(57)【要約】【課題】簡素な構成で瞬断の回避に有効な多重化通信装置を提供する。【解決手段】複数の通信路１０１，１０２を介して送信側装置１０と受信側装置２０が接続されそれぞれの通信路１０１，１０２で同一のフレームを通信する多重化通信装置において、送信側装置１０では順次送信する複数のフレームにシリアル番号を付与し、受信側装置２０では同じシリアル番号が先に到着する通信路１０１のフレームを優先的に採用し、その通信路１０１に障害が発生したことを検出したとき、同じシリアル番号が後に到着する通信路１０２のフレームを採用する。【選択図】        図１
2005039416.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の通信路を介して送信側装置と受信側装置が接続されそれぞれの通信路で同一のフレームを通信する多重化通信装置において、送信側装置では順次送信する複数のフレームにシリアル番号を付与し、受信側装置では同じシリアル番号が先に到着する通信路のフレームを優先的に採用し、その通信路に障害が発生したことを検出したとき、同じシリアル番号が後に到着する通信路のフレームを採用することを特徴とする多重化通信装置。
【請求項２】
上記シリアル番号をフレーム間のアイドル期間に挿入することを特徴とする請求項１記載の多重化通信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、通信路を多重化した多重化通信装置に係り、特に、簡素な構成で瞬断の回避に有効な多重化通信装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
通信路に冗長性を持たせることにより信頼性を高めた多重化通信装置では送信側装置と受信側装置とを接続する複数の通信路でそれぞれ同一のフレームを通信し、受信側装置では重複して受信したフレームのいずれかを何等かの判定基準により受信フレームとして採用している。もし、フレームを採用している方の通信路に障害が発生して通信できなくなると他方の通信路に切り替えることで通信を継続させることができる。
【０００３】
図４（ａ）〜図４（ｃ）に示した二重化通信装置では、送信側装置１０と受信側装置２０とが２本の通信路１０１，１０２で接続されている。ただし、それぞれの通信路１０１，１０２は平行ではなく、同じ長さでもない。一般に二重化する通信路は同じ長さにならない。平行配線された通信路は同じ原因で同時に切れる確率が高いので、別ルートを通して配線するのが多重化の目的に適うのである。また、通信路１０１，１０２の途中に通信網が介在している場合もそれぞれの通信路１０１，１０２は異なった通信網を経由するので、同じ長さにはならない。
【０００４】
この二重化通信装置１０，２０には、瞬断の問題が存在する。瞬断とはフレームが欠落したり、重複したりすることをいう。瞬断は、次のようにして発生する。
【０００５】
図４（ａ）は、通信路１０１，１０２に障害がなく、瞬断も発生せずに順調に通信が行われている状態である。いま、送信側装置１０から順次送信される複数のフレームＦ（以下、符号を略す）には説明のため図中では番号を記入してある（このような番号を付けたフレームは従来ない）。送信側装置１０からそれぞれの通信路１０１，１０２に同じフレーム＃１，＃２，＃３が送信され、これらのフレーム＃１，＃２，＃３が受信側装置２０に同時に到着している。受信側装置２０では、固定的に一方の通信路１０１を優先的な通信路とし他方の通信路１０２はバックアップとしている。それぞれを０系通信路、１系通信路と呼ぶことにする。この場合、受信側装置２０は０系通信路１０１のフレームを受信フレームとして採用し、これらのフレーム＃１，＃２，＃３を内部処理或いは他装置へ中継する（受信側装置２０の右側へ実線で示す）。フレーム＃２を受信しているときに、０系通信路１０１に障害Ｘが発生すると、通信路は直ちに切り替えられる。このとき、受信側装置２０が１系通信路１０２から最初に受信するフレームはフレーム＃３である。従って、障害のため壊れたフレームを＃２Ｘとすると、採用されたフレームは＃１，＃２Ｘ，＃３となる（受信側装置２０の右側へ破線で示す）。
【０００６】
実際には通信路の長さ（途中にある中継装置による遅延も含めて考える）が同じではないので、図４（ｂ）或いは図４（ｃ）のように、送信側装置１０を同時に出発したフレーム＃１，＃２，＃３は受信側装置２０に遅延をもって到着する。ここでは、分り易いように丁度１フレーム分の遅延があるものとしている。
【０００７】
図４（ｂ）のように、０系通信路１０１のフレームが先着している場合も、受信側装置２０は０系通信路１０１を優先するので０系通信路１０１から受信したフレーム＃１，＃２，＃３を内部処理或いは他装置へ中継する。ここで、０系通信路１０１でフレーム＃２を受信しているとき、０系通信路１０１に障害Ｘが発生したものとする。障害発生に基づき通信路が直ちに切り替えられると、受信側装置２０が１系通信路１０２から最初に受信するフレームは＃２である。従って、採用されたフレームはフレーム＃１，＃２Ｘ，＃２，＃３となり、フレーム＃２が重複する。遅延が大きければ重複するフレームの個数が多くなる。
【０００８】
図４（ｃ）のように、０系通信路１０１のフレームが後着している場合も、受信側装置２０は０系通信路１０１を優先するので０系通信路１０１から受信したフレーム＃１，＃２，＃３を内部処理或いは他装置へ中継する。ここで、０系通信路１０１でフレーム＃１を受信しているとき、０系通信路１０１に障害Ｘが発生したものとする。障害発生に基づき通信路が直ちに切り替えられると、受信側装置２０が１系通信路１０２から最初に受信するフレームはフレーム＃３である。従って、採用されたフレームはフレーム＃１Ｘ，＃３となり、フレーム＃２が欠落する。遅延が大きければ欠落するフレームの個数が多くなる。
【０００９】
瞬断の問題を解決するために、壊れたフレームに遅延を与える遅延付与部を設けた例が特許文献１の図５に記載されている。この遅延付与部の挿入により、壊れたフレームが遅延付与部に蓄積されている間に通信路を切り替えるようになるので、壊れたフレームが他装置に中継されることを防ぐことができる。
【００１０】
また、特許文献１の図７にはバッファを設けた例が記載されている。この場合、２つの通信路から受信したフレームをそれぞれ異なるバッファに蓄積し、バッファ量を制御することにより、通信路の長さの差によるフレーム到着の遅延を解消することができる。
【００１１】
【特許文献１】
特開平８−２５１１８４号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
バッファや遅延付与部は、両通信路間の遅延が大きければ大きいほど容量が大きいことが要求される。両通信路間にどのくらいの遅延が生じるかは不可知のことであるから、ある程度の容量までを限界とせざるを得ない。容量を大きくすれば、それだけ通信装置のコストが増大するからである。
【００１３】
具体例として１０μｓの遅延時間があるとする。この遅延時間１０μｓは通信路が光ファイバである場合、光ファイバの長さに換算すると約２ｋｍの差があることになる。通信速度１００Ｍｂｐｓで通信するとき遅延時間１０μｓは１ｋｂｉｔの情報に相当する。従って、容量１ｋｂｉｔのバッファを持たなければ遅延時間１０μｓ以下でのフレーム蓄積を保証できない。通信速度１Ｇｂｐｓならば容量１０ｋｂｉｔ、通信速度１０Ｇｂｐｓならば容量１００ｋｂｉｔのバッファが必要になる。遅延付与部には２ｋｍの光ファイバを収納しなければ遅延時間１０μｓ以下での遅延付与を保証できない。
【００１４】
また、信号を物理層か物理層に近いような下位層で処理して信号媒体変換や無条件に近い中継を行う通信装置では、バッファに蓄積したフレームと壊れたフレームとの同一を判定するような上位層の処理を行うのは現実的でないし、バッファを設けること自体が下位層装置として適切でない。
【００１５】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、簡素な構成で瞬断の回避に有効な多重化通信装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、複数の通信路を介して送信側装置と受信側装置が接続されそれぞれの通信路で同一のフレームを通信する多重化通信装置において、送信側装置では順次送信する複数のフレームにシリアル番号を付与し、受信側装置では同じシリアル番号が先に到着する通信路のフレームを優先的に採用し、その通信路に障害が発生したことを検出したとき、同じシリアル番号が後に到着する通信路のフレームを採用するものである。
【００１７】
上記シリアル番号をフレーム間のアイドル期間に挿入してもよい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１９】
図１に示されるように、本発明に係る多重化通信装置の送信側装置１０には、送信しようとするフレームの送信信号を整形する第１送信処理部１１と、第１送信処理部１１が順次送信しようとする複数のフレームにシリアル番号（シーケンス番号ともいう）を付与するシリアル番号付与部１２と、シリアル番号及びフレームの送信信号を整形する第２送信処理部１３と、第２送信処理部１３が送信しようとするシリアル番号及びフレームを２つの同じシリアル番号及びフレームにして分岐する信号分岐処理部１４と、これら分岐した２つの同じシリアル番号及びフレームの送信信号を整形して０系通信路１０１又は１系通信路１０２に実際に送出する第３送信処理部１５及び第４送信処理部１６とが設けられている。
【００２０】
また、図２に示されるように、本発明に係る多重化通信装置の受信側装置２０には、０系通信路１０１から受信したフレームの信号品質を検査して障害の発生を検出する０系信号品質検査部２１と、０系通信路１０１から受信したフレームに付加されているシリアル番号を検出する０系番号検出部２２と、０系通信路１０１のアイドル期間の長さを検出する０系アイドル検出部２３と、１系通信路１０２から受信したフレームの信号品質を検査して障害の発生を検出する１系信号品質検査部２４と、１系通信路１０２から受信したフレームに付加されているシリアル番号を検出する１系番号検出部２５と、１系通信路１０２のアイドル期間の長さを検出する１系アイドル検出部２６と、各部の検出情報を総合してフレームを採用する通信路を判断するセレクタ制御部２７と、採用したフレームを内部処理或いは他装置へ中継するための信号切替部２８とが設けられている。
【００２１】
シリアル番号はフレームと次に送信するフレームとの間のアイドル期間（アイドル信号を送信している期間）に挿入する。アイドル期間中にフレームの誤検出にならない程度の信号を入れることは他の通信装置に悪影響を与えないので差し支えない。
【００２２】
信号切替部２８は０系通信路１０１のフレームと１系通信路１０２のフレームとを切り替えるほかに、フレーム間に追加挿入するためのアイドル信号を発生するアイドル信号発生源（アイドル）とも切り替えられるようになっている。
【００２３】
受信側装置２０からの中継先にシリアル番号が届くのを防ぎたい場合には、フレームに付加されているシリアル番号を除去してアイドル信号に復元する回路を受信側装置２０に設けてもよい。
【００２４】
図１の送信側装置１０と図２の受信側装置２０は、例えば、図４のように０系通信路１０１及び１系通信路１０２により多重に接続される。ただし、本発明では、０系通信路１０１と１系通信路１０２に固定的に与えられる優先度はなく、同じシリアル番号が先に到着する通信路を優先するようになっている。また、送信側装置１０と受信側装置２０は、各々が送信専用、受信専用というわけではなく、相互に送受信できる送受信両用の通信装置の送信側部分と受信側部分を示したにすぎない。
【００２５】
送信側装置１０及び受信側装置２０となる多重化通信装置の具体例としては、スイッチングハブやメディアコンバータがある。例えば、通信路１０１，１０２における長距離伝送に適した物理層媒体を短距離用の物理層媒体に変換するメディアコンバータに本発明を適用するとよい。
【００２６】
次に、セレクタ制御部２７が行う制御のアルゴリズムを説明する。ただし、ここでは説明を簡単にするために、送信側装置１０から同時に送信されたフレームが受信側装置２０に到着するまでの時間は０系通信路１０１に比べて１系通信路１０２のほうが長いものと仮定している。即ち、同じシリアル番号を付与したフレームは０系通信路１０１から先に到着する。０系通信路１０１のほうが遅延する場合には、以下の説明は０系と１系を入れ替えて読めばよい。
【００２７】
１．最初にフレームを受信したときはシリアル番号が若いほうの通信路を選択する。ここでは同じシリアル番号を付与したフレームが０系通信路１０１から先に到着するので、０系通信路１０１が選択され、０系通信路１０１から受信したフレームが採用されることになる。
【００２８】
２．０系通信路１０１が選択されている通信中に１系通信路１０２の障害発生を検出したとき、選択は変更しない。つまり、０系通信路１０１の選択が継続される。
【００２９】
３．０系通信路１０１が選択されている通信中に０系通信路１０１の障害発生を検出したとき、１系通信路１０２から受信されるシリアル番号が障害発生検出時点に０系通信路１０１から検出していたシリアル番号の次の値になるまで、信号切替部２８でアイドル信号を挿入する。１系通信路１０２から受信されるシリアル番号が障害発生検出時点に０系通信路１０１で受信してシリアル番号の次の値になったら１系通信路１０２を選択する。これにより、１系通信路１０２の遅延時間分のアイドル信号が挿入された後、１系通信路１０２から受信したフレームが採用されることになる。
【００３０】
４．１系通信路１０２が選択されている通信中に０系通信路１０１の障害発生を検出したとき、選択は変更しない。つまり、１系通信路１０２の選択が継続される。
【００３１】
５．１系通信路１０２が選択されている通信中に１系通信路１０２の障害発生を検出したとき、即座に切替えを行い、０系通信路１０１を選択する。これにより、０系通信路１０１から受信したフレームが採用される。この切替え直後に０系通信路１０１から受信されるフレームのシリアル番号は１系通信路１０２から受信するフレームのシリアル番号よりも大きいので、１系通信路１０２の遅延時間分のフレームは欠落する。
【００３２】
６．０系通信路１０１が選択されている通信中に１系通信路１０２の障害回復を検出したとき、選択は変更しない。つまり、０系通信路１０１の選択が継続される。
【００３３】
７．１系通信路１０２が選択されている通信中に０系通信路１０１の障害回復を検出したとき、即座には切替えをしない（詳しくは８．）。
【００３４】
８．１系通信路１０２から０系通信路１０１へ、即ち、受信するシリアル番号が若いほうの通信路へ切り替える制御は次の条件で行う。０系通信路１０１からも１系通信路１０２からもアイドル信号を受信している状態で、それぞれの通信路から最後に受信したフレームのシリアル番号が一致したとき、その次のシリアル番号を持つフレームを先に受信した方の通信路を選択する。
【００３５】
次に、本発明の多重化通信装置の動作を説明する。
【００３６】
図３（ａ）は、いずれの通信路にも障害がない状態である。ここでも、送信側装置１０から同時に送信されたフレームが受信側装置２０に到着するまでの時間は０系通信路１０１に比べて１系通信路１０２のほうが長いものと仮定している。
【００３７】
送信側装置１０から複数のフレームＦ（以下、符号は略す）が順次送信されるとき、これらのフレームにはシリアル番号付与部１２においてシリアル番号Ｓ（以下、符号は略す）が付与される。送信側装置１０からそれぞれの通信路１０１，１０２に同じフレーム＃１，＃２，＃３が送信される。図４（ｂ）との違いは、図中でフレーム内に記入した番号と同様のシリアル番号が実際に信号として付与されていることである。受信側装置２０では、これらのフレーム＃１，＃２，＃３は０系通信路１０１においてに先着する。よって、受信側装置２０は０系通信路１０１のフレームを受信フレームとして採用し、これらのフレーム＃１，＃２，＃３を内部処理或いは他装置へ中継する。
【００３８】
ここで、図３（ｂ）のように、０系通信路１０１でフレーム＃２を受信しているとき、０系通信路１０１に障害Ｘが発生したものとする。受信側装置２０は１系通信路１０２から受信されるシリアル番号が障害発生検出時点に０系通信路から検出していたシリアル番号（＃２）の次の値＃３になったら１系通信路１０２を選択する。従って、採用されたフレームは＃１，＃２Ｘ，＃３となる。フレーム＃２Ｘは、障害のため壊れたフレームである。
【００３９】
従来技術の図４（ｂ）ではフレーム＃２が重複してしまったが、本発明ではシリアル番号による同期がとれているためフレーム＃２が重複することがない。しかも、フレームの同一の判定にシリアル番号を用いているのでフレームをバッファに蓄積する必要がなく、判定処理も物理層で十分に実施できる。また、遅延時間の長さには全く依存しないで判定処理ができる。
【００４０】
送信側装置１０から同時に送信されたフレームが受信側装置２０に到着するまでの時間が０系通信路１０１に比べて１系通信路１０２のほうが短い場合は、最初から１系通信路１０２が選択され、図３（ｂ）の説明の０系と１系を入れ替えて読むだけになるので、従来技術の図４（ｃ）のケースは存在しない。よって、フレーム＃３が欠落することはない。
【００４１】
このように、本発明では、切替え時のフレームの重複や欠落、即ち、瞬断が回避されている。従来のようにバッファや遅延付与部は設ける必要がなく、簡単な構成で実現することができる。
【００４２】
セレクタ制御部２７のアルゴリズム５．で説明したように、１系通信路１０２から０系通信路１０１への即座の切替えのときフレームの欠落を伴うことは有り得るが、フレーム間に１系通信路１０２の遅延時間分のアイドル期間が入っていればフレームの欠落を生じることはない。従って、上記アルゴリズム７．及び８．で説明したように、両通信路に障害がない間に、アイドル信号が十分に長く続いているときを見計らって０系通信路１０１に選択を戻しておくことにより、障害発生による１系通信路１０２から０系通信路１０１への即座の切替えが起きる機会を減らすことができ、瞬断を可及的に回避することができる。
【００４３】
【発明の効果】
本発明は次の如き優れた効果を発揮する。
【００４４】
（１）瞬断の回避に有効である。
【００４５】
（２）簡素な構成で実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す送信側装置のブロック回路図である。
【図２】本発明の一実施形態を示す受信側装置のブロック回路図である。
【図３】本発明において送信側装置から多重送信されたフレームが受信側装置で選択的に採用される様子を示した図である。
【図４】従来技術において送信側装置から多重送信されたフレームが受信側装置で選択的に採用される様子を示した図である。
【符号の説明】
１０  送信側装置
１２  シリアル番号付与部
２０  受信側装置
２１  ０系信号品質検査部
２２  ０系番号検出部
２３  ０系アイドル検出部
２４  １系信号品質検査部
２５  １系番号検出部
２６  １系アイドル検出部
２７  セレクタ制御部
２８  信号切替部
１０１  ０系通信路
１０２  １系通信路
【図１】
2005039416.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2005039416.tif 000006