JP3730950B2 - ディジタル無線装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はディジタル無線装置、特に、ケーブル断線によって生じる入力データ断障害が一定時間継続すると信号伝送ルートの切替を行う監視制御装置が設けられた既設の有線回線網に無線回線を組み込む場合に好適なディジタル無線装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
有線装置で構築された有線網既設網において回線を拡張する場合、ユーザにおける設置環境上、拡張する回線の一部に無線回線を新規に導入する場合があり得る。例えば、図４に示すリングネットワークにおいて、局101，102，103，104，105の間が有線回線によって接続されており、今回、局101と105の間の１回線に無線回線を導入する場合である。
【０００３】
局101，102，103，104，105の間のデータ伝送ルートは、「ア」方向と「イ」方向の２方向へデータを伝送できるように既設の有線回線で二重化されている。「ア」方向と「イ」方向は通常いずれかの方向を主とし、他方を従としてルート選択されている。局104には網監視制御装置100が接続されて、所望のデータ伝送品質を維持するためにデータ伝送状態の監視とルート切替制御を行っている。
【０００４】
図４において、局101と局105が有線回線で接続され当初は「イ」のルートでデータを伝送していたとする。このとき、データ伝送状態の監視用データ（以下、「状態情報」と記す）も「イ」のルートで網監視制御装置100へ伝送される。いま、局101と局105間にケーブル断障害が発生すると、網監視制御装置100は局101,102および103からの状態情報を受け取れなくなる。この状態が予め設定されている時間持続すると、網監視制御装置100は、ケーブル断線障害と判断して現状のデータ伝送ルート「イ」ではデータ伝送不能と判定し、予備の「ア」ルートで状態情報を伝送できるように伝送ルート切替制御を行う。以上が、有線回線で構築された有線回線網における回線切替制御の動作である。
【０００５】
図５は、図４の内から２つの局の間を接続する１回線を抜き出して示したものである。図５（Ａ）は有線局Ｍ１と有線局Ｍ２の間が有線接続されて有線局Ｍ１から有線局Ｍ２の方向へデータ伝送されていて場合に、その間の地点Ａ，Ｂ，Ｃのいずれかでケーブル断線障害が発生した状態を示している。このような場合、上述の伝送ルート切替制御により支障なくデータ伝送を続行できる。図６の上段「有線回線」における「従来」の欄は以上の結果をとりまとめて表示している。
【０００６】
図５（Ｂ）に示すように、有線局Ｍ１と有線局Ｍ２の間に、無線局Ｒ１と無線局Ｒ２を設けて無線回線を導入した場合、Ｃ地点での入力データ断は有線回線におけるケーブル断と同様な措置で足りる。
【０００７】
また、Ａ地点でケーブル断障害が発生すると、無線局Ｒ１は対向する無線局Ｒ２へ出力するデータを全て“１”に固定した後、変調して無線信号に変換して送信する。このオール“１”信号は、無線局Ｒ２では警報として検出され、無線局Ｒ１の入力データ断状態が発生していることを無線局Ｒ２で認識できる。
【０００８】
しかし、無線局Ｒ２では状態情報やルート切替制御用データをも含めオール“１”に固定されたデータ（以下、「オール“１”データ」と記す）をそのまま有線局Ｍ２へ出力する。このため、有線局Ｍ２では入力データ断状態を検出できず、前述のデータ伝送状態監視が不能となるとともにルート切替制御も不能となる。したがって、誤った状態を認識したり、誤ったルート切替制御を実行したりといった誤制御が発生することになる。
【０００９】
さて、Ｂ地点の無線通信区間では、無線装置の無線信号の受信レベルがフェージング（fading）や降雨減衰等の気象条件により劣化することにより障害が発生することがある。この無線特有の障害形態は、気象条件により無線信号の受信レベルが低下していくとき、受信した無線信号から復調したデータを再生する時の再生誤りが発生する無線特有のデータ誤りである。
【００１０】
例えば、送信側では“１”データを伝送していたところ、受信側で誤って“０”データと再生された場合、また、送信側はで“０”データを伝送したところ、受信側で誤って“１”データと再生された場合である。このようなデータ再生誤りに対して誤り訂正を行うが、訂正しきれない場合には、誤りを含んだデータが後続の装置（有線装置または監視制御装置）へ伝達されることになる。この場合、無線局Ｒ２は誤りデータを受信し、誤りデータをそのまま有線局Ｍ２へ送出する。ここで、誤りデータが状態情報やルート切替制御用データについてのものであると、前述の誤制御が発生することになる。
【００１１】
無線受信の入力レベルが更に低下すると、データの多重化周期である無線フレーム単位をも識別できなくなり、フレーム非同期障害が発生するに到る。フレーム非同期障害は、再生誤りを訂正するために必要な誤り訂正用冗長ビット，無線対向装置間の打合せ回線用信号，伝送路のデータ品質を監視するためのパリティビット、または状態情報等の付加情報を主信号データに多重化している多重化周期（フレーム単位）を見出せない障害である。主信号データとは本来の通信対象であるデータをいう。
【００１２】
従来、フレーム非同期障害が無線局Ｒ２で検出された場合、無線局Ｒ２の無線装置では内部クロックを使用して動作し、オール“１”データを出力する。このため、有線局Ｍ２では監視対象からの応答が無くなり、現在の伝送ルートが異常状態であることは分かるが、入力データ断状態を検出することはできない。したがって、入力データ断状態の検出による対向装置の異常状態を状態情報として受け取ると、伝送ルートの切替を実行する監視制御装置では正常なルート切替を行うことができないことになる。
【００１３】
また、ＩＴＵ−Ｔ(TELECOMMUNICATION STANDARDIZATION SECTOR of INTERNATIONAL TELECOMMUNICATION UNION)勧告に準拠したＳＤＨ対応無線装置を有線網へ導入した場合、フレーム非同期障害に対しては、無線特有のフレーム同期パターンデータを検出し、フレーム同期引込み後は、フレーム同期パターンデータと入力データとの比較によるフレーム同期外れを判定する不一致数を一定時間だけ小さくすることにより、入力データが誤ったデータ位置に引き込まれる擬似引き込み現象の発生可能性を小さくするようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【００１４】
また、フレーム同期パターンの代わりにＩＴＵ−Ｔ勧告書に記載されているA1、A2バイトによるＬＯＦ(Loss Of Frame)判定条件で検出し、ＬＯＦを検出した結果で同期、非同期判定を行う場合もある（非特許文献１参照）。
【００１５】
また、無線フレーム非同期障害時には、ＳＤＨに対応しない無線装置の場合は、後段の有線装置または監視制御装置へのデータをオール“１”データに固定する（非特許文献２参照）。これに対して、ＳＤＨに対応する無線装置は、後段の監視制御装置に対するＳＤＨデータフレームを新たに生成し、無線伝送路で障害が発生したことを知らせるシグナリングとしてＭＳ−ＡＩＳ(multiplex section alarm indication signal)の信号を送出する動作を行う（非特許文献３参照）。この場合も、監視制御装置はオール“１”データを受け取るため誤制御状態となる。図６の下段「無線回線」における「従来」の欄は以上の結果をとりまとめて表示している。
【００１６】
【特許文献１】
特開平５−１４３３６（第１−第３ページ、図１）
【非特許文献１】
ＩＴＵ−Ｔ勧告書Ｇ７８３
【非特許文献２】
ＩＴＵ−Ｔ勧告書Ｇ７７５
【非特許文献３】
ＩＴＵ−Ｔ勧告書Ｇ７０７
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、有線回線網で生じる障害形態はケーブル断線障害であり、ケーブル断線障害は監視制御装置への入力データ断の形態で検出される。しかし、無線特有の障害は、気象条件によって発生するため、無線受信レベルの低下した信号から復調したデータ再生誤りによりデータ品質の劣化状態が、ある時間維持される場合もあれば、急激に無線フレーム非同期状態になる場合もあり得る。
【００１８】
したがって、無線回線の場合、データ誤り障害や無線フレーム非同期障害のように無線特有の障害で生じる出力データの形態がケーブル断線障害時の形態と異なることから、監視制御装置が有線のケーブル断線障害に応じてのみ監視できるように開発されており、無線特有の伝送路データ誤り障害、フレーム非同期障害を考慮していない場合は伝送ルート切替制御が不能になるという問題がある。
【００１９】
すなわち、監視制御装置への入力データの品質劣化状態が継続している状態では、無線データに多重化されて伝送されてくる状態情報にも誤りが生じる。このため、正常な監視が不能になる場合がある。また、無線フレーム非同期が生じている状態では、無線装置からオール“１”データが監視制御装置へ入力され、監視対象からのデータが正常に入力されないため監視が不能な状態になる。
【００２０】
結果として、有線網の一部に無線回線を導入する場合、無線伝送路特有のデータ誤り率の劣化、無縁フレーム非同期等の回線障害に対し、監視制御装置の大幅な修正、または前記無線特有の回線障害に適応した監視制御装置に置き換えが必要になるという問題がある。
【００２１】
そこで、本発明の目的は、有線網の障害としてケーブル断線によって生じる入力データ断が一定時間継続した条件で信号伝送ルートの切替を行う監視制御装置が既に設置されている有線網に無線回線を組み込む場合に、無線特有の障害発生に対しても、監視制御装置の改造や置き換えを必要とせずに有線のケーブル断線と同様に予備ルートへの切替で対応することができる無線装置を提供することにある。
【００２４】
本発明のディジタル無線装置は、ケーブル断線によって生じる入力データ断障害が一定時間継続すると信号伝送ルートの切替を行う監視制御装置が設けられた既設の有線回線網に組み込まれるディジタル無線装置において、有線装置からの入力データの断障害を検出する手段と、この入力データ断障害情報を対向するディジタル無線装置へ伝達する手段と、受信信号から入力断障害情報を検出する手段と、この入力断障害状態が継続している時間を計数する手段と、計数時間が予め設定している継続時間を超えたことを検出する手段と、入力断障害状態が継続時間を超えた場合にディジタル無線装置から出力するデータを停止するする手段とを有し、データ出力の停止により監視制御装置は信号伝送ルートの切替を行うことを特徴とする。
【００２５】
より詳しくは、本発明のディジタル無線装置は、ケーブル断線によって生じる入力データ断障害が一定時間継続すると信号伝送ルートの切替を行う監視制御装置（図４の100）が設けられた既設の有線回線網に組み込まれるディジタル無線装置において、無線信号送信側には、有線装置からの入力データの断障害を検出する入力断検出回路（図１の１０）と、入力データ断障害情報を主信号データと多重化して対向するディジタル無線装置へ無線伝送路により送信する多重化回路（図１の１１）とを有し、無線信号受信側には、多重化された信号から入力データ断障害情報を検出する信号分離回路（図１の１２）と、検出された入力データ断障害情報により入力データ断障害状態が継続している時間を計数する第１計数回路（図１の１４）と、入力データ断障害状態が予め設定している継続時間閾値を超えたことを検出する第１継続時間監視回路（図１の１６）と、無線伝送路で生じるデータ誤りの誤り率が予め設定している誤り率閾値を超えたかを検出する誤り率検出回路（図１の１３）と、検出された誤り率閾値を超えた状態が継続している時間を計数する第２計数回路（図１の１５）と、誤り率閾値を超えた状態が予め設定している継続時間閾値を超えたことを検出する第２継続時間監視回路（図１の１７）と、第１継続時間監視回路または第２継続時間監視回路からの出力によりディジタル無線装置から出力するデータを停止するデータ変換回路（図１の１９）とを有し、データ出力の停止により監視制御装置は信号伝送ルートの切替を行うことを特徴とする。
【００２６】
また、本発明のディジタル無線装置は、ケーブル断線によって生じる入力データ断障害が一定時間継続すると信号伝送ルートの切替を行う監視制御装置ケーブル断線によって生じる入力データ断障害が一定時間継続すると信号伝送ルートの切替を行う監視制御装置（図４の100）が設けられた既設の有線回線網に組み込まれるディジタル無線装置において、無線信号送信側には、有線装置からの入力データの断障害を検出する入力断検出回路（図２の１０）と、入力データ断障害情報を主信号データと多重化して対向するディジタル無線装置へ無線伝送路により送信する多重化回路（図２の１１）とを有し、無線信号受信側には、多重化された信号から入力データ断障害情報を検出する信号分離回路（図２の１２）と、検出された入力データ断障害情報により入力データ断障害状態が継続している時間を計数する第１計数回路（図２の１４）と、入力データ断障害状態が予め設定している継続時間閾値を超えたことを検出する第１継続時間監視回路（図２の１６）と、無線伝送路で生じるフレーム非同期パターンの誤り状態をフレーム非同期と判定するフレーム非同期判定回路（図２の２０）と、フレーム非同期状態が継続している時間を計数する第２計数回路（図２の１５）と、計数した時間が予め設定している継続時間閾値を超えたことを検出する第２継続時間監視回路（図２の１７）と、第１継続時間監視回路または第２継続時間監視回路からの出力により該ディジタル無線装置から出力するデータを停止するデータ変換回路（図２の１９）とを有し、データ出力の停止により監視制御装置は信号伝送ルートの切替を行うことを特徴とする。
【００２７】
更に、入力断検出回路から入力断検出結果が入力すると、フレーム同期パターンを通常とは異なるランダムデータや固定パターンに変換して入力データ断障害情報として多重化回路へ出力するフレーム同期パターン変換回路を設けてもよい。
【００２８】
本発明は、このように無線伝送路で発生した無線特有の障害をディジタル無線装置の受信で検出した場合に、ディジタル無線装置から後段の装置（有線装置または監視制御装置）へ出力するデータの形態を、ケーブル断線障害時に生じるデータ断状態と同様にする構成としたため、増設した無線回線で無線特有の障害が生じても、在来の監視制御装置のままで二重化してあるデータ伝送路を予備ルートへ切り替えられるようになる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００３０】
図４に示したリングネットワークは、前述のように、局101，102，103，104，105の間が有線回線によって接続されており、局101，102，103，104，105の間のデータ伝送ルートは、ア方向とイ方向の２方向へデータを伝送できるように既設の有線回線で二重化されている。局104には網監視制御装置100が接続されて、所望のデータ伝送品質を維持するためにデータ伝送状態の監視とルート切替制御を行っている。
【００３１】
今回、このような既設のリングネットワークにおいて、局101と105の間の有線網の一部を無線回線に置き換えてリング網を再構築する。無線回線接続の１回線を抽出して図５（Ｂ）に示している。
【００３２】
【実施例の構成】
図１は本発明のディジタル無線装置の第１実施例を示すブロック図である。この実施例は、有線局Ｍ１と無線局Ｒ１の間のＡ地点で入力データ断、または送信側の無線局Ｒ１と受信側の無線局Ｒ２を接続する無線伝送賂のＢ地点で無線特有のデータ誤りが発生した場合であっても、有線伝送賂におけるケーブル断障害時と同様に、予備ルートの選択によって対処できるようにしたものである。
【００３３】
有線局と無線局とを問わず、一般に、通信網を構成する装置で検出した回線品質や警報等の状態情報j1は、入力データ断情報等と同様に、装置から伝送される主信号データ中に多重化され監視制御装置100へと伝達される。
【００３４】
監視制御装置100では、主信号データに多重化されている状態情報j1を分離解析し、回線障害が発生している伝送路を検出する。すなわち、監視制御装置100は、監視対象のどこの回線が故障したかをリンク確立状態と状態情報から分析し、リンク確立できている装置の状態信号から前段の回線で障害が検出されているかを確認する。この結果、リンクが確立できていない伝送路を含むルートを使用しないようにルート選択を「イ」方向から「ア」方向へルートを切り替える。なお、リンク確立は、状態情報により、順次、状態を収集するときの応答状況により判定できる。
【００３５】
本実施例のディジタル無線装置は、図５（Ｂ）における無線局Ｒ１，Ｒ２にそれぞれ設けられて、無線回線によるデータの送受信を行い、図４に示したようなリングネットワークの一環を形成する。図１（Ａ）は送信側回路、図１（Ｂ）は受信側回路を示す。図５（Ｂ）のように無線局Ｒ１から無線局Ｒ２へデータを送信している場合、無線局Ｒ１では送信側回路、無線局Ｒ２では受信側回路が機能する。
【００３６】
図１（Ａ）の送信側回路は入力断検出回路１０と多重化回路１１を有する。入力断検出回路１０は入力データ断（図５（Ｂ）のＡ地点における入力データ断）を検出する。この検出条件は、例えばＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ７７５のＬＯＳ（Loss Of Signal）検出条件にも記載されているように入力レベルが閾値以下に低下することでる。入力断検出結果は入力断障害情報として多重化回路１１に送られる。多重化回路１１は、本来の通信対象データである主信号データと状態情報とを多重化し変調し、無線送信データとして対向する無線局Ｒ２へ送信する。
【００３７】
無線局Ｒ２のディジタル無線装置では、受信信号を復調してディジタル信号へ変換し、復調後のデータに対してフレーム同期パターンを見出すことにより同期を確立する。また、無線局Ｒ２のディジタル無線装置は、復調され同期が確立されたディジタル信号について誤り検出と誤り訂正を行う。この誤りとは、図５（Ｂ）のＢ地点における誤りを指す。
【００３８】
図１（Ｂ）の受信側回路は、信号分離回路１２と、誤り率検出回路１３と、２つのカウンタ１４，１５と、２つの継続時間監視回路１６，１７と、オア回路１８と、データ変換回路１９とを有する。
【００３９】
信号分離回路１２は、復調され同期が確立されたディジタル信号から入力断障害情報を検出しカウンタ１４へ送出する。カウンタ１４は入力断障害情報により入力データ断障害状態が継続している時間t0を計数する。一方、誤り率検出回路１３は、上記誤り訂正によっても訂正し切れなかったデータ誤りr1に対して、予め設定しているデータ誤り率閾値r1s超えたかを検出しカウンタ１５へ送出する。カウンタ１５はデータ誤りがデータ誤り率閾値r1sを超えた状態が継続している時間t1を計数する。
【００４０】
継続時間監視回路１６は、カウンタ１４が計数した時間t0と、予め設定されている継続時間閾値t0sを比較する。また、継続時間監視回路１７は、カウンタ１５が計数した時間t1と、予め設定されている継続時間閾値t1sを比較する。オア回路１８は継続時間監視回路１６および継続時間監視回路１７における比較の結果を合成し、データ変換回路１９へ送出する。
【００４１】
データ変換回路１９は、通常は復調後のデータを送信データとして有線局または監視制御装置へ出力する。しかし、t0＞t0sまたはt1＞t1sの場合、予め設定されている時間t5だけ出力するデータを停止する。データを停止するのに一定時間（t0s，t1s）の継続を要件とするのは、前述のように、無線特有の障害は、気象条件によって発生するため、無線受信レベルの低下した信号から復調したデータ再生誤りによりデータ品質の劣化状態が、ある時間維持される場合もあれば、急激に無線フレーム非同期状態になる場合もあり得るので、その確定を待つようにしたのである。
【００４２】
【実施例の動作】
次に、第１実施例の動作について説明する。図１の誤り率検出回路１３にはデータ誤り率閾値r1s、継続時間監視回路１６には継続時間閾値t0s、継続時間監視回路１７には継続時間閾値t1sがそれぞれ設定されている。
【００４３】
図４において、いま、「イ」のルートで主信号データを伝送し、状態情報も「イ」のルートで監視制御装置100へ伝送されているとする。有線局Ｍ１と有線局Ｍ２間で入力データ断が発生すると、ケーブルで接続されている場合（図５（Ａ））にはケーブル断線障害であるため、従来どおり、監視制御装置100はデータ伝送路を「ア」のルートに切り替える。図５（Ｂ）で示すように、無線局Ｒ２と有線局Ｍ２間のＣ地点で入力データ断が発生した場合も同様である。これらの制御は、図６の上段「有線回線」における「本発明」の欄と、下段「無線回線」の障害発生箇所「Ｃ地点」に対する「本発明」の欄に表示されている。
【００４４】
有線局Ｍ１と無線局Ｒ１の間のＡ地点でケーブル断線よる障害が発生した時には、無線伝送路の送端に位置する無線局Ｒ１のディジタル無線装置で入力データ断(LOS)を検出し、主信号データ中に入力データ断情報を多重化する。受端に位置する無線局Ｒ２のディジタル無線装置では、信号分離回路１２が多重化されている受信データから対向のデータ断情報を抽出し、カウンタ１４が計数した時間t0が予め設定している継続時間閾値t0s以上継続していることを継続時間監視回路１６が判定する。入力データ断障害が継続時間閾値t0s以上継続していた場合には、その判定結果がオア回路１８を経由して入力すると、データ変換回路１９は有線局Ｍ２への出力データを停止するように制御を行う。この制御は、図６の下段「無線回線」の障害発生箇所「Ａ地点」に対する「本発明」の欄に表示されている。
【００４５】
次に、無線回線（図５（Ｂ）のＢ地点）で伝送路障害が生じた場合、ディジタル無線装置の受信側でデータ誤り障害か、またはフレーム非同期障害を検出することになり、「イ」方向からでは無線局Ｒ１の無線装置より遠方の局からは監視制御装置100に伝送路のデータが到来しないため、装置の状態を監視できなくなる。Ｂ地点での障害は、無線特有のもので、無線局Ｒ２の無線入力レベルが低下することでデータ誤りが発生し、更にフレーム非同期を検出する障害である。このデータ誤りで局101，102，103からの状態情報jが誤ることになる。
【００４６】
受端の無線局Ｒ２のディジタル無線装置では、誤り率検出回路１３がデータ誤り率r1を検出する。データ誤り率r1の検出は、送端でデータに対してパリティを演算し、それに対応した演算結果をデータと共に多重化し、受端で誤りを含んだデータに対して送端と同様のパリティ演算を行った結果と、データから分離した送端で演算した結果とを比較することで検出できる。また、誤り訂正を行っている場合には誤りを訂正する時の訂正数からも検出できる。
【００４７】
監視制御装置100へはデータ誤り率r1のデータが入力される。このデータから分離した状態情報jもまた誤り率r1である。一方、監視制御装置100は、状態情報jの内から監視対象局から情報（例えば、有線局Ｍ２で検出した入力データ断情報）を項目毎に分離抽出する。更に、監視制御装置100は、分離抽出した状態情報jの誤りに対して保護（例えば、多数決判定とか同一値の連続検出等）機能を有している。
【００４８】
この保護機能は、入力データの誤り率r1が監視制御装置100固有の誤り率閾値r2以下（r1＜＝r2）ならば、監視対象局からの情報を正しく再生できる効果を有する。逆に、入力データの誤り率r1が誤り率閾値r2を超えた場合（r1>r2）は、監視対象局からの情報を誤って認識してしまい、ルート選択に誤制御を生じる。よって、誤り率検出回路１３は誤り率閾値r2未満のデータ誤り率閾値r1s（r1s＜r2）を有する。
【００４９】
カウンタ１５はデータ誤り率r1がデータ誤り率閾値r1sより劣化した状態（r1＞r1s）が継続している時間t1を計数する。継続時間監視回路１７は時間t1が継続時間閾値t1s以上かを監視している。これは無線特有の選択性フェージングにより瞬時（t1s未満の時間）のみデータ誤り率r1がデータ誤り率閾値r1sより劣化した場合はデータ出力断の制御をさせないようにするためである。データ誤り率r1がデータ誤り率閾値r1s以上である時間t1が継続時間閾値t1s以上持続している場合には、その結果がオア回路１８を経由して入力すると、データ変換回路１９は予め設定した制御時間t5の間、出力データ断制御を行う。制御時間t5は監視制御装置100が回線障害発生を判定し、予備ルートに切替制御するために充分な時間である。
【００５０】
出力データ断の制御は、ディジタル無線装置からデータ出力する光デバイス等の出力デバイスの動作を停止させることで実現できる。具体的には、出力デバイスへ供給している電源を断にすることや、出力デバイスの有する出力断制御機能を使用する。
【００５１】
無線局Ｒ２の出力データ断の制御の結果、有線局Ｍ２で検出した入力断障害情報が状態情報に含まれ主信号データと多重化されて伝送されていく。監視制御装置100は、入力断障害情報が入力すれば、それが無線回線（図５（Ｂ）のＢ地点）で伝送路障害によるものであることが分かり、予備ルートを選択する。この制御は、図６の下段「無線回線」の障害発生箇所「Ｂ地点」「データ誤り」に対する「本発明」の欄に表示されている。
【００５２】
このようにして、図５（Ｂ）のＢ地点でデータ誤りが発生した場合に、監視制御装置100が監視している障害状態と同一の現象にできるため、正常なルートへ切り替えることが可能になる。したがって、無線回線を既設の有線網へ導入した場合にも、監視制御装置100の改造または置き換えをすることなく有線網専用の監視制御装置100で網監視動作を行うことができる。
【００５３】
このことは、当初、「ア」方向へデータ伝送をしていた場合であっても同様である。この場合は、無線局Ｒ１では図１（Ａ）の送信側回路、無線局Ｒ２では図１（Ｂ）の受信側回路が機能することは言うまでもない。
【００５４】
【他の実施例】
図２は本発明のディジタル無線装置の第２実施例を示すブロック図である。この実施例は、図１に示した第１実施例における誤り率検出回路１３の代わりにフレーム非同期判定回路２０を設けたものである。その他の構成は第１実施例との違いは無い。図２と図１で同一の参照番号が付された構成要素は同一の機能を有する。
【００５５】
前述のように、無線伝送路でのフェージングや降雨量の増加等によりデータ誤りが更に増えると、送端で多重化した付加情報の一部であるフレーム非同期パターンにも誤りが生じることがある。フレーム非同期判定回路２０は、このようなフレーム非同期パターンの誤り状態をフレーム非同期と判定する。
【００５６】
フレーム非同期判定に当っては判定保護条件が設定され得る。判定保護条件とは、例えば、フレーム同期パターンを構成するビットについて、ｋビット連続誤りや、ｍビット中ｎビット誤りの場合にフレーム非同期と判定するというものである。本来、周波数精度も安定している連続信号を伝送するディジタル無線装置では、無線伝送路の状態変化によって受信タイミングが容易にずれることはない。そこで、受信タイミングの再確立を意味する再引込みを開始するための条件として、上述の判定保護条件の設定を可能としている。この場合、フレーム非同期判定回路２０は、フレーム同期を確立している状態から判定保護条件を逸脱した場合にフレーム非同期と判定して再引込みを行う。
【００５７】
カウンタ１５は、フレーム非同期状態が継続している時間t3を計数する。継続時間監視回路１７は、この計数時間が予め設定されている継続時間閾値t3sを超えたことを検出する。すると、データ変換回路１９は、ディジタル無線装置から出力するデータを予め設定した時間t5だけ停止する。その後の処理は第１実施例と異なることがない。この制御は、図６の下段「無線回線」の障害発生箇所「Ｂ地点」「フレーム非同期」に対する「本発明」の欄に表示されている。
【００５８】
このようにして、図５（Ｂ）のＢ地点でフレーム非同期障害が発生した場合に、監視制御装置100が監視している障害状態と同一の現象にできるため、正常なルートへ切り替えることが可能になる。したがって、無線回線を既設の有線網へ導入した場合にも、監視制御装置100の改造または置き換えをすることなく有線網専用の監視制御装置100で網監視動作を行うことができる。
【００５９】
このことは、当初、「ア」方向へデータ伝送をしていた場合であっても同様である。この場合は、無線局Ｒ１では図１（Ａ）の送信側回路、無線局Ｒ２では図１（Ｂ）の受信側回路が機能することは言うまでもない。
【００６０】
ところで、ＩＴＵ−Ｔで勧告されるＳＤＨデータを無線伝送するＳＤＨ対応のディジタル無線装置では、フレーム同期信号とは別に、ＳＤＨフレーム同期用パターンがA1、A2バイト（Ｆ６２８ｈｅｘ）として規定され、さらにB1バイトがデータ品質モニタ用パリティバイトとして規定されている。無線伝送路のデータ伝送では、送端のディジタル無線装置でA1、A2をデータと多重化して送信し、受端でA1、A2バイトを検出することでＳＤＨフレーム同期を確立する。ＳＤＨフレーム同期を確立した後、無線伝送路のデータ品質をB1パリティ演算結果の誤りにより判定する。
【００６１】
また、後続の有線装置もＳＤＨ対応の装置である必要があるため、受端のディジタル無線装置から送出するデータもＳＤＨフレーミングされたデータを送受信する。したがって、有線装置もＳＤＨフレーム同期を確立し、更にB1バイトの演算によりデータ品質を判定する。
【００６２】
ＳＤＨ対応の有線装置では、ケーブル断線障害時には入力データ断検出の代わりに、A1、A2バイトが検出できないＳＤＨフレーム非同期障害の継続した時にルート選択を行う場合がある。この場合に、ＳＤＨ対応のディジタル無線装置が後段の装置への出力データを停止する代わりに、A1、A2バイトをＳＤＨフレーム同期が確立できないようなランダムパターンまたは固定パターンを出力できればルート選択切替が実行できる。
【００６３】
このような点に注目して第３実施例を実現できる。第３実施例はＳＤＨ対応装置に限定して適用され、その構成は図１または図２と異なるところがない。データ変換回路１９は出力データ停止の代わりに、A1、A2バイトをＳＤＨフレーム同期が確立できないようなランダムパターンまたは固定パターンを出力する。
【００６４】
図３は本発明のディジタル無線装置の第４実施例を示すブロック図である。この実施例は、第２実施例の送信側回路（図２（Ａ））にフレーム同期パターン変換回路３０を設けたものであり、その他の構成は第２実施例との違いは無い。図３と図２で同一の参照番号が付された構成要素は同一の機能を有する。
【００６５】
フレーム同期パターン変換回路３０は、入力断検出回路１０から入力断検出結果が入力すると、フレーム同期パターンを通常とは異なるランダムデータや固定パターンに変換する。多重化回路１１は、このようなランダムデータや固定パターンを入力データと多重化して送信データとして出力する。このため、対向する受端においてフレーム同期が確立できず、その結果として後段装置へ出力するデータが停止制御される。
【００６６】
なお、第４実施例をＳＤＨ対応装置に適用した第５実施例が実現できる。第５実施例は、監視制御装置100での障害判定がＬＯＦの継続で行われる場合、無線装置から後段の装置へ出力するデータを停止させるため、送端の入力ＬＯＳ（Loss of signal）を検出したときに、フレーム同期パターン変換回路３０が受端へ送信するA1,A2をＳＤＨフレーム同期が確立できないようなランダムパターンまたは固定パターンに変換する機能を有する。
【００６７】
これにより、受端のディジタル無線装置で復調して再生したＳＤＨフレームを含むデータに対してＳＤＨフレーム同期が確立できず、フレーム非同期と判定され出力データが停止される。。
【００６８】
なお、第１実施例と第２実施例を合体、すなわち誤り率検出回路１３とフレーム非同期判定回路２０とを併存させた第６実施例は容易に実現できる。この実施例では、無線伝送路におけるデータ誤りとフレーム非同期障害のいずれにも対応できる。
【００６９】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明のディジタル無線装置は、無線特有の障害が発生した場合でも有線の場合のケーブル断と同一な状態にできる構成としたため、ケーブル断線によって生じる入力データ断障害が一定時間継続すると信号伝送ルートの切替を行う監視制御装置が既に設置されている有線網に無線回線を増設する場合に、監視制御装置の改造や置き換えが不要となり無線回線の増設が容易になるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例のディジタル無線装置における送信側（Ａ）と受信側（Ｂ）の構成を示すブロック図
【図２】本発明の第２実施例のディジタル無線装置における送信側（Ａ）と受信側（Ｂ）の構成を示すブロック図
【図３】本発明の第４実施例のディジタル無線装置における送信側（Ａ）と受信側（Ｂ）の構成を示すブロック図
【図４】一般的なリングネットワークを説明するための図
【図５】図４における有線回線区間（Ａ）と無線回線区間（Ｂ）の動作を説明するための図
【図６】有線回線および無線回線について障害発生箇所ごとに従来と本発明における制御を表示した図
【符号の説明】
１０ 入力データ断検出回路
１１ 多重化回路
１２ 信号分離回路
１３ 誤り率検出回路
１４ カウンタ
１５ カウンタ
１６ 継続時間監視回路
１７ 継続時間監視回路
１８ オア回路
１９ データ変換回路
２０ フレーム非同期判定回路
３０ フレーム同期パターン変換回路
100 網監視制御装置
101〜105 局
M1,M2 有線局
R1,R2 無線局
【発明の属する技術分野】
本発明はディジタル無線装置、特に、ケーブル断線によって生じる入力データ断障害が一定時間継続すると信号伝送ルートの切替を行う監視制御装置が設けられた既設の有線回線網に無線回線を組み込む場合に好適なディジタル無線装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
有線装置で構築された有線網既設網において回線を拡張する場合、ユーザにおける設置環境上、拡張する回線の一部に無線回線を新規に導入する場合があり得る。例えば、図４に示すリングネットワークにおいて、局101，102，103，104，105の間が有線回線によって接続されており、今回、局101と105の間の１回線に無線回線を導入する場合である。
【０００３】
局101，102，103，104，105の間のデータ伝送ルートは、「ア」方向と「イ」方向の２方向へデータを伝送できるように既設の有線回線で二重化されている。「ア」方向と「イ」方向は通常いずれかの方向を主とし、他方を従としてルート選択されている。局104には網監視制御装置100が接続されて、所望のデータ伝送品質を維持するためにデータ伝送状態の監視とルート切替制御を行っている。
【０００４】
図４において、局101と局105が有線回線で接続され当初は「イ」のルートでデータを伝送していたとする。このとき、データ伝送状態の監視用データ（以下、「状態情報」と記す）も「イ」のルートで網監視制御装置100へ伝送される。いま、局101と局105間にケーブル断障害が発生すると、網監視制御装置100は局101,102および103からの状態情報を受け取れなくなる。この状態が予め設定されている時間持続すると、網監視制御装置100は、ケーブル断線障害と判断して現状のデータ伝送ルート「イ」ではデータ伝送不能と判定し、予備の「ア」ルートで状態情報を伝送できるように伝送ルート切替制御を行う。以上が、有線回線で構築された有線回線網における回線切替制御の動作である。
【０００５】
図５は、図４の内から２つの局の間を接続する１回線を抜き出して示したものである。図５（Ａ）は有線局Ｍ１と有線局Ｍ２の間が有線接続されて有線局Ｍ１から有線局Ｍ２の方向へデータ伝送されていて場合に、その間の地点Ａ，Ｂ，Ｃのいずれかでケーブル断線障害が発生した状態を示している。このような場合、上述の伝送ルート切替制御により支障なくデータ伝送を続行できる。図６の上段「有線回線」における「従来」の欄は以上の結果をとりまとめて表示している。
【０００６】
図５（Ｂ）に示すように、有線局Ｍ１と有線局Ｍ２の間に、無線局Ｒ１と無線局Ｒ２を設けて無線回線を導入した場合、Ｃ地点での入力データ断は有線回線におけるケーブル断と同様な措置で足りる。
【０００７】
また、Ａ地点でケーブル断障害が発生すると、無線局Ｒ１は対向する無線局Ｒ２へ出力するデータを全て“１”に固定した後、変調して無線信号に変換して送信する。このオール“１”信号は、無線局Ｒ２では警報として検出され、無線局Ｒ１の入力データ断状態が発生していることを無線局Ｒ２で認識できる。
【０００８】
しかし、無線局Ｒ２では状態情報やルート切替制御用データをも含めオール“１”に固定されたデータ（以下、「オール“１”データ」と記す）をそのまま有線局Ｍ２へ出力する。このため、有線局Ｍ２では入力データ断状態を検出できず、前述のデータ伝送状態監視が不能となるとともにルート切替制御も不能となる。したがって、誤った状態を認識したり、誤ったルート切替制御を実行したりといった誤制御が発生することになる。
【０００９】
さて、Ｂ地点の無線通信区間では、無線装置の無線信号の受信レベルがフェージング（fading）や降雨減衰等の気象条件により劣化することにより障害が発生することがある。この無線特有の障害形態は、気象条件により無線信号の受信レベルが低下していくとき、受信した無線信号から復調したデータを再生する時の再生誤りが発生する無線特有のデータ誤りである。
【００１０】
例えば、送信側では“１”データを伝送していたところ、受信側で誤って“０”データと再生された場合、また、送信側はで“０”データを伝送したところ、受信側で誤って“１”データと再生された場合である。このようなデータ再生誤りに対して誤り訂正を行うが、訂正しきれない場合には、誤りを含んだデータが後続の装置（有線装置または監視制御装置）へ伝達されることになる。この場合、無線局Ｒ２は誤りデータを受信し、誤りデータをそのまま有線局Ｍ２へ送出する。ここで、誤りデータが状態情報やルート切替制御用データについてのものであると、前述の誤制御が発生することになる。
【００１１】
無線受信の入力レベルが更に低下すると、データの多重化周期である無線フレーム単位をも識別できなくなり、フレーム非同期障害が発生するに到る。フレーム非同期障害は、再生誤りを訂正するために必要な誤り訂正用冗長ビット，無線対向装置間の打合せ回線用信号，伝送路のデータ品質を監視するためのパリティビット、または状態情報等の付加情報を主信号データに多重化している多重化周期（フレーム単位）を見出せない障害である。主信号データとは本来の通信対象であるデータをいう。
【００１２】
従来、フレーム非同期障害が無線局Ｒ２で検出された場合、無線局Ｒ２の無線装置では内部クロックを使用して動作し、オール“１”データを出力する。このため、有線局Ｍ２では監視対象からの応答が無くなり、現在の伝送ルートが異常状態であることは分かるが、入力データ断状態を検出することはできない。したがって、入力データ断状態の検出による対向装置の異常状態を状態情報として受け取ると、伝送ルートの切替を実行する監視制御装置では正常なルート切替を行うことができないことになる。
【００１３】
また、ＩＴＵ−Ｔ(TELECOMMUNICATION STANDARDIZATION SECTOR of INTERNATIONAL TELECOMMUNICATION UNION)勧告に準拠したＳＤＨ対応無線装置を有線網へ導入した場合、フレーム非同期障害に対しては、無線特有のフレーム同期パターンデータを検出し、フレーム同期引込み後は、フレーム同期パターンデータと入力データとの比較によるフレーム同期外れを判定する不一致数を一定時間だけ小さくすることにより、入力データが誤ったデータ位置に引き込まれる擬似引き込み現象の発生可能性を小さくするようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【００１４】
また、フレーム同期パターンの代わりにＩＴＵ−Ｔ勧告書に記載されているA1、A2バイトによるＬＯＦ(Loss Of Frame)判定条件で検出し、ＬＯＦを検出した結果で同期、非同期判定を行う場合もある（非特許文献１参照）。
【００１５】
また、無線フレーム非同期障害時には、ＳＤＨに対応しない無線装置の場合は、後段の有線装置または監視制御装置へのデータをオール“１”データに固定する（非特許文献２参照）。これに対して、ＳＤＨに対応する無線装置は、後段の監視制御装置に対するＳＤＨデータフレームを新たに生成し、無線伝送路で障害が発生したことを知らせるシグナリングとしてＭＳ−ＡＩＳ(multiplex section alarm indication signal)の信号を送出する動作を行う（非特許文献３参照）。この場合も、監視制御装置はオール“１”データを受け取るため誤制御状態となる。図６の下段「無線回線」における「従来」の欄は以上の結果をとりまとめて表示している。
【００１６】
【特許文献１】
特開平５−１４３３６（第１−第３ページ、図１）
【非特許文献１】
ＩＴＵ−Ｔ勧告書Ｇ７８３
【非特許文献２】
ＩＴＵ−Ｔ勧告書Ｇ７７５
【非特許文献３】
ＩＴＵ−Ｔ勧告書Ｇ７０７
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、有線回線網で生じる障害形態はケーブル断線障害であり、ケーブル断線障害は監視制御装置への入力データ断の形態で検出される。しかし、無線特有の障害は、気象条件によって発生するため、無線受信レベルの低下した信号から復調したデータ再生誤りによりデータ品質の劣化状態が、ある時間維持される場合もあれば、急激に無線フレーム非同期状態になる場合もあり得る。
【００１８】
したがって、無線回線の場合、データ誤り障害や無線フレーム非同期障害のように無線特有の障害で生じる出力データの形態がケーブル断線障害時の形態と異なることから、監視制御装置が有線のケーブル断線障害に応じてのみ監視できるように開発されており、無線特有の伝送路データ誤り障害、フレーム非同期障害を考慮していない場合は伝送ルート切替制御が不能になるという問題がある。
【００１９】
すなわち、監視制御装置への入力データの品質劣化状態が継続している状態では、無線データに多重化されて伝送されてくる状態情報にも誤りが生じる。このため、正常な監視が不能になる場合がある。また、無線フレーム非同期が生じている状態では、無線装置からオール“１”データが監視制御装置へ入力され、監視対象からのデータが正常に入力されないため監視が不能な状態になる。
【００２０】
結果として、有線網の一部に無線回線を導入する場合、無線伝送路特有のデータ誤り率の劣化、無縁フレーム非同期等の回線障害に対し、監視制御装置の大幅な修正、または前記無線特有の回線障害に適応した監視制御装置に置き換えが必要になるという問題がある。
【００２１】
そこで、本発明の目的は、有線網の障害としてケーブル断線によって生じる入力データ断が一定時間継続した条件で信号伝送ルートの切替を行う監視制御装置が既に設置されている有線網に無線回線を組み込む場合に、無線特有の障害発生に対しても、監視制御装置の改造や置き換えを必要とせずに有線のケーブル断線と同様に予備ルートへの切替で対応することができる無線装置を提供することにある。
【００２４】
本発明のディジタル無線装置は、ケーブル断線によって生じる入力データ断障害が一定時間継続すると信号伝送ルートの切替を行う監視制御装置が設けられた既設の有線回線網に組み込まれるディジタル無線装置において、有線装置からの入力データの断障害を検出する手段と、この入力データ断障害情報を対向するディジタル無線装置へ伝達する手段と、受信信号から入力断障害情報を検出する手段と、この入力断障害状態が継続している時間を計数する手段と、計数時間が予め設定している継続時間を超えたことを検出する手段と、入力断障害状態が継続時間を超えた場合にディジタル無線装置から出力するデータを停止するする手段とを有し、データ出力の停止により監視制御装置は信号伝送ルートの切替を行うことを特徴とする。
【００２５】
より詳しくは、本発明のディジタル無線装置は、ケーブル断線によって生じる入力データ断障害が一定時間継続すると信号伝送ルートの切替を行う監視制御装置（図４の100）が設けられた既設の有線回線網に組み込まれるディジタル無線装置において、無線信号送信側には、有線装置からの入力データの断障害を検出する入力断検出回路（図１の１０）と、入力データ断障害情報を主信号データと多重化して対向するディジタル無線装置へ無線伝送路により送信する多重化回路（図１の１１）とを有し、無線信号受信側には、多重化された信号から入力データ断障害情報を検出する信号分離回路（図１の１２）と、検出された入力データ断障害情報により入力データ断障害状態が継続している時間を計数する第１計数回路（図１の１４）と、入力データ断障害状態が予め設定している継続時間閾値を超えたことを検出する第１継続時間監視回路（図１の１６）と、無線伝送路で生じるデータ誤りの誤り率が予め設定している誤り率閾値を超えたかを検出する誤り率検出回路（図１の１３）と、検出された誤り率閾値を超えた状態が継続している時間を計数する第２計数回路（図１の１５）と、誤り率閾値を超えた状態が予め設定している継続時間閾値を超えたことを検出する第２継続時間監視回路（図１の１７）と、第１継続時間監視回路または第２継続時間監視回路からの出力によりディジタル無線装置から出力するデータを停止するデータ変換回路（図１の１９）とを有し、データ出力の停止により監視制御装置は信号伝送ルートの切替を行うことを特徴とする。
【００２６】
また、本発明のディジタル無線装置は、ケーブル断線によって生じる入力データ断障害が一定時間継続すると信号伝送ルートの切替を行う監視制御装置ケーブル断線によって生じる入力データ断障害が一定時間継続すると信号伝送ルートの切替を行う監視制御装置（図４の100）が設けられた既設の有線回線網に組み込まれるディジタル無線装置において、無線信号送信側には、有線装置からの入力データの断障害を検出する入力断検出回路（図２の１０）と、入力データ断障害情報を主信号データと多重化して対向するディジタル無線装置へ無線伝送路により送信する多重化回路（図２の１１）とを有し、無線信号受信側には、多重化された信号から入力データ断障害情報を検出する信号分離回路（図２の１２）と、検出された入力データ断障害情報により入力データ断障害状態が継続している時間を計数する第１計数回路（図２の１４）と、入力データ断障害状態が予め設定している継続時間閾値を超えたことを検出する第１継続時間監視回路（図２の１６）と、無線伝送路で生じるフレーム非同期パターンの誤り状態をフレーム非同期と判定するフレーム非同期判定回路（図２の２０）と、フレーム非同期状態が継続している時間を計数する第２計数回路（図２の１５）と、計数した時間が予め設定している継続時間閾値を超えたことを検出する第２継続時間監視回路（図２の１７）と、第１継続時間監視回路または第２継続時間監視回路からの出力により該ディジタル無線装置から出力するデータを停止するデータ変換回路（図２の１９）とを有し、データ出力の停止により監視制御装置は信号伝送ルートの切替を行うことを特徴とする。
【００２７】
更に、入力断検出回路から入力断検出結果が入力すると、フレーム同期パターンを通常とは異なるランダムデータや固定パターンに変換して入力データ断障害情報として多重化回路へ出力するフレーム同期パターン変換回路を設けてもよい。
【００２８】
本発明は、このように無線伝送路で発生した無線特有の障害をディジタル無線装置の受信で検出した場合に、ディジタル無線装置から後段の装置（有線装置または監視制御装置）へ出力するデータの形態を、ケーブル断線障害時に生じるデータ断状態と同様にする構成としたため、増設した無線回線で無線特有の障害が生じても、在来の監視制御装置のままで二重化してあるデータ伝送路を予備ルートへ切り替えられるようになる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００３０】
図４に示したリングネットワークは、前述のように、局101，102，103，104，105の間が有線回線によって接続されており、局101，102，103，104，105の間のデータ伝送ルートは、ア方向とイ方向の２方向へデータを伝送できるように既設の有線回線で二重化されている。局104には網監視制御装置100が接続されて、所望のデータ伝送品質を維持するためにデータ伝送状態の監視とルート切替制御を行っている。
【００３１】
今回、このような既設のリングネットワークにおいて、局101と105の間の有線網の一部を無線回線に置き換えてリング網を再構築する。無線回線接続の１回線を抽出して図５（Ｂ）に示している。
【００３２】
【実施例の構成】
図１は本発明のディジタル無線装置の第１実施例を示すブロック図である。この実施例は、有線局Ｍ１と無線局Ｒ１の間のＡ地点で入力データ断、または送信側の無線局Ｒ１と受信側の無線局Ｒ２を接続する無線伝送賂のＢ地点で無線特有のデータ誤りが発生した場合であっても、有線伝送賂におけるケーブル断障害時と同様に、予備ルートの選択によって対処できるようにしたものである。
【００３３】
有線局と無線局とを問わず、一般に、通信網を構成する装置で検出した回線品質や警報等の状態情報j1は、入力データ断情報等と同様に、装置から伝送される主信号データ中に多重化され監視制御装置100へと伝達される。
【００３４】
監視制御装置100では、主信号データに多重化されている状態情報j1を分離解析し、回線障害が発生している伝送路を検出する。すなわち、監視制御装置100は、監視対象のどこの回線が故障したかをリンク確立状態と状態情報から分析し、リンク確立できている装置の状態信号から前段の回線で障害が検出されているかを確認する。この結果、リンクが確立できていない伝送路を含むルートを使用しないようにルート選択を「イ」方向から「ア」方向へルートを切り替える。なお、リンク確立は、状態情報により、順次、状態を収集するときの応答状況により判定できる。
【００３５】
本実施例のディジタル無線装置は、図５（Ｂ）における無線局Ｒ１，Ｒ２にそれぞれ設けられて、無線回線によるデータの送受信を行い、図４に示したようなリングネットワークの一環を形成する。図１（Ａ）は送信側回路、図１（Ｂ）は受信側回路を示す。図５（Ｂ）のように無線局Ｒ１から無線局Ｒ２へデータを送信している場合、無線局Ｒ１では送信側回路、無線局Ｒ２では受信側回路が機能する。
【００３６】
図１（Ａ）の送信側回路は入力断検出回路１０と多重化回路１１を有する。入力断検出回路１０は入力データ断（図５（Ｂ）のＡ地点における入力データ断）を検出する。この検出条件は、例えばＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ７７５のＬＯＳ（Loss Of Signal）検出条件にも記載されているように入力レベルが閾値以下に低下することでる。入力断検出結果は入力断障害情報として多重化回路１１に送られる。多重化回路１１は、本来の通信対象データである主信号データと状態情報とを多重化し変調し、無線送信データとして対向する無線局Ｒ２へ送信する。
【００３７】
無線局Ｒ２のディジタル無線装置では、受信信号を復調してディジタル信号へ変換し、復調後のデータに対してフレーム同期パターンを見出すことにより同期を確立する。また、無線局Ｒ２のディジタル無線装置は、復調され同期が確立されたディジタル信号について誤り検出と誤り訂正を行う。この誤りとは、図５（Ｂ）のＢ地点における誤りを指す。
【００３８】
図１（Ｂ）の受信側回路は、信号分離回路１２と、誤り率検出回路１３と、２つのカウンタ１４，１５と、２つの継続時間監視回路１６，１７と、オア回路１８と、データ変換回路１９とを有する。
【００３９】
信号分離回路１２は、復調され同期が確立されたディジタル信号から入力断障害情報を検出しカウンタ１４へ送出する。カウンタ１４は入力断障害情報により入力データ断障害状態が継続している時間t0を計数する。一方、誤り率検出回路１３は、上記誤り訂正によっても訂正し切れなかったデータ誤りr1に対して、予め設定しているデータ誤り率閾値r1s超えたかを検出しカウンタ１５へ送出する。カウンタ１５はデータ誤りがデータ誤り率閾値r1sを超えた状態が継続している時間t1を計数する。
【００４０】
継続時間監視回路１６は、カウンタ１４が計数した時間t0と、予め設定されている継続時間閾値t0sを比較する。また、継続時間監視回路１７は、カウンタ１５が計数した時間t1と、予め設定されている継続時間閾値t1sを比較する。オア回路１８は継続時間監視回路１６および継続時間監視回路１７における比較の結果を合成し、データ変換回路１９へ送出する。
【００４１】
データ変換回路１９は、通常は復調後のデータを送信データとして有線局または監視制御装置へ出力する。しかし、t0＞t0sまたはt1＞t1sの場合、予め設定されている時間t5だけ出力するデータを停止する。データを停止するのに一定時間（t0s，t1s）の継続を要件とするのは、前述のように、無線特有の障害は、気象条件によって発生するため、無線受信レベルの低下した信号から復調したデータ再生誤りによりデータ品質の劣化状態が、ある時間維持される場合もあれば、急激に無線フレーム非同期状態になる場合もあり得るので、その確定を待つようにしたのである。
【００４２】
【実施例の動作】
次に、第１実施例の動作について説明する。図１の誤り率検出回路１３にはデータ誤り率閾値r1s、継続時間監視回路１６には継続時間閾値t0s、継続時間監視回路１７には継続時間閾値t1sがそれぞれ設定されている。
【００４３】
図４において、いま、「イ」のルートで主信号データを伝送し、状態情報も「イ」のルートで監視制御装置100へ伝送されているとする。有線局Ｍ１と有線局Ｍ２間で入力データ断が発生すると、ケーブルで接続されている場合（図５（Ａ））にはケーブル断線障害であるため、従来どおり、監視制御装置100はデータ伝送路を「ア」のルートに切り替える。図５（Ｂ）で示すように、無線局Ｒ２と有線局Ｍ２間のＣ地点で入力データ断が発生した場合も同様である。これらの制御は、図６の上段「有線回線」における「本発明」の欄と、下段「無線回線」の障害発生箇所「Ｃ地点」に対する「本発明」の欄に表示されている。
【００４４】
有線局Ｍ１と無線局Ｒ１の間のＡ地点でケーブル断線よる障害が発生した時には、無線伝送路の送端に位置する無線局Ｒ１のディジタル無線装置で入力データ断(LOS)を検出し、主信号データ中に入力データ断情報を多重化する。受端に位置する無線局Ｒ２のディジタル無線装置では、信号分離回路１２が多重化されている受信データから対向のデータ断情報を抽出し、カウンタ１４が計数した時間t0が予め設定している継続時間閾値t0s以上継続していることを継続時間監視回路１６が判定する。入力データ断障害が継続時間閾値t0s以上継続していた場合には、その判定結果がオア回路１８を経由して入力すると、データ変換回路１９は有線局Ｍ２への出力データを停止するように制御を行う。この制御は、図６の下段「無線回線」の障害発生箇所「Ａ地点」に対する「本発明」の欄に表示されている。
【００４５】
次に、無線回線（図５（Ｂ）のＢ地点）で伝送路障害が生じた場合、ディジタル無線装置の受信側でデータ誤り障害か、またはフレーム非同期障害を検出することになり、「イ」方向からでは無線局Ｒ１の無線装置より遠方の局からは監視制御装置100に伝送路のデータが到来しないため、装置の状態を監視できなくなる。Ｂ地点での障害は、無線特有のもので、無線局Ｒ２の無線入力レベルが低下することでデータ誤りが発生し、更にフレーム非同期を検出する障害である。このデータ誤りで局101，102，103からの状態情報jが誤ることになる。
【００４６】
受端の無線局Ｒ２のディジタル無線装置では、誤り率検出回路１３がデータ誤り率r1を検出する。データ誤り率r1の検出は、送端でデータに対してパリティを演算し、それに対応した演算結果をデータと共に多重化し、受端で誤りを含んだデータに対して送端と同様のパリティ演算を行った結果と、データから分離した送端で演算した結果とを比較することで検出できる。また、誤り訂正を行っている場合には誤りを訂正する時の訂正数からも検出できる。
【００４７】
監視制御装置100へはデータ誤り率r1のデータが入力される。このデータから分離した状態情報jもまた誤り率r1である。一方、監視制御装置100は、状態情報jの内から監視対象局から情報（例えば、有線局Ｍ２で検出した入力データ断情報）を項目毎に分離抽出する。更に、監視制御装置100は、分離抽出した状態情報jの誤りに対して保護（例えば、多数決判定とか同一値の連続検出等）機能を有している。
【００４８】
この保護機能は、入力データの誤り率r1が監視制御装置100固有の誤り率閾値r2以下（r1＜＝r2）ならば、監視対象局からの情報を正しく再生できる効果を有する。逆に、入力データの誤り率r1が誤り率閾値r2を超えた場合（r1>r2）は、監視対象局からの情報を誤って認識してしまい、ルート選択に誤制御を生じる。よって、誤り率検出回路１３は誤り率閾値r2未満のデータ誤り率閾値r1s（r1s＜r2）を有する。
【００４９】
カウンタ１５はデータ誤り率r1がデータ誤り率閾値r1sより劣化した状態（r1＞r1s）が継続している時間t1を計数する。継続時間監視回路１７は時間t1が継続時間閾値t1s以上かを監視している。これは無線特有の選択性フェージングにより瞬時（t1s未満の時間）のみデータ誤り率r1がデータ誤り率閾値r1sより劣化した場合はデータ出力断の制御をさせないようにするためである。データ誤り率r1がデータ誤り率閾値r1s以上である時間t1が継続時間閾値t1s以上持続している場合には、その結果がオア回路１８を経由して入力すると、データ変換回路１９は予め設定した制御時間t5の間、出力データ断制御を行う。制御時間t5は監視制御装置100が回線障害発生を判定し、予備ルートに切替制御するために充分な時間である。
【００５０】
出力データ断の制御は、ディジタル無線装置からデータ出力する光デバイス等の出力デバイスの動作を停止させることで実現できる。具体的には、出力デバイスへ供給している電源を断にすることや、出力デバイスの有する出力断制御機能を使用する。
【００５１】
無線局Ｒ２の出力データ断の制御の結果、有線局Ｍ２で検出した入力断障害情報が状態情報に含まれ主信号データと多重化されて伝送されていく。監視制御装置100は、入力断障害情報が入力すれば、それが無線回線（図５（Ｂ）のＢ地点）で伝送路障害によるものであることが分かり、予備ルートを選択する。この制御は、図６の下段「無線回線」の障害発生箇所「Ｂ地点」「データ誤り」に対する「本発明」の欄に表示されている。
【００５２】
このようにして、図５（Ｂ）のＢ地点でデータ誤りが発生した場合に、監視制御装置100が監視している障害状態と同一の現象にできるため、正常なルートへ切り替えることが可能になる。したがって、無線回線を既設の有線網へ導入した場合にも、監視制御装置100の改造または置き換えをすることなく有線網専用の監視制御装置100で網監視動作を行うことができる。
【００５３】
このことは、当初、「ア」方向へデータ伝送をしていた場合であっても同様である。この場合は、無線局Ｒ１では図１（Ａ）の送信側回路、無線局Ｒ２では図１（Ｂ）の受信側回路が機能することは言うまでもない。
【００５４】
【他の実施例】
図２は本発明のディジタル無線装置の第２実施例を示すブロック図である。この実施例は、図１に示した第１実施例における誤り率検出回路１３の代わりにフレーム非同期判定回路２０を設けたものである。その他の構成は第１実施例との違いは無い。図２と図１で同一の参照番号が付された構成要素は同一の機能を有する。
【００５５】
前述のように、無線伝送路でのフェージングや降雨量の増加等によりデータ誤りが更に増えると、送端で多重化した付加情報の一部であるフレーム非同期パターンにも誤りが生じることがある。フレーム非同期判定回路２０は、このようなフレーム非同期パターンの誤り状態をフレーム非同期と判定する。
【００５６】
フレーム非同期判定に当っては判定保護条件が設定され得る。判定保護条件とは、例えば、フレーム同期パターンを構成するビットについて、ｋビット連続誤りや、ｍビット中ｎビット誤りの場合にフレーム非同期と判定するというものである。本来、周波数精度も安定している連続信号を伝送するディジタル無線装置では、無線伝送路の状態変化によって受信タイミングが容易にずれることはない。そこで、受信タイミングの再確立を意味する再引込みを開始するための条件として、上述の判定保護条件の設定を可能としている。この場合、フレーム非同期判定回路２０は、フレーム同期を確立している状態から判定保護条件を逸脱した場合にフレーム非同期と判定して再引込みを行う。
【００５７】
カウンタ１５は、フレーム非同期状態が継続している時間t3を計数する。継続時間監視回路１７は、この計数時間が予め設定されている継続時間閾値t3sを超えたことを検出する。すると、データ変換回路１９は、ディジタル無線装置から出力するデータを予め設定した時間t5だけ停止する。その後の処理は第１実施例と異なることがない。この制御は、図６の下段「無線回線」の障害発生箇所「Ｂ地点」「フレーム非同期」に対する「本発明」の欄に表示されている。
【００５８】
このようにして、図５（Ｂ）のＢ地点でフレーム非同期障害が発生した場合に、監視制御装置100が監視している障害状態と同一の現象にできるため、正常なルートへ切り替えることが可能になる。したがって、無線回線を既設の有線網へ導入した場合にも、監視制御装置100の改造または置き換えをすることなく有線網専用の監視制御装置100で網監視動作を行うことができる。
【００５９】
このことは、当初、「ア」方向へデータ伝送をしていた場合であっても同様である。この場合は、無線局Ｒ１では図１（Ａ）の送信側回路、無線局Ｒ２では図１（Ｂ）の受信側回路が機能することは言うまでもない。
【００６０】
ところで、ＩＴＵ−Ｔで勧告されるＳＤＨデータを無線伝送するＳＤＨ対応のディジタル無線装置では、フレーム同期信号とは別に、ＳＤＨフレーム同期用パターンがA1、A2バイト（Ｆ６２８ｈｅｘ）として規定され、さらにB1バイトがデータ品質モニタ用パリティバイトとして規定されている。無線伝送路のデータ伝送では、送端のディジタル無線装置でA1、A2をデータと多重化して送信し、受端でA1、A2バイトを検出することでＳＤＨフレーム同期を確立する。ＳＤＨフレーム同期を確立した後、無線伝送路のデータ品質をB1パリティ演算結果の誤りにより判定する。
【００６１】
また、後続の有線装置もＳＤＨ対応の装置である必要があるため、受端のディジタル無線装置から送出するデータもＳＤＨフレーミングされたデータを送受信する。したがって、有線装置もＳＤＨフレーム同期を確立し、更にB1バイトの演算によりデータ品質を判定する。
【００６２】
ＳＤＨ対応の有線装置では、ケーブル断線障害時には入力データ断検出の代わりに、A1、A2バイトが検出できないＳＤＨフレーム非同期障害の継続した時にルート選択を行う場合がある。この場合に、ＳＤＨ対応のディジタル無線装置が後段の装置への出力データを停止する代わりに、A1、A2バイトをＳＤＨフレーム同期が確立できないようなランダムパターンまたは固定パターンを出力できればルート選択切替が実行できる。
【００６３】
このような点に注目して第３実施例を実現できる。第３実施例はＳＤＨ対応装置に限定して適用され、その構成は図１または図２と異なるところがない。データ変換回路１９は出力データ停止の代わりに、A1、A2バイトをＳＤＨフレーム同期が確立できないようなランダムパターンまたは固定パターンを出力する。
【００６４】
図３は本発明のディジタル無線装置の第４実施例を示すブロック図である。この実施例は、第２実施例の送信側回路（図２（Ａ））にフレーム同期パターン変換回路３０を設けたものであり、その他の構成は第２実施例との違いは無い。図３と図２で同一の参照番号が付された構成要素は同一の機能を有する。
【００６５】
フレーム同期パターン変換回路３０は、入力断検出回路１０から入力断検出結果が入力すると、フレーム同期パターンを通常とは異なるランダムデータや固定パターンに変換する。多重化回路１１は、このようなランダムデータや固定パターンを入力データと多重化して送信データとして出力する。このため、対向する受端においてフレーム同期が確立できず、その結果として後段装置へ出力するデータが停止制御される。
【００６６】
なお、第４実施例をＳＤＨ対応装置に適用した第５実施例が実現できる。第５実施例は、監視制御装置100での障害判定がＬＯＦの継続で行われる場合、無線装置から後段の装置へ出力するデータを停止させるため、送端の入力ＬＯＳ（Loss of signal）を検出したときに、フレーム同期パターン変換回路３０が受端へ送信するA1,A2をＳＤＨフレーム同期が確立できないようなランダムパターンまたは固定パターンに変換する機能を有する。
【００６７】
これにより、受端のディジタル無線装置で復調して再生したＳＤＨフレームを含むデータに対してＳＤＨフレーム同期が確立できず、フレーム非同期と判定され出力データが停止される。。
【００６８】
なお、第１実施例と第２実施例を合体、すなわち誤り率検出回路１３とフレーム非同期判定回路２０とを併存させた第６実施例は容易に実現できる。この実施例では、無線伝送路におけるデータ誤りとフレーム非同期障害のいずれにも対応できる。
【００６９】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明のディジタル無線装置は、無線特有の障害が発生した場合でも有線の場合のケーブル断と同一な状態にできる構成としたため、ケーブル断線によって生じる入力データ断障害が一定時間継続すると信号伝送ルートの切替を行う監視制御装置が既に設置されている有線網に無線回線を増設する場合に、監視制御装置の改造や置き換えが不要となり無線回線の増設が容易になるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例のディジタル無線装置における送信側（Ａ）と受信側（Ｂ）の構成を示すブロック図
【図２】本発明の第２実施例のディジタル無線装置における送信側（Ａ）と受信側（Ｂ）の構成を示すブロック図
【図３】本発明の第４実施例のディジタル無線装置における送信側（Ａ）と受信側（Ｂ）の構成を示すブロック図
【図４】一般的なリングネットワークを説明するための図
【図５】図４における有線回線区間（Ａ）と無線回線区間（Ｂ）の動作を説明するための図
【図６】有線回線および無線回線について障害発生箇所ごとに従来と本発明における制御を表示した図
【符号の説明】
１０ 入力データ断検出回路
１１ 多重化回路
１２ 信号分離回路
１３ 誤り率検出回路
１４ カウンタ
１５ カウンタ
１６ 継続時間監視回路
１７ 継続時間監視回路
１８ オア回路
１９ データ変換回路
２０ フレーム非同期判定回路
３０ フレーム同期パターン変換回路
100 網監視制御装置
101〜105 局
M1,M2 有線局
R1,R2 無線局
Claims (5)
- ケーブル断線によって生じる入力データ断障害が一定時間継続すると信号伝送ルートの切替を行う監視制御装置が設けられた既設の有線回線網に組み込まれるディジタル無線装置において、
有線装置からの入力データの断障害を検出する手段と、
該入力データ断障害情報を対向するディジタル無線装置へ伝達する手段と、
受信信号から前記入力断障害情報を検出する手段と、
該入力断障害状態が継続している時間を計数する手段と、
前記計数時間が予め設定している継続時間を超えたことを検出する手段と、
前記入力断障害状態が継続時間を超えた場合に該ディジタル無線装置から出力するデータを停止するする手段とを有し、
前記データ出力の停止により前記監視制御装置は前記信号伝送ルートの切替を行うことを特徴とするディジタル無線装置。 - ケーブル断線によって生じる入力データ断障害が一定時間継続すると信号伝送ルートの切替を行う監視制御装置が設けられた既設の有線回線網に組み込まれるディジタル無線装置において、
無線信号送信側には、
有線装置からの入力データの断障害を検出する入力断検出回路と、
該入力データ断障害情報を主信号データと多重化して対向するディジタル無線装置へ無線伝送路により送信する多重化回路とを有し、
無線信号受信側には、
前記多重化された信号から入力データ断障害情報を検出する信号分離回路と、
前記検出された入力データ断障害情報により入力データ断障害状態が継続している時間を計数する第１計数回路と、
前記入力データ断障害状態が予め設定している継続時間閾値を超えたことを検出する第１継続時間監視回路と、
無線伝送路で生じるデータ誤りの誤り率が予め設定している誤り率閾値を超えたかを検出する誤り率検出回路と、
前記検出された誤り率閾値を超えた状態が継続している時間を計数する第２計数回路と、
前記誤り率閾値を超えた状態が予め設定している継続時間閾値を超えたことを検出する第２継続時間監視回路と、
前記第１継続時間監視回路または前記第２継続時間監視回路からの出力により該ディジタル無線装置から出力するデータを停止するデータ変換回路とを有し、
前記データ出力の停止により前記監視制御装置は前記信号伝送ルートの切替を行うことを特徴とするディジタル無線装置。 - ケーブル断線によって生じる入力データ断障害が一定時間継続すると信号伝送ルートの切替を行う監視制御装置が設けられた既設の有線回線網に組み込まれるディジタル無線装置において、
無線信号送信側には、
有線装置からの入力データの断障害を検出する入力断検出回路と、
該入力データ断障害情報を主信号データと多重化して対向するディジタル無線装置へ無線伝送路により送信する多重化回路とを有し、
無線信号受信側には、
前記多重化された信号から入力データ断障害情報を検出する信号分離回路と、
前記検出された入力データ断障害情報により入力データ断障害状態が継続している時間を計数する第１計数回路と、
前記入力データ断障害状態が予め設定している継続時間閾値を超えたことを検出する第１継続時間監視回路と、
無線伝送路で生じるフレーム非同期パターンの誤り状態をフレーム非同期と判定するフレーム非同期判定回路と、
前記フレーム非同期状態が継続している時間を計数する第２計数回路と、
前記計数した時間が予め設定している継続時間閾値を超えたことを検出する第２継続時間監視回路と、
前記第１継続時間監視回路または前記第２継続時間監視回路からの出力により該ディジタル無線装置から出力するデータを停止するデータ変換回路とを有し、
前記データ出力の停止により前記監視制御装置は前記信号伝送ルートの切替を行うことを特徴とするディジタル無線装置。 - 前記入力断検出回路から入力断検出結果が入力すると、フレーム同期パターンを通常とは異なるランダムデータや固定パターンに変換して前記入力データ断障害情報として前記多重化回路へ出力するフレーム同期パターン変換回路を設けたことを特徴とする請求項２または請求項３のいずれかに記載のディジタル無線装置。
- ＩＴＵ−Ｔ勧告に準拠したＳＤＨ対応装置であって、前記データ変換回路は、前記出力データ停止の代わりに、A1、A2バイトをＳＤＨフレーム同期が確立できないようなランダムパターンまたは固定パターンを出力することを特徴とする請求項２ないし請求項４のいずれかに記載のディジタル無線装置。
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