JP2010226200A - データ処理装置および無瞬断切り替え方法 - Google Patents

Abstract

【課題】冗長切り替えに対応したデータ処理装置において、無瞬断切り替えを実現する。
【解決手段】第１の入力フレームを断片化して複数の断片化データとして出力し、その先頭位置情報を出力する第１のフレーム処理ユニットと、前記第１の入力フレームと同一で非同期の第２の入力フレームを分割して複数の断片化データとして出力するとともに、その先頭を示す先頭位置情報を出力する第２のフレーム処理ユニットと、前記第１のフレーム処理ユニットから出力される断片化データを受信して記憶する第１の記憶部と、前記第２のフレーム処理ユニットから出力される断片化データを受信して記憶する第２の記憶部と、前記第１の記憶部と前記第２の記憶部のいずれか一方から前記先頭位置情報に基づいて断片化データを読み出して出力する断片化データ処理部とを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、冗長切り替えに対応したＯＴＮ（Optical Transport Network）装置もしくはＯＤＵ（Optical channel Data Unit）回線交換（Switching/Cross Connect）装置等のデータ処理装置に関する。

近年、ネットワークコンバージェンス（Network Convergence）の流れがある。ＩＴＵ−Ｔ（International Telecommunication Union-Telecommunication sector）の勧告、Ｇ．７０９で規定されるＯＴＮ／ＯＤＵのディジタルラッパ（Digital Wrapper）レイヤにおいては次のような要求が出てきた。すなわち、ＳＯＮＥＴ（Synchronous Optical NETwork）のＴＳＩ（Time Slot Interchange）機能のようなスイッチング（Switching）機能を具備したシステム（OTN Switch、ODU Switch）の要求が出てきた。

ＯＤＵスイッチングの方式としては、従来のパケットスイッチまたはセグメントスイッチを用いて機能を実現する手法が数多く提案されている。すなわち、ＯＴＮから受信したＯＤＵをＮＰＵ（Network Processor Unit）等で断片化（パケット（Packet）化またはセグメント（Segment）化）するものである。パケット化やセグメント化による断片化を行うのは、フォーマットの異なるＯＤＵを一般的なパケットやセグメントにすることで既存のパケットスイッチやセグメントスイッチを有効利用することができるためである。パケット化とは既存の規格化されたパケットフォーマットに従って断片化することを意味し、セグメント化とは独自のフォーマットに従って断片化することを意味する。

また、基幹ネットワーク等の高い信頼性の要求されるＯＴＮでは現用系（Work）と予備系（Protect、PTCT）による冗長構成がとられることが多い。

図１は冗長化されたＯＴＮと接続されるデータ処理装置の例を示す図であり、データ処理装置１Ａとデータ処理装置１Ｂの間のＯＴＮが現用系のＯＴＮ−Ｗと予備系のＯＴＮ−Ｐによる冗長構成となっている。

データ処理装置１Ａでは、クライアントからクライアントインタフェース部２Ａによりパケットデータを入力する。そして、スイッチ部３Ａによりクライアントインタフェース部２Ａとネットワークインタフェース部４Ａ−Ｗ、４Ａ−Ｐとを接続してパケットデータを分配する。ネットワークインタフェース部４Ａ−Ｗ、４Ａ−Ｐは、入力したパケットデータからＯＴＵ（Optical channel Transport Unit）フレームの生成を行い、現用系のＯＴＮ−Ｗと予備系のＯＴＮ−ＰにＯＴＵフレームを送信する。

データ処理装置１Ｂでは、ネットワークインタフェース部２Ｂ−Ｗ、２Ｂ−Ｐにより現用系のＯＴＮ−Ｗと予備系のＯＴＮ−ＰからＯＴＵフレームを入力し、ＯＴＵオーバヘッド等を外したＯＤＵに対してＮＰＵ等で断片化を行う。スイッチ部３Ｂはネットワークインタフェース部２Ｂ−Ｗ、２Ｂ−Ｐとクライアントインタフェース部４Ｂを接続する。クライアントインタフェース部４Ｂはネットワークインタフェース部２Ｂ−Ｗからの断片化データとネットワークインタフェース部２Ｂ−Ｐからの断片化データをそれぞれバッファリングする。そして、いずれかの断片化データを選択し、ＯＤＵに復元し、ＯＴＵオーバヘッド等の付加を行ってＯＴＵフレームとした上で他のＯＴＮに送信する。通常運用時は、クライアントインタフェース部４Ｂはネットワークインタフェース部２Ｂ−Ｗからの断片化データを選択する。また、現用系の障害時や保守（メンテナンス）時に、プロテクション（Protection）機能として、ネットワークインタフェース部２Ｂ−Ｐからの断片化データを選択する。なお、図示の例では、他のＯＴＮは基幹ネットワーク等ではないとして冗長構成はとっていない。しかし、ネットワークインタフェース部２Ｂ−Ｗ、２Ｂ−Ｐの後段でデータを分岐し、スイッチ部とクライアントインタフェース部を追加することで冗長構成をとることも可能である。

一方、半導体の微細化技術の進歩に伴い、一枚のインタフェースカード（Interface Card）で処理される信号容量も増大している。そのため、保守（メンテナンス）時に行う現用系から予備系へのインタフェースカードの切り替え時に発生する回線エラーによる影響範囲も自ずと大きなものとなっている。

このような回線エラーを回避するために無瞬断（エラーレス）切り替えの要求が高まっており、その機能を持つシステムを実現することが求められている。

特開平６−３２７０７４号公報 特開平５−１３０１４１号公報

前述したＯＤＵレベルのプロテクション機能としては、ＯＤＵレベルに復元した後にデータ選択を実施する方式も考えられるが、スイッチ部３Ｂを通した後に、断片化された状態でデータ選択を実施した方がバッファサイズの規模等の観点からは有利となる。すなわち、ＯＤＵレベルで切り替えるためには少なくとも２フレーム以上をバッファリングできるバッファサイズが必要となるが、ＯＤＵはフレームサイズが大きいため、そのためのバッファサイズとして大きなものが必要となる。これに対し、断片化されたデータでは、パケットもしくはセグメントのサイズを小さくすることができるため、バッファサイズを小さくすることができる。

しかしながら、基本的にＯＴＮ−Ｗ／ＯＴＮ−Ｐは非同期であることから、データ処理装置１Ｂにおけるネットワークインタフェース部２Ｂ−Ｗ、２Ｂ−Ｐの断片化は同期がとれず、それぞれ違うサイズのパケットやセグメントが生成されることがある。例えば、ある単位時間ｎ毎に受信したＯＤＵを断片化していくとすると、
ＯＴＮ−Ｗの周波数 ≠ ＯＴＮ−Ｐの周波数
であるので、単位時間ｎ毎に受信されるデータ量も
ＯＴＮ−Ｗの周波数×ｎ ≠ ＯＴＮ−Ｐの周波数×ｎ
となり、異なるデータ量となる。従って、生成されるパケットやセグメントのサイズも異なってしまう。

従って、各パケットやセグメントがＯＤＵフレーム中のどのデータなのかが通常はパケットやセグメントの状態では識別できない。そのため、クライアントインタフェース部４Ｂ側にて切り替え（データ選択）を実施すると、ＯＤＵレベルで見た場合にはデータの切断、重複、欠落が発生してしまう。

図２は現用系から予備系への切り替えの例を示す図である。図２において、ＯＴＮ−Ｗのデータストリーム（Data Stream）から断片化データData o、Data p、Data q、・・が生成され、ＯＴＮ−Ｐのデータストリームから断片化データData m'、Data n'、Data o'、・・が生成されるものとする。また、予備系のData m'、Data n'、Data o'は現用系のData oまでのデータと重複しているものとする。ここで、Data oの直後にData n'に切り替えを行ったとすると、Data n'、Data o'が重複することとなる。

この様に、単純に冗長切り替えを行うと、現用系と予備系のそれぞれで生成される断片化データが異なるため、ＯＤＵの復元時にデータの切断、重複、欠落が発生し、結果として出力信号に回線エラーが発生する。

一方、特許文献１には、冗長構成の系を切り替える時にパケットセルの受信を停止せずに系を切り替えることで、セルの欠落やフレームの廃棄が発生しないようにする技術が開示されている。また、特許文献２には、冗長構成のパケット伝送で送信端より送出する時刻と一つ前のパケット時刻の両情報を受信端でバッファし、パケット順序を時刻順に並び替えて出力することで、パケット順序性を補償する技術が開示されている。しかしながら、特許文献１、２はいずれもＯＴＮないしはＯＤＵを考慮したものではなく、上述した問題を解決できるものではない。

このデータ処理装置の一実施態様では、第１の入力フレームを断片化して複数の断片化データとして出力するとともに、前記第１の入力フレームの先頭を識別し、識別された前記第１の入力フレームの先頭を示す先頭位置情報を出力する第１のフレーム処理ユニットと、前記第１の入力フレームと同一で非同期の第２の入力フレームを分割して複数の断片化データとして出力するとともに、前記第２の入力フレームの先頭を識別し、識別された前記第２の入力フレームの先頭を示す先頭位置情報を出力する第２のフレーム処理ユニットと、前記第１のフレーム処理ユニットから出力される断片化データを受信して記憶する第１の記憶部と、前記第２のフレーム処理ユニットから出力される断片化データを受信して記憶する第２の記憶部と、前記第１の記憶部と前記第２の記憶部のいずれか一方から前記先頭位置情報に基づいて断片化データを読み出して出力する断片化データ処理部とを備える。

開示のデータ処理装置および無瞬断切り替え方法にあっては、冗長切り替え時の回線エラーを抑止し、無瞬断切り替えを実現することができる。

冗長化されたＯＴＮと接続されるデータ処理装置の例を示す図である。 現用系から予備系への切り替えの例を示す図である。 一実施形態にかかるデータ処理装置の構成例を示す図である。 ＯＴＮのディジタルラッパレイヤおよびＯＴＵフレームフォーマットを示す図である。 データ処理装置のコンポーネント例を示す図である。 冗長構成をとったＯＴＮとイーサネット（登録商標）を接続するデータ処理装置の構成例を示す図である。 第１の処理パターンにおけるＯＴＮデータ受信処理部および断片化処理部の動作例を示す図である。 第１の処理パターンにおけるデータ選択部の動作例を示す図である。 第２の処理パターンにおけるＯＴＮデータ受信処理部および断片化処理部の動作例を示す図である。 第２の処理パターンにおけるデータ選択部の動作例を示す図である。 第３の処理パターンにおけるＯＴＮデータ受信処理部および断片化処理部の動作例を示す図である。 第３の処理パターンにおけるデータ選択部の動作例を示す図である。 第４の処理パターンにおけるデータ選択部の動作例を示す図である。 第５の処理パターンにおけるデータ選択部の動作例を示す図である。

以下、本発明の好適な実施形態につき説明する。

＜構成＞
図３は一実施形態にかかるデータ処理装置の構成例を示す図である。

図３において、データ処理装置１は、ネットワークインタフェース部（IF Work）２Ｗと、ネットワークインタフェース部（IF PTCT）２Ｐとを備えている。また、データ処理装置１は、スイッチ部（Switch Fabric）３Ｗ、３Ｐと、クライアントインタフェース部（IF Work）４と、装置制御部５とを備えている。

ネットワークインタフェース部２Ｗ、２Ｐは、それぞれ現用系のＯＴＮ（OTN Work）と予備系のＯＴＮ（OTN PTCT）に接続されてＯＴＵフレームの受信処理（終端処理）を行うＯＴＮデータ受信処理部２１Ｗ、２１Ｐを備えている。また、ネットワークインタフェース部２Ｗ、２Ｐは、ＯＴＵフレームに含まれるＯＤＵ（ＯＤＵフレーム）をパケットもしくはセグメント等の断片化データに断片化する処理を行う断片化処理部２２Ｗ、２２Ｐを備えている。

図４はＯＴＮのディジタルラッパレイヤおよびＯＴＵフレームフォーマットを示す図である。図４（ａ）に示すように、ＯＴＮのディジタルラッパレイヤは、ＯＴＵ（Optical channel Transport Unit）、ＯＤＵ（Optical channel Data Unit）、ＯＰＵ（Optical channel Payload Unit）、ＯＰＵ Ｐａｙｌｏａｄ（Client Signal）という階層構造となっている。また、図４（ｂ）に示すように、ＯＴＵフレームの先頭にはオーバヘッド（OH）があり、その先頭にはＦＡＯＨ（Frame Alignment OH）が存在する。図４（ｃ）はＦＡＯＨの内容を示している。

図３に戻り、ネットワークインタフェース部２Ｗ、２Ｐの断片化処理部２２Ｗ、２２Ｐは、上記のＦＡＯＨの出現によりＯＤＵフレームの先頭を認識し、次のいずれかの処理を行う。
（１）ＯＤＵフレームの先頭から断片化を行い、先頭の断片化データには「ＯＤＵ先頭」フラグを付す。
（２）ＯＤＵフレームの先頭から断片化を行い、先頭の断片化データの直前に専用の「ＯＤＵ先頭」断片化データを挿入する。
（３）ＯＤＵフレームの任意の位置から断片化を行い、各断片化データにはＯＤＵフレームの先頭からのバイト数であるオフセットデータを付す。

スイッチ部３Ｗ、３Ｐは、ネットワークインタフェース部２Ｗ、２Ｐの出力をクライアントインタフェース部４に接続する。

クライアントインタフェース部４は、データ選択部４１と再結合処理部４２とＯＴＮフレーム生成部４３とを備えている。

データ選択部４１は、バッファ４１１とデータ選択処理部４１２とを備え、スイッチ部３Ｗ、３Ｐから入力した断片化データをいったんバッファ４１１に蓄積する。そして、データ選択部４１は、装置制御部５からの現用系・予備系制御情報に従い、データ選択処理部４１２によりデータの欠落・重複が発生しないタイミングで切り替えを行う。切り替えは、断片化データ側の位置情報（先頭位置、オフセット）に基づいてバッファ４１１上の切り替え位置を特定して行う場合と、断片化データ側の位置情報をリセットタイミングとして、データ選択部４１側で処理済のバイト数を管理して行う場合とがある。切り替えの詳細については後述する。

再結合処理部４２は、データ選択部４１により選択された断片化データからヘッダやフラグの除去、「ＯＤＵ先頭」断片化データの除去等を行い、ＯＤＵを再生する。

ＯＴＮフレーム生成部４３は、再結合処理部４２により再生されたＯＤＵからＯＴＵフレームを生成し、他のＯＴＮに送出する。なお、図示の例では、他のＯＴＮは基幹ネットワーク等ではないとして冗長構成はとっていない。しかし、ネットワークインタフェース部２Ｗ、２Ｐの後段でデータを分岐し、スイッチ部とクライアントインタフェース部を追加することで冗長構成をとることも可能である。

装置制御部５は、データ処理装置１内の各部の制御を行う。クライアントインタフェース部４に対しては現用系・予備系制御情報を与える。

図５はデータ処理装置のコンポーネント例を示す図である。図３における装置制御部５はカードＣ１に対応し、スイッチ部３Ｗ、３ＰはカードＣ４、Ｃ３に対応し、ネットワークインタフェース部２Ｗ、２Ｐおよびクライアントインタフェース部４はカード群Ｃ２、Ｃ５に対応する。

図６は冗長構成をとったＯＴＮとイーサネット（登録商標）を接続するデータ処理装置の構成例を示す図である。図６のデータ処理装置１では、図３と比較して、クライアントインタフェース部４がコンバータ部４'となり、このコンバータ部４'にスイッチ部３を介して接続されるネットワークインタフェース部６が追加されている。コンバータ部４'は、実質的に図３のクライアントインタフェース部４と同様な処理を行うが、出力がイーサネット（登録商標）対応となるため、ＯＴＮフレーム生成部４３に代えてイーサネット（登録商標）データ抽出部４４となっている。また、ネットワークインタフェース部６は、ＭＡＣ（Media Access Control）処理を行うＭＡＣ部６１と、物理レイヤの処理を行うＰＨＹ部６２とを備えている。

＜動作＞
以下、図３のデータ処理装置１に基づいて動作を説明する。

＜動作：第１の処理パターン＞
図７は第１の処理パターンにおけるＯＴＮデータ受信処理部２１Ｗ、２１Ｐおよび断片化処理部２２Ｗ、２２Ｐの動作例を示す図である。第１の処理パターンでは、ネットワークインタフェース部２Ｗ、２Ｐにおいて、入力したＯＴＵフレームからＯＴＮデータ受信処理部２１Ｗ、２１ＰがＦＡＯＨ（図４）を検出したことを契機に、断片化処理部２２Ｗ、２２ＰはＯＤＵフレームの先頭から断片化を行う。そして、断片化処理部２２Ｗ、２２Ｐは先頭の断片化データに「ＯＤＵ先頭」フラグを付す。

図７では、現用系のＯＴＮ−ＷからData a、Data b、Data c、・・が、予備系のＯＴＮ−ＰからData o'、Data a'、Data b'、・・が断片化されている。そして、各断片化データには、ＯＤＵの先頭である場合、ヘッダ（Data Header）に続くリザーブ領域に「ＯＤＵ先頭」フラグが付されている。ＯＤＵの先頭でない場合、リザーブ領域は未使用とする。

図８は第１の処理パターンにおけるデータ選択部４１の動作例を示す図である。なお、データ選択部４１はバッファ４１１にＯＤＵ１フレーム分のバッファサイズを有しているものとする。

データ選択部４１のバッファ４１１における現用系のバッファ領域にData o、Data a、Data b、Data c、Data d、・・が蓄積され、予備系のバッファ領域にData m'、Data n'、Data o'、Data a'、Data b'、Data c'、Data d'、・・が蓄積されているものとする。

データ選択処理部４１２は現用系・予備系それぞれのバッファ領域から「ＯＤＵ先頭」フラグが付された断片化データを監視している。そして、装置制御部５から現用系・予備系制御情報により切り替えの要求が来ると、現用系のバッファ領域のData aと、予備系のバッファ領域のData a'を特定する。バッファサイズがＯＤＵ１フレーム分あるため、ＯＴＮ−ＷとＯＴＮ−Ｐが非同期であっても、ＯＤＵフレームの先頭データは必ずＷ／Ｐのバッファ領域のいずれにも存在しているはずである。

そして、データ選択処理部４１２は、現用系のData aの一つ前の現フレームの最後の断片化データData oの読み出しの直後に予備系のData a'に読み出し位置を切り替える。予備系のバッファ領域のData m'、Data n'、Data o'は重複データであるため廃棄する。切り替えにより、現用系と予備系とが入れ替わる。

これにより、データの欠落や重複を招くことなく切り替えを行うことができる。

＜動作：第２の処理パターン＞
図９は第２の処理パターンにおけるＯＴＮデータ受信処理部２１Ｗ、２１Ｐおよび断片化処理部２２Ｗ、２２Ｐの動作例を示す図である。第２の処理パターンでは、ネットワークインタフェース部２Ｗ、２Ｐにおいて、入力したＯＴＵフレームからＯＴＮデータ受信処理部２１Ｗ、２１ＰがＦＡＯＨ（図４）を検出したことを契機に、断片化処理部２２Ｗ、２２ＰはＯＤＵフレームの先頭から断片化を行う。そして、先頭の断片化データの直前に専用の「ＯＤＵ先頭」断片化データを挿入する。

図９では、現用系のＯＴＮ−ＷのData aの直前に専用の「ＯＤＵ先頭」断片化データが挿入され、予備系のＯＴＮ−ＰのData a'の直前に専用の「ＯＤＵ先頭」断片化データが挿入されている。

図１０は第２の処理パターンにおけるデータ選択部４１の動作例を示す図である。なお、データ選択部４１はバッファ４１１にＯＤＵ１フレーム分のバッファサイズを有しているものとする。

データ選択部４１のバッファ４１１における現用系のバッファ領域にData o、ＯＤＵ先頭、Data a、Data b、Data c・・が蓄積され、予備系のバッファ領域にData m'、Data n'、Data o'、ＯＤＵ先頭、Data a'、Data b'、Data c'、・・が蓄積されているものとする。

データ選択処理部４１２は現用系・予備系それぞれのバッファ領域から専用の「ＯＤＵ先頭」断片化データを監視しており、装置制御部５から現用系・予備系制御情報により切り替えの要求が来ると、それぞれの「ＯＤＵ先頭」断片化データを特定する。バッファサイズがＯＤＵ１フレーム分あるため、ＯＴＮ−ＷとＯＴＮ−Ｐが非同期であっても、ＯＤＵフレームの先頭データは必ずＷ／Ｐのバッファ領域のいずれにも存在しているはずであり、「ＯＤＵ先頭」断片化データが存在する。

そして、データ選択処理部４１２は、現用系の「ＯＤＵ先頭」断片化データの一つ前の現フレームの最後の断片化データData oの読み出しの直後に、予備系の「ＯＤＵ先頭」断片化データの次のData a'に読み出し位置を切り替える。予備系のバッファ領域のData m'、Data n'、Data o'は重複データであるため廃棄する。

これにより、データの欠落や重複を招くことなく切り替えを行うことができる。

＜動作：第３の処理パターン＞
図１１は第３の処理パターンにおけるＯＴＮデータ受信処理部２１Ｗ、２１Ｐおよび断片化処理部２２Ｗ、２２Ｐの動作例を示す図である。第３の処理パターンでは、ネットワークインタフェース部２Ｗ、２Ｐにおいて、断片化処理部２２Ｗ、２２ＰはＯＤＵフレームの任意の位置から断片化を行い、各断片化データにＯＤＵフレームの先頭からのバイト数であるオフセットデータを付す。第１、第２の処理パターンのようにＯＤＵフレームの先頭から断片化を行う必要はない。ＯＤＵフレームの先頭からのバイト数はＯＴＮデータ受信処理部２１Ｗ、２１ＰがＦＡＯＨ（図４）を検出したタイミングに基づいて取得する。

図１１では、現用系のＯＴＮ−ＷからData a、Data b、Data c、・・が、予備系のＯＴＮ−ＰからData o'、Data a'、Data b'、・・が断片化されているが、各断片化データには、ヘッダに続くリザーブ領域にオフセットデータ（ODU先頭Offset）が付されている。

図１２は第３の処理パターンにおけるデータ選択部４１の動作例を示す図である。なお、データ選択部４１はバッファ４１１にＯＤＵ１フレーム分のバッファサイズを有しているものとする。

データ選択部４１のバッファ４１１における現用系のバッファ領域にData o、Data a、Data b、Data c、Data d、・・が蓄積され、予備系のバッファ領域にData m'、Data n'、Data o'、Data a'、Data b'、Data c'、Data d'、・・が蓄積されているものとする。

データ選択処理部４１２は現用系・予備系それぞれのバッファ領域の断片化データからオフセットデータを監視している。そして、データ選択処理部４１２は装置制御部５から現用系・予備系制御情報により切り替えの要求が来ると、オフセットデータからＯＤＵフレームの先頭に相当する位置をヘッダ等のサイズを考慮して算出する。ここでは、現用系ではData aの途中、予備系ではData a'の途中であるものとする。バッファサイズがＯＤＵフレームの１フレーム分あるため、ＯＴＮ−ＷとＯＴＮ−Ｐが非同期であっても、ＯＤＵフレームの先頭データは必ずＷ／Ｐのバッファ領域のいずれにも存在しているはずである。

そして、データ選択処理部４１２は、現用系の先頭位置であるData aの途中までのデータの読み出しの直後に、予備系の先頭位置であるData a'の途中まで読み出し位置を切り替える。予備系のバッファ領域のData m'、Data n'、Data o'とData a'の途中までは重複データであるため廃棄する。

これにより、データの欠落や重複を招くことなく切り替えを行うことができる。

なお、ＯＤＵフレームの末端から先頭に切り替える場合について説明したが、任意のバイト位置から切り替えるようにしてもよい。

＜動作：第４の処理パターン＞
上述した第１〜第３の処理パターンでは、データ選択部４１のバッファ４１１において現用系および予備系の先頭位置が必ず存在することを担保するためにバッファサイズをＯＤＵ１フレーム分としていた。そのため、バッファサイズが大きくなってコスト的に不利であるとともに、１フレーム分の断片化データが蓄積された後に先頭から処理を行うため、１フレーム分の伝送遅延（Latency）が発生するという可能性を含む。

そこで、この第４の処理パターンでは、データ選択の方式に工夫を行うことで、バッファサイズの縮小と伝送遅延の減少を図っている。なお、この第４の処理パターンにおいても断片化データが元のＯＤＵフレームのどの位置に対応するのかを知る必要がある。そのため、第１〜第３の処理パターンにおける断片化データへの「ＯＤＵ先頭」フラグの付加、専用の「ＯＤＵ先頭」断片化データの挿入、もしくは、オフセットデータの付加の仕組は残す。

図１３は第４の処理パターンにおけるデータ選択部４１の動作例を示す図である。

この第４の処理パターンでは、データ選択部４１に、現用系側のデータカウンタ４１３Ｗと、予備系側のデータカウンタ４１３Ｐとが新たに追加されている。データカウンタ４１３Ｗ、４１３Ｐは、現用系／予備系それぞれのバッファ領域から断片化データを読み出す際に、ＯＤＵフレームの先頭でリセットし、読み出したペイロードのバイト単位にカウントアップする。データカウンタ４１３Ｗ、４１３Ｐのリセットは、「ＯＤＵ先頭」フラグが付加されるパターンでは「ＯＤＵ先頭」フラグが検出された断片化データのペイロード部分の先頭で行われる。そして、データカウンタ４１３Ｗ、４１３Ｐのリセットは、専用の「ＯＤＵ先頭」断片化データが挿入されるパターンでは「ＯＤＵ先頭」断片化データに続く断片化データのペイロード部分の先頭で行われる。更に、データカウンタ４１３Ｗ、４１３Ｐのリセットは、オフセットデータが付加されるパターンではオフセットデータがゼロとなる断片化データのペイロード部分の先頭で行われる。

今、現用系のData cを処理した直後に切り替えを行うものとし、その時のデータカウンタ４１３Ｗのカウント値がＮバイトであるとする。すると、データ選択処理部４１２は予備系の対応する位置であるData d'の途中まで読み出し位置を切り替える。予備系のバッファ領域のそれ以前のデータは重複データであるため廃棄する。

これにより、データの欠落や重複を招くことなく切り替えを行うことができるとともに、バッファ４１１には現用系と予備系の許容遅延差に応じたバッファサイズがあればよいため、バッファサイズの縮小と伝送遅延の減少を図ることができる。

＜動作：第５の処理パターン＞
上述した第１〜第４の処理パターンでは、装置制御部５による切り替えの要求に応じて現用系から予備系に切り替える場合について説明した。この第５の処理パターンでは装置制御部５による切り替えの要求ではなく、データ選択部４１が自律的に切り替えを行うことにより伝送遅延差を減少するものである。

図１４は第５の処理パターンにおけるデータ選択部４１の動作例を示す図である。なお、第１の処理パターンにおける「ＯＤＵ先頭」フラグを付加する場合を前提としているが、第２の処理パターンにおける専用の「ＯＤＵ先頭」断片化データを挿入する場合や、第３の処理パターンにおけるオフセットデータを付加する場合にも適用することができる。

図１４において、データ選択部４１のデータ選択処理部４１２は、バッファ４１１の現用系および予備系のバッファ領域からＯＤＵフレームの先頭に対応する位置を監視し、位相的に早い側を常に選択するようにする。図では現用系側が早いため、現用系側を選択している。

これにより、伝送遅延が小さい側が常に選択されることとなり、伝送遅延差を減少することができる。

＜総括＞
以上説明したように、本実施形態によれば、次のような利点がある。
（１）断片化時にＯＤＵの先頭位置を識別可能とするデータを付加し、切り替え選択時に先頭位置を識別することにより、ＯＤＵ上での連続性を保って冗長切り替えを実行可能とし、エラーレス・無瞬断の冗長切り替えを実現することができる。
（２）バッファからの読み出しバイトを管理してデータ選択を行うことにより、バッファサイズを縮小し、伝送遅延を抑制することができる。
（３）現用系・予備系の先頭位置情報を比較して常に先着側を選択することにより伝送遅延を常に最小にすることができる。

以上、本発明の好適な実施の形態により本発明を説明した。ここでは特定の具体例を示して本発明を説明したが、特許請求の範囲に定義された本発明の広範な趣旨および範囲から逸脱することなく、これら具体例に様々な修正および変更を加えることができることは明らかである。すなわち、具体例の詳細および添付の図面により本発明が限定されるものと解釈してはならない。
（付記１）
第１の入力フレームを断片化して複数の断片化データとして出力するとともに、前記第１の入力フレームの先頭を識別し、識別された前記第１の入力フレームの先頭を示す先頭位置情報を出力する第１のフレーム処理ユニットと、
前記第１の入力フレームと同一で非同期の第２の入力フレームを分割して複数の断片化データとして出力するとともに、前記第２の入力フレームの先頭を識別し、識別された前記第２の入力フレームの先頭を示す先頭位置情報を出力する第２のフレーム処理ユニットと、
前記第１のフレーム処理ユニットから出力される断片化データを受信して記憶する第１の記憶部と、
前記第２のフレーム処理ユニットから出力される断片化データを受信して記憶する第２の記憶部と、
前記第１の記憶部と前記第２の記憶部のいずれか一方から前記先頭位置情報に基づいて断片化データを読み出して出力する断片化データ処理部と
を備えたことを特徴とするデータ処理装置。
（付記２）
付記１に記載のデータ処理装置において、
前記第１のフレーム処理ユニットは、前記第１の入力フレームの先頭から断片化を行うとともに、前記第１の入力フレームの先頭を示す先頭位置情報を、前記第１の入力フレームの先頭が含まれる断片化データにフラグとして付加し、
前記第２のフレーム処理ユニットは、前記第２の入力フレームの先頭から断片化を行うとともに、前記第２の入力フレームの先頭を示す先頭位置情報を、前記第２の入力フレームの先頭が含まれる断片化データにフラグとして付加する
ことを特徴とするデータ処理装置。
（付記３）
付記１に記載のデータ処理装置において、
前記第１のフレーム処理ユニットは、前記第１の入力フレームの先頭から断片化を行うとともに、前記第１の入力フレームの先頭を示す先頭位置情報を、前記第１の入力フレームの先頭が含まれる断片化データの直前に専用の断片化データとして挿入し、
前記第２のフレーム処理ユニットは、前記第２の入力フレームの先頭から断片化を行うとともに、前記第２の入力フレームの先頭を示す先頭位置情報を、前記第２の入力フレームの先頭が含まれる断片化データの直前に専用の断片化データとして挿入する
ことを特徴とするデータ処理装置。
（付記４）
付記１に記載のデータ処理装置において、
前記第１のフレーム処理ユニットは、前記第１の入力フレームの任意の位置から断片化を行うとともに、前記第１の入力フレームの先頭を示す先頭位置情報を、各断片化データにオフセットデータとして付加し、
前記第２のフレーム処理ユニットは、前記第２の入力フレームの任意の位置から断片化を行うとともに、前記第２の入力フレームの先頭を示す先頭位置情報を、各断片化データにオフセットデータとして付加する
ことを特徴とするデータ処理装置。
（付記５）
付記１乃至４のいずれか一項に記載のデータ処理装置において、
前記断片化データ処理部は、
前記第１の記憶部から読み出した断片化データの前記第１の入力フレームの先頭からのバイト位置をカウントする第１のデータカウンタと、前記第２の記憶部から読み出した断片化データの前記第２の入力フレームの先頭からのバイト位置をカウントする第２のデータカウンタとを備え、
現選択系のカウント位置から非選択系への選択切り替えデータ位置を判定する
ことを特徴とするデータ処理装置。
（付記６）
付記１乃至５のいずれか一項に記載のデータ処理装置において、
前記断片化データ処理部は、前記第１の記憶部における前記第１の入力フレームの先頭位置情報と前記第２の記憶部における前記第２の入力フレームの先頭位置情報とを比較し、常に先着側を選択する
ことを特徴とするデータ処理装置。
（付記７）
第１の入力フレームを断片化して複数の断片化データとして出力するとともに、前記第１の入力フレームの先頭を識別し、識別された前記第１の入力フレームの先頭を示す先頭位置情報を出力する第１のフレーム処理工程と、
前記第１の入力フレームと同一で非同期の第２の入力フレームを分割して複数の断片化データとして出力するとともに、前記第２の入力フレームの先頭を識別し、識別された前記第２の入力フレームの先頭を示す先頭位置情報を出力する第２のフレーム処理工程と、
前記第１のフレーム処理ユニットから出力される断片化データを受信して記憶する第１の記憶部もしくは前記第２のフレーム処理ユニットから出力される断片化データを受信して記憶する第２の記憶部のいずれか一方から前記先頭位置情報に基づいて断片化データを読み出して出力する断片化データ処理工程と
を備えたことを特徴とする無瞬断切り替え方法。

１ データ処理装置
２Ｗ、２Ｐ ネットワークインタフェース部
２１Ｗ、２１Ｐ ＯＴＮデータ受信処理部
２２Ｗ、２２Ｐ 断片化処理部
３、３Ｗ、３Ｐ スイッチ部
４ クライアントインタフェース部
４１ データ選択部
４１１ バッファ
４１２ データ選択処理部
４１３Ｗ、４１３Ｐ データカウンタ
４２ 再結合処理部
４３ ＯＴＮフレーム生成部
４４ イーサネット（登録商標）データ抽出部
４' コンバータ部
５ 装置制御部
６ ネットワークインタフェース部
６１ ＭＡＣ部
６２ ＰＨＹ部

Claims (7)

1. 第１の入力フレームを断片化して複数の断片化データとして出力するとともに、前記第１の入力フレームの先頭を識別し、識別された前記第１の入力フレームの先頭を示す先頭位置情報を出力する第１のフレーム処理ユニットと、
   前記第１の入力フレームと同一で非同期の第２の入力フレームを分割して複数の断片化データとして出力するとともに、前記第２の入力フレームの先頭を識別し、識別された前記第２の入力フレームの先頭を示す先頭位置情報を出力する第２のフレーム処理ユニットと、
   前記第１のフレーム処理ユニットから出力される断片化データを受信して記憶する第１の記憶部と、
   前記第２のフレーム処理ユニットから出力される断片化データを受信して記憶する第２の記憶部と、
   前記第１の記憶部と前記第２の記憶部のいずれか一方から前記先頭位置情報に基づいて断片化データを読み出して出力する断片化データ処理部と
   を備えたことを特徴とするデータ処理装置。
2. 請求項１に記載のデータ処理装置において、
   前記第１のフレーム処理ユニットは、前記第１の入力フレームの先頭から断片化を行うとともに、前記第１の入力フレームの先頭を示す先頭位置情報を、前記第１の入力フレームの先頭が含まれる断片化データにフラグとして付加し、
   前記第２のフレーム処理ユニットは、前記第２の入力フレームの先頭から断片化を行うとともに、前記第２の入力フレームの先頭を示す先頭位置情報を、前記第２の入力フレームの先頭が含まれる断片化データにフラグとして付加する
   ことを特徴とするデータ処理装置。
3. 請求項１に記載のデータ処理装置において、
   前記第１のフレーム処理ユニットは、前記第１の入力フレームの先頭から断片化を行うとともに、前記第１の入力フレームの先頭を示す先頭位置情報を、前記第１の入力フレームの先頭が含まれる断片化データの直前に専用の断片化データとして挿入し、
   前記第２のフレーム処理ユニットは、前記第２の入力フレームの先頭から断片化を行うとともに、前記第２の入力フレームの先頭を示す先頭位置情報を、前記第２の入力フレームの先頭が含まれる断片化データの直前に専用の断片化データとして挿入する
   ことを特徴とするデータ処理装置。
4. 請求項１に記載のデータ処理装置において、
   前記第１のフレーム処理ユニットは、前記第１の入力フレームの任意の位置から断片化を行うとともに、前記第１の入力フレームの先頭を示す先頭位置情報を、各断片化データにオフセットデータとして付加し、
   前記第２のフレーム処理ユニットは、前記第２の入力フレームの任意の位置から断片化を行うとともに、前記第２の入力フレームの先頭を示す先頭位置情報を、各断片化データにオフセットデータとして付加する
   ことを特徴とするデータ処理装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載のデータ処理装置において、
   前記断片化データ処理部は、
   前記第１の記憶部から読み出した断片化データの前記第１の入力フレームの先頭からのバイト位置をカウントする第１のデータカウンタと、前記第２の記憶部から読み出した断片化データの前記第２の入力フレームの先頭からのバイト位置をカウントする第２のデータカウンタとを備え、
   現選択系のカウント位置から非選択系への選択切り替えデータ位置を判定する
   ことを特徴とするデータ処理装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか一項に記載のデータ処理装置において、
   前記断片化データ処理部は、前記第１の記憶部における前記第１の入力フレームの先頭位置情報と前記第２の記憶部における前記第２の入力フレームの先頭位置情報とを比較し、常に先着側を選択する
   ことを特徴とするデータ処理装置。
7. 第１の入力フレームを断片化して複数の断片化データとして出力するとともに、前記第１の入力フレームの先頭を識別し、識別された前記第１の入力フレームの先頭を示す先頭位置情報を出力する第１のフレーム処理工程と、
   前記第１の入力フレームと同一で非同期の第２の入力フレームを分割して複数の断片化データとして出力するとともに、前記第２の入力フレームの先頭を識別し、識別された前記第２の入力フレームの先頭を示す先頭位置情報を出力する第２のフレーム処理工程と、
   前記第１のフレーム処理ユニットから出力される断片化データを受信して記憶する第１の記憶部もしくは前記第２のフレーム処理ユニットから出力される断片化データを受信して記憶する第２の記憶部のいずれか一方から前記先頭位置情報に基づいて断片化データを読み出して出力する断片化データ処理工程と
   を備えたことを特徴とする無瞬断切り替え方法。

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