(57)【要約】【課題】障害時にも通信を継続することができ、しかもそのために必要とする帯域を、従来の現用系と予備系を用いた場合の２倍よりも少ない値とすることのできる伝送システムを実現する。【解決手段】送信側ノード２０１と受信側ノード２０２の間に伝送対象信号２０３を２つに分割した信号とこれらを基に作成した冗長信号のそれぞれ別々に伝送する第１〜第３の伝送路２０４１〜２０４３を配置している。分割した信号は帯域が２分の１にそれぞれなっており冗長信号付加部２０５で追加的に作成された冗長信号と併せて１．５倍の帯域となる。受信した信号は信号選択部２０６で障害の検出された伝送路を除外し、伝送対象信号２０３を再生して、伝送された信号２０７として出力する。分割信号の伝送される伝送路の数よりも冗長信号の伝送される伝送路の数の方が少なければ伝送路の数はこれ以外でもよい。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝送の対象となる信号を構成するビット列を時間軸上で周期的にＮ（ただしＮは“２”以上の任意の整数。）分割し、分割後のそれぞれのビット列をそれぞれ分割前の前記伝送の対象となる信号の各ビットの読み取られる速度のＮ分の１の速度でＮ本の伝送路にそれぞれ分割信号として送出する分割信号送出手段と、この分割信号送出手段によってＮ本の伝送路に送出されるそれぞれの分割信号を順次入力してこれらを基に所定の論理でＭ（ただしＭは“１”以上でＮ未満の整数）個の冗長信号を生成し、これらをＭ本の伝送路に割り当てて前記分割信号と同一速度の冗長信号として順次送出する冗長信号送出手段とを備えた送信ノードと、
この送信ノードからこれらＮ本とＭ本の伝送路によって送られてきた分割信号および冗長信号を別々に受信してこれらの障害を検出する障害検出手段と、この障害検出手段の検出結果を基にして障害の発生した伝送路を特定する障害判定手段と、前記Ｎ本の伝送路とＭ本の伝送路をそれぞれ経て受信された分割信号および冗長信号から障害判定手段によって判定された障害の発生した伝送路を除外して、残りの信号から前記伝送の対象となる信号を順次再生する信号再生手段とを備えた受信ノード
とを具備することを特徴とする伝送システム。
【請求項２】
前記受信ノードは前記送信ノードからＮ本とＭ本の伝送路によって送られてきた分割信号および冗長信号をそれぞれ別々に受信して格納するバッファメモリと、前記信号再生手段が前記伝送の対象となる信号を再生するときそれぞれの伝送路を伝送する信号の遅延を補償するようにこれらのバッファメモリから読み出す信号のタイミングを調整する読出タイミング調整手段とを更に具備することを特徴とする請求項１記載の伝送システム。
【請求項３】
前記Ｎ本とＭ本の伝送路がすべて異なる伝送路によって構成されることを特徴とする請求項１記載の伝送システム。
【請求項４】
前記Ｎ本とＭ本の伝送路の少なくとも一部が同一の伝送路を共有する共有伝送路であることを特徴とする請求項１記載の伝送システム。
【請求項５】
前記Ｎ本とＭ本の伝送路は時分割多重されたそれぞれの伝送路であることを特徴とする請求項１〜請求項４いずれかに記載の伝送システム。
【請求項６】
前記Ｎ本とＭ本の伝送路は波長多重されたそれぞれの伝送路であることを特徴とする請求項１〜請求項４いずれかに記載の伝送システム。
【請求項７】
前記Ｎは整数“２”であり、前記Ｍは整数“１”であり、前記冗長信号は前記伝送の対象となるビットシリアルな信号を２ビットずつ排他的論理和をとって得られた信号であり、前記送信ノードは合計３本の伝送路に前記伝送の対象となる信号を１ビットずつ振り分けた分割信号と冗長信号を前記受信ノードに向かって送出するものであることを特徴とする請求項１記載の伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は伝送路の障害時にも通信を継続することのできる伝送システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
信号の伝送が伝送路の障害によって中断すると、リアルタイムの信号伝送ができなくなる等の問題がある。そこで伝送路の障害発生時には無瞬断で伝送路を切り替えるようにした技術が従来から提案されている。そのうちの代表的なものは、同一の信号を伝送するために複数系統の伝送路を設けるようにしたものである（たとえば特許文献１）。この提案では、一部の伝送路に障害が発生しても他の伝送路を伝送した信号を採用することができる。
【０００３】
図２２は、この提案による伝送システムの原理的な構成を表わしたものである。この伝送システム１００では、送信側ノード１０１と受信側ノード１０２の間に同一の伝送対象信号１０３を分岐して伝送する第１および第２の伝送路１０４１、１０４２の合計２つの伝送路を設けている。受信側ノード１０２には第１および第２の伝送路１０４１、１０４２のいずれか一方を選択するためのセレクタ１０５が配置されている。セレクタ１０５によって選択された後の信号が伝送された信号１０６となる。
【０００４】
図２３は、この提案による送信側ノードの構成を表わしたものである。送信側ノード１０１では、伝送対象信号１０３が２つに分岐されて、全く同じ信号が第１および第２の伝送路１０４１、１０４２に送出されることになる。
【０００５】
図２４は、この提案による受信側ノードの構成を表わしたものである。受信側ノード１０２は、第１の伝送路１０４１に接続された第１のバッファメモリ１１１１および第１の障害検出部１１２１と、第２の伝送路１０４２に接続された第２のバッファメモリ１１１２および第２の障害検出部１１２２と、第１および第２のバッファメモリ１１１１、１１１２の出力側に接続されたセレクタ１０５と、第１および第２の障害検出部１１２１、１１２２の検出結果１１３１、１１３２を入力して障害の判定を行う障害判定部１１４から構成されている。
【０００６】
第１の障害検出部１１２１は、第１の伝送路１０４１から受信した信号を監視して、障害が検出された場合には検出結果１１３１として障害の発生を示す信号を障害判定部１１４に出力するようになっている。第２の障害検出部１１２２も、同様に第２の伝送路１０４２から受信した信号を監視して、障害が検出された場合には検出結果１１３２として障害の発生を示す信号を障害判定部１１４に出力する。障害判定部１１４は、これら検出結果１１３１、１１３２を入力して、障害の発生していない伝送路を判定し、その伝送路を示すセレクタ制御信号１１５をセレクタ１０５に供給する。第１および第２の伝送路１０４１、１０４２の双方が障害を発生していない状態では、セレクタ制御信号１１５として予め設定された側の伝送路を示す信号がセレクタ１０５に出力される。
【０００７】
第１および第２のバッファメモリ１１１１、１１１２は、第１および第２の伝送路１０４１、１０４２の長さの差による信号の遅延時間の差分を補償して、セレクタ１０５の入力部に送信側ノード１０１（図２２）から同一タイミングで送り出された信号が供給されるように調整している。この特許文献１では、第１および第２のバッファメモリ１１１１、１１１２からの信号の読出周波数を変化させることで第１および第２の伝送路１０４１、１０４２の長さの差および長さの変更に対処している。
【０００８】
このようにこの特許文献１で提案された伝送システム１００では、第１および第２の伝送路１０４１、１０４２の長さの差を調整しているので、これらの伝送路１０４１、１０４２の一方に障害が発生したとき障害判定部１１４がこれに応じてセレクタ制御信号１１５で切り替えを指示するとセレクタ１０５が障害の発生していない方の信号を選択し、信号の途切れがない状態で信号１０６が出力され、障害発生時にも通信を継続することができる。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００２−３５３９３１号公報（第００４６段落、図１）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら提案されたこの伝送システム１００では伝送に必要な信号の帯域が、伝送対象となる信号に本来必要とされる信号帯域の２倍必要となる。これは送信側ノード１０１で伝送対象信号１０３を分岐して、いわゆる現用系と予備系に対応する第１および第２の伝送路１０４１、１０４２に伝送しているためである。
【００１１】
そこで本発明の目的は、障害時にも通信を継続することができ、しかもそのために必要とする帯域を、従来の現用系と予備系を用いた場合の２倍よりも少ない値とすることのできる伝送システムを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明では、（イ）伝送の対象となる信号を構成するビット列を時間軸上で周期的にＮ（ただしＮは“２”以上の任意の整数。）分割し、分割後のそれぞれのビット列をそれぞれ分割前の伝送の対象となる信号の各ビットの読み取られる速度のＮ分の１の速度でＮ本の伝送路にそれぞれ分割信号として送出する分割信号送出手段と、この分割信号送出手段によってＮ本の伝送路に送出されるそれぞれの分割信号を順次入力してこれらを基に所定の論理でＭ（ただしＭは“１”以上でＮ未満の整数）個の冗長信号を生成し、これらをＭ本の伝送路に割り当てて分割信号と同一速度の冗長信号として順次送出する冗長信号送出手段とを備えた送信ノードと、（ロ）この送信ノードからこれらＮ本とＭ本の伝送路によって送られてきた分割信号および冗長信号を別々に受信してこれらの障害を検出する障害検出手段と、この障害検出手段の検出結果を基にして障害の発生した伝送路を特定する障害判定手段と、Ｎ本の伝送路とＭ本の伝送路をそれぞれ経て受信された分割信号および冗長信号から障害判定手段によって判定された障害の発生した伝送路を除外して、残りの信号から伝送の対象となる信号を順次再生する信号再生手段とを備えた受信ノードとを伝送システムに具備させる。
【００１３】
すなわち請求項１記載の発明では、伝送の対象となる信号をＮ分割して分割前の伝送の対象となる信号の各ビットの読み取られる速度のＮ分の１の速度でＮ本の伝送路にそれぞれ分割信号として送出すると共に、これらの分割信号を基にして所定の論理でＭ個の冗長信号を作成してこれらをＭ本の伝送路に冗長信号として送出するので、いずれかの分割信号側の伝送路に障害が発生しても、冗長信号を基にしてこれを再生することができる。しかも分割によって信号の送出に必要な帯域を狭めたので、Ｍが“１”以上でＮ未満の整数という条件では伝送路の総本数が２Ｎに至らず、従来の現用系と予備系を用いた場合の２倍よりも少ない値とすることができる。
【００１４】
請求項２記載の発明では、請求項１記載の伝送システムで、受信ノードは送信ノードからＮ本とＭ本の伝送路によって送られてきた分割信号および冗長信号をそれぞれ別々に受信して格納するバッファメモリと、信号再生手段が伝送の対象となる信号を再生するときそれぞれの伝送路を伝送する信号の遅延を補償するようにこれらのバッファメモリから読み出す信号のタイミングを調整する読出タイミング調整手段を更に具備することを特徴としている。
【００１５】
すなわち請求項２記載の発明では、Ｍ本とＮ本の伝送路の長さが相違することによる信号の切り替えのタイミングの調整をバッファメモリの読み出しの制御で行うようにしている。
【００１６】
請求項３記載の発明では、請求項１記載の伝送システムで、Ｎ本とＭ本の伝送路がすべて異なる伝送路によって構成されることを特徴としている。
【００１７】
すなわち請求項３記載の発明では、Ｎ本とＭ本の伝送路がすべて異なる伝送路によって構成されるので、途中のノードに障害が発生したような場合にも通信を継続することができる。
【００１８】
請求項４記載の発明では、請求項１記載の伝送システムで、Ｎ本とＭ本の伝送路の少なくとも一部が同一の伝送路を共有する共有伝送路であることを特徴としている。
【００１９】
すなわち請求項４記載の発明では、同一の伝送路を異なった帯域で使用することで共有する場合を示している。
【００２０】
請求項５記載の発明では、請求項１〜請求項４いずれかに記載の伝送システムで、Ｎ本とＭ本の伝送路は時分割多重されたそれぞれの伝送路であることを特徴としている。
【００２１】
すなわち請求項５記載の発明では、１本の光ファイバ等の通信ケーブルを時分割多重によって複数の伝送路（チャネル）として使用できることを示している。
【００２２】
請求項６記載の発明では、請求項１〜請求項４いずれかに記載の伝送システムで、Ｎ本とＭ本の伝送路は波長多重されたそれぞれの伝送路であることを特徴としている。
【００２３】
すなわち請求項６記載の発明では、１本の光ファイバ等の通信ケーブルを波長多重によって複数の伝送路（チャネル）として使用できることを示している。
【００２４】
請求項７記載の発明では、請求項１記載の伝送システムで、Ｎは整数“２”であり、Ｍは整数“１”であり、冗長信号は伝送の対象となるビットシリアルな信号を２ビットずつ排他的論理和をとって得られた信号であり、送信ノードは合計３本の伝送路に伝送の対象となる信号を１ビットずつ振り分けた分割信号と冗長信号を受信ノードに向かって送出するものであることを特徴としている。
【００２５】
すなわち請求項７記載の発明では、最も単純な伝送システムの例を挙げている。以下に説明する第１の実施例がこれに相当する。
【００２６】
【発明の実施の形態】
【００２７】
【実施例】
以下実施例につき本発明を詳細に説明する。
【００２８】
＜第１の実施例＞
【００２９】
図１は本発明の第１の実施例における伝送システムの構成の概要を示したものである。この伝送システム２００は、送信側ノード２０１と受信側ノード２０２の間に伝送対象信号２０３を基にした３種類の信号をそれぞれ別々に伝送する第１〜第３の伝送路２０４１〜２０４３を設けている。送信側ノード２０１には、伝送対象信号２０３に所定の冗長信号を追加的に作成するための冗長信号付加部２０５が設けられている。受信側ノード２０２には信号選択部２０６が配置されている。信号選択部２０６は、第１〜第３の伝送路２０４１〜２０４３を伝送してきた信号から伝送対象信号２０３を再生して、伝送された信号２０７として出力することになる。
【００３０】
図２は、第１の実施例の送信側ノードにおける冗長信号付加部の構成の概要を表わしたものである。冗長信号付加部２０５は、伝送対象信号２０３を入力して２本の信号に分割して第２の伝送路２０４２と第３の伝送路２０４３に分岐して出力する１対２分配部２１１と、冗長信号を生成する冗長信号生成部２１２とを備えている。冗長信号生成部２１２は１対２分配部２１１から出力される信号２１３２、２１３３をそれぞれ入力して、伝送路の障害時にも通信を継続するために必要な１本の伝送路についての冗長信号２１４を生成し、これを第１の伝送路２０４１に出力するようになっている。
【００３１】
図３は、図２に示した１対２分配部の具体的な構成を表わしたものである。１対２分配部２１１は、伝送対象信号２０３を分岐してデータ入力端子Ｄにそれぞれ入力する第１および第２のフリップフロップ回路２２１、２２２と、クロック信号２２３を入力してこれを２分の１に分周する分周器２２４と、この分周器２２４の出力する分周後のクロック信号２２５を反転させるインバータ２２６を備えている。分周後のクロック信号２２５はそのまま第１のフリップフロップ回路２２１のクロック入力端子Ｃに入力され、インバータ２２６によって論理を反転されたクロック信号２２７は第２のフリップフロップ回路２２２のクロック入力端子Ｃに入力されるようになっている。第１のフリップフロップ回路２２１の出力端子Ｑからは第２の伝送路２０４２に送出される信号２１３２が出力され、第２のフリップフロップ回路２２２の出力端子Ｑからは第３の伝送路２０４３に送出される信号２１３３が出力されるようになっている。なお、１対２分配部２１１を構成する第１および第２のフリップフロップ回路２２１、２２２、分周器２２４およびインバータ２２６は基本的な電子回路であり、その詳細な構成の説明は省略する。
【００３２】
図４は、図２に示した冗長信号生成部の具体的な構成を表わしたものである。冗長信号生成部２１２は、図２に示した１対２分配部２１１から出力される信号２１３２、２１３３をそれぞれ入力する排他的論理和回路２３１によって構成されている。排他的論理和回路２３１の出力が冗長信号２１４となり、第１の伝送路２０４１に出力される。
【００３３】
図５は、受信側ノードにおける信号選択部の具体的な構成を表わしたものである。信号選択部２０６は、第１の伝送路２０４１に接続された第１のバッファメモリ２４１１および第１の障害検出部２４２１を備えている。また、第２の伝送路２０４２に接続された第２のバッファメモリ２４１２および第２の障害検出部２４２２と、第３の伝送路２０４３に接続された第３のバッファメモリ２４１３および第３の障害検出部２４２３を備えている。第１〜第３のバッファメモリ２４１１〜２４１３の出力側には信号再生部２４３が設けられている。また、第１〜第３の障害検出部２４２１〜２４２３の出力側には、これらの検出結果２４４１〜２４４３を入力してどの伝送路に障害が発生しているかを判定する障害判定部２４５が設けられている。障害判定部２４５の判定結果２４６は信号再生部２４３に入力されるようになっており、これにより図１に示した伝送された信号２０７が出力されることになる。
【００３４】
この信号選択部２０６では、第１〜第３の障害検出部２４２１〜２４２３が第１〜第３の伝送路２０４１〜２０４３を伝送されてくる各信号２１４、２１３２、２１３３を監視して障害が発生した場合には検出結果２４４１〜２４４３として障害判定部２４５に通知する。障害判定部２４５はこれら通知される検出結果２４４１〜２４４３を基にして障害を判定することになる。第１〜第３のバッファメモリ２４１１〜２４１３は、図１における第１〜第３の伝送路２０４１〜２０４３の伝送距離の差による信号の遅延時間の差分を補償するものであり、この点は図２４で説明した従来の提案と同一である。
【００３５】
なお、この図５における第１〜第３の障害検出部２４２１〜２４２３の障害検出のための回路構成および第１〜第３のバッファメモリ２４１１〜２４１３による信号の遅延時間の差分の補償の原理は、すでに知られた技術であり、本発明の特徴となるものではないのでこれらの詳細な説明は省略する。一例としては先の特許文献１に開示されている手法を用いることができる。
【００３６】
次に第１の実施例の伝送システムの送信側ノード２０１に用いられる１対２分配部２１１の動作を説明する。
【００３７】
図６は１対２分配部に関連する信号とこれらの時間軸上の配置関係を示したものである。このうち同図（ａ）は伝送対象信号２０３の６ビット分を１ビットずつ第１〜第６のタイムスロットとして示したものであり、図中に示した数値“１”〜“６”はタイムスロット番号を表わしている。同図（ｂ）は図３に示すクロック信号２２３を示したものである。クロック信号２２３はその立ち下がりが伝送対象信号２０３の各ビットの区切りに対応するようにこれと同期している。１対２分配部２１１を構成する分周器２２４（図３参照）はこのクロック信号２２３を２分の１に分周するので、分周後のクロック信号２２５は図６（ｃ）で示すようになる。インバータ２２６は分周後のクロック信号２２５の論理を反転させるので、図６（ｄ）で示すようになる。
【００３８】
図３に示した第１のフリップフロップ回路２２１は図６（ｃ）に示すクロック信号２２５の各立ち上がりで図６（ａ）に示した伝送対象信号２０３をラッチする。そして、図６（ｅ）に示す信号２１３２を第１のフリップフロップ回路２２１の出力端子Ｑから第２の伝送路２０４２に出力することになる。この結果、信号２１３２は、伝送対象信号２０３の第１ビット、第３ビット、第５ビット、……というように奇数番目のビットとなる。一方、第２のフリップフロップ回路２２２は図６（ｄ）に示す反転後のクロック信号２２７の各立ち上がりで図６（ａ）に示した伝送対象信号２０３をラッチする。そして、図６（ｆ）に示す信号２１３３を第２のフリップフロップ回路２２２の出力端子Ｑから第３の伝送路２０４３に出力することになる。この結果、信号２１３３は、伝送対象信号２０３の第２ビット、第４ビット、第６ビット、……というように偶数番目のビットとなる。
【００３９】
図７は、図４に示した冗長信号生成部の生成する信号を表わしたものである。冗長信号生成部２１２は図６（ｅ）で示した信号２１３２と図６（ｆ）で示した信号２１３３の排他的論理和（ＸＯＲ）をとる。したがって、図７（ａ）を信号２１３２の各ビットとし、同図（ｂ）を信号２１３３の各ビットとすると、冗長信号２１４は同図（ｃ）で示したようになる。ただし、この図では第１ビットと第２ビットの排他的論理和をとることを“１ＸＯＲ２”と表現することにする。他の排他的論理和の表現もこの図７（ｃ）に示した通り同様である。
【００４０】
図８は、第２の伝送路と第３の伝送路のそれぞれの信号と、第１の伝送路に送出される信号の具体的な値の組み合わせを示したものである。これは排他的論理和の真理値表と同じである。
【００４１】
次に受信側ノード２０２における図５に示した障害判定部２４５の動作を説明する。
【００４２】
障害判定部２４５には、第１〜第３の障害検出部２４２１〜２４２３から障害の有無を表わした検出結果２４４１〜２４４３が入力される。障害判定部２４５はその内部に障害の判定を行う障害判定用テーブルを用意している。第１の実施例では第２および第３の伝送路２０４２、２０４３の２本の伝送路に伝送対象信号２０３を２分割して伝送し第１の伝送路２０４１に冗長信号を伝送するので、２本以上の伝送路に同時に障害が発生したときには障害の回復を行うことができない。そこで、この障害判定テーブルには、これを前提に障害判定部２４５の判定を行うためのデータが書き込まれている。
【００４３】
図９は障害判定テーブルの内容を示したものである。障害判定テーブル２５１には、第１〜第３の障害検出部２４２１〜２４２３のそれぞれが「障害なし」と検出したか「障害あり」と検出したかを、「障害あり」が同時に２以上存在しないような組み合わせで合計４つの場合分けを行っており、それ以外の場合には「上記以外の組み合わせ」としてその場合の障害判定部２４５の判定結果２４６は現在の状態を保持する「状態保持」となっている。
【００４４】
第１〜第３の障害検出部２４２１〜２４２３のいずれも「障害なし」と検出している場合、判定結果２４６は「状態保持」となっているので信号再生部２４３を現在の状態に保持する。すなわち、第１〜第３の伝送路２０４１〜２０４３のいずれかを新たに使用しないような変更は行わない。これに対して第１の障害検出部２４２１のみが「障害あり」と検出したときには、その障害が検出された第１の伝送路２０４１を使用しない旨の判定結果２４６を信号再生部２４３へ出力する。第２の障害検出部２４２２のみが「障害あり」と検出したときには、その障害が検出された第２の伝送路２０４２を使用しない旨の判定結果２４６を信号再生部２４３へ出力する。第３の障害検出部２４２３のみが「障害あり」と検出したときには、その障害が検出された第３の伝送路２０４３を使用しない旨の判定結果２４６を信号再生部２４３へ出力することになる。
【００４５】
図１０は、信号再生部内に備えられた判定結果に対する伝送された信号の生成方法を設定した信号再生テーブルの内容を表わしたものである。信号再生テーブル２５２は、図９に示した障害判定テーブル２５１と同様に図１に示した受信側ノード２０２に備えられた図示しないＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）等の記憶媒体に格納されている。そして、同じく図示しないＣＰＵ（中央処理装置）が所定の制御プログラムを用いて障害の判定や信号の再生の制御を行うときにこれらのテーブル２５１、２５２の参照を行うようになっている。
【００４６】
信号再生部２４３は障害判定部２４５から「状態保持」の判定結果２４６が入力されているときには信号再生テーブル２５２に示されるように現状と同様の信号再生を継続する。これに対して「第１の伝送路を使用しない」とする判定結果２４６が入力されたときには、第２の伝送路２０４２に対応する第２のバッファメモリ２４１２と第３の伝送路２０４３に対応する第３のバッファメモリ２４１３から読み出した信号を多重化する。これは、冗長信号２１４を伝送する第１の伝送路２０４１に障害が発生したので、図２あるいは図６に示したように１対２分配部２１１により奇数ビットと偶数ビットにそれぞれ分配された信号２１３２、２１３３（図６（ｅ）、（ｆ））を多重化することで元のビット列を再生することにしたものである。
【００４７】
一方、「第２の伝送路を使用しない」とする判定結果２４６が信号再生部２４３に入力された場合には、まず、第１のバッファメモリ２４１１と第３のバッファメモリ２４１３のそれぞれの信号の排他的論理和を計算する。次にそれぞれの排他的論理和の計算結果と第３のバッファメモリ２４１３から読み出した信号とを多重化する。これは、第１のバッファメモリ２４１１と第３のバッファメモリ２４１３のそれぞれの信号の排他的論理和を計算することで第２のバッファメモリ２４１２から読み出したと同様の信号を再生するので、これと第３のバッファメモリ２４１３から読み出した信号とを多重化することで元のビット列を再生することにしたものである。
【００４８】
同様に「第３の伝送路を使用しない」とする判定結果２４６が信号再生部２４３に入力された場合には、まず、第１のバッファメモリ２４１１と第２のバッファメモリ２４１２のそれぞれの信号の排他的論理和を計算する。次にそれぞれの排他的論理和の計算結果と第２のバッファメモリ２４１２から読み出した信号とを多重化する。これは、第１のバッファメモリ２４１１と第２のバッファメモリ２４１２のそれぞれの信号の排他的論理和を計算することで第３のバッファメモリ２４１３から読み出したと同様の信号を再生するので、これと第２のバッファメモリ２４１２から読み出した信号とを多重化することで元のビット列を再生することにしたものである。
【００４９】
このように以上説明した第１の実施例では図１に示した伝送対象信号２０３を２本の伝送路の信号２１３２、２１３３に分割して、伝送対象信号２０３の排他的論理和として１本の伝送路の冗長信号２１４を生成した。そして、合計３本の伝送路としての第１〜第３の伝送路２０４１〜２０４３を用いて冗長信号２１４およびこれらの信号２１３２、２１３３を受信側ノード２０２に伝送して、このうちの１本の伝送路に障害が発生しても伝送対象信号２０３を再生して、伝送された信号２０７として出力するようにして、障害発生時にも通信を継続できるようにした。
【００５０】
第１の実施例で第１〜第３の伝送路２０４１〜２０４３を伝送される信号２１４、２１３２、２１３３は、図６（ｅ）、（ｆ）および図７に示すように伝送対象信号２０３（図６（ａ））の２分の１の信号速度となっている。このため、第１〜第３の伝送路２０４１〜２０４３を使用する全体として必要な帯域は伝送対象信号２０３の信号速度の１．５倍となっており、特許文献１として示した従来例の２倍よりも少ない帯域となる。このような第１の実施例の伝送システムが実際の通信ネットワークでどう生かされるかを各種の通信ネットワークの態様を示しながら次に説明する。
【００５１】
図１１は、通信ネットワークの第１の態様を示したものである。この第１の通信ネットワーク４０１は最も単純なネットワークであって、第１のノード４０２１と第２のノード４０２２とで示された２点間を伝送路４０３で接続している。このような単純な第１の通信ネットワーク４０１では、使用する帯域は図１で示した伝送対象信号２０３の帯域と同一である。しかしながら、伝送路４０３に何らかの障害が発生するとこの障害が復旧するまで通信は途絶えてしまう。
【００５２】
図１２は、通信ネットワークの第２の態様を示したものである。この第２の通信ネットワーク４１１は、第１〜第３のノード４１２１〜４１２３をそれぞれ伝送路４１３１２、４１３２３、４１３３１でリング状に接続している。第１のノード４１２１から第２のノード４１２２に図１に示した伝送対象信号２０３を伝送する場合を考える。この場合に図１で示した伝送対象信号２０３を、第１の経路４１５として伝送路４１３１２を使用して第１のノード４１２１から第２のノード４１２２に送出し、第２の経路４１６として伝送路４１３３１および伝送路４１３２３を使用して第１のノード４１２１から第２のノード４１２２に送出すると、２点間に２つの伝送路を設定した通信を行うことができる。この第２の通信ネットワーク４１１は、図２２で説明した従来の伝送システムと同じであり、第１の経路４１５と第２の経路４１６のいずれか一方に障害が発生しても、通信を継続することができる。ただし、使用する帯域は図１１に示した第１の通信ネットワーク４０１の２倍となる。
【００５３】
本発明の第１の実施例で説明した伝送システム２００では使用帯域が図１１に示した第１の通信ネットワーク４０１の１．５倍となるが、この図１２で示したリング状の第２の通信ネットワーク４１１に適用することができない。
【００５４】
図１３は、第１の実施例で説明した伝送システムを適用可能な通信ネットワークとして第３の態様を示したものである。この第３の通信ネットワーク４２１は、近年の通信ネットワークの普及によってポピュラとなったもので、各ノード４２２がメッシュ状に接続されている。ここでは説明の便宜上、マトリックス状に配置されたものとし、また第３の通信ネットワーク４２１の一部のみを切り取った形で示している。各ノード４２２１１、４２２１２、……４２２３２、４２２３３は、それぞれ対応する伝送路４２３１１１２、４２３１２１３、……４２３３１３２、４２３３２３３と接続されている。この第３の通信ネットワーク４２１の図で左上のノード４２２１１と右下のノード４２２３３の間で図１に示した伝送対象信号２０３を第１の実施例のように３本の伝送路を使用して伝送する場合を考える。
【００５５】
図１４は、この場合の第１の例として３本の通信経路を伝送路を共用せずに形成した場合を示したものである。第１の経路４３１は、ノード４２２１１側から伝送路４２３１１１２、４２３１２１３、４２３１３２３、４２３２３３３のそれぞれを順に経由してノード４２２３３に達する経路である。第２の経路４３２は、ノード４２２１１側から伝送路４２３１１２２、４２３２２３３を順に経由してノード４２２３３に達する経路である。第３の経路４３３は、ノード４２２１１側から伝送路４２３１１２１、４２３２１３１、４２３３１３２、４２３３２３３のそれぞれを順に経由してノード４２２３３に達する経路である。
【００５６】
これら第１〜第３の経路４３１〜４３３に図１に示した伝送対象信号２０３をそれぞれ伝送する従来の伝送システムの場合では、１本の伝送路に伝送対象信号２０３を伝送させる場合と比較して３倍の帯域が必要になる。第１の実施例の伝送システムを使用すると、すでに説明したようにこれが１．５倍となる。しかも図１４に示した例では伝送路が共有しないのでノード４２２１１とノード４２２３３の間のノード４２２自体に障害が発生してもこれがこのノード４２２を経由しない他の伝送路に影響を与えることはない。なお、メッシュあるいはマトリックスが更に複雑化すると、ノード４２２１１とノード４２２３３の間に伝送路を共用しない更に多くの伝送路の組み合わせを設定することができる。
【００５７】
図１５は、第２の例として３本の通信経路における一部の伝送路を共用した場合を示したものである。この例では第１の経路４３１および第２の経路４３２は図１４に示した例と同じである。第３の経路４３３Ａは、ノード４２２１１側から伝送路４２３１１２１、４２３２１３１、４２３２２３１、４２３２２３３のそれぞれを順に経由してノード４２２３３に達する経路である。すなわち第２の経路４３２と第３の経路４３３Ａとはノード４２２２２とノード４２２３３の間の伝送路４２３２２３３を共用している。これは、これらの経路４３２、４３３Ａの伝送路の帯域が第１の実施例の場合にはそれぞれ２分の１に減少するので、別々の伝送路を使用することができないような場合にも、このように一部の伝送路を共用することができる。従来の伝送システムではこのような伝送路の共用は、共用部分の伝送路の帯域がその分だけ広くなっていない限り実現不可能である。
【００５８】
このように経路の少なくとも一部を共用する場合、多重する信号は時分割多重方式を採用してもよいし、波長多重方式を採用することも可能である。
【００５９】
＜第２の実施例＞
【００６０】
図１６は、本発明の第２の実施例における伝送システムの構成の概要を示したものである。この伝送システム５００は、送信側ノード５０１と受信側ノード５０２の間に伝送対象信号５０３を基にした信号をそれぞれ別々に伝送する第１〜第（Ｍ＋Ｎ）の伝送路５０４１〜５０４Ｍ＋Ｎを設けている。送信側ノード５０１には、伝送対象信号５０３に所定の冗長信号を追加的に作成するための冗長信号付加部５０５が設けられている。受信側ノード５０２には信号選択部５０６が配置されている。信号選択部５０６は、第１〜第（Ｍ＋Ｎ）の伝送路５０４１〜５０４Ｍ＋Ｎを伝送してきた信号から伝送対象信号５０３を再生して、伝送された信号５０７として出力することになる。
【００６１】
図１７は、この第２の実施例の送信側ノードにおける冗長信号付加部の要部を表わしたものである。冗長信号付加部５０５は、伝送対象信号５０３を入力してＮ本の信号に分割して第（Ｍ＋１）〜第（Ｍ＋Ｎ）の伝送路５０４Ｍ＋１〜５０４Ｍ＋Ｎに分岐して出力する１対Ｎ分配部５１１と、冗長信号を生成する冗長信号生成部５１２とを備えている。冗長信号生成部５１２は１対Ｎ分配部５１１から出力される信号５１３１〜５１３Ｎをそれぞれ入力して、伝送路の障害時にも通信を継続するために必要なＭ本の伝送路についての冗長信号５１４１〜５１４Ｍを生成し、これらを第１〜第Ｍの伝送路５０４１〜５０４Ｍに出力するようになっている。
【００６２】
この冗長信号付加部５０５における１対Ｎ分配部５１１は、第１の実施例の図３に示した１対２分配部２１１と実質的に同じ回路であり、相違する点は分周比を２分の１からＮ分の１に変更した点である。このような１対Ｎ分配部５１１は図示しないＮ分の１分周器と、信号５１３１〜５１３Ｎを伝送する第（Ｍ＋１）〜第（Ｍ＋Ｎ）の伝送路５０４Ｍ＋１〜５０４Ｍ＋Ｎに対応した図示しない第１〜第Ｎのフリップフロップ回路を使用し、図３に示したクロック信号２２３に対応するクロック信号を順次シフトさせて立ち上げることによって実現する。そこで、１対Ｎ分配部５１１の構成の図示は省略する。
【００６３】
図１８は、第１の実施例の図６に対応するもので、図１７に示した１対Ｎ分配部に関連する信号とこれらの時間軸上の配置関係を示したものである。このうち同図（ａ）は伝送対象信号５０３の２Ｎビット分を１ビットずつ第１〜第２Ｎのタイムスロットとして示したものであり、図中に示した数値“１”〜“２Ｎ”はタイムスロット番号を表わしている。同図（ｂ）は図３に示すクロック信号２２３に対応するクロック信号５２３を示したものである。クロック信号５２３はその立ち下がりが伝送対象信号５０３の各ビットの区切りに対応するようにこれと同期している。１対Ｎ分配部５１１を構成する前記したＮ分の１分周器はこのクロック信号２２３をＮ分の１に分周するので、分周後のクロック信号５２５１は図１８（ｃ）で示すようになる。このクロック信号５２５を前記した第１〜第Ｎのフリップフロップ回路で順にシフトさせることで、同図（ｄ）ならびに同図（ｅ）に例示したような残りのクロック信号５２５２〜５２５Ｎを得るようになっている。
【００６４】
前記した第１のフリップフロップ回路は図１８（ｃ）に示すクロック信号５２５１の各立ち上がりで図１８（ａ）に示した伝送対象信号５０３をラッチする。この結果、同図（ｆ）に示すように信号５１３１は、伝送対象信号５０３の第１ビット、第Ｎ＋１ビット……というように第１ビットから始まりＮビット間隔のビット列となる。一方、第２のフリップフロップ回路は同図（ｄ）に示すクロック信号５２５２の各立ち上がりで同図（ａ）に示した伝送対象信号５０３をラッチする。この結果、同図（ｇ）に示すように信号５１３２は、伝送対象信号５０３の第２ビット、第Ｎ＋２ビット……というように第２ビットから始まりＮビット間隔のビット列となる。以下同様にして第Ｎのフリップフロップ回路は同図（ｅ）に示すクロック信号５２５Ｎの各立ち上がりで同図（ａ）に示した伝送対象信号５０３をラッチする。この結果、同図（ｈ）に示すように信号５１３Ｎは、伝送対象信号５０３の第Ｎビット、第２Ｎビット……というように第Ｎビットから始まりＮビット間隔のビット列となる。
【００６５】
図１７に示した冗長信号生成部５１２は、以上説明したＮ通りの信号５１３１〜５１３Ｎを入力して、Ｍ通りの冗長信号５１４１〜５１４Ｍを生成し、これらを第１〜第Ｍの伝送路５０４１〜５０４Ｍに出力する。このような冗長信号生成部５１２は、たとえば数値Ｎが数値Ｍの２倍の整数値の関係にあるとき、Ｎ本の入力を数値Ｎを数値“２”で割ったＭ個のグループに分割して、それぞれについて排他的論理和を計算すればよい。
【００６６】
図１９は、この数値Ｎが数値Ｍの２倍の整数値の関係にあるときの冗長信号生成部の生成する信号を表わしたものである。図１７に示した冗長信号生成部５１２は図１８（ｆ）で示した信号５１３１と同図（ｇ）で示した信号５１３２の排他的論理和（ＸＯＲ）をとり、これを図１９（ａ）に示すように冗長信号５１４１として第１の伝送路５０４１に出力する。また、３ビット目の信号と４ビット目の信号の排他的論理和をとって図１９（ｂ）に示すように冗長信号５１４２として第２の伝送路５０４２に出力する。同図（ｃ）は同様にして第Ｍの伝送路５０４Ｍに出力される冗長信号５１４Ｍを表わしている。なお、同図（ｄ）〜（ｆ）は残りの第（Ｍ＋１）〜第（Ｍ＋Ｎ）の伝送路５０４Ｍ＋１〜５０４Ｍ＋Ｎに出力される信号５１３１〜５１３Ｎを表わしており、これらは図１８（ｆ）〜（ｈ）と同一であるので、説明を省略する。
【００６７】
図２０は、この第２の実施例における信号選択部の具体的な構成を表わしたものである。信号選択部５０６は、第１の伝送路５０４１に接続された第１のバッファメモリ５４１１および第１の障害検出部５４２１を備えている。以下同様に第（Ｍ＋Ｎ）の伝送路５０４Ｍ＋Ｎに接続された第（Ｍ＋Ｎ）のバッファメモリ５４１Ｍ＋Ｎおよび第（Ｍ＋Ｎ）の障害検出部５４２Ｍ＋Ｎを備えている。第１〜第（Ｍ＋Ｎ）のバッファメモリ５４１１〜５４１Ｍ＋Ｎの出力側には信号再生部５４３が設けられている。また、第１〜第（Ｍ＋Ｎ）の障害検出部５４２１〜５４２Ｍ＋Ｎの出力側には、これらの検出結果５４４１〜５４４Ｍ＋Ｎを入力してどの伝送路に障害が発生しているかを判定する障害判定部５４５が設けられている。障害判定部５４５の判定結果５４６は信号再生部５４３に入力されるようになっており、これにより図１６に示した伝送された信号５０７が出力されることになる。
【００６８】
この信号選択部５０６では、第１〜第（Ｍ＋Ｎ）の障害検出部５４２１〜５４２Ｍ＋Ｎが第１〜第（Ｍ＋Ｎ）の伝送路５０４１〜５０４Ｍ＋Ｎを伝送されてくる各信号５１４１〜５１４Ｍ、５１３１〜５１３Ｎを監視して障害が発生した場合には検出結果５４４１〜５４４Ｍ＋Ｎとして障害判定部５４５に通知する。障害判定部５４５はこれら通知される検出結果５４４１〜５４４Ｍ＋Ｎを基にして障害を判定することになる。第１〜第（Ｍ＋Ｎ）のバッファメモリ５４１１〜５４１Ｍ＋Ｎは、図１６における第１〜第（Ｍ＋Ｎ）の伝送路５０４１〜５０４Ｍ＋Ｎの伝送距離の差による信号の遅延時間の差分を補償するものであり、この点は図２４で説明した従来の提案と同一である。
【００６９】
数値Ｎが数値Ｍの２倍の整数値の関係にあるときの障害判定部５４５の動作および障害判定部５４５の使用する障害判定テーブルについては第１の実施例と同一なのでこれらの説明は省略する。
【００７０】
＜第２の実施例の変形可能性＞
【００７１】
以上説明したように本発明の第２の実施例では数値Ｎが数値Ｍの２倍の整数値の関係にあるときを例に挙げて説明したが、数値Ｎと数値Ｍの関係はこれに限るものではない。
【００７２】
図２１は、数値Ｎと数値Ｍの各種組み合わせに対する帯域を示したものである。この表で「従来例」として示したのは先行技術として説明した特許文献１であり、障害時にも通信を継続するために必要とする必要帯域が伝送対象信号の帯域の２倍となっている。この図２１で第２の実施例として説明した例は、数値Ｍの値が“１”で数値Ｎの値が“２”となっているとき、あるいは数値Ｍの値が“２”で数値Ｎの値が“４”となっているときで、障害時にも通信を継続するために必要とする必要帯域が共に伝送対象信号の帯域の１．５倍となっている。各種の値を組み合わせると、従来例として示した場合よりも必要帯域が多くなるという場合も発生する。そこで従来例よりも帯域の減少を達成できる組み合わせに対してはアンダーラインを付している。
【００７３】
このように伝送対象信号をＮ本の伝送路に分かれる信号に分割し、分割したこれらＮ通りの信号（ここでＭ、Ｎは共に正の整数。）に対してＭ通りの冗長信号を生成して、（Ｍ＋Ｎ）通りの信号から伝送対象となる信号を回復するようにすることで、伝送路の一部に障害が発生しても、この伝送路を切り離して通信を継続することができる。そして、この図２１より明らかなように数値Ｍが数値Ｎよりも小さい整数で数値Ｍが“１”以上のときに、障害時にも通信を継続するために必要とする必要帯域が“２”よりも少ない値となり、「従来例」として示したのは先行技術よりも必要帯域が減少することになる。
【００７４】
なお、図２１では、数値Ｎの値を値“１”から値“８”までとし、数値Ｍの値を値“０”から値“３”までとしたが、これらよりも多い整数の組合わせ採用できることはもちろんである。
【００７５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、伝送の対象となる信号をＮ分割して分割前の伝送の対象となる信号の各ビットの読み取られる速度のＮ分の１の速度でＮ本の伝送路にそれぞれ分割信号として送出すると共に、これらの分割信号を基にして所定の論理でＭ個の冗長信号を作成してこれらをＭ本の伝送路に冗長信号として送出するので、いずれかの分割信号側の伝送路に障害が発生しても、冗長信号を基にしてこれを再生することができる。しかも分割によって信号の送出に必要な帯域を狭めたので、Ｍが“１”以上でＮ未満の整数の本発明では伝送路の総本数が２Ｎに至らず、従来の現用系と予備系を用いた場合の２倍よりも少ない値とすることができ、インターネット網等の複雑な構成の通信ネットワークで特に信頼性のよい伝送システムを構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例における伝送システムの構成の概要を示したシステム構成図である。
【図２】第１の実施例の冗長信号付加部の構成の概要を表わしたブロック図である。
【図３】第１の実施例の１対２分配部の構成を表わしたのブロック図である。
【図４】第１の実施例の冗長信号生成部の具体的な構成を表わした回路図である。
【図５】第１の実施例で受信側ノードの信号選択部の具体的な構成を表わしたブロック図である。
【図６】第１の実施例で１対２分配部に関連する信号とこれらの時間軸上の配置関係を示したタイミング図である。
【図７】第１の実施例で図４に示した冗長信号生成部の生成する信号の時間軸上の配置関係を示したタイミング図である。
【図８】第１の実施例で第２の伝送路と第３の伝送路のそれぞれの信号と、第１の伝送路に送出される信号の具体的な値の組み合わせを示した真理値表を表わした図である。
【図９】第１の実施例における障害判定テーブルの内容を示した説明図である。
【図１０】第１の実施例における信号再生テーブルの内容を表わした説明図である。
【図１１】通信ネットワークの第１の態様を示した説明図である。
【図１２】通信ネットワークの第２の態様を示した説明図である。
【図１３】通信ネットワークの第３の態様を示した説明図である。
【図１４】図１３に示した通信ネットワークで３本の通信経路を伝送路を共用せずに形成した例を示した説明図である。
【図１５】図１３に示した通信ネットワークで３本の通信経路を伝送路を一部共用して形成した例を示した説明図である。
【図１６】本発明の第２の実施例における伝送システムの構成の概要を示したシステム構成図である。
【図１７】第２の実施例の冗長信号付加部の要部を表わしたブロック図である。
【図１８】図１７に示した１対Ｎ分配部に関連する信号とこれらの時間軸上の配置関係を示したタイミング図である。
【図１９】第２の実施例で冗長信号生成部の生成する信号を表わしたタイミング図である。
【図２０】第２の実施例における信号選択部の具体的な構成を表わしたブロック図である。
【図２１】数値Ｎと数値Ｍの各種組み合わせに対する帯域を示した説明図である。
【図２２】従来提案された伝送システムの原理的な構成を表わしたシステム構成図である。
【図２３】図２２に示した伝送システムの送信側ノードの原理的な構成を示した説明図である。
【図２４】図２２に示した伝送システムの受信側ノードの概要を示すブロック図である。
【符号の説明】
２００、５００  伝送システム
２０１、５０１  送信側ノード
２０２、５０２  受信側ノード
２０３、５０３  伝送対象信号
２０４、５０４  伝送路
２０５、５０５  冗長信号付加部
２０６、５０６  信号選択部
２０７、５０７  伝送された信号
２１２、５１２  冗長信号生成部
２１３、５１３  信号
２１４、５１４  冗長信号
２３１  排他的論理和回路
２４１、５４１  バッファメモリ
２４２、５４２  障害検出部
２４３、５４３  信号再生部
２４５、５４５  障害判定部
【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】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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