JP3433453B2 - パケット交換システムおよびパケット交換機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、通信回線を介し相互に
接続された複数のパケット交換局が前記通信回線を介し
て通信を行うパケット交換システムにおいて、現用の通
信回線が障害のとき、この障害を早期に検出し、公衆交
換網を介した予備回線によりバックアップを行う機能を
有する予備回線接続方式に関する。

【０００２】パケット交換システムを利用したデータな
どの通信では、該システムを構成するパケット交換局間
の現用の通信回線に断線などの回線障害が発生した場
合、そのままでは通信が途絶してしまう。そこで、現用
の回線に障害が発生した場合にも通信を継続することが
できるように、予備の通信回線を使用した回線バックア
ップが行われる。

【０００３】このように、通信回線に冗長性を持たせる
ことでパケット交換システム全体としての信頼性向上が
図らている。

【０００４】

【従来の技術】パケット交換システムに対するバックア
ップは回線に障害が生じた時のみ必要となる。したがっ
て、バックアップ用の予備回線は通常時は原則的に使用
されない。そこで、予備回線に現用回線と同等の専用回
線を使用すると、その使用頻度に関わらず一定の回線使
用料が課金され、不経済となる。このため、回線維持費
用削減の目的から、公衆回線を予備回線として用いるこ
とが広く行われている。

【０００５】そこで、図８に公衆回線を用いた従来の予
備回線接続方式におけるパケット交換システムの構成を
例示する。図８において、１０はパケット交換局（ＰＳ
１，ＰＳ２）、１２は公衆交換網で、Ｌ１は主として専
用回線によって構成される現用回線、Ｌ２は公衆回線で
ある。以上までの要素がパケット交換システムを構成す
る。

【０００６】さらに、１１はデータ端末（ＴＥ１，ＴＥ
２）で、それぞれパケット交換局１０（ＰＳ１，ＰＳ
２）に接続され、前記パケット交換システムを介して通
信を行う。

【０００７】パケット交換局１０（ＰＳ１，ＰＳ２）は
それぞれ専用回線Ｌ１に接続されており、データ端末１
１（ＴＥ１，ＴＥ２）は、通常はこの現用回線Ｌ１を介
してパケット通信を行う。

【０００８】また、パケット交換機１０（ＰＳ１，ＰＳ
２）はそれぞれ公衆回線Ｌ２を介して公衆交換網１２に
接続されており、この公衆回線Ｌ２─公衆交換網１２─
公衆回線Ｌ２によって予備回線を構成する。

【０００９】ここで、従来の方式における予備回線接続
の動作の概略を説明する。図７は、前記従来例の予備回
線接続制御の流れを示すフローチャートである。パケッ
ト交換局１０（ＰＳ１，ＰＳ２）は、常時、現用回線Ｌ
１におけるＣＤ（キャリアディテクタ）線などを監視し
ており、断線などによる回線の障害時には、前記ＣＤ線
の異常により、これを検出する（図７のＳ１）。

【００１０】なお、局ＰＳ１と局ＰＳ２とは互いに動作
が対応しており、障害を検出するパケット交換局１０は
局ＰＳ１でも、局ＰＳ２でも良く、またどちらか一方が
発呼側局ならば、他方が着呼側局であり、以下の説明は
すべて同様である。

【００１１】ここで、現用回線Ｌ１に障害が発生したと
仮定する。障害を検出したパケット交換局１０は、自動
的に公衆回線Ｌ２及び公衆交換網３０を使用して相手先
のパケット交換局１０を呼出し、リンクを形成した後、
通信路を障害となった現用回線Ｌ１から予備回線Ｌ２へ
と切り換えて、通信を再開する（図７のＳ２）。

【００１２】一方、該パケット交換局１０は、予備回線
Ｌ２による通信中も現用回線Ｌ１を常時監視しており
（図７のＳ３）、障害が復旧されたことを検出すると、
通信路を予備回線Ｌ２から現用回線Ｌ１へ切り換えた
後、予備回線Ｌ２を開放し、通常の通信状態へと戻る
（図７のＳ４）。

【００１３】図７のＳ１，Ｓ３において、パケット交換
局１０は、相手パケット交換局１０への現用回線Ｌ１に
おけるＣＤ線の異常の検出によって、該現用回線Ｌ１の
監視を行う。

【００１４】すなわち、パケット交換局１０は、現用回
線Ｌ１のＣＤ線に異常が検出された時、相手パケット交
換局１０への回線障害として予備回線接続のための手続
きを開始する。

【００１５】従来の予備回線接続方式は、主にこのよう
な物理的な障害検出を契機として予備回線を自動的に接
続し、障害時の通信回線バックアップを行うものであ
る。ただし、回線障害の中には必ずしもＣＤ線の異常だ
けでは検出不能な場合がある。このような場合は、前記
のような監視方法に加えてさらに、パケット交換局１０
が自局において発信または受信される通信内容をも常に
監視することで、断線などの物理的な要因以外による回
線の障害に対応することができる。

【００１６】ここで図６に、従来例における現用回線Ｌ
１の監視状態から予備回線接続までのタイムチャートの
一例を示す。図６において、横方向の矢印はパケットの
地点的な流れを示し、縦方向の軸は下へいくほど時間が
経過していることを表す。

【００１７】図中、ＣＲはパケット交換局１０に対して
発呼が要求されたことを通知する発呼要求パケット、Ｃ
Ｎは着呼側のデータ端末１１に対して発呼が要求された
ことを通知する発呼要求通知パケット、ＣＡは着呼が受
付られたことを通知する着呼受付パケット、ＣＦは呼の
切断を確認する切断確認パケットである。

【００１８】前記のような障害の場合には、例えば、図
６の〜に示すように、発呼者からの発呼要求パケッ
ト（ＣＲ）が、発呼側のパケット交換局１０より発信さ
れてから、ある一定時間を経ても着呼側のパケット交換
局１０からの着呼通知パケット（ＣＡ）が返信されてこ
ないことにより、発呼側局〜着呼側局間の現用回線Ｌ１
においてＣＤ線の監視だけでは検出できない障害が発生
したことを検出することができる。

【００１９】なお、前述した、必ずしもＣＤ線の異常だ
けでは障害が検出不能な場合とは、例えば、現用回線Ｌ
１の途中に回線バックアップ機能を持たないパケット中
継局（図示せず）が存在し、かつ該パケット中継局が輻
輳などの原因によって中継機能を停止している（ハング
アップとも言われる）場合などが考えられる。

【００２０】このような場合においては、前記パケット
中継局からの現用回線Ｌ１におけるＣＤ線が、パケット
交換局ＰＳ１，ＰＳ２のどちらからも正常に検出される
ことがあるからである。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】ここで、従来の方式に
おいて生ずる問題点について、図６のタイムチャートを
用いて説明する。

【００２２】従来の方式では前述したように、現用回線
Ｌ１の障害を、ＣＤ線の監視などのように、主として回
線の物理的な障害の検出をもとに行っていた。このた
め、これによって検出不可能な障害が起こった場合（図
６の）には、発呼要求が行われるまでその障害が検出
されないことが生じた（図６の）。

【００２３】そうすると、発呼者により発呼要求が行わ
れることにより、初めて障害が検出され、予備回線接続
のための手続きが開始される。しかしながら、予備回線
を接続するには、まず発呼パケット交換局１０が公衆回
線Ｌ２及び公衆交換網１２を介し、着呼側パケット交換
局１０をダイヤルして相手を呼び出し、その後、着呼側
パケット交換局１０とのリンクの設定を行い、通信が可
能な状態に環境を整えてから、もう一度発呼要求パケッ
ト（ＣＲ）を送信しなければならない。

【００２４】このため、発呼要求パケット（ＣＲ）が着
呼側に届き、着呼が受け付けられ、着呼受付パケット
（ＣＣ）が受信されるまでの間に、通常時に比べ多くの
遅延時間が発生してしまう（図６の〜）。

【００２５】ここで特に、予備回線Ｌ２は公衆回線であ
るため、専用回線の場合と比べ、接続の手続きには着呼
側パケット交換局１０へのダイヤル発信と呼び出し応答
待ち、及びリンク設定などの独特の手順を必要とするた
め、比較的多くの時間を要する。このため、発呼側端末
１１から見ると、異常に多くのデータ転送遅延が生ずる
ことになり、発呼者側の処理手続きによってはタイムア
ウト（時間切れ）となり、自動的に呼が切断されてしま
う場合も起こり得た。

【００２６】本発明の目的は、上記のような問題点を解
決し、障害時の通信において公衆回線接続処理に要する
時間が通信に影響しない予備回線接続方式を提供するこ
とである。

【００２７】

【課題を解決する手段】本発明は、図１に示すような、
複数のパケット交換局を相互に接続する現用回線Ｌ１
と、予備回線Ｌ２とを有し、現用回線Ｌ１が障害となり
通信不能時には、自動的に公衆回線１２を介した予備回
線Ｌ２に切り換えて通信を継続し、現用回線Ｌ１の障害
が回復し通信可能時には予備回線を開放し現用回線Ｌ１
による通信に切り換えるパケット交換システムの予備回
線接続方式において、パケット交換局１０（ＰＳ１，Ｐ
Ｓ２）が、予備回線（Ｌ２）によって接続可能な他のパ
ケット交換局１０（ＰＳ２，ＰＳ１）に対して、周期的
に発信する監視パケットＰを監視する監視手段と、該監
視パケットＰの周期を計時するための計時手段とを設
け、図３に示すフローチャートのごとく、計時手段５２
は、他のパケット交換局（１０）からの監視パケット
（Ｐ）の受信周期が、正常な周期よりも長く経過したと
き監視手段（５１）に通知し（図３のＳ１）、監視手段
（５１）は、予備回線（Ｌ２）を介して他のパケット交
換局（１０）と接続することを特徴とする（図３のＳ
２）。

【００２８】

【作用】図２に示すタイムチャートによって、本発明に
よる作用を説明する。本発明による予備回線接続方式で
は、現用回線の使用可／不可は、例えば図２に示すよう
に監視パケットの一定周期内の正常な到着／未到着によ
って判断される（図２の〜）。

【００２９】したがって、現用回線における断線や回路
系の故障などの原因による物理的な回線障害をはじめと
して、従来では発呼要求が行われなければ検出できなか
ったような回線の障害が生じた場合においても、これを
早期に検出し、あらかじめ予備回線に接続しておくこと
ができる（図２の）。

【００３０】このため、現用回線障害時において発呼が
行われる前に予備回線によるバックアップは完了してお
り、この後、発呼要求が行われても必要以上の時間を要
することがない（図２の〜）。

【００３１】

【実施例】これより、図を参照しながら本発明の実施例
を説明する。パケット交換局１０（ＰＳ１，ＰＳ２）の
内部において、その構成は同一であるので、以下の説明
は共通とする。なお、第１図に示されるデータ端末１１
（ＴＥ１，ＴＥ２）はパケット系端末である。

【００３２】図４は、本発明の実施例におけるパケット
交換局１０の内部構成を示す図である。図４において、
１はパケット交換機、Ｌ１は現用回線、Ｌ２は公衆回
線、１３はモデムである。

【００３３】２１は管理通信プロセッサ（ＭＰＲ）で、
呼の設定・解除、ルーチン部、システムの運用管理など
を実行する。２２は通信多重化装置（ＣＭＵ）で、回線
─管理通信プロセッサ２１間のデータ転送を制御する。
管理通信プロセッサ２１、通信多重化装置２２は二重化
されている。

【００３４】２３，２４はディスク装置（ＤＫ）、２
５，２６は保守コンソール（ＶＤＵ）で、ディスプレイ
装置とプリンタから構成される保守者とのマンマシンイ
ンタフェースである。２７は磁気テープ装置（ＭＴ）
で、システムの初期プログラムをローディングするのに
用いられる。

【００３５】続いて細部の説明を行う。管理通信プロセ
ッサ２１内において、３１，３２は主記憶装置（Ｍ
Ｍ）、３３，３４は中央制御装置（ＣＣ）で、パケット
交換機１全体の制御を行い、３２ビットプロセッサが用
いられている。また、３５〜３８はチャンネル制御装置
（ＣＨＣ）で、ディスク装置２３、磁気テープ装置２
７、保守コンソール２５，２６、回線部のそれぞれと、
中央制御装置３３，３４との間のデータの入出力を制御
する。

【００３６】一方、通信多重化装置２２において、４１
〜４３、４１’〜４３’は回線対応部（ＬＣ）で、回線
の終端にあたる。４４，４５は回線処理部（ＬＰＲ）
で、チャンネル制御装置３５〜３８と回線対応部４１〜
４３、４１’〜４３’との間に介在して、互いの間の通
信の制御を行う。４６〜４８は回線切り換え部（ＬＳ
Ｗ）で、二重化されている回線多重化装置２２における
回線切り換えスイッチとなっている。

【００３７】各データ端末１１（ＴＥ１，ＴＥ２）（図
示せず）は、パケット交換機ＰＳ１─現用回線Ｌ１─パ
ケット交換機ＰＳ２を介してデータ通信を行っている。
また、各データ端末は、現用回線Ｌ１と同時に公衆回線
Ｌ２−公衆交換網１２─公衆回線Ｌ２による予備回線Ｌ
２によっても接続出来るようになっている。ただし、予
備回線Ｌ２は、現用回線Ｌ１の障害時において回線バッ
クアップに使用される。

【００３８】公衆回線は一般的にアナログ回線が使用さ
れているため、予備回線Ｌ２による通信時は、パケット
データを変調した形で通信を行う必要がある。そのた
め、回線と機器との間にはモデム２０が接続される。

【００３９】なお、予備回線がデジタル回線の場合には
言うまでもなく、モデム２０による変調を必ずしも必要
としない。つまり、モデム２０の有無は本発明に直接関
係するものではなく、本発明を限定するものではない。

【００４０】端末から送信される信号は、通信多重化装
置２２が二重化されているため、回線切り換え部４６を
経てから、二方向に分岐されて回線対応部４１，４１’
に入力される。続いてそれぞれの信号は回線処理部４
４，４５を通じ、チャンネル制御装置３７，３８を経
て、中央制御装置３３，３４に送られる。その後入力さ
れた信号は中央制御装置３３，３４により、それぞれの
送信先へ送信される。

【００４１】また、ディスク装置２３、保守コンソール
２５、磁気テープ装置２７はチャンネル制御装置３６を
介して中央制御装置３３，３４と接続されている。図５
は、パケット交換機１の中央制御装置３３，３４の構成
図であり、５１は網内情報監視部で、自局内の情報（主
として輻輳の状態などを示す）を含んだパケットデータ
を生成し、監視パケットＰとして送信し、また、他局か
らの監視パケットＰを受信する。５２は監視タイマで、
他局からの監視パケットＰの受信周期を計時する。５３
は制御部で、中央制御装置３３，３４を制御する。

【００４２】これより、パケット交換局１０における予
備回線接続の動作を説明する。監視パケットＰは、パケ
ット交換局１０の内部の中央制御装置３３，３４におい
て、自局内の輻輳状態などの網情報をもとに組み立てら
れ、チャンネル制御装置３７，３８を介し、回線処理部
４４，４５─回線対応部４１，４１’−回線切り換え部
４６の経路を経て、回線Ｌ１へと送られる。

【００４３】また、回線Ｌ１を介して他局より送られて
くる監視パケットＰは、通常のパケット同様、上記の経
路とは逆の経路をたどる。中央制御装置３３，３４は、
他のパケット交換局１０からの監視パケットＰが到着す
る周期を監視タイマ５２により監視する。

【００４４】また、着信した監視パケットＰは、現在の
網の状態を示す情報として網情報監視部５１によって分
解・処理される。以下、現用回線に障害が検出され、予
備回線が接続される間の細部の動作を図３を使って説明
する。

【００４５】中央制御装置３３，３４は、図３に示すフ
ローチャートのごとく、該他のパケット交換局１０から
の監視パケットＰが正常な周期で受信されないとき（図
３のＳ１）、公衆回線Ｌ２を介して他のパケット交換局
１０へ接続するように回線処理部４５に対して指令信号
を発する（図３のＳ２）。

【００４６】すると、回線処理部４５は前記他のパケッ
ト交換局１０への公衆回線Ｌ２を接続し、リンクの設定
を行い、その後は公衆回線Ｌ２−公衆交換網１２−公衆
回線Ｌ２により形成される予備回線によって、現用回線
Ｌ１の障害が復帰するまでの通信状態を継続する。

【００４７】このとき、網内情報監視部５１は現用回線
Ｌ１を監視するため、公衆回線Ｌ２による回線バックア
ップ中も、監視パケットの発信／受信を行う。そして、
現用回線において監視パケットが一定の周期で正常に受
信されると、公衆回線Ｌ２によるバックアップ通信を現
用回線Ｌ１による通常の通信状態に切り換える手続きを
開始する（図３のＳ５，Ｓ１０）。

【００４８】このようにすれば、従来では発呼要求が生
じるまで検出されなかった障害を監視パケットＰにより
早期に検出し、あらかじめ予備回線接続の手続きを完了
しておくことで、障害時に発呼された通信の接続手続き
に要する時間は最小限にとどめられる。

【００４９】

【発明の効果】上述のように本発明によれば、パケット
交換システムおよびパケット交換機において、現用回線
障害時に呼が発生した場合に、予備回線の接続をあらか
じめ完了しておくことができ、このため、公衆回線接続
処理に要する時間が通信に影響しないパケット交換シス
テムおよびパケット交換機を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の原理構成を示す図。実施例の全体構
成図も兼ねる。

【図２】 本説明の原理構成における予備回線接続のタ
イムチャート。

【図３】 本説明の原理構成における予備回線接続のフ
ローチャート。

【図４】 実施例におけるパケット交換局の構成図。

【図５】 実施例における中央制御装置の構成図。

【図６】 従来例におけるフローチャート。

【図７】 従来例におけるタイムチャート。

【図８】 従来例の構成を示す図。

【符号の説明】

Ｌ１：専用回線（現用回線） Ｌ２：公衆回線（予備回線） １０：パケット交換局（ＰＳ１，ＰＳ２） １１：データ端末（ＴＥ１，ＴＥ２） １２：公衆交換網 ２０：モデム ２１：管理通信プロセッサ（ＭＰＲ） ２２：通信多重プロセッサ（ＣＭＵ） ２３，２４：ディスク装置（ＤＫ） ２５，２６：保守コンソール（ＶＤＵ） ２７：磁気テープ装置（ＭＴ） ３１，３２：主記憶装置（ＭＭ） ３３，３４：中央制御装置（ＣＣ） ３５〜３８：チャンネル制御装置（ＣＨＣ） ４１〜４３，４１’〜４３’：回線対応部（ＬＣ） ４４，４５：回線処理部（ＬＰＲ） ４６〜４８：回線切り換え部（ＬＳＷ） ５１：網内情報監視部（監視手段） ５２：監視タイマ（計時手段） ５３：制御部

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−73746（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−286339（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−58746（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−10832（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−8640（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−191541（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04L 12/56 H04L 1/22

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 現用回線と、公衆交換網を介した予備回
   線とによって相互に接続される複数のパケット交換局を
   含み、前記現用回線の障害時には前記予備回線に切り換
   えるパケット交換システムにおいて、 前記パケット交換局に、 前記パケット交換局と前記予備回線により接続可能な他
   のパケット交換局との間で、周期的に自局内の情報を含
   む監視パケットを送受信し前記現用回線の障害 を監視す
   る監視手段と、 前記 監視パケットの受信周期を計時し、前記受信周期が
   正常な周期よりも長く経過したことを前記監視手段に通
   知する計時手段とを設け、前記パケット交換局は、前記監視パケットが所定の受信
   周期で且つ正常に受信されないことを前記監視手段及び
   前記計時手段により検出したとき、前記公衆回線網を介
   した前記他のパケット交換局との前記予備回線を形成し
   前記現用回線との切り換えを行う ことを特徴とするパケ
   ット交換システム。
2. 【請求項２】 現用回線と、公衆交換網を介した予備回
   線とによって相互に接続され、前記現用回線の障害時に
   は前記予備回線に切り換えるパケット交換機において、 前記予備回線により接続可能な他のパケット交換機との
   間で、周期的に自装置内の情報を含む監視パケットを送
   発信し前記現用回線の障害を監視する監視手段と、 前記監視パケットの受信周期を計時し、前記受信周期が
   正常な周期よりも長く経過したことを前記監視手段に通
   知する計時手段とを設け、 前記監視パケットが所定の受信周期で且つ正常に受信さ
   れないことを前記監視手段及び前記計時手段により検出
   したとき、前記公衆回線網を介した前記他のパケット交
   換機との前記予備回線を形成し前記現用回線との切り換
   えを行うことを特徴とするパケット交換機。