JP5158689B2

JP5158689B2 - 系切替装置および方法

Info

Publication number: JP5158689B2
Application number: JP2007316686A
Authority: JP
Inventors: 俊輔高宗; 智規須川; 慶太高橋
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2007-12-07
Filing date: 2007-12-07
Publication date: 2013-03-06
Anticipated expiration: 2027-12-07
Also published as: JP2009141730A

Description

本発明は、データの送信元と現用および１つ以上の予備系ネットワークとが常時接続された片方向通信形態のネットワークに利用する。特に、系の伝送品質に応じて現用系ネットワークから別系ネットワークへと系を切替える技術に関する。

高速ディジタル通信方式として、ＳＯＮＥＴ(Synchronous Optical Network)またはＳＤＨ(Synchronous Data Hierarchy)規格が利用されている（例えば、非特許文献１参照）。このＳＯＮＥＴまたはＳＤＨでは、現用系ネットワークから予備系ネットワークへの切替方式として、２つの装置間での多重セクション切替方式（ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．７８３）、および、挿入・分離多重装置（ＡＤＭ：Add/Drop Multiplexer）で行われるリング切替方式（同Ｇ．８４１）が採用されている。

このような切替方式は、ＳＯＮＥＴまたはＳＤＨのフレームオーバヘッド（セクションオーバーヘッド：ＳＯＨ）内に記述されたＢＩＰ(Bit Interleaved Parity)と呼ばれる符号誤り監視に用いるバイト情報や、装置および伝送媒体等の故障に起因する警報を通知するバイト情報等を、自装置と対向装置とで双方向交換することにより実現されている。

このＳＯＮＥＴまたはＳＤＨは主に物理層の仕様を規定しており、データリンク層のプロトコルには別のプロトコルが使用される。例えばＡＴＭ(Asynchronous Transfer Mode)がある。ＡＴＭにおいても切替えとして、例えば、別途用意した同期セル内の「同期セルシーケンス番号（現用系ネットワークおよび予備系ネットワークから到着するセルフレーム（後述）の同定および同期セル損失検出に利用）」や「セルフレーム内セル数（セルフレーム内のユーザセル損失検出に利用）」、「ユーザセル誤り検出符号（ユーザセルのビット誤り検出に利用）」、「同期セル誤り検出符号（同期セル内にビット誤りが発生した場合の誤った処理の実行を防止するのに利用）」等といったフィールドを定義し、それらを用いることで、受信または系切替装置等でセルの誤り状況を判断し、複数のＡＴＭセル（以後、同期セルと区別するためユーザセルと呼ぶ）および同期セルから成る「セルフレーム」という単位で、系を切替える方式が検討されている（非特許文献２参照）。

加えて、ＡＴＭでは、ユーザセル内のＨＥＣ(Header Error Check)フィールドにより、ユーザセルヘッダの１ビット誤り訂正および複数ビット誤り検出を行うことも可能である。

すなわち、ＡＴＭｏｖｅｒＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ伝送では、ＳＯＮＥＴまたはＳＤＨフレーム単位での主に符号誤り監視に基づいた切替えと、ＡＴＭのセルフレーム単位での誤り検出に基づく切替えと、さらに、ユーザセルヘッダに対する誤り検出機構の導入とを組み合わせることにより、送受信装置間での高信頼かつ高品質な通信を実現している。

しかしながら、個々のユーザセルペイロード自身には誤りを検出するフィールドは定義されていないため、ユーザセル単位でのペイロード誤り検出は行えない。仮に、上記方式を利用してユーザセルと同期セルとを交互に伝送すれば、結果的にユーザセルのペイロードの誤り検出およびユーザセル単位の系切替えも可能となるが、情報レートの観点から考えると大変非効率である（情報レートは伝送レートの半分となる）。

さらに、系の切替えに関しても、ＳＯＮＥＴまたはＳＤＨ装置（中継または挿入・分離多重または系切替装置）とＡＴＭ装置（受信または系切替装置）とはそれぞれ独立に運用されており、また、通常別々のポイントに設置されているため、両装置間で連携してより品質の高い系に切替える方式は、これまでに存在していない。

一方で、現在広く普及しているＬＡＮ(Local Area Network)規格であるＥｔｈｅｒｎｅｔ(登録商標)には、Ｅｔｈｅｒｎｅｔフレーム自身にＦＣＳ(Frame Check
Sequence)と呼ばれるフレーム全体の誤り検出機構が導入されている。

ＡＴＭと同じようにＥｔｈｅｒｎｅｔｏｖｅｒＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ伝送も可能であるが、これもＡＴＭの場合と同様に、ＳＯＮＥＴまたはＳＤＨ装置（中継または挿入・分離多重または系切替装置）とＥｔｈｅｒｎｅｔ装置（受信または系切替装置）とはそれぞれ独立に運用されており、また、通常別のポイントに設置されるため、両装置間で連携してより品質の高い系に切り替える方式は、これまでに存在していない。

そもそも、片方向通信形態のネットワークの利用を考えた場合に、ＡＴＭあるいはＥｔｈｅｒｎｅｔのいずれの場合においても、ＳＯＮＥＴまたはＳＤＨが双方向通信を前提とした切替方式を採用している以上、本ＳＯＮＥＴまたはＳＤＨ切替方式を適用することはできない。

河西宏之、槇一光、辻久雄、上田裕巳、"わかりやすいＳＤＨ／ＳＯＮＥＴ伝送方式"、オーム社、２００１年藤原和弘、金山之治、坪井利憲、"高品質映像伝送に向けたＡＴＭ無中断伝送方式の実現法とその評価"、電子情報通信学会論文誌Ｂ、Ｖｏｌ．Ｊ８４−ＢＮｏ．２ｐｐ．１５７−１６６２００１年２月

現用系ネットワークから予備系ネットワークへの切替えには方針が色々と考えられるが、より高品質な伝送を求める場合には、ＡＴＭのユーザセルやＥｔｈｅｒｎｅｔフレームといった最小構成（以下「サブフレーム」と呼ぶ）単位で、より高品質な（ビット誤り等が少ない）系に切替えることが望ましい。

また、仮に、このサブフレームの品質が等しい場合には、複数のサブフレームからなり、同期用ヘッダを含む、より大きな構成（以下「伝送フレーム」と呼ぶ）単位での品質の良好な系を選ぶといった２重（以上）の観点からの切替え方式が求められる。

これは、現用系ネットワークと予備系ネットワークとで、このサブフレームの品質が同じであったとしても、伝送フレーム単位での品質が高い系を選択した方が、系の切替え頻度が少なくて済む可能性が高いからである。このことは、伝送フレームがサブフレームよりも全体の長さが長いため、伝送フレーム単位で品質の高い系は、より長時間品質が高い系といえることによる。

しかし、現状、双方向通信形態を前提としたＳＯＮＥＴまたはＳＤＨでの切替え方式は、放送型映像配信サービスのような片方向通信形態のネットワークには適用できないといった課題があった。

また、従来、伝送フレームの品質およびサブフレームの品質の双方を基にした現用系ネットワークから予備系ネットワークへの切替えは、双方の品質を監視する装置の設置ポイントが異なることから、行えないという問題があった。

本発明は、このような課題を解決するために行われたものであって、放送型映像配信サービスのような片方向通信形態であり高信頼かつ高品質な伝送を行う必要がある場合においても、その要求に見合うサービス展開が可能となる系切替装置および方法を提供することを目的とする。

本発明は、データの送信元と現用系および１つ以上の予備系ネットワークとが接続されたネットワークに適用され、系の伝送品質に応じて現用系ネットワークから別系ネットワークへと系を切り替える系切替装置において、フレーム構造のヘッダとして同期用情報を含む伝送フレームの一部に対するビット誤り率と、この伝送フレームを構成するサブフレームのビット誤りの有無検出情報との双方から系の伝送品質を判断する伝送品質判断手段と、この伝送品質判断手段の判断結果に基づき複数の系の中で伝送品質の高い系のネットワークに前記サブフレーム単位または前記伝送フレーム単位で系を切替える手段とを備えたことを特徴とする。

これにより、データの送信元と現用系ネットワークおよび１つ以上の予備系ネットワークとからなる放送型映像配信サービスのような片方向通信形態のネットワークにおいて、Ｅｔｈｅｒｎｅｔフレームといったサブフレーム単位でフレームの切替えが可能となる。

また、サブフレームの品質が等しい場合には、より大きな伝送フレーム単位で系の選択が行えるようになる。

従って、放送型映像配信サービスのような高信頼かつ高品質な伝送を行う必要がある場合においても、その要求に見合うサービス展開が可能となる。

また、前記伝送品質判断手段は、前記伝送フレームの一部に対するビット誤り率の代わりに、前記伝送フレームの一部または全部に対するパリティ誤り率を用いる手段を備えてもよい。

あるいは、前記伝送品質判断手段は、前記伝送フレームの一部に対するビット誤り率の代わりに、前記伝送フレームを構成するサブフレームにおけるサブフレーム誤り率を用いる手段を備えてもよい。

あるいは、前記サブフレームのビット誤りの有無検出に用いるサブフレームが廃棄されてしまった場合には、当該サブフレームの喪失部分に特定のビットパターンを挿入する手段を備え、前記伝送品質判断手段は、前記サブフレームのビット誤りの有無検出情報の代わりに、前記特定のビットパターンにおけるビット誤りの有無検出情報を用いる手段を備えてもよい。

また、前記伝送品質判断手段は、前記誤り率の代わりに、誤り個数を用いる手段を備えてもよい。

また、本発明を系切替方法としての観点から観ると、本発明は、データの送信元と現用系および１つ以上の予備系ネットワークとが接続されたネットワークに適用され、系の伝送品質に応じて現用系ネットワークから別系ネットワークへと系を切り替える系切替装置が行う系切替方法において、伝送品質判断手段が、フレーム構造のヘッダとして同期用情報を含む伝送フレームの一部に対するビット誤り率と、この伝送フレームを構成するサブフレームのビット誤りの有無検出情報との双方から系の伝送品質を判断し、系を切替える手段が、この伝送品質判断手段の判断結果に基づき複数の系の中で伝送品質の高い系のネットワークに前記サブフレーム単位または前記伝送フレーム単位で系を切り替えることを特徴とする。

また、前記伝送品質判断手段が、前記伝送フレームの一部に対するビット誤り率の代わりに、前記伝送フレームの一部または全部に対するパリティ誤り率を用いることもできる。

あるいは、前記伝送品質判断手段が、前記伝送フレームの一部に対するビット誤り率の代わりに、前記伝送フレームを構成するサブフレームにおけるサブフレーム誤り率を用いることもできる。

あるいは、特定のビットパターンを挿入する手段が、前記サブフレームのビット誤りの有無検出に用いるサブフレームが廃棄されてしまった場合には、当該サブフレームの喪失部分に特定のビットパターンを挿入し、前記伝送品質判断手段が、前記サブフレームのビット誤りの有無検出情報の代わりに、前記特定のビットパターンにおけるビット誤りの有無検出情報を用いることもできる。

あるいは、前記伝送品質判断手段が、前記誤り率の代わりに、誤り個数を用いることもできる。

本発明によれば、放送型映像配信サービスのような片方向通信形態であり高信頼かつ高品質な伝送を行う必要がある場合においても、その要求に見合うサービス展開が可能となる。

（概要の説明）
本発明の実施形態では、物理層として、例えば、ＩＥＥＥ８０２．３委員会によって標準化されている、１０ギガビットＥｔｈｅｒｎｅｔ（以降１０ＧｂＥと呼ぶ）の物理層規定の１つであるＬＡＮＰＨＹを利用する。ただし、ＬＡＮＰＨＹと同様のことが実現できるのであれば、別の規定または規格を用いることも可能である。

１０ＧｂＥでは、本発明でいうところのサブフレームがＥｔｈｅｒｎｅｔフレームにあたる。通常のＥｔｈｅｒｎｅｔフレームと同様に、本発明における各サブフレームには、このサブフレーム自身全体のビット誤りの有無が検出できる情報（例えばＣＲＣ(Cyclic Redundancy Check)−３２）を付加する。

また、いくつかのサブフレームと、フレーム構造のヘッダとして必要な同期情報とからなる伝送フレームには、例えば、
（１）伝送フレームの一部範囲に対するビット誤り率またはビット誤り個数を測定できる
（２）伝送フレームの一部範囲、または、全範囲に対するパリティ誤り率またはパリティ誤り個数を測定できる
（３）伝送フレームを構成するサブフレームの誤り率または誤り個数を測定した結果を格納できる
といったような（１）から（３）までのうちのいくつか、または、全てを実現するような伝送フレームヘッダ、または別途特別なサブフレームを用意する。

本発明における高品質伝送のためのフレーム切替方式では、現用系ネットワークと予備系ネットワークとで、まずサブフレーム単位での品質比較を行い、品質の高い系からのサブフレームを系切替装置以降に送信または転送する。

サブフレームでエラーが発生しないときなど、サブフレーム単位での比較では、現用系ネットワークと他の予備系ネットワークとで品質が変わらない場合もある。このときは、サブフレームよりも大きな範囲で品質比較を行う。具体的には、伝送フレーム単位での品質比較を行い、その結果を基に系の切替えを行う。伝送フレーム単位での品質比較は、前記（１）から（３）までのうちのいくつか、または全てを満たす伝送フレームヘッダ、または、別途特別なサブフレームを利用することにより可能となる。

一方で、各サブフレームを比較した際に、現用系ネットワーク、および他の予備系ネットワークのいずれにおいてもサブフレームエラーが発生してしまう可能性がある。この場合も、前述のように伝送フレーム単位での品質の高い系を選択するが、このとき、エラーの発生したサブフレームは、廃棄しても、または、廃棄せずにそのまま伝送してもよい。廃棄せずに伝送することで、ネットワーク上の中継器や切替器のバッファ設計が楽になる可能性がある。

通常、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ用のＰＨＹ（物理層）またはＭＡＣ（データリンク層）チップでは、ＦＣＳエラーの発生したＥｔｈｅｒｎｅｔフレームはそのチップによりそのチップにおいて廃棄されてしまうが、１０ＧｂＥでは、ＰＨＹまたはＭＡＣチップによっては、ＦＣＳエラーが発生した場合においても、制御フラグを立てるだけで、ＥｔｈｅｒｎｅｔフレームをＰＨＹまたはＭＡＣチップでは廃棄しないように設定することが可能なものもある。

１０ＧｂＥにおいては、一部規格を除き採用されている符号化技術である６４Ｂ／６６Ｂの同期ヘッダ２ビットを、前記（１）を満たす伝送フレームヘッダ、または、別途用意した特別なサブフレームの代わりに利用してもよい。６４Ｂ／６６Ｂでは、データまたはデータと制御情報の６４ビット固まりをスクランブル（１＋Ｘ³⁹＋Ｘ⁵⁸）後に、２ビットの同期ヘッダを付加して伝送している（すなわち、計６６ビット毎の固まりとなる）。

この２ビットの同期ヘッダは、「０１」か「１０」のどちらかを取ることになっており、これ以外の「００」や「１１」となる場合をカウントすることで、ビット誤り率の推定を行うことが可能である（ランダム誤りの場合）。

通常のＥｔｈｅｒｎｅｔネットワークでは、ＢＥＲ(Bit Error Rate:ビット誤り率)が、１０^-12オーダ以下ととても小さい値であるため、６６ビットという単位では誤りは測定されないこともある。この場合、６６ビット固まりをサブフレーム、Ｅｔｈｅｒｎｅｔフレームを伝送フレームと考え、サブフレーム（ここでは６６ビット固まり）単位のビット誤り率推定と伝送フレーム（ここではＥｔｈｅｒｎｅｔフレーム）全体のパリティ誤り検出（ここではＣＲＣ−３２を利用）の双方から伝送品質を判断し、品質の高い系を選択するとよい。これは本発明の「サブフレーム単位での比較と、より大きな伝送フレーム単位での比較とを行う」という特徴となるものである。

これにより、現用系ネットワークと予備系ネットワークとで、サブフレームの品質が同じであったとしても、伝送フレーム単位での品質が高い系を選択し、高信頼で高品質な伝送が可能となる。

上記ビット誤り率推定は、誤り推定範囲が２ビットという短いビット列であること、また、「０１」から「１０」に変化してしまう場合の誤りを検出できないため誤り検出の正確性に欠けること、また、６４Ｂ／６６Ｂは本来６６ビット固まりの同期および同期解除用に使用するものであり、ＯＳＩ(Open Systems Interconnection)参照モデルの階層も物理層（より正確には符号化副層）に属すること、といった理由のため、系切替装置に組み込むには工夫が必要であるが、不可能ではない。

（第一実施例）
本発明の第一実施例を図１から図３を参照して説明する。図１は、第一実施例の系切替装置１００のブロック構成図である。図２は、伝送フレームおよびサブフレームのフレーム構造を示す図である。図１を参照して、第一実施例による高品質伝送のためのフレーム切替方式を説明する。

本発明では、データの送信元と現用系および１つ以上の予備系ネットワークとが常時接続された片方向通信形態のネットワークを利用し、図２に示すように、フレーム構造のヘッダとして必要な同期用情報を持つ伝送フレーム（固定長または可変長）と、この伝送フレームを構成するサブフレーム（固定長または可変長）の２種類のフレームが存在することを想定している。

また、第一実施例を実現するために、予め記録されたビット誤り率または個数を測定するためのビット列情報を、伝送フレームヘッダ内、または、別途用意された特別なサブフレームに格納しておく必要がある。また、各サブフレームには、このサブフレーム全体のビット誤りの有無を検出できる情報（例えば、ＣＲＣ−３２等）を付加する。

第一実施例は、伝送フレームの一部に対するビット誤り率またはビット誤り個数と、サブフレーム自身全体に対するビット誤りの有無との情報から、採用すべき系のネットワークを選択する切替方式の例である。

まず、第一実施例の高品質伝送のためのフレーム切替方式を実装した系切替装置１００の各機能ブロックについて説明すると共に、全体的な処理の流れを述べる。ただし、図１では、クロック信号の流れに関しては表記していない。また、図１において、実線の矢印は「データ」の流れ、破線の矢印は本発明を実現するための制御情報の流れを表す。

第一実施例の系切替装置１００は、図１に示すように、フレーム構造のヘッダとして同期用情報を含む伝送フレームの一部に対するビット誤り率または個数と、この伝送フレームを構成するサブフレームのビット誤りの有無検出情報との双方から系の伝送品質を判断する伝送品質判断手段である伝送フレームビット誤り率／個数測定部１１２、伝送フレームビット誤り率／個数比較部１１３、サブフレームビット誤り有無計測部１１５、サブフレームビット誤り有無比較部１１６と、この伝送品質判断手段の判断結果に基づき複数の系の中で伝送品質の高い系のネットワークにサブフレーム単位または伝送フレーム単位で系を切替える手段であるネットワーク切替部１０４、ネットワーク決定部１１７とを備える。

さらに詳細に説明すると、伝送フレーム蓄積部１０１は、伝送フレームのヘッダに含まれる同期用情報を基に、伝送フレームの先頭ビットの位置を合わせる機能を持つ。また、各伝送フレームのヘッダに順序番号が振られている場合には、伝送フレーム蓄積部１０１で、複数の伝送フレームを蓄積し、後述する伝送フレーム位置管理部１１１からの排出順序番号や排出命令の情報を基に、伝送フレームを後段へと出力する。

続く伝送フレームヘッダ・サブフレーム分離部１０２では、伝送フレームヘッダ内の情報、または、各サブフレームの先頭ビット列に特定のものを定義することによる、または、この伝送フレームヘッダやサブフレームの先頭ビットを明示するプリアンブルによる、などの方法で、この伝送フレームヘッダやサブフレームの先頭ビットの位置を判断し、それらを分離する。

伝送フレームヘッダ・サブフレーム蓄積部１０３では、後述する伝送フレームヘッダ・サブフレーム位置管理部１１４からの情報を基に、各系で同一のサブフレームを排出できるよう蓄積（調整）する。蓄積するメモリの容量がより多く必要となるが、伝送フレームヘッダ・サブフレーム蓄積部１０３により、伝送フレーム内のサブフレームの位置が、仮に現用系ネットワークと他の予備系ネットワークとで異なる場合においても、対応が可能である。

ネットワーク切替部１０４では、前段で同期化された伝送フレームヘッダまたは各サブフレームの入力を受け、後述するネットワーク決定部１１７からの情報に示された系からの伝送フレームヘッダ、または、サブフレームを排出する。

第一実施例（図１）では、伝送フレームヘッダおよびサブフレームは、ネットワーク決定部１１７により示された、ある１つの系からのもののみを排出しているが、複数の系からのものを複数排出するのでもよく、また、同一の伝送フレームヘッダ、または、サブフレームを複数排出してもよい。

伝送フレーム生成および伝送フレームヘッダ更新部１０５では、選択されたサブフレームから、新たに伝送フレームを生成し、伝送フレームに適した伝送フレームヘッダに書き換える。また、伝送フレームのビット誤り率または個数を測定するためのフィールドを、伝送フレームヘッダに設ける場合には、改めて測定用のビット列を伝送フレームヘッダに付加してもよい。

伝送フレーム位置管理部１１１では、伝送フレームのヘッダ情報から、各伝送フレームの位置を合わせ、前述の伝送フレーム蓄積部１０１の後段に、系毎に同期した伝送フレームが排出されるように管理する。

伝送フレームビット誤り率／個数測定部１１２では、伝送フレームヘッダ・サブフレーム分離部１０２により分離された伝送フレームヘッダ内に予め記録されたビット誤り率または個数を測定するためのビット列情報、または、ビット誤り率または個数を測定するために別途用意された特別なサブフレームを基に、各系からの伝送フレームのビット列情報に対するビット誤り率または個数を測定する。

その結果を後述する伝送フレームビット誤り率／個数比較部１１３へと通知する。通知する情報は、例えば、各系情報（系ＩＤ）と、この系における伝送フレームのビット誤り率または個数情報等である。

伝送フレームビット誤り率／個数比較部１１３では、前述の伝送フレームビット誤り率／個数測定部１１２からの情報を基に、現用系または他の予備系において伝送フレームの一部範囲におけるビット誤り率または個数状況を比較して、例えば、誤り率または個数の小さい順に各系情報（系ＩＤ）を並べ、後述のネットワーク決定部１１７へと通知する。

伝送フレームヘッダ・サブフレーム位置管理部１１４では、伝送フレームヘッダ内に記述された各サブフレームの位置情報、または、各サブフレームに記述された順序番号などの情報を基に、各サブフレームを同定し、前述の伝送フレームヘッダ・サブフレーム蓄積部１０３の後段に、系毎に同じサブフレームが排出されるように管理する。

サブフレームビット誤り有無計測部１１５では、伝送フレームヘッダ・サブフレーム蓄積部１０３により出力された各サブフレーム（伝送フレームヘッダを含む）全体に対するビット誤りの有無を計測する。ビット誤りの有無を計測するために、各サブフレーム（伝送フレームヘッダを含む）全体に対してビット誤りを検出することのできる情報を付加する。例えば、ＣＲＣ−３２等を、このサブフレームに付加するとよい。

サブフレームビット誤り有無比較部１１６では、サブフレームビット誤り有無計測部１１５からの情報を基に、現用系または他の予備系においてサブフレーム自身の全範囲におけるビット誤り有無状況を比較して、例えば、誤りの無し、または、有り毎に分けて各系情報（系ＩＤ）を並べ、後述のネットワーク決定部１１７へと通知する。

ネットワーク決定部１１７では、前述の伝送フレームビット誤り率／個数比較部１１３およびサブフレームビット誤り有無比較部１１６からの情報より、現用系および他の予備系の中から、どの系のサブフレームを選択すべきかを決定し、ネットワーク切替部１０４へと通知する。

ネットワーク決定部１１７でのネットワーク決定のフローチャートを図３に示す。すなわち、図３に示すように、現用系のサブフレームに誤りが無ければ（ステップＳ１のＮｏ）、そのまま現用系が選択されたままであるが（ステップＳ７）、現用系のサブフレームに誤りが有り（ステップＳ１のＹｅｓ）、このとき、予備系のサブフレームに誤りが無く（ステップＳ２のＮｏ）、予備系のサブフレームが一つであれば（ステップＳ５のＮｏ）、その予備系を選択する（ステップＳ６）。また、予備系のサブフレームが複数であれば（ステップＳ５のＹｅｓ）、予備系の伝送フレームの誤り率または個数が最小（ステップＳ４のＹｅｓ）の予備系を選択する（ステップＳ６）。

また、現用系のサブフレームに誤りが有り（ステップＳ１のＹｅｓ）、このとき、予備系のサブフレームにも誤りが有り（ステップＳ２のＹｅｓ）、現用系の伝送フレームの誤り率または個数が他の系と比較して最小であれば（ステップＳ３のＹｅｓ）、そのまま現用系が選択されたままである（ステップＳ７）。

これらの選択結果は、ネットワーク切替部１０４に通知される（ステップＳ８）。

このようなネットワーク決定部１１７の処理における基本的な考え方は、まず、サブフレームの品質を優先し、さらに、現在使用している現用系ネットワークを優先する。ここで、このサブフレームの品質とは、このサブフレームのビット誤りの有無を表し、この品質が現用系および他の予備系で等しい場合には、このサブフレームから成る伝送フレームにおける品質を優先する。同様に、この伝送フレームの品質は、ここでは、伝送フレームの一部に対するビット誤り率または個数を表す。

図３内のステップＳ３“現用系「伝送フレーム」誤り率または個数が最小”であるかどうか、また、ステップＳ２“予備系「サブフレーム」誤りが無い系”がステップＳ５“複数”であるかどうか、また、ステップＳ４“予備系の「伝送フレーム」の誤り率または個数が最小”であるかどうか、といった情報は、このネットワーク決定部１１７自身が、伝送フレームビット誤り率／個数比較部１１３およびサブフレームビット誤り有無比較部１１６から得た情報から導き出してもよいし、または、ネットワーク決定部１１７へと情報を通知する伝送フレームビット誤り率／個数比較部１１３およびサブフレームビット誤り有無比較部１１６が導き出して、各結果の情報と共にネットワーク決定部１１７へと通知してもよい。

以上、各機能ブロックと共に、全体的な処理の流れを述べた。本発明により、データの送信元と現用系ネットワークおよび１つ以上の予備系ネットワークとから成る放送型映像配信サービスのような片方向通信形態のネットワークにおいて、ＡＴＭのユーザセルやＥｔｈｅｒｎｅｔフレームといったサブフレーム単位で切替えが可能となる。

また、サブフレームの品質が等しい場合には、より大きな伝送フレーム単位で系の選択が行えるようになる。これにより、放送型映像配信サービスのような片方向通信形態であり高信頼かつ高品質な伝送を行う必要がある場合においても、その要求に見合うサービス展開が可能となる。

（第二実施例）
本発明の第二実施例を図４を参照して説明する。図４は、第二実施例の系切替装置２００のブロック構成図である。図４を参照して、第二実施例による高品質伝送のためのフレーム切替方式を説明する。

第二実施例は、伝送フレームの一部、または全部に対するパリティ誤り率またはパリティ誤り個数と、サブフレーム全体に対するビット誤りの有無との情報から、採用すべき系のネットワークを選択する。

第一実施例でも述べたが、本発明では、データの送信元と現用および１つ以上の予備系ネットワークとが常時接続された片方向通信形態のネットワークを利用し、フレーム構造のヘッダとして必要な同期情報を持つ伝送フレームと、この伝送フレームを構成するサブフレームとの２種類のフレームが存在することを想定している（図２参照）。

また、第二実施例を実現するために、偶数または奇数パリティ誤り率または個数を測定するためのフィールドを、伝送フレームヘッダ内、または、別途用意された特別なサブフレームに用意しておく必要がある。また、各サブフレームには、このサブフレーム全体のビット誤りの有無を検出できる機構（例えば、ＣＲＣ−３２等）を付加する。

まず、第二実施例の切替方式を実装した切替え装置２００の各機能ブロックについて説明すると共に、全体的な処理の流れを述べる。ただし、図１と同様に、図４では、クロック信号の流れに関しては、表記していない。また、図４においても、実線の矢印はデータの流れ、破線の矢印は本発明を実現するための制御情報の流れを表す。

第二実施例の系切替装置２００は、図４に示すように、フレーム構造のヘッダとして同期用情報を含む伝送フレームの一部に対するパリティ誤り率または個数と、この伝送フレームを構成するサブフレームのビット誤りの有無検出情報との双方から系の伝送品質を判断する伝送品質判断手段である伝送フレームパリティ誤り率／個数測定部２１２、伝送フレームパリティ誤り率／個数比較部２１３、サブフレームビット誤り有無計測部２１５、サブフレームビット誤り有無比較部２１６と、この伝送品質判断手段の判断結果に基づき複数の系の中で伝送品質の高い系のネットワークにサブフレーム単位または伝送フレーム単位で系を切替える手段であるネットワーク切替部２０４、ネットワーク決定部２１７とを備える。

さらに詳細に説明すると、第二実施例と第一実施例のブロック構成図は、ほぼ同じ構成である。図上で異なるのは、伝送フレームパリティ誤り率／個数測定部２１２と伝送フレームパリティ誤り率／個数比較部２１３のみであり、当該機能ブロックを中心に説明する。

伝送フレームパリティ誤り率／個数測定部２１２では、伝送フレームヘッダ・サブフレーム分離部２０２により分離された伝送フレームヘッダ内に予め記録されたパリティ情報と、予め決めておいた伝送フレーム範囲に対するパリティ（例えばＢＩＰ等）チェック結果とを比較し、当該系における伝送フレームのパリティ誤り率または個数を測定する。その結果を後述する伝送フレームパリティ誤り率／個数比較部２１３へと通知する。通知する情報は、例えば、各系情報（系ＩＤ）と、この系における伝送フレームのパリティ誤り率または個数情報等である。

伝送フレームパリティ誤り率／個数比較部２１３では、前述の伝送フレームパリティ誤り率／個数測定部２１２からの情報を基に、現用系または他の予備系において伝送フレームの一部、または、全部の範囲に対する偶数または奇数パリティ誤り率または個数状況を比較して、例えば、誤り率または個数の小さい順に各系情報（系ＩＤ）を並べ、後述のネットワーク決定部２１７へと通知する。

ネットワーク決定部２１７では、前述の伝送フレームパリティ誤り率／個数比較部２１３、および、サブフレームビット誤り有無比較部２１６からの情報より、現用系および他の予備系の中から、どの系のサブフレームを選択すべきかを決定し、ネットワーク切替部２０４へと通知する。

ネットワーク決定部２１７でのネットワーク決定のフローチャートは、第一実施例と同様に図３で表せられる。ここでも、基本的な考え方は、まず、サブフレームの品質を優先し、さらに、現在使用している現用系ネットワークを優先する。ここで、サブフレームの品質とは、サブフレームのビット誤りの有無を表し、この品質が現用系および他の予備系で等しい場合には、このサブフレームから成る伝送フレームにおける品質を優先する。同様に、この伝送フレームの品質は、ここでは第一実施例とは異なり、伝送フレームの一部、または全部に対する偶数または奇数パリティ誤り率または個数を表す。

他の機能に関しては、第一実施例とほぼ同様であり、第一実施例での伝送フレームのビット誤り率または個数の代わりに、第二実施例のように伝送フレームの一部、または、全部の範囲に対する（偶数または奇数）パリティ誤り率または個数を用いる。

以上より、第一実施例と同様に、放送型映像配信サービスのような片方向通信形態であり高信頼かつ高品質な伝送を行う必要がある場合においても、その要求に見合うサービス展開が可能となる。

（第三実施例）
本発明の第三実施例を図５を参照して説明する。図５は、第三実施例の系切替装置３００のブロック構成図である。図５を参照して、第三実施例による高品質伝送のためのフレーム切替方式を説明する。

第三実施例は、伝送フレームを構成するサブフレームの誤り率またはサブフレームの誤り個数と、サブフレーム全体に対するビット誤りの有無との情報から、採用すべき系のネットワークを選択する。

まず、第三実施例の高品質伝送のためのフレーム切替方式を実装した系切替装置３００の各機能ブロックについて説明すると共に、全体的な処理の流れを述べる。ただし、図１および図４と同様、図５では、クロック信号の流れに関しては、表記していない。また、図５においても、実線の矢印はデータの流れ、破線の矢印は本発明を実現するための制御情報の流れを表す。

第三実施例の系切替装置３００は、図５に示すように、フレーム構造のヘッダとして同期用情報を含む伝送フレームを構成するサブフレームにおけるサブフレーム誤り率または個数と、この伝送フレームを構成するサブフレームのビット誤りの有無検出情報との双方から系の伝送品質を判断する伝送品質判断手段であるサブフレームビット誤り有無計測部３１３、サブフレームビット誤り有無比較部３１４、伝送フレーム内サブフレーム誤り率／個数計測部３１５、伝送フレーム内サブフレーム誤り率／個数比較部３１６と、この伝送品質判断手段の判断結果に基づき複数の系の中で伝送品質の高い系のネットワークにサブフレーム単位または伝送フレーム単位で系を切替える手段であるネットワーク切替部３０４、ネットワーク決定部３１７とを備える。

さらに、サブフレームのビット誤りの有無検出に用いるサブフレームが廃棄されてしまった場合には、当該サブフレームの喪失部分に特定のビットパターンを挿入する手段（図示省略）を備え、伝送品質判断手段は、サブフレームのビット誤りの有無検出情報の代わりに、特定のビットパターンにおけるビット誤りの有無検出情報を用いることができる。なお、特定のビットパターンを挿入する手段は、系切替装置３００内に備えてもよいし、あるいは、別装置として系切替装置３００外に備えてもよい。

さらに詳細に説明すると、第三実施例も、第一および第二実施例とほぼ同様のブロック構成である。図上で異なるのは、伝送フレーム内サブフレーム誤り率／個数計測部３１５および伝送フレーム内サブフレーム誤り率／個数比較部３１６の存在、およびサブフレームビット誤り有無計測部３１３の役割である。

伝送フレーム内サブフレーム誤り率／個数計測部３１５では、伝送フレームヘッダ・サブフレーム蓄積部３０３により同期化されたサブフレームのビット誤り有無情報をサブフレームビット誤り有無計測部３１３より通知してもらう。これにより、この伝送フレーム内におけるサブフレームの誤り率または個数を計測する。その結果を後述する伝送フレーム内サブフレーム誤り率／個数比較部３１６へと通知する。通知する情報は、例えば、各系情報（系ＩＤ）と、この系におけるサブフレームの誤り率または個数情報等である。

伝送フレーム内サブフレーム誤り率／個数比較部３１６では、前述の伝送フレーム内サブフレーム誤り率／個数計測部３１５からの情報を基に、現用系または他の予備系において伝送フレーム内のサブフレームの誤り状況を比較して、例えば、誤り率または個数の小さい順に各系情報（系ＩＤ）を並べ、後述のネットワーク決定部３１７へと通知する。

ネットワーク決定部３１７では、前述の伝送フレーム内サブフレーム誤り率／個数比較部３１６、およびサブフレームビット誤り有無比較部３１４からの情報より、現用系および他の予備系の中から、どの系のサブフレームを選択すべきかを決定し、ネットワーク切替部３０４へと通知する。

ネットワーク決定部３１７でのネットワーク決定のフローチャートは、第一および第二実施例と同様に図３で表せられる。ここでも、基本的な考え方は、まず、サブフレームの品質を優先し、さらに、現在使用している現用系ネットワークを優先する。ここで、このサブフレームの品質とは、このサブフレームのビット誤りの有無を表し、この品質が現用系および他の予備系で等しい場合には、このサブフレームから成る伝送フレームにおける品質を優先する。同様に、この伝送フレームの品質は、ここでは第一および第二実施例とは異なり、伝送フレームを構成するサブフレームの誤り率または個数を表す。

他の機能に関しては、第一および第二実施例とほぼ同様であり、第一実施例での伝送フレームのビット誤り率または個数の代わりに、第三実施例のようにサブフレームの誤り率または個数を用いる。

また、第一および第二実施例にも適用できることであるが、サブフレームビット誤り有無計測部３１３においては、サブフレームのビット誤り検出機構（例えばＣＲＣ−３２等）を用いてビット誤りの有無を判断していたが、これを用意した別のビット列情報により判断してもよい。これは、例えばサブフレームがＥｔｈｅｒｎｅｔフレームの場合には、ＦＣＳエラーの検出により、いずれかの場所において当該Ｅｔｈｅｒｎｅｔフレームが廃棄されてしまう可能性もある。

この場合には、当該Ｅｔｈｅｒｎｅｔフレーム喪失部分に、別の何らかのビット列を挿入することも可能であり、そのような場合には、サブフレームビット誤り有無計測部３１３は、その特別用意したビット列情報によりサブフレーム（この場合はＥｔｈｅｒｎｅｔフレーム）のビット誤りの有無を判別できる。

以上より、第一および第二実施例と同様に、放送型映像配信サービスのような片方向通信形態であり高信頼かつ高品質な伝送を行うことが必要な場合においても、その要求に見合うサービス展開が可能となる。

（プログラムの実施例）
情報処理装置にインストールすることにより、その情報処理装置に、第一〜第三実施例の系切替装置１００、２００、３００の機能に相応する機能を実現させるプログラムの実施例を説明する。

本実施例のプログラムは記録媒体に記録されることにより、情報処理装置は、この記録媒体を用いて本実施例のプログラムをインストールすることができる。あるいは、本実施例のプログラムを保持するサーバからネットワークを介して直接情報処理装置に本実施例のプログラムをインストールすることもできる。

これにより、情報処理装置を用いて、第一〜第三実施例の系切替装置１００、２００、３００における伝送フレーム蓄積部１０１、２０１、３０１、伝送フレームヘッダ・サブフレーム分離部１０２、２０２、３０２、伝送フレームヘッダ・サブフレーム蓄積部１０３、２０３、３０３、ネットワーク切替部１０４、２０４、３０４、伝送フレーム生成および伝送フレームヘッダ更新部１０５、２０５、３０５、伝送フレーム位置管理部１１１、２１１、３１１、伝送フレームビット誤り率／個数測定部１１２、伝送フレームビット誤り率／個数比較部１１３、伝送フレームヘッダ・サブフレーム位置管理部１１４、２１４、３１２、サブフレームビット誤り有無計測部１１５、２１５、３１３、サブフレームビット誤り有無比較部１１６、２１６、３１４、ネットワーク決定部１１７、２１７、３１７、伝送フレームパリティ誤り率／個数測定部２１２、伝送フレームパリティ誤り率／個数比較部２１３、伝送フレーム内サブフレーム誤り率／個数計測部３１５、伝送フレーム内サブフレーム誤り率／個数比較部３１６の機能に相応する機能を実現することができる。

なお、本実施例のプログラムは、情報処理装置によって直接実行可能なものだけでなく、ハードディスクなどにインストールすることによって実行可能となるものも含む。また、圧縮されたり、暗号化されたりしたものも含む。

本発明によれば、放送型映像配信サービスのような片方向通信形態であり高信頼かつ高品質な伝送を行う必要がある場合においても、その要求に見合うサービス展開が可能となるので、放送型映像配信サービスのサービス品質の向上に利用することができる。

第一実施例の系切替装置のブロック構成図である。伝送フレームおよびサブフレームのフレーム構造を示す図である。ネットワーク決定部でのネットワーク決定のフローチャートを示す図である。第二実施例の系切替装置のブロック構成図である。第三実施例の系切替装置のブロック構成図である。

符号の説明

１００、２００、３００系切替装置
１０１、２０１、３０１伝送フレーム蓄積部
１０２、２０２、３０２伝送フレームヘッダ・サブフレーム分離部
１０３、２０３、３０３伝送フレームヘッダ・サブフレーム蓄積部
１０４、２０４、３０４ネットワーク切替部
１０５、２０５、３０５伝送フレーム生成および伝送フレームヘッダ更新部
１１１、２１１、３１１伝送フレーム位置管理部
１１２伝送フレームビット誤り率／個数測定部
１１３伝送フレームビット誤り率／個数比較部
１１４、２１４、３１２伝送フレームヘッダ・サブフレーム位置管理部
１１５、２１５、３１３サブフレームビット誤り有無計測部
１１６、２１６、３１４サブフレームビット誤り有無比較部
１１７、２１７、３１７ネットワーク決定部
２１２伝送フレームパリティ誤り率／個数測定部
２１３伝送フレームパリティ誤り率／個数比較部
３１５伝送フレーム内サブフレーム誤り率／個数計測部
３１６伝送フレーム内サブフレーム誤り率／個数比較部

Claims

データの送信元と現用系および１つ以上の予備系ネットワークとが接続されたネットワークに適用され、系の伝送品質に応じて現用系ネットワークから別系ネットワークへと系を切替える系切替装置において、
フレーム構造のヘッダとして同期用情報を含む伝送フレームのビット誤り率または誤り個数と、この伝送フレームを構成する各サブフレームのビット誤りの有無検出情報との双方から、選択すべき系を決定するネットワーク決定手段と、
前記ネットワーク決定手段の決定結果に基づき複数の系の中で伝送品質の高い系のネットワークに前記サブフレーム単位または前記伝送フレーム単位で系を切替えるネットワーク切替手段と
を備え、
前記ネットワーク決定手段は、
現用系のサブフレームにビット誤りが無い場合には、現用系を選択し、
現用系のサブフレームにビット誤りが有り、かつ予備系のサブフレームにビット誤りが無い場合には、前記伝送フレームのビット誤り率または誤り個数が最小の予備系を選択し、
現用系のサブフレームにビット誤りが有り、かつ予備系のサブフレームにビット誤りが有る場合には、現用系および予備系の双方の中から前記伝送フレームのビット誤り率または誤り個数が最小の系を選択し、
該選択結果を前記ネットワーク切替手段に通知する
ことを特徴とする系切替装置。
前記ネットワーク決定手段は、前記伝送フレームのビット誤り率または誤り個数の代わりに、前記伝送フレームのパリティ誤り率または誤り個数を用いる手段を備えた請求項１記載の系切替装置。
前記ネットワーク決定手段は、前記伝送フレームのビット誤り率または誤り個数の代わりに、前記伝送フレームを構成するサブフレームにおけるサブフレーム誤り率または誤り個数を用いる手段を備えた請求項１記載の系切替装置。
データの送信元と現用系および１つ以上の予備系ネットワークとが接続されたネットワークに適用され、系の伝送品質に応じて現用系ネットワークから別系ネットワークへと系を切替える系切替装置が行う系切替方法において、
ネットワーク決定手段が、フレーム構造のヘッダとして同期用情報を含む伝送フレームのビット誤り率または誤り個数と、この伝送フレームを構成する各サブフレームのビット誤りの有無検出情報との双方から、選択すべき系を決定し、
ネットワーク切替手段が、前記ネットワーク決定手段の決定結果に基づき複数の系の中で伝送品質の高い系のネットワークに前記サブフレーム単位または前記伝送フレーム単位で系を切替え、
前記ネットワーク決定手段が、
現用系のサブフレームにビット誤りが無い場合には、現用系を選択し、
現用系のサブフレームにビット誤りが有り、かつ予備系のサブフレームにビット誤りが無い場合には、前記伝送フレームのビット誤り率または誤り個数が最小の予備系を選択し、
現用系のサブフレームにビット誤りが有り、かつ予備系のサブフレームにビット誤りが有る場合には、現用系および予備系の双方の中から前記伝送フレームのビット誤り率または誤り個数が最小の系を選択し、
該選択結果を前記ネットワーク切替手段に通知する
ことを特徴とする系切替方法。
前記ネットワーク決定手段が、前記伝送フレームのビット誤り率または誤り個数の代わりに、前記伝送フレームのパリティ誤り率または誤り個数を用いる請求項４記載の系切替方法。
前記ネットワーク決定手段が、前記伝送フレームのビット誤り率または誤り個数の代わりに、前記伝送フレームを構成するサブフレームにおけるサブフレーム誤り率または誤り個数を用いる請求項４記載の系切替方法。