JPH05316112A - 通信回線網の障害救済方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 記憶すべきデータの量を過大に増大させるこ
となく、多重障害にも即時に対処できる通信回線網の救
済方法および装置を提供することを目的とする。 【構成】 通信回線網の各パス群またはパスに対して予
め複数の救済パターンを用意しておき、障害発生時に
は、罹障パスの用意された救済パターンのうちパターン
容量Ｃｐが最大となるパターンをその罹障パスの最良パ
ターンとして選択しこのパターンにより救済する。罹障
パスが複数のときは、現在の罹障パスのうち最良パター
ンのパターン容量が最大の罹障パスをその最良パターン
により救済し、現在のすべての罹障パスが救済されるま
でこれを繰り返す。ただしパターン容量Ｃｐは、パター
ンを構成するパス群の数がＮ，パス群ｎ（ｎ＝１〜Ｎ）
の未使用の予備パスの数がＣｎであるとき で定義される量である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンピュータネットワ
ークの通信回線網の障害救済方法および装置に関し、具
体的には障害発生時のパスの切り替え方法および装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】通信回線網は、様々な次群により構成さ
れているが、切替次群を用いて統一的に表わすことがで
きる。

【０００３】図１は、通信回線網を模式化した図であ
る。同図において、ノードＡ〜Ｆは局を示し、局間の経
路ａ〜ｉにはー般に現用および予備の複数の回線（パ
ス）が設けられる。図１では、Ｓ1 〜Ｓ17 が現用パス
であり、破線で示すパスＳ20〜Ｓ27が予備パスである。
また同一パス端を有する複数のパスをパス群と呼ぶ。

【０００４】このような通信回線網において、障害が発
生して現用パスのどれかが使用できなくなったときは、
予備のパスに切り替えて通信を確保する。例えば、経路
ｈのパスＳ15 が罹障したときは、経路ｈの予備パスＳ2
0 または経路ｃ，ｄの予備パスＳ25，Ｓ23 に切り替え
る。罹障パスを救済するために予備パスを使って構成さ
れるこの代替経路を救済パターンと呼ぶ。

【０００５】救済パターンの決定方法として、従来は、
パスＳ2 の罹障時はＳ20，Ｓ4 の罹障時はＳ21というよ
うに、予め決められた予備パスに固定的に切り替える固
定パターン切替え方法が用いられていた。

【０００６】図２は、従来の故障救済方法によりパスの
切り替えを行なう装置のブロック線図である。同図にお
いて、１はパターンファイルで、各パスに対して予め用
意された１つの救済パターンを記憶する。２はパス状態
ファイルで、各パスの状態すなわち正常であるか罹障し
ているかを記憶する。３はパターン抽出部で、障害が発
生したとき、罹障したパスの救済パターンをパターンフ
ァイル１から読み出し、読み出したパターンにしたがっ
て罹障パスを切り替えるための制御信号を出す。

【０００７】しかしながら、上述した従来の救済方法で
は、以下のような問題点があった。すなわち伝送路の複
数箇所に同時に障害が発生した時（多重障害時）に、あ
る罹障パスの救済パターンに含まれるパスがすでに他の
罹障パスの救済のために使用されている場合には、その
予定された救済パターンは使用できなくなる。

【０００８】例えば、図１における経路ｉのＳ17 の救
済パターンは経路ｆの予備パスＳ21と経路ｅの予備パス
Ｓ22、経路ｆのＳ4 の救済パターンは同経路の予備パス
Ｓ21と決められているとする。いま経路ｆのパスＳ4 に
障害が発生すると、Ｓ4 からＳ21に切り替えられる。そ
の後に経路ｉのパスＳ17 に障害が発生すると、その救
済パターンに含まれるパスＳ21 がすでに使用されてい
るので、Ｓ17は救済できない。このような場合には、即
時処理部３’において、未使用の予備パスを使って、新
たに救済パターンを構成する。この例では、例えば、経
路ｇの予備パスＳ28 と経路ｄの予備パスＳ23 からなる
救済パターンを構成する。しかしながらこの方法では、
救済パターンの構成に時間がかかり、即応性に欠けると
いう問題があった。

【０００９】この問題を解決する１つの方法として、単
一障害だけでなく多重障害に対しても、それらの救済パ
ターンを予め用意して記憶させておくことが考えられ
る。しかしながらこの方法では、実際に使用される可能
性が極めて小さい救済パターンまで記憶させておかなけ
ればならないため、非常に大きな記憶容量が必要にな
る。例えば、上例のようにパス数が１７の場合でさえ罹
障パターンは８万以上になる。実際の通信回線網では、
多くの場合パスの数はずっと多いので、膨大な記憶容量
が必要になる。

【００１０】

【発明の目的】本発明は、上述した従来の障害救済方法
の問題点を解決するために案出したもので、記憶すべき
データの量をそれほど増大させることなく、多重障害に
も即時に対処できる通信回線網の救済方法および装置を
提供することを目的とする。

【００１１】

【発明の概要】本発明の障害救済方法は、通信回線網の
各パス群またはパスに対して予め複数の救済パターンを
用意しておき、障害発生時には、罹障パスの用意された
救済パターンのうちパターン容量Ｃｐが最大となるパタ
ーンをその罹障パスの最良パターンとして選択しこのパ
ターンにより救済し、罹障パスが複数のときは、現在の
罹障パスのうち最良パターンのパターン容量が最も大き
い罹障パスをその最良パターンにより救済し、罹障パス
がなくなるまでこれを繰り返すことにより、上記の目的
を達成するものである。

【００１２】ただしパターン容量Ｃｐは、パターンを構
成するパス群の数がＮ，パス群ｎ（ｎ＝１〜Ｎ）の未使
用の予備パスの数がＣｎのとき、次式、

【００１３】

【数３】 で定義される量である。

【００１４】なおパターン容量Ｃｐの代りに、

【００１５】

【数４】 で定義されるパターン抵抗Ｒｐを用い、このパターン抵
抗Ｒｐが最小となる救済パターンを選択するようにして
もよい。ここで、Ｎはパターンを構成するパス群の数、
Ｒｎはパス群ｎ（ｎ＝１〜Ｎ）のパス群抵抗である。

【００１６】また本発明の障害救済装置は、パスの状態
を記憶するパス状態記憶部と、各パス群またはパスに対
して予め用意された複数の救済パターンを記憶する救済
パターン記憶部と、救済パターン記憶部から指定された
罹障パスの救済パターンを読み出すパターン抽出部と、
各救済パターンのパターン容量Ｃｐを計算するパターン
容量計算部と、その罹障パスの複数の救済パターンのな
かでパターン容量Ｃｐが最大となるパターンを最良パタ
ーンとして選択する第１のパターン選択部と、第１のパ
ターン選択部に選択された最良パターンのうちパターン
容量Ｃｐが最大となるパターンを選択する第２のパター
ン選択部を含む。

【００１７】さらに上記パターン選択部で、パターン容
量Ｃｐが最大となるパターンの代りに、パターン抵抗Ｒ
ｐが最小となるパターンを選択するようにしてもよい。
この場合には、本発明の障害救済装置のパターン容量計
算部はパターン抵抗計算部に変更し、また第１のパター
ン選択部および第２の選択部は、それぞれ、パターン抵
抗が最小のパターンを選択するようにする。

【００１８】

【実施例】次に、本発明の実施例について、図を用いて
説明する。図３は、本発明の障害救済方法を実現する装
置のー実施例を示すブロック線図である。同図におい
て、４はパス状態記憶部で、各パスが正常であるか罹障
しているかを記憶する。５は救済パターン記憶部で、各
パス群または個々のパスに対して複数個の救済パターン
を記憶する。６はパターン抽出部で、指定された罹障パ
スの救済パターンを順次救済パターン記憶部５から読み
出す。

【００１９】７はパターン容量計算部で、パターンを構
成するパス群の数Ｎと、パス群ｎ（ｎ＝１〜Ｎ）の未使
用の予備パスの数Ｃｎとから、パターン容量、

【００２０】

【数５】 を計算する。この値は、容量Ｃ１〜Ｃｎのパス群を継続
接続したときの容量に相当する。

【００２１】８は第１のパターン選択部で、罹障パスの
救済パターンのうちパターン容量が最も大きいパターン
を最良パターンとして選択し記憶する。罹障パスが複数
のときは、現罹障パスのすべての最良パターンが記憶さ
れる。

【００２２】また９は第２のパターン選択部で、第１の
パターン選択部８に記憶された最良パターンのなかでパ
ターン容量が最大のものを選択する。単一障害時には、
最良パターンは１つなので、最良パターンはそのまま最
適パターンになる。

【００２３】本発明において、このように、複数の救済
パターンを用意しておき、その中でパターン容量が最大
になるパターンを最良パターンとして選択するのは、リ
ンク数Ｎができるだけ小さいことおよび各リンクのパス
群容量ができるだけ大きいことの２つの基準から評価し
て最も得点の高いパターンを選択するためである。リン
ク数Ｎが小さいほど、経路が簡単で、使用する予備パス
の数が少ない。またパス群容量の大きいパス群を使用す
るほど、他の罹障パスの救済のために残される余地が大
きい、すなわち先に救済された罹障パスのために後から
救済しようとする罹障パスが救済できなくなる可能性が
小さくなる。さらに各救済パターンのリンク数Ｎは変化
しないが、パス群容量Ｃｎは予備パスへの切り替え，切
り戻しにより変化するので、パスの罹障時に上記のよう
に定義されたパターン容量を計算してその値に基づいて
選択することにより、その時点における予備パスの状態
に応じて、動的に、最良のパターンを選択することがで
きる。また、罹障パスが複数のときは、現在の罹障パス
のうち最良パターンのパターン容量が最も大きい罹障パ
スをその最良パターンにより救済し、罹障パスがなくな
るまでこれを繰り返すことにより、先に救済した罹障パ
スのために後の罹障パスが救済できなくなる可能性を低
減させることができる。

【００２４】次にこの動作を、図１の通信回線網のパス
Ｓ10 が罹障した場合を例として、さらに詳細に説明す
る。図４は、図３の装置をさらに詳しく示すブロック線
図で、図５はその動作を示すフローチャートである。図
４において括弧で囲んだ数字は、図５のフローチャート
の処理を示す番号と対応している。また下記の説明中の
行頭の括弧で囲んだ番号も、同様に、図５のフローチャ
ートの処理の番号と対応している。 （１） 図示を省略しているパスの状態を検知する手段
からの信号にしたがって、各パスの状態（「正常」また
は「罹障」） がパスファイル部４のパス状態ファイル
４１に書き込まれる。また罹障しているパスが罹障パス
ファイル４２に書き込まれる。この例の場合には、罹障
パスファイル１１にＳ10 が書き込まれる。なおパス群
容量ファイル４２には、各パス群のパス群容量が書き込
まれる。図１の通信回線網では、初期状態ですべての予
備パスが使用されていないとき、パス群ａのパス群容量
は１，ｂ〜ｄは２，ｅ〜ｈは１，ｉは０である。 （２） パターン抽出部６の罹障パス抽出部６１は、罹
障パスが存在するかどうかを調べる。存在しなければ救
済完了とする。 （３） 存在する場合は、そのうちの１つを罹障パスフ
ァイル４１から抽出する。この例の場合には、罹障パス
はパスＳ10だけなので、Ｓ10が抽出される。（４） パ
ス群検出部６２では、パス群の構成が記憶されているパ
ス収容ファイル６３を参照して、抽出された罹障パスが
収容されているパス群がどのパス群であるか調べる。こ
の例の場合には、Ｓ10の収容されているパス群はｃであ
ることがわかる。 （５） パターン抽出部６４は、切替パターンファイル
６５から、処理中の罹障パスの救済パターンのうちの１
つを抽出する。切替パターンファイル６５には、各パス
群またはパスに対して、それぞれ、複数の救済パターン
が記憶される。図１の通信回線網では、Ｓ10の故障を救
済することができるルート（パターン）として、パス群
ｂ−ａ−ｆ−ｅ−ｇからなるルート１、ｂ−ａ−ｉ−ｄ
からなるルート２、ｂ−ａ−ｇからなるルート３、ｈ−
ｇからなるルート４、ｈ−ｅ−ｆ−ｇからなるルート
５、ｃだけからなるルート７の７つのルートがある。含
まれるパス群の数が４以下のパターンだけを救済パター
ンとして用意するとすると、ルート１は除外され、ルー
ト２〜７の６つのルートが、Ｓ10の救済パターンとし
て、切替パターンファイル６５に記憶される。この例で
は、パターン抽出部６４により、ルート２が抽出される
とする。 （６）〜（９） パターン容量計算部７の計算部７１
は、パス群容量ファイル４３から、パターン抽出部６４
により抽出されたパターンに含まれる各パス群の現在の
容量を読み出し、容量が０のパス群があるかどうか調べ
る。容量が０のパス群がなければ、そのパターンのパタ
ーン容量を計算する。すなわち、各パス群の容量の逆数
を加え合わせ、その和の逆数を求める。容量が０のパス
群があれば、そのパターンのパターン容量を０とする。

【００２５】この例の場合には、抽出されたルート２
は、パス群ｉの容量が０であるから、パターン容量が０
になる。 （１０） 算出されたパターン容量は、パターンの識別
番号と共に、パターン容量ファイル７２に書き込まれ
る。この例の場合には、ルート番号２とそのパターン容
量０が、パターン容量ファイル７２に書き込まれる。 （１１） ステップ（５）以降の処理を繰り返して、現
在処理中の罹障パスのすべての救済パターンのパターン
容量を計算し、パターンの識別番号とパターン容量をパ
ターン容量ファイル７２に書き込む。この例では、ルー
ト３のパターン容量は１／３，ルート４のパターン容量
は２／３，ルート５のパターン容量は１／４，ルート６
のパターン容量は０，ルート７のパターン容量は２にな
る。そして各ルートの番号とそのパターン容量がパター
ン容量ファイル７２に書き込まれる。 （１５） 第１のパターン選択部８の最良パターン選択
部８１は、パターン容量ファイル７２に書き込まれたパ
ターンのうちパターン容量が最も大きいパターンを選出
し（各罹障パスの救済パターンのうちパターン容量が最
大のパターンを最良パターンと呼ぶ）、 （１６） 最良パターンの識別番号とパターン容量を、
現在処理中の罹障パスの番号と共に、最良パターンファ
イル８２に書き込む。

【００２６】この例では、パターン容量２のルート７
が、罹障パスＳ10 の最良パターンとして、最良パター
ンファイル８２に書き込まれる。 （１２）〜（１４） すべての救済パターンのパターン
容量が０のとき、すなわち有効な救済パターンが存在し
ないときは、パス状態ファイル４１内のこのパスの状態
を「罹障」から「救済不能」に書き換え、罹障パスファ
イル４２からこのパスを削除する。 （１７） 罹障パスが複数存在するときは、動作（２）
以降を繰り返して、すべての罹障パスに対して最良パタ
ーンを求め、最良パターンファイル８２に書き込む。 （１８），（１９） 第２のパターン選択部９は、最良
パターンファイル８２に書き込まれている最良パターン
のうちパターン容量が最も大きいパターンを選出し（こ
れを最適パターンと呼ぶ）、その最適パターンを救済パ
ターンとして持つ罹障パスを救済対象パスに選定する。
罹障パスが１つの場合には、最良パターンがそのまま最
適パターンになる。救済処理によりパスの状態が変化す
ると、図示を省略しているパスの状態を検知する手段に
より検知され、パスファイル部４の各ファイルの状態が
更新される。 （２１）〜（２３） パス状態ファイル４１内のこの救
済された罹障パスの状態が、「罹障」から「救済完了」
に書き換えられ、また罹障パスファイル４２からこのパ
スが削除される。さらにパス群容量ファイル４３に記憶
されている各パス群のパス群容量のうち、使用された予
備パスが属するパス群（この例ではパス群ｃ）のパス群
容量が１だけ減らされる。 （２） 罹障パスが複数の場合は、罹障パスが存在しな
くなるまで、上記の動作を繰り返す。罹障パスが１つの
場合には、これにより救済が完了する。罹障パスが複数
の場合には、優先順位を設けずに順番に救済してもよい
し、パスの重要度に応じて優先的に救済するために、パ
ス群または個々のパスに優先順位を付けて、優先順位の
高いグループに属するパス群のパスまたは優先順位の高
いグループに属するパスから先に抽出するようにしても
よい。このように優先順位を付けることにより、障害の
規模に応じて最適ルートで救済することが可能になる。

【００２７】またｍ個のパスが同時に罹障したとき、す
べての罹障パスを救済するまでに上記の最良パターンを
求める処理を行わなければならない回数Ｌは、次式(2)

【００２８】

【数６】 となり、設計時間に対するパラメータとなる。

【００２９】また上記の説明では、救済パターンを選択
する評価基準としてパターン容量を用いているが、次式
(3)

【００３０】

【数７】 で定義されるパターン抵抗Ｒｐを用いることもできる。
ただし、ｎはパターンのリンク数，Ｒｎはそのパターン
に含まれる各パス群の予備パスの数である。パターン抵
抗Ｒｐを用いる場合には、パターン抵抗Ｒｐが最小にな
るパターンを選択する。

【００３１】さらにパターン抵抗Ｒｐを用いる場合に
は、パス群容量ファイルの代りにパス群抵抗ファイル、
パターン容量計算部の代りにパターン抵抗計算部を用い
る。また第１のパターン選択部および第２の選択部は、
パターン容量が最大のパターンでなく、それぞれ、パタ
ーン抵抗が最小のパターンを選択するようにする。また
上記のような本発明の装置は、網の規模によって必要な
記憶装置の容量が変わるが、１６ビットＣＰＵを使った
小規模のシステムで構成可能である。

【００３２】

【発明の効果】本発明による通信回線網の障害救済方法
および装置は、上述したように、通信回線網の各パス群
またはパスに対して予め複数の救済パターンを用意して
おき、障害発生時には、罹障パスの用意された救済パタ
ーンのうちパターン容量Ｃｐが最大となるパターンをそ
の罹障パスの最良パターンとして選択しこのパターンに
より救済する。罹障パスが複数のときは、現在の罹障パ
スのうち最良パターンのパターン容量が最大の罹障パス
をその最良パターンにより救済し、現在のすべての罹障
パスが救済されるまでこれを繰り返すものであるから、 ＊ 単ー障害および多重障害に対して、同一のアルゴリ
ズムで対処できる。 ＊ １つの救済パターンを構成するパス群の予備パスが
すべて使用（すなわちパス群容量が０）されていてその
救済パターンが使用できない場合には、他の救済パター
ンを使用できるので、罹障パスが複数の場合にも、救済
不可能な罹障パスが生じる可能性が小さい。 ＊ 障害が発生する度に救済パターンの設計を行なうの
ではなく、簡単な計算により求まる各パターンの評価値
にもとづいて予め用意された複数の救済パターンのうち
の１つを選択するものであるから、救済パターンの決定
に要する時間を大幅に短縮することができ、障害発生に
即応できる。 ＊ パターンの評価基準として上記のように定義したパ
ターン容量を採用したので、リンク数ができるだけ少な
く、各パス群のパス群容量ができるだけ大きい救済パタ
ーンを選択することになり、予備パスの使用効率が高
く、しかも他の罹障パスを救済できる余地の大きい救済
パターンを選択できる。 ＊ 各救済パターンのリンク数Ｎは変化しないが、パス
群容量Ｃｎは予備パスへの切り替え，切り戻しにより変
化するので、パスの罹障時に上記のように定義されたパ
ターン容量を計算してその値に基づいて選択することに
より、その時点における予備パスの状態に応じて、動的
に、最良の救済パターンを選択することができる。 ＊ 罹障パスが複数のとき、最良パターンのパターン容
量が最も大きい罹障パスをその最良パターンにより救済
し、罹障パスがなくなるまでこれを繰り返すので、先に
救済した罹障パスのために後の罹障パスが救済できなく
なる可能性を低減させることができる。というすぐれた
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】通信回線網の１例の説明図である。

【図２】従来の固定パターン切替えによる故障救済方法
を実行する装置のブロック線図である。

【図３】本発明の故障救済装置のー実施例のブロック線
図である。

【図４】図３の装置をさらに詳細に示すブロック線図で
ある。

【図５】図４の装置の動作を示すフローチャートであ
る。

【符号の説明】

４・・パス状態記憶部 ５・・パターン記憶部 ６・・パターン抽出部 ７・・パターン容量計算
部 ８・・第１のパターン選択部 ９・・第２のパターン選
択部

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｌ 12/48

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 通信回線網に障害が発生したとき予備の
   パスを使って罹障パスを代替するパスを構成する通信回
   線網の障害救済方法であって、通信回線網の各パス群ま
   たはパスに対して予め複数の救済パターンを用意してお
   き、障害発生時には、罹障パスの用意された救済パター
   ンのうちパターン容量Ｃｐが最大となるパターンをその
   罹障パスの最良パターンとして選択してこのパターンに
   より救済し、罹障パスが複数のときは、現在の罹障パス
   のうち最良パターンのパターン容量が最も大きい罹障パ
   スをその最良パターンにより救済し、罹障パスがなくな
   るまでこれを繰り返すことを特徴とする通信回線網の障
   害救済方法．ただしパターン容量Ｃｐは、パターンを構
   成するパス群の数がＮ，パス群ｎ（ｎ＝１〜Ｎ）の未使
   用の予備パスが数Ｃｎのとき、次式 【数１】 で定義される量である。
2. 【請求項２】 通信回線網に障害が発生したとき予備の
   パスを使って罹障パスを代替するパスを構通する通信回
   線網の障害救済装置であって、通信回線網の各パスの状
   態を記憶するパス状態記憶部と、各パスに対して予め用
   意された複数の救済パターンを記憶する救済パターン記
   憶部と、救済パターン記憶部から指定された罹障パスの
   救済パターンを読み出すパターン抽出部と、各救済パタ
   ーンのパターン容量Ｃｐを計算するパターン容量計算部
   と、その罹障パスの複数の救済パターンのなかでパター
   ン容量Ｃｐが最大となるパターンを最良パターンとして
   選択する第１のパターン選択部と、第１のパターン選択
   部により選択された最良パターンのうちパターン容量Ｃ
   ｐが最大となるパターンを最適パターンとして選択する
   第２のパターン選択部を含むことを特徴とする通信回線
   網の障害救済装置。
3. 【請求項３】 請求項１の通信回線網の障害救済方法で
   あって、前記パターン容量Ｃｐの代りにパターン抵抗Ｒ
   ｐを用い、該パターン抵抗Ｒｐが最小となる救済パター
   ンを選択することを特徴とする通信回線網の障害救済方
   法．ただしパターン抵抗Ｒｐは、パターンを構成するパ
   ス群の数がＮ，パス群ｎ（ｎ＝１〜Ｎ）の未使用の予備
   パスの数がＲｎであるとき、次式、 【数２】 で定義される量である。
4. 【請求項４】 請求項２の通信回線網の障害救済装置で
   あって、前記パターン容量計算部の代りに前記パターン
   抵抗Ｒｐを計算するパターン抵抗計算部を備えた通信回
   線網の障害救済装置。