JPH03117245A - ２重化されたリングネットワークにおけるクロックパス構成方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の概要〕 リングネットワークにおけるクロックパス構成／切替方
式に関し、 孤立化によるクロック無しノードの発生および現用系／
予備系切替時のノード間ループの発生を防止して、障害
時にも各ノードへ確実にクロックを供給して送／受信を
維持することを目的とし、標準ディジタルハイアラーキ
に沿ったクロックレートで構成され、同期網の一部とし
て位置付けられたリングネットワークにおけるクロック
パス構成方式において、迂回伝送路を接続できる構成と
し、リング内のクロックを迂回系からのクロックへ切替
えるスイッチを設け、リング２重障害時にも迂回系から
同期用クロックをリング内に供給して孤立ノードの発生
を防止可能とするよう構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、リングネットワークにおけるクロックパス構
成／切替方式に関する。

ＬＡＮ　（Ｌｏｃａｌ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）の
伝送路は信転性の向上環からリング状になっており、ま
た障害を予想して２重化構成をとっているものが多い。

全てのノードはリング内のマスク局で発生するクロック
に同期して動作している。

自営通信網を構築するユーザにおいて各管理エリア毎に
ループ型ネットワークを構成する形態が増えており、自
営通信網では広域ネットワークとなるため、基幹伝送設
備との接続やループ内から他の通信設備（ＮＴＴ高速デ
ィジタル回線、ディジタルマイクロ等）との接続、ルー
プ間の異社接続といった形態が発生している。

本発明はか＼るリングネットワークにおけるクロックパ
ス構成／切替方式に係るものである。

〔従来の技術〕

第１３図にＬＡＮの構成の概要を示す。Ｍはマスタノー
ド、５ｌ−３Ｎはスレーブノード、これらのノードを結
ぶ実線矢印は現用伝送路、点線矢印は予備伝送路を示す
。マスク局Ｍはクロックを発生し、各ノードは隣りのノ
ードから送られてくるデータに含まれるクロック成分を
抽出することによりクロックを得、こうして各ノードが
マスタノードのクロックに同期して動作する。

伝送路に障害が発生すると、第１４図に示すように切替
を行なう。即ち（ａ）の如く現用系に障害が発生すると
、予備系に切替え、クロックはＭ−３３−３２−３ｔの
経路で供給する。（ｂ）の如く予備系が障害、現用系は
健全、のときは切替えは行なわない。（Ｃ）のようにマ
スク局の現用系出側で両系障害のときは、予備系でクロ
ック供給する。現用系と予備系が（ｄ）の如く離れた位
置で障害になると現用系と予備系でクロック供給するが
、ノードＳ２はどの系からもクロック供給を受けられず
、孤立してしまって、クロック同期がとれないため通信
できないことになる。

他の通信設備と結合する広域型ＬＡＮの構成例を第１５
図に示す。これは、従来の自営通信網の考え方を基本と
したハイアラーキやフレーム構成を採用したリングネッ
トワークとなっている。１Ｏ１２０がリングネットワー
クで、周波数を前者が６Ｍ、後者が３２Ｍである。１２
は１００Ｍまたは４００Ｍの光回線、１４は３２Ｍの光
回線、μはマイクロ回線、Ｄμはディジタルマイクロ回
線、ＭＰＬＸはマルチプレクサ、１６はＮＴＴ高速ディ
ジタル回線である。

リングネットワークは１６図に示す如く、伝送路が２重
化されている。ノードＭ、３３間に現用系■■があるが
、この予備系としてノードＭ、　　Ｓｌ、Ｓ２を通る■
′■″がある。またノードＭ。

Ｓ３．Ｓ２間に現用系■■があるが、この他にＭ。

Ｓｌを通る予備■′■′・がある。図示しないが他の全
てのノードに現用系、予備系（右廻り／左廻りの伝送路
）があり、伝送路が２重化され、伝送路障害でも可及的
にノード間通信が断とならないように考慮されている。

第１６図の予備伝送路は光ファイバ、無線回線などの物
理的な物ではなく、６ＣＨを１重位としたハンドリング
グループ（ＨＧ）である。リングネットワークを構成す
る各ノードではＨＧを単位にして左廻り／右廻りで通信
を行ない、ノード間は全て同一のクロックに同期して動
作する。リング内でのクロックパスを第１７図に示す。

第１７図に示すように、Ｍ局はリング内のマスク発振器
Ｏ３Ｃを有しており、また隣りのノードとインタフェー
スするために伝送路インタフェース盤ＭＸを備え、マス
ク発振器Ｏ８Ｃが供給するクロックをもとに伝送路に信
号を送出する。ノードＳ３ではインタフェース盤ＭＸで
、ノードＭよりの伝送路に含まれるクロック成分を抽出
し、ＰＬＬを備える発振器ＰＬＯによりクロックを再生
する。このＰＬＯで再生したクロックは、ノードＭのク
ロックに同期しており、ノードＳ３はこのクロックによ
り、ノードＳ２向けのインタフェースＩＭＸから信号を
送出する。ノードＳ２，３１でも同様で、こうしてリン
グ内の全ノードがマスタノードＭのクロックに同期して
データ送／受信する。伝送路障害時には第１８図に示す
ようにスイッチＳＷを切替え、クロックの従属光をＮ側
からＥ側にする。これで予備系を使ってクロック伝送し
、リング内のクロック同期を維持する。

〔発明が解決しようとする課題〕

単純な現用／予備２重系では第１４図（ｄ）のような両
系障害では孤立ノードＳ２が発生し、この孤立ノードＳ
２では通信ができなくなってしまう。

また伝送路障害でスイッチＳＷを切替え、クロンクパス
切替えを行なうが、このスイッチ切替動作のトリガは通
常クロック断である。即ち第１８図でノードＳ３に着目
するとＭ−３３の伝送路の障害でノードＳ３のインタフ
ェース盤ＭＸの入力が断になり、抽出クロックが断にな
る。このクロック断でノードＳ３のスイッチＳＷはＮ側
からＥ側に切替わる。しかし、Ｍ−３３間の障害発生で
もノードＳ３のＰＬＯの発生クロックで３３−３２間は
正常状態に保たれ、ノードＳ２ではクロック断が発生し
ないためそのスイッチＳＷは切替わらず、Ｎ側のま＼に
なる。この状態を第１９図に示す。

この第１９図の状態ではノードＳ３のＰＬＯ１Ｓ３のＭ
Ｘ送信、Ｓ２のＭＸ受信、Ｓ２のＰＬＯ。

Ｓ２（７）ＭＸ送信、Ｓ３（７）ＭＸ受信、３３（７）
ＰＬＯというループができ、発振してしまってリング内
の同期を維持できなくなるという問題がある。

本発明はこれらの、孤立化によるクロック無しノードの
発生および現用系／予備系切替時のノード間ループの発
生を防止して、障害時にも各ノードへ確実にクロックを
供給して送／受信を維持することを目的とするものであ
る。

〔課題を解決するための手段〕

第１図に示すように本発明では、クロックを供給する迂
回ルート３０を設け、そしてリング内のクロックを迂回
系からのクロックへ切替えるスイッチＳＷ、を設ける。

迂回系と切替スイッチを設けるノードは任意のスレーブ
ノード１つでよいが、複数のフレームノードに設けて３
重、４重、障害などに対応できるようにしてもよい。

迂回系クロックはマスタノードＭが出力するクロックと
同期している必要があるが、ＬＡＮは同！ＩＪＩ　網の
一部として構成されておらず、自身で閉ループを作って
独自のクロックで動作している。従ってＬＡＮへ本発明
を適用するには、ＬＡＮを同期網の一部として位置ずけ
るため、ＣＣＩＴＴ勧告のディジタルハイアラーキに沿
ったクロックレートとする必要がある。この意味で本発
明の対象であるリングネットワークはＬＡＮではなく、
ＷＡＮ（Ｗｉｄｅ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）または
ＶＡＮである。

また本発明では第１図（ハ）に示すように、ノード間ル
ープの発生を阻止すべく、ノード側でクロック断を検出
するとそれを下流のノードへ転送する。

このクロック断（障害情報）の転送は、フレームフォー
マット上の空きビットを利用して、またフレームフォー
マット上のビットに特定のパターンを与えて、行なう。

〔作用〕

第１図（ａ）に示すように、現用系および予備系の障害
発生で孤立化するノードＳ２，３３へ別迂回ルートを通
してクロックを供給すれば、これらのノードの孤立化を
防ぎ、不完全ながら送／受信を継続させることができる
。

また第１図（ｂ）に示すようにクロック断を検出したら
それを次ノードへ転送し、スイッチ切替を行なわせれば
、ノード間ループの発生を防止することができる。例え
ば前述の第１９図でクロック断を検出したスレーブノー
ドＳ３がそれをスレーブノードＳ２へ通知して、スイッ
チｓｗをＮ側からＥ側へ切替えラセルと、３３（７）Ｐ
ＬＯ，ＭＸ、Ｓ２（７）ＭＸ、ＳＷ、ＰＬＯ，ＭＸ、Ｓ
３（７）ＭＸ、ＳＷ、ＰＬＯのループは構成されず、ノ
ードＳ２゜Ｓ３とも予備系へ切替わることができる。

〔実施例〕

第２図に各種状態でのクロックパスを示す。（ａ）は正
常状態で、太線で示すようにクロックは現用系で供給さ
れ、マスク局Ｍより左廻りになっている。クロックにつ
いてはマスク局Ｍ１スレーブ局３１、Ｓ２．・・・・・
・も同様構成で、クロック源ＣＬＫ、、ＣＬＫｔの切替
スイッチＳＷ、、二重化されたＰＬＯｌその出力の切替
スイッチを備える。マスク局Ｍで選択するクロックＣＬ
Ｋ、がこのループのクロックになる。

第２図（ｂ）〜（ｄ）は異常状態で、そのケースｌであ
る（ｂ）では図示位置で現用系に障害が発生したとして
いる。この場合は障害点より下流のノードＳ２の入力端
ＨＧＡＩＳでクロック断が検出され、スイッチＳＷがＮ
側からＥ側へ切替えられる。この結果ノードＳ３．Ｓ２
は予備系を通ってマスク局からのクロックＣＬＫ、が供
給されることになる。スレーブ局Ｓｌは今まで通りで、
現用系を通って該クロックＣＬＫ、を供給される。

第２図（Ｃ）のケース２ではスレーブ局Ｓ３にとっては
現用系でも予備系でも障害を発生している。

この場合は両系故障という条件でノードＳ３はスイッチ
ＳＷ、を別迂回系側へ切替え、クロックを別迂回系から
のそれＣＬＫ、にする。このクロックＣＬＫ２はＣＬＫ
、と同期しており、ノードＳ３はこのクロックで送／受
信を継続できる。ノードＳｌ、Ｓ２は正常時と同じで、
マスク局ＭからのクロックＣＬＫ、を使用する。

第２図（ｄ）のケース３ではスレーブ局Ｓ３の左方同じ
位置で現用系と予備系に障害が発生している。

この場合は現用系障害、予備系正常という条件でノード
Ｓ３はスイッチＳＷをＮ側からＥ側へ切替え、ノードＳ
３は予備系を通してマスク局ＭのクロックＣＬＫ＋を受
けるようにする。ノードＳｔ。

Ｓ２は正常時と同じである。

第３図に示すようにリングネットワークがＲＮＷ、、Ｒ
ＮＷｔ、・・・・・・と複数あるとき、別迂回系とはこ
れらのスレーブノードを結ぶ線り、を通して構成される
。リングネットワークＲＮＷ、、ＲＮＷ。

のマスタノードＭも線り、、Ｌ！を通してリングネット
ワークＲＮＷ、　のスレーブノード３３．３２と接続し
ており、従ってこれらのリングネットワークＲＮＷ、〜
ＲＮＷ３　はリングネットワークＲＮＷＩ　のマスタノ
ードＭのクロックに同期して動作する。このリングネッ
トワークＲＮ　Ｗ　！で現用系と予備系に障害が発生し
てスレーブノード３１が孤立した、Ｓｌと８２が孤立し
た、・・・・・・様な場合は別迂回系り、を有効にする
ことにより、ＲＮＷ２の全ノードが通信可能である。

この第３図ではリングネットワークＲＮＷＩ　のマスタ
局Ｍがルビジウム（Ｒｂ）、セシウム（Ｃｓなどを備え
るクロック源を持っており、全系のクロックを供給する
。リングネットワークＲＮＷｔ。

ＲＮＷ３にもそれぞれ複数のリングネットワークが接続
し、全体としてトリー状をなすこともある。

別迂回系し３はこれらのＲＮＷの適当なノードを結ぶも
のである。

ＨＧＡＩＳは詳しくはインタフェースＭＸが出力する伝
送路障害信号である。現用系と予備系の各入力端ＭＸの
ＨＧＡＩＳを監視し、現用系の入力側ＭＸがＨＧＡＩＳ
を発生し、予備系のそれは発生していないなら第２図（
ｂ）の切替えが行なわれ、現用系と予備系の入力側ＭＸ
が共にＨＧＡＩＳを発生するなら第２図（Ｃ）の切替が
行なわれ、他もこれに準する。

障害でクロックパスの切替えを行なうと、データの送信
または受信に支障があるケースは生じる。

しかしこれをしないと、クロック断で送／受信が完全に
不能になる。

クロック断を下流ノードへ通知する手段としては、この
ための伝送路を別に設けることも考えられる。しかしこ
れは、別に伝送路を設けるのであるからコストアップに
なる。

また上記手段としては、アラームＡＬＭの転送を利用す
ることも考えられる。ノード間の通信はハンドリンググ
ループ（ＨＧ）単位で行なわれており、ＨＧ単位にＡＬ
Ｍ転送を持っている。ＨＧＡＩＳというＡＬＭはインタ
フェース盤ＭＸ内の全てのＨＧにおいて転送されるため
、全てのノードに障害情報として行き渡る。しかし［（
ＧＡＩＳは落ち回線でなければ検出できない。

第４図でこれを説明すると、障害が図示位置で発生する
とノードＳ３ではクロック断が検出され、スイッチＳＷ
をＮ側からＥ側へ切替える。しかしノードＳ２の落ち回
線にノードＭとの対向がないのでＨＧＡＩＳの検出がで
きず、ノードＳ２のスイッチはＮ側のま−で、ループが
できてしまう。障害区間を挟んだ形で落ち回線がないと
ＨＧＡＩＳの検出はできない。

また落ち回線であっても、リング外の障害発生による転
送である場合もあり、リング内障害発生時のＨＧＡＩＳ
との区別ができない。

更に、ＨＧＡＩＳは回線設定中にも発生するが、勿論こ
れで切替が行なわれてはならない。ＨＧＡＩＳを利用す
る方式ではこのように種々の不都合がある。

クロック断を下流ノードへ通知する手段としては、切替
用の信号ビットを定義することが有効である。リング内
のノードは従来のハイアラーキやフレーム構成（３２Ｍ
、６Ｍ、１．５Ｍ）で通信を行なっている。フレームの
中には余剰ビットがあるから、これを切替信号のビット
と定義することにより、支障なくリング内金ノードのク
ロックパスを切替えることができる。これは第５図に示
す。

この第５図（本発明２の実施例）で、現用系の図示位置
に障害が発生するとノードＳ３の入側ＭＸがクロック断
を検出し、これを受けてスイッチＳＷが切替わると共に
出側ＭＸは切替信号Ｃ５ＥＬを送出する。次のノードＳ
２では入側のＭＸがＣ５ＥＬを検出し、スイッチＳＷを
切替えると共に、出側ＭＸにＣ５ＥＬを送出させる。以
下同様で、こうして下流側ノードは次々と現用系から予
備系へ切替える。切替信号Ｃ３ＥＬは最後にマスク局Ｍ
へ送られるが、マスク局ではＣ５ＥＬ送出はしない。

第６図は他の実施例で、この場合はリング内に無線装置
または他のリング（６Ｍリング）がある。

無線のビットレートは低いので３２Ｍを６Ｍに落とし、
分割して伝送する。切替信号Ｃ５ＥＬは入側のＤＭＵＸ
で検出し、出側のＭＸで送出する。このＭＸでは空きビ
ットがないので５ＥＮＤビツトをＩ１０交番などの特定
コードにすることで切替信号Ｃ５ｔ！Ｌを送出する。勿
論５ＥＮＤの検出は保護を持ち、Ｃ３ＥＬ転送時は５Ｒ
ＮＯ検出とならない。Ｃ５ＥＬ転送はＴＳＩ（Ｔｉｍｅ
　５ｌｏｔ　Ｉｎｔｅｒｃｈａｎｇｅ）経由で行なう。

なおＩ］Ｗはハイウェイを示す。

第７図は、６ＭリングでのＣ５ＥＬ転送例を示す。

図示位置で現用系に障害が発生すると、ノードＳ３の入
側ＭＸがクロック断を検出し、スイッチＳＷを切替える
と共に、出側ＭＸよりＣ３ＥＬを送出する。これを受け
て次ノードＳ３では同様操作を行なう。マスク局ＭはＣ
５ＥＬ検出のみで、スイッチ切替及びＣ５ＥＬ送出はし
ない。切替信号Ｃ５ＥＬは５ＥＮＤビツトを用い、１０
１０また０１０１パターンでＣ３ＥＬ、　　１１１１で
ＳＥＮ口とする。

他設備（ＮＴＴ網）接続時の切替操作を第８図に示す。

図示位置に障害ｌが発生するとノードＳｌがこれを検出
し、切替信号Ｃ３ＥＬを送出して、ノードＳｌ、Ｓ２．
Ｍ’　は予備系に切替わり、Ｍ′がマスクとなる。図示
位置に障害２が発生するとマスタノードＭがこれを検出
し、切替信号Ｃ５ＥＬを送出し、これにより全ノードが
予備系に切替わり、Ｍ′がマスクになる。ノードＭ、Ｍ
’　はＣ５ＥＬ受信時、の転送は行なわない。

第９図に切替信号Ｃ５ＥＬの経路を示す。■〜■がそれ
で、■は３２Ｍ光の間で、■はＭＸ３ｒＪの間で、■は
ＭＸ２ｒＪの間である余剰ビットの経路であり、これら
はいずれも切替信号として定義できる。１．５　Ｍにつ
いても同様である。次表に切替信号の経路を纏めて示す
。

第１０図に３２Ｍのフレーム構成を示す。６マルチであ
り、フレーム１〜６が繰り返し、その１つの第３フレー
ムはＧ、ｌ、２．・・・・・・６３の６４ユニツト、各
ユニットは５デイジツト、計３２０デイジットを有する
。各フレームのＧパルスを抜き出すと図のＧパルス列の
如くなり、第１フレームの全５個のＧパルスはフレーム
同期パルスＦＳＰに定義され、第３〜６フレームのＧパ
ルスの各３個がフタラフ指定（Ｓ）パルスに定義されて
いる。第２〜第５フレームのＧパルスの各２個および第
６フレームのＧパルスの１個Ｈ、〜Ｈ９は補助（Ｈ）パ
ルスであり、そのうちＨ、は低次群切替信号として用い
られ（伝送時“ｌ”、非伝送時“”Ｏ”）、Ｈ，は局間
情報としていられる（伝送時“ｌ”、非伝送時“０゛°
）が、Ｈ３〜Ｈ９などは空いているので、切替信号Ｃ５
ＥＬとして使用できる。

なお図の「可変タイムスロット」はＳパルスの挿入位置
を示しており、５ＹＳ−１の２Ｇフレーム、ＩＧユニッ
トでは■１．５ＹＳ−２の３Ｇフレーム、ＩＧユニット
では■２・・・・・・が挿入位置になる。３２Ｍである
から６Ｍが５系人いるが、５ＹＳ−１，−２，・・・・
・・はその１系、２系、・・・・・・をを示す。

第１１図に６Ｍのフレーム構成を示す。タイムスロット
ＴＳは９９個、その１６個ずつが１ブロツクになり、従
って６ブロツクある。ＨＧは１６あり、そのステータス
（ＳＴ）が’ｒ’　Ｓ　９７と９８に入いる。フレーム
Ｆはｌ１００ｎなどの５ビツトであり、その５ＥＮＤビ
ツトＳを切替信号として定義できる。通常これはオール
ｌであるが、これを例えば１１０交番パターンにしてこ
れを切替信号Ｃ５ＥＬとする。なおこの図のＤはデータ
リンク未使用時に“Ｉ　Ｑ　１１、使用時に“Ｉｌｌ”
になるビット、ＣはＣＲＣビット、ヨは予備で“ビに固
定される。

第１２図に１．５　Ｍのフレーム構成を示す。ＴＳは２
５あり、ＴＳ２４にステータスが入っている。

フレームパルスＦはＦＰ、ＣＲＣ，およびＤからなり、
このＤをオールｌ以外のパターンにしてこれを切替信号
Ｃ３ＥＬとする。なおりはデータリンク未使用時に“０
”、５ＥＮＤ　ＡＬＭ時はオール“°ｌ“にする。

このフレームフォーマット上の空きビット利用したまた
はフレームフォーマット上のビットに特定パターンを与
えて構成した切替信号を、クロック断時にそれを検出し
たノードが下流側ノードへ送出することにより、ＨＧＡ
ＩＳ利用の場合などのように落ち回線がなければ検出で
きない、リング外の障害発生を示すＨＧＡＩＳまたは回
線設定中に発生したＨＧＡＩＳであることもある等の問
題なしに確実にクロックパス切替ができ、ネットワーク
の高信頼化に寄与することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、２重障害となった
場合に発生することがある孤立ノードを、迂回ルートを
設けてこれよりクロックを供給することにより救済する
ことができ、またクロックパス切替で発生し得るノード
間ループを阻止してクロック同期を伝送路障害時にも安
定して維持でき、ネットワークの高信頼化に寄与できる
などの効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理図、 第２図はクロックパス切替操作の説明図、第３図は迂回
系の説明図、 第４図は切替にＨＧＡＩＳを用いた場合の説明図、第５
図は切替信号Ｃ５ＥＬを用いた場合の説明図、第６図は
切替信号の転送経路の例１の説明図、第７図は切替信号
の転送経路の例２の説明図、第８図は切替信号の転送経
路の例３の説明図、第９図は切替信号の転送経路の例４
の説明図、第１Ｏ図は３２Ｍフレーム構成の説明図、第
１１図は６Ｍのフレーム構成の説明図、第１２図は１．
５　Ｍのフレーム構成の説明図、第１３図はＬＡＮの構
成の説明図、 第１４図は現用／予備切替の説明図、 第１５図は広域ＬＡＮの構成の説明図、第１６図はリン
グネットワークの２重化の説明図、 第１７図はリング内でのクロックパスの説明図、第１８
図は現用／予備切替動作の説明図、第１９図は第１８図
の一部の状態を示す説明図である。 第１図でＭはマスタノード、ＳＬ、Ｓ２．・・・・・・
はスレームノード、３０は迂回ルート、ＳＷＣは切替ス
イッチである。 障害情報転送 迂回系の説明図 第３図 切替ＫＨＧＡ　ｆＳを用いた場合の説明図第４図 切替信号の転送経路の例２の説明図 第７図 切替信号の転送経路の例３の説明図 第８図 、ジ 切替信号の転送経路の例４の説明図 第９図 第１１図 第１２図 ＋ｄ１両系障害 ｆｂｌ予備系障害 ｔｅ１両系４害 第１４梱

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、標準ディジタルハイアラーキに沿ったクロックレー
   トで構成され、同期網の一部として位置付けられたリン
   グネットワークにおけるクロックパス構成方式において
   、 迂回伝送路（３０）を接続できる構成とし、リング内の
   クロックを迂回系からのクロックへ切替えるスイッチ（
   ＳＷｃ）を設け、 リング２重障害時にも迂回系から同期用クロックをリン
   グ内に供給して孤立ノードの発生を防止可能とすること
   を特徴とするクロックパス構成方式。 ２、ハイアラーキフレームフォーマットを有するリング
   ネットワークにおけるクロックパス切替方式において、 フレームフォーマット上の空きビットを利用してまたは
   フレームフォーマット上のビットに特定パターンを与え
   ることにより、伝送路障害情報を障害点から下流の全ノ
   ード（Ｓ２、・・・・・・）に転送し、 各ノードで伝送路障害情報を検出して各ノード内の同期
   用クロック切替（ＳＷ）を動作させ、クロックパスの切
   替を行なうことを特徴とするクロックパス切替方式。