JP2020053821A - 通信システム、およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光伝送路に接続される通信機器の電気信号の主経路に障害が発生した場合には迂回経路を構築して、この迂回経路を経由して通信を継続できる通信システム、およびその制御方法を提供する。【解決手段】送信機器は、信号主経路に接続され、入力される電気信号を光信号に変換して送出する光トランシーバと、信号副経路に接続され、入力される電気信号を無線信号に変換して送出する無線送信部と、光信号から変換された電気信号の出力先を、上記光トランシーバへの信号主経路又は上記無線送信部への信号副経路との間で切り替えるスイッチと、を含む。【選択図】 図４

Description

本発明は、通信システム、およびその制御方法に関し、特に送信機器の信号主経路の冗長化構成に関する。

光通信システムは、送信機器と、対向する受信機器とが光ファイバケーブルなどの光伝送路を経由して接続されて、構成される。双方向通信のため、送信機器と受信機器とは送受信が可能な通信機器として構成される。このような光通信システムの通信機器では、光信号送受信部の内蔵するライン側送受信回路が故障すると、信号伝送が不可能となる。よってこのような光通信システムの通信機器では信頼性向上のため、搭載するデバイスが故障した場合、自動的に冗長経路へ切り替える手段が求められる。

故障対策として、光信号送受信部へ入力された信号を光ファイバケーブルや同軸ケーブルなどの有線の媒体を介して別基板を経由する冗長経路を構成することも考えられる。しかしながら、この場合、異なる基板をケーブルで物理的に接続するため、ケーブルの経路検討ならびに配線の必要がある。また基板交換時にはケーブルの抜去ならびに挿入が必要となる。

特許文献１は光伝送路の冗長化構成に関するものであり、光／無線切替装置を光回線の両端に配備すること、光回線切断のような障害が生じたときにはこれを検知して光回線による光伝送を無線回線による無線伝送に切り替えることが提案されている。

特開２０１５−１１５７５１号公報

しかしながら、上述した特許文献１の光伝送路の冗長化構成では、光信号送受信部のような電気信号の主経路に障害が発生したときには、対応することができない。

本発明の目的は、光伝送路に接続される通信機器の電気信号の主経路に障害が発生した場合には迂回経路を構築して、この迂回経路を経由して通信を継続できる通信システム、およびその制御方法を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明に係る送信機器は、
信号主経路に接続され、入力される電気信号を光信号に変換して送出する光トランシーバと、信号副経路に接続され、入力される電気信号を無線信号に変換して送出する無線送信部と、
光信号から変換された電気信号の出力先を、上記光トランシーバへの信号主経路又は上記無線送信部への信号副経路との間で切り替えるスイッチと、を含む。

本発明に係る送信機器の制御方法は、
信号主経路に接続され、入力される電気信号を光信号に変換して送出する光トランシーバと、信号副経路に接続され、入力される電気信号を無線信号に変換して送出する無線送信部と、光信号から変換された電気信号の出力先を、上記光トランシーバへの信号主経路又は上記無線送信部への信号副経路との間で切り替えるスイッチと、を含む送信機器の制御方法であって、
上記信号主経路に不具合が発生したときには、上記スイッチは、上記光信号から変換された電気信号の出力先を上記無線送信部への信号副経路に切り替える。

本発明によれば、信号主経路に障害が発生した場合には、光信号から変換された電気信号の出力先を無線送信部への信号副経路に切り替えて、この無線送信部への信号副経路を経由して通信を継続することができる。

実施形態による通信システムの構成例を示すブロック図である。 実施形態による通信システムに属する端局装置の構成例を示す概観図である。 実施形態による通信システムに属する端局装置の構成例を示す概観図である。 実施形態の光信号送受信部１０５や光信号送受信部１１１の構成例を示すブロック図である。 実施形態の光信号送受信部１１６の構成例を示すブロック図である。 信号主経路に障害が発生したときの、実施形態の光信号送受信部１０５や光信号送受信部１１１の動作を説明するためのブロック図である。 光信号送受信部１０５の信号主経路に障害が発生したときの、実施形態の光信号送受信部１１６の動作を説明するためのブロック図である。 実施形態による通信システムの動作を説明するためのシーケンスチャートである。 通信システムに属する端局装置の構成例を示す概観図である。

本発明の好ましい実施形態について説明する前に、上位概念の送信機器、およびその制御方法について説明する。

上位概念の送信機器は、対向する受信機器と光ファイバケーブルなどの光伝送路を経由して接続されて、光通信システムが構成されるものである。上位概念の送信機器は、信号主経路に接続され、入力される光信号を電気信号へ変換し、再び電気信号を光信号に変換して送出する光トランシーバと、信号副経路に接続され、入力される電気信号を無線信号に変換して送出する無線送信部と、を含む。さらに上位概念の送信機器は、光信号から変換された電気信号の出力先を、上記光トランシーバへの信号主経路又は上記無線送信部への信号副経路との間で切り替えるスイッチを含む。

上位概念の送信機器の制御方法は、上記構成の送信機器の制御方法であり、送信機器の信号主経路に不具合や障害が発生したときには、上記スイッチが、上記光信号から変換された電気信号の出力先を上記無線送信部への信号副経路に切り替えるものである。

これにより、信号主経路に不具合や障害、例えば信号主経路に接続され、入力される電気信号を光信号に変換して送出する光トランシーバに不具合が発生した場合には、上記光信号から変換された電気信号の出力先を上記無線送信部への信号副経路に切り替えて、この無線送信部への信号副経路を経由して通信を継続することができる。以下、より具体的な実施形態について図面を参照しながら説明する。

〔実施形態〕
実施形態による通信システム、送信機器、およびその制御方法などについて、説明する。

光信号送受信部１０５、１１６、１１１は、送信機器の一例である。

例えば図４は、図１の光信号送受信部１０５のより具体的な構成を示すもので、信号主経路に接続され、入力される電気信号を光信号に変換して送出する光トランシーバ４０９と、信号副経路に接続され、入力される電気信号を無線信号に変換して送出する無線送信部の一例としてのＵＷＢ送信部４１１と、を含む。さらに図４の光信号送受信部１０５は、光信号から変換された電気信号の出力先を、光トランシーバ４０９への信号主経路又はＵＷＢ送信部４１１への信号副経路との間で切り替えるスイッチ４０７を含む。

また図５は、図１の光信号送受信部１１６のより具体的な構成を示すもので、信号主経路に接続され、入力される電気信号を光信号に変換して送出する光トランシーバ５０９と、信号副経路に接続され、入力される電気信号を無線信号に変換して送出する無線送信部の一例としてのＵＷＢ送信部５１１と、を含む。さらに図５の光信号送受信部１１６は、光信号から変換された電気信号の出力先を、光トランシーバ５０９への信号主経路又はＵＷＢ送信部５１１への信号副経路との間で切り替えるスイッチ５０７を含む。

図１に本発明の実施形態による端局装置が属する通信システムの構成例を示す。

クライアント装置１０１、１０２、１１４、１１５は、通信装置である。より具体的には、クライアント装置１０１、１０２、１１４、１１５は、ＳＤＨ（Synchronous Digital Hierarchy）に準拠した伝送装置やＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）のルータと云った通信装置である。

光信号送受信部１０５、１１６は、対向する光信号送受信部１１１との間で、光ファイバを介して光信号の送信又は光信号の受信である光通信を行う通信装置である。光信号送受信部１０５は、接続される複数のクライアント装置（図１ではクライアント装置１０１、１０２）が光信号として出力する伝送信号を受け、内部で多重化し、光信号として対向する光信号送受信部１１１へ出力する。受信した光信号送受信部１１１は、多重化された信号を分離し、接続されたクライアント装置１１４、１１５へ送出する。また逆に光信号送受信部１１１は、接続される複数のクライアント装置（図１ではクライアント装置１１４、１１５）が光信号として出力する伝送信号を受け、内部で多重化し、光信号として対向する光信号送受信部１０５へ出力する。受信した光信号送受信部１０５は、多重化された信号を分離し、接続されたクライアント装置１０１、１０２へ送出する。以上の方法によりクライアント装置１０１、１０２とクライアント装置１１４、１１５は、双方向の通信が可能となる。

図１の光信号送受信部１１６もまた、光信号送受信部１０５、１１１と同じ光信号送受信部である。ただし図１の光信号送受信部１１６は、光信号送受信部１０５の予備として用意され、光信号送受信部１０５が故障の際の主信号の冗長経路を構成する。

光信号送受信部１０５、１１１、１１６は電気回路基板で構成され、一般に電話局の局舎などに設置される。

ここで光信号送受信部１０５とその予備の光信号送受信部１１６は、同一局舎内に設置される。一般に１つの局舎には、複数の光信号送受信部が設置される。また光信号送受信部１０５、１１１、１１６は、回路基板を収容し、収容した回路基板に電源を供給する機能を有するシェルフと呼ばれる筐体に格納される。図９は、通信システムに属する端局装置の構成例を示す概観図であり、シェルフへ光信号送受信部の格納状況を示す。図９のシェルフ７０１は、光信号送受信部を格納し、金属の筐体で形成され、また光信号送受信部の回路基板７０２、７０３を挿入し保持するための溝が筐体内部の上下部に設けられている。回路基板１枚で１つの光信号送受信部の機能を有する。この光信号送受信部の回路基板７０２は、図９のように外部から挿入する。また挿入後は、光信号送受信部の回路基板７０３の様にシェルフ７０１の内部で固定される。光信号送受信部の回路基板７０２、７０３は、シェルフへの挿入および固定後、シェルフ７０１の内部に装着されているバックプレーンと呼ばれる回路基板から電源供給を受ける。

一方で、光信号送受信部１０５と光信号送受信部１１１とは異なる局舎に設置され、局舎間の信号伝送に用いられる。

光ファイバペアケーブル１０３、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１３、１１７は各装置間で光通信を行う際の伝送媒体である。光ファイバペアケーブルのケーブル１本に対し２本の光ファイバが入っており、ケーブル１本で双方向の光通信が可能である。一般にクライアント装置と光信号送受信部間の光ファイバペアケーブル１０３、１０４、１１２、１１３と光信号送受信部と波長多重分離器間の光ファイバペアケーブル１０６、１１０、１１７は同一局舎内の装置間を接続する。また波長多重分離器間の光ファイバペアケーブル１０８は、異なる局舎間の伝送路として用いられる。

波長多重分離器１０７、１０９は、異なる波長の複数の光信号を多重化する機能と、多重された光信号からあらかじめ決められた波長帯域の信号を分離する機能と、を含む。波長多重分離器１０７、１０９は、接続される光信号送受信部が出力する異なる波長の複数の光信号を多重し、１本の光ファイバを介し対向する波長多重分離器１０９、１０７に対し送信する。また波長多重された光信号を受信した対向側の波長多重分離器１０９、１０７は多重された光信号からあらかじめ決められた波長帯域の信号を分離し、分離した光信号を対象とする光信号送受信部に対し出力する。

ＨＵＢ１２１は、Ｅｔｈｅｒｎｅｔなどのネットワークで用いられるＨＵＢである。光信号送受信部１０５、１１１、１１６、波長多重分離器１０７とＨＵＢ１２１はＬＡＮ（Local Area Network）やＷＡＮ（Wide Area Network）といったネットワークを構成するネットワーク線１１８、１１９、１２０、１２２で接続されている。

図２に本実施形態を適用する端局装置系の構成例を示す。図２は、実施形態による通信システムに属する端局装置の構成例を示す概観図である。

図２の回路基板２００はバックプレーンと呼ばれる回路基板であり、図９のシェルフ７０１の内部に実装されていて、外部に備え付けられた電源回路から電源が供給されている。この回路基板２００には、複数のコネクタ２０１〜２０６が実装されている。これらのコネクタ２０１〜２０６には、図２のように回路基板２０７が挿入される。コネクタ２０１に回路基板２０７が挿入されると、回路基板２００に供給されている電源がコネクタ２０１を介して回路基板２０７へ供給される。図３は、実施形態による通信システムに属する端局装置の構成例を示す概観図であり、バックプレーンと呼ばれる回路基板３００の複数のコネクタ３０１〜３０６に回路基板３０８〜３１３が挿入された状態を示す。なお図３は一つの構成例を示すもので、図３のように全てのコネクタに回路基板が挿入されて使用されることを必要とするものではない。図３の回路基板３０８〜３１３は、それぞれ本実施形態による光信号送受信部（図１では光信号送受信部１０５、１１１、１１６）の回路基板である。回路基板３０８〜３１３は、コネクタ３０１〜３０６を介して回路基板３００から電源の供給を受ける。本実施形態においては光信号送受信部１０５とその予備としての光信号送受信部１１６は、同一のバックプレーンと呼ばれる回路基板３００に回路基板３０８〜３１３のいずれかとして挿入される。また端局装置の光信号送受信部１１６は１枚だけ挿入され、それ以外の複数の光信号送受信部の予備として使用される。

図４は、図１の通信システムの光信号送受信部１０５や光信号送受信部１１１の構成例を示すブロック図である。図５は、図１の通信システムの光信号送受信部１１６の構成例を示すブロック図である。図５のブロック図は、本発明の実施形態を適用する光信号送受信部の内部電気回路ブロック図であり、信号送信の構成例を示す。これらの図は、図１に示される光信号送受信部１０５と光信号送受信部１１１と光信号送受信部１１６のブロック図を示している。これらの装置の内部電気回路は同じものであるが、この後の動作の説明のために、光信号送受信部１１６は別の図面（図５）として示してある。

図４の光トランシーバ４０１、４０２は、外部のクライアント装置１０１、１０２（１１４、１１５）が送出し、光ファイバペアケーブル１０３、１０４（１１２、１１３）を介して受信した光信号を受信し電気信号へ変換後、後段のデバイスＯＴＮ（Optical Transport Network）フレーマ４０５に対して出力する光−電気変換モジュールである。また逆にＯＴＮフレーマ４０５から受信した電気信号を光信号へ変換し光ファイバペアケーブル１０３、１０４（１１２、１１３）を介して外部のクライアント装置１０１、１０２（１１４、１１５）に対し出力する機能も備える。図１で示すクライアント装置１０１、１０２（１１４、１１５）と光信号送受信部１０５（１１１）間の光ファイバペアケーブル１０３、１０４（１１２、１１３）はこの光トランシーバ４０１、４０２へ接続される。光トランシーバにはＸＦＰ（10G Small Form-Factor Pluggable）、ＳＦＰ（Small Form-Factor Pluggable）、ＳＦＰ＋（Small Form-Factor Pluggable Plus）などのモジュールがある。

信号線４０３、４０４は、光トランシーバ４０１、４０２とＯＴＮフレーマ４０５との間で電気信号をやり取りする際の媒体で、回路基板上のパターンである。

ＯＴＮフレーマ４０５は例えば集積回路で構成され、光トランシーバ４０１、４０２から受信した複数のクライアント信号を重畳した後、誤り訂正機能をもつ光転送ネットワークＯＴＮの信号フレーム形式に変換し、その電気信号を後段のスイッチ４０７へ送出する。また逆に、スイッチ４０７から受信したＯＴＮの信号フレーム形式の電気信号を誤り訂正後、束ねられていたクライアント信号に分離し光トランシーバ４０１、４０２へ出力する機能も有する。

信号線４０６は、ＯＴＮフレーマ４０５とスイッチ４０７との間で電気信号をやり取りするための際の媒体で、回路基板上のパターンである。

スイッチ４０７、５０７は、外部から入力された電気信号を出力するにあたり、出力方向を切り替える機能を有するスイッチである。本実施形態では、スイッチ４０７、５０７は入力信号の選択、ならびに出力信号の出力先の選択を行う。スイッチ４０７の入力信号は、ＯＴＮフレーマ４０５もしくはＵＷＢ受信部４１３から選択する。スイッチ５０７の入力信号は、ＯＴＮフレーマ５０５もしくはＵＷＢ受信部５１３から選択する。またスイッチ４０７、５０７の出力先は、光トランシーバ４０９、５０９もしくはＵＷＢ送信部４１１、５１１が選択可能である。これらの選択は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４１５、５１５からバス４１６、４１６を介して行われた設定に従って行われる。

信号線４０８、５０８は、光トランシーバ４０９、５０９とスイッチ４０７、５０７との間で電気信号をやり取りするための回路基板上のパターンである。

光トランシーバ４０９、５０９は、スイッチ４０７、５０７が出力した電気信号を光信号へ変換して出力する電気−光変換モジュールである。この光トランシーバ４０９、５０９には、光ファイバペアケーブル１０６、１１０、１１７が接続されており、光信号はこの光ファイバペアケーブルを介して系の後段の波長多重分離器１０７、１０９へ出力される。また逆に、波長多重分離器１０７が出力した光信号は光ファイバペアケーブル１０６、１１０、１１７を介して光トランシーバ４０９、５０９に入力される。図４の光トランシーバ４０９は、光ファイバペアケーブル１０６（１１０）を介して入力された光信号を電気信号へ変換後、スイッチ４０７に対し出力する。図５の光トランシーバ５０９は、光ファイバペアケーブル１１７を介して入力された光信号を電気信号へ変換後、スイッチ５０７に対し出力する。

ＵＷＢ（Ultra Wide Band）送信部４１１、５１１は空中線を内蔵しており、スイッチ４０７、５０７を経由して受信したＯＴＮフレーマ４０５からの電気信号をＵＷＢの無線通信方式へ変換し、上記空中線から空間へ放射するモジュールである。この無線伝送では、ＯＴＮフレーマからの電気信号が有する信号帯域と同じか、もしくはＯＴＮフレーマからの電気信号が有する信号帯域より広い帯域で伝送する。本実施形態ではこの伝送された無線信号を、同一シェルフ内にある他の光信号送受信部が搭載するＵＷＢ（Ultra Wide Band）受信部で受信、復調することで、他の光信号送受信部との信号経路を構成する。

信号線４１０、５１０は、スイッチ４０７、５０７が出力する電気信号をＵＷＢ送信部４１１、５１１へ伝送するための回路基板上のパターンである。

ＵＷＢ受信部４１３、５１３は、ＵＷＢの無線を受信し電気信号へ変換するモジュールである。変換された電気信号は後段のスイッチ４０７、５０７へ出力される。

信号線４１２、５１２は、ＵＷＢ受信部４１３、５１３が出力する電気信号をスイッチ４０７、５０７へ伝送するための回路基板上のパターンである。

ネットワークインタフェース４１４、５１４は、外部とＥｔｈｅｒｎｅｔＬＡＮ経由で通信を行うためのインタフェースである。このインタフェース部はＬＡＮポートを有しており、このＬＡＮポートに接続されるネットワーク線１１８、１１９、１２０を介してＨＵＢ１２１とつながっている。

ＣＰＵ４１５、５１５は中央演算処理装置であり、光信号送受信部に搭載されるデバイスやモジュールの制御、およびネットワークインタフェースを介して外部の装置との通信を行う。

バス４１６、５１６は、ＯＴＮフレーマ４０５、スイッチ４０７、５０７、光トランシーバ４０９、５０９、ＵＷＢ送信部４１１、５１１、ＵＷＢ受信部４１３、５１３、ネットワークインタフェース４１４、５１４、ＣＰＵ４１５、５１５の間でデータをやり取りするためのバス線である。

（通常時の動作の説明）
正常時の本実施形態の通信システムの動作として、図１のクライアント装置１０１からクライアント装置１１４へ、またクライアント装置１０２からクライアント装置１１５へデータを送信する場合の動作を、図１と図４を用いて説明する。

クライアント装置１０１、１０２は、送信するデータをＳＤＨ方式やＥｔｈｅｒｎｅｔ、ＯＴＮに準拠したクライアント信号として光信号で出力する。クライアント装置１０１が出力した光信号は、光ファイバペアケーブル１０３を介して光信号送受信部１０５に到達する。また同様にクライアント装置１０２が出力した光信号は、光ファイバペアケーブル１０４を介して光信号送受信部１０５に到達する。

光ファイバペアケーブル１０３は、光信号送受信部１０５が搭載する図４の光トランシーバ４０１に接続されており、光ファイバペアケーブル１０４は光信号送受信部１０５が搭載する図４の光トランシーバ４０２に接続されている。図１のクライアント装置１０１が出力した光信号は光トランシーバ４０１で電気信号へ変換され、またクライアント装置１０２が出力した光信号は光トランシーバ４０２で電気信号へ変換され、共に後段のＯＴＮフレーマ４０５へ送出される。ＯＴＮフレーマ４０５は、受信したこれら２つの電気信号を重畳した後、ＯＴＮの信号フレーム形式に変換し、その電気信号を後段のスイッチ４０７へ送出する。通信システムの正常時には、スイッチ４０７はＯＴＮフレーマ４０５からの信号を光トランシーバ４０９に対して出力するように、設定されている。

スイッチ４０７から出力された電気信号は、信号線４０８を介して光トランシーバ４０９に送られ、光トランシーバ４０９で電気信号から光信号へ変換される。こうして変換された光信号は、光トランシーバ４０９に接続された光ファイバペアケーブル１０６を介して後段の波長多重分離器１０７へ送られる。波長多重分離器１０７は、光信号送受信部１０５、１１６、その他図１には未記載であるが接続されている光信号送受信部が出力する波長の異なる複数の光信号を波長多重し、光ファイバペアケーブル１０８へ出力する。

光ファイバペアケーブル１０８を介して送信された波長多重光信号は、対向する波長多重分離器１０９で受信される。波長多重分離器１０９はその内部で、１つのデータ通信分の波長帯域ごとに分離を行い、後段の光信号送受信部１１１に対しその光信号送受信部１１１が受信する光波長帯域の光信号を送出する。光信号送受信部１１１はその光信号を内蔵する光トランシーバ４０９で波長多重分離器１０９の出力する光信号を受ける。光信号は光トランシーバ４０９で電気信号へ変換され、その後信号線４０８、スイッチ４０７、信号線４０６を介してＯＴＮフレーマ４０５へ送られる。ＯＴＮフレーマ４０５は、多重されたＯＴＮの信号フレーム形式から元のＳＤＨやＥｔｈｅｒｎｅｔ、ＯＴＮに準拠したクライアント信号に分離し、クライアント信号が所望のクライアント装置１１４、１１５へ到達するように信号線４０３、４０４を介して光トランシーバ４０１、４０２へ送出する。光トランシーバ４０１、４０２は、受信した電気信号を光信号へ変換し、その搭載する光コネクタに接続された光ファイバペアケーブル１１２、１１３からクライアント装置１１４、１１５に対し出力する。以上のようにして、クライアント装置１０１、１０２からクライアント装置１１４、１１５にデータが伝送される。

（光信号送受信部１０５の信号主経路に障害が発生したときの動作の説明）
次に、本実施形態の特徴である、光信号送受信部１０５の信号主経路に障害が発生したときの一例として、光信号送受信部１０５の搭載する光トランシーバ４０９が故障した場合の通信システムの動作を、図１、図５、図６を用いて説明する。同じように、図１のクライアント装置１０１からクライアント装置１１４へ、またクライアント装置１０２からクライアント装置１１５へデータを送信する場合を例に説明する。本実施形態では光トランシーバ４０９が故障した場合には、予備の光信号送受信部１１６を用いた冗長経路を使用してデータを送信する。

まず光トランシーバ４０９が故障した場合には、信号の経路切替を行う。図６は、経路切替シーケンスを説明するためのシーケンスチャートである。光信号送受信部１０５上のＣＰＵ４１５は、光トランシーバ４０９の動作状況を常時監視している。よってＣＰＵ４１５は光トランシーバ４０９へ状況取得要求（Ｓ６０１）を行い、要求に対し光トランシーバ４０９は内部の状況をＣＰＵ４１５に対し返す状況応答（Ｓ６０２）を行う。ここで光トランシーバ４０９の内部状況に問題があり、光トランシーバ４０９は正常に動作できないという状況を応答して、ＣＰＵ４１５がその応答に対し信号導通に支障をきたすと判断した場合、ＣＰＵ４１５は光トランシーバ４０９に対し、外部の光ファイバペアケーブル１０６に対する光出力停止を要求する（Ｓ６０３）。この出力停止要求を受けた光トランシーバ４０９は出力を停止したのち、ＣＰＵ４１５に対して応答を出力する（Ｓ６０４）。次に、ＣＰＵ４１５はＵＷＢ送信部４１１に対して送信開始要求を行う（Ｓ６０５）。送信開始要求を受けたＵＷＢ送信部４１１は、スイッチ４０７から出力され信号線４１０経由で受信したデータをＵＷＢ無線通信方式で出力するための設定を行った後、ＣＰＵ４１５へ応答を返す（Ｓ６０６）。次に、ＣＰＵ４１５はスイッチ４０７に対し経路切替要求を行う（Ｓ６０７）。経路切替要求を受けたスイッチ４０７は、内部のセレクタを切り替え、ＯＴＮフレーマ４０５から入力された信号の出力先をそれまでの光トランシーバ４０９からＵＷＢ送信部４１１へと変更した後、ＣＰＵ４１５へ応答を返す（Ｓ６０８）。以上の切替により、通信システムの正常時には光トランシーバ４０９から光信号で出力されていた信号は、代わりにＵＷＢ送信部４１１からＵＷＢ無線通信で出力されるようになる。その後、ＣＰＵ４１５は波長多重分離器１０７に対して、経路切替要求を行う（Ｓ６０９）。この経路切替要求は、ＣＰＵ４１５からバス４１６、ネットワークインタフェース４１４、ネットワーク線１１８、ＨＵＢ１２１、ネットワーク線１２２を経て波長多重分離器１０７へ到達する。波長多重分離器１０７はそれまで光信号送受信部１０５が出力し光ファイバペアケーブル１０６を介して送られてくる光信号を受信していたが、経路切替要求（Ｓ６０９）に基づき、波長多重分離器１０７は代わりに光信号送受信部１１６が送出し光ファイバペアケーブル１１７を介して送られてくる光信号を受信するように内部のセレクタを切り替え、応答を返す（Ｓ６１０）。ＣＰＵ４１５は予備の光信号送受信部１１６のＣＰＵ５１５に対し、予備使用要求を行う（Ｓ６１１）。この予備使用要求は、ＣＰＵ４１５からバス４１６、ネットワークインタフェース４１４、ネットワーク線１１８、ＨＵＢ１２１、ネットワーク線１２０、光信号送受信部１１６のネットワークインタフェース５１４、バス５１６を経てＣＰＵ５１５へ到達する。この要求では、予備の光信号送受信部１１６の搭載する光トランシーバ５０９からの出力光信号が本来の光信号送受信部１０５が出力する光信号の出力、波長などと同じとするための設定なども送られる。予備使用要求を受けたＣＰＵ５１５は、ＵＷＢ受信部５１３に対し受信開始要求を出す（Ｓ６１２）。受信開始要求を受けたＵＷＢ受信部５１３は、ＵＷＢ受信を行い、受信したデータを信号線５１２に対し出力するよう内部設定を行なう。その後、ＣＰＵ５１５に対して応答を返す（Ｓ６１３）。次に、ＣＰＵ５１５は、スイッチ５０７に対し経路切替設定を行う（Ｓ６１４）。スイッチ５０７は、その設定に基づき信号線５１２からの信号を受信し光トランシーバ５０９へ出力するように内部のセレクタを切り替え、応答を返す（Ｓ６１５）。次に、ＣＰＵ５１５は、光トランシーバ５０９に対し動作開始要求を行う（Ｓ６１６）。動作開始要求を受けた光トランシーバ５０９は、内部を初期化した後、動作を開始し、ＣＰＵ５１５へ応答を返す（Ｓ６１７）。この応答は、ＣＰＵ５１５からバス５１６、光信号送受信部１１６のネットワークインタフェース５１４、ネットワーク線１２０、ＨＵＢ１２１、ネットワーク線１１８、ネットワークインタフェース４１４、バス４１６を経てＣＰＵ４１５へ到達する。

以上により、光信号送受信部１０５の光トランシーバ４０９の故障など、光信号送受信部１０５の信号主経路に障害が発生したときには、電気信号が光トランシーバ４０９を通る経路を迂回して、予備の光信号送受信部１１６を経由する経路が構築される。

（構築された迂回経路を経由して到達する際の動作の説明）
次に、クライアント装置１０１、１０２から出力された信号が、構築された迂回経路を経由してクライアント装置１１４、１１５へ到達する際の動作を、図１、図５で説明する。

クライアント装置１０１では送信するデータをＳＤＨ方式やＥｔｈｅｒｎｅｔ、ＯＴＮに準拠したクライアント信号として光信号で出力する。クライアント装置１０１が出力した光信号は、光ファイバペアケーブル１０３を介して光信号送受信部１０５に到達する。また同様にクライアント装置１０２が出力した光信号は、光ファイバペアケーブル１０４を介して光信号送受信部１０５に到達する。光ファイバペアケーブル１０３は光信号送受信部１０５の搭載する光トランシーバ４０１、光ファイバペアケーブル１０４は光トランシーバ４０２に接続されており、クライアント装置１０１が出力した光信号は光トランシーバ４０１が、またクライアント装置１０２が出力した光信号は光トランシーバ４０２で電気信号へ変換され、共に後段のＯＴＮフレーマ４０５へ送出される。ＯＴＮフレーマ４０５は、受信したこれら２つの電気信号を重畳した後、ＯＴＮの信号フレーム形式に変換し、その電気信号を後段のスイッチ４０７へ送出する。

図６のＣＰＵ４１５からの経路切替要求（Ｓ６０７）によってスイッチ４０７の内蔵セレクタは切り替わっており、信号線４０６からスイッチ４０７へ入力された電気信号は信号線４１０に対して出力される。信号線４１０を経由しＵＷＢ送信部４１１へ送られた電気信号は、ＵＷＢ送信部４１１にてＵＷＢ方式で変調され、その内蔵する空中線から無線信号として放射される。この無線信号は、光信号送受信部１１６のＵＷＢ受信部５１３で受信される。ここで、光信号送受信部１０５および１１６はすでに説明したように、図３に示す回路基板３０８〜３１３のいずれかであり、基板間距離は最大でも数十センチメートル程度である。受信された無線信号はＵＷＢ受信部５１３で復調され、電気信号に変換された後、信号線５１２を経由しスイッチ５０７へ送られる。ここで、図６のＣＰＵ５１５からの経路切替要求（Ｓ６１４）により既に、スイッチ５０７が内蔵するセレクタは信号線５１２からの電気信号を受信し、光トランシーバ５０９に対して出力するように設定されている。スイッチ５０７から出力された電気信号は、信号線５０８を経由して光トランシーバ５０９に送られ、光トランシーバ５０９で電気信号から光信号へ変換されたのち、光トランシーバ５０９に接続された光ファイバペアケーブル１１７を介して後段の波長多重分離器１０７へ送られる。波長多重分離器１０７は、光信号送受信部１１６、その他図１には未記載であるが接続されている光信号送受信部が出力する波長の異なる複数の光信号を波長多重し、光ファイバペアケーブル１０８へ出力する。光ファイバペアケーブル１０８を介して送信された波長多重光信号は、対向する波長多重分離器１０９で受信される。波長多重分離器１０９は、その内部で１つのデータ通信分の波長帯域ごとに分離を行い、後段の光信号送受信部１１１に対しその光信号送受信部１１１が受信する光波長帯域の光信号を送出する。光信号送受信部１１１は、内蔵する光トランシーバ４０９で波長多重分離器１０９が出力する光信号を受ける。光信号は、光トランシーバ４０９で電気信号へ変換され、その後信号線４０８、スイッチ４０７、信号線４０６を介してＯＴＮフレーマ４０５へ送られる。電気信号はＯＴＮフレーマ４０５にて多重されたＯＴＮの信号フレーム形式から元のＳＤＨやＥｔｈｅｒｎｅｔ、ＯＴＮに準拠したクライアント信号に分離し、クライアント信号が所望のクライアント装置１１４、１１５へ到達するように信号線４０３、４０４を介して光トランシーバ４０１、４０２へ送出する。光トランシーバ４０１、４０２は受信した電気信号を光信号へ変換し、その搭載する光コネクタに接続された光ファイバペアケーブル１１２、１１３からクライアント装置１１４、１１５に対し出力する。

以上のようにして、クライアント装置１０１、１０２から予備の光信号送受信部１１６を経由し、クライアント装置１１４、１１５にデータが伝送される。

（実施形態の効果の説明）
デバイス故障により信号が導通しなくなった場合のように、光信号送受信部１０５の信号主経路に障害が発生したときには、自動的に隣接する基板回路へ信号を無線伝送することで冗長経路回路へ切り替え信号導通を継続することが可能である。

より具体的には、信号主経路の光トランシーバが故障した場合には、信号主経路の光トランシーバとは異なる信号経路を構築し、この信号経路を利用して信号導通を継続することが可能である。

主信号経路上のライン側送受信回路が故障した場合に、伝送する信号を無線通信にて近接にある別回路基板へ伝送することで冗長経路を形成し信号伝送を継続することが特徴である。

本実施形態の通信システムでは、運用系基盤とは別に予備系基盤を設けて、運用系基盤と予備系基盤を無線通信により接続する。これにより、有線の媒体を介して冗長経路を構成する場合と比較して、配線の経路検討の必要がなくなる。

また本実施形態の通信システムでは、複数の運用系基盤に対して１つの予備系基盤が冗長的に設けられる。たとえば運用系基盤内に光トランシーバを複数設けて冗長性を実現する方法と比較すると、装置全体として備えるべき光トランシーバの数を抑制することができる。光トランシーバは高価であるため、予備系トランシーバを複数設けることは望ましくなく、本実施形態の通信システムによればコスト削減も実現できる。

〔その他の実施形態〕
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、様々な変更が可能である。例えば、予備系基盤である光信号送受信部１１６が出力する光信号の送信波長は、障害が発生した光信号送受信部１０５と同じにしても、違う波長にしてもよい。予備系基盤である光信号送受信部１１６が出力する光信号の送信波長を、障害が発生した光信号送受信部１０５と同じ波長にする場合は、図８の予備使用要求（Ｓ６１１）にて出力する光信号を通知し、光トランシーバ５０９が通知された波長の光信号を出力するよう設定する。このとき、受信対向局側では入力する波長を変更する必要がなくなる。光トランシーバ５０９は固定の波長を出力し、障害が発生した光トランシーバとは異なる波長を出力する場合は、受信端局側に光トランシーバ５０９が出力する光信号の波長を通知し、受信端局側で通知された波長を受信可能なように設定を変更する必要がある。

また上述した実施形態では図１、図５の光信号送受信部１１６は、運用系である光信号送受信部１０５と同じ構成を基板上に有するよう説明したが、光信号送受信部１１６の構成はこれに限られない。上述した実施形態では図１、図５で同じ構成としているのは、光信号送受信部１０５、１１６のいずれもが運用系として利用できるようにすることが目的である。光信号送受信部１１６が予備系基盤として必要な最小構成は、クライアント信号受信用の光トランシーバやＯＴＮフレーマである。

また光信号送受信部１１６が予備系基盤として必要な最小構成の、光トランシーバやＯＴＮフレーマ以外の構成要素を、バックプレーンと呼ばれる回路基板２００に実装してもよい。

１０１、１０２、１１４、１１５ クライアント装置
１０５、１１１、１１６ 光信号送受信部
１０７、１０９ 波長多重分離器
１２１ ＨＵＢ
４０１、４０２、４０９、５０９ 光トランシーバ
４０５、５０５ ＯＴＮフレーマ
４０７、５０７ スイッチ
４１１、５１１ ＵＷＢ送信部
４１３、５１３ ＵＷＢ受信部
４１４、５１４ ネットワークインタフェース
４１５、５１５ ＣＰＵ

Claims (10)

1. 信号主経路に接続され、入力される電気信号を光信号に変換して送出する光トランシーバと、信号副経路に接続され、入力される電気信号を無線信号に変換して送出する無線送信部と、
   光信号から変換された電気信号の出力先を、前記光トランシーバへの信号主経路又は前記無線送信部への信号副経路との間で切り替える選択スイッチと、を含む送信機器。
2. 他の送信機器の無線送信部からの無線信号を受信する無線受信部をさらに含み、
   前記選択スイッチは、前記光信号から変換された電気信号又は前記無線受信部からの電気信号の出力先を、前記光トランシーバへの信号主経路又は前記無線送信部への信号副経路との間で切り替える、請求項１に記載の送信機器。
3. 請求項２に記載の送信機器を複数含み、
   前記複数の送信機器のうち第１の送信機器の選択スイッチが、前記光信号から変換された電気信号の出力先を前記無線送信部への信号副経路へと切り替えたときには、
   前記複数の送信機器のうち第２の送信機器の選択スイッチは、前記無線受信部からの電気信号の出力先が光トランシーバへの信号主経路へと切り替えられる、送信装置。
4. 前記第１の送信機器の無線送信部からの無線信号を、前記第２の送信機器の無線受信で受信する、請求項３に記載の送信装置。
5. 前記第１の送信機器の前記光トランシーバからの光信号、および前記第２の送信機器の前記光トランシーバからの光信号が入力され、入力された光信号を多重化して光伝送路へと送出する波長多重部をさらに含む、請求項３又は請求項４に記載の送信装置。
6. 信号主経路に接続され、入力される電気信号を光信号に変換して送出する光トランシーバと、信号副経路に接続され、入力される電気信号を無線信号に変換して送出する無線送信部と、光信号から変換された電気信号の出力先を、前記光トランシーバへの信号主経路又は前記無線送信部への信号副経路との間で切り替える選択スイッチと、を含む送信機器の制御方法であって、
   前記信号主経路に不具合が発生したときには、前記選択スイッチは、前記光信号から変換された電気信号の出力先を前記無線送信部への信号副経路に切り替える、送信機器の制御方法。
7. 前記送信機器が、他の送信機器の無線送信部からの無線信号を受信する無線受信部をさらに含み、
   前記選択スイッチは、前記光信号から変換された電気信号又は前記無線受信部からの電気信号の出力先を、前記光トランシーバへの信号主経路又は前記無線送信部への信号副経路との間で切り替える、請求項６に記載の送信機器の制御方法。
8. 請求項７に記載の送信機器の制御方法が適用される送信機器を複数含み、
   前記複数の送信機器のうち第１の送信機器の選択スイッチが、前記光信号から変換された電気信号の出力先を前記無線送信部への信号副経路へと切り替えたときには、
   前記複数の送信機器のうち第２の送信機器の選択スイッチを、前記無線受信部からの電気信号の出力先が光トランシーバへの信号主経路へと切り替える、送信装置の制御方法。
9. 前記第１の送信機器の無線送信部からの無線信号を、前記第２の送信機器の無線受信で受信する、請求項８に記載の送信装置の制御方法。
10. 前記第１の送信機器の光トランシーバからの光信号と、前記第２の送信機器の光トランシーバからの光信号が入力され、入力される光信号を多重化して光伝送路へ送出する波長多重部をさらに含む、請求項８又は請求項９に記載の送信装置の制御方法。

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