JP4577164B2 - 中継伝送システム - Google Patents

Description

この発明は、中継器を用いて中継伝送を行う中継伝送システムに関するものである。

大容量な伝送システムの中継局を監視・制御するための監視・制御信号の伝送や、複数地点の気象観測・地震観測などのデータを収集・伝送を行う場合などには、数百Ｍｂ／ｓ以下といった比較的低速な信号を各中継器で挿抜する必要がある。このような中継伝送システムとして、信号を一旦再生して中継する再生中継器を用いるものが知られている（例えば特許文献１参照）。

この従来の中継伝送システムは、光制御信号を出力する制御信号発生回路と、光計測信号を受信処理する信号受信回路とを有する陸上端局装置と；光制御信号を電気制御信号に変換する光／電気変換回路と、電気制御信号と電気計測信号を光信号に変換する電気／光変換回路と、光計測信号を装置内通過させる光ファイバケーブルとを有する海底観測装置と；各装置間を結ぶ光海底ケーブルを備えるものである。

特開平７−２０２８０４号公報

特許文献１に開示された中継伝送システムは、再生中継器としての海底観測装置を多段接続しているので、１箇所で中継器が故障した場合にも、故障した中継器で中継されるべき他の中継器からの信号の伝送が不能となり、システム全体の通信機能に影響がある。このため、システム全体として所望の信頼性を達成するためには、中継器の構成部品を高信頼化する必要があり、部品の実現性やコストの面で課題があるという問題点があった。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、中継伝送システムにおいて、中継器の構成部品を高信頼化する必要がなく、システムとして信頼性を改善することを目的としている。

この発明に係る中継伝送システムは、送信局と複数の中継器と受信局とが伝送経路を介して接続され、前記送信局から送出された信号を前記各中継器で中継して前記受信局まで伝送する中継伝送システムであって、前記各中継器は、自中継器に入力した信号を受信して再生する受信部と、自中継器から出力する信号を送信する送信部と、前記受信部で再生された信号を出力するための前記送信部を選択する経路選択部と、自中継器に入力した信号を通過させて自中継器から出力する通過経路と、を備え、前記各中継器の前記通過経路は、隣接する前記中継器の前記送信部または前記受信部に前記伝送経路を介して接続され、前記各中継器の前記経路選択部は、次段の前記中継器の前記経路選択部に障害が発生していない場合に、次段の前記中継器の前記受信部に接続された前記送信部を選択するものである。

この発明は、中継伝送システムにおいて、システムとして信頼性を改善することができる。

実施の形態１．
この発明の実施の形態１による中継伝送システムは、受信部と送信部と経路選択部とからなる二重化した再生中継経路を各中継器に備えるとともに、この再生中継経路のバイパスとするための通過経路を各中継器に備え、隣接する中継器間で通過経路と再生中継経路の１つとを接続するようにしたので、システムとして信頼性を改善することができるものである。

図１は、この発明の実施の形態１による中継伝送システムを示す構成図である。
図１において、１は中継器、２は信号の通過入力端、３は信号の通過出力端、４ａ、４ｂは信号の受信端、５ａ、５ｂは信号の送信端、６ａ、６ｂは受信器、７ａ、７ｂは送信器、８は経路選択部、９は信号処理部、１０はモニタ対象の装置、１１は通過入力端２と通過出力端３を有する通過経路、１２ａ、１２ｂ、１２ｃは伝送経路である。なお、受信端４ａ、４ｂと受信器６ａ、６ｂとで受信部を構成し、送信端５ａ、５ｂと送信器７ａ、７ｂとで送信部を構成する。

ここで、経路選択部８は、半固定式に経路を切り替えるようなスイッチや、あるいは時分割多重された信号ごとに適切な経路を選択するような高速なスイッチであり、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）で用いられるような汎用的なスイッチを使用することが可能である。モニタ対象１０は、例えば、監視・制御対象となる装置や、あるいは気象観測・地震観測などを行う観測装置である。通過経路１１は１本の光ファイバである。伝送経路１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、並走する伝送路であり、同一ケーブル内に束ねられた３本の光ファイバを使用している。ただし、これに限定されるものではなく、例えば３本の光ファイバケーブルを使用するようにしても良いし、また、１本の光ファイバの中に多重された波長の異なる３つの信号光を、３つの独立した伝送経路（いわゆる光パス）として使用することもできる。

また、図１において、１００は送信局、１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃは信号の送信端、１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは送信器、１０３は受信局、１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃは信号の受信端、１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃは受信器である。なお、送信局１００、受信局１０３は、本伝送システムの両端に配置される端局装置である。

なお、図１全体として、再生中継伝送システムを構成している。ただし、図１では中継器として中継器１、１’、１’’の３台のみを示しており、中継器１’’と受信局１０３の間に縦続接続される多数の中継器や伝送経路は図示を省略している。なお、中継器１’、１’’の構成は、中継器１と同様であるため、説明を省略する。

また、図１において、送信端１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃは通過入力端２、受信端４ａ、４ｂに伝送経路１２ａ、１２ｂ、１２ｃを介して接続され、送信端５ａ、５ｂ、通過出力端３は通過入力端２’、受信端４ａ’、４ｂ’に伝送経路１２ｂ’、１２ｃ’、１２ａ’を介して接続され、以下同様に受信端１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃにまで接続されている。

次に動作について説明する。
中継器１において、受信端４ａ、４ｂから入力した信号は、受信器６ａ、６ｂによって光信号から電気信号に変換され、再生される。なお、いわゆる再生中継方式においては、信号は繰返しパルスの連続であり、繰返しパルスを中継するにあたっては、パルスの時間的位置とパルスの有無だけを正しく再生するようにすれば良い。モニタ対象１０からの信号は、監視結果や観測結果の情報などを含む信号であり、信号処理部９に入力されて、送信するのに適したデータ形式に変換される。受信器６ａ、６ｂ、信号処理部９からの信号は経路選択部８に入力されて、信号を出力する経路として、送信器７ａ、７ｂ、信号処理部９のいずれかが選択される。なお、経路選択部８を経て信号処理部９に入力される信号は、受信器６ａ、６ｂからの信号で、モニタ対象１０の制御などのための信号であり、信号処理部９でデータ形式が逆変換されてモニタ対象１０に送られる。

送信器７ａ、７ｂでは、電気信号が光信号に変換されて、送信端５ａ、５ｂを経て送信される。また、通過入力端２に入力した信号は、受信器で再生されること無く光信号のまま、通過経路１１を通り、通過出力端３へ送られる。そして、通過出力端３、送信端５ａ、５ｂから出力された信号は、伝送経路１２ａ’、１２ｂ’、１２ｃ’を経て、次の中継器１’へ送られる。なお、中継器１’、１’’の動作は、中継器１と同様であるため、説明を省略する。

次に二重化による高信頼化について説明する。
中継器１では、伝送経路１２ｂ、受信端４ａを経て受信器６ａで受信する経路と、伝送経路１２ｃ、受信端４ｂを経て受信器６ｂで受信する経路との２つの経路をもち、どちらか１つの経路に障害が発生して正常に受信できなくなった場合でも、残る１つの経路で信号を受信することができる。同様に、送信器７ａで、送信端５ａ、伝送経路１２ｂ’を経て送信する経路と、送信器７ｂで、送信端５ｂ、伝送経路１２ｃ’を経て送信する経路との２つの経路で送信することができ、どちらか１つの経路が正常であれば送信を行うことができる。また、経路選択部８は、その役割上二重化が困難であり、経路選択部８に障害が発生した場合には、中継器１は受信、送信ともに不能な状態に陥るが、通過経路１１を経由して送信局１００と中継器１’の通信を継続することができる。これによって、中継器１以外の通信を継続することができる。

同様に、経路選択部８’で障害が発生して、中継器１’での信号の受信、送信が不能となった場合には、中継器１からの送信信号のうち、送信端５ａからの出力が、伝送経路１２ｂ’から中継器１’の通過経路１１’’を経由して、中継器１’’の受信端４ｂ’’に至る経路を用いて通信を維持することが可能である。このように、中継器の障害時には、通過経路１１、１１’、１１’’を経由して障害中継器を通過することで、通信機能を維持することができるため、システム全体の通信機能を最大限維持することが可能である。具体的には、隣接する２台の中継器が通信不能とならない限り、システムとして通信を維持することができる。

したがって、受信器６ａ、６ｂ、６ａ’、６ｂ’、６ａ’’、６ｂ’’、送信器７ａ、７ｂ、７ａ’、７ｂ’、７ａ’’、７ｂ’’のうちいくつかに故障が発生した場合や、経路選択部８、８’、８’’のいずれかが故障した場合にも、正常な経路を最大限利用して通信機能を維持することが可能である。

図２は、システムの通信機能が維持できる場合の一例として、受信器６ｂ、経路選択部８’、送信器７ａ’’が故障した場合を示している。これらの故障によって不通となる経路は矢印をつけた破線で示している。正常に通信可能な経路は、矢印をつけた実線で示している経路である。送信局１００内の送信器１０２ｂから送信された信号を、伝送経路１２ｂ、受信器６ａ、経路選択部８、送信器７ａ、伝送経路１２ｂ’、通過経路１１’、伝送経路１２ａ’’、受信器６ｂ’、経路選択部８’’、送信器７ｂ’’、伝送経路１２ｃ’’’を経由することで受信局１０３に伝送することが可能である。仮に、このような冗長化を行わず、独立した３つの再生中継システムを並走させる場合を考えると、各システムは、それぞれ１箇所の故障で通信不能に陥る。これに対して、この発明による実施の形態１では、複数箇所の故障でも通信を維持できる場合が多く、飛躍的に信頼性を高める効果がある。特に、中継数が多い伝送システムにおいて、その効果が大きい。

なお、この発明による実施の形態１のように、信号を各中継器で挿抜する必要のあるシステムにおける中継器では、冗長化の有無に関わらず、受信器で再生した信号の伝達先として、信号処理部か送信器を選択するための経路選択部が必要であり、冗長化のために新たに経路選択部を追加する必要はない。したがって、図１に示す構成は、受信器、送信器を二重化して通過経路１１を設けるだけの比較的簡単な構成として実現できるのである。

以上のように、この発明の実施の形態１による中継伝送システムにおいては、信号を受信して再生する受信器と送信器と経路選択部とを有する二重化した再生中継経路を各中継器に備えるとともに、この再生中継経路を迂回するための通過経路を各中継器に備え、隣接する中継器間で通過経路と再生中継経路の１つとを接続するようにしている。これにより、受信器、送信器、経路選択部などで障害が発生した場合にも、正常な経路を利用してシステムの通信機能が維持でき、システムとして信頼性を改善することができる。

なお、上述の実施の形態１においては、受信器、送信器、伝送経路を二重化するシステムの構成例を挙げたが、更に冗長度を上げるようにしても良く、例えば三重化によって、隣接する２つの中継器における経路選択部の障害などにも耐えるシステム構成とすることも可能である。

また、上述の実施の形態１において、図１に示す再生中継伝送システムの中に、再生中継を行わない線形中継器が一部の伝送経路に挿入されていても良く、その場合には、線形中継器は伝送経路１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ａ’、１２ｂ’、１２ｃ’、１２ａ’’、１２ｂ’’、１２ｃ’’、１２ａ’’’、１２ｂ’’’、１２ｃ’’’のうちの一部とみなされる。さらに、再生中継を行わない線形中継器を一部の中継器の通過経路に挿入するようにしても良い。これにより、再生中継器がバイパスされるために増加する伝送路損失を線形中継器で補償することができ、システムの通信機能がさらに良好に維持されるという効果を奏する。

また、上述の実施の形態１においては、伝送経路が光ファイバである例を示しているが、これに限定されるものではなく、例えば同軸ケーブルなどの他の伝送経路であっても良く、同様の効果が得られる。なお、同軸ケーブルを用いる場合には、信号は電気信号として伝送し、送信器、受信器として電気信号を送信、受信するものを用いるように構成すれば良い。

この発明の実施の形態１による中継伝送システムを示す構成図 この発明の実施の形態１による中継伝送システムを示す構成図

符号の説明

１、１’、１’’ 中継器
２、２’、２’’ 通過入力端
３、３’、３’’ 通過出力端
４ａ、４ｂ、４ａ’、４ｂ’、４ａ’’、４ｂ’’ 受信端
５ａ、５ｂ、５ａ’、５ｂ’、５ａ’’、５ｂ’’ 送信端
６ａ、６ｂ、６ａ’、６ｂ’、６ａ’’、６ｂ’’ 受信器
７ａ、７ｂ、７ａ’、７ｂ’、７ａ’’、７ｂ’’ 送信器
８、８’、８’’ 経路選択部
１１、１１’、１１’’ 通過経路
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ａ’、１２ｂ’、１２ｃ’、１２ａ’’、１２ｂ’’、１２ｃ’’、１２ａ’’’、１２ｂ’’’、１２ｃ’’’ 伝送経路
１００ 送信局
１０３ 受信局

Claims (7)

1. 送信局と複数の中継器と受信局とが伝送経路を介して接続され、前記送信局から送出された信号を前記各中継器で中継して前記受信局まで伝送する中継伝送システムであって、
   前記各中継器は、自中継器に入力した信号を受信して再生する受信部と、自中継器から出力する信号を送信する送信部と、前記受信部で再生された信号を出力するための前記送信部を選択する経路選択部と、自中継器に入力した信号を通過させて自中継器から出力する通過経路と、を備え、
   前記各中継器の前記通過経路は、隣接する前記中継器の前記送信部または前記受信部に前記伝送経路を介して接続され、
   前記各中継器の前記経路選択部は、次段の前記中継器の前記経路選択部に障害が発生していない場合に、次段の前記中継器の前記受信部に接続された前記送信部を選択することを特徴とする中継伝送システム。
2. 送信局と複数の中継器と受信局とが伝送経路を介して接続され、前記送信局から送出された信号を前記各中継器で中継して前記受信局まで伝送する中継伝送システムであって、
   前記各中継器は、自中継器に入力した信号を受信して再生する２つの受信部と、自中継器から出力する信号を送信する２つの送信部と、前記受信部で再生された信号を出力するための前記送信部の１つを選択する経路選択部と、自中継器に入力した信号を通過させて自中継器から出力する１つの通過経路と、を備え、
   前記各中継器の前記１つの通過経路は、隣接する前記中継器の前記２つの送信部の１つ、または前記２つの受信部の１つに前記伝送経路を介して接続され、
   前記各中継器の前記経路選択部は、次段の前記中継器の前記経路選択部に障害が発生していない場合に、次段の前記中継器の前記受信部に接続された前記送信部を選択することを特徴とする中継伝送システム。
3. 前記各中継器の前記経路選択部は、次段の前記中継器の前記経路選択部に障害が発生した場合に、次段の前記中継器の前記通過経路に接続された前記送信部を選択することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の中継伝送システム。
4. 前記各中継器の前記経路選択部は、次段の前記中継器の前記受信部に障害が発生した場合に、次段の前記中継器の前記受信部のうち、障害が発生していない他の前記受信部に接続された前記送信部を選択することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の中継伝送システム。
5. 前記各中継器の前記経路選択部は、自中継器の前記送信部に障害が発生した場合に、障害が発生していない他の前記送信部を選択することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の中継伝送システム。
6. 前記伝送経路は、光ファイバで構成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の中継伝送システム。
7. 前記伝送経路は、光ファイバ内の波長分割多重伝送による複数の光パスで構成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の中継伝送システム。

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