JP2011103545A

JP2011103545A - 故障情報装置

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Publication number: JP2011103545A
Application number: JP2009257270A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Haishi; 允明羽石; Koichi Saiki; 公一斉木; Miyuki Tsuji; みゆき辻
Original assignee: Fujitsu Telecom Networks Ltd
Current assignee: Fujitsu Telecom Networks Ltd
Priority date: 2009-11-10
Filing date: 2009-11-10
Publication date: 2011-05-26
Anticipated expiration: 2029-11-10
Also published as: JP5160525B2

Abstract

【課題】
従来、外部ノイズが原因で起こる故障警報の場合、外部ノイズの発生と故障警報発生との因果関係を明確にすることが難しかった。
【解決手段】
本発明では、外部ノイズが混入する可能性がある複数の回路を有する装置の故障情報を管理する故障情報装置において、前記複数の回路毎に外部ノイズの有無を検出する検出手段と、前記検出手段による外部ノイズの検出履歴を時間軸上で記録する記録手段とを設けたことを特徴とする。また、故障警報情報を出力する装置である場合、前記記録手段は、前記装置の故障警報情報の出力履歴を前記外部ノイズの検出履歴と同一の時間軸上で記録する。さらに、同一の時間軸上に時系列で記録された外部ノイズの履歴情報と故障警報情報の履歴情報とを統合して外部出力装置に出力する外部出力手段を更に設けたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、伝送装置などで故障警報が発生した原因を特定するための履歴情報を管理する故障情報装置に関する。

一般に、伝送装置などで誤動作や故障警報が発生した場合、保守者は原因を特定しなければならない。ところが、外部ノイズが原因で発生する誤動作や故障警報は発生頻度が低いため、未再現障害として原因が解明できないまま調査が終わってしまう場合が多い。このため、装置の誤動作や故障警報の原因を容易に特定できる故障情報装置が求められている。

一方、伝送装置などで用いられるデジタル信号回路において、外部誘導等によって生じるインパルス性のノイズを検出する方法が考えられている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。

特開平０６−３５０４１１号公報特開２００８−２８３１２２号公報

外部ノイズが原因で発生する誤動作や故障警報の原因調査が長期化する要因として、次のような理由が考えられる。

（１）再現環境の違い
顧客側の実際のシステム運用環境とメーカ側での故障原因の再現環境とが異なっているため、外部ノイズの発生条件やタイミングなどが大きく異なり、殆どの場合、同一現象を再現させることは難しい。

（２）外部ノイズの混入ルートの特定が困難
外部ノイズとして、電源線，アース線，通信線などに乗る伝導ノイズ（ＥＭＩ、電磁波ノイズ）や宇宙線などの放射線ノイズなどがあり、装置を取り巻くノイズの混入ルートは多岐に渡っているため、それらを特定する調査や再現は難しい。

（３）外部ノイズの捕捉が困難
外部ノイズが原因であることを特定するには、装置に不具合が発生した時の外部ノイズを的確に捉えることが重要であるが、スペクトルアナライザやデジタルオシロスコープなどを用いた既存の捕捉方法は、単発ノイズや周波数およびレベルが変化する場合には、外部ノイズを正確に捉えることが難しい。

（４）時系列的な因果関係の証明が困難
外部ノイズが原因か否かが不明な状況で原因を調査する場合、外部ノイズの発生と装置に及ぼす誤動作や故障警報発生との因果関係を明確にする必要がある。ところが、従来はこれらの情報が同一の時間軸上で関連付けられていないため、原因不明の偶発的な事象として見逃されてしまうという問題がある。

一般に考えられる装置故障の原因は、例えば、回路の不具合、部品不良、ソフトウェアのバグ或いは外部ノイズなどである。ところが上記で述べたように、外部ノイズによる装置故障は、回路の不具合、部品不良およびソフトウェアのバグのように故障を再現することができない場合が多い。このため、外部ノイズによって一時的に伝送装置から故障警報（アラーム）が発生した場合は、その原因を特定できずに原因不明のアラームとして処理されることになり、装置メーカーはユーザーの信頼を失ってしまう。

このように、外部ノイズの発生は、予測が難しく、発生頻度も少ないので、待ち受けて原因を捉えることができない。一方、電源ノイズなどの外部ノイズを検出する回路が考えられているが、伝送装置自体が通信エラーなどを検出して出力するアラームと、電源ノイズの検出とは別の機能であったため、アラームの発生と電源ノイズの検出とを関連付けることができなかった。

上記課題に鑑み、本発明の目的は、外部ノイズが原因で発生する装置の誤動作や不具合および故障警報情報の原因を容易に特定することができる故障情報装置を提供することである。

請求項１に係る発明は、外部ノイズが混入する可能性がある複数の回路を有する装置の故障情報を管理する故障情報装置において、前記複数の回路毎に外部ノイズの有無を検出する検出手段と、前記検出手段による外部ノイズの検出履歴を時系列に記録する記録手段とを設けたことを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の故障情報装置において、前記検出手段は、各回路毎に所定信号をモニタするモニタ手段と、前記所定信号の正常値を保持する正常値保持手段と、前記モニタ手段でモニタする所定信号のレベルと前記正常値保持手段が保持する正常値との差が予め設定した閾値以上の場合に外部ノイズ有と判定する比較判定手段とで構成されることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載の故障情報装置において、前記故障情報装置が管理する装置が故障警報情報を出力する装置である場合、前記記録手段は、前記装置の故障警報の出力履歴と前記外部ノイズの検出履歴とを同一のフォーマットで時系列に記録することを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項３に記載の故障情報装置において、同一のフォーマットで時系列に記録された前記外部ノイズの検出履歴と前記故障警報の出力履歴とを同一の時間軸上に統合して外部出力装置に出力する外部出力手段を更に設けたことを特徴とする。

本発明に係る故障情報装置は、複数のノイズ混入ルートの信号を正常値と比較してノイズを検出する検出手段を設けて、その外部ノイズの発生履歴と装置の故障警報の履歴とを同一の時間軸上で関連付けることにより、外部ノイズが原因で発生する装置の誤動作や不具合および故障警報の原因を容易に特定することができる。

第１の実施形態に係る故障情報装置１０１の全体構成を示すブロック図である。故障警報の履歴フォーマットの一例を示す説明図である。外部ノイズの履歴フォーマットの一例を示す説明図である。故障警報と外部ノイズを時系列順に並べた履歴フォーマットの一例を示す説明図である。故障警報と外部ノイズの履歴を時系列順に視覚的に表示する一例を示す説明図である。信号変換部１０３と外部ノイズ検知部１０４の構成例を示すブロック図である。外部ノイズの正常パターンの取得方法と外部ノイズの判定方法を示す説明図である。外部ノイズの正常パターンの取得処理を示すフローチャートである。外部ノイズの判定処理を示すフローチャートである。信号変換部１０３’と外部ノイズ検知部１０４’の構成例を示すブロック図である。

以下、本発明に係る「故障情報装置」の実施形態について図面を用いて詳しく説明する。本実施形態に係る故障情報装置１０１は、伝送装置１００で発生する故障の原因を特定するための装置である。ここで、装置故障とは完全に装置が動作しなくなる状態だけではなく、パケットエラーが急増して一時的にアラームが出力される状態や系の切り替えなどのイベント通知も含んでいる。このような装置故障の原因は、例えば、回路の不具合、部品不良、ソフトウェアのバグ或いは外部ノイズなどで起きるが、外部ノイズによる装置故障は、回路の不具合、部品不良およびソフトウェアのバグのように再現できない場合が多い。そこで、本実施形態に係る故障情報装置１０１は、外部ノイズの発生と、アラームの検出とを時間軸上で関連付けることによって、アラーム検出と外部ノイズの発生とを関連付けて可視化し客観的に確認できるようになっている。

以下、本発明に係る故障情報装置の実施形態として、伝送装置１００内に設けられた故障情報装置１０１について説明する。図１は、本実施形態に係る故障情報装置１０１を有する伝送装置１００の構成を示すブロック図である。図１において、伝送装置１００は、故障情報装置１０１と、通常の伝送処理を行う主装置１０２とで構成される。主装置１０２は、例えば伝送装置１００がルーターである場合は、上位ネットワークと下位ネットワークとの間で送受信されるパケットの宛先に応じてルーティング制御を行う。尚、本実施形態では、主装置１０２の伝送処理に関する構成および動作は本発明に直接関係しないので詳細な説明は省略し、故障情報装置１０１の構成を中心に詳しく説明する。但し、主装置１０２側では従来技術で用いられている故障警報（アラーム）の履歴を蓄積する故障警報ＤＢ（データベース）２０１を有しており、故障情報装置１０１は故障警報ＤＢ２０１に取り込まれた故障情報の履歴を参照するようになっている。

図１において、故障情報装置１０１は、複数の信号変換部１０３と、外部ノイズ検知部１０４と、ノイズ情報処理部１０５と、履歴情報蓄積処理部１０６と、故障警報蓄積ＤＢ（データベース）１０７と、外部出力部１０８とで構成される。尚、ｎ個の信号変換部１０３の中の特定の１つの信号変換部を指す場合は信号変換部１０３（１）や信号変換部１０３（ｎ）のように、１からｎの符号を付加して記述するものとし、信号変換部１０３と記載した場合はｎ個に共通の内容であることを示す。以下、各部について順に説明する。

信号変換部１０３は、例えば主装置１０２に供給される電源線やアース線、或いは主装置１０２の上位ネットワークへの複数の信号線や下位ネットワークへの複数の信号線などに接続され、外部ノイズを検出し易い信号に変換する。

外部ノイズ検知部１０４は、複数の信号変換部１０３が出力する信号に外部ノイズが発生したか否かを判別する。外部ノイズ検知部１０４は、例えば、比較回路１５１と、判定部１５２と、正常値保持部１５３とで構成され、比較回路１５１は、各信号変換部１０３の出力と正常値保持部１５３に保持されている当該信号変換部１０３の正常時の信号パターンと比較する。そして、判定部１５２は、比較回路１５１の比較結果を判定し、外部ノイズが発生したか否かを判定する。尚、正常値保持部１５３など外部ノイズ検知部１０４の処理については、後で詳しく説明する。

ノイズ情報処理部１０５は、外部ノイズ検知部１０４で検出した外部ノイズを所定フォーマットの履歴情報に変換する。この処理は、コード変換部１６１が変換テーブル１６２を参照して、日時や発生場所（信号変換部１０３がモニタしている装置のパッケージ番号やインターフェース番号など）を予め決められたコードに翻訳し、外部ノイズの発生または復旧の検出毎に所定フォーマットで記述される１つに履歴情報に変換する。ここで、所定フォーマットとして、主装置１０２側で故障警報の履歴が故障警報ＤＢ２０１に蓄積するフォーマットと同じフォーマットが用いられる。例えば所定フォーマットは、故障履歴を蓄積するためのフォーマットとして一般に使われているＣＡＰＮＥＴが知られており、本実施形態では故障警報ＤＢ２０１と同じＣＡＰＮＥＴコードを用いて外部ノイズ検知部１０４で検出した外部ノイズをＣＡＰＮＥＴコードの履歴情報に変換する。

ここで、ＣＡＰＮＥＴコードなどの所定フォーマットで記録される履歴情報の一例について説明する。先ず、主装置１０２側で故障警報の履歴を蓄積する既存の故障警報ＤＢ２０１に蓄積する履歴情報の例を図２に示す。図２において、故障警報を示すアラーム（ＡＬＭ）の種別および状況毎に履歴が記載され、履歴順にＬＯＧ＿Ｎｏが付される。そして、履歴情報として、発生日時や場所を示す情報などが記載される。図２の例では、履歴順序を示すＬＯＧ＿Ｎｏ，履歴発生月日および日時，局名を示す局名コード，装置を示す装置コード，架台番号を示す架Ｎｏ，パッケージ番号を示すＰＫＧ＿Ｎｏ，インターフェース番号を示すＩＦ＿Ｎｏなどが履歴情報として各アラーム毎に記憶されている。

図２では、装置警報（アラーム）の種類（ＡＬＭ種別）の一例として、ＣＶ，ＬＯＳ，ＥＱＰＴ，切替などが記載されている。ＣＶ（ＣｏｄｅＶｉｏｌａｔｉｏｎ）とは、ＰＭ（Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ）情報の１つとしてビット情報の誤りを意味し、ビット化けなどが生じているが誤り訂正などで何とか装置は動いている状態でアラーム発生までは行かないような状態である。そして、ビット化けがある一定期間続くと回線障害の１つであるＬＯＳ（Ｌｏｓｓｏｆｓｉｇｎａｌ）アラームが発生する。つまり、ＣＶはＬＯＳの前段のアラームである。また、ＥＱＰＴ（Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）は、装置警報の１つで装置障害を示し、例えば部品不良により特定の機能が動作しなくなったり、装置自体が動作不良になった場合に出力されるアラームである。また、切替は、例えば伝送装置を運用系から予備系に切り替えた時に発生するイベント通知（アラームに相当）である。これは、一般的な伝送装置は安定動作が求めれらるため運用系とは別に予備系を持つ冗長構成になっており、例えば運用系の動作が不安定な状態になった場合に、運用系から予備系に切り替える必要がある。この時に切り替えのイベント通知がなされる。

尚、図２において、アラーム状況として、発生または復旧の区別が記載されている。これはアラーム種別に記載されているアラームの発生または復旧を示す履歴情報で、同じ場所で発生したアラームがいつ復旧したかを知ることができる。

このように、従来から用いられている主装置１０２側の故障警報ＤＢ２０１には、蓄積される故障警報の履歴情報の例である。

これに対して、本実施形態に係る故障警報装置１０１のノイズ情報処理部１０５は、図３に示すような外部ノイズの履歴情報を図２の故障警報の履歴情報と同じフォーマットで作成する。図３において、図２と同様に、履歴順序を示すＬＯＧ＿Ｎｏ，履歴発生月日および日時，局名を示す局名コード，装置を示す装置コード，架台番号を示す架Ｎｏ，パッケージ番号を示すＰＫＧ＿Ｎｏ，インターフェース番号を示すＩＦ＿Ｎｏなどが履歴情報毎に記載される。そして、図３の場合は図２のアラーム種別とアラーム状況の欄に外部ノイズ種別とノイズ発生状況が記載され、履歴情報蓄積処理部１０６のノイズ情報蓄積ＤＢ１６３に外部ノイズの履歴情報として記憶される。図３の例では、外部ノイズとして光信号線に発生する光ノイズと、電源線に発生する電源ノイズとが記載されており、各ノイズの発生状況としてＯＮまたはＯＦＦが記載される。ここで、ＯＮは外部ノイズ検知部１０４がノイズを検出した（ノイズ発生）ことを示し、ＯＦＦは外部ノイズ検知部１０４が検出していたノイズが非検出になった（ノイズ復旧）ことを示す。

履歴情報蓄積処理部１０６は、ノイズ情報処理部１０５から出力されるＣＡＰＮＥＴコードで記載された外部ノイズの履歴情報をノイズ情報蓄積ＤＢ（データベース）１６３に時系列順に記憶する。一方、履歴情報蓄積処理部１０６は、主装置１０２から出力される従来の故障警報の履歴を故障警報蓄積ＤＢ２０１から参照する。尚、図１では、主装置１０２から出力される従来の故障警報の履歴は別系統で故障警報蓄積ＤＢ２０１に蓄積されるようにしたが、点線で示したように、履歴情報蓄積処理部１０６が主装置１０２から故障警報の履歴を受け取って故障警報蓄積ＤＢ２０１に記憶するようにしても構わない。

外部出力部１０７は、履歴情報蓄積処理部１０６からノイズ履歴情報と故障履歴情報とを受け取って、時系列順にノイズ履歴情報と故障履歴情報と並べ替えて外部に出力するインターフェースである。特に本実施形態に係る故障情報装置１０１は、時系列順に並べ替えられたノイズ履歴情報と故障履歴情報とを視覚的に出力する。尚、出力先として、モニタ画面に出力するようにしても構わないし、紙に印刷して出力するようにしても構わない。

ここで、外部出力部１０７の出力形式の一例について説明する。出力形式の一例として、例えば、図２に示した故障警報ＤＢ２０１に蓄積されている故障履歴情報と、図３に示したノイズ情報蓄積ＤＢ１６３に蓄積されている外部ノイズ履歴情報とを時系列順に統合した履歴情報を作成する。この一例を図４に示す。図４は、図２の故障履歴情報と図３の外部ノイズ履歴情報とを時系列順に統合した同一フォーマットの履歴情報である。図２および図３と同様に、ＬＯＧ＿ＮｏがＡ＊＊＊が故障履歴情報を示し、Ｂ＊＊＊が外部ノイズ履歴情報を示している。図４の例では、発生月日が同じ９／１７なので、時刻欄に記憶された時刻順に故障履歴情報と外部ノイズ履歴情報とを並べ替えられている。

外部出力部１０７は、保守を行うオペレータの操作によって、図４のような表をモニタ画面に表示したり、紙に印刷する。そして、オペレータは図４の表を見て、アラームの原因がどの外部ノイズによるものなのか否か、或いは外部ノイズの場合は何のノイズによるものなのかをを知ることができる。例えば、履歴番号Ａ００１のアラーム（ＣＶ）は時刻１３：１０：０５に発生している。そして、時刻１３：１１：１３にアラーム（ＬＯＳ）が発生し、続いて時刻１３：１１：２５に運用系から予備系への切替のイベント通知が行われたことがわかる。ここまでの経緯は、図２で説明した従来の故障警報履歴情報だけで検証することができるが、時刻１３：１０：０５のアラーム（ＣＶ）が何故起きたのかを検証することは難しい。ところが、本実施形態に係る故障情報装置１０１では、図３のような外部ノイズ履歴情報をノイズ情報蓄積ＤＢ１６３に蓄積して、図２の故障警報の履歴と同一の時間軸上に統合した図４に示すような統合履歴情報を作成するので、例えば時刻１３：１０：０５のアラーム（ＣＶ）の直前の時刻１３：１０：０３に同じ局の同じ場所で光ノイズの発生を検出していることがわかる。これにより、オペレータは、時刻１３：１０：０５のアラーム（ＣＶ）は、光ノイズの発生が原因であったと判定することができる。同様に、図４において、時刻１３：１３：０１のアラーム（ＣＶ）の復旧は、直前の時刻１３：１２：５２に同じ局の同じ場所で光ノイズが消滅していることから、光ノイズの消滅によってアラーム（ＣＶ）が復旧したと判定することができる。尚、図４の統合履歴情報を履歴情報蓄積処理部１０６が作成してノイズ情報蓄積ＤＢ１６３に記憶するようにしても構わない。

電源ノイズの場合も同様に、図４において、時刻１３：１６：０３のアラーム（ＥＱＰＴ）の発生は、直前の時刻１３：１６：０２に同じ局の同じ場所で電源ノイズが検出されていることから、電源ノイズの発生によってアラーム（ＥＱＰＴ）が発生したと判定することができる。また、時刻１３：１７：１２のアラーム（ＥＱＰＴ）の復旧についても同様に、直前の時刻１３：１７：０１に同じ局の同じ場所で電源ノイズが消滅していることから、電源ノイズの消滅によってアラーム（ＥＱＰＴ）が復旧したと判定することができる。

尚、上記の説明では、図４に示したような故障履歴とノイズ履歴とを統合した統合履歴情報を時系列順に並べ替えた表としてモニタ画面に表示または紙に印刷する例を示したが、さらに図５に示すように、オペレータが視覚的に判別できるようにしても構わない。図５は、横軸に時間軸、縦軸にアラーム種別やノイズ種別を記載し、それぞれのアラームの発生時点および復旧時点を縦矢印で表示してアラーム種別とアラーム状況を併記し、さらに外部ノイズのＯＮ（発生）およびＯＦＦ（消滅）についても同様に縦矢印で表示してノイズ種別とノイズ状況を併記することにより、容易に故障警報の原因を特定することができる。この時、ノイズの発生している期間を横方向の両矢印（点線で示した矢印）で示すようにすれば更に視覚的に分かり易くなる。

このようにして、本実施形態に係る故障情報装置１０１は、複数のノイズ混入ルートの信号をモニタして正常時のパターンと比較する外部ノイズ検知部１０４を設けて外部ノイズの発生を検出し、故障警報の検出と同一の時間軸上で統合することによって、故障警報と外部ノイズの発生とを時系列順に関連付けて可視化し、客観的且つ容易に故障警報の原因を特定することができる。

以上が本実施形態に係る伝送装置１００などに用いられる故障情報装置１０１の全体構成および動作である。

［信号線の外部ノイズ検出の例］
次に、伝送装置１００の信号線をモニタする場合の信号変換部１０３と、外部ノイズ検知部１０４の構成例および動作について詳しく説明する。図６は、伝送装置１００の光ファイバーの信号線を信号変換部１０３（ｎ）でモニタし、モニタした光信号に外部ノイズが発生したか否かを外部ノイズ検知部１０４で検出する場合の構成例を示している。

図６において、主装置１０２に入力される光信号をカプラ３０１で分岐されて故障情報装置１０１の信号変換部１０３（ｎ）に入力される。信号変換部１０３（ｎ）に入力された光信号は、ＰＤ（フォトダイオード）３０２で光量に応じたアナログの電気信号に変換される。尚、ＰＤ３０２は、例えば受光感度が高く応答速度の速いアバランシェフォトダイオードで構成され、逆バイアス電圧部３０３から所定の逆バイアス電圧が与えられている。ＰＤ３０２が出力するアナログの電気信号は、プリアンプ３０４で増幅された後、Ａ／Ｄ変換部３０５でデジタル信号に変換され、外部ノイズ検知部１０４に出力される。

外部ノイズ検知部１０４は、先に簡単に説明したように、比較回路１５１と、判定部１５２と、正常値保持部１５３とで構成される。

比較回路１５１は、信号変換部１０３（ｎ）の出力信号と、正常値保持部１５３に保持されている当該光信号の正常時の信号パターンと比較する。尚、正常時の取得方法については後で詳しく説明する。

判定部１５２は、比較回路１５１の比較結果が予め設定した条件を満たしているか否かを判定し、予め設定した条件を満たしていない場合に外部ノイズが発生したと判定する。尚、判定方法については後で詳しく説明する。

正常値保持部１５３は、信号変換部１０３（ｎ）でモニタしている光信号の正常時の信号パターンを予め取り込んで保持しておき比較回路１５１に出力する。

ここで、光信号の信号パターンの一例を図７（ａ）に示す。図７（ａ）は、横軸が波長λ（ｎｍ）、縦軸が信号電力Ｐ（ｄＢｍ）のグラフで、信号変換部１０３（ｎ）でモニタしている光信号のスペクトラムを示している。比較回路１５１は、予め設定した波形の測定ポイントにおける信号電力Ｐを測定する。測定ポイントは、波長の異なる複数のポイントとし、図７（ａ）の例ではｎ１からｎ６までの６つの測定ポイントが設定されている。比較回路１５１は、このような測定ポイントにおける光信号の正常時の信号パターンを取得し、正常値保持部１５３に記憶しておく。尚、比較回路１５１は正常時の信号パターンの取得を伝送装置１００の設置時に行っても構わないし、予め設定した所定の日時などに自動的に更新するようにしても構わない。或いは、常時、正常時の信号パターンを取得して更新するようにしても構わない。

次に、正常時の信号パターンの取得処理について図８のフローチャートを用いて説明する。尚、図８のフローチャートの処理は、比較回路１５１が内部のソフトウェアによって自動的に実行されるものとする。

（ステップＳ１０１）比較回路１５１は、正常時の信号パターンの取得処理を開始する。この時、サンプリング回数ｍを０に初期化する。

（ステップＳ１０２）主装置１０２側の装置警報の発生の有無を確認する。これは、装置警報が発生しているときに正常パターンを取得することを回避するために行われる。

（ステップＳ１０３）ステップＳ１０２で確認した結果、装置警報が発生している場合はステップＳ１０４に進み、装置警報が発生していない場合はステップＳ１０５に進む。

（ステップＳ１０４）装置警報が復旧するまで待機（Ｗａｉｔ）する。そして、ステップＳ１０２に戻る。

（ステップＳ１０５）比較回路１５１は、信号変換部１０３が出力するデジタル信号をサンプリングして波長の信号スペクトルに変換する。そして、先に説明した測定ポイントの波長毎に信号電力を測定して内部のバッファに記憶する。例えば、波長ｎ１：−２５ｄＢｍ、波長ｎ２：−１５ｄＢｍ、波長ｎ３：−１０ｄＢｍ、波長ｎ４：−１０ｄＢｍ、波長ｎ５：−２０ｄＢｍ、波長ｎ６：−３５ｄＢｍのように各測定ポイントの信号電力がバッファに記憶される。尚、これらの値はサンプル毎に記憶され、例えば１回目のサンプル時の波長ｎ１の信号電力をｎ１（１）、ｍ回目のサンプル時の波長ｎ１の信号電力をｎ１（ｍ）のように表す。波長ｎ２からｎ６についても同様である。

（ステップＳ１０６）ステップＳ１０５でのサンプリング回数ｍが規定値（ｍａ）になったか否かを判別する。ｍ＜ｍａの場合はステップＳ１０５に戻り、ｍ＝ｍａの場合はステップＳ１０７に進む。

（ステップＳ１０７）比較回路１５１は、ステップＳ１０５でサンプリング毎に測定した信号電力の測定ポイント毎の平均値を算出する。例えば、波長ｎ１の測定ポイントにおける平均値ｎ１＿ａｖｅは（式１）のように算出する。
ｎ１＿ａｖｅ＝（ｎ１（１）＋ｎ１（２）＋ｎ１（３）＋・・・＋ｎ１（ｍ））／ｍ …（式１）
同様にして、波長ｎ１からｎ６までの全ての測定ポイント毎の平均値を算出する。

（ステップＳ１０８）ステップＳ１０７で算出した波長ｎ１からｎ６までの全ての測定ポイント毎の平均値（ｎ１＿ａｖｅ，ｎ２＿ａｖｅ，ｎ３＿ａｖｅ，ｎ４＿ａｖｅ，ｎ５＿ａｖｅ，ｎ６＿ａｖｅ）を正常パターンとして正常値保持部１５３に記憶する。例えば図７（ｂ）に示すように、正常値保持部１５３に記憶された平均値の信号パターン３５１のようになる。ここで、実際にはこの平均値の信号パターン３５１を基準として例えば±５ｄＢｍなどの範囲を設けて、その範囲内であれば正常であると判定する。図７（ｂ）の例では、平均値の信号パターン３５１に対して上限値は信号パターン３５２となり、下限値は信号パターン３５３となる。

（ステップＳ１０９）比較回路１５１は、正常時の信号パターンを取得して一連の処理を終了する。

このようにして、比較回路は１５１は、正常時の信号パターンを取得する。尚、ステップＳ１０９で処理を終了せずに、サンプリング回数ｍをリセットしてステップＳ１０２に戻るようにして、常に最新の正常時の信号パターンを取得するようにしても構わない。これにより、信号パターンが時間的に変化するような場合でも正確な信号パターンを取得して正常値保持部１５３に記憶された信号パターンを更新することができる。

次に、外部ノイズ検知部１０４のノイズ発生検出処理について図９のフローチャートを用いて説明する。尚、図９のフローチャートの処理は、比較回路１５１および判定部１５２が内部のソフトウェアによって自動的に実行されるものとする。

（ステップＳ２０１）比較回路１５１は、ノイズ発生検出処理を開始する。この時、比較回数カウンタ（比較回数）ｍを０、不一致カウンタＣを０にそれぞれ初期化する。

（ステップＳ２０２）比較回路１５１は、信号変換部１０３から光信号の波形データを取り込む。

（ステップＳ２０３）比較回路１５１は、ステップＳ２０２で取り込んだ光信号を波長の信号スペクトルに変換し、正常値保持部１５３に記憶された正常時の信号パターンと比較する。この時、正常時の信号パターンを取得する際に用いた測定ポイント毎に比較する。例えば図７の信号スペクトラムの例では、ｎ１からｎ６までの６つの測定ポイントでそれぞれ比較する。そして、図７（ｂ）に示した上限値と下限値の範囲内に入っていれば正常パターンと一致したと判断してステップＳ２０５に進み、範囲内に入っていなければ正常パターンと不一致であると判断してステップＳ２０４に進む。尚、ｎ１からｎ６までの６つの測定ポイントのいずれかが上限値または下限値を超えている場合は不一致と判断する。例えば、図７（ｃ）の例では、ｎ３の信号電力が上限値の信号パターン３５２より大きいので不一致と判断する。

（ステップＳ２０４）比較回路１５１は、不一致カウンタＣを１つ加算する。

（ステップＳ２０５）比較回路１５１は、比較回数ｍが規定値（ｍａ）になったか否かを判別する。ｍ＜ｍａの場合はステップＳ２０２に戻り、ｍ＝ｍａの場合はステップＳ２０６に進む。

（ステップＳ２０６）比較回路１５１は、不一致カウンタＣが規定値（Ｃａ）になったか否かを判別する。Ｃ＜Ｃａの場合はステップＳ２０８に進み、Ｃ≧Ｃａの場合はステップＳ２０７に進む。

以上、ステップＳ２０１からステップＳ２０６までの処理が比較回路１５１の処理である。そして、ステップＳ２０７以降の処理は判定部１５２の処理である。尚、説明が分かりやすいように、比較回路１５１と判定部１５２とを別のブロックとして記載したが、判定部１５２の処理を比較回路１５１で行うようにしても構わない。

（ステップＳ２０７）判定部１５２は、ステップＳ２０６の比較回路１５１の比較結果より、不一致カウンタＣが規定値Ｃａよりも多かったので、波長ノイズ（外部ノイズ）が発生したと判定する。

（ステップＳ２０８）判定部１５２は、ステップＳ２０６の比較回路１５１の比較結果より、不一致カウンタＣが規定値Ｃａよりも少なかったので、波長ノイズ（外部ノイズ）は発生していないと判定するが、前の状態が波長ノイズが発生していた状態であればステップＳ２１０に進み、前の状態が波長ノイズが発生していない状態であればステップＳ２１２に進む。この処理は、波長ノイズの発生状態から復旧したのか否かを判定するために行われる。

（ステップＳ２０９）判定部１５２は、波長ノイズの発生状態から復旧したと判定する。そして、ステップＳ２１０に進む。

（ステップＳ２１０）判定部１５２は、ノイズ発生あるいは復旧の判定情報をノイズ情報処理部１０５に出力する。

（ステップＳ２１１）判定部１５２は、次の判定処理のために不一致カウンタＣを０にリセットする。また、比較回数カウンタ（比較回数）ｍも０にリセットする。

（ステップＳ２１２）判定部１５２は、一連の判定処理を終了する。

このようにして、比較回路は１５１および判定部１５２は、信号変換部１０３でモニタする信号と正常値保持部１５３に保持された正常時の信号パターンとを比較し、外部ノイズが発生したか否かを判定することができる。

［電源線またはアース線の外部ノイズ検出の例］
先の例では、光信号をモニタして外部ノイズの判定を行う場合について説明したが、信号線だけでなく電源線やアース線の場合でも同様に外部ノイズの判定を行うことができる。例えば、図１０は、電源線の場合の外部ノイズを検知する場合の信号変換部１０３’（ｎ）の構成例を示す図である。信号変換部１０３’（ｎ）は先に説明した光信号をモニタする信号変換部１０３（ｎ）とは構成が異なる。

図１０において、電源線の信号変換部１０３’（ｎ）は、電源から主装置１０２に供給される電源線３５０から分岐した電源電圧をレンジアンプ３５１で所定の電圧に変換した後、複数のＢＰＦ（バンドパスフィルタ）３５２を通してＡＣ−ＤＣ変換部３５３で交流成分を直流成分に変換する。尚、ｋ個のＢＰＦ３５２の中の特定の１つのＢＰＦを指す場合はＢＰＦ３５２（１）やＢＰＦ３５２（ｋ）のように、１からｋの符号を付加して記述するものとし、単にＢＰＦ３５２と記載した場合はｋ個のＢＰＦに共通の内容であることを示す。

複数のＢＰＦ３５２は、モニタする電源線の信号の所定周波数帯域を抽出するためのＢＰＦ（バンドパスフィルタ）である。尚、複数のＢＰＦ３５２ではなく１つのＢＰＦ３５２（１）だけでも構わない。これにより、伝送装置１００の内部回路で使用されているクロック周波数を除去することができ、落雷などによる外部ノイズの検出精度が向上する。

ＡＣ−ＤＣ変換部３５３は、ノイズなどの高周波成分に対応した整流回路で構成され、突発的な交流成分も直流成分に変換して外部ノイズ検知部１０４’に出力する。

外部ノイズ検知部１０４’は、先に説明した外部ノイズ検知部１０４と同様に構成され、比較回路１５１’と、判定部１５２’と、正常値保持部１５３’とで構成される。

比較回路１５１’は、信号変換部１０３’（ｎ）の出力信号と、正常値保持部１５３’に保持されている当該電源信号の正常時の値と比較する。

判定部１５２’は、比較回路１５１’の比較結果が予め設定した条件を満たしているか否かを判定し、予め設定した条件を満たしていない場合に外部ノイズが発生したと判定する。

正常値保持部１５３’は、信号変換部１０３’（ｎ）でモニタしている電源信号の正常時の値を予め取り込んで保持しておき比較回路１５１’に出力する。

尚、正常時の値の取得処理については、図８のフローチャートと同様に取得することができ、警報が発生していない時に信号変換部１０３’（ｎ）の出力を所定回数取り込んで平均値を求め、これを電源線のモニタ時の正常値として正常値保持部１５３’に記憶する。

また、電源線のノイズ発生を検出する処理についても先に説明した図９のフローチャートと同様に処理することができ、ステップＳ２０３で正常パターンの代わりに正常値保持部１５３’が保持している正常値と比較するようにすればよい。これにより、ステップＳ２０７において電源線にノイズが発生したと判定することができ、またステップＳ２０９において電源線で発生していたノイズが復旧したと判定することができる。ここで、ステップＳ２０３において電源線の正常値と比較する際にも先に説明した光信号線の場合と同様に正常値に上限値と下限値の範囲を設け、信号変換部１０３’（ｎ）の出力信号がこの範囲内にある場合を一致と判断し、範囲外にある場合を不一致と判断するようにしても構わない。

このようにして、光信号線のみならず、電源線に発生する外部ノイズの検出も可能である。尚、アース線についても電源線と同様に、アース線の高周波成分をモニタし、正常時に取得した値と比較することによってアース線における外部ノイズの発生を確実に検出することができる。

特に、本実施形態に係る故障情報装置１０１は、先に図４または図５で説明したように、複数のノイズ混入ルートの各回路に正常時と比較可能な外部ノイズ検知部１０４（または１０４’）を設けて外部ノイズの発生を検出して、アラームの検出と同一の時間軸上で統合することによって、アラーム検出と外部ノイズの発生とを関連付けて可視化し、客観的且つ容易にアラームの原因特定を行うことができる。

以上、本発明に係る故障情報装置１０１について、実施例を挙げて説明してきたが、その精神またはその主要な特徴から逸脱することなく他の多様な形で実施することができる。そのため、上述した実施例はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明は、特許請求の範囲によって示されるものであって、本発明は明細書本文にはなんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内である。

１００・・・伝送装置
１０１・・・故障情報装置
１０２・・・主装置
１０３・・・信号変換部
１０４・・・外部ノイズ検知部
１０５・・・ノイズ情報処理部
１０６・・・履歴情報蓄積処理部
１０７・・・故障警報蓄積ＤＢ（データベース）
１０８・・・外部出力部
１５１・・・比較回路
１５２・・・判定部
１５３・・・正常値保持部
１６１・・・コード変換部
１６２・・・変換テーブル
１６３・・・ノイズ情報蓄積ＤＢ
２０１・・・故障警報ＤＢ（データベース）
３０１・・・カプラ
３０２・・・ＰＤ（フォトダイオード）
３０３・・・逆バイアス電圧部
３０４・・・プリアンプ
３０５・・・Ａ／Ｄ変換部
３５０・・・電源線
３５１・・・レンジアンプ
３５２・・・ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）
３５３・・・ＡＣ−ＤＣ変換部

Claims

外部ノイズが混入する可能性がある複数の回路を有する装置の故障情報を管理する故障情報装置において、
前記複数の回路毎に外部ノイズの有無を検出する検出手段と、
前記検出手段による外部ノイズの検出履歴を時系列に記録する記録手段と
を設けたことを特徴とする故障情報装置。
請求項１に記載の故障情報装置において、
前記検出手段は、
各回路毎に所定信号をモニタするモニタ手段と、
前記所定信号の正常値を保持する正常値保持手段と、
前記モニタ手段でモニタする所定信号のレベルと前記正常値保持手段が保持する正常値との差が予め設定した閾値以上の場合に外部ノイズ有と判定する比較判定手段と
で構成されることを特徴とする故障情報装置。
請求項１または２に記載の故障情報装置において、
前記故障情報装置が管理する装置が故障警報情報を出力する装置である場合、
前記記録手段は、前記装置の故障警報の出力履歴と前記外部ノイズの検出履歴とを同一のフォーマットで時系列に記録することを特徴とする故障情報装置。
請求項３に記載の故障情報装置において、
同一のフォーマットで時系列に記録された前記外部ノイズの検出履歴と前記故障警報の出力履歴とを同一の時間軸上に統合して外部出力装置に出力する外部出力手段を更に設けたことを特徴とする故障情報装置。