JP7299530B2 - 伝送装置及び伝送方法 - Google Patents

Description

本発明は、伝送装置及び伝送方法に関する。

データ通信の増加やトラヒック種別の多様化に伴い、高信頼な大容量トラヒックを転送するためのネットワークの検討が進んでいる。現在の光ネットワークでは、ノードがリング状やメッシュ状に配置されている。このような配置により、送信点と受信点とが同一であっても、異なる経路を選択することが可能となっている。

トラヒックを高信頼に転送するための技術として、光ネットワークには無瞬断切替が導入されている（例えば特許文献１参照。）。図５は、関連技術の無瞬断切替が実装された光ネットワークの伝送装置の具体例を示す図である。関連技術の無瞬断切替は、以下のように実現される。現用系経路のリソースと予備系経路のリソースとが予め同数設けられる。送信側では、主信号がコピーされ、同じ受信点に向かう現用系経路（短経路）と予備系経路（長経路）とに送信される。複数の異なる経路を通って受信側に到達した各主信号には、経路差に由来するデータ信号の位相差が発生する。そのため、あらかじめ短経路側に遅延が挿入される。そして、受信側でデータ信号の位相差が発生しないように調整される。データ信号の位相差がゼロの状態で、受信側で現用系経路のデータ信号と予備系経路のデータ信号とが切り替えられる。このような処理によって、ビット落ちなく経路を切り替えることが可能となる。

特開２００８－４８２１３号公報

しかしながら、従来の無瞬断切替では、通常運用時の経路である現用系経路の他に、データ信号の位相差を現用系経路と一致させた予備系経路を予め用意しておく必要があった。そのため、従来の無瞬断切替では、予備系経路のリソースを現用系経路のリソースと同数以上用意しておく必要があった。そのため、通信経路のリソースを多く用意しておく必要があり、装置の小型化やコストの削減が難しかった。

上記事情に鑑み、本発明は、無瞬断切替を実現可能な伝送装置において、通信経路のリソースを削減することが可能となる技術の提供を目的としている。

本発明の一態様は、現用系経路における故障の予兆が検出されることに応じて、予備系経路のリソースを確保するための処理を行う制御部を備える、伝送装置である。

本発明の一態様は、現用系経路における故障の予兆が検出されることに応じて、予備系経路のリソースを確保するステップを含む、伝送方法である。

本発明により、無瞬断切替を実現可能な伝送装置において、通信経路のリソースを削減することが可能となる。

第一実施形態にかかる通信システム１００ａのシステム構成の具体例を示す図である。 第一実施形態にかかる通信システム１００ａの動作の流れの具体例を示すフローチャートである。 現用系経路の修理が終了した後に、主信号の伝送経路を予備系経路から現用系経路に戻す際の処理の流れの具体例を示すフローチャートである。 第二実施形態にかかる通信システム１００ｂのシステム構成の具体例を示す図である。 関連技術の無瞬断切替が実装された光ネットワークの伝送装置の具体例を示す図である。

本発明の伝送装置を用いた通信システムの実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

本発明の通信システムでは、通信経路における故障発生の予兆が検出された場合に、予兆が検出された現用系経路に対する予備系経路の割り当て処理や、現用系経路と予備系経路との遅延差をゼロにするための遅延調整処理が行われる。一方で、故障発生の予兆が検出されていない現用系経路に関しては、予備系経路の割り当て処理や遅延調整処理が行われない。このように処理が行われることによって、予備系経路のリソースを現用系経路のリソースと同数だけ予め確保しておく必要がない。したがって、より少ないリソースで、無瞬断切替が可能な通信システムを構築することが可能となる。無瞬断切替が行われた後は、例えば故障予兆の原因部分の復旧工事などの作業を行うことが可能となる。なお、本発明の通信システムにおけるリソースとは、電力、機能ブロック、デバイス、伝送波長、光アンプ、中継装置等のように、通信システム（光伝送システム）に必要となる要素のことである。例えば、リソースは、後述する現用系通信機１４、予備系通信機１５、現用系通信機２５及び予備系通信機２６であってもよい。

以下、このような本発明の通信システムに関し、２つの実施形態について説明する。第一実施形態の通信システム１００ａでは、故障発生の予兆の検出が伝送装置によって行われる。第二実施形態の通信システム１００ｂでは、故障発生の予兆の検出が伝送装置とは異なる装置である制御装置によって行われる。どちらの実施形態でも、上述したように、より少ないリソースで、無瞬断切替が可能な通信システムを構築することが可能となる。具体的には、Ｎ基の現用系経路のリソースと、Ｍ基の予備系経路のリソースと、を用いた通信システム１００（１００ａ、１００ｂ）において無瞬断切替が実現される。Ｎ及びＭは１以上の整数であり、ＭはＮと同じ又はＮより小さい値である。

［第一実施形態］
図１は、第一実施形態にかかる通信システム１００ａのシステム構成の具体例を示す図である。第一実施形態にかかる通信システム１００ａは、送信側伝送装置１０ａ及び受信側伝送装置２０ａを備える。以下、通信システム１００ａが備える各伝送装置について説明する。

送信側伝送装置１０ａは、Ｎ個のクライアントポート１１（１１－１～１１－Ｎ）、Ｎ個のブリッジ１２（１２－１～１２－Ｎ）、１個の２Ｎ：（Ｎ＋Ｍ）スイッチ１３、Ｎ個の現用系通信機１４（１４－１～１４－Ｎ）、Ｍ個の予備系通信機１５（１５－１～１５－Ｍ）、制御部１６ａを備える。なお、図面においては、クライアントポートを“Client Port”と記し、ブリッジを“BRG”と記し、現用系通信機及び予備系通信機を“TRPD”と記している。なお、Ｎ＝Ｍの場合、スイッチ及びスイッチ制御部を備えないように構成されてもよい。

クライアントポート１１は、他の通信機器や情報処理処置から送信された主信号を受信し、受信された主信号をブリッジ１２に出力する。ブリッジ１２は、クライアントポート１１から主信号を受信し、主信号の複製を生成して複数の経路に出力する、という機能を有する。複数の経路は、少なくとも１つの現用系経路と少なくとも１つの予備系経路とを含む。図１の例では、ブリッジ１２は、１つの現用系経路と１つの予備系経路とに主信号を出力する。ブリッジ１２は、例えば現用系経路において故障の発生の予兆が検出されていない場合（以下「平常時」という。）、現用系経路に対してのみ主信号を出力してもよい。ブリッジ１２は、現用系経路において故障の発生の予兆が検出された場合（以下「故障予兆時」という。）、現用系経路と予備系経路とに主信号を出力してもよい。

２Ｎ：（Ｎ＋Ｍ）スイッチ１３は、２Ｎ個の入力と（Ｎ＋Ｍ）個の出力とを切り替え可能に接続するスイッチである。２Ｎ：（Ｎ＋Ｍ）スイッチ１３の入力側は、Ｎ個のブリッジ１２と接続されている。２Ｎ：（Ｎ＋Ｍ）スイッチ１３は、各ブリッジ１２と２つの経路（現用系経路及び予備系経路）で接続されている。２Ｎ：（Ｎ＋Ｍ）スイッチ１３の出力側は、Ｎ個の現用系通信機及びＭ個の予備系通信機と接続されている。２Ｎ：（Ｎ＋Ｍ）スイッチ１３は、各通信機と１つの経路で接続されている。２Ｎ：（Ｎ＋Ｍ）スイッチ１３は、各ブリッジ１２と各現用系通信機１４とを現用系経路として接続する。２Ｎ：（Ｎ＋Ｍ）スイッチ１３は、通常時はブリッジ１２と予備系通信機１５とを接続しないことが望ましい。２Ｎ：（Ｎ＋Ｍ）スイッチ１３は、故障予兆時には、制御に応じて、特定のブリッジ１２と予備系通信機１５とを予備系経路として接続する。故障予兆時に予備系通信機１５と接続される特定のブリッジ１２は、故障の発生の予兆が検出された現用系経路におけるブリッジ１２である。

現用系通信機１４は、現用系経路を形成する通信機である。現用系通信機１４は、ネットワークを介して受信側伝送装置２０ａに対して主信号を送信する。現用系通信機１４は、例えばトランスポンダを用いて構成されてもよい。

予備系通信機１５は、予備系経路を形成する通信機である。予備系通信機１５は、ネットワークを介して受信側伝送装置２０ａに対して、複製された主信号を送信する。予備系通信機１５は、例えばトランスポンダを用いて構成されてもよい。

制御部１６ａは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサやメモリを用いて構成される。制御部１６ａは、記憶装置に記憶されたプログラムを読み出して実行することによって、故障予兆検出部１６１及びスイッチ制御部１６２ａとして動作する。プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置などの非一時的な記憶媒体である。プログラムは、電気通信回線を介して送信されてもよい。

制御部１６ａの動作の一部又は全部は、例えば、ＬＳＩ（Large Scale Integration circuit）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）又はＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等を用いた電子回路（electronic circuit又はcircuitry）を含むハードウェアを用いて実現されてもよい。以下、故障予兆検出部１６１及びスイッチ制御部１６２ａそれぞれの動作について説明する。

故障予兆検出部１６１は、各現用系経路について、故障の発生の予兆を検出する。故障予兆検出部１６１は、このような故障の発生の予兆に関連する１又は複数の情報（以下「故障予兆元情報」という。）を取得する。故障予兆検出部１６１は、例えば、各現用系通信機１４から故障予兆元情報を取得してもよいし、制御ネットワークを介して故障予兆元情報を取得してもよい。故障予兆検出部１６１は、主信号のオーバーヘッドから故障予兆元情報を取得してもよい。主信号のオーバーヘッドには、他の伝送装置（例えば受信側伝送装置２０ａ）によって故障予兆元情報が挿入されてもよい。故障予兆検出部１６１は、他の伝送装置（例えば受信側伝送装置２０ａ）に対する故障予兆元情報として、受信された主信号のオーバーヘッドに故障予兆元情報を挿入してもよい。主信号のオーバーヘッドには、故障予兆元情報として、後述する故障予兆情報が挿入されてもよい。

故障予兆元情報は、現用系経路における故障の発生の予兆の検出に用いられる情報である。故障予兆元情報は、例えば、送信側伝送装置１０ａと受信側伝送装置２０ａとを含む現用系経路において、その経路を構成するデバイス（たとえば、現用系通信機１４、光通信用ＤＳＰ等の装置）から取得される情報であってもよい。このような情報の具体例として、通信の信号の物理的状態データがある。故障予兆元情報は、例えば、送信側伝送装置１０ａ内で生じている警告（warning）を示す情報であってもよい。故障予兆元情報は、通信システム１００ａのオペレータがネットワーク運用方針に基づいて行った処理に関する情報であってもよい。故障予兆元情報は、上述した情報の複数を組み合わせることによって得られる情報であってもよい。

故障予兆検出部１６１は、故障予兆元情報を用いることによって、いずれの現用系経路において故障発生の可能性があるのか判定することが可能となる。故障予兆検出部１６１は、例えば過去に得られた故障予兆元情報と故障予兆の発生の有無とを示す教師データを用いた機械学習によって得られた学習済みモデルを用いることによって故障発生の予兆を検出してもよい。故障予兆検出部１６１は、過去に得られた故障予兆元情報を用いたディープラーニングによって得られた学習済みモデルを用いることによって故障発生の予兆を検出してもよい。なお、故障予兆検出部１６１は、装置内監視部からの故障予兆元情報と、制御ネットワークを介して受信した故障予兆元情報とをもとにして、故障予兆情報を生成しても良い。

なお、故障予兆検出部１６１によって故障発生の予兆が検出された時点では、まだその現用系経路において主信号の通信が実施可能である。言い換えれば、主信号の通信はしばらく継続可能であるものの、故障の発生の予兆を示す所定の条件が満たされた場合に、故障予兆検出部１６１は、故障の発生の予兆を検出する。故障予兆検出部１６１は、故障の発生の予兆を検出すると、故障予兆情報をスイッチ制御部１６２ａに出力する。故障予兆情報は、故障発生の予兆が検出された現用系経路を示す情報（例えば現用系経路に付与された識別情報）を含んでもよい。

スイッチ制御部１６２ａは、故障予兆情報に基づいて動作する。例えば、スイッチ制御部１６２ａは、故障予兆情報を受信していない場合には、各現用系経路を構成するブリッジ１２と現用系通信機１４とを接続するように２Ｎ：（Ｎ＋Ｍ）スイッチ１３を制御する。スイッチ制御部１６２ａは、故障予兆情報を受信している場合には、各現用系経路を維持するとともに、故障発生の予兆が検出された現用系経路の予備系経路を形成するために、予兆が検出された現用系経路のブリッジ１２と予備系通信機１５とを接続するように２Ｎ：（Ｎ＋Ｍ）スイッチ１３を制御する。このとき、スイッチ制御部１６２ａは、予備系経路を構築するための予備系通信機１５として、その時点で主信号疎通に使用されていない予備系通信機１５を選択し、予約する。この場合、２Ｎ：（Ｎ＋Ｍ）スイッチ１３は、予約された予備系通信機１５へ予備系主信号を出力する。主信号疎通に使用されていない予備系通信機１５を予約できない場合は、スイッチ制御部１６２ａは、その旨（例えばエラー情報）を、オペレータに通知する。

受信側伝送装置２０ａは、Ｎ個のクライアントポート２１（２１－１～２１－Ｎ）、Ｎ個のセレクタ２２（２２－１～２２－Ｎ）、Ｎ個の遅延調整部２３（２３－１～２３－Ｎ）、１個の（Ｎ＋Ｍ）：２Ｎスイッチ２４、Ｎ個の現用系通信機２５（２５－１～２５－Ｎ）、Ｍ個の予備系通信機２６（２６－１～２６－Ｍ）、故障予兆検出部１６１及びスイッチ制御部１６２ａを備える。なお、図面においては、クライアントポートを“Client port”と記し、セレクタを“SEL”と記し、現用系通信機及び予備系通信機を“TRPD”と記している。

クライアントポート２１は、セレクタ２２から出力された主信号を、他の通信機器や情報処理処置に対して送信する。セレクタ２２は、遅延調整部２３から出力された主信号をクライアントポート２１に出力する。セレクタ２２は、遅延調整部２３から１つの経路（現用系経路又は予備系経路のいずれかの経路）を経由して主信号を受信した場合には、その主信号をクライアントポート２１に出力する。一方、遅延調整部２３から複数の経路（例えば現用系経路及び予備系経路の両方の経路）を経由して主信号を受信した場合には、セレクタ２２は、いずれか一つの経路における主信号をクライアントポート２１に出力する。

遅延調整部２３は、（Ｎ＋Ｍ）：２Ｎスイッチ２４から出力された主信号に対して遅延調整を行う。遅延調整部２３は、例えば（Ｎ＋Ｍ）：２Ｎスイッチ２４から複数の主信号が出力された場合には、遅延調整を行うことで、複数の主信号の遅延差を略ゼロにする。例えば、複数の主信号の遅延差が、予め定められた閾値よりも小さくなるように遅延調整が行われてもよい。

（Ｎ＋Ｍ）：２Ｎスイッチ２４は、（Ｎ＋Ｍ）個の入力と２Ｎ個の出力とを切り替え可能に接続するスイッチである。（Ｎ＋Ｍ）：２Ｎスイッチ２４の出力側は、Ｎ個の遅延調整部２３と接続されている。（Ｎ＋Ｍ）：２Ｎスイッチ２４は、各遅延調整部２３と２つの経路（現用系経路及び予備系経路）で接続されている。（Ｎ＋Ｍ）：２Ｎスイッチ２４の入力側は、Ｎ個の現用系通信機及びＭ個の予備系通信機と接続されている。（Ｎ＋Ｍ）：２Ｎスイッチ２４は、各通信機と１つの経路で接続されている。（Ｎ＋Ｍ）：２Ｎスイッチ２４は、各遅延調整部２３と各現用系通信機２５とを現用系経路として接続する。（Ｎ＋Ｍ）：２Ｎスイッチ２４は、通常時は遅延調整部２３と予備系通信機２６とを接続しないことが望ましい。（Ｎ＋Ｍ）：２Ｎスイッチ２４は、故障予兆時には、制御に応じて、特定の遅延調整部２３と予備系通信機２６とを予備系経路として接続する。故障予兆時に予備系通信機２６と接続される特定の遅延調整部２３は、故障の発生の予兆が検出された現用系経路における遅延調整部２３である。（Ｎ＋Ｍ）：２Ｎスイッチ２４は、主信号のオーバーヘッドに含まれた宛先情報を基に、宛先情報に応じたクライアントポート２１に紐づいた遅延調整部２３へ現用系の主信号と予備系の主信号とを出力する。

現用系通信機２５は、現用系経路を形成する通信機である。現用系通信機２５は、ネットワークを介して送信側伝送装置１０ａから主信号を受信する。現用系通信機２５は、受信された主信号を（Ｎ＋Ｍ）：２Ｎスイッチ２４に出力する。現用系通信機２５は、例えばトランスポンダを用いて構成されてもよい。

予備系通信機２６は、予備系経路を形成する通信機である。予備系通信機２６は、ネットワークを介して送信側伝送装置１０ａから、複製された主信号を受信する。予備系通信機２６は、受信された主信号を（Ｎ＋Ｍ）：２Ｎスイッチ２４に出力する。予備系通信機２６は、例えばトランスポンダを用いて構成されてもよい。このように、故障予兆情報がある場合は、現用系経路及び予備系経路の両方を主信号が通り、送信側伝送装置１０ａから受信側伝送装置２０ａに送信される。

制御部２７ａは、ＣＰＵ等のプロセッサやメモリを用いて構成される。制御部２７ａは、記憶装置に記憶されたプログラムを読み出して実行することによって、故障予兆検出部２７１及びスイッチ制御部２７２ａとして動作する。プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置などの非一時的な記憶媒体である。プログラムは、電気通信回線を介して送信されてもよい。

制御部２７ａの動作の一部又は全部は、例えば、ＬＳＩ、ＡＳＩＣ、ＰＬＤ又はＦＰＧＡ等を用いた電子回路を含むハードウェアを用いて実現されてもよい。以下、故障予兆検出部２７１及びスイッチ制御部２７２ａそれぞれの動作について説明する。

故障予兆検出部２７１は、各現用系経路について、故障の発生の予兆を検出する。故障予兆検出部２７１は、このような故障の発生の予兆に関連する１又は複数の情報（故障予兆元情報）を取得する。故障予兆検出部２７１は、例えば、各現用系通信機２５から故障予兆元情報を取得してもよいし、制御ネットワークを介して故障予兆元情報を取得してもよい。故障予兆検出部２７１は、主信号のオーバーヘッドから故障予兆元情報を取得してもよい。主信号のオーバーヘッドには、他の伝送装置（例えば送信側伝送装置１０ａ）によって故障予兆元情報が挿入されてもよい。故障予兆検出部２７１は、他の伝送装置（例えば送信側伝送装置１０ａ）に対する故障予兆元情報として、受信された主信号のオーバーヘッドに故障予兆元情報を挿入してもよい。主信号のオーバーヘッドには、故障予兆元情報として、上述した故障予兆情報が挿入されてもよい。

故障予兆検出部２７１は、故障予兆元情報を用いることによって、いずれの現用系経路において故障発生の可能性があるのか判定することが可能となる。故障予兆検出部２７１の処理の具体例は、故障予兆検出部１６１における説明と同様であるため説明を省略する。

スイッチ制御部２７２ａは、故障予兆情報に基づいて動作する。例えば、スイッチ制御部２７２ａは、故障予兆情報を受信していない場合には、各現用系経路を構成する遅延調整部２３と現用系通信機２５とを接続するように（Ｎ＋Ｍ）：２Ｎスイッチ２４を制御する。スイッチ制御部２７２ａは、故障予兆情報を受信している場合には、各現用系経路を維持するとともに、故障発生の予兆が検出された現用系経路の予備系経路を形成するために、予兆が検出された現用系経路の遅延調整部２３と予備系通信機２６とを接続するように（Ｎ＋Ｍ）：２Ｎスイッチ２４を制御する。このとき、スイッチ制御部２７２ａは、予備系経路を構築するための予備系通信機２６として、その時点で主信号疎通に使用されていない予備系通信機２６を選択し、予約する。この場合、（Ｎ＋Ｍ）：２Ｎスイッチ２４は、予約された予備系通信機２６へ予備系主信号を出力する。主信号疎通に使用されていない予備系通信機２６を予約できない場合は、スイッチ制御部２７２ａは、その旨（例えばエラー情報）を、オペレータに通知する。

故障予兆検出部２７１が故障発生の予兆を検出した段階で、主信号間の遅延差をゼロに調整する遅延調整処理が実行される。すなわち、現用系経路と予備系経路との経路の切り替えが行われるよりも前に、遅延調整部２３による遅延調整処理の実施が完了する。遅延差が略ゼロに調整された後に、故障の予兆が回復している場合（故障の予兆が検出されなくなった場合）には、現用系経路での主信号の伝送が継続される。この場合、スイッチ制御部１６２ａ及びスイッチ制御部２７２ａは、現用系経路の接続を維持する。この際、予備系経路のリソースを開放することで、予備系リソース（例えば予備系通信機）が他の主信号の伝送に使用可能な状態へ戻されてもよい。故障予兆情報が回復していない場合、もしくは、オペレータからの切り替えの指示がある場合、セレクタ２２が現用系経路と予備系経路との経路を切り替える。この切り替えによって無瞬断での切り替えが実現される。セレクタ２２は、切り替えた後の主信号を、クライアントポート２１へ出力する。上記のような処理によって、現用系経路で故障発生の予兆が検出された部分の復旧工事を行うことが可能になる。また、予備系経路のリソースを共用としつつ２Ｎと同数又は少ない数の予備系経路のリソースで無瞬断の切り替えを実現可能にする。そのため、例えば予備系通信機１５や予備系通信機２６の数を従来と同数又は従来よりも削減することができる。

図２は、第一実施形態にかかる通信システム１００ａの動作の流れの具体例を示すフローチャートである。通常時は、現用系経路（現用系パス）で主信号の通信が行われる（ステップＳ１０１）。故障予兆検出部１６１及び故障予兆検出部２７１は、継続的に故障予兆元情報を収集する（ステップＳ１０２）。故障予兆元情報に基づいて判定した結果、故障の発生の予兆が検出されない場合（ステップＳ１０３－ＮＯ）、ステップＳ１０１に戻り現用系経路での通信が継続される。

一方、故障の発生の予兆が検出された場合（ステップＳ１０３－ＹＥＳ）、スイッチ制御部１６２ａ及びスイッチ制御部２７２ａは、それぞれ２Ｎ：（Ｎ＋Ｍ）スイッチ１３及び（Ｎ＋Ｍ）：２Ｎスイッチ２４を制御し、予備系経路（予備系パス）を確保する。すべての予備系通信機１５が使用されている場合や、すべての予備系通信機２６が使用されている場合には、予備系経路を確保することができない（ステップＳ１０４－ＮＯ）。この場合、主信号の通信は、現用系経路のままで行われる（ステップＳ１１０）。そして、スイッチ制御部１６２ａ及びスイッチ制御部２７２ａは、ステップＳ１０４において確保していた予備系経路にかかる各リソースを開放する。

ステップＳ１０４において、予備系経路を確保することができた場合（ステップＳ１０４－ＹＥＳ）、スイッチ制御部１６２ａ及びスイッチ制御部２７２ａは、現用系経路での主信号の通信を維持しつつ、予備系経路での主信号の通信を開始させる。具体的には以下の通りである。スイッチ制御部１６２ａは２Ｎ：（Ｎ＋Ｍ）スイッチ１３を制御することによって、故障の発生の予兆が検出された現用系経路に対応した予備系経路を構築する。いいかえれば、スイッチ制御部１６２ａは２Ｎ：（Ｎ＋Ｍ）スイッチ１３を制御することによって、故障の発生の予兆が検出された現用系経路におけるブリッジ１２の出力を、予備系通信機１５に接続させる。スイッチ制御部２７２ｂも同様に（Ｎ＋Ｍ）：２Ｎスイッチ２４を制御することによって、故障の発生の予兆が検出された現用系経路に対応した予備系経路を構築する。いいかえれば、スイッチ制御部２７２ａは（Ｎ＋Ｍ）：２Ｎスイッチ２４を制御することによって、送信側伝送装置１０ｂの予備系通信機１５から送信された主信号を受信する予備系通信機２６の出力を、故障の発生の予兆が検出された現用系経路における遅延調整部２３に接続させる。なお、どの予備系通信機１５から主信号が送信されるのか、を示す情報は、例えば制御ネットワークを介して送信側伝送装置１０ａから取得されてもよい。

スイッチ制御部１６２ａ及びスイッチ制御部２７２ａの上記動作に応じて、送信側伝送装置１０ａから受信側伝送装置２０ａへの予備系経路が確立される。その後、予備系経路を経由して主信号が伝送され、主信号が遅延調整部２３に到達する。遅延調整部２３は、現用系経路を経由して伝送されてきた主信号と、予備系経路を経由して伝送されてきた主信号と、に対して遅延調整処理（位相調整）を行う（ステップＳ１０５）。遅延調整部２３は、両主信号の遅延差が略ゼロになるまで遅延調整処理を継続する（ステップＳ１０６－ＮＯ）。この遅延調整処理の実行により、現用系経路を経由して伝送されてきた主信号と、予備系経路を経由して伝送されてきた主信号と、の遅延差が略ゼロになる。

故障予兆検出部１６１及び故障予兆検出部２７１は、継続して故障の発生の予兆の検出を行う。遅延差が略ゼロになった後（ステップＳ１０６－ＹＥＳ）、故障発生の予兆が検出されなくなった場合（ステップＳ１０７－ＮＯ）、現用系経路での主信号の伝送が継続される（ステップＳ１０９）。故障発生の予兆が検出されなくなった場合とは、言い換えれば故障の予兆が回復している場合である。また、オペレーター（管理者）によって切り替えない旨の指示がなされた場合にステップＳ１０９の処理が行われてもよい。この場合、予備系経路のリソースを開放することで、予備系経路のリソース（例えば予備系通信機）が他の主信号の伝送に使用可能な状態へ戻されてもよい。

遅延差が略ゼロになった後（ステップＳ１０６－ＹＥＳ）、故障発生の予兆が依然として検出されている場合（ステップＳ１０７－ＹＥＳ）、受信側伝送装置２０ａにおいて、現用系経路と予備系経路との切り替えが行われる。その後、予備系経路のみを用いた主信号の伝送が開始される（ステップＳ１０８）。すなわち、故障発生の予兆が検出された現用系経路での主信号の伝送が停止される。このような現用系経路と予備系経路との切り替えは、オペレーター（管理者）によって切り替える旨の指示がなされた場合に行われてもよい。このように現用系経路と予備系経路とが切り替えられた後は、故障発生の予兆が検出された現用系経路において、故障発生の予兆の原因の究明や修理などを行うことが可能となる。

図３は、現用系経路の修理が終了した後に、主信号の伝送経路を予備系経路から現用系経路に戻す際の処理の流れの具体例を示すフローチャートである。現用系経路への切り替えの指示がオペレータから入力されると、遅延調整部２３は、現用系経路を経由して伝送されてきた主信号と、予備系経路を経由して伝送されてきた主信号と、に対して遅延調整処理（位相調整）を行う（ステップＳ２０１）。遅延調整部２３は、両主信号の遅延差が略ゼロになるまで遅延調整処理を継続する（ステップＳ２０２－ＮＯ）。この遅延調整処理の実行により、現用系経路を経由して伝送されてきた主信号と、予備系経路を経由して伝送されてきた主信号と、の遅延差が略ゼロになる。

遅延差が略ゼロになった後（ステップＳ２０２－ＹＥＳ）、受信側伝送装置２０ａにおいて、現用系経路と予備系経路との切り替えが行われる（ステップＳ２０３）。その後、現用系経路のみを用いた主信号の伝送が開始される。すなわち、故障発生の予兆から回復した現用系経路での主信号の伝送が再開される。このように予備系経路から現用系経路への切り替えが行われた後は、スイッチ制御部１６２ａ及びスイッチ制御部２７２ａは、予備系経路に用いられていたリソースを開放する。例えば、スイッチ制御部１６２ａ及びスイッチ制御部２７２ａは、２Ｎ：（Ｎ＋Ｍ）スイッチ１３及び（Ｎ＋Ｍ）：２Ｎスイッチ２４を制御することによって、予備系通信機１５及び予備系通信機２６を開放する（ステップ２０４）。開放された予備系通信機１５及び予備系通信機２６は、他の現用系経路のための予備系経路の構築に用いることが可能になる。

このように構成された通信システム１００ａでは、現用系経路において故障発生の予兆が検出された場合に、予兆が検出された現用系経路に対する予備系経路の構築が行われる。その際には、他の現用系経路と共用の予備系経路のリソース（予備系通信機）を用いて予備系経路が構築される。そして、構築された予備系経路と、故障発生の予兆が検出された現用系経路と、の遅延差をゼロにするための遅延調整処理が行われる。一方で、故障発生の予兆が検出されていない現用系経路に関しては、予備系経路の割り当て処理や遅延調整処理が行われない。このように処理が行われることによって、予備系経路のリソースを現用系経路のリソースと同数だけ予め確保しておく必要がない。したがって、より少ないリソースで、無瞬断切替が可能な通信システムを構築することが可能となる。無瞬断切替が行われた後は、例えば故障予兆の原因部分の復旧工事などの作業を行うことが可能となる。その後に、予備系経路から現用系経路に再び切り替えられることによって、使用されていた予備系経路のリソースを開放することができる。そのため、新たな故障の予兆の発生に際し、新たな予備系経路を構築することが可能となる。

（変形例）
本実施形態では、一つの現用系経路と一つの予備系経路とを構築することで二重化が実現されている。しかし、冗長数は必ずしも２である必要は無い。例えば、主信号を３以上の数にコピーし、三重化や四重化が実現されてもよい。その場合、予備系経路のリソース（例えば予備系通信機）の中から、主信号の伝送に使用されていないリソースを多重化の数に応じた数だけ予約（確保）されればよい。

上述した説明では、送信側伝送装置１０ａと受信側伝送装置２０ａとは、１対１で接続されている例を説明した。しかしながら、必ずしも送信側伝送装置１０ａと受信側伝送装置２０ａとは、１対１で接続されている必要は無い。例えば、１つの送信側伝送装置１０ａが、複数の対向の受信側伝送装置２０ａに接続されて、主信号を送信するように構成されてもよい。

［第二実施形態］
図４は、第二実施形態にかかる通信システム１００ｂのシステム構成の具体例を示す図である。第二実施形態にかかる通信システム１００ｂは、送信側伝送装置１０ｂ、受信側伝送装置２０ｂ及び制御装置３０を備える。以下、通信システム１００ｂが備える各装置について説明する。

送信側伝送装置１０ｂは、Ｎ個のクライアントポート１１（１１－１～１１－Ｎ）、Ｎ個のブリッジ１２（１２－１～１２－Ｎ）、１個の２Ｎ：（Ｎ＋Ｍ）スイッチ１３、Ｎ個の現用系通信機１４（１４－１～１４－Ｎ）、Ｍ個の予備系通信機１５（１５－１～１５－Ｍ）及び制御部１６ｂを備える。なお、図面においては、クライアントポートを“Client Port”と記し、ブリッジを“BRG”と記し、現用系通信機及び予備系通信機を“TRPD”と記している。

送信側伝送装置１０ｂは、制御部１６ｂの構成を除けば第一実施形態における送信側伝送装置１０ａと同じ構成である。制御部１６ｂは、スイッチ制御部１６２ｂ及び監視部１６３として機能する。そのため、第二実施形態の送信側伝送装置１０ｂについては、スイッチ制御部１６２ｂ及び監視部１６３のみについて説明する。

スイッチ制御部１６２ｂは、故障予兆情報を、自装置の故障予兆検出部１６１から受けるのではなく、他の装置から受ける点で、第一実施形態のスイッチ制御部１６２ａと異なる。その他の点については、スイッチ制御部１６２ｂの構成は第一実施形態のスイッチ制御部１６２ａと同様である。

監視部１６３は、故障予兆元情報を取得する。監視部１６３が故障予兆元情報を取得する方法は、第一実施形態における故障予兆検出部１６１と同じであってもよい。監視部１６３は、取得された故障予兆元情報を、制御装置３０に対して送信する。

送信側伝送装置１０ｂは、Ｎ個のクライアントポート１１（１１－１～１１－Ｎ）、Ｎ個のブリッジ１２（１２－１～１２－Ｎ）、１個の２Ｎ：（Ｎ＋Ｍ）スイッチ１３、Ｎ個の現用系通信機１４（１４－１～１４－Ｎ）、Ｍ個の予備系通信機１５（１５－１～１５－Ｍ）、スイッチ制御部１６２ｂ及び監視部１６３を備える。なお、図面においては、クライアントポートを“Client Port”と記し、ブリッジを“BRG”と記し、現用系通信機及び予備系通信機を“TRPD”と記している。

受信側伝送装置２０ｂは、スイッチ制御部２７２ｂ及び監視部２７３の構成を除けば第一実施形態における受信側伝送装置２０ａと同じ構成である。そのため、第二実施形態の受信側伝送装置２０ｂについては、スイッチ制御部２７２ｂ及び監視部２７３のみについて説明する。

スイッチ制御部２７２ｂは、故障予兆情報を、自装置の故障予兆検出部２７１から受けるのではなく、他の装置から受ける点で、第一実施形態のスイッチ制御部２７２ａと異なる。その他の点については、スイッチ制御部２７２ｂの構成は第一実施形態のスイッチ制御部２７２ａと同様である。

監視部２７３は、故障予兆元情報を取得する。監視部２７３が故障予兆元情報を取得する方法は、第一実施形態における故障予兆検出部２７１と同じであってもよい。監視部２７３は、取得された故障予兆元情報を、制御装置３０に対して送信する。

なお、送信側伝送装置１０ｂの監視部１６３と、受信側伝送装置２０ｂの監視部２７３とは、それぞれＣＰＵ等のプロセッサやメモリを用いて構成される。監視部１６３及び監視部２７３は、記憶装置に記憶されたプログラムを読み出して実行することによって動作する。プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置などの非一時的な記憶媒体である。プログラムは、電気通信回線を介して送信されてもよい。監視部１６３及び監視部２７３の動作の一部又は全部は、例えば、ＬＳＩ、ＡＳＩＣ、ＰＬＤ又はＦＰＧＡ等を用いた電子回路を含むハードウェアを用いて実現されてもよい。

次に制御装置３０について説明する。制御装置３０は、例えばサーバー装置やパーソナルコンピューターやメインフレーム等の情報処理装置を用いて構成される。制御装置３０は、情報取得部３１及び故障予兆検出部３２として機能する。情報取得部３１及び故障予兆検出部３２は、それぞれＣＰＵ等のプロセッサやメモリを用いて構成される。情報取得部３１及び故障予兆検出部３２は、記憶装置に記憶されたプログラムを読み出して実行することによって動作する。プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置などの非一時的な記憶媒体である。プログラムは、電気通信回線を介して送信されてもよい。情報取得部３１及び故障予兆検出部３２の動作の一部又は全部は、例えば、ＬＳＩ、ＡＳＩＣ、ＰＬＤ又はＦＰＧＡ等を用いた電子回路を含むハードウェアを用いて実現されてもよい。

情報取得部３１は、送信側伝送装置１０ｂの監視部１６３から送信された故障予兆元情報と、受信側伝送装置２０ｂの監視部２７３から送信された故障予兆元情報と、を受信する。さらに、情報取得部３１は、現用系通信機１４と現用系通信機２５との間の通信経路を構築する通信機器から故障予兆元情報を取得してもよい。情報取得部３１は、取得された故障予兆元情報を故障予兆検出部３２に出力する。なお、制御装置３０は、不図示の通信装置を備えている。この通信装置を用いて、情報取得部３１及び故障予兆検出部３２は送信側伝送装置１０ｂ及び受信側伝送装置２０ｂと通信する。

故障予兆検出部３２は、故障予兆検出部１６１や故障予兆検出部２７１と同様の処理を行うことによって、各現用系経路における故障の発生の予兆を検出する。故障予兆検出部３２は、予兆が検出されると、送信側伝送装置１０ｂのスイッチ制御部１６２ｂと、受信側伝送装置２０ｂのスイッチ制御部２７２ｂと、に対して故障予兆情報を送信する。故障予兆情報は、予兆が検出されたことを示す情報と、予兆が検出された現用系経路を示す情報と、を含む。

第二実施形態の通信システム１００ｂにおける動作の流れは、第一実施形態の通信システム１００ａにおける動作の流れと基本的に同じである。そのため、図２及び図３を用いたフローチャートの説明は省略する。

このように構成された第二実施形態の通信システム１００ｂでは、第一実施形態の通信システム１００ａと同様の効果を得ることができる。すなわち、以下に示すとおりである。

このように構成された通信システム１００ｂでは、現用系経路において故障発生の予兆が検出された場合に、予兆が検出された現用系経路に対する予備系経路の構築が行われる。その際には、他の現用系経路と共用の予備系経路のリソース（予備系通信機）を用いて予備系経路が構築される。そして、構築された予備系経路と、故障発生の予兆が検出された現用系経路と、の遅延差をゼロにするための遅延調整処理が行われる。一方で、故障発生の予兆が検出されていない現用系経路に関しては、予備系経路の割り当て処理や遅延調整処理が行われない。このように処理が行われることによって、予備系経路のリソースを現用系経路のリソースと同数だけ予め確保しておく必要がない。したがって、より少ないリソースで、無瞬断切替が可能な通信システムを構築することが可能となる。無瞬断切替が行われた後は、例えば故障予兆の原因部分の復旧工事などの作業を行うことが可能となる。その後に、予備系経路から現用系経路に再び切り替えられることによって、使用されていた予備系経路のリソースを開放することができる。そのため、新たな故障の予兆の発生に際し、新たな予備系経路を構築することが可能となる。

（変形例）
第二実施形態では、一つの現用系経路と一つの予備系経路とを構築することで二重化が実現されている。しかし、冗長数は必ずしも２である必要は無い。例えば、主信号を３以上の数にコピーし、三重化や四重化が実現されてもよい。その場合、予備系経路のリソース（例えば予備系通信機）の中から、主信号の伝送に使用されていないリソースを多重化の数に応じた数だけ予約（確保）されればよい。

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

本発明は、現用系経路と予備系経路とを用いた通信に適用可能である。

１００ａ、１００ｂ…通信システム、１０ａ，１０ｂ…送信側伝送装置、１１…クライアントポート、１２…ブリッジ、１３…２Ｎ：（Ｎ＋Ｍ）スイッチ、１４…現用系通信機、１５…予備系通信機、１６ａ、１６ｂ…制御部、１６１…故障予兆検出部、１６２ａ、１６２ｂ…スイッチ制御部、１６３…監視部、２０ａ、２０ｂ…受信側伝送装置、２１…クライアントポート、２２…セレクタ、２３…遅延調整部、２４…（Ｎ＋Ｍ）：２Ｎスイッチ、２５…現用系通信機、２６…予備系通信機、２７ａ、２７ｂ…制御部、２７１…故障予兆検出部、２７２ａ、２７２ｂ…スイッチ制御部、２７３…監視部、３０…制御装置、３１…情報取得部、３２…故障予兆検出部

Claims (6)

1. 現用系経路における故障の予兆が検出されることに応じて、予備系経路のリソースを確保するための処理を行う制御部を備え、
   前記予備系経路のリソースは、複数の現用系経路において共用可能であり、
   前記現用系経路のリソース数と前記予備系経路のリソース数とは前記予備系経路のリソース数の方が少なく、
   前記故障の予兆が検出された現用系経路から複製された主信号が前記予備系経路に伝送されるように、前記現用系経路の一部と前記予備系経路のリソースとを接続するスイッチをさらに備え、
   前記制御部は、前記スイッチを制御することによって、前記予備系経路のリソースを確保することができた場合、前記現用系経路での主信号の通信を維持しつつ、前記予備系経路での主信号の通信を開始させる、伝送装置。
2. 前記現用系経路を経由して受信される主信号と、前記予備系経路を経由して受信される主信号と、を受け、いずれか一つの主信号を出力するセレクタをさらに備える請求項１に記載の伝送装置。
3. 前記現用系経路と、前記予備系経路と、における遅延差を、略ゼロに調整する遅延調整部をさらに備える請求項２に記載の伝送装置。
4. 現用系経路における故障の予兆が検出されることに応じて、予備系経路のリソースを確保するステップを含み、
   前記予備系経路のリソースは、複数の現用系経路において共用可能であり、
   前記現用系経路のリソース数と前記予備系経路のリソース数とは前記予備系経路のリソース数の方が少なく、
   前記故障の予兆が検出された現用系経路から複製された主信号が前記予備系経路に伝送されるように、前記現用系経路の一部と前記予備系経路のリソースとを接続するステップをさらに含み、
   前記接続するステップでは、前記予備系経路のリソースを確保することができた場合、前記現用系経路での主信号の通信を維持しつつ、前記予備系経路での主信号の通信を開始させる、伝送方法。
5. 前記現用系経路を経由して受信される主信号と、前記予備系経路を経由して受信される主信号と、を受け、いずれか一つの主信号を出力するステップをさらに含む請求項４に記載の伝送方法。
6. 前記現用系経路と、前記予備系経路と、における遅延差を、略ゼロに調整する遅延調整ステップをさらに含む、請求項５に記載の伝送方法。

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