JPH10271152A - 通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 子局または伝送路での障害発生時、親局でそ
の障害箇所を自己認識して伝送路を再構築し通信を維持
できるようにする。 【解決手段】 親局１１を始端及び終端として互いに逆
方向に各子局１２を通る一対の伝送路を設け、一方を現
用系伝送路１４、他方を待機系伝送路１５として用い
る。各子局１２は、親局１１からの制御情報により現用
系伝送路１４と待機系伝送路１５間を接続し、親局１１
との間に小ループを形成可能なスイッチを有する。親局
１１から小ループを通じてテストセルを環流させること
で障害箇所を認識し、その後は、該障害箇所の隣接子局
１２を制御して折り返しループを形成し通信を維持す
る。障害復旧後、親局１１からの制御情報により折り返
しループを解除し、障害復旧子局１２も含むシステム初
期構成に復帰する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、データ発生源また
はデータ受信装置がループ状に配置された場合における
当該データ発生源またはデータ受信装置とこれらデータ
発生源，データ受信装置を集中管理するデータ処理セン
タとを結ぶ通信網で構成される通信システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の通信システムの代表的な例とし
ては、鉄道管理システム、下水道管理システム、飛行場
管理システム、河川管理システム、地下鉄管理システム
などが上げられる。

【０００３】鉄道管理システムでは、管理センタが管理
区間内に存在し、管理区間には監視カメラや列車感知セ
ンサなどが線路に沿って配置され、これら監視カメラあ
るいは列車感知センサからの情報が管理センタに集めら
れている。また、信号機等の列車制御情報報知手段もや
はり線路に沿って配置されている。管理センタには隣接
管理区間からの事故等の情報も集められ、それらの情報
と当該管理区間の情報を使用して各種の判断がなされ、
その判断結果に基づき、信号機等を用いて列車の運行制
御等の鉄道の管理が行われる。

【０００４】この種の従来の鉄道管理システムは、図１
１に示すような装置及び伝送路により構成されていた。
同図において、１２は管理区間毎に設けられる管理セン
タとしてのノード装置（以下、子局という）であり、１
３は管理区間内にある監視カメラや列車感知センサ、あ
るいは信号機等の列車制御情報報知手段としてのローカ
ル通信装置であり、１１は上記子局１２及びローカル通
信装置１３を管理しているセンタ装置（以下、親局とい
う）である。

【０００５】これら親局１１，子局１２，ローカル通信
装置１３は、例えば光ケーブルを用いた伝送路１４によ
りループ状に接続され、親局１１を始端にデータを送信
し、子局１２が該データを受信し、下流の子局１２また
は親局１１に伝送する構成となっている。同図からも分
かるように、この種の従来システムは、親局１１を始点
としかつ終端として一方向にデータを送信する単一のル
ープ回路構成が一般的であった。

【０００６】ところで、今日、ＡＴＭ（Asynchronous T
ransfer Mode：非同期転送モード）交換方式の実用化に
向けた開発が急速に進んできており、このＡＴＭ技術を
上述したような通信システムに応用することで、ＡＴＭ
のメリットを活かした柔軟性のあるシステムの構築が可
能になってきている。

【０００７】上述した鉄道管理システムを、ＡＴＭ交換
スイッチの機能で構成した場合、ローカル通信装置１３
により得られた情報（例えば、監視カメラによる列車走
行状況映像画、列車感知センサの検知出力等）を子局１
２に伝送し、子局１２では上記検出情報を下流の子局１
２に伝送路１４を通じて伝送し、かかる動作を各子局１
２で順次行うことにより上記検出情報を親局１１まで伝
送し、更に、親局１１は各子局１２から送られてくるそ
れぞれの検出情報を取得して処理し、再び伝送路１４を
介して各子局１２に制御情報を与え、各子局１２がその
制御情報（例えば、信号機の点灯制御等に用いる情報）
をローカル通信装置１３に提供する、といった通信制御
が可能になる。

【０００８】また、ＡＴＭ交換スイッチを採用した場合
によれば、ローカル通信装置１３の情報（監視カメラや
列車感知センサの検知出力、信号機の点灯制御情報等）
は、伝送路１４の同一ネットワークで形成することがで
き、一つの情報内容をセル（Cell：情報）の内容によ
り、多数の宛先に送信することができる。

【０００９】以上に述べた運用管理に於いて、システム
異常が発生した場合、システム運用が不可能になる。こ
れは、図１１に示す如く、この種の従来システムでは、
親局１１を始点としかつ終端として一方向にデータを送
信する単一のループ回路構成を採用していることに他な
らない。すなわち、かかる構成によれば、例えば、ある
１箇所の子局１２または伝送路（光ケーブル）１４に故
障あるいは断線等の障害が発生すると、障害が発生した
子局１２の情報及びローカル通信装置１３の情報どころ
か、全ての情報を親局１１が取得することができず、シ
ステム運用が停止することになった。また、修理を行う
にしてもどの地域で異常が発生したかを検出できず、シ
ステムを始端からたどって順次終端まで調査しなければ
ならないことから、システム機能の停止時間が長くな
り、安全運行が最優先される鉄道管理システムでこのよ
うな事態が発生するとパニック状態になり兼ねなかっ
た。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上述の如く、この種の
従来システムでは、親局を始点としかつ終端として一方
向にデータを送信する単一のループ回路構成を採用して
いたため、例えばｎ番目の子局または（ｎ−１）番目と
ｎ番目の子局を接続している伝送路で障害が発生した場
合、親局からの情報は（ｎ−１）番目の子局までは伝え
ることはできるが、それぞれの子局の情報を親局に伝え
ることはできなくなり、システム機能が停止せざるを得
なかった。

【００１１】また、システム機能停止後は、障害箇所を
特定して速やかに復旧処理する必要があるが、上記従来
のシステム構成では、障害箇所の特定がシステム自身で
は行えず、保守者の探索によって対処するため、システ
ムの機能停止の長期化を免れなかった。また、子局の点
検及び増設時にもシステム機能は停止しなければなら
ず、柔軟性に乏しかった。

【００１２】この点の対策として、従来から、２重ルー
プ化した構成のループＬＡＮも知られていたが、殆どが
伝送路（光ケーブル）のみの２重化で対処しており、物
理部分が１重に止まっていたことから、故障情報の検出
と通知に柔軟に対応できなかった。また、ループ切り換
えのための専用の回路を必要とするうえ、この回路は子
局の分岐／挿入の切り換え機能との共用性は一切なかっ
た。

【００１３】本発明は上記問題点を除去し、ループネッ
トワークの様に、親局が始端でありかつ終端であるよう
なシステム構成において、子局や伝送路での障害発生
時、親局の管理下でその障害箇所を認識して伝送路を再
構築することにより通信を維持できると共に、障害箇所
復旧後はシステムの初期構成に自動的かつ速やかに復帰
でき、更には上記機能を利用して子局の点検や増設にも
システムの機能を停止させることなく対処でき、通信機
能の信頼性が高くかつシステム変更にも柔軟に対応可能
な通信システムを提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数の箇所に
分散配置され、それぞれが１または複数のローカル通信
装置を収容して成る複数のノード装置と、前記ノード装
置および前記ローカル通信装置を制御管理するセンタ装
置とを伝送路を介してループ状に接続して成る通信シス
テムにおいて、前記伝送路を、前記センタ装置を始端と
して前記各ノード装置を一方向に経由して前記センタ装
置に終端する第１のループ及び前記センタ装置を始端と
して前記第１のループと逆方向に前記各ノード装置を経
由して前記センタ装置に終端する第２のループにより二
重化すると共に、前記各ノード装置には、前記センタ装
置からの制御情報に応じて前記第１のループと前記第２
のループ間を接続し、前記センタ装置との間に個々の小
ループを形成可能なスイッチ手段を設け、前記センタ装
置は、前記小ループを通じて障害監視情報を環流させる
ことにより障害箇所を認識すると共に、障害認識後、該
障害箇所の隣接ノード装置に係わる前記小ループにより
折り返しループを形成して通信を維持することを特徴と
する。

【００１５】望ましくは、センタ装置は、前記第１のル
ープまたは前記第２のループのいずれか一方を現用系、
他を待機系として設定する設定手段と、前記現用系ルー
プまたは前記待機系ループを通じて前記制御情報を送出
する送信手段と、前記現用系ループまたは前記待機系ル
ープを通じて情報を受信する受信手段と、該受信手段の
受信結果に基づき前記各ノード装置または当該各ノード
装置間伝送路の状態を検出する検出手段と、前記制御情
報に搭載する情報内容を前記検出手段の検出結果に応じ
て生成する情報内容生成手段とを具備し、前記各ノード
装置は、前記現用系ループまたは前記待機系ループを通
じて前記制御情報を受信する受信手段と、前記受信した
制御情報の情報内容を判別する判別手段と、前記情報内
容の判別結果に応じて前記スイッチ手段を切り換え、前
記現用系ループを前記待機系ループに接続して前記小ル
ープを形成し、前記制御情報を前記センタ装置に折り返
し送信する第１の制御、前記制御情報を前記現用系ルー
プを通じてその下流側に転送する第２の制御、前記制御
情報を該当する前記ローカル通信装置に配信する第３の
制御のいずれかを行う制御手段とを具備することを特徴
とする。

【００１６】また、本発明において、制御情報の情報内
容は、宛先ノード装置を示す宛先情報と、該宛先ノード
装置で行うべき制御を示す制御指示情報とを少なくとも
含むことを特徴とする。

【００１７】また、制御手段は、自局宛の制御情報の制
御指示情報が障害監視指示の場合、前記第１の制御を行
うことを特徴とする。

【００１８】また、センタ装置は、障害監視指示を搭載
した制御情報を常時若しくは一定間隔で前記現用系ルー
プに送信し、前記各ノード装置から前記第１の制御に基
づき前記待機系ループを通じて情報が受信されたか否か
を監視することにより障害発生箇所を自己検出すること
を特徴とする。

【００１９】また、センタ装置は、障害箇所を認識した
時、該障害箇所に隣接する各ノード装置宛に、折り返し
指示を搭載した制御情報を送出し、該宛先の各ノード装
置は、自局宛の制御情報の内容情報が折り返し指示の場
合、前記第１の制御によりセンタ装置との間に前記小ル
ープを形成し、その後の受信情報を当該小ループを通じ
て前記センタ装置に返送することにより通信を維持する
ことを特徴とする。

【００２０】また、制御手段は、前記制御情報が自局宛
でない場合、前記第２の制御を行うことを特徴とする。

【００２１】また、ノード装置は、前記第２の制御にお
いて、前記ローカル通信装置からのセルと上流の前記セ
ンタ装置または前記ノード装置からのセルを、重ねるこ
となく混在させて下流の前記センタ装置及びノード装置
に送信する手段を更に備えることを特徴とする。

【００２２】また、制御手段は、自局宛の制御情報の制
御指示情報が自局内の前記ローカル通信装置への送信指
示の場合、前記第３の制御を行うことを特徴とする。

【００２３】また、センタ装置、ノード装置、第１のル
ープ及び第２のループは、、非同期転送モード（ＡＴ
Ｍ）交換スイッチの機能を構成することを特徴とする。

【００２４】

【作用】本発明では、伝送路が少なくとも現用系と待機
系で二重化され、かつこれら現用系伝送路と待機系伝送
路は、共にセンタ装置（親局）を始端及び終端としてそ
の伝送方向が互いに逆方向となっている。また、該伝送
路上にあるノード装置（子局）には、親局から送出され
る制御情報の内容を認識する機能と、この認識結果に従
って現用系伝送路同士を接続するか、または現用系伝送
路と待機系伝送路間を接続するかの切り換えが可能なス
イッチが設けられている。

【００２５】従って、親局が各子局に対して例えば障害
監視情報を現用系伝送路を通じて伝送し、各子局が上記
障害監視情報を受信して自局のスイッチを待機系伝送路
に接続することにより、親局との間に小ループを形成す
るという運用ができる。なお、上記各子局は、親局から
送出される制御情報の内容（宛先情報）によっては自局
のスイッチを現用系伝送路同士を接続する状態に維持
し、該制御情報をそのまま下流への親局または子局に伝
送する切り換え制御にも対応しているため、ループ状の
通信ネットワークによる通常の通信機能を阻害すること
はない。

【００２６】上記構成においては、親局は、上記小ルー
プに障害監視情報を送信し、子局から当該小ループを通
じて折り返し送られてくる信号の受信状況に応じて、各
子局及び伝送路の障害監視が行える。例えば、ある子局
が故障（あるいはその子局の近接伝送路が断線）し、シ
ステムのループが破壊された場合、親局はその故障した
子局から小ループを通じて情報が返送されない場合に当
該子局あるいはその子局の上流子局とを接続している伝
送路に障害が発生したと自己検出ができる。

【００２７】また、上記小ループは、上記監視用伝送路
として用いられる他、障害発生時の伝送路としても用い
ることができる。すなわち、障害発生を自己検出した
後、親局では、その障害箇所の上流子局宛には通常通り
現用系通信路を通じて制御情報を発行することにより上
記小ループを構成せしめる一方、障害箇所の下流子局以
降には、待機系の伝送路からそれぞれの子局に障害情報
を通知し、各子局でその子局のスイッチを待機系から現
用系に伝送される形態に切り換えさせ、正常時とは逆の
伝送方向すなわち親局から見て待機系を送信用伝送路と
し、現用系を受信用の伝送路とした小ループ路を形成せ
しめることにより、上記障害発生箇所の隣接子局で折り
返す伝送路から成るシステムを速やかに再構成し、これ
により通信を維持することができる。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態につ
いて添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発
明の一実施の形態に係わる通信システムのシステム構成
図である。本システムは、１または複数のローカル通信
装置を収容した複数のノード装置をセンタ装置を起点に
ループ状の伝送路により接続したシステムの鉄道管理シ
ステムへの適用例であり、特に、上記センタ装置及びノ
ード装置にＡＴＭ交換機を用いたシステム構成例を示し
ている。

【００２９】同図において、装置関連の構成としては、
システムの情報処理及びシステム全体の運用管理を行う
センタ装置（親局）１１、複数の箇所に分散される複数
のノード装置（子局）１２、子局１２のそれぞれに接続
される１または複数のローカル通信装置１３が設けられ
る。このうち、親局１１及び各子局１２は、上述の如
く、ＡＴＭ交換機を用いたものであり、それぞれＡＴＭ
スイッチ（以下、単にスイッチという）１１０及び１２
０を内蔵している。

【００３０】また、通信路関連の構成としては、それぞ
れが親局１１に始端及び終端があり、時計回りにデータ
転送可能に接続された現用系伝送路１４と、この現用系
伝送路１４と逆方向（反時計回り）に転送する待機系伝
送路１５が設けられる。これら伝送路１４，１５は例え
ば光ケーブルにより構成され、それぞれが各子局１２を
接続してループネットワークを構成する。１６は、子局
１２とローカル通信装置１３を接続する伝送路である。

【００３１】このように、本発明システムの伝送路は、
少なくとも現用系と待機系の２系統で２重化され、伝送
方向は必ず逆方向（例えば、現用系が、親局１１→子局
１番→子局２番→ … →子局ｎ番→親局１１の伝送方向
であれば、待機系は、親局１１→子局ｎ番→ … →子局
２番→子局１番→親局１１の伝送方向）で、共に伝送路
の始端及び終端は、親局１１で接続された伝送路により
構成される。また、親局１１及び子局１２は、送信器、
受信器及びＬＯＳ／ＬＯＦ（Loss Of Signal：信号断，
Loss Of Flame ：フレーム同期ハズレ）検出機能を持つ
物理レイヤ終端装置を備えている。

【００３２】子局１２は、ローカル通信装置１３からの
セルと親局１１あるいは上流の子局１２からのセルを混
在させて下流の親局１１または子局１２へ現用系伝送路
１４を通じて伝送し、あるいは待機系の伝送路を用いて
上流の親局１１または子局１２に伝送するスイッチ（Ａ
ＴＭスイッチ１２０）を備えている。

【００３３】これらスイッチの切り換え制御は、後述す
る如く、親局１１から送信されるセル（図２参照）内の
制御情報に基づいて行われる。このスイッチのスイッチ
ング制御により、子局１２には、現用系の伝送路１４と
待機系の伝送路１５を必要に応じて接続し、親局１１と
の間に個々の小ループを形成する機能を与えられること
になる。

【００３４】親局１１は、障害監視指令を搭載した障害
監視セルを一定時間間隔で現用系伝送路１４に送信し、
各子局１２はその障害監視セルに応答して上記小ループ
を形成して応答セルを待機系の伝送路１５に送出する。
これにより、親局１１は、上記障害監視セルに対する応
答セルが待機系の伝送路１５から受信されたことで障害
がないことを、また応答セルが待機系の伝送路１５から
受信できなかったことでどの子局１２または伝送路区間
で障害が発生したかを自己検出できる。

【００３５】また、親局１１は、障害箇所を認識した
時、該障害箇所に隣接する各子局１２宛に、折り返し情
報を搭載した制御情報を発行し、該宛先の各子局１２
は、自局宛の制御情報の内容情報が折り返し情報の場
合、上記小ループを形成し、以後、現用系の伝送路１４
から受信したセルを待機系の伝送路１５に伝送する。こ
れにより、本システムでは、障害発生時にも、当該障害
発生箇所の前後で情報を折り返すことにより通信機能を
回復する機能を有することになる。なお、この通信機能
を回復させる制御は、上述の如く、親局１１からの制御
に依る他、この親局１１に接続した通信装置１１ａ等か
ら直接制御するようにしても良い。

【００３６】以下、本システムの運用動作を順次説明す
る。鉄道管理システムでは、ローカル通信装置１３とし
て、監視カメラ、列車感知センサ、信号機等が線路に沿
って配置され、これら各装置により走行状況等に関する
各種情報が検出される。これらローカル通信装置１３に
よる検出情報は、伝送路１６を通じて該当する各子局１
２に集められる。このように、各子局１２は、複数の箇
所に分散され、複数の地域のデータ収集をそれぞれに行
っている。

【００３７】各地域に分散された子局１２における収集
データは各地域毎の監視データとして、現用系伝送路１
４を通じ、下流の子局１２を順次経由して親局１１に集
められる。親局１１は、これら各子局１２から収集した
情報を参照して列車の走行状況を判断し、それぞれの地
域に対して隣接管理区間の事故情報や渋滞状態情報を現
用系伝送路１４を通じて各子局１２に通知する。

【００３８】これに対して、親局１１から自己の管理区
間情報や隣接区間情報を得た子局１２は、自局管轄下の
例えば信号機等のローカル通信装置１３に対し、上記受
信情報に対応した例えば列車停止のための点灯制御等に
係わる情報を転送する。

【００３９】また、親局１２は、上記制御情報を通知す
るのと同様に、子局１２または伝送路１４，１５に異常
がないかどうかを監視するための障害監視用のテストセ
ルを常時あるいは一定間隔で各子局１２に通知してい
る。通常は、現用系伝送路１４により情報収集を行い、
待機系伝送路１５は、常時、子局１２それぞれが自局の
監視情報（上記テストセルに対する応答結果）を親局１
１に伝送する異常監視用回線として使用する。

【００４０】情報伝送は、親局１１から現用系伝送路１
４を通じてセルを伝送するという方法により行う。セル
には、内容の異なる情報が搭載可能である。これによ
り、親局１１から送られるセルの種別としては、子局１
２で処理されローカル通信装置１３へ通知されるセル
と、下流の子局１２に伝送されるセルと、親局１１に返
送されるテストセルが存在することになる。

【００４１】これらのセルは、受信した子局１２がセル
内のＶＰＩとＶＣＩの宛先情報により区別してその送信
先を決定する。ここで、宛先情報を主としたセルの構成
を図２に示す。このセル２１は、４８バイトのデジタル
情報部２１ａと、５バイトのヘッダ部２１ｂとから形成
されている。デジタル情報部２１ａの中には親局１１か
ら送ろうとする情報（ユーザデータ等）があり、ヘッダ
部２１ｂの中には制御情報すなわち宛先情報がある。

【００４２】宛先情報には、ＶＰＩ（Virtual Path Ide
ntifier ：仮想パス識別素子）と、ＶＣＩ（Virtual Ch
annel Identifier：仮想チャンネル識別素子）とがあ
り、これらの宛先情報によって宛先と情報内容が区別さ
れる。

【００４３】本システムの場合、ＶＰＩが子局１２の宛
先局番であり、ＶＣＩが情報の内容を示している。ここ
で、ＶＣＩの値として、１０が障害監視用のテストセ
ル、２０が渋滞情報のセル、３０が事故情報のセル内容
であると規定すると（これらの宛先情報は、システム運
用を行う時に規定する）、例えば、ＶＰＩ＝１，ＶＣＩ
＝３０とすると、親局１１から見て１番目に接続されて
いる子局１２に対する事故の情報であり、ＶＰＩ＝ｎ，
ＶＣＩ＝１０は、ｎ番目の子局１２に対しての障害監視
用のテストセルであるということになる。

【００４４】以上の如く、子局１２は、受信情報内容を
常に識別可能であることから、親局１１から伝送路１４
若しくは１５を通じて各子局１２宛に所要のセルを送出
し、該各宛先の子局１２に当該セルの識別結果に対応し
たスイッチング制御を行わせ、該スイッチング制御を経
た流通セルを親局１２に収集して解析することによっ
て、親局１２自らによる障害検出、障害発生後のシステ
ムの再構成、あるいは障害復旧後のシステム初期状態へ
の復帰等のシステム運用管理を実現できる。

【００４５】次に、上述した子局１２におけるスイッチ
ング制御動作を、具体例をあげて説明する。図３〜図６
は、親局１から送信されるセル２１の内容及び当該セル
２１に基づく子局１２内のスイッチ（１２０）の各切り
換え態様を示している。これらの図に示す子局１２は、
いずれも親局１１から見てｎ番目の子局１２であり、実
線で示す現用系伝送路１４及び点線で示す待機系伝送路
１５により、図１に示すようなシステム構成中に組み込
まれている。

【００４６】図３において、セル２１は、親局１１から
見たｎ番目の子局１２に対する渋滞情報内容である。こ
のセルの受信時、子局１２のスイッチは、当該セルの受
信に用いられる現用系伝送路１４を当該子局１２に収容
されるローカル通信装置１３側に接続するように切り換
えられる。

【００４７】図４において、セル２１は、親局１１から
見た（ｎ＋１）番目の子局１２に対する渋滞情報内容で
ある。このセルの受信時、子局１２のスイッチは、当該
セルの受信に用いられる現用系伝送路１４を当該子局１
２の下流の子局１２側に接続するように切り換えられ
る。

【００４８】図５において、セル２１は、親局１１から
見た（ｎ＋２）番目の子局１２に対する事故情報内容で
ある。このセルの受信時、子局１２のスイッチは、図４
に示す態様と同様に、当該セルの受信に用いられる現用
系伝送路１４を当該子局１２の下流の子局１２側に接続
するように切り換えられる。

【００４９】図６において、セル２１は、親局１１から
見たｎ番目の子局１２に対する障害監視用テストセルで
ある。このセルの受信時、子局１２のスイッチは、当該
セルの受信に用いられる現用系伝送路１４を待機系伝送
路１５に接続するように切り換えられる。

【００５０】次に、図７は、図３〜図６の各図に示した
情報内容のセル２１が混在する場合の当該セル２１の受
信子局１２におけるスイッチ選択及び該スイッチ選択後
におけるセル２２の転送動作の概略を示したものであ
る。

【００５１】ここでは、親局１１または上流の子局１２
からｎ番目の子局１２に対して、現用系伝送路１４を通
じてセル２１（セルＡ，セルＢ，セルＣ，セルＤ）が伝
送される場合を考える。かかる状況下で、まず、セルＡ
（ＶＰＩ＝ｎ，ＶＣＩ＝２０）を受信したｎ番目の子局
１２では、当該セルＡの情報内容がｎ番目の子局１２へ
の渋滞情報であると認識し、当該受信セルＡを自子局１
２内で情報処理してローカル通信装置１３へ伝送し得る
ように、自局内スイッチを図３に示すような態様にスイ
ッチングする。

【００５２】次に、セルＢ（ＶＰＩ＝ｎ＋１，ＶＣＩ＝
２０）を受信したｎ番目の子局１２では、当該セルＢの
情報内容が、（ｎ＋１）番目の子局１２への渋滞情報で
あるとの認識結果に応じて、当該セルＢを（ｎ＋１）番
目の子局１２に伝送し得るように、自局内スイッチを図
４に示すような態様にスイッチングする。

【００５３】引き続き、セルＣ（ＶＰＩ＝ｎ＋２，ＶＣ
Ｉ＝３０）を受信したｎ番目の子局１２では、当該セル
Ｃの情報内容が、（ｎ＋２）番目の子局１２への事故情
報であるとの認識結果に応じて、当該セルＣを（ｎ＋
２）番目の子局１２に伝送し得るように、自局内スイッ
チを図５に示すような態様にスイッチングする。

【００５４】更に、セルＤ（ＶＰＩ＝ｎ，ＶＣＩ＝１
０）を受信したｎ番目の子局１２では、当該セルＤの情
報内容が、ｎ番目の子局１２（自局）への障害監視用テ
ストセルであるとの認識結果に応じて、当該セルＤを上
流側の（ｎ−１）番目の子局１２に返送し得るように、
自局内スイッチを図６に示すような態様にスイッチング
する。このスイッチング状態において、セルＤはｎ番目
の子局１２で現用系伝送路１４から待機系伝送路１５へ
と折り返され、（ｎ−１）番目，（ｎ−２）番目，…，
２番目，１番目の各子局１２を経て親局１１まで伝送さ
れる。

【００５５】以上の如く、子局１２自身が、セルの情報
内容によって自局のスイッチをスイッチングする結果、
図７に示すように、セルＡはセルＡ′としてローカル通
信装置１３へ、セルＢ，Ｃは、それぞれセルＢ′，Ｃ′
として下流の子局１２へ、セルＤはセルＤ′として親局
１１または上流の子局１２にそれぞれ伝送される。

【００５６】このようなセル伝送制御に合わせて、親局
１１は、子局１２より返送されるテストセルを監視して
いる。これにより、親局１１では、上記テストセルが返
送された場合は、伝送した子局１２との間の伝送路とそ
の子局１２には異常が発生していないと判断でき、また
テストセルが返送されない場合には、子局１２での異常
発生（伝送されない子局１２があり、その子局１２が何
番目のものであるか）、あるいは伝送路で異常が生じて
いると判断できる。

【００５７】ここで、親局１１におけるテストセルが返
送されたか否かの判断基準については、例えば、ある子
局１２に関しては、２〜３分で返送されないとTime Ove
r となり障害発生と判断し、別の子局１２に関しては、
４〜５分で返送されない場合にTime Over となり障害発
生と判断するというように、テストセルを伝送してかた
当該テストセルが子局１２を介して返送されるまでの時
間を規定する。この場合、親局１１からみて上流側子局
１２の判断時間と下流側子局１２の判断時間は異なった
値に設定し得ることは言うまでもない。

【００５８】上述したテストセルの返送状態の具体例を
図８に示している。この例の場合、いずれの子局１２ま
たは伝送路にも障害が発生しておらず、親局１１から現
用系伝送路１４を通じて送信されたテストセルが、それ
ぞれの宛先子局１２で折り返され、待機系伝送路１５を
通じて親局１１まで返送されている。

【００５９】ここで、いずれかの子局１２あるいは伝送
路に障害が発生した場合、この障害発生を検出した親局
１１の制御下で、当該障害が発生した子局１２または伝
送路に隣接する子局１２で伝送路の折り返しがなされ、
システムが再構成される。

【００６０】この親局１１による障害発生後のシステム
再構成の具体例を図９を参照して説明する。同図におい
て、親局１１と各子局１２間に渡る現用系伝送路１４を
通じた通常の情報通信動作及び現用系伝送路１４を通じ
てテストセルを送出し、該テストセルを待機系伝送路１
５を通じて親局１１に折り返す動作は既に述べた通りで
あるため詳しい説明は省略する。

【００６１】次に、同図に示す如く、（ｎ−１）番目の
子局１２とｎ番目の子局１２を接続する伝送路あるいは
ｎ番目の子局１２で障害が発生し、ｎ番目の子局１２の
テストセルが親局１１に返送されないとすると、この
時、親局１１は、（ｎ−１）番目の子局１２とｎ番目の
子局１２を接続している伝送路あるいはｎ番目の子局１
２のどちらかに障害が発生していると判断する。

【００６２】この判断結果に対し、親局１１は、通常、
障害発生区間内のｎ番目の子局１２の隣接子局、すなわ
ち上流側に当たる（ｎ−１）番目の子局１２及び下流側
に当たる（ｎ＋１）番目の子局１２宛に、障害発生内容
を載せたセルを他の各子局１２を経由して送信する。

【００６３】この時のセルの送信方法としては、（ｎ−
１）番目の子局１２に対しては、現用系伝送路１４を通
じ、１番目の子局１２→２番目の子局１２→……方向に
送信し、他方、（ｎ＋１）番目の子局１２に対しては、
待機系伝送路１５を通じ、上記（ｎ−１）番目の子局１
２に対する方向とは逆方向に送信する。

【００６４】（ｎ−１）番目の子局１２宛のセルに対し
て、その上流側の各子局１２は、自局宛でない当該セル
を単に下流側にパスするようなスイッチング制御を行
う。これに対し、（ｎ−１）番目の子局１２は、上記セ
ルを受信すると、当該セルが自局宛であることを認識す
ることにより、当該セルの受信に用いられる現用系伝送
路１４を待機系伝送路１５に接続するように、自局スイ
ッチをスイッチング制御する。この結果、（ｎ−１）番
目の子局１２と親局１１間には折り返し伝送路９１が形
成される。上記スイッチング制御の後、（ｎ−１）番目
の子局１２から上記受信セルに応答して送出されたセル
は当該折り返し伝送路９１を通じて親局１１に返送され
る。

【００６５】また、（ｎ＋１）番目の子局１２宛のセル
に対して、その上流側（現用系伝送路１４上では下流
側）の各子局１２は、自局宛でない当該セルを単に下流
側にパスするようなスイッチング制御を行う。これに対
し、（ｎ＋１）番目の子局１２は、上記セルを受信する
と、当該セルが自局宛であることを認識することによ
り、当該セルの受信に用いられる待機系伝送路１５を現
用系伝送路１４に接続するように、自局スイッチをスイ
ッチング制御する。この結果、（ｎ＋１）番目の子局１
２と親局１１間には折り返し伝送路９２が形成される。
上記スイッチング制御の後、（ｎ＋１）番目の子局１２
から上記受信セルに応答して送出されたセルは当該折り
返し伝送路９２を通じて親局１１に返送される。

【００６６】このように、本システムでは、テストセル
に対する各子局１２からの返送情報を基に親局１１が各
子局１２あるいは近接伝送路の障害発生状況を判断し、
障害発生時には、親局１１から該当する子局１２宛に命
令情報（上記障害発生内容情報）を載せたセルを送信
し、宛先の各子局１２のＣＰＵが該受信セルに対応した
スイッチ制御を起動して折り返し伝送路９１あるいは９
２を形成することによりシステムを再構成でき、当該折
り返し伝送路９１あるいは９２を通じて通信を維持する
ことができる。

【００６７】なお、この例の障害発生後のシステム再構
成においては、障害発生区間内のｎ番目の子局１２の隣
接子局で折り返し伝送路９１，９２を形成する場合につ
いて述べたが、こうした折り返し伝送路は障害発生区間
の隣接子局１２に限らずに形成できることは言うまでも
ない。例えば、図９において、ｎ番目の子局１２での障
害発生時、このｎ番目の子局１２に隣接する（ｎ−１）
番目の子局１２で折り返し伝送路９１を形成する一方
で、このｎ番目の子局１２から１つおいた（ｎ＋２）番
目の子局１２で折り返し伝送路９２′を形成する等、命
令情報を載せたセルの配信に応じて任意の子局１２での
折り返し制御を実現できる。

【００６８】更に、本システムでは、上述の如く障害の
発生したｎ番目の子局１２あるいは近接伝送路の復旧処
理が終了した後、当該システムをｎ番目の子局１２を含
む初期構成に復旧させる機能も有している。

【００６９】この場合の制御方法としては、例えば、ｎ
番目の子局１２の復旧を親局１１が知った後、該親局１
１から隣接子局（ｎ−１）及び（ｎ＋１）宛に、折り返
しを解除する情報内容を持つセルを発行する方法があ
る。

【００７０】また、各子局１２が、自局宛でないセルを
下流側にパスさせるためのスイッチと、自局宛のセルを
折り返し返送するためのスイッチとを独立に設けた構成
とした場合には、障害発生後も親局１１から（ｎ−１）
番目の子局１２を通じてｎ番目の子局へテストセル送信
を続行し、ｎ番目の子局の障害復旧に伴って当該ｎ番目
の子局１２からのテストセルの返送を受けるのを待っ
て、隣接子局（ｎ−１）及び（ｎ＋１）宛に、折り返し
を解除する情報内容を持つセルを発行する方法が考えら
れる。

【００７１】次に、本システムにおける障害発生の監
視、障害発生後のシステムの再構成に関する別の実施の
形態について図１０を参照して説明する。同図におい
て、１０ａは、親局１１の現用系伝送路上の送信点及び
待機系伝送路上の受信点であり、１０ｂは、現用系伝送
路上の受信点及び待機系伝送路上の送信点である。

【００７２】この実施の形態においては、親局１１の１
０ａ点より現用系伝送路１４を通じてテストセルを子局
１２に転送する。テストセルを受信した子局１２は、当
該テストセルを順次下流の子局１２に送信し、再度、親
局１１の１０ｂ点まで返送させる。親局１１は、テスト
セルが無事に返送されることにより、各子局１２と現用
系伝送路１４には異常が無いことを判断する。同様に、
親局１１の１０ｂ点から待機系伝送路１５を通じて各子
局１２にテストセルを送信し、その返送結果を監視する
ことで、各子局１２と待機系伝送路１５の障害監視が行
える。

【００７３】上記障害監視において、親局１１にテスト
セルが返送されないでＬＯＦ／ＬＯＳが検出された場
合、親局１１は各子局１２または近接伝送路のいずれか
に異常が発生していると判断できる。

【００７４】この異常発生との判断の後、親局１１は、
現用系伝送路１４と待機系伝送路１５とを利用し、１０
ａ点と１０ｂ点から同時に障害発生監視用セル（テスト
セル）を各子局１２個別宛に送信する。このテストセル
を受信した各子局１２は、当該受信セルを順次下流の子
局１２にパスさせることにより、当該テストセルを親局
１１に返送する。親局１１では、上記テストセルの返送
状態によりそれぞれの子局１２及び近接伝送路の障害発
生を確認ができ、最大のループ範囲に広がった時点で運
用を開始する。

【００７５】このように、本システムでは、親局１１か
ら現用系伝送路１４を通じて各子局１２宛に常時テスト
セルを送信する一方、各子局１２からは待機系伝送路１
５を通じて各子局１２及び伝送路の監視情報を親局１１
に伝送することによって、ループネットワークを形成す
る子局１２及び伝送路の監視をシステム自身（親局１
１）で行える。

【００７６】この監視の結果、親局１１では、子局１２
からのテストセルが返送されない場合に、その返送され
てこない子局１２の故障かあるいはその前の伝送路の故
障が発生したことを明確に判断できる。また、障害発生
を認識した後、親局１１は、自ら発行したテストセルが
返送されてこない子局１２の隣接子局１２で現用系伝送
路１４及び待機系伝送路１５を折り返すように制御でき
る。

【００７７】上記制御により、障害発生時にもこの障害
発生箇所以外の部分を活かしてシステムを再構成でき、
安全運行上、システムダウンの許されない鉄道管理シス
テムに適用して極めて有用なものとなる。

【００７８】特に、本発明では、親局１１または各子局
１２をＡＴＭスイッチで構成したＡＴＭ技術を使用して
いるため、動画像、音声、データなどのマルチメディア
を統合して収集でき、データ発生源またはデータ受信装
置がループ状に配置された場合のデータ処理センタとデ
ータ発生源を結ぶ通信系で用いられる通信システム（図
１参照）に適用した場合に他種類の情報を迅速に収集／
処理可能であり、上述した鉄道管理の他、下水道管理、
飛行場管理、河川管理等の広範な分野で極めて高度な管
理機能を実現できる。

【００７９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、セン
タ装置と各ノード装置に渡るループ状の伝送路を、共に
センタ装置を始点及び終端としかつその伝送方向が互い
に逆方向となる一対の制御ループにより構成し、そのう
ちの一方を現用系伝送路、他方を待機系伝送路として用
いると共に、各ノード装置には、センタ装置からの制御
情報に応じて、現用系伝送路と待機系伝送路間を接続
し、該センタ装置との間に個々の小ループを形成可能な
スイッチ手段を設けたため、 ａ．センタ装置の管理下で、上記小ループを通じて障害
監視情報を環流し、センタ装置で該障害監視情報が受信
されたか否かを監視することにより障害箇所を自己検出
できる。

【００８０】ｂ．障害検出時には、センタ装置から適宜
な制御情報を発行して上記障害箇所の隣接ノードに係わ
る小ループを形成せしめることにより自動的かつ速やか
にシステムの再構成を行うことができる。

【００８１】ｃ．障害箇所の修理後も、センタ装置から
適宜な指令を発行し、該指令を上記修理を終えたノード
装置にその隣接ノードを通じて伝えることにより、シス
テムの初期構成に迅速に復帰できる。

【００８２】ｄ．上記ｂ及びｃ制御を利用することによ
り、各ノード装置の保守作業または増設に際しても、シ
ステムの機能を停止することなく対処できる。

【００８３】ようになり、システムを意図的にダウンし
ない限りシステムの運用維持が図れ、通信機能の信頼性
を大幅に向上させ得ると共に、システム変更にも柔軟に
対応可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係わる通信システムの
システム構成図。

【図２】本発明システムで用いるセルのフォーマットを
示す図。

【図３】本発明システムの子局でのスイッチ切り換え態
様の一例を示す図。

【図４】本発明システムの子局でのスイッチ切り換え態
様の別の例を示す図。

【図５】本発明システムの子局でのスイッチ切り換え態
様の更に別の例を示す図。

【図６】本発明システムの子局でのスイッチ切り換え態
様の他の例を示す図。

【図７】本発明システムの子局での各受信セルに応じた
スイッチ切り換え及びその後のセル転送動作を示す概念
図。

【図８】本発明システムの障害監視用テストセル返送動
作の一例を示す概念図。

【図９】本発明システムの障害発生時におけるシステム
再構成動作を示す概念図。

【図１０】本発明システムの障害監視用テストセル返送
動作の他の例を示す概念図。

【図１１】従来の通信システムのシステム構成図。

【符号の説明】

１０ａ 現用系伝送路上の送信点及び待機系伝送路上の
受信点 １０ｂ 現用系伝送路上の受信点及び待機系伝送路上の
送信点 １１ センタ装置（親局） １１０ ＡＴＭスイッチ １２ ノード装置（子局） １２０ ＡＴＭスイッチ １３ ローカル通信装置 １４ 現用系伝送路 １５ 待機系伝送路 １６ ローカル伝送路 ２１ セル ２１ａ 情報部 ２１ｂ ヘッダ部 ２２ スイッチ選択後の転送セル ９１，９２，９２′ 折り返し伝送路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野上 和男 東京都日野市旭が丘３丁目１番地の１ 株 式会社東芝日野工場内 (72)発明者 国宗 正則 東京都日野市旭が丘３丁目１番地の21 東 芝コミュニケーションテクノロジ株式会社 内

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の箇所に分散配置され、それぞれが
   １または複数のローカル通信装置を収容して成る複数の
   ノード装置と、前記ノード装置および前記ローカル通信
   装置を制御管理するセンタ装置とを伝送路を介してルー
   プ状に接続して成る通信システムにおいて、 前記伝送路を、前記センタ装置を始端として前記各ノー
   ド装置を一方向に経由して前記センタ装置に終端する第
   １のループ及び前記センタ装置を始端として前記第１の
   ループと逆方向に前記各ノード装置を経由して前記セン
   タ装置に終端する第２のループにより二重化すると共
   に、前記各ノード装置には、前記センタ装置からの制御
   情報に応じて前記第１のループと前記第２のループ間を
   接続し、前記センタ装置との間に個々の小ループを形成
   可能なスイッチ手段を設け、前記センタ装置は、前記小
   ループを通じて障害監視情報を環流させることにより障
   害箇所を認識すると共に、障害認識後、該障害箇所の隣
   接ノード装置に係わる前記小ループにより折り返しルー
   プを形成して通信を維持することを特徴とする通信シス
   テム。
2. 【請求項２】 センタ装置は、前記第１のループまたは
   前記第２のループのいずれか一方を現用系、他を待機系
   として設定する設定手段と、 前記現用系ループまたは前記待機系ループを通じて前記
   制御情報を送出する送信手段と、 前記現用系ループまたは前記待機系ループを通じて情報
   を受信する受信手段と、 該受信手段の受信結果に基づき前記各ノード装置または
   当該各ノード装置間伝送路の状態を検出する検出手段
   と、 前記制御情報に搭載する情報内容を前記検出手段の検出
   結果に応じて生成する情報内容生成手段とを具備し、 前記各ノード装置は、 前記現用系ループまたは前記待機系ループを通じて前記
   制御情報を受信する受信手段と、 前記受信した制御情報の情報内容を判別する判別手段
   と、 前記情報内容の判別結果に応じて前記スイッチ手段を切
   り換え、前記現用系ループを前記待機系ループに接続し
   て前記小ループを形成し、前記制御情報を前記センタ装
   置に折り返し送信する第１の制御、前記制御情報を前記
   現用系ループを通じてその下流側に転送する第２の制
   御、前記制御情報を該当する前記ローカル通信装置に配
   信する第３の制御のいずれかを行う制御手段とを具備す
   ることを特徴とする請求項１記載の通信システム。
3. 【請求項３】 制御情報の情報内容は、宛先ノード装置
   を示す宛先情報と、該宛先ノード装置で行うべき制御を
   示す制御指示情報とを少なくとも含むことを特徴とする
   請求項２記載の通信システム。
4. 【請求項４】 制御手段は、自局宛の制御情報の制御指
   示情報が障害監視指示の場合、前記第１の制御を行うこ
   とを特徴とする請求項３記載の通信システム。
5. 【請求項５】 センタ装置は、障害監視指示を搭載した
   制御情報を常時若しくは一定間隔で前記現用系ループに
   送信し、前記各ノード装置から前記第１の制御に基づき
   前記待機系ループを通じて情報が受信されたか否かを監
   視することにより障害発生箇所を自己検出することを特
   徴とする請求項４記載の通信システム。
6. 【請求項６】 センタ装置は、障害箇所を認識した時、
   該障害箇所に隣接する各ノード装置宛に、折り返し指示
   を搭載した制御情報を送出し、該宛先の各ノード装置
   は、自局宛の制御情報の内容情報が折り返し指示の場
   合、前記第１の制御によりセンタ装置との間に前記小ル
   ープを形成し、その後の受信情報を当該小ループを通じ
   て前記センタ装置に返送することにより通信を維持する
   ことを特徴とする請求項４記載の通信システム。
7. 【請求項７】 制御手段は、前記制御情報が自局宛でな
   い場合、前記第２の制御を行うことを特徴とする請求項
   ３記載の通信システム。
8. 【請求項８】 ノード装置は、前記第２の制御におい
   て、前記ローカル通信装置からのセルと上流の前記セン
   タ装置または前記ノード装置からのセルを、重ねること
   なく混在させて下流の前記センタ装置及びノード装置に
   送信する手段を更に備えることを特徴とする請求項７記
   載の通信システム。
9. 【請求項９】 制御手段は、自局宛の制御情報の制御指
   示情報が自局内の前記ローカル通信装置への送信指示の
   場合、前記第３の制御を行うことを特徴とする請求項３
   記載の通信システム。
10. 【請求項１０】 センタ装置、ノード装置、第１のルー
    プ及び第２のループは、、非同期転送モード（ＡＴＭ）
    交換スイッチの機能を構成することを特徴とする請求項
    １記載の通信システム。