JP3065184B2 - 冗長システムの障害監視装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は冗長システムの障害監視
装置に関し、特に、冗長システムにおける信号経路やイ
ンタフェース等の障害を監視する障害監視装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、信頼性が高く求められる
装置やシステムでは冗長系によって装置やシステムを構
成することが多い。例えば、電子交換機等の伝送装置の
場合には、その故障が及ぼす範囲が広範囲であるため、
機能分割された処理ブロックを含めて主信号経路の信頼
性を高めるために冗長構成としていることが多い。

【０００３】ノイズ、インターフェース故障等により伝
送路に障害が発生した場合に冗長系における切替えが行
なわれる。この障害の発生を検出するために主信号経路
が監視される。通常、この監視では、信号の正常性とタ
イミングの正常性を確認するために、信号中の特定の時
間位置に特定の監視用パターン信号を挿入し、そのパタ
ーン信号とタイミングを監視して、それらの正常性の判
定が行なわれる。

【０００４】以下、図２及び図３により従来の冗長シス
テムの障害監視装置を説明する。

【０００５】図２は、一般的な伝送装置の処理ブロック
間でデータ信号を伝送する場合の主信号経路の冗長構成
を示しており、一方向の伝送構成を示している（双方向
の伝送の場合には対称な構成が設けられている）。前段
処理ブロックと後段処理ブロックの間でデータ伝送が行
なわれる場合、前段処理ブロックについては、０系と１
系の前段処理ブロック１と前段処理ブロック２が、後段
処理ブロックについては、０系と１系の後段処理ブロッ
ク３と後段処理ブロック４が、冗長構成を形成する。前
段処理ブロックから後段処理ブロックへデータ伝送され
るが、監視用のパターン信号挿入部（ＰＴＮＩＮＳ）５
が、前段処理ブロック１及び２に設けられる。図２で
は、パターン信号挿入部５を０系の前段処理ブロック１
内にのみ記載しているが、１系の前段処理ブロック２に
も同様に設けられている。

【０００６】０系の前段処理ブロック１からの信号ＤＡ
ＴＡ０は、主信号経路ＬＩＮＥ１３及びＬＩＮＥ１４を
介して各後段処理ブロック３、４に伝送される。同様
に、１系の前段処理ブロック２からの信号ＤＡＴＡ１は
主信号経路ＬＩＮＥ２３及びＬＩＮＥ２４を介して各後
段処理ブロック３、４に伝送される。

【０００７】両後段処理ブロック３及び４は、同一構成
を有し、同一の動作を行なうので、以下では、後段処理
ブロック３について説明する。後段処理ブロック３にお
いては、それぞれの主信号経路ＬＩＮＥ１３、ＬＩＮＥ
２３からの信号は、各主信号経路ＬＩＮＥ１３、ＬＩＮ
Ｅ２３に対応した判定部（ＤＥＴ）７及び８に入力され
ると共に、選択部（ＳＥＬ）６に選択入力として入力さ
れる。判定タイミング発生部（ＴＩＭＧＥＮ）９は、各
判定部７、８に対して判定動作を実行するタイミングを
指示するタイミング信号ＴＩＭを与える。なお、タイミ
ング信号ＴＩＭが有意な期間は、前段処理ブロック１及
び２がパターン信号を挿入したタイミングに一致してい
るものである。各判定部７、８からは、タイミング信号
ＴＩＭが有意な期間で判定した結果を表すと共に次の判
定時までその内容を保持する判定信号ＡＬＭ０及びＡＬ
Ｍ１が切替処理部（ＳＥＬＬＯＧＩＣ）１０に与えられ
る。

【０００８】切替処理部１０は、判定信号ＡＬＭ０及び
ＡＬＭ１の内容に基づいて、主信号経路ＬＩＮＥ１３及
びＬＩＮＥ２３を介した主信号ＤＡＴＡ０、ＤＡＴＡ１
のいずれを選択するかを決定し、切替信号ＳＥＬＳＩＧ
を選択部６に与える。その切替信号ＳＥＬＳＩＧに基づ
き、選択部６は、主信号経路ＬＩＮＥ１３又はＬＩＮＥ
２３のどちらかの信号を選択し、出力信号ＯＵＴを送出
する。

【０００９】この従来装置の動作を、図３に示すタイミ
ングチャートにより説明する。なお、初期状態におい
て、各後段処理ブロック３、４が共に０系の前段処理ブ
ロック１からの主信号ＤＡＴＡ０を選択していたとして
説明する。また、両後段処理ブロック３及び４の動作は
等しいので、０系の後段処理ブロック３における動作を
説明する。

【００１０】０系の後段処理ブロック３には、主信号経
路ＬＩＮＥ１３及びＬＩＮＥ２３を介して、前段処理ブ
ロック１及び２が出力した主信号ＤＡＴＡ０及びＤＡＴ
Ａ１が入力される。これら主信号ＤＡＴＡ０及びＤＡＴ
Ａ１には、通常のデータ信号Ａ及びＢの間に、所定の同
じタイミングでパターン信号挿入部（５）が挿入した特
定のパターン信号Ｐが挿入されている。

【００１１】パターン信号Ｐを含む主信号ＤＡＴＡ０、
ＤＡＴＡ１はそれぞれ、対応する判定部７、８に入力さ
れ、各判定部７、８は、タイミング発生部９からのタイ
ミング信号ＴＩＭに基づいて、パターン信号Ｐが挿入さ
れているタイミングで一定時間ｔ内に各信号の正常性を
判定し、各判定部７、８はそれぞれ、判定信号ＡＬＭ
０、ＡＬＭ１を判定結果の信号として切替処理部１０に
与える。

【００１２】ここで、０系の前段処理ブロック１や主信
号経路ＬＩＮＥ１３に障害が発生していると、判定部７
は正常でないとして「１」の判定信号ＡＬＭ０を切替処
理部１０に出力し、一方、１系が正常であれば、「０」
の判定信号ＡＬＭ１が判定部８から切替処理部１０に送
出される（図３の１個目の判定タイミング）。

【００１３】障害発生を表す０系の判定信号ＡＬＭ０に
より、切替処理部１０は、所定の検出保護時間Ｔの経過
後、１系を指示する切替信号ＳＥＬＳＩＧを出力し、そ
のタイミングで、それまで主信号経路ＬＩＮＥ１３を選
択していた選択部６は、主信号経路ＬＩＮＥ２３を選択
し、出力信号ＯＵＴは、主信号ＤＡＴＡ０から主信号Ｄ
ＡＴＡ１に切り替わる。

【００１４】これにより、障害の発生した主信号経路Ｌ
ＩＮＥ１３からの信号ＤＡＴＡ０は伝送されず、正常な
主信号経路ＬＩＮＥ２３からの信号ＤＡＴＡ１が伝送さ
れることになる。

【００１５】次の判定タイミングにおいて、０系の異常
が継続し１系の正常が継続していると、切替処理部１０
は、１系を指示する切替信号ＳＥＬＳＩＧを継続して出
力し、１系の主信号ＤＡＴＡ１の出力信号ＯＵＴへの選
択を継続する（図３の２個目の判定タイミング）。

【００１６】なお、図示は省略するが、主信号経路ＬＩ
ＮＥ１３及びＬＩＮＥ２３や前段処理ブロック１及び２
が正常であるときには、両判定信号ＡＬＭ０及びＡＬＭ
１が共に正常を指示しているので、切替処理部１０は切
替信号ＳＥＬＳＩＧの内容を変化することなく維持し、
選択部６もそれまでと同一の選択状態を維持する。その
結果、当該処理ブロック３の出力信号ＯＵＴもそれ以前
と同じ主信号経路から与えられたものとなる。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】冗長構成を採用してい
る装置は、装置全体が大形、複雑になることは避けるこ
とができないが、それでもできるだけ無駄なく構成する
ことが求められる。図２では、２種類の処理ブロック間
の冗長構成を示したが、前段処理ブロックの前の処理ブ
ロックと前段処理ブロック間も冗長構成になっているこ
とが多く、後段処理ブロックとその次の処理ブロック間
も冗長構成となっていることが多い。また、伝送装置等
では双方向伝送を扱うものも多く、逆に信号が向かう方
向でも冗長構成が採用されている。また、信頼性を１０
０％近く求める装置やシステムの場合には、３重以上の
冗長構成を採用しているものもある。

【００１８】従って、上述したような、信号経路の故障
などの妥当性を判断する単位構成を小形化することが望
まれている。しかしながら、上述した従来の障害監視装
置によれば、主信号を受ける処理ブロック側に冗長構成
の各主信号経路を個別に監視する構成（判定部）を設け
ているため、２重の冗長系構成であれば、同一の機能を
担う２個の処理ブロックについて計４個の個別監視構成
（判定部が存在し、その結果、全体構成が複雑になり、
かつ回路規模が大きくなるという欠点があった。

【００１９】本発明は、以上の点を考慮してなされたも
のであり、回路構成の複雑さを少なくでき、回路規模を
小さくできる冗長システムの障害監視装置を提供しよう
としたものである。

【００２０】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め、本発明においては、第１の処理ブロック（前段処理
ブロック）から第２の処理ブロック（後段処理ブロッ
ク）へ信号経路を介してデータ信号を送信する冗長化さ
れたシステムにおいて、第１の処理ブロック及び第２の
処理ブロックにそれぞれ以下の手段を設けた。

【００２１】冗長化された各第１の処理ブロックは、他
の第１の処理ブロックとは異なる所定のタイミングで、
所定の間隔をおいて、データ信号にパターン信号を挿入
するパターン信号挿入部を有する。

【００２２】また、冗長化されたそれぞれの第２の処理
ブロックは、冗長化された第１の処理ブロックからの複
数の信号経路からの信号を受信し、切替信号に応じて受
信した信号の１個を出力信号とする選択部と、上記所定
のタイミング及び上記所定の間隔に対応して複数のタイ
ミング信号を発生するタイミング発生部と、上記出力信
号を入力とし、上記タイミング発生部からの複数のタイ
ミング信号に応じて上記パターン信号により信号経路の
正常性を判定し、判定の結果を判定信号として出力する
判定部と、上記タイミング発生部からの複数のタイミン
グ信号及び上記判定部からの判定信号を入力とし、上記
選択部によって選択されていた信号経路に対する判定信
号が正常でないとした場合には、正常とされた他の信号
経路を選択するように上記切替信号を上記選択部へ与え
る切替処理部とを有する。

【００２３】

【作用】本発明において、冗長化された各第１の処理ブ
ロックのパターン信号挿入部は、他の第１の処理ブロッ
クとは異なる所定のタイミングで、所定の間隔をおい
て、データ信号にパターン信号を挿入して、冗長化され
たそれぞれの第２の処理ブロックに送出する。

【００２４】また、冗長化されたそれぞれの第２の処理
ブロックにおいては、冗長化された第１の処理ブロック
からの複数の信号経路からの信号を受信し、その選択部
が切替信号に応じて受信した信号の１個を出力信号とす
る。ここで、選択された出力信号にパターン信号が挿入
されているタイミングで、タイミング発生部はタイミン
グ信号を発生して判定部に与え、判定部は、上記出力信
号を入力とし、上記タイミング発生部からの複数のタイ
ミング信号に応じて上記パターン信号により信号経路の
正常性を判定し、判定の結果を判定信号として出力す
る。切替処理部は、上記タイミング発生部からの複数の
タイミング信号及び上記判定部からの判定信号を入力と
し、上記選択部によって選択されていた信号経路に対す
る判定信号が正常でないとした場合には、正常とされた
他の信号経路を選択するように上記切替信号を上記選択
部へ与える。

【００２５】以上のように、各第２の処理ブロックにお
いては、１個の判定部を時分割で用いて、複数の第１の
処理ブロックからの信号経路等の正常性の監視及び出力
信号の選択を行なっている。

【００２６】

【実施例】以下、本発明を２重構成の冗長システムに適
用した一実施例を図面を参照しながら詳述する。ここ
で、図１がこの実施例の構成を示すものであり、図２と
の同一、対応部分には同一符号を付して示している。

【００２７】図１において、この実施例も、データ信号
を授受する前段及び後段の処理ブロック共に０系及び１
系で２重化されており、０系及び１系の両前段処理ブロ
ック１及び２からの主信号（データ信号）が、主信号経
路ＬＩＮＥ１３及びＬＩＮＥ２３を介して０系の後段処
理ブロック３に与えられると共に、主信号経路ＬＩＮＥ
１４及びＬＩＮＥ２４を介して１系の後段処理ブロック
４に与えられるようになされている。

【００２８】各前段処理ブロック１、２はそれぞれ、前
段処理ブロック１について示すように、監視用のパター
ン信号挿入部（ＰＴＮＩＮＳ）５を備えている。前段処
理ブロック１内のパターン信号挿入部５も、また図示し
ない前段処理ブロック２内のパターン信号挿入部も主信
号にパターン信号（例えば両系で等しいパターン信号で
あっても良く、異なるパターン信号であっても良い）を
所定のタイミングで所定周期毎に挿入する。ここで、挿
入タイミング自体は、後述する図４に示すように異なる
ようになされている。なお、パターン信号の挿入タイミ
ングを異なるようにしても、パターン信号の挿入前後に
例えば無信号期間等を設けることによって主信号自体の
同期は確保している。

【００２９】０系及び１系の後段処理ブロック３及び４
はそれぞれ、後段処理ブロック３について詳細に示すよ
うに、選択部（ＳＥＬ）２０、判定部（ＤＥＴ）２１、
タイミング発生部（ＴＩＭＧＥＮ）２２及び切替処理部
（ＳＥＬＬＯＧＩＣ）２３から構成されている。後段処
理ブロック３及び４についての詳細構成の説明は後段処
理ブロック３に対して行なう。

【００３０】後段処理ブロック３では、それぞれの主信
号経路ＬＩＮＥ１３及びＬＩＮＥ２３からの信号は、選
択部２０に入力される。選択部２０は、切替信号ＳＥＬ
ＳＩＧに応じた主信号ＤＡＴＡ１又はＤＡＴＡ２を選択
して出力信号ＯＵＴとして送出する。その出力信号ＯＵ
Ｔは、次の処理ブロックに出力されると共に判定部２１
に入力される。タイミング発生部２２は、判定部２１と
切替処理部２３にタイミング信号ＴＩＭ０及びＴＩＭ１
を供給する。

【００３１】ここで、タイミング信号ＴＩＭ０は、０系
の前段処理ブロック１がパターン信号を挿入したタイミ
ングを規定しているものであり、他方のタイミング信号
ＴＩＭ１は、１系の前段処理ブロック２がパターン信号
を挿入したタイミングを規定しているものである。

【００３２】判定部２１は、タイミング信号ＴＩＭ０又
はＴＩＭ１が与えられた際の出力信号ＯＵＴを内蔵する
パターン信号と比較して、一致不一致を表す判定信号Ａ
ＬＭ０、ＡＬＭ１を切替処理部２３に与える。切替処理
部２３は、いずれか一方のタイミング信号ＴＩＭ０又は
ＴＩＭ１が有意なときには、このタイミング信号ＴＩＭ
０又はＴＩＭ１で固定的に定まる切替信号ＳＥＬＳＩＧ
を選択部２０に与え、両タイミング信号ＴＩＭ０及びＴ
ＩＭ１共に非有意なときには判定信号ＡＬＭ０、ＡＬＭ
１に基づいて定めた選択する主信号を指示する切替信号
ＳＥＬＳＩＧを選択部２０に与える。選択部２０は、そ
の切替信号ＳＥＬＳＩＧに応じて主信号経路ＬＩＮＥ１
３又はＬＩＮＥ２３の主信号ＤＡＴＡ０またはＤＡＴＡ
１を選択して、出力信号ＯＵＴとする。

【００３３】この実施例の動作を、図４に示すタイミン
グチャートにより説明する。

【００３４】冗長構成をとる両前段処理ブロック１及び
２からは、主信号経路ＬＩＮＥ１３とＬＩＮＥ２３に主
信号ＤＡＴＡ０とＤＡＴＡ１が送出される。これら主信
号ＤＡＴＡ０及びＤＡＴＡ１には、通常のデータ信号Ａ
及びＢに、所定のタイミングで、ここではタイミング信
号ＴＩＭ０及びＴＩＭ１が有意期間をとるタイミング
で、特定のパターン信号Ｐがそれぞれ挿入されている。
主信号ＤＡＴＡ０とＤＡＴＡ１中のパターン信号Ｐは、
図４に示すように０系と１系でそれぞれ異なる時間位置
に挿入されている。

【００３５】切替処理部２３は、タイミング発生部２２
からタイミング信号ＴＩＭ０が与えられているときに、
切替信号ＳＥＬＳＩＧを操作して選択部２０に０系主信
号ＤＡＴＡ０を選択させて判定部２１に与えさせる。判
定部２１は、タイミング発生部２２からタイミング信号
ＴＩＭ０が与えられているときには、選択部２０を介し
た出力信号ＯＵＴを０系用の内部記憶パターン信号と比
較し、その出力信号（主信号ＤＡＴＡ０）の正常性の判
定が行ない、判定信号ＡＬＭ０を切替処理部２３に与え
る。

【００３６】他方、切替処理部２３は、タイミング発生
部２２からタイミング信号ＴＩＭ１が与えられていると
きに、切替信号ＳＥＬＳＩＧを操作して選択部２０に１
系主信号ＤＡＴＡ０を選択させて判定部２１に与えさせ
る。判定部２１は、タイミング発生部２２からタイミン
グ信号ＴＩＭ１が与えられているときには、選択部２０
を介した出力信号ＯＵＴを１系用の内部記憶パターン信
号と比較し、その出力信号（主信号ＤＡＴＡ１）の正常
性の判定が行ない、判定信号ＡＬＭ１を切替処理部２３
に与える。

【００３７】切替処理部２３は、両系についての判定信
号ＡＬＭ０及びＡＬＭ１が与えられると、０系と１系の
どちらの主信号ＤＡＴＡ０又はＤＡＴＡ１を選択した方
が良いかを決定し、選択状態を維持する場合には今まで
と同一の論理レベルの切替信号ＳＥＬＳＩＧを出力し、
選択換えが必要な場合には（今まで選択していた系に障
害が発生した場合には）、監視開始時点から検出保護期
間Ｔが経過した時点で、切替信号ＳＥＬＳＩＧの論理レ
ベルを切り替える。これにより、正常な系の主信号ＤＡ
ＴＡ０又はＤＡＴＡ１が出力信号ＯＵＴとなることが補
償される。

【００３８】図４の１回目の監視によっては、データ伝
送が０系で行なわれているときに０系に障害が発生し、
１系は正常であるという結果を得、これにより主信号の
選択をＤＡＴＡ０からＤＡＴＡ１に切り替えて出力信号
ＯＵＴとしている。図４の２回目の監視によっても同じ
監視結果が得られ、主信号の選択状態はその前の状態
（１系の選択状態）を維持している。

【００３９】以上のように、この実施例は、前段処理ブ
ロック１と前段処理ブロック２から送出される主信号Ｄ
ＡＴＡ０とＤＡＴＡ１中の監視用のパターン信号Ｐは、
０系と１系のそれぞれ異なる時間位置に挿入され、切替
処理部２３の切替信号ＳＥＬＳＩＧにより両系のパター
ン信号Ｐが選択されるように多重処理され、多重処理さ
れたパターン信号Ｐが判定部２１に入力されて、タイミ
ング発生部２２からのタイミング信号ＴＩＭ０とＴＩＭ
１のタイミングで時分割的に判定を行なう点に特徴を有
するものである。

【００４０】従って、上述の実施例によれば、各前段処
理ブロックでパターン信号を異なるタイミングで挿入
し、各後段処理ブロックでは１個の判定部によって各系
の障害を時分割で判定するようにしたので、従来に比較
して各後段処理ブロックの構成を簡単なものとすること
ができ、装置全体の構成も小型、簡単なものとすること
ができる。特に、処理ブロックの縦属段数が多い装置や
システム、また、双方向の伝送を行なう装置やシステ
ム、さらに、３重以上の冗長構成を採用しているような
装置やシステムであればあるほどかかる効果の意義は大
きい。

【００４１】なお、１個の判定部に各系のパターン信号
（主信号）を時分割で入力させるための選択部を出力信
号を決定するための選択部とは別個に設けることも考え
られるが、この選択部の分だけ構成が複雑となるので上
記実施例のように判定部に供給する信号を出力信号の形
成用選択部２０で形成することが好ましい。

【００４２】上記実施例においては、２重構成の冗長シ
ステムに本発明を適用したものを示したが、３重以上の
冗長システムに本発明を適用することもできる。また、
双方向通信のシステムにも本発明を適用することができ
る。さらに、同一機能を実行する複数の処理ブロックが
常時並行して動作しているシステムを上記実施例は前提
としているが、動作系と待機系とに別れている冗長シス
テムに対しても本発明を適用することができる。さらに
また、本発明は冗長システムに広く適用でき、伝送装置
における冗長システムに限定されるものではない。

【００４３】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、冗長構
成の信号経路のデータ信号を多重処理し、この多重信号
に対して判定部が時分割処理して各系の障害を監視する
ようにしたので、簡単かつ小型の回路構成によって、冗
長システムの障害監視装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の構成を示すブロック図である。

【図２】従来の構成を示すブロック図である。

【図３】従来回路の各部タイミングチャートである。

【図４】上記実施例の各部タイミングチャートである。

【符号の説明】

１…０系の前段処理ブロック、２…１系の前段処理ブロ
ック、３…０系の後段処理ブロック、４…１系の後段処
理ブロック、５…パターン信号挿入部、２０…選択部、
２１…判定部、２２…タイミング発生部、２３…切替処
理部。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の処理ブロックから第２の処理ブロ
   ックへ信号経路を介してデータ信号を送信する冗長化さ
   れたシステムにおいて、 冗長化されたそれぞれの第１の処理ブロックは、 他の第１の処理ブロックとは異なる所定のタイミング
   で、所定の間隔をおいて、データ信号にパターン信号を
   挿入するパターン信号挿入部を有し、 冗長化されたそれぞれの第２の処理ブロックは、 冗長化された第１の処理ブロックから出力された複数の
   信号経路からの信号を受信し、切替信号に応じて受信し
   た信号の１個を出力信号とする選択部と、 上記所定のタイミング及び上記所定の間隔に対応して複
   数のタイミング信号を発生するタイミング発生部と、 上記出力信号を入力とし、上記タイミング発生部からの
   複数のタイミング信号に応じて上記パターン信号により
   信号経路の正常性を判定し、判定の結果を判定信号とし
   て出力する判定部と、 上記タイミング発生部からの複数のタイミング信号及び
   上記判定部からの判定信号を入力とし、上記選択部によ
   って選択されていた信号経路に対する判定信号が正常で
   ないとした場合には、正常とされた他の信号経路を選択
   するように上記切替信号を上記選択部へ与える切替処理
   部とを有することを特徴とする冗長システムの障害監視
   装置。