(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクセス回線を収容するアクセス回線側の複数のエッジ装置（ＡＥ）と、
ネットワーク側と接続される複数のバックホールエッジ装置（ＢＨＥ）と、
を備え、
各々の前記ＢＨＥは、
複数の前記ＡＥを含む中継網内に構成されるツリー構造の頂点に位置し、複数の前記ＡＥとの通信経路を持ち、
ツリー構造の各頂点となる複数の前記ＢＨＥの各々の間は、通常時にデータ信号を流さず、非常時にトラフィック収容経路として互いにデータ信号を送受するための相互通信経路を有し、
入力通信経路と出力通信経路との関係づけを予め記憶したＢＨＥ転送表と、該相互通信経路について入力通信経路と出力通信経路との関係づけを予め記憶したＢＨＥ間経路表を有し、
各々の前記ＡＥは、
複数の前記ＢＨＥに対して通信経路を持ち、複数の前記ＡＥがそれぞれ互いに独立した経路によって複数の前記ＢＨＥと予め接続し、
自ＡＥが属する複数のツリー構造の頂点の複数の前記ＢＨＥのうちのひとつに対して現用系経路を設定し、他の前記ＢＨＥの内のひとつ又は複数に対して予備系経路を設定し、
前記ＡＥは、通常運用状態に於いて、第１のＢＨＥから、データ通信を受信すると共に、前記ＡＥと前記第１のＢＨＥとの間の第１の通信経路の通信状況を監視するために、通信経路の正常性を確認するための接続確認フレームを定期的に受信し、
前記ＡＥは、一定時間を経過するまで次の接続確認フレームを受信しない場合に、前記第１の通信経路において障害が発生したと判断し、
前記ＡＥは、通信経路上に異常を認めていない第２のＢＨＥとの第２の通信経路を用いて、前記第２のＢＨＥに対して経路切替要求フレームを送出し、
前記第２のＢＨＥは、前記ＡＥが送信する経路切替要求フレームを受信すると、
前記第２のＢＨＥは、前記ＡＥと前記第１のＢＨＥとの通信を継続する上で障害となる何らかの問題が発生したことを認識し、
前記第２のＢＨＥは、内部の第２のＢＨＥ転送表に対して、前記ＡＥと前記第２のＢＨＥとの間に接続された前記第２の通信経路を主信号経路として有効化し、前記ＡＥへの下り信号に対して、前記第１のＢＨＥと前記第２のＢＨＥとを接続する前記相互通信経路を用いた前記ＡＥ宛て通信経路を設定するとともに、前記ＡＥからの上り信号に対し、送信経路を前記相互通信経路とするように設定を変更し、
更に、前記第２のＢＨＥは、前記第１のＢＨＥから前記ＡＥへ向かう通信を、前記相互通信経路にて収容するための転送要求フレームを前記第１のＢＨＥへ送信し、
前記第１のＢＨＥは、前記第２のＢＨＥからの転送要求フレームを受信すると、内部の第１のＢＨＥ転送表に対して、前記ＡＥからの上り信号を受信する経路を前記第１の通信経路から前記相互通信経路とするように設定を変更し、
更に、前記第１のＢＨＥは、第１のＢＨＥ転送表に対して、前記第１のＢＨＥとＡＥを接続する前記第１の通信経路を用いて転送していた前記ＡＥへの下り信号について、前記ネットワークから受信した前記ＡＥ宛て下り信号を、前記相互通信経路へ転送するように設定を変更し、
現用系の前記第１のＢＨＥの下に、障害点を迂回する予備系の前記第２のＢＨＥを頂点とするサブツリー構造によるサブツリーを構築して、当該ＡＥと現用系の前記第１のＢＨＥとの通信を、予備系の前記第２のＢＨＥ経由で予備系経路により中継する通信ネットワークシステム。
【請求項２】
請求項１に記載された通信ネットワークシステムにおいて、
前記ＡＥは、ユーザデータフレーム処理を一定時間中断又は待機した後、切替要求フレームの送信を完了し、切替処理中に前記ＡＥに蓄積されているユーザデータフレームの送出を再開することを特徴とする通信ネットワークシステム。
【請求項３】
請求項１に記載された通信ネットワークシステムにおいて、
前記第２のＢＨＥは、転送要求フレームを送出開始して一定時間経過後か、該転送要求フレームに対する前記第１のＢＨＥからのＡＣＫ信号を受信すると、自ＢＨＥ内の第２のＢＨＥ転送表及び／又は第２のＢＨＥ間経路表の情報更新が完了していることを確認した後、前記ＡＥへ転送準備完了を通知するためのＡＣＫ信号を送出し、
前記ＡＥは、前記ＡＣＫ信号を受信すると、その時点から前記第１の通信経路から前記第２の通信経路へ送出先を変更し、前記第２のＢＨＥ経由での前記ネットワークへの通信を開始する
ことを特徴とする通信ネットワークシステム。
【請求項４】
請求項１に記載された通信ネットワークシステムにおいて、
前記第１のＢＨＥは、前記第２のＢＨＥからの転送要求フレームを受信すると、自ＢＨＥ内の第１のＢＨＥ転送表及び／又は第１のＢＨＥ間経路表の経路設定が完了した後、前記第２のＢＨＥへ転送準備完了を通知するためのＡＣＫ信号を送出し、
前記第２のＢＨＥでは、前記ＡＣＫ信号を確認すると、前記ＡＥ宛てに前記第２の通信経路を介して、準備完了を通知するためのＡＣＫフレームを送信し、
前記ＡＥは、前記ＡＣＫフレームを確認すると、その時点から前記第１の通信経路から前記第２の通信経路へ送出先を変更し、前記第２のＢＨＥ経由での前記ネットワークへの通信を開始する
ことを特徴とする通信ネットワークシステム。
【請求項５】
請求項１に記載された通信ネットワークシステムにおいて、
前記ＢＨＥ転送表及び／又は前記ＢＨＥ間経路表は、それぞれ、入力通信経路と出力通信経路との関係づけに対応して、さらに現用・予備の識別情報又は障害の識別情報を、予め記憶し、
前記第２のＢＨＥは、経路切替要求フレームが到着したことを認識すると、前記第２のＢＨＥ転送表及び／又は第２のＢＨＥ間経路表に予め設定された予備系経路情報について、現用・予備の識別情報又は障害の識別情報のフラグを設定し、前記相互通信経路のエントリを有効とすることで、対象とされるフローについて経路切替を行う
ことを特徴とする通信ネットワークシステム。
【請求項６】
アクセス回線を収容するアクセス回線側の複数のエッジ装置（ＡＥ）と、
ネットワーク側と接続される複数のバックホールエッジ装置（ＢＨＥ）と、
を備え、
各々の前記ＢＨＥは、
複数の前記ＡＥを含む中継網内に構成されるツリー構造の頂点に位置し、複数の前記ＡＥとの通信経路を持ち、
ツリー構造の各頂点となる複数の前記ＢＨＥの各々の間は、通常時にデータ信号を流さず、非常時にトラフィック収容経路として互いにデータ信号を送受するための相互通信経路を有し、
入力通信経路と出力通信経路との関係づけを予め記憶したＢＨＥ転送表と、該相互通信経路について入力通信経路と出力通信経路との関係づけを予め記憶したＢＨＥ間経路表を有し、
各々の前記ＡＥは、
複数の前記ＢＨＥに対して通信経路を持ち、複数の前記ＡＥがそれぞれ互いに独立した経路によって複数の前記ＢＨＥと予め接続し、
入力通信経路と出力通信経路との関係づけを予め記憶したＡＥ転送表を有し、自ＡＥが属する複数のツリー構造の頂点の複数の前記ＢＨＥのうちのひとつに対して現用系経路を設定し、他の前記ＢＨＥの内のひとつ又は複数に対して予備系経路を設定し、
第１のＢＨＥは、通常運用状態に於いて、前記ＡＥから、データ通信を受信すると共に、前記ＡＥと前記第１のＢＨＥとの間の第１の通信経路の通信状況を監視するために、通信経路の正常性を確認するための接続確認フレームを定期的に受信し、
前記第１のＢＨＥは、一定時間を経過するまで次の接続確認フレームを受信しない場合に、前記第１の通信経路において障害が発生したと判断し、
前記第１のＢＨＥは、前記第２のＢＨＥと接続された相互通信経路を用いて、前記第２のＢＨＥに対して転送要求フレームを送出し、
前記第２のＢＨＥは、前記第１のＢＨＥが送信する転送要求フレームを受信すると、
前記第２のＢＨＥは、前記ＡＥと前記第１のＢＨＥとの通信を継続する上で障害となる何らかの問題が発生したことを認識し、
前記第２のＢＨＥは、内部の第２のＢＨＥ転送表に対して、前記ＡＥと前記第２のＢＨＥとの間に接続された前記第２の通信経路を主信号経路として有効化し、前記ＡＥへの下り信号に対して、前記第１のＢＨＥと前記第２のＢＨＥとを接続する前記相互通信経路を用いた前記ＡＥ宛て通信経路を設定するとともに、前記ＡＥからの上り信号に対し、送信経路を前記相互通信経路とするように設定を変更し、
更に、前記第２のＢＨＥは、前記ＡＥへ、上り信号送出経路を、前記第１の通信経路から、通信経路上に異常を認めていない第２のＢＨＥとの間の第２の通信経路へ切替えるよう切替指示フレームを送出し、
前記ＡＥは、切替指示フレームを受信すると、ＡＥ転送表に対して、上り信号送出経路を、前記第１の通信経路から、通信経路上に異常を認めていない第２のＢＨＥとの間の第２の通信経路へ切替えるように設定を変更し
一方、前記第１のＢＨＥは、内部の第１のＢＨＥ転送表に対して、前記ＡＥからの上り信号を受信する経路を前記第１の通信経路から前記相互通信経路とするように設定を変更し、
更に、前記第１のＢＨＥは、第１のＢＨＥ転送表に対して、前記第１のＢＨＥとＡＥを接続する前記第１の通信経路を用いて転送していた前記ＡＥへの下り信号について、前記ネットワークから受信した前記ＡＥ宛て下り信号を、前記相互通信経路へ転送するように設定を変更し、
現用系の前記第１のＢＨＥの下に、障害点を迂回する予備系の前記第２のＢＨＥを頂点とするサブツリー構造によるサブツリーを構築して、当該ＡＥと現用系の前記第１のＢＨＥとの通信を、予備系の前記第２のＢＨＥ経由で予備系経路により中継する通信ネットワークシステム。
【請求項７】
請求項６に記載された通信ネットワークシステムにおいて、
既に前記ＡＥと前記第１のＢＨＥとを接続する第１の通信経路に関する障害により、前記ＡＥが、第２の通信経路及び前記第２のＢＨＥを介して前記第１のＢＨＥへ接続されている場合、
前記第２のＢＨＥは、前記ＡＥから前記第２のＢＨＥへ送信する接続確認フレームの定期的受信が途絶えることにより、前記第２の通信経路に関する障害を検出すると、
前記第２のＢＨＥは、前記相互通信経路を用いて、前記第３のＢＨＥに対して切替要求フレームを送出し、
前記第３のＢＨＥは、前記第２のＢＨＥが送信する切替要求フレームを受信すると、
前記第３のＢＨＥは、前記ＡＥと前記第２のＢＨＥとの通信を継続する上で障害となる何らかの問題が発生したことを認識し、
前記第３のＢＨＥは、内部の第３のＢＨＥ転送表に対して、前記ＡＥと前記第３のＢＨＥとの間に接続された前記第３の通信経路を主信号経路として有効化し、前記ＡＥへの下り信号に対して、前記第１のＢＨＥと前記第３のＢＨＥとを接続する前記相互通信経路を用いた前記ＡＥ宛て通信経路を設定するとともに、前記ＡＥからの上り信号に対し、送信経路を前記相互通信経路とするように設定を変更し、
更に、前記第３のＢＨＥは、前記ＡＥへ、上り信号送出経路を、前記第１の通信経路から、通信経路上に異常を認めていない第３のＢＨＥとの間の第３の通信経路へ切替えるよう切替指示フレームを送出し、
前記ＡＥは、切替指示フレームを受信すると、ＡＥ転送表に対して、上り信号送出経路を、前記第１の通信経路から、通信経路上に異常を認めていない第２のＢＨＥとの間の第２の通信経路へ切替えるように設定を変更し
一方、前記第１のＢＨＥは、内部の第１のＢＨＥ転送表に対して、前記ＡＥからの上り信号を受信する経路を前記第３のＢＨＥとの接続された前記相互通信経路とするように設定を変更し、
更に、前記第１のＢＨＥは、第１のＢＨＥ転送表に対して、前記ＡＥへの下り信号について、前記ネットワークから受信した前記ＡＥ宛て下り信号を、前記第３のＢＨＥと接続された前記相互通信経路へ転送するように設定を変更し、
現用系の前記第１のＢＨＥの下に、障害点を迂回する予備系の前記第３のＢＨＥを頂点とするサブツリー構造によるサブツリーを構築して、当該ＡＥと現用系の前記第１のＢＨＥとの通信を、予備系の前記第３のＢＨＥ経由で予備系経路により中継する通信ネットワークシステム。
【請求項８】
アクセス回線を収容するアクセス回線側の複数のエッジ装置（ＡＥ）と、
ネットワーク側と接続される複数のバックホールエッジ装置（ＢＨＥ）と、
を備えた通信ネットワークシステムを用いた通信ネットワーク構成方法であって、
各々の前記ＢＨＥは、
複数の前記ＡＥを含む中継網内に構成されるツリー構造の頂点に位置し、複数の前記ＡＥとの通信経路を持ち、
ツリー構造の各頂点となる複数の前記ＢＨＥの各々の間は、通常時にデータ信号を流さず、非常時にトラフィック収容経路として互いにデータ信号を送受するための相互通信経路を有し、
入力通信経路と出力通信経路との関係づけを予め記憶したＢＨＥ転送表と、該相互通信経路について入力通信経路と出力通信経路との関係づけを予め記憶したＢＨＥ間経路表を有し、
各々の前記ＡＥは、
複数の前記ＢＨＥに対して通信経路を持ち、複数の前記ＡＥがそれぞれ互いに独立した経路によって複数の前記ＢＨＥと予め接続し、
自ＡＥが属する複数のツリー構造の頂点の複数の前記ＢＨＥのうちのひとつに対して現用系経路を設定し、他の前記ＢＨＥの内のひとつ又は複数に対して予備系経路を設定し、
前記ＡＥは、通常運用状態に於いて、第１のＢＨＥから、データ通信を受信すると共に、前記ＡＥと前記第１のＢＨＥとの間の第１の通信経路の通信状況を監視するために、通信経路の正常性を確認するための接続確認フレームを定期的に受信し、
前記ＡＥは、一定時間を経過するまで次の接続確認フレームを受信しない場合に、前記第１の通信経路において障害が発生したと判断し、
前記ＡＥは、通信経路上に異常を認めていない第２のＢＨＥとの第２の通信経路を用いて、前記第２のＢＨＥに対して経路切替要求フレームを送出し、
前記第２のＢＨＥは、前記ＡＥが送信する経路切替要求フレームを受信すると、
前記第２のＢＨＥは、前記ＡＥと前記第１のＢＨＥとの通信を継続する上で障害となる何らかの問題が発生したことを認識し、
前記第２のＢＨＥは、内部の第２のＢＨＥ転送表に対して、前記ＡＥと前記第２のＢＨＥとの間に接続された前記第２の通信経路を主信号経路として有効化し、前記ＡＥへの下り信号に対して、前記第１のＢＨＥと前記第２のＢＨＥとを接続する前記相互通信経路を用いた前記ＡＥ宛て通信経路を設定するとともに、前記ＡＥからの上り信号に対し、送信経路を前記相互通信経路とするように設定を変更し、
更に、前記第２のＢＨＥは、前記第１のＢＨＥから前記ＡＥへ向かう通信を、前記相互通信経路にて収容するための転送要求フレームを前記第１のＢＨＥへ送信し、
前記第１のＢＨＥは、前記第２のＢＨＥからの転送要求フレームを受信すると、内部の第１のＢＨＥ転送表に対して、前記ＡＥからの上り信号を受信する経路を前記第１の通信経路から前記相互通信経路とするように設定を変更し、
更に、前記第１のＢＨＥは、第１のＢＨＥ転送表に対して、前記第１のＢＨＥとＡＥを接続する前記第１の通信経路を用いて転送していた前記ＡＥへの下り信号について、前記ネットワークから受信した前記ＡＥ宛て下り信号を、前記相互通信経路へ転送するように設定を変更し、
現用系の前記第１のＢＨＥの下に、障害点を迂回する予備系の前記第２のＢＨＥを頂点とするサブツリー構造によるサブツリーを構築して、当該ＡＥと現用系の前記第１のＢＨＥとの通信を、予備系の前記第２のＢＨＥ経由で予備系経路により中継する通信ネットワーク構成方法。
【請求項９】
アクセス回線を収容するアクセス回線側の複数のエッジ装置（ＡＥ）と、
ネットワーク側と接続される複数のバックホールエッジ装置（ＢＨＥ）と、
を備えた通信ネットワークシステムを用いた通信ネットワーク構成方法であって、
各々の前記ＢＨＥは、
複数の前記ＡＥを含む中継網内に構成されるツリー構造の頂点に位置し、複数の前記ＡＥとの通信経路を持ち、
ツリー構造の各頂点となる複数の前記ＢＨＥの各々の間は、通常時にデータ信号を流さず、非常時にトラフィック収容経路として互いにデータ信号を送受するための相互通信経路を有し、
入力通信経路と出力通信経路との関係づけを予め記憶したＢＨＥ転送表と、該相互通信経路について入力通信経路と出力通信経路との関係づけを予め記憶したＢＨＥ間経路表を有し、
各々の前記ＡＥは、
複数の前記ＢＨＥに対して通信経路を持ち、複数の前記ＡＥがそれぞれ互いに独立した経路によって複数の前記ＢＨＥと予め接続し、
入力通信経路と出力通信経路との関係づけを予め記憶したＡＥ転送表を有し、自ＡＥが属する複数のツリー構造の頂点の複数の前記ＢＨＥのうちのひとつに対して現用系経路を設定し、他の前記ＢＨＥの内のひとつ又は複数に対して予備系経路を設定し、
第１のＢＨＥは、通常運用状態に於いて、前記ＡＥから、データ通信を受信すると共に、前記ＡＥと前記第１のＢＨＥとの間の第１の通信経路の通信状況を監視するために、通信経路の正常性を確認するための接続確認フレームを定期的に受信し、
前記第１のＢＨＥは、一定時間を経過するまで次の接続確認フレームを受信しない場合に、前記第１の通信経路において障害が発生したと判断し、
前記第１のＢＨＥは、前記第２のＢＨＥと接続された相互通信経路を用いて、前記第２のＢＨＥに対して転送要求フレームを送出し、
前記第２のＢＨＥは、前記第１のＢＨＥが送信する転送要求フレームを受信すると、
前記第２のＢＨＥは、前記ＡＥと前記第１のＢＨＥとの通信を継続する上で障害となる何らかの問題が発生したことを認識し、
前記第２のＢＨＥは、内部の第２のＢＨＥ転送表に対して、前記ＡＥと前記第２のＢＨＥとの間に接続された前記第２の通信経路を主信号経路として有効化し、前記ＡＥへの下り信号に対して、前記第１のＢＨＥと前記第２のＢＨＥとを接続する前記相互通信経路を用いた前記ＡＥ宛て通信経路を設定するとともに、前記ＡＥからの上り信号に対し、送信経路を前記相互通信経路とするように設定を変更し、
更に、前記第２のＢＨＥは、前記ＡＥへ、上り信号送出経路を、前記第１の通信経路から、通信経路上に異常を認めていない第２のＢＨＥとの間の第２の通信経路へ切替えるよう切替指示フレームを送出し、
前記ＡＥは、切替指示フレームを受信すると、ＡＥ転送表に対して、上り信号送出経路を、前記第１の通信経路から、通信経路上に異常を認めていない第２のＢＨＥとの間の第２の通信経路へ切替えるように設定を変更し
一方、前記第１のＢＨＥは、内部の第１のＢＨＥ転送表に対して、前記ＡＥからの上り信号を受信する経路を前記第１の通信経路から前記相互通信経路とするように設定を変更し、
更に、前記第１のＢＨＥは、第１のＢＨＥ転送表に対して、前記第１のＢＨＥとＡＥを接続する前記第１の通信経路を用いて転送していた前記ＡＥへの下り信号について、前記ネットワークから受信した前記ＡＥ宛て下り信号を、前記相互通信経路へ転送するように設定を変更し、
現用系の前記第１のＢＨＥの下に、障害点を迂回する予備系の前記第２のＢＨＥを頂点とするサブツリー構造によるサブツリーを構築して、当該ＡＥと現用系の前記第１のＢＨＥとの通信を、予備系の前記第２のＢＨＥ経由で予備系経路により中継する通信ネットワーク構成方法。
【請求項１０】
請求項９に記載された通信ネットワーク構成方法において、
既に前記ＡＥと前記第１のＢＨＥとを接続する第１の通信経路に関する障害により、前記ＡＥが、第２の通信経路及び前記第２のＢＨＥを介して前記第１のＢＨＥへ接続されている場合、
前記第２のＢＨＥは、前記ＡＥから前記第２のＢＨＥへ送信する接続確認フレームの定期的受信が途絶えることにより、前記第２の通信経路に関する障害を検出すると、
前記第２のＢＨＥは、前記相互通信経路を用いて、前記第３のＢＨＥに対して切替要求フレームを送出し、
前記第３のＢＨＥは、前記第２のＢＨＥが送信する切替要求フレームを受信すると、
前記第３のＢＨＥは、前記ＡＥと前記第２のＢＨＥとの通信を継続する上で障害となる何らかの問題が発生したことを認識し、
前記第３のＢＨＥは、内部の第３のＢＨＥ転送表に対して、前記ＡＥと前記第３のＢＨＥとの間に接続された前記第３の通信経路を主信号経路として有効化し、前記ＡＥへの下り信号に対して、前記第１のＢＨＥと前記第３のＢＨＥとを接続する前記相互通信経路を用いた前記ＡＥ宛て通信経路を設定するとともに、前記ＡＥからの上り信号に対し、送信経路を前記相互通信経路とするように設定を変更し、
更に、前記第３のＢＨＥは、前記ＡＥへ、上り信号送出経路を、前記第１の通信経路から、通信経路上に異常を認めていない第３のＢＨＥとの間の第３の通信経路へ切替えるよう切替指示フレームを送出し、
前記ＡＥは、切替指示フレームを受信すると、ＡＥ転送表に対して、上り信号送出経路を、前記第１の通信経路から、通信経路上に異常を認めていない第２のＢＨＥとの間の第２の通信経路へ切替えるように設定を変更し
一方、前記第１のＢＨＥは、内部の第１のＢＨＥ転送表に対して、前記ＡＥからの上り信号を受信する経路を前記第３のＢＨＥとの接続された前記相互通信経路とするように設定を変更し、
更に、前記第１のＢＨＥは、第１のＢＨＥ転送表に対して、前記ＡＥへの下り信号について、前記ネットワークから受信した前記ＡＥ宛て下り信号を、前記第３のＢＨＥと接続された前記相互通信経路へ転送するように設定を変更し、
現用系の前記第１のＢＨＥの下に、障害点を迂回する予備系の前記第３のＢＨＥを頂点とするサブツリー構造によるサブツリーを構築して、当該ＡＥと現用系の前記第１のＢＨＥとの通信を、予備系の前記第３のＢＨＥ経由で予備系経路により中継する通信ネットワーク構成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信ネットワークシステム及び通信ネットワーク構成方法に係る。本発明は、特に複数の加入者網を収容し、該加入者が様々なオンラインサービスを享受するために、加入者網と通信事業者の高速伝送網あるいは加入者網と各種サービスプロバイダのバックボーン網、情報配信サービス網、若しくは他の加入者網との接続を可能とするための中継網に関わるものであり、該中継網における通信の信頼性及び品質向上手段（通信経路冗長化並びに通信障害時の経路切替方法）に関する。
【背景技術】
【０００２】
ブロードバンドを利用する通信の需要が高まり、ユーザ向けアクセス回線はＤＳＬ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  Ｌｉｎｅ）などの電話回線をベースとするアクセス技術に代わり、光ファイバを用いた大容量アクセス回線への移行が進められている。現在、アクセス回線サービスには、回線敷設コスト及び保守管理コストの点からＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）システム（以下、単にＰＯＮ、あるいは、光受動網システム、もしくは、受動光網システムとも称することがある）が多く利用されている。たとえば、国際電気通信連合ＩＴＵ-Ｔ （Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｕｎｉｏｎ  Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎ  Ｓｅｃｔｏｒ）での標準化が代表例として挙げられる。２００６年頃から欧米各国でＧＰＯＮ（Ｇｉｇａｂｉｔ  ＰＯＮ）の導入が始まっている。
一般家庭のユーザ（通信サービス加入者）がインターネットへアクセスし情報収集や社会生活に必要な情報サービスを利用する機会が増えるにつれ、通信網の整備、とりわけ、加入者を通信網へ接続するアクセス網提供サービスの充実が求められてきている。すなわち、通信網を提供するキャリアは、アクセス回線のユーザ数増加に伴い局毎の収容ユーザ数を増やすための増資を迫られている。ユーザ数を増やすため、ＰＯＮの追加導入またはＰＯＮシステム毎の収容ユーザ数を拡張する方法が検討されている。これに関連して、従来よりも高ビットレートでの伝送を行う手段として、ＩＴＵ−Ｔ及びＩＥＥＥ（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）において、それぞれ１０ＧＰＯＮ（１０Ｇｉｇａｂｉｔ  ＰＯＮ）並びに１０ＧＥＰＯＮ（１０Ｇｉｇａｂｉｔ  Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）  ＰＯＮ）と称される次世代ＰＯＮ技術が検討されている。
【０００３】
上述の加入者収容装置は通信キャリアの局舎に設置される。加入者とその対向装置（他のユーザ或いはＷｅｂサーバ等）との接続を仲介するため、通常は加入者収容装置から中継伝送網（以下、中継網と称することがある）へ加入者からの信号を入力し、同時に該信号と逆方向にも信号を転送することにより、ユーザが情報入手できる網構成とする。中継網は、プロバイダ網或いはコア網に接続され、ユーザ信号を一つ以上のプロバイダ網或いはコア網に振り分け、逆方向にはプロバイダ網又はコア網からの信号を該当ユーザ宛てに転送する役割を担う。このような中継網を、アクセス網或いはバックホールと称する。
ユーザ網には従来ＡＴＭ（Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｍｏｄｅ）やフレームリレー、ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨなどを利用した専用線サービスが多く用いられてきたが、近年はコスト低減に対する要求の高まりと、伝送容量拡大に対応可能な通信技術及びデバイス製造技術の進展により、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）を代表とする安価なパケット通信網が多く用いられている。一方でコア網内の通信技術としてはＳＯＮＥＴ／ＳＤＨが主流であり、複数のアクセス網を介して集約されるデータを伝送するため大容量且つ高信頼網を構成する。
近年、インターネットの普及とともにＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）及びＭＰＬＳ（Ｍｕｌｔｉ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ  Ｌａｂｅｌ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）に代表されるパケット（或いはフレームとも称する）通信技術が進展し、通信網を構成するための基盤技術として注目されている。パケット網の特徴は、取り扱いの容易さや、開発（導入）コストを低減できることである。これらに加えて、パケット通信技術を対象とする保守管理に関わる標準技術が確立されつつある状況が、通信キャリアがパケット通信技術の導入拡大に動いた大きな理由である。前出の保守管理機能やパケット通信網の機能定義等については、ＩＴＵ−Ｔ、ＩＥＥＥ、ＩＥＴＦ（Ｔｈｅ  Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｔａｓｋ  Ｆｏｒｃｅ）などの標準化団体において議論が行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２１９４９６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的及び課題は、無線アクセス、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）、ＭＰＬＳ、ＰＯＮ、ＭＣ、ｘＤＳＬ、ＡＴＭ、ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ等、多様な通信技術により構築されたユーザサイト及びアクセス回線を収容し、ＩＳＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｓｅｒｖｉｃｅ  Ｐｒｏｖｉｄｅｒ）網又はコア網を介したインターネット上の各種サービスを利用可能な通信経路を提供するための中継網（バックホール）において、通信サービスの継続性を確保するため通信経路の冗長化を行う場合に、中継網内における通信回線や通信装置（信号処理性能）等の網リソースの消費を最小限に抑える通信経路の冗長化方法を提供することである。特に中継網（バックホール）においては多数のアクセス回線を束ねる役割があり、経路のトポロジが１対多接続になる。１対多接続時の通信網冗長化（プロテクション）に関しては、例えば特許文献１などに示される従来技術を用いると、予備のツリー型通信網を一組用意する等の手段があるが、これらの従来技術では実際には利用する可能性の低い経路を多数確保するか、あるいはツリーを構成する経路の一部のみを冗長化し保護する手段が主体である。
本発明は、以上の点に鑑み、網リソースの浪費を最小化し、中継網内に構成されるツリー型経路全体を保護可能な、冗長化された通信ネットワークシステム及び通信ネットワーク構成方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の通信システムでは、例えば、中継網に含まれるエッジ装置を２種類に分類する。一つはアクセス回線を収容するアクセス回線側エッジ装置（ＡＥ）であり、もう一つはＩＳＰ網又はコア網側（所謂ＷＡＮ側）との通信手段を提供するバックホールエッジ装置（ＢＨＥ）とする。ＢＨＥは、それぞれが中継網内に構成されるツリー構造の頂点に位置し、複数のＡＥとの通信経路を持つ。またＡＥは、一つ以上のＢＨＥに対して通信経路を持ち、一つ以上のツリーに属する構成とする。個々のＡＥは、自装置が属する複数のツリー（ＢＨＥ）のうち一つを現用系とし、その他のツリー（ＢＨＥ）に対して優先順位を設定した上で予備系経路とする。また、ツリーの頂点となるＢＨＥ間では互いに信号送受を行うための相互通信経路を備える構成とする。あるＡＥに於いて現用系経路に障害が発生した際には、当該ＡＥと（現用系）ＢＨＥとの通信を、予備系経路（ＢＨＥ）が中継することにより通信の継続性を確保する。ＢＨＥ間の相互通信経路には通常時にはデータ信号を流さず、非常時のトラフィック収容経路として使用する。ツリー頂点間にバイパスを設定することにより、一方のツリーに障害が発生した場合に現用系ＢＨＥから別のＢＨＥを頂点とする予備系路へ信号転送し、障害点を迂回するサブツリー（階層型ツリー）を構築して通信経路を確保する。複数のＢＨＥを備え、ＢＨＥ間のバイパスを用いる理由は、通常の通信網では複数の管理ドメイン間を接続することにより通信経路が構築されるが、その場合に各管理ドメイン内とドメイン間接続区間とをそれぞれ監視する方法が責任分解点を定める上で基本的な方法となるためである。即ち、管理ドメイン内の通信経路が変化する場合であっても、その変化は一つの管理ドメイン内に閉じておき、対外的なインタフェースを提供する特定の装置（又は特定のインタフェース）は変化しないように構成することが運用上（キャリア間の接続契約上）望ましい形となるためである。
【０００７】
本発明の第１の解決手段によると、
アクセス回線を収容するアクセス回線側の複数のエッジ装置（ＡＥ）と、
ネットワーク側と接続される複数のバックホールエッジ装置（ＢＨＥ）と、
を備えた通信ネットワークシステム、及び、通信ネットワークシステムを用いた通信ネットワーク構成方法であって、
各々の前記ＢＨＥは、
複数の前記ＡＥを含む中継網内に構成されるツリー構造の頂点に位置し、複数の前記ＡＥとの通信経路を持ち、
ツリー構造の各頂点となる複数の前記ＢＨＥの各々の間は、通常時にデータ信号を流さず、非常時にトラフィック収容経路として互いにデータ信号を送受するための相互通信経路を有し、
入力通信経路と出力通信経路との関係づけを予め記憶したＢＨＥ転送表と、該相互通信経路について入力通信経路と出力通信経路との関係づけを予め記憶したＢＨＥ間経路表を有し、
各々の前記ＡＥは、
複数の前記ＢＨＥに対して通信経路を持ち、複数の前記ＡＥがそれぞれ互いに独立した経路によって複数の前記ＢＨＥと予め接続し、
自ＡＥが属する複数のツリー構造の頂点の複数の前記ＢＨＥのうちのひとつに対して現用系経路を設定し、他の前記ＢＨＥの内のひとつ又は複数に対して予備系経路を設定し、
前記ＡＥは、通常運用状態に於いて、第１のＢＨＥから、データ通信を受信すると共に、前記ＡＥと前記第１のＢＨＥとの間の第１の通信経路の通信状況を監視するために、通信経路の正常性を確認するための接続確認フレームを定期的に受信し、
前記ＡＥは、一定時間を経過するまで次の接続確認フレームを受信しない場合に、前記第１の通信経路において障害が発生したと判断し、
前記ＡＥは、通信経路上に異常を認めていない第２のＢＨＥとの第２の通信経路を用いて、前記第２のＢＨＥに対して経路切替要求フレームを送出し、
前記第２のＢＨＥは、前記ＡＥが送信する経路切替要求フレームを受信すると、
前記第２のＢＨＥは、前記ＡＥと前記第１のＢＨＥとの通信を継続する上で障害となる何らかの問題が発生したことを認識し、
前記第２のＢＨＥは、内部の第２のＢＨＥ転送表に対して、前記ＡＥと前記第２のＢＨＥとの間に接続された前記第２の通信経路を主信号経路として有効化し、前記ＡＥへの下り信号に対して、前記第１のＢＨＥと前記第２のＢＨＥとを接続する前記相互通信経路を用いた前記ＡＥ宛て通信経路を設定するとともに、前記ＡＥからの上り信号に対し、送信経路を前記相互通信経路とするように設定を変更し、
更に、前記第２のＢＨＥは、前記第１のＢＨＥから前記ＡＥへ向かう通信を、前記相互通信経路にて収容するための転送要求フレームを前記第１のＢＨＥへ送信し、
前記第１のＢＨＥは、前記第２のＢＨＥからの転送要求フレームを受信すると、内部の第１のＢＨＥ転送表に対して、前記ＡＥからの上り信号を受信する経路を前記第１の通信経路から前記相互通信経路とするように設定を変更し、
更に、前記第１のＢＨＥは、第１のＢＨＥ転送表に対して、前記第１のＢＨＥとＡＥを接続する前記第１の通信経路を用いて転送していた前記ＡＥへの下り信号について、前記ネットワークから受信した前記ＡＥ宛て下り信号を、前記相互通信経路へ転送するように設定を変更し、
現用系の前記第１のＢＨＥの下に、障害点を迂回する予備系の前記第２のＢＨＥを頂点とするサブツリー構造によるサブツリーを構築して、当該ＡＥと現用系の前記第１のＢＨＥとの通信を、予備系の前記第２のＢＨＥ経由で予備系経路により中継する通信ネットワークシステム、及び、通信ネットワーク構成方法が提供される。
【０００８】
本発明の第２の解決手段によると、
アクセス回線を収容するアクセス回線側の複数のエッジ装置（ＡＥ）と、
ネットワーク側と接続される複数のバックホールエッジ装置（ＢＨＥ）と、
を備えた通信ネットワークシステム、及び、通信ネットワークシステムを用いた通信ネットワーク構成方法であって、
各々の前記ＢＨＥは、
複数の前記ＡＥを含む中継網内に構成されるツリー構造の頂点に位置し、複数の前記ＡＥとの通信経路を持ち、
ツリー構造の各頂点となる複数の前記ＢＨＥの各々の間は、通常時にデータ信号を流さず、非常時にトラフィック収容経路として互いにデータ信号を送受するための相互通信経路を有し、
入力通信経路と出力通信経路との関係づけを予め記憶したＢＨＥ転送表と、該相互通信経路について入力通信経路と出力通信経路との関係づけを予め記憶したＢＨＥ間経路表を有し、
各々の前記ＡＥは、
複数の前記ＢＨＥに対して通信経路を持ち、複数の前記ＡＥがそれぞれ互いに独立した経路によって複数の前記ＢＨＥと予め接続し、
入力通信経路と出力通信経路との関係づけを予め記憶したＡＥ転送表を有し、自ＡＥが属する複数のツリー構造の頂点の複数の前記ＢＨＥのうちのひとつに対して現用系経路を設定し、他の前記ＢＨＥの内のひとつ又は複数に対して予備系経路を設定し、
第１のＢＨＥは、通常運用状態に於いて、前記ＡＥから、データ通信を受信すると共に、前記ＡＥと前記第１のＢＨＥとの間の第１の通信経路の通信状況を監視するために、通信経路の正常性を確認するための接続確認フレームを定期的に受信し、
前記第１のＢＨＥは、一定時間を経過するまで次の接続確認フレームを受信しない場合に、前記第１の通信経路において障害が発生したと判断し、
前記第１のＢＨＥは、前記第２のＢＨＥと接続された相互通信経路を用いて、前記第２のＢＨＥに対して転送要求フレームを送出し、
前記第２のＢＨＥは、前記第１のＢＨＥが送信する転送要求フレームを受信すると、
前記第２のＢＨＥは、前記ＡＥと前記第１のＢＨＥとの通信を継続する上で障害となる何らかの問題が発生したことを認識し、
前記第２のＢＨＥは、内部の第２のＢＨＥ転送表に対して、前記ＡＥと前記第２のＢＨＥとの間に接続された前記第２の通信経路を主信号経路として有効化し、前記ＡＥへの下り信号に対して、前記第１のＢＨＥと前記第２のＢＨＥとを接続する前記相互通信経路を用いた前記ＡＥ宛て通信経路を設定するとともに、前記ＡＥからの上り信号に対し、送信経路を前記相互通信経路とするように設定を変更し、
更に、前記第２のＢＨＥは、前記ＡＥへ、上り信号送出経路を、前記第１の通信経路から、通信経路上に異常を認めていない第２のＢＨＥとの間の第２の通信経路へ切替えるよう切替指示フレームを送出し、
前記ＡＥは、切替指示フレームを受信すると、ＡＥ転送表に対して、上り信号送出経路を、前記第１の通信経路から、通信経路上に異常を認めていない第２のＢＨＥとの間の第２の通信経路へ切替えるように設定を変更し
一方、前記第１のＢＨＥは、内部の第１のＢＨＥ転送表に対して、前記ＡＥからの上り信号を受信する経路を前記第１の通信経路から前記相互通信経路とするように設定を変更し、
更に、前記第１のＢＨＥは、第１のＢＨＥ転送表に対して、前記第１のＢＨＥとＡＥを接続する前記第１の通信経路を用いて転送していた前記ＡＥへの下り信号について、前記ネットワークから受信した前記ＡＥ宛て下り信号を、前記相互通信経路へ転送するように設定を変更し、
現用系の前記第１のＢＨＥの下に、障害点を迂回する予備系の前記第２のＢＨＥを頂点とするサブツリー構造によるサブツリーを構築して、当該ＡＥと現用系の前記第１のＢＨＥとの通信を、予備系の前記第２のＢＨＥ経由で予備系経路により中継する通信ネットワークシステム、及び、通信ネットワーク構成方法が提供される。
【０００９】
さらに、本発明によると、上述のような通信ネットワークシステム、及び、通信ネットワーク構成方法において、
既に前記ＡＥと前記第１のＢＨＥとを接続する第１の通信経路に関する障害により、前記ＡＥが、第２の通信経路及び前記第２のＢＨＥを介して前記第１のＢＨＥへ接続されている場合、
前記第２のＢＨＥは、前記ＡＥから前記第２のＢＨＥへ送信する接続確認フレームの定期的受信が途絶えることにより、前記第２の通信経路に関する障害を検出すると、
前記第２のＢＨＥは、前記相互通信経路を用いて、前記第３のＢＨＥに対して切替要求フレームを送出し、
前記第３のＢＨＥは、前記第２のＢＨＥが送信する切替要求フレームを受信すると、
前記第３のＢＨＥは、前記ＡＥと前記第２のＢＨＥとの通信を継続する上で障害となる何らかの問題が発生したことを認識し、
前記第３のＢＨＥは、内部の第３のＢＨＥ転送表に対して、前記ＡＥと前記第３のＢＨＥとの間に接続された前記第３の通信経路を主信号経路として有効化し、前記ＡＥへの下り信号に対して、前記第１のＢＨＥと前記第３のＢＨＥとを接続する前記相互通信経路を用いた前記ＡＥ宛て通信経路を設定するとともに、前記ＡＥからの上り信号に対し、送信経路を前記相互通信経路とするように設定を変更し、
更に、前記第３のＢＨＥは、前記ＡＥへ、上り信号送出経路を、前記第１の通信経路から、通信経路上に異常を認めていない第３のＢＨＥとの間の第３の通信経路へ切替えるよう切替指示フレームを送出し、
前記ＡＥは、切替指示フレームを受信すると、ＡＥ転送表に対して、上り信号送出経路を、前記第１の通信経路から、通信経路上に異常を認めていない第２のＢＨＥとの間の第２の通信経路へ切替えるように設定を変更し
一方、前記第１のＢＨＥは、内部の第１のＢＨＥ転送表に対して、前記ＡＥからの上り信号を受信する経路を前記第３のＢＨＥとの接続された前記相互通信経路とするように設定を変更し、
更に、前記第１のＢＨＥは、第１のＢＨＥ転送表に対して、前記ＡＥへの下り信号について、前記ネットワークから受信した前記ＡＥ宛て下り信号を、前記第３のＢＨＥと接続された前記相互通信経路へ転送するように設定を変更し、
現用系の前記第１のＢＨＥの下に、障害点を迂回する予備系の前記第３のＢＨＥを頂点とするサブツリー構造によるサブツリーを構築して、当該ＡＥと現用系の前記第１のＢＨＥとの通信を、予備系の前記第３のＢＨＥ経由で予備系経路により中継する通信ネットワークシステム、及び、通信ネットワーク構成方法を提供することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によると、アクセス回線を集約する中継網に於いて、そのＷＡＮ側インタフェースを提供するＢＨＥ間の相互通信経路を、障害時の経路プロテクションに利用する。ＢＨＥは中継網内における通信の集約点であるため、重要な通信経路の障害は、この集約点（ＢＨＥ）にて把握できる。この特徴を生かしＢＨＥ間にバイパスを設けることにより、中継網内の通信障害に際して速やかに対応（通信経路を変更）できる。また集約点と複数のＡＥとの通信状況をそれぞれの通信経路において監視することにより、一部の通信経路における障害の影響が中継網全体へ及ぶことを防ぐ効果がある。例えば或るＡＥで障害を検出した場合、該ＡＥのみが上述のようなサブツリー構成を適用され、このときＢＨＥ間バイパスには、該ＡＥ宛て信号のみが流れる構成となる。従ってバイパスへの余分な負荷や障害のないＡＥとＢＨＥとの通信における余分な通信瞬断を回避することが可能である。さらに、本発明では、ＢＨＥ間バイパスのみが通常運用に用いない予備系路であって、従来のようにツリー全体を冗長化する必要もなく、リソースの効率分配が可能である。これと同時に中継網内のほぼ全ての通信を保護でき、１対多通信における従来概念としては相反する複数の要求を同時に満たすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】アクセス回線を収容するための中継網（バックホール）を用いた通信網の構成図の一例を示す。
【図２】図１の中継網１０を拡大表示したもので、中継網１０内の回線及び装置配備例を示す網構成図である。
【図３】図２で述べた通信状況確認処理に於いて接続性確認が取れなかった場合の、経路切替方法を説明する通信経路構成図である。
【図４】図２で述べた通信状況確認処理に於いて接続性確認が取れなかった場合の、予備系経路構成方法を示す通信経路構成図である。
【図５】図３の網構成図におけるＡＥ１１２とＢＨＥ１７２との経路切替に関わる処理の流れを示すシーケンス図である。
【図６】図３の網構成図におけるＡＥ１１２とＢＨＥ１７２との経路切替に関わる、図５とは異なる処理の流れを示すシーケンス図である。
【図７】図６のシーケンスにおけるＢＨＥ１７１とＢＨＥ１７２との間の転送経路再設定処理に関わる処理の流れを示すシーケンス図である。
【図８】図６のシーケンスにおけるＢＨＥ１７１とＢＨＥ１７２との間の転送経路再設定処理に関わる、図７とは異なる処理の流れを示すシーケンス図である。
【図９】図５から図８で示した経路切替処理における、ＢＨＥ１７１の経路設定変更手順を示すシーケンス図である。
【図１０】アクセス回線を収容する中継網１０のユーザ側エッジ装置ＡＥの構成例を示すブロック構成図である。
【図１１】図１０のＡＥ１１２の経路制御部１１００が保持する、受信信号の転送表１１１０の構成例を示す説明図である。
【図１２】ＡＥ１１２の制御部１０００を構成する経路管理部１３００が保持する管理表１３１０の構成例（Ａ）を示す説明図である。
【図１３】ＡＥ１１２の制御部１０００を構成する経路管理部１３００が保持する管理表１３１０の他の構成例（Ｂ）を示す説明図である。
【図１４】ＡＥ１１２の制御部１０００を構成する遅延制御部１２００が保持する遅延表１２１０の構成例である。
【図１５】図１１〜図１４で示した各管理テーブルの相互関係を示す説明図である。
【図１６】ＡＥ１１２への経路情報設定に関わる処理の流れを示すフローチャートである。
【図１７】ＡＥ１１２のヘッダ解析部２２６０における、経路監視フレーム（ＣＣＭフレーム）処理に関わる処理を示すフローチャートである。
【図１８】ＡＥ１１２のヘッダ解析部２２６０における、ユーザデータフレームの処理手順を示すフローチャートである。
【図１９】ＡＥ１１２の障害監視部１４００における、経路監視フレーム（ＣＣＭフレーム）の情報処理に関するフローチャートである。
【図２０】ＡＥ１１２の遅延制御部１２００における、受信フレームの転送に関わる処理手順を示すフローチャートである。
【図２１】アクセス回線を収容する中継網１０のＩＳＰ網／コア網側エッジ装置ＢＨＥの構成例を示すブロック構成図である。
【図２２】図２０のＢＨＥ１７２の機能ブロックのうち、ＢＨＥ間経路表５５１０の構成例を示すテーブル構成図である。
【図２３】ＢＨＥ１７２（図２０）の制御部５０００に於いて、経路管理部５３００が保持する管理表５３１０の構成例（Ａ）を示す説明図である。
【図２４】ＢＨＥ１７２の制御部５０００に於いて、経路管理部５３００が保持する管理表５３１０の構成例（Ｂ）を示す説明図である。
【図２５】ＢＨＥ１７２への経路情報設定に関わる処理の流れを示すフローチャートである。
【図２６】ＢＨＥ１７２のヘッダ解析部６２６０における、経路切替要求２０００１を受信した際の処理手順を示すフローチャートである。
【図２７】ＢＨＥ１７２のＣＴＲ５０００に於ける、経路切替要求フレーム受信時の経路切替処理の手順を示すフローチャートである。
【図２８】予備経路９７０を用いる際の、ＢＨＥ１７２とＢＨＥ１７１との通信に用いるフレーム構成例を示す信号構成図である。
【図２９】ＣＣＭフレームの構成例を示す信号構成図である。
【図３０】切替要求フレーム２０００１、転送要求フレーム２０００２、及び処理完了通知（ＡＣＫ）フレーム３００００、４００００の構成例を示す信号構成図である。
【図３１】ＢＨＥ１７１においてＡＥ１１２からのＣＣＭフレームを監視した場合に、該ＣＣＭ信号の到着状況から上り通信に障害が認められた場合の経路切替方法を示す網構成図である。
【図３２】第２の実施の形態における経路切替処理の流れを示すシーケンス図である。
【図３３】図１の中継網１０において、コア網２１０、２２０側の中継網エッジ装置ＢＨＥが、一つのアクセス側エッジ装置ＡＥに対して３つ以上接続される状態を示す網構成図である。
【図３４】図３２で述べた通信状況確認処理に於いて第２の障害３００−２に起因して接続性確認が取れなかった場合の、予備系経路構成方法を示す通信経路構成図である。
【図３５】図３３及び図３４の経路構成例における経路切替処理の流れを示すシーケンス図である。
【図３６】ＢＨＥ１７２のヘッダ解析部６２６０における、データフレーム又は制御（例えばＣＣＭ）フレームを受信した際の処理手順を示すフローチャートである。
【図３７】ＢＨＥ１７２が障害３００−２を検出した際の、経路制御部における経路切替処理の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
Ａ．第１の実施の形態
１．システム
１−１．システム構成
図１に、本実施の形態において想定する網構成を示す。本図はアクセス回線を収容するための中継網（バックホール）を用いた通信網の構成例である。中継網１０を用いる網構成は、モバイルサービス用基地局とキャリア局舎、或いはユーザサイトとキャリア局舎を接続するアクセス回線６０を収容する通信キャリアネットワークにおいて一般的な構成である。アクセス回線６０の実現方式には、ＰＯＮ、ＭＣ（Ｍｅｄｉａ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）、無線アクセスを含む。ＰＯＮシステムは、光ファイバ６３１、６３２、６３３、６３４及び光スプリッタ６３０により構成する。本図ではＡＥ（Ａｃｃｅｓｓ  Ｅｄｇｅ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）１１３がＰＯＮの加入者収容装置であり、ＮＴ（Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｔｅｒｍｉｎａｌ）４２１及び４３１が加入者装置に相当する。ＮＴ４１１、４２１及び４３１は、それぞれユーザ網４１０、４２０及びその他ユーザ網を中継網１０へ接続するためのユーザ網内での回線集約装置である。ＰＯＮを構成する光ファイバ６３１を集線光ファイバ、光ファイバ６３２〜６３４を支線光ファイバと呼ぶ。ＭＣは光ファイバを１対１形式での接続に利用する通信形態であり、本図では一例としてＡＥ１１２とＮＴ４１１とをＭＣ技術で接続した様子を示す（回線６２１が光ファイバである）。無線アクセスに関しては、本図では回線６１１及び６１２を介してＡＥ１１１と接続される無線基地局（ＢＳ；Ｂａｓｅ  Ｓｔａｔｉｏｎ）３１１及び３２１と、ユーザ網又はユーザ端末３１０、３２０を接続するための通信方式である。ＢＳ３１１、３２１を含むユーザ網３１０又はユーザ端末３２０を収容するためのアクセス機能を無線アクセスサイト（Ｃｅｌｌ  Ｓｉｔｅ）８００と称する。無線アクセスサイト８００においては、ＡＥ１１１とＢＳ３１１及び３２１の接続方式にはメタル線や光ファイバを用いた様々な通信方式が用いられているが、近年ではＰＯＮシステムを用いて複数のＢＳを収容する方式が導入され始めている。本図ではＡＥ１１１、１１２、１１３、１２１に接続される回線をアクセス回線６０と総称する。
【００１３】
更に、本図ではコア網２１０と２２０とを示した。本実施の形態ではコア網のエッジ装置（ＣＲＥ；ＣｏＲｅ  Ｅｄｇｅ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）２１１と２２１は、それぞれ互いに異なるＩＳＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｓｅｒｖｉｃｅ  Ｐｒｏｖｉｄｅｒ）への接続点を提供しており、エッジ装置２１１と２２１との相互通信は行わない構成とした。これはエッジ装置間での直接信号送受の可否は本発明及び本実施の形態の実施にあたり影響を与えないためである。本実施の形態の通信システムの経路プロテクション動作を説明するに当たり可能な限り簡単な網構成を想定する。更に他のコア網が存在する構成も可能であり、本図ではその一例としてＣＲＥ２３１が存在し、更に別のコア網（図示せず）と中継網１０（ＢＨＥ１７１又は１７２を介する）又は中継網２０（ＢＨＥ１８１を介する）との接続を行う場合の網構成例を示した。
アクセス回線６０を収容し、ユーザ網３１０、３２０、４１０、４２０とコア網２１０、２２０との通信を中継するための中継網（アクセス網又はバックホール）１０を用いる。中継網１０には、上述のような中継機能を提供するためにアクセス回線収容機能とコア網との接続機能とを備える。また、アクセス回線収容装置ＡＥ１１１〜１１３、１２１にて集約したユーザ網（企業サイトも含む。本図の構成で通信網を利用する一般ユーザ及びビジネス目的でのユーザを総称して以下ユーザと称する）とコア網側インタフェースを提供するエッジ装置（ＢＨＥ；Ｂａｃｋｈａｕｌ  Ｅｄｇe  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）１７１，１７２，１８１を接続する機能を備える。回線集約機能に関して、本図を参照して具体例を説明する。ＢＨＥ１７１は、ＡＥ１１１、１１２、１１３が収容するアクセス回線からの通信信号を、コア網２１０、２２０へ転送する手前で一旦集約し、必要な転送先（コア網）を選択してコア網側エッジ装置ＣＲＥ２１１、２２１、２３１へ信号を転送する機能を備える。ＢＨＥ１７２についても、同じくＡＥ１１１〜１１３が集約する、アクセス回線６０を介したユーザ網との通信を収容する。即ち、ユーザ網はアクセス回線を介してＡＥ１１１〜１１３に集約され、ＡＥ１１１〜１１３から中継網１０を介したコア網２１０及び２２０との通信については、中継網１０のコア網側エッジ装置ＢＨＥ１７１、１７２に集約される。このように、中継網１０を介したコア網との通信は、ＢＨＥ１７１、１７２を一つの頂点とするツリー構造となっている。ＣＲＥ２３１、ＢＨＥ１８１、ＡＥ１２１についても同様の機能を備えており、ＡＥ１２１に収容するアクセス回線６０をツリー構造でＢＨＥ１８１へ集約し、コア網側エッジ装置ＣＲＥ２３１との通信を可能とする。以下、中継網２０については中継網１０と同等の機能を備えるものとし、中継網１０についての説明が中継網２０に対しても適用されるものとする。本図では、一般的に中継網２０からもコア網２１０、２２０をはじめ複数のコア網との通信が行われることを示すことを目的としており、本実施の形態では特に中継網２０のみに特有の機能を必要としないため、中継網１０を対象として説明を行う。
中継網１０において、上述の、ＢＨＥを一つの頂点とするツリー構造を構築するにあたり、ＢＨＥ１７１及び１７２ではそれぞれ同じＡＥ１１１、１１２、１１３を収容する。即ちＡＥ１１１、１１２、１１３から見ると、ＡＥからＢＨＥへ向けて二方向の通信経路が存在する。本構成ではＡＥ１１１、１１２、１１３はそれぞれＢＨＥ１７１、１７２が頂点となる二つのツリー型通信経路の双方に同時に属する。ＢＨＥ１７１及び１７２はコア網との相互接続９０により接続可能なコア網との通信経路を維持しているため、ＡＥ１１１〜１１３は、いずれのＢＨＥ（１７１又は１７２）を介したとしてもコア網との通信が可能な構成である。ＢＨＥ１７１とＣＲＥ２３１、ＢＨＥ１８１とＣＲＥ２１１とを接続する回線も存在することを想定しているが、説明においては図面を見易くするために省略してある。
【００１４】
中継網１０はパケット通信技術を用いて実現する。パケット通信技術としてイーサネット（登録商標）やＭＰＬＳ等の適用が可能である。本実施の形態では、伝送網としての保守管理性を優先的に考慮し、ＭＰＬＳ技術を用いて中継網１０を構成する場合を想定する。尚、本発明及び本実施の形態の動作や効果はＭＰＬＳプロトコルを適用する場合に限定されるものではなく、イーサネット（登録商標）回線やその論理回線であるＶＬＡＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ  ＬＡＮ）を用いても実現可能である。本実施の形態では、通信経路に対して適用可能な保守管理（ＯＡＭ）機能が備えられており、以下の説明で述べるＯＡＭ機能と同等のＯＡＭ機能を備える全ての通信技術を用いて実施可能である。
上の説明で述べたように、本構成例ではＡＥ１１１〜１１３は、ＢＨＥ１７１と１７２のいずれかを介してコア網へ接続すればよい。本図（図１）では、通常運用状態においてＡＥ１１１及び１１２がＢＨＥ１７１を介してコア網との通信を行い、ＡＥ１１３がＢＨＥ１７２との接続によりコア網との通信が可能な状態にあることを想定する。このようにＢＨＥ１７１と１７２を使い分ける理由として、ＢＨＥの装置負荷を低減するという目的がある。ＢＨＥ１７１と１７２は共にユーザからの信号を集約してコア網２１０、２２０へ振り分ける役割を担うため、常時高負荷で稼働することが求められる。そのため一般的には複数のＢＨＥ装置を使い分けることが望ましい。勿論、ＢＨＥに十分な処理能力を期待できる場合には、例えばＢＨＥ１７１のみでＡＥ１１１〜１１３の全ての通信を処理することも可能である。この場合には、ＢＨＥ１７２は予備系として待機しておき、ＢＨＥ１７１の装置故障又はＡＥ１１１、１１２、１１３とＢＨＥ１７１との通信異常が発生した際の代替機として利用する。
以下、本図の網構成例における、中継網１０内部の接続関係を説明する。中継網１０は複数の伝送装置を組み合わせて構成する。ＡＥ１１１〜１１３とＢＨＥ１７１、１７２を接続する回線９１１、９１２、９２１，９２２、９３１，９３２は、ＡＥとＢＨＥとが直結されている場合もあるし、ＡＥとＢＨＥとの間に一つ以上の通信装置（又は中継装置と称する。図示せず）が存在する構成もあり得る。従って、回線９１１、９１２、９２１，９２２、９３１，９３２は物理層のリンクを示す場合と、複数の中継装置を経由する論理的接続を示す場合とがある。今後はこれらを特に識別せず、回線と称する。
【００１５】
今、ＡＥ１１１及び１１２はＢＨＥ１７１のツリーに属する構成を想定する。即ち、回線９１１と９２１を用いてそれぞれＡＥ１１１と１１２がＢＨＥ１７１と通信を行う。また回線９３２を用いて、ＡＥ１１３とＢＨＥ１７２とが通信を行う。これら以外の、運用に用いていない回線９１２、９２２、９３１は、それぞれ中継網１０内部の通信障害や輻輳による遅延拡大時、或いはＢＨＥ１７１又はＢＨＥ１７２における装置障害や負荷増大時に、非常用として用いるための回線である。
次に、中継網１０とコア網２１０及び２２０との回線構成例を説明する。本図ではＢＨＥ１７１とＣＲＥ２１１、２２１がそれぞれ回線７１１、７１２で接続されている。ここでは相互接続９０の構成方法として主に物理回線による接続を想定する。実際の運用構成では物理回線上に複数のＶＬＡＮやＭＰＬＳパス、ＰＷ（Ｐｓｅｕｄｏ  Ｗｉｒｅ）等の論理回線が多重される構成とも成り得るが、ＢＨＥとＣＲＥとの装置間接続に用いる回線は直結されることが一般的であり、本図の構成例ではそれらの回線の接続関係を示すものである。同様に、ＢＨＥ１７２はＣＲＥ２１１、２２１、２３１と、それぞれ回線７２１、７２２、７２３で接続されている。更にＢＨＥ１８１はＣＲＥ２２１、２３１とそれぞれ回線７３２、７３３で接続される。本図の構成例で着目するＢＨＥ１７１とＢＨＥ１７２に関して接続状況を捕捉する。ＢＨＥ１７１はＡＥ１１１と１１２からＣＲＥ２１１、２２１との通信を仲介するため、ＡＥ１１１又はＡＥ１１２からの信号を、該信号の宛先情報に基づいてＣＲＥ２１１或いはＣＲＥ２２１へ振り分ける。逆方向の通信においてはＣＲＥ２１１又は２２１からの信号を、該信号の宛先情報に基づきＡＥ１１１或いはＡＥ１１２へ振り分ける。ＢＨＥ１７２についても同様であり、ＡＥ１１３からＣＲＥ２１１、２２１、２３１への通信を振り分ける一方で、ＣＲＥ２２１、２２１、２３１からの信号をＡＥ１１３へ転送する。以上のように、相互接続９０において、全ての回線は常時信号伝達に利用される構成である。
【００１６】
中継網１０において、ＡＥ１１１〜１１３はコア網２１０、２２０への通信に際して複数（ここでは２つ）の経路から一方を選択可能である。いずれか一方を利用する理由は、パケット通信網である中継網１０の伝送容量を最大限に有効化するため、余分な信号処理を低減するためである。そのため、ＡＥ１１１〜１１３においては経路選択（系選択）のためのデータベース（以下、データベースをＤＢと称することがある）５１１、５１２、５１３を備える。本データベースは、先に述べたような理由により、中継網内やＢＨＥにおける信号処理状況の変化を契機として更新され、ユーザに対して提供中の通信サービスが可能な限り途切れないように機能する。一方、ＢＨＥ１７１、１７２、１８１には障害管理ＤＢ（５７１、５７２、５８１）を備える。本ＤＢは、例えば、各ＢＨＥに接続される一つ以上のＡＥとの通信状況、及びＢＨＥからコア網へ信号転送するための回線（相互接続９０）における通信状態が正常か否かを監視しておき、ＢＨＥからコア網２１０及び２２０への送信経路やＢＨＥからＡＥ１１１〜１１３への通信経路を変更するべきか否かを判定するために用いる。本ＤＢには、前出の判定のために、各回線における通信状態を定期的に監視し該回線の物理的接続状態に関する正否や、輻輳等に伴う通信能力の変化の記録を保持する。
【００１７】
図２は、図１の中継網１０を拡大表示したもので、中継網１０内の回線及び装置配備例を示す網構成図である。本図を用いて、図１の構成における中継網内の保守管理方法について説明する。個々の経路はＭＰＬＳのシムヘッダに具備するＬＳＰ（Ｌａｂｅｌ  Ｓｗｉｔｃｈｅｄ  Ｐａｔｈ）の識別子（ラベル）により中継網１０内で独立に識別できるものとする。
中継網１０内に構成した経路９１１、９１２，９２１、９２２、９３１，９３２では、パケット通信経路の正常性を確認するため、定期的にＣＣＭ（Ｃｏｎｔｉｎｕｉｔｙ  Ｃｈｅｃｋ  Ｍｅｓｓａｇｅ）フレームを送信し、管理者の設定通り（期待通り）に送受信できるか否かを確認する。ＣＣＭフレームは、ＣＣ（Ｃｏｎｔｉｎｕｉｔｙ  Ｃｈｅｃｋ）メッセージ、或いはＣＶ（Ｃｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙ  Ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ）フレームと称されることもある。本実施の形態では通信正常性を確認する該フレームの呼称を、ＣＣＭフレームに統一する。ＣＣＭフレーム１００００は、各経路の端点となる装置から定期的に発行し、対向する終端装置において該ＣＣＭフレームの到着確認を行う。到着が確認できた場合には、更に到着時刻及び到着間隔の確認を行い、当該経路の通信性能が維持されているか否かを判定する。
【００１８】
本図ではＣＣＭフレーム１００００送受信の様子を示すため、ＡＥ１１２とＢＨＥ１７１及び１７２とで構成される三角経路の通信状態管理方法を示した。ここではＡＥ１１２を代表例として説明するが、ＡＥ１１１とＡＥ１１３においてもＢＨＥ１７１、１７２とのＣＣＭフレーム送受の方法は同様である。以下ではＡＥ１１２とＢＨＥ１７１、１７２との通信における信号処理に着目し、これを代表例として説明する。
ＭＰＬＳ（イーサネット（登録商標）ＯＡＭ規定：ＩＴＵ−Ｔ  Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎ  Ｙ．１７３１を用いる場合にも同様の処理を行う）では通信方向が明確に区別される。ＭＰＬＳの場合、通信装置に備える転送表（図１０：１１１０）に保持するテーブルを用いて、入力インタフェース識別子と入力ラベル値との組合せでフローの同一性を確認する。同様に出力インタフェース識別子と出力ラベル値との組合せでフローを識別する。従って、中継網１０内の中継装置においては、入力インタフェース識別子と入力ラベル値から確認できる入力フローと、該フローを出力するための出力インタフェース識別子及び出力ラベル値が対応付けられて転送表（図１０：１１１０）に保持されている。よって、例えばＡＥ１１２からＢＨＥ１７１へ向かう通信信号（ＣＣＭフレームを含む）と、ＢＨＥ１７１からＡＥ１１２へ向かう通信信号（ＣＣＭフレームを含む）は、それぞれが同一の物理回線を通過する可能性もあれば、複数の物理回線が敷設されていた場合に、互いに（物理的に）異なる経路を通過して信号送受を行う可能性もある。本発明及び本実施の形態の実施においては、いずれかの構成に限定する必要は無い。いずれの場合においても、送信側は一定の送信間隔でＣＣＭフレームを送出し、受信側では該フレームを正常な時間間隔で受信できたか否かを確認出来れば良い。尚、本発明及び本実施の形態適用時の動作（通信障害発生時、その障害状況による代替経路構成方法の違い）を明確に示すため、本実施の形態では通信方向によって物理回線がそれぞれ異なる場合を例として説明する。
ＡＥ１１２とＢＨＥ１７２とを接続する回線９２２の通信状況の確認処理においても、ＡＥ１１２とＢＨＥ１７１の場合と同様の処理となる。また、ＢＨＥ１７１とＢＨＥ１７２とをつなぐ回線９７０における通信確認処理においても、同様の処理を行う。前者の場合には、ＣＣＭフレームの発信端及び受信端はＡＥ１１２とＢＨＥ１７２、逆方向にはＢＨＥ１７２とＡＥ１１２となる。後者の場合にはＣＣＭフレームの発信端及び受信端はＢＨＥ１７１とＢＨＥ１７２である。逆方向通信の場合には、発信端及び受信端はＢＨＥ１７２とＢＨＥ１７１となる。
【００１９】
以上のように、ＡＥ１１１〜１１３と、ＢＨＥ１７１、１７２とをそれぞれ接続する区間において定期的に接続状況を確認することにより、各通信区間における通信の継続性を確認できる。ＣＣＭフレームの送達確認が取れない（受信側装置に於いて、ＣＣＭフレームの正常受信（通常運用時に期待する到着時刻及び到着間隔）を確認できない）場合には、当該ＣＣＭフレームを送受している区間及び該通信方向に於いて、通信経路上の回線又は中継装置において何らかの異常が発生していると考えられる。この異常とは、多くの場合にトラフィックの集中による中継装置での処理負荷増大、該中継装置の通信機能の異常動作（或いは故障）、又は中継装置間を接続する通信回線の異常（光ファイバ切断や中継装置インタフェースと回線との接続状態／接触の不良）を意味する。従って、ＣＣＭフレームの送達異常が確認された段階で通信可能な経路を確保するための施策（経路切替）を実行する必要がある。
【００２０】
図３は、図２で述べた通信状況確認処理に於いて接続性確認が取れなかった場合の、経路切替方法を示す通信経路構成図である。
本図では、経路障害３００が、ＡＥ１１１からＢＨＥ１７１へ向かう回線と逆方向の回線との双方に影響を及ぼす場合を想定する。一般的には通信回線は通信方向の異なる複数の通信媒体（例えば、銅線や光ファイバを用いたケーブルがある）を用いる。従って回線切断など物理的な異常状態に陥ると双方向の通信に影響が出る。また、経路障害３００が中継装置（図示せず）の輻輳（信号処理負荷の急増）や装置故障の場合には、やはり双方向の通信に支障を来す。
経路障害３００によって、ＡＥ１１２とＢＨＥ１７１との間でＣＣＭフレーム９２１１及び９２１２の送受信が不可能となる。経路障害３００は、ＡＥ１１２において、ＢＨＥ１７１から送信するＣＣＭフレームの定期的受信が途絶えることにより検出可能である。ＢＨＥ１７１においてはＡＥ１１２から受信するＣＣＭフレームが途切れる現象により同様に検出する。この検出により、ＡＥ１１２とＢＨＥ１７１は共に経路９２１での通信継続が困難であると判断する。その結果、両端の装置１１２、１７１において、それぞれの通信方向について、代替経路への切替を開始する。
ＡＥ１１２では経路障害３００を検出すると、自装置が受信するべき信号が不到着となる危険性を認識する。すると、ＡＥ１１２から予め設定されている代替系経路（正確にはその一部）９２２を利用してＢＨＥ１７２へ、ＢＨＥ１７１との通信を中継するよう要求する。ここでは、切替要求フレーム２０００１を用いる。該切替要求フレーム２０００１の構成例は図２９で詳述する。ＢＨＥ１７２では該要求を受信すると、ＢＨＥ１７１へ該ＡＥ（ここではＡＥ１１２）へ向かう転送経路を切替えるように要求する。即ちＡＥ１１２宛ての情報に関しては、予備経路９７０を用いてＢＨＥ１７２へ送出するように、信号振分設定の変更を依頼する。ここで用いる要求信号（転送要求フレーム）２０００２は、ＣＣＭフレーム１００００とは異なる制御フレームである。該転送要求フレーム２０００２の構成例は図２９で詳述する。
【００２１】
図４は、図２で述べた通信状況確認処理に於いて接続性確認が取れなかった場合の、予備系経路構成方法を示す通信経路構成図である。図２に述べたように、ＣＣＭフレーム１００００の送達時に異常状態（或いは異常動作）を検知した場合の経路構成例を示す。本図を用いて、通信経路９２１上のいずれかの箇所に経路障害３００が発生した状態での通信経路構成方法を説明する。本図では切替後の通信経路として、ＡＥ１１２から出力する信号がＢＨＥ１７２を通過し、ＢＨＥ１７１へ至る代替系（予備系）経路を示した。
既存の切替方法（例えば特許文献１又はＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．８０３１）と異なる特徴は、ＢＨＥ１７２が切替要求信号と経路変更後の通信における中継点となっている構成にある。即ちＢＨＥ１７２を頂点とするツリー型の通信網は、ＢＨＥ１７１から見るとサブツリーを構成しており、更にＢＨＥ１７２にとってはＢＨＥ１７２の上位装置としてＣＲＥ２１１、２２１以外にＢＨＥ１７１が加わった構成となる。この特徴は、（１）ＢＨＥ１７１、１７２が同等の機能を備えた通信中継（集約）装置であり、（２）全てのＡＥ１１１〜１１３がそれぞれ互いに独立した経路によってＢＨＥ１７１及び１７２と予め接続している構成に起因する。（１）の特徴から、ＢＨＥ１７１、１７２との接続関係を入れ替えることでＡＥ１１１〜１１３は所属する単階層ツリーを行き来できる。更にＢＨＥ間の通信経路を迂回経路としてデータ通信に利用することにより、２階層以上の多階層ツリーへ通信網の形態を変更して通信を継続できる。（２）の特徴から、通信網構築計画に依存する経路変更が必要となる際に、回線敷設や装置異動などの手間を必要とせず同等の性能を備える通信経路を確保できる。更に、既存のプロテクション切替技術が１＋１或いは１：１（一般的にはＮ＋Ｍ型やＮ：Ｍ型（Ｎ本の通信を保護するためにＭ本の予備経路を準備する方法））と表されるように、通信単位（例えば「コネクション」や「パス」）毎に、運用系と予備系（切替先）を予め決定しておく方法が主流であって、より確実に個々の通信を保護するには、その分予備的に必要な通信網リソースが拡大するのに対し、本実施の形態では、ＢＨＥ１７１及び１７２にて通信を集約し、ＢＨＥ間を接続する予備経路９７０を予備経路として共有することにより、多大な網リソースを確保する必要が無い。同時に複数の経路障害が発生する確率は低いため、一部の通信経路９７０を全ＡＥ１１１〜１１３で共有し、リソースを有効活用できる。既存技術では予備回線数（設定数）１つにつき１本の通信単位のみ保護するが、中継網１０の構成では全ての通信に対して予備経路９７０を割り当てることが可能である。その費用対効果は大きい。中継網１０は、ＡＥ１１１〜１１３を頂点とする１対多接続とＢＨＥ１７１又は１７２を頂点とする１対多通信が重なった構成であり、更にプロテクション切替処理において、ＢＨＥ１７１及び１７２が個別経路９１１、９１２、９２１、９２２、９３１、９３２と共有経路９７０との相互接続点となる構成である。一般的に、通信収容数を考慮すると通信装置の処理能力は、ＢＨＥ１７１及び１７２がＡＥ１１１〜１１３よりも高い。装置自体の構成もＢＨＥはＡＥに比較して信頼性が高いものを適用する場合が多い。更にはＢＨＥ間の予備経路９７０にも大容量回線を用いやすく、また通常運用時には予備経路９７０にはトラフィックが流入しないため、非常時の対応も容易である。
【００２２】
１−２．概要シーケンス
図５は、図３の網構成図におけるＡＥ１１２とＢＨＥ１７２及びＢＨＥ１７２を介する経路の切替に関わる一連の処理を示すシーケンス図である。
ＡＥ１１２は、通常運用状態に於いて、ＢＨＥ１７１からのデータ通信を受信すると共に、該通信経路９２１の通信状況を監視するためにＣＣＭフレーム１００００を定期的に受信する（１００００−１、１００００−２、１００００−ｋ）。ＣＣＭフレーム１００００を正常に受信した場合に、ＡＥ１１２は該ＣＣＭフレームを受信した時刻を記録し、到着時間間隔を測定するためのタイマーをリセットする。本図ではＣＣＭフレーム１００００−ｋまで受信した段階で、通信経路９２１上に障害３００が発生した状況を示す。
ＡＥ１１２に記録されている時刻は、ＣＣＭフレーム１００００−ｋの受信時刻（Ｓ１０１）である。その後、一定時間（該設定時間はキャリア要求又は装置実装依存だが、例えばＣＣＭフレーム到着間隔の３．５倍など）を経過するまで次のＣＣＭフレームを受信しない場合に（Ｓ１０２）、ＡＥ１１２は当該経路９２１において何らかの障害が発生したと判断する。より正確には、該経路９２１を利用する下り方向通信（ＢＨＥ１７１からＡＥ１１２へ向かう通信）に際して何らかのトラブルが発生したと判断する（Ｓ１０３）。
続いてＡＥ１１２では、通信経路上に異常を認めていないＢＨＥ１７２との通信経路９２２を用いて、ＢＨＥ１７２に対して通信経路切替要求２０００１を送出する（Ｓ１０４）。該切替要求フレームは、通信経路９２２上におけるビットエラーや信号／フレームロスによる通知失敗を回避するため複数のフレーム２０００１を送出する例を示した。本図では２０００１−１、２０００１−２及びそれに続くフレーム送出の様子を示した。ステップＳ６０４と同時に、ＡＥ１１２におけるユーザデータフレーム処理を一定時間中断（待機）する。これは、ＡＥ１１２から送出する信号の新たな受信装置となるＢＨＥ１７２（及びＢＨＥ１７１）において、経路表の更新など、経路切替に関わる一連の処理が完了する迄待機するためであり、該待機時間中にデータロスが発生することを防ぐためである。この待機時間を管理するため、切替要求フレーム２０００１を送出開始すると共に待機用タイマーのカウントを開始する（Ｓ１０５）。そしてタイマーカウント（待機時間長）が一定値に達した時に（Ｓ１０６）、切替要求フレーム２０００１の送信を完了し、切替処理中にＡＥ１１２に蓄積されているユーザデータフレームの送出を再開する（Ｓ１０７）。本図のシーケンスでは、ＢＨＥ１７２内部におけるテーブルの構成変更が求められる。本処理に関しては後の説明（図３１以降）にて詳述する。
【００２３】
図６は、図３の網構成図におけるＡＥ１１２とＢＨＥ１７１との通信経路障害時において、図５とは別の切替動作例を用いる経路切替処理の流れを示すシーケンス図である。
本図のシーケンスでは、ＢＨＥ１７２へ経路切替要求フレーム２０００１を送出する段階迄、図５のシーケンスと同様である。従ってステップＳ１０１〜Ｓ１０４に関する説明は割愛する。
ＢＨＥ１７２では、ＡＥ１１２からの切替要求フレーム２０００１（２０００１−１、２０００１−２及び後続する同フレーム）を受信すると、自装置内の経路設定を変更し、ＢＨＥ１７２からＡＥ１１２への通信経路を設定する。この経路情報更新処理と並行してＢＨＥ１７１に対し転送要求フレーム２０００２を通知し、ＢＨＥ１７１に対し、ＡＥ１１２宛ての信号をＢＨＥ１７２へ転送するよう、またＡＥ１１２からの上り信号に対し、受信経路を予備経路９７０とするように経路変更を要求する（図３）。転送要求フレーム２０００２を送出開始して一定時間経過後か、該転送要求フレーム２０００２に対するＢＨＥ１７１からのＡＣＫ信号（本図では図示せず）を受信すると、ＢＨＥ１７１での転送設定変更処理が完了したと見做す。ＢＨＥ１７２では、前述の自装置内の経路情報更新が完了していることを確認し、自装置及びＢＨＥ１７１での処理完了を契機として、ＡＥ１１２へ転送準備完了を通知するためのＡＣＫ信号３００００を送出する。本図では、ＡＣＫ３００００も経路９２２上の何らかの障害に備えて複数回送信する様子を示した（３００００−１、３００００−２）。
ＡＥ１１２では、該ＡＣＫ信号３００００を確認すると、その時点から経路９２１から９２２へ送出先を変更し、ＢＨＥ１７２経由でのコア網２１０、２２０への通信を開始する（Ｓ１０７）。ＡＣＫ３００００を確認して以降の処理は図５と同様である。ＢＨＥ１７２内部におけるテーブル構成変更に関しては後の説明（図３１以降）にて詳述する。
【００２４】
図７は、図６のシーケンス（ＡＣＫ信号を使用する場合）において、ＢＨＥ１７１とＢＨＥ１７２との間の予備通信経路を用いた経路切替制御信号を送受する場合の処理の流れを示すシーケンス図である。
ＢＨＥ１７２は、先ず図６のステップＳ１０４に続いてＡＥ１１２が送信する切替要求フレーム２０００１を受信する。これを契機として、ＢＨＥ１７２は、ＡＥ１１２とＢＨＥ１７１との通信を継続する上で障害となる何らかの問題が発生したことを認識する。ＡＥ１１２からは信号冗長化のため、複数の切替要求フレーム２０００１（２０００１−１、２０００１−２）を送信するが、これらをＢＨＥ１７２が正常に受信した段階（Ｓ３０１）で、ＢＨＥ１７２内部の経路設定テーブル（転送表、経路表）を変更する。即ち、通常運用では利用しない予備経路９２２を主信号経路として有効化し、同時にＢＨＥ１７１と１７２とを接続する予備経路９７０を用いたＡＥ１１２宛て通信経路を設定する（Ｓ３０２）。また同時に、ＡＥ１１２からの上り信号に対し、送信経路を予備経路９７０とするように通信経路を変更する（Ｓ３０２）。
例えば、ＢＨＥ１７２は、後述のようなＢＨＥ転送表及び／又はＢＨＥ間経路表を備え、それぞれの表に、入力通信経路と出力通信経路との関係づけに対応して、さらに現用・予備の識別情報又は障害の識別情報を、予め記憶しておく。そして、ＢＨＥ１７２は、経路切替要求フレームが到着したことを認識すると、自装置のＢＨＥ転送表及び／又はＢＨＥ間経路表に予め設定された予備系経路情報について、現用・予備の識別情報又は障害の識別情報のフラグを設定し、前記相互通信経路のエントリを有効とする。ＢＨＥ１７２は、これらＢＨＥ転送表及び／又はＢＨＥ間経路表を参照することで、対象とされるフローについて経路切替を行うことができる。
ステップＳ３０１の正常受信確認には、例えば一定数の切替要求フレーム２０００１を受信した時点で正常受信と認識しても良いし、或いは一度切替要求フレーム２０００１を受信した後に、確認フレームをＡＥ１１２へ送信し、該確認フレームに対するＡＥ１１２からの返信（再確認）フレームの受信を確認した時点でＡＥ１１２からの切替要求を有効と判断する方法を用いても良い。
切替要求フレーム２０００１の確認後に自装置内経路設定を変更し、更にＢＨＥ１７１からＡＥ１１２へ向かう通信を、予備経路９７０にて収容するための転送要求フレーム２０００２をＢＨＥ１７１へ送信する。尚、転送要求フレーム２０００２は、耐障害性を高めるために複数回送信する構成とした（２０００２−１、２０００２−２）。この時、転送要求フレーム２０００２の送信開始と共に、ＢＨＥ１７１における予備経路への転送設定の完了を待つためのタイマーを起動する（Ｓ３０４）。タイマーにより一定時間経過したことを確認した段階（Ｓ３０５）で、転送要求フレーム２０００２の送信を停止し、ＡＥ１１２に対して予備系経路９２２及び９７０の準備完了を通知するためのＡＣＫ信号３００００を通知する。ＡＣＫ３００００通知後の動作は、図６と同様である。
同様に、図５のステップＡ１０４の後にも、図７（Ｓ３０１〜Ｓ３０５等）と同様の処理を実行することができる
【００２５】
図８は、図６のシーケンス（ＡＣＫ信号を利用する場合）によりＢＨＥ１７１とＢＨＥ１７２との間の予備通信経路を用いた経路切替制御信号を送受する際の、図７とは異なる処理の流れを示すシーケンス図である。
ＡＥ１１２からの切替要求フレーム２０００１の送信開始から、ＢＨＥ１７１における転送要求フレーム２０００２の送信開始に至るまでの処理は図７と同様である。そのため本図に於いてステップＳ３０３迄の説明を割愛する。
ＢＨＥ１７１では、ＢＨＥ１７２からの転送要求フレーム２０００２（２０００２−１、２０００２−２及び後続する同フレーム）を受信すると、自装置内の経路設定を変更し、ＢＨＥ１７１からＢＨＥ１７２への予備通信経路９７０を用いたＡＥ１１２宛て下り信号、及びＡＥ１１２を送信元とする上り信号のための通信経路を設定する。転送要求フレーム２０００２を正常に受信した後、自装置内における経路設定が完了した段階で、ＢＨＥ１７２へ転送準備完了を通知するためのＡＣＫ信号４００００を送出する。本図では、ＡＣＫ４００００も経路９７０上の何らかの障害に備えて複数回送信する様子を示した（４００００−１、４００００−２）。転送要求フレーム２０００２の正常受信を確認する方法として、例えば一定数の切替要求フレーム２０００１を受信した時点で正常受信と認識しても良いし、或いは一度切替要求フレーム２０００１を受信した後に、確認フレームをＡＥ１１２へ送信し、該確認フレームに対するＡＥ１１２からの返信（再確認）フレームの受信を確認した時点でＡＥ１１２からの切替要求を有効と判断する方法を用いても良い。
ＢＨＥ１７２では、該ＡＣＫ信号４００００を確認すると、ＡＥ１１２宛てに経路９２２を介して、予備系経路９２２及び９７０の準備完了を通知するためのＡＣＫフレーム３００００を送信する。ＡＥ１１２がＡＣＫ３００００を確認して以降の処理は図５及び図７と同様である。
同様に、図５のステップＡ１０４の後にも、図８（Ｓ３０１〜Ｓ３０３、Ｓ４０１等）と同様の処理を実行することができる。
【００２６】
図９は、図５から図８で示した経路切替シーケンスにおける、ＢＨＥ１７１の経路設定テーブル（経路表）の変更手順を示すシーケンス図である。本図は、ＡＥ１１２を一連の経路切替処理を実施するためのトリガ装置（即ちＡＥ１１２にて障害検出することを仮定）とした場合の、対向エッジ装置ＢＨＥ１７１における経路設定手順を示す。
ステップＳ１０４からＳ３０３に至る処理手順は図５〜図８と共通の処理であるため説明を割愛する。尚、ＡＥ１１２ではＢＨＥ１７２に対して経路切替要求フレーム２０００１を送出した時点で、上り信号の送信経路を予備系経路９２２へ変更して構わない（Ｓ１０７−１）。本経路変更の実施にあたっては、具体的には転送表（図１０；１１１０）、管理表（図１０；１３１０）の記載変更を行う。
ＢＨＥ１７１は、ＢＨＥ１７２からの転送要求フレーム２０００２（２０００２−１、２０００２−２）を正常に受信すると、該当するアクセス回線側エッジ装置であるＡＥ１１２からの上り信号を受信する経路を現用系経路９２１からＢＨＥ間予備経路９７０に変更する（Ｓ５０１）。更に、ＢＨＥ１７１から経路９２１を用いて転送していた下り信号についても、転送経路をＢＨＥ１７２経由の予備経路９７０及び９２２へ変更する（Ｓ５０２）。ＢＨＥ１７１にて必要な経路変更は、コア網２１０、２２０から受信したＡＥ１１２宛て下り信号を、予備経路９７０へ転送することである。ＢＨＥ１７１での中継処理はＢＨＥ１７１内に保持する転送表を用いて実施する。
例えば、ＢＨＥ１７１は、後述のようなＢＨＥ転送表及び／又はＢＨＥ間経路表を備え、それぞれの表に、入力通信経路と出力通信経路との関係づけに対応して、さらに現用・予備の識別情報又は障害の識別情報を、予め記憶しておく。そして、ＢＨＥ１７１は、経路切替要求フレームが到着したことを認識すると、自装置のＢＨＥ転送表及び／又はＢＨＥ間経路表に予め設定された予備系経路情報について、現用・予備の識別情報又は障害の識別情報のフラグを設定し、前記相互通信経路のエントリを有効とする。ＢＨＥ１７１は、これらＢＨＥ転送表及び／又はＢＨＥ間経路表を参照することで、対象とされるフローについて経路切替を行うことができる。
以上の処理が完了すると、障害３００発生前に現用系経路９２１を用いて行っていたＡＥ１１２とＢＨＥ１７１との通信（上り／下り信号処理）を、共にＢＨＥ１７２経由で行うことによりＡＥ１１２とＢＨＥ１７１との通信を確保できる。ＡＥ１１２は、図５に示したような送出タイマーカウント完了か、或いは図６〜図８に示したＡＣＫ受信により上り信号の送出を再開する（Ｓ１０７−２）。
【００２７】
２．エッジ装置ＡＥ
２−１．ＡＥの構成
図１０は、アクセス回線を収容する中継網１０のユーザ側エッジ装置ＡＥの機能ブロック構成例を示す。ＡＥ１１１〜１１２及び１２１の機能構成は略同様である。そこで本図ではこれらＡＥの代表的な構成例を、ＡＥ１１２を対象に説明する。
ＡＥ１１２は、ラインカード２０００（以下、ＬＣと略称することがある。またＬＣは一般的にインタフェースカードとも称されることがある）、スイッチ部３０００、装置制御部１０００（以下、ＣＴＲと略称することがある）を含む構成とする。通信装置の一般的な構成では、ＬＣ２０００を複数収容し、各ＬＣ２０００がそれぞれスイッチ部３０００を介して（若しくはＬＣ間における直接的なデータ交換経路を用いた接続形態によって）接続される。スイッチ部３０００はＬＣ間での直接接続経路に置き換える構成としても良い。また一般的にはスイッチ部３０００及びＣＴＲ１０００、更にＬＣは装置故障に備えて同等機能を備えた予備系ブロックを備える冗長構成を採用する場合がある。尚、本発明及び本実施の形態の特徴には、装置内部における冗長構成の有無により影響を受けない。そのため本図では冗長構成方法に関する図示を省略して示している。勿論、冗長構成を導入しても本発明及び本実施の形態の実施に影響は無く、本発明及び本実施の形態に期待される効果は変わらない。
以下、ＡＥ１１２へ入力される信号の流れに沿って各機能について説明する。
先ず、ＬＣ２０００のライン入出力部２１００（以下、ＬＩＯ部と略称する）へ、アクセス回線６０を介してユーザデータ（以下、主信号とも称する）が入力される。ＬＩＦ２１１０、２１２０、２１３０は、それぞれ回線を収容するためのインタフェース（ＬＩＦ）である。本構成ではＮＬＩＦ個のインタフェースを備える場合を想定している。ＬＩＦが該ユーザデータの入力を確認すると、該ユーザデータを入力バッファ２２１０へ転送する。入力バッファ２２１０は入力信号処理部２２００が備える機能の一つであり、入力される信号に関して、該信号の終端或いは転送処理が完了するまで、一時的に保持する。ＬＩＦ２１１０〜２１３０には光信号送受信モジュール又は電気回線インタフェースを備え、信号の受信開始位置（或いは受信開始時刻）を認識し、同期回線の場合は一定周期毎に、パケット／フレーム通信回線の場合にはパケット／フレーム単位で該信号を抽出する。入力バッファへ格納する信号は、ＬＩＦ２１１０〜２１３０にて上述の処理により抽出した信号であり、予め決めた単位毎に成型した情報を保持する構成とする。
続いて入力信号処理部２２００について説明する。ここでは受信する信号形態をフレーム形態と想定して説明する。上述の処理により、入力バッファには受信した情報の宛先識別子、送信元識別子などの該情報の転送処理に関わる情報（フレーム制御情報）を含むヘッダ情報と、該情報そのものを含むペイロード情報とが格納される。格納後、該フレームについて、ヘッダ部とペイロード部にそれぞれ分割した処理を行う。
【００２８】
ヘッダ部については、先ずヘッダ抽出部２２５０が入力バッファ２２１０より読み出し、該ヘッダ情報をヘッダ解析部２２６０へ転送する。ヘッダ解析部２２６０は受信したヘッダ情報を参照し、当該フレームの宛先を確認して適切な出力回線から送出するため経路情報の確認を行う。これに加えて、ヘッダ情報の付与、変換、削除が必要か否かを確認する。入力フレームがＭＰＬＳフレームである場合、入力フレームに付与されていたＭＰＬＳラベルと出力時に付与すべきＭＰＬＳラベルとが異なる場合がある。更に、ＡＥ１１２を通過する前後で、該情報の処理優先度や、ＴＴＬ（Ｔｉｍｅ  Ｔｏ  Ｌｉｖｅ）値などを更新する必要がある場合もこのヘッダ情報変換処理に含まれる。これらヘッダ情報の操作は、ヘッダ処理部２２７０にて行う。以上の処理により出力フレームのヘッダ情報が確定した後、該ヘッダ情報をフレーム生成部２２３０に転送する。ここでヘッダ情報はフレーム生成バッファ２２３１に格納しておく。
一方ペイロード部（受信情報の本体）は、ペイロード抽出部２２２０が入力バッファ２２１０から取り出される。通常のフレーム構成では、ヘッダ部とペイロード部が連続した構成となるため、ヘッダ抽出部がヘッダ読み込みを完了した後にペイロード抽出部が情報開始位置を確認して読出しを開始する形となる。そのためにはペイロード抽出部２２２０にもヘッダ識別機能を備えるか、ヘッダ抽出部２２５０からペイロード抽出部２２２０へペイロード開始位置を通知する手段を備える。いずれの方法でも実現可能であるため、ここでは前者の構成を想定する（ペイロード抽出部２２２０内のヘッダ識別機能は図示せず。該機能の詳細説明は割愛する）。該ペイロード情報は、対応するヘッダ情報と組み合わせて出力フレームを構成するためフレーム生成部２２３０へ転送する。ヘッダ抽出からヘッダ構成完了までの処理時間とペイロード抽出からフレーム生成部２２３０への到着時間差は、フレーム生成バッファ２２３１にて吸収する。即ち、ヘッダ情報とペイロード（情報本体）がフレーム生成バッファ２２３１にて組合されフレームが構成されるまで、いずれか早く到着した側が待機する構成である。該情報の出力フレームが生成された後、該出力フレームは出力バッファ２２４０へ移動する。出力バッファ２２４０は、複数のフレームがスイッチ部３０００への出力を待つためのキューを提供する。該キューからスイッチ部３０００への出力に関し、フレームの優先的出力などの処理を行うため、読出し制御部２２８０を備える構成とした。読出し制御部２２８０における読出し制御のベースとなる情報は、出力バッファに蓄積している個々のフレームのヘッダ処理結果に基づく。本図ではヘッダ処理部２２７０から読出し制御部２２８０へ該情報を与える構成とした。
【００２９】
スイッチ部３０００は、一般的に各ＬＣ２０００（及び２０００−２）からのフレーム入力数（入力データ量）に対して十分な容量を確保してある。スイッチ部では入力信号処理部２２００から受信するフレームに対して、宛先情報に基づいて適切なＬＣ２０００を選択し、該ＬＣ２０００の出力信号処理部２４００へフレームを転送する。この時の宛先情報と転送先ＬＣとの対応関係は経路制御部１１００並びに転送表１１１０により決定される。本図ではこの経路情報の全部または一部を経路制御部１１００とスイッチ部３０００とが共有できる構成としたため、制御線３００１を図示した。或いは別の方法として、スイッチ部３０００では受信フレームの転送先ＬＣの（スイッチ部３０００内部での）識別子のみ分かれば十分であるため、該識別子をヘッダ処理部２２７０にて予めフレームヘッダに挿入しておく方法も採れる。この場合には、該情報は装置内部のみで有効な情報のため、例えばヘッダ情報の外部に付与するための、一般に装置内部ヘッダと呼ばれる領域に該識別子を挿入しておく。装置内部ヘッダはＬＩＯ（２１００）から外部へフレームを送出する際には予め削除する。削除する箇所としては出力信号処理部２４００内部又はＬＩＯ（２１００）がある。本実施の形態では、内部ヘッダを付与する場合にはＬＩＯ（２１００）で該内部ヘッダを削除する方法を想定するが、いずれの方法でも本発明及び本実施の形態を実装可能である。
出力信号処理部２４００の役割は、スイッチ部３０００から受信するフレームを、該フレームの宛先に向かう適切なＬＩＦから送出することである。スイッチ部３０００からフレームを受信した段階では該フレームの送出インタフェースを含むＬＣ２０００が選択された状態であり、未だ出力インタフェースが特定されていない。出力信号処理部２４００ではこの出力インタフェースを決定する処理を行う。
出力信号処理部２４００がスイッチ部３０００から出力フレームを受信するタイミングは一般的には不定である（出力信号処理部２４００側では制御できない）。そこで、スイッチ部３０００からスイッチインタフェース（ＩＦ−Ｏ）２３２０を介して受信するフレームを一時的に蓄積するバッファ２４１０を備える。出力ポート検索部２４２０は、バッファ２４１０から出力フレームのヘッダ部分を読み出し、該フレームを送出すべきインタフェース（２１１０〜２１３０に示したＮＬＩＦ個のうち一つ）を決定する。このインタフェースは物理回線の識別子のみで表されることも、物理回線と論理回線の双方の識別子を組み合わせて識別される場合もある。Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）フレームやＭＰＬＳフレームの場合、複数のＶＬＡＮタグ又はＭＰＬＳラベルをフレームヘッダに挿入することも珍しくは無い。この場合は物理回線のみ振り分けても、論理回線の識別子が無ければその先の該フレームの転送が不可能となる可能性がある。そのため物理／論理回線識別子は、前述の内部ヘッダに格納される識別子でなければ（汎用的に他の通信装置でも識別できる情報であれば）出力フレームとしてバッファ２４１０に格納したフレーム形態を維持した状態で送出する。出力ポートは、経路制御部１１００の転送表１１１０により決定される。本実施の形態では転送表１１１０に含まれる情報を出力ポート検索部２４２０と経路制御部１１００とで共有可能な構成としたため、制御線２４２１を示した。前述のように装置内部ヘッダを用いる方法で出力ポートを指定することもできる。このときには制御線２４２１を使用する必要が無くなる。ヘッダ処理部２２７０にて転送表１１１０を参照して、内部ヘッダに出力ポート識別子を挿入しておき、出力ポート検索部２４２０では該識別子を参照して宛先ポート毎に設けるフレームキュー２４３０へ該フレームを格納する。
【００３０】
ＡＥ１１２からのフレーム送出タイミングを最終的に決定する機能が読出し制御部２４６０である。読出し制御の方法にはフレームのヘッダ情報に基づく優先的出力や、フレームキュー２４３０が対応する出力先回線４１００〜４３００における経路上の輻輳、フレームキュー２４３０内部での一部出力回線へのトラフィック集中などによるフレーム処理順位の変更といった処理がある。読出し制御部２２８０における読出し制御のベースとなるこれらの情報は、フレームヘッダの他、フレームキュー２４３０の状態監視、障害監視部１４００との制御線を介した状態監視に基づく。読出し制御部２４６０により出力指示したフレームは、フレームキュー２４３０から出力ポート振分部２４４０へ転送される。出力ポート振分部２４４０は、フレームヘッダに挿入済の回線識別子に従い所定の回線インタフェースＬＩＦ（本構成例では２１１０〜２１３０のいずれか）へ送出する。フレームキュー２４３０の後段に出力ポート振分部２４４０を備える理由は、例えばＬＡＧ（Ｌｉｎｅ  Ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ）技術を適用した通信網であって複数の物理回線を束ねて大容量通信を行う場合には、実際に個々のフレームを送出するべき回線を選択する必要があり、マルチキャストフレームの場合に全回線に対してフレームを送信するためフレームコピー処理を行う必要があるためである。フレームキュー２４３０では入力フレームのヘッダ情報に応じて生成された出力フレームが格納されるため、入力フレームと出力フレームとのフレーム数の関係は１対１である。読出し制御部２４３０も、フレームヘッダ情報及びペイロード情報に基づく送出／待機指示を行う。従って最終的に送出回線を特定する機能は出力ポート振分部２４４０が備える構成である。
さて、図２及び図３で示したように、経路障害発生時に利用経路の切替を行うには、出力ポートを２４２０で決定するかヘッダ処理部２２７０で決定するかに関わらず、ＡＥ１１２は少なくとも２つ以上の複数のフレーム送出先を転送表に登録しておく必要がある。更に、その回線群の中での優先付けを行い、どの回線に優先的に出力するか（即ち、どの回線を現用系として、また予備系として利用するか）を設定しておく。障害監視部１４００は通常状態か異常状態かを判断し、出力ポート振分部２４４０では、その判断に応じて出力回線の振り分けを行う。
【００３１】
遅延制御部における処理手順は以下の通りである。ＡＥ１１２においてＢＨＥ１７１からのＣＣＭフレームを受信すると、上述の手順に従ってＣＣＭフレームの処理を行う。ＣＣＭフレームはＡＥ１１２であるため、ヘッダ解析部２２６０において自装置宛てであることを検出すると、その次の処理であるヘッダ情報の操作を必要としない。ヘッダ解析部２２６０から障害監視部１４００へ制御線を介してＣＣＭフレームの到着時刻及び到着間隔を通知する。障害監視部１４００では、通知されるＣＣＭフレームの通信状況を確認し、異常状態か否かを判定する。この判定方法は実装に依存する部分が多いが、その一例を挙げれば、ＩＴＵ−Ｔ又はＩＥＥＥの標準規定にあるように、ＣＣＭフレーム送信周期の３．５倍に渡り正常なＣＣＭフレームの受信が無ければ、監視対象経路に障害が発生していると判定する方法がある。障害監視部１４００は、経路障害を検知するとフレーム生成部２２３０へ切替要求フレームの生成を指示する。この切替要求フレームはＢＨＥ１７２に対して送出するフレームである。切替要求フレームは生成後、直ちに出力バッファ２２４０に格納され、更に読出し制御部２２８０への障害監視部１４００からの指示により高優先フレームとして読み出される。スイッチインタフェース（ＳＩＯ）部のインタフェース（ＩＦ−Ｉ（２３１０）、ＩＦ−Ｏ（２３２０））を介してバッファ２４１０に格納された該フレームは、障害監視部１４００からの指示又は該フレームに付与した内部ヘッダ情報から該フレームを高優先で読出し、直ちにフレームキュー２４３０へ転送する。更に、フレームキュー２４３０の読出し制御部２４６０によって高優先で出力され、出力ポート振分部２４４０によってＢＨＥ１７２向け回線に送出される。障害監視部１４００は、障害が発生した経路を記録しておく必要がある。本構成例では障害監視部１４００と経路制御部１１００とを接続する制御線によって、障害監視部１４００からも転送表１１１０を参照できる構成とした。この相互参照を用いるため、転送表１１１０には、経路振分情報に加えて障害状況（経路利用状況）を示す（稼働経路を識別する）フィールドを備える構成とした（図１１）。勿論、障害監視部１４００に、転送表と独立した経路リストを備え、該リストに障害状況を記録する方法でも実施可能である。
【００３２】
図１１は、図１０の転送表１１１０のテーブル構成例を示す。本テーブル１１１０は信号の入力経路と出力経路とを関係づける。テーブル１１１０には登録した各経路において障害が発生しているか否かを示すパラメータ１１１６、更に複数の回線が利用可能な場合に利用回線を選択するために用いる回線優先度１１１５を含む。回線優先度フィールド１１１５は、ＡＥ１１２が受信信号を処理する際に転送先となる可能性のある通信回線に対し優先順位をつけるための指標（の一つ）となる。本テーブルには更に回線種別フィールド１１１９を備え、これにより当該信号を受信した経路及び各時点で当該信号を出力すべき方路が現用系か予備系かを判断する。
ＡＥ１１２は、本図１１（Ａ）のテーブルを用いて受信信号（実施の形態ではパケットフォーマットを想定する）を処理する。具体的には、一連のパケット群で構成される「フロー」及び当該フローが通過すべき経路を識別する。そのため信号を受信する物理回線４１００〜４３００或いは物理インタフェース２１１０〜２１３０の識別子（方路ＩＤ）１１１１と、当該回線上に多重される信号（論理回線）に対する識別子（フローＩＤ）１１１２を用いる。これに対応する出力回線の識別には出力方路ＩＤ１１１３と、出力フローＩＤ１１１４を用いる。即ちこれら４種類のパラメータの組合せにより、受信フロー及び該フロー通過経路の特定を行う。
本実施の形態では、ＡＥ１１２からコア網２１０、２２０へ向かう通信経路ではＢＨＥ１７１と１７２とが一対の冗長系として構成する。それぞれの経路を現用系（Ｗ；Ｗｏｒｋｉｎｇ  Ｐａｔｈ／Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）、予備系（Ｐ；Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ  Ｐａｔｈ／Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）と表記した。本図１１（Ａ）の第１エントリと第３エントリは、それぞれ同一の物理回線から入力され、同一の論理識別子を持つ信号に適用する。第１エントリが現用系（高優先）、第２エントリが予備系（低優先）である。障害状態フィールド１１１６は、各エントリで識別される経路上での通信状態が正常か否かを示す。
【００３３】
障害監視部１４００がＣＣＭフレームの通信状態を確認し通信異常を検知すると、当該経路の障害状況フィールド１１１６に障害発生フラグを記録する。障害フラグと同時に当該経路での通信を中止する必要があることから、異常検知に伴い、該エントリの優先度フラグを変更する。例えば、第１エントリの出力先経路に障害が発生した際には、該エントリの障害フィールド１１１６に障害表示を書きこみ、該経路の優先度を“Ｌｏｗ”に変更し、代替経路である第２エントリの優先度を“Ｈｉｇｈ”に変更する。
その他フラグを記載するフィールドには、例えば当該エントリを利用する信号があるか否か、当該エントリが（契約（運用状況）や障害状態に基づき）有効か否か、或いは当該エントリに対応する予備系エントリの番号（当該エントリを示すテーブルアドレス）を記載しておく。特に現用系経路と予備系経路の対応関係を保持することは、本実施の形態に於いて重要である。例えば、論理回線の識別子は経路が異なれば別の識別子を用いることが多い。また一つのフローに対し、１＋１冗長系（或いはＬｉｎｋ  Ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ）を形成する場合がある。このような場合、ＡＥ１１２に於いて物理回線と論理回線の識別子がいずれも異なる複数の経路からの受信信号を組み合わせた転送処理を行う必要がある。このように特殊な設定の場合にも、予めエントリ同士を関連付けておくことにより、障害発生時に直ちに対応する代替経路を検索することが可能である。
出力回線の論理回線識別子（出力方路ＩＤ１１１３と出力フローＩＤ１１１４）と、実際に信号を出力するインタフェースの物理回線識別子とを対応付けることも重要である。入力方路ＩＤ１１１１と出力方路ＩＤ１１１３がそれぞれ物理回線を示すＩＤであれば問題は生じないが、各方路ＩＤが論理的な方路ＩＤであった場合には、当該論理回線と実際に信号を送出する物理回線とを対応付ける必要がある。その際にはその他フラグフィールド１１１９を利用して対応する。
本図１１（Ｂ）は、転送表１１１０を簡略化した構成例を示す。テーブル（Ｂ）には、ＡＥ１１２が収容する（通常、複数の）アクセス回線６０の識別子１１１７と、該アクセス回線６０を中継網１０内の現用系経路（例えば図１〜図４での経路９２１）又は予備系経路（例えば図１〜図４での経路９２２）と対応付ける識別子１１１８を記載する。
【００３４】
ＡＥ１１２は、アクセス回線６０（Ｕｓｅｒ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  （ＵＮＩ）と称する）からの入力信号を（Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  （ＮＮＩ）と称する）へ転送する際に、本テーブルを参照して現用系経路へ転送すべきか予備系経路を利用すべきかを判断する。本図１１（Ｂ）の構成を適用するには、アクセス回線６０（ＡＥ１１２においては経路６２１）と入力方路／フローＩＤ（１１１７）とを１対１に対応付ける必要がある。また中継網１０側インタフェースに対しても、現用系経路９２１と出力方路／フローＩＤ（１１１８）、或いは予備系経路９２２と出力方路／フローＩＤ（１１１８）とが１対１に対応づけられる必要がある。これらの対応付けの手段はテーブル（Ａ）設定時と同様である。即ち、方路ＩＤとして物理回線を指定するか、その他フラグフィールドを用いた対応付けを行うことで実現可能である。
尚、図１１（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ（１）アクセス回線６０からの入力信号をコア網２１０、２２０へ転送する上り方向通信に対応するエントリ（１１１０Ｂ−１）と、（２）中継網１０からアクセス回線６０へ出力する下り方向通信に対応するエントリ（１１１０Ｂ−２）の双方を含む構成とした。このテーブル構成は、通信方向毎（上り／下り）に分割実装しても構わない。
【００３５】
図１２は、ＡＥ１１２の制御部１０００を構成する、経路管理部１３００に保持する管理表１３１０の構成例（Ａ）を示す。本テーブルは、ＡＥ１１２に設定した経路情報を集約したデータベースである（図１１の転送表１１１０は該経路情報の一部である）。経路管理部１３００は、ＯｐＳ１００００（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）との情報送受を行う機能を備えており、管理表１３１０にはオペレータ（運用者）から入力される経路設定情報を保持する役割と、運用中の各経路における通信状況を随時確認し、オペレータへ開示する（オペレータからの状態監視を可能にする）役割がある。
本図の構成例（Ａ）は、図１１（Ａ）のテーブルエントリに対応する構成例である。本テーブルエントリを参照する際の検索対象となるＦｌｏｗ−１、Ｆｌｏｗ−２の識別子（フローＩＤ）１３１１、フロー毎の信号伝送方向（通信方向）１３１２、該フローに対する現用系経路設定情報１３１３、該フローに対する予備系経路設定情報１３１４、該フローが現在利用している冗長系経路（現用系／予備系）の識別子１３１５、及びその他フラグ領域１３１６を含む。
各フローに対する現用系経路設定情報１３１３には、それぞれ入力方路ＩＤ１３１３−１と出力方路ＩＤ１３１３−２、予備系経路設定情報１３１４には、それぞれ入力方路ＩＤ１３１４−１、出力方路ＩＤ１３１４−２を含む。
本構成例では、ＡＥ１１２が（アクセス回線６０から）受信する上り通信信号に付与されるフロー識別子がＶＬＡＮ−ｊであり、該受信フローを中継網１０内へ転送する際のフロー識別子としてＬＳＰ−ｍ又はＬＳＰ−ｎを用いることを示す。加えて、現時点で当該フローが使用している経路は現用系（Ｗ）であることを示す。下り通信についても同様に、ＡＥ１１２が中継網１０から受信する信号Ｆｌｏｗ−２（識別子：ＬＳＰ−ｙ又はＬＳＰ−ｗ）に対し、アクセス回線６０向けに設定したＶＬＡＮ−ｑを適用（付与）して転送することを示す。Ｆｌｏｗ−２が現在選択利用している系は、現用系（Ｗ）である。
【００３６】
図１３は、ＡＥ１１２の制御部１０００を構成する経路管理部１３００が保持する管理表１３１０の他の構成例（Ｂ）を示す。本テーブル構成図は、管理表１３１０を構成する情報の一部を纏めた例である。実装条件に応じて、図１２に示したテーブル構成図（Ａ）と本図の構成例（Ｂ）とを一つのテーブルに纏めて保持しても、分割したテーブルとして保持しておき、随時相互のテーブルに記載するパラメータを参照し、相互に矛盾なく維持する通信手段を備える方法でも経路管理を実現できる。
図１３は、物理回線インタフェースとヘッダ情報とを関連付ける。一方、図１２はヘッダ情報とフローＩＤとを関連付ける。即ち構成（Ａ）が上位層情報（サービス設計・設定方針/概念などの運用管理者向け情報）とヘッダ情報、構成（Ｂ）が下位層情報（ハードウエア情報）とヘッダ情報の対応付けを行う。
本図のテーブル（Ｂ）には、個々の入力信号（フロー）に対し、該信号を受信する物理回線インタフェース２１１０〜２１３０と、物理回線４１００上に多重され、ＭＰＬＳラベル等のヘッダ情報により識別される論理回線との対応関係を示す。また同時に、論理回線上（論理回線を示すヘッダ情報）に更に識別子を加えて信号多重（例えばＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）のＶＬＡＮタグスタックや、ＭＰＬＳラベルスタック）して送信する階層化された論理回線（或いは階層化フロー）との関連付けを行う。
テーブル（Ｂ）のエントリは物理回線インタフェース識別子１３１７（物理ＩＦ−ＩＤ）毎に設定する。このエントリに対し、通信プロトコル毎に異なるインタフェース種別１３１８（回線種別）を設定する。回線種別には、例えばギガビットイーサネット（登録商標）回線（ＧｂＥ）、１０ＧｂＥ、ＰＯＳ、１０Ｇｂｐｓ−ＰＯＳ（１０Ｇ−ＰＯＳ）等がある。本図ではこれらをテーブル上に直接記載する形で示したが、実際にテーブル（Ｂ）を構築する上では、これら回線種別毎に回線番号などの識別子を設定しておき、該識別子で本テーブルに記載する構成も可能である。一つの物理回線１３１７には複数の論理回線を含むことができるため、物理回線１３１７は、論理回線の数に合わせて、同一識別子を該エントリ１３１７に含む。更に本テーブルには、論理回線毎に、通信方向１３１９を記録する。ＡＥ１１２とＢＨＥ１７１（１７２）との通信において、往路と復路でそれぞれ利用する経路が異なるよう設定することも可能であるため、個々の論理回線毎に、通信方向１３１９を記録しておく必要がある。更に、論理経路を構成するための論理パス識別子１３１７０を含む。論理パス識別子１３１７０には、入力方路ＩＤ１３１７１と出力方路ＩＤ１３１７２とを記載する。該エントリの物理回線１３１７を、通信方向１３１９に記載された方向に通過する際に、入力信号の識別子が入力方路ＩＤ１３１７１で表される信号の場合には、ＡＥ１１２から出力する際には出力方路ＩＤ１３１７２を付与する、というパラメータ間の一連の関連付けを定義する。更に、系種別１３９８において、上述のようなパラメータ１３１７〜１３１７２の組合せで表現される通信信号を、現用系経路（Ｗ）として使用するか予備系経路（Ｐ）とするかを規定する。系種別１３９８は、複数の論理経路を設定する場合に、各経路の利用優先度を決定するために記載する項目であり、例えば２経路の場合には現用系及び予備系を識別するための識別子を記入する。更に多数の経路をＡＥ１１２とＢＨＥ１７１（１７２）との通信を保護するために設定する場合には、系種別１３９８には各経路の利用優先度（有効化すべき順位付け）を示す識別子を記入する構成とする。その他情報フィールド１３９９には、該エントリの有効性（無効エントリか否か）、該経路の利用頻度、各経路へ帯域割当てを設定する場合には該設定帯域などの情報を記載する。
【００３７】
図１４は、ＡＥ１１２の遅延制御部１２００が保持する遅延表１２１０の構成例である。
本テーブル１２１０には、フローＩＤ（１３１１）、当該フローの通過経路を示す経路ＩＤ（論理回線ＩＤ（１３１７０））、当該フローに対し要求すべき転送待機時間（１２１１）を含む。また、その他パラメータとして回線種別１３１８、通信方向１３１９、系種別１３９８、その他情報１２９９を含む。その他パラメータについては、転送待機時間１２１１を決定する際に参照するか、若しくは参照することにより適切な待機時間設定が可能となる情報である。例えば、回線種別１３１８（即ち回線速度）が早いほど（転送能力が高いほど）、通信への影響を低くするには転送待機時間１２１１を短く設定すべきである。またＡＥ１１２においては、通信方向がコア網２１０、２２０向け（上り信号）である場合には、中継網１０内の経路切替時に若干の転送待機時間１２１１が必要となるが、下り信号の場合にはＡＥ１１２における転送待機時間１２１１は、経路切替処理に要する信号瞬断時間と考える。後者（下り信号転送時）における信号瞬断時間は、例えば切替前後において、データフレームの種別に応じてＡＥ１１２からアクセス回線６０へ転送するデータフレームの処理優先度（フレームキュー２４３０からの読出し処理の優先度）を切替える場合などに活用する。
転送待機時間（１２１１）の決定には、図５に示したように切替処理時に転送待機タイマーを適用する場合に、当該タイマーのカウント時間を参照する。転送待機タイマーは、遅延制御部１２００に備えておき、経路切替処理中に当該経路を通過する信号をアクセス回線６０から受信した場合に、タイマーカウンタ値を参照して決定する。即ち、タイマーカウンタと本テーブル１２１０における転送待機時間１２１１とは同期した動作を行う。一方、図６〜図８で示したシーケンスにより、ＢＨＥ１７２からのＡＣＫ信号の受信確認をトリガとして転送を再開する構成では、転送待機時間１２１１には予め決められる最大値を記載しておき、転送を再開できる状況になれば当該フローの信号を送出する。このときに設定する最大値は、フローＩＤ１３１１毎に（論理回線１３１７０が収容するサービス種別に応じて）決定しても良い。待機時間は信号（フレーム）単位で管理しておき、信号受信時刻から当該フローの転送待機時間（最大値）を超過したフレームについては、廃棄するか蓄積しておくかを該サービス種別により決定する。後者のようにＡＣＫを確認するケースでは、実施の一例として、その他情報フィールド１２９９に、ＡＣＫ受信／未受信に伴う転送可否フラグを記載しておき、転送待機時間フィールド１２１１と併用する。
図１５は、図１１〜図１４で示した各管理テーブルの相互関係を示す。各テーブルの役割、構成例、及び実運用時の利用方法については図１１〜図１４を用いた説明と同様であるため、ここでは重複を避け説明を割愛する。
【００３８】
２−２．ＡＥの処理
図１６は、ＡＥ１１２への経路情報設定に関わる処理の流れを示すフローチャートである。オペレータはＯｐＳ（９００００）を介してＡＥ１１２やＢＨＥ１７１などの通信装置へアクセスし、通信網を構成するための通信経路設定を入力する。本実施の形態では経路管理部１３００が、ＡＥ１１２に入力される全ての経路情報を管理する。従って経路制御部１３００が管理するデータベース１３１０（管理表）には、オペレータから入力する経路設定情報と、各経路における通信状況を記録する。オペレータは通信状況を確認するため経路管理部１３００へアクセスすれば良い。
本フローチャートではＡＥ１１２の初期設定時の処理の流れを示す。先ずオペレータから経路管理部１３００に対し、経路情報を入力する。該経路情報は、管理表１３１０として経路管理部１３００内に保持される（Ｆ１０１）。一旦経路管理部１３００に保持した経路情報は、遅延制御部１２００、経路制御部１１００と共有し、それぞれの機能において必要な処理を行うために利用する。経路制御部１１００では、経路管理部１３００が保持する経路情報を、入力フレームのヘッダ解析結果の基づく転送処理を行うために、転送表１１１０の形態で保持する（図１１）（Ｆ１０２）。更に遅延制御部１２００では、通信経路上の遅延時間を随時監視し、経路上の輻輳や障害により生じる通信性能の劣化や通信途絶等の状態変化を記録する。更には転送する情報の種別に応じて、一定時間ＡＥ１１２からの送出を遅延させる（送出時刻まで待機する）処理を行う。これらを実現するために、遅延制御部１２００では遅延表１２１０の形で経路管理部１３００の情報を保持する（Ｆ１０３）。尚、転送表１１１０は通信経路の切替が発生した場合など、障害監視部１４００からの制御信号により最新状況が随時反映される。遅延表１２１０が保持する情報も、通信状況に応じ随時書き換えが生じる。これら各機能部により生成される通信状況は、定期的又は通信状態に変化が生じた場合に随時経路管理部１３００へ通知し、管理表１３１０に反映する。
【００３９】
図１７は、ＡＥ１１２のヘッダ解析部２２６０における、経路監視フレーム（ＣＣＭフレーム）処理に関わる処理を示すフローチャートである。ヘッダ解析部２２６０で処理するフレーム種別には、アクセス回線６０から受信するユーザデータフレームと、ＢＨＥ１７１、１７２から受信するＣＣＭフレーム及びその他中継網１０内の制御を行うためのＯＡＭフレームがある。本図では、このうち本実施の形態の経路切替処理に関わるＣＣＭフレームの処理に関するフローチャートを抽出して示す。
ヘッダ解析部２２６０は、ヘッダ抽出部２２５０からのフレームヘッダ情報入力を契機としてヘッダ解析処理を開始する（Ｆ２０１）。処理開始後、先ず受信フレームヘッダ解析（Ｆ２０２）を実施する。本ステップＳ２０２においては、受信したフレームヘッダ情報から解析処理に必要な情報（パラメータ）を抽出し、該パラメータを参照してヘッダ解析部２２６０内部でその処理方法を決定するか、経路制御部１１００、障害監視部１４００、遅延制御部１２００へのパラメータ通知を行い、その結果得られる各機能部からの応答通知を参照或いは該応答通知に従う形でヘッダ解析処理を実施する。
ステップＳ２０３以降はＣＣＭフレームに関わる処理である。先ず受信したフレームがＣＣＭフレームであるか否かを判定する（Ｆ２０３）。受信フレームがＣＣＭフレームでない通常のデータフレーム、例えばＢＨＥ１７１から受信するデータフレームやアクセス回線６０から受信するデータフレームである場合には、通常フレームに対するヘッダ処理を行い、後述の図１８に示すように、該フレームを終端又は転送する（Ｆ２０９）。ステップＳ２０３で、ＣＣＭフレームであることを認識すると、当該ＣＣＭフレームの処理に移る。
ＣＣＭフレームに関しては、正常な経路から受信したかをまず確認する（Ｆ２０４）。ＣＣＭフレームを送出するには、その生成及び送信元となる装置又は装置インタフェースと、該ＣＣＭフレームの受信側を担当する装置又は装置インタフェースとが、システム運用前に明確に規定される必要がある。この設定は経路管理部１３００を介して、障害監視部１４００及び経路制御部１１００において確認可能である。万が一、想定外の経路からのＣＣＭフレームを受信した場合には、当該経路は中継網１０内部にてオペレータが設定していない経路であるため、該経路を閉塞し（Ｆ２０７）、更に不測のＣＣＭフレームを受信した旨を警報として経路管理部１３００へ通知する（Ｆ２０８）。
設定（認定）済の経路からのＣＣＭフレームを受信した場合は、当該ＣＣＭフレームのＡＥ１１２への到着時刻を記録する（Ｆ２０５）。この時刻は、ある時間経過後に同一経路から別のＣＣＭフレームを受信した場合に、ＣＣＭフレーム受信間隔を確認するために用いる。また、ＣＣＭフレームを一定時間以上受信できない場合（例えば、経路障害３００が発生した場合など）には、最後にＣＣＭフレームが到着した時刻からの経過時間を参照し、前述の所定の経過時間を以て障害３００の発生を認識する。ステップＳ２０５で記録した到着時刻と、当該ＣＣＭフレームが通過する経路を識別するための経路ＩＤ（物理回線ＩＤ又は論理回線ＩＤ）とを、障害監視部１４００及び遅延制御部１２００へ通知する（Ｆ２０６）。
【００４０】
図１８は、ＡＥ１１２のヘッダ解析部２２６０における、ユーザデータフレームの処理手順を示すフローチャートである。本図は、図１６のステップＦ２０９の処理を示す。
ヘッダ抽出部２２５０より受信フレームのヘッダ情報を受け取り（Ｆ３０１）、該情報を経路制御部１１００へ照会する（Ｆ３０２）。経路制御部１１００に於いて転送表１１１０を検索し、当該フレームがエントリに含まれているか、またその他フラグフィールド１１１９に当該エントリの有効／無効情報が含まれる場合には、そのエントリの有効性を確認する（Ｆ３０３）。ここで当該ヘッダ情報が転送表１１１０にエントリされていないか、当該エントリが無効である場合には、当該受信フレームを廃棄（削除）するようヘッダ解析部２２６０に通知する（Ｆ３１０）。
有効エントリであった場合には、経路制御部１１００に於いて当該フレームの出力方路ＩＤと出力フローＩＤの双方又はそのいずれかを抽出する（Ｆ３０４）。尚、出力方路ＩＤ（１１１１、１１１２、又は１１１７）と出力フローＩＤ（１１１３、１１１４、又は１１１８）は転送表１１１０から抽出する。転送表１１１０の検索と共に経路制御部１１００から遅延制御部１２００へ、転送時の待合せ要否を確認する（Ｆ３０５）。転送待合せ要否は、例えば当該フレームの転送先（出力方路）の通信状態を遅延表１２１０で確認し、当該経路が障害やオペレータによるメンテナンス時の経路維持等、何らかの理由により切替処理中であった場合に記載される転送待機時間１２１１を確認することで得られる。転送表１１１０から抽出した出力方路ＩＤと出力フローＩＤに関わる情報（当該出力方路へフレームを出力するためのヘッダ処理情報）と、待合せ要否（及び待合せ要の場合の待合せ時間）を、該情報をヘッダ処理部２２７０へ通知する（Ｆ３０７）。ステップＦ３０６の遅延制御部１２００における当該フレーム情報の処理手順は、図２０で説明する。
【００４１】
図１９は、ＡＥ１１２の障害監視部１４００における、経路監視フレーム（ＣＣＭフレーム）の処理手順を示すフローチャートである。
ＡＥ１１２とＢＨＥ１７１及びＢＨＥ１７２を接続する冗長系経路（現用系経路９２１及び予備系経路９２２）の構成完了後、当該装置間の通信を開始する（運用状態に入る）。運用開始に伴い経路９２１と９２２に対し、それぞれ上り方向と下り方向についてＣＣＭフレーム１００００の送信を開始する。ＡＥ１１２、ＢＨＥ１７１、１７２の各装置ではＣＣＭを送出すると共に、経路９２１と９２２を介して接続される対向装置からＣＣＭフレーム１００００を受信し、該ＣＣＭフレームの到着状況を監視することにより、経路９２１又は９２２の通信状態の正否を判断する。ＣＣＭフレームの到着状況を監視するために、運用開始と共に各装置（ここではＡＥ１１２を例とする）は、ＣＣＭフレームを受信する迄の待機時間を測定するタイマーを起動する（Ｆ４０１）。該タイマーは、ＣＣＭフレーム到着間隔を測定し、該情報を基に正常に通信が行われているか否かを判定するために使用する。
障害監視部１４００ではステップＦ４０１で起動したタイマーを、一定時間毎に確認する。このとき、タイマーカウントから経過時間を認識し、該経過時間が予め設定した一定の閾値値以内に収まっているか否かを判断する（Ｆ４０２）。この一定閾値は、例えば前述のように、ＣＣＭフレーム送信間隔の３．５倍（装置使用時の要求により異なる場合があるため、この値はあくまで一設定例である）と設定することができる。経過時間が一定値以内の場合、更にヘッダ解析部２２６０からＣＣＭフレーム情報を受信しているか否かを確認する（Ｆ４０３）。ＣＣＭフレームを受信していない場合は、タイマーカウントを継続しつつＣＣＭフレームの到着を待つ。
【００４２】
タイマーカウント値が一定閾値内で、且つＣＣＭフレームを受信した場合にステップＦ４０４以降の処理を開始する。ヘッダ解析部２２６０から受信するフレームヘッダ情報により、到着したＣＣＭフレームについて、その到着時刻を記録する（Ｆ４０４）。到着時刻はタイマーカウント値から得られる、ＣＣＭフレームの到着時間間隔と、以前に受信したＣＣＭフレーム到着時刻とから得ることも可能である。最新のＣＣＭ到着時刻と、一つ前に同経路から受信したＣＣＭフレームの到着時刻差を比較して、到着時刻間隔を記録する（Ｆ４０５）。尚、到着時刻間隔は、到着タイマーカウント値からも得られる。ステップＦ４０５で得た到着時間間隔が、運用に先だって設定した、当該経路におけるＣＣＭフレームの送受信間隔から一定閾値以上ずれている場合には、経路管理部１３００へ警報を通知する（Ｆ４０８）。経路管理部１３００では該警報を、管理表１３１０に記載し、オペレータへ通知する（若しくはオペレータから参照できる状態にする）。到着時間のずれが一定閾値以下であれば、ステップＦ４０１で起動したＣＣＭフレーム待機タイマーをリセットし、次のＣＣＭフレーム受信を待つ（Ｆ４０７）。
ＣＣＭフレームを受信するよりも先にタイマー値が一定時間を超過した場合には、障害監視部１４００に於いて、当該経路に通信障害が発生したことを認識する（Ｆ４１０）。ＡＥ１１２からＢＨＥ１７２へ経路切替要求２０００１を送出するため、障害監視部１４００からフレーム生成部２２３０と読出し制御部２２８０、又はフレーム生成部２４７０と読出し制御部２４６０へ、切替要求フレーム２０００１の生成及び優先処理を指示する（Ｆ４１１、Ｆ４１２）。更に、経路切替時（例えば現用系経路９２１から予備系経路９２２への切替時）には、経路切替に伴う転送表１１１０の更新や、該更新情報のスイッチ部３０００への反映、及びＢＨＥ１７１及び１７２での転送表更新に一定時間を要するため、障害監視部１４００から読出し制御部２２８０へ当該経路宛てフレームの転送待機を指示すると共に、遅延制御部１２００へ当該経路への転送待機時間を通知し、遅延表１２１０へ該情報を反映する（Ｆ４１２）。経路切替情報並びに転送待機時間設定情報は、随時、経路管理部１３００へ通知し、管理表１３１０へ記録する。
【００４３】
図２０は、ＡＥ１１２の遅延制御部１２００における、受信フレームの転送に関わる処理手順を示すフローチャートである。
ヘッダ解析部２２６０から受信フレーム情報を受信すると（Ｆ５０１）、遅延表１２１０を用いて当該受信フレームの通過経路を検索する（Ｆ５０２）。ステップＦ５０２に至る以前に、転送表１１１０により当該フレームの入力経路（物理経路ＩＤ又は論理経路ＩＤ）を確認済であり、転送表１１１０から得た送出先経路情報（物理経路ＩＤ又は論理経路ＩＤ）、又は当該フローＩＤを用いて、遅延表１２１０を検索する。
受信フレームの送出先が障害発生等により切替処理中であって、該経路宛てフレームについて転送待機が必要な場合には、遅延表１２１０より転送待機時間１２１１を得られる（Ｆ５０３）。ここで得た該フレーム転送時の転送待機時間（出力時刻）を、読出し制御部２２８０及び出力タイミング制御部２４５０へ通知する（Ｆ５０４）。この方法は、遅延制御部１２００から直接に受信側ＬＣと送信側ＬＣへ通知する手段である。また、送信側ＬＣへの該情報通知方法として、装置内部におけるフレーム処理情報を記載するための装置内部ヘッダを用いる方法がある。この方法では、装置内部ヘッダの一部に、当該フレームの送出時刻を記載しておき、該送出時刻を送信側ＬＣの出力タイミング制御部２４５０及び読出し制御部２４６０にて確認し、内部ヘッダに従い送出する。いずれの方法でも受信フレームを一時的にバッファに蓄積しておき、所定の時刻に送出することが可能となる。受信フレームの送信先経路に対し、転送待機時間１２１１の指定が無い場合には、当該フレームに対して通常転送の処理を実施する（Ｆ５０５）。この場合には、遅延制御部１２００からＬＣ２０００の各機能に対し、特に指示を行う必要は無い。
【００４４】
３．バックホールエッジ装置ＢＨＥ
３−１．ＢＨＥの構成
図２１は、アクセス回線を収容する中継網１０のＩＳＰ網／コア網側エッジ装置ＢＨＥの構成例を示すブロック構成図である。ＢＨＥ１７１、１７２、１８１の機能構成は略同様である。そこで本図ではこれらＢＨＥの代表的な構成例としてＢＨＥ１７１における機能ブロック構成図を示す。
ＢＨＥ１７１は、中継網１０内における信号中継機能を提供し、更に上位網（ＩＳＰ網又はコア網）２１０、２２０との相互接続機能を提供する。前者に関しては図１０に示したＡＥ１１２が具備する通信機能と共通であり、本図での説明は割愛する。後者に関しても、ＡＥ１１２が備えるアクセス回線収容機能と類似の機能を備える。類似点の例として、ＡＥ１１２及びその他ＡＥは、複数のアクセス回線を収容する場合がある。図１で示したように、ＡＥ１１１ではアクセス回線６１１と６１２を収容し、中継網内からアクセス回線へ向かう信号を受信した際には、ＡＥ１１１に於いていずれのアクセス回線へ転送すべきかを判定し、信号の振り分けを行う。同様にＢＨＥ１７１及び１７２でも、中継網１０から上位網２１０、２２０へ向かう信号を受信した際には、いずれの上位網へ転送すべきかを判断し、ＢＨＥにて当該信号の振り分けを行う。
ＡＥ、ＢＨＥ共に、中継網１０から受信した信号（パケット）を、ＡＥ及びＢＨＥが収容する複数の回線へ同時に送出する場合もあり得る。例えばＡＥの場合には放送信号等の多数ユーザ向けデータ転送時、ＢＨＥの場合には企業サイト等からアクセス回線６０、中継網１０、上位網２１０／２２０を介して遠隔地にあるデータセンタへの同時バックアップを行う場合などが相当する。
以上のように、中継網１０内部における通常の信号伝送処理及び中継網１０と外部網との相互通信（相互接続線９０を介した上位網２１０／２２０との通信、或いはアクセス回線６０を介したユーザ網との通信）に関して、ＢＨＥとＡＥにおける処理は略同様であるため、信号処理に関わる本図での詳細な説明は割愛する。
ＢＨＥ１７１は、ＡＥ１１２（図１０）と同様にＬＣ６０００、ＳＵ７０００、ＣＴＲ５０００を含む構成とする。通信装置の一般的な構成では、ＬＣ６０００を複数収容し、各ＬＣ６０００を、それぞれＳＵ７０００を介して（若しくはＬＣ間における直接的なデータ交換経路を用いた接続形態によって）接続する。
ＢＨＥ１７１、１７２に保持する転送表５１１０の構成及び利用方法に関しても、図１１に示したＡＥ１１２の転送表１１１０の構成例と略同様である。転送表５１１０には、ＡＥ１１２の場合と同様に中継網１０内における転送制御と、中継網１０と上位網２１０、２２０との相互通信を行うための転送制御情報を、図１１の形態で保持する。図１１で示した障害情報１１１６は、ＢＨＥ１７１、１７２の転送表５１１０に於いても同様に用いる。即ち、中継網１０内の経路（当該ＢＨＥとＡＥ１１１〜１１３を接続する経路）を用いた通信を監視し、各経路での障害の有無を記録する。
ＢＨＥ１７１、１７２に保持する遅延表５２１０の構成及び利用方法に関しては、図１４に示したＡＥ１１２の遅延表１２１０の構成例と略同様であるため、図面での説明を割愛する。転送表５２１０には、ＡＥ１１２の転送表１２１０と同様、中継網１０内における転送制御と、中継網１０と上位網２１０、２２０との相互通信を行うための転送制御情報を保持する。
【００４５】
図２２は、図２１のＢＨＥ１７２の機能ブロックのうち、ＢＨＥ間経路表５５１０の構成例を示すテーブル構成図である。本テーブルには図１〜図４のネットワーク構成図に示すＢＨＥ間の通信経路９７０（予備経路とも称する）に関する情報を記録する。
予備経路９７０の設定情報は、当該経路に予め設定する経路状態監視用（ＣＣＭフレーム送受信用）及びＢＨＥ間での経路情報の相互通知用の経路情報を含む。また、中継網１０内の一部の予定（現用系）通信経路に障害が発生した場合に、当該予備経路９７０を用いて通信するべきフローＩＤ（或いは物理回線ＩＤと論理回線ＩＤ、又はそのいずれか）を認識するための識別情報を含む。
本図２２（Ａ）のテーブル構成例は、ＡＥ１１２及びＢＨＥ１７２の転送表１１１０及び転送表５１１０と類似である。即ち、ＢＨＥ１７１と１７２とを接続するための論理（或いは物理）回線インタフェース識別子５５１１、インタフェース５５１１が収容する（通常、複数の）論理経路（論理回線／フロー）ＩＤ５５１２、個々のフローの通信方向５５１３を含む。
フローの通信方向とは、（１）ＢＨＥ１７１から受信するか、（２）ＢＨＥ１７１へ送出するか、によって異なる。更に、（Ａ）当該フローを外部（アクセス網６０又はコア網）から中継網１０へ転送するか、（Ｂ）その逆方向か、によって異なる。これらの組合せにより、個々のフローを４種類に識別できる。尚、物理回線インタフェースと論理回線インタフェースとの対応付けを行う必要がある場合には、ＡＥ１１２の転送表１１１０（図１１）と同様にその他フラグフィールドを活用して実現できる（ここでは図１１同様の説明については割愛する）。
本テーブルには、更に入力方路ＩＤ５５１４、出力方路ＩＤ５５１５を含む。これら入出力方路ＩＤは、ＢＨＥ１７２にて各フローを識別するためのパラメータである。用途フラグ５５１８が制御（Ｃｏｎｔｒｏｌ；Ｃ）となっているフローについては、予備系経路を使用していないことを意味する。本フラグがデータ（Ｄａｔａ；Ｄ）と書き換えられた場合には、当該エントリのパラメータ５５１１〜５５１５の組合せで識別されるフローは、中継網１０内の予定（現用系）経路の通信異常などの原因により、予備経路９７０を用いて通信を行っていることを意味する。予備経路９７０を制御信号だけでなくデータ信号の伝送に用いることが本発明及び本実施の形態の特徴のひとつである。
【００４６】
本構成例では、予備系経路を通過する各フローにつき、予備経路上の当該通信を冗長化するテーブル構成とした。これは予備経路９７０における通信障害を回避し、事態の悪化を防ぐための手段である。そのため各フローについて、それぞれ現用系経路（Ｗ；Ｗｏｒｋｉｎｇ  Ｐａｔｈ）と予備系経路（Ｐ；Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ  Ｐａｔｈ）を指定するための優先度（種別）５５１６を含む。尚、本図の入力／出力方路ＩＤ設定のうち、括弧で括られたパラメータは、ＢＨＥ１７２とＢＨＥ１７１との接続に用いる（即ち、予備回線９７０に設定する）方路ＩＤであることを示す。
本図２２（Ａ）のテーブル構成例では、エントリ上位から順に、以下を示す。
＜１＞  ＢＨＥ１７１からの受信フロー、
＜２＞  ＡＥ１１２への送信フロー、
＜３＞  ＢＨＥ１７１への送信フロー、
＜４＞  ＣＲＥからの受信フロー
これらのフローに関する処理は順に、次の通りである。
＜１＞  ＢＨＥ１７２からＣＲＥへ向かう転送処理、
＜２＞  ＢＨＥ１７２からＡＥ１１２へ向かう転送処理、
＜３＞  ＢＨＥ１７２がＡＥ１１２から受信した信号の転送処理
＜４＞  ＢＨＥ１７２がＣＲＥから受信した信号の転送処理
【００４７】
本図２２（Ｂ）に、上述のような転送処理を実施するための通信方向及び該フレームの送信元／転送先を纏めた分類表を示す。本図２２（Ａ）に記載する「フロー」とは、予備経路９７０にて非常時に収容するフローを意味する。この「フロー」には、本図２２（Ｂ）のテーブルにある予備経路利用の有無に関する判断５１１０ｄにおいて、利用要（Ｙ；Ｙｅｓ）とするフローが相当する。即ち、予備経路９７０を使用しないエントリ５１１０−５、５１１０−６はＢＨＥ間経路表５１１０には記載する必要がない。本図２２（Ａ）のエントリと本図２２（Ｂ）のエントリとの処理関係を示すため、図中番号＜１＞〜＜４＞により相互の対応を示した。同一番号で示すエントリは、中継網１０内部での信号経路がそれぞれ同じである。本図２２（Ｂ）のテーブル構成例は通信経路の監視又は切替に用いる必要は無い。ＢＨＥ間経路表５５１０（本図２２（Ａ））を構成する際に参照するか、オペレータが経路管理を行う上での参考情報としてのテーブル構成例である。
【００４８】
図２３は、ＢＨＥ１７２（図２０）の制御部ＣＴＲ５０００に於いて、経路管理部５３００が保持する管理表１３１０の構成例（Ａ）を示す。ＢＨＥ１７２に設定した経路情報を集約したデータベースであり、本図のテーブル構成方法は図１２と略同様である。本テーブルは図１２のＡＥ１１２内管理表と同様、経路管理部５３００が保持するべき情報の一部である。本テーブルに登録する情報には、図２１（Ａ）に示したＢＨＥ間経路表５１１０を構成するための経路情報を含む。
本テーブルには、フローＩＤ（５３１１）、当該フローの通信方向５３１２、該フローに割当てる現用系経路５３１３及び予備系経路５３１４、当該フローが現時点で利用している系（現用／予備）を示す選択系識別子５３１５、更に当該フローの用途を示す回線種別識別子５３１６を含む。このうち回線種別識別子５３１６以外のパラメータについては、図１２の説明と同様であるため、本図での説明を割愛する。
回線種別５３１６には、Ｄｅｔａ（Ｄ）とＣｏｎｔｒｏｌ（Ｃ）のいずれかを、当該回線の用途を示す識別子として設定する。中継網１０内のデータ通信系経路には“Ｄ”、予備系経路９７０に対しては“Ｃ”を設定する。通常運用に於いて、“Ｃ”で示される経路を制御情報の通信のみに使用する。“Ｄ”設定の経路については、データ信号（音声、放送、インターネットコンテンツ等）の伝送に用いる。いずれの回線に於いてもＯＡＭフレーム等による通信状態監視を行い、回線のヘルスチェックを実施する。
【００４９】
本構成例から、例えばフロー（Ｆ−ｃ）は、現用系経路を利用可能な場合には、Ｗｏｒｋｉｎｇ  Ｐａｔｈ（５３１３）の入力方路ＩＤ（５３１３−１）、出力方路ＩＤ（５３１３−２）として、それぞれＬＳＰ−Ｋ、ＶＬＡＮ―Ｗを使用する。その通信方向５３１２がＵｐであることから、該フローはＡＥ１１２からＢＨＥ１７２を介してＣＲＥ２１１又は２２１へ転送されるべきフローであると分かる。
本構成例では、Ｆ−ａ、Ｆ−ｂで識別されるフローが現用系経路（Ｗ）を用いた通信を行っており、Ｆ−ｃが予備系経路（Ｐ）を利用している状況を示す。選択系識別子５３１５は、通信経路の状況に応じたプロテクション切り替え（オペレータ判断による経路切替を含む）やサービス追加／変更時の経路設定変更に伴い、随時更新されるフィールドである。
データ通信経路を現用系から予備系へ切換える場合には、選択系識別子５３１５を更新する。これに加えて回線種別５３１６を書き換えても良い。即ち、制御信号用経路の種別を“Ｃ”から“Ｄ”に切り替えることにより、管理表上において経路使用状況を把握できる。後者の場合には、現用系経路での通信に用いていた回線を“Ｄ”から“Ｃ”又は障害発生中であることを示す別の識別子に書き換えることにより、更に運用状態の確認を行い易くなる。
個々のフローに対し割当てた中継網１０内の通信経路に障害が発生した場合には、当該フローを直ちにＢＨＥ１７１経由でＣＲＥ２１１又は２２１へ転送する。この場合、経路切替後の通信経路（予備系）には予備経路９７０（即ちＢＨＥ１７１とＢＨＥ１７２とを接続する制御情報用の通信回線）を含む。
予備経路９７０への経路切替を実施するために該フロー（Ｆ−ｃ）（フローを構成するパケット群のヘッダ）に付与すべきフロー識別子（入力方路、出力方路）は、それぞれ予備系経路（５３１４）に記載のＬＳＰ−Ｊ，ＬＳＰ−Ｎとなる。ここで、ＬＳＰ−Ｎは当該フロー（パケット）を予備経路９７０へ転送するための論理回線ＩＤである。
【００５０】
図２４は、ＢＨＥ１７２の制御部５０００に於いて、経路管理部５３００が保持する管理表５３１０の構成例（Ｂ）を示す。本テーブルは、実装条件に応じて、図２３に示したテーブル構成図（Ａ）と本図の構成例（Ｂ）とを一つのテーブルに纏めて保持しても、分割したテーブルとして保持しておき、随時相互のテーブルに記載するパラメータを参照し、相互に矛盾なく維持する手段を備えても構わない。具体的なテーブル構成方法に関しては図１３の構成例（Ｂ）と同様のため、本図での説明を割愛する。図２３のテーブル（Ａ）と本図（Ｂ）との関係、即ち（Ａ）にてサービス識別子など上位概念と回線／フロー識別子との関連付け、（Ｂ）にて物理回線／物理インタフェースなど下位概念（ハードウエア概念）との対応付けを行う点についても、図１２及び図１３の説明と同様である。
図１３のテーブルと比較すると、本テーブル（Ｂ）をＢＨＥ１７２に実装する場合には、テーブルに登録するエントリ種別が増える。即ち、予備経路９７０を識別するパラメータを追加する。本構成例では、ＩＦ種別／通信方向情報（５３１９）フィールドがそれに相当する。ＰＰ（Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ  Ｐａｔｈ）と示したエントリは、ＢＨＥ間の予備系経路９７０を含む通信経路であることを示す。
本構成例に於いて、物理ＩＦ−ＩＤ（５３１７）のエントリのうち、ＰＨＹ−１〜ＰＨＹ−４までのエントリは、データ通信のための経路設定を示す。これらのエントリでは、現用系経路（Ｗ）に障害が発生し、プロテクション切替が発生した場合に予備経路９７０を介した予備系通信経路を利用する。そのため、系種別情報（５３９８）でＷ（Ｗｏｒｋｉｎｇ）と記載したエントリが現用系経路、同５３９８でＰ（Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ）としたエントリが予備経路９７０を介する迂回経路（予備系経路）設定を意味する。
一方、ＢＨＥ１７１からＢＨＥ１７２へ送る信号は、各ＢＨＥに対するオペレータ設定情報の共有のための制御信号、或いはデータ経路での障害発生時の経路切替により予備経路９７０を通過するデータ信号である。予備経路９７０に対しては制御信号を確実に送受するため、また予備系経路としてデータ信号通信を確実に収容するため、予備経路９７０を１：１又は１＋１プロテクション切替やＬＡＧの適用等の冗長化手段を用いることで耐障害性を高める。本構成例ではＰＨＹ−５とＰＨＹ−６が互いに現用系と予備系の関係になっており、一方の通信に支障を来しても他方の経路を用いるよう設定することで通信の継続性を高めている。
【００５１】
３−２．ＢＨＥの処理
図２５は、ＢＨＥ１７２への経路情報設定に関わる処理の流れを示すフローチャートである。本図の処理は、図１５に示すＡＥ１１２の経路情報設定手順と略同様である。オペレータはＯｐＳ（９００００）を介してＡＥ１１２やＢＨＥ１７１などの通信装置へアクセスし、通信網を構成するための通信経路設定を入力する。本実施の形態では経路管理部１３００が、ＡＥ１１２に入力される全ての経路情報を管理する。従って経路制御部１３００が管理するデータベース１３１０（管理表）には、オペレータから入力する経路設定情報と、各経路における通信状況を記録する。オペレータは通信状況を確認するため経路管理部１３００へアクセスすれば良い。
ステップＦ７０１〜Ｆ７０４の処理は、図１５と同様のため説明を割愛する。ステップＦ７０４にて個々のＢＨＥ１７２又は１７１への経路情報設定が完了した後、当該ＢＨＥと予備経路９７０にて接続される対向ＢＨＥ１７１又は１７２との通信が可能であるか否か、即ち対向ＢＨＥでの経路情報設定が完了しているか否かを確認する（Ｆ７０５）。通信可能な場合には、先ずＢＨＥ１７２（又は１７１）より対向装置へ、自装置のＢＨＥ間経路表５５１０の内容を通知し、更に対向装置（ＢＨＥ）から該装置のＢＨＥ間経路表を通知するよう要求する（Ｆ７０６）。ＢＨＥ１７２及び１７１が相互にＢＨＥ間経路表５３１０の設定状況を共有した段階でＢＨＥ１７２の経路情報設定処理を完了する。尚、対向装置からのＢＨＥ間経路表は、ＢＨＥ間経路監視部５５００又は経路管理部５３００、或いはその双方に保持する。またこれらの情報は中継網１０の運用中にもオペレータからの設定変更や、ＡＥ１１１〜１１３との通信状況から経路切替処理が発生した場合などにも随時経路情報の確認を行い一貫性を保つため、相互に情報の通知及び要求を行う。これら情報通知は、特定のイベント発生時以外にも、所定の時間間隔を最大値と定め、情報共有処理が一度完了した後、時間が所定の最大値を経過する以前に定期的に情報共有を実施する。
【００５２】
図２６は、ＢＨＥ１７２のヘッダ解析部６２６０における、経路切替要求２０００１を受信した際の処理手順を示すフローチャートである。
ステップＦ８０１〜Ｆ８０４の処理と、ステップＦ８０８、Ｆ８０９、Ｆ８１０の処理は、ＣＣＭフレームの処理方法を示した図１６の手順と略同様である。それぞれのステップＦ８０１〜Ｆ８０４はＦ２０１〜Ｆ２０４に、Ｆ８０８〜Ｆ８１０はＦ２０７〜Ｆ２０９に対応する。ここではＢＨＥ１７２が、ＡＥ１１２から経路切替要求フレーム２０００１を受信した場合の処理を抽出して示す。
Ｆ８０３にて経路切替要求フレーム２０００１であることを確認し、更にＦ８０４にて該要求フレームを正しい経路から受信したことを確認すると、予備経路９７０を用いて通信経路を確保するため、ＢＨＥ１７１へ予備経路を用いるように経路切替を要求する。具体的には、ＡＥ１１２が下り方向の通信信号を受信できるように、ＢＨＥ１７１からＡＥ１１２へ向かう下り信号を予備経路９７０へ転送するよう、ＢＨＥ１７１の転送表の変更を指示する。この指示には転送要求フレーム２０００２を用いる（Ｆ８０５）。転送要求フレーム２０００２は、フレーム生成部６２３０にて生成する。
更に経路制御部５１００では、当該フローに対する上り通信をＢＨＥ１７１経由で継続するために、ＡＥ１１２から到達する信号を予備経路９７０へ転送するように転送表５１１０の経路情報を変更する。またＢＨＥ１７１経由で受信するＡＥ１１２宛て下り信号を識別し、ＡＥ１１２へ経路９２２を用いて転送するように転送表５１１０を書き換える（Ｆ８０６）。最後に経路制御部５１００から転送表５１１０の更新内容を経路管理部５３００、遅延制御部５２００、ＢＨＥ間経路監視部５５００に通知する（Ｆ８０７）。該通知を受けた機能ブロックでは、それぞれ管理表５３１０への反映、遅延表５２１０での遅延監視経路設定の更新、ＢＨＥ経路表５５１０への予備経路９７０の利用状況の更新（新規フロー収容のためのＢＨＥ間経路表へのフローエントリの追加）を行う。
【００５３】
図２７は、ＢＨＥ１７２のＣＴＲ５０００に於ける、経路切替要求フレーム受信時の経路切替処理の手順を示すフローチャートである。本図では、経路制御部５１００、ＢＨＥ間経路監視部５５００、障害監視部５４００、フレーム生成部（６２３０又は６４７０のいずれか。本図では後者を想定して説明するが、いずれの機能ブロックを用いても実現可能である）による各処理が示される。
経路制御部５１００は、ヘッダ解析部６２６０からの通知により、経路切替要求フレーム２０００１が到着したことを認識する（Ｆ９０１）。経路制御部５１００の転送表５１１０には予め予備系経路情報を設定してあるため、直ちに転送表５１１０の障害フラグを設定し（現用系経路のフラグを“１”とする。或いはその他情報フィールドに該エントリの無効フラグを設定する）、予備系経路のエントリを有効とする。以上の処理により該フローについて経路切替を行う（Ｆ９０２）。尚、ここで予備系経路と称する経路とは、ＢＨＥ間の予備経路９７０を指す。経路切替が完了すると、経路制御部５３００からＢＨＥ間経路監視部５５００、障害監視部５４００へ、それぞれ制御信号Ｆ９０３、Ｆ９０４により予備経路９７０の利用開始を通知する。ＢＨＥ間経路監視部５５００では、該通知を受けると、ＢＨＥ間経路表５５１０に、切替対象（ＢＨＥ１７１への転送対象）となるフローのエントリを追加する（Ｆ９０７）。障害監視部５４００では、該通知によりフレーム生成部６４７０にＢＨＥ１７１宛ての転送要求フレーム２０００２を生成するよう指示する。更に、読出し制御部６２８０（或いは６４６０）へ当該転送要求フレームの即時読出しを指示する（Ｆ９０８）。尚、転送要求フレームの即時読出しを、内部ヘッダ情報を利用して読出し制御部へ伝達する場合には、ステップＦ９０８の処理はフレーム生成部６４７０の処理（Ｆ９０９）に含むものと考える。また、障害監視部５２００からフレーム生成部６４７０への通知Ｆ９０５については、ＢＨＥ間経路監視部５５００からフレーム生成部６４７０へ通知することもできる（Ｆ９０６）。フレーム生成部６４７０では、遅延監視部５２００又はＢＨＥ間経路監視部５５００から転送要求フレーム生成指示を受けると、それに従いＢＨＥ１７１宛て制御フレーム２０００２を構成する（Ｆ９０９）。ここで構成した転送要求フレーム２０００２は、直ちにフレームキュー６４３０へ転送し、ＬＩＦ６１１０〜６１３０のいずれかを介して送出する（Ｆ９１０）。
経路制御部５１００からは、経路管理部５３００、遅延制御部５２００へ予備経路９７０への経路変更を通知する（Ｆ９２０）。本通知Ｆ９２０は、ＡＥ１１２とＢＨＥ１７１との信号送受を新たに監視対象とするため、経路設定状況を遅延制御部５２００へ通知しておき、遅延制御部５２００ではＡＥ１２２との通信経路９２２と予備経路９７０９とを対象経路として認識するために必要である。
ステップＦ９２１では、ＢＨＥ１７２を介する予備系通信経路の設定が完了したか否かを確認する。この時の確認方法として、図７及び図８で示すようにＢＨＥ１７１への転送要求通知後に一定時間待機する方法と、ＢＨＥ１７１からの処理完了通知（ＡＣＫ）を受信したか否かを確認する方法とがある。通信装置及び通信網の実装設計に依存するが、本発明及び本実施の形態を実施する上ではいずれの方法でも構わない。予備系通信経路の設定（経路９２２と予備経路９７０との相互接続を行うための各種テーブルの設定更新）が完了すると、該経路を用いてＡＥ１１２とＢＨＥ１７１との通信を再開する（Ｆ９２２）。
【００５４】
４．フレーム構成
図２８は、予備経路９７０を用いる際の、ＢＨＥ１７２とＢＨＥ１７１との通信に用いるフレーム構成例を示す信号構成図である。予備経路９７０を用いてＢＨＥ間の通信を行う方法には、二つの方法がある。一つは予備経路９７０に於いて各フローに対し個別のフロー識別子（既に述べたように、識別子としてＶＬＡＮタグやＭＰＬＳラベルを用いることができる）を設定し、ＢＨＥ１７２においてＢＨＥ１７１とＡＥ１１２との通信の中継を行う際に識別子を変換する方法（即ち、相互接続処理を行う方法）、もう一つは、予備経路９７０では複数のフローに対して共通の識別子を設定し、該共通の識別子を含むヘッダで受信フレームをカプセル化する方法である。
本図Ｕ−Ａでは上り信号を中継する際にＢＨＥ１７２がＡＥ１１２から受信するフレームの構成を示す。フレームヘッダ３００１０には識別子フィールドＨ１０１を含み、該識別子はＡＥ１１２において予備系経路９２２で通信するための識別子（図２２又は図２３に従い、例えばＬＳＰ−Ｉ）を挿入する。第１の中継方法に従えば、ＢＨＥ１７２では、該フレームを転送する際に、ＬＳＰ−Ｉを予備経路９７０転送用のヘッダＨ１０２（ＬＳＰ―Ｚ）に変更してＢＨＥ１７１へ転送する。ＢＨＥ１７１では、識別子Ｈ１０２（ＬＳＰ−Ｉ）を含むフレームを受信すると、当該識別子Ｈ１０２を、通常運用においてＡＥ１１２からの通信を転送する際に挿入すべき識別子Ｈ１０５（ＶＬＡＮ−Ｙ）に変換してコア網へ送出する。この一連の処理において、ＢＨＥ１７２では転送表５１１０及びＢＨＥ間経路表５５１０（図２２）を参照しており、受信インタフェースと受信フレームヘッダ情報とから予備経路９７０へ転送すべきフレームか否かを判定し、適切なフレーム識別子を挿入して転送する。一方ＢＨＥ１７１では、当該フレームヘッダの識別子Ｈ１０２（ＬＳＰ−Ｉ）と通常運用経路でのフレーム識別子との対応関係を把握しておき、コア網へ転送する際には予め設定した通常運用時の識別子（ＶＬＡＮ−Ｙ）となるように識別子を置換する（より一般には、識別子以外にも関連するヘッダ情報の処理を実施する）。図２２の構成でＢＨＥ間経路表５５１０を保持することにより、通常運用における転送時のヘッダ処理についても把握できる。転送表５１１０には受信フレームの識別情報と送出時の付与識別子情報との対応関係が示されるが、該情報は前述の通り、ＢＨＥ間経路表５５１０に基づきエントリを形成したものである。
第２の中継方法では本図Ｕ−Ｂ２に示すフレーム構成を用いる。この場合は受信したフレームをそのままの形でカプセル化し、予備経路９７０を介してＢＨＥ１７１へ転送する。ＢＨＥ１７１では該フレームの受信経路から予備経路９７０経由であることを認識できる。フレーム構成を保持してＢＨＥ１７１へ送信することから、ＡＥ１１２が付与した予備系経路用のフレーム識別子Ｈ１０４を参照できる。これによって、ＡＥ１１２とＢＨＥ１７１との間には、中継装置として稼働するＢＨＥ１７２の存在を意識せずに、一般的な線形冗長系におけるフレーム処理を行うことができる。ＢＨＥ１７１に必要な処理は、ＡＥ１１２との現用系経路での通信（ヘッダ情報）設定と予備系経路での通信設定に加え、予備経路からの信号については第１段ヘッダを削除したフレームを通常受信フレームとして扱うための処理選択機能のみである。
下り信号についても略同様である。フレーム構成Ｄ−Ｂ１とＤ−Ｂ２に、それぞれ第１の中継方法と第２の中継方法に対応するフレーム構成例を示す。第１の方法では、ＢＨＥ１７２からＡＥ１１２へフレームを転送する際の処理は、上り信号と同様であり、フレーム識別子Ｈ２０２に対応するＡＥ１１２宛て識別子Ｈ２０５を挿入して転送する。第２の方法では予備経路９７０を通過する前後でコア網から受信した際のフレーム識別子Ｈ２０１が変化しない。従ってＢＨＥ１７２においてＢＨＥ１７１とＡＥ１１２とを両端とする線形冗長系で用いる識別子を挿入する必要がある。該識別子情報はＢＨＥ１７２と１７１間の経路情報の相互通知によって実現可能である。結果的に図２１で示したテーブルを構築できれば、第１、第２の方法とも適用可能である。
【００５５】
図２９は、ＣＣＭフレームの構成例を示す信号構成図である。本フレームを用いた経路監視は、個々の経路又はフローの運用開始と共に開始する。
本図のフレーム構成では、Ｌ２情報として宛先アドレス（ＤＡ；Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ  Ａｄｄｒｅｓｓ）１００１０、送信元アドレス（ＳＡ；Ｓｏｕｒｃｅ  Ａｄｄｒｅｓｓ）１００２０、ＭＰＬＳヘッダ１００３０、ペイロード１００４０から構成される。本フレームを受信した装置は、例えばＯＡＭフレームを表す所定のラベル値１００３１を参照することによりフレーム種別を判断できる。
ＣＣＭフレームが通知すべき情報は、ペイロード１００４０部分に格納される。具体的な情報例としては、ＭＥＧレベル（Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ  Ｅｎｔｉｔｙ  Ｇｒｏｕｐ  Ｌｅｖｅｌと呼ばれる、監視対象経路の中に設定される論理接続関係を示すための識別情報）１００４１、ＯＡＭバージョン情報１００４２、ＣＣＭフレームであることを示すコード番号ＯｐＣｏｄｅ（１００３３）、ＣＣＭフレームの送信周期及びその他付加機能情報を示すＦｌａｇｓ（１００３４）、シーケンス番号フィールド１００４５、当該ＣＣＭフレームを送出した装置ＩＤを示すＭＥＰ  ＩＤ（１００４６）、監視対象経路の論理識別情報ＭＥＧ
ＩＤ（１００４７）、及びその他制御情報用フィールド１００４８を含む。これらＣＣＭフレームの既定フィールドに関する詳細説明はＩＴＵ−Ｔ又はＩＥＥＥ標準規定に記載されているため、ここでは説明を割愛する。
【００５６】
図３０は、切替要求フレーム２０００１、転送要求フレーム２０００２、及び処理完了通知（ＡＣＫ）フレーム３００００、４００００の構成例を示す信号構成図である。
本図（Ａ）は、ＡＥ１１２からＢＨＥ１７２へ送信する切替え要求フレーム２０００１及びＢＨＥ１７２からＢＨＥ１７１へ送信する転送要求フレーム２０００２の構成例を示す。本構成例では、ＩＴＵ‐Ｔ  Ｙ．１７３１で定義されるＶＳＭ（Ｖｅｎｄｏｒ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｍｅｓｓａｇｅ）フレームフォーマットに基づく構成とした。
本図のフレーム構成のＬ２情報（１００１０、１００２０、１００３０）は、図２９と同様のため説明を割愛する。また、ＯＡＭフレームの基本ペイロード情報であるＭＥＬ（１００４１）、ＯＡＭバージョン情報１００４２、ＶＳＭフレームであることを示すコード番号ＯｐＣｏｄｅ（１００５３）についても、各フィールドの示す意味は図２８のフレーム構成例と同様である。また、ＯＵＩ（Ｏｐｅｒａｔａｌｌｙ  Ｕｎｉｑｕｅ  Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ）１００５０とＳｕｂＯｐＣｏｄｅ（１００５１）については、Ｇ．８０３１に記載されているため、ここでは説明を省略する。
本実施の形態において、ＡＥ１１２からＢＨＥ１７２へ、またＢＨＥ１７２からＢＨＥ１７１へ通知すべき情報は、ペイロード１００４０部分に格納する。具体的には、制御情報用フィールド１００６０の一部を使用する。ここに切替え処理及び転送処理を要求するための指示内容規定フィールド１００６１、その他フラグ等を挿入するためのリザーブフィールド１００６２を含む。尚、リザーブフィールド１００６２はオプションである。
本図（Ｂ）では、ＢＨＥ１７１からＢＨＥ１７１へ送信するＡＣＫフレーム構成例を示す。ＢＨＥ１７２からＡＥ１１２へ送信するＡＣＫフレームも同様の構成とする。この切替完了通知（ＡＣＫ）メッセージ３００００（或いは４００００）は、本図（Ａ）で用いた指示内容規定フィールド１００６１を書き換えた切替完了通知フィールド（１００６３）を含む構成とした。
以上に示した実施の形態では、ＡＥ１１２における通信障害検知をトリガとした経路切替方法を示した。以降では、ＢＨＥ１７１又はＢＨＥ１７２において経路障害を検知した場合の経路切替方法を説明する。
【００５７】
Ｂ．第２の実施の形態
図３１は、ＢＨＥ１７１においてＡＥ１１２からのＣＣＭフレームを監視した場合に、該ＣＣＭ信号の到着状況から上り通信に障害が認められた場合の経路切替方法を示す網構成図である。ＢＨＥ１７１は障害を検知すると、先ずＢＨＥ１７２に対してＡＥ１１２からＢＨＥ１７１へ向かう上り信号の中継（ＢＨＥ１７２における該信号の中継）を要求する転送要求フレーム２０００３を送信する。転送要求フレーム２０００３を受信したＢＨＥ１７２では、自装置内の転送表５１１０、ＢＨＥ間経路表５５１０、遅延表５２１０、管理表５３１０を更新すると共に、ＡＥ１１２へ上り信号送出経路を現用系経路９２１から予備系経路９２２へ切替えるよう切替要求フレーム２０００４を送出する。
転送要求フレーム２０００３、切替要求フレーム２０００４のフレーム構成例は、それぞれ図３０（Ｂ）、（Ａ）で示した信号構成と同様である。ペイロード１００６０のフレーム種別識別子１００６１又は１００６３のみを変更すれば良い。またその他情報フィールド１００６２には、当該フレームが切替／転送対象とする経路識別子、切替後の経路識別子を含む構成とすることにより、当該信号を受信した装置ＢＨＥ１７２又はＡＥ１１２において変更内容を明確に認識できる。
【００５８】
図３２は、第２の実施の形態における経路切替処理の流れを示すシーケンス図である。本図では、ＢＨＥ１７１からＢＨＥ１７２への転送要求フレーム２０００３の送信、及びＢＨＥ１７２からＢＨＥ１７１への切替要求フレームの送信において、当該制御信号の通知完了及び対向装置ＢＨＥ１７２又はＡＥ１１２における経路切替／転送処理完了を確認するために、ＡＣＫ信号を用いる例を示す。また別の方法として、図５〜図９に示したようにタイマーを用いた経路切替手段も可能である。いずれの手段に於いても、装置間での制御信号の送受信や装置内における信号処理方法は図５〜図９に示したシーケンスと略同様となるため、第２の実施の形態においてはＡＣＫフレームを用いる場合を例として、処理手順を説明し、タイマー適用事例については説明を割愛する。
ＡＥ１１２からＢＨＥ１７１への通信状況を監視するため、通信経路９２１にはＡＥ１１２からＣＣＭフレームを定期的に送出する。該ＣＣＭフレームは、到着時刻とその到着間隔を確認し、記録しておく。本図では時刻Ｓ７００に到着したＣＣＭフレームを最後に、ＢＨＥ１７１に於いて一連のＣＣＭフレームの到着が観測されなくなった状態を示している。
ＢＨＥ１７１に於いて予め設定する一定の時間内に次のＣＣＭフレーム受信を確認出来ない場合（Ｓ７０１）、当該経路において障害が発生したと判断する（Ｓ７０２）。するとＢＨＥ１７１では障害監視部５４００よりフレーム生成部６２３０又は６４７０へ転送要求フレームの生成を、読出し制御部６２８０又は６４６０へ該転送要求フレームの送出指示を通知し、転送要求フレーム２０００３−１、２０００３−２の送出を開始する。
ＢＨＥ１７２は転送要求フレーム２０００３を受信すると、経路切替状態に遷移する（即ち、経路切替処理を開始する）（Ｓ７０４）。ここでＢＨＥ１７１から通知した経路又はフローに関する転送表５１１０、管理表５３１０、ＢＨＥ間経路表５５１０、遅延表５２１０の変更を実施する。各データベースの構成方法及び更新方法は第１の実施の形態で述べた方法と同様のため、ここでは説明を割愛する。ＢＨＥ１７２では、自装置内の処理を完了すると、経路切替要求フレーム２０００４−１、２０００４−２をＡＥ１１２へ向けて送出する。当該指示を受けたＡＥ１１２では、上り信号送出経路を現用系経路９２１から予備系経路９２２へ変更する。この変更に関してＡＥ１１２の転送表１１１０、管理表１３１０、遅延表１２１０の更新が完了次第、ＡＥ１１２からＢＨＥ１７２へ変更完了通知フレーム（ＡＣＫフレーム）５００００（５００００−１、５００００−２、・・）を送出する。当該ＡＣＫフレーム５００００を受信したＢＨＥ１７２では、自装置内設定完了を確認し、ＢＨＥ１７１へ予備系経路９２２及び予備経路９７０を用いる通信経路の設定完了を知らせる切替完了通知（ＡＣＫフレーム）６００００（６００００−１、６００００−２、・・）を送出する。ＢＨＥ１７１は、該ＡＣＫフレーム６００００の受信を以てＡＥ１１２との通信を再開する。ＡＥ１１２からＢＨＥ１７２、ＢＨＥ１７２からＢＨＥ１７１へのデータ通信は、それぞれＡＥ１１２、ＢＨＥ１７２からのＡＣＫ信号送出開始の後に再開しても良い。データ通信再開に際して、ＣＣＭフレームをＡＥ１１２からＢＨＥ１７２経由でＢＨＥ１７１へ送信し、通信経路の状態を確認することも可能である。このとき例えばＢＨＥ１７１からＡＥ１１２へ向かう逆方向通信経路から、ＡＥ１１２がＣＣＭフレームを正常に受信できればデータ通信を再開できる状態になったと判断できる。
【００５９】
Ｃ．第３の実施の形態
図３２は、図１の中継網１０において、コア網２１０、２２０側の中継網エッジ装置ＢＨＥが、一つのアクセス側エッジ装置ＡＥに対して３つ以上接続される状態を示す網構成図である。以下本図を用いて、中継網１０内における別の経路切替方法を説明する。
中継網１０内に構成した経路９１１、９１２，９２１、９２２、９２３、９３１，９３２、９３３では、パケット通信経路の正常性を確認するため、図１の構成と同様に、定期的にＣＣＭフレームを送信する。本実施の形態では最短通信距離にある現用系経路９２１に通信障害３００−１が発生しており、通信経路として第一の予備系９２２を使用している状況を示す。
本図ではＡＥ１１２とＢＨＥ１７１、１７２、１７３とで構成される冗長系経路における信号処理に着目し、これを代表例として説明する。ここでもＡＥ１１２を代表例として説明するが、図１同様に、ＡＥ１１１とＡＥ１１３とＢＨＥ１７１、１７２、１７３とのフレーム送受及び経路切替方法も同様である。
ＡＥ，ＢＨＥ，並びに経路９２１、９２２、９２３を構成する中継通信装置に備える転送表（図１０：１１１０）に保持するテーブルを参照することにより、フレーム転送処理を行う。転送表（図１０：１１１０）の構成及び参照方法は、図２の説明と略同様である。更に、例えばＡＥ１１２からＢＨＥ１７１へ向かう通信信号（ＣＣＭフレームを含む）と、ＢＨＥ１７１からＡＥ１１２へ向かう通信信号（ＣＣＭフレームを含む）は、それぞれが同一の物理回線を通過する可能性もあれば、複数の物理回線が敷設されていた場合に、互いに（物理的に）異なる経路を通過して信号送受を行う可能性もあることも、図２の説明で述べた通りである。本実施の形態ではＡＥ１１２からＣＲＥ２１１（ＢＨＥ１７１）へ向かう通信に関する障害対応（経路切替）方法を代表例として説明する。
本構成に於いて接続性確認が取れなかった場合、ＡＥ１１２とＢＨＥ１７１との間で経路切替を行い、通信の継続性を確保する。本図の状況では、既に経路障害３００−１が、ＡＥ１１１からＢＨＥ１７１へ向かう通信に支障を来している。その上で、更に第２の障害３００−２が発生し、予備系経路９２２を用いた通信に対しても継続が困難な場合を考える。
経路障害３００−２は、ＡＥ１１２からＢＨＥ１７２へ送信するＣＣＭフレームの、ＢＨＥ１７２での定期的受信が途絶えることにより検出可能である。この検出により、ＢＨＥ１７２は経路９２２での通信継続が困難であると判断する。
ＢＨＥ１７２で経路障害３００−２を検出すると、ＢＨＥ１７１からＢＨＥ１７３を介して予め設定されている代替系経路（正確にはその一部）９２３を利用してＢＨＥ１７３へ、ＢＨＥ１７１との通信を中継するよう要求する。この要求には、例えば切替要求フレーム２０００１を用いる（図３０）。ＢＨＥ１７３は、該要求を受信すると、ＡＥ１１２に対し、送信先ＢＨＥ（ここではＢＨＥ１７１）へ向かうフレーム転送経路を切替えるように要求する。即ちＡＥ１１２が送出するＢＨＥ１７１宛てのフレームについては、予備経路９２３を用いてＢＨＥ１７３へ送出するように信号振分設定の変更を依頼する。
尚、図３３において、経路９７０−１及び９７０−２は、障害３００−１発生後に、経路９２１から経路９２２へ通信経路が切り替わった後に使用していた通信路（の一部）である。本実施の形態のように第２の障害３００−２が発生した場合には、更に別の経路９７０−３を利用してＡＥ１１２とＢＨＥ１７１との通信を継続する。ＢＨＥ１７１、１７２、１７３は、それぞれ一対のＢＨＥが互いに通信可能なトポロジを用いて接続する。このようなトポロジの例として、ＢＨＥ間のメッシュ型又はリング型の接続形態が利用可能である。本図ではメッシュ型接続を例示した。
【００６０】
図３４は、図３３で述べた通信状況確認処理に於いて第２の障害３００−２に起因して接続性確認が取れなかった場合の、予備系経路構成方法を示す通信経路構成図である。図３３に述べたように、ＣＣＭフレーム１００００の送達時に異常状態（或いは異常動作）を検知した場合の経路構成例を示す。
本図では経路９２２から経路９２３への切替後の通信経路として、ＡＥ１１２から出力する信号がＢＨＥ１７３を通過し、ＢＨＥ１７１へ至る代替系（予備系）経路を示す。
第１の障害に対する経路切替方法（図１〜図３２）と同様に、既存の切替方法（例えばＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．８０３１）と異なる特徴は、ＢＨＥ１７３が切替要求信号と経路変更後の通信における中継点となっている構成にある。即ちＢＨＥ１７３を頂点とするツリー型の通信網は、ＢＨＥ１７１から見るとサブツリーを構成している。本図では、ＢＨＥ１７１、１７２、１７３が互いにメッシュ接続され、ＡＥ１１２から見ると３つの等価な通信装置（ＢＨＥ）が構成するフラットなメッシュ網３３００へ３本の通信経路を接続した多角錐（円錐）型トポロジを形成する。ＡＥ１１２からコア網２１０への通信信号は、この多角錐の底辺にあたるメッシュ網３３００へ入力され、ＢＨＥ１７１を介してコア網２１０へ至る。
この多角錐型接続で実現される動作の特徴は、（１）ＢＨＥ１７１、１７２、１７３が同等の機能を備えた通信中継（集約）装置であり、（２）全てのＡＥ１１１〜１１３がそれぞれ互いに独立した経路９２１、９２２、９２３によってＢＨＥ１７１、１７２、１７３と予め接続している構成に起因する。（１）の特徴を利用して、ＢＨＥ１７１、１７２、１７３との接続関係を任意に入れ替えることにより、ＡＥ１１２は或る時点で自装置が所属する単階層ツリーを自由に変更できる。更にＢＨＥ間の通信経路を迂回経路としてデータ通信に利用することにより、障害時にも２階層以上の（２つ以上のＢＨＥ装置が接続される多角錐構造により実現される）多階層ツリーへの通信網の変更を通じて通信を継続できる。更に（２）の特徴を利用すると、通信網構築計画に依存する経路変更が必要となる際に、同等の性能を備える通信経路を確保でき、回線敷設や装置異動などの手間を必要とせず容易に移行可能となる。更に、既存のプロテクション切替技術が１＋１或いは１：１（一般的にはＮ＋Ｍ型やＮ：Ｍ型（Ｎ本の通信を保護するためにＭ本の予備経路を準備する方法））と表されるように、通信単位（例えば「コネクション」や「パス」）毎に、運用系と予備系（切替先）を予め決定しておく方法もある。このような場合に、より確実に個々の通信を保護するには、その分予備的に必要な通信網リソースが拡大する。これに対し本実施の形態では、ＢＨＥ１７１及び１７２にて通信を集約し、ＢＨＥ間を接続する予備経路９７０を予備経路として共有することにより、多大な網リソースを確保する必要が無い。同時に複数の経路障害が発生する確率は低いため、一部の通信経路３３００を全経路９２１、９２２、９２３と接続してＡＥ１１２とＢＨＥ１７１との通信経路を構成することでリソースを有効活用できる。既存のプロテクション切替技術では予備回線数（設定数）１つにつき１本の通信単位のみ保護可能であるが、図３４の構成では全ての通信に対して予備経路３３００を割り当てることが可能である。その費用対効果は大きい。一般的に通信装置の処理能力は、通信収容数（集約数）を考慮すると、ＢＨＥ１７１、１７２、１７３がＡＥ１１２よりも高い。装置自体の構成もＢＨＥはＡＥに比較して信頼性が高いものを適用する場合が多い。更にはＢＨＥ間の予備経路３３００にも大容量回線を用いやすく、また通常運用時には予備経路３３００にはトラフィックが流入しないため、非常時の対応も容易である。
【００６１】
本図において、信号伝達経路及び方向を示す矢印３３１０、３３２０、ＡＥ１１２からＢＨＥ１７１へ向かう信号を示す矢印３３５２、３３５３、３３３０は、図３４で述べた切替制御信号、及び経路切替後のＡＥ１１２からＢＨＥ１７１へ向かう信号の流れを示す。経路切替処理の手順については図３５を用いて詳述する。
このように中継装置において通信状況を監視しておき、障害発生時により障害点に近い箇所において該障害を検知することにより、通常のプロテクション切替に比べ、障害に対する対応を開始するまでの時間を短縮できる。これは、通信を中継する装置が、該通信の端点となる装置と同等の機能を持つことにより実現される。ここで同等の機能とは、ユーザ（データ）信号、制御信号の処理機能に加え、中継網１０のエッジ装置という役割を果たす機能及びテーブル情報を備える、という網設計上の要件も含む。そのため、ＢＨＥ間は互いにテーブル設定情報を送受できる機能を備え、コア網側エッジのメッシュ網３３００を介して制御情報の交換を行う。
【００６２】
図３５は、図３３及び図３４の経路構成例における経路切替処理の流れを示すシーケンス図である。本図では、ＢＨＥ１７２からＢＨＥ１７３への切替通知送信要求フレーム３３１０の送信、及びＢＨＥ１７２からＢＨＥ１７１への切替要求フレーム（図示せず）の送信において、当該制御信号の通知完了及び対向装置ＡＥ１１２における経路切替／転送処理完了を確認するために、ＡＣＫ信号を用いる例を示す。また別の切替完了判定手段として図５〜図９に示したようにタイマーを用いる方法でも実現可能である。いずれの手段に於いても、装置間での制御信号の送受信や装置内における信号処理方法は図５〜図９に示したシーケンスと略同様となるため、本実施の形態においてはＡＣＫフレームを用いる場合を例として処理手順を説明し、タイマー適用事例については説明を割愛する。
ＡＥ１１２からＢＨＥ１７１への通信状況を監視するため、通信経路９２２にはＡＥ１１２からＣＣＭフレームを定期的に送出する。該ＣＣＭフレームは、到着時刻とその到着間隔を確認し、記録しておく。本図では時刻Ｓ９９９に到着したＣＣＭフレームを最後に、ＢＨＥ１７２に於いて一連のＣＣＭフレームの到着が観測されなくなった状態を示している。
ＢＨＥ１７２に於いて予め設定する一定の時間内に次のＣＣＭフレーム受信を確認出来ない場合（Ｓ１００１）、当該経路において障害が発生したと判断する（Ｓ１００２）。するとＢＨＥ１７２では障害監視部５４００よりフレーム生成部６２３０又は６４７０へ切替通知送信要求フレーム３３１０の生成を、読出し制御部６２８０又は６４６０へ該要求フレーム３３１０の送出指示を通知し、切替通知送信要求フレーム３３１０（本図では３４００１−１、３４００１−２）の送出を開始する（Ｓ１００３、Ｓ１００４）。
ＢＨＥ１７３は予め規定したフレーム数以上の切替通知送信要求フレーム３４００１−１、３４００１−２を受信すると、経路切替状態に遷移する（即ち、経路切替処理を開始する）（Ｓ１００５）。ここでＢＨＥ１７２から通知した経路又はフローに関する転送表５１１０、管理表５３１０、ＢＨＥ間経路表５５１０、遅延表５２１０の変更を実施する。各データベースの構成方法及び更新方法は第１及び第２の実施の形態で述べた方法と同様のため、ここでは説明を割愛する。ＢＨＥ１７３では、自装置内の処理を完了すると（Ｓ１００６）、経路切替要求フレーム３４００２−１、３４００２−２をＡＥ１１２へ向けて送出する。当該指示を受けたＡＥ１１２では、上り信号送出経路を現用系経路９２２から更に別の予備系経路９２３へ変更する。この変更に関してＡＥ１１２の転送表１１１０、管理表１３１０、遅延表１２１０の更新が完了次第、ＡＥ１１２からＢＨＥ１７２へ変更完了通知フレーム（ＡＣＫフレーム；図示せず）を送出する。当該ＡＣＫフレームを受信した場合に、ＢＨＥ１７３では自装置内設定及び経路切替の完了と見做す（Ｓ１００８）。その後、ＢＨＥ１７１及びＢＨＥ１７２へ予備系経路９２３及び予備経路９７０−３を用いる通信経路の設定完了を知らせる切替完了通知（ＡＣＫフレーム；ＢＨＥ１７１宛てのＡＣＫフレームは図示せず）３４００３−１を送出する。ＢＨＥ１７２は、予め規定したフレーム数以上の該ＡＣＫフレーム３４００３−１の受信を以て切替完了と判断し、ＡＥ１１２との通信を再開する。尚、別の手順としてＡＥ１１２からＢＨＥ１７３、ＢＨＥ１７３からＢＨＥ１７１へのデータ通信は、それぞれＡＥ１１２、ＢＨＥ１７２からのＡＣＫ信号送出開始の後に再開しても良い。データ通信再開に際して、ＣＣＭフレームをＡＥ１１２からＢＨＥ１７３経由でＢＨＥ１７１へ送信し、通信経路の状態を確認することも可能である。
【００６３】
図３６は、ＢＨＥ１７２のヘッダ解析部６２６０における、データフレーム又は制御（例えばＣＣＭ）フレームを受信した際の処理手順を示すフローチャートである。
ステップＦ１００１、Ｆ１００２の処理は、ＣＣＭフレームの処理方法を示した図１７の手順と略同様である。本実施の形態ではＢＨＥ１７２がＡＥ１１２からＢＨＥ１７１へ向かう通信経路の中継装置として動作する。以下、経路制御部におけるフレーム処理手順を抽出して示す。
ＢＨＥ１７２は、自装置のインタフェースにおいてフレームを受信すると（Ｆ１００１）、該フレームヘッダ情報に基づき、該フレームが通過するべき経路識別子を抽出する（Ｆ１００２、Ｆ１００３）。当該フレームがＣＣＭフレームであり、且つ該フレームの通過経路が、自装置が端点となっている（自装置を介してコア網とアクセス網を接続する）経路である場合には（Ｆ１００４〜Ｆ１００７）、当該ＣＣＭフレームを終端する。終端後のＣＣＭフレームの受信状況の解析処理については、先に述べた通りであるため再掲を避ける（Ｆ１００８）。また、自装置が端点でない場合には、当該ＣＣＭフレームを端点となる別のＢＨＥへ転送する（Ｆ１００９）。このとき、自装置が中継装置として動作すべき経路については、ＣＣＭフレームの到着間隔を確認し、障害検出並びに経路切替に対応するための予備動作を行う（Ｆ１００６、Ｆ１００７，Ｆ１００９）
Ｆ１００５〜Ｆ１００６にてＣＣＭフレームであることを確認し、Ｆ１００３にて、該要求フレームを正しい経路から受信したことを確認した上で、当該経路に障害が発生していることを検知すると、予備経路９７０−３を用いて通信経路を確保するため、ＢＨＥ１７１へ予備経路を用いるように経路切替を要求する（Ｆ１００４）。具体的には、ＡＥ１１２からの上り方向の通信信号を受信するように、ＢＨＥ１７１の転送表の変更を指示する。この切替要求フレーム（図示せず）は、フレーム生成部６２３０にて生成する。
更に経路制御部５１００では、当該フローの上り通信をＢＨＥ１７３経由で継続するために、ＡＥ１１２からＢＨＥ１７３へ当該通信を振り替えるように、ＡＥ１１２の転送表５１１０の経路情報を変更するよう指示フレームを送出する。この処理には系切替指示フレーム３４００２を用いて行う。
【００６４】
図３７は、ＢＨＥ１７２が障害３００−２を検出した際の、経路制御部における経路切替処理の手順を示すフローチャートである。
本処理は、障害を検知した時点で開始する。検知した障害につき、ステップＦ１１０１にて自装置の対象経路上における位置付けを確認する。当該装置が該経路の端点であれば、図１〜図３２に説明した経路切替処理を行う（Ｆ１１０２）。ここでは、例えばＡＥ１１２及びＢＨＥ１７１に対して経路切替要求を送信し、自装置へのＡＥ１１２からの通信を確保することになる。Ｆ１１０２で言う対抗装置とは、この場合ＡＥ１１２を指す。
自装置が中継装置として設定される経路に対しては、障害３００−２以前に障害３００−１が発生している確率が高い。そこで、まず当該経路について現用経路（図３２、図３３の例では経路９２１）が修復されているか否か（利用可能な状態か否か）を確認する（Ｆ１１０３）。経路９２１が利用可能であれば、経路切り戻し処理Ｆ１１０８を実施する。具体的には、ＡＥ１１２へ上り信号の送出経路変更（経路９２２から９２１へ）を指示し、更にＢＨＥ１７１へ、ＡＥ１１２からのフレームを受信するよう受信経路変更を指示する。
現用系経路９２１が、障害３００−２発生時点では回復していない場合には、その他の経路を選択することになる（Ｆ１１０４）。この場合は、ＢＨＥ１７３を介した第３の経路を使用可能であるため、ステップＦ１１０６及びＦ１１０７において利用可能な経路の中継装置となるＢＨＥ１７３及び上り信号発信元であるＡＥ１１２に対してそれぞれ受信経路と送信経路の変更を指示する。なお、ステップＦ１１０４で、他の予備系を選択できない場合は、通信停止警報を経路管理部へ送信する（Ｆ１１０５）。
【符号の説明】
【００６５】
１１２    ＡＥ
１７１    ＢＨＥ
１７２    ＢＨＥ
１０００  制御部（ＡＥ）
１２００  遅延制御部（ＡＥ）
１３００  経路管理部（ＡＥ）
１４００  障害監視部（ＡＥ）
５０００  制御部（ＢＨＥ）
５２００  遅延制御部（ＢＨＥ）
５３００  経路管理部（ＢＨＥ）
５４００  障害監視部（ＢＨＥ）
５５００  ＢＨＥ間経路制御部（ＢＨＥ）
【図１】
0005537462.tif 000002
【図２】
0005537462.tif 000003
【図３】
0005537462.tif 000004
【図４】
0005537462.tif 000005
【図５】
0005537462.tif 000006
【図６】
0005537462.tif 000007
【図７】
0005537462.tif 000008
【図８】
0005537462.tif 000009
【図９】
0005537462.tif 000010
【図１０】
0005537462.tif 000011
【図１１】
0005537462.tif 000012
【図１２】
0005537462.tif 000013
【図１３】
0005537462.tif 000014
【図１４】
0005537462.tif 000015
【図１５】
0005537462.tif 000016
【図１６】
0005537462.tif 000017
【図１７】
0005537462.tif 000018
【図１８】
0005537462.tif 000019
【図１９】
0005537462.tif 000020
【図２０】
0005537462.tif 000021
【図２１】
0005537462.tif 000022
【図２２】
0005537462.tif 000023
【図２３】
0005537462.tif 000024
【図２４】
0005537462.tif 000025
【図２５】
0005537462.tif 000026
【図２６】
0005537462.tif 000027
【図２７】
0005537462.tif 000028
【図２８】
0005537462.tif 000029
【図２９】
0005537462.tif 000030
【図３０】
0005537462.tif 000031
【図３１】
0005537462.tif 000032
【図３２】
0005537462.tif 000033
【図３３】
0005537462.tif 000034
【図３４】
0005537462.tif 000035
【図３５】
0005537462.tif 000036
【図３６】
0005537462.tif 000037
【図３７】
0005537462.tif 000038