JP5883743B2 - パケット通信網における通信途絶時間短縮方法 - Google Patents

Description

本発明は、通信システムおよび通信装置に係り、特に現用系経路と予備系経路とで構成される通信網における経路切替時の通信制御技術に関する。

２０１０年にＬＡＮの通信規格であるイーサネット（登録商標であり、以下同様）規格の策定を行う標準化団体ＩＥＥＥ(Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ, Ｉｎｃ．)によって４０Ｇｂｐｓ及び１００Ｇｂｐｓ通信規格ＩＥＥＥ８０２．３ｂａが定められたことにより、高速大容量のパケット通信技術が通信キャリア網など業務用通信網に導入され始めている。

インターネット利用者の増加やコンテンツの大容量化が急速に進んだため、通信網内にオペレータの想定を超えるトラフィックが発生し、情報サービスの品質や継続性を損なうことが重要な問題となる。また、障害が発生した場合の被害も大きくなっており、障害による通信途絶時間は出来る限り短いことが望ましい。そのため、障害を回避することに加え、通信障害が発生した際にサービスを迅速に復旧させる仕組みが重要となる。パケット通信網の整備が進められる中、通信障害が発生した場合の通信継続性を保証するための技術として、イーサネットやＭＰＬＳ（Ｍｕｌｔｉ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｌａｂｅｌ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）網を対象とするＯＡＭ（Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ，Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ）技術やプロテクション切替技術の標準化が進められ、パケット通信技術の信頼性を確保する上で不可欠な通信キャリア網へ導入され始めている。ここで、プロテクション切替とは、通常のデータ通信に用いる経路とは別の予備系経路を設定しておき、障害発生時に切り替え制御を行うものである。

また、プロテクション切替を用いたトランスポート性能を重視する通信網オペレーションでは、各ノード間を通信する主信号（データ信号）と各ノードを通信事業者が制御する制御信号とを分離して運用する形態が一般的である。即ち、データトラフィックと通信装置の制御管理信号との相互干渉を出来る限り排除する。そして、安定運用を行うために、例えば、制御線(制御信号を伝達する回線)はオペレータが通信網の制御・監視を行うために必要な帯域を常時確保しておく。

プロテクション切替の方式として１：１プロテクション切替が規定されている。１：１プロテクション切替は、現用系経路のみを用いて通信している状態で当該経路が通信不能になった場合、予備系経路を用いた通信に切替える方式である。そして、現用系経路が通信可能な場合には、リソース有効活用のため予備系経路にエクストラトラフィック（障害発生時に品質保証を行わなくてよいトラフィック）を流すことが許容される。

このような１：１プロテクション切替として、特許文献１には、現用系経路にて通信障害が発生すると、後段で一番近くにある障害検知ノードが障害発生を検知し、障害を検知したノードが障害箇所情報を含む障害通知メッセージを順次隣接ノードに転送することが記載されている。これにより、予め設定された迂回経路情報に従い、並列に経路を切り替えることを実現している。

特開２００２−２８１０６８号公報

１：１プロテクション切替は、主に音声ストリーミング等の既存電話サービスの高信頼化を目的として開発された技術である。そのため、大容量データバックアップなどのベストエフォート方式且つ送達確認を要する大容量データ転送に関しては十分な考慮がなされていない。また、経路切り替えのためにエッジノード間で制御用信号の送受信を行う必要があり、当該冗長系の送信側エッジノードと受信側エッジノードの双方がそれぞれ自律的に経路切替を行うため、障害発生時の経路の切り替えに時間を要する。制御用信号は中継ノードの処理遅延の影響を受けるため、ネットワークを構成する中継ノードの数に比例して、障害復旧までの時間が長くなってしまう。ネットワーク規模が拡大している現在、この処理遅延による影響が非常に大きくなっている。

特許文献１に記載の方式では、全ての迂回経路が予備系経路となることが想定され、その経路全てに現用系経路と同等の帯域を持たせることが非効率であり、また、ネットワークが大容量化している現在において非現実的である。

本発明は１：１プロテクション切替において、余計な通信帯域を確保せず、障害発生時の通信途絶時間を短縮することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、第１の装置と、第１の装置と第１の経路または第２の経路の少なくとも一方を介してデータ信号の送信および接続性監視信号の送受信を行う第２の装置と、第１の経路を構成し、第１の装置と第２の装置との間でデータ信号および接続性監視信号を中継する複数の第３の装置とを備え、第１の経路で障害が発生すると、第１の装置は、接続性監視信号に障害を通知する情報を追加し、障害を通知する情報を追加した接続性監視信号を第２の経路を介して第２の装置へ送信するとともに、複数の第３の装置それぞれとの間に予め設定された複数の第３の経路を介して障害を通知する情報を追加した接続性監視信号を複数の第３の装置へ送信し、複数の第３の装置は、障害を通知する情報を追加した接続性監視信号を第３の経路を介してそれぞれ受信すると、第１の経路を介して中継している第２の装置から第１の装置へのデータ信号を第３の経路を介して中継するようにそれぞれ切り替え、第２の装置は、障害を通知する情報を追加した接続性監視信号を受信すると、第１の経路を介して送信しているデータ信号を第２の経路を介して送信するように切り替えることを特徴とする通信網を有する。

本発明によると、現用系経路での通信中に当該経路において通信障害が発生した場合に、予備系経路へのプロテクション切替が完了する時刻を待たずに迂回経路（一時的に利用可能な補助経路）を介してユーザ宛のデータ転送を継続でき、データの欠損量を低減すると共にユーザが認識するデータ通信（サービス）の途絶時間を短縮できる。

通信システムのネットワーク図である。 一時的な迂回経路を示したネットワーク図である。 中継網エッジ装置の機能ブロック構成図である。 中継網エッジ装置が保持する経路表である。 中継装置の機能ブロック構成図である。 中継装置が保持する経路表の一つ目の構成例である。 中継装置が保持するパス管理補助テーブルである。 中継装置が保持する経路表の二つ目の構成例である。 中継網エッジ装置が現用系経路から予備系経路へ経路切替の流れを示すシーケンス図である。 中継網エッジ装置のＯＡＭ制御部による経路切替動作を示すフローチャートである。 中継装置のＯＡＭ制御部による経路切替動作を示すフローチャートである。 中継装置の入力フレーム処理部による経路切替動作を示すフローチャートである。 優先度の高いユーザフレームを迂回経路へ転送する際のネットワーク図である。 中継装置が保持するユーザデータ管理テーブル（ａ）である。 中継装置が保持するユーザデータ管理テーブル（ｂ）である。 中継装置の入力フレーム処理部による静的な迂回経路転送動作を示すフローチャートである。 中継装置が保持するユーザデータ管理テーブル（ｅ）である。 中継装置が保持するユーザデータ管理テーブル（ｆ）である。 中継装置の入力フレーム処理部による第１の動的な迂回経路転送／廃棄決定動作を示すフローチャートである。 中継装置の入力フレーム処理部による第２の動的な迂回経路転送／廃棄決定動作を示すフローチャートである。 中継装置に於いてユーザデータの廃棄を回避するトラフィック制御を行うネットワーク図である。 図１９のシステムにおける中継装置の機能ブロック構成図である。 中継装置が保持するデータ管理テーブルである。 経路切替の所要時間が異なる際の中継装置が保持するデータ管理テーブルである。 データ蓄積制御部によるユーザデータをコピーする流れを示すフローチャートである。 データ蓄積制御部によるユーザデータを保持する流れを示すフローチャートである。 第２の通信システムのネットワーク図である。 中継装置の機能ブロック構成図である。 中継装置が保持する経路表である。 中継装置のＯＡＭ制御部によるＡＰＳフレームの転送を表すフローチャートである。 従来のプロテクション切替技術の動作の仕組みを示すネットワーク図である。

（実施例１）
図２８は、従来のプロテクション切替技術の動作の仕組みを示すネットワーク図である。本図のネットワークは、複数のユーザ端末（例えば、ＰＣや企業内サーバ等）１４０を収容する中継網エッジ装置ＴＥ（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｅｄｇｅ）−Ｚ（１００−Ｚ）と、一つまたは複数のデータサーバ１２０を収容する中継網エッジ装置ＴＥ−Ａ（１００−Ａ）とを、パケット（ＯＳＩ（Ｏｐｅｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）モデルの伝送レイヤではヘッダとペイロードから成るデータフォーマットをフレームと称する。以降の説明では、慣例に従ってパケットとフレームの両方を使用する。）中継網１１０で接続する構成である。ここで、データサーバ１２０からユーザ端末１４０へ向かう通信を想定し、以降の説明ではＴＥ−Ａ（１００−Ａ）側をパケット中継網の上位側、ＴＥ−Ｚ（１００−Ｚ）側を下位側と称する。また、パケット中継網１１０は多数の中継網エッジ装置や中継装置の組合せで構成されるが、ここでは説明を簡単にするため、ＴＥ−Ａ（１００−Ａ）、ＴＥ−Ｚ（１００−Ｚ）、ＴＥ−Ａ（１００−Ａ）とＴＥ−Ｚ（１００−Ｚ）との通信を中継するために配備した中継装置ＴＮ（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｎｏｄｅ）−Ｘ（１５０−Ｘ）、ＴＮ−Ｙ（１５０−Ｙ）、ＴＮ−Ｂ（１５１−Ｂ）、ＴＮ−Ｃ（１５１−Ｃ）を用いた構成例を示している。本ネットワークは、ＴＥ−Ａ（１００−Ａ）からＴＥ−Ｚ（１００−Ｚ）へパケットを中継するため、経路、１７０−ｗ１、１７０−ｗ２、１７０−ｗ３を通過する経路を現用系経路１０００、経路１７０−ｐ１、１７０−ｐ２、１７０−ｐ３を通過する経路を予備系経路２０００とした冗長化構成である。該ネットワークは、一般的には、ＴＥ−Ａ（１００−Ａ）、ＴＥ−Ｚ（１００−Ｚ）、ＴＮ−Ｘ（１５０−Ｘ）、ＴＮ−Ｙ（１５０−Ｙ）、ＴＮ−Ｂ（１５１−Ｂ）、ＴＮ−Ｃ（１５１−Ｃ）以外にも多くの中継網エッジ装置や中継装置が相互に接続されパケット中継網１１０を構成する。

パケット中継網１１０の内外には一つまたは複数のデータサーバ１２０が存在する。これらデータサーバ１２０は、パケット中継網１１０を構成するＴＥ−Ａ（１００−Ａ）等の中継網エッジ装置を介してユーザ端末１４０に対しユーザデータを配信する。

データサーバ１２０からユーザ端末１４０宛のユーザデータを受信したＴＥ−Ａ（１００−Ａ）は、自装置内の経路表７１（詳細は後述）を参照し、現用系経路１０００を用いてユーザデータを転送する。現用系経路１０００を介して中継を行う場合のユーザデータの通過経路を経路１６０とする。

ＴＥ−Ａ（１００−Ａ）とＴＥ−Ｚ（１００−Ｚ）はＯＡＭ機能により現用系経路１０００、予備系経路２０００、２００１の接続性を監視している。接続性を監視する信号（接続性監視信号）として、具体的には、ＴＥ−Ａ（１００−Ａ）がＴＥ−Ｚ（１００−Ｚ）に対して送信する、ＩＴＵ−Ｔ Ｇ．８０１３／Ｙ．１７３１で規定されているＣＣＭ（Ｃｏｎｔｉｎｕｉｔｙ Ｃｈｅｃｋ Ｍｅｓｓａｇｅ）フレームがある。ＣＣＭフレームを使用し、周期Ｔで（周期Ｔはオペレータにより任意に設定可能）現用系経路１０００および予備系経路２０００に配信し、ＴＥ−Ｚ（１００−Ｚ）にて当該ＣＣＭフレームの到着状況を確認することにより接続性を監視している。また、同じく接続性監視信号の１つとして冗長系の経路切替を監視し制御する信号、具体的には、ＴＥ−Ｚ（１００−Ｚ）がＴＥ−Ａ（１００−Ａ）に対して送信する、ＩＴＵ−Ｔ Ｇ．８０１３／Ｙ.１７３１およびＩＴＵ−Ｔ Ｇ．８０３１／Ｙ．１３４２で規定されているＡＰＳ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）フレームがある。ＴＥ−Ｚ（１００−Ｚ）は、ＡＰＳフレームを通常時は５秒周期で予備系経路２００１を介して送信し、現用系経路１０００と予備系経路２０００について経路切替の要否をＴＥ−Ａ（１００−Ａ）に通知している。

この時、ＴＥ−Ａ（１００−Ａ）はデータサーバ１２０からユーザフレームを受信すると、経路表７１で宛先を確認し、現用系経路１０００に該ユーザフレームを転送する。ここで、ＴＥ−Ｚ（１００−Ｚ）の現用系経路１０００に接続性障害が発生した際、即ち、ＴＥ−Ｚ（１００−Ｚ）が現用系経路１０００からＣＣＭフレームを３．５周期以内に１度も受信しなかった際に、ＡＰＳフレームのＲｅｑｕｅｓｔ／Ｓｔａｔｅフィールドを設定し、更に予備系経路２００１へのＡＰＳフレームの送信周期を５秒周期から３．３ミリ秒周期に変更する。ＴＥ−Ａ（１００−Ａ）はＡＰＳフレーム内のＲｅｑｕｅｓｔ／Ｓｔａｔｅフィールドを参照して、現用系経路１０００で障害が発生したことを検知し、現用系経路１０００から予備系経路２０００へ配信経路を切り替える。

現用系経路１０００における障害発生に対し、予備系経路２０００に切り替えを完了するには一定の処理時間が必要である。障害発生から切替完了までの間にデータサーバ１２０からＴＥ−Ａ（１００−Ａ）へ到達するユーザフレームは現用系経路１０００へ転送される。従って、これらのユーザフレームはＴＥ−Ｚ（１００−Ｚ）まで届かず、ユーザ端末から見ると通信が途絶した状態になる。

以下、実施例を図面を用いて説明する。図１は、本実施例で想定する通信システムの基本構成を示すネットワーク図である。既に説明した図２８に示された同一の符号を付された構成と同一の機能を有する構成要素については、説明を省略する。ここでは、下り方向の接続性の監視、およびプロテクション切替の動作を説明する。先述したように、現用系経路１０００、予備系経路２０００はＯＡＭ機能により接続性の監視をしているが、現用系経路１０００で通信障害が発生した際に予備系経路２０００に切り替わるまでに時間を要し、その間の通信が途切れてしまう。そこで、パケット中継網１１０の内部又は外部に用意した補助通信経路３０００を用いて、切替処理に伴って欠損する可能性のあるユーザデータを救済する。補助通信経路３０００には、予備系経路２０００に切り替わるまでの間の一時的な迂回経路として迂回経路３００１、３１０１と迂回経路３００２、３１０２を設定する。それぞれ、現用系経路１０００を構成するＴＮ−Ｙ（１５０−Ｙ）、ＴＮ−Ｘ（１５０−Ｘ）とＴＥ−Ｚ（１００−Ｚ）とを接続する回線である。迂回経路３００１、３１０１と迂回経路３００２、３１０２は物理的又は論理的な回線として構成する。迂回経路の具体的な設定例に関しては後述する。

ＴＥ−Ｚ（１００−Ｚ）は、現用系経路１０００で通信障害が発生した際、即ち、現用系経路１０００からＣＣＭフレームを３．５周期以内に１度も受信しなかった際に、５秒周期で予備系経路２００１方向に配信していたＡＰＳフレームを、３．３ミリ秒毎に予備系経路２００１方向に配信するよう変更する。その際、予備系経路２００１に加え、迂回経路３００１、３００２に対しても同様にＡＰＳフレームを送出する。

なお、迂回経路３００１、３００２へのＡＰＳフレーム送出は、現用系経路１０００で通信障害が発生する前から、予備系経路２００１への配信と同様に５秒周期で配信していてもよい。その場合、現用系経路１０００で通信障害が発生すると、５秒周期で迂回経路３００１、３００２方向に配信していたＡＰＳフレームを、３．３ミリ秒毎に迂回経路３００１、３００２方向に配信するよう変更する。

ＴＥ−Ｚ（１００−Ｚ）が送出するＡＰＳフレームはＴＥ−Ｚ（１００−Ｚ）に近い順に各通信装置へ到達する。即ちＴＮ−Ｙ（１５０−Ｙ）、ＴＮ−Ｘ（１５０−Ｘ）、ＴＥ−Ａ（１００−Ａ）の順に該ＡＰＳフレームが到着する。ＴＮ−Ｙ（１５０−Ｙ）、ＴＮ−Ｘ（１５０−Ｘ）、ＴＥ−Ａ（１００−Ａ）は、それぞれ該ＡＰＳフレームを受信し、かつ、該ＡＰＳフレーム内のＲｅｑｕｅｓｔ／Ｓｔａｔｅフィールドを参照して、切替要否（現用系経路１０００での障害有無）を判定する。切替が必要な場合、ＴＮ−Ｙ（１５０−Ｙ）、ＴＮ−Ｘ（１５０−Ｘ）、ＴＥ−Ａ（１００−Ａ）は、上位側から受信したユーザフレームを、迂回経路３１０１、３１０２および予備系経路２０００に転送する。ＡＰＳフレームのＴＮ−Ｙ（１５０−Ｙ）、ＴＮ−Ｘ（１５０−Ｘ）、ＴＥ−Ａ（１００−Ａ）への到着時刻が異なるため、経路１７０−ｗ３から迂回経路３１０１、経路１７０−ｗ２及び１７０−ｗ３から迂回経路３１０２、経路１７０−ｗ１を含む全現用系経路１０００から予備系経路２０００、の順に経路切替を行う。

つまり、従来は予備系経路２０００に切り替わるまでのユーザフレームは障害が発生した箇所で廃棄されており、予備系経路２０００に切り替わるまでの間のデータ通信が途切れていたが、本実施例により、一時的な迂回経路３１０１や３１０２を利用してデータ通信の途切れる時間を短縮できる。なお、一時的な迂回経路３１０１や３１０２は常時ユーザフレームを転送することを想定していなかったり、他のユーザフレームの経路と共用であったりするので、迂回経路を通るユーザフレームについては、予備系経路２０００を通るように経路を切り替えていくことが望ましい。

障害時にデータトラフィックを保護するための補助通信経路３０００（迂回経路３１０１や３１０２）を構築するには主に２つの方法がある。一つはデータプレーン内に補助経路３０００を設定する方法であり、もう一つは制御プレーンを補助経路３０００として利用する方法である。ここで、データプレーンとは、ユーザフレームやＯＡＭフレームの処理を行うネットワークであり、制御プレーンとは、制御用フレームの処理を行うネットワークである。データプレーンを利用する場合、パケット中継網１１０を構成する中継装置のうち、現用系経路１０００は予備系経路２０００を構成しない、別の中継装置を接続して迂回経路を設定することができる。以降では、迂回経路として制御プレーンを利用する場合とデータプレーンを利用する場合のそれぞれについてプロテクション切替を利用したトラフィック保護方法を説明する。なお、迂回経路の設定にあたり、データプレーンを利用する場合と制御プレーンを利用する場合とでは設定する方法は同じ（運用システムＯｐＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）による監視制御）である。

図２は、図１のネットワーク図において、迂回経路の設定方法の一例を示したネットワーク図である。図２は、図１のネットワーク図における一時的な迂回経路３００１、３００２を、制御プレーン１８１内の経路および装置を使用するように図示したものである。図１で記述した一時的な迂回経路３００１、３００２は、ＯｐＳ１１２を利用してネットワーク管理者が設定することができる。ＯｐＳとは、一般的に、基地局・加入者の登録作業、試験障害監視などシステムの設定・監視・制御・試験を遠隔で行うシステムを言う。ここではそのソフトウェアを持つ制御用の端末をＯｐＳ１１２で示す。

ＯｐＳ１１２は、制御用のネットワークである制御プレーン１８１を構成する通信装置Ｎ１５２−１、Ｎ１５２−ｎ、Ｎ１５３−１、Ｎ１５３−ｎ、Ｎ１５４、Ｎ１５５、Ｎ１５６、Ｎ１５７のいずれか一つまたは複数の通信装置を介してパケット中継網１１０を構成する通信装置ＴＥ−Ａ（１００−Ａ）、ＴＥ−Ｚ（１００−Ｚ）、ＴＮ−Ｘ（１５０−Ｘ）、ＴＮ−Ｙ（１５０−Ｙ）にアクセスできる。ＯｐＳ１１２は、制御プレーン１８１を介して、ユーザフレームやＯＡＭフレームの処理を行うデータプレーン１８０を構成する通信装置と、経路設定情報や運用・監視情報を含む通信網運用情報を相互に伝達することができる。本図ではデータプレーン１８０内の通信装置が、それぞれ制御プレーン１８１内の通信装置と接続され、ＯｐＳ１１２と直接または間接的に通信可能であることを示す構成とした。これらの条件を満たせば、制御プレーンの経路構成方法は本図と異なっていても構わない。

ＯｐＳ１１２がデータプレーン１８０内の通信装置を制御する経路を制御線、主信号が流れる経路を主信号線と呼ぶ。本図では制御線を５００１〜５００８で示す。ＯｐＳ１１２は制御線だけでなく、制御線と主信号線を介してデータプレーン１８０の通信装置を制御できる。通常、制御線は主信号線と比較して帯域が少ない。一般的には、制御線を介してＯｐＳ１１２でデータプレーン１８０の通信状態を監視し、データプレーン１８０内でプロテクションを実施する。

図３は、ＴＥ−Ｚ（１００−Ｚ）の装置構成例を示す機能ブロック構成図である。本図を用いて、ＴＥ−Ｚ（１００−Ｚ）における装置管理並びに通信信号処理について説明する。ＴＥ−Ｚ（１００−Ｚ）には、他の通信装置やサーバ、或いは端末装置等と接続するために、一つ又は複数の通信インタフェース１１−１〜１１−Ｎを備える。これらのインタフェース１１をインタフェース部１０に含み、インタフェース１１を通じて受信した信号は入力バッファ２１−１へ蓄積する。受信した信号を処理する機能ブロックとして、入力出力制御部２１、２２や入力フレーム処理部３１、出力フレーム処理部３２、ＯＡＭ制御部５２がある。入出力制御部２１は、入力バッファ２１−１内部への書き込み開始や、入力バッファ２１−１から入力フレーム処理部３１へフレーム転送する際のタイミング指示を行う。インタフェース部１０で信号入力を検知すると、入出力制御部２１にフレーム到着を通知すると共に、入力バッファ２１−１に入力信号を記録する。経路８１及び８１−１は、それぞれインタフェース部１０から入出力制御部２１、入力バッファ２１−１へのフレーム（主信号）を含む信号伝送又は新規フレーム到着／未着状態を含む装置内状態（或いは通信状況）の監視・制御に用いる信号経路である。

本図の中で、インタフェース部１０に接続する回線１０−１〜１０−Ｎは、物理回線又は論理回線を示す。信号フレームはＶＬＡＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）やＭＰＬＳ（Ｍｕｌｔｉ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｌａｂｅｌ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）タグを用いて論理的に識別されることが通例である。例えばインタフェース１０−１〜１０−Ｎを物理インタフェースと見做すと、個々のインタフェースには複数の論理回線１０−１−１〜１０−１−ｍ１、１０−２−１〜１０−２−ｍ２、１０−Ｎ−１〜１０−Ｎ−ｍＮを含むことができる。個々の論理回線には、更に複数の論理回線を設定できる。例えば、ＶＬＡＮタグを複数使用するか、ＭＰＬＳでフレーム転送に用いられるシムヘッダを複数挿入することにより、多段階層から成る論理回線設定が可能である。

受信フレームが入力バッファ２１−１から入力フレーム処理部３１に転送されると、入力フレーム処理部３１では、受信フレームの種別判定（プロトコル識別、主信号／制御信号識別など）やフレームヘッダの抽出、宛先確認、ヘッダ情報の付与・変換・削除を行う。受信フレームの宛先確認では、入力フレーム処理部３１は、受信フレームの宛先を示すヘッダ情報を抽出し、該情報を経路表７１と照合する。経路表７１には受信フレーム毎に該当する宛先へ向けて該フレームを送出するための通信経路情報を保持する。通信経路情報には、送出するインタフェースの識別子及び送出時に該フレームに付与すべきヘッダ情報を含む。

送出先が決定したフレームは、スイッチ部５０により宛先毎に振り分けられる。即ちスイッチ部５０は複数のインタフェースボード間を接続する役割を担っており、例えばスイッチ部５０に入力されるフレームに付属する前述のヘッダ情報（フレーム本体のヘッダ情報又は装置内部のみで使用する「内部ヘッダ（例えば、送出先ポート識別子）」情報）に基づき、当該フレームを送出すべき物理／論理インタフェースを備えるインタフェースボード宛てに転送される。経路８３は、入力フレーム処理部３１からスイッチ部５０にフレームを送出する信号経路である。本図では通信装置の機能ブロックの相関関係を簡略化して図示しているため具体的な実現方法には触れていないが、このようなスイッチ部５０の役割を担う信号処理基板と、個々のインタフェースを含むインタフェース用基板とをバックプレーンを用いて相互に接続する構成は一般的に用いられる。一般的には本図の中でスイッチ部５０のみ別基板上に実装されることも珍しくない。但し、具体的な実装方法の差異は本発明及び本実施の形態の本質とは関係しないため、詳細な説明は割愛する。スイッチ部５０は、入力されるフレームの転送先（インタフェースボード、或いはインタフェースグループ）を決定する際に、当該フレームのヘッダ情報や内部に備える記憶部７０の経路表７１を比較参照することにより決定する。スイッチ部５０は、入力されるフレームの転送先を決定すると、転送先の出力フレーム処理部３２へ出力フレームとして転送する。

以上の流れから、スイッチ部５０から出力フレーム処理部３２が受信するフレームは、当該出力フレームが属するインタフェースボード上のインタフェース部１０より外部に転送されるべきフレームである。経路８４は、スイッチ部５０から出力フレーム処理部３１にフレームを送出する信号経路である。出力フレーム処理部３２は、出力フレームをインタフェース部１０宛てに送出する迄の最後の処理を行うブロックであり、入力フレーム処理部３１と同様の処理を行う。即ち、出力バッファ２２−１に出力フレームを記録し、インタフェース部１０へフレーム転送する際のタイミング指示を行う。

また、ヘッダ情報の処理や、優先度別の送出処理（フレーム順序調整）を行う。出力フレーム処理部３２にて、スイッチ部５０から受信した出力フレームを具体的に送出するインタフェース１１−１〜１１−Ｎを選択する。ヘッダ情報の処理は、例えば装置内部におけるフレーム処理に用いる内部ヘッダの削除、入力側と出力側とでプロトコルが異なる場合等の、ヘッダ情報の変更・付加・削除或いは処理状況を記録しておくためのフレーム情報の読取り処理が必要な場合に実施する。

制御信号入出力処理部９０は制御信号を処理する。ノード制御部５１は、ＴＥ−Ｚ（１００−Ｚ）全体を制御するために設けられた制御部である。ノード制御部５１は、オペレータがＯｐＳ１１２を介して設定する情報を基に、経路表７１の設定、更新および管理することで、ＴＥ−Ｚ（１００−Ｚ）に入力されたユーザフレームに対する出力先を決定する。

オペレータは、前述の経路情報に関する設定を、ＴＥ−Ｚ（１００−Ｚ）以外の各装置（例えば図１では、ＴＥ−Ａ（１００−Ａ）、ＴＮ−Ｘ（１５０−Ｘ）、ＴＮ−Ｙ（１５０−Ｙ））にも同様に施すことで、オペレータが設計した通信経路（例えば、前述した現用系経路１０００）をネットワーク全体として実現している。その他にも、ノード制御部５１は入出力処理部５２やスイッチ部５０などのＴＥ−Ｚ（１００−Ｚ）各構成ブロックの状態を監視し、必要に応じてＯｐＳ１１２へ該装置の状態を通知する。オペレータはＯｐＳ１１２を介して、前述の通知を受けることで、該装置の状況を把握し、保守業務などを実現している。

ここで、主信号用物理回線１０−１〜１０−Ｎは、例えばＩＥＥＥ８０３．２ａｅで規定されている１０ＧＢＡＳＥ−ＳＸの規格に従う。また制御信号用物理回線６０はＩＥＥＥ８０２．３ａｎで規定されている１０ＧＢＡＳＥ−Ｔの規格に従うものとする。ここで列挙したインタフェース規格はあくまで一例であり、本装置のインタフェース規定をこれに限定するものではない。

次に、ＴＥ−Ｚ（１００−Ｚ）の特徴的な機能を説明する。ＴＥ−Ｚ（１００−Ｚ）は、ＯＡＭ技術を用いてＴＥ−Ａ（１００−Ａ）との接続性を監視する。ＯＡＭフレーム（ＣＣＭフレーム及びＡＰＳフレーム）の処理方法を以下に説明する。

入力フレーム処理部３１において、受信フレームの種別判定を行った際に当該フレームがＣＣＭフレームと識別された場合、ＯＡＭ制御部７２内のＣＣＭ終端部７３で終端する。また、ＯＡＭ制御部７２は、ＡＰＳ挿入部７４でＡＰＳフレームを生成し、スイッチ部５０を介して、予備系経路２００１及び迂回経路３００１、３００２にＡＰＳフレームを送出する。尚ＡＰＳフレームを迂回経路３００１、３００２に送出する際には、制御信号用物理回線６０（及び論理回線５００１や５００２が設定されている場合には当該論理回線）を介して制御プレーン１８１宛に送出する。

ＯＡＭ制御部７２は、ＣＣＭ終端部７３でＣＣＭフレームの到着周期を監視する。ＣＣＭ終端部７３でＣＣＭフレームを現用系経路から３．５周期以内に１度も受信しなかった場合、現用系経路１０００で通信障害が発生したと判定する。障害が検知された場合、ＡＰＳ挿入部７４は、平常時に５秒周期で予備系経路２００１および迂回経路３００１、３００２へ送信していたＡＰＳフレーム送信周期を３．３ミリ秒に変更し、通信経路切替を要求するためＲｅｑｕｅｓｔ／Ｓｔａｔｅフィールドに状態遷移情報（例えば、現用系信号故障を表す１０１１）を埋め込む。

障害発生後、ＴＥ−Ａ（１００−Ａ）における経路切替処理が完了するまでの間にＴＥ-Ａ（１００−Ａ）が現用系経路１０００を用いて送信したユーザフレームは、迂回経路３１０１、３１０２を介してＴＥ−Ｚ（１００−Ｚ）に到着する。この時、当該ユーザフレームは、通常のデータプレーン内インタフェース１１−１から１１−Ｎを介して到着するのではなく、制御回線５００１、５００２あるいは制御信号用物理回線６０を介して到着する。即ち、ノード制御部５１は、受信したユーザフレームを入出力制御部２１へ経路８６を介して転送し、入出力制御部２１は該ユーザフレームについて、データプレーン１８０から受信したフレームと同様に終端又は伝送処理を行う。ノード制御部では切替要求フラグを含むＡＰＳフレームを送出した時点で、制御回線５００１、５００２、制御信号用物理回線６０を介してユーザフレームを受信するための準備を行う。つまり平常時には許可していないユーザフレームでの制御線利用を認める（受信フィルタの変更）、入出力制御部２１への障害発生及びノード制御部５１を介したユーザフレーム受信用のバッファ確保や受信対象データの識別子通知などの処理を行う。経路８５は、ノード制御部５１とスイッチ部５０が相互にフレームを送出する信号経路である。

別の実装方法として、ユーザフレームの受信処理を入力フレーム処理部３１に代わりノード制御部５１が行っても良い。平常時に制御信号を処理するための信号処理機能を用いて、ユーザフレームを終端し、入力フレーム処理部３１へ経路８７を介してユーザフレームを受け渡す方法でも実現可能である。更に別の方法として、ＯＡＭ制御部７２がＡＰＳフレームを送出した時点で障害が発生した経路の識別子を含む、ＯＡＭ制御に必要な情報（パラメータ）をノード制御部５１へ通知する（或いはノード制御部が予めこれら情報を保持しておく）ことにより、ノード制御部５１内で全てのユーザフレームの処理を完了し、当該ユーザフレームをスイッチ部５０へ転送することも可能である。

図４は、ＴＥ−Ｚ（１００−Ｚ）が保持する経路表７１のテーブル構成例である。データ２１０〜２１６は、テーブルのエントリを表す。本テーブルは、例えば一般的な通信キャリア網では、通信サービスの開始に先立って、ＯｐＳ１１２により静的に設定される。本テーブルには、オペレータがパケット中継網１１０を管理・運用するためのパスＩＤ（ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）（ＶＬＡＮ ＩＤ又はＭＰＬＳタグ）２０１、宛先ＭＡＣアドレス２０２、宛先ポート（パスＩＤ毎にそれぞれ設定される送出インタフェース）番号２０３が格納される。パスＩＤ２０１を示すためにＶＬＡＮタグやＭＰＬＳのシムヘッダを複数段使用することも、ＶＬＡＮ ＩＤとＭＰＬＳラベルとを複数ずつ組み合わせて用いることもできる。パスＩＤ２０１と宛先ＭＡＣアドレス２０２は処理対象フレームのヘッダ情報として含まれており、本テーブルを検索する際の検索キーとして利用できる。例えば宛先ＭＡＣアドレス２０２は、同一のＶＬＡＮに属する宛先ポート識別子が複数存在する場合などに、宛先ポート番号を特定するために用いることができる。経路表７１の検索時には、これら検索キーで示されるエントリ毎に規定される宛先ポートＩＤ２０３を抽出し、当該フレームの送信先及び転送処理時に必要となるヘッダ情報を決定する。

また、ＴＥ−Ｚ（１００−Ｚ）の経路表７１には、現用系経路で通信障害が発生した場合にＡＰＳフレームを送出する経路である予備系経路２００１／迂回経路３００１、３００２用のポート番号２０４を保持する。通常のフレーム転送処理時には、本テーブルの宛先ポート番号２０３を検索して受信フレームを転送する。ユーザフレームはＴＥ−Ｚ（１００−Ｚ）からユーザ端末１４０へ向けて転送されるため、ユーザフレームの転送処理では常時宛先ポート番号２０３を使用する。一方、通信障害が発生した場合にＡＰＳフレームを送出する際には、ＡＰＳフレーム送出対象（ＯＡＭでの監視対象）経路を、パスＩＤ２０１を用いて本テーブルから検索し、当該エントリの予備系／迂回経路向け宛先ポート番号２０４を抽出して当該経路宛てヘッダ情報を付与する。すなわちＡＰＳフレームの生成及び送出に際しては、常に対象経路のエントリに記載される予備系／迂回経路向けポート番号２０４を用いる。本実施例のようにＡＰＳフレームを予備系経路だけでなく１つ又は複数の迂回経路へも送信する場合、本図のように予備系／迂回経路向けポート番号２０４に複数のポート番号を格納した構成とする。これにより、ＡＰＳフレーム送出対象経路について登録された予備系／迂回経路向け宛先ポート番号２０４から複数のポート番号を抽出し、該抽出した全ポート番号宛にＡＰＳフレームを送信する。

また、本テーブルには切替えフラグ２００を持つこともできる。本フラグには、各エントリのパスＩＤ２０１（受信フレームの入力経路）が現用系経路１０００に対応するものか予備系／迂回経路のいずれかに対応するものかによってそれぞれ“０”又は“１”を挿入する。予備系／迂回経路から受信するユーザフレームは、ＴＥ−Ｚ（１００−Ｚ）でデータの欠損や重複が生じないようにフレームの到着状況を確認した後、ユーザ端末１４０へ転送する。そこで、現用系経路１０００に障害が発生しているときなど、切替えフラグが“１”のエントリに対しては、当該予備系／迂回経路から受信するフレームの到着状況を優先的に監視する必要があり、例えば入出力制御部２１や入力フレーム処理部３１のバッファを優先的に開放するなどの補助的な処理を行うことができる。

図５は、ＴＮ−Ｙ（１５０−Ｙ）の装置構成例を示す機能ブロック構成図である。本図を用いて、ＴＮ−Ｙ（１５０−Ｙ）における装置管理並びに通信信号処理について説明する。ＴＥ−Ｚ（１００−Ｚ）と同様な機能は説明を割愛する。以下に、ＴＮ−Ｙ（１５０−Ｙ）の特徴的な機能を説明する。

ＴＮ−Ｙ（１５０−Ｙ）の重要な役割に、ＡＰＳフレームを終端し経路切替の要否を確認すること、及び経路切り替えに伴いＴＥ−Ｚ（１００−Ｚ）宛てに、切替対象となる経路を流れるユーザフレームを転送することが挙げられる。ＴＮ−Ｙ（１５０−Ｙ）は通常、迂回経路３００１又は制御信号用物理回線６０を介して５秒毎にＡＰＳフレームを受信し、処理部であるＯＡＭ制御部７２０内のＡＰＳ終端部７５０でＡＰＳフレームを終端する。ノード制御部５１０では、制御フレーム以外のフレームを受信した場合に、当該フレームを入出力制御部２１へ転送する。尚、別の実装方法として、ノード制御部５１０内にＡＰＳフレーム識別機能を備え、ＡＰＳフレームのみを選択的に入出力制御部２１又は入力フレーム処理部３１へ転送しても良い。また別の実装例として、ノード制御部５１０内部にＡＰＳフレーム終端部７５０相当の機能ブロックを実装し、ＡＰＳフレームを終端、切替要否の判断を行っても良い。切替手順をまとめると、（１）ノード制御部５１０又はＯＡＭ制御部７２０にて経路切替要否を判定し、（２）切替対象となる経路を識別する経路識別子を抽出して当該経路を流れるユーザフレームを抽出、（３）更に切替後の通信経路を識別し、（４）該ユーザフレームを当該経路へ転送することが出来ればよい。手順（２）の一部及び（３）はＯＡＭ制御部７２０により処理する。手順（２）におけるデータ抽出と（４）のフレーム転送は入力フレーム処理部にて行う。

ノード制御部５１０又はＡＰＳ終端部７５０でＲｅｑｕｅｓｔ／Ｓｔａｔｅフィールドに切替動作が必要になる状態遷移を伝える情報を埋め込まれたＡＰＳフレームを受信した際、ノード制御部５１０又はＯＡＭ制御部７２０は、入出力処理部５２０に対して該当する経路についてユーザデータの転送経路を切替えるよう指示する。経路切替の指示を受けた入出力処理部５２０は、入力フレーム処置部３１で受信したフレームを、記憶部７００の経路表７１０（もしくは経路表７１０とパス管理補助テーブル７６０（後述））を参照して迂回経路へ転送する。

図６は、ＴＮ−Ｙ（１５０−Ｙ）が保持する経路表７１０のテーブルの一つ目の構成例（経路表７１０ａ）、図８は、経路表７１０のテーブルの二つ目の構成例（経路表７１０ｂ）である。また、図７は、ＴＮ−Ｙ（１５０−Ｙ）が保持するパス管理補助テーブル７６０である。経路切替えを行う際には、二つの手段を用いることができる。一つ目の手段（以降、手段Ａとする）はパスＩＤの異なる現用系経路と予備系経路を相互に切り替える方法である（図６、７を用いる）。二つ目の手段（以降、手段Ｂとする）は、切替対象パスＩＤを変えずにユーザデータの振り分け先を変更することで経路を切り替える方法である（図８を用いる）。

図６の経路表７１０ａには、受信したフレームを送出する際の出力パスを識別する出力パスＩＤ（ＶＬＡＮ ＩＤ又はＭＰＬＳタグ）２２００、宛先ＭＡＣアドレス２２１０、宛先ポート番号２２２０が格納される。

図７のパス管理補助テーブルには、受信したフレームの入力パスを識別する入力パスＩＤ（ＶＬＡＮ ＩＤ又はＭＰＬＳタグ）７７００、出力パスＩＤとして、現用系のパスを識別する現用系パスＩＤ（ＶＬＡＮ ＩＤ又はＭＰＬＳタグ）７７１０と迂回系のパスを識別する迂回系パスＩＤ（ＶＬＡＮ ＩＤ又はＭＰＬＳタグ）７７２０、受信したフレームを出力する経路（現用系か迂回系か）を識別する現／予識別フラグ７７３０が格納される。

図８の経路表７１０ｂには、パスＩＤ（ＶＬＡＮ ＩＤ又はＭＰＬＳタグ）２５１０、宛先ＭＡＣアドレス２５２０、宛先ポート番号として、現用系のパスを識別する通常経路向け宛先ポート番号２５３０と迂回系および予備系のパスを識別する迂回／予備系経路向け宛先ポート番号２５４０、受信したフレームを出力する経路を切り替える切替フラグ２５００が格納される。

まず手段Ａは、経路１７０−ｗ３のパスＩＤと対になる迂回経路３１０１のパスＩＤを別々にテーブル（図６、７）に保持しておき、障害発生時には迂回経路３１０１に対応するパスＩＤのエントリを参照する。このとき現／予識別フラグ７７３０を用いて、通常経路を利用するエントリは“０”、迂回経路を利用するエントリは“１”としておくと、テーブル参照を容易に実施できる。具体的には、ＴＮ−Ｙ（１５０−Ｙ）では上位側エッジ装置であるＴＥ−Ａ（１００−Ａ）から送られてくるユーザフレームについて、パス管理補助テーブル７６０の入力パスＩＤ７７００を参照し、該エントリの現／予識別フラグ７７３０を確認する。該ユーザフレームの現／予識別フラグ７７３０が“０”であれば現用系パスＩＤ７７１０、“１”であれば迂回系パスＩＤ７７２０を出力パスＩＤとして抽出し、抽出した出力パスＩＤをキーに図６の経路表７１０ａの出力パスＩＤ２２００を検索する。対応エントリの宛先ＭＡＣアドレス２２１０もしくは宛先ポート番号２２２０を参照して下位側ＴＥ−Ｚ（１００−Ｚ）へ転送する。

また、手段Ｂは、パスＩＤを変えずにユーザフレームの振り分け先を変更する方法である。図８のテーブルにある切替フラグ２５００を用い、“０”の場合は当該エントリの通常経路向け宛先ポート番号２５３０を参照し、“１”の場合には迂回／予備系経路向け宛先ポート番号２５４０を参照するようにすれば、同一のエントリに記載される宛先ポート番号２５３０、２５４０を使い分けてユーザフレームを出力することができる。手段Ａでは各エントリは通常経路（現用系）か迂回経路（迂回系）のいずれかの宛先ポート番号しか登録する必要がないが、手段Ｂでは各エントリは通常経路／予備経路の両情報を登録しておき、切替フラグ２５００を用いて宛先ポート番号を切替えられる。

図９は、ＴＥ−Ｚ（１００−Ｚ）が現用系経路１０００から予備系経路２０００へ経路切替の流れを示すシーケンス図である。ＴＥ−Ａ（１００−Ａ）はサービス開始（３００）後、ＴＥ−Ｚ（１００−Ｚ）宛てにＣＣＭフレームやユーザフレームを、現用系経路１０００を介して送信する（３５０〜３５０−ｎ）。通信障害３３０が発生してＴＥ−Ｚ（１００−Ｚ）が障害を検知すると（３０１）、ＡＰＳフレーム内のＲｅｑｕｅｓｔ／Ｓｔａｔｅフィールドを障害が発生したことがわかるよう変更したＡＰＳフレームをＴＮ−Ｙ（１５０−Ｙ）、ＴＮ−Ｙ（１５０−Ｙ）、ＴＥ−Ａ（１００−Ａ）宛に配信する（３５１、３５２、３５３）。ＴＮ−Ｙ（１５０−Ｙ）は該ＡＰＳフレームを受信すると、ＴＥ−Ａ（１００−Ａ）から受信したユーザフレームを、迂回経路３１０１に転送するように切り替える（３０３）。ＴＮ−Ｙ（１５０−Ｙ）がＣＣＭフレームを受信した際に迂回経路３１０１に転送するかそのまま現用系経路１７０−ｗ３に転送し続けるかはどちらでもよい。次に、ＴＮ−Ｘ（１５０−Ｘ）は該ＡＰＳフレームを受信すると、ＴＥ−Ａ（１００−Ａ）から受信したユーザフレームを、迂回経路３１０２に転送するように切り替える（３０５）。ＴＮ−Ｘ（１５０−Ｘ）がＣＣＭフレームを受信した際に迂回経路３１０２に転送するかそのまま現用系経路１７０−ｗ３に転送し続けるかはどちらでもよい。最後に、ＴＥ−Ａ（１００−Ａ）は該ＡＰＳフレームを受信すると、ＴＮ−Ｙ（１５０−Ｙ）やＴＮ−Ｘ（１５０−Ｘ）と同様、データサーバ１２０から受信したユーザフレームを、予備系経路２０００に転送するように切り替える（３０７）。切替後は、現用系経路１０００を介して送信していたＣＣＭフレームやユーザフレームを予備系経路２０００に送信し（３６１）、予備系経路２０００を用いた通常運用が開始する（３６２）。

図１０は、ＴＥ−Ｚ（１００−Ｚ）のＯＡＭ制御部７２による経路切替動作を示すフローチャートである。ＯＡＭ制御部７２はＣＣＭフレームの受信状態を監視（４００）しており、ＣＣＭフレームを３．５周期以内に１度でも受信した場合（４００のＮ）は、現用系に障害無しと判断して現用系経路からの受信を継続する。（４０１）。一方、ＴＥ−Ｚ（１００−Ｚ）がＣＣＭフレームを３．５周期以内に１度も受信しなかった場合（４００のＹ）、ＯＡＭ制御部７２は現用系経路に障害が発生したと判定し、予備系経路に送信していたＡＰＳフレームのＲｅｑｕｅｓｔ／Ｓｔａｔｅフィールドに、切替動作が必要になる状態遷移を伝える情報を埋め込む（４０２）。更にＯＡＭ制御部７２は、予めＯｐＳ１１２により設定された経路表７１の予備系／迂回経路向けポート番号を参照して、一時的な予備系経路２００１、迂回経路３００１、３００２を経由してＴＥ−Ａ（１００−Ａ）、ＴＮ−Ｙ（１５０−Ｙ）、ＴＮ−Ｘ（１５０−Ｘ）宛に該ＡＰＳフレームを３．３ミリ秒周期で３回送信する（４０３）。３回送信後は、Ｒｅｑｕｅｓｔ／Ｓｔａｔｅフィールドを通常の状態（通信障害発生前と同じ値）に戻し（４０４）、ＴＥ−Ａ（１００−Ａ）、ＴＮ−Ｙ（１５０−Ｙ）、ＴＮ−Ｘ（１５０−Ｘ）宛に該ＡＰＳフレームを通信障害発生前と同じ５秒周期で送信する（４０５）。尚、本発明の実施例で示すＣＣＭフレーム、ＡＰＳフレームの送信周期や送信回数等は標準規格の推奨値に基づく値であり、オペレータの運用方針等により設定値を任意に変更して構わない。

図１１は、ＴＮ−Ｙ（１５０−Ｙ）のＯＡＭ制御部７２０による経路切替動作を示すフローチャートである。ＴＮ−Ｘ（１５０−Ｘ）も同じ動作をするが、ここでは例としてＴＮ−Ｙ（１５０−Ｙ）の動作を説明する。ＯＡＭ制御部７２０は障害を通知するＡＰＳフレームを受信すると（５０１）、該ＡＰＳフレームの入力パスＩＤを抽出する（５０２）。その後、パス管理補助テーブル７６０を参照して、該エントリの現／予識別フラグ７７３０に“１”を立てる（５０３）。

図１２は、ＴＮ−Ｙ（１５０−Ｙ）またはＴＮ−Ｘ（１５０−Ｘ）の入力フレーム処理部３１による経路切替動作を示すフローチャートである。入力フレーム処理部３１はユーザフレームを受信すると（５０１０）、該ユーザフレームのヘッダ情報から入力パスＩＤを抽出する（５０１１）。その後、パス管理補助テーブル７６０を参照して、該エントリの現／予識別フラグ７７３０が“０”であるかどうかを判別する。現／予識別フラグ７７３０が“０”の場合（５０１２のＹ）、出力パスＩＤとして現用系パスＩＤ７７１０を抽出して（５０１３）、出力パスＩＤ７７１０をキーに経路表７１０で宛先ＭＡＣアドレス２２１０や宛先ポート番号２２２０を検索する（５０１４）。その後、現用系経路宛にユーザフレームを転送する（５０１５）。５０１２においてパス管理補助テーブル７６０を参照して、該エントリの現／予識別フラグ７７３０が“０”でない場合（５０１２のＮ）、すなわち、現／予識別フラグ７７３０が“１”の場合、出力パスＩＤとして迂回系パスＩＤ７７２０を抽出して（５０１６）、出力パスＩＤ７７２０をキーに経路表７１０で宛先ＭＡＣアドレス２２１０や宛先ポート番号２２２０を検索する（５０１７）。その後、迂回系経路（予備系経路）宛にユーザフレームを転送する（５０１８）。

以上より、現用系経路で障害が発生した時、予備系経路に切り替わるまでに、ユーザが認識するサービスの障害時間を短縮することができる。図９を用いて、通常の１：１プロテクション切替と本実施例のサービスの障害時間の比較を説明する。

従来の１：１プロテクション切替ではＴＥ−Ｚ（１００−Ｚ）からＴＥ−Ａ（１００−Ａ）に切り替わるまでに時間Ｎがかかる。一方、本実施例では、ＴＮ−Ｙ（１５０−Ｙ）からＴＥ−Ｚ（１００−Ｚ）の間で通信障害３３０が発生した場合は、迂回経路３１０１へ切替が完了する３０３までの時間Ｌがかかる。時間Ｌが、ユーザが認識するサービスの障害時間となる。時間Ｌは時間Ｎと比較して、通信遮断時間が少ないのは明らかである。また、ＴＮ−Ｙ（１５０−Ｙ）からＴＮ−Ｘ（１５０−Ｘ）の間で通信障害３３０が発生した場合は、迂回経路３１０１へ切替が完了する３０３までの時間Ｍがかかる。時間Ｍは時間Ｎと比較して、通信遮断時間が少ないのは明らかである。

図１３は、現用系経路で通信障害が発生して優先度の高いユーザデータを迂回経路へ転送する際のネットワーク図である。データプレーン１８０内の通信装置が、それぞれ制御プレーン１８１内の通信装置と接続され、ＯｐＳ１１２と直接または間接的に通信可能であることを示す構成の場合、ＯｐＳ１１２は制御線と主信号線を介してデータプレーン１８０の通信装置を制御できるが、通常、制御線は主信号線と比較して帯域が少ない。制御線の帯域が少ないため、現用系経路で通信障害が発生した際に、予備系経路へ切り替えるまでの一時的な迂回経路として制御線にユーザデータを転送するとき、ユーザデータの容量が大きい場合は優先度の高いデータであっても廃棄されてしまうことがある。ここで、優先度の高いユーザデータを迂回経路に転送して確実にユーザに届くように設定することもできる。詳細は以下の図を用いて説明する。優先度の高いユーザデータとは、例えば緊急性の高いデータ（緊急地震速報や津波・竜巻速報等）や動画等がある。

優先度の高いユーザデータの迂回経路への転送は、ＴＮ−Ｙ（１５０−Ｙ）またはＴＮ−Ｘ（１５０−Ｘ）内の入力フレーム処理部３１においてユーザデータ管理テーブル（詳細は後述する）を参照して、ユーザデータの優先度を識別し、該ユーザデータを迂回経路に転送するか廃棄（またはバッファに溜めて障害復旧後に再送）するかを決定して行う。該ユーザデータの優先度とは、例えば、ＣｏＳ値により識別することができる。本ネットワーク図においては、通信障害が経路１７０−ｗ３で発生しており、ＴＮ−Ｙ（１５０−Ｙ）内の入力フレーム処理部３１でユーザデータの優先度の識別を行う。優先度の高い主信号線１６０は、入力フレーム処理部３１において優先度が高いと識別され、迂回経路に転送されるのに対し、優先度の低い主信号線１６１は、入力フレーム処理部３１において迂回経路に転送されずに廃棄（またはバッファに格納等）される。

ユーザデータ管理テーブル７７０とは、入力フレーム処理部３１がＡＰＳ終端部７５０でＲｅｑｕｅｓｔ／Ｓｔａｔｅフィールドに切替動作が必要になる状態遷移を伝える情報を埋め込まれたＡＰＳフレームを受信した際に該ユーザデータを迂回経路に転送するか廃棄（またはバッファに溜めて障害復旧後に再送）するかを決定するときに参照するテーブルであり、図５で説明したＴＮ−Ｙ（１５０−Ｙ）またはＴＮ−Ｘ（１５０−Ｘ）の記憶部７００が保持する。

迂回経路へ転送するか廃棄するかを決定する方法は、静的に決定する方法と動的に設定する方法の２つの方法がある。静的に決定する方法は図１４、１５を用いて、また、動的に決定する方法は図１６、１７、１８を用いて説明する。なお、ここでは、入力フレーム処理部３１が迂回経路へ転送するか廃棄するかを決定すると説明するが、同様な機能を持った機能部であれば、入力フレーム処理部３１に限定されない。

図１４（ａ）（ｂ）は、迂回経路へ転送するか入力フレーム処理部３１で廃棄するかを静的に決定する場合におけるＴＮ−Ｙ（１５０−Ｙ）が保持するユーザデータ管理テーブル７７０である。ユーザデータ管理テーブル７７０を基に優先度を識別する手段は２つある。１つ目の手段は、フレームに付与されているＣｏＳ値により優先度を識別する方法であり、手段Ａとする。２つ目の手段は、イーサネットフレームのＶＬＡＮ ＩＤやＭＡＣアドレス、ＭＰＬＳフレームのＭＰＬＳタグ等をパスＩＤとしてテーブルに格納して、パスＩＤにより優先度を識別する方法であり、手段Ｂとする。手段Ａを利用する場合に参照するテーブルをユーザデータ管理テーブル（ａ）７７０ａ（図１４（ａ））、手段Ｂを利用する場合に参照するテーブルをユーザデータ管理テーブル（ｂ）７７０ｂ（図１４（ｂ））とする。

まずは、ユーザデータ管理テーブル（ａ）７７０ａについて説明する。本テーブルは、例えば一般的な通信キャリア網では、通信サービスの開始に先立って、オペレータがＯｐＳ１１２により設定する。データ７８００〜７８６０は本テーブルのエントリを表す。本テーブルには、ユーザフレームに埋め込まれる優先度７９１０が格納される。優先度とは、ここではユーザフレーム内のＣｏＳ値のことである。優先度７９１０を参照して、迂回経路に該ユーザフレームを転送するか入力フレーム処理部３１で廃棄するかの判別を行う。なお、ここでは、優先度７９１０の値が小さいものから順に優先度が高いとしている。つまり、優先度７９１０が「３」であるデータ７８００が優先度「高」で、「９」であるデータ７８６０が優先度「低」である。

上記判別方法は、例えば、本テーブルに予めユーザデータの迂回経路への転送（中継）の可否を特定する情報である転送／廃棄フラグ７９２０を持つことができる。本フラグには、各優先度７９１０のユーザフレームを入力フレーム処理部３１で廃棄するか迂回経路に転送（中継）するかによってそれぞれ“０”又は“１”を挿入する。本フラグの設定は、通信サービスの開始に先立って、ＯｐＳ１１２により静的に設定することができる。また、サービスの途中でオペレータが任意に変更することもできる。

次に、ユーザデータ管理テーブル（ｂ）７７０ｂについて説明する。本テーブルも、ユーザデータ管理テーブル（ａ）７７０ａと同様、通信サービスの開始に先立って、オペレータがＯｐＳ１１２により設定する。データ８０００〜８０６０は本テーブルのエントリを表す。本テーブルには、イーサネットフレームのＶＬＡＮ ＩＤやＭＡＣアドレス、ＭＰＬＳフレームのＭＰＬＳタグ等をパスＩＤ８１１０として格納する。また、オペレータは、該パスＩＤに対応した優先度８１２０を予め格納する。これにより、パスＩＤ８１１０を検索キーとして、優先度８１２０を識別することができる。入出力処理部５２０は、優先度８１２０を参照して、迂回経路に該ユーザフレームを転送するか入力フレーム処理部３１で廃棄するかの判別を行う。なお、優先度８１２０の値の高優先度、低優先度については図１４（ａ）と同様である。

上記判別方法は、例えば手段Ａと同様、本テーブルに予め転送／廃棄フラグ８１３０を持つことができる。本フラグの動作は手段Ａと同様のため、説明は割愛する。ここで、エントリは優先度が高いものから順に並んで格納されているが、優先度順ではなくランダムに並ぶこともある。その場合も転送／廃棄フラグ８１３０に予めオペレータが設定することができる。なお、ここで本フラグ８１３０を設定した場合、優先度８１２０の設定はなくても良い。

図１５は、迂回経路へユーザフレームを転送するか廃棄するかを静的に決定する場合の、ＴＮ−Ｙ（１５０−Ｙ）の入力フレーム処理部３１による転送／廃棄決定動作を示すフローチャートである。本フローチャートは、現用系経路で通信障害が発生したことをＴＮ−Ｙ（１５０−Ｙ）が検知した際に、その後受信したユーザフレームを迂回経路に転送する際の動作を示したものである。ここでは、例としてユーザデータ管理テーブル（ａ）７７０ａを用いてフレームの転送先を決定する動作を説明する。

入力フレーム処理部３１はユーザフレームを受信すると（６０００）、該フレームのＣｏＳ値により優先度を抽出して、該優先度を検索キーとしてユーザデータ管理テーブル（ａ）７７０ａにおいてエントリを検索する（６００１）。次に、ヒットしたエントリの転送／廃棄フラグ７９２０を参照して、迂回経路へ該ユーザフレームを転送するかどうかを判別する（６００２）。転送／廃棄フラグ７９２０が０の際、すなわち、迂回経路へ該ユーザフレームを転送しない場合は（６００１のＹ）、該ユーザフレームを廃棄する（６００３）。または、廃棄に代えて、入力バッファ２１−１に該ユーザフレームを溜めて、障害復旧後に再送することもできる。または、現用系経路に転送し続けても良い。転送／廃棄フラグ７９２０が１の際、すなわち、迂回経路へ該ユーザフレームを転送する必要がある場合は（６００１のＮ）、更に経路表７１０を参照してユーザフレームを迂回経路に転送する（６００４）。ここで、ユーザフレームには当該データ通信を監視するためのＯＡＭフレーム（例えば、ＴＥ−Ａ（１００−Ａ）に外部から到着するＯＡＭフレーム、或いはパケット中継網１１０でデータ通信をエンドツーエンドで監視するためにＴＥ−Ａ（１００−Ａ）とＴＥ−Ｚ（１００−Ｚ）が相互に送受信するＯＡＭフレーム）も含むことができる。ＯＡＭフレームについても同様に、ＣｏＳ値により優先度を抽出し該優先度を検索キーとしてユーザデータ管理テーブル（ａ）７７０ａにおいてエントリを検索することにより、迂回経路への転送／廃棄動作を決定することができる。

図１６（ａ）（ｂ）は、迂回経路へ転送する廃棄するかを動的に決定する場合におけるＴＮ−Ｙ（１５０−Ｙ）が、図１４（ａ）（ｂ）に加えて保持するユーザデータ管理テーブル７７０である。ユーザデータ管理テーブル７７０を基に優先度を識別する手段は、静的に決定する場合と同様２つある。１つ目の手段は、フレームに付与されているＣｏＳ値により優先度を識別する方法であり、手段Ｃとする。２つ目の手段は、イーサネットフレームのＶＬＡＮ ＩＤやＭＡＣアドレス、ＭＰＬＳフレームのＭＰＬＳタグ等をパスＩＤとしてテーブルに格納して、パスＩＤにより優先度を識別する方法であり、手段Ｄとする。手段Ｃを利用する場合に参照するテーブルをユーザデータ管理テーブル（ａ）７７０ａ（図１４（ａ））、手段Ｄを利用する場合に参照するテーブルをユーザデータ管理テーブル（ｂ）７７０ｂ（図１４（ｂ））とする。また、手段Ｃ、手段Ｄが共通して参照するテーブルをユーザデータ管理テーブル（ｅ）７７０ｅ（図１６（ａ））またはユーザデータ管理テーブル（ｆ）７７０ｆ（図１６（ｂ））とする。ユーザデータ管理テーブル（ａ）７７０ａ（図１４（ａ））、ユーザデータ管理テーブル（ｂ）７７０ｂ（図１４（ｂ））の転送／廃棄フラグ７９２０、８１３０に格納する値は、ユーザデータ管理テーブル（ｅ）７７０ｅまたはユーザデータ管理テーブル（ｆ）７７０ｆにより決定する。ユーザデータ管理テーブル（ａ）７７０ａ（図１４（ａ））、ユーザデータ管理テーブル（ｂ）７７０ｂ（図１４（ｂ））の各エントリが優先度順に並んでいるか否かにより、ユーザデータ管理テーブル（ｅ）７７０ｅまたはユーザデータ管理テーブル（ｆ）７７０ｆどちらを参照するかが決定する。ユーザデータ管理テーブル（ａ）７７０ａ、ユーザデータ管理テーブル（ｂ）７７０ｂの各エントリが優先度順に並んでいる場合はユーザデータ管理テーブル（ｅ）７７０ｅ（図１６（ａ））、ユーザデータ管理テーブル（ｆ）７７０ｆ（図１６（ｂ））どちらも用いることができる。優先度順に並んでいない場合はユーザデータ管理テーブル（ｆ）７７０ｆ（図１６（ｂ））を参照する。手段Ｃと手段Ｄのそれぞれの場合のテーブル参照方法は手段Ａと手段Ｂと同様のため、ここでは手段Ｃについて説明する。

ユーザデータ管理テーブル（ｅ）７７０ｅ（図１６（ａ））には、トラヒック８６００及び個数８６１０がエントリ８７１０〜８７５０に格納される。ここで、トラヒック量とは、各迂回経路のトラヒック量のことである。また、個数とは、各迂回経路のトラヒック量に応じてユーザデータ管理テーブル（ａ）７７０ａ（図１４（ａ））の上から何個目まで転送／廃棄フラグにビットを立てるかどうかを表す。例えば、ユーザデータ管理テーブル（ｅ）７７０ｅ（図１６（ａ））を参照して、迂回経路のトラヒック量が３０の場合、エントリ８７３０を参照すると、個数８６１０は３個である。そこで、ユーザデータ管理テーブル（ａ）７７０ａ（図１４（ａ））の上から（優先度「高」から）３エントリ目までの転送／廃棄フラグを１と設定することができる。トラヒック８６００及び個数８６１０の設定は、通信サービスの開始に先立って、ＯｐＳ１１２により静的に設定することができる。また、サービスの途中でオペレータが任意に変更することもできる。迂回経路のトラヒック量の測定は、測定部として例えばノード制御部５１０内に出力フレーム処理部を設け、出力するフレームを監視すればトラヒック量も測定することができる。

ユーザデータ管理テーブル（ｆ）７７０ｆ（図１６（ｂ））には、トラヒック８８００及び優先度の値８８１０がエントリ８９１０〜８９５０に格納される。ここで、優先度の値８８１０とは、迂回経路へ転送をやめる最大の優先度のことをいう。例えば、ユーザデータ管理テーブル（ｆ）７７０ｆ（図１６（ｂ））を参照して、迂回経路のトラヒック量が３０の場合、エントリ８９３０を参照すると、優先度の値８８１０は５である。つまり、この場合は優先度３、４、５のユーザデータを迂回経路へ転送するため、ユーザデータ管理テーブル（ａ）７７０ａの優先度７９２０が３、４、５のエントリに対して転送／廃棄フラグを１と設定する。この方法により、ユーザデータ管理テーブル（ａ）７７０ａ（図１４（ａ））のエントリが優先度順に並んでいない場合でも、優先度７９２０の値を指定して転送／廃棄フラグの値を動的に設定することが可能である。

図１７は、迂回経路へ転送するか廃棄するかを動的に決定する場合におけるＴＮ−Ｙ（１５０−Ｙ）の入力フレーム処理部３１による第１の迂回経路転送／廃棄決定動作を示すフローチャートである。本フローチャートは、現用系経路で通信障害が発生したことをＴＮ−Ｙ（１５０−Ｙ）が検知して、受信したユーザフレームを迂回経路に転送するか廃棄するかを決定する動作を示したものである。入力フレーム処理部３１はユーザフレームを受信すると（６０１）、測定部より迂回経路のトラヒック量を取得し、ユーザデータ管理テーブル（ｅ）７７０ｅまたはユーザデータ管理テーブル（ｆ）７７０ｆを参照し（６０２）、トラフィック量に応じてユーザデータ管理テーブル（ａ）７７０ａまたはユーザデータ管理テーブル（ｂ）７７０ｂの転送／廃棄フラグの設定を行う（６０３）。例えば、取得した迂回経路のトラヒック量が１５である場合、ユーザデータ管理テーブル（ｅ）７７０ｅを参照し、トラヒック２０以下に該当するため、個数Ｎは６であることがわかる。その場合、ユーザデータ管理テーブル（ａ）７７０ａの上から６個目までのエントリの転送／廃棄フラグに“１”を立てる。次に、受信したフレームのＣｏＳ値により優先度を抽出して、該優先度を検索キーとしてユーザデータ管理テーブル（ａ）７７０ａにおいてエントリを検索する（６０４）。次に、ヒットしたエントリの転送／廃棄フラグ７９２０を参照して、迂回経路へ該ユーザフレームを転送するかどうかを判別する（６０５）。転送／廃棄フラグ７９２０が“０”の場合、すなわち、迂回経路へ該ユーザフレームを転送しない場合は（６０５のＹ）、該ユーザフレームを廃棄する（６０６）。転送／廃棄フラグ７９２０が“１”の場合、すなわち、迂回経路へ該ユーザフレームを転送する必要がある場合は（６０５のＮ）、経路表７１０を参照してユーザフレームを迂回経路に転送する（６０７）。

図１８は、迂回経路へ転送するか廃棄するかを動的に決定する場合におけるＴＮ−Ｙ（１５０−Ｙ）の入力フレーム処理部３１による第２の迂回経路転送／廃棄決定動作を示すフローチャートである。本フローチャートは、定期的に迂回経路のトラヒック量を測定し、ユーザデータ管理テーブル（ａ）７７０ａ、ユーザデータ管理テーブル（ｂ）７７０ｂの転送／廃棄フラグの設定を行うものである。入力フレーム処理部３１はサービス開始（例えばパケット中継網１１０の運用開始）後（６５０）、迂回経路のトラヒック量の測定を行う。図１６と同様の方法により、ユーザデータ管理テーブル（ｅ）７７０ｅまたはユーザデータ管理テーブル（ｆ）７７０ｆを参照し（６５１）、トラフィック量に応じて、ユーザデータ管理テーブル（ａ）７７０ａまたはユーザデータ管理テーブル（ｂ）７７０ｂの転送／廃棄フラグの設定を行う（６５２）。サービスが終了するまでの間はこの動作を定期的に繰り返し行っており、ユーザフレーム受信時には図１５で説明した動作と同様の転送／廃棄動作を行う。サービスが終了した時点で（６５３のＹ）、トラヒック量の測定が終了する。

以上より、迂回経路に一時的にユーザデータを転送する際、優先度の高いユーザデータのみを転送することが可能となる。これにより、迂回経路の帯域が圧迫した際に優先度の高低に関わらずユーザデータが廃棄されてしまうことを防ぎ、優先度の高いユーザデータを確実にユーザ端末１４０に届けることができる。

図１９は、図２に示す本実施例において、更に中継装置に於いて保護対象のユーザデータの廃棄を回避する際のトラフィック制御を行うシステムを示すネットワーク図である。制御プレーン１８１、データプレーン１８０を含み、本システムを構成する要素は図２と同様である。本実施例は冗長構成を取る通信網において現用系経路の末端区間、即ち、受信側エッジノードＴＥ−Ｚ（１００−Ｚ）に近い区間で障害が発生した場合に、特に障害の影響を緩和する効果がある。しかしながら、現用系経路１６０から迂回経路２０００への切替が完了するまでには若干の時間を要するため、例えば中継装置ＴＮ−Ｙ（１５０−Ｙ）における転送先の迂回経路への切替処理が完了するまでに、ＴＮ−Ｙ（１５０−Ｙ）に流入するユーザデータは、障害が発生している現用系経路１６０へ送出され続けるために、ＴＥ−Ｚ（１００−Ｚ）へ届くことなく廃棄される。このデータ消失を回避するために以下の方法を用いる。

ＴＮ−Ｙ（１５０−Ｙ）は、ユーザデータを転送する際に、一定時間当該ユーザデータを保持しておくデータ蓄積バッファ９０００を備える。ＴＮ−Ｙ（１５０−Ｙ）は、経路に障害が発生していない平常時にユーザデータ保護のためデータ蓄積バッファ９０００にユーザデータのコピーを保存する。障害が発生した時刻から転送先の迂回経路が設定されて通信可能になるまでに、万が一、送信先の経路に障害が発生した場合は、当該データ蓄積バッファ９０００からユーザデータを読出し、再送する。この方法を手段Ｅとする。別の方法として、経路に障害が発生していない平常時に、ＴＮ−Ｙ（１５０−Ｙ）からＴＥ−Ｚ（１００−Ｚ）へユーザデータを送出するまでの保存時間を設定し、その間は一時的にデータ蓄積バッファ９０００にユーザデータを保持する。これによって障害検出及び経路切替に時間を要している間に、接続性が失われた経路へ無為にトラフィックが送出されることを回避できる。この方法を手段Ｆとする。本方法は、ユーザデータのトラフィックの消失を実質的に完全回避できるため、特に大容量データのダウンロードやデータセンタ間での大規模データバックアップなど、ＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）／ＩＰのデータ再送機能を伴うケースでの、総トラフィック量削減に有効である。

図２０は図１９のシステムにおけるＴＥ−Ｙ（１５０−Ｙ）の機能ブロック構成図である。基本的な機能ブロックは図５の構成図と同様である。本図では、ユーザデータを一時的にＴＮ−Ｙ（１５０−Ｙ）に蓄積するため、データ蓄積バッファ９０００、データ管理テーブル９１００、これらデータ蓄積機能を統括するデータ蓄積制御部９０１０を加えた構成とした。データ蓄積制御部９０１０は入力フレーム処理部３１と接続しており、入出力制御部２１を介して受信するユーザデータを、当該ユーザデータの転送処理に先立ち、データ蓄積バッファ９０００へ保存する。データ管理テーブル９１００は、保存したユーザデータの識別子と、当該ユーザデータを当該中継装置（この場合はＴＮ−Ｙ（１５０−Ｙ））が送出した時刻と関連付けて、データ蓄積バッファ９０００内部のデータを管理する。データ管理テーブル９１００はデータ蓄積バッファ９０００に保持したユーザデータそれぞれについて保持期間を管理する機能を備える。

保持期間が満了したユーザデータについては、データ蓄積バッファ９０００から消去する。又は、一定時間の送信待機を行う実装においては、データ管理テーブル９１００により保持期間が完了した時点で当該データをデータ管理バッファ９０００から読出し送出する。データの読出し処理は入力フレーム処理部３１で行っても良いし、入出力制御部２１、２２、制御信号入出力処理部９００で行っても良い。どの機能ブロックが読出しを担当するかは実装に依存する。例えば、データ保存時にヘッダ処理が完了している場合には、当該データの送出タイミングを調整するのみで良いため、送出先インタフェースに対応する入出力制御部２２が実行することが望ましい。また入力フレームのヘッダ処理を行う前にデータ蓄積バッファ９０００にトラフィックを保存した場合は、一定時間後に入力フレーム処理部３１がデータ蓄積バッファ９０００からデータを読出し、ヘッダ処理を行った後に該当するポートから該データを送信する。ユーザデータを迂回経路へ送信する場合は、制御信号入力処理部９００を介して行う。

図２１（ａ）は、手段Ｅで参照するデータ管理テーブル９１００ａを示す。本テーブルは受信したユーザフレーム（データ）を当該中継装置（例えばＴＮ−Ｙ（１５０−Ｙ））から送出した時刻である転送時刻９１１０、データ蓄積バッファ９０００内に保持する受信したユーザフレーム（データ）を識別するデータ識別子９１２１、９１２２、を含む。データ識別子の実装としては個々のフレームを識別する場合にはフレームヘッダにあるパスＩＤやシーケンス番号、或はそれらの組合せを用いることができる。一つの識別子（ヘッダ内パラメータ）だけでは個々のフレームを識別できない可能性があるため、本テーブルでは複数のデータ識別子９１２１、９１２２を備える構成とした。更に別の識別子として、カウンタ９１３０及び保存ポインタ９１４０を備える。保存ポインタ９１４０とは、中継装置ＴＮ−Ｙ（１５０−Ｙ）が新たに受信したユーザフレームの識別情報を本テーブルに追加する際の格納場所を示すポインタである。中継装置ＴＮ−Ｙ（１５０−Ｙ）内部に設けられたフレームカウンタが、受信したユーザフレームを計測し、計測した該ユーザフレームを識別するカウンタ値を保持する。カウンタ値の最大値を十分大きく設定してフレームカウンタを回し続けることで、装置内識別子が重複することなくフレームを区別できる。具体的には、例えば、カウンタ９１３０には１から順にカウンタ値が格納されており、入力フレーム処理部３１でユーザフレームを受信して該ユーザフレームをデータ管理テーブル９１００ａに格納する際に、計測したカウンタ値と対応するカウンタ９１３０のエントリに、１から順にユーザフレームを格納する。中継装置ＴＮ−Ｙ（１５０−Ｙ）内部に設定したフレームカウンタの最大値に対応するカウンタ９１３０のエントリにユーザフレームが格納された時点で、フレームカウンタをクリアして初期化する。つまり、本図では、例えばフレームカウンタの最大値を３と設定し、カウンタ９１３０が３のエントリにユーザフレームが格納されると、次に受信するユーザフレームはカウンタ９１３０が１のエントリに上書き格納される場合について記している。フレームカウンタの実装は、例えば、データ蓄積制御部９０１０内にカウンタ確認ブロックを設け、受信したユーザフレームをデータ管理テーブル９１００ａに格納する際に確認をすることで実現できる。別の方法として、時刻情報（タイムスタンプ；フレーム到着時刻またはフレーム転送完了時刻）をデータ識別子として用いる方法も可能である。識別単位をフレーム単位ではなく、ひとまとまりのグループ（データ或いはコンテンツ）として保持することも可能である。その場合はデータ識別子が同じユーザフレームをグループ化して上記シーケンス番号、タイムスタンプ、カウンタ値等の識別子を割り当てる。

図２１（ｂ）は、手段Ｆで参照する迂回経路上に設定する論理パス毎のユーザデータの保存時間を格納するデータ管理テーブル９１００ｂである。データ管理テーブル９１００ｂは、受信したトラフィック（ユーザデータ）のパスＩＤ９２００と受信したトラフィックを保持している保存時間９２１０とを含む。ネットワーク構成によって、例えばパスＩＤ９２００毎に優先度や帯域割当てが異なっていたり、迂回経路上の論理回線を収容する物理回線の構成が、論理回路によって異なったりする場合に、迂回経路上に設定する論理パス毎に経路切替のための所要時間、すなわちユーザデータの保存時間が異なる。このような場合にもデータ廃棄を回避するには、データ蓄積制御部９０１０で、先ずトラフィックを受けたパスＩＤ９２００を調査し適切なデータ保存時間９２１０を確認する必要がある。なお、受信した全てのユーザデータが同一の現用系経路および同一の迂回経路を通過する場合には、一つのエントリだけ設定すれば良い。

図２２は、データ蓄積制御部９０１０によるデータ蓄積バッファ９０００にユーザデータをコピーするデータ蓄積処理の流れを示すフローチャートである。中継装置は現用系経路上の上流装置からデータを受信すると、先ず当該データが保存対象データか否かを確認する（９３１０）。ここでは、保存対象データとはユーザデータのことであり、ＣＣＭフレームなどのＯＡＭフレームは保存対象外となる。保存対象データであれば（９３１０のＹ）、当該ユーザデータをデータ蓄積バッファ９０００へ保存し（９３２０）、同ユーザデータを現用系経路へ転送する（９３３０）。そして転送時刻をデータ管理テーブル９１００ａの転送時刻９１１０に保存する（９３４０）。

図２３は、データ蓄積制御部９０１０によるユーザデータを送出するまでの保存時間を設定し、その間は一時的にデータ蓄積バッファ９０００にユーザデータを保持するデータ蓄積処理の流れを示すフローチャートである。保存時間を計測するタイマがアップすると（９４００）、データ蓄積バッファ９０００に転送データが有るかどうかを判別する（９４１０）。転送データが有る場合（９４１０のＹ）、データ管理テーブル９１００ｂを検索して（９４２０）、保存時間満了のデータがあるかどうかを識別する（９４３０）。保存時間満了のデータがある場合（９４３０のＹ）、当該データをデータ蓄積バッファ９０００から抽出して、データ蓄積バッファ９０００から削除し（９４４０）、データ管理テーブル９１００ｂの更新を行う（９４５０）。

なお、手段Ｅおよび手段Ｆそれぞれにおいて、図２１（ａ）（ｂ）のデータ管理テーブル９１００ａおよびデータ管理テーブル９１００ｂを参照して実行してもよい。

本実施例より、現用系経路において通信障害が発生して予備系経路に切り替えが完了するまでの間に迂回経路を用いてユーザ宛にデータ転送を再開できるため、ユーザが認識するデータ通信途絶時間を短縮することができる。迂回経路は一時的な予備系経路として利用し、切替完了後に開放する。迂回経路として制御線を利用することもできる。この時、迂回経路用の通信装置や通信回線を確保しておく必要がないため、網設備を経済的に構築できる。一方、迂回経路として主信号線を利用した場合は、制御線に比べて広い帯域を確保できるため大容量のデータ転送を保護することができる。

（実施例２）
図２４は、本実施例で想定する第二の通信システムの基本構成を示すネットワーク図である。本ネットワーク図は、迂回経路を制御プレーンでなくデータプレーンを使用して設定する図である。既に説明した同様の機能を有する構成要素については、説明を省略する。本ネットワーク図では、現用系経路１０００に対して、迂回経路４０００、５０００、予備系経路６０００を設定する。ＴＥ−Ｚ（１００−Ｚ）はＡＰＳフレームを、通常時は５秒周期で予備系経路６０００を介して送信し、経路切り替えに関わる情報をＴＥ−Ａ（１００−Ａ）に通知している。ここで、ＴＮ（１５２−Ｙ）はＡＰＳフレームを受信すると、該ＡＰＳフレームをコピーして迂回経路４０００を介してＴＮ−Ｙ（１５０−Ｙ）に転送することも可能である。また、ＴＮ（１５２−Ｘ）も同様にＡＰＳフレームを受信すると、該ＡＰＳフレームをコピーして迂回経路５０００を介してＴＮ−Ｙ（１５０−Ｘ）に転送することも可能である。また、迂回経路への宛先の参照方法は、予め経路表に設定して送付しても良く、また、ブロードキャスト配信しても良い。

ＴＥ−Ｚ（１００−Ｚ）の現用系経路１０００に接続性障害が発生した際、即ち、現用系経路１０００からＣＣＭフレームを３．５周期以内に１度も受信しなかった際に、ＡＰＳフレームのＲｅｑｕｅｓｔ／Ｓｔａｔｅフィールドを設定し、更に予備系経路６０００へのＡＰＳフレームの送信周期を５秒周期から、３．３ミリ秒周期に変更する。ＴＮ（１５２−Ｙ）はＡＰＳフレームを受信すると、該ＡＰＳフレームをコピーして迂回経路４０００を介してＴＮ−Ｙ（１５０−Ｙ）に転送する。ＴＮ−Ｙ（１５０−Ｙ）はＡＰＳフレーム内のＲｅｑｕｅｓｔ／Ｓｔａｔｅフィールドを参照して、現用系経路１０００で障害が発生したことを検知し、以降受信したユーザデータを迂回経路４０００宛に転送する。

また、ＴＮ（１５２−Ｘ）も同様にＡＰＳフレームを受信すると、該ＡＰＳフレームをコピーして迂回経路５０００を介してＴＮ−Ｘ（１５０−Ｘ）に転送する。ＴＮ−Ｘ（１５０−Ｘ）はＡＰＳフレーム内のＲｅｑｕｅｓｔ／Ｓｔａｔｅフィールドを参照して、現用系経路１０００で障害が発生したことを検知し、以降受信したユーザデータを迂回経路５０００宛に転送する。また、最後にＴＥ−Ａ（１００−Ａ）はＡＰＳフレーム内のＲｅｑｕｅｓｔ／Ｓｔａｔｅフィールドを参照して、現用系経路１０００で障害が発生したことを検知し、現用系経路１０００から予備系経路６０００へ配信経路を切り替える。

図２５は、ＴＮ（１５２−Ｙ）またはＴＮ（１５２−Ｘ）の装置構成例を示す機能ブロック構成図である。本図を用いて、ＴＮ（１５２−Ｙ）における装置管理並びに通信信号処理について説明する。尚、既に説明した機能と同様の機能は説明を割愛する。

入力フレーム処理部３１でＡＰＳフレームを識別すると、ＯＡＭ制御部７２００のＡＰＳコピー部７４００において該ＡＰＳフレームのＲｅｑｕｅｓｔ／Ｓｔａｔｅフィールドを参照する。現用系経路１０００で障害が発生していない場合は該ＡＰＳフレームを経路表７１０００を参照して予備系経路６０００に転送する。または、経路表７１０００を参照して予め設定された迂回経路４０００と予備系経路６０００への宛先を検索し、ＯＡＭ制御部７２００のＡＰＳコピー部７４００において該ＡＰＳフレームをコピーして、該宛先に配信しても良い。

また、予め経路表７１０００に迂回経路を複数用意しておくことも可能である。この場合、一番早くＴＮ−Ｙ（１５０−Ｙ）まで到着した経路を迂回経路として使用することができる。一番早くＴＮ−Ｙ（１５０−Ｙ）まで到着した経路の検索方法は、例えば、ＴＮ（１５２−Ｙ）からＴＮ−Ｙ（１５０−Ｙ）までの転送時間を定期的に測ることにより求めることができる。具体的には、リザーブ領域等に転送時刻情報を埋め込んだＣＣＭフレームをＴＮ（１５２−Ｙ）からＴＮ−Ｙ（１５０−Ｙ）宛の複数経路に配信する。ＴＮ−Ｙ（１５０−Ｙ）において、ＣＣＭフレームを受信した時刻から、該ＣＣＭフレームに埋め込まれた時刻を引くことにより、一番値の小さい経路から配信された経路を転送時間の一番早い経路と判断することができる。また、コピーしたＡＰＳフレームをブロードキャスト配信することも可能である。

入力フレーム処理部３１でＡＰＳフレームを識別すると、ＯＡＭ制御部７２００において該ＡＰＳフレームのＲｅｑｕｅｓｔ／Ｓｔａｔｅフィールドを参照し、現用系経路１０００で障害が発生したことを検知した場合は、経路表７１０００を参照して予め設定された複数の宛先を検索し、ＯＡＭ制御部７２００において該ＡＰＳフレームをコピーして、該宛先に配信する。

図２６は、ＴＮ（１５２−Ｙ）またはＴＮ（１５２−Ｘ）の記憶部７００が保持する経路表７１０００である。ここではＴＮ（１５２−Ｙ）の保持する経路表について説明する。本経路表の３１０００〜３１６００はエントリを表す。本経路表にはパスＩＤ３００００、宛先ＭＡＣアドレス３０００１、予備系経路の宛先ポート番号３０００２、迂回経路の宛先ポート番号３０００３、宛先フラグ３０００４が格納される。ＴＮ（１５２−Ｙ）がＡＰＳフレームを受信した際、パスＩＤ３００００を基に該エントリを検索する。次に、宛先フラグ３０００４を確認する。宛先フラグ３０００４は、ＡＰＳフレームをどの経路に転送するかを決定するフラグであり、例えば、“００”の場合は予備系経路３０００２のみにＡＰＳフレームを転送、“０１”の場合は予備系経路３０００２と迂回経路３０００３の両方にＡＰＳフレームを転送することができる。

図２７は、ＴＮ（１５２−Ｙ）またはＴＮ（１５２−Ｘ）のＯＡＭ制御部７２００のＡＰＳコピー部７４００によるＡＰＳフレームの転送を表すフローチャートである。ここではＴＮ（１５２−Ｙ）の動作手順を説明する。ＴＮ（１５２−Ｙ）は現用系経路１０００で通信障害が発生したことを表すフレーム、即ちＲｅｑｕｅｓｔ／Ｓｔａｔｅフィールドのビットの立ったＡＰＳフレームを受信した場合（１２０１）、経路表７１０００を参照して、ＡＰＳフレームを配信する宛先を決定する（１２０２）。次に、該宛先に配信するためにＡＰＳフレームをコピーして（１２０３）、ＡＰＳフレームを転送する（１２０４）。

本実施例では、データプレーンを用いて迂回経路の帯域を確保できるため大容量のデータ転送を保護することができる。ＴＥ−Ｚ（１００−Ｚ）から中継装置へ独立した迂回経路を確保する必要がないため、パケットトランスポート内の中継装置と通信回線の増設数を抑えられ、投資コストの低減と管理負荷の低減が期待できる。さらにＴＥ−Ｚ（１００−Ｚ）はＡＰＳフレームを送出するポートを複数持つ必要がない（一度の送信で全中継装置へＡＰＳフレームが到着する）ため、多数の中継装置を迂回経路切替ポイントとして使用することができる。

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（ＳｏｌｉｄＳｔａｔｅＤｒｉｖｅ）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

１００ 中継網エッジ装置
１１０ パケット中継網
１１２ ＯｐＳ
１２０ データサーバ
１４０ ユーザ端末
１５０ 中継装置
１５２ 通信装置
１７０−ｗ１ 現用系経路
１７０−ｐ１ 予備系経路
１７２−ａ１ 迂回経路
７１ 経路表
７２ ＯＡＭ制御部
７２０ ＯＡＭ制御部
７３ ＣＣＭ終端部
７４ ＡＰＳ挿入部
７６０ パス管理補助テーブル
７７０ ユーザデータ管理テーブル
３０００ 補助通信網

Claims (7)

1. 第１の装置と、
   前記第１の装置と第１の経路または第２の経路の少なくとも一方を介してデータ信号の送信および接続性監視信号の送受信を行う第２の装置と、
   前記第１の経路を構成し、前記第１の装置と前記第２の装置との間で前記データ信号および前記接続性監視信号を中継する複数の第３の装置とを備え、
   前記第１の経路で障害が発生すると、
   前記第１の装置は、前記接続性監視信号に前記障害を通知する情報を追加し、前記障害を通知する情報を追加した前記接続性監視信号を前記第２の経路を介して前記第２の装置へ送信するとともに、前記複数の第３の装置それぞれとの間に予め設定された複数の第３の経路を介して前記障害を通知する情報を追加した前記接続性監視信号を前記複数の第３の装置へ送信し、前記複数の第３の装置は、前記障害を通知する情報を追加した前記接続性監視信号を前記第３の経路を介してそれぞれ受信すると、前記第１の経路を介して中継している前記第２の装置から前記第１の装置への前記データ信号を前記第３の経路を介して中継するようにそれぞれ切り替え、
   前記第２の装置は、前記障害を通知する情報を追加した前記接続性監視信号を受信すると、前記第１の経路を介して送信している前記データ信号を前記第２の経路を介して送信するように切り替える
   ことを特徴とする通信網。
2. 前記複数の第３の装置は、
   受信した前記データ信号および前記接続性監視信号の入力経路を識別する入力経路識別情報と、前記受信した前記データ信号および前記接続性監視信号の送信先として前記第１の経路の送信先を識別する第１の経路識別情報および前記第３の経路の送信先を識別する第２の経路識別情報と、受信した前記データ信号の前記送信先が前記第１の経路か前記第３の経路かを示す第１の切替情報とを対応づけて管理する経路情報を保持する記憶部と、
   前記経路情報を参照して受信した前記データ信号および前記接続性監視信号を前記送信先へ出力する処理部とを備え、
   前記複数の第３の装置の前記処理部は、
   前記第２の装置より前記データ信号を受信すると、前記データ信号に含まれる入力経路識別情報に基づいて前記経路情報の前記入力経路識別情報を検索し、検索した前記入力経路識別情報に対応する前記第１の切替情報が前記第１の経路を示すときは、前記第１の経路識別情報より前記第１の経路の送信先を特定し、特定した前記第１の経路の送信先に受信した前記データ信号を送信し、検索した前記入力経路識別情報に対応する前記第１の切替情報が前記第３の経路を示すときは、前記第２の経路識別情報より前記第３の経路の送信先を特定し、特定した前記第３の経路の送信先に受信した前記データ信号を送信し、前記第１の装置より前記第３の経路を介して前記障害を通知する情報を追加した前記接続性監視信号を受信すると、受信した前記障害を通知する情報を追加した前記接続性監視信号に含まれる入力経路識別情報に基づいて前記経路情報の前記入力経路識別情報を検索し、検索した前記入力経路識別情報に対応する前記第１の切替情報を前記第３の経路を示すように更新する
   ことを特徴とする請求項１に記載の通信網。
3. 前記複数の第３の装置の前記記憶部は、
   前記入力経路識別情報と、受信した前記データ信号を中継するか否かを特定する中継可否情報とを対応づけて管理する管理情報を保持し、
   前記複数の第３の装置の前記処理部は、
   前記第２の装置より前記データ信号を受信すると、前記データ信号に含まれる前記入力経路識別情報に基づいて前記経路情報の前記入力経路識別情報を検索し、検索した前記入力経路識別情報に対応する前記第１の切替情報が前記第３の経路を示す場合、前記データ信号に含まれる前記入力経路識別情報に基づいて前記管理情報の前記入力経路識別情報を検索し、検索した前記入力経路識別情報に対応する前記中継可否情報が中継可であるとき、受信した前記データ信号に含まれる前記入力経路識別情報に対応する前記経路情報の前記第２の経路識別情報より前記第３の経路の送信先を特定し、特定した前記第３の経路の送信先に受信した前記データ信号を中継することを特徴とする請求項２に記載の通信網。
4. 前記複数の第３の装置は、
   前記第３の経路のトラフィック量を測定する測定部を備え、
   前記複数の第３の装置の前記記憶部は、
   前記入力経路識別情報と優先度と受信した前記データ信号を中継するか否かを特定する中継可否情報とを対応づけて管理する第１の管理情報と、前記第３の経路のトラヒック量と前記優先度とを対応づけて管理する第２の管理情報とを保持し、
   前記複数の第３の装置の前記処理部は、
   前記第２の装置より前記データ信号を受信すると、前記データ信号に含まれる前記入力経路識別情報に基づいて前記経路情報の前記入力経路識別情報を検索し、検索した前記入力経路識別情報に対応する前記第１の切替情報が前記第３の経路を示す場合に、前記データ信号に含まれる前記入力経路識別情報に基づいて前記経路情報の前記入力経路識別情報を検索し、検索した前記入力経路識別情報に対応する前記送信先情報の前記第２の経路識別情報を特定し、特定した前記第２の経路識別情報が示す前記第３の経路のトラフィック量を前記測定部より取得し、取得した前記第３の経路のトラフィック量に基づいて前記第２の管理情報の前記第３の経路のトラヒック量を検索し、検索した前記第３の経路のトラヒック量に対応する前記優先度より高優先度または検索した前記第３の経路のトラヒック量に対応する前記優先度以上の優先度の前記第１の管理情報の前記優先度を特定し、特定した前記優先度に対応する前記中継可否情報を中継可に更新し、受信した前記データ信号に含まれる前記入力経路識別情報に基づいて前記第１の管理情報の前記優先度を特定し、特定した前記優先度に対応する前記中継可否情報が中継可である場合、受信した前記データ信号を特定した前記第２の経路識別情報が示す前記第３の経路へ中継する
   ことを特徴とする請求項２に記載の通信網。
5. 前記第１の装置は、
   受信した前記データ信号および前記接続性監視信号の入力経路を識別する入力経路識別情報と、受信した前記データ信号が前記第３の経路を介して受信したものであるか否かを特定する第２の切替情報とを対応づけて管理する経路情報を保持する記憶部と、
   前記経路情報を参照して受信した前記データ信号および前記接続性監視信号を送信先へ出力する処理部と、
   制御信号の送受信を行う制御信号処理部とを備え、
   前記処理部は、前記データ信号を受信すると、前記データ信号に含まれる入力経路識別情報に基づいて前記経路情報の前記入力経路識別情報を検索し、検索した前記入力経路識別情報に対応する前記第２の切替情報が前記第３の経路を表しているとき、受信した前記データ信号の処理を受信した他のデータ信号より優先して行う
   ことを特徴とする請求項１に記載の通信網。
6. 前記第３の経路は、
   前記第１の装置と前記第２の装置と前記複数の第３の装置を制御信号にて制御する複数の第４の装置によって構成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の通信網。
7. 第１の経路または第２の経路の少なくとも一方を介してデータ信号の受信および接続性監視信号の送受信を行い、第３の経路を介して制御信号の送受信を行う処理部と、
   受信した前記データ信号および前記接続性監視信号の入力経路を識別する入力経路識別情報と、受信した前記データ信号が前記第３の経路を介して受信したものであるか否かを表す切替情報とを対応づけて管理する経路情報を保持する記憶部とを備え、
   前記処理部は、前記第１の経路で障害が発生すると、
   前記接続性監視信号に前記障害を通知する情報を追加し、前記障害を通知する情報を追加した前記接続性監視信号を前記第２の経路および前記第３の経路を介して送信した後に、前記データ信号を受信すると、前記データ信号に含まれる入力経路識別情報に基づいて前記経路情報の前記入力経路識別情報を検索し、検索した前記入力経路識別情報に対応する前記切替情報が前記第３の経路を表しているとき、受信した前記データ信号の処理を受信した他のデータ信号より優先して行う
   ことを特徴とする装置。

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