JP5391359B1 - 光ノード装置、光通信システム、および、光ノード装置の監視方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光伝送路の障害と受信端の障害の切り分けが可能で、受信端の状態を確実に検出することが可能な光ノード装置を提供すること。
【解決手段】センター装置１と光伝送路３を介して接続される光ノード装置２において、センター装置１から光伝送路を介して伝送される下り光を受信する下り光受信手段（ＰＤ２０１）と、センター装置１に対して光伝送路を介して上り光を送信する上り光送信手段（ＬＤ部２１３）と、光ノード装置２の状態を検出する検出手段（ＣＰＵ２１４）と、検出手段によって検出された光ノード装置２の状態を示す情報を、上りＲＦ信号とは異なる周波数の信号によって上り光に重畳し、センター装置１に対して通知する通知手段（ＦＳＫ変調部２１１）と、を有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、光ノード装置、光通信システム、および、光ノード装置の監視方法に関するものである。

特許文献１に記載された双方向光伝送装置では、Ｅ／Ｏ変換器に入力された電気信号が光信号に変換され、送信端から出力される。この出力信号は、１×２光スイッチを介して一方の光ファイバ線路に送出され、２×１光カプラに伝搬される。２×１光カプラは、入力した伝搬信号を他方の端子から出力し、Ｏ／Ｅ変換器の受信端に伝える。Ｏ／Ｅ変換器は、入力した光信号を電気信号に変換して出力する。何らかの原因で光ファイバ線路が断線した場合、この断線がコントロール装置で検出され、１×２光スイッチの接続状態が切り換えられる。これにより、Ｅ／Ｏ変換器の出力信号が他の光ファイバ線路に送出され、２×１光カプラを経てＯ／Ｅ変換器の受信端に伝搬される。

特開平０９−００８７２９号公報

ところで、特許文献１に開示された技術では、一方の光伝送路に障害が発生した場合、コントロール装置によってこの障害を検出するため、コントロール装置が必要となることから、コストが高くつくという問題点がある。また、送信端から定期的に受信端を呼び出し、この呼び出しに対して応答した受信端は正常であると判定する技術も存在する。しかしながら、そのような方法では、受信端が応答しない理由が、光伝送路に障害が生じているためか、受信端に障害が生じているためかがわからないという問題点がある。さらに、従来の技術では、障害が発生していない場合の受信端の状態を簡単に知ることができないという問題点もある。また結局は、専用のコントロール装置が必要になりコストが高くつくという問題も残る。

そこで、本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、光伝送路の障害と受信端の障害の切り分けが可能で、受信端の状態を確実に検出することが可能な光ノード装置、光通信システム、および、光ノード装置の監視方法を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明は、センター装置と光伝送路と複数の光ノード装置とを有する光通信システムにおいて、前記センター装置は、下りＲＦ信号と前記光ノード装置に対する時刻情報を重畳した下り光を送出する下り光送信手段と、前記複数の光ノード装置から、波長の異なる光信号を一括で受ける上り光受信手段と、該上り光受信手段で変換された電気信号から上りＲＦ信号を抽出する第一のフィルター手段と、前記上り光受信手段で変換された電気信号から前記光ノード装置の状態を示す情報を抽出する第二のフィルター手段とを有し、前記複数の光ノード装置は、前記センター装置から前記光伝送路を介して伝送される下り光を受信する下り光受信手段と、該下り光から時刻情報を抽出する時刻情報抽出手段と、前記センター装置に対して前記光伝送路を介して前記光ノード装置毎に異なる波長の上り光を送信する上り光送信手段と、前記光ノード装置の状態を検出する検出手段と、前記検出手段によって検出された前記光ノード装置の状態を示す情報を上りＲＦ信号とは異なる周波数で前記上り光に重畳し前記光ノード装置毎に異なるタイミングで前記センター装置に対して通知する通知手段とを有し、前記複数の光ノード装置は、それぞれ前記センター装置から受信する時刻情報を前記時刻情報抽出手段により抽出し、該時刻情報をもとに時刻のずれを補正し、該補正された時刻を元に、前記光ノード装置毎に定められた送出タイミングで、予め定められた波長の光信号によって光ノード装置の状態を示す情報を時分割多重により、前記センター装置に対して繰り返し通知する、ことを特徴とする。

また、本発明の一側面は、前記通知手段は、前記検出手段によって検出された前記光ノード装置の状態を示す情報を上りＲＦ信号よりも低い周波数で前記上り光に重畳し前記光ノード装置毎に異なるタイミングで前記センター装置に対して通知することを特徴とする。

本発明によれば、光伝送路の障害と受信端の障害の切り分けが可能で、受信端の状態を確実に検出することが可能な光ノード装置、光通信システム、および、光ノード装置の監視方法を提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る光通信システムの構成例を示す図である。 図１に示すセンター装置の構成例を示す図である。 図１に示す光ノード装置の構成例を示す図である。 上りＲＦ信号の周波数特性を示す図である。 図３に示す光ノード装置において実行される処理の一例を説明するためのフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係る光ノード装置の構成例を示す図である。 本発明の第３実施形態に係る光通信システムの構成例を示す図である。 図７に示すセンター装置の構成例を示す図である。 図７に示す光ノード装置の構成例を示す図である。 本発明の第４実施形態に係るノード装置の構成例を示す図である。 図１０に示す光ノード装置において実行される処理の一例を説明するためのフローチャートである。

次に、本発明の実施形態について説明する。

（Ａ）本発明の第１実施形態の構成の説明
図１は、本発明の第１実施形態に係る光通信システムの構成例を示す図である。この図に示すように、光通信システムは、センター装置１、光ノード装置２、および、光伝送路３を有している。

ここで、センター装置１は、上位の装置から供給されるＦＤＭ(周波数多重)された映像信号等のＲＦ（Radio Frequency）信号（以下、「下りＲＦ信号」と称する）を光信号に変換し、光伝送路３を介して光ノード装置２に伝送する。光ノード装置２は、センター装置１から光伝送路３を介して伝送される下り光を受信し、ＲＦ信号に変換して下位の装置に供給する。また、光ノード装置２は、例えば、下位の装置からの情報や、光伝送路３の状況を示すＲＦ信号（以下、「上りＲＦ信号」と称する）を光信号に変換し、光伝送路３を介してセンター装置１に送信する。

図２は、図１に示すセンター装置１の詳細な構成例を説明する図である。図２に示すように、センター装置１は、光受信部１００、ＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing）フィルタ１１５、光送信部１２０、スーパーバイザ（Supervisor）１３０、ＳＮＭＰ（Simple Network Management Protocol）マネージャ、および、ネットワーク１５０を有している。

ここで、ＷＤＭフィルタ１１５は、光送信部１２０から出力される下り光を光伝送路３に送出するとともに、光伝送路３から入力される上り光を光受信部１００に出力する。光送信部１２０は、図示しない上位の装置から供給される下りＲＦ信号を光信号に変換し、ＷＤＭフィルタ１１５に出力する。

光受信部１００は、ＰＤ（Photo Diode）１０１、ＨＰＦ（High Pass Filter）１０２、ＢＰＦ（Band Pass Filter）１０３、増幅部１０４、ＡＴＴ（Attenuator）１０５、増幅部１０６、ＬＰＦ（Low Pass Filter）１０７、ＦＳＫ（Frequency Shift Keying）復調部１０８、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０９、および、メモリ１１０を有している。

ここで、ＰＤ１０１は、ＷＤＭフィルタ１１５から出力される上り光を電気信号に変換し、ＨＰＦ１０２、ＢＰＦ１０３、および、ＬＰＦ１０７に供給する。ＨＰＦ１０２は、ＰＤ１０１から供給される電気信号に含まれている上りＲＦ信号を抽出して増幅部１０４に供給する。ＢＰＦ１０３は、ＰＤ１０１から供給される電気信号に含まれているＦＳＫ信号成分を抽出してＦＳＫ復調部１０８に供給する。ＬＰＦ１０７は、ＰＤ１０１から供給される電気信号に含まれている低域成分を抽出し、ＣＰＵ１０９に供給する。

増幅部１０４は、ＨＰＦ１０２から出力されるＲＦ信号を増幅してＡＴＴ１０５に出力する。ＡＴＴ１０５は、増幅部１０４から供給される上りＲＦ信号をＣＰＵ１０９によって設定された減衰量で減衰して出力する。増幅部１０６は、ＡＴＴ１０５から出力される上りＲＦ信号を所定のゲインで増幅して出力する。

ＣＰＵ１０９は、メモリ１１０に格納されているプログラムに基づいて各部の制御を行う。ＦＳＫ復調部１０８は、ＢＰＦ１０３から出力されるＦＳＫ信号を復調してＣＰＵ１０９に供給する。ＣＰＵ１０９は、ＬＰＦ１０７から出力される低域成分の信号をＡ／Ｄ（Analog to Digital）変換して取り込む。ＣＰＵ１０９は、ＦＳＫ復調部１０８から出力される復調されたデジタル信号を取り込む。また、ＣＰＵ１０９は、ＡＴＴ１０５を制御して、上りＲＦ信号が所定のレベルになるように調整する。メモリ１１０は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）およびＲＯＭ（Read Only Memory）等の半導体記憶装置によって構成され、ＣＰＵ１０９が実行するプログラムおよびデータを格納する。

スーパーバイザ１３０は、システムを管理する機能を有し、例えば、光ノード装置２からセンター装置１に対して状態が通知された場合にはこれを検出し、管理者に対して通知する。ＳＮＭＰマネージャ１４０は、ネットワーク１５０に接続されたスーパーバイザ１３０通信機器を監視、制御するためのアプリケーション層の装置である。なお、図１の例では、光伝送路が二重化されていないが、光伝送路が二重化されている場合には現用系から予備系へ光伝送路を切り換える処理を行う。

図３は、光ノード装置２の詳細な構成例を示す図である。この図３に示すように、光ノード装置２は、ＷＤＭフィルタ２００、ＰＤ２０１、ＨＰＦ２０２、ＬＰＦ２０３、増幅部２０４、パイロット信号抽出部２０５、検波部２０６、ＤＦ（Diplex Filter）部２０７、入出力端子２０８、増幅部２０９、ＨＰＦ２１０、ＦＳＫ変調部２１１、ＢＰＦ２１２、ＬＤ（Laser Diode）部２１３、ＣＰＵ２１４、および、メモリ２１５を有している。

ＷＤＭフィルタ２００は、下り光を抽出してＰＤ２０１に供給するとともに、ＬＤ部２１３から出力される上り光を光伝送路３に出力する。ＰＤ２０１は、ＷＤＭフィルタ２００から出力される上り光を対応する電気信号に変換してＨＰＦ２０２およびＬＰＦ２０３に供給する。ＨＰＦ２０２は、ＰＤ２０１から出力される電気信号から高域成分を抽出し、増幅部２０４に供給する。ＬＰＦ２０３は、ＰＤ２０１から出力される電気信号から低域成分を抽出し、ＣＰＵ２１４に供給する。ＣＰＵ２１４は、ＬＰＦ２０３から出力される信号をＡ／Ｄ変換して取り込む。増幅部２０４は、ＨＰＦ２０２から出力される高域成分を増幅して、ＤＦ部２０７とパイロット信号抽出部２０５に供給する。パイロット信号抽出部２０５は、増幅部２０４から出力される電気信号からパイロット信号を抽出して検波部２０６に供給する。検波部２０６は、パイロット信号抽出部２０５から供給される信号に含まれるパイロット信号を検波し、検波結果をＣＰＵ２１４に伝える。

ＤＦ部２０７は、増幅部２０４から出力された信号を入出力端子２０８に導くとともに、入出力端子２０８から入力された上りＲＦ信号を分離して増幅部２０９に導く。入出力端子２０８は、下りＲＦ信号を出力するとともに、上りＲＦ信号が入力される。ＣＰＵ２１４は、メモリ２１５に格納されているプログラムに基づいて装置の各部を制御する。メモリ２１５は、例えば、半導体記憶装置によって構成され、ＣＰＵ２１４が実行するプログラムおよびデータを格納している。増幅部２０９は、ＤＦ２０７から出力される上りＲＦ信号を増幅してＨＰＦ２１０に供給する。ＨＰＦ２１０は、増幅部２０９から供給される信号から高域成分を抽出してＬＤ部２１３に供給する。ＦＳＫ変調部２１１は、ＣＰＵ２１４から供給される状態情報をＦＳＫ変調してＢＰＦ２１２に供給する。ＢＰＦ２１２は、ＦＳＫ変調部２１１から供給される信号から所定の帯域成分を抽出してＬＤ部２１３に供給する。ＬＤ部２１３は、半導体レーザ素子を有しており、ＨＰＦ２１０およびＢＰＦ２１２から供給される信号をレーザ光に変換して出力する。

（Ｂ）本発明の第１実施形態の動作の説明
つぎに、本発明の第１実施形態の動作について説明する。センター装置１の光送信部１２０から送信された光信号は、ＷＤＭフィルタ１１５および光伝送路３を介して、下り光として光ノード装置２に伝送される。光ノード装置２では、ＷＤＭフィルタ２００によって下り光が抽出され、ＰＤ２０１に供給される。ＰＤ２０１は、下り光を電気信号に変換してＨＰＦ２０２およびＬＰＦ２０３に供給する。ＨＰＦ２０２は、ＰＤ２０１から供給される電気信号から高域成分を抽出して、増幅部２０４に供給する。ＬＰＦ２０３は、ＰＤ２０１から供給される電気信号から低域成分を抽出してＣＰＵ２１４に供給する。増幅部２０４はＨＰＦ２０２から供給される高域成分を増幅して、パイロット信号抽出部２０５およびＤＦ部２０７に供給する。パイロット信号抽出部２０５は、増幅部２０４から供給される高域成分に含まれているパイロット信号を抽出して検波部２０６に供給する。検波部２０６は、パイロット信号抽出部２０５から供給されるパイロット信号を検波してＣＰＵ２１４に通知する。ＣＰＵ２１４は、上り光の光強度を示す直流成分をＬＰＦ２０３の出力に基づいて検出するとともに、下りＲＦ信号が正常であるか否かを検波部２０６の出力に基づいて検出する。なお、増幅部２０４から出力された下りＲＦ信号は、ＤＦ部２０７を介して入出力端子２０８から出力される。

以上の処理により、ＣＰＵ２１４は、センター装置１から送信される下り光の強度と、下り光に含まれる下りＲＦ信号が正常であるか否かを判定する。また、ＣＰＵ２１４は、光ノード装置２に電源を供給する電源回路（不図示）の電源電圧の状態を検出するとともに、光ノード装置２の各部の動作状態を検出する。さらに、ＣＰＵ２１４は、光ノード装置２が収容されている筐体（不図示）内部の温度を検出するとともに、この筐体の蓋が閉じられているか否かを検出する。ＣＰＵ２１４は、このようにして検出した、光ノード装置２の状態を示す「状態情報」を、メモリ２１５に一時的に格納する。

入出力端子２０８に入力された上りＲＦ信号は、ＤＦ部２０７を介して増幅部２０９に供給される。増幅部２０９は、ＤＦ部２０７から出力される上りＲＦ信号を所定のゲインで増幅してＨＰＦ２１０に供給する。ＨＰＦ２１０は、増幅部２０９から供給されるＲＦ信号から高域成分を通過させ、それ以外の成分を減衰させる。この結果、ＨＰＦ２１０から出力される上りＲＦ信号は、図４に示す周波数がｆ３〜ｆ４の範囲の信号となる。

ＦＳＫ変調部２１１は、メモリ２１５に格納されている状態情報を、ＣＰＵ２１４を介してＦＳＫ変調する。この結果、ＦＳＫ変調信号には、光ノード装置２の状態を示す状態情報が含まれることになる。

ＦＳＫ変調部２１１から出力された状態情報信号は、ＢＰＦ２１２に供給される。ＢＰＦ２１２は、ＦＳＫ変調部２１１から供給された状態情報信号を通過させ、それ以外の成分を減衰してＬＤ部２１３に供給する。ＢＰＦ２１２を通過した信号は図４に示すように、周波数がｆ１〜ｆ２の範囲の信号（上りＲＦ信号とは周波数帯域が異なる信号）となる。図４に示す、ｆ１〜ｆ２およびｆ３〜ｆ４の周波数帯域を有する信号は、ＬＤ部２１３に入力される。ＬＤ部２１３は、輝度変調により入力信号を光信号に変換してＷＤＭフィルタ２００に出力する。ＷＤＭフィルタ２００は、ＬＤ部２１３から出力された光を、光伝送路３を介してセンター装置１に上り光として送信する。

センター装置１は、光ノード装置２から送信された上り光を、ＷＤＭフィルタ１１５を介して受信し、ＰＤ１０１に供給する。ＰＤ１０１は、上り光を対応する電気信号に変換し、ＨＰＦ１０２、ＢＰＦ１０３、および、ＬＰＦ１０７に供給する。ＨＰＦ１０２は、ＰＤ１０１から供給された電気信号から、図４に示すｆ２〜ｆ３の周波数帯域の信号（上りＲＦ信号）を通過させ、それ以外の帯域を減衰して増幅部１０４に出力する。増幅部１０４は、ＨＰＦ１０２から出力された信号を所定のゲインで増幅してＡＴＴ１０５に供給する。ＣＰＵ１０９は、ＬＰＦ１０７の出力に応じてＡＴＴ１０５の減衰率を制御しているので、この制御に応じた減衰率により、上りＲＦ信号を減衰して増幅部１０６に出力する。増幅部１０６は、ＡＴＴ１０５から供給される上りＲＦ信号を所定のゲインで増幅して出力する。

ＬＰＦ１０７は、ＰＤ１０１から出力された信号の直流成分を抽出してＣＰＵ１０９に供給する。ＣＰＵ１０９は、ＬＰＦ１０７から供給される信号をＡ／Ｄ変換して入力し、その信号レベルに応じて上り光の強度を検出する。ＣＰＵ１０９は、このようにして検出した光強度に基づいて、ＡＴＴ１０５の減衰率を制御する。

ＢＰＦ１０３は、ＰＤ１０１から出力された信号から、図４に示すｆ１〜ｆ２の周波数帯域の信号（状態情報信号）を通過させ、それ以外の帯域を減衰してＦＳＫ復調部１０８に出力する。ＦＳＫ復調部１０８は、ＢＰＦ１０３から出力される信号に対してＦＳＫ復調を施し、状態情報を抽出し、ＣＰＵ１０９に供給する。ＣＰＵ１０９は、ＦＳＫ復調部１０８から供給された状態情報を取得し、メモリ１１０に一時的に格納する。以上の処理により、光ノード装置２から送信された状態情報がセンター装置１によって受信され、メモリ１１０に格納される。なお、ＣＰＵ１０９は、ＬＰＦ１０７の出力を参照することで、上り光のレベルが正常か否かを判定することができる。

スーパーバイザ１３０は、ネットワーク１５０を介してセンター装置１のＣＰＵ１０９にアクセスし、光ノード装置２から受信した状態情報を取得する。ＳＮＭＰマネージャ１４０は、ネットワーク１５０を介し、ＳＮＭＰエージェントであるスーパーバイザ１３０にアクセスして状態情報を取得し、システムの動作状態を監視する。これにより、ＳＮＭＰマネージャ１４０によって、光ノード装置２の状態を監視することができる。

つぎに、図５に示すフローチャートを参照して、第１実施形態において実行される処理の一例を説明する。図５に示すフローチャートの処理が開始されると、以下のステップが実行される。

ステップＳ１０では、ＣＰＵ２１４は、例えば、ＰＤ２０１の出力を参照して、光入力レベルを検出する。

ステップＳ１１では、ＣＰＵ２１４は、例えば、ＬＤ部２１３の出力側に配置された図示しないフォトダイオードの出力を参照して、光出力レベルを検出する。

ステップＳ１２では、ＣＰＵ２１４は、例えば、ＬＰＦ２０３の出力を参照して、下りＲＦ信号レベルを検出する。

ステップＳ１３では、ＣＰＵ２１４は、例えば、図３に示す回路の各部に流れる電流等を、図示しない電流センサ等によって検出することで、回路の動作状況を検出する。なお、回路の動作状態としては、電流だけでなく、例えば、回路から出力される信号の信号レベルや、信号のエラーレート、ノイズ、または、回路の温度から動作状態を検出するようにしてもよい。

ステップＳ１４では、ＣＰＵ２１４は、例えば、図３に示す回路の各部に電源電力を供給する図示しない電源部の交流電圧および直流電圧を検出することで、電源部の状態を検出する。なお、電圧だけでなく、例えば、電流や温度によって電源部の状態を検出するようにしてもよい。

ステップＳ１５では、ＣＰＵ２１４は、例えば、図３に示す光ノード装置２が収容されている図示しない筐体内部の温度を測定する温度センサ（不図示）の出力により、筐体内部の温度を検出する。

ステップＳ１６では、ＣＰＵ２１４は、例えば、図３に示す光ノード装置２が収容されている図示しない筐体の蓋の開閉状態を示す状態センサ（不図示）の出力により、筐体の蓋の状態を検出する。なお、筐体の蓋は、例えば、メンテナンスの際に開閉されるが、メンテナンス者が閉めることを忘れて、開いたままで放置される場合があるので、そのような閉め忘れを検出する。

ステップＳ１７では、ＣＰＵ２１４は、前述したステップＳ１０〜Ｓ１６において取得した状態情報を、例えば、ビット列から構成されるデータに変換するとともに、ＣＰＵ２１４は、ＦＳＫ変調部２１１に対して、ステップＳ１６で生成されたデータを供給する。ＦＳＫ変調部２１１は、ＣＰＵ２１４から供給されたデータに基づいてＦＳＫ変調をおこない、光ノード装置２の状態情報を含む状態情報信号を生成してＢＰＦ２１２に供給する。

ステップＳ１８では、ＬＤ部２１３は、ステップＳ１７において供給されたＦＳＫ信号と上りＲＦ信号とに基づいて発光し、レーザ光を光伝送路３に送出する。

ステップＳ１９では、ＣＰＵ２１４は、処理を終了するか否かを判定し、終了しないと判定した場合（ステップＳ１９：Ｎｏ）にはステップＳ１０に戻って同様の処理を繰り返し、それ以外の場合（ステップＳ１９：Ｙｅｓ）には処理を終了する。

以上の処理により、光ノード装置２の動作状態を示す状態情報をＦＳＫ変調信号に重畳してセンター装置１に送信することができる。

以上に説明したように、第１実施形態では、光ノード装置２において、動作状態を示す状態情報を取得し、この状態情報を上り信号の周波数帯域であるｆ３〜ｆ４とは異なる周波数帯域であるｆ１〜ｆ２を用いてセンター装置１に伝送するようにしたので、既存の光伝送路３を用いることで、追加のコストを生じることなく、光ノード装置２の通常時の動作状態を、センター装置１に伝えることができる。更に、既存のステータスシステムでは、上り帯域に状態情報信号を必要としていたが、上り信号の周波数帯とは異なる帯域に状態情報信号を配置することで、上り信号の周波数帯域を全て利用することができる。また、第１実施形態では、状態情報信号に対して状態情報を重畳するようにしたので、既存の回路を活用することで、コストの増加を抑制することが可能になる。

（Ｃ）第２実施形態の説明
つぎに、本発明の第２実施形態について説明する。図６は本発明の第２実施形態に係る光ノード装置２の構成例を説明する図である。この図６において、この図６において図３と対応する部分には同一の符号を付してその説明を省略する。なお、図６では図３と比較すると、パイロット信号抽出部２０５および検波部２０６が除外され、ＦＳＫ復調部２２０、帯域制御部２２１、および、ゲートＡＴＴ部２２２が追加されている。ここで、帯域制御部２２１は、ＣＰＵ２１４の制御に応じて、増幅部２０４から出力される信号の帯域を制御し、ＤＦ部２０７に出力する。ＦＳＫ復調部２２０は、増幅部２０４から出力される信号に対してＦＳＫ復調を施してＦＳＫレベル信号とＦＳＫデータとを出力する。ゲートＡＴＴ部２２２は、ＣＰＵ２１４の制御に応じて、ＤＦ部２０７から出力される信号を減衰して出力する。

第２実施形態は、前述した第１実施形態と同様の動作によって、ＦＳＫ変調によって状態情報信号に光ノード装置２の状態情報を重畳して、センター装置１に送信することができるとともに、センター装置１から供給される制御信号に基づいて、帯域制御および上りＲＦ信号のレベルを調整することが可能になる。

（Ｄ）第３実施形態の説明
つぎに、図７を参照して本発明の第３実施形態の構成について説明する。図７は本発明の第３実施形態に係る光通信システムの構成例を示す図である。なお、図７において、図１と対応する部分には同一の符号を付してその説明を省略する。図７では、図１に比較すると、分岐・合波部４が新たに追加されるとともに、光ノード装置２が、光ノード装置２−１〜２−８の８つに変更されている。これ以外の構成は、図１の場合と同様である。ここで、分岐・合波部４は、センター装置１から伝送される下り光を分岐して光ノード装置２−１〜２−８に供給するとともに、光ノード装置２−１〜２−８から供給される上り光を合波してセンター装置１に供給する。

図８は、図７に示すセンター装置１の構成例を示す図である。なお、図８において図２と対応する部分には同一の符号を付してその説明は省略する。図８では図２と比較すると、光受信部１００が８つの光受信部１００−１〜１００−８に変更されるとともに、シリアルデータ集約部１６０およびＣＰＵ１６１が新たに付加されている。これら以外の構成は、図２の場合と同様である。ここで、光受信部１００−１〜１００−８は、ＰＤ１０１、ＦＳＫ復調部１０８、および、レベル判定部１１１を主要な構成要素としている。なお、図８では説明を簡略化するために、図を簡略化しているが、図２と同様の構成としてもよい。

ここで、ＰＤ１０１は、ＷＤＭフィルタ１１５から供給された光信号を電気信号に変換し、ＦＳＫ復調部１０８およびレベル判定部１１１に供給する。ＦＳＫ復調部１０８は、ＰＤ１０１から供給された電気信号に対してＦＳＫ復調を施し、シリアルデータ集約部１６０に供給する。レベル判定部１１１は、ＰＤ１０１から供給される電気信号の信号レベルを判定し、判定結果をシリアルデータ集約部１６０に通知する。シリアルデータ集約部１６０は、光受信部１００−１〜１００−８から供給されるシリアルデータを集約してＣＰＵ１６１に情報を供給する。ＣＰＵ１６１は、ネットワーク１５０を介して光ノード装置２−１〜２−８の状態を把握し、スーパーバイザ１３０に、把握した情報を供給する。なお、光ノード装置２−１〜２−８は、図３に示す構成と同様であるが、それぞれの光ノード装置は波長が異なるλ１〜λ８の上り光によってセンター装置１に情報を伝送する。

つぎに、第３実施形態の動作について説明する。光ノード装置２−１〜２−８は、前述の場合と同様に、光入力レベル、光出力レベル、下りＲＦ信号レベル、回路の動作状態、電源状態、温度、および、筐体の蓋の状態等を検出し、波長λ１〜λ８の上り光に対して、図４に示すような周波数帯域の信号をそれぞれ重畳し、センター装置１に対して送信する。センター装置１では、ＷＤＭフィルタ１１５が波長λ１〜λ８の上り光を分離し、光受信部１００−１〜１００−８にそれぞれ供給する。なお、光受信部１００−１〜１００−８の動作は上り信号の波長が異なる以外は同様であるので、以下では、光受信部１００−１を例に挙げて説明する。波長λ１の上り光を入力した光受信部１００−１は、上り光をＰＤ１０１によって電気信号に変換し、レベル判定部１１１およびＦＳＫ復調部１０８に供給する。レベル判定部１１１は、ＰＤ１０１から供給された電気信号の信号レベルを検出することで、上り光が正常であるか否かを判定し判定結果をシリアルデータ集約部１６０に通知する。ＦＳＫ復調部１０８は、ＰＤ１０１から供給される電気信号に対してＦＳＫ復調処理を施し、光ノード装置２−１によって重畳された状態情報を取得し、シリアルデータ集約部１６０に供給する。なお、光受信部１００−２〜１００−８も同様の処理を実行し、光ノード装置２−２〜２−８から送信された情報を取得してシリアルデータ集約部１６０に供給する。

シリアルデータ集約部１６０は、光受信部１００−１〜１００−８から供給された信号レベルの判定結果を示す情報と、状態情報とに基づいて、光ノード装置２−１〜２−８の状態を検出し、検出結果をＣＰＵ１６１に伝送する。スーパーバイザ１３０は、ＣＰＵ１６１から状態情報を取得する。ＳＮＭＰマネージャ１４０は、スーパーバイザ１３０から状態情報を取得する。

以上の処理により、光ノード装置２−１〜２−８の状態情報を取得して、光ノード装置２−１〜２−８の状態を知ることができる。

（Ｅ）第４実施形態の説明
つぎに、本発明の第４実施形態について説明する。なお、第４実施形態のシステム構成は図７の場合と同様であるので、その説明は省略する。

図９は、本発明の第４実施形態に係るセンター装置１の構成例を示す図である。なお、図９において、図８と対応する部分には同一の符号を付してその説明を省略する。図９では、図８と比較すると、光受信部１００−１〜１００−８が光受信部１００の１つだけとされ、また、シリアルデータ集約部１６０が除外されている。またタイムスタンプ送出機能を内蔵したＦＳＫ送信部１７０（以下では単に「ＦＳＫ送信部１７０」と称する。）が光送信部１２０に接続されている。後述するように、センター装置１は、ＦＳＫ送信部１７０が生成する時刻情報を含むタイムスタンプを生成し、光送信部１２０を介し定期的に光ノード装置２−１〜２−８に供給する。尚、ＦＳＫ送信部１７０はタイムスタンプ情報をノード装置へ送るが、基準となる時刻情報を定期的にノード装置へ送ることができれば、方式は問わない。

図１０は、本発明の第４実施形態に係る光ノード装置の構成例を示す図である。なお、光ノード装置２−１〜２−８はＬＤ部２１３の光波長がそれぞれ異なるがそれ以外は、同様の構成とされているので、以下では、これらを光ノード装置２として説明する。また、図１０において図６と対応する部分には同一の符号を付してその説明を省略する。図６と比較すると、図１０では、水晶振動子２３０が追加されている。それ以外の構成は、図６の場合と同様である。ここで、センター装置１から送られてきたタイムスタンプ情報を基に、ＣＰＵ２１４が持つＲＴＣ（Real Time Clock）機能と水晶振動子２３０を使って時刻時計を作り出す。なお、センター装置１から送られてくるタイムスタンプ情報は定期的に送られてくるため、タイムスタンプが到着する度に時刻の補正を行う。後述するように、光ノード装置２−１〜２−８は、センター装置１へ送る状態情報の送出時刻が異なり、それぞれの光ノード装置が決められた時刻情報に基づいて、時分割多重制御により、状態情報をセンター装置１に供給する。

つぎに、第４実施形態の動作について説明する。第４実施形態では、センター装置タイムスタンプ送出機能を有したＦＳＫ送信部１７０により、時刻情報が光送信部１２０を介し定期的に光ノード装置２−１〜２−８に供給される。

光ノード装置２−１〜２−８は、このようなタイムスタンプが含まれたデータを受信し、ＰＤ２０１によって電気信号に変換し、ＨＰＦ２０２に供給する。ＨＰＦ２０２は、タイムスタンプが含まれる下りＲＦ信号を通過させそれ以外の信号を減衰させる。増幅部２０４は、ＨＰＦ２０２から供給された信号を増幅してＦＳＫ復調部２０２に供給する。ＦＳＫ復調部２０２は、増幅部２０４から供給された電気信号に対してＦＳＫ復調処理を施し、タイムスタンプをＣＰＵ２１４に供給する。ＣＰＵ２１４はＦＳＫ復調部２０２から供給されたタイムスタンプを参照し、水晶振動子２３０とＣＰＵ２１４内部のＲＴＣ機能を使って時刻を作り出す。またタイムスタンプ情報が到着する毎に時刻のズレ補正を行う。このような動作は、光ノード装置２−１〜２−８の全てにおいて実行されるので、光ノード装置２−１〜２−８の全ての時刻は同一時刻を示すことになる。なお、増幅部２０４から出力された下りＲＦ信号は、ＤＦ部２０７を介して入出力端子２０８から出力される。

光ノード装置２−１〜２−８のメモリ２１５には、状態情報を送る為の送出時刻がそれぞれ異なって記憶されている。ＣＰＵ２１４は、タイムスタンプ情報から得た時刻情報が送信時刻と一致した場合には、メモリ２１５に格納されている状態情報を取得しＦＳＫ変調部２１１に供給する。ＦＳＫ変調部２１１は、状態情報をＦＳＫ変調してＢＰＦ２１２に供給する。ＬＤ部２１３は、ＨＰＦ２１０から供給される上りＲＦ信号と、ＢＰＦ２１２から供給される信号をレーザ光に変換して出力し、ＷＤＭフィルタ２００を介して、上り光をセンター装置１に対して送信する。以上の動作によって、光ノード装置２−１〜２−８がそれぞれ異なるタイミングで状態情報を送信することが可能になる。

光受信部１００は、光ノード装置２−１〜２−８の光波長の異なる光信号を一括で受けることになるが、光ノード装置２−１〜２−８の状態情報は、それぞれ異なるタイミングで状態情報が送られてくるため、重複せず、光受信部１００のＣＰＵで状態情報を処理することができる。

つぎに、図１１に示すフローチャートを参照して図１０に示す光ノード装置２−１〜２−８において実行される処理の一例について説明する。なお、図１１において、図５と対応する部分には同一の符号を付してあるのでその説明は省略する。図１１では、図５と比較すると、ステップＳ３０〜Ｓ３３の処理が追加されている。それ以外の処理は、図５の場合と同様である。

ステップＳ３０では、ＣＰＵ２１４は、センター装置１からタイムスタンプを受信する。具体的には、ＣＰＵ２１４は、ＦＳＫ復調部２２０からタイムスタンプを取得する。

ステップＳ３１では、ＣＰＵ２１４は、時刻のずれを補正する。具体的には、ＣＰＵ２１４が持つＲＴＣ機能と水晶振動子２３０によって作り出されている時刻情報が、ステップＳ３０で受信した時刻と異なっている場合にはＣＰＵ２１４の時刻を補正する。なお、タイムスタンプを受信した場合には、ＣＰＵ２１４の時刻を上書き更新するようにしてもよい。

ステップＳ３２では、ＣＰＵ２１４は、メモリ２１５から送信タイミングを取得する。より具体的には、ＣＰＵ２１４は、メモリ２１５に予め格納されている、センター装置１に対して状態情報を送信するタイミングを示す情報（送信タイミング）を取得する。なお、このタイミングは、光ノード装置２−１〜２−８が異なるタイミングとなるように、例えば、所定の時間を隔てて設定される。このような情報は予め設定するのではなく、例えば、光ノード装置がシステムに接続された場合に、センター装置１と通信を行い、他の光ノード装置と重複しないタイミングを割り当てるようにしてもよい。

ステップＳ３２では、ＣＰＵ２１４は、ステップＳ３２で取得した送信タイミングと、ＣＰＵ２１４の時刻を比較し、送信タイミングになったか否かを判定し、送信タイミングになったと判定した場合（ステップＳ３３：Ｙｅｓ）にはステップＳ１０に進み、それ以外の場合（ステップＳ３３：Ｎｏ）にはステップＳ３０に戻って同様の処理を繰り返す。

なお、ステップＳ３３において、送信タイミングになったと判定された場合には、ステップＳ１０以降の処理が実行され、状態情報が検出されて、センター装置１に対して送信される。この処理は、前述した場合と同様である。

以上の処理によれば、センター装置１から送信されるタイムスタンプに基づいて時刻情報を補正するとともに、予め設定された送信タイミングになった場合には、状態情報が検出されて、センター装置１に対して送信される。メモリ２１５に設定されている送信タイミングは、光ノード装置毎に異なっているので、状態情報の送信タイミングが衝突することはない。なお、以上の第４実施形態では、各光ノード装置２−１〜２−８が異なる波長λ１〜λ８の上り光を用いるようにしたが、もちろん、光ノード装置２−１〜２−８の全てが同じ波長の上り光を用いたり、光ノード装置２−１〜２−８の一部が同じ波長の上り光を用いたりしてもよい。

（Ｆ）変形実施形態の説明
以上の実施形態は一例であって、本発明が上述したような場合のみに限定されるものでないことはいうまでもない。例えば、以上の実施形態では、８種類の波長λ１〜λ８を用いるようにしたが、８種類以外（例えば、７種類以下または９種類以上）の波長を用いるようにしてもよい。また、それぞれの波長の光に対して時分割多重化によって、異なるタイミングで状態情報を送信するようにしてもよい。

また、以上の各実施形態では、ＦＳＫ変調によって状態情報を上り光に重畳するようにしたが、これ以外の変調方式によって重畳するようにしてもよい。

また、以上の各実施形態では、状態情報のみを送信する場合を例に挙げて説明したが、例えば、異常が発生した場合に、異常の内容を示す情報を上り光に重畳して送信するようにしてもよい。

また、図９の第４実施形態に係るセンター装置１の構成では、基準となる時刻情報をタイムスタンプとしてＦＳＫ送信部１７０に実装させ送出することを手段としているが、基準となる時刻情報をノード装置に送ることができれば、手段は問わない。例えば、ＦＳＫ送信部１７０に実装されているＣＰＵ等のクロック信号をデータ化し、時刻情報としてノード装置に定期的に送出し、ノード側ではそのデータを元に時刻を作り状態情報信号の送出タイミングを作り出すようにしてもよい。

また、図２、図３、図６、図９、図１０に示す構成例では、ＷＤＭフィルタ１１５を使用しているが、これを用いなくてもよい。また、センター装置１の光送信部１２０の下り光は、光伝送路３を介してノード装置のＰＤ２０１へ直接接続してもよく、光ノード装置２のＬＤ部２１３の上り光は、光伝送路３を介してセンター装置１のＰＤ１０１へ直接接続してもよい。

１ センター装置
２ 光ノード装置
３ 光伝送路
４ 分岐・合波部
１００ 光受信部
１０１ ＰＤ
１０２ ＨＰＦ
１０３ ＢＰＦ
１０４，１０６ 増幅部
１０５ ＡＴＴ
１０７ ＬＰＦ
１０８ ＦＳＫ復調部
１０９ ＣＰＵ
１１０ メモリ
１１５ ＷＤＭフィルタ
１２０ 光送信部
１３０ スーパーバイザ
１４０ ＳＮＭＰマネージャ
１５０ ネットワーク
１６０ シリアルデータ集約部
１６１ ＣＰＵ
１７０ ＦＳＫ送信部
２００ ＷＤＭフィルタ
２０１ ＰＤ（下り光受信手段）
２０２ ＨＰＦ
２０３ ＬＰＦ
２０４，２１０ 増幅部
２０５ パイロット信号抽出部
２０６ 検波部
２０７ ＤＦ部
２０８ 入出力端子
２０９ 増幅部
２１０ ＨＰＦ
２１１ ＦＳＫ変調部（通知手段）
２１２ ＢＰＦ
２１３ ＬＤ部（上り光送信手段）
２１４ ＣＰＵ（検出手段、通知手段）
２１５ メモリ
２２０ ＦＳＫ復調部
２２１ 帯域制御部
２２２ ゲートＡＴＴ部
２３０ 水晶振動子

Claims (2)

1. センター装置と光伝送路と複数の光ノード装置とを有する光通信システムにおいて、 前記センター装置は、 下りＲＦ信号と前記光ノード装置に対する時刻情報を重畳した下り光を送出する下り光送信手段と、 前記複数の光ノード装置から、波長の異なる光信号を一括で受ける上り光受信手段と、該上り光受信手段で変換された電気信号から上りＲＦ信号を抽出する第一のフィルター手段と、前記上り光受信手段で変換された電気信号から前記光ノード装置の状態を示す情報を抽出する第二のフィルター手段と を有し、
   前記複数の光ノード装置は、
   前記センター装置から前記光伝送路を介して伝送される下り光を受信する下り光受信手段と、
   該下り光から時刻情報を抽出する時刻情報抽出手段と、
   前記センター装置に対して前記光伝送路を介して前記光ノード装置毎に異なる波長の上り光を送信する上り光送信手段と、
   前記光ノード装置の状態を検出する検出手段と、
   前記検出手段によって検出された前記光ノード装置の状態を示す情報を上りＲＦ信号とは異なる周波数で前記上り光に重畳し前記光ノード装置毎に異なるタイミングで前記センター装置に対して通知する通知手段と
   を有し、
   前記複数の光ノード装置は、それぞれ前記センター装置から受信する時刻情報を前記時刻情報抽出手段により抽出し、該時刻情報をもとに時刻のずれを補正し、該補正された時刻を元に、前記光ノード装置毎に定められた送出タイミングで、予め定められた波長の光信号によって光ノード装置の状態を示す情報を時分割多重により、前記センター装置に対して繰り返し通知する、
   ことを特徴とする光通信システム。
2. 前記通知手段は、前記検出手段によって検出された前記光ノード装置の状態を示す情報を上りＲＦ信号よりも低い周波数で前記上り光に重畳し前記光ノード装置毎に異なるタイミングで前記センター装置に対して通知することを特徴とする請求項１に記載の光通信システム。
   

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