JP5756764B2 - 無瞬断伝送装置 - Google Patents

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Description

本発明は、ATM(Asynchronous Transfer Mode)網等で用いられる無瞬断伝送装置に関する。
従来、ATM等の伝送装置として、送信装置と受信装置とを複数の経路で冗長接続し、ある経路に障害が発生した場合でも中断することなく伝送を継続することのできる無瞬断伝送装置が知られている(例えば特許文献1参照)。
図1は、従来の無瞬断伝送装置の構成例を説明するための図である。図1に示す無瞬断伝送装置100において、送信装置102は、送信すべきフレームを複製し、該複製フレームを異なる2つの経路(第1経路105および第2経路106)に出力する。ここで、第2経路106は第1経路105よりも距離が長く、また図1に示すように、第1経路105は中途に1つの中継装置104aを含み、第2経路106は中途に2つの中継装置104b、4cを含むものとする。このように経路の距離が異なり、また中継装置の数が異なる場合、第1経路105と第2経路106には遅延差が生じる。図1の例の場合、第1経路105を通ったフレームが先に受信装置103に到着し、その後第2経路106を通ったフレームが受信装置103に到着する。受信装置103は、第1経路105からのフレームを遅延させることにより2つのフレームの遅延調整を行った上で、これら2つのフレームから1つのフレームを選択して後段の装置に出力する。このような無瞬断伝送装置100によれば、一方の経路に障害が発生した場合であっても、中断することなくフレーム伝送を継続できる。
特開平11−313087号公報
しかしながら、実際の運用では通信サービス開始のとき、冗長化された複数の経路がそろってサービス開始されることはまれであり、サービス開始をつかさどる時計の精度差やサービス開始に伴うプロトコル処理時間差、中継装置の数、処理遅延等によって、経路毎に順次通信サービスが開始される場合がある。
図2は、第1経路105の通信サービスが先に開始され、第2経路106の通信サービスの開始がそれよりも後に開始された場合の問題点を説明するための図である。第1経路105に関しては、送信装置102から出力されたフレーム1〜5は全て受信装置103に到着している。一方、第2経路106に関しては、通信サービス開始の遅れの影響によりフレーム1および2は消失しており、フレーム3〜5が受信装置103に到着している。このようなケースにおいて、受信装置103がフレーム3以降のフレームについて遅延調整を行ったとすると、受信装置103から出力されたフレーム2とフレーム3との間に遅延差分に相当する揺らぎが発生し、シームレスにフレームを出力することができないおそれがある。
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、出力フレームにおける揺らぎの発生を防止することのできる無瞬断伝送装置を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明のある態様の無瞬断伝送装置は、複数の経路に同一のフレームを送出する送信装置と、経路から到着するフレームを受信する受信装置とを備える。送信装置は、経路間の遅延差を測定するためのダミーフレームを生成するダミーフレーム生成部と、ダミーフレームと通常フレームが入力され、通信サービス開始前にはダミーフレームを選択し、通信サービス開始以後には通常フレームを選択するセレクタ部と、セレクタ部で選択されたフレームを複製して経路に送出するフレーム複製部とを備える。受信装置は、経路から到着したダミーフレームの到着時間差に基づいて経路間の遅延差を測定する遅延差測定部と、ダミーフレームを用いた遅延差測定の結果に基づいて、通信サービス開始以後に経路から受信した通常フレームが同じタイミングで出力されるよう遅延調整を行う遅延差調整部と、遅延調整された通常フレームから1つの通常フレームを選択して後段に出力するフレーム選択部とを備える。
ダミーフレーム生成部は、ダミーフレームの帯域を所定の閾値以下に制限してもよい。
送信装置は、セレクタ部で選択されたフレームに対して、該フレームがダミーフレームであるか通常フレームであるかに関わらず連続的なシーケンス番号を付与するシーケンス番号付与部をさらに備えてもよい。
遅延差測定部は、ダミーフレームの到着時間を測定後、該ダミーフレームを廃棄してもよい。
遅延差調整部は、測定された遅延差分だけ先着の通常フレームを遅延させることにより通常フレームの遅延調整を行ってもよい。
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を装置、方法、システム、プログラム、プログラムを格納した記録媒体などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
本発明によれば、出力フレームにおける揺らぎの発生を防止することのできる無瞬断伝送装置を提供できる。
従来の無瞬断伝送装置の構成例を説明するための図である。 第1経路の通信サービスが先に開始され、第2経路の通信サービスの開始がそれよりも後に開始された場合の問題点を説明するための図である。 本発明の実施形態に係る無瞬断伝送装置を示す図である。 通信サービス開始前における送信装置の動作を説明するための図である。 通信サービス開始前における受信装置の動作を説明するための図である。 通信サービス開始以後における送信装置の動作を説明するための図である。 通信サービス開始以後における受信装置の動作を説明するための図である。
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
図3は、本発明の実施形態に係る無瞬断伝送装置10を示す。図3に示す無瞬断伝送装置10は、ATM網内でフレームを伝送する伝送装置であり、送信装置12と、受信装置14と、送信装置12と受信装置14との間を接続する冗長化された第1経路15および第2経路16とを備える。なお、第1経路15と第2経路16は、両方の経路が同時に切断することを回避するため、異なる経路に設定されることが望ましい。また、第1経路15と第2経路16には、1つ以上の中継装置が含まれてもよい。
送信装置12は、第1経路15および第2経路16に同一のフレームを送出する機能を有する。図3に示すように、送信装置12は、ダミーフレーム生成部17と、セレクタ部18と、シーケンス番号付与部19と、フレーム複製部20とを備える。
ダミーフレーム生成部17は、ダミーフレームを生成し、セレクタ部18に送出する。このダミーフレームは、第1経路15と第2経路16との間の遅延差を測定するためのフレームである。ダミーフレームの帯域は、所定の閾値以下に制限される。ダミーフレームは、本来は通信サービス外の時間帯のトラフィックであることから、他のサービスを圧迫しない、遅延測定に必要な最小限の帯域に制限される。なお、本明細書においては、通常の通信サービスにおいて送信されるフレームを「通常フレーム」と呼ぶ。また、単に「フレーム」と呼ぶ場合、ダミーフレームと通常フレームの両方を意味するものとする。
セレクタ部18には、通常フレームと、ダミーフレーム生成部17からのダミーフレームとが入力される。通常フレームは、例えば送信装置12の前段に配置された装置(図示せず)から入力される。セレクタ部18は、通常フレームとダミーフレームのうち一方を選択し、シーケンス番号付与部19に出力する。
本実施形態において、セレクタ部18は、通信サービス開始前にはダミーフレームを選択し、シーケンス番号付与部19に出力する。通信サービス開始前に通常フレームが入力された場合、その通常フレームは配置される。一方、セレクタ部18は、通信サービス開始以後には通常フレームを選択し、シーケンス番号付与部19に出力する。通信サービス開始以後にダミーフレームが入力された場合、そのダミーフレームは廃棄される。
シーケンス番号付与部19は、セレクタ部18で選択されたフレームにシーケンス番号を付与する。ダミーフレームと通常フレームのシーケンス番号が連続していない場合、受信装置14においてシーケンス番号が跳躍していると判断され、通信経路に切断等の障害が発生したと判定されるおそれがある。このような誤判定を防止するために、シーケンス番号付与部19は、入力フレームがダミーフレームであるか通常フレームであるかに関わらず、連続したシーケンス番号を付与する。
フレーム複製部20は、シーケンス番号付与部19から入力されたフレームを複製する。そして、複製した同一のフレームを第1経路15および第2経路16に並列に送出する。
受信装置14は、第1経路15および第2経路16から到着するフレームを受信する機能を有する。図3に示すように、受信装置14は、遅延差測定部21と、記憶部22と、遅延差調整部23と、フレーム選択部24とを備える。
遅延差測定部21は、第1経路15および第2経路16から到着するフレームを受信する。遅延差測定部21は、フレームの到着時刻を検出し、同一のシーケンス番号を有するフレーム間の到着時間差を算出する。遅延差測定部21にて測定された到着時間差は、第1経路15と第2経路16との間の遅延差測定結果として記憶部22に格納される。なお、遅延差測定結果は、同一シーケンス番号を有するフレーム間の到着時間差と、フレームが先着した経路の情報(第1経路15と第2経路16のいずれか)とを含む。遅延差測定部21は、複数のフレームに関して到着時間差の平均を算出し、該平均値を第1経路15と第2経路16との間の遅延差としてもよい。
遅延差測定後のフレームの扱いについては、フレームがダミーフレームであるか通常フレームであるかによって異なる。遅延差測定部21は、入力されたフレームがダミーフレームである場合、遅延差測定後にダミーフレームを廃棄する。すなわち、後段の遅延差調整部23にダミーフレームを出力しない。一方、遅延差測定部21は、入力されたフレームが通常フレームである場合、通常フレームを遅延差調整部23に向けて通過させる。
遅延差調整部23は、遅延差測定の結果に基づいて、通信サービス開始以後に第1経路15、第2経路16から受信した同一シーケンス番号を有する通常フレームが同じタイミングで出力されるよう遅延調整を行う。遅延差調整部23は、第1経路15からの通常フレームを遅延させる第1遅延差吸収バッファ25と、第2経路16からの通常フレームを遅延させる第2遅延差吸収バッファ26とを含む。遅延差調整部23は、記憶部22に格納された遅延差分だけ先着した通常フレームを遅延させる。これにより、第1経路15と第2経路16との位相が合わせられ、遅延差調整部23から同一シーケンス番号を有する2つの通常フレームが同じタイミングで出力される。
遅延差調整部23にて遅延調整された通常フレームは、フレーム選択部24に入力される。フレーム選択部24は、入力された通常フレームから正常な1つの通常フレームを選択し、後段に出力する。
次に、本実施形態に係る無瞬断伝送装置10の動作について説明する。図4は、通信サービス開始前における送信装置12の動作を説明するための図である。なお以下の説明では、第1経路15の伝送遅延時間が第2経路16の伝送遅延時間に比べて小さいものとする。
図4には、ダミーフレーム生成部17で生成されたダミーフレームと、前段の装置からの通常フレームとがセレクタ部18に入力される様子が図示されている。図4では一例として2つのダミーフレームが図示されているが、1つ以上のダミーフレームが生成されていればよい。通信サービス開始前、セレクタ部18はダミーフレームを選択し、シーケンス番号付与部19に出力する。一方、セレクタ部18は入力された通常フレームを廃棄する。シーケンス番号付与部19は、ダミーフレームにシーケンス番号を付与する(図4は2つのダミーフレームにシーケンス番号1,2が付与されている)。フレーム複製部20は、入力されたダミーフレームを複製し、第1経路15、第2経路16に並列に出力する。
図5は、通信サービス開始前における受信装置14の動作を説明するための図である。図5には、第1経路15、第2経路16を通ったシーケンス番号1、2のダミーフレームが遅延差測定部21に到着する様子が図示されている。
遅延差測定部21は、第1経路15および第2経路16から到着するダミーフレームの到着時刻を検出し、同一のシーケンス番号を有するダミーフレーム間の到着時間差を算出する。到着時刻測定後、遅延差測定部21はダミーフレームを廃棄する。
遅延差測定部21は、測定した到着時間差を第1経路15および第2経路16間の遅延差と判定し、記憶部22に格納する。また、記憶部22にはダミーフレームが先着した経路の情報(本例では第1経路15)が格納される。なお、図5に示す例では、シーケンス番号1、2のダミーフレームそれぞれに関して、到着時間差が測定される。従って、遅延差測定部21は、シーケンス番号1、2のどちらか一方のダミーフレームに関する到着時間差を経路間の遅延差としてよい。あるいはまた、遅延差測定部21は、シーケンス番号1,2のダミーフレームに関して到着時間差の平均を算出し、この平均値を経路間の遅延差としてもよい。平均値とした場合、より正確に遅延差を測定できる。
図6は、通信サービス開始以後における送信装置12の動作を説明するための図である。通信サービス開始以後、セレクタ部18は、通常フレームを選択し、シーケンス番号付与部19に出力する。一方、セレクタ部18は入力されたダミーフレームを廃棄する。シーケンス番号付与部19は、通常フレームにシーケンス番号を付与する。上述したように、シーケンス番号付与部19は、入力フレームがダミーフレームであるか通常フレームであるかに関わらず、連続したシーケンス番号を付与する。本例では、ダミーフレームにシーケンス番号1,2が付与されていたので、通常フレームに付与されるシーケンス番号は3から始まっている。フレーム複製部20は、入力された通常フレームを複製し、第1経路15、第2経路16に並列に出力する。
図7は、通信サービス開始以後における受信装置14の動作を説明するための図である。図7には、第1経路15、第2経路16を通ったシーケンス番号3〜6の通常フレームが遅延差測定部21に到着する様子が図示されている。
遅延差測定部21は、通常フレームに関しても到着時刻を検出し、同一のシーケンス番号を有する通常フレーム間の到着時間差を算出する。本例では、第1経路15からのシーケンス番号3の通常フレームを受信した時点では、第2経路16からのシーケンス番号3の通常フレームは未受信であることから到着時間差測定は行われず、第2経路16からのシーケンス番号3の通常フレームの受信を持って到着時間差が測定される。シーケンス番号3の通常フレームに関して到着時間差を測定した場合、遅延差測定部21は、記憶部22に格納された遅延差測定結果を更新する。シーケンス番号4以降の通常フレームについても同様である。
入力されたフレームが通常フレームである場合、遅延差測定部21は、通常フレームを遅延差調整部23に向けて通過させる。図7には、第1経路15からのシーケンス番号3以降の通常フレームが遅延差調整部23に先に入力される様子が図示されている。遅延差調整部23は、記憶部22に格納された遅延差測定結果を参照し、ダミーフレームを用いて測定した遅延差分だけ第1経路15からの通常フレームを遅延させる。これにより、図7に示すように、遅延差調整部23から同一シーケンス番号を有する2つの通常フレームが同じタイミングで出力される。なお、上述したように記憶部22に格納される遅延差測定結果は、第2経路16からシーケンス番号3の通常フレームが到着し、シーケンス番号3の通常フレームに関して到着時間差が測定されたときに更新される。従って、遅延差調整部23が参照する遅延差測定結果は、途中から通常フレームを用いて測定した遅延差測定結果に変わる。
遅延差調整部23から出力された通常フレームは、フレーム選択部24に入力される。フレーム選択部24は、第1経路15からの通常フレームと第2経路16からの通常フレームとから一方を選択し、後段に出力する。
以上説明したように、本実施形態に係る無瞬断伝送装置10においては、通信サービス開始前にダミーフレームを用いて経路間の遅延差を測定され、通信サービス開始以後は、その遅延差測定結果に基づいて通常フレームの遅延調整が行われる。通信サービスが開始された時点から好適に通常フレームの遅延調整が行われるので、図2で説明したような出力フレームにおける揺らぎの発生を防止することができる。
上述の実施形態においては、無瞬断伝送装置10の伝送路を2つの経路により冗長化したが、3つ以上の経路により冗長化してもよい。
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せによりいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
10 無瞬断伝送装置、 12 送信装置、 14 受信装置、 15 第1経路、 16 第2経路、 17 ダミーフレーム生成部、 18 セレクタ部、 19 シーケンス番号付与部、 20 フレーム複製部、 21 遅延差測定部、 22 記憶部、 23 遅延差調整部、 24 フレーム選択部、 25 第1遅延差吸収バッファ、 26 第2遅延差吸収バッファ。

Claims (4)

  1. 複数の経路に同一のフレームを送出する送信装置と、前記経路から到着するフレームを受信する受信装置と、を備える無瞬断伝送装置であって、
    前記送信装置は、
    前記経路間の遅延差を測定するためのダミーフレームを生成するダミーフレーム生成部と、
    ダミーフレームと通常フレームが入力されるセレクタ部であって、前記送信装置から通常フレームを送出しない通信サービス開始前にはダミーフレームを選択し、前記送信装置から通常フレームを送出する通信サービス開始以後には通常フレームを選択するセレクタ部と、
    前記セレクタ部で選択されたフレームに対して、該フレームがダミーフレームであるか通常フレームであるかに関わらず連続的なシーケンス番号を付与するシーケンス番号付与部と、
    前記シーケンス番号付与部でシーケンス番号が付与されたフレームを複製して前記経路に送出するフレーム複製部と、を備え、
    前記受信装置は、
    前記経路から到着したダミーフレームの到着時間差に基づいて前記経路間の遅延差を測定する遅延差測定部と、
    ダミーフレームを用いた遅延差測定の結果に基づいて、通信サービス開始以後に前記経路から受信した通常フレームが同じタイミングで出力されるよう遅延調整を行う遅延差調整部と、
    遅延調整された通常フレームから1つの通常フレームを選択して後段に出力するフレーム選択部と、
    受信したフレームのシーケンス番号が連続しているか否かを検出し、連続していない場合に前記経路に障害が発生したと判定する障害判定部と、を備える、
    ことを特徴とする無瞬断伝送装置。
  2. 前記ダミーフレーム生成部は、ダミーフレームの帯域を所定の閾値以下に制限することを特徴とする請求項1に記載の無瞬断伝送装置。
  3. 前記遅延差測定部は、ダミーフレームの到着時間を測定後、該ダミーフレームを廃棄することを特徴とする請求項1または2に記載の無瞬断伝送装置。
  4. 前記遅延差調整部は、測定された遅延差分だけ先着の通常フレームを遅延させることにより通常フレームの遅延調整を行うことを特徴とする請求項1からのいずれかに記載の無瞬断伝送装置。
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