(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光通信システム内のコンポーネントと通信する方法であって、
前記コンポーネントにかかる電圧レベルを変調し、前記コンポーネントに関連する情報を表す少なくとも１つの電圧信号を供給するステップと、
前記光通信システム内の給電機器（ＰＦＥ）から電圧データを収集するステップと、
前記電圧データ内の前記少なくとも１つの電圧信号を検出するように、また前記少なくとも１つの検出された電圧信号を解析して前記少なくとも１つの検出された電圧信号と複数の所定の電圧信号シグネチャのうちの少なくとも１つとの間の少なくとも１つの最良一致を判定するように前記電圧データを処理するステップとを含み、前記複数の所定の電圧信号シグネチャは前記光通信システム内の前記少なくとも１つのコンポーネントに関連する情報を提供するインジケータに関連付けられており、さらに、
前記所定の電圧信号シグネチャの前記少なくとも１つの最良一致に関連付けられ、前記コンポーネントから伝達された前記情報を示す、前記インジケータを記録するステップとを含み、
前記光通信システムは、複数の局を備え、前記局のそれぞれはエレメント・マネジメント・システム（ＥＭＳ）を備え、前記局の少なくとも１つはネットワーク・マネジメント・システム（ＮＭＳ）を備え、前記電圧データは、前記複数の局の前記少なくとも１つにおける前記ＥＭＳを使用して前記複数の局の内の少なくとも１つでＰＦＥ電圧データをサンプリングすることによって収集され、前記ＰＦＥ電圧データは、前記処理のため前記局のうちの少なくとも１つにおける前記ＮＭＳによってログに記録される、方法。
【請求項２】
コマンドを前記光通信システム内の前記コンポーネントに送るステップをさらに含み、前記電圧レベルが前記コンポーネント上で変調され前記コマンドの実行が試行されたことに応答して前記電圧信号を供給する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記電圧信号によって表される前記情報は、前記コマンドの実行の成功または不成功を示す肯定応答または否定応答を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記コンポーネントのステータスに関して尋ねる問い合わせを前記光通信システム内の前記コンポーネントに送るステップをさらに含み、前記電圧レベルが前記コンポーネント上で変調され前記コマンドの前記ステータスの決定に応答して前記電圧信号を供給する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記コンポーネントにかかる電圧レベルを変調するステップは、前記コンポーネント内の内部電圧降下をオン、オフすることによって前記電圧レベルの少なくとも１つのパルスを発生するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記電圧データを処理して前記電圧信号を検出するステップは、前記電圧データの妥当性確認および前処理を実行するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記電圧信号は、少なくとも１つのパルスで前記電圧を変調することによって生成される、請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記電圧データを処理して前記電圧信号を検出するステップは、前記電圧データを前処理して方形パルスを形成するステップを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
光伝送ケーブルによって結合された複数の局と、
前記光伝送ケーブルに沿って配置され、前記局から遠く離れている、複数のコンポーネントとを備え、前記コンポーネントのうちの少なくとも１つのコンポーネントは、前記コンポーネントにかかる電圧レベルを変調し、前記コンポーネントに関連する情報を表す電圧信号を供給するように構成され、さらに、
光通信システム内の給電機器（ＰＦＥ）から電圧データを収集するように構成されている少なくとも１つのデータ収集システムと、
前記ＰＦＥから収集された前記電圧データをログに記録し、前記電圧データを処理することで前記電圧データ内の前記少なくとも１つの電圧信号を検出し、前記少なくとも１つの検出された電圧信号を解析して前記少なくとも１つの検出された電圧信号と複数の所定の電圧信号シグネチャのうちの少なくとも１つのシグネチャとの間の少なくとも１つの最良一致を判定するように構成されている少なくとも１つの自動シグネチャ解析システムであって、前記複数の所定の電圧信号シグネチャは光通信システム内の前記少なくとも１つのコンポーネントに関連付けられている前記情報を提供するインジケータに関連付けられている自動シグネチャ解析システムと、
ＰＦＥ電圧をサンプリングするように構成されている、複数の前記局内に配置されているエレメント・マネジメント・システム（ＥＭＳ）と、
前記データ収集システムおよび前記自動シグネチャ解析システムを備える、前記局のうちの少なくとも１つの局内に配置されているネットワーク・マネジメント・システム（ＮＭＳ）サーバとをさらに備える、光通信システム。
【請求項１０】
前記コンポーネントは、少なくとも１つのブランチング・ユニットを備える、請求項９に記載の光通信システム。
【請求項１１】
前記少なくとも１つのブランチング・ユニットは、前記ブランチング・ユニットにかかる電圧レベルを変調し、スイッチング・コマンドの実行が試行されたことに応答して電圧信号を供給するように構成されている、請求項９に記載の光通信システム。
【請求項１２】
前記局のうちの少なくとも１つは、前記シグネチャ解析システムを備える、請求項９に記載の光通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信システムに関するものであり、より具体的には、電圧信号検出（ｖｏｌｔａｇｅ  ｓｉｇｎａｌ  ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）およびシグネチャ解析（ｓｉｇｎａｔｕｒｅ  ａｎａｌｙｓｉｓ）を利用して光通信システム内のコンポーネントと通信するステップに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光通信システムは、一般に、光伝送路によって接続された局または端末を含む。例えば、海底光通信システムでは、海岸局は１０，０００ｋｍ以上の距離を隔てて配置されている可能性がある。光伝送路は、リピータ、ブランチング・ユニットなどのさまざまなエレメントまたはコンポーネントを通して一方の局から他方の局に結合される光ファイバ・ケーブルを備えることができる。光ファイバ・ケーブルは、例えば波長分割多重（ＷＤＭ）システムにおける複数の個別の波長チャネル上の複数の情報の双方向伝送用の複数の光ファイバ・ペアおよびこれらに接続されるエレメントのオペレーションのために必要な電気エネルギーを供給するための送電線を備えることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００９／００２８５６６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
光通信システム内のコンポーネントは、局から離れた遠隔地に配置されることが多く、また海底光通信システムでは、海底に配置されうる。これらのコンポーネントは、多くの場合、局から遠隔地にあるコンポーネントへコマンドを送信することによって遠隔制御される。例えば、ブランチング・ユニットは、光学的および／または電気的スイッチングを行うように遠隔制御されうる。しかし、遠隔エレメントにおいてコマンドが受信され、機能が実行されたかどうかを局側で知ることは、局に確認が送り返されない限りできない。コマンドは、光伝送路を介して光コマンドとして遠隔コンポーネントに送信されうるが、光伝送路を介して局に確認を送り返すことは、比較的難しい。光コマンドを生成し、送信するために遠隔コンポーネント内に光送信機または光再生器を設けることも可能であるが、これはコストを著しく増大し、またコンポーネントの信頼性が低下する可能性がある。コマンドの受信および／または機能の実行を確認することに加えて、光通信システム内の遠隔コンポーネントから他の情報（例えば、内部ハードウェア・ステータス）を伝達することも望ましい場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
これらおよび他の特徴ならびに利点は、図面と併せて以下の詳細な説明を読むとさらによく理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本開示の一実施形態と一致する、電圧信号検出およびシグネチャ解析を利用してシステム内のコンポーネントと通信する光通信システムの簡略化された機能ブロック図である。
【図２】本開示の一実施形態と一致する、光通信システム内のコンポーネントによって生成される例示的な電圧信号を表すグラフである。
【図３】本開示の一実施形態と一致する、電圧信号検出およびシグネチャ解析を利用してシステム内のコンポーネントと通信する海底分岐光通信システムの簡略化された機能ブロック図である。
【図４】電圧信号検出およびシグネチャ解析に使用されるネットワーク・マネジメント・システム（ＮＭＳ）およびエレメント・マネジメント・システム（ＥＭＳ）アーキテクチャの簡略化された機能ブロック図である。
【図５】一実施形態と一致する、電圧信号検出およびシグネチャ解析を利用して光通信システム内のコンポーネントと通信する方法を例示する流れ図である。
【図６】一実施形態と一致する、自動シグネチャ解析を実行するより詳細な方法を例示する流れ図である。
【図７Ａ】異なるシグネチャ解析処理オペレーションの後の電圧データを例示する電圧データのグラフである。
【図７Ｂ】異なるシグネチャ解析処理オペレーションの後の電圧データを例示する電圧データのグラフである。
【図７Ｃ】異なるシグネチャ解析処理オペレーションの後の電圧データを例示する電圧データのグラフである。
【図７Ｄ】異なるシグネチャ解析処理オペレーションの後の電圧データを例示する電圧データのグラフである。
【図７Ｅ】異なるシグネチャ解析処理オペレーションの後の電圧データを例示する電圧データのグラフである。
【図７Ｆ】異なるシグネチャ解析処理オペレーションの後の電圧データを例示する電圧データのグラフである。
【図７Ｇ】異なるシグネチャ解析処理オペレーションの後の電圧データを例示する電圧データのグラフである。
【図７Ｈ】検出された電圧信号の記録された結果の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
一般に、光通信システム内のコンポーネントからの通信は、コンポーネント上のシステム電源電圧を変調し、伝達すべき情報を表す電圧信号を生成することによって実行されうる。コンポーネントによって生成される電圧信号は、光通信システム内の電力供給機器（ＰＦＥ）において検出可能である。システム電圧データに関してシグネチャ解析を実行し、電圧信号を識別し、伝達される情報を決定することができる。
【０００８】
図１を参照すると、一実施形態と一致する、光通信システム１００は、光ファイバ・ケーブルなどの光伝送ケーブル１２０を介して接続されている海底電信局（ｃａｂｌｅ  ｓｔａｔｉｏｎ）１１０−１、１１０−２、およびリピータ、ブランチング・ユニットなどの１つまたは複数のコンポーネント１３０を備えていることがわかる。当業者であれば、システム１００は、説明を簡単にするために非常に簡素化された２地点間システムとして表されていることを理解するであろう。本開示が広範な光ネットワークおよびシステムに組み込まれうることは理解されるであろう。システム１００は、例えば、任意の数の海底電信局、ケーブル・セグメント、リピータ、ブランチング・ユニット、および他のコンポーネントを備えることができる。
【０００９】
システム１００は、長距離システム、例えば、海底電信局１１０−１、１１０−２の間の距離が６００ｋｍを超えるシステムとして構成することができ、また水域をまたがりうる。水域、例えば海洋に広げるために使用される場合、リピータおよびブランチング・ユニットなどのコンポーネント１３０を海底に設置することができ、伝送ケーブル１２０は、海底電信局１１０−１、１１０−２に結合するためにその水域から延在するように海岸上陸地間に広げることができる。
【００１０】
海底電信局１１０−１、１１０−２は、一般に、光伝送ケーブル１２０を介した光通信を処理するための光端末１１２−１、１１２−２を備える。光通信システム１００は、波長分割多重（ＷＤＭ）システムとして構成することができる。光端末１１２−１、１１２−２が信号帯域幅内の複数の異なる波長／チャネルのそれぞれにおいてデータを変調することによって複数の別々の光信号を生成する光トランシーバを備える。これらのチャネルは、１つの集約光信号に多重化され、光伝送ケーブル１２０を介して一方のトランシーバによって別のトランシーバに伝送されうる。受信トランシーバにおいて、この集約信号は、そこで変調されたデータの復調のため個別の光信号に逆多重化されうる。光伝送ケーブル１２０は、光端末１１２−１、１１２−２間で光信号を双方向に伝送する１つまたは複数の光ファイバ・ペア１２２を備えることができる。
【００１１】
海底電信局１１０−１、１１０−２は、コンポーネント１３０のオペレーションのため電気エネルギーを供給し調整するように構成された電力供給機器（ＰＦＥ）１１４−１、１１４−２も備える。光伝送ケーブル１２０は、ケーブル１２０に結合されたコンポーネント（複数可）１３０に電力を供給する１つまたは複数の送電線１２４を含む。コンポーネント（複数可）１３０は、送電線１２４上に電圧信号（複数可）を発生するためにコンポーネント１３０上に供給される電圧を変調する電圧信号発生器１３２を備えることができる。電圧信号は、海底電信局１１０−１、１１０−２内のＰＦＥ  １１４−１、１１４−２から収集した電圧データから検出されうる。一実施形態では、海底電信局１１０−１、１１０−２のうちの１つまたは複数が、ＰＦＥ  １１４−１、１１４−２から電圧データを収集し、電圧信号を検出するために電圧データを解析するための電圧信号検出および解析システム１１６−１、１１６−２を備えることができ、これについては、以下でさらに詳しく説明する。電圧信号検出および解析システム１１６−１ａは、海底電信局１１０−１、１１０−２の外部に配置することもできる。
【００１２】
コンポーネント１３０から通信を行ううえで、コンポーネント１３０内で発生した電圧信号（複数可）は、そのコンポーネントに関連する情報を表すものとしてよい。一実施形態では、電圧信号は、コンポーネント１３０において受信されたコマンドもしくは問い合わせに対する、肯定応答もしくは否定応答などの、応答を表すものとしてよい。ブランチング・ユニットでは、以下でさらに詳しく説明するように、例えば、電圧信号は、スイッチング・コマンドの実行の成功または失敗を確認する公定または否定応答とすることができる。電圧信号は、コンポーネント１３０の状態もしくはステータス（例えば、内部ハードウェア・ステータス）も表すことができ、また特定のコマンドもしくは問い合わせに応答することなく他の何らかのタイミングで（例えば、定期的に、または所定の時間に）送信することができる。コンポーネント１３０は、例えば、その状態をブロードキャストする電圧信号を送信することができる。電圧信号は、場所、識別子などの、コンポーネント１３０に関連付けられている他の情報を表すこともできる。
【００１３】
図２Ａおよび２Ｂを参照すると、電圧信号発生器１３２の一実施形態は、１つまたは複数のパルスを含む電圧信号を発生することができる。例えば、電圧信号発生器１３２は、コンポーネント１３０上の内部電圧降下のオン、オフを行い、これにより、海底電信局１１０−１、１１０−２のＰＦＥ  １１４−１、１１４−２で検出可能なケーブル・システム電圧の変調を引き起こすことができる。図示されているように、信頼できる識別を行えるように選択された異なる信号パターンを使用して異なる応答を表すことができる（例えば、３つの幅の狭いパルスが「Ｙｅｓ」の肯定応答を表し、２つの幅広のパルスが「Ｎｏ」の否定応答を表すことができる）。異なる応答、状態、および／またはコンポーネントに関連付けられている他の種類の情報を表すために、任意の数、任意の周波数、および任意の幅のパルスを使用することができる。
【００１４】
コンポーネント内の電圧変調の別の例は、参照により本明細書に組み込まれている米国特許出願公開第２００９／００２８５６６号においてさらに詳しく説明されている。さまざまな種類の変調および信号形状もしくはパターンが使用できる。
【００１５】
次いで、電圧信号検出および解析システム１１６−１、１１６−２のうちの１つが、ＰＦＥ電圧をサンプリングし、ＰＦＥ電圧データを解析して、信号によって表されている情報（例えば、コマンドに対する応答）を判定することができる。送電路は二重化されていることが多いため、電圧解析は、必要ならば複数のＰＦＥデータ・セットに対して実行されうる。
【００１６】
図３を参照すると、一実施形態と一致している、分岐光通信システム３００は、システム電圧変調を使用して、ブランチング・ユニットからの通信を受け取り、例えば、スイッチング機能を検証することができる。システム３００は、ケーブル・セグメント３２０−１から３２０−５およびブランチング・ユニット３３０−１、３３０−２によって結合された海底電信局３１０−１から３１０−４のネットワークを含むものとしてよい。特定の構成が図示されているが、分岐光通信システムは、海底電信局、ケーブル・セグメント、およびブランチング・ユニットをいくつでも備えることができる。分岐光通信システムは、ケーブル・セグメントに沿って配置されているリピータなどの他のコンポーネントを備えることもできる。海底通信システムでは、ケーブル・セグメント３２０−１から３２０−５およびブランチング・ユニット３３０−１、３３０−２の少なくとも一部は、海中に配置され、海底電信局３１０−１から３１０−４は、陸上に配置されうる。
【００１７】
上述のように、海底電信局３１０−１から３１０−４は、電力供給機器（ＰＦＥ）（例えば、ＰＦＥ  ３１２−１）および光端末機器などのネットワーク・エレメント（例えば、ＮＥ  ３１４−１）を備えることができる。海底電信局３１０−１から３１０−４は、オペレーションズ・システム・プロセッサ（例えば、ＯＳＰ  ３１６−１）も備えることができる。オペレーションズ・システム・プロセッサは、エレメントのネットワークを管理するためのネットワーク・マネジメント・システム（ＮＭＳ）および／またはネットワーク内のエレメントを管理するためのエレメント・マネジメント・システム（ＥＭＳ）を構成するように動作しうる。
【００１８】
ブランチング・ユニット３３０−１、３３０−２は、海底電信局３１０−１から３１０−４のうちの３つ以上の間に光ファイバ・ペアのルーティングを行う。ブランチング・ユニット３３０−１、３３０−２は、ケーブルを、例えば分岐ケーブルに分割して、複数の宛先にデータを伝送できるように、知られているブランチング・ユニット構成を備えることができる。知られているブランチング・ユニットは、例えば信号搬送ファイバを物理的に分離して、一方のファイバ群を一方の方向に、例えば、トランシーバに振り向け、別のファイバ群を別の方向に、例えば、分岐ケーブルに振り向けることによってケーブルを分割する構成を備える。他の知られている構成では、光信号を電気信号に変換し、アドドロップ・マルチプレクサを使用して所望の経路上の信号の分割および再結合を行い、次いで逆変換により光信号に戻すことによってケーブルを分割することができる。他の構成では、光アドドロップ・マルチプレクサ（ＯＡＤＭ）を使用して、光搬送周波数を所望の経路を下るように向ける。技術の組み合わせも実装することができる。
【００１９】
ブランチング・ユニット３３０−１、３３０−２は、海底電信局３１０−１から３１０−４のＰＦＥから電流をネットワーク経由で流し、ケーブル・セグメント３２０−１から３２０−５内のコンポーネント（例えば、リピータ）に給電することを可能にする高電圧スイッチを備えることができる。光スイッチ・コマンドをブランチング・ユニット３３０−１、３３０−２に伝送することによって、ＰＦＥ電流のルーティングを変更してさまざまな異なるネットワーク給電構成を確立し、これにより例えばケーブル断線からの復旧を行うことができる。
【００２０】
ネットワーク電力の再構成を行うブランチング・ユニット３３０−１、３３０−２を効率よく、確実に制御することができることが、システム保守に重要であると思われる。例えば、ケーブル故障でサービス停止が生じたときに、多くの場合、ブランチング・ユニット３３０−１、３３０−２のうちの１つまたは複数を、新しい給電構成を確立して素早く顧客トラヒックを復旧させることができるように切り換えることができる。復旧の後、ブランチング・ユニット３３０−１、３３０−２を、故障したケーブル・セグメントをＰＦＥ高電圧電源から切り離し、ケーブルを安全に修復できるように切り換えることができる。一般に、そのようなネットワーク電力再構成オペレーションでは、ネットワーク内の複数のＢＵに複数のスイッチ・コマンドを順次送信する必要がある。
【００２１】
図示されているように、例えば、ケーブル・セグメント３２０−１、３２０−２、３２０−３は、局３１０−１、３１０−２内のＰＦＥによって給電され、ケーブル・セグメント３２０−４は、局３１０−２のＰＦＥによって給電され、ケーブル・セグメント３２０−５は、局３１０−３のＰＦＥによって給電されうる。例えば、ケーブル・シャント故障がセグメント３２０−４で発生したとすれば、ブランチング・ユニット３３０−１と故障部との間で電力が喪失し、その結果サービス停止が生じることになるであろう。サービスは、まず最初にすべてのレッグを接地するコマンドをブランチング・ユニット３３０−１に送信し、その後電力を局３１０−１からブランチング・ユニット３３０−１に通し故障部に送る経路を決める第２のコマンドを送信することによって復旧することができる。より複雑なネットワークでは、ネットワーク電力オペレーションは、複数のコマンド複数のブランチング・ユニットに送信することを伴いうる。
【００２２】
ネットワーク電力オペレーションでは、スイッチの試行が次のコマンドを送信するステップに進む前に成功したことが確認される場合に問題を回避することができる。スイッチ試行の失敗は、端末機器の問題、故障しているケーブルの一セクションを通じてのコマンド伝送の試行、またはブランチング・ユニットの不具合によって引き起こされる可能性がある。ブランチング・ユニットがネットワーク電力オペレーションにおいて適切に切り替わっていないことを検出できなかった場合、その後のスイッチ・コマンドが実行されたときに長時間にわたって、大規模な顧客サービス停止が発生しうる。
【００２３】
したがって、ブランチング・ユニット３３０−１、３３０−２によって送られるある種の情報は、電圧信号を使用して肯定または否定応答を伝達することによってスイッチ・コマンドなどのコマンドの完了の確認であってよい。それに加えて、または代替として、ブランチング・ユニット３３０−１、３３０−２は、ブランチング・ユニットの内部電力構成、ブランチング・ユニットの装備、ブランチング・ユニットの内部ハードウェア・ステータス、またはブランチング・ユニットの機能または状態に関係する他の情報を表す電圧信号を伝達することができる。そのような通信は、内部動作パラメータのトラブルシューティングまたは調整に使用することができる。
【００２４】
確認または他の情報を伝達するために、ブランチング・ユニット３３０−１、３３０−２は、図１に示され、上で説明されているコンポーネント１３０内の電圧信号発生器１３２などの電圧信号発生器を備えることができる。例えば、ブランチング・ユニット３３０−１、３３０−２のうちの１つがコマンドを受信した後、ブランチング・ユニットは、そのコマンドを実行しようとし、次いで、内部ハードウェア検証を実行して完了を確認する。コマンドが実行され、正常に完了したことをブランチング・ユニットが確認した場合（例えば、ユニットの新しい給電状態への切り替わりが成功した場合）、ブランチング・ユニットは、例えば「ｙｅｓ」の応答を知らせる特定のパターンで内部電圧降下のオン、オフを行うことによって、肯定応答を表す電圧信号を発生する。コマンドが実行され、正常に完了したことをブランチング・ユニットが確認できない場合、ブランチング・ユニットは、例えば「ｎｏ」の応答を知らせる特定のパターンで内部電圧降下のオン、オフを行うことによって、否定応答を表す電圧信号を発生する。コマンド完了から応答までの間の遅延は、例えば別のＢＵコマンドによって、ブランチング・ユニットにおいて構成できるパラメータによって決定することができる。
【００２５】
ブランチング・ユニットが意図されたスイッチ状態にあるかどうかを問い合わせ、および／またはブランチング・ユニットのより詳細なステータス情報を取得するためにスイッチが完了した後の任意の時点において光コマンドをブランチング・ユニットに送信することもできる。ブランチング・ユニット３３０−１、３３０−２は、上で開示されているような肯定応答または否定応答でコマンドまたは問い合わせに応答することができる。ブランチング・ユニット３３０−１、３３０−２は、コマンドもしくは問い合わせへの応答に際して、または所定のタイミング（例えば、規則正しい間隔、電源投入時、など）で、ブランチング・ユニットに関連付けられている他の情報を表す電圧信号を発生することもできる。
【００２６】
電圧信号の使用は、ブランチング・ユニット内の光送信機を使用せずにブランチング・ユニット（または他のコンポーネント）から通信を行う手段となるけれども、電圧信号の検出は難題である。電圧信号変調レベルは、比較的低く（例えば、ＰＦＥの高電圧電源の約１／１，０００）、またケーブル容量による歪みも、電圧信号を大幅に滑らかにしうる。それに加えて、ＰＦＥの電圧ノイズ、ワンダ、バックグラウンド補正、および地電位の変動が、電圧信号（複数可）だけでなく通常のＰＦＥ電圧スイッチングおよび／またはランピングによって引き起こされる大きな電圧降下によるデータ・セットの著しい変化をもさらに目立たなくする可能性がある。したがって、ＰＦＥ自動シグネチャ解析（ＰＡＳＡ）技術を使用して、ノイズ、ケーブル歪み、および大きな電圧変化の存在下での低レベル電圧信号の確実な検出を可能にすることができる。本明細書で説明されている実施形態と一致する、ＰＡＳＡ信号検出により、電圧信号に対する時間のかかる、間違いを起こしやすい手作業での解釈をなくすことができ、これは、光通信ネットワークにおけるネットワーク電力オペレーションの効率と信頼性に対する実質的改善につながると思われる。
【００２７】
図４に示されているように、光通信システムにおける電圧信号検出および解析は、光通信システム内の１つまたは複数のネットワーク・マネジメント・システム（ＮＭＳ）および／またはエレメント・マネジメント・システム（ＥＭＳ）によって、または連携して取り扱うことができる。ＮＭＳは、当業者に一般に知られているように、オペレータがＮＭＳをインタラクティブに操作することを可能にするグラフィカル・ユーザ・インターフェースを備えるＮＭＳ  ４１９に結合されたＮＭＳサーバ４１３を含みうる。ＮＭＳサーバ４１３は、ＥＭＳ  ４１８−１から４１８−４とデータ通信ネットワーク４０２を介して通信する。電圧信号検出および解析を取り扱うために、ＮＭＳサーバ４１３は、データ収集システム４１５およびＰＦＥ自動シグネチャ解析（ＰＡＳＡ）システム４１６を備えることができる。データ収集システム４１５およびＰＡＳＡシステム４１６は、例えば、ＮＭＳサーバ４１３上で実行されるソフトウェア・プロセスとして実装されうる。データ収集システム４１５およびＰＡＳＡシステム４１６のソフトウェア実装は、ＮＭＳソフトウェアに組み込まれるか、またはＮＳＭソフトウェアのファンクション・コールとして組み込まれるか、またはＮＳＭソフトウェアから完全に分離されたソフトウェアとして組み込まれうる。
【００２８】
電圧信号を検出するために（例えば、コマンドへの応答もしくはコンポーネントへの問い合わせを取得するために）、ＮＭＳクライアント４１９のネットワーク・オペレータは１つまたは複数のＰＦＥ  ４１４−１から４１４−４からのＰＦＥ電圧データ回収を開始することができる。次いで、ＥＭＳ  ４１８−１から４１８−４のうちの１つまたは複数が、一定期間、１つまたは複数のＰＦＥ  ４１４−１から４１４−４からＰＦＥ電圧をサンプリングし、電圧データを生成することができる。次いで、サンプリングされた電圧データは、ＮＭＳサーバ４１３に回送され、そこで、ＰＡＳＡシステム４１６による解析のためデータ収集システム４１５によってログに記録される。次いで、ＰＡＳＡシステム４１６は、ログに記録されたＰＦＥ電圧データに対しシグネチャ解析オペレーションを実行し、その結果をネットワーク・オペレータに提示することができる。電圧信号検出および解析も、他のアーキテクチャを使用して、例えば、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせとして実装することができる。
【００２９】
図５は、一実施形態と一致する、光通信システム内のコンポーネントと通信する一般的な方法を例示している。この方法によれば、コンポーネントにかかる電圧レベルは変調され（５１０）、コンポーネントに関連する情報を表す少なくとも１つの電圧信号を供給する。電圧レベルは、例えば、内部電圧降下をオン、オフしてパルスを発生させることによって変調することができる。上述のように、例えば、電圧信号は、コマンドへの肯定応答もしくは否定応答またはコンポーネントへの問い合わせを表すか、またはコンポーネントに関連付けられている状態もしくは他の情報（例えば、ブランチング・ユニットの現在のスイッチング構成）を直接表すことができる。
【００３０】
次いで、海底電信局のうちの１つまたは複数におけるＰＦＥから電圧データを収集する（５１２）。上述のように、例えば、海底電信局のうちの１つまたは複数におけるＥＭＳは、ＰＦＥ内の電圧をサンプリングして、その電圧データをＮＭＳに回送し、処理すべき電圧データを収集することができる。一実施形態では、電圧データは、サンプリングされた電圧データのログをデータ・ファイルに記録することによって収集されうる。次いで、電圧データを処理して（５１４）、電圧データ内の１つまたは複数の電圧信号を検出し、電圧信号（複数可）を解析して検出された電圧信号（複数可）と１つまたは複数の所定の電圧信号をシグネチャとの間の最良一致を判定することができる。本明細書で使用されているように、処理とは、データを操作する活動を意味し、この活動にはこれらのオペレーションを実行するように特別に構成されるか、またはプログラムされたコンピュータもしくは他のマシンを使用する。所定の電圧信号シグネチャは、コンポーネントに関連する情報を提供する所定のインジケータに関連付けられている。上述のように、例えば、所定のインジケータは、「ｙｅｓ」または「ｎｏ」の応答とすることができ、スイッチング機能がブランチング・ユニットにおいて正常に完了したかどうかを示す。１つまたは複数の一致する所定の電圧信号シグネチャに関連付けられている１つまたは複数のインジケータを記録し（５１６）、これにより、コンポーネントから伝達された情報を供給することができる。
【００３１】
図６は、１つまたは複数のパルスの予期されるパターンを含む電圧信号を検出して識別するために使用されるＰＦＥ自動シグネチャ解析（ＰＡＳＡ）法をさらに詳しく例示している。この方法は、図７Ａ〜７Ｇに関して説明されており、これらの図はシミュレーションから生成された電圧データのグラフを使用する電圧データの処理を例示している。ＰＡＳＡ法は、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、これらの組み合わせを使用して実装される自己調整型のマルチパス・アルゴリズムとすることができる。例示的な方法は、データ妥当性確認オペレーション６１０、６１２、前処理オペレーション６２０〜６２６、および解析オペレーション６３０、６３２を含む。一般的に、データ妥当性確認オペレーション６１０、６１２は、電圧データ・セットが処理され解析されることが可能な標準化された形態をとることを判定するために実行されうる。データ処理オペレーション６２０〜６２６を実行して、電圧信号を形成するパルスがより容易に検出され解析されうるようにデータ値を調整することができる。解析オペレーション６３０、６３２は、一般的に、どのような情報が電圧信号を形成するパルスのパターンによって表されているかを判定する。
【００３２】
図７Ａは、ＰＦＥ電圧をサンプリングすることによって得られたＰＦＥ電圧データの一例を示している。収集されたＰＦＥ電圧データのログを（例えば、処理用のデータ・ファイル内に）記録した後、電圧データ・カウントの妥当性の確認を行って（６１０）、解析のために十分なデータが存在していることを確認することができる。電圧データは、データ内のギャップを取り除き、定義されている間隔（例えば、１秒間隔）でデータを正規化することによって妥当性確認６１２を行うこともでき、これにより、データ点が定義された間隔で並ぶ完全な連続するデータ・セットが得られる。例えば、データ内のギャップは、最後に知られた有効なデータ点を繰り返すことによって「埋める」ことができる。定義されている間隔以外の間隔でデータを収集した場合、最後に知られている有効なデータ点を繰り返すことによって定義されている間隔に合わせてデータの調整を行うことができる。したがって、一実施形態では、この妥当性確認により、データに、変化する期間にわたって、また変化するサンプル収集レートで、収集されることで時間的ギャップがある場合でも、電圧データの処理を行うことができる。
【００３３】
次いで、前処理中に、妥当性確認された電圧データを、０を新しい最小値として、最大値および最小値にスケーリングすることができる（６２０）。言い換えると、電圧データのスケーリングは、電圧信号のパルスを形成しうるデータを「ズームイン」するということである。図７Ｂは、妥当性確認およびスケーリングの後の電圧データの一例を示している。次いで、妥当性確認され、スケーリングされた電圧データを平滑化して（６２１）、電圧信号ではない可能性のあるデータ・セット内の大きなジャンプを取り除くことができ、これにより、比較的狭い範囲内にある電圧データ・セットを生成することができる。例えば、構成可能な閾値（一実施形態では１２Ｖに設定することができる）を超える大きな電圧変化を表す電圧データは、ＢＵ電圧信号に関係していそうもないため、取り除くことができる。
【００３４】
電圧データは、例えば、データの再スケーリングを行い、構成可能な閾値を超えるノイズを除去することによって、ノイズを低減するか、または取り除く（６２２）ために前処理することもできる。一例によれば、データは、より大きな電圧値が与えられると、それに比例して大きな値および小さな値の大きさが小さくなるように再スケーリングすることができる。当業者に知られている他のノイズ低減もしくは除去技術も使用することができる。図７Ｃは、ノイズが低減されるか、取り除かれた後の電圧データの一例を示している。
【００３５】
電圧データは、電圧信号において使用されるパルスの予想ドウェル時間より短いデータ中のスパイクを取り除く（６２３）ために前処理することもできる。図７Ｄは、スパイクが取り除かれた後の前処理された電圧データの一例を示している。次いで、残りのピークのエッジを検出して（６２４）、「ギザギザ（ｊａｇｇｅｄ）の」エッジを取り除き、方形のエッジを形成することができ、これにより、方形パルスを生成しやすくなる。図７Ｅは、エッジが検出された後の前処理された電圧データの一例を示している。エッジを検出し、方形にした後、方形パルスを生成することができる（６２５）。図７Ｆは、方形パルスが生成された後の前処理された電圧データの一例を示している。方形パルスが生成された後、微分アルゴリズムを使用してデータを微分して（６２６）、方形パルスの立ち上がりエッジにマッピングされる一連のデータ点を生成することができ、これにより、容易に検出され、解析されうる電圧信号を発生することができる。図７Ｇは、微分した後の前処理された電圧データの一例を示している。
【００３６】
前処理６１０〜６２６の後、データを、例えば、前処理されたパルスを循環発生し、複数の所定の電圧信号シグネチャのうちの１つのシグネチャにおけるパルスとの最良一致を判定することによって、解析することができる（６３０）。一致は、例えば、前処理されたデータ点（検出された信号パルスにマッピングされている）の周波数および時間に関する分布と定義済みの電圧信号シグネチャの所定の数のパルスの周波数および時間に関する分布とを比較することによって判定することができる。例えば、３つの前処理されたデータ点（３つのパルスに対応する）が所定の時間で隔てられている検出された電圧信号は、肯定的な「ｙｅｓ」応答に対する所定の電圧信号シグネチャと一致すると判定されうる（図２を参照）。本明細書で使用されているように、最良一致は、必ずしも、所定の電圧信号シグネチャとの正確な一致を必要とせず、検出された電圧信号が所定の電圧信号に対応する可能性が最も高くなるような構成可能な許容範囲内の一致であってよい。
【００３７】
所定の電圧信号シグネチャのそれぞれは、情報をもたらすインジケータに関連付けることができる（例えば、肯定応答または否定応答）。最良一致（複数可）が判定された後、解析結果を記録することができる（６３２）。例えば、一致する所定の電圧信号シグネチャおよび検出された電圧信号の位置（つまり、データ・セットにおける時間）に関連付けられているインジケータは、格納され、および／またはユーザ（例えば、ＮＭＳのオペレータ）に提示されうる。図７Ｈは、検出された電圧信号の記録された結果の一例を示している。
【００３８】
特定の妥当性確認および前処理オペレーションについて上で説明されているが、他の妥当性確認および／または前処理オペレーションを、上述のオペレーションの代わりに、またはそれに加えて実行することもできる。例えば、電圧データを前処理するときに当業者に知られているデータ補正技術を使用して、所定の電圧信号シグネチャを表す制御データ（例えば、肯定および否定応答制御データ）と突き合わせてデータ・セットを補正することもできる。妥当性確認、前処理、および解析を実行するために使用されるパラメータも構成可能であるものとしてよい。例えば、正規化、平滑化、ノイズ低減、およびスパイク除去に使用される閾値も、構成可能であるものとしてよい。
【００３９】
ＰＡＳＡシステムをおよび方法の実施形態は、コンピュータ・システムとともに使用するためにコンピュータ・プログラム製品として実装することができる（例えば、ＮＭＳソフトウェアのコンポーネントまたはＮＭＳによって呼び出される機能として）。そのような実装は、限定はしないが、システムおよび方法に関して本明細書ですでに説明されている機能の全部または一部を具現化する一連のコンピュータ命令を含む。一連のコンピュータ命令は、半導体メモリ・デバイス、磁気メモリ・デバイス、光メモリ・デバイス、または他のメモリ・デバイスなどの機械可読媒体に格納することができ、また光、赤外線、マイクロ波、または他の伝送技術などの通信技術を使用して伝送することができる。このようなコンピュータ・プログラム製品は、取り外し可能な機械可読媒体（例えば、ディスケット、ＣＤ−ＲＯＭ）として配布されるか、またはコンピュータ・システムに（例えば、システムＲＯＭまたは固定ディスク上に）プリロードされるか、またはネットワーク（例えば、インターネットもしくはワールド・ワイド・ウェブ）経由でサーバもしくは電子掲示板から配布されうる。
【００４０】
当業者であれば、このようなコンピュータ命令は、多くのコンピュータ・アーキテクチャまたはオペレーティング・システムとともに使用するために多くのプログラミング言語で作成されうることを理解するであろう。例えば、好ましい実施形態は、手続き型プログラミング言語（例えば、「Ｃ」）またはオブジェクト指向プログラミング言語（例えば、「Ｃ＋＋」またはＪａｖａ）で実装されうる。本発明の代替的実施形態は、事前にプログラムされたハードウェア要素、ファームウェアとして、またはハードウェア、ソフトウェア、およびファームウェアの組み合わせとして実装することができる。
【００４１】
したがって、システムイン電力電圧変調を使用することで、光通信システム内のコンポーネントと通信することができ、その結果得られる電圧通信を光通信システム内の給電機器（ＰＦＥ）から収集した電圧データを解析することによって検出することができる。
【００４２】
一実施形態と一致する、光通信システム内のコンポーネントと通信するための方法が提示されている。この方法は、コンポーネントにかかる電圧レベルを変調し、コンポーネントに関連する情報を表す少なくとも１つの電圧信号を供給するステップと、光通信システム内の給電機器（ＰＦＥ）から電圧データを収集するステップと、電圧データ内の少なくとも１つの電圧信号を検出するように、また少なくとも１つの検出された電圧信号を解析して少なくとも１つの検出された電圧信号と複数の所定の電圧信号シグネチャのうちの少なくとも１つとの間の少なくとも１つの最良一致を判定するように電圧データを処理するステップであって、複数の所定の電圧信号シグネチャは光通信システム内の少なくとも１つのコンポーネントに関連する情報を提供するためのインジケータに関連付けられている、ステップと、所定の電圧信号シグネチャの少なくとも１つの最良一致に関連付けられ、コンポーネントから伝達された情報を示す、インジケータを記録するステップとを含む。
【００４３】
別の実施形態と一致する、光通信システムの少なくとも一部にかかるシステム電圧を表す電圧データの自動シグネチャ解析を実行するための方法が提供される。システム電圧は、光通信システム内の少なくとも１つのコンポーネントにかかる電圧を変調することによって生成される少なくとも１つの電圧信号を含む。電圧信号は、光通信システム内の少なくとも１つのコンポーネントに関連する情報を表す。この方法は、光通信システム内の給電機器（ＰＦＥ）から収集された電圧データをログに記録するステップと、電圧データ内の少なくとも１つの電圧信号を検出するように、また少なくとも１つの検出された電圧信号を解析して少なくとも１つの検出された電圧信号と複数の所定の電圧信号シグネチャのうちの少なくとも１つとの間の少なくとも１つの最良一致を判定するように電圧データを処理するステップであって、複数の所定の電圧信号シグネチャは光通信システム内の少なくとも１つのコンポーネントに関連する情報を提供するためのインジケータに関連付けられている、ステップとを含む。
【００４４】
さらに別の実施形態と一致する、光通信システムは、光伝送ケーブルによって結合された複数の局および光伝送ケーブルに沿って配置され、それらの局から離れた場所にある複数のコンポーネントを備える。それらのコンポーネントのうちの少なくとも１つのコンポーネントは、コンポーネントにかかる電圧レベルを変調し、コンポーネントに関連する情報を表す電圧信号を供給するように構成される。光通信システムは、光通信システム内の給電機器（ＰＦＥ）から電圧データを収集するように構成された少なくとも１つのデータ収集システムも備える。光通信システムは、ＰＦＥから収集された電圧データをログに記録し、電圧データを処理することで電圧データ内の少なくとも１つの電圧信号を検出し、少なくとも１つの検出された電圧信号を解析して少なくとも１つの検出された電圧信号と複数の所定の電圧信号シグネチャのうちの少なくとも１つのシグネチャとの間の少なくとも１つの最良一致を判定するように構成された少なくとも１つのシグネチャ解析システムをさらに備える。複数の所定の電圧信号シグネチャは、光通信システム内の少なくとも１つのコンポーネントに関連する情報を提供するためのインジケータに関連付けられる。
【００４５】
本発明の原理が本明細書において説明されたが、この説明は一例としてのみなされており、本発明の範囲に関する制限としてなされてはいないことを、当業者は理解するであろう。他の実施形態も、本明細書に示され説明されている例示的な実施形態に加えて本発明の範囲内にあることが企図される。当業者による修正および置換は、本発明の範囲内にあるものと考えられ、以下の請求項以外によって限定されることはないものとする。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図７Ｅ】
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【図７Ｆ】
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【図７Ｇ】
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【図７Ｈ】
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