JP7180298B2 - 光伝送システム及び非使用経路確認方法 - Google Patents

Description

本発明は、宛先ノードまでの到達経路が複数ある冗長ネットワークの非使用経路を適正に確認する光伝送システム及び非使用経路確認方法に関する。

従来、光伝送システムの冗長ネットワークでは、一般的な光通信方式が適用された長距離通信を行っており、光信号に重畳される実データの伝送の有無に関わらず、同光信号に重畳されるＯＡＭ（Operation Administration and Maintenance：保守監視機能）信号が一定周期で伝送されている。光信号は、実データやＯＡＭ信号等の各種のデータ伝送を担うものである。

このような冗長ネットワークを、図１０に示す構成の冗長ネットワーク１０Ａを参照して説明する。冗長ネットワーク１０Ａは、データの送信元ノード１１と、そのデータの宛先ノード１２とが、各ノード１１，１２側に配備されたルータ１３ａ，１３ｂを介して第１経路１４と第２経路１５で接続されている。第１及び第２経路１４，１５は、光ファイバケーブル（光ファイバともいう）を用いて構成されている。送信元ノード１１とルータ１３ａ間並びに、ルータ１３ｂと宛先ノード１２間は光ファイバで接続されている。送信元ノード１１と宛先ノード１２は、光信号の送受信を行う光トランシーバである。

各ノード１１，１２間の第１経路１４には、送信元ノード１１から光信号に重畳されて送信された実データ信号Ｄ１が伝送されており、この実データ信号Ｄ１が伝送される経路（第１経路１４）を使用経路という。実データ信号Ｄ１が伝送されない経路（第２経路１５）を非使用経路という。使用経路及び非使用経路の双方には、ＯＡＭ信号が一定周期で伝送されている。

このような通信状態において、現在使用中の第１経路１４に、図１１に破線枠で示すように、トランスポンダやルータ等のノード１６を追加する必要性が生じた場合、現在、非使用経路となっている第２経路１５（図１０）を使用経路に切り替えて実データ信号Ｄ１を伝送する。この後、使用経路であった第１経路１４を非使用経路に切り替える。この切替後の使用経路及び非使用経路の双方には上記同様にＯＡＭ信号が伝送される。

次に、非使用経路となった第１経路１４にノード１６を追加する作業を行う。この際、第１経路１４は導通状態であるため、第１経路１４のコネクタをルータ１３ｂから抜く必要がある。しかし、ルータ１３ｂには、コネクタを介して経路としての多数の光ファイバが接続されている。

このため、図１２に×印で示すように、作業者が誤って使用経路である第２経路１５のコネクタを抜いてしまうと、第２経路１５が未導通の停止状態となってしまう。この過ちを防止するため、光ファイバケーブルにタグを付けたり、ケーブルの色で識別を行う等の対策を取っているが、それでもヒューマンエラーが生じてしまう。

そこで、非特許文献１に記載の光ファイバ識別機を使用して非使用経路を誤りなく適正に検知する技術がある。これは、光ファイバ心線対照技術と呼ばれ、作業対象の非使用経路の光ファイバに、上記光信号とは別波長で且つ低速変調（後述）を掛けた対照光を光送信機から送信する。この光信号が伝送する光ファイバケーブルを光ファイバ識別機で挟んで光ファイバケーブルを湾曲させ、この湾曲により発生する漏れ光を光ファイバ識別機で検出することにより対照光を検知する。この対照光の検知により非使用経路を検知可能となっている。

なお、対照光は、光送信機に次のような機能を設けて送信されている。即ち、光送信機は、光信号への実データの重畳による実データ伝送が行われていない状態、言い換えれば空データ状態であるアイドル状態を検知した際に、対照光を発振する機能を備えている。

また、上述の漏れ光は、低パワー（例えば、最小が－８０ｄＢｍ）であるため、ノイズと区別する必要があり、このため、対照光に低速なオン／オフ変調による低速変調を付与することが一般的である。光ファイバ識別機は、光ファイバケーブルの曲げ部と、対照光の検出部とで構成されている。その曲げ部による光ファイバケーブルの曲げ量は、光信号に信号ロス等の悪影響を与えない範囲で設計されている。対照光は、曲げによる漏れ光量を多くするため、光信号よりも長波長側の波長を用いている。

古河電工"光ファイバ識別機"，［online］，2018，［平成３０年１０月２７日検索］，インターネット〈URL: https://www.furukawa.co.jp/common/images/l_footer/logo_group.svg〉

しかし、上記非特許文献１に記載の光ファイバ識別機を用いる光ファイバ心線対照技術においては、次のような問題があった。光信号は、通常、最も光損失が少ない波長付近の波長で送信される。この他に、光信号よりも長波長側の波長の光信号である対照光を導入するので、光信号がＣ帯（１５３０ｎｍ～１５６５ｎｍ）であるのに対して、対照光はＬ帯（１５６５ｎｍ～１６２５ｎｍ）を使用する。

この異なる２波長の光信号を伝送するため、光ファイバへの中継アンプの使用が不可能となる。中継アンプが使用できないと短距離通信しか行えないので、長距離の光伝送システムでは、上記光ファイバ心線対照技術を用いることができない。また、光信号用と対照光用との２台の光送信機が必要となるため、コスト高となってしまう。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、長距離の冗長ネットワークにおいて実データが伝送されない非使用経路を検知する機能を低コストで実現できる光伝送システム及び非使用経路確認方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決するための手段として、請求項１に係る発明は、光信号の送信部及び受信部を有する光トランシーバ間を接続し、保守監視用のパルス状のＯＡＭ信号が光信号に重畳されて伝送される複数の光伝送路の内、当該光トランシーバに接続された通信端末機からの実データが未伝送である非使用経路を検知可能な光伝送システムであって、前記光トランシーバは、前記光信号に重畳されて前記非使用経路に伝送される空データのアイドル信号が重畳される前記光信号を一定の変調周期で変調する制御信号を、前記光信号の送信部へ出力すると共に、前記変調周期と異なる周期であるＯＡＭ周期の前記ＯＡＭ信号の出力時に、前記制御信号をオンとする制御を行う制御変調部を備え、前記制御変調部は、前記ＯＡＭ周期を前記変調周期の複数周期分以上の周期とする制御を行い、前記送信部は、前記制御信号により前記光信号を変調することを特徴とする光伝送システムである。

この構成によれば、制御変調部によってＯＡＭ周期を変調周期の例えば２周期分を超える周期とした場合、ＯＡＭ周期で例えばパルス状に立ち上るＯＡＭ信号の１周期の間に、アイドル信号送信時の制御信号で変調された１変調周期分の光信号を確実に存在させることができる。この光信号の１変調周期分の変調部分を、光伝送路の外部から検出器で検出してアイドル信号を適正に検知できるので、非使用経路を適正に検知できる。

この検知を可能とする制御変調部は、論理回路の接続構成を変更して自由にプログラミングできるＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）が搭載された光トランシーバであれば、そのＦＰＧＡで上記制御を行う制御変調部を構成するだけで済む。これは追加回路や追加装置等が不要なため低コストで実現できる。また、従来のように非使用経路検知のために異なる２波長の光信号を伝送させることも無く、本発明では１波長の光信号で済む。このため、中継アンプが使用可能となって長距離の光伝送路でも非使用経路を検知可能となる。従って、長距離の冗長光伝送路（冗長ネットワーク）において実データが伝送されない非使用経路を検知する機能を低コストで実現できる。

請求項２に係る発明は、前記制御変調部が、前記ＯＡＭ周期を前記変調周期の２周期分を超える周期とする制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の光伝送システムである。

この構成によれば、ＯＡＭ周期内に、アイドル信号送信時の制御信号で変調された１変調周期分の光信号を確実に存在させることができる。このため、アイドル信号を適正に検知できるので、非使用経路を適正に検知できる。

請求項３に係る発明は、前記制御変調部は、前記ＯＡＭ周期を前記変調周期の２周期分とし、且つ当該ＯＡＭ周期のＯＡＭ信号のタイミングを前記制御信号のオン区間のタイミングと離間する制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の光伝送システムである。

この構成によれば、ＯＡＭ周期が変調周期の２周期分と短い周期であっても、ＯＡＭ周期内に、アイドル信号送信時の制御信号で変調された１変調周期分の光信号を確実に存在させることができる。このため、アイドル信号を適正に検知できるので、非使用経路を適正に検知できる。

請求項４に係る発明は、前記制御変調部は、前記光トランシーバに予め配備された論理回路の接続構成を変更してプログラミング可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）で回路構成されていることを特徴とする請求項１～３の何れか１項に記載の光伝送システムである。

この構成によれば、制御変調部が行う制御を、ＦＰＧＡの論理回路の接続構成を変更して実施でき、この実施のために追加回路や追加装置等が不要なため、制御変調部を低コストで実現できる。

請求項５に係る発明は、前記アイドル信号の送信時に出力される前記制御信号による前記光信号の一定変調周期の変調部分を所定回数検出した際に当該アイドル信号を検知し、この検知により前記非使用経路であると検知する検知器を備えることを特徴とする請求項１～４の何れか１項に記載の光伝送システムである。

この構成によれば、アイドル信号を適正に検知することができるので、非使用経路を適正に検知できる。

請求項６に係る発明は、光信号の送信部及び受信部を有する光トランシーバ間を接続し、保守監視用のパルス状のＯＡＭ信号が光信号に重畳されて伝送される複数の光伝送路の内、当該光トランシーバに接続された通信端末機からの実データが未伝送である非使用経路を検知可能な光伝送システムの非使用経路確認方法であって、前記光伝送システムは、前記非使用経路であると検知する検知器を備え、前記光トランシーバは、前記光信号に重畳されて前記非使用経路に伝送される空データのアイドル信号が重畳される前記光信号を一定の変調周期で変調する制御信号を、前記光信号の送信部へ出力するステップと、前記変調周期と異なる周期であるＯＡＭ周期の前記ＯＡＭ信号の出力時に、前記制御信号をオンとする制御を行うステップと、前記ＯＡＭ周期を前記変調周期の複数周期分以上の周期とする制御を行うステップとを実行し、前記送信部は、前記制御信号により前記光信号を変調するステップを実行し、前記検知器は、前記アイドル信号の送信時に出力される前記制御信号による前記光信号の一定変調周期の変調部分を所定回数検出した際に当該アイドル信号を検知し、この検知により前記非使用経路であると検知するステップを実行することを特徴とする非使用経路確認方法である。

この方法によれば、請求項１の光伝送システムでの作用効果と実質上同様に、長距離の冗長光伝送路の非使用経路を検知する機能を低コストで実現できる。

本発明によれば、長距離の冗長ネットワークにおいて実データが伝送されない非使用経路を検知する機能を低コストで実現する光伝送システム及び非使用経路確認方法を提供することができる。

本発明の実施形態に係る光伝送システムの構成を示すブロック図である。 本実施形態の光伝送システムにおける（ａ）アイドル信号、（ｂ）制御信号、（ｃ）光信号の各タイミングを示すタイミングチャートである。 本実施形態の光伝送システムにおける（ａ）ノンアイドル状態、（ｂ）制御信号、（ｃ）光信号の各タイミングを示すタイミングチャートである。 本実施形態の光伝送システムにおける光トランシーバの構成の具体例を示す図である。 本実施形態の光伝送システムにおいて、制御信号の変調周期Ｔ１をＯＡＭ信号のＯＡＭ周期Ｔ２よりも長く設定した際の、（ａ）アイドル信号及びＯＡＭ信号、（ｂ）制御信号、（ｃ）光信号の各タイミングを示すタイミングチャートである。である。 本実施形態の光伝送システムにおいて、ＯＡＭ信号のＯＡＭ周期Ｔ２を制御信号の変調周期Ｔ１の２周期分を超える周期に設定した際の、（ａ）アイドル信号及びＯＡＭ信号、（ｂ）制御信号、（ｃ）光信号の各タイミングを示すタイミングチャートである。 本実施形態の光伝送システムにおいて、ＯＡＭ信号のＯＡＭ周期Ｔ２を制御信号の変調周期Ｔ１の２周期分を超える周期に設定した際の、（ａ）アイドル信号及びＯＡＭ信号、（ｂ）制御信号、（ｃ）光信号の図６とは異なる各タイミングを示すタイミングチャートである。 本実施形態の光伝送システムにおいて、ＯＡＭ信号のＯＡＭ周期Ｔ２を制御信号の変調周期Ｔ１の２周期分の周期に設定し、且つＯＡＭ信号が制御信号のオン区間と離間している場合の、（ａ）アイドル信号及びＯＡＭ信号、（ｂ）制御信号、（ｃ）光信号の各タイミングを示すタイミングチャートである。 本実施形態の光伝送システムにおいて、ＯＡＭ信号のＯＡＭ周期Ｔ２を制御信号の変調周期Ｔ１の２周期分の周期に設定し、且つＯＡＭ信号が制御信号のオン区間と連接している場合の、（ａ）アイドル信号及びＯＡＭ信号、（ｂ）制御信号、（ｃ）光信号の各タイミングを示すタイミングチャートである。 従来の光伝送システムにおける冗長ネットワークの第１経路が使用経路、第２経路が非使用経路である場合の構成を示す図である。 従来の光伝送システムにおける冗長ネットワークの第１経路が非使用経路、第２経路が使用経路である場合の構成を示す図である。 従来の光伝送システムにおける冗長ネットワークの第１経路が非使用経路、第２経路が使用経路である場合に、使用経路のコネクタが抜かれた場合の構成を示す図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。但し、本明細書の全図において機能が対応する構成部分には同一符号を付し、その説明を適宜省略する。
＜実施形態の構成＞
図１は、本発明の実施形態に係る光伝送システムの構成を示すブロック図である。
図１に示す光伝送システム２０は、遠隔地に離間して配置された両側の光トランシーバ２１ａ，２１ｂと、これらの光トランシーバ２１ａ，２１ｂを接続する光ファイバケーブル２２（光ファイバ２２ともいう）と、光ファイバ２２に伝送されるアイドル信号Ａ１｛図２（ａ）参照｝を検知するアイドル検知器（検知器）２３と、両側の光トランシーバ２１ａ，２１ｂに各々接続されたパーソナルコンピュータ等の通信端末機２４ａ，２４ｂとを備えて構成されている。

但し、光トランシーバ２１ａ，２１ｂ間の光ファイバ２２は、図１には１本しか記載していないが、前述の図１０に示したように、冗長ネットワーク構成となっているものとする。冗長ネットワークは、ノード１対１のネットワーク接続を含むＰｔｏＰ（Peer to Peer）ネットワークであることが好ましい。

一方の光トランシーバ２１ａと通信端末機２４ａ間は、イーサネット（登録商標）ケーブル２６で接続され、イーサネットフレーム信号２６ａを遣り取りする。他方の光トランシーバ２１ｂと通信端末機２４ｂ間も、同様にイーサネットケーブル２６で接続されている。

光トランシーバ２１ａ，２１ｂは、制御部３１と、変調部３２と、光信号送信部３３と、光信号受信部３４とを備えて構成されている。

制御部３１は、光ファイバ２２に伝送される光信号に、実データ信号（実データ）、ＯＡＭ信号Ｏ１｛図５（ａ）参照｝及びアイドル信号Ａ１の各信号を個別に重畳する制御を行う。光信号に重畳された各信号は、光信号送信部３３から光ファイバ２２へ送信される。

上述の実データ信号は、通信端末機２４ａ，２４ｂから受信したイーサネットフレーム信号２６ａを含む信号であり、光ファイバ２２の前述した使用経路（図１０参照）に伝送される。

アイドル信号Ａ１は、実データの無い空データの信号であり、光ファイバ２２の前述した実データ信号が未伝送の非使用経路（図１０参照）に伝送される。このアイドル信号Ａ１は、光ファイバ２２の外側からアイドル検知器２３で検知可能となっており、この検知時に光ファイバ２２が非使用経路であることを検知する。この理由は、実データ信号が伝送される使用経路にはアイドル信号Ａ１が伝送されず、非使用経路のみにアイドル信号Ａ１が伝送されるため、アイドル信号Ａ１が検出されると非使用経路であることが検知できるからである。

変調部３２は、制御部３１の制御に応じたアイドル信号Ａ１｛図２（ａ）｝の送信時に、当該アイドル信号Ａ１が重畳された光信号Ｐ１｛図２（ｃ）｝をオン／オフ（ＯＮ／ＯＦＦ）変調する制御信号Ｃ１｛図２（ｂ）｝を、光信号送信部３３へ出力する。制御信号Ｃ１は、図２（ｂ）に示す低速の一定周期（例えば、３．７ｍｓ）内でオン／オフとなる動作を、一定周期毎に繰り返す。この制御信号Ｃ１のオン／オフの周期を変調周期Ｔ１という。

そのオン／オフ変調により、図２（ｃ）に示すように、光ファイバ２２に送信される光信号Ｐ１には、「Ｈ」レベル及び「Ｌ」レベル（「Ｈ」及び「Ｌ」ともいう）を繰り返すバーストが掛かる。なお、光信号Ｐ１の「Ｈ」及び「Ｌ」部分は、請求項記載の光信号の変調部分を構成する。

但し、図３（ａ）に示すように、アイドル信号Ａ１が流れないノンアイドル状態では、図３（ｂ）に示すように、制御信号Ｃ１が変化せず、図３（ｃ）に示すように、光信号Ｐ１も「Ｈ」レベルのままで変化しない。

更に、光トランシーバ２１ａ，２１ｂの具体例を、図４に光トランシーバ２１ａを代表して示し、その説明を行う。図４に示す光トランシーバ２１ａは、周知のバースト動作を行うＳＦＰ（Small Form-Factor Pluggable）トランシーバを基に構成されており、上述した制御部３１と変調部３２の機能を併せ持つプロトコルＩＣ（Integrated Circuit）部３５と、シリアル／パラレル変換部（変換部ともいう）３６と、上述した光信号送信部（送信部ともいう）３３及び光信号受信部（受信部ともいう）３４とを備える。なお、プロトコルＩＣ部３５は、請求項記載の制御変調部を構成する。

プロトコルＩＣ部３５は、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）により構成されているＭＡＣ（Media Access Control）副層部３５ａと、ＰＨＹ（physical layer）制御部３５ｂとを備える。

ＰＨＹ制御部３５ｂのＰＨＹ（物理層）とは、ネットワークにおけるＯＳＩ（Open System Interconnection）参照モデルの最も物理的な位置に属するプロトコルの一種である。ＰＨＹでは、インターフェースの形やデータ伝送方法等の物理的な内容が規定されている。例えば、コネクタの形や電気信号の変換に用いられる電圧や波長の方式などが規定されている。ＰＨＹには、電気的な信号の送受信を行うことやデータのスクランブルを行う機能も付属されている。

ＰＨＹ制御部３５ｂは、Ｔｘ_Ｂｕｒｓｔ_Ｐｉｎ（送信バーストピン）３７ａを備え、送信部３３に備えられたＴｘ_Ｂｕｒｓｔ_Ｐｉｎ３７ｂと接続されている。このＰＨＹ制御部３５ｂは、後述するＭＡＣ副層部３５ａの制御に応じて、上述した制御信号Ｃ１を、Ｔｘ_Ｂｕｒｓｔ_Ｐｉｎ（Ｐｉｎともいう）３７ａ，３７ｂを介して送信部３３へ出力する。

ＭＡＣ副層部３５ａは、ユーザが論理回路の接続構成を変更して自由にプログラミングできるＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）により構成されている。このＭＡＣ副層部３５ａは、送信元と宛先とを有するＭＡＣアドレスを使用して、イーサネット対応機器である通信端末機２４ａ，２４ｂ間の送受信を制御する。

ＭＡＣ副層部３５ａは、ＰＨＹ制御部３５ｂとのデータの交換を処理し、物理層以下の通信メディアの違いを吸収する処理を行う。この処理により、ＭＡＣ副層部３５ａであるＭＡＣ副層以下のソフトウェア（ＦＰＧＡによる論理回路）を変更するのみで、種々の通信メディアを実現可能となっている。

ＭＡＣ副層部３５ａは、ＩＥＥＥ８０２．３ｚで規定されたＸＧＭＩＩ(10 Gigabit Media Independent Interface)といったインターフェースでＰＨＹ制御部３５ｂに接続されており、ＰＨＹ制御部３５ｂ並びに変調部３２、送信部３３及び受信部３４を介してネットワークである光ファイバ２２に接続可能となっている。

ＭＡＣ副層部３５ａとＰＨＹ制御部３５ｂ間で遣り取りされるＸＧＭＩＩ信号３５ｓは、上述した実データ信号、アイドル信号Ａ１及びＯＡＭ信号Ｏ１の各信号を個別に重畳するものである。重畳された各信号は、光信号送信部３３とＰＨＹ制御部３５ｂとの間に接続されたシリアル／パラレル変換部３６によってシリアル信号ＳＬとパラレル信号ＰＬとに相互変換される。

なお、図４には変換部３６と送信部３３間のシリアル信号ＳＬを双方向矢印で示したが、この双方向矢印は、受信部３４で受信された光信号Ｐ１に係るシリアル信号ＳＬが変換部３６へ出力されることも表現している。

ＭＡＣ副層部３５ａは、ＸＧＭＩＩ信号３５ｓに重畳されたアイドル信号Ａ１の送信時に、低速の一定周期（例えば、３．７ｍｓ）内でオン／オフとなり、これを繰り返す制御信号Ｃ１｛図２（ｂ）参照｝がＰＨＹ制御部３５ｂのＰＩＮ３７ａから出力されるように、ＰＨＹ制御部３５ｂを制御する。この制御により、ＰＩＮ３７ａから出力される制御信号Ｃ１が、送信部３３のＰｉｎ３７ｂへ出力される。ＰＩＮ３７ｂに制御信号Ｃ１が入力されると、送信部３３は、一定周期で「Ｈ」及び「Ｌ」を繰り返す光信号Ｐ１｛図２（ｃ）参照｝を、光ファイバ２２へ送信する。

更に、ＭＡＣ副層部３５ａは、一定周期でパルス状にオンとなるＯＡＭ信号Ｏ１をＸＧＭＩＩ信号３５ｓに重畳して送信した際に、同じ一定周期でパルス状にオンとなる制御信号Ｃ１がＰＨＹ制御部３５ｂのＰｉｎ３７ａから出力されるように、ＰＨＹ制御部３５ｂを制御する。この制御により、ＰＩＮ３７ａから出力される制御信号Ｃ１が、送信部３３のＰｉｎ３７ｂへ出力される。これによって送信部３３は、同じ一定周期でパルス状に「Ｈ」となる光信号Ｐ１を、光ファイバ２２へ送信する。

但し、ＯＡＭ信号Ｏ１は、一般的に３．３ｍｓ、１０ｍｓ、１００ｍｓ、１０ｓ、１ｍ、１０ｍの何れか１つの周期（ＯＡＭ周期Ｔ２という）で送信される。なお、ＯＡＭ周期Ｔ２は、その列挙した以外の周期であることも可能である。このＯＡＭ周期Ｔ２と重ならないようにするため、制御信号Ｃ１の変調周期Ｔ１は、ＯＡＭ周期Ｔ２と異なる周期とされる。

また、光ファイバ２２が集線ネットワークであるとすると、アイドル信号Ａ１が実データ信号と重なったり、他のトラフィック信号と衝突したりする不具合が生じる。このため、アイドル信号Ａ１の検知が不可能となる場合がある。しかし、本実施形態では、光ファイバ２２が、ノード１対１のネットワーク接続を含むＰｔｏＰネットワークであるため、上記不具合が生じる恐れは無い。

図１に示すアイドル検知器２３は、前述した光ファイバ識別機を基に構成されたものであり、曲げ部２３ａと、検出部２３ｂと、表示部２３ｃとを備えて構成されている。

曲げ部２３ａは、光ファイバケーブル２２を溝に挿入して湾曲させ、漏れ光を発生させるものである。その湾曲量は、光信号Ｐ１に信号ロス等の悪影響を与えない範囲で設計されている。

検出部２３ｂは、上記漏れ光の検出に応じて光信号Ｐ１の「Ｈ」及び「Ｌ」状態を検出し、この「Ｈ」及び「Ｌ」状態を検出した際にアイドル信号Ａ１と検知する。検出部２３ｂは、アイドル信号Ａ１の検知により、光ファイバ２２が非使用経路であることを検知する。なお、検出部２３ｂは、光信号Ｐ１の変調部分であるＯＮ／ＯＦＦ状態を所定回数検出した際にアイドル信号Ａ１と検知するようにしてもよい。

表示部２３ｃは、アイドル信号Ａ１を検知したことを表示、並びに、アイドル信号Ａ１の検知時に非使用経路であることを表示する。

次に、アイドル信号Ａ１送信時の制御信号Ｃ１の変調周期Ｔ１と、ＯＡＭ信号Ｏ１のＯＡＭ周期Ｔ２との設定について、図５～図９を参照して説明する。但し、変調周期Ｔ１は任意に設定可能となっている。

図５は変調周期Ｔ１をＯＡＭ周期Ｔ２よりも長く設定した際の、アイドル信号Ａ１、ＯＡＭ信号Ｏ１、制御信号Ｃ１、光信号Ｐ１のタイミングチャートである。変調周期Ｔ１は３．７ｍｓ、ＯＡＭ周期Ｔ２は３．３ｍｓであるとする。

ＭＡＣ副層部３５ａは、図５（ａ）の時刻ｔ１とｔ２間並びに、時刻ｔ４とｔ５間に符号Ｏ１で示すように、ＯＡＭ周期Ｔ２＝３．３ｍｓでパルス状にオンとなるＯＡＭ信号Ｏ１を、ＸＧＭＩＩ信号３５ｓに重畳してＰＨＹ制御部３５ｂへ出力する。ＰＨＹ制御部３５ｂは、そのＯＡＭ信号Ｏ１の出力に同期して制御信号Ｃ１をオンとし、ＰＩＮ３７ａから送信部３３のＰＩＮ３７ｂへ出力する。

また、ＭＡＣ副層部３５ａは、アイドル信号Ａ１の送信時に、図５（ｂ）の時刻ｔ２とｔ６間に示す１周期の変調周期Ｔ１＝３．７ｍｓにおいて、制御信号Ｃ１がオン／オフとなるように、ＰＨＹ制御部３５ｂを制御する。この制御による制御信号Ｃ１は、本来であれば変調周期Ｔ１内の時刻ｔ２とｔ３間でオン（ＯＮ）、時刻ｔ３とｔ６間でオフ（ＯＦＦ）となる。

しかし、変調周期Ｔ１＝３．７ｍｓよりも短いＯＡＭ周期Ｔ２＝３．３ｍｓのＯＡＭ信号Ｏ１が、制御信号Ｃ１の時刻ｔ３とｔ６のオフ区間において、時刻ｔ４とｔ５間に示すようにパルス状にオンとなってしまう。

この制御信号Ｃ１が送信部３３のＰＩＮ３７ｂに入力されると、送信部３３から光ファイバ２２へ送信される光信号Ｐ１が、図５（ｃ）に示すように、制御信号Ｃ１に同期して「Ｈ」及び「Ｌ」となる。即ち、時刻ｔ１～ｔ３間で「Ｈ」、時刻ｔ３とｔ４間で「Ｌ」、時刻ｔ４とｔ５間でパルス状に「Ｈ」、時刻ｔ５とｔ６間で「Ｌ」となる。

このため、アイドル検知器２３によって、時刻ｔ１以降の光信号Ｐ１を検出した場合、図５（ｃ）に示す時刻ｔ２～ｔ６間において「Ｈ」の次に「Ｌ」を検出中に、時刻ｔ４とｔ５間のＯＡＭ信号Ｏ１に係る「Ｈ」を検出する。このＯＡＭ信号Ｏ１の「Ｈ」の検出時に、当該検出前の「Ｈ」及び「Ｌ」のパターンからアイドル信号Ａ１と検知してしまう間違いが生じる。

このように、変調周期Ｔ１（３．７ｍｓ）をＯＡＭ周期Ｔ２（３．３ｍｓ）よりも長く設定した場合、光信号Ｐ１の「Ｈ」及び「Ｌ」の検出では、アイドル信号Ａ１かＯＡＭ信号Ｏ１かを区別することができない。つまり、アイドル信号Ａ１を適正に検知できないので、光ファイバ２２が非使用経路か使用経路かを適正に検知できなくなる。

そこで、本実施形態では、１周期のＯＡＭ周期Ｔ２内に複数周期の変調周期Ｔ１を設定することにより、制御信号Ｃ１のオン／オフで変調される光信号Ｐ１の「Ｈ」及び「Ｌ」を適正に検出可能とした。この設定を図６に示す。

図６は、時刻ｔ１とｔ８間の１周期が１０ｍｓのＯＡＭ周期Ｔ２内に、時刻ｔ２とｔ９間に１周期が３．７ｍｓの変調周期Ｔ１が２周期分を超える周期で設定されている様態を示す。なお、変調周期Ｔ１は、時刻ｔ２とｔ４間、時刻ｔ４とｔ６間、時刻ｔ６とｔ９間の各々が１周期となっている。

ＭＡＣ副層部３５ａは、図６（ａ）の時刻ｔ１とｔ２間並びに、時刻ｔ８とｔ９間に符号Ｏ１で示すように、ＯＡＭ周期Ｔ２＝１０ｍｓでパルス状にオンとなるＯＡＭ信号Ｏ１を、ＸＧＭＩＩ信号３５ｓに重畳してＰＨＹ制御部３５ｂへ出力する。

また、ＭＡＣ副層部３５ａは、アイドル信号Ａ１の送信時に、図６（ｂ）に示す時刻ｔ２とｔ４間、時刻ｔ４とｔ６間、時刻ｔ６とｔ９間に示すように、制御信号Ｃ１が変調周期Ｔ１＝３．７ｍｓでオン／オフとなるようにＰＨＹ制御部３５ｂを制御する。この制御に応じてＰＨＹ制御部３５ｂは、ＰＩＮ３７ａから出力される制御信号Ｃ１が、時刻ｔ２～ｔ９間において変調周期Ｔ１でオン／オフを繰り返すように制御動作する。この際、制御信号Ｃ１は、時刻ｔ８とｔ９間においてパルス状のＯＡＭ信号Ｏ１によってオンとなる。

制御信号Ｃ１が送信部３３のＰＩＮ３７ｂに入力されると、送信部３３から光ファイバ２２へ送信される光信号Ｐ１が、図６（ｃ）に示すように、制御信号Ｃ１のオン／オフに同期して「Ｈ」及び「Ｌ」となる。この場合、１周期のＯＡＭ周期Ｔ２内に、少なくとも時刻ｔ４とｔ６間に示す変調周期Ｔ１のように、適正に「Ｈ」及び「Ｌ」が検出可能な光信号Ｐ１が送信される。

これは、図７に示す別のタイミングでも同様である。即ち、図７（ａ）では、アイドル信号Ａ１送信時に、時刻ｔ３とｔ１０間のＯＡＭ周期Ｔ２のＯＡＭ信号Ｏ１が送信されている。この場合、１周期のＯＡＭ周期Ｔ２内に、時刻ｔ５とｔ７間並びに時刻ｔ７とｔ９間に示す変調周期Ｔ１のように、適正に「Ｈ」及び「Ｌ」が検出可能な光信号Ｐ１が送信される。

ここで、上記のようにアイドル信号Ａ１とＯＡＭ信号Ｏ１とが送信される光ファイバ２２に、アイドル検知器２３をセットして光信号Ｐ１を検出したとする。この場合、図６（ｃ）では時刻ｔ４とｔ６間で、図７（ｃ）では時刻ｔ５とｔ７間並びに時刻ｔ７とｔ９間で、適正に光信号Ｐ１の「Ｈ」及び「Ｌ」を検出可能となる。従って、アイドル信号Ａ１を適正に検知できる。

言い換えれば、１周期のＯＡＭ周期Ｔ２を変調周期Ｔ１の２周期分を超える周期とすれば、ＯＡＭ周期Ｔ２内に、アイドル信号Ａ１送信時の制御信号Ｃ１のオン／オフ変調による光信号Ｐ１の「Ｈ」及び「Ｌ」を適正に検出可能となる。このため、アイドル信号Ａ１を適正に検知できる。

このような、ＯＡＭ信号Ｏ１の１周期のＯＡＭ周期Ｔ２を、制御信号Ｃ１の変調周期Ｔ１の２周期分を超える周期とする制御は、ＭＡＣ副層部３５ａを構成するＦＰＧＡによる論理回路を変更することにより実現できる。

この他、１周期のＯＡＭ周期Ｔ２を、変調周期Ｔ１の２周期分以上の周期とした場合も、後述の条件によっては、ＯＡＭ周期Ｔ２内で光信号Ｐ１の「Ｈ」及び「Ｌ」を、次のように適正に検出できる場合がある。

図８（ａ）～（ｃ）に示すように、変調周期Ｔ１を５ｍｓ、ＯＡＭ周期Ｔ２をその２倍（２周期分）の１０ｍｓに設定したとする。この場合に、パルス状のＯＡＭ信号Ｏ１（例えば時刻ｔ３とｔ４）が、制御信号Ｃ１のオン区間（例えば時刻ｔ５とｔ６間）と離間している条件の場合は、時刻ｔ５とｔ７間の変調周期Ｔ１に示す光信号Ｐ１の「Ｈ」及び「Ｌ」を適正に検出できる。

しかし、図９（ａ）～（ｃ）に示す上記図８と同様の設定周期の場合に、パルス状のＯＡＭ信号Ｏ１（例えば時刻ｔ１とｔ２）が、制御信号Ｃ１のオン区間（例えば時刻ｔ２とｔ３間）と連接しているとする。この条件の場合、その連接部分に同期して光信号Ｐ１が「Ｈ」となるので、アイドル信号Ａ１かＯＡＭ信号Ｏ１かを区別することができない。つまり、アイドル信号Ａ１を適正に検知できなくなる。

従って、図８のようにＯＡＭ周期Ｔ２を変調周期Ｔ１の２周期分とし、且つ、ＯＡＭ信号Ｏ１を制御信号Ｃ１のオン区間と離間させれば、制御信号Ｃ１のオン／オフで変調された光信号Ｐ１の「Ｈ」及び「Ｌ」を適正に検出できるので、アイドル信号Ａ１を適正に検知できる。

このＯＡＭ信号Ｏ１の１周期のＯＡＭ周期Ｔ２を、制御信号Ｃ１の変調周期Ｔ１の２周期分の周期とする制御は、ＭＡＣ副層部３５ａを構成するＦＰＧＡによる論理回路を変更することにより実現できる。

＜実施形態の効果＞
本実施形態に係る光伝送システム２０の効果について説明する。光伝送システム２０は、光信号Ｐ１の送信部３３及び受信部３４を有する光トランシーバ２１ａ，２１ｂ間を接続し、保守監視用のパルス状のＯＡＭ信号Ｏ１が光信号Ｐ１に重畳されて伝送される複数の光ファイバ２２の内、当該光トランシーバ２１ａ，２１ｂに接続された通信端末機２４ａ，２４ｂからの実データが未伝送である非使用経路を検知可能な構成となっている。この光伝送システム２０を次の特徴構成とした。

（１）光トランシーバ２１ａ，２１ｂに、制御変調部としてのプロトコルＩＣ部３５を備えた。このプロトコルＩＣ部３５は、光信号Ｐ１に重畳されて非使用経路に伝送される空データのアイドル信号Ａ１が重畳される光信号Ｐ１を一定の変調周期Ｔ１内でオン／オフ変調する制御信号Ｃ１を、光信号Ｐ１の送信部３３へ出力する。また、プロトコルＩＣ部３５は、変調周期Ｔ１と異なる周期であるＯＡＭ周期Ｔ２のＯＡＭ信号Ｏ１の出力時に、制御信号Ｃ１をオンとする制御を行うプロトコルＩＣ部３５を備える。更に、プロトコルＩＣ部３５は、ＯＡＭ周期Ｔ２を変調周期Ｔ１の複数周期分以上の周期とする制御を行う。送信部３３は、制御信号Ｃ１により光信号Ｐ１をオン／オフ変調する構成とした。

この構成によれば、プロトコルＩＣ部３５によってＯＡＭ周期Ｔ２を変調周期Ｔ１の例えば２周期分を超える周期とした場合、ＯＡＭ周期Ｔ２で例えばパルス状に立ち上るＯＡＭ信号Ｏ１の１周期の間に、アイドル信号Ａ１送信時の制御信号Ｃ１でオン／オフ変調された１変調周期Ｔ１分の光信号Ｐ１を確実に存在させることができる。この光信号Ｐ１の１変調周期Ｔ１分の変調部分である「Ｈ」及び「Ｌ」を、光ファイバ２２の外部からアイドル検知器２３で検出してアイドル信号Ａ１を適正に検知できるので、非使用経路を適正に検知できる。

この検知を可能とするプロトコルＩＣ部３５は、論理回路の接続構成を変更して自由にプログラミングできるＦＰＧＡが搭載された光トランシーバ２１ａ，２１ｂであれば、そのＦＰＧＡで上記制御を行うプロトコルＩＣ部３５を構成するだけで済む。これは追加回路や追加装置等が不要であり、また、敷設済みの光ファイバに全く手を加えないため、再敷設や再配線が不要である。このため、本発明のアイドル信号Ａ１の検知構成を低コストで実現できる。

また、従来のように非使用経路検知のために異なる２波長の光信号を伝送させることも無く、本発明では１波長の光信号Ｐ１で済む。このため、中継アンプが使用可能となって長距離の光ファイバ２２でも非使用経路を検知可能となる。従って、長距離の冗長光ファイバ２２（冗長ネットワーク）において実データが伝送されない非使用経路を検知する機能を低コストで実現できる。

（２）プロトコルＩＣ部３５は、ＯＡＭ周期Ｔ２を変調周期Ｔ１の２周期分を超える周期とする制御を行う構成とした。

この構成によれば、ＯＡＭ周期Ｔ２内に、アイドル信号Ａ１送信時の制御信号Ｃ１でオン／オフ変調された１変調周期Ｔ１分の光信号Ｐ１を確実に存在させることができる。このため、アイドル信号Ａ１を適正に検知できるので、非使用経路を適正に検知できる。

（３）プロトコルＩＣ部３５は、ＯＡＭ周期Ｔ２を変調周期Ｔ１の２周期分とし、且つ当該ＯＡＭ周期Ｔ２のＯＡＭ信号Ｏ１のタイミングを制御信号Ｃ１のオン区間のタイミングと離間する制御を行う構成とした。

この構成によれば、ＯＡＭ周期Ｔ２が変調周期Ｔ１の２周期分と短い周期であっても、ＯＡＭ周期Ｔ２内に、アイドル信号Ａ１送信時の制御信号Ｃ１でオン／オフ変調された１変調周期Ｔ１分の光信号Ｐ１を確実に存在させることができる。このため、アイドル信号Ａ１を適正に検知できるので、非使用経路を適正に検知できる。

（４）プロトコルＩＣ部３５は、光トランシーバ２１ａ，２１ｂに予め配備された論理回路の接続構成を変更してプログラミング可能なＦＰＧＡで回路構成されているものとした。

この構成によれば、プロトコルＩＣ部３５が行う制御を、ＦＰＧＡの論理回路の接続構成を変更して実施でき、この実施のために追加回路や追加装置等が不要なため、プロトコルＩＣ部３５を低コストで実現できる。

（５）アイドル信号Ａ１の送信時に出力される制御信号Ｃ１による光信号Ｐ１の一定変調周期Ｔ１の変調部分であるオン／オフ部分を、所定回数検出した際に当該アイドル信号Ａ１を検知し、この検知により非使用経路であると検知するアイドル検知器２３を備える構成とした。

この構成によれば、アイドル信号Ａ１を適正に検知することができるので、非使用経路を適正に検知できる。

その他、具体的な構成について、本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。

２０ 光伝送システム
２１ａ，２１ｂ 光トランシーバ
２２ 光ファイバケーブル
２３ アイドル検知器
２３ａ 曲げ部
２３ｂ 検出部
２３ｃ 表示部
２４ａ，２４ｂ 通信端末機
３１ 制御部
３２ 変調部
３３ 光信号送信部
３４ 光信号受信部
３５ プロトコルＩＣ部
３５ａ ＭＡＣ副層部
３５ｂ ＰＨＹ制御部
３５ｓ ＸＧＭＩＩ信号
３６ シリアル／パラレル変換部
３７ａ，３７ｂ Ｔｘ＿Ｂｕｒｓｔ＿Ｐｉｎ
３２ａ ＴＤ＿ｓｎｏｏｐ＿Ｐｉｎ
３２ｂ ＡＵＸ＿ｍｏｄ＿Ｐｉｎ（ｏｕｔ）
３２ｓ 判定結果信号
３３ 光信号送信部
３３ａ ＡＵＸ＿ｍｏｄ＿Ｐｉｎ（ｉｎ）
３４ 光信号受信部
３５ 光強度制御部
３６ シリアル／パラレル変換部
３７ レーザ
Ｐ１ 光信号
Ｃ１ 制御信号
Ａ１ アイドル信号
Ｏ１ ＯＡＭ信号
Ｄ１ 実データ信号

Claims (6)

1. 光信号の送信部及び受信部を有する光トランシーバ間を接続し、保守監視用のパルス状のＯＡＭ信号が光信号に重畳されて伝送される複数の光伝送路の内、当該光トランシーバに接続された通信端末機からの実データが未伝送である非使用経路を検知可能な光伝送システムであって、
   前記光トランシーバは、
   前記光信号に重畳されて前記非使用経路に伝送される空データのアイドル信号が重畳される前記光信号を一定の変調周期で変調する制御信号を、前記光信号の送信部へ出力すると共に、前記変調周期と異なる周期であるＯＡＭ周期の前記ＯＡＭ信号の出力時に、前記制御信号をオンとする制御を行う制御変調部を備え、
   前記制御変調部は、前記ＯＡＭ周期を前記変調周期の複数周期分以上の周期とする制御を行い、前記送信部は、前記制御信号により前記光信号を変調する
   ことを特徴とする光伝送システム。
2. 前記制御変調部は、前記ＯＡＭ周期を前記変調周期の２周期分を超える周期とする制御を行う
   ことを特徴とする請求項１に記載の光伝送システム。
3. 前記制御変調部は、前記ＯＡＭ周期を前記変調周期の２周期分とし、且つ当該ＯＡＭ周期のＯＡＭ信号のタイミングを前記制御信号のオン区間のタイミングと離間する制御を行う
   ことを特徴とする請求項１に記載の光伝送システム。
4. 前記制御変調部は、前記光トランシーバに予め配備された論理回路の接続構成を変更してプログラミング可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）で回路構成されている
   ことを特徴とする請求項１～３の何れか１項に記載の光伝送システム。
5. 前記アイドル信号の送信時に出力される前記制御信号による前記光信号の一定変調周期の変調部分を所定回数検出した際に当該アイドル信号を検知し、この検知により前記非使用経路であると検知する検知器を備える
   ことを特徴とする請求項１～４の何れか１項に記載の光伝送システム。
6. 光信号の送信部及び受信部を有する光トランシーバ間を接続し、保守監視用のパルス状のＯＡＭ信号が光信号に重畳されて伝送される複数の光伝送路の内、当該光トランシーバに接続された通信端末機からの実データが未伝送である非使用経路を検知可能な光伝送システムの非使用経路確認方法であって、
   前記光伝送システムは、前記非使用経路であると検知する検知器を備え、
   前記光トランシーバは、
   前記光信号に重畳されて前記非使用経路に伝送される空データのアイドル信号が重畳される前記光信号を一定の変調周期で変調する制御信号を、前記光信号の送信部へ出力するステップと、
   前記変調周期と異なる周期であるＯＡＭ周期の前記ＯＡＭ信号の出力時に、前記制御信号をオンとする制御を行うステップと、
   前記ＯＡＭ周期を前記変調周期の複数周期分以上の周期とする制御を行うステップとを実行し、
   前記送信部は、
   前記制御信号により前記光信号を変調するステップを実行し、
   前記検知器は、
   前記アイドル信号の送信時に出力される前記制御信号による前記光信号の一定変調周期の変調部分を所定回数検出した際に当該アイドル信号を検知し、この検知により前記非使用経路であると検知するステップを実行する
   ことを特徴とする非使用経路確認方法。

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