JP6673808B2 - 光信号中継装置および光信号の中継方法 - Google Patents

Description

本発明は、光信号中継装置および光信号の中継方法に関する。

ＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムは、光通信システムの一種である。典型的には、ＰＯＮシステムは、光回線終端装置（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ（ＯＬＴ）と、１以上の光ネットワークユニット（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ：ＯＮＵとも呼ばれる）と、光信号を伝送する光ファイバと、光ファイバを分岐する光スプリッタとを有する。ＯＬＴは、光ファイバおよび光カプラによってＯＮＵに接続される。ＯＬＴは、局側装置とも呼ばれ、ＯＮＵは、宅側装置とも呼ばれる。

特開２０１１−２３９１４４号公報（特許文献１）は、ＰＯＮ（Passive Optical Network）光通信システムのための光信号中継装置を開示する。この中継装置は、伝送速度が異なる複数の光信号を中継するように構成される。

特開２０１１−２３９１４４号公報

光信号中継装置の故障は通信サービスに影響を与える。しかし、特開２０１１−２３９１４４号公報は、故障への対応が可能な光信号の中継について開示していない。

本発明の目的は、故障への対応が可能な光信号中継装置、および光信号の中継方法を提供することである。

本発明の一態様に係る光信号中継装置は、光信号の中継に関する処理を実行して各々が第１の電気信号を出力するように構成された複数の運用系の中継パッケージと、複数の運用系の中継パッケージと交換可能、かつ、処理を実行することにより第２の電気信号を出力するように構成された予備系の中継パッケージと、複数の運用系の中継パッケージのうち選択された、判定対象の中継パッケージから出力される第１の電気信号と、第２の電気信号とを比較して、判定対象の中継パッケージの故障を判定するように構成された故障判定部とを備える。複数の運用系の中継パッケージの各々は、光信号を伝送するための第１の伝送レートおよび第２の伝送レートを有する。判定対象の中継パッケージにおいて、第１の伝送レートおよび第２の伝送レートのうちの一方の伝送レートでの光信号の中継が異常である可能性がある場合には、判定対象の中継パッケージは、第１の伝送レートおよび第２の伝送レートのうちの、正常な中継が可能な伝送レートでの光信号の中継を継続しつつ、中継に異常の可能性がある伝送レートでの中継を停止する。予備系の中継パッケージは、中継に異常の可能性がある伝送レートと同じレートで光信号を中継するように動作する。

本発明の一態様に係る光信号の中継方法は、光信号の中継に関する処理を実行して各々が第１の電気信号を出力するように構成され、光信号を伝送するための第１の伝送レートおよび第２の伝送レートを有する複数の運用系の中継パッケージの中から、判定対象の中継パッケージを選択するステップと、判定対象の中継パッケージから第１の電気信号を出力するステップと、複数の運用系の中継パッケージと交換可能に構成された予備系の中継パッケージが第２の電気信号を、処理を実行することにより出力するステップと、第１の電気信号と、第２の電気信号とを比較して、判定対象の中継パッケージの故障を判定するステップと、判定対象の中継パッケージにおいて、第１の伝送レートおよび第２の伝送レートのうちの一方の伝送レートでの光信号の中継が異常である可能性がある場合に、判定対象の中継パッケージが第１の伝送レートおよび第２の伝送レートのうちの、正常な中継が可能な伝送レートでの光信号の中継を継続しつつ、中継に異常の可能性がある伝送レートでの中継を停止するステップと、予備系の中継パッケージが中継に異常の可能性がある伝送レートと同じレートで光信号を中継するステップとを備える。

本発明の一態様に係る光信号中継装置は、光信号の中継に関する処理を実行するように構成された複数の運用系の中継パッケージと、複数の運用系の中継パッケージの各々と交換可能、かつ、中継に関する処理を実行するように構成された予備系の中継パッケージとを備える。複数の運用系の中継パッケージの各々は、光信号を伝送するための複数の伝送レートを有する。運用系の中継パッケージは、複数の伝送レートのうちの１つの伝送レートでの中継を実行し、予備系の中継パッケージは、複数の伝送レートのうち、運用系の中継パッケージの伝送レートとは異なる伝送レートでの中継を実行する。

本発明の一態様に係る光信号の中継方法は、各々が光信号を中継可能な複数の運用系の中継パッケージと、複数の運用系の中継パッケージの各々と交換可能に構成された予備系の中継パッケージとを備えた光信号中継装置による光信号の中継方法であって、複数の運用系の中継パッケージの中に、第１の伝送レートおよび第２の伝送レートのうちの一方の伝送レートでの光信号の中継の異常が生じた運用系の中継パッケージが含まれることを判定するステップと、異常の生じた運用系の中継パッケージによる第１の伝送レートおよび第２の伝送レートでの中継を、予備系の中継パッケージへと切り替えるステップと、予備系の中継パッケージにおいて、第１の伝送レートおよび第２の伝送レートのうちの一方の伝送レートでの光信号の中継に異常が生じた場合には、異常が生じた運用系の中継パッケージが、予備系の中継パッケージにおいて異常が生じた中継を実行可能か否かを判定するステップと、予備系の中継パッケージの異常が生じた中継を、異常が生じた運用系の中継パッケージにより実行可能である場合に、予備系の中継パッケージにおいて異常の生じた中継を、異常が生じた運用系の中継パッケージに切り戻すステップとを備える。

本発明の一態様に係る光信号の中継方法は、各々が光信号を中継可能な複数の運用系の中継パッケージと、複数の運用系の中継パッケージの各々と交換可能に構成された予備系の中継パッケージとを備えた光信号中継装置による光信号の中継方法であって、複数の運用系の中継パッケージの中に、第１の伝送レートおよび第２の伝送レートのうちの一方の伝送レートでの光信号の中継の異常が生じた運用系の中継パッケージが含まれることを判定するステップと、異常の生じた運用系の中継パッケージによる第１の伝送レートおよび第２の伝送レートでの中継を、予備系の中継パッケージへと切り替えるステップと、予備系の中継パッケージにおいて、第１の伝送レートおよび第２の伝送レートのうち、運用系の中継パッケージにおいて中継の異常が生じた伝送レートと同じ伝送レートでの中継に異常が生じた場合には、予備系の中継パッケージによる第１の伝送レートでの中継および第２の伝送レートでの中継を、異常が生じた運用系の中継パッケージに切り戻すステップとを備える。

上記によれば、故障への対応が可能な光信号中継装置および光信号の中継方法を提供できる。

本発明の第１の実施の形態に係る光通信システムの構成の一例を示す図である。 光セレクタの構成例を模式的に示した図である。 中継パッケージの構成を示した概略図である。 本発明の実施の形態に係る光信号中継装置に含まれる中継パッケージの構成を詳細に説明したブロック図である。 中継パッケージの故障の判定および切替の判定に用いられる信号を表形式で示した図である。 本発明の実施の形態による、中継パッケージの故障の判定を説明するための模式図である。 光セレクタの動作を説明するための図である。 運用系の中継パッケージの異常の判定、および中継パッケージの切替の処理を説明するフローチャートである。 運用系の中継パッケージと予備系の中継パッケージとの電気信号の比較の第１の例を示した図である。 運用系の中継パッケージと予備系の中継パッケージとの電気信号の比較の第２の例を示した図である。 運用系の中継パッケージと予備系の中継パッケージとの電気信号の比較の第３の例を示した図である。 運用系の中継パッケージと予備系の中継パッケージとの電気信号の比較の第４の例を示した図である。

[本発明の実施形態の説明]
最初に本発明の実施態様を列記して説明する。

（１） 本発明の一態様に係る光信号中継装置は、光信号の中継に関する処理を実行して各々が第１の電気信号を出力するように構成された複数の運用系の中継パッケージと、複数の運用系の中継パッケージと交換可能、かつ、処理を実行することにより第２の電気信号を出力するように構成された予備系の中継パッケージと、複数の運用系の中継パッケージのうち選択された、判定対象の中継パッケージから出力される第１の電気信号と、第２の電気信号とを比較して、判定対象の中継パッケージの故障を判定するように構成された故障判定部とを備える。複数の運用系の中継パッケージの各々は、光信号を伝送するための第１の伝送レートおよび第２の伝送レートを有する。判定対象の中継パッケージにおいて、第１の伝送レートおよび第２の伝送レートのうちの一方の伝送レートでの光信号の中継が異常である可能性がある場合には、判定対象の中継パッケージは、第１の伝送レートおよび第２の伝送レートのうちの、正常な中継が可能な伝送レートでの光信号の中継を継続しつつ、中継に異常の可能性がある伝送レートでの中継を停止する。予備系の中継パッケージは、中継に異常の可能性がある伝送レートと同じレートで光信号を中継するように動作する。

上記によれば、自己監視によって故障の有無を検出可能な光信号中継装置を実現することができる。第１の電気信号は、判定対象の中継パッケージによる光信号の中継に関する処理の結果を反映する。第２の電気信号は、予備系の中継パッケージによる中継に関する結果を反映する。故障判定部は、第１の電気信号を、第２の電気信号と比較することによって、判定対象の中継パッケージ、すなわち運用系の中継パッケージの中継処理に関する異常を検出することができる。

中継パッケージによって伝送される光信号を、その中継パッケージの故障の判定に用いることが考えられる。しかしながら、光信号を解析するための構成が故障判定部に必要となる。たとえば光信号を電気信号に変換するための構成が故障判定部に必要である。２つの電気信号を比較することにより、上記のような追加の構成を不要にすることができる。故障した中継パッケージを新しい中継モジュールに交換する場合に、故障判定部と新しい中継モジュールとの間の光学的な接続が不要である。したがって、故障した中継モジュールを新しい中継モジュールに容易に交換できる。

さらに、予備系の中継パッケージは、複数の運用系の中継パッケージの各々と交換可能である。言い換えると、光信号中継装置に含まれる複数の中継パッケージは、互いに同一の構成を有する。これにより、複数の運用系の中継パッケージのうちの１つが故障した場合に、その故障の中継パッケージと、予備系の中継パッケージとの間の冗長切替えを実行できる。

「中継に関する処理」は、光信号の中継に係る一連の処理の一部であってもよい。たとえば、光信号の受信、光信号からのデータの再生なども「中継に関する処理」に含まれ得る。

互いに比較される２つの電気信号は、同時に生成されるものと限定されない。たとえば、第１の電気信号が先に生成され、次に、第２の電気信号が生成されてもよい。

複数の運用系の中継パッケージの各々は、光信号を伝送するための第１の伝送レートおよび第２の伝送レートを有する。２つの伝送レートのうちの一方のレートでの光信号の伝送を検証することにより、中継パッケージの故障を把握することができる。伝送レートに関係なく、光信号は同じ経路を伝送されるためである。２つの伝送レートのうちの一方のレートでの光信号の伝送が正常であれば、判定対象の中継パッケージの動作を継続させることができる。

（２） 本発明の一態様に係る光信号の中継方法は、光信号の中継に関する処理を実行して各々が第１の電気信号を出力するように構成され、光信号を伝送するための第１の伝送レートおよび第２の伝送レートを有する複数の運用系の中継パッケージの中から、判定対象の中継パッケージを選択するステップと、判定対象の中継パッケージから第１の電気信号を出力するステップと、複数の運用系の中継パッケージと交換可能に構成された予備系の中継パッケージが第２の電気信号を、処理を実行することにより出力するステップと、第１の電気信号と、第２の電気信号とを比較して、判定対象の中継パッケージの故障を判定するステップと、判定対象の中継パッケージにおいて、第１の伝送レートおよび第２の伝送レートのうちの一方の伝送レートでの光信号の中継が異常である可能性がある場合に、判定対象の中継パッケージが第１の伝送レートおよび第２の伝送レートのうちの、正常な中継が可能な伝送レートでの光信号の中継を継続しつつ、中継に異常の可能性がある伝送レートでの中継を停止するステップと、予備系の中継パッケージが中継に異常の可能性がある伝送レートと同じレートで光信号を中継するステップとを備える。

上記によれば、光信号中継装置は自己監視によって、故障の有無を検出することができる。さらに、２つの伝送レートのうちの一方のレートでの光信号の伝送が正常であれば、判定対象の中継パッケージの動作を継続させることができる。

（３） 本発明の一態様に係る光信号中継装置は、光信号の中継に関する処理を実行するように構成された複数の運用系の中継パッケージと、複数の運用系の中継パッケージの各々と交換可能、かつ、中継に関する処理を実行するように構成された予備系の中継パッケージとを備える。複数の運用系の中継パッケージの各々は、光信号を伝送するための複数の伝送レートを有する。運用系の中継パッケージは、複数の伝送レートのうちの１つの伝送レートでの中継を実行し、予備系の中継パッケージは、複数の伝送レートのうち、運用系の中継パッケージの伝送レートとは異なる伝送レートでの中継を実行する。

上記によれば、複数の伝送レートを有する運用系の中継パッケージのいずれかにおいて、ある伝送レートでの中継（上り方向、下り方向のいずれでもよい）に異常が生じた場合に、その中継を予備系の中継パッケージに切り替えることができる。なお複数の伝送レートの数は、２つでもよいし、３つ以上の数でもよい。

（４） 上記（３）の光信号中継装置において、複数の運用系の中継パッケージの中に、複数の伝送レートのうち第１の伝送レートおよび第２の伝送レートの一方の伝送レートでの光信号の中継の異常が生じた運用系の中継パッケージが含まれる場合には、当該異常の生じた運用系の中継パッケージによる第１の伝送レートおよび第２の伝送レートでの中継を、予備系の中継パッケージへと切り替える。予備系の中継パッケージにおいて、第１の伝送レートおよび第２の伝送レートのうちの一方の伝送レートでの光信号の中継に異常が生じた場合には、一方の伝送レートでの光信号の中継の異常が生じた運用系の中継パッケージが、予備系の中継パッケージにおいて異常が生じた中継を実行可能であるときに、予備系の中継パッケージにおいて異常の生じた中継を、異常の生じた運用系の中継パッケージに切り戻す。

上記によれば、運用系の中継パッケージに故障が生じたことにより、その運用系の中継パッケージによる中継が予備系の中継パッケージに切り替えられる。その後に予備系の中継パッケージが故障した場合にも、予備系の中継パッケージにおいて異常の生じた中継を、故障した運用系の中継パッケージが実行可能であれば、その中継が運用系の中継パッケージに切り替えられる。すなわち、予備系の中継パッケージの故障時には、元の故障した運用系の中継パッケージに、予備系の中継パッケージで異常が生じた中継を選択的に切り戻すことができる。

（５） 上記（３）の光信号中継装置において、複数の運用系の中継パッケージの中に、複数の伝送レートのうち第１の伝送レートおよび第２の伝送レートの一方の伝送レートでの光信号の中継の異常が生じた運用系の中継パッケージが含まれる場合には、当該異常の生じた運用系の中継パッケージによる第１の伝送レートおよび第２の伝送レートでの中継を、予備系の中継パッケージへと切り替える。予備系の中継パッケージにおいて、第１の伝送レートおよび第２の伝送レートのうち、運用系の中継パッケージにおいて中継の異常が生じた伝送レートと同じ伝送レートでの中継に異常が生じた場合には、予備系の中継パッケージによる第１の伝送レートでの中継および第２の伝送レートでの中継を、異常の生じた運用系の中継パッケージに切り戻す。

上記によれば、故障の生じた運用系の中継パッケージの状態と、故障後の予備系の中継パッケージの状態とが同じである。予備系の中継パッケージによる中継を、元の故障した運用系の中継パッケージに戻すことによって、予備系の中継パッケージを、他の故障した運用系の中継パッケージとの間での光信号の中継の切り替えに用いることができる。

（６） 上記（５）の光信号中継装置において、第１の伝送レートでの中継および第２の伝送レートでの中継を、予備系の中継パッケージから異常の生じた運用系の中継パッケージへと切り戻した状態において、異常の生じた運用系の中継パッケージとは別の運用系の中継パッケージに光信号の中継の異常が生じた場合には、当該異常の生じた中継が予備系の中継パッケージによって実行可能であるときに、異常の生じた中継を予備系の中継パッケージに切り替える。

上記によれば、他の故障した運用系の中継パッケージから予備系の中継パッケージに、光信号の中継を切り替えることができる。

（７）本発明の一態様に係る光信号の中継方法は、各々が光信号を中継可能な複数の運用系の中継パッケージと、複数の運用系の中継パッケージの各々と交換可能に構成された予備系の中継パッケージとを備えた光信号中継装置による光信号の中継方法である。方法は、複数の運用系の中継パッケージの中に、第１の伝送レートおよび第２の伝送レートのうちの一方の伝送レートでの光信号の中継の異常が生じた運用系の中継パッケージが含まれることを判定するステップと、異常の生じた運用系の中継パッケージによる第１の伝送レートおよび第２の伝送レートでの中継を、予備系の中継パッケージへと切り替えるステップと、予備系の中継パッケージにおいて、第１の伝送レートおよび第２の伝送レートのうちの一方の伝送レートでの光信号の中継に異常が生じた場合には、予備系の中継パッケージにおいて異常が生じた中継を、異常が生じた運用系の中継パッケージにより実行可能か否かを判定するステップと、予備系の中継パッケージの異常が生じた中継を、異常が生じた運用系の中継パッケージにより実行可能である場合に、予備系の中継パッケージにおいて異常の生じた中継を、異常が生じた運用系の中継パッケージに切り戻すステップとを備える。

上記によれば、運用系の中継パッケージに故障が生じたことにより、その運用系の中継パッケージによる中継が予備系の中継パッケージに切り替えられる。その後に予備系の中継パッケージが故障した場合にも、予備系の中継パッケージにおいて異常の生じた中継を、故障した運用系の中継パッケージにより実行可能であれば、その中継が運用系の中継パッケージに切り替えられる。すなわち、予備系の中継パッケージの故障時には、予備系の中継パッケージで異常が生じた中継を、故障した元の運用系の中継パッケージに選択的に切り戻すことができる。

（８） 本発明の一態様に係る光信号の中継方法は、各々が光信号を中継可能な複数の運用系の中継パッケージと、複数の運用系の中継パッケージの各々と交換可能に構成された予備系の中継パッケージとを備えた光信号中継装置による光信号の中継方法である。方法は、複数の運用系の中継パッケージの中に、第１の伝送レートおよび第２の伝送レートのうちの一方の伝送レートでの光信号の中継の異常が生じた運用系の中継パッケージが含まれることを判定するステップと、異常の生じた運用系の中継パッケージによる第１の伝送レートおよび第２の伝送レートでの中継を、予備系の中継パッケージへと切り替えるステップと、予備系の中継パッケージにおいて、第１の伝送レートおよび第２の伝送レートのうち、運用系の中継パッケージにおいて中継の異常が生じた伝送レートと同じ伝送レートでの中継に異常が生じた場合には、予備系の中継パッケージによる第１の伝送レートでの中継および第２の伝送レートでの中継を、異常の生じた運用系の中継パッケージに切り戻すステップとを備える。

上記によれば、故障の生じた運用系の中継パッケージの状態と、故障後の予備系の中継パッケージの状態とが同じである。予備系の中継パッケージによる中継を、元の故障した運用系の中継パッケージに戻すことによって、予備系の中継パッケージを、他の故障した運用系の中継パッケージとの間での光信号の中継の切り替えに用いることができる。

（９） 上記（８）の光信号の中継方法は、第１の伝送レートでの中継および第２の伝送レートでの中継を予備系の中継パッケージから異常の生じた運用系の中継パッケージへと切り戻した状態において、異常の生じた運用系の中継パッケージとは別の運用系の中継パッケージに光信号の中継の異常が生じた場合には、当該異常の生じた中継が予備系の中継パッケージによって実行可能か否かを判定するステップと、別の運用系の中継パッケージにおいて異常の生じた中継を予備系の中継パッケージによって実行可能である場合に、異常の生じた中継を予備系の中継パッケージに切り替えるステップとをさらに備える。

上記によれば、予備系の中継パッケージを、他の故障した運用系の中継パッケージとの間での光信号の中継の切り替えに用いることができる。

[本発明の実施形態の詳細]
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る光通信システムの構成の一例を示す図である。図１に示されるように、光通信システム３０１は、ＰＯＮシステムである。この実施の形態では、光通信システム３０１は、ＧＥ（Gigabit Ethernet（登録商標））−ＰＯＮもしくは１０Ｇ−ＥＰＯＮ（Ethernet（登録商標） PON）の両方に適合するように構成される。言い換えると、光通信システム３０１は、ＧＥ−ＰＯＮと、１０Ｇ−ＥＰＯＮとを含むシステムを構築する。

ＧＥ−ＰＯＮと、１０Ｇ−ＥＰＯＮとでは、通信速度（伝送レート）が異なる。ＧＥ−ＰＯＮの伝送レートは、たとえば１．２５Ｇｂｐｓである。１０Ｇ−ＥＰＯＮの伝送レートは、たとえば１０．３１２５Ｇｂｐｓである。ＧＥ−ＰＯＮにおいて伝送される信号を、以下では「１Ｇ信号」と称する。これに対して、１０Ｇ−ＥＰＯＮにおいて伝送される信号を、以下では「１０Ｇ信号」と称する。光通信システム３０１は、上記の２つの伝送レートを有する。１Ｇ信号および１０Ｇ信号の両方が、光通信システム３０１内で伝送されることができる。

光通信システム３０１は、ＯＬＴ２０１−１，２０１−２，２０１−３，２０１−４と、幹線光ファイバ２０４−１，２０４−２，２０４−３，２０４−４と、アクセス光ファイバ２０５−１，２０５−２，２０５−３，２０５−４と、支線光ファイバ２０６−１，２０６−２，２０６−３，２０６−４と、光カプラ２１１−１，２１１−２，２１１−３，２１１−４と、光信号中継装置１０１と、ＯＮＵ２０２−１，２０２−２，２０２−３，２０２−４とを含む。

光通信システム３０１は、少なくとも１つのＯＬＴおよび少なくとも１つのＯＮＵを備えていればよい。ＯＬＴの数およびＯＮＵの数は特に限定されない。図１に示されるように、１つの実施形態では、光通信システム３０１は、４つのＯＬＴおよび４つのＯＮＵを含む。

ＯＬＴ２０１−１〜２０１−４は、それぞれ、幹線光ファイバ２０４−１〜２０４−４に接続される。光信号中継装置１０１は、幹線光ファイバ２０４−１〜２０４−４およびアクセス光ファイバ２０５−１〜２０５−４に接続される。

光カプラ２１１−１は、支線光ファイバ２０６−１を、アクセス光ファイバ２０５−１に結合する。光カプラ２１１−２〜２１１−４は、支線光ファイバ２０６−２〜２０６−４を、アクセス光ファイバ２０５−２〜２０５−４にそれぞれ結合する。ＯＮＵ２０２−１〜２０２−４は、支線光ファイバ２０６−１〜２０６−４にそれぞれ接続される。

ＯＬＴ２０１−１〜２０１−４は、それぞれ、ＯＮＵ２０２−１〜２０２−４に光信号を送信する。ＯＬＴからＯＮＵに送られる信号は、下り信号と称せられる。ＯＮＵ２０２−１〜２０２−４は、それぞれＯＬＴ２０１−１〜２０１−４に光信号を送信する。ＯＮＵからＯＬＴに送られる信号は、上り信号と称せられる。

ＯＮＵ２０２−１〜２０２−４の各々は、１Ｇ信号および１０Ｇ信号の一方を送信および受信するように構成される。ＯＬＴ２０１−１〜２０１−４の各々は、１Ｇ信号および１０Ｇ信号の両方を送信および受信することができるように構成される。ＯＬＴ２０１−１〜２０１−４の各々から送られる下り信号は連続信号であるのに対して、ＯＮＵ２０２−１〜２０２−４の各々から送られる信号は、バースト信号である。光信号中継装置１０１は、ＯＬＴ２０１−１〜２０１−４の各々と、対応するＯＮＵとの間で光信号を中継する。光信号中継装置１０１は、１Ｇ信号および１０Ｇ信号の両方を中継可能に構成される。

光信号中継装置１０１は、中継パッケージ１１−１，１１−２，１１−３，１１−４，１１−ｒと、光セレクタ１３，１４と、切替制御パッケージ１５とを含む。「パッケージ」とは、便宜的な名称であり、「モジュール」あるいは「ユニット」と言い換えることができる。中継パッケージ１１−１，１１−２，１１−３，１１−４，１１−ｒは、互いに同じ構成を有し、光信号中継装置１０１から取り外されることができる。したがって、中継パッケージ１１−１，１１−２，１１−３，１１−４の中に故障した中継パッケージがある場合には、その故障した中継パッケージを新しい中継パッケージに交換することができる。また、現在の中継パッケージを、より高い機能を有する中継パッケージに交換することができる。これにより光信号中継装置１０１のアップグレードを実現することができる。

中継パッケージ１１−１，１１−２，１１−３，１１−４，１１−ｒの各々は、１Ｇ信号および１０Ｇ信号の両方を中継可能に構成される。中継パッケージ１１−１〜１１−４は、下り方向にそれぞれ伝送される複数の光信号（第１の光信号）および、上り方向（下り方向と逆の方向）にそれぞれ伝送される複数の光信号（第２の光信号）を中継するように構成される。中継パッケージの構成の詳細は、後に説明される。

複数の中継パッケージは、少なくとも１つの運用系の中継パッケージと、少なくとも１つの予備系の中継パッケージとを含む。換言すると、光信号中継装置１０１は、冗長構成を有する。中継パッケージ１１−１，１１−２，１１−３，１１−４は、運用系の中継パッケージである。中継パッケージ１１−ｒは、予備系の中継パッケージである。光通信システム３０１の運用中に、中継パッケージ１１−１，１１−２，１１−３，１１−４のうちのいずれか１つが故障した場合には、故障した中継パッケージを、中継パッケージ１１−ｒに置き換えることができる。

光セレクタ１３は、アクセス光ファイバ２０５−１，２０５−２，２０５−３，２０５−４から１つを選択して、予備系の中継パッケージ１１−ｒと接続するように構成される。光セレクタ１４は、複数の幹線光ファイバ２０４−１，２０４−２，２０４−３，２０４−４から１つを選択して予備系の中継パッケージ１１−ｒと接続するように構成される。中継パッケージ１１−１，１１−２，１１−３，１１−４のうちのいずれか１つが故障した場合、光セレクタ１３，１４は、光信号が、その中継パッケージに代えて中継パッケージ１１−ｒを通るように、光信号の伝送経路を変更する。これにより、中継パッケージの冗長切替を実現することができる。

切替制御パッケージ１５は、中継パッケージ１１−１，１１−２，１１−３，１１−４の各々の異常の有無を判定する。切替制御パッケージ１５は、たとえば５０ｍｓ程度のサイクルでポーリングを実行する。ポーリングの結果に基づいて、切替制御パッケージ１５は、中継パッケージ１１−１，１１−２，１１−３，１１−４の各々の異常の有無を判定する。複数の運用系の中継パッケージの各々が正常であるかどうかをポーリングによって順に確かめることができる。したがって、判定対象の中継パッケージの選択を容易にすることができる。

切替制御パッケージ１５は、異常が疑われる中継パッケージを、中継パッケージ１１−ｒと比較して、異常の有無を判定する。異常が疑われる中継パッケージは、切替制御パッケージ１５による判定の対象であり、この明細書では「判定対象の中継パッケージ」とも呼ばれる。切替制御パッケージ１５は、判定対象の中継パッケージの故障の有無を判定する故障判定部を実現する。

２つの光信号が２つの中継パッケージをそれぞれ通るように、切替制御パッケージ１５は、光セレクタ１３および光セレクタ１４の少なくとも一方を制御する。これにより、中継パッケージ１１−ｒは、異常が疑われる中継パッケージの動作を模倣する。中継パッケージ１１−ｒは、たとえば光信号を受信する。しかし、切替制御パッケージ１５による故障の判定時には、中継パッケージ１１−ｒは、ＯＬＴとＯＮＵとの間の光信号の中継は実行しない。「動作を模倣する」とは、光信号を中継しないものの、判定対象の中継パッケージの動作の少なくとも一部と同じ動作を実行することを意味する。判定対象の中継パッケージを動作させたまま、その中継パッケージの故障の有無を判定することができる。したがって、中継動作への影響を小さくすることができる。あるいは中継動作への影響をなくすことができる。

各中継パッケージは、中継に関する処理を実行して、その処理に関連する電気信号を出力する。切替制御パッケージ１５は、判定対象の中継パッケージからの電気信号（第１の電気信号）と、中継パッケージ１１−ｒからの電気信号（第２の電気信号）とを比較する。２つの電気信号が互いに異なる場合には、切替制御パッケージ１５は、異常が疑われる中継パッケージが実際に故障していると判定する。一方、２つの電気信号が中継に関する処理に関して同じ結果を示し、かつその結果は、中継処理が異常であるということを示す場合には、切替制御パッケージ１５は、光信号中継装置１０１の外部が異常であると判定する。

なお、互いに比較される２つの電気信号は、同時に生成されるものと限定されない。判定対象の中継パッケージが第１の電気信号を先に生成し、次に、中継パッケージ１１−ｒが第２の電気信号を生成してもよい。

このように、光信号中継装置１０１は、自己監視によって故障の有無を検出可能である。さらに、切替制御パッケージ１５は、２つの電気信号を比較するので、故障した中継モジュールを新しい中継モジュールに容易に交換できる。あるいは、中継モジュールのアップグレードが容易に実現できる。また、光信号中継装置１０１は、中継処理の異常の要因が光信号中継装置１０１の外部にあることも検出することができる。

図２は、光セレクタ１３，１４の構成例を模式的に示した図である。代表的に、光セレクタ１３の構成例が説明される。図２を参照して、光セレクタ１３においては、５本の光ファイバ３−１，３−２，・・・，３−４，３−ｒの端面の近くに、コリメートレンズ２３−１〜２３−４，２３−ｒが、それぞれ配置される。可動ミラー２２は、アクチュエータ２１によって駆動されて、光ファイバ３−１〜３−４の光軸と直交する軸上を移動する。可動ミラー２２は、４個の光ファイバの光軸の各々と可動ミラー２２の移動軸とが交わる点（合計４個の交点）、あるいは、光ファイバ３−ｒの端面付近に位置する。

可動ミラー２２は、機械的に駆動される光学部品である。可動ミラー２２が移動することにより、複数の下り方向の光信号（複数の第１の光信号）のうちの１つの光信号が中継パッケージ１１−ｒに導かれる。アクチュエータ２１は、切替制御パッケージ１５からの制御信号に従い、可動ミラー２２を上記の５個の位置のいずれかに移動させる。

可動ミラー２２は、光ファイバ３−１〜３−４の光軸に対して４５°傾いている。光ファイバ３−１〜３−４のうちのいずれかの光ファイバの光軸上に可動ミラー２２が位置する場合、可動ミラー２２は、その光ファイバからの光線を、可動ミラー２２の移動軸（ｘ軸）方向に反射する。可動ミラー２２で反射された光線は、コリメートレンズ２３−ｒを介して光ファイバ３−ｒに入射される。光ファイバ３−ｒに入射した光は、予備系の中継パッケージ（中継パッケージ１１−ｒ）へ送られる。光ファイバ３−ｒが出射する逆方向の光線も同様である。

可動ミラー２２を移動させる際、たとえば可動ミラー２２を一旦ｚ方向（図２において紙面の表から裏への方向）にずらしてからｘ方向に移動させてもよい。このような方法により、可動ミラー２２の移動が、対向している光ファイバ対の中で切り替えに無関係な光ファイバ対間の光空間伝送に影響を与えないようにすることができる。

光セレクタ１４は、光セレクタ１３と同様の構成を有する。光セレクタ１４において、可動ミラー２２が移動することにより、複数の上り方向の光信号（複数の第２の光信号）のうちの１つの光信号が中継パッケージ１１−ｒに導かれる。

光セレクタ１３と光セレクタ１４との間の違いは、図２に示された光ファイバ３−１，３−２，・・・，３−４に相当する光ファイバである。光セレクタ１３の場合、光ファイバ３−１，３−２，・・・，３−Ｎは、幹線光ファイバ２０４−１〜２０４−４にそれぞれ接続される。光セレクタ１４の場合、光ファイバ３−１，３−２，・・・，３−Ｎは、アクセス光ファイバ２０５−１〜２０５−４にそれぞれ接続される。

なお、光セレクタ１３，１４は、いわゆるＭ：１光スイッチ（Ｍは複数を意味する）であり、その構成は図２に示した構成に限定されない。

図３は、中継パッケージの構成を示した概略図である。以下では代表的に、中継パッケージ１１−１の構成が説明される。中継パッケージ１１−２〜１１−４，１１−ｒの各々は、中継パッケージ１１−１の構成と同じ構成を有する。

図３を参照して、中継パッケージ１１−１は、光トランシーバ３１，３２,３と、中継処理部３４とを含む。図３において、「１Ｇ」または「１０Ｇ」との表記は、信号の種類を表す。

光トランシーバ３１，３２は、ＯＬＴからの下り信号を受ける。ＯＬＴから見た場合、光トランシーバ３１，３２は、ＯＮＵに相当する。したがって図３では、光トランシーバ３１，３２は、トランシーバを表す「ＴＲＸ」との表記とともに「ＯＮＵ ＴＲＸ」と表される。一方、光トランシーバ３３は、ＯＮＵからの上り信号を受ける。ＯＮＵから見た場合、光トランシーバ３３は、ＯＬＴに相当する。したがって図３では、光トランシーバ３３は、「ＯＬＴ ＴＲＸ」と表される。

光トランシーバ３１は、１Ｇ信号を送信および受信するように構成される。光トランシーバ３２は、１０Ｇ信号を送信および受信するように構成される。光トランシーバ３３は、１Ｇ信号および１０Ｇ信号の両方を送信可能および受信可能である。光トランシーバ３１〜３３の各々は、光ファイバを介して光信号を受信して、その光信号を電気信号に変換する。電気信号は、各々の光トランシーバから中継処理部３４に送られる。一方、光トランシーバ３１〜３３の各々は、中継処理部３４から電気信号を受信して、その電気信号を光信号に変換する。光信号は、各々の光トランシーバから光ファイバに送出される。

中継処理部３４は、上り信号を中継する機能と、下り信号を中継する機能とを有する。具体的には、中継処理部３４は、１Ｇ上り中継部４１と、１０Ｇ上り中継部４２と、１Ｇ下り中継部４３と、１０Ｇ下り中継部４４とを備える。中継処理部３４は、さらに、レート判定部４５を含む。上記構成の少なくとも一部がハードウェアによって実現されてもよく、ソフトウェアによって実現されてもよい。一実施形態では、中継処理部３４は、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）によって実現される。

ＯＮＵ２０５−１（図１参照）からの上り信号は、光信号の形態で、支線光ファイバ２０６−１およびアクセス光ファイバ２０５−１を通じて光トランシーバ３３に送られる。光トランシーバ３３は、その光信号を電気信号に変換する。１Ｇ上り中継部４１は、光トランシーバ３３からの１Ｇ上り信号を中継する。１０Ｇ上り中継部４２は、光トランシーバ３３からの１０Ｇ上り信号を中継する。

１Ｇ上り中継部４１からの１Ｇ上り信号は、電気信号の形態で光トランシーバ３１に送られる。光トランシーバ３１は、１Ｇ上り中継部４１からの電気信号を光信号に変換して、その光信号を、幹線光ファイバ２０４−１を通じてＯＬＴ２０１−１（図１参照）に送信する。

同様に、１０Ｇ上り中継部４２からの１Ｇ上り信号は、電気信号の形態で光トランシーバ３２に送られる。光トランシーバ３２は、１０Ｇ上り中継部４２からの電気信号を光信号に変換して、その光信号を、幹線光ファイバ２０４−１を通じてＯＬＴ２０１−１（図１参照）に送信する。

１Ｇ上り中継部４１は、１Ｇ上り受信部５１と、１Ｇ上り送信部５２とを含む。１Ｇ上り受信部５１は、光トランシーバ３３からの１Ｇ上り信号を受信して、その上り信号を１Ｇ上り送信部５２に送信する。１Ｇ上り送信部５２は、その１Ｇ上り信号を、光トランシーバ３１に送信する。

１０Ｇ上り中継部４２は、１０Ｇ上り受信部５３と、１０Ｇ上り送信部５４とを含む。１０Ｇ上り受信部５３は、光トランシーバ３３からの１０Ｇ上り信号を受信して、その上り信号を１０Ｇ上り送信部５４に送信する。１０Ｇ上り送信部５４は、その１０Ｇ上り信号を、光トランシーバ３２に送信する。

ＯＬＴ２０１−１からの下り信号は、光信号の形態で幹線光ファイバ２０４−１を介して、光トランシーバ３１または光トランシーバ３２に送られる。ＯＬＴ２０１−１は、１Ｇ下り信号と１０Ｇ下り信号とを波長多重伝送方式に従って伝送する。すなわち、１Ｇ下り信号と、１０Ｇ下り信号とは、光の波長が異なり、光トランシーバ３１および光トランシーバ３２は光信号の波長を選択して受信する。幹線光ファイバ２０４−１を光トランシーバ３１と光トランシーバ３２に分岐するのは、パワースプリッタ、波長スプリッタのいずれでもよい。

光トランシーバ３１，３２の各々は、ＯＬＴからの光信号を電気信号に変換する。１Ｇ下り中継部４３は、光トランシーバ３１からの１Ｇ下り信号を中継する。１０Ｇ下り中継部４４は、光トランシーバ３２からの１０Ｇ下り信号を中継する。

１Ｇ下り中継部４３からの１Ｇ下り信号および１０Ｇ下り中継部４４からの１０Ｇ下り信号は、電気信号の形態で光トランシーバ３３に送られる。光トランシーバ３３は、１Ｇ下り中継部４３および１０Ｇ下り中継部４４からの電気信号を光信号に変換して、その光信号を、アクセス光ファイバ２０５−１に送出する。

１Ｇ下り中継部４３は、１Ｇ下り受信部６１と、１Ｇ下り送信部６２とを含む。１Ｇ下り受信部６１は、光トランシーバ３１からの１Ｇ下り信号を受信して、その下り信号を１Ｇ下り送信部６２に送信する。１Ｇ下り送信部６２は、その１Ｇ下り信号を、光トランシーバ３３に送信する。

１０Ｇ下り中継部４４は、１０Ｇ下り受信部６３と、１０Ｇ上り送信部６４とを含む。１Ｇ下り受信部６３は、光トランシーバ３２からの１０Ｇ下り信号を受信して、その下り信号を１０Ｇ下り送信部６４に送信する。１０Ｇ下り送信部６４は、その１０Ｇ下り信号を、光トランシーバ３３に送信する。

レート判定部４５は、１Ｇ上り受信部５１により受信された信号、および１０Ｇ上り受信部５３により受信された信号の伝送レートを判定する。その判定結果に基づいて、１Ｇ上り信号あるいは１０Ｇ上り信号の伝送が制御される。

図４は、本発明の実施の形態に係る光信号中継装置に含まれる中継パッケージの構成を詳細に説明したブロック図である。

図３および図４を参照して、中継処理部３４は、図３に示されたブロックに加えて、１Ｇ上り送信制御部７２と、１０Ｇ上り送信制御部７４と、１Ｇ下り受信判定部７５と、１Ｇ下り送信制御部７６と、１０Ｇ下り受信判定部７７と、１０Ｇ下り送信制御部７８とを含む。レート判定部４５は、１Ｇ上り受信判定部７１と、１０Ｇ上り受信判定部７３とを含む。

以下で説明される信号は、すべて電気信号の形態を有する。１Ｇ上り受信部５１および１Ｇ上り受信判定部７１は、信号ＵＳ＿Ｇ＿ＲＤを受ける。信号ＵＳ＿Ｇ＿ＲＤは、１Ｇ上りデータ信号である。１Ｇ上り送信部５２は、信号ＵＳ＿Ｇ＿ＴＤを送信する。信号ＵＳ＿Ｇ＿ＴＤは、１Ｇ上り受信部５１からの１Ｇ上りデータ信号に対応する。

１Ｇ上り受信判定部７１は、信号ＵＳ＿ＳＤを受ける。信号ＵＳ＿ＳＤは、光トランシーバ３３が上り信号を受信したことを示す信号である。なお、光トランシーバ３３は、その上り信号が１Ｇ信号および１０Ｇ信号のいずれであっても、信号ＵＳ＿ＳＤを出力する。

１Ｇ上り受信判定部７１は、信号ＵＳ＿ＳＤを受信することにより、光トランシーバ３３が上り信号を受信したことを検出する。さらに、１Ｇ上り受信判定部７１は、信号ＵＳ＿Ｇ＿ＲＤを受けて、信号ＵＳ＿Ｇ＿ＲＤの伝送レートが１Ｇであるかを判定する。１Ｇ上り受信判定部７１は、その判定の結果を１Ｇ上り送信制御部７２に送信する。

１Ｇ上り送信制御部７２は、１Ｇ上り受信判定部７１の判定結果に基づいて、信号ＵＳ＿Ｇ＿ＴＸＤＩＳを光トランシーバ３１に送信する。信号ＵＳ＿Ｇ＿ＴＸＤＩＳは、１Ｇ上り信号の送信を指示する信号である。

１０Ｇ上り受信部５３および１０Ｇ上り受信判定部７３は、信号ＵＳ＿Ｘ＿ＲＤを受ける。信号ＵＳ＿Ｘ＿ＲＤは、１０Ｇ上りデータ信号である。１０Ｇ上り送信部５４は、信号ＵＳ＿Ｘ＿ＴＤを送信する。信号ＵＳ＿Ｘ＿ＴＤは、１０Ｇ上り受信部５３からの１０Ｇ上りデータ信号に対応する。

１０Ｇ上り受信判定部７３は、信号ＵＳ＿ＳＤを受けることにより、光トランシーバ３３が上り信号を受信したことを検出する。さらに、１０Ｇ上り受信判定部７３は、信号ＵＳ＿Ｘ＿ＲＤを受けて、信号ＵＳ＿Ｘ＿ＲＤの伝送レートが１０Ｇであるかを判定する。１０Ｇ上り受信判定部７３は、その判定の結果を１０Ｇ上り送信制御部７４に送信する。

１０Ｇ上り送信制御部７４は、１０Ｇ上り受信判定部７３の判定結果に基づいて、信号ＵＳ＿Ｘ＿ＴＸＤＩＳを光トランシーバ３２に送信する。信号ＵＳ＿Ｘ＿ＴＸＤＩＳは、１０Ｇ上り信号の送信を指示する信号である。

１Ｇ下り受信部６１は、信号ＤＳ＿Ｇ＿ＲＤを受ける。信号ＤＳ＿Ｇ＿ＲＤは、１Ｇ下りデータ信号である。１Ｇ下り送信部６２は、信号ＤＳ＿Ｇ＿ＴＤを送信する。信号ＤＳ＿Ｇ＿ＴＤは、１Ｇ下り受信部６１からの１Ｇ下りデータ信号に対応する。

１Ｇ下り受信判定部７５は、信号ＤＳ＿Ｇ＿ＳＤを受ける。信号ＤＳ＿Ｇ＿ＳＤは、光トランシーバ３１が下り信号を受信したことを示す信号である。１Ｇ下り送信制御部７６は、信号ＤＳ＿Ｇ＿ＴＸＤＩＳを送信する。信号ＤＳ＿Ｇ＿ＴＸＤＩＳは、１Ｇ下り信号の送信を指示する信号である。

１０Ｇ下り受信部６３は、信号ＤＳ＿Ｘ＿ＲＤを受ける。信号ＤＳ＿Ｘ＿ＲＤは、１０Ｇ下りデータ信号である。１０Ｇ下り送信部６４は、信号ＤＳ＿Ｘ＿ＴＤを送信する。信号ＤＳ＿Ｘ＿ＴＤは、１０Ｇ下り受信部６３からの１０Ｇ下りデータ信号に対応する。

１０Ｇ下り受信判定部７５は、信号ＤＳ＿Ｘ＿ＳＤを受ける。信号ＤＳ＿Ｘ＿ＳＤは、光トランシーバ３２が下り信号を検出したことを示す信号である。１０Ｇ下り送信制御部７８は、信号ＤＳ＿Ｘ＿ＴＸＤＩＳを送信する。信号ＤＳ＿Ｘ＿ＴＸＤＩＳは、１０Ｇ下り信号の送信を指示する信号である。

図５は、中継パッケージの故障の判定および切替の判定に用いられる信号を表形式で示した図である。図示の都合上、図５に示された信号のうちの一部は図４に記載されていない。

図５を参照して、信号ＤＳ＿Ｘ＿ＳＤは、光トランシーバ３２が１０Ｇ下り信号（１０Ｇ）を検出していること（Signal Detect）を示す。

信号ＤＳ＿Ｘ＿ＳＹＮＣは、１０Ｇ下り信号の同期（６４Ｂ／６６Ｂ符号方式）を示す信号である。

信号ＤＳ＿Ｇ＿ＳＤは、光トランシーバ３１が１Ｇ下り信号を検出していることを示す信号である。信号ＤＳ＿Ｇ＿ＳＹＮＣは、１Ｇ下り信号の同期（８Ｂ／１０Ｂ符号方式）を示す。

上り信号はバースト信号であり、信号ＵＳ＿ＳＤは、バースト光信号を受信している間にアサートされる。信号ｕｓ＿ｓｄは、信号ＵＳ＿ＳＤが一旦アサートされると真（値は１）に保持される信号であり、信号ｕｓ＿ｓｄは、自身の状態を読み出したときにクリア（値は０）される。

信号ｕｓ＿ｘ＿ｓｙｎｃは、１０Ｇ上り信号の同期を示す信号である。１０Ｇ上り受信判定部７３は、信号ＵＳ＿ＳＤを受けて、信号ＵＳ＿Ｘ＿ＲＤの伝送レートが１０Ｇであると判定したとき、１０Ｇ上り信号の同期を確認する。１０Ｇ上り信号の同期は、ＦＥＣ（Ｆｏｒｗａｒｄ Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）符号語の同期が上りバースト期間維持されることで判断できる。また、６６Ｂブロックの同期を併せてもよい。信号ｕｓ＿ｘ＿ｓｙｎｃの値は、１０Ｇ上り信号の同期が一旦確認されると真（値は１）に保持され、自身の状態が読み出されたときにクリア（値は０）される。

信号ｕｓ＿ｘ＿ｔｘｄｉｓは、１０Ｇ上り送信があったことを示す信号であり、信号ＵＳ＿Ｘ＿ＴＸＤＩＳが一旦アサートされると真（値は１）に保持され、自身の状態が読み出されたときにクリア（値は０）される。

信号ｕｓ＿ｇ＿ｓｙｎｃは、１Ｇ上り信号の同期を示す信号である。１Ｇ上り受信判定部７１は、信号ＵＳ＿ＳＤを受け、信号ＵＳ＿Ｇ＿ＲＤの伝送レートが１Ｇであると判定したとき、１Ｇ上り信号の同期を確認する。１Ｇ上り信号の同期は１０Ｂ／８Ｂ符号変換がエラーなく行われることで判断できる。信号ｕｓ＿ｇ＿ｓｙｎｃの値は１Ｇ上り信号の同期が一旦確認されると真（値は１）に保持され、自身の状態が読みだされたときにクリア（値は０）される。

信号ｕｓ＿ｇ＿ｔｘｄｉｓは、１Ｇ上り送信があったことを示す信号であり、信号ＵＳ＿Ｇ＿ＴＸＤＩＳが一旦アサートされると真（値は１）に保持され、自身の状態が読みだされたときにクリア（値は０）される。

信号ｕｓ＿ｓｄは、上り方向の光信号の受信があったことを示す信号であり、信号ＵＳ＿ＳＤが一旦アサートされると真（値は１）に保持され、自身の状態が読みだされたときにクリア（値は０）される。

信号ｕｓ＿ｏｐｔ＿ｅｒｒは、上り方向の光信号の受信にエラーがあったことを示す信号である。中継パッケージによって受信されたデータの伝送レートが、しかるべき時間までに１Ｇ，１０Ｇのいずれとも判定できない場合には、信号ｕｓ＿ｏｐｔ＿ｅｒｒの値が真（値は１）に保持される。信号ｕｓ＿ｏｐｔ＿ｅｒｒは自身の状態を読みだされたときにクリア（値は０）される。

なお、上記の信号の他に、たとえば、中継パッケージに含まれる回路基板における故障を示す信号を、故障の判定および中継パッケージの切り替えの判定に用いることができる。

切替制御パッケージ１５（図１参照）は、一定の周期（たとえば５０ｍｓｅｃ程度）のポーリングによって、図５の各信号の状態を読み出し、異常の有無を判断する。例えば、下り信号は連続信号であるから、信号ＤＳ＿Ｘ＿ＳＤ，ＤＳ＿Ｘ＿ＳＹＮＣ，ＤＳ＿Ｇ＿ＳＤ，ＤＳ＿Ｇ＿ＳＹＮＣのいずれかに真でないものがあれば、異常と判断できる。また、信号ｕｓ＿ｏｐｔ＿ｅｒｒあるいはその他ボードの故障が真である場合も異常と判断できる。ただし、その他ボード上の故障を除く異常は、その原因が光信号中継装置１０１の外部にある可能性がある。

一方、上り信号はバースト信号であり、バースト信号の頻度は上りトラフィック量に依存する。すなわち、上りトラフィック量が少ない場合には、あるポーリング周期において１０Ｇ上りバースト信号、およびまたは、１Ｇバースト信号が光信号中継装置１０１に到来しない可能性がある。１０Ｇ上りバースト信号が到来しなかった場合、信号ｕｓ＿ｘ＿ｓｙｎｃ，ｕｓ＿ｘ＿ｔｘｄｉｓはいずれも真にならない。同様に、１Ｇ上りバースト信号が到来しなかった場合は、信号ｕｓ＿ｇ＿ｓｙｎｃ，ｕｓ＿ｇ＿ｔｘｄｉｓは、いずれも真にならない。さらに、いずれのレートの上りバースト信号も到来しなかった場合は、信号ｕｓ＿ｓｄも真にならない。しかし、ユーザのトラフィック量がない場合でも、管理用トラフィックは一定量発生するため、上記の信号は複数のポーリング周期（例えば１秒）に渡る論理和で真偽を判断するか、ポーリング周期自体を長くするとよい。この条件でも、信号ｕｓ＿ｘ＿ｓｙｎｃ，ｕｓ＿ｇ＿ｓｙｎｃ，ｕｓ＿ｓｄが真にならない場合には、異常の可能性がある。また、信号ｕｓ＿ｘ＿ｓｙｎｃが真であるのにもかかわらず信号ｕｓ＿ｘ＿ｔｘｄｉｓが偽である場合は、１０Ｇ上り中継部４２の内部異常と判断できる。同様に、信号ｕｓ＿ｇ＿ｓｙｎｃが真であるのにもかかわらず信号ｕｓ＿ｇ＿ｔｘｄｉｓが偽である場合は、１Ｇ上り中継部４１の内部異常と判断できる。

なお、信号ｕｓ＿ｘ＿ｓｙｎｃ，ｕｓ＿ｘ＿ｔｘｄｉｓ，ｕｓ＿ｇ＿ｓｙｎｃ，ｕｓ＿ｇ＿ｔｘｄｉｓ，ｕｓ＿ｓｄのすべてないし一部の信号は、元の信号（大文字で表記）のアサート数を計数した信号であってもよい。この場合には、計数値の多寡により異常を判断してもよい。

図６は、本発明の実施の形態による、中継パッケージの故障の判定を説明するための模式図である。

図６を参照して、たとえば、中継パッケージ１１−１の異常を検出するために、中継パッケージ１１−１の動作が中継パッケージ１１−ｒの動作と比較される。このために、中継パッケージ１１−１に入力される光信号と同一の光信号が、中継パッケージ１１−ｒに送られる。

たとえば上り方向の光信号が、アクセス光ファイバ２０５−１を通り、２分岐される。２分岐された光信号のうちの一方が中継パッケージ１１−ｒに入力されるように、光セレクタ１４が光信号の経路を選択する。

図６に示されるように、ＯＬＴ２０１−１から下り方向の光信号が送出される。下り信号は、幹線光ファイバ２０４−１を通ることによって、２分岐される。２分岐された光信号のうちの一方は、中継パッケージ１１−１に入力される。他方の信号は、光セレクタ１３に入力される。図６に示されるように、光セレクタ１３は、光信号を中継パッケージ１１−ｒに通さなくてもよい。ＯＬＴ２０１−１からの下り信号は、中継パッケージ１１−１のみに入力される。

ＯＬＴ２０１−１からの下り信号は、中継パッケージ１１−１および中継パッケージ１１−ｒの両方に入力される一方、ＯＮＵ２０２−１，２０２−１ａ，２０２−１ｂの各々からの上り信号が中継パッケージ１１−１のみに入力されてもよい。このように、光セレクタ１３，１４の一方が、中継パッケージ１１−ｒに光信号を入力するように動作してもよい。

図７は、光セレクタ１３，１４の動作を説明するための図である。図７に示されるように、光セレクタ１３，１４の各々は、可動ミラー２２の移動によって、光信号の経路を切り替えるように構成される。可動ミラー２２は、機械的に駆動される光学部品である。

上記のように、光セレクタ１３，１４のうち、中継パッケージ１１−ｒへの光信号の入力側の光セレクタのみが光信号の経路を切替えてもよい。これにより、他方の光セレクタでは、可動ミラー２２の駆動が不要である。可動ミラー２２が頻繁に駆動されることを防ぐことができるので、光セレクタ１３，１４の寿命を延ばすことができる。

可動ミラー２２を長い距離で移動させることを繰り返した場合には、光セレクタ１３または光セレクタ１４の劣化が進みやすくなる。一実施形態によれば、中継パッケージの故障診断時において、可動ミラー２２の移動距離が最短となるように、可動ミラー２２が駆動される。

たとえば、可動ミラー２２の元の状態が、光ファイバ３−１に対向した状態であった場合、可動ミラー２２は、光ファイバ３−２に対向するように移動する。このように、可動ミラー２２は、光ファイバ３−１，３−２，３−３，３−４に順次対向するように移動する。すなわち、可動ミラー２２は、中継パッケージ１１−１，１１−２，１１−３，１１−４を、その移動距離が最小となるように移動する。逆方向に移動する場合にも、可動ミラー２２は、その移動距離が最小となるように移動し、各光ファイバに順次対向する。このように、可動ミラー２２は、中継パッケージ１１−１，１１−２，１１−３，１１−４を、両端の中継パッケージ１１−１，１１−４を含むように往復する。これにより、運用系の中継パッケージの故障診断は、中継パッケージ１１−１，１１−２，１１−３，１１−４，１１−３，１１−２，１１−１，１１−２，１１−１，・・・の順に行われる。これにより、光セレクタ１３，１４の寿命をより長くすることができる。

切替制御パッケージ１５によるポーリングの結果、たとえば中継パッケージ１１−１に故障の可能性があると判定される。たとえば切替制御パッケージ１５は、中継パッケージ１１−１の受信エラー（ｕｓ＿ｏｐｔ＿ｅｒｒ）を検出する。この場合には、中継パッケージ１１−１と中継パッケージ１１−ｒとの間で受信エラー状態が比較される。その比較結果に基づいて、中継パッケージ１１−１に異常があるかどうかが判定される。

たとえば、中継パッケージ１１−ｒでは受信エラーを検出しないが、中継パッケージ１１−１では受信エラーを検出する場合には、切替制御パッケージ１５は、中継パッケージ１１−１の受信に関する故障があると判定する。

中継パッケージ１１−ｒは、光信号を受信する。しかし光信号の送信のために中継パッケージ１１−ｒが発光した場合、中継パッケージ１１−ｒからの光信号が、中継パッケージ１１−１からの光信号と衝突する。したがって、中継パッケージ１１−１の故障の有無が判定される際には、中継パッケージ１１−ｒは、光信号を出力しない。具体的には、切替制御パッケージ１５は、中継パッケージ１１−ｒの光トランシーバ３１，３２の送信側電源を遮断するか、光トランシーバ３１，３２の設定において、それぞれ、信号ＵＳ＿Ｇ＿ＴＸＤＩＳ、信号ＵＳ＿Ｘ＿ＴＸＤＩＳを無効化する。

たとえば以下の方法により、中継パッケージ１１−１の故障を検出することができる。切替制御パッケージ１５は、ポーリングにより、中継パッケージ１１−１に故障の可能性があることを検出する。これにより、判定対象の中継パッケージが選択される。たとえば、ＯＮＵ２０２−１ａまたはＯＮＵ２０２−１ｂは、支線光ファイバ２０６−１ａ，２０６−１ｂをそれぞれ介して、１Ｇ上り信号を送信する。

中継パッケージ１１−１、中継パッケージ１１−ｒの各々は、１Ｇ上り信号の受信に応じて、信号ｕｓ＿ｇ＿ｔｘｄｉｓ（図４および図５参照）を生成する。判定対象の中継パッケージ（中継パッケージ１１−１）に故障の可能性がある場合に、予備系の中継パッケージ（中継パッケージ１１−ｒ）は、判定対象の中継パッケージの動作を模倣する。

切替制御パッケージ１５は、中継パッケージ１１−１が生成した信号ｕｓ＿ｇ＿ｔｘｄｉｓ（第１の電気信号）を、中継パッケージ１１−ｒが生成した信号ｕｓ＿ｇ＿ｔｘｄｉｓ（第２の電気信号）と比較する。中継パッケージ１１−１が生成した信号ｕｓ＿ｇ＿ｔｘｄｉｓ（第１の電気信号）が偽（０）である一方で、中継パッケージ１１−ｒが生成した信号ｕｓ＿ｇ＿ｔｘｄｉｓ（第２の電気信号）が真（１）である場合には、切替制御パッケージ１５は、中継パッケージ１１−１が異常であると判定する。この場合、切替制御パッケージ１５は、中継パッケージ１１−１の光トランシーバ３１の発光を停止させるとともに、中継パッケージ１１−ｒの光トランシーバ３１の発光を許可する。

一方、中継パッケージ１１−１，１１−ｒの両方において異常である場合には、切替制御パッケージ１５は、光信号中継装置１０１の外部において異常が発生したと判定する。

たとえば、中継パッケージ１１−１，１１−ｒの両方において、信号ＤＳ＿Ｘ＿ＳＹＮＣのアサートが検出できない場合、ＯＬＴ２０１−１または幹線光ファイバ２０４−１に異常が発生したと推測できる。

一方、中継パッケージ１１−１に繋がったＯＮＵが無い場合にも、中継パッケージ１１−１，１１−ｒ共に、たとえば、信号ｕｓ＿ｓｄは真（１）にならない。中継パッケージ１１−１は、下り信号は受信できるため、その下り信号を、アクセス光ファイバ２０５−１に送出する。しかし、アクセス光ファイバ２０５−１に接続されたＯＮＵがないため、上り信号は中継パッケージ１１−１に入力されない。

このような場合には、上り信号および下り信号が中継パッケージ１１−ｒを通るように光セレクタ１３，１４によって上り信号および下り信号の経路を切り替えることができる。さらに、光セレクタ１３，１４による光信号の経路の切替えの頻度を下げてもよい。たとえば切替えの頻度は、１０秒に１回である。

図８は、運用系の中継パッケージの異常の判定、および中継パッケージの切替の処理を説明するフローチャートである。図８を参照して、処理が開始されると、ステップＳ１において切替制御パッケージ１５は、運用系の中継パッケージ（中継パッケージ１１−１〜１１−４）に対するポーリングを一定の周期（たとえば５０ｍｓｅｃ）で行う。

ステップＳ２において、切替制御パッケージ１５は、ポーリングの結果から、複数の運用系の中継パッケージのうちのいずれかに異常があるかどうかを判定する。運用系の中継パッケージに異常がない場合（ステップＳ２においてＮＯ）、処理は、メインルーチンに戻される。

複数の運用系の中継パッケージのうちのいずれかに異常がある場合、または異常の可能性がある場合（ステップＳ２においてＹＥＳ）、処理はステップＳ３に進む。ステップＳ１，Ｓ２は、判定対象の中継パッケージを選択するステップに相当する。

ステップＳ３において、切替制御パッケージ１５は、予備系の中継パッケージ（中継パッケージ１１−ｒ）に光信号が入力するように、光セレクタ１３および光セレクタ１４の少なくとも一方を動作させる。上記のように、光セレクタ１３，１４のうち、中継パッケージ１１−ｒへの光信号の入力側の光セレクタのみが光信号の経路を切替えてもよい。

ステップＳ４において、切替制御パッケージ１５は、異常が疑われる運用系の中継パッケージと同じ動作を、予備系の中継パッケージに行わせる。

異常が疑われる運用系の中継パッケージ（判定対象の中継パッケージ）および予備系の中継パッケージの各々は、電気信号を出力する。ステップＳ５において、切替制御パッケージ１５は、異常が疑われる運用系の中継パッケージ（判定対象の中継パッケージ）において生成された電気信号と、予備系の中継パッケージにおいて生成された電気信号とを比較する。

ステップＳ６において、切替制御パッケージ１５は、２つの電気信号の比較の結果に基づいて、運用系の中継パッケージまたは光信号中継装置１０１の外部の異常を検出する。

図９は、運用系の中継パッケージと予備系の中継パッケージとの電気信号の比較の第１の例を示した図である。「ＯＫ」との表記は、信号が正常状態を示すことを表し、「ＮＧ」との表記は、信号が異常状態を示すことを表す。

図９を参照して、ポーリングの結果、ある１つの運用系の中継パッケージ（図８において「中継パッケージ Ｎ」と表記。以下同じ）において、信号ＤＳ＿Ｘ＿ＳＤおよび信号ＤＳ＿Ｘ＿ＳＹＮＣが異常状態を示す。これは、その運用系の中継パッケージにおいて、１０Ｇ下り信号の受信が異常であることを示す。

この場合、運用系の中継パッケージに入力される１０Ｇ下り信号と同じ信号が、光セレクタ１３によって、中継パッケージ１１−ｒ（図９において「中継パッケージ Ｒ」と表記。以下同じ）に入力される。切替制御パッケージ１５は、運用系の中継パッケージにおいて生成される電気信号と、予備系の中継パッケージにおいて生成される電気信号とを比較する。

運用系の中継パッケージおよび予備系の中継パッケージの両方において、信号ＤＳ＿Ｘ＿ＳＤおよび信号ＤＳ＿Ｘ＿ＳＹＮＣが異常状態を示す。運用系の中継パッケージと予備系の中継パッケージとで同じ結果が得られるため、切替制御パッケージ１５は、外部の異常を検出する。この場合には、切替制御パッケージ１５は、ＯＬＴ２０１−１が異常である可能性または幹線光ファイバ２０４−１が異常である可能性を検出する。

図１０は、運用系の中継パッケージと予備系の中継パッケージとの電気信号の比較の第２の例を示した図である。図１０を参照して、ポーリングの結果、運用系の中継パッケージにおいて、信号ｕｓ＿ｘ＿ｓｙｎｃおよび信号ｕｓ＿ｘ＿ｔｘｄｉｓが異常状態を示す。これは、運用系の中継パッケージにおいて、１０Ｇ上り信号の受信が異常であることを示す。

運用系の中継パッケージに入力される１０Ｇ上り信号と同じ信号が、光セレクタ１４によって、予備系の中継パッケージに入力される。切替制御パッケージ１５は、運用系の中継パッケージにおいて生成される電気信号と、予備系の中継パッケージにおいて生成される電気信号とを比較する。

運用系の中継パッケージおよび予備系の中継パッケージの両方において、信号ｕｓ＿ｘ＿ｓｙｎｃおよび信号ｕｓ＿ｘ＿ｔｘｄｉｓが異常状態を示す。運用系の中継パッケージと予備系の中継パッケージとで同じ結果が得られる。この場合の異常は、運用系の中継パッケージからの１０Ｇ下り信号の送信の異常、ＯＮＵによる１０Ｇ下り信号の受信の異常、ＯＮＵによる１０Ｇ上り信号の送信の異常である。

図１１は、運用系の中継パッケージと予備系の中継パッケージとの電気信号の比較の第３の例を示した図である。図１１を参照して、ポーリングの結果、運用系の中継パッケージにおいて、信号ｕｓ＿ｘ＿ｔｘｄｉｓが異常状態を示す。これは、運用系の中継パッケージにおいて、１０Ｇ上り信号の送信が異常であることを示す。

運用系の中継パッケージでは、１０Ｇ上り信号のための発光が停止される。予備系の中継パッケージが、その運用系の中継パッケージに代わり１０Ｇ上り信号を中継するように、光セレクタ１３，１４の各々の経路が切り替えられる。

切替制御パッケージ１５は、予備系の中継パッケージによって、１０Ｇ上り信号が中継されるように、光セレクタ１３，１４を制御する。

図１１に示した例では、予備系の中継パッケージによって生成された信号ｕｓ＿ｘ＿ｔｘｄｉｓが正常状態を示す。すなわち予備系の中継パッケージは正常に動作可能である。したがって、切替制御パッケージ１５は、１０Ｇ信号の中継について、運用系の中継パッケージから予備系の中継パッケージに切り替える。

この場合、運用系の中継パッケージでは、１Ｇ上り信号、１Ｇ下り信号、１０Ｇ下り信号の中継に関しては正常である。一実施形態では、運用系の中継パッケージでは、１Ｇ上り信号、１Ｇ下り信号および１０Ｇ下り信号の中継を継続しつつ、１０Ｇ上り信号の中継を停止する。一方で、予備系の中継パッケージは、１０Ｇ上り信号を中継する。このように、予備系の中継パッケージは、運用系の中継パッケージにおける中継に異常の可能性があった伝送レートと同じレートの光信号のみを中継する。したがって、運用系の中継パッケージにおいても中継処理を継続することができるので、光通信のサービスに与える影響を小さくすることができる。

図１１に示された例において、切替制御パッケージ１５は、故障した運用系の中継パッケージの全ての中継（１Ｇ信号の上り方向および下り方向の中継、ならびに１０Ｇ信号の上り方向および下り方向の中継）を予備系の中継パッケージに切り替えてもよい。その後、予備系の中継パッケージにも故障が発生した場合に、切替制御パッケージ１５は、当該故障した運用系の中継パッケージによる救済が可能かどうかを判断する。救済可能な場合には、当該故障した運用系の中継パッケージに選択的に中継を切り戻してもよい。

すなわち、複数の運用系の中継パッケージの中に、１Ｇおよび１０Ｇのうちの一方の伝送レートでの光信号の中継において異常が生じた運用系の中継パッケージが含まれる場合には、その異常の生じた運用系の中継パッケージによる１Ｇ信号および１０Ｇ信号の中継を、予備系の中継パッケージへと切り替える。その後に、予備系の中継パッケージにおいて、１Ｇおよび１０Ｇのうちの一方の伝送レートでの光信号の中継に異常が生じたとする。この場合には、予備系の中継パッケージで異常が生じた中継（たとえば１Ｇ上り信号の中継）が、故障した運用系の中継パッケージにおいて実行可能かどうかが判定される。予備系の中継パッケージにおいて異常の生じた中継が故障した運用系の中継パッケージにおいて実行可能である場合に、当該異常の生じた中継が、予備系の中継パッケージから運用系の中継パッケージに切り戻される。これにより、予備系の中継パッケージで異常が生じた中継を、故障した元の運用系の中継パッケージに選択的に切り戻すことができる。

故障した運用系の中継パッケージの全ての中継を予備系の中継パッケージに切り替える際、切替制御パッケージ１５は、故障が疑われるレートのみ、運用系の中継パッケージから予備系の中継パッケージに即座に切替えてもよい。当該運用系の中継パッケージの残されたレートでの中継については、上位装置との連動などによって、フレームロスの無い方式で予備系の中継パッケージに切替えてもよい。

予備系の中継パッケージでの中継の異常については、運用系の中継パッケージで異常が生じた中継のレートと同じレートでの異常も生じうる。運用系の中継パッケージと予備系の中継パッケージとで、同じレートでの中継の異常が発生した場合、予備系の中継パッケージでの中継は、元の運用系の中継パッケージに戻される。さらに別の運用系の中継パッケージで故障が発生した場合、一方のレートで故障した上記の予備系の中継パッケージで救済可能であれば、その予備系の中継パッケージにより救済する。すなわち、別の運用系の中継パッケージにおいて異常の生じた中継（たとえば１Ｇ上り信号の中継）が、予備系の中継パッケージによって実行可能であるときに、当該異常の生じた中継が予備系の中継パッケージに切り替えられる。これにより、予備系の中継パッケージを、他の故障した運用系の中継パッケージとの間での光信号の中継の切り替えに用いることができる。

図１２は、運用系の中継パッケージと予備系の中継パッケージとの電気信号の比較の第４の例を示した図である。図１２を参照して、ポーリングの結果、運用系の中継パッケージにおいて、信号ｕｓ＿ｘ＿ｓｙｎｃ，ｕｓ＿ｘ＿ｔｘｄｉｓ，ｕｓ＿ｇ＿ｓｙｎｃ，ｕｓ＿ｇ＿ｔｘｄｉｓが異常状態を示す。これは、１０Ｇ上り信号、１Ｇ上り信号のいずれの同期も異常であることを示す。

運用系の中継パッケージに入力される１０Ｇ上り信号と同じ信号が、光セレクタ１４によって、予備系の中継パッケージに入力されるように光セレクタ１４が制御される。予備系の中継パッケージによって生成された信号ｕｓ＿ｘ＿ｓｙｎｃ，ｕｓ＿ｘ＿ｔｘｄｉｓ，ｕｓ＿ｇ＿ｓｙｎｃ，ｕｓ＿ｇ＿ｔｘｄｉｓは異常状態を示す。すなわち、運用系の中継パッケージと予備系の中継パッケージとで電気信号を比較すると、同じ結果が得られる。この場合、たとえばＯＮＵ側の異常が考えられる。したがって、運用系の中継パッケージから予備系の中継パッケージへの切替えは行われない。

上記の通り、本発明の一態様によれば、光信号中継装置は、光信号の中継に関する処理を実行して各々が第１の電気信号を出力するように構成された複数の運用系の中継パッケージと、複数の運用系の中継パッケージの各々と交換可能、かつ、中継に関する処理を実行することにより第２の電気信号を出力するように構成された予備系の中継パッケージと、複数の運用系の中継パッケージのうち選択された、判定対象の中継パッケージから出力される第１の電気信号と、第２の電気信号とを比較して、判定対象の中継パッケージの故障を判定するように構成された故障判定部とを備える。

また、本発明の一態様によれば、光信号中継装置の故障判定方法は、光信号の中継に関する処理を実行して各々が第１の電気信号を出力するように構成された複数の運用系の中継パッケージの中から、判定対象の中継パッケージを選択するステップと、判定対象の中継パッケージから第１の電気信号を出力するステップと、複数の運用系の中継パッケージと交換可能に構成された予備系の中継パッケージが第２の電気信号を、中継に関する処理を実行することにより出力するステップと、第１の電気信号と、第２の電気信号とを比較して、判定対象の中継パッケージの故障を判定するステップとを備える。

これにより、自己監視によって故障の有無を検出可能な光信号中継装置を実現することができる。

さらに、本発明の一実施形態では、判定対象の中継パッケージに故障の可能性がある場合に、予備系の中継パッケージは、判定対象の中継パッケージの動作を模倣して、第２の電気信号を出力する。故障判定部は、第１の電気信号と第２の電気信号とを比較する。

これにより、判定対象の中継パッケージを動作させたまま、その中継パッケージの故障の有無を判定することができる。したがって、中継動作への影響を小さくする、あるいは中継動作への影響をなくすことができる。

さらに、本発明の一実施形態では、故障判定部は、第１の電気信号と第２の電気信号とがともに異常である場合には、光信号中継装置の外部が異常であると判定する。

これにより、第１および第２の電気信号によって、光信号中継装置の外部の要因による、中継処理の異常を検出することができる。

さらに、本発明の一実施形態では、故障判定部は、複数の運用系の中継パッケージに対してポーリングを実行して、判定対象の中継パッケージを選択する。

これにより、複数の運用系の中継パッケージの各々が正常であるかどうかをポーリングによって順に確かめることができる。したがって、判定対象の中継パッケージの選択を容易にすることができる。

さらに、本発明の一実施形態では、複数の運用系の中継パッケージは、第１の方向にそれぞれ伝送される複数の第１の光信号および、第１の方向とは逆の第２の方向にそれぞれ伝送される複数の第２の光信号を中継するように構成される。光信号中継装置は、複数の第１の光信号のうち予備系の中継パッケージに入力されるべき光信号を選択するように構成された第１の光セレクタと、複数の第２の光信号のうち予備系の中継パッケージに入力されるべき光信号を選択するように構成された第２の光セレクタとをさらに備える。第１の光セレクタおよび第２の光セレクタの各々は、機械的に駆動されることにより、複数の第１の光信号または複数の第２の光信号のうちの１つの光信号を予備系の中継パッケージに導くように構成された光学部品を含む。第１の光セレクタおよび第２の光セレクタのうちの一方が、予備系の中継パッケージに１つの光信号を入力するように、光学部品を駆動する。

これにより、第１の光セレクタおよび第２の光セレクタの一方を動作させることによって、判定対象の中継パッケージに入力される光信号と同じ光信号を、予備系の中継パッケージに入力することができる。したがって、予備系の中継パッケージを動作させることができる。第１の電気信号および第２の電気信号の比較により、判定対象の中継パッケージの故障の有無を判定することができる。

第１の光セレクタおよび第２の光セレクタは、機械的に駆動される光学部品を有する。第１の光セレクタおよび第２の光セレクタの一方では光学部品が駆動されるものの、他方の光セレクタでは、光学部品を駆動することを要しない。これによって、第１の光セレクタおよび第２の光セレクタの各々において光学部品が頻繁に駆動されることを防ぐことができる。この結果、第１の光セレクタおよび第２の光セレクタの寿命をより長くすることができる。

さらに、本発明の一実施形態では、複数の運用系の中継パッケージは、第１の方向にそれぞれ伝送される複数の第１の光信号および、第１の方向とは逆の第２の方向にそれぞれ伝送される複数の第２の光信号を中継するように構成される。光信号中継装置は、複数の第１の光信号のうち予備系の中継パッケージに入力されるべき光信号を選択するように構成された第１の光セレクタと、複数の第２の光信号のうち予備系の中継パッケージに入力されるべき光信号を選択するように構成された第２の光セレクタとをさらに備える。第１の光セレクタおよび第２の光セレクタの各々は、機械的に駆動されることにより、複数の第１の光信号または複数の第２の光信号のうちの１つの光信号を予備系の中継パッケージに導くように構成された光学部品と、１つの光信号を予備系の中継パッケージに導くための光学部品の駆動を節約する駆動節約部とを含む。

これにより、光学部品を駆動する場合に、たとえば光学部品の移動距離を短くするなど、光学部品の機械的駆動を節約することができる。この結果、第１の光セレクタおよび第２の光セレクタの寿命をより長くすることができる。「節約」は移動距離の節約に限定されず、たとえば、消費電力の節約も上記の「節約」に含むことができる。

なお、１Ｇ信号のＯＮＵ ＴＲＸ（光トランシーバ３１）と１０Ｇ信号のＯＮＵ ＴＲＸ（光トランシーバ３２）とは一体化されていてもよい。この場合、Ｅ／Ｏ変換機能を１つにすることができる。一体化されたＯＮＵ ＴＲＸには、１Ｇ信号の送信指示と１０Ｇ信号の送信指示とのＯＲ（論理和）を与えればよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

３−１〜３−４，３−ｒ 光ファイバ
１１−１〜１１−４，１１−ｒ 中継パッケージ
１３，１４ 光セレクタ
１５ 切替制御パッケージ
２１ アクチュエータ
２２ 可動ミラー
２３−１〜２３−４，２３−ｒ コリメートレンズ
３１，３２，３３ 光トランシーバ
３４ 中継処理部
４１ １Ｇ上り中継部
４２ １０Ｇ上り中継部
４３ １Ｇ下り中継部
４４ １０Ｇ下り中継部
４５ レート判定部
５１ １Ｇ上り受信部
５２ １Ｇ上り送信部
５３ １０Ｇ上り受信部
５４ １０Ｇ上り送信部
６１ １Ｇ下り受信部
６２ １Ｇ下り送信部
６３ １０Ｇ下り受信部
６４ １０Ｇ下り送信部
７１ １Ｇ上り受信判定部
７２ １Ｇ上り送信制御部
７３ １０Ｇ上り受信判定部
７４ １０Ｇ上り送信制御部
７５ １Ｇ下り受信判定部
７６ １Ｇ下り送信制御部
７７ １０Ｇ下り受信判定部
７８ １０Ｇ下り送信制御部
１０１ 光信号中継装置
２０４−１〜２０４−４ 幹線光ファイバ
２０５−１〜２０５−４ アクセス光ファイバ
２０６−１〜２０６−４ 支線光ファイバ
２１１−１〜２１１−４ 光カプラ
３０１ 光通信システム
Ｓ１〜Ｓ６ ステップ

Claims (9)

1. 光信号の中継に関する処理を実行するように構成された複数の運用系の中継パッケージと、
   前記複数の運用系の中継パッケージの各々と交換可能、かつ、前記中継に関する処理を実行するように構成された予備系の中継パッケージとを備え、
   前記中継に関する処理は、受信した光信号を電気信号に変換して、当該電気信号を光信号に再変換することを含み、
   前記複数の運用系の中継パッケージおよび前記予備系の中継パッケージの各々は、前記光信号を伝送するための第１の伝送レートおよび第２の伝送レートを有し、前記運用系の中継パッケージは、定常状態において、前記第１の伝送レートおよび第２の伝送レートを同時に使用して前記光信号を伝送し、前記予備系の中継パッケージは、前記第１の伝送レートおよび前記第２の伝送レートの各々について、伝送レートごとに前記光信号を伝送するか否かを設定可能であり、
   前記複数の運用系の中継パッケージの中に異常の可能性がある中継パッケージが含まれる場合には、前記異常の可能性がある中継パッケージにおいて、前記第１の伝送レートおよび前記第２の伝送レートのうちの、正常な中継が可能な伝送レートでの前記光信号の中継を継続しつつ、中継に異常の可能性がある伝送レートでの中継を停止して、前記予備系の中継パッケージは、前記第１の伝送レートおよび前記第２の伝送レートのうち、前記中継に異常の可能性がある伝送レートと同じレートで前記光信号を中継するように動作する、光信号中継装置。
2. 前記複数の運用系の中継パッケージの各々は、前記中継に関する処理を実行することにより第１の電気信号を出力するように構成され、
   前記予備系の中継パッケージは、前記中継に関する処理を実行することにより第２の電気信号を出力するように構成され、
   前記光信号中継装置は、
   前記複数の運用系の中継パッケージのうち、前記異常の可能性がある中継パッケージを判定対象の中継パッケージに選択して、前記判定対象の中継パッケージから出力される前記第１の電気信号と、前記第２の電気信号とを比較して、前記判定対象の中継パッケージの故障を判定するように構成された故障判定部をさらに備え、
   前記判定対象の中継パッケージにおいて、前記第１の伝送レートおよび前記第２の伝送レートのうちの一方の伝送レートでの前記光信号の中継が異常である可能性がある場合には、前記判定対象の中継パッケージは、前記第１の伝送レートおよび前記第２の伝送レートのうちの、正常な中継が可能な伝送レートでの前記光信号の中継を継続しつつ、中継に異常の可能性がある伝送レートでの中継を停止する、請求項１に記載の光信号中継装置。
3. 各々が、受信した光信号を電気信号に変換して、当該電気信号を光信号に再変換することを含む光信号の中継に関する処理を実行して第１の電気信号を出力するように構成され、前記光信号を伝送するための第１の伝送レートおよび第２の伝送レートを使用して前記光信号を伝送可能であり、かつ、定常状態において、前記第１の伝送レートおよび前記第２の伝送レートの両方を使用して前記光信号を伝送する複数の運用系の中継パッケージの中から、異常の可能性がある中継パッケージを判定対象の中継パッケージとして選択するステップと、
   前記判定対象の中継パッケージから前記第１の電気信号を出力するステップと、
   前記複数の運用系の中継パッケージと交換可能に構成され、前記光信号を伝送するための第１の伝送レートおよび第２の伝送レートを使用して前記光信号を伝送可能であり、かつ、前記第１の伝送レートおよび前記第２の伝送レートの各々について、伝送レートごとに前記光信号を伝送するか否かを設定可能な予備系の中継パッケージが第２の電気信号を、前記中継に関する処理を実行することにより出力するステップと、
   前記第１の電気信号と、前記第２の電気信号とを比較して、前記判定対象の中継パッケージの故障を判定するステップと、
   前記判定対象の中継パッケージにおいて、前記第１の伝送レートおよび前記第２の伝送レートのうちの一方の伝送レートでの前記光信号の中継が異常である可能性がある場合に、前記判定対象の中継パッケージが前記第１の伝送レートおよび前記第２の伝送レートのうちの、正常な中継が可能な伝送レートでの前記光信号の中継を継続しつつ、中継に異常の可能性がある伝送レートでの中継を停止するステップと、
   前記予備系の中継パッケージが、前記第１の伝送レートおよび前記第２の伝送レートのうち、前記中継に異常の可能性がある伝送レートと同じレートで前記光信号を中継するステップとを備える、光信号の中継方法。
4. 前記予備系の中継パッケージにおいて、前記第１の伝送レートおよび前記第２の伝送レートのうちの一方の伝送レートでの光信号の中継に異常が生じた場合には、前記一方の伝送レートでの前記光信号の中継の異常が生じた運用系の中継パッケージが、前記予備系の中継パッケージにおいて異常が生じた中継を実行可能であるときに、前記予備系の中継パッケージにおいて異常の生じた中継を、前記異常の生じた運用系の中継パッケージに切り戻す、請求項１または請求項２に記載の光信号中継装置。
5. 前記予備系の中継パッケージにおいて、前記第１の伝送レートおよび前記第２の伝送レートのうち、前記運用系の中継パッケージにおいて中継の異常が生じた伝送レートと同じ伝送レートでの中継に異常が生じた場合には、前記予備系の中継パッケージによる前記第１の伝送レートでの中継および前記第２の伝送レートでの中継を、前記異常の生じた運用系の中継パッケージに切り戻す、請求項１または請求項２に記載の光信号中継装置。
6. 前記第１の伝送レートでの中継および前記第２の伝送レートでの中継を、前記予備系の中継パッケージから前記異常の生じた運用系の中継パッケージへと切り戻した状態において、前記異常の生じた運用系の中継パッケージとは別の運用系の中継パッケージに前記光信号の中継の異常が生じた場合には、当該異常の生じた中継が前記予備系の中継パッケージによって実行可能であるときに、前記異常の生じた中継を前記予備系の中継パッケージに切り替える、請求項５に記載の光信号中継装置。
7. 各々が光信号を中継可能な複数の運用系の中継パッケージと、前記複数の運用系の中継パッケージの各々と交換可能に構成された予備系の中継パッケージとを備えた光信号中継装置による光信号の中継方法であって、前記複数の運用系の中継パッケージおよび前記予備系の中継パッケージの各々による前記光信号の中継は、受信した光信号を電気信号に変換して、当該電気信号を光信号に再変換することを含み、前記複数の運用系の中継パッケージおよび前記予備系の中継パッケージの各々は、前記光信号を伝送するための第１の伝送レートおよび第２の伝送レートを有し、前記運用系の中継パッケージは、定常状態において前記第１の伝送レートおよび前記第２の伝送レートでの中継を実行し、
   前記複数の運用系の中継パッケージの中に、第１の伝送レートおよび第２の伝送レートのうちの一方の伝送レートでの前記光信号の中継の異常が生じた運用系の中継パッケージが含まれることを判定するステップと、
   前記異常の生じた運用系の中継パッケージによる前記第１の伝送レートおよび前記第２の伝送レートでの中継を、前記予備系の中継パッケージへと切り替えるステップと、
   前記予備系の中継パッケージにおいて、前記第１の伝送レートおよび前記第２の伝送レートのうちの一方の伝送レートでの光信号の中継に異常が生じた場合には、前記予備系の中継パッケージにおいて異常が生じた中継を、前記異常が生じた運用系の中継パッケージにより実行可能か否かを判定するステップと、
   前記予備系の中継パッケージの前記異常が生じた中継を、前記異常が生じた運用系の中継パッケージにより実行可能である場合に、前記予備系の中継パッケージにおいて異常の生じた中継を、前記異常が生じた運用系の中継パッケージに切り戻すステップとを備える、光信号の中継方法。
8. 各々が光信号を中継可能な複数の運用系の中継パッケージと、前記複数の運用系の中継パッケージの各々と交換可能に構成された予備系の中継パッケージとを備えた光信号中継装置による光信号の中継方法であって、前記複数の運用系の中継パッケージおよび前記予備系の中継パッケージの各々による前記光信号の中継は、受信した光信号を電気信号に変換して、当該電気信号を光信号に再変換することを含み、前記複数の運用系の中継パッケージおよび前記予備系の中継パッケージの各々は、前記光信号を伝送するための第１の伝送レートおよび第２の伝送レートを有し、前記運用系の中継パッケージは、定常状態において前記第１の伝送レートおよび前記第２の伝送レートでの中継を実行し、
   前記複数の運用系の中継パッケージの中に、前記第１の伝送レートおよび前記第２の伝送レートのうちの一方の伝送レートでの前記光信号の中継の異常が生じた運用系の中継パッケージが含まれることを判定するステップと、
   前記異常の生じた運用系の中継パッケージによる前記第１の伝送レートおよび前記第２の伝送レートでの中継を、前記予備系の中継パッケージへと切り替えるステップと、
   前記予備系の中継パッケージにおいて、前記第１の伝送レートおよび前記第２の伝送レートのうち、前記運用系の中継パッケージにおいて中継の異常が生じた伝送レートと同じ伝送レートでの中継に異常が生じた場合には、前記予備系の中継パッケージによる前記第１の伝送レートでの中継および前記第２の伝送レートでの中継を、前記異常が生じた運用系の中継パッケージに切り戻すステップとを備える、光信号の中継方法。
9. 前記第１の伝送レートでの中継および前記第２の伝送レートでの中継を前記予備系の中継パッケージから前記異常の生じた運用系の中継パッケージへと切り戻した状態において、前記異常の生じた運用系の中継パッケージとは別の運用系の中継パッケージに前記光信号の中継の異常が生じた場合には、当該異常の生じた中継が前記予備系の中継パッケージによって実行可能か否かを判定するステップと、
   前記別の運用系の中継パッケージにおいて異常の生じた中継を、前記予備系の中継パッケージによって実行可能である場合に、前記異常の生じた中継を前記予備系の中継パッケージに切り替えるステップとをさらに備える、請求項８に記載の光信号の中継方法。

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