JP2006080888A - データ伝送システム - Google Patents

Abstract

【課題】全二重の複数系列の伝送路が無線設備を介してリング状に接続された無線伝送システムにおいて、無線伝送路の障害発生時に、伝送帯域を効率よく利用する。
【解決手段】無線ＲＰＲ装置４０は、３系列の伝送路１２中のある系列の障害の発生を検出したとき、障害発生系列数が全系列数の半数以下である場合には、伝送路１２の障害発生系列を除いた系列により狭帯域化して伝送を継続させ（図１２Ｂ）、障害発生系列数が全系列数の半数を超える数となった場合には、系列に障害が発生している伝送路１２の全ての系列を使用しないで、逆方向の伝送路１２にデータを折り返すラッピング処理により伝送を行う（図１２Ｃ、図１２Ｄ）。
【選択図】図２１

Description

この発明は、全二重の伝送路が複数の設備を介してリング状に接続されたデータ伝送システムに関し、特に、無線ＲＰＲ（Resilient Packet Ring）装置に適用して好適なデータ伝送システムに関する。

従来から、国土交通省、警察庁及び内閣府等の官公庁、都道府県及び市町村等の自治体、電力会社及びガス会社等の公共事業者では、防災業務、電力系統保護等の目的でデータ伝送システムを自営回線で構築している。

この自営回線として、従来、伝送路媒体を光ファイバとするネットワークが構築されている（非特許文献１）。

この光ファイバネットワークでは、端局装置間が自営設備である光ファイバにより接続され、各端局装置にＬＡＮ（Local Area Network）接続機器やＭＰＥＧ２インタフェース等を有するカメラ等の端末装置が接続され、送信側の端末装置から出力されるパケットが一方の端局装置でフレームに分割されるとともにＥ／Ｏ（電気／光学）変換されて光ファイバの一端に供給され、光ファイバの他端まで伝送されたフレームが他方の端局装置によりＯ／Ｅ変換された後、パケットに合成され、受信側の端末装置に伝送されるように構成されている。

国土交通省（旧建設省）「ディジタル端局装置（ＳＤＨ）仕様書」建電通仕（国電通仕）第４２号、平成１０年６月３日制定、平成１１年９月２４日改訂

ところで、このようなデータ伝送システムにおいては、障害に強いネットワークとすることが要望されており、ＩＥＥＥ ＤｒａｆｔＰ８０２．１７／Ｄ３．２ ＰＡＲＴ１７に規定されたＲＰＲに準拠した伝送装置が開発されている（日本無線技報 ＮＯ．４５ ｐ１９−ｐ２１ 平成１６年３月１２日 日本無線株式会社発行）。

ＲＰＲでは、データ伝送システムは全二重の伝送路が複数のＲＰＲ伝送装置を介してリング状に接続され、伝送路上に障害箇所が発生した場合、障害箇所が発生した伝送路に接続されるＲＰＲ伝送装置がトラフィックを両側へループバックするいわゆるラッピング処理や、障害箇所が発生した場合、ラッピング処理を行い、その後、各ＲＰＲ伝送装置が新しいトポロジーを学習し最短ルートへリルートするいわゆるステアリング処理を行うようになっている。

しかしながら、従来技術に係るラッピング処理は、伝送路に障害箇所が発生した場合に、一律にラッピング処理を行うようになっており、伝送路の帯域を有効に利用することができないという問題がある。

この発明は、このような技術及び課題を考慮してなされたものであり、全二重の複数系列からなる伝送路が複数の設備を介してリング状に接続されたデータ伝送システムにおいて、伝送路の障害発生時に、帯域を効率よく利用してデータ伝送を行うことを可能とするデータ伝送システムを提供することを目的とする。

また、この発明は、伝送路の障害発生時に、各利用者になるべく公平に帯域を割り当てるようにすることを可能とするデータ伝送システムを提供することを目的とする。

この項では、理解の容易化のために添付図面中の符号を付けて説明する。したがって、この項に記載した内容がその符号を付けたものに限定して解釈されるものではない。

この発明のデータ伝送システムは、全二重の複数系列からなる伝送路（１２）が複数の設備（２１〜２５）を介してリング状に接続されたデータ伝送システム（１０）において、前記各設備（２１〜２５）には、両側の前記伝送路に対してそれぞれデータを送受信する右回り用及び左回り用伝送装置（３２）（３４）が設けられ、前記各設備において、一端が端末（３８）側に接続され、他端が両側の前記伝送装置（３２）（３４）に接続される伝送帯域自動切替・迂回制御装置（４０）を有し、前記伝送帯域自動切替・迂回制御装置は、前記両側の伝送路を構成する各系列の障害発生を検出する障害検出部（６０）と、前記障害検出部により、ある系列の障害の発生を検出したとき、障害発生系列数が全系列数の半数以下である場合には、前記伝送路の障害発生系列を除いた系列により狭帯域化して伝送を継続させる帯域自動切替制御部（４２）（５２）と、障害発生系列数が全系列数の半数を超える数となった場合には、系列に障害が発生している伝送路の全ての系列を使用しないで、逆方向の伝送路にデータを折り返すラッピング処理を行う迂回制御部（４２）（５２）と、を備えることを特徴とする。

この発明によれば、伝送帯域自動切替・迂回制御装置の帯域自動切替制御部は、障害検出部により、伝送路中のある系列の障害の発生を検出したとき、障害発生系列数が全系列数の半数以下である場合には、前記伝送路の障害発生系列を除いた系列により狭帯域化して伝送を継続させ、迂回制御部は、障害発生系列数が全系列数の半数を超える数となった場合には、系列に障害が発生している伝送路の全ての系列を使用しないで、逆方向の伝送路にデータを折り返すラッピング処理により伝送を行うようにしているので、伝送帯域を効率よく利用することができる。

なお、このデータ伝送システムは、伝送装置を無線装置とし、伝送帯域自動切替・迂回制御装置を無線ＲＰＲ装置とすることにより、無線ＲＰＲ伝送システムに適用することができる。

この発明によれば、全二重の複数系列からなる伝送路が複数の設備を介してリング状に接続されたデータ伝送システムにおいて、伝送路の障害発生時に、帯域を効率よく利用してデータ伝送を行うことができる。また、この発明によれば、伝送路の障害発生時に、各利用者になるべく公平に帯域を割り当てることができる。

以下、この発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、この発明の一実施形態に係るデータ伝送システム１０の一部の構成を示している。

図２は、データ伝送システム１０の全体構成を示している。

図３は、データ伝送システム１０を構成する無線ＲＰＲ装置４０の詳細構成を示している。

このデータ伝送システム１０は、１系列（１ＣＨ）の帯域が６［Ｍｂｐｓ］、正確には、６．３１２［Ｍｂｐｓ］で全二重の８系列（８ＣＨ）（一方向６×８＝４８［Ｍｂｐｓ］、両方向で９６［Ｍｂｐｓ］）からなるマイクロ波多重の無線伝送路（単に、伝送路ともいう。）１２を介して、Ａ〜Ｅ地点無線設備（Ａ〜Ｅ局ともいう。）２１〜２５が、リング状に接続されている。伝送路１２は、それぞれ８系列（８ＣＨ、８本）の伝送路から構成されていると考えることができる。なお、図面中、帯域の単位［Ｍｂｐｓ］は、繁雑となるのを回避するため、単に［Ｍ］と表記している。

Ａ〜Ｅ地点無線設備２１〜２５には、それぞれ、両側の伝送路１２に対してデータを送受信する、右回り用の伝送装置としての無線装置３２と左回り用の伝送装置としての無線装置３４とが設けられている。

Ａ〜Ｅ地点無線設備２１〜２５には、さらに、それぞれレイヤ３スイッチ（Ｌ３ＳＷ）３６を介し１００ＢＡＳＥ−ＴＸ等のインタフェースを通じて複数の端末３８が接続されている。端末３８は、固有のＩＰアドレスとＭＡＣ（Media Access Control）アドレスを有するパーソナルコンピュータ、ＩＰ電話、サーバ、ＭＰＥＧ２エンコーダ内蔵のカメラ、ＭＰＥ２デコーダ内蔵のモニタ等である。

また、Ａ〜Ｅ地点無線設備２１〜２５は、それぞれ、伝送帯域自動切替・迂回制御装置としての無線ＲＰＲ装置４０（図１、図３参照）を備えている。

各無線ＲＰＲ装置４０は、帯域自動切替・迂回制御部５２を有するＲＰＲ処理部５０を備え、このＲＰＲ処理部５０の帯域自動切替・迂回制御部５２は、一方の帯域自動切替・迂回制御部４２を通じて無線装置３２に接続されるとともに、他方の帯域自動切替・迂回制御部４４を介して無線装置３４に接続され、かつ、Ｌ３ＳＷ３６を通じて、前記のパーソナルコンピュータ及びＩＰ電話等の端末３８に接続され通じて複数の端末３８に接続されている。

端末３８は、図１に示すように、Ｌ３ＳＷ３６、無線ＲＰＲ装置４０、無線装置３２、３４、及び伝送路１２を通じて他の端末３８に対して全二重での通信ができるように構成されている。

なお、上記したデータ伝送システム１０は、無線ＲＰＲ装置４０に適用した例を示しているが、この発明は、伝送路１２を光ファイバ伝送路とする光ファイバＲＰＲ装置、あるいは伝送路１２をメタリックケーブルとするメタリックケーブルＲＰＲ装置等の有線伝送路に適用することもできる。

無線ＲＰＲ装置４０は、後に詳しく説明するように、帯域自動切替・迂回制御部４２、４４、５２により、無線装置３２、３４側の伝送路１２中、ある系列の障害の発生を検出したとき、障害発生系列数が全系列数、すなわち８系列（８ＣＨで４８［Ｍｂｐｓ］）数の半数（４系列）以下である場合には、障害発生系列を除いた系列の伝送路１２により狭帯域化して伝送を継続させ、障害発生系列数が全系列数の半数を超える数（５系列以上の数）となった場合には、ループバックし、ラッピング処理により伝送を行うように構成されている。

なお、ＲＰＲ処理部５０と無線区間６４（無線装置３２、伝送路１２及び無線装置３４を含む。図３参照）との間に設けられる帯域自動切替・迂回制御部４２と帯域自動切替・迂回制御部４４とは同一の構成である。

図３において、例えば、端末３８（自局の端末とする。）からＬ３ＳＷ３６を介して供給されたデータ、及び帯域自動切替・迂回制御部４４から供給された他局からのデータは帯域自動切替・迂回制御部５２を通じ、メモリリードライト制御回路５５により制御されるポートセレクタ５４を通じて第１〜第８系列ＣＨ１〜ＣＨ８の送信バッファ５６に振り分けられて（マッピングされて）格納された後、各系列ＣＨ１〜ＣＨ８の送信処理部５８を通じ各系列ＣＨ１〜ＣＨ８のデータとして無線装置３２に供給され、伝送路１２を介してさらに他局の無線ＲＰＲ装置４０に送信される。

また、自局の無線装置３２により受信した各系列ＣＨ１〜ＣＨ８のデータは、受信処理部６０を介して各系列ＣＨ１〜ＣＨ８の受信バッファ６２に格納される。受信バッファ６２に格納された各系列ＣＨ１〜ＣＨ８のデータはメモリリードライト制御回路５５により読み出され、再構成され（デマッピングされ）、帯域自動切替・迂回制御部５２を経由し、Ｌ３ＳＷ３６側あるいは帯域自動切替・迂回制御部４４側へ転送される。

ここで、帯域自動切替・迂回制御部４２を構成する各受信処理部６０は、系列ＣＨ１〜ＣＨ８の受信データに基づき障害警報信号ＲＡＬＭ１〜ＲＡＬＭ８（それぞれ、非障害時：正常時「０」、障害発生時「１」の値を採る。）及びリンク検出信号ＳＥＮＤ１〜８（それぞれ、リンク接時：正常時「０」、リンク断時「１」の値を採る。）を生成し、障害警報信号ＲＡＬＭ１〜ＲＡＬＭ８を対応する系列ＣＨの送信処理部５８に供給するとともに、メモリリードライト制御回路５５に供給する。また、各受信処理部６０は、リンク検出信号ＳＥＮＤ１〜ＳＥＮＤ８をメモリリードライト制御回路５５に供給する。

ここで、リンク検出信号ＳＥＮＤ１〜ＳＥＮＤ８は、対応する第１〜第８系列ＣＨ１〜ＣＨ８のリンク状態が正常であるかどうかを示す信号である。換言すれば、伝送路１２を介して対向する無線装置３２と無線装置３４の各系列ＣＨ１〜ＣＨ８が正常な交信状態となっているかどうかの接続状態を検出した信号である。

メモリリードライト制御回路５５は、障害警報信号ＲＡＬＭ１〜ＲＡＬＭ８及びリンク検出信号ＳＥＮＤ１〜８の全ての内容を帯域自動切替・迂回制御データＷｐとして帯域自動切替・迂回制御部５２に供給する。

図４は、データを伝送するとともに、障害警報信号ＲＡＬＭ１〜ＲＡＬＭ８及びリンク検出信号ＳＥＮＤ１〜ＳＥＮＤ８を生成するために利用される伝送路１２上の各系列ＣＨ１〜ＣＨ８で伝送される多重化データである伝送フレーム（無線伝送フレーム）２００の構成例を示している。

この伝送フレーム２００は、４個のフレームＦ１〜Ｆ４からなるマルチフレームＭＦの構成とされ、このマルチフレームＭＦ単位で繰り返し送受信される。各フレームＦ１〜Ｆ４は、それぞれがデータＤ０〜Ｄ７からなる８ビットの９８個のタイムスロットＴＳと、データＤ０〜Ｄ４の５ビットのフレーム情報ＥＦとからなる合計「７８９」ビットのデータにより構成される。タイムスロットＴＳ１〜ＴＳ９６がペイロードであり、ＴＳ９７、ＴＳ９８及びフレーム情報ＥＦとがヘッダである。

ここでは、１フレームの時間を１２５［μｓ］としているので、伝送帯域は、１系列（１ＣＨ）毎に、７８９［ｂｉｔ］／１２５［μｓ］＝６．３１２［Ｍｂｐｓ］になる。１マルチフレームＭＦの時間は、１フレームの４倍の時間０．５（＝０．１２５×４）［ｍｓ］である。

図示していないフレームタイミング発生器により、１フレーム毎のフレームタイミングＦＴＭと、マルチフレームＭＦ毎のフレームタイミングＭＦＴＭが発生され、フレームタイミングＦＴＭとして送信処理部５８及びメモリリードライト制御回路５５等必要な箇所に供給される。受信処理部６０は、受信データよりフレームタイミングＦＴＭとマルチフレームタイミングＭＦＴＭを再生する。

図４において、タイムスロットＴＳ中、タイムスロットＴＳ１〜ＴＳ９６には、端末３８からのＩＰ（Internet Protocol）データ等が挿入され、タイムスロットＴＳ９７、ＴＳ９８には帯域自動切替・迂回制御部５２により伝送帯域制御情報が挿入される。さらに、各１フレームの末尾部分のフレーム情報ＥＦには、対局警報信号（Ｓ）、ＣＲＣチェック情報、フレーム同期情報等のデータＤ０〜Ｄ４が挿入される。

図５に例として示すタイムスロットＴＳ９７、ＴＳ９８のデータＤ０〜Ｄ７の各ビットは、それぞれ第１〜第８系列ＣＨ１〜ＣＨ８の割り当て（タイムスロットＴＳ９７）及び実際の使用状態（タイムスロットＴＳ９８）に対応している。

具体的に、この実施形態において、タイムスロットＴＳ９７は、ＴＳ９７＝［Ｄ７ Ｄ６ Ｄ５ Ｄ４ Ｄ３ Ｄ２ Ｄ１ Ｄ０］＝［１１１１１１１１］と、全ての系列ＣＨ１〜ＣＨ８が伝送に割り当てられているものとする（「１：割当」、「０：非割当」）。

その一方、タイムスロットＴＳ９８には、伝送帯域割当の現在の使用状態が挿入される。すなわち、対向局障害情報であるリンク信号ＳＥＮＤ１〜ＳＥＮＤ８の状態（値）に連動して変化するように構成されている。なお、初期値は、タイムスロットＴＳ９７の値と同一の値とされるのでタイムスロットＴＳ９８の初期値は、ＴＳ９８＝［１１１１１１１１］と設定される。

上述したように、リンク信号ＳＥＮＤ１〜ＳＥＮＤ８は、障害が発生して、ある系列ＣＨのリンク状態が「断」と判断されたとき、そのある系列ＣＨのリンク信号ＳＥＮＤ１〜ＳＥＮＤ８の値が「１」とされ、障害が復旧してリンク状態が「接」と判断されたとき、その系列のリンク信号ＳＥＮＤ１〜ＳＥＮＤ８の値が「０」とされる。

図６は、マルチフレームＭＦを構成する各フレームＦ１〜Ｆ４のフレーム情報ＥＦの構成を示している。

フレーム情報ＥＦ中、フレームＦ１、Ｆ３のデータＤ０に挿入される「Ｄ」はデータリンクビット、フレームＦ３のデータＤ１に挿入される「Ｓ」は対局警報信号としての対局警報ビット｛Ｓ＝１（警報時）、Ｓ＝０（正常時）｝、フレームＦ４に挿入される「Ｃ」はＣＲＣチェックビット、フレームＦ１、Ｆ２に挿入される「１」と「０」は同期ビットで［１１００１０１００］、フレームＦ３に挿入される「“１”」は空きビットで１に固定している。

ここで、まず、上記実施形態に係るデータ伝送システム１０の基本動作（通常動作）について説明する。

例えば、Ａ地点無線設備２１にＬ３ＳＷ３６を介して接続されている端末３８から、Ｂ地点無線設備２２にＬ３ＳＷ３６を介して接続されている他の端末３８へデータを伝送することを例として説明する。

このとき、図３に示すように、Ａ地点無線設備２１の端末３８からのデータが、Ｌ３ＳＷ３６、帯域自動切替・迂回制御部５２及びポートセレクタ５４を通じて各系列ＣＨ１〜ＣＨ８の送信バッファ５６に振り分けられて格納される。

各系列ＣＨ１〜ＣＨ８の送信処理部５８は、送信バッファ５６から読み出したデータをペイロードであるタイムスロットＴＳ１〜ＴＳ９６に割り当てるとともに、タイムスロットＴＳ９７、ＴＳ９８に所定の伝送帯域制御情報を挿入したマルチフレームＭＦのデータ（送信信号フレーム）を出力する。

このマルチフレームＭＦの系列ＣＨ１〜ＣＨ８のデータ（送信信号フレーム）は、自局の無線装置３２に送られ、無線装置３２により変調されて電波とされ、系列ＣＨ１〜ＣＨ８からなる伝送路１２を介して対向局であるＢ地点無線設備２２の無線装置３４により受信される。

無線装置３４で受信されたデータが、復調されて各系列ＣＨ１〜ＣＨ８のデータとして受信処理部６０に供給される。

各受信処理部６０は、フレーム同期回路と制御情報分離回路を含んで構成され、フレーム同期回路は、受信したデータから図４に示したフレームタイミングＦＴＭとマルチフレームタイミングＭＦＴＭとクロックを検出する。この場合、フレーム同期回路は、クロック再生回路としても機能し再生クロックを発生するとともに、フレームタイミングＦＴＭ中、所定のタイミングをマルチフレームタイミングＭＦＴＭとして抽出する。

制御情報分離回路は、再生されたクロック及びフレームタイミングＦＴＭとマルチフレームタイミングＭＦＴＭとに基づき、供給されたマルチフレームＭＦのデータを対応する各受信バッファ６２に供給する。受信バッファ６２は、メモリリードライト制御回路５５からのライトタイミングに応じてデータを順次格納する。

そして、各受信バッファ６２に格納されたデータはメモリリードライト制御回路５５からのリードタイミングに応じて読み出されて再構成され（デマッピングされ）、帯域自動切替・迂回制御部５２、Ｌ３ＳＷ３６を通じて端末３８に供給される。

Ｂ地点無線設備２２の端末３８からＡ地点無線設備２１の端末３８への通常のデータ伝送動作も同様である。

次に、Ａ地点無線設備２１（便宜上、自局とする。）とＢ地点無線設備２２（便宜上、対向局とする。）との間の通信で、伝送路１２の系列ＣＨ１〜ＣＨ８中、ある系列ＣＨの障害の発生を検出したときに、系列数を減らして非対称伝送帯域制御とする処理について説明する。

図７に示すフローチャートは、各受信処理部６０及び各送信処理部５８が、それぞれ独立に行う受信データの状態転送処理に供される。

ステップＳ１において、各受信処理部６０は、各系列ＣＨ１〜ＣＨ８の受信されたマルチフレームＭＦのデータ（受信信号フレーム）のクロックを検出し、受信障害状態が発生していないかどうかを判定する。

受信障害は、各受信処理部６０で判定され、第１にフレームタイミングＦＴＭを検出できない受信障害（ＳＹＮＣ障害という。）、第２にクロックを検出できない受信障害（ＩＮＰＵＴ障害という。）、第３にクロックは検出できたがデータが全て「１」（オールＨＩＧＨ）である状態が一定時間以上継続したときの受信障害、例えば帯域自動切替・迂回制御部４２と無線装置３２との間を接続するケーブルが外されている状態等｛ＡＩＳ（Automatic Indicate Signal）障害という。｝の３つに分類され、これらの受信障害が検出されたとき、対応する障害警報信号ＲＡＬＭ１〜ＲＡＬＭ８が、正常受信状態の値「０」から、受信障害発生状態を指示する値「１」に変更される。実際上、障害警報信号ＲＡＬＭ１〜ＲＡＬＭ８は、上記の第１〜第３の受信障害状態と正常状態を含めて、４つの状態を指示する２ビットの信号にしている。

ステップＳ１において、受信障害状態が発生していないと判定した場合には、障害警報信号ＲＡＬＭ１〜ＲＡＬＭ８を値「０」として、自局の対応する各送信処理部５８に送る。

このとき、ステップＳ２において、対応する各送信処理部５８は、次に送信予定のマルチフレームＭＦのデータ（送信信号フレーム）のなかのフレーム情報ＥＦ中、対局警報ビットＳをＳ＝０（障害未発生）と設定して対向局に送信する。

一方、ステップＳ１において受信障害状態が発生していると判定した場合には、ステップＳ３において、対応する各送信処理部５８は、次に送信予定のマルチフレームＭＦのデータ（送信信号フレーム）のなかのフレーム情報ＥＦ中、対局警報ビットＳをＳ＝１（障害発生）と設定して対向局に送信する。

図８〜図１１を参照して、系列３に受信障害が発生した場合の具体例を説明する。図８に示すように、通常動作中には、例えばＡ地点無線設備２１の帯域自動切替・迂回制御部４２から無線区間６４（無線装置３２、伝送路１２及び無線装置３４）を通じてＢ地点無線設備２２の帯域自動切替・迂回制御部４４に８系列ＣＨ１〜ＣＨ８でデータ伝送が行われ、同時に、Ｂ地点無線設備２２の帯域自動切替・迂回制御部４４から無線区間６４を通じてＢ地点無線設備２２の帯域自動切替・迂回制御部４２に８系列ＣＨ１〜ＣＨ８でデータ伝送が行われる。

ここで、初期的な帯域割当は、図８中の系列ＣＨ１〜ＣＨ８の中に記載したタイムスロットＴＳ９７の値で示すようにＴＳ９７＝［１１１１１１１１］となっている。同時に、現在、正常に運用されているので、正常運用中の帯域割当は、タイムスロットＴＳ９８の値で示すようにＴＳ９８＝［１１１１１１１１］になっている。

この場合、マルチフレームＭＦのデータの第３フレームＦ３のフレーム情報ＥＦ中、対局警報ビットＳの値は、全ての系列ＣＨ１〜ＣＨ８で、障害のないことを示す値Ｓ＝０になっている。

図９は、伝送路１２中、系列ＣＨ３に障害が発生したときの動作説明図である。

この場合、Ｂ地点無線設備２２の帯域自動切替・迂回制御部４４を構成する受信処理部６０が障害を検出すると、障害警報信号ＲＡＬＭ３をＲＡＬＭ３＝１に設定して、自己の系列ＣＨ３の送信処理部５８に送る。

このとき、Ｂ地点無線設備２２の送信処理部５８は、系列ＣＨ３のマルチフレームＭＦのデータの第３フレームＦ３のフレーム情報ＥＦ中、対局警報ビットＳの値を、障害が発生したことを示す値Ｓ＝１に設定して、Ａ地点無線設備２１の受信処理部６０に対して系列ＣＨ３で送信する。

Ａ地点無線設備２１の受信処理部６０は、受信信号フレームの中で対局警報ビットＳの値が、Ｓ＝１であるものを検出したとき、系列ＣＨ３に障害が発生していることを示す判定結果のリンク信号ＳＥＮＤ３＝１を、自己のメモリリードライト制御回路５５に送る。

このリンク信号ＳＥＮＤ３＝１は、帯域自動切替・迂回制御信号Ｗｐとして帯域自動切替・迂回制御部５２に転送され、帯域自動切替・迂回制御部５２は、Ａ地点無線設備２１からＢ地点無線設備２２に送信する伝送路１２の全系列ＣＨ１〜ＣＨ８のタイムスロットＴＳ９８の帯域割当情報をＴＳ９８＝［１１１１１１１１］を、系列ＣＨ３に障害が発生したことを示すＴＳ９８＝［１１１１１０１１］に変更し、帯域を７／８に変更した系列ＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ４〜ＣＨ８で通信を行うことを自己の送信処理部５８を通じてＢ地点無線設備２２の受信処理部６０に通知する。なお、タイムスロットＴＳ９７は、ＴＳ９７＝［１１１１１１１１］と変更されないままである。

以上の制御により、系列ＣＨ３での障害が継続している間、Ａ地点無線設備２１からＢ地点無線設備２２への伝送路１２は、図１０Ｂに示すように、７系列ＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ４〜ＣＨ８でのデータ伝送に帯域が自動的に切り替えられ（６［Ｍｂｐｓ］×８→６［Ｍｂｐｓ］×７）、その一方、Ｂ地点無線設備２２からＡ地点無線設備２１への伝送は、８系列ＣＨ１〜ＣＨ８の帯域でのデータ伝送が継続される。もちろん、障害が復旧した場合に、Ａ地点無線設備２１からＢ地点無線設備２２への伝送路１２は、図１０Ａに示すように自動的に８系列ＣＨ１〜ＣＨ８での最大帯域に復旧する。

なお、図１１に示すように、系列ＣＨ３に障害が発生した場合、系列ＣＨ３を使用しないで、上下とも、７系列ＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ４〜ＣＨ８で伝送を行うように制御することもできる。

次に、帯域自動切替制御・迂回制御（ラッピング制御）の処理について、伝送路１２の系列数が奇数の場合、及び偶数の場合、それぞれ、まず、簡単な３系列（３ＣＨ）及び４系列（４ＣＨ）を例として説明する。

図１２Ａは、６［Ｍ］×３系列（ＣＨ１〜ＣＨ３）の場合の正常な場合を示している。すなわち、無線ＲＰＲ装置４０間で無線装置３２、３４及び伝送路１２を通じて全二重の６［Ｍ］×３の帯域でのデータ伝送が行われている。

図１２Ｂに示すように、全系列数３ＣＨの中、障害発生系列数が半分以下の、例えば系列ＣＨ１の上りもしくは下り方向、又は上下方向ともに障害が発生した場合、換言すれば、６［Ｍ］×１系列の障害を検出した場合、帯域を６［Ｍ］×２に狭めて伝送を継続する。

図１２Ｃ及び図１２Ｄに示すように、全系列数３ＣＨの中、障害発生系列数が半数以上の、例えば系列ＣＨ１、ＣＨ２に障害が発生した場合、あるいは系列ＣＨ１〜ＣＨ３の全てに障害が発生した場合、障害が発生した無線ＲＰＲ装置４０間の伝送路１２は使用しないで、ラッピング処理を行う。

図１３Ａは、６［Ｍ］×４系列の場合の正常な場合を示している。すなわち、無線ＲＰＲ装置４０間で無線装置３２、３４及び伝送路１２を通じて全二重の６［Ｍ］×４の帯域でのデータ伝送が行われている。

図１３Ｂ、図１３Ｃに示すように、全系列数４ＣＨの中、障害発生系列数が半分以下の、例えば系列ＣＨ１、あるいは系列ＣＨ１とＣＨ２に障害が発生した場合、それぞれ、帯域を６［Ｍ］×３あるいは６［Ｍ］×２に狭めて伝送を継続する。

図１３Ｄ及び図１３Ｅに示すように、全系列数４ＣＨの中、障害発生系列数が半数以上の３系列、及び系列ＣＨ１〜ＣＨ４の全てに障害が発生した場合、障害が発生した無線ＲＰＲ装置４０間の伝送路１２は使用しないで、ラッピング処理を行う。

図１４は、このような帯域自動切替制御・迂回制御（ラッピング制御）の処理フローチャートである。なお、制御主体は、帯域自動切替・迂回制御部５２である。なお、以下の説明において、障害の検出あるいは障害の復旧は、障害警報信号ＲＡＬＭ１〜ＲＡＬＭ８あるいはリンク検出信号ＳＥＮＤ１〜８のいずれかの変化（値「０」から「１」又は値「０」から「１」）により判断される。

ステップＳ１１において、帯域自動切替・迂回制御信号Ｗｐにより伝送路１２に障害が発生したかどうかが確認される。

障害が発生したことを確認した場合、ステップＳ１２において、正常な伝送路１２の系列数より障害の発生している異常な伝送路１２の系列数の方が多いかどうかが判断される。

正常な伝送路１２の系列数が多い場合、ステップＳ１３において、該当の伝送路１２の系列数を１だけ減じ、ステップＳ１４において、障害の発生していない系列数で帯域を狭めて動作させる。

その一方、ステップＳ１２の判断において、正常な伝送路１２の系列数より障害の発生している異常な伝送路１２の系列数の方が多かった場合、ステップＳ１５においてラッピング処理を行う。

ステップＳ１４及びステップＳ１５の処理の後、ステップＳ１１に戻り、伝送路１２の系列に新たな障害が発生したかどうかを確認する。

新たな障害が発生していなかった場合、ステップＳ１６において、伝送路１２の障害が復旧したかどうかを確認する。

障害が復旧していなかった場合には、ステップＳ１７において、現在の状態での動作を継続する。

ステップＳ１６において、障害の復旧が確認されたとき、ステップＳ１８において、正常な伝送路１２の系列数より障害の発生している異常な伝送路１２の系列数の方が多いかどうかが判断される。

正常な伝送路１２の系列数が多い場合、ステップＳ１４において、障害の発生していない系列数で帯域を狭めて動作させる。

ステップＳ１８の判断において、正常な伝送路１２の系列数より障害の発生している異常な伝送路１２の系列数の方が多かった場合、ステップＳ１７において現在の状態での動作が継続されるが、この場合には、ラッピング処理が継続される。

次に、伝送路１２中の障害発生系列数が半数以下である場合には、伝送路１２中、障害発生系列を除いた系列により狭帯域化して伝送を継続させることがよい理由、及び正常な伝送路１２の系列数が全系列数の１／２より少なくなった場合に、帯域を狭帯域化するより、換言すれば系列数（ここでは、系列数Ｎとする。）を減らして伝送を継続するより、ラッピング処理をした方がよいという理由について説明する。

図１５は、伝送路１２の系列数ＮがＮ＝８であって、ユニキャストであり、１個飛びにアクセスする場合であって、かつ障害がない場合の正常状態を示している。

例えば、Ｃ地点無線設備２３について説明すると、Ｃ地点無線設備２３には、それぞれ、１個おいたＡ地点無線設備２１及びＥ地点無線設備２５から各帯域２４Ｍで、Ｃ地点無線設備２３のＬ３ＳＷ３６にデータが供給されていることが分かる。また、同時に、Ｃ地点無線設備２３から、それぞれ、１個おいたＡ地点無線設備２１及びＥ地点無線設備２５に対して各帯域２４ＭでＬ３ＳＷ３６にデータが供給されていることが分かる。

なお、図１５中、例えば「Ｄ：２４Ｍ」等は、Ｄ地点無線設備２４から帯域２４Ｍでデータが転送されていることを意味する。

図１６は、Ｂ地点無線設備２２とＣ地点無線設備２３との間で、障害系列数が半分の４個（４／８）になった場合、すなわち、障害発生系列４ＣＨを除いた残りの系列４ＣＨに狭帯域化して伝送を継続している状態を示している。

図１７は、Ｂ地点無線設備２２とＣ地点無線設備２３との間に、５系列以上の障害が発生した場合にラッピング処理を行ったときの状態を示している。

例えば、図１６では、Ｃ地点無線設備２３とＬ３ＳＷ３６との間の帯域は３６Ｍであるのに対して、図１７例では２４Ｍであり、障害発生系列数が半数以下である場合には、ラッピング処理を行わない方が帯域を効率的かつ有効に使用できていることが分かる。

図１８は、Ｂ地点無線設備２２とＣ地点無線設備２３との間で、障害系列数が５個（５／８）になった場合、すなわち、障害発生系列５ＣＨを除いた残りの系列３ＣＨで狭帯域化して伝送を継続している状態を示している。

この場合、例えば、Ａ〜Ｄ地点無線設備２１〜２４から各Ｌ３ＳＷ３６に向かう方向の帯域が９Ｍと２４Ｍとなり、利用可能な帯域の格差が大きくなり、帯域利用の公平性に欠けるということになる。これに対して、図１６例では、Ａ〜Ｄ地点無線設備２１〜２４から各Ｌ３ＳＷ３６に向かう方向の帯域が１２Ｍと２４Ｍであり、帯域の格差が小さく、帯域利用の公平性が保たれるという利点がある。

図１９は、伝送路１２の系列数が８であって、ユニキャストであり、１個飛びではなく隣りにアクセスする場合であって、かつ障害がない場合の状態を示している。

例えば、Ｃ地点無線設備２３について説明すると、Ｃ地点無線設備２３には、それぞれ、Ｂ地点無線設備２２及びＤ地点無線設備２４から各帯域４８Ｍで、Ｃ地点無線設備２３のＬ３ＳＷ３６にデータが供給されていることが分かる。また、Ｃ地点無線設備２３からＢ地点無線設備２２のＬ３ＳＷ３６及びＤ地点無線設備２４のＬ３ＳＷ３６へ帯域４８Ｍでデータが供給されていることが分かる。

図２０は、Ｂ地点無線設備２２とＣ地点無線設備２３との間で、系列数が半数（４／８）になった場合、すなわち、障害発生系列４ＣＨを除いた残りの系列４ＣＨで狭帯域化して伝送を継続している状態を示している。

図２１は、Ｂ地点無線設備２２とＣ地点無線設備２３との間に、５系列以上の障害が発生したときにラッピング処理を行った場合の状態を示している。

例えば、図２０例では、Ｃ地点無線設備２３とＬ３ＳＷ３６との間の帯域は７２Ｍ（４８Ｍ＋２４Ｍ）であるのに対して、図２１例では２４Ｍ×２であり、障害発生系列数が半数以下である場合には、ラッピング処理を行わない方が帯域を効率的かつ有効に使用できていることが分かる。

図２２は、Ｂ地点無線設備２２とＣ地点無線設備２３との間で、系列数が１／８になった場合、すなわち、仮に障害発生系列７ＣＨを除いた残りの系列１ＣＨで狭帯域化して伝送を継続している状態を示している。

この場合、例えば、Ｂ、Ｃ地点無線設備２２、２３から各Ｌ３ＳＷ３６に向かう方向の帯域が４８Ｍと６Ｍとなり、利用可能な帯域の格差が大きくなり、帯域利用の公平性に欠けるということになる。これに対して、ラッピング処理した図２１例では、Ｂ、Ｃ地点無線設備２２、２３から各Ｌ３ＳＷ３６に向かう方向の帯域が各２４Ｍであり、帯域の格差が小さく、帯域利用の公平性が保たれるという利点がある。

図２３は、伝送路１２の系列数が８であって、ブロードキャスト又はマルチキャスト（Ａ〜Ｅ地点無線設備２１〜２５の各１つから他の４つを宛先として送受信するとの意味）であり、かつ障害がない場合の状態を示している。

例えば、Ｃ地点無線設備２３について説明すると、Ｃ地点無線設備２３には、それぞれ、右回り及び左回りでＡ、Ｂ、Ｄ、Ｅ地点無線設備２１、２２、２４、２５から各帯域９．６Ｍで、Ｃ地点無線設備２３のＬ３ＳＷ３６にデータが供給可能とされていることが分かる。

図２４は、Ｂ地点無線設備２２とＣ地点無線設備２３との間で、系列数が４／８になった場合、すなわち、障害発生系列４ＣＨを除いた残りの系列４ＣＨで狭帯域化して伝送を継続している状態を示している。

図２５は、Ｂ地点無線設備２２とＣ地点無線設備２３との間に、５個以上の系列に障害が発生したときにラッピング処理を行った場合の状態を示している。

図２４と図２５の場合には、ラッピング処理を行う場合と行わない場合で同等であるということが分かる。

図２６は、Ｂ地点無線設備２２とＣ地点無線設備２３との間で、系列数が３／８になった場合、すなわち、障害発生系列５ＣＨを除いた残りの系列３ＣＨで狭帯域化して伝送を継続している仮の状態を示している。

この場合には、図２５に示したように、ラッピング処理を行った方が、帯域の格差が小さく、帯域利用の公平性が保たれるという利点がある。

以上説明したように、上述した実施形態に係るデータ伝送システム１０は、全二重の８系列ＣＨ１〜ＣＨ８からなる伝送路１２が複数のＡ〜Ｅ地点無線設備２１〜２５を介してリング状に接続されている。伝送帯域自動切替・迂回制御装置としての無線ＲＰＲ装置４０は、両側の伝送路１２を構成する各８系列ＣＨ１〜ＣＨ８の障害発生を検出する障害検出部としての受信処理部６０を備えている。

そして、受信処理部６０により、ある系列の障害の発生を検出したとき、帯域自動切替・迂回制御部４２、５２は、障害発生系列数が全系列数の半数以下（４ＣＨ以下）である場合には、伝送路１２の障害発生系列を除いた系列により狭帯域化して伝送を継続させ、障害発生系列数が全系列数の半数を超える数（５ＣＨ以上）となった場合には、系列に障害が発生している伝送路１２の全ての系列ＣＨ１〜ＣＨ８を使用しないで、逆方向の伝送路にデータを折り返すラッピング処理を行うようにしている。

このため、障害発生系列数が全系列数の半数以下の場合には、残りの伝送帯域を効率よく利用することができ、障害発生系列数が全系列数の半数を超える数となった場合には、端末３８、換言すれば各利用者がなるべく公平になるように帯域が割り当てられる。

なお、ＦＴＰ（File Transfer Protocol）等の単なるファイルの転送ではなく、リアルタイム性が要求される音声（ＶｏＩＰ:Voice over Internet Protocol）や動画（ＭＰＥＧ２:Moving Picture Expert Group phase 2等）の帯域を確保するＱｏＳ（Quality of Service）技術を、ＲＰＲ処理部５０を構成する帯域自動切替・迂回制御部５２及び帯域自動切替・迂回制御部４２、４４に実装しておくことが可能であり、ＱｏＳ技術を実装した場合には、例えば、全系列の８系列ＣＨ１〜ＣＨ８中、３系列分（ＣＨ１〜ＣＨ８の任意の３ＣＨ分）を予約系列あるいは最低保証系列として確保しておくことが可能である。

この場合には、帯域自動切替・迂回制御部４２、４４、５２は、８系列ＣＨ１〜ＣＨ８中、予約系列及び最低保証系列の３ＣＨ分を除いた共通使用系列数５ＣＨ（８−３）分を障害検出対象系列数（全系列数）として帯域自動切替・迂回制御を行う。すなわち、共通使用系列数５ＣＨのうち、半分以下の２系列（２ＣＨ）以下の障害まではラッピング処理を行わず、半分以上の３系列（３ＣＨ）に障害が発生した場合には、共通使用系列数５ＣＨ分についてラッピング処理を行うように制御することができる。

また、この実施形態において、１系列の帯域は６［Ｍｂｐｓ］であるが、１フレーム中にタイムスロットＴＳ１〜ＴＳ９６のペイロード部分があり、このタイムスロットＴＳ１〜ＴＳ９６を分割して割り当てることにより、１系列の帯域６［Ｍｂｐｓ］を、帯域分割して使用することができる。すなわち、全系列ＣＨ１〜ＣＨ８の合計帯域４８（６［Ｍｂｐｓ］×８）［Ｍｂｐｓ］を分割して使用することができる。したがって、上述したリアルタイム性が要求される音声（ＶｏＩＰ）や動画（ＭＰＥＧ２等）の帯域を、ＱｏＳ技術により、全８系列ＣＨ１〜ＣＨ８の帯域４８（６［Ｍｂｐｓ］×８）［Ｍｂｐｓ］中、例えば１５［Ｍｂｐｓ］分を予約帯域あるいは最低保証帯域として確保しておくことが可能である。

この場合、残りの帯域は、３３［Ｍｂｐｓ］＝４８−１５［Ｍｂｐｓ］なので、２系列（６［Ｍｂｐｓ］×２＝１２［Ｍｂｐｓ］）以下の障害までは残りの帯域３３［Ｍｂｐｓ］の半分の１６．５［Ｍｂｐｓ］より小さいのでラッピング処理は行わず、３系列（６［Ｍｂｐｓ］×３＝１８［Ｍｂｐｓ］）以上の障害を検出した場合、半分の帯域１６．５［Ｍｂｐｓ］より大きくなるので、３３［Ｍｂｐｓ］分のラッピング処理を行うように制御することができる。

この発明の一実施形態に係るデータ伝送システムの一部構成図である。 図１例のデータ伝送システムの全体構成図である。 図１例中、無線ＲＰＲ装置の詳細構成図である。 送受信されるマルチフレームフォーマットの構成を示す説明図である。 伝送帯域割当を指示するタイムスロットの説明図である。 対局警報ビットを含むフレーム情報の説明図である。 対局警報ビットの設定手順の説明に供されるフローチャートである。 障害が発生する前における通常送信時の説明図である。 障害発生時における帯域自動切替制御処理の説明図である。 図１０Ａは、通常送信時の帯域割当の説明図である。 図１０Ｂは、障害発生時の帯域割当の説明図である。 障害発生時に上り下りとも１系列伝送帯域を減じた状態の説明図である。 図１２Ａは、帯域が６［Ｍ］×３系列である場合の正常状態を示す説明図である。 図１２Ｂは、帯域が６［Ｍ］×１系列の障害を検出した場合における帯域を狭めて伝送する状態を示す説明図である。 図１２Ｃ及び図１２Ｄは、障害発生系列数が半数以上の場合のラッピング処理を示す説明図である。 図１３Ａは、帯域が６［Ｍ］×４系列である場合の正常状態を示す説明図である。 図１３Ｂ及び図１３Ｃは、それぞれ障害を検出した場合における帯域を狭めて伝送する状態を示す説明図である。 図１３Ｄ及び図１３Ｅは、全系列数の中、障害発生系列数が半数以上及び全てに障害が発生した場合のラッピング処理を示す説明図である。 帯域自動切替制御・迂回制御（ラッピング制御）の処理フローチャートである。 系列数８の伝送路で、１個飛びにアクセスするユニキャストであって、かつ障害がない場合の経路・帯域分布図である。 図１５例において、Ｂ地点無線設備とＣ地点無線設備間で４／８障害が発生した場合の狭帯域処理を示す経路・帯域分布図である。 図１５例において、Ｂ地点無線設備とＣ地点無線設備間で障害が発生した場合のラッピング処理を示す経路・帯域分布図である。 Ｂ地点無線設備とＣ地点無線設備との間で、系列数３／８になった場合の狭帯域処理を示す経路・帯域分布図である。 系列数８の伝送路で、隣りにアクセスするユニキャストであって、かつ障害がない場合の経路・帯域分布図である。 図１９例において、Ｂ地点無線設備とＣ地点無線設備間で４／８障害が発生した場合の狭帯域処理を示す経路・帯域分布図である。 図１９例において、Ｂ地点無線設備とＣ地点無線設備間で障害が発生した場合のラッピング処理を示す経路・帯域分布図である。 Ｂ地点無線設備とＣ地点無線設備との間で、系列数１／８になった場合の狭帯域処理を示す経路・帯域分布図である。 系列数８の伝送路で、ブロードキャストであって、かつ障害がない場合の経路・帯域分布図である。 図２３例において、Ｂ地点無線設備とＣ地点無線設備間で４／８障害が発生した場合の狭帯域処理を示す経路・帯域分布図である。 図２３例において、Ｂ地点無線設備とＣ地点無線設備間で障害が発生した場合のラッピング処理を示す経路・帯域分布図である。 Ｂ地点無線設備とＣ地点無線設備との間で、系列数３／８になった場合の狭帯域処理を示す経路・帯域分布図である。

符号の説明

１０…データ伝送システム １２…無線伝送路
２１〜２５…Ａ地点〜Ｅ地点無線設備 ３２、３４…無線装置
３６…Ｌ３ＳＷ ３８…端末
４２、４４、５２…帯域自動切替・迂回制御部
５４…ポートセレクタ ５５…メモリリードライト制御回路
５６…送信バッファ ５８…送信処理部
６０…受信処理部 ６２…受信バッファ
２００…伝送フレーム

Claims (2)

1. 全二重の複数系列からなる伝送路が複数の設備を介してリング状に接続されたデータ伝送システムにおいて、
   前記各設備には、両側の前記伝送路に対してそれぞれデータを送受信する右回り用及び左回り用伝送装置が設けられ、
   前記各設備において、一端が端末側に接続され、他端が両側の前記伝送装置に接続される伝送帯域自動切替・迂回制御装置を有し、
   前記伝送帯域自動切替・迂回制御装置は、
   前記両側の伝送路を構成する各系列の障害発生を検出する障害検出部と、
   前記障害検出部により、ある系列の障害の発生を検出したとき、障害発生系列数が全系列数の半数以下である場合には、前記伝送路の障害発生系列を除いた系列により狭帯域化して伝送を継続させる帯域自動切替制御部と、
   障害発生系列数が全系列数の半数を超える数となった場合には、系列に障害が発生している伝送路の全ての系列を使用しないで、逆方向の伝送路にデータを折り返すラッピング処理を行う迂回制御部と、
   を備えることを特徴とするデータ伝送システム。
2. 請求項１記載のデータ伝送システムにおいて、
   前記伝送装置が、無線装置であり、
   前記伝送帯域自動切替・迂回制御装置は、無線ＲＰＲ装置である
   ことを特徴とするデータ伝送システム。

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