JP2007306335A - 光クロスコネクト装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光スイッチの切り替え時間を短縮し、光ケーブルの障害発生時の経路切り替え時間を短縮すること。
【解決手段】光ケーブル毎に、光ケーブルに障害が発生した場合に光スイッチ部の複数の光スイッチのうち経路切替えのために切替えの必要の生じる光スイッチの識別情報と、各光スイッチの切替え内容を示す切替情報とを記憶するスイッチ情報記憶テーブル５３と、ＷＤＭ装置から光ケーブルの障害通知を受信すると、障害が発生した光ケーブルに対応する光スイッチ識別情報および切替情報をスイッチ情報記憶テーブル５３から読出し、読出した光スイッチ識別情報に対応する光スイッチを切替情報に基づいて一括で並列に切替える光スイッチ制御部５４とを備える。
【選択図】 図５

Description

本発明は、光ケーブルに障害が発生した際に、高速で光パスを一括で切り替え、システム障害からの回復時間を大幅に短縮することが可能な光クロスコネクト装置に関するものである。

近年、インターネット等の拡大に伴い、通信ネットワークにおけるデータ量が増大している。従来のレベルを大きく超えたデータ量をネットワーク上において適切に伝送および交換するため、ネットワークの構成は、従来のリング状からメッシュ状へ移行しつつあり、このため、ダイナミックな経路設定が必要になっている。これを実現するために、伝送媒体として光ファイバケーブルが使用されている通信路において、光信号を一旦電気に変換することなく光信号のまま経路を変換する切り替え手段として、光スイッチを用いた光クロスコネクト装置の実現が求められている。光スイッチとしては、例えばマイクロマシーン（ＭＥＭＳ：Micro Electric Mechanical System）技術などを応用した光スイッチなどが用いられている。

一方、前述のＭＥＭＳ技術を用いた３次元構成の光スイッチでは、ミラーの角度ずれがあると、光信号が出力側の光ファイバに対してずれて入射する可能性がある。光信号が出力側の光ファイバにずれて入射すると損失が増大する。損失を防ぐために、所望の光信号の経路（光パス）を構成する入出力チャネルに対して、入力側および出力側の各ミラーの角度を高い精度で制御する必要があるため、光スイッチを構成する複数のミラーの角度を個別に制御する必要がある。

上記の点に着目し、例えば、特許文献１では、３次元構成の光スイッチについて、複数のミラーの角度を簡略な回路構成によって高速に制御できる光スイッチの制御方法が提案されている。この方式は、ティルトミラーを複数の領域に区分しておき、光信号の経路の接続状態に応じて、領域ごとに並列的に角度制御を行い、かつ各々の領域内のティルトミラーを時分割で独立に角度制御するものである。

特開２００３−２９１７１号公報

しかしながら、上記３次元ＭＥＭＳスイッチを適用した従来のクロスコネクト装置では、光ケーブル断が発生しても、光スイッチを光パス単位で順次切り替えなければならず、ひとつのスイッチの切替に要する時間の光パス本数分（Ｎ倍）の切り替え時間を要し、切り替えに時間がかかるという問題がある。また、特許文献１に示された方式によれば、切り替え対象の光パスの指定後の切り替え時間の短縮は実現できるが、例えば光ケーブル障害発生時の光パスの指定まで含めたＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing）装置との連携を含むシステムとしての動作については述べられていない。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、光ケーブルの断の検出および通知によって、光パスを一括で切り替え、光ケーブルの障害発生時の経路切り替え時間を大幅に短縮する光クロスコネクト装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、複数の光スイッチにより経路切替えを行う光スイッチ部を有し、光ケーブルにより伝送される波長多重化光信号をＷＤＭ装置によって分波した光信号を前記光スイッチ部で経路切替えする光クロスコネクト装置において、光ケーブル毎に、光ケーブルに障害が発生した場合に前記光スイッチ部の複数の光スイッチのうち経路切替えのために切替えの必要の生じる光スイッチの識別情報と、各光スイッチの切替え内容を示す切替情報とを記憶するスイッチ情報記憶テーブルと、前記ＷＤＭ装置から光ケーブルの障害通知を受信すると、障害が発生した光ケーブルに対応する光スイッチ識別情報および切替情報を前記スイッチ情報記憶テーブルから読出し、読出した光スイッチ識別情報に対応する光スイッチを切替情報に基づいて一括で並列に切替える制御手段とを備えることを特徴とする。

この発明によれば、光ケーブルの断の検出および通知によって、光パスを光ケーブル単位に一括で切り替えるので、光スイッチの切り替え時間が短縮され、光ケーブルの障害発生時の経路切り替え時間を短縮することができるという効果を奏する。

以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、光クロスコネクト装置を含むネットワーク構成を示す図である。ＷＤＭ装置１１は、波長多重された光信号を伝送する光ケーブル１３と、波長ごとに分波された光信号を伝送する複数の光ファイバ１４をそれぞれ入出力とし、光ファイバ１４を介して、光クロスコネクト装置１２と接続される。光クロスコネクト装置１２は、複数の光ファイバ１４によりＷＤＭ装置１１と接続される。光クロスコネクト装置１２は、複数のＷＤＭ装置１１と接続することが可能であるが、図１においては、簡単のため２台のＷＤＭ装置１１と接続された構成としている。１つの光クロスコネクト装置１２に接続可能なＷＤＭ装置の台数は、光クロスコネクト装置１２に具備する光スイッチのサイズ、すなわち接続可能ポート数により異なり、そのポート数が十分多い場合は、３台以上とすることも可能である。また、ＷＤＭ装置１１と光クロスコネクト装置１２は、制御信号線１５により接続されている。

図１における光ケーブル１３は、波長多重された光信号を伝送するケーブルであり、実際の運用ネットワークにより異なるが、例えば百キロメートル以上の長距離となる場合もありうる。これは、光信号の波長多重技術を活用し、敷設する光ファイバの本数を最小限にしたまま伝送する情報量を増大させてトータルの通信コストを削減するためである。一方、ＷＤＭ装置１１と光クロスコネクト装置１２を接続する光ファイバ１４と制御信号線１５は、例えば、数〜数１０メートルの長さであり、ＷＤＭ装置１１と光クロスコネクト装置１２は、同一建物、同一フロアにおいて近くに設置されることが多い。光ケーブル１３は、長距離間の伝送に使用され、かつ、海底など劣悪な環境下において敷設される場合もあり、長さの短い光ファイバ１４に比較して切断されるなどの障害が発生するケースが圧倒的に多く、また、障害発生時の回復時間も光ファイバ１４の場合に比べ長時間となる。このため、光ケーブル１３の障害発生時に、他の正常な光ケーブル１３にできるだけ早く切り替えることが重要となる。

図２は、ＷＤＭ装置１１、光クロスコネクト装置１２の詳細構成を含む光ネットワーク構成図である。図３、図４、図５は、ＷＤＭ装置１１及び光クロスコネクト装置１２の詳細構成図である。

図２、図３において、光増幅部３１は、光ケーブル１３により伝送された波長多重化光信号を受信し、光ケーブル１３における伝送損失を補うため光パワーを増幅し、光レベル補正を行う。光断検出部３２は、光ケーブル１３が切断された場合などに生じる断信号を検出する機能を有する。すなわち、光断検出部３２は、光増幅部３１に入力される入力光パワーレベルを常時観測しており、そのレベルの変動から、光ケーブル１３に切断などの障害が発生した場合には、これを検出する。光断検出部３２は、この検知結果を、Loss of Signal（以下ＬＯＳと呼ぶ）信号として、インタフェース部３５を介して制御信号線１５経由で光クロスコネクト装置１２の制御部４１に通知する。ＬＯＳ情報は、ＷＤＭ装置１１と光クロスコネクト装置１２間の通信プロトコル(Link Management Protocol-WDM ; LMP-WDM)に基づいて、光クロスコネクト装置１２に通知される。光ケーブル断は光ケーブル１３ごとに判定され、ＬＯＳ信号は、どの光ケーブル１３に光ケーブル断が発生したかを識別する情報も含むものとする。

一方、光増幅部３１で増幅され、レベルを補正された波長多重光信号は，分波部３３に送信される。波長多重光信号は、分波部３３において，分波され個別の波長を有する光信号に分けられる。分波部３３の出力は各波長毎に所定の光ファイバ１４が接続されており、それぞれの光ファイバ１４を介して光クロスコネクト装置１２へ送信される。同様に、光クロスコネクト装置１２から各波長毎に光ファイバ１４を介して受信した光信号は、合波部３４において波長多重され、光増幅部３１に送信され、光レベルの補償を施された後、光ケーブル１３に出力される。合波部３４に接続された光増幅部３１は、光断検出部３２と接続する必要はないが、その機能は分波部３３に接続される光増幅部３１と同一でよい。

次に光クロスコネクト装置について説明する。図２、図４において、光クロスコネクト装置１２は、光スイッチ部４２を制御する制御部４１と、入力側の光ファイバ１４と出力側の光ファイバ１４の接続経路を切り替える光スイッチ部４２とで構成され、光スイッチ部４２においては、例えばＭＥＭＳ技術を応用した３次元構成の光スイッチなどが光信号の切り替え手段として用いられる。ＭＥＭＳ技術を用いた３次元構成の光スイッチでは、ミラーの角度ずれなどによって、光信号が出力側の光ファイバに対して光信号を伝達出力する際に、例えば出力側光ファイバへの光信号の入射が微妙にずれてしまい、その結果、出力側への信号パワーが大幅に減衰してしまう可能性がある。そのため、入出力チャネルに対応した光信号の経路に対して、入力側および出力側の各ティルトミラーの角度を制御する必要があり、複数のティルトミラーの角度を個別に制御する必要がある。

ところで、図１に示したネットワーク構成において、光ケーブル断が発生した場合、ＭＥＭＳ技術を応用した３次元構成の光スイッチの内、断が発生した光ケーブルに接続されている部分のみを一括して高速に切り替える必要が生じる。ティルトミラーの角度を個別に制御し、順次断が発生した光ケーブルに接続されているミラーを制御するとすべての切替を終了するまでの時間が長くなる。予め断が生じた光ケーブルに接続されている接続情報が判れば、断が発生した時点でその情報を参照し、一括して切替を実施することが可能である。本実施の形態では、光ケーブルに接続されている情報をテーブルとして光クロスコネクト装置１２内に収容し参照するようにしている。

以下、一括光パス切り替えについて具体的に述べる。図５は、光クロスコネクト装置１２の制御部４１のブロック図である。検出部５１は、前述のＷＤＭ装置１１におけるＩ／Ｆ（インタフェース）部３５との間で、ＷＤＭ装置１１と光クロスコネクト装置１２間の通信プロトコル(Link Management Protocol-WDM ; LMP-WDM)に基づいて、情報のやり取りを行い、光ケーブル１３に障害が発生した場合にはＬＯＳを検知する機能を有する。制御信号線１５を介して、ＷＤＭ装置１１との間の前記通信プロトコルに基づいてＬＯＳを検出すると、検出部５１は、そのＬＯＳ検出情報を判定部５２に通知する。

スイッチ情報テーブル５３には、当該ネットワークで使用されている光ケーブル１３毎に、光スイッチ部４２の複数の光スイッチ（ミラー）のうち、当該光ケーブル１３が断となったときに、経路切替えのために切替えの必要の生じる光パスについての光スイッチ（ミラー）の識別情報と、これら各光スイッチの切り替え内容を示す切替情報とを記憶している。例えば、３次元ＭＥＭＳ光スイッチの場合は、経路切替えのために切替えの必要の生じる入出力ミラーの識別情報と、各入出力ミラーの切り替え後のミラーの角度情報、すなわち入出力ミラーの切り替え後の接続情報が記憶される。判定部５２においては、検出部５１からＬＯＳ検出情報を受信すると、判定部５２に接続されたスイッチ情報テーブル５３を参照して、断が発生した光ケーブルに対応する、経路切替えのために切替えの必要の生じる光パスについての光スイッチ識別情報と、その切り替え内容を示す切替情報を取得し、該取得した光スイッチ識別情報および切替情報を光スイッチ制御部５４へ通知する。判定部５２から光スイッチ識別情報および切替情報を受信した光スイッチ制御部５４では、受信した光スイッチ識別情報および切替情報に基づき、所要の複数の光スイッチの一括切替を並列に実行させる。

図６に本実施形態における、光ケーブル障害発生検知から光パスの一括切り替えまでのフローチャートを示す。ＷＤＭ装置１１の光断検出部３２は、入力信号レベルをモニタして（ステップＳ１００）、信号レベルの低下の発生の有無を判断する（ステップＳ１１０）。信号レベルの低下により光ケーブル断と判定された場合には、Ｉ／Ｆ部３５経由で光クロスコネクト装置１２にＬＯＳ信号を送出する（ステップＳ１２０）。光クロスコネクト装置１２の検出部５１は、ＷＤＭ装置１１の光断検出部３２との間で、制御信号線１５を介して通信プロトコル(Link Management Protocol-ＷＤＭ ; ＬＭＰ-ＷＤＭ)に基づいて情報のやり取りを行い、光ケーブル１３に障害が発生した場合には、光断検出部３２から送出されるＬＯＳ信号を検出する。検出部５１は、ＬＯＳ信号を検出すると（ステップＳ１３０）、判定部５２に通知し、判定部５２は、スイッチ情報テーブル５３から、ＬＯＳ信号に基づき、ＬＯＳの検知された光ケーブル１３に対応する光スイッチ識別情報および切替情報を読み出し（ステップＳ１４０）、光スイッチ制御部５４に光スイッチ識別情報および切替情報を通知する。光スイッチ制御部５４は、通知された受信した光スイッチ識別情報および切替情報に基づき、所要の複数の光スイッチの一括切替を並列に実行させる。（ステップＳ１５０）。この切り替えの処理は、光パス毎にティルトミラーの角度を個別に順次制御する方式とは異なり、光ケーブル単位で一括に切り替えるため、切り替え終了までの時間が大幅に短縮される。

実施の形態１によれば、スイッチ情報テーブル５３に、光ケーブル１３毎に、経路切替えのために切替えの必要の生じる光パスに対応する光スイッチ識別情報および切替情報を予め記憶し、光ケーブル断信号を受信した場合、スイッチ情報テーブル５３の記憶内容にしたがって所要の複数の光スイッチの一括切替を並列に実行させるようにしたので、光パス毎にティルトミラーの角度を個別に順次制御する方式とは異なり、切り替え終了までの時間が大幅に短縮される。

実施の形態２．
実施の形態１では、検出部５１は、ＬＯＳ検出情報を判定部５２に通知し、判定部５２において、ＬＯＳ検出信号の情報をもとにスイッチ情報テーブル５３からＬＯＳの発生した光ケーブル１３に対応する光スイッチ識別情報および切替情報を読み出して、光スイッチ制御部５４により光スイッチの一括切り替えを実行する方式であるが、実施の形態２においては、スイッチ情報テーブル５３を実際に運用される光パスの変更に応じて随時更新され、常に最新のテーブル情報が保持されるようにするものである。

スイッチ情報テーブル５３の記憶情報は、前述したように、光ケーブル１３毎に束ねられており（Link bundleと呼ばれる）、スイッチ情報テーブル５３の内容は実際に運用される光パスが変更される度に、随時更新され、常に最新の記憶内容が保持される。

図７及び図８に光ケーブル毎に束ねられたパスについての説明図を示す。図７は，光ケーブルａに接続される光パスが、光スイッチ制御部５４のポート番号＃１〜＃１６のうち，ポート＃１〜＃５に対応し、光ケーブルｂに接続される光パスが光スイッチ制御部５４のポート番号＃１〜＃１６のうち、ポート＃６〜＃１０に対応し、光ケーブルｃに接続される光パスが光スイッチ制御部５４のポート番号＃１〜＃１６のうち、ポート＃１１〜＃１６に対応する設定となっている場合を示している。通常、光ケーブル毎に束ねられたこれら光パスの設定は、ネットワークの運用により変更される場合がある。図７の状態から図８の状態にパス運用状況が変更され、光ケーブルａに接続される光パスが，光スイッチ制御部５４のポート番号＃１〜＃１６、ポート＃１〜＃３に対応し、光ケーブルｂに接続される光パスが光スイッチ制御部５４のポート番号＃１〜＃１６のうち、ポート＃４〜＃８に対応し、光ケーブルｃに接続される光パスが光スイッチ制御部５４のポート番号＃１〜＃１６のうち、ポート＃９〜＃１６に対応する設定に変更された状態を示す。

実施の形態２においては、スイッチ情報テーブル５３の記憶情報は、図７、図８に示すように光ケーブル毎の接続状態が変更になることに対応するため、スイッチ情報テーブル５３の内容を実際に運用される光パスが変更される度に、随時更新され、常に最新のテーブル情報が保持されるようにしている。

実施の形態２では、スイッチ情報テーブル５３の記憶情報が、実際に運用される光パスが変更される度に随時更新され、常に最新のテーブル情報が保持されるため，切替処理は、最新のケーブル接続運用状態に対応可能である。

実施の形態３．
以上の実施の形態では、判定部５２に接続されたスイッチ情報テーブル５３を参照して、光スイッチの切替えを実行するようにしたが、実施の形態３では、判定部５２においてＬＯＳ検出情報を受信すると、光スイッチ制御部５４に対して、これまでに設定されていた光パス毎の切替モードを光パスをまとめて切替える一括切替モードに変更するとともに、判定部５２に接続されたスイッチ情報テーブル５３を参照するようにしている。

本実施の形態３においてもスイッチ情報テーブル５３を参照して切替動作を実施するものであるが、切替手順を以下のように定めて一連の切替動作を実施する。図９に制御部４１における光スイッチ制御部５４の具体的な動作を説明する図を示す。光スイッチ制御部５４は、制御線４３を介して３次元構成の光スイッチにおける個別のミラー制御部７１に接続され、個別のミラーを制御する。制御線４３からの制御信号に基づいて、各個別のミラー制御部７１では、入出力チャネルに対応した光信号の経路に対して、入力側および出力側の各ティルトミラーの角度を制御して、光信号の経路切替を実施する。このモードを個別のミラー制御による光パス毎の切替モードと呼ぶ。

通常は、光スイッチ制御部５４は、光パス毎の切替モードにて動作するが、判定部５２においてＬＯＳ検出情報を受信すると、光スイッチ制御部５４では、これまでに設定されていた光パス毎の切替モードを、光パスをまとめて光ケーブル単位に切替える一括切替モードに変更する。一括切替モードに変更されると、光スイッチ制御部５４は、実施の形態１で説明したように、スイッチ情報テーブル５３に基づいて、光ケーブル断が発生した光ケーブルに接続されている光パス、すなわち切替の必要の生じたミラーを選択的に且つ一括して切り替える。この切替の処理は、光パス毎の切替モードにおけるミラーの角度を個別に順次制御する方式とは異なり、一括切替であるため、切替終了までの時間が大幅に短縮される。

図１０は光クロスコネクト装置１２における一連の切替動作を示すフローチャートである。通常は、制御部４１は、光パス毎の切替モードに設定されている（ステップＳ２００）。光ケーブル断を意味するＬＯＳを検出すると（ステップＳ２１０）、制御部４１は、光パス毎の切替モードを一旦停止する（ステップＳ２３０）。なお、ＬＯＳを検出しない間は、光パス毎の切替モードに設定は継続される（ステップＳ２２０）。光パス毎の切替モードを一旦停止した後は、一括切替モードに設定を変更し（ステップＳ２４０）、テーブル情報に基づいて、一括切替を実行する（ステップＳ２５０）。

実施の形態３では、通常は、光パスごとの切り替えモードであるため、個別の光パス変更に柔軟に対応できると同時に、光ケーブルの障害時には、一括切り替えモードに切り替えることにより、テーブル情報に基づいて、一括に切り替え動作を実行するため、切り替え替終了までの時間が大幅に短縮される。

以上のように、本発明にかかる光クロスコネクト装置は、光ネットワークにおける光パス切り替えに有用であり、特に、光ケーブルの障害時に迅速な復旧を要する光クロスコネクト装置に適している。

本発明を適用するネットワーク構成を示す図である。 ＷＤＭ装置、光クロスコネクト装置の内部構成ブロック図を含む光ネットワーク構成を示す図である。 ＷＤＭ装置のブロック図である。 光クロスコネクト装置のブロック図である。 制御部および光スイッチ部のブロック図である。 実施の形態１の光ケーブル障害発生検知から光パスの一括切り替えまでの動作手順を示すフローチャートである。 実施の形態２を説明する図である。 実施の形態２を説明する図である。 実施の形態３における光クロスコネクト装置の光スイッチ制御部および光スイッチ部の構成を示すブロック図である。 実施の形態３における光クロスコネクト装置の動作手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１１ ＷＤＭ装置
１２ 光クロスコネクト装置
１３ 光ケーブル
１４ 光ファイバ
１５ 制御信号線
３１ 光増幅部
３２ 光断検出部
３３ 分波部
３４ 合波部
３５ インタフェース部
４１ 制御部
４２ 光スイッチ部
４３ 制御線
５１ 検出部
５２ 判定部
５３ スイッチ情報テーブル（スイッチ情報記憶テーブル）
５４ 光スイッチ制御部
７１ 個別のミラー制御部

Claims (3)

1. 複数の光スイッチにより経路切替えを行う光スイッチ部を有し、光ケーブルにより伝送される波長多重化光信号をＷＤＭ装置によって分波した光信号を前記光スイッチ部で経路切替えする光クロスコネクト装置において、
   光ケーブル毎に、光ケーブルに障害が発生した場合に前記光スイッチ部の複数の光スイッチのうち経路切替えのために切替えの必要の生じる光スイッチの識別情報と、各光スイッチの切替え内容を示す切替情報とを記憶するスイッチ情報記憶テーブルと、
   前記ＷＤＭ装置から光ケーブルの障害通知を受信すると、障害が発生した光ケーブルに対応する光スイッチ識別情報および切替情報を前記スイッチ情報記憶テーブルから読出し、読出した光スイッチ識別情報に対応する光スイッチを切替情報に基づいて一括で並列に切替える制御手段と、
   を備えることを特徴とする光クロスコネクト装置。
2. 前記スイッチ情報テーブルは、運用される光パスの変更に応じて更新されていることを特徴とする請求項１に記載の光クロスコネクト装置。
3. 前記制御手段は、通常は、光パス毎に前記光スイッチを切り替えており、光ケーブルの障害通知を受信すると、前記スイッチ情報記憶テーブルの記憶内容に基づく光スイッチの一括並列切替えを実行することを特徴とする請求項１または２に記載の光クロスコネクト装置。

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