JPH05344104A

JPH05344104A - 伝送路切替装置

Info

Publication number: JPH05344104A
Application number: JP4149565A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiko Uematsu; 芳彦植松; Shinji Matsuoka; 伸治松岡; Koji Takaragawa; 幸司宝川; Takashi Ono; 小野隆
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1992-06-09
Filing date: 1992-06-09
Publication date: 1993-12-24

Abstract

(57)【要約】【目的】突発的な原因で現用系の伝送路の回線断や伝
送信号の品質劣化が生じた場合にも無瞬断にシステム切
替ができる伝送路切換装置を提供すること。【構成】現用系および予備系の伝送路の信号をそれぞ
れ受信するインタフェース回路１１、２１と、無瞬断切
替手段を有する切替回路３０と、現用系および予備系の
伝送路の故障をそれぞれ検出しそれぞれアラーム信号１
５および２５を切替回路３０に対して発出する信号断検
出回路１２および２２と、インタフェース回路１１およ
び２１の出力信号を入力し、それぞれ、切替回路３０
が、アラーム信号１５および２５に基づき、切替信号の
位相を合わせ、かつ故障発生時の信号が到着する前に切
替動作を終了するために必要な時間以上、入力された信
号をそれぞれ遅延させ切替回路３０に入力する終端処理
を含む遅延回路１３および２３とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、データ通信の伝送路切
替装置に利用され、特に、１：１の冗長構成をもつ伝送
システムの現用系と予備系との無瞬断切替を行う伝送路
切替装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバの低コスト化や光伝送技術の
進展などに伴い、多様で高度な情報サービスが経済的に
提供可能となった。伝送される情報は多種多様にわたる
とともに、情報量も従来の電話サービスに比べてはるか
に多くなりつつある。将来のＢ−ＩＳＤＮ、画像専用線
サービス用などの基幹回線の伝送速度は１．６Ｇｂ／
ｓ、２．４Ｇｂ／ｓあるいはそれ以上と高速化の一途を
たどっている。このような情報通信の動向の中では通信
の信頼性が社会的に重要視される。

【０００３】通信の信頼性の確保のために、従来の伝送
系では同一の経路の一個あるいはＮ個のシステムに対し
予備システムを用意し、現用のシステムの故障時あるい
は保守運用時に手動あるいは自動的に予備システムに切
り替える冗長システム構成がとられていた。

【０００４】しかし、現用システムから予備システムへ
の切替時には、受信側から送信側への故障情報の通知、
予備系の空き状況や正常動作状態のチェック、切替動
作、同期復帰動作、ならびに切り戻しなどの煩雑な処理
を必要とする。このため、システムの保守が複雑化して
いた。さらに、故障から正常動作までの手順が多いこと
から多大の時間もかかり、その間に失われる情報量も大
きくなる。特に、伝送速度が２．４Ｇｂ／ｓ以上もある
ような超高速伝送システムではたとえ瞬断でも極めて多
量のデータの損失が生ずる。

【０００５】本発明者らのうちの２人を含む発明者らに
よって、このような課題を解決したシステムを構成する
ための伝送路切替装置を既に提案してある（松岡、宝
川、中川「伝送路切替装置」特開平４−４９７３０号公
報参照）。

【０００６】図５はその伝送路切替装置の一例の要部を
示すブロック構成図である。

【０００７】この伝送路切替装置は、受信回路６１およ
び７１と、エラスティックストア６２および７２と、遅
延補償回路６３および７３と、クロック切替回路８０
と、信号列切替回路９０と、位相差検出回路１００とを
備えている。

【０００８】次に、この伝送路切替装置の動作について
説明する。なお、システム１を現用、システム２を予備
とする。図５において、現用系および予備系の受信回路
６１および７１の伝送路のクロック信号６５および７５
はそれぞれクロック切替回路８０に入力される。クロッ
ク切替回路８０は、現用系動作時にはクロック信号６５
を出力し、予備系動作時にはクロック信号７５を出力す
る。

【０００９】また、クロック切替回路８０は、現用系か
ら予備系への切替時には、クロック位相がクロック信号
６５の位相からクロック信号７５の位相へ徐々に変移す
るクロック信号を出力する。

【００１０】また、エラスティックストア６２および７
２は、それぞれ受信回路６１および７１からの信号６４
および７４を各伝送路のクロック信号６５および７５で
一時蓄積し、クロック切替回路８０の出力する切替クロ
ック信号６６で読み出す。これにより、伝送路クロック
位相変動が吸収され、それぞれ同一の切替クロック信号
６６で動作する状態となる。

【００１１】次に、電気回路メモリ等で構成され、現用
系と予備系との伝送路信号の時間差をビット単位で補償
する遅延補償回路６３および７３は、それぞれの信号６
４および７４のビット位相を完全に合わせた状態とし、
現用系と予備系との伝送路信号を切り替える信号列切替
回路９０に出力する。

【００１２】また、遅延補償回路６３および７３と信号
列切替回路９０の間に設けられた位相差検出回路１００
は、現用系と予備系の信号の位相差を検出する。

【００１３】次に、現用系から予備系への切替手順を説
明する。予備系への切り替えが要求されると、位相差検
出回路１００は、伝送路フレーム信号等の基準となる信
号を検出し、現用系と予備系との伝送路遅延差に対応す
るビット量を算出する。さらに、現用系と予備系との信
号の位相差がなくなるように予備系の遅延補償回路７３
へ遅延補正を行うための切替制御信号６７ｂを与える。
遅延補償回路７３は位相差検出回路１００から指示され
たビット量分の伝送路信号のビット遅延操作を行う。次
に、位相差検出回路１００は、現用系と予備系の信号の
位相差がないことを確認し、クロック切替回路８０およ
び信号列切替回路９０へ切り替えを行うための切替制御
信号６７ｃ、および６７ｄを与える。クロック切替回路
８０は、位相差検出回路１００からの切替制御信号６７
ｃのクロック切替命令により現用伝送路のクロック信号
６５を選択している状態から予備系伝送路のクロック信
号７５を選択する状態に切り替える。また、信号列切替
回路９０は、切替制御信号６７ｄの信号列切替命令によ
りビット単位に切り替える回路を動作させ、現用系の伝
送路信号（信号６４）から予備系の伝送路信号（信号７
４）へビット切り替えを行う。以上の操作を行うことに
より現用系から予備系への無瞬断切替が完了する。

【００１４】また、予備系から現用系への切り戻しは、
前述と同様の操作を切替制御信号６７ａ〜６７ｄに基づ
き行う。

【００１５】以上説明したように、この伝送路切替装置
によると、現用系の伝送路および予備系の伝送路の信号
をクロック信号を含み無瞬断で切り替えることができ
る。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した本発
明者らが提案した伝送路切替装置は、クロック信号を基
に切り替えを行うので、保守時などのように回線が正常
動作している段階で切り替える場合には効果的に無瞬断
切替できるが、突発的に現用システムがダウンするとい
った故障の場合には、リファレンスとなるクロックも失
われることから無瞬断切替ができない課題があった。

【００１７】本発明の目的は前記の課題を解決すること
により、突発的な原因で現用系の伝送路の回線断や伝送
信号の品質劣化が生じた場合にも、無瞬断にシステム切
替ができる伝送路切替装置を提供することにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明は、現用系の伝送
路および予備系の伝送路からの信号をそれぞれ受信する
第一および第二の受信手段と、切替制御信号に基づき前
記現用系の伝送路からの信号に代えて前記予備系の伝送
路からの信号に切り替え出力する切替手段とを備えた伝
送路切替装置において、前記第一および第二の受信手段
の出力信号にそれぞれ前記切替回路が切り替えに必要と
する時間以上の遅延を与え前記切替手段に入力する第一
および第二の遅延手段と、前記現用系の伝送路および前
記予備系の伝送路の故障を検出し前記切替手段にそれぞ
れ前記切替制御信号を入力する第一および第二の故障検
出手段とを備えたことを特徴とする。

【００１９】また、本発明は、前記故障検出手段は、入
力する伝送路の信号の異常により故障を検出する手段で
あることが好ましい。

【００２０】また、本発明は、前記故障検出手段は、前
記受信手段に含まれる信号終端処理におけるパリティチ
ェックにより故障を検出する手段であることが好まし
い。

【００２１】また、本発明は、前記故障検出手段は、入
力する伝送路の信号の異常と、前記受信手段に含まれる
信号終端処理におけるパリティチェックとにより故障を
検出する手段であることが好ましい。

【００２２】また、本発明は、前記故障検出手段は、前
記受信手段に含まれる光部品段の動作状態をモニターす
ることにより故障を検出する手段であることが好まし
い。

【００２３】また、本発明は、前記切替手段は、無瞬断
切替手段を有することが好ましい。

【００２４】

【作用】本発明においては、正常動作時には現用系の伝
送路および予備系の伝送路を経由してほぼ同時に受信さ
れる現用系および予備系の信号が、所定の終端処理を受
けた後、遅延回路を経由して例えば無瞬断切替手段を有
する切替回路に導かれる。切替回路では現用系の伝送路
からの信号を出力信号として取り出し次段に送り出す動
作を行う。一方クロック断などの重大故障が現用システ
ムに起こった場合、例えば受信段直後に置かれた故障検
出手段によりその故障を検出し即座に切替回路に例えば
切替制御信号としてアラーム信号を伝える。アラーム信
号を受け取るやいなや切替回路は切替動作を行う。一方
伝送信号およびそれにともなうクロック信号は遅延回路
を通して切替回路に伝達されるため、切替動作時にはま
だ重大故障の発生する以前の正常な信号の受信状態で現
用系から予備系に切り替えられることになる（ただし、
遅延回路の遅延時間を切替回路で切替動作を行うのに必
要な時間以上に設定するものとする）。

【００２５】すなわち、本発明装置では、従来提案の装
置のように、保守運用の一環として装置の試験を行うと
きのごとくあらかじめシステム切替を行うことを前もっ
て分かっているときはもちろんとして、稼働中の現用シ
ステムにおいて、突発的に回路故障や回線故障のため信
号の断が生じたときにも、無瞬断に現用系から予備系に
システム切替できることになる。

【００２６】また、故障検出手段は、伝送路の信号の異
常の検出、または終端処理におけるパリティチェック、
さらにはこれらを併せた結果により、切替制御信号を発
生する。

【００２７】また、故障検出手段は、受信手段における
光部品の動作状態の異常をモニターすることで、切替制
御信号を発生することができる。

【００２８】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００２９】図１は本発明の第一実施例の要部を示すブ
ロック構成図で、伝送システムの端局あるいは中継装置
の受信回路の部分を示す。そして、入力端は伝送路を介
して送信部として端局中継器や中間中継器が接続され、
出力端は局内系あるいは次の伝送路に伝達するための送
信部に接続される。

【００３０】また、図２（ａ）および（ｂ）はその信号
断検出回路１２および２２としてクロック断（クロック
信号が消失または所定のレベルより小さくなった場合）
を検出する回路例を示すブロック構成図である。

【００３１】本第一実施例は、現用系の伝送路および予
備系の伝送路からの信号をそれぞれ受信する第一および
第二の受信手段としてのインタフェース回路１１および
２１と、切替制御信号としてのアラーム信号１５または
２５に基づき現用系の伝送路からの信号に代えて予備系
の伝送路からの信号を切り替え出力する切替手段として
の図５に示した無瞬断切替手段を有する切替回路３０と
を備えた伝送路切替装置において、本発明の特徴とする
ところの、インタフェース回路１１および２１の出力信
号にそれぞれ所定の遅延を与え切替回路３０に入力する
第一および第二遅延手段としての終端処理を含む遅延回
路１３および２３と、現用伝送路および予備伝送路の故
障を検出し切替回路３０にそれぞれアラーム信号１５お
よび２５を入力する第一および第二の故障検出手段とし
ての信号断検出回路１２および２２とを備えている。な
お、図１において１０および２０は入力端であり、４０
は出力端である。

【００３２】また、遅延回路１３および２３の遅延時間
は、切替回路３０が、アラーム信号１５または２５に基
づき、遅延回路１３の出力信号１４と遅延回路２３の出
力信号２４との位相を合わせ、かつ故障発生時の信号が
遅延回路１３または２３に滞在中で到着する前に現用か
ら予備に切り替えるに必要な十分な時間が設定される。

【００３３】また、図２（ａ）によると、信号断検出回
路１２および２２の一例は、識別回路５１と、遅延回路
５２と、アラーム出力回路５３とを含み、図２（ｂ）に
よると、信号断検出回路１２および２２の他の例は、レ
ベル検出回路５４と、遅延回路５２と、アラーム出力回
路５３とを含んでいる。

【００３４】次に、本第一実施例の動作について、初め
に各要素の動作の概要を説明し、次いで全体の切替動作
を説明する。

【００３５】インタフェース回路１１および２１は、光
伝送システムの場合には光電気変換および再生識別機能
などの機能を持つ受信回路であり、各システムに光ファ
イバを通して送られてきた光信号を電気信号に変換し、
その信号から抽出したタイミング情報をもとに波形再生
を行うものである。

【００３６】信号断検出には、例えば等化増幅段で主信
号を観察し、振幅が所定のしきい値以下（たとえば等化
範囲ぎりぎりの振幅）となるとアラーム信号を発生する
など、種々の方法が可能である。ここではクロックの消
失をもとにアラーム信号を送出する図２の回路例をもと
に説明する。

【００３７】クロック断の検出をする回路の一例である
図２（ａ）の基本動作は以下のとおりである。この回路
では入力であるクロック信号を遅延回路５２を通して遅
延させ、識別回路５１やアラーム出力回路５３は後続の
クロックを入力信号として受信し論理動作を行う。入力
信号であるクロック信号が、遅延回路５２を介して遅延
されてきた先行のクロックタイミングにおいて十分な振
幅と位相余裕をもって後続クロックが入力されるかどう
かを識別する。識別手段としてはＤＦＦ（Ｄ形フリップ
フロップ）により先行クロックで後続クロックを打ち抜
き信号の有無を判定する。あるいは両信号の論理積をと
ったあとでＤＦＦで識別するなどの手段が考えられる
が、ここではこのような機能を実現できるものであれば
どのようなものでもよく、特に限定するものではない。
識別回路５１で入力信号の有無を判定し、入力信号が異
常な場合アラーム出力回路５３にその情報を伝達する。
この伝達する信号は入力クロック情報をそのまま伝達
し、異常な場合クロック信号に抜けが生じることで判断
しても、抜けが生じたときのみ信号を伝達する方法でも
よい。

【００３８】図２（ｂ）の回路例では、入力信号の特定
のタイミングでのレベルをレベル検出回路５４で監視し
所定のレベル以下になる場合アラーム信号を発出する回
路であり、図２（ａ）と同様の回路で実現できる。

【００３９】アラーム出力回路５３は、識別回路５１ま
たはレベル検出回路５４から入力異常の情報を受信する
とともにアラーム信号を発出する回路であり、基本的に
はラッチング回路により構成できる。

【００４０】終端処理を含む遅延回路１３および２３
は、フレーム同期、多重変換、複号化、伝送路の誤り監
視ならびに監視情報の抽出などの終端処理を行うと共
に、信号に次段で行う無瞬断切替回路の動作に必要な前
記の所定の遅延を付与する。

【００４１】本第一実施例の切替動作は以下のとおりで
ある。すなわち正常動作時にはシステム１および２には
同一の信号が伝送路から送られ、いずれか一方が現用の
システムとして動作する。ここではシステム１を現用と
仮定すると、切替回路３０は出力にシステム１の信号を
伝達するように設定されていることになる。ここで、シ
ステム１の回線断あるいは光部品や電子回路の故障等な
んらかの理由で障害が生じた場合、インタフェース回路
１１からのクロック信号に振幅が異常に小さくなった
り、クロック信号にとびが生じる。信号断検出回路１２
内の識別回路５１ではこの信号を検出するやいなやアラ
ーム出力回路５３にその情報を伝達し、即座にアラーム
出力回路５３からアラーム信号１５を送出する。アラー
ム信号１５の受信と共に図５の従来例で説明した動作に
従って切替回路３０では、システム１と２の信号の位相
を合わせ切替動作を行い、システム２からの信号を出力
端４０に伝達する。切替回路３０が切替動作を行う段階
ではシステム１の遅延回路１３から故障前の正常な信号
が伝達されていることから出力される信号にはなんらの
異常も生じないことになる。

【００４２】図３は本発明の第二実施例の要部を示すブ
ロック構成図である。

【００４３】本第二実施例は図１の第一実施例におい
て、本発明の特徴とするところの、故障検出手段として
の、信号断検出回路１２および２２の代りに、信号終端
回路１６および２６を用いるようにしたものである。

【００４４】すなわち、本第二実施例では、信号断の検
出を終端回路部で行うものである。近年開発されている
ＳＤＨ−ＮＮＩ（新同期網ネットワークノードインタフ
ェース）系のシステムでは、端局あるいは中間中継器に
おいて受信部の信号終端部で伝送路のパリティチェック
による符号誤り検出（ＢＩＰ８、ＢＩＰ２４）と誤り率
が所定の値以上となると警報を発出する手段を有してい
る。重大エラー発出時にこの警報信号をアラーム信号１
５および２５として切替回路３０に送ることによっても
効果的に無瞬断切替が可能となる。故障検出手段は異な
るものの動作および得られる効果は図１の第一実施例と
全く同等である。

【００４５】図４は本発明の第三実施例の要部を示すブ
ロック構成図である。

【００４６】本第三実施例は、本発明の特徴とする検出
手段として、図１の第一実施例の信号断検出回路１２お
よび２２と、図３の第二実施例の信号終端回路１５およ
び２５との両方の検出手段を併用したもので、動作は同
様であり、より効果的に無瞬断切替が可能となる。

【００４７】なお、前記実施例においては、故障の検出
を電気回路部で受信信号の異常を見ることにより行って
いるが、必ずしもこの必要がなく前段部のファイバ線路
や光素子において異常検出を行っても同様の効果を得る
ことができる。例えば、入力段の受光素子部の電流ある
いは電圧をモニタすることにより動作異常を検出するこ
とにより可能となる。また、近年伝送システムに適用し
中継間隔の延長やシステムの経済化に大きな効果をもた
らしている光増幅器を適用したシステムにおいては、前
置増幅器として用いられる光増幅器の信号レベルやパワ
ー等のモニタ信号をもとに異常状態を検出することも可
能である。

【００４８】なお本発明を適用した全てのシステムにお
いては、伝送路の状態を監視するオペレーション監視シ
ステム等からあらかじめ情報を得ることが可能な場合、
その指令信号をもとにアラーム信号を出し、切り替るこ
とも可能である。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
突発的な事故や障害にあっても伝送信号に瞬断なく予備
現用の切り替えが可能となり、その効果は大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例の要部を示すブロック構成
図。

【図２】その信号断検出回路の二例を示すブロック構成
図。

【図３】本発明の第二実施例の要部を示すブロック構成
図。

【図４】本発明の第三実施例の要部を示すブロック構成
図。

【図５】従来例の要部を示すブロック構成図。

【符号の説明】

１０、２０、６０、７０入力端１１、２１インタフェース回路１２、２２信号断検出回路１３、２３、５２遅延回路１４、２４（遅延回路の）出力信号１５、２５アラーム信号１６、２６信号終端回路３０切替回路４０、１１０出力端５１識別回路５３アラーム出力回路５４レベル検出回路６１、７１受信回路６２、７２エラスティックストア６３、７３遅延補償回路６４、７４信号６５、７５クロック信号６６切替クロック信号６７ａ〜６７ｄ切替制御信号８０クロック切替回路９０信号列切替回路１００位相差検出回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小野隆東京都千代田区内幸町一丁目１番６号日本電信電話株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】現用系の伝送路および予備系の伝送路か
らの信号をそれぞれ受信する第一および第二の受信手段
と、切替制御信号に基づき前記現用系の伝送路からの信号に
代えて前記予備系の伝送路からの信号に切り替え出力す
る切替手段とを備えた伝送路切替装置において、前記第一および第二の受信手段の出力信号にそれぞれ前
記切替回路が切り替えに必要とする時間以上の遅延を与
え前記切替手段に入力する第一および第二の遅延手段
と、前記現用系の伝送路および前記予備系の伝送路の故障を
検出し前記切替手段にそれぞれ前記切替制御信号を入力
する第一および第二の故障検出手段とを備えたことを特
徴とする伝送路切替装置。
【請求項２】前記故障検出手段は、入力する伝送路の
信号の異常により故障を検出する手段である請求項１記
載の伝送路切替装置。
【請求項３】前記故障検出手段は、前記受信手段に含
まれる信号終端処理におけるパリティチェックにより故
障を検出する手段である請求項１記載の伝送路切替装
置。
【請求項４】前記故障検出手段は、入力する伝送路の
信号の異常と、前記受信手段に含まれる信号終端処理に
おけるパリティチェックとにより故障を検出する手段で
ある請求項１記載の伝送路切替装置。
【請求項５】前記故障検出手段は、前記受信手段に含
まれる光部品段の動作状態をモニターすることにより故
障を検出する手段である請求項１記載の伝送路切替装
置。
【請求項６】前記切替手段は、無瞬断切替手段を有す
る請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の伝送路切
替装置。