JP2011193263A - 光信号冗長システム、光信号分配装置及び光信号冗長方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光通信回線の冗長構成を容易に構築できる光信号冗長システムを提供する。
【解決手段】スイッチ８１は、光信号が入力される複数の入力回線７１，７２のうち、いずれか一つの入力回線を選択する。受光パワー監視手段８２は、スイッチによって選択された入力回線から入力される光信号の受光パワーを監視する。スイッチ切替手段８３は、光信号の受光パワーに異常があった場合、スイッチに選択する入力回線を切り替えさせる。光信号分配手段８４は、スイッチ８１を介して入力回線から受信した光信号を複数の出力回線７３に分配して送信する。また、各光信号分配装置８０における一の入力回線７２は、他の光信号分配装置８０’における一の出力回線７３’に接続され、各光信号分配装置８０における一の出力回線７３は、他の光信号分配装置８０’における一の入力回線７２’に接続される。
【選択図】図９

Description

本発明は、光回線を冗長化する光信号冗長システム及び光信号冗長システムに適用される光信号分配装置及び光信号冗長方法に関する。

昨今の光通信サービスでは、データ通信に止まらず、光電話や、テレビ放送配信といったサービスも提供されている。そのため、光ケーブルの被害により、多くのユーザに対して同時に長時間、サービスを停止させることは避けなければならない。そのため、光回線の信頼度を高める方法が、各種提案されている。

例えば、特許文献１には、冗長構成のみのハードウェアを少なくすることで制御を簡易化できる光分配冗長方法が記載されている。特許文献１に記載された方法では、光分配装置として２入力２出力の光スイッチを用いる。通常状態では、光分配装置は、各入力線から入力された光をそれぞれ異なる出力線に出力する。一方、入力線の一方に異常が検知された状態では、光分配装置は、他方の線から入力される光を等分して各出力線に出力する。

また、特許文献２には、多段光分岐ポイント−マルチポイント光伝送システムが記載されている。特許文献２に記載されたシステムは、センタ装置とユーザ装置との間に光分岐素子及び光ファイバを多段に配置することで、各種の障害による通信への影響を緩和するものである。

なお、特許文献３には、親局装置と光スプリッタとの幹線が冗長構成される光多分岐通信システムが記載されている。特許文献１に記載されたシステムでは、切替指示が行われると、光スイッチが幹線の伝送路を切り替える。

特開平１０−２３４７８号公報（段落００２０，００２５，００５５） 特開平８−２４２２０７号公報（段落０００７，０００８、図１） 特開２００２−１９８９０４号公報（段落００３１，００３２、図１）

近年、ＧＥ−ＰＯＮ（Gigabit Ethernet Passive Optical Network。なお、Ethernetは登録商標。）による光通信サービスが提供されている。ＧＥ−ＰＯＮによる光通信サービスでは、１本の光ケーブルを光カプラと呼ばれる光受動素子によって複数の回線に分岐させる。

図１０は、一般的な光通信サービスの構成を示す説明図である。図１０に示す光通信サービスでは、光カプラ１２によって１本の光ケーブル１１を複数の回線に分岐させて、センタ局に配置されるＯＬＴ（Optical Line Terminal ）装置１０と、各ユーザ宅に配置されるＯＮＵ（Optical Network Unit）装置１３とをダブルスター方式で接続することにより、光通信回線を共有させている。図１０に示す構成のメリットは、複数のユーザが同一回線を共有しているため、１対１のシングルスター方式で接続する場合に比べ、インフラコストをより低価格にできることである。

ここで、光通信で使用されるケーブルは、敷設された箇所により、大きく３つに分類される。ＯＬＴ装置と光カプラとを結ぶ幹線、光カプラからユーザ宅を結ぶ引き込み配線、及び、ユーザ宅内でＯＮＵ装置に接続される宅内配線である。引き込み配線および宅内配線が何らかの理由で切断、破損してしまった場合、光通信が使用できなくなるのは、この配線に接続されている１ユーザのみである。一方、複数ユーザが共有する幹線上で災害や不慮の事故により切断、破損などの回線異常が発生してしまった場合、この幹線を共有しているすべてのユーザが通信不能になる。そうすると、光通信サービスが使用不可能な状態になってしまうため、大きな問題になることがあった。

災害や不慮の事故として、例えば、地震などの災害により電柱が倒壊してしまうことや、大型車両などが誤って光ケーブルを引っかけてしまうこと、鳥や虫などが光ケーブルを切断したり破損させたりすることによる被害などが想定される。実際、道路整備工事時に誤って光ケーブルを切断させてしまった事例や、クマゼミが光ケーブルに卵を産みつけようとして光ケーブルを切断してしまった事例などが報告されている。

光回線異常により正常な光通信サービスできなくなった場合、通信事業者は、不具合箇所を特定させ、早急に故障個所を修繕するか、切断されたり破損したりした光ケーブルの区間を別の光ケーブルにて再敷設する必要があった。特に、幹線に被害が及んだ場合は、再敷設のために、ユニック車などの工事車両や、光ケーブルを敷設できる技術を有する技術者などが必要になる。すなわち、修理作業完了までに様々な時間を要するため、光通信サービスを瞬時に復旧させることは難しい。そのため、光回線の信頼度を高めることが必要になる。

光通信サービスの通信障害に備え、ＯＬＴ装置を冗長構成とすることが一般的に知られている。しかし、これは、ＯＬＴ装置が故障した場合に予備のＯＬＴ装置へ制御を切り替えることによって光通信サービスを維持させる方法である。そのため、光回線上で異常が発生した場合の有効な手段とは言えない。

特許文献１及び特許文献２に記載された構成により、光回線の信頼度を高めることは可能である。しかし、ＧＥ−ＰＯＮによる光通信回線を特許文献１に記載された光分配装置や、特許文献２に記載されたシステム構成を用いて実現しようとする場合、その構築が容易ではないという課題がある。

特許文献１に記載された構成は、映像配信用の光通信を想定しており、この構成は一心片方向の通信になる。データ通信を主とするＧＥ−ＰＯＮの光通信においては、一心双方向の通信になるため、特許文献１に記載された光増幅器部分を双方向対応する必要がある。そのため、特許文献１に記載された方法を用いてＧＥ−ＰＯＮによる光通信システムを構成しようとすると、光増幅器部分を含む構成がより複雑化してしまうという問題がある。

また、特許文献２に記載された光伝送システムを実現しようとする場合、センタ装置もしくはユーザ装置、またはその両者の装置が冗長構成に対応した光スイッチを内蔵しなければならない。このように、特許文献２に記載されたシステムを構築する場合には、専用の装置を用意しなければならず、やはり、システムの構築が容易ではないという問題がある。

そこで、本発明は、光通信回線の冗長構成を容易に構築できる光信号冗長システム及び光信号冗長システムに適用される光信号分配装置及び光信号冗長方法を提供することを目的とする。

本発明による光信号冗長システムは、光信号が入力される複数の入力回線に接続され、その入力回線の中から選択した一の入力回線から入力される光信号を、複数の出力回線に分配して送信する光信号分配装置を複数備え、各光信号分配装置が、光信号が入力される複数の入力回線のうち、いずれか一つの入力回線を選択するスイッチと、スイッチによって選択された入力回線から入力される光信号の受光パワーを監視する受光パワー監視手段と、光信号の受光パワーに異常があった場合、スイッチに選択する入力回線を切り替えさせるスイッチ切替手段と、スイッチを介して入力回線から受信した光信号を複数の出力回線に分配して送信する光信号分配手段とを備え、各光信号分配装置における一の入力回線が、他の光信号分配装置における一の出力回線に接続され、各光信号分配装置における一の出力回線が、他の光信号分配装置における一の入力回線に接続されることを特徴とする。

本発明による光信号分配装置は、光信号が入力される複数の入力回線に接続され、その入力回線の中から選択した一の入力回線から入力される光信号を、複数の出力回線に分配して送信する光信号分配装置であって、光信号が入力される複数の入力回線のうち、いずれか一つの入力回線を選択するスイッチと、スイッチによって選択された入力回線から入力される光信号の受光パワーを監視する受光パワー監視手段と、光信号の受光パワーに異常があった場合、スイッチに選択する入力回線を切り替えさせるスイッチ切替手段と、スイッチを介して入力回線から受信した光信号を複数の出力回線に分配して送信する光信号分配手段とを備え、その光信号分配装置自身における一の入力回線は、他の光信号分配装置における一の出力回線に接続され、その光信号分配装置自身における一の出力回線は、他の光信号分配装置における一の入力回線に接続されることを特徴とする。

本発明による光信号冗長方法は、光信号が入力される複数の入力回線に接続され、その入力回線の中から選択した一の入力回線から入力される光信号を、複数の出力回線に分配して送信する複数の光信号分配装置を用いた光回線冗長方法であって、各光信号分配装置における一の入力回線は、他の光信号分配装置における一の出力回線に接続され、各光信号分配装置における一の出力回線は、他の光信号分配装置における一の入力回線に接続され、各光信号分配装置が、選択した入力回線から入力される光信号の受光パワーを監視し、各光信号分配装置が、入力回線から入力される光信号の受光パワーに異常があった場合、入力回線の接続先を選択するスイッチに入力回線を切り替えさせ、各光信号分配装置が、スイッチを介して入力回線から受信した光信号を複数の出力回線に分配して送信することを特徴とする。

本発明によれば、光通信回線の冗長構成を容易に構築できる。

本発明の第１の実施形態における光回線冗長構成装置の例を示す説明図である。 第１の実施形態における光通信システムの構成例を示す説明図である。 第１の実施形態における冗長構成の動作例を示すフローチャートである。 第１の実施形態における光通信システムの他の構成例を示す説明図である。 本発明の第２の実施形態における光回線冗長構成装置の例を示す説明図である。 第２の実施形態における光通信システムの構成例を示す説明図である。 第２の実施形態における冗長構成の動作例を示すフローチャートである。 予備幹線の関係例を示す説明図である。 本発明による光信号冗長システムの最小構成の例を示すブロック図である。 一般的な光通信サービスの構成を示す説明図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。

実施形態１．
初めに、第１の実施形態における光回線冗長構成装置について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態における光回線冗長構成装置の例を示す説明図である。図１に例示する光回線冗長構成装置は、光カプラに光スイッチを内蔵した１つの装置である。以下、本実施形態における光回線冗長構成装置を、光スイッチ内蔵カプラと記す。図１に例示する光スイッチ内蔵カプラ２は、光スイッチ３と、受光監視部４と、光ケーブル５と、光カプラ部６と、光ケーブル７−１〜７−ｎとを備えている。

光スイッチ内蔵カプラ２には、光ケーブル１−１，１−２が上位接続用の回線として外部から接続され、各光ケーブルは、光スイッチ内蔵カプラ２内部の光スイッチ３に接続される。また、光スイッチ３は、光ケーブル５を介して光カプラ部６に接続される。

光スイッチ３は、後述の受光監視部４の指示に応じ、上位接続用の回線のうち、いずれか一つの回線を選択する。図１に示す例では、光スイッチ３は、後述の受光監視部４の指示に応じ、上位接続先である光ケーブル１−１と光ケーブル１−２のうち、いずれか一つの回線を選択する。

光ケーブル５の後段において、光カプラ部６は、光ケーブル７−１から光ケーブル７−ｎまでのｎ本に光ケーブルを分岐させる。光ケーブル７−１〜７−（ｎ−１）までは、光スイッチ内蔵カプラ２から外部に出され、後段のＯＮＵ装置（図示せず）に接続される。光ケーブル７−ｎは、内部向けの専用ケーブルであり、光スイッチ内蔵カプラ２内部の受光監視部４に接続される。

一般的に、ＧＥ−ＰＯＮシステムでは、光カプラとして１対Ｎ分岐（Ｎは２の倍数）のものが使用される。ＯＬＴ装置が発光する光は、光カプラでＮ分岐され、各ＯＮＵ装置に伝送される。反対に、各ＯＮＵ装置の光は、光カプラで結合され、ＯＬＴ装置に伝送される。

各ＯＮＵ装置の光信号が光カプラ部で結合される際、異なるＯＮＵ装置の信号がぶつかってしまわないように、一般的には、ＯＬＴ装置が各ＯＮＵ装置に対する発光許可情報を光信号に含めて伝送する。この発行許可情報を伝送して時間管理することにより、１台のＯＬＴ装置に対して、複数台のＯＮＵ装置を接続し、同一の光回線を共有することが可能になる。このように、ＧＥ−ＰＯＮシステムで用いられる通信方法は、光通信を分岐させて複数のユーザに接続する際、上り方向の信号が存在する点において、映像配信を想定した光通信方法（例えば、特許文献１に記載された光分配冗長方法）と異なる。

受光監視部４は、ＯＬＴ装置（図示せず）が発光する光信号の受光パワーを監視する。なお、光信号は、光ケーブル１−１または光ケーブル１−２から、光スイッチ３と、光ケーブル５と、光カプラ部６とを経由して入力される。そして、受光監視部４は、受光パワーの異常を検出すると、光スイッチ３に対して、スイッチ切り替え信号を発信し、光ケーブル５の接続先を切り替えさせる。

受光監視部４は、例えば、受光パワーの揺らぎから異常を検出してもよい。上述の通り、受光監視部４が監視する受光パワーは、ＯＬＴ装置が常時発光する光信号である。受光経路が変化しなければ、受光監視部４は、安定した光信号を受光する。一方、受光パワーが揺らいだ場合、その経路に何らかの異常があることが想定される。よって、受光監視部４が受光パワーの揺らぎを検知することで、回線断等の異常を検出できる。

なお、受光パワーが大きく揺らいだ場合、回線断までは至らずとも、回線がダメージを受けてしまっていることも想定される。このような場合でも、受光監視部４が異常と判断してスイッチ３を切り替えてもよい。このような場合にも切り替え処理を行うことで、運用状態であっても、ダメージを受けた光幹線の再敷設が可能になる。

なお、受光監視部４が異常を検出する方法は、受光パワーの揺らぎを検知する方法に限定されない。例えば、ＯＮＵ装置がデータ受信可能な受光パワーを閾値と定めておき、受光監視部４が、その閾値を下回る受光パワーの光信号を検知したときに、異常を検出してもよい。ただし、閾値として定める値は、ＯＮＵ装置がデータ受信可能な受光パワーに限定されない。

また、受光監視部４は、異常を検知する方法として、閾値を超える受光パワーの信号を受信したか否かを判断する方法と、受光パワーに揺らぎが発生したか否かを判断する方法の両方を用いてもよい。この場合、受光監視部４は、いずれか一方の内容（すなわち、閾値を超える受光パワーの信号を受信したこと、もしくは、受光パワーに揺らぎが発生したこと）を満たす場合に、異常を検知すればよい。

受光監視部４は、ＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indication ）と呼ばれる機能と、ＲＳＳＩで測定した光信号の強度などの情報を管理する機能とを組み合わせることにより実現される。光信号用のＲＳＳＩは、光フォトダイオードの電流値から光信号の強度を判定することが可能なため、受光監視部４は、この強度の情報を収集し、揺らぎ、もしくは、所定の閾値に達しているか否かを判断する。例えば、所定の閾値に達しているか否かを判断する場合、受光監視部４は、電気回路構成のみで実現可能である。また、揺らぎを判断する場合、受光監視部４は、例えば、揺らぎ判断がプログラムされた専用の機能を有するＩＣやＰＬＤ（Programmable Logic Device ）などにより実現される。なお、プログラムには、スイッチを切り替える処理を受光監視部４に実行させる処理を含んでいてもよい。

このように、本実施形態における光スイッチ内蔵カプラ２は、光ケーブルを分岐させるための光カプラに光スイッチ３を内蔵することにより、上位接続される光回線ルート（例えば、光ケーブル１−１，１−２）を選択できるようにしている。

さらに、光カプラ内の受光監視部４が、上位の光回線が切断した場合や損傷した場合に、ＯＬＴ装置から受光する光信号の受光パワー変化を検出する。そして、受光パワーに異常を検出した場合、受光監視部４が、光スイッチ３の切り替えを促し、別光回線ルートへの回線接続を選択させる。そのため、故障個所の修繕、もしくは、光ケーブルの再配線をすることなく、光通信が可能な状態に短時間で自動復旧できる。そのため、長時間の光通信サービス停止に陥ることを避けることができる。

次に、上述の光スイッチ内蔵カプラを用いて光回線を冗長化した光回線冗長方法について説明する。図２は、図１に例示した光スイッチ内蔵カプラ２を用いた光通信システムの構成例を示す説明図である。図２に例示する光通信システムは、ＯＬＴ装置２０と複数のＯＮＵ装置２９−１〜２９−（ｎ−１）と、光スイッチ内蔵カプラ２６とを含む。なお、光スイッチ内蔵カプラ２６は、図１における光スイッチ内蔵カプラ２に対応する。以下、ＯＮＵ装置２９−１〜２９−（ｎ−１）のうちから選択した一のＯＮＵ装置を、ＯＮＵ装置２９と記す。

本実施形態による構成は、図１０に示す一般的な構成と比較すると、光カプラ１２が光スイッチ内蔵カプラ２６に置き換わっている。また、ＯＬＴ装置２０と、光スイッチ内蔵カプラ２６との間は、光ケーブル２１と２分岐光カプラ２２を経由して、光ケーブル２３及び光ケーブル２４の２本の光ケーブルで接続されている。なお、ＯＬＴ装置２０と、ＯＮＵ装置２９とは、一般的な構成に用いられる装置と同様であるため、説明を省略する。

光ケーブル２３は、通常使用されることを想定した幹線である。また、個々のＯＮＵ装置２９は、光スイッチ内蔵カプラ２６と光ケーブル２３とを介して、ＯＬＴ装置２０に接続され、相互に光通信を行う。

光ケーブル２４は、光ケーブル２３上で切断や破損などの異常が発生した際の予備幹線として、予め敷設する光回線である。

２分岐光カプラ２２は、ＯＬＴ装置２０の直近に配置され、光スイッチ内蔵カプラ２６は、個々のＯＮＵ装置２９の近くに配置される。このような配置の工夫により、ＯＬＴ装置２０からＯＮＵ装置２９までの総配線長内で幹線にあたる光ケーブル２３の占める割合が高くなるように構成できる。

また、このように構成することで、災害や不慮の事故などにより光ケーブルが切断したり、破損したりする状況が、本ケーブル上（光ケーブル２３上）で発生する可能性が高くなる。さらに、幹線の光ケーブル２３及び予備幹線の光ケーブル２４の配線ルートを分けることで、幹線上で災害や不慮の事故が発生した場合でも、予備幹線まで切断されないようにすることができる。

次に、図２及び図３を用いて、本実施形態による光スイッチ内蔵カプラを用いて構築した冗長構成（光通信システム）の動作について説明する。図３は、本実施形態における冗長構成の動作例を示すフローチャートである。なお、光スイッチ２５は、初期状態として、幹線として使用される光ケーブル２３側にスイッチが倒れている状態にあるものとする。また、以下の説明では、ＯＬＴ装置２０から送信される光信号は、常時発光しているものとする。

受光監視部２７は、光ケーブル２３を経由して送信されるＯＬＴ装置２０からの光信号を常時受信し、その受光パワーを監視する（ステップＳ１）。なお、ＧＥ−ＰＯＮシステムにおいては、下り信号の波長は１４９０ｎｍである。そのため、受光監視部２７は、監視する光の波長を１４９０ｎｍに合わせることで、ＯＬＴ装置２０が発光する光信号のみを監視できるようになる。

災害や不慮の事故により幹線の光ケーブル２３が切断もしくは破損してしまった場合、ＯＬＴ装置２０が発光する光信号が光スイッチ内蔵カプラまで正常に伝達されないことになる。このような場合において、受光監視部２７は、受光パワーの異常を検出すると（ステップＳ２）、光スイッチ切り替え信号（制御信号と記すこともある。）を光スイッチ２５に対して発信する（ステップＳ３）。光スイッチ２５は、この制御信号を受信すると、光回線の接続先を光ケーブル２３側から光ケーブル２４側に切り替える（ステップＳ４）。受光監視部２７は、光ケーブルの切り替えにより、ＯＬＴ装置２０が発光する光信号を確認できたか否か判断する（ステップＳ５）。

光信号を確認できた場合（ステップＳ５におけるＹｅｓ）、受光監視部２７は、回線障害の復旧が完了したと判断して処理を終了する（ステップＳ６）。この場合、各ＯＮＵ装置２９は、再び切断および破損していない光ケーブル２４を経由してＯＬＴ装置２０と正常な光信号の送受信が可能になる。

一方、スイッチを切り替えても光信号を確認できない場合には、保護幹線（予備幹線）も切断もしくは破損してしまった、あるいは、ＯＬＴ装置２０自体が故障した可能性がある。そのため、自動復旧は困難であり、人による光回線もしくはＯＬＴ装置２０の修復作業が必要になる。この場合（ステップＳ５におけるＮｏ）、受光監視部２７は、回線障害を復旧できていないと判断し、再度光スイッチ切り替え信号を光スイッチ２５に発信する（ステップＳ７）。光スイッチ２５は、この制御信号を受信すると、光回線の接続先を光ケーブル２４側から光ケーブル２３側に切り替える。すなわち、受光監視部２７は、光スイッチ２５をもとの状態に戻して処理を終了する（ステップＳ８）。

以上のように、本実施形態では、光信号が入力される複数の上位回線に接続し、その上位回線の中から選択した一の上位回線から入力される光信号を、複数の出力回線に分配して送信する光スイッチ内蔵カプラ２を用いて、冗長回線を構成する。また、光カプラ部６における分岐の１つに受光監視部４が設けられ、受光監視部４が、ＯＬＴ装置からの受光パワーを監視して光スイッチ３の接続先を変更する。具体的には、受光監視部４は、監視する回線から入力される光信号の受光パワーに異常があった場合、回線の接続先を他の入力回線に切り替える。

このように、受光監視部４が、受光パワーを監視して回線を切り替えるため、ＯＬＴ装置（センタ装置と記すこともある。）と、ＯＮＵ装置（ユーザ装置と記すこともある。）のいずれも特殊な機能を備える必要がない。そのため、光通信回線の冗長構成を容易に構築できる。

さらに、受光監視部４が、ＯＬＴ装置からの受光パワーを監視して光スイッチ３の接続先を変更することにより、障害発生時には上位回線選択用の光スイッチ３を自動で切り替えることができる。すなわち、光スイッチ内蔵カプラ２は、受動的に動作して、冗長構成における回線の切り替えを行うため、外部装置（例えばＯＬＴ装置など）からの外部制御を必要としない冗長構成を容易に構築できる。

また、本実施形態における光スイッチ内蔵カプラは、ＯＬＴ装置から光信号を受信し、自身で受光パワーの異常を検知して他の回線に切り替える。そのため、外部制御を必要としない。すなわち、本実施形態における光スイッチ内蔵カプラは、ＯＬＴ装置から光信号を受信する機能（受信機能）を具備していればよく、送信機能まで具備する必要はないため、より簡易な構成で回線切り替えを実現できる。

さらに、本実施形態における光スイッチ内蔵カプラは、ＯＬＴ装置２０からの光信号を監視することにより光回線の異常状態を検知しているため、ＯＬＴ装置２０と通信できなくなってしまった状態でも光回線の切り替え制御を実行できる。

また、例えば、一般的に、回線異常が確認された場合には、異常個所を特定させた後、修繕もしくは、異常区間の光ケーブル再敷設が必要になる。通常、復旧作業には多くの時間及び作業が必要なため、長時間、光通信サービスが停止してしまうことがある。しかし、本実施形態における光スイッチ内蔵カプラを用いることで、光回線異常による通信障害から、自動的に短時間（例えば数秒）で回線障害を復旧出来るという効果も得られる。

次に、本実施形態における光通信システムの変形例について説明する。図４は、本変形例における光通信システムの構成例を示す説明図である。本変形例における光通信システムは、ＯＬＴ装置３０と複数のＯＮＵ装置３９−１〜３９−（ｎ−２），４４−１〜４４−（ｎ−２）と、光ケーブル３３，３４と、光スイッチ内蔵カプラ３６，４１とを含む。以下、ＯＮＵ装置３９−１〜３９−（ｎ−２）のうちから選択した一のＯＮＵ装置を、ＯＮＵ装置３９と記し、ＯＮＵ装置４４−１〜４４−（ｎ−２）のうちから選択した一のＯＮＵ装置を、ＯＮＵ装置４４と記す。

本変形例における光スイッチ内蔵カプラ３６，４１は、図１における光スイッチ内蔵カプラ２と同様であり、受光監視部３７，４２は、図１における受光監視部４と同様である。また、本実施形態における光スイッチ３５，４０は、図１における光スイッチ３と同様であり、光カプラ部３８，４３は、図１における光カプラ部６と同様である。

本変形例における光通信システムでは、光スイッチ内蔵カプラ３６，４１の２台を用いる。光ケーブル３３は、ＯＮＵ装置３９に対して通常使用されることを想定した幹線である。また、光ケーブル３４は、ＯＮＵ装置４４に対して通常使用されることを想定した幹線である。

光スイッチ内蔵カプラ３６の予備幹線（ここでは、光ケーブル４５）は、上述の実施形態と異なり、もう一方の光スイッチ内蔵カプラ４１の分岐の一つ（すなわち、光カプラ部４３）に接続される。光スイッチ内蔵カプラ４１の予備幹線（ここでは、光ケーブル４６）も同様に、光スイッチ内蔵カプラ３６の分岐の一つ（すなわち、光カプラ部３８）に接続されている。

なお、ＯＬＴ装置３０と、ＯＮＵ装置３９，４４とは、一般的な構成に用いられる装置と同様であるため、説明を省略する。

図４に例示する構成において、幹線である光ケーブル３３上で回線異常が発生した場合、受光監視部３７は、受光パワーの異常を検出し、光スイッチ３５を切り替えることにより、上位回線接続先を光ケーブル３３から予備幹線の光ケーブル４５に変更する。これにより、光スイッチ内蔵カプラ３６は、光スイッチ内蔵カプラ４１の後段に再接続されることになる。よって、通信障害が発生していた各ＯＮＵ装置３９は、幹線の光ケーブル３４、光スイッチ内蔵カプラ４１、予備幹線の光ケーブル４５、光スイッチ内蔵カプラ３６を経由して、ＯＬＴ装置３０との信号送受信が可能となり、自動復旧できる。

同様に、幹線である光ケーブル３４上で回線異常が発生した場合、受光監視部４２は、受光パワーの異常を検出し、光スイッチ４０を切り替えることにより、上位回線接続先を光ケーブル３４から予備幹線の光ケーブル４６に変更する。これにより、光スイッチ内蔵カプラ４１は、光スイッチ内蔵カプラ３６の後段に再接続されることになる。よって、通信障害が発生していた各ＯＮＵ装置４４は、幹線の光ケーブル３３、光スイッチ内蔵カプラ３６、予備幹線の光ケーブル４６、光スイッチ内蔵カプラ４１を経由して、ＯＬＴ装置３０との信号送受信が可能となり、自動復旧できる。

以上のように、本変形例においても、光信号が入力される複数の上位回線に接続し、その上位回線の中から選択した一の上位回線から入力される光信号を、複数の出力回線に分配して送信する複数の光スイッチ内蔵カプラ３６，４１を用いて、冗長回線を構成する。このとき、光スイッチ内蔵カプラ３６は、幹線である光ケーブル３３と異なる光ケーブル４５に、光スイッチ内蔵カプラ４１における出力回線の一つを接続する。同様に、光スイッチ内蔵カプラ４１は、幹線である光ケーブル３４と異なる光ケーブル４６に、光スイッチ内蔵カプラ３６における出力回線の一つを接続する。

そして、光スイッチ内蔵カプラ３６の受光監視部３７は、幹線である光ケーブル３３から入力される光信号の受光パワーを監視する。光ケーブル３３から入力される光信号の受光パワーに異常があった場合、受光監視部３７は、光スイッチ３５を他の入力回線である光ケーブル４５に切り替えて接続する。そして、光カプラ部３８は、光スイッチ３５を介して光ケーブル４５から受信した光信号を複数の出力回線に分配してＯＮＵ装置３９に送信する。

すなわち、本実施形態における光スイッチ内蔵カプラを２つ用いて、各光スイッチ内蔵カプラに接続する予備幹線の光ケーブルを各々の分岐に接続することで、お互いの幹線を保護し合う光通信回線の冗長構成を構築できる。特に、保護回線を新たにに敷設する場合、既存敷設された光回線に本発明における光スイッチ内蔵カプラを設置することで、既存の２分岐光カプラ３２を用いて、新たに敷設した保護回線に光回線を分岐させることができる。すなわち、２分岐光カプラ３２を別製品に変更することなく、冗長構成を構築できる。

すなわち、冗長構成を構築するためには、光スイッチ内蔵カプラ同士、もしくは、光スイッチ内蔵カプラと他のカプラとを接続する構成を用意するだけ冗長構成を容易に構築できる。

また、光ケーブル３３、光ケーブル３４の長さに比べ、光スイッチ内蔵カプラ３６、４１の設置距離が十分に近い場合、本発明における光スイッチ内蔵カプラを設置することで新たに敷設する光ケーブルの長さを短くすることが可能である。

実施形態２．
図５は、本発明の第２の実施形態における光回線冗長構成装置の例を示す説明図である。図５に例示する光回線冗長構成装置も、第１の実施形態と同様、光カプラに光スイッチを内蔵しているものである。以下、本実施形態における光回線冗長構成装置も、光スイッチ内蔵カプラと記す。図５に例示する光スイッチ内蔵カプラ５１は、光スイッチ５３と、受光監視部５４と、光ケーブル５５と、光カプラ部５６と、光ケーブル５７−１〜５７−ｎとを備えている。

第１の実施形態では、図１に例示する光スイッチ内蔵カプラ２が上位接続用の２つの回線が外部から接続される場合について説明した。一方、図５に例示する光スイッチ内蔵カプラ５１は、上位接続用の４つの回線が外部から接続される点で、光スイッチ内蔵カプラ２と異なる。それ以外については、第１の実施形態と同様である。

すなわち、図１に例示する光スイッチ内蔵カプラ２の光スイッチ３が１回路２接点であるのに対し、図５に例示する光スイッチ５３は、１回路４接点のスイッチを採用している。ただし、スイッチが接続する接点の数は、４接点に限られず、また、２接点に限られない。スイッチが接続する接点の数は、２接点以上あればよい。

図５に示す例では、光スイッチ内蔵カプラ５１には、光ケーブル５０−１〜５０−４が上位接続用の回線として外部から接続され、各光ケーブルは、光スイッチ内蔵カプラ５１内部の光スイッチ５３に接続される。また、光スイッチ５３は、光ケーブル５５を介して光カプラ部５６に接続される。

また、図１に例示する光スイッチ３と、光スイッチ５３とが対応し、図１に例示する受光監視部４と、受光監視部５４とが対応する。さらに、図１に例示する光カプラ部６と、光カプラ部５６とが対応し、図１に例示する光ケーブル５及び７−１〜７−ｎと、光ケーブル５５及び５７−１〜５７−ｎとが対応する。これらの対応する構成については、説明を省略する。以下の説明では、光スイッチが接続する接点の数が４接点である場合について説明する。

図６は、図５に例示した光スイッチ内蔵カプラ５１を用いた光通信システムの構成例を示す説明図である。図６に例示する光通信システムも、通信障害の自動復旧を目的とした接続例である。図６に例示する光通信システムは、ＯＬＴ装置６０と、光スイッチ内蔵カプラ６７，６９〜７１とを含む。光スイッチ内蔵カプラ６９〜７１の内容は、光スイッチ内蔵カプラ６７の内容と同様であるため、説明を省略する。

光スイッチ内蔵カプラ６７は、光スイッチ６８を備えている。また、光スイッチ内蔵カプラ６７は、受光監視部（図示せず）を備えている。光スイッチ内蔵カプラ６７が備える受光監視部（図示せず）は、図１における受光監視部４と同様である。光スイッチ内蔵カプラ６７に入力された光信号は、光スイッチ６８を介して、例えば、複数のＯＮＵ装置（図示せず）に送信される。ただし、図６において、光スイッチ内蔵カプラ６７，６９〜７１で分岐され後段に接続される光ケーブル、及び、その光ケーブルとＯＮＵ装置との接続に関しては記載を省略する。

ＯＬＴ装置６０は、光ケーブル６１に接続されている。また、光ケーブル６１は、４分岐光カプラ６２に接続されている。４分岐カプラ６２は、光ケーブル６３，６４，６５，６６を介して、それぞれ、光スイッチ内蔵カプラ６７，６９，７０，７１に接続されている。

例えば、光スイッチ内蔵カプラ６７において、４接点を有する光スイッチ６８の一つの接点を主幹線（光ケーブル６３）に接続する。そして、残りの３接点のうちの一つの接点を、第１の実施形態における変形例で示した接続方法と同様に、光スイッチ内蔵カプラ６９が分岐させた回線の１つである光ケーブル７２に接続することで、予備幹線にする。同様に、残りの接点を、光スイッチ内蔵カプラ７０が分岐させた光ケーブル回線の１つである光ケーブル７３及び光スイッチ内蔵カプラ７１が分岐させた光ケーブル回線の１つである光ケーブル７４に接続することで、予備幹線にする。

次に、図６及び図７を用いて、本実施形態による光スイッチ内蔵カプラを用いて構築した冗長構成（光通信システム）の動作について説明する。図７は、冗長構成における動作の例を示すフローチャートである。なお、光スイッチ６８は、初期状態として、幹線として使用される光ケーブル６３側にスイッチが倒れている状態にあるものとする。

光スイッチ内蔵カプラ６７内部の受光監視部は、光ケーブル６３を経由して送信されるＯＬＴ装置６０からの光信号を常時受信し、その受光パワーを監視する（ステップＳ１０）。受光監視部は、受光パワー異常を検出すると（ステップＳ１１）、光スイッチ切り替え信号を光スイッチ６８に対して発信する（ステップＳ１２）。そして、受光監視部は、光スイッチ６８の接点を光ケーブル７２に切り替える（ステップＳ１３）。

受光監視部は、光ケーブルの切り替えにより、光ケーブル６４及び光ケーブル７２経由で正常にＯＬＴ装置６０が発光する光信号の受光パワーを確認できたか否か判断する（ステップＳ１４）。光信号の受光パワーが確認出来た場合（ステップＳ１４におけるＹｅｓ）、受光監視部は、回線障害の復旧が完了したと判断して処理を終了する（ステップＳ１５）。

一方、光信号の受光パワーが確認出来ない場合（ステップＳ１４におけるＮｏ）、受光監視部は、光スイッチ切り替え信号を光スイッチ６８に対してさらに発信する（ステップＳ１６）。そして、受光監視部は、光スイッチ６８の接点を光ケーブル７３に切り替え（ステップＳ１７）、自動復旧を試みる。

受光監視部は、光ケーブルの切り替えにより、光ケーブル６５及び光ケーブル７３経由で正常にＯＬＴ装置６０が発光する光信号の受光パワーを確認できたか否か判断する（ステップＳ１８）。光信号の受光パワーが確認出来た場合（ステップＳ１８におけるＹｅｓ）、受光監視部は、回線障害の復旧が完了したと判断して処理を終了する（ステップＳ１５）。

また、光信号の受光パワーが確認出来ない場合（ステップＳ１８におけるＮｏ）、受光監視部は、光スイッチ切り替え信号を光スイッチ６８に対してさらに発信する（ステップＳ１９）。そして、受光監視部は、光スイッチ６８の接点を光ケーブル７４に切り替え（ステップＳ２０）、自動復旧を試みる。

受光監視部は、光ケーブルの切り替えにより、光ケーブル６６及び光ケーブル７４経由で正常にＯＬＴ装置６０が発光する光信号の受光パワーを確認できたか否か判断する（ステップＳ２１）。光信号の受光パワーが確認出来た場合（ステップＳ２１におけるＹｅｓ）、受光監視部は、回線障害の復旧が完了したと判断して処理を終了する（ステップＳ１５）。

光信号の受光パワーが確認出来ない場合（ステップＳ２１におけるＮｏ）、すなわち、自動復旧したことを確認できなかった場合、すべての光回線に障害がある、あるいは、ＯＬＴ装置６０自体が故障した可能性があるため自動復旧は困難であり、人による修復作業が必要になる。この場合、受光監視部は、光スイッチ切り替え信号を光スイッチ６８に発信する（ステップＳ２２）。光スイッチ６８は、この制御信号を受信すると、光回線の接続先を光ケーブル６３に切り替える。すなわち、受光監視部は、光スイッチ６８を初期状態に戻して処理を終了する（ステップＳ２３）。

なお、光スイッチ内蔵カプラ６９，７０，７１についても、光スイッチ内蔵カプラ６７と同様に、上位回線（具体的には、光スイッチの接点）を、他の光スイッチ内蔵カプラ７０が分岐させた光ケーブル回線の１つに接続することで、予備幹線を用意することが出来る。

図８は、予備幹線の関係例を示す説明図である。図６に例示する光ケーブル６３〜６６が、光ケーブル８３〜８６に相当し、図６に例示する光スイッチ内蔵カプラ６７，６９〜７１が、光スイッチ内蔵カプラ８７〜９０に相当する。また、予備幹線ルート９１〜９６は、光スイッチを切り替えた場合に接続される光ケーブルを表す。

図８の例では、予備幹線ルート９１〜９６を双方向の矢印で表現している。これは、２本の光ケーブルを意味しており、双方向で光ケーブルを冗長化していること意味している。なお、図８における予備幹線とは、双方向の矢印のペア（すなわち、光ケーブル）のことである。

例えば、予備幹線ルート９１において、光スイッチ内蔵カプラ８７から光スイッチ内蔵カプラ８８方向への矢印は、図６に例示する光ケーブル７２に相当する。また、予備幹線ルート９３において、光スイッチ内蔵カプラ８７から光スイッチ内蔵カプラ９０方向への矢印は、図６に例示する光ケーブル７４に相当し、予備幹線ルート９５において、光スイッチ内蔵カプラ８７から光スイッチ内蔵カプラ８９方向への矢印は、図６に例示する光ケーブル７３に相当する。

なお、図６に例示する構成例では、図８の予備幹線ルート９１，９３，９５におけるもう一方の矢印に相当する光ケーブル、及び、予備幹線ルート９２，９４，９６における双方の矢印に相当する光ケーブルは、記載を省略している。具体的には、これらの矢印に相当する光ケーブルは、光スイッチ内蔵カプラ６９〜７１の光スイッチ（図示せず）に接続される光ケーブルであり、光ケーブル７２〜７４に相当する。

このように、各光スイッチ内蔵カプラの上位回線を、他の光スイッチ内蔵カプラが分岐させた光ケーブル回線の１つに接続しておくことにより、双方向の予備幹線ルートを確保することができる。よって、例えば、主幹線（光ケーブル８３，８４，８５，８６）のうち、３ライン同時に回線異常が発生したとしても、自動復旧することが可能になる。

次に、本発明による光信号冗長システムの最小構成の例を説明する。図９は、本発明による光信号冗長システムの最小構成の例を示すブロック図である。本発明による光信号冗長システムは、光信号が入力される複数の入力回線７１，７２（例えば、光ケーブル１−１，１−２）に接続され、その入力回線の中から選択した一の入力回線７１（例えば、光ケーブル１−１）から入力される光信号を、複数の出力回線７３（例えば、光ケーブル７−１〜７−ｎ）に分配して送信する光信号分配装置８０（例えば、光スイッチ内蔵カプラ２）を複数備えている。

各光信号分配装置８０は、光信号が入力される複数の入力回線７１，７２のうち、いずれか一つの入力回線を選択するスイッチ８１（例えば、光スイッチ３）と、スイッチ８１によって選択された入力回線から入力される光信号の受光パワーを監視する受光パワー監視手段８２（例えば、受光監視部４）と、光信号の受光パワーに異常があった場合（例えば、受光パワーに揺らぎがある場合や受光パワーが閾値未満の場合）、スイッチ８１に選択する回線を切り替えさせるスイッチ切替手段８３（例えば、受光監視部４）と、スイッチ８１を介して入力回線から受信した光信号を複数の出力回線７３に分配して送信する光信号分配手段８４（例えば、光カプラ部６）とを備えている。

各光信号分配装置８０における一の入力回線７２は、他の光信号分配装置８０’における一の出力回線７３’に接続され、各光信号分配装置８０における一の出力回線７３は、他の光信号分配装置８０’における一の入力回線７２’に接続される。

このような構成により、光通信回線の冗長構成を容易に構築できる。

すなわち、光信号分配装置８０（例えば、光スイッチ内蔵カプラ２）は、外部装置（例えば、ＯＬＴ装置）から制御されることなく、外部装置からの受光パワーを監視するだけで、受動的に光回線接続を切り替え、通信復旧を試みことが可能である。そのため、光回線上で異常が発生し、外部装置に接続された受信装置（例えば、ＯＮＵ装置）が正常に通信できないような状態に対して有効と言える。

なお、少なくとも以下に示すような光回線冗長システム及び光回線分配装置も、上記に示すいずれかの実施形態に開示されている。

（１）光信号が入力される複数の入力回線（例えば、光ケーブル１−１，１−２）に接続され、その入力回線の中から選択した一の入力回線（例えば、光ケーブル１−１）から入力される光信号を、複数の出力回線（例えば、光ケーブル７−１〜７−ｎ）に分配して送信する光信号分配装置（例えば、光スイッチ内蔵カプラ２）を複数備え、各光信号分配装置が、光信号が入力される複数の入力回線のうち、いずれか一つの入力回線を選択するスイッチ（例えば、光スイッチ３）と、スイッチによって選択された入力回線から入力される光信号の受光パワーを監視する受光パワー監視手段（例えば、受光監視部４）と、光信号の受光パワーに異常があった場合（例えば、受光パワーに揺らぎがある場合や受光パワーが閾値未満の場合）、スイッチに選択する入力回線を切り替えさせるスイッチ切替手段（例えば、受光監視部４）と、スイッチを介して入力回線から受信した光信号を複数の出力回線に分配して送信する光信号分配手段（例えば、光カプラ部６）とを備え、各光信号分配装置における一の入力回線が、他の光信号分配装置における一の出力回線に接続され、各光信号分配装置における一の出力回線が、他の光信号分配装置における一の入力回線に接続される光回線冗長システム。

（２）スイッチ切替手段が、受光パワー監視手段が光信号の揺らぎを検出した場合に、スイッチに選択する入力回線を切り替えさせる光回線冗長システム。

（３）スイッチ切替手段が、受光パワーが予め定められた閾値を下回る受光パワーの光信号を受光パワー監視手段が検出した場合に、スイッチに選択する入力回線を切り替えさせる光回線冗長システム。

（４）スイッチ切替手段が、光信号分配手段が分配する複数の出力回線のうちの一つ回線（例えば、光ケーブル７−ｎ）に接続され、その回線を介して受信する光信号の受光パワーに異常があった場合に、スイッチに選択する入力回線を切り替えさせる光回線冗長システム。

（５）光信号分配手段が、光カプラであり、光カプラとスイッチとが一つの装置（例えば、光スイッチ内蔵カプラ２）内に含まれる光回線冗長システム。

（６）光信号が入力される複数の入力回線（例えば、光ケーブル１−１，１−２）に接続され、その入力回線の中から選択した一の入力回線（例えば、光ケーブル１−１）から入力される光信号を、複数の出力回線（例えば、光ケーブル７−１〜７−ｎ）に分配して送信する光信号分配装置（例えば、光スイッチ内蔵カプラ２）であって、光信号が入力される複数の入力回線のうち、いずれか一つの入力回線を選択するスイッチ（例えば、光スイッチ３）と、スイッチによって選択された入力回線から入力される光信号の受光パワーを監視する受光パワー監視手段（例えば、受光監視部４）と、光信号の受光パワーに異常があった場合（例えば、受光パワーに揺らぎがある場合や受光パワーが閾値未満の場合）、スイッチに選択する入力回線を切り替えさせるスイッチ切替手段（例えば、受光監視部４）と、スイッチを介して入力回線から受信した光信号を複数の出力回線に分配して送信する光信号分配手段（例えば、光カプラ部６）とを備え、光信号分配装置自身における一の入力回線が、他の光信号分配装置における一の出力回線に接続され、光信号分配装置自身における一の出力回線が、他の光信号分配装置における一の入力回線に接続される光信号分配装置。

（７）スイッチ切替手段が、受光パワー監視手段が光信号の揺らぎを検出した場合に、スイッチに選択する入力回線を切り替えさせる光信号分配装置。

本発明は、光回線を冗長化する光信号冗長システムに好適に適用される。

１−１，１−２，５，７−１〜７−ｎ 光ケーブル
２，２６，３６，４１，５１，６７，６９〜７１，８７〜９０ 光スイッチ内蔵カプラ
３，２５，３５，４０，５３，６８ 光スイッチ
４，２７，３７，４２，５４ 受光監視部
６，２８，３８，４３，５６ 光カプラ部
２０，３０，６０，８０ ＯＬＴ装置
２２，３２ ２分岐光カプラ
２９，３９，４４，８２ ＯＮＵ装置
６２ ４分岐光カプラ
９１〜９６ 予備幹線ルート

Claims (9)

1. 光信号が入力される複数の入力回線に接続され、当該入力回線の中から選択した一の入力回線から入力される光信号を、複数の出力回線に分配して送信する光信号分配装置を複数備え、
   前記各光信号分配装置は、
   光信号が入力される複数の入力回線のうち、いずれか一つの入力回線を選択するスイッチと、
   前記スイッチによって選択された入力回線から入力される光信号の受光パワーを監視する受光パワー監視手段と、
   前記光信号の受光パワーに異常があった場合、前記スイッチに選択する入力回線を切り替えさせるスイッチ切替手段と、
   前記スイッチを介して入力回線から受信した光信号を複数の出力回線に分配して送信する光信号分配手段とを備え、
   各光信号分配装置における一の入力回線は、他の光信号分配装置における一の出力回線に接続され、各光信号分配装置における一の出力回線は、前記他の光信号分配装置における一の入力回線に接続される
   ことを特徴とする光信号冗長システム。
2. スイッチ切替手段は、受光パワー監視手段が光信号の揺らぎを検出した場合に、スイッチに選択する入力回線を切り替えさせる
   請求項１記載の光回線冗長システム。
3. スイッチ切替手段は、受光パワーが予め定められた閾値を下回る光信号を受光パワー監視手段が検出した場合に、スイッチに選択する入力回線を切り替えさせる
   請求項１または請求項２記載の光回線冗長システム。
4. スイッチ切替手段は、各光信号分配手段が分配する複数の出力回線のうちの一つの回線に接続され、当該回線を介して受信する光信号の受光パワーに異常があった場合に、スイッチに選択する入力回線を切り替えさせる
   請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載の光回線冗長システム。
5. 光信号分配手段は、光カプラであり、
   前記光カプラとスイッチとが一つの装置内に含まれる
   請求項１から請求項４のうちのいずれか１項に記載の光回線冗長システム。
6. 光信号が入力される複数の入力回線に接続され、当該入力回線の中から選択した一の入力回線から入力される光信号を、複数の出力回線に分配して送信する光信号分配装置であって、
   光信号が入力される複数の入力回線のうち、いずれか一つの入力回線を選択するスイッチと、
   前記スイッチによって選択された入力回線から入力される光信号の受光パワーを監視する受光パワー監視手段と、
   前記光信号の受光パワーに異常があった場合、前記スイッチに選択する入力回線を切り替えさせるスイッチ切替手段と、
   前記スイッチを介して入力回線から受信した光信号を複数の出力回線に分配して送信する光信号分配手段とを備え、
   当該光信号分配装置自身における一の入力回線は、他の光信号分配装置における一の出力回線に接続され、当該光信号分配装置自身における一の出力回線は、前記他の光信号分配装置における一の入力回線に接続される
   ことを特徴とする光信号分配装置。
7. スイッチ切替手段は、受光パワー監視手段が光信号の揺らぎを検出した場合に、スイッチに選択する入力回線を切り替えさせる
   請求項６記載の光回線分配装置。
8. 光信号が入力される複数の入力回線に接続され、当該入力回線の中から選択した一の入力回線から入力される光信号を、複数の出力回線に分配して送信する複数の光信号分配装置を用いた光回線冗長方法であって、
   各光信号分配装置における一の入力回線は、他の光信号分配装置における一の出力回線に接続され、各光信号分配装置における一の出力回線は、前記他の光信号分配装置における一の入力回線に接続され、
   前記各光信号分配装置が、選択した入力回線から入力される光信号の受光パワーを監視し、
   前記各光信号分配装置が、前記入力回線から入力される光信号の受光パワーに異常があった場合、入力回線の接続先を選択するスイッチに入力回線を切り替えさせ、
   前記各光信号分配装置が、前記スイッチを介して入力回線から受信した光信号を複数の出力回線に分配して送信する
   ことを特徴とする光回線冗長方法。
9. 各光信号分配装置が、選択された入力回線から入力される光信号の揺らぎを検出した場合に、スイッチに入力回線を切り替えさせる
   請求項８記載の光回線冗長方法。

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