通信システム、通信装置、および回線制御方法
【課題】 非同期データを伝送する場合でもデータの重複または抜けを生じさせることなく回線の切り替えが可能な通信システム、通信装置、および回線制御方法を提供する。
【解決手段】 上位装置１は、現用回線でデータを伝送している状態から予備回線へ切り替えるとき、切り替えタイミングを示す制御情報を切り替え元の現用回線と切り替え先の予備回線の双方のデータに挿入して送信する。下位装置２は、上位装置１により挿入された現用回線の制御情報の位置と上位装置１により挿入された予備回線の制御情報の位置を元にデータの順序を維持するようにタイミングを調整して現用回線から予備回線へ切り替える。
【解決手段】 上位装置１は、現用回線でデータを伝送している状態から予備回線へ切り替えるとき、切り替えタイミングを示す制御情報を切り替え元の現用回線と切り替え先の予備回線の双方のデータに挿入して送信する。下位装置２は、上位装置１により挿入された現用回線の制御情報の位置と上位装置１により挿入された予備回線の制御情報の位置を元にデータの順序を維持するようにタイミングを調整して現用回線から予備回線へ切り替える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冗長を構成する複数の回線で装置間を接続する通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、冗長を有する複数の回線で装置間を接続した通信システムが用いられている（例えば、特許文献１参照）。冗長構成には１：１冗長、Ｎ：１冗長などがある。
【０００３】
Ｎ：１冗長は、Ｎ本の現用回線に対して１本の予備回線を備える構成である。障害の発生した現用回線で伝送されていたデータを予備回線に切り替えて伝送することにより、障害時にもデータ伝送を継続することができる。以下、この切り替えを「予備切り替え」という。
【０００４】
Ｎ：１冗長では複数の現用回線が１つの予備回線を共有するので、他の現用回線で更に重大な障害が発生したときや、切り替えの原因となった現用回線の障害が復旧したときには、予備回線に切り替えていたデータを元の現用回線へ戻すことも考えられる。以下、この切り替えを「復旧切り替え」という。
【０００５】
また、一般に回線の切り替えでは、データを欠落させることなく無瞬断で切り替えを完了させることが望ましい。
【０００６】
図２１は、Ｎ：１冗長回線を備えた従来の通信システムに用いられる中継装置の構成を示すブロック図である。この中継装置は前後両方の回線にＮ：１冗長を備える構成である。
【０００７】
図２１を参照すると、中継装置は、切替部９０５、選択回路９１１〜９１Ｎ、遅延回路９２１〜９２Ｎ、主信号インタフェース９３１〜９３Ｎ、バッファメモリ部９４１〜９４Ｎ、位相調整部９１Ｓ、遅延回路部９２Ｙ、主信号インタフェース部９３Ｙ、バッファメモリ部９４Ｙを有している。
【０００８】
現用系回線＃１のデータは主信号として、遅延回路部９２１を経由して、また直接に選択回路部９１１に入力される。選択回路部９１１は、遅延回路部９２１を経由して入力したデータと、直接に入力したデータのいずれかを選択して出力する。通常、直接に入力したデータが選択される。選択回路部９１１からの主信号は主信号インタフェース９３１およびバッファメモリ部９４１を経由して切替部９０５に入力される。
【０００９】
バッファメモリ部９４１へのデータの書き込みは主信号インタフェース９３１からの書き込み制御信号で制御される。また、バッファメモリ部９４１からのデータの読み出しは主信号インタフェース９３１からの読み出し制御信号で制御される。主信号インタフェース９３１は、主信号の基準フレームから書き込み制御信号および読み出し制御信号を生成する。
【００１０】
同様に、現用系回線＃Ｎのデータは主信号として、遅延回路部９２Ｎを経由して、あるいは直接に選択回路部９１Ｎに入力される。その主信号は、選択回路部９１Ｎから主信号インタフェース９３Ｎおよびバッファメモリ部９４Ｎを経由して切替部９０５に入力される。
【００１１】
また、予備系回線のデータは主信号として遅延回路部９２Ｙに入力される。その主信号は、遅延回路部９２Ｙから主信号インタフェース９３Ｙおよびバッファメモリ部９４Ｙを経由して切替部９０５に入力される。
【００１２】
遅延回路部９２Ｙは、本中継装置の前段（上位側）のいずれかの現用系回線を予備系回線に切り替える際に、位相調整部９１Ｓからの指示に従って主信号のデータを遅延させる。
【００１３】
位相調整部９１Ｓは、予備系回線に切り替えようとする現用系回線の主信号に合わせて予備系の主信号を遅延させることにより、予備系のバッファメモリ部９４Ｙにおいて現用系と同一タイミングでの読み出しができるようにする。
【００１４】
バッファメモリ部９４Ｙは、予備系回線に切り替えようとする現用系回線に対応する主信号インタフェースからの読み出し制御信号を用いることにより読み出しタイミングをその現用系のバッファメモリ部と一致させる。
【００１５】
切替部９０５は、本中継装置の上位側の各回線からの主信号のデータを所望の後段（下位側）の回線に出力する。
【００１６】
次に、一例として、上位側の現用系回線＃１のデータを予備系回線に切り替えるときの動作について説明する。
【００１７】
通常の状態として、上位側の現用系回線＃１からの主信号は選択回路部９１１および遅延回路９２１に入力される。選択回路部９１１は現用系主信号を遅延させるか否か選択するが、ここでは遅延させないものとする。そのため、現用系主信号は主信号インタフェース部９３１に直接入力される。主信号インタフェース部９３１に入力された現用系主信号は主信号インタフェース部９３１からの書き込み制御信号によってバッファメモリ部９４１に一時的に記憶される。
【００１８】
一方、予備系回線からの主信号は遅延回路部９２Ｙに入力される。遅延回路部９２Ｙは、切り替え対象となる現用系＃１と同一タイミングで正常にバッファメモリ部９４Ｙのデータを読み出すことができるように、位相調整部９１Ｓからの制御により予備系回線からの主信号を遅延させる。
【００１９】
遅延回路９２Ｙにより遅延された予備系主信号は主信号インタフェース部９３Ｙに入力される。主信号インタフェース部９３Ｙは、入力された予備系主信号と共に書き込み制御信号をバッファメモリ部９４Ｙに送り、予備系主信号のデータをバッファメモリ部９４Ｙに一時的に記録する。
【００２０】
バッファメモリ部９４１、９４Ｙの各々に記憶された現用系主信号と予備系主信号とは、現用系＃１の主信号インタフェース部９３１にて基準フレームから生成された読み出し制御信号によって同一タイミングで読み出される。同一のタイミングでバッファメモリ部９４１、９４Ｙから読み出された現用系主信号と予備系主信号との間に時間差は無くなる。そのため、切り替え部９０５は、現用系＃１の主信号と予備系主信号との間の無瞬断での切り替えを行うことができる。
【００２１】
このような構成により、上位側の装置により現用系回線から予備系回線に切り替えて送信されたデータを下位側の装置にて無瞬断で切り替えて受信することを可能としている。
【特許文献１】特開平４−２６６２３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
しかし、従来の中継装置は、基準フレームから生成された読み出し制御信号で２つのバッファメモリ部の読み出しタイミングを一致させている。そのため、フレーム同期した連続信号を伝送する回線では有効であるが、遅延の変動する非同期のデータがフレーム内に伝送される回線では、データの重複または抜けのない無瞬断の切り替えを保証することができない。
【００２３】
本発明の目的は、非同期データを伝送する場合でもデータの重複または抜けを生じさせることなく回線の切り替えが可能な通信システム、通信装置、および回線制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
上記目的を達成するために、本発明の通信システムは、現用回線と予備回線からなる冗長構成を装置間の接続に用いた通信システムであって、
現用回線でデータを伝送している状態から予備回線へ切り替えるとき、切り替えタイミングを示す制御情報を切り替え元の現用回線と切り替え先の予備回線の双方のデータに挿入して送信する上位装置と、
上位装置から現用回線で送信されたデータと予備回線で送信されたデータのいずれも受信可能であり、上位装置により挿入された現用回線の制御情報の位置と上位装置により挿入された予備回線の制御情報の位置を元にデータの順序を維持するようにタイミングを調整して現用回線から予備回線へ切り替える下位装置とを有している。
【００２５】
本発明によれば、回線切り替えを行う際、上位装置が切り替えのタイミングを示す制御情報を切り替え元と切り替え先の双方の回線のデータに挿入し、下位装置が切り替え元の回線からの制御情報と切り替え先の回線からの制御情報の挿入された位置を元に、切り替え元の回線のデータと切り替え先の回線のデータとのタイミングを調整して順序を復元するので、非同期データが伝送されていてもデータの重複または抜けを生じさせることなく回線の切り替えを行うことができる。また、本発明によれば、上位装置と下位装置は、制御情報の送受信に予備回線をも用いるので、現用回線が障害でデータを疎通できない状態となっても互いに制御のための情報を共有することができ、信頼性の高い回線切り替えを行うことができる。
【００２６】
また、上位装置は、現用回線の制御情報の前までのデータと、予備回線の制御情報の後のデータとが連続するように、現用回線のデータと予備回線のデータの対応する切り替え位置に制御情報をそれぞれ挿入し、
下位装置は、
現用回線からの制御情報が予備回線からの制御情報よりも先に届いた場合には、現用回線からの制御情報の前までで現用回線からのデータの取得を停止しておき、予備回線からの制御情報が届いたら予備回線からのデータの取得を開始し、
予備回線からの制御情報が現用回線からの制御情報よりも先に届いた場合には、予備回線の制御情報の後のデータを一時的に保持しておき、現用回線からの制御情報が届いたら、その制御情報の前までの現用回線からのデータの後に、保持しておいた予備回線のデータを接続することとしてもよい。
【００２７】
また、前記上位装置は、前記現用回線の前記切り替え位置以降に前記制御情報を所定数連続して挿入し、
前記下位装置は、前記予備回線から前記制御情報を受信してから所定時間が経過しても前記現用回線から前記制御情報を受信できないとき、前記保持しておいたデータから始まる前記予備回線のデータに切り替えることとしてもよい。
【００２８】
これによれば、制御情報の伝送が阻害される程に現用回線の品質が低下しても、制御情報の再送およびタイムアウトによる切り替えにより確実に切り替えを完了させることができる。
【００２９】
また、前記予備回線への切り替えが行われている状態から元の前記現用回線に戻すための切り替えにおいて、
前記上位装置は、切り替えタイミングを示す制御情報を切り替え元の前記予備回線と切り替え先の前記現用回線の双方のデータに挿入して送信し、
前記下位装置は、前記上位装置により挿入された前記現用回線の前記制御情報の位置と前記上位装置により挿入された前記予備回線の前記制御情報の位置を元にデータの順序を維持するようにタイミングを調整して前記予備回線から前記現用回線へ切り替えることとしてもよい。
【００３０】
また、前記下位装置は、前記現用回線のエラーチェックを行っており、検出したエラーレベルに基づいて生成した、前記現用回線の切り替えを指示する制御情報を、前記予備回線を介して前記上位装置に送信し、
前記上位装置は、前記下位装置から前記制御情報を受信すると、該制御情報にて指示された現用回線の切り替えを開始することとしてもよい。
【００３１】
また、前記現用回線が複数で前記予備回線が１本であり、複数の前記現用回線と１本の前記予備回線でＮ：１冗長を構成しており、
前記下位装置は、複数の前記現用回線の各々のエラーチェックをしており、エラーレベルの最も高い現用回線を切り替え対象に選択することとしてもよい。
【００３２】
これによれば、下位装置は、複数の現用回線の障害を検出すると、最もエラーレベルの高い回線を選択し、その回線の切り替えを上位装置に指示するので、最もエラーレベルの高い現用回線を予備回線に切り替えることができ、現用回線の運用を可能な限りの維持をすることができる。
【００３３】
また、前記下位装置は、いずれかの現用回線を前記予備回線に切り替えている状態で、該現用回線のエラーレベルよりレベルの高いエラーが他の現用回線に発生すると、前記予備回線に切り替えている前記現用回線を元に戻した後に、レベルの高いエラーの発生した前記現用回線を前記予備回線に切り替えることとしてもよい。
【００３４】
これによれば、下位装置は、ある現用回線が予備切り替えしている状態で、エラーレベルのより高い障害が他の現用回線に発生すると、エラーレベルの高い障害が起きている現用回線を予備切り替えの対象とするので、最もエラーレベルの高い現用回線を予備切り替えすることができ、現用回線の運用を可能な限りの維持をすることができる。
【００３５】
また、前記上位装置は、前記現用回線のエラーレベルを示す制御情報を疑似的に生成して該現用回線を介して前記下位装置に送信し、
前記下位装置は、前記エラーレベルを示す制御情報を前記現用回線から受信すると、該現用回線の切り替えを指示する制御情報を前記予備回線を介して前記上位装置に送信することとしてもよい。
【００３６】
これによれば、下位装置は、自身の検出したエラー状態に基づく切り替えに加え、上位装置からの制御情報の入力による切り替えも起動することができるので、各装置に大掛かりな特別装備を追加することなく遠隔での切り替え制御の実行が可能である。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、回線切り替えを行う際、上位装置が切り替えのタイミングを示す制御情報を切り替え元と切り替え先の双方の回線のデータに挿入し、下位装置が切り替え元の回線からの制御情報と切り替え先の回線からの制御情報の挿入された位置を元に、切り替え元の回線のデータと切り替え先の回線のデータとのタイミングを調整して順序を復元するので、非同期データが伝送されていてもデータの重複または抜けを生じさせることなく回線の切り替えを行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
本発明を実施するための形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００３９】
図１は、本実施形態による通信システムの概略構成を示すブロック図である。図１を参照すると、本通信システムは上位中継装置１と下位中継装置２を有している。上位中継装置１と下位中継装置２の間はＮ本の現用系の回線＃１〜＃Ｎと１本の予備回線で接続されている。これらの回線はＮ：１冗長を構成しており、現用系のいずれかの回線に障害が発生すると、その回線で伝送されていたデータは予備回線に切り替わる。現用回線と予備回線のデータはフレームに非同期に伝送されており、本実施形態ではパケットにより伝送されるものとする。
【００４０】
図２は、図１に示した上位中継装置および下位中継装置の構成を示すブロック図である。ここでは、上位中継装置１から下位中継装置２へ向かう方向のデータに関する構成が示されている。また、ここでは一例として現用系の回線は３本としてある。
【００４１】
図２を参照すると、上位中継装置１は、出力切替部１０〜１２、選択機能部１３、送信機能部１４〜１６、受信機能部１７、および送信機能部１８を有している。また、下位中継装置２は、受信機能部２０〜２３および送信機能部２４を有している。
【００４２】
上位中継装置１の出力切替部１０は、通常時には、上位側（図中の左側）の回線＃０のデータを受信し、送信機能部１４へ受信データを送る。通常時とは予備回線への切り替えが行われていない状態を指す。
【００４３】
また、出力切替部１０は、受信機能部１７から回線＃０の「予備切り替え」を示す制御パケットを受けると、受信データの出力先を選択機能部１３に切り替え、その制御パケットを先頭として受信データを選択切替部１３に送る。また、それと同時に出力切替部１０は送信機能部１４へ受信データではなく、回線＃０の「予備切り替え」を示す制御パケットを連続して送る。
【００４４】
送信機能部１４は、出力切替部１０からのデータあるいは制御パケットを回線＃０を介して下位中継装置２に送信する。
【００４５】
出力切替部１１、１２は、それぞれ回線＃１、＃２に対応し、上述した出力切替部１０と同様に動作する。送信機能部１５、１６はそれぞれ回線＃１、＃２に対応し、上述した送信機能部１４と同様に動作する。
【００４６】
受信機能部１７は、下位中継装置２から予備回線を介してデータを受信する。受信データに制御パケットがあれば、受信機能部１７は、その制御パケットを出力切替部１０〜１２へ送信する。
【００４７】
選択機能部１３は、出力切替部１０〜１２のいずれかからのデータを選択して送信機能部１８に送る。出力切替部１０〜１２からのデータの先頭には「予備切り替え」を示す制御パケットがあるので、選択機能部１３は、その制御パケットを検出したときその回線を選択し、それ以降その回線のデータを送信機能部１８に送ればよい。なお、他の制御パケットを検出しても、選択機能部１３は切り替えを行わない。
【００４８】
送信機能部１８は、選択機能部１３からのデータを予備回線を介して下位中継装置２に送信する。
【００４９】
下位中継装置２の受信機能部２０は、上位中継装置１から上位側の回線＃０を経由して受信したデータ、または予備回線を経由して受信機能部２３で受信され、受信機能部２３から送られてきたデータのいずれかを選択して下位側の回線＃０へ出力する。通常時には、受信機能部２０は、上位側の回線＃０を経由して受信したデータを下位側の回線＃０へ出力する。
【００５０】
また、受信機能部２０は、回線＃０から受信したパケットに含まれているＣＲＣ符号（巡回冗長検査符号）によりデータエラーの有無を検査する。エラーを検出すると、「エラー状態」を示す制御パケットを生成し、送信機能部２４に送る。
【００５１】
また、受信機能部２０は、予備回線の受信機能部２３から回線＃０の「予備切り替え」を示す制御パケットまたは「復旧切り替え」を示す制御パケットを受けると、その制御パケットの指示に応じて回線選択状態を切り替える。例えば、受信機能部２３から回線＃０の「予備切り替え」を示す制御パケットを受けると、受信機能部２０は、予備回線の受信機能部２３からのデータを下位側の回線＃０に出力する。また、受信機能部２３から回線＃０の「復旧切り替え」を示す制御パケットを受けると、受信機能部２０は、上位側の回線＃０からのデータを下位側の回線＃０に出力する。
【００５２】
受信機能部２１、２２はそれぞれ回線＃１、＃２に対応し、上述した受信機能部２０と同様に動作する。
【００５３】
受信機能部２３は、上位中継装置１から予備回線を介してデータを受信し、受信機能部２０〜２２に送る。なお、その際、受信機能部２３は、制御パケットだけでなく、受信した全てのデータを受信機能部２０〜２２に送る。
【００５４】
送信機能部２４は、受信機能部２０〜２２からの、「エラー状態」を示す制御パケットに基づき回線＃０〜＃２の各々の回線品質を求め、それら回線品質から予備回線に切り替えるべき回線を判断する。例えば、最もエラーレベルの高い（回線品質の低い）回線を切り替えることとすればよい。いずれかの回線を予備回線に切り替えるべきであると判断すれば、送信機能部２４は、その回線の「予備切り替え」を示す制御パケットを生成し、予備回線を介して上位中継装置１に送信する。
【００５５】
また、送信機能部２４は、予備切り替え中の回線以外の回線の回線品質が予備切り替え中の回線よりも劣化したことを検出すると、上位中継装置１に対して、予備切り替え中の回線の「復旧切り替え」を示す制御パケットを送信した後に、品質の劣化した回線の「予備切り替え」を示す制御パケットを送信する。
【００５６】
図３は、図２に示した上位中継装置１の出力切替部１０と下位中継装置２の受信機能部２０の構成を示すブロック図である。図３を参照すると、上位中継装置１の出力切替部１０は出力制御部１０１およびフレーム検出部１０２を有している。下位中継装置２の受信機能部２０はＥＲＲ（エラー）検出部２０１、選択部２０２、およびフレーム生成部２０３を有している。
【００５７】
フレーム検出部１０２は、受信機能部１７から回線＃０に関する制御パケットを受信すると、その制御パケットを出力制御部１０１に送る。
【００５８】
出力制御部１０１は、通常時には、上位側の回線＃０からのデータを送信機能部１４へ送っている。しかし、フレーム検出部１０２から「予備切り替え」を示す制御パケットを受けると、出力制御部１０１は、上位側の回線＃０からのデータに含まれるパケットの間に「予備切り替え」を示す制御パケットを挿入し、その制御パケット以降のデータを選択機能部１３に送る。また、それと同時に、出力制御部１０１は、送信機能部１４には、制御パケット以降のデータを送らず、「予備切り替え」を示す制御パケットを連続して送る。
【００５９】
また、回線＃０の予備切り替え中に、回線＃０の「復旧切り替え」を示す制御パケットを受けると、出力制御部１０１は、上位側の回線＃０からのデータに含まれるパケットの間に「復旧切り替え」を示す制御パケットを挿入し、その制御パケット以降のデータを送信機能部１４へ送る。また、それと同時に、出力制御部１０１は、選択機能部１３には、制御パケット以降のデータを送らず、「復旧切り替え」を示す制御パケットを１つだけ送る。
【００６０】
下位中継装置２のＥＲＲ検出部２０１は、上位中継装置１から回線＃０を介して受信したデータのエラーをＣＲＣにより検査する。そして、エラーを検出すると、ＥＲＲ検出部２０１は、その旨をフレーム生成部２０３に通知する。また、ＥＲＲ検出部２０３はＣＲＣにより訂正可能なビット誤りを修復し、データを選択部２０２に転送する。
【００６１】
フレーム生成部２０３は、ＥＲＲ検出部２０１からの通知に基づきエラーレベルを求め、そのエラーレベルに応じて「エラー状態」を示す制御パケットを生成し、送信機能部２４に送る。レラーレベルは、例えば、エラー検出回数の平均値を定期的に算出することにより求めることができる。
【００６２】
選択部２０２は、上位中継装置１から回線＃０およびＥＲＲ検出部２０１を経由して受信したデータ、または予備回線および受信機能部２３を経由して受信したデータのいずれかを選択して出力する。その際、選択部２０２は、受信機能部２３から回線＃０の制御パケットを受けると、その制御パケットの内容に従って選択を行う。例えば、「予備切り替え」を示す制御パケットを受けると、選択部２０２は、予備回線および受信機能部２３を経由したデータを選択する。また、「復旧切り替え」を示す制御パケットを受けると、選択部２０２は、回線＃０およびＥＲＲ検出部２０１を経由したデータを選択する。
【００６３】
「予備切り替え」時の選択部２０２の詳細な動作について説明する。
【００６４】
「予備切り替え」を示す制御パケットは、現用の回線＃０と予備回線の双方から送られてくる。
【００６５】
回線＃０およびＥＲＲ検出部２０１を経由した「予備切り替え」を示す制御パケットが、予備回線および受信機能部２３を経由した制御パケットよりも先に選択部２０２に到着したとき、選択部２０２は、ＥＲＲ検出部２０１からの制御パケットを全て破棄し、受信機能部２３から制御パケットを受けた後、その制御パケットを除いたデータを下位側の回線＃０へ出力する。
【００６６】
一方、予備回線および受信機能部２３を経由した「予備切り替え」を示す制御パケットが、回線＃０およびＥＲＲ検出部２０１を経由した制御パケットよりも先に選択部２０２に到着したとき、選択部２０２は、受信機能部２３からの制御パケットを除くそれ以降のデータを一時的に保持しておき、ＥＲＲ検出部２０１からの制御パケットが到着した後に、保持しておいたデータを下位側の回線＃０に出力する。
【００６７】
なお、選択部２０２は、受信機能部２３から制御パケットを受信すると、そのパケットに記録されたタイムアウト時間のタイマーのカウントを開始する。ＥＲＲ検出部２０１からの制御パケットが到着しない状態でタイマーがタイムアウトすると、選択部２０２は、一時的に保持しておいたデータを下位側の回線＃０に出力し始める。
【００６８】
「復旧切り替え」時の選択部２０２の詳細な動作について説明する。
【００６９】
「復旧切り替え」を示す制御パケットも、現用の回線＃０と予備回線の双方から送られてくる。
【００７０】
回線＃０およびＥＲＲ検出部２０１を経由した「復旧切り替え」を示す制御パケットが、予備回線および受信機能部２３を経由した制御パケットよりも先に選択部２０２に到着したとき、選択部２０２は、その制御パケットを除いたデータを一時的に保持することで滞留させる。そして、受信機能部２３からの制御パケットを受けた後、選択部２０２は、保持しておいたデータを下位側の回線＃０に出力し始める。
【００７１】
一方、予備回線および受信機能部２３を経由した「復旧切り替え」を示す制御パケットが、回線＃０およびＥＲＲ検出部２０１を経由した制御パケットよりも先に選択部２０２に到着したとき、選択部２０２は、ＥＲＲ検出部２０１からの制御パケットを受けた後、その制御パケットを除くそれ以降のデータを下位側の回線＃０に出力する。
【００７２】
次に、本実施形態の通信システムにおいて、現用の回線＃０で伝送するデータを予備回線へ切り替える際の動作について説明する。
【００７３】
図４は、本実施形態による通信システムにおける予備切り替え時の動作を示すフローチャートである。図４を参照すると、上位中継装置１と下位中継装置２の回線＃０に障害が発生し、通信データにエラーが生じると（ステップＡ１）、下位中継装置２の受信機能部２０内にあるＥＲＲ検出部２０１がＣＲＣによりエラーを検出する（ステップＡ２）。エラーを検出したＥＲＲ検出部２０１はその旨をフレーム生成部２０３へ通知する。
【００７４】
通知を受けたフレーム生成部２０３は、「エラー状態」を示す制御パケットを生成し（ステップＡ３）、送信機能部２４へ送る。
【００７５】
図５は、本実施形態における制御パケットの実装例を示す図である。図５を参照すると、制御パケットには、宛先情報を含むヘッダ情報部３０１、有意情報を含むペイロード情報部３０２、およびエラー検出／訂正のためのＣＲＣ情報部３０３がある。
【００７６】
ヘッダ情報部３０１にはパケットの種別を示す識別ビットがある。識別ビットは、“０”で転送パケットを示し、“１”で制御パケットを示す。
【００７７】
また、ペイロード情報部３０２には、回線番号を示す回線番号ビットや制御パケットの種別を示す種別ビットの他に情報ビット３０４がある。回線番号ビットは、“００”で回線＃０を示し、“０１”で回線＃１を示し、“１０”で回線＃２を示す。種別ビットは、“０１”で予備切り替えを示し、“１０”で復旧切り替えを示し、“００”でエラー状態等の通知を示す。フレーム生成部２０３が生成する、回線＃０の「エラー状態」を示す制御パケットは、識別ビットが“１”、回線番号が“００”、種別ビットが“００”となる。また、情報ビット３０４には、図６のように「エラーレベル」を示す情報が格納される。エラーレベルはエラー検出数の平均値を示し、例えば、１秒間当たりのＣＲＣエラー検出数である。
【００７８】
図４の説明に戻り、送信機能部２４は、他の回線＃１〜＃２とエラーレベルを比較し、回線＃０の予備切り替えが必要か否か判定する（ステップＡ４）。予備切り替えが不要であれば、ステップＡ２の処理に戻る。
【００７９】
予備切り替えが必要と判断すると、送信機能部２４は、回線＃０の「予備切り替え」を示す制御パケットを生成し（ステップＡ５）、予備回線を介して上位中継装置１に送信する。回線＃０の「予備切り替え」を示す制御パケットは、図５において、識別ビット“１”、回線番号ビットが“００”、種別ビットが“０１”となる。また、情報ビット３０４には、図７のように「タイムアウト時間」を示す情報が格納される。タイムアウト時間は、後述する選択部２０２の切り替え動作において待ち時間の最大値となる。
【００８０】
上位中継装置１の受信機能部１７は制御パケットを受信すると、その制御パケットを出力切替部１０〜１２へ転送する（ステップＡ６）。回線＃１の出力切替部１１と回線＃２の出力切替部１２は、回線番号ビットが自身の回線番号と一致しないため、この制御パケットを無視する。
【００８１】
出力切替部１０内のフレーム検出部１０２は、回線＃０の「予備切り替え」を示す制御パケットを検出すると（ステップＡ７）、その制御パケットを出力制御部１０１へ送る。回線＃０の「予備切り替え」を示す制御パケットを受けた出力制御部１０１は、所定の予備切り替え動作を行う。
【００８２】
図８は、予備切り替え動作について説明するための図である。図８を参照すると、上から、出力制御部１０１へ入力される回線＃０のデータ、出力制御部１０１から選択機能部１３に送られるデータ、出力制御部１０１から送信機能部１４に送られるデータが示されている。
【００８３】
出力制御部１０１は、上位側の回線＃０からのデータを送信機能部１４へ出力していたが、回線＃０の「予備切り替え」を示す制御パケットを受けると、それ以降のデータを選択機能部１３に送るようになる。図８では、データ４０１までは送信機能部１４に送られ、データ４０２以降は選択機能部１３に送られている。その際、出力制御部１０１は、選択機能部１３に対しては、データ４０２の前に、回線＃０の「予備切り替え」を示す制御パケット４０５を挿入し、送信機能部１４に対しては、データ４０１の後に、回線＃０の「予備切り替え」を示す制御パケットを連続送信する。
【００８４】
図４の説明に戻り、選択機能部１３は、出力制御部１０１から回線＃０の「予備切り替え」を示す制御パケット（図８の制御パケット４０５）を受けると、回線＃０の出力制御部１０１からの制御パケット４０５およびそれ以降のデータを選択して送信機能部１８に送る（ステップＡ９）。送信機能部１８は、選択機能部１３からのデータを予備回線へ出力する。
【００８５】
以上のようにして上位中継装置１の切り替えが行われる。以下、下位中継装置２の切り替え動作について説明する。
【００８６】
図８の送信機能部１４に送られたデータは回線＃０を経由して下位中継装置２に送られ、下位中継装置２においてＥＲＲ検出部２０１を経由して選択部２０２に到達する。また、図８の選択信機能部１３に送られたデータは送信機能部１８から予備回線を経由して下位中継装置２に送られ、下位中継装置２において受信機能部２３を経由して選択部２０２に到達する。どちらの制御パケットが先に到達するかにより下位中継装置２の切り替え動作が異なる。
【００８７】
図９は、回線＃０の制御パケットが先に到達した場合の下位中継装置の予備切り替え動作を示すフローチャートである。図１０は、回線＃０の制御パケットが先に到達した場合の下位中継装置の復旧切り替え動作を説明するための図である。
【００８８】
図９を参照すると、選択部２０２は回線＃０から制御パケット４０６を受信すると、データ４０１を境に回線＃０からのデータの転送を停止する（ステップＢ１）。それ以降も回線＃０からは制御パケットが入力されるが、選択部２０２は、それらを下位側に転送しない。図１０を参照すると、上から、選択部２０２が回線＃０を経由して受信したデータ、選択部２０２が予備回線を経由して受信したデータ、選択部２０２が下位側に転送するデータが示されている。回線＃０からのデータ４０１は下位側に転送されるが、制御パケット４０６以降は転送されない。
【００８９】
図９に戻り、次に、選択部２０２は、予備回線から制御パケット４０５を受信すると、それ以降、データ４０２を先頭に予備回線からのデータを下位側に転送し始める（ステップＢ２）。図１０を参照すると、予備回線を経由して受信された制御パケット４０５に続くデータ４０２、４０３は下位側に転送される。これにより下位中継装置２の予備切り替え動作が完了する（ステップＢ３）。
【００９０】
図１１は、予備回線の制御パケットが先に到達した場合の下位中継装置の予備切り替え動作を示すフローチャートである。図１２は、予備回線の制御パケットが先に到達した場合の下位中継装置の予備切り替え動作を説明するための図である。
【００９１】
図１１を参照すると、選択部２０２は、予備回線から制御パケット４０５を受信すると、それ以降のデータ４０２〜４０４を一時的に保持しつつ、タイマーのカウントを開始する（ステップＣ１）。図１２を参照すると、上から、選択部２０２が回線＃０を経由して受信したデータ、選択部２０２が予備回線を経由して受信したデータ、選択部２０２が下位側に転送するデータが示されている。制御パケット４０５が制御パケット４０６よりも先に到達しているので、選択部２０２は、データ４０２〜４０４を一時的に保持しておく。
【００９２】
次に、選択部２０２は、回線＃０から制御パケットが受信されたか否か判定する（ステップＣ２）。回線＃０から制御パケット４０６が受信されれば、選択部２０２は、回線＃０からのデータの転送を停止し、保持しておいた予備回線からのデータ４０２〜４０４を下位側に転送し始め（ステップＣ３）、予備切り替えを完了する（ステップＣ４）。
【００９３】
ステップＣ２において、回線＃０からの制御パケット４０６が受信されなければ、選択部２０２は、次に、タイマーがタイムアウトしているか否か判定する（ステップＣ５）。回線＃０のエラーが増大した場合、制御パケット４０６が正常に伝送されず欠落することが考えられる。それでも確実に切り替えを完了させるために、上位中継装置１の出力制御部１０１は同じ制御パケットを連続送信し、また下位中継装置２はタイマーによる判定を行っている。
【００９４】
タイマーがタイムアウトしていれば、選択部２０２は、回線＃０からのデータの転送を停止し、保持しておいた予備回線からのデータ４０２〜４０４を下位側に転送し始め（ステップＣ６）、予備切り替えを完了する（ステップＣ４）。ステップＣ５においてタイマーがタイムアウトしていなければ、選択部２０２はステップＣ２の処理に戻る。なお、回線＃１の受信機能部２１と回線＃２の受信機能部２２も制御パケット４０５を受信するが、回線番号ビットが自身の回線番号と一致しないため無視する。
【００９５】
次に、本実施形態の通信システムにおいて、回線＃０が予備回線に切り替えられている状態で、回線＃１のエラーレベルが回線＃０よりも高くなったときの動作について説明する。その場合、本実施形態の通信システムは、回線＃０の復旧切り替えを行った後に、回線＃１の予備切り替えを行う。
【００９６】
図１３は、本実施形態による通信システムにおける予備切り替え対象の回線を変更する時の動作を示すフローチャートである。初期の状態として、回線＃０を予備回線へ切り替えて運用中であるとする（ステップＤ１）。その状態で、上位中継装置１と下位中継装置２の間の回線＃１に障害が発生してデータがエラーすると、下位中継装置２の受信機能部２１はＣＲＣによりそのエラーを検出する（ステップＤ２）。
【００９７】
受信機能部２１は、回線＃１の「エラー状態」を示す制御パケットを生成し、それによりエラーレベルを送信機能部２４へ通知する（ステップＤ３）。
【００９８】
制御パケットを受けた送信機能部２４は、回線＃０のエラーレベルと回線＃１のエラーレベルを比較し、予備回線への切り替え対象を回線＃１に変更するか否か判定する（ステップＤ４）。回線＃０を予備切り替えしたままでよければステップＤ２の処理に戻る。
【００９９】
回線＃１のエラーレベルが回線＃０よりも高ければ、送信機能部２４は、切り替え対象を変更すると判断し、回線＃０の「復旧切り替え」を示す制御パケットを送出し、その後回線＃１の「予備切り替え」を示す制御パケットを送出する（ステップＤ５）。
【０１００】
上位中継装置１の受信機能部１７は、予備回線を経由して受信した制御パケットを出力切替部１０のフレーム検出部１０２に転送する（ステップＤ６）。
【０１０１】
予備回線を経由して、回線＃０の「復旧切り替え」を示す制御パケットを受けた出力切替部１０は、回線＃０の復旧切り替えの動作を行う（ステップＤ７）。また、予備回線を経由して、回線＃１の「予備切り替え」を示す制御パケットを受けた出力切替部１１は、回線＃１の予備切り替えの動作を行う（ステップＤ８）。
【０１０２】
図１４は、図１３の動作において制御パケットを受信した回線＃０の出力切替部と回線＃１の出力切替部の動作を説明するための図である。図１４を参照すると、上から、回線＃０から出力切替部１０に入力されるデータ、出力切替部１０から選択機能部１３に送られるデータ、出力切替部１０から送信機能部１４に送られるデータ、回線＃１から出力切替部１１に入力されるデータ、出力切替部１１から選択機能部１３に送られるデータ、出力切替部１１から送信機能部１５に送られるデータ、選択機能部１３から送信機能部１８に送られるデータが示されている。
【０１０３】
出力切替部１０は、回線＃０の「復旧切り替え」を示す制御パケットを受信機能部１７から受けると、選択機能部１３に対して、データ５０１の後に「復旧切り替え」を示す制御パケット５０５を送出してデータの送出を停止する。また、出力切替部１０は、送信機能部１４に対して、「復旧切り替え」を示す制御パケット５０６を送出し、その後から回線＃０のデータ５０２〜５０４を転送し始める。
【０１０４】
出力切替部１１は、回線＃１の「予備切り替え」を示す制御パケットを受信機能部１７から受けると、選択機能部１３に対して、「予備切り替え」を示す制御パケット６０５を送出し、その後から回線＃１のデータ６０３〜６０４を転送し始める。また、出力切替部１１は、送信機能部１５に対して、データ６０２の後に「予備切り替え」を示す制御パケット６０６を１つ送出する。
【０１０５】
これらの動作の結果、選択機能部１３は、回線＃０からのデータについてはデータ５０１で転送を停止し、回線＃１のデータについてデータ６０３から転送を開始することとなる（ステップＤ９）。
【０１０６】
下位中継装置２の回線＃１における受信機能部２１の予備切り替え動作は、図９および図１１に示したフローチャートと同じである。
【０１０７】
一方、図１４の送信機能部１４に送られたデータは回線＃０を経由して下位中継装置２に送られ、下位中継装置２において選択部２０２に到達する。また、図１４の選択信機能部１３に送られたデータは送信機能部１８から予備回線を経由して下位中継装置２に送られ、下位中継装置２において受信機能部２３を経由して選択部２０２に到達する。どちらの制御パケットが先に到達するかにより下位中継装置２の復旧切り替え動作が異なる。
【０１０８】
図１５は、回線＃０の制御パケットが先に到達した場合の下位中継装置の復旧切り替え動作を示すフローチャートである。図１６は、回線＃０の制御パケットが先に到達した場合の下位中継装置の復旧切り替え動作を説明するための図である。
【０１０９】
図１５を参照すると、選択部２０２は回線＃０から制御パケット５０６を受信すると、データ５０２以降のデータを一時的に保持することで滞留させる（ステップＥ１）。図１６を参照すると、上から、選択部２０２が予備回線を経由して受信したデータ、選択部２０２が回線＃０を経由して受信したデータ、選択部２０２が下位側に転送するデータが示されている。制御パケット５０６を受信した以降のデータ５０２〜５０４はすぐには下流側に転送されていない。
【０１１０】
図１５に戻り、次に、選択部２０２は、予備回線から制御パケット５０５を受信すると、それ以降の予備回線からのデータの転送を停止し、保持しておいたデータ５０２〜５０４から回線＃０のデータを下位側に転送し始める（ステップＥ２）。図１６を参照すると、制御パケット５０５の受信により予備回線のデータの転送がデータ５０１で停止し、その後は回線＃１からのデータ５０２〜５０４が転送されている。これにより下位中継装置２の復旧切り替え動作が完了する（ステップＥ３）。
【０１１１】
図１７は、予備回線の制御パケットが先に到達した場合の下位中継装置の復旧切り替え動作を示すフローチャートである。図１８は、予備回線の制御パケットが先に到達した場合の下位中継装置の復旧切り替え動作を説明するための図である。
【０１１２】
図１７を参照すると、選択部２０２は、予備回線から制御パケット５０５を受信すると、それ以降のデータの転送を停止し、タイマーのカウントを開始する（ステップＦ１）。図１８を参照すると、上から、選択部２０２が予備回線を経由して受信したデータ、選択部２０２が回線＃１を経由して受信したデータ、選択部２０２が下位側に転送するデータが示されている。制御パケット５０５が制御パケット５０６よりも先に到達しているので、選択部２０２は、予備回線からのデータの転送を停止している。
【０１１３】
次に、選択部２０２は、回線＃０から制御パケットが受信されたか否か判定する（ステップＦ２）。回線＃０から制御パケット５０６が受信されれば、選択部２０２は、回線か＃１らのデータ５０２〜５０３を下位側に転送し始め（ステップＦ３）、予備切り替えを完了する（ステップＦ４）。
【０１１４】
ステップＦ２において、回線＃０からの制御パケット５０６が受信されなければ、選択部２０２は、次に、タイマーがタイムアウトしているか否か判定する（ステップＦ５）。
【０１１５】
タイマーがタイムアウトしていれば、選択部２０２は、回線＃０からのデータの転送を開始し（ステップＦ６）、復旧切り替えを完了する（ステップＦ４）。ステップＦ５においてタイマーがタイムアウトしていなければ、選択部２０２はステップＦ２の処理に戻る。なお、回線＃１の受信機能部２１と回線＃２の受信機能部２２も制御パケット４０５を受信するが、回線番号ビットが自身の回線番号と一致しないため無視する。
【０１１６】
以上説明したように、本実施形態によれば、回線切り替えを行う際、上位中継装置１が切り替えのタイミングを示す制御パケットを切り替え元と切り替え先の双方の回線のデータに挿入する。そして、下位中継装置２が切り替え元の回線からの制御パケットと切り替え先の回線からの制御パケットの挿入された位置を元に、切り替え元の回線のデータと切り替え先の回線のデータとのタイミングを調整して順序を復元する。そのため、非同期データが伝送されていてもデータの重複または抜けを生じさせることなく回線の切り替えを行うことができる。
【０１１７】
また、本実施形態によれば、上位中継装置１と下位中継装置２は、予備回線をも用いて制御パケットを送受信する。そのため、現用回線が障害でデータを疎通できない状態となっても互いに制御のための情報を共有することができ、信頼性の高い回線切り替えを行うことができる。
【０１１８】
また、本実施形態によれば、下位中継装置２は、複数の現用回線の障害を検出すると、最もエラーレベルの高い回線を選択し、その回線の予備切り替えを上位中継装置１に指示する。そのため、最もエラーレベルの高い現用回線を予備回線に切り替えることができ、現用回線の運用を可能な限りの維持をすることができる。
【０１１９】
また、本実施形態によれば、下位中継装置２は、ある現用回線が予備切り替えしている状態で、エラーレベルのより高い障害が他の現用回線に発生すると、エラーレベルの高い障害が起きている現用回線を予備切り替えの対象とする。そのため、最もエラーレベルの高い現用回線を予備切り替えすることができ、現用回線の運用を可能な限りの維持をすることができる。
【０１２０】
本発明の他の実施形態について説明する。他の実施形態の通信システムは図１および図２に示したものと同様の構成である。
【０１２１】
図１９は、他の実施形態の上位中継装置１の出力切替部１０と下位中継装置２の受信機能部２０の構成を示すブロック図である。図１９によれば、図３に示した構成と同様に、上位中継装置１の出力切替部１０は出力制御部１０１およびフレーム検出部１０２を有している。また、下位中継装置２の受信機能部２０はＥＲＲ検出部２０１、選択部２０２、およびフレーム生成部２０３を有している。
【０１２２】
ただし、図１９では、現用の回線＃０からのデータをＥＲＲ検出部２０１を経由せず直接にフレーム生成部２０３に入力する接続路２０４がある点で図３と異なる。
【０１２３】
図２０は、他の実施形態のフレーム生成部２０３の構成を示すブロック図である。図２０を参照すると、フレーム生成部２０３は、通知パケット生成部２１１および通知パケット検出部２１２を有している。
【０１２４】
通知パケット生成部２１１は、ＥＲＲ検出部２０１からの通知に基づきエラーレベルを求め、そのエラーレベルに応じた「エラー状態」を示す制御パケットを生成し、通知パケット検出回路２１２に送る。
【０１２５】
通知パケット検出回路２１２は、通知パケット生成回路２１１で生成された制御パケットを送信機能部２４に送ることに加え、接続路２０４からのデータより制御パケットを検出し、検出した制御パケットも送信機能部２４に送る。
【０１２６】
これにより、下位中継装置２は、自身の検出したエラー状態に基づく切り替えに加え、上位中継装置１からの「エラー状態」を示す制御パケットの入力による切り替えも起動することができる。これを利用して遠隔からの切り替え制御の実行が可能となる。
【０１２７】
なお、上位中継装置１は、例えば、「エラー状態」を示す制御パケットを疑似的に生成し送出する機能を送信機能部１４に備えることとしてもよい。
【０１２８】
また、上位中継装置１からの制御より下位中継装置２にて発生した障害による切り替えを優先させたい場合には、上位中継装置１からの「エラー状態」を示す制御パケットのエラーレベルを切り替えの発生する最低レベルとしておけばよい。そうすれば、他の現用回線の障害による予備切り替えが行われていれば、上位中継装置１からの制御で障害の起きている回線の復旧切り替えが行われることはない。また、上位中継装置１からの制御で予備切り替えが行われていても、他のいずれかの回線に障害が発生すれば、障害回線を優先的に予備切り替えすることができる。
【０１２９】
また、予備切り替えの起きた現用回線の障害を修復した後に、上位中継装置１から「復旧切り替え」を示す制御パケットを挿入することで、遠隔から復旧切り替えを起動することができる。
【０１３０】
本実施形態によれば、上位中継装置１からデータに挿入された制御パケットに反応して下位中継装置２が動作する構成なので、各装置に大掛かりな特別装備を追加することなく遠隔での切り替え制御の実行が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１３１】
【図１】本実施形態による通信システムの概略構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示した上位中継装置および下位中継装置の構成を示すブロック図である。
【図３】図２に示した上位中継装置の出力切替部と下位中継装置の受信機能部の構成を示すブロック図である。
【図４】本実施形態による通信システムにおける予備切り替え時の動作を示すフローチャートである。
【図５】本実施形態における制御パケットの実装例を示す図である。
【図６】「エラー状態」を示す制御パケットの情報ビットを示す図である。
【図７】「予備切り替え」を示す制御パケットの情報ビットを示す図である。
【図８】予備切り替え動作について説明するための図である。
【図９】回線＃０の制御パケットが先に到達した場合の下位中継装置の予備切り替え動作を示すフローチャートである。
【図１０】回線＃０の制御パケットが先に到達した場合の下位中継装置の復旧切り替え動作を説明するための図である。
【図１１】予備回線の制御パケットが先に到達した場合の下位中継装置の予備切り替え動作を示すフローチャートである。
【図１２】予備回線の制御パケットが先に到達した場合の下位中継装置の予備切り替え動作を説明するための図である。
【図１３】本実施形態による通信システムにおける予備切り替え対象の回線を変更する時の動作を示すフローチャートである。
【図１４】図１３の動作において制御パケットを受信した回線＃０の出力切替部と回線＃１の出力切替部の動作を説明するための図である。
【図１５】回線＃０の制御パケットが先に到達した場合の下位中継装置の復旧切り替え動作を示すフローチャートである。
【図１６】回線＃０の制御パケットが先に到達した場合の下位中継装置の復旧切り替え動作を説明するための図である。
【図１７】予備回線の制御パケットが先に到達した場合の下位中継装置の復旧切り替え動作を示すフローチャートである。
【図１８】予備回線の制御パケットが先に到達した場合の下位中継装置の復旧切り替え動作を説明するための図である。
【図１９】他の実施形態の上位中継装置の出力切替部と下位中継装置の受信機能部の構成を示すブロック図である。
【図２０】他の実施形態のフレーム生成部２０３の構成を示すブロック図である。
【図２１】Ｎ：１冗長回線を備えた従来の通信システムに用いられる中継装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０１３２】
１ 上位中継装置
２ 下位中継装置
１０〜１２ 出力切替部
１３ 選択機能部
１４〜１６ 送信機能部
１７ 受信機能部
１８ 送信機能部
２０〜２３ 受信機能部
２４ 送信機能部
１０１ 出力制御部
１０２ フレーム検出部
２０１ ＥＲＲ（エラー）検出部
２０２ 選択部
２０３ フレーム生成部
２０４ 接続路
２１１ 通知パケット生成部
２１２ 通知パケット検出部
３０１ ヘッダ情報部
３０２ ペイロード情報部
３０３ ＣＲＣ情報部
３０４ 情報ビット
４０１〜４０４、５０１〜５０４、６０１〜６０４ データ
４０５、４０６、５０５、５０６、６０５、６０６ 制御パケット
Ａ１〜Ａ９、Ｂ１〜Ｂ３、Ｃ１〜Ｃ６、Ｄ１〜Ｄ９、Ｅ１〜Ｅ３、Ｆ１〜Ｆ４ ステップ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冗長を構成する複数の回線で装置間を接続する通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、冗長を有する複数の回線で装置間を接続した通信システムが用いられている（例えば、特許文献１参照）。冗長構成には１：１冗長、Ｎ：１冗長などがある。
【０００３】
Ｎ：１冗長は、Ｎ本の現用回線に対して１本の予備回線を備える構成である。障害の発生した現用回線で伝送されていたデータを予備回線に切り替えて伝送することにより、障害時にもデータ伝送を継続することができる。以下、この切り替えを「予備切り替え」という。
【０００４】
Ｎ：１冗長では複数の現用回線が１つの予備回線を共有するので、他の現用回線で更に重大な障害が発生したときや、切り替えの原因となった現用回線の障害が復旧したときには、予備回線に切り替えていたデータを元の現用回線へ戻すことも考えられる。以下、この切り替えを「復旧切り替え」という。
【０００５】
また、一般に回線の切り替えでは、データを欠落させることなく無瞬断で切り替えを完了させることが望ましい。
【０００６】
図２１は、Ｎ：１冗長回線を備えた従来の通信システムに用いられる中継装置の構成を示すブロック図である。この中継装置は前後両方の回線にＮ：１冗長を備える構成である。
【０００７】
図２１を参照すると、中継装置は、切替部９０５、選択回路９１１〜９１Ｎ、遅延回路９２１〜９２Ｎ、主信号インタフェース９３１〜９３Ｎ、バッファメモリ部９４１〜９４Ｎ、位相調整部９１Ｓ、遅延回路部９２Ｙ、主信号インタフェース部９３Ｙ、バッファメモリ部９４Ｙを有している。
【０００８】
現用系回線＃１のデータは主信号として、遅延回路部９２１を経由して、また直接に選択回路部９１１に入力される。選択回路部９１１は、遅延回路部９２１を経由して入力したデータと、直接に入力したデータのいずれかを選択して出力する。通常、直接に入力したデータが選択される。選択回路部９１１からの主信号は主信号インタフェース９３１およびバッファメモリ部９４１を経由して切替部９０５に入力される。
【０００９】
バッファメモリ部９４１へのデータの書き込みは主信号インタフェース９３１からの書き込み制御信号で制御される。また、バッファメモリ部９４１からのデータの読み出しは主信号インタフェース９３１からの読み出し制御信号で制御される。主信号インタフェース９３１は、主信号の基準フレームから書き込み制御信号および読み出し制御信号を生成する。
【００１０】
同様に、現用系回線＃Ｎのデータは主信号として、遅延回路部９２Ｎを経由して、あるいは直接に選択回路部９１Ｎに入力される。その主信号は、選択回路部９１Ｎから主信号インタフェース９３Ｎおよびバッファメモリ部９４Ｎを経由して切替部９０５に入力される。
【００１１】
また、予備系回線のデータは主信号として遅延回路部９２Ｙに入力される。その主信号は、遅延回路部９２Ｙから主信号インタフェース９３Ｙおよびバッファメモリ部９４Ｙを経由して切替部９０５に入力される。
【００１２】
遅延回路部９２Ｙは、本中継装置の前段（上位側）のいずれかの現用系回線を予備系回線に切り替える際に、位相調整部９１Ｓからの指示に従って主信号のデータを遅延させる。
【００１３】
位相調整部９１Ｓは、予備系回線に切り替えようとする現用系回線の主信号に合わせて予備系の主信号を遅延させることにより、予備系のバッファメモリ部９４Ｙにおいて現用系と同一タイミングでの読み出しができるようにする。
【００１４】
バッファメモリ部９４Ｙは、予備系回線に切り替えようとする現用系回線に対応する主信号インタフェースからの読み出し制御信号を用いることにより読み出しタイミングをその現用系のバッファメモリ部と一致させる。
【００１５】
切替部９０５は、本中継装置の上位側の各回線からの主信号のデータを所望の後段（下位側）の回線に出力する。
【００１６】
次に、一例として、上位側の現用系回線＃１のデータを予備系回線に切り替えるときの動作について説明する。
【００１７】
通常の状態として、上位側の現用系回線＃１からの主信号は選択回路部９１１および遅延回路９２１に入力される。選択回路部９１１は現用系主信号を遅延させるか否か選択するが、ここでは遅延させないものとする。そのため、現用系主信号は主信号インタフェース部９３１に直接入力される。主信号インタフェース部９３１に入力された現用系主信号は主信号インタフェース部９３１からの書き込み制御信号によってバッファメモリ部９４１に一時的に記憶される。
【００１８】
一方、予備系回線からの主信号は遅延回路部９２Ｙに入力される。遅延回路部９２Ｙは、切り替え対象となる現用系＃１と同一タイミングで正常にバッファメモリ部９４Ｙのデータを読み出すことができるように、位相調整部９１Ｓからの制御により予備系回線からの主信号を遅延させる。
【００１９】
遅延回路９２Ｙにより遅延された予備系主信号は主信号インタフェース部９３Ｙに入力される。主信号インタフェース部９３Ｙは、入力された予備系主信号と共に書き込み制御信号をバッファメモリ部９４Ｙに送り、予備系主信号のデータをバッファメモリ部９４Ｙに一時的に記録する。
【００２０】
バッファメモリ部９４１、９４Ｙの各々に記憶された現用系主信号と予備系主信号とは、現用系＃１の主信号インタフェース部９３１にて基準フレームから生成された読み出し制御信号によって同一タイミングで読み出される。同一のタイミングでバッファメモリ部９４１、９４Ｙから読み出された現用系主信号と予備系主信号との間に時間差は無くなる。そのため、切り替え部９０５は、現用系＃１の主信号と予備系主信号との間の無瞬断での切り替えを行うことができる。
【００２１】
このような構成により、上位側の装置により現用系回線から予備系回線に切り替えて送信されたデータを下位側の装置にて無瞬断で切り替えて受信することを可能としている。
【特許文献１】特開平４−２６６２３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
しかし、従来の中継装置は、基準フレームから生成された読み出し制御信号で２つのバッファメモリ部の読み出しタイミングを一致させている。そのため、フレーム同期した連続信号を伝送する回線では有効であるが、遅延の変動する非同期のデータがフレーム内に伝送される回線では、データの重複または抜けのない無瞬断の切り替えを保証することができない。
【００２３】
本発明の目的は、非同期データを伝送する場合でもデータの重複または抜けを生じさせることなく回線の切り替えが可能な通信システム、通信装置、および回線制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
上記目的を達成するために、本発明の通信システムは、現用回線と予備回線からなる冗長構成を装置間の接続に用いた通信システムであって、
現用回線でデータを伝送している状態から予備回線へ切り替えるとき、切り替えタイミングを示す制御情報を切り替え元の現用回線と切り替え先の予備回線の双方のデータに挿入して送信する上位装置と、
上位装置から現用回線で送信されたデータと予備回線で送信されたデータのいずれも受信可能であり、上位装置により挿入された現用回線の制御情報の位置と上位装置により挿入された予備回線の制御情報の位置を元にデータの順序を維持するようにタイミングを調整して現用回線から予備回線へ切り替える下位装置とを有している。
【００２５】
本発明によれば、回線切り替えを行う際、上位装置が切り替えのタイミングを示す制御情報を切り替え元と切り替え先の双方の回線のデータに挿入し、下位装置が切り替え元の回線からの制御情報と切り替え先の回線からの制御情報の挿入された位置を元に、切り替え元の回線のデータと切り替え先の回線のデータとのタイミングを調整して順序を復元するので、非同期データが伝送されていてもデータの重複または抜けを生じさせることなく回線の切り替えを行うことができる。また、本発明によれば、上位装置と下位装置は、制御情報の送受信に予備回線をも用いるので、現用回線が障害でデータを疎通できない状態となっても互いに制御のための情報を共有することができ、信頼性の高い回線切り替えを行うことができる。
【００２６】
また、上位装置は、現用回線の制御情報の前までのデータと、予備回線の制御情報の後のデータとが連続するように、現用回線のデータと予備回線のデータの対応する切り替え位置に制御情報をそれぞれ挿入し、
下位装置は、
現用回線からの制御情報が予備回線からの制御情報よりも先に届いた場合には、現用回線からの制御情報の前までで現用回線からのデータの取得を停止しておき、予備回線からの制御情報が届いたら予備回線からのデータの取得を開始し、
予備回線からの制御情報が現用回線からの制御情報よりも先に届いた場合には、予備回線の制御情報の後のデータを一時的に保持しておき、現用回線からの制御情報が届いたら、その制御情報の前までの現用回線からのデータの後に、保持しておいた予備回線のデータを接続することとしてもよい。
【００２７】
また、前記上位装置は、前記現用回線の前記切り替え位置以降に前記制御情報を所定数連続して挿入し、
前記下位装置は、前記予備回線から前記制御情報を受信してから所定時間が経過しても前記現用回線から前記制御情報を受信できないとき、前記保持しておいたデータから始まる前記予備回線のデータに切り替えることとしてもよい。
【００２８】
これによれば、制御情報の伝送が阻害される程に現用回線の品質が低下しても、制御情報の再送およびタイムアウトによる切り替えにより確実に切り替えを完了させることができる。
【００２９】
また、前記予備回線への切り替えが行われている状態から元の前記現用回線に戻すための切り替えにおいて、
前記上位装置は、切り替えタイミングを示す制御情報を切り替え元の前記予備回線と切り替え先の前記現用回線の双方のデータに挿入して送信し、
前記下位装置は、前記上位装置により挿入された前記現用回線の前記制御情報の位置と前記上位装置により挿入された前記予備回線の前記制御情報の位置を元にデータの順序を維持するようにタイミングを調整して前記予備回線から前記現用回線へ切り替えることとしてもよい。
【００３０】
また、前記下位装置は、前記現用回線のエラーチェックを行っており、検出したエラーレベルに基づいて生成した、前記現用回線の切り替えを指示する制御情報を、前記予備回線を介して前記上位装置に送信し、
前記上位装置は、前記下位装置から前記制御情報を受信すると、該制御情報にて指示された現用回線の切り替えを開始することとしてもよい。
【００３１】
また、前記現用回線が複数で前記予備回線が１本であり、複数の前記現用回線と１本の前記予備回線でＮ：１冗長を構成しており、
前記下位装置は、複数の前記現用回線の各々のエラーチェックをしており、エラーレベルの最も高い現用回線を切り替え対象に選択することとしてもよい。
【００３２】
これによれば、下位装置は、複数の現用回線の障害を検出すると、最もエラーレベルの高い回線を選択し、その回線の切り替えを上位装置に指示するので、最もエラーレベルの高い現用回線を予備回線に切り替えることができ、現用回線の運用を可能な限りの維持をすることができる。
【００３３】
また、前記下位装置は、いずれかの現用回線を前記予備回線に切り替えている状態で、該現用回線のエラーレベルよりレベルの高いエラーが他の現用回線に発生すると、前記予備回線に切り替えている前記現用回線を元に戻した後に、レベルの高いエラーの発生した前記現用回線を前記予備回線に切り替えることとしてもよい。
【００３４】
これによれば、下位装置は、ある現用回線が予備切り替えしている状態で、エラーレベルのより高い障害が他の現用回線に発生すると、エラーレベルの高い障害が起きている現用回線を予備切り替えの対象とするので、最もエラーレベルの高い現用回線を予備切り替えすることができ、現用回線の運用を可能な限りの維持をすることができる。
【００３５】
また、前記上位装置は、前記現用回線のエラーレベルを示す制御情報を疑似的に生成して該現用回線を介して前記下位装置に送信し、
前記下位装置は、前記エラーレベルを示す制御情報を前記現用回線から受信すると、該現用回線の切り替えを指示する制御情報を前記予備回線を介して前記上位装置に送信することとしてもよい。
【００３６】
これによれば、下位装置は、自身の検出したエラー状態に基づく切り替えに加え、上位装置からの制御情報の入力による切り替えも起動することができるので、各装置に大掛かりな特別装備を追加することなく遠隔での切り替え制御の実行が可能である。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、回線切り替えを行う際、上位装置が切り替えのタイミングを示す制御情報を切り替え元と切り替え先の双方の回線のデータに挿入し、下位装置が切り替え元の回線からの制御情報と切り替え先の回線からの制御情報の挿入された位置を元に、切り替え元の回線のデータと切り替え先の回線のデータとのタイミングを調整して順序を復元するので、非同期データが伝送されていてもデータの重複または抜けを生じさせることなく回線の切り替えを行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
本発明を実施するための形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００３９】
図１は、本実施形態による通信システムの概略構成を示すブロック図である。図１を参照すると、本通信システムは上位中継装置１と下位中継装置２を有している。上位中継装置１と下位中継装置２の間はＮ本の現用系の回線＃１〜＃Ｎと１本の予備回線で接続されている。これらの回線はＮ：１冗長を構成しており、現用系のいずれかの回線に障害が発生すると、その回線で伝送されていたデータは予備回線に切り替わる。現用回線と予備回線のデータはフレームに非同期に伝送されており、本実施形態ではパケットにより伝送されるものとする。
【００４０】
図２は、図１に示した上位中継装置および下位中継装置の構成を示すブロック図である。ここでは、上位中継装置１から下位中継装置２へ向かう方向のデータに関する構成が示されている。また、ここでは一例として現用系の回線は３本としてある。
【００４１】
図２を参照すると、上位中継装置１は、出力切替部１０〜１２、選択機能部１３、送信機能部１４〜１６、受信機能部１７、および送信機能部１８を有している。また、下位中継装置２は、受信機能部２０〜２３および送信機能部２４を有している。
【００４２】
上位中継装置１の出力切替部１０は、通常時には、上位側（図中の左側）の回線＃０のデータを受信し、送信機能部１４へ受信データを送る。通常時とは予備回線への切り替えが行われていない状態を指す。
【００４３】
また、出力切替部１０は、受信機能部１７から回線＃０の「予備切り替え」を示す制御パケットを受けると、受信データの出力先を選択機能部１３に切り替え、その制御パケットを先頭として受信データを選択切替部１３に送る。また、それと同時に出力切替部１０は送信機能部１４へ受信データではなく、回線＃０の「予備切り替え」を示す制御パケットを連続して送る。
【００４４】
送信機能部１４は、出力切替部１０からのデータあるいは制御パケットを回線＃０を介して下位中継装置２に送信する。
【００４５】
出力切替部１１、１２は、それぞれ回線＃１、＃２に対応し、上述した出力切替部１０と同様に動作する。送信機能部１５、１６はそれぞれ回線＃１、＃２に対応し、上述した送信機能部１４と同様に動作する。
【００４６】
受信機能部１７は、下位中継装置２から予備回線を介してデータを受信する。受信データに制御パケットがあれば、受信機能部１７は、その制御パケットを出力切替部１０〜１２へ送信する。
【００４７】
選択機能部１３は、出力切替部１０〜１２のいずれかからのデータを選択して送信機能部１８に送る。出力切替部１０〜１２からのデータの先頭には「予備切り替え」を示す制御パケットがあるので、選択機能部１３は、その制御パケットを検出したときその回線を選択し、それ以降その回線のデータを送信機能部１８に送ればよい。なお、他の制御パケットを検出しても、選択機能部１３は切り替えを行わない。
【００４８】
送信機能部１８は、選択機能部１３からのデータを予備回線を介して下位中継装置２に送信する。
【００４９】
下位中継装置２の受信機能部２０は、上位中継装置１から上位側の回線＃０を経由して受信したデータ、または予備回線を経由して受信機能部２３で受信され、受信機能部２３から送られてきたデータのいずれかを選択して下位側の回線＃０へ出力する。通常時には、受信機能部２０は、上位側の回線＃０を経由して受信したデータを下位側の回線＃０へ出力する。
【００５０】
また、受信機能部２０は、回線＃０から受信したパケットに含まれているＣＲＣ符号（巡回冗長検査符号）によりデータエラーの有無を検査する。エラーを検出すると、「エラー状態」を示す制御パケットを生成し、送信機能部２４に送る。
【００５１】
また、受信機能部２０は、予備回線の受信機能部２３から回線＃０の「予備切り替え」を示す制御パケットまたは「復旧切り替え」を示す制御パケットを受けると、その制御パケットの指示に応じて回線選択状態を切り替える。例えば、受信機能部２３から回線＃０の「予備切り替え」を示す制御パケットを受けると、受信機能部２０は、予備回線の受信機能部２３からのデータを下位側の回線＃０に出力する。また、受信機能部２３から回線＃０の「復旧切り替え」を示す制御パケットを受けると、受信機能部２０は、上位側の回線＃０からのデータを下位側の回線＃０に出力する。
【００５２】
受信機能部２１、２２はそれぞれ回線＃１、＃２に対応し、上述した受信機能部２０と同様に動作する。
【００５３】
受信機能部２３は、上位中継装置１から予備回線を介してデータを受信し、受信機能部２０〜２２に送る。なお、その際、受信機能部２３は、制御パケットだけでなく、受信した全てのデータを受信機能部２０〜２２に送る。
【００５４】
送信機能部２４は、受信機能部２０〜２２からの、「エラー状態」を示す制御パケットに基づき回線＃０〜＃２の各々の回線品質を求め、それら回線品質から予備回線に切り替えるべき回線を判断する。例えば、最もエラーレベルの高い（回線品質の低い）回線を切り替えることとすればよい。いずれかの回線を予備回線に切り替えるべきであると判断すれば、送信機能部２４は、その回線の「予備切り替え」を示す制御パケットを生成し、予備回線を介して上位中継装置１に送信する。
【００５５】
また、送信機能部２４は、予備切り替え中の回線以外の回線の回線品質が予備切り替え中の回線よりも劣化したことを検出すると、上位中継装置１に対して、予備切り替え中の回線の「復旧切り替え」を示す制御パケットを送信した後に、品質の劣化した回線の「予備切り替え」を示す制御パケットを送信する。
【００５６】
図３は、図２に示した上位中継装置１の出力切替部１０と下位中継装置２の受信機能部２０の構成を示すブロック図である。図３を参照すると、上位中継装置１の出力切替部１０は出力制御部１０１およびフレーム検出部１０２を有している。下位中継装置２の受信機能部２０はＥＲＲ（エラー）検出部２０１、選択部２０２、およびフレーム生成部２０３を有している。
【００５７】
フレーム検出部１０２は、受信機能部１７から回線＃０に関する制御パケットを受信すると、その制御パケットを出力制御部１０１に送る。
【００５８】
出力制御部１０１は、通常時には、上位側の回線＃０からのデータを送信機能部１４へ送っている。しかし、フレーム検出部１０２から「予備切り替え」を示す制御パケットを受けると、出力制御部１０１は、上位側の回線＃０からのデータに含まれるパケットの間に「予備切り替え」を示す制御パケットを挿入し、その制御パケット以降のデータを選択機能部１３に送る。また、それと同時に、出力制御部１０１は、送信機能部１４には、制御パケット以降のデータを送らず、「予備切り替え」を示す制御パケットを連続して送る。
【００５９】
また、回線＃０の予備切り替え中に、回線＃０の「復旧切り替え」を示す制御パケットを受けると、出力制御部１０１は、上位側の回線＃０からのデータに含まれるパケットの間に「復旧切り替え」を示す制御パケットを挿入し、その制御パケット以降のデータを送信機能部１４へ送る。また、それと同時に、出力制御部１０１は、選択機能部１３には、制御パケット以降のデータを送らず、「復旧切り替え」を示す制御パケットを１つだけ送る。
【００６０】
下位中継装置２のＥＲＲ検出部２０１は、上位中継装置１から回線＃０を介して受信したデータのエラーをＣＲＣにより検査する。そして、エラーを検出すると、ＥＲＲ検出部２０１は、その旨をフレーム生成部２０３に通知する。また、ＥＲＲ検出部２０３はＣＲＣにより訂正可能なビット誤りを修復し、データを選択部２０２に転送する。
【００６１】
フレーム生成部２０３は、ＥＲＲ検出部２０１からの通知に基づきエラーレベルを求め、そのエラーレベルに応じて「エラー状態」を示す制御パケットを生成し、送信機能部２４に送る。レラーレベルは、例えば、エラー検出回数の平均値を定期的に算出することにより求めることができる。
【００６２】
選択部２０２は、上位中継装置１から回線＃０およびＥＲＲ検出部２０１を経由して受信したデータ、または予備回線および受信機能部２３を経由して受信したデータのいずれかを選択して出力する。その際、選択部２０２は、受信機能部２３から回線＃０の制御パケットを受けると、その制御パケットの内容に従って選択を行う。例えば、「予備切り替え」を示す制御パケットを受けると、選択部２０２は、予備回線および受信機能部２３を経由したデータを選択する。また、「復旧切り替え」を示す制御パケットを受けると、選択部２０２は、回線＃０およびＥＲＲ検出部２０１を経由したデータを選択する。
【００６３】
「予備切り替え」時の選択部２０２の詳細な動作について説明する。
【００６４】
「予備切り替え」を示す制御パケットは、現用の回線＃０と予備回線の双方から送られてくる。
【００６５】
回線＃０およびＥＲＲ検出部２０１を経由した「予備切り替え」を示す制御パケットが、予備回線および受信機能部２３を経由した制御パケットよりも先に選択部２０２に到着したとき、選択部２０２は、ＥＲＲ検出部２０１からの制御パケットを全て破棄し、受信機能部２３から制御パケットを受けた後、その制御パケットを除いたデータを下位側の回線＃０へ出力する。
【００６６】
一方、予備回線および受信機能部２３を経由した「予備切り替え」を示す制御パケットが、回線＃０およびＥＲＲ検出部２０１を経由した制御パケットよりも先に選択部２０２に到着したとき、選択部２０２は、受信機能部２３からの制御パケットを除くそれ以降のデータを一時的に保持しておき、ＥＲＲ検出部２０１からの制御パケットが到着した後に、保持しておいたデータを下位側の回線＃０に出力する。
【００６７】
なお、選択部２０２は、受信機能部２３から制御パケットを受信すると、そのパケットに記録されたタイムアウト時間のタイマーのカウントを開始する。ＥＲＲ検出部２０１からの制御パケットが到着しない状態でタイマーがタイムアウトすると、選択部２０２は、一時的に保持しておいたデータを下位側の回線＃０に出力し始める。
【００６８】
「復旧切り替え」時の選択部２０２の詳細な動作について説明する。
【００６９】
「復旧切り替え」を示す制御パケットも、現用の回線＃０と予備回線の双方から送られてくる。
【００７０】
回線＃０およびＥＲＲ検出部２０１を経由した「復旧切り替え」を示す制御パケットが、予備回線および受信機能部２３を経由した制御パケットよりも先に選択部２０２に到着したとき、選択部２０２は、その制御パケットを除いたデータを一時的に保持することで滞留させる。そして、受信機能部２３からの制御パケットを受けた後、選択部２０２は、保持しておいたデータを下位側の回線＃０に出力し始める。
【００７１】
一方、予備回線および受信機能部２３を経由した「復旧切り替え」を示す制御パケットが、回線＃０およびＥＲＲ検出部２０１を経由した制御パケットよりも先に選択部２０２に到着したとき、選択部２０２は、ＥＲＲ検出部２０１からの制御パケットを受けた後、その制御パケットを除くそれ以降のデータを下位側の回線＃０に出力する。
【００７２】
次に、本実施形態の通信システムにおいて、現用の回線＃０で伝送するデータを予備回線へ切り替える際の動作について説明する。
【００７３】
図４は、本実施形態による通信システムにおける予備切り替え時の動作を示すフローチャートである。図４を参照すると、上位中継装置１と下位中継装置２の回線＃０に障害が発生し、通信データにエラーが生じると（ステップＡ１）、下位中継装置２の受信機能部２０内にあるＥＲＲ検出部２０１がＣＲＣによりエラーを検出する（ステップＡ２）。エラーを検出したＥＲＲ検出部２０１はその旨をフレーム生成部２０３へ通知する。
【００７４】
通知を受けたフレーム生成部２０３は、「エラー状態」を示す制御パケットを生成し（ステップＡ３）、送信機能部２４へ送る。
【００７５】
図５は、本実施形態における制御パケットの実装例を示す図である。図５を参照すると、制御パケットには、宛先情報を含むヘッダ情報部３０１、有意情報を含むペイロード情報部３０２、およびエラー検出／訂正のためのＣＲＣ情報部３０３がある。
【００７６】
ヘッダ情報部３０１にはパケットの種別を示す識別ビットがある。識別ビットは、“０”で転送パケットを示し、“１”で制御パケットを示す。
【００７７】
また、ペイロード情報部３０２には、回線番号を示す回線番号ビットや制御パケットの種別を示す種別ビットの他に情報ビット３０４がある。回線番号ビットは、“００”で回線＃０を示し、“０１”で回線＃１を示し、“１０”で回線＃２を示す。種別ビットは、“０１”で予備切り替えを示し、“１０”で復旧切り替えを示し、“００”でエラー状態等の通知を示す。フレーム生成部２０３が生成する、回線＃０の「エラー状態」を示す制御パケットは、識別ビットが“１”、回線番号が“００”、種別ビットが“００”となる。また、情報ビット３０４には、図６のように「エラーレベル」を示す情報が格納される。エラーレベルはエラー検出数の平均値を示し、例えば、１秒間当たりのＣＲＣエラー検出数である。
【００７８】
図４の説明に戻り、送信機能部２４は、他の回線＃１〜＃２とエラーレベルを比較し、回線＃０の予備切り替えが必要か否か判定する（ステップＡ４）。予備切り替えが不要であれば、ステップＡ２の処理に戻る。
【００７９】
予備切り替えが必要と判断すると、送信機能部２４は、回線＃０の「予備切り替え」を示す制御パケットを生成し（ステップＡ５）、予備回線を介して上位中継装置１に送信する。回線＃０の「予備切り替え」を示す制御パケットは、図５において、識別ビット“１”、回線番号ビットが“００”、種別ビットが“０１”となる。また、情報ビット３０４には、図７のように「タイムアウト時間」を示す情報が格納される。タイムアウト時間は、後述する選択部２０２の切り替え動作において待ち時間の最大値となる。
【００８０】
上位中継装置１の受信機能部１７は制御パケットを受信すると、その制御パケットを出力切替部１０〜１２へ転送する（ステップＡ６）。回線＃１の出力切替部１１と回線＃２の出力切替部１２は、回線番号ビットが自身の回線番号と一致しないため、この制御パケットを無視する。
【００８１】
出力切替部１０内のフレーム検出部１０２は、回線＃０の「予備切り替え」を示す制御パケットを検出すると（ステップＡ７）、その制御パケットを出力制御部１０１へ送る。回線＃０の「予備切り替え」を示す制御パケットを受けた出力制御部１０１は、所定の予備切り替え動作を行う。
【００８２】
図８は、予備切り替え動作について説明するための図である。図８を参照すると、上から、出力制御部１０１へ入力される回線＃０のデータ、出力制御部１０１から選択機能部１３に送られるデータ、出力制御部１０１から送信機能部１４に送られるデータが示されている。
【００８３】
出力制御部１０１は、上位側の回線＃０からのデータを送信機能部１４へ出力していたが、回線＃０の「予備切り替え」を示す制御パケットを受けると、それ以降のデータを選択機能部１３に送るようになる。図８では、データ４０１までは送信機能部１４に送られ、データ４０２以降は選択機能部１３に送られている。その際、出力制御部１０１は、選択機能部１３に対しては、データ４０２の前に、回線＃０の「予備切り替え」を示す制御パケット４０５を挿入し、送信機能部１４に対しては、データ４０１の後に、回線＃０の「予備切り替え」を示す制御パケットを連続送信する。
【００８４】
図４の説明に戻り、選択機能部１３は、出力制御部１０１から回線＃０の「予備切り替え」を示す制御パケット（図８の制御パケット４０５）を受けると、回線＃０の出力制御部１０１からの制御パケット４０５およびそれ以降のデータを選択して送信機能部１８に送る（ステップＡ９）。送信機能部１８は、選択機能部１３からのデータを予備回線へ出力する。
【００８５】
以上のようにして上位中継装置１の切り替えが行われる。以下、下位中継装置２の切り替え動作について説明する。
【００８６】
図８の送信機能部１４に送られたデータは回線＃０を経由して下位中継装置２に送られ、下位中継装置２においてＥＲＲ検出部２０１を経由して選択部２０２に到達する。また、図８の選択信機能部１３に送られたデータは送信機能部１８から予備回線を経由して下位中継装置２に送られ、下位中継装置２において受信機能部２３を経由して選択部２０２に到達する。どちらの制御パケットが先に到達するかにより下位中継装置２の切り替え動作が異なる。
【００８７】
図９は、回線＃０の制御パケットが先に到達した場合の下位中継装置の予備切り替え動作を示すフローチャートである。図１０は、回線＃０の制御パケットが先に到達した場合の下位中継装置の復旧切り替え動作を説明するための図である。
【００８８】
図９を参照すると、選択部２０２は回線＃０から制御パケット４０６を受信すると、データ４０１を境に回線＃０からのデータの転送を停止する（ステップＢ１）。それ以降も回線＃０からは制御パケットが入力されるが、選択部２０２は、それらを下位側に転送しない。図１０を参照すると、上から、選択部２０２が回線＃０を経由して受信したデータ、選択部２０２が予備回線を経由して受信したデータ、選択部２０２が下位側に転送するデータが示されている。回線＃０からのデータ４０１は下位側に転送されるが、制御パケット４０６以降は転送されない。
【００８９】
図９に戻り、次に、選択部２０２は、予備回線から制御パケット４０５を受信すると、それ以降、データ４０２を先頭に予備回線からのデータを下位側に転送し始める（ステップＢ２）。図１０を参照すると、予備回線を経由して受信された制御パケット４０５に続くデータ４０２、４０３は下位側に転送される。これにより下位中継装置２の予備切り替え動作が完了する（ステップＢ３）。
【００９０】
図１１は、予備回線の制御パケットが先に到達した場合の下位中継装置の予備切り替え動作を示すフローチャートである。図１２は、予備回線の制御パケットが先に到達した場合の下位中継装置の予備切り替え動作を説明するための図である。
【００９１】
図１１を参照すると、選択部２０２は、予備回線から制御パケット４０５を受信すると、それ以降のデータ４０２〜４０４を一時的に保持しつつ、タイマーのカウントを開始する（ステップＣ１）。図１２を参照すると、上から、選択部２０２が回線＃０を経由して受信したデータ、選択部２０２が予備回線を経由して受信したデータ、選択部２０２が下位側に転送するデータが示されている。制御パケット４０５が制御パケット４０６よりも先に到達しているので、選択部２０２は、データ４０２〜４０４を一時的に保持しておく。
【００９２】
次に、選択部２０２は、回線＃０から制御パケットが受信されたか否か判定する（ステップＣ２）。回線＃０から制御パケット４０６が受信されれば、選択部２０２は、回線＃０からのデータの転送を停止し、保持しておいた予備回線からのデータ４０２〜４０４を下位側に転送し始め（ステップＣ３）、予備切り替えを完了する（ステップＣ４）。
【００９３】
ステップＣ２において、回線＃０からの制御パケット４０６が受信されなければ、選択部２０２は、次に、タイマーがタイムアウトしているか否か判定する（ステップＣ５）。回線＃０のエラーが増大した場合、制御パケット４０６が正常に伝送されず欠落することが考えられる。それでも確実に切り替えを完了させるために、上位中継装置１の出力制御部１０１は同じ制御パケットを連続送信し、また下位中継装置２はタイマーによる判定を行っている。
【００９４】
タイマーがタイムアウトしていれば、選択部２０２は、回線＃０からのデータの転送を停止し、保持しておいた予備回線からのデータ４０２〜４０４を下位側に転送し始め（ステップＣ６）、予備切り替えを完了する（ステップＣ４）。ステップＣ５においてタイマーがタイムアウトしていなければ、選択部２０２はステップＣ２の処理に戻る。なお、回線＃１の受信機能部２１と回線＃２の受信機能部２２も制御パケット４０５を受信するが、回線番号ビットが自身の回線番号と一致しないため無視する。
【００９５】
次に、本実施形態の通信システムにおいて、回線＃０が予備回線に切り替えられている状態で、回線＃１のエラーレベルが回線＃０よりも高くなったときの動作について説明する。その場合、本実施形態の通信システムは、回線＃０の復旧切り替えを行った後に、回線＃１の予備切り替えを行う。
【００９６】
図１３は、本実施形態による通信システムにおける予備切り替え対象の回線を変更する時の動作を示すフローチャートである。初期の状態として、回線＃０を予備回線へ切り替えて運用中であるとする（ステップＤ１）。その状態で、上位中継装置１と下位中継装置２の間の回線＃１に障害が発生してデータがエラーすると、下位中継装置２の受信機能部２１はＣＲＣによりそのエラーを検出する（ステップＤ２）。
【００９７】
受信機能部２１は、回線＃１の「エラー状態」を示す制御パケットを生成し、それによりエラーレベルを送信機能部２４へ通知する（ステップＤ３）。
【００９８】
制御パケットを受けた送信機能部２４は、回線＃０のエラーレベルと回線＃１のエラーレベルを比較し、予備回線への切り替え対象を回線＃１に変更するか否か判定する（ステップＤ４）。回線＃０を予備切り替えしたままでよければステップＤ２の処理に戻る。
【００９９】
回線＃１のエラーレベルが回線＃０よりも高ければ、送信機能部２４は、切り替え対象を変更すると判断し、回線＃０の「復旧切り替え」を示す制御パケットを送出し、その後回線＃１の「予備切り替え」を示す制御パケットを送出する（ステップＤ５）。
【０１００】
上位中継装置１の受信機能部１７は、予備回線を経由して受信した制御パケットを出力切替部１０のフレーム検出部１０２に転送する（ステップＤ６）。
【０１０１】
予備回線を経由して、回線＃０の「復旧切り替え」を示す制御パケットを受けた出力切替部１０は、回線＃０の復旧切り替えの動作を行う（ステップＤ７）。また、予備回線を経由して、回線＃１の「予備切り替え」を示す制御パケットを受けた出力切替部１１は、回線＃１の予備切り替えの動作を行う（ステップＤ８）。
【０１０２】
図１４は、図１３の動作において制御パケットを受信した回線＃０の出力切替部と回線＃１の出力切替部の動作を説明するための図である。図１４を参照すると、上から、回線＃０から出力切替部１０に入力されるデータ、出力切替部１０から選択機能部１３に送られるデータ、出力切替部１０から送信機能部１４に送られるデータ、回線＃１から出力切替部１１に入力されるデータ、出力切替部１１から選択機能部１３に送られるデータ、出力切替部１１から送信機能部１５に送られるデータ、選択機能部１３から送信機能部１８に送られるデータが示されている。
【０１０３】
出力切替部１０は、回線＃０の「復旧切り替え」を示す制御パケットを受信機能部１７から受けると、選択機能部１３に対して、データ５０１の後に「復旧切り替え」を示す制御パケット５０５を送出してデータの送出を停止する。また、出力切替部１０は、送信機能部１４に対して、「復旧切り替え」を示す制御パケット５０６を送出し、その後から回線＃０のデータ５０２〜５０４を転送し始める。
【０１０４】
出力切替部１１は、回線＃１の「予備切り替え」を示す制御パケットを受信機能部１７から受けると、選択機能部１３に対して、「予備切り替え」を示す制御パケット６０５を送出し、その後から回線＃１のデータ６０３〜６０４を転送し始める。また、出力切替部１１は、送信機能部１５に対して、データ６０２の後に「予備切り替え」を示す制御パケット６０６を１つ送出する。
【０１０５】
これらの動作の結果、選択機能部１３は、回線＃０からのデータについてはデータ５０１で転送を停止し、回線＃１のデータについてデータ６０３から転送を開始することとなる（ステップＤ９）。
【０１０６】
下位中継装置２の回線＃１における受信機能部２１の予備切り替え動作は、図９および図１１に示したフローチャートと同じである。
【０１０７】
一方、図１４の送信機能部１４に送られたデータは回線＃０を経由して下位中継装置２に送られ、下位中継装置２において選択部２０２に到達する。また、図１４の選択信機能部１３に送られたデータは送信機能部１８から予備回線を経由して下位中継装置２に送られ、下位中継装置２において受信機能部２３を経由して選択部２０２に到達する。どちらの制御パケットが先に到達するかにより下位中継装置２の復旧切り替え動作が異なる。
【０１０８】
図１５は、回線＃０の制御パケットが先に到達した場合の下位中継装置の復旧切り替え動作を示すフローチャートである。図１６は、回線＃０の制御パケットが先に到達した場合の下位中継装置の復旧切り替え動作を説明するための図である。
【０１０９】
図１５を参照すると、選択部２０２は回線＃０から制御パケット５０６を受信すると、データ５０２以降のデータを一時的に保持することで滞留させる（ステップＥ１）。図１６を参照すると、上から、選択部２０２が予備回線を経由して受信したデータ、選択部２０２が回線＃０を経由して受信したデータ、選択部２０２が下位側に転送するデータが示されている。制御パケット５０６を受信した以降のデータ５０２〜５０４はすぐには下流側に転送されていない。
【０１１０】
図１５に戻り、次に、選択部２０２は、予備回線から制御パケット５０５を受信すると、それ以降の予備回線からのデータの転送を停止し、保持しておいたデータ５０２〜５０４から回線＃０のデータを下位側に転送し始める（ステップＥ２）。図１６を参照すると、制御パケット５０５の受信により予備回線のデータの転送がデータ５０１で停止し、その後は回線＃１からのデータ５０２〜５０４が転送されている。これにより下位中継装置２の復旧切り替え動作が完了する（ステップＥ３）。
【０１１１】
図１７は、予備回線の制御パケットが先に到達した場合の下位中継装置の復旧切り替え動作を示すフローチャートである。図１８は、予備回線の制御パケットが先に到達した場合の下位中継装置の復旧切り替え動作を説明するための図である。
【０１１２】
図１７を参照すると、選択部２０２は、予備回線から制御パケット５０５を受信すると、それ以降のデータの転送を停止し、タイマーのカウントを開始する（ステップＦ１）。図１８を参照すると、上から、選択部２０２が予備回線を経由して受信したデータ、選択部２０２が回線＃１を経由して受信したデータ、選択部２０２が下位側に転送するデータが示されている。制御パケット５０５が制御パケット５０６よりも先に到達しているので、選択部２０２は、予備回線からのデータの転送を停止している。
【０１１３】
次に、選択部２０２は、回線＃０から制御パケットが受信されたか否か判定する（ステップＦ２）。回線＃０から制御パケット５０６が受信されれば、選択部２０２は、回線か＃１らのデータ５０２〜５０３を下位側に転送し始め（ステップＦ３）、予備切り替えを完了する（ステップＦ４）。
【０１１４】
ステップＦ２において、回線＃０からの制御パケット５０６が受信されなければ、選択部２０２は、次に、タイマーがタイムアウトしているか否か判定する（ステップＦ５）。
【０１１５】
タイマーがタイムアウトしていれば、選択部２０２は、回線＃０からのデータの転送を開始し（ステップＦ６）、復旧切り替えを完了する（ステップＦ４）。ステップＦ５においてタイマーがタイムアウトしていなければ、選択部２０２はステップＦ２の処理に戻る。なお、回線＃１の受信機能部２１と回線＃２の受信機能部２２も制御パケット４０５を受信するが、回線番号ビットが自身の回線番号と一致しないため無視する。
【０１１６】
以上説明したように、本実施形態によれば、回線切り替えを行う際、上位中継装置１が切り替えのタイミングを示す制御パケットを切り替え元と切り替え先の双方の回線のデータに挿入する。そして、下位中継装置２が切り替え元の回線からの制御パケットと切り替え先の回線からの制御パケットの挿入された位置を元に、切り替え元の回線のデータと切り替え先の回線のデータとのタイミングを調整して順序を復元する。そのため、非同期データが伝送されていてもデータの重複または抜けを生じさせることなく回線の切り替えを行うことができる。
【０１１７】
また、本実施形態によれば、上位中継装置１と下位中継装置２は、予備回線をも用いて制御パケットを送受信する。そのため、現用回線が障害でデータを疎通できない状態となっても互いに制御のための情報を共有することができ、信頼性の高い回線切り替えを行うことができる。
【０１１８】
また、本実施形態によれば、下位中継装置２は、複数の現用回線の障害を検出すると、最もエラーレベルの高い回線を選択し、その回線の予備切り替えを上位中継装置１に指示する。そのため、最もエラーレベルの高い現用回線を予備回線に切り替えることができ、現用回線の運用を可能な限りの維持をすることができる。
【０１１９】
また、本実施形態によれば、下位中継装置２は、ある現用回線が予備切り替えしている状態で、エラーレベルのより高い障害が他の現用回線に発生すると、エラーレベルの高い障害が起きている現用回線を予備切り替えの対象とする。そのため、最もエラーレベルの高い現用回線を予備切り替えすることができ、現用回線の運用を可能な限りの維持をすることができる。
【０１２０】
本発明の他の実施形態について説明する。他の実施形態の通信システムは図１および図２に示したものと同様の構成である。
【０１２１】
図１９は、他の実施形態の上位中継装置１の出力切替部１０と下位中継装置２の受信機能部２０の構成を示すブロック図である。図１９によれば、図３に示した構成と同様に、上位中継装置１の出力切替部１０は出力制御部１０１およびフレーム検出部１０２を有している。また、下位中継装置２の受信機能部２０はＥＲＲ検出部２０１、選択部２０２、およびフレーム生成部２０３を有している。
【０１２２】
ただし、図１９では、現用の回線＃０からのデータをＥＲＲ検出部２０１を経由せず直接にフレーム生成部２０３に入力する接続路２０４がある点で図３と異なる。
【０１２３】
図２０は、他の実施形態のフレーム生成部２０３の構成を示すブロック図である。図２０を参照すると、フレーム生成部２０３は、通知パケット生成部２１１および通知パケット検出部２１２を有している。
【０１２４】
通知パケット生成部２１１は、ＥＲＲ検出部２０１からの通知に基づきエラーレベルを求め、そのエラーレベルに応じた「エラー状態」を示す制御パケットを生成し、通知パケット検出回路２１２に送る。
【０１２５】
通知パケット検出回路２１２は、通知パケット生成回路２１１で生成された制御パケットを送信機能部２４に送ることに加え、接続路２０４からのデータより制御パケットを検出し、検出した制御パケットも送信機能部２４に送る。
【０１２６】
これにより、下位中継装置２は、自身の検出したエラー状態に基づく切り替えに加え、上位中継装置１からの「エラー状態」を示す制御パケットの入力による切り替えも起動することができる。これを利用して遠隔からの切り替え制御の実行が可能となる。
【０１２７】
なお、上位中継装置１は、例えば、「エラー状態」を示す制御パケットを疑似的に生成し送出する機能を送信機能部１４に備えることとしてもよい。
【０１２８】
また、上位中継装置１からの制御より下位中継装置２にて発生した障害による切り替えを優先させたい場合には、上位中継装置１からの「エラー状態」を示す制御パケットのエラーレベルを切り替えの発生する最低レベルとしておけばよい。そうすれば、他の現用回線の障害による予備切り替えが行われていれば、上位中継装置１からの制御で障害の起きている回線の復旧切り替えが行われることはない。また、上位中継装置１からの制御で予備切り替えが行われていても、他のいずれかの回線に障害が発生すれば、障害回線を優先的に予備切り替えすることができる。
【０１２９】
また、予備切り替えの起きた現用回線の障害を修復した後に、上位中継装置１から「復旧切り替え」を示す制御パケットを挿入することで、遠隔から復旧切り替えを起動することができる。
【０１３０】
本実施形態によれば、上位中継装置１からデータに挿入された制御パケットに反応して下位中継装置２が動作する構成なので、各装置に大掛かりな特別装備を追加することなく遠隔での切り替え制御の実行が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１３１】
【図１】本実施形態による通信システムの概略構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示した上位中継装置および下位中継装置の構成を示すブロック図である。
【図３】図２に示した上位中継装置の出力切替部と下位中継装置の受信機能部の構成を示すブロック図である。
【図４】本実施形態による通信システムにおける予備切り替え時の動作を示すフローチャートである。
【図５】本実施形態における制御パケットの実装例を示す図である。
【図６】「エラー状態」を示す制御パケットの情報ビットを示す図である。
【図７】「予備切り替え」を示す制御パケットの情報ビットを示す図である。
【図８】予備切り替え動作について説明するための図である。
【図９】回線＃０の制御パケットが先に到達した場合の下位中継装置の予備切り替え動作を示すフローチャートである。
【図１０】回線＃０の制御パケットが先に到達した場合の下位中継装置の復旧切り替え動作を説明するための図である。
【図１１】予備回線の制御パケットが先に到達した場合の下位中継装置の予備切り替え動作を示すフローチャートである。
【図１２】予備回線の制御パケットが先に到達した場合の下位中継装置の予備切り替え動作を説明するための図である。
【図１３】本実施形態による通信システムにおける予備切り替え対象の回線を変更する時の動作を示すフローチャートである。
【図１４】図１３の動作において制御パケットを受信した回線＃０の出力切替部と回線＃１の出力切替部の動作を説明するための図である。
【図１５】回線＃０の制御パケットが先に到達した場合の下位中継装置の復旧切り替え動作を示すフローチャートである。
【図１６】回線＃０の制御パケットが先に到達した場合の下位中継装置の復旧切り替え動作を説明するための図である。
【図１７】予備回線の制御パケットが先に到達した場合の下位中継装置の復旧切り替え動作を示すフローチャートである。
【図１８】予備回線の制御パケットが先に到達した場合の下位中継装置の復旧切り替え動作を説明するための図である。
【図１９】他の実施形態の上位中継装置の出力切替部と下位中継装置の受信機能部の構成を示すブロック図である。
【図２０】他の実施形態のフレーム生成部２０３の構成を示すブロック図である。
【図２１】Ｎ：１冗長回線を備えた従来の通信システムに用いられる中継装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０１３２】
１ 上位中継装置
２ 下位中継装置
１０〜１２ 出力切替部
１３ 選択機能部
１４〜１６ 送信機能部
１７ 受信機能部
１８ 送信機能部
２０〜２３ 受信機能部
２４ 送信機能部
１０１ 出力制御部
１０２ フレーム検出部
２０１ ＥＲＲ（エラー）検出部
２０２ 選択部
２０３ フレーム生成部
２０４ 接続路
２１１ 通知パケット生成部
２１２ 通知パケット検出部
３０１ ヘッダ情報部
３０２ ペイロード情報部
３０３ ＣＲＣ情報部
３０４ 情報ビット
４０１〜４０４、５０１〜５０４、６０１〜６０４ データ
４０５、４０６、５０５、５０６、６０５、６０６ 制御パケット
Ａ１〜Ａ９、Ｂ１〜Ｂ３、Ｃ１〜Ｃ６、Ｄ１〜Ｄ９、Ｅ１〜Ｅ３、Ｆ１〜Ｆ４ ステップ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現用回線と予備回線からなる冗長構成を装置間の接続に用いた通信システムであって、
前記現用回線でデータを伝送している状態から前記予備回線へ切り替えるとき、切り替えタイミングを示す制御情報を切り替え元の前記現用回線と切り替え先の前記予備回線の双方のデータに挿入して送信する上位装置と、
前記上位装置から前記現用回線で送信されたデータと前記予備回線で送信されたデータのいずれも受信可能であり、前記上位装置により挿入された前記現用回線の前記制御情報の位置と前記上位装置により挿入された前記予備回線の前記制御情報の位置を元にデータの順序を維持するようにタイミングを調整して前記現用回線から前記予備回線へ切り替える下位装置とを有する通信システム。
【請求項２】
前記上位装置は、前記現用回線の前記制御情報の前までのデータと、前記予備回線の前記制御情報の後のデータとが連続するように、前記現用回線のデータと前記予備回線のデータの対応する切り替え位置に前記制御情報をそれぞれ挿入し、
前記下位装置は、
前記現用回線からの前記制御情報が前記予備回線からの前記制御情報よりも先に届いた場合には、前記現用回線からの前記制御情報の前までで前記現用回線からのデータの取得を停止しておき、前記予備回線からの前記制御情報が届いたら該予備回線からのデータの取得を開始し、
前記予備回線からの前記制御情報が前記現用回線からの前記制御情報よりも先に届いた場合には、前記予備回線の前記制御情報の後のデータを一時的に保持しておき、前記現用回線からの前記制御情報が届いたら該制御情報の前までの前記現用回線からのデータの後に、保持しておいた前記予備回線のデータを接続する、
請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
前記上位装置は、前記現用回線の前記切り替え位置以降に前記制御情報を所定数連続して挿入し、
前記下位装置は、前記予備回線から前記制御情報を受信してから所定時間が経過しても前記現用回線から前記制御情報を受信できないとき、前記保持しておいたデータから始まる前記予備回線のデータに切り替える、
請求項２に記載の通信システム。
【請求項４】
前記予備回線への切り替えが行われている状態から元の前記現用回線に戻すための切り替えにおいて、
前記上位装置は、切り替えタイミングを示す制御情報を切り替え元の前記予備回線と切り替え先の前記現用回線の双方のデータに挿入して送信し、
前記下位装置は、前記上位装置により挿入された前記現用回線の前記制御情報の位置と前記上位装置により挿入された前記予備回線の前記制御情報の位置を元にデータの順序を維持するようにタイミングを調整して前記予備回線から前記現用回線へ切り替える、請求項１〜３のいずれか１項に記載の通信システム。
【請求項５】
前記下位装置は、前記現用回線のエラーチェックを行っており、検出したエラーレベルに基づいて生成した、前記現用回線の切り替えを指示する制御情報を、前記予備回線を介して前記上位装置に送信し、
前記上位装置は、前記下位装置から前記制御情報を受信すると、該制御情報にて指示された現用回線の切り替えを開始する、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の通信システム。
【請求項６】
前記現用回線が複数で前記予備回線が１本であり、複数の前記現用回線と１本の前記予備回線でＮ：１冗長を構成しており、
前記下位装置は、複数の前記現用回線の各々のエラーチェックをしており、エラーレベルの最も高い現用回線を切り替え対象に選択する、
請求項５に記載の通信システム。
【請求項７】
前記下位装置は、いずれかの現用回線を前記予備回線に切り替えている状態で、該現用回線のエラーレベルよりレベルの高いエラーが他の現用回線に発生すると、前記予備回線に切り替えている前記現用回線を元に戻した後に、レベルの高いエラーの発生した前記現用回線を前記予備回線に切り替える、請求項６に記載の通信システム。
【請求項８】
前記上位装置は、前記現用回線のエラーレベルを示す制御情報を疑似的に生成して該現用回線を介して前記下位装置に送信し、
前記下位装置は、前記エラーレベルを示す制御情報を前記現用回線から受信すると、該現用回線の切り替えを指示する制御情報を前記予備回線を介して前記上位装置に送信する、
請求項５〜７のいずれか１項に記載の通信システム。
【請求項９】
現用回線と予備回線からなる冗長構成を上位装置と下位装置の間の接続に用いた通信システムにおいて上位装置として用いられる通信装置であって、
前記現用回線でデータを伝送している状態から前記予備回線へ切り替えるとき、切り替えタイミング前には前記現用回線向けに、前記切り替えタイミング後には前記予備回線向けにデータを切り替え、前記切り替えタイミングを示す制御情報を切り替え元の前記現用回線と切り替え先の前記予備回線の双方のデータに挿入する出力切替部と、
前記出力切替部からの前記現用回線向けのデータを前記現用回線を介して前記下位装置に送信する第１の送信機能部と、
前記出力切替部からの前記予備回線向けのデータを前記予備回線を介して前記下位装置に送信する第２の送信機能部と、
を有する通信装置。
【請求項１０】
現用回線と予備回線からなる冗長構成を上位装置と下位装置の間の接続に用いた通信システムにおいて下位装置として用いられる通信装置であって、
前記上位装置から前記予備回線で送信されたデータを受信する第１の受信機能部と、
前記上位装置から前記現用回線で送信されたデータを受信し、前記第１の受信機能部で受信されたデータを受け、前記上位装置により切り替え元の前記現用回線と切り替え先の前記予備回線の双方のデータに挿入された切り替えタイミングを示す制御情報の双方の位置を元にデータの順序を維持するようにタイミングを調整して前記現用回線から前記予備回線へ切り替える第２の受信機能部と、
を有する通信装置。
【請求項１１】
現用回線と予備回線からなる冗長を上位装置と下位装置の間の接続に用いた通信システムにおける回線制御方法であって、
前記現用回線でデータを伝送している状態から前記予備回線へ切り替えるとき、前記上位装置が、切り替えタイミングを示す制御情報を切り替え元の前記現用回線と切り替え先の前記予備回線の双方のデータに挿入して前記下位装置に送信するステップと、
前記下位装置が、前記上位装置により挿入された前記現用回線の前記制御情報の位置と前記上位装置により挿入された前記予備回線の前記制御情報の位置を元にデータの順序を維持するようにタイミングを調整して前記現用回線から前記予備回線へ切り替えるステップとを有する方法。
【請求項１】
現用回線と予備回線からなる冗長構成を装置間の接続に用いた通信システムであって、
前記現用回線でデータを伝送している状態から前記予備回線へ切り替えるとき、切り替えタイミングを示す制御情報を切り替え元の前記現用回線と切り替え先の前記予備回線の双方のデータに挿入して送信する上位装置と、
前記上位装置から前記現用回線で送信されたデータと前記予備回線で送信されたデータのいずれも受信可能であり、前記上位装置により挿入された前記現用回線の前記制御情報の位置と前記上位装置により挿入された前記予備回線の前記制御情報の位置を元にデータの順序を維持するようにタイミングを調整して前記現用回線から前記予備回線へ切り替える下位装置とを有する通信システム。
【請求項２】
前記上位装置は、前記現用回線の前記制御情報の前までのデータと、前記予備回線の前記制御情報の後のデータとが連続するように、前記現用回線のデータと前記予備回線のデータの対応する切り替え位置に前記制御情報をそれぞれ挿入し、
前記下位装置は、
前記現用回線からの前記制御情報が前記予備回線からの前記制御情報よりも先に届いた場合には、前記現用回線からの前記制御情報の前までで前記現用回線からのデータの取得を停止しておき、前記予備回線からの前記制御情報が届いたら該予備回線からのデータの取得を開始し、
前記予備回線からの前記制御情報が前記現用回線からの前記制御情報よりも先に届いた場合には、前記予備回線の前記制御情報の後のデータを一時的に保持しておき、前記現用回線からの前記制御情報が届いたら該制御情報の前までの前記現用回線からのデータの後に、保持しておいた前記予備回線のデータを接続する、
請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
前記上位装置は、前記現用回線の前記切り替え位置以降に前記制御情報を所定数連続して挿入し、
前記下位装置は、前記予備回線から前記制御情報を受信してから所定時間が経過しても前記現用回線から前記制御情報を受信できないとき、前記保持しておいたデータから始まる前記予備回線のデータに切り替える、
請求項２に記載の通信システム。
【請求項４】
前記予備回線への切り替えが行われている状態から元の前記現用回線に戻すための切り替えにおいて、
前記上位装置は、切り替えタイミングを示す制御情報を切り替え元の前記予備回線と切り替え先の前記現用回線の双方のデータに挿入して送信し、
前記下位装置は、前記上位装置により挿入された前記現用回線の前記制御情報の位置と前記上位装置により挿入された前記予備回線の前記制御情報の位置を元にデータの順序を維持するようにタイミングを調整して前記予備回線から前記現用回線へ切り替える、請求項１〜３のいずれか１項に記載の通信システム。
【請求項５】
前記下位装置は、前記現用回線のエラーチェックを行っており、検出したエラーレベルに基づいて生成した、前記現用回線の切り替えを指示する制御情報を、前記予備回線を介して前記上位装置に送信し、
前記上位装置は、前記下位装置から前記制御情報を受信すると、該制御情報にて指示された現用回線の切り替えを開始する、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の通信システム。
【請求項６】
前記現用回線が複数で前記予備回線が１本であり、複数の前記現用回線と１本の前記予備回線でＮ：１冗長を構成しており、
前記下位装置は、複数の前記現用回線の各々のエラーチェックをしており、エラーレベルの最も高い現用回線を切り替え対象に選択する、
請求項５に記載の通信システム。
【請求項７】
前記下位装置は、いずれかの現用回線を前記予備回線に切り替えている状態で、該現用回線のエラーレベルよりレベルの高いエラーが他の現用回線に発生すると、前記予備回線に切り替えている前記現用回線を元に戻した後に、レベルの高いエラーの発生した前記現用回線を前記予備回線に切り替える、請求項６に記載の通信システム。
【請求項８】
前記上位装置は、前記現用回線のエラーレベルを示す制御情報を疑似的に生成して該現用回線を介して前記下位装置に送信し、
前記下位装置は、前記エラーレベルを示す制御情報を前記現用回線から受信すると、該現用回線の切り替えを指示する制御情報を前記予備回線を介して前記上位装置に送信する、
請求項５〜７のいずれか１項に記載の通信システム。
【請求項９】
現用回線と予備回線からなる冗長構成を上位装置と下位装置の間の接続に用いた通信システムにおいて上位装置として用いられる通信装置であって、
前記現用回線でデータを伝送している状態から前記予備回線へ切り替えるとき、切り替えタイミング前には前記現用回線向けに、前記切り替えタイミング後には前記予備回線向けにデータを切り替え、前記切り替えタイミングを示す制御情報を切り替え元の前記現用回線と切り替え先の前記予備回線の双方のデータに挿入する出力切替部と、
前記出力切替部からの前記現用回線向けのデータを前記現用回線を介して前記下位装置に送信する第１の送信機能部と、
前記出力切替部からの前記予備回線向けのデータを前記予備回線を介して前記下位装置に送信する第２の送信機能部と、
を有する通信装置。
【請求項１０】
現用回線と予備回線からなる冗長構成を上位装置と下位装置の間の接続に用いた通信システムにおいて下位装置として用いられる通信装置であって、
前記上位装置から前記予備回線で送信されたデータを受信する第１の受信機能部と、
前記上位装置から前記現用回線で送信されたデータを受信し、前記第１の受信機能部で受信されたデータを受け、前記上位装置により切り替え元の前記現用回線と切り替え先の前記予備回線の双方のデータに挿入された切り替えタイミングを示す制御情報の双方の位置を元にデータの順序を維持するようにタイミングを調整して前記現用回線から前記予備回線へ切り替える第２の受信機能部と、
を有する通信装置。
【請求項１１】
現用回線と予備回線からなる冗長を上位装置と下位装置の間の接続に用いた通信システムにおける回線制御方法であって、
前記現用回線でデータを伝送している状態から前記予備回線へ切り替えるとき、前記上位装置が、切り替えタイミングを示す制御情報を切り替え元の前記現用回線と切り替え先の前記予備回線の双方のデータに挿入して前記下位装置に送信するステップと、
前記下位装置が、前記上位装置により挿入された前記現用回線の前記制御情報の位置と前記上位装置により挿入された前記予備回線の前記制御情報の位置を元にデータの順序を維持するようにタイミングを調整して前記現用回線から前記予備回線へ切り替えるステップとを有する方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２００７−６７８８７（Ｐ２００７−６７８８７Ａ）
【公開日】平成１９年３月１５日（２００７．３．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２５２０１６（Ｐ２００５−２５２０１６）
【出願日】平成１７年８月３１日（２００５．８．３１）
【出願人】（３９００１０１７９）埼玉日本電気株式会社 (1,228)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年３月１５日（２００７．３．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年８月３１日（２００５．８．３１）
【出願人】（３９００１０１７９）埼玉日本電気株式会社 (1,228)
【Ｆターム（参考）】
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