JPH05284130A - 通信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 自己診断機能を有し、現用の通信ユニットの
故障時に動作する予備の通信ユニットを備えた冗長構成
の通信システムをＭＯＳ集積回路により構成した通信装
置に関し、予備の通信ユニットで自己診断テストを実行
するときの消費電力の低減を目的とする。 【構成】 予備の通信ユニット１０は自己診断機能を有
する。動作クロック発生手段１は、予備の通信ユニット
１０を駆動するために必要な動作クロックを発生し、診
断クロック発生手段２は動作クロックより低周波の診断
クロックを発生する。予備の通信ユニット１０は、現用
の動作ユニットに故障が生じて切り換え指令が与えられ
ると、切り換え制御手段３が予備の通信ユニット１０を
診断クロック発生手段２から動作クロック発生手段１に
切り換えて接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は自己診断機能を有し、現
用の通信ユニットの故障時に動作する予備の通信ユニッ
トを備えた冗長構成の通信システムをＭＯＳ集積回路に
より構成した通信装置に関する。詳しくは、ＣＭＯＳ回
路素子で構成した光通信システムの予備の通信ユニット
における消費電力を削減するようにした通信装置に関す
る。

【０００２】近年、広帯域ＩＳＤＮにおける多重伝送方
式を実現するうえで、ＣＭＯＳ等を主構成要素としてい
るＭＯＳ集積回路は、集積規模が大きく、消費電力も小
さいことから、各種の通信機器に利用されている。特
に、高速で多重信号の伝送が可能な光通信機能を有する
多重化装置では、伝送しようとする電気信号を高い周波
数のクロックを使用して多重化し、１本の光ファイバケ
ーブルに送出している。そのため、このような多重化装
置を使用する通信装置の通信効率を高めようとする場合
に、より一層の低電力化を可能とするＣＭＯＳ（Comple
mentary MOS ）回路素子が多く利用される。

【０００３】一般に多重化装置では、個々の回路ユニッ
トの故障に備えて、動作中の現用ユニットをバックアッ
プする予備ユニットが設けられ、通信システム全体とし
てのダウンを防止する冗長構成が採用されている。光通
信システムでは予備ユニットは動作ユニットによる通信
の最中でも、自己診断テストを並列に実行して、その信
頼性を高めると同時に、動作ユニット、予備ユニットを
備えた通信装置全体の消費電力の低減が特に重要になっ
ている。

【０００４】

【従来の技術】図７は従来の光多重装置の構成を示すブ
ロック図である。ここでは、動作ユニット１１の故障に
備えて予備の通信ユニット１０を１台用意している。多
重化ユニット１２は低次の複数入力信号を多重化して動
作ユニット１１に供給し、クロック発生ユニット１３の
クロックに従って光信号に変換したうえで出力側の伝送
ラインに送り出している。多重化された入力信号は、動
作ユニット１１だけでなく、予備の通信ユニット１０に
も供給されていて、制御ユニット１４で動作ユニット１
１の故障を検知したときすぐに予備の通信ユニット１０
から光信号を出力側の伝送ラインに送り出す。１５ａ，
１５ｂは切り換えスイッチである。

【０００５】予備の通信ユニット１０は、動作ユニット
１１が正常に機能している間は、通信ユニットとしての
役割は行わないが、動作ユニット１１の故障に備えて自
己診断テストを行なっている。ここで自己診断テストと
は、通信ユニット１０にその内部で擬似的な通信動作を
行わせ、あるいは制御ユニット１４と通信を行わせたり
することにより、予備の通信ユニット１０の通信機能が
正常に働くかどうかを確認するテストである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、予備の通信ユ
ニット１０には動作ユニット１１と同じ周波数のクロッ
クがクロック発生ユニット１３からソースクロックとし
て入力されているため、本来の通信機能を行なっていな
い通信ユニット１０でも自己診断テストに大きな電力が
消費される。そのため、これら各ユニット１０〜１４を
駆動する電源を共通に設ける場合に、電力効率が低下す
るという問題点があった。

【０００７】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、予備の通信ユニットで自己診断テストを実行
するために消費する電力を低減した通信装置を提供する
ことを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】図１は、上記目的を達成
する本発明の原理を説明するブロック図である。この図
１において、ＭＯＳ集積回路によって構成された予備の
通信ユニット１０は自己診断機能を有する通信装置とし
て、例えば電気信号を光信号に変換して伝送路に送り出
す。動作クロック発生手段１は、通信ユニット１０を駆
動するために必要な動作クロックを発生するものであ
り、診断クロック発生手段２は通信ユニット１０を診断
するために動作クロックより低周波の診断クロックを発
生するものである。

【０００９】通信ユニット１０は冗長構成の通信システ
ム内にあって、動作ユニットに故障が生じて切り換え指
令が与えられると、切り換え制御手段３は予備の状態に
ある通信ユニット１０を診断クロック発生手段２から動
作クロック発生手段１に切り換えて接続し、通信ユニッ
ト１０が通信動作を継続する。

【００１０】

【作用】図２はＣＭＯＳ回路の動作周波数に対する消費
電力の変化を示す図である。図では、ＣＭＯＳ（相補型
金属酸化膜）で構成されたＮＡＮＤゲート（富士通ＭＢ
７４ＨＣシリーズ）に対する入力パルスの動作周波数
（Ｈｚ）を横軸に、そのときの消費電力（Ｗ）を縦軸
に、それぞれ対数表示によって示す。

【００１１】ここに示すように、ＣＭＯＳ回路素子は一
般に動作周波数が低ければ、その消費電力は小さい。し
たがって、通信動作に必要な動作周波数より低い周波数
の診断クロックを通信ユニット１０に与えて動作テスト
を行い、冗長構成の通信システムの機能を損なうことな
しに、通信装置を駆動する電源の利用効率を高めること
ができる。

【００１２】

【実施例】図３は本発明の一実施例を示す通信装置のブ
ロック図である。図において、予備の通信ユニット１０
は電気信号を光信号に変換する現用の通信ユニット１１
（すなわち動作ユニット）の故障に備えて設けられ、こ
れら通信ユニット１０，１１には多重化ユニット１２で
多重化された複数入力信号が供給され、クロック発生ユ
ニット１３のクロックに従って光信号を出力側の伝送ラ
インに送り出している。この構成は、図７の従来装置の
構成と同じであり、制御ユニット１４で動作ユニット１
１の故障を検知したとき、切り換えスイッチ１５ａ，１
５ｂが図示した状態に切り換えられ、予備の通信ユニッ
ト１０から光信号を出力側の伝送ラインに送り出すこと
ができる。この種の通信装置は、装置の小型化、低電力
化の要請から、ＣＭＯＳ等を主構成要素とするＭＯＳ集
積回路で構成される。

【００１３】ここで、上記クロック発生ユニット１３の
ソースクロックは、多重化ユニット１２で多重化された
電気信号を通信ユニット１１、あるいは予備の通信ユニ
ット１０で確実に光信号に変換するために必要な動作ク
ロックとして、十分に高い周波数を持っている。分周器
２０は、このクロック発生ユニット１３からソースクロ
ックを受け、所定の分周比で動作クロックの周波数を低
減して診断クロックを形成している。切り換えスイッチ
３０は、制御ユニット１４によって切り換え制御され
る。予備の通信ユニット１０は、この切り換えスイッチ
３０によってクロック発生ユニット１３あるいは分周器
２０のいずれか一方と切り換えて接続される。すなわ
ち、動作ユニット１１が正常に機能している間は、切り
換えスイッチ３０により分周器２０が予備の通信ユニッ
ト１０と接続され、現用の通信ユニット１１の故障を検
知して制御ユニット１４から切り換え指令が与えられる
と、切り換えスイッチ３０は予備の通信ユニット１０と
直接にクロック発生ユニット１３が接続される。

【００１４】このように構成された本発明の通信装置で
は、予備の通信ユニット１０には分周器２０を介してソ
ースクロックより低い周波数でテストクロックが供給さ
れ、本来の通信機能を行う場合には高い周波数のソース
クロックが供給される。予備の通信ユニット１０を構成
するＣＭＯＳ等では、図２に示すように動作周波数が大
きければそれだけ消費電力も大きくなる。したがって予
備の通信ユニット１０における自己診断テストに際し
て、従来ソースクロックをそのまま使用せずに、動作ク
ロックより低周波の診断クロックを分周器２０から得
て、予備の通信ユニットで自己診断テストを実行するこ
とができるため、駆動電源が共通に使用される通信装置
の消費電力を全体として削減できる。

【００１５】なお、上記診断クロックの周波数はソース
クロックをどの程度の値まで分周するかによって決定さ
れる。この場合に、自己診断テストの速度は低下する
が、予備の通信ユニット１０における自己診断テストが
正常に行える範囲であれば、十分に低くすることが望ま
しい。

【００１６】図４は本発明の通信装置の一例である光多
重装置の構成図である。この光多重装置１００は、高速
で多重信号の伝送が可能な光通信機能を有する多重化装
置であって、全体は制御系グループ１０１、低次群多重
系グループ１０２、及び高次群多重系グループ１０３の
３部分から構成されている。制御系グループ１０１は、
電源ブロック、演算回路ブロック等の他、自己診断結果
によって予備系と現用系との切り替えを制御する機能ブ
ロックなどを含んでいる。

【００１７】低次群多重系グループ１０２は、更に３つ
の多重化回路ブロックを含み、それぞれ１つの多重化回
路ブロックには、１．５Ｍbps の低次群信号ＤＳ１が２
８本接続されている。このＤＳ１は電話信号の２４本分
に相当する。３つの多重化回路ブロックではこれらの信
号を多重化して、所定の付加信号を加えた後に５０Ｍbp
s の同期転送信号ＳＴＳ１として高次群多重系グループ
１０３に出力している。

【００１８】高次群多重系グループ１０３は、現用の通
信ユニットとその故障時に動作する予備の通信ユニット
を備えた多重化回路ブロックと分離回路ブロックとを含
み、いずれも光信号ケーブルに接続されている。これら
多重化回路ブロックでは、３本の同期転送信号ＳＴＳ１
を現用及び予備の通信ユニットで多重化して、１５０Ｍ
bps の光信号ＯＣ３に変換している。

【００１９】図５は、自己診断テストの方法を説明する
ための予備の通信ユニットの回路ブロック図である。こ
こでは予備の通信ユニット１１０は、同期転送信号ＳＴ
Ｓ１を多重化する多重化回路１１１と光信号ＯＣ３を分
離する分離回路１１２を含んで構成されている。さら
に、内部で擬似的な同期転送信号ＳＴＳ１として所定の
値に設定された情報データを発生させる擬似データ発生
回路１１３が、切り替えスイッチ群を介して多重化回路
１１１に接続され、また、分離回路１１２の出力ライン
にはデータチェック回路１１４が接続される。

【００２０】この通信ユニット１１０において自己診断
を行う場合には、擬似データ発生回路１１３に診断クロ
ックを供給して情報データを発生させ、この情報データ
を実際に通信するときと同様に多重化回路１１１により
多重化する。多重化された信号を通信ユニット１１０の
内部で折り返して分離回路１１２に戻す。データチェッ
ク回路１１４には、分離された擬似的な同期転送信号Ｓ
ＴＳ１の全データ、あるいは一部のデータを入力し、擬
似データ発生回路１１３に設定された情報データと比較
する。データチェック回路１１４はマイクロプロセッサ
と汎用のＩ／Ｏポートを有していて、通信ユニット１１
０が正常に機能しているかどうかをチェックするととも
に、予め定められたビット信号を制御することにより、
図４に示す制御系グループ１０１に予備の通信ユニット
１１０の正常、あるいは故障の信号を送る。

【００２１】図６は上記実施例装置の具体的な構成を示
す回路図である。図３に示す分周器２０、切り換えスイ
ッチ３０は、図４の制御系グループ１０１に組み込まれ
ており、それぞれ２ビットカウンタ２１（例えばＨＣ１
６１）、データセレクタ３１（例えばＨＣ１５７）を使
用して構成されている。２ビットカウンタ２１には、上
記クロック発生ユニット１３からソースクロックが供給
されて、１６分周された診断クロックがデータセレクタ
３１に出力される。データセレクタ３１にはソースクロ
ック及び診断クロックが入力され、上記制御ユニット１
４からのスイッチ切り換え指令に応じて、いずれか一方
のクロックが予備の通信ユニット１０へのクロック入力
として出力される。

【００２２】上記の説明では、診断クロックの発生手段
として分周器２０を使用するようにしたが、本来の動作
クロックとは独立して低周波の診断クロックを発生す
る、専用の発振回路を使用することもできる。

【００２３】また、冗長構成の通信システムでは一旦故
障した通信ユニット１１の自己診断テストを行う場合
に、制御ユニット１４によって一時的なエラーから通信
ユニット１１の機能が回復したか否かを確認する自己診
断にも適用できる。この場合に通信ユニットが予備側に
切り換えられた後に、通信ユニット１１にも低周波の診
断クロックを供給すれば、常に通信装置全体の電力消費
量を低減できる。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では通信動
作に必要な動作周波数より低い周波数の診断クロックを
予備の通信ユニットに与えて動作テストを行い、冗長構
成の通信システムの機能を損なうことなしに、通信装置
を駆動する電源の利用効率を高めることができる。この
ため、予備の通信ユニットが自己診断テストを実行する
ために消費する電力を低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理を説明するブロック図である。

【図２】ＣＭＯＳ回路の動作周波数に対する消費電力の
変化を示す図である。

【図３】本発明の一実施例を示す通信装置のブロック図
である。

【図４】本発明の一実施例の光多重装置の構成図であ
る。

【図５】予備の通信ユニットの回路ブロック図である。

【図６】本発明の実施例装置の具体的な構成を示す回路
図である。

【図７】従来の光多重装置の構成を示すブロック図であ
る。

【符号の説明】

１０ 通信ユニット １ 動作クロック発生手段 ２ 診断クロック発生手段 ３ 切り換え制御手段

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自己診断機能を有し、現用の通信ユニッ
   トの故障時に動作する予備の通信ユニット（１０）を備
   えた冗長構成の通信システムをＭＯＳ集積回路により構
   成した通信装置において、 前記通信ユニット（１０）を駆動するために必要な動作
   クロックを発生する動作クロック発生手段（１）と、 前記通信ユニット（１０）を診断するために前記動作ク
   ロック発生手段（１）の動作クロックより低周波の診断
   クロックを発生する診断クロック発生手段（２）と、 前記通信ユニット（１０）を前記診断クロック発生手段
   （２）と動作クロック発生手段（１）とに切り換えて接
   続する切り換え制御手段（３）と、 を有することを特徴とする通信装置。
2. 【請求項２】 前記診断クロック発生手段（２）は、前
   記動作クロック発生手段（１）の動作クロックを分周す
   る分周回路によって構成されていることを特徴とする請
   求項１記載の通信装置。
3. 【請求項３】 前記通信ユニットは、光通信機能を有す
   る多重化装置であることを特徴とする請求項１記載の通
   信装置。