WO2021192316A1 - 光通信システム、故障確率推定装置、故障解析装置及び光通信システムの故障解析方法 - Google Patents

光通信システム、故障確率推定装置、故障解析装置及び光通信システムの故障解析方法 Download PDF

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WO2021192316A1
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failure
optical
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occur
failure probability
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PCT/JP2020/014405
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伸吾 窪木
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日本電気株式会社
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    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/07—Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems
    • H04B10/075—Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems using an in-service signal
    • H04B10/079—Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems using an in-service signal using measurements of the data signal
    • H04B10/0793—Network aspects, e.g. central monitoring of transmission parameters
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04B10/079—Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems using an in-service signal using measurements of the data signal
    • H04B10/0791—Fault location on the transmission path
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J14/00—Optical multiplex systems
    • H04J14/02—Wavelength-division multiplex systems
    • H04J14/0227—Operation, administration, maintenance or provisioning [OAMP] of WDM networks, e.g. media access, routing or wavelength allocation

Definitions

  • the present invention relates to an optical communication system, a failure probability estimation device, a failure analysis device, and a failure analysis method for an optical communication system.
  • Optical communication systems that transmit optical signals through optical fibers housed in optical fiber cables are widespread.
  • a transponder that transmits / receives an optical signal is installed in the terminal station.
  • the transponder transmits and receives an optical signal to and from the other transponder via an optical transmission device having an optical signal demultiplexing function, which serves as an interface to and from an optical fiber cable.
  • a communication failure may occur between transponders due to a failure in the transponder, the optical transmission line between the transponders, the optical amplifier inserted in the optical transmission line, the optical branch insertion device, or the like. Therefore, when a communication failure occurs, various methods for identifying the failure that causes the failure have been proposed.
  • a failure position identification device is provided in the optical communication network in order to identify the location of the failure in the lower layer.
  • Patent Document 1 lower layer devices are classified into component units.
  • the failure position identification device converts the abnormality detection in the upper layer into one or a plurality of types of parameters for each component in the lower layer, and estimates the component in which the failure has occurred using the converted parameters. This makes it easier to identify the component in which the failure occurred.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to estimate a location where a communication failure occurs while reducing the load of a device included in an upper layer in an optical communication system. be.
  • the optical communication system includes an optical transmission line constituting an optical network, a plurality of terminal stations provided with one or more transponders that communicate via the optical transmission line, and the plurality of terminals.
  • a failure probability estimation device provided at each of the terminal stations of the above, which monitors the state of one or more of the transponders and estimates the failure probability at each location where the occurrence of a failure is suspected, and a failure probability estimation device provided at the plurality of terminal stations. It has a failure analysis device that estimates a location where a failure can occur and a failure probability at a location where the failure can occur based on the failure probability estimation result of the failure probability estimation device. be.
  • the failure probability estimation device monitors the state of one or more transponders provided in each of a plurality of terminal stations communicating via an optical transmission line constituting an optical network, and causes a failure.
  • the failure probability is estimated for each location where the occurrence of the above is suspected, and the failure probability estimation result is obtained at a location where a failure can occur based on the failure probability estimation results at the plurality of terminal stations and a location where the failure can occur. It is output to the failure analysis device that estimates the failure probability in.
  • the failure analysis device monitors the state of one or more transponders provided at each of a plurality of terminal stations communicating via an optical transmission line constituting an optical network, and causes a failure. Estimating the failure probability for each suspected occurrence location Based on the failure probability estimation result output by the failure probability estimation device, the failure probability at the location where the failure can occur and the failure probability at the location where the failure can occur are estimated. It is something to do.
  • the failure analysis method of the optical communication system monitors the state of one or more transponders provided in each of a plurality of terminal stations communicating via an optical transmission line constituting an optical network. Therefore, the failure probability is estimated for each location where the failure is suspected, and based on the failure probability estimation results at the plurality of terminal stations, the failure at the location where the failure can occur and the failure at the location where the failure can occur. It estimates the probability.
  • the present invention in an optical communication system, it is possible to estimate the location where a communication failure occurs while reducing the load on the device included in the upper layer.
  • FIG. It is a figure which shows typically the structure of the optical communication system which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure which shows the 1st example of the communication failure in the optical communication system which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure which shows the 2nd example of the communication failure in the optical communication system which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure which shows the 1st example of the installation position of the failure cause estimation apparatus. It is a figure which shows the 2nd example of the installation position of the failure cause estimation apparatus.
  • Embodiment 1 The optical communication system 1000 according to the first embodiment will be described.
  • the optical communication system 1000 is configured as a ring-type optical network in which a ROADM (Reconfigurable Optical Add / Drop Multiplexer) is inserted.
  • FIG. 1 schematically shows the configuration of the optical communication system 1000 according to the first embodiment.
  • the optical communication system 1000 is configured as, for example, a submarine optical network system that mediates communication between end stations installed on land.
  • the optical communication system 1000 includes an optical transmission line 110, optical branch insertion devices (ROADMs) M1 to M6, optical amplifiers A1 to A6, terminal stations T1 and T2, a failure analysis device 100, a network 1100, a server 1200, and a network management system (NMS). : Network Management System) 1300.
  • ROADMs optical branch insertion devices
  • NMS network management system
  • the server 1200 is configured to be provided in an upper layer with respect to the terminal stations T1 and T2.
  • the server 1200 is connected to the terminal stations T1 and T2, the optical branch insertion devices (ROADM) M1 to M6, the optical amplifiers A1 to A6, etc. via the network 1100, and bidirectional data communication is possible between them. be.
  • the server 1200 is connected to the NMS 1300 and is capable of bidirectional data communication with the NMS 1300.
  • the NMS 1300 is configured to be provided in a higher layer than the server 1200.
  • the NMS 1300 is configured as a network control means configured to grasp the state of each end station and control its operation by communicating with each end station via the network 1100.
  • the network control means is not limited to being configured as an independent controller such as NMS, and may be configured as an SDN (Software Defined Network) controller set on the cloud, for example.
  • the failure analysis device 100 is capable of bidirectional data communication with the terminal stations T1 and T2 via the network 1100, and as will be described later, an optical communication system based on the failure cause estimation result received from the terminal stations T1 and T2. Estimate the location of the failure that occurred at 1000.
  • the optical transmission line 110 is composed of a ring-shaped optical cable composed of, for example, one or more optical cables having one or more optical fibers.
  • Optical branch insertion devices (ROADMs) M1 to M6 are inserted in the optical transmission line 110.
  • the optical branch insertion devices M1 to M6 are sequentially inserted in the clockwise direction with respect to the ring formed by the optical transmission line 110.
  • Each of the optical branch insertion devices M1 to M6 branches (Drops) the optical signal transmitted by the optical transmission line 110, and inserts the optical signal mainly from another terminal station or the like into the optical transmission line 110 (Add). / Ad) is configured.
  • the insertion and branching of optical signals performed by the optical branch insertion devices M1 to M6 are realized by, for example, a wavelength selection switch (WSS: Wavelength Selective Switch).
  • WSS Wavelength Selective Switch
  • optical amplifiers A1 to A6 are inserted between two adjacent optical branch insertion devices M1 to M6.
  • the optical amplifiers A1 to A6 are inserted in the clockwise direction with respect to the optical branch insertion devices M1 to M6, respectively.
  • the optical amplifiers A1 to A6 amplify the optical signal transmitted by the optical transmission line 110.
  • the optical amplifiers A1 to A6 may be mounted on various devices such as an optical repeater.
  • a part or all of the optical branch insertion device and the optical amplifier may be connected to other devices in the upper layer via the network 1100, and the connected optical branch insertion device or the optical amplifier may be connected to the upper layer. Other devices may be notified of their respective states, such as the presence or absence of a failure, via the network 1100.
  • the optical branch insertion devices M1 to M6 and the optical amplifiers A1 to A6 are connected to the server 1200 via the network 1100.
  • FIG. 1 shows only the connection between the server 1200, the optical branch insertion devices M1 and M2, and the optical amplifier A1 for the sake of simplification of the figure.
  • the server 1200 transfers the information received from the optical branch insertion devices M1 to M6 and the optical amplifiers A1 to A6 to the failure analysis device 100.
  • the fault analysis device 100 estimates the fault location in the optical communication network based on the transferred information.
  • the terminal stations T1 and T2 are configured to include a device that performs data communication with an upper layer device via the network 1100 and also communicates with another terminal station or the like by an optical signal via an optical transmission line 110.
  • NS optical transmission line 110.
  • the terminal stations T1 and T2 are, for example, submarine cable landing stations, which are connected to the server 1200 via the network 1100 and are capable of bidirectional data communication.
  • terminal stations T1 and T2 are connected to any of the optical branch insertion devices inserted in the optical transmission line 110.
  • the terminal station T1 is connected to the optical branch insertion device M1 via the optical transmission line 111.
  • the terminal station T2 is connected to the optical branch insertion device M2 via the optical transmission line 112.
  • the terminal station T1 has an optical transmission device OP1, a failure cause estimation device 10, and transponders 11 to 14.
  • the transponders 11 to 14 convert, for example, a transmission data signal received via an interface unit (not shown) into an optical signal and output it to the optical transmission device OP1.
  • the optical transmission device OP1 multiplexes (for example, wavelength multiplexing) the optical signals received from the transponders 11 to 14 and outputs them to the optical transmission line 111. Further, the optical transmission device OP1 separates the multiplexed (for example, wavelength multiplexing) optical signal received from the optical transmission line 111 and distributes it to the transponders 11 to 14.
  • the transponders 11 to 14 convert the received optical signal into a data signal and output it through the network 1100.
  • the failure cause estimation device 10 collects information from each of the transponders 11 to 14 and estimates the failure cause. Then, the estimation result is output to the failure analysis device 100 in the upper layer.
  • the failure cause estimation device 10 collects information from the transponders 11 to 14, such as the voltage, current and temperature of the power supply and components inside the transponder, the quality of the optical signal transmitted and received, the alarm from the framer, and the waveform of the received signal. be able to.
  • the failure cause estimation device 10 has, for example, information indicating an allowable range that the parameters related to the information collected from the transponder can be taken in a state where no failure has occurred. Then, when a communication failure occurs, the parameters are acquired and compared with the permissible range, and the parameters within the permissible range and the parameters outside the permissible range are identified. Obtained by preparing textbook data showing the correlation between the parameter distribution pattern and the failure probability of each location in advance and matching it with the acquired parameter distribution pattern, or by evaluating the similarity to the textbook data. It is possible to estimate the failure location and the failure probability corresponding to the specified parameters. This textbook data can be generated by using various methods including machine learning based on the operational results of the optical communication system 1000 and a system similar thereto.
  • the probability that the transponder itself will fail can be estimated. If the voltage, current, and temperature of the power supply and parts inside the transponder are within the specified allowable range, it is estimated that there is no or low probability of failure of the transponder, and the probability of failure of the transponder increases as it deviates from the allowable range. You may estimate.
  • the transponder to be monitored By monitoring the quality of the optical signal to be transmitted and the waveform of the optical signal to be received, it is possible to estimate the location where the failure occurs. For example, if the quality of the transmitted optical signal is within the permissible range and the waveform of the received optical signal is out of the permissible range, a failure occurs in either the transponder or the optical transmission line of the communication partner. It can be presumed that it was. If the quality of the transmitted optical signal is out of the permissible range and the waveform of the received optical signal is within the permissible range, it can be estimated that the transponder to be monitored has failed.
  • the estimation of such a failure probability may be performed even when a communication failure occurs due to a failure at any location or when a failure does not occur at any location. For example, even if the parameter related to the monitored information is within the permissible range and it is not recognized that a failure has occurred, if the value is near the center of the permissible range, the failure probability is underestimated and the end of the permissible range. In the case of, the failure probability may be overestimated. In this way, by continuously or periodically updating the failure probability when no failure has occurred, it is possible to prepare in advance the estimation of the cause of failure according to the latest situation of the optical communication system 1000. Become. As a result, even if a communication failure occurs at any time, the estimation result of the probability of the failure related to the communication failure can be quickly provided to the upper layer.
  • the parts having a high failure probability are extracted and the failure occurs in the future. It is possible to predict where This makes it possible to centrally monitor locations where failures are likely to occur in advance, and to take preventive measures such as replacing parts before a failure occurs.
  • the terminal station T2 has the same configuration as the terminal station T1. That is, the optical transmission device OP2, the failure cause estimation device 20, and the transponders 21 to 24 correspond to the optical transmission device OP1 of the terminal station T1, the failure cause estimation device 10, and the transponders 11 to 14, respectively.
  • the two examples described below are examples of communication failures when the transponder 11 of the terminal station T1 and the transponder 23 of the terminal station T2 communicate with each other.
  • FIG. 2 shows a first example of a communication failure in the optical communication system 1000 according to the first embodiment.
  • a communication failure has occurred between the transponder 11 on the transmitting side and the transponder 23 on the receiving side, and the optical amplifier A1 and the optical branch insertion devices M1 and M2 are in a state of issuing an alarm.
  • the failure cause estimation device 10 of the terminal station T1 and the failure cause estimation device 20 of the terminal station T2 estimate the failure cause.
  • the failure cause estimation device 10 estimates the type of failure that causes the communication failure and the contribution rate to the communication failure, assuming that a communication failure occurs between the transponder 11 and the transponder 23. In this example, the failure cause estimation device 10 estimates that the cause of the communication failure is the transponder 11 and the contribution rate thereof is 100%. In the following, the failure cause estimation result of the failure cause estimation device 10 will be referred to as ES1.
  • the failure cause estimation device 20 assumes a case where a communication failure occurs between the transponder 11 and the transponder 23, and the type of failure that causes the communication failure and the contribution to the communication failure. Estimate the rate. In this example, the failure cause estimation device 20 estimates that the cause of the communication failure is the communication partner (that is, the transponder 11) and the transmission line between the transponder 11 and the transponder 23. Then, the failure cause estimation device 20 estimates that the contribution rate of the transponder 11 is 60% and the contribution rate of the transmission line is 40%. In the following, the failure cause estimation result of the failure cause estimation device 20 will be referred to as ES2.
  • the cause of failure may be estimated by the failure cause estimation devices 10 and 20 in advance according to the configuration and characteristics of each transponder and transmission line in a state where no communication failure has occurred.
  • the failure cause estimation devices 10 and 20 monitor the characteristics such as the power and waveform of the optical signal output from each transponder and the characteristics such as the power and waveform of the optical signal received by each transponder, respectively, and fail.
  • the estimation result of the cause may be updated as appropriate. For example, when the signal quality of the received optical signal deteriorates, it is possible to estimate that there is a failure cause that can cause a communication failure in the communication partner or the transmission line, and that the contribution rate of the failure cause is high. be. In addition, when the signal quality of the optical signal to be transmitted deteriorates, it can be estimated that there is a failure cause that can cause a communication failure in the transponder installed in the same terminal station, and the contribution rate of the failure cause is high. Is. In this way, by monitoring the transmission and reception of optical signals of each transponder and updating the failure cause estimation result, it is possible to provide a failure cause estimation result that is more in line with the current situation in the event of a communication failure. It becomes.
  • the failure cause estimation device 10 and the failure cause estimation device 20 When communication on the monitored communication path, that is, when a communication failure occurs between the transponder 11 and the transponder 23, the failure cause estimation device 10 and the failure cause estimation device 20 output the failure cause estimation results ES1 and ES2, respectively. , The network 1100, the server 1200, and the like, and the fault analysis device 100 is transmitted to the fault analysis device 100.
  • the failure cause estimation devices 10 and 20 may autonomously detect a communication failure by monitoring the communication between the transponder 11 and the transponder 23, and transmit the failure cause estimation results ES1 and ES2. ..
  • the optical branch insertion devices M1 and M2 and the optical amplifier A1 are inserted in the transmission line between the transponder 11 and the transponder 23, the optical branch insertion devices M1 and M2 and the optical amplifier A1 detect a communication failure. It is also possible to issue an alarm. In this case, the failure cause estimation devices 10 and 20 may transmit the failure cause estimation results ES1 and ES2 by detecting the alarm. Further, the optical branch insertion devices M1 and M2 and the optical amplifier A1 may notify the failure analysis device 100 of the alarm. In this case, the failure analysis device 100 that has received the alarm may request the failure cause estimation devices 10 and 20 to transmit the failure cause estimation results ES1 and ES2.
  • the failure analysis device 100 receives the failure cause estimation results ES1 and ES2 from the failure cause estimation devices 10 and 20, respectively.
  • the failure analysis device 100 identifies the failure that is the cause of the communication failure based on the failure cause estimation results ES1 and ES2.
  • the contribution rate of the failure of the transponder 11 is 100%, so that the failure analysis device 100 analyzes that the failure of the transponder 11 is the cause of the communication failure.
  • the failure analysis device 100 provides the analysis result to the user of the optical communication system 1000 as needed.
  • the failure analysis device 100 may transmit the analysis result through the network 1100, or may display the analysis result on a display device (not shown) or the like.
  • the user can restore communication by taking necessary measures to eliminate the communication failure, for example, by repairing or replacing the transponder 11.
  • FIG. 3 shows a second example of a communication failure in the optical communication system 1000 according to the first embodiment.
  • a communication failure has occurred between the transponder 11 on the transmitting side and the transponder 23 on the receiving side, and the optical amplifier A1 and the optical branch insertion device M2 are issuing an alarm.
  • the failure cause estimation devices 10 and 20 estimate the failure cause.
  • the failure cause estimation device 10 estimates that the cause of the communication failure does not exist in the transponder 11 and its contribution rate is 0%.
  • the contribution rate is estimated to be 0%. Further, the failure cause estimation device 20 estimates that the failure probability of the transponder 11 is 30% and the failure probability of the transmission line is 70%, assuming that the reliability of the transponder 11 is relatively high.
  • the failure analysis device 100 identifies the failure that is the cause of the communication failure based on the failure cause estimation results ES1 and ES2.
  • the failure probability of the transponder 11 is determined to be 30%
  • the failure probability of the transmission line is determined to be 70% based on the failure probability indicated by the failure cause estimation result ES1.
  • the failure analysis device 100 can also analyze the breakdown of the failure probability of the transmission line between the transponder 11 and the transponder 23.
  • the fault analysis device 100 has information indicating the configuration of the optical communication system 1000, and based on this, the component inserted in the transmission line between the transponder 11 and the transponder 23, that is, the optical amplifier A1.
  • Optical branch insertion devices M1 and M2 can be specified.
  • the failure analysis device 100 has, for example, a failure probability of the optical amplifier A1 of 30% and a failure probability of the optical branch insertion device M2 for a failure probability of 70% of the optical transmission line. It is also possible to analyze the breakdown, such as 40%.
  • the failure analysis device 100 provides the analysis result to the user of the optical communication system 1000 as needed, whereby the user takes necessary measures to eliminate the communication failure. Can be done.
  • the user can restore communication by checking the states of the transponder 11, the optical amplifier A1 and the optical branch insertion device M2 and eliminating the failure.
  • the failure analysis device 100 may output information for recovering the failure location in association with each estimated failure location.
  • the failure analysis device 100 can hold information for recovering a failure location as a data table associated with each suspected failure location, and by referring to this data table as necessary, the failure location and the failure location can be obtained. It can be output in association with the recovery information.
  • the failure cause estimation device estimates the failure probability in the transponder and the transmission line connected to the transponder. Then, the estimation result can be provided to the failure analysis device 100. As a result, the failure analysis device 100 can accurately estimate the failure location based on the failure cause estimation result, and can repair or replace only the failure location that needs to be eliminated.
  • the failure analysis device takes charge of estimating the failure probability in the transponder and the transmission line connected to the transponder, instead of using the failure analysis device, the processing load of the failure analysis device and the memory for data retention. Can be reduced.
  • failure cause estimation devices can be distributed and arranged in various places of the optical communication system 1000, even when the scale of the optical communication system 1000 is large, the processing load of the failure analysis device is increased and the memory for data retention is increased. It is also possible to suppress it efficiently.
  • Embodiment 2 The optical communication system according to the second embodiment will be described.
  • a failure cause estimation device that collects information from a transponder is independently provided.
  • the position where the failure cause estimation device is provided is not limited to this.
  • FIG. 4 shows a first example of the installation position of the failure cause estimation device.
  • an equipment monitoring device (EMS: Element Management System) 1 for monitoring the state in the terminal station T1 is provided in the station building of the terminal station T1.
  • the EMS 1 is connected to the network 1100.
  • the failure cause estimation device 10 is installed in the EMS1.
  • the failure cause estimation device 10 can output the failure cause estimation result ES1 via the network 1100 connected to the EMS1.
  • the failure cause estimation device 10 can be introduced by using the device monitoring device that monitors the state in the station building, so that the equipment in the station building does not need to be significantly changed. , It becomes possible to realize the analysis of the cause of failure described in the first embodiment.
  • optical transmission device OP1 and the EMS1 are displayed separately in FIG. 4, the EMS1 may be incorporated in the optical transmission device OP1.
  • FIG. 5 shows a second example of the installation position of the failure cause estimation device.
  • failure cause estimation devices 10A to 10D similar to the failure cause estimation device 10 are incorporated in the transponders 11 to 14, respectively.
  • the failure cause estimation devices 10A to 10D may be directly connected to the network 1100, or may be connected to the network 1100 via the EMS1. As a result, the failure cause estimation result ES1 can be output via the network 1100.
  • the device monitoring device is incorporated in the transponder, it is possible to realize the analysis of the cause of failure described in the first embodiment without requiring a major change in the equipment in the station building. It becomes.
  • the failure cause estimation device can be similarly arranged in the terminal station T2.
  • the arrangement of the failure cause estimation device is not limited to the example described in this embodiment. That is, the failure cause estimation device may be provided at any place in the station building, or may be provided outside the station building as needed.
  • Embodiment 3 The optical communication system according to the third embodiment will be described.
  • the failure analysis device 100 is provided independently of the server 1200 and the NMS 1300.
  • the position where the failure analysis device is provided is not limited to this.
  • FIG. 6 shows a first example of the installation position of the failure analysis device.
  • the NMS 1300 incorporates a fault analysis device. According to the configuration according to this example, it is possible to reduce the burden on the NMS by introducing the failure analysis device, as compared with the case where the failure analysis is performed by the NMS in the general configuration in which the failure analysis device does not exist. be.
  • FIG. 7 shows a second example of the installation position of the failure analysis device.
  • the failure analysis device is built in the server 1200. According to the configuration according to this example, it is possible to reduce the burden on the NMS by introducing the failure analysis device, as compared with the case where the failure analysis is performed by the NMS in the general configuration in which the failure analysis device does not exist. be.
  • the failure analysis device 100 since the failure analysis device 100 does not have to be provided independently of the server 1200 or the NMS 1300, it is possible to suppress the scale of the required hardware.
  • the failure analysis device 100 has been described as being incorporated in the server 1200 or the NMS 1300, but it goes without saying that the failure analysis device 100 may be incorporated in any other device in the upper layer. stomach.
  • the present invention is not limited to the above embodiments, and can be appropriately modified without departing from the spirit.
  • the terminal station is connected to the optical transmission line which is a branch path branched from the ring-shaped optical transmission line 110 by the optical branch insertion device, but the terminal station is necessary.
  • it may be connected to a route that does not go through the branch route, for example, a trunk route.
  • the configuration having the ring-shaped optical transmission line 110 has been described, but the optical transmission line constituting the optical communication system may have an arbitrary network configuration.
  • the present invention is not limited to the above embodiment, and can be appropriately modified without departing from the spirit.
  • the compensation function of one dummy light is realized by two dummy lights.
  • the compensation function of one dummy light may be realized by three or more dummy lights.
  • An optical transmission line constituting an optical network, a plurality of terminal stations provided with one or more transponders for communicating via the optical transmission line, and each of the plurality of terminal stations are provided.
  • a failure probability estimation device that monitors the state of one or more transponders and estimates a failure probability for each location where a failure is suspected, and a failure probability estimation device provided at the plurality of terminal stations.
  • An optical communication system including a failure analysis device that estimates a location where a failure can occur and a failure probability at a location where the failure can occur based on the failure probability estimation result of the above.
  • Appendix 2 One or more communication nodes inserted in the optical transmission line are provided, and the one or more communication nodes are configured to be able to output information indicating a communication abnormality to the failure analysis device, and the failure.
  • the analyzer determines the failure based on the received information indicating the communication abnormality and the failure probability at the location where the failure related to the communication abnormality can occur and the failure probability at the location where the failure can occur.
  • the optical communication system according to Appendix 1, which estimates the location where the occurrence occurs.
  • the one or more communication nodes include one or more optical amplifiers inserted in the optical transmission line and one or more optical branch insertion devices inserted in the optical transmission line.
  • the optical communication system according to Appendix 2 wherein a part or all of the terminal stations communicate with each other via the optical branch insertion device.
  • the failure probability estimation device of each terminal station continuously monitors the one or more transponders provided at each terminal station, and when a communication abnormality is detected, the failure probability estimation result.
  • the optical communication system according to any one of Supplementary note 1 to 4, wherein the above is output to the failure analysis device.
  • the failure probability estimation device of each terminal station continuously monitors the one or more transponders provided at each terminal station, and periodically updates the failure probability estimation result.
  • the optical communication system according to any one of 5.
  • the failure analysis device predicts a location where a failure is likely to occur based on a location where the failure can occur and a failure probability at the location where the failure can occur.
  • the optical communication system according to Appendix 6.
  • the failure analysis device outputs, together with the estimation result of the location where the failure may occur, information for recovering the failure for each estimated location where the failure may occur.
  • the optical communication system according to any one of 7 to 7.
  • Appendix 10 Related to the communication abnormality according to the information indicating the communication abnormality received from one or more communication nodes inserted into the optical transmission line and configured to be able to output information indicating the communication abnormality.
  • the failure analysis device which estimates the location where the failure has occurred based on the location where the failure can occur and the failure probability at the location where the failure can occur.
  • the one or more communication nodes include one or more optical amplifiers inserted in the optical transmission line and one or more optical branch insertion devices inserted in the optical transmission line.
  • the failure analysis device according to Appendix 10 wherein a part or all of the terminal stations communicate via the optical branch insertion device.
  • the failure probability estimation device of each terminal station continuously monitors the one or more transponders provided at each terminal station, and when a communication abnormality is detected, the failure probability estimation result.
  • the failure analysis device according to any one of Supplementary note 9 to 12, which outputs the above to the failure analysis device.
  • the failure probability estimation device of each terminal station continuously monitors the one or more transponders provided at each terminal station, and periodically updates the failure probability estimation result. 13.
  • the failure analysis device according to any one of 13.
  • Appendix 15 The failure analysis device according to Appendix 13, which predicts a location where a failure is likely to occur based on a location where the failure can occur and a failure probability at the location where the failure can occur. ..
  • Appendix 16 Any one of Appendix 9 to 15, which outputs the estimation result of the location where the failure may occur and the information for recovering the failure for each estimated location where the failure may occur.

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Abstract

光通信システムにおいて、上位レイヤに含まれる装置の負荷を軽減しつつ通信の障害の発生箇所を推定する。端局（Ｔ１、Ｔ２）は、光ネットワークを構成する光伝送路（１１０）を介して通信を行い、１つ以上のトランスポンダ（１１～１４、２１～２４）が設けられている。故障確率推定装置（１０、２０）は、端局（Ｔ１、Ｔ２）のそれぞれに設けられたトランスポンダ（１１～１４、２１～２４）の状態を監視して、故障の発生が疑われる箇所ごとに故障確率を推定する。故障解析装置（１００）は、端局（Ｔ１、Ｔ２）に設けられた故障確率推定装置（１０、２０）での故障確率推定結果に基づいて、故障が発生しうる箇所と、前記故障が発生しうる箇所での故障確率と、を推定する。

Description

光通信システム、故障確率推定装置、故障解析装置及び光通信システムの故障解析方法
　本発明は、光通信システム、故障確率推定装置、故障解析装置及び光通信システムの故障解析方法に関する。
　光ファイバケーブルに収容された光ファイバを通じて光信号を伝送する光通信システムが普及している。こうした光通信システムでは、端局内に、光信号の送受信を行うトランスポンダが設置される。トランスポンダは、光ファイバケーブルとの間のインターフェイスを担う、光信号の合分波機能を有する光伝送装置を介して、相手方のトランスポンダとの間で、光信号の送受信を行う。
　こうした光通信システムでは、トランスポンダやトランスポンダ間の光伝送路、光伝送路に挿入された光増幅器や光分岐挿入装置などで故障が生じることで、トランスポンダ間で通信障害が生じ得る。そのため、通信障害が生じたときに、その原因となる故障を特定する手法が様々に提案されている。
　こうした手法の一例として、光通信ネットワークにおいて、上位レイヤで通信の異常を検出した場合に、下位レイヤのどの箇所で故障が発生したかを特定するため、光通信ネットワークに故障位置特定装置を設ける構成が提案されている（特許文献１）。この手法においては、下位レイヤの機器がコンポーネント単位に分類されている。故障位置特定装置は、下位レイヤのコンポーネントごとに、上位レイヤでの異常検出を１又は複数種類のパラメータに換算し、換算したパラメータを用いて故障が発生したコンポーネントを推定する。これにより、故障が発生したコンポーネントの特定が容易になる。
特開２０１８－６４１６０号公報
　しかし、昨今、光通信ネットワークシステムにおいてはトラフィックデータが莫大となっている。そのため、上述した故障位置特定装置のような、光通信ネットワークシステムの上位レイヤに設けた故障解析装置でのみ故障解析を行うと、故障解析に用いるために下位レイヤの装置から上位レイヤの装置へ大量のデータが送信される。その結果、故障解析装置の処理負担や送信データの保持に要するメモリ負荷が過大となるおそれが有る。
　また、転送データを削減するため、送信データの取捨選択や、丸め込みなどのデータの圧縮を行うと、故障解析に用いるデータの品質が低下するので、故障解析の正確性や信頼性の低下に繋がる。
　さらに、光通信ネットワークシステムで故障が発生した場合、実際に故障している箇所は一か所であるにもかかわらず、故障箇所及びその周辺の複数の箇所からアラームが発出されてしまい、その結果、故障箇所の特定が困難となり、かつ、特定に要する時間が長くなってしまう。また、故障箇所の特定が困難な場合には、実際に故障している箇所だけでなく、故障が疑われる箇所の部品や装置などを全て交換することとなる。よって、本来は交換する必要のない部品や装置をも交換することとなり、復旧コストの増加を招いてしまう。
　本発明は上記の事情に鑑みて成されたものであり、本発明の目的は、光通信システムにおいて、上位レイヤに含まれる装置の負荷を軽減しつつ通信の障害の発生箇所を推定することにある。
　その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
　本発明の一態様にかかる光通信システムは、光ネットワークを構成する光伝送路と、前記光伝送路を介して通信を行う、１つ以上のトランスポンダが設けられた複数の端局と、前記複数の端局のそれぞれに設けられた、前記１つ以上のトランスポンダの状態を監視して、故障の発生が疑われる箇所ごとに故障確率を推定する故障確率推定装置と、前記複数の端局に設けられた前記故障確率推定装置での故障確率推定結果に基づいて、故障が発生しうる箇所と、前記故障が発生しうる箇所での故障確率と、を推定する故障解析装置と、を有するものである。
　本発明の一態様にかかる故障確率推定装置は、光ネットワークを構成する光伝送路を介して通信を行う複数の端局のそれぞれに設けられた１つ以上のトランスポンダの状態を監視して、故障の発生が疑われる箇所ごとに故障確率を推定し、故障確率推定結果を、前記複数の端局での当該故障確率推定結果に基づいて故障が発生しうる箇所と、前記故障が発生しうる箇所での故障確率と、を推定する故障解析装置に出力するものである。
　本発明の一態様にかかる故障解析装置は、光ネットワークを構成する光伝送路を介して通信を行う複数の端局のそれぞれに設けられた１つ以上のトランスポンダの状態を監視して、故障の発生が疑われる箇所ごとに故障確率を推定する故障確率推定装置が出力する故障確率推定結果に基づいて、故障が発生しうる箇所と、前記故障が発生しうる箇所での故障確率と、を推定するものである。
　本発明の一態様にかかる光通信システムの故障解析方法は、光ネットワークを構成する光伝送路を介して通信を行う複数の端局のそれぞれに設けられた１つ以上のトランスポンダの状態を監視して、故障の発生が疑われる箇所ごとに故障確率を推定し、前記複数の端局での故障確率推定結果に基づいて、故障が発生しうる箇所と、前記故障が発生しうる箇所での故障確率と、を推定するものである。
　本発明によれば、光通信システムにおいて、上位レイヤに含まれる装置の負荷を軽減しつつ通信の障害の発生箇所を推定することができる。
実施の形態１にかかる光通信システムの構成を模式的に示す図である。 実施の形態１にかかる光通信システムにおける通信障害の第１の例を示す図である。 実施の形態１にかかる光通信システムにおける通信障害の第２の例を示す図である。 故障原因推定装置の設置位置の第１の例を示す図である。 故障原因推定装置の設置位置の第２の例を示す図である。 故障解析装置の設置位置の第１の例を示す図である。 故障解析装置の設置位置の第２の例を示す図である。
　以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。各図面においては、同一要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略される。
実施の形態１
　実施の形態１にかかる光通信システム１０００について説明する。光通信システム１０００は、ＲＯＡＤＭ（Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexer）が挿入されたリング型光ネットワークとして構成される。図１に、実施の形態１にかかる光通信システム１０００の構成を模式的に示す。光通信システム１０００は、例えば陸上に設置された端局間の通信を媒介する海底光ネットワークシステムとして構成される。
　光通信システム１０００は、光伝送路１１０、光分岐挿入装置（ＲＯＡＤＭ）Ｍ１～Ｍ６、光増幅器Ａ１～Ａ６、端局Ｔ１及びＴ２、故障解析装置１００、ネットワーク１１００、サーバ１２００及びネットワーク管理システム（ＮＭＳ：Network Management System）１３００を有する。
　サーバ１２００は、端局Ｔ１及びＴ２に対して上位レイヤに設けられるものとして構成される。サーバ１２００は、ネットワーク１１００を介して、端局Ｔ１及びＴ２、光分岐挿入装置（ＲＯＡＤＭ）Ｍ１～Ｍ６、光増幅器Ａ１～Ａ６などと接続され、これらとの間で双方向のデータ通信が可能である。また、サーバ１２００は、ＮＭＳ１３００と接続されて、ＮＭＳ１３００との間で双方向のデータ通信が可能である。
　ＮＭＳ１３００は、サーバ１２００に対して上位レイヤに設けられるものとして構成される。ＮＭＳ１３００は、ネットワーク１１００を介して各端局と通信することで、各端局の状態を把握し、かつ、その動作を制御可能に構成されるネットワーク制御手段として構成される。なお、ネットワーク制御手段はＮＭＳのように独立したものとして構成されることに限られず、例えばクラウド上に設定されたＳＤＮ（Software Defined Network）コントローラとして構成されてもよい。
　故障解析装置１００は、ネットワーク１１００を介して端局Ｔ１及びＴ２と双方向のデータ通信が可能であり、後述するように、端局Ｔ１及びＴ２から受け取った故障原因推定結果に基づき、光通信システム１０００で生じた故障箇所の推定を行う。
　光伝送路１１０は、例えば１本以上の光ファイバを有する、１本以上の光ケーブルからなる、リング状の光ケーブルにより構成される。
　光伝送路１１０には、光分岐挿入装置（ＲＯＡＤＭ）Ｍ１～Ｍ６が挿入されている。この例では、光伝送路１１０が構成するリングに対して時計回り方向に、光分岐挿入装置Ｍ１～Ｍ６が順に挿入されている。光分岐挿入装置Ｍ１～Ｍ６は、それぞれ、光伝送路１１０によって伝送される光信号を分岐（Ｄｒｏｐ／ドロップ）し、他の端局等から主力された光信号を光伝送路１１０に挿入（Ａｄｄ／アド）するものとして構成される。光分岐挿入装置Ｍ１～Ｍ６が行う光信号の挿入及び分岐は、例えば波長選択スイッチ（ＷＳＳ：Wavelength Selective Switch）によって実現される。
　また、光分岐挿入装置Ｍ１～Ｍ６のうちの隣接する２つの間には、光増幅器Ａ１～Ａ６が挿入されている。この例では、光伝送路１１０が構成するリングにおいて、光分岐挿入装置Ｍ１～Ｍ６に対して時計回り方向に、それぞれ光増幅器Ａ１～Ａ６が挿入されている。光増幅器Ａ１～Ａ６は、光伝送路１１０によって伝送される光信号を増幅する。光増幅器Ａ１～Ａ６は、例えば、光中継器などの各種の装置に搭載されてもよい。
　なお、光分岐挿入装置及び光増幅器の一部又は全部は、ネットワーク１１００を介して、上位レイヤの他の装置と接続されてもよく、接続された光分岐挿入装置又は光増幅器は、上位レイヤの他の装置にそれぞれの状態、例えば故障の有無などを、ネットワーク１１００を介して通知してもよい。本構成では、光分岐挿入装置Ｍ１～Ｍ６及び光増幅器Ａ１～Ａ６が、ネットワーク１１００を介して、サーバ１２００と接続されている。なお、図１では、図の簡略化のため、サーバ１２００、光分岐挿入装置Ｍ１及びＭ２、光増幅器Ａ１の間の接続のみを表示している。サーバ１２００は、光分岐挿入装置Ｍ１～Ｍ６及び光増幅器Ａ１～Ａ６から受け取った情報を、故障解析装置１００に転送する。故障解析装置１００は、転送された情報に基づいて、光通信ネットワークにおける故障箇所を推定する。
　端局Ｔ１及びＴ２は、ネットワーク１１００を介して上位レイヤの装置とデータ通信を行い、かつ、光伝送路１１０を介して他の端局等と光信号による通信を行う装置を含むものとして構成される。この例では端局Ｔ１及びＴ２は、例えば海底ケーブルの陸揚げ局であり、ネットワーク１１００を介してサーバ１２００と接続され、双方向のデータ通信が可能である。
　また、端局Ｔ１及びＴ２は、光伝送路１１０に挿入された光分岐挿入装置のいずれかと接続される。この例では、端局Ｔ１は、光伝送路１１１を介して、光分岐挿入装置Ｍ１と接続される。端局Ｔ２は、光伝送路１１２を介して、光分岐挿入装置Ｍ２と接続される。
　端局Ｔ１は、光伝送装置ＯＰ１、故障原因推定装置１０及びトランスポンダ１１～１４を有する。トランスポンダ１１～１４は、例えばインターフェイス部（不図示）を介して受けとった送信データ信号を光信号に変換して、光伝送装置ＯＰ１へ出力する。光伝送装置ＯＰ１は、トランスポンダ１１～１４から受け取った光信号を例えば多重化（例えば波長多重化）して、光伝送路１１１へ出力する。また、光伝送装置ＯＰ１は、光伝送路１１１から受け取った多重化（例えば波長多重化）された光信号を分離して、トランスポンダ１１～１４へ分配する。トランスポンダ１１～１４は、受け取った光信号をデータ信号に変換して、ネットワーク１１００を通じて出力する。
　故障原因推定装置１０は、トランスポンダ１１～１４のそれぞれから情報を収集して故障原因を推定する。そして、推定結果を上位レイヤの故障解析装置１００へ出力する。
　故障原因推定装置１０は、トランスポンダ１１～１４から、トランスポンダ内部の電源や部品の電圧、電流及び温度、送受信する光信号の品質、フレーマからのアラーム、及び、受信信号の波形などの情報を収集することができる。
　故障原因推定装置１０は、例えば、故障が発生していない状態においてトランスポンダから収集した情報にかかるパラメータが取り得る許容範囲を示す情報を保有している。そして、通信障害が生じた時点でパラメータを取得して許容範囲と対比し、許容範囲内にあるパラメータと許容範囲外のパラメータとを識別する。パラメータの分布パターン及び各箇所の故障確率との相関を示す教科書データを予め準備しておき、取得したパラメータの分布パターンとマッチングすることで、又は、教科書データに対する類似度を評価することで、取得したパラメータに対応する故障箇所及び故障確率を推定することができる。この教科書データは、光通信システム１０００及びこれに類似するシステムの運用実績に基づいて、機械学習を含む各種の手法を用いて生成することが可能である。
　トランスポンダ内部の電源や部品の電圧、電流及び温度を監視することで、トランスポンダ自体が故障する確率を推定することができる。トランスポンダ内部の電源や部品の電圧、電流及び温度が、それぞれ定められた許容範囲内に有る場合には、トランスポンダの故障確率が無い又は低いと見積もり、許容範囲から乖離するに従ってトランスポンダの故障確率を高く見積もってもよい。
　送信する光信号の品質及び受信する光信号の波形を監視することで、故障が発生する箇所を推定することが可能である。例えば、送信する光信号の品質が許容範囲内であり、かつ、受信する光信号の波形が許容範囲から外れている場合には、通信の相手方のトランスポンダ及び光伝送路のいずれかで故障が生じたものと推定することができる。また、送信する光信号の品質が許容範囲外であり、かつ、受信する光信号の波形が許容範囲内である場合には、監視対象のトランスポンダに故障が生じたものと推定することができる。
　こうした故障確率の推定は、いずれかの箇所の故障によって通信障害が生じた場合でも、いずれの箇所でも故障が生じていない場合でも行ってもよい。例えば、監視している情報にかかるパラメータが許容範囲内にあり故障が生じていると認められない場合でも、その値が許容範囲の中央近傍であれば故障確率を低く見積もり、許容範囲の端部にある場合には故障確率を高く見積もってもよい。このように、故障が生じていない場合の故障確率を継続的又は定期的に更新することで、光通信システム１０００の最新の状況に応じた故障原因の推定を予め準備しておくことが可能となる。これにより、いずれかの時点で通信障害が起きた場合でも、当該通信障害に関与する故障の確率の推定結果を、迅速に上位レイヤに提供することができる。
　また、故障が生じていない場合の故障確率を継続的又は定期的に更新することで、光通信システム１０００の最新の状況を監視しつつ、故障確率の高い箇所を抽出して、将来的に故障が発生しうる箇所を予測することが可能である。これにより、予め故障が発生しやすい箇所を集中的に監視したり、故障が発生する前に部品の交換を行うなどの予防措置をとすることも可能となる。
　端局Ｔ２は、端局Ｔ１と同様の構成を有する。すなわち、光伝送装置ＯＰ２、故障原因推定装置２０及びトランスポンダ２１～２４は、それぞれ、端局Ｔ１の光伝送装置ＯＰ１、故障原因推定装置１０及びトランスポンダ１１～１４に対応する。
　次いで、光通信システム１０００の故障解析について、２つの例を参照して説明する。以下で説明する２つの例は、いずれも端局Ｔ１のトランスポンダ１１と端局Ｔ２のトランスポンダ２３とが通信を行う場合の通信障害の例である。
　図２に、実施の形態１にかかる光通信システム１０００における通信障害の第１の例を示す。第１の例では、送信側のトランスポンダ１１と受信側のトランスポンダ２３との間で通信障害が生じており、光増幅器Ａ１、光分岐挿入装置Ｍ１及びＭ２がアラームを発している状態である。この場合、トランスポンダ１１、トランスポンダ２３及びこれらの間を接続する伝送路のどこかで故障が生じていることが想定される。この想定の下に、端局Ｔ１の故障原因推定装置１０と端局Ｔ２の故障原因推定装置２０とは、故障原因の推定を行う。
　故障原因推定装置１０は、トランスポンダ１１とトランスポンダ２３との間で通信障害が生じる場合を想定したときに、当該通信障害を引き起こす故障の種類と通信障害への寄与率を推定する。この例では、故障原因推定装置１０は、通信障害の原因はトランスポンダ１１であり、かつ、その寄与率が１００％であると推定している。以下では、故障原因推定装置１０の故障原因推定結果をＥＳ１とする。
　故障原因推定装置２０は、故障原因推定装置１０と同様に、トランスポンダ１１とトランスポンダ２３との間で通信障害が生じる場合を想定したときに、当該通信障害を引き起こす故障の種類と通信障害への寄与率を推定する。この例では、故障原因推定装置２０は、通信障害の原因は、通信の相手方（すなわちトランスポンダ１１）及びトランスポンダ１１とトランスポンダ２３間の伝送路であると推定している。そして、故障原因推定装置２０は、トランスポンダ１１の寄与率が６０％、伝送路の寄与率が４０％であると推定している。以下では、故障原因推定装置２０の故障原因推定結果をＥＳ２とする。
　故障原因推定装置１０及び２０による故障原因の推定は、各トランスポンダや伝送路の構成や特性などに応じて、通信障害が生じていない状態において、事前に行ってもよい。
　また、故障原因推定装置１０及び２０は、それぞれ、各トランスポンダから出力される光信号のパワーや波形などの特性、及び、各トランスポンダが受信する光信号のパワーや波形などの特性を監視し、故障原因の推定結果を適宜更新してもよい。例えば、受信する光信号の信号品質が劣化した場合には、通信の相手方又は伝送路に通信障害を生じさせ得る故障原因があり、かつその故障原因の寄与率が高いと推定することが可能である。また、送信する光信号の信号品質が劣化した場合には、同じ端局内に設置されたトランスポンダに通信障害生じさせ得る故障原因があり、かつその故障原因の寄与率が高いと推定することが可能である。このように、各トランスポンダの光信号の送受信を監視して、故障原因推定結果を更新することで、仮に通信障害が発生した場合に、より現状に則した故障原因推定結果を提供することが可能となる。
　監視対象の通信経路での通信、すなわちトランスポンダ１１とトランスポンダ２３との間の通信障害が生じた場合には、故障原因推定装置１０及び故障原因推定装置２０は、それぞれ故障原因推定結果ＥＳ１及びＥＳ２を、ネットワーク１１００及びサーバ１２００等を経由して、故障解析装置１００へ送信する。
　なお、故障原因推定装置１０及び２０は、トランスポンダ１１とトランスポンダ２３との間の通信を監視することで、通信障害を自律的に検出して、故障原因推定結果ＥＳ１及びＥＳ２を送信してもよい。
　トランスポンダ１１とトランスポンダ２３との間の伝送路には、光分岐挿入装置Ｍ１及びＭ２と光増幅器Ａ１とが挿入されているので、光分岐挿入装置Ｍ１及びＭ２と光増幅器Ａ１とが通信障害を検出してアラームを発することも可能である。この場合、故障原因推定装置１０及び２０がアラームを検知することで、故障原因推定結果ＥＳ１及びＥＳ２を送信してもよい。また、光分岐挿入装置Ｍ１及びＭ２と光増幅器Ａ１が、アラームを故障解析装置１００に通知してもよい。この場合、アラームを受け取った故障解析装置１００が、故障原因推定装置１０及び２０に対して故障原因推定結果ＥＳ１及びＥＳ２の送信を要求してもよい。
　次いで、故障解析装置１００での故障解析について説明する。故障解析装置１００は、故障原因推定装置１０及び２０から、それぞれ故障原因推定結果ＥＳ１及びＥＳ２を受け取る。故障解析装置１００は、故障原因推定結果ＥＳ１及びＥＳ２に基づいて、通信障害の原因である故障を特定する。この例では、故障原因推定結果ＥＳ１において、トランスポンダ１１の故障の寄与率が１００％となっているので、故障解析装置１００は、トランスポンダ１１の故障が通信障害の原因であると解析する。
　故障解析装置１００は、解析結果を、必要に応じて光通信システム１０００のユーザに提供する。故障解析装置１００はネットワーク１１００を通じて解析結果を送信してもよいし、表示装置（不図示）などに解析結果を表示してもよい。
　これにより、ユーザは通信障害を排除するために必要な措置を講ずることで、例えばトランスポンダ１１を修理又は交換することで、通信を復旧することが可能となる。
　次いで、図３に、実施の形態１にかかる光通信システム１０００における通信障害の第２の例を示す。第２の例では、送信側のトランスポンダ１１と受信側のトランスポンダ２３との間で通信障害が生じており、光増幅器Ａ１及び光分岐挿入装置Ｍ２がアラームを発している状態である。この場合、トランスポンダ２３、及び、トランスポンダ２３と光増幅器Ａ１と間の伝送路のどこかで故障が生じていることが想定される。この想定の下に、故障原因推定装置１０及び２０が故障原因の推定を行う。
　上述の想定から、光分岐挿入装置Ｍ１はアラームを発していないことから、トランスポンダ１１は故障していないことが想定される。よって、故障原因推定装置１０は、通信障害の原因はトランスポンダ１１には無いものとして、その寄与率を０％と推定する。
　故障原因推定装置２０は、トランスポンダ２３が故障していないことが想定されるので、その寄与率を０％と推定する。また、故障原因推定装置２０は、トランスポンダ１１の信頼性が比較的高いものとして、トランスポンダ１１の故障確率を３０％、伝送路の故障確率を７０％と推定する。
　故障解析装置１００は、第１の例と同様に、故障原因推定結果ＥＳ１及びＥＳ２に基づいて、通信障害の原因である故障を特定する。この例では、故障原因推定結果ＥＳ１が示す故障確率に基づいて、トランスポンダ１１の故障確率を３０％、伝送路の故障確率を７０％と判定する。
　また、故障解析装置１００は、トランスポンダ１１とトランスポンダ２３との間の伝送路の故障確率の内訳を分析することも可能である。故障解析装置１００は、光通信システム１０００の構成を示す情報を保有しており、これに基づいて、トランスポンダ１１とトランスポンダ２３との間の伝送路に挿入されている構成要素、すなわち、光増幅器Ａ１、光分岐挿入装置Ｍ１及びＭ２を特定することができる。
　このうち、光分岐挿入装置Ｍ１はアラームを発していないので、故障しているおそれがあるのは光増幅器Ａ１及び光分岐挿入装置Ｍ２であると推定できる。故障解析装置１００は、光通信システム１０００の構成を示す情報に基づいて、例えば、光伝送路の故障確率７０％について、光増幅器Ａ１の故障確率が３０％、光分岐挿入装置Ｍ２の故障確率が４０％のように内訳を分析することも可能である。
　故障解析装置１００は、第１の例と同様に、解析結果を、必要に応じて光通信システム１０００のユーザに提供し、これにより、ユーザは通信障害を排除するために必要な措置を講ずることができる。
　具体的には、ユーザは、トランスポンダ１１、光増幅器Ａ１及び光分岐挿入装置Ｍ２の状態を確認し、故障を排除することで、通信を復旧することができる。
　この際、故障解析装置１００は、推定した故障箇所ごとに、その故障箇所を復旧する情報を紐付けて出力してもよい。故障解析装置１００は、例えば故障箇所を復旧する情報は、故障が疑われる箇所ごとに関連付けられたデータテーブルとして保持することができ、必要に応じてこのデータテーブルを参照することで、故障箇所と復旧情報とを紐付けて出力することができる。
　以上、本構成によれば、外部の故障解析装置１００ではなく、トランスポンダの側に故障原因推定装置を設けることで、故障原因推定装置がトランスポンダ及びトランスポンダに接続される伝送路での故障確率を推定し、推定結果を故障解析装置１００に提供することができる。その結果、故障解析装置１００は、故障原因推定結果に基づいて精度よく故障箇所を推定することができ、かつ、故障排除が必要な故障箇所のみを修理ないしは交換することが可能となる。
　特に、トランスポンダ及びトランスポンダに接続される伝送路での故障確率の推定を故障解析装置で行わずに、故障原因推定装置に担わせることで、故障解析装置の処理の負担やデータ保持のためのメモリを軽減することができる。
　また、故障原因推定装置を光通信システム１０００の各所に分散配置できるので、光通信システム１０００の規模が大きな場合でも、故障解析装置の処理の負担の増加や、データ保持のためのメモリの増加を効率的に抑制することも可能である。
実施の形態２
　実施の形態２にかかる光通信システムについて説明する。実施の形態１にかかる光通信システム１０００においては、トランスポンダから情報を収集される故障原因推定装置が独立して設けられていた。しかし、故障原因推定装置を設ける位置は、これに限られるものではない。
　まず、故障原因推定装置の設置位置の第１の例について説明する。図４に、故障原因推定装置の設置位置の第１の例を示す。この例では、端局Ｔ１の局舎内に、端局Ｔ１内の状態を監視する機器監視装置（ＥＭＳ：Element Management System）１が設けられている。ＥＭＳ１は、ネットワーク１１００と接続される。
　この例では、故障原因推定装置１０は、ＥＭＳ１に組み込まれて設けられる。故障原因推定装置１０は、ＥＭＳ１に接続されたネットワーク１１００を介して、故障原因推定結果ＥＳ１を出力することができる。
　この例にかかる構成によれば、局舎内の状態を監視する機器監視装置を利用して、故障原因推定装置１０を導入することができるため、局舎内の設備について大きな変更を要することなく、実施の形態１において説明した故障原因の解析を実現することが可能となる。
　なお、図４では、光伝送装置ＯＰ１とＥＭＳ１とを分離して表示したが、ＥＭＳ１は、光伝送装置ＯＰ１に組み込まれていてもよい。
　次いで、故障原因推定装置の設置位置の第２の例について説明する。図５に、故障原因推定装置の設置位置の第２の例を示す。この例では、第１の例と異なり、図５に示すように、故障原因推定装置１０と同様の故障原因推定装置１０Ａ～１０Ｄが、それぞれトランスポンダ１１～１４に組み込まれている。
　故障原因推定装置１０Ａ～１０Ｄは、直接的にネットワーク１１００と接続されてもよい、ＥＭＳ１を介してネットワーク１１００と接続されてもよい。これにより、ネットワーク１１００を介して、故障原因推定結果ＥＳ１を出力することができる。
　この例にかかる構成によれば、トランスポンダに機器監視装置を組み込んでいるので、局舎内の設備について大きな変更を要することなく、実施の形態１において説明した故障原因の解析を実現することが可能となる。
　なお、上述では端局Ｔ１について説明したが、端局Ｔ２においても同様に故障原因推定装置を配置できることは、言うまでもない。
　また、故障原因推定装置の配置は本実施の形態で説明した例に限られるものではない。すなわち、故障原因推定装置は、局舎内の任意の場所に設けられてもよいし、必要に応じて局舎外に設けてもよい。
実施の形態３
　実施の形態３にかかる光通信システムについて説明する。実施の形態１にかかる光通信システム１０００においては、故障解析装置１００がサーバ１２００及びＮＭＳ１３００から独立して設けられていた。しかし、故障解析装置を設ける位置は、これに限られるものではない。
　まず、故障解析装置の設置位置の第１の例について説明する。図６に、故障解析装置の設置位置の第１の例を示す。この例では、ＮＭＳ１３００に故障解析装置が組み込まれている。この例にかかる構成によれば、故障解析装置が存在しない一般的な構成におけるＮＭＳによって故障解析を行う場合と比べて、故障解析装置を導入することで、ＮＭＳの負担を軽減することが可能である。
　次いで、故障解析装置の設置位置の第２の例について説明する。図７に、故障解析装置の設置位置の第２の例を示す。この例では、サーバ１２００に故障解析装置が組み込まれている。この例にかかる構成によれば、故障解析装置が存在しない一般的な構成におけるＮＭＳによって故障解析を行う場合と比べて、故障解析装置を導入することで、ＮＭＳの負担を軽減することが可能である。
　また、第１及び第２の例にかかる構成によれば、故障解析装置１００をサーバ１２００又はＮＭＳ１３００と独立して設けずともよいので、必要なハードウェアの規模を抑制することが可能となる。
　なお、本実施の形態では、故障解析装置１００がサーバ１２００又はＮＭＳ１３００に組み込まれるものとして説明したが、故障解析装置１００は上位レイヤの任意の他の装置等に組み込まれてもよいことは、言うまでもない。
その他の実施の形態
　なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、上述の実施の形態では、端局がリング状の光伝送路１１０から光分岐挿入装置によって分岐されたブランチ経路である光伝送路と接続される例について説明したが、端局は必要に応じて、ブランチ経路を経由しない経路、例えばトランク経路と接続されてもよい。
　上述の実施の形態では、リング状の光伝送路１１０を有する構成について説明したが、光通信システムを構成する光伝送路は、任意のネットワーク構成としてもよい。
　上述の実施の形態では、２つの端局、６つの光分岐挿入装置及び６つの光増幅器を有する構成について説明したが、端局、光分岐挿入装置及び光増幅器のそれぞれの数は、この例に限られるものではない。
　上述の実施の形態では、各端局に４つのトランスポンダが設けられる例について説明したが、各端局に設けられるトランスポンダの数はこの例に限られない。
　なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、実施の形態３及び４では、１つのダミー光の補償機能を２つのダミー光で実現する例について説明した。しかしながら、１つのダミー光の補償機能を３つ以上のダミー光で実現してもよいことは、言うまでもない。
　上記の実施の形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載され得るが、以下には限られない。
　（付記１）光ネットワークを構成する光伝送路と、前記光伝送路を介して通信を行う、１つ以上のトランスポンダが設けられた複数の端局と、前記複数の端局のそれぞれに設けられた、前記１つ以上のトランスポンダの状態を監視して、故障の発生が疑われる箇所ごとに故障確率を推定する故障確率推定装置と、前記複数の端局に設けられた前記故障確率推定装置での故障確率推定結果に基づいて、故障が発生しうる箇所と、前記故障が発生しうる箇所での故障確率と、を推定する故障解析装置と、を備える、光通信システム。
　（付記２）前記光伝送路に挿入された１つ以上の通信ノードを備え、前記１つ以上の通信ノードは、通信の異常を示す情報を前記故障解析装置へ出力可能に構成され、前記故障解析装置は、受け取った前記通信の異常を示す情報に応じ、前記通信の異常に関連する故障が発生しうる箇所と、前記故障が発生しうる箇所での故障確率と、に基づいて、故障が発生した箇所を推定する、付記１に記載の光通信システム。
　（付記３）前記１つ以上の通信ノードは、前記光伝送路に挿入された１つ以上の光増幅器と、前記光伝送路に挿入された１つ以上の光分岐挿入装置と、を含み、前記端局の一部又は全部は、前記光分岐挿入装置を介して通信を行う、付記２に記載の光通信システム。
　（付記４）前記故障解析装置は、前記受け取った通信の異常を示す情報に基づいて、通信の異常を検知した場合には、前記複数の端局の一部又は全部に前記故障確率推定結果の出力を要求し、前記要求を受け取った端局は、故障確率推定結果を前記故障解析装置へ出力する、付記２又は３に記載の光通信システム。
　（付記５）各端局の前記故障確率推定装置は、各端局に設けられた前記１つ以上のトランスポンダを継続的に監視し、通信の異常を検知した場合には、前記故障確率推定結果を前記故障解析装置に出力する、付記１乃至４のいずれか一つに記載の光通信システム。
　（付記６）各端局の前記故障確率推定装置は、各端局に設けられた前記１つ以上のトランスポンダを継続的に監視し、前記故障確率推定結果を定期的に更新する、付記１乃至５のいずれか一つに記載の光通信システム。
　（付記７）前記故障解析装置は、前記故障が発生しうる箇所と、前記故障が発生しうる箇所での故障確率と、に基づいて、故障が発生するおそれの高い箇所を予測する、
　付記６に記載の光通信システム。
　（付記８）前記故障解析装置は、前記故障が発生しうる箇所の推定の結果とともに、推定した故障が発生しうる箇所ごとに、故障を復旧するための情報を紐付けて出力する、付記１乃至７のいずれか一つに記載の光通信システム。
　（付記９）光ネットワークを構成する光伝送路を介して通信を行う複数の端局のそれぞれに設けられた１つ以上のトランスポンダの状態を監視して、故障の発生が疑われる箇所ごとに故障確率を推定する故障確率推定装置が出力する故障確率推定結果に基づいて、故障が発生しうる箇所と、前記故障が発生しうる箇所での故障確率と、を推定する、故障解析装置。
　（付記１０）前記光伝送路に挿入され、通信の異常を示す情報を出力可能に構成される１つ以上の通信ノードから受け取った前記通信の異常を示す情報に応じ、前記通信の異常に関連する故障が発生しうる箇所と、前記故障が発生しうる箇所での故障確率と、に基づいて、故障が発生した箇所を推定する、付記９に記載の故障解析装置。
　（付記１１）前記１つ以上の通信ノードは、前記光伝送路に挿入された１つ以上の光増幅器と、前記光伝送路に挿入された１つ以上の光分岐挿入装置と、を含み、前記端局の一部又は全部は、前記光分岐挿入装置を介して通信を行う、付記１０に記載の故障解析装置。
　（付記１２）前記受け取った通信の異常を示す情報に基づいて、通信の異常を検知した場合には、前記複数の端局の一部又は全部に前記故障確率推定結果の出力を要求し、前記要求を受け取った端局は、故障確率推定結果を前記故障解析装置へ出力する、付記１０又は１１に記載の故障解析装置。
　（付記１３）各端局の前記故障確率推定装置は、各端局に設けられた前記１つ以上のトランスポンダを継続的に監視し、通信の異常を検知した場合には、前記故障確率推定結果を前記故障解析装置に出力する、付記９乃至１２のいずれか一つに記載の故障解析装置。
　（付記１４）各端局の前記故障確率推定装置は、各端局に設けられた前記１つ以上のトランスポンダを継続的に監視し、前記故障確率推定結果を定期的に更新する、付記９乃至１３のいずれか一つに記載の故障解析装置。
　（付記１５）前記故障が発生しうる箇所と、前記故障が発生しうる箇所での故障確率と、に基づいて、故障が発生するおそれの高い箇所を予測する、付記１３に記載の故障解析装置。
　（付記１６）前記故障が発生しうる箇所の推定の結果とともに、推定した故障が発生しうる箇所ごとに、故障を復旧するための情報を紐付けて出力する、付記９乃至１５のいずれか一つに記載の故障解析装置。
　（付記１７）光ネットワークを構成する光伝送路を介して通信を行う複数の端局のそれぞれに設けられた１つ以上のトランスポンダの状態を監視して、故障の発生が疑われる箇所ごとに故障確率を推定し、故障確率推定結果を、前記複数の端局での当該故障確率推定結果に基づいて、故障が発生しうる箇所と、前記故障が発生しうる箇所での故障確率と、を推定する故障解析装置に出力する、故障確率推定装置。
　（付記１８）光ネットワークを構成する光伝送路を介して通信を行う複数の端局のそれぞれに設けられた１つ以上のトランスポンダの状態を監視して、故障の発生が疑われる箇所ごとに故障確率を推定し、前記複数の端局での故障確率推定結果に基づいて、故障が発生しうる箇所前記故障が発生しうる箇所での故障確率と、を推定する、光通信システムの故障解析方法。
　１１～１４、２１～２４　トランスポンダ
　１　ＥＭＳ
　１０、２０　故障原因推定装置
　１００　故障解析装置
　１１０～１１２　光伝送路
　１０００　光通信システム
　１１００　ネットワーク
　１２００　サーバ
　１３００　ＮＭＳ
　ＯＰ１、ＯＰ２　光伝送装置
　Ａ１～Ａ６　光増幅器
　ＥＳ１、ＥＳ２　故障原因推定結果
　Ｍ１～Ｍ１　光分岐挿入装置
　Ｔ１、Ｔ２　　　　端局

Claims (18)

  1. 　光ネットワークを構成する光伝送路と、
    　前記光伝送路を介して通信を行う、１つ以上のトランスポンダが設けられた複数の端局と、
    　前記複数の端局のそれぞれに設けられた、前記１つ以上のトランスポンダの状態を監視して、故障の発生が疑われる箇所ごとに故障確率を推定する故障確率推定装置と、
    　前記複数の端局に設けられた前記故障確率推定装置での故障確率推定結果に基づいて、故障が発生しうる箇所と、前記故障が発生しうる箇所での故障確率と、を推定する故障解析装置と、を備える、
    　光通信システム。
  2. 　前記光伝送路に挿入された１つ以上の通信ノードを備え、
    　前記１つ以上の通信ノードは、通信の異常を示す情報を前記故障解析装置へ出力可能に構成され、
    　前記故障解析装置は、受け取った前記通信の異常を示す情報に応じ、前記通信の異常に関連する故障が発生しうる箇所と、前記故障が発生しうる箇所での故障確率と、に基づいて、故障が発生した箇所を推定する、
    　請求項１に記載の光通信システム。
  3. 　前記１つ以上の通信ノードは、
    　前記光伝送路に挿入された１つ以上の光増幅器と、
    　前記光伝送路に挿入された１つ以上の光分岐挿入装置と、を含み、
    　前記端局の一部又は全部は、前記光分岐挿入装置を介して通信を行う、
    　請求項２に記載の光通信システム。
  4. 　前記故障解析装置は、前記受け取った通信の異常を示す情報に基づいて、通信の異常を検知した場合には、前記複数の端局の一部又は全部に前記故障確率推定結果の出力を要求し、
    　前記要求を受け取った端局は、故障確率推定結果を前記故障解析装置へ出力する、
    　請求項２又は３に記載の光通信システム。
  5. 　各端局の前記故障確率推定装置は、各端局に設けられた前記１つ以上のトランスポンダを継続的に監視し、通信の異常を検知した場合には、前記故障確率推定結果を前記故障解析装置に出力する、
    　請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光通信システム。
  6. 　各端局の前記故障確率推定装置は、各端局に設けられた前記１つ以上のトランスポンダを継続的に監視し、前記故障確率推定結果を定期的に更新する、
    　請求項１乃至５のいずれか一項に記載の光通信システム。
  7. 　前記故障解析装置は、前記故障が発生しうる箇所と、前記故障が発生しうる箇所での故障確率と、に基づいて、故障が発生するおそれの高い箇所を予測する、
    　請求項６に記載の光通信システム。
  8. 　前記故障解析装置は、前記故障が発生しうる箇所の推定の結果とともに、推定した故障が発生しうる箇所ごとに、故障を復旧するための情報を紐付けて出力する、
    　請求項１乃至７のいずれか一項に記載の光通信システム。
  9. 　光ネットワークを構成する光伝送路を介して通信を行う複数の端局のそれぞれに設けられた１つ以上のトランスポンダの状態を監視して、故障の発生が疑われる箇所ごとに故障確率を推定する故障確率推定装置が出力する故障確率推定結果に基づいて、故障が発生しうる箇所と、前記故障が発生しうる箇所での故障確率と、を推定する、
    　故障解析装置。
  10. 　前記光伝送路に挿入され、通信の異常を示す情報を出力可能に構成される１つ以上の通信ノードから受け取った前記通信の異常を示す情報に応じ、前記通信の異常に関連する故障が発生しうる箇所と、前記故障が発生しうる箇所での故障確率と、に基づいて、故障が発生した箇所を推定する、
    　請求項９に記載の故障解析装置。
  11. 　前記１つ以上の通信ノードは、
    　前記光伝送路に挿入された１つ以上の光増幅器と、
    　前記光伝送路に挿入された１つ以上の光分岐挿入装置と、を含み、
    　前記端局の一部又は全部は、前記光分岐挿入装置を介して通信を行う、
    　請求項１０に記載の故障解析装置。
  12. 　前記受け取った通信の異常を示す情報に基づいて、通信の異常を検知した場合には、前記複数の端局の一部又は全部に前記故障確率推定結果の出力を要求し、
    　前記要求を受け取った端局は、故障確率推定結果を前記故障解析装置へ出力する、
    　請求項１０又は１１に記載の故障解析装置。
  13. 　各端局の前記故障確率推定装置は、各端局に設けられた前記１つ以上のトランスポンダを継続的に監視し、通信の異常を検知した場合には、前記故障確率推定結果を前記故障解析装置に出力する、
    　請求項９乃至１２のいずれか一項に記載の故障解析装置。
  14. 　各端局の前記故障確率推定装置は、各端局に設けられた前記１つ以上のトランスポンダを継続的に監視し、前記故障確率推定結果を定期的に更新する、
    　請求項９乃至１３のいずれか一項に記載の故障解析装置。
  15. 　前記故障が発生しうる箇所と、前記故障が発生しうる箇所での故障確率と、に基づいて、故障が発生するおそれの高い箇所を予測する、
    　請求項１３に記載の故障解析装置。
  16. 　前記故障が発生しうる箇所の推定の結果とともに、推定した故障が発生しうる箇所ごとに、故障を復旧するための情報を紐付けて出力する、
    　請求項９乃至１５のいずれか一項に記載の故障解析装置。
  17. 　光ネットワークを構成する光伝送路を介して通信を行う複数の端局のそれぞれに設けられた１つ以上のトランスポンダの状態を監視して、故障の発生が疑われる箇所ごとに故障確率を推定し、
    　故障確率推定結果を、前記複数の端局での当該故障確率推定結果に基づいて、故障が発生しうる箇所と、前記故障が発生しうる箇所での故障確率と、を推定する故障解析装置に出力する、
    　故障確率推定装置。
  18. 　光ネットワークを構成する光伝送路を介して通信を行う複数の端局のそれぞれに設けられた１つ以上のトランスポンダの状態を監視して、故障の発生が疑われる箇所ごとに故障確率を推定し、
    　前記複数の端局での故障確率推定結果に基づいて、故障が発生しうる箇所前記故障が発生しうる箇所での故障確率と、を推定する、
    　光通信システムの故障解析方法。
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