(57)【要約】【課題】ガードインターバルを付与した信号を送受信する通信で障害迂回が発生する状況において、通信の復旧時間や通信断時間の短縮化を実現する通信装置を得ること。【解決手段】２つ以上の有線伝送路の中の一つを現用系、残りを予備系として使用する通信装置であって、ガードインターバルを有する通信方式での信号送受信を行うＯＦＤＭ通信部１４と、各伝送路における通信で使用するガードインターバルの長さの情報であるＧＩ長を保持するＧＩ長保持部６と、障害検知を行う障害検知部４と、障害が検知された場合に、現用系として使用する伝送路を切り換える経路切替部５と、新たな現用系とされた伝送路におけるＧＩ長を選択し、選択したＧＩ長のガードインターバルを使用して通信を行うようにＯＦＤＭ通信部１４へ指示を出すＧＩ長指示部７と、を備える。【選択図】図１
2011109235.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つ以上の有線伝送路に接続され、その中の一つを現用系、残りを予備系として使用する通信装置であって、
ガードインターバルを有する通信方式での信号送受信処理を行う通信処理手段と、
接続されている各伝送路における通信で使用するガードインターバルの長さの情報であるＧＩ長を保持するＧＩ長保持手段と、
現用系としている伝送路の障害検知を行う障害検知手段と、
障害検知手段で障害が検知された場合に、現用系として使用する伝送路を切り換える切替手段と、
前記切替手段における伝送路の切り替え処理で新たな現用系とされた伝送路におけるＧＩ長を前記ＧＩ長保持手段で保持されているＧＩ長の中から選択し、当該選択したＧＩ長のガードインターバルを使用して通信を行うように前記通信処理手段へ指示を出すＧＩ長指示手段と、
を備えることを特徴とする通信装置。
【請求項２】
前記通信処理手段、および前記切替手段を制御し、前記各伝送路を使用した通信をそれぞれ実施させることにより、各伝送路を使用した通信で使用するＧＩ長をそれぞれ決定するＧＩ長決定手段、
をさらに備え、
前記ＧＩ長保持手段は、前記ＧＩ長決定手段で決定されたＧＩ長を保持する
ことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
前記各伝送路のＧＩ長およびシステムで許容される最大通信遅延時間に基づいて、各伝送路を使用した通信で使用する通信フレームの最大長を算出する最大フレーム長算出手段と、
前記切替手段における伝送路の切り替え処理で新たな現用系とされた伝送路を使用して伝送する通信フレームの最大長を前記最大フレーム長算出手段で算出された最大長とするように前記通信処理手段へ指示を出す最大フレーム長指示手段と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の通信装置。
【請求項４】
前記最大フレーム長算出手段で算出された最大長を保持する最大フレーム長保持手段、
をさらに備え、
前記最大フレーム長指示手段は、前記通信処理手段へ指示を出す場合には、前記新たな現用系とされた伝送路に対応する最大長を前記最大フレーム長保持手段で保持されている最大長の中から選択し、当該選択した最大長の通信フレームで通信を行うように指示を出す
ことを特徴とする請求項３に記載の通信装置。
【請求項５】
２つ以上の有線伝送路に接続され、その中の一つを現用系、残りを予備系として使用する通信装置で実行する通信方法であって、
現用系としている伝送路の障害検知を行う障害検知ステップと、
障害検知ステップで障害を検知した場合に、現用系として使用する伝送路を切り換える切替ステップと、
前記切替ステップにおける伝送路の切り替え処理で新たな現用系とした伝送路におけるＧＩ長を、伝送路ごとに個別に決定しておいたＧＩ長の中から選択し、当該選択したＧＩ長のガードインターバルを使用した通信を開始するＧＩ長変更ステップと、
を含むことを特徴とする通信方法。
【請求項６】
前記切替ステップにおける伝送路の切り替え処理で新たな現用系とした伝送路のＧＩ長およびシステムで許容される最大通信遅延時間に基づいて、当該伝送路を使用した通信で使用する通信フレームの最大長を算出する最大フレーム長算出ステップ、
をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガードインターバルを付与した信号を送受信する通信装置に関し、特に、複数の伝送路に接続され、その一部を現用系、残りを予備系として使用する通信装置および通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガードインターバルを付与した信号を送受信する通信方式の一つとして、ＯＦＤＭ（Orthogonal  Frequency  Division  Multiplexing）技術を用いた通信方式が知られている。ガードインターバルは、干渉波等の影響を回避、軽減するための目的で設けられ、その効果については、例えば、無線通信の技術分野においては、下記特許文献１で述べられている。
【０００３】
一方、下記の特許文献２や特許文献３でも述べられているように、ガードインターバル期間を長く取ると実際の通信に使用できる時間が短くなることになり、通信効率が低下することになる。このため、特許文献２においては、ユニキャストの場合とマルチキャストの場合でガードインターバル長を変更すること。具体的には、多くの通信相手に到達しなければならないマルチキャストの場合に比べ、通信条件のよい相手と通信するユニキャストの場合にはガードインターバル長を短くして通信効率を向上させる方法が提案されている。また、特許文献３には、複数の通信相手に対して共通に制御信号の送受が行われる制御チャネルに比べて、実際の通信に使用される通信チャネルのガードインターバル長を短くして通信効率を向上させる方法が提案されている。さらに、特許文献３においては、ガードインターバル長の決定方法として、例えば、所望波と干渉波との電界強度比（ＳＩＲ：Signal  Interference  Ratio）を干渉レベルとして測定し、その測定結果と閾値との比較でガードインターバル長を決定する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３５５０３２６号公報
【特許文献２】特開２００７−１９４８６７号公報
【特許文献３】特開２００７−３１８６６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の特許文献２や３に記載された従来のガードインターバル長の変更技術においては、通信相手や条件に応じたガードインターバル長の変更が可能であるが、干渉レベルを測定する時間が必要であり、ネットワーク内の一部の経路または機器で障害が発生した場合に早期復旧が要求される通信システムに対しては適用が難しい。例えば、有線通信に適用した場合で、通信線の断線や通信装置の故障等の原因により現用の通信経路が使用できなくなった場合の障害迂回を目的に予備の通信経路に切り替えるような機能を備えた通信装置や通信システムにおいては、通信断時間が長くなってしまう、ガードインターバル長が長くなることにより通信装置や通信システムとして必要となる通信遅延時間を満たせなくなる、といった問題があった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ガードインターバルを付与した信号を送受信する通信で障害迂回が発生する状況において、通信の復旧時間や通信断時間の短縮化を実現する通信装置および通信方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、２つ以上の有線伝送路に接続され、その中の一つを現用系、残りを予備系として使用する通信装置であって、ガードインターバルを有する通信方式での信号送受信処理を行う通信処理手段と、接続されている各伝送路における通信で使用するガードインターバルの長さの情報であるＧＩ長を保持するＧＩ長保持手段と、現用系としている伝送路の障害検知を行う障害検知手段と、障害検知手段で障害が検知された場合に、現用系として使用する伝送路を切り換える切替手段と、前記切替手段における伝送路の切り替え処理で新たな現用系とされた伝送路におけるＧＩ長を前記ＧＩ長保持手段で保持されているＧＩ長の中から選択し、当該選択したＧＩ長のガードインターバルを使用して通信を行うように前記通信処理手段へ指示を出すＧＩ長指示手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、通信障害発生時の通信断時間やサービス断時間を短縮するとともに、通信効率のよい通信システムを実現できる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明にかかる通信装置の構成例を示す図である。
【図２】図２は、本発明にかかる通信装置を適用した通信システムの構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明にかかる通信装置および通信方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１１】
実施の形態．
図１は、本実施の形態にかかる通信装置の構成例を示す図である。また、図２は、本実施の形態にかかる通信装置を適用した通信システムの構成例を示す図である。
【００１２】
図１に示したように、本実施の形態にかかる通信装置１は、伝送路２および３に接続される構成となっており、一方を現用系、他方を予備系として使用する。また、通信装置１は、障害検知部４、経路切替部５、ＧＩ長保持部６、ＧＩ長指示部７、ＧＩ長検出部８、ＧＩ長学習部９、許容遅延時間指定部１０、最大フレーム長算出部１１、最大フレーム長指示部１２、最大フレーム長保持部１３およびＯＦＤＭ通信部１４を備える。なお、ＧＩ長検出部８およびＧＩ長学習部９がＧＩ長決定手段を構成する。
【００１３】
通信装置１において、ＯＦＤＭ通信部１４（通信手段に相当）は、他の通信装置とＯＦＤＭ通信を行うための各種処理を実行する。
【００１４】
障害検知部４は、現用系の通信経路（伝送路）の状態を監視し、現用系通信経路の通信障害の有無を検知する。
【００１５】
経路切替部５（切替手段に相当）は、障害検知部４からの情報（監視結果）を取得し、それが現用系通信経路で通信障害が発生したことを示す場合にはＯＦＤＭ通信部１４が通信に用いる通信経路を予備系の通信経路に切り替える。
【００１６】
ＧＩ長保持部６は、通信装置１に接続されている各通信経路のそれぞれのガードインターバル長を予め保持しておく。
【００１７】
ＧＩ長指示部７は、障害検知部４からの情報（監視結果）を取得し、その内容が、経路切替部５で経路が切り替えられたことを示す（障害発生を示す）場合、切り替え後の通信経路（新たに現用系として使用開始された通信経路）に対応するガードインターバル長をＧＩ長保持部６で保持されているものの中から選択して、この内容に従ったガードインターバル長を使用して通信を行うよう、ＯＦＤＭ通信部１４に指示する。なお、障害検知部４から情報（監視結果）を取得するのではなく、経路切替部５から情報（通信経路の切り替え結果）を取得するようにしてもよい。また、図１に示したような通信経路が２種類のみの構成であれば、障害検知部４からの情報を用いるように構成してもよいが、通信経路が３種類以上ある場合には、経路切り替え部５から切り替え結果を取得し、それに従ってＧＩ長の指示を行うようにする。
【００１８】
ＧＩ長検出部８は、ＳＩＲ等のガードインターバル長を決定するために必要な情報をＯＦＤＭ通信部１４から取得し、その内容に基づいて、現在の通信で使用している通信経路に適切なガードインターバル長を検出する。
【００１９】
ＧＩ長学習部９は、経路切替部５およびＯＦＤＭ通信部１４に対して、接続されている各通信経路（伝送路２，３）のガードインターバル長をＧＩ長検出部８が検出するための通信を実行するように指示を出し、その結果ＧＩ長検出部８で検出された各通信経路のガードインターバル長をＧＩ長保持部６に設定する。
【００２０】
許容遅延時間指定部１０は、各通信経路（伝送路２，３）のそれぞれを使用した場合の通信遅延値の上限もしくは最大許容遅延値を指定するためのものであり、外部（利用者など）から入力される遅延値を取得して保持しておく。
【００２１】
最大フレーム長算出部１１は、障害検知部４から取得した情報（監視結果）が通信経路の切り替え発生（障害検知）を示す場合、およびＧＩ長学習部９によって各通信経路のそれぞれの適切なガードインターバル長が変更された場合に、許容遅延時間指定部１０の内容（通信遅延値の上限，最大許容遅延値）に基づいて、通信に使用する通信フレーム長の上限値を算出する。
【００２２】
最大フレーム長保持部１３は、最大フレーム長算出部１１での算出結果（各通信経路のそれぞれの最大フレーム長）を保持しておく。
【００２３】
最大フレーム長指示部１２は、障害検知部４から情報を取得し、その内容から通信経路の切り替えが発生したかどうかを判断し、切り替えが発生した場合には、最大フレーム長保持部１３から切り替え先の通信経路に対応する通信フレーム長の上限値を選択して、その内容（フレーム長）に従った通信を行うよう、ＯＦＤＭ通信部１４に指示する。
【００２４】
つづいて、本実施の形態の通信装置を適用した通信システムの動作について説明する。ここでは、図１に示した通信装置１と同一の通信装置である通信装置１ａ，１ｂ，１ｃが図２に示したように接続された通信システムの動作について説明する。２ａ，２ｂ，３は伝送路であり、通信装置１ａと１ｃの間の通信経路としては、伝送路２ａおよび２ｂからなる通信経路（以下、第１の通信経路と呼ぶ）と伝送路３のみからなる通信経路（以下、第２の通信経路と呼ぶ）の２つが存在する。なお、第１の通信経路を形成している各伝送路（伝送路２ａ，２ｂ）よりも第２の伝送経路を形成している伝送路３の方が長いものとする。
【００２５】
図２に示した構成の通信システムにおいて、通常時には通信装置１ａと１ｂのペアの通信と、通信装置１ｂと１ｃのペアで通信が行われているものとし、通信装置１ａと１ｃ間は通信装置１ｂを経由するものとする。この場合、通常時（第１の通信経路使用時）のガードインターバル長としては、伝送路２ａと２ｂを使用した場合に必要となる最短のものを使用することで通信効率がよい通信システムとなる。
【００２６】
ところで、通信装置１ｂが故障した場合や通信経路２ａまたは２ｂにおいて通信ケーブルの断線等が発生した場合には、通信装置１ａおよび１ｃの障害検知部４が、現用の通信経路としている第１の通信経路において通信障害が発生したことを検知する。その結果、予備の通信経路（第２の通信経路）に切り替わり、通信装置１ｂが切り離されて、障害迂回として通信装置１ａと１ｃの間で直接通信が行われることになる。これは例えば、伝送路２ａまたは２ｂからの通信が途絶えたり、信号が流れたままになったり、もしくは、予備系としていた第２の通信経路（伝送路３）側から通信信号が届くことなどにより検知可能である。そして、切り替え実施後に使用する第２の通信経路（伝送路３）は、それまで使用していた第１の通信経路を形成している伝送路２ａや２ｂよりも長くなるため、ガードインターバル長を変更しないと伝送路３経由での通信ができない可能性がある。最初から伝送路３を前提としたガードインターバル長で運用するシステムも考えられるが、その場合、第１の通信経路使用時には不必要に長いガードインターバルを使用することとなり通信効率が悪いものとなってしまう。
【００２７】
そのため、本実施の形態の通信装置１では、障害検知部４からの情報で、通信障害が発生して通信経路を切り替える必要が生じたことを契機に、ＧＩ長指示部７が、切り替え先の通信経路に適切なガードインターバル長を使用して通信するように、ＯＦＤＭ通信部１４に対して指示を行う。この結果、ＯＦＤＭ通信部１４は、切り替えた後の伝送路長に最適なガードインターバル長を使用した通信を開始するので、通信を継続できる。また、ガードインターバルを設けたことによる伝送効率の劣化を最小限に抑えることができ、効率的な通信を実現できる。このとき、予め伝送路長を測定しておくなどにより伝送路ごとのガードインターバル長を把握しておき、これをＧＩ長保持部６に格納しておけば、通信経路の切り替えが発生した場合に、ＧＩ長指示部７から瞬時に新たなガードインターバル長をＯＦＤＭ通信部１４に指示することができる。
【００２８】
以上のように、本実施の形態の通信装置では、通信可能な各通信経路（伝送路）における最適な（正常に通信を行うために必要な最短の）ガードインターバル長をそれぞれ用意しておき、通信障害による通信経路の切り替えが発生すると、予め用意しておいた、切り替え後の通信経路で最適な長さのガードインターバルを使用した通信を直ちに開始するようにしたので、通信障害発生時の通信断やサービス断時間を短縮することができる。また、最適な長さのガードインターバルを使用した通信が実現できる。
【００２９】
次に、予め適切なガードインターバル長を求めておく方法について説明する。上記説明では、有線通信を想定しているために、通信ケーブル長などの通信経路長を予め測定してガードインターバル長を把握し、使用可能な通信経路長（伝送路長）それぞれについての最適なガードインターバル長をＧＩ長保持部６に格納しておく例を説明した。しかし、実際には通信ケーブルが地中や壁の中に埋設されて実測できない場合や、途中の通信ケーブルの分岐状態、インピーダンスの整合状態等が通信装置の設置場所や設置条件で異なる場合があり、すべての設置場所で測定することは現実的ではない。
【００３０】
そのため、本実施の形態の通信装置１では、例えば、電源が投入されてから通常時の通信を開始する前、すなわち通常運用状態に移行する前に、使用可能な各伝送路における最適なガードインターバルの長さを検出する。具体的には、ＧＩ長学習部９が、伝送路２および３のそれぞれを使用した場合に対してＯＦＤＭ通信部１４を動作させて、ガードインターバルを決定するための試験通信を行うことにより、ＳＩＲ等のガードインターバル長を決定するために必要な情報をＯＦＤＭ通信部１４からＧＩ長検出部８に対して出力させる。そして、ＧＩ長検出部８は、ＯＦＤＭ通信部１４から受け取ったＳＩＲ等の情報に基づいて、各伝送路におけるガードインターバル長を決定する。例えば、ＧＩ長学習部９は、ガードインターバル長を変更しながら通信を行い、ガードインターバル長ごとの通信品質（ＳＩＲなど）をＧＩ長検出部８に通知するようＯＦＤＭ通信部１４に指示を出し、ＧＩ長検出部８は、所望の通信品質を実現可能なガードインターバル長のうちの最も短いものを該当する伝送路におけるガードインターバル長とする。ＧＩ長検出部８における決定結果はＧＩ長保持部６に格納する。これにより、通常運用状態となる前に各通信経路（伝送路）に最適なガードインターバル長が確定し、通常運用状態で通信障害発生を検出した場合には、ＧＩ長指示部７から瞬時に新たなガードインターバル長をＯＦＤＭ通信部１４に指示することが可能となる。
【００３１】
以上のように、本実施の形態の通信装置は、通信障害による通信経路の切り替えが発生してから切り替え後の通信経路に適切なガードインターバル長を検出する構成ではないため、通信障害発生時の通信断やサービス断時間を短縮することができる。
【００３２】
次に、ガードインターバル長を変更することで通信遅延が大きくなってしまい、通信システムとして要求される通信遅延時間を満たせなくことを回避する方法について説明する。上記説明では、伝送路２よりも伝送路３の方がガードインターバルを長くする必要がある場合の例を説明したが、ガードインターバルの期間は実際の通信に寄与しない無駄な時間であるため、伝送路３を使用した場合、元々使用していた伝送路２と比較して通信遅延時間が大きくなる。その結果、伝送路２ではシステムで要求されている通信遅延時間に収まっていたものが伝送路３に切り替わることで収まらなくなり、通信システムとして破綻する可能性がある。
【００３３】
このような事態が発生するのを回避するために、本実施の形態の通信装置１では、経路切り替え実施後の通信で使用するガードインターバルの長さに基づいて、通信フレームの長さ（より詳細には最大長）を変更する。具体的には、許容遅延時間指定部１０により通信システムで所望の通信遅延値の上限を指定するものとし、ＧＩ長学習部９の制御により各伝送路におけるガードインターバル長が確定すると、最大フレーム長算出部１１が、許容遅延時間指定部１０で指定された許容遅延時間（通信遅延値）に収まる通信フレームの最大長を、ＧＩ長学習部９で決定されたガードインターバル長と許容遅延時間とに基づいて算出し、最大フレーム長保持部１３に格納しておく。そして、障害検知部４で障害が検出され、通信経路を切り替ええる必要が発生したときに、最大フレーム長指示部１２が、切り替え実施後の使用通信経路（伝送路）に対応する通信フレーム長の上限値をＯＦＤＭ通信部１４に通知し、それに従ったフレーム長での通信を行うように指示を行う。
【００３４】
なお、最大フレーム長算出部１１で行われる処理自体は上述したガードインターバル長の検出のように時間が掛かるものではないため、予め学習しておくのではなく、障害検知部４によって障害が検出され、通信経路を切り替える必要があると判断されてから通信フレームの最大長を算出するようにしてもよい。
【００３５】
以上のように、本実施の形態の通信装置は、通信障害による通信経路の切り替えやガードインターバルの切り替えと同時に通信フレーム長の上限値を変更するようにしているので、通信遅延の増大や通信システムの破綻を招くことなく、通信効率のよいより安定した通信システムを構成することができる。
【００３６】
なお、本実施の形態では、図２に示したような、通信装置が３台で、通常時の通信経路と障害迂回時の予備の通信経路が１つずつある場合の例を挙げたが、各装置の台数や通信経路の数やその接続形態はこれに限らず任意である。また、上記説明では通常時の現用の通信経路から予備の通信経路に切り替る場合について説明しているが、予備の通信経路から通常時の通信経路に切り替える場合にも同様の効果を得ることが可能である。
【００３７】
また、最大フレーム長保持部１３が通信経路ごと通信フレーム長の上限値を保持する場合について説明したが、上述したように通信フレームの上限値はガードインターバル長に基づいて決定されるので、ガードインターバル長ごとに通信フレーム長の上限値を保持するようにしてもよい。異なる通信経路で同じガードインターバル長となる可能性もあるので、ガードインターバル長ごとに上限値を保持するようにした場合、上限値を保持するためのメモリ量を削減できる。
【００３８】
また、通信方式がＯＦＤＭの場合の例を挙げたがガードインターバル期間が存在する通信方式であれば上述した通信装置を適用可能であり、同様の効果を得ることができる。さらに、通信ケーブルを通信経路に使用する例について説明したが、ケーブルの種別、形態は任意であり、電力線を通信経路に使用する電力線通信においてもガードインターバル期間が存在する通信方式であれば適用可能であり、同様の効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
以上のように、本発明にかかる通信装置は、接続されている複数の伝送路を現用系及び予備系に分けて使用する通信装置に有用であり、特に、ガードインターバル期間を設定して通信を行う通信装置に適している。
【符号の説明】
【００４０】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ  通信装置
２，３  伝送路
４  障害検知部
５  経路切替部
６  ＧＩ長保持部
７  ＧＩ長指示部
８  ＧＩ長検出部
９  ＧＩ長学習部
１０  許容遅延時間指定部
１１  最大フレーム長算出部
１２  最大フレーム長指示部
１３  最大フレーム長保持部
１４  ＯＦＤＭ通信部
【図１】
2011109235.tif 000003
【図２】
2011109235.tif 000004