WO2020022303A1

WO2020022303A1 - 通信システム

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Publication number: WO2020022303A1
Application number: PCT/JP2019/028760
Authority: WO
Inventors: 山口　祥平
Original assignee: 日本電気株式会社
Priority date: 2018-07-24
Filing date: 2019-07-23
Publication date: 2020-01-30
Also published as: EP3829069A4; US11929791B2; JP7151768B2; CN112385148A; CN112385148B; EP3829069A1; JPWO2020022303A1; US20220352925A1

Abstract

給電経路の切り替え結果を遠隔地から確認可能とするために、通信システムは、給電路への給電機能を有する複数の端局と、給電路を含む給電経路の切り替えを行う分岐装置と、複数の端局のいずれかが分岐装置に給電経路を指定する切り替え信号を送信したことに応じて、複数の端局のそれぞれで観測される給電路への給電電圧を切り替え信号の送信の前後において比較し、比較された給電電圧のそれぞれが第１の閾値以上変動したことをもって分岐装置における給電経路の切り替え結果を判断する監視装置と、を備える。

Description

通信システム

　本発明は通信システム及び監視方法に関し、特に、端局の指示による給電経路の切り替えが可能な分岐装置を含む通信システム及び監視方法に関する。

　一般的な海底ケーブルシステムでは、海底に分岐装置（Branching Unit、BU）が設置される。陸上の端局に接地された給電装置（Power Feeding Equipment、PFE）は、給電路を介してＢＵに直流電流を給電する。ＢＵには複数の給電路が接続されており、ＢＵは給電経路を切り替える機能を有する。ＢＵは、ＢＵが備えるスイッチを用いて給電路の接続状態を、陸上に設置された端局からの制御信号に応じてＢＵ内部で切り替える。従って、ＢＵは、他の端局あるいは他の給電路によって給電を受けるように給電経路を切り替えることが可能である。なお、以下では、端局とＢＵとの間の個々の給電線を給電路と呼び、１台以上の給電装置及び１本以上の給電路で構成されたＢＵへの給電電流全体の経路を給電経路と呼ぶ。特許文献１には、給電路に障害が発生すると給電経路を切り替えることでＢＵへの給電を維持する海底ケーブルシステムが記載されている。

国際公開第２０１５／０２５５１８号

　一般的なＢＵは、給電経路の切り替え結果を陸上の端局へ通知する機能（レスポンス機能）を有していない。このため、給電経路の切り替えのために端局からＢＵへコマンドを送信した場合に、端局は給電経路の切り替え結果を自動的に知ることができない。そして、レスポンス機能を備えないＢＵの給電経路の切り替え結果を端局において確認するためには、例えば、端局に記録された、切り替え信号のＢＵへの送信ログを確認する必要がある。しかし、例えば、ＢＵが切り替え信号を受信できず、その結果、給電経路の切り替えが行われていない場合であっても、端局の送信ログは切り替えが完了していることを示す。このため、端局の送信ログを参照するだけではＢＵにおける給電経路の切り替え結果を正しく確認ができない恐れがあった。

　このような場合、複数の端局のそれぞれにおいてオペレータが給電装置（PFE）を操作して給電経路が正常に切り替わっているかを確認する必要があった。しかし、このような作業はオペレータが行う必要があるために確認結果を得るまでに時間を要するとともに、高電圧回路を含む給電装置の操作が必要であるという課題があった。

　（発明の目的）
　本発明は、給電経路の切り替え結果を遠隔地から確認可能とする通信システムを提供することを目的とする。

　本発明の通信システムは、給電路への給電機能を有する複数の端局と、前記給電路を含む給電経路の切り替えを行う分岐装置と、前記複数の端局のいずれかが前記分岐装置に給電経路を指定する切り替え信号を送信したことに応じて、前記複数の端局のそれぞれで観測される前記給電路への給電電圧を前記切り替え信号の送信の前後において比較し、比較された前記給電電圧が第１の閾値以上変動したことをもって前記分岐装置における前記給電経路の切り替え結果を判断する監視装置と、を備える。

　本発明の監視装置は、給電路への給電機能を有する複数の端局が前記給電路を含む給電経路の切り替えを行う分岐装置と接続された通信システムで用いられる監視装置であって、通信回線を介して前記複数の端局と接続され、前記複数の端局のいずれかが前記分岐装置に給電経路を指定する切り替え信号を送信したことに応じて、前記複数の端局のそれぞれで観測される前記給電路への給電電圧を前記切り替え信号の送信の前後において比較し、比較された前記給電電圧が第１の閾値以上変動したことをもって前記分岐装置における前記給電経路の切り替え結果を判断する。

　本発明の監視方法は、給電路への給電機能を有する複数の端局が前記給電路を含む給電経路の切り替えを行う分岐装置と接続された通信システムの監視方法であって、前記複数の端局のいずれかが前記分岐装置に給電経路を指定する切り替え信号を送信したことに応じて、前記複数の端局のそれぞれで観測される前記給電路へ給電電圧を前記切り替え信号の送信の前後において比較し、比較された前記給電電圧が第１の閾値以上変動したことをもって前記分岐装置における前記給電経路の切り替え結果を判断する、ことを特徴とする。

　本発明の通信システム、監視装置及び監視方法は、給電経路の切り替え結果を遠隔地から確認することを可能とする。

第１の実施形態の海底ケーブルシステム１００の構成例を示すブロック図である。第１の実施形態における、給電経路の切り替え結果の確認手順の例を示すフローチャートである。第２の実施形態の海底ケーブルシステム１００の構成例を示す図である。端局１１０の構成例を示すブロック図である。給電経路の切り替え例を説明する図である。給電経路の切り替え例を説明する図である。端局１１０と端局１２０との間の給電電圧及び給電電流を例示する図である。端局１１０と端局１２０との間の給電電圧及び給電電流を例示する図である。端局１１０と端局１３０との間の給電電圧及び給電電流を例示する図である。給電経路の切り替え結果の判断手順の例を示すフローチャートである。給電経路の切り替え結果の判断手順の例を示すフローチャートである。

　（第１の実施形態）
　図１は、本発明の第１の実施形態の海底ケーブルシステム１００の構成例を示すブロック図である。海底ケーブルシステム１００は、端局１１０、１２０、１３０と、分岐装置（BU）１４０と、監視装置１５０と、を備える。端局１１０、１２０、１３０は、ＢＵ１４０への給電機能を有する、陸上に設置された装置である。以降では、端局１１０、１２０、１３０を総称する場合に「各端局」と記載する場合がある。各端局は、ＢＵ１４０への給電機能に加えて、給電路１１４、１２４、１３４に併設された図示されない光伝送路及びＢＵ１４０を介してＢＵ１４０及び他の端局との間で光信号を送受信する機能と、ＢＵ１４０の監視制御機能とを備える。海底ケーブルシステム１００のような通信システムにおける光信号の送受信機能は知られているので、以降の実施形態では主に給電路１１４、１２４、１３４及びこれらを含んで構成される給電経路について説明する。給電路は各端局とＢＵ１４０との間の個々の給電線を指し、給電経路は給電電流の経路全体を指す。ＢＵ１４０への給電では、例えば、端局１１０－給電路１１４－ＢＵ１４０－給電路１２４－端局１２０という給電経路が構成されうる。

　ＢＵ１４０は、海底に設置された海底分岐装置であり、各端局と接続された給電路によって給電される。ＢＵ１４０は、給電路１１４、１２４、１３４の接続を切り替える切り替え機能、ＢＵ１４０内の監視制御機能、各端局間で伝送される光信号の中継及び光伝送路の切り替え機能などを備える。ＢＵ１４０の機能は、監視装置１５０及び各端局の少なくとも１つから制御されうる。給電された電力は、これらの機能を実現するために用いられる。

　監視装置１５０は、各端局において観測された給電路の電圧（以下、「給電電圧」という。）を、監視回線１１７、１２７、１３７を通じて取得する。監視装置１５０は、各端局及びＢＵ１４０を制御する機能も備える。監視装置１５０は、例えば、各端局及びＢＵ１４０を制御する制御部及び監視回線１１７、１２７、１３７とのインタフェースを備えるサーバである。監視装置１５０は演算装置及び固定された記憶装置を備え、記憶装置に記憶されたプログラムを演算装置に実行させることでその機能を実現してもよい。有線あるいは無線によるデータ回線が監視回線１１７、１２７、１３７として用いられてもよい。海底ケーブルシステム１００では、少なくとも１つの端局からＢＵ１４０へ給電路１１４、１２４、１３４の切り替えのための信号が送信されたことに応じて、監視装置１５０は、各端局で観測される給電路への給電電圧を比較する。

　海底ケーブルの障害などにより給電経路の切り替えが必要となった場合には、少なくとも１つの端局１１０、１２０、１３０がＢＵ１４０に給電経路の切り替え信号を送信する。切り替え信号は、切り替え後の新しい給電経路を指定する情報を含む。切り替え信号は、給電路１１４、１２４、１３４に併設された光伝送路を用いて、ＢＵ１４０へ光信号として送信されてもよい。切り替え信号を送信した端局は、監視装置１５０に、切り替え信号を送信したことを通知する。ＢＵ１４０は、切り替え信号を受信すると、切り替え信号で指定されたように給電経路を切り替えることによって、障害による海底ケーブルシステム１００に対する影響を低減させる。給電経路の切り替えは、ＢＵ１４０に接続された給電路１１４、１２４、１３４の間の接続状態を、スイッチ（リレー）によって切り替えることで行うことができる。

　例えば、ＢＵ１４０への当初の給電経路が端局１１０－給電路１１４－ＢＵ１４０－給電路１２４－端局１２０であるとする。給電路１３４は、当初の給電経路には接続されていない。この場合、給電路１２４に障害が発生すると、切り替え信号によって当初の給電経路から給電路１２４が切り離され、新しい給電経路は端局１１０－給電路１１４－ＢＵ１４０－給電路１３４－端局１３０となる。

　端局１１０、１２０、１３０のいずれかがＢＵ１４０に給電経路の切り替え信号を送信する場合には、各端局は、当該切り替え信号が送信される前後の給電電圧を測定して、監視装置１５０に通知する。監視装置１５０は、各端局が給電路１１４、１２４、１３４の給電電圧を取得するタイミングを端局ごとに設定する機能を備えてもよい。例えば、監視装置１５０が各端局の給電電圧を所定のタイミングで取得する場合は、各端局が切り替え信号を送信したことを監視装置１５０に通知するようにし、監視装置１５０は当該通知を受け取る前後に各端局から取得した給電電圧を比較対象とするようにしてもよい。なお、切り替え後の新しい給電経路に含まれる端局においてのみ、給電電圧が測定あるいは比較されてもよい。

　給電経路が切り替わると、新しい給電経路を構成する端局（上記の例では端局１１０、１３０）では給電の負荷が変化する。その結果、ＢＵ１４０が定電流で給電されている場合は新しい給電経路の両端の端局の給電電圧が変化する。例えば、給電経路の切り替えにより負荷が増加した端局では給電電圧が上がる。あるいは、給電経路の切り替えにより負荷が減少した端局では給電電圧が下がる。従って、監視装置１５０は、給電電圧の比較の結果に基づいて、給電経路が切り替えられたかどうかを判断できる。切り替え信号が送信される直前に観測された各端局の給電電圧を取得するために、監視装置１５０は、一定の周期で各端局の給電電圧を取得して、その値を記憶してもよい。あるいは、各端局は、切り替え信号をＢＵ１４０に送信する際には、その直前の給電電圧を監視装置１５０に通知してもよい。

　図２は、第１の実施形態における、給電経路の切り替え結果の確認手順の例を示すフローチャートである。給電路１１４、１２４、１３４のいずれかにおいて給電経路の切り替えのトリガとなるイベントが発生すると、端局１１０、１２０、１３０のいずれかがＢＵ１４０に給電経路の切り替え信号を送信する（図２のステップＳ０１）。端局１１０、１２０、１３０のいずれが切り替え信号を送信するかは、イベントにより異なる。

　監視装置１５０は、ＢＵ１４０へ切り替え信号が送信されたことに応じて、各端局から切り替え信号の送信前後の給電電圧を取得し、これらを比較する（Ｓ０２）。比較の結果、切り替え信号で指定された新しい給電経路を構成する端局のいずれにおいても所定の閾値以上の電圧変動が確認された場合には（Ｓ０３：ＹＥＳ）、監視装置１５０は、給電経路が切り替えられたと判断する（Ｓ０４）。当該新しい給電経路を構成する端局の少なくとも一方において所定の閾値以上の電圧変動が確認されなかった場合には（Ｓ０３：ＮＯ）、監視装置１５０は、給電経路が切り替えられていないと判断する（Ｓ０５）。ステップＳ０５において、監視装置１５０は、端局１１０、１２０、１３０の一部又は全部に切り替えが異常である旨を示すアラーム信号を送信してもよい。また、ステップＳ０５において、監視装置１５０及び各端局は、オペレータが知覚可能なアラームをそれぞれの外部に出力してもよい。この場合、出力されるアラームは、例えば、画面へのアラーム表示、アラームランプの点灯、あるいは音響の発生である。

　ステップＳ０１において、給電経路の切り替えのトリガとなるイベントは、例えば、海底ケーブルシステム１００の障害である。すなわち、海底ケーブルシステム１００における障害発生に応じて、いずれかの端局からＢＵ１４０へ切り替え信号が送信されてもよい。この場合、障害発生を検出した端局がＢＵ１４０へ切り替え信号を送信してもよい。あるいは、障害発生を検出した端局が障害発生を監視装置１５０に通知し、当該通知を受けた監視装置１５０による端局１１０、１２０又は１３０への指示に基づいて、当該指示を受けた端局がＢＵ１４０へ切り替え信号を送信してもよい。

　さらに、監視装置１５０は定期的あるいは不定期に所定の頻度で各端局の給電電圧を取得し、切り替え信号がＢＵ１４０に送信されていない場合に給電電圧の変動が確認されたことに応じて、障害発生を検出してもよい。そして、障害発生が検出された後、監視装置１５０が各端局に給電経路の切り替え信号を送信させてもよい。
　以上説明したように、本実施形態の海底ケーブルシステム１００は、給電経路の切り替え結果を遠隔地にある監視装置１５０において確認することを可能とする。

　（第２の実施形態）
　本発明の実施形態について、さらに詳細に説明する。図３は、第２の実施形態における海底ケーブルシステム１００のより詳細な構成例を示す図である。図１と比較して、図３では、ケーブル１１６、１２６、１３６及び光伝送路１１５、１２５、１２５が記載されている。ケーブル１１６、１２６、１３６は、それぞれ、給電路１１４、１２４、１３４及び光伝送路１１５、１２５、１３５を含む海底通信ケーブルである。光伝送路１１５、１２５、１３５は光ファイバ伝送路である。各端局及びＢＵ１４０は、それぞれの間で光伝送路１１５、１２５、１３５を介して光信号を伝送する。光伝送路１１５、１２５、１３５には、光中継器や他の分岐装置が含まれていてもよい。図３において、当初の給電経路は端局１１０－給電路１１４－ＢＵ１４０－給電路１２４－端局１２０である。図３では、給電路１３４はＢＵ１４０において接地されており（すなわち、シーアースに接続されており）、当初の給電経路には含まれない。

　図４は、端局１１０の構成例を示すブロック図である。端局１２０及び１３０も同様の構成を備える。端局１１０は、コマンド送信部１１１、端局監視部１１２、給電部１１３を備える。図４では、各端局間で伝送される主信号（データ信号）の送受信機能部の記載は省略されている。コマンド送信部１１１は、端局監視部１１２から通知されたコマンドをＢＵ１４０に送信する、インタフェース回路である。例えば、端局監視部１１２は給電経路の切り替え信号を、コマンド送信部１１１を介してＢＵ１４０へ送信する。切り替え信号は、ケーブル１１６に含まれる光伝送路１１５によって光信号としてＢＵ１４０へ送信される。監視制御のために端局１１０に割り当てられた、主信号とは異なる波長の光信号がコマンドの送信に用いられてもよい。ただし、端局１１０からＢＵ１４０へのコマンドの送信方法は限定されない。コマンドは、給電部１１３の給電電流に重畳されて給電路１１４を介してＢＵ１４０へ送信されてもよい。

　給電部１１３は、ＢＵ１４０に電気エネルギーを供給する電源（PFE）である。給電部１１３の出力電圧（すなわち給電電圧）及び出力電流は、端局１１０の操作によって監視及び設定が可能であるとともに、監視回線１１７を通じて接続される監視装置１５０によっても監視及び設定が可能である。給電部１１３は、定電流電源である。

　端局監視部１１２は、コマンド送信部１１１及び給電部１１３と、監視装置１５０とのインタフェース回路である。端局監視部１１２は、コマンド送信部１１１及び給電部１１３の情報を、監視回線１１７を介して監視装置１５０に通知する。また、端局監視部１１２は、監視装置１５０が送信したコマンド及びオペレータが端局１１０に入力したコマンドを、その内容に応じてコマンド送信部１１１及び給電部１１３に通知する。

　図３を参照すると、端局１１０、１２０、１３０は、それぞれ、ケーブル１１６、１２６、１３６の異常を検知すると、当該ケーブルに障害がある旨を監視装置１５０に通知する。監視装置１５０は、端局１１０、１２０、１３０から通知される障害の情報に基づいて、ＢＵ１４０に給電経路の切り替えを指示する。例えば、各端局は、各ケーブルを伝送される光信号の異常を検出することによってケーブル１１６、１２６、１３６の障害を検知する。また、各端局は、給電路への給電電圧に異常が生じた場合には当該給電路を含む給電経路に異常があると判断してもよい。監視装置１５０は、各端局相互間の通信状況及び給電電圧の変動量に基づいて、障害が発生した給電路を特定してもよい。

　図５及び図６は、海底ケーブルシステム１００の給電経路の切り替え例を説明する図である。図５は、端局１２０とＢＵ１４０との間のケーブル１２６の障害点において給電路１２４の接地障害が発生した直後の状態の例を示す。図５では、障害点において給電路１２４はＢＵ１４０側及び端局１２０側のいずれもが障害によって接地されており、光伝送路１２５は切断されている。端局１２０とＢＵ１４０との間の通信が異常であるため、端局１２０はケーブル１２６の障害を監視装置１５０に通知する。障害発生の直後は、端局１１０と端局１２０とを結ぶ当初の給電経路は切り替えられていない。

　監視装置１５０は、各端局から通知される障害の情報から、給電経路における障害の発生を検知する。図５の場合では、端局１２０から監視装置１５０へケーブル１２６の異常が通知されるため、監視装置１５０は給電路１２４を使用しないように給電経路を切り替える必要があると判断する。そして、監視装置１５０は、端局１１０又は１３０に、ＢＵ１４０の給電経路の切り替えを指示する。当該指示を受けた端局１１０又は１３０は、ＢＵ１４０に切り替え信号を送信する。この場合、切り替え信号は、ＢＵ１４０において給電路１２４を接地するとともに、給電路１１４と給電路１３４とを接続する指示を含む。

　図６は、例として、端局１１０からＢＵ１４０へ切り替え信号が送信されることで、当初の給電経路が新しい給電経路へ切り替わった後の状態を示す。端局１１０から切り替え信号を受信したＢＵ１４０は、給電路１２４を接地するとともに、給電路１１４と給電路１３４とを接続する。ＢＵ１４０における給電経路の切り替えは、リレーを備える一般的な切り替え回路により実行されてもよい。これにより、新しい給電経路は、端局１１０－給電路１１４－ＢＵ１４０－給電路１３４－端局１３０となる。このようにして、新しい給電経路によりＢＵ１４０を介した端局１１０と端局１３０との間で給電が継続される。

　図７－図９を用いて、給電経路の切り替え結果の検出について説明する。図７は、ケーブル１２６の障害が発生する前の、端局１１０と端局１２０との間の給電電圧及び給電電流を例示する図である。図７－図９の横方向は給電の負荷の大きさを示し、縦方向は給電電圧を示す。端局１１０と端局１２０との間にはＢＵ１４０や図示されない中継器、他のＢＵ等が存在する場合がある。このため、横軸の長さ（すなわち、負荷の大きさ）は給電路の距離とは必ずしも対応しない。また、図７－図９において、ＢＵ１４０の負荷は当初の給電経路全体の負荷と比べて無視できるか、いずれかの給電路の負荷に含まれるとする。

　図７の給電状態は、図３の構成図に対応する。図７において、給電路１１４の負荷をＲ１、給電路１２４の負荷をＲ２とする。また、端局１１０の給電部は正電圧であり給電電圧をＶ１（Ｖ１＞０）とし、端局１２０の給電部は負電圧であり給電電圧をＶ２（Ｖ２＜０）とする。この場合、当初の給電経路（端局１１０－給電路１１４－ＢＵ１４０－給電路１２４－端局１２０）の給電電流Ｉ１２は図７の斜線の傾き、すなわち（Ｖ２－Ｖ１）／（Ｒ１＋Ｒ２）で表される。Ｖ１及びＶ２を制御することにより、一定の電流Ｉ１２による給電が行われる。端局１３０の給電部は負電圧であり給電電圧はＶ３ｂ（Ｖ３ｂ＜０）である。図３に示すように、給電路１３４はＢＵ１４０に接続されているが給電路１３４はＢＵ１４０で接地されている。

　図８は、ケーブル１２６の障害が発生した直後の、端局１１０と端局１２０との間の給電電圧及び給電電流を例示する図である。図８の給電状態は、図５の構成図に対応する。この時点では、ＢＵ１４０には切り替え信号はまだ送信されていない。障害により給電路１２４が障害点において強制的に接地された結果、図８の斜線の傾きで示される給電電流をＩ１２に維持するために端局１１０及び端局１２０の給電電圧が変化する。図８において、端局１１０から障害点までの負荷はＲ１ｂ、障害点から端局１２０までの負荷はＲ２ｂである。障害発生後端局１１０が切り替え信号を送信する前の時点では、端局１１０の給電電圧はＶ１ｂ（Ｖ１ｂ＞０）、端局１２０の給電電圧はＶ２ｂ（Ｖ２ｂ＜０）である。障害点は接地されているので、障害点における給電路の電圧はゼロである。端局１１０及び１２０は定電流源であるので、端局１１０から障害点へ流れる電流及び障害点から端局１２０へ流れる電流はいずれもＩ１２である。すなわち、障害の発生直後はＩ１２＝－Ｖ１ｂ／Ｒ１ｂ＝Ｖ２ｂ／Ｒ２ｂを満たすように、Ｖ１ｂ及びＶ２ｂが制御される。図５に示されるように、端局１３０の給電路１３４はＢＵ１４０で接地されている。この時点では、給電路１３４は給電経路にまだ含まれていない。

　なお、監視装置１５０は、端局１１０に切り替え信号の送信を指示する場合には、切り替え信号の送信タイミング（例えば時刻）を指定し、そのタイミングを端局１１０及び端局１３０に通知してもよい。これにより、端局１３０も、端局１１０による切り替え信号の送信タイミングの前後で給電電圧を測定し、測定結果を監視装置１５０に通知できる。

　図９は、ＢＵ１４０に切り替え信号が送信され、当初の給電経路が新しい給電経路へ切り替わった後の端局１１０と端局１３０との間の給電電圧及び給電電流を例示する図である。図９の給電状態は、図６の構成図に対応する。ＢＵ１４０において、給電路１１４と給電路１３４とが接続された結果、給電電流Ｉ１２は、新しい給電経路である端局１１０－給電路１１４－ＢＵ１４０－給電路１３４－端局１３０を流れる。定電流による給電であるので、図９においても給電電流Ｉ１２は図８から変化しないため、斜線（実線）の傾きで示される給電電流をＩ１２に維持するために端局１１０及び端局１３０の給電電圧が変化する。本実施形態では、端局１１０の給電電圧がＶ１ｂからＶ１ａに変化し、端局１３０の給電電圧がＶ３ｂからＶ３ａに変化したことを示す。すなわち、図９においては、Ｉ１２＝（Ｖ３ａ－Ｖ１ａ）／（Ｒ１＋Ｒ３）である。図９の状態では給電路１２４はＢＵ１４０において接地される。その結果、端局１２０から給電路１２４への給電を停止することで障害点にはＢＵ１４０及び端局１２０のいずれからも給電されなくなり、障害点の安全な修理が可能となる。

　ＢＵ１４０において切り替え信号が正常に処理された結果、新しい給電経路が構成されると、一般的には各端局における給電経路の負荷が変化する。このため、給電電流をＩ１２に維持するために、上述のように端局１１０及び端局１３０の給電電圧は図８の状態からさらに変化する。このような給電電圧の変化（Ｖ１ｂ→Ｖ１ａ、Ｖ３ｂ→Ｖ３ａ）を端局１１０及び端局１３０が測定して監視装置１５０に通知する。監視装置１５０は、これらの電圧変化が所定の値以上であれば給電経路の切り替えが行われたと判断する。ここで、監視装置１５０は、Ｖｔｈ１及びＶｔｈ３をそれぞれ所定の電圧変動量として、以下の（１）式及び（２）式が満たされるかどうかを判断する。Ｖｔｈ１及びＶｔｈ３は、給電電圧の変動が給電経路の切り替えに起因する負荷の変動によるものかどうかを判断するための閾値である。Ｖｔｈ１及びＶｔｈ３は、いずれも、小さいほど、負荷のより小さい変動を給電経路の切り替えと判断できる。

　ΔＶ１＝｜Ｖ１ａ－Ｖ１ｂ｜≧Ｖｔｈ１・・・（１）
　ΔＶ３＝｜Ｖ３ａ－Ｖ３ｂ｜≧Ｖｔｈ３・・・（２）
　（１）式及び（２）式が満たされる場合には、新しい給電経路への切り替えにより給電経路の負荷が変化したと推定できるため、監視装置１５０は、切り替え信号の送信により給電経路の切り替えが正常に行われたと判断する。一方、（１）式及び（２）式の少なくとも一方が満たされない場合には、新しい給電経路が構成されていない可能性があることから、ＢＵ１４０における給電経路の切り替えが正常に行われていないと判断してもよい。例えば、給電経路の切り替え失敗により給電路１１４が障害点で接地されたままであると、Ｖ１ａ＝Ｖ１ｂであるため、（１）式が満たされない。あるいは、給電経路の切り替え失敗により給電路１３４がＢＵ１４０で接地されたままであると、Ｖ３ａ＝Ｖ３ｂであるため、（２）式が満たされない。

　給電経路の距離及び構成によっては、新しい給電経路を構成する端局における、当初の給電経路の負荷と新しい給電経路の負荷との差が小さい場合もある。このような場合には給電経路の切り替えの前後でそれぞれの端局の給電電圧の変動が小さく、（１）式及び（２）式のΔＶ１及びΔＶ３も小さい。その結果、新しい給電経路への切り替えが正常に行われていても、監視装置１５０は給電経路の切り替えが正常に行われていないと判断する恐れがある。このような場合には、監視装置１５０は、給電電流をＩ１２から、Ｉ１２とは異なるＩ１３に変化させるように指示する。この指示は、端局１１０及び１３０の双方に行われてもよい。給電電流の変化は、海底ケーブルシステム１００で許容された範囲内で行われることが好ましい。給電電流を変化させた後、監視装置１５０は（３）式及び（４）式が満たされるかどうかを調べる。（３）式及び（４）式において、Ｖ１１ａ及びＶ３１ａは、給電電流をＩ１３に変化させた後の給電電圧であり、閾値Ｖｔｈ１１及びＶｔｈ３１は、（１）式及び（２）式の閾値Ｖｔｈ１及びＶｔｈ３とは異なっていてもよい。

　　ΔＶ１１＝｜Ｖ１１ａ－Ｖ１ｂ｜≧Ｖｔｈ１１・・・（３）
　　ΔＶ３１＝｜Ｖ３１ａ－Ｖ３ｂ｜≧Ｖｔｈ３１・・・（４）
　（３）式及び（４）式が満たされる場合には、切り替え後の給電電流に応じて給電電圧が変動したと考えられるため、監視装置１５０は、新しい給電経路への切り替えが正常に行われたと判断してもよい。

　図１０及び図１１は、給電経路の切り替え結果の判断手順の例を示すフローチャートである。図１０は、（１）式及び（２）式のみを用いる判断の例を示し、図１１は（１）式から（４）式を用いる判断の例を示す。

　図１０の手順では、まず、端局１１０及び端局１３０が、切り替え信号の送信前及び送信後の給電電圧を測定する（図１０のステップＳ１１）。上述のように、監視装置１５０が切り替え信号の送信タイミングを端局１１０及び端局１３０に通知することで、端局１３０も、端局１１０による切り替え信号の送信タイミングの前後で給電電圧を測定できる。

　監視装置１５０は端局１１０及び端局１３０から給電電圧を取得する。ＢＵ１４０への切り替え信号の送信前の端局１１０及び端局１３０のそれぞれの給電電圧をＶ１ｂ、Ｖ３ｂとする。また、監視装置１５０は、ＢＵ１４０への切り替え信号の送信後の端局１１０及び端局１３０のそれぞれの給電電圧をＶ１ａ、Ｖ３ａとする（Ｓ１２）。続いて、監視装置１５０は、（１）式及び（２）式を用いて端局１１０及び１３０の給電電圧の変化を調べる（Ｓ１３）。（１）式及び（２）式が満たされた場合には（Ｓ１３：ＹＥＳ）、監視装置１５０は、給電経路の切り替えが正常に行われたと判断する（Ｓ１４）。（１）式及び（２）式の少なくとも一方が満たされなかった場合には（Ｓ１３：ＮＯ）、監視装置１５０は、給電経路の切り替えが正常に行われていないと判断する（Ｓ１５）。

　図１１の手順は、図１０のステップＳ１３において所定の閾値以上の電圧変動が確認されなかった場合に、端局に給電量の変更を指示するステップＳ１６及びＳ１７が含まれる点で相違する。すなわち、（１）式及び（２）式の少なくとも一方が満たされなかった場合には（図１１のステップＳ１３：ＮＯ）、監視装置１５０は、端局１１０及び１３０に給電量の変更を指示する（Ｓ１６）。給電量の変更は、例えば、給電電流をＩ１２からＩ１３に増加させる指示である。監視装置１５０は、この指示の実行後に（３）式及び（４）式を用いて端局１１０及び１３０の給電電圧の変化を調べる（Ｓ１７）。（３）式及び（４）式が満たされた場合には（Ｓ１７：ＹＥＳ）、監視装置１５０は、給電経路の切り替えが正常に行われたと判断する（Ｓ１４）。（３）式及び（４）式の少なくとも一方が満たされなかった場合には（Ｓ１７：ＮＯ）、監視装置１５０は、給電経路の切り替えが正常に行われていないと判断する（Ｓ１５）。

　以上説明したように、第２の実施形態の海底ケーブルシステム１００は、監視装置１５０が収集した各端局の給電電圧の変化に基づいてＢＵ１４０における給電経路の切り替え結果を判断する。このため、ＢＵ１４０が給電経路の切り替え結果を各端局に通知する機能を有していなくとも、監視装置１５０はＢＵ１４０における給電経路の切り替え結果を判断できる。その結果、給電経路の切り替えに際してオペレータが各端局の情報を収集したり給電部を操作したりする必要が低減し、操作性の向上、操作時間の短縮、安全性の向上といった効果が得られる。

　なお、本発明の実施形態は以下の付記のようにも記載されうるが、これらには限定されない。

　（付記１）
　給電路への給電機能を有する複数の端局と、
　前記給電路を含む給電経路の切り替えを行う分岐装置と、
　前記複数の端局のいずれかが前記分岐装置に給電経路を指定する切り替え信号を送信したことに応じて、前記複数の端局のそれぞれで観測される前記給電路への給電電圧を前記切り替え信号の送信の前後において比較し、比較された前記給電電圧が第１の閾値以上変動したことをもって前記分岐装置における前記給電経路の切り替え結果を判断する監視装置と、
を備える通信システム。

　（付記２）
　前記監視装置は、前記複数の端局のうち前記切り替え信号で指定された給電経路を構成する端局の前記給電路の電圧を前記切り替え信号の送信の前後において比較する、付記１に記載された通信システム。

　（付記３）
　前記第１の閾値は、前記指定された給電経路を構成する端局の給電路ごとに異なる、付記１又は２に記載された通信システム。

　（付記４）
　前記監視装置は、
　比較された前記給電路の電圧のいずれかが前記第１の閾値以上変動しない場合に、前記指定された給電経路の給電量を変動させ、
　前記指定された給電経路を構成する端局の全てにおいて前記給電路の電圧が第２の閾値以上変動することをもって、前記給電経路が切り替えられたと判断する、
付記１乃至３のいずれかに記載された通信システム。

　（付記５）
　前記第２の閾値は、前記指定された給電経路を構成する端局の給電路ごとに異なる、付記４に記載された通信システム。

　（付記６）
　前記監視装置は前記給電経路が切り替えられたと判断しない場合にアラームを出力する、付記１乃至５のいずれかに記載された通信システム。

　（付記７）
　前記監視装置は前記給電経路が切り替えられたと判断しない場合に前記複数の端局の少なくとも１つにアラーム信号を送信し、前記アラーム信号を受信した端局は、前記アラーム信号に対応するアラームを外部に出力する、付記１乃至６のいずれかに記載された通信システム。

　（付記８）
　給電路への給電機能を有する複数の端局が前記給電路を含む給電経路の切り替えを行う分岐装置と接続された通信システムで用いられる監視装置であって、
　通信回線を介して前記複数の端局と接続され、
　前記複数の端局のいずれかが前記分岐装置に給電経路を指定する切り替え信号を送信したことに応じて、前記複数の端局のそれぞれで観測される前記給電路への給電電圧を前記切り替え信号の送信の前後において比較し、
　比較された前記給電電圧が第１の閾値以上変動したことをもって前記分岐装置における前記給電経路の切り替え結果を判断する、
監視装置。

　（付記９）
　給電路への給電機能を有する複数の端局が前記給電路を含む給電経路の切り替えを行う分岐装置と接続された通信システムの監視方法であって、
　前記複数の端局のいずれかが前記分岐装置に給電経路を指定する切り替え信号を送信したことに応じて、前記複数の端局のそれぞれで観測される前記給電路への給電電圧を前記切り替え信号の送信の前後において比較し、
　比較された前記給電電圧が第１の閾値以上変動したことをもって前記分岐装置における前記給電経路の切り替え結果を判断する、
監視方法。

　（付記１０）
　前記複数の端局のうち前記切り替え信号で指定された給電経路を構成する端局の前記給電路の電圧を前記切り替え信号の送信の前後において比較する、付記９に記載された監視方法。

　（付記１１）
　前記第１の閾値は、前記指定された給電経路を構成する端局の給電路ごとに異なる、付記９又は１０に記載された監視方法。

　（付記１２）
　比較された前記給電路の電圧のいずれかが前記第１の閾値以上変動しない場合に、前記指定された給電経路の給電量を変動させ、
　前記指定された給電経路を構成する端局の全てにおいて前記給電路の電圧が第２の閾値以上変動することをもって、前記給電経路が切り替えられたと判断する、
付記９乃至１１のいずれかに記載された監視方法。

　（付記１３）
　前記第２の閾値は、前記指定された給電経路を構成する端局の給電路ごとに異なる、付記１２に記載された監視方法。

　（付記１４）
　前記監視装置は前記給電経路が切り替えられたと判断しない場合にアラームを出力する、付記９乃至１３のいずれかに記載された監視方法。

　（付記１５）
　前記監視装置は前記給電経路が切り替えられたと判断しない場合に前記複数の端局の少なくとも１つにアラーム信号を送信し、前記アラーム信号を受信した端局は、前記アラーム信号に対応するアラームを外部に出力する、付記９乃至１４のいずれかに記載された監視方法。

　以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記の実施形態に限定されない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。例えば、各実施形態では海底ケーブルシステムに関して説明したが、本願発明は陸上の通信システムにも適用可能である。

　また、それぞれの実施形態に記載された構成は、必ずしも互いに排他的なものではない。本発明の作用及び効果は、上述の実施形態の全部又は一部を組み合わせた構成によって実現されてもよい。
　この出願は、２０１８年７月２４日に出願された日本出願特願２０１８－１３８１３６を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

　１００　海底ケーブルシステム
　１１０、１２０、１３０　端局
　１１１　コマンド送信部
　１１２　端局監視部
　１１３　給電部
　１１４、１２４、１３４　給電路
　１１５、１２５、１３５　光伝送路
　１１６、１２６、１３６　ケーブル
　１１７、１２７、１３７　監視回線
　１４０　分岐装置（BU）
　１５０　監視装置

Claims

　給電路への給電機能を有する複数の端局と、
　前記給電路を含む給電経路の切り替えを行う分岐装置と、
　前記複数の端局のいずれかが前記分岐装置に給電経路を指定する切り替え信号を送信したことに応じて、前記複数の端局のそれぞれで観測される前記給電路への給電電圧を前記切り替え信号の送信の前後において比較し、比較された前記給電電圧が第１の閾値以上変動したことをもって前記分岐装置における前記給電経路の切り替え結果を判断する監視装置と、
を備える通信システム。
　前記監視装置は、前記複数の端局のうち前記切り替え信号で指定された給電経路を構成する端局の前記給電電圧を前記切り替え信号の送信の前後において比較する、請求項１に記載された通信システム。
　前記第１の閾値は、前記指定された給電経路を構成する端局の給電路ごとに異なる、請求項１又は２に記載された通信システム。
　前記監視装置は、
　比較された前記給電電圧のいずれかが前記第１の閾値以上変動しない場合に、前記指定された給電経路の給電量を変動させ、
　前記指定された給電経路を構成する端局の全てにおいて前記給電電圧が第２の閾値以上変動することをもって、前記給電経路が切り替えられたと判断する、
請求項１乃至３のいずれかに記載された通信システム。
　前記第２の閾値は、前記指定された給電経路を構成する端局の給電路ごとに異なる、請求項４に記載された通信システム。
　前記監視装置は前記給電経路が切り替えられたと判断しない場合にアラームを出力する、請求項１乃至５のいずれかに記載された通信システム。
　前記監視装置は前記給電経路が切り替えられたと判断しない場合に前記複数の端局の少なくとも１つにアラーム信号を送信し、前記アラーム信号を受信した端局は、前記アラーム信号に対応するアラームを外部に出力する、請求項１乃至６のいずれかに記載された通信システム。
　給電路への給電機能を有する複数の端局が前記給電路を含む給電経路の切り替えを行う分岐装置と接続された通信システムで用いられる監視装置であって、
　通信回線を介して前記複数の端局と接続されるインタフェースと、
　前記複数の端局のいずれかが前記分岐装置に給電経路を指定する切り替え信号を送信したことに応じて、前記複数の端局のそれぞれで観測される前記給電路への給電電圧を前記切り替え信号の送信の前後において比較し、比較された前記給電電圧が第１の閾値以上変動したことをもって前記分岐装置における前記給電経路の切り替え結果を判断する演算手段と、
を備える監視装置。
　給電路への給電機能を有する複数の端局が前記給電路を含む給電経路の切り替えを行う分岐装置と接続された通信システムの監視方法であって、
　前記複数の端局のいずれかが前記分岐装置に給電経路を指定する切り替え信号を送信したことに応じて、前記複数の端局のそれぞれで観測される前記給電路への給電電圧を前記切り替え信号の送信の前後において比較し、
　比較された前記給電電圧が第１の閾値以上変動したことをもって前記分岐装置における前記給電経路の切り替え結果を判断する、
監視方法。
　前記複数の端局のうち前記切り替え信号で指定された給電経路を構成する端局の前記給電電圧を前記切り替え信号の送信の前後において比較する、請求項９に記載された監視方法。
　前記第１の閾値は、前記指定された給電経路を構成する端局の給電路ごとに異なる、請求項９又は１０に記載された監視方法。
　比較された前記給電電圧のいずれかが前記第１の閾値以上変動しない場合に、前記指定された給電経路の給電量を変動させ、
　前記指定された給電経路を構成する端局の全てにおいて前記給電電圧が第２の閾値以上変動することをもって、前記給電経路が切り替えられたと判断する、
請求項９乃至１１のいずれかに記載された監視方法。
　前記第２の閾値は、前記指定された給電経路を構成する端局の給電路ごとに異なる、請求項１２に記載された監視方法。
　前記監視装置は前記給電経路が切り替えられたと判断しない場合にアラームを出力する、請求項９乃至１３のいずれかに記載された監視方法。
　前記監視装置は前記給電経路が切り替えられたと判断しない場合に前記複数の端局の少なくとも１つにアラーム信号を送信し、前記アラーム信号を受信した端局は、前記アラーム信号に対応するアラームを外部に出力する、請求項９乃至１４のいずれかに記載された監視方法。