JP2926525B2

JP2926525B2 - 光加入者伝送システムにおける予備系切替方式

Info

Publication number: JP2926525B2
Application number: JP4081432A
Authority: JP
Inventors: 正男立蔵; 敏昭片桐; 英夫小林; 良一山本
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1992-03-04
Filing date: 1992-03-04
Publication date: 1999-07-28
Anticipated expiration: 2014-07-28
Also published as: JPH05252548A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ケーブルを伝送媒体
にした加入者伝送システムにおいて、障害発生時、ある
いは光ケーブル支障移転時、伝送装置更新時に適用する
予備系切替方式に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光ケーブルとは、光ファイバを実装して
いるケーブルであり、光ファイバケーブルともよぶ。光
通信技術の進展により、局間の中継系ばかりでなく、一
般家庭を含めた加入者系へ光ファイバを導入する検討が
なされている。この場合に、一般家庭まで、光ファイバ
を直接配線してしまう方式のほか、途中までが光ファイ
バで、以後は信号を分離して複数の加入者までスター状
にメタル線で配線する方法などが検討されている。以
後、前者をＦＴＴＨ（Ｆiber ＴｏＴhe Ｈome)方
式、後者をＣＴ−ＲＴ（Ｃentral Ｔerminal Ｒemot
e Ｔerminal)方式とよぶことにする。伝送システムに
おいて予備系が有用なのは、障害発生時及び光ケーブル
の支障移転時である。まず、障害復旧の観点から、従来
検討されている予備系切替方式について説明する。

【０００３】光ファイバ伝送系での障害は、伝送装置と
伝送路の両者に発生しうる。伝送装置には、電子回路の
ほか、半導体レーザなどの発光素子，受光素子が存在
し、これらが破損することで障害が発生する。発光素子
や受光素子は、一般の電子部品に比べて寿命が短いた
め、伝送システムの信頼性を損ないやすい。また伝送路
の方では、光ファイバの破損やコネクタ接続部の劣化に
より障害が発生する。光ファイバそのものは、従来のメ
タルケーブルのような腐食などの劣化がないため、概し
て信頼性が高い利点がある。ただし、光ファイバの接続
や配線作業は、これまでのメタル線での場合と比べて手
間がかかるため、道路工事などで誤って光ケーブルが損
傷をうけた場合には、復旧に大幅な時間がかかる問題が
ある。さらに、現在の保守体制では、障害箇所の探索自
体にも時間がかかる問題がある。このようなことから、
信頼性の要求される通信系においては、障害発生時の迅
速な復旧のための対策が必要とされる。

【０００４】現状の光ファイバ伝送系には以上に述べた
問題がある。そこで、この復旧時間の短縮のため、伝送
装置や伝送路を二重化する伝送システムが検討されてい
る。図３に、二重化方式の形態を示す。図３（Ａ）はＦ
ＴＨ方式、図３（Ｂ）はＣＴ−ＲＴ方式である。図３
（Ａ）では、光ファイバは、加入者まで直接引き込まれ
る。加入者側伝送装置４は加入者宅にある。交換機１と
局内伝送装置３は、交換局舎内にあり、加入者側伝送装
置４と局内伝送装置３との間は、光ファイバ５，５’で
結線されている。局内伝送装置３には、多数の加入者向
けに、多数の光送受信ユニットが実装されているが、こ
の図では、一加入者用の光送受信ユニットだけを描いて
ある。信号の行き帰りはそれぞれ別の光ファイバを通る
が、光ファイバ５の故障に対処するため予備の光ファイ
バ５’をさらに２本、合計で４本使用して、一加入者の
伝送系が確保されることになる。。なお、往復の通信波
長を違えることによって、往復の通信を同一の光ファイ
バで行うことも検討されている。その場合には、現用の
光ファイバが１本、予備の光ファイバが１本の計２本が
一加入者の伝送系に用いられることになる。以後の説明
では、この場合について言及しないが、本発明はこの場
合でも適用可能である。

【０００５】図中の矢印は、信号の伝達方向をあらわし
ている。また、往復２本の光ファイバは、局内伝送装置
３，及び加入者側伝送装置４のなかの光送受信ユニット
３−１，４−１につながっている。光送受信ユニットの
なかには、半導体レーザや光受光素子が１個ずつ入って
いて、電気信号を光信号に変換する機能，及び光信号を
電気信号に変換する機能をもつ。交換機１からの電気信
号は、局内伝送装置３のなかのふたつの光送受信ユニッ
ト３−１，３−１’にはいり、それぞれ別の光ファイバ
５，５’に信号光を送出する。加入者側伝送装置では、
この２つの信号を、２つの光送受信ユニット４−１，４
−１’で受光して電気信号に変える。この電気信号の片
方だけを、電気スイッチ４−２で選択して加入者端末２
に導く。加入者端末２から送出される信号は逆方向をた
どる。

【０００６】原理上、予備の光送受信ユニット３、
１’，４−１’は、常に動作している必要はない。故障
を検出することにより、自動的に動作を開始させ、電気
スイッチ４−２を切り替えればよい。故障時には受け取
る電気信号が途絶するため、加入者側伝送装置４でも局
内伝送装置３でも検知できるので、この予備系へ自動切
替が可能になる。また、電気スイッチ４−２を省いた構
成も可能である。そのときは、光送受信ユニット４−
１，４−１’を並列接続して、加入者端末２に接続す
る。予備系への切替は、予備系装置への電源の切替によ
り実施する。

【０００７】なお図３（Ａ）中では、省略のため、ひと
つの伝送系にたいし加入者端末２をひとつしか描いてい
ないが、一般的に複数になる。そのため、一本の光ファ
イバを通る信号は多重化される。その方式としては、Ｉ
ＳＤＮ（サービス総合デジタル網：Ｉntegrated Ｓer
vices Ｄigital Ｎetwork）の一環として検討されて
いる時分割多重が有力である。このとき、加入者側端末
装置４では、多重化してある受信信号からデータ分配す
る機能、複数の端末からのデータを多重化して局側へ送
る機能が必要であるが、図では省略している。同様に、
局側でも信号の多重化や分離がなされるが、これは交換
機１のなかで行われる。

【０００８】図３（Ｂ）では、遠隔伝送装置７は、屋外
またはビル内にあり、そこから加入者宅までメタルケー
ブルで配線される。この遠隔伝送装置７は、図３（Ａ）
の加入者側伝送装置４と同様、光ファイバ伝送路をはさ
んで局内伝送装置３の反対側に置かれるものであるか
ら、本願の説明では、加入者側の伝送装置であるとみな
す。図３（Ａ）と同様、局内伝送装置６と遠隔伝送装置
７の間は、４本の光ファイバで結ばれている。交換機１
からの複数の加入者宛の電気信号は、多重化装置６−２
で多重化され、光送受信ユニット６−１で光信号に変換
されて光ファイバ５に送出される。この光信号は、遠隔
伝送装置７のなかの光送受信ユニット７−１で電気信号
に変換され、さらに多重化装置７−２で、多重化信号を
分離し、ここの加入者に向けて電気信号が送出される。
加入者端末２からの信号は、これと逆の手順で交換機１
に伝送される。すなわち、遠隔伝送装置７のなかの多重
化装置７−２で多重化され、光ファイバ５を通って局内
伝送装置６のなかの多重化装置６−２で信号が分離さ
れ、交換機１に届く。両方の多重化装置６−２，７−２
は、現用と予備の２ユニットをもち、障害発生時には、
信号の途絶を検知して現用から予備へ切り替える。これ
により、光送受信ユニット，光ファイバとも、すべて予
備系に切替わる。なお、この場合でも、図３（Ａ）の場
合と同様に、一加入者宛の信号が多重化されている場合
（例えば、ＮＴＴのＩＮＳ６４）がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】以上、図３（Ａ）
（Ｂ）で説明した予備系切替方式は、伝送装置と伝送路
のすべてについて二重化しているため、確実な方式では
あるが、設備コストがかかる問題がある。

【００１０】次に、光ケーブルの支障移転時の予備系切
替について説明する。支障移転とは、道路工事等の理由
により、サービス中のケーブルについて敷設ルートを変
更することである。ケーブルを張り替える場合には、一
旦光ファイバ伝送路を切断する必要があるため、加入者
に不便を強いることになる。ただし、この切替による信
号断時間が１０ミリ秒程度以下であるならば、情報の欠
落を伝送装置の再送機能により避けることができるた
め、光ファイバを２箇所で、高速同期切替を行う方法が
開発されている。この技術については、次の論文に記載
されている。（小林英夫ほか：“光多心コネクタを用い
る心線切替システムの設計と特性”，電子情報通信学会
論文誌Ｂ−Ｉ，ｖol．Ｊ７４−Ｂ−Ｉ，Ｎｏ８，pp. ６
２８−６３８（１９９１）ただし、この技術では、現場
へ作業者が出向いて工事をする必要があるため、能率が
悪い問題がある。そこで、高速スイッチを伝送路中に予
め設置しておいて、必要時に予備系に切り替える方式も
検討されているが、この方式ではすべての光ファイバ回
線にスイッチを設置することになるため、上記論文に記
された方式に対し、建設コストがかかる欠点がある。

【００１１】一方、図３（Ａ）（Ｂ）で示した従来方法
でも、予め光ファイバの予備系を別ルートの光ケーブル
を通るようにしておけば、伝送装置を含めた予備系への
切替を高速に行うことにより、支障移転への対応が可能
である。また、伝送装置を更新する場合にも、予備系へ
切り替えることで対処することができる。ただし、先に
述べたように、伝送装置についても現用系と同数の予備
系を必要とするため、設備コストがかかる問題がある。

【００１２】本発明は、伝送装置の予備系を削減するこ
とにより、このコスト上の問題を解決することのできる
加入者伝送システムにおける予備系切替方式を提供する
ものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するた
め、本発明では、局内伝送装置と光ファイバ伝送路の間
に、計算機による制御可能な光ファイバ主配線架を配備
し、交換機の切替機能と光ファイバ主配線架の切替機能
との併用で局内伝送装置における予備系への切替を可能
にし、光ファイバ主配線架の切替機能と加入者側の伝送
装置側の切替機能によって光ファイバ伝送路の予備系へ
の切替を可能にするように構成されている。

【００１４】

【作用】このような手段をとることにより、予備系への
切替機能を損なうことなく、局内伝送装置における予備
系を、現用系に対してはるかに少数にすることができ
る。局外の系（即ち光ファイバ伝送路と加入者側の伝送
装置）に予備を設けない場合には、局内伝送装置での予
備系への切替のみを行う。局外の系のうち、伝送路のみ
に予備系が用意されている場合には、局内伝送装置と伝
送路について一斉に予備切替動作を行うことができる。
また、加入者側の伝送装置においても予備系が用意され
る場合には、局内伝送装置と伝送路，及び加入者側の伝
送装置のすべての系について、一斉に予備切替動作を行
うことができる。具体的内容は、実施例をもとに以下に
述べる。

【００１５】

【実施例】図１（Ａ）は本発明の第一の実施例の説明図
である。従来例として図３（Ａ）で示したものと、伝送
路の形態が同じ場合である。図３（Ａ）では局内伝送装
置内の予備系を現用系とペアで設置する必要があった
が、本実施例では、複数の現用系に対し、ひとつの予備
系を置く。図では、一加入者についての伝送路（光ファ
イバ）だけが描いてある。図中、光ファイバ主配線架９
は、光ケーブルと伝送装置を接続する役割をもち、光ケ
ーブル内の各光ファイバ５，５’と、各光送受信モジュ
ールからの光ファイバとを架中でコネクタ接続してい
る。従来この光ファイバ主配線架での接続替えは手作業
で行っているが、本発明では計算機に制御された自動化
装置である。この装置は、いわば大規模なマトリクス光
スイッチであり、各種の形態がとり得る。次の文献にそ
の一例が記述されている。〔Ｔ．Ｋatagiri et al ：
“Ｎon−blocking １００×１００ＯptmechanicalＭ
atrix Ｓwitch for Ｓubscriber Ｎetworks ”，Ｐro
ceedings of the４０th lnternationalＷire and Ｃabl
e Ｓymposium，Ｎovember １８−２１，１９９１，Ｎe
w Ｊersey,ＵＳＡ，pp. ２８５−２９０。〕また図中
の切替制御装置１０は、本発明の予備系切替方式を実施
するための装置であり、この動作に必要な伝送系のデー
タも管理している。図中の太い破線で示した制御信号線
１１は、切替動作を可能にするための信号線である。障
害が発生したならば、その障害位置を特定することな
く、交換機１と光ファイバ主配線架９を連動して予備系
に切り替える。また、加入者側伝送装置４も予備系に切
り替える。図中、交換機１と光ファイバ主配線架９内に
示した破線は、予備系への切替状態を表している。この
局内での切替を自動的に行うには、局内伝送装置３で検
知される信号途絶が光ファイバ主配線架９の切替制御装
置１０と交換機１に伝達され、これをもとにそれぞれが
動作するようにする。のこ実施例では、局内伝送装置３
からの信号途絶情報を切替制御装置１０が受け、光ファ
イバ主配線架９と交換機１に、切替動作命令を送出す
る。また、加入者側伝送装置４の方も、伝送信号の途絶
をもとに自動的に切替えるようにしておく。交換機１に
は、本来、切替機能が具備されているから、この交換機
の動作を可能にするにはプログラムを変更するだけです
む。この実施例で支障移転を行う場合には、まず光ファ
イバ主配線架９で予備の光ファイバ５’と予備の光送受
信ユニット３−１とを接続し、しかる後、交換機１で高
速に切り替える。加入者伝送装置４の方も現用系側の信
号途絶により、自動的に予備系に切り替わる。

【００１６】なお、この実施例は、図３（Ｂ）のＣＴ−
ＲＴ方式にも適用できる。図１（Ｂ）がその例である。
この場合には、局内伝送装置６では光送受信ユニット３
−１のほか多重化装置６−２についても予備系を共有す
るようにして、予備系の数を削減することができる。ま
た、図では、遠隔伝送装置７の方は、図３（Ｂ）の従来
法と同様にしてある。これも、遠隔伝送装置７がビルに
設置される場合には、これが複数台になりうるから、局
内伝送装置６と同様に、複数の現用系が予備系を共有す
る手法がとれる。その場合には、局内の光ファイバ主配
線架９と同様の機能をもつ装置を遠隔伝送装置７の光送
受信ユニット７−１の前段に設けるか、光送受信ユニッ
ト７−１と多重化装置７−２の間に電気的なスイッチを
挿入すればよい。

【００１７】図２（Ａ）は、別の実施例であり、加入者
側伝送装置４のみが図１（Ａ）と異なっている。図１
（Ａ）の実施例と同じ手順により、障害復旧や支障移転
に対応することができる。光送受信ユニット４−１を二
重化するかわりに、光カプラ１２を２個挿入して、単一
の光送受信ユニット４−１で２つの経路の光を同時に受
けたり、同時に光を送出したりできるようにしている。
局からの光は、２経路から同時に届くことはないが、局
への光は２経路に同時に送出している。ただし、局で
は、一方の経路の光しか受信しない。この実施例では、
受信する光の強度が半減するために伝送距離の制約が大
きくなること、及び加入者側の光送受信ユニット４−１
の故障時には予備系切替による対処ができないことなど
の欠点があるが、半面、安価で、信号途絶の検知や予備
系切替のための電子回路が不要という利点がある。

【００１８】また、ＣＴ−ＲＴ方式への適用も原理的に
可能であり、図２（Ｂ）にその実施例を示す。この場合
には、とくに遠隔伝送装置７内の多重化装置７−２の故
障率が充分小さいことが前提になる。

【００１９】なお、以上述べてきた本発明の説明では、
光ファイバ伝送路は、現用と予備が１：１であることを
前提にしてきたが、光ファイバ伝送路の途中に光マトリ
クススイッチを挿入すれば、予備の数を減らした形態が
ありうる。また、他にも経路変更の自由度を高めるため
に、より多くの光スイッチを挿入した形態がありうる。
その場合には、障害発生の瞬間には予備の伝送路が形成
されていないから、挿入されているスイッチを切替え
て、局から加入者側伝送装置に通じる現用以外の予備の
伝送路を形成することにより本発明を実施することがで
きる。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、交換機
と光ファイバ主配線架に切替機能を配備することによ
り、信頼性を損なうことなく局内伝送装置の予備系の数
を削減できるため、加入者光伝送システムの建設コスト
を小さくすることができる。加入者向けの現在の光伝送
システムでは、交換機での動作を必要としない専用線の
割合が大きいが、今後、広帯域ＩＳＤＮが普及すれば、
動画像のサービスも含め、ほとんどすべてのサービスを
交換機を介して行うことになるため、本発明の適用性は
今後大きく広がり、将来の大規模な光伝送システムの導
入に大きく寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例で、（Ａ）はＦＴＴＨ方
式、（Ｂ）はＣＴ−ＲＴ方式に適用した場合のブロック
図である。

【図２】本発明の第２の実施例で、（Ａ）はＦＴＴＨ方
式、（Ｂ）はＣＴ−ＲＴ方式に適用した場合のブロック
図である。

【図３】従来検討されている予備切替方式の原理図であ
り、（Ａ）はＦＴＴＨ方式、（Ｂ）はＣＴ−ＲＴ方式に
適用した場合のブロック図である。

【符号の説明】１交換機２加入者端末３局内伝送装置３−１送受信ユニット３−１’ 予備の光送受信ユニット４加入者側伝送装置４−１光送受信ユニット４−１’ 予備の光送受信ユニット４−２電気スイッチ５光ファイバ５’ 予備の光ファイバ６局内伝送装置６−１光送受信ユニット６−１’ 予備の光送受信ユニット６−２多重化装置７遠隔伝送装置７−１光送受信ユニット７−１’ 予備の光送受信ユニット７−２多重化装置８メタルケーブル９光ファイバ主配線架１０切替制御装置１１制御信号線１２光カプラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山本良一東京都千代田区内幸町一丁目１番６号日本電信電話株式会社内 (56)参考文献特開平２−214290（ＪＰ，Ａ) 特開平４−82335（ＪＰ，Ａ) 特開平５−48584（ＪＰ，Ａ) 特開平５−191358（ＪＰ，Ａ) 特開平４−179354（ＪＰ，Ａ) 特開平３−126334（ＪＰ，Ａ) 特開平３−6135（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−258128（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−108843（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−151543（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−72833（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H04Q 3/42 - 3/42 107 H04B 10/00 - 10/28 H04M 3/22 - 3/36

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】交換機と、該交換機に電気通信ケーブル
で接続されて光送受信ユニットにより電気信号と光信号
の相互交換を行う局内伝送装置と、該局内伝送装置の光
信号側に局側となる一端が接続された光ファイバケーブ
ル伝送路と、該光ファイバケーブル伝送路の加入者側と
なる他端が接続されて光信号と電気信号の相互変換を行
う加入者側伝送装置とを有する光加入者伝送システムに
おいて、前記局内伝送装置の複数の光送受信ユニットに対して少
数の予備を設けるとともに、前記光ファイバ伝送路と前
記加入者側伝送装置にそれぞれ予備系を設け、前記局内伝送装置内の複数の光送受信ユニットと前記予
備が光ファイバ主配線架により選択されて前記光ファイ
バ伝送路に接続されるように構成し、該光ファイバ主配線架が切替指令により前記光送受信ユ
ニットの前記予備を選択したとき前記交換機の切替機能
の併用で前記局内伝送装置における予備系への切替を可
能にし、前記加入者側伝送装置側の前記予備への切替機能によっ
て前記光ファイバ伝送路の予備系への切替を可能にする
ことにより、自動的に前記交換機と前記光ファイバ主配線架での切
替，前記加入者側の伝送装置での切替を行うことができ
るように構成されたことを特徴とする光加入者伝送シス
テムにおける予備系切替方式。
【請求項２】前記切替指令は前記局内伝送装置または
前記光ファイバ伝送路で障害が発生したときの該局内伝
送装置での信号途絶情報に基づき発せられるように構成
されたことを特徴とする請求項１に記載の光加入者伝送
システムにおける予備系切替方式。
【請求項３】前記加入者側伝送装置の予備系は現用系と
電気信号側で並列接続されていることを特徴とする請求
項１または２に記載の光加入者伝送システムにおける予
備系切替方式。