検出してこの変化するエラー数を、前記検出結果として前記Ｍ１バイトに挿入することを特徴とする請求項２記載の無瞬断切替システム。
4. 前記遅延制御手段は、前記現用系及び予備系伝送路からの前記Ｍ１バイトの両検出結果の位相差に応じて前記遅延量制御をなすことを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の無瞬断切替システム。
5. 対向する第一及び第二の通信局との間において現用系及び予備系伝送路を有するＳＤＨ方式の通信システムにおける無瞬断切替方法であって、
   前記第一の通信局において、ＳＤＨフレームのオーバヘッドのＢ２バイトに擬似エラー情報を挿入して前記現用系及び予備系伝送路を介して前記第二の通信局へ送信する送信ステップと、
   前記第二の通信局において、前記Ｂ２バイトの擬似エラー情報に基づいてエラー状態を検出し、前記ＳＤＨフレームのオーバヘッドのＭ１バイトにこの検出結果を挿入して前記現用系及び予備系伝送路を介して前記第一の通信局へ送信する送信ステップと、
   前記第一の通信局において、前記現用系及び予備系伝送路からの前記Ｍ１バイトの検出結果に応じて現用系及び予備系送受信部の遅延量制御をなす遅延制御ステップとを含むことを特徴とする無瞬断切替方法。
6. 前記第一の通信局の前記送信ステップは、前記擬似エラー情報として、予め定められて変化するビットパターンを、前記Ｂ２バイトに挿入して送信することを特徴とする請求項５記載の無瞬断切替方法。
7. 前記第二の通信局の前記送信ステップは、前記Ｂ２バイトの変化するビットパターンにそれぞれ対応して変化するエラー数を検出してこの変化するエラー数を、前記検出結果として前記Ｍ１バイトに挿入することを特徴とする請求項６記載の無瞬断切替方法。
8. 前記遅延制御ステップは、前記現用系及び予備系伝送路からの前記Ｍ１バイトの両検出結果の位相差に応じて前記遅延量制御をなすことを特徴とする請求項５〜７いずれか記載の無瞬断切替方法。
9. 対向する通信局との間において現用系及び予備系伝送路を有するＳＤＨ方式の通信局であって、
   ＳＤＨフレームのオーバヘッドのＢ２バイトに擬似エラー情報を挿入して前記現用系及び予備系伝送路を介して前記対向する通信局へ送信する送信手段と、
   前記対向する通信局において、前記ＳＤＨフレームのオーバヘッドのＭ１バイトに挿入されて前記現用系及び予備系伝送路を介して送信され、前記Ｂ２バイトの擬似エラー情報に基づいて検出された検出結果に応じて、前記現用系及び予備系送受信部の遅延量制御をなす遅延制御手段とを含むことを特徴とする通信局。
10. 前記擬似エラー情報として、予め定められて変化するビットパターンを、前記Ｂ２バイトに挿入して送信することを特徴とする請求項９記載の通信局。
11. 前記エラー数は、前記Ｂ２バイトの変化するビットパターンにそれぞれ対応して変化するものであって、前記Ｍ１バイトに挿入されていることを特徴とする請求項１０記載の通信局。
12. 前記遅延制御手段は、前記現用系及び予備系伝送路からの前記Ｍ１バイトの両検出結果の位相差に応じて前記遅延量制御をなすことを特徴とする請求項９〜１１いずれか記載の通信局。
    

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