JP2014140140A - 無瞬断伝送システム - Google Patents

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Abstract

【課題】無瞬断伝送システムにおいて揺らぎを抑制する。
【解決手段】無瞬断伝送システム100は、送信すべきフレームにシーケンス番号を付与し、該フレームを複製してEAST側経路15とWEST側経路16に送信する送信側通信装置10と、EAST側経路15とWEST側経路16から受信した同一シーケンス番号を有するフレームの中から1つのフレームを選択して後段に出力する受信側通信装置12とを備える。受信側通信装置12は、1つの経路から先着したシーケンス(1)フレームと、他の経路から後着したシーケンス(1)フレームとの到着時間差を測定し、後着のシーケンス(1)フレームが到着してから到着時間差以上の時間が経過したときに、受信したフレームの中から1つのフレームを選択し、イーサネット網17に出力する。
【選択図】図1

Description

本発明は、伝送路間の切替を無瞬断で行う無瞬断伝送システムに関し、特にイーサネット(登録商標)等のフレームを伝送する無瞬断伝送システムに関する。
近年通信業界では、SDH(Synchronous Digital Hierarchy)/SONET(Synchronous Optical NETwork)技術に基づく比較的高価な通信システムから、イーサネット技術に基づく比較的安価な通信システムへの切替が進みつつある。これは、大容量の基幹通信回線、いわゆるバックボーン回線についてもいえる。
イーサネットを利用した安価なシステムであっても通信品質は維持されるべきであり、従来、送信装置と受信装置とを複数の経路で冗長接続し、ある経路に障害が発生した場合でも中断することなく伝送を継続することのできる無瞬断伝送システムが知られている(例えば特許文献1、2参照)。
特開2007−228282号公報 特開2010−278845号公報
従来の無瞬断伝送システムにおいて、送信装置は、送信すべきフレームにシーケンス番号を付与し、コピーした同じフレームを冗長化された2つの経路に出力する。ここで、2つの経路の距離が異なり、また経路上に配置される中継装置の数が異なる場合、2つの経路から受信装置に到着したフレーム間には到着時間差が生じる。そこで、受信装置は、一方の経路を通って先に到着したフレーム(以下、適宜「先着フレーム」と呼ぶ)を遅延させ、他方の経路を通って後に到着したフレーム(以下、適宜「後着フレーム」と呼ぶ)と同じ位相となるよう遅延調整を行う。そして、受信装置は、先着フレームと後着フレームから正常な1つのフレームを選択して後段の装置に出力する。無瞬断伝送システムにおいては、このような遅延調整を行うことにより、無瞬断での経路切替を実現できる。
しかしながら、このような無瞬断伝送システムにおいては、一方の経路においてフレームの欠落や大幅な遅延が生じて経路切替が行われる場合、大きな揺らぎが発生する可能性がある。揺らぎが大きくなると符号誤りが生じる可能性が高くなるため、通信品質が低下するおそれがある。
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、揺らぎを抑制できる無瞬断伝送システムを提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明のある態様の無瞬断伝送システムは、送信すべきフレームにシーケンス番号を付与し、該フレームを複製して複数の経路に送信する送信装置と、記複数の経路から受信した同一シーケンス番号を有するフレームの中から1つのフレームを選択して後段に出力する受信装置と、を備える。受信装置は、1つの経路から先着した先頭シーケンス番号を有するフレームと、他の経路から後着した先頭シーケンス番号を有するフレームとの到着時間差を測定する測定手段と、後着の先頭シーケンス番号を有するフレームが到着してから到着時間差以上の時間が経過したときに、受信した先頭シーケンス番号を有するフレームの中から1つのフレームを選択し、後段に出力する出力手段と、を備える。
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を装置、方法、システム、プログラム、プログラムを格納した記録媒体などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
本発明によれば、無瞬断伝送システムにおいて揺らぎを抑制できる。
本発明の実施形態に係る無瞬断伝送システムを示す図である。 本実施形態に係る無瞬断伝送システムで伝送されるフレームの構成を示す図である。 受信側通信装置の構成を説明するための図である。 無瞬断切替部の構成を説明するための図である。 シーケンス(1)フレームが無瞬断切替部に入力されてから出力されるまでの処理を説明するためのフローチャートである。 シーケンス(n)フレーム(nは以上の整数)が無瞬断切替部に入力されてから出力されるまでの処理を説明するためのフローチャートである。 図7(a)〜(d)は、従来の無瞬断伝送システムの動作の一例を示す図である。 図8(a)〜(d)は、本実施形態に係る無瞬断伝送システムの動作の一例を示す図である。 図9(a)〜(d)は、本実施形態に係る無瞬断伝送システムの動作の別の一例を示す図である。
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る無瞬断伝送システム100を示す。図1に示す無瞬断伝送システム100は、複数の通信装置がリング状に接続された伝送システムである。図1には、送信側通信装置10から受信側通信装置12にフレームが伝送される様子が図示されている。
送信側通信装置10と受信側通信装置12は、EAST側経路15とWEST側経路16の2つの経路でつながれている。図1に示す実施形態では、EAST側経路15上には第1通信装置14aが位置しており、WEST側経路16上には第2通信装置14bおよび第3通信装置14cが位置している。
送信側通信装置10は、送信すべきフレームにシーケンス番号を付与した後、フレームを複製し、同一のフレームをEAST側経路とWEST側経路の両経路に送信する。
送信側通信装置10からEAST側経路15に送信されたフレームは、第1通信装置14aを経由して受信側通信装置12に到着する。一方、送信側通信装置10からWEST側経路16に送信されたフレームは、第2通信装置14bおよび第3通信装置14cを経由して受信側通信装置12に到着する。
受信側通信装置12は、EAST側経路15およびWEST側経路16から到着するフレームを受信し、イーサネット(登録商標)網17に出力する。EAST側経路15とWEST側経路16は、経路長が異なり、さらに経路間でフレームを中継する通信装置の数が異なる。従って、送信側通信装置10からEAST側経路15とWEST側経路16に同時に同じシーケンス番号を有するフレームが送信されたとしても、EAST側経路15を通ったフレームと、WEST側経路16を通ったフレームとでは、受信側通信装置12に到着する時間が異なる。
そこで、受信側通信装置12は、同一シーケンス番号を有するEAST側経路15からのフレームとWEST側経路16からのフレームの位相同期をとった後、これら2つのフレームから正常な1つのフレームを選択し、イーサネット網17に出力する。このような無瞬断伝送システム100によれば、EAST側経路15およびWEST側経路16の一方に障害が発生した場合であっても、中断することなくフレーム伝送を継続できる。
図2は、本実施形態に係る無瞬断伝送システム100で伝送されるフレームの構成を示す。本実施形態に係る無瞬断伝送システム100は、イーサネット(登録商標)方式を採用した伝送システムであり、従って、図2はイーサネットフレームの構成を示す。
図3は、受信側通信装置12の構成を説明するための図である。図3に示すように、受信側通信装置12は、EAST側カード20と、WEST側カード22と、SWカード24と、無瞬断切替部30とを備える。
EAST側カード20は、EAST側経路15からフレームを受信し、SWカード24に出力する。WEST側カード22は、WEST側経路16からフレームを受信し、SWカード24に出力する。SWカード24は、EAST側カード20、WEST側カード22から受信したフレームを無瞬断切替部30に出力する。無瞬断切替部30は、EAST側経路15およびWEST側経路16からの2つのフレーム(同じシーケンス番号を有する)から、正常な1つのフレームを選択し、イーサネット網17に出力する。
図4は、無瞬断切替部30の構成を説明するための図である。図4に示すように、無瞬断切替部30は、SWインタフェース31と、受信部特定部32と、EAST側処理部33と、WEST側処理部34と、フレーム書込部35と、フレーム読出部36と、メモリ37と、出力フレーム生成部38と、ラインインタフェース39とを備える。
SWインタフェース31は、SWカード24からフレームを受信し、受信部特定部32に送る。受信部特定部32は、フレームがEAST側経路15とWEST側経路16のどちらから到着したか特定する。受信部特定部32は、EAST側経路15から到着したフレームをEAST側処理部33に出力し、WEST側処理部34から到着したフレームをWEST側処理部34に出力する。
EAST側処理部33は、シーケンス番号特定部40を備える。WEST側処理部34は、シーケンス番号特定部41を備える。シーケンス番号特定部40および41はそれぞれ、受信部特定部32から入力されたフレームのシーケンス番号を特定する。
フレーム書込部35は、タイミング管理部42と、時間計測部43と、情報付加部44とを備える。タイミング管理部42は、時間計測部43の時間計測開始と時間計測停止のタイミングを管理する。時間計測部43は、フレーム間の到着時間差を計測する。情報付加部44は、計測した時間情報をフレームに付加しする。
フレーム読出部36は、フレーム間隔特定部45と、読出系特定部46と、読出実行部47とを備える。フレーム読出部36は、一定間隔でメモリ37からフレームを読み出す。フレーム間隔特定部45は、フレームに付加された時間情報に基づいて、フレーム出力間隔を特定する。読出系特定部46は、EAST側経路15からのフレームとWEST側経路16からのフレームのどちらを出力するか特定する。読出実行部47は、読出系特定部46にて特定されたフレームをメモリ37から読み出し、出力フレーム生成部38に出力する。
出力フレーム生成部38は、入力されたフレームから出力フレームを生成する。出力フレーム生成部38では、フレーム書込部35の情報付加部44で付加された時間情報が廃棄される。これにより、無瞬断切替部30に入力されたときとほぼ同じ形のフレームがラインインタフェース39から無瞬断切替部30に出力される。
図5は、シーケンス(1)フレームが無瞬断切替部30に入力されてから出力されるまでの処理を説明するためのフローチャートである。
シーケンス番号特定部40、シーケンス番号特定部41は、先着シーケンス(1)フレームが到着したか否か判定する(S10)。シーケンス(1)フレームとは、あるフレーム列における先頭のフレームであり、最小のシーケンス番号を有する。「先着シーケンス(1)フレーム」とは、EAST側経路15とWEST側経路16の一方から先に受信側通信装置12に到着したシーケンス(1)フレームである。一方、EAST側経路15とWEST側経路16の他方から後に受信側通信装置12に到着したシーケンス(1)フレームを「後着シーケンス(1)フレーム」と呼ぶ。先着シーケンス(1)フレームが到着していない場合、到着まで待つ(S10のNo)。
先着シーケンス(1)フレームが到着した場合(S10のYes)、フレーム書込部35のタイミング管理部42は、先着シーケンス(1)フレームと後着シーケンス(1)フレームの到着時間差Lを測定するタイマーをスタートする(S11)。ここで、その後、フレーム書込部35は、先着シーケンス(1)フレームの情報をメモリ37に格納する(S12)。
その後、シーケンス番号特定部40、シーケンス番号特定部41は、後着シーケンス(1)フレームが到着したか否か判定する(S13)。後着シーケンス(1)フレームが到着していない場合、到着まで待つ(S13のNo)。
後着シーケンス(1)フレームが到着した場合(S13のYes)、フレーム書込部35のタイミング管理部42は、到着時間差Lを測定するタイマーをストップする(S14)。そして、情報付加部44は、後着シーケンス(1)フレームに、到着時間差Lの情報を付加する(S15)。その後、フレーム書込部35は、後着シーケンス(1)フレームの情報をメモリ37に格納する(S16)。
次に、フレーム読出部36は、後着シーケンス(1)フレームが到着してから、到着時間差Lのx倍(xは1以上の整数)以上の時間が経過したか否か判定する(S17)。経過していない場合(S17のNo)、S16に戻る。
一方、後着シーケンス(1)フレームが到着してから、到着時間差Lのx倍以上の時間が経過した場合(S17のYes)、読出系特定部46は、後着シーケンス(1)フレームを読出し系に選択する(S18)。そして、読出実行部47は、後着シーケンス(1)フレームのメモリ37からの読み出しを実行し、出力フレーム生成部38に出力する(S19)。出力フレーム生成部38は、出力フレームを生成し(S20)、ラインインタフェース39に出力する(S21)。
図6は、シーケンス(n)フレーム(nは2以上の整数)が無瞬断切替部30に入力されてから出力されるまでの処理を説明するためのフローチャートである。
シーケンス番号特定部40、シーケンス番号特定部41は、先着シーケンス(n)フレームが到着したか否か判定する(S30)。シーケンス(n)フレームとは、あるフレーム列におけるシーケンス(1)フレームより後のフレームである。「先着シーケンス(n)フレーム」とは、EAST側経路15とWEST側経路16の一方から先に受信側通信装置12に到着したシーケンス(n)フレームである。一方、EAST側経路15とWEST側経路16の他方から後に受信側通信装置12に到着したシーケンス(n)フレームを「後着シーケンス(n)フレーム」と呼ぶ。先着シーケンス(n)フレームが到着していない場合、到着まで待つ(S30のNo)。
先着シーケンス(n)フレームが到着した場合(S30のYes)、時間計測部43は、先着シーケンス(n)フレームの到着時間と、1つ前に到着した先着シーケンス(n−1)フレームの到着時間との時間差En−1またはWn−1を計測し、情報付加部44は時間差En−1またはWn−1の情報を先着シーケンス(n)フレームに付加する(S31)。フレーム書込部35は、先着シーケンス(n)フレームの情報をメモリ37に格納する(S32)。
その後、シーケンス番号特定部40、シーケンス番号特定部41は、後着シーケンス(n)フレームが到着したか否か判定する(S33)。
S33において後着シーケンス(n)フレームが到着した場合(S33のYes)、時間計測部43は、後着シーケンス(n)フレームの到着時間と、1つ前に到着した後着シーケンス(n−1)フレームの到着時間との時間差En−1またはWn−1を計測し、情報付加部44は時間差En−1またはWn−1の情報を後着シーケンス(n)フレームに付加する(S34)。フレーム書込部35は、後着シーケンス(n)フレームの情報をメモリ37に格納する(S35)。
次に、フレーム読出部36のフレーム間隔特定部45は、時間差En−1とWn−1の平均値、すなわち(En−1+Wn−1)/2をフレーム出力間隔と特定する(S36)。そして、読出系特定部46は、後着シーケンス(n)フレームを読み出し系に選択する(S37)。その後、フレーム読出部36は、特定したフレーム出力間隔(En−1+Wn−1)/2で後着シーケンス(n)フレームをメモリ37から読み出し、出力フレーム生成部38に出力する(S42)。出力フレーム生成部38は、後着シーケンス(n)フレームから出力フレームを生成し(S43)、ラインインタフェース39に出力する(S44)。
一方、S33において後着シーケンス(n)フレームが到着していない場合(S33のNo)、フレーム読出部36は、先着シーケンス(n)フレームが到着してから到着時間差Lのx倍(xは1以上の整数)以上の時間が経過したか否か判定する(S38)。経過していない場合(S38のNo)、S33に戻る。後着シーケンス(n)フレームが到着してから、到着時間差Lのx倍以上の時間が経過した場合(S38のYes)、読出系特定部46は、後着シーケンス(n)フレームは、遅延または欠落と判断し(S39)、先着シーケンス(n)フレームの時間差En−1またはWn−1をフレーム出力間隔と特定する(S40)。そして、読出系特定部46は、先着シーケンス(n)フレームを読み出し系に選択する(S41)。その後、フレーム読出部36は、特定したフレーム出力間隔En−1またはWn−1で先着シーケンス(n)フレームをメモリ37から読み出し、出力フレーム生成部38に出力する(S42)。出力フレーム生成部38は、先着シーケンス(n)フレームから出力フレームを生成し(S43)、ラインインタフェース39に出力する(S44)。
次に、本発明の実施形態に係る無瞬断伝送システム100の動作について説明する。本実施形態に係る無瞬断伝送システム100の動作について説明する前に、従来の無瞬断伝送システムの動作の一例を図7(a)〜(d)に示す。
図7(a)は、送信側通信装置に入力されるデータ(フレーム列)を示す。図7(b)は、EAST側経路から受信側通信装置に到着するデータ(フレーム列)を示す。図7(c)は、WEST側経路から受信側通信装置に到着するデータ(フレーム列)を示す。図7(d)は、受信側通信装置から出力されるデータ(フレーム列)を示す。
図7(a)〜(d)は、後着シーケンス(1)フレーム(ここではWEST側経路からのフレーム)が到着してからすぐにフレームを出力する方式を採用した無瞬断伝送システムの動作例である。ここで、図7(c)に示すように、後着シーケンス(4)フレームが欠落したとする。この場合、後着シーケンス(4)の到着を所定時間待ち、それでも後着シーケンス(4)フレームが到着しない場合は先着シーケンス(4)フレームを出力する。しかしながら、後着シーケンス(4)の到着を待ったことにより、出力シーケンス(3)フレームと出力シーケンス(4)フレームとの間の出力間隔が、図7(a)に示す入力シーケンス(3)フレームと入力シーケンス(4)フレームとの間の入力間隔よりも大きくなっており、揺らぎが発生している。
図8(a)〜(d)は、本実施形態に係る無瞬断伝送システム100の動作の一例を示す。図8(a)は、送信側通信装置10に入力されるデータ(フレーム列)を示す。図8(b)は、EAST側経路15から受信側通信装置12に到着するデータ(フレーム列)を示す。図8(c)は、WEST側経路16から受信側通信装置12に到着するデータ(フレーム列)を示す。図8(d)は、受信側通信装置12から出力されるデータ(フレーム列)を示す。
本実施形態では、無瞬断切替部30は、後着シーケンス(1)フレームが到着してからすぐにフレームを出力するのではなく、一定時間(すなわち到着時間差Lのx倍以上の時間)が経過してからフレームを出力するよう構成されている(図8(d)参照)。これにより、例えば図8(c)に示すようにWEST側経路16からの後着シーケンス(4)フレームが多少遅延した場合であっても、その遅延分が時間xLにより吸収され、大きな揺らぎの発生を抑制できる。また、出力シーケンス(1)フレーム以降のフレームの出力間隔を、EAST側経路15からのフレームの到着時間差と、WEST側経路16からのフレームの到着時間差の平均値に設定しているので、出力フレームの間隔を安定させることができ、揺らぎの発生を抑制できる。
図9(a)〜(d)は、本実施形態に係る無瞬断伝送システム100の動作の別の一例を示す。図9(a)は、送信側通信装置10に入力されるデータ(フレーム列)を示す。図9(b)は、EAST側経路15から受信側通信装置12に到着するデータ(フレーム列)を示す。図9(c)は、WEST側経路16から受信側通信装置12に到着するデータ(フレーム列)を示す。図9(d)は、受信側通信装置12から出力されるデータ(フレーム列)を示す。
本実施形態では、無瞬断切替部30は、先着シーケンス(n)フレームが到着してから到着時間差Lのx倍以上の時間が経過しても後着シーケンス(n)フレームが到着しない場合、後着シーケンス(n)フレームは遅延または欠落と判断し、時間差En−1またはWn−1をフレーム出力間隔として先着シーケンス(n)フレームを出力するよう構成されている。これにより、例えば図9(c)に示すようにWEST側経路16からの後着シーケンス(4)フレームが大きく遅延した場合であっても、EAST側経路15からの先着シーケンス(4)フレームが出力間隔E3で出力されるので、揺らぎの発生を抑制できる。
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せによりいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
10 送信側通信装置、 12 受信側通信装置、 15 EAST側経路、 16 WEST側経路、 20 EAST側カード、 22 WEST側カード、 24 SWカード、 30 無瞬断切替部、 31 SWインタフェース、 32 受信部特定部、 33 EAST側処理部、 34 WEST側処理部、 35 フレーム書込部、 36 フレーム読出部、 37 メモリ、 38 出力フレーム生成部、 40,41 シーケンス番号特定部、 42 タイミング管理部、 43 時間計測部、 44 情報付加部、 45 フレーム間隔特定部、 46 読出系特定部、 47 読出実行部、 100 無瞬断伝送システム。

Claims (4)

  1. 送信すべきフレームにシーケンス番号を付与し、該フレームを複製して複数の経路に送信する送信装置と、前記複数の経路から受信した同一シーケンス番号を有するフレームの中から1つのフレームを選択して後段に出力する受信装置と、を備える無瞬断伝送システムであって、
    前記受信装置は、
    1つの経路から先着した先頭シーケンス番号を有するフレームと、他の経路から後着した先頭シーケンス番号を有するフレームとの到着時間差を測定する測定手段と、
    後着の先頭シーケンス番号を有するフレームが到着してから前記到着時間差以上の時間が経過したときに、受信した先頭シーケンス番号を有するフレームの中から1つのフレームを選択し、後段に出力する出力手段と、
    を備えることを特徴とする無瞬断伝送システム。
  2. 前記出力手段は、後着の先頭シーケンス番号を有するフレームが到着してから前記到着時間差のx倍(xは1以上の整数)以上の時間が経過したときに、受信した先頭シーケンス番号を有するフレームの中から1つのフレームを選択し、後段に出力することを特徴とする請求項1に記載の無瞬断伝送システム。
  3. 前記測定手段は、1つの経路から先着したフレームと、該1つの経路から先着した1つ前のフレームとの第1時間差を測定するとともに、他の経路から後着したフレームと、該他の経路から後着した1つ前のフレームとの第2時間差を測定し、
    前記出力手段は、フレームの出力間隔が前記第1時間差と前記第2時間差の平均値となるように、フレームを後段に出力することを特徴とする請求項1または2に記載の無瞬断伝送システム。
  4. 前記出力手段は、1つの経路からあるシーケンス番号を有するフレームが先着してから前記到着時間差のx倍(xは1以上の整数)以上の時間が経過しても、他の経路から該シーケンス番号を有するフレームが後着しない場合、フレームの出力間隔が前記第1時間差となるように、フレームを後段に出力することを特徴とする請求項3に記載の無瞬断伝送システム。
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