JP7415662B2

JP7415662B2 - 音声交換制御装置及び音声交換システム

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Publication number: JP7415662B2
Application number: JP2020033246A
Authority: JP
Inventors: 禎久加藤
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 2020-02-28
Filing date: 2020-02-28
Publication date: 2024-01-17
Anticipated expiration: 2040-02-28
Also published as: JP2021136644A

Description

本発明は、音声交換制御装置及び音声交換システムに関する。

従来から、航空管制システムにおいて、航空機との無線通信や関連官署との有線通信を行っている。この通信を行う際に、音声信号の接続経路を切り替えるための音声交換制御が行われている。航空管制システムで用いられる音声交換システムでは、航空機との無線通信、関連官署毎の通信毎に、音声交換制御を行う音声交換サブシステムが複数設けられる。音声交換サブシステム同士は通信可能に接続されている。

音声交換サブシステムでは、音声交換制御装置を冗長化することにより、音声交換サブシステム内において音声交換の信頼性と可用性を高めている。

また、冗長化したサーバ間の通信路を冗長化し、切替可能にする技術が知られている（例えば、特許文献１）。

特開２０１６－１７７７１６号公報

しかし、近年の航空管制システムで取り扱う航空機やハブ空港等の大規模化により、音声交換サブシステム間の接続についての冗長化が求められている。この点、音声交換サブシステム内における音声交換制御の冗長化はされていたが、音声交換サブシステム同士の伝送路の冗長化はされていない、という問題があった。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、信頼性の高い音声交換を提供することができる音声交換制御装置、及び音声交換システムを提供することを目的とする。

本発明に係る音声交換制御装置は、音声交換の伝送路が冗長構成された音声交換サブシステムに用いられる音声交換制御装置であって、受信処理部と、ルート選択処理部と、伝送路情報生成部と、送信処理部と、切替部とを含み、前記受信処理部は、他の前記音声交換サブシステムの前記音声交換制御装置から受信信号を受信し、前記ルート選択処理部は、前記伝送路の異常を検知した場合、前記複数の伝送路から他の伝送路を選択し、前記伝送路情報生成部は、前記異常を示す伝送路情報を生成し、前記送信処理部は、前記伝送路情報生成部により生成された前記伝送路情報を含む送信信号を、前記伝送路を用いて前記他の音声交換サブシステムに送信し、前記切替部は、前記受信処理部が受信する伝送路を、前記ルート選択処理部により選択された前記他の伝送路に切り替えるように構成される。

本発明に係る通信装置によれば、受信処理部が、他の音声交換サブシステムにおいて対応する送信処理部から受信信号を受信すると共に、伝送路の異常を検知し、ルート選択処理部が、当該伝送路の異常を検知した場合、複数の伝送路のうち、他の伝送路を選択する。

そして、伝送路情報生成部が、異常を示す伝送路情報を生成し、送信処理部が、伝送路情報生成部により生成された伝送路情報を含む送信信号を、当該伝送路を用いて他の音声交換サブシステムに送信し、切替部が、受信処理部が受信する伝送路を、ルート選択処理部により選択された当該他の伝送路に切り替える。

このように、他の音声交換サブシステムにおいて対応する送信処理部から受信信号を受信し、伝送路の異常を検知した場合、複数の伝送路のうち、他の伝送路を選択し、異常を示す伝送路情報を生成し、生成された伝送路情報を含む送信信号を、当該伝送路を用いて他の音声交換サブシステムに送信し、受信する伝送路を選択された当該他の伝送路に切り替えることにより、信頼性の高い音声交換を提供することができる。

また、本発明に係る音声交換システムは、複数の音声交換サブシステムを含み、前記音声交換サブシステムは、複数の音声交換制御部を含んだ冗長構成であり、前記複数の音声交換サブシステム間の通信が冗長化されるように構成される。

また、本発明に係る音声交換システムの前記音声交換制御部は、受信処理部と、ルート選択処理部と、伝送路情報生成部と、送信処理部と、切替部とを含み、前記音声交換サブシステムの前記音声交換制御部と、他の前記音声交換サブシステムの前記音声交換制御部とが、複数の伝送路を用いて通信可能に構成され、前記受信処理部は、他の前記音声交換サブシステムの前記音声交換制御部から受信信号を受信し、前記ルート選択処理部は、前記伝送路の異常を検知した場合、前記複数の伝送路から他の伝送路を選択し、前記伝送路情報生成部は、伝送路の状態を示す伝送路情報を生成し、前記送信処理部は、前記伝送路情報生成部により生成された前記伝送路情報を含む送信信号を、前記伝送路を用いて前記他の音声交換サブシステムに送信し、前記切替部は、前記受信処理部が受信する伝送路を、前記ルート選択処理部により選択された前記他の伝送路に切り替えることができる。

本発明に係る音声交換システムによれば、音声交換サブシステムの音声交換制御部と、他の音声交換サブシステムの音声交換制御部とが、複数の伝送路を用いて通信可能に構成され、受信処理部は、他の音声交換サブシステムの音声交換制御部から受信信号を受信し、ルート選択処理部は、伝送路の異常を検知した場合、複数の伝送路から他の伝送路を選択する。

そして、伝送路情報生成部は、伝送路の状態を示す伝送路情報を生成し、送信処理部は、伝送路情報生成部により生成された前記伝送路情報を含む送信信号を、当該伝送路を用いて他の音声交換サブシステムに送信し、切替部が、受信処理部が受信する伝送路を、ルート選択処理部により選択された当該他の伝送路に切り替える。

このように、他の音声交換サブシステムの音声交換制御部から受信信号を受信し、伝送路の異常を検知した場合、複数の伝送路から他の伝送路を選択し、伝送路の状態を示す伝送路情報を生成し、生成された伝送路情報を含む送信信号を、当該伝送路を用いて他の音声交換サブシステムに送信し、受信する伝送路を選択された当該他の伝送路に切り替えることにより、信頼性の高い音声交換を提供することができる。

また、本発明に係る音声交換システムの前記受信処理部は、前記他の前記音声交換サブシステムの前記音声交換制御部から生存信号を正常に受信できない場合に、前記伝送路に異常があることを検知することができる。

また、本発明に係る音声交換システムの前記生存信号は、フレーム同期信号又は送信クロック信号であるとすることができる。

また、本発明に係る音声交換システムの前記受信処理部は、前記他の前記音声交換サブシステムの前記音声交換制御部から前記伝送路情報を含む受信信号を受信し、前記伝送路情報に基づいて前記伝送路に異常があることを検知することができる。

また、本発明に係る音声交換システムの前記受信処理部は、前記伝送路情報に、前記他の前記音声交換サブシステムの前記音声交換制御部の送信に関する異常を示す送信異常、又は前記伝送路に異常が発生したことを示すターミナル異常が含まれている場合に、前記伝送路に異常があることを検知することができる。

また、本発明に係る音声交換システムの前記伝送路情報生成部は、前記伝送路情報に前記送信異常が含まれている場合、前記ターミナル異常を含む伝送路情報を生成することができる。

また、本発明に係る音声交換システムは、航空管制システムにおいて用いられることができる。このため、航空管制システムにおいて信頼性の高い音声交換を提供することができる。

本発明の音声制御装置及び音声交換システムによれば、信頼性の高い音声交換を提供することができる。

従来の音声交換システムの構成例を示すブロック図である。音声交換システムの概略構成を示すブロック図である。ＨＷＵのＨＷＩＦ処理部の構成を示すブロック図である。ルート切替処理ルーチンを示すフローチャートである。切替動作１を示す図である。切替動作２を示す図である。切替動作３を示す図である。切替動作４を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
＜本発明の実施形態に係る音声交換システムの概要＞
まず、本発明の実施形態の概要について説明する。

航空管制システムにおいて、航空機との無線通信や関連官署との有線通信を行う際に、音声信号の接続経路を切り替えるための音声交換制御部を有する。信頼性の高い運用動作を確保するためにシステムの中枢である音声交換制御部は冗長構成で構築している。冗長構成である音声交換制御部と音声交換制御部の運用切替を制御する系切替制御部を音声交換サブシステムと呼ぶ。本発明に係る音声交換システムは、音声交換サブシステムを２式使用した大規模システムを構築する場合に音声交換サブシステム同士を二重化した伝送路で接続する方式と、接続する伝送路に異常が発生した場合に自動的に伝送路を切り替えて運用継続させるための伝送路自動切替機能に関する切替制御方式に関するものである。

図１に、従来の音声交換システムのシステム構成を示す。従来の航空管制システムにおける音声交換システムにおいて、音声交換制御部を冗長構成で構築した２式の音声交換サブシステム（＃１及び＃２）間を接続する伝送路は一重化である。音声交換サブシステム内の音声交換制御部は、運用状態である「運用系」（Ｎｏ１）と待機状態である「待機系」（Ｎｏ２）の何れかで動作する。

「運用系」、「待機系」の動作状態は、音声交換サブシステム内にある系切替制御部の指示にて決定する。系切替制御部は、音声交換サブシステム毎に実装される。音声交換サブシステム間の信号の流れは、運用系状態にある音声交換制御部からの情報を対向の音声交換サブシステムの運用系と待機系の音声交換制御部で取り込む。ここで、待機系状態にある音声交換制御部からの情報は対向の音声交換サブシステムには伝達されない。

音声交換サブシステムにおける各音声交換制御部には、音声交換サブシステム間を接続するハイウェイ・インターフェースユニット（以下、ＨＷＵ）を実装する。２式の音声交換制御部のＨＷＵからの情報は、ハイウェイ・インターフェース切り替えスイッチ（以下、ＨＷＳＷ）に取り込まれる。

ＨＷＳＷは、系切替制御部からの運用切替信号により運用系音声交換制御部からの情報を対向のＨＷＳＷに伝送する。対向のＨＷＳＷからの情報は、運用系音声交換制御部と待機系音声交換制御部のＨＷＵに伝送する。

近年の航空管制システムで取り扱う航空機やハブ空港等の大規模化により、音声交換サブシステムの冗長化が求められている。しかし、従来の航空管制システムの音声交換サブシステム間を接続する伝送路については一重化であることから、伝送路に障害が発生した場合は、音声交換サブシステム間の通信が途絶えるため音声交換サブシステム間を跨いだ通信ができなくなり、縮退運用にて対応するシステムであった。

本発明に係る音声交換システムは、伝送路に異常が発生した場合でもシステムの縮退を回避するために音声交換サブシステム間の伝送路接続を二重化構成で接続できるようにし、更に運用で使用している伝送路に異常が発生した場合に、自動的に伝送路を瞬時に切り替えて運用継続を可能とする伝送路自動切替制御方式を実現するものである。

＜本発明の実施形態に係る音声交換システムの構成＞
次に、図２を参照して、本発明の実施形態に係る音声交換システム１０の構成について説明する。図２は、本発明の実施形態に係る音声交換システム１０の構成を示すブロック図である。本実施形態では、音声交換システム１０は、航空管制システムにおいて用いられる場合を例に説明する。

図２に示すように、音声交換システム１０は、音声交換サブシステム（＃１）１０１と、音声交換サブシステム（＃２）２０１と、ＨＷＳＷ（ルート１）３０１と、ＨＷＳＷ（ルート２）３０２とを含んで構成される。音声交換サブシステム１０１と、音声交換サブシステム２０１とは、ＨＷＳＷ３０１を経由して相互に接続される。また、音声交換サブシステム１０１と、音声交換サブシステム２０１とは、ＨＷＳＷ３０２も経由して相互に接続される。

音声交換サブシステム（＃１）１０１は、音声交換制御部（Ｎｏ１）１０２と、音声交換制御部（Ｎｏ２）１０３と、系切替制御部１０４とを含んで構成される。

音声交換制御部１０２は、運用系として、音声交換サブシステム１０１における音声交換制御を行う。また、音声交換制御部１０２は、音声交換サブシステム２０１と接続するためのインターフェースユニットであるＨＷＵ１０５を含む。

ＨＷＵ１０５は、２つの送受信ポートを含む。ＨＷＵ１０５と音声交換サブシステム２０１とが送受信するための伝送路として、ＨＷＳＷ３０１経由のルート１と、ＨＷＳＷ３０２経由のルート２との２つのルートが構成される。すなわち、ＨＷＵ１０５の２つの送受信ポートは、それぞれＨＷＳＷ３０１とＨＷＳＷ３０２とに接続される。

ＨＷＵ１０５は、ルート１の送信信号である音声信号／制御・監視信号１２０を、ＨＷＳＷ３０１を経由して、音声交換サブシステム２０１に送信する。また、ＨＷＵ１０５は、ルート１の受信信号である音声信号／制御・監視信号１２１を、ＨＷＳＷ３０１を経由して、音声交換サブシステム２０１から受信する。

同様に、ＨＷＵ１０５は、ルート２の音声信号／制御・監視信号１２２を、ＨＷＳＷ３０２を経由して、音声交換サブシステム２０１に送信する。また、ＨＷＵ１０５は、ルート２の音声信号／制御・監視信号１２３を、ＨＷＳＷ３０２を経由して、音声交換サブシステム２０１から受信する。

音声交換制御部１０３は、待機系として、音声交換サブシステム１０１における音声交換制御を行う。また、音声交換制御部１０３は、音声交換サブシステム２０１と接続するためのインターフェースユニットであるＨＷＵ１０６を含む。ＨＷＵ１０６の構成は、ＨＷＵ１０５と同様である。

ＨＷＵ１０５及びＨＷＵ１０６は、対向の音声交換サブシステム２０１へ送信する音声信号／制御・監視信号を、ルート１とルート２との両方のルートに常に出力する。また、ＨＷＵ１０５及びＨＷＵ１０６は、対向の音声交換サブシステム２０１から受信する音声信号／制御・監視信号を、ルート１又はル－ト２の一方から取り込む。

系切替制御部１０４は、音声交換制御部１０２と、音声交換制御部１０３とにおける運用系を切り替える。具体的には、系切替制御部１０４は、運用系である音声交換制御部１０２において通信障害が発生した場合、運用系と待機系とを切り替えるための信号である運用切替信号１１０を、音声交換制御部１０２及び音声交換制御部１０３に出力する。すなわち、音声交換制御部１０２及び音声交換制御部１０３は、系切替制御部１０４からの運用切替信号１１０により運用系として動作するか、待機系として動作するかを決定する。これにより、音声交換サブシステム１０１内において、運用系と待機系とで音声交換制御を冗長構成とすることができる。復旧時も同様である。

また、系切替制御部１０４は、運用切替信号１１０を、ＨＷＳＷ３０１及びＨＷＳＷ３０２に送信する。

音声交換サブシステム（＃２）２０１は、音声交換制御部（Ｎｏ１）２０２と、音声交換制御部（Ｎｏ２）２０３と、系切替制御部２０４とを含んで構成される。音声交換制御部２０２は、待機系として、音声交換サブシステム２０１における音声交換制御を行う。音声交換制御部２０２は、音声交換サブシステム１０１と接続するためのインターフェースユニットであるＨＷＵ２０５を含む。音声交換制御部２０３は、運用系として、音声交換サブシステム２０１における音声交換制御を行う。また、音声交換制御部２０３は、音声交換サブシステム１０１と接続するためのインターフェースユニットであるＨＷＵ２０６を含む。なお、音声交換サブシステム２０１における音声交換制御部２０２、音声交換制御部２０３、及び系切替制御部２０４は、音声交換サブシステム１０１における音声交換制御部１０３、音声交換制御部１０２、及び系切替制御部１０４と同様の構成であるため、説明を省略する。

ＨＷＳＷ３０１及びＨＷＳＷ３０２は、原則として運用系からの送信信号のみを通過させ、待機系からの送信信号は通過させない。ＨＷＳＷ３０１及びＨＷＳＷ３０２は、系切替制御部１０４又は系切替制御部２０４から運用切替信号を受信すると、運用切替信号の発信元の運用系と待機系との取り扱いを切り替える。すなわち、この場合、ＨＷＳＷ３０１及びＨＷＳＷ３０２は、待機系からの送信信号のみを通過させ、運用系からの送信信号は通過させない。

次に、音声交換サブシステム１０１から音声交換サブシステム２０１への信号の流れを以下に説明する。

音声交換サブシステム１０１の運用系状態にある音声交換制御部１０２のＨＷＵ１０５から送信されるルート１用の音声信号／制御・監視信号１２０は、ルート１用のＨＷＳＷ３０１を経由して、音声交換制御部２０２のＨＷＵ２０５のルート１において音声信号／制御・監視信号２２１として受信されると共に、音声交換制御部２０３のＨＷＵ２０６のルート１において、音声信号／制御・監視信号２２５として受信される。

音声交換制御部１０２のＨＷＵ１０５から送信されるルート２用の音声信号／制御・監視信号１２２も同様に、ルート２用のＨＷＳＷ３０２を経由して、音声交換制御部２０２のＨＷＵ２０５のルート２において音声信号／制御・監視信号２２３として受信されると共に、音声交換制御部２０３のＨＷＵ２０６のルート２において音声信号／制御・監視信号２２７として受信される。

音声交換サブシステム１０１の待機系状態にある音声交換制御部１０３のＨＷＵ１０６から送信されるルート１用の音声信号／制御・監視信号１２４は、ルート１用のＨＷＳＷ３０１の内部で破棄され、音声交換サブシステム２０１に送信されない。同様に、待機系状態にある音声交換制御部１０３のＨＷＵ１０６から送信されるルート２用の音声信号／制御・監視信号１２６は、ルート２用のＨＷＳＷ３０２の内部で破棄され、音声交換サブシステム２０１に送信されない。

音声交換サブシステム２０１の音声交換制御部２０２のＨＷＵ２０５は、ルート１とルート２との両方から受信した音声信号／制御・監視信号２２１及び音声信号／制御・監視信号２２３の内、予めＨＷＵ２０５内で設定されている方のルートから信号を取り込む。すなわち、信号の取り込みは、必ずルート１又はルート２の一方からの取り込むとなる。また、音声交換制御部２０３のＨＷＵ２０６も同様に、ルート１とルート２との両方から受信した音声信号／制御・監視信号２２５及び音声信号／制御・監視信号２２６の内、予めＨＷＵ２０６内で設定されている方のルートから信号を取り込む。

音声交換サブシステム２０１から音声交換サブシステム１０１への信号の流れも同様である。すなわち、音声交換サブシステム２０１の運用系状態にある音声交換制御部２０３のＨＷＵ２０６からの送信信号を音声交換サブシステム１０１の各音声交換制御部（１０２、１０３）の各ＨＷＵ（１０５、１０６）のルート１とルート２とにより受信する。

このように、音声交換サブシステム間の接続伝送路をルート１とルート２との２ルートを設けることにより、一方のルートが異常により使用できない状態であっても、音声交換サブシステム間の伝送を確保し、運用継続を可能とする。

次に、伝送路異常が発生した場合に、ＨＷＵが伝送路を自動的に切り替える機能構成について説明する。各ＨＷＵには、ＨＷＩＦ処理部４０１が構成される。図３は、ＨＷＵのハイウェイ・インターフェース処理部（以下、ＨＷＩＦ処理部）の構成を示すブロック図である。ＨＷＩＦ処理部４０１は、音声交換サブシステム間インターフェースの送受信処理を行うと共に、伝送路の自動切替制御を行う。

ＨＷＩＦ処理部４０１は、受信処理部４０２と、ルート選択処理部４０３と、受信セレクタ４０４と、送信処理部４０５と、伝送路情報生成部４０６とを含んで構成される。

受信処理部４０２は、複数の伝送路であるルート１及びルート２により、他の音声交換サブシステムの音声交換制御部から伝送路情報を含む受信信号を受信すると共に、伝送路の異常を検知する。ここで、受信信号は、音声信号と、制御・監視信号である。音声信号は、音声交換の対象となる音声データを示す信号である。制御・監視信号は種々の音声交換を制御する信号であり、生存信号も含む。生存信号は、フレーム同期信号である受信ＳＹＮＣと、クロック信号である受信ＣＬＫとを含む。すなわち、受信処理部４０２は、受信ＳＹＮＣと受信ＣＬＫにより受信ＤＡＴＡを取り込む。

例えば、受信信号を受信する音声交換サブシステムを音声交換サブシステム１０１とすると、受信処理部４０２は、ルート１及びルート２により、他の音声交換サブシステム２０１の音声交換制御部２０３から受信信号を受信する。

受信処理部４０２は、受信信号に含まれる生存信号を正常に受信できない場合に、伝送路に異常があることを検知する。具体的には、受信処理部４０２は、受信ＳＹＮＣと受信ＣＬＫとを監視し、少なくとも何れか一方を正常に受信できない場合、インターフェース異常（ＩＦ＿ＡＬＭ）をルート選択処理部４０３に通知する。

また、受信処理部４０２は、受信した受信ＤＡＴＡ内の伝送路情報を受け取り、ルート選択処理部４０３に出力する。

ルート選択処理部４０３は、受信処理部４０２が伝送路の異常を検知した場合、複数の伝送路から他の伝送路を選択する。具体的には、ルート選択処理部４０３は、受信処理部４０２からインターフェース異常が通知された場合、使用可能なルートを選択する。また、ルート選択処理部４０３は、伝送路情報に、他の音声交換サブシステムの音声交換制御部の送信に関する異常を示す送信異常（ＳＥＮＤ＿ＡＬＭ）、又は運用系の伝送路に異常が発生したことを示すターミナル異常（Ｔ＿ＡＬＭ）が含まれている場合に、伝送路に異常があることを検知する。

具体的には、予め受信ＤＡＴＡ内に、現在使用しているルートの伝送路情報を通知するための専用領域を設けておく。例えば、ＳＥＮＤ＿ＡＬＭ用の１ビット、Ｔ＿ＡＬＭ用の１ビットのフラグ領域を設定すればよい。そして、ルート選択処理部４０３は、伝送路に異常があると検知した場合、使用可能なルートを選択する。

このように、ルート選択処理部４０３は、インターフェース異常と伝送路情報の送信異常及びターミナル異常を監視することにより、運用系で使用している伝送路を自動的に切り替える。ルート選択処理部４０３において、伝送路を切り替えるための切替条件１～３を以下に記載する。

＜切替条件１＞
運用で使用しているルートの受信信号にインターフェース異常を検出した場合、使用しているルートの伝送路情報に「送信異常」をセットして、受信信号の取り込みルートを切り替える。

＜切替条件２＞
運用で使用しているルートの受信ＤＡＴＡの伝送路情報から「送信異常」を検出した場合、使用しているルートの伝送路情報に「ターミナル異常」をセットして、受信信号の取り込みルートを切り替える。

＜切替条件３＞
運用で使用しているルートの受信ＤＡＴＡの伝送路情報から「ターミナル異常」を検出した場合に、受信信号の取り込みルートを切り替える。

切替条件１～３を全てのＨＷＵ内のルート選択処理部４０３に組み込むことにより、音声交換サブシステム間の運用系及び待機系を接続する全ての伝送路のルート切替を自動に行うことが可能となる。

また、ルート選択処理部４０３は、切替条件１の場合、伝送路情報生成部４０６に、「送信異常」を出力し、切替条件２の場合、伝送路情報生成部４０６に、「ターミナル異常」を出力する。

伝送路の自動切替は、各音声交換サブシステムの運用系状態にある音声交換制御部で運用に使用している伝送路に異常が発生した場合にのみ行う。なお、待機状態にある音声交換制御部で伝送路の異常が発生した場合は、待機系音声交換制御部内での伝送路の切り替えは行っておくが、運用系状態である音声交換制御部が使用している伝送路の切り替えは行わない。

受信セレクタ４０４は、受信処理部４０２が受信する伝送路を、ルート選択処理部４０３により選択された他の伝送路に切り替える。具体的には、受信セレクタ４０４は、ルート選択処理部４０３により選択されたルート１又はルート２の受信信号を取り込み、上位の処理部（図示しない）に渡す。

伝送路情報生成部４０６は、伝送路の状態を示す伝送路情報を生成する。

インターフェース異常は、受信側の音声構成制御部でしか検出できない。送信側の音声交換制御部や、他の音声交換制御部に異常発生したことを通知する必要がある。このため、伝送路情報生成部４０６は、当該ルートの伝送路情報を生成する。伝送路情報は、「送信異常」と「ターミナル異常」との２種類の異常検知信号を含む。「送信異常」は、通信相手の音声交換サブシステムに自分の送信に異常があることを通知する信号として使用する。また、「ターミナル異常」は運用系伝送路に異常が発生したことを、通信相手の音声交換サブシステムの待機系に通知する信号として使用する。

具体的には、伝送路情報生成部４０６は、受信処理部４０２がインターフェース異常を検出した場合、「送信異常」を含む伝送路情報を生成する。すなわち、ルート選択処理部４０３から「送信異常」を取得した場合、「送信異常」を含む伝送路情報を生成する。

また、伝送路情報生成部４０６は、伝送路情報に「送信異常」が含まれている場合、「ターミナル異常」を含む伝送路情報を生成する。すなわち、ルート選択処理部４０３から「ターミナル異常」を取得した場合、「ターミナル異常」を含む伝送路情報を生成する。

そして、伝送路情報生成部４０６は、生成した伝送路情報を、送信処理部４０５に出力する。

送信処理部４０５は、伝送路情報生成部４０６により生成された伝送路情報を含む送信信号を、伝送路を用いて他の音声交換サブシステムに送信する。

具体的には、送信処理部４０５は、伝送路情報生成部４０６で生成した各ルートの伝送路情報を送信ＤＡＴＡに組み込んで、フレーム同期信号である送信ＳＹＮＣと、クロック信号である送信ＣＬＫに同期して送信ＤＡＴＡを出力する。なお、伝送路情報以外の送信ＤＡＴＡは、ルート１、ルート２とも同じデータを送信する。

＜本発明の実施形態に係る音声交換システムの作用＞
次に、ＨＷＵにおけるルート切替処理について説明する。図４は、本発明の実施形態に係るルート切替処理ルーチンを示すフローチャートである。音声交換システム１０において、音声交換処理が始まると、音声交換サブシステムの音声交換制御部において、ルート切替処理ルーチンが開始される。

まず、ステップＳ１００において、受信処理部４０２は、複数の伝送路であるルート１及びルート２により、他の音声交換サブシステムの音声交換制御部から伝送路情報を含む受信信号を受信する。

ステップＳ１０１において、受信処理部４０２は、受信ＳＹＮＣと受信ＣＬＫとを監視し、何れも正常に受信できているか否かを判定する。

正常に受信できていない場合（上記ステップＳ１０１のＮＯ）、ステップＳ１０２において、ルート選択処理部４０３は、受信処理部４０２からインターフェース異常が通知された場合、使用可能なルートを選択し、伝送路情報生成部４０６は、「送信異常」を含む伝送路情報を生成する（切替条件１）。そして、ステップＳ１０５に進む。

一方、何れも正常に受信できている場合（上記ステップＳ１０１のＹＥＳ）、ステップＳ１０３において、ルート選択処理部４０３は、伝送路情報から、他の音声交換サブシステムの音声交換制御部の送信に関する異常を示す送信異常を検知したか否かを判定する。

送信異常を検知した場合（上記ステップＳ１０３のＹＥＳ）、ステップＳ１０４において、ルート選択処理部４０３は、受信処理部４０２からインターフェース異常が通知された場合、使用可能な他のルートを選択し、伝送路情報生成部４０６は、「ターミナル異常」を含む伝送路情報を生成する（切替条件２）。

ステップＳ１０５において、送信処理部４０５は、伝送路情報生成部４０６により生成された伝送路情報を含む送信信号を生成する。

ステップＳ１０６において、送信処理部４０５は、上記ステップＳ１０５により生成された送信信号を、受信に用いた伝送路を用いて他の音声交換サブシステムに送信する。

ステップＳ１０７において、受信セレクタ４０４は、受信処理部４０２が受信する伝送路を、上記ステップＳ１０２又は上記ステップＳ１０４により選択された他のルートに切り替える。

一方、送信異常を検知していない場合（上記ステップＳ１０３のＮＯ）、ステップＳ１０８において、ルート選択処理部４０３は、伝送路情報から、運用系の伝送路に異常が発生したことを示すターミナル異常を検知したか否かを判定する。

ターミナル異常が検知した場合（上記ステップＳ１０８のＹＥＳ）、ステップＳ１０９において、ルート選択処理部４０３は、受信処理部４０２からインターフェース異常が通知された場合、使用可能なルートを選択し、受信セレクタ４０４は、受信処理部４０２が受信する伝送路を、選択された他のルートに切り替える（切替条件３）。そして、ステップＳ１１０に進む。

ターミナル異常が検知していない場合（上記ステップＳ１０８のＮＯ）、ステップＳ１１０において、伝送路情報生成部４０６は、伝送路の状態を示す伝送路情報を生成する。このとき、伝送路情報生成部４０６は、送信異常及びターミナル異常を伝送路情報に含めない。

ステップＳ１１１において、送信処理部４０５は、上記ステップＳ１１０により生成された伝送路情報を含む送信信号を生成する。

ステップＳ１１２において、送信処理部４０５は、上記ステップＳ１１１により生成された送信信号を、受信に用いた伝送路を用いて他の音声交換サブシステムに送信し、処理を終了する。

次に、音声交換システム１０におけるルート切替処理の動作例について説明する。図５～図８は、動作例を示す図である。ここでは、通常運用時の場合において、ルート１に異常が発生した場合に、ルート１からルート２に伝送路を切り替える場合を例に説明する。

通常運用時の動作の例を図５に示す。この例では、音声交換サブシステム１０１の音声交換制御部１０２を運用系状態で使用し、音声交換制御部１０３を待機系状態で使用し、各音声交換制御部内のＨＷＵ（１０４、１０５）はルート１を使用する。また、この例では、音声交換サブシステム２０１の音声交換制御部２０２を運用系状態で使用し、音声交換制御部２０３を待機系状態で使用し、各音声交換制御部内のＨＷＵ（２０４、２０５）はルート１を使用する。

＜＜異常検出時の切替条件１の動作＞＞
異常検出時の切替条件１の動作を図６に示す。音声交換サブシステム１０１の運用系状態である音声交換制御部１０２のＨＷＵ１０４にて対向の音声交換制御部２０２のＨＷＵ２０４）からのルート１の受信信号でインターフェース異常を検出する（Ｓ１０１）。インターフェース異常を検出したＨＷＵ１０４は、ルート１の伝送路情報に「送信異常」をセットして音声交換サブシステム２０１に送信し（Ｓ１０２、Ｓ１０５、Ｓ１０６）、受信信号の取り込みをルート２に切り替える（Ｓ１０７）。

＜＜異常検出時の切替条件２の動作＞＞
送信異常検出時の切替条件２の動作を図７に示す。音声交換サブシステム２０１の運用状態にある音声交換制御部２０２のＨＷＵ２０４にて対向の音声交換制御部１０２のＨＷＵ１０４からのルート１の伝送路情報の「送信異常」を検出する（Ｓ１０３）。送信異常を検出したＨＷＵ２０４は、ルート１の伝送路情報に「ターミナル異常」をセットして音声交換サブシステム１０１に送信し（Ｓ１０４～Ｓ１０６）、受信信号の取り込みをルート２に切り替える（Ｓ１０７）。

また、音声交換サブシステム２０１の待機状態にある音声交換制御部２０３についても、音声交換制御部２０２と同様にルート１の伝送路情報の「送信異常」を検出して受信信号の取り込みをルート２に切り替える（Ｓ１０３～Ｓ１０７）。

＜＜異常検出時の切替条件３の動作＞＞
ターミナル異常検出時の切替条件３の動作を図８に示す。音声交換サブシステム１０１の待機状態にある音声交換制御部１０３のＨＷＵ１０５にて対向の音声交換制御部２０２のＨＷＵ２０４からのルート１の伝送路情報の「ターミナル異常」を検出する（Ｓ１０８）。ターミナル異常を検出したＨＷＵ１０５は、受信信号の取り込みをルート２に切り替える（Ｓ１０９）。

これらの一連の流れにより、全てのＨＷＵの取り込みルート１からルート２への切り替えが可能となる。

なお、ルートの切り替え時に、切り替え先のルートが既に障害状態の場合は、ルートの切り替え処理は実行されないようにする。

また、ルートの切り替え手段としては、自動切替の他に個別に手動で切り替える構成としてもよい。この場合、自動で切り替えるか手動で切り替えるかの選択は、ＨＷＵに選択スイッチを実装し、手動切り替えを選択した場合は、ＨＷＵの実装する切り替えスイッチにて手動で切り替える構成とすればよい。手動切替の場合は、該当するＨＷＵの伝送路ルートのみ切り替えを行い他の伝送路のルート切り替えは発生しないようにする。

以上説明したように、本発明の実施形態に係る音声交換システムによれば、他の音声交換サブシステムにおいて対応する送信処理部から受信信号を受信し、伝送路の異常を検知した場合、複数の伝送路のうち、他の伝送路を選択し、異常を示す伝送路情報を生成し、生成された伝送路情報を含む送信信号を、当該伝送路を用いて他の音声交換サブシステムに送信し、受信する伝送路を選択された当該他の伝送路に切り替えることにより、信頼性の高い音声交換を提供することができる。特に、航空管制システムにおいて、従来実現されていない音声交換サブシステム間の冗長化を実現することにより、航空管制システムにおける信頼性の高い音声交換を提供することができる。

すなわち、冗長構成で構築している２式の音声交換サブシステム間の伝送路を二重化（ルート１、ルート２）で接続することを可能にする。また、伝送路に異常が発生した場合に音声交換サブシステム間での伝送路情報の受け渡しを行うことで自動的に伝送路を切り替えることを可能とする。これらにより、従来に比べて航空管制システムとして信頼性の高い効果が得られた。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。

上記実施形態では、２式の音声交換サブシステム間での伝送路切り替えを示したが、音声交換サブシステムの数を限定するものではない。複数の音声交換サブシステム間においても適用することが可能である。

また、本願明細書中において、プログラムが予めインストールされている実施形態として説明したが、当該プログラムを、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して提供することも可能である。

１０音声交換システム
１０１音声交換サブシステム
１０２、１０３音声交換制御部
１０４系切替制御部
１０５、１０６ＨＷＵ
１１０運用切替信号
１２０～１２７音声信号／制御・監視信号
２０１音声交換サブシステム
２０２、２０３音声交換制御部
２０４系切替制御部
２０５、２０６ＨＷＵ
２２０～２２７音声信号／制御・監視信号
４０１ＨＷＩＦ処理部
４０２受信処理部
４０３ルート選択処理部
４０４受信セレクタ
４０５送信処理部
４０６伝送路情報生成部

Claims

複数の音声交換サブシステムを含み、
前記音声交換サブシステムは、複数の音声交換制御部を含んだ冗長構成であり、
前記複数の音声交換サブシステム間の通信が冗長化され、
前記音声交換制御部は、受信処理部と、ルート選択処理部と、伝送路情報生成部と、送信処理部と、切替部とを含み、
前記音声交換サブシステムの前記音声交換制御部と、他の前記音声交換サブシステムの前記音声交換制御部とが、複数の伝送路を用いて通信可能に構成され、
前記受信処理部は、他の前記音声交換サブシステムの前記音声交換制御部から受信信号を受信し、
前記ルート選択処理部は、前記伝送路の異常を検知した場合、前記複数の伝送路から他の伝送路を選択し、
前記伝送路情報生成部は、伝送路の状態を示す伝送路情報を生成し、
前記送信処理部は、前記伝送路情報生成部により生成された前記伝送路情報を含む送信信号を、前記伝送路を用いて前記他の音声交換サブシステムに送信し、
前記切替部は、前記受信処理部が受信する伝送路を、前記ルート選択処理部により選択された前記他の伝送路に切り替える
音声交換システム。
前記受信処理部は、前記他の前記音声交換サブシステムの前記音声交換制御部から生存信号を正常に受信できない場合に、前記伝送路に異常があることを検知する
請求項１記載の音声交換システム。
前記生存信号は、フレーム同期信号又は送信クロック信号である
請求項２記載の音声交換システム。
前記受信処理部は、前記他の前記音声交換サブシステムの前記音声交換制御部から前記伝送路情報を含む受信信号を受信し、
前記ルート選択処理部は、前記伝送路情報に基づいて前記伝送路に異常があることを検知する
請求項１～請求項３の何れか１項記載の音声交換システム。
前記ルート選択処理部は、前記伝送路情報に、前記他の前記音声交換サブシステムの前記音声交換制御部の送信に関する異常を示す送信異常、又は前記伝送路に異常が発生したことを示すターミナル異常が含まれている場合に、前記伝送路に異常があることを検知する
請求項４記載の音声交換システム。
前記伝送路情報生成部は、前記伝送路情報に前記送信異常が含まれている場合、前記ターミナル異常を含む伝送路情報を生成する
請求項５記載の音声交換システム。
航空管制システムにおいて用いられる請求項１～請求項６の何れか１項記載の音声交換システム。