JP2004186802A - 無瞬断二重化切り替え装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】現用系と待機系とで冗長構成されたＡＴＭ通信システムにおいて、装置の出力段に選択回路部を設けることなく、現用系から待機系へ無瞬断で切り替えることができる無瞬断二重化切り替え装置及び方法を提供する。
【解決手段】セル保管バッファに、切り替え中に受信したセルであることを示すマークの格納領域を設ける。切り替え前は、現用系が送信主体となって受信セルを送信する。待機系は、受信セルを廃棄する。切り替え中は、現用系では受信セルにマークを付して格納し、待機系では受信セルだけを格納する。現用系でマーク付きセルが送信された場合、待機系ではセル保管バッファから同一セルを廃棄する。現用系で全品質クラスからマーク付きセルが少なくとも１回送信された時に、送信主体を現用系から待機系へ切り替える。切り替え後は、現用系では受信セルを廃棄すると共に、セル保管バッファに残っているセルを廃棄する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無瞬断二重化切り替え装置及び方法に関し、より特定的には、非同期転送モード（ＡＴＭ：Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｍｏｄｅ）を用いた通信システムに適用される、音声や画像等のディジタル情報をＡＴＭセルのペイロード部に多重して伝送する構成を冗長的に二重に備えた装置、及び当該装置で行われる二重化構成の無瞬断切り替え方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、音声、動画及び静止画データ等の大容量データを高速に伝送する技術として、ＡＴＭを用いた通信方式がある。音声、動画及び静止画データ、またコネクションの制御データ等は、許容される遅延時間や廃棄率がそれぞれ異なる。そこで、このＡＴＭ通信方式では、各データを通信品質毎に分類される所定の品質クラスによって管理し、ＡＴＭセルに分割・格納してデータ伝送を行う。ＡＴＭ通信方式を用いた一般的な通信装置では、品質クラス毎にＡＴＭセルを管理する複数のバッファを有しており、受信したＡＴＭセルをこの複数のバッファに一旦格納する。そして、品質クラスに要求される許容遅延時間や廃棄率を満たすような伝送レートに従って、バッファに格納したＡＴＭセルを適宜読み出して送信する。
【０００３】
また、データ通信の信頼性を向上させるため、通信装置を冗長的に二重化構成にする技術がある（特許文献１を参照）。この技術では、一方の構成を通常時のデータ通信に使用する主体的構成（現用系）として使用し、他方の構成を予備的構成（待機系）として使用する。現用系構成の保守時や故障時等には、データ通信に使用する構成を現用系から待機系へ切り替えて、データ通信を継続させることを行う。この切り替えが完了した後は、切り替えられた待機系が現用系として機能し、元々の現用系が待機系として機能することとなる。
【０００４】
図４は、二重化構成を用いた従来の切り替え装置の構成を示すブロック図である。図４では、品質クラスの数が２つ（品質クラス１及び品質クラス２）の場合を例に挙げて説明する。
図４に示す従来の切り替え装置は、第１のＡＴＭ通信部１００と、第２のＡＴＭ通信部２００と、第１のＡＴＭ通信部１００及び第２のＡＴＭ通信部２００からＡＴＭセルを受信し、出力すべきＡＴＭセルを選択して出力する選択回路部３００とで構成される。
【０００５】
第１のＡＴＭ通信部１００は、セル種別判定／セル書き込み部１０１と、セル保管バッファ１０２と、セル読み出し部１０３と、切り替え制御／送信順番制御部１０４とを備える。
セル保管バッファ１０２は、品質クラス毎にＡＴＭセルを格納する領域を有している。セル種別判定／セル書き込み部１０１は、ディジタル端末機（図示せず）からＡＴＭセルを受信し、受信したＡＴＭセルの品質クラスを判定してセル保管バッファ１０２の該当する領域に書き込む。切り替え制御／送信順番制御部１０４は、予め定めた送信パターンに基づいて選択回路部３００へ送信すべきＡＴＭセルの品質クラスを決定し、セル読み出し部１０３の読み出しを制御する。また、切り替え制御／送信順番制御部１０４は、上位装置（図示せず）から与えられる切り替え制御の指示に従って、セル種別判定／セル書き込み部１０１によるセル保管バッファ１０２へのＡＴＭセルの書き込みを制御する。セル読み出し部１０３は、切り替え制御／送信順番制御部１０４から指示に応じて、該当する品質クラスのＡＴＭセルをセル保管バッファ１０２から読み出して、選択回路部３００へ送信する。
【０００６】
同様に、第２のＡＴＭ通信部２００は、セル種別判定／セル書き込み部２０１と、セル保管バッファ２０２と、セル読み出し部２０３と、切り替え制御／送信順番制御部２０４とを備える。
セル保管バッファ２０２は、品質クラス毎にＡＴＭセルを格納する領域を有している。セル種別判定／セル書き込み部２０１は、ディジタル端末機からＡＴＭセルを受信し、受信したＡＴＭセルの品質クラスを判定してセル保管バッファ２０２の該当する領域に書き込む。切り替え制御／送信順番制御部２０４は、予め定めた送信パターンに基づいて選択回路部３００へ送信すべきＡＴＭセルの品質クラスを決定し、セル読み出し部２０３の読み出しを制御する。また、切り替え制御／送信順番制御部２０４は、上位装置から与えられる切り替え制御の指示に従って、セル種別判定／セル書き込み部２０１によるセル保管バッファ２０２へのＡＴＭセルの書き込みを制御する。セル読み出し部２０３は、切り替え制御／送信順番制御部２０４から指示に応じて、該当する品質クラスのＡＴＭセルをセル保管バッファ２０２から読み出して、選択回路部３００へ送信する。
なお、第１のＡＴＭ通信部１００の切り替え制御／送信順番制御部１０４と、第２のＡＴＭ通信部２００の切り替え制御／送信順番制御部２０４とは、相互に必要な情報交換を行っている。
【０００７】
次に、図５及び図６を参照して、第１のＡＴＭ通信部１００を現用系とし第２のＡＴＭ通信部２００を待機系とした場合において、処理主体を現用系から待機系へ切り替える時の処理を説明する。図５及び図６は、各ＡＴＭ通信部のセル保管バッファ１０２及び２０２のセル保管状態及び送信セルを示したものであり、丸数字が付された図形がＡＴＭセルを表現している。なお、本明細書中では、この丸数字をカッコ書き数字で表記する。
【０００８】
通常運用時（図５（ａ））、セル種別判定／セル書き込み部１０１は、切り替え制御／送信順番制御部１０４からの指示に従って、受信したＡＴＭセルを品質クラス毎にセル保管バッファ１０２の所定の領域に順次書き込んで行く。図５（ａ）の例では、品質クラス１のＡＴＭセル（１） 〜（３） 及び品質クラス２のＡＴＭセル（２） 〜（６） が、それぞれ書き込まれている。セル読み出し部１０３は、切り替え制御／送信順番制御部１０４からの指示に従って、セル保管バッファ１０２に書き込まれた所定のＡＴＭセルを順次読み出して、選択回路部３００へ送信する。なお、読み出されるＡＴＭセルは、品質クラスに応じて予め定められた送信パターン等に基づいて行われる。図５（ａ）の例では、品質クラス２のＡＴＭセル（１） が読み出されている。
一方、セル種別判定／セル書き込み部２０１は、切り替え制御／送信順番制御部２０４からの指示に従って、受信したＡＴＭセルをセル保管バッファ２０２に書き込まずに廃棄する。
【０００９】
上位装置から切り替え指示が通知されると（図５（ｂ））、切り替え制御／送信順番制御部１０４は、ＡＴＭセルをセル保管バッファ１０２に書き込まないように、セル種別判定／セル書き込み部１０１に指示する。指示されたセル種別判定／セル書き込み部１０１は、それ以降に受信したＡＴＭセルをセル保管バッファ１０２に書き込まずに廃棄する。セル読み出し部１０３は、セル保管バッファ１０２に書き込まれた所定のＡＴＭセルを順次読み出して、選択回路部３００へ送信することを継続する。図５（ｂ）の例では、品質クラス１のＡＴＭセル（１） が読み出されている。
一方、切り替え制御／送信順番制御部２０４は、ＡＴＭセルをセル保管バッファ２０２に書き込むように、セル種別判定／セル書き込み部２０１に指示する。指示されたセル種別判定／セル書き込み部２０１は、それ以降に受信したＡＴＭセルを品質クラス毎にセル保管バッファ２０２の所定の領域に順次書き込んで行く。図５（ｂ）の例では、品質クラス１のＡＴＭセル（４） 及び品質クラス２のＡＴＭセル（７） が、それぞれ書き込まれている。なお、セル読み出し部２０３は、セル保管バッファ２０２に書き込まれた所定のＡＴＭセルの読み出しを、まだ行わない。
【００１０】
この状態は、セル保管バッファ１０２に格納されたいずれかの品質クラスのＡＴＭセルがなくなるまで、継続する（図５（ｃ））。図５（ｃ）の例では、品質クラス１のＡＴＭセル（２） 及び品質クラス２のＡＴＭセル（２） 〜（４） が、セル保管バッファ１０２から新たに読み出されている。また、品質クラス１のＡＴＭセル（５） 及び品質クラス２のＡＴＭセル（８），（９） が、セル保管バッファ２０２にそれぞれ新たに書き込まれている。
【００１１】
そして、セル保管バッファ１０２から品質クラス２のＡＴＭセル（５），（６） がさらに読み出され、品質クラス２のＡＴＭセルがセル保管バッファ１０２に存在しなくなると（図５（ｄ））、セル読み出し部１０３が、切り替え制御／送信順番制御部１０４にその旨を通知する。通知を受けた切り替え制御／送信順番制御部１０４は、切り替え制御／送信順番制御部２０４に対して、品質クラス２のバッファエンプティを通知する。なお、図５（ｄ）の例では、この間もセル保管バッファ２０２には、品質クラス１のＡＴＭセル（６） 及び品質クラス２のＡＴＭセル（１０）が、それぞれ新たに書き込まれている。
【００１２】
上記通知を受けた切り替え制御／送信順番制御部２０４は、セル読み出し部２０３に対して、セル保管バッファ２０２に書き込まれた品質クラス２のＡＴＭセルに関する読み出しを指示する。指示を受けたセル読み出し部２０３は、品質クラスに応じて予め定められた送信パターン等に基づいて、セル保管バッファ２０２に書き込まれた品質クラス２のＡＴＭセルを順次読み出して、選択回路部３００へ送信する（図６（ａ））。図６（ａ）の例では、品質クラス２のＡＴＭセル（７） が読み出されている。また、品質クラス２のＡＴＭセル（１１）が、新たに書き込まれている。
【００１３】
続いて、セル保管バッファ１０２から品質クラス１のＡＴＭセル（３） がさらに読み出され、品質クラス１のＡＴＭセルがセル保管バッファ１０２に存在しなくなると（図６（ｂ））、セル読み出し部１０３が、切り替え制御／送信順番制御部１０４にその旨を通知する。通知を受けた切り替え制御／送信順番制御部１０４は、切り替え制御／送信順番制御部２０４に対して、品質クラス１のバッファエンプティを通知すると共に、セル保管バッファ１０２の全品質クラスのＡＴＭセルが存在しなくなったことを示す切り替え完了を通知する。なお、図６（ｂ）の例では、この間もセル保管バッファ２０２には、品質クラス１のＡＴＭセル（７） が、新たに書き込まれている。
【００１４】
上記通知を受けた切り替え制御／送信順番制御部２０４は、セル読み出し部２０３に対して、セル保管バッファ２０２に書き込まれた全品質クラスのＡＴＭセルに関する読み出しを指示する。指示を受けたセル読み出し部２０３は、品質クラスに応じて予め定められた送信パターン等に基づいて、セル保管バッファ２０２に書き込まれたＡＴＭセルを順次読み出して、選択回路部３００へ送信する（図６（ｃ））。図６（ｃ）の例では、品質クラス２のＡＴＭセル（８） が読み出されている。
以上の処理により、現用系から待機系への切り替えが完了する。
【００１５】
【特許文献１】
特開２００１−２４６６０号公報
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の切り替え装置では、切り替え処理の実行前及び完了後では、現用系のＡＴＭ通信部又は待機系のＡＴＭ通信部のいずれか一方が全品質クラスのＡＴＭセルの送信を担当する。しかし、現用系のセル保管バッファにＡＴＭセルが存在しなくなった品質クラスから順に待機系へ送信担当を切り替えて行くため、切り替え処理の途中では、現用系のＡＴＭ通信部及び待機系のＡＴＭ通信部の双方からＡＴＭセルが同時に送信されるセル競合状態が生じる。このため、従来の切り替え装置には、出力段にＡＴＭセルを選択して出力させる選択回路部を設ける必要があった。
【００１７】
この選択回路部が構成に含まれることは、切り替え装置の規模やコストを増大させるばかりではなく、選択回路部が故障した場合にはＡＴＭセルの送信が途切れてしまうという信頼性の問題がある。これに対しては、選択回路部を二重化構成にするという手法も考えられるが、選択回路部の二重化制御が必要になり回路が複雑かつコストアップになるという問題があった。
【００１８】
それ故に、本発明の目的は、現用系と待機系とで冗長構成されたＡＴＭ通信システムにおいて、装置の出力段に選択回路部を設けることなく、現用系のＡＴＭ通信部から待機系のＡＴＭ通信部へ無瞬断で切り替えることができる無瞬断二重化切り替え装置及び切り替え方法を提供することである。
【００１９】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
第１の発明は、ＡＴＭのセルを受信して所定の伝送レートで送信する通信部を並列的に２系列備え、送信処理を実行する第１の動作状態と送信処理を待機している第２の動作状態とを、２つの通信部の間で無瞬断で切り替える無瞬断二重化切り替え装置であって、
通信部は、それぞれ、ＡＴＭセルを格納する領域が、予め定めたセル種別毎に設けられたバッファと、セル種別に応じて、受信したＡＴＭセルをバッファの該当する領域に書き込む書き込み部と、所定の伝送レートに基づいて、バッファからＡＴＭセルを順次読み出して送信する読み出し部と、書き込み部及び読み出し部を制御すると共に、他の通信部との間で情報通知を行う制御部とを備え、
第１の動作状態にある通信部では、書き込み部が、受信したＡＴＭセルをバッファに書き込み、かつ読み出し部が、ＡＴＭセルをバッファから読み出し、
第２の動作状態にある通信部では、切り替え処理の開始前は、書き込み部による書き込み及び読み出し部による読み出しが共に行われず、切り替え処理の開始後に、書き込み部が、受信したＡＴＭセルをバッファに書き込むことを開始し、
切り替え処理中に、制御部が、双方の通信部のバッファに格納されているＡＴＭセルが全てのセル種別において一致したと判断した場合に、第１の動作状態にある通信部を第２の動作状態に遷移させ、第２の動作状態にある通信部を第１の動作状態に遷移させることを特徴とする。
【００２０】
第２の発明は、第１の発明に従属する無瞬断二重化切り替え装置であって、
バッファには、所定のマークが各ＡＴＭセルと関連付けて格納される領域がさらに設けられ、書き込み部は、所定の条件に基づいて、マークをバッファの該当する領域に書き込むことをさらに行い、
第１の動作状態にある通信部では、切り替え処理の開始前は、書き込み部が、受信したＡＴＭセルをバッファに書き込み、かつ読み出し部が、ＡＴＭセルをバッファから読み出し、切り替え処理の開始後は、書き込み部が、受信したＡＴＭセルをマークと共にバッファに書き込み、切り替え処理中は、制御部が、読み出し部がマークが付されたＡＴＭセルを読み出した時にＡＴＭセルの情報を、読み出し部が全てのセル種別について少なくとも１回はマークが付されたＡＴＭセルを読み出した時に切り替え完了を、第２の動作状態にある通信部に通知し、切り替え処理の完了後は、書き込み部が、受信したＡＴＭセルを廃棄し、読み出し部が、バッファに残っている全てのＡＴＭセルを廃棄し、読み出し部が、ＡＴＭセルをバッファから読み出すことを停止し、
第２の動作状態にある通信部では、切り替え処理の開始前は、書き込み部が、受信したＡＴＭセルを廃棄し、かつ読み出し部が、ＡＴＭセルをバッファから読み出さず、切り替え処理の開始後は、書き込み部が、受信したＡＴＭセルをバッファに書き込み、切り替え処理中は、読み出し部が、第１の動作状態にある通信部からマークが付されたＡＴＭセルの情報の通知を受けて、同一のＡＴＭセルをバッファから廃棄し、第１の動作状態にある通信部から切り替え完了の通知を受けて、ＡＴＭセルをバッファから読み出すことを開始することを特徴とする。
【００２１】
第３の発明は、第２の発明に従属する無瞬断二重化切り替え装置であって、
セル種別は、ＡＴＭセルの通信品質の分類によって定まる品質クラスであることを特徴とする。
第４の発明は、第２の発明に従属する無瞬断二重化切り替え装置であって、
セル種別は、ＡＴＭセルの送受信時に確立される仮想的な伝送路によって定まる仮想コネクションであることを特徴とする。
【００２２】
第５の発明は、ＡＴＭのセルを格納する領域が予め定めたセル種別毎に設けられたバッファを備え、受信したＡＴＭセルをバッファを介して所定の伝送レートで送信する通信部を、並列的に２系列備えた装置において、送信処理を実行する第１の動作状態と送信処理を待機している第２の動作状態とを、２つの通信部の間で無瞬断で切り替える切り替え方法であって、
切り替え処理の開始前は、第１の動作状態にある通信部が、受信したＡＴＭセルをバッファに書き込むステップと、ＡＴＭセルをバッファから読み出すステップとを、第２の動作状態にある通信部が、バッファへの書き込みを行わないステップと、バッファからの読み出しを行わないステップとを実行し、
切り替え処理の開始後は、第２の動作状態にある通信部が、受信したＡＴＭセルをバッファに書き込むことを開始するステップを実行し、
切り替え処理中は、第１及び第２の動作状態にある通信部が、双方のバッファに格納されているＡＴＭセルが全てのセル種別において一致したか否かを判断するステップと、第１の動作状態にある通信部が、判断するステップにおける一致の判断に従って、現在の状態を第２の動作状態に遷移させるステップと、第２の動作状態にある通信部が、判断するステップにおける一致の判断に従って、現在の状態を第１の動作状態に遷移させるステップとを実行することを特徴とする。
【００２３】
第６の発明は、第５の発明に従属する切り替え方法であって、
バッファに、所定のマークが各ＡＴＭセルと関連付けて格納される領域がさらに設けられる場合、
切り替え処理の開始前は、第１の動作状態にある通信部が、受信したＡＴＭセルをバッファに書き込むステップと、ＡＴＭセルをバッファから読み出すステップとを、第２の動作状態にある通信部が、受信したＡＴＭセルを廃棄するステップと、バッファからの読み出しを停止するステップとを実行し、
切り替え処理の開始後は、第１の動作状態にある通信部が、受信したＡＴＭセルをマークと共にバッファに書き込むステップを、第２の動作状態にある通信部が、受信したＡＴＭセルをバッファに書き込むことを開始するステップを実行し、
切り替え処理中は、第１の動作状態にある通信部が、マークが付されたＡＴＭセルを読み出した時に、ＡＴＭセルの情報を第２の動作状態にある通信部に通知するステップと、全てのセル種別について少なくとも１回はマークが付されたＡＴＭセルを読み出した時に、切り替え完了を第２の動作状態にある通信部に通知するステップとを、第２の動作状態にある通信部が、第１の動作状態にある通信部からマークが付されたＡＴＭセルの情報の通知を受けて、同一のＡＴＭセルをバッファから廃棄するステップと、第１の動作状態にある通信部から切り替え完了の通知を受けて、ＡＴＭセルをバッファから読み出すことを開始するステップとを実行し、
切り替え処理の完了後は、第１の動作状態にある通信部が、受信したＡＴＭセルを廃棄するステップと、バッファに残っているＡＴＭセルを廃棄するステップと、ＡＴＭセルをバッファから読み出すことを停止するステップとを実行することを特徴とする。
【００２４】
第７の発明は、第６の発明に従属する切り替え方法であって、
セル種別は、ＡＴＭセルの通信品質の分類によって定まる品質クラスであることを特徴とする。
第８の発明は、第６の発明に従属する切り替え方法であって、
セル種別は、ＡＴＭセルの送受信時に確立される仮想的な伝送路によって定まる仮想コネクションであることを特徴とする。
【００２５】
上記のように、第１及び第５の発明によれば、全てのセル種別のバッファ内容が２つの通信部で完全に一致するまで、送信主体を移さないようにする。これにより、切り替え処理中に双方の通信部から同時にＡＴＭセルが送信されることがなくなる。従って、選択回路部を設けることなく、２つの通信部の出力を単純にワイヤードＯＲ接続することが可能となり、回路の簡素化、コストの低減及び信頼性の向上を容易に実現させることができる。
【００２６】
上記のように、第２及び第６の発明によれば、所定のマークを付与する手法を用いる。これにより、２つの通信部が相互にバッファ内のＡＴＭセルの格納状況を把握していなくても、全てのセル種別のバッファ内容が２つの通信部で完全に一致するまで、送信主体を移さないようにすることが容易に可能となる。
【００２７】
上記第３、第４、第７及び第８の発明のように、セル種別を品質クラス又は仮想コネクションに設定すれば、音声、動画及び静止画等の様々なデータを、許容遅延時間や廃棄率等に応じて適切な順序で送信することが可能となる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、品質クラスの数が２つ（品質クラス１及び品質クラス２）の場合を例に挙げて、本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る無瞬断二重化切り替え装置の構成を示すブロック図である。図１において、本実施形態の無瞬断二重化切り替え装置は、第１のＡＴＭ通信部１０と、第２のＡＴＭ通信部２０とで構成される。第１のＡＴＭ通信部１０の出力と第２のＡＴＭ通信部２０の出力とは、ワイヤードＯＲ接続されている。
【００２９】
第１のＡＴＭ通信部１０は、セル種別判定／セル書き込み部１１と、セル保管バッファ１２と、セル読み出し部１３と、切り替え制御／送信順番制御部１４とを備える。
セル保管バッファ１２は、品質クラス毎にＡＴＭセルを格納するセル格納領域及び格納されるＡＴＭセルに対応して所定のマークを保存するマーク格納領域（図１中の網掛け部分）を有する。セル種別判定／セル書き込み部１１は、ディジタル端末機（図示せず）からＡＴＭセルを受信し、受信したＡＴＭセルの品質クラスを判定してセル保管バッファ１２の該当するセル格納領域に書き込む。また、セル種別判定／セル書き込み部１１は、所定のＡＴＭセルに関しては、所定のマークをセル保管バッファ１２の該当するマーク格納領域に書き込む。切り替え制御／送信順番制御部１４は、予め定めた送信パターン等に基づいて送信すべきＡＴＭセルの品質クラスを決定し、セル読み出し部１３の読み出しを制御する。また、切り替え制御／送信順番制御部１４は、上位装置（図示せず）から与えられる切り替え制御の指示に従って、セル種別判定／セル書き込み部１１によるセル保管バッファ１２へのＡＴＭセル及び所定のマークの書き込みを制御する。セル読み出し部１３は、切り替え制御／送信順番制御部１４から指示に応じて、該当する品質クラスのＡＴＭセルをセル保管バッファ１２から読み出して送信する。
【００３０】
同様に、第２のＡＴＭ通信部２０は、セル種別判定／セル書き込み部２１と、セル保管バッファ２２と、セル読み出し部２３と、切り替え制御／送信順番制御部２４とを備える。
セル保管バッファ２２は、品質クラス毎にＡＴＭセルを格納するセル格納領域及び格納されるＡＴＭセルに対応して所定のマークを保存するマーク格納領域（図１中の網掛け部分）を有する。セル種別判定／セル書き込み部２１は、ディジタル端末機（図示せず）からＡＴＭセルを受信し、受信したＡＴＭセルの品質クラスを判定してセル保管バッファ２２の該当するセル格納領域に書き込む。また、セル種別判定／セル書き込み部２１は、所定のＡＴＭセルに関しては、所定のマークをセル保管バッファ２２の該当するマーク格納領域に書き込む。切り替え制御／送信順番制御部２４は、予め定めた送信パターン等に基づいて送信すべきＡＴＭセルの品質クラスを決定し、セル読み出し部２３の読み出しを制御する。また、切り替え制御／送信順番制御部２４は、上位装置（図示せず）から与えられる切り替え制御の指示に従って、セル種別判定／セル書き込み部２１によるセル保管バッファ２２へのＡＴＭセル及び所定のマークの書き込みを制御する。セル読み出し部２３は、切り替え制御／送信順番制御部２４から指示に応じて、該当する品質クラスのＡＴＭセルをセル保管バッファ２２から読み出して送信する。
【００３１】
上述した所定のマークは、例えばフラグである。セル保管バッファ１２又は２２には、セル読み出し部１３又は２３が、ＡＴＭセルの読み出し時にそれに対応する所定のマークが参照可能なように、セル格納領域とマーク格納領域とを関連付けて管理されている。なお、図１のセル保管バッファ１２又は２２では、マーク格納領域がセル格納領域に付随して確保している構成を記載しているが、マーク格納領域をセル格納領域とは別の記憶領域に確保する構成をとってもよい。
また、予め定めた送信パターンは、品質クラス１のＡＴＭセルを２回送信すれば品質クラス２のＡＴＭセルを１回送信するといった送信順番を定めるものや、所定の時間間隔内で品質クラス１のＡＴＭセルを２回かつ品質クラス２のＡＴＭセルを１回送信するといった伝送レートを定めるもの等、品質クラスの許容遅延時間等に応じて自由に設定することが可能である。
【００３２】
次に、図２及び図３を参照して、第１のＡＴＭ通信部１０を現用系とし第２のＡＴＭ通信部２０を待機系とした場合において、処理主体を現用系から待機系へ切り替える切り替え方法を説明する。図２及び図３は、各ＡＴＭ通信部のセル保管バッファ１２及び２２のセル保管状態及び送信セルを示したものであり、丸数字が付された一重丸図形がＡＴＭセルを表現し、二重丸図形が所定のマーク付きのＡＴＭセルを表現している。
【００３３】
通常運用時（図２（ａ））、セル種別判定／セル書き込み部１１は、切り替え制御／送信順番制御部１４からの指示に従って、受信したＡＴＭセルを品質クラス毎にセル保管バッファ１２の所定のセル格納領域に順次書き込んで行く。図２（ａ）の例では、品質クラス１のＡＴＭセル（１） 〜（３） 及び品質クラス２のＡＴＭセル（２） 〜（６） が、それぞれ書き込まれている。セル読み出し部１３は、切り替え制御／送信順番制御部１４からの指示に従って、セル保管バッファ１２に書き込まれた所定のＡＴＭセルを順次読み出して送信する。なお、読み出されるＡＴＭセルは、品質クラスに応じて予め定められた送信パターン等に基づいて行われる。図２（ａ）の例では、品質クラス２のＡＴＭセル（１） が読み出されている。
一方、セル種別判定／セル書き込み部２１は、切り替え制御／送信順番制御部２４からの指示に従って、受信したＡＴＭセルをセル保管バッファ２２に書き込まずに廃棄する。
【００３４】
上位装置から切り替え指示が通知されると（図２（ｂ））、切り替え制御／送信順番制御部１４は、ＡＴＭセルをセル保管バッファ１２に書き込む際に、所定のマークも書き込むように、セル種別判定／セル書き込み部１１に指示する。指示されたセル種別判定／セル書き込み部１１は、それ以降に受信したＡＴＭセルを所定のマークと共にセル保管バッファ１２の所定のセル格納領域及びマーク格納領域に書き込んで行く。図２（ｂ）の例では、品質クラス１のＡＴＭセル（４） 及び品質クラス２のＡＴＭセル（７） が、所定のマーク付きでそれぞれ書き込まれている。セル読み出し部１３は、セル保管バッファ１２に書き込まれた所定のＡＴＭセルを順次読み出して送信することを継続する。図２（ｂ）の例では、品質クラス１のＡＴＭセル（１） が読み出されている。
一方、切り替え制御／送信順番制御部２４は、ＡＴＭセルをセル保管バッファ２２に書き込むように、セル種別判定／セル書き込み部２１に指示する。指示されたセル種別判定／セル書き込み部２１は、それ以降に受信したＡＴＭセルを品質クラス毎にセル保管バッファ２２の所定のセル格納領域に順次書き込んで行く。図２（ｂ）の例では、品質クラス１のＡＴＭセル（４） 及び品質クラス２のＡＴＭセル（７） が、それぞれ書き込まれている。なお、セル読み出し部２３は、セル保管バッファ２２に書き込まれた所定のＡＴＭセルの読み出しを、まだ行わない。
【００３５】
この状態は、セル保管バッファ１２に格納されたいずれかの品質クラスの所定のマーク付きＡＴＭセルが読み出されるまで、継続する（図２（ｃ））。図２（ｃ）の例では、品質クラス１のＡＴＭセル（５） 及び品質クラス２のＡＴＭセル（８），（９） が、セル保管バッファ１２に所定のマーク付きでそれぞれ新たに書き込まれ、品質クラス１のＡＴＭセル（２） 及び品質クラス２のＡＴＭセル（２） 〜（４） が、セル保管バッファ１２から新たに読み出されている。また、品質クラス１のＡＴＭセル（５） 及び品質クラス２のＡＴＭセル（８），（９） が、セル保管バッファ２２にそれぞれ新たに書き込まれている。
【００３６】
そして、セル保管バッファ１２から品質クラス２のＡＴＭセル（５） 〜（７） がさらに読み出され、所定のマークが付されたＡＴＭセル（７） を検出すると（図２（ｄ））、セル読み出し部１３が、切り替え制御／送信順番制御部１４にその旨を通知する。この所定のマークが付されたＡＴＭセルの検出は、そのＡＴＭセルの品質クラスに関して現用系のセル保管バッファ１２と待機系のセル保管バッファ２２の内容が一致したことを意味する。通知を受けた切り替え制御／送信順番制御部１４は、切り替え制御／送信順番制御部２４に対して、品質クラス２のＡＴＭセル（７） の廃棄指示を通知する。なお、この廃棄指示については、ＡＴＭセル（７） を直接通知する方法であってもよいし、品質クラス２だけを通知する方法であってもよい。以下も同様である。
この通知を受けた切り替え制御／送信順番制御部２４は、セル読み出し部２３に対して、品質クラス２のＡＴＭセル（７） の廃棄を指示する。指示を受けたセル読み出し部２３は、セル保管バッファ２２に格納されている品質クラス２のＡＴＭセル（７） のみを読み出して廃棄する。なお、図２（ｄ）の例では、この間もセル保管バッファ１２には、品質クラス１のＡＴＭセル（６） 及び品質クラス２のＡＴＭセル（１０）が、所定のマーク付きでそれぞれ新たに書き込まれており、セル保管バッファ２２には、品質クラス１のＡＴＭセル（６） 及び品質クラス２のＡＴＭセル（１０）が、それぞれ新たに書き込まれている。
【００３７】
続いて、セル保管バッファ１２から品質クラス１のＡＴＭセル（３） が読み出され（図３（ａ））、その後品質クラス２の所定のマーク付きのＡＴＭセル（８） が読み出されると（図３（ｂ））、セル読み出し部１３が、切り替え制御／送信順番制御部１４に所定のマークが付されたＡＴＭセル（８） を検出したことを通知する。通知を受けた切り替え制御／送信順番制御部１４は、切り替え制御／送信順番制御部２４に対して、品質クラス２のＡＴＭセル（８） の廃棄指示を通知する。この通知を受けた切り替え制御／送信順番制御部２４は、セル読み出し部２３に対して、品質クラス２のＡＴＭセル（８） の廃棄を指示する。指示を受けたセル読み出し部２３は、セル保管バッファ２２に格納されている品質クラス２のＡＴＭセル（８） のみを読み出して廃棄する。なお、図３（ａ）及び（ｂ）の例では、この間もセル保管バッファ１２には、品質クラス１のＡＴＭセル（７） 及び品質クラス２のＡＴＭセル（１１）が、所定のマーク付きでそれぞれ新たに書き込まれており、セル保管バッファ２２には、品質クラス１のＡＴＭセル（７） 及び品質クラス２のＡＴＭセル（１１）が、それぞれ新たに書き込まれている。
【００３８】
さらに、セル保管バッファ１２から所定のマークが付された品質クラス１のＡＴＭセル（４） が読み出されると（図３（ｃ））、セル読み出し部１３が、切り替え制御／送信順番制御部１４にその旨を通知する。通知を受けた切り替え制御／送信順番制御部１４は、切り替え制御／送信順番制御部２４に対して、品質クラス１のＡＴＭセル（４） の廃棄指示を通知すると共に、全品質クラスに関して所定のマーク付きのＡＴＭセルを検出した、すなわち全品質クラスに関してセル保管バッファ１２とセル保管バッファ２２との内容が一致したことを示す切り替え完了を通知する。この通知後、切り替え制御／送信順番制御部１４は、ＡＴＭセルをセル保管バッファ１２に書き込まないように、セル種別判定／セル書き込み部１１に指示する。指示されたセル種別判定／セル書き込み部１１は、それ以降に受信したＡＴＭセルをセル保管バッファ１２に書き込まずに廃棄する。また、切り替え制御／送信順番制御部１４は、セル保管バッファ１２に残っているＡＴＭセル及び所定のマークを全て廃棄するように、セル読み出し部１３に指示する。指示を受けたセル読み出し部１３は、セル保管バッファ１２に格納されている全てのＡＴＭセルを読み出して廃棄すると共に、所定のマークを消去する。
【００３９】
上記通知を受けた切り替え制御／送信順番制御部２４は、まずセル読み出し部２３に対して、品質クラス１のＡＴＭセル（４） の廃棄を指示する。指示を受けたセル読み出し部２３は、セル保管バッファ２２に格納されている品質クラス１のＡＴＭセル（４） のみを読み出して廃棄する。次に、切り替え制御／送信順番制御部２４は、セル読み出し部２３に対して、セル保管バッファ２２に書き込まれた全品質クラスのＡＴＭセルに関する読み出しを指示する。指示を受けたセル読み出し部２３は、品質クラスに応じて予め定められた送信パターン等に基づいて、セル保管バッファ２２に書き込まれたＡＴＭセルを順次読み出して送信する（図３（ｄ））。図３（ｄ）の例では、品質クラス２のＡＴＭセル（９） が読み出されている。
以上の処理により、現用系から待機系への切り替えが完了する。
【００４０】
なお、上記実施形態では、ＡＴＭセルを受信するセル種別判定／セル書き込み部１１及び２１が１つである構成について説明した。しかし、ＡＴＭセルを送信するディジタル端末機が複数あり、複数のディジタル端末機からの受信経路を分割して管理する場合には、この分割管理する受信経路毎にセル種別判定／セル書き込み部１１及び２１を持つ構成をとってもよい。この場合、複数のセル種別判定／セル書き込み部１１は、それぞれ受信したＡＴＭセル及び所定のマークの書き込みを１つのセル保管バッファ１２に書き込み、複数のセル種別判定／セル書き込み部２１は、それぞれ受信したＡＴＭセル及び所定のマークの書き込みを１つのセル保管バッファ２２に書き込むことになる。
また、セル保管バッファ１２及び２２では、ＡＴＭセルの格納管理を、上記実施形態で説明した品質クラスの単位で行ってもよいし、仮想コネクション（ＡＴＭセルの送受信時に確立される仮想的な伝送路）の単位で行ってもよい。
さらに、上記実施形態では、現用系から待機系への切り替え指示が、上位装置から所定の制御線を介して通知される方法を説明したが、これ以外にも、ディジタル端末機から送信されるＡＴＭセルの途中に、上位装置によって切り替えセルを割り込ませることで通知される方法でもよい。この場合、セル種別判定／セル書き込み部１１及び２１がこの切り替えセルを検出することで、切り替え処理が実行開始されることになる。
【００４１】
以上のように、本発明の一実施形態に係る無瞬断二重化切り替え装置及び方法によれば、所定のマークを付与する手法を用いて、全品質クラスのセル保管バッファの内容が現用系と待機系とで完全に一致するまで、送信主体を移さないようにする。これにより、切り替え処理中に現用系と待機系との双方から同時にＡＴＭセルが送信されることがなくなる。従って、選択回路部を設けることなく、現用系と待機系との出力を単純にワイヤードＯＲ接続することが可能となり、回路の簡素化、コストの低減及び信頼性の向上を容易に実現させることができる。
なお、上記実施形態では、所定のマークを付与する手法を用いたが、現用系のＡＴＭ通信部と待機系のＡＴＭ通信部とが通信し合って、お互いのセル保管バッファ内のＡＴＭセルの格納状況を把握できるのであれば、特に所定のマークを用いる必要はない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る無瞬断二重化切り替え装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る瞬断二重化切り替え装置で行われる切り替え方法を説明する図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る瞬断二重化切り替え装置で行われる切り替え方法を説明する図である。
【図４】従来の切り替え装置の構成を示すブロック図である。
【図５】従来の切り替え装置で行われる切り替え方法を説明する図である。
【図６】従来の切り替え装置で行われる切り替え方法を説明する図である。
【符号の説明】
１０，２０，１００，２００…ＡＴＭ通信部
１１，２１，１０１，２０１…セル種別判定／セル書き込み部
１２，２２，１０２，２０２…セル保管バッファ
１３，２３，１０３，２０３…セル読み出し部
１４，２４，１０４，２０４…切り替え制御／送信順番制御部
３００…選択回路部

Claims (8)

1. 非同期転送モード（ＡＴＭ）のセルを受信して所定の伝送レートで送信する通信部を並列的に２系列備え、送信処理を実行する第１の動作状態と送信処理を待機している第２の動作状態とを、２つの通信部の間で無瞬断で切り替える無瞬断二重化切り替え装置であって、
   前記通信部は、それぞれ、
   ＡＴＭセルを格納する領域が、予め定めたセル種別毎に設けられたバッファと、
   前記セル種別に応じて、受信したＡＴＭセルを前記バッファの該当する領域に書き込む書き込み部と、
   所定の伝送レートに基づいて、前記バッファからＡＴＭセルを順次読み出して送信する読み出し部と、
   前記書き込み部及び前記読み出し部を制御すると共に、他の通信部との間で情報通知を行う制御部とを備え、
   前記第１の動作状態にある通信部では、前記書き込み部が、受信したＡＴＭセルを前記バッファに書き込み、かつ前記読み出し部が、ＡＴＭセルを前記バッファから読み出し、
   前記第２の動作状態にある通信部では、切り替え処理の開始前は、前記書き込み部による書き込み及び前記読み出し部による読み出しが共に行われず、切り替え処理の開始後に、前記書き込み部が、受信したＡＴＭセルを前記バッファに書き込むことを開始し、
   切り替え処理中に、前記制御部が、双方の通信部の前記バッファに格納されているＡＴＭセルが全ての前記セル種別において一致したと判断した場合に、前記第１の動作状態にある通信部を前記第２の動作状態に遷移させ、前記第２の動作状態にある通信部を前記第１の動作状態に遷移させることを特徴とする、無瞬断二重化切り替え装置。
2. 前記バッファには、所定のマークが各ＡＴＭセルと関連付けて格納される領域がさらに設けられ、
   前記書き込み部は、所定の条件に基づいて、前記マークを前記バッファの該当する領域に書き込むことをさらに行い、
   前記第１の動作状態にある通信部では、
   切り替え処理の開始前は、前記書き込み部が、受信したＡＴＭセルを前記バッファに書き込み、かつ前記読み出し部が、ＡＴＭセルを前記バッファから読み出し、
   切り替え処理の開始後は、前記書き込み部が、受信したＡＴＭセルを前記マークと共に前記バッファに書き込み、
   切り替え処理中は、前記制御部が、前記読み出し部が前記マークが付されたＡＴＭセルを読み出した時に当該ＡＴＭセルの情報を、前記読み出し部が全ての前記セル種別について少なくとも１回は前記マークが付されたＡＴＭセルを読み出した時に切り替え完了を、前記第２の動作状態にある通信部に通知し、
   切り替え処理の完了後は、前記書き込み部が、受信したＡＴＭセルを廃棄し、前記読み出し部が、前記バッファに残っている全てのＡＴＭセルを廃棄し、前記読み出し部が、ＡＴＭセルを前記バッファから読み出すことを停止し、
   前記第２の動作状態にある通信部では、
   切り替え処理の開始前は、前記書き込み部が、受信したＡＴＭセルを廃棄し、かつ前記読み出し部が、ＡＴＭセルを前記バッファから読み出さず、
   切り替え処理の開始後は、前記書き込み部が、受信したＡＴＭセルを前記バッファに書き込み、
   切り替え処理中は、前記読み出し部が、前記第１の動作状態にある通信部から前記マークが付されたＡＴＭセルの情報の通知を受けて、同一のＡＴＭセルを前記バッファから廃棄し、前記第１の動作状態にある通信部から前記切り替え完了の通知を受けて、ＡＴＭセルを前記バッファから読み出すことを開始することを特徴とする、請求項１に記載の無瞬断二重化切り替え装置。
3. 前記セル種別は、ＡＴＭセルの通信品質の分類によって定まる品質クラスであることを特徴とする、請求項２に記載の無瞬断二重化切り替え装置。
4. 前記セル種別は、ＡＴＭセルの送受信時に確立される仮想的な伝送路によって定まる仮想コネクションであることを特徴とする、請求項２に記載の無瞬断二重化切り替え装置。
5. 非同期転送モード（ＡＴＭ）のセルを格納する領域が予め定めたセル種別毎に設けられたバッファを備え、受信したＡＴＭセルをバッファを介して所定の伝送レートで送信する通信部を、並列的に２系列備えた装置において、送信処理を実行する第１の動作状態と送信処理を待機している第２の動作状態とを、２つの通信部の間で無瞬断で切り替える切り替え方法であって、
   切り替え処理の開始前は、
   前記第１の動作状態にある通信部が、受信したＡＴＭセルを前記バッファに書き込むステップと、ＡＴＭセルを前記バッファから読み出すステップとを、
   前記第２の動作状態にある通信部が、前記バッファへの書き込みを行わないステップと、前記バッファからの読み出しを行わないステップとを実行し、
   切り替え処理の開始後は、
   前記第２の動作状態にある通信部が、受信したＡＴＭセルを前記バッファに書き込むことを開始するステップを実行し、
   切り替え処理中は、
   前記第１及び第２の動作状態にある通信部が、双方の前記バッファに格納されているＡＴＭセルが全ての前記セル種別において一致したか否かを判断するステップと、
   前記第１の動作状態にある通信部が、前記判断するステップにおける一致の判断に従って、現在の状態を前記第２の動作状態に遷移させるステップと、
   前記第２の動作状態にある通信部が、前記判断するステップにおける一致の判断に従って、現在の状態を前記第１の動作状態に遷移させるステップとを実行することを特徴とする、切り替え方法。
6. 前記バッファに、所定のマークが各ＡＴＭセルと関連付けて格納される領域がさらに設けられる場合、
   切り替え処理の開始前は、
   前記第１の動作状態にある通信部が、受信したＡＴＭセルを前記バッファに書き込むステップと、ＡＴＭセルを前記バッファから読み出すステップとを、
   前記第２の動作状態にある通信部が、受信したＡＴＭセルを廃棄するステップと、前記バッファからの読み出しを停止するステップとを実行し、
   切り替え処理の開始後は、
   前記第１の動作状態にある通信部が、受信したＡＴＭセルを前記マークと共に前記バッファに書き込むステップを、
   前記第２の動作状態にある通信部が、受信したＡＴＭセルを前記バッファに書き込むことを開始するステップを実行し、
   切り替え処理中は、
   前記第１の動作状態にある通信部が、前記マークが付されたＡＴＭセルを読み出した時に、当該ＡＴＭセルの情報を前記第２の動作状態にある通信部に通知するステップと、全ての前記セル種別について少なくとも１回は前記マークが付されたＡＴＭセルを読み出した時に、切り替え完了を前記第２の動作状態にある通信部に通知するステップとを、
   前記第２の動作状態にある通信部が、前記第１の動作状態にある通信部から前記マークが付されたＡＴＭセルの情報の通知を受けて、同一のＡＴＭセルを前記バッファから廃棄するステップと、前記第１の動作状態にある通信部から前記切り替え完了の通知を受けて、ＡＴＭセルを前記バッファから読み出すことを開始するステップとを実行し、
   切り替え処理の完了後は、
   前記第１の動作状態にある通信部が、受信したＡＴＭセルを廃棄するステップと、前記バッファに残っているＡＴＭセルを廃棄するステップと、ＡＴＭセルを前記バッファから読み出すことを停止するステップとを実行することを特徴とする、請求項５に記載の切り替え方法。
7. 前記セル種別は、ＡＴＭセルの通信品質の分類によって定まる品質クラスであることを特徴とする、請求項６に記載の切り替え方法。
8. 前記セル種別は、ＡＴＭセルの送受信時に確立される仮想的な伝送路によって定まる仮想コネクションであることを特徴とする、請求項６に記載の切り替え方法。

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