JP2014093600A - Forced uninterruptible changeover system of communication node device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、複数の入力インタフェース基板と、2重化されたスイッチ基板と、複数の出力インタフェース基板と、を備えた通信ノード装置の強制無瞬断切替システムに関するものである。 The present invention relates to a forced uninterruptible switching system for a communication node device including a plurality of input interface boards, a duplex switch board, and a plurality of output interface boards.
一般に、光通信に用いられる通信ノード装置は、インタフェース基板およびスイッチ基板により構成されている。
この種の通信ノード装置としては、SDH(Synchronous Digital Hierarchy)−XC(Cross Connect)、またはATM(Asynchronous Transfer Mode)−XCなどが知られている。
In general, a communication node device used for optical communication includes an interface board and a switch board.
As this type of communication node device, SDH (Synchronous Digital Hierarchy) -XC (Cross Connect) or ATM (Asynchronous Transfer Mode) -XC is known.
また、通信ノード装置のインタフェース基板は、複数のインタフェースを収容するために、1台の通信ノード装置に複数枚実装されるが、仮に、インタフェース基板が故障しても影響が及ぶのは、そのインタフェースのみである。
しかし、すべてのインタフェース基板との間で信号を送受信するスイッチ基板は、故障すると、すべてのインタフェース基板に影響が及ぶことになる。
In addition, a plurality of interface boards of communication node devices are mounted on one communication node device in order to accommodate a plurality of interfaces. However, even if an interface board fails, the interface board is affected. Only.
However, when a switch board that transmits and receives signals to and from all interface boards fails, all the interface boards are affected.
そこで、共通部であるスイッチ基板は、信頼性向上を目的として2重化されているのが一般的である。
このように2重化することにより、故障の際には、正常な方のスイッチ基板に切替えて、主信号伝送を継続できるように構成されている。
In view of this, the switch substrate which is a common part is generally duplicated for the purpose of improving reliability.
By duplicating in this way, the main signal transmission can be continued by switching to the normal switch board in the event of a failure.
2重化されたスイッチ基板において、実際に使用している方は「現用系」と称され、使用していない方は「予備系」と称される。
また、基板の実装位置によって、「0系」、「1系」とも称され、「0系」が現用系のときには「1系」が予備系となり、逆に、「1系」が現用系のときには「0系」が予備系となる。
In the duplex switch board, the actually used one is called “active system”, and the unused one is called “standby system”.
Also, depending on the mounting position of the board, it is also referred to as “0 system” or “1 system”. When “0 system” is the active system, “1 system” is the standby system, and conversely, “1 system” is the active system. Sometimes “
なお、故障はいつ発生するか分からないので、故障の瞬間から主信号は「断」となり、スイッチ基板を切替えるまで主信号の「断」状態が継続するが、その後は主信号が復旧する。このとき、スイッチ基板を2重化していない場合には、スイッチ基板を交換(現基板を抜去し新基板を挿入)するまで、主信号の「断」状態が継続することになる。 Since the time at which the failure occurs is unknown, the main signal is “OFF” from the moment of the failure, and the “OFF” state of the main signal continues until the switch board is switched, but thereafter the main signal is restored. At this time, if the switch board is not duplicated, the “off” state of the main signal continues until the switch board is replaced (the current board is removed and a new board is inserted).
よって、故障に備えてスイッチ基板を2重化しているが、2重化している場合には、故障と無関係であっても、以下のようなことが可能である。
たとえば、スイッチ基板の高機能化または低価格化などを目的として、新しいスイッチ基板(部品交換やファームウェア更新などが行われたもの)と交換したい場合には、予備系に新しいスイッチ基板を挿入した後、操作者からの指示で新しいスイッチ基板を現用系に切替えることにより、新しいスイッチ基板を使用可能にすることができる。
Therefore, the switch board is duplicated in preparation for a failure. However, when the switch board is duplicated, the following can be performed even if it is not related to the failure.
For example, if you want to replace the switch board with a new one (with parts replacement, firmware update, etc.) in order to increase the functionality or price of the switch board, insert the new switch board in the spare system. The new switch board can be used by switching the new switch board to the working system in accordance with an instruction from the operator.
さらに、スイッチ基板を切替えた後に、予備系となった古い方のスイッチ基板を抜去して、同様に新しいスイッチ基板を挿入することにより、2枚のスイッチ基板のバージョンを合わせておくことができる。
このように、故障が未発生時に操作者の指示によって基板を切替えることは、強制切替(または、手動切替)と称される。一方、故障発生時の切替えは、故障切替(または、自動切替)と称される。
Furthermore, after switching the switch board, the old switch board that has become a standby system is removed, and a new switch board is inserted in the same manner, so that the versions of the two switch boards can be matched.
In this way, switching a substrate by an operator's instruction when no failure has occurred is referred to as forced switching (or manual switching). On the other hand, switching when a failure occurs is referred to as failure switching (or automatic switching).
通信ノード装置において、強制切替によりスイッチ部を切替える際には、故障切替の場合とは異なり、主信号を無瞬断(信号が「断」されない状態)で切替えることが望ましく、このような通信ノード装置の強制無瞬断切替システムは、従来から種々提案されている(たとえば、特許文献1参照)。 In the communication node device, when switching the switch unit by forcible switching, unlike the case of failure switching, it is desirable to switch the main signal without interruption (a state in which the signal is not “off”). Various forced uninterruptible switching systems for devices have been conventionally proposed (see, for example, Patent Document 1).
図8は特許文献1に記載された通信ノード装置を概略的に示すブロック図であり、スイッチ基板531、532を2重化(0系、1系)した構成を示している。
また、図9は図8内の無瞬断切替回路542を示すブロック図であり、伝送路を2重化した場合の構成を示している。
FIG. 8 is a block diagram schematically showing a communication node device described in
FIG. 9 is a block diagram showing the
図8に示す従来の通信ノード装置501において、入力側インタフェース基板(入力IF)511、512は、2分岐のドライバ541を備えており、2つ(0系、1系)のスイッチ基板531、532に対して同一信号を入力する。
一方、出力側インタフェース基板(出力IF)521、522は、2つのスイッチ基板531、532を介した信号を受信し、強制切替タイミングで、無瞬断切替回路542を切替えることにより、強制無瞬断切替を実現している。
In the conventional
On the other hand, the output side interface boards (output IFs) 521 and 522 receive signals via the two
このとき、通信信号の伝送レートが低速の場合には、0系/1系間のバックボード(BWB:Back Wiring Board)の配線遅延が相対的に小さく、0系/1系間の遅延差を無視することができるので、単純な無瞬断切替回路542により強制切替が可能である。
At this time, if the transmission rate of the communication signal is low, the wiring delay of the back board (BWB) between the 0 system and the 1 system is relatively small, and the delay difference between the 0 system and the 1 system is reduced. Since it can be ignored, it can be forcibly switched by a simple
なお、他の類似技術として、スイッチ部の2重化に代えて、伝送路の2重化による無瞬断切替システムも提案されているが、伝送路を2重化した場合は、装置内のスイッチ基板を2重化した場合よりも一般的に遅延差が大きくなり、遅延差吸収用に大きなバッファ(FIFO)が必要となる。 In addition, as another similar technique, an uninterruptible switching system by duplicating the transmission path instead of duplicating the switch unit has been proposed, but when the transmission path is duplexed, The delay difference is generally larger than when the switch board is duplicated, and a large buffer (FIFO) is required for absorbing the delay difference.
図9に示す従来の無瞬断切替回路542においては、伝送路受信側装置で、0系、1系ごとに独立に、位相差吸収部(FIFO)601、602によりフレーム先頭を見つけ、同期制御部603により、フレーム単位で0系/1系間の信号を合わせて、位相差吸収FIFO601、602から出力させ、その後、セレクタ604で切替えることにより、強制無瞬断切替を実現している。
In the conventional
特許文献1に記載の従来技術(図8、図9)では、スイッチ部の2重化および伝送路の2重化を合わせて実現する装置内の無瞬断切替回路が開示されている。
この場合、伝送レートが低速であることから、フレーム先頭を見つけることが容易なので、0系/1系の2つの位相を合わせることも容易である。
The prior art described in Patent Document 1 (FIGS. 8 and 9) discloses a non-instantaneous switching circuit in the apparatus that realizes a combination of a duplex switch unit and a duplex transmission path.
In this case, since the transmission rate is low, it is easy to find the head of the frame, so it is also easy to match the two phases of the 0 system / 1 system.
一方、伝送速度が高速化(40Gbpsまたは100Gbps)した場合に、OTU(Optical Transport channel Unit)フレームの信号を並列展開して転送するシステムとして、マルチレーン分配(MLD:Multi Lane Distribution)が知られている(たとえば、非特許文献1参照)。 On the other hand, when the transmission speed is increased (40 Gbps or 100 Gbps), multi-lane distribution (MLD) is known as a system that performs parallel transmission of OTU (Optical Transport Channel Unit) frame signals and transfers them. (For example, see Non-Patent Document 1).
MLDにおいては、高速(40Gbps、100Gbps)のOTUフレームが、パラレル展開(複数レーンにて)されて転送されるが、レーン間で配線遅延などにより遅延差(スキュー)が発生しても、それを合わせる仕組みが入っている。
図10は非特許文献1に記載されたITU−T_G.709規格によるMLDの信号転送システムを示す説明図である。
In MLD, high-speed (40 Gbps, 100 Gbps) OTU frames are transferred in parallel (multiple lanes) and transferred even if a delay difference (skew) occurs between the lanes due to wiring delays, etc. A mechanism to match is included.
FIG. 10 shows ITU-T_G. It is explanatory drawing which shows the signal transfer system of MLD by 709 standard.
図10に示すように、MLDを用いた信号転送システムにおいては、OTUフレームの先頭領域(FAS:Frame Alignment Signal)と、周期的なレーン間の回転(rotate)とにより、フレーム同期およびレーン識別が行われる。
図10に示すMLDの場合、速度規格OTU3(40Gbps)では385μsecまでのスキューを、速度規格OTU4(100Gbps)では139μsecまでのスキューを合わせている。
As shown in FIG. 10, in a signal transfer system using MLD, frame synchronization and lane identification are performed by the leading area (FAS: Frame Alignment Signal) of an OTU frame and periodic rotation between lanes. Done.
In the case of the MLD shown in FIG. 10, the skew up to 385 μsec is matched for the speed standard OTU3 (40 Gbps), and the skew up to 139 μsec is matched for the speed standard OTU4 (100 Gbps).
従来の通信ノード装置の強制無瞬断切替システムは、スイッチ部を2重化した通信ノード装置での強制切替において、BWB(バックボード)の配線遅延差が伝送レートに比較して非常に小さいので、単純なセレクタ構成で実現可能であるものの、伝送レートが高速化し、バックボードの配線遅延差が伝送レートと比較して無視できなくなる場合には、単純なセレクタを用いて実現することができないという課題があった。 The conventional communication node device forced uninterruptible switching system has a BWB (backboard) wiring delay difference that is very small compared to the transmission rate in the forced switching in the communication node device having a double switch unit. Although it can be realized with a simple selector configuration, if the transmission rate increases and the wiring delay difference of the backboard cannot be ignored compared to the transmission rate, it cannot be realized using a simple selector. There was a problem.
なお、遅延時間が大きい場合における伝送路無瞬断切替システムも従来から提示されているが、2つの系の伝送路長差による遅延時間差分の信号をバッファにためて、フレーム位相を合わせてから切替えている技術が開示されているのみであり、並列展開した信号の遅延差(スキュー)が問題になる場合については開示されていない。 In addition, the transmission line uninterruptible switching system in the case where the delay time is large has also been presented conventionally, but after the signal of the delay time difference due to the transmission line length difference between the two systems is used as a buffer, the frame phase is adjusted. Only the switching technique is disclosed, and the case where the delay difference (skew) of the signals developed in parallel becomes a problem is not disclosed.
また、高速信号をパラレル展開して転送する技術として、MLDシステムが規定されているが、これは、OTUフレームをパラレル展開して転送する際のレーン間のスキューを合わせ込む技術であり、現用系、予備系の2つの系の主信号の同期をとるシステムについては規定されていないという課題があった。 In addition, an MLD system is defined as a technique for transferring high-speed signals by developing them in parallel. This is a technique for adjusting the skew between lanes when transferring and transferring OTU frames in parallel. However, there is a problem that the system for synchronizing the main signals of the two standby systems is not defined.
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、スイッチ部を2重化した通信ノード装置において、伝送レートが高速であって、バックボードをパラレル展開で送信する必要があり、バックボードを経由した配線遅延差が伝送レートに比較して無視できず、かつレーン間のスキューとともに0系/1系間の遅延差が無視できない場合であっても、簡易な回路で強制無瞬断切替を実現可能な通信ノード装置の強制無瞬断切替システムを得ることを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems. In a communication node device in which a switch unit is duplicated, the transmission rate is high and the backboard needs to be transmitted in parallel development. Yes, even if the delay difference between the wiring via the backboard cannot be ignored compared to the transmission rate and the delay difference between the 0 system and 1 system cannot be ignored along with the skew between lanes, it is enforced with a simple circuit. An object of the present invention is to obtain a forced uninterruptible switching system for a communication node device that can realize uninterruptible switching.
この発明に係る通信ノード装置の強制無瞬断切替システムは、複数の入力インタフェース基板と、複数の入力インタフェース基板の各々に接続された2枚のスイッチ基板と、2枚のスイッチ基板の各々に接続された複数の出力インタフェース基板と、を備えた通信ノード装置の強制無瞬断切替システムであって、複数の入力インタフェース基板の各々は、2枚のスイッチ基板に信号を送信する際に、ITU−T G.709で規定されているMLDにより信号を転送し、2枚のスイッチ基板の各々は、複数の入力インタフェース基板から受信した信号を、複数の出力インタフェース基板の各々に入力し、複数の出力インタフェース基板の各々は、2枚のスイッチ基板から入力された信号に対して、MLDの各レーンのフレーム同期を行うフレーム同期部と、フレーム同期後の信号に対して、MFAS(Multi−Frame Alignment Signal)により各レーン番号を認識するレーン番号認識部と、MLDの各レーンのフレーム同期位相およびMFASに基づき、2枚のスイッチ基板からの信号のすべてのスキューを合わせるとともに、2つの系のMLDの回転を元に戻して選択するMLD同期部およびセレクタと、を含み、2枚のスイッチ基板に対する強制切替信号の入力時にセレクタを切替えることにより、2枚のスイッチ基板から入力された信号の無瞬断切替を実現するものである。 A communication node device forced uninterruptible switching system according to the present invention includes a plurality of input interface boards, two switch boards connected to each of the plurality of input interface boards, and each of the two switch boards. A communication node device forced uninterruptible switching system including a plurality of output interface boards, wherein each of the plurality of input interface boards transmits an ITU- TG. A signal is transferred by MLD defined in 709, and each of the two switch boards inputs a signal received from a plurality of input interface boards to each of the plurality of output interface boards, and Each is a frame synchronization unit that performs frame synchronization of each lane of the MLD with respect to signals input from two switch boards, and each of the signals after frame synchronization is performed with MFAS (Multi-Frame Alignment Signal). Based on the lane number recognition unit that recognizes the lane number, and the frame synchronization phase and MFAS of each lane of the MLD, all the skews of the signals from the two switch boards are matched and based on the rotation of the MLD of the two systems Including two MLD synchronizers and selectors to select back. By switching the selector when a forced switching signal is input to the switch board, switching without instantaneous interruption of signals input from the two switch boards is realized.
この発明によれば、従来から知られたMLDのレーン間の同期機能を、0系/1系の相互間の遅延時間差を含めて同期を取るように拡張することにより、MLDの回路をベースとして簡易なMLD同期部およびセレクタを追加するのみで、強制無瞬断切替を実現することができる。 According to the present invention, the conventionally known MLD lane synchronization function is expanded to include synchronization including the delay time difference between the 0-system / 1 system, and based on the MLD circuit. Forcible uninterruptible switching can be realized only by adding a simple MLD synchronization unit and selector.
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1に係る通信ノード装置の強制無瞬断切替システムを示すブロック構成図である。
図1において、通信ノード装置101は、複数の入力インタフェース基板(入力IF)111、112、・・・と、複数の出力インタフェース基板(出力IF)121、122、・・・と、複数の入出力インタフェース基板間に介在された2枚の(0系/1系に2重化された)スイッチ基板131、132と、を備えている。
1 is a block diagram showing a forced uninterruptible switching system for a communication node device according to
1, the
複数の入力インタフェース基板111、112、・・・の各々は、OTUフレーム(外部からの入力信号)をMLDに変換するMLD変換回路141と、2枚のスイッチ基板131、132の両方の系に信号を出力するためのドライバ142と、を備えている。
複数の出力インタフェース基板121、122、・・・の各々は、2枚のスイッチ基板131、132の両方の系からの信号を受信して切替を行うMLD切替回路143を備えている。
Each of the plurality of
Each of the plurality of
図2は図1内のMLD切替回路143の機能構成を示すブロック図である。
図2において、MLD切替回路143は、2枚のスイッチ基板131、132の各々からのMLD信号が個別に入力されるフレーム同期部201、202と、各フレーム同期部201、202を介した信号が個別に入力されるレーン番号認識部211、212と、各レーン番号認識部211、212を介した信号が入力されるMLD同期部221と、MLD同期部221を介したNビットの2系信号の一方を選択して出力するセレクタ231と、を備えている。
FIG. 2 is a block diagram showing a functional configuration of the
In FIG. 2, the
まず、フレーム同期部201、202は、2枚のスイッチ基板131、132からの各系のMLD信号を受信して、FASによりレーンごとのフレーム同期を各系独立に行う。
次に、レーン番号識別部211、212は、フレーム同期部201、202によりフレーム同期された信号を受信して、FASに含まれるMFASにより、MLDで分割したレーン識別(MLDで規定される識別処理)を各系独立に行う。
First, the
Next, the lane
フレーム同期部201、202およびレーン番号識別部211、212による上記動作は、0系/1系ごとに独立に行われ、フレーム同期部201およびレーン番号識別部211は、0系のスイッチ基板131に対応し、フレーム同期部202およびレーン番号識別部212は、1系のスイッチ基板132に対応している。
The above operations by the
次に、MLD同期部221は、フレーム同期とMFASとに基づき、0系/1系のスキュー調整(スキュー合わせ)処理と、回転戻し処理とを行う。
すなわち、MLD同期部221は、フレーム同期部201、202およびレーン番号識別部211、212で得られた情報に基づき、各系の各レーンのスキュー調整および回転調整とともに、0系/1系の相互間の遅延時間調整(位相同期)を行う。
Next, the
That is, based on the information obtained by the
このとき、前述(図10)のMLDの場合と同様に、OTU3では385μsecまでの遅延時間差を合わせ込むことができ、OTU4では139μsecまでの遅延時間差を合わせ込むことができるので、通信ノード装置101内のバックボード転送遅延時間差を上記範囲内に収めることができる。 At this time, as in the case of the MLD described above (FIG. 10), the delay time difference up to 385 μsec can be adjusted in OTU3, and the delay time difference up to 139 μsec can be adjusted in OTU4. The backboard transfer delay time difference can be within the above range.
その後、スキュー調整、回転調整および位相同期された2つの系のNビット信号は、後段に配置されたセレクタ231に入力される。
このとき、0系/1系の信号位相は、セレクタ231に入力された時点で揃っているので、操作者からの強制切替指示が入力された直後に切替が行われても、主信号が「断」することがないので、無瞬断切替が可能となる。
Thereafter, two systems of N-bit signals that are skew-adjusted, rotationally-adjusted, and phase-synchronized are input to a
At this time, since the signal phase of the 0 system / 1 system is aligned at the time when it is input to the
図3は図2内のMLD同期部221の機能構成をブロックで示す説明図であり、スキュー調整(スキュー合わせ)処理および回転調整(回転合わせ)処理の具体例を図式的に示している。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing the functional configuration of the
図3において、まず、MLD同期部221は、フレーム同期部201およびレーン番号認識部211を介して、0系のスイッチ基板131からのOTN(Optical Transport Network)フレームを、20レーン(レーン0〜19)にて受信する。
In FIG. 3, first, the
同様に、MLD同期部221は、フレーム同期部202およびレーン番号認識部212を介して、1系のスイッチ基板132からのOTNフレームを、20レーン(レーン0〜19)にて受信する。
Similarly, the
このとき、バックボードの転送遅延差、および素子の個体差などにより、各レーンの相互間のスキューが異なる可能性があるとともに、0系/1系でのフレーム位相まで異なる可能性がある。
図3においては、0系のOTNフレーム番号#1、#2と、1系のOTNフレーム番号#m、#nと、の間のフレーム位相ずれφを示している。
At this time, the skew between the lanes may be different due to the difference in transfer delay of the backboard, the individual difference of the elements, and the like, and the frame phase in the 0 system / 1 system may be different.
3 shows a frame phase shift φ between the 0-system OTN
MLD同期部221は、レーン番号認識部211、212を介した受信信号を、0系、1系ごとに個別のバッファ261、262に書き込んだ後、FASおよびMFAS信号に基づき、スキュー、回転、および、0系/1系のフレーム位相をすべて調整して(合わせて)、バッファ261、262から読み出す。
The
これにより、図3に示すように、スキュー、回転、および、0系/1系のフレーム位相がすべて調整されたOTNフレーム#1、#となり、MLD同期部221の後段に位置するセレクタ231の手前で、0系/1系のフレームタイミングが揃うので、単純なセレクタ231により切替可能になる。
As a result, as shown in FIG. 3, OTN frames # 1 and # in which the skew, rotation, and 0/1 frame phases are all adjusted, and before the
なお、上記説明では、スイッチ基板131、132からの信号を受信する出力インタフェース基板121、122、・・・内のMLD切替回路143において、セレクタ231の手前のMLD同期部221により、2つの系のMLDの回転を元に戻したが、入力インタフェース基板111、112、・・・からスイッチ基板131、132に入力される信号は、レーン確定後に2分岐されるので、セレクタ231を通過してから回転を戻すように回路を構成してもよい。
In the above description, in the
以上のように、この発明の実施の形態1(図1〜図3)に係る通信ノード装置101の強制無瞬断切替システムは、複数の入力インタフェース基板111、112、・・・と、複数の入力インタフェース基板111、112、・・・の各々に接続された2枚のスイッチ基板131、132と、2枚のスイッチ基板131、132の各々に接続された複数の出力インタフェース基板121、122、・・・と、を備えている。
As described above, the forced uninterruptible switching system of the
複数の入力インタフェース基板111、112、・・・の各々は、2枚のスイッチ基板131、132に信号を送信する際に、ITU−T G.709で規定されているMLDにより信号を転送する。
また、2枚のスイッチ基板131、132の各々は、複数の入力インタフェース基板111、112、・・・から受信した信号を、複数の出力インタフェース基板121、122、・・・の各々に入力する。
Each of the plurality of
Each of the two
複数の出力インタフェース基板121、122、・・・の各々は、2枚のスイッチ基板131、132から入力された信号に対して、MLDの各レーンのフレーム同期を行うフレーム同期部201と、フレーム同期後の信号に対して、MFASにより各レーン番号を認識するレーン番号認識部211と、MLDの各レーンのフレーム同期位相およびMFASに基づき、2枚のスイッチ基板からの信号のすべてのスキューを合わせるとともに、2つの系のMLDの回転を元に戻して選択するMLD同期部221およびセレクタ231と、を備えており、2枚のスイッチ基板131、132に対する強制切替信号の入力時にセレクタ132を切替えることにより、2枚のスイッチ基板131、132から入力された信号の無瞬断切替を実現する。
Each of the plurality of
このように、従来から知られたMLDのレーン間の同期機能を、0系/1系の相互間の遅延時間差を含めて同期を取るように拡張することにより、MLDの回路をベースとして簡易なMLD同期部221およびセレクタ231を追加するのみで、強制無瞬断切替を実現することができる。
As described above, the MLD lane synchronization function that has been conventionally known is expanded to include synchronization including the delay time difference between the 0 and 1 systems, thereby simplifying the MLD circuit as a base. Only by adding the
したがって、伝送レートが高速であって、バックボードをパラレル展開で送信する必要があり、バックボードを経由した配線遅延差が伝送レートに比較して無視できず、かつレーン間のスキューとともに0系/1系間の遅延差が無視できない場合であっても、簡易な回路で強制無瞬断切替を実現することができる。 Therefore, the transmission rate is high, the backboard needs to be transmitted in parallel development, the wiring delay difference through the backboard cannot be ignored compared to the transmission rate, and the 0 system / Even if the delay difference between the 1 systems cannot be ignored, the forced uninterruptible switching can be realized with a simple circuit.
実施の形態2. Embodiment 2. FIG.
なお、上記実施の形態1では、スイッチ基板131、132に対する強制切替指示の入力時に、MLD切替回路143内のセレクタ231を直ちに切替えたが、図4に示すように、主信号のOTUフレームの誤り訂正(FEC:Forward Error Correction)領域が通過するタイミングまで待機してから、セレクタ231を切替えてもよい。
In the first embodiment, the
図4はこの発明の実施の形態2による切替タイミングを示す説明図であり、スイッチ基板131、132に対する強制切替要求の発生タイミングから、セレクタ231の切替タイミング(FEC領域の通過タイミング)までの待機時間を示している。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the switching timing according to the second embodiment of the present invention. The waiting time from the generation timing of the forced switching request to the
たとえば、前述の実施の形態1(図2)のように、セレクタ231がNビットで構成されている場合、実際には、セレクタ231は、複数のセレクタ単位(図示せず)に分割されている。このとき、各セレクタ単位への切替信号の配線長が同一であるとは限らず、複数のセレクタ単位で互いに異なる可能性がある。
For example, when the
前述の実施の形態1では、強制切替指示の入力時に、切替信号によりセレクタ231を直ちに切替えているが、切替信号の配線長差に起因して、セレクタ231の後段に配置されるフリップフロップのセットアップ時間およびホールド時間が不足し、メタステーブル(誤動作)状態となり、切替時に1CLK分の信号誤りが発生する可能性がある。
In the first embodiment described above, the
上記誤動作を防止するために、仮に、MLD切替回路143において、複数のセレクタ単位への各切替信号を等長配線に設定しようとすると、LSIやFPGAの内部配線、または基板でのパターン配線に対する制約となり、回路構成条件が厳しくなる。
In order to prevent the malfunction, if the
そこで、スイッチ基板131、132に対する強制切替指示の入力時に、直ちにセレクタ231を切替えるのではなく、図4に示すように、主信号のOTUフレームの誤り訂正領域FECが通過するタイミングまで待機してからセレクタ231を切替えることが望ましい。
なお、通信ノード装置101内においては、FEC領域は使用されないので、セレクタ231の切替時にFEC領域で誤りが発生しても主信号に影響を及ぼすことはない。
Therefore, instead of immediately switching the
Since the FEC area is not used in the
以上のように、この発明の実施の形態2(図4)によれば、複数の出力インタフェース基板121、122、・・・の各々は、2枚のスイッチ基板131、132に対する強制切替信号の入力時に、OTUフレームのFEC領域を転送するタイミングまで待機してからセレクタ231を切替えるので、セレクタ231への切替信号の配線長条件が緩和されて、回路を容易に構成することができる。
As described above, according to the second embodiment (FIG. 4) of the present invention, each of the plurality of
実施の形態3.
なお、上記実施の形態2(図4)では、切替信号入力時にFEC領域まで待機してからセレクタ231を切替えたが、前述の実施の形態1と同様に、切替信号入力時にセレクタ231(図2)を即時に切替え、この際に信号誤りが発生しても、図5のように、出力インタフェース基板121A、122A、・・・において、セレクタ231の後段に配置されたフレーマ161、162、・・・に、FECおよびFECチェック機能を挿入して、誤りを訂正可能に構成してもよい。
Embodiment 3 FIG.
In the second embodiment (FIG. 4), the
図5はこの発明の実施の形態3に係る通信ノード装置101Aの強制無瞬断切替システム示すブロック図であり、前述(図1参照)と同様のものについては、前述と同一符号を付して、または符号の後に「A」を付して詳述を省略する。
FIG. 5 is a block diagram showing a forced uninterruptible switching system of the
図5において、入力インタフェース基板111A、112A、・・・内のフレーマ151、152、・・・には、それぞれ装置内FECが挿入されている。
また、出力インタフェース基板121A、122A、・・・内のフレーマ161、162、・・・には、それぞれ伝送用FECおよび装置内FECチェック機能が挿入されている。
In FIG. 5, in-device FECs are inserted into the
Further, the transmission FEC and the in-device FEC check function are inserted in the
前述の実施の形態2では、通信ノード装置101内において、FEC領域を使用しないものとしたが、この発明の実施の形態3においては、図5に示すように、スイッチ基板131、132の前後に配置されたインタフェース基板において、入力インタフェース基板111A、112A、・・・内のフレーマ151、152、・・・、161にFECを挿入し、出力インタフェース基板121A、122A、・・・内のフレーマ161、162、・・・にFECおよびFECチェック機能を挿入する。
In the above-described second embodiment, the FEC area is not used in the
これにより、切替信号入力時にセレクタ231を直ちに切替えた際に信号誤りが発生しても、出力インタフェース基板121A、122A、・・・内の後段のFECチェック機能において、誤り検出時に誤りを訂正することができる。
Thus, even if a signal error occurs when the
以上のように、この発明の実施の形態3(図5)によれば、複数の入力インタフェース基板111A、112A、・・・の各々は、通信ノード装置101A内の信号転送時に、フレーマ(FEC領域)151、152、・・・に装置内監視用のFECを挿入し、複数の出力インタフェース基板121A、122A、・・・の各々は、スイッチ基板131、132に対する強制切替信号の入力時に、直ちにセレクタ231の切替を行うとともに、切替後の信号を用いてFECチェックおよび訂正を行うので、セレクタ231への切替信号の配線長条件が緩和され、回路を容易に構成することができる。
As described above, according to the third embodiment (FIG. 5) of the present invention, each of the plurality of input interface boards 111A, 112A,... Has a framer (FEC area) during signal transfer in the communication node device 101A. , 151, 152,... Are inserted into the device, and each of the plurality of
実施の形態4.
なお、前述の実施の形態1(図1〜図3)では、MLD切替回路143において、単一のセレクタ231を用いたが、図6のように、複数のセレクタ単位241〜244からなるセレクタ231Bを用いてもよい。
Embodiment 4 FIG.
In the first embodiment (FIGS. 1 to 3) described above, the
図6はこの発明の実施の形態4に係る通信ノード装置の強制無瞬断切替システムに用いられるMLD切替回路143Bを示すブロック図であり、前述の実施の形態2、3と同様に、MLD切替回路内の配線緩和を実現した構成例を示している。 FIG. 6 is a block diagram showing an MLD switching circuit 143B used in the forced uninterruptible switching system for a communication node device according to the fourth embodiment of the present invention. As in the second and third embodiments, the MLD switching is performed. The example of a structure which implement | achieved wiring relaxation in a circuit is shown.
図6において、前述(図2参照)と同様のものについては、前述と同一符号を付して、または符号の後に「B」を付して詳述を省略する。
また、この発明の実施の形態4に係る通信ノード装置の強制無瞬断切替システム(図示せず)の全体構成は、図1に示した通りである。
In FIG. 6, the same components as those described above (see FIG. 2) are denoted by the same reference numerals as those described above, or “B” after the reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
Moreover, the overall configuration of a forced uninterruptible switching system (not shown) for a communication node device according to Embodiment 4 of the present invention is as shown in FIG.
この場合、MLD切替回路143Bは、前述と同様のフレーム同期部201、202、レーン番号認識部211、212およびMLD同期部221に加えて、複数のセレクタ単位241〜244からなるセレクタ231Bと、FEC訂正部251(実施の形態3におけるFEC)と、を備えている。
なお、ここでは、4つのセレクタ単位241〜244に分割した場合を示すが、必要に応じて任意数に分割可能なことは言うまでもない。
In this case, the MLD switching circuit 143B includes a
Here, although the case where it is divided into four
一般に、MLD切替回路において、パラレル展開数(MLD同期部221から出力されるNビット)が多い場合(たとえば、N=512の場合)には、そのままでは、セレクタ切替時に、FEC訂正部251における誤り訂正可能なバースト耐力を超えて、誤りが発生する可能性がある。
In general, in the MLD switching circuit, when the number of parallel expansions (N bits output from the MLD synchronization unit 221) is large (for example, when N = 512), the error in the
そこで、図6のように、FEC訂正部251のバースト耐力範囲内の並列展開数(Mビット)ごとに、セレクタ231Bを分割構成してセレクタ単位241〜244とし、操作者からの強制切替信号の入力時に、FECフレーム時間単位で、分割構成されたセレクタ単位241〜244を順番に切替えていく。
この場合、切替時の最大誤り数はMビットとなるので、FEC訂正部251で訂正が可能となる。
Therefore, as shown in FIG. 6, the
In this case, since the maximum number of errors at the time of switching is M bits, the
以上のように、この発明の実施の形態4(図6)によれば、複数の入力インタフェース基板111、112、・・・の各々は、通信ノード装置内の信号転送時に、FEC領域に装置内監視用のFECを挿入し、複数の出力インタフェース基板121、122、・・・の各々は、FEC訂正部251でバースト誤りが訂正可能なビット数M以下となるようにセレクタ231Bを分割して複数のセレクタ単位241〜244で構成し、2枚のスイッチ基板131、132に対する強制切替信号入力時に、セレクタ単位241〜244で順番にFECフレーム間隔以上の時間間隔で切替えていくように構成したので、ビット展開数Nが多い場合でも、セレクタ231Bの切替時に誤りが発生してもFEC訂正部251により訂正可能となり、ビット展開数およびFEC方式の選択の自由度を増すことができる。
As described above, according to the fourth embodiment (FIG. 6) of the present invention, each of the plurality of
実施の形態5.
なお、上記実施の形態1〜4(図1〜図6)では、通信ノード装置内での切替のみを示したが、図7のように、2重化された伝送路に適用して、2枚のスイッチ基板131C、132C内に切替回路341、342を設けてもよい。
Embodiment 5 FIG.
In
図7は伝送路切替を適用したこの発明の実施の形態5に係る通信ノード装置101Cの強制無瞬断切替を示すブロック図であり、前述(図1参照)と同様のものについては、前述と同一符号を付して、または符号の後に「C」を付して詳述を省略する。
FIG. 7 is a block diagram showing forced uninterruptible switching of the
図7において、伝送路切替に対応した通信ノード装置101Cは、伝送路が2重化された入力インタフェース基板111a、111b、・・・と、切替回路341が実装された0系のスイッチ基板131Cと、切替回路342が実装された1系のスイッチ基板132Cと、出力インタフェース基板121C、122C、・・・と、を備えている。
7, the
入力インタフェース基板111aは、2重化された伝送路のうちの0系伝送路に接続され、入力インタフェース基板111bは、1系伝送路に接続されている。
スイッチ基板131C、132Cは、通信ノード装置101C内で2重化されており、伝送路切替のための切替回路341、342が実装されている。
The
The
図7の回路構成を用いることにより、伝送路を2重化した際に、0系/1系伝送路の距離差で生じる遅延時間差を合わせるとともに、伝送路の強制切替を無瞬断で行うことが可能となる。 By using the circuit configuration of FIG. 7, when the transmission lines are duplicated, the delay time difference caused by the distance difference between the 0 system / 1 system transmission lines is matched and the transmission lines are forcibly switched without interruption. Is possible.
なお、切替回路341、342の機能構成および回路動作は、前述(図2)のMLD切替回路143と同様であり、切替回路341、342は、入力インタフェース基板111a、111b、・・・とスイッチ基板131C、との間では、入力信号をMLD信号の形式で転送する。
ただし、前述の実施の形態1(図2)では、バックボードでの遅延差のみを合わせるようにしたが、この発明の実施の形態5においては、2重化された伝送路の距離差に基づく遅延差をも含めて、0系/1系の遅延を合わせる点が前述と異なる。
The functional configurations and circuit operations of the switching
However, in the first embodiment (FIG. 2), only the delay difference in the backboard is matched, but in the fifth embodiment of the present invention, it is based on the distance difference between the duplexed transmission lines. The difference from the above is that the delay of the 0 system / 1 system is matched including the delay difference.
以上のように、この発明の実施の形態5(図7)に係る通信ノード装置101Cの強制無瞬断切替システムは、複数の入力インタフェース基板111a、111b、・・・と、複数の入力インタフェース基板111a、111b、・・・の各々に接続された2枚のスイッチ基板131C、132Cと、2枚のスイッチ基板131C、132Cの各々に接続された複数の出力インタフェース基板121C、122C、・・・と、を備えている。
As described above, the forced uninterruptible switching system for the
複数の入力インタフェース基板111a、111b、・・・は、2重化された伝送路からの信号を個別に取り込む各1対の入力インタフェース基板からなる。
2枚のスイッチ基板131C、132Cの各々は、各1対の入力インタフェース基板からの信号を切替える切替回路341、342を有し、複数の入力インタフェース基板111a、111b、・・・から受信した信号を複数の出力インタフェース基板に信号を送信する際に、ITU−T G.709で規定されているMLDにより信号を転送する。
The plurality of
Each of the two
切替回路341、342は、複数の入力インタフェース基板111a、111b、・・・から入力された信号に対して、MLDの各レーンのフレーム同期を行うフレーム同期部201、202(図2参照)と、フレーム同期後の信号に対して、MFASにより各レーン番号を認識するレーン番号認識部211、212と、MLDの各レーンのフレーム同期位相およびMFASに基づき、複数の入力インタフェース基板111a、111b、・・・からの信号のすべてのスキューを合わせるとともに、2つの系のMLDの回転を元に戻して選択するMLD同期部221およびセレクタ231と、を備えており、2枚のスイッチ基板に対する強制切替信号の入力時に、2重化された伝送路からの信号を切替えるとともに、セレクタ231を切替えることにより、複数の入力インタフェース基板から入力された信号の無瞬断切替を実現する。
The switching
これにより、前述と同様に、OTU3(40Gbps)の場合は385μsecまでの遅延時間差、OTU4(100Gbps)の場合は139μsecまでの遅延時間差であれば、2重化伝送路に距離差が生じても、簡易な回路により、ビット単位で位相を合わせることができ、伝送路の強制無瞬断切替が可能となる。 Thus, as described above, in the case of OTU3 (40 Gbps), a delay time difference of up to 385 μsec, in the case of OTU4 (100 Gbps), a delay time difference of up to 139 μsec, even if a distance difference occurs in the duplex transmission line, With a simple circuit, the phase can be adjusted in units of bits, and the transmission line can be switched without forced interruption.
なお、図7においては、伝送路切替に対応した通信ノード装置101C内のスイッチ基板131C、132Cに切替回路341、342を実装したが、切替回路341、342のための専用基板(図示せず)を、入力インタフェース基板111a、111b、・・・とスイッチ基板131C、132Cとの間に配置してもよい。
In FIG. 7, the switching
また、出力インタフェース基板121C、122C、・・・に切替回路341、342を設置してもよい。
いずれの場合も、切替回路341、342の実装位置が異なるのみで、同様に強制無瞬断切替を実現することが可能である。
In addition, switching
In either case, only the mounting positions of the switching
101、101A、101C 通信ノード装置、111、111A、111a、111b 入力インタフェース基板(入力IF)、121、121A、121C 出力インタフェース基板(出力IF)、131、132、131C、132C スイッチ基板、132 セレクタ、141 MLD変換回路、142 ドライバ、143、143B MLD切替回路、151、152、161、162 フレーマ、201、202 フレーム同期部、211、212 レーン番号認識部、221 MLD同期部、231、231B セレクタ、241〜244 セレクタ単位、251 FEC訂正部、261、262 バッファ、341、342 切替回路。 101, 101A, 101C Communication node device, 111, 111A, 111a, 111b Input interface board (input IF), 121, 121A, 121C Output interface board (output IF), 131, 132, 131C, 132C Switch board, 132 selector, 141 MLD conversion circuit, 142 driver, 143, 143B MLD switching circuit, 151, 152, 161, 162 framer, 201, 202 Frame synchronization unit, 211, 212 Lane number recognition unit, 221 MLD synchronization unit, 231, 231B selector, 241 ˜244 Selector unit, 251 FEC correction unit, 261, 262 buffer, 341, 342 switching circuit.
Claims (5)
前記複数の入力インタフェース基板の各々に接続された2枚のスイッチ基板と、
前記2枚のスイッチ基板の各々に接続された複数の出力インタフェース基板と、
を備えた通信ノード装置の強制無瞬断切替システムであって、
前記複数の入力インタフェース基板の各々は、前記2枚のスイッチ基板に信号を送信する際に、ITU−T G.709で規定されているMLDにより前記信号を転送し、
前記2枚のスイッチ基板の各々は、前記複数の入力インタフェース基板から受信した信号を、前記複数の出力インタフェース基板の各々に入力し、
前記複数の出力インタフェース基板の各々は、
前記2枚のスイッチ基板から入力された信号に対して、前記MLDの各レーンのフレーム同期を行うフレーム同期部と、
フレーム同期後の信号に対して、MFASにより各レーン番号を認識するレーン番号認識部と、
前記MLDの各レーンのフレーム同期位相および前記MFASに基づき、前記2枚のスイッチ基板からの信号のすべてのスキューを合わせるとともに、2つの系のMLDの回転を元に戻して選択するMLD同期部およびセレクタと、を含み、
前記2枚のスイッチ基板に対する強制切替信号の入力時に前記セレクタを切替えることにより、前記2枚のスイッチ基板から入力された信号の無瞬断切替を実現する通信ノード装置の強制無瞬断切替システム。 Multiple input interface boards;
Two switch boards connected to each of the plurality of input interface boards;
A plurality of output interface boards connected to each of the two switch boards;
A communication node device forced uninterruptible switching system comprising:
When each of the plurality of input interface boards transmits a signal to the two switch boards, the ITU-T G. The signal is transferred by MLD defined in 709,
Each of the two switch boards inputs a signal received from the plurality of input interface boards to each of the plurality of output interface boards,
Each of the plurality of output interface boards is
A frame synchronization unit that performs frame synchronization of each lane of the MLD with respect to signals input from the two switch boards;
A lane number recognition unit that recognizes each lane number by MFAS for a signal after frame synchronization;
Based on the frame synchronization phase of each lane of the MLD and the MFAS, all the skews of the signals from the two switch boards are matched, and the MLD synchronization unit for selecting and returning the rotation of the MLDs of the two systems And a selector,
A forced uninterruptible switching system for a communication node device that realizes uninterrupted switching of signals input from the two switch boards by switching the selector when a forced switching signal is input to the two switch boards.
前記2枚のスイッチ基板に対する強制切替信号の入力時に、OTUフレームのFEC領域を転送するタイミングまで待機してから前記セレクタを切替える請求項1に記載の通信ノード装置の強制無瞬断切替システム。 Each of the plurality of output interface boards is
2. The forced uninterruptible switching system for a communication node device according to claim 1, wherein when the forcible switching signal is input to the two switch boards, the selector is switched after waiting for the timing to transfer the FEC area of the OTU frame.
前記複数の出力インタフェース基板の各々は、前記2枚のスイッチ基板に対する強制切替信号の入力時に、直ちに前記セレクタの切替を行うとともに、切替後の信号を用いてFECチェックおよび訂正を行う請求項1に記載の通信ノード装置の強制無瞬断切替システム。 Each of the plurality of input interface boards inserts an FEC for in-device monitoring into the FEC area at the time of signal transfer in the communication node device,
2. Each of the plurality of output interface boards performs switching of the selector immediately when a forced switching signal is input to the two switch boards, and performs FEC check and correction using the signal after switching. A forced uninterruptible switching system for the described communication node device.
前記複数の出力インタフェース基板の各々は、FECでバースト誤りが訂正可能なビット数以下となるように前記セレクタを分割して複数のセレクタ単位で構成し、前記2枚のスイッチ基板に対する強制切替信号入力時に、前記セレクタ単位で順番にFECフレーム間隔以上の時間間隔で切替えていく請求項1に記載の通信ノード装置の強制無瞬断切替システム。 Each of the plurality of input interface boards inserts an FEC for in-device monitoring into the FEC area at the time of signal transfer in the communication node device,
Each of the plurality of output interface boards is configured by a plurality of selector units by dividing the selector so that the burst error can be corrected to be less than or equal to the number of bits that can be corrected by FEC, and a forced switching signal input to the two switch boards 2. The forced uninterruptible switching system for a communication node device according to claim 1, wherein switching is performed in order at a time interval equal to or greater than an FEC frame interval in order for each selector.
前記複数の入力インタフェース基板の各々に接続された2枚のスイッチ基板と、
前記2枚のスイッチ基板の各々に接続された複数の出力インタフェース基板と、
を備えた通信ノード装置の強制無瞬断切替システムであって、
前記複数の入力インタフェース基板は、2重化された伝送路からの信号を個別に取り込む各1対の入力インタフェース基板からなり、
前記2枚のスイッチ基板の各々は、前記各1対の入力インタフェース基板からの信号を切替える切替回路を有し、前記複数の入力インタフェース基板から受信した信号を前記複数の出力インタフェース基板に信号を送信する際に、ITU−T G.709で規定されているMLDにより前記信号を転送し、
前記切替回路は、
前記複数の入力インタフェース基板から入力された信号に対して、前記MLDの各レーンのフレーム同期を行うフレーム同期部と、
フレーム同期後の信号に対して、MFASにより各レーン番号を認識するレーン番号認識部と、
前記MLDの各レーンのフレーム同期位相および前記MFASに基づき、前記複数の入力インタフェース基板からの信号のすべてのスキューを合わせるとともに、2つの系のMLDの回転を元に戻して選択するMLD同期部およびセレクタと、を含み、
前記2枚のスイッチ基板に対する強制切替信号の入力時に、2重化された伝送路からの信号を切替えるとともに、前記セレクタを切替えることにより、前記複数の入力インタフェース基板から入力された信号の無瞬断切替を実現する通信ノード装置の強制無瞬断切替システム。 Multiple input interface boards;
Two switch boards connected to each of the plurality of input interface boards;
A plurality of output interface boards connected to each of the two switch boards;
A communication node device forced uninterruptible switching system comprising:
The plurality of input interface boards are each composed of a pair of input interface boards that individually take in signals from the duplexed transmission lines,
Each of the two switch boards has a switching circuit for switching signals from the pair of input interface boards, and transmits signals received from the plurality of input interface boards to the plurality of output interface boards. ITU-T G. The signal is transferred by MLD defined in 709,
The switching circuit is
A frame synchronization unit that performs frame synchronization of each lane of the MLD with respect to signals input from the plurality of input interface boards;
A lane number recognition unit that recognizes each lane number by MFAS for a signal after frame synchronization;
Based on the frame synchronization phase of each lane of the MLD and the MFAS, all the skews of the signals from the plurality of input interface boards are matched, and the MLD synchronization unit that selects and restores the rotation of the MLDs of the two systems And a selector,
When a forced switching signal is input to the two switch boards, a signal from a duplicated transmission path is switched, and the selectors are switched so that signals input from the plurality of input interface boards are not instantaneously interrupted. A forced uninterruptible switching system for communication node devices that realizes switching.
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