CN108292952B - 通信系统以及故障检测方法 - Google Patents

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Abstract

具备3个以上的节点并且在节点间的连接之中的至少一部分区间中使用具备多个芯的多芯光纤的通信系统具备：检测信号输出部，输出故障检测用信号，所述故障检测用信号由将节点间连接的多芯光纤所具备的芯传输；以及故障检测部，基于故障检测用信号的检测结果来判定在节点间是否发生了故障。

Description

通信系统以及故障检测方法
技术领域
本发明涉及通信系统以及故障检测方法。
本申请基于在2015年11月26日向日本申请的日本特愿2015-230872号要求优先权，并将其内容引用于此。
背景技术
在将大城市间连接的核心网或将地域内的据点连接的地铁网（metro network）等中构筑使用了光纤的通信网。在这样的网络中，将多个光纤束起来使用。此外，在1个光纤各个中进行将波长不同的多个光信号复用的波分复用（Wavelength DivisionMultiplexing：WDM）传输，由此，进行大容量的信号传输（例如，非专利文献1）。面向进一步的传输容量的增加，讨论了具有多个芯的光纤即多芯光纤（Multi Core Fiber：MCF）的利用来代替具有1个芯的光纤（单芯光纤（Single Core Fiber）：SCF）（例如，非专利文献2、3）。
在使用MCF来构成的网络中，由于1个MCF中的传输容量多，所以存在MCF中的故障对多个节点间的通信造成影响的情况。因此，在MCF中发生了故障时，要求迅速地进行故障的检测和故障的MCF的特别指定。
现有技术文献
非专利文献
非专利文献1：松岡伸治、「経済的なコア・メトロネットワークを実現する超高速大容量光トランスポートネットワーク技術」、NTT技術ジャーナル、2011年3月、p. 8-12；
非专利文献2：宮本裕、竹ノ内弘和、「毎秒ペタビット級伝送の実現を目指した高密度空間多重光通信技術」、NTT技術ジャーナル、2014年8月、p. 52-56；
非专利文献3：白木和之、「光ファイバ・ケーブル技術における研究開発の動向」、NTT技術ジャーナル、2015年1月、p. 59-63。
发明内容
发明要解决的课题
鉴于前述的情况，本发明的目的在于提供能够在使用多芯光纤来构成的网络中进行故障的检测和故障处的特别指定的通信系统以及故障检测方法。
用于解决课题的方案
本发明的第一实施方式中的通信系统是，一种通信系统，具备3个以上的节点，在所述节点间的连接之中的至少一部分区间中使用具备多个芯的多芯光纤，其中，所述通信系统具备：检测信号输出部，输出故障检测用信号，所述故障检测用信号由将所述节点间连接的多芯光纤所具备的所述芯传输；以及故障检测部，基于所述故障检测用信号的检测结果来判定在所述节点间是否发生了故障。
此外，根据本发明的第二实施方式，在上述第一实施方式的通信系统中，所述检测信号输出部将所述故障检测用信号向在所述节点间的通信中未使用的所述芯输出。
此外，根据本发明的第三实施方式，在上述第一实施方式的通信系统中，所述检测信号输出部将所述故障检测用信号向在所述节点间的通信中使用的所述芯输出。
此外，根据本发明的第四实施方式，在上述第二或第三实施方式的通信系统中，所述检测信号输出部将与通信系统中的监视或运用有关的信息包含在所述故障检测用信号中来输出。
此外，根据本发明的第五实施方式，在上述第一至第四实施方式任一个的通信系统中，按照每个所述节点设置所述故障检测部。
此外，根据本发明的第六实施方式，在上述第一至第五实施方式任一个的通信系统中，所述故障检测部在不能检测出包含所述故障检测用信号的接收光的情况下判定为发生了故障。
此外，根据本发明的第七实施方式，在上述第一至第六实施方式任一个的通信系统中，还具备故障处特别指定部，所述故障处特别指定部基于由所述故障检测部得到的判定结果来特别指定在哪一个所述节点间发生了故障。
此外，根据本发明的第八实施方式，在上述第一至第七实施方式任一个的通信系统中，所述故障检测部在判定为在所述节点间发生了故障的情况下，将示出故障的发生和检测出故障的区间的故障信息向上位的控制装置通知。
本发明的第九实施方式中的故障检测方法是，一种故障检测方法，所述方式是通信系统中的故障检测方法，所述通信系统具备3个以上的节点并且在所述节点间的连接之中的至少一部分区间中使用具备多个芯的多芯光纤，其中，所述故障检测方法具有：检测信号输出步骤，输出故障检测用信号，所述故障检测用信号由将所述节点间连接的多芯光纤所具备的所述芯传输；以及故障检测步骤，基于所述故障检测用信号的检测结果来判定在所述节点间是否发生了故障。
发明效果
根据本发明，能够在使用多芯光纤来构成的网络中进行故障的检测和故障处的特别指定。
附图说明
图1是示出与本发明有关的通信系统的第一结构例的图。
图2A是示出用于通信系统的连接器的第一结构例的图。
图2B是示出用于通信系统的连接器的第一结构例的图。
图3A是示出用于通信系统的连接器的第二结构例的图。
图3B是示出用于通信系统的连接器的第二结构例的图。
图4A是示出用于通信系统的连接器的第三结构例的图。
图4B是示出用于通信系统的连接器的第三结构例的图。
图5是示出在通信系统中进行WDM传输的情况下的、分插（Add/Drop）节点的第一结构例的图。
图6是示出与本发明有关的通信系统的第二结构例的图。
图7是示出与本发明有关的通信系统的第三结构例的图。
图8是示出在通信系统中进行WDM传输的情况下的、分插节点的第二结构例的图。
图9是示出在通信系统中进行WDM传输的情况下的、分插节点的第三结构例的图。
图10是示出在分插节点中使合分波器为多级来使用的结构例的图。
图11是示出在图1所示的通信系统中在分插节点间的连接的一部分中使用多个SCF的第一结构例的图。
图12是示出在图1所示的通信系统中在分插节点间的连接中使用多个SCF的第二结构例的图。
图13是示出第一实施方式中的通信系统的结构例的图。
图14是示出在第一实施方式中进行故障处的特别指定时使用的表格的一个例子的图。
图15是示出第二实施方式中的通信系统的结构例的图。
具体实施方式
以下，参照附图来说明本发明的实施方式中的通信系统以及故障检测方法。再有，在以下的实施方式中，假设标注了同一附图标记的结构要素进行同样的工作，适当省略重复的说明。
首先，对本发明的实施方式能够应用的通信系统即使用了多芯光纤（MCF）的通信系统的例子进行说明。图1是示出与本发明有关的使用了MCF的通信系统100的结构例的图。通信系统100具备收发节点110和n个（n为1以上的整数）分插节点120。在图1中示出了n=3的情况下的通信系统100的结构例。在以下的说明中，将n个分插节点120分别记载为分插节点120-1~120-n。此外，将收发节点110和分插节点120总称而记载为“节点”。在以下的说明中，将使用光信号来进行通信的发送装置或接收装置、收发装置等以及节点记载为个别的结构。可是，也可以为节点包含发送装置或接收装置、收发装置等的结构。
通过MCF（多芯光纤）200-1~200-4连接节点间。通信系统100具有通过MCF200-1~200-4连接节点间后的单系统单向的环形结构的物理拓扑。通过MCF200-1连接发送节点110与分插节点120-1。通过MCF200-2连接分插节点120-1与分插节点120-2。通过MCF200-3连接分插节点120-2与分插节点120-3。通过MCF200-4连接分插节点120-3与收发节点110。通信系统100中的MCF200-1~200-4具备3个芯201、202、203。
当将关于通信系统100的结构的说明通常化时，分插节点120-i（1≤i≤n-1）与分插节点120-（i+1）经由MCF200-（i+1）连接。MCF200-1将收发节点110与分插节点120-1连接。MCF200-（n+1）将分插节点120-n与收发节点110连接。
通信系统100的各节点具备进行在节点间的通信的发送装置（Tx）和接收装置（Rx）。对于收发节点110，具备发送装置111-1~111-3和接收装置112-1~112-3。对于分插节点120-1，具备发送装置121-1和接收装置122-1。对于分插节点120-2，具备发送装置121-2和接收装置122-2。对于分插节点120-3，具备发送装置121-3和接收装置122-3。发送装置111-1~111-3分别生成向分插节点120-1~120-3发送的光信号。接收装置112-1~112-3接收从分插节点120-1~120-3发送的光信号，取得光信号所包含的信息。发送装置121-1~121-3分别生成向收发节点110发送的光信号。接收装置122-1~122-3接收从接收节点110发送的光信号，取得光信号所包含的信息。
发送装置111-1~111-3分别生成向分插节点120-1~120-3的光信号。由发送装置111-1~111-3生成的3个光信号分别被插入到MCF200-1的芯201-1~203-1中。接收装置112-1~112-3分别接收从分插节点120-1、120-2、120-3向具备接收装置的节点发送的光信号。接收装置112-1~112-3分别经由MCF200-4的芯201-4~203-4接收来自分插节点120-1~120-3的光信号。在收发节点110中的、向MCF200的光信号的插入和来自MCF200的光信号的分出中使用扇入设备（fan-in device）或扇出设备（fan-out device）。
再有，扇入设备为与多芯光纤中的芯各个连接而按照每个芯插入光信号的设备。扇出设备为与多芯光纤中的各芯各个连接而将在各芯内传播的光各个分出的设备。两者的设备的不同仅为光的传播方向不同，因此，也可以使用扇入设备或扇出设备的任一个设备来实施与多芯光纤的光的输入输出。此外，也可以使用1个设备同时进行向多芯光纤的光的插入和来自多芯光纤的光的分出。
在各分插节点120-1~120-3中分别具备连接器150-1~150-3。分插节点120-i（i=1、2、3）中的连接器150-i连接于MCF200-i和MCF200-（i+1）。连接器150-i从MCF200-i分出在收发节点110中插入的光信号之中的向本节点的光信号。此外，连接器150-i将向收发节点110的光信号向MCF200-（i+1）的芯插入。
在分插节点120-1中，连接器150-1从MCF200-1的芯201-1分出向本节点的光信号。连接器150-1将分出的光信号向接收装置122-1连接。此外，连接器150-1将由发送装置121-1生成的光信号向MCF200-2的芯201-2插入。向芯201-2插入的光信号为从分插节点120-1向收发节点110传输的光信号。
连接器150-1将MCF200-1的芯之中的芯202-1、203-1与MCF200-2的芯之中的芯202-2、203-2分别连接。连接器150-1在MCF200-1与MCF200-2之间中继光信号。连接器150-1中继由对光信号进行分插的芯201-1、201-2以外的芯传输的光信号。
在分插节点120-2中，连接器150-2从MCF200-2的芯202-2分出向本节点的光信号。连接器150-2将分出的光信号向接收装置122-2连接。此外，连接器150-2将由发送装置121-2生成的光信号向MCF200-3的芯202-3插入。向芯202-3插入的光信号为从分插节点120-2向收发节点110传输的光信号。
连接器150-2将MCF200-2的芯之中的芯201-2、203-2与MCF200-3的芯之中的芯201-3、203-3分别连接。连接器150-2在MCF200-2与MCF200-3之间中继光信号。连接器150-2中继由对光信号进行分插的芯201-2、201-3以外的芯传输的光信号。
在分插节点120-3中，连接器150-3从MCF200-3的芯203-3分出向本节点的光信号。连接器150-3将分出的光信号向接收装置122-3连接。此外，连接器150-3将由发送装置121-3生成的光信号向MCF200-4的芯203-4插入。向芯203-4插入的光信号为从分插节点120-3向收发节点110传输的光信号。
连接器150-3将MCF200-3的芯之中的芯201-3、202-3与MCF200-4的芯之中的芯201-4、202-4分别连接。连接器150-3在MCF200-3与MCF200-4之间中继光信号。连接器150-3中继由对光信号进行分插的芯203-3、203-4以外的芯传输的光信号。
图2A和图2B是示出用于通信系统100的连接器150的第一结构例的图。连接器150具备包含多个小直径单模光纤（SMF）和多个SMF的扇入、扇出部。如图2A所示那样，连接器150相对于连接对象的MCF200的芯各个而具备小直径SMF。多个小直径SMF各自的一端被设置于与MCF200的芯相对的位置。此外，多个小直径SMF的另一端被设置于与SMF的一端相对的位置。小直径SMF各个将MCF200的芯与SMF连接。连接器150能够将由MCF200的各芯传输的光信号经由小直径SMF和SMF分出。此外，通过向SMF输入光信号，从而能够向MCF200的各芯输入光信号。
图2B所示的连接器150-i将MCF200-i与MCF200-（i+1）连接。与对成为分插的对象的光信号进行传输的芯对应的SMF的另一端被引出到连接器150-i的侧面。在引出到连接器150-i的侧面的SMF的另一端处，能够进行光信号的插入和分出（分插）。
针对MCF200-i的芯之中的对不为分插的对象的光信号进行传输的芯的SMF的另一端与针对MCF200-（i+1）的芯之中的对不为分插的对象的光信号进行传输的芯的SMF的另一端被设置于相对的位置。在连接器150-i中，将不为分插的对象的光信号经由小直径SMF和SMF从MCF200-i向MCF200-（i+1）中继。
图3A和图3B是示出用于通信系统100的连接器150的第二结构例的图。在图3A和图3B中示出了与图2A和图2B所示的连接器150的结构例不同的结构例。图3A和图3B所示的连接器150具备包含在玻璃基板上形成的多个波导芯的光波导来作为扇入、扇出部。如图3A所示那样，在连接器150中，多个波导芯被设置于与连接对象的MCF200的芯各个相对的位置。经由波导芯将由MCF200的各芯传输的光信号分离。此外，通过向波导芯插入光信号，从而能够向MCF200的各芯输入光信号。
在图3B所示的连接器150-i中，通过连接器150-i连接的MCF200-i和MCF200-（i+1）的芯之中的对成为分插的对象的光信号进行传输的芯所对应的波导芯的一端被设置于与MCF的芯相对的位置。波导芯的另一端被设置在连接器150-i的侧面。在位于连接器150-i的侧面的波导芯的另一端，能够进行光信号的插入和分出。
针对MCF200-i的芯之中的对不为分插的对象的光信号进行传输的芯的波导芯的一端被设置于与MCF的芯相对的位置。波导芯的另一端被设置于与MCF200-（i+1）的芯之中的对不为分插的对象的光信号进行传输的芯相对的位置。将在MCF200-i和MCF200-（i+1）中对不为分插的对象的光信号进行传输的芯经由波导芯一对一地连接。在连接器150-i中，将不为分插的对象的光信号经由波导芯从MCF200-i的芯向MCF200-（i+1）的芯中继。
再有，波导芯不仅被形成在基板平面的二维空间中还可以如参考文献1所记载那样被形成在三维空间中。
[参考文献1] R. R. Thomson, et al, “Ultrafast-laser inscription of athree dimensional fan-out device for multicore fiber coupling applications”,Optics Express, OSA Publishing, 2007, Vol.15, Issue 18, p.11691-11697。
图4A和图4B是示出用于通信系统100的连接器150的第三结构例的图。在图4A和图4B中示出了与图2A、图2B、图3A和图3B所示的连接器150的结构例不同的结构例。图4A和图4B所示的连接器150使由MCF200的各芯传输的光信号暂时输出到自由空间中，在自由空间中使用光学系统分离各芯的光信号。例如如图4A所示那样，连接器150具备由2个透镜构成的扇入、扇出部。由MCF200的各芯传输的光信号向自由空间输出，通过被2个透镜折射而被分离。使用光学系统进行光信号的分插。例如在参考文献2中记载了经由了自由空间的2个MCF200的连接。
[参考文献2] W. Klaus, et al, “Free-Space Coupling Optics forMulticore Fibers”, Photonics Technology Letters, IEEE, 2012 September, Volume24, Issue 21, p.1902-1905。
图4B是示出连接器150-i的结构例的图。在图4B所示的连接器150-i中，通过组合了2个透镜的光学系统（准直器（collimator））对从MCF200-i的各芯出射的光信号进行准直（collimate）。此外，准直后的光信号各个被输入到MCF200-（i+1）的各芯中。在成为分插的对象的光信号的光线路径中配置有将光纤路径向连接器150-i的侧面方向变更的镜。使由光学系统做成平行光线的光信号之中的分离对象的光信号在镜处反射而向连接器150-i的外部分出，由此，能够得到分离对象的光信号。此外，通过将从连接器150-i的外部输入的光信号与镜接触，从而被镜反射的光信号与准直后的光信号一起入射到组合了2个透镜的光学系统中。入射到光学系统中的光信号与MCF200-（i+1）的芯连接，由此，能够将插入（Add）对象的光信号向芯插入。
不为分插的对象的光信号在被光学系统分离之后与被插入的光信号一起被束起而被输入到MCF200-（i+1）的芯各个中。在连接器150-i中，将不为分插的对象的光信号经由自由空间从MCF200-i向MCF200-（i+1）中继。再有，在附图中在光纤出射光的准直中使用2个透镜，在自由空间中的光的传播方向变更中使用镜，但是，也可以使用具有同样的功能的光学设备。
在图2A、图2B、图3A、图3B、图4A和图4B中示出了连接器150的结构例，但是，连接器150也可以使用说明的介质和方法以外的介质和方法实现。例如，也可以将在硅上具有光波导的平面光电路（Planar Lightwave Circuit：PLC）用作连接器。
在通信系统100中，由收发节点110的发送装置111-1生成的光信号经由MCF200-1的芯201-1和连接器150-1被分插节点120-1的接收装置122-1接收。由发送装置111-2生成的光信号经由MCF200-1的芯202-1、连接器150-1、MCF200-2的芯202-2和连接器150-2被分插节点120-2的接收装置122-2接收。由发送装置111-3生成的光信号经由MCF200-1的芯203-1、连接器150-1、MCF200-2的芯203-2、连接器150-2、MCF200-3的芯203-3和连接器150-3被分插节点120-3的接收装置122-3接收。
此外，由分插节点120-1的发送装置121-1生成的光信号经由连接器150-1、MCF200-2的芯201-2、连接器150-2、MCF200-3的芯201-3、连接器150-3和MCF200-4的芯201-4被收发节点110的接收装置112-1接收。由分插节点120-2的发送装置121-2生成的光信号经由连接器150-2、MCF200-3的芯202-3、连接器150-3和MCF200-4的芯202-4被收发节点110的接收装置112-2接收。由分插节点120-3的发送装置121-3生成的光信号经由连接器150-3和MCF200-4的芯203-4被收发节点110的接收装置112-3接收。
在通信系统100中，收发节点110具有与分插节点120-1~120-3各个的收发的通信路径。通信系统100具有将收发节点110作为中心的星形的逻辑拓扑。
使用例如图2A、图2B、图3A、图3B、图4A和图4B所示的任一个连接器150在各节点中将MCF200连接，由此，能够对MCF200所包含的多个芯之中的规定的芯进行光信号的分插。在通信系统100中，经由连接器150-i将MCF200-i与MCF200-（i+1）连接，由此，能够容易进行发送给分插节点120-i的光信号的分出和发送给收发节点110的光信号的插入。在光信号的分插中，不需要按照每个波长划分复用后的波长不同的光信号的处理等，因此，能够削减各分插节点120中的装置的设置或保养的工夫。
再有，对MCF200具备3个芯的情况进行了说明，但是，MCF200也可以具备4个以上的芯。在MCF200具备4个以上的芯的情况下，在分插节点120中对2个以上的芯分插光信号也可。
此外，也可以在MCF200的各芯中进行WDM传输。在进行WDM传输的情况下，在分插节点120中，需要进行各波长的光信号的分波和合波。图5是示出在通信系统100中进行WDM传输的情况下的、分插节点120-1的结构例的图。分插节点120-1具备连接器150-1、分波器124-1、合波器123-1、多个接收装置122-1、以及多个发送装置121-1。
在连接器150-1中从MCF200-1的芯201-1分出的光信号被输入到分波器124-1中。分波器124-1按照每个波长对输入的光信号进行分波。分波而得到的各光信号分别被接收装置122-1接收。由多个发送装置121-1生成的各个波长不同的光信号被输入到合波器123-1中。合波器123-1将输入的各光信号合波，将合波而得到的光信号向连接器150-1输出。连接器150-1将从合波器123-1输入的光信号向MCF200-2的芯201-2连接，由此，将向收发节点110的光信号向MCF200-2插入。
再有，在进行WDM传输的情况下，也将不为分插的对象的MCF200-1的芯202-1、203-1的光信号向MCF200-2的芯202-2、203-2中继。因此，对于中继的光信号不在各分插节点中进行波长单位的合分波也可。在进行WDM传输的情况下在其他的分插节点120中也具备与分插节点120-1同样的结构。
对与图1所示的通信系统100不同的结构的通信系统进行说明。图6是示出与本发明有关的使用了MCF的通信系统100A的结构例的图。通信系统100A具备收发节点110a、110b、以及n个分插节点120。在图6中示出了n=3的情况下的通信系统100A的结构例。通信系统100A的具有双系统（dual system）单向的环形结构的物理拓扑的方面与通信系统100不同。
通过MCF210-1~210-4连接节点间。通过MCF210-1连接发送节点110a与分插节点120-1。通过MCF210-2连接分插节点120-1与分插节点120-2。通过MCF210-3连接分插节点120-2与分插节点120-3。通过MCF210-4连接分插节点120-3与收发节点110b。通信系统100A中的MCF210-1~210-4具备6个芯211~216。
当将关于通信系统100A的结构的说明通常化时，分插节点120-i（1≤i≤n-1）与分插节点120-（i+1）经由MCF210-（i+1）连接。MCF210-1将收发节点110a与分插节点120-1连接。MCF210-（n+1）将分插节点120-n与收发节点110b连接。
通信系统100A的各节点具备进行在节点间的通信的发送装置（Tx）和接收装置（Rx）、以及收发装置（Tx/Rx）的任一个。对于收发节点110a，具备发送装置111-1~111-3和接收装置112-1~112-3。对于分插节点120-1，具备收发装置125-1、126-1。对于分插节点120-2，具备收发装置125-2、126-2。对于分插节点120-3，具备收发装置125-3、126-3。对于收发节点110b，具备发送装置111-4~111-6和接收装置112-4~112-6。再有，在图6所示的通信系统100A的结构例中，说明在收发节点110a、110b中具备发送装置111和接收装置112而在分插节点120-1~120-3中具备收发装置125、126的结构。可是，收发装置125、126在其内部包含发送装置和接收装置这两者的功能，在将发送装置和接收装置组合后的装置与收发装置中没有较大的差分。在收发节点110a、110b和分插节点120-1~120-3中，具备发送装置和接收装置以及收发装置的哪一种都可以。
发送装置111-1~111-3分别生成向分插节点120-1~120-3发送的光信号。由发送装置111-1~111-3生成的光信号分别被插入到MCF210-1的芯211-1、213-1、215-1中。接收装置112-1~112-3分别接收从分插节点120-1~120-3发送给收发节点110a的光信号。接收装置112-1~112-3分别从MCF210-1的芯212-1、214-1、216-1接收光信号。
发送装置111-4~111-6分别生成向分插节点120-1~120-3发送的光信号。由发送装置111-4~111-6生成的光信号分别被插入到MCF210-4的芯211-4、213-4、215-4中。接收装置112-4~112-6分别接收从分插节点120-1~120-3发送给收发节点110b的光信号。接收装置112-4~112-6分别从MCF210-4的芯212-4、214-4、216-4接收光信号。在收发节点110a、110b中的、向MCF200的光信号的插入和来自MCF200的光信号的分出中使用扇入设备或扇出设备。
在各分插节点120-i（i=1、2、3）中分别具备连接器160-i。连接器160-i连接于MCF210-i和MCF210-（i+1）。连接器160-i从MCF210-i和MCF210-（i+1）分出在收发节点110a、110b中插入的光信号之中的向本节点的光信号。连接器160-i将发送给收发节点110a的光信号向MCF210-i的芯插入。连接器160-i将发送给收发节点110b的光信号向MCF210-（i+1）的芯插入。
在分插节点120-1中，连接器160-1从MCF210-1的芯211-1分出向本节点的光信号。连接器160-1将分出的光信号向收发装置125-1连接。此外，连接器160-1将由收发装置125-1生成的光信号向MCF210-1的芯212-1插入。向芯212-1插入的光信号为从本节点向收发节点110a传输的光信号。
进而，连接器160-1从MCF210-2的芯211-2分出向本节点的光信号。连接器160-1将分出的光信号向收发装置126-1连接。此外，连接器160-1将由收发装置126-1生成的光信号向MCF210-2的芯212-2插入。向芯212-2插入的光信号为从本节点向收发节点110b传输的光信号。
连接器160-1将MCF210-1的芯之中的芯213-1~216-1与MCF210-2的芯之中的213-2~216-2分别连接。连接器160-1在MCF210-1与MCF210-2之间中继光信号。连接器160-1中继由对光信号进行分插的芯211-1、212-1、211-2、212-2以外的芯传输的光信号。
在分插节点120-2中，连接器160-2从MCF210-2的芯213-2分出向本节点的光信号。连接器160-2将分出的光信号向收发装置125-2连接。此外，连接器160-2将由收发装置125-2生成的光信号向MCF210-2的芯214-2插入。向芯214-2插入的光信号为从本节点向收发节点110a传输的光信号。
进而，连接器160-2从MCF210-3的芯213-3分出向本节点的光信号。连接器160-2将分出的光信号向收发装置126-2连接。此外，连接器160-2将由收发装置126-2生成的光信号向MCF210-3的芯214-3插入。向芯214-3插入的光信号为从本节点向收发节点110b传输的光信号。
连接器160-2将MCF210-2的芯之中的芯211-2、212-2、215-2、216-2与MCF210-3的芯之中的芯211-3、212-3、215-3、216-3分别连接。连接器160-2在MCF210-2与MCF210-3之间中继光信号。连接器160-2中继由对光信号进行分插的芯213-2、214-2、213-3、214-3以外的芯传输的光信号。
在分插节点120-3中，连接器160-3从MCF210-3的芯215-3分出向本节点的光信号。连接器160-3将分出的光信号向收发装置126-3连接。此外，连接器160-3将由收发装置126-3生成的光信号向MCF210-3的芯216-3插入。向芯216-3插入的光信号为从本节点向收发节点110a传输的光信号。
进而，连接器160-3从MCF210-4的芯215-4分出向本节点的光信号。连接器160-4将分出的光信号向收发装置125-3连接。此外，连接器160-3将由收发装置125-3生成的光信号向MCF210-4的芯216-3插入。向芯216-4插入的光信号为从本节点向收发节点110b传输的光信号。
连接器160-3将MCF210-3的芯之中的芯211-3~214-3与MCF210-4的芯之中的芯211-4~214-4分别连接。连接器160-3在MCF210-3与MCF210-4之间中继光信号。连接器160-3中继由对光信号进行分插的芯215-3、216-3、215-4、216-4以外的芯传输的光信号。
通信系统100A中的连接器160-1~160-3通过如在图2A、图2B、图3A、图3B、图4A和图4B中示出那样使用小直径光纤或光波导、光学系统等，从而能够与通信系统100的连接器150-1~150-3同样地构成。
在通信系统100A中，在收发节点110a、110b与分插节点120-1~120-3各个之间形成有发送用的通信路径和接收用的通信路径。收发节点110a、110b能够与分插节点120-1~120-3个别地进行通信。像这样，通信系统100A具有将收发节点110a、110b各个作为根节点（root node）的树（tree）形的逻辑拓扑。
分插节点120-1~120-3将与2个收发节点110a、110b的通信路径之中的任一个用作现用系统（active system）（0系统）而将另一个用作备用系统（standby system）（1系统）也可。此外，分插节点120-1~120-3将传输距离短的通信路径用作0系统而将传输距离长的通信路径用作1系统也可。在分插节点120-1~120-3中，在光信号的分插中，不需要按照每个波长划分复用后的波长不同的光信号的处理等，因此，能够削减装置的设置或保养的工夫。
再有，对各MCF210具备6个芯211~216的情况进行了说明，但是，MCF210也可以具备7个以上的芯。在MCF210具备7个以上的芯的情况下，在分插节点120中对2个以上的芯分插光信号也可。
此外，也可以在MCF210的各芯中进行WDM传输。在进行WDM传输的情况下，如图5所示那样，在各分插节点120中具备针对分插的光信号的分波器或合波器。
此外，也可以使用MCF210或具备7个以上的芯的MCF连接收发节点110a与收发节点110b之间。在通信系统100A中收发节点110a、110b和分插节点120-1~120-3的作用改变的情况下，在收发节点110a、110b中安装连接器，将各分插节点120-1~120-3的连接器150更换为其他的连接器，由此，能够容易地变更逻辑拓扑。由此，能够对网络结构的变更灵活地应对。
对与图1和图6所示的通信系统不同的结构的通信系统进行说明。图7是示出与本发明有关的使用了MCF的通信系统100C的结构例的图。通信系统100C具备收发节点110和n个分插节点120。在图7中示出了n=3的情况下的通信系统100C的结构例。在通信系统100C中，在节点间的MCF200-1~200-4的连接与图1所示的通信系统100中的连接同样。在通信系统100C中，使用同一芯进行从收发节点110向各分插节点120的通信和从各分插节点120向收发节点110的通信。在通过同一芯对传输方向不同的光信号进行传输时，为了抑制传输方向不同的光信号彼此造成的影响而使光信号的强度为固定以下也可，使光信号的波长为按照每个传输方向而不同的波长也可。通信系统100C具有单系统双向的环形结构的物理拓扑的方面与通信系统100不同。
通信系统100C的各节点具备进行在节点间的通信的收发装置（Tx/Rx）。在收发节点110中具备收发装置113-1~113-3。在分插节点120-1~120-3中分别具备收发装置125-1~125-3。收发装置113-1~113-3分别生成向分插节点120-1~120-3发送的光信号。此外，收发装置113-1~113-3接收从分插节点120-1~120-3发送的光信号，取得光信号所包含的信息。收发装置125-1~125-3分别生成向收发节点110发送的光信号。此外，收发装置125-1~125-3分别接收从收发节点110发送的光信号，取得光信号所包含的信息。
收发装置113-1~113-3分别生成向分插节点120-1~120-3发送的光信号。由收发装置113-1~113-3生成的3个光信号分别被插入到MCF200-1的芯201-1~203-1中。此外，收发装置113-1~113-3分别经由MCF200-1的芯201-1~203-1接收来自分插节点120-1~120-3的光信号。在向MCF200-1的光信号的插入和来自MCF200-1的光信号的分出中使用扇入/扇出设备。
在各分插节点120-i（i=1、2、3）中分别具备连接器180-i。连接器180-i连接于MCF200-i和MCF200-（i+1）。连接器180-i从MCF200-i的芯20i-i分出光信号，将分出的光信号向收发装置125-i连接。此外，连接器180-i将由收发装置125-i生成的光信号向MCF200-i的芯20i-i插入。由收发装置125-i生成的光信号为从分插节点120-i向收发节点110传输的光信号。连接器180-i将MCF200-i的芯和MCF200-（i+1）的芯之中的成为分插的对象的芯以外的芯20i-i和芯20i-（i+1）连接来中继光信号。
收发节点110与分插节点120-1进行使用了由芯201-1形成的通信路径的双向的通信。收发节点110与分插节点120-2进行使用了由芯202-1、202-2形成的通信路径的双向的通信。收发节点110与分插节点120-3进行使用了由芯203-1、203-2、203-3形成的通信路径的双向的通信。MCF200-2的芯201-2、MCF200-3的芯201-3和芯202-3、MCF200-4的芯201-4~203-4为不用于通信的芯。
再有，在通信系统100C中，分插节点120-3与收发节点110进行使用了MCF200-4的芯201-4的通信，由此，谋求通信路径的缩短也可。在该情况下，在收发节点110中在与MCF200-4的连接部中需要扇入/扇出设备。
此外，在通信系统100C中，在收发节点110与各分插节点120-1~120-3之间进行WDM传输也可。在进行WDM传输的情况下，如图5所示那样，需要进行将在各分插节点120-1~120-3中从芯分出的光信号划分成各波长的光信号的分波、以及将各波长的光信号总结成1个光信号的合波。图8是示出在通信系统100C中进行WDM传输的情况下的、分插节点120-1的结构例的图。在分插节点120-1中具备连接器180-1、光环形器（optical circulator）127-1、分波器124-1、合波器123-1、以及作为收发装置125-1的多个接收装置122-1和多个发送装置121-1。
在连接器180-1中从MCF200-1的芯201-1分出的光信号连接于光环形器127-1。将从连接器180-1向光环形器127-1连接的光信号向分波器124-1输出。分波器124-1按照每个波长对输入的光信号进行分波，将分波而得到的光信号各个向接收装置122-1输出。由多个发送装置121-1生成的波长不同的光信号被输入到合波器123-1中。合波器123-1将输入的各光信号合波，将合波而得到的光信号向光环形器127-1输出。将从合波器123-1向光环形器127-1输入的光信号向连接器180-1输出。连接器180-1将来自光环形器127-1的光信号向MCF200-1的芯201-1插入，由此，将向收发节点110的光信号向MCF200-1插入。
再有，在进行WDM传输的情况下，也将不为分插的对象的MCF200-1的芯202-1、203-1的光信号向MCF200-2的芯202-2、203-2中继。其他的分插节点120也具备与分插节点120-1同样的结构。
此外，对在通信系统100C中在各分插节点120中成为分插的对象的芯为1个的情况进行了说明，但是，在各分插节点120中从多个芯分出光信号或者向多个芯插入光信号也可。
此外，在使用发送装置121-1和接收装置122-1成为1个的收发装置的情况即收发装置在内部具备光环形器的情况下，不需要具备光环形器127-1。不需要设置发送侧的合波器和接收侧的分波器这2个光学部件，因此，能够削减各分插节点120中的光学部件数目。作为用于合波或分波的光学部件，存在例如AWG（Array Wavelength Grating，阵列波长光栅；波长合分波元件）等。
图9是示出在通信系统100C中进行WDM传输的情况下的、分插节点120-1的其他的结构例的图。在分插节点120-1中具备连接器180-1、合分波器128-1、以及多个收发装置125-1。按照每个波长设置多个收发装置125-1。图9所示的分插节点120-1的结构为在图8所示的分插节点120-1的结构中将发送装置121-1和接收装置122-1替换为收发装置125-1的结构。再有，在图8所示的分插节点120-1中，也能够分别代替发送装置121-1和接收装置122-1而设置收发装置125-1，但是，在该情况下，不使用收发装置125-1中的发送功能或接收功能。
此外，在进行WDM传输时复用的不同的波长的光信号多的情况下，组合多级合分波器也可。图10是示出在分插节点120中使合分波器为多级来使用的结构例的图。在分插节点120-1中具备连接器180-1、多个合分波器128-1、以及多个收发装置125-1。在连接器180-1中从芯201-1分出的光信号在第一级的合分波器128-1中被划分成3个光信号。3个光信号分别在第二级的合分波器128-1中被分波。将由分波而得到的光信号分别向对应的波长的收发装置125-1输入。此外，从各收发装置125-1输出的光信号被第二级的合分波器128-1合波，进而被第一级的合分波器128-1合波为1个光信号而被向连接器180-1输出。
在分插节点120中以芯单位进行光信号的分插，由此，与以波长单位进行光信号的分插的情况相比较，能够避免信号狭窄等信号劣化。因此，即使如图10所示那样进行多级的分波、合波，也能够将由分波、合波造成的信号劣化抑制在容许范围内，能够根据复用的光信号的数目增大芯单位的传输容量。
作为本发明的实施方式中的连接器能够应用的通信系统，说明了3个通信系统100、100A、100C。在各通信系统中，说明了在节点间的连接的一部分或多个中使用MCF的结构。可是，也可以对在节点间的连接中使用了SCF（Single Core Fiber，单芯光纤）的通信系统应用在各实施方式中说明的故障检测方法。在节点间的连接中使用了SCF的情况下，使用了将MCF与多个SCF连接的变换连接器或将连接器与多个SCF连接的变换连接器。
图11是示出在图1所示的通信系统100中在分插节点120-1与分插节点120-2的连接的一部分中使用多个SCF451、452、453的第一结构例的框图。在连接于连接器150-1的MCF200-21与连接于连接器150-2的MCF200-22之间使用了SCF451、452、453。
在MCF200-21与SCF451~453的连接中使用了变换连接器400-1。变换连接器400-1将MCF200-21的芯201-21、202-21、203-21与SCF451、452、453分别连接。在MCF200-22与SCF451~453的连接中使用了变换连接器400-2。变换连接器400-2将MCF200-22的芯201-22、202-22、203-22与SCF451、452、453分别连接。
变换连接器400-1、400-2具有与扇入设备或扇出设备相同的结构。通过使用变换连接器400-1、400-2，从而能够在节点间的连接中的一部分区间中使用SCF。
图12是示出在图1所示的通信系统100中在分插节点120-1与分插节点120-2的连接中使用多个SCF451、452、453的第二结构例的框图。在连接器150-1与连接器150-2的连接中使用了SCF451、452、453。图12所示的结构例的在分插节点120-1、120-2间的连接中不使用MCF的结构与图11所示的结构例不同。
分插节点120-1还具备变换连接器410-1。在连接器150-1的分插节点120-2侧安装有变换连接器410-1。分插节点120-2还具备变换连接器410-2。在连接器150-2的分插节点120-1侧安装有变换连接器410-2。与MCF200所具有的芯数目相同数目的SCF451~453用于变换连接器410-1、410-2间的连接。
变换连接器410-1将SCF451、452、453与连接器150-1连接。连接器150-1与变换连接器410-1进行光信号的输入输出来代替MCF200-2。连接器150-1经由变换连接器410-1将MCF200-1的芯202-1、203-1与SCF452、453分别连接。变换连接器410-1经由连接器150-1将发送装置121-1所生成的光信号向SCF451插入。
变换连接器410-2将SCF451、452、453与连接器150-2连接。连接器150-2与变换连接器410-2进行光信号的输入输出来代替MCF200-2。连接器150-2经由变换连接器410-2将SCF451、453与MCF200-3的芯201-3、203-3分别连接。连接器150-2经由变换连接器410-2将从SCF453分出的光信号向接收装置122-2连接。
变换连接器410-1、410-2具有与扇入设备或扇出设备相同的结构。通过使用变换连接器410-1、410-2，从而能够在节点间的连接中使用SCF。
在图11和图12中示出了代替具有3个芯的MCF200而使用SCF来将节点间连接的结构例。也可以代替具有2个或4个以上的芯的MCF来将SCF用于节点间的连接。在该情况下，也同样地使用变换连接器。
在图11和图12中示出了在图1所示的通信系统100中的分插节点120-1、120-2间的连接中使用SCF的例子。在其他的节点间的连接中也可以使用SCF。在该情况下，在一个节点间的连接中使用变换连接器400而在其他的节点间的连接中使用变换连接器410也可。此外，在一个节点间的连接中组合使用将MCF与SCF连接的变换连接器400和连接于连接器150的变换连接器410也可。例如，在分插节点120-1中使用变换连接器400而在分插节点120-2中使用变换连接器410也可。
在一个节点间的连接中进行多次MCF与SCF的变换也可。例如，在与分插节点120-1、120-2之间的连接中按照MCF、SCF、MCF、SCF、MCF的顺序使用MCF和SCF也可。在该情况下，在MCF与SCF之间各个使用变换连接器。
此外，将在图12中说明的连接器150-1和变换连接器410-1构成为1个连接器也可。同样地，将连接器150-2和变换连接器410-2构成为1个连接器也可。即，连接于MCF和多个SCF的连接器对MCF或SCF进行光信号的分插，并且，进行在MCF与SCF之间的光信号的中继也可。
如以上说明那样，在图1所示的通信系统100和其他的通信系统中的节点间的连接之中的一个或多个中使用SCF也可。
[第一实施方式]
在第一实施方式中的通信系统中，通过MCF具备的多个芯之中的特定的芯时常传输故障检测用的光信号，在各节点中取得该芯的光信号，进行故障的有无的判定。在检测出故障时，进行基于故障检测用的光信号的取得状况的故障处的特别指定。针对图1或图6、图7所示的通信系统，对能够进行故障检测和故障处的特别指定的结构进行说明。
图13是示出第一实施方式中的通信系统500的结构例的图。通信系统500具备收发节点510a、510b、以及n个分插节点520。在图13中示出了n=3的情况下的通信系统500的结构例。通信系统500具有双系统双向的环形结构的物理拓扑。通过MCF600-1~600-4连接节点间。节点间的连接为与图6所示的通信系统100A中的节点间的连接同样的连接。通信系统500中的MCF600各个具备4个芯601~604。
通信系统500的各节点具备进行在节点间的通信的收发装置（Tx/Rx）、以及监视装置。监视装置作为故障检测部进行工作，进行在将节点间连接的MCF600中是否发生了故障的检测。对于收发节点510a，具备收发装置511-1~511-3和监视装置515-1。对于分插节点520-1，具备收发装置521-1、522-1和监视装置525-1。对于分插节点520-2，具备收发装置521-2、522-2和监视装置525-2。对于分插节点520-3，具备收发装置521-3、522-3和监视装置525-3。对于收发节点510b，具备收发装置511-4~511-6和监视装置515-2。
在收发节点510a中，收发装置511-1~511-3分别生成包含发送给分插节点520-1~520-3的信息的光信号。将由收发装置511-1~511-3生成的3个光信号分别向MCF600-1的芯601-1~603-1输入。此外，收发装置511-1~511-3分别经由MCF600-1的芯601-1~603-1从分插节点520-1~520-3接收光信号。
监视装置515-1作为第一检测信号输出部进行工作，生成MCF600中的故障检测用的光信号。向MCF600-1的芯604-1输入由监视装置515-1生成的故障检测用的光信号。此外，监视装置515-1从MCF600-1的芯604-1接收故障检测用的光信号。监视装置515-1作为故障检测部进行工作，基于所接收的故障检测用的光信号来进行在MCF600中是否发生了故障的判定。
在收发节点510b中，收发装置511-4~511-6分别生成包含发送给分插节点520-1~520-3的信息的光信号。将由收发装置511-4~511-6生成的3个光信号分别向MCF600-4的芯601-4~603-4输入。此外，收发装置511-4~511-6分别经由MCF600-4的芯601-4~603-4从分插节点520-1~520-3接收光信号。
监视装置515-2作为第二检测信号输出部进行工作，生成MCF600中的故障检测用的光信号。向MCF600-4的芯604-4输入由监视装置515-2生成的故障检测用的光信号。此外，监视装置515-2从MCF600-4的芯604-4接收故障检测用的光信号。监视装置515-2作为故障检测部进行工作，基于所接收的故障检测用的光信号来进行在MCF600中是否发生了故障的判定。
再有，由监视装置515-1生成的故障检测用的光信号和由监视装置515-2生成的故障检测用的光信号也可以为波长不同的光信号，以使容易进行各分插节点520中的区别。此外，由监视装置515-1生成的故障检测用的光信号和由监视装置515-2生成的故障检测用的光信号为在各节点中已知的故障检测用的光信号，被存储在各监视装置中。
在收发节点510a中的、向MCF600-1的光信号的输入和来自MCF600-1的光信号的取得中使用扇入/扇出设备。在收发节点510b中的、向MCF600-4的光信号的输入和来自MCF600-4的光信号的取得中，与收发节点510a同样地使用扇入/扇出设备。
在各分插节点520中分别具备连接器550。分插节点520-i（i=1、2、3）中的连接器550-i连接于MCF600-i和MCF600-（i+1）。连接器550-i从MCF600-i的芯和MCF600-（i+1）的芯抽出在收发节点510a、510b中输入到MCF600中的光信号之中的、包含发送给本节点的信息的光信号。连接器550-i向MCF600-i的芯和MCF600-（i+1）的芯输入包含发送给收发节点510a、510b的信息的光信号。
在分插节点520-1中，连接器550-1从MCF600-1的芯601-1抽出发送给本节点的光信号。连接器550-1向收发装置521-1输出所抽出的光信号。此外，连接器550-1向MCF600-1的芯601-1输入由收发装置521-1生成的光信号。由收发装置521-1生成的光信号为包含从本节点向收发节点510a传输的信息的光信号。
此外，连接器550-1从MCF600-2的芯601-2抽出发送给本节点的光信号。连接器550-1向收发装置522-1输出所抽出的光信号。连接器550-1向MCF600-2的芯601-2输入由收发装置522-1生成的光信号。由收发装置522-1生成的光信号为包含从本节点向收发节点510b传输的信息的光信号。此外，连接器550-1将MCF600-1的芯602-1、603-1与MCF600-2的芯602-2、603-2分别连接。连接器550-1在MCF600-1与MCF600-2之间中继光信号。
此外，连接器550-1将MCF600-1的芯604-1的光信号分配为2个。连接器550-1向监视装置525-1输出2个光信号之中的一个光信号，向MCF600-2的芯604-2插入另一个光信号。监视装置525-1判定在收发节点510a中从监视装置515-1发送的故障检测用的光信号的接收的有无。在能够接收到从监视装置515-1发送的故障检测用的光信号的情况下，监视装置525-1判定为在MCF600-1中未发生故障。另一方面，在不能接收到从监视装置515-1发送的故障检测用的光信号的情况下，监视装置525-1判定为在MCF600-1中发生了故障。再有，在不可接收的判定中遍及某个固定时间不能接收故障检测用的光信号的情况下判定为不可接收也可。
此外，连接器550-1将MCF600-2的芯604-2的光信号分配为2个。连接器550-1向监视装置525-1输出2个光信号之中的一个光信号，向MCF600-1的芯604-1插入另一个光信号。监视装置525-1判定在收发节点510b中从监视装置515-2发送的故障检测用的光信号的接收的有无。在能够接收到从监视装置515-2发送的故障检测用的光信号的情况下，监视装置525-1判定为在MCF600-2~600-4中未发生故障。另一方面，在不能接收到从监视装置515-2发送的光信号的情况下，监视装置525-1判定为在MCF600-2~MCF600-4的任一个中发生了故障。
在分插节点520-2中，连接器550-2从MCF600-2的芯602-2和MCF600-3的芯602-3各个抽出发送给本节点的光信号。连接器550-2向收发装置521-2输出从芯602-2抽出的光信号，向收发装置522-2输出从芯602-3抽出的光信号。此外，连接器550-2向MCF600-2的芯602-2输入由收发装置521-2生成的光信号，向MCF600-3的芯602-3输入由收发装置522-2生成的光信号。由收发装置521-2生成的光信号为包含从本节点向收发节点510a传输的信息的光信号。由收发装置522-2生成的光信号为包含从本节点向收发节点510b传输的信息的光信号。此外，连接器550-2将MCF600-2的芯601-2、603-2与MCF600-3的芯601-3、603-3分别连接。连接器550-2在MCF600-2与MCF600-3之间中继光信号。
此外，连接器550-2将MCF600-2的芯604-2的光信号分配为2个。连接器550-2向监视装置525-2输出所分配的2个光信号之中的一个光信号，向MCF600-3的芯604-3插入另一个光信号。监视装置525-2判定在收发节点510a中从监视装置515-1发送的故障检测用的光信号的接收的有无。在能够接收到从监视装置515-1发送的故障检测用的光信号的情况下，监视装置525-2判定为在MCF600-1和MCF600-2中未发生故障。另一方面，在不能接收到从监视装置515-1发送的故障检测用的光信号的情况下，监视装置525-2判定为在MCF600-1或MCF600-2中发生了故障。
此外，连接器550-2将MCF600-3的芯604-3的光信号分配为2个。连接器550-2向监视装置525-2输出2个光信号之中的一个光信号，向MCF600-2的芯604-2插入另一个光信号。监视装置525-2判定在收发节点510b中从监视装置515-2发送的故障检测用的光信号的接收的有无。在能够接收到从监视装置515-2发送的故障检测用的光信号的情况下，监视装置525-2判定为在MCF600-3和MCF600-4中未发生故障。另一方面，在不能接收到从监视装置515-2发送的故障检测用的光信号的情况下，监视装置525-2判定为在MCF600-3或MCF600-4中发生了故障。
在分插节点520-3中，连接器550-3从MCF600-3的芯603-3和MCF600-4的芯603-4各个抽出发送给本节点的光信号。连接器550-3向收发装置521-3输出从芯603-3抽出的光信号，向收发装置522-3输出从芯603-4抽出的光信号。此外，连接器550-2向MCF600-3的芯603-3输入由收发装置521-3生成的光信号，向MCF600-4的芯603-4输入由收发装置522-3生成的光信号。由收发装置521-3生成的光信号为包含从本节点向收发节点510a传输的信息的光信号。由收发装置522-3生成的光信号为包含从本节点向收发节点510b传输的信息的光信号。此外，连接器550-3将MCF600-3的芯601-3、602-3与MCF600-4的芯601-4、602-4分别连接。连接器550-3在MCF600-3与MCF600-4之间中继光信号。
此外，连接器550-3将MCF600-3的芯604-3的光信号分配为2个。连接器550-3向监视装置525-3输出2个光信号之中的一个光信号，向MCF600-4的芯604-4插入另一个光信号。监视装置525-3判定在收发节点510a中从监视装置515-1发送的故障检测用的光信号的接收的有无。在能够接收到从监视装置515-1发送的故障检测用的光信号的情况下，监视装置525-3判定为在MCF600-1~600-3中未发生故障。另一方面，在不能接收到从监视装置515-1发送的故障检测用的光信号的情况下，监视装置525-3判定为在MCF600-1~MCF600-3的任一个中发生了故障。
此外，连接器550-3将MCF600-4的芯604-4的光信号分配为2个。连接器550-5向监视装置525-3输出2个光信号之中的一个光信号，向MCF600-3的芯604-3插入另一个光信号。监视装置525-3判定在收发节点510b中从监视装置515-2发送的故障检测用的光信号的接收的有无。在能够接收到从监视装置515-2发送的故障检测用的光信号的情况下，监视装置525-3判定为在MCF600-4中未发生故障。另一方面，在不是从监视装置515-2发送的故障检测用的光信号的情况下，监视装置525-3判定为在MCF600-4中发生了故障。
在本实施方式中的通信系统500中，在MCF600-1~600-4具备的芯601~604之中的芯604中传输故障检测用的光信号。故障检测用的光信号在从收发节点510a向收发节点510b的传输方向以及从收发节点510b向收发节点510a的传输方向双方上传输。在各分插节点120-1~120-3中，监视装置525-1~525-3分别基于在芯604中传输的光信号来进行MCF600-1~600-4中的故障的检测。
图14是示出在第一实施方式中进行故障处的特别指定时使用的表格的一个例子的图。在图14所示的表格的各行中，示出了在MCF600-1~600-4各个中发生了故障时对故障进行检测的分插节点520。“×”表示检测出故障，“○”表示未检测出故障。像这样，在使用了MCF600的通信系统500中通过2个系统的传输路径在双向上传输故障检测用的光信号，由此，能够进行故障的检测和故障处的特别指定。再有，也可以使用分插节点520中的故障的检测结果和收发节点510a、510b中的故障的检测结果来进行故障处的特别指定。
再有，收发节点510a、510b所具备的监视装置515-1、515-2或未图示的上位的故障处特别指定装置进行使用图14所示的表格来特别指定故障处的处理也可。此外，在本实施方式中，在各分插节点520中设置的1个监视装置525接收传输方向不同的2个故障检测用的光信号，但是，也可以按照故障检测用的每个光信号设置监视装置。
此外，说明了在本实施方式的通信系统中成为起点和终点的节点的收发节点510a、510b各自的监视装置515-1、515-2输出故障检测用的光信号的结构。可是，任一个监视装置作为输出故障检测用的光信号的故障检测部进行工作，另一个监视装置作为进行通信路径中的故障处的特别指定的故障处特别指定部进行工作也可。
[第二实施方式]
在第二实施方式中的通信系统中，与第一实施方式中的通信系统500同样地，通过MCF具备的多个芯之中的特定的芯传输故障检测用的光信号，在各节点中取得该芯的光信号，进行故障的有无的判定。进而，在本实施方式的通信系统中，在检测出故障时进行基于故障检测用的光信号的取得状况的故障处的特别指定。针对图1或图6、图7所示的通信系统，对能够进行故障检测和故障处的特别指定的结构进行说明。
图15是示出第二实施方式中的通信系统500A的结构例的图。通信系统500A具备收发节点510a、510b、以及n个分插节点520。在图15中，示出了n=3的情况下的通信系统500A的结构例。通信系统500A具有双系统双向的环形结构的物理拓扑。通过MCF600-1~600-4连接节点间。节点间的连接为与图6所示的通信系统100A中的节点间的连接同样的连接。通信系统500A中的MCF600各个具备4个芯601~604。在本实施方式中，对与第一实施方式中的通信系统500同样的结构标注相同的附图标记，省略重复的说明。
通信系统500A的各节点具备进行在节点间的通信的收发装置（Tx/Rx）、以及监视装置。监视装置作为故障检测部进行工作，除了在将节点间连接的MCF600中是否发生了故障的检测之外还进行发生了故障之处的特别指定。收发节点510a、510b具备监视装置516-1、516-2来代替监视装置515-1、515-2。分插节点520-1~520-3具备监视装置526-1~526-3来代替监视装置525-1~525-3。
在各分插节点520中分别具备连接器555。分插节点520-i（i=1、2、3）中的连接器555-i连接于MCF600-i和MCF600-（i+1）。连接器555-i从MCF600-i的芯和MCF600-（i+1）的芯抽出在收发节点510a、510b中输入到MCF600中的光信号之中的、包含发送给本节点的信息的光信号。
各分插节点520中的、在连接器555-i与收发装置521-i、522-i之间的光信号的输入输出等与第一实施方式同样。此外，收发节点510中的收发装置511-1~511-6的工作也与第一实施方式同样。在以下，对与第一实施方式不同的在监视装置526-i与连接器555-i之间的光信号的输入输出以及监视装置516-1、516-2、526-i的工作进行说明。
在收发节点510a中，监视装置516-1生成MCF600-1中的故障检测用的光信号。通过扇入/扇出设备向MCF600-1的芯604-1插入由监视装置516-1生成的故障检测用的光信号。
在分插节点520-1中，连接器555-1从MCF600-1的芯604-1分出故障检测用的光信号。连接器555-1将分出的故障检测用的光信号向监视装置526-1连接。监视装置526-1判定从监视装置516-1发送的故障检测用的光信号的接收的有无。在能够接收到从监视装置516-1发送的故障检测用的光信号的情况下，监视装置526-1判定为在MCF600-1中未发生故障。另一方面，在不能接收到从监视装置516-1发送的故障检测用的光信号的情况下，监视装置526-1判定为在MCF600-1中发生了故障。此外，监视装置526-1与监视装置516-1同样地生成MCF600-2中的故障检测用的光信号。通过连接器555-1向MCF600-2的芯604-2插入由监视装置526-1生成的故障检测用的光信号。
在分插节点520-2中，连接器555-2从MCF600-2的芯604-2分出故障检测用的光信号。连接器555-2将分出的故障检测用的光信号向监视装置526-2连接。监视装置526-2判定从监视装置526-1发送的故障检测用的光信号的接收的有无。在能够接收到从监视装置526-1发送的故障检测用的光信号的情况下，监视装置526-2判定为在MCF600-2中未发生故障。另一方面，在不能接收到从监视装置526-1发送的故障检测用的光信号的情况下，监视装置526-2判定为在MCF600-2中发生了故障。此外，监视装置526-2与监视装置516-1、526-1同样地生成MCF600-3中的故障检测用的光信号。通过连接器555-2向MCF600-3的芯604-3插入由监视装置526-2生成的故障检测用的光信号。
在分插节点520-3中，连接器555-3从MCF600-3的芯604-3分出故障检测用的光信号。连接器555-3将分出的故障检测用的光信号向监视装置526-3连接。监视装置526-3判定从监视装置526-2发送的故障检测用的光信号的接收的有无。在能够接收到从监视装置526-2发送的故障检测用的光信号的情况下，监视装置526-3判定为在MCF600-3中未发生故障。另一方面，在不能接收到从监视装置526-2发送的故障检测用的光信号的情况下，监视装置526-3判定为在MCF600-3中发生了故障。此外，监视装置526-3与监视装置516-1等同样地生成MCF600-4中的故障检测用的光信号。通过连接器555-2向MCF600-4的芯604-4插入由监视装置526-3生成的故障检测用的光信号。
在收发节点510b中，监视装置516-2从MCF600-4的芯604-4接收故障检测用的光信号。监视装置516-2判定从监视装置526-3发送的故障检测用的光信号的接收的有无。在能够接收到从监视装置526-3发送的故障检测用的光信号的情况下，监视装置516-2判定为在MCF600-4中未发生故障。另一方面，在不能接收到从监视装置526-3发送的故障检测用的光信号的情况下，监视装置516-2判定为在MCF600-4中发生了故障。此外，监视装置516-2与监视装置516-1等同样地生成MCF600-4中的故障检测用的光信号。通过扇入/扇出设备向MCF600-4的芯604-4插入由监视装置516-2生成的故障检测用的光信号。
在分插节点520-3中，连接器555-3从MCF600-4的芯604-4分出光信号。连接器555-3将分出的光信号向监视装置526-3连接。监视装置526-3判定从监视装置516-2发送的故障检测用的光信号的接收的有无。在能够接收到从监视装置516-2发送的故障检测用的光信号的情况下，监视装置526-3判定为在MCF600-4中未发生故障。另一方面，在不能接收到从监视装置516-2发送的故障检测用的光信号的情况下，监视装置526-3判定为在MCF600-4中发生了故障。此外，监视装置526-3生成MCF600-3中的故障检测用的光信号。通过连接器555-3向MCF600-3的芯604-3插入由监视装置526-3生成的故障检测用的光信号。
在分插节点520-2中，连接器555-2从MCF600-3的芯604-3分出故障检测用的光信号。连接器555-2将分出的故障检测用的光信号向监视装置526-2连接。监视装置526-2判定从监视装置526-3发送的故障检测用的光信号的接收的有无。在能够接收到从监视装置526-3发送的故障检测用的光信号的情况下，监视装置526-2判定为在MCF600-3中未发生故障。另一方面，在不能接收到从监视装置526-3发送的故障检测用的光信号的情况下，监视装置526-2判定为在MCF600-3中发生了故障。此外，监视装置526-2生成MCF600-2中的故障检测用的光信号。通过连接器555-2向MCF600-2的芯604-2插入由监视装置526-2生成的故障检测用的光信号。
在分插节点520-1中，连接器555-1从MCF600-2的芯604-2分出故障检测用的光信号。连接器555-1将分出的故障检测用的光信号向监视装置526-1连接。监视装置526-1判定从监视装置526-2发送的故障检测用的光信号的接收的有无。在能够接收到从监视装置526-2发送的故障检测用的光信号的情况下，监视装置526-1判定为在MCF600-2中未发生故障。另一方面，在不能接收到从监视装置526-2发送的故障检测用的光信号的情况下，监视装置526-1判定为在MCF600-2中发生了故障。此外，监视装置526-1生成MCF600-1中的故障检测用的光信号。通过连接器555-1向MCF600-1的芯604-1插入由监视装置526-1生成的故障检测用的光信号。
在收发节点510a中，监视装置516-1判定从MCF600-1的芯604-1故障检测用的光信号的接收的有无。在能够从监视装置526-1接收故障检测用的光信号的情况下，监视装置516-1判定为在MCF600-1中未发生故障。另一方面，在不能从监视装置526-1接收故障检测用的光信号的情况下，监视装置516-1判定为在MCF600-1中发生了故障。
在本实施方式中的通信系统500A中，在MCF600-1~600-4具备的芯601~604之中的芯604中传输故障信号用的光信号。在收发节点510a、510b和分插节点520-1~520-3中，监视装置516-1、516-2、526-1、526-2、526-3各个基于由芯604传输的故障检测用的光信号的接收的有无来进行与相邻的节点之间的MCF600中的故障的检测。各监视装置作为基于由芯604传输的故障检测用的光信号来检测故障的故障检测部进行工作。此外，各监视装置作为生成由芯604传输的故障检测用的光信号并输出的检测信号输出部进行工作。
此外，在本实施方式中的通信系统500A中，在MCF600-1~600-4具备的芯601~604之中的芯604中传输故障检测用的光信号。故障检测用的光信号在从收发节点510a向收发节点510b的传输方向以及从收发节点510b向收发节点510a的传输方向双方上传输。
根据本实施方式中的通信系统500A，能够基于由芯604传输的故障检测用的光信号的接收的有无来检测与各节点连接的MCF600中的故障。此外，能够基于各节点中的故障的检测结果来进行故障处的特别指定。
再有，在各节点中设置的监视装置在检测出故障的发生的情况下经由与本节点连接的MCF600之中的未发生故障的MCF600向相邻的其他的节点发送对故障检测和故障处进行通知的故障信息也可。此外，接收到故障信息的节点也可以经由MCF600向相邻的其他的节点发送。由此，在通信系统500A的节点中，能够在可能的范围内共有故障的发生和故障发生之处的信息。
此外，在各节点中设置的监视装置在检测出故障的发生的情况下经由在通信控制中使用的另外的网络（例如，DCN：Data Communication Network，数据通信网）向上位的装置发送对故障检测和故障处进行通知的故障信息也可。在该情况下，上位的控制装置也可以基于故障信息来控制各节点中的通信。通信的控制为例如避开故障处的传输的选择或与故障处相邻的节点中的通信的抑制等。
根据以上的各实施方式中的通信系统，能够检测由将节点间连接的MCF形成的通信路径中的故障的发生，能够在发生了故障的情况下特别指定故障处。
再有，在各实施方式的通信系统中，传输方向不同的故障检测用的光信号不使用1个芯来传输而使用MCF内的2个芯来传输也可。此外，在各实施方式的通信系统中，分开地记载了收发节点510a、510b，但是，也可以在物理上相同的位置设置收发节点510a、510b。
此外，在各实施方式中，例示并说明了具有环形的物理拓扑的通信系统，但是，通信系统也可以具有线形等其他的物理拓扑。此外，也可以为进行只有单系统的故障检测信号的传输的形式，而不是在双向上传输故障检测用的光信号。例如，为仅沿从收发节点510a向收发节点510b的方向传输故障检测用的光信号的形式。在该情况下，存在在MCF600-4的故障发生时无法进行与正常时的区别这样的问题，但是，在连接器550内的故障检测用的光抽出部只要将仅一个方向的光信号作为对象即可，能够简易化内部结构。
此外，关于故障检测用的光信号，也可以将包含故障检测用的信息、以及与通信系统中的传输路径的监视或运用有关的信息的光信号作为故障检测用的光信号。例如，在进行使用了单芯光纤的WDM传输的通信系统中，在同一芯中以与信号波长带不同的波长传输与监视或运用有关的信息。在使用了多芯光纤的通信系统中也同样地进行以往的WDM传输的情况下，按照每个芯传输与监视或运用有关的信息，但是，也可以在与在通信中使用它们的芯不同的故障检测用的芯中将与监视或运用有关的信息汇总为故障检测用的光信号来重叠传输。在那时，将多芯光纤中的某个芯作为代表该多芯光纤的芯，各芯的每一个的与监视或运用有关的信息由1个与监视或运用有关的信息代表也可。
此外，说明了在各实施方式的通信系统中通过在分插节点全部中设置监视装置来特别指定发生了故障的多芯光纤的结构。可是，在按照由多个多芯光纤形成的任意的分插节点之间的每个区间进行故障发生的检测和区间的特别指定的情况下，也可以不在分插节点全部中设置监视装置而在位于各区间的两端的分插节点中设置监视装置。
此外，在各实施方式的通信系统中，也可以将具有固定的光强度的无调制的光信号用作故障检测用的光信号。在该情况下，不对故障检测用的光信号赋予信息，在各节点所具备的监视装置中检测出光信号的中断时判定为在MCF中发生了故障。
此外，分插节点520各个所具备的监视装置也可以被包含在分插节点520所具备的收发装置中。在该情况下，故障信息也可以不使用对故障检测用的光信号进行传输的芯604而作为发送给收发节点510a、510b的信息通过光信号传输。
此外，在如在图11和图12中示出那样在节点间的连接中使用SCF的情况下，对故障检测用的光信号进行传输的SCF成为故障检测的对象。在该情况下，不传输故障检测用的光信号的SCF不会成为故障检测的对象。即，在使用了MCF的区间中检测MCF的故障，在使用了多个SCF的区间中检测对故障检测用的光信号进行传输的SCF的故障。可是，由于在节点间的连接中使用的多个SCF被束起，所以在对故障检测用的光信号进行传输的SCF中发生了故障的情况下，在其他的SCF中也发生了故障的可能性高。因此，在通过SCF连接节点间或节点间的一部分的通信系统中，第一和第二实施方式的通信系统中的故障检测方法也是有用的。
以上，参照附图详细地描述了本发明的实施方式，但是，具体的结构并不限于本实施方式，也包含不偏离本发明的主旨的范围的设计等。
产业上的可利用性
也能够应用于在使用多芯光纤来构成的网络中进行故障的检测和故障处的特别指定而不可欠缺的用途。
附图标记的说明
500、500A 通信系统
510a、510b 收发节点
511 收发装置
515、516 监视装置
520 分插节点
521、522 收发装置
525 监视装置
550、555 连接器
600 MCF
601、602、603、604 芯。

Claims (8)

1.一种通信系统，具备：
3个以上的节点；
在所述节点间的连接之中的至少一部分区间中分别具备多个芯的多个多芯光纤；以及
特别指定在所述多个多芯光纤中的哪一个所述节点间的所述多芯光纤发生了故障的故障处特别指定部，
在包含所述3个以上的节点的网络中成为起点的起点节点以及成为终点的终点节点具备：第一检测信号输出部，利用将所述节点间连接的多个多芯光纤的每一个所具备的所述多个芯的至少一个输出向所述终点节点传输的第一故障检测用信号；第二检测信号输出部，利用所述多个多芯光纤的每一个所具备的所述多个芯的至少一个输出向所述起点节点传输的第二故障检测用信号，
所述3个以上的节点中的所述起点节点以及所述终点节点以外的节点具备：
连接器，分出传输从所述起点节点或者所述终点节点分别输出的所述第一故障检测用信号以及所述第二故障检测用信号的所述多个芯的至少一个的光信号的一部分进行输出，将所述光信号的其他部分向接下来的节点进行中继；以及
第一故障检测部，基于从所述连接器输出的所述光信号的所述一部分中的所述第一故障检测用信号以及所述第二故障检测用信号的检测结果来判定在所述起点节点和本节点之间的区间以及所述终点节点和本节点之间的区间是否发生了故障，
所述故障处特别指定部基于针对在所述起点节点和所述终点节点之间双向传输的所述第一故障检测用信号以及所述第二故障检测用信号的所述节点各自的判定结果来特别指定所述多个多芯光纤中的发生了所述故障的所述多芯光纤。
2.根据权利要求1所述的通信系统，其中，
所述第一检测信号输出部以及所述第二检测信号输出部将所述第一故障检测用信号以及所述第二故障检测用信号分别向在所述节点间的通信中未使用的所述多个芯的至少一个输出。
3.根据权利要求1所述的通信系统，其中，
所述第一检测信号输出部以及所述第二检测信号输出部将所述第一故障检测用信号以及所述第二故障检测用信号分别向在所述节点间的通信中使用的所述多个芯的至少一个输出。
4.根据权利要求2或权利要求3所述的通信系统，其中，
所述第一检测信号输出部以及所述第二检测信号输出部将与通信系统中的监视或运用有关的信息包含在所述第一故障检测用信号以及所述第二故障检测用信号中来分别输出。
5.根据权利要求1至权利要求3的任一项所述的通信系统，其中，
所述起点节点以及所述终点节点具备：第二故障检测部，基于经由所述3个以上的节点中的所述起点节点以及所述终点节点以外的节点所传输的所述第一故障检测用信号以及所述第二故障检测用信号各自的检测结果，判定在本节点与所述起点节点以及所述终点节点的另一方的节点之间的区间是否发生了故障。
6.根据权利要求1至权利要求3的任一项所述的通信系统，其中，
所述第一故障检测部在不能检测出包含所述第一故障检测用信号或者所述第二故障检测用信号的接收光的情况下判定为发生了故障。
7.根据权利要求1至权利要求3的任一项所述的通信系统，其中，
所述第一故障检测部在判定为在所述节点间发生了故障的情况下，将示出故障的发生和检测出故障的区间的故障信息向上位的控制装置通知。
8.一种故障检测方法，所述方法是通信系统中的故障检测方法，所述通信系统具备：3个以上的节点；以及在所述节点间的连接之中的至少一部分区间中分别具备多个芯的多个多芯光纤，其中，所述故障检测方法具有：
第一检测信号输出步骤，在包含所述3个以上的节点的网络中成为起点的起点节点利用将所述节点间连接的多个多芯光纤的每一个所具备的所述多个芯的至少一个输出向成为终点的终点节点传输的第一故障检测用信号；
第二检测信号输出步骤，在所述网络中，在所述终点节点，利用所述多个多芯光纤的每一个所具备的所述多个芯的至少一个输出向所述起点节点传输的第二故障检测用信号；
故障检测步骤，在所述3个以上的节点中的所述起点节点以及所述终点节点以外的节点，分出传输从所述起点节点或者所述终点节点分别输出的所述第一故障检测用信号以及所述第二故障检测用信号的所述多个芯的至少一个的光信号的一部分进行输出，基于从将所述光信号的其他部分向接下来的所述节点中继的连接器输出的、所述光信号的所述一部分中的所述第一故障检测用信号以及所述第二故障检测用信号的检测结果，判定在所述起点节点和本节点之间的区间以及所述终点节点和本节点之间的区间是否发生了故障；以及
故障处特别指定步骤，基于针对在所述起点节点和所述终点节点之间双向传输的所述第一故障检测用信号以及所述第二故障检测用信号的所述节点各自的判定结果来特别指定所述多个多芯光纤中的发生了所述故障的所述多芯光纤。
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