JP6588567B2 - 通信システム及び故障箇所特定方法 - Google Patents

Description

本発明は、通信システム及び故障箇所特定方法に関する。
本願は、２０１５年１１月２６日に、日本に出願された特願２０１５−２３０８７５号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

大都市間を接続するコアネットワークや、地域内の拠点を接続するメトロネットワークなどでは光ファイバを用いた通信網が構築されている。このようなネットワークでは、複数の光ファイバが束ねて用いられている。また、１本の光ファイバそれぞれに波長が異なる複数の光信号を多重化する波長分割多重（Wavelength Division Multiplexing：ＷＤＭ）伝送を行うことで、大容量の信号伝送が行われている（例えば、非特許文献１）。更なる伝送容量の増加に向けて、１つのコアを持つ光ファイバ（Single Core Fiber：ＳＣＦ）に代えて、複数のコアを持つ光ファイバであるマルチコアファイバ（Multi Core Fiber：ＭＣＦ）の利用が検討されている（例えば、非特許文献２、３）。

ＭＣＦを用いて構成されたネットワークでは、１本のＭＣＦにおける伝送容量が多いのでＭＣＦにおける故障が複数のノード間の通信に影響を与えてしまうことがある。そのため、ＭＣＦを用いて構成されたネットワークに故障が発生した際には、故障の検出と故障している箇所の特定とを速やかに行うことが求められる。

松岡伸治、「経済的なコア・メトロネットワークを実現する超高速大容量光トランスポートネットワーク技術」、ＮＴＴ技術ジャーナル、２０１１年３月、ｐ．８−１２ 宮本裕、竹ノ内弘和、「毎秒ペタビット級伝送の実現を目指した高密度空間多重光通信技術」、ＮＴＴ技術ジャーナル、２０１４年８月、ｐ．５２−５６ 白木和之、「光ファイバ・ケーブル技術における研究開発の動向」、ＮＴＴ技術ジャーナル、２０１５年１月、ｐ．５９−６３

前述の事情に鑑み、本発明は、マルチコアファイバを用いて構成されたネットワークにおいて、故障の検出と故障箇所の特定とを行うことができる通信システム及び故障箇所特定方法とを提供することを目的としている。

本発明の第１の実施態様における通信システムは、３つ以上のノードを備え、前記ノード間の接続のうち少なくとも一部の区間に複数のコアを備えるマルチコアファイバが用いられている通信システムであって、複数の前記ノードに備えられ、自ノードと他の前記ノードとの通信が不能であることを検出した場合、自ノードと他の前記ノードとの間における通信経路にて故障が発生していることを示す故障情報を送信する故障情報送信装置と、複数の前記ノードそれぞれに設けられた前記故障情報送信装置から受信する前記故障情報に基づいて、いずれの前記ノード間の接続で故障が発生したかを特定する故障箇所特定装置と、を備える。

また、本発明の第２の実施態様によれば、上記第１の実施態様の通信システムにおいて、前記故障箇所特定装置は、前記故障情報送信装置それぞれから受信する前記故障情報で示される故障の発生した通信経路の組み合わせに基づいて、故障の発生した前記ノード間を特定する。

また、本発明の第３の実施態様によれば、上記第２の実施態様の通信システムにおいて、前記故障箇所特定装置は、前記ノード間に形成される通信経路それぞれにおける故障の有無の組み合わせと、前記ノード間の接続における故障の有無の組み合わせとが対応付けられたテーブルを備え、前記故障情報送信装置から受信する前記故障情報で示される故障が検出された前記通信経路の組み合わせに一致する組み合わせを前記テーブルから検出し、故障が発生している前記ノード間の接続を特定する。

また、本発明の第４の実施態様によれば、上記第３の実施態様の通信システムにおいて、前記故障情報送信装置は、自ノードと他の前記ノードとの間における通信経路のうち故障の発生していない通信経路を示す情報を含む前記故障情報を前記故障箇所特定装置へ送信し、前記故障箇所特定装置は、前記故障情報送信装置から受信する前記故障情報で示される前記通信経路それぞれにおける故障の有無の組み合わせに一致する組み合わせを前記テーブルから検出し、故障が発生している前記ノード間の接続を特定する。

また、本発明の第５の実施態様によれば、上記第２の実施態様の通信システムにおいて、前記故障情報送信装置は、自ノードと他の前記ノードとの間における通信経路のうち故障の発生していない通信経路を示す情報を含む前記故障情報を前記故障箇所特定装置へ送信し、前記故障箇所特定装置は、前記ノード間の接続及び前記ノード間の通信経路に基づいて予め定められた論理式を用いて故障の発生した前記ノード間の接続を特定する。

また、本発明の第６の実施態様における故障箇所特定方法は、３つ以上のノードを備え、前記ノード間の接続のうち少なくとも一部の区間に複数のコアを備えるマルチコアファイバが用いられている通信システムにおける故障箇所特定方法であって、複数の前記ノードに備えられた故障情報送信装置が、自ノードと他の前記ノードとの通信が不能であることを検出した場合、自ノードと他の前記ノードとの間における通信経路にて故障が発生していることを示す故障情報を送信する第１のステップと、故障箇所特定装置が、前記故障情報送信装置それぞれから受信する前記故障情報に基づいて、いずれの前記ノード間の接続で故障が発生したかを特定する第２のステップと、を有する。

本発明によれば、マルチコアファイバを用いて構成されたネットワークにおいて、故障の検出と故障箇所の特定とを行うことが可能となる。

本発明に関する通信システムの第１の構成例を示す図である。 通信システムに用いられるコネクタの第１の構成例を示す図である。 通信システムに用いられるコネクタの第１の構成例を示す図である。 通信システムに用いられるコネクタの第２の構成例を示す図である。 通信システムに用いられるコネクタの第２の構成例を示す図である。 通信システムに用いられるコネクタの第３の構成例を示す図である。 通信システムに用いられるコネクタの第３の構成例を示す図である。 通信システムでＷＤＭ伝送を行う場合における、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノードの第１の構成例を示す図である。 本発明に関する通信システムの第２の構成例を示す図である。 本発明に関する通信システムの第３の構成例を示す図である。 本発明に関する通信システムの第４の構成例を示す図である。 図１に示した通信システムにおいて、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード間の接続の一部に複数のＳＣＦを用いる第１の構成例を示す図である。 図１に示した通信システムにおいて、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード間の接続に複数のＳＣＦを用いる第２の構成例を示す図である。 本発明に係る実施形態における通信システムのノード間の物理的な接続を示す図である。 通信システムにおけるノード間の論理的な接続を示す図である。 各ノードから集約される故障情報それぞれが示す故障の有無の組み合わせと、故障箇所との対応を示す第１の図である。 各ノードから集約される故障情報それぞれが示す故障の有無の組み合わせと、故障箇所との対応を示す第２の図である。 各ノードから集約される故障情報それぞれが示す故障の有無の組み合わせと、故障箇所との対応を示す第３の図である。 各ノードから集約される故障情報それぞれが示す故障の有無の組み合わせと、故障箇所との対応を示す第４の図である。 本実施形態における通信システムの構成例を示すブロック図である。 本実施形態における故障箇所特定装置に記憶されている故障判定テーブルの一例を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態における通信システム及び故障箇所特定方法を説明する。なお、以下の実施形態では、同一の符号を付した構成要素は同様の動作を行うものとして、重複する説明を適宜省略する。

まず、本発明の実施形態が適用可能な通信システムであって、マルチコアファイバ（ＭＣＦ）を用いた通信システムの例について説明する。図１は、本発明に関するＭＣＦを用いた通信システム１００の構成例を示す図である。通信システム１００は、送受信ノード１１０と、ｎ台（ｎは１以上の整数）のＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０と、を備える。図１には、ｎ＝３の場合における通信システム１００の構成例が示されている。以下の説明では、ｎ台のＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０をそれぞれ、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１〜１２０−ｎと記載する。また、送受信ノード１１０とＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０とを総称して「ノード」と記載する。以下の説明では、光信号を用いて通信を行う送信装置や受信装置、送受信装置などと、ノードとを個別の構成として記載する。しかし、送信装置や受信装置、送受信装置などをノードが含む構成であってもよい。

ノード間は、ＭＣＦ（マルチコアファイバ）２００−１〜２００−４で接続されている。通信システム１００は、ＭＣＦ２００−１〜２００−４でノード間を接続した片系片方向のリング構成の物理トポロジを有している。送受信ノード１１０とＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１とは、ＭＣＦ２００−１で接続されている。Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１とＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−２とは、ＭＣＦ２００−２で接続されている。Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−２とＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−３とは、ＭＣＦ２００−３で接続されている。Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−３と送受信ノード１１０とは、ＭＣＦ２００−４で接続されている。通信システム１００におけるＭＣＦ２００−１〜２００−４は、３つのコア２０１、２０２、２０３を備えている。

通信システム１００の構成についての説明を一般化すると、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−ｉ（１≦ｉ≦ｎ−１）は、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−（ｉ＋１）とＭＣＦ２００−（ｉ＋１）を介して接続されている。ＭＣＦ２００−１は、送受信ノード１１０とＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１とを接続する。ＭＣＦ２００−（ｎ＋１）は、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−ｎと送受信ノード１１０とを接続する。

通信システム１００の各ノードは、ノード間での通信を行う送信装置（Ｔｘ）及び受信装置（Ｒｘ）を備える。送受信ノード１１０に対して、送信装置１１１−１〜１１１−３と受信装置１１２−１〜１１２−３とが備えられている。Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１に対して、送信装置１２１−１と受信装置１２２−１とが備えられている。Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−２に対して、送信装置１２１−２と受信装置１２２−２とが備えられている。Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−３に対して、送信装置１２１−３と受信装置１２２−３とが備えられている。送信装置１１１−１〜１１１−３は、それぞれＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１〜１２０−３へ送信する光信号を生成する。受信装置１１２−１〜１１２−３は、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１〜１２０−３から送信される光信号を受信し、光信号に含まれる情報を取得する。送信装置１２１−１〜１２１−３は、それぞれ送受信ノード１１０へ送信する光信号を生成する。受信装置１２２−１〜１２２−３は、送受信ノード１１０から送信される光信号を受信し、光信号に含まれる情報を取得する。

送信装置１１１−１〜１１１−３は、それぞれＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１〜１２０−３への光信号を生成する。送信装置１１１−１〜１１１−３により生成された３つの光信号は、それぞれＭＣＦ２００−１のコア２０１−１〜２０３−１に挿入される。受信装置１１２−１〜１１２−３は、それぞれＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１、１２０−２、１２０−３から受信装置が備えられたノードに送信された光信号を受信する。受信装置１１２−１〜１１２−３は、それぞれＭＣＦ２００−４のコア２０１−４〜２０３−４を介してＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１〜１２０−３からの光信号を受信する。送受信ノード１１０における、ＭＣＦ２００への光信号の挿入とＭＣＦ２００からの光信号の分岐とには、ファンイン・デバイス又はファンアウト・デバイスが用いられる。

なお、ファンイン・デバイスは、マルチコアファイバ中のコアそれぞれに対して接続され、コアごとに光信号を挿入するデバイスである。ファンアウト・デバイスは、マルチコアファイバ中の各コアそれぞれに対して接続され、各コア内を伝搬する光それぞれを分岐するデバイスである。両者のデバイスの違いは、光の伝搬方向が異なるだけであることから、ファンイン・デバイス又はファンアウト・デバイスのどちらか１つのデバイスを用いてマルチコアファイバとの光の入出力を実施してもよい。また、１つのデバイスでマルチコアファイバへの光の挿入及びマルチコアファイバからの光の分岐を同時に行ってもよい。

各Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１〜１２０−３には、それぞれコネクタ１５０−１〜１５０−３が備えられている。Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−ｉ（ｉ＝１，２，３）におけるコネクタ１５０−ｉは、ＭＣＦ２００−ｉとＭＣＦ２００−（ｉ＋１）とに接続される。コネクタ１５０−ｉは、送受信ノード１１０で挿入された光信号のうち自ノードへの光信号をＭＣＦ２００−ｉから分岐する。また、コネクタ１５０−ｉは、送受信ノード１１０への光信号をＭＣＦ２００−（ｉ＋１）のコアへ挿入する。

Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１において、コネクタ１５０−１は、ＭＣＦ２００−１のコア２０１−１から自ノードへの光信号を分岐する。コネクタ１５０−１は、分岐した光信号を受信装置１２２−１へ接続する。また、コネクタ１５０−１は、送信装置１２１−１により生成された光信号を、ＭＣＦ２００−２のコア２０１−２へ挿入する。コア２０１−２へ挿入される光信号は、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１から送受信ノード１１０へ伝送される光信号である。

コネクタ１５０−１は、ＭＣＦ２００−１のコアのうちコア２０２−１、２０３−１と、ＭＣＦ２００−２のコアのうちコア２０２−２、２０３−２とをそれぞれ接続する。コネクタ１５０−１は、ＭＣＦ２００−１とＭＣＦ２００−２との間において光信号を中継する。コネクタ１５０−１は、光信号をＡｄｄ／Ｄｒｏｐするコア２０１−１、２０１−２以外のコアで伝送される光信号を中継する。

Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−２において、コネクタ１５０−２は、ＭＣＦ２００−２のコア２０２−２から自ノードへの光信号を分岐する。コネクタ１５０−２は、分岐した光信号を受信装置１２２−２へ接続する。また、コネクタ１５０−２は、送信装置１２１−２により生成された光信号を、ＭＣＦ２００−３のコア２０２−３へ挿入する。コア２０２−３へ挿入される光信号は、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−２から送受信ノード１１０へ伝送される光信号である。

コネクタ１５０−２は、ＭＣＦ２００−２のコアのうちコア２０１−２、２０３−２と、ＭＣＦ２００−３のコアのうちコア２０１−３、２０３−３とをそれぞれ接続する。コネクタ１５０−２は、ＭＣＦ２００−２とＭＣＦ２００−３との間において光信号を中継する。コネクタ１５０−２は、光信号をＡｄｄ／Ｄｒｏｐするコア２０１−２、２０１−３以外のコアで伝送される光信号を中継する。

Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−３において、コネクタ１５０−３は、ＭＣＦ２００−３のコア２０３−３から自ノードへの光信号を分岐する。コネクタ１５０−３は、分岐した光信号を受信装置１２２−３へ接続する。また、コネクタ１５０−３は、送信装置１２１−３により生成された光信号をＭＣＦ２００−４のコア２０３−４へ挿入する。コア２０３−４へ挿入される光信号は、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−３から送受信ノード１１０へ伝送される光信号である。

コネクタ１５０−３は、ＭＣＦ２００−３のコアのうちコア２０１−３、２０２−３と、ＭＣＦ２００−４のコアのうちコア２０１−４、２０２−４とをそれぞれ接続する。コネクタ１５０−３は、ＭＣＦ２００−３とＭＣＦ２００−４との間において光信号を中継する。コネクタ１５０−３は、光信号をＡｄｄ／Ｄｒｏｐするコア２０３−３、２０３−４以外のコアで伝送される光信号を中継する。

図２Ａ及び図２Ｂは、通信システム１００に用いられるコネクタ１５０の第１の構成例を示す図である。コネクタ１５０は、複数の細径シングルモードファイバ（ＳＭＦ）と複数のＳＭＦとを含むファンイン・ファンアウト部を備える。図２Ａに示すように、コネクタ１５０は、接続対象のＭＣＦ２００のコアそれぞれに対して細径ＳＭＦを備える。複数の細径ＳＭＦそれぞれの一端は、ＭＣＦ２００のコアに対向する位置に設けられている。また、複数の細径ＳＭＦの他端がＳＭＦの一端に対向する位置に設けられている。細径ＳＭＦそれぞれは、ＭＣＦ２００のコアとＳＭＦとを接続している。コネクタ１５０は、ＭＣＦ２００の各コアで伝送される光信号を、細径ＳＭＦとＳＭＦとを介して分岐することができる。また、ＳＭＦへ光信号を入力することで、ＭＣＦ２００の各コアへ光信号を入力することができる。

図２Ｂに示されるコネクタ１５０−ｉは、ＭＣＦ２００−ｉとＭＣＦ２００−（ｉ＋１）とを接続する。Ａｄｄ／Ｄｒｏｐの対象となる光信号を伝送するコアに対応するＳＭＦの他端が、コネクタ１５０−ｉの側面に引き出されている。コネクタ１５０−ｉの側面に引き出されているＳＭＦの他端において、光信号の挿入と分岐（Ａｄｄ／Ｄｒｏｐ）を行うことができる。

ＭＣＦ２００−ｉのコアのうちＡｄｄ／Ｄｒｏｐの対象でない光信号を伝送するコアに対するＳＭＦの他端と、ＭＣＦ２００−（ｉ＋１）のコアのうちＡｄｄ／Ｄｒｏｐの対象でない光信号を伝送するコアに対するＳＭＦの他端とは、対向する位置に設けられている。コネクタ１５０−ｉにおいて、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐの対象でない光信号は、細径ＳＭＦ及びＳＭＦを介して、ＭＣＦ２００−ｉからＭＣＦ２００−（ｉ＋１）へと中継される。

図３Ａ及び図３Ｂは、通信システム１００に用いられるコネクタ１５０の第２の構成例を示す図である。図３Ａ及び図３Ｂには、図２Ａ及び図２Ｂに示したコネクタ１５０の構成例と異なる構成例が示されている。図３Ａ及び図３Ｂに示されるコネクタ１５０は、ガラス基板上に形成された複数の導波路コアを含む光導波路をファンイン・ファンアウト部として備える。図３Ａに示されるように、コネクタ１５０では、複数の導波路コアが、接続対象のＭＣＦ２００のコアそれぞれに対向する位置に設けられている。ＭＣＦ２００の各コアで伝送される光信号は、導波路コアを介して分離される。また、導波路コアへ光信号を挿入することにより、ＭＣＦ２００の各コアへ光信号を入力することができる。

図３Ｂに示されるコネクタ１５０−ｉでは、コネクタ１５０−ｉにより接続されるＭＣＦ２００−ｉ及びＭＣＦ２００−（ｉ＋１）のコアのうちＡｄｄ／Ｄｒｏｐの対象となる光信号を伝送するコアに対応する導波路コアの一端は、ＭＣＦのコアに対向する位置に設けられている。導波路コアの他端は、コネクタ１５０−ｉの側面に設けられている。コネクタ１５０−ｉの側面に位置する導波路コアの他端において、光信号の挿入と分岐を行うことができる。

ＭＣＦ２００−ｉのコアのうちＡｄｄ／Ｄｒｏｐの対象でない光信号を伝送するコアに対する導波路コアの一端はＭＣＦのコアに対向する位置に設けられる。導波路コアの他端は、ＭＣＦ２００−（ｉ＋１）のコアのうちＡｄｄ／Ｄｒｏｐの対象でない光信号を伝送するコアに対向する位置に設けられる。ＭＣＦ２００−ｉ及びＭＣＦ２００−（ｉ＋１）においてＡｄｄ／Ｄｒｏｐの対象でない光信号を伝送するコアは、導波路コアを介して、一対一に接続される。コネクタ１５０−ｉにおいて、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐの対象でない光信号は、導波路コアを介して、ＭＣＦ２００−ｉのコアからＭＣＦ２００−（ｉ＋１）のコアへと中継される。

なお、導波路コアは、基板平面の二次元空間に形成されるだけでなく、参考文献１に記載されているように三次元空間に形成されてもよい。
［参考文献１］R. R. Thomson, et al, "Ultrafast-laser inscription of a three dimensional fan-out device for multicore fiber coupling applications", Optics Express, OSA Publishing, 2007, Vol.15, Issue 18, p.11691-11697

図４Ａ及び図４Ｂは、通信システム１００に用いられるコネクタ１５０の第３の構成例を示す図である。図４Ａ及び図４Ｂには、図２Ａ、図２Ｂ、図３Ａ及び図３Ｂに示したコネクタ１５０の構成例と異なる構成例が示されている。図４Ａ及び図４Ｂに示されるコネクタ１５０は、ＭＣＦ２００の各コアで伝送される光信号を一旦自由空間に出力させ、自由空間において各コアの光信号を光学系で分離する。例えば図４Ａに示されるように、コネクタ１５０は２つのレンズで構成されるファンイン・ファンアウト部を備える。ＭＣＦ２００の各コアで伝送される光信号は、自由空間へ出力され、２つのレンズで屈折されることで分離される。光信号のＡｄｄ／Ｄｒｏｐは、光学系を用いて行われる。自由空間を介した２つのＭＣＦ２００の接続は、例えば参考文献２に記載されている。
［参考文献２］W. Klaus, et al, "Free-Space Coupling Optics for Multicore Fibers", Photonics Technology Letters, IEEE, 2012 September, Volume 24, Issue 21, p.1902-1905

図４Ｂは、コネクタ１５０−ｉの構成例を示す図である。図４Ｂに示されるコネクタ１５０−ｉでは、２つのレンズを組み合わせた光学系（コリメーター）によりＭＣＦ２００−ｉの各コアから出射される光信号をコリメートしている。また、コリメートされた光信号それぞれは、ＭＣＦ２００−（ｉ＋１）の各コアに入力される。Ａｄｄ／Ｄｒｏｐの対象となる光信号の光線経路には、光線経路をコネクタ１５０−ｉの側面方向に変更する鏡が配置されている。光学系により平行光線にされた光信号のうち分離対象の光信号を鏡で反射させてコネクタ１５０−ｉの外部へ分岐させることにより、分離対象の光信号を得ることができる。また、コネクタ１５０−ｉの外部から入力される光信号を鏡に当てることにより、鏡で反射される光信号がコリメートされた光信号と共に２つのレンズを組み合わせた光学系に入射する。光学系に入射した光信号がＭＣＦ２００−（ｉ＋１）のコアに接続されることで、Ａｄｄ対象の光信号をコアへ挿入することができる。

Ａｄｄ／Ｄｒｏｐの対象でない光信号は、光学系で分離された後に、Ａｄｄされた光信号と共に束ねられてＭＣＦ２００−（ｉ＋１）のコアそれぞれに入力される。コネクタ１５０−ｉにおいて、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐの対象でない光信号は、自由空間を介して、ＭＣＦ２００−ｉからＭＣＦ２００−（ｉ＋１）へと中継される。なお、図面ではファイバ出射光のコリメートにレンズ２枚を使い、自由空間中における光の伝搬方向変更に鏡を使っているが、同様の機能を持つ光学機器を用いてもよい。

図２Ａ、図２Ｂ、図３Ａ、図３Ｂ、図４Ａ及び図４Ｂにおいてコネクタ１５０の構成例を示したが、コネクタ１５０は、説明した媒質及び方法以外のものを用いて実現してもよい。例えば、シリコン上に光導波路を持たせた平面光回路（Planar Lightwave Circuit：ＰＬＣ）をコネクタとして用いてもよい。

通信システム１００では、送受信ノード１１０の送信装置１１１−１で生成された光信号は、ＭＣＦ２００−１のコア２０１−１と、コネクタ１５０−１とを介してＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１の受信装置１２２−１で受信される。送信装置１１１−２で生成された光信号は、ＭＣＦ２００−１のコア２０２−１と、コネクタ１５０−１と、ＭＣＦ２００−２のコア２０２−２と、コネクタ１５０−２とを介してＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−２の受信装置１２２−２で受信される。送信装置１１１−３で生成された光信号は、ＭＣＦ２００−１のコア２０３−１と、コネクタ１５０−１と、ＭＣＦ２００−２のコア２０３−２と、コネクタ１５０−２と、ＭＣＦ２００−３のコア２０３−３と、コネクタ１５０−３とを介してＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−３の受信装置１２２−３で受信される。

また、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１の送信装置１２１−１で生成された光信号は、コネクタ１５０−１と、ＭＣＦ２００−２のコア２０１−２と、コネクタ１５０−２と、ＭＣＦ２００−３のコア２０１−３と、コネクタ１５０−３と、ＭＣＦ２００−４のコア２０１−４とを介して送受信ノード１１０の受信装置１１２−１で受信される。Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−２の送信装置１２１−２で生成された光信号は、コネクタ１５０−２と、ＭＣＦ２００−３のコア２０２−３と、コネクタ１５０−３と、ＭＣＦ２００−４のコア２０２−４とを介して送受信ノード１１０の受信装置１１２−２で受信される。Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−３の送信装置１２１−３で生成された光信号は、コネクタ１５０−３と、ＭＣＦ２００−４のコア２０３−４を介して送受信ノード１１０の受信装置１１２−３で受信される。

通信システム１００において、送受信ノード１１０は、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１〜１２０−３それぞれとの送受信の通信経路を有している。通信システム１００は、送受信ノード１１０を中心としたスター型の論理トポロジを有する。

例えば図２Ａ、図２Ｂ、図３Ａ、図３Ｂ、図４Ａ及び図４Ｂに示したいずれかのコネクタ１５０を用いて、各ノードでＭＣＦ２００を接続することにより、ＭＣＦ２００に含まれる複数のコアのうち所定のコアに対して光信号のＡｄｄ／Ｄｒｏｐを行うことができる。通信システム１００において、ＭＣＦ２００−ｉとＭＣＦ２００−（ｉ＋１）とをコネクタ１５０−ｉを介して接続することにより、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−ｉ宛の光信号の分岐と、送受信ノード１１０宛の光信号の挿入とを容易に行うことができる。光信号のＡｄｄ／Ｄｒｏｐにおいては、多重化された波長の異なる光信号を波長ごとに分ける処理などが不要となるため、各Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０における装置の設置や保守の手間を削減できる。

なお、ＭＣＦ２００が３つのコアを備える場合について説明したが、ＭＣＦ２００が４つ以上のコアを備えてもよい。ＭＣＦ２００が４つ以上のコアを備える場合、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０において２つ以上のコアに対して光信号をＡｄｄ／Ｄｒｏｐしてもよい。

また、ＭＣＦ２００の各コアにおいてＷＤＭ伝送を行ってもよい。ＷＤＭ伝送を行う場合、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０において、各波長の光信号の分波と合波とが必要になる。図５は、通信システム１００でＷＤＭ伝送を行う場合における、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１の構成例を示す図である。Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１は、コネクタ１５０−１と、分波器１２４−１と、合波器１２３−１と、複数の受信装置１２２−１と、複数の送信装置１２１−１とを備える。

コネクタ１５０−１においてＭＣＦ２００−１のコア２０１−１から分岐された光信号は、分波器１２４−１に入力される。分波器１２４−１は、入力された光信号を波長ごとに分波する。分波して得られた各光信号は、それぞれ受信装置１２２−１で受信される。複数の送信装置１２１−１で生成されたそれぞれ波長の異なる光信号は、合波器１２３−１に入力される。合波器１２３−１は、入力された各光信号を合波し、合波して得られた光信号をコネクタ１５０−１へ出力する。コネクタ１５０−１は、合波器１２３−１から入力された光信号を、ＭＣＦ２００−２のコア２０１−２へ接続することで、送受信ノード１１０への光信号をＭＣＦ２００−２へ挿入する。

なお、ＷＤＭ伝送を行う場合においても、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐの対象でないＭＣＦ２００−１のコア２０２−１、２０３−１の光信号は、ＭＣＦ２００−２のコア２０２−２、２０３−２へ中継される。そのため、中継される光信号に対しては、各Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノードにて波長単位の合分波を行わなくてもよい。ＷＤＭ伝送を行う場合には他のＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０においても、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１と同様の構成を備える。

図１に示した通信システム１００と異なる構成の通信システムについて説明する。図６は、本発明に関するＭＣＦを用いた通信システム１００Ａの構成例を示す図である。通信システム１００Ａは、送受信ノード１１０ａ、１１０ｂと、ｎ台のＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０と、を備える。図６には、ｎ＝３の場合における通信システム１００Ａの構成例が示されている。通信システム１００Ａは、両系片方向のリング構成の物理トポロジを有している点が、通信システム１００と異なる。

ノード間は、ＭＣＦ２１０−１〜２１０−４で接続されている。送受信ノード１１０ａとＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１とは、ＭＣＦ２１０−１で接続されている。Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１とＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−２とは、ＭＣＦ２１０−２で接続されている。Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−２とＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−３とは、ＭＣＦ２１０−３で接続されている。Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−３と送受信ノード１１０ｂとは、ＭＣＦ２１０−４で接続されている。通信システム１００ＡにおけるＭＣＦ２１０−１〜２１０−４は、６つのコア２１１〜２１６を備えている。

通信システム１００Ａの構成についての説明を一般化すると、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−ｉ（１≦ｉ≦ｎ−１）は、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−（ｉ＋１）とＭＣＦ２１０−（ｉ＋１）を介して接続されている。ＭＣＦ２１０−１は、送受信ノード１１０ａとＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１とを接続する。ＭＣＦ２１０−（ｎ＋１）は、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−ｎと送受信ノード１１０ｂとを接続する。

通信システム１００Ａの各ノードは、ノード間での通信を行う送信装置（Ｔｘ）及び受信装置（Ｒｘ）と、送受信装置（Ｔｘ／Ｒｘ）とのいずれかを備える。送受信ノード１１０ａに対して、送信装置１１１−１〜１１１−３と受信装置１１２−１〜１１２−３とが備えられている。Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１に対して、送受信装置１２５−１、１２６−１が備えられている。Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−２に対して、送受信装置１２５−２、１２６−２が備えられている。Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−３に対して、送受信装置１２５−３、１２６−３が備えられている。送受信ノード１１０ｂに対して、送信装置１１１−４〜１１１−６と受信装置１１２−４〜１１２−６とが備えられている。なお、図６に示す通信システム１００Ａの構成例では、送受信ノード１１０ａ、１１０ｂに送信装置１１１及び受信装置１１２が備えられ、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１〜１２０−３に送受信装置１２５、１２６が備えられた構成を説明する。しかし、送受信装置１２５、１２６は、その内部に送信装置と受信装置との両者の機能を内包したものであり、送信装置と受信装置とを組み合わせたものと送受信装置とには大きな差分はない。送受信ノード１１０ａ、１１０ｂとＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１〜１２０−３とにおいて、送信装置及び受信装置と、送受信装置とのいずれが備えられていてもよい。

送信装置１１１−１〜１１１−３は、それぞれＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１〜１２０−３へ送信する光信号を生成する。送信装置１１１−１〜１１１−３により生成された光信号は、それぞれＭＣＦ２１０−１のコア２１１−１、２１３−１、２１５−１に挿入される。受信装置１１２−１〜１１２−３は、それぞれＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１〜１２０−３から送受信ノード１１０ａ宛に送信された光信号を受信する。受信装置１１２−１〜１１２−３は、それぞれＭＣＦ２１０−１のコア２１２−１、２１４−１、２１６−１から光信号を受信する。

送信装置１１１−４〜１１１−６は、それぞれＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１〜１２０−３へ送信する光信号を生成する。送信装置１１１−４〜１１１−６により生成された光信号は、それぞれＭＣＦ２１０−４のコア２１１−４、２１３−４、２１５−４に挿入される。受信装置１１２−４〜１１２−６は、それぞれＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１〜１２０−３から送受信ノード１１０ｂ宛に送信された光信号を受信する。受信装置１１２−４〜１１２−６は、それぞれＭＣＦ２１０−４のコア２１２−４、２１４−４、２１６−４から光信号を受信する。送受信ノード１１０ａ、１１０ｂにおける、ＭＣＦ２００への光信号の挿入とＭＣＦ２００からの光信号の分岐とには、ファンイン・デバイス又はファンアウト・デバイスが用いられる。

各Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−ｉ（ｉ＝１，２，３）には、それぞれコネクタ１６０−ｉが備えられている。コネクタ１６０−ｉは、ＭＣＦ２１０−ｉとＭＣＦ２１０−（ｉ＋１）とに接続される。コネクタ１６０−ｉは、送受信ノード１１０ａ、１１０ｂで挿入された光信号のうち自ノードへの光信号をＭＣＦ２１０−ｉ及びＭＣＦ２１０−（ｉ＋１）から分岐する。コネクタ１６０−ｉは、送受信ノード１１０ａ宛の光信号をＭＣＦ２１０−ｉのコアへ挿入する。コネクタ１６０−ｉは、送受信ノード１１０ｂ宛の光信号をＭＣＦ２１０−（ｉ＋１）のコアへ挿入する。

Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１において、コネクタ１６０−１は、ＭＣＦ２１０−１のコア２１１−１から自ノードへの光信号を分岐する。コネクタ１６０−１は、分岐した光信号を送受信装置１２５−１へ接続する。また、コネクタ１６０−１は、送受信装置１２５−１により生成された光信号をＭＣＦ２１０−１のコア２１２−１へ挿入する。コア２１２−１へ挿入される光信号は、自ノードから送受信ノード１１０ａへ伝送される光信号である。

更に、コネクタ１６０−１は、ＭＣＦ２１０−２のコア２１１−２から自ノードへの光信号を分岐する。コネクタ１６０−１は、分岐した光信号を送受信装置１２６−１へ接続する。また、コネクタ１６０−１は、送受信装置１２６−１により生成された光信号をＭＣＦ２１０−２のコア２１２−２へ挿入する。コア２１２−２へ挿入される光信号は、自ノードから送受信ノード１１０ｂへ伝送される光信号である。

コネクタ１６０−１は、ＭＣＦ２１０−１のコアのうちコア２１３−１〜２１６−１と、ＭＣＦ２１０−２のコアのうち２１３−２〜２１６−２とをそれぞれ接続する。コネクタ１６０−１は、ＭＣＦ２１０−１とＭＣＦ２１０−２との間において光信号を中継する。コネクタ１６０−１は、光信号をＡｄｄ／Ｄｒｏｐするコア２１１−１、２１２−１、２１１−２、２１２−２以外のコアで伝送される光信号を中継する。

Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−２において、コネクタ１６０−２は、ＭＣＦ２１０−２のコア２１３−２から自ノードへの光信号を分岐する。コネクタ１６０−２は、分岐した光信号を送受信装置１２５−２へ接続する。また、コネクタ１６０−２は、送受信装置１２５−２により生成された光信号をＭＣＦ２１０−２のコア２１４−２へ挿入する。コア２１４−２へ挿入される光信号は、自ノードから送受信ノード１１０ａへ伝送される光信号である。

更に、コネクタ１６０−２は、ＭＣＦ２１０−３のコア２１３−３から自ノードへの光信号を分岐する。コネクタ１６０−２は、分岐した光信号を送受信装置１２６−２へ接続する。また、コネクタ１６０−２は、送受信装置１２６−２により生成された光信号をＭＣＦ２１０−３のコア２１４−３へ挿入する。コア２１４−３へ挿入される光信号は、自ノードから送受信ノード１１０ｂへ伝送される光信号である。

コネクタ１６０−２は、ＭＣＦ２１０−２のコアのうちコア２１１−２、２１２−２、２１５−２、２１６−２と、ＭＣＦ２１０−３のコアのうちコア２１１−３、２１２−３、２１５−３、２１６−３とをそれぞれ接続する。コネクタ１６０−２は、ＭＣＦ２１０−２とＭＣＦ２１０−３との間において光信号を中継する。コネクタ１６０−２は、光信号をＡｄｄ／Ｄｒｏｐするコア２１３−２、２１４−２、２１３−３、２１４−３以外のコアで伝送される光信号を中継する。

Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−３において、コネクタ１６０−３は、ＭＣＦ２１０−３のコア２１５−３から自ノードへの光信号を分岐する。コネクタ１６０−３は、分岐した光信号を送受信装置１２６−３へ接続する。また、コネクタ１６０−３は、送受信装置１２６−３により生成された光信号をＭＣＦ２１０−３のコア２１６−３へ挿入する。コア２１６−３へ挿入される光信号は、自ノードから送受信ノード１１０ａへ伝送される光信号である。

更に、コネクタ１６０−３は、ＭＣＦ２１０−４のコア２１５−４から自ノードへの光信号を分岐する。コネクタ１６０−４は、分岐した光信号を送受信装置１２５−３へ接続する。また、コネクタ１６０−３は、送受信装置１２５−３により生成された光信号をＭＣＦ２１０−４のコア２１６−３へ挿入する。コア２１６−４へ挿入される光信号は、自ノードから送受信ノード１１０ｂへ伝送される光信号である。

コネクタ１６０−３は、ＭＣＦ２１０−３のコアのうちコア２１１−３〜２１４−３と、ＭＣＦ２１０−４のコアのうちコア２１１−４〜２１４−４とをそれぞれ接続する。コネクタ１６０−３は、ＭＣＦ２１０−３とＭＣＦ２１０−４との間において光信号を中継する。コネクタ１６０−３は、光信号をＡｄｄ／Ｄｒｏｐするコア２１５−３、２１６−３、２１５−４、２１６−４以外のコアで伝送される光信号を中継する。

通信システム１００Ａにおけるコネクタ１６０−１〜１６０−３は、図２Ａ、図２Ｂ、図３Ａ、図３Ｂ、図４Ａ及び図４Ｂにおいて示したように細径ファイバや光導波路、光学系などを用いることにより、通信システム１００におけるコネクタ１５０−１〜１５０−３と同様に構成することができる。

通信システム１００Ａでは、送受信ノード１１０ａ、１１０ｂとＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１〜１２０−３それぞれとの間に送信用の通信経路と受信用の通信経路が形成される。送受信ノード１１０ａ、１１０ｂは、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１〜１２０−３と個別に通信することができる。このように、通信システム１００Ａは、送受信ノード１１０ａ、１１０ｂそれぞれをルートノードとするツリー型の論理トポロジを有している。

Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１〜１２０−３は、２つの送受信ノード１１０ａ、１１０ｂとの通信経路のうちいずれか一方を現用系（０系）として利用し、他方を予備系（１系）として利用してもよい。また、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１〜１２０−３は、伝送経路の短い通信経路を０系として利用し、伝送経路の長い通信経路を１系として利用してもよい。Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１〜１２０−３では、光信号のＡｄｄ／Ｄｒｏｐにおいて、多重化された波長の異なる光信号を波長ごとに分ける処理などが不要となるので装置の設置や保守の手間を削減できる。

なお、各ＭＣＦ２１０が６つのコア２１１〜２１６を備える場合について説明したが、ＭＣＦ２１０が７つ以上のコアを備えてもよい。ＭＣＦ２１０が７つ以上のコアを備える場合、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０において２つ以上のコアに対して光信号をＡｄｄ／Ｄｒｏｐしてもよい。

また、ＭＣＦ２１０の各コアにおいてＷＤＭ伝送を行ってもよい。ＷＤＭ伝送を行う場合、図５に示したように、各Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０にはＡｄｄ／Ｄｒｏｐする光信号に対する分波器又は合波器が備えられる。

また、送受信ノード１１０ａと送受信ノード１１０ｂとの間を、ＭＣＦ２１０又は７つ以上のコアを備えるＭＣＦを用いて接続してもよい。通信システム１００Ａにおいて、送受信ノード１１０ａ、１１０ｂとＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１〜１２０−３との役割が変わった場合に、送受信ノード１１０ａ、１１０ｂにコネクタを取り付け、各Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１〜１２０−３のコネクタ１５０を他のコネクタ付け替えることで、論理トポロジを容易に変更することができる。これにより、ネットワーク構成の変更に対し柔軟に対応することができる。

図１及び図６に示した通信システムと異なる構成の通信システムについて説明する。図７は、本発明に関するＭＣＦを用いた通信システム１００Ｃの構成例を示す図である。通信システム１００Ｃは、送受信ノード１１０と、ｎ台のＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０と、を備える。図７には、ｎ＝３の場合における通信システム１００Ｃの構成例が示されている。通信システム１００Ｃにおいて、ノード間におけるＭＣＦ２００−１〜２００−４の接続は、図１に示した通信システム１００における接続と同様である。通信システム１００Ｃでは、送受信ノード１１０から各Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０への通信と、各Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０から送受信ノード１１０への通信とが同一のコアを用いて行われる。伝送方向が異なる光信号を同一のコアで伝送する際には、伝送方向が異なる光信号が互いに及ぼす影響を抑えるために光信号の強度を一定以下にしてもよいし、光信号の波長を伝送方向ごとに異なる波長にしてもよい。通信システム１００Ｃは、片系双方向のリング構成の物理トポロジを有している点が、通信システム１００と異なる。

通信システム１００Ｃの各ノードは、ノード間での通信を行う送受信装置（Ｔｘ／Ｒｘ）を備える。送受信ノード１１０には、送受信装置１１３−１〜１１３−３が備えられている。Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１〜１２０−３には、送受信装置１２５−１〜１２５−３がそれぞれ備えられている。送受信装置１１３−１〜１１３−３は、それぞれＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１〜１２０−３へと送信する光信号を生成する。また、送受信装置１１３−１〜１１３−３は、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１〜１２０−３から送信された光信号を受信し、光信号に含まれる情報を取得する。送受信装置１２５−１〜１２５−３は、それぞれ送受信ノード１１０へと送信する光信号を生成する。また、送受信装置１２５−１〜１２５−３は、それぞれ送受信ノード１１０から送信された光信号を受信し、光信号に含まれる情報を取得する。

送受信装置１１３−１〜１１３−３は、それぞれＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１〜１２０−３へ送信する光信号を生成する。送受信装置１１３−１〜１１３−３により生成された３つの光信号は、それぞれＭＣＦ２００−１のコア２０１−１〜２０３−１に挿入される。また、送受信装置１１３−１〜１１３−３は、それぞれＭＣＦ２００−１のコア２０１−１〜２０３−１を介してＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１〜１２０−３からの光信号を受信する。ＭＣＦ２００−１への光信号の挿入とＭＣＦ２００−１からの光信号の分岐とには、ファンイン／ファンアウト・デバイスが用いられる。

各Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−ｉ（ｉ＝１，２，３）には、それぞれコネクタ１８０−ｉが備えられている。コネクタ１８０−ｉは、ＭＣＦ２００−ｉとＭＣＦ２００−（ｉ＋１）とに接続される。コネクタ１８０−ｉは、ＭＣＦ２００−ｉのコア２０ｉ−ｉから光信号を分岐し、分岐した光信号を送受信装置１２５−ｉへ接続する。また、コネクタ１８０−ｉは、送受信装置１２５−ｉにより生成された光信号をＭＣＦ２００−ｉのコア２０ｉ−ｉへ挿入する。送受信装置１２５−ｉにより生成された光信号は、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−ｉから送受信ノード１１０へ伝送される光信号である。コネクタ１８０−ｉは、ＭＣＦ２００−ｉのコアとＭＣＦ２００−（ｉ＋１）のコアとのうち、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐの対象となるコア以外のコア２０ｉ−ｉとコア２０ｉ−（ｉ＋１）とを接続して光信号を中継する。

送受信ノード１１０とＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１とは、コア２０１−１により形成される通信経路を用いた双方向の通信を行う。送受信ノード１１０とＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−２とは、コア２０２−１、２０２−２により形成される通信経路を用いた双方向の通信を行う。送受信ノード１１０とＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−３とは、コア２０３−１、２０３−２、２０３−３により形成される通信経路を用いた双方向の通信を行う。ＭＣＦ２００−２のコア２０１−２、ＭＣＦ２００−３のコア２０１−３及びコア２０２−３、ＭＣＦ２００−４のコア２０１−４〜２０３−４は、通信に使用されないコアである。

なお、通信システム１００Ｃにおいて、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−３はＭＣＦ２００−４のコア２０１−４を用いた通信を送受信ノード１１０と行うことで、通信経路の短縮を図ってもよい。その場合には、送受信ノード１１０においてＭＣＦ２００−４との接続部にファイン／ファンアウト・デバイスが必要となる。

また、通信システム１００Ｃにおいて、送受信ノード１１０と各Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１〜１２０−３との間でＷＤＭ伝送を行ってもよい。ＷＤＭ伝送を行う場合、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０それぞれにおいて、コアから分岐した光信号を波長ごとの光信号に分波した後に復調復号を行う。また、送信に関しては、複数の異なる波長の光信号を一つの光信号に合波した後に、合波で得られた光信号をコネクタを介してコアに挿入する。

更に、図１、図６及び図７に示した通信システムと異なる構成の通信システムについて説明する。図８は、本発明に関するＭＣＦを用いた通信システム１００Ｄの構成例を示す図である。通信システム１００Ｄは、送受信ノード１１０ａ、１１０ｂと、ｎ台のＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０と、を備える。図８には、ｎ＝３の場合における通信システム１００Ｄの構成例が示されている。通信システム１００Ｄにおいて、ノード間におけるＭＣＦ２００−１〜２００−４の接続は、通信システム１００ＡにおけるＭＣＦ２１０−１〜２１０−４の接続と同様である。通信システム１００Ｄでは、送受信ノード１１０ａ、１１０ｂから各Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０への通信と、各Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０から送受信ノード１１０ａ、１１０ｂへの通信とが同一のコアを用いて行われる。通信システム１００Ｄは、両系双方向のリング構成の物理トポロジを有する。

通信システム１００Ｄの各ノードは、ノード間での通信を行う送受信装置（Ｔｘ／Ｒｘ）を備える。送受信ノード１１０ａには、送受信装置１１３−１〜１１３−３が備えられている。送受信ノード１１０ｂには、送受信装置１１３−４〜１１３−６が備えられている。Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１〜１２０−３には、送受信装置１２５−１〜１２５−３、１２６−１〜１２６−３がそれぞれ備えられている。送受信装置１１３−１〜１１３−６は、それぞれＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１〜１２０−３へ送信する光信号を生成する。送受信装置１２５−１〜１２５−３は、送受信ノード１１０ａへ送信する光信号を生成する。送受信装置１２６−１〜１２６−３は、送受信ノード１１０ｂへ送信する光信号を生成する。また、送受信装置１１３−１〜１１３−６は、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１〜１２０−３それぞれから送信される光信号を受信し、光信号に含まれる情報を取得する。送受信装置１２５−１〜１２５−３は、送受信ノード１１０ａから送信されられる光信号を受信し、光信号に含まれる情報を取得する。送受信装置１２６−１〜１２６−３は、送受信ノード１１０ｂから送信される光信号を受信し、光信号に含まれる情報を取得する。

送受信ノード１１０ａにおいて、送受信装置１１３−１〜１１３−３は、それぞれＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１〜１２０−３へ送信する光信号を生成する。送受信装置１１３−１〜１１３−３により生成された３つの光信号は、それぞれＭＣＦ２００−１のコア２０１−１〜２０３−１に挿入される。また、送受信装置１１３−１〜１１３−３は、それぞれＭＣＦ２００−１のコア２０１−１〜２０３−１を介してＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１〜１２０−３からの光信号を受信する。ＭＣＦ２００−１への光信号の挿入とＭＣＦ２００−１からの光信号の分岐とには、ファンイン／ファンアウト・デバイスが用いられる。

送受信ノード１１０ｂにおいて、送受信装置１１３−４〜１１３−６は、それぞれＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１〜１２０−３へ送信する光信号を生成する。送受信装置１１３−４〜１１３−６により生成された３つの光信号は、それぞれＭＣＦ２００−４のコア２０１−４〜２０３−４に挿入される。また、送受信装置１１３−４〜１１３−６は、それぞれＭＣＦ２００−４のコア２０１−４〜２０３−４を介してＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１〜１２０−３からの光信号を受信する。ＭＣＦ２００−４への光信号の挿入とＭＣＦ２００−４からの光信号の分岐とには、送受信ノード１１０ａと同様に、ファンイン／ファンアウト・デバイスが用いられる。

Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−ｉ（ｉ＝１，２，３）それぞれには、コネクタ１８５−ｉが備えられている。コネクタ１８５−ｉは、ＭＣＦ２００−ｉとＭＣＦ２００−（ｉ＋１）とに接続される。コネクタ１８５−ｉは、ＭＣＦ２００−ｉのコア２０ｉ−ｉから光信号を分岐し、分岐した光信号を送受信装置１２５−ｉへ接続する。コネクタ１８５−ｉは、送受信装置１２５−ｉにより生成された光信号をＭＣＦ２００−ｉのコア２０ｉ−ｉへ挿入する。送受信装置１２５−ｉにより生成された光信号は、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−ｉから送受信ノード１１０ａへ伝送される光信号である。

また、コネクタ１８５−ｉは、ＭＣＦ２００−（ｉ＋１）のコア２０ｉ−（ｉ＋１）から光信号を分岐し、分岐した光信号を送受信装置１２６−ｉへ接続する。コネクタ１８５−ｉは、送受信装置１２６−ｉにより生成された光信号をＭＣＦ２００−（ｉ＋１）のコア２０ｉ−（ｉ＋１）へ挿入する。送受信装置１２６−ｉにより生成された光信号は、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−ｉから送受信ノード１１０ｂへ伝送される光信号である。

また、コネクタ１８５−ｉは、ＭＣＦ２００−ｉのコアとＭＣＦ２００−（ｉ＋１）のコアとのうち、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐの対象となるコア以外のコア２０ｉ−ｉとコア２０ｉ−（ｉ＋１）とを接続して光信号を中継する。

送受信ノード１１０ａとＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１とは、コア２０１−１により形成される通信経路を用いた双方向の通信を行う。送受信ノード１１０ａとＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−２とは、コア２０２−１、２０２−２により形成される通信経路を用いた双方向の通信を行う。送受信ノード１１０ａとＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−３とは、コア２０３−１、２０３−２、２０３−３により形成される通信経路を用いた双方向の通信を行う。

送受信ノード１１０ｂとＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１とは、コア２０１−４、２０１−３、２０１−２により形成される通信経路を用いた双方向通信を行う。送受信ノード１１０ｂとＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−２とは、コア２０２−４、２０２−３により形成される通信経路を用いた双方向通信を行う。送受信ノード１１０ｂとＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−３とは、コア２０３−４により形成される通信経路を用いた双方向通信を行う。

このように、通信システム１００Ｄは、送受信ノード１１０ａ、１１０ｂそれぞれをルートノードとしてＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１〜１２０−３それぞれと通信可能なツリー型の論理トポロジを有する。通信システム１００Ｄでは、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１〜１２０−３は、それぞれ送受信ノード１１０ａ、１１０ｂと通信を行うことができる。Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１〜１２０−３は、２つの送受信ノード１１０ａ、１１０ｂとの通信経路のうちいずれか一方を現用系（０系）として利用し、他方を予備系（１系）として利用してもよい。また、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１〜１２０−３は、伝送距離の短い通信経路を０系として利用し、伝送距離の長い通信経路を１系として利用してもよい。

なお、通信システム１００Ｄにおいて、送受信ノード１１０ａと送受信ノード１１０ｂとの間をＭＣＦ２００や、４つ以上のコアを備えるＭＣＦを用いて接続してもよい。通信システム１００Ｄにおいて、送受信ノード１１０ａ、１１０ｂとＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１〜１２０−３との役割が変わった場合に、送受信ノード１１０ａ、１１０ｂにコネクタを取り付け、各Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１〜１２０−３のコネクタ１８５を他のコネクタ付け替えることで、論理トポロジを容易に変更することができる。これにより、ネットワーク構成の変更に対し柔軟に対応することができる。

本発明の実施形態におけるコネクタが適用可能な通信システムとして、４つの通信システム１００、１００Ａ、１００Ｃ、１００Ｄを説明した。各通信システムでは、ノード間の接続にＭＣＦを用いる構成を説明した。しかし、ノード間の接続の一つ又は複数にＳＣＦ（Single Core Fiber）が用いられた通信システムに対して、各実施形態において説明する故障箇所特定方法を適用してもよい。ノード間の接続にＳＣＦが用いられる場合、ＭＣＦと複数のＳＣＦとを接続する変換コネクタ、又はコネクタと複数のＳＣＦとを接続する変換コネクタが用いられる。

図９は、図１に示した通信システム１００において、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１とＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−２との接続の一部に複数のＳＣＦ４５１、４５２、４５３を用いる第１の構成例を示すブロック図である。コネクタ１５０−１に接続されたＭＣＦ２００−２１と、コネクタ１５０−２に接続されたＭＣＦ２００−２２との間にＳＣＦ４５１、４５２、４５３が用いられている。

ＭＣＦ２００−２１とＳＣＦ４５１〜４５３との接続には変換コネクタ４００−１が用いられている。変換コネクタ４００−１は、ＭＣＦ２００−２１のコア２０１−２１、２０２−２１、２０３−２１と、ＳＣＦ４５１、４５２、４５３とをそれぞれ接続する。ＭＣＦ２００−２２とＳＣＦ４５１〜４５３との接続には変換コネクタ４００−２が用いられている。変換コネクタ４００−２は、ＭＣＦ２００−２２のコア２０１−２２、２０２−２２、２０３−２２と、ＳＣＦ４５１、４５２、４５３とをそれぞれ接続する。

変換コネクタ４００−１、４００−２は、ファンイン・デバイス又はファンアウト・デバイスと同じ構成を有している。変換コネクタ４００−１、４００−２を用いることにより、ノード間の接続における一部区間にＳＣＦを用いることができる。

図１０は、図１に示した通信システム１００において、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１とＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−２との接続に複数のＳＣＦ４５１、４５２、４５３を用いる第２の構成例を示すブロック図である。コネクタ１５０−１とコネクタ１５０−２との接続にＳＣＦ４５１、４５２、４５３が用いられている。図１０に示す構成例は、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１、１２０−２間の接続にＭＣＦが用いられていない構成が図９に示した構成例と異なる。

Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１は、更に変換コネクタ４１０−１を備える。コネクタ１５０−１のＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−２側に変換コネクタ４１０−１が取り付けられる。Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−２は、更に変換コネクタ４１０−２を備える。コネクタ１５０−２のＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１側に変換コネクタ４１０−２が取り付けられる。ＭＣＦ２００が有するコア数と同数のＳＣＦ４５１〜４５３が、変換コネクタ４１０−１、４１０−２間の接続に用いられる。

変換コネクタ４１０−１は、ＳＣＦ４５１、４５２、４５３とコネクタ１５０−１とを接続する。コネクタ１５０−１は、ＭＣＦ２００−２に代えて、変換コネクタ４１０−１と光信号の入出力を行う。コネクタ１５０−１は、変換コネクタ４１０−１を介して、ＭＣＦ２００−１のコア２０２−１、２０３−１とＳＣＦ４５２、４５３とをそれぞれ接続する。変換コネクタ４１０−１は、コネクタ１５０−１を介して、送信装置１２１−１が生成した光信号をＳＣＦ４５１へ挿入する。

変換コネクタ４１０−２は、ＳＣＦ４５１、４５２、４５３とコネクタ１５０−２とを接続する。コネクタ１５０−２は、ＭＣＦ２００−２に代えて、変換コネクタ４１０−２と光信号の入出力を行う。コネクタ１５０−２は、変換コネクタ４１０−２を介して、ＳＣＦ４５１、４５３とＭＣＦ２００−３のコア２０１−３、２０３−３とをそれぞれ接続する。コネクタ１５０−２は、変換コネクタ４１０−２を介して、ＳＣＦ４５３から分岐した光信号を受信装置１２２−２へ接続する。

変換コネクタ４１０−１、４１０−２は、ファンイン・デバイス又はファンアウト・デバイスと同じ構成を有している。変換コネクタ４１０−１、４１０−２を用いることにより、ノード間の接続にＳＣＦを用いることができる。

図９及び図１０では、３つコアを有するＭＣＦ２００に代えてＳＣＦを用いてノード間を接続する構成例を示した。２つ又は４つ以上のコアを有するＭＣＦに代えてＳＣＦをノード間の接続に用いてもよい。この場合においても、同様に、変換コネクタが用いられる。

図９及び図１０では、図１に示した通信システム１００におけるＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１、１２０−２間の接続にＳＣＦを用いる例を示した。他のノード間の接続にもＳＣＦを用いてもよい。この場合、一つのノード間の接続に変換コネクタ４００を用い、他のノード間の接続に変換コネクタ４１０を用いてもよい。また、一つのノード間の接続に、ＭＣＦとＳＣＦとを接続する変換コネクタ４００と、コネクタ１５０に接続する変換コネクタ４１０とを組み合わせて用いてもよい。例えば、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１において変換コネクタ４００が用いられ、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−２において変換コネクタ４１０が用いられてもよい。

一つのノード間の接続において、ＭＣＦとＳＣＦとの変換が複数回行われてもよい。例えば、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１、１２０−２との間の接続において、ＭＣＦ、ＳＣＦ、ＭＣＦ、ＳＣＦ、ＭＣＦの順でＭＣＦとＳＣＦとが用いられてもよい。この場合、ＭＣＦとＳＣＦとの間それぞれに変換コネクタが用いられる。

また、図１０において説明した、コネクタ１５０−１と変換コネクタ４１０−１とが１つのコネクタとして構成されてもよい。同様に、コネクタ１５０−２と変換コネクタ４１０−２とが１つのコネクタとして構成されてもよい。すなわち、ＭＣＦと複数のＳＣＦとに接続されるコネクタが、ＭＣＦ又はＳＣＦに対して光信号のＡＤＤ／Ｄｒｏｐを行うとともに、ＭＣＦとＳＣＦとの間における光信号の中継を行ってもよい。

以上説明したように、図１に示した通信システム１００及び他の通信システムにおけるノード間の接続のうち一つ又は複数に、ＳＣＦが用いられてもよい。

［本発明の実施形態］
本発明に係る実施形態における通信システムでは、ＭＣＦを用いてノード間を通信可能に接続したネットワークにおいて、各ノードでの通信における不具合や故障などに関する故障情報を故障箇所特定装置へ集約する。故障箇所特定装置は、集約した各故障情報に基づいて、複数のノードの間を接続するＭＣＦのうち、いずれのＭＣＦに故障が発生したかを特定する。ＭＣＦを用いた上述の通信システムに対して適用可能であり、ＭＣＦにおける故障の検出及び故障箇所の特定を可能とする構成について説明する。なお、本実施形態において検出する故障は、例えば、ＭＣＦが完全に切断してしまうことを原因とする故障である。

図１１Ａ及び図１１Ｂは、本発明に係る実施形態における通信システム５００の各ノードの接続を示す図である。図１１Ａは、通信システム５００の物理的な接続を示す図である。通信システム５００は、送受信ノード５１０ａ、５１０ｂと、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード５２０−１〜５２０−３と、を備える。送受信ノード５１０ａ、５１０ｂと、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード５２０−１〜５２０−３とは、４つのＭＣＦ２００−１〜２００−４を介して接続されている。通信システム５００は、０系（現用系）の通信と１系（予備系）の通信とを担う送受信ノード５１０ａ、５１０ｂを有する。通信システム５００は、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード５２０−１〜５２０−３がリング型に接続された物理トポロジを有している。通信システム５００における物理トポロジは、図８に示した通信システム１００Ｄにおける物理トポロジと同じである。

通信システム５００は、データ転送網（Data Communication Network：ＤＣＮ）７１０と、故障箇所特定装置７２０と、を更に備える。ＤＣＮ７１０には、各ノードと、故障箇所特定装置７２０とが接続されている。各ノードと、故障箇所特定装置７２０は、ＤＣＮ７１０を介して通信を行う。各ノードは、通信における不具合や故障などに関する故障情報を、ＤＣＮ７１０を介して故障箇所特定装置７２０へ送信する。故障箇所特定装置７２０は、各ノードから受信する故障情報に基づいて、ＭＣＦ２００−１〜２００−４のいずれのＭＣＦにおいて故障が発生しているかを特定する。

図１１Ｂは、本実施形態の通信システム５００における各ノード間の論理トポロジを示す図である。ＭＣＦ２００−１〜２００−４で各ノードを接続して形成された通信システム５００におけるネットワークは、送受信ノード５１０ａ、５１０ｂそれぞれをルートノードとしたツリー型の論理トポロジを有している。通信システム５００における論理トポロジは、図８に示した通信システム１００Ｄにおける論理トポロジと同じである。

図１２Ａ、図１２Ｂ、図１３Ａ及び図１３Ｂは、各ノードから集約される故障情報それぞれが示す故障の有無の組み合わせと、故障箇所との対応を示す図である。図１２Ａ、図１２Ｂ、図１３Ａ及び図１３Ｂに示すテーブルは、通信相手先のノードに対応する列と、故障検出元のノードに対応する行とを有している。通信相手先のノードと故障検出元のノードとの組み合わせごとに、故障を検出したことを示す「×（バツ）」と、故障を検出しないことを示す「○（マル）」とのいずれが示されている。なお、送受信ノード５１０ａと送受信ノード５１０ｂとの間には通信経路がないため、当該ノードの組み合わせに対して故障の有無が存在しないことを示す「−（ダッシュ）」が示されている。また、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード５２０−１〜５２０−３それぞれの間にも通信経路がないため、当該ノードの組み合わせに対しても故障の有無が存在しないことを示す「−」が示されている。

図１２Ａに示すテーブルは、ＭＣＦ２００−１において故障が発生した場合に故障箇所特定装置７２０に集約される故障情報が示す故障の有無の組み合わせを表す。ＭＣＦ２００−１において故障が発生した場合、ＭＣＦ２００−１を経由する光信号は伝達されなくなるため、送受信ノード５１０ａとＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード５２０−１〜５２０−３それぞれとの間は通信不能となる。送受信ノード５１０ａとＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード５２０−１〜５２０−３とは、通信ができなくなったことを検出した場合、通信不能になった通信先と当該通信先との間で故障が発生していることを示す故障情報を故障箇所特定装置７２０へ送信する。一方、ＭＣＦ２００−１に故障が発生しても、送受信ノード５１０ｂとＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード５２０−１〜５２０−３それぞれとは通信できるので、当該通信において故障は検出されない。

図１２Ｂに示すテーブルは、ＭＣＦ２００−２において故障が発生した場合に故障箇所特定装置７２０に集約される故障情報が示す故障の有無の組み合わせを表す。ＭＣＦ２００−２において故障が発生した場合、ＭＣＦ２００−２を経由する光信号は伝送されなくなるため、送受信ノード５１０ａとＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード５２０−２、５２０−３とは通信できなくなる。更に、送受信ノード５１０ｂとＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード５２０−１とも通信できなくなる。他のノードの組み合わせにおいては、通信が可能であり、当該通信において故障は検出されない。

図１３Ａに示すテーブルは、ＭＣＦ２００−３において故障が発生した場合に故障箇所特定装置７２０に集約される故障情報が示す故障の有無の組み合わせを表す。ＭＣＦ２００−３において故障が発生した場合、ＭＣＦ２００−３を経由する光信号は伝送されなくなるため、送受信ノード５１０ａとＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード５２０−３とは通信できなくなる。更に、送受信ノード５１０ｂとＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード５２０−１、５２０−２とも通信できなくなる。他のノードの組み合わせにおいては、通信が可能であり、当該通信において故障は検出されない。

図１３Ｂに示すテーブルは、ＭＣＦ２００−４において故障が発生した場合に故障箇所特定装置７２０に集約される故障情報が示す故障の有無の組み合わせを表す。ＭＣＦ２００−４において故障が発生した場合、ＭＣＦ２００−４を経由する光信号は伝送されなくなるため、送受信ノード５１０ｂとＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード５２０−１〜５２０−３それぞれとは通信できなくなる。送受信ノード５１０ａとＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード５２０−１〜５２０−３それぞれとは通信でき、当該通信において故障は検出されない。

故障箇所特定装置７２０は、各ノードから通知される故障情報を組み合わせることで、ノード間を接続するＭＣＦ２００−１〜２００−４において故障が発生した際にいずれのＭＣＦ２００で故障が発生したかを特定する。故障の有無の組み合わせパターンは、ＭＣＦ２００を用いてノード間を接続したネットワークの物理トポロジ及び論理トポロジに基づいて定められる。故障箇所特定装置７２０は、各ノードから通知される故障情報の組み合わせに一致するパターンを検出することにより、故障が発生しているＭＣＦ２００を特定することができる。

図１４は、本実施形態における通信システム５００の構成例を示すブロック図である。通信システム５００は、前述のように、送受信ノード５１０ａ、５１０ｂと、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード５２０−１〜５２０−３と、各ノード間を接続するＭＣＦ２００−１〜２００−４と、データ転送網（ＤＣＮ）７１０と、故障箇所特定装置７２０と、を備えている。各ノードには、他のノードと通信するための送受信装置（Ｔｘ／Ｒｘ）と、故障情報送信装置とが備えられている。故障情報送信装置は、他のノードとの通信における故障に関する故障情報を故障箇所特定装置７２０へ送信する。また、各Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード５２０−ｉ（ｉ＝１，２，３）はコネクタ１８５−ｉを備える。コネクタ１８５−ｉは、ＭＣＦ２００−ｉとＭＣＦ２００−（ｉ＋１）とに接続されている。通信システム５００における各コネクタ１８５と各ＭＣＦ２００との接続とＭＣＦ２００の各コア２０１〜２０４の割り当ては、図８に示した通信システム１００Ｄと同じであるので、重複する説明を省略する。

送受信ノード５１０ａには、３つの送受信装置５１３−１〜５１３−３と、故障情報送信装置５１８−１とが備えられている。送受信装置５１３−１〜５１３−３は、それぞれＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード５２０−１〜５２０−３宛の情報を含む光信号を生成する。送受信装置５１３−１〜５１３−３により生成された３つの光信号は、それぞれＭＣＦ２００−１のコア２０１−１〜２０３−１に挿入される。また、送受信装置５１３−１〜５１３−３は、それぞれＭＣＦ２００−１のコア２０１−１〜２０３−１を介してＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード５２０−１〜５２０−３から光信号を受信する。ＭＣＦ２００−１への光信号の挿入とＭＣＦ２００−１からの光信号の分岐とには、ファンイン／ファンアウト・デバイスが用いられる。

また、送受信装置５１３−１〜５１３−３は、それぞれＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード５２０−１〜５２０−３からの光信号を受信できるか、送信した光信号に対する応答を受信できるかなどに基づいて、通信経路における故障を検出する。送受信装置５１３−１〜５１３−３は、故障が発生しているか否かの判定を一定の周期で行ってもよい。送受信装置５１３−１〜５１３−３は、故障を検出した場合、故障の検出を示す情報を故障情報送信装置５１８−１へ出力する。故障情報送信装置５１８−１は、送受信装置５１１−１〜５１３−３から情報を入力すると、故障情報を生成する。故障情報送信装置５１８−１は、生成した故障情報を、ＤＣＮ７１０を介して故障箇所特定装置７２０へ送信する。ここで、故障情報は、故障検出元として自ノードを示す情報と、故障を検出した通信経路における通信相手先のノードを示す情報と、当該通信経路において故障を検出したことを示す情報とを含む。

送受信ノード５１０ｂには、３つの送受信装置５１３−４〜５１３−６と、故障情報送信装置５１８−２とが備えられている。送受信装置５１３−１〜５１３−３は、それぞれＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード５２０−１〜５２０−３宛の情報を含む光信号を生成する。送受信装置５１３−１〜５１３−３により生成された３つの光信号は、それぞれＭＣＦ２００−４のコア２０１−４〜２０３−４に挿入される。また、送受信装置５１３−４〜５１３−６は、それぞれＭＣＦ２００−４のコア２０１−４〜２０３−４を介してＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード５２０−１〜５２０−３から光信号を受信する。ＭＣＦ２００−４への光信号の挿入とＭＣＦ２００−４からの光信号の分岐とには、ファンイン／ファンアウト・デバイスが用いられる。

また、送受信装置５１３−４〜５１３−６は、それぞれＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード５２０−１〜５２０−３からの光信号を受信できるか、送信した光信号に対する応答を受信できるかなどに基づいて、通信経路における故障の発生を検出する。送受信装置５１３−４〜５１３−６は、故障が発生しているか否かの判定を一定の周期で行ってもよい。送受信装置５１３−４〜５１３−６は、故障を検出した場合、故障の検出を示す情報を故障情報送信装置５１８−２へ出力する。故障情報送信装置５１８−２は、送受信装置５１１−４〜５１３−６から情報を入力すると、故障情報を生成する。故障情報送信装置５１８−２は、生成した故障情報を、ＤＣＮ７１０を介して故障箇所特定装置７２０へ送信する。

Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード５２０−ｉ（ｉ＝１，２，３）それぞれには、コネクタ１８５−ｉと、送受信装置５２５−ｉ、５２６−ｉと、故障情報送信装置５２８−ｉとが備えられている。送受信装置５２５−ｉには、コネクタ１８５−ｉにより分岐された光信号であって送受信ノード５１０ａから自ノード宛に送信された光信号が入力され、光信号の復調復号を行う。送受信装置５２５−ｉは、送受信ノード５１０ａ宛の情報を含む光信号を生成し、生成した光信号をコネクタ１８５−ｉへ出力する。送受信装置５２６−ｉには、コネクタ１８５−ｉにより分岐された光信号であって送受信ノード５１０ｂから自ノード宛に送信された光信号が入力され、光信号の復調復号を行う。送受信装置５２６−ｉは、送受信ノード５１０ｂ宛の情報を含む光信号を生成し、生成した光信号をコネクタ１８５−ｉへ出力する。

送受信装置５２５−ｉ、５２６−ｉは、それぞれ通信先の送受信ノード５１０ａ、５１０ｂからの光信号を受信できるか、送信した光信号に対する応答を受信できるかなどに基づいて、通信経路における故障の発生を検出する。送受信装置５２５−ｉ、５２６−ｉは、故障が発生しているか否かの判定を一定の周期で行ってもよい。送受信装置５２５−ｉ、５２６−ｉは、故障を検出した場合、故障の検出を示す情報を故障情報送信装置５２８−ｉへ出力する。故障情報送信装置５２８−ｉは、送受信装置５２５−ｉ、５２６−ｉから情報を入力すると、故障情報を生成する。故障情報送信装置５２８−ｉは、生成した故障情報を、ＤＣＮ７１０を介して故障箇所特定装置７２０へ送信する。

図１５は、本実施形態における故障箇所特定装置７２０に記憶されている故障判定テーブルの一例を示す図である。送受信ノード５１０ａとＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード５２０−１〜５２０−３それぞれとの３つの通信経路における故障の有無と、送受信ノード５１０ｂとＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード５２０−１〜５２０−３それぞれとの通信経路における故障の有無とを「０」と「１」とで表し、各通信経路における故障の有無の組み合わせ１６通りが示されている。送受信ノード５１０ａとＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード５２０−１〜５２０−３それぞれとの通信経路は、Ａ０、Ｂ０、Ｃ０で表されている。また、送受信ノード５１０ｂとＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード５２０−１〜５２０−３それぞれとの通信経路は、Ａ１、Ｂ１、Ｃ１で表されている。また、図１５のテーブルにおけるＦ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４は、ＭＣＦ２００−１〜２００−４それぞれを表す。各ＭＣＦ２００における故障の有無が「０」と「１」とで表されている。「０」は故障なしを表し、「１」は故障ありを表している。テーブルには、ノード間の通信経路それぞれにおける故障の有無の組み合わせと、故障の発生したＭＣＦ２００を示す情報とが対応付けられている。

例えばテーブルにおいて、２行目（Ｎｏ．２）に示されているパターンでは、送受信ノード５１０ａとＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード５２０−１〜５２０−３それぞれとの間の通信経路に故障があり、送受信ノード５１０ｂとＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード５２０−１〜５２０−３それぞれとの間の通信経路に故障がない組み合わせが示されている。この組み合わせには、ＭＣＦ２００−１を表すＦ１の値が「１」（故障あり）であり、ＭＣＦ２００−２〜ＭＣＦ２００−４を表すＦ２、Ｆ３、Ｆ４の値が「０」（故障なし）である組み合わせが対応付けられている。故障箇所特定装置７２０は、故障情報送信装置５１８−１、５１８−２と、故障情報送信装置５２８−１〜５２８−３とから受信する故障情報に基づいて、各通信経路における故障の有無の組み合わせを特定する。故障箇所特定装置７２０は、特定した組み合わせと一致するパターンをテーブルから読み出すことで、各ＭＣＦ２００における故障の有無を判定する。故障箇所特定装置７２０は、テーブルを用いた処理により、各ノードを接続する各ＭＣＦ２００のいずれにおいて故障が生じているＭＣＦ２００を特定することができる。

また、図１５に示されているように、ＭＣＦ２００−１〜２００−４のうち、２つのＭＣＦ２００で故障が発生した場合、３つのＭＣＦ２００で故障が発生した場合、４つのＭＣＦ２００で故障か発生した場合においても、故障箇所特定装置７２０は、各ノードから通知される故障情報に基づいて故障箇所を特定することができる。なお、図１５のテーブルに示すように、本実施形態の通信システムでは、Ｎｏ．７とＮｏ．１２とにおける故障情報に差がない。よって、故障箇所を一意に特定することはできず、故障箇所の推定が行われることになる。Ｎｏ．１０とＮｏ．１５とにおける故障情報、Ｎｏ．８とＮｏ．１３とＮｏ．１４とＮｏ．１６とにおける故障情報についても、同様に、故障箇所の推定が行われることになる。例えばＮｏ．７とＮｏ．１２との場合では、Ｆ１とＦ３とは確実に故障していると断定できるものの、Ｆ２の故障は断定することができないため、故障している可能性があるという推定が行われることになる。

図１５のテーブルに代えて、以下の論理式（１）〜（４）を用いて故障の検出を行うようにしてもよい。論理式（１）〜（４）において、「・」は論理積演算を表す。なお、図１５の場合と同様、故障なしを「０」で表し、故障ありを「１」で表す。
Ｆ１＝Ａ０・Ｂ０・Ｃ０ …（１）
Ｆ２＝Ａ１・Ｂ０・Ｃ０ …（２）
Ｆ３＝Ａ１・Ｂ１・Ｃ０ …（３）
Ｆ４＝Ａ１・Ｂ１・Ｃ１ …（４）

論理式（１）〜（４）の結果Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４の値が「１」であれば、対応するＭＣＦ２００−１〜２００−４に故障が発生していると特定できる。なお、論理式（１）〜（４）に基づいた故障箇所判定は、本実施形態の通信システムでは、一意に故障箇所を特定できるのは単一故障の場合と、論理式（１）〜（４）により検出されるＦ１〜Ｆ４での故障数が２個までの二重故障の場合となる。論理式（１）〜（４）により検出されるＦ１〜Ｆ４での故障数が３個以上の場合は、一意に故障箇所を特定できず、故障している可能性があるという推定になる。

ＭＣＦを用いたネットワーク構成では、ノード間の通信に対してコア単位での割り当てを行うためにＥｎｄ−ｔｏ−Ｅｎｄでの接続確認しかできない。そのため、複数のＭＣＦ２００を経由する通信経路において故障が発生した場合、故障箇所を特定することが困難であった。しかし、本実施形態の通信システム５００のように、各ノードが故障情報を故障箇所特定装置７２０へ通知し、故障箇所特定装置７２０が各故障情報に基づいて故障箇所を特定することにより、故障の検出と故障箇所の特定とを容易に行うことができる。

なお、本実施形態では、０系と１系との両系であることを示すために、送受信ノード５１０ａと送受信ノード５１０ｂとを分けて記載したが、送受信ノード５１０ａ、５１０ｂとが同じ場所に位置し、一つのノードとしてもよい。

また、各ノードにおいて故障情報送信装置が、故障が発生していない通信経路についての情報を故障情報に含めるようにしてもよい。故障が発生していない情報を得ることで、故障箇所特定装置７２０は、すべてのノードから故障情報が通知されずとも、故障箇所の特定又は絞り込みを行うことができる。例えば、ＭＣＦ２００−２において故障が発生した場合に、送受信ノード５１０ａ、５１０ｂが故障情報を通知することにより、送受信ノード５１０ａがＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード５２０−１と通信できること及びＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード５２０−２、５２０−３と通信できないことを示す故障情報と、送受信ノード５１０ｂがＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード５２０−１と通信できないこと及びＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード５２０−２、５２０−３と通信できることを示す故障情報とを故障箇所特定装置７２０が得ることができる。故障箇所特定装置７２０は、得られた２つの故障情報から、図１５のテーブルにおけるＮｏ．３の組み合わせを特定することができ、故障箇所がＭＣＦ２００−２であることを特定できる。すべてのノードから故障情報が通知される前に故障箇所を特定することができれば、迅速に障害回復あるいは故障復旧を実行することができる。

また、故障情報に故障の種別や、故障時間の情報が含まれていてもよい。故障の種別は、例えば、通信不能、エラーレートの上昇、光信号の劣化などを示す情報である。このような情報を故障情報に含めることで、ＭＣＦの切断による通信不能となる故障だけでなく、ＭＣＦの劣化による通信品質の劣化又は各ＭＣＦにおける不具合を検出することができる。

また、本実施形態では、各ノードはＤＣＮ７１０に接続され、故障情報はＤＣＮ７１０を介して故障箇所特定装置７２０に集約される構成を説明した。しかし、ＤＣＮ７１０に接続されていないノードがあってもよい。ＤＣＮ７１０に接続していないノードは、ＤＣＮ７１０に接続しているノードまでＭＣＦを経由して故障情報を送信し、当該ノードを中継して故障情報を故障箇所特定装置７２０へ通知してもよい。また、故障箇所特定装置７２０は、送受信ノード５１０ａ、５１０ｂ又はＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード５２０−１〜５２０−３のいずれかに設けられていてもよい。

また、本実施形態では、０系と１系とを有する両系のネットワークにおける構成を説明したが、片系のネットワークにおいても適用可能であり、故障の検出と故障箇所の特定とを行うことができる。また、本実施形態では、物理トポロジがリング型であり論理トポロジがツリー型である場合について説明したが、ＭＣＦを用いてノード間を通信可能に接続したネットワークにおける他の物理トポロジ、他の論理トポロジでも、故障の検出と故障箇所の特定とを行うことができる。

なお、本実施形態では、各Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノードに故障情報送信装置を設けることで故障が発生したマルチコアファイバを特定する構成を説明した。しかし、複数のマルチコアファイバで形成される任意のＡｄｄ／Ｄｒｏｐノードの間を単位とした区間ごとに、故障が発生した箇所を特定できればよい場合には、すべてのＡｄｄ／Ｄｒｏｐノードに故障情報送信装置を設けずに、各区間の両端に位置するＡｄｄ／Ｄｒｏｐノードに故障情報送信装置を設けてもよい。

また、図９及び図１０において示したようにノード間の接続の一部又は全てにＳＣＦが用いられている場合、ＳＣＦでの信号伝送中における故障も検出の対象となる。この場合においても、本実施形態の通信システムは、故障箇所の特定又は推定は可能であり、本実施形態の故障箇所特定方法は有用である。

前述した実施形態における故障情報送信装置、故障箇所特定装置のすべて又は一部をコンピュータで実現するようにしてもよい。故障情報送信装置、故障箇所特定装置それぞれを実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。更に「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また、このプログラムは、前述した構成要素の一部を実現するためのものであってもよく、更に前述した構成要素をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアを用いて実現されるものであってもよい。

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

マルチコアファイバを用いて構成されたネットワークにおいて、故障の検出と故障箇所の特定とを行うことが不可欠な用途にも適用できる。

１８５ コネクタ
２００ ＭＣＦ
５００ 通信システム
５１０ａ，５１０ｂ 送受信ノード
５１３ 送受信装置
５１８ 故障情報送信装置
５２０ Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード
５２５，５２６ 送受信装置
５２８ 故障情報送信装置
７１０ ＤＣＮ（データ転送網）
７２０ 故障箇所特定装置

Claims (5)

1. ３つ以上のノードを備え、前記ノード間の接続のうち少なくとも一部の区間に複数のコアを備えるマルチコアファイバが用いられている通信システムであって、
   複数の前記ノードに備えられ、自ノードと他の前記ノードとの間における通信経路にて故障が発生していること、及び、自ノードと他の前記ノードとの間における通信経路にて故障が発生していないことを示す故障情報を送信する故障情報送信装置と、
   複数の前記ノードそれぞれに設けられた前記故障情報送信装置から受信する前記故障情報で示される故障の発生していない通信経路の組み合わせに基づいて、いずれの前記ノード間の接続で故障が発生したかを特定する故障箇所特定装置と、
   を備える通信システム。
2. 前記故障箇所特定装置は、
   前記故障情報送信装置それぞれから受信する前記故障情報で示される故障の発生した通信経路と故障の発生していない通信経路との組み合わせに基づいて、故障の発生した前記ノード間を特定する、
   請求項１に記載の通信システム。
3. 前記故障箇所特定装置は、
   前記ノード間に形成される通信経路それぞれにおける故障の有無の組み合わせと、前記ノード間の接続における故障の有無の組み合わせとが対応付けられたテーブルを備え、
   前記故障情報送信装置から受信する前記故障情報で示される故障が検出された前記通信経路と故障の発生していない通信経路との組み合わせに一致する組み合わせを前記テーブルから検出し、故障が発生している前記ノード間の接続を特定する、
   請求項２に記載の通信システム。
4. 前記故障箇所特定装置は、
   前記ノード間の接続及び前記ノード間の通信経路に基づいて予め定められた論理式を用いて故障の発生した前記ノード間の接続を特定する、
   請求項２に記載の通信システム。
5. ３つ以上のノードを備え、前記ノード間の接続のうち少なくとも一部の区間に複数のコアを備えるマルチコアファイバが用いられている通信システムにおける故障箇所特定方法であって、
   複数の前記ノードに備えられた故障情報送信装置が、自ノードと他の前記ノードとの間における通信経路にて故障が発生していること、及び、自ノードと他の前記ノードとの間における通信経路にて故障が発生していないことを示す故障情報を送信する第１のステップと、
   故障箇所特定装置が、前記故障情報送信装置それぞれから受信する前記故障情報で示される故障の発生していない通信経路の組み合わせに基づいて、いずれの前記ノード間の接続で故障が発生したかを特定する第２のステップと、
   を有する故障箇所特定方法。

Images