(57)【要約】【課題】伝送信号のレベル異常や受信データのパルス幅異常、符号違反異常を検出したとき、その受信データを任意ビット長の符号違反パターンに変換して伝送効率を低下することなく受信データの誤り検出率を向上させる。【解決手段】アラーム信号と受信データを入力してアラーム信号の立ち上がり変化点または受信データのパルス幅違反または符号違反を検出する時には、検出開始からあらかじめ設定された入出力遅延時間経過後に任意ビット数の符号違反パターンのデータを生成して出力すると同時に同一ビット長の異常検出ステータス信号を出力する符号違反パターン生成回路２１と、受信データを符号違反パターン生成回路の入出力遅延時間と同時に出力するようにあらかじめ設定されたデータ遅延回路２５と、異常検出ステータスの状態によりデータ遅延回路からの遅延した受信データと符号違反パターン生成からの符号違反データを切替出力するデータセレクタ２３とを備える。【選択図】    図１
2004260443.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタル伝送システムの中で電気または光伝送回線に接続してデータの授受をするデータ伝送装置において、
伝送路上の伝送信号を識別再生して受信データを出力する機能と伝送信号が許容受信レベル以下に低下した状態の期間中にアラーム信号を出力する機能を内蔵したレシーバ回路と、
前記アラーム信号と前記受信データを入力してアラーム信号の立ち上がり変化点または前記受信データのパルス幅違反または符号違反を検出する時には、検出開始からあらかじめ設定された入出力遅延時間経過後に任意ビット数の符号違反パターンのデータを生成して出力すると同時に同一ビット長の異常検出ステータス信号を出力する符号違反パターン生成回路と、
前記受信データを前記符号違反パターン生成回路の入出力遅延時間と同時に出力するようにあらかじめ設定されたデータ遅延回路と、
前記異常検出ステータスの状態により前記データ遅延回路からの遅延した受信データと前記符号違反パターン生成からの符号違反データを切替出力するデータセレクタと、を備えたことを特徴とするデータ伝送装置。
【請求項２】
デジタル伝送システムの中で電気または光伝送回線に接続してデータの授受をするデータ中継装置において、
伝送路上の伝送信号を識別再生して受信データを出力する機能と伝送信号が許容受信レベル以下に低下した状態の期間中にアラーム信号を出力する機能を内蔵したレシーバ回路と、
前記アラーム信号と前記受信データを入力してアラーム信号の立ち上がり変化点または前記受信データのパルス幅違反または符号違反を検出する時には、検出開始からあらかじめ設定された入出力遅延時間経過後に任意ビット数の符号違反パターンのデータを生成して出力すると同時に同一ビット長の異常検出ステータス信号を出力する符号違反パターン生成回路と、
前記受信データを前記符号違反パターン生成回路の入出力遅延時間と同時に出力するようにあらかじめ設定されたデータ遅延回路と、
前記異常検出ステータスの状態により前記データ遅延回路からの遅延した受信データと前記符号違反パターン生成からの符号違反データを切替出力するデータセレクタと、を備えたことを特徴とするデータ中継装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタル伝送システムの中で電気または光伝送回線に接続してデータの授受をするデータ伝送装置と、受信データを中継して送出するデータ中継装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図７は従来のデータ伝送装置とデータ中継装置が接続された伝送システムの構成例であり（例えば特許文献１）、これを用いて説明する。
【０００３】
【特許文献１】
特許２５３７２６８号公報
【０００４】
図７において、二重化された伝送路のことをＡ系回線やＢ系回線と呼ぶ。伝送回線３５，３６、３９、４０はＡ系回線、伝送回線３７，３８、４１，４２はＢ回線に相当する。データ伝送装置３１，３２は二重化された送信ポートと受信ポートを備えている。送信ポートＴＸ１、ＴＸ２は同一データを同時送信する機能を持つ送信部であり、受信ポートＲＸ１、ＲＸ２は先着受信したポートのデータを優先して受信する機能を持つ先着優先型受信部である。
データ中継装置３３、３４は、受信ポートＲＸ１（またはＲＸ２）から受信したデータを中継して送信ポートＴＸ１（またはＴＸ２）から送出しており、同時にデータを受信したときに先着受信したポートのデータを優先して中継する先着優先型受信部と、先着受信データを中継して送出する送信部とを備えている。
そしてこの二重化伝送システムは、Ａ系回線の伝送回線３５、３６とＢ系回線の伝送回線３７，８８に接続されたデータ伝送装置３１と、Ａ系回線の伝送回線３９、４０とＢ系回線の伝送回線４１，４２に接続されたデータ伝送装置３２と、データ伝送装置３１、３２との間でデータを中継伝送するために設けられたＡ回線用のデータ中継装置３３とＢ回線用のデータ中継装置３４で構成されている。
【０００５】
次に図７について、データ伝送装置３１からデータ伝送装置３２へデータを伝送する動作と、データ伝送装置３２からデータ伝送装置３１へデータを伝送する動作について説明する。
まず、伝送回線が正常の時のデータ伝送動作について説明する。
データ伝送装置３１（または３２）のポートＴＸ１、ＴＸ２から送出される送信データは伝送回線３５、３７（または４０，４２）を通じてデータ中継装置３３、３４のポートＲＸ１（またはＲＸ２）で受信され、受信されたデータがポートＴＸ１（またはＴＸ２）から中継して伝送回線３９、４１（または３６，３８）へ送出される。伝送回線３９，４１（または４０，４２）から送出される中継送信データはデータ伝送装置３２（または３１）のポートＲＸ１、ＲＸ２で受信される。
次に伝送回線に障害が発生した場合のデータ伝送動作について説明する。
Ａ系（またはＢ系）回線上の伝送回線もしくはデータ中継装置の故障が発生した場合、正常なＢ系（またはＡ系）回線を介してデータ伝送装置間で正常な伝送が行われるが障害回線の復旧作業のため伝送路構成部品（伝送コネクタ、伝送ケーブル，接続箱，終端抵抗等）やデータ中継装置等の点検、交換を実施する。この時データ伝送装置やデータ中継装置から伝送コネクタを着脱したり、伝送路構成部品、データ中継装置を交換するために電源入り切りをする。
障害回線の復旧作業中、伝送信号が回線に存在するため伝送路構成部品の着脱時にチャタリングノイズが発生したり、データ中継装置の電源入り切り時の過渡的なノイズが発生したりする。このノイズが障害回線側の受信ポートに侵入した場合、データ伝送装置は正常回線から異常回線へ一時的に切り替わってしまうことがある。  この構成例では１：１伝送システム構成としたが、データ中継装置としてスターカプラ装置を増設すれば２台以上のデータ伝送装置を接続することができる。スターカプラ装置の場合でも先着優先型受信部で構成されており、オンライン中にいずれかのポートの伝送コネクタを着脱すると、前記と同様のノイズの影響で他ポートの中継動作を乱してしまうことがある。
一般的に伝送路からの誘導ノイズや反射波の影響を考慮したデータ伝送装置やデータ中継装置では、あらかじめレシーバの入力スレッショルドレベル以上になるようにスケルチレベル設定回路を付加したり、相手局の送信ポートからスケルチ信号を送信したりして伝送休止状態でも安定に動作するようになっている。
しかし、人的に発生したチャタリングノイズ等はレシーバのスケルチレベルをクロスしたり、レシーバのヒステリシス幅の中間レベル付近になることがあるため、スケルチ設定回路やスケルチ信号ではあまり効果がなく、異常データを受信することは明白である。
このようなノイズを抑制するのに低域フィルタやデジタルフィルタで対処されることがあるが、高速データ伝送では信号波形の歪を増大させるため使用できない。
【０００６】
図８と図９は図７に示す従来のデータ伝送装置とデータ中継装置の機能ブロック図であり、ここで図８の従来のデータ伝送装置の各機能について説明する。
従来の伝送装置は、ポートＲＸ１、ＲＸ２入力から入力した伝送信号を識別再生してレベル変換された受信データを出力するレシーバ１３、１４と、ドライバ出力制御入力Ｉ１が高レベル時は送信データをレベル変換して出力し、低レベル時は固定データを伝送路に出力するドライバ３、４とを備えており、受信データの変化点を検出してその変化点が来る度にＮビットのタイマを起動する。また、そのタイマがタイムオーバするまで状態信号をＯＮにして出力し、受信変化点がなくなってからタイマがタイムオーバする時には状態信号をＯＦＦにして出力するキャリア検出回路６、７と、キャリア検出回路６，７の状態信号を入力して先着受信したポートを判別し、入力が有効な期間中は状態信号として出力する先着優先判別回路８と、先着優先判別回路８の状態信号ＳＯを入力するとポートＲＸ１、ＲＸ２からの受信データを選択して出力するデータセレクタ５と、クロック成分を含んだ受信データから同期したクロック信号の抽出と同期確立信号を出力するＤＰＬＬ９と、ホストインターフェイスの送受信要求により送受信制御をする伝送ＬＳＩ１０と、各機能にクロック信号を供給するシステムクロック３０とを備えている。
【０００７】
次に図９の従来のデータ中継装置の各機能について説明する。ただし、図８と異なっている機能についてのみ説明する。この図における従来のデータ中継装置は、データセレクタ５から受信したデータをＤＰＬＬ９のクロック信号でサンプリングして出力するリタイミング回路１２と、同期確立信号が有効な期間のみ先着受信のポートＲＸ１またはＲＸ２に対応する送信ポートのドライバ３または４の出力制御の切替をする送信制御回路１１とを備えている。
以上、説明したように従来のデータ伝送装置とデータ中継装置は、リピータでは２ポート、スターカプラでは２ポート以上搭載しており、２つのポートに同時に受信データが来た場合は、キャリア検出回路６，７から先着優先判別回路８へ同時に受信データの着信要求を行ってもいずれか一方を優先して選択するような切り替え方式となっている。着信要求のタイミングが規定時間以下の遅延差のときはどちらのポートを優先するか不定となっており、規定時間以上の遅延差があれば先着した方の受信データが優先して切り替わるようになっている。このような先着優先型の受信方式ではすでに述べたように、ノイズを受信したポートは誤着信要求を行なってしまい、先着優先判別回路８が異常受信データ側へ切り替わってしまうことになる。
【０００８】
図１０はＡ回線正常時のデータ受信動作のタイミング図である。図１０によると、受信データの変化点が来ればその度にキャリア検出用タイマを再起動しており、キャリア検出がＯＮの期間中に受信データの取り込みが可能になる。このタイマ値は受信データの変調符号によって設定値をあらかじめ決めておく必要がある。ここではビットの中央で変化するマンチェスタ変調符号を使用しているので、最大１ビットで変化点が発生する。タイマ値Ｔｃは１ビット＜Ｔｃ＜２ビットに設定されており、変化点が途絶えてからＴｃ時間経過後、キャリア検出はＯＦＦする。
図１１はＡ回線異常時のデータ受信動作のタイミング図である。図１１において４ビット目の”０”データの中央付近から伝送データのレベル低下異常が発生した例を示している。伝送信号レベルが許容受信レベル以下に低下しているのでレシーバの出力は不定状態となり、後段の前記キャリア検出回路６，７も不安定な動作となって誤変化点検出をして着信要求をする可能性がある。
【０００９】
図１２は回線正常時の受信切替動作のタイミング図である。図１２において前半の受信動作はＡ系先着受信動作の様子を示し、後半の受信動作はＢ系先着受信動作の様子を示している。
図１３は回線異常時の受信切替動作のタイミング図である。図１３において前半は正常時のＡ系先着受信動作の様子を示し、後半は異常時の受信動作の様子を示している。後半の部分ではＢ系伝送データを受信する以前から伝送信号レベルの低下異常が発生した例を示している。このＡ系受信ポートのレシーバの出力は不定状態となるため、後段の前記キャリア検出回路６，７も不安定な動作となり誤変化点検出をして着信要求をしてしまい、正規のＢ系受信が不能になっている。最悪、Ａ系の異常受信データを取り込んでしまうことにもなる。
このような先着優先型の受信回路をもつデータ伝送装置やデータ中継装置は瞬時に受信データの切り替えが可能なため伝送効率が向上するが、キャリア検出回路６，７が前述したようなコネクタの着脱や装置の電源入りきりによるノイズに反応しやすくなっている。特許文献１では伝送路の終端抵抗が外れた場合の反射対策して最大セグメント長の伝送遅延時間と中継器の内部遅延時間を加味した時間だけ受信禁止状態にしている。同軸ケーブルまたは光ケーブルの信号伝送遅延時間は約５μｓ／ｋｍである。仮に伝送距離が１Ｋｍとすると往復の信号遅延時間＝５μｓ／ｋｍ×１ｋｍ×２＝１０μｓとなる。伝送速度が１０Ｍｂｐｓと仮定した場合、往復の信号遅延時間をビット数に換算すると１０μｓ／０．１μｓ＝１００ビットに相当することになり無駄な時間を費やすため伝送効率が低下することになる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記で述べたように、従来の先着優先型の受信回路をもつデータ伝送装置やデータ中継装置では障害回線の復旧作業時、伝送コネクタの着脱や装置の電源入り切りでチャタリングノイズやサージノイズが発生してキャリア検出回路６，７が反応し、異常受信データの着信要求を行ってしまうため先着優先判別回路８が一時的に誤切り替えされてしまう欠点がある。
本発明はこのような欠点を解消するためになされたものであり、伝送信号のレベル異常または受信データのパルス幅異常または符号違反異常を検出した場合、その受信データを任意ビット長の符号違反パターンに短時間で変換して伝送効率を低下することなく受信データの誤り検出率を向上させるためのデータ伝送装置とデータ中継装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明のデータ伝送装置とデータ中継装置は、伝送路上の伝送信号を識別再生して受信データを出力する機能と伝送信号が許容受信レベル以下に低下した状態の期間中にアラーム信号を出力する機能を内蔵したレシーバ回路と、前記アラーム信号と前記受信データを入力してアラーム信号の立ち上がり変化点または前記受信データのパルス幅違反または符号違反を検出時には、検出開始からあらかじめ設定された入出力遅延時間経過後に任意ビット数の符号違反パターンのデータを生成して出力すると同時に同一ビット長の異常検出ステータス信号を出力する符号違反パターン生成回路と、前記受信データを前記符号違反パターン生成回路の入出力遅延時間と同時に出力するようにあらかじめ設定されたデータ遅延回路と、前記異常検出ステータスの状態により前記データ遅延回路からの遅延した受信データと前記符号違反パターン生成からの符号違反データを切替出力するデータセレクタと、を備えたことを特徴としている。
このようになっているため、伝送信号の異常を検出している期間のみ受信データを符号違反パターンのデータに変換して受信データの誤り検出率を向上させることができるのである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。図１と図２は本発明のデータ伝送装置とデータ中継装置の機能ブロック図であり、図１と図２において従来技術と異なる機能についてのみ説明する。
図１、２のデータ伝送装置とデータ中継装置は、伝送信号を識別再生して受信データを出力する機能と伝送信号が許容受信レベル以下に低下した状態の期間中、アラーム信号を出力する機能を内蔵したレシーバ回路１，２と、アラーム信号と受信データを入力してアラーム信号の立ち上がり変化点または受信データのパルス幅違反または符号違反を検出時には、検出開始からあらかじめ設定された入出力遅延時間経過後に任意ビット数の符号違反パターンのデータを生成して出力すると同時に、同一ビット長の異常検出ステータス信号を出力する符号違反パターン生成回路２１，２２と、受信データを符号違反パターン生成回路２１、２２の入出力遅延時間と同時に出力するようにあらかじめ設定されたデータ遅延回路２５，２６と、異常検出ステータスの状態により遅延した受信データと任意ビット長の符号違反パターンデータの切替出力するデータセレクタ２４，２４とからなる。
【００１３】
図３は本発明のＡ回線正常時のデータ受信動作のタイミング図である。ここでは伝送符号はマンチェスタ変調符号の場合で説明する。キャリア検出回路６のタイマ値Ｔｃは１ビット＜Ｔｃ＜２ビットとし、符号違反パターン生成回路２１，２２の入出力遅延時間はアラーム信号の処理時間、パルス幅違反の検出処理時間および符号違反の検出処理時間を考慮して最大の処理時間を設定するが、ここでは２ビットタイムとする。また、生成する符号違反パターンはキャリア検出回路６，７でタイムオーバ検出可能な２ビットの無変調の“１”とし、データ遅延回路２５，２６の遅延時間は符号違反パターン生成回路２１，２２の入出力遅延時間と同値の２ビットとする。
図３で示しているように受信データの４ビット目以降から伝送休止状態もしくは低周波ノイズを想定した無変調データとしている。符号違反パターン生成回路２１，２２で符号違反を検出すると、２ビット後に符号違反パターン“１”を出力し、データセレクタ２３から受信データの４ビット目の後に符号違反パターンのデータが出力される。
キャリア検出回路６，７は符号違反パターンが入力されてデータ変化点が途絶えてしまうため、Ｔｃ時間の経過の後にタイムオーバしてキャリア検出をＯＦＦするので受信異常は容易に検出可能となる。
【００１４】
図４は本発明のＡ系回線異常時のデータ受信動作のタイミング図である。図４には、２ビット目の異常ビットと４ビット目以降に伝送データのレベル低下異常が発生した例を示している。受信データの２、３ビット目と４ビット目以降に符号違反パターンを出力し、後段のキャリア検出回路６，７で符号違反パターンを検出してキャリア検出をＯＦＦしており、受信異常は容易に検出可能となる。
図５は本発明の回線正常時の受信切替動作のタイミング図である。ただし、
Ｎは符号違反パターン生成回路２１，２２の入出力遅延時間とデータ遅延時間２５，２６の入出力遅延時間である。  図５において前半の受信動作はＡ系先着受信動作の様子を示しており、後半の受信動作はＢ系先着受信動作の様子を示している。
図６は本発明のＡ系回線異常時の受信切替動作のタイミング図である。図６において前半は正常時のＡ系先着受信動作の様子を示しており、後半は異常時の受信動作の様子を示している。後半の部分では、Ｂ系伝送データを受信する以前から伝送信号レベルの低下異常が発生した場合でも、レベル異常検出した時点から符号違反パターンを生成して出力するため、レシーバの誤動作による影響もなく、キャリア検出回路６，７も安定に動作して正常にＢ系先着受信動作が行われる。
【００１５】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明のデータ伝送装置とデータ中継装置によれば、伝送回線上の異常を検出して誤り検出可能な符号違反パターンに短時間で変換し、異常受信データの誤り検出を容易にすることができるので、伝送効率を低下すること無く正常な伝送動作を行うことができるという従来にない特段の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のデータ伝送装置の一実施の形態の構成を示すブロック図
【図２】本発明のデータ中継装置の一実施の形態の構成を示すブロック図
【図３】本発明の一実施の形態の正常回線時のデータ受信動作を説明する図
【図４】本発明の一実施の形態の異常回線時のデータ受信動作を説明する図
【図５】本発明の一実施の形態の正常回線時のデータ受信切替動作を説明する図
【図６】本発明の一実施の形態の異常回線時のデータ受信切替動作の説明する図
【図７】従来のデータ伝送装置、データ中継装置が接続されたデジタル伝送システムの構成を示す図
【図８】従来のデータ伝送装置の一実施の形態の構成を示すブロック図
【図９】従来のデータ中継装置の一実施の形態の構成を示すブロック図
【図１０】従来の一実施の形態の正常回線時のデータ受信動作の説明する図
【図１１】従来の一実施の形態の異常回線時のデータ受信動作の説明する図
【図１２】従来の一実施の形態の正常回線時のデータ受信切替動作の説明する図
【図１３】従来の一実施の形態の異常回線時のデータ受信切替動作の説明する図
【符号の説明】
１、２  アラーム機能付きレシーバ
３，４  ドライバ
５、２３、２４  データセレクタ
６，７  キャリア検出回路
８      先着優先判別回路
９      ＤＰＬＬ
１０    伝送ＬＳＩ
１１    送信制御回路
１２    リタイミング回路
１３、１４  レシーバ
２１，２２符号違反パターン生成回路
２５，２６  データ遅延回路
３０    システムクロック
３１，３２  データ伝送装置
３３，３４  データ中継装置
３５〜４２  伝送回線
【図１】
2004260443.tif 000003
【図２】
2004260443.tif 000004
【図３】
2004260443.tif 000005
【図４】
2004260443.tif 000006
【図５】
2004260443.tif 000007
【図６】
2004260443.tif 000008
【図７】
2004260443.tif 000009
【図８】
2004260443.tif 000010
【図９】
2004260443.tif 000011
【図１０】
2004260443.tif 000012
【図１１】
2004260443.tif 000013
【図１２】
2004260443.tif 000014
【図１３】
2004260443.tif 000015