JPWO2009022406A1 - 光受信端局、光通信システム及び光信号断検出方法 - Google Patents

Abstract

本発明の目的は、光通信システムの現用予備切替を行う場合において、光チャネルの光信号断検出を瞬時に行うことができる光受信装置を提供することである。光送信端局からの光を現用回線及び予備回線を介して受信する光受信端局装置において、光送信端局からの光を現用回線及び予備回線を介して受信する光受信端局において、該光送信端局が光信号を出力していることを示す情報に基づいて受信した光パワーを記憶し、該記憶した値と受信した光の比較結果に基づいて該光信号の断検出を行う光信号断検出回路を備えたことを特徴とする。

Description

本発明は光送信端局から光を受信する光受信端局に関する。

光通信システムは複数の光信号を波長の異なる複数の光チャネルで送信する波長多重（ＷＤＭ）伝送を行っている。光通信システムの信頼性の向上のため、光単方向経路切替えリング（ＯＵＰＳＲ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｕｎｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ Ｐａｔｈ Ｓｗｉｔｃｈｅｄ Ｒｉｎｇ）方式のような、現用予備の切替えを行う光通信システムがある。

光通信システムの光受信端局で現用予備の切替えを行う要因は、光チャネルの障害で光信号が無くなる場合である。従って、光受信端局で光伝送路からの光を受光して、光信号断の検出を行えばよい。さらに、ＳＯＮＥＴなどの標準規格では、現用予備切替えは光チャネル内の光信号がダウンしてから５０ｍｓ以内に完了する必要がある。

一方、光信号断の検出を実際に行うのは困難を有する。即ち、光ファイバからなる伝送路を用いて光通信を行う場合に、伝送距離を長くするため、光通信システムは光送信端局、光中継端局、光受信端局に光増幅器を設けている。光増幅器は入射した光を直接増幅する装置である。光増幅器は入力した光信号を増幅する際に自然放出光（ＡＳＥ光：アンプリチュード・スポンテニアス・エミッション光）を発生する。従って、光受信端局が受信する光は信号光のみではなく、ＡＳＥ光も含まれているため、単純に光伝送路からの光を検出しただけでは、ＡＳＥ光か信号光かを判断できない。

従来の現用予備切替技術として特許文献１が知られている。
特開２００１−２４４９００号公報

本発明の目的は、光通信システムの現用予備切替を行う場合において、光チャネルの光信号断検出を瞬時に行うことができる光受信端局を提供することである。

上記の課題を解決するため、光送信端局からの光を現用回線及び予備回線を介して受信する光受信端局は該光送信端局が光信号を出力していることを示す情報に基づいて受信した光パワーを記憶し、該記憶した値と受信した光の比較結果に基づいて該光信号の断検出を行う光信号断検出回路を備える。

本発明によれば、光チャネルごとの光信号断検出を瞬時にかつ確実に行うことができる。

実施例を適用するシステム構成 第１実施例の送信端局と受信端局の構成を示す図 回線切替部を示す図 光信号断検出回路の構成を示す図 本実施構成のタイムチャートを示す図 光チャネルと光信号の関係を示す図 第１の切替え動作を示す図 第１の切替え動作を行うスイッチ制御回路を示す図 第１の切替え動作を示す図 第１の切替え動作を行うスイッチ制御回路を示す図 受信端局の構成を示す図 送信端局での光チャネル検出の構成を示す図

符号の説明

１ 光送信器
２ 光送信端局
３ 光カプラ
４ａ，４ｂ ＷＤＭカプラ
５ａ，５ｂ 光中継端局
６ａ 第１経路
６ｂ 第２経路
７ 受信端局
８ 回線切替部
９ 受信器
１０ａ，１０ｂ ＷＤＭカプラ

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。実施形態の構成は例示であり、本発明は実施形態の構成に限定されない。

図１は実施形態を適用する光通信システム構成を示している。光リングネットワークは光伝送可能な第１経路６ａと第２経路６ｂと複数の光端局から構成されている。光リングネットワークは、第１経路６ａと第２経路６ｂを切替えることで、現用予備の切替えを行うことができる。一例として、本実施例は光単方向経路切換えリング（ＯＵＰＳＲ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｕｎｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ Ｐａｔｈ Ｓｗｉｔｃｈｅｄ Ｒｉｎｇ）方式を用いて説明を行うが、実施形態はＯＵＰＳＲに限定されるものではない。光リングネットワーク上には光端局が複数配置してある。光端局には送信端局２と光中継端局と光受信端局７の３つの種類がある。

光送信端局２は光送信器１と接続されている。光送信端局２は光送信器１からの光信号を光カプラ３で分岐する。本図では図示しないが、光送信器１と光カプラ３は光波長多重通信を行う場合は使用する光波長の光チャネル数分存在する。光カプラ３で分岐した光信号はＷＤＭカプラ４ａ，４ｂにそれぞれ入射し、他の光チャネルの光信号と共に波長多重される。波長多重された光は第１経路６ａと第２経路６ｂに入力される。

光中継端局（アド・ドロップ・マルチプレクサ）５ａは第１経路６ａの中に有り、光中継端局（アド・ドロップ・マルチプレクサ）５ｂは第２経路６ｂの中にある。光中継端局５ａ、５ｂは波長多重された光信号を光チャネルごとに波長分離し、所定の光チャネルをドロップする。さらに、光中継端局５ａ、５ｂはドロップした光チャネルに新たな光信号を挿入し、下流（ダウンストリーム）に送る。

受信端局７はＷＤＭカプラ１０ａ、１０ｂと回線切替部８を備えている。受信端局７は第１経路６ａと第２経路６ｂから波長多重された光信号を受信する。受信端局７内のＷＤＭカプラ１０ａ、１０ｂは受信した波長多重された光信号を各光チャネルに分離する。ＷＤＭカプラ１０ａで各光チャネルに分離した光信号は対応する予備の光信号（ＷＤＭカプラ１０ｂで分離した光信号）と共に切替スイッチ８に入力される。切替スイッチ８の出力は光受信器９に出力される。切替スイッチ８は光信号の有無を検出し、第１経路６ａの光信号または第２経路６ｂの光信号を選択する。

図２は第１実施例の送信端局と受信端局の構成を示している。図１と同一部材は同一番号で示しその説明は省略する。

［光送信端局］
光送信端局２はＷＤＭカプラ４ａ、４ｂと、光カプラ３と複数の受光素子８０ａ、８０ｂと、光増幅器１５ａ、１５ｂと光監視制御チャネル送信部１１ａ、１１ｂを備えている。

光カプラ３は図２の送信器１からの光信号を分岐し、分岐した光信号をＷＤＭカプラ４ａと４ｂと受光素子８０ａ、８０ｂに供給する。

受光素子８０ａ、８０ｂはＷＤＭカプラ４ａ、４ｂに供給される光信号が光チャネルに実際に存在しているかを検出する。受光素子８０ａ、８０ｂで検出する光はＡＳＥ成分が含まれない光増幅器１５ａ、１５ｂの前段の光である。受光素子８０ａ、８０ｂで行った光信号の検出結果は光信号断検出を行う光チャネルが光信号を出力している、又は、光信号を出力していないことを示す波長チャネル故障（ＷＣＦ：ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ｃｈａｎｎｅｌ ｆａｉｌｕｒｅ）情報となる。本実施形態では、一例として、ＷＣＦ情報は光信号がある状態は“０”で、光信号がない状態は“１”とする。ＷＣＦ情報は光監視制御チャネル（ＯＳＣ：ｏｐｔｉｃａｌ ｓｕｐｅｒｖｉｓｏｒｙ ｃｈａｎｎｅｌ）送信部１１ａに送られる。

ＯＳＣ送信部１１ａは第１経路の監視制御を行うためのＯＳＣ信号を送信する。ＯＳＣ送信部１１ａは、第１経路６ａかその他の回線を用いて、ＯＳＣ信号を光受信端局７に送信する。ＯＳＣ信号は光通信システムを管理する通信事業者（キャリア）がサービスを行うと定めた使用光チャネル（ＷＣＳ：ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ｃｈａｎｎｅｌ ｓｅｒｖｉｃｅ）情報ＢとＷＣＦ情報Ａを含んでいる。本実施形態では、一例として、ＷＣＳ情報はサービスしている光チャネルは“１”で、サービスしていない光チャネルは“０”とする。実施形態において、第１経路６ａ側のＷＳＦ情報はＡと、第１経路６ａ側のＷＳＣ情報はＢと符号をつけて説明する。

ＯＳＣ送信部１１ｂは第１経路の監視制御を行うためのＯＳＣ信号を送信する。ＯＳＣ送信部１１ｂは、第２経路６ｂかその他の回線を用いて、ＯＳＣ信号を光受信端局７に送信する。ＯＳＣ信号は光通信システムを管理するキャリアがサービスを行うと定めた使用光チャネル（ＷＣＳ：ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ｃｈａｎｎｅｌ ｓｅｒｖｉｃｅ）情報ＤとＷＣＦ情報Ｃを含んでいる。本実施形態では、一例として、ＷＣＳ情報はサービスしている光チャネルは“１”で、サービスしていない光チャネルは“０”とする。実施形態において、第２経路６ｂ側のＷＳＦ情報はＣと、第２経路６ｂ側のＷＳＣ情報はＤと符号をつけて説明する。

ＷＤＭカプラ４ａ、４ｂは光カプラからの光チャネルの光信号を波長多重する。

光増幅器１５ａはＷＤＭカプラ４ａで波長多重された光信号を増幅し、増幅した光を第１経路６ａに出力する。同様に、光増幅器１５ｂはＷＤＭカプラ４ｂで波長多重された光信号を増幅し、増幅した光を第２経路６ｂに出力する。

［光受信端局］
光受信端局７は光増幅器１６ａ、１６ｂとＷＤＭカプラ１０ａ、１０ｂとＯＳＣ受信部１２ａ、１２ｂと回線切替部８を備えている。

ＯＳＣ受信部１２ａ、１２ｂはＯＳＣ送信部１１ａ、１１ｂからのＯＳＣ信号を受信する。そして、ＯＳＣ受信部１２ａ、１２ｂはＯＳＣ信号からＷＣＦ情報Ａ、ＣとＷＣＳ情報Ｂ、Ｄとをそれぞれ抽出し、抽出したＷＣＦ情報Ａ、ＣとＷＣＳ情報Ｂ、Ｄを回線切替部８に供給する。

光増幅器１６ａと１６ｂは第１経路６ａと第２経路６ｂから到来する光をそれぞれで増幅する。そして、光増幅器１６ａと１６ｂは増幅した光をＷＤＭカプラ１０ａ、１０ｂにそれぞれ供給する。

ＷＤＭカプラ１０ａ、１０ｂは光増幅器１６ａと１６ｂからの波長多重された光信号を光チャネルの波長単位で分離する。そして、ＷＤＭカプラ１０ａ、１０ｂは分離した光を回線切替部８に供給する。回線切替部８に供給される光は第１経路６ａと第２経路６ｂにそれぞれ対応する現用の光チャネルと予備の光チャネルのペアとなっている。

回線切替部８は切替スイッチ１４、光信号断検出部１３ａ、１３ｂと回線切替制御回路２１を備える。

切替スイッチ１４はＷＤＭカプラ１０ａ、１０ｂからペアとなる光をそれぞれ入力する。そして、切替スイッチ１４は回線切替制御回路２１からの切替信号により、入力した光の一方を出力する。

光信号断検出部１３ａはＷＤＭカプラ１０ａで分離した光チャネルの光と、ＯＳＣ受信部１２ａで抽出したＷＣＳ情報ＢとＷＣＦ情報Ａを入力する。そして、光信号断検出部１３ａは分離した光チャネルの光とＷＣＳ情報ＢとＷＣＦ情報Ａに基づいて光信号断検出を行う。光信号断検出部１３ｂはＷＤＭカプラ１０ｂで分離した光チャネルの光と、ＯＳＣ受信部１２ｂで抽出したＷＣＳ情報ＤとＷＣＦ情報Ｃを入力する。そして、光信号断検出部１３ｂは分離した光チャネルの光とＷＣＳ情報ＤとＷＣＦ情報Ｃに基づいて光信号断検出を行う。光信号断検出部１３ａ、１３ｂの光信号断検出結果は回線切替制御回路２１に入力される。

回線切替制御回路２１は光信号断検出部１３ａと１３ｂの出力に基づきＷＤＭカプラ１０ａ、１０ｂのどちらか一方の光を選択するかを決める。そして、回線切替制御回路２１は切替スイッチ１４を制御する信号を出力する。
［回線切替部］
図３は回線切替部８を示している。光カプラ１７ａはＷＤＭカプラ１０ａからの光を２分岐する。光カプラ１７ａで分岐された一方の光は切替スイッチ１４に入射される。光カプラ１７ａで分岐された他方の光は光信号断検出部１３ａに入射される。

光信号断検出部１３ａは受光素子１８ａ、アナログデジタルコンバータ１９ａ光信号断検出回路２０ａを備えている。受光素子１８ａは光カプラ１７ａからの光を電流に変換する。アナログデジタルコンバータ１９ａは受光素子１８ａからの電流値をデジタルの値に変換する。光信号断検出回路２０ａはアナログデジタルコンバータ（ＡＤＣ）１９ａで変換されたデジタル値と第１経路６ａのＷＣＦ情報ＡとＷＣＳ情報Ｂに基づいて信号断検出を行う。光信号断検出回路２０ａは後で図面を用いて説明を行う。

光カプラ１７ｂはＷＤＭカプラ１０ｂからの光を２分岐する。光カプラ１７ｂで分岐された一方の光は切替スイッチ１４に入射される。光カプラ１７ｂで分岐された他方の光は光信号断検出部１３ｂに入射される。光信号断検出部１３ｂは受光素子１８ｂ、アナログデジタルコンバータ１９ｂ光信号断検出回路２０ｂを備えている。受光素子１８ｂは光カプラ１７ｂからの光を電流に変換する。アナログデジタルコンバータ（ＡＤＣ）１９ｂは受光素子１８ｂからの電流値をデジタルの値に変換する。光信号断検出回路２０ｂはアナログデジタルコンバータ１９ｂで変換されたデジタル値と第２経路６ｂのＷＣＦ情報ＣとＷＣＳ情報Ｄに基づいて信号断検出を行う。

回線切替制御回路２１は光信号断検出部１３ａと１３ｂの結果に基づきＷＤＭカプラ１０ａ、１０ｂのどちらの光を出力するかを決定する。この際、単純に切替えるのではなく、切替え先の経路の光信号の状態も考慮するため、現用である、第１経路６ａのＷＣＦ情報ＡとＷＣＳ情報Ｂ、に加えて、予備である第２経路６ｂのＷＣＦ情報ＣとＷＣＳ情報Ｄの情報も用いて制御を行う。回線切替制御回路２１は後で図面を用いて説明を行う。

駆動回路２２は回線切替制御回路２１からの制御信号に基づき切替スイッチ１４を制御する。切替スイッチ１４は駆動回路２２からの制御信号に基づきＷＤＭカプラ１０ａまた１０ｂからの光のいずれか一方を出力する。
［光信号断検出部］
図４は光信号断検出回路２０ａの構成を示す。

光信号断検出回路２０ｂはレジスタ２２ｂ、レジスタ２２ａ、演算回路（ＡＬＵ）２３、比較装置２４、ＯＲ回路２５、パルス作成回路２６ａ，２６ｂとカウンタ回路２７ａ，２７ｂから構成されている。

レジスタ２２ａとレジスタ２２ｂは図３のＡＤＣ１９ａからの値を入力する。レジスタ２２ｂはＡＤＣ１９ａのサンプリング周期に対応した現在の光の強度（レベル）の値を記憶する。レジスタ２２ａもＷＣＦ及びＷＣＳが入力されるまでは、ＡＤＣ１９ａのサンプリング周期に対応した現在の光の値を記憶する。イネーブル信号がレジスタ２２ａに入力したとき、レジスタ２２ａはそのときの値を保持する。

ＡＬＵ２３は、一例として、レジスタ２２ｂからレジスタ２２ａの値を減算する。初期状態と通常状態（受光した光に光信号が含まれる状態）の場合は、レジスタ２２ｂとレジスタ２２ａが同じ値である。従って、ＡＬＵ２３は演算結果としてゼロを出力する。使用している経路の中に障害が発生すると、受光した光に光信号が含まれないため、レジスタ２２ｂの値が小さくなる。従って、ＡＬＵ２３は演算結果としてマイナスの値を出力する。

比較装置２４はＡＬＵ２３の演算結果を所定値と比較する。比較装置２４の比較結果が、所定値より低い場合は光信号が断と判断してトリガ信号を図３の回線切替制御回路２１に出力する。実施形態においては、光信号が断のとき、トリガ信号は“０”から“１”に変化する。比較装置２４の所定値は断検出閾値となる値である。通常、光信号成分より数ｄＢ〜１０ｄＢ以下のＡＳＥが受信した光に含まれる。従って、断検出閾値となる値は残留ＡＳＥ光のみの場合に検出できる値を設定すればよい。本実施形態では８ｄＢを設定している。

カウンタ回路２７ａはＯＳＣ受信部１２ａから対応するチャネルのＷＣＦ情報Ａを受信し、ＷＣＦ情報Ａの変化した時点から所定時間変化がないことを検出する。カウンタ回路２７ａはインバータ４０ａとフリップフロップ４１ａ、４２ａ、４３ａとアンドゲート４４ａを備える。

インバータ４０ａはＷＣＦ情報Ａを反転し、反転したＷＣＦ情報Ａをフリップフロップ４１ａに供給する。インバータ４０ａはＷＣＦ情報とＷＣＳ情報のロジックをあわせるために反転処理を行う。即ち、ＷＣＦ情報は光信号がある状態は“０”で、光信号がない状態は“１”であるがＷＣＳ情報は光信号がある状態は“１”で、光信号がない状態は“０”のためである。

フリップフロップ４１ａはインバータ４０ａからの信号とクロックを入力し、出力信号をフリップフロップ４２ａとアンドゲート４４ａに供給する。フリップフロップ４２ａはフリップフロップ４１ａからの信号とクロックを入力し、出力信号をフリップフロップ４３ａとアンドゲート４４ａに出力する。フリップフロップ４３ａはフリップフロップ４２ａからの信号とクロックを入力し、出力信号をアンドゲート４４ａに出力する。アンドゲート４４ａはフリップフロップ４１ａ、４２ａ、４３ａの論理積の結果を出力する。アンドゲート４４の出力は上記のカウンタ回路２７ａの出力はとしてパルス作成回路２６ａ，２６ｂに入力される。

パルス作成回路２６ａはイネーブル信号となるパルスを作成するための回路である。パルス作成回路２６ａはフリップフロップ２８ａ、２９ａとインバータ３０ａとアンドゲート３１ａを備えている。フリップフロップ２８ａはカウンタ回路２７ａの出力とクロックが供給される。そして、フリップフロップ２８ａは出力をフリップフロップ２９ａとアンドゲート３１ａに供給する。フリップフロップ２９ａはフリップフロップ２８ａの出力とクロックが供給される。そして、フリップフロップ２９ａは出力をインバータ３０ａに供給する。アンドゲート３１ａはインバータ３０ａとフリップフロップ２８ａとタイマー回路２７ｂの論理積を出力する。すなわち、パルス作成回路２６ａはタイマー回路２７ａと２７ｂの出力が“１”で、タイマー回路２７ａが“０”から“１”に変化した次のタイミングに、パルスを一つ出力する。

カウンタ回路２７ｂはＯＳＣ受信部１２ｂから対応する光チャネルのＷＣＳ情報Ｂを受信し、ＷＣＳ情報Ｂの変化した時点から所定時間変化がないことを検出する。カウンタ回路２７ｂフリップフロップ４１ｂ、４２ｂ、４３ｂとアンドゲート４４ｂを備える。

フリップフロップ４１ｂはインバータ４０ｂからの信号とクロックを入力し、出力信号をフリップフロップ４２ｂとアンドゲート４４ｂに供給する。フリップフロップ４２ｂはフリップフロップ４１ｂからの信号とクロックを入力し、出力信号をフリップフロップ４３ｂとアンドゲート４４ｂに出力する。フリップフロップ４３ｂはフリップフロップ４２ｂからの信号とクロックを入力し、出力信号をアンドゲート４４ｂに出力する。アンドゲート４４ｂはフリップフロップ４１ｂ、４２ｂ、４３ｂの論理積の結果を出力する。アンドゲート４４ｂの出力は上記のカウンタ回路２７ｂの出力はとしてパルス作成回路２６ａ，２６ｂに入力される。

パルス作成回路２６ｂはイネーブル信号となるパルスを作成するための回路である。パルス作成回路２６ｂはフリップフロップ２８ｂ、２９ｂとインバータ３０ｂとアンドゲート３１ｂを備えている。フリップフロップ２８ｂはカウンタ回路２７ｂの出力とクロックが供給される。そして、フリップフロップ２８ｂは出力をフリップフロップ２９ｂとアンドゲート３１ｂに供給する。フリップフロップ２９ｂはフリップフロップ２８ｂの出力とクロックが供給される。そして、フリップフロップ２９ｂは出力をインバータ３０ｂに供給する。アンドゲート３１ｂはインバータ３０ｂとフリップフロップ２８ｂとタイマー回路２７ａの出力論理積を出力する。すなわち、パルス作成回路２６ｂはタイマー回路２７ａと２７ｂの出力が“１”で、タイマー回路２７ｂが“０”から“１”に変化した次のタイミングに、パルスを一つ出力する。

オアゲート２５はパルス作成回路２６ａ、２６ｂの出力パルスのオア条件をレジスタ２２ａのデータを固定するためのイネーブル信号とする。

タイマー回路２７ａ、２７ｂに設定する時間はＯＳＣ信号の伝送遅延よりも十分長い時間を設定することが望ましい。

ＯＳＣ信号は監視制御のための信号で、伝送を行う光信号に比べると送信端局から受信伝送速度も遅い。光信号が来ているという情報がＯＳＣ信号の伝播時間より長く続いれば、その状態は必ず光信号が来ている状態のパワーであると確定できる。

従って、光信号が確実に来ている状態のパワーをイネーブル信号によりレジスタ２２ａに保持すれば、光信号が確実に存在するパワーを自動的に保持したことになる。

上記の光信号断検出部２０ａ構成はＷＣＳ情報ＢとＷＣＦ情報Ａを両方用いた構成であるが、ＷＣＦ情報Ａのみを用いてもよい。ＷＣＦ情報Ａのみを用いる構成はカウンタ回路２７ｂとパルス発生回路２６ｂとオア回路２５を削除し、アンドゲート３１ａはフリップフロップ２９ａとインバータ３０ａの論理積をとる。そして、アンドゲート３１ａの出力をイネーブル信号として、レジスタ２２ａに与える構成とすればよい。

光信号断検出部２０ａ構成の構成をしたが光信号断検出部２０ｂも同様の構成をしている。ただし、光信号断検出部２０ｂの場合には、ＡＤＣ１９ｂの値がレジスタ２２ｂ、２２に供給される。さらに、光信号断検出部２０ｂの場合には、第２経路６ｂに対するであるＯＳＣ制御信号のＷＣＳ情報ＤとＷＣＦ情報Ｃがタイマー回路２７ａ、２７ｂに供給される。
［本実施構成のタイムチャート］
図５に本実施構成のタイムチャートを示す。タイムチャートは第１経路の各部の信号の状態を示している。第２経路６ｂでも同じ動作のタイムチャートとなるので、第２経路６ｂのタイムチャートの説明は省略する。

（１）はＯＳＣ送信部１１ａにおけるＷＣＳ情報Ｂの状態を示す。（２）はＯＳＣ受信部１２ａにおけるＷＣＳ情報Ｂの状態を示す。（３）は受光素子８０ａの状態を示す。（４）はＯＳＣ送信部１１ａにおけるＷＣＦ情報Ａの状態を示す。（５）はＯＳＣ受信部１２ａにおけるＷＣＦ情報Ａの状態を示す。

（１）のＡ点において、キャリアが図１の送信器１のサービス開始を設定する。サービス開始の設定により、ＷＣＳ情報Ｂは“０”から“１”に変化する。Ａ点において“０”から“１”に変化したＷＣＳ情報Ｂは伝播遅延Ｔの後、（２）のＢ点にて、ＯＳＣ送信部１２ａに到達する。送信器１が動作を開始すると、受光素子８０ａは（３）のＣ点から、光パワーを検出する。受光素子８０ａが光パワーを検出すると、（４）のＥでＷＣＦ情報Ａが“１”から“０”に変化する。このＥの変化は伝播遅延Ｔの後の（５）のＨタイミングでＯＳＣ受信部１２ａが受信する。（５）のＨタイミングでカウンタ回路２７ａがカウントを始める。光信号断検出部１３ａはカウンタ回路２７ａ伝播遅延Ｔ以上となったときで、さらに、（２）のＷＣＳ情報Ｂが“１”のときに（５）のＩタイミングでイネーブル信号を発生する。

（３）のＤのタイミングで、送信器１の光信号が断となる。光信号は伝播がないため、レジスタ２２ｂの値も（３）のＤのタイミングで変化する。（３）のＤのタイミングに伴い、ＷＣＦ情報Ａが（４）のＦタイミングで“０”から“１”に変化する。この変化は伝播遅延Ｔの後の（５）ＪのタイミングでＯＳＣ受信部１２ａに到達する。

送信器１の光信号が復旧すると（４）のＷＣＦ情報ＡはＧのタイミングで“１”から“０”に変化する。Ｇの変化は伝播遅延Ｔの後のＫのタイミングでＯＳＣ受信部１２ａに到達する。

（５）のＫのタイミングでカウンタ回路２７ａがカウントを始める。光信号断検出部１３ａはカウンタ回路２７ａ伝播遅延Ｔ以上となったときで，さらに、（２）のＷＣＳ情報が“１”のときに、（５）のＬタイミングでイネーブル信号を発生する。
［光チャネルと光信号の関係］
図６は実施形態の構成の光チャネルと光信号の関係の一例を示している。図ではλ１からλ１０が光チャネルとして存在している。すなわち、図６の光信号を出すためには、光送信器１は光チャネルの波長数に対応して、１０システム必要である。さらに、図６の光信号を出すためには、ＷＤＭカプラ４ａ、４ｂは光信号の波長に対応した光チャネルを１０波長多重できるものが必要である。

図中、ＷＣＳ情報が“１”の波長はキャリアがサービスを設定している波長の光チャネルを示す。ＷＣＦ情報が“１” の波長は受光素子８０ａが光を検出していない光波長の光チャネルを示す。光チャネルλ５とλ９は光送信器１は可動させたが、受光素子８０ａでは光が検出されず、回線断となっている状態を示している。
［第１の切り替え動作］
図６の光チャネルλ５やλ９の状態の時や光信号断検出部１３ａが光信号の断を検出した場合の切替動作を以下に説明する。図７（ａ）、（ｂ）は第１の切替動作を示す。図７（ａ）、（ｂ）において、第１経路６ａ、第２経路６ｂの対応する各光チャネルはキャリアによりサービスの設定が行われ、ＷＣＳは“１”に成っている。

図７（ａ）において、最初に、第１経路６ａ側の光チャネルで障害が発生する。次に、回線切替部８は回線（光チャネル）を第１経路６ａ側から第２経路６ｂ側切り替える。さらに、切替わった第２経路６ｂ側の光チャネルが障害となる。このとき、第１経路６ａ側が復旧していない場合は光チャネルの回線切替を行わない。

図７（ｂ）において、最初に、第１経路６ａ側の光チャネルで障害が発生する。次に、回線切替部８は第２経路６ｂ側に光チャネルを切替る。さらに、第２経路６ｂ側の光チャネルを使用しているときに第１経路６ａ側の光チャネルが復旧した場合、回線切替部８が選択する光チャネルを第１経路６ａ側に戻す動作を示している。このとき、回線切替部８の選択は第２経路６ｂ側の光チャネルに障害か否かは考慮しない。

図７（ａ）、（ｂ）のような切替動作を行う制御方法を戻り制御（リバーティブ制御：Ｒｅｖｗｅｔｉｖｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）と言う。図８は戻り制御を行う回線切替制御回路２１の例である。

回線切替制御回路２１はオアゲート５０とインバータ５１、５３、５５、５９、６０、６１、６２とラッチ回路５２、５４とアンドゲート５６、５７、５８を備える。

インバータ５９はＷＣＦ情報Ａを入力し、反転信号を出力する。インバータ６０は光信号断検出回路２０ａからのトリガ信号を入力し反転信号を出力する。アンドゲート５７はインバータ５９の出力とインバータ６０の出力とＷＣＳ情報Ｂを入力し、３つの入力の論理積を出力する。アンドゲート５７の出力が１の場合は第１経路６ａが正常な状態を示している。従って、アンドゲート５７の出力が１の場合は第１経路６ａの光チャネルに切り替える信号となる。

インバータ６１はＷＣＦ情報Ｃを入力し、反転信号を出力する。インバータ６２は光信号断検出回路２０ｂからのトリガ信号を入力し反転信号を出力する。アンドゲート５８はインバータ６１の出力とインバータ６２の出力とＷＣＳ情報Ｄを入力し、３つの入力の論理積を出力する。アンドゲート５８の出力が１の場合は第２経路６ｂが正常な状態を示している。

アンドゲート５６はアンドゲート５８の出力と光信号断検出回路２０ａからのトリガ信号を入力し、２つの入力の論理積を出力する。アンドゲート５６に入力するトリガ信号が“１”の場合は第１経路６ａに光信号がない状態である。また、アンドゲート５６に入力するアンドゲート５８の出力が“１”の場合は第２経路６ｂが正常であることを示している。従って、アンドゲート５６の出力が１の場合は第１経路６ａからの光チャネルを第２経路６ｂの光チャネルに切替える信号となる。

アンドゲート５７には光信号断検出回路２０ａからのトリガ信号の反転信号が入力し、アンドゲート５６は光信号断検出回路２０ａからのトリガ信号を入力しているため、アンドゲート５６と５７が同時に“１”となることはない。

インバータ５３はアンドゲート５６の論理積を反転し、ラッチ回路５２に供給する。

ラッチ回路５２はアンドゲート５７の論理積を入力し、インバータ５３からの信号によりラッチを行う。インバータ５５はアンドゲート５７の論理積を反転し、ラッチ回路５４に供給する。ラッチ回路５４はアンドゲート５６の論理積を入力し、インバータ５５からの信号によりラッチを行う。インバータ５１はラッチ回路５２の出力を反転し、オア回路５０に出力する。オア回路５０はインバータ５１の出力とラッチ回路５４の論理和を出力する。

上記のように回線切替制御回路２１を構成すると、第１経路６ａの光チャネルが障害から復旧した場合に、第２経路６ｂから第１経路６ａの光チャネルに回線が戻るようにすることができる。回線切替制御回路２１はＷＣＳ情報がある経路（サービスを行っている回線）に切替を行える。
［第２の切替え動作］
図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は第２の切替動作を示す。図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）において、第１経路６ａ、第２経路６ｂの対応する各光チャネルはキャリアによりサービスの設定が行われ、ＷＣＳは“１”に成っている。

図９（ａ）において、最初に、第１経路６ａ側の光チャネルで障害が発生する。次に、回線切替部８は第２経路６ｂ側の光チャネルを切替る。切替えられた第２経路６ｂ側で光チャネルの障害が発生した場合、第１経路６ａ側の光チャネルが復旧していれば、第１経路６ａ側に戻す動作を示している。

図９（ｂ）において、最初に、第１経路６ａ側の光チャネルで通信を行なう。次に第２経路６ｂ側の光チャネルで障害が発生する。このとき、第２経路６ｂ側の光チャネルで障害は第１経路６ａ側の光チャネルで通信に影響は与えない。次に、第２経路６ｂ側の光チャネルが復旧する。その後に、第１経路６ａ側の光チャネルで障害が発生する。このとき、第２経路６ｂ側の光チャネルは復旧しているので、回線切替部８は回線（光チャネル）を第１経路６ａ側から第２経路６ｂ側切替える。

図９（ｃ）において、最初に、第１経路６ａ側の光チャネルで障害が発生する。次に、回線切替部８は回線（光チャネル）を第１経路６ａ側から第２経路６ｂ側切替える。第２経路６ｂ側の光チャネルに切替った後に、第２経路６ｂ側の光チャネルも障害が発生する。この状態においては、第１経路６ａ、第２経路６ｂの両方の光チャネルが使用できないため、、回線切替部８は光チャネルの切替処理は行わない。その後、第２経路６ｂの光チャネルが復旧すると第２経路６ｂの光チャネルで通信を行う。

図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）のような切替動作を行う制御方法を非戻り制御（ノンリバーティブ制御：Ｎｏｎ Ｒｅｖｗｅｔｉｖｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）と言う。図１０は非戻り制御を行う回線切替制御回路２１の例である。

回線切替制御回路２１はオアゲート５０とインバータ５１、５３、５５、６５ａ、６５ｂ、６６ａ、６６ｂとラッチ回路５２、５４とアンドゲート６３ａ、６３ｂ、６４ａ、６４ｂを備える。

インバータ６５ａはＷＣＦ情報Ａを入力し、反転信号を出力する。インバータ６６ａは光信号断検出回路２０ａからのトリガ信号を入力し反転信号を出力する。アンドゲート６４ａはインバータ６５ａの出力とインバータ６６ａの出力とＷＣＳ情報Ｂを入力し、３つの入力の論理積を出力する。アンドゲート６４ａの出力が１の場合は第１経路６ａが正常な状態を示している。

アンドゲート６３ａはアンドゲート６４ａの出力と光信号断検出回路２０ｂからのトリガ信号を入力して、２つの入力の論理積を出力する。アンドゲート６３ａの論理積が“１”の場合は第２経路６ｂの光チャネルから第１経路６ａの光チャネルに切替えるための信号となる。

インバータ６５ｂはＷＣＦ情報Ｄを入力し、反転信号を出力する。インバータ６６ｂは光信号断検出回路２０ａからのトリガ信号を入力し反転信号を出力する。アンドゲート６４ｂはインバータ６５ｂの出力とインバータ６６ｂの出力とＷＣＳ情報Ｄを入力し、３つの入力の論理積を出力する。アンドゲート６４ｂの出力が１の場合は第２経路６ｂが正常な状態を示している。

アンドゲート６３ｂはアンドゲート６４ｂの出力と光信号断検出回路２０ａからのトリガ信号を入力して、２つの入力の論理積を出力する。アンドゲート６３ｂの論理積が“１”の場合は第１経路６ａの光チャネルから第２経路６ｂの光チャネルに切替えるための信号となる。

インバータ５３はアンドゲート６３ｂの論理積を反転し、ラッチ回路５２に供給する。

ラッチ回路５２はアンドゲート６３ａの論理積を入力し、インバータ５３からの信号によりラッチを行う。インバータ５５はアンドゲート６３ａの論理積を反転し、ラッチ回路５４に供給する。ラッチ回路５４はアンドゲート６３ｂの論理積を入力し、インバータ５５からの信号によりラッチを行う。インバータ５１はラッチ回路５２の出力を反転し、オア回路５０に出力する。オア回路５０はインバータ５１の出力とラッチ回路５４の論理和を出力する。

上記のように回線切替制御回路２１を構成すると、図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の切替動作を行うことができる。回線切替制御回路２１はＷＣＳ情報がある経路（サービスを行っている回線）に切替を行える。

図１１は受信端局の構成を示す。図１１の受信端局が図２の受信端局と異なる点は以下の３点である。切替スイッチ１４の代わりに２×２スイッチ１４ｂを用いる。２×２スイッチ１４ｂの２つの光出力をそれどれ受信する光受信器９ａと９ｂを設ける。光受信器９ａと９ｂで復調した結果のビットエラーの値から光信号が受信できているかを判定するエラー判定回路７０を設ける。

２×２スイッチ１４ｂは障害が発生すると、第１経路６ａと第２経路６ｂの光チャネルを入れ替えて出力する。

エラー判定回路７０は光受信器９ａと９ｂで光送信器からの光信号が受信できているか否かを示すエラー判定信号（Ｂｉｔ Ｅｒｒ）を出力する。エラー判定回路７０のエラー判定信号はＷＣＦ情報の代わりに、光信号断検出部１３ａ、１３ｂと回線切替制御回路２１に供給される。本実施形態の場合は図６のＷＣＦ情報に変わって、図６のエラー判定信号ＢｉｔＥｒｒを用いることができる。

光信号断検出部１３ａ、１３ｂＷＣＦ情報の代わりにエラー判定回路７０の出力を用いて光信号入力があるタイミングの光パワーを記憶する。そして、記憶したパワーが所定値下がった値を基に、信号断の判定を行う。

図１２（ａ）、（ｂ）は送信端局での光チャネル検出の構成を示す。図２では、ＷＤＭカプラ４ａ，４ｂに入力する光信号をそれぞれ複数の受光素子８０ａ、８０ｂで受光して光チャネルに光信号があるか否かを検出していた。図１２（ａ）、（ｂ）は複数の受光素子による検出に変わる光信号検出構成である。

図１２（ａ）はＷＤＭカプラ４ａの出力を光スペクトルアナライザ７１により感想することにより、各光波長の光チャネルのＷＣＦ情報を作成する。この光スペクトルアナライザ７１により作成されたＷＣＦ情報は図２のＯＳＣ送信部１１ａで送信される。図では、第１経路６ａ側を用いて説明したが、第２経路６ｂ側も同様の構成を行うことができる。

図１２（ｂ）はＷＤＭカプラ４ａの出力を光波長可変フィルタ７２で光チャネルの波長ごとに切出す。具体的にはドライバ７３で光チャネルの波長に対応して波長シフトを行う。

所定のタイミングにおいて、光波長可変フィルタ７２により切り出された光を受光素子７４で受光して電気に変換する。ＡＤＣ７５は受光素子７４から供給された電気信号をデジタルに変換し、プロセッサ７６がＡＤＣ７５からの値を基に各光チャネルのＷＣＦ情報を作成する。そして、プロセッサ７６は各光チャネルのＷＣＦ情報をＯＳＣ送信部１１ａ，１１ｂから下流の装置に送信する。

上述した実施形態は、必要に応じて適宜組み合わせることができる。

Claims (16)

1. 光送信端局からの光を現用回線及び予備回線を介して受信する光受信端局において、
   該光送信端局が光信号を出力していることを示す情報に基づいて受信した光パワーを記憶し、該記憶した値と受信した光の比較結果に基づいて該光信号の断検出を行う光信号断検出回路を備えたことを特徴とする光受信端局。
2. 請求項１記載の光受信端局において、該光信号断検出回路は該情報を入手した時点から所定時間たった際に受光した光パワーを記憶することを特徴とする光受信端局。
3. 請求項１記載の光受信端局において、該光信号断検出回路は該受信した光の値と該記憶した値をもとに差分を演算する演算回路を備えたことを特徴とする光受信端局。
4. 請求項３記載の光受信端局において、該光信号断検出回路は該演算回路の出力を基準値と比較する比較装置を備えることを特徴とする光受信端局。
5. 請求項１記載の光受信端局において、該情報は該光送信端局から送信されることを特徴とする光受信端局。
6. 請求項１記載の光受信端局において、該情報は該光受信端局に接続される受信器で復調したデータのエラー検出結果であることを特徴とする光受信端局。
7. 請求項１記載の光受信端局において、該光信号断検出回路が光信号断を検出したとき、該現用回線、該予備回線の回線切替を行う回線切替部を備えたことを特徴する光受信端局。
8. 請求項７記載の光受信端局において、該回線切替部は回線切替を行うとき、切替を行う先の回線がサービス中の回線のときに、回線切替を行うことを特徴する光受信端局。
9. 現用回線及び予備回線に光を出力する光送信端局と、
   該現用回線及び該予備回線からの光を受信し、該光送信端局が光信号を出力していることを示す情報に基づいて受信した光パワーを記憶し、該記憶した値と受信した光の比較結果に基づいて該光信号の断検出を行う光信号断検出回路を備えた光受信端局と
   を備えたことを特徴とする光通信システム。
10. 請求項９記載の光通信システムにおいて、該光信号断検出回路は該情報を入手した時点から所定時間たった際に受光した光パワーを記憶することを特徴とする光通信システム。
11. 請求項９記載の光通信システムにおいて、該光信号断検出回路は演算回路を備え、該受信した光の値と該記憶した値をもとに差分を演算することを特徴とする光通信システム。
12. 請求項１１記載の光通信システムにおいて、該光信号断検出回路は該演算回路の出力を基準値と比較する比較装置を備えることを特徴とする光通信システム。
13. 請求項９記載の光通信システムにおいて、該情報は該光送信端局から送信されることを特徴とする光通信システム。
14. 請求項９記載の光通信システムにおいて、該情報は該光受信端局に接続される受信器で復調したデータのエラー検出結果であることを特徴とする光通信システム。
15. 請求項９記載の光通信システムにおいて、該光信号断検出回路が光信号断を検検出したとき、該現用回線、該予備回線の回線切替を行う回線切替部を備えたことを特徴する光通信システム。
16. 光送信端局からの光を現用回線及び予備回線を介して受信する光受信端局の光信号断検出方法おいて、
    該光送信端局が光信号を出力していることを示す情報に基づいて受信した光パワーを記憶し、
    該記憶した値と受信信号の比較結果に基づき、該光信号の断検出を行うことを特徴とする光信号断検出方法。

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