JP2006074639A - 冗長化伝送システム - Google Patents

Abstract

【課題】 光ファイバ伝送路によりノード間を接続した冗長化伝送システムに関し、伝送効率を低下させることなく、信頼性を向上する。
【解決手段】 ノードは、運用系の光ファイバ伝送路１−０に接続した光インタフェースパッケージ３−０と、待機系の光ファイバ伝送路１−１に接続した光インタフェースパッケージ３−１と、端末を接続した運用系と待機系との端末接続パッケージ５−０，５−１と、光インタフェースパッケージ３−０，３−１と端末接続パッケージ５−０，５−１との間を切替接続する運用系と待機系との空間スイッチパッケージ４−０，４−１とを備え、端末接続パッケージ４−０，４−１は、送受信データをバッファリングするバッファ部７−０，７−１を有し、待機系の端末接続パッケージを運用系に切替える時に、バッファ部７−０，７−１にバッファリングしたデータを送出する構成を備えている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、複数のノードを光伝送路により接続し、各ノードにそれぞれ複数の端末装置を直接的又はハブを介して接続し、各ノードを運用系と待機系との冗長化構成とした冗長化伝送システムに関する。

伝送路及び伝送装置を二重化し、一方を運用系とし、他方を予備系又は待機系として、運用系の障害発生時には予備系又は待機系に切替えてデータ伝送を継続させることにより、信頼性の向上を図った伝送システムは既に各種提案され、且つ実用化されている。又同期伝送系と非同期伝送系との帯域を共有して伝送するハイブリッド伝送システムも知られている。例えば、図４に示すように、複数の多重化伝送装置１０１−１〜１０１−６を光伝送路１０２によりリング状に接続し、多重化伝送装置１０１−１〜１０１−６に、同期端末１０３と非同期端末１０４との何れか一方又は両方を接続し、光伝送路１０２上では、例えば，ＳＴＭ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｍｏｄｅ；同期転送モード）により多重化伝送を行う。その場合に、例えば、伝送速度１５５ＭｂｐｓのＳＴＭ−１フレームは、ＳＯＨ（Ｓｅｃｔｉｏｎ Ｏｖｅｒ Ｈｅａｄ）とペイロードとから構成され、ペイロードのセル多重領域に、単一又は複数の非同期端末１０４からのＡＴＭセルを多重化し、時分割多重領域に、単一又は複数の同期端末１０３からのデータを多重化した構成となる。即ち、ペイロードに、セル多重領域と時分割多重領域とを確保して、非同期伝送系と同期伝送系とを多重化して伝送することができる。

図５は、多重化伝送装置の機能説明図であり、同期端末から同期回線を介して入力されたデータは、端末インタフェース部１１１を介してＳＤＨＨＷマッピング部１１２に転送され、予め設定されたＳＴＭ−１のペイロードの使用帯域（時分割多重領域）にマッピングされて、空間スイッチ盤（ＳＳＷ盤）１１６に転送される。又非同期端末から非同期回線を介して入力されたデータは、端末インタフェース部１１３を介してセル化／デセル化部１１４に転送され、セル化されてＳＤＨＨＷマッピング部１１５に転送され、予め設定されたＳＴＭ−１のペイロードの使用帯域（セル多重領域）にマッピングされて、空間スイッチ盤（ＳＳＷ盤）１１６に転送される。空間スイッチ盤（ＳＳＷ盤）１１６からは、ペイロードに設定した時分割多重領域とセル多重領域とに、それぞれ同期端末からのデータと非同期端末からのデータとがマッピングされ、伝送路インタフェース部１１７から、ヘッダＳＯＨが付加されて、光信号に変換され、光伝送路に送出される。又同期端末及び非同期端末がデータ受信する場合は、前述の逆の処理が施される。

又端末装置を接続した伝送制御装置間を二重化光ファイバ伝送路により接続して、ＬＡＮ（ローカル・エリア・ネットワーク）を構成し、伝送制御装置は、物理層とデータリンク層との間のバスの接続モードを示すデータをテーブルに格納し、指示に従った接続モードのデータをテーブルから読出して、バス切替手段を制御することにより、バスを独立的に使用できるようにしたシステムが知られている（例えば、特許文献１参照）。

又複数のノードを二重化光ファイバ伝送路によりリング状に接続したリングネットワークシステムに於いて、各ノードに於ける受信したデータのエラー検出を行い、エラーレートが所定値を超えると、それを検出したノードに於いて、二重化光ファイバ伝送路に対してループバック接続に切替えるシステムが知られている（例えば、特許文献２参照）。

又ＩＥＥＥ８０２．３による標準化された例えばイーサネット（登録商標）を適用した二重化伝送路によりクライアントシステムとサーバシステムとの間を接続し、クライアントシステム側のＬＡＮスイッチの学習機能により、クライアントシステムとサーバシステムとの間の二重化伝送路の切替えを行う冗長化システムが知られている（例えば、特許文献３参照）。
特許第２８１４５８９号公報 特開平５−１２２２３５号公報 特開２００３−６０６６６号公報

冗長化伝送システムは、多重化伝送装置の構成の冗長化と共に光伝送路も冗長化するものであり、運用系の障害発生時に、待機系に切替えて、データ伝送を継続させるものであり、装置構成の一部の障害発生によっても、待機系全体に切替えるものである。従って、運用系の一部と待機系の他の一部とに於ける障害発生時には対応できないものであった。又運用系から待機系に切替える場合、瞬時に行うことは困難である。その為に、切替えの処理時間に於けるデータが喪失することになり、そのデータの再送処理等による伝送効率の低下が問題となる。

本発明は、伝送効率を低下させることなく、且つパッケージ構成対応の切替えを可能として、信頼性の向上を図ることを目的とする。

本発明の冗長化伝送システムは、端末を収容したノード間を運用系と待機系との光ファイバ伝送路により接続した冗長化伝送システムに於いて、前記ノードは、前記運用系の光ファイバ伝送路に接続した光インタフェースパッケージと前記待機系の光ファイバ伝送路に接続した光インタフェースパッケージと、前記端末を接続した運用系と待機系との端末接続パッケージと、運用系と待機系との前記光インタフェースパッケージと、運用系と待機系との前記端末接続パッケージとの間を切替接続する運用系と待機系との空間スイッチパッケージとを備え、運用系と待機系との前記端末接続パッケージは、送受信データをバッファリングするバッファ部を有し、待機系の端末接続パッケージを運用系に切替える時に、前記バッファ部にバッファリングしたデータを送出する構成を備えている。

又前記端末接続パッケージは、実装位置に従って得られるパッケージアドレスを認識する系認識部を有し、該系認識部により認識した前記パッケージアドレスの相互の比較により、一方を運用系、他方を待機系として運用する構成を備えることができる。

又前記端末接続パッケージは、プライオリティナンバーを設定する系認識部を有し、該系認識部に設定した前記プライオリティナンバーの相互の比較により、一方を運用系、他方を待機系として運用する構成を備えることができる。

複数のノードをそれぞれ複数のパッケージ構成とした冗長化伝送システムであり、端末接続パッケージは、バッファ部を備えたことにより、待機系を運用系に切替えた時に、バファリングしたデータを送出することにより、データの欠落を回避できる。又系認識部により認識しているパッケージアドレス又はプライオリティナンバーを用いて、端末接続パッケージの運用系と待機系とを自律的に選択設定することができる。

本発明の冗長化伝送システムは、図２を参照すると、端末を収容したノード間を運用系と待機系との光ファイバ伝送路１−０，１−１により接続した冗長化伝送システムに於いて、ノードは、運用系の光ファイバ伝送路１−０に接続した光インタフェースパッケージ３−０と、待機系の光ファイバ伝送路１−１に接続した光インタフェースパッケージ３−１と、端末を接続した運用系と待機系との端末接続パッケージ５−０，５−１と、運用系と待機系との光インタフェースパッケージ３−０，３−１と、運用系と待機系との端末接続パッケージ５−０，５−１との間を切替接続する運用系と待機系との空間スイッチパッケージ４−０，４−１とを備え、運用系と待機系との端末接続パッケージ４−０，４−１は、送受信データをバッファリングするバッファ部７−０，７−１を有し、待機系の端末接続パッケージを運用系に切替える時に、バッファ部７−０，７−１にバッファリングしたデータを送出する構成を備えている。

図１は、本発明の実施例１の説明図であり、多重化伝送装置の構成を有するノードＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ間を、二重化光ファイバ伝送路Ｌにより接続し、各ノードＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄに複数の回線収容パッケージＭＢＣを実装し、同期端末(図示を省略)又はハブを介して非同期端末（図示を省略）を接続し、一つの回線収容パッケージＭＢＣを運用系とし、他の回線収容パッケージＭＢＣを待機系とする。各回線収容パッケージＭＢＣは、複数のパッケージ構成を有するものである。

又運用系の回線収容パッケージＭＢＣと待機系の回線収容パッケージＭＢＣとがそれぞれ二重化光ファイバ伝送路Ｌによる伝送帯域を共有してデータの送受信処理を行うもので、運用系の回線収容パッケージＭＢＣにより受信処理したデータを同期端末又は非同期端末に転送する。又送信するデータは、運用系の回線収容パッケージＭＢＣから二重化光ファイバ伝送路Ｌに送信する。この送信データは、同期端末か非同期端末かに対応して、例えば、前述のように、ＳＴＭフレームのペイロードの予め設定された時分割多重領域又はセル多重領域を各ノードＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄにより共有するようにマッピングされて、二重化光ファイバ伝送路Ｌの右回りと左回りとの経路によって同時に伝送される。

図２は、本発明の実施例１のノードの説明図であり、図１に於けるノードＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの非同期端末対応の構成を示す。図２に於いて、１−０，１−１は光ファイバ伝送路、２はノード監視・制御パッケージ、３−０，３−１は光インタフェースパッケージ、４−０，４−１は空間スイッチパッケージ、５−０，５−１は端末接続パッケージ、６−０，６−１はセレクタ、７−０，７−１はバッファ部、８は伝送路側バッファ部、９は端末側バッファ部、１０−０，１０−１は系認識部を示す。

０系の光インタフェースパッケージ３−０と空間スイッチパッケージ４−０と端末接続パッケージ５−０と、１系の光インタフェースパッケージ３−１と空間スイッチパッケージ４−１と端末接続パッケージ５−１とが、それぞれ図１の回線収容パッケージＭＢＣに対応するものである。又光ファイバ伝送路１−０を左回りの伝送経路とすると、光ファイバ伝送路１−１は、右回りの伝送経路を構成する二重化光ファイバ伝送路Ｌに相当するものとなる。この場合、パッケージ対応の冗長化構成を有するものとなる。

又光インタフェースパッケージ３−０，３−１は、光ファイバ伝送路１−０，１−１との間の光信号による例えばＳＴＭフレームの送受信機能を有するものである。又空間スイッチパッケージ４−０，４−１は、他のノード宛の伝送データをバイパスさせるようにポート間の接続及び端末接続パッケージ５−０，５−１との間の接続とを行い、又端末接続パッケージ５−０，５−１との間を交差接続していることにより、端末接続パッケージ５−０，５−１の何れか一方を運用系として、その運用系の端末接続パッケージと運用系の光インタフェースパッケージとの間を接続するものである。

又ノード監視・制御パッケージ２は、各部の状態情報を収集し、その状態情報の内容に対応して、各部を制御する機能を備えているもので、例えば、運用系の障害発生を検出すると、待機系に切替える制御を行うものである。又光ファイバ伝送路１−０，１−１により伝送する前述のＳＴＭフレームのヘッダのＫ１，Ｋ２バイトを認識して、系切替えの指示の場合に、運用系と待機系との切替えの制御を行うこともできる。

又端末接続パッケージ５−０，５−１は、例えば、図１に示すハブを介して単一或いは複数の非同期端末(図示を省略)を接続するものである。又端末接続パッケージ５−０，５−１の系認識部１０−０，１０−１は、パッケージの実装位置に対応するバックボードのピンとの接続により、パッケージアドレスの認識を行う構成、或いは、システムの構成情報を作成するソフトウエアにより、系情報としてのプライオリティナンバー等を設定する構成とすることができる。この系情報については、端末接続パッケージ５−０，５−１間で、パッケージアドレスの比較により、システム立ち上げ時に、若番を優先して運用系とし、他方を待機系とするように自律的に切替設定することができる。或いは、プライオリティナンバーの大きい方を優先して運用系とするように自律的に切替設定することができる。又端末接続パッケージ５−０，５−１間で相互に正常性確認の情報交換を行う構成とすることができる。この場合、運用系の異常を検出すると，自律的に待機系は、運用系に切替えると共に、ノード監視・制御パッケージ２に通知し、ノード監視・制御パッケージ２は、空間スイッチパッケージ４−０，４−１に対する切替制御を行う構成とすることもできる。

又バッファ部７−０，７−１は、それぞれ伝送側バッファ部８と端末側バッファ部９とを備え、受信処理したデータを伝送路側バッファ部８に所定時間分バッファリングし、運用系ではそのバッファリングしたデータを端末側に送出するが、待機系では、所定時間後のデータを順次破棄する。又送信する為のデータを端末側バッファ部９に所定時間分バッファリングし、運用系は、空間スイッチパッケージ側に送出するが、待機系では、所定時間後のデータを順次破棄する。又待機系から運用系に切替えた時に、今まで待機系としてバッファリングしていたデータも送出する。それにより、運用系の障害発生時に待機系に切替える所要時間分のデータの欠落を防止することができる。従って、バッファ部７−０，７−１は、系切替えに要する時間分のデータをバッファリングできる少ない記憶容量ですむものであり、回路規模は僅かであり、コストに及ぼす影響は無視できる程度である。

図３は、系切替えの説明図であり、図２と同一符号は同一部分を示し、ａ〜ｈは空間スイッチパッケージ４−０，４−１のポートを示す。なお、図２に於けるノード監視・制御パッケージ２は、図示を省略している。又ノード間は、０系の光ファイバ伝送路１−０と、１系の光ファイバ伝送路１−１とにより接続され、０系の光ファイバ伝送路１−０は、光インタフェースパッケージ３−０に接続され、１系の光ファイバ伝送路１−１は、光インタフェースパッケージ３−１に接続される。空間スイッチパッケージ４−０，４−１は、端末接続パッケージ５−０，５−１の未実装時や障害発生時等に於いて、ポートａ，ｂ間、又はポートｃ、ｄ間、又はポートｅ，ｆ間、又はポートｇ、ｈ間を接続するバイパス経路を構成することも可能な切替接続構成を有するものである。

空間スイッチパッケージ４−０，４−１に於いて、ポートａ，ｂ，ｅ，ｆに対して実線経路の切替接続した場合、端末接続パッケージ５−０のバッファ部７−０からのデータが、光インタフェースパッケージ３−０，３−１に転送され、運用系と待機系との光ファイバ伝送路１−０，１−１に同一のデータが送出される。又端末接続パッケージ５−０のセレクタ６−０により、空間スイッチパッケージ４−０側を選択するように制御すると、空間スイッチパッケージ４−０を介したデータが、端末接続パッケージ５−０のバッファ部７−０に入力される。即ち、０系を運用系として、送受信制御する状態となる。

この場合、端末(図示を省略)からのデータを、端末接続パッケージ５−０，５−１のバッファ部７−０，７−１に入力する構成とし、又空間スイッチパッケージ４−０のポートｄに対して、点線経路に切替接続し、セレクタ６−１を介して端末接続パッケージ５−１のバッファ部７−１に入力するか、又は空間スイッチパッケージ４−１のポートｈに対して、点線経路に切替接続し、端末接続パッケージ５−１のセレクタ６−１を介してバッファ部７−１に入力し、待機系としてデータのバッファリングを行うことができる。

従って、運用系の光ファイバ伝送路１−０の障害発生時は、待機系の光ファイバ伝送路１−１を介して伝送されたデータを、待機系の光インタフェースパッケージ３−１から、待機系の空間スイッチパッケージ４−１を介して、運用系の端末接続パッケージ５−０に、或いは、端末接続パッケージ５−１を運用系に切替えて、この端末接続パッケージ５−１に転送することができる。又運用系の光インタフェースパッケージ３−０又は空間スイッチパッケージ４−０の障害発生時も、運用系の光ファイバ伝送路１−０の障害発生時と同様に、待機系の光インタフェースパッケージ３−１と空間スイッチパッケージ４−１に切替えることにより、データ伝送を継続することができる。

又運用系の端末接続パッケージ５−０の障害発生時は、待機系の端末接続パッケージ５−１に切替えることになるが、この障害発生直前までのデータは、運用系と待機系とのバッファ部７−０，７−１に保持されているから、待機系の端末接続パッケージ５−１と運用系の空間スイッチパッケージ４−０との間の切替接続完了と共に、バッファリングしたデータを送出することにより、データの欠落が発生しないようにすることができる。

この端末接続パッケージ５−０，５−１間で、正常性の確認を情報の送受信を行うと共に、系認識部１０−０，１０−１のパッケージアドレス等の系認識情報を含めて転送することにより、運用系の障害発生の有無を待機系の端末接続パッケージに於いて判定し、障害発生と判定した時に、セレクタ６−０，６−１の制御も行って、待機系を運用系に切替えることも可能である。又運用系の端末接続パッケージを抜き取った場合も、障害発生時と同様に、待機系を運用系とする切替制御により、データの送受信を継続することができる。又運用系の端末接続パッケージ側の端末との間のリンク断の場合も、障害発生時と同様に待機系の端末接続パッケージを運用系に切替えてデータの送受信を継続することができる。

本発明の実施例１の処理説明図である。 本発明の実施例１のノードの説明図である。 系切替えの説明図である。 ハイブリッド伝送システムの説明図である。 多重化伝送装置の機能説明図である。

符号の説明

１−０，１−１ 光ファイバ伝送路
２ ノード監視・制御パッケージ
３−０，３−１ 光インタフェースパッケージ
４−０，４−１ 空間スイッチパッケージ
５−０，５−１ 端末接続パッケージ
６−０，６−１ セレクタ
７−０，７−１ バッファ部
８ 伝送路側バッファ部
９ 端末側バッファ部
１０−０，１０−１ 系認識部

Claims (3)

1. 端末を収容したノード間を運用系と待機系との光ファイバ伝送路により接続した冗長化伝送システムに於いて、
   前記ノードは、前記運用系の光ファイバ伝送路に接続した光インタフェースパッケージと前記待機系の光ファイバ伝送路に接続した光インタフェースパッケージと、前記端末を接続した運用系と待機系との端末接続パッケージと、運用系と待機系との前記光インタフェースパッケージと、運用系と待機系との前記端末接続パッケージとの間を切替接続する運用系と待機系との空間スイッチパッケージとを備え、
   運用系と待機系との前記端末接続パッケージは、送受信データをバッファリングするバッファ部を有し、待機系の端末接続パッケージを運用系に切替える時に、前記バッファ部にバッファリングしたデータを送出する構成を備えた
   ことを特徴とする冗長化伝送システム。
2. 前記端末接続パッケージは、実装位置に従って得られるパッケージアドレスを認識する系認識部を有し、該系認識部により認識した前記パッケージアドレスの相互の比較により、一方を運用系、他方を待機系として運用する構成を有することを特徴とする請求項１記載の冗長化伝送システム。
3. 前記端末接続パッケージは、プライオリティナンバーを設定する系認識部を有し、該系認識部に設定した前記プライオリティナンバーの相互の比較により、一方を運用系、他方を待機系として運用する構成を有することを特徴とする請求項１記載の冗長化伝送システム。

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