JP5849911B2 - 通信システムおよび光伝送装置 - Google Patents

Description

本発明は、通信システムおよび光伝送装置に関し、例えば、光伝送装置間の通信において冗長性を実現する通信システムおよびその光伝送装置に適用して有効な技術に関する。

例えば、特許文献１には、送信信号をカプラによって２分配すると共に、その各送信信号を２枚のカードを介して伝送する送信部と、各伝送信号を２枚のカードを介して受信すると共に、その各受信信号をカプラによって合成する受信部とを備えたシステムが示されている。受信部では、２枚のカード間で受信信号の品質が比較され、品質が良い方のカードが選択される。

米国特許第７７０１８４７号明細書

例えば、企業の通信ネットワーク等では、企業内の例えば数十ｋｍ以上離れた拠点間で大量のデータを送受信する場合がある。特に、このような通信ネットワークでは、通信帯域の拡大と共に通信の長距離化対応などが求められる。このような要求を満たすため、例えば、企業内の各拠点に光伝送装置と呼ばれる装置を設置し、各光伝送装置間を長距離の光ファイバケーブルで接続するような技術が知られている。

このような通信ネットワークでは、コスト等の面から光伝送装置間を接続する光ファイバケーブルの本数が限られてくるため、光伝送装置では、光ファイバケーブル毎の通信帯域を拡大する技術が進んでいる。その一方で、長距離の光ファイバケーブルを用いた場合、当該ケーブル上で障害が生じる可能性が高くなる。その結果、このような障害が生じた場合の被害は大きなものとなる。

本発明は、このようなことを鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、耐障害性の向上を実現可能な通信システムおよび光伝送装置を提供することにある。本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。

本願において開示される発明のうち、代表的な実施の形態の概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。

本実施の形態による通信システムは、第１〜第４ラインカードと、第１〜第４通信回線と、第１および第２スイッチ装置と、第１〜第４カプラと、第１および第２バックプレーンを備える。第１〜第４ラインカードのそれぞれは、ユーザポートおよび伝送ポートを備える。第１通信回線は、第１ラインカードから第３ラインカードに向けた送信信号を伝送し、第３通信回線は、その逆方向の送信信号を伝送する。第２通信回線は、第２ラインカードから第４ラインカードに向けた送信信号を伝送し、第４通信回線は、その逆方向の送信信号を伝送する。第１カプラは、第１スイッチ装置からの送信信号を２分配し、第１および第２ラインカードのユーザポートにそれぞれ送信し、第３カプラは、第２スイッチ装置からの送信信号を２分配し、第３および第４ラインカードのユーザポートにそれぞれ送信する。第２カプラは、第１および第２ラインカードのユーザポートからの送信信号を合成して第１スイッチ装置に送信し、第４カプラは、第３および第４ラインカードのユーザポートからの送信信号を合成して第２スイッチ装置に送信する。第１バックプレーンは、第１および第２ラインカードが装着され、第１および第２ラインカード間の通信経路を持ち、第２バックプレーンは、第３および第４ラインカードが装着され、第３および第４ラインカード間の通信経路を持つ。ここで、正常動作の場合、第１および第３ラインカードはユーザポート内の送信ポートをオープン状態に設定し、第２および第４ラインカードはユーザポート内の送信ポートを遮断状態に設定する。一方、第１ラインカードからの第１通信回線を介した通信経路に障害が生じた場合、第３ラインカードは、伝送ポート内の受信ポートを介して障害を検出したのち、ユーザポート内の送信ポートをオープン状態から遮断状態に変更すると共に第４ラインカードに向けて第２バックプレーンを介して当該障害検出に伴う障害有りの情報を通知する。第４ラインカードは、当該障害有りの情報を受けてユーザポート内の送信ポートを遮断状態からオープン状態に変更する。

本願において開示される発明のうち、代表的な実施の形態によって得られる効果を簡単に説明すると、耐障害性の向上が実現可能になる。

本発明の一実施の形態による通信システムにおいて、その構成の一例を示す概略図である。 図１の通信システムにおける概略的な構造例を示す外観図である。 図１の通信システムにおいて、障害が無い場合の動作例を示す説明図である。 図１の通信システムにおいて、障害が発生した場合の動作例を示す説明図である。 図１の通信システムにおいて、障害が発生した場合に図４に加えて行われる動作例を示す説明図である。 図１の通信システムにおいて、図４および図５の障害から復旧した際の動作例を示す説明図である。 図１の通信システムにおいて、その各ラインカードの主要部の概略構成例を示すブロック図である。 図１の通信システムにおいて、図３〜図６に伴う詳細な処理手順の一例を示すシーケンス図である。

以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらは互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。

さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

《通信システムの概略構成》
図１は、本発明の一実施の形態による通信システムにおいて、その構成の一例を示す概略図である。図１に示す通信システムは、スイッチ装置（第１および第２スイッチ装置）ＳＷ１，ＳＷ２と、光伝送装置ＭＣ１，ＭＣ２と、カプラＣＰＬ１ｔ，ＣＰＬ１ｒ，ＣＰＬ２ｔ，ＣＰＬ２ｒと、複数の通信回線ＬＮを備えている。ＭＣ１はラインカード（第１および第２ラインカード）ＬＣｍ１，ＬＣｓ１を含み、ＭＣ２はラインカード（第３および第４ラインカード）ＬＣｍ２，ＬＣｓ２を含む。ＬＣｍ１はユーザポートＵＰｍ１と伝送ポートＨＰｍ１を備え、ＬＣｓ１もユーザポートＵＰｓ１と伝送ポートＨＰｓ１を備える。同様に、ＬＣｍ２，ＬＣｓ２は、それぞれ、ユーザポートＵＰｍ２，ＵＰｓ２と伝送ポートＨＰｍ２，ＨＰｓ２を備える。各ユーザポートＵＰは送信ポートＴＸｕと受信ポートＲＸｕを含み、各伝送ポートＨＰは送信ポートＴＸｈと受信ポートＲＸｈを含む。

ラインカードＬＣｍ１の伝送ポートＨＰｍ１は、ラインカードＬＣｍ２の伝送ポートＨＰｍ２との間で例えば光ファイバケーブルで構成される通信回線（第１および第３通信回線）ＬＮａ１，ＬＮａ２を介して接続される。具体的には、ＨＰｍ１内の送信ポートＴＸｈとＨＰｍ２内の受信ポートＲＸｈとの間がＬＮａ１で接続され、ＨＰｍ１内の受信ポートＲＸｈとＨＰｍ２内の送信ポートＴＸｈとの間がＬＮａ２で接続される。同様に、ラインカードＬＣｓ１の伝送ポートＨＰｓ１は、ラインカードＬＣｓ２の伝送ポートＨＰｓ２との間で例えば光ファイバケーブルで構成される通信回線（第２および第４通信回線）ＬＮｂ１，ＬＮｂ２を介して接続される。

スイッチ装置ＳＷ１，ＳＷ２は、それぞれ、例えば図示しない複数の端末等が適宜接続されるＬＡＮスイッチ（Ｌ２スイッチ）等であり、光伝送装置向けの送信ポートＴＸと受信ポートＲＸを備えている。ＳＷ１における１個の送信ポートＴＸからの送信信号は、例えば光カプラとなるカプラ（第１カプラ）ＣＰＬ１ｔを介して２分配される。当該２分配された送信信号は、それぞれ、通信回線（例えば光ファイバケーブル）ＬＮｔ１１，ＬＮｔ１２を介してラインカードＬＣｍ１，ＬＣｓ１のユーザポートＵＰｍ１，ＵＰｓ１に入力される。具体的には、ＣＰＬ１ｔによる送信信号の一方はＬＮｔ１１を介してＵＰｍ１内の受信ポートＲＸｕに入力され、当該送信信号の他方はＬＮｔ１２を介してＵＰｓ１内の受信ポートＲＸｕに入力される。

一方、ラインカードＬＣｍ１，ＬＣｓ１のユーザポートＵＰｍ１，ＵＰｓ１からの各送信信号は、それぞれ、通信回線（例えば光ファイバケーブル）ＬＮｒ１１，ＬＮｒ１２を介して例えば光カプラとなるカプラ（第２カプラ）ＣＰＬ１ｒに入力される。具体的には、ＵＰｍ１内の送信ポートＴＸｕからの送信信号はＬＮｒ１１を介してＣＰＬ１ｒに入力され、ＵＰｓ１内の送信ポートＴＸｕからの送信信号もＬＮｒ１２を介してＣＰＬ１ｒに入力される。ＣＰＬ１ｒは、当該入力された各送信信号を合成し、それをスイッチ装置ＳＷ１における１個の受信ポートＲＸに向けて送信する。

同様に、スイッチ装置ＳＷ２における１個の送信ポートＴＸからの送信信号は、例えば光カプラとなるカプラ（第３カプラ）ＣＰＬ２ｔを介して２分配され、それぞれ、通信回線（例えば光ファイバケーブル）ＬＮｔ２１，ＬＮｔ２２を介してラインカードＬＣｍ２，ＬＣｓ２のユーザポートＵＰｍ２，ＵＰｓ２に入力される。一方、その反対方向となるＬＣｍ２，ＬＣｓ２のＵＰｍ２，ＵＰｓ２からの各送信信号は、それぞれ、通信回線（例えば光ファイバケーブル）ＬＮｒ２１，ＬＮｒ２２を介して例えば光カプラとなるカプラ（第４カプラ）ＣＰＬ２ｒに入力される。ＣＰＬ２ｒは、当該入力された各送信信号を合成し、それをＳＷ２における１個の受信ポートＲＸに向けて送信する。

図２は、図１の通信システムにおける概略的な構造例を示す外観図である。図２に示すように光伝送装置ＭＣ１，ＭＣ２のそれぞれは、所謂シャーシ型の構造を備えている。シャーシ型のＭＣ１は、複数のスロットＳＬＴが設置され、配線基板等で構成されるバックプレーン（第１バックプレーン）ＢＰ１と、各ＳＬＴに対して適宜装着されるラインカードＬＣｍ１，ＬＣｓ１とを備え、これらが図示しない同一筐体内に格納される構造をもつ。ＢＰ１は、各ラインカードＬＣｍ１，ＬＣｓ１間の通信経路を持ち、当該通信経路は、ここではＢＰ１上で各スロットＳＬＴ間を接続する制御信号線ＣＳで実現される。同様に、シャーシ型のＭＣ２も、配線基板等で構成されるバックプレーン（第２バックプレーン）ＢＰ２と、その各ＳＬＴに対して適宜装着されるラインカードＬＣｍ２，ＬＣｓ２と備え、これらが同一筐体内に格納される構造をもつ。ＢＰ２は、各ラインカードＬＣｍ２，ＬＣｓ２間の通信経路を持ち、当該通信経路は、ここではＢＰ２上で各スロットＳＬＴ間を接続する制御信号線ＣＳで実現される。

図２では、ラインカードＬＣｍ１の伝送ポートＨＰｍ１とラインカードＬＣｍ２の伝送ポートＨＰｍ２との間は、図１のＬＮａ１，ＬＮａ２を含む通信回線（例えば２芯構造の光ファイバケーブル）ＬＮａで接続される。同様に、ラインカードＬＣｓ１の伝送ポートＨＰｓ１とラインカードＬＣｓ２の伝送ポートＨＰｓ２との間も、図１のＬＮｂ１，ＬＮｂ２を含む通信回線（例えば２芯構造の光ファイバケーブル）ＬＮｂで接続される。ＬＮａ，ＬＮｂのそれぞれは、特に限定はされないが、例えば数十ｋｍ以上の長さを持つ。また、図２のカプラＣＰＬ１は、実際には、図１のように、２個のカプラＣＰＬ１ｔ，ＣＰＬ１ｒを含んでおり、同様に、図２のカプラＣＰＬ２も、実際には２個のカプラＣＰＬ２ｔ，ＣＰＬ２ｒを含んでいる。

このような通信システムでは、前述したように数十ｋｍ以上にも達する長距離の通信回線が用いられるため、当該通信回線上に障害が生じる可能性が高くなる。そこで、本実施の形態の通信システムでは、スイッチ装置ＳＷ１とスイッチ装置ＳＷ２との間の通信回線がカプラＣＰＬ１，ＣＰＬ２を利用して２系統（通信回線ＬＮａとＬＮｂ）設けられ、詳細は後述するが、その一方を他方に障害が生じた際の予備回線として使用できる構成となっている。

《通信システムの概略動作（障害無し時）》
図３は、図１の通信システムにおいて、障害が無い場合の動作例を示す説明図である。図３に示すように、通信システムに障害が無い場合には、例えば、光伝送装置ＭＣ１内の一方のラインカードＬＣｓ１と、これに対向する光伝送装置ＭＣ２内の一方のラインカードＬＣｓ２において、ユーザポートＵＰｓ１，ＵＰｓ２内の送信ポートＴＸｕが共に遮断状態に設定されている。その結果、スイッチ装置ＳＷ１とスイッチ装置ＳＷ２との間の通信は、実効的に、ＭＣ１内の他方のラインカードＬＣｍ１と、これに対向するＭＣ２内の他方のラインカードＬＣｍ２を介して行われる。

すなわち、スイッチ装置ＳＷ１の送信ポートＴＸからの送信信号は、カプラＣＰＬ１ｔを介して２分配されたのち、ラインカードＬＣｍ１，ＬＣｓ１の両方からラインカードＬＣｍ２，ＬＣｓ２の両方に向けて送信されるが、ＬＣｍ２の送信ポートＴＸｕがオープン状態であるのに対してＬＣｓ２のＴＸｕは遮断状態となっている。オープン状態（又は有効状態）では、信号（フレーム、パケット等）の通過が許可され、遮断状態（又は無効状態）では信号の通過が遮断される。そのため、カプラＣＰＬ２ｒの入力はＬＣｍ２のＴＸｕ側のみから行われ、その結果、スイッチ装置ＳＷ２の受信ポートＲＸに対して送信信号を正常に伝送することができる。同様に、ＳＷ２のＴＸからの送信信号は、カプラＣＰＬ２ｔを介して２分配されたのち、ＬＣｍ２，ＬＣｓ２の両方からＬＣｍ１，ＬＣｓ１の両方に向けて送信されるが、ＬＣｍ１のＴＸｕがオープン状態であるのに対してＬＣｓ１のＴＸｕは遮断状態となっている。そのため、カプラＣＰＬ１ｒの入力はＬＣｍ１のＴＸｕ側のみから行われ、その結果、ＳＷ１のＲＸに対して送信信号を正常に伝送することができる。

《通信システムの概略動作（障害発生時）》
図４は、図１の通信システムにおいて、障害が発生した場合の動作例を示す説明図である。図４では、ラインカードＬＣｍ１の伝送ポートＨＰｍ１からラインカードＬＣｍ２の伝送ポートＨＰｍ２に向けた送信経路（通信回線ＬＮａ１）に障害が生じた場合を例として、その際の動作例が示されている。この場合、まず、ＬＣｍ２は、受信ポートＲＸｈでの受信レベルの低下等によって当該障害が生じたことを検出し、当該障害検出に伴う障害有りの情報を図２のバックプレーンＢＰ２上の制御信号線ＣＳを介してラインカードＬＣｓ２に通知する（ステップＳ１０（第１処理））。また、ＬＣｍ２は、当該障害の検出を受けて、ユーザポートＵＰｍ２内の送信ポートＴＸｕをオープン状態（有効状態）から遮断状態（無効状態）に変更する（ステップＳ１１（第１処理））。

次いで、ラインカードＬＣｓ２は、ステップＳ１０における障害有りの情報を受けて、ユーザポートＵＰｓ２内の送信ポートＴＸｕを遮断状態からオープン状態に変更する（ステップＳ１２（第２処理））。その結果、スイッチ装置ＳＷ１の送信ポートＴＸからの送信信号は、ラインカードＬＣｍ１、通信回線ＬＮａ１、およびラインカードＬＣｍ２を介する経路の代わりに、ラインカードＬＣｓ１、通信回線ＬＮｂ１、およびラインカードＬＣｓ２を介する経路を用いてスイッチ装置ＳＷ２の受信ポートＲＸに伝送される。これにより、耐障害性を向上させることが可能になる。また、この際に、光伝送装置ＭＣ１，ＭＣ２として特にシャーシ型の構造を用いることで、前述したステップＳ１０における各ラインカード間での障害有りの情報の通知を早期に行うことができるため、障害発生に伴う経路切り替えを高速に行うことが可能になる。

図５は、図１の通信システムにおいて、障害が発生した場合に図４に加えて行われる動作例を示す説明図である。前述した図４の動作例を用いることで、スイッチ装置ＳＷ１からスイッチ装置ＳＷ２に向けた送信は、ラインカードＬＣｓ１，ＬＣｓ２側で行うことができ、逆にＳＷ２からＳＷ１に向けた送信は、ラインカードＬＣｍ１，ＬＣｍ２側で行うことができるため、ＳＷ１とＳＷ２の間で送受信経路を確保することが可能になる。ただし、前述した図２において、通信回線ＬＮａと通信回線ＬＮｂは、長さが異なる場合がある。これは、耐障害性をより高めるためには、ＬＮａとＬＮｂを異なる環境下に設置した方が望ましいためである。そうすると、図４の動作例のみでは、ＳＷ１からＳＷ２に向けた通信経路とその逆方向の通信経路とでレイテンシが異なる場合が生じ得るため、例えばシステム全体のタイミング設計等に悪影響を及ぼす恐れがある。

そこで、図５に示すように、ラインカードＬＣｍ２は、通信回線ＬＮａ１の障害を検出した場合、当該障害検出に伴う障害有りの情報を伝送ポートＨＰｍ２内の送信ポートＴＸｈを介してラインカードＬＣｍ１に向けて通知する（ステップＳ１４（第３処理））。ＬＣｍ１は、通知された障害有りの情報を更に図２のバックプレーンＢＰ１上の制御信号線ＣＳを介してラインカードＬＣｓ１に通知する（ステップＳ１５（第４処理））。また、ＬＣｍ１は、ステップＳ１４での障害有りの情報を受けて、ユーザポートＵＰｍ１内の送信ポートＴＸｕをオープン状態から遮断状態に変更する（ステップＳ１６（第４処理））。一方、ＬＣｓ１は、ステップＳ１５での障害有りの情報を受けて、ユーザポートＵＰｓ１内の送信ポートＴＸｕを遮断状態からオープン状態に変更する（ステップＳ１７（第５処理））。

その結果、スイッチ装置ＳＷ２の送信ポートＴＸからの送信信号は、ラインカードＬＣｍ２、通信回線ＬＮａ２、およびラインカードＬＣｍ１を介する経路の代わりに、ラインカードＬＣｓ２、通信回線ＬＮｂ２、およびラインカードＬＣｓ１を介する経路を用いてスイッチ装置ＳＷ１の受信ポートＲＸに伝送される。すなわち、ＳＷ１からＳＷ２に向けた通信に加えてその逆方向となるＳＷ２からＳＷ１に向けた通信もＬＣｓ１，ＬＣｓ２側の通信回線ＬＮｂ１，ＬＮｂ２（図２のＬＮｂ）を介して行われる。これにより、前述したレイテンシの問題を解決でき、耐障害性の更なる向上が図れる。また、この際にも、光伝送装置ＭＣ１，ＭＣ２として特にシャーシ型の構造を用いることで、前述したステップＳ１５における各ラインカード間での障害有りの情報の通知を早期に行うことができるため、障害発生に伴う経路切り替えを高速に行うことが可能になる。

《通信システムの概略動作（障害復旧時）》
図６は、図１の通信システムにおいて、図４および図５の障害から復旧した際の動作例を示す説明図である。図６においては、通信回線ＬＮａ１が図４および図５に示した障害から復旧している。ここで、例えば、ラインカードＬＣｍ１，ＬＣｍ２側をマスタカードとし、ラインカードＬＣｓ１，ＬＣｓ２側をスタンバイカード（予備用カード）とした場合、ＬＮａ１の復旧を受けて、再び図３に示したようなマスタカード側を用いた通信に切り替えてもよい。ただし、この場合、当該切り替えに伴いスイッチ装置ＳＷ１とスイッチ装置ＳＷ２との間で一時的に通信を行えない期間が生じ得る。そこで、このような事態を防止するため、本実施の形態では、図６に示すように、ＬＮａ１が復旧した場合でも、スタンバイカード側を用いて通信を継続する。その後、例えば、スタンバイカード側の通信経路に障害が生じた場合や、通信システムを再起動したような場合等では、再びマスタカード側の通信経路が用いられることになる。

《ラインカードの主要部の概略構成》
図７は、図１の通信システムにおいて、その各ラインカードの主要部の概略構成例を示すブロック図である。図７に示すラインカードＬＣは、光伝送装置が備える一般的な機能に加えて、状態制御部ＳＣＴＬ、監視部ＭＯＮＩ、ヘッダ解析部ＨＤＡ、およびヘッダ生成部ＨＤＧ等を備えている。光伝送装置の一般的な機能としては、代表的には、伝送ポートＨＰ（または加えてユーザポートＵＰ）で送受信される光信号とラインカード内部で用いる電気信号との間の変換機能や、クロック・データ再生（ＣＤＲ）機能等が挙げられる。更に、光伝送装置が備える一般的な機能として、ユーザポートＵＰ内の受信ポートＲＸｕからの信号に対して所定の通信プロトコル処理を行ったのち伝送ポートＨＰ内の送信ポートＴＸｈから送信し、ＨＰ内の受信ポートＲＸｈからの信号に対して所定の通信プロトコル処理を行ったのちＵＰ内の送信ポートＴＸｕから送信する機能等が挙げられる。所定の通信プロトコル処理としては、代表的には、例えば、８Ｂ／１０Ｂや６４Ｂ／６６Ｂ等の符号化／復号化処理や、ＦＥＣ（Forward Error Correction）等のエラー検出・訂正処理などが挙げられる。

監視部ＭＯＮＩおよび状態制御部ＳＣＴＬは、第１処理部として機能する。監視部ＭＯＮＩは、伝送ポートＨＰ内の受信ポートＲＸｈにおける受信信号を監視し、例えば、ＬＯＳ（Loss Of Signal）検出機能等を用いて、受信した光強度のレベルが規定の範囲外であるなどの障害を検出した場合（すなわち対向装置の送信経路に障害が有る場合）、状態制御部ＳＣＴＬに障害有りの情報を通知する。なお、障害の検出方法は、例えば、ＣＤＲ機能に伴うクロック再生のエラーを検出する方法や、ＢＥＲ（Bit Error Rate）を監視する方法など様々な方法が挙げられる。状態制御部ＳＣＴＬは、監視部ＭＯＮＩから障害有りの情報が通知された場合、図４に示したように、ユーザポートＵＰ内の送信ポートＴＸｕを遮断状態に設定し、更に、制御信号線ＣＳを介して別のラインカードに当該障害有りの情報を通知する。

また、状態制御部ＳＣＴＬは、第２処理部として機能する。ＳＣＴＬは、別のラインカードから制御信号線ＣＳを介して障害有りの情報が通知された場合には、図４に示したようにユーザポートＵＰ内の送信ポートＴＸｕをオープン状態に設定する。

また、監視部ＭＯＮＩ、ヘッダ生成部ＨＤＧおよび状態制御部ＳＣＴＬは、第３処理部として機能する。ＳＣＴＬは、前述したようにＭＯＮＩから障害有りの情報が通知された場合、ＨＤＧに対して通知を行う。ＨＤＧは、送信フレーム（例えばＯＴＮ（Optical Transport Network）フレーム等）のヘッダに障害有りの情報を付加し、図５に示したように、当該フレームを伝送ポートＨＰ内の送信ポートＴＸｈを介して送信する。

さらに、ヘッダ解析部ＨＤＡおよび状態制御部ＳＣＴＬは、第４処理部として機能する。ヘッダ解析部ＨＤＡは、伝送ポートＨＰ内の受信ポートＲＸｈで受信したフレーム内のヘッダを解析し、ヘッダ内に障害有りの情報が含まれる場合（すなわち自装置の送信経路に障害が有る場合）、ＳＣＴＬに当該障害有りの情報を通知する。ＳＣＴＬは、ヘッダ解析部ＨＤＡから障害有りの情報が通知された場合、図５に示したように、ユーザポートＵＰ内の送信ポートＴＸｕを遮断状態に設定し、更に、制御信号線ＣＳを介して別のラインカードに当該障害の通知を行う。

《通信システムの詳細動作》
図８は、図１の通信システムにおいて、図３〜図６に伴う詳細な処理手順の一例を示すシーケンス図である。図８に示すように、この例では、各ラインカードＬＣｍ１，ＬＣｍ２，ＬＣｓ１，ＬＣｓ２は、図示しない初期状態に加えて４個の内部状態（マスタ状態ＭＳＴＲ、スタンバイ状態ＳＴＢＹ、マスタ準備状態ＲＤＹ＿ＭＳＴＲ、フォルト状態ＦＬＴ）を持つものとする。各内部状態は、例えば図７の状態制御部ＳＣＴＬによって切り替えられる。

マスタ状態ＭＳＴＲは、自身の送受信動作に障害が無く、図４等のユーザポートＵＰ内の送信ポートＴＸｕをオープン状態に設定している状態である。スタンバイ状態ＳＴＢＹは、障害発生時の予備として待機している状態であり、自身の送受信動作には障害は無いが、図４等のユーザポートＵＰ内の送信ポートＴＸｕを遮断状態に設定している状態である。マスタ準備状態ＲＤＹ＿ＭＳＴＲは、ＳＴＢＹからＭＳＴＲに遷移する準備過程の状態であり、同一筐体内の２枚のラインカード（例えばＬＣｍ１，ＬＣｓ１）が共にＭＳＴＲとなる期間を排除するために設けられる状態である。フォルト状態ＦＬＴは、自身の送受信動作の少なくともいずれか一方に障害が生じている状態であり、ＵＰ内のＴＸｕを遮断状態に設定している状態である。

図８では、まず、初期状態（起動状態）を経て、ラインカードＬＣｍ１，ＬＣｍ２はマスタ状態ＭＳＴＲに設定され、ラインカードＬＣｓ１，ＬＣｓ２はスタンバイ状態ＳＴＢＹに設定される。ＭＳＴＲであるＬＣｍ１は、バックプレーン（図２のＢＰ１）を介してＬＣｓ１に向けて定期的にアクティブ信号ＳＡＣＴ１を送信し、ＬＣｓ１に対して自身がＭＳＴＲとして動作することを通知する。同様に、ＭＳＴＲであるＬＣｍ２も、バックプレーン（図２のＢＰ２）を介してＬＣｓ２に向けて定期的にアクティブ信号ＳＡＣＴ２を送信し、ＬＣｓ２に対して自身がＭＳＴＲとして動作することを通知する。

ここで、図４に示したように、ラインカードＬＣｍ２によって障害が検出された場合、図８に示すように、ＬＣｍ２はフォルト状態ＦＬＴに遷移する。これによって、図４に示したように、ＬＣｍ２のユーザポートＵＰｍ２内の送信ポートＴＸｕが遮断状態に設定される。また、ＬＣｍ２は、ＦＬＴに遷移したのち、対向するラインカードＬＣｍ１に向けて通信回線（図４等のＬＮａ２）を介して障害有りの情報（ＬＣｍ１からＬＣｍ２に向けた通信経路に障害が有ることを示す情報）を含むフレーム（例えばＯＴＮフレーム等）ＦＦＬＴを送信する。さらに、ＬＣｍ２は、同一筐体内のラインカードＬＣｓ２に向けてバックプレーン（図２のＢＰ２）を介してフォルト信号（障害有りの情報）ＳＦＬＴ１を送信する。

フォルト信号ＳＦＬＴ１を受けたラインカードＬＣｓ２は、マスタ準備状態ＲＤＹ＿ＭＳＴＲに遷移する。ＲＤＹ＿ＭＳＴＲであるＬＣｓ２は、同一筐体内のラインカードＬＣｍ２に向けてアクティブ信号ＳＡＣＴ３を送信し、ＬＣｍ２に対して自身がＭＳＴＲとして動作することを通知する。そして、ＲＤＹ＿ＭＳＴＲであるＬＣｓ２は、ＬＣｍ２から所定の期間内にアクティブ信号を受けない限り、タイムアウトによってマスタ状態ＭＳＴＲに遷移する。これによって、図４に示したように、ＬＣｓ２のユーザポートＵＰｓ２内の送信ポートＴＸｕがオープン状態に設定される。

一方、前述したように、フォルト状態ＦＬＴのラインカードＬＣｍ２から障害有りの情報を含むフレームＦＦＬＴを受けたラインカードＬＣｍ１は、図８に示すように、ＦＬＴに遷移する。これによって、図５に示したように、ＬＣｍ１のユーザポートＵＰｍ１内の送信ポートＴＸｕが遮断状態に設定される。ＦＬＴとなったＬＣｍ１は、同一筐体内のラインカードＬＣｓ１に向けてバックプレーン（図２のＢＰ１）を介してフォルト信号（障害有りの情報）ＳＦＬＴ２を送信する。

フォルト信号ＳＦＬＴ２を受けたラインカードＬＣｓ１は、マスタ準備状態ＲＤＹ＿ＭＳＴＲに遷移する。ＲＤＹ＿ＭＳＴＲであるＬＣｓ１は、同一筐体内のラインカードＬＣｍ１に向けてアクティブ信号ＳＡＣＴ４を送信し、ＬＣｍ１に対して自身がＭＳＴＲとして動作することを通知する。そして、ＲＤＹ＿ＭＳＴＲであるＬＣｓ１は、ＬＣｍ１から所定の期間内にアクティブ信号を受けない限り、タイムアウトによってマスタ状態ＭＳＴＲに遷移する。これによって、図５に示したように、ＬＣｓ１のユーザポートＵＰｓ１内の送信ポートＴＸｕがオープン状態に設定される。

なお、フォルト状態ＦＬＴのラインカードＬＣｍ２は、伝送ポートＨＰｍ２内の受信ポートＲＸｈを介して障害からの復旧を検出した場合、スタンバイ状態ＳＴＢＹに遷移する。ＳＴＢＹとなったＬＣｍ２は、対向するラインカードＬＣｍ１に向けて通信回線（図４等のＬＮａ２）を介して障害無しの情報を含むフレーム（例えばＯＴＮフレーム等）ＦＮＦＬＴを送信する。ＦＮＦＬＴを受けたＬＣｍ１は、ＦＬＴからＳＴＢＹに遷移する。

このように、図１の通信システムを用いて、図８のような処理を行うことで、比較的容易に耐障害性を向上させることが可能になる。すなわち、図１に示したようなカプラＣＰＬ１ｔ，ＣＰＬ１ｒ，ＣＰＬ２ｔ，ＣＰＬ２ｒを設けることと、シャーシ型の光伝送装置に対して例えば図７のような機能を持たせて例えば図８のような動作を行わせればよく、図７のような機能もある程度は既存の機能を流用して実現することができる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、前述した実施の形態は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施の形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施の形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施の形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

例えば、図７および図８では、対向するラインカードに向けてフレームのヘッダを用いて障害を通知する例を示したが、特に、これに限定されるものではなく、別の方法を用いてもよい。例えば、フレーム間に独自の信号を埋め込んで通知するような方法を用いることも可能である。すなわち、所謂インバンド管理と呼ばれる各種機能を用いれば様々な方法で実現可能である。また、図４等では、通信回線ＬＮａ１自体に障害が生じた場合を想定したが、必ずしも通信回線自体に限定されるものではなく、その両端となる送信ポートＴＸｈや受信ポートＲＸｈの障害を含めた長距離通信経路に障害が生じた場合に、同様にして別の長距離通信経路を確保することが可能となる。

さらに、図１等では、対向するラインカード（例えばＬＣｍ１とＬＣｍ２）間で、例えば２芯の光ファイバケーブルを用いて各芯毎に片方向通信を行うような例を示したが、場合によっては、例えば、波長分割（ＷＤＭ：Wavelength Division Multiplexing）技術により１芯の光ファイバケーブルを用いて双方向通信を行うような場合にも適用可能である。この場合、例えば、光ファイバケーブル自体の障害ではなく、送信ポート（実際にはレーザダイオード等の送信系回路の出力ノードに相当）や受信ポート（実際にはフォトダイオード等の受信系回路の入力ノードに相当）の一方に障害が生じたような際に、本実施の形態と同様な方式を適用可能である。すなわち、図４および図５の場合と同様に、当該１芯の光ファイバケーブルを片方向通信用として使用すればよい。

ＢＰ バックプレーン
ＣＰＬ カプラ
ＣＳ 制御信号線
ＦＬＴ フォルト状態
ＨＤＡ ヘッダ解析部
ＨＤＧ ヘッダ生成部
ＨＰ 伝送ポート
ＬＣ ラインカード
ＬＮ 通信回線
ＭＣ 光伝送装置
ＭＯＮＩ 監視部
ＭＳＴＲ マスタ状態
ＲＤＹ＿ＭＳＴＲ マスタ準備状態
ＲＸ 受信ポート
ＳＣＴＬ 状態制御部
ＳＬＴ スロット
ＳＴＢＹ スタンバイ状態
ＳＷ スイッチ装置
ＴＸ 送信ポート
ＵＰ ユーザポート

Claims (3)

1. それぞれ、ユーザポートおよび伝送ポートを備える第１〜第４ラインカードと、
   前記第１ラインカードと前記第３ラインカードの前記伝送ポート間を接続し、前記第１ラインカードから前記第３ラインカードに向けた送信信号を伝送する第１通信回線、ならびにその逆方向の送信信号を伝送する第３通信回線と、
   前記第２ラインカードと前記第４ラインカードの前記伝送ポート間を接続し、前記第２ラインカードから前記第４ラインカードに向けた送信信号を伝送する第２通信回線、ならびにその逆方向の送信信号を伝送する第４通信回線と、
   第１および第２スイッチ装置と、
   前記第１スイッチ装置からの送信信号を２分配し、前記第１および第２ラインカードの前記ユーザポート内の受信ポートにそれぞれ送信する第１カプラと、
   前記第１および第２ラインカードの前記ユーザポート内の送信ポートからの送信信号を合成し、前記第１スイッチ装置に送信する第２カプラと、
   前記第２スイッチ装置からの送信信号を２分配し、前記第３および第４ラインカードの前記ユーザポート内の受信ポートにそれぞれ送信する第３カプラと、
   前記第３および第４ラインカードの前記ユーザポート内の送信ポートからの送信信号を合成し、前記第２スイッチ装置に送信する第４カプラと、
   前記第１および第２ラインカードが装着され、前記第１および第２ラインカード間の通信経路を持つ第１バックプレーンと、
   前記第３および第４ラインカードが装着され、前記第３および第４ラインカード間の通信経路を持つ第２バックプレーンとを備え、
   正常動作の場合、前記第１および第３ラインカードは前記ユーザポート内の送信ポートをオープン状態に設定し、前記第２および第４ラインカードは前記ユーザポート内の送信ポートを遮断状態に設定し、
   前記第１ラインカードからの前記第１通信回線を介した通信経路に障害が生じた場合、前記第３ラインカードは、前記伝送ポート内の受信ポートを介して前記障害を検出したのち、前記ユーザポート内の送信ポートをオープン状態から遮断状態に変更すると共に前記第４ラインカードに向けて前記第２バックプレーンを介して前記障害検出に伴う障害有りの情報を通知する第１処理と、前記伝送ポート内の送信ポートおよび前記第３通信回線を介して前記第１ラインカードに向けて前記障害有りの情報を通知する第３処理とを実行し、前記第４ラインカードは、前記障害有りの情報を受けて前記ユーザポート内の送信ポートを遮断状態からオープン状態に変更する第２処理を実行し、前記第１ラインカードは、前記障害有りの情報を受けて前記ユーザポート内の送信ポートをオープン状態から遮断状態に変更すると共に前記第２ラインカードに向けて前記第１バックプレーンを介して前記障害有りの情報を通知する第４処理を実行し、前記第２ラインカードは、前記障害有りの情報を受けて前記ユーザポート内の送信ポートを遮断状態からオープン状態に変更する第５処理を実行する通信システム。
2. 請求項１記載の通信システムにおいて、
   前記第１〜第５処理が行われたのち、前記第１ラインカードからの前記第１通信回線を介した通信経路の障害が復旧した場合、前記第３ラインカードは、前記伝送ポート内の受信ポートを介して前記復旧を検出したのち、前記伝送ポート内の送信ポートおよび前記第３通信回線を介して前記第１ラインカードに向けて前記復旧検出に伴う障害無しの情報を通知し、前記第１〜第４ラインカードは、前記第１〜第５処理で設定した前記ユーザポート内の送信ポートの状態を維持する通信システム。
3. それぞれ、ユーザポートおよび伝送ポートを備える第１および第２ラインカードと、
   前記第１および第２ラインカードが装着され、前記第１および第２ラインカード間の通信経路を持つバックプレーンとを備え、
   前記第１および第２ラインカードにおける前記ユーザポート内の送信ポートは、２個の入力を合成するカプラの入力に対してそれぞれ送信を行い、
   前記第１および第２ラインカードにおける前記ユーザポート内の受信ポートは、１個の入力を２分配するカプラからの出力をそれぞれ受信し、
   正常動作の場合、前記第１および第２ラインカードのいずれか一方は前記ユーザポート内の送信ポートをオープン状態に設定し、いずれか他方は前記ユーザポート内の送信ポートを遮断状態に設定し、
   前記第１および第２ラインカードは、
   自身の前記伝送ポート内の受信ポートにおいて障害を検出した場合、自身の前記ユーザポート内の送信ポートを遮断状態に設定すると共に他方のラインカードに向けて前記バックプレーンを介して前記障害検出に伴う障害有りの情報を通知する第１処理部と、
   他方のラインカードから障害有りの情報を受けた場合に、自身の前記ユーザポート内の送信ポートをオープン状態に設定する第２処理部と、
   自身の前記伝送ポート内の受信ポートにおいて障害を検出した場合、前記伝送ポート内の送信ポートを介して前記障害検出に伴う障害有りの情報を送信する第３処理部と、
   自身の前記伝送ポート内の受信ポートから障害有りの情報を受信した場合、自身の前記ユーザポート内の送信ポートを遮断状態に設定すると共に他方のラインカードに向けて前記バックプレーンを介して前記障害有りの情報を通知する第４処理部とを有する光伝送装置。

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