专利名称：多路复用通信系统及方法
技术领域：
本发明涉及线路切换系统，光传输切换设备，多路复用系统和以太网冗余方法和系统，最好是应用于多路复用通信，特别是采用以太网的通信。
背景技术：
在实现多路复用通信时，采用线路切换系统，该线路切换系统在通信系统中设置有多条线路，并且在例如线路的某些部分出现通信故障时对要使用的线路(通信路径)进行切换。
作为传统的数据传输系统的例子，存在的系统包括正常地用于通信的现用系统线路和切换到该线路以便用于通信的备用系统线路，以提高传输的可靠性。
例如，使用以太帧的传输系统比SONET/SDH(同步光网络/同步数字分级)的费用低，并且已大量地用于LAN。已经提高了使用以太帧的传输容量以满足时代和一条线路迅速增长的传输容量的需要。在该接口中出现故障意味着中断大量数据，以致损失非常巨大。在使用路由器建立的网络中，通常，有一种在出现故障时利用路由协议切换传输路径的方法。
本申请的申请人早些时候申请的日本专利申请公开No.11-50551中公开了一种波分复用光通信系统，该系统包括作为现用光传输系统和备用光传输系统的光传输系统，其中通过光传输线路放置分别具有波分复用信号光的发射部分和接收部分的波分复用光通信设备。波分复用光通信设备的接收部分包括当未正常接收信号光时输出警告信号的警告电路，和当接收从警告电路输出的警告信号时衰减波分复用信号光的衰减器。
从而自动将波分复用的所有光信号切换到其它传输路径，以便与现有技术相比能够更迅速地完成维护和恢复工作。
然而，在使用路由协议切换传输路径的上述传统系统中，需要利用路由器等将线路路由到其它线路。因此，与通过具有切换线路功能的诸如SONET/SDH之类的协议进行双工切换相比，从检测到故障到完成切换要花费长得多的时间。因此，在此期间要丢失大量通知。
然而，如果存在象SONET/SDH中那样应用在发射以太帧的点的切换系统，在以太网标准中不存在这样的系统。就是说，在使用没有切换线路的功能的协议完成通信的情况下，执行双工切换非常耗时。另外，如果提供新协议来完成这项工作，在接口方面则变得不兼容。
已经提出了在没有双工协议的接口中如何完成线路复制，而不改变网络设备中基本协议的主题。通过定义新协议和在切换点端接，该接口变得不兼容，并且需要由每个设备改变规范。此外，通过端接协议，设备变复杂，并由此增加了费用。
此外，日本专利申请No.11-150511中公开的波分复用通信系统采用协议的线路切换功能，以致不能将其应用到没有线路切换功能的协议。
此外，按常规，在多路复用通信中分别使用的光传输设备，多路复用系统，以太网系统方面也存在着问题。
发明内容
本发明的第一目的是提供一种线路切换系统和方法，即使在使用没有线路切换功能的协议来实现通信的系统中也能不增加昂贵的硬件来高速完成线路切换。
本发明的第二目的是提供一种线路切换系统和方法，即使在使用没有线路切换功能的协议来实现通信的系统中也能不改变网络中的基本协议来高速完成线路切换。
另外，本发明的第三目的是提供最好是应用到多路复用通信的光传输切换设备，多路复用系统，以太网冗余方法和系统。
图1是表示根据本发明实施例的线路切换系统配置实例的方框图；图2是表示线路切换系统的双工切换设备(线路切换设备)的配置实例的方框图；图3是表示在线路切换系统的线路105c中出现故障时警告传送方法的轮廓实例的方框图；图4是描述线路切换系统中的传输延迟时间，输出中断时间，和链路断开码型传输时间之间的关系的波形；图5是表示在线路切换系统的线路105g中出现故障时警告传送方法的概要实例的方框图；图6是表示在线路切换系统的线路105m中出现故障时警告传送方法的概要实例的方框图；图7是表示在线路切换系统的线路105a中出现故障时警告传送方法的概要实例的方框图；图8是表示在线路切换系统的线路105b中出现故障时警告传送方法的概要实例的方框图；图9是表示在图3所示的警告传送时间从每个设备向连接的线路传输数据的示例的示意图；图10是表示在图5所示的警告传送时间从每个设备向连接的线路传输数据的示例的示意图；图11是表示在图6所示的警告传送时间从每个设备向连接的线路传输数据的示例的示意图；图12是表示根据本发明另一个实施例线路切换系统的配置实例的方框图；图13是表示在图12所示的线路切换系统的线路切换操作中连接的轮廓(图像)的示意图；图14是表示根据本发明实施例的光传输系统的配置的方框图；图15是表示图14所示的多速率切换设备(发射侧)的配置的方框图；图16是表示图14所示的多速率切换设备(接收侧)的配置的方框图；图17是表示设置接口速率的方法的流程图；图18是表示SFP接口类型表的示意图；图19是表示SFP传输代码类型表的示意图；图20是表示根据实施例的另一种光传输系统的配置的方框图；
图21是表示图1所示的多速率切换设备(发射侧)的配置的方框图；图22是表示图1所示的多速率切换设备(接收侧)的配置的方框图；图23是表示根据本发明一个实施例的多路复用系统的配置的方框图；图24是表示根据本发明实施例的多路复用系统的配置的方框图；图25是表示根据本发明实施例的多路复用系统的配置的方框图；图26是表示根据本发明实施例的多路复用系统的配置的方框图；图27是表示根据本发明实施例的多路复用系统的配置的方框图；图28是表示根据本发明实施例的多路复用系统的配置的方框图；图29是表示根据本发明实施例的再一个多路复用系统的配置的方框图；图30是表示根据本发明实施例的再一个多路复用系统的配置的方框图；图31是表示根据本发明实施例的再一个多路复用系统的配置的方框图；图32是表示根据本发明的通信系统实例的配置的方框图；图33是表示图32所示的双工设备的配置的方框图；图34是表示图32所示的双工设备的另一个实例的配置方框图；图35是表示传统光传输系统的配置的方框图；图36是表示采用双工结构的传统光传输系统的方框图；和图37是表示传统双工设备的配置的方框图。
具体实施例方式
首先，描述根据本发明的复用通信系统中的线路切换系统。该线路切换系统包括多个终端设备和多个线路切换设备。在该系统中，至少一个终端设备连接到一个线路切换设备，一个线路切换设备连通过现用线路(用于现用通信的线路)和备用线路(用于备用系统线路)接到另一个线路切换设备，一个终端设备连接到预先规定的另一个终端设备，以使其能够经线路切换设备和现用线路进行通信，以便使用没有线路切换功能的协议实现通信。该系统的线路切换设备包括故障检测单元，用于通过检验在规定时间内是否从线路检测到可识别信号来检测故障的产生；和线路切换单元，用于在故障检测单元检测到现用线路中出现故障时将具有故障检测单元检测的故障的现用线路切换到可以用现用线路替换的备用线路，从而在终端设备和预先规定的另一个终端设备之间进行通信。
最好是线路切换单元在从故障检测单元检测到故障起经过切换保护时间后切换该线路。
另外，最好是包括一个故障通知单元，用于在故障检测单元检测到故障产生时向另一个线路切换设备通知故障产生。
另外，用于连接每个设备的线路是由发射和接收线路构成的全双工线路(由全双工系统构成的线路)。故障通知单元可以包括当故障检测单元在全双工线路之外的线路之一中检测到故障时，使用全双工线路的另一条线路通知故障的功能。
此外，故障通知单元可以包括通过定期重复中断信号输出和发射用于下行协议中的链路的链路断开码型来通知故障的功能。另外，在定期重复的周期中，可以设定用于发射链路断开码型的时间比中断输出的时间长。
另外，它可以包括至少一个能够在一个终端设备和另一个终端设备之间实现长距离通信的传输设备，该传输设备设置在线路切换设备的现用线路和备用线路中的每一个中。另外，传输设备可以包括发射侧故障检测单元，用于在规定时间内未从线路检测到可识别的信号时检测故障的产生，或通过接收故障产生的通知；和发射侧故障通知单元，用于在发射侧故障检测单元检测到故障产生时通知该故障的产生。
另外，发射侧通知单元可以具有通过中断信号输出向线路切换设备通知产生故障的功能；和通过定期发射一个接收故障通知分组和链路断开通知分组来通知传输设备的功能。另外，在定期发射该通知的周期中，可以设定用于发射链路断开通知分组的时间比用于发射接收故障通知分组的时间长。
此外，通过接收该接收故障通知分组或/和接收一个链路断开通知分组可以实现通过接收从发射侧故障检测单元发射的故障产生通知来故障的检测。
此外，当故障检测单元检测到一个终端设备和最靠近该终端设备的线路切换设备之间产生的故障时，故障检测单元可以向传输线路发射链路断开码型。
在多路复用通信系统中执行线路切换的线路切换方法中，至少一个终端设备连接到一个线路切换设备，一个线路切换设备经现用线路和备用线路连接到另一个线路切换设备；一个终端设备连接到预先规定的、能够经线路切换设备和现用线路通信的另一个终端设备，以便使用没有线路切换功能的协议实现通信；备用线路和可用现用线路替换的线路。该方法包括故障检测步骤，用于通过检验是否在规定时间内从一条线路检测到可识别信号来检测故障的产生；和线路切换步骤，用于在故障检测单元检测到现用线路中的故障产生时将具有故障检测单元检测的故障的现用线路切换到可用现用线路替换的备用线路，从而在该终端设备和另一个预先规定的终端设备之间进行通信。
在线路切换步骤中，最好是在从故障检测单元检测到故障起已经过切换保护时间后切换该线路。
另外，最好是该方法还包括故障通知步骤，用于在故障检测单元检测到故障产生时向另一条线路通知故障产生。
此外，用于连接每个设备的线路可以是由发射线路和接收线路构成的全双工线路(由全双工系统实现)。另外，在故障通知步骤中，当故障检测步骤在全双工线路之外的线路之一检测到故障时，可用全双工线路的另一条线路通知该故障。
此外，在故障通知步骤中，最好是可以通过定期地重复中断信号输出和按协议发射用于断开链路的链路断开码型来通知故障；在定期重复中的周期中，可以设定用于发射链路断开码型的时间比中断输出的时间长。
此外，还可以在线路切换设备中的现用线路和备用线路中的每一个中设置能够在一个终端设备和另一个终端设备之间实现长距离通信的至少一个传输设备。另外，该方法可以包括发射侧故障检测步骤，用于在规定时间内未从线路检测到可识别的信号时通过发射设备或通过接收故障产生通知来检测故障的产生；和发射侧故障通知步骤，用于当在发射侧故障检测步骤中检测到故障的产生时通知该故障的产生。
在发射侧故障通知步骤中，可通过中断信号输出来通知线路切换设备；和可通过定期发射接收故障通知分组和链路断开通知分组来通知传输设备。在定期发射通知的周期中，可以设定用于发射链路断开通知分组的时间比发射该接收故障通知分组的时间长。
通过接收该接收故障通知分组或/和接收一个链路断开通知分组实现通过在发射侧故障检测步骤中接收故障产生的通知来检测故障。
此外，当故障检测步骤中检测到一个终端设备与最靠近该终端设备的线路切换设备之间中产生的故障时，可在故障通知步骤中向传输线路发射线路断开码型。
下面参考图1至13详细描述根据本发明的线路切换系统和方法的具体实例。
如图1所示，根据一个实施例的线路切换系统包括终端设备101(101A，101B)，双工切换设备102(102A，102B)，传输设备103(103A，103B，103C，103D)，和网络104(104A，104B)。
它是通过将终端设备101A连接到双工切换设备102A，终端设备101B连接到双工切换设备102B，以及还通过用于现用通信的现用系统线路(现用线路)和备用系统线路(可用现用线路替换的备用线路)连接在双工切换设备102A和双工切换设备102B之间。在双工切换设备102A和102B之间，即现用系统线路和备用系统线路之间，设置能够在终端设备101A和终端设备101B之间进行长距离通信的传输设备。传输设备103A和103B连接到现用系统线路，传输设备103C和103D连接到备用系统线路。
在图1所示的实施例中，网络104A连接在传输设备103A和传输设备103B之间，网络104B连接在传输设备103C和传输设备103D之间。网络104A和网络104B可以是简单的中继网络，没有给出每个网络内的结构。此外，也可以在传输设备103A和传输设备103B之间，和传输设备103C和传输设备103D之间直接连接，而没有设置在其间的网络104A和104B。
根据该实施例的线路切换系统采用具有接通信号状态触发的线路切换方法(双工切换方法)。该系统包括用于发射和接收数据的终端设备101A和终端设备101B；双工切换设备102(102A，102B)，用于根据接收信号的出现在发射侧判断来自终端设备101A和终端设备101B的数据的线路状态，当其因线路中产生故障而没有接收的信号时，选择没有故障的线路系统；和用于经网络104向相对的站(双工切换设备)发射通知的传输设备103(103A，103B，103C，103D。
双工切换设备(线路切换设备)102(102A，102B)包括用于检测线路中故障产生的故障检测部分121(121A，121B)，用于切换要使用的线路的线路切换部分122(122A，122B)，和用于停止故障产生的故障通知部分123(123A，123B)。
故障检测部分121通过检验在规定时间内是否从连接的线路检测到可识别的信号来检测故障的产生。故障的产生是例如由电缆切断造成的不能通信的状态。
线路切换部分122将现用线路切换到备用线路，从而在故障检测部分121在现用系统线路中检测到故障产生时，在终端设备101A和终端设备101B之间实现通信。
另外，当故障检测部分121中检测到故障时，故障通知部分123向另一个双工切换设备通知故障的产生。
传输设备103(103A，103B，103C，103D)包括用于检测故障的产生的故障检测部分131(131A，131B，131C，131D)，和用于通知检测到的产生的故障的故障通知部分132(132A，132B，132C，132D)。
故障检测部分(发射侧故障检测单元)131检测由未在规定时间内检测到来自线路的可识别信号或接收到有关故障产生的通知的事实造成的故障产生。
另外，故障通知部分(发生侧故障通知单元)132在故障检测部分131检测到故障时通知(传送警告)故障的产生。
上述网络104A和104B是使用传输设备发射通知的通信网络。SONET/SDH等可以作为例子。
图1所示配置的例子给出了一种相对于作为对称点的网络在两侧对称的简化配置。在下文中，通过参考利用省略的网络104直接相互连接传输设备的状态对此进行描述。
对于传输设备103，由双工切换设备102A和双工切换设备102B选择的设置在A侧(现用系统线路侧)的传输设备是传输设备103A和传输设备103B，B侧(备用系统线路侧)设置的传输设备是传输设备103C和传输设备103D。四个传输设备设置在不同区域，但是是相同的设备。
当在网络连接点检测到线路故障，在传输设备本身检测到故障，和在双工切换设备102A和双工切换设备102B之间的连接点检测到故障时，上述传输设备103(103A，103B，103C，103D)通过中断向双工切换设备102A和双工切换设备102B输出信号来通知故障的产生，从而触发双工切换设备102A和双工切换设备102B，以进行切换判断。
此外，上述终端设备101，双工切换设备102，和传输设备103各包括一个通信部分(未示出)，从而能在上述连接的设备之间进行通信。
接下来，参考图描述双工切换设备102(102A，102B)。双工切换设备102(102A，102B)具有将线路新现用相同线路切换到要使用的备用系统线路的功能，以便在终端设备101A和终端设备101B之间进行通信。
双工切换设备102(102A，102B)包括在终端侧用于连接终端设备的C端口126h，在传输路径侧用于连接现用系统线路上的传输设备的A端口126f，和在传输路径侧用于连接备用系统线路的B端口126g，和通过判断传输路径侧上的A端口126f和B端口126g的状态来实现双工系统切换。
另外，上述故障检测部分121包括为每个端口设置的故障检测电路(121f，121g，和121h)。上述线路切换部分122包括切换装置150和切换控制电路160。上述故障通知部分123包括为每个端口设置的输出控制电路(121f，121g，121h)。
终端侧上的C端口126h的输入侧包括用于端接从C端口126h输入的信号的输入端接部分124h，和用于从接收的数据检测故障的故障检测电路121h，并且连接到选择传输路径的切换装置150。
有一个为判断从传输路径侧上的A端口126h和传输路径侧上的B端口126g发射的数据的线路状态而设置的切换控制电路160。根据切换控制电路160判断的结果控制用于选择用来在终端设备101A和终端设备101B之间通信的线路(选择系统)的切换装置150。从C端口126h输出来自选择系统(线路)的数据。C端口126h的输出侧包括通过监测线路侧上的故障状态来控制C端口的输出的输出控制电路123h，和用于端接输出信号的输出端接部分125h。
输入端接部分124h和输出端接部分125h的内部结构依据设备之间的接口是光还是电而改变。然而，在任何情况下，可通过检测信号的丢失(在规定的周期或更长时间不存在改变点的状态)来判断故障状态，并可实现相同的配置作为模块。换句话说，通过改变输入端接部分124h和输出端接部分125h，可以在设备之间实现光通信或电通信。对A端口和B端口中的输入端接部分124和输出端接部分125也是这样。
发射侧上的A端口126f的输入侧包括用于端接从A端口126f输入的信号的输入端接部分124f和用于从接收的数据检测故障的故障检测电路121h，并且连接到选择传输路径的切换装置150。A端口126f的输出侧包括通过监测线路侧的故障状态来控制A端口的输出的输出控制电路123f，和用于端接输出信号的输出端接部分125f。
另外，传输路径侧的B端口126g的输入侧包括用于端接从B端口126g输入的信号的输入端接部分124g，和故障检测电路121g，和连接到选择传输路径的切换装置150。B端口126g的输出侧包括通过监测线路侧的故障状态来控制B端口的输出的输出控制电路123h，和用于端接输出信号的输出端接部分125g。
控制终端127连接到双工切换设备102(102A，102B)的切换控制电路160，并且用于监测双工切换设备102的状态和输出强制切换指令。
现在，描述根据该实施例的上述线路切换系统的概要。
该实施例提供了在带有诸如没有切换协议的SONET/SDH的接口之类的线路双工结构的系统中将线路复制到现用系统线路和备用系统线路时，在检测到故障的时刻执行将线路自动切换到没有故障的备用线路的方法。
换句话说，它是一种包括可选择的现用系统线路和备用系统线路的系统。即使在建立该系统以实现采用没有切换线路功能协议时，该系统能够实现明显比使用路由协议的情况快得多的线路切换，例如，与不比检测到故障时由具有诸如SONET/SDH之类的切换线路的功能的协议实现的情况慢得多的速率一样快。作为执行采用没有切换线路功能的协议的通信的系统，可以应用到使用采用以太帧等发射数据的以太网设备的网络。
如图1所示，该实施例应用于在传输设备103和终端设备101之间设置双工切换设备102，和由传输设备103经现用系统线路和备用系统线路的双系统线路发射通知的双工结构的情况。在该实施例中，当产生线路故障时，不是改变传输设备103和终端设备101之间的协议，而是使用采用无信号状态作为切换线路的触发的线路切换方法。在该方法中，传送用于线路故障的警告，和通过信号的中断(中断信号输出)从传输设备103向终端设备101发射产生线路故障的通知。由设置在传输设备103和终端设备101之间的双工切换设备102检测该状态作为切换触发。
在产生线路故障时，如图3，图5和图6所示，从故障点向数据传输方向，总是向传输设备103，双工切换设备102，和相反侧的终端设备101发射有关故障状态(无信号状态)的通知，以使双工切换设备102可识别故障的产生。当双工切换设备102检测到故障时，向下行路由线路(朝向具有全双工线路外的故障的线路的反(另一个)方向)发射有关故障状态(无信号状态)的通知。通过从双工切换设备102向传输设备103，向相对侧的传输设备103，向相对侧的双工切换设备102交替地发射信号下行状态和信号上行状态来间歇地发送通知。两个站上的双工切换设备102通过无不一致性来识别故障的产生。在本发明的说明书中，定义从故障产生点到相对侧的双工切换设备的路由为上行路由，定义从双工切换设备到相对站的双工切换设备的反向方向为下行路由。
已经描述了将用于通知故障产生的信号发射到下行路由线路。根据本实施例用于连接在线路切换系统中的每个设备之间的线路是由发射线路和接收线路构成的全双工线路。因此，当在全双工线路之一中检测到故障时，使用全双工线路的另一条线路发射(通知)信号。
当在终端设备101和未复制线路的双工切换设备102之间的部分(段)中产生故障时，如图7和图8所示，通过向双工切换设备102选择的线路的相反站发射链路断开码型下行相反站上的终端设备的链路。此时，不执行切换操作。
从故障产生点传送到下行路由传送的警告是如所述的那样间歇发射的。于是，发射的警告(通知有关的故障产生的路由)变为环状。然而，恢复故障时，间歇地执行下行路由方向中的警告传送，以便中断该路由，从而恢复正常状态。
在产生故障时，将警告通知传送到双工切换射102使其操作，以便选择没有故障的线路。因此，当仅在一个系统(现用系统线路或备用系统线路中的一个)中连续产生故障时，相反侧的双工切换设备102继续选择同一个系统。此外，当两个系统(现用系统线路和备用系统线路二者)中产生故障时，或当恢复端口A侧的故障时，具有通过在恢复两个系统中的故障时总是选择端口A侧来由双工切换设备102选择一致的系统的功能。
如同在以太网中，当通过传输设备103和终端设备101之间的协议建立一条链路时，需要在连接点端接该协议。如果在双工切换设备102中设置用于端接该协议的MAC端接功能，硬件的规模将变大，以致增加设备本身的成本。为了克服该问题，不在双工切换设备102中执行MAC端接，并使用好象是它是传输路径那样设置双工切换设备102的系统，并通过监测信号的输入和无信号状态来执行用于切换的判断。因此，利用根据本实施例的线路切换系统，能够以低成本实现双工切换设备本身。
此外，双工切换设备102具有通过选择切换系统设备强行切换要使用的线路的功能。作为强行切换系统，采用通过为最初选择的系统(目前使用的线路)产生错误光损失状态(无输出状态)来执行强制切换的方法，以便在实现切换的情况下开始切换操作。因此，在本实施例中，可不提供用于切换的另一个判断电路来实现强制切换功能。
也可以通过监测要切换到的线路的故障状态来进行切换，以使其能够避免在由要切换的线路中的故障引起的切换后线路的切断。
另外，当提供电源时，在初始引导设备时，双工切换设备102连续中断向备用线路侧(B端口侧)输出比现用线路侧(A端口侧)的时间长。因此，在引导结束时，只要现用线路(A端口侧的线路)中没有产生故障，则通过选择A端口侧开始工作。
因此，在供电时，双工切换设备102在两个站的双工切换设备之间选择同一个系统(要使用的线路)，以避免连续选择不同系统(线路)的状态，近年来，随着通信容量的增加，已经改善了设备之间的接口速度。按常规，传输设备是具有SONET/SDH的多路复用设备，在复制线路时已经应用了SONET/SDH中使用的双工方法。然而，已经在以太网的标准中引入了高速接口，并且在终端设备之间选择传输设备时4使用更频繁。这种情况下，通过将线路复制到现用系统线路和备用系统线路能够使用采用以太网的线路。然而，以太网的接口没有象常规SONET/SDH接口那样的双工切换协议，以致已经采用了在主机路由协议中复位通信路由(用于通信的线路)的方法。利用该方法，与由具有诸如SONET/SDH之类的切换线路的功能的协议进行双工切换相比，从故障的产生到把线路切换到备用系统线路要花费长得多的时间，从而丢失了大量数据。本发明在以太网接口中实现了高速双工切换，该以太网接口没有象不改变协议来切换触发那样通过在传输设备和终端设备之间的分段中使用无信号状态来切换线路的功能。
作为传输设备103所需的功能，具有在产生故障时中断终端设备侧(连接到双工切换线路102的线路)的输出的功能。此外，双工切换设备102设置在终端设备101和传输设备103之间，从而把切换处理本身留给了双工切换设备。因此，即使在未复制线路(仅有现用线路)时，终端设备101和传输设备103正常地操作，在复制线路的情况下，可通过增加用于备用系统线路的传输设备和双工切换设备实现。
在制备双工切换设备102时，如果通过执行包括该协议的端接来实现切换，将使硬件变复杂。结果是，增加了双工切换设备102的价格。为了解决该问题，通过简单地判断是否中断了输入信号(无信号状态)实现向备用系统线路的线路切换。双工切换设备102具有包括用于检测输入信号的中断(无信号状态)的检测电路，和用于系统选择的选择器开关，从而实现了具有简单结构的硬件。
在本实施例中，在检测传检测输路径上产生的故障时，向终端101侧传送警告，以便触发线路切换。如果仅提供触发，则在多个点产生了故障。因此，在恢复时，可在两个双工切换设备之间选择不同的系统(选择的线路)，以致不能实现自恢复。在故障期间，需要在两个站持续检测双工切换设备中的故障。因此，检测故障产生的传输设备103现用在两个站上向双工切换设备102传送警告。
通过通知故障状态可实现在故障时向传输设备103，双工切换设备102，和终端设备101传送警告。通过检测故障后切换系统(要使用的线路)，双工切换设备102实现了双工线路的切换。另外，需要向相对站的双工切换设备传送警告，从而向通知的双工切换设备给出切换触发。换句话说，需要将两个双工切换设备中的任何一个检测的故障警告传送到相对的双工切换设备。
正在传送警告时不能识别在何处产生了故障。于是，相对站的双工切换设备在检测到故障时向相对设备传送警告。在该警告传送方法中，从作为起始点的故障产生点和之间具有相对双工切换设备的环路进行警告传送，从而传送到故障产生点。如果双工切换设备102检测的故障被按原样向相对的双工切换设备传送，即使在恢复了故障时也继续警告传送，而不暂停故障。因此，它不能中断无休止的警告环路。为了解决这一问题，在针对双工切换设备检测的故障向相对的双工切换设备传送警告时，定期发射信号中断和链路断开码型，从而间歇地传送警告。因此可防止可在故障恢复时无休止的警告传送环路。
另外，在根据本实施例的线路切换系统中，在两条双工线路中产生故障并且不能通信时，两个站的双工切换设备选择A端口侧的系统。因此，可以以从故障中恢复时两个站总是选择同一个系统的方式进行操作。
如果没有在不能通信时选择A端口侧的功能，可能出现两个站根据产生双重故障的时序选择不同系统的情况。在故障同时从该状态恢复时，设备继续操作，同时保持选择不同系统，以致其不能停止该状态。为了解决这一问题，根据本实施例的双工切换设备102工作，以便在双重故障时选择A端口。另外，通过为B端口产生假故障来进行引导，以便在向设备供电时选择A端口。因此，能够通过选择相同的现行相同(要使用的线路)开始操作设备。
接下来描述根据本实施例的双工切换设备的操作。
首先，参考图1描述其基本操作。数据从终端设备101A传输到双工切换设备102A。双工切换设备102A一直监测从连接到传输路径的A端口和B端口传输的信号的状态。在相同(线路)中未产生故障时，目前选择该系统，双工切换设备102继续选择现用系统，并在目前选择的系统中产生故障时切换线路。
通过判断输入到双工切换设备102A的A端口和B端口的数据是否中断来检测故障的产生。换句话说，当在规定时间未检测到来自该线路的可识别信号时，双工切换设备102A判断其为产生了故障。该规定时间可以比按协议中断信号的时间的连续状态的最大值长。也可以是将确认差错的时间加到该最大值得到的时间。
即使在判断已经过切换保护时间后判断故障仍继续时，切换该线路。在双工切换设备102中，当连接到传输路径的A端口或B端口中的任何一个的输入中产生故障时，同样把产生的故障通知给相对的连接设备。经传输设备103A和传输设备103B，或经传输设备103C和传输设备103C把警告传送到相对站侧的双工切换设备102B。
下面参考图3所示的线路105c中产生故障的情况描述传输设备103B等进行的警告传送。当传输设备103A和双工切换设备102A之间(线路105c)产生故障时，首先，传输设备103检测其作为接收故障。图9示出在检测到作为接收故障的输入丢失时，图3所示的每个点的传送数据作为传送警告时的传输数据。
传输设备103A和传输设备103B之间(线路105g)没有产生故障，以致能够正常传输。此时，通过产生用于通知故障的分组(接收故障通知分组)把传输设备103A检测的接收故障通知给相对侧的传输设备103B。接收到该接收故障通知分组时，传输设备103B通过中断向线路105m的输出把故障的产生通知给双工切换设备102B。在通过定期中断该输出和发射链路码型通知A端口的输出侧105n的同时，切换设备102B通过线路105r通知终端设备101B没有输入。换句话说，故障检测部分123B通过定期重复输出信号的中断和按该协议发射用于下行该链路的链路断开码型来通知检测的故障。
因下列原因不通过连续地中断来通知该故障。下面描述链路断开码型。如图3所示，把故障时间的警告(产生的故障通知)在双工切换设备102A和双工切换设备102B之间来回轮流传送。因此，传送该警告的路由是环路。如果该警告总是在设备之间传送，传送的故障产生通知变成故障恢复后再生故障的因素。因此，不能解除环路状态。
因此，从故障产生点连续传送故障的产生，直到到达双工切换设备102B，并在从双工切换设备102B到相对的双工切换设备102A的路由中定期传输输出的中断和链路断开码型，从而交替地提供无信号状态和信号状态。从而可以避免以环路状态连续传送警告。
此时，相对于站之间的警告传送延迟时间，定义无输出状态足够长。传送延迟时间，输出中断时间，和链路断开码型传输时间之间的关系将参考图4描述。
图4(a)示出上述输出中断的时间比传送延迟时间短的情况。图4(a-2)示出相对于图4(a-1)所示的情况针对传输延迟时间延迟信号的状态。此外，图4B示出上述输出中断的时间比传输延迟时间足够长的情况。图4(b-2)示出相对于图4(b-1)所示的情况针对传输延迟时间延迟信号的状态。在这些图中，“H”电平表示故障产生造成的无输出状态，“L”电平表示链路断开码型传输时间。
当由于在故障产生点产生的故障造成关于故障的产生的通知以环路状态传输时，如图4(a)所示，如果输出中断的时间比把通知传送到刚好在故障产生点之前的点的传送延迟时间短，双工切换设备102根据传送延迟时间期间的接收信号等待判断，以避免误判断。结果是，不用图4(a-1)所示的无信号状态进行判断，以致双工切换设备102误解为临时恢复了该故障。换句话说，可能存在两个站的双工切换设备识别该故障为不同故障的状态。
相反，通过设定输出中断的时间比如图4(b)所示的传输延迟时间长得多，可避免为传输延迟时间等待上述判断造成的影响，并且能够识别输出中断。另外，即使因为两个双工切换设备中的传送延迟时间使得识别的时间中存在差异，也存在着两个双工切换设备可共同识别故障状态的时区。因此，能够避免即使在临时恢复故障后重复识别该故障的问题。
在输出中断和链路断开码型的定期传输中，设定每个周期发射链路断开码型的时间比输出中断的时间长。从而能够避免通过检测故障传送警告的设备因从该设备本身传送的警告检测到故障的无休止的环路状态。
将避免该无休止的环路状态的最小需求设定为发射链路断开码型的时间比警告传送的每个周期的输出中断的时间长。本发明的发明人已经核实发射链路断开码型的时间最好比每个周期输出中断的时间长约4倍。例如，假如终端设备101A和终端设备101B之间的最大数据传送延迟时间是10ms，如果一个周期中输出中断的时间是100ms，和链路下行数据的传输时间是400ms，一个周期是500ms，由于在二者之间存在4倍的间隔，不存在如上所述的无休止循环状态的问题。此外，输出中断的时间比传输延迟时间长得多，以致不存在产生传输延迟的问题。因此，可以确保该设备正常操作。
现在描述链路断开码型。在终端设备101A，传输设备103A和传输设备103C之间，以及使用以太网帧的终端设备101B，传输设备103B和传输设备103C之间实现传输时，在设备之间执行链路连接控制，并使其在建立链路时变得能够在该点传输数据。当产生故障时，不能正常进行通信并且链路断开。故障期间，发出链路链路断开码型以保持链路断开状态。作为链路断开码型，可产生用于发射以太帧的8B10B代码入侵中的码型。例如，可产生时间长度与8B10B代码不同的通/断信号。
在输出中断的重复信号和输入到传输设备103B的链路断开码型中，把从传输设备103B传输到传输路径105h的输出中断转换成要发射到相对的传输设备103A的接收故障通知分组。在传输设备103B检测到链路断开码型时，传输设备103B执行用于断开终端设备101B之间的链路的链路断开控制，并将其作为链路断开通知分组传送到相对的传输设备103A。接收该数据的传输103中断该输出，同时接收该接收故障分组，并在接收到链路断开通知分组时对要处于链路断开状态的终端设备101A执行链路断开控制。当双工切换设备102A接收到这些数据时，将该数据返回到传输路径侧，和向A端口(线路105c)发射相同的码型。
故障通知被发送到故障产生点。继续中断双工切换设备102A的C端口的输出，以便通知该线路侧不能使用。在检测到A端口中的切换触发(无信号状态)时，双工切换设备102A和双工切换设备102B等待切换保护时间。在此期间，如果检测到连续中断，设备转到切换处理。在要切换到的B端口中没产生故障时，将现行相同切换到B端口。当要切换到的B端口中也产生故障时，切换设备不执行切换处理并保持选择A伤口。此外，当在选择B端口的状态下A端口和B端口二者中都产生故障时，切换设备选择A端口，以避免故障恢复时两个站选择不同系统的状态。在双工切换设备102A和双工切换设备102B中，未选择的系统把传输路径侧(A端口或B端口)的输入返回到发射侧的输出，以使连接到终端设备一侧的传输设备变为返回连接。传输设备对设备本身进行链路连接控制，以便建立链路。只要该传输路径中没有产生的故障，选择备用系统的传输设备通过对设备本身进行链路连接来操作。备用系统在该状态中等待，以便其能够在切换现行系统之前确认备用系统线路在双工切换设备102A和双工切换设备102B之间是否正常之后来执行切换。
上面参考图3描述了系统的操作。下面参考图2详细描述双工切换设备102A和双工切换设备102B的切换操作。
当双工切换设备102在A端口126f中检测到故障时，在故障检测道路中判断经输入端接部分124f输入的数据是否存在无信号状态。通过监测双工切换设备102(102A，102B)内部的切换控制电路160中的故障检测电路121f的状态进行判断。如果中断该信号，切换控制电路160向输出控制电路123f输出定期中断输出的指令，与此同时，输出该输出控制电路123f内产生的链路断开码型。同时，切换控制电路160向C端口的输出控制电路132h输出中断该输出的指令。
检测到切换控制电路160中的故障以后，监测故障状态，直到已经过特定的切换保护时间。在经过切换保护时间之后该故障继续时，切换控制电路160向开关150输出切换指令，以选择B端口。在经过切换保护时间之后该故障停止时，不执行切换。
执行切换之前，把B端口的故障检测电路121g的输出连接到输出控制电路123g的输入端，从而形成环回状态。在执行切换时，把连接到C端口的输出控制电路123h的A端口的故障检测电路121f和连接到A端口的输出控制电路123f的C端口的故障检测电路121h改变成这样的形式，即B端口的故障检测电路121g连接到C端口的输出控制电路123h，和C端口的故障检测电路121h连接到B端口的输出控制电路123g。
另一方面，在A端口侧，连接故障检测电路121f的输出端和输出控制电路123f的输入端。在B端口处在正常状态时，现行系统(B端口)的故障检测电路121g中没有检测到故障，以致取消向C端口的输出控制电路123h的输出中断。切换控制电路160把故障状态和选择的系统通知给连接至此的控制端127。
此外，如果在操作期间希望强制切换该系统，控制端127输出切换指令。例如，当在B端口处在工作中时把该端口切换到A端口时，其操作如下。用户从控制端127输入和指定要强制切换到的系统。这次参考用户指定A端口的情况进行描述。
接收到来自控制终端127的指令时，切换控制电路160开始进行处理，以使B端口中断信号输出。通过从切换控制电路160输出用于中断向输出控制电路123g的输出的指令来执行该处理。通过把向连接的传输设备103的输出中断保持特定时间(例如，1秒)，所连接的传输设备103判断产生了故障并进行警告传输。以与线路产生的实际故障的情况相同的处理执行警告传输的操作。相对的双工切换设备检测到B端口侧的故障，以致执行向A端口侧的切换。此时，相对侧的双工切换设备也向产生虚假故障的双工切换设备侧传输警告。在接收该警告的双工切换设备侧，同样检测B端口侧的故障，以便执行向A端口侧的切换处理。
如所描述的，在强制切换系统时，可通过输出用于中断向要从其切换的输出控制电路的输出的指令以产生虚假故障来实现强制切换。因此，不需要提供附加电路。
在切换时，如果要切换到的端口中产生故障，不执行用于中断信号输出的处理本身。从而能够避免在完成切换操作后不能通信的状态，并可保持现行的通信状态。可在控制终端127中监测故障状态，以便可在控制终端127中检测何处产生了故障。
在向双工切换设备102供电时，通过利用中断输出信号的处理执行匹配选择系统的处理。向每个设备供电，以使根据本实施例的两个站的线路切换系统工作。然而，通常，每个设备放置在不同位置，以致不能定义向设备供电的顺序。
在本发明中，提供两个站在这种情况下通过选择同一个系统开始工作的这样一种系统。提供电源之后，双工切换设备102在设备内进行设定，以便处于工作状态。此时，即使在设备本身能够处在可操作状态中，如果通过中断向备用侧(B端口侧)输出信号并保持仅向现用侧(A端口侧)输出信号达规定时间(例如，1秒)来进行操作，当现用侧线路(A端口)中没有故障时，选择现用侧(A端口)处在操作中。在该电路中，只需要控制中断向备用侧(B端口侧)输出信号达较长时间，以便能够利用图2所示的正常切换操作中使用的B端口的输出控制电路123g来实现。切换控制电路160通过监测提供电源来管理中断信号输出的控制。
此外，图5所示的线路105g中产生的故障的情况表示传输设备103A和传输设备103B之间的传输路径(线路105g)中产生故障时的警告传送。此时，示出在每个点的警告传送作为图10中的警告传送时的传输数据(传输设备103A和传输设备103B之间的故障)。在图5所示的线路105g中产生故障的情况下，除了产生点不同外，对于警告传送执行与如上面参考图3所述情况相同的操作。通过定期输出该输出中断和链路断开码型向从双工切换设备102A到传输设备103A的输出点105g的区段传送警告。
另外，图6所示的线路105m中产生故障的情况表示传输设备103B和双工切换设备102B之间产生故障时的警告传送。此时，给出每个点的警告传送数据作为图11中警告传送时的传输数据(传输设备103A和双工切换设备102B之间的故障)。在图6所示的线路105m中产生故障的情况下，除了产生点不同外，对于警告传送执行与如上面参考图3描述的情况相同的操作。通过定期输出该输出中断和链路断开码型向从双工切换设备102A到传输设备103B的输出点105m的区段传送警告。
图6所示的线路105m中产生故障的情况表示终端设备101A和双工切换设备102A之间的非双工段产生故障的情况。这种情况下，在双工切换设备102A中产生链路断开码型，从而断开相对侧上终端设备101B的链路，以通知该线路不能使用。
换句话说，图7中的双点划线所示的通知表示链路断开状态下的通知路由。双工切换设备102A可通过输入中断检测故障。因此，在检测到故障时，向线路105c输出链路断开码型。接收到链路断开码型时，传输设备103A进行链路断开控制，从而断开与终端设备101A之间的链路。链路断开时，传输设备103A向相对站上的传输设备103B传送链路断开通知分组，以通知链路断开状态。接收到链路断开通知分组时，传输设备103B断开与终端设备101B之间的链路，并经线路105h向相对侧的传输设备103A通知链路断开状态。此时，传输设备103A之间的链路已经断开，以使设备保持链路断开状态。
这种状态下，由于即使将线路切换到另一个系统(另一条线路)也不能恢复故障进行通信，因此不执行线路切换。
图8所示的线路105b中产生故障的情况表示终端设备101A和双工切换设备102A之间的非双工段产生故障的情况，如图7所示的情况。此时，如图7所示的情况，在终端设备101A中断输出从而断开链路的方法中，在双工切换设备102A中产生链路断开码型，从而断开相对侧上终端设备101B的链路，以通知该线路不能使用。
换句话说，图8中的双点划线所示的通知表示链路断开状态下的通知路由。当终端设备101A通过执行链路断开控制断开与传输设备103A之间的链路时，不中断双工切换设备的输入信号。因此，不能判断故障的产生，以致不能发射链路断开码型。终端设备101A执行与传输设备103A之间的链路断开控制，以使该链路断开，故障时，向线路105c输出链路断开码型。接收到链路断开码型时，从而实现与终端设备101A中断该输出的情况相同的状态。此外，用与图7所示的相同方法执行从传输103A向传输设备103B的链路断开状态的传送。
在该状态，由于即使将线路切换到另一个系统也不能恢复故障进行通信，因此不执行线路切换。此时，在终端设备101A的输入侧产生故障时，当终端设备101A中断输出时，除故障产生点与图7所示的情况不同外，系统操作与图7所示的情况相同。在该例子中的故障时，依据终端设备101A的操作能进行两种类型的操作。
如上所述，利用根据本实施例的线路切换系统，在双工线路结构中切换双工线路时，通过中断信号将传输路径中产生的故障通知给双工切换设备，从而触发线路的切换。因此，可以应用到没有切换协议的系统。例如，可将其应用到使用以太网帧执行传送的以太网设备。
通过简单地增加在终端设备和传输设备之间进行线路的双工切换的双工切换设备，可实现采用无信号状态作为切换触发的本实施例的线路切换方法，只要设置在传输路径中的传输设备具有在故障产生时向相对的传输设备传送故障状态的功能和中断向终端侧输出信号的功能。此时，在双工切换设备中，在检测到作为切换触发的无信号状态时可执行切换，而不需要在终端设备和传输设备之间的接口中端接该协议。因此，可以以相对低的成本实现双工切换设备本身。
在本发明中，在产生故障的状态中在数据传输方向将故障按原样连续从故障产生点传输到双工切换设备。然而，在检测到故障，双工切换设备向相对的双工切换设备发射故障的产生时，它是定期传输的。因此，即使警告传送形成以故障产生点为起点的环形形状，可避免甚至在故障恢复后仍传送警告的无休止的循环。
另外，双工切换设备具有在两条双工线路中存在故障产生时总是选择A端口侧的功能。因此，在从双重故障恢复时，可避免两个站任意选择系统，从而防止不一致的系统选择。
如果没有该功能，在两条双工线路中产生故障时，两个站的双工切换设备选择不同系统。因此，在同时恢复故障时，维持在该状态的设备保持选择不同系统。在本发明中，双工切换设备工作，以便在两条线路中产生故障的情况下和恢复A端口侧中的故障的情况下总是选择A端口侧的。因此，在两条线路中产生故障时，两个站中的双工切换设备选择A端口侧，从而避免在同时恢复系统时选择不一致的系统。
另外，在向双工切换设备供电时，连续中断向双工切换设备的备用线路侧(B端口侧)的输出达比向现用线路侧(A端口侧)长的时间，从而完成设备的初始引导。因此，只要现用线路侧(A端口侧)没有产生故障，设备通过选择现用线路侧(A端口侧)开始工作。因此，能够避免两个站中的双工切换设备在供电时选择不同系统的状态，从而防止设备不能摆脱该状态的状态。
在操作希望向指定的选择系统强制切换时，通过要切换到的线路一侧(如果指定的端口是A端口，则向B端口；如果指定的端口的B端口，则向A端口)的双工切换设备的输出控制电路中断该输出来实现强制切换。这种情况下，双工切换设备的输出控制电路可使用用于有秩序的切换操作的电路。因此，通过从已从控制终端接收该控制信号的切换控制电路简单地加入控制可实现强制切换。于是，通过增加相对小规模的电路，而不用提供专用于强制切换的硬件就可实现强制切换。
另外，在执行强制切换时，仅当经验要切换到的线路状态后不存在产生的故障时才执行强制切换。因此，可以避免因强制切换造成的不能通信的状态。
此外，可能存在在建立网络时，最初建立没有备用线路的传输系统，而在需要可靠性时，通过增加备用系统线路来扩展网络的情况。这种情况下通过在传输设备和终端之间插入切换设备并可灵活地提供附加设备来实现。
如上所述，在传统情况下，当简单地传送无信号状态作为警告时，由两个站选择的系统的选择依据设备的状态是不一致的。在该状态下，如果变成线路上没有故障的状态，该设备不能摆脱这种不一致。当在全双工通信系统中进行警告传送时，在检测到接收故障时，该设备通过发射侧的线路向相对的站通过该故障。在该方法中，故障通知从故障产生点开始，在两侧的通信路由之间返回并继续，直到到达故障产生点。换句话说，以故障产生点作为起始点的环行状态传送警告。如果警告传送一直继续，在故障恢复时，设备不能摆脱警告传送的循环状态。因此，面临着不能恢复故障的问题。
根据本实施例的线路切换系统即使用在采用没有切换线路的功能协议进行通信的系统中也不会面临该问题。因此，通过快速和可靠的操作可实现高度可靠的线路切换。
接下来，参考图12和图13描述根据本发明另一实施例的线路切换系统。
与上面描述的具有一对设备的实施例不同，在该实施例中提供了用于执行通信的多对终端设备。
如图12所示，根据本发明的线路切换系统包括终端设备101(101A，101B，101C，101D)，双工切换设备102(102A，102B，102C，102D)和传输设备103(103A，103B，103C-103D)。终端设备101中的一个连接到分别连接到双工切换设备102，双工切换设备102通过现用系统线路和提供给传输设备103之一的备用系统线路分别连接到其它双工切换设备。
图12所示的终端设备101(101A，101B，101C，101D)中的每一个可以与图1所示的上述实施例的终端设备101A和终端设备101B相同。另外，图12所示的双工切换设备102(102A，102B，102C，102D)中的每一个可以与图1所示的上述实施例的双工切换设备102A和双工切换设备102B相同。此外，图12所示的传输设备103(103A，103B，103C-103D)中的每一个可以与图1所示的上述实施例的传输设备103A，传输设备103B，传输设备103C和传输设备103D相同。
此外，图12所示的双工切换设备102(102A，102B，102C，102D)中的每一个具有如参考图2所述的配置，并由切换控制电路160管理到每个端口的连接控制。
通过改变连接状况和固定地连接A端口和B端口，能够以如图13所示的方式连接的结构实现网络。图13(a)示出连接终端设备101A和终端设备101B以便能够通信的状态，图13(b)示出连接终端设备101C和终端设备101D以便能够通信的状态。
当实现图13(a)所示的连接时，在该状况中，双工切换设备102C和双工切换设备102D之间通过A端口和B端口连接到终端设备101C和终端设备101D，并且不执行系统切换操作。在该结构中，能够建立具有在终端设备101A和终端设备101B之间复制线路的结构的网络。这种情况下的操作与图1所示的上述实施例的相同。
另外，在实现图13(b)所示的连接时，双工切换设备102A和双工切换设备102B通过A端口和B端口连接到终端设备101A和终端设备101B，并且不执行系统切换操作。在该结构中，能够建立具有在终端设备101C和终端设备101D之间复制线路的结构的网络。这种情况下的操作也与图1所示的上述实施例的相同。
以同样的方式，在双工切换设备102A和双工切换设备102D通过A端口和B端口连接到终端设备101A和终端设备101D的情况下，能够建立在终端设备101B和终端设备101C之间复制线路的网络。在双工切换设备102A和双工切换设备102C通过A端口和B端口连接到终端设备101A和终端设备101C的情况下，能够建立在终端设备101B和终端设备101D之间复制线路的网络。
如上所述，通过改变双工切换设备102的连接状况，能够实现各种网络结构并复制线路。
另外，如果向其进行传送的合作设备(终端设备)随着时间的推移而改变，在根据本实施例的结构中，可随着时间的推移改变双工切换设备的状况。换句话说，可建立一个网络，该网络按照通过准备分配的时间表确定的时间来操作，以使要建立的网络在规定时间在一个终端设备与规定的另一个终端设备之间进行通信。
如上所述，利用根据本实施例的线路切换相同，可以建立一个系统，其中终端设备之一通过双工切换设备经复制到现用系统线路和备用系统线路的线路连接到规定的另一个终端设备。
上述的每个实施例是本发明的优选实施例，在本发明所附权利要求的精神和广泛范围内能够进行各种修改。例如，可以不必不变地确定根据上述每个实施例的现用系统线路和备用系统线路，而是可以确定任何一条线路作为备用系统线路。
另外，已经参考将一个终端设备连接到双工切换设备的情况描述了上述每个实施例。然而，本发明不限于此，而是可以连接多个终端设备。在具有多个终端设备的情况下，根据上述每个实施例由双工切换设备选择(切换)的线路由多个终端设备共享。另外，能够通过该终端设备实现长途通信的传输设备将具有与连接的终端设备(要对应的线路数量)对应的传输容量。
此外，在上述每个实施例中，使用传输设备。然而，这不是短途通信所必需的，双工切换设备和另一个双工切换设备可以经现用系统线路和备用系统线路直接连接。
如上所述，本发明是一种包括形成的现用线路和备用线路的线路切换系统，以使用没有切换线路的功能的协议进行通信。该双工切换设备包括用于通过检验是否在规定时间内从线路中检测到可识别的信号来检测故障的产生的故障检测单元；和在故障检测单元在现用线路中检测到故障产生时，用于将该线路从现用线路切换到能够用现用线路替换的备用线路，以便在该终端设备和规定的另一个终端设备之间进行通信的线路切换单元。
因此，在该系统中，使用没有切换线路功能的协议进行通信。于是，当在规定时间内未从现用线路检测到可识别的信号时，能够迅速地将线路切换到备用线路。因此，在现用线路中产生故障时，不需要增加昂贵的硬件，不改变网络的基本协议即可实现卡的线路切换。
另外，线路切换单元在从故障检测单元检测到故障的产生时起经过切换保护时间后切换该线路。
因此，能够改善检测的故障产生时线路切换中的可靠性。
此外，利用本发明的线路切换方法，能够实现与上述本发明的线路切换系统相同的效果。
在上述实施例中，已经描述多路复用通信中的线路切换系统和方法。接下来将描述多路复用通信中使用的光传输切换设备的具体例子。根据本发明的光传输切换设备是一种在包括多个传输路径的光传输系统中任何给定的传输路径中产生故障时，用于切换要使用的传输路径的切换设备。
为了定义根据本发明的光传输切换设备的与众不同的特征，通过与传统情况对比来进行描述。近来，已经广泛使用了能够高速传输大量数据的光传输系统。如图35所示，光传输系统包括发射侧终端210，发射侧传输设备212，传输路径213，接收侧传输设备214和接收侧终端219。
发射侧终端210具有产生数据和发射数据的功能。发射侧传输设备212是用于从终端210经传输路径213传输数据的发射侧设备。接收侧输出设备2114处理从传输路径213接收的数据。接收侧终端219从传输设备214接收数据。
利用该光传输系统，可将来自终端210的数据传输到终端218。然而，在上述光传输系统中，当传输设备212，传输路径213，和传输设备214之间的任何段中产生故障时，从终端210发射的数据不能到达终端219。为避免这种情况，已经提出了采用双工结构的光传输系统。在该系统中，预先提供需要系统线路和备用系统线路，以便在需要系统线路中产生故障时将现行系统切换到备用系统线路，从而避免通信困难。
如图36所示，具有双工结构的光传输系统包括发射侧切换设备211，发射侧传输设备212，215，传输路径213，216，接收侧传输设备214，117，接收侧切换设备218，和接收侧终端219。
在具有双工结构的光传输系统中，预先设置由包括传输设备212，传输路径213，和传输设备214的线路，和包括传输设备215，传输路径216，和传输设备217的线路构成的两条线路。从而通过利用切换设备211切换两条线路，即使在任何一条线路中产生故障都能避免通信困难。
传输设备215，传输路径216，和传输设备217与传输设备212，传输路径213，和传输设备214分别具有相同结构和功能。
切换设备211把来自发射侧终端210的数据分成两路，并将分开的数据分别传输到传输设备212和215。切换设备218选择传输设备214或传输设备217中的任何一个作为现行系统线路。当来自选择线路的数据变得无效时，切换设备218把现行系统切换到另一个切换设备，选择来自该传输设备的数据并将其传输到终端219。
接下来参考图36描述图36所示的光传输系统中的切换操作的概要。
把从发射侧终端210发射的数据经发射侧切换设备211分成两路，并把同一数据传输到需要系统线路和备用系统线路。传输设备212经传输路径213向传输设备214发射数据，传输设备215经传输路径216向传输设备217发射数据。当终端设备210和传输路径212之间，或终端设备210和传输路径212之间产生线路故障时，传输设备212或传输设备215向相对的设备，即传输设备214或传输设备217，发射产生故障的通知，以便通知该线路不能使用。接收到该通知时，传输设备214或传输设备217识别产生的故障，并中断向切换设备218的输出。
当判断中断了输入信号时，切换设备218通过把现行系统切换到未中断信号的一侧继续进行数据传输。除非中断当前现行系统的输入外，切换设备218不进行切换。切换设备218的任务是把来自如上所述选择的系统的数据发射到接收侧终端219。在传输设备214或传输设备217中判断传输设备212与传输设备215和传输设备214，或传输设备217之间产生的传输路径固执。然后，该设备通过中断到切换设备218的输出来向切换设备218通知该故障，从而执行切换。
在如上所述的光传输系统中，终端210的传输接口和传输设备212和215的输入接口与要连接的相互一致，传输设备214和217的输出接口和终端设备219的输入接口与要连接的相互一致。在确定接口时，不可避免地要确定设置在传输设备212，215之间的切换设备211和终端219的接口，和设置在传输设备214，217之间的切换设备218的接口。就是说，根据要使用的传输设备212，215，214和217的接口来确定切换设备211和218的接口。
近年来，已经有了各种用作设备接口的接口，例如SDH(同步数字分级)/SONET(同步光网络)接口，各种以太网接口等。因此，当采用如图36所示的双工结构时，每当其中使用的设备接口不同时，需要根据接口提供切换设备。
例如，SDH/SONET不能与千兆比特以太网接口兼容。因此，当使用SDH/SONET OC48接口时，需要为SDH/SONET OC48接口开发和提供切换设备，当使用千兆比特以太网接口时，需要为千兆比特以太网接口开发切换设备。因此，在设备中使用的接口类型的数量增加时，需要开发与各种类型的接口对应的切换设备，这很耗费时间。
为了简化说明，已经参考具有两条线路的双工结构的情况对此进行了描述。然而，在具有带有三条或多条线路的多结构的光传输系统中面临同样的问题。
另外，在包括每个终端选择不同传输路径的多个终端和多个传输路径的光传输系统中，用交叉连接的设备作为用于切换多条线路之间的连接的切换设备。在这种光传输系统中，当终端和传输设备的接口改变时，需要设计对应的交叉连接设备。
本发明的一个目的是提供一种可不受要连接的传输设备，终端等中的接口类型影响地使用的切换设备。
为了实现上述目的，根据本发明的光传输系统中的切换设备包括能够对输入的数据进行光电转换或电光转换的可替换光模块；与来自光模块的数据相一致设置的CDR电路，用于根据设定的速率在一个定时再现数据和时钟；和设备信息判断电路，用于通过读出类型信息，即有关光模块的接口类型和接口中的传输代码的信息来判断光模块的设备信息，和通过区别接口速率来设定CDR电路的速率。
本发明设置有可替换的光模块，与能够设定该速率的多速率对应的CDR电路，和具有读出光模块中标注的光模块接口类型的功能和根据CDR电路的接口类型设定速率的设备信息判断电路。因此，可自动识别接口类型并为CDR电路设定速率。从而能够通过简单地改变光模块来对应各种接口类型。因此，不受要连接的传输设备，终端设备等的接口类型的影响来使用切换设备。
另外，根据本发明的光传输系统中的另一个切换设备包括能够对输入数据进行光电转换的第一可替换光模块；用于根据设定的速率在一个定时从来自第一光模块的数据再现数据和时钟的CDR电路；通过读出类型信息，即有关第一光模块的接口类型和接口中的传输代码的信息来判断第一光模块的设备信息，和通过区别接口速率来设定第一CDR电路的速率的第一设备信息判断电路；将由第一CDR电路整形波形的数据分到多个系统的分路电路；多个第二CDR电路，分别根据设定的速率在一个定时再现由分路电路分路的多个数据和时钟；多个可替换的第二光模块，用于对由第二CDR电路整形波形的多个数据进行电光转换；和多个第二设备信息判断电路，分别用于通过读出类型信息，即有关多个第二光模块的接口类型的信息和接口中的传输代码来判断多个第二光模块的设备信息，和通过区别接口速率来设定多个第二CDR电路的速率。
利用本发明，可使将数据分路到多个数据系统的切换设备形成具有可通过简单地改变光模块就能对应各种类型的接口的结构。因此，可不受要连接的传输设备，终端等的影响来使用切换设备。
另外，根据本发明的光传输系统中的再一个切换设备包括对输入数据相互进行光电转换的多个第一可替换光模块；用于根据设定的速率在一个定时再现来自多个第一光模块的数据和时钟的多个第一CDR电路；通过读出类型信息，即有关多个第一光模块的接口类型和接口中的传输代码的信息来判断多个第一光模块的设备信息，和通过区别接口速率来设定多个第一CDR电路的速率的多个第一设备信息判断电路；通过识别由多个第一CDR电路整形波形的多个数据系统的存在，用于选择可接收有效数据的系统的选择电路；第二CDR电路，用于根据设定的速率在一个定时再现由选择电路选择的系统的数据和时钟；第二光模块，用于对由第二CDR电路整形波形的多个数据进行电光转换；和第二设备信息判断电路，用于通过读出类型信息，即有关第二光模块的接口类型的信息和接口中的传输代码来判断第二光模块的设备信息，和通过区别接口速率来设定第二CDR电路的速率。
利用本发明，可使选择多个数据之外的数据之一的切换设备形成具有可通过简单地改变光模块就能对应各种类型的接口的结构。因此，可不受要连接的传输设备，终端等的影响来使用切换设备。
另外，根据本发明的光传输系统中的再一个切换设备包括对输入数据相互进行光电转换的多个第一可替换光模块；用于根据设定的速率在一个定时再现来自多个第一光模块的数据和时钟的多个第一CDR电路；通过读出类型信息，即有关多个第一光模块的接口类型和接口中的传输代码的信息来判断多个第一光模块的设备信息，和通过区别接口速率来设定多个第一CDR电路的速率的多个第一设备信息判断电路；通过在由多个第一CDR电路整形波形的多个线路上向根据预先设定的线路设置确定的接收方输出数据的切换电路；用于根据来自外部的设置对切换电路进行线路切换的线路设置电路；多个第二CDR电路，用于根据设定的速率在一个定时再现从切换电路输出的多个线路上的数据和时钟；和多个第二设备信息判断电路，用于通过读出类型信息，即有关多个第二光模块的接口类型的信息和接口中的传输代码来判断多个第二光模块的设备信息，和通过区别接口速率来设定多个第二CDR电路的速率。
利用本发明，可使作为在多个线路之间进行切换的交叉连接设备的切换设备形成具有可通过简单地改变光模块就能对应各种类型的接口的结构。因此，可不受要连接的传输设备，终端等的影响来使用切换设备。
接下来详细描述根据本发明的光传输切换设备的具体实例。如图14所示，根据本实施例的光传输系统是将本发明应用于采用如图36所示的保护系统的光传输系统的系统。
根据本实施例的光传输系统包括终端(发射侧)210，切换设备(发射侧)295，传输设备(发射侧)212，215，传输路径213，216，传输设备(接收侧)214，217，切换设备(接收侧)275，终端(接收侧)219。
在根据本实施例的光传输系统中，用切换设备295和切换设备275分别替换图36所示的传统光传输系统的发射侧的切换设备211和接收侧的切换设备218。
切换设备295除了具有与图36所示的传统光传输系统中的切换系统211相同的功能，即把来自终端设备210的数据分成两路并将分路的数据分别发射到传输设备212和215外，还具有不依据终端210和传输设备212，215的信号协议和帧格式就能使用的功能。
此外，切换设备275除了具有与图36所示的传统光传输系统中的切换系统218相同的功能，即选择传输设备214或传输设备217中任何一个的数据以便将该数据发射到终端219外，还具有不依据终端219和传输设备214，217的信号协议和帧格式就能使用的功能。
下面参考图15和图16详细描述切换设备295和275的具体结构。
首先，如图15所示，与图14所示的多速率对应的切换设备295包括设备信息判断电路280，283，288，光模块281285，287，CDR(时钟和数据恢复)电路282，284，286，和双分路电路282。
光模块281具有可替换的结构，并对从终端210输入的数据进行光电转换。CDR电路282是与能够设定速率的多速率对应的CDR电路，并与来自光模块的数据相一致地设置，以便根据设定的速率在一个定时再现数据时钟。换句话说，CDR电路282在终端210和切换设备295相互远离时进行波形整形。
设备信息判断电路280从光模块281中的寄存器中读出光模块281的类型信息，判断光模块281的设备信息，通过从该数据恢复时钟和进行波形整形来识别接口速率和为CDR电路282设定速率。此时，光模块的类型信息包括接口类型和有关传输代码的信息。
双分路设备290把CDR电路进行波形整形的数据分成需要系统和备用系统这两个系统。CDR电路284和286具有与CDR电路282相同的功能，并根据设备信息判断电路283和288设定速率，在一个定时分别再现两个相同的数据和时钟，即由双分路设备290分路的数据。
光模块285对CDR电路284进行波形整形的数据进行电光转换，然后将其输出到传输设备212。光模块287对CDR电路286进行波形整形的数据进行电光转换，然后将其输出到传输设备215。
设备信息判断电路288从光模块287中的寄存器中读出光模块287的类型信息，判断光模块287的设备信息，和通过从该数据恢复时钟和进行波形整形来识别接口速率和为CDR电路284设定识别的接口速率。设备信息判断电路283从光模块285的寄存器中读出光模块285的类型信息，判断光模块285的设备信息，通过从该数据恢复时钟和进行波形整形来识别接口速率和为CDR电路284设定识别该速率。
系统中使用的光模块281，285，和287是可用每个模块替换的光模块，并通过公共连接器连接到该设备。该模块的例子是SFP(可插入小形因素)光模块和GBIC(千兆比特接口连接器)光模块。其条件是在该系统中使用这些光模块。在光模块281，285，和287内部的寄存器中，存储包括接口类型的类型信息和有关接口的传输代码的通知。
如图15所示，CDR电路284和285也安装在输出侧，以便在图14所示的切换设备211和传输设备212和215相互远离时，通过在进行波形整形后传输数据可减少波形变坏造成的传输路径差错。
接下来，如图16所示，接收侧的切换设备275包括设备信息判断电路260，265，267，光模块261，263，269，CDR电路262，264，268，和选择电路266。
光模块261和263分别对从传输设备214和217输入的数据进行光电转换。设备信息判断电路260和265从光模块261和263中的寄存器读出光模块261和263的类型信息，识别光模块261和263的设备信息，识别接口速率，并为CDR电路262和264设定速率。CDR电路284和286根据设备信息判断电路260和267设定的速率，在一个定时从光模块261和263再现数据和时钟。
选择电路266判断由CDR电路262和264整形波形的两个系统中的数据的存在，并选择可从其接收有效数据的系统。CDR电路268根据设备信息判断电路267设定的速率，在一个定时再现选择电路266选择的系统的数据和时钟。
光模块269对CDR电路268整形波形的数据进行电光转换，并将其输出到终端219。设备信息判断电路267从光模块269中的寄存器读出光模块269的类型信息，识别光模块269的设备信息，识别接口速率，并为CDR电路268设定速率。
下面参考附图详细描述根据本实施例的光传输系统的操作。
在根据图14所示的光传输系统中，只有切换设备295和275的操作与图36所示的传统光传输系统的不同。因此，在下面提供的描述中，描述切换设备295和275的操作。
首先，参考图15详细描述切换设备295的操作。在切换设备295中，在光模块281中接收从终端210输入的数据。设备信息判断电路280始终监测安装光模块281的状态和安装的光模块281的类型信息，在替换光模块时，通过改变CDR电路262的设定速率值校准接收侧。作为设定CDR电路282的速率的方法，可通过硬件或软件向设备信息判断电路280提供设定速率的功能。可以采用识别光模块281的类型的硬件选择设定方法，当模块中出现变化时，改变该设定，或采用操作者设定来自控制端的速率的软件来选择一种方法。在下面提供的对设备信息判断电路280，288，260，265等的描述中，提供每个设备信息判断电路设置有该功能的条件。
图17的流程图示出了接口速率设定方法的过程。首先，设备信息判断电路判断是否安装了光模块(步骤250)。在未安装模块时，该设备不设定速率并监测安装通知，直到安装了模块。当在步骤250判断安装了模块时，设备信息判断电路读出光模块内部的信息(步骤252)并使用规定的表判断设备信息。例如，如果光模块是SFP，使用图18所示的表参考内部寄存器的地址4h至8h(h表示十六进制)来识别接口类型和速率。例如，当地址4h，5，7h至Ah的数据是0h，而6h的数据是1h时，它表示千兆比特以太网的1000BASE-SE接口，即，该接口具有1G比特/秒的传输容量。
另外，如它们在图19中表示SFP传输代码类型的表中所示的，参考地址Bh可识别接口的传输代码。例如，如果读出01h，识别SFP传输代码为8B10B，识别该接口的速率是传输容量的10/8倍，从而为1.25G比特/秒。在识别接口速率时，执行为CDR电路282设定速率。
然后由双分路电路282把由图15所示的CDR电路282整形的信号波形分路成现用系统线路和备用系统线路的信号。此后，将信号输入到CDR电路284和286。对于安装在输出侧的光模块285和287，以与输入侧相同的方式，由设备信息判断电路283和288读出安装的光模块的类型信息，并执行为CDR电路284和286设定速率。基本上，输入侧和输出侧的接口相同。因此，除非具有双工结构，图14所示的终端210和传输设备212直接连接，以使输入/输出速率和接口条件相互一致。
从图15所示的光模块285和287输出的数据输出的图14所示的传输设备212和215，然后经传输设备213和传输路径216发射到传输设备214和217。故障传送方法的操作与参考图36描述的方法的相同。当中断到切换设备275的信号时，监测到传输路径中的故障，并且将系统切换到未产生故障的系统。
接下来参考图16详细描述切换设备275的操作。在切换设备275中，在光模块261和263中接收从图14所示的传输设备214和217输入的数据。设备信息判断电路260和265读出光模块261和263的类型信息并为CDR电路262和264设定速率。选择电路266监测输入信号的丢失，当中断目前选择的系统的输入信号时，将线路切换到另一个系统。例如，如果目前选择的系统是来自CDR电路262的输入，该设备监测CDR电路264侧的信号的接收状态。在输入信号未中断时，该设备将选择系统切换到CDR电路262侧。
将选择电路266选择的信号输入到CDR电路268，然后对其进行波形整形并输出到光模块269。设备信息判断电路267读出光模块269的类型信息并为CDR电路268设定速率。提供CDR电路262和264，以便当图14所示的传输设备214和217相互远离时，通过波形整形减少因波形恶化造成的传输路径差错。另外，提供CDR电路268，以便当切换设备275和终端219相互远离时，通过波形整形减少因波形恶化造成的传输路径差错。
在根据本实施例的光传输系统中的切换设备295和275中，光模块281，285，287，261，263，和269具有可替换的结构。因此，可以选择和安装该设备与要连接的设备的每个接口一致。切换设备295和275中提供的设备信息判断电路280，283，288，260，265和267分别判断安装的光模块的类型，并识别接口速率，从而自动为CDR电路282，285，287，262，264和268设定速率。因此，在根据本实施例的切换设备295和275中，仅替换光模块部分与每个接口一致，以致不需要专门为设备接口设计切换设备。换句话说，对于开发的设备，可以实现开发一种设备并根据要安装到该设备的接口部分的光模块决定该接口的系统。
接下来参考图20描述根据本发明实施例的另一种光传输系统。图14所示实施例与图20所示实施例之间的区别在于前者在终端侧提供一个设备并在传输路径侧提供两个系统，而在后者中，通过由切换设备进行交叉连接提供多个终端(这种情况下是两个终端)，从而对应每个终端传输路径不同的网络。
根据如图20所示的实施例的光传输系统包括两个发射侧终端210-1，210-2，发射侧切换设备220，发射侧传输设备212，215，传输路径213，216，两个接收侧传输设备214，217，接收侧切换设备221，两个接收侧终端219-1，219-2，和线路设定终端222，223。
两个终端，即终端210-1和终端210-2连接到发射侧的切换设备220。设定哪条传输路径用于连接该终端的线路设定终端222连接到切换设备220。由线路设定终端220设定发射侧的线路连接。发射设备212和发射设备215连接到切换设备220的发射侧，数据经传输路径213和传输路径216传输到传输设备214和传输设备217。切换设备221连接到传输设备214和217的输出侧。切换设备221具有把数据传送到两个终端219-1和219-2的功能，并能够根据线路设定终端223的设定决定传输路径和终端之间的连接(从哪到哪)。
根据图14所示的前一个实施例的光传输系统中的切换设备295和275起到具有双工结构的线路的保护开关的作用。然而，根据本实施例的切换设备220和221起到用于切换多个线路的交叉连接设备的作用。
接下来，图21示出了图20所示的切换设备220的配置。起多速率交叉连接设备作用的切换设备220具有如下配置对于与图15所示的多速率对应的切换设备295，增加光模块224，CDR电路225和设备信息判断电路226，以便对应到终端210-2的附加连接；用切换设备231替换图15所示的双分路设备290；增加线路设定电路230，用于根据线路设定终端222的设定执行向切换电路231的线路切换。
光模块224，CDR电路225，和设备信息判断电路226分别具有与光模块281，CDR电路282，和设备信息判断电路280相同的功能。切换电路231向根据线路切换电路230设定的线路设定确定的指定部分输出由CDR电路282和225进行波形整形的数据。
图22示出了图20所示的切换设备的配置。起多速率交叉连接设备作用的切换设备221具有如下配置对于与图16所示的多速率对应的切换设备275，增加光模块235，CDR电路234和设备信息判断电路236，以便对应到终端219-2的附加连接；用切换设备233替换图16所示的选择电路266；增加线路设定电路232，用于根据线路设定终端223的设定执行向切换电路233的线路切换。
光模块234，CDR电路235，和设备信息判断电路236分别具有与光模块269，CDR电路268，和设备信息判断电路267相同的功能。切换电路233向根据线路设定电路232设定的线路设定确定的指定部分输出由CDR电路262和264进行波形整形的数据。
首先，参考图21描述切换设备的操作。在切换设备220中，从终端210-1和210-2输入的数据接入光模块281和224。设备信息判断电路280和226分别判断光模块281和224的类型，并为CDR电路282和225设定速率。把来自CDR电路282和225的输出输入到切换电路231。在切换电路231中，根据线路设定电路230设定线路设定确定向其输出从CDR电路282和225输入的数据的指定切换装置。
在切换电路231的输出侧，在设备信息判断电路283和288中设定接口速率，设备信息判断电路283和288识别传输路径侧设置的光模块285，287的类型，用于为CDR电路284和286进行速率设定。CDR电路284和286具有对输出数据进行波形整形的功能。从光模块285和287输出的数据经图20所示的传输设备212和传输设备215分别输出到传输路径213和216。
接下来参考图22描述切换设备212的操作。在切换设备221中，经传输设备214，217传输来自传输路径213和216的数据并接入光模块261和263。设备信息判断电路260和265分别识别光模块261和263的类型，并为CDR电路262和264设定速率。来自CDR电路262和264的输出输入到切换电路233。在切换电路233中，根据线路设定电路232设定的线路设定确定来自CRD电路262和264的输入数据所输入的指定切换装置。
在切换电路233的输出侧，在设备信息判断电路267和236中设定接口速率，设备信息判断电路267和236判断终端侧设置的光模块269和235的类型，用于为CDR电路268和234进行速率设定。CDR电路268和234具有对输出数据进行波形整形的功能。从光模块269和235输出的数据输出到图20所示的终端219-1和219-2。
在该实施例中，设置在切换设备221和221内部的切换电路231和233具有两个输入信道和两个输出信道的2X2结构。然而，本发明不限于此，通常，即使其扩展到具有具有n个输入信道和n个输出信道的n×n个切换装置，也可实现相同功能。
在该实施例中，切换设备不用于双工开关，而是具有能够实现交叉连接功能的结构。利用这种结构，通过简单地替换光模块也可以对应具有不同接口速率的接口。通过简单地替换光模块以改变接口而不改变交叉连接设备的接口部分，可对应这些速率。
在上述实施例中，分别将本发明应用到把数据分路到多个数据系统的切换设备，从多个数据系统中选择一个系统的切换设备，和在多条线路之间切换的切换设备。然而，本发明不限于这种情况，而是可应用到具有其它配置的切换设备。这种情况下，通过使至少一种配置具有光模块，CDR电路和设备信息判断电路可实现同样的效果。
此外，已参考光模块中具有寄存器并且光模块的类型信息存储在该寄存器中的情况描述了本实施例。然而，本发明不限于这种情况，而是可应用到任何配置，只要它是一种可以从外部读出类型信息的配置。
如上所述，利用根据本发明的光传输切换设备，可形成把数据分路到多个数据系统的切换设备，从多个数据系统中选择一个数据的切换设备，和切换多条线路的切换设备，以便能够通过简单地替换光模块来对应各种接口。因此，可不受要连接的传输设备，终端等的影响来使用切换设备。
接下来，描述根据本发明可应用上述线路切换系统，光传输切换设备等的多路复用通信系统。为了提供根据本发明的多路复用通信系统的特有特征，与常规情况比较进行描述。
如上所述，为了改善多路复用通信系统的可靠性，建立其中提供现行系统和备用系统的双工传输路径的系统，从而在现行系统的传输路径中产生故障时将系统切换到备用系统。
作为通信系统，已使用各种协议类型，其中在利用具有在传输路径中产生故障时用于产生和传送警告的警告传送功能的协议识别传送的警告时，将现行系统切换到备用系统。
另外，用于切换现行系统和备用系统的切换部分与进行多路复用的多路复用设备组合，从而在同一个控制部分的控制下执行信号的多路复用/分离，和在现行系统和备用系统之间切换。
上述常规多路复用通信设备的传输路径双工系统是在采用具有警告传送功能的协议的条件下实现的。因此，不能应用到采用其中未定义警告传送功能的数据通信协议，例如以太网，的通信系统。
另外，在使用警告传送功能时，在完成警告传送前，不能将该系统切换到备用系统。因此，面临着不能迅速进行切换的问题。
此外，将切换部分和多路复用设备统一到一个主体中，以便可经切换设备将用户线路连接到多路复用设备。因此，设备的规模变大并且增加了价格。
另外，它具有在要连接到多路复用设备的设备内部复制连接到切换部分的线路的配置。因此，在复制传输线路的业务和不复制传输路径的业务一起提供的情况下，也复制不需要双工业务(单条线路业务)的用户线路以便连接。因此，不能有效地利用要多路复用的信道。
已经设计了本发明以克服上述现有技术中的上述问题。一个目的是在任何类型的协议中执行传输路径的迅速切换和实现可有效利用多路复用信道的多路复用通信系统。
为了实现上述目的，根据本发明的多路复用通信系统包括用于复制多个传输路径上的数据，从而将该数据分配给现行系统传输路径和备用系统传输路径的切换设备；设置在现行系统传输路径和备用系统传输路径中的每一个上，用于多路复用由切换设备分配并经传输路径传输的数据的多路复用设备。在切换设备和多路复用设备中的每一个中设置控制部分，在根据经每个传输路径没有传输数据信号的状态检测到传输路径中的故障时，每个控制部分一起将传输路径从现行系统切换到备用系统。
这种情况下，多路复用设备可以包括多个连接到切换设备的低速发射/接收部分；多路复用低速发射/接收部分中接收的多路复用数据的多路复用部分；向另一个相对的多路复用设备输出多路复用部分多路复用的多路复用数据的高速发射/接收部分；分离高速发射/接收部分中接收的来自相对多路复用设备的多路复用数据并把分离的数据输出到多个低速发射/接收部分的分离部分；低速发射/接收部分和高速发射/接收部分中的每一个可将输入故障通知给控制部分，并在来自连接到多路复用设备的传输路径的信号输入中断规定时间或更长时主动信号的输出；接收到通知时，控制部分可中断仍未向其通知故障的低速发射/接收部分或高速发射/接收部分的输出信号。
在上述任何情况下，切换设备可包括分别连接到多个传输路径的多个第一低速发射/接收部分；与多个低速发射/接收部分对应，分别连接到现行系统和备用系统传输路径上设置的多路复用设备的多个第二和第三低速发射/接收部分对应；设置在第一低速发射/接收部分与第二和第三低速发射/接收部分之间，用于拷贝来自第一低速发射/接收部分的数据并将该数据输出到第二和第三低速发射/接收部分，和用于选择来自第二或第三低速发射/接收部分中任何一个的数据并将该数据输出到第一低速发射/接收部分的拷贝/选择部分；和控制每个部分的操作的控制部分。另外，在来自连接到多路复用设备的传输路径的信号输入中断规定时间或更长时，第二和第三低速发射/接收部分中的每一个可向控制部分通知输入故障；接收到该通知时，控制部分可使拷贝/选择部分在正常状态下选择来自第二低速发射/接收部分的数据，和当从第二低速发射/接收部分通知输入故障时，在确认没有关于来自第三低速发射/接收部分的输入故障的通知达规定时间或更长之后，可使拷贝/选择部分选择来自第三低速发射/接收部分的数据。
另外，拷贝/选择部分可包括用于拷贝来自第一低速发射/接收部分的数据，以便将该数据输出到第二和第三低速发射/接收部分的拷贝部分，和从第二或第三低速发射/接收部分中的任何一个选择数据，以便将其输出到第一低速发射/接收部分的选择部分。另外，拷贝/选择部分可以是包括多个输入/输出端口的切换装置。
在根据本发明的具有上述配置的多路复用通信系统中，当检测到传输路径中的故障时，通过利用光输出的中断通知双工结构段的两端的传输路径故障来实现传输路径的迅速切换。
该系统的一个特有特征是通过分离双工切换功能和多路复用功能可同时提供传输双工业务和传输单线路业务，和可增加存储线路的数量。
另外，分离多路复用设备和切换设备，该切换设备执行检测无输入信号状态，不端接每个信道(ch)要单独存储的传输帧。因此，切换设备本身不取决于通信协议。
还有一个特有特征是切换设备内的信道(ch)单元能够使用不同协议。
另一个特有特征是可由每个信道(ch)独立地选择要复制的不同传输路径，以使其比在多路复用设备内部设置双工切换部分的情况可更广泛地应用。在该系统中，利用光输入/输出的中断，然而，在同样的系统中也可利用电信号的输入/输出的中断。
下面参考图23至图25描述根据本发明的多路复用通信系统的具体实例。由于受可使用的空间限制，该实例在图23，图24和图25中分开表示。然而，图23和24中的终端T1-T16和相对终端T1’-T16’相互连接，图24和25中的终端T1-T16和相对终端T1’-T16’也相互连接，从而根据本发明的实施例建立多路复用系统。
如图23至25所示的实例包括两个切换设备301，306，四个多路复用设备302，303，304，305，和连接每个设备的线路。两个切换设备301，306，和四个多路复用设备302，303，304，305分别具有相同配置。在切换设备301和306之间设置的多路复用设备302至305中执行每个切换设备之间的传送。多路复用设备302和304形成作为传输路径之一的0-系统高速传输路径，多路复用设备303和305形成作为另一个传输路径的1-系统高速传输路径。
如上所述，在该例子中，将多路复用设备复用的数量设定为4。然而，只要复用系数是1或更大的任何整数都可应用本发明。
首先，详细描述切换设备301和305的配置。切换设备301包括低速发射/接收部分301-1至301-4，304-0-1至304-0-4，304-1-1至304-1-4，COPY部分302-1至302-4，SEL部分(选择部分)303-1至303-4，和连接到每个部分以便控制操作的控制部分305。
低速发射/接收部分301-1至301-4连接到作为切换设备301外部之间的连接线的低速线路301a至304a。另外，低速发射/接收部分301-1至301-4分别连接到切换设备301内部的COPY部分302-1至302-4，SEL部分303-1至303-4，并对低速线路301a至304a上的光信号和切换设备301内部的电信号具有双向转换功能。此外，低速发射/接收部分301-1至301-4具有监测从低速线路301a至304a输入的信号，和在规定时间或更长时间出现诸如连续无输入符号状态之类的故障时，通知控制部分305输入信号中的故障的功能。另外，低速发射/接收部分301-1至301-4具有根据从控制部分305输入的输出控制信号中断输出到低速线路301a至304a的光的功能。
COPY部分302-1至302-4具有拷贝从低速发射/接收部分301-1至301-4输入的信号，和将该拷贝分别输出到低速发射/接收部分301-0-1至301-0-4和301-1-1至301-1-4的功能。
SEL部分303-1至303-4具有从低速发射/接收部分304-0-1至304-0-4和304-1-1至304-1-4中的每一个输入信号，和根据从控制部分305输入的选择信号来选择任何输入信号，从而把选择的信号输出到低速发射/接收部分301-1至301-4的功能。
低速发射/接收部分304-0-1至304-0-4，304-1-1至304-1-4连接到切换设备301内部的COPY部分302-1至302-4和SEL部分303-1至303-4。另外，低速发射/接收部分301-1至301-4和304-1-1至304-1-4通过分别设置在多路复用设备302和303之间的低速传输路径301a-0至304a-0和301a-1至304a-1连接到多路复用设备302和303，同时对切换设备301内的电信号和低速传输路径301a-0至304a-0和301a-1至304a-1上的光信号具有双向转换功能。此外，低速发射/接收部分304-0-1至304-0-4和304-1-1至304-1-4具有监测从低速传输路径301a-1至304a-1和301a-1至304a-1输入的信号，和在规定时间或更长时间出现诸如输入信号的连续无输入符号状态之类的故障时，通知控制部分305输入信号中的故障的功能。另外，低速发射/接收部分304-0-1至304-0-4，和304-1-1至304-1-4具有根据从控制部分305输入的输出控制信号中断输出到低速传输路径301a-0至304a-0的光的功能。
控制部分305具有控制每个低速发射/接收部分的光输出和通过监测每个信道的输入故障信号来控制SEL部分303-1至303-4中的选择，给出从低速发射/接收部分301-1至301-4和低速发射/接收部分304-0-1至304-0-4和304-1-1至304-1-4中的每一个输入的输入信号中的故障的功能。
切换设备306具有于切换设备301相同的配置。切换设备306的低速发射/接收部分317-1至317-4，314-0-1至314-0-4和314-1-1至314-1-4分别对应于切换设备301的低速发射/接收部分301-1至301-4，304-0-1至304-0-4，和304-1-1至304-1-4。另外，切换设备306的COPY部分315-1至315-4，SEL部分316-1至316-4，和控制部分318分别对应于切换设备301的COPY部分302-1至302-4，SEL部分303-1至303-4，和控制部分305。
低速发射/接收部分317-1至317-4连接到低速线路301b至304b，作为切换设备306外部之间的连接线路。另外，低速发射/接收部分317-1至317-4分别连接到切换设备306内部的COPY部分316-1至316-4和SEL部分315-1至315-4，同时具有对低速线路301b至304b上的光信号和切换设备306内部的电信号进行双向转换的功能。另外，低速发射/接收部分317-1至317-4具有监测从低速线路301b至304b输入的信号，和在规定时间或更长时间连续出现诸如无输入信号状态之类的故障时，通知控制部分318输入信号中的故障的功能。另外，低速发射/接收部分317-1至317-4具有根据从控制部分318输入的输出控制信号中断输出到低速传输路径301b至304b的光的功能。
COPY部分316-1至316-4具有拷贝从低速发射/接收部分317-1至317-4输入的信号，和将该拷贝分别输出到低速发射/接收部分314-0-1至314-0-4和314-1-1至314-1-4的功能。
SEL部分315-1至315-4具有从低速发射/接收部分314-0-1至314-0-4和314-1-1至314-1-4中的每一个输入信号，和根据从控制部分318输入的选择信号来选择任何输入信号，从而把选择的信号输出到低速发射/接收部分317-1至317-4的功能。
低速发射/接收部分314-0-1至314-0-4，314-1-1至314-1-4连接到切换设备306内部的COPY部分316-1至316-4和SEL部分315-1至315-4。另外，低速发射/接收部分314-0-1至314-0-4和314-1-1至313-1-4经分别设置在多路复用设备304和305之间的低速线路301b至304b连接到多路复用设备304和305，同时具有对切换设备306内部的电信号和低速线路传输路径301b-0至304b-0和301b-1至304b-1上的光信号进行双向转换的功能。另外，低速发射/接收部分314-0-1至314-0-4，和314-1-1至314-1-4具有监测从低速传输路径301b-0至304b-0，301b-1至304b-1输入的信号，和在规定时间或更长时间连续出现诸如无输入符号状态之类的故障时，通知控制部分318输入信号中的故障的功能。另外，低速发射/接收部分314-0-1至314-0-4，和314-1-1至314-1-4具有根据从控制部分318输入的输出控制信号中断输出到低速传输路径301b-0至304b-0和301b-1至304b-1的光的功能。
控制部分318具有控制每个低速发射/接收部分的光输出和通过监测每个信道的输入故障信号来控制SEL部分315-1至315-4中的选择，给出从低速发射/接收部分317-1至317-4和低速发射/接收部分314-0-1至314-0-4和314-1-1至314-1-4中的每一个输入的输入信号中的故障的功能。
接下来详细描述多路复用设备302至305的配置。
多路复用设备302包括低速发射/接收部分305-0-1至305-0-4，MUX部分306-0，DMUX部分307-0，高速发射/接收部分308-0，连接到控制该操作的每个部分的控制部分309-0。
低速发射/接收部分305-0-1至305-0-4分别经低速传输路径301a-0至301a-4连接到切换设备301的低速发射/接收部分304-0-1至304-0-4。低速发射/接收部分305-0-1至305-0-4还连接到多路复用设备302内部的MUX部分306-0和DMUX部分307-0，同时具有对低速传输路径301a-0至304a-0上的光信号和多路复用设备302内部的电信号进行双向转换的功能。另外，低速发射/接收部分305-0-1至305-0-4具有监测从低速传输路径301a-0至304a-0输入的信号，和在规定时间或更长时间连续出现诸如无输入信号状态之类的故障时，通知控制部分309-0输入信号中的故障的功能。另外，低速发射/接收部分305-0-1至305-0-4具有根据从控制部分309-0输入的输出控制信号中断输出到低速传输路径301a-0至304a-0的光的功能。
MUX部分306-0复用从低速发射/接收部分305-0-1至305-0-4输入的信号，并将该信号输出到高速发射/接收部分308-0。另外，它具有根据来自控制部分309-0的指令插入表示每个信道的故障的传输路径故障检测码型的功能。
DMUX部分307-0分离通过信道单元从高速发射/接收部分308-0输入的信号，然后将该信号输出到对应信道的低速发射/接收部分305-0-1至305-0-4。另外，DMUX部分307-0具有检测表示每个信道的故障的传输路径故障检测码型和向控制部分309-0通知该故障的功能。
高速发射/接收部分308-0设置在MUX部分306-0，DMUX部分307-0，和高速传输路径0之间，并具有对低速传输路径301a-0至304a-0上的光信号和多路复用设备302内部的电信号进行双向转换的功能。另外，高速发射/接收部分308-0具有监测从高速传输路径0输入的信号，和在检测到故障时，向控制部分309-0通知输入故障的功能。另外，它具有通过高速传输路径0向相对的设备通知输入故障的功能。此外，高速发射/接收部分308-0具有根据从控制部分309-0输入的输出控制信号中断到高速传输路径0的光输出的功能。
控制部分309-0具有监测从低速发射/接收部分305-0-1至305-0-4，高速发射/接收部分308-0和DMUX部分307-0输入的输入故障信号，和执行低速发射/接收部分305-0-1至305-0-4的输出控制和高速发射/接收部分308-0的输出控制的功能。
多路复用设备303至305中的每一个具有与多路复用设备302相同的配置。每个多路复用设备303至305中的低速发射/接收部分305-1-1至305-1-4，312-0-1至312-0-4，和312-1-1至312-1-4对应于多路复用设备302中的低速发射/接收部分305-0-1至305-0-4。另外，每个多路复用设备303至305中的MUX部分306-1，310-0，310-1，和DMUX部分307-1，311-0，311-1，高速发射/接收部分308-1，314-0，314-1，和控制部分309-1，313-0，313-1分别对应于多路复用设备302中的MUX部分306-0，DMUX部分307-0，高速发射/接收部分308-0。
多路复用设备303中的每个低速发射/接收部分305-1-1至305-1-4经低速传输路径301a-1至304a-1连接到切换设备301的低速发射/接收部分304-1-1至304-1-4。另外，低速发射/接收部分305-1-1至305-1-4分别连接到多路复用设备303中的MUX部分306-1和DMUX部分307-1，并具有对低速传输路径301a-1至304a-1上的光信号和多路复用设备303内部的电信号进行双向转换的功能。此外，低速发射/接收部分305-1-1至305-1-4具有监测从低速传输路径301a-1至304a-1输入的信号，和在规定时间或更长时间连续出现诸如无输入符号状态之类的故障时，通知控制部分309-1输入信号中的故障的功能。另外，低速发射/接收部分305-1-1至305-1-4具有根据从控制部分309-1输入的输出控制信号中断输出到低速传输路径301a-1至304a-1的光的功能。
MUX部分306-1复用从低速发射/接收部分305-1-1至305-1-4输入的信号，并将该信号输出到高速发射/接收部分308-1。另外，它具有根据来自控制部分309-1的指令插入表示每个信道的故障的传输路径故障检测码型的功能。
DMUX部分307-1分离通过信道单元从高速发射/接收部分308-1输入的信号，然后将该信号输出到对应信道的低速发射/接收部分305-1-1至305-1-4。另外，DMUX部分307-1具有检测表示每个信道的故障的传输路径故障检测码型和向控制部分309-1通知该故障的功能。
高速发射/接收部分308-1设置在MUX部分306-1，DMUX部分307-1，和高速传输路径1之间，并具有对高速传输路径1上的光信号和设备内部的电信号进行双向转换的功能。另外，高速发射/接收部分308-1具有监测从高速传输路径1输入的信号，和在检测到故障时，向控制部分309-1通知输入故障的功能。另外，它具有通过高速传输路径1向相对的设备通知输入故障的功能。此外，高速发射/接收部分308-1具有根据从控制部分309-1输入的输出控制信号中断到高速传输路径1的光输出的功能。
控制部分309-1具有监测从低速发射/接收部分305-1-1至305-1-4，高速发射/接收部分308-1和DMUX部分307-1输入的输入故障信号，和执行低速发射/接收部分305-1-1至305-1-4的输出控制和高速发射/接收部分308-1的输出控制的功能。
多路复用设备304中的每个低速发射/接收部分312-0-1至312-0-4经低速传输路径301b-0至304b-0连接到切换设备306的低速发射/接收部分304-0-1至304-0-4。另外，低速发射/接收部分312-0-1至312-0-4分别连接到多路复用设备304内部的MUX部分311-0和DMUX部分310-0，并具有对低速传输路径301b-0至304b-0上的光信号和多路复用设备304内部的电信号进行双向转换的功能。此外，低速发射/接收部分312-0-1至312-0-4具有监测从低速传输路径301b-0至304b-0输入的信号，和在规定时间或更长时间连续出现诸如无输入符号状态之类的故障时，通知控制部分313-0输入信号中的故障的功能。另外，低速发射/接收部分312-0-1至312-0-4具有根据从控制部分313-0输入的输出控制信号中断输出到低速传输路径301b-0至304b-0的光的功能。
MUX部分311-0复用从低速发射/接收部分312-0-1至312-0-4输入的信号，并将该信号输出到高速发射/接收部分314-0。另外，它具有根据来自控制部分313-0的指令插入表示每个信道的故障的传输路径故障检测码型的功能。
DMUX部分310-0分离通过信道单元从高速发射/接收部分314-0输入的信号，然后将该信号输出到对应信道的低速发射/接收部分312-0-1至312-0-4。另外，DMUX部分310-0具有检测表示每个信道的故障的传输路径故障检测码型和向控制部分313-0通知该故障的功能。
高速发射/接收部分314-0设置在MUX部分311-0，DMUX部分310-0，和高速传输路径0之间，并具有对高速传输路径0上的光信号和设备内部的电信号进行双向转换的功能。另外，高速发射/接收部分314-0具有监测从高速传输路径0输入的信号，和在规定时间或更长时间连续出现诸如无输入符号状态之类的故障时，通知控制部分313-0输入故障的功能。另外，它具有通过高速传输路径0向相对的设备通知输入故障的功能。此外，高速发射/接收部分314-0具有根据从控制部分313-0输入的输出控制信号中断到高速传输路径0的光输出的功能。
控制部分313-0具有监测从低速发射/接收部分312-0-1至312-0-4，高速发射/接收部分314-0和DMUX部分310-0输入的输入故障信号，和执行低速发射/接收部分312-0-1至312-0-4的输出控制和高速发射/接收部分314-0的输出控制的功能。
多路复用设备305中的每个低速发射/接收部分312-1-1至312-1-4经低速传输路径301b-1至304b-1连接到切换设备306的低速发射/接收部分304-1-1至304-1-4。另外，低速发射/接收部分312-1-1至312-1-4分别连接到多路复用设备305内部的MUX部分311-1和DMUX部分310-1，并具有对低速传输路径301b-1至304b-1上的光信号和多路复用设备305内部的电信号进行双向转换的功能。此外，低速发射/接收部分312-1-1至312-1-4具有监测从低速传输路径301b-1至304b-1输入的信号，和在规定时间或更长时间连续出现诸如无输入符号状态之类的故障时，通知控制部分313-1输入信号中的故障的功能。另外，低速发射/接收部分312-1-1至312-1-4具有根据从控制部分313-1输入的输出控制信号中断输出到低速传输路径301b-1至304b-1的光的功能。
MUX部分311-1复用从低速发射/接收部分312-1-1至312-1-4输入的信号，并将该信号输出到高速发射/接收部分314-1。另外，它具有根据来自控制部分313-1的指令插入表示每个信道的故障的传输路径故障检测码型的功能。
DMUX部分310-1分离通过信道单元从高速发射/接收部分314-1输入的信号，然后将该信号输出到对应信道的低速发射/接收部分312-1-1至312-1-4。另外，DMUX部分310-1具有检测表示每个信道的故障的传输路径故障检测码型和向控制部分313-1通知该故障的功能。
高速发射/接收部分314-1设置在MUX部分311-1，DMUX部分310-1，和高速传输路径1之间，并具有对高速传输路径1上的光信号和设备内部的电信号进行双向转换的功能。另外，高速发射/接收部分314-1具有监测从高速传输路径1输入的信号，和在规定时间或更长时间连续出现诸如无输入符号状态之类的故障时，通知控制部分313-1输入故障的功能。另外，它具有通过高速传输路径1向相对的设备通知输入故障的功能。此外，高速发射/接收部分314-1具有根据从控制部分313-1输入的输出控制信号中断到高速传输路径1的光输出的功能。
控制部分313-1具有监测从低速发射/接收部分312-1-1至312-1-4，高速发射/接收部分314-1和DMUX部分310-1输入的输入故障信号，和执行低速发射/接收部分312-1-1至312-1-4的输出控制和高速发射/接收部分314-1的输出控制的功能。
下面描述该实例的操作。
通过参考该实例的系统以多路复用设备302和304作为现行系统和双工设备303和305作为备用系统的情况来进行描述。
在图25中，当高速发射/接收部分309-0中检测到传输故障路径时，通过控制部分313-0把该故障通知给低速发射/接收部分312-0-1至312-0-4，并中断向低速传输路径301b-0至304b-0的光输出。从而检测到低速发射/接收部分314-0-1至314-0-4中的故障并通知给控制部分318。因此，SEL部分315-1至315-4的选择系统从0-系统切换到1-系统。另外，通过中断低速发射/接收部分314-0-1至314-0-4的光输出，在反向方向通知传输路径故障。从而同样在切换设备301的低速发射/接收部分314-0-1至314-0-4中检测传输路径故障。因此，通过控制部分305的控制，SEL部分303-1至303-4的选择系统从0-系统切换到1-系统，以使两个方向中的传输路径从0-系统切换到1-系统。
每个部分的具体操作如下。
在正常状态，从低速线路301a输入的光信号在低速发射/接收部分301-1转换成电信号后，在COPY部分302-1中被拷贝，然后在低速发射/接收部分304-0-1至304-0-4中转换成光信号，以便输出到现行系统低速传输路径301a-0和备用系统低速传输路径301a-1。分别对每个低速线路301a至304a执行把低速线路的光信号分配到现行系统低速传输路径301a-0和备用系统低速传输路径301a-1的操作。
在多路复用设备302和303中，MUX部分306-0和306-1多路复用来自每个低速传输路径的数据，并将该数据输出到高速传输路径0和高速传输路径1。把多路复用的数据分离成多路复用设备304，305中每个低速传输路径的数据，并输出到低速传输路径301b-0和301b-1。
在切换设备306中，把从低速线路301a输入的光信号输入到低速发射/接收部分304-0-1至304-0-4，并把数据传送到SEL部分315-1。由于多路复用设备302和304作为操作系统，控制部分318控制SEL部分315-1选择经多路复用设备从低速发射/接收部分304-0-1输入的数据。将SEL部分315-1的输出传送到低速发射/接收部分317-1，并在低速发射/接收部分317-1中转换处光信号，以便输出到低速线路301b。以同样的方式，在COPY部分316-1拷贝反方向的数据，然后通过多路复用设备304，302，和305，303把拷贝的数据输入到切换设备301的低速发射/接收部分304-0-1至304-0-4。然而，通过控制部分305的控制选择从低速发射/接收部分304-0-1输入的数据，以便输出到低速线路301a。如上所述，能够在低速线路301a和低速线路301b之间进行双向通信。
接下来，描述在正常状态下，在从双工设备302到双工设备304的方向，高速传输路径0中产生故障的情况。
当在从多路复用设备302到多路复用设备304的方向中，作为现行系统的高速传输路径0中产生故障时，多路复用设备304的高速发射/接收部分314-0检测输入故障，并将故障通知给控制部分313-0。另外，中断输出到高速传输路径0的光(或用符号通知的输入故障加到输出信号)，从而通过传输路径0把输入故障通知给多路复用设备302。接收到输入故障通知时，控制部分313-0给出中断到低速发射/接收部分312-0-1至312-0-4，和低速发射/接收部分312-0-1至312-0-4的输出的指令，从而中断输出到低速传输路径301b-0至304b-0的光。
在切换设备306的低速发射/接收部分314-0-1至314-0-4中，通过输出到低速传输路径301b-0至304b-0的光的中断来检测输入故障，并通知控制部分318。接收到来自低速发射/接收部分314-0-1至314-0-4的输入故障通知时，在特定时间内未从低速发射/接收部分314-1-1至314-1-4通知输入故障时，控制部分318向SEL部分315-1给出将选择系统切换到1-系统的指令。SEL部分315-1至315-4根据来自控制部分318的指令，把输出数据从低速发射/接收部分314-0-1至314-0-4的输入数据切换到低速发射/接收部分314-1-1至314-1-4的输入数据。
在多路复用设备302中，当识别到没有光从高速传输路径0输入的状态(或来自高速发射/接收部分314-0的输入故障通知)时，高速发射/接收部分308-0向控制部分309-0通知该输出故障。控制部分309-0根据来自高速发射/接收部分308-0的输出故障通知给出中断向低速发射/接收部分305-0-1至305-0-4的输出的指令。低速发射/接收部分305-0-1至305-0-4根据中断该输出的指令，中断向低速传输路径301a-0的光输出。从而，把传输路径中的故障通知给接收切换设备301的低速发射/接收部分304-0-1至304-0-4。
在切换设备301中，在低速发射/接收部分304-0-1至304-0-4中检测输入故障并把该输入故障通知控制部分305。当从低速发射/接收部分304-0-1至304-0-4通知该输入故障时，控制部分305向SEL部分303-1至303-4发出指令，以便在特定时间内未从低速发射/接收部分304-1-1至304-1-4通知输入故障时，把选择系统从0系统切换到1-系统。SEL部分303-1至303-4根据来自控制部分305的指令，把输出数据从低速发射/接收部分304-0-1至304-0-4的输入数据切换到低速发射/接收部分304-1-1至304-1-4的输入数据。
如上所述，由于高速线路0a中产生故障，通过把操作系统从0系统改变到1-系统来执行传输路径的切换。
接下来描述正常状态下，在从切换设备301到双工设备302的方向中的低速传输路径301a-0中产生故障的情况。
当在从切换设备301到多路复用设备302的方向的低速传输路径301a-0中产生故障时，多路复用设备302检测低速发射/接收部分305-0-1中的输入故障，并将该输入故障通知给控制部分309-0。接收到来自低速发射/接收部分305-0-1的输入故障通知时，控制部分309-0向MUX部分306-0发出指令，以便为要被插入到的对应信道产生输入故障检测码型。接收到该指令时，MUX306-0插入输入故障检测码型来代替对应信道的数据，并把该码型与要发射到多路复用设备304的另一个信道的数据复用。
在多路复用设备304中，在DMUX部分310-0中检测MUX部分306-0插入的输入故障检测码型。DMUX部分306-0把对应信道的故障通知给控制部分313-0。控制部分313-0输出中断到低速发射/接收部分312-0-1的输出的指令。低速发射/接收部分312-0-1中断输出到低速传输路径301b-0的光，并将对应信道的传输路径故障通知给切换设备306。
在检测到传输路径故障时，切换设备306的低速发射/接收部分314-0-1向控制部分318通知对应信道的传输路径故障。控制部分318输出中断向低速发射/接收部分314-0-1输出的指令，并向SEL部分315-1输出指令，以便在特定时间内未从低速发射/接收部分314-1-1输入传输路径故障通知时，把低速发射/接收部分314-0-1切换到低速发射/接收部分314-1-1。SEL部分315-1根据来自控制部分318的切换指令把选择系统从0系统切换到1-系统。接收到中断该输出的指令时，低速发射/接收部分304-0-1中断光输出，从而向多路复用设备304通知该传输路径故障。
在检测到来自低速发射/接收部分304-0-1的传输路径故障时，多路复用设备304的低速发射/接收部分312-0-1向控制部分313-0通知该故障。然后，控制部分313-0向MUX部分311-0输出插入传输路径故障检测码型的指令。MUX部分311-0插入传输路径故障检测码型，代替对应信道的数据，并通过高速发射/接收部分314-0把该数据发射到多路复用设备302。
在检测到被插入具有传输路径故障的信道的传输路径故障检测码型时，多路复用设备302的DMUX部分307-0向控制部分309-0通知对应信道的传输路径故障。接收到该通知时，控制部分309-0向低速发射/接收部分305-0-1输出中断该输出的指令，低速发射/接收部分305-0-1中断向低速传输路径301a-0的光输出。
切换设备301的低速发射/接收部分304-0-1检测传输路径故障并把传输路径故障通知给控制部分305。在从低速发射/接收部分304-0-1接收到传输路径故障的通知之后，控制部分305向SEL部分303-1输出指令，以便在特定时间内未从作为备用传输路径的低速发射/接收部分304-1-1接收到传输路径故障通知时，控制部分305向SEL部分303-1输出把系统切换到备用系统的指令。SEL部分303-1把选择系统从0系统切换到1-系统。在上述方式中，当在从切换设备301到多路复用设备304的方向产生传输路径故障时执行0-系统传输路径向1-系统传输路径的切换。
当高速传输路径是SONET(同步光网络)/SDH(同步数字分级)时，可利用SONET/SDH的警告传送功能。此外，在高速传输路径中设置中继的情况下，通过SONET/SDH的警告传送功能也可将该警告传送到相对的设备。
图26至图28是表示根据本发明的另一个实例的配置的方框图。参考图26至图28描述该实例。
如图26至28所示，在该实例中，用内部结构与切换设备301和306不同形式的切换设备301’和306’代替图23至图25所示的切换设备301和306。在该实例中，对于切换设备301’和306’的结构部分，对低速发射/接收部分301-1’至301-4’，304-0-1’至304-0-4’，304-1-1’至304-1-4’，317-1’至317-4’，314-0-1’至314-0-4’，314-1-1’至314-1-4’和控制部分305’，318’的操作分别与低速发射/接收部分301-1至301-4，304-0-1至304-0-4，304-1-1至304-1-4，317-1至317-4，314-0-1至314-0-4，314-1-1至314-1-4和控制部分305，318的相同。因此，下面只描述每个切换设备301’和306’的内部操作。
在该实例中，切换部分320设置在切换设备301’的低速发射/接收部分301-1’至301-4’和低速发射/接收部分304-0-1’至304-0-4’，304-1-1’至304-1-4’之间，切换设备321设置在切换设备306’的低速发射/接收部分317-1’至317-4’和低速发射/接收部分314-0-1’至314-0-4’，314-1-1’至314-1-4’之间。
每个切换设备320和321具有12个输入端口和12个输出端口。任何一个输出端口不受其它输出端口的影响。切换设备320和321能够从所有输入端口中选择一个端口，并根据来自控制部分305’的选择指令切换所选择的端口。
在初始状态的切换部分320和321中，输出端口1连接到输入端口5，输出端口2连接到输入端口6，输出端口3连接到输入端口7，输出端口4连接到输入端口8，输出端口5连接到输入端口1，输出端口6连接到输入端口2，输出端口7连接到输入端口3，输出端口8连接到输入端口4，输出端口9连接到输入端口1，输出端口10连接到输入端口2，输出端口11连接到输入端口3，输出端口12连接到输入端口4。
在正常状态下，从低速线路301a输入的数据在低速发射/接收部分301-1’中转换成电信号，在切换部分320中拷贝，然后从低速发射/接收部分304-0-1’和304-1-1’输出到低速传输路径301a-0和301a-1。此后，该在多路复用设备302，303中与来自另一条低速传输路径的数据复用，然后输出到高速除数路径0和高速传输路径1。接下来，在多路复用设备304，305中把该数据与来自另一条传输路径的数据分离，并输出到低速传输路径301b-0和301b-1。把输入到低速发射/接收部分314-0-1’，314-1-1’的数据传送到切换部分321，并选择从低速发射/接收部分314-0-1’输入的数据，以便输出到低速线路301b。以同样的方式，把反方向中的数据拷贝到切换设备321中，并通过多路复用设备304，302，和多路复用设备305，303输入到切换设备301’的低速发射/接收部分304-0-1’，304-1-1’。然后将该数据输入到切换设备320，并选择从低速发射/接收部分304-0-1’输入的数据，以便输出到低速线路301a。用所描述的方式，能够在低速线路301a和低速线路301b之间进行双向通信。
接下来，描述正常状态下，在从多路复用设备302到多路复用设备304的方向在高速传输路径0中产生故障的情况下该实例的操作。
当从多路复用设备302到多路复用设备304的方向在高速传输路径0中产生故障时，多路复用设备304的高速发射/接收部分314-0检测该输入故障并通知控制部分313-0。另外，通过中断向高速传输路径0的光输出(或把输入故障通知信号加到输出信号)，经高速传输路径0向多路复用设备302通知该输入故障。
接收到输入故障的通知时，双工设备304的控制部分313-0向低速发射/接收部分312-0-1至312-0-4输出中断该输出的指令。从控制部分313-0接收到中断该输出的指令时，低速发射/接收部分312-0-1至312-0-4通过中断向低速传输路径301b-0至304b-0的光输出，向作为接收设备的切换设备306’的低速发射/接收部分314-0-1至314-0-4通知传输路径中的故障。
切换设备306’的低速发射/接收部分314-0-1’至314-0-4’检测输入故障并通知控制部分318’。接收到来自低速发射/接收部分314-0-1’至314-0-4’的输入故障通知时，当在特定时间内未从低速发射/接收部分314-1-1’至314-1-4’通知输入故障时，控制部分318’向切换部分321的输出端口1至4输出把选择端口切换到输入端口9至12的指令。切换部分321根据来自控制部分318’的指令把输出端口1至4的输出数据从低速发射/接收部分314-0-1’至314-0-4’的数据切换到低速发射/接收部分314-1-1’至314-1-4’的数据。
另一方面，在多路复用设备302中，接收到输入故障通知时，高速发射/接收部分308-0将该输入故障通知给控制部分309-0。接收到输入故障通知时，控制部分309-0向低速发射/接收部分305-0-1至305-0-4输出中断传输的指令。接收到中断该输出的指令时，低速发射/接收部分305-0-1至305-0-4中断向低速传输路径301a-0至304a-0的光输出，从而把传输路径中的故障通知给作为接收设备的切换设备301’的低速发射/接收部分304-0-1’至304-0-4’。
切换设备301’的低速发射/接收部分304-0-1’至304-0-4’检测输入故障并通知控制部分305’。接收到来自低速发射/接收部分304-0-1’至304-0-4’的输入故障通知时，当在特定时间内未从低速发射/接收部分304-1-1’至304-1-4’通知输入故障时，控制部分305’向切换部分320的输出端口1至4输出把选择端口切换到输入端口9至12的指令。切换部分320根据来自控制部分305’的指令把输出数据从低速发射/接收部分304-0-1’至304-0-4’的数据切换到低速发射/接收部分304-1-1’至304-1-4’的数据。
以如上所述的方式，当高速线路0a中产生故障时，通过把操作系统从0-系统传输路径改变到1-系统传输路径来执行传输路径的切换。
接下来，描述正常状态下，在从切换设备301’到多路复用设备302的方向在低速传输路径301a-0中产生故障的情况下该实例的操作。
当从切换设备301’到多路复用设备302的方向在低速传输路径301a-0中产生故障时，低速发射/接收部分301-0-1检测该输入故障并通知控制部分309-0。从低速发射/接收部分305-0-1接收到输入故障通知时，控制部分309-0向MUX部分306-0发出指令，以便为要与其多路复用的对应信道产生输入故障检测码型。MUX部分306-0插入输入故障检测码型，代替对应信道的数据，该码型与另一个信道的数据复用。将插入到MUX部分306-0的输入故障检测码型传输到多路复用设备304。
在多路复用设备304中，DMUX部分310-0检测输入故障检测码型。然后，DMUX部分310-0向控制部分313-0通知对应信道的故障。控制部分313-0向低速发射/接收部分312-0-1输出中断输出的指令。低速发射/接收部分312-0-1中断向低速传输路径301b-0的光输出，从而把对应信道的传输路径故障通知给切换设备306’。
检测到传输路径故障时，切换设备306’的低速发射/接收部分314-0-1’向控制部分318’通知对应信道的传输路径故障。控制部分318’向低速发射/接收部分314-0-1’输出中断输出的指令，当在特定时间内未从低速发射/接收部分314-1-1’输入传输路径故障时，控制部分318’向切换部分321的输出端口1输出把选择端口切换到输入端口9的指令。切换部分321根据来自控制部分318’的1切换指令来切换数据的选择端口。从控制部分318’接收到中断输出的指令时，低速发射/接收部分314-0-1’中断光输出，从而中断到多路复用设备304的传输路径故障。
检测到传输路径故障时，多路复用设备304的低速发射/接收部分312-0-1向控制部分313-0通知该故障。然后，控制部分313-0向MUX部分311-0输出插入传输路径故障检测码型的指令。MUX部分311-0插入传输路径故障检测码型来代替对应信道的数据，并通过高速发射/接收部分314-0将其传输到多路复用设备302。
在检测到传输路径故障检测码型和传输路径故障信道时，多路复用302的DMUX部分307-0向控制部分309-0通知对应信道的传输路径故障。控制部分309-0向低速发射/接收部分305-0-1输出中断输出的指令，低速发射/接收部分305-0-1中断向低速传输路径301a-0的光输出。
切换设备301’的低速发射/接收部分304-0-1’检测传输路径故障并将该传输路径故障通知控制部分305’。从低速发射/接收部分304-0-1’接收到传输路径故障的通知后，当在特定时间内未从作为备用系统传输路径的低速发射/接收部分304-1-1’接收到有关传输路径故障的通知时，控制部分305’向切换部分320的输出端口1输出把选择端口切换到输入端口9的指令。切换部分320的输出端口1把数据从低速发射/接收部分304-0-1的数据切换到低速发射/接收部分304-1-1的数据。以上述方式，当从切换设备301’到多路复用设备304的方向中产生传输路径故障时，执行0-系统传输路径向1-系统传输路径的切换。
图29至图31示出使用上述实例的系统的例子。它是一个包括三条具有传输双工业务的用户线路和两条具有单向传输路径业务的用户线路的系统。
传输路径双工业务的用户(使用低速传输路径301a至303a和低速传输路径301b至303b的用户)经切换设备301’和304’存储在多路复用设备中，而单向传输设备的用户(低速线路304a，305a，304b，和305b的用户)直接存储在多路复用设备中，不通过切换设备。具体地说，低速线路304a，305a，304b，和305b连接到低速发射/接收部分305-0-4，305-1-4，312-0-4，和312-1-4。其它配置与图26至图28所示的实例相同。在此描述的配置能够应用到图26至图28所示的实例。
传输路径双工业务的用户可避免在0-系统传输路径或1-系统传输路径中的任何一个产生故障时处在不能通信的状态。然而，对于单向传输设备的用户，当用户所属的传输线路中产生故障时，该业务断开。因此，可以以比传输路径双工系统低的价格提供单向传输路径业务。
按所述的方式形成本发明。因此，可以实现下面所述的效果。第一个效果是，在诸如使用未定义警告传送功能的数据通信协议的以太网之类的通信系统中，能够在产生故障时通过复制中继传输路径和在短时间内切换传输路径来改善可靠性。在检测到传输路径中的故障时，由于将故障的产生通知给使用传输路径的的通信的上行和下行方向，以及通过使用在每个设备中中断向光传输路径的光输出的方法作为通知该故障的方法可在短时间内检测到该故障，因此，可实现上面的第一效果。
第二个效果是可提供灵活业务以及可有效低利用该设备。其原因在于，用于复制传输路径的切换功能与多路复用设备分开，能够把使用传输路径的双工业务的用户的线路通过切换设备连接到多路复用设备，不使用双工业务的用户的线路(单向业务)直接连接到多路复用设备。因此，可增加系统中存储的用户的数量。例如，如果存在用于多路复用四个信道的多路复用设备，而使用传输路径双工业务的用户数量是三，使用传输路径双工业务或单向业务的用户总数在统一切换功能的多路复用系统中是4，在分开切换功能的系统中是5(图29至图31)。
第三个效果在于可将切换设备连接到具有各种通信协议的设备。其原因在于通过检测光或电信号的丢失来进行切换，以致切换设备不依赖于通信协议或传输媒体。
第四个效果在于能够避免在多个点产生故障时不能通信的状态。其原因在于，虽然多条线路存储在切换设备中，它具有可单独切换每条线路的配置，以致可恢复双重故障的产生。例如，当低速传输路径301a-0中产生故障并且低速线路301a处在由1-系统操作时，如果同时在低速传输路径302a-1侧产生故障，可由0-系统操作低速线路302a。因此，可不切断线路连续操作。
通过把本发明上述的多路复用通信系统应用到以太网，能够在采用以太网的计算机之间进行通信的通信系统中监测网络。接下来，对比常规例子详细描述把将本发明的多路复用通信系统应用到采用以太网的通信系统的情况下的优点。
按常规，在计算机(特别是个人计算机)之间采用以太网进行通信时，还没有执行监督作为以太网的网络的监测。这是由于根据“最佳效果业务”(一种在频带可使用时能够使用，单不保证频带和质量的业务)最初提供因特网的事实造成的。然而，已经有了使用因特网作为基本系统网络的动向，这种情况下，需要保证频带和质量。例如，在传输路径中产生故障时，需要通过把线路切换到备用传输路径来实现恢复线路中故障的保护功能，以保证质量。
在由SDH(同步数字分级)执行的传输设备的双工方法中，分路并多路复用从该终端输入的信号，以连接到现用系统路径和备用系统路径，在由于选择现用系统路径和备用系统路径的选择设备中，当现用系统路径中出现故障时，将现用系统路径切换到备用系统路径。
图37是表示常规双工设备配置的方框图。分路电路2102将信号S1201分成信号S1204和S1205。选择电路选择的信号S1206或选择的信号S1207中的任何一个，并将其作为信号S1212输出。因特网终端和以太网端接设备之间设置分路电路1202和选择电路1205。选择电路1205选择现用系统信号(例如，S1206)，当现用系统中出现故障时，选择备用系统信号(例如，S1207)。
在传输路径中产生故障的时候，一旦端接来自该终端的数据并且由要通过中继部分传送的诸如GFP(普通成帧过程)之类的技术包封时，不能执行终端之间的数据链接控制。因此，通过定义警告传送帧向相对的设备通知故障的产生。
目前，仍未将因特网用作如上所述的基本系统网络，以致不能执行向备用传输路径的切换。
在以太网中，根据以太网终端和以太网端接设备之间是否建立了链路来判断包括以太网终端和以太网端接设备的路径的正常性。
在上述SDH切换方法按原样应用到以太网路径的切换方法的情况下，在现用系统正常时，以太网端接设备通过备用系统以太网终端和以太网端接设备之间的自动协商可从以太网终端接收信号。然而，由于从该设备发射的信号本身未连接到以太网终端，因而不能完成自动协商。结果是，不能在备用系统以太网终端和以太网端接设备之间建立链路。因此，即使备用系统路径处在正常状态，用于执行现用系统和备用系统切换的控制设备识别到好象在备用系统路径中产生了故障。因此，不执行切换。
本发明的一个目的是在将上述以太网用作基本系统网络的情况下，实现以太网冗余方法和系统，该系统和方法能够在备用系统以太网路径正常时通过判断正常状态正确地执行向备用系统的切换。
为了实现上述目的，根据本发明的以太网冗余系统包括形成在以太网端接设备中的多个路径，用于在以太网终端之间双工连接；和设置在两个以太网终端和多个路径之间的双工切换装置，用于把以太网终端连接到以太网端接设备，形成现用系统路径，和以将该输出作为输入的方式连接以太网端接设备，形成备用系统路径，和在现用系统路径中出现故障时将现用系统路径切换到备用系统路径。这种情况下，可在路径中设置中继。
另外，双工切换装置可以包括第一至第三输入终端和能够任意连接每个输入终端和输出终端的输出终端。
另外，双工切换装置可以包括为以太网终端设置的第一分路电路和第一选择电路；和分别为形成现用系统和备用系统路径的每个以太网端接设备设置的第二和第三分路电路以及第二和第三选择电路。第一分路电路可以分路来自以太网终端的信号，并将该分路信号输出到第二和第三选择电路；第二和第三分路电路中的每一个可以分路来自对应以太网端接设备的信号，和向第一，第二和第三选择电路输出分路信号；第一选择电路可以选择来自为形成现用系统路径的以太网端接设备设置的分路电路的信号，并将该信号输出到以太网终端；第二选择电路可以选择来自第一分路电路的信号，并将该信号输出到对应的以太网端接设备；第三选择电路可以选择来自第三分路电路的信号，并将该信号输出到对应的以太网端接设备。
根据本发明的另一个以太网冗余系统包括形成在以太网端接设备中的多条路径，用于以N多路复用连接在以太网终端之间；设置在两个以太网终端和多条路径之间的N多路复用切换装置，用于将以太网终端连接到形成现用系统路径的以太网端接设备，和以该输出作为输入的方式连接形成备用系统路径的以太网端接设备，用于在现用系统路径中出现故障时将现用系统路径切换到备用系统路径。这种情况下，在路径中设置中继器。
N多路复用切换装置可以包括多个输入端和多个输出端，能够任意连接每个输入端和输出端。
另外，N多路复用切换装置可以包括为以太网终端设置的分路电路和选择电路；和分别为形成多个路径的每个以太网端接设备设置的多个分路电路和多个选择电路。为以太网终端设置的分路电路可以分路来自以太网终端的信号，并将该分路信号输出到为每个以太网端接设备设置的多个选择电路；为每个以太网端接设备设置的多个分路电路中的每一个可以分路来自对应以太网端接设备的信号，和向为以太网终端设置的选择电路和为对应的以太网端接设备设置的选择电路输出分路信号；为以太网终端设置的选择电路可以选择来自为形成现用系统路径的以太网端接设备设置的分路电路的信号，并将该信号输出到以太网终端；为现用形成现用系统路径的以太网终端设置的选择电路可以选择来自以太网终端设置的分路电路的信号，并将该信号输出到对应的以太网端接设备；为形成备用系统路径的以太网端接设备设置的选择电路可以选择来自为对应的以太网端接设备设置的分路电路的信号，并将该信号输出到对应的以太网端接设备。
根据本发明的以太网冗余系统包括形成在以太网端接设备中的多条路径，用于双工连接在以太网终端之间；设置在两个以太网终端和多条路径之间的双工切换装置，用于将以太网终端连接到形成现用系统路径的以太网端接设备，和以该输出作为输入的方式连接形成备用系统路径的以太网端接设备，用于在现用系统路径中出现故障时将现用系统路径切换到备用系统路径。
这种情况下，可将一个切换装置用作双工切换装置，该双工切换装置包括第一至第三输入端和输出端，能够任意连接每个输出端和输出端。
另外，作为双工切换装置，可使用一个切换装置，包括为以太网终端设置的第一分路电路和第一选择电路；和分别为形成现用现用路径和备用系统路径的每个以太网端接设备设置的第二和第三分路电路以及第二和第三选择电路，其中第一分路电路分路来自以太网终端的信号，并将该分路信号输出到第二和第三选择电路；第二和第三分路电路中的每一个分路来自对应以太网端接设备的信号，和向第一选择电路以及第二和第三电路输出分路信号；第一选择电路选择来自为形成现用系统路径的以太网端接设备设置的分路电路的信号，并将该信号输出到以太网终端；第二选择电路选择来自第一分路电路的信号，并将该信号输出到对应的以太网端接设备；第三选择电路选择来自第三分路电路的信号，并将该信号输出到对应的以太网端接设备。
根据本发明的另一个以太网冗余系统方法包括步骤提供形成在以太网端接设备中的多条路径，用于以N多路复用连接在以太网终端之间；提供设置在两个以太网终端和多条路径之间的N多路复用切换装置，用于将以太网终端连接到形成现用系统路径的以太网端接设备，和以该输出作为输入的方式连接形成备用系统路径的以太网端接设备，用于在现用系统路径中出现故障时将现用系统路径切换到备用系统路径。
这种情况下，作为N多路复用切换装置，可以使用一个切换装置，该切换装置包括多个输入端和多个输出端，并且能够任意连接每个输入端和输出端。
另外，作为N多路复用切换装置，可以使用一个切换装置，该切换装置包括为以太网终端设置的分路电路和选择电路；和分别为形成多个路径的每个以太网端接设备设置的多个分路电路和多个选择电路，其中为以太网端接设备设置的分路电路分路来自以太网终端的信号，并将该分路信号输出到为每个以太网端接设备设置的多个选择电路；为每个以太网端接设备设置的多个分路电路中的每一个分路来自对应以太网端接设备的信号，和向为以太网终端设置的选择电路和为对应的以太网端接设备设置的选择电路输出分路信号；为以太网终端设置的选择电路选择来自为形成现用系统路径的以太网端接设备设置的分路电路的信号，并将该信号输出到以太网终端；为形成现用系统路径的以太网端接设备设置的选择电路选择来自以为以太网终端设置的分路电路的信号，并将该信号输出到对应的以太网端接设备；为形成备用系统路径的对应以太网端接设备设置的选择电路选择来自为对应的以太网端接设备设置的分路电路的信号，并将该信号输出到对应的以太网端接设备。
在如上所述形成的本发明中，在形成备用系统路径的以太网端接设备中，以回路的形式连接输出和输入。因此，看起来好象连接到以太网终端并建立链路。结果是，当路径从现用系统切换到备用系统时，判断备用系统路径为正常，并进行切换。
接下来，参考附图描述本发明的实例。如图32所示，该实例包括以太网终端411，412，双工设备421422，和以太网端接终端431，432，441，442。
以太网终端411和412连接到双工设备421，422，双工设备421，422经以太网端接设备431，432，441和442相互连接。以太网端接设备431和以太网端接设备432彼此相对设置，以太网端接设备441和以太网端接设备442彼此相对设置。以太网终端411和以太网终端412经通过双工设备421，422的第一路径连接，以太网终端411和以太网终端412经通过双工设备421，422，以太网端接终端431，432的第一路径，和经通过双工设备421，422，以太网端接终端441，442的第二路径连接。
在以太网终端411，412和以太网端接设备431，432，441，442之间执行以太网中的链路建立控制。在以太网端接设备431，432，441，和442之间，由在端接以太网的MAC(媒体接入控制)层后传送的GFP等封装数据。
当产生故障时，以太网端接设备431，432，441和442执行向相对以太网端接设备的警告传送。接收到警告通知时，以太网端接设备通过中断向双工设备421和422输出信号向双工设备421和422通知该故障通知。
如图33所示，双工设备421和422包括3×3切换电路401。利用3×3切换电路401，能够将输入信号S401任意作为输出信号S404或输出信号S405输出，或任意输出输入信号S406或输入信号S407作为输出信号S412。
由双工设备421和422中设置的控制设备(未示出)执行该实例的3×3切换电路401的切换操作。控制设备检测通过3×3切换电路401的信号状态，并根据该状态切换3×3切换电路401。
在如图32所示的实例的情况下，双工设备411经输入信号S401和输出信号S412连接到以太网终端412。还经输入信号S406和输出信号S404连接到以太网端接设备431，和经输入信号S407和输出信号S405连接到以太网端接设备441。另外，双工设备422经输入信号S401和输出信号S412连接到以太网终端412。还经输入信号S406和输出信号S404连接到以太网端接设备432，和经输入信号S407和输出信号S405连接到以太网端接设备442。
接下来描述该实例的操作。当用通过以太网端接设备431，432的路径作为现用系统，用通过以太网端接设备441，442的路径作为备用系统时，在双工设备421中，在3×3切换电路401中把来自以太网终端411的输入信号S401切换到以太网端接设备431的输出信号S404，来自以太网终端431的输入信号S406切换到以太网终端411的输出信号S412，来自以太网终端441的输入信号S407切换到以太网端接设备441的输出信号S405。
以同样的方式，在双工设备422中，在3×3切换电路401中把来自以太网终端412的输入信号S401切换到以太网端接设备432的输出信号S404，来自以太网端接设备432的输入信号S406切换到以太网终端412的输出信号S412，来自以太网端接设备442的输入信号S407切换到以太网端接设备442的输出信号S405。
通过提供上述连接状态，建立了以太网终端411和以太网端接设备431之间的链路，还建立了以太网终端412和以太网端接设备432之间的链路。另外，看起来好象以太网端接设备441，442连接到以太网终端411，412，以致建立了链路。
现在描述通过以太网端接设备431和432的现用路径中产生故障的情况下的操作。作为例子，参考从双工设备421连接到以太网端接设备431的传输路径中产生故障的情况进行描述。
由于故障的产生，造成以太网端接设备431不能进行数据传输通信，自动协商功能操作，从而断开与作为合作链路的以太网终端411之间的链路。另外，以太网端接设备431执行向相对以太网端接设备432的警告传送。
检测到从以太网端接设备431传输的警告通知时，以太网端接设备432中断输出到双工设备422的信号。检测到来自以太网端接设备432的无输入信号状态时，双工设备422切换3×3切换电路401的连接，从而在确认来自备用系统以太网端接设备442的输入信号未中断后，把通过以太网端接设备441，442的备用系统路径连接到以太网终端412。具体地说，来自以太网终端412的输入信号S401切换到以太网端接设备442的输出信号S405，来自以太网端接设备442的输入信号S407切换到以太网终端412的输出信号S412，来自以太网端接设备432的输入信号S406切换到以太网端接设备432的输出信号S404。
在双工设备422中执行路径切换之前，中断从以太网端接电路432向双工设备422输出的信号，以便同样也中断输入到以太网终端412的信号。因此，以太网端接设备412的链路处在断开状态。在以太网端接设备412中，当链路断开时，自动协商功能操作，从而启动在合作链路之间建立链路的操作。直到在双工设备422中进行切换为止，该合作链路是以太网端接设备432。因此，持续不能通信的状态并且不建立链路。当在双工设备422中执行路径切换时，以太网终端412的合作链路改变到以太网端接设备442。通过自动协商功能连接该信号，在其之间建立链路。
检测到传输路径故障时，以太网端接设备431中断输出到双工设备421的信号。检测到来自以太网端接设备431的无输入信号状态时，双工设备421切换3×3切换电路401的连接，从而使以太网端接设备441的备用系统成为以太网终端411的合作链路。此时，双工电路421和以太网终端411的操作与上述双工设备422和以太网终端412的操作相同。
当即使在切换双工设备421，422中的3X3切换电路401的连接后故障继续存在时，以太网端接设备431继续检测该故障，同时继续中断到双工设备421的输出信号，并把警告传送发射到以太网端接设备432。因此，双工设备421继续检测来自以太网端接设备431的无输入信号状态，双工设备422继续检测来自以太网端接设备432的无输入信号状态。
在恢复该故障时，以太网端接设备431取消该故障检测，并取消向双工设备421的输出信号中断。同时，取消到以太网端接设备432的警告传送。在未检测到警告通知时，以太网端接设备432取消向双工设备422的输出信号的中断。
双工设备421和422根据从以太网端接设备431，432向双工设备421，422的输出信号已返回正常的事实，检测通过以太网端接设备431，432的初始现用系统路径已恢复正常状态。另外，以太网端接设备431继续自动协商，同时断开链路。然而，在故障恢复时，看起来好象能够与以太网端接设备411通信并重建链路。以太网端接设备432中与此相同。
虽然图32中未示出，可在以太网端接设备431，441，和以太网端接设备432，442之间提供进行长距离传输的中继器。
在以所描述的方式构成的例子中，即使在现用系统以太网终端和以太网端接设备之间建立链路的情况下，也能够在备用系统以太网端接设备之间建立链路。因此，执行该切换的双工设备可以判断备用系统路径是否处在正常状态，并在现用系统中产生故障时，把以太网路径切换到处在正常状态的备用系统。
接下来描述本发明的另一个实例。在该实例中，提供与图32所示的双工设备421，422不同配置的双工设备421，422。然而，其它配置与图32所示的相同。
图34是表示该实例的双工设备421和422的配置的方框图。该实例的双工设备421和422包括第一分路电路402，第二分路电路403，第三分路电路404，第一选择电路405，第二选择电路406和第三选择电路407。
第一分路电路402把输入信号S401分路成信号S402和信号S403，并把该信号分别输出到第二选择电路406和第三选择电路407。第二分路电路403把输入信号S406分路成信号S408和信号S409，并把该信号分别输出到第一选择电路405和第二选择电路406。第三分路电路407把输入信号S407分路成信号S410和信号S411，并把该信号分别输出到第一选择电路405和第三选择电路407。第一选择电路405选择输入信号S408或S410中的任何一个，并将其作为信号S412输出。第二选择电路406选择输入信号S402或S409中的任何一个，并将其作为信号S404输出。第三选择电路407选择输入信号S403或S411中的任何一个，并将其作为信号S405输出。
本实例的第一至第三选择电路405至407中的信号选择是由双工设备421和422中提供的控制设备(未示出)执行的。控制设备检测通过第一至第三选择电路405至407的信号的状态，和根据该状态执行第一至第三选择电路405至407的切换。
当用通过以太网端接设备431，432的路径作为现用系统，用通过以太网端接设备441，442的路径作为备用系统时，在双工设备421中，在第二选择电路406中把来自以太网终端411的输入信号S401切换到以太网端接设备431的输出信号S404，在第一选择电路405中把来自以太网端接设备431的输入信号S406切换到以太网终端411的输出信号S412，在第三选择电路407中把来自以太网端接设备441的输入信号S407切换到以太网端接设备441的输出信号S405。
以同样的方式，在双工设备422中，在第二选择电路406中把来自以太网终端412的输入信号S401切换到以太网端接设备432的输出信号S404，在第一选择电路405中把来自以太网端接设备432的输入信号S406切换到以太网终端412的输出信号S412，在第三选择电路407中把来自以太网端接设备442的输入信号S407切换到以太网端接设备442的输出信号S405。
通过提供上述连接状态，建立了以太网终端411和以太网端接设备431之间的链路，还建立了以太网终端412和以太网端接设备432之间的链路。另外，看起来好象以太网端接设备441，442连接到以太网终端411，412，以致建立了链路。
现在描述通过以太网端接设备431和432的现用系统路径中产生故障的情况下的操作。作为例子，参考从双工设备421连接到以太网端接设备431的传输路径中产生故障的情况进行描述。
由于故障的产生，造成以太网端接设备431不能进行数据传输通信，自动协商功能操作，从而断开与作为合作链路的以太网终端411之间的链路。另外，以太网端接设备431执行向相对以太网端接设备432的警告传送。
检测到从以太网端接设备431传输的警告通知时，以太网端接设备432中断输出到双工设备422的信号。检测到来自以太网端接设备432的无输入信号状态时，双工设备422切换该连接，从而在确认来自备用系统以太网端接设备442的输入信号未中断后，把通过以太网端接设备441，442的备用系统路径连接到以太网终端412。具体地说，来自以太网终端412的输入信号S401在第三选择电路407中切换到以太网端接设备442的输出信号S405，来自以太网端接设备442的输入信号S407在第一选择电路405中切换到以太网终端412的输出信号S412，来自以太网端接设备432的输入信号S406在第二选择电路406中切换到以太网端接设备432的输出信号S404。
在双工设备422中执行路径切换之前，中断从以太网端接电路432向双工设备422输出的信号，以便同样也中断输入到以太网终端412的信号。因此，以太网端接设备412的链路处在断开状态。在以太网端接设备412中，当链路断开时，自动协商功能操作，从而启动与合作链路之间建立链路的操作。直到在双工设备422中进行切换为止，该合作链路是以太网端接设备432。因此，持续不能通信的状态并且不建立链路。当在双工设备422中执行路径切换时，以太网终端412的合作链路改变到以太网端接设备442。从而，通过自动协商功能连接该信号，在其之间建立链路。
检测到传输路径故障时，以太网端接设备431中断输出到双工设备421的信号。检测到来自以太网端接设备431的无输入信号状态时，双工设备421切换该连接，从而使以太网端接设备441的备用系统成为以太网终端411的合作链路。此时，双工电路421和以太网终端411的操作与上述双工设备422和以太网终端412的操作相同。
当即使在切换双工设备421，422中的连接切换后故障继续存在时，以太网端接设备431继续检测该故障，同时继续中断到双工设备421的输出信号，并把警告传送发射到以太网端接设备432。因此，双工设备421继续检测来自以太网端接设备431的无输入信号状态，双工设备422继续检测来自以太网端接设备432的无输入信号状态。
在恢复该故障时，以太网端接设备431取消该故障检测，并取消向双工设备421的输出信号中断。同时，取消到以太网端接设备432的警告传送。在未检测到警告通知时，以太网端接设备432取消向双工设备422的输出信号的中断。
双工设备421和422根据从以太网端接设备431，432向双工设备421，422的输出信号已返回正常的事实，检测通过以太网端接设备431，432的初始现用系统路径已恢复正常状态。另外，以太网端接设备431继续自动协商，同时断开链路。然而，在故障恢复时，看起来好象能够与以太网端接设备411通信并重建链路。以太网端接设备432中与此相同。
在上述实例中，复制以太网终端之间的路径。然而，可以具有备用系统的数量增加到N(N是大于或等于2的整数)多路复用的配置，其中N多路复用切换装置以该输出作为输入，并在现用系统路径中产生故障时将路径切换到备用系统的方式，将以太网终端连接到由于形成现用系统路径的以太网端接设备，和连接到用于形成备用系统路径的以太网端接设备。
如图32中所示的实例中的相同，N多路复用切换装置可以包括能够任意连接每个输入端和输出端的多个输入和输出端。另外，与图33所示的实例相同，它可以包括分路电路和为以太网终端设置的选择电路，分别为形成多个路径的每个以太网端接设备设置的多个分路电路和选择电路，其中为以太网终端设置的分路电路对来自以太网终端的信号进行分路，并将该信号输出到为每个以太网端接设备设置的多个选择电路；为每个以太网端接设备设置的多个分路电路中的每一个对来自对应以太网端接设备的信号进行分路，并将该信号输出到为以太网终端设置的选择电路和为对应的以太网端接设备设置的选择电路；为以太网终端设置的选择电路选择来自为形成现用路径的以太网端接设备设置的分路电路的信号，并将其输出到以太网终端；为用于形成现用系统路径的以太网端接设备设置的选择电路选择来自为以太网终端设置的分路电路的信号，并将其输出到对应的以太网端接设备，为用于形成备用系统路径的以太网端接设备设置的选择电路选择来自为对应的以太网端接设备设置的分路电路的信号，并将其输出到对应的以太网端接设备。
在以所述方式形成的本发明中，通过自动协商功能建立以太网终端和以太网端接设备之间的链路，而与系统(现用或备用)无关。因此，能够判断备用系统路径是否处在正常状态，当确认备用系统处在正常状态时，在现用系统中产生故障的情况下，可执行以太网路径的切换。
权利要求
1.一种多路复用通信系统中的光传输切换设备，包括能够对输入的数据进行光电转换或电光转换的可替换光模块；与来自光模块的数据相一致设置的时钟和数据恢复电路，用于在一个定时，根据设定的速率重放数据和时钟；和设备信息判断电路，用于通过读出类型信息，即有关光模块的接口类型和接口中的传输代码的信息来判断光模块的设备信息，和通过区别接口速率来设定时钟和数据恢复电路的速率。
2.一种多路复用通信系统中的光传输切换设备，包括能够对输入的数据进行光电转换的第一可替换光模块；第一时钟和数据恢复电路，用于在一个定时，根据设定的速率从来自第一光模块的数据重放数据和时钟；第一设备信息判断电路，用于通过读出类型信息，即有关第一光模块的接口类型和接口中的传输代码的信息来判断第一光模块的设备信息，和通过区别接口速率来设定第一时钟和数据恢复电路的速率；分路电路，用于把由第一时钟和数据恢复电路进行波形整形的数据分路到多个系统；多个第二时钟和数据恢复电路，分别用于在一个定时，根据设定的速率重放由分路电路分路的多个数据和时钟；多个可替换的第二光模块，分别用于对由第二时钟和数据恢复电路进行波形整形的多个数据进行电光转换；和多个第二设备信息判断电路，分别用于通过读出类型信息，即有关多个第二光模块的接口类型和接口中的传输代码的信息来判断多个第二光模块的设备信息，和分别通过区别接口速率来设定多个第二时钟和数据恢复电路的速率。
3.一种多路复用通信系统中的光传输切换设备，包括多个第一可替换光模块，用于对输入的数据进行相互的光电转换；多个第一时钟和数据恢复电路，用于分别在一个定时，根据设定的速率从多个第一光模块重放数据和时钟；多个第一设备信息判断电路，分别用于通过读出类型信息，即有关多个第一光模块的接口类型和接口中的传输代码的信息来判断多个第一光模块的设备信息，和分别通过区别接口速率来设定多个第一时钟和数据恢复电路的速率；选择电路，用于通过识别数据被多个第一时钟和数据恢复电路进行波形整形的多个系统的存在来选择可接收有效数据的系统；第二时钟和数据恢复电路，用于在一个定时，根据设定的速率重放由选择电路选择的系统的数据和时钟；第二光模块，用于对由第二时钟和数据恢复电路进行波形整形的数据执行电光转换；和第二设备信息判断电路，用于通过读出类型信息，即有关第二光模块的接口类型和接口中的传输代码的信息来判断第二光模块的设备信息，和通过区别接口速率来设定第二时钟和数据恢复电路的速率。
4.一种多路复用通信系统中的光传输切换设备，包括多个第一可替换光模块，每个光模块能够对输入的数据进行光电转换；多个第一时钟和数据恢复电路，分别用于在一个定时，根据设定的速率从多个第一光模块重放数据和时钟；多个第一设备信息判断电路，分别用于通过读出类型信息，即有关多个第一光模块的接口类型和接口中的传输代码的信息来判断多个第一光模块的设备信息，和分别通过区别接口速率来设定多个第一时钟和数据恢复电路的速率；切换电路，用于在由多个第一时钟和数据恢复电路进行波形整形的多条线路上向根据预先设定的线路设置确定的接受器输出数据；线路设定电路，用于根据来自外部的设定对该切换电路进行线路切换；多个第二时钟和数据恢复电路，分别用于在一个定时，根据设定的速率重放从切换电路输出的多条线路上的数据和时钟；第二光模块，用于对由第二时钟和数据恢复电路进行波形整形的数据进行电光转换；和多个第二设备信息判断电路，分别用于通过读出类型信息，即有关多个第二光模块的接口类型和接口中的传输代码的信息来判断多个第二光模块的设备信息，和通过区别接口速率来设定多个第二时钟和数据恢复电路的速率。
全文摘要
公开一种多路复用通信系统及其方法。在规定时间内未从控制的线路检测到可识别的信号时，双工切换设备的故障检测部分检测其为产生故障。当故障检测部分在现用系统线路中检测到故障产生时，线路切换部分将线路从现用线路切换到备用线路，以便通过其在一个终端设备与另一个终端设备之间进行通信。另外，故障检测部分在从故障检测部分检测到该故障的时间起已经过规定的切换保护时间后，向另一个双工切换设备通知该故障的产生，以使线路的选择变得一致。
文档编号H04J3/00GK1702989SQ200510082290
公开日2005年11月30日 申请日期2003年1月13日 优先权日2002年1月11日
发明者有川寿秋, 池松龙一, 篠田英俊, 原田繁和, 石川肇, 杉田贵英 申请人:日本电气株式会社