JP3629613B2 - 回線切替保護装置を有する通信網 - Google Patents

Description

本発明は回線切替保護装置を有する通信網に関し、特に、同期ディジタル階層（SHD）網において遠隔切り替えを可能とする回線（チャネル）、区間（セクション）、経路（パス）等を識別する方法に関する。
従来、SDHにおいて、用語「区間」は網中の隣接ノード間の物理的なリンクに対応し、他方、用語「経路」は、網内のいずれか一対のノード間の通信リンクに対応する。SDHでは、各区間および各「経路」は、いわゆる区間追跡信号または経路追跡信号により、それぞれ一意的に識別される。これは、従来、特定ノードに到着する通信信号が正しいかを調べ、正しくないときには警報信号を出すための手段として使用されていたものである。本明細書内では、用語「チャネル」はパスまたはセクションを示し、ここで重要なことは、一対のノード間を接続するチャネル、パス、または、セクションのそれぞれが、追跡信号によって一意的に識別されることである。
SDH、および、同様な北米の同期光回線SONET（ソネット）システムは、多重セクション、パス保護を含む幾つかの保護機能を備えている。この機能は、１＋１または1:1アーキテクチャー（つまり、これらは一つの保護パスまたはセクションが一つの作動パスまたはセクションとして働く）を実現する適切な手段を与える。しかし、多重セクション保護では、1:nアーキテクチャー（すなわち、一つの保護パスまたはセクションがｎ個の作動パスまたはセクションとして働く）は制限が付けられ、パス保護においては全く使用できない。
多重セクション保護（MSP）によれば、多重セクション内のチャネルに関する故障に対して、同期輸送モジュール（STM−ｎ）／同期輸送信号（STS−ｎ）信号保護手段が得られる。k1/k2バイトによるプロトコールが定められ、隣接する二地点間での線形保護切替が可能であり、隣接する二地点間での保護切替が失敗したときには環状保護切替が行われる。
パス保護切替では、高位／低位パス内のチャネルに関する故障に対して、仮想コンテナ（VC−ｎ）／仮想端局（VT−ｎ）信号保護手段が得られる。１＋１または1:1切替のみを許すプロトコールが定められている。現時点では、任意のノードにおいて多数のパスがあり、全網内でも多数のパスがあるので、1:nアーキテクチャーは使用できない。
両方向複数セクション−切替自己治療リング輸送システムの長時間の遅れを避ける一つの方法は、EP 0573211に記載されている。保護されるための切り替えパスはこれらの故障したものに直接に隣接したものとは別のリングノードに分配される。それぞれのノードは、故障によってコミニケーション通信が影響をうけているならば、保護パスへ橋渡し又は切り替えすることができる。
本発明の一態様は、同期ディジタル階層（SDH）型の動作に用いる通信網において、該網は相互接続された内部に各ノード対間に規定された作動チャネルを備える複数のノードと、複数の作動チャネルを動作させるために供給される一個の保護チャネルとを有し、第一ノードから第二ノードへ通信信号を送信する作動チャネルの第一ノードの障害を探知するための手段と、前記作動チャネルを保護チャネルに切り替える手段と、それぞれのチャネルを識別するために動作する通信信号とともにチャネル追跡信号を送信するするために操作される前記第一ノードと、終局ノードとそれらの探知上とに、保護チャネル上の追跡信号に関する通信信号を宛て先に接続された前記第二ノードに切り替えるための保護チャネル上のチャネル追跡信号の存在を探知するために操作される第二ノードとを有する。
本発明はチャネル追跡信号、（すなわち、セクション追跡J0−セクションオーバーヘッド内の従来のC1）およびパス追跡（高位パスオーバーヘッド内のJ1、低位パスオーバーヘッド内のJ2）をチャネル識別手段として、さらに、通信信号の保護チャネルへの切替の始動手段として用いる。チャネル追跡信号は網内の各チャネルに特有であれば、どのような形式でもよい。これは、SDHにおいて他の目的のために適当な信号が用意されているので、本発明は現行の標準を利用でき、それゆえ、比較的容易に実施できる事を意味している。
望ましい実施例では、保護チャネルは環状の双方向チャネルであり、第一ノードは障害時、通信信号を環状チャネルの両方向に送信を始め、第二ノードはチャネルの各方向を監視して作動チャネルの方向に対応する方向からの通信信号を選択する。作動チャネルは正常時には、接続されたノード対間の最短ルートであり、このため、保護チャネルは効果的に利用される。
好ましくは、第二ノードは、さらに、上記方向にチャネル追跡信号を送信し、該信号を受信した第一ノードは、上記方向の反対方向への信号送信を停止するようにする。
したがって、保護チャネルの大部分が、保護対象のノードから切断されていて、網内の他のチャネルの保護に利用可能な構成が提供される。
保護チャネルが保護目的に使用されていないときには、網は低優先度の通信信号を保護チャネルに振り向けることが望ましい。
本発明の他の態様では、それぞれのノードの一組と複数の作動チャネルにより供給される保護チャネルとの間に置かれる作動チャネルが内部にある複数の相互接続されたノードからなる同期ディジタル階層（SDH）型の動作に用いる通信網の使用方法において、第一ノード前記作動チャネルにおける障害検出時に通信信号を前記保護チャネルに切り替える方法であって、前記方法は前記作動チャネルを識別するためのチャネル追跡信号を前記保護チャネルに送信するステップと、追跡信号は作動チャネルを識別するために動作し、前記保護チャネルの前記追跡信号を第二ノードで受信時に、前記追跡信号に対応する通信信号を前記第二ノードに切り替えて、さらに他の宛て先への接続に備えるステップとにより構成される。本発明の理解をさらに深めるために、添付の図面を参照して、パス保護機構の一例を説明する。添付図面において、
第１図は、障害条例が発生する前における、本発明による網の概念図であり、
第２図ないし第５図は、障害条件発生後の各種ステップを示してある以外は、第１図と同様であり、および
第６図は低優先度の通信のための網の使用を示す。
第１図は４個のノードまたはアッドドロップ多重変換装置１ないし４を有するSDH通信網を極めて単純化して示す。ノード１および２は双方向作動パスまたはチャネル５によって互いに接続され、ノード３および４は双方向作動チャネル６によって接続されている。本発明によれば、双方向保護パスまたはチャネル７が得られ、この例では、閉じた環状をなし、網内のノード１ないし４を相互に接続し、作動パス５および６のいずれにたいしても保護動作をする。保護チャネル７はVC（バーチャルコンテナー、仮想容器）型で、例えば、VC12又はVC3である。作動パス５および６は保護還（リング）７と同様にVC型である。
通信信号を保護チャネル７に切り替える機構を後に説明するが、次に、この切替動作を可能とする網の特徴を幾つか述べる。周知のように、SDHにおいては、信号は仮想容器（VCs）としてのパケットで送信される。パケット内のビットは各種機能を与えられている。特に、二つの自動切替始動基準が設けられ、一方は保護パス７への切替動作の前にフラッグを立てねばならない。
二つの自動切替始動基準は次の通りである。
1.シグナルフェイル（SF、信号障害）：アミドミンユニット（AU）／端局ユニット（TU）警告指示信号（AIS），指示器の損失（AU/TULOP），ビット障害比の超過（VC EBER）,VC信号ラベル不一致、VCパス追跡値不一致、または、VCに関する障害条件に起因するVCの障害。
2.シグナルデグレード（SD、信号低下）:BER（ビット誤り率）が指定された閾値を越えたための発生するVCの障害。
断続性障害による保護スイッチのチャタリングを防止するために、０分から30分までのウエイトツーレストアーピアリオッド（WTR）が設けられている。したがって、作動パスは本スイッチが解除されるまで、作動パスは指定時間の間は、障害無しでなければならない。
網管理センター（図示せず）の網運転者は、以下の切替命令を選択できる。
1.ロックアウトオブプロテクション：いずれの作動パスおよび低優先度パスも保護リングへのアクセスができない。保護リングへアクセス中のパスがあれば、本命令によって、当該通信は作動パスに切り替えられる。
2.フォーストスイッチツープロテクション：選択された作動パスが、同一または高位優先度要求を満たしていなければ、該作動パスは保護リングに移される。
3.マニュアルスイッチツープロテクション：選択された作動パスが、障害なしで、かつ、同一または高位優先度要求を満たしていなければ、該作動パスは保護リングに移される。
4.クリア：運転者が入力した現時点で有効な切替命令を取り消す。
自動保護スイッチ（APS）バイト定義（以下、K3と呼ぶ）も設けられる。APSバイト（K3）は６ビットで、作動パスおよび保護パスのどちらにも送信されるが、保護パスのみが、該APSバイト受信のために監視される。
切替要求はビット１ないし４を用いて行われる。表１に、切替要求を優先度の高い順に示す。

切替要求を出すパスは、パストレース（追跡,J1またはJ2）で指定される。
ビット５はロングパスコントロールで使用され、切替要求が起動されると、通信は環の両方向（西と東）に切り替えられる。作動通信が再接続できるルートは２個あり、短パスと長パスである。最短ルートは作動パス通信と同じ通信方向であり、したがって、好ましい保護ルートになると仮定される。保護環をできるだけ通信無しの状態に保つために、通信がより短いルートから選択されたときには、長ルートの通信の接続を切り離すことを、遠隔端に伝える手段が設けられる。表２はこれに関するビット指定を示す。

切替アーキテクチャでは、ビット６は、保護が１＋１か1:nかを指定するために使われ、表３のように割り当てられている。この切替アーキテクチャビットが受信され、１＋１を示していれば、’保護アーキテクチャ不一致’の警報が出される。

次に、k3バイト生成規則を説明する。
局所SFおよびSD条件、WTR、並びに使用者からの要求は、表１に示すようにノード内での優先度を基礎として評価される。異なるパスに関して、同一レベルの局所条件が同時に検出されたときに、最も低いパス追跡値の条件が優先される。評価されたこれらの要求から、優先度の最も高いものが現時点の局所要求に取って変わる。次に、局所要求の優先度と、K3バイトを介して受信された遠隔要求とは、表１にしたがって再評価される（リバース要求が受信されたときには、該要求は比較されない）。
送信されたK3は以下の指定を示す。
ａ）受信したパス追跡情報が、局所作動パスに期待されているパス追跡情報に一致し、遠隔要求がより高位の優先度であれば、リバース要求である。
ｂ）上記の他は、全て局所要求である。
k3バイトは作動パスPOH内にのみ設定され、ブリッジ（接続または橋絡）の制御下で保護環に転送される。
長パス制御を実行するために、k3のビット５は以下の指定に使用される。
ａ）受信したパス追跡情報が局所作動パスのものと一致し、かつ、受信方向が作動パスのものと同一であれば、動作を禁ずる。
ｂ）上記の他の場合には、動作を行わせる。
作動での切断または障害に関する橋絡（ブリッジ）は、切替要求の優先度に応じて、局所的に、または、遠隔から制御できる。局所切替要求が最高位の優先度ならば、指定された作動パスの通信は、保護パス橋絡され環の両方向に送られる。
遠隔要求がより高位の優先度で、受信したパス追跡値がいずれの局所作動パスのものとも一致しなければ、橋絡は解除される（通信は回線から回線へノードを介して接続される）。しかし、パス追跡値が一致すれば、作動パスの通信は保護環に橋絡され東および西方向に送られる。
受信したK3のビット５が動作禁止を示していれば、通信の長パス上への橋絡は停止される。
選択器は、保護環上で受信した、所定のパス追跡値によって制御される。受信値と等しい所定のパス追跡値を有する各作動パスは、作動パスの通信方向に優先度をもつ通信信号を保護環から選択する。
パス追跡値は、パスに対して、いずれかの切替要求があること、および、その要求がSDH標準に従っていることを識別するのに使用される。これによる唯一の機能は、異なるパス追跡値が送信方向と受信方向に与えられることで、したがって、通信信号が不注意によって逆戻りするのを防いでいる。SDHでは、パス追跡およびセクション追跡に関するCCITT標準は、それぞれ、G709およびG708で規定される。トレース（追跡）情報は各アクセスポート識別子を送信するための１バイトであり、これにより、該識別子を受信したポートは、所定の送信機への複合接続を検証できる。追跡信号は、従来、通信の切替動作を始動するためには使われていない。
保護環へ送信されたパス追跡信号の値が、ある時間の間、受信値と不一致であれば、「パス保護プロトコール誤り」の警報が出される。
静止状態では、保護環は生成も停止もされないので、その機能も予測できない。しかし、使用されていない状態おいても、AISをふくんでいることを確認することは、比較的簡単な作業であるので、最低位の優先度の切替要求に対して'1111'選択できる。
第１図ないし第７図を参照する。これらは、４台の多重変換装置１−４の環での上記のプロトコールによる切替動作の一例を示す。保護環７は、２個の独立した作動パス５および６にたいして保護動作を行う。
第２図において、作動パス６は一方向で切断されていて、保護環７は別の線にあって正常である。したがって、通信は、図示されるように、保護環７に両方向に橋絡される。ノード３は、'SF'および’長パスイネーブル’をK3に設定する。このK3は、橋絡動作によって、パス追跡値と共に保護環に転送される。パス追跡値が送信元のものと同じなので、ノード３は、保護環上の切替要求が自動的に生成されたことを認識する。
第３図では、ノード４は、受信したパス追跡値が、受信した通信の所定の値に等しいことを認識する。保護環の両方向からのパス追跡値を認識すると、ノード４は、作動パスの通信方向が望ましいルートである（最小個数のノードを経由する）と想定して、該方向からの通信を選択する。通信が短パスから正常に選択されると、K3バイトは、’リバース要求’と’長パスディスエーブル’を示すように設定される。橋絡動作は、受信したK3のビット５の指示にしたがって、保護環の両方向に行われる。
第４図において、ノード３は受信したパス追跡値が、切断した通信の所定の値に等しいことを認識し、したがって、短パスを使用して、保護環から通信を選択する。
これにより、該追跡値は上記ルートを介して受信されているので、送信されたK3のビット５の値は’ディスエーブル’に変えられる。長パスへの通信の橋絡動作は、受信されたK3のビット５の値にしたがって、禁止される。
第５図は、受信されたK3のビット５が’ディスエーブル’なので、ノード４が長パスへの通信の橋絡動作を禁じる動作を示す。図示されるように、長パスへの橋絡動作が禁じられると、保護環の一部が解放され、これにより、他のパスを保護したり、低優先度の通信を実行したりできる。
次に、保護環が短パスで（ノード３とノード４の間で）切断されると，有効なパス追跡値を該短パスを介して受信できないので、長パス橋絡要求が出されねばならない。
障害パスの回復時、ノード３は'WTR'状態におかれる必要がある。保護環内により高い優先度の条件が存在しなければ、橋絡および選択器はそれそれの状態を保持される。
WTR状態が終了すると、ノード３はK3を’ノーリクエスト’に設定する。ノーリクエストを受信した遠隔端（ファーエンド）は、橋絡を切断し、選択器を解放する。パス追跡値が不一致の場合、ノード５が同様な動作をする。
第６図は、保護パス上での低優先度通信を示す。終点が保護環であるかないかにか変わらず、K3バイトは’低優先度通信’を示すように設定される。パス追跡値も割り当てられ、保護環内において、多数の低優先度通信パスが、同時に使用可能となる。
第７図では、作動パス６が一方向で切断され、保護環７は別の線上なので正常のままである。したがって、図示のように、通信は保護環の両方向に橋絡される。ノード３はK3を'SF'および’長パスイネーブル’に設定し、これは、橋絡動作によって、パス追跡値と共に保護環に転送される。低優先度パスは低優先度の切替要求を有し、ノード１も２も対応するパス追跡値を認識しないので、橋絡は解放され、通信は、直接、関連ノードを介して接続される。したがって、このようにして、低優先度通信はオーバーライドされ（無視され）保護切替動作は、上記の例と同じように実行される。
本発明により、以下の利点が得られる。
1:nパス保護アーキテクチャが容易に実施できる。これは、網資源のより有効な利用が可能であり、保護環内のノード数が無制限な点で、１＋１技法よりも有利である。１＋１技法の場合、保護環全体で使用可能な保護パスの最大数は、63xn（63チャネルフレーム構成として、ｎはSTM1の数を示す）。したがって、保護環が大きくなるにつれて、各ノードで終端可能なパスの数が少なくなる。上記1:n技法では、一つのパスが、保護環の周囲に設けられた多数の他のパスを保護できるので、終端可能なパスの数に制限がない。
さらに、1:n技法では、低優先度通信を、保護チャネルが使用中でなければ、該保護チャネルで実行できる。これは、１＋１技法では不可能である。保護パスを前以て橋絡する必要があるからである。
MSレベルの自動回復保護環が、チャネル識別のためのセクション追跡値を用いて処理可能なノード総数の制限は取り除かれる。
チャネル識別のための手段はセクション／パス追跡値で与えられているので、本技法では、信号構成は、より少数のビットで足りる。
本発明をパスを基礎とする保護装置を参照して説明したが、セクションを基礎とする保護装置も同様な原理で構成できる。

Claims (6)

1. 同期ディジタル階層（SDH）型の動作に用いる通信網において、該網は相互接続された内部に各ノード対間に規定された作動チャネル（5,6）を備える複数のノード（1,2,3,4）と、複数の作動チャネル（5,6）を動作させるために供給される一個の保護チャネル（７）とを有し、第一ノード（３）から第二ノード（４）へ通信信号を送信する作動チャネル（６）の第一ノード（３）の障害を探知するための手段と、前記作動チャネル（６）を保護チャネル（７）に切り替える手段と、それぞれのチャネルを識別するために動作する通信信号とともにチャネル追跡信号を送信するために操作される前記第一ノード（３）と、終局ノードとそれらの探知上とに、保護チャネル（７）上の追跡信号に関する通信信号を宛て先に接続された前記第二ノード（４）に切り替えるための保護チャネル（７）上のチャネル追跡信号の存在を探知するために操作される第二ノードとを有することを特徴とする通信網。
2. 特許請求の範囲第１項に記載の通信網において、前記チャネル追跡信号は、セクション追跡および／またはパス追跡信号であることを特徴とする通信網。
3. 特許請求の範囲第１項または第２項に記載の通信網において、前記保護チャネルは環状の双方向チャネルであり、前記第一ノード（３）は障害時、前記通信信号を前記環状チャネルの両方向に送信を始め、前記第二ノード（４）は前記チャネルの各方向を監視して前記作動チャネルの方向に対応する方向からの通信信号を選択することを特徴とする通信網。
4. 特許請求の範囲第３項に記載の通信網において、前記第二ノード（４）は、さらに、前記方向にチャネル追跡信号を送信し、前記信号を受信した前記第一ノード（２）は、前記方向の反対方向への信号送信を停止するようにすることを特徴とする通信網。
5. 特許請求の範囲第１項ないし第４項に記載の通信網において、前記保護チャネルが保護目的に使用されていないときには、前記網は低優先度の通信信号を前記保護チャネルに振り向けることを特徴とする通信網。
6. それぞれのノードの一組と複数の作動チャネルにより供給される保護チャネルとの間に置かれる作動チャネルが内部にある複数の相互接続されたノードからなる同期ディジタル階層（SDH）型の動作に用いる通信網の使用方法において、第一ノードの前記作動チャネルにおける障害検出時に通信信号を前記保護チャネルに切り替える方法であって、前記方法は前記作動チャネルを識別するためのチャネル追跡信号を前記保護チャネルに送信するステップと、追跡信号は作動チャネルを識別するために動作し、前記保護チャネルの前記追跡信号を第二ノードで受信時に、前記追跡信号に対応する通信信号を前記第二ノードに切り替えて、さらに他の宛て先への接続に備えるステップとにより構成されることを特徴とするチャネル切替方法。

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