JP3662938B2 - 通信ネットワークシステム及びその通信経路制御方法 - Google Patents

Description

技術分野
本発明は、１または複数のローカル通信端末を収容した複数の通信装置間を１つの通信路で接続したネットワークを基本単位とし、該単位ネットワークを複数収容したコネクション形態によって成る通信ネットワークシステムにおいて、ある単位ネットワーク内で回線切断等の障害が発生した場合、他の単位ネットワークを経由した迂回通信路を形成することにより上記障害発生箇所に隣接するローカル通信端末間の通信を救済するための通信経路制御方法に関する。
背景技術
例えば、鉄道管理や道路管理等の分野においては、信号機や踏切の動作状態あるいはある道路上の交通量等を把握するために、これら各状態を監視しその監視結果を送信し得る通信端末を各監視地点毎に配置し、これら各通信端末（監視端末）からの監視結果を収集し管理するシステムが用いられている。
この種の管理システムのコネクション形態の例として、１または複数のローカル通信端末を収容した複数の通信装置間をＡＴＭ（Asynchronous Transfer Mode：非同期転送モード）交換方式による通信路で接続し、各ローカル通信端末間の情報を対応する通信装置を経由し上記通信路を通じて送受するネットワークが知られている。ここで、各ローカル通信端末は、上述の如く、各監視地点に配置されその監視結果を送信する監視端末として機能するものである。
更に、今日では、上述したネットワークを基本単位とし、これら単位ネットワークを複数収容するコネクション形態を有するシステムの開発も進みつつある。
図１１は、この種の従来の通信ネットワークシステムのコネクション形態の一例を示す概略図であり、全体としては、単位ネットワーク１と単位ネットワーク２により構成される。各単位ネットワーク１，２において、３０はリモート通信装置（便宜上、Ｒ１，〜，Ｒ７，Ｒ８，〜，Ｒ１４の各符号により区別する）であり、例えば、ＡＴＭ通信方式の通信路により複数台がバス状に接続されている。また、これら各リモート通信装置３０には、それぞれ、１または複数のローカル通信端末４０が収容されている。
かかる従来の通信ネットワークシステムにおいて、各単位ネットワーク１，２は、それぞれに独立した通信コネクションを形成しており、たとえ隣接してはいても物理的には接続されていないのが一般的であった。これにより、例えば、単位ネットワーク１内で、回線断等の障害が発生した場合、他の単位ネットワーク２を経由した迂回通信路を利用することにより、当該障害発生箇所に隣接するローカル通信端末４０間の通信を救済するという運用は行えなかった。
例えば、単位ネットワーク１において、リモート通信装置Ｒ４に接続されるローカル通信端末４０とリモート通信装置Ｒ６に接続されるローカル通信端末４０間で図１１に示す如くの態様で正常に通信している時、図１２に示す如く、リモート通信装置Ｒ３とリモート通信装置Ｒ４間に断線による障害（×印で示す）が発生した場合、リモート通信装置Ｒ４に接続されるローカル通信端末４０とリモート通信装置Ｒ６に接続されるローカル通信端末４０の通信ルートを同図に示すように変更することにより、これらリモート通信装置Ｒ４に接続されるローカル通信端末４０とリモート通信装置Ｒ６に接続されるローカル通信端末４０間の通信は救済可能である。しかしながら、例えば、リモート通信装置Ｒ２に接続されるローカル通信端末４０とリモート通信装置Ｒ５に接続されるローカル通信端末４０間で通信を行っている時に上記障害（Ｒ３とＲ４間の断線）が発生した場合は、リモート通信装置Ｒ２とリモート通信装置Ｒ５間が上記障害発生箇所により分断される結果、これらリモート通信装置Ｒ２に接続されるローカル通信端末４０とリモート通信装置Ｒ５に接続されるローカル通信端末４０間の通信は行えなかった。
同様の理由により、例えば、単位ネットワーク１において、リモート通信装置Ｒ４に接続されるローカル通信端末４０とリモート通信装置Ｒ６に接続されるローカル通信端末４０間で図１１に示す如くに正常に通信を行っている時、リモート通信装置Ｒ４とリモート通信装置Ｒ５間の通信路が断線すると、図１３に示すような通信路分断状態（×印で示す）に陥り、リモート通信装置Ｒ４に接続されるローカル通信端末４０とリモート通信装置Ｒ６に接続されるローカル通信端末４０間の通信は全く行うことができなかった。
このように、複数の単位ネットワークを収容したコネクション形態によって成る従来の通信ネットワークシステムでは、隣接する単位ネットワーク間が物理的には何等接続されていなかったため、１つの単位ネットワーク内で、回線切断等の障害が発生した場合、他の単位ネットワークを経由した迂回通信が行えず、上記障害発生箇所に隣接するローカル通信端末間が通信不能に陥り、通信の信頼性を損なうという問題点があった。
本発明は上記問題点を解消し、単位ネットワーク内で障害が発生した場合、他の単位ネットワークを経由した迂回通信路を形成することにより上記障害発生箇所に隣接するローカル通信端末間の通信を救済でき、通信の信頼性を高めることができる通信ネットワークシステム及びその通信経路制御方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、通信路に対する各通信装置の接続形態がバス型コネクションを成す単位ネットワークにおける障害発生時の通信救済に有用な通信ネットワークシステム及びその通信経路制御方法を提供することを目的とする。
更に、本発明は、単位ネットワーク内の各通信装置を結ぶ通信路がＡＴＭ通信方式の回線で構成される場合における単位ネットワークでの障害発生時の通信救済に好適な通信ネットワークシステム及びその通信経路制御方法を提供することを目的とする。
発明の開示
請求項１の発明は、それぞれ１または複数のローカル通信端末が接続された複数の通信装置間を１つの通信路により接続し、前記各ローカル通信端末間でそれぞれ対応する前記通信装置を経て前記通信路により通信を行う単位ネットワークを複数有し、前記各単位ネットワーク内では迂回通信路に用いる帯域分を残して前記通信路を設定してそれぞれ前記通信を行う通信ネットワークシステムにおいて、前記単位ネットワーク間に設けられるネットワーク間接続回線と、前記各単位ネットワーク内での障害の発生を検出する障害検出手段と、前記障害検出手段による障害発生検出時、該障害が発生した第１の単位ネットワークの通信路を前記ネットワーク間接続回線を介して隣接する第２の単位ネットワークの未使用帯域中の通信路に接続し、前記第１の単位ネットワーク内の前記障害発生個所に隣接する２つの通信装置間に、前記ネットワーク間接続回線を介して前記第１の単位ネットワークから前記第２の単位ネットワークにまたがる迂回通信路を形成する迂回通信路形成手段とを具備することを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記ネットワーク接続回線は、前記各単位ネットワークの両端の通信装置同士を結ぶ一対の回線により構成されることを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項２の発明において、迂回通信路形成手段は、前記第１の単位ネットワーク内の前記障害発生箇所に隣接する２つの通信装置内で前記通信路をループバックさせると共に、少なくとも該第１の単位ネットワークの両端の通信装置と前記一対のネットワーク間接続回線のうちのそれぞれに対応するネットワーク間接続回線に対する前記通信路のループバックを解除させるように制御するループバック制御手段により構成されることを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項２の発明において、迂回通信路形成手段は、前記第１の単位ネットワーク内での前記障害の発生時、前記第１の単位ネットワークと前記第２の単位ネットワークの両端の通信装置同士が前記一対のネットワーク間接続回線によりそれぞれ接続され、かつ当該第１の単位ネットワークの両端の通信装置がそれぞれ前記障害発生箇所にまたがる２つの通信装置のそれぞれに接続されるように前記通信路の張り替えを行う通信路張替制御手段により構成されることを特徴とする。
請求項５の発明は、請求項１の発明において、単位ネットワーク内の前記通信路及び前記ネットワーク間接続回線は、非同期転送モード通信回線により構成されることを特徴とする。
請求項６の発明は、請求項５の発明において、非同期転送モード通信回線の全帯域のうち、半分の帯域は、非迂回時の通信路を形成するために用い、残りの半分の帯域は、前記迂回通信路を形成するために用いることを特徴とする。
請求項７の発明は、それぞれ１または複数のローカル通信端末が接続された複数の通信装置間を１つの通信路により接続し、前記各ローカル通信端末間でそれぞれ対応する前記通信装置を経て前記通信路により通信を行う単位ネットワークを複数有し、前記各単位ネットワーク内では迂回通信路に用いる帯域分を残して前記通信路を設定してそれぞれ前記通信を行う通信ネットワークシステムの通信経路制御方法において、前記単位ネットワーク間にネットワーク間接続回線を設けると共に、前記各単位ネットワーク内での障害の発生を検出し、前記障害発生検出時、該障害が発生した第１の単位ネットワークの通信路を前記ネットワーク間接続回線を介して隣接する第２の単位ネットワークの未使用帯域中の通信路に接続し、前記第１の単位ネットワーク内の前記障害発生箇所に隣接する２つの通信装置間に、前記ネットワーク間接続回線を介して前記第１の単位ネットワークから前記第２の単位ネットワークにまたがる迂回通信路を形成することを特徴とする。
請求項８の発明は、請求項７の発明において、前記ネットワーク接続回線は、前記各単位ネットワークの両端の通信装置同士を結ぶ一対の回線により構成されることを特徴とする。
請求項９の発明は、請求項８の発明において、迂回通信路の形成は、前記第１の単位ネットワーク内の前記障害発生箇所に隣接する２つの通信装置内で前記通信路をループバックさせると共に、少なくとも該第１の単位ネットワークの両端の通信装置と前記一対のネットワーク間接続回線のうちのそれぞれに対応するネットワーク間接続回線に対する前記通信路のループバックを解除させることにより行うことを特徴とする。
請求項１０の発明は、請求項８の発明において、迂回通信路の形成は、前記第１の単位ネットワーク内での前記障害の発生時、前記第１の単位ネットワークと前記第２の単位ネットワークの両端の通信装置同士が前記一対のネットワーク間接続回線によりそれぞれ接続され、かつ当該第１の単位ネットワークの両端の通信装置がそれぞれ前記障害発生箇所にまたがる２つの通信装置のそれぞれに接続されるように前記通信路を張り替えることにより行うことを特徴とする。
請求項１１の発明は、請求項７の発明において、単位ネットワーク内の前記通信路及び前記ネットワーク間接続回線は、非同期転送モード通信回線により構成されることを特徴とする。
請求項１２の発明は、請求項１１の発明において、非同期転送モード通信回線の全帯域のうち、半分の帯域は、非迂回時の通信路を形成するために用い、残りの半分の帯域は、前記迂回通信路を形成するために用いることを特徴とする。
本発明では、単位ネットワーク間を物理的に接続しておき、通常は、各単位ネットワークの両端に位置する、すなわち他の単位ネットワークと接続されるリモート通信装置をループバックして単位ネットワーク毎に通信を行うことで、他の単位ネットワークにデータが伝送されないようにしておく。この状態で、１つの単位ネットワーク内で回線断等の障害が発生したら、この単位ネットワークの両端のリモート通信装置のループバックを解除して他の単位ネットワークとの間に迂回通信路を形成し、この迂回通信路を用いて、上記障害発生箇所に隣接するローカル通信端末間の通信を確保する。
具体的には、請求項１及び７に示すように、通常時、各単位ネットワークが迂回通信路に用いる帯域分を残して通信路を設定してそれぞれ通信を行ない、障害発生時、該障害の発生した例えば第１の単位ネットワークの通信路をネットワーク間接続回線を介して第２の単位ネットワークの未使用帯域中の通信路に接続し、第１の単位ネットワーク内の障害発生個所に隣接する２つの通信装置間に、ネットワーク間接続回線を介して第１の単位ネットワークから第２の単位ネットワークにまたがる迂回通信路を形成する。
これにより、第１の単位ネットワーク内での障害発生時にも、該障害発生箇所に隣接する２つの通信装置間に、独自に通信を行っている他のネットワークである第２の単位ネットワークの回線（伝送路）の一部（未使用帯域）を経由する迂回通信路を形成することができ、迂回専用の通信回線を用意することなく、元々、独自に通信を行っている他の単位ネットワークの回線（伝送路）の一部を借りる形で通信を維持できる。
【図面の簡単な説明】
図１は本発明の一実施の形態に係わる通信ネットワークシステムのコネクション構成を示す図、図２は図１における通信ネットワークシステムの迂回通信路形成制御に用いる仮想パスの構成を示す図、図３は図２における仮想パスの障害発生時の動作状態を示す図、図４は図１における通信ネットワークシステムの障害発生時の迂回通信路の構成例を示す図、図５は図１における通信ネットワークシステムの迂回通信路形成制御に用いる仮想パスの変形例を示す図、図６は本発明に係わるリモート通信端末の障害発生時のループバック制御の一例を示す図、図７は本発明に係わるリモート通信端末の障害発生時のループバック制御の別の例を示す図、図８は本発明の他の実施の形態に係わる通信ネットワークシステムのコネクション構成を示す図、図９は図８における通信ネットワークシステムの障害発生時の迂回通信路の構成例を示す図、図１０は本発明に係わる各単位ネットワークでの通信路の帯域使用方法の一例を示す概念図、図１１は従来の通信ネットワークシステムのコネクション構成を示す概念図、図１２は図１１における通信ネットワークシステムの障害発生時の通信路の構成例を示す図、図１３は図１１における通信ネットワークシステムの障害発生時の通信路の別の構成例を示す図である。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の一実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形態に係わる通信ネットワークシステムのコネクションの構成例を示す図である。この通信ネットワークシステムにおいて、単位ネットワーク１と単位ネットワーク２はそれぞれバス型コネクションにより構成される。すなわち、この通信ネットワークシステムにおいて、単位ネットワーク１は、ネットワーク管理装置（ＷＳ１）１０、センタ装置（Ｃ１）２０、複数のリモート通信装置（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６）３０、該リモート通信装置（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６）のそれぞれに接続される１または複数のローカル通信端末４０を具備して構成され、このうちセンタ装置（Ｃ１）と複数のリモート装置（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６）は通信路に対してバス状に接続されている。この通信路はＡＴＭ通信方式の回線を用いたＡＴＭ通信路により構成され、更に、ネットワーク管理装置（ＷＳ１）とセンタ装置（Ｃ１）間、各リモート通信装置（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６）と各ローカル通信端末４０間の通信もそれぞれＡＴＭ通信により実現される。
この単位ネットワーク１において、センタ装置（Ｃ１）は、各ネットワーク管理装置（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６）を通じ、これら各ネットワーク管理装置（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６）に収容される各ローカル通信端末４０から送られる情報を上記通信路を通じて収集する装置であり、ネットワーク管理装置（ＷＳ１）は、上記センタ装置（Ｃ１）を含む単位ネットワーク１全体の通信管理を行う装置である。
同様に、単位ネットワーク２は、ネットワーク管理装置（ＷＳ２）１０、センタ装置（Ｃ２）２０、複数のリモート通信装置（Ｒ７，Ｒ８，Ｒ９，Ｒ１０，Ｒ１１，Ｒ１２）３０、該リモート通信装置（Ｒ７，Ｒ８，Ｒ９，Ｒ１０，Ｒ１１，Ｒ１２）のそれぞれに接続される１または複数のローカル通信端末４０を具備して構成され、このうちセンタ装置（Ｃ２）と複数のリモート装置（Ｒ７，Ｒ８，Ｒ９，Ｒ１０，Ｒ１１，Ｒ１２）は通信路に対してバス状に接続されている。
この通信路はＡＴＭ通信方式の回線を用いたＡＴＭ通信路により構成され、更に、ネットワーク管理装置（ＷＳ２）とセンタ装置（Ｃ２）間、各リモート通信装置（Ｒ７，Ｒ８，Ｒ９，Ｒ１０，Ｒ１１，Ｒ１２）と各ローカル通信端末４０間の通信もそれぞれＡＴＭ通信により実現される。
この単位ネットワーク２において、センタ装置（Ｃ２）は、各ネットワーク管理装置（Ｒ７，Ｒ８，Ｒ９，Ｒ１０，Ｒ１１，Ｒ１２）を通じ、これら各ネットワーク管理装置（Ｒ７，Ｒ８，Ｒ９，Ｒ１０，Ｒ１１，Ｒ１２）に収容される各ローカル通信端末４０から送られる情報を上記通信路を通じて収集する装置であり、ネットワーク管理装置（ＷＳ２）は、上記センタ装置（Ｃ２）を含む単位ネットワーク２全体の通信管理を行う装置である。
更に、本発明の通信ネットワークシステムにおける特徴的な構造として、単位ネットワーク１の両端のリモート通信装置（Ｒ１），（Ｒ６）と、隣接する単位ネットワーク２の両端のリモート通信装置（Ｒ７），（Ｒ１２）のうち、（Ｒ１）と（Ｒ７）及び（Ｒ６）と（Ｒ１２）がそれぞれネットワーク間接続回線５０ａ及び５０ｂにより接続されている。
この通信ネットワークシステムは、ＵプレーンとＣプレーンとを有し、Ｕプレーンでは、各リモート通信装置３０間でのデータ伝送を行い、障害発生時にはループバックまたはループバック解除を行うと共に、Ｃプレーンでは、ネットワーク管理装置ＷＳ１またはＷＳ２のＣＰＵと、各リモート通信装置３０のＣＰＵとが接続され、ループバック解除の指示等を行う。
単位ネットワーク１，２のそれぞれの両端の各ネットワーク通信装置（Ｒ１，Ｒ６、Ｒ７，Ｒ１２）は、後述するような機能構成（図５，図６参照）を有するスイッチ手段を具備し、通常は、このスイッチ手段をＵプレーンでループバック状態に制御することにより、互いに相手単位ネットワークに対してデータが伝送されないように通信路を折り返している。また、単位ネットワーク１，単位ネットワーク２でそれぞれの両端以外に配置されるリモート通信装置（Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５）あるいは（Ｒ８，Ｒ９，Ｒ１０，Ｒ１１）の構成も基本的には上記リモート通信装置（Ｒ１，Ｒ７、Ｒ８，Ｒ１４）と同様であるが、これら各リモート通信装置（Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５）あるいは（Ｒ８，Ｒ９，Ｒ１０，Ｒ１１）では、通常、スイッチ手段がＵプレーンで非ループバック状態に維持されている。
これにより、単位ネットワーク１，単位ネットワーク２内には、通常、Ｕプレーンでその両端で折り返される１つの通信ループが形成され、各単位ネットワーク内でのリモート通信装置３０間のデータ伝送に対処している。
例えば、単位ネットワーク１内で、センタ装置（Ｃ１）に接続されるローカル通信端末４０とリモート通信装置（Ｒ４）に接続されるローカル通信端末４０との間で通信を行う場合には図１に示す如くの通信ループが形成され、センタ装置（Ｃ１）に接続されるローカル通信端末４０からのデータは、センタ装置（Ｃ１）→リモート通信装置（Ｒ２）→（Ｒ１）→（Ｒ２）→センタ装置（Ｃ１）→リモート通信装置（Ｒ３）→（Ｒ４）→（Ｒ５）→（Ｒ６）→（Ｒ５）→（Ｒ４）という経路で送られ、当該リモート通信装置（Ｒ４）に接続される相手ローカル通信端末４０に配信される。また、リモート通信装置（Ｒ４）に接続されるローカル通信端末４０からのデータは、リモート通信装置（Ｒ４）→（Ｒ３）→センタ装置（Ｃ１）という経路で伝送され、当該センタ装置（Ｃ１）に接続される相手ローカル通信端末４０に配信される。
一方、単位ネットワーク２内において、例えば、センタ装置（Ｃ１）に接続されるローカル通信端末４０とリモート通信装置（Ｒ１０）に接続されるローカル通信端末４０との間で通信を行う場合も、単位ネットワーク１における場合と同様の制御により実現できる。
この通常状態での通信時、Ｃプレーンに関しては、単位ネットワーク１のネットワーク管理装置（ＷＳ１）と単位ネットワーク２のネットワーク管理装置（ＷＳ２）とは、自装置から全てのセンタ装置（Ｃ１，Ｃ２）及び全てのリモート通信装置（Ｒ１，〜，Ｒ６，Ｒ７，〜，Ｒ１２）に指示を与えるための仮想パスを張っておく。図２は、この仮想パスの構成例を示す概念図であり、ネットワーク間接続回線５０ａ及び５０ｂを介して、単位ネットワーク１のネットワーク管理装置（ＷＳ１）と単位ネットワーク２のネットワーク管理装置（ＷＳ２）とが相互に会話できるようになっている。
この通信状態において、例えば、図３に示す如く、単位ネットワーク１内のリモート通信装置（Ｒ３）と（Ｒ４）との間の回線が切断（×印で示す）された場合、まず、上記仮想パスを使って、リモート通信装置（Ｒ３）→センタ装置（Ｃ１）→ネットワーク管理装置（ＷＳ１）という経路で当該障害の発生が通知される。この障害発生の通知は、例えば、リモート通信装置（Ｒ４）からのデータが受信されないことを認識したリモート通信装置（Ｒ３）が回線をループバック状態にするように自装置のスイッチ手段を切り替え、この仮想パス（Ｒ３→Ｃ１）を通じて障害発生通知セルをネットワーク管理装置（ＷＳ１）宛てに送出することにより実現できる。
この通知を受けることにより、ネットワーク管理装置（ＷＳ１）は、上記仮想パスを通じ、一端のリモート通信装置（Ｒ１）及び単位ネットワーク２のネットワーク管理装置（ＷＳ２）に対してＵプレーンのパスの張り替えを指示する。
このネットワーク管理装置（ＷＳ１）からの指示を受けることにより、リモート通信装置（Ｒ１）は、自装置のスイッチ手段による回線のループバックを解除し、当該回線をネットワーク間接続回線５０ａに接続するように制御する。
一方、単位ネットワーク２内のネットワーク管理装置（ＷＳ２）では、ネットワーク管理装置（ＷＳ１）から上記指示を受けることにより、上記仮想パスを通じ、一端のリモート通信装置（Ｒ７）、他端のリモート通信装置（Ｒ１２）、及び単位ネットワーク１の一端のリモート通信装置（Ｒ６）に対してＵプレーンのパスの張り替えを指示する。
このネットワーク管理装置（ＷＳ２）からの指示を受けることにより、リモート通信装置（Ｒ７）、リモート通信装置（Ｒ１２）及び単位ネットワーク１のリモート通信装置（Ｒ６）は、それぞれ自装置のスイッチ手段による回線のループバックを解除し、当該回線をネットワーク間接続回線回線５０ａまたは５０ｂに接続するように制御する。
これに対して、単位ネットワーク１のリモート通信装置（Ｒ４：障害発生箇所に隣接する装置）は、ネットワーク管理装置（ＷＳ２）から上述したＵプレーンのパスの張り替えの指示を受けることにより、単位ネットワーク１，単位ネットワーク２のそれぞれの両端のリモート通信装置（Ｒ１），（Ｒ６）及び（Ｒ７），（Ｒ１２）とは逆に、それまで非ループバック状態に維持していた回線をループバック状態に制御する。
上記一連の制御により、単位ネットワーク１内のセンタ装置（Ｃ１）に接続されるローカル通信端末４０とリモート通信装置（Ｒ４）に接続されるローカル通信端末４０間には、図４に示すようなＵプレーン上の迂回通信路が形成される。
すなわち、単位ネットワーク１内で、センタ装置（Ｃ１）に接続されるローカル通信端末４０とリモート通信装置（Ｒ４）に接続されるローカル通信端末４０とが通信中に、リモート通信装置（Ｒ３）と（Ｒ４）との間の回線が切断された場合、その回線切断位置（×印で示す）に隣接するリモート通信装置（Ｒ３）と（Ｒ４）でそれぞれ回線のループバック制御を行うと共に、単位ネットワーク１の両端のリモート通信装置（Ｒ１）と（Ｒ６），単位ネットワーク２の両端のリモート通信装置（Ｒ７）と（Ｒ１２）がループバック解除をし、パスの張り替えの制御を行うことにより、センタ装置（Ｃ１）に接続されるローカル通信端末４０とリモート通信装置（Ｒ４）に接続されるローカル通信端末４０間に、単位ネットワーク１と単位ネットワーク２とにまたがる迂回通信路が確立される。
これにより、単位ネットワーク１内のセンタ装置（Ｃ１）に接続されるローカル通信端末４０からのデータは、同図に示す如く、単位ネットワーク１内のセンタ装置（Ｃ１）→リモート通信装置（Ｒ２）→（Ｒ１）→ネットワーク間接続回線５０ａ→単位ネットワーク２内のリモート通信装置（Ｒ７）→（Ｒ８）→センタ装置（Ｃ２）→リモート通信装置（Ｒ９）→（Ｒ１０）→（Ｒ１１）→（Ｒ１２）→ネットワーク間接続回線５０ｂ→単位ネットワーク１内のリモート通信装置（Ｒ６）→（Ｒ５）→（Ｒ４）という経路で送られ、当該リモート通信装置（Ｒ４）に接続される相手ローカル通信端末４０に配信される。
逆に、単位ネットワーク１内のリモート通信装置（Ｒ４）に接続されるローカル通信端末４０からのデータは、同図に示す如く、単位ネットワーク１内のリモート通信装置（Ｒ４）→（Ｒ５）→（Ｒ６）→ネットワーク間接続回線５０ｂ→単位ネットワーク２内のリモート通信装置（Ｒ１２）→（Ｒ１１）→（Ｒ１０）→（Ｒ９）→センタ装置（Ｃ２）→リモート通信装置（Ｒ８）→（Ｒ７）→ネットワーク間接続回線５０ａ→単位ネットワーク１内のリモート通信装置（Ｒ１）→（Ｒ２）→センタ装置（Ｃ１）→リモート通信装置（Ｒ３）→センタ装置（Ｃ１）という経路で送られ、当該センタ装置（Ｃ１）に接続される相手ローカル通信端末４０に配信される。
次に、本発明の通信ネットワークシステムにおけるＣプレーンの仮想パスの変形例について説明する。図５は、この変形例に係わる仮想パスの構成例を示す概念図である。同図に示す如く、この例では、通常状態での通信時（同図に×印で示す障害は発生していない時）、単位ネットワーク１のセンタ装置（Ｃ１）を介してネットワーク管理装置（ＷＳ１）と各リモート通信装置（Ｒ１），（Ｒ２），（Ｒ３），（Ｒ４），（Ｒ５），（Ｒ６）が相互に通話でき、単位ネットワーク２のセンタ装置（Ｃ２）を介してネットワーク管理装置（ＷＳ２）と各リモート通信装置（Ｒ７），（Ｒ８），（Ｒ９），（Ｒ１０），（Ｒ１１），（Ｒ１２）が相互に通話できるように仮想パスが張られている。特に、この例では、単位ネットワーク２の両端のリモート通信装置（Ｒ７）と（Ｒ１２）とにループバックの設定がなされておらず、単位ネットワーク１のネットワーク管理装置（ＷＳ１）から単位ネットワーク１，２の全てのリモート通信装置に直にループバック解除の指示等を伝えることができる仮想パス構成となっている。
上記通常状態の通信において、例えば、同図に示す如く、単位ネットワーク１内のリモート通信装置（Ｒ３）と（Ｒ４）との間の回線が切断（×印で示す）された場合、まず、上記仮想パスを使って、リモート通信装置（Ｒ３）→センタ装置（Ｃ１）→ネットワーク管理装置（ＷＳ１）という経路で当該障害の発生が通知される。この障害発生の通知は、例えば、リモート通信装置（Ｒ４）からのデータが受信されないことを認識したリモート通信装置（Ｒ３）が回線をループバック状態にするように自装置のスイッチ手段を切り替え、この仮想パス（Ｒ３→Ｃ１）を通じて障害発生通知セルをネットワーク管理装置（ＷＳ１）宛てに送出することにより実現できる。
この通知を受けることにより、ネットワーク管理装置（ＷＳ１）は、上記仮想パスを通じ、一端のリモート通信装置（Ｒ１）、他端のリモート通信装置（Ｒ６）及び上記障害発生箇所に隣接するリモート通信装置（Ｒ４）に対してＵプレーンのパスの張り替えを指示する。
このネットワーク管理装置（ＷＳ１）からの指示を受けることにより、リモート通信装置（Ｒ１）とリモート通信装置（Ｒ６）では、それぞれ自装置のスイッチ手段による回線のループバックを解除し、当該回線をネットワーク間接続回線５０ａまたは５０ｂのうちのそれぞれに対応する方に接続するように制御する。
これに対し、単位ネットワーク１のリモート通信装置（Ｒ４：障害発生箇所に隣接する装置）は、ネットワーク管理装置（ＷＳ１）から上述したＵプレーンのパスの張り替えの指示を受けることにより、単位ネットワーク１の両端のリモート通信装置（Ｒ１），（Ｒ６）とは逆に、それまで非ループバック状態に維持していた回線をループバック状態に制御する。
この一連の制御によって、図２及び図３に示すような仮想パス構成とした場合と同様に、単位ネットワーク１内のセンタ装置（Ｃ１）に接続されるローカル通信端末４０とリモート通信装置（Ｒ４）に接続されるローカル通信端末４０間には、図４に示すようなＵプレーンでの迂回通信路を形成することができる。これ以後、当該迂回通信路を用いた通信の処理は、図４を参照して説明した場合と同様に実行される。
次に、例えば、図４におけるリモート通信装置（Ｒ３）や（Ｒ４）のように、障害発生箇所に隣接するリモート通信装置３０が回線切断等の障害を検出し、ループバックを行う場合の動作について図６及び図７を参照して説明する。ここで、図６は、特に、リモート通信装置３０の外部で異常が発生した場合のループバック制御動作の例を示し、図７はリモート通信装置３０の内部に障害が発生した場合におけるループバック制御動作の例を示している。
図６及び図７に示す如く、本発明で用いるリモート通信装置３０は、上述したループバック制御に対処すべく、セルデータをスイッチングするためのセル交換スイッチ３０１、このセル交換スイッチ３０１の両端に設けられ、セルデータの送受インタフェースとして機能するユーザ網インタフェース（ＵＮＩ）３０１ａ，３０２ｂ、これらセル交換スイッチ３０１及びＵＮＩ３０２ａ，３０２ｂを含む装置全体の動作制御を行うＣＰＵ３０３を具備して構成される。
かかる構成を有するリモート通信装置３０において、例えば、図４におけるリモート通信装置（Ｒ３）や（Ｒ４）のように、自らが属する単位ネットワーク内において自装置の外部で回線切断等の障害が発生した場合、ＣＰＵ３０３がその障害を検知し、図６に点線で示す如くの態様で回線にループバックをかけ、自装置に収容されるローカル通信端末４０から送られてくるデータをＵＮＩ３０２ａで折り返すことにより、障害発生側と反対側の回線に当該データを送出する。なお、同図において、実線は正常時のセルデータの流れを示しており、点線で示すセル交換スイッチ３０１でループバックをかけた時のセルデータの流れと区別している。
このループバック制御のより具体的な動作は以下の如くである。すなわち、このリモート通信装置３０に収容されるローカル通信端末４０からのデータは、セル交換スイッチ３０１を経由して、ＶＰＩ（仮想パス識別子）＝０，ＶＣＩ（仮想コネクション識別子）＝１のセルデータがＵＮＩ３０２ａで折り返され、このＶＰＩ＝０，ＶＣＩ＝１のセルデータはセル交換スイッチ３０１に戻される。セル交換スイッチ３０１では、このＶＰＩ＝０，ＶＣＩ＝１のセルデータをＶＰＩ＝０，ＶＣＩ＝１０のセルデータに変換し、切断側と反対側の回線へと該当するＵＮＩ３０２ｂを通じて送出する。この場合、セル交換スイッチ３０１には、予めＶＰＩ＝０，ＶＣＩ＝１のセルデータを受け取った際に、ＶＰＩ＝０，ＶＣＩ＝１０のセルデータに変換するような機能を設定しておく必要がある。
これに対し、リモート通信装置３０の内部で例えばＵＮＩ３０２ａに障害が発生した場合、ＣＰＵ３０３においてその障害を検知し、図７に点線で示す如くの態様で回線にループバックをかけ、当該リモート通信装置３０に接続されるローカル通信末端４０から送られてくるデータを、異常状態のＵＮＩ３０２ａと反対側の回線に送出する。同図においても、実線が正常時のセルデータの流れを示し、点線で示すセル交換スイッチ３０１でループバックをかけた時のセルデータの流れと区別している。
このループバック制御のより具体的な動作としては、例えば、このリモート通信装置３０において、ＵＮＩ３０２ａの異常を検出したＣＰＵ３０３が、セル交換スイッチ３０１に設定されているＶＰＩ＝０，ＶＣＩ＝０の値を、ＶＰＩ＝０，ＶＣＩ＝１０に変更し、それまではローカル通信端末４０からのデータをＶＰＩ＝０，ＶＣＩ＝０のセルデータとして現時点で異常状態のＵＮＩ３０２ａ側に流していたのを、ＶＰＩ＝０，ＶＣＩ＝１０のセルデータとして、当該異常状態のＵＮＩ３０２ａと反対側の回線へと該当するＵＮＩ３０２ｂを通じて送出する。
なお、上述した回線切断あるいはＵＮＩ３０２ａ、３０２ｂの障害を検出する方法としては、リモート通信装置３０が上流のリモート通信装置３０からのセルの伝送が停止されたことで障害発生と認識する方法、通信路が正常で上流のリモート通信装置３０の交換機能が故障した場合には、空きセルの伝送だけは維持されることを利用し、この空きセル以外のセルが到着しないことにより障害発生を認識する方法、あるいはリモート通信装置３０が自装置に特有の情報を搭載した障害監視セルを一定時間間隔で常に下流のリモート通信装置３０に送信し、下流のリモート通信装置３０が、上流のリモート通信装置３０からの障害監視セルの伝送が停止されたことで障害を認識する方法等、様々な方法が考えられる。
以上に述べた例（図１〜図５参照）は、バス型コネクションの形態を成す通信ネットワークシステムにおいて、単位ネットワーク内の全通信装置３０を経由して通信を行う場合における迂回通信路形成方法の例であるが、この方法は、同通信ネットワークシステムにおいて、単位ネットワーク内の特定の通信装置３０の間だけで通信を行う場合にも適用できる。
図８は、本発明に係わる通信ネットワークシステムにおいて、単位ネットワーク内の特定の通信装置３０の間だけで通信を行う場合におけるコネクションの構成例を示す図であり、単位ネットワーク１、単位ネットワーク２内で、センタ装置２０と各リモート通信装置３０とがそれぞれバス状に接続され、かつ単位ネットワーク１と単位ネットワーク２とがネットワーク間接続回線５０ａ，５０ｂにより接続されるという基本構成は図１のものと同様である。
このバス型コネクションを有する通信ネットワークシステムにおいて、例えば、単位ネットワーク１内のセンタ装置（Ｃ１）に接続されるローカル通信端末４０とリモート通信装置（Ｒ４）に接続されるローカル通信端末４０との間で通信を行う場合、センタ装置（Ｃ１）に接続されるローカル通信端末４０からのデータは、当該センタ装置（Ｃ１）→リモート通信装置（Ｒ３）→（Ｒ４）という経路で送られ、当該リモート通信装置（Ｒ４）に接続される相手ローカル通信端末４０に配信される。また、リモート通信装置（Ｒ４）に接続されるローカル通信端末４０からのデータは、リモート通信装置（Ｒ４）→（Ｒ３）→センタ装置（Ｃ１）という経路で伝送され、当該センタ装置（Ｃ１）に接続される相手ローカル通信端末４０に配信される。
この正常状態での通信時、単位ネットワーク１内のリモート通信装置（Ｒ３）と（Ｒ４）との間の回線が切断された場合、センタ装置（Ｃ１）に接続されるローカル通信端末４０とリモート通信装置Ｒ４に接続されるローカル通信端末４０間の通信経路は、図９に示すような通信経路により切り替えられる。具体的には、単位ネットワーク１の両端のリモート通信装置（Ｒ１）と（Ｒ６）、単位ネットワーク２の両端のリモート通信装置（Ｒ７）と（Ｒ１２）がそれぞれループバック解除状態に制御され、リモート通信装置（Ｒ１）と（Ｒ７）がネットワーク間接続回線５０ａにより接続されかつリモート通信装置（Ｒ６）と（Ｒ１２）がネットワーク間接続回線５０ｂにより接続されると共に、上記回線切断位置（×印で示す）に隣接するリモート通信装置（Ｒ３）と（Ｒ４）がそれぞれ回線をループバックするように制御されることにより、センタ装置（Ｃ１）に接続されるローカル通信端末４０とリモート通信装置（Ｒ４）に接続されるローカル通信端末４０間に、単位ネットワーク１と単位ネットワーク２とにまたがる迂回通信路が確立される。
この状態で、単位ネットワーク１内のセンタ装置（Ｃ１）に接続されるローカル通信端末４０からのデータは、単位ネットワーク１内のセンタ装置（Ｃ１）→リモート通信装置（Ｒ２）→（Ｒ１）→ネットワーク間接続回線５０ａ→単位ネットワーク２内のリモート通信装置（Ｒ７）→（Ｒ８）→センタ装置（Ｃ２）→リモート通信装置（Ｒ９）→（Ｒ１０）→（Ｒ１１）→（Ｒ１２）→ネットワーク間接続回線５０ｂ→単位ネットワーク１のリモート通信装置（Ｒ６）→（Ｒ５）→（Ｒ４）という経路で送られ、当該リモート通信装置（Ｒ４）に接続される相手ローカル通信端末４０に配信される。
逆に、単位ネットワーク１内のリモート通信装置（Ｒ４）に接続されるローカル通信端末４０からのデータは、リモート通信装置（Ｒ４）→（Ｒ５）→（Ｒ６）→ネットワーク間接続回線５０ｂ→単位ネットワーク２内のリモート通信装置（Ｒ１２）→（Ｒ１１）→（Ｒ１０）→（Ｒ９）→センタ装置（Ｃ２）→リモート通信装置（Ｒ８）→（Ｒ７）→ネットワーク間接続回線５０ａ→単位ネットワーク１内のリモート通信装置（Ｒ１）→（Ｒ２）→センタ装置（Ｃ１）という経路で送られ、当該センタ装置（Ｃ１）に接続される相手ローカル通信端末４０に配信される。
このように、本発明によれば、単位ネットワーク間をネットワーク間接続回線により物理的に接続し、通常は、各単位ネットワーク毎に両端に位置するリモート通信装置をループバックさせることにより１つの通信路ループを形成して各単位ネットワーク毎に通信を行うと共に、１つの単位ネットワーク内で回線切断等の障害が発生した場合、障害箇所に隣接するリモート通信端末でループバックを行う一方で両端のリモート通信装置のループバックを解除し、ネットワーク間接続回線を介して他の単位ネットワークの通信路に接続することにより、上記障害隣接箇所のリモート通信端末にそれぞれ接続されるローカル通信端末間に、他の単位ネットワークを経由する迂回通信路を形成するようにしたため、単位ネットワーク内での障害発生時にも他のネットワークの正常通信路を経由した迂回通信路を用いて通信を維持でき、極めて信頼性の高い通信を実現できる。
この場合において、ある単位ネットワークが回線断等の障害時に他の単位ネットワークの通信路を経由して上記迂回通信路を張ることが基本となるため、各単位ネットワークでは、通信路としての回線上に、他の単位ネットワークが迂回通信路として利用するに足る帯域分を常に確保しておかなければならない。図１０は、図１におけるループ型コネクションにおける各単位ネットワークでの回線使用帯域の一例を示す概念図である。この例によれば、各単位ネットワーク１，２ともに、例えば、使用帯域（同図斜線部）は全使用帯域の半分に絞って運用するようになっている。
産業上の利用の可能性
ある単位ネットワーク内での障害発生時にも他の単位ネットワークの通信路を経由した迂回通信路を用いて通信を救済することにより、通信の信頼性を維持するようにしたものである。ローカル通信端末を分散配置し、各ローカル通信端末からの情報を対応するリモート通信装置を経由し通信路を通じてセンタ装置に収集するような単位ネットワークを複数有する通信ネットワークシステム全般に適用でき、特に、監視情報の収集ミスが重大な事故に結びつく危険性の高い鉄道管理システムや道路管理システム等に有用である。

Claims (12)

1. それぞれ１または複数のローカル通信端末が接続された複数の通信装置間を１つの通信路により接続し、前記各ローカル通信端末間でそれぞれ対応する前記通信装置を経て前記通信路により通信を行う単位ネットワークを複数有し、前記各単位ネットワーク内では迂回通信路に用いる帯域分を残して前記通信路を設定してそれぞれ前記通信を行う通信ネットワークシステムにおいて、
   前記単位ネットワーク間に設けられるネットワーク間接続回線と、
   前記各単位ネットワーク内での障害の発生を検出する障害検出手段と、
   前記障害検出手段による障害発生検出時、該障害が発生した第１の単位ネットワークの通信路を前記ネットワーク間接続回線を介して隣接する第２の単位ネットワークの未使用帯域中の通信路に接続し、前記第１の単位ネットワーク内の前記障害発生個所に隣接する２つの通信装置間に、前記ネットワーク間接続回線を介して前記第１の単位ネットワークから前記第２の単位ネットワークにまたがる迂回通信路を形成する迂回通信路形成手段と
   を具備することを特徴とする通信ネットワークシステム。
2. 前記ネットワーク接続回線は、前記各単位ネットワークの両端の通信装置同士を結ぶ一対の回線により構成されることを特徴とする請求項１記載の通信ネットワークシステム。
3. 迂回通信路形成手段は、前記第１の単位ネットワーク内の前記障害発生箇所に隣接する２つの通信装置内で前記通信路をループバックさせると共に、少なくとも該第１の単位ネットワークの両端の通信装置と前記一対のネットワーク間接続回線のうちのそれぞれに対応するネットワーク間接続回線に対する前記通信路のループバックを解除させように制御するループバック制御手段により構成されることを特徴とする請求項２記載の通信ネットワークシステム。
4. 迂回通信路形成手段は、前記第１の単位ネットワーク内での前記障害の発生時、前記第１の単位ネットワークと前記第２の単位ネットワークの両端の通信装置同士が前記一対のネットワーク間接続回線によりそれぞれ接続され、かつ当該第１の単位ネットワークの両端の通信装置がそれぞれ前記障害発生箇所にまたがる２つの通信装置のそれぞれに接続されるように前記通信路の張り替えを行う通信路張替制御手段により構成されることを特徴とする請求項２記載の通信ネットワークシステム。
5. 単位ネットワーク内の前記通信路及び前記ネットワーク間接続回線は、非同期転送モード通信回線により構成されることを特徴とする請求項１記載の通信ネットワークシステム。
6. 非同期転送モード通信回線の全帯域のうち、半分の帯域は、非迂回時の通信路を形成するために用い、残りの半分の帯域は、前記迂回通信路を形成するために用いることを特徴とする請求項５記載の通信ネットワークシステム。
7. それぞれ１または複数のローカル通信端末が接続された複数の通信装置間を１つの通信路により接続し、前記各ローカル通信端末間でそれぞれ対応する前記通信装置を経て前記通信路により通信を行う単位ネットワークを複数有し、前記各単位ネットワーク内では迂回通信路に用いる帯域分を残して前記通信路を設定してそれぞれ前記通信を行う通信ネットワークシステムの通信経路制御方法において、
   前記単位ネットワーク間にネットワーク間接続回線を設けると共に、
   前記各単位ネットワーク内での障害の発生を検出し、
   前記障害発生検出時、該障害が発生した第１の単位ネットワークの通信路を前記ネットワーク間接続回線を介して隣接する第２の単位ネットワークの未使用帯域中の通信路に接続し、前記第１の単位ネットワーク内の前記障害発生箇所に隣接する２つの通信装置間に、前記ネットワーク間接続回線を介して前記第１の単位ネットワークから前記第２の単位ネットワークにまたがる迂回通信路を形成することを特徴とする通信ネットワークシステムの通信経路制御方法。
8. 前記ネットワーク接続回線は、前記各単位ネットワークの両端の通信装置同士を結ぶ一対の回線により構成されることを特徴とする請求項７記載の通信ネットワークシステムの通信経路制御方法。
9. 迂回通信路の形成は、前記第１の単位ネットワーク内の前記障害発生箇所に隣接する２つの通信装置内で前記通信路をループバックさせると共に、少なくとも該第１の単位ネットワークの両端の通信装置と前記一対のネットワーク間接続回線のうちのそれぞれに対応するネットワーク間接続回線に対する前記通信路のループバックを解除させることにより行うことを特徴とする請求項８記載の通信ネットワークシステムの通信経路制御方法。
10. 迂回通信路の形成は、前記第１の単位ネットワーク内での前記障害の発生時、前記第１の単位ネットワークと前記第２の単位ネットワークの両端の通信装置同士が前記一対のネットワーク間接続回線によりそれぞれ接続され、かつ当該第１の単位ネットワークの両端の通信装置がそれぞれ前記障害発生箇所にまたがる２つの通信装置のそれぞれに接続されるように前記通信路を張り替えることにより行うことを特徴とする請求項８記載の通信ネットワークシステムの通信経路制御方法。
11. 単位ネットワーク内の前記通信路及び前記ネットワーク間接続回線は、非同期転送モード通信回線により構成されることを特徴とする請求項７記載の通信ネットワークシステムの通信経路制御方法。
12. 非同期転送モード通信回線の全帯域のうち、半分の帯域は、非迂回時の通信路を形成するために用い、残りの半分の帯域は、前記迂回通信路を形成するために用いることを特徴とする請求項１１記載の通信ネットワークシステムの通信経路制御方法。

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