JP6791660B2 - 障害検出装置及び障害検出方法 - Google Patents

Description

本発明は、障害検出装置及び障害検出方法に関し、特に、間欠障害を検出するための障害検出装置及び障害検出方法に関する。

複数の通信カードを含んで構成される通信装置において、外的要因により、不特定の箇所でデータがビット化けし、一時的に通信カード間の通信でデータエラーが発生する間欠障害が発生することがある。データエラーを生じさせる外的要因には、例えば、外部から回路素子に照射される放射線や電磁波がある。このようなデータエラーが発生した場合には、通常、その都度エラー検出訂正処理や再送処理による救済が行われる。

しかし、間欠障害は、その程度により繰り返し発生し、その影響は装置の性能低下や接続回線品質劣化といった形で現れる。そして、間欠障害をそのまま放置すれば、間欠障害がいずれ固定障害に移行する場合もある。そうなると、該当通信装置と接続されている通信システム全体にまで、障害の影響が及ぶ可能性がある。固定障害は、間欠的ではなく時間的に固定的に、すなわち連続して発生し続ける障害である。

ケーブルの断線、電子部品の劣化故障や突発故障のような内部的な要因による固定障害は装置内で固定障害として検出される場合が多い。そして、このような固定障害は、被疑個所の特定も比較的容易である。しかし、間欠障害は、その発生が気づかれにくいため、障害個所や障害原因の特定に時間を要することが多い。

例えば、通信装置内に配置された複数の通信カード間の信号同期方式としてフレーム同期が採用される場合がある。そして、一般的に、通信カード間のフレーム同期障害の検出閾値に前方保護が設定され、障害検出後から復旧までの閾値に後方保護が設定される。前方保護及び後方保護により、障害の発生及び復旧の通知が過度に敏感に発出されることが抑制される。

一般的な前方保護では、フレーム同期状態からフレーム同期パターン照合結果がＰ回連続不一致を検出するまでの連続フレーム数が、アラーム発出の閾値（＝前方保護段数）に達した時に障害検出が発報される。また、一般的な後方保護では、フレーム同期外れ状態からフレーム同期パターンの照合結果がＱ回連続一致を検出するまでの連続フレーム数がアラーム停止の閾値（＝後方保護段数）に達した時に、障害復旧が発報される。Ｐ及びＱは自然数であり、フレーム同期が用いられる通信カードの仕様によって規定される。

本発明に関連して、特許文献１は、間欠障害を検知する技術を開示している。また、特許文献２は、正常なワードのダウンカウント時とエラーワードのアップカウントとで異なるカウント数を持つデータ伝送装置を開示している。

特開２０１２−０８０４２６号公報 特公昭５８−０４０３８３号公報

前方保護段数及び後方保護段数は、いずれも、連続カウントによる累積値である。そのため、例えば、装置内の間欠障害が原因で、前方保護段数に達する前にわずか１フレームでもフレーム同期パターンが正常と判断された場合には、連続カウントによる累積値が「０」（ゼロ）にクリアされる。この場合には、累積カウント値は前方保護段数に達する前に０クリアされるため、間欠障害は発報されない。

フレーム同期外れが検出された場合には、通信システムが備えるパフォーマンスモニタ（Performance Monitor：ＰＭ）によって重大エラー秒数（Severely Errored Second：ＳＥＳ）や不稼働秒数（UnAvailable Second：ＵＡＳ）として通知される場合がある。しかし、上述のような、フレーム同期外れと認識されない程度の間欠障害が発生していた場合、ＰＭは間欠障害を障害として通知しないため、一般的なＰＭでは間欠障害を検出できない。

閾値超過アラート（Threshold Crossing Alert：ＴＣＡ）では、例えば１５分間隔又は２４時間間隔でＢＩＰ（Bit Interleaved Parity）演算結果の閾値超過数がカウントされる。しかし、信号断及びフレーム同期外れが検出されている場合には、ＴＣＡのカウントは停止される。このため、フレーム同期外れと認識されない間欠障害が発生しても、ＴＣＡカウント数から間欠障害を知ることができない場合がある。

このように、フレーム信号を用いた一般的な通信装置では、間欠障害を認識できない場合があるという課題があった。一方、特許文献１に記載された発明は、間欠障害の検知にヘルスチェックパケットを用いているため、ヘルスチェックパケットの送受信回路が必要であり、通信装置に特許文献１の発明を適用した場合、通信装置の構成が複雑になるという課題がある。また、特許文献２は、間欠障害の検出のための技術への言及がない。

（発明の目的）
本発明は、簡単な構成で間欠障害を検出可能な技術を提供することを目的とする。

本発明の障害検出装置は、受信したフレーム信号から障害を検出するための情報を抽出するフレーム終端手段と、前記情報に基づいて、前記フレーム信号のアラームの有無を前記フレーム信号のフレーム毎に判断する障害監視手段と、前記判断の結果に基づいて、前記アラームがあると判断される毎にカウント値が累積され、前記アラームがないと判断される毎に前記カウント値が減算されるカウンタ手段とを備え、前記障害監視手段は、前記カウント値が所定の閾値に達すると障害発生と判断する信号を出力する。

本発明の障害検出方法は、受信したフレーム信号から障害を検出するための情報を抽出し、前記情報に基づいて、前記フレーム信号のアラームの有無を前記フレーム信号のフレーム毎に判断し、前記判断の結果に基づいて、前記アラームがあると判断される毎にカウント値を累積し、前記アラームがないと判断される毎に前記カウント値を減算し、前記カウント値が所定の閾値に達すると障害発生と判断する信号を出力する、ことを特徴とする。

本発明の障害検出プログラムは、障害検出装置のコンピュータに、受信したフレーム信号から障害を検出するための情報を抽出する手順、前記情報に基づいて、前記フレーム信号のアラームの有無を前記フレーム信号のフレーム毎に判断する手順、前記判断の結果に基づいて、アラームがあると判断される毎にカウント値を累積し、アラームがないと判断される毎に前記カウント値を減算する手順、前記カウント値が所定の閾値に達すると障害発生と判断する信号を出力する手順、を実行させる手順を備える。

本発明の障害検出装置及び障害検出方法は、簡単な構成で間欠障害を検出できる。

第１の実施形態の通信システム１００及び回線インタフェース装置１の構成例を示すブロック図である。 装置内フレーム信号のフレームフォーマットの例を示す図である。 ＵＰ／ＤＯＷＮカウンタ回路２２１のカウント数の遷移の例を示す図である。 カード２における間欠障害の検出動作手順の例を示すフローチャートである。 第２の実施形態の障害検出装置５００の構成例を示すブロック図である。 障害検出装置５００の動作手順の例を示すフローチャートである。

以下に、本発明の実施形態について説明する。各実施形態では、装置内に備えられた通信カード間のデータ伝送における間欠障害の検出について説明する。

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について、図面を参照し構成を説明する。図１は、第１の実施形態の通信システム１００及び回線インタフェース装置１の構成例を示すブロック図である。通信システム１００は、回線インタフェース装置１と、外部装置４とを備える。

回線インタフェース装置１は、外部回線インタフェース信号により、外部装置４との間で双方向のデータ伝送を行う。回線インタフェース装置１と外部装置４との間で伝送されるデータは、それぞれの装置の内部で生成されるデータでもよいし、他の装置からそれぞれの装置に通知されるデータでもよい。外部回線インタフェース信号の伝送媒体は、例えば光ケーブル、メタリックケーブルであるが、これらには限定されない。回線インタフェース装置１と外部装置４とは、無線通信により接続されてもよい。

回線インタフェース装置１は、カード２及びカード３を備える。カード２及びカード３は通信機能を備える通信カードであり、例えば、プリント配線基板上に形成された、信号処理機能を持つ電気回路である。カード２及びカード３は、それぞれ、回線インタフェース装置１の機能を実現するための機能を備える。カード２は、装置内フレーム終端部２１、装置内障害監視部２２、データ収集部２３、障害発報部２４、回線インタフェース終端部２５、回線障害監視部２６を備える。カード３は、装置内フレーム終端部３１、装置内障害監視部３２、データ収集部３３、障害発報部３４を備える。さらに、装置内障害監視部２２はＵＰ／ＤＯＷＮカウンタ回路２２１を備え、装置内障害監視部３２はＵＰ／ＤＯＷＮカウンタ回路３２１を備える。

カード２は、外部回線インタフェース信号を用いて外部装置４と通信するとともに、装置内フレーム信号を用いてカード３と通信する。回線インタフェース終端部２５は、外部装置４との送受信インタフェースであり、外部回線インタフェース信号を終端する機能を備える。データ収集部２３は、装置内フレーム終端部２１及び回線インタフェース終端部２５から入力される信号から、出力先で必要なデータを抽出する機能を備える。カード２は、回線障害監視部２６によって、外部装置４との通信の障害及び外部回線とのインタフェースの障害を監視及び処理する機能を備える。

カード３は、装置内フレーム信号を用いてカード２と通信する。データ収集部３３は、装置内フレーム終端部３１から入力される信号から、カード３の内部あるいは図示されない他の通信カードで必要なデータを抽出する機能を備える。データ収集部３３は、カード３の内部あるいは図示されない他の通信カードで生成されたデータを、装置内フレーム終端部３１へ出力する機能を備えてもよい。

カード２とカード３とが備える装置内フレーム終端部２１及び３１は、カード間の通信の送受信インタフェースである。装置内フレーム終端部２１及び３１は、対向するカードへ装置内フレーム信号を送信するとともに、対向するカードから受信した装置内フレーム信号を終端する。カード２とカード３との間は、光ケーブル、メタリックケーブル、あるいはコネクタ等の物理的媒体で接続される。装置内フレーム終端部２１及び３１は、カード間の接続形態に合わせて、装置内フレーム信号の光信号から電気信号への変換や、異なる形式の電気信号間の変換などを行うインタフェース回路を備える。装置内フレーム終端部２１及び３１は、さらに、フレーム信号の多重及び分離を行う回路をも備えてもよい。このような構成により、カード２と外部装置４との間、及び、カード３と外部装置４との間でデータ伝送が可能となる。

回線インタフェース装置１は、カード２内の装置内障害監視部２２とカード３の装置内障害監視部３２によって、カード間の通信における間欠障害を検出する。装置内障害監視部２２及び３２は、装置内フレーム信号の異常に起因する障害を示す情報の発出の判断に必要とされる情報を監視する。これらの情報は、例えば装置内フレーム信号に格納されたフレーム同期パターンやＢＩＰ演算結果などであり、アラームの発出の判断に用いられる情報である。フレーム同期パターンは回線インタフェース装置１の仕様によって規定されたパターン及び長さを持つビット列である。これらの情報は、装置内フレーム終端部２１及び３１から、それぞれ装置内障害監視部２２及び３２に通知される。装置内障害監視部２２及び３２は、通知されたこれらの情報に基づいて異常の発生の有無を判断してアラーム情報として累積する。

装置内障害監視部２２は、累積したアラーム情報が障害発報レベルに達すると、障害発報部２４に障害発生を通知する。障害発報部２４は、装置内障害監視部２２から障害発生が通知された場合には、図示されない上位装置に装置内フレーム信号に関する障害の発生を発報する。同様に、装置内障害監視部３２は、累積したアラーム情報が障害発報レベルに達すると、障害発報部３４に障害発生を通知する。障害発報部３４は、装置内障害監視部３２から障害発生が通知された場合には、図示されない上位装置に装置内フレーム信号に関する障害の発生を発報する。

回線障害監視部２６は、外部回線インタフェース信号の異常に起因するアラームの発出の判断に必要とされる情報を監視する。外部回線インタフェース信号の異常に関する情報は、回線インタフェース終端部２５から回線障害監視部２６に通知される。回線障害監視部２６は、通知された情報に基づいて異常の発生の有無を判断してアラーム情報として累積する。回線障害監視部２６は、累積したアラーム情報が障害発報レベルに達すると、障害発報部２４に障害発生を通知する。障害発報部２４は、回線障害監視部２６から障害発生が通知された場合にも、図示されない上位装置に外部回線インタフェース信号に関する障害の発生を発報する。

図２は、カード２とカード３との間で送受信される装置内フレーム信号のフレームフォーマットの例を示す図である。装置内フレーム信号は、１２５μｓ（マイクロ秒）の長さを持つフレームの繰り返しで構成される。各フレームは、ペイロード（データ）、オーバーヘッド（ＯＨ）及びチャネルオーバーヘッド（ＣＯＨ）を含む。ＯＨには、例えば、フレームの構成等に関する各種の情報が格納される。ＣＯＨには、例えば、フレーム同期パターンやＢＩＰ演算結果が格納される。フレーム同期パターンは、受信されたフレーム信号のＣＯＨ、ＯＨ及びペイロードの位置を検出するために用いられる。

図２のフレームフォーマットは本実施形態で用いられるフレーム信号の構成の一例を示すものであり、ペイロード、ＯＨ、ＣＯＨのデータ長やそれらの具体的な内容はカード２及び３の仕様に基づいて規定される。例えば、各ペイロード長が２６１バイト、ＯＨ長及びＣＯＨ長がいずれも９バイトであり、１２５μｓの間に、２６１バイトのペイロードが９個、９バイトのＯＨが８個、９バイトのＣＯＨが１個伝送されてもよい。この場合、装置内フレーム信号の伝送速度は１５５．５２Ｍｂｐｓ（メガビット毎秒）であり、ペイロードの伝送容量は１５０．３３６Ｍｂｐｓである。もちろん、これらの数値は一例であり、実施形態のフレームフォーマットを限定しない。

（第１の実施形態の動作の説明）
第１の実施形態の回線インタフェース装置１の動作について、図面を参照して説明する。カード２は、図２に例示される装置内フレーム信号をカード３から受信し、受信した装置内フレーム信号を装置内フレーム終端部２１において終端する。装置内障害監視部２２には、装置内フレーム終端部２１から入力された装置内フレーム信号のＯＨ及びＣＯＨのいずれかに格納された、アラームの発出の判断に用いられる情報が通知され、装置内障害監視部２２は、これらの情報を監視する。後述するように、本実施形態では、ＣＯＨに格納されたフレーム同期パターンが装置内フレーム終端部２１から装置内障害監視部２２へ通知される場合について説明する。

装置内障害監視部２２内のＵＰ／ＤＯＷＮカウンタ回路２２１は、数値をカウントアップ又はカウントダウンするカウンタ回路である。ＵＰ／ＤＯＷＮカウンタ回路２２１は、フレーム信号の異常の有無に応じてカウントアップ又はカウントダウンされる。カード３の装置内フレーム終端部３１、装置内障害監視部３２及びＵＰ／ＤＯＷＮカウンタ回路２２１は、カード２から装置内フレーム信号を受信すると、装置内フレーム終端部２１、装置内障害監視部２２及びＵＰ／ＤＯＷＮカウンタ回路３２１と同様に動作する。このため、カード３の動作に関する詳細な説明は省略する。

本実施形態では、一例として、フレーム同期パターンがＣＯＨに格納され、装置内障害監視部２２がフレーム同期パターンの異常によるアラームの有無を監視する場合を例として説明する。装置内フレーム終端部２１は、ＣＯＨに格納されたフレーム同期パターンを１フレーム（１２５μｓ）毎に装置内障害監視部２２へ出力する。装置内障害監視部２２は、装置内フレーム終端部２１から入力されたフレーム同期パターンを監視し、フレーム同期パターンに異常がある場合は「アラームあり」と判断し、アラームビットを「１」に設定する。フレーム同期パターンが正常の場合は「アラームなし」と判断し、アラームビットを「０」（ゼロ）と設定する。

装置内障害監視部２２は、装置内フレーム終端部２１からフレーム同期パターンが通知されるたびに、上述のようにフレーム同期パターンの正常性を検査する。すなわち、装置内障害監視部２２は、通知されたフレーム同期パターンと、規定されたフレーム同期パターンとが一致した場合には「アラームなし」と判断する。また、装置内障害監視部２２は、通知されたフレーム同期パターンが１ビットでも誤っていた場合には「アラームあり」と判断する。ただし、「アラームあり／なし」の判断に他の基準が用いられてもよい。

アラームビットは、例えば、装置内障害監視部２２において記憶される１ビットの変数である。ＵＰ／ＤＯＷＮカウンタ回路２２１は、アラームビットの値（すなわち、アラームの有無）に基づき、１フレーム毎に以下の動作を行う。

（１）アラームあり（アラームビット＝「１」）の場合には、カウント値をＭだけカウントアップする。

（２）アラームなし（アラームビット＝「０」）の場合には、カウント値をＮだけカウントダウンする。

ここで、Ｍ及びＮは、あらかじめ回線インタフェース装置１の仕様によって規定された自然数である。ＵＰ／ＤＯＷＮカウンタ回路２２１においてカウント値は累積され、累積されたカウント値を以下ではＴで表す。累積カウント値Ｔは、アラームビットが「０」である場合（すなわち、通知されたフレーム同期パターンが正常である場合）でも「０」にクリアされない。

上記の（１）、（２）の手順によるカウントアップ及びカウントダウンの結果、ＵＰ／ＤＯＷＮカウンタ回路２２１の累積カウント値Ｔが障害検出閾値Ｔ０に達すると、装置内障害監視部２２は、障害発生を障害発報部２４に通知する。そして、当該通知を受けた障害発報部２４は上位装置へ障害の発生を通知する。また、ＵＰ／ＤＯＷＮカウンタ回路２２１の累積カウント値Ｔが障害復旧閾値Ｔ１に達すると、装置内障害監視部２２は、障害復旧を障害発報部２４に通知する。そして、当該通知を受けた障害発報部２４は上位装置へ障害の復旧を通知する。ここで、Ｔ０及びＴ１はあらかじめ定められた閾値であり、Ｔ０＞Ｔ１である。

上述のフレーム同期パターンの検査手順において、ＵＰ／ＤＯＷＮカウンタ回路２２１におけるアラーム検出率Ｄを、Ｄ＝Ｍ／（Ｍ＋Ｎ）として定義することができる。アラーム検出率Ｄは、ＵＰ／ＤＯＷＮカウンタ回路２２１における累積カウント値の増加率を示す指数である。アラーム検出率Ｄを高くすると、「アラームあり」の状態の比率（すなわち、発生確率）が変わらない場合でもＵＰ／ＤＯＷＮカウンタ回路２２１の累積カウント値Ｔの増加量を大きくでき、その結果、障害をより早期に検出できる。

ここで、「アラームあり」の場合のカウントアップ値Ｍと「アラームなし」の場合のカウントダウン値Ｎとを異なる値とする重み付けを行うことで、アラーム検出率Ｄの値を高くすることができる。例えば、アラーム検出時のカウントアップ値Ｍとアラーム非検出時のカウントダウン値Ｎとの関係をＭ＞Ｎとしてもよい。Ｍ＞Ｎとすることで、１回の「アラームなし」検出によるカウントダウンに対して１回の「アラームあり」検出によるカウントアップによる累積カウント値の増加を優越させることができる。

なお、障害発報条件（前方保護段数、すなわち、フレーム同期状態において、フレーム同期パターン照合結果が連続不一致を検出するまでの連続フレーム数）は、一般的な装置内フレーム同期外れ検出の仕様のままとしてもよい。ただし、１回の「アラームあり」に対するカウントアップ値Ｍを大きくすると、装置内障害監視部２２が障害検出を障害発報部２４に通知するまでの保護時間が短くなってしまう（すなわち、前方保護段数が小さくなる）。このため、本実施形態では、アラーム検出時のカウントアップ値Ｍを大きくすると同時に、障害検出閾値Ｔ０をカウントアップ値Ｍと同じ比率で増加させる。例えば、装置内フレーム信号の１フレームの長さが１２５μｓであり、前方保護段数が２２４段である場合を考える。この場合、障害検出の閾値は１２５μｓ×２２４フレーム＝２８ｍｓである。

ここで、本実施形態では、カウントアップ値Ｍ＝４、カウントダウン値Ｎ＝１とする。すなわち、Ｍ：Ｎは４：１である。この場合には、フレーム同期パターンが監視される期間内においてフレーム毎のアラームの発生率が１／５（＝２０％）を超えていれば、カウントアップ量の期待値はカウントダウン量の期待値よりも大きい。従って、平均的にはカウントダウンに対してカウントアップが優越するため、間欠障害であっても障害として検出可能となる。より一般的には、一般的に、アラームの発生率をＡ、アラームがないと判断される場合の比率を１−Ａとした場合に、Ｍ／Ｎ＞（１−Ａ）／ＡとなるようにＭ及びＮを設定することで間欠障害を検出可能である、と表現できる。上述の例では、Ａ＞０．２、Ｍ＝４、Ｎ＝１である。「アラームの発生率」はアラームがあると判断される場合の比率である。また、０＜Ａ＜１である。

また、障害検出閾値Ｔ０も４倍の値とすることで、障害検出下での保護時間を２８ｍｓのまま（すなわち、前方保護されるフレームの数を２２４段）とすることができる。すなわち、最短で障害検出と判定されるまでの時間（障害検出閾値２８ｍｓ）における前方保護段数は２２４段であるので、前方保護段数に達する累積カウント値Ｔは、２２４段×４倍＝８９６段となる。つまり、障害検出閾値Ｔ０は、８９６カウントとなる。

また、障害の復旧を上位装置に通知する際の累積カウント値である障害復旧閾値Ｔ１を「０」カウントとした場合、累積カウント値Ｔが「０」になった時に障害復旧と判断される。そして、復旧と判定されるまでの時間は、８９６カウントから１カウントずつダウンするため、最短時間では以下の式１のように、１１２ｍｓとなる。

８９６（カウント）×１２５（μｓ）＝１１２（ｍｓ） ・・・（式１）
なお、上述の例において、カウントアップ値Ｍに基づいて障害検出閾値Ｔ０を増加させない場合には、障害検出閾値Ｔ０は２２４カウントとなる。この場合、２２４÷４＝５６であるので、障害復旧（累積カウント値Ｔ＝０）の後、５６回の「アラームあり」によって累積カウント値Ｔは障害検出閾値Ｔ０に達するため、障害検出閾値Ｔ０を８９６カウントとする場合と比較して間欠障害を早期に発見できる。

図３は、ＵＰ／ＤＯＷＮカウンタ回路２２１のカウント数の遷移の例を示す図である。図３には、上述した内容に基づいて、ＵＰ／ＤＯＷＮカウンタ回路２２１のカウント数が変化する様子の例を示す。図３の縦軸は累積カウント値Ｔ、横軸は時間である。アラームビットの確認は装置内フレーム信号の１フレーム毎に行われるため、時刻は１２５μｓ単位で進行する。そして、ＵＰ／ＤＯＷＮカウンタ回路２２１は、１２５μｓ毎にカウントＵＰ／ＤＯＷＮ動作を行う。

初期状態ではＵＰ／ＤＯＷＮカウンタ回路２２１の累積カウント値Ｔは０であるとする。アラームビットが「１」である場合には、累積カウント値は４増加し（例えば図３の累積カウント値Ｔ＝０→４→８→１２）、アラームビットが「０」であると累積カウント値は１減少する（例えば図３のＴ＝１２→１１→１０）。このように累積カウント値の増減を繰り返しながら、累積カウント値Ｔが障害検出閾値Ｔ０（本実施形態では８９６）に達すると、装置内障害監視部２２は、障害発報部２４へ障害の発生を通知する。また、累積カウント値Ｔが障害検出閾値Ｔ０に達した後、累積カウント値Ｔが障害復旧閾値Ｔ１（本実施形態ではＴ１＝０）まで減少すると、装置内障害監視部２２は、障害発報部２４へ、障害の復旧を通知する。

なお、Ｍ及びＮの設定値によっては、累積カウント値Ｔがマイナスになる場合も起こりうる。このような場合は、Ｔ＜０となった時点でＴ＝０となったとみなして障害が復旧したと判断してもよい。一方、累積カウント値Ｔが障害検出閾値Ｔ０を超えた場合にも、装置内障害監視部２２は、障害発生と判断してもよい。累積カウント値ＴがＴ≧Ｔ０となった場合には、カウントアップを停止してもよい。「アラームなし」の場合には累積カウント値は、１ずつカウントダウンする。累積カウント値Ｔが障害復旧閾値Ｔ１以下になると、障害復旧と判断される。上述した例では、障害復旧閾値Ｔ１を０としているが、必ずしもＴ１＝０とする必要はない。障害復旧と判断された後、累積カウント値ＴはＴ＝０にクリアされなくともよい。この場合は、Ｔ＝Ｔ１からカウント動作が継続され、「アラームあり」である場合には再び累積カウント値ＴがＭカウントアップされる。

図４は、カード２における間欠障害の検出動作手順の例を示すフローチャートである。装置内フレーム終端部２１は、受信したフレーム信号から障害を検出するための情報、すなわちフレーム同期パターンを抽出し（図４のステップＳ１１）、抽出された情報に基づいて、フレーム同期パターンの異常の有無をフレーム毎に判断する（ステップＳ１２）。判断の結果、異常がある（「アラームあり」）と判断されると累積カウント値がＭカウントアップされ（ステップＳ１３）、異常がない（「アラームなし」）と判断されると累積カウント値がＮカウントダウンされる（ステップＳ１４）。そして、累積カウント値が障害検出閾値Ｔ０又は障害復旧閾値Ｔ１に達したかどうかが判断される（ステップＳ１５）。累積カウント値ＴがＴ０以上に達した場合（Ｔ≧Ｔ０）には、装置内障害監視部２２は、障害発生を障害発報部２４に通知する（ステップＳ１６）。累積カウント値ＴがＴ１以下まで減少した場合（Ｔ≦Ｔ１）には、装置内障害監視部２２は、障害復旧を障害発報部２４に通知する（ステップＳ１７）。

以上説明した第１の実施形態の回線インタフェース装置１は、以下の効果を奏する。すなわち、回線インタフェース装置１は、ＰＭ（パフォーマンスモニタ）やＴＣＡ（閾値超過アラート）では検出が困難であった、フレーム信号を用いた通信における間欠障害を簡単な構成で検出できる。その理由は、回線インタフェース装置１は、受信したフレーム信号から抽出したフレーム同期パターンに基づいてアラームの有無を判断し、ＵＰ／ＤＯＷＮカウンタ回路２２１において累積カウント値により障害発生を検出しているからである。そして、回線インタフェース装置１は、ヘルスチェックのための信号を生成することを要しない。

また、回線インタフェース装置１は、障害の検出感度を変更できる。その理由は、ＵＰ／ＤＯＷＮカウンタ回路２２１において、アラームが発生した場合のカウントアップ値Ｍとアラームが発生しない場合のカウントダウン値Ｎとを独立に設定することで、これらの値の重みづけを可変としているからである。

このように、第１の実施形態の回線インタフェース装置１は、簡単な構成で間欠障害を検出できるという効果を奏する。対向する通信カードにおいて間欠障害の検出が容易となることで障害の早期発見が可能となり、障害に起因する運用サービスへの影響が抑制される。

（第１の実施形態の変形例）
回線インタフェース装置１は、以下のような第１の実施形態の変形例によっても、簡単な構成で間欠障害を検出できるという効果を奏する。

第１の実施形態では、カード２における、カード３から受信した装置内フレーム信号の間欠障害を検出する手順について説明した。図１に示すように、装置内フレーム信号の監視に関してはカード３もカード２と同様の機能を備える。従って、回線インタフェース装置１は、カード３で受信される装置内フレーム信号の間欠障害を検出してもよい。

さらに、回線インタフェース装置１がさらに他の通信カードを備える場合に、各カードが備える装置内フレーム信号のインタフェースの全てに、上述の間欠障害の検出手順が適用されてもよい。このような構成により、対向する通信カード間で互いに間欠障害の検出が可能となる。加えて、通信カードが備える障害監視のための構成が共通化されることにより、通信カードの製造コスト低減も可能となる。なお、装置内フレーム信号による通信が回線インタフェース装置１内の複数の箇所で行われており、特定の箇所で間欠障害の検出率を上げたい場合は、その箇所の通信におけるカウントアップ値Ｍとカウントダウン値Ｎの比率を調整すればよい。

さらに、装置内の通信カード間のインタフェースのみならず、外部回線とのインタフェースにも、ＩＴＵ−Ｔ勧告などの公的規格に準拠した障害検出条件と併用して、第１の実施形態の間欠障害検出方法を適用してもよい。この場合には、外部回線とのインタフェースにおいても間欠障害の検出が可能となる。なお、ＩＴＵ−Ｔは、International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sectorの略である。

さらに、他の通信カードと比較して故障率の高い部品を使用している通信カードにおいて、カウントアップ値Ｍ及びカウントダウン値Ｎの重みづけや障害検出閾値Ｔ０及び障害復旧閾値Ｔ１を他の通信カードと異なるものとしてもよい。このようにすることで、故障率の高い通信カードの間欠障害の検出をより容易とし、当該通信カードが実装された装置のより安定した運用が可能となる。

なお、本実施形態では、アラーム情報がフレーム同期パターンの不一致に基づく情報（すなわち、フレーム同期外れ）である場合について説明した。しかし、実際には、装置間フレーム信号のアラーム情報は複数存在するため、複数のアラーム情報を同時に監視することで、装置内フレーム信号に含まれる複数のアラーム情報に対する間欠障害検出が可能となる。

なお、カード２は、さらに、中央処理装置（central processing unit、ＣＰＵ）及び記録媒体を備えてもよい。そして、回線インタフェース装置１の機能及び動作手順は、記録媒体に記録されたプログラムをＣＰＵが実行することにより実現されてもよい。プログラムは、固定された、一時的でない記録媒体に記録される。記録媒体としては半導体メモリ又は固定磁気ディスク装置が用いられるが、これらには限定されない。

（第２の実施形態）
図５は、本発明の第２の実施形態の障害検出装置５００の構成例を示すブロック図である。障害検出装置５００は、フレーム終端部５０１、障害監視部５０２、カウンタ部５０３、を備える。

フレーム終端部５０１は、フレーム信号を受信し、受信したフレーム信号から障害を検出するための情報を抽出する。障害監視部５０２は、フレーム信号から抽出された、障害を検出するための情報に基づいて、フレーム信号のアラームの有無をフレーム信号のフレーム毎に判断する。フレーム信号のアラームの有無の判断は、例えば、障害を検出するための情報が正常である場合に「アラームあり」とし、当該情報に誤りがある場合に「アラームなし」とすることで行われてもよい。

カウンタ部５０３は障害監視部５０２に備えられる。カウンタ部５０３は、アラームの有無の判断結果に基づいて、「アラームあり」と判断される毎にカウント値を累積し、「アラームなし」と判断される毎にカウント値を減算する。そして、カウント値の累積の結果、カウンタ部５０３のカウント値が増加して所定の第１の閾値と等しくなると、障害監視部５０２は障害発生を示す信号を出力する。また、カウント値の減算の結果、カウンタ部５０３のカウント値が減少して所定の第２の閾値と等しくなると、障害監視部５０２は障害復旧を示す信号を出力する。ここで、第１の閾値は第２の閾値よりも大きい。

図６は、障害検出装置５００の動作手順の例を示すフローチャートである。障害検出装置５００は、受信したフレーム信号から障害を検出するための情報を抽出し（図６のステップＳ５１）、抽出された情報に基づいて、フレーム信号のアラームの有無をフレーム信号のフレーム毎に判断する（ステップＳ５２）。判断の結果、アラームがあると判断されるとカウント値が累積され（ステップＳ５３）、アラームがないと判断されるとカウント値が減算される（ステップＳ５４）。そして、カウント値が所定の第１の閾値及び第２の閾値の少なくとも一方に達したかどうかが判断される（ステップＳ５５）。カウント値の累積の結果、カウント値が第１の閾値に達した場合には、障害検出装置５００は、障害発生と判断する信号を出力する（ステップＳ５６）。カウント値の減算の結果、カウント値が第２の閾値に達した場合には、障害検出装置５００は、障害復旧と判断する信号を出力する（ステップＳ５７）。

このような構成を備える障害検出装置５００は、簡単な構成で間欠障害を検出できるという効果を奏する。その理由は、受信したフレーム信号から障害を検出するための情報を抽出し、カウンタ部５０３において累積カウント値により障害を検出しているからである。

第１の実施形態の回線インタフェース装置１の装置内フレーム終端部２１、装置内障害監視部２２及びＵＰ／ＤＯＷＮカウンタ回路２２１は、それぞれ、第２の実施形態の障害検出装置５００が備えるフレーム終端部５０１、障害監視部５０２、カウンタ部５０３に対応する機能を備える。すなわち、第１の実施形態の回線インタフェース装置１も、第２の実施形態の障害検出装置５００と同様の機能を備える。第１の実施形態の障害検出閾値Ｔ０及び障害復旧閾値Ｔ１は、それぞれ、第２の実施形態の第１の閾値及び第２の閾値に対応する。

第１の実施形態の回線インタフェース装置１と同様に、障害検出装置５００は、さらに、ＣＰＵ及び記録媒体を備えてもよい。そして、障害検出装置５００の機能及び動作手順は、記録媒体に記録されたプログラムをＣＰＵが実行することにより実現されてもよい。プログラムは、固定された、一時的でない記録媒体に記録される。記録媒体としては半導体メモリ又は固定磁気ディスク装置が用いられるが、これらには限定されない。

以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記の実施形態に限定されない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

また、それぞれの実施形態に記載された構成は、必ずしも互いに排他的なものではない。本発明の作用及び効果は、上述の実施形態の全部又は一部を組み合わせた構成によって実現されてもよい。

１ 回線インタフェース装置
２、３ カード
４ 外部装置
２１、３１ 装置内フレーム終端部
２２、３２ 装置内障害監視部
２３、３３ データ収集部
２４、３４ 障害発報部
２５ 回線インタフェース終端部
２６ 回線障害監視部
１００ 通信システム
２２１、３２１ ＵＰ／ＤＯＷＮカウンタ回路
５００ 障害検出装置
５０１ フレーム終端部
５０２ 障害監視部
５０３ カウンタ部

Claims (6)

1. 受信したフレーム信号から障害を検出するための情報を抽出するフレーム終端手段と、
   前記情報に基づいて、前記フレーム信号のアラームの有無を前記フレーム信号のフレーム毎に判断する障害監視手段と、
   前記判断の結果に基づいて、前記アラームがあると判断される毎にカウント値が累積され、前記アラームがないと判断される毎に前記カウント値が減算されるカウンタ手段とを備え、
   前記障害監視手段は、前記カウント値が所定の閾値に達すると障害発生と判断する信号を出力する、障害検出装置であって、
   前記アラームがあると判断された際に累積される前記カウント値をＭ、前記アラームがないと判断された際に減算される前記カウント値をＮとすると、Ｍ及びＮは自然数でありかつＭ＞Ｎであり、
   前記アラームがあると判断される場合の比率をＡ、前記アラームがないと判断される場合の比率を１−Ａ（ただし０＜Ａ＜１）とした場合に、Ｍ／Ｎ＞（１−Ａ）／ＡとなるようにＭ及びＮが設定される、
   障害検出装置。
2. 第１の通信カードと第２の通信カードとを備える回線インタフェース装置であって、
   前記第１の通信カードは、
   外部装置とのインタフェースである回線インタフェース終端手段と、
   前記第２の通信カードからフレーム信号を受信する請求項１に記載された障害検出装置と、
   前記回線インタフェース終端手段と前記障害検出装置との間でデータを送受信するテータ収集手段とを備え、
   前記第２の通信カードは、前記第１の通信カードとの間で前記フレーム信号を送受信するための他のフレーム終端手段を備える、
   回線インタフェース装置。
3. 前記第２の通信カードは、前記他のフレーム終端手段に代えて請求項１に記載された障害検出装置を備える、
   請求項２に記載された回線インタフェース装置。
4. 請求項２又は３に記載された回線インタフェース装置と、
   外部回線インタフェース信号を用いて前記回線インタフェース装置と通信する外部装置と、
   を備える通信システム。
5. 受信したフレーム信号から障害を検出するための情報を抽出し、
   前記情報に基づいて、前記フレーム信号のアラームの有無を前記フレーム信号のフレーム毎に判断し、
   前記判断の結果に基づいて、前記アラームがあると判断される毎にカウント値を累積し、前記アラームがないと判断される毎に前記カウント値を減算し、
   前記カウント値が所定の閾値に達すると障害発生と判断する信号を出力する、
   障害検出方法であって、
   前記アラームがあると判断された際に累積される前記カウント値をＭ、前記アラームがないと判断された際に減算される前記カウント値をＮとすると、Ｍ及びＮは自然数でありかつＭ＞Ｎであり、
   前記アラームがあると判断される場合の比率をＡ、前記アラームがないと判断される場合の比率を１−Ａ（ただし０＜Ａ＜１）とした場合に、Ｍ／Ｎ＞（１−Ａ）／ＡとなるようにＭ及びＮが設定される、障害検出方法。
6. 障害検出装置のコンピュータに、
   受信したフレーム信号から障害を検出するための情報を抽出する手順、
   前記情報に基づいて、前記フレーム信号のアラームの有無を前記フレーム信号のフレーム毎に判断する手順、
   前記判断の結果に基づいて、アラームがあると判断される毎にカウント値を累積し、アラームがないと判断される毎に前記カウント値を減算する手順、
   前記カウント値が所定の閾値に達すると障害発生と判断する信号を出力する手順、
   前記アラームがあると判断された際に累積される前記カウント値をＭ、前記アラームがないと判断された際に減算される前記カウント値をＮとすると、Ｍ及びＮを自然数かつＭ＞Ｎとする手順、
   前記アラームがあると判断される場合の比率をＡ、前記アラームがないと判断される場合の比率を１−Ａ（ただし０＜Ａ＜１）とした場合に、Ｍ／Ｎ＞（１−Ａ）／ＡとなるようにＭ及びＮを設定する手順、
   を実行させるための障害検出プログラム。

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