(57)【要約】【課題】運用回線にて障害が発生した際に、副回線に切り替えて通信の正常性を保つ回線切り替えを回線負荷無く、かつ非常にシンプルに行なう。【解決手段】ＡＴＭスイッチ１１におけるＮＮＩ設定のインタフェース１３と１４，１５間に、１対複数の対向装置間での同報通信に用いられるＰ−ＭＰパスが張られている。Ｐ−ＭＰパスによる２つの伝送路２１，２２を介して対向するＡＴＭスイッチ１２では、インタフェース１８との間にＰ−Ｐパスが張られているインタフェース１６をＮＮＩ設定、インタフェース１８との間にＰ−Ｐパスが張られているインタフェース１７をＵＮＩ設定とする。そして、障害発生時には、ＮＮＩ設定をＵＮＩ設定、ＵＮＩ設定をＮＮＩ設定に切り替える。【選択図】図１
2007325182.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１対複数の対向装置間での同報通信に用いられるＰ−ＭＰパスを１対１の対向装置間に設けて、同じＶＰＩ／ＶＣＩ番号のパスを受けるＡＴＭインタフェースおよび内部論理パスを２つ以上有し、１つをＮＮＩ設定、他をＵＮＩ設定とし、ＵＮＩ設定側で受けるＡＴＭセルは廃棄することを特徴とするＡＴＭセル転送システム。
【請求項２】
ＡＴＭ回線上での障害発生を認識した場合に、ＮＮＩ設定インタフェースをＵＮＩ設定に、１つのＵＮＩ設定インタフェースをＮＮＩ設定に変更することを特徴とする請求項１記載のＡＴＭセル転送システム。
【請求項３】
送信側ＡＴＭスイッチにおけるＮＮＩ設定の入出力インタフェース間に、１対複数の対向装置間での同報通信に用いられるＰ−ＭＰパスが張られていることと、
前記送信側ＡＴＭスイッチと前記Ｐ−ＭＰパスによる２つの伝送路を介して対向する受信側ＡＴＭスイッチにおいて、出力インタフェースとの間にＰ−Ｐパスが張られている入力インタフェースをＮＮＩ設定、前記出力インタフェースとの間にＰ−Ｐパスが張られている入力インタフェースをＵＮＩ設定とすることと、
前記ＵＮＩ設定側で受けるＡＴＭセルは廃棄することを特徴とするＡＴＭセル転送システム。
【請求項４】
前記受信側ＡＴＭスイッチのＮＮＩ設定の入力インタフェースにおいてＡＴＭ回線上での障害発生を認識した場合に、前記受信側ＡＴＭスイッチからのコマンドにより、前記ＮＮＩ設定をＵＮＩ設定、前記ＵＮＩ設定をＮＮＩ設定に切り替えることを特徴とする請求項３記載のＡＴＭセル転送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＡＴＭ（Asynchrous Transfer Mode）セル転送システム、特に、Ｐ−ＭＰ（Point to Multi Point）方式を採用するＡＴＭセル転送システムにおける論理パスの制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＡＴＭ通信の基本形は図４に示すとおりであり、物理的な伝送路21，22とＡＴＭスイッチ31，32の中に張った論理的な仮想パス上に５３バイトのＡＴＭセルを転送する技術である。もともと、ＡＴＭはＱｏＳ（Quality of Service）機能による高信頼性を特徴とするが、ユーザ用途によっては、更なる高信頼性を付加するためＡＴＭ回線の二重化を求めるケースがある。図４では、伝送路21，22によってＡＴＭ回線を二重化している。
【０００３】
このようなＡＴＭ交換機における回線や仮想パス等の通信経路二重化冗長機能は、専用のハードウェア回路や複雑なソフトウェア制御により、回線状態の監視機能・障害の検出通知機能・対向装置との連携機能・通信経路切替動作機能の４つを実装することにより実現される。この前提のもとに、多用な制御方式が提案されている。
【０００４】
例えば、特許文献１記載の技術は、インタフェース部に、自インタフェース部の運用系仮想パスに対する予備系仮想パスを設定したペア・テーブルを設け、運用系仮想パスの障害発生を示す警報セルの受信識別時にペア・テーブルを参照して、ルーティング情報を設定したルーティング・テーブルを更新処理し予備系仮想パスへ切り替えることにより、運用系仮想パスから予備系仮想パスへの切替え時における処理負担の削減化と高速化を図っている。
【０００５】
また、特許文献２記載の技術は、データベースにパス毎の接続情報をもたせて、障害を検出した場合には、この接続情報を参照して発側のＡＴＭ交換機に対して再経路設定を指示し、それが完了するとデータベースを更新することにより、現用系・予備系のいずれかの回線に障害が発生して場合でも、一時的な再ルーティングを設定し単に迂回経路を設定するのではなく、常に二重化を維持するようにしている。
【０００６】
なお、特許文献３は通信経路二重化冗長機能に関するものではないが、ＡＴＭセルフォーマットのＧＦＣビットをマルチキャスト通信に利用する技術を記載している。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−３１３６５４号公報（第２頁−第４頁、図１）
【特許文献２】特開２０００−０５９３９４号公報（第１頁−第３頁、図１）
【特許文献３】特開２０００−０４１０４１号公報（第４頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
通信回線を二重化し運用回線障害時に自動的に予備回線に切り替えるという回線冗長機能は、高信頼性を求められるデータ通信市場において、かねてよりニーズが高く、特にキャリアにおける必要性が非常に高い。しかし、それを実現するための、上述した従来技術では、いずれも仕組みや動作が複雑であるため、回線冗長機能の実装は装置開発コスト／納期へのインパクトが大きく、保守管理も複雑になり、導入すれば専用制御信号が回線帯域を圧迫するといった様々な問題点がある。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、運用回線にて障害が発生した際に、副回線に切り替えて通信の正常性を保つ回線切り替えを回線負荷無く、かつ非常にシンプルに行なうことができるＡＴＭセル転送システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のＡＴＭセル転送システムは、１対複数の対向装置間での同報通信に用いられるＰ−ＭＰパスを１対１の対向装置間に設けて、同じＶＰＩ／ＶＣＩ番号のパスを受けるＡＴＭインタフェースおよび内部論理パスを２つ以上有し、１つをＮＮＩ設定、他をＵＮＩ設定とし、ＵＮＩ設定側で受けるＡＴＭセルは廃棄することを特徴とする。
【００１１】
そして、ＡＴＭ回線上での障害発生を認識した場合に、ＮＮＩ設定インタフェースをＵＮＩ設定に、１つのＵＮＩ設定インタフェースをＮＮＩ設定に変更する。
【００１２】
より詳しくは、本発明のＡＴＭセル転送システムは、送信側ＡＴＭスイッチにおけるＮＮＩ設定の入出力インタフェース間に、１対複数の対向装置間での同報通信に用いられるＰ−ＭＰパスが張られていることと、送信側ＡＴＭスイッチとＰ−ＭＰパスによる２つの伝送路を介して対向する受信側ＡＴＭスイッチにおいて、出力インタフェースとの間にＰ−Ｐパスが張られている入力インタフェースをＮＮＩ設定とすることと、出力インタフェースとの間にＰ−Ｐパスが張られている入力インタフェースをＵＮＩ設定とすることと、ＵＮＩ設定側で受けるＡＴＭセルは廃棄することを特徴とする。
【００１３】
そして、受信側ＡＴＭスイッチのＮＮＩ設定の入力インタフェースにおいてＡＴＭ回線上での障害発生を認識した場合に、受信側ＡＴＭスイッチからのコマンドにより、ＮＮＩ設定をＵＮＩ設定、ＵＮＩ設定をＮＮＩ設定に切り替える。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の第１の効果は、ＡＰＳに代表される他の冗長機能と異なり、冗長状態確認・通知専用の制御信号をインタフェース間でやりとりする必要がなく、受信側で障害発生を検知したＡＴＭスイッチからＡＴＭインタフェースへコマンドを送るだけでＵＮＩ／ＮＮＩインタフェース設定を切り替えることにより、主回線から副回線への切替えができるため、通信回線に制御信号による余分な負荷を掛けることがないということである。
【００１５】
本発明の第２の効果は、ＡＴＭフォーラムで標準化されているＰ−ＭＰパスやＵＮＩ／ＮＮＩセルフォーマットのＧＦＣビット差分を利用して冗長切り替え機能を実現しているため、冗長切り替え制御専用のハードウェアが一切不要であり、ソフトウェア機能のみで簡単に回線を切り替えることができるということである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、発明を実施するための最良の形態について図面を参照して詳細に説明するが、先ずＡＴＭセル転送の一般的な説明から始める。
【００１７】
[ＡＴＭセル転送]
ＡＴＭセル転送は、ＡＴＭインタフェース間に固有の番号を付与した仮想論理パス：ＶＰＩ（Virtual Path Identifier）と仮想論理チャネル：ＶＣＩ（Virtual Connection Identifier）を張り、その中にＡＴＭセルを通すことで行う。ＡＴＭセルのヘッダ部にはＶＰＩ／ＶＣＩの番号が設定されており、ＡＴＭ転送装置（以下、「ＡＴＭスイッチ」と記す）は、ＡＴＭセルヘッダ内のＶＰＩ／ＶＣＩ番号と、張られたパスのＶＰＩ／ＶＣＩの番号を比較し、合致するパスにＡＴＭセルを送出することで宛先の回線へセルを転送することができる。
【００１８】
受信したＡＴＭセルのヘッダに設定されたＶＰＩ／ＶＣＩ番号に該当するパスが存在しない場合には、ＡＴＭスイッチは宛先無しと判断し、受信したＡＴＭセルを廃棄する。パスには１対１で張られるＰ−Ｐ（Point to Point）パスと、１対複数のＰ−ＭＰパス（Point to Multi-Point）パスの２種類がある。Ｐ−ＭＰパスは、本来、同一の情報を複数の宛先に転送する同報機能のためのものであり、同じＶＰＩ／ＶＣＩ番号を持つパスが複数本張られるため、ＡＴＭスイッチは該当するＶＰＩ／ＶＣＩ番号を持つ全てのパスに対してセルをコピー送出する。本発明では、このＰ−ＭＰパスを冗長制御に利用する。
【００１９】
図４は基本的なＡＴＭセル転送システムを示す図である。ＡＴＭスイッチ３１には、インタフェース３３とインタフェース３４およびインタフェース３５の間にＶＰＩ／ＶＣＩ＝１／３２のＰ−ＭＰパスが張られている。伝送路２１および２２を介してＡＴＭスイッチ３１と対向するＡＴＭスイッチ３２には、インタフェース３４に対向するインタフェース３６とインタフェース３８の間にＶＰＩ／ＶＣＩ＝１／３２のＰ−Ｐパスが張られており、インタフェース３５に対向するインタフェース３７とインタフェース３９の間にはＶＰＩ／ＶＣＩ＝２／３２のＰ−Ｐパスが張られている。
【００２０】
インタフェース３３からＡＴＭセルを受信したＡＴＭスイッチ３１は、ＡＴＭセルヘッダのＶＰＩ／ＶＣＩ番号が１／３２であることを確認し、ＶＰＩ／ＶＣＩ＝１／３２のＰ−ＭＰパスにこのＡＴＭセルをコピー転送し、インタフェース３４およびインタフェース３５から送出する。ＡＴＭセルはＡＴＭスイッチ３２のインタフェース３６とインタフェース３７にて受信され、ヘッダのＶＰＩ／ＶＣＩ番号が確認される。
【００２１】
インタフェース３６にはヘッダと同じ１／３２のＰ−Ｐパスが張られているので、受信されたＡＴＭセルは、そのパスに転送されインタフェース３８から送出される。一方、インタフェース３７にはＶＰＩ／ＶＣＩ番号が異なる２／３２のＰ−Ｐパスしか無いため、ＡＴＭスイッチ３２は転送先無しと判断して、受信したＡＴＭセルを廃棄する。
【００２２】
［構成の説明］
ところで、ＡＴＭセルには、周知のように、ＵＮＩ（User-Network Interface）セルフォーマットと、ＮＮＩ（Network-Network Interface）セルフォーマットの２種類があり、ＡＴＭスイッチにもＵＮＩ／ＮＮＩそれぞれに適合するインタフェースの設定が存在する。従って、通常は、対向するＡＴＭスイッチのインタフェース設定を同一にし、ＵＮＩインタフェースにてＵＮＩセルを、ＮＮＩインタフェースにてＮＮＩセルを送受信する。
【００２３】
図５（Ａ）はＵＮＩセルのフォーマット図、図５（Ｂ）はＮＮＩセルのフォーマット図である。ＵＮＩセルフォーマットと、ＮＮＩセルフォーマットには一箇所異なる点がある。すなわち、ＵＮＩセルフォーマットにあるＧＦＣビットがＮＮＩセルフォーマットには存在せず、その部分にＶＰＩビットが割り当てられている。従って、ＵＮＩセルフォーマットは、ＶＰＩビットが８ビット、ＶＣＩビットが１６ビットであるのに対し、ＮＮＩセルフォーマットではＶＰＩビットが１２ビット、ＶＣＩビットが１６ビットとなっている。
【００２４】
図６は、ＮＮＩセルフォーマットのＡＴＭセルがＵＮＩインタフェースに受信された時の動作を説明するための図である。上述のようなフォーマットの相違から、ＮＮＩセルフォーマットのＶＰＩビットの上位４ビットは、ＵＮＩセルフォーマットにおけるＧＦＣビットとして認識され、図４に示したように同種のインタフェースが対向する場合と同様に、ＮＮＩインタフェースに受信された時とはＶＰＩ番号が異なって認識されることとなる。
【００２５】
すなわち、図６の例のように、ＶＰＩ＝１０５５（０１００  ０００１  １１１１）というＮＮＩフォーマットのＡＴＭセルをＵＮＩインタフェースが受信した場合、上位４ビットが認識されないためにＶＰＩ＝３１（０００１  １１１１）として認識される。
【００２６】
本発明は、ＮＮＩインタフェースのＰ−ＭＰパスにて同報転送されたＮＮＩフォーマットのＡＴＭセルが、ＵＮＩインタフェースでは廃棄され、ＮＮＩインタフェースでのみ正常に受信転送されることを応用して、Ｐ−ＭＰパスを冗長回線に利用し、ＵＮＩ／ＮＮＩインタフェース設定の変更を冗長回線の切替え動作として利用するものである。
【００２７】
図１は本発明のＡＴＭセル転送システムの構成を示すブロック図である。この基本構成は図４と同じであるが、図４における３０代の参照番号は１０代に変えてある。また、図４におけるインタフェース３４〜３７は同種のセルフォーマット対応をイメージしているが、図１では、インタフェース１４〜１６はＮＮＩセルフォーマット対応、インタフェース１７はＵＮＩセルフォーマットとしている。
【００２８】
ＡＴＭスイッチ１２は、主回線にて回線障害を検出した場合に主回線／副回線を収容する両インタフェースのＵＮＩ／ＮＮＩ設定を自動的に変更する機能を有し、これによって冗長回線の切り替えが実現される。すなわち、主回線を収容するインタフェース１６をＮＮＩ設定からＵＮＩ設定に、副回線を収容するインタフェース１７をＵＮＩ設定からＮＮＩ設定に切り替えるのである。
【００２９】
図２はインタフェース１６，１７およびＡＴＭスイッチ１２の詳細図である。インタフェース16，インタフェース17は同構成であり、伝送路21，22からの信号を受信する信号受信部16-1，17-1と、受信された信号を終端する終端処理部16-2，17-2と、信号の正常性を確認し障害を検出する障害検出部16-3，17-3と、ＡＴＭに関する保守運用機能を実行するＯＡＭ処理部16-4，17-4とから成る。
【００３０】
また、ＡＴＭスイッチ１２は、終端処理部16-2または終端処理部17-2からのＡＴＭセルをインタフェース18へ転送する同報転送処理部12-1と、ＯＡＭ処理部16-4またはＯＡＭ処理部17-4からの保守運用情報を処理し、終端処理部16-2および終端処理部17-2に対してインタフェース設定変更命令を送信するＣＰＵ12-2と、保守者からの指示により終端処理部16-2および終端処理部17-2に対してインタフェース設定変更命令を送信するＵ／Ｉ制御部12-3とから成る。
【００３１】
［動作の説明］
図１において、Ｐ−ＭＰパスを通した２本の伝送路のうち、伝送路２１を主回線（運用回線）に、伝送路２２を副回線（予備回線）として使用している。ＡＴＭスイッチ１１の、ＡＴＭスイッチ１２と対向するインタフェース１４およびインタフェース１５はいずれもＮＮＩインタフェースに設定されており、そこから送出されるＡＴＭセルもＮＮＩフォーマットである。Ｐ−ＭＰパスおよびＡＴＭセルヘッダのＶＰＩ／ＶＣＩ番号は１０５５／３２となっている。対するＡＴＭスイッチ１２は、主回線を収容するインタフェース１６はＮＮＩインタフェース、副回線を収容するインタフェース１７はＵＮＩインタフェースである。
【００３２】
ＡＴＭスイッチ１２にはインタフェース１６およびインタフェース１７と、その宛先となるインタフェース１８の間にＰ−Ｐパスが張られており、こちらもＶＰＩ／ＶＣＩ番号は１０５５／３２である。インタフェース１６はＮＮＩインタフェースであることから、ここで受信されたＮＮＩセルはヘッダ内のＶＰＩ番号を正しく１０５５と読みとられ、１０５５／３２のＰ−Ｐパスにてインタフェース１８へ転送される。図２では、信号受信部16-1，終端処理部16-2から同報転送処理部12-1を経由するルートである。
【００３３】
一方、インタフェース１７はＵＮＩインタフェースであるため、ＮＮＩセルヘッダ内のＶＰＩ番号は先に説明したように３１と読みとられる。しかし、インタフェース１７にＶＰＩ／ＶＣＩ＝３１／３２というパスは存在しないため、受信されたＮＮＩセルは廃棄される。図２では、信号処理部17-1で受信されたＮＮＩセルが終端処理部17-2で廃棄される。この様にして、主回線のみが有効となり副回線から受信するセルを廃棄するため、ＡＴＭスイッチ１２内での同一セルの衝突は発生しない。
【００３４】
図３は本発明のＡＴＭセル転送システムにおいて回線障害が発生した際の動作を説明する図である。主回線である伝送路２１に障害が発生した場合、ＡＴＭスイッチ１２のＣＰＵ12-2は、インタフェース１６のＯＡＭ処理部16-4からのＡＩＳ信号（Alarm Indication Signal）またはＬＯＳ（Loss of Signal）等を受信することにより回線障害状態を認識する。そして、先ずインタフェース１６をＮＮＩ設定からＵＮＩ設定に変更するためのインタフェース設定変更命令を終端処理部16-2へ送信する。続いて、インタフェース１７をＵＮＩ設定からＮＮＩ設定に変更するためのインタフェース設定変更命令を終端処理部17-2へ送信する。
【００３５】
終端処理部16-2，17-2はインタフェース設定変更命令に従ってインタフェースを変更する。この変更順序には、ＡＴＭスイッチ１２内での同一セルの衝突を回避する目的があり、両インタフェースがＵＮＩ設定となる瞬間だけはＡＴＭスイッチ１２からセルを受信できない状態となるが、設定変更に有する時間は障害発生の影響時間や障害検出処理時間に比べ遙かに小さいため、無視できるものとする。
【００３６】
設定変更を完了すると図３で示すように、ＮＮＩ設定に変わったインタフェース１７が伝送路２２から受信するＡＴＭセルはＶＰＩ／ＶＣＩ番号＝１０５５／３２と認識され１０５５／３２のＰ−Ｐパスに正常転送される。従って、以後は伝送路２２が主回線（運用回線）として使用される。
【００３７】
一方、障害が発生した伝送路２１を伝送されるＡＴＭセルは、障害によりＡＴＭスイッチ１２に届かないか、または届いたとしてもＵＮＩ設定に変わったインタフェース１６でＶＰＩ＝３１と認識されるため転送パス無しとして廃棄される。たとえ受信したＡＴＭセルヘッダが正常でなく障害で欠損していてＶＰＩ＝３１と認識されなかったとしても、ＶＰＩ領域を８ビットしか持たないＵＮＩセルフォーマットにおいて１０５５というＶＰＩ番号は存在し得ないため、ビットエラーが間違って１０５５に読まれ誤転送される可能性も無く、廃棄処理には一切影響を及ぼさない。
【００３８】
以上の説明では、障害発生時の回線切替えによる自動復旧を主目的としているが、保守管理者が、Ｕ／Ｉ制御部12-3により、ＵＮＩ／ＮＮＩインタフェース設定の切替えをＡＴＭスイッチへのコマンド入力等で任意に行える。これにより、構築したネットワークに対し回線収容替え等の工事時に通信に影響を及ぼすことなく作業できるという保守機能的な使い方も可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明のＡＴＭセル転送システムの構成を示すブロック図
【図２】図１におけるインタフェース１６，１７およびＡＴＭスイッチ１２の詳細図
【図３】主回線に障害発生時におけるＡＴＭセル転送システムの構成変更を示す図
【図４】基本的なＡＴＭセル転送を示す図である。
【図５】ＵＮＩセルとＮＮＩセルのフォーマットを説明するための図
【図６】ＮＮＩセルフォーマットのＡＴＭセルがＵＮＩインタフェースに受信された時の動作を説明するための図
【符号の説明】
【００４０】
１１，１２  ＡＴＭスイッチ
１３〜１８  インタフェース
２１，２２  伝送路
12-1        同報転送制御部
12-2        ＣＰＵ
12-3        Ｕ／Ｉ制御部
16-1，17-1  信号受信部
16-2，17-2  終端処理部
16-3，17-3  障害検出部
16-4，17-4  ＯＡＭ処理部
【図１】
2007325182.tif 000003
【図２】
2007325182.tif 000004
【図３】
2007325182.tif 000005
【図４】
2007325182.tif 000006
【図５】
2007325182.tif 000007
【図６】
2007325182.tif 000008