(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の箇所に分散配置され、それぞれが１または複数のローカル通信装置を収容して成る複数のノード装置と、前記ノード装置および前記ローカル通信装置を制御管理するセンタ装置とを、前記センタ装置を始端として前記各ノード装置を一方向に経由して前記センタ装置に終端する第１のループ及び前記センタ装置を始端として前記第１のループと逆方向に前記各ノード装置を経由して前記センタ装置に終端する第２のループによって二重化された伝送路を介して接続して成り、
前記センタ装置は、
前記第１のループまたは前記第２のループのいずれか一方を現用系、他を待機系として設定する設定手段と、
宛先ノード装置を示す宛先情報と、該宛先ノード装置で行なう制御内容を指示する制御指示情報とから成る制御情報を現用系ループ及び待機系ループに送出する送信手段
を具備し、
前記ノード装置は、
前記現用系ループ、前記予備系ループ、及び自装置に接続されたローカル通信端末間の接続を選択的に切換えるスイッチ手段と、
前記現用系ループまたは待機系ループを通じて前記制御情報を受信する受信手段と、
受信した制御情報の宛先情報及び制御指示情報の内容を判別する判別手段と、
前記判別手段による判別結果に応じて前記スイッチ手段を切換え、前記制御情報を前記現用系ループを通じてその下流側に転送する第１の制御、前記制御情報を該当する前記ローカル通信装置に配信する第２の制御、前記現用系ループを前記待機系ループに接続して小ループを形成し、前記制御情報を前記小ループを介して前記センタ装置に折り返し送信する第３の制御、前記現用系ループを前記待機系ループに接続して前記小ループを形成し、前記現用系ループの伝送路から送られてくる伝送情報を前記小ループを介して前記待機系ループの伝送路に折り返し送信するか、若しくは、前記待機系ループを前記現用系ループに接続して前記小ループを形成し、前記待機系ループの伝送路から送られてくる伝送情報を前記小ループを介して前記現用系ループの伝送路に折り返し送信する第４の制御、前記現用系ループを前記待機系ループに接続している状態から、現用系ループ同士、及び予備系ループ同士を接続して小ループ形成前の状態に復帰させる第５の制御のいずれかを行なう制御手段と
を具備することを特徴とする通信システム。
【請求項２】
前記制御手段は、前記制御情報が自局宛でない場合、前記第１の制御を行う
ことを特徴とする請求項１記載の通信システム。
【請求項３】
前記ノード装置は、前記第１の制御において、前記ローカル通信装置からのセルと上流の前記センタ装置または前記ノード装置からのセルを、重ねることなく混在させて下流の前記センタ装置及びノード装置に送信する手段を更に備える
ことを特徴とする請求項２記載の通信システム。
【請求項４】
前記制御手段は、自局宛の制御情報の制御指示情報が自局内の前記ローカル通信装置への送信指示の場合、前記第２の制御を行う
ことを特徴とする請求項１記載の通信システム。
【請求項５】
前記制御手段は、自局宛の制御情報の制御指示情報が障害監視指示の場合、前記第３の制御を行う
ことを特徴とする請求項１記載の通信システム。
【請求項６】
前記センタ装置は、障害監視指示を搭載した制御情報を常時若しくは一定間隔で前記現用系ループに送信し、前記各ノード装置から前記第３の制御に基づき前記待機系ループを通じて情報が受信されたか否かを監視することにより障害発生箇所を自己検出する
ことを特徴とする請求項５記載の通信システム。
【請求項７】
前記センタ装置は、障害箇所を認識した時、該障害箇所に隣接する２つのノード装置の一方のノード装置宛に前記現用系ループの伝送路を通じて折り返し指示を搭載した制御情報を送出すると共に、他方のノード装置宛に前記待機系ループの伝送路を通じて折り返し指示を搭載した制御情報を送出し、該宛先の各ノード装置は、自局宛の制御情報の内容情報が折り返し指示の場合、それぞれ、前記第４の制御によりセンタ装置との間に前記小ループを形成し、その後の受信情報を当該小ループを通じて前記センタ装置に返送することにより通信を維持する
ことを特徴とする請求項１記載の通信システム。
【請求項８】
前記センタ装置は、障害復旧後、該障害箇所に隣接する各ノード装置宛に、折り返し解除指示を搭載した制御情報を送出し、該宛先の各ノード装置は、自局宛の制御情報の内容情報が折り返し解除指示の場合、前記第５の制御により現用系ループ同士、及び予備系ループ同士を接続し、その後の受信情報をそれぞれ現用系ループ及び予備系ループを通じて隣接ノード装置に伝送する
ことを特徴とする請求項１記載の通信システム。
【請求項９】
センタ装置、ノード装置、第１のループ及び第２のループは、非同期転送モード（ＡＴＭ）交換スイッチの機能を構成する
ことを特徴とする請求項１記載の通信システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、データ発生源またはデータ受信装置がループ状に配置された場合における当該データ発生源またはデータ受信装置とこれらデータ発生源，データ受信装置を集中管理するデータ処理センタとを結ぶ通信網で構成される通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の通信システムの代表的な例としては、鉄道管理システム、下水道管理システム、飛行場管理システム、河川管理システム、地下鉄管理システムなどが上げられる。
【０００３】
鉄道管理システムでは、管理センタが管理区間内に存在し、管理区間には監視カメラや列車感知センサなどが線路に沿って配置され、これら監視カメラあるいは列車感知センサからの情報が管理センタに集められている。また、信号機等の列車制御情報報知手段もやはり線路に沿って配置されている。管理センタには隣接管理区間からの事故等の情報も集められ、それらの情報と当該管理区間の情報を使用して各種の判断がなされ、その判断結果に基づき、信号機等を用いて列車の運行制御等の鉄道の管理が行われる。
【０００４】
この種の従来の鉄道管理システムは、図１１に示すような装置及び伝送路により構成されていた。同図において、１２は管理区間毎に設けられる管理センタとしてのノード装置（以下、子局という）であり、１３は管理区間内にある監視カメラや列車感知センサ、あるいは信号機等の列車制御情報報知手段としてのローカル通信装置であり、１１は上記子局１２及びローカル通信装置１３を管理しているセンタ装置（以下、親局という）である。
【０００５】
これら親局１１，子局１２，ローカル通信装置１３は、例えば光ケーブルを用いた伝送路１４によりループ状に接続され、親局１１を始端にデータを送信し、子局１２が該データを受信し、下流の子局１２または親局１１に伝送する構成となっている。同図からも分かるように、この種の従来システムは、親局１１を始点としかつ終端として一方向にデータを送信する単一のループ回路構成が一般的であった。
【０００６】
ところで、今日、ＡＴＭ（Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｍｏｄｅ：非同期転送モード）交換方式の実用化に向けた開発が急速に進んできており、このＡＴＭ技術を上述したような通信システムに応用することで、ＡＴＭのメリットを活かした柔軟性のあるシステムの構築が可能になってきている。
【０００７】
上述した鉄道管理システムを、ＡＴＭ交換スイッチの機能で構成した場合、ローカル通信装置１３により得られた情報（例えば、監視カメラによる列車走行状況映像画、列車感知センサの検知出力等）を子局１２に伝送し、子局１２では上記検出情報を下流の子局１２に伝送路１４を通じて伝送し、かかる動作を各子局１２で順次行うことにより上記検出情報を親局１１まで伝送し、更に、親局１１は各子局１２から送られてくるそれぞれの検出情報を取得して処理し、再び伝送路１４を介して各子局１２に制御情報を与え、各子局１２がその制御情報（例えば、信号機の点灯制御等に用いる情報）をローカル通信装置１３に提供する、といった通信制御が可能になる。
【０００８】
また、ＡＴＭ交換スイッチを採用した場合によれば、ローカル通信装置１３の情報（監視カメラや列車感知センサの検知出力、信号機の点灯制御情報等）は、伝送路１４の同一ネットワークで形成することができ、一つの情報内容をセル（Ｃｅｌｌ：情報）の内容により、多数の宛先に送信することができる。
【０００９】
以上に述べた運用管理に於いて、システム異常が発生した場合、システム運用が不可能になる。これは、図１１に示す如く、この種の従来システムでは、親局１１を始点としかつ終端として一方向にデータを送信する単一のループ回路構成を採用していることに他ならない。すなわち、かかる構成によれば、例えば、ある１箇所の子局１２または伝送路（光ケーブル）１４に故障あるいは断線等の障害が発生すると、障害が発生した子局１２の情報及びローカル通信装置１３の情報どころか、全ての情報を親局１１が取得することができず、システム運用が停止することになった。また、修理を行うにしてもどの地域で異常が発生したかを検出できず、システムを始端からたどって順次終端まで調査しなければならないことから、システム機能の停止時間が長くなり、安全運行が最優先される鉄道管理システムでこのような事態が発生するとパニック状態になり兼ねなかった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上述の如く、この種の従来システムでは、親局を始点としかつ終端として一方向にデータを送信する単一のループ回路構成を採用していたため、例えばｎ番目の子局または（ｎ−１）番目とｎ番目の子局を接続している伝送路で障害が発生した場合、親局からの情報は（ｎ−１）番目の子局までは伝えることはできるが、それぞれの子局の情報を親局に伝えることはできなくなり、システム機能が停止せざるを得なかった。
【００１１】
また、システム機能停止後は、障害箇所を特定して速やかに復旧処理する必要があるが、上記従来のシステム構成では、障害箇所の特定がシステム自身では行えず、保守者の探索によって対処するため、システムの機能停止の長期化を免れなかった。また、子局の点検及び増設時にもシステム機能は停止しなければならず、柔軟性に乏しかった。
【００１２】
この点の対策として、従来から、２重ループ化した構成のループＬＡＮも知られていたが、殆どが伝送路（光ケーブル）のみの２重化で対処しており、物理部分が１重に止まっていたことから、故障情報の検出と通知に柔軟に対応できなかった。また、ループ切り換えのための専用の回路を必要とするうえ、この回路は子局の分岐／挿入の切り換え機能との共用性は一切なかった。
【００１３】
本発明は上記問題点を除去し、ループネットワークの様に、親局が始端でありかつ終端であるようなシステム構成において、子局や伝送路での障害発生時、親局の管理下でその障害箇所を認識して伝送路を再構築することにより通信を維持できると共に、障害箇所復旧後はシステムの初期構成に自動的かつ速やかに復帰でき、更には上記機能を利用して子局の点検や増設にもシステムの機能を停止させることなく対処でき、通信機能の信頼性が高くかつシステム変更にも柔軟に対応可能な通信システムを提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の通信システムは、複数の箇所に分散配置され、それぞれが１または複数のローカル通信装置を収容して成る複数のノード装置と、前記ノード装置および前記ローカル通信装置を制御管理するセンタ装置とを、前記センタ装置を始端として前記各ノード装置を一方向に経由して前記センタ装置に終端する第１のループ及び前記センタ装置を始端として前記第１のループと逆方向に前記各ノード装置を経由して前記センタ装置に終端する第２のループによって二重化された伝送路を介して接続して成り、前記センタ装置は、前記第１のループまたは前記第２のループのいずれか一方を現用系、他を待機系として設定する設定手段と、宛先ノード装置を示す宛先情報と、該宛先ノード装置で行なう制御内容を指示する制御指示情報とから成る制御情報を現用系ループ及び待機系ループに送出する送信手段を具備し、前記ノード装置は、前記現用系ループ、前記予備系ループ、及び自装置に接続されたローカル通信端末間の接続を選択的に切換えるスイッチ手段と、前記現用系ループまたは待機系ループを通じて前記制御情報を受信する受信手段と、受信した制御情報の宛先情報及び制御指示情報の内容を判別する判別手段と、前記判別手段による判別結果に応じて前記スイッチ手段を切換え、前記制御情報を前記現用系ループを通じてその下流側に転送する第１の制御、前記制御情報を該当する前記ローカル通信装置に配信する第２の制御、前記現用系ループを前記待機系ループに接続して小ループを形成し、前記制御情報を前記小ループを介して前記センタ装置に折り返し送信する第３の制御、前記現用系ループを前記待機系ループに接続して前記小ループを形成し、前記現用系ループの伝送路から送られてくる伝送情報を前記小ループを介して前記待機系ループの伝送路に折り返し送信するか、若しくは、前記待機系ループを前記現用系ループに接続して前記小ループを形成し、前記待機系ループの伝送路から送られてくる伝送情報を前記小ループを介して前記現用系ループの伝送路に折り返し送信する第４の制御、前記現用系ループを前記待機系ループに接続している状態から、現用系ループ同士、及び予備系ループ同士を接続して小ループ形成前の状態に復帰させる第５の制御のいずれかを行なう制御手段とを具備することを特徴とする。
【００１６】
望ましくは、本発明において、前記制御手段は、前記制御情報が自局宛でない場合、前記第１の制御を行うことを特徴とする。
【００１７】
また、前記ノード装置は、前記第１の制御において、前記ローカル通信装置からのセルと上流の前記センタ装置または前記ノード装置からのセルを、重ねることなく混在させて下流の前記センタ装置及びノード装置に送信する手段を更に備えることを特徴とする。
【００１８】
また、前記制御手段は、自局宛の制御情報の制御指示情報が自局内の前記ローカル通信装置への送信指示の場合、前記第２の制御を行うことを特徴とする。
【００１９】
また、前記制御手段は、自局宛の制御情報の制御指示情報が障害監視指示の場合、前記第３の制御を行うことを特徴とする。
【００２０】
また、前記センタ装置は、障害監視指示を搭載した制御情報を常時若しくは一定間隔で前記現用系ループに送信し、前記各ノード装置から前記第３の制御に基づき前記待機系ループを通じて情報が受信されたか否かを監視することにより障害発生箇所を自己検出することを特徴とする。
【００２１】
また、前記センタ装置は、障害箇所を認識した時、該障害箇所に隣接する２つのノード装置の一方のノード装置宛に前記現用系ループの伝送路を通じて折り返し指示を搭載した制御情報を送出すると共に、他方のノード装置宛に前記待機系ループの伝送路を通じて折り返し指示を搭載した制御情報を送出し、該宛先の各ノード装置は、自局宛の制御情報の内容情報が折り返し指示の場合、それぞれ、前記第４の制御によりセンタ装置との間に前記小ループを形成し、その後の受信情報を当該小ループを通じて前記センタ装置に返送することにより通信を維持することを特徴とする。
【００２２】
また、前記センタ装置は、障害復旧後、該障害箇所に隣接する各ノード装置宛に、折り返し解除指示を搭載した制御情報を送出し、該宛先の各ノード装置は、自局宛の制御情報の内容情報が折り返し解除指示の場合、前記第５の制御により現用系ループ同士、及び予備系ループ同士を接続し、その後の受信情報をそれぞれ現用系ループ及び予備系ループを通じて隣接ノード装置に伝送することを特徴とする。
【００２３】
また、センタ装置、ノード装置、第１のループ及び第２のループは、、非同期転送モード（ＡＴＭ）交換スイッチの機能を構成することを特徴とする。
【００２４】
【作用】
本発明では、伝送路が少なくとも現用系と待機系で二重化され、かつこれら現用系伝送路と待機系伝送路は、共にセンタ装置（親局）を始端及び終端としてその伝送方向が互いに逆方向となっている。また、該伝送路上にあるノード装置（子局）には、親局から送出される制御情報の内容を認識する機能と、この認識結果に従って現用系伝送路同士を接続するか、または現用系伝送路と待機系伝送路間を接続するかの切り換えが可能なスイッチが設けられている。
【００２５】
従って、親局が各子局に対して例えば障害監視情報を現用系伝送路を通じて伝送し、各子局が上記障害監視情報を受信して自局のスイッチを待機系伝送路に接続することにより、親局との間に小ループを形成するという運用ができる。なお、上記各子局は、親局から送出される制御情報の内容（宛先情報）によっては自局のスイッチを現用系伝送路同士を接続する状態に維持し、該制御情報をそのまま下流への親局または子局に伝送する切り換え制御にも対応しているため、ループ状の通信ネットワークによる通常の通信機能を阻害することはない。
【００２６】
上記構成においては、親局は、上記小ループに障害監視情報を送信し、子局から当該小ループを通じて折り返し送られてくる信号の受信状況に応じて、各子局及び伝送路の障害監視が行える。例えば、ある子局が故障（あるいはその子局の近接伝送路が断線）し、システムのループが破壊された場合、親局はその故障した子局から小ループを通じて情報が返送されない場合に当該子局あるいはその子局の上流子局とを接続している伝送路に障害が発生したと自己検出ができる。
【００２７】
また、上記小ループは、上記監視用伝送路として用いられる他、障害発生時の伝送路としても用いることができる。すなわち、障害発生を自己検出した後、親局では、その障害箇所の上流子局宛には通常通り現用系通信路を通じて制御情報を発行することにより上記小ループを構成せしめる一方、障害箇所の下流子局以降には、待機系の伝送路からそれぞれの子局に障害情報を通知し、各子局でその子局のスイッチを待機系から現用系に伝送される形態に切り換えさせ、正常時とは逆の伝送方向すなわち親局から見て待機系を送信用伝送路とし、現用系を受信用の伝送路とした小ループ路を形成せしめることにより、上記障害発生箇所の隣接子局で折り返す伝送路から成るシステムを速やかに再構成し、これにより通信を維持することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の一実施の形態に係わる通信システムのシステム構成図である。本システムは、１または複数のローカル通信装置を収容した複数のノード装置をセンタ装置を起点にループ状の伝送路により接続したシステムの鉄道管理システムへの適用例であり、特に、上記センタ装置及びノード装置にＡＴＭ交換機を用いたシステム構成例を示している。
【００２９】
同図において、装置関連の構成としては、システムの情報処理及びシステム全体の運用管理を行うセンタ装置（親局）１１、複数の箇所に分散される複数のノード装置（子局）１２、子局１２のそれぞれに接続される１または複数のローカル通信装置１３が設けられる。このうち、親局１１及び各子局１２は、上述の如く、ＡＴＭ交換機を用いたものであり、それぞれＡＴＭスイッチ（以下、単にスイッチという）１１０及び１２０を内蔵している。
【００３０】
また、通信路関連の構成としては、それぞれが親局１１に始端及び終端があり、時計回りにデータ転送可能に接続された現用系伝送路１４と、この現用系伝送路１４と逆方向（反時計回り）に転送する待機系伝送路１５が設けられる。これら伝送路１４，１５は例えば光ケーブルにより構成され、それぞれが各子局１２を接続してループネットワークを構成する。１６は、子局１２とローカル通信装置１３を接続する伝送路である。
【００３１】
このように、本発明システムの伝送路は、少なくとも現用系と待機系の２系統で２重化され、伝送方向は必ず逆方向（例えば、現用系が、親局１１→子局１番→子局２番→  …  →子局ｎ番→親局１１の伝送方向であれば、待機系は、親局１１→子局ｎ番→  …  →子局２番→子局１番→親局１１の伝送方向）で、共に伝送路の始端及び終端は、親局１１で接続された伝送路により構成される。また、親局１１及び子局１２は、送信器、受信器及びＬＯＳ／ＬＯＦ（Ｌｏｓｓ  Ｏｆ  Ｓｉｇｎａｌ：信号断，Ｌｏｓｓ  Ｏｆ  Ｆｌａｍｅ  ：フレーム同期ハズレ）検出機能を持つ物理レイヤ終端装置を備えている。
【００３２】
子局１２は、ローカル通信装置１３からのセルと親局１１あるいは上流の子局１２からのセルを混在させて下流の親局１１または子局１２へ現用系伝送路１４を通じて伝送し、あるいは待機系の伝送路を用いて上流の親局１１または子局１２に伝送するスイッチ（ＡＴＭスイッチ１２０）を備えている。
【００３３】
これらスイッチの切り換え制御は、後述する如く、親局１１から送信されるセル（図２参照）内の制御情報に基づいて行われる。このスイッチのスイッチング制御により、子局１２には、現用系の伝送路１４と待機系の伝送路１５を必要に応じて接続し、親局１１との間に個々の小ループを形成する機能を与えられることになる。
【００３４】
親局１１は、障害監視指令を搭載した障害監視セルを一定時間間隔で現用系伝送路１４に送信し、各子局１２はその障害監視セルに応答して上記小ループを形成して応答セルを待機系の伝送路１５に送出する。これにより、親局１１は、上記障害監視セルに対する応答セルが待機系の伝送路１５から受信されたことで障害がないことを、また応答セルが待機系の伝送路１５から受信できなかったことでどの子局１２または伝送路区間で障害が発生したかを自己検出できる。
【００３５】
また、親局１１は、障害箇所を認識した時、該障害箇所に隣接する各子局１２宛に、折り返し情報を搭載した制御情報を発行し、該宛先の各子局１２は、自局宛の制御情報の内容情報が折り返し情報の場合、上記小ループを形成し、以後、現用系の伝送路１４から受信したセルを待機系の伝送路１５に伝送する。これにより、本システムでは、障害発生時にも、当該障害発生箇所の前後で情報を折り返すことにより通信機能を回復する機能を有することになる。なお、この通信機能を回復させる制御は、上述の如く、親局１１からの制御に依る他、この親局１１に接続した通信装置１１ａ等から直接制御するようにしても良い。
【００３６】
以下、本システムの運用動作を順次説明する。鉄道管理システムでは、ローカル通信装置１３として、監視カメラ、列車感知センサ、信号機等が線路に沿って配置され、これら各装置により走行状況等に関する各種情報が検出される。これらローカル通信装置１３による検出情報は、伝送路１６を通じて該当する各子局１２に集められる。このように、各子局１２は、複数の箇所に分散され、複数の地域のデータ収集をそれぞれに行っている。
【００３７】
各地域に分散された子局１２における収集データは各地域毎の監視データとして、現用系伝送路１４を通じ、下流の子局１２を順次経由して親局１１に集められる。親局１１は、これら各子局１２から収集した情報を参照して列車の走行状況を判断し、それぞれの地域に対して隣接管理区間の事故情報や渋滞状態情報を現用系伝送路１４を通じて各子局１２に通知する。
【００３８】
これに対して、親局１１から自己の管理区間情報や隣接区間情報を得た子局１２は、自局管轄下の例えば信号機等のローカル通信装置１３に対し、上記受信情報に対応した例えば列車停止のための点灯制御等に係わる情報を転送する。
【００３９】
また、親局１２は、上記制御情報を通知するのと同様に、子局１２または伝送路１４，１５に異常がないかどうかを監視するための障害監視用のテストセルを常時あるいは一定間隔で各子局１２に通知している。通常は、現用系伝送路１４により情報収集を行い、待機系伝送路１５は、常時、子局１２それぞれが自局の監視情報（上記テストセルに対する応答結果）を親局１１に伝送する異常監視用回線として使用する。
【００４０】
情報伝送は、親局１１から現用系伝送路１４を通じてセルを伝送するという方法により行う。セルには、内容の異なる情報が搭載可能である。これにより、親局１１から送られるセルの種別としては、子局１２で処理されローカル通信装置１３へ通知されるセルと、下流の子局１２に伝送されるセルと、親局１１に返送されるテストセルが存在することになる。
【００４１】
これらのセルは、受信した子局１２がセル内のＶＰＩとＶＣＩの宛先情報により区別してその送信先を決定する。ここで、宛先情報を主としたセルの構成を図２に示す。このセル２１は、４８バイトのデジタル情報部２１ａと、５バイトのヘッダ部２１ｂとから形成されている。デジタル情報部２１ａの中には親局１１から送ろうとする情報（ユーザデータ等）があり、ヘッダ部２１ｂの中には制御情報すなわち宛先情報がある。
【００４２】
宛先情報には、ＶＰＩ（Ｖｉｒｔｕａｌ  Ｐａｔｈ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ  ：仮想パス識別素子）と、ＶＣＩ（Ｖｉｒｔｕａｌ  Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ：仮想チャンネル識別素子）とがあり、これらの宛先情報によって宛先と情報内容が区別される。
【００４３】
本システムの場合、ＶＰＩが子局１２の宛先局番であり、ＶＣＩが情報の内容を示している。ここで、ＶＣＩの値として、１０が障害監視用のテストセル、２０が渋滞情報のセル、３０が事故情報のセル内容であると規定すると（これらの宛先情報は、システム運用を行う時に規定する）、例えば、ＶＰＩ＝１，ＶＣＩ＝３０とすると、親局１１から見て１番目に接続されている子局１２に対する事故の情報であり、ＶＰＩ＝ｎ，ＶＣＩ＝１０は、ｎ番目の子局１２に対しての障害監視用のテストセルであるということになる。
【００４４】
以上の如く、子局１２は、受信情報内容を常に識別可能であることから、親局１１から伝送路１４若しくは１５を通じて各子局１２宛に所要のセルを送出し、該各宛先の子局１２に当該セルの識別結果に対応したスイッチング制御を行わせ、該スイッチング制御を経た流通セルを親局１２に収集して解析することによって、親局１２自らによる障害検出、障害発生後のシステムの再構成、あるいは障害復旧後のシステム初期状態への復帰等のシステム運用管理を実現できる。
【００４５】
次に、上述した子局１２におけるスイッチング制御動作を、具体例をあげて説明する。図３〜図６は、親局１から送信されるセル２１の内容及び当該セル２１に基づく子局１２内のスイッチ（１２０）の各切り換え態様を示している。これらの図に示す子局１２は、いずれも親局１１から見てｎ番目の子局１２であり、実線で示す現用系伝送路１４及び点線で示す待機系伝送路１５により、図１に示すようなシステム構成中に組み込まれている。
【００４６】
図３において、セル２１は、親局１１から見たｎ番目の子局１２に対する渋滞情報内容である。このセルの受信時、子局１２のスイッチは、当該セルの受信に用いられる現用系伝送路１４を当該子局１２に収容されるローカル通信装置１３側に接続するように切り換えられる。
【００４７】
図４において、セル２１は、親局１１から見た（ｎ＋１）番目の子局１２に対する渋滞情報内容である。このセルの受信時、子局１２のスイッチは、当該セルの受信に用いられる現用系伝送路１４を当該子局１２の下流の子局１２側に接続するように切り換えられる。
【００４８】
図５において、セル２１は、親局１１から見た（ｎ＋２）番目の子局１２に対する事故情報内容である。このセルの受信時、子局１２のスイッチは、図４に示す態様と同様に、当該セルの受信に用いられる現用系伝送路１４を当該子局１２の下流の子局１２側に接続するように切り換えられる。
【００４９】
図６において、セル２１は、親局１１から見たｎ番目の子局１２に対する障害監視用テストセルである。このセルの受信時、子局１２のスイッチは、当該セルの受信に用いられる現用系伝送路１４を待機系伝送路１５に接続するように切り換えられる。
【００５０】
次に、図７は、図３〜図６の各図に示した情報内容のセル２１が混在する場合の当該セル２１の受信子局１２におけるスイッチ選択及び該スイッチ選択後におけるセル２２の転送動作の概略を示したものである。
【００５１】
ここでは、親局１１または上流の子局１２からｎ番目の子局１２に対して、現用系伝送路１４を通じてセル２１（セルＡ，セルＢ，セルＣ，セルＤ）が伝送される場合を考える。かかる状況下で、まず、セルＡ（ＶＰＩ＝ｎ，ＶＣＩ＝２０）を受信したｎ番目の子局１２では、当該セルＡの情報内容がｎ番目の子局１２への渋滞情報であると認識し、当該受信セルＡを自子局１２内で情報処理してローカル通信装置１３へ伝送し得るように、自局内スイッチを図３に示すような態様にスイッチングする。
【００５２】
次に、セルＢ（ＶＰＩ＝ｎ＋１，ＶＣＩ＝２０）を受信したｎ番目の子局１２では、当該セルＢの情報内容が、（ｎ＋１）番目の子局１２への渋滞情報であるとの認識結果に応じて、当該セルＢを（ｎ＋１）番目の子局１２に伝送し得るように、自局内スイッチを図４に示すような態様にスイッチングする。
【００５３】
引き続き、セルＣ（ＶＰＩ＝ｎ＋２，ＶＣＩ＝３０）を受信したｎ番目の子局１２では、当該セルＣの情報内容が、（ｎ＋２）番目の子局１２への事故情報であるとの認識結果に応じて、当該セルＣを（ｎ＋２）番目の子局１２に伝送し得るように、自局内スイッチを図５に示すような態様にスイッチングする。
【００５４】
更に、セルＤ（ＶＰＩ＝ｎ，ＶＣＩ＝１０）を受信したｎ番目の子局１２では、当該セルＤの情報内容が、ｎ番目の子局１２（自局）への障害監視用テストセルであるとの認識結果に応じて、当該セルＤを上流側の（ｎ−１）番目の子局１２に返送し得るように、自局内スイッチを図６に示すような態様にスイッチングする。このスイッチング状態において、セルＤはｎ番目の子局１２で現用系伝送路１４から待機系伝送路１５へと折り返され、（ｎ−１）番目，（ｎ−２）番目，…，２番目，１番目の各子局１２を経て親局１１まで伝送される。
【００５５】
以上の如く、子局１２自身が、セルの情報内容によって自局のスイッチをスイッチングする結果、図７に示すように、セルＡはセルＡ′としてローカル通信装置１３へ、セルＢ，Ｃは、それぞれセルＢ′，Ｃ′として下流の子局１２へ、セルＤはセルＤ′として親局１１または上流の子局１２にそれぞれ伝送される。
【００５６】
このようなセル伝送制御に合わせて、親局１１は、子局１２より返送されるテストセルを監視している。これにより、親局１１では、上記テストセルが返送された場合は、伝送した子局１２との間の伝送路とその子局１２には異常が発生していないと判断でき、またテストセルが返送されない場合には、子局１２での異常発生（伝送されない子局１２があり、その子局１２が何番目のものであるか）、あるいは伝送路で異常が生じていると判断できる。
【００５７】
ここで、親局１１におけるテストセルが返送されたか否かの判断基準については、例えば、ある子局１２に関しては、２〜３分で返送されないとＴｉｍｅ  Ｏｖｅｒ  となり障害発生と判断し、別の子局１２に関しては、４〜５分で返送されない場合にＴｉｍｅ  Ｏｖｅｒ  となり障害発生と判断するというように、テストセルを伝送してかた当該テストセルが子局１２を介して返送されるまでの時間を規定する。この場合、親局１１からみて上流側子局１２の判断時間と下流側子局１２の判断時間は異なった値に設定し得ることは言うまでもない。
【００５８】
上述したテストセルの返送状態の具体例を図８に示している。この例の場合、いずれの子局１２または伝送路にも障害が発生しておらず、親局１１から現用系伝送路１４を通じて送信されたテストセルが、それぞれの宛先子局１２で折り返され、待機系伝送路１５を通じて親局１１まで返送されている。
【００５９】
ここで、いずれかの子局１２あるいは伝送路に障害が発生した場合、この障害発生を検出した親局１１の制御下で、当該障害が発生した子局１２または伝送路に隣接する子局１２で伝送路の折り返しがなされ、システムが再構成される。
【００６０】
この親局１１による障害発生後のシステム再構成の具体例を図９を参照して説明する。同図において、親局１１と各子局１２間に渡る現用系伝送路１４を通じた通常の情報通信動作及び現用系伝送路１４を通じてテストセルを送出し、該テストセルを待機系伝送路１５を通じて親局１１に折り返す動作は既に述べた通りであるため詳しい説明は省略する。
【００６１】
次に、同図に示す如く、（ｎ−１）番目の子局１２とｎ番目の子局１２を接続する伝送路あるいはｎ番目の子局１２で障害が発生し、ｎ番目の子局１２のテストセルが親局１１に返送されないとすると、この時、親局１１は、（ｎ−１）番目の子局１２とｎ番目の子局１２を接続している伝送路あるいはｎ番目の子局１２のどちらかに障害が発生していると判断する。
【００６２】
この判断結果に対し、親局１１は、通常、障害発生区間内のｎ番目の子局１２の隣接子局、すなわち上流側に当たる（ｎ−１）番目の子局１２及び下流側に当たる（ｎ＋１）番目の子局１２宛に、障害発生内容を載せたセルを他の各子局１２を経由して送信する。
【００６３】
この時のセルの送信方法としては、（ｎ−１）番目の子局１２に対しては、現用系伝送路１４を通じ、１番目の子局１２→２番目の子局１２→……方向に送信し、他方、（ｎ＋１）番目の子局１２に対しては、待機系伝送路１５を通じ、上記（ｎ−１）番目の子局１２に対する方向とは逆方向に送信する。
【００６４】
（ｎ−１）番目の子局１２宛のセルに対して、その上流側の各子局１２は、自局宛でない当該セルを単に下流側にパスするようなスイッチング制御を行う。これに対し、（ｎ−１）番目の子局１２は、上記セルを受信すると、当該セルが自局宛であることを認識することにより、当該セルの受信に用いられる現用系伝送路１４を待機系伝送路１５に接続するように、自局スイッチをスイッチング制御する。この結果、（ｎ−１）番目の子局１２と親局１１間には折り返し伝送路９１が形成される。上記スイッチング制御の後、（ｎ−１）番目の子局１２から上記受信セルに応答して送出されたセルは当該折り返し伝送路９１を通じて親局１１に返送される。
【００６５】
また、（ｎ＋１）番目の子局１２宛のセルに対して、その上流側（現用系伝送路１４上では下流側）の各子局１２は、自局宛でない当該セルを単に下流側にパスするようなスイッチング制御を行う。これに対し、（ｎ＋１）番目の子局１２は、上記セルを受信すると、当該セルが自局宛であることを認識することにより、当該セルの受信に用いられる待機系伝送路１５を現用系伝送路１４に接続するように、自局スイッチをスイッチング制御する。この結果、（ｎ＋１）番目の子局１２と親局１１間には折り返し伝送路９２が形成される。上記スイッチング制御の後、（ｎ＋１）番目の子局１２から上記受信セルに応答して送出されたセルは当該折り返し伝送路９２を通じて親局１１に返送される。
【００６６】
このように、本システムでは、テストセルに対する各子局１２からの返送情報を基に親局１１が各子局１２あるいは近接伝送路の障害発生状況を判断し、障害発生時には、親局１１から該当する子局１２宛に命令情報（上記障害発生内容情報）を載せたセルを送信し、宛先の各子局１２のＣＰＵが該受信セルに対応したスイッチ制御を起動して折り返し伝送路９１あるいは９２を形成することによりシステムを再構成でき、当該折り返し伝送路９１あるいは９２を通じて通信を維持することができる。
【００６７】
なお、この例の障害発生後のシステム再構成においては、障害発生区間内のｎ番目の子局１２の隣接子局で折り返し伝送路９１，９２を形成する場合について述べたが、こうした折り返し伝送路は障害発生区間の隣接子局１２に限らずに形成できることは言うまでもない。例えば、図９において、ｎ番目の子局１２での障害発生時、このｎ番目の子局１２に隣接する（ｎ−１）番目の子局１２で折り返し伝送路９１を形成する一方で、このｎ番目の子局１２から１つおいた（ｎ＋２）番目の子局１２で折り返し伝送路９２′を形成する等、命令情報を載せたセルの配信に応じて任意の子局１２での折り返し制御を実現できる。
【００６８】
更に、本システムでは、上述の如く障害の発生したｎ番目の子局１２あるいは近接伝送路の復旧処理が終了した後、当該システムをｎ番目の子局１２を含む初期構成に復旧させる機能も有している。
【００６９】
この場合の制御方法としては、例えば、ｎ番目の子局１２の復旧を親局１１が知った後、該親局１１から隣接子局（ｎ−１）及び（ｎ＋１）宛に、折り返しを解除する情報内容を持つセルを発行する方法がある。
【００７０】
また、各子局１２が、自局宛でないセルを下流側にパスさせるためのスイッチと、自局宛のセルを折り返し返送するためのスイッチとを独立に設けた構成とした場合には、障害発生後も親局１１から（ｎ−１）番目の子局１２を通じてｎ番目の子局へテストセル送信を続行し、ｎ番目の子局の障害復旧に伴って当該ｎ番目の子局１２からのテストセルの返送を受けるのを待って、隣接子局（ｎ−１）及び（ｎ＋１）宛に、折り返しを解除する情報内容を持つセルを発行する方法が考えられる。
【００７１】
次に、本システムにおける障害発生の監視、障害発生後のシステムの再構成に関する別の実施の形態について図１０を参照して説明する。同図において、１０ａは、親局１１の現用系伝送路上の送信点及び待機系伝送路上の受信点であり、１０ｂは、現用系伝送路上の受信点及び待機系伝送路上の送信点である。
【００７２】
この実施の形態においては、親局１１の１０ａ点より現用系伝送路１４を通じてテストセルを子局１２に転送する。テストセルを受信した子局１２は、当該テストセルを順次下流の子局１２に送信し、再度、親局１１の１０ｂ点まで返送させる。親局１１は、テストセルが無事に返送されることにより、各子局１２と現用系伝送路１４には異常が無いことを判断する。同様に、親局１１の１０ｂ点から待機系伝送路１５を通じて各子局１２にテストセルを送信し、その返送結果を監視することで、各子局１２と待機系伝送路１５の障害監視が行える。
【００７３】
上記障害監視において、親局１１にテストセルが返送されないでＬＯＦ／ＬＯＳが検出された場合、親局１１は各子局１２または近接伝送路のいずれかに異常が発生していると判断できる。
【００７４】
この異常発生との判断の後、親局１１は、現用系伝送路１４と待機系伝送路１５とを利用し、１０ａ点と１０ｂ点から同時に障害発生監視用セル（テストセル）を各子局１２個別宛に送信する。このテストセルを受信した各子局１２は、当該受信セルを順次下流の子局１２にパスさせることにより、当該テストセルを親局１１に返送する。親局１１では、上記テストセルの返送状態によりそれぞれの子局１２及び近接伝送路の障害発生を確認ができ、最大のループ範囲に広がった時点で運用を開始する。
【００７５】
このように、本システムでは、親局１１から現用系伝送路１４を通じて各子局１２宛に常時テストセルを送信する一方、各子局１２からは待機系伝送路１５を通じて各子局１２及び伝送路の監視情報を親局１１に伝送することによって、ループネットワークを形成する子局１２及び伝送路の監視をシステム自身（親局１１）で行える。
【００７６】
この監視の結果、親局１１では、子局１２からのテストセルが返送されない場合に、その返送されてこない子局１２の故障かあるいはその前の伝送路の故障が発生したことを明確に判断できる。また、障害発生を認識した後、親局１１は、自ら発行したテストセルが返送されてこない子局１２の隣接子局１２で現用系伝送路１４及び待機系伝送路１５を折り返すように制御できる。
【００７７】
上記制御により、障害発生時にもこの障害発生箇所以外の部分を活かしてシステムを再構成でき、安全運行上、システムダウンの許されない鉄道管理システムに適用して極めて有用なものとなる。
【００７８】
特に、本発明では、親局１１または各子局１２をＡＴＭスイッチで構成したＡＴＭ技術を使用しているため、動画像、音声、データなどのマルチメディアを統合して収集でき、データ発生源またはデータ受信装置がループ状に配置された場合のデータ処理センタとデータ発生源を結ぶ通信系で用いられる通信システム（図１参照）に適用した場合に他種類の情報を迅速に収集／処理可能であり、上述した鉄道管理の他、下水道管理、飛行場管理、河川管理等の広範な分野で極めて高度な管理機能を実現できる。
【００７９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、センタ装置と各ノード装置に渡るループ状の伝送路を、共にセンタ装置を始点及び終端としかつその伝送方向が互いに逆方向となる一対の制御ループにより構成し、そのうちの一方を現用系伝送路、他方を待機系伝送路として用いると共に、センタ装置が、宛先情報と制御指示情報から成る制御情報を現用系ループ及び予備系ループの双方から各ノード装置に送出する一方、各ノード装置が、現用系ループ及び予備系ループから自局宛の制御情報を受信して制御指示情報の内容を判別し、該判別結果に応じてスイッチ手段を切換えることによって、制御情報を現用系ループを通じてその下流側に転送する第１の制御、制御情報を該当するローカル通信装置に配信する第２の制御、現用系ループを待機系ループに接続して小ループを形成し、制御情報を小ループを介してセンタ装置に折り返し送信する第３の制御、現用系ループを待機系ループに接続して小ループを形成し、現用系ループの伝送路から送られてくる伝送情報を小ループを介して待機系ループの伝送路に折り返し送信するか、若しくは、待機系ループを現用系ループに接続して小ループを形成し、待機系ループの伝送路から送られてくる伝送情報を小ループを介して現用系ループの伝送路に折り返し送信する第４の制御、現用系ループを待機系ループに接続している状態から、現用系ループ同士、及び予備系ループ同士を接続して小ループ形成前の状態に復帰させる第５の制御のいずれかを行なうようにしたため、
ａ．センタ装置の管理下で、各ノード装置に上記第１及び第２の制御を行なわせ、各ノード装置を経由したローカル通信装置間の通信を実行しながら、上記第３の制御を実施し、該制御により形成された上記小ループを通じて障害監視情報を環流し、センタ装置で該障害監視情報が受信されたか否かを監視することにより障害箇所を自己検出できる。
【００８０】
ｂ．障害検出時には、センタ装置から障害箇所の上流のノード装置宛に現用系ループに適宜な制御情報（折返し指示を搭載する）を送信し、かつ障害箇所の下流のノード装置宛に予備系ループにより上記制御情報を送信することによって、上流のノード装置には、現用系ループを待機系ループに接続して小ループを形成し、現用系ループの伝送路から送られてくる伝送情報を該小ループを介して待機系ループの伝送路に折り返し送信させ、かつ、下流のノード装置には、待機系ループを現用系ループに接続して小ループを形成し、待機系ループの伝送路から送られてくる伝送情報を該小ループを介して現用系ループの伝送路に折り返し送信させる上記第４の制御をそれぞれ行なわせることにより自動的かつ速やかにシステムの再構成を行うことができる。
【００８１】
ｃ．障害箇所の修理後も、センタ装置から上記障害箇所の隣接ノードに適宜な指令を発行して上記第５の制御を行なわせた後、更に適宜な指令を上記修理を終えたノード装置にその隣接ノードを通じて伝えることにより、システムの初期構成に迅速に復帰できる。
【００８２】
ｄ．上記ｂ及びｃ記載の制御を利用することにより、各ノード装置の保守作業または増設に際しても、システムの機能を停止することなく対処できる。
【００８３】
ようになり、システムを意図的にダウンしない限りシステムの運用維持が図れ、通信機能の信頼性を大幅に向上させ得ると共に、システム変更にも柔軟に対応可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係わる通信システムのシステム構成図。
【図２】本発明システムで用いるセルのフォーマットを示す図。
【図３】本発明システムの子局でのスイッチ切り換え態様の一例を示す図。
【図４】本発明システムの子局でのスイッチ切り換え態様の別の例を示す図。
【図５】本発明システムの子局でのスイッチ切り換え態様の更に別の例を示す図。
【図６】本発明システムの子局でのスイッチ切り換え態様の他の例を示す図。
【図７】本発明システムの子局での各受信セルに応じたスイッチ切り換え及びその後のセル転送動作を示す概念図。
【図８】本発明システムの障害監視用テストセル返送動作の一例を示す概念図。
【図９】本発明システムの障害発生時におけるシステム再構成動作を示す概念図。
【図１０】本発明システムの障害監視用テストセル返送動作の他の例を示す概念図。
【図１１】従来の通信システムのシステム構成図。
【符号の説明】
１０ａ  現用系伝送路上の送信点及び待機系伝送路上の受信点
１０ｂ  現用系伝送路上の受信点及び待機系伝送路上の送信点
１１  センタ装置（親局）
１１０  ＡＴＭスイッチ
１２  ノード装置（子局）
１２０  ＡＴＭスイッチ
１３  ローカル通信装置
１４  現用系伝送路
１５  待機系伝送路
１６  ローカル伝送路
２１  セル
２１ａ  情報部
２１ｂ  ヘッダ部
２２  スイッチ選択後の転送セル
９１，９２，９２′  折り返し伝送路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0003621952.tif 000009
【図９】
0003621952.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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