JPWO2008139548A1 - 光パケットスイッチング装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、伝送されてきた光パケットをその光パケットの宛先に向けて方路を切り換えて送り出す光パケットスイッチング装置に関し、異常の検出が容易な監視手段を備える。複数の光スイッチを有し、伝送されてきた光パケットの方路をスイッチ制御信号に応じて切り替えて該光パケットを出力する光スイッチ部と、伝送されてきた光パケットの宛先を表わすヘッダ部を取り出して光電変換し宛先に応じたスイッチ制御信号を生成して光スイッチ部に伝送し、複数の光スイッチのオン、オフを制御するコントロール部と、伝送されてきた光パケットの光量レベルと送り出される光パケットの光量レベルをモニタする光モニタ部と、スイッチ制御信号に基づいて光量レベルの有効なモニタリングのタイミングを認識し、そのタイミングにおける光量レベルに基づいた異常を認識する異常認識部とを備えた。

Description

本発明は、伝送されてきた光パケットをその光パケットの宛先に向けて方路を切り換えて送り出す光パケットスイッチング装置に関する。

高速ルータ内の信号スイッチングにおける電気配線技術のボトルネック（帯域や信号量の制限）を回避するために、光伝送技術の広帯域特性を利用した光パケットスイッチの適用が検討され、現在までに一部導入されている。現在まで導入されている光パケットスイッチシステムにおいては、光信号を一旦電気信号に変換してスイッチングを行なっており、このため、帯域の増加に伴いスイッチ規模が大きく拡大してしまっている。このスイッチ規模の大幅な拡大を回避するために、入力されてきた光パケットを、電気信号には変換せずに、光信号のままスイッチングして送り出す光パケットスイッチング装置が考えられている。

図１は、従来考えられている光パケットスイッチング装置の一例を示す図である。

この図１に示す光パケットスイッチング装置は、図示および説明の簡単化のため単純化された光パケットスイッチング装置であり、２チャンネルの入力系統と２チャンネルの出力系統を有する。

この図１に示す光パケットスイッチング装置１０は、光パケット送信部２０と、光スイッチ部３０と、光モニタ部４０と、制御部５０と、センタ部６０とから構成されている。

光パケット送信部２０には、入力側に２チャンネルの光伝達路２１１，２１２を有し、それら２チャンネルの光伝達路２１１，２１２のそれぞれから光パケット７０１，７０２が入力される。これらの光伝達路２１１，２１２から入力されてきた光パケット７０１，７０２は、各光フィルタ２２１，２２２により、宛先情報を含むヘッダ７０１ａ，７０２ａと、光パケット７０１，７０２の本体であるデータ情報（ペイロード７０１ｂ，７０２ｂ）とに分離される。光パケット７０１，７０２のヘッダ７０１ａ，７０２ａとペイロード７０１ｂ，７０２ｂは、光の波長が互いに異なっており、光フィルタ２２１，２２２は、その波長の違いを利用して、光パケット７０１，７０２をヘッダ７０１ａ，７０２ａとペイロード７０１ｂ，７０２ｂとに分離するものである。

光パケット７０１，７０２のヘッダ７０１ａ，７０１ｂは、制御部５０に入力された各チャンネルごとのフォトディテクタ５１１，５１２により電気信号に変換されてイネーブル信号生成部５１３に入力される。

このイネーブル信号生成部５１３では、ヘッダ７０１ａ，７０１ｂに書かれていた宛先情報に応じて、光スイッチ部３０に伝えられた光スイッチング回路３１を構成している複数の光スイッチ（後述する）を切り換えるためのイネーブル信号が生成され、６本の信号伝達路５１４＿１，５１４＿２，５１４＿３，５１４＿４，５１４＿５，５１４＿６を経由して光スイッチング回路に入力される。

一方、光フィルタ２２１，２２２により分離されたペイロード７０１ｂ，７０２ｂは、光スイッチ部３０の光スイッチング回路３１に入力される。

図２は、図１に１つのブロックで示す光スイッチング回路の構成を示すブロック図である。

この光スイッチング回路３１には、２つの入力ポート３１１，３１２、２つのフォトカプラ３２１，３２２、２つの光スイッチモジュール３３１，３３２、および２つの出力ポート３４１，３４２を備えている。また、２つの光スイッチモジュール３３１，３３２は、それぞれ、２つの前段側の光スイッチ３３１＿１，３３１＿２；３３２＿１, ３３２＿２、１つのフォトカプラ３３１＿３, ３３２＿３、および１つの後段側の光スイッチ３３１＿４；３３２＿４を備えている。

第１チャンネルの入力ポート３１１から光パケットが入力されてくると、その光パケットはフォトカプラ３２１によって２つに分岐されて、前段側の、第１チャンネルの光スイッチ３３１＿１と第２チャンネルの光スイッチ３３２＿１に入力される。また、これと同様、第２チャンネルの入力ポート３１２から光パケットが入力されてくると、その光パケットは、フォトカプラ３２２によって２つに分岐されて、前段側の、第１チャンネルの光スイッチ３３１＿２と第２チャンネルの光スイッチ３３２＿２に入力される。第１チャンネルの２つの光スイッチ３３１＿１，３３１＿２にそれぞれ入力された光パケットは、各光スイッチ３３１＿１，３３１＿２がオン状態にあるときに、各光スイッチ３３１＿１，３３１＿２を経由し、さらにフォトカプラ３３１＿３を経由し、さらに後段側の光スイッチ３３１＿４がオン状態にあるときのその光スイッチ３３１＿４を経由して、第１チャンネルの出力ポート３４１から出力される。

また、これと同様に、第２チャンネルの２つの光スイッチ３３２＿１，３３２＿２にそれぞれ入力された光パケットは、各光スイッチ３３２＿１，３３２＿２がオン状態にあるときに各光スイッチ３３２＿１，３３２＿２を経由し、さらにフォトカプラ３３２＿３を経由し、さらに後段側の光スイッチ３３２＿４がオン状態にあるときはその光スイッチ３３２＿４を経由して、第２チャンネルの光出力ポート３４２から出力される。

したがって、第１チャンネルの入力側の１番目の光スイッチ３３１＿１と第１チャンネルの出力側の光スイッチ３３１＿４がオン状態にあり、第１チャンネルの２番目の光スイッチ３３１＿２がオフ状態にあるときに、第１チャンネルの入力ポート３１１から入力してきた光パケットが第１チャンネルの出力ポート３４１から出力され、第１チャンネルの入力側の２番目の光スイッチ３３１＿２と第１チャンネルの出力側の光スイッチ３３１＿４がオン状態にあり、第１チャンネルの１番目の光スイッチ３３１＿１がオフ状態にあるときは、第２チャンネルの入力ポート３１２から入力してきた光パケットが第１チャンネルの出力ポート３４１から出力される。

また、第２チャンネルに関しても第１チャンネルの場合と同様に、第２チャンネルの入力側の１番目の光スイッチ３３２＿１と第２チャンネルの出力側の光スイッチ３３２＿４がオン状態にあり、第２チャンネルの入力側の２番目の光スイッチ３３２＿２がオフ状態にあるときは、第１チャンネルの入力ポート３１１から入力されてきた光パケットが第２チャンネルの出力ポート３４２から出力され、第２チャンネルの入力側の２番目の光スイッチ３３２＿２と第２チャンネルの出力側の光スイッチ３３２＿４がオン状態にあり、第２チャンネルの入力側の１番目の光スイッチ３３２＿１がオフ状態にあるときは、第２チャンネルの入力ポート３１２から入力されてきた光パケットが第２チャンネルの出力ポート３４２から出力される。

このように、この光スイッチング回路部３１は、２つの入力ポート３１１，３１２と２つの出力ポート３４１，３４２を有し、２つの入力ポート３１１，３１２のいずれから入力されてきた光パケットであっても２つの出力ポート３４１，３４２のいずれからも出力することができる。

また、各光スイッチ３３１＿１，３３１＿２，３３１＿４，３３２＿１，３３２＿２，３３２＿４には、図１に示すイネーブル信号生成部５１３から延びる６本の信号伝送路５１４＿1，５１４＿２，５１４＿３，５１４＿４，５１４＿５，５１４＿６のそれぞれが接続されており、各信号伝送路５１４＿1，５１４＿２，５１４＿３，５１４＿４，５１４＿５，５１４＿６を経由して伝送されてきた各イネーブル信号により、各光スイッチ３３１＿1，３３１＿２，３３１＿４，３３２＿１，３３２＿２，３３２＿４のオン、オフが制御される。

尚、ここでは、簡単のため入力ポート、出力ポートを２つずつ備えた例について示したが、さらに多数の入力ポート、出力ポートを有する光スイッチング回路の場合も同様である。

図１に戻って、図１の光パケットスイッチング装置１０について説明を続ける。

光スイッチング回路３１の各出力ポート３４１,３４２から出力された光パケットは、出力側の２本の光伝送路３５１,３５２のそれぞれを経由して伝送される。

尚、この図１（および後述する他の図）においては、出力側の光伝送路３５１，３５２には、光パケット７０１，７０２のうちのペイロード７０１ｂ，７０２ｂのみが出力されるように示されているが、実際には、ここには示していない構成により、新たなヘッダが付加されて送り出されるようになっている。

光モニタ部４０には、２つの入力側フォトディテクタ４１１,４１２が備えられており、光スイッチ部３０に入力されてくる２チャンネンルの光パケット（ペイロード７０１ｂ,７０２ｂ）の光量がそれぞれ検出される。これら２つの入力側フォトディテクタ４１１,４１２で検出された光量モニタ信号は、Ａ／Ｄ変換器４２でディジタル信号としての入力モニタ値に変換されて、制御部５０を構成する入力レベル監視回路５１５に入力される。

またこれと同様に、光モニタ部４０には、２つの出力側フォトディテクタ４３１,４３２が備えられており、光スイッチ部３０から出力される２チャンネンルの光パケット（ペイロード７０１ｂ,７０２ｂ）の光量がそれぞれ検出される。これら２つの出力側フォトディテクタ４３１,４３２で検出された光量モニタ信号は、Ａ／Ｄ変換器４４でディジタル信号としての出力モニタ値に変換されて、制御部５０を構成する出力レベル監視回路５１６に入力される。

制御部５０に備えられたレジスタ部５１７には、入力側の光パケットの入力レベル規格値（上限値と下限値）および出力側の光パケットの出力レベル規格値（上限値と下限値）を示すデータが格納されており、入力レベル規格値は入力レベル生成回路５１５に入力され、出力レベル規格値は出力レベル監視回路５１６に入力される。

入力レベル監視回路５１５では、Ａ／Ｄ変換器４２から入力されてきた入力側光パケットの入力モニタ値とレジスタ５１７から受け取った入力レベル規格値とが比較され、その比較結果がセンタ部６０に伝えられる。

また、これと同様に出力レベル監視回路５１６では、Ａ／Ｄ変換器４４から入力されてきた出力側光パケットの出力モニタとレジスタ５１７から受け取った出力レベル規格値とが比較され、その比較結果がセンタ部６０に伝えられる。

センタ部６０は、各部での監視結果を収集し記録して、アラームを出力するアラーム算出ブロックを備えたものである。

尚、このセンタ部６０は、ここでは、１台の光パケットスイッチング装置１０の中に備えられているように示されているが、複数台の同様の光パケットスイッチング装置全体に対し１台備えられていて、それら複数台の光パケットスイッチング装置での監視結果の収集やアラーム出力を総合的に担っていてもよい。

図１に示すような光パケットスイッチング装置１０を考えた場合、入力レベル監視回路５１５および出力レベル監視回路５１６では、入力側光パケットおよび出力側光パケットの光量が基準を満たしているか否かが監視されるが、図１に示す構成のままでは、入力レベル監視回路５１５および出力レベル監視回路５１６では、光パケットが現在入力されているタイミングであるか否かが不明であり、また出力レベル監視回路５１６では、さらに、今回検出された光パケットが、光スイッチング回路３１を構成する光スイッチがどのようなオン、オフ状態にあってどの経路を通ってきた光パケットなのか不明であり、異常が発生したかどうかの判定が難しいという問題がある。また、異常が発生したと判定されても、例えば光路の異常なのか、あるいはその異常の有無を検出する検出系の異常なのかなど、異常箇所の特定が難しいという問題がある。

ここで、特許文献１には、適用分野は異なるが、光信号の出力レベルの異常を複数箇所で検出する技術が開示されている。しかしながら、この特許文献１に開示されている技術も、その適用分野を変えて光パケットスイッチング装置に適用したことを考えたとき、やはり図１を参照して説明したときと同様の問題を含んでいる。

また、特許文献２には、光伝達システムを構成する複数の装置の状態を制御する技術が提案されている。

また、特許文献３には、光多重信号を多重分離する光スイッチの制御信号の位相を安定化させる技術が提案されている。

しかしながら、これら特許文献２,３に記載された検出手段を、光パケットスイッチング装置に適用することはできない。
特開平１１−１２２２２０号公報 特開平１１−８５９０号公報 特開２００５−２６９６６８号公報

本発明は、上記事情に鑑み、異常の検出が容易な監視手段を備えた光パケットスイッチング装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明の光パケットスイッチング装置は、伝送されてきた光パケットを、その光パケットの宛先に向けて方路を切り替えて送り出す光パケットスイッチング装置において、
電気的なスイッチ制御信号に応じて光パケットの方路を切り替える光スイッチを有し、伝送されてきた光パケットの方路をスイッチ制御信号に応じて切り替えて光パケットを出力する光スイッチ部と、
伝送されてきた光パケットの宛先を表わすヘッダ部を取り出して光電変換しその宛先に応じたスイッチ制御信号を生成して光スイッチ部に伝送し、複数の光スイッチを制御するコントロール部と、
伝送されてきた光パケットの光量レベルである第１の光量レベルと送り出される光パケットの光量レベルである第２の光量レベルをモニタする光モニタ部と、
スイッチ制御信号に基づいて第１の光量レベルおよび第２の光量レベルのモニタリングの有効なタイミングを認識し、そのタイミングにおける第１の光量レベルおよび第２の光量レベルに基づいて異常を認識する異常認識部とを備えたことを特徴とする。

本発明の光パケットスイッチング装置は、スイッチ制御信号に基づいてモニタリングのタイミングを認識する異常認識部を備えたため、異常の有無が正確なタイミングでモニタリングされ、異常発生の判定が容易となる。

ここで、上記本発明の光パケットスイッチング装置において、上記異常認識部は、
上前記第１の光量レベルと上前記第２の光量レベルとの間のレベル差が所定の基準損失レベルを越えているか否かを検出する入出力レベル差チェック部と、
上前記第２の光量レベルが、上下限値からなる規格出力レベル範囲内にあるか否かを検出する出力レベル監視部と、
入出力レベル差チェック部における第１の検出結果と出力レベル監視部における第２の検出結果に基づいて、異常の有無および異常が有る場合における異常の種類を判定して警告を出力するアラーム判定部とを有することが好ましい。

上記のように、入出力レベル差チェック部と出力レベル監視部とを備え、それら双方の検出結果に基づいて異常の種類を判定することにより異常箇所の特定やその原因等の究明が容易となる。

またこの場合に、上記コントロール部に、光パケットの方路を順次切り替えるモニタ用のスイッチ制御信号を生成させて、上記アラーム判定部に基準損失レベルを算出させる基準設定制御部をさらに備えることが好ましい。

上記の基準設定制御部を備えることにより基準損失レベルの算出が容易に行なわれる。

また、上記本発明の光パケットスイッチング装置において、
光スイッチ部が、光パケットを入力する複数の入力ポートと光パケットを出力する複数の出力ポートとを有し、複数の光スイッチのオン、オフによって入力ポートと出力ポートとの間の接続を切り替えるものであり、光モニタ部は、複数の入力ポートそれぞれから入力されてきた入力パケットの光量レベルである第１の光量レベルおよび複数の出力ポートそれぞれから出力される出力パケットの光量レベルである第２の光量レベルをモニタするものであって、
上記入出力レベル差チェック部は、上記第１の光量レベルと上記第２の光量レベルとの間のレベル差が所定の基準損失レベルを越えているか否かを入力ポートと出力ポートとの複数の組合せについて検出するものであり、
上記出力レベル監視部は、上記第２の光量レベルが規格出力レベル範囲内にあるか否かを、複数の出力ポートそれぞれから出力される光パケットについて検出するものであり、
上記アラーム判定部は、入出力レベル差チェック部における、入力ポートと出力ポートとの複数の組合せにおける検出結果と、出力レベル監視部における、複数の出力ポートにおける検出結果とを総合して、異常の有無および異常の種類を判定して警告を出力するものであることが好ましい。

このように、入力ポートと出力ポートとの複数の組合せにおける検出結果および複数の出力ポートにおける検出結果を総合して異常の有無や異常の種類を判定することにより、異常箇所を一層細かく特定することができ、その異常の原因究明も一層容易となる。

さらに、本発明の光パケットスイッチング装置において、上記スイッチ部は、実運送用に供する第１のスイッチ部と、上記アラーム判定部により第１の光スイッチ部の異常が検出された場合にその第１の光スイッチ部に代えて用いられる予備の第２の光スイッチ部とを備えたものであることが好ましい。

上記の予備の第２のスイッチ部を備えることにより、光スイッチ部の異常が生じた際に直ちに復旧させることが可能となる。

以上の説明のとおり、本発明によれば、異常を容易に検出することができる。

従来考えられている光バケットスイッチング装置の一例を示す図である。 図１に１つのブロックで示す光スイッチング回路の構成を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態の光パケットスイッチング装置の構成を示すブロック図である。 図３に１つのブロックで示す出力レベル異常／デバイス異常識別部５１８の内部構成を示すブロック図である。 第１チャンネルの出力ポートにおける光パケットの通過タイミングとイネーブル信号のオン、オフとの関係を示す図である。 図４に示す出力レベル異常／デバイス異常識別部における処理の流れを示したフローチャートである。 本発明の光パケットスイッチング装置の第２実施形態を示すブロック図である。 自動イネーブル制御信号オン時のタイミングチャートである。 本発明の光パケットスイッチング装置の第３実施形態を示すブロック図である。 図９に示す第３実施形態における光スイッチング回路の構成を示すブロック図である。 多チャンネルの光スイッチング回路を示したブロック図である。

以下、本発明の実施形態について説明する。

図３は、本発明の第１実施形態の光パケットスイッチング装置の構成を示すブロック図である。

この図３において、前述の図１の光パケットスイッチング装置１０の各要素と同一の要素には、図１に付した符号と同一の符号を付して示し、相違点のみについて説明する。

この図３に示す光パケットスイッチング装置１０Ａの、図１に示す光パケットスイッチング装置１０との相違点は、制御部５０Ａにあり、この制御部５０Ａには、図１における制御部５０の出力レベル監視回路５１６に代わり、出力レベル異常／デバイス異常識別部５１８が備えられており、また、図１のレジスタ部５１７に代わるレジスタ部５１７Ａが備えられている。

図１のレジスタ部５１７は、入力レベル監視回路５１５における入力パケットの光量である入力レベル規格値（上限値と下限値）と、出力レベル監視回路５１６における出力パケットの光量の基準である出力レベル規格値（上限値と下限値）とを格納しておくものであるが、図３に示すレジスタ部５１７Ａは、入力レベル規格値（上限値と下限値）および出力レベル規格値（上限値と下限値）の他、光パケットが光スイッチング回路３１を通過する間の光量損失の規格値である損失基準値が格納されている。この損失基準値は、光カプラの正常時の損失と、光スイッチの正常時の損失と、それらを繋ぐ光ファイバでの正常時の損失等を考慮した値である。このレジスタ部５１７Ａからは、入力レベル監視回路５１５には入力レベル規格値が入力され、出力レベル異常／デバイス異常識別部５１８には、出力レベル規格値と損失基準値との双方が入力される。

また、出力レベル異常／デバイス異常識別部５１８には、レジスタ部５１７Ａからの出力レベルの規格値および損失基準値のほか、Ａ／Ｄ変換器４２からの入力パケットの光量値を表わす入力モニタ値、Ａ／Ｄ変換器４４からの出力パケットの光量値を表わす出力モニタ値、およびイネーブル信号生成部５１３からの、６本の信号伝送路５１４＿1，５１４＿２，５１４＿３，５１４＿４，５１４＿５，５１４＿６に出力されるイネーブル信号と同じイネーブル信号が入力される。

図４は、図３に１つのブロックで示す出力レベル異常／デバイス異常識別部５１８の内部構成を示すブロック図である。

この出力レベル異常／デバイス異常識別部５１８には、イネーブルタイミングチェック部５１８１、入出力レベル差チェック部５１８２、出力レベル監視回路部５１８３、およびアラーム判定部５１８４が備えられている。

イネーブルタイミングチェック部５１８１には、イネーブル信号生成部５１３からの、図２に示す２チャンネルの光スイッチモジュール３３１，３３２のそれぞれに備えられた３個ずつ合計６個の光スイッチ３３１＿１，３３１＿２，３３１＿４；３３２＿１，３３２＿２，３３２＿４のオン、オフを切り換えるイネーブル信号が入力され、イネーブルタイミングチェック部５１８１では、それらのイネーブル信号の組合せにより、各方路のイネーブルオン期間がチェック有効なタイミングとして検出され、入出力レベル差チェック部５１８２では、Ａ／Ｄ変換器４２からの２チャンネル分の入力モニタ値、Ａ／Ｄ変換器４４からの２チャンネル分の出力モニタ値、およびレジスタ部５１７Ａからの損失基準値が入力され、イネーブルタイミングチェック部５１８１からの有効な光パケットが通過している方路に関し、入力モニタ値と出力モニタ値との差分演算を行ない、入力ポート−出力ポート間のモニタ値どうしの差分が入力ポートと出力ポートとの各組合せについて測定され、その測定結果としての差分値が損失基準値と比較され、差分値が損失基準値よりも低ければその測定された入力ポートから出力ポートに至る測定方路のデバイスは正常、損失基準値よりも高ければその測定方路のデバイスは異常と判定されて、アラーム判定部５１８４に通知される。

また、出力レベル監視回路部５１８３には、Ａ／Ｄ変換器４４からの２チャンネル分の出力モニタ値と、レジスタ部５１７Ａからの出力レベル規格値（上限値と下限値）が入力され、イネーブルタイミングチェック部５１８１からの各出力ポートから有効な光パケットが出力されているタイミングを捉えて、各出力ポートから出力される光パケットについての出力モニタ値と出力レベル規格値とが比較チェックされ、出力モニタ値が出力レベル規格値のうちの上限値よりも高い場合を高レベル異常、上限値と下限値との中間にある場合を正常、下限値よりも低い場合を低レベル異常として判定され、アラーム判定部５１８４に通知される。

アラーム判定部５１８４では、入出力レベル差チェック部５１８２から通知された各方路の損失レベルの異常の有無の情報、および出力レベル監視回路５１８３から通知されてきた各方路の光出力の高レベル異常、低レベル異常、および正常の情報を総合して、全体としての異常の有無、および異常の箇所の判定を行ない、その結果がセンタ部６０に通知される。

図５は、第１チャンネルの出力ポートにおける光パケットの通過タイミングとイネーブル信号のオン、オフとの関係を示す図である。

図２に示す第１のチャンネルの光スイッチモジュール３３１を構成する３つの光スイッチ３３１＿1，３３１＿２，３３１＿４のうち、光スイッチ３３１＿1（前段：光ＳＷ（１−１））がオン、光スイッチ３３１＿２（前段：光ＳＷ（１−２））がオフ、光スイッチ３３１＿４（前段：光ＳＷ（１−０））がオンの光レベル測定期間Ａでは、第１チャンネルの出力ポート３４１からは、第１チャンネルの入力ポート３１１から入力されてきた光パケットが出力され、したがって、図４に示す出力レベル異常／デバイス異常識別部５１８の入出力レベル差チェック部５１８２では、第１チャンネルの入力ポート３１１から入力される光パケットの光量を表わす入力モニタ値と第１チャンネルの出力ポート３４１から出力される光パケットの光量を表わす出力モニタ値との差分が求められ損失基準値と比較されてレベル異常の有無が判定され、出力レベル監視回路部５１８３では、第１チャンネルの出力ポート３４１から出力される光パケットの光量を表わす出力モニタ値と出力レベル規格値（上限値と下限値）とが比較されて、高レベル異常、正常、低レベル異常が判定される。

また、次の、光レベル測定期間Ｂでは、イネーブル信号により、光スイッチ３３１＿１（前段：光ＳＷ（１−１））がオフ、光スイッチ３３１＿２（前段：光ＳＷ（１−２））がオン、光スイッチ３３１＿４（前段：光ＳＷ（１−０））がオンとなり、この光レベル測定期間Ｂでは、第１チャンネルの出力ポート３４１からは、第２チャンネルの入力ポート３１２から入力されてきた光パケットが出力され、したがって、図４に示す出力レベル異常／デバイス異常識別部５１８の入出力レベル差チェック部５１８２では、第２チャンネルの入力ポート３１２から入力される光パケットの光量を表わす入力モニタ値と第１チャンネルの出力ポート３４１から出力される光パケットの光量を表わす出力モニタ値との差分が求められ損失基準値と比較されてレベル異常の有無が判定され、出力レベル監視回路部５１８３では、第１チャンネルの規格値（上限値と下限値）とが比較されて、高レベル異常、正常、低レベル異常が判定される。

次の光レベル測定区間Ｃでは、イネーブル信号により、光レベル測定区間Ａと同じ方路が形成されて光レベル測定区間Ａと同じ異常判定が行なわれ、さらに次の光レベル測定区間Ｄでは、イネーブル信号により光レベル測定区間Ｂと同じ方路が形成されて光レベル測定区間Ｂと同じ異常判定が行なわれる。

ここでは、第１チャンネルの出力ポートにおける光パケットの通過タイミングと異常判定との対応を説明したが、第２チャンネル出力ポートに関しても同様である。

図６は、図４に示す出力レベル異常／デバイス異常識別部における処理の流れを示したフローチャートである。

イネーブルタイミングチェック部５１８１では、イネーブル信号に基づいて光スイッチング回路３１（図３，図２参照）の光パケットが通過する各方路のイネーブル状態がチェックされ（ステップＳ１）、イネーブルオン、すなわち、ある方路が形成されると、ステップＳ２，Ｓ３に進む。

ステップＳ２では、出力レベル監視回路部５１８３において、今回のイネーブルオンに対応する出力ポートに関し、出力モニタ値と出力レベル規格値（上限値と下限値）とが比較され、
（１）規格値（下限）＜出力モニタ値＜規格値（上限）
のときは、光出力レベルは正常であると判定され、
（２）出力モニタ値＞規格値（上限）
のときは、高出力レベル異常であると判定され、
（３）規格値（下限）＜出力モニタ値
のときは、低出力レベル異常であると判定される。

また、ステップＳ３では、入出力レベル差チェック部５１８２において、今回のイネーブルオンに対応する入力ポート−出力ポートの組合せについて、入力モニタ値と出力モニタ値との差分が求められてその差分である入出力レベル差が損失基準値と比較され、
（４）入出力レベル差＜損失基準値
のときは、損失レベル正常と判定され。

（５）入出力レベル差＞損失基準値
のときは、損失レベル異常と判定される。

ステップＳ２，Ｓ３での正常、異常の判定が行なわれると。それらの判定結果がアラーム判定部５１８４に通知され、アラーム判定部５１８４では、それらの判定結果を総合して、図６のステップＳ４中に示すアラーム判定表に従ったアラーム判定が行なわれる。これらのアラーム判定結果は図３に示すセンタ部６０に入力され、センタ部６０によりアラーム判定結果の記録やアラーム出力が行なわれる。

図７は、本発明の光パケットスイッチング装置の第２実施形態を示すブロック図である。図３に示す第１実施形態の光パケットスイッチング装置１０Ａの構成要素と同一の構成要素には図３に付した符号と同一の符号を付して示してある。

この第２実施形態の光パケットスイッチング装置１０Ｂは、制御部５０Ｂに特徴があり、システム立ち上げ後にその制御部５０Ｂを構成するレジスタ部５１７Ｂからイネーブル信号生成部５１３Ｂに向けての、自動イネーブル制御信号がオンとなる。

自動イネーブル制御信号がオンになると、イネーブル信号生成部５１３Ｂでは、光パケットのヘッダの宛先情報にかかわらず、イネーブル信号を固定パターンにて自動生成する。このとき、入力側の光伝送路２１１，２１２からは、ダミーの光パケットを入力し続けるものとする。

図８は自動イネーブル制御信号オン時のタイミングチャートである。

自動イネーブル制御信号がオンになると、イネーブル信号生成部５１３Ｂでは、図２に示す第１チャンネルの光スイッチモジュール３３１の後段側の光スイッチ３３１＿４（後段：光ＳＷ（１−０））をオンにし、またそれとともに第１チャンネルのスイッチモジュール３３１の前段側の一方の光スイッチ３３１＿１（前段：光ＳＷ（１−１））をオンにするイネーブル信号が生成される。このとき、前段側のもう一方の光スイッチ３３１＿２（前段：光ＳＷ（１−２））、および第２チャンネルの光スイッチモジュール３３２の各光スイッチ３３２＿４，３３２＿１，３３２＿２（後段：光ＳＷ（２−０），前段：光ＳＷ（２−１），前段：光ＳＷ（２−２））はオフにとどまる。このようにして、測定期間Ａでは、第１チャンネルの入力ポート３３１から入力されてきた光パケットが第１チャンネルの出力ポート３４１から出力される方路（１）が形成され、出力レベル異常／デバイス異常識別部５１８Ｂでは、その判定期間Ａにおいては方路（１）の入力モニタ値と出力モニタ値の差分が求められる。

次に、第１チャンネルの光スイッチモジュール３３１の後段側の光スイッチ３３１＿４（後段：光ＳＷ（１−０））はオンしたまま、第１チャンネルの光スイッチモジュール３３１の前段側の２つの光スイッチ３３１＿１，３３１＿２（前段：光ＳＷ（１−１），前段：光ＳＷ（１−２））のうちの、今度は、光スイッチ３３１＿１（前段：光ＳＷ（１−１））がオフ、もう一方の光スイッチ３３１＿２（前段：光ＳＷ（１−２））がオンとなるようにイネーブル信号が生成され、今度第２チャンネルの入力ポート３１２から入力されてきた光パケットが第１チャンネルの出力ポート３４１から出力される方路（２）が形成され、出力レベル異常／デバイス異常識別部５１８Ｂでは、測定期間Ｂにおける方路（２）の入力モニタ値と出力モニタ値との差分が求められる。

次に、第１チャンネルの光スイッチモジュール３３１の３つの光スイッチ３３１＿１，３３１＿２，３３１＿４（後段：光ＳＷ（１−０），前段：光ＳＷ（１−１），前段：光ＳＷ（１−２））は全てオフとし、今度は第２チャンネルのスイッチモジュール３３２の後段側の光スイッチ３３２＿４（後段：光ＳＷ（２−０））をオンにし、またそれとともに第２チャンネルのスイッチモジュール３３２の前段側の一方の光スイッチ３３２＿１（前段：光ＳＷ（２−１））をオンにするイネーブル信号が生成される。このとき、前段側のもう一方の光スイッチ３３２＿２（前段：光ＳＷ（２−２））はオフにとどまる。このようにして、測定期間Ｃでは、間第１チャンネルの入力ポート３３１から入力されてきた光パケットが第２チャンネルの出力ポート３４２から出力される方路（３）が形成され、出力レベル異常／デバイス異常識別部５１８Ｂでは、その測定期間Ｃにおいては方路（３）の入力モニタ値と出力モニタ値の差分が求められる。

さらに次に、第２チャンネルの光スイッチモジュール３３２の後段側の光スイッチ３３２＿４（後段：光ＳＷ（２−０））はオンしたまま、第２チャンネルの光スイッチモジュール３３２の前段側の２つの光スイッチ３３２＿１，３３２＿２（前段：光ＳＷ（２−１），前段：光ＳＷ（２−２））のうちの、今度は光スイッチ３３２＿１（前段：光ＳＷ（２−１））がオフ、もう一方の光スイッチ３３２＿２（前段：光ＳＷ（２−２））がオンとなるようにイネーブル信号が生成され、今度は、第２チャンネルの入力ポート３１２から入力されてきた光パケットが第２チャンネルの出力ポート３４２から出力される方路（４）が形成され、出力レベル異常／デバイス異常識別部５１８Ｂでは、測定期間Ｄにおいて方路（４）の入力モニタ値と出力モニタ値との差分が求められる。

出力レベル異常／デバイス異常識別部５１８Ｂでは、これら全ての差分の演算を行なった後、例えば、それらの差分値のうちの最大差分値にさらにマージン値を上乗せするなどして、損失基準値が求められる。その求められた損失基準値がレジスタ部５１７Ｂに格納される。

図７に示す第２実施形態の光パケットスイッチング装置１０Ｂでは、以上のようにして、システム立上げ時に損失基準値が求められる。尚、レジスト部５１７Ｂに格納される入力レベル規格値（上限値と下限値）および出力レベル規格値（上限値と下限値）は、あらかじめ定められた値であり、それらのあらかじめ定められた値がレジスタ部５１７Ｂに格納される。

損失基準値生成後における、システム運用時の、イネーブル信号生成部５１３Ｂ、レジスタ部５１７Ｂ、および出力レベル異常／デバイス異常識別部５１８Ｂの作用は、図３に示す第１実施形態における、それぞれ対応する、イネーブル信号生成部５１３、レジスタ部５１７Ａ、および出力レベル異常／デバイス異常識別部５１８の各作用と同一である。

図９は、本発明の光パケットスイッチング装置の第３実施形態を示すブロック図、図１０は、図９に示す第３実施形態における光スイッチング回路の構成を示すブロック図である。

前述の第１実施形態（図３）の光パケットスイッチング装置１０Ａの構成要素と同一の構成要素には、図３に付した符号と同一の符号を付して示してある。

先ず、図１０に示す光スイッチング回路について説明する。

図９に示す第３実施形態の光パケットスイッチング装置１０Ｃの光スイッチ部３０Ｃに備えられた光スイッチング回路３１Ｃは、図１０に示すような、運用系３１Ａと予備（非運用）系３１Ｂとから構成されている。

図１０に示す光スイッチング回路３１Ｃの運用系３１Ａは、図２に示す光スイッチング回路３１と比べたとき、図２の光スイッチング回路３１では入力側の２つのフォトカプラ３２１，３２２が、入力ポート３１１，３１２からそれぞれ入力されてきた光パケットを２分割するフォトカプラであるのに対し、図１０に示す運用系３１Ａの入力側のフォトカプラ３２１＿１，３２２＿１は、入力ポート３１１，３１２からそれぞれ入力されてきた光パケットを４分割するフォトカプラである。また、運用系３１Ａには、その運用系３１Ａの２つの光スイッチモジュール３３１Ａ，３３２Ａから出力された光パケットと、予備（非運用）系３１Ｂの２つの光モジュール３３１Ｂ，３３２Ｂから出力された光パケットをそれぞれマージする２つのフォトカプラ３３１＿２，３３２＿２が備えられている。

各光スイッチモジュール３３１Ａ，３３２Ａ；３３１Ｂ，３３２Ｂの内部構成は、図２に示す光スイッチモジュール３３１，３３２と同一であり、その動作については図２を参照して説明済であるため、以下では各要素の対応関係だけ示しておく。

運用系３１Ａの光スイッチモジュール３３１Ａの光スイッチ３３１＿１Ａ，３３１＿２Ａ，３３１＿４Ａおよびフォトカプラ３３１＿３Ａは、図２の光スイッチモジュール３３１の光スイッチ３３１＿１，３３１＿２，３３１＿４およびフォトカプラ３３１＿３にそれぞれ対応しており、また、これと同様に、運用系３１Ａの光スイッチモジュール３３２Ａの光スイッチ３３２＿１Ａ，３３２＿２Ａ，３３２＿４Ａおよびフォトカプラ３３２＿３Ａは、図２の光スイッチモジュール３３２の光スイッチ３３２＿１，３３２＿２，３３２＿４およびフォトカプラ３３２＿３にそれぞれ対応している。

また、予備（非運用）系３１Ｂについても運用系３１Ａと同様であり、予備（非運用）系３１Ｂの光スイッチモジュール３３１Ｂの光スイッチ３３１＿１Ｂ，３３１＿２Ｂ，３３１＿４Ｂおよびフォトカプラ３３１＿３Ｂは、図２の光スイッチモジュール３３１の光スイッチ３３１＿１，３３１＿２，３３１＿４およびフォトカプラ３３１＿３にそれぞれ対応しており、また、これと同様に、予備（非運用）系３１Ｂの光スイッチモジュール３３２Ｂの光スイッチ３３２＿１Ｂ，３３２＿２Ｂ，３３２＿４Ｂおよびフォトカプラ３３２＿３Ｂは、図２の光スイッチモジュール３３２の光スイッチ３３２＿１，３３２＿２，３３２＿４およびフォトカプラ３３２＿３にそれぞれ対応している。

図９に戻って第３実施形態の光パケットスイッチング装置１０Ｃについて説明する。

イネーブル信号生成部５１３Ｃには、図３に示す第１実施形態における６本の信号伝送路と同様の図１０に示す運用系３１Ａの光スイッチ３３１＿１Ａ，３３１＿２Ａ，３３１＿４Ａ；３３２＿１Ａ，３３２＿２Ａ，３３２＿４Ａのオン、オフ制御用のイネーブル信号を伝える６本の信号伝送路５１４＿１，５１４＿２，５１４＿３，５１４＿４，５１４＿５，５１４＿６が接続されているが、さらに６本の、予備（非運用）系３１Ｂの光スイッチ３３１＿１Ｂ，３３１＿２Ｂ，３３１＿４Ｂ；３３２＿１Ｂ，３３２＿２Ｂ，３３２＿４Ｂのオン、オフのためのイネーブル信号伝送用の信号伝送路５１４＿１Ｂ，５１４＿２Ｂ，５１４＿３Ｂ，５１４＿４Ｂ，５１４＿５Ｂ，５１４＿６Ｂが接続されている。

この図９の光パケットスイッチング装置１０Ｃでは、正常状態では光スイッチング回路３１Ｃのうち、運用系３１Ａのみが使用されている。この段階までは、図３に示す第１実施形態の光パケットスイッチング装置１０Ａと同様である。出力レベル異常／デバイス異常識別部５１８Ｃでデバイス異常が検出されると、デバイス異常が検出されたことがイネーブル信号生成部５１３Ｃに伝えられ、イネーブル信号制御部５１３Ｃでは、運用系３１Ａの光スイッチを全てオフにし、予備（非運用）系３１Ｂにイネーブル信号を送って、予備（非運用）系３１Ｂに、それまで運用系３１Ａで行なっていた動作の代わりを動作させる。

こうすることにより、この光パケットスイッチング装置１０Ｃにデバイス異常が発生しても、直ちにその動作を復旧させることができる。

図１１は、これまで説明してきた光スイッチング回路よりもチャンネル数の多い光スイッチング回路を示したブロック図である。

この図１１に示す光スイッチング回路３１Ｄは、８つの入力ポートおよび８つの出力ポートを有し、入力側には、入力されてきた光パケットをそれぞれ８分割して各光モジュールに送る８つのフォトカプラ３２１０が配置され、さらに後段側に８つの光スイッチモジュール３３１０が配置されている。各光スイッチモジュール３３１０は、その入力側に８つの前段側の光スイッチ３３１１を有し、その後段に８本の入力を１本にマージする１つのフォトカプラ３３１２が配置され、さらにその後段に１つの後段側の光スイッチ３３１３が配置されている。これら全ての光スイッチは、イネーブル信号生成部（例えば図３のイネーブル信号生成部５１３参照）で、光パケットの宛先に応じて生成されたイネーブル信号によってオン、オフが切り替えられる。

この図１１に示す光スイッチング回路３１Ｄは、構造は複雑にはなっているが、その動作は、図２に示す光スイッチング回路３１の動作説明から容易に分かるため、ここでは重複説明は省略する。

この図１１の光スイッチング回路３１Ｄを採用する場合、例えば図３に示す光パケットスイッチング装置１０Ａの構成要素を全て８チャンネル分に拡張する必要があるが、単なるチャンネル数の拡張であって、その動作は図３の光パケットスイッチング装置１０Ａ等の説明から自明であり、この点についての説明も省略する。

本発明は、例えば図１１に示すような、あるいは更に多チャンネルの入出力経路を有する光パケットスイッチング装置にも適用可能である。

Claims (5)

1. 伝送されてきた光パケットを、該光パケットの宛先に向けて方路を切り替えて送り出す光パケットスイッチング装置において、
   電気的なスイッチ制御信号に応じて光パケットの方路を切り替える光スイッチを有し、伝送されてきた光パケットの方路を該スイッチ制御信号に応じて切り替えて該光パケットを出力する光スイッチ部と、
   伝送されてきた光パケットの宛先を表わすヘッダ部を取り出して光電変換し該宛先に応じたスイッチ制御信号を生成して前記光スイッチ部に伝送し、前記複数の光スイッチを制御するコントロール部と、
   伝送されてきた光パケットの光量レベルである第１の光量レベルと送り出される光パケットの光量レベルである第２の光量レベルをモニタする光モニタ部と、
   前記スイッチ制御信号に基づいて前記第１の光量レベルおよび前記第２の光量レベルのモニタリングの有効なタイミングを認識し、該タイミングにおける第１の光量レベルおよび第２の光量レベルに基づいて異常を認識する異常認識部とを備えたことを特徴とする光パケットスイッチング装置。
2. 前記異常認識部は、
   前記第１の光量レベルと前記第２の光量レベルとの間のレベル差が所定の基準損失レベルを越えているか否かを検出する入出力レベル差チェック部と、
   前記第２の光量レベルが、上下限値からなる規格出力レベル範囲内にあるか否かを検出する出力レベル監視部と、
   前記入出力レベル差チェック部における第１の検出結果と前記出力レベル監視部における第２の検出結果に基づいて、異常の有無および異常が有る場合における異常の種類を判定して警告を出力するアラーム判定部とを有することを特徴とする請求項１記載の光パケットスイッチング装置。
3. 前記コントロール部に、光パケットの方路を順次切り替えるモニタ用のスイッチ制御信号を生成させて、前記アラーム判定部に前記基準損失レベルを算出させる基準設定制御部をさらに備えたことを特徴とする請求項２記載の光パケットスイッチング装置。
4. 前記光スイッチ部が、光パケットを入力する複数の入力ポートと光パケットを出力する複数の出力ポートとを有し、前記複数の光スイッチのオン、オフによって入力ポートと出力ポートとの間の接続を切り替えるものであり、
   前記光モニタ部は、前記複数の入力ポートそれぞれから入力されてきた光パケットの光量レベルである第１の光量レベルおよび前記複数の出力ポートそれぞれから出力される光パケットの光量レベルである第２の光量レベルをモニタするものであって、
   前記入出力レベル差チェック部は、前記第１の光量レベルと前記第２の光量レベルとの間のレベル差が所定の基準損失レベルを越えているか否かを入力ポートと出力ポートとの複数の組合せについて検出するものであり、
   前記出力レベル監視部は、前記第２の光量レベルが規格出力レベル範囲内にあるか否かを、複数の出力ポートそれぞれから出力される光パケットについて検出するものであり、
   前記アラーム判定部は、前記入出力レベル差チェック部における、入力ポートと出力ポートとの複数の組合せにおける検出結果と、前記出力レベル監視部における、複数の出力ポートにおける検出結果とを総合して、異常の有無および異常の種類を判定して警告を出力するものであることを特徴とする請求項１記載の光パケットスイッチング装置。
5. 前記スイッチ部は、実運送用に供する第１のスイッチ部と、前記アラーム判定部により前記第１の光スイッチ部の異常が検出された場合に該第１の光スイッチ部に代えて用いられる予備の第２の光スイッチ部とを備えたことを特徴とする請求項１記載の光パケットスイッチング装置。

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