JP3613337B2 - 光伝送ネットワークにおける伝送路切替え方法 - Google Patents
光伝送ネットワークにおける伝送路切替え方法 Download PDFInfo
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、光増幅器を備えたノード間を現用系及び予備系の伝送路により接続した光伝送ネットワークにおける伝送路切替え方法に関し、特に、波長分割多重(WDM)により放送用ディジタル動画像データ等を伝送するネットワークの伝送路切替え方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
図7は冗長系光伝送路を有する光伝送ネットワークの構成例を示す。同図に示すように光伝送ネットワークにおいて、送信側端局ノード7−1と受信側端局ノード7−2との間は幾つかの中継ノード7−3を介して接続され、各ノード間は現用系光伝送路7−4及び予備系光伝送路7−5から成る冗長系伝送路により接続されている。
【0003】
送信側端局ノード7−1内には、波長の異なる複数の光信号を波長多重して合成する合波器7−11と、合成された光信号を一括して増幅する送信光増幅器7−12と、該光信号を次のノードへの伝送路の現用系又は予備系の何れか一方に出力する光スイッチ7−13を備える。
【0004】
中継ノード7−3内には、現用系又は予備系の伝送路から光信号を入力する光スイッチ7−31と、該光信号を増幅する中継光増幅器7−32と、該光信号を次のノードへの光伝送路の現用系又は予備系の何れか一方に出力する光スイッチ7−33を備える。
【0005】
受信側端局ノード7−2内には、現用系又は予備系の伝送路から光信号を入力する光スイッチ7−21と、該光信号を増幅する受信光増幅器7−22と、波長分割多重された光信号を、各波長毎の光信号に分離する分波器7−23とを備える。
【0006】
図7に示すような冗長系光伝送ネットワークにおいて、或るスパン(ノード間の伝送区間)で伝送路を切替えた場合、光スイッチの切替え動作に伴って光信号の瞬断が発生する。このとき、この切替え区間より下流側経路のノードの光増幅器では光信号の入力断を検出し、光増幅器内の励起レーザ、光可変減衰器、温度調整素子等の光モジュールを一旦オフ状態にしてシャットダウンする。
【0007】
光スイッチの切替え完了後、光増幅器は光信号の入力回復を検出し、再立上げ動作制御を開始するが、各光モジュールの動作の設定制御に多くの時間を要するため、光増幅器出力の光信号レベルが系切替え前の運用状態に戻るまでに、光増幅器一段につき数秒程度の時間が掛かる。
【0008】
図8は、従来の系切替え方法による光信号レベルの立上がりの様子を示す。同図の(a)に示すように、或るスパンの現用系伝送路を光スイッチ8−1により現用系から予備系の伝送路へ切替えた場合、該切替え区間の下流側のノードでは、現用系と予備系の伝送路を光カプラ8−2に結合した光増幅器8−3への入力点(A点)での光信号レベルは、同図の(b)に示すように、スイッチング時間Tsの切替えタイミング分の瞬断が生じる。
【0009】
光増幅器8−3は、光スイッチ8−1の切替えに伴う光信号入力断の検出によりシャットダウンし、スイッチング時間Ts経過後に光信号入力レベルが立上がっても、励起レーザ等の光モジュールの設定制御を行った後に出力レベルが回復し始めるため、同図の(c)に示すように、光増幅器8−3の出力点(B点)の光信号レベルが回復するまでに長い時間が掛かっていた。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
前述したように、現用系及び予備系の伝送路を有する光伝送ネットワークにおいて、伝送路切替えの際に、光増幅器の出力レベルが回復するまでに長時間掛かっていたため、放送用ディジタル動画像データ等を伝送している場合に伝送路を切替えると、コマ落ちなどの映像障害が発生していた。本発明は、伝送路切替えに伴う信号瞬断時間を、コマ落ちが認識されない程度(ミリ秒オーダ程度)に短縮することを第1の目的とする。
【0011】
また、伝送路の切替えは可及的速やかに行われることが望ましいが、光増幅器に蓄積されたエネルギーが残留した状態で直ちに伝送路を切替えて光入力を回復させると、光増幅器から光サージが発生してしまう。この光サージは後段の増幅器に進むに従って増幅され増大するため、受信側端局ノード等の後段の光増幅器で故障原因になる。
【0012】
本発明は伝送路切替え時に光増幅器の増幅媒質に蓄えられたエネルギーに起因する光サージを抑制し、光増幅器の故障を防ぐことを第2の目的とし、更に、伝送路切替え後、切替え先の伝送路不良による光信号異常の継続を防止することを第3の目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明の光伝送ネットワークにおける伝送路切替え方法は、(1)ノード間を現用系及び予備系伝送路で接続し、各ノードに光信号を増幅する光増幅器を備えた光伝送ネットワークにおいて、ノード間の伝送路を切替える際に、該切替え区間の下流側伝送経路に含まれる全てのノードの光増幅器に対して、該光増幅器の各光モジュールの制御情報を保持し、切替え後にこの保持された制御情報を基に各光モジュールを動作させる切替えモードに遷移させた後、前記切替え区間の伝送路を切替えることを特徴とする。
【0014】
また、(2)前記ノード間の伝送路の送受両端に光スイッチを備え、該送受両端の光スイッチの切替えタイミングを制御し、伝送路切替えに伴う下流側伝送経路の光増幅器への光入力信号断時間が、光増幅器の光増幅媒質に蓄積されたエネルギーが十分放出される時間となるように、切替えタイミングを調整して伝送路を切替えることを特徴とする。
【0015】
また、(3)前記ノード間の伝送路の切替え後、切替え区間の下流側ノードにおける入力光レベル異常を所定時間継続して検出した場合に、該切替え区間の伝送路を切替え前に切戻すことを特徴とする。
【0016】
【発明の実施の形態】
本発明による信号瞬断時間を短縮する伝送路切替え方法は、伝送路を切替える前に、切替え区間の下流側中継ノードから受信側端局ノードまでに含まれる全ての光増幅器(即ち、伝送路切替えによって影響を受ける全ての光増幅器)を、特殊な動作モード(以下、切替えモードという。)に遷移させてから切替える。
【0017】
ここでいう切替えモードとは、光増幅器への入力光が回復したとき、直ちに光増幅器の出力光レベルが立上がるモードであり、切替え前における光増幅器の励起レーザ、光可変減衰器、温度調整素子等の各光モジュールの制御情報を保持し、切替え後にこの保持された制御情報を基に各光モジュールを動作させることにより、瞬時に光増幅器の出力光レベルが立上がり、信号瞬断時間を大幅に短縮することが可能となる。
【0018】
伝送路の切替え区間の下流側中継ノードから受信側端局ノードまでに含まれる全ての光増幅器を切替えモードに遷移させる指令及び伝送路切替えの指令は、光監視チャネル(OSC:Optical Supervisory Channel )、又はDCN(Data Communication Network)等の遠隔監視制御用のデータ通信網を使用して通知することができる。
【0019】
光監視チャネル(OSC)は、監視制御情報をノード間でやり取りするために使用されるチャネルであり、ユーザ情報の伝送とは別の波長を用いて伝送路に波長分割多重されるチャネルである。また、遠隔監視制御端末から各通信ノードにアクセスすることが可能なLAN(Local Area Network)等で構成されるデータ通信網(DCN)が構築されている場合には、この通信網を使用して切替えモードへの指令を通知することができる。
【0020】
図1は光監視チャネル(OSC)により切替えモードへの遷移を通知する本発明の実施例を示す。この実施例は、4つのノード(3スパン)から成る波長分割多重伝送ネットワークにおける例を示し、各ノードは光監視チャネル(OSC)により隣接ノードと監視制御情報をやり取りする。
【0021】
端局ノード(ノードN1、ノードN4)では送受一対の光監視チャネル(OSC)を有し、中継ノード(ノードN2, ノードN3)では送受二対の光監視チャネル(OSC)をそれぞれ有する。また、伝送路の送受両端に光スイッチ(SW1,SW2)を備える。ノードN1とノードN2との間のスパンS1の現用系伝送路を予備系伝送路に切り替える場合、次の手順に従って切替える。
【0022】
(1)制御端末CNTから切替えスパンS1の下流ノードN2に対して伝送路切替えコマンドを発行する。ノードN2は光増幅器A2の各光モジュールを切替えモードに遷移させた後、光監視チャネル(OSC)を使用して後段のノードN3に切替えモード要求信号を送信する。
(2)ノードN3はノードN2と同様に光増幅器A3の各光モジュールを切替えモードに遷移させた後、光監視チャネル(OSC)を使用してノードN4に切替えモード要求信号を転送する。
(3)ノードN4(受信端局)は、光増幅器A4の各光モジュールを切替えモードに遷移させた後、光監視チャネル(OSC)を使用して切替えモード遷移完了信号(ACK)をノードN3に送信する。
(4)ノードN3は切替えモード遷移完了信号(ACK)を受信すると、光監視チャネル(OSC)を使用して切替えモード遷移完了信号(ACK)をノードN2に転送する。
(5)ノードN2は切替えモード遷移完了信号(ACK)を受信すると、スパンS1の伝送路を光スイッチSW2により予備系側に切替えた後、ノードN1に対し光監視チャネル(OSC)を使用して伝送路切替え信号を送信する。
(6)ノードN1はノードN2から伝送路切替え信号を受信し、スパンS1の伝送路を光スイッチSW1により、予備系側に切替える。
【0023】
図2はデータ通信網(DCN)により切替えモードへの遷移を通知する本発明の実施例を示す。この実施例も4つのノード(3スパン)から成る波長分割多重伝送ネットワークにおける例を示し、該波長分割多重伝送ネットワークにおいて、各ノード間の伝送路の送受両端に光スイッチ(SW1,SW2)を備える。
【0024】
各ノードは、データ通信網(DCN)を介して遠隔監視制御装置RCNTから監視制御情報を通知される。ノードN1とノードN2との間のスパンS1の現用系伝送路を予備系伝送路に切り替える場合、次の手順に従って切替える。
【0025】
(1)遠隔制御端末RCNTからデータ通信網(DCN)を介してノードN2に対して、切替えモード要求信号を送信する。
(2)ノードN2は切替えモード要求信号の受信により、光増幅器A2の各光モジュールを切替えモードに遷移させた後、データ通信網(DCN)を介して切替えモード遷移完了信号を遠隔監視制御端末RCNTに送信する。
(3)ノードN3、ノードN4についても、上記(2)と同様の手順で光増幅器A3,A4を切替えモードに遷移させる。
(4)遠隔監視制御端末RCNTからノードN1に対し、伝送路切替え信号を送信する。
(5)ノードN1はスパンS1の伝送路を光スイッチSW1により予備系側に切り替えた後、データ通信網(DCN)を介して切替え完了信号を遠隔監視制御端末RCNTに送信する。
(6)遠隔監視制御端末RCNTはノードN2に対し、データ通信網(DCN)を介して伝送路切替え信号を送信する。
(7)ノードN2はスパンS1の伝送路を光スイッチSW2により予備系側に切り替えた後、データ通信網(DCN)を介して切替え完了信号を遠隔監視制御端末RCNTに送信する。
【0026】
次に図3を参照して、本発明による伝送路切替え時の光サージを抑制する実施形態について説明する。この実施形態は同図(a)に示すように、切替え区間の伝送路の送受両端に2つの光スイッチSW1,SW2を備え、該2つの光スイッチSW1,SW2の切替えタイミングを制御することにより、光スイッチ切替え動作に伴う光入力断時間を可変にする。
【0027】
図3の(b)は送信端の光スイッチSW1を現用系から予備系へ切替えたときの出力光レベルを示し、同図の(c)は受信端の光スイッチSW2を現用系から予備系へ切替えたときの出力光レベルを示す。同図の(b)及び(c)に示すように、送信端光スイッチSW1の切替えタイミングと受信端光スイッチSW2の切替えタイミングとに時間差を設け、該時間差を調整することにより、同図(d)に示すように、切替え区間の下流側光増幅器3−1の光入力断時間(即ち、送信端光スイッチSW1の切替え開始点から受信端光スイッチSW2の切替え完了点までの時間)が調整可能(可変)と成るようにする。
【0028】
そして、光増幅媒質に蓄積されているエネルギーが十分に放出されるよう、切替え区間の下流側光増幅器3−1の光入力断時間を調整し、光増幅媒質に蓄積されたエネルギーの放出後に、光増幅器3−1の光信号入力レベルを回復させることにより、後段の光増幅器での光サージの発生を抑制することができる。
【0029】
なお、図3に示した実施形態は、先に送信端光スイッチSW1を切替えてから次に受信端光スイッチSW2を切替えて光入力断時間を調整する実施形態であったが、先に受信端光スイッチSW2を切替えてから次に送信端光スイッチSW1を切替えて光入力断時間を調整する実施形態としても良い。
【0030】
図4は本発明による伝送路切替え時の光サージを抑制する切替え動作例のフローを示す。この動作例は図1に示す光伝送ネットワークにおいて、スパン1の下流側光増幅器を前述のように切替えモードに遷移させた後に伝送路を切替える動作例であり、以下の手順により実行する。
【0031】
切替え区間下流のノードN2は上流のノードN1に対し、光監視チャネル(OSC)を使用して光スイッチSW1の切替え要求信号を送信する(ステップ4−1)。次に、ノードN1は光スイッチSW1を予備系伝送路側に切替える(ステップ4−2)。
【0032】
次に、ノードN2は一定時間(上記エネルギー放出のための調整可能な時間)待機した後、光スイッチSW2を予備系伝送路側に切替える(ステップ4−3)。ノードN2はノードN1に対しポーリング信号を送信し、伝送路を予備系に切替えたことを通知する(ステップ4−4)。ノードN1はノードN2に対し、該通知に対する応答信号を送信する(ステップ4−5)。
【0033】
次に図5を参照して本発明による伝送路切替え後の光信号異常の継続を防止する実施形態について説明する。本発明による前述の切替えモードへの遷移、更には光入力断時間の調整を行って伝送路を予備系に切替えた後、切替え区間の下流側ノードで入力光レベルの異常状態継続時間を測り、所定時間経過しても異常状態が継続する場合、上流側の対向ノードに対して伝送路を再度切替える切替え要求信号を送信して伝送路を切戻す。
【0034】
伝送路切替え後の入力光レベルの異常状態は、図5の(a)に示すように、切替え区間の下流側ノードにおける光増幅器5−1の入力光信号レベルが復旧しないことを検出するか、或いは、同図の(b)に示すように、切替え区間の下流側ノードにおける光監視チャネル(OSC)の入力光レベルが復旧しないことを検出して判定することができる。伝送路の切戻しにより、伝送路切替え後の信号不良状態の継続を防止することができる。
【0035】
図6は本発明による伝送路切替え後の異常状態継続時の切戻し動作例のフローを示す。この動作例において、ノードN1とノードN2との間のスパンで、前述したように光増幅器を切替えモードに遷移させ、更には光入力断時間の調整を行って伝送路を現用系から予備系に切替えた後(ステップ6−1)、切替え区間の受信側ノードN2において、光増幅器又は光監視チャネル(OSC)の入力レベルが回復しないまま所定時間経過すると、光スイッチSW2を切戻し(ステップ6−2)、光監視チャネル(OSC)回線を使用してノードN1に対し、光スイッチSW1の切替え要求を送信する(ステップ6−3)。
【0036】
ノードN1では該切替え要求を受信すると、光スイッチSW1を切戻し(ステップ6−4)、光監視チャネル(OSC)回線を使用してノードN2に対し、切替え通知を送信する(ステップ6−5)。ノードN2は該切替え通知を受信すると、監視制御端末に対し切戻し完了通知を送信する(ステップ6−6)。
【0037】
(付記1)ノード間を現用系及び予備系伝送路で接続し、各ノードに光信号増幅する光増幅器を備えた光伝送ネットワークにおいて、ノード間の伝送路を切替える際に、該切替え区間の下流側伝送経路に含まれる全てのノードの光増幅器に対して、該光増幅器の各光モジュールの制御情報を保持し、切替え後にこの保持された制御情報を基に各光モジュールを動作させる切替えモードに遷移させた後、前記切替え区間の伝送路を切替えることを特徴とする伝送路切替え方法。
(付記2)前記各ノードの光増幅器に対する切替えモードの遷移、及び伝送路の切替えを、前記光伝送ネットワーク内の光管理チャネルを用いたコマンドの転送によって行うことを特徴とする付記1に記載の伝送路切替え方法。
(付記3)前記各ノードの光増幅器に対する切替えモードの遷移、及び伝送路の切替えを、前記光伝送ネットワークとは別のデータ通信ネットワークを用い、遠隔監視制御装置からの指示によって行うことを特徴とする付記1に記載の伝送路切替え方法。
(付記4)前記ノード間の伝送路の送受両端に光スイッチを備え、該送受両端の光スイッチの切替えタイミングを制御し、伝送路切替えに伴う下流側伝送経路の光増幅器への光入力信号断時間が、光増幅器の光増幅媒質に蓄積されたエネルギーが十分放出される時間となるように、切替えタイミングを調整して伝送路を切替えることを特徴とする付記1乃至3の何れかに記載の伝送路切替え方法。
(付記5)前記ノード間の伝送路の切替え後、切替え区間の下流側ノードにおける入力光レベル異常を所定時間継続して検出した場合に、該切替え区間の伝送路を切替え前に切戻すことを特徴とする付記1乃至4の何れかに記載の伝送路切替え方法。
【0038】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、光伝送ネットワークにおいて冗長系伝送路を切替える前に、該切替えによって入力光レベル変動の影響を受ける全ての光増幅器に対して、予め各光モジュールの制御情報を保持し、切替え後にこの保持された制御情報を基に各光モジュールを動作させる切替えモードに遷移させてから伝送路を切替えることにより、光増幅器の出力光レベルを短時間で立上げることができ、伝送路切替えに伴う波長分割多重信号の断時間を大幅に短縮することが可能となる。
【0039】
また、伝送路両端に光スイッチを備える光伝送ネットワークにおいて、伝送路を切替える際、伝送路両端の光スイッチの切替えタイミングをずらし、該伝送路の下流側の光増幅器へ入力される光信号レベルが回復するタイミングが、該光増幅器の光増幅媒質に蓄積されたエネルギーの放出時間と同程度になるように調整することにより、光増幅器での光サージの発生を抑制することができる。
【0040】
また、伝送路切替え後、切替えスパンの受信側ノードにおいて光増幅器入力又は光監視チャネル(OSC)入力が一定時間経過しても正常レベルに復旧しないことを検出すると、元の伝送路に切戻すことによって、伝送路切替え後の信号不良の継続を防止することができる。
【0041】
なお、この切戻しにおいて、光増幅器は既に切替えモードに遷移している状態であるため、光増幅器の出力光レベルを短時間で立上げることができ、また、伝送路両端の光スイッチの切替えタイミングを調整することにより、光サージの発生を抑制して切戻すことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】光監視チャネル(OSC)により切替えモードへの遷移を通知する本発明の実施例を示す図である。
【図2】データ通信網(DCN)により切替えモードへの遷移を通知する本発明の実施例を示す図である。
【図3】本発明による伝送路切替え時の光サージを抑制する実施形態の説明図である。
【図4】本発明による伝送路切替え時の光サージを抑制する切替え動作例のフローを示す図である。
【図5】本発明による伝送路切替え後の光信号異常の継続を防止する実施形態について説明図である。
【図6】本発明による伝送路切替え後の異常状態継続時の切戻し動作例のフローを示す図である。
【図7】冗長系光伝送路を有する光伝送ネットワークの構成例を示す図である。
【図8】従来の系切替え方法による光信号レベルの立上がりの様子を示す図である。
【符号の説明】
N1,N2,N3,N4 ノード
S1,S2,S3 スパン(ノード間伝送区間)
SW1,SW2 光スイッチ
OSC 光監視チャネル
CNT 制御端末
Claims (3)
- ノード間を現用系及び予備系伝送路で接続し、各ノードに光信号を増幅する光増幅器を備えた光伝送ネットワークにおいて、
ノード間の伝送路を切替える際に、該切替え区間の下流側伝送経路に含まれる全てのノードの光増幅器に対して、該光増幅器の各光モジュールの制御情報を保持し、切替え後にこの保持された制御情報を基に各光モジュールを動作させる切替えモードに遷移させた後、前記切替え区間の伝送路を切替えることを特徴とする伝送路切替え方法。 - 前記ノード間の伝送路の送受両端に光スイッチを備え、該送受両端の光スイッチの切替えタイミングを制御し、伝送路切替えに伴う下流側伝送経路の光増幅器への光入力信号断時間が、光増幅器の光増幅媒質に蓄積されたエネルギーが十分放出される時間となるように、切替えタイミングを調整して伝送路を切替えることを特徴とする請求項1に記載の伝送路切替え方法。
- 前記ノード間の伝送路の切替え後、切替え区間の下流側ノードにおける入力光レベル異常を所定時間継続して検出した場合に、該切替え区間の伝送路を切替え前に切戻すことを特徴とする請求項1又は2に記載の伝送路切替え方法。
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