(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに接続されている複数のノード（ＳＮ１，ＳＮ２，ＳＮ３）の設けられている通信信号伝送用の通信ネットワーク（ＡＴＭ−Ｎ）において、
各ノードに対し論理的に同一のノード（ＳＮ１′，ＳＮ２′，ＳＮ３′）を割り当てることで、通信ネットワーク内におけるノードおよびネットワークの冗長性が形成されており、
前記ノード間の各接続線路（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３）は、必要に応じて別の物理的経路を介して導かれている冗長的な接続線路（Ｌ１′，Ｌ２′，Ｌ３′）により補われ、
２つのノード間における個々の接続線路ならびに該接続線路に対しそれぞれ重複して設けられている接続線路が、前記ノードとは別個に構成された複数の統合・分割エレメント（Ｃ／Ｓ）により結合されて、該複数の統合・分割エレメント（Ｃ／Ｓ）により境界づけられた重複領域（ＤＯ１〜ＤＯ４）が前記通信ネットワーク（ＡＴＭ−Ｎ）内に設定され、
前記複数の統合・分割エレメント（Ｃ／Ｓ）はすべて、前記通信ネットワーク（ＡＴＭ−Ｎ）に重ね合わせられた冗長性管理ネットワーク（Ｒ−ＴＭＮ）に組み入れられており、該冗長性管理ネットワーク（Ｒ−ＴＭＮ）の中央装置により前記重複領域（ＤＯ１〜ＤＯ４）内の経路が制御され、
前記冗長性管理ネットワーク（Ｒ−ＴＭＮ）の中央装置は、前記統合・分割エレメント（Ｃ／Ｓ）からそれぞれ供給されるメッセージ信号および必要に応じてビットレート情報に従い、個々の仮想のコネクションの品質に関してプロトコルを作成することを特徴とする、
通信信号伝送用の通信ネットワーク。
【請求項２】
個々の統合・分割エレメントは双方向性に構成されている、請求項１記載のネットワーク。
【請求項３】
個々の統合・分割エレメント（Ｃ／Ｓ）はメモリを有しており、該メモリは、ノードも含めて２つの物理的な経路間で生じ得る最大伝播時間差を補償できるような大きさに選定されている、請求項１または２記載のネットワーク。
【請求項４】
すべての統合・分割エレメント（Ｃ／Ｓ）は、通信ネットワーク（ＡＴＭ−Ｎ）に重ね合わせられており必要に応じて独立したシステムとして通信管理ネットワーク（ＴＭＮ）に統合されている前記冗長性管理ネットワーク（Ｒ−ＴＭＮ）に組み入れられている、請求項１〜３のいずれか１項記載のネットワーク。
【請求項５】
前記統合・分割エレメント（Ｃ／Ｓ）は、通信ネットワーク（ＡＴＭ−Ｎ）における設定された仮想のコネクションを介して前記冗長性管理ネットワーク（ＴＭＮ）の中央装置と接続されている、請求項１〜４のいずれか１項記載のネットワーク。
【請求項６】
前記統合・分割エレメント（Ｃ／Ｓ）は、それぞれ別個の物理的な線路を介して前記冗長性管理ネットワーク（ＴＭＮ）の中央装置と接続されている、請求項１〜５のいずれか１項記載のネットワーク。
【請求項７】
前記統合・分割エレメント（Ｃ／Ｓ）は、該エレメントによりそれぞれアクティブに冗長動作が制御され、該冗長動作中の障害発生時に前記冗長性管理ネットワーク（Ｒ−ＴＭＮ）の中央装置へ評価のために相応のメッセージ信号が供給されるように構成されている、請求項１〜６のいずれか１項記載のネットワーク。
【請求項８】
前記統合・分割エレメント（Ｃ／Ｓ）は、該エレメントにより個々の仮想のコネクションに対するビットが捕捉され、個々のビットレートに関する情報が前記冗長性管理ネットワーク（Ｒ−ＴＭＮ）の中央装置へ供給されるように構成されている、請求項１〜７のいずれか１項記載のネットワーク。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、互いに接続されている複数のノードの設けられている通信信号伝送用の通信ネットワークに関する。
【０００２】
【従来の技術】
今日、情報の伝送および交換に関してネットワークのオペレータやユーザーによりなされている要求により、きわめて信頼性の高いネットワークコンポーネントが必要とされる。この理由から、殊に線路やノードは付随して実行されるソフトウェアコンポーネントを含めて高度な水準を満たすものでなくてはならず、安全上の理由で冗長性をもたせて構成されている。
【０００３】
従来技術によれば、ネットワークにおいて冗長性をもたせるために個々のコンポーネントが２重に設けられている。その際、この２重化は、たとえば線路、スイッチフレームおよび制御コンピュータのようなコンポーネントの平面上において行われている。この場合、冗長性をもたせて構成されているこれらのコンポーネントのうちいずれを伝送および交換機能に組み入れるかは、局所制御装置または中央制御装置によって決定される。このような形式による機構の利点は、個々のコンポーネントがそれ自体を観察でき、さらに予備の投入に関する制御をたとえばノードの各コンポーネントにより分散して行うことができることである。
【０００４】
しかしながらこのような形式による機構の欠点は、予備の投入に関して分散された決定を行うには、投入に特有の著しく高いコストが必要とされることである。しかも、冗長をもたせて構成された装置におけるソフトウェアはそれぞれ同じものであるので、両方の装置においてソフトウェアのエラーも同じように発生してしまう。このような構造のさらに別の欠点は、現在では大量に利用可能でありコンポーネント内自体に予備をもたない低コストのネットワークコンポーネントを使用できないことである。このようなコンポーネントの実例として、いわゆるＣＰＥコンポーネント（Customer Promises Equipment） を挙げておく。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
したがって本発明の課題は、上述の欠点を回避できるようにした通信ネットワークを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段および利点】
本発明によればこの課題は、各ノードに対し論理的に同一のノードを割り当てることで、通信ネットワーク内におけるノードおよびネットワークの冗長性が形成されており、前記ノード間の各接続線路は、必要に応じて別の物理的経路を介して導かれている冗長的な接続線路により補われ、２つのノード間における個々の接続線路ならびに該接続線路に対しそれぞれ重複して設けられている接続線路が、前記ノードとは別個に構成された複数の統合・分割エレメントにより結合されて、該複数の統合・分割エレメントにより境界づけられた重複領域が前記通信ネットワーク内に設定され、前記複数の統合・分割エレメントはすべて、前記通信ネットワークに重ね合わせられた冗長性管理ネットワークに組み入れられており、該冗長性管理ネットワークの中央装置により前記重複領域内の経路が制御され、前記冗長性管理ネットワークの中央装置は、前記統合・分割エレメントからそれぞれ供給されるメッセージ信号および必要に応じてビットレート情報に従い、個々の仮想のコネクションの品質に関してプロトコルを作成することにより解決される。
【０００７】
本発明において有利であるのは、インターフェースに関して互換性があり冗長構成のとられていない低コストのノードをソフトウェアともども通信ネットワーク内で用いることのできるようなノード／ネットワークの冗長性がもたされている点である。このことにより高水準の信頼性が得られる。上述のように本発明によれば、各ノードに対し論理的に同一のノードが冗長性として割り当てられる。さらに、ノード間の各接続線路は必要に応じて別の物理的経路を介して導かれている冗長的な接続線路により補われ、その際、２つのノード間における個々の接続線路ならびにそれらの接続線路に対しそれぞれ重複して設けられている接続線路は、統合・分割エレメントにより結合される。この統合・結合エレメントは、必要に応じてノードとは別個に構成することができる。ノードの機能は、管理ネットワークにより制御されるマルチプレクサまたはクロスコネクタの機能とすることができるし、あるいは呼処理を伴う交換装置（交換機）とすることもできる。
【０００８】
従属請求項には本発明のその他の実施形態が示されている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
請求項２によれば、統合・分割エレメントは双方向性に構成されている。
【００１０】
請求項３によれば、統合・分割エレメントはメモリを有しており、このメモリは、ノードも含めて２つの物理的な経路間で生じ得る最大伝播時間差を補償できるような大きさに選定されている。
【００１１】
請求項４によれば、すべての統合・分割エレメントは、通信ネットワークに重ね合わせられており必要に応じて独立したシステムとして通信管理ネットワークに統合されている冗長性管理ネットワークに組み入れられている。
【００１２】
請求項５によれば、統合・分割エレメントは、通信ネットワークにおける設定された仮想のコネクションを介して冗長性管理ネットワークの中央装置と接続されている。
【００１３】
請求項６によれば、統合・分割エレメントは、それぞれ別個の物理的な線路を介して冗長性管理ネットワークの中央装置と接続されている。
【００１４】
上述のように本発明によれば、通信ネットワーク内に、複数の統合・分割エレメントにより境界づけられた重複領域が設定されている。
【００１５】
請求項７によれば、統合・分割エレメントは、このエレメントによりそれぞれアクティブに冗長動作が制御され、この冗長動作中の障害発生時に冗長性管理ネットワークの中央装置へ評価のために相応のメッセージ信号が供給されるように構成されている。
【００１６】
請求項８によれば、統合・分割エレメントは、エレメントにより個々の仮想のコネクションに対するビットが捕捉され、個々のビットレートに関する情報が冗長性管理ネットワークの中央装置へ供給されるように構成されている。
【００１７】
上述のように本発明によれば、冗長性管理ネットワークの中央装置は、この中央装置により統合・分割エレメントからそれぞれ供給されたメッセージ信号および必要に応じてビットレート情報に応じて、個々の仮想のコネクションの品質に関連してプロトコルが作成されるように構成されている。
【００１８】
次に、図面を参照しながら本発明について詳細に説明する。
【００１９】
【実施例】
図１には通信ネットワークＡＴＭ−Ｎが部分的に示されている。この実施例の場合、この通信ネットワークは非同期転送モード（"Asynchronous Transfer Mode") による通信セルの伝送のために設計されている。この転送モードによれば、周知のように固定長の通信セルが仮想のコネクションに沿って伝送される。その際、各通信セルはそれぞれ１つのセルヘッダ（"Header"）と情報部分を有している。この場合、個々のセルヘッダにおいてたとえば個々の仮想のコネクションに関する情報が導かれる。これに対し情報部分は、本来の有効情報を伝送するために用いられる。なお、有効情報は任意のディジタル信号とすることができ、これらの信号にはたとえばデータ信号、ディジタル音声情報またはディジタルビデオ信号が含まれる。
【００２０】
通信ネットワークＡＴＭ−Ｎは互いに結合されている複数のノードを有しており、これらのノードのうち図１にはＳＮ１，ＳＮ２，ＳＮ３の付された３つのノードだけが示されている。この場合、ノードＳＮ１およびＳＮ２は起点ノードおよび行先ノードとして用いることができ、これらのノードにはそれぞれ加入者接続線路を介して加入者装置Ｔが接続されている。
【００２１】
各ノード間に延在している多数の接続線路の代わりに、ノードＳＮ１とＳＮ２とを結ぶノード接続線路Ｌ１、ノードＳＮ１とＳＮ３とを結ぶノード接続線路Ｌ２、ならびにノードＳＮ２とＳＮ３とを結ぶノード接続線路Ｌ３が示されている。この通信ネットワーク内において、同じ方向に延在している仮想のコネクションが導かれている。この種の仮想のコネクションを特徴づけるために、伝送される通信セルのセルヘッダ中でそれぞれ相応のコネクション情報が案内されている。その際、既述のノードはいわゆる”クロスコネクト（Cross Connects）”またはマルチプレクサとして構成することができ、これを介して仮想のパスが固定的に形成されて、必要に応じて比較的長い期間にわたりそれが保持され続けられる。このためそれらのノードの制御を、図１に示されており通信ネットワークＡＴＭ−Ｎに重ね合わせられているノード管理ネットワークＫ−ＴＭＮを介して行うことができる。しかし各ノードを交換装置により構成することもでき、それらの交換装置を介して仮想のコネクションないしパスを相応の接続構成に応じて選択的に形成することもできる。
【００２２】
１つのパスはたとえば６５,５３９個までの仮想のコネクションを有することができ、しかもたとえば２．４ＧＢｙｔｅ／ｓまでの高い総ビットレートを有することができるので、各仮想のパスに対し予備経路上に１つの予備パスを割り当ているのが好適であり、これにより必要な場合に通信セルの損失なく仮想のパスから配属されている予備のパスへ切り換えることができるようになる。つまり、通信ネットワークＡＴＭ−Ｎ内に冗長性をもたすことができる。
【００２３】
この実施例の場合には図１に示されているように、ノードＳＮ１，ＳＮ２，ＳＮ３の各々に論理的に等しい１つのノードが予備として対応づけられていることで冗長性が達成される。予備のノードはその対応づけに応じて、それぞれＳＮ１′，ＳＮ２′，ＳＮ３′で示されている。この場合、ノードＳＮ１′およびＳＮ２′は、これらと対応づけられているノードＳＮ１およびＳＮ２のように、加入者装置Ｔへ導かれている加入者接続線路を備えた起点ノードおよび行先ノードとして構成されている。このようにして各々の加入者装置には２つの重複した加入者接続線路が配属されている。
【００２４】
さらに、ノード接続線路Ｌ１，Ｌ３，Ｌ３の各々に予備のノード接続線路が配属されている。ノードＳＮ１′とＳＮ２′の間に延在しておりノード接続線路Ｌ１のための予備のノード線路には参照符号Ｌ１′が、ノードＳＮ１′とＳＮ３′との間に延在しておりノード接続線路Ｌ２のための予備のノード接続線路には参照符号Ｌ２′が、さらにノードＳＮ２′とＳＮ３′との間に延在しておりノード接続線路Ｌ３のための予備のノード接続線路には参照符号Ｌ３′が付されている。
【００２５】
それぞれ１つの線路対を成している予備のノード接続線路は、少なくとも１つの統合・分割エレメントＣ／Ｓを介して互いに結合されている。実例として、ノード接続線路Ｌ３とＬ３′から成る線路対は、この種の統合・分割エレメントＣ／Ｓを２つ有している。これに対しノード接続線路から成るその他の線路対は、それぞれ１つの統合・分割エレメントだけを利用できる。
【００２６】
さらに、それぞれ１つの線路対を成す予備の加入者接続線路は、１つの統合・分割エレメントＣ／Ｓを介して互いに結合されている。同時にこれにより、１つの加入者装置と接続されている個別加入者線路に対するインターフェースが形成される。
【００２７】
通信ネットワークＡＴＭ−Ｎにおいては、それぞれ統合・分割エレメントにより境界づけられている重複領域が設定されている。図１には、参照符号ＤＯ１〜ＤＯ４によりこの種の４つの重複領域が示されている。その際、この種の重複領域と重複線路対（領域ＤＯ３，ＤＯ４）は、重複したノード（領域ＤＯ１）だけを有することができるし、あるいは重複線路対（領域ＤＯ２）の一部分だけを有することができる。後者はたとえば、重複したノード接続線路Ｌ３およびＬ３′から成る線路対に挿入された２つの統合・分割エレメントＣ／Ｓにより得られる。
【００２８】
図１に示されている通信ネットワークＡＴＭ−Ｎには、仮想のコネクションに沿って加入者装置Ｔから送出される通信セルが重複したノードを介して冗長性をもって伝送される。この場合、以下でさらに説明するように、たとえばノード接続線路と接続されている統合・分割エレメントの役割は、所属の両方のノード接続線路を介して供給される通信セル流に基づきアクティブな経路を選択し、それらを介して供給された通信セル流だけを、両方の冗長なノード接続線路を介して転送することである。非常事態の場合、両方のノード接続線路のうち、供給されている通信セル流が残されたノード接続線路上で供給されている通信セル流よりも先に生じている線路が、アクティブな経路として選択される。この実施例の場合、ノード接続線路と接続されている統合・分割エレメントは、双方向性で構成されている。
【００２９】
同様に、たとえば加入者接続線路と接続されておりやはり双方向性で構成されている統合・分割エレメントの役割は、両方の所属の重複したノードを介して供給される通信セル流のうち一方だけを選択し、それを目下対象としている加入者装置Ｔへ転送することである。これに対し、この種の加入者装置から送出される通信セル流は、所属の統合・分割エレメントを用いることで冗長性をもたせてそれと接続された加入者接続線路を介して転送される。
【００３０】
この実施例の場合、既述の統合・分割エレメントＣ／Ｓは、通信ネットワークＡＴＭ−Ｎに重ね合わせられた冗長性管理ネットワークＲ−ＴＭＮに結び付けらており、このことはそれに所属する中央装置に対し冗長性に関する情報を供給することを目的としている。それらの情報については後で詳細に説明する。その際、上記の冗長性管理ネットワークは、先に述べたノード管理ネットワークＫ−ＴＭＮのほかに、独立したエレメントとして通信管理ネットワークＴＭＮ内に統合されている。
【００３１】
さらにこの実施例の場合、冗長性管理ネットワークＲ−ＴＭＮは通信ネットワークＡＴＭ−Ｎ内で次のようにして実現されている。すなわち、上述の中央装置が重複したノード対の一方と接続されており、設定された仮想のコネクションを介して個々の統合・分割エレメントと接続されている構成により実現されている。これに対する代案として、個々の統合・分割エレメントに対する接続を別個の物理的な線路を介しても行うことができ、つまり冗長性管理ネットワークが通信ネットワークＡＴＭ−Ｎとは独立して実現されるようにすることもできる。
【００３２】
次に図２を参照しながら、先に述べた統合・分割エレメントＣ／Ｓの動作ならびに可能な構成について、ノード接続線路Ｌ１とＬ１′を結合する統合・分割エレメントの実例を挙げて説明する。その際、この図面には、本発明を理解するのに必要な回路素子だけしか示されていない。
【００３３】
図２によれば、双方向性に構成された統合・分割エレメントＣ／Ｓは、両方の伝送方向に対応づけられた２つの結合装置（統合装置、"Combiner"）を有している。これらの結合装置の各々は入力側で２つのバッファメモリＰ１， Ｐ２を利用することができ、その際、バッファメモリＰ１にはノード接続線路Ｌ１に生じる通信セル流が供給されるのに対し、バッファメモリＰ２にはノード接続線路Ｌ１′に生じる通信セル流が供給される。これらのバッファメモリは制御装置ＣＯＮと接続されており、この制御装置はバッファメモリに格納された通信セルに基づき、供給された両方の通信セル流のうちいずれが先に生じたものであるかをを検査する。次に、先に生じた方の通信セル流が制御装置ＣＯＮにより制御される切換装置ＳＷおよび分配点（分割装置、"Splitter"）Ｓを介して、さらに続くノード接続線路Ｌ１およびＬ１′へ同時に転送される。
【００３４】
この実施例では上述の検査のために、制御装置ＣＯＭはバッファメモリＰ１およびＰ２に格納されている通信セルのセルヘッダと残りの情報内容に基づき、両方のノード接続線路Ｌ１およびＬ１′上に生じた通信セルの相関をとる。つまり、同一性についてセルの比較が行われる。この場合、相応のバッファの大きさにより相関の長さが設定されており、これにより種々異なる経路に起因する伝播時間の差が考慮される。ＡＴＭセルについて設定されているように、たとえば１５５Ｍｂｉｔ／ｓのビットレートと５３オクテットの通信セル長のとき、最大の伝播時間差が０．１ｍｓであれば、３７個の通信セルのバッファの大きさつまりは相関の長さが必要とされる。
【００３５】
供給されている両方の通信セル流のうちいずれが先のものであるかを検査する目的で、およびそのとき先に生じている通信セル流を既述のようにして転送する目的で、これまで説明してきたセルごとの比較が制御装置ＣＯＮにより連続的に実施される。これまで選択されていた通信セル流の遅れをもたらす伝播時間の変動が生じた場合、別のノード接続線路へ切り換えられる。その際、セルごとの比較により損失なく切り換えを行うことができる。
【００３６】
セルごとの比較およびそのことに付随して説明してきた制御プロセスは、制御装置ＣＯＮにより自立的に実行される。各通信セル間の相関がとられない場合だけ、ないしはこれまでアクティブな経路として選択されていたノード接続線路において通信セル流が欠落し、それに伴い残りのノード接続線路への切り換えが行われたときにだけ、制御装置ＣＯＮは所定のメッセージ信号を発生する。この実施例の場合、このメッセージ信号は通信セル中に挿入され、通信ネットワークＡＴＭ−Ｎ内の冗長性管理ネットワークＲ−ＴＭＮに対して決められている上述の仮想のコネクションにしたがって、冗長性管理ネットワークのにおける既述の中央装置へ向かって伝送される。さらに制御装置ＣＯＮにより、個々の仮想のコネクションに属する通信セル列からセルレートが求められ、これは冗長性管理ネットワークの中央装置の所定のメッセージ信号により通知される。
【００３７】
なお、制御装置ＣＯＮ内には、所属のノード接続線路を介して延びている仮想のコネクションに関するテーブルが設けられている。この場合、当該の通信セルのセルヘッダ内の接続情報により表されている仮想のコネクションがすでにテーブル内に保持されているときにだけ、通信セルに対し既述のセルごとの比較が行われる。そうでなければ、当該の通信セルは比較が行われずに転送され、これまで登録されていなかった所属の仮想のコネクションに関する情報がテーブルに格納される。さらに、冗長性管理ネットワークＲ−ＴＭＮの中央装置に対し、新たな仮想のコネクションの発生が相応のメッセージ信号により通知される。
【００３８】
上述の制御プロセスは、各ノード接続線路に割り当てられているすべての統合・分割エレメントＣ／Ｓにおいて繰り返される。さらに相応の制御プロセスは、加入者接続線路に割り当てられている統合・分割エレメントにおいても実行される。この場合の相違点は次のことだけである。すなわち、一方では、個々の制御装置ＣＯＮにより選択された対象とする加入者装置Ｔの通信セル流は、個別加入者線路を介して導かれることであり、他方では、所属の加入者線路から個々の統合・分割エレメントへ導かれた通信セル流は、上述の評価を受けることなく重複した加入者接続線路へ送出されることである。
【００３９】
この実施例の場合、冗長性管理ネットワークＲ−ＴＭＮは上位の管理システムとして用いられ、これは統合・分割エレメントＣ／Ｓから供給されたメッセージ信号に基づき、通信管理ネットワークＴＭＮの別の管理システムたとえばノード管理ネットワークＫ−ＴＭＮのための指令を形成する。ノード管理ネットワークのためのこの種の指令はたとえば、これまでの経路を介した仮想のコネクションのための冗長性がもはや存在していないときに、その仮想のコネクションのために経路変更を実施する、というようなものとすることができる。さらに冗長性管理ネットワークの中央装置により、個々の統合・分割エレメントＣ／Ｓから供給されるメッセージ信号に基づき個々の仮想のコネクションの品質に関連して、通信ネットワークＡＴＭ−Ｎ （図１）の加入者が利用できるプロトコルを作成することができる。その際、この種のプロトコルはたとえば、個々の仮想のコネクションに関する冗長性ならびエラーレートに関する情報を有することができる。
【００４０】
既述の統合・分割エレメントＣ／Ｓに関してさらに付言すれば、それらのエレメントを通信ネットワークＡＴＭ−Ｎ内にそれぞれ別個のユニットとしてまたは重複しているノードのうちの１つにおける構成部分とすることができる。また、既述の説明では本発明を非同期転送モードで動作する通信ネットワークの実例として説明してきたが、このような転送モードとは異なる通信ネットワーク（たとえばパケット交換ネットワーク）においても本発明を適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される通信ネットワークを部分的に示すブロック図である。
【図２】図１に略示されている統合・分割エレメントの構成を部分的に示す図である。
【符号の説明】
Ｃ／Ｓ  統合・分割エレメント
ＳＮ１〜ＳＮ４，ＳＮ１′〜ＳＮ４  ノード
Ｌ１〜Ｌ３，Ｌ１′〜Ｌ３′  ノード接続線路
ＤＯ１〜ＤＯ４  重複領域
Ｔ  加入者装置
ＡＴＭ−Ｎ  通信ネットワーク
Ｋ−ＴＭＮ  ノード管理ネットワーク
Ｒ−ＴＭＮ  冗長性管理ネットワーク
ＴＭＮ  通信管理ネットワーク
Ｐ１，Ｐ２  バッファ
ＣＯＮ  制御装置
ＳＷ  切換装置
【図１】
0003881716.tif 000002
【図２】
0003881716.tif 000003