JP2019140666A - State estimation device and communication system - Google Patents

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Abstract

To perform more detailed precursor detection of failures that occur in data transmission while reducing costs.SOLUTION: A state estimation device includes a preprocessing unit and an estimation unit. The preprocessing unit obtains data representing one or more of the phase, reception strength, reception quality, voltage after conversion to an electric signal, and signal processing parameters used in reception processing of a signal that is transmitted by a transmission unit of a transmission device and received by a reception unit of another transmission device via a transmission path, and processes the obtained data to feature data used for state estimation. The estimation unit estimates the state of the transmission path, the abnormal state of the transmission unit, or the abnormal state of the reception unit on the basis of the feature data.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、状態推定装置及び通信システムに関する。   The present invention relates to a state estimation device and a communication system.

図24は、従来の光デジタルコヒーレント方式の光通信システムの例を示す図である。同図に示す光通信システムは、複数台のトランスポンダ90を備える。送信側のトランスポンダ90をトランスポンダ90A、受信側のトランスポンダ90をトランスポンダ90Bと記載する。トランスポンダ90Aとトランスポンダ90Bとは同様の構成である。トランスポンダ90Aとトランスポンダ90Bとは、光ファイバ(シングルコアファイバ、マルチコアファイバ)、カッパー、無線等により通信する。同図では、光ファイバにより通信する場合を例に説明する。   FIG. 24 is a diagram illustrating an example of a conventional optical digital coherent optical communication system. The optical communication system shown in the figure includes a plurality of transponders 90. The transponder 90 on the transmitting side is referred to as a transponder 90A, and the transponder 90 on the receiving side is referred to as a transponder 90B. The transponder 90A and the transponder 90B have the same configuration. The transponder 90A and the transponder 90B communicate with each other by an optical fiber (single core fiber, multicore fiber), copper, radio, or the like. In the figure, a case where communication is performed using an optical fiber will be described as an example.

外部装置からトランスポンダ90Aに入力された信号は、OTN(Optical Transport Network)フレーマにおいて終端され、OTNフレームにマッピングされる。OTNフレームは、後段のDSP(Digital Signal Processor)において、誤り訂正符号の付与、送信線形等価処理、デジタルアナログ変換処理が行われた後、光送信部で電気信号から光信号に変換され、光ファイバを介して対向のトランスポンダ90Bに送られる。   A signal input from an external device to the transponder 90A is terminated in an OTN (Optical Transport Network) framer and mapped to an OTN frame. The OTN frame is subjected to error correction code assignment, transmission linear equivalent processing, and digital-to-analog conversion processing in a subsequent DSP (Digital Signal Processor), and then converted from an electrical signal to an optical signal by an optical transmission unit. To the opposite transponder 90B.

トランスポンダ90Bの光送信部から送出された光信号は、光ファイバを介してトランスポンダ90Aの光受信部で受信され、電気信号に変換される。DSPにおいては、電気信号に対してアナログデジタル変換処理、受信線形等価処理、伝送路推定が行われ、OTNフレーム信号が復調される。後段の誤り訂正符号化処理部においては、部分的に正確に復調できなかった信号を正して得られたOTNフレーム信号は、OTNフレーマで外部装置に適した形式の信号に変換され、出力される。   The optical signal transmitted from the optical transmission unit of the transponder 90B is received by the optical reception unit of the transponder 90A via the optical fiber and converted into an electrical signal. In the DSP, analog-digital conversion processing, reception linear equivalent processing, and transmission path estimation are performed on the electrical signal, and the OTN frame signal is demodulated. In the error correction coding processing unit in the subsequent stage, the OTN frame signal obtained by correcting the signal that could not be demodulated partially correctly is converted into a signal in a format suitable for the external device by the OTN framer and output. The

光ファイバ等で障害が発生して受信線形等価処理部の等価処理能力以上の劣化が信号に加わった場合、通信は途絶える。通信が途絶えるとシステムは障害が発生したと認識し、障害切り分け処理がシステムならびに人員を導入して実施される。光ファイバの断絶が発生した場合、その箇所を特定するためにOTDR(Optical Time Domain Reflectometer)が用いられる。   When a failure occurs in an optical fiber or the like and deterioration exceeding the equivalent processing capability of the reception linear equivalent processing unit is added to the signal, communication is interrupted. When communication is interrupted, the system recognizes that a failure has occurred, and the failure isolation process is implemented by introducing the system and personnel. When an optical fiber breaks, an OTDR (Optical Time Domain Reflectometer) is used to identify the location.

光ファイバの障害発生時には、通信用とは別に試験機能を装置に具備するか、伝送装置を取り外して試験機を設置するなど、装置コスト、稼働コストが増加する。特許文献1の発明では、信号または信号処理に付随する物理的状態データを収集、統計的に処理することによって、伝送路上で生じる障害の前兆を検知することを可能としている。   When an optical fiber failure occurs, equipment costs and operating costs increase, for example, the equipment is equipped with a test function separately from that for communication, or a transmission device is removed and a test machine is installed. In the invention of Patent Document 1, it is possible to detect a precursor of a failure occurring on a transmission line by collecting and statistically processing a signal or physical state data associated with signal processing.

特開2017−85355号公報JP 2017-85355 A

しかしながら、特許文献1の方法では、物理的状態データを用いて光ファイバ伝送路の障害発生や前兆は検知できるが、障害原因(曲げ、引っ張り、圧縮、破断、振動等)と、その程度(曲げ径、引っ張り強度、振動幅・振動周期等)は判明しない。そのため、障害発生時の復旧作業を速やかに行うにはさらに、障害原因やその程度を検知し、詳細な障害前兆検知が必要である、という課題があった。   However, although the method of Patent Document 1 can detect a failure or a precursor of an optical fiber transmission line using physical state data, the failure cause (bending, pulling, compressing, breaking, vibration, etc.) and its extent (bending) (Diameter, tensile strength, vibration width, vibration period, etc.) are not known. For this reason, there is a problem that in order to quickly perform a recovery operation when a failure occurs, the cause and the extent of the failure are detected, and detailed failure sign detection is required.

上記事情に鑑み、本発明は、コストを低減しながらデータ伝送において生じる障害のより詳細な前兆検知を行うことができる状態推定装置及び通信システムを提供することを目的としている。   In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a state estimation device and a communication system that can perform more detailed precursor detection of a failure that occurs in data transmission while reducing costs.

本発明の一態様は、伝送装置の送信部から送信され、他の伝送装置の受信部が伝送路を介して受信した信号の位相、受信強度、受信品質、電気信号への変換後の電圧、及び、受信処理において用いられた信号処理パラメータのうち1以上を表す信号受信データを取得し、取得した前記信号受信データを状態推定に用いる特徴データに加工する前処理部と、前記特徴データに基づいて、前記伝送路の状態、前記送信部の異常状態、又は、前記受信部の異常状態を推定する推定部と、を備える状態推定装置である。   One aspect of the present invention is a phase of a signal transmitted from a transmission unit of a transmission device and received by a reception unit of another transmission device via a transmission path, reception intensity, reception quality, voltage after conversion into an electrical signal, And based on the said feature data, the pre-processing part which acquires the signal reception data showing 1 or more among the signal processing parameters used in the reception process, and processes the acquired said signal reception data into the feature data used for state estimation And an estimation unit that estimates the state of the transmission path, the abnormal state of the transmission unit, or the abnormal state of the reception unit.

本発明の一態様は、上述の状態推定装置であって、前記伝送路の状態は、曲げの有無、曲げ径、温度変化のうち1以上である。   One aspect of the present invention is the above-described state estimation device, wherein the state of the transmission path is one or more of presence / absence of bending, a bending diameter, and a temperature change.

本発明の一態様は、上述の状態推定装置であって、前記特徴データは、位相平面における前記位相を表す位相平面状態データと、極座標平面における前記位相を表す極座標データと、前記極座標データを高速フーリエ変換したフーリエ変換データと、前記位相平面状態データ又は前記極座標データにおける前記信号の出現頻度を表すヒストグラムデータと、前記受信強度、前記受信品質、前記電圧又は前記信号処理パラメータのいずれか又は2以上の組み合わせにおける前記信号の出現頻度を表すヒストグラムデータと、前記受信強度、前記受信品質、前記電圧又は前記信号処理パラメータの時系列の変化を示す時系列データとうち少なくともいずれかを含む。   One aspect of the present invention is the above-described state estimation device, wherein the feature data includes: phase plane state data representing the phase on a phase plane; polar coordinate data representing the phase on a polar coordinate plane; and the polar coordinate data at high speed. Fourier transform data obtained by Fourier transform, histogram data indicating the frequency of appearance of the signal in the phase plane state data or the polar coordinate data, and any one or more of the reception intensity, the reception quality, the voltage, or the signal processing parameter At least one of histogram data representing the frequency of appearance of the signal in the combination and time-series data representing time-series changes in the reception intensity, the reception quality, the voltage, or the signal processing parameter.

本発明の一態様は、上述の状態推定装置であって、前記推定部は、機械学習を用いて推定を行う。   One aspect of the present invention is the above-described state estimation device, in which the estimation unit performs estimation using machine learning.

本発明の一態様は、上述の状態推定装置であって、前記推定部は、前記特徴データの少なくとも一部を用いて前記伝送路の状態、前記送信部の異常状態、又は、前記受信部の異常状態のいずれかに含まれる一部の状態を推定する部分推定部を複数有し、それぞれ異なる一部の状態を推定する複数の前記部分推定部による推定結果に基づいて、前記伝送路の状態、前記送信部の異常状態、又は、前記受信部の異常状態を推定する。   One aspect of the present invention is the state estimation device described above, wherein the estimation unit uses at least a part of the feature data to determine the state of the transmission path, the abnormal state of the transmission unit, or the reception unit. A plurality of partial estimators for estimating a partial state included in any of the abnormal states, and based on estimation results by the partial estimators for estimating different partial states, The abnormal state of the transmitting unit or the abnormal state of the receiving unit is estimated.

本発明の一態様は、上述の状態推定装置であって、前記前処理部又は前記推定部は、ハードウェアにより、プログラムを実行するプロセッサにより、又は、ハードウェアとプログラムを実行するプロセッサとの組み合わせにより実現される。   One aspect of the present invention is the above-described state estimation device, wherein the preprocessing unit or the estimation unit is implemented by hardware, a processor that executes a program, or a combination of hardware and a processor that executes a program It is realized by.

本発明の一態様は、上述の状態推定装置であって、前記伝送路は、複数の物理経路から構成され、前記前処理部は、前記物理経路毎の前記信号受信データを取得し、取得した前記信号受信データから状態推定に用いる特徴データを生成し、前記推定部は、前記物理経路毎に、前記特徴データに基づいて前記物理経路の状態を推定し、前記状態推定装置は、前記推定部により推定された前記物理経路毎の状態に基づいて前記伝送路の状態推定結果を導出する統合推定部をさらに備える。   One aspect of the present invention is the above-described state estimation device, wherein the transmission path includes a plurality of physical paths, and the preprocessing unit acquires and acquires the signal reception data for each physical path. Feature data used for state estimation is generated from the signal reception data, the estimation unit estimates the state of the physical path for each physical path based on the feature data, and the state estimation device includes the estimation unit An integrated estimation unit for deriving a state estimation result of the transmission path based on the state of each physical path estimated by the above.

本発明の一態様は、上述の状態推定装置であって、前記前処理部は、複数の前記物理経路のうち2以上又は全てに同一の光源を用いた光信号を伝送したときの前記物理経路毎の前記信号受信データを取得する。   One aspect of the present invention is the above-described state estimation device, wherein the preprocessing unit transmits the optical signal using the same light source in two or more or all of the plurality of physical paths. The signal reception data is acquired every time.

本発明の一態様は、上述の状態推定装置であって、前記前処理部は、複数の前記物理経路それぞれに異なる光源を用いた光信号を伝送したときの前記物理経路毎の前記信号受信データを取得する。   One aspect of the present invention is the above-described state estimation device, in which the preprocessing unit receives the signal reception data for each physical path when transmitting an optical signal using a different light source to each of the plurality of physical paths. To get.

本発明の一態様は、上述の状態推定装置であって、前記伝送路は、マルチコアファイバ、マルチモードファイバ、又は、マルチファイバのいずれか又は2以上の組合せである。   One aspect of the present invention is the above-described state estimation device, wherein the transmission path is a multi-core fiber, a multi-mode fiber, or a multi-fiber, or a combination of two or more.

本発明の一態様は、上述の状態推定装置であって、前記伝送路は、複数のシングルモードの光信号を多重してマルチモードの光信号に変換するモード多重部と、前記モード多重部が変換したマルチモードの前記光信号を伝送するマルチモードファイバと、前記マルチモードファイバを伝送したマルチモードの前記光信号をシングルモードの光信号に分離するモード分離部とを有する。   One aspect of the present invention is the above-described state estimation device, wherein the transmission path includes a mode multiplexing unit that multiplexes a plurality of single-mode optical signals and converts them into a multi-mode optical signal, and the mode multiplexing unit includes A multimode fiber that transmits the converted multimode optical signal; and a mode separation unit that separates the multimode optical signal transmitted through the multimode fiber into a single mode optical signal.

本発明の一態様は、上述の状態推定装置であって、前記前処理部は、前記物理経路毎に双方向それぞれの光信号を伝送したときの前記信号受信データを取得し、取得した前記信号受信データから状態推定に用いる特徴データを生成し、前記推定部は、双方向それぞれについて、前記物理経路毎に、前記特徴データに基づいて前記物理経路の状態を推定し、前記統合推定部は、前記推定部により双方向それぞれについて推定された前記物理経路毎の状態に基づいて前記伝送路の状態推定結果を導出する。   One aspect of the present invention is the above-described state estimation device, in which the preprocessing unit acquires the signal reception data when transmitting each bidirectional optical signal for each physical path, and the acquired signal The feature data used for state estimation is generated from the received data, and the estimation unit estimates the state of the physical path based on the feature data for each physical path for each of the bidirectional directions. A state estimation result of the transmission path is derived based on the state of each physical path estimated in both directions by the estimation unit.

本発明の一態様は、伝送装置と、上述のいずれかの状態推定装置とを備える通信システムである。   One embodiment of the present invention is a communication system including a transmission device and any one of the above-described state estimation devices.

本発明により、コストを低減しながらデータ伝送において生じる障害のより詳細な前兆検知を行うことが可能となる。   According to the present invention, it is possible to perform more detailed precursor detection of a failure that occurs in data transmission while reducing costs.

第1の実施形態による通信システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the communication system by 1st Embodiment. 第2の実施形態による通信システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the communication system by 2nd Embodiment. 第3の実施形態による通信システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the communication system by 3rd Embodiment. 第4の実施形態による通信システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the communication system by 4th Embodiment. 第5の実施形態による通信システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the communication system by 5th Embodiment. 第6の実施形態による通信システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the communication system by 6th Embodiment. 第7の実施形態による通信システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the communication system by 7th Embodiment. 第8の実施形態による推定部の機能を示す図である。It is a figure which shows the function of the estimation part by 8th Embodiment. 第9の実施形態による推定部の機能を示す図である。It is a figure which shows the function of the estimation part by 9th Embodiment. 第10の実施形態による推定部の機能を示す図である。It is a figure which shows the function of the estimation part by 10th Embodiment. 第11の実施形態による推定部の動作を示すフロー図である。It is a flowchart which shows operation | movement of the estimation part by 11th Embodiment. 同実施形態による推定部の他の動作を示すフロー図である。It is a flowchart which shows other operation | movement of the estimation part by the embodiment. 第12の実施形態による推定部の動作を示すフロー図である。It is a flowchart which shows operation | movement of the estimation part by 12th Embodiment. 同実施形態による推定部の他の動作を示すフロー図である。It is a flowchart which shows other operation | movement of the estimation part by the embodiment. 第13の実施形態による通信システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the communication system by 13th Embodiment. 第14の実施形態による通信システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the communication system by 14th Embodiment. 第15の実施形態による通信システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the communication system by 15th Embodiment. 第16の実施形態による通信システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the communication system by 16th Embodiment. 第17の実施形態による通信システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the communication system by 17th Embodiment. 第18の実施形態による通信システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the communication system by 18th Embodiment. 第19の実施形態による通信システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the communication system by 19th Embodiment. 第20の実施形態による通信システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the communication system by 20th Embodiment. 第21の実施形態による通信システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the communication system by 21st Embodiment. 従来技術の光デジタルコヒーレント方式の光通信システムを示す図である。It is a figure which shows the optical communication system of an optical digital coherent system of a prior art.

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。以下では、機能部XXXがY個ある場合、Y個の機能部XXXをそれぞれ機能部XXX−1〜XXX−Yと記載する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Hereinafter, when there are Y functional units XXX, the Y functional units XXX are referred to as functional units XXX-1 to XXX-Y, respectively.

(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態による通信システム101の構成を示すブロック図である。通信システム101は、伝送装置200及び状態推定装置510を備える。通信システム101が備える伝送装置200の台数は任意である。伝送装置200は、伝送路300を介してデータ通信を行う。伝送路300は、例えば、光ファイバである。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a communication system 101 according to the first embodiment of the present invention. The communication system 101 includes a transmission device 200 and a state estimation device 510. The number of transmission apparatuses 200 included in the communication system 101 is arbitrary. The transmission apparatus 200 performs data communication via the transmission path 300. The transmission line 300 is, for example, an optical fiber.

伝送装置200は、送信部201及び受信部202を備える。送信部201は、伝送路300を介して光信号を送信する。受信部202は、伝送路300を介してデータを受信する。同図では、2台の伝送装置200が光信号により、ユーザのデータ通信を中継している。   The transmission apparatus 200 includes a transmission unit 201 and a reception unit 202. The transmission unit 201 transmits an optical signal via the transmission path 300. The receiving unit 202 receives data via the transmission path 300. In the figure, two transmission apparatuses 200 relay user data communication using optical signals.

状態推定装置510は、前処理部511及び推定部512を備える。前処理部511は、伝送装置200の受信部202から、受信部202が受信した各信号の位相平面状態(コンスタレーション)を示すコンスタレーションデータ(位相平面状態データ)を信号受信データとして受信する。前処理部511は、コンスタレーションデータに、位相の出現頻度をプロットして二次元ヒストグラムデータに変換し、特徴データとして推定部512に出力する。推定部512は、前処理部511から受信した特徴データに基づいて、伝送装置200及び伝送路300の異常状態を推定し、推定結果を出力する。   The state estimation device 510 includes a preprocessing unit 511 and an estimation unit 512. The preprocessing unit 511 receives constellation data (phase plane state data) indicating the phase plane state (constellation) of each signal received by the reception unit 202 from the reception unit 202 of the transmission apparatus 200 as signal reception data. The pre-processing unit 511 plots the appearance frequency of the phase in the constellation data, converts it to two-dimensional histogram data, and outputs it to the estimation unit 512 as feature data. The estimation unit 512 estimates the abnormal state of the transmission device 200 and the transmission path 300 based on the feature data received from the preprocessing unit 511 and outputs the estimation result.

なお、前処理部511は、位相平面上にプロットされるコンスタレーションデータを直交座標から極座標に変換した後、位相の出現頻度をプロットして二次元ヒストグラムデータを生成してもよい。また、前処理部511は、コンスタレーションデータを直交座標から極座標に変換した後に高速フーリエ変換を行い、角度と中心からの距離のそれぞれについて高速フーリエ変換した結果を両軸とした二次元平面に出現頻度をプロットして二次元ヒストグラムデータとしてもよい。   Note that the preprocessing unit 511 may generate the two-dimensional histogram data by plotting the appearance frequency of the phase after converting the constellation data plotted on the phase plane from the orthogonal coordinates to the polar coordinates. In addition, the preprocessing unit 511 performs fast Fourier transform after converting the constellation data from orthogonal coordinates to polar coordinates, and appears on a two-dimensional plane having both axes as a result of fast Fourier transform for each of the angle and the distance from the center. The frequency may be plotted as two-dimensional histogram data.

推定部512による推定の結果、光ファイバの曲げ、引っ張り、融着点ずれ(破断)、温度変化、振動、漏水、ねじれ、などの伝送路300の異常状態とその程度、伝送装置200の送信部201に用いられる送信モジュールの異常状態、伝送装置200の受信部202に用いられる受信モジュールの異常状態などを推定できる。   As a result of the estimation by the estimation unit 512, the abnormal state of the transmission line 300 such as bending, pulling, misalignment (breaking), temperature change, vibration, water leakage, and twist of the optical fiber, and the transmission unit of the transmission apparatus 200 An abnormal state of the transmission module used in 201, an abnormal state of the reception module used in the reception unit 202 of the transmission apparatus 200, and the like can be estimated.

(第2の実施形態)
図2は、本発明の第2の実施形態による通信システム102の構成を示すブロック図である。同図において、図1に示す第1の実施形態による通信システム101と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。通信システム102は、伝送装置200及び状態推定装置520を備える。状態推定装置520は、前処理部521及び推定部522を備える。
(Second Embodiment)
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the communication system 102 according to the second embodiment of the present invention. In this figure, the same parts as those of the communication system 101 according to the first embodiment shown in FIG. The communication system 102 includes a transmission device 200 and a state estimation device 520. The state estimation device 520 includes a preprocessing unit 521 and an estimation unit 522.

前処理部521は、伝送装置200の受信部202から取得したコンスタレーションデータを、直交座標から極座標に変換する。前処理部521は、角度と中心からの距離のデータそれぞれを高速フーリエ変換データに加工し、特徴データとして推定部522に出力する。このように、前処理部521は、平面にプロットされるコンスタレーションデータを、周波数分析ができるようにフーリエ変換データに加工することで特徴を抽出する。推定部522は、前処理部521から受信した特徴データをもとに、伝送装置200及び伝送路300の異常状態を推定し、推定結果を出力する。   The preprocessing unit 521 converts the constellation data acquired from the reception unit 202 of the transmission apparatus 200 from orthogonal coordinates to polar coordinates. The pre-processing unit 521 processes the angle and distance data from the center into fast Fourier transform data, and outputs the processed data to the estimation unit 522 as feature data. Thus, the preprocessing unit 521 extracts features by processing the constellation data plotted on the plane into Fourier transform data so that frequency analysis can be performed. The estimation unit 522 estimates an abnormal state of the transmission device 200 and the transmission path 300 based on the feature data received from the preprocessing unit 521, and outputs an estimation result.

推定部522による推定の結果、光ファイバの曲げ、引っ張り、融着点ずれ、温度変化、振動、漏水、ねじれ、などの伝送路300の異常状態とその程度、伝送装置200の送信部201に用いられる送信モジュールの異常状態、伝送装置200の受信部202に用いられる受信モジュールの異常状態などを推定できる。   As a result of the estimation by the estimation unit 522, the abnormal state of the transmission line 300 such as bending, pulling, misalignment of the optical fiber, temperature change, vibration, water leakage, torsion, and the degree thereof are used for the transmission unit 201 of the transmission apparatus 200. The abnormal state of the transmission module to be transmitted, the abnormal state of the reception module used in the reception unit 202 of the transmission apparatus 200, and the like can be estimated.

(第3の実施形態)
図3は、本発明の第3の実施形態による通信システム103の構成を示すブロック図である。同図において、図1に示す第1の実施形態による通信システム101と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。通信システム103は、伝送装置200及び状態推定装置530を備える。状態推定装置530は、前処理部531及び推定部532を備える。
(Third embodiment)
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the communication system 103 according to the third embodiment of the present invention. In this figure, the same parts as those of the communication system 101 according to the first embodiment shown in FIG. The communication system 103 includes a transmission device 200 and a state estimation device 530. The state estimation device 530 includes a preprocessing unit 531 and an estimation unit 532.

前処理部531は、伝送装置200の受信部202から取得したコンスタレーションデータを、座標変換データに加工し、特徴データとして推定部532に出力する。具体的には、前処理部531は、平面にプロットされるコンスタレーションデータを直交座標から極座標に変換し、例えば、極座標における角度及び中心からの距離ごとに出現頻度をプロットすることで特徴を抽出する。推定部532は、前処理部531から受信した特徴データをもとに、伝送装置200及び伝送路300の異常状態を推定し、推定結果を出力する。なお、前処理部531は、コンスタレーションデータをそのまま特徴データとして推定部532に出力してもよい。   The preprocessing unit 531 processes the constellation data acquired from the reception unit 202 of the transmission apparatus 200 into coordinate conversion data, and outputs the data to the estimation unit 532 as feature data. Specifically, the preprocessing unit 531 converts the constellation data plotted on the plane from orthogonal coordinates to polar coordinates, and extracts features by plotting the appearance frequency for each angle and distance from the center, for example. To do. The estimation unit 532 estimates an abnormal state of the transmission device 200 and the transmission path 300 based on the feature data received from the preprocessing unit 531, and outputs an estimation result. Note that the preprocessing unit 531 may output the constellation data as it is to the estimation unit 532 as feature data.

推定部532による推定の結果、光ファイバの曲げ、引っ張り、融着点ずれ、温度変化、振動、漏水、ねじれ、などの伝送路300の異常状態とその程度、伝送装置200の送信部201に用いられる送信モジュールの異常状態、伝送装置200の受信部202に用いられる受信モジュールの異常状態などを推定できる。   As a result of estimation by the estimation unit 532, the abnormal state of the transmission path 300 such as bending, pulling, misalignment of the optical fiber, temperature change, vibration, water leakage, torsion, and the degree thereof are used for the transmission unit 201 of the transmission apparatus 200. The abnormal state of the transmission module to be transmitted, the abnormal state of the reception module used in the reception unit 202 of the transmission apparatus 200, and the like can be estimated.

(第4の実施形態)
図4は、本発明の第4の実施形態による通信システム104の構成を示すブロック図である。同図において、図1に示す第1の実施形態による通信システム101と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。通信システム104は、伝送装置200及び状態推定装置540を備える。状態推定装置540は、前処理部541及び推定部542を備える。
(Fourth embodiment)
FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the communication system 104 according to the fourth embodiment of the present invention. In this figure, the same parts as those of the communication system 101 according to the first embodiment shown in FIG. The communication system 104 includes a transmission device 200 and a state estimation device 540. The state estimation device 540 includes a preprocessing unit 541 and an estimation unit 542.

前処理部541は、伝送装置200の受信部202から各受信信号のコンスタレーションデータと、受信パワ及びQ値データとを信号受信データとして取得する。前処理部541は、コンスタレーションデータを二次元ヒストグラムデータに加工し、受信パワ及びQ値データをそれぞれ時系列データに加工する。前処理部541は、受信パワ及びQ値データの時系列データと、コンスタレーションデータの二次元ヒストグラムデータとを組み合わせ、特徴データとして推定部542に出力する。推定部542は、前処理部541から受信した特徴データをもとに、伝送装置200及び伝送路300の異常状態を推定し、推定結果を出力する。   The preprocessing unit 541 acquires constellation data of each reception signal, reception power, and Q value data as signal reception data from the reception unit 202 of the transmission apparatus 200. The preprocessing unit 541 processes the constellation data into two-dimensional histogram data, and processes the received power and the Q value data into time series data. The preprocessing unit 541 combines the received power and time-series data of the Q value data and the two-dimensional histogram data of the constellation data, and outputs the combined data to the estimation unit 542 as feature data. The estimation unit 542 estimates an abnormal state of the transmission device 200 and the transmission path 300 based on the feature data received from the preprocessing unit 541 and outputs an estimation result.

推定部542による推定の結果、光ファイバの曲げ、引っ張り、融着点ずれ、温度変化、振動、漏水、ねじれ、などの伝送路300の異常状態とその程度、伝送装置200の送信部201に用いられる送信モジュールの異常状態、伝送装置200の受信部202に用いられる受信モジュールの異常状態などを推定できる。   As a result of the estimation by the estimation unit 542, the abnormal state of the transmission line 300 such as bending, pulling, misalignment of the optical fiber, temperature change, vibration, water leakage, twisting, etc., and its degree are used for the transmission unit 201 of the transmission apparatus 200. The abnormal state of the transmission module to be transmitted, the abnormal state of the reception module used in the reception unit 202 of the transmission apparatus 200, and the like can be estimated.

(第5の実施形態)
図5は、本発明の第5の実施形態による通信システム105の構成を示すブロック図である。同図において、図1に示す第1の実施形態による通信システム101と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。通信システム105は、伝送装置200及び状態推定装置550を備える。状態推定装置550は、前処理部551及び推定部552を備える。
(Fifth embodiment)
FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the communication system 105 according to the fifth embodiment of the present invention. In this figure, the same parts as those of the communication system 101 according to the first embodiment shown in FIG. The communication system 105 includes a transmission device 200 and a state estimation device 550. The state estimation device 550 includes a preprocessing unit 551 and an estimation unit 552.

前処理部551は、伝送装置200の受信部202から受信信号のコンスタレーションデータと、受信パワ及びQ値データを信号受信データとして取得する。前処理部551は、コンスタレーションデータを高速フーリエ変換した結果を示す高速フーリエ変換データに加工し、受信パワ及びQ値データを時系列データに加工する。前処理部551は、受信パワ及びQ値データの時系列データと、コンスタレーションデータの高速フーリエ変換データとを組み合わせて、特徴データとして推定部552に出力する。推定部552は、前処理部551から受信したデータをもとに、伝送装置200及び伝送路300の異常状態を推定し、推定結果を出力する。   The preprocessing unit 551 acquires the constellation data of the reception signal, the reception power, and the Q value data from the reception unit 202 of the transmission apparatus 200 as signal reception data. The preprocessing unit 551 processes the constellation data into fast Fourier transform data indicating the result of fast Fourier transform, and processes the received power and the Q value data into time series data. The preprocessing unit 551 combines the received power and time-series data of the Q value data and the fast Fourier transform data of the constellation data, and outputs the combined data to the estimation unit 552. The estimation unit 552 estimates an abnormal state of the transmission device 200 and the transmission path 300 based on the data received from the preprocessing unit 551 and outputs an estimation result.

推定部552による推定の結果、光ファイバの曲げ、引っ張り、融着点ずれ、温度変化、振動、漏水、ねじれ、などの伝送路300の異常状態とその程度、伝送装置200の送信部201に用いられる送信モジュールの異常状態、伝送装置200の受信部202に用いられる受信モジュールの異常状態などを推定できる。   As a result of the estimation by the estimation unit 552, the abnormal state of the transmission path 300 such as bending, pulling, misalignment of the optical fiber, temperature change, vibration, water leakage, torsion, etc. and its degree are used for the transmission unit 201 of the transmission apparatus 200. The abnormal state of the transmission module to be transmitted, the abnormal state of the reception module used in the reception unit 202 of the transmission apparatus 200, and the like can be estimated.

(第6の実施形態)
図6は、本発明の第6の実施形態による通信システム106の構成を示すブロック図である。同図において、図1に示す第1の実施形態による通信システム101と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。通信システム106は、伝送装置200及び状態推定装置560を備える。状態推定装置560は、前処理部561及び推定部562を備える。
(Sixth embodiment)
FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the communication system 106 according to the sixth embodiment of the present invention. In this figure, the same parts as those of the communication system 101 according to the first embodiment shown in FIG. The communication system 106 includes a transmission device 200 and a state estimation device 560. The state estimation device 560 includes a preprocessing unit 561 and an estimation unit 562.

前処理部561は、伝送装置200の受信部202から各受信信号の受信パワ又はQ値データを信号受信データとして取得する。前処理部561は、時系列変化する受信パワ又はQ値データを一次元ヒストグラムデータに加工する。前処理部561は、一次元ヒストグラムデータに変換された受信パワ又はQ値データを、特徴データとして推定部562に出力する。推定部562は、前処理部561から受信した特徴データをもとに、伝送装置200及び伝送路300の異常状態を推定し、推定結果を出力する。   The preprocessing unit 561 acquires the reception power or Q value data of each reception signal from the reception unit 202 of the transmission apparatus 200 as signal reception data. The preprocessing unit 561 processes reception power or Q value data that changes in time series into one-dimensional histogram data. The preprocessing unit 561 outputs the received power or Q value data converted into the one-dimensional histogram data to the estimation unit 562 as feature data. The estimation unit 562 estimates an abnormal state of the transmission device 200 and the transmission path 300 based on the feature data received from the preprocessing unit 561, and outputs an estimation result.

推定部562による推定の結果、光ファイバの曲げ、引っ張り、融着点ずれ、温度変化、振動、漏水、ねじれ、などの伝送路300の異常状態とその程度、伝送装置200の送信部201に用いられる送信モジュールの異常状態、伝送装置200の受信部202に用いられる受信モジュールの異常状態などを推定できる。   As a result of estimation by the estimation unit 562, the abnormal state of the transmission line 300 such as bending, pulling, misalignment of the optical fiber, temperature change, vibration, water leakage, twist, and the like, and the degree thereof are used for the transmission unit 201 of the transmission apparatus 200. The abnormal state of the transmission module to be transmitted, the abnormal state of the reception module used in the reception unit 202 of the transmission apparatus 200, and the like can be estimated.

(第7の実施形態)
図7は、本発明の第7の実施形態による通信システム107の構成を示すブロック図である。同図において、図1に示す第1の実施形態による通信システム101と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。通信システム107は、伝送装置200及び状態推定装置570を備える。状態推定装置570は、前処理部571及び推定部572を備える。
(Seventh embodiment)
FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the communication system 107 according to the seventh embodiment of the present invention. In this figure, the same parts as those of the communication system 101 according to the first embodiment shown in FIG. The communication system 107 includes a transmission device 200 and a state estimation device 570. The state estimation device 570 includes a preprocessing unit 571 and an estimation unit 572.

前処理部571は、伝送装置200の受信部202から受信パワ又はQ値データを信号受信データとして取得する。前処理部571は、受信パワ及びQ値データを二次元平面にプロットし、頻度を表す二次元ヒストグラムデータに加工する。前処理部571は、二次元ヒストグラムデータを、特徴データとして推定部572に出力する。推定部572は、前処理部571から受信した特徴データをもとに、伝送装置200及び伝送路300の異常状態を推定し、推定結果を出力する。   The preprocessing unit 571 acquires reception power or Q value data as signal reception data from the reception unit 202 of the transmission apparatus 200. The preprocessing unit 571 plots the received power and the Q value data on a two-dimensional plane and processes the two-dimensional histogram data representing the frequency. The preprocessing unit 571 outputs the two-dimensional histogram data to the estimation unit 572 as feature data. The estimation unit 572 estimates an abnormal state of the transmission device 200 and the transmission path 300 based on the feature data received from the preprocessing unit 571 and outputs an estimation result.

推定部572による推定の結果、光ファイバの曲げ、引っ張り、融着点ずれ、温度変化、振動、漏水、ねじれ、などの伝送路300の異常状態とその程度、伝送装置200の送信部201に用いられる送信モジュールの異常状態、伝送装置200の受信部202に用いられる受信モジュールの異常状態などを推定できる。   As a result of the estimation by the estimation unit 572, the abnormal state of the transmission line 300 such as bending, pulling, misalignment of the optical fiber, temperature change, vibration, water leakage, twisting, etc., and its degree are used for the transmission unit 201 of the transmission apparatus 200. The abnormal state of the transmission module to be transmitted, the abnormal state of the reception module used in the reception unit 202 of the transmission apparatus 200, and the like can be estimated.

(第8の実施形態)
図8は、本発明の第8の実施形態による状態推定装置580が有する状態推定の機能を示す図である。状態推定装置580は、前処理部581及び推定部582を備える。前処理部581は上述した実施形態の前処理部511、521、531、541、551、561、571として、推定部582は、上述した実施形態の推定部512、522、532、542、552、562、572として用いることができる。
(Eighth embodiment)
FIG. 8 is a diagram illustrating the state estimation function of the state estimation device 580 according to the eighth embodiment of the present invention. The state estimation device 580 includes a preprocessing unit 581 and an estimation unit 582. The preprocessing unit 581 is the preprocessing unit 511, 521, 531, 541, 551, 561, 571 of the above-described embodiment, and the estimation unit 582 is the estimation unit 512, 522, 532, 542, 552 of the above-described embodiment. 562 and 572 can be used.

推定部582は、ニューラルネット等の機械学習を用いている。例えば、ニューラルネットワークなどのAI(人工知能)に、推定する状態に対応する特徴データを予め学習させ、推定部582には、この学習済みのAI(ニューラルネットワーク)を用いる。学習済みAIは、前処理部581から入力した特徴データを用いて、所定の状態である確率(尤度)を演算する。所定の状態とは、推定部582における最終的な状態判断に使用され、伝送路300の状態、送信部201に用いられる送信モジュールの異常状態、受信部202に用いられる受信モジュールの異常状態のいずれかに含まれる一部の状態である。例えば、学習済みAIは、光ファイバの曲げが大きい確率、光ファイバの曲げが中程度の確率、光ファイバの曲げが小さい確率、などの状態を判断する。また例えば、学習済みAIは、光ファイバの曲げが所定以上の確率、光ファイバのねじれが所定以上の確率、送信モジュールに異常が発生している確率、受信モジュールに異常が発生している確率などの各状態を判断する。   The estimation unit 582 uses machine learning such as a neural network. For example, AI (artificial intelligence) such as a neural network is learned in advance for feature data corresponding to the state to be estimated, and the learned AI (neural network) is used for the estimation unit 582. The learned AI calculates the probability (likelihood) of being in a predetermined state using the feature data input from the preprocessing unit 581. The predetermined state is used for final state determination in the estimation unit 582, and is any of the state of the transmission line 300, the abnormal state of the transmission module used in the transmission unit 201, and the abnormal state of the reception module used in the reception unit 202. This is a part of the state. For example, the learned AI determines a state such as a probability that the bending of the optical fiber is large, a probability that the bending of the optical fiber is medium, and a probability that the bending of the optical fiber is small. Also, for example, the learned AI is a probability that the optical fiber is bent more than a predetermined value, a probability that the optical fiber is twisted more than a predetermined value, a probability that the transmission module is abnormal, a probability that the reception module is abnormal, etc. Judge each state.

このように、推定部582は、学習済みAIにより、受信信号の物理的状態を表す特徴データを用いて、伝送路300の障害原因(曲げ、引っ張り、圧縮、破断、振動等)と、その程度(曲げ径、引っ張り強度、振動幅・振動周期等)、及び、送信モジュール及び受信モジュールそれぞれにおける異常発生の確率を推定することが可能である。推定部582は、これらの状態の演算結果を総合して伝送路300及び伝送装置200の状態を判定し、判定結果を出力する。推定部582の判定機能は、AND/OR論理、最大値抽出演算を用いた方法により実現可能である。   As described above, the estimation unit 582 uses the featured data representing the physical state of the received signal based on the learned AI, and causes of the failure (bending, pulling, compressing, breaking, vibration, etc.) of the transmission path 300 and the degree thereof. (Bending diameter, tensile strength, vibration width / vibration period, etc.) and the probability of occurrence of abnormality in each of the transmission module and the reception module can be estimated. The estimation unit 582 determines the states of the transmission path 300 and the transmission apparatus 200 by combining the calculation results of these states, and outputs the determination results. The determination function of the estimation unit 582 can be realized by a method using AND / OR logic and maximum value extraction calculation.

(第9の実施形態)
図9は、本発明の第9の実施形態による状態推定装置590が有する状態推定の機能を示す図である。状態推定装置590は、前処理部591及び推定部592を備える。前処理部591は上述した実施形態の前処理部511、521、531、541、551、561、571として、推定部592は、上述した実施形態の推定部512、522、532、542、552、562、572として用いることができる。
(Ninth embodiment)
FIG. 9 is a diagram illustrating the state estimation function of the state estimation device 590 according to the ninth embodiment of the present invention. The state estimation device 590 includes a preprocessing unit 591 and an estimation unit 592. The preprocessing unit 591 is the preprocessing unit 511, 521, 531, 541, 551, 561, 571 of the above-described embodiment, and the estimation unit 592 is the estimation unit 512, 522, 532, 542, 552 of the above-described embodiment. 562 and 572 can be used.

推定部592は、それぞれ2つの状態を認識する認識機能#1〜認識機能#nを有している。例えば、認識機能#1は、光ファイバに大きな曲げがある確率とない確率を演算し、認識機能#2は、光ファイバに中程度の曲げがある確率とない確率を演算する。また、例えば、認識機能#1は、光ファイバに所定以上の曲げがある確率とない確率を演算し、認識機能#2は光ファイバに所定以上のねじれがある確率とない確率を演算し、認識機能#3は、送信モジュールに異常がある確率とない確率を演算し、認識機能#4は、受信モジュールに異常がある確率とない確率を演算する。推定部592は、認識機能#1〜認識機能#nのそれぞれが演算した複数の2つの状態に基づいて伝送路300及び伝送装置200の状態を判定し、判定結果を出力する。認識機能#1〜#nは、統計的推定法や古典的なルールベースAI、ニューラルネット等の機械学習を用いた方法で実現可能である。判定機能は、AND/OR論理、最大値抽出演算を用いた方法で実現可能である。   The estimation unit 592 has recognition functions # 1 to #n that recognize two states. For example, the recognition function # 1 calculates the probability that there is a large bend in the optical fiber, and the recognition function # 2 calculates the probability that there is a moderate bend in the optical fiber. Also, for example, the recognition function # 1 calculates the probability that the optical fiber has a bend greater than or equal to a predetermined value, and the recognition function # 2 calculates the probability that the optical fiber has a twist or more than a predetermined value. The function # 3 calculates the probability that there is an abnormality in the transmission module and the probability that there is no abnormality in the transmission module, and the recognition function # 4 calculates the probability that there is an abnormality in the reception module. The estimation unit 592 determines the states of the transmission path 300 and the transmission device 200 based on a plurality of two states calculated by the recognition functions # 1 to #n, and outputs the determination results. The recognition functions # 1 to #n can be realized by a method using machine learning such as a statistical estimation method, a classic rule base AI, or a neural network. The determination function can be realized by a method using AND / OR logic and a maximum value extraction operation.

(第10の実施形態)
図10は、本発明の第10の実施形態による状態推定装置595が有する状態推定の機能を示す図である。状態推定装置595は、前処理部596及び推定部597を備える。前処理部596は上述した実施形態の前処理部511、521、531、541、551、561、571として、推定部597は、上述した実施形態の推定部512、522、532、542、552、562、572として用いることができる。
(Tenth embodiment)
FIG. 10 is a diagram illustrating the state estimation function of the state estimation device 595 according to the tenth embodiment of the present invention. The state estimation device 595 includes a preprocessing unit 596 and an estimation unit 597. The preprocessing unit 596 is the preprocessing unit 511, 521, 531, 541, 551, 561, 571 of the above-described embodiment, and the estimation unit 597 is the estimation unit 512, 522, 532, 542, 552 of the above-described embodiment. 562 and 572 can be used.

推定部597は、それぞれ2つ以上の状態を認識する認識機能#1〜認識機能#nを有している。例えば、認識機能#1は、光ファイバに大きな曲げがある確率、小さな曲げがある確率、及び、曲げがない確率を演算し、認識機能#2は光ファイバに大きなねじれがある確率、小さなねじれがある確率、及び、ねじれがない確率を演算する。また、例えば、認識機能#3は、送信モジュールに異常がある確率とない確率を演算し、認識機能#4は、受信モジュールに異常がある確率とない確率を演算する。推定部597は、認識機能#1〜認識機能#nのそれぞれが演算した複数の2つの以上の状態に基づいて伝送路300及び伝送装置200の状態を判定し、判定結果を出力する。認識機能#1〜#nは、統計的推定法や古典的なルールベースAI、ニューラルネット等の機械学習を用いた方法で実現可能である。判定機能は、AND/OR論理、最大値抽出演算を用いた方法で実現可能である。   The estimation unit 597 has recognition functions # 1 to #n that recognize two or more states. For example, the recognition function # 1 calculates the probability that the optical fiber has a large bend, the probability that there is a small bend, and the probability that there is no bend, and the recognition function # 2 indicates the probability that the optical fiber has a large twist and a small twist. A certain probability and a probability that there is no twist are calculated. Further, for example, the recognition function # 3 calculates the probability that there is an abnormality in the transmission module and the probability that there is no abnormality in the transmission module, and the recognition function # 4 calculates the probability that there is an abnormality in the reception module. The estimation unit 597 determines the states of the transmission line 300 and the transmission device 200 based on a plurality of two or more states calculated by the recognition functions # 1 to #n, and outputs the determination results. The recognition functions # 1 to #n can be realized by a method using machine learning such as a statistical estimation method, a classic rule base AI, or a neural network. The determination function can be realized by a method using AND / OR logic and a maximum value extraction operation.

(第11の実施形態)
図11及び図12は、本発明の第11の実施形態に係る状態推定装置が備える推定部の処理を示すフロー図である。本実施形態の状態推定装置として、第8の実施形態の状態推定装置580を用いることができる。以下では、状態推定装置580の推定部582に用いられる学習済みAIが、状態#1〜#nのn種類の状態を判定する場合を例に説明する。
(Eleventh embodiment)
FIG.11 and FIG.12 is a flowchart which shows the process of the estimation part with which the state estimation apparatus which concerns on the 11th Embodiment of this invention is provided. As the state estimation device of this embodiment, the state estimation device 580 of the eighth embodiment can be used. Hereinafter, a case where the learned AI used in the estimation unit 582 of the state estimation device 580 determines n types of states # 1 to #n will be described as an example.

図11は、学習済みAIが各状態をシーケンシャルで判断する場合のフロー図である。まず、推定部582は、iを初期値1とする(ステップS105)。推定部582は、前処理部581から受信した特徴データの全て又は一部を、状態#iの判定に用いる特徴データとして取得する(ステップS110)。推定部582は、取得した特徴データを入力として学習済みAIにより状態#iを認識する(ステップS115)。推定部582は、状態#iの認識結果を保持する(ステップS120)。推定部582は、iの値がnに達しておらず、まだ全状態認識を実行していないと判定した場合(ステップS125:NO)、iの値に1を加算し、ステップS110からの処理を繰り返す(ステップS130)。推定部582は、iの値がnに達し、全状態認識を実行したと判断した場合(ステップS125:YES)、状態#1〜状態#nの認識結果を用いて判定機能を実行し、伝送路300及び伝送装置200の状態を判定する(ステップS135)。   FIG. 11 is a flowchart when the learned AI determines each state sequentially. First, the estimation unit 582 sets i to an initial value 1 (step S105). The estimation unit 582 acquires all or part of the feature data received from the preprocessing unit 581 as the feature data used for the determination of the state #i (Step S110). The estimation unit 582 recognizes the state #i from the learned AI using the acquired feature data as an input (step S115). The estimation unit 582 holds the recognition result of the state #i (Step S120). If the estimation unit 582 determines that the value of i has not reached n and that all state recognition has not yet been performed (step S125: NO), the estimation unit 582 adds 1 to the value of i, and the processing from step S110 is performed. Is repeated (step S130). When it is determined that the value of i has reached n and all state recognition has been executed (step S125: YES), the estimation unit 582 executes the determination function using the recognition results of state # 1 to state #n, and transmits The state of the path 300 and the transmission apparatus 200 is determined (step S135).

図12は、学習済みAIが各状態をパラレルで判断する場合のフロー図である。まず、推定部582は、ステップS205−1及びS210−1、ステップS205−2及びS210−2、…、ステップS205−n及びS210−nを並行して実行する。i=1〜nのそれぞれについて、推定部582は、前処理部581から受信した特徴データの全て又は一部を、状態#iの判定に用いる特徴データとして取得し(ステップS205−i)、取得した特徴データを入力として学習済みAIにより状態#iを認識する(ステップS210−i)。推定部582は、各状態#1〜#nの認識結果を保持する(ステップS215)。推定部582は、状態#1〜状態#nの認識結果を用いて、判定機能を実行して伝送路300及び伝送装置200の状態を判定する(ステップS220)。   FIG. 12 is a flowchart when the learned AI determines each state in parallel. First, the estimation part 582 performs step S205-1 and S210-1, step S205-2 and S210-2, ..., step S205-n and S210-n in parallel. For each of i = 1 to n, the estimation unit 582 acquires all or part of the feature data received from the preprocessing unit 581 as the feature data used for the determination of the state #i (Step S205-i). Using the learned feature data as input, the state #i is recognized from the learned AI (step S210-i). The estimation unit 582 holds the recognition results of the states # 1 to #n (Step S215). The estimation unit 582 executes the determination function using the recognition results of the states # 1 to #n to determine the states of the transmission line 300 and the transmission device 200 (step S220).

例えば、推定部582は、状態#1認識で光ファイバの曲げがAmmの確率を、状態#2認識で光ファイバの曲げがBmmの確率を、状態#n認識で光ファイバの曲げがXmmの確率を得る。推定部582は、これら状態認識結果に基づいて、判定機能により、光ファイバの曲げがYmmであると判定する。   For example, the estimation unit 582 has a probability that the optical fiber bend is Amm in the state # 1 recognition, a probability that the optical fiber bend is Bmm in the state # 2 recognition, and a probability that the optical fiber bend is Xmm in the state #n recognition. Get. Based on these state recognition results, the estimation unit 582 determines that the optical fiber bend is Ymm by the determination function.

図11の処理を行う場合、推定部582の回路規模を大きくすることなく、状態判定が可能である。一方、図12の処理を行う場合、推定部582が状態判定を行うためにかかる時間を短縮することができる。   When the processing of FIG. 11 is performed, the state determination can be performed without increasing the circuit scale of the estimation unit 582. On the other hand, when the process of FIG. 12 is performed, the time required for the estimation unit 582 to perform state determination can be shortened.

(第12の実施形態)
図13及び図14は、本発明の第12の実施形態に係る状態推定装置が備える推定部の処理を示すフロー図である。本実施形態の状態推定装置として、第9、第10の実施形態の状態推定装置590、595を用いることができる。以下では、状態推定装置595の推定部597が認識機能#1〜認識機能#nを有する場合を例に説明する。
(Twelfth embodiment)
FIG.13 and FIG.14 is a flowchart which shows the process of the estimation part with which the state estimation apparatus which concerns on the 12th Embodiment of this invention is provided. As the state estimation device of this embodiment, the state estimation devices 590 and 595 of the ninth and tenth embodiments can be used. Below, the case where the estimation part 597 of the state estimation apparatus 595 has recognition function # 1-recognition function #n is demonstrated to an example.

図13は、各認識機能がシーケンシャルで動作する場合のフロー図である。まず、推定部597は、iを初期値1とする(ステップS305)。推定部597は、前処理部596から受信した特徴データ全て又は一部を、認識機能#iの判定に用いる特徴データとして取得する(ステップS310)。推定部597の認識機能#iは、取得した特徴データを入力として状態認識を行う(ステップS315)。推定部597は、認識機能#iの認識結果を保持する(ステップS320)。推定部597は、iの値がnに達しておらず、まだ全認識機能を実行していないと判定した場合(ステップS325:NO)、iの値に1を加算し、ステップS310からの処理を繰り返す(ステップS330)。推定部597は、iの値がnに達し、全認識機能を実行したと判断した場合(ステップS325:YES)、認識機能#1〜認識機能#nの認識結果を用いて判定機能を実行し、伝送路300及び伝送装置200の状態を判定する(ステップS335)。   FIG. 13 is a flowchart when the respective recognition functions operate sequentially. First, the estimation unit 597 sets i to an initial value 1 (step S305). The estimation unit 597 acquires all or part of the feature data received from the preprocessing unit 596 as feature data used for determination of the recognition function #i (step S310). The recognition function #i of the estimation unit 597 performs state recognition using the acquired feature data as an input (step S315). The estimation unit 597 holds the recognition result of the recognition function #i (step S320). When the estimation unit 597 determines that the value of i has not reached n and the full recognition function has not yet been executed (step S325: NO), the estimation unit 597 adds 1 to the value of i, and performs the processing from step S310. Is repeated (step S330). When the estimation unit 597 determines that the value of i has reached n and that all recognition functions have been executed (step S325: YES), the estimation unit 597 executes the determination function using the recognition results of the recognition functions # 1 to #n. Then, the states of the transmission line 300 and the transmission apparatus 200 are determined (step S335).

図14は、各認識機能をパラレルで判断する場合のフロー図である。まず、推定部597は、ステップS405−1及びS410−1、ステップS405−2及びS410−2、…、ステップS405−n及びS410−nを並行して実行する。i=1〜nのそれぞれについて、推定部597の認識機能#iは、前処理部596から受信した特徴データ全て又は一部を、判定に用いる特徴データを取得し(ステップS405−i)、取得した特徴データを入力として状態認識を行う(ステップS410−i)。推定部597は、各認識機能#1〜認識機能#nの認識結果を保持する(ステップS415)。推定部582は、認識機能#1〜認識機能#nの認識結果を用いて判定機能を実行し、伝送路300及び伝送装置200の状態を判定する(ステップS420)。   FIG. 14 is a flowchart for determining each recognition function in parallel. First, the estimation part 597 performs step S405-1 and S410-1, step S405-2 and S410-2, ..., step S405-n and S410-n in parallel. For each of i = 1 to n, the recognition function #i of the estimation unit 597 acquires feature data used for determination for all or part of the feature data received from the preprocessing unit 596 (step S405-i). State recognition is performed using the feature data as input (step S410-i). The estimation unit 597 holds the recognition results of the recognition functions # 1 to #n (step S415). The estimation unit 582 executes the determination function using the recognition results of the recognition functions # 1 to #n, and determines the states of the transmission path 300 and the transmission device 200 (step S420).

例えば、推定部597は、認識機能#1で光ファイバの曲げがなし又はAmmの確率を、認識機能#2で光ファイバの曲げがなし又はBmmの確率を、認識機能#nで光ファイバの曲げがなし又はXmmの確率を得る。推定部597は、これら状態認識結果に基づいて、判定機能により、光ファイバの曲げがYmmであると判定する。   For example, the estimation unit 597 determines the probability that the optical fiber is not bent or Amm in the recognition function # 1, the probability that the optical fiber is not bent or Bmm in the recognition function # 2, and the optical fiber bend in the recognition function #n. Get a probability of none or Xmm. Based on these state recognition results, the estimation unit 597 determines that the optical fiber bend is Ymm by the determination function.

図13の処理を行う場合、推定部592、597の回路規模を大きくすることなく、状態判定が可能である。一方、図14の処理を行う場合、推定部592、597が状態判定を行うためにかかる時間を短縮することができる。   When the processing of FIG. 13 is performed, the state determination can be performed without increasing the circuit scale of the estimation units 592 and 597. On the other hand, when the processing of FIG. 14 is performed, the time required for the estimation units 592 and 597 to perform state determination can be shortened.

なお、上述した実施形態におけるパワ、Q値に代えて、又は、加えて、BER(Bit Error Rate)値、OSNR(optical signal-to-noise ratio)値、ESNR(electrical signal-to-noise ratio)値、受信部202が備える光受信機(Rx)において光信号を電気信号に変換した後の電圧振幅値、Rx等化器のタップ係数などのうち1以上を用いてもよい。タップ係数は、Rx等化器において伝送路ひずみを補正する能力に関係し、受信信号の特性に基づいて決められた値が用いられる。   In addition, instead of or in addition to the power and Q value in the above-described embodiment, a BER (Bit Error Rate) value, an OSNR (optical signal-to-noise ratio) value, an ESNR (electrical signal-to-noise ratio). One or more of the value, the voltage amplitude value after the optical signal is converted into an electrical signal in the optical receiver (Rx) included in the receiving unit 202, the tap coefficient of the Rx equalizer, and the like may be used. The tap coefficient relates to the ability to correct transmission line distortion in the Rx equalizer, and a value determined based on the characteristics of the received signal is used.

(第13の実施形態)
本実施形態の通信システムにおいては、伝送路が複数の物理経路を有する。ここでは、伝送路が、複数のコア(物理経路)を有するマルチコアファイバである場合を例に説明する。なお、伝送路は、複数の光ファイバ(物理経路)を束ねたマルチファイバであってもよい。
(13th Embodiment)
In the communication system of the present embodiment, the transmission path has a plurality of physical paths. Here, a case where the transmission path is a multi-core fiber having a plurality of cores (physical paths) will be described as an example. The transmission path may be a multi-fiber in which a plurality of optical fibers (physical paths) are bundled.

図15は、第13の実施形態による通信システム111の構成を示すブロック図である。通信システム111は、伝送装置210及び状態推定装置610を備える。通信システム111が備える伝送装置210の台数は任意である。伝送装置210は、1以上の送信部211と、1以上の受信部212とを備える。伝送装置210は、マルチコアファイバ310を介してデータ通信を行う。マルチコアファイバ310は、コア311−1〜311−N(Nは2以上の整数)を有する。同図では、N=3の場合を例に示している。   FIG. 15 is a block diagram showing a configuration of a communication system 111 according to the thirteenth embodiment. The communication system 111 includes a transmission device 210 and a state estimation device 610. The number of transmission apparatuses 210 included in the communication system 111 is arbitrary. The transmission apparatus 210 includes one or more transmission units 211 and one or more reception units 212. The transmission device 210 performs data communication via the multicore fiber 310. The multi-core fiber 310 has cores 311-1 to 311-N (N is an integer of 2 or more). In the figure, a case where N = 3 is shown as an example.

マルチコアファイバ310のコア311により、一対の送信部211と受信部212とが接続される。同図では、コア311−n(nは1以上N以下の整数)に接続される送信部211及び受信部212をそれぞれ、送信部211−n及び受信部212−nと記載する。送信部211−1〜211−Nは、同図に示すように1台の伝送装置210に備えられた送信部211でもよく、一部又は全てが異なる伝送装置210に備えられた送信部211でもよい。同様に受信部212−1〜212−Nは、同図に示すように1台の伝送装置210に備えられた受信部212でもよく、一部又は全てが異なる伝送装置210に備えられた受信部212でもよい。   A pair of transmission unit 211 and reception unit 212 are connected by the core 311 of the multicore fiber 310. In the figure, the transmission unit 211 and the reception unit 212 connected to the core 311-n (n is an integer of 1 or more and N or less) are referred to as a transmission unit 211-n and a reception unit 212-n, respectively. The transmission units 211-1 to 211 -N may be the transmission unit 211 provided in one transmission device 210 as shown in the figure, or may be the transmission unit 211 provided in some or all different transmission devices 210. Good. Similarly, the receiving units 212-1 to 212 -N may be the receiving unit 212 provided in one transmission device 210 as shown in the figure, or the receiving units provided in some or all different transmission devices 210. 212 may be sufficient.

送信側の伝送装置210の送信部211−n(nは1以上N以下の整数)は、マルチコアファイバ310のコア311−nに光信号を出力する。送信部211−1〜211−Nはそれぞれ光源を有しているため、コア311−1〜311−Nにはそれぞれ、異なる光源を用いて生成された光信号が出力される。受信側の伝送装置210の受信部212−nは、他の伝送装置210から送信された光信号を、マルチコアファイバ310のコア311−nを介して受信する。   The transmission unit 211-n (n is an integer of 1 to N) of the transmission apparatus 210 on the transmission side outputs an optical signal to the core 311-n of the multicore fiber 310. Since each of the transmission units 211-1 to 211 -N has a light source, optical signals generated using different light sources are output to the cores 311-1 to 311 -N, respectively. The reception unit 212-n of the transmission device 210 on the reception side receives the optical signal transmitted from the other transmission device 210 via the core 311-n of the multicore fiber 310.

状態推定装置610は、前処理及び推定部611−1〜611−K(Kは2以上の整数)と、統合推定部612とを備える。同図では、K=N=3の場合を例に示している。前処理及び推定部611は、第1の実施形態の前処理部511及び推定部512の組、第2の実施形態の前処理部521及び推定部522の組、第3の実施形態の前処理部531及び推定部532の組、第4の実施形態の前処理部541及び推定部542の組、第5の実施形態の前処理部551及び推定部552の組、第6の実施形態の前処理部561及び推定部562の組、又は、第7の実施形態の前処理部571及び推定部572の組である。前処理及び推定部611−n(nは1以上N以下の整数)は、伝送装置210の受信部212−nからコンスタレーションデータなど、第1の実施形態〜第7の実施形態において受信部202から取得した信号受信データと同様のデータを取得して、特徴データを生成する。前処理及び推定部611−nは、生成した特徴データに基づいてコア311−nの異常状態を推定し、推定結果を統合推定部612に出力する。統合推定部612は、前処理及び推定部611−1〜611−Nのそれぞれから出力された推定結果を用いて、全てのコア311−1〜311−Nの送受信状態に基づくマルチコアファイバ310の状態推定結果を総合的に判断し、マルチコアファイバ310の状態推定結果を導出する。統合推定部612は、状態推定結果の導出に、例えば、統計的推定法や古典的なルールベースAI、ニューラルネット等の機械学習を用いる。   The state estimation device 610 includes preprocessing and estimation units 611-1 to 611-K (K is an integer equal to or greater than 2) and an integrated estimation unit 612. In the figure, a case where K = N = 3 is shown as an example. The preprocessing and estimation unit 611 is a set of the preprocessing unit 511 and the estimation unit 512 of the first embodiment, a set of the preprocessing unit 521 and the estimation unit 522 of the second embodiment, and the preprocessing of the third embodiment. Unit 531 and the estimation unit 532, the pre-processing unit 541 and the estimation unit 542 of the fourth embodiment, the pre-processing unit 551 and the estimation unit 552 of the fifth embodiment, before the sixth embodiment It is a set of a processing unit 561 and an estimation unit 562, or a set of a preprocessing unit 571 and an estimation unit 572 of the seventh embodiment. The pre-processing and estimation unit 611-n (n is an integer greater than or equal to 1 and less than or equal to N), such as constellation data from the reception unit 212-n of the transmission apparatus 210, receives the reception unit 202 in the first to seventh embodiments. The same data as the signal reception data acquired from is acquired, and feature data is generated. The preprocessing and estimation unit 611-n estimates the abnormal state of the core 311-n based on the generated feature data, and outputs the estimation result to the integrated estimation unit 612. The integrated estimation unit 612 uses the estimation results output from the preprocessing and estimation units 611-1 to 611-N, and the state of the multicore fiber 310 based on the transmission / reception states of all the cores 311-1 to 311-N. The estimation result is comprehensively determined, and the state estimation result of the multi-core fiber 310 is derived. For example, the integrated estimation unit 612 uses machine learning such as a statistical estimation method, a classic rule base AI, or a neural network to derive the state estimation result.

本実施形態では、伝送路を構成する各物理経路の状態推定を組み合わせることで、伝送路の状態推定感度を向上させることができる。   In the present embodiment, the state estimation sensitivity of the transmission path can be improved by combining the state estimation of each physical path constituting the transmission path.

(第14の実施形態)
第13の実施形態においては、伝送路が有する複数の物理経路に異なる光源を用いて生成された光信号を伝送し、状態推定を行っている。本実施形態では、伝送路が有する複数の物理経路の2以上又は全てに単一光源を用いて生成された光信号を伝送し、状態推定を行う。以下では、第13の実施形態との差分を中心に説明する。
(Fourteenth embodiment)
In the thirteenth embodiment, optical signals generated using different light sources are transmitted to a plurality of physical paths included in a transmission path, and state estimation is performed. In the present embodiment, an optical signal generated using a single light source is transmitted to two or more or all of a plurality of physical paths included in the transmission path, and state estimation is performed. Below, it demonstrates centering on the difference with 13th Embodiment.

図16は、第14の実施形態による通信システム112の構成を示すブロック図である。同図において、図15に示す第13の実施形態による通信システム111と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。同図に示す通信システム112が図15に示す通信システム111と異なる点は、伝送装置210に代えて、伝送装置220を備える点である。伝送装置220は、1以上の送信部221と、1以上の受信部212とを備える。マルチコアファイバ310のコア311−1〜311−N(同図ではN=3)は、一つの送信部211と接続され、コア311−n(nは1以上N以下の整数)は、受信部212−nと接続される。受信部212−1〜212−Nは、同図に示すように1台の伝送装置220に備えられた受信部212でもよく、一部又は全てが異なる伝送装置220に備えられた受信部212でもよい。   FIG. 16 is a block diagram showing the configuration of the communication system 112 according to the fourteenth embodiment. In this figure, the same parts as those in the communication system 111 according to the thirteenth embodiment shown in FIG. The communication system 112 shown in the figure is different from the communication system 111 shown in FIG. 15 in that a transmission device 220 is provided instead of the transmission device 210. The transmission apparatus 220 includes one or more transmission units 221 and one or more reception units 212. The cores 311-1 to 311-N (N = 3 in the figure) of the multicore fiber 310 are connected to one transmission unit 211, and the cores 311-n (n is an integer of 1 to N) are reception units 212. -N is connected. The receiving units 212-1 to 212 -N may be the receiving unit 212 provided in one transmission device 220 as shown in the figure, or may be a receiving unit 212 provided in part or all of different transmission devices 220. Good.

送信側の伝送装置220の送信部221は、単一光源を用いた同一の光信号を、マルチコアファイバ310のコア311−1〜311−Nに出力する。受信側の伝送装置220の受信部212−nは、送信側の伝送装置220の送信部221が送信した光信号をマルチコアファイバ310のコア311−nを介して受信する。同一の光信号を用いることで、各コア311−1〜311−Nを伝送した後の光信号の相関関係が密となるため、伝送路の状態推定感度を向上させることができる。   The transmission unit 221 of the transmission device 220 on the transmission side outputs the same optical signal using a single light source to the cores 311-1 to 311-N of the multicore fiber 310. The reception unit 212-n of the transmission device 220 on the reception side receives the optical signal transmitted by the transmission unit 221 of the transmission device 220 on the transmission side via the core 311-n of the multicore fiber 310. By using the same optical signal, the correlation of the optical signal after transmission through each of the cores 311-1 to 311-N becomes dense, so that the state estimation sensitivity of the transmission path can be improved.

(第15の実施形態)
本実施形態では、伝送路が有する複数の物理経路に波長多重信号を伝送し、状態推定を行う。
図17は、本実施形態による通信システム113の構成を示すブロック図である。同図において、図15に示す第13の実施形態による通信システム111と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。同図に示す通信システム113が図15に示す通信システム111と異なる点は、伝送装置210に代えて、伝送装置230を備える点である。
(Fifteenth embodiment)
In the present embodiment, wavelength multiplexed signals are transmitted to a plurality of physical paths included in the transmission path, and state estimation is performed.
FIG. 17 is a block diagram showing the configuration of the communication system 113 according to the present embodiment. In this figure, the same parts as those in the communication system 111 according to the thirteenth embodiment shown in FIG. The communication system 113 shown in the figure is different from the communication system 111 shown in FIG. 15 in that a transmission device 230 is provided instead of the transmission device 210.

伝送装置230は、1以上の送信部231と、1以上の受信部232とを備える。送信部231は、多波長光源を有しており、波長多重された光信号をマルチコアファイバ310のコア311に送信する。受信部232は、波長多重された光信号をマルチコアファイバ310のコア311から受信する。   The transmission device 230 includes one or more transmission units 231 and one or more reception units 232. The transmission unit 231 has a multi-wavelength light source, and transmits a wavelength-multiplexed optical signal to the core 311 of the multi-core fiber 310. The receiving unit 232 receives the wavelength-multiplexed optical signal from the core 311 of the multicore fiber 310.

マルチコアファイバ310のコア311により、一対の送信部231と受信部232とが接続される。同図では、コア311−n(nは1以上N以下の整数、同図ではN=3)に接続される送信部231及び受信部232をそれぞれ、送信部231−n及び受信部232−nと記載している。送信部231−1〜231−Nは、同図に示すように1台の伝送装置230に備えられた送信部231でもよく、一部又は全てが異なる伝送装置230に備えられた送信部231でもよい。同様に受信部232−1〜232−Nは、同図に示すように1台の伝送装置230に備えられた受信部232でもよく、一部又は全てが異なる伝送装置230に備えられた受信部232でもよい。   A pair of transmitter 231 and receiver 232 are connected by the core 311 of the multicore fiber 310. In the figure, the transmission unit 231 and the reception unit 232 connected to the core 311-n (n is an integer of 1 to N, N = 3 in the figure) are respectively connected to the transmission unit 231-n and the reception unit 232-n. It is described. The transmission units 231-1 to 231 -N may be the transmission units 231 provided in one transmission device 230 as shown in the figure, or may be transmission units 231 provided in some or all different transmission devices 230. Good. Similarly, the receiving units 232-1 to 232-N may be the receiving unit 232 provided in one transmission device 230 as shown in the figure, or the receiving units provided in some or all different transmission devices 230. 232 may be used.

状態推定装置610の前処理及び推定部611−n(nは1以上N以下の整数)は、伝送装置230の受信部232−nから、波長別に、コンスタレーションデータなど、第1の実施形態〜第7の実施形態において受信部202から取得した信号受信データと同様のデータを取得して、特徴データを生成する。前処理及び推定部611−nは、波長別に、特徴データに基づいてコア311−nの異常状態を推定し、推定結果を出力する。統合推定部612は、前処理及び推定部611−1〜611−Nのそれぞれから出力された波長別の推定結果を用いて、全てのコア311−1〜311−Nの送受信状態に基づくマルチコアファイバ310の状態推定結果を総合的に判断し、マルチコアファイバ310の状態推定結果を導出する。   The pre-processing and estimation unit 611-n (n is an integer greater than or equal to 1 and less than or equal to N) of the state estimation device 610 includes, for example, constellation data for each wavelength from the reception unit 232-n of the transmission device 230. Data similar to the signal reception data acquired from the reception unit 202 in the seventh embodiment is acquired to generate feature data. The preprocessing and estimation unit 611-n estimates an abnormal state of the core 311-n based on feature data for each wavelength and outputs an estimation result. The integrated estimation unit 612 uses multi-core fibers based on the transmission / reception states of all the cores 311-1 to 311-N using the estimation results for each wavelength output from the preprocessing and estimation units 611-1 to 611-N. The state estimation result of 310 is comprehensively determined, and the state estimation result of the multi-core fiber 310 is derived.

このように、本実施形態では、送信部231と受信部232がともに多波長光源に対応する点が第13の実施形態と異なっている。各コア311は、複数の異なる波長が多重された光信号を伝送する。波長が異なると、同じコア311であっても伝送中に受ける物理的効果が異なるため、受信時の信号に差が現れ、更に推定部における推定結果にも差が生じる。波長の長短とファイバ(コア)から受ける物理的効果の大小は既知であるため、推定部による推定結果の差分を評価することによって伝送路の状態推定感度を向上させることができる。なお、上記では、伝送路がマルチコアファイバである場合を例に説明したが、シングルコアファイバであっても同様の効果が期待できる。   As described above, this embodiment is different from the thirteenth embodiment in that both the transmission unit 231 and the reception unit 232 correspond to multi-wavelength light sources. Each core 311 transmits an optical signal in which a plurality of different wavelengths are multiplexed. If the wavelengths are different, the physical effect received during transmission is different even in the same core 311, so that a difference appears in the signal at the time of reception, and there is also a difference in the estimation results in the estimation unit. Since the length of the wavelength and the magnitude of the physical effect received from the fiber (core) are known, the state estimation sensitivity of the transmission path can be improved by evaluating the difference between the estimation results by the estimation unit. In the above description, the case where the transmission path is a multi-core fiber has been described as an example. However, the same effect can be expected even with a single-core fiber.

(第16の実施形態)
本実施形態の通信システムは、マルチコアファイバとマルチモードファイバとを束ねた伝送路を用いる。以下では、第13の実施形態との差分を中心に説明する。
(Sixteenth embodiment)
The communication system of this embodiment uses a transmission path in which a multicore fiber and a multimode fiber are bundled. Below, it demonstrates centering on the difference with 13th Embodiment.

図18は、本実施形態による通信システム114の構成を示すブロック図である。同図において、図15に示す第13の実施形態による通信システム111と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。通信システム114は、伝送装置240及び状態推定装置610を備える。伝送装置240は、伝送路304を介してデータ通信を行う。伝送路304は、マルチコアファイバ310とマルチモードファイバ340とを同じ被服で束ねて一体化したものである。マルチコアファイバ310に代えてマルチファイバを用いてもよい。通信システム114が備える伝送装置240の台数は任意である。   FIG. 18 is a block diagram illustrating a configuration of the communication system 114 according to the present embodiment. In this figure, the same parts as those in the communication system 111 according to the thirteenth embodiment shown in FIG. The communication system 114 includes a transmission device 240 and a state estimation device 610. The transmission device 240 performs data communication via the transmission path 304. The transmission path 304 is obtained by bundling a multi-core fiber 310 and a multi-mode fiber 340 together with the same clothing. A multi-fiber may be used instead of the multi-core fiber 310. The number of transmission apparatuses 240 included in the communication system 114 is arbitrary.

伝送装置240は、送信部211と、送信部241と、受信部212と、受信部242とのうち少なくともいずれかを1以上備える。マルチコアファイバ310のコア311により、一対の送信部211と受信部212とが接続される。コア311−n(nは1以上N以下の整数、同図ではN=3)に接続される送信部211及び受信部212をそれぞれ、送信部211−n及び受信部212−nと記載する。また、マルチモードファイバ340により、一対の送信部241と受信部242とが接続される。送信部211−1〜211−N及び送信部241は、同図に示すように1台の伝送装置240に備えられてもよく、一部又は全てが異なる伝送装置240に備えられてもよい。同様に、受信部212−1〜212−N及び受信部242は、同図に示すように1台の伝送装置240に備えられてもよく、一部又は全てが異なる伝送装置240に備えられてもよい。   The transmission device 240 includes at least one of the transmission unit 211, the transmission unit 241, the reception unit 212, and the reception unit 242. A pair of transmission unit 211 and reception unit 212 are connected by the core 311 of the multicore fiber 310. The transmission unit 211 and the reception unit 212 connected to the core 311-n (n is an integer greater than or equal to 1 and less than or equal to N, N = 3 in the figure) are referred to as transmission unit 211-n and reception unit 212-n, respectively. In addition, a pair of transmission unit 241 and reception unit 242 are connected by a multimode fiber 340. The transmission units 211-1 to 211 -N and the transmission unit 241 may be included in one transmission device 240 as illustrated in FIG. Similarly, the receiving units 212-1 to 212-N and the receiving unit 242 may be provided in one transmission device 240 as illustrated in the figure, or a part or all of them may be provided in different transmission devices 240. Also good.

送信側の伝送装置240の送信部211−n(nは1以上N以下の整数)は、マルチコアファイバ310のコア311−nに光信号を出力する。受信側の伝送装置240の受信部212−nは、他の伝送装置210が送信した光信号を、マルチコアファイバ310のコア311−nを介して受信する。また、送信側の伝送装置240の送信部241は、マルチモードファイバ340にマルチモードの光信号を出力する。受信側の伝送装置240の受信部242は、他の伝送装置240が送信したマルチモードの光信号を、マルチモードファイバ340を介して受信する。   The transmission unit 211-n (n is an integer of 1 to N) of the transmission device 240 on the transmission side outputs an optical signal to the core 311-n of the multicore fiber 310. The reception unit 212-n of the transmission device 240 on the reception side receives the optical signal transmitted by the other transmission device 210 via the core 311-n of the multicore fiber 310. The transmission unit 241 of the transmission device 240 on the transmission side outputs a multimode optical signal to the multimode fiber 340. The receiving unit 242 of the transmission device 240 on the reception side receives the multimode optical signal transmitted from the other transmission device 240 via the multimode fiber 340.

状態推定装置610の前処理及び推定部611−n(nは1以上N以下の整数)は、伝送装置240の受信部212−nから、前処理及び推定部611−(N+1)は、伝送装置240の受信部242から、コンスタレーションデータなど、第1の実施形態〜第7の実施形態において受信部202から取得した信号受信データと同様のデータを取得して、特徴データを生成する。前処理及び推定部611−nは、生成した特徴データに基づいてコア311−nの異常状態を推定し、推定結果を出力する。前処理及び推定部611−(N+1)は、生成した特徴データに基づいてマルチモードファイバ340の異常状態を推定し、推定結果を出力する。統合推定部612は、前処理及び推定部611−1〜611−(N+1)のそれぞれから出力された推定結果を総合的に判断し、伝送路304の状態推定結果を導出する。   The preprocessing and estimation unit 611-n (n is an integer between 1 and N) of the state estimation device 610 is transmitted from the reception unit 212-n of the transmission device 240, and the preprocessing and estimation unit 611- (N + 1) is transmitted from the transmission device 240. Data similar to the signal reception data acquired from the reception unit 202 in the first to seventh embodiments, such as constellation data, is acquired from the reception unit 242 of 240 to generate feature data. The preprocessing and estimation unit 611-n estimates an abnormal state of the core 311-n based on the generated feature data and outputs an estimation result. The preprocessing and estimation unit 611- (N + 1) estimates an abnormal state of the multimode fiber 340 based on the generated feature data and outputs an estimation result. The integrated estimation unit 612 comprehensively determines the estimation results output from each of the preprocessing and estimation units 611-1 to 611- (N + 1), and derives the state estimation result of the transmission path 304.

伝送される光信号がマルチコアファイバ310の各コア311から受ける物理的効果とマルチモードファイバ340から受ける物理的効果は大きく異なる。そのため、受信時の信号に差が現れ、さらに、前処理及び推定部611が有する推定部での結果にも差が生じる。マルチコアファイバとマルチモードファイバから受ける物理的効果の違いは既知であるため、統合推定部612において、前処理及び推定部611−1〜611−(N+1)それぞれの推定部による推定結果の差分を評価することによって、伝送路304の状態推定感度を向上させることができる。特に、マルチモードファイバの場合、同じ波長の光信号であったとしてもモードが異なれば伝送特性が異なる(つまり、物理的効果が変わる)ため、状態推定感度の向上方法に様々なバリエーションを与えられる。以下の第17〜第19の実施形態にその例を示す。   The physical effect received from each core 311 of the multi-core fiber 310 and the physical effect received from the multi-mode fiber 340 are greatly different. Therefore, a difference appears in the signal at the time of reception, and further, a difference also occurs in the result of the preprocessing and the estimation unit included in the estimation unit 611. Since the difference in physical effect received from the multicore fiber and the multimode fiber is known, the integrated estimation unit 612 evaluates the difference between the estimation results of the preprocessing and estimation units 611-1 to 611-(N + 1). By doing so, the state estimation sensitivity of the transmission line 304 can be improved. In particular, in the case of a multimode fiber, even if it is an optical signal of the same wavelength, the transmission characteristics will be different if the mode is different (that is, the physical effect will change). . Examples thereof are shown in the following seventeenth to nineteenth embodiments.

(第17の実施形態)
本実施形態の通信システムは、複数の物理経路を有する伝送路として、マルチモードファイバとモード多重分離部とを用いる。
(Seventeenth embodiment)
The communication system of the present embodiment uses a multimode fiber and a mode demultiplexing unit as a transmission line having a plurality of physical paths.

図19は、本実施形態による通信システム115の構成を示すブロック図である。同図において、図15に示す第13の実施形態による通信システム111と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。通信システム115においては、伝送路として、モード多重部351、マルチモードファイバ340及びモード分離部352を用いる。   FIG. 19 is a block diagram showing the configuration of the communication system 115 according to the present embodiment. In this figure, the same parts as those in the communication system 111 according to the thirteenth embodiment shown in FIG. In the communication system 115, a mode multiplexing unit 351, a multimode fiber 340, and a mode separation unit 352 are used as transmission lines.

モード多重部351は、送信部211−1〜211−Nと、マルチモードファイバ340とに接続される。同図では、N=3である。送信部211−1〜211−Nは、同図に示すように1台の伝送装置210に備えられた送信部211でもよく、一部又は全てが異なる伝送装置210に備えられた送信部211でもよい。また、伝送装置210内にモード多重部351を備えてもよい。   The mode multiplexing unit 351 is connected to the transmission units 211-1 to 211-N and the multimode fiber 340. In the figure, N = 3. The transmission units 211-1 to 211 -N may be the transmission unit 211 provided in one transmission device 210 as shown in the figure, or may be the transmission unit 211 provided in some or all different transmission devices 210. Good. Further, the mode multiplexing unit 351 may be provided in the transmission apparatus 210.

モード分離部352は、受信部212−1〜212−Nと、マルチモードファイバ340とに接続される。受信部212−1〜212−Nは、同図に示すように1台の伝送装置210に備えられた受信部212でもよく、一部又は全てが異なる伝送装置210に備えられた受信部212でもよい。また、伝送装置210内にモード分離部352を備えてもよい。   The mode separation unit 352 is connected to the reception units 212-1 to 212-N and the multimode fiber 340. The receiving units 212-1 to 212-N may be the receiving unit 212 provided in one transmission device 210 as shown in the figure, or may be a receiving unit 212 provided in one or all of the different transmission devices 210. Good. Further, the mode separation unit 352 may be provided in the transmission apparatus 210.

送信側の伝送装置210の送信部211−1〜211−Nはそれぞれ、光信号を生成し、モード多重部351は、それら生成された光信号をモード多重してマルチモードファイバ340に出力する。モード分離部352は、マルチモードファイバ340が伝送したマルチモードの光信号を受信してモード別に分離し、送信部211−nが送信した光信号を受信側の伝送装置210の受信部212−nに出力する。状態推定装置610の前処理及び推定部611−n(nは1以上N以下の整数)は、伝送装置210の受信部212−nからコンスタレーションデータなどの信号受信データを取得して特徴データを生成し、特徴データに基づいて推定した伝送路の異常状態の推定結果を統合推定部612に出力する。統合推定部612は、前処理及び推定部611−1〜611−Nのそれぞれから出力されたモード別の推定結果を総合的に判断し、伝送路の状態推定結果を導出する。   The transmission units 211-1 to 211-N of the transmission apparatus 210 on the transmission side generate optical signals, respectively, and the mode multiplexing unit 351 mode-multiplexes the generated optical signals and outputs them to the multimode fiber 340. The mode separation unit 352 receives the multimode optical signal transmitted by the multimode fiber 340 and separates it by mode, and the optical signal transmitted by the transmission unit 211-n is received by the reception unit 212-n of the transmission device 210 on the reception side. Output to. The preprocessing and estimation unit 611-n (n is an integer between 1 and N) of the state estimation device 610 acquires signal reception data such as constellation data from the reception unit 212-n of the transmission device 210, and obtains feature data. The estimation result of the abnormal state of the transmission path generated and estimated based on the feature data is output to the integrated estimation unit 612. The integrated estimation unit 612 comprehensively determines the estimation results for each mode output from each of the preprocessing and estimation units 611-1 to 611-N, and derives a transmission path state estimation result.

本実施形態では、モード多重部351及びモード分離部352を介してマルチモードファイバ340に複数の送信部211及び複数の受信部212を接続することで、状態推定感度を向上させている。   In the present embodiment, the state estimation sensitivity is improved by connecting a plurality of transmission units 211 and a plurality of reception units 212 to the multimode fiber 340 via the mode multiplexing unit 351 and the mode separation unit 352.

(第18の実施形態)
第16の実施形態においては、マルチコアファイバの各コアとマルチモードファイバとにそれぞれ、異なる光源を用いて生成された光信号を伝送し、状態推定を行っている。本実施形態では、マルチコアファイバの各コアとマルチモードファイバとに同一の光源を用いて生成された光信号を伝送し、状態推定を行う。以下では、第16の実施形態との差分を中心に説明する。
(Eighteenth embodiment)
In the sixteenth embodiment, optical signals generated using different light sources are transmitted to the respective cores of the multi-core fiber and the multi-mode fiber, and the state is estimated. In the present embodiment, the optical signal generated using the same light source is transmitted to each core of the multi-core fiber and the multi-mode fiber, and the state is estimated. Below, it demonstrates centering on the difference with 16th Embodiment.

図20は、本実施形態による通信システム116の構成を示すブロック図である。同図において、図18に示す第16の実施形態による通信システム114と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。同図に示す通信システム116が図18に示す通信システム114と異なる点は、伝送装置240に代えて、伝送装置260を備える点である。   FIG. 20 is a block diagram illustrating a configuration of the communication system 116 according to the present embodiment. In this figure, the same parts as those of the communication system 114 according to the sixteenth embodiment shown in FIG. The communication system 116 shown in the figure is different from the communication system 114 shown in FIG. 18 in that a transmission device 260 is provided instead of the transmission device 240.

伝送装置260は、送信部261と、受信部212と、受信部242とのうち少なくともいずれかを1以上備える。マルチコアファイバ310のコア311−1〜311−N(同図ではN=3)及びマルチモードファイバ340は、一つの送信部261と接続されている。また、コア311−n(nは1以上N以下の整数)は、受信部212−nと接続され、マルチモードファイバ340は、受信部242と接続されている。受信部212−1〜212−N及び受信部242は、同図に示すように1台の伝送装置260に備えられてもよく、一部又は全てが異なる伝送装置260に備えられてもよい。   The transmission device 260 includes at least one of the transmission unit 261, the reception unit 212, and the reception unit 242. The cores 311-1 to 311-N (N = 3 in the figure) of the multicore fiber 310 and the multimode fiber 340 are connected to one transmitter 261. In addition, the core 311-n (n is an integer greater than or equal to 1 and less than or equal to N) is connected to the reception unit 212-n, and the multimode fiber 340 is connected to the reception unit 242. The receiving units 212-1 to 212-N and the receiving unit 242 may be provided in one transmission device 260 as illustrated in FIG. 1, or a part or all of them may be provided in different transmission devices 260.

送信側の伝送装置260の送信部261は、単一光源を用いた同一の光信号を、マルチコアファイバ310のコア311−1〜311−N及びマルチモードファイバ340に出力する。送信部261が送信したこの光信号を、受信側の伝送装置260の受信部212−nはマルチコアファイバ310のコア311−nを介して受信し、受信部242はマルチモードファイバ340を介して受信する。   The transmission unit 261 of the transmission apparatus 260 on the transmission side outputs the same optical signal using a single light source to the cores 311-1 to 311-N of the multicore fiber 310 and the multimode fiber 340. The optical signal transmitted by the transmission unit 261 is received by the reception unit 212-n of the transmission device 260 on the reception side via the core 311-n of the multicore fiber 310, and the reception unit 242 is received by the multimode fiber 340. To do.

上述したように本実施形態では、マルチコアファイバ310の全コア311とマルチモードファイバ340に対して送信部261は1つ(単一光源)である。本実施形態の例は、図16に示す第14の実施形態に、図18に示す第16の実施形態で示した伝送路の状態推定感度の向上方法を組み合わせたものである。   As described above, in the present embodiment, there is one transmission unit 261 (single light source) for all the cores 311 and the multimode fiber 340 of the multicore fiber 310. The example of this embodiment is a combination of the fourteenth embodiment shown in FIG. 16 and the method for improving the state estimation sensitivity of the transmission line shown in the sixteenth embodiment shown in FIG.

(第19の実施形態)
第16の実施形態においては、マルチコアファイバの各コア及びマルチモードファイバに、それぞれ一つの波長の光信号を伝送し、状態推定を行っていた。本実施形態では、マルチコアファイバの各コア及びマルチモードファイバに、それぞれ波長多重信号を伝送し、状態推定を行う。以下では、第16の実施形態との差分を中心に説明する。
(Nineteenth embodiment)
In the sixteenth embodiment, an optical signal having one wavelength is transmitted to each core and multimode fiber of the multicore fiber to estimate the state. In the present embodiment, a wavelength multiplexed signal is transmitted to each core of the multicore fiber and the multimode fiber, and the state is estimated. Below, it demonstrates centering on the difference with 16th Embodiment.

図21は、本実施形態による通信システム117の構成を示すブロック図である。同図において、図17に示す第15の実施形態による通信システム113及び図18に示す第16の実施形態による通信システム114と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。同図に示す通信システム117が図18に示す通信システム114と異なる点は、伝送装置240に代えて、伝送装置270を備える点である。   FIG. 21 is a block diagram showing the configuration of the communication system 117 according to the present embodiment. In this figure, the same parts as those of the communication system 113 according to the fifteenth embodiment shown in FIG. 17 and the communication system 114 according to the sixteenth embodiment shown in FIG. The communication system 117 shown in the figure is different from the communication system 114 shown in FIG. 18 in that a transmission device 270 is provided instead of the transmission device 240.

伝送装置270は、送信部231と、送信部271と、受信部232と、受信部272とのうち少なくともいずれかを1以上備える。送信部231は、多波長光源を有しており、波長多重された光信号をマルチコアファイバ310のコア311に送信する。送信部271は、多波長光源を有しており、波長多重されたマルチモードの光信号をマルチモードファイバ340に送信する。受信部232は、波長多重に対応しており、波長多重された光信号をマルチコアファイバ310のコア311から受信する。受信部272は、波長多重されたマルチモードの光信号をマルチモードファイバ340から受信する。   The transmission device 270 includes at least one of the transmission unit 231, the transmission unit 271, the reception unit 232, and the reception unit 272. The transmission unit 231 has a multi-wavelength light source, and transmits a wavelength-multiplexed optical signal to the core 311 of the multi-core fiber 310. The transmission unit 271 includes a multi-wavelength light source, and transmits a wavelength-multiplexed multimode optical signal to the multimode fiber 340. The receiving unit 232 supports wavelength multiplexing, and receives the wavelength-multiplexed optical signal from the core 311 of the multicore fiber 310. The receiving unit 272 receives a wavelength-multiplexed multimode optical signal from the multimode fiber 340.

マルチコアファイバ310のコア311−n(nは1以上N以下の整数、同図ではN=3)により、一対の送信部231−n及び受信部232−nが接続される。また、マルチモードファイバ340により、一対の送信部271と受信部272とが接続される。送信部231−1〜231−N及び送信部271は、同図に示すように1台の伝送装置270に備えられてもよく、一部又は全てが異なる伝送装置270に備えられてもよい。同様に、受信部232−1〜232−N及び受信部272は、同図に示すように1台の伝送装置270に備えられてもよく、一部又は全てが異なる伝送装置270に備えられてもよい。   A pair of transmitters 231-n and receivers 232-n are connected by the core 311-n (n is an integer of 1 or more and N or less, N = 3 in the figure) of the multi-core fiber 310. In addition, a pair of transmission unit 271 and reception unit 272 are connected by multimode fiber 340. The transmission units 231-1 to 231 -N and the transmission unit 271 may be provided in one transmission device 270 as shown in the figure, or a part or all of them may be provided in different transmission devices 270. Similarly, the receiving units 232-1 to 232-N and the receiving unit 272 may be provided in one transmission device 270 as shown in the figure, or some or all of them may be provided in different transmission devices 270. Also good.

状態推定装置610の前処理及び推定部611−n(nは1以上N以下の整数)は、伝送装置270の受信部212−nから、前処理及び推定部611−(N+1)は、伝送装置270の受信部272から、波長別に、コンスタレーションデータなどの信号受信データを取得して、特徴データを生成する。前処理及び推定部611−nは、波長別に、特徴データに基づいてコア311−nの異常状態を推定し、推定結果を出力する。前処理及び推定部611−(N+1)は、波長別に、特徴データに基づいてマルチモードファイバ340の異常状態を推定し、推定結果を出力する。統合推定部612は、前処理及び推定部611−1〜611−(N+1)のそれぞれから出力された波長別の推定結果を総合的に判断し、伝送路304の状態推定結果を導出する。   The preprocessing and estimation unit 611-n (n is an integer between 1 and N) of the state estimation device 610 is transmitted from the reception unit 212-n of the transmission device 270, and the preprocessing and estimation unit 611- (N + 1) is transmitted from the transmission device. Signal reception data such as constellation data is acquired for each wavelength from the reception unit 272 of 270 to generate feature data. The preprocessing and estimation unit 611-n estimates an abnormal state of the core 311-n based on feature data for each wavelength and outputs an estimation result. The preprocessing and estimation unit 611- (N + 1) estimates the abnormal state of the multimode fiber 340 based on the feature data for each wavelength, and outputs an estimation result. The integrated estimation unit 612 comprehensively determines the estimation result for each wavelength output from each of the preprocessing and estimation units 611-1 to 611- (N + 1), and derives the state estimation result of the transmission path 304.

(第20の実施形態)
本実施形態では、伝送路が備える複数の物理経路それぞれに、両方向の光信号を伝送して状態推定を行う。
(20th embodiment)
In the present embodiment, state estimation is performed by transmitting optical signals in both directions to each of a plurality of physical paths provided in the transmission path.

図22は、第20の実施形態による通信システム118を示す図である。通信システム118は、伝送装置280と、状態推定装置680と、データ通信エンティティ481、482とを備える。通信システム118が備える伝送装置280の台数は任意である。伝送装置280は、マルチコアファイバ310を介してデータ通信を行う。   FIG. 22 is a diagram showing a communication system 118 according to the twentieth embodiment. The communication system 118 includes a transmission device 280, a state estimation device 680, and data communication entities 481 and 482. The number of transmission devices 280 included in the communication system 118 is arbitrary. The transmission device 280 performs data communication via the multicore fiber 310.

伝送装置280は、1以上の送受信部281を備える。送受信部281は、第13の実施形態の伝送装置210が備える送信部211及び受信部212の機能を有する。送受信部281は、第15の実施形態の伝送装置230が備える送信部231及び受信部232の機能を有してもよい。   The transmission device 280 includes one or more transmission / reception units 281. The transmission / reception unit 281 has functions of a transmission unit 211 and a reception unit 212 included in the transmission device 210 of the thirteenth embodiment. The transmission / reception unit 281 may have the functions of the transmission unit 231 and the reception unit 232 included in the transmission device 230 of the fifteenth embodiment.

マルチコアファイバ310のコア311により、一対の送受信部281が接続される。これは、1つコア311に、2組の送信部と受信部が対向する形で配置されていることと同じである。同図では、コア311−n(nは1以上N以下の整数、同図ではN=3)の一端に接続される送受信部281を、送受信部281−naと記載し、他端に接続される送受信部281を送受信部281−nbと記載している。送受信部281−1a〜281−Naは、同図に示すように1台の伝送装置280に備えられてもよく、一部又は全てが異なる伝送装置280に備えられてもよい。同様に、送受信部281−1b〜281−Nbは、同図に示すように1台の伝送装置280に備えられてもよく、一部又は全てが異なる伝送装置280に備えられてもよい。   A pair of transmission / reception units 281 are connected by the core 311 of the multicore fiber 310. This is the same as that two sets of transmission units and reception units are arranged on one core 311 so as to face each other. In the figure, a transmitting / receiving unit 281 connected to one end of a core 311-n (n is an integer of 1 to N, N = 3 in the same figure) is referred to as a transmitting / receiving unit 281-na and connected to the other end. The transmitting / receiving unit 281 is referred to as a transmitting / receiving unit 281-nb. The transmission / reception units 281-1a to 281-Na may be provided in one transmission device 280 as shown in the figure, or a part or all of them may be provided in different transmission devices 280. Similarly, the transmission / reception units 281-1b to 281-Nb may be provided in one transmission device 280 as shown in the figure, or a part or all of them may be provided in different transmission devices 280.

状態推定装置680は、第一状態推定部681と、第二状態推定部685とを有する。第一状態推定部681と、第二状態推定部685とは、例えば、別のコンピュータ装置や別のハードウェア等により実現される。   The state estimation device 680 includes a first state estimation unit 681 and a second state estimation unit 685. The first state estimation unit 681 and the second state estimation unit 685 are realized by, for example, another computer device or another hardware.

第一状態推定部681は、前処理及び推定部682−1〜682−Nを備える。前処理及び推定部682は、第13の実施形態の状態推定装置610が備える前処理及び推定部611と同様の機能を有する。第二状態推定部685は、前処理及び推定部686−1〜686−Nと、統合推定部687とを備える。前処理及び推定部686は、第13の実施形態の状態推定装置610が備える前処理及び推定部611と同様の機能を有する。統合推定部687は、前処理及び推定部682−1〜682−Nと前処理及び推定部686−1〜686−Nとのそれぞれから出力された推定結果を用いて、マルチコアファイバ310の状態推定結果を総合的に判断し、マルチコアファイバ310の状態推定結果を導出する。   The first state estimation unit 681 includes preprocessing and estimation units 682-1 to 682-N. The preprocessing and estimation unit 682 has the same function as the preprocessing and estimation unit 611 included in the state estimation device 610 of the thirteenth embodiment. The second state estimation unit 685 includes a preprocessing and estimation unit 686-1 to 686 -N and an integrated estimation unit 687. The preprocessing and estimation unit 686 has the same function as the preprocessing and estimation unit 611 included in the state estimation device 610 of the thirteenth embodiment. The integrated estimation unit 687 estimates the state of the multi-core fiber 310 using the estimation results output from each of the preprocessing and estimation units 682-1 to 682-N and the preprocessing and estimation units 686-1 to 686-N. A result is comprehensively judged and a state estimation result of the multi-core fiber 310 is derived.

データ通信エンティティ481−n(nは1以上N以下の整数)は、前処理及び推定部682−nが出力した推定結果を、データ通信エンティティ482−nに送信する。データ通信エンティティ482−nは、データ通信エンティティ481−nから受信した推定結果を統合推定部687に出力する。   The data communication entity 481-n (n is an integer of 1 to N) transmits the estimation result output by the preprocessing and estimation unit 682-n to the data communication entity 482-n. The data communication entity 482-n outputs the estimation result received from the data communication entity 481-n to the integrated estimation unit 687.

送受信部281−na(nは1以上N以下の整数)は、マルチコアファイバ310のコア311−nに光信号を出力し、送受信部281−nbは、この光信号をコア311−nを介して受信する。第二状態推定部685の前処理及び推定部686−nは、送受信部281−nbから、コンスタレーションデータなどの信号受信データを取得して特徴データを生成し、生成した特徴データに基づいて推定されたコア311−nの異常状態の推定結果を統合推定部687に出力する。   The transmission / reception unit 281-na (n is an integer of 1 to N) outputs an optical signal to the core 311-n of the multi-core fiber 310, and the transmission / reception unit 281-nb transmits the optical signal via the core 311-n. Receive. The preprocessing and estimation unit 686-n of the second state estimation unit 685 acquires signal reception data such as constellation data from the transmission / reception unit 281-nb to generate feature data, and estimates based on the generated feature data The estimation result of the abnormal state of the core 311 -n is output to the integrated estimation unit 687.

また、送受信部281−nb(nは1以上N以下の整数)は、マルチコアファイバ310のコア311−nに光信号を出力し、送受信部281−naは、この光信号をコア311−nを介して受信する。第一状態推定部681の前処理及び推定部682−nは、送受信部281−naから、コンスタレーションデータなどのデータを取得して特徴データを生成し、生成した特徴データに基づいて推定されたコア311−nの異常状態の推定結果を、データ通信エンティティ481−n及びデータ通信エンティティ482−nを介して、第二状態推定部685の統合推定部687に出力する。   In addition, the transmission / reception unit 281-nb (n is an integer of 1 to N) outputs an optical signal to the core 311-n of the multi-core fiber 310, and the transmission / reception unit 281-na transmits the optical signal to the core 311-n. Receive via. The preprocessing and estimation unit 682-n of the first state estimation unit 681 acquires data such as constellation data from the transmission / reception unit 281-na, generates feature data, and is estimated based on the generated feature data. The estimation result of the abnormal state of the core 311-n is output to the integrated estimation unit 687 of the second state estimation unit 685 via the data communication entity 481-n and the data communication entity 482-n.

統合推定部687は、前処理及び推定部682−1〜682−Nと前処理及び推定部686−1〜686−Nとから出力された各コア311−1〜311−Nの双方向それぞれの推定結果に基づいて、マルチコアファイバ310の状態推定結果を導出する。統合推定部687は、状態推定結果の導出に、例えば、統計的推定法や古典的なルールベースAI、ニューラルネット等の機械学習を用いる。   The integrated estimator 687 is a bi-directional unit for each of the cores 311-1 to 311-N output from the pre-processing and estimation units 682-1 to 682-N and the pre-processing and estimation units 686-1 to 686-N. Based on the estimation result, a state estimation result of the multi-core fiber 310 is derived. The integrated estimation unit 687 uses, for example, a statistical estimation method, a classical rule base AI, or machine learning such as a neural network to derive the state estimation result.

このように、本実施形態では、マルチコアファイバ310の各コア311に対して2組の送信部と受信部が対向する形で配置され、かつ送信部と受信部の組合せに対して其々前処理部と推定部が具備される。更に、推定部の結果を伝送するためのデータ通信エンティティ481、482が具備され、マルチコアファイバ310の両端における推定結果を一つの統合推定部687に集めることができる。マルチコアファイバ310の両端の推定結果を用いることで、伝送路の状態推定感度を向上されることができる。特に、一つのコア311で対向する2つの送信部が同じ波長の光信号を用いた場合、第14の実施形態の通信システム112について説明した例と同様の状態推定感度の向上が期待できる。   As described above, in the present embodiment, two sets of transmission units and reception units are arranged to face each core 311 of the multi-core fiber 310, and pre-processing is performed for each combination of the transmission unit and the reception unit. And an estimation unit. Furthermore, data communication entities 481 and 482 for transmitting the estimation unit results are provided, and estimation results at both ends of the multi-core fiber 310 can be collected in one integrated estimation unit 687. By using the estimation results at both ends of the multi-core fiber 310, the state estimation sensitivity of the transmission path can be improved. In particular, when two transmitters facing each other in one core 311 use optical signals having the same wavelength, an improvement in state estimation sensitivity similar to the example described for the communication system 112 of the fourteenth embodiment can be expected.

(第21の実施形態)
第20の実施形態では、伝送路が備える複数の物理経路それぞれに両方向の光信号を伝送し、統合推定部が、各物理経路の各方向別に状態推定を行った結果を総合的に判断して伝送路の状態推定結果を導出していた。本実施形態では、伝送路の両端それぞれに統合推定部を設け、両端の統合推定部による推定結果に基づいて総合的に伝送路の状態推定を行い、状態推定感度を向上させる。
(21st Embodiment)
In the twentieth embodiment, optical signals in both directions are transmitted to each of a plurality of physical paths included in the transmission path, and the integrated estimation unit comprehensively determines the result of state estimation for each direction of each physical path. The state estimation result of the transmission line was derived. In the present embodiment, an integrated estimation unit is provided at each of both ends of the transmission line, and the state of the transmission line is estimated comprehensively based on the estimation results by the integrated estimation units at both ends, thereby improving the state estimation sensitivity.

図23は、第21の実施形態による通信システム119を示す図である。同図において、図22に示す第20の実施形態による通信システム118と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。通信システム119は、伝送装置280と、状態推定装置690と、データ通信エンティティ491、492とを備える。   FIG. 23 is a diagram showing a communication system 119 according to the twenty-first embodiment. In this figure, the same parts as those of the communication system 118 according to the twentieth embodiment shown in FIG. 22 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. The communication system 119 includes a transmission device 280, a state estimation device 690, and data communication entities 491 and 492.

状態推定装置690は、第一状態推定部691と、第二状態推定部695とを有する。第一状態推定部691と、第二状態推定部695とは、例えば、別のコンピュータ装置や別のハードウェア等により実現される。第一状態推定部691は、前処理及び推定部682−1〜682−N(同図ではN=3)及び統合推定部693を備える。統合推定部693は、第13の実施形態の状態推定装置610が備える統合推定部612と同様の機能を有する。第二状態推定部695は、前処理及び推定部686−1〜686−Nと、統合推定部697と、システム推定部698とを備える。統合推定部697は、第13の実施形態の状態推定装置610が備える統合推定部612と同様の機能を有する。システム推定部698は、第一状態推定部691の統合推定部693による推定結果と、第二状態推定部695の統合推定部697による推定結果とを総合して、伝送路全体の状態推定結果を導出する。   The state estimation device 690 includes a first state estimation unit 691 and a second state estimation unit 695. The first state estimation unit 691 and the second state estimation unit 695 are realized by, for example, another computer device or another hardware. The first state estimation unit 691 includes a preprocessing and estimation unit 682-1 to 682-N (N = 3 in the figure) and an integrated estimation unit 693. The integrated estimation unit 693 has the same function as the integrated estimation unit 612 included in the state estimation device 610 of the thirteenth embodiment. The second state estimation unit 695 includes a preprocessing and estimation unit 686-1 to 686 -N, an integrated estimation unit 697, and a system estimation unit 698. The integrated estimation unit 697 has the same function as the integrated estimation unit 612 included in the state estimation device 610 of the thirteenth embodiment. The system estimation unit 698 combines the estimation result by the integrated estimation unit 693 of the first state estimation unit 691 and the estimation result by the integrated estimation unit 697 of the second state estimation unit 695 to obtain the state estimation result of the entire transmission path. To derive.

データ通信エンティティ491は、第一状態推定部691の統合推定部693が出力した推定結果を、データ通信エンティティ492に送信する。データ通信エンティティ492は、データ通信エンティティ491から受信した推定結果を第二状態推定部695のシステム推定部698に出力する。   The data communication entity 491 transmits the estimation result output from the integrated estimation unit 693 of the first state estimation unit 691 to the data communication entity 492. The data communication entity 492 outputs the estimation result received from the data communication entity 491 to the system estimation unit 698 of the second state estimation unit 695.

送受信部281−na(nは1以上N以下の整数)は、マルチコアファイバ310のコア311−nに光信号を出力し、送受信部281−nbは、この光信号をコア311−nを介して受信する。第二状態推定部695の前処理及び推定部686−nは、送受信部281−nbから、コンスタレーションデータなどの信号受信データを取得して特徴データを生成し、生成した特徴データに基づいて推定されたコア311−nの異常状態の推定結果を統合推定部697に出力する。統合推定部697は、前処理及び推定部686−1〜686−Nのそれぞれから出力された推定結果を用いて、マルチコアファイバ310の状態推定結果を総合的に判断し、マルチコアファイバ310の状態推定結果を導出する。統合推定部697は、状態推定結果をシステム推定部698に出力する。   The transmission / reception unit 281-na (n is an integer of 1 to N) outputs an optical signal to the core 311-n of the multi-core fiber 310, and the transmission / reception unit 281-nb transmits the optical signal via the core 311-n. Receive. The preprocessing and estimation unit 686-n of the second state estimation unit 695 acquires signal reception data such as constellation data from the transmission / reception unit 281-nb to generate feature data, and estimates based on the generated feature data The estimation result of the abnormal state of the core 311 -n is output to the integrated estimation unit 697. The integrated estimation unit 697 comprehensively determines the state estimation result of the multicore fiber 310 using the estimation results output from each of the preprocessing and estimation units 686-1 to 686 -N, and estimates the state of the multicore fiber 310. Derive the result. The integrated estimation unit 697 outputs the state estimation result to the system estimation unit 698.

また、送受信部281−nb(nは1以上N以下の整数)は、マルチコアファイバ310のコア311−nに光信号を出力し、送受信部281−naは、この光信号をコア311−nを介して受信する。第一状態推定部691の前処理及び推定部682−nは、送受信部281−naから、コンスタレーションデータなどのデータを取得して特徴データを生成し、生成した特徴データに基づいて推定されたコア311−nの異常状態の推定結果を統合推定部693に出力する。統合推定部693は、前処理及び推定部682−1〜682−Nのそれぞれから出力された推定結果を用いて、マルチコアファイバ310の状態推定結果を総合的に判断し、マルチコアファイバ310の状態推定結果を導出する。統合推定部693は、状態推定結果を、データ通信エンティティ491及びデータ通信エンティティ492を介して、第二状態推定部695のシステム推定部698に出力する。システム推定部698は、例えば、統計的推定法や古典的なルールベースAI、ニューラルネット等の機械学習を用い、統合推定部693による推定結果と統合推定部697による推定結果とを総合して、マルチコアファイバ310全体の状態推定結果を導出する。   In addition, the transmission / reception unit 281-nb (n is an integer of 1 to N) outputs an optical signal to the core 311-n of the multi-core fiber 310, and the transmission / reception unit 281-na transmits the optical signal to the core 311-n. Receive via. The preprocessing and estimation unit 682-n of the first state estimation unit 691 acquires data such as constellation data from the transmission / reception unit 281-na, generates feature data, and is estimated based on the generated feature data. The estimation result of the abnormal state of the core 311-n is output to the integrated estimation unit 693. The integrated estimation unit 693 comprehensively determines the state estimation result of the multicore fiber 310 using the estimation results output from each of the preprocessing and estimation units 682-1 to 682-N, and estimates the state of the multicore fiber 310. Derive the result. The integrated estimation unit 693 outputs the state estimation result to the system estimation unit 698 of the second state estimation unit 695 via the data communication entity 491 and the data communication entity 492. The system estimation unit 698 uses, for example, a statistical estimation method, a classical rule base AI, or a machine learning such as a neural network, and combines the estimation result by the integrated estimation unit 693 and the estimation result by the integrated estimation unit 697, A state estimation result of the entire multi-core fiber 310 is derived.

上記では、マルチコアファイバ310の両端に統合推定部693、697を設け、統合推定部693、697による推定結果をシステム推定部698に伝送しているが、これらの推定結果に代えて、又は、加えて、マルチコアファイバ310の両端において各コアから取得したコンスタレーションデータ等の信号受信データや、そのコンスタレーションデータに前処理を行って生成された特徴データをシステム推定部698に伝送してもよい。システム推定部698は、統合推定部693、697による推定結果に加えて、それらの情報をさらに用いて、総合的に伝送路の状態推定を行い、状態推定感度を向上させることもできる。   In the above, the integrated estimation units 693 and 697 are provided at both ends of the multi-core fiber 310, and the estimation results by the integrated estimation units 693 and 697 are transmitted to the system estimation unit 698, but instead of or in addition to these estimation results Then, signal reception data such as constellation data acquired from each core at both ends of the multi-core fiber 310, or feature data generated by performing preprocessing on the constellation data may be transmitted to the system estimation unit 698. In addition to the estimation results obtained by the integrated estimation units 693 and 697, the system estimation unit 698 can further use the information to estimate the state of the transmission path comprehensively and improve the state estimation sensitivity.

上述の実施形態によれば、伝送路媒体を問わず障害発生につながる原因とその程度を検知することで、伝送路または送信部及び受信部を含む伝送装置の状態を推定することができる。例えば、状態推定装置は、ユーザのデータ送受信を中断させること無く、伝送路の意図しない曲げ状態の有無と曲げ径との一方又は双方や、温度変化等の伝送路の状態または送信部及び受信部を含む伝送装置の異常状態を推定できる。よって、障害前兆の検知と、障害発生時の復旧作業を速やかに行うことが可能となる。   According to the above-described embodiment, it is possible to estimate the state of the transmission apparatus including the transmission path or the transmission unit and the reception unit by detecting the cause and the level of the failure that may occur regardless of the transmission line medium. For example, the state estimation device can transmit or receive a transmission path such as a change in temperature or one or both of an unintended bending state and a bending diameter of the transmission path without interrupting user data transmission / reception. The abnormal state of the transmission apparatus including Therefore, it is possible to quickly detect a failure sign and perform recovery work when the failure occurs.

上述した実施形態における状態推定装置510、520、530、540、550、560、570、580、590、595、610、第一状態推定部681、691、第二状態推定部685、695は、バスで接続されたCPU(Central Processing Unit)やメモリや補助記憶装置などを備え、状態推定プログラムを実行することによって上述した実施形態における機能を実現する。なお、状態推定装置510、520、530、540、550、560、570、580、590、595、610、第一状態推定部681、691、第二状態推定部685、695の各機能の全て又は一部は、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)やPLD(Programmable Logic Device)やFPGA(Field Programmable Gate Array)等のハードウェアを用いて実現されても良い。状態推定プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されても良い。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。状態推定プログラムは、電気通信回線を介して送信されても良い。   The state estimation devices 510, 520, 530, 540, 550, 560, 570, 580, 590, 595, 610, the first state estimation units 681, 691, and the second state estimation units 685, 695 in the embodiment described above are buses. The functions in the above-described embodiment are realized by executing a state estimation program, which includes a CPU (Central Processing Unit), a memory, an auxiliary storage device, and the like connected to each other. All of the functions of the state estimation devices 510, 520, 530, 540, 550, 560, 570, 580, 590, 595, 610, the first state estimation units 681, 691, and the second state estimation units 685, 695 or Some may be realized using hardware such as an application specific integrated circuit (ASIC), a programmable logic device (PLD), and a field programmable gate array (FPGA). The state estimation program may be recorded on a computer-readable recording medium. The computer-readable recording medium is, for example, a portable medium such as a flexible disk, a magneto-optical disk, a ROM, a CD-ROM, or a storage device such as a hard disk built in the computer system. The state estimation program may be transmitted via a telecommunication line.

伝送装置200が、内部に状態推定装置510、520、530、540、550、560、570、580、590、595を備えてもよく、伝送装置200が状態推定装置510、520、530、540、550、560、570、580、590、595の一部の機能を備えてもよい。例えば、伝送装置200が備える受信部202の制御用のCPUや電子回路等を利用して、状態推定装置510、520、530、540、550、560、570、580、590、595におけるデータ処理及び推定処理を実行してもよい。また、伝送装置210、220、230、240、260、270が、内部に状態推定装置610を備えてもよく、状態推定装置610の一部の機能を備えてもよい。また、伝送装置280が、内部に第一状態推定部681、691、第二状態推定部685、695を備えてもよく、第一状態推定部681、691、第二状態推定部685、695の一部の機能を備えてもよい。   The transmission apparatus 200 may include state estimation apparatuses 510, 520, 530, 540, 550, 560, 570, 580, 590, and 595 inside, and the transmission apparatus 200 includes the state estimation apparatuses 510, 520, 530, 540, and Some functions of 550, 560, 570, 580, 590, and 595 may be provided. For example, data processing in the state estimation devices 510, 520, 530, 540, 550, 560, 570, 580, 590, and 595 using a control CPU, electronic circuit, and the like of the receiving unit 202 included in the transmission device 200 An estimation process may be executed. Further, the transmission devices 210, 220, 230, 240, 260, and 270 may include the state estimation device 610 inside, or may include some functions of the state estimation device 610. Further, the transmission device 280 may include first state estimation units 681 and 691 and second state estimation units 685 and 695 inside, and the first state estimation units 681 and 691 and the second state estimation units 685 and 695 are provided. Some functions may be provided.

以上説明した実施形態によれば、状態推定装置は、前処理部と推定部とを備える。前処理部及び推定部は、ハードウェアにより、CPU等のプロセッサがソフトウェアプログラムを実行することにより、又は、それらの組み合わせで実現される。前処理部は、伝送装置の送信部から送信され、他の伝送装置の受信部が伝送路を介して受信した信号の位相、受信強度(例えば、受信パワ、Q値)、受信品質(例えば、BER値、OSNR値、ESNR値)、電気信号への変換後の電圧(Rxの電気信号の電圧振幅値)、及び、受信部における受信処理において用いられた信号処理パラメータ(例えば、Rx等化器タップ係数)のうち1以上を表す信号受信データを取得し、取得した信号受信データを例えば統計的に処理することにより、状態推定に用いる特徴データに加工する。特徴データは、位相平面における位相を表す位相平面状態データと、極座標平面における位相を表す極座標データと、極座標データを高速フーリエ変換したフーリエ変換データと、位相平面状態データ又は極座標データにおける信号の出現頻度を表すヒストグラムデータと、受信強度、受信品質、電圧又は信号処理パラメータのいずれか又は2以上の組み合わせにおける信号の出現頻度を表すヒストグラムデータと、受信強度、受信品質、電圧又は信号処理パラメータの時系列の変化を示す時系列データとうち少なくともいずれかを含む。推定部は、前処理部が生成した特徴データに基づいて、伝送路の状態、送信部の異常状態、又は、受信部の異常状態を推定する。伝送路の状態は、曲げの有無、曲げ径、温度変化、引っ張り、融着点ずれ、振動、漏水、ねじれのうち1以上である。   According to the embodiment described above, the state estimation device includes the preprocessing unit and the estimation unit. The preprocessing unit and the estimation unit are realized by hardware, by a processor such as a CPU executing a software program, or a combination thereof. The pre-processing unit is transmitted from the transmission unit of the transmission device, and the phase of the signal received by the reception unit of the other transmission device via the transmission path, the reception strength (for example, reception power, Q value), the reception quality (for example, BER value, OSNR value, ESNR value), voltage after conversion to an electric signal (voltage amplitude value of the electric signal of Rx), and signal processing parameters (for example, Rx equalizer) used in reception processing in the receiving unit Signal reception data representing one or more of the tap coefficients) is acquired, and the acquired signal reception data is processed, for example, statistically to be processed into feature data used for state estimation. The feature data includes phase plane state data representing the phase in the phase plane, polar coordinate data representing the phase in the polar coordinate plane, Fourier transform data obtained by fast Fourier transform of the polar coordinate data, and frequency of appearance of the signal in the phase plane state data or polar coordinate data. And histogram data representing the frequency of appearance of a signal in any one or a combination of two or more of reception intensity, reception quality, voltage and signal processing parameters, and time series of reception intensity, reception quality, voltage or signal processing parameters And at least one of time-series data indicating changes in The estimation unit estimates the state of the transmission path, the abnormal state of the transmission unit, or the abnormal state of the reception unit based on the feature data generated by the preprocessing unit. The state of the transmission line is one or more of bending presence / absence, bending diameter, temperature change, tension, fusion point deviation, vibration, water leakage, and twist.

推定部は、統計的推定法や古典的なルールベースAI、ニューラルネット等の機械学習を用いて推定を行うことができる。また、推定部は、特徴データの少なくとも一部を用いて伝送路の状態、送信部の異常状態、又は、受信部の異常状態のいずれかに含まれる一部の状態を推定する部分推定部を複数有し、それぞれ異なる一部の状態を推定する複数の部分推定部による推定結果に基づいて、伝送路の状態、送信部の異常状態、又は、受信部の異常状態を推定してもよい。例えば、部分推定部は、推定部592が備える認識機能#1〜#nのように、2つの状態を推定するものでもよく、推定部597が備える認識機能#1〜#nのように、2つ以上の状態を推定するものでもよい。   The estimation unit can perform estimation using machine learning such as a statistical estimation method, a classic rule base AI, or a neural network. Further, the estimation unit uses a partial estimation unit that estimates a part of the state included in any of the transmission path state, the transmission unit abnormal state, or the reception unit abnormal state using at least a part of the feature data. A transmission path state, an abnormal state of the transmission unit, or an abnormal state of the reception unit may be estimated based on estimation results obtained by a plurality of partial estimation units that have a plurality of different partial states. For example, the partial estimation unit may estimate two states such as the recognition functions # 1 to #n included in the estimation unit 592, and may be 2 such as the recognition functions # 1 to #n included in the estimation unit 597. One or more states may be estimated.

伝送路が複数の物理経路から構成される場合、前処理部は、物理経路毎の信号受信データを取得し、取得した信号受信データから状態推定に用いる特徴データを生成し、推定部は、物理経路毎に、特徴データに基づいて物理経路の状態を推定する。状態推定装置の統合推定部は、推定部により推定された物理経路毎の状態に基づいて伝送路の状態推定結果を導出する。   When the transmission path is composed of a plurality of physical paths, the preprocessing unit acquires signal reception data for each physical path, generates feature data used for state estimation from the acquired signal reception data, and the estimation unit For each route, the state of the physical route is estimated based on the feature data. The integrated estimation unit of the state estimation device derives a transmission path state estimation result based on the state of each physical path estimated by the estimation unit.

なお、前処理部は、複数の物理経路のうち2以上又は全てに同一の光源を用いた光信号を伝送したときの物理経路毎の信号受信データを取得してもよく、複数の物理経路それぞれに異なる光源を用いた光信号を伝送したときの物理経路毎の信号受信データを取得してもよい。   The preprocessing unit may acquire signal reception data for each physical path when transmitting an optical signal using the same light source for two or more or all of the plurality of physical paths. Alternatively, signal reception data for each physical path when an optical signal using a different light source is transmitted may be acquired.

複数の物理経路から構成される伝送路は、例えば、マルチコアファイバ、マルチモードファイバ、又は、マルチファイバのいずれか又は2以上の組合せである。あるいは、伝送路は、複数のシングルモードの光信号を多重してマルチモードの光信号に変換するモード多重部と、モード多重部が変換したマルチモードの光信号を伝送するマルチモードファイバと、マルチモードファイバを伝送したマルチモードの光信号をシングルモードの光信号に分離するモード分離部とを有してもよい。   The transmission path composed of a plurality of physical paths is, for example, a multicore fiber, a multimode fiber, a multifiber, or a combination of two or more. Alternatively, the transmission path includes a mode multiplexing unit that multiplexes a plurality of single-mode optical signals and converts them into a multi-mode optical signal, a multi-mode fiber that transmits the multi-mode optical signals converted by the mode multiplexing unit, A mode separation unit that separates a multimode optical signal transmitted through the mode fiber into a single mode optical signal.

前処理部は、物理経路毎に双方向それぞれの光信号を伝送したときの信号受信データを取得し、取得した信号受信データから状態推定に用いる特徴データを生成してもよい。推定部は、双方向それぞれについて、物理経路毎に、特徴データに基づいて物理経路の状態を推定する。統合推定部は、推定部により双方向それぞれについて推定された物理経路毎の状態に基づいて伝送路の状態推定結果を導出する。   The pre-processing unit may acquire signal reception data when bi-directional optical signals are transmitted for each physical path, and generate feature data used for state estimation from the acquired signal reception data. An estimation part estimates the state of a physical path | route based on characteristic data for every physical path | route about each of bidirectional | two-way. The integrated estimation unit derives a state estimation result of the transmission path based on the state of each physical path estimated for each of the bidirectional directions by the estimation unit.

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。   The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes designs and the like that do not depart from the gist of the present invention.

伝送路や伝送装置の状態検出に適用可能である。   The present invention can be applied to state detection of transmission lines and transmission devices.

101、102、103、104、105、106、107、111、112、113、114、115、116、117、118、119…通信システム
200、210、220、230、240、260、270、280…伝送装置
201、211−1〜211−3、221、231−1〜231−3、241、261、271…送信部
202、212−1〜212−3、232−1〜232−3、242、272…受信部
281−1a〜281−3a、281−1b〜281−3b…送受信部
300、304…伝送路
310…マルチコアファイバ
311−1〜311−3…コア
340…マルチモードファイバ
351…モード多重部
352…モード分離部
481−1〜481−3、482−1〜482−3、491、492…データ通信エンティティ
510、520、530、540、550、560、570、580、590、595、610、680、690…状態推定装置
511、521、531、541、551、561、571、581、591、596…前処理部
512、522、532、542、552、562、572、582、592、597…推定部
611−1〜611−4、682−1〜682−3、686−1〜686−3…前処理及び推定部
612、687、693、697…統合推定部
681、691…第一状態推定部
685、695…第二状態推定部
698…システム推定部
101,102,103,104,105,106,107,111,112,113,114,115,116,117,118,119 ... communication system 200,210,220,230,240,260,270,280 ... Transmission devices 201, 211-1 to 211-3, 221, 231-1 to 231-3, 241, 261, 271 ... transmission units 202, 212-1 to 212-3, 232-1 to 232-3, 242, 272... Receiving units 281-1a to 281-3a, 281-1b to 281-3b... Transmitting and receiving units 300 and 304... Transmission path 310 .. multicore fibers 311-1 to 311-3. 352... Mode separators 481-1 to 481-3, 482-1 to 482-3, 491, 492. States 510, 520, 530, 540, 550, 560, 570, 580, 590, 595, 610, 680, 690 ... state estimation devices 511, 521, 531, 541, 551, 561, 571, 581, 591, 596 ... Pre-processing units 512, 522, 532, 542, 552, 562, 572, 582, 592, 597 ... estimation units 611-1 to 611-4, 682-1 to 682-3, 686-1 to 686-3. Processing and estimation units 612, 687, 693, 697 ... integrated estimation units 681, 691 ... first state estimation unit 685, 695 ... second state estimation unit 698 ... system estimation unit

Claims (13)

伝送装置の送信部から送信され、他の伝送装置の受信部が伝送路を介して受信した信号の位相、受信強度、受信品質、電気信号への変換後の電圧、及び、受信処理において用いられた信号処理パラメータのうち1以上を表す信号受信データを取得し、取得した前記信号受信データから状態推定に用いる特徴データを生成する前処理部と、
前記特徴データに基づいて、前記伝送路の状態、前記送信部の異常状態、又は、前記受信部の異常状態を推定する推定部と、
を備える状態推定装置。
Used in the reception process, the phase of the signal transmitted from the transmission unit of the transmission device and received by the reception unit of the other transmission device via the transmission path, the received intensity, the reception quality, the voltage after conversion into an electrical signal, and so on. Obtaining signal reception data representing one or more of the obtained signal processing parameters, and generating feature data used for state estimation from the acquired signal reception data;
Based on the feature data, an estimation unit that estimates the state of the transmission path, the abnormal state of the transmission unit, or the abnormal state of the reception unit;
A state estimation device comprising:
前記伝送路の状態は、曲げの有無、曲げ径、温度変化のうち1以上である、
請求項1に記載の状態推定装置。
The state of the transmission line is one or more of presence / absence of bending, bending diameter, and temperature change,
The state estimation apparatus according to claim 1.
前記特徴データは、位相平面における前記位相を表す位相平面状態データと、極座標平面における前記位相を表す極座標データと、前記極座標データを高速フーリエ変換したフーリエ変換データと、前記位相平面状態データ又は前記極座標データの出現頻度を表すヒストグラムデータと、前記受信強度、前記受信品質、前記電圧又は前記信号処理パラメータのいずれか又は2以上の組み合わせにおける前記信号の出現頻度を表すヒストグラムデータと、前記受信強度、前記受信品質、前記電圧又は前記信号処理パラメータの時系列の変化を示す時系列データとうち少なくともいずれかを含む、
請求項1又は請求項2に記載の状態推定装置。
The feature data includes phase plane state data representing the phase in a phase plane, polar coordinate data representing the phase in a polar coordinate plane, Fourier transform data obtained by fast Fourier transforming the polar coordinate data, and the phase plane state data or the polar coordinates. Histogram data representing the appearance frequency of data, histogram data representing the appearance frequency of the signal in any one or a combination of two or more of the reception intensity, the reception quality, the voltage or the signal processing parameter, the reception intensity, Including at least one of reception quality, time series data indicating a time series change of the voltage or the signal processing parameter,
The state estimation apparatus according to claim 1 or 2.
前記推定部は、機械学習を用いて推定を行う、
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の状態推定装置。
The estimation unit performs estimation using machine learning.
The state estimation apparatus as described in any one of Claims 1-3.
前記推定部は、前記特徴データの少なくとも一部を用いて前記伝送路の状態、前記送信部の異常状態、又は、前記受信部の異常状態のいずれかに含まれる一部の状態を推定する部分推定部を複数有し、それぞれ異なる一部の状態を推定する複数の前記部分推定部による推定結果に基づいて、前記伝送路の状態、前記送信部の異常状態、又は、前記受信部の異常状態を推定する、
請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の状態推定装置。
The estimation unit uses at least a part of the feature data to estimate a part of a state included in any of the state of the transmission path, the abnormal state of the transmission unit, or the abnormal state of the reception unit Based on estimation results by the plurality of partial estimation units that have a plurality of estimation units and estimate different partial states, respectively, the transmission path state, the transmission unit abnormal state, or the reception unit abnormal state Estimate
The state estimation apparatus as described in any one of Claims 1-4.
前記前処理部又は前記推定部は、ハードウェアにより、プログラムを実行するプロセッサにより、又は、ハードウェアとプログラムを実行するプロセッサとの組み合わせにより実現される、
請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の状態推定装置。
The preprocessing unit or the estimation unit is realized by hardware, a processor that executes a program, or a combination of hardware and a processor that executes a program.
The state estimation apparatus according to any one of claims 1 to 5.
前記伝送路は、複数の物理経路から構成され、
前記前処理部は、前記物理経路毎の前記信号受信データを取得し、取得した前記信号受信データから状態推定に用いる特徴データを生成し、
前記推定部は、前記物理経路毎に、前記特徴データに基づいて前記物理経路の状態を推定し、
前記状態推定装置は、前記推定部により推定された前記物理経路毎の状態に基づいて前記伝送路の状態推定結果を導出する統合推定部をさらに備える、
請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の状態推定装置。
The transmission path is composed of a plurality of physical paths,
The preprocessing unit acquires the signal reception data for each physical path, generates feature data used for state estimation from the acquired signal reception data,
The estimation unit estimates the state of the physical path based on the feature data for each physical path,
The state estimation device further includes an integrated estimation unit that derives a state estimation result of the transmission path based on the state of each physical path estimated by the estimation unit.
The state estimation apparatus according to any one of claims 1 to 5.
前記前処理部は、複数の前記物理経路のうち2以上又は全てに同一の光源を用いた光信号を伝送したときの前記物理経路毎の前記信号受信データを取得する、
請求項7に記載の状態推定装置。
The pre-processing unit acquires the signal reception data for each physical path when transmitting an optical signal using the same light source for two or more or all of the plurality of physical paths.
The state estimation apparatus according to claim 7.
前記前処理部は、複数の前記物理経路それぞれに異なる光源を用いた光信号を伝送したときの前記物理経路毎の前記信号受信データを取得する、
請求項7に記載の状態推定装置。
The preprocessing unit acquires the signal reception data for each physical path when transmitting an optical signal using a different light source for each of the plurality of physical paths.
The state estimation apparatus according to claim 7.
前記伝送路は、マルチコアファイバ、マルチモードファイバ、又は、マルチファイバのいずれか又は2以上の組合せである、
請求項7に記載の状態推定装置。
The transmission line is a multi-core fiber, a multi-mode fiber, or a multi-fiber, or a combination of two or more.
The state estimation apparatus according to claim 7.
前記伝送路は、
複数のシングルモードの光信号を多重してマルチモードの光信号に変換するモード多重部と、
前記モード多重部が変換したマルチモードの前記光信号を伝送するマルチモードファイバと、
前記マルチモードファイバを伝送したマルチモードの前記光信号をシングルモードの光信号に分離するモード分離部とを有する、
請求項7に記載の状態推定装置。
The transmission path is
A mode multiplexing unit that multiplexes a plurality of single-mode optical signals and converts them into a multi-mode optical signal;
A multimode fiber for transmitting the multimode optical signal converted by the mode multiplexing unit;
A mode separation unit for separating the multimode optical signal transmitted through the multimode fiber into a single mode optical signal;
The state estimation apparatus according to claim 7.
前記前処理部は、前記物理経路毎に双方向それぞれの光信号を伝送したときの前記信号受信データを取得し、取得した前記信号受信データから状態推定に用いる特徴データを生成し、
前記推定部は、双方向それぞれについて、前記物理経路毎に、前記特徴データに基づいて前記物理経路の状態を推定し、
前記統合推定部は、前記推定部により双方向それぞれについて推定された前記物理経路毎の状態に基づいて前記伝送路の状態推定結果を導出する、
請求項7に記載の状態推定装置。
The preprocessing unit acquires the signal reception data when transmitting each bidirectional optical signal for each physical path, and generates feature data used for state estimation from the acquired signal reception data,
The estimation unit estimates the state of the physical path based on the feature data for each physical path for each bidirectional direction,
The integrated estimation unit derives the state estimation result of the transmission path based on the state of each physical path estimated for each bidirectional by the estimation unit,
The state estimation apparatus according to claim 7.
伝送装置と、請求項1から請求項12のいずれか一項に記載の状態推定装置とを備える通信システム。   A communication system provided with a transmission apparatus and the state estimation apparatus as described in any one of Claims 1-12.
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