JP7314998B2

JP7314998B2 - 伝送装置、復旧方法、プログラム、および、伝送システム

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Publication number: JP7314998B2
Application number: JP2021528598A
Authority: JP
Inventors: 健太郎本田; 英樹前田; 政朗井波
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2019-06-21
Filing date: 2019-06-21
Publication date: 2023-07-26
Anticipated expiration: 2039-06-21
Also published as: WO2020255378A1; JPWO2020255378A1; US20220239369A1

Description

本発明は、伝送装置、復旧方法、プログラム、および、伝送システムに関する。
本明細書において、「ネットワーク」は、「ＮＷ」と表記する場合がある。

特許文献１には、「複数のパラレル信号を複数の送信機によりマルチキャリア伝送する場合に送信機の故障に対する信頼性を向上させる」発明として、「複数のパラレル信号を生成するフレーマと、前記フレーマが生成した複数のパラレル信号を光サブキャリアによりマルチキャリア伝送する複数の送信機とを有する光信号送信部を複数備える光伝送装置であって、故障が発生した前記送信機が光サブキャリアの送信に使用している波長の使用を切替先の前記送信機に指示する波長切替部を備え、故障が発生した前記送信機を有する前記光信号送信部である第一光信号送信部の前記フレーマは、１以上のクライアントから受信したクライアント信号の一部を、切替先の前記送信機を備える前記光信号送信部である第二光信号送信部に出力し、受信した前記クライアント信号から前記第二光信号送信部に出力した一部の前記クライアント信号を除いた前記クライアント信号に基づいてパラレル信号を生成し、前記クライアント信号が設定された前記パラレル信号を前記第一光信号送信部の故障が発生していない前記送信機に出力する第一光信号生成部を備え、前記第二光信号送信部の前記フレーマは、前記第一光信号送信部の前記フレーマから受信した前記クライアント信号に基づいてパラレル信号を生成し、生成した前記パラレル信号を切替先の前記送信機に出力する第二光信号生成部を備える、ことを特徴とする光伝送装置」が開示されている。

特開２０１６－１０３７６０号公報

伝送システムのネットワークにおいて、地震、洪水等の大規模災害により、伝送ケーブル断や、冗長化された伝送装置が二重障害以上の障害状態に陥ったことなどによって局舎が孤立してしまった場合、復旧には多大な時間と労力とスキルを要する。具体的には、局間の通信が不可能であるため、初期建設やＮＷ構築等のあらゆる復旧作業を現地で行う必要がある。また、伝送装置および伝送路の復旧のためにはOpS（Operation System）からの制御が必要になるところ、本来はOpSから設定される情報を保守者が架前で（交換品に対して直接に）（OpSの代わりに）設定する必要があるため、高スキルの保守者に対応してもらう必要がある。現地での復旧作業の工程数が膨大であることや、復旧作業に携わることができる者が限定されることは、復旧の遅延を招く。

特許文献１の技術は、同一装置が備える複数の送信機の一部が故障した場合に他の送信機を有効活用する技術といえる。しかし、大規模災害が発生した際には、同一局のすべての装置が故障し、孤立する事態に陥るため、他の装置を有効活用する特許文献１の技術を採用することができない、というさらなる課題があった。

このような事情に鑑みて、本発明は、伝送システムに関する災害からの迅速な復旧を実現することを課題とする。

前記した課題を解決するため、本発明は、故障伝送装置から交換される伝送装置であって、前記伝送装置は、起動時にOpS（Operation System）と接続されていないものであり、前記伝送装置が起動すると、前記OpSからの設定なしで対向伝送装置を探索する探索部と、前記伝送装置と前記対向伝送装置とを経由する通信パスを、前記OpSからの設定なしで確立するパス確立部と、前記確立した通信パスを用いて、前記伝送装置と前記対向伝送装置とが少なくとも配置される個別ネットワークを、前記OpSからの設定なしで構築するＮＷ構築部と、前記個別ネットワークを経由して前記OpSと接続し、前記伝送装置にOpSからの設定を行う復旧支援部と、を備える、ことを特徴とする。

本発明によれば、伝送システムに関する災害からの迅速な復旧を実現することができる。

本実施形態における伝送装置の例の機能構成図である。復旧処理のフローチャートである。通常時（非障害時）における伝送システムの例の構成図である。障害時における伝送システムの例の構成図である。復旧モード起動時における伝送システムの例の構成図である。復旧完了時における伝送システムの例の構成図である。伝送装置の機能を実現するコンピュータの一例を示すハードウェア構成図である。

以下、図面を参照して本発明を実施するための形態（以下、「本実施形態」という）について説明する。

＜構成＞
本実施形態の伝送装置は、災害等で故障した伝送装置（以下、「故障伝送装置」と呼ぶ場合がある）に交換して配置される装置であり、局間の光伝送を担当する装置である。伝送装置１は交換用であり、OpSからの設定は存在しない。
図１に示すように、本実施形態の伝送装置１は、起動部１１と、探索部１２と、パス確立部１３と、ＮＷ構築部１４と、復旧支援部１５といった機能部を備える。

起動部１１は、故障伝送装置に代えて所定の場所に配置され、所定の伝送路または所定の伝送ケーブルに接続された伝送装置１が電源投入されたとき、復旧モードに従う処理を実行する。復旧モードは、伝送装置１の処理態様の１つであり、電源投入後に開始する処理態様である。復旧モードは、探索部１２と、パス確立部１３と、ＮＷ構築部１４と、復旧支援部１５を動作させることができる。また、「所定の場所」は、例えば、故障した伝送装置が配置されていた場所とすることができるが、これに限定されず、例えば、故障した伝送装置が配置されていた場所の付近でもよい。

伝送装置１が接続する伝送路が災害等で切断等していた場合には、切断等のない伝送路に交換して伝送装置１の接続がなされる。本実施形態では、伝送装置１が接続する伝送路の切断等は、故障伝送装置の故障の一態様として扱う。

探索部１２は、伝送装置１が通信可能な伝送装置（以下、「対向伝送装置」と呼ぶ場合がある）を探索する。対向伝送装置が局内の伝送装置であった場合、探索部１２は、伝送装置１が通信可能な対向局を発見することができる。探索部１２による探索には、例えば、カラーレスによる波長スキャン、ディレクションレスによる方路スキャン、トランスポンダに対する複数種類の変調方式のうちの長距離変調方式があるが、これらに限定されない。

カラーレスによる波長スキャンは、伝送装置１からの送信に用いる通信波長を変更し、対向伝送装置との通信が可能になる通信波長を特定する機能である。故障のない対向伝送装置は特定波長を用いた送信をしているが、伝送装置１にはOpSからの設定が存在しないため、どの波長で受信すべきかが不明である。カラーレスによる波長スキャンは、伝送装置１がどの波長で受信すべきかを明らかにすることができる。

ディレクションレスによる方路スキャンは、伝送装置１からの伝送路（方路）を切り替え、対向伝送装置への伝送路を特定する機能である。故障伝送装置は、複数の伝送路とつながっているが、これらの伝送路のなかには、実際には通信設定されていない伝送路が存在する。ディレクションレスによる方路スキャンは、対向伝送装置につながっており、通信設定がなされている伝送路を明らかにすることができる。

伝送装置は、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）や１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）などのように、トランスポンダの変調方式として複数種類の方式をサポートしている。探索部１２の探索に用いる変調方式として、トランスポンダがサポートする変調方式のうち、所定距離以上の伝送距離に亘る光伝送を実現する変調方式を採用することが好ましい。

パス確立部１３は、伝送装置１と、探索部１２の探索により発見した対向伝送装置とを経由する通信パスを確立する。確立する通信パスとしては、例えば、ＯＳＣ（Optical Supervisory Channel）パスや、ＧＣＣ０（General Communication Channel 0）パスがあるが、これらに限定されない。

ＮＷ構築部１４は、パス確立部１３が確立した通信パスを用いて、伝送装置１と、発見した１または複数の対向伝送装置が配置されるＮＷ（以下、「個別ＮＷ」と呼ぶ場合がある）を構築する。ＮＷ構築部１４は、例えば、IPv6（Internet Protocol Version 6）による自動IP割り当てや、ＲＩＰ（Routing Information Protocol）による自動経路選択（ルーティング）を個別ＮＷ構築時に実行することができる。このため、個別ＮＷは、事前設定を必要としない低負荷なネットワークとすることができる。

復旧支援部１５は、ＮＷ構築部１４が構築した個別ＮＷを用いて、復旧に要する処理である復旧支援処理を実行する。復旧支援処理は、具体的には、個別ＮＷを経由するOpSの接続に関する処理、伝送装置１に対するOpSからの設定を受け付ける処理、伝送装置１にOpSからの設定を適用する処理、個別ＮＷに用意した管理ポートを介した外部装置との接続に関する処理、外部装置による遠隔チャットや電話会議を受け付ける処理などがあるが、これらに限定されない。

＜処理＞
次に、図２～図６を参照して、伝送装置１による復旧処理について説明する。図２は、復旧処理のフローチャートである。図３は、通常時（非障害時）における伝送システムの構成図であり、災害が発生する前、つまり、復旧処理が実行される前の伝送システムの例を示す。説明の便宜上、まず図３について説明する。

図３の伝送システムは、伝送装置１ａ～１ｃと、サービスノード２ａ，２ｂと、OpS３と、DCN（Data Communication Network）装置４ａ～４ｄとを備える。伝送装置１ａ～１ｃと、サービスノード２ａ，２ｂと、OpS３と、DCN装置４ａ～４ｄとは通信可能に接続されている。

伝送装置１ａ～１ｃは、局間の光伝送を担当する装置である。伝送装置１ａ～１ｃ間には、光伝送の伝送区間が形成されている。
サービスノード２ａ，２ｂは、光通信によって所定のサービスを提供する。

OpS３は、伝送システムを制御、管理を行うソフトウェア群である。
DCN装置４ａ～４ｄは、OpS３と伝送装置１ａ～１ｃとの間でやり取りされる情報を中継する。DCN装置４ａ～４ｄが中継する情報は、OpS３が伝送装置１ａ～１ｃ、サービスノード２ａ，２ｂ、および、DCN装置４ａ～４ｄを監視するための制御監視信号があるが、これに限定されない。
通常時（非障害時）では、サービスノード２ａ，２ｂは、伝送装置１ａ，１ｂを経由して通信パスＰ１が確立している。

図４に示すように、災害発生により、伝送装置１ａが故障し、伝送システムが障害に陥ったとする。この場合、伝送装置１ａ、１ｂ間の伝送区間と、伝送装置１ａ，１ｃ間の伝送区間が通信不可となり、通信パスＰ１は消滅する。その結果、故障した伝送装置１ａと、サービスノード２ａと、DCN装置４ａとが配置されている局１ｓが孤立し、他局と通信不可になる。

そこで、図５に示すように、故障した伝送装置１ａに代えて、本実施形態の伝送装置１を配置する。災害前の伝送装置１ａと同様、伝送装置１をサービスノード２ａと、DCN装置４ａとに接続し、伝送装置１を電源投入したときに、図２の復旧処理が開始する。

図２の復旧処理では、まず、伝送装置１は、起動部１１によって、OpS３からの設定なしで、復旧モードで起動する（ステップＳ１）。

次に、伝送装置１は、探索部１２によって、OpS３からの設定なしで、対向局を探索する（ステップＳ２）。探索部１２は、例えば、カラーレスによる波長スキャンにより通信波長を試行錯誤して変更したり、ディレクションレスによる方路スキャンにより伝送路を試行錯誤して変更したりして対向伝送装置を特定する。また、探索部１２は、例えば、長距離変調方式で対向伝送装置を特定してもよい。図２の復旧処理では、探索部１２が対向伝送装置として伝送装置１ｂを特定し、伝送装置１ｂと、サービスノード２ｂと、DCN装置４ｂとが配置されている局２ｓ（図５参照）を発見することができたとする。

次に、伝送装置１は、パス確立部１３によって、OpS３からの設定なしで、通信パスＰ２を確立する（ステップＳ３）。通信パスＰ２は、交換された伝送装置１と、探索部１２が特定した伝送装置１ｂとを経由するサービスノード２ａ，２ｂをつなぐ。

次に、伝送装置１は、ＮＷ構築部１４によって、OpS３からの設定なしで、通信パスＰ２を用いて個別ＮＷ６を構築する（ステップＳ４）。図５に示すように、個別ＮＷ６は、交換された伝送装置１と、探索部１２が対向伝送装置として特定した伝送装置１ｂと、探索部１２が探索した伝送装置１ｃとが配置され、事前設定を必要としない低負荷なネットワークである。個別ＮＷ６が構築されることで、サービスノード２ａ，２ｂ間のやり取りが臨時的に行われるようにすることができ、局１ｓの孤立が解消される。

次に、伝送装置１は、復旧支援部１５によって、個別ＮＷ６を経由してOpS３と接続する（ステップＳ５）。OpS３は、交換された伝送装置１を復旧対象として選択することができる。OpS３は、選択した伝送装置１に対して光伝送用の設定を行う。例えば、伝送装置１に対するOpS３からの設定は、災害前の伝送装置１ａに対してなされていた設定と同じとすることができるが、これに限定されない。なお、OpS３からの設定の内容は周知であり、当該内容自体の説明は省略する。

なお、図５に示すように、ＮＷ構築部１４は、個別ＮＷ６に、管理ポートｍを形成することができる。管理ポートｍは、遠隔チャットや電話会議の機能を有する外部装置５の接続点となる。復旧支援部１５は、外部装置５による遠隔チャットや電話会議を支援する。

次に、伝送装置１は、復旧支援部１５によって、交換された伝送装置１に対しOpS３からの設定を適用する（ステップＳ６）。OpS３からの設定が伝送装置１に適用されることにより、図６に示すように、伝送装置１，１ｂ間の伝送区間と、伝送装置１，１ｃ間の伝送区間とが通信可能になり、個別ＮＷ６なしでサービスノード２ａ，２ｂ間の通信が実現される。

以上で、伝送装置１の復旧処理が完了する。
伝送装置１の復旧処理（図２）によれば、交換した伝送装置１を用いた伝送システムの復旧が完了する。

＜ハードウェア構成＞
また、上述してきた伝送装置１は、例えば図７に示すようなハードウェア構成で示されるコンピュータｚによって実現される。コンピュータｚは、ＣＰＵ１ｚ、ＲＡＭ２ｚ、ＲＯＭ３ｚ、ＨＤＤ４ｚ、通信Ｉ／Ｆ（インターフェイス）５ｚ、入出力Ｉ／Ｆ６ｚ、およびメディアＩ／Ｆ７ｚを有する。

ＣＰＵ１ｚは、ＲＯＭ３ｚまたはＨＤＤ４ｚに格納されたプログラムに基づいて動作し、各部（起動部１１と、探索部１２と、パス確立部１３と、ＮＷ構築部１４と、復旧支援部１５を含む）の制御を行う。ＲＯＭ３ｚは、コンピュータｚの起動時にＣＰＵ１ｚによって実行されるブートプログラムや、コンピュータｚのハードウェアに依存するプログラム等を格納する。

ＨＤＤ４ｚは、ＣＰＵ１ｚによって実行されるプログラム、および、かかるプログラムによって使用されるデータ等を格納する。通信Ｉ／Ｆ５ｚは、通信網９ｚを介して他の機器からデータを受信してＣＰＵ１ｚへ送り、ＣＰＵ１ｚが生成したデータを通信網９ｚを介して他の機器へ送信する。

ＣＰＵ１ｚは、入出力Ｉ／Ｆ６ｚを介して、ディスプレイやプリンタ等の出力装置、および、キーボードやマウス等の入力装置を制御する。ＣＰＵ１ｚは、入出力Ｉ／Ｆ６ｚを介して、入力装置からデータを取得する。また、ＣＰＵ１ｚは、生成したデータを入出力Ｉ／Ｆ６ｚを介して出力装置へ出力する。

メディアＩ／Ｆ７ｚは、記録媒体８ｚに格納されたプログラムまたはデータを読み取り、ＲＡＭ２ｚを介してＣＰＵ１ｚに提供する。ＣＰＵ１ｚは、かかるプログラムを、メディアＩ／Ｆ７ｚを介して記録媒体８ｚからＲＡＭ２ｚ上にロードし、ロードしたプログラムを実行する。記録媒体８ｚは、例えばＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＰＤ（Phase change rewritable Disk）等の光学記録媒体、ＭＯ（Magneto Optical disk）等の光磁気記録媒体、テープ媒体、磁気記録媒体、または半導体メモリ等である。

例えば、コンピュータｚが伝送装置１として機能する場合、コンピュータｚのＣＰＵ１ｚは、ＲＡＭ２ｚ上にロードされたプログラムを実行することにより、各部の機能を実現する。プログラム実行の際、ＨＤＤ４ｚが格納するデータ等が使用される。コンピュータｚのＣＰＵ１ｚは、これらのプログラムを記録媒体８ｚから読み取って実行するが、他の例として、他の装置から通信網９ｚを介してこれらのプログラムを取得してもよい。

＜効果＞
上述してきたように、本実施形態の伝送装置１は、故障伝送装置（伝送装置１ａ）から交換される伝送装置１であって、対向伝送装置（伝送装置１ｂ）を探索する探索部１２と、伝送装置１と対向伝送装置とを経由する通信パスＰ２を確立するパス確立部１３と、確立した通信パスＰ２を用いて、伝送装置１と対向伝送装置とが少なくとも配置される個別ＮＷ６を構築するＮＷ構築部１４と、を備える、ことを特徴とする。

これにより、高スキルではない保守者であっても伝送装置１を故障伝送装置から交換して現地に配置すれば、個別ＮＷ６が自動的に構築される。このため、故障伝送装置によって孤立した局１ｓは、対向伝送装置が配置される対向局（局２ｓ）とのやり取りが可能になり、局１ｓの孤立は臨時的に解消される。
したがって、伝送システムに関する災害からの迅速な復旧を実現することができる。

また、本実施形態の伝送装置１は、伝送装置１にOpS（Operation System）からの設定を適用するための復旧支援部１５、をさらに備える、ことを特徴とする。

これにより、OpS３からの設定のなかった伝送装置１に、OpS３からの設定がなされるため、伝送システムに関する復旧の完了を実現することができる。

また、本実施形態の伝送装置１は、ＮＷ構築部１４は、構築した個別ＮＷ６に外部装置５が接続するための管理ポートｍを、個別ＮＷ６に形成する、ことを特徴とする。

これにより、外部装置５によるやり取りが実現され、局１ｓの孤立の臨時的な解消を促進することができる。

＜その他＞
本実施形態で説明した種々の技術を適宜組み合わせた技術を実現することもできる。

１，１ａ～１ｃ伝送装置
１１起動部
１２探索部
１３パス確立部
１４ＮＷ構築部
１５復旧支援部
２ａ，２ｂサービスノード
３ OpS
４ａ～４ｄ DCN装置
５外部装置
６個別ＮＷ

Claims

故障伝送装置から交換される伝送装置であって、
前記伝送装置は、起動時にOpS（Operation System）と接続されていないものであり、
前記伝送装置が起動すると、前記OpSからの設定なしで対向伝送装置を探索する探索部と、
前記伝送装置と前記対向伝送装置とを経由する通信パスを、前記OpSからの設定なしで確立するパス確立部と、
前記確立した通信パスを用いて、前記伝送装置と前記対向伝送装置とが少なくとも配置される個別ネットワークを、前記OpSからの設定なしで構築するＮＷ構築部と、
前記個別ネットワークを経由して前記OpSと接続し、前記伝送装置にOpSからの設定を行う復旧支援部と、を備える、
ことを特徴とする伝送装置。
前記ＮＷ構築部は、前記構築した個別ネットワークに外部装置が接続するための管理ポートを、前記個別ネットワークに形成する、
ことを特徴とする請求項１に記載の伝送装置。
故障伝送装置から交換される伝送装置における復旧方法であって、
前記伝送装置は、起動時にOpSと接続されていないものであり、
前記伝送装置は、
起動すると、前記OpSからの設定なしで対向伝送装置を探索するステップと、
前記伝送装置と前記対向伝送装置とを経由する通信パスを、前記OpSからの設定なしで確立するステップと、
前記確立した通信パスを用いて、前記伝送装置と前記対向伝送装置とが少なくとも配置される個別ネットワークを、前記OpSからの設定なしで構築するステップと、
前記個別ネットワークを経由して前記OpSと接続し、前記伝送装置にOpSからの設定を行うステップと、を実行する、
ことを特徴とする復旧方法。
前記伝送装置が、
前記個別ネットワークを構築するステップにおいて、前記構築した個別ネットワークに外部装置が接続するための管理ポートを、前記個別ネットワークに形成する、
ことを特徴とする請求項３に記載の復旧方法。
コンピュータに、請求項３または請求項４に記載の復旧方法を実行させるためのプログラム。
請求項１または請求項２に記載の伝送装置を備える伝送システム。