WO2020217299A1 - 故障判定システム及び故障判定方法 - Google Patents

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WO2020217299A1
WO2020217299A1 PCT/JP2019/017179 JP2019017179W WO2020217299A1 WO 2020217299 A1 WO2020217299 A1 WO 2020217299A1 JP 2019017179 W JP2019017179 W JP 2019017179W WO 2020217299 A1 WO2020217299 A1 WO 2020217299A1
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communication
port
communication device
switching
physical
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PCT/JP2019/017179
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智也 秦野
拓弥 原田
鈴木　裕生
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日本電信電話株式会社
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    • H04Q2011/0079—Operation or maintenance aspects
    • H04Q2011/0081—Fault tolerance; Redundancy; Recovery; Reconfigurability

Definitions

  • the present invention relates to a failure determination system and a failure determination method.
  • the optical communication network has redundant communication ports, packages, and devices in case the communication ports, packages, and devices that communicate with each other fail, or when the packages and devices are updated or replaced.
  • the optical communication network switches the communication port, package and device used for communication by using a communication protocol or a communication control method to continue communication.
  • Specific examples of the redundancy and communication control method are as follows. In the layer 2 protocol, link aggregation is widely used as a route redundancy-device redundancy-package redundancy method. Device Redundancy-The Spanning Tree Protocol is widely used as a device redundancy method.
  • the access section connecting the device installed on the user side using the optical communication network and the accommodation device accommodating the device is redundant. Often not. This is because the number of communication ports, packages, and devices to be redundant is very large in the access section, and the cost of redundancy is high.
  • redundancy is not applied, when a failure occurs or a package or device is updated or replaced, a technician goes to the site to deal with the failure, update or replacement.
  • a spare communication device (hereinafter referred to as "spare device") is installed in advance in a communication station building such as a data center in case the communication device of the current system breaks down.
  • the engineer replaces the failed communication device with the spare device and switches the optical signal transmission path to the replaced spare device in the communication station building. Since a technician goes to the communication station building and switches the transmission line of the optical signal, the time required for recovery from the failure of the communication device may be long. Therefore, in order to recover from the failure of the communication device at an early stage, the operator may remotely control the RPP (Robot Patch Panel) provided in the communication station building to switch the optical signal transmission path to the standby system.
  • RPP Robot Patch Panel
  • the replaced spare device is also out of order and only the replaced spare device is deployed in the communication station building, it will take a long time to recover from the failure of the communication device.
  • a plurality of spare devices may be pre-deployed in the communication station building in case the replaced spare device is out of order, but the cost burden is large. Therefore, it is necessary for the failure determination system to confirm that the backup device has not failed before the transmission line is switched to the backup system. However, the failure determination system could not remotely confirm that the backup device had not failed before the transmission line was switched to the backup system.
  • the present invention provides a failure determination system and a failure determination method capable of remotely confirming that the backup device has not failed before the transmission line is switched to the backup system. I am aiming.
  • One aspect of the present invention includes a switching device for switching an optical signal transmission path between an upper network and an lower network, and one or more intermediate communication devices for relaying communication between the upper network and the lower network.
  • a selection device that selects a spare port of the medium communication device, and a measurement device that is connected to the selected spare port via the switching device and measures an optical signal of the connected spare port.
  • a determination device that determines whether or not the intermediate communication device having the spare port has failed based on the measurement result of the optical signal, and a storage device that stores the determination result of the presence or absence of the failure of the intermediate communication device. It is a failure determination system including.
  • One aspect of the present invention is the above-mentioned failure determination system, in which the selection device selects the spare port that meets the conditions of the communication standard for optical signals.
  • One aspect of the present invention is the above-mentioned failure determination system, in which the selection device periodically selects the spare port of the medium communication device.
  • One aspect of the present invention is a failure determination method executed by a failure determination system, in which a switching step of switching an optical signal transmission path between an upper network and an lower network and between the upper network and the lower network.
  • the spare port selected via a selection step of selecting a spare port of the intermediate communication device that relays the communication of the above and a switching device that switches the transmission path of the optical signal between the upper network and the lower network.
  • It is a failure determination method including a step and a recording step of recording a determination result of presence / absence of failure of the intermediate communication device in a storage device.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of the optical communication network 100.
  • the optical communication network 100 includes an upper network 1, a communication system 110, and a lower network 4.
  • the communication system 110 relays an optical signal used in communication between the upper network 1 and the lower network 4.
  • the communication system 110 makes it possible to make the communication between the upper network 1 and the lower network 4 redundant and reduce the operating cost of the optical communication network 100.
  • the communication system 110 is provided in a communication station building accommodating a communication line with the user-side network. Relays communication between the backbone network and the user's network.
  • the communication system is used.
  • the 110 is provided in a communication station building accommodating a communication line between each RRH and BBU, and relays communication between BBU and RRH.
  • the upper network 1 includes a communication line 12 connected to a backbone network or another optical communication network, and M upper communication devices 11 (11-1, ..., 11-M) connected to the communication line 12.
  • the host communication device 11 includes a plurality of one communication port 111, a plurality of communication ports 112, and a setting port 113.
  • the communication port 112 is connected to the communication line 12.
  • the communication port 111 is connected to the communication system 110.
  • the setting port 113 is connected to the communication system 110 and receives device setting information.
  • the device setting information supplied to the setting port 113 defines the operation of the host communication device 11 regarding the relay and signal processing of the optical signal between the communication port 112 and the communication port 111.
  • the host communication device 11 relays the communication between the communication line 12 and the communication system 110 based on the device setting information.
  • the number of communication ports 111 and 112 included in the host communication device 11 may be one.
  • the lower network 4 includes P lower communication devices 41 (41-1, ..., 41-P) connected to the device on the user side.
  • the lower communication device 41 includes a plurality of communication ports 411, a plurality of communication ports 412, and a setting port 413.
  • the communication port 412 is connected to the communication system 110.
  • the communication port 411 is connected to the device on the user side.
  • the setting port 413 is connected to the communication system 110 and receives device setting information.
  • the device setting information supplied to the setting port 413 defines the operation of the lower communication device 41 regarding relaying and signal processing of an optical signal between the communication port 412 and the communication port 411.
  • the lower communication device 41 relays communication between the communication system 110 and the device on the user side based on the device setting information.
  • the number of communication ports 411 and communication ports 412 included in the lower communication device 41 may be one.
  • M and P represent the numbers of the upper communication device 11 and the lower communication device 41, respectively, and are integers of 1 or more. In the configuration example shown in FIG. 1, the case where the number of the upper communication device 11 and the lower communication device 41 is two or more is shown, but one or both of the number of the upper communication device 11 and the lower communication device 41 is one. There may be.
  • the communication system 110 includes N intermediate communication devices 2 (2-2, ..., 2-N), a switching device 3, a switching control device 5, a communication control device 6, a network management device 7, a host control device 8, and a terminal.
  • the device 9 is provided.
  • the intermediate communication device 2 has at least one communication port 22 used for communication with the upper network 1, at least one communication port 21 used for communication with the lower network 4, and a setting port 23 for inputting device setting information.
  • the device setting information defines the operation of the intermediate communication device 2 regarding the relay of the optical signal between the communication port 22 and the communication port 21.
  • the communication port 22 is also referred to as an upper port of the intermediate communication device 2.
  • the communication port 21 is also referred to as a lower port of the intermediate communication device 2.
  • the medium communication device 2 outputs an optical signal input from the communication port 22 from any communication port 21 based on the device setting information supplied from the communication control device 6 to the setting port 23.
  • the optical signal input from the communication port 22 may be output from one communication port 21 or may be output from a plurality of communication ports 21.
  • the optical signal includes signals of a plurality of wavelengths divided and multiplexed by wavelength division multiplexing
  • the signals of each wavelength separated from the optical signal are transmitted to a plurality of communication ports based on the output destination determined for each wavelength in the device setting information. It may be output to 21.
  • the intermediate communication device 2 outputs an optical signal input from the communication port 21 from any communication port 22 according to the device setting information.
  • the medium communication device 2 synthesizes optical signals having different wavelengths among the optical signals input from the communication port 21, and synthesizes the optical signals.
  • One obtained optical signal is output from the communication port 22.
  • the signal processing for the optical signals input from the communication port 21 and the communication port 22 is not limited to the above example.
  • At least one of the plurality of intermediate communication devices 2 is an upper network in case the other intermediate communication device 2 fails or the communication ports 21 and 22 of the other intermediate communication device 2 fail. It has communication ports 21 and 22 that do not relay communication between 1 and the lower network 4. Further, in at least one of the plurality of intermediate communication devices 2, all communication ports 21 and 22 do not have to relay the communication between the upper network 1 and the lower network 4.
  • Such a medium communication device 2 is a spare device provided in preparation for failure, renewal, or replacement of another medium communication device 2.
  • the communication system 110 may include one or more intermediate communication devices 2 as spare devices.
  • the switching device 3 includes a plurality of physical ports 31 and a control port 32.
  • Each physical port 31 is connected to any one of the communication port 111 provided in the upper communication device 11, the communication ports 21 and 22 provided in the middle communication device 2, and the communication port 412 provided in the lower communication device 41. ..
  • the physical port 31 has a connector having a shape corresponding to the connector attached to the optical fiber cable, and inputs and outputs an optical signal.
  • the switching device 3 receives the control information from the switching control device 5 via the control port 32.
  • the switching device 3 connects two physical ports out of a plurality of physical ports to enable transmission of an optical signal between the two physical ports according to control information.
  • the switching device 3 has a configuration in which a robot arm switches an optical fiber cable connecting a physical port 31 and another physical port 31.
  • the switching device 3 has a MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems) mirror device that enables transmission of an optical signal between the two physical ports 31 via a controlled MEMS mirror.
  • the switching device 3 may have a configuration in which the transmission path of the optical signal can be changed by selecting a pair of two physical ports 31.
  • the switching control device 5 controls the switching device 3 in response to an instruction received from the host control device 8.
  • the instruction received from the host control device 8 indicates that the two physical ports 31 are connected.
  • the instructions may indicate connecting a plurality of pairs of physical ports 31.
  • the communication control device 6 supplies device setting information to the upper communication device 11, the intermediate communication device 2, and the lower communication device 41 in response to an instruction received from the upper control device 8, and supplies the device setting information to the upper communication device 11, the intermediate communication device 2, and the intermediate communication device 2. And the operation of each of the lower communication devices 41 is controlled.
  • the device setting information supplied to the upper communication device 11 is the signal processing for the optical signal input from the communication port 111 and the communication port 112 of the upper communication device 11, and the communication port 111 or the communication port 111 for outputting the optical signal obtained by the signal processing.
  • the communication port 112 is defined.
  • the device setting information supplied to the lower communication device 41 is the signal processing for the optical signal input from the communication port 411 and the communication port 412, and the communication port 411 or the communication port for outputting the optical signal obtained by the signal processing. Establish 412.
  • the network management device 7 includes an allocation management unit 71 and a physical wiring management unit 75.
  • the allocation management unit 71 stores and updates the allocation information.
  • the allocation information includes information indicating the connection between the communication port 111 of the upper communication device 11 connected via the switching device 3 and the communication port 22 of the intermediate communication device 2, and the intermediate information connected via the switching device 3. Includes information indicating the connection between the communication port 21 of the communication device 2 and the communication port 412 of the lower communication device 41.
  • the allocation information indicates the intermediate communication device 2 assigned to the communication between the upper network 1 and the lower network 4, and the communication ports 21 and 22 thereof.
  • the physical wiring management unit 75 stores and updates the physical wiring information.
  • the physical wiring information includes information indicating the connection between the communication port 111 of the upper communication device 11 and the physical port 31 of the switching device 3, and the connection between the switching device 3 and the communication port 21 and the communication port 22 of the intermediate communication device 2.
  • the information shown and the information indicating the connection between the physical port 31 of the switching device 3 and the communication port 412 of the lower communication device 41 are included.
  • the physical wiring information indicates the connection between each communication port of the upper communication device 11, the middle communication device 2, and the lower communication device 41, and the physical port 31 of the switching device 3.
  • the host control device 8 supplies the switching control device 5 with an instruction to switch the connection of the physical port 31 in response to an instruction received from the terminal device 9 connected via another network.
  • the terminal device 9 receives an input from an engineer who operates and maintains the optical communication network 100, and supplies an instruction to the host control device 8.
  • the terminal device 9 is provided at a location different from the communication station building where the intermediate communication device 2 and the switching device 3 are installed, and the technician operates the switching device 3 by remote control.
  • the communication system 110 acquires state information regarding a communication state between the upper network 1 and the lower network 4 via the terminal device 9.
  • the status information is, for example, a communication interruption in the optical communication network 100, a failure of the medium communication device 2, a failure of the communication ports 21 and 22 of the medium communication device 2, or a communication line provided to a user who uses the optical communication network 100. Indicates a change in.
  • the technician operates the switching device 3 in response to a failure notification in the medium communication device 2 and a communication interruption notification from a user who uses the optical communication network 100.
  • the engineer operates the switching device 3 to switch the medium communication device 2 assigned to the communication and the communication ports 21 and 22 thereof, thereby recovering from the failure or the communication interruption.
  • the engineer operates the switching device 3 in response to a request from a user who uses the optical communication network 100.
  • the request from the user includes changing the bandwidth of the communication line provided to the user, suspending the use of the communication line, adding a new communication line, and the like.
  • the optical communication network 100 changes the intermediate communication device 2 connected to the lower communication device 41, changes the communication port 21 of the intermediate communication device 2 connected to the lower communication device 41, or changes the communication port 21 of the intermediate communication device 41.
  • the number of communication ports 21 connected to the lower communication device 41 is increased or decreased.
  • the communication system 110 switches between the intermediate communication device 2 assigned to relay the communication between the upper network 1 and the lower network 4 and its communication ports 21 and 22 by using the switching device 3.
  • the failure of the medium communication device 2 can be recovered without the technician going to the communication station building where the medium communication device 2 is installed.
  • the medium communication device 2 can be updated or replaced.
  • the communication system 110 can reduce the operating cost of the optical communication network 100 and shorten the period during which communication is not possible by eliminating the work of engineers in the communication station building.
  • the communication system 110 can freely change the intermediate communication device 2 connected to the upper network 1 and the lower network 4, it is not necessary to provide a spare device for each intermediate communication device 2 used for communication. Redundancy of each medium communication device 2 can be realized. By providing the communication system 110 with a number of intermediate communication devices 2 according to the degree of redundancy, the cost required for redundancy of the intermediate communication devices 2 can be reduced. Further, the communication system 110 can change the communication line provided to the user by switching the connection by the switching device 3 in a shorter time than when the engineer goes to the communication station building.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of connection between each of the upper communication device 11, the middle communication device 2, and the lower communication device 41 and the switching device 3.
  • the upper network 1 includes the upper communication device 11-1 “# A”
  • the communication system 110 has the intermediate communication device 2-1 “# B” and the intermediate communication device 2-2 “# A”.
  • the lower network 4 is provided with the lower communication device 41-1 "#C”.
  • the host communication device 11-1 "#A” includes two communication ports 111 "# 1" and “# 2".
  • the medium communication devices 2-1 “# B” and 2-2 “# D” have two communication ports 22 “# 1” and “# 2" and two communication ports 21 “# 3" and “# 4". ".
  • the lower communication device 41-1 "# C” includes two communication ports 412 "# 1" and "# 2". Communication ports and physical ports that are assigned the same name and code are distinguished by combining "#" and numbers.
  • the physical ports 31 "# 11" and “# 12" are connected to the communication ports 111 "# 1" and “# 2" of the host communication device 11-1 "# A”, respectively.
  • the physical ports 31 "# 21" and “# 22" are connected to the communication ports 22 “# 1" and “# 2" of the medium communication device 2-1 "# B", respectively.
  • the physical ports 31 "# 23" and “# 24" are connected to the communication ports 22 “# 1" and "# 2" of the medium communication device 2-2 “# D", respectively.
  • the physical ports 31 "# 31” and “# 32" are connected to the communication ports 21 “# 3" and "# 4" of the medium communication device 2-1 "# B", respectively.
  • the physical ports 31 "# 33" and “# 34" are connected to the communication ports 21 “# 3" and “# 4" of the medium communication device 2-2 "# D", respectively.
  • the physical ports 31 "# 41” and “# 42” are connected to the communication ports 412 "# 1" and "# 2" of the lower communication device 41-1 "# C", respectively.
  • the physical ports 31 "# 11" and “# 12" are connected to the physical ports 31 "# 21" and "# 22", respectively.
  • the physical ports 31 "# 31" and “# 32" are connected to the physical ports 31 "# 41" and "# 42", respectively.
  • the connection between the physical ports 31 in the switching device 3 can be switched as described above.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of the switching control device 5.
  • the switching control device 5 includes an interface 51, a wiring information acquisition unit 52, a switching device wiring information storage unit 53, a wiring availability determination unit 54, a wiring instruction unit 55, a response reception unit 56, and a wiring information update unit 57.
  • the interface 51 performs input / output with the host control device 8.
  • the interface 51 receives the connection change information and the request information as control information from the host control device 8.
  • the connection change information indicates an instruction to change the connection between the physical ports 31 in the switching device 3.
  • the request information indicates a request for switching device wiring information stored in the switching device wiring information storage unit 53.
  • the interface 51 notifies the host control device 8 of a response indicating the completion or inability of the connection change based on the connection change information. Further, the interface 51 supplies the switching device wiring information and the switching device wiring information to the host control device 8 as a response to the request information.
  • the wiring information acquisition unit 52 reads out the switching device wiring information stored in the switching device wiring information storage unit 53, and supplies the read switching device wiring information to the interface 51.
  • the switching device wiring information storage unit 53 stores the switching device wiring information.
  • the switching device wiring information indicates the connection between the physical ports 31 in the switching device 3.
  • the switching device wiring information includes information indicating a pair of physical port numbers that identify the two connected physical ports 31.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of switching device wiring information.
  • the switching device wiring information shown in FIG. 4 represents the connection between the physical ports 31 in the connection example shown in FIG.
  • the switching device wiring information shown in FIG. 4 includes a pair of physical port numbers “# 11” and “# 21”, and indicates that the physical port 31 indicated by the physical port number is connected.
  • the switching device wiring information includes that the physical ports 31 "# 12" and “# 22" are connected, that the physical ports 31 “# 41” and “# 23” are connected, and that the physical ports 31 "# 23" are connected. , Indicates that the physical ports 31 "# 42" and "# 24" are connected.
  • the switching device wiring information includes upper wiring information indicating a pair of physical port numbers relating to the connection between the upper network 1 and the communication port 22, and lower level information indicating a pair of physical port numbers relating to the connection between the lower network 4 and the communication port 22. It may be divided into wiring information.
  • the wiring availability determination unit 54 determines whether or not the connection can be changed indicated by the connection change information based on the switching device wiring information.
  • the wiring possibility determination unit 54 supplies the connection change information to the wiring instruction unit 55.
  • the wiring possibility determination unit 54 notifies the interface 51 of a response indicating that the connection cannot be changed. For example, when the connection change information indicates a change instruction for connecting the physical port 31 "# 23" to the physical port 31 "# 12" that is already connected to the physical port 31 "# 22", it is determined whether or not wiring is possible.
  • the unit 54 determines that a plurality of physical ports cannot be connected to the physical port 31 "# 12", and determines that the connection is impossible. At this time, the wiring possibility determination unit 54 supplies the interface 51 with a response indicating that the connection cannot be changed.
  • the wiring instruction unit 55 supplies a connection change instruction based on the connection change information to the control port 32 of the switching device 3.
  • the response receiving unit 56 receives a response indicating the completion of the connection change according to the connection change information from the control port 32 of the switching device 3.
  • the response receiving unit 56 notifies the wiring information updating unit 57 of the acceptance of the response.
  • the wiring information updating unit 57 updates the switching device wiring information according to the connection change indicated by the connection change information.
  • the wiring information updating unit 57 finishes updating the switching device wiring information
  • the wiring information updating unit 57 notifies the interface 51 of a response indicating the completion of the connection change based on the connection change information.
  • the interface 51 supplies the host control device 8 with a response indicating the completion of the connection change based on the connection change information.
  • FIG. 5 is a block diagram showing a configuration example of the allocation management unit 71.
  • the allocation management unit 71 includes an interface 72, an information creation unit 73, and an allocation information storage unit 74.
  • the interface 72 receives a request for allocation information and an instruction for updating from the host control device 8.
  • the interface 72 Upon receiving the instruction requesting the allocation information, the interface 72 reads the allocation information stored in the allocation information storage unit 74 and supplies the read allocation information to the host control device 8.
  • the interface 72 When the interface 72 receives the instruction to update the allocation information, the interface 72 notifies the information creation unit 73 of the instruction to update the allocation information.
  • the information creation unit 73 requests the switching device wiring information and the physical wiring information from the host control device 8 via the interface 72.
  • the interface 72 supplies the switching device wiring information and the physical wiring information received as a response to the request to the information creation unit 73.
  • the information creation unit 73 creates allocation information based on the switching device wiring information and the physical wiring information, and updates the allocation information stored in the allocation information storage unit 74 with the created allocation information.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of allocation information.
  • the allocation information includes communication device information regarding each of the upper communication device 11, the middle communication device 2, and the lower communication device 41 provided in the optical communication network 100.
  • the communication device information includes identification information that identifies each of the upper communication device 11, the middle communication device 2, and the lower communication device 41, and a communication port number that identifies each of the communication ports of those devices. That is, the communication device information uniquely identifies the communication port in the communication system 110.
  • the allocation information indicates the intermediate communication device 2 assigned to the communication between the upper network 1 and the lower network 4, and the communication ports 21 and 22 thereof.
  • the serial of the device is used as the identification information of the upper communication device 11-1 “# A”, the middle communication device 2-1 “# B”, and the lower communication device 41-1 “# C”.
  • the numbers “AAAA”, “BBBB” and “CCCC” are used.
  • "# 1", “# 2", “# 3” and “# 4" are used as communication port numbers indicating the communication ports of each device.
  • the serial number is used as the identification information will be described, the upper communication device 11, the middle communication device 2, and the lower communication device 41 may be identified by using other than the serial number.
  • the identification information any one of the MAC (Media Access Control) address, host name, device name, IP (Internet Protocol) address, etc. assigned to the upper communication device 11, the middle communication device 2, and the lower communication device 41.
  • MAC Media Access Control
  • IP Internet Protocol
  • the allocation information representing the connection example shown in FIG. 2 is that of the communication port 111 “# 1” of the upper communication device 11-1 “# A” and the intermediate communication device 2-1 “# B”. It indicates that the communication ports 22 “# 1” correspond to each other, indicating that those communication ports are connected. Similarly, as for the allocation information, the communication port 111 "# 2" of the upper communication device 11-1 “# A” and the communication port 22 "# 2" of the middle communication device 2-1 “# B” are connected. Indicates that you are. Further, as for the allocation information, the communication port 21 "# 3" of the intermediate communication device 2-1 "# B” and the communication port 42 "# 1" of the lower communication device 41-1 “# C” are connected. That, and that the communication port 21 "# 4" of the intermediate communication device 2-1 "# B” and the communication port 42 "# 2” of the lower communication device 41-1 “# C” are connected. Represents.
  • FIG. 7 is a block diagram showing a configuration example of the physical wiring management unit 75.
  • the physical wiring management unit 75 includes an interface 76, a physical wiring information acquisition unit 77, a physical wiring information update unit 78, and a physical wiring information storage unit 79.
  • the interface 76 receives a request for physical wiring information or an instruction for updating from the host control device 8. Upon receiving the instruction requesting the physical wiring information, the interface 76 notifies the physical wiring information acquisition unit 77 of the instruction.
  • the interface 76 receives the physical wiring information from the physical wiring information acquisition unit 77 as a response to the instruction, and supplies the physical wiring information to the host control device 8.
  • the interface 76 requests the physical wiring change information from the upper control device 8.
  • the physical wiring change information indicates a change in the connection between the upper communication device 11, the middle communication device 2, the lower communication device 41, and the switching device 3.
  • the interface 76 supplies the physical wiring change information to the physical wiring information updating unit 78.
  • the physical wiring information acquisition unit 77 reads the physical wiring information from the physical wiring information storage unit 79 in response to the instruction from the interface 76, and supplies the read physical wiring information to the interface 76.
  • the physical wiring information updating unit 78 receives the physical wiring change information from the interface 76, the physical wiring information updating unit 78 updates the physical wiring information stored in the physical wiring information storage unit 79 based on the connection change indicated by the physical wiring change information.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of physical wiring information.
  • the physical wiring information includes switching device information or a physical port number indicating the physical port 31 of the switching device 3, and communication device information relating to each of the upper communication device 11, the intermediate communication device 2, and the lower communication device 41.
  • the physical wiring information indicates a communication port of any one of the upper communication device 11, the middle communication device 2, and the lower communication device 41 connected to each of the physical ports 31.
  • the empty (NULL) information in the physical wiring information becomes the physical port number of the physical port 31. Be associated.
  • the physical wiring information showing the connection example shown in FIG. 2 corresponds to the physical port 31 “# 11” and the communication port 111 “# 1” of the host communication device 11-1 “# A”. Indicates that these ports are connected. Similarly, the physical wiring information indicates that the physical port 31 “# 12” and the communication port 111 “# 2” of the host communication device 11-1 are connected.
  • the physical wiring information includes physical ports 31 "# 21", “# 22", “# 23" and "# 24", communication port 22 "# 1" of the medium communication device 2-1 and communication port 22. This indicates that "# 2", communication port 21 "# 3", and communication port 21 "# 4" are connected to each other.
  • the physical wiring information includes physical ports 31 "# 31", “# 32", “# 33” and “# 34", communication port 22 "# 1" of the medium communication device 2-2, and communication port 22. It indicates that "# 2", the communication port 21 "# 3", and the communication port "# 4" are connected to each other. Further, the physical wiring information indicates that the physical ports 31 "# 41" and "# 42" and the communication ports 412 "# 1" and "# 2" of the lower communication device 41-1 are connected, respectively. ing.
  • FIG. 9 is a diagram showing a configuration example of the failure determination system 10.
  • the failure determination system 10 is a system for determining the presence or absence of a failure of the intermediate communication device 2 in the standby system of the communication system 110.
  • the upper control device 8, the terminal device 9, the measuring device 13, and the determination device 14 are provided.
  • a part or all of the switching control device 5, the upper control device 8, and the determination device 14 is a memory in which a processor such as a CPU (Central Processing Unit) is a non-volatile recording medium (non-temporary recording medium). It is realized as software by reading and executing the program stored in. The program may be recorded on a computer-readable recording medium.
  • Computer-readable recording media include, for example, flexible disks, optomagnetic disks, portable media such as ROM (ReadOnlyMemory) and CD-ROM (CompactDiscReadOnlyMemory), and storage of hard disks built into computer systems. It is a non-temporary storage medium such as a device.
  • the program may be transmitted over a telecommunication line.
  • a part or all of the switching control device 5, the upper control device 8, and the determination device 14 may be, for example, an LSI (Large Scale Integration circuit), an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), a PLD (Programmable Logic Device), or an FPGA ( It may be realized as hardware including an electronic circuit (electronic circuit or circuitry) using Field Programmable Gate Array) or the like.
  • the upper control device 8 selects a spare communication port (hereinafter referred to as "spare port") provided in the intermediate communication device 2 for which the presence or absence of failure is determined.
  • the host control device 8 selects the spare port based on the instruction acquired from the terminal device 9 when the intermediate communication device 2 (spare device) having the spare port is provided in the failure determination system 10.
  • the upper control device 8 may select the spare port of the intermediate communication device 2 periodically (for example, every month).
  • the host control device 8 outputs information indicating the selected spare port to the switching control device 5 using, for example, an API (Application Programming Interface).
  • An API may be used for communication (instruction, communication, etc.) between the switching control device 5, the communication control device 6, the network management device 7, the upper control device 8, and the terminal device 9.
  • the upper control device 8 acquires the determination result of the presence or absence of failure of the intermediate communication device 2 having the selected spare port from the determination device 14.
  • the upper control device 8 records the determination result of the presence or absence of failure of the intermediate communication device 2 having the selected spare port in a predetermined storage device for each spare port.
  • the upper control device 8 may transmit the determination result of the presence or absence of failure of the intermediate communication device 2 having the selected spare port to the terminal device 9 for each spare port.
  • the terminal device 9 is, for example, an information processing device.
  • the intermediate communication device 2 is a device that relays communication between the upper network 1 and the lower network 4.
  • the intermediate communication device 2 is, for example, an OLT (Optical Line Terminal).
  • the switching control device 5 is a device that controls switching of the transmission line by the switching device 3.
  • the switching control device 5 acquires physical wiring information and switching device wiring information.
  • the physical wiring information includes information indicating the physical port 31 of the switching device 3 connected to the measuring device 13.
  • the switching control device 5 is a physical port 31 connected to a spare port of the intermediate communication device 2 selected by the host control device 8 and a physical port 31 (free physical port) not registered in the switching device wiring information.
  • the combination with the physical port 31 connected to the measuring device 13 is selected.
  • the switching control device 5 instructs the switching device 3 for the wiring inside the switching device 3.
  • the spare port of the selected medium communication device 2 and the measuring device 13 are connected to each other by the switching device 3.
  • the switching control device 5 is connected to the physical port 31-1 connected to the communication port 21-2 so that the switching device 3 connects the communication port 21-2 of the intermediate communication device 2 and the measuring device 13. And physical port 31-3 are selected.
  • the switching control device 5 has a physical port 31-4 and a physical port 31 connected to the communication port 22-2 so that the switching device 3 connects the communication port 22-2 of the intermediate communication device 2 and the measuring device 13. Select a combination with -6.
  • the switching device 3 is a device that switches the transmission path of an optical signal.
  • the switching device 3 is, for example, an RPP or a crossbar switch.
  • the switching device 3 acquires wiring instructions from the switching control device 5.
  • the switching device 3 switches the wiring inside the switching device 3 based on the wiring instruction.
  • the switching device 3 switches the transmission path of the optical signal between the upper network 1 and the lower network 4.
  • the switching device 3 is the medium communication device 2 and the measuring device.
  • the transmission path of the optical signal is switched so as to connect with 13.
  • the switching device 3 connects the spare port provided in the intermediate communication device 2 and the measuring device 13 based on the wiring instruction.
  • the switching device 3 uses the communication port 21-2 and the measuring device 13 of the medium communication device 2-N selected as an example of the spare port, and uses the physical port 31-1 and the physical port 31-3. To connect.
  • the switching device 3 connects the communication port 22-2 of the medium communication device 2-N selected as an example of the spare port and the measurement device 13 by using the physical port 31-4 and the physical port 31-6.
  • the switching device 3 notifies the switching control device 5 that the switching of the wiring inside the switching device 3 is completed.
  • the measuring device 13 is a device that measures an optical signal.
  • the measuring device 13 is preliminarily connected to the physical port 31-3 of the switching device 3 as an example.
  • the measuring device 13 is connected in advance to the physical ports 31-6 of the switching device 3 as an example.
  • the host control device 8 remotely confirms that the intermediate communication device 2-N of the standby system has not failed.
  • the measuring device 13 is connected to the spare port (for example, communication port 21-2, communication port 22-2) selected by the host control device 8 via the switching device 3.
  • the measuring device 13 measures the optical signal (port state) of the connected spare port according to the control by the determining device 14. For example, the measuring device 13 measures the intensity of the optical signal of the connected spare port.
  • the intensity of the optical signal is such that the measuring device 13 and the spare port of the medium communication device 2 are linked up or communicated with each other. It increases compared to the case where there is no communication.
  • the measuring device 13 communicates with the medium communication device 2 having the selected spare port based on a predetermined communication standard.
  • the measuring device 13 may communicate based on an Ethernet (registered trademark) communication standard such as 10GBASE-SR or 10GBASE-LR.
  • the determination device 14 acquires the communication port number of the medium communication device 2 from the medium communication device 2 when the measurement device 13 executes a loopback command.
  • the determination device 14 acquires the communication port number of the medium communication device 2 from the medium communication device 2 by transmitting the LLDP (Link Layer Discovery Protocol) packet to the multicast address by the measurement device 13. May be good. After the measuring device 13 transmits the LLDP packet to the multicast address, the intermediate communication device 2 acquires predetermined information such as an interface number from the LLDP packet. After the medium communication device 2 transmits the LLDP packet to the multicast address, the determination device 14 may acquire predetermined information such as an interface number from the LLDP packet.
  • LLDP Link Layer Discovery Protocol
  • the determination device 14 determines whether or not the intermediate communication device 2 having the selected spare port and the measurement device 13 are linked up or communicated with each other.
  • linking up means that the measuring device 13 and the intermediate communication device 2 (opposite device) are connected, and the measuring device 13 and the intermediate communication device 2 can communicate with each other.
  • the measuring device 13 communicates using the Ethernet (registered trademark) protocol
  • the physical layer (layer 1) of the measuring device 13 and the physical layer of the intermediate communication device 2 are connected, and the data link layer (layer 2) is connected.
  • Communicating means successful execution of a test signal or data transfer such as "Ping" or Loopback.
  • the determination device 14 determines whether or not the medium communication device 2 having the selected spare port has failed based on the measurement result of the optical signal. When the intermediate communication device 2 having the selected spare port and the measurement device 13 are linked up or communicate with each other, the determination device 14 determines that the medium communication device 2 is not out of order (normal). To do.
  • FIG. 10 is a flowchart showing an operation example of the failure determination system 10.
  • the switching device 3 switches the wiring inside the switching device 3 so as to connect the intermediate communication device 2 and the measuring device 13 based on the wiring instruction (step S101).
  • the measuring device 13 executes a process of confirming the link-up or communication between the medium communication device 2 having the selected spare port and the measuring device 13 (step S102).
  • the determination device 14 determines whether or not the intermediate communication device 2 having the selected spare port and the measurement device 13 are linked up or communicated (step S103).
  • step S103 NO
  • the determination device 14 has failed in the medium communication device 2. Judged as present (not normal). The determination device 14 notifies the host control device 8 of the failure of link-up or communication (step S104).
  • step S103: YES When the intermediate communication device 2 having the selected spare port and the measuring device 13 are linked up or communicated (step S103: YES), the determination device 14 has not failed the medium communication device 2 (step S103: YES). It is judged to be normal). The determination device 14 notifies the host control device 8 of the success of the link-up or communication (step S105).
  • FIG. 11 is a sequence diagram showing an operation example of the failure determination system 10.
  • the measuring device 13 and the switching device 3 are connected in advance by an optical fiber cable.
  • the intermediate communication device 2 and the switching device 3 are connected in advance by an optical fiber cable.
  • the failure determination system 10 executes the operation of the flowchart shown in FIG. 11 when the medium communication device 2 (spare device) having a spare port is deployed in the communication station building (when the failure determination system 10 is constructed). To do.
  • the failure determination system 10 may periodically execute the operation of the flowchart shown in FIG.
  • the determination device 14 is based on whether or not the intermediate communication device 2 and the measuring device 13 communicate with each other (connectivity). , It is determined whether or not the intermediate communication device 2 has a failure.
  • the upper control device 8 selects a spare port provided in the intermediate communication device 2 based on a predetermined communication standard.
  • the host control device 8 may output information indicating the selected spare port to the switching control device 5 using the API (step S201).
  • the switching control device 5 selects a combination with the physical port 31 and instructs the switching device 3 of the internal wiring of the switching device 3 based on the selection result (step S202).
  • the switching device 3 switches the wiring inside the switching device 3 so as to connect the intermediate communication device 2 and the measuring device 13 based on the wiring instruction (step S203).
  • the switching device 3 notifies the switching control device 5 that the switching of the wiring inside the switching device 3 is completed (step S204).
  • the switching control device 5 notifies the host control device 8 that the switching of the wiring inside the switching device 3 is completed (step S205).
  • the host control device 8 outputs a determination process start instruction to the determination device 14 (step S206).
  • the determination device 14 outputs a measurement processing start instruction regarding the selected spare port to the measurement device 13-1 (step S208).
  • the measuring device 13 uses an ICMP (Internet Control Message Protocol) echo command to transmit, for example, a “Ping” command to the intermediate communication device 2-N (step S208).
  • the intermediate communication device 2-N outputs a response signal to the received “Ping” command to the measuring device 13 (step S209).
  • the measuring device 13 outputs information indicating that the response signal to the "Ping" command has been received to the determining device 14 (step S210).
  • the determination device 14 When another spare port is further selected by the host control device 8, the determination device 14 outputs a measurement processing start instruction regarding the further selected spare port to the measurement device 13 (step S211).
  • the measuring device 13 uses the ICMP echo command to transmit, for example, a “Ping” command to the intermediate communication device 2-N (step S212).
  • the intermediate communication device 2-N outputs a response signal to the received "Ping" command to the measuring device 13 (step S213).
  • the measuring device 13 outputs information indicating that the response signal to the "Ping" command has been received to the determining device 14 (step S214).
  • the determination device 14 determines that the medium communication device 2 is not out of order (normal) (step). S215).
  • the upper control device 8 records the determination result of the presence or absence of failure of the intermediate communication device 2 having the selected spare port in a predetermined storage device for each spare port (step S216).
  • the failure determination system 10 of the first embodiment determines the switching device 3, the intermediate communication devices 2-1 to 2-N, the upper control device 8 (selection device), and the measurement device 13.
  • a device 14 and a storage device of the upper control device 8 are provided.
  • the switching device 3 switches the transmission path of the optical signal between the upper network 1 and the lower network 4.
  • the intermediate communication device 2 relays communication between the upper network 1 and the lower network 4.
  • the upper control device 8 selects the spare port of the intermediate communication device 2.
  • the upper control device 8 may periodically select the spare port of the intermediate communication device 2.
  • the measuring device 13 is connected to the spare port selected by the host control device 8 via the switching device 3.
  • the measuring device 13 measures the optical signal of the connected spare port.
  • the determination device 14 determines whether or not the medium communication device having the selected spare port has failed based on the measurement result of the optical signal.
  • the upper control device 8 stores the determination result of the presence or absence of failure of the intermediate communication device 2.
  • the failure determination system 10 of the first embodiment can remotely confirm that the intermediate communication device 2 (spare device) of the spare system has not failed before the transmission line is switched to the spare system. It is possible. It is possible for the failure determination system 10 to remotely confirm that the wiring of the transmission line is normal before the transmission line is switched to the standby system.
  • failure determination system 10 can grasp the failure of the spare device before the start of operation, it is possible to shorten the time from the failure to the recovery.
  • the second embodiment differs from the first embodiment in that the host control device 8 selects a spare port that meets the conditions of the communication standard of the optical signal based on the provided communication service or the like. In the second embodiment, the differences from the first embodiment will be described.
  • FIG. 12 is a diagram showing a configuration example of the failure determination system 10.
  • the failure determination system 10 includes medium-level communication devices 2-1 to 2-N, a switching device 3, a switching control device 5, an upper control device 8, a terminal device 9, a measuring device 13, and a determination device 14. To be equipped.
  • the host control device 8 selects a spare port that meets the conditions of the optical signal communication standard.
  • the conditions of the communication standard of the optical signal are, for example, the communication speed of the communication port, the transmission mode of the optical signal, the wavelength of the optical signal, the strength of the optical signal, the number of cores of the optical fiber, and the like.
  • the conditions of the communication standard of the optical signal are predetermined, for example, according to the type of communication service in the optical communication network 100.
  • the measuring device 13 includes a communication port for each condition of the communication standard of the optical signal.
  • the determination device 14 acquires physical wiring information.
  • the communication device information in the physical wiring information includes information representing the conditions of the communication standard of the optical signal of the spare port.
  • the determination device 14 acquires information representing the conditions of the communication standard of the optical signal of the selected spare port.
  • the determination device 14 determines whether or not the intermediate communication device 2 having the selected spare port and the measurement device 13 are linked up or communicated for each condition of the communication standard of the optical signal of the selected spare port. judge. When the intermediate communication device 2 having the selected spare port and the measurement device 13 are linked up or communicate with each other, the determination device 14 determines that the medium communication device 2 is not out of order (normal). To do.
  • FIG. 13 is a flowchart showing an operation example of the failure determination system 10.
  • the operation from step S301 to step S303 is the same as the operation from step S101 to step S103 shown in FIG.
  • the determination device 14 measures that the link up or is not communicated. It is determined whether or not the confirmation is made under the conditions of all the communication standards in the device 13 (step S304).
  • step S304: NO When it is not confirmed under the conditions of either communication standard that there is no link-up or communication (step S304: NO), the determination device 14 gives an instruction to switch the communication conditions of the measuring device 13 to the conditions of the unconfirmed communication standard. Is output to the measuring device 13 (step S305). When it is confirmed under the conditions of all the communication standards in the measuring device 13 that there is no link-up or communication (step S304: YES), the determination device 14 notifies the upper control device 8 of the failure of the link-up or communication. (Step S306).
  • step S303: YES When the intermediate communication device 2 having the selected spare port and the measuring device 13 are linked up or communicated (step S303: YES), the determination device 14 has not failed the medium communication device 2 (step S303: YES). It is judged to be normal). The determination device 14 notifies the host control device 8 of the success of the link-up or communication (step S307).
  • FIG. 14 is a sequence diagram showing an operation example of the failure determination system 10.
  • the host control device 8 selects a spare port that meets the conditions of the optical signal communication standard according to the type of communication service in the optical communication network 100 (step S400).
  • the operation from step S401 to step S416 is the same as the operation from step S201 to step S216 shown in FIG.
  • the failure determination system 10 repeats the operations from step S401 to step S416 every time a spare port that meets the conditions of the optical signal communication standard is selected in step S400.
  • the host control device 8 of the second embodiment selects a spare port that meets the conditions of the communication standard of the optical signal determined in advance. Whether or not the medium communication device 2 having the spare port has failed is determined in advance for each condition (port condition) of the communication standard of the optical signal.
  • the transmission line is set to the backup system according to the conditions of the optical signal communication standard that the intermediate communication device 2 (spare device) of the backup system has not failed. It is possible to check remotely before switching.
  • the failure determination system 10 can remotely confirm that the wiring of the transmission line is normal for each condition of the communication standard of the optical signal before the transmission line is switched to the standby system.
  • the present invention is applicable to an optical communication system.

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Abstract

故障判定システムは、上位ネットワークと下位ネットワークとの間の光信号の伝送路を切り替える切替装置と、上位ネットワークと下位ネットワークとの間の通信を中継する１以上の中位通信装置と、中位通信装置の予備ポートを選択する選択装置と、選択された予備ポートに切替装置を経由して接続され、接続された予備ポートの光信号を測定する測定装置と、選択された予備ポートを有する中位通信装置の故障の有無を、光信号の測定結果に基づいて判定する判定装置と、中位通信装置の故障の有無の判定結果を記憶する記憶装置とを備える。

Description

故障判定システム及び故障判定方法
　本発明は、故障判定システム及び故障判定方法に関する。
　光通信ネットワークは、通信を行う通信ポート、パッケージ及び装置が故障した場合、又は、パッケージ及び装置が更新又は交換される場合に備えて、通信ポート、パッケージ及び装置の冗長化が施されている。故障が発生したり、装置が更新又は交換されたりする場合、光通信ネットワークは、通信プロトコルや通信制御方式を用いて、通信に利用する通信ポート、パッケージ及び装置を切り替えて、通信を継続させる。冗長化及び通信制御方式の具体的な例として、以下のものがある。レイヤ２プロトコルでは、経路冗長－装置冗長－パッケージ冗長方式として、リンクアグリゲーションが広く普及している。装置冗長－装置冗長方式として、スパニングツリープロトコルが広く普及している。
　上記のような冗長化が普及している一方で、光通信ネットワークを利用するユーザ側に設置される装置と、それらの装置を収容する収容装置とを接続するアクセス区間では冗長化が施されていない場合が多い。アクセス区間では、冗長化の対象となる通信ポート、パッケージ及び装置の数がとても多く、冗長化のコストが高くなるためである。冗長化が施されていないアクセス区間では、故障が発生したり、パッケージ及び装置が更新又は交換されたりする場合、技術者が現地に赴いて故障、更新又は交換の対応を行っている。
　冗長化が施されてない光通信ネットワークでは、技術者が現地に赴いて故障、更新又は交換の対応を行う必要があるため、通信システムの運用に要するコストが増加する要因の一つとなっている。また、技術者が現地で故障、更新又は交換の対応が完了するまで、通信断が継続するため、ユーザの利便性が低下する要因の一つとなっている。
「技術基礎講座［ＧＥ－ＰＯＮ］第１回ＰＯＮとは」、日本電信電話株式会社、ＮＴＴ技術ジャーナル、２００５年８月、ｐｐ．７１－７４
　現用系の通信装置が故障した場合に備えて、データセンタ等の通信局舎には、予備の通信装置（以下「予備装置」という。）が予め配備されている。現用系の通信装置が故障した場合、通信局舎内において、技術者は、故障した通信装置と予備装置とを交換し、交換された予備装置に光信号の伝送路を切り替える。技術者が通信局舎に赴いて光信号の伝送路を切り替えるので、通信装置の故障からの復旧に必要な時間が長くなる場合がある。そこで、通信装置の故障から早期に復旧させるため、オペレータは、通信局舎に備えられたＲＰＰ（Robot Patch Panel)を遠隔操作して、光信号の伝送路を予備系に切り替えてもよい。
　しかしながら、交換された予備装置も故障していて、その交換された予備装置しか通信局舎に配備されていない場合には、通信装置の故障から復旧させるまでの時間は長くなってしまう。交換された予備装置が故障していた場合に備えて、複数の予備装置が通信局舎に予め配備されていてもよいが、コストの負担は大きい。このため、予備装置が故障していないことを、伝送路が予備系に切り替えられる前に、故障判定システムが確認しておく必要がある。しかしながら、予備装置が故障していないことを、伝送路が予備系に切り替えられる前に故障判定システムが遠隔から確認することができなかった。
　上記事情に鑑み、本発明は、予備装置が故障していないことを、伝送路が予備系に切り替えられる前に遠隔から確認することが可能である故障判定システム及び故障判定方法を提供することを目的としている。
　本発明の一態様は、上位ネットワークと下位ネットワークとの間の光信号の伝送路を切り替える切替装置と、前記上位ネットワークと前記下位ネットワークとの間の通信を中継する１以上の中位通信装置と、前記中位通信装置の予備ポートを選択する選択装置と、選択された前記予備ポートに前記切替装置を経由して接続され、接続された前記予備ポートの光信号を測定する測定装置と、選択された前記予備ポートを有する前記中位通信装置の故障の有無を、光信号の測定結果に基づいて判定する判定装置と、前記中位通信装置の故障の有無の判定結果を記憶する記憶装置とを備える故障判定システムである。
　本発明の一態様は、上記の故障判定システムであって、前記選択装置は、光信号の通信規格の条件に合う前記予備ポートを選択する。
　本発明の一態様は、上記の故障判定システムであって、前記選択装置は、前記中位通信装置の前記予備ポートを定期的に選択する。
　本発明の一態様は、故障判定システムが実行する故障判定方法であって、上位ネットワークと下位ネットワークとの間の光信号の伝送路を切り替える切替ステップと、前記上位ネットワークと前記下位ネットワークとの間の通信を中継する中位通信装置の予備ポートを選択する選択ステップと、前記上位ネットワークと前記下位ネットワークとの間の光信号の伝送路を切り替える切替装置を経由して、選択された前記予備ポートに接続され、接続された前記予備ポートの光信号を測定する測定ステップと、選択された前記予備ポートを有する前記中位通信装置の故障の有無を、光信号の測定結果に基づいて判定する判定ステップと、前記中位通信装置の故障の有無の判定結果を記憶装置に記録する記録ステップとを含む故障判定方法である。
　本発明により、予備装置が故障していないことを、伝送路が予備系に切り替えられる前に遠隔から確認することが可能である。
光通信ネットワークの構成例を示す図である。 上位通信装置、中位通信装置及び下位通信装置それぞれと、切替装置との接続例を示す図である。 切替制御装置の構成例を示すブロック図である。 切替装置配線情報の一例を示す図である。 割当管理部の構成例を示すブロック図である。 割当情報の一例を示す図である。 物理配線管理部の構成例を示すブロック図である。 物理配線情報の一例を示す図である。 第１実施形態における、故障判定システムの構成例を示す図である。 第１実施形態における、故障判定システムの動作例を示すフローチャートである。 第１実施形態における、故障判定システムの動作例を示すシーケンス図である。 第２実施形態における、故障判定システムの構成例を示す図である。 第２実施形態における、故障判定システムの動作例を示すフローチャートである。 第２実施形態における、故障判定システムの動作例を示すシーケンス図である。
　以下、図面を参照して、本発明の実施形態における故障判定システム及び故障判定方法を説明する。なお、以下の実施形態では、同一の符号を付した構成要素は同様の動作を行うものとして、重複する説明を適宜省略する。
　図１は、光通信ネットワーク１００の構成例を示す図である。光通信ネットワーク１００は、上位ネットワーク１、通信システム１１０及び下位ネットワーク４を備える。通信システム１１０は、上位ネットワーク１と下位ネットワーク４との間の通信で使用される光信号を中継する。通信システム１１０は、上位ネットワーク１と下位ネットワーク４との間の通信に対する冗長化と、光通信ネットワーク１００の運用コストの低減とを可能にする。
　例えば、上位ネットワーク１がバックボーンネットワークに接続するネットワークであり、下位ネットワーク４がユーザ側のネットワークである場合、通信システム１１０は、ユーザ側のネットワークとの通信回線を収容する通信局舎に備えられ、バックボーンネットワークとユーザ側のネットワークとの間の通信を中継する。また、上位ネットワーク１が移動体通信システムのベースバンドユニット（ＢＢＵ）及びバックホール（Backhaul）と接続するネットワークであり、下位ネットワーク４が複数のアンテナ装置（ＲＲＨ）を含むネットワークである場合、通信システム１１０は、各ＲＲＨとＢＢＵとの間の通信回線を収容する通信局舎に備えられ、ＢＢＵとＲＲＨとの間の通信を中継する。以下、実施形態では、通信システム１１０が、バックボーンネットワークとユーザ側のネットワークとの間の通信を中継する場合について説明するが、通信システム１１０の適用対象はこれに限定されない。
　上位ネットワーク１は、バックボーンネットワーク又は他の光通信ネットワークと接続する通信回線１２と、通信回線１２に接続されたＭ個の上位通信装置１１（１１－１，…，１１－Ｍ）を備える。上位通信装置１１は、複数の１個の通信ポート１１１、複数の通信ポート１１２、及び設定ポート１１３を備える。通信ポート１１２は、通信回線１２と接続される。通信ポート１１１は、通信システム１１０と接続される。設定ポート１１３は、通信システム１１０と接続され、装置設定情報を受け付ける。設定ポート１１３に供給される装置設定情報は、通信ポート１１２と通信ポート１１１との間における光信号の中継と信号処理とに関する上位通信装置１１の動作を定義する。上位通信装置１１は、装置設定情報に基づいて、通信回線１２と通信システム１１０との通信を中継する。上位通信装置１１が備える通信ポート１１１及び通信ポート１１２の数は１個であってもよい。
　下位ネットワーク４は、ユーザ側の装置に接続されるＰ個の下位通信装置４１（４１－１，…，４１－Ｐ）を備える。下位通信装置４１は、複数の通信ポート４１１、複数の通信ポート４１２、及び設定ポート４１３を備える。通信ポート４１２は、通信システム１１０と接続される。通信ポート４１１は、ユーザ側の装置と接続される。設定ポート４１３は、通信システム１１０と接続され、装置設定情報を受け付ける。設定ポート４１３に供給される装置設定情報は、通信ポート４１２と通信ポート４１１との間における光信号の中継と信号処理とに関する下位通信装置４１の動作を定義する。下位通信装置４１は、装置設定情報に基づいて、通信システム１１０とユーザ側の装置との通信を中継する。下位通信装置４１が備える通信ポート４１１及び通信ポート４１２の数は１個であってもよい。
　Ｍ及びＰは、上位通信装置１１及び下位通信装置４１の数それぞれを表し、１以上の整数である。図１に示す構成例では、上位通信装置１１及び下位通信装置４１の数が２個以上の場合を示しているが、上位通信装置１１及び下位通信装置４１の数の一方又は両方が１個であってもよい。
　通信システム１１０は、Ｎ個の中位通信装置２（２－２，…，２－Ｎ）、切替装置３、切替制御装置５、通信制御装置６、ネットワーク管理装置７、上位制御装置８及び端末装置９を備える。中位通信装置２は、上位ネットワーク１との通信に用いられる少なくとも一つの通信ポート２２と、下位ネットワーク４との通信に用いられる少なくとも一つの通信ポート２１と、装置設定情報を入力する設定ポート２３とを備える。装置設定情報は、通信ポート２２と通信ポート２１との間における光信号の中継に関する中位通信装置２の動作を定義する。通信ポート２２は、中位通信装置２の上位ポートともいう。また、通信ポート２１は、中位通信装置２の下位ポートともいう。
　中位通信装置２は、通信制御装置６から設定ポート２３に供給される装置設定情報に基づいて、通信ポート２２から入力される光信号をいずれかの通信ポート２１から出力する。通信ポート２２から入力される光信号は、１個の通信ポート２１から出力されてもよいし、複数の通信ポート２１から出力されてもよい。例えば、光信号が波長分割多重された複数の波長の信号を含む場合、装置設定情報において波長ごとに定められた出力先に基づいて、光信号から分離された各波長の信号を複数の通信ポート２１へ出力してもよい。また、中位通信装置２は、装置設定情報に応じて、通信ポート２１から入力される光信号をいずれかの通信ポート２２から出力する。例えば、上位ネットワーク１との通信に波長分割多重された光信号が用いられる場合、中位通信装置２は、通信ポート２１から入力される光信号のうち波長の異なる光信号を合成し、合成により得られる１個の光信号を通信ポート２２から出力する。通信ポート２１及び通信ポート２２から入力される光信号に対する信号処理は、上記の例に限定されない。
　複数の中位通信装置２のうち少なくとも一つは、他の中位通信装置２が故障した場合、又は他の中位通信装置２の通信ポート２１、２２が故障した場合に備えて、上位ネットワーク１と下位ネットワーク４との通信を中継していない通信ポート２１、２２を有する。また、複数の中位通信装置２のうち少なくとも一つにおいて、全ての通信ポート２１、２２が上位ネットワーク１と下位ネットワーク４との通信を中継せずともよい。このような中位通信装置２は、他の中位通信装置２の故障、更新、又は交換に備えて設けられた予備装置である。通信システム１１０は、予備装置としての１台以上の中位通信装置２を備えてもよい。
　切替装置３は、複数の物理ポート３１と、制御ポート３２とを備える。各物理ポート３１は、上位通信装置１１に備えられる通信ポート１１１、中位通信装置２に備えられる通信ポート２１、２２、又は下位通信装置４１に備えられる通信ポート４１２のいずれか一つと接続される。物理ポート３１は、光ファイバケーブルに取り付けられるコネクタに応じた形状のコネクタを有し、光信号の入出力を行う。切替装置３は、切替制御装置５による制御情報を、制御ポート３２を介して受け付ける。切替装置３は、制御情報に応じて、複数の物理ポートのうち２個の物理ポートを接続して２個の物理ポート間での光信号の伝送を可能にする。例えば、切替装置３は、物理ポート３１と、他の物理ポート３１との間を接続する光ファイバケーブルをロボットアームにて切り替える構成を有する。あるいは、切替装置３は、ＭＥＭＳ（Micro-Electro-Mechanical Systems）ミラー・デバイスを有し、制御されたＭＥＭＳミラーを介して２個の物理ポート３１間で光信号の伝送を可能にする。上記の例に限定されることなく、切替装置３は、２個の物理ポート３１の対を選択することで、光信号の伝送経路を変更できる構成を有していればよい。
　切替制御装置５は、上位制御装置８から受け付ける指示に応じて、切替装置３を制御する。上位制御装置８から受け付ける指示は、２個の物理ポート３１を接続することを示す。指示は、複数の対の物理ポート３１を接続することを示してもよい。
　通信制御装置６は、上位制御装置８から受け付ける指示に応じて、上位通信装置１１、中位通信装置２及び下位通信装置４１に装置設定情報を供給し、上位通信装置１１、中位通信装置２及び下位通信装置４１それぞれの動作を制御する。上位通信装置１１に供給される装置設定情報は、上位通信装置１１の通信ポート１１１及び通信ポート１１２から入力される光信号に対する信号処理と、信号処理により得られる光信号を出力する通信ポート１１１又は通信ポート１１２を定める。同様に、下位通信装置４１に供給される装置設定情報は、通信ポート４１１及び通信ポート４１２から入力される光信号に対する信号処理と、信号処理により得られる光信号を出力する通信ポート４１１又は通信ポート４１２を定める。
　ネットワーク管理装置７は、割当管理部７１と、物理配線管理部７５とを備える。割当管理部７１は、割当情報の記憶及び更新を行う。割当情報は、切替装置３を介して接続される上位通信装置１１の通信ポート１１１と中位通信装置２の通信ポート２２との接続を示す情報と、切替装置３を介して接続される中位通信装置２の通信ポート２１と下位通信装置４１の通信ポート４１２との接続を示す情報とを含む。割当情報は、上位ネットワーク１と下位ネットワーク４との間の通信に割り当てられた中位通信装置２及びその通信ポート２１、２２を示す。
　物理配線管理部７５は、物理配線情報の記憶及び更新を行う。物理配線情報は、上位通信装置１１の通信ポート１１１と切替装置３の物理ポート３１との接続を示す情報と、切替装置３と中位通信装置２の通信ポート２１及び通信ポート２２との接続を示す情報と、切替装置３の物理ポート３１と下位通信装置４１の通信ポート４１２との接続を示す情報とを含む。物理配線情報は、上位通信装置１１、中位通信装置２及び下位通信装置４１の各通信ポートと、切替装置３の物理ポート３１との接続を示す。
　上位制御装置８は、他のネットワークを介して接続される端末装置９から受信する指示に応じて、物理ポート３１の接続を切り替える指示を切替制御装置５に供給する。端末装置９は、光通信ネットワーク１００を運用、保守する技術者による入力を受け付け、上位制御装置８へ指示を供給する。端末装置９は、中位通信装置２及び切替装置３が設置される通信局舎と異なる場所に設けられ、技術者は遠隔操作により切替装置３を操作する。通信システム１１０は、端末装置９を介して、上位ネットワーク１と下位ネットワーク４との間の通信状態に関する状態情報を取得する。状態情報は、例えば、光通信ネットワーク１００における通信断、中位通信装置２の故障、中位通信装置２の通信ポート２１、２２の故障、又は光通信ネットワーク１００を利用するユーザに提供する通信回線の変更を示す。
　例えば、技術者は、中位通信装置２における故障の連絡や、光通信ネットワーク１００を利用するユーザからの通信断の連絡を受けて、切替装置３を操作する。技術者が切替装置３を操作して、通信に割り当てる中位通信装置２及びその通信ポート２１、２２を切り替えることにより、故障や通信断からの復旧を図る。また、技術者は、光通信ネットワーク１００を利用するユーザからの要求に応じて、切替装置３を操作する。例えば、ユーザからの要求として、ユーザに対して提供される通信回線の帯域変更や、通信回線の利用停止、新しい通信回線の増設などが含まれる。このような要求を受けた場合、光通信ネットワーク１００は、下位通信装置４１に接続する中位通信装置２の変更、下位通信装置４１に接続する中位通信装置２の通信ポート２１の変更、又は下位通信装置４１に接続する通信ポート２１の増減を行う。
　通信システム１１０は、上位ネットワーク１と下位ネットワーク４との通信の中継に割り当てる中位通信装置２と、その通信ポート２１、２２とを、切替装置３を用いて切り替える。切替装置３による中位通信装置２又は通信ポート２１、２２の切り替えにより、中位通信装置２が設置されている通信局舎に技術者が赴くことなく、中位通信装置２の故障の復旧や、中位通信装置２の更新又は交換が可能となる。通信システム１１０は、通信局舎における技術者の作業を不要とすることで、光通信ネットワーク１００の運用コストを削減し、通信が不能な期間を短くできる。
　また、通信システム１１０は、上位ネットワーク１及び下位ネットワーク４に接続する中位通信装置２の変更を自由に行えるため、通信に利用している中位通信装置２ごとに予備装置を設けずとも、各中位通信装置２の冗長化を実現できる。通信システム１１０は、冗長化の度合いに応じた数の中位通信装置２を備えることで、中位通信装置２の冗長化に要するコストも削減できる。また、通信システム１１０は、切替装置３による接続の切り替えにより、ユーザに提供する通信回線の変更も技術者が通信局舎に赴く場合に比べ短い時間で行える。
　以下、切替制御装置５、割当管理部７１及び物理配線管理部７５の構成について説明する。ここで、上位通信装置１１、中位通信装置２及び下位通信装置４１それぞれと、切替装置３との接続を、具体的に説明するために、図２に示す接続例を用いる。図２は、上位通信装置１１、中位通信装置２及び下位通信装置４１それぞれと、切替装置３との接続例を示す図である。図２に示す接続例では、上位ネットワーク１が上位通信装置１１－１「＃Ａ」を備え、通信システム１１０が中位通信装置２－１「＃Ｂ」と中位通信装置２－２「＃Ｄ」とを備え、下位ネットワーク４が下位通信装置４１－１「＃Ｃ」を備える。更に、上位通信装置１１－１「＃Ａ」は２個の通信ポート１１１「＃１」及び「＃２」を備える。中位通信装置２－１「＃Ｂ」及び２－２「＃Ｄ」は２個の通信ポート２２「＃１」及び「＃２」と２個の通信ポート２１「＃３」及び「＃４」とを備える。下位通信装置４１－１「＃Ｃ」は２個の通信ポート４１２「＃１」及び「＃２」を備える。同じ名称及び符号が割り当てられている通信ポート及び物理ポートを、「＃」と数字とを組み合わせて区別する。
　切替装置３に備えられる複数の物理ポート３１のうち、１２個の物理ポート３１「＃１１」、「＃１２」、「＃２１」、「＃２２」、「＃２３」、「＃２４」、「＃３１」、「＃３２」、「＃３３」、「＃３４」、「＃４１」及び「＃４２」が、上位通信装置１１、中位通信装置２及び下位通信装置４１との接続に用いられる。図２に示す接続例は、切替装置３に備えられる複数の物理ポート３１のうち、接続に用いられる物理ポート３１を示している。
　物理ポート３１「＃１１」及び「＃１２」は、上位通信装置１１－１「＃Ａ」の通信ポート１１１「＃１」及び「＃２」にそれぞれ接続されている。物理ポート３１「＃２１」及び「＃２２」は、中位通信装置２－１「＃Ｂ」の通信ポート２２「＃１」及び「＃２」それぞれに接続されている。物理ポート３１「＃２３」及び「＃２４」は、中位通信装置２－２「＃Ｄ」の通信ポート２２「＃１」及び「＃２」それぞれに接続されている。物理ポート３１「＃３１」及び「＃３２」は、中位通信装置２－１「＃Ｂ」の通信ポート２１「＃３」及び「＃４」それぞれに接続されている。物理ポート３１「＃３３」及び「＃３４」は、中位通信装置２－２「＃Ｄ」の通信ポート２１「＃３」及び「＃４」それぞれに接続されている。物理ポート３１「＃４１」及び「＃４２」は、下位通信装置４１－１「＃Ｃ」の通信ポート４１２「＃１」及び「＃２」それぞれに接続されている。
　切替装置３において、物理ポート３１「＃１１」及び「＃１２」が、物理ポート３１「＃２１」及び「＃２２」それぞれと接続されている。物理ポート３１「＃３１」及び「＃３２」が、物理ポート３１「＃４１」及び「＃４２」それぞれに接続されている。切替装置３における物理ポート３１間の接続は、前述のように、切替可能である。
　図３は、切替制御装置５の構成例を示すブロック図である。切替制御装置５は、インタフェース５１、配線情報取得部５２、切替装置配線情報記憶部５３、配線可否判定部５４、配線指示部５５、応答受付部５６及び配線情報更新部５７を備える。インタフェース５１は、上位制御装置８との入出力を行う。
　インタフェース５１は、接続変更情報と要求情報とを制御情報として上位制御装置８からを受け付ける。接続変更情報は、切替装置３における物理ポート３１間の接続変更の指示を示す。要求情報は、切替装置配線情報記憶部５３が記憶する切替装置配線情報の要求を示す。インタフェース５１は、接続変更情報に基づいた接続変更の完了又は不能を示す応答を上位制御装置８に通知する。また、インタフェース５１は、要求情報への応答として切替装置配線情報とを上位制御装置８に供給する。
　配線情報取得部５２は、インタフェース５１が要求情報を受け付けると、切替装置配線情報記憶部５３に記憶されている切替装置配線情報を読み出し、読み出した切替装置配線情報をインタフェース５１に供給する。
　切替装置配線情報記憶部５３は、切替装置配線情報を記憶する。切替装置配線情報は、切替装置３における物理ポート３１間の接続を示す。切替装置配線情報は、接続された２個の物理ポート３１を識別する物理ポート番号の対を示す情報を含む。図４は、切替装置配線情報の一例を示す図である。図４に示す切替装置配線情報は、図２に示す接続例における物理ポート３１間の接続を表している。図４に示す切替装置配線情報は、物理ポート番号「＃１１」と「＃２１」との対を含み、物理ポート番号で示される物理ポート３１が接続されていることを表している。同様に、切替装置配線情報は、物理ポート３１「＃１２」と「＃２２」とが接続されていること、物理ポート３１「＃４１」と「＃２３」とが接続されていること、及び、物理ポート３１「＃４２」と「＃２４」とが接続されていることを表している。なお、切替装置配線情報は、上位ネットワーク１と通信ポート２２との接続に関する物理ポート番号の対を示す上位配線情報と、下位ネットワーク４と通信ポート２２との接続に関する物理ポート番号の対を示す下位配線情報とに分けてもよい。
　配線可否判定部５４は、インタフェース５１が接続変更情報を受け付けると、接続変更情報が示す接続の変更が可能か否かを切替装置配線情報に基づいて判定する。接続の変更が可能な場合、配線可否判定部５４は、接続変更情報を配線指示部５５へ供給する。接続先の変更が不可能な場合、配線可否判定部５４は、接続の変更が不可能なことを示す応答をインタフェース５１に通知する。例えば、既に物理ポート３１「＃２２」に接続されている物理ポート３１「＃１２」に対して、物理ポート３１「＃２３」を接続する変更の指示を接続変更情報が示す場合、配線可否判定部５４は、物理ポート３１「＃１２」に複数の物理ポートを接続できないと判定し、当該接続を不可能と決定する。このとき、配線可否判定部５４は、接続の変更が不可能なことを示す応答をインタフェース５１に供給する。
　配線指示部５５は、接続変更情報に基づいた接続変更の指示を、切替装置３の制御ポート３２に供給する。応答受付部５６は、接続変更情報に応じた接続変更の完了を示す応答を、切替装置３の制御ポート３２から受け付ける。応答受付部５６は、接続変更の完了を示す応答を受け付けると、応答の受け付けを配線情報更新部５７に通知する。配線情報更新部５７は、切替装置配線情報を、接続変更情報が示す接続の変更に応じて更新する。配線情報更新部５７は、切替装置配線情報の更新を終えると、接続変更情報に基づいた接続変更の完了を示す応答をインタフェース５１に通知する。インタフェース５１は、当該通知に応じて、接続変更情報に基づいた接続変更の完了を示す応答を上位制御装置８に供給する。
　図５は、割当管理部７１の構成例を示すブロック図である。割当管理部７１は、インタフェース７２、情報作成部７３及び割当情報記憶部７４を備える。インタフェース７２は、上位制御装置８から割当情報の要求及び更新の指示を受け付ける。割当情報を要求する指示を受け付けると、インタフェース７２は、割当情報記憶部７４に記憶されている割当情報を読み出し、読み出した割当情報を上位制御装置８へ供給する。
　インタフェース７２は、割当情報の更新の指示を受け付けると、割当情報を更新する指示を情報作成部７３へ通知する。情報作成部７３は、割当情報を更新する指示を受け付けると、インタフェース７２を介して上位制御装置８に切替装置配線情報と物理配線情報とを要求する。インタフェース７２は、当該要求への応答として受け付けた切替装置配線情報と物理配線情報とを情報作成部７３に供給する。情報作成部７３は、切替装置配線情報と物理配線情報とに基づいて割当情報を作成し、作成した割当情報で割当情報記憶部７４に記憶されている割当情報を更新する。
　図６は、割当情報の一例を示す図である。割当情報は、光通信ネットワーク１００に備えられる上位通信装置１１、中位通信装置２及び下位通信装置４１それぞれに関する通信装置情報を含む。通信装置情報は、上位通信装置１１、中位通信装置２及び下位通信装置４１それぞれを識別する識別情報と、それらの装置が有する通信ポートそれぞれを識別する通信ポート番号とを含む。すなわち、通信装置情報は、通信システム１１０において通信ポートを一意に特定する。また、割当情報は、上位ネットワーク１と下位ネットワーク４との間の通信に割り当てられた中位通信装置２及びその通信ポート２１、２２を示す。
　図６に示す割当情報では、上位通信装置１１－１「＃Ａ」、中位通信装置２－１「＃Ｂ」及び下位通信装置４１－１「＃Ｃ」それぞれの識別情報として、装置のシリアル番号「ＡＡＡＡ」、「ＢＢＢＢ」及び「ＣＣＣＣ」が用いられている。また、各装置の通信ポートを示す通信ポート番号として、「＃１」、「＃２」、「＃３」及び「＃４」が用いられている。識別情報としてシリアル番号が用いられる場合について説明するが、シリアル番号以外を用いて上位通信装置１１、中位通信装置２及び下位通信装置４１を識別してもよい。例えば、識別情報として、上位通信装置１１、中位通信装置２及び下位通信装置４１に割り当てられたＭＡＣ（Media Access Control）アドレス、ホスト名、装置名、ＩＰ（Internet Protocol）アドレスなどのいずれか一つ又はそれらの組み合わせを用いてもよい。
　図２に示す接続例を表す割当情報は、図６に示すように、上位通信装置１１－１「＃Ａ」の通信ポート１１１「＃１」と中位通信装置２－１「＃Ｂ」の通信ポート２２「＃１」とが対応することを示し、それらの通信ポートが接続されていることを表している。同様に、割当情報は、上位通信装置１１－１「＃Ａ」の通信ポート１１１「＃２」と中位通信装置２－１「＃Ｂ」の通信ポート２２「＃２」とが接続されていることを表している。更に、割当情報は、中位通信装置２－１「＃Ｂ」の通信ポート２１「＃３」と下位通信装置４１－１「＃Ｃ」の通信ポート４２「＃１」とが接続されていること、及び、中位通信装置２－１「＃Ｂ」の通信ポート２１「＃４」と下位通信装置４１－１「＃Ｃ」の通信ポート４２「＃２」とが接続されていることを表している。
　図７は、物理配線管理部７５の構成例を示すブロック図である。物理配線管理部７５は、インタフェース７６、物理配線情報取得部７７、物理配線情報更新部７８及び物理配線情報記憶部７９を備える。インタフェース７６は、上位制御装置８から物理配線情報の要求又は更新の指示を受け付ける。物理配線情報を要求する指示を受け付けると、インタフェース７６は、指示を物理配線情報取得部７７に通知する。インタフェース７６は、指示への応答として物理配線情報取得部７７から物理配線情報を受け付け、物理配線情報を上位制御装置８に供給する。インタフェース７６は、物理配線情報の更新を受け付けると、インタフェース７６は、物理配線変更情報を上位制御装置８に要求する。物理配線変更情報は、上位通信装置１１、中位通信装置２及び下位通信装置４１と、切替装置３との接続の変更を示す。物理配線変更情報を受け付けると、インタフェース７６は、物理配線変更情報を物理配線情報更新部７８に供給する。
　物理配線情報取得部７７は、インタフェース７６からの指示に応じて、物理配線情報記憶部７９から物理配線情報を読み出し、読み出した物理配線情報をインタフェース７６に供給する。物理配線情報更新部７８は、インタフェース７６から物理配線変更情報を受け付けると、物理配線情報記憶部７９に記憶されている物理配線情報を、物理配線変更情報が示す接続の変更に基づいて更新する。
　図８は、物理配線情報の一例を示す図である。物理配線情報は、切替装置３の物理ポート３１を示す切替装置情報又は物理ポート番号と、上位通信装置１１、中位通信装置２及び下位通信装置４１それぞれに関する通信装置情報とを含む。物理配線情報は、物理ポート３１それぞれに接続される、上位通信装置１１、中位通信装置２及び下位通信装置４１いずれかの通信ポートを示す。物理ポート３１に上位通信装置１１、中位通信装置２及び下位通信装置４１いずれの通信ポートも接続されていない場合、物理配線情報において空（ＮＵＬＬ）の情報が当該物理ポート３１の物理ポート番号に対応付けられる。
　図８に示す物理配線情報では、図６に示した例と同様に、上位通信装置１１－１「＃Ａ」、中位通信装置２－１「＃Ｂ」及び下位通信装置４１－１「＃Ｃ」それぞれの識別情報として、シリアル番号「ＡＡＡＡ」、「ＢＢＢＢ」及び「ＣＣＣＣ」が用いられている。また、各装置の通信ポートを示す通信ポート番号として、「＃１」、「＃２」、「＃３」及び「＃４」が用いられている。また、物理ポート３１を示す物理ポート番号として、「＃１１」、「＃１２」、「＃２１」、「＃２２」、「＃２３」、「＃２４」、「＃３１」、「＃３２」、「＃３３」、「＃３４」、「＃４１」及び「＃４２」が用いられている。
　図２に示す接続例を表す物理配線情報は、図８に示すように、物理ポート３１「＃１１」と上位通信装置１１－１「＃Ａ」の通信ポート１１１「＃１」とが対応することを示し、それらのポートが接続されていることを表している。同様に、物理配線情報は、物理ポート３１「＃１２」と上位通信装置１１－１の通信ポート１１１「＃２」が接続されていることを表している。また、物理配線情報は、物理ポート３１「＃２１」、「＃２２」、「＃２３」及び「＃２４」と、中位通信装置２－１の通信ポート２２「＃１」、通信ポート２２「＃２」、通信ポート２１「＃３」及び通信ポート２１「＃４」とがそれぞれ接続されていることを表している。また、物理配線情報は、物理ポート３１「＃３１」、「＃３２」、「＃３３」及び「＃３４」と、中位通信装置２－２の通信ポート２２「＃１」、通信ポート２２「＃２」、通信ポート２１「＃３」及び通信ポート「＃４」とがそれぞれ接続されていることを表している。また、物理配線情報は、物理ポート３１「＃４１」及び「＃４２」と、下位通信装置４１－１の通信ポート４１２「＃１」及び「＃２」とがそれぞれ接続されていることを表している。
　次に、故障判定システムについて説明する。
　（第１実施形態）
　図９は、故障判定システム１０の構成例を示す図である。故障判定システム１０は、通信システム１１０の予備系における中位通信装置２の故障の有無を判定するシステムである。故障判定システム１０は、中位通信装置２－１～２－Ｎ（「Ｎ」は、２以上の整数。以下では「Ｎ＝２」。）と、切替装置３と、切替制御装置５と、上位制御装置８と、端末装置９と、測定装置１３と、判定装置１４とを備える。
　これらの装置は、単体の装置、例えば制御装置として設けられてもよい。切替制御装置５と上位制御装置８と判定装置１４とのうちの一部又は全部は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサが、不揮発性の記録媒体（非一時的な記録媒体）であるメモリに記憶されたプログラムを読み取って実行することにより、ソフトウェアとして実現される。プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置などの非一時的な記憶媒体である。プログラムは、電気通信回線を介して送信されてもよい。切替制御装置５と上位制御装置８と判定装置１４とのうちの一部又は全部は、例えば、ＬＳＩ（Large Scale Integration circuit）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）又はＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等を用いた電子回路（electronic circuit又はcircuitry）を含むハードウェアとして実現されてもよい。
　上位制御装置８は、故障の有無が判定される中位通信装置２に備えられた予備の通信ポート（以下「予備ポート」という。）を選択する。例えば、上位制御装置８は、予備ポートを有する中位通信装置２（予備装置）が故障判定システム１０に備えられた際に、端末装置９から取得された指示に基づいて予備ポートを選択する。
　上位制御装置８は、中位通信装置２の予備ポートを、定期的（例えば、１か月ごと）に選択してもよい。上位制御装置８は、選択された予備ポートを示す情報を、例えばＡＰＩ（Application Programming Interface）を用いて切替制御装置５に出力する。なお、切替制御装置５、通信制御装置６、ネットワーク管理装置７、上位制御装置８及び端末装置９の間の互いの通信（指示及び連絡等）には、ＡＰＩが用いられてもよい。
　上位制御装置８は、選択された予備ポートを有する中位通信装置２の故障の有無の判定結果を、判定装置１４から取得する。上位制御装置８は、選択された予備ポートを有する中位通信装置２の故障の有無の判定結果を、予備ポートごとに所定の記憶装置に記録する。上位制御装置８は、選択された予備ポートを有する中位通信装置２の故障の有無の判定結果を、予備ポートごとに端末装置９に送信してもよい。端末装置９は、例えば情報処理装置である。
　中位通信装置２は、上位ネットワーク１と下位ネットワーク４との間の通信を中継する装置である。中位通信装置２は、例えば、ＯＬＴ（Optical Line Terminal）である。
　切替制御装置５は、切替装置３による伝送路の切り替えを制御する装置である。切替制御装置５は、物理配線情報及び切替装置配線情報を取得する。物理配線情報は、測定装置１３に接続された切替装置３の物理ポート３１を示す情報を含む。切替制御装置５は、上位制御装置８によって選択された中位通信装置２の予備ポートに接続された物理ポート３１と、切替装置配線情報に登録されていない物理ポート３１（空き物理ポート）であって測定装置１３に接続された物理ポート３１との組み合わせを選択する。切替制御装置５は、切替装置３の内部の配線を切替装置３に指示する。これによって、選択された中位通信装置２の予備ポートと測定装置１３とは、切替装置３によって互いに接続される。
　図９では、切替制御装置５は、中位通信装置２の通信ポート２１－２と測定装置１３とを切替装置３が接続するように、通信ポート２１－２に接続された物理ポート３１－１と物理ポート３１－３との組み合わせを選択する。切替制御装置５は、中位通信装置２の通信ポート２２－２と測定装置１３とを切替装置３が接続するように、通信ポート２２－２に接続された物理ポート３１－４と物理ポート３１－６との組み合わせを選択する。
　切替装置３は、光信号の伝送路を切り替える装置である。切替装置３は、例えば、ＲＰＰ又はクロスバースイッチである。切替装置３は、配線の指示を切替制御装置５から取得する。切替装置３は、配線の指示に基づいて、切替装置３の内部の配線を切り替える。これによって、切替装置３は、上位ネットワーク１と下位ネットワーク４との間の光信号の伝送路を切り替える。予備系の中位通信装置２が故障していないことを、伝送路が予備系に切り替えられる前に上位制御装置８が遠隔から確認する場合、切替装置３は、中位通信装置２と測定装置１３とを接続するように、光信号の伝送路を切り替える。
　切替装置３は、中位通信装置２に備えられた予備ポートと測定装置１３とを、配線の指示に基づいて接続する。図９では、切替装置３は、予備ポートの一例として選択された中位通信装置２－Ｎの通信ポート２１－２と測定装置１３とを、物理ポート３１－１及び物理ポート３１－３を用いて接続する。切替装置３は、予備ポートの一例として選択された中位通信装置２－Ｎの通信ポート２２－２と測定装置１３とを、物理ポート３１－４及び物理ポート３１－６を用いて接続する。切替装置３は、切替装置３の内部の配線の切り替えが完了したことを、切替制御装置５に通知する。
　測定装置１３は、光信号を測定する装置である。図９では、測定装置１３は、一例として切替装置３の物理ポート３１－３に予め接続される。測定装置１３は、一例として切替装置３の物理ポート３１－６に予め接続される。
　予備系の中位通信装置２－Ｎが故障していないことを、伝送路が予備系（例えば、通信ポート２１－２、通信ポート２２－２）に切り替えられる前に上位制御装置８が遠隔から確認する場合、測定装置１３は、上位制御装置８によって選択された予備ポート（例えば、通信ポート２１－２、通信ポート２２－２）に、切替装置３を経由して接続される。
　測定装置１３は、判定装置１４による制御に応じて、接続された予備ポートの光信号（ポート状態）を測定する。例えば、測定装置１３は、接続された予備ポートの光信号の強度を測定する。測定装置１３と中位通信装置２の予備ポートとの間がリンクアップ又は疎通している場合、光信号の強度は、測定装置１３と中位通信装置２の予備ポートとの間がリンクアップ又は疎通していない場合と比較して増加する。
　測定装置１３は、予め定められた通信規格に基づいて、選択された予備ポートを有する中位通信装置２と通信する。測定装置１３は、測定装置１３が光トランシーバである場合、例えば、１０ＧＢＡＳＥ－ＳＲ、１０ＧＢＡＳＥ－ＬＲ等のイーサネット（登録商標）の通信規格に基づいて通信してもよい。
　判定装置１４は、測定装置１３がループバック（Loopback）のコマンドを実行することによって、中位通信装置２の通信ポートの番号を、中位通信装置２から取得する。
　判定装置１４は、ＬＬＤＰ（Link Layer Discovery Protocol）のパケットを測定装置１３がマルチキャスト・アドレス宛に送信することによって、中位通信装置２の通信ポートの番号を、中位通信装置２から取得してもよい。ＬＬＤＰのパケットを測定装置１３がマルチキャスト・アドレス宛て送信した後で、中位通信装置２は、インターフェース番号等の所定の情報を、ＬＬＤＰのパケットから取得する。ＬＬＤＰのパケットを中位通信装置２がマルチキャスト・アドレス宛て送信した後で、判定装置１４は、インターフェース番号等の所定の情報を、ＬＬＤＰのパケットから取得してもよい。
　判定装置１４は、選択された予備ポートを有する中位通信装置２と測定装置１３との間がリンクアップ又は疎通したか否かを判定する。ここで、リンクアップしたとは、測定装置１３と中位通信装置２（対向装置）とが接続され、測定装置１３と中位通信装置２とが通信可能な状態になることである。例えば、測定装置１３がイーサネット（登録商標）のプロトコルを用いて通信する場合、測定装置１３の物理層（レイヤ１）と中位通信装置２の物理層とが接続され、データリンク層（レイヤ２）においてプロトコルを用いた通信が可能な状態である。疎通したとは、「Ｐｉｎｇ」又はループバック（Loopback）等の試験信号又はデータ転送の実行が成功したことである。
　判定装置１４は、選択された予備ポートを有する中位通信装置２の故障の有無を、光信号の測定結果に基づいて判定する。判定装置１４は、選択された予備ポートを有する中位通信装置２と測定装置１３との間がリンクアップ又は疎通した場合、その中位通信装置２が故障していない（正常である）と判定する。
　次に、故障判定システム１０の動作例について説明する。
　図１０は、故障判定システム１０の動作例を示すフローチャートである。切替装置３は、配線の指示に基づいて、中位通信装置２と測定装置１３とを接続するように、切替装置３の内部の配線を切り替える（ステップＳ１０１）。測定装置１３は、選択された予備ポートを有する中位通信装置２と測定装置１３との間のリンクアップ又は疎通を確認する処理を実行する（ステップＳ１０２）。判定装置１４は、選択された予備ポートを有する中位通信装置２と測定装置１３との間がリンクアップ又は疎通したか否かを判定する（ステップＳ１０３）。
　選択された予備ポートを有する中位通信装置２と測定装置１３との間がリンクアップ及び疎通していない場合（ステップＳ１０３：ＮＯ）、判定装置１４は、その中位通信装置２が故障している（正常でない）と判定する。判定装置１４は、リンクアップ又は疎通の失敗を、上位制御装置８に通知する（ステップＳ１０４）。
　選択された予備ポートを有する中位通信装置２と測定装置１３との間がリンクアップ又は疎通した場合（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、判定装置１４は、その中位通信装置２が故障していない（正常である）と判定する。判定装置１４は、リンクアップ又は疎通の成功を、上位制御装置８に通知する（ステップＳ１０５）。
　図１１は、故障判定システム１０の動作例を示すシーケンス図である。測定装置１３と切替装置３との間は、光ファイバのケーブルで予め接続されている。中位通信装置２と切替装置３との間は、光ファイバのケーブルで予め接続されている。故障判定システム１０は、図１１に示されたフローチャートの動作を、予備ポートを有する中位通信装置２（予備装置）が通信局舎に配備された際（故障判定システム１０の構築時）に実行する。故障判定システム１０は、図１１に示されたフローチャートの動作を、定期的に実行してもよい。
　図１１では、中位通信装置２の故障の有無の判定方法の一例として、判定装置１４は、中位通信装置２と測定装置１３との間が疎通したか否か（接続性）に基づいて、中位通信装置２の故障の有無を判定する。
　上位制御装置８は、予め定められた通信規格に基づいて、中位通信装置２に備えられた予備ポートを選択する。上位制御装置８は、選択された予備ポートを示す情報を、ＡＰＩを用いて切替制御装置５に出力してもよい（ステップＳ２０１）。切替制御装置５は、物理ポート３１との組み合わせを選択し、選択結果に基づいて切替装置３の内部の配線を切替装置３に指示する（ステップＳ２０２）。
　切替装置３は、配線の指示に基づいて、中位通信装置２と測定装置１３とを接続するように、切替装置３の内部の配線を切り替える（ステップＳ２０３）。切替装置３は、切替装置３の内部の配線の切り替えが完了したことを、切替制御装置５に通知する（ステップＳ２０４）。切替制御装置５は、切替装置３の内部の配線の切り替えが完了したことを、上位制御装置８に通知する（ステップＳ２０５）。上位制御装置８は、判定処理の開始指示を、判定装置１４に出力する（ステップＳ２０６）。
　判定装置１４は、選択された予備ポートに関する測定処理の開始指示を、測定装置１３－１に出力する（ステップＳ２０８）。測定装置１３は、ＩＣＭＰ（Internet Control Message Protocol）のｅｃｈｏコマンドを利用して、例えば「Ｐｉｎｇ」のコマンドを、中位通信装置２－Ｎに送信する（ステップＳ２０８）。中位通信装置２－Ｎは、受信された「Ｐｉｎｇ」のコマンドに対する応答信号を、測定装置１３に出力する（ステップＳ２０９）。測定装置１３は、「Ｐｉｎｇ」のコマンドに対する応答信号を受信したことを表す情報を、判定装置１４に出力する（ステップＳ２１０）。
　他の予備ポートが上位制御装置８によって更に選択された場合、判定装置１４は、更に選択された予備ポートに関する測定処理の開始指示を、測定装置１３に出力する（ステップＳ２１１）。測定装置１３は、ＩＣＭＰのｅｃｈｏコマンドを利用して、例えば「Ｐｉｎｇ」のコマンドを、中位通信装置２－Ｎに送信する（ステップＳ２１２）。中位通信装置２－Ｎは、受信された「Ｐｉｎｇ」のコマンドに対する応答信号を、測定装置１３に出力する（ステップＳ２１３）。測定装置１３は、「Ｐｉｎｇ」のコマンドに対する応答信号を受信したことを表す情報を、判定装置１４に出力する（ステップＳ２１４）。
　判定装置１４は、選択された予備ポートを有する中位通信装置２と測定装置１３との間が疎通した場合、その中位通信装置２が故障していない（正常である）と判定する（ステップＳ２１５）。上位制御装置８は、選択された予備ポートを有する中位通信装置２の故障の有無の判定結果を、予備ポートごとに所定の記憶装置に記録する（ステップＳ２１６）。
　以上のように、第１実施形態の故障判定システム１０は、切替装置３と、中位通信装置２－１～２－Ｎと、上位制御装置８（選択装置）と、測定装置１３と、判定装置１４と、上位制御装置８の記憶装置とを備える。切替装置３は、上位ネットワーク１と下位ネットワーク４との間の光信号の伝送路を切り替える。中位通信装置２は、上位ネットワーク１と下位ネットワーク４との間の通信を中継する。上位制御装置８は、中位通信装置２の予備ポートを選択する。上位制御装置８は、中位通信装置２の予備ポートを定期的に選択してもよい。測定装置１３は、上位制御装置８によって選択された予備ポートに、切替装置３を経由して接続される。測定装置１３は、接続された予備ポートの光信号を測定する。判定装置１４は、選択された予備ポートを有する中位通信装置の故障の有無を、光信号の測定結果に基づいて判定する。上位制御装置８（記憶装置）は、中位通信装置２の故障の有無の判定結果を記憶する。
　このように、予備ポートを有する中位通信装置２の故障の有無は、予め判定される。これによって、第１実施形態の故障判定システム１０は、予備系の中位通信装置２（予備装置）が故障していないことを、伝送路が予備系に切り替えられる前に遠隔から確認することが可能である。伝送路の配線が正常であることを、伝送路が予備系に切り替えられる前に故障判定システム１０が遠隔から確認することが可能である。
　配線が正しく行われていなかったことによって遠隔からの工事作業が完了できないというリスクを回避することが可能である。予備装置の故障を運用開始前に故障判定システム１０が把握することができるので、故障から復旧するまでの時間を短くすることが可能である。
　（第２実施形態）
　第２実施形態では、提供される通信サービス等に基づいて光信号の通信規格の条件に合う予備ポートを上位制御装置８が選択する点が、第１実施形態と相違する。第２実施形態では第１実施形態との相違点を説明する。
　図１２は、故障判定システム１０の構成例を示す図である。故障判定システム１０は、中位通信装置２－１～２－Ｎと、切替装置３と、切替制御装置５と、上位制御装置８と、端末装置９と、測定装置１３と、判定装置１４とを備える。
　上位制御装置８は、光信号の通信規格の条件に合う予備ポートを選択する。光信号の通信規格の条件とは、例えば、通信ポートの通信速度、光信号の伝送モード、光信号の波長、光信号の強度、光ファイバの心数などである。光信号の通信規格の条件は、例えば、光通信ネットワーク１００における通信サービスの種類に応じて予め定められる。測定装置１３は、光信号の通信規格の条件ごとに通信ポートを備える。
　判定装置１４は、物理配線情報を取得する。物理配線情報における通信装置情報は、予備ポートの光信号の通信規格の条件を表す情報を含む。判定装置１４は、選択された予備ポートの光信号の通信規格の条件を表す情報を取得する。
　判定装置１４は、選択された予備ポートを有する中位通信装置２と測定装置１３との間がリンクアップ又は疎通したか否かを、選択された予備ポートの光信号の通信規格の条件ごとに判定する。判定装置１４は、選択された予備ポートを有する中位通信装置２と測定装置１３との間がリンクアップ又は疎通した場合、その中位通信装置２が故障していない（正常である）と判定する。
　次に、故障判定システム１０の動作例について説明する。
　図１３は、故障判定システム１０の動作例を示すフローチャートである。ステップＳ３０１からステップＳ３０３までの動作は、図１０に示されたステップＳ１０１からステップＳ１０３までの動作と同様である。選択された予備ポートを有する中位通信装置２と測定装置１３との間がリンクアップ及び疎通していない場合（ステップＳ３０３：ＮＯ）、判定装置１４は、リンクアップ又は疎通していないことが測定装置１３における全ての通信規格の条件で確認されたか否かを判定する（ステップＳ３０４）。
　リンクアップ又は疎通していないことがいずれかの通信規格の条件で確認されていない場合（ステップＳ３０４：ＮＯ）、判定装置１４は、未確認の通信規格の条件に測定装置１３の通信条件を切り替える指示を、測定装置１３に出力する（ステップＳ３０５）。リンクアップ又は疎通していないことが測定装置１３における全ての通信規格の条件で確認された場合（ステップＳ３０４：ＹＥＳ）、判定装置１４は、リンクアップ又は疎通の失敗を、上位制御装置８に通知する（ステップＳ３０６）。
　選択された予備ポートを有する中位通信装置２と測定装置１３との間がリンクアップ又は疎通した場合（ステップＳ３０３：ＹＥＳ）、判定装置１４は、その中位通信装置２が故障していない（正常である）と判定する。判定装置１４は、リンクアップ又は疎通の成功を、上位制御装置８に通知する（ステップＳ３０７）。
　図１４は、故障判定システム１０の動作例を示すシーケンス図である。上位制御装置８は、光通信ネットワーク１００における通信サービスの種類に応じて、光信号の通信規格の条件に合う予備ポートを選択する（ステップＳ４００）。ステップＳ４０１からステップＳ４１６までの動作は、図１１に示されたステップＳ２０１からステップＳ２１６までの動作と同様である。故障判定システム１０は、光信号の通信規格の条件に合う予備ポートをステップＳ４００において選択するごとに、ステップＳ４０１からステップＳ４１６までの動作を繰り返す。
　以上のように、第２実施形態の上位制御装置８は、予め定められた光信号の通信規格の条件に合う予備ポートを選択する。予備ポートを有する中位通信装置２の故障の有無は、光信号の通信規格の条件（ポート条件）ごとに、予め判定される。これによって、第２実施形態の故障判定システム１０は、予備系の中位通信装置２（予備装置）が故障していないことを、光信号の通信規格の条件ごとに、伝送路が予備系に切り替えられる前に遠隔から確認することが可能である。故障判定システム１０は、伝送路の配線が正常であることを、光信号の通信規格の条件ごとに、伝送路が予備系に切り替えられる前に遠隔から確認することが可能である。
　以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
　本発明は、光通信システムに適用可能である。
　１…上位ネットワーク、２…中位通信装置、３…切替装置、４…下位ネットワーク、５…切替制御装置、６…通信制御装置、７…ネットワーク管理装置、８…上位制御装置、９…端末装置、１０…故障判定システム、１１…上位通信装置、１２…通信回線、１３…測定装置、１４…判定装置、２１…通信ポート、２２…通信ポート、２３…設定ポート、３１…物理ポート、３２…制御ポート、４１…下位通信装置、４２…通信ポート、５１…インタフェース、５２…配線情報取得部、５３…切替装置配線情報記憶部、５４…配線可否判定部、５５…配線指示部、５６…応答受付部、５７…配線情報更新部、７１…割当管理部、７２…インタフェース、７３…情報作成部、７４…割当情報記憶部、７５…物理配線管理部、７６…インタフェース、７７…物理配線情報取得部、７８…物理配線情報更新部、７９…物理配線情報記憶部、１００…光通信ネットワーク、１１０…通信システム、１１１…通信ポート、１１２…通信ポート、１１３…設定ポート、４１１…通信ポート、４１２…通信ポート、４１３…設定ポート

Claims (4)

  1. 　上位ネットワークと下位ネットワークとの間の光信号の伝送路を切り替える切替装置と、
    　前記上位ネットワークと前記下位ネットワークとの間の通信を中継する１以上の中位通信装置と、
    　前記中位通信装置の予備ポートを選択する選択装置と、
    　選択された前記予備ポートに前記切替装置を経由して接続され、接続された前記予備ポートの光信号を測定する測定装置と、
    　選択された前記予備ポートを有する前記中位通信装置の故障の有無を、光信号の測定結果に基づいて判定する判定装置と、
    　前記中位通信装置の故障の有無の判定結果を記憶する記憶装置と
    　を備える故障判定システム。
  2. 　前記選択装置は、光信号の通信規格の条件に合う前記予備ポートを選択する、
    　請求項１に記載の故障判定システム。
  3. 　前記選択装置は、前記中位通信装置の前記予備ポートを定期的に選択する、
    　請求項１又は請求項２に記載の故障判定システム。
  4. 　故障判定システムが実行する故障判定方法であって、
    　上位ネットワークと下位ネットワークとの間の光信号の伝送路を切り替える切替ステップと、
    　前記上位ネットワークと前記下位ネットワークとの間の通信を中継する中位通信装置の予備ポートを選択する選択ステップと、
    　前記上位ネットワークと前記下位ネットワークとの間の光信号の伝送路を切り替える切替装置を経由して、選択された前記予備ポートに接続され、接続された前記予備ポートの光信号を測定する測定ステップと、
    　選択された前記予備ポートを有する前記中位通信装置の故障の有無を、光信号の測定結果に基づいて判定する判定ステップと、
    　前記中位通信装置の故障の有無の判定結果を記憶装置に記録する記録ステップと
    　を含む故障判定方法。
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