JP2015226071A - 中継伝送システムおよび中継伝送方法 - Google Patents

Abstract

【課題】中継用リンクの瞬断時においてもリンクを維持する中継伝送システム及び方法を提供する。【解決手段】制御装置（ＲＥＣ）９１と無線装置（ＲＥ）９２の間で伝送路９３を介してリンクを構成し、予め定められた所定形式の信号の送受信を行う無線基地局システムにおける伝送路９３に配置され、通信を中継する中継伝送システムであって、ＲＥＣ９１からの所定信号を伝送フレームに変換して転送する第１の中継装置３１と、第１の中継装置３１の転送した伝送フレームを所定形式の信号に変換してＲＥ９２へ転送する第２の中継装置３２と、を備える。第１の中継装置３１と第２の中継装置３２の間にリンク断が発生した場合、第１の中継装置３１は、伝送フレームを模した模擬フレームを所定形式の信号に変換してＲＥＣ９１に送信し、第２の中継装置３２は、伝送フレームを模した模擬フレームを所定形式の信号に変換してＲＥ９２に送信する。【選択図】図５

Description

本発明は、特にＣＰＲＩおよびＯＲＩの中継伝送システムにおいて、中継用リンクの瞬断時においてもリンクを維持できる中継伝送を実現する技術に関する。

ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）をはじめとする移動通信システムでは、無線セル内の接続性を向上させるため、リモートアンテナを用いた基地局構成がとられる。この基本構成は図１に示す無線基地局システムのように、無線変復調を行う無線制御装置（ＲＥＣ）９１と無線送受信を行う無線装置（ＲＥ）９２に無線基地局機能を分割し、それらの間を伝送路９３で接続する。伝送方法としては、光ファイバを用いてデジタル化した無線信号を伝送するＣＰＲＩ（Ｃｏｍｍｏｎ Ｐｕｂｌｉｃ Ｒａｄｉｏ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）もしくはＯＲＩ（Ｏｐｅｎ Ｒａｄｉｏ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）技術が広く用いられている（例えば、非特許文献１及び２参照。）。

ＣＰＲＩおよびＯＲＩでは図２に示すように、デジタル化した無線信号だけでなくＲＥＣ９１、ＲＥ９２の制御・保守信号も多重して転送するため、ＲＥＣ９１、ＲＥ９２の保守監視が容易となる。また、伝送路９３としてダークファイバのような廉価な回線を利用することも可能である。このため、多数のＲＥ９２を一か所に設置されたＲＥＣ９１に接続し、高機能な無線アクセスネットワークを実現するＣ−ＲＡＮ（Ｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｄ ＲＡＮ）等の構成も可能となる。

ＬＴＥの進化形であるＬＴＥ−ａｄｖａｎｃｅｄでは無線伝送容量を拡大するため、より多くの周波数帯域ならびにＭＩＭＯの多重度増が図られる。このため、ＣＰＲＩの回線容量も増大し、時分割や波長分割での多重伝送が必要となる。また、図３に示すように、複数のスモールセル９４を収容し、セル全体のスループットを向上させる構成がとられ、スモールセル基地局（ＲＲＨ（Ｒｅｍｏｔｅ Ｒａｄｉｏ Ｈｅａｄ））を効率的に収容することが重要となる。また、スモールセル９４はトラフィックが集中する箇所に設置されるため、設置箇所でのセル密度は高い。このため、光アクセスで用いられている受動光ネットワーク（ＰＯＮ）構成を採用し、効率的にスモールセル９４を収容することが検討されており、さらに時分割多重（ＴＤＭ）−ＰＯＮ構成により装置を共用してコストを削減する方法が検討されている（例えば、非特許文献３参照。）。ＴＤＭ−ＰＯＮでは光加入者線ネットワーク装置（ＯＮＵ）から光加入者線終端装置（ＯＬＴ）への上り方向のＴＤＭＡでの帯域割り当てに通常動的帯域割当（ＤＢＡ）技術が用いられるが、遅延時間が大きくＭＦＨの要求条件を満足しない。このため、低遅延での帯域割り当て方法が検討されており、要求条件を満足するような性能が得られている（例えば、非特許文献４参照。）。

ＣＰＲＩ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｖ６．０，２０１３． Ｏｐｅｎ Ｒａｄｉｏ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ（ＯＲＩ）；ＯＲＩ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ；Ｐａｒｔ １：Ｌｏｗ Ｌａｙｅｒｓ（Ｒｅｌｅａｓｅ ３），Ｊａｎ．２０１４． 谷口他、「将来無線アクセス・モバイル光ネットワークを支える光アクセスシステムに求められる技術要件」、電子情報通信学会技術報告、ＭＷＰ２０１３−８８、２０１４年１月 桑野他、「モバイル光ネットワークへのＴＤＭ−ＰＯＮ適用に向けた低遅延化ＤＢＡ」、電子情報通信学会総合大会、Ｂ−８−５４、２０１４年３月 「技術基礎講座「ＧＥ−ＰＯＮ技術」第二回ＩＥＥＥ８０２．３ａｈ標準規格」、ＮＴＴ技術ジャーナル、ｐｐ．９１−９４、２００５年９月

不要な無線信号の輻射を避けるため、ＣＰＲＩ回線では複数のコードワード誤りで信号断が検出され、信号断の場合は無線信号の送受信を停止して再度リンク確立を図るため伝送再開までに多くの時間がかかる。このため、ビット誤り率１０^−１２以下の非常に高い通信品質が要求され、多重伝送の場合にはその条件がさらに厳しくなることが想定され、１ｍｓ以下の短い時間での瞬断への対策が必要となる。

これに対して、ＴＤＭ−ＰＯＮでは、新規に接続されたり再接続されたＯＮＵをＯＬＴで認識するため、図４に示すようにディスカバリ処理が実行され、一定時間ごとにディスカバリ窓と呼ばれる上り方向の通信断が生じる（例えば、非特許文献５参照。）。

図４はディスカバリ処理の動作を説明する図である。ＯＬＴ３４では定期的にディスカバリゲートと呼ばれる信号を配下の全ＯＮＵ３５に対してブロードキャストする。未登録のＯＮＵ３５では、ディスカバリゲート内の情報に基づいてディスカバリ窓内で応答信号を送信する。この際、複数のＯＮＵ３５からの応答信号の衝突を避けるため、登録される各ＯＮＵ３５からの送信時刻はランダムに設定される。ディスカバリ窓の大きさは、光分配網での遅延やＯＮＵ数によって設定される。

ネットワークの初期化の段階では複数のＯＮＵ３５の登録が必要となるが、動作中は単独のＯＮＵ３５の登録、再登録がほとんどであるためディスカバリ窓を小さく設定することが可能である。通常のデータ伝送の場合、ディスカバリ窓で通信不可能な時間があったとしても、その時間のデータをＯＮＵで蓄積しディスカバリ完了後に送信することで問題なくデータを転送することが可能であるが、ＣＰＲＩでは低遅延かつ固定レートでデータを伝送する必要があるため、ディスカバリ窓による通信断は問題となる。このディスカバリ窓は数百ｕｓ〜ｍｓ程度であり、ディスカバリ動作が発生すると再びリンクが確立するまでに大きな時間がかかる。このため、ＣＰＲＩによって伝送される無線システムの回線品質に大きな影響を与える。

このように、光伝送技術を用いて無線制御装置（ＲＥＣ）と無線装置（ＲＥ）の間で中継光伝送を実現しようとすると、リンク断による再リンクの確立に時間を要することから、回線品質に大きな影響を与えるという課題があった。

本発明は、光伝送技術を用いた中継伝送システムにおいて、中継用リンクの瞬断時においてもリンクを維持することを目的とする。

本発明は、中継装置間の光伝送で信号断が発生した場合、送信される信号を模擬した信号を送信してリンクを維持することにより、再リンクの確立に要する時間を要することなく、中継伝送を実現する。

具体的には、本発明に係る中継伝送システムは、
第１の通信装置と第２の通信装置の間で伝送路を介してリンクを構成し予め定められた所定形式の信号の送受信を行う無線基地局システムにおける前記伝送路に配置され、通信を中継する中継伝送システムであって、
前記第１の通信装置からの前記所定形式の信号を予め定められた伝送フレームに変換して転送する第１の中継装置と、
前記第１の中継装置の転送した伝送フレームを前記所定形式の信号に変換して前記第２の通信装置へ転送する第２の中継装置と、
を備え、
前記第１の中継装置と前記第２の中継装置の間にリンク断が発生した場合、
前記第１の中継装置は、前記第２の中継装置からの伝送フレームを模擬した模擬フレームを生成し、前記模擬フレームを前記所定形式の信号に変換して前記第１の通信装置に送信し、
前記第２の中継装置は、前記第１の中継装置からの伝送フレームを模擬した模擬フレームを生成し、前記模擬フレームを前記所定形式の信号に変換して前記第２の通信装置に送信する。

本発明に係る中継伝送システムでは、
前記伝送路は、時分割多重を用いて光信号を伝送する受動光ネットワークを備え、
前記第１の中継装置は、前記受動光ネットワークに備わる光加入者線終端装置と接続され、前記ディスカバリ処理によるリンク断が発生した場合、前記第１の中継装置と前記第２の中継装置の間にリンク断が生じたことを示すリンク断情報を前記第２の中継装置へ送信し、
前記第２の中継装置は、前記受動光ネットワークに備わる光加入者線ネットワーク装置と接続され、前記リンク断情報を受信すると、前記光加入者線ネットワーク装置への伝送フレームの転送を停止してもよい。

具体的には、本発明に係る中継伝送装置は、
第１の通信装置と第２の通信装置の間で伝送路を介してリンクを構成し予め定められた所定形式の信号の送受信を行う無線基地局システムにおける前記伝送路に配置され、通信を中継する中継装置であって、
予め定められた所定形式の信号を前記第１の通信装置と送受信する信号送受信部と、
予め定められた伝送フレームを、前記第２の通信装置との伝送路に配置された他の中継装置と送受信するフレーム送受信部と、
前記信号送受信部の受信した前記所定形式の信号を前記伝送フレームに変換して前記フレーム送受信部へ出力し、前記フレーム送受信部の受信した前記伝送フレームを前記所定形式の信号に変換して前記信号送受信部へ出力する変換部と、
前記フレーム送受信部の受信する伝送フレームにフレームロスが発生したことを検出すると、前記他の中継装置からの伝送フレームを模擬した模擬フレームを生成し、前記伝送フレームとして前記変換部へ出力する信号断処理部と、
を備える。

本発明に係る中継伝送装置では、前記信号断処理部は、前記フレーム送受信部の受信する伝送フレームのフレームロスが解消し、前記フレーム送受信部の受信する伝送フレームが正常であることを検出すると、リンク復旧情報を含む前記伝送フレームを生成して前記フレーム送受信部から前記他の中継装置へ送信してもよい。

本発明に係る中継伝送装置では、前記信号断処理部は、前記フレーム送受信部の受信する伝送フレームのシーケンス番号が不連続であるか、又は、前記フレーム送受信部の受信する伝送フレームの未着が予め定められた一定時間以上であることに基づいて、フレームロスが発生したことを検出してもよい。

本発明に係る中継伝送装置では、前記所定形式の信号は、ＣＰＲＩ（Ｃｏｍｍｏｎ Ｐｕｂｌｉｃ Ｒａｄｉｏ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）又はＯＲＩ（Ｏｐｅｎ Ｒａｄｉｏ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）であってもよい。

具体的には、本発明に係る中継伝送システムの中継伝送方法は、
第１の通信装置と第２の通信装置の間で伝送路を介してリンクを構成し予め定められた所定形式の信号の送受信を行う無線基地局システムにおける前記伝送路に配置され、通信を中継する中継伝送システムの中継伝送方法であって、
第１の中継装置が前記第１の通信装置からの前記所定形式の信号を予め定められた伝送フレームに変換して転送し、第２の中継装置が前記第１の中継装置の転送した伝送フレームを前記所定形式の信号に変換して前記第２の通信装置へ転送する中継手順を有し、
前記中継手順において、前記第１の中継装置と前記第２の中継装置の間にリンク断が発生したことを検出する信号断検出手順と、
リンク断が発生した場合、前記第１の中継装置が、前記第２の中継装置からの伝送フレームを模擬した模擬フレームを生成し、当該模擬フレームを前記所定形式の信号に変換して前記第１の通信装置に送信し、前記第２の中継装置が、前記第１の中継装置からの伝送フレームを模擬した模擬フレームを生成し、当該模擬フレームを前記所定形式の信号に変換して前記第２の通信装置に送信する、模擬フレーム送信手順と、
を順に有する。

具体的には、本発明に係る中継装置の中継伝送方法は、
第１の通信装置と第２の通信装置の間で伝送路を介してリンクを構成し予め定められた所定形式の信号の送受信を行う無線基地局システムにおける前記伝送路に配置され、通信を中継する中継装置の中継伝送方法であって、
前記第２の通信装置との伝送路に配置された他の中継装置から受信する予め定められた伝送フレームにフレームロスが発生したことを検出する信号断検出手順と、
フレームロスが発生した場合、前記第１の通信装置へ送信する予め定められた所定形式の信号に代えて、前記他の中継装置からの伝送フレームを模擬した模擬フレームを生成し、前記模擬フレームを予め定められた所定形式の信号に変換して前記第１の通信装置へ送信する模擬フレーム送信手順と、
を順に有する。

なお、上記各発明は、可能な限り組み合わせることができる。

本発明によれば、中継伝送システムにおいて、中継用リンクの瞬断時においてもリンクを維持することができる。

リモートアンテナ構成の一例を示す。 ＣＰＲＩの構成の一例を示す。 スモールセル構成の一例を示す。 ディスカバリ処理の一例を示す。 第１の実施形態に係る無線基地局システムの構成例を示す。 信号断処理回路構成の一例を示す。 ＣＰＲＩハイパーフレームのヘッダ構成の一例を示す。 ＯＲＩハイパーフレームのヘッダ構成の一例を示す。 第２の実施形態に係る無線基地局システムの構成の一例を示す。 ディスカバリ時の処理の一例を示す。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下に示す実施形態に限定されるものではない。これらの実施の例は例示に過ぎず、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。

（第１の実施形態）
図５に、本実施形態に係る無線基地局システムの構成の一例を示す。本実施形態に係る無線基地局システムは、無線制御装置９１と無線装置９２の間で伝送路９３を介してリンクを構成し予め定められた所定形式の信号の送受信を行う。無線制御装置９１は第１の通信装置として機能し、無線装置９２は第２の通信装置として機能する。所定形式の信号は、リモートアンテナを用いた基地局構成において用いられるデジタル化した無線信号であり、例えばＣＰＲＩ信号又はＯＲＩ信号である。本実施形態では、一例として、デジタル化した無線信号がＣＰＲＩである場合について説明する。

無線制御装置９１と無線装置９２の伝送路には、第１の中継装置３１、伝送路９３及び第２の中継装置３２が配置される。第１の中継装置３１、伝送路９３及び第２の中継装置３２は、本実施形態に係る中継伝送システムを構成する。

第１の中継装置３１は、ＣＰＲＩインタフェース３１１、フォーマット変換回路３１２、伝送路インタフェース３１３、および信号断処理回路３１４を備える。第２の中継装置３２は、第１の中継装置３１と同様に、ＣＰＲＩインタフェース３２１、フォーマット変換回路３２２、伝送路インタフェース３２３、および信号断処理回路３２４を備える。ＣＰＲＩインタフェース３１１，３２１は無線制御装置９１および無線装置９２に対する信号送受信部として機能し、伝送路インタフェース３１３，３２３は中継装置間の信号送受信部として機能し、フォーマット変換回路３１２，３２２は中継装置間での信号とＣＰＲＩ信号の変換部として機能し、信号断処理回路３１４，３２４は信号断発生時の処理回路として機能する。

本実施形態に係る中継伝送システムは、本実施形態に係る中継伝送方法を実行する。本実施形態に係る中継伝送方法は、中継手順を有する。中継手順において、第１の中継装置３１及び第２の中継装置３２は以下のように、信号を中継する。

第１の中継装置３１は、無線制御装置９１から無線装置９２への信号を中継する。このとき、ＣＰＲＩインタフェース３１１は、無線制御装置９１からのＣＰＲＩ信号を受信する。フォーマット変換回路３１２は、ＣＰＲＩ信号を伝送路フォーマットに変換する。伝送路インタフェース３１３は、フォーマット変換回路３１２でフォーマット変換された伝送フレームを、第２の中継装置３２に転送する。

第１の中継装置３１は、無線装置９２から無線制御装置９１への信号を中継する。このとき、伝送路インタフェース３１３は、第２の中継装置３２からの伝送フレームを受信する。フォーマット変換回路３１２は、伝送路フォーマットをＣＰＲＩ信号へフォーマット変換する。フォーマット変換されたＣＰＲＩ信号は、信号断処理回路３１４で信号断に関する処理を行う。ＣＰＲＩインタフェース３１１は、信号断処理回路３１４で処理されたＣＰＲＩ信号を、無線制御装置９１に転送する。

第２の中継装置３２は、無線装置９２から無線制御装置９１への信号を中継する。このとき、ＣＰＲＩインタフェース３２１は、無線装置９２からのＣＰＲＩ信号を受信する。フォーマット変換回路３２２は、伝送路フォーマットに変換する。伝送路インタフェース３２３は、フォーマット変換回路３２２でフォーマット変換された伝送フレームを第１の中継装置３１に転送する。

第２の中継装置３２は、無線制御装置９１から無線装置９２への信号を中継する。このとき、伝送路インタフェース３２３は、第１の中継装置３１からの伝送フレームを受信する。フォーマット変換回路３２２は、伝送路フォーマットをＣＰＲＩ信号へフォーマット変換する。フォーマット変換されたＣＰＲＩ信号は、信号断処理回路３２４で信号断に関する処理を行う。ＣＰＲＩインタフェース３２１は、信号断処理変換回路３２４で処理されたＣＰＲＩ信号を、無線装置９２に転送する。

ここで、第１の中継装置３１と第２の中継装置３２間の伝送路フォーマットはＣＰＲＩ信号のベーシックフレームを多重・カプセル化するとともに伝送用のヘッダを付加したフレームを用いるものとなる。このフォーマットは独自のフォーマットでも構わないが、汎用のフォーマットを用いることにより、低コストなシステム構築が可能となる。汎用のフォーマットとしては、例えば、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）のフレームやＯＴＮフレームが例示できる。

信号断処理回路３１４は、第２の中継装置３２からの信号断を検出するとともに無線制御装置９１への転送情報を制御する。信号断処理回路３２４は、第１の中継装置３１からの信号断を検出するとともに無線装置９２への転送情報を制御する。信号断処理回路３１４，３２４は信号断処理部として機能する。

本実施形態に係る中継伝送方法は、中継手順において信号断検出手順及び模擬フレーム送信手順を順に実行する。信号断処理回路３１４，３２４は、信号断検出手順及び模擬フレーム送信手順を実行する。

図６に、信号断処理回路３１４及び３２４の一例を示す。信号断処理回路は、フレームロス検出回路４１、模擬フレーム生成回路４２、フレームモニタ回路４３およびフレーム切り替え回路４４を備える。

フレームロス検出回路４１には、第１の中継装置３１と第２の中継装置３２の間にリンク断が発生したことを検出するために必要な情報が入力される。例えば、伝送路インタフェース３１３，３２３が伝送フレームを受信した時刻を含むタイムスタンプ情報がフレームロス検出回路４１に入力される。

フレームロス検出回路４１は、信号断検出手順を実行し、第１の中継装置３１と第２の中継装置３２の間にリンク断が発生したことを検出する。リンク断の検出は、例えば、伝送路インタフェース３１３，３２３の受信した伝送フレームのタイムスタンプ情報を用いて伝送路９３での伝送フレームロスを検出する。伝送フレームロスの検出方法の詳細については後述する。

フレームロス検出回路４１がリンク断を検出しない場合、フレーム切り替え回路４４は、フォーマット変換回路３１２，３２２の変換したＣＰＲＩ信号を、ＣＰＲＩインタフェース３１１，３２１へと転送する。これにより、伝送フレームからＣＰＲＩ信号へフォーマット変換された信号が無線制御装置９１及び無線装置９２に送信される。

フレームロス検出回路４１がリンク断を検出した場合、模擬フレーム生成回路４２及びフレーム切り替え回路４４は模擬フレーム送信手順を実行する。具体的には、模擬フレーム生成回路４２は、伝送フレームを模擬した模擬フレームを生成する。例えば、ＣＰＲＩ信号を伝送路フォーマットに変換した際に生成されるＣＰＲＩフレームを模擬したフレームを模擬フレームとして生成し、フレーム切り替え回路４４へ出力する。フレーム切り替え回路４４は、伝送フレームをＣＰＲＩフレームから模擬フレームに切り替え、ＣＰＲＩインタフェース３１１，３２１へと転送する。これにより、模擬フレームからなるＣＰＲＩ信号が無線制御装置９１及び無線装置９２に送信される。

このように、本実施形態に係る中継伝送システムはが信号断検出手順及び模擬フレーム送信手順を実行するため、第１の中継装置３１及び第２の中継装置３２は、信号断の状態でも、無線制御装置９１及び無線装置９２に模擬した模擬フレームの転送を続ける。

伝送路９３のリンクが復旧し、第１の中継装置３１および第２の中継装置３２で正常な伝送フレームが受信されると、信号断処理回路３１４及び３２４のフレームロス検出回路４１は、信号断の状態を解除する。すると、第１の中継装置３２に備わるフレーム切り替え回路４４は、無線制御装置９１に転送される伝送フレームを模擬フレームからＣＰＲＩフレームに切り替える。第２の中継装置３２に備わるフレーム切り替え回路４４は、無線装置９２に転送される伝送フレームを模擬フレームからＣＰＲＩフレームに切り替える。

なお、伝送フレームロスが一定時間以上続く場合、模擬フレーム生成回路４２は模擬フレームの生成を停止してもよい。この場合、第１の中継装置３１のＣＰＲＩインタフェース３１１及び第２の中継装置３２のＣＰＲＩインタフェース３２１は、ＣＰＲＩリンクを断状態にすることが好ましい。この一定時間は、伝送フレームが第１の中継装置３１又は第２の中継装置３２に到着する周期以上の時間であり、複数周期を超えた後であることが好ましい。

このようにして、第１の中継装置３１から第２の中継装置３２へのリンクが断となった場合と第２の中継装置３２から第１の中継装置３１へのリンクが断となった場合の両方において、無線装置９２―無線制御装置９１間の模擬フレームを用いたＣＰＲＩリンクは維持されるので、無線制御装置９１−無線装置９２間のリンク断とはならない。そのため、第１の中継装置３１から第２の中継装置３２および第２の中継装置３２から第１の中継装置３１へのリンクが復旧した場合に、高速にＣＰＲＩフレームの転送が再開できる。

本実施形態における第１の中継装置３１と第２の中継装置３２間のリンク断の判断は、例えば、伝送フレームに付与されるシーケンス番号の不連続および一定時間のフレーム不到着により行う。フレーム不到着の判断は、例えば、伝送フレームのヘッダに書き込まれるＣＰＲＩ信号受信時刻情報（タイムスタンプ）により実施する。

ＣＰＲＩは固定レート伝送であるため、第２の中継装置３２で書き込まれるタイムスタンプ値は一定間隔となる。第１の中継装置３１では、受信されたタイムスタンプ値に一定の時間を加算した時刻に無線制御装置９１に対してＣＰＲＩ信号を出力する。この様にすることによって、ＣＰＲＩフレームを固定レートで遅延の揺らぎなく伝送することができる。

フレームロスがあった場合、当該時刻に送信されるＣＰＲＩ信号が存在しないため、第１の中継装置３１および第２の中継装置３２は断状態を検出することができる。また、伝送フレームのタイムスタンプ値に一定時間を加算した時刻が過去のものである場合や、現在よりはるかに未来である場合も、第１の中継装置３１および第２の中継装置３２は、正常ではない状態として検出可能である。ここで、フレーム不到着を判断する際に用いる一定時間は、伝送フレームが第１の中継装置３１又は第２の中継装置３２に到着する周期以上の時間であり、複数周期を超えた後であることが好ましい。

リンク復旧時のフレーム伝送の正常性については、フレームロス検出回路４１は、模擬フレームのヘッダに書き込まれるタイムスタンプ値を用いて判断することができる。例えば、正常な時刻情報を持ったフレームの到着により判断する。正常な時刻情報は、例えば、模擬フレームの受信時刻とタイムスタンプ値に、第１の中継装置３１−第２の中継装置３２間の伝送遅延を加算した時刻が一致することをもって正常であると判定する。

なお、本実施形態においてタイムスタンプを用いた処理を行うためには、第１の中継装置３１と第２の中継装置３２との間で正確な時刻同期をとることが必要であり、そのためには同期イーサネット（登録商標）やＩＥＥＥ１５８８の同期プロトコルを用いることや、ＧＰＳを用いることができる。

本実施形態における模擬フレームの構成について、正常時伝送時のＣＰＲＩフレームのヘッダをフレームモニタ回路４３でモニタしておき、模擬フレーム生成回路４２は、現在のＣＰＲＩフレームの次のフレームを模擬する模擬フレームを常時作成する。模擬フレーム生成回路４２が模擬フレームを常時作成することで、フレームモニタ回路４３が信号断になったことを検出した場合、瞬時に模擬フレームに切り替えることができるため、途切れることなくＣＰＲＩ信号を無線制御装置に伝達することができる。

図７にＣＰＲＩハイパーフレームのヘッダ構成の一例を示す。ＣＰＲＩハイパーフレームのヘッダは、フレーム同期用の特殊コードであるＣｏｍｍａ Ｂｙｔｅ部分、同期部分、低速の装置制御監視インタフェース部分、Ｌ１インバンドプロトコル部分、ＡｘＣの制御信号部分、予約語、ベンダ指定領域、高速の装置制御監視インタフェース部分を含む。

図７では、一例として、２５６ブロックを４列に配列したＮｓ＝０〜６３、Ｘｓ＝０〜３の場合を示す。Ｎｓ＝０かつＸｓ＝０がＣｏｍｍａ Ｂｙｔｅ部分であり、Ｎｓ＝０かつＸｓ＝１〜３が同期部分であり、Ｎｓ＝１が低速の制御監視インタフェース部分であり、Ｎｓ＝２がＬ１インバンドプロトコル部分であり、Ｎｓ＝４〜７がＡｘＣの制御信号部分であり、Ｎｓ＝３，８〜１５が固定データの予約語である。Ｌ１インバンドプロトコル部分に高速の装置制御監視インタフェース部分の先頭を示すポインタｐが記載されている。Ｎｓ＝１６〜ｐ−１がベンダ指定領域であり、Ｎｓ＝ｐ〜６３が高速の装置制御監視インタフェース部分となっている。

Ｎｓ＝０の同期部分については完全に模擬が可能であり、Ｎｓ＝２のＬ１インバンドプロトコル部分についても正常な伝送状態であれば模擬が可能である。Ｎｓ＝４〜７のＡｘＣの制御信号についても正常動作であれば模擬が可能である。Ｎｓ＝１，ｐ〜６３の低速および高速の装置制御監視インタフェースについては無信号として模擬を行う。また、Ｎｓ＝１６〜ｐ−１のベンダ指定領域についてはベンダからの情報が得られる場合については模擬が可能であるが、得られない場合にはモニタされた信号で模擬することになる。

ＩＱデータ領域については、無線制御装置９１の無線物理層Ｌ１での処理が誤動作しないように、無信号とするか小レベルの雑音状の信号のＩＱデータとする。特に下り方向については実際に電波として放射されるため、小レベルの信号とする必要がある。このようにすることによって、無線区間でフェージングと同等な急速なレベル変化が生じて無線品質に影響を与えるが、ビット誤り等によるフレームロスは短時間で復旧するため、システムトータルとしての影響は無視できる。

本実施形態において無線信号が断となること、および装置制御監視用の信号が断となることで、その後の無線区間のスケジューリング等に影響が出ることが想定される。ＬＴＥの場合、１０ｍｓをフレームとして取り扱うため、ｍｓ程度の信号断はその後のＬＴＥフレームにわたって影響を及ぼすと考えられる。しかしながら、ＣＰＲＩ信号が断となった場合の無線信号断は数百ｍｓに及ぶため、本実施形態においてリンク断の影響は非常に小さく抑えることができる。例えば、１時間に１回、１ｍｓのリンク断が発生したとしても、その影響（信号断時間の割合）は２．８×１０^−７程度であり、無線回線品質にはほとんど影響ない。

なお、本実施形態では、デジタル化した無線信号がＣＰＲＩである場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、ＣＰＲＩに代えてＯＲＩ信号を用いることができる。

図８に、ＯＲＩハイパーフレームのヘッダ構成の一例を示す。ＯＲＩハイパーフレームのヘッダは、ＣＰＲＩ Ｌ１ ｃｏｎｔｒｏｌ ｗｏｒｄｓ、ＣＰＲＩ ｒｅｓｅｒｖｅｄ ａｒｅａ、ベンダ指定領域、ＯＲＩ ｒｅｓｅｒｖｅｄ ａｒｅａ、ＯＲＩ Ｃ＆Ｍを含む。

図８では、一例として、２５６ブロックを４列に配列したＮｓ＝０〜６３、Ｘｓ＝０〜３の場合を示す。Ｎｓ＝０〜２がＣＰＲＩ Ｌ１ｃｏｎｔｒｏｌ ｗｏｒｄｓであり、Ｎｓ＝３〜１５がＣＰＲＩ ｒｅｓｅｒｖｅｄ ａｒｅａであり、Ｎｓ＝１６〜４０がベンダ指定領域であり、Ｎｓ＝４１〜５２がＯＲＩ ｒｅｓｅｒｖｅｄ ａｒｅａであり、Ｎｓ＝５３〜６３がＯＲＩ Ｃ＆Ｍとなっている。

ＯＲＩの場合、ＣＰＲＩヘッダの一部を変更するとともに高速の装置制御監視インタフェースを再定義して監視制御信号伝送に使用するため、本実施形態では監視制御信号の伝送が断となってしまう。このため、必要に応じて伝送装置制御用のオペレーションシステムとの連携が必要となる。

以上述べたように、本発明を適用することにより、特にＣＰＲＩおよびＯＲＩの中継伝送システムにおいて、伝送路中で短時間の信号断が発生した場合にもリンクを維持することが可能となる。

（第２の実施形態）
図９に、本実施形態に係る無線基地局システムの構成の一例を示す。本実施形態では、第１の中継装置３１と第２の中継装置３２の間の伝送路９３として、ＴＤＭ−ＰＯＮシステムが用いられている。ＴＤＭ−ＰＯＮシステムは、光加入者線ネットワーク装置として機能するＯＬＴ３４と、光加入者線終端装置として機能するＯＮＵ３５と、ＯＬＴ３４とＯＮＵ３５を接続する光分配網３６と、を備える。第１の中継装置３１からの光信号はＯＬＴ３４を経て光分配網３６上を伝送され、ＯＮＵ３５へと伝達される。

光分配網３６の区間では遅延揺らぎが生じるため、第１の中継装置３１および第２の中継装置３２で伝送される信号のヘッダ情報としてタイムスタンプを付加し、タイムスタンプに固定の遅延時間を付加した時間に、無線制御装置９１及び無線装置９２に信号が転送されるようにする。このようにすることにより、ＴＤＭ−ＰＯＮ内で遅延揺らぎが生じたとしてもそれを吸収して第１の中継装置３１と第２の中継装置３２の間で固定の遅延時間で信号を転送することが可能となる。

図１０に、本実施形態に係る無線基地局システムの動作の一例を示す。
無線装置９２から無線制御装置９１に正常なＣＰＲＩ信号を伝送している（Ｓ１０１）。そして、ＯＬＴ３４がディスカバリゲート信号をＯＮＵ３５に送り（Ｓ１０２）、ディスカバリ処理が始まる（Ｓ１０３）。このディスカバリ処理の間にも、第２の中継装置３２は、無線装置９２からデータを受信する（Ｓ１０４）。

この図４で説明したディスカバリ処理のディスカバリ窓において、第１の中継装置３１でディスカバリによる信号断を検知すると（Ｓ１１１）、無線制御装置９１へのＣＰＲＩ信号に模擬フレームを挿入するとともに（Ｓ１１２）、第２の中継装置３２への伝送フレームのヘッダにフレームロス検出回路４１で検出されるリンク断情報を挿入する（Ｓ１１３）。第２の中継装置３２は、リンク断情報を検知すると、フォーマット変換回路３２２においてＯＮＵ３５側への転送データを停止し破棄する（Ｓ１１４）。

この際、ディスカバリ窓（Ｓ１０３）の開始からデータ転送停止（Ｓ１１４）までのデータがＯＮＵ３５のバッファに残ることになる。ディスカバリ処理が完了するとＯＮＵ３５に蓄積されていたデータがＯＬＴ３４を介して第１の中継装置３１に転送され（Ｓ１１５）、それを以ってフレームロス検出回路４１においてリンクの再開を検出する（Ｓ１１６）。

第１の中継装置３１は、リンクの復旧を検出すると、ＯＬＴ３４から受信した滞留データを無線制御装置９１に転送する。但し、この場合、Ｓ１１５で転送された滞留データは過去のデータであるため、第１の中継装置３１は、無線制御装置９１に対して模擬フレームを転送する（Ｓ１１７）。

第１の中継装置３１は、リンクの復旧を検出すると、リンク再開を示すリンク復旧情報を第２の中継装置３２へ送信する（Ｓ１１８）。リンク復旧情報は、伝送フレームのヘッダに挿入される。第２の中継装置３２は、リンク復旧情報に基づいて、ＯＮＵ３５にデータの転送を再開する（Ｓ１１９）。第１の中継装置３１は、転送が再開された伝送フレームのタイムスタンプが正常な状態であることを確認してから、無線制御装置９１へ転送する信号を模擬フレームからＣＰＲＩフレームに切り替える。

本実施形態において、信号断処理回路３１４における信号断の判断基準は複数フレームの連続したロス状態とする。このようにすることによって、伝送路９３中の符号誤り等によるフレームロスとディスカバリによるフレームロスとを区別でき、不要なＣＰＲＩ信号の送信停止を防ぐことができる。

本実施形態において、ディスカバリによるリンク断および復旧までの時間は１ｍｓ程度であると推定されるため、ＯＬＴ３４−ＯＮＵ３５間の故障等によるリンク断との識別は、リンク断がその時間よりも長く継続するかどうかで行われる。

なお、本実施形態における下り方向のフレームロス時の処理は第１の実施形態と同一である。

このようにすることにより、中継用回線としてＴＤＭ−ＰＯＮを用いた場合においても、ＣＰＲＩリンクを途切れさせることなく伝送させることが可能となる。

本発明は情報通信産業に適用することができる。

１１：無線変復調回路
１２、２２：ネットワークインタフェース
２１：無線送受信回路
３１：第１の中継装置
３２：第２の中継装置
３４：ＯＬＴ
３５：ＯＮＵ
３１１、３２１：ＣＰＲＩインタフェース
３１２、３２２：フォーマット変換回路
３１３、３２３：伝送路インタフェース
３１４、３２４：信号断処理回路
４１：フレームロス検出回路
４２：模擬フレーム生成回路
４３：フレームモニタ回路
４４：フレーム切り替え回路
９１：無線制御装置（ＲＥＣ）
９２：無線装置（ＲＥ）
９３：伝送路
９４：スモールセル

Claims (8)

1. 第１の通信装置と第２の通信装置の間で伝送路を介してリンクを構成し予め定められた所定形式の信号の送受信を行う無線基地局システムにおける前記伝送路に配置され、通信を中継する中継伝送システムであって、
   前記第１の通信装置からの前記所定形式の信号を予め定められた伝送フレームに変換して転送する第１の中継装置と、
   前記第１の中継装置の転送した伝送フレームを前記所定形式の信号に変換して前記第２の通信装置へ転送する第２の中継装置と、
   を備え、
   前記第１の中継装置と前記第２の中継装置の間にリンク断が発生した場合、
   前記第１の中継装置は、前記第２の中継装置からの伝送フレームを模擬した模擬フレームを生成し、前記模擬フレームを前記所定形式の信号に変換して前記第１の通信装置に送信し、
   前記第２の中継装置は、前記第１の中継装置からの伝送フレームを模擬した模擬フレームを生成し、前記模擬フレームを前記所定形式の信号に変換して前記第２の通信装置に送信する、
   中継伝送システム。
2. 前記伝送路は、時分割多重を用いて光信号を伝送する受動光ネットワークを備え、
   前記第１の中継装置は、前記受動光ネットワークに備わる光加入者線終端装置と接続され、前記ディスカバリ処理によるリンク断が発生した場合、前記第１の中継装置と前記第２の中継装置の間にリンク断が生じたことを示すリンク断情報を前記第２の中継装置へ送信し、
   前記第２の中継装置は、前記受動光ネットワークに備わる光加入者線ネットワーク装置と接続され、前記リンク断情報を受信すると、前記光加入者線ネットワーク装置への伝送フレームの転送を停止する、
   請求項１に記載の中継伝送システム。
3. 第１の通信装置と第２の通信装置の間で伝送路を介してリンクを構成し予め定められた所定形式の信号の送受信を行う無線基地局システムにおける前記伝送路に配置され、通信を中継する中継装置であって、
   予め定められた所定形式の信号を前記第１の通信装置と送受信する信号送受信部と、
   予め定められた伝送フレームを、前記第２の通信装置との伝送路に配置された他の中継装置と送受信するフレーム送受信部と、
   前記信号送受信部の受信した前記所定形式の信号を前記伝送フレームに変換して前記フレーム送受信部へ出力し、前記フレーム送受信部の受信した前記伝送フレームを前記所定形式の信号に変換して前記信号送受信部へ出力する変換部と、
   前記フレーム送受信部の受信する伝送フレームにフレームロスが発生したことを検出すると、前記他の中継装置からの伝送フレームを模擬した模擬フレームを生成し、前記伝送フレームとして前記変換部へ出力する信号断処理部と、
   を備える中継装置。
4. 前記信号断処理部は、前記フレーム送受信部の受信する伝送フレームのフレームロスが解消し、前記フレーム送受信部の受信する伝送フレームが正常であることを検出すると、リンク復旧情報を含む前記伝送フレームを生成して前記フレーム送受信部から前記他の中継装置へ送信する、
   請求項３に記載の中継装置。
5. 前記信号断処理部は、前記フレーム送受信部の受信する伝送フレームのシーケンス番号が不連続であるか、又は、前記フレーム送受信部の受信する伝送フレームの未着が予め定められた一定時間以上であることに基づいて、フレームロスが発生したことを検出する、
   請求項３又は４に記載の中継装置。
6. 前記所定形式の信号は、ＣＰＲＩ（Ｃｏｍｍｏｎ Ｐｕｂｌｉｃ Ｒａｄｉｏ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）又はＯＲＩ（Ｏｐｅｎ Ｒａｄｉｏ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）である、
   請求項３から５のいずれかに記載の中継装置。
7. 第１の通信装置と第２の通信装置の間で伝送路を介してリンクを構成し予め定められた所定形式の信号の送受信を行う無線基地局システムにおける前記伝送路に配置され、通信を中継する中継伝送システムの中継伝送方法であって、
   第１の中継装置が前記第１の通信装置からの前記所定形式の信号を予め定められた伝送フレームに変換して転送し、第２の中継装置が前記第１の中継装置の転送した伝送フレームを前記所定形式の信号に変換して前記第２の通信装置へ転送する中継手順を有し、
   前記中継手順において、前記第１の中継装置と前記第２の中継装置の間にリンク断が発生したことを検出する信号断検出手順と、
   リンク断が発生した場合、前記第１の中継装置が、前記第２の中継装置からの伝送フレームを模擬した模擬フレームを生成し、当該模擬フレームを前記所定形式の信号に変換して前記第１の通信装置に送信し、前記第２の中継装置が、前記第１の中継装置からの伝送フレームを模擬した模擬フレームを生成し、当該模擬フレームを前記所定形式の信号に変換して前記第２の通信装置に送信する、模擬フレーム送信手順と、
   を順に有する中継伝送方法。
8. 第１の通信装置と第２の通信装置の間で伝送路を介してリンクを構成し予め定められた所定形式の信号の送受信を行う無線基地局システムにおける前記伝送路に配置され、通信を中継する中継装置の中継伝送方法であって、
   前記第２の通信装置との伝送路に配置された他の中継装置から受信する予め定められた伝送フレームにフレームロスが発生したことを検出する信号断検出手順と、
   フレームロスが発生した場合、前記第１の通信装置へ送信する予め定められた所定形式の信号に代えて、前記他の中継装置からの伝送フレームを模擬した模擬フレームを生成し、前記模擬フレームを予め定められた所定形式の信号に変換して前記第１の通信装置へ送信する模擬フレーム送信手順と、
   を順に有する中継伝送方法。

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