(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノード間を現用系及び予備系伝送路で接続し、各ノードに光信号を増幅する光増幅器を備えた光伝送ネットワークにおいて、
ノード間の伝送路を切替える際に、該切替え区間の下流側伝送経路に含まれる全てのノードの光増幅器に対して、該光増幅器の各光モジュールの制御情報を保持し、切替え後にこの保持された制御情報を基に各光モジュールを動作させる切替えモードに遷移させた後、前記切替え区間の伝送路を切替えることを特徴とする伝送路切替え方法。
【請求項２】
前記ノード間の伝送路の送受両端に光スイッチを備え、該送受両端の光スイッチの切替えタイミングを制御し、伝送路切替えに伴う下流側伝送経路の光増幅器への光入力信号断時間が、光増幅器の光増幅媒質に蓄積されたエネルギーが十分放出される時間となるように、切替えタイミングを調整して伝送路を切替えることを特徴とする請求項１に記載の伝送路切替え方法。
【請求項３】
前記ノード間の伝送路の切替え後、切替え区間の下流側ノードにおける入力光レベル異常を所定時間継続して検出した場合に、該切替え区間の伝送路を切替え前に切戻すことを特徴とする請求項１又は２に記載の伝送路切替え方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光増幅器を備えたノード間を現用系及び予備系の伝送路により接続した光伝送ネットワークにおける伝送路切替え方法に関し、特に、波長分割多重（ＷＤＭ）により放送用ディジタル動画像データ等を伝送するネットワークの伝送路切替え方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７は冗長系光伝送路を有する光伝送ネットワークの構成例を示す。同図に示すように光伝送ネットワークにおいて、送信側端局ノード７−１と受信側端局ノード７−２との間は幾つかの中継ノード７−３を介して接続され、各ノード間は現用系光伝送路７−４及び予備系光伝送路７−５から成る冗長系伝送路により接続されている。
【０００３】
送信側端局ノード７−１内には、波長の異なる複数の光信号を波長多重して合成する合波器７−１１と、合成された光信号を一括して増幅する送信光増幅器７−１２と、該光信号を次のノードへの伝送路の現用系又は予備系の何れか一方に出力する光スイッチ７−１３を備える。
【０００４】
中継ノード７−３内には、現用系又は予備系の伝送路から光信号を入力する光スイッチ７−３１と、該光信号を増幅する中継光増幅器７−３２と、該光信号を次のノードへの光伝送路の現用系又は予備系の何れか一方に出力する光スイッチ７−３３を備える。
【０００５】
受信側端局ノード７−２内には、現用系又は予備系の伝送路から光信号を入力する光スイッチ７−２１と、該光信号を増幅する受信光増幅器７−２２と、波長分割多重された光信号を、各波長毎の光信号に分離する分波器７−２３とを備える。
【０００６】
図７に示すような冗長系光伝送ネットワークにおいて、或るスパン（ノード間の伝送区間）で伝送路を切替えた場合、光スイッチの切替え動作に伴って光信号の瞬断が発生する。このとき、この切替え区間より下流側経路のノードの光増幅器では光信号の入力断を検出し、光増幅器内の励起レーザ、光可変減衰器、温度調整素子等の光モジュールを一旦オフ状態にしてシャットダウンする。
【０００７】
光スイッチの切替え完了後、光増幅器は光信号の入力回復を検出し、再立上げ動作制御を開始するが、各光モジュールの動作の設定制御に多くの時間を要するため、光増幅器出力の光信号レベルが系切替え前の運用状態に戻るまでに、光増幅器一段につき数秒程度の時間が掛かる。
【０００８】
図８は、従来の系切替え方法による光信号レベルの立上がりの様子を示す。同図の（ａ）に示すように、或るスパンの現用系伝送路を光スイッチ８−１により現用系から予備系の伝送路へ切替えた場合、該切替え区間の下流側のノードでは、現用系と予備系の伝送路を光カプラ８−２に結合した光増幅器８−３への入力点（Ａ点）での光信号レベルは、同図の（ｂ）に示すように、スイッチング時間Ｔｓの切替えタイミング分の瞬断が生じる。
【０００９】
光増幅器８−３は、光スイッチ８−１の切替えに伴う光信号入力断の検出によりシャットダウンし、スイッチング時間Ｔｓ経過後に光信号入力レベルが立上がっても、励起レーザ等の光モジュールの設定制御を行った後に出力レベルが回復し始めるため、同図の（ｃ）に示すように、光増幅器８−３の出力点（Ｂ点）の光信号レベルが回復するまでに長い時間が掛かっていた。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
前述したように、現用系及び予備系の伝送路を有する光伝送ネットワークにおいて、伝送路切替えの際に、光増幅器の出力レベルが回復するまでに長時間掛かっていたため、放送用ディジタル動画像データ等を伝送している場合に伝送路を切替えると、コマ落ちなどの映像障害が発生していた。本発明は、伝送路切替えに伴う信号瞬断時間を、コマ落ちが認識されない程度（ミリ秒オーダ程度）に短縮することを第１の目的とする。
【００１１】
また、伝送路の切替えは可及的速やかに行われることが望ましいが、光増幅器に蓄積されたエネルギーが残留した状態で直ちに伝送路を切替えて光入力を回復させると、光増幅器から光サージが発生してしまう。この光サージは後段の増幅器に進むに従って増幅され増大するため、受信側端局ノード等の後段の光増幅器で故障原因になる。
【００１２】
本発明は伝送路切替え時に光増幅器の増幅媒質に蓄えられたエネルギーに起因する光サージを抑制し、光増幅器の故障を防ぐことを第２の目的とし、更に、伝送路切替え後、切替え先の伝送路不良による光信号異常の継続を防止することを第３の目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の光伝送ネットワークにおける伝送路切替え方法は、（１）ノード間を現用系及び予備系伝送路で接続し、各ノードに光信号を増幅する光増幅器を備えた光伝送ネットワークにおいて、ノード間の伝送路を切替える際に、該切替え区間の下流側伝送経路に含まれる全てのノードの光増幅器に対して、該光増幅器の各光モジュールの制御情報を保持し、切替え後にこの保持された制御情報を基に各光モジュールを動作させる切替えモードに遷移させた後、前記切替え区間の伝送路を切替えることを特徴とする。
【００１４】
また、（２）前記ノード間の伝送路の送受両端に光スイッチを備え、該送受両端の光スイッチの切替えタイミングを制御し、伝送路切替えに伴う下流側伝送経路の光増幅器への光入力信号断時間が、光増幅器の光増幅媒質に蓄積されたエネルギーが十分放出される時間となるように、切替えタイミングを調整して伝送路を切替えることを特徴とする。
【００１５】
また、（３）前記ノード間の伝送路の切替え後、切替え区間の下流側ノードにおける入力光レベル異常を所定時間継続して検出した場合に、該切替え区間の伝送路を切替え前に切戻すことを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明による信号瞬断時間を短縮する伝送路切替え方法は、伝送路を切替える前に、切替え区間の下流側中継ノードから受信側端局ノードまでに含まれる全ての光増幅器（即ち、伝送路切替えによって影響を受ける全ての光増幅器）を、特殊な動作モード（以下、切替えモードという。）に遷移させてから切替える。
【００１７】
ここでいう切替えモードとは、光増幅器への入力光が回復したとき、直ちに光増幅器の出力光レベルが立上がるモードであり、切替え前における光増幅器の励起レーザ、光可変減衰器、温度調整素子等の各光モジュールの制御情報を保持し、切替え後にこの保持された制御情報を基に各光モジュールを動作させることにより、瞬時に光増幅器の出力光レベルが立上がり、信号瞬断時間を大幅に短縮することが可能となる。
【００１８】
伝送路の切替え区間の下流側中継ノードから受信側端局ノードまでに含まれる全ての光増幅器を切替えモードに遷移させる指令及び伝送路切替えの指令は、光監視チャネル（ＯＳＣ：Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｓｕｐｅｒｖｉｓｏｒｙ  Ｃｈａｎｎｅｌ  ）、又はＤＣＮ（Ｄａｔａ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の遠隔監視制御用のデータ通信網を使用して通知することができる。
【００１９】
光監視チャネル（ＯＳＣ）は、監視制御情報をノード間でやり取りするために使用されるチャネルであり、ユーザ情報の伝送とは別の波長を用いて伝送路に波長分割多重されるチャネルである。また、遠隔監視制御端末から各通信ノードにアクセスすることが可能なＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）等で構成されるデータ通信網（ＤＣＮ）が構築されている場合には、この通信網を使用して切替えモードへの指令を通知することができる。
【００２０】
図１は光監視チャネル（ＯＳＣ）により切替えモードへの遷移を通知する本発明の実施例を示す。この実施例は、４つのノード（３スパン）から成る波長分割多重伝送ネットワークにおける例を示し、各ノードは光監視チャネル（ＯＳＣ）により隣接ノードと監視制御情報をやり取りする。
【００２１】
端局ノード（ノードＮ１、ノードＮ４）では送受一対の光監視チャネル（ＯＳＣ）を有し、中継ノード（ノードＮ２，  ノードＮ３）では送受二対の光監視チャネル（ＯＳＣ）をそれぞれ有する。また、伝送路の送受両端に光スイッチ（ＳＷ１，ＳＷ２）を備える。ノードＮ１とノードＮ２との間のスパンＳ１の現用系伝送路を予備系伝送路に切り替える場合、次の手順に従って切替える。
【００２２】
（１）制御端末ＣＮＴから切替えスパンＳ１の下流ノードＮ２に対して伝送路切替えコマンドを発行する。ノードＮ２は光増幅器Ａ２の各光モジュールを切替えモードに遷移させた後、光監視チャネル（ＯＳＣ）を使用して後段のノードＮ３に切替えモード要求信号を送信する。
（２）ノードＮ３はノードＮ２と同様に光増幅器Ａ３の各光モジュールを切替えモードに遷移させた後、光監視チャネル（ＯＳＣ）を使用してノードＮ４に切替えモード要求信号を転送する。
（３）ノードＮ４（受信端局）は、光増幅器Ａ４の各光モジュールを切替えモードに遷移させた後、光監視チャネル（ＯＳＣ）を使用して切替えモード遷移完了信号（ＡＣＫ）をノードＮ３に送信する。
（４）ノードＮ３は切替えモード遷移完了信号（ＡＣＫ）を受信すると、光監視チャネル（ＯＳＣ）を使用して切替えモード遷移完了信号（ＡＣＫ）をノードＮ２に転送する。
（５）ノードＮ２は切替えモード遷移完了信号（ＡＣＫ）を受信すると、スパンＳ１の伝送路を光スイッチＳＷ２により予備系側に切替えた後、ノードＮ１に対し光監視チャネル（ＯＳＣ）を使用して伝送路切替え信号を送信する。
（６）ノードＮ１はノードＮ２から伝送路切替え信号を受信し、スパンＳ１の伝送路を光スイッチＳＷ１により、予備系側に切替える。
【００２３】
図２はデータ通信網（ＤＣＮ）により切替えモードへの遷移を通知する本発明の実施例を示す。この実施例も４つのノード（３スパン）から成る波長分割多重伝送ネットワークにおける例を示し、該波長分割多重伝送ネットワークにおいて、各ノード間の伝送路の送受両端に光スイッチ（ＳＷ１，ＳＷ２）を備える。
【００２４】
各ノードは、データ通信網（ＤＣＮ）を介して遠隔監視制御装置ＲＣＮＴから監視制御情報を通知される。ノードＮ１とノードＮ２との間のスパンＳ１の現用系伝送路を予備系伝送路に切り替える場合、次の手順に従って切替える。
【００２５】
（１）遠隔制御端末ＲＣＮＴからデータ通信網（ＤＣＮ）を介してノードＮ２に対して、切替えモード要求信号を送信する。
（２）ノードＮ２は切替えモード要求信号の受信により、光増幅器Ａ２の各光モジュールを切替えモードに遷移させた後、データ通信網（ＤＣＮ）を介して切替えモード遷移完了信号を遠隔監視制御端末ＲＣＮＴに送信する。
（３）ノードＮ３、ノードＮ４についても、上記（２）と同様の手順で光増幅器Ａ３，Ａ４を切替えモードに遷移させる。
（４）遠隔監視制御端末ＲＣＮＴからノードＮ１に対し、伝送路切替え信号を送信する。
（５）ノードＮ１はスパンＳ１の伝送路を光スイッチＳＷ１により予備系側に切り替えた後、データ通信網（ＤＣＮ）を介して切替え完了信号を遠隔監視制御端末ＲＣＮＴに送信する。
（６）遠隔監視制御端末ＲＣＮＴはノードＮ２に対し、データ通信網（ＤＣＮ）を介して伝送路切替え信号を送信する。
（７）ノードＮ２はスパンＳ１の伝送路を光スイッチＳＷ２により予備系側に切り替えた後、データ通信網（ＤＣＮ）を介して切替え完了信号を遠隔監視制御端末ＲＣＮＴに送信する。
【００２６】
次に図３を参照して、本発明による伝送路切替え時の光サージを抑制する実施形態について説明する。この実施形態は同図（ａ）に示すように、切替え区間の伝送路の送受両端に２つの光スイッチＳＷ１，ＳＷ２を備え、該２つの光スイッチＳＷ１，ＳＷ２の切替えタイミングを制御することにより、光スイッチ切替え動作に伴う光入力断時間を可変にする。
【００２７】
図３の（ｂ）は送信端の光スイッチＳＷ１を現用系から予備系へ切替えたときの出力光レベルを示し、同図の（ｃ）は受信端の光スイッチＳＷ２を現用系から予備系へ切替えたときの出力光レベルを示す。同図の（ｂ）及び（ｃ）に示すように、送信端光スイッチＳＷ１の切替えタイミングと受信端光スイッチＳＷ２の切替えタイミングとに時間差を設け、該時間差を調整することにより、同図（ｄ）に示すように、切替え区間の下流側光増幅器３−１の光入力断時間（即ち、送信端光スイッチＳＷ１の切替え開始点から受信端光スイッチＳＷ２の切替え完了点までの時間）が調整可能（可変）と成るようにする。
【００２８】
そして、光増幅媒質に蓄積されているエネルギーが十分に放出されるよう、切替え区間の下流側光増幅器３−１の光入力断時間を調整し、光増幅媒質に蓄積されたエネルギーの放出後に、光増幅器３−１の光信号入力レベルを回復させることにより、後段の光増幅器での光サージの発生を抑制することができる。
【００２９】
なお、図３に示した実施形態は、先に送信端光スイッチＳＷ１を切替えてから次に受信端光スイッチＳＷ２を切替えて光入力断時間を調整する実施形態であったが、先に受信端光スイッチＳＷ２を切替えてから次に送信端光スイッチＳＷ１を切替えて光入力断時間を調整する実施形態としても良い。
【００３０】
図４は本発明による伝送路切替え時の光サージを抑制する切替え動作例のフローを示す。この動作例は図１に示す光伝送ネットワークにおいて、スパン１の下流側光増幅器を前述のように切替えモードに遷移させた後に伝送路を切替える動作例であり、以下の手順により実行する。
【００３１】
切替え区間下流のノードＮ２は上流のノードＮ１に対し、光監視チャネル（ＯＳＣ）を使用して光スイッチＳＷ１の切替え要求信号を送信する（ステップ４−１）。次に、ノードＮ１は光スイッチＳＷ１を予備系伝送路側に切替える（ステップ４−２）。
【００３２】
次に、ノードＮ２は一定時間（上記エネルギー放出のための調整可能な時間）待機した後、光スイッチＳＷ２を予備系伝送路側に切替える（ステップ４−３）。ノードＮ２はノードＮ１に対しポーリング信号を送信し、伝送路を予備系に切替えたことを通知する（ステップ４−４）。ノードＮ１はノードＮ２に対し、該通知に対する応答信号を送信する（ステップ４−５）。
【００３３】
次に図５を参照して本発明による伝送路切替え後の光信号異常の継続を防止する実施形態について説明する。本発明による前述の切替えモードへの遷移、更には光入力断時間の調整を行って伝送路を予備系に切替えた後、切替え区間の下流側ノードで入力光レベルの異常状態継続時間を測り、所定時間経過しても異常状態が継続する場合、上流側の対向ノードに対して伝送路を再度切替える切替え要求信号を送信して伝送路を切戻す。
【００３４】
伝送路切替え後の入力光レベルの異常状態は、図５の（ａ）に示すように、切替え区間の下流側ノードにおける光増幅器５−１の入力光信号レベルが復旧しないことを検出するか、或いは、同図の（ｂ）に示すように、切替え区間の下流側ノードにおける光監視チャネル（ＯＳＣ）の入力光レベルが復旧しないことを検出して判定することができる。伝送路の切戻しにより、伝送路切替え後の信号不良状態の継続を防止することができる。
【００３５】
図６は本発明による伝送路切替え後の異常状態継続時の切戻し動作例のフローを示す。この動作例において、ノードＮ１とノードＮ２との間のスパンで、前述したように光増幅器を切替えモードに遷移させ、更には光入力断時間の調整を行って伝送路を現用系から予備系に切替えた後（ステップ６−１）、切替え区間の受信側ノードＮ２において、光増幅器又は光監視チャネル（ＯＳＣ）の入力レベルが回復しないまま所定時間経過すると、光スイッチＳＷ２を切戻し（ステップ６−２）、光監視チャネル（ＯＳＣ）回線を使用してノードＮ１に対し、光スイッチＳＷ１の切替え要求を送信する（ステップ６−３）。
【００３６】
ノードＮ１では該切替え要求を受信すると、光スイッチＳＷ１を切戻し（ステップ６−４）、光監視チャネル（ＯＳＣ）回線を使用してノードＮ２に対し、切替え通知を送信する（ステップ６−５）。ノードＮ２は該切替え通知を受信すると、監視制御端末に対し切戻し完了通知を送信する（ステップ６−６）。
【００３７】
（付記１）ノード間を現用系及び予備系伝送路で接続し、各ノードに光信号増幅する光増幅器を備えた光伝送ネットワークにおいて、ノード間の伝送路を切替える際に、該切替え区間の下流側伝送経路に含まれる全てのノードの光増幅器に対して、該光増幅器の各光モジュールの制御情報を保持し、切替え後にこの保持された制御情報を基に各光モジュールを動作させる切替えモードに遷移させた後、前記切替え区間の伝送路を切替えることを特徴とする伝送路切替え方法。
（付記２）前記各ノードの光増幅器に対する切替えモードの遷移、及び伝送路の切替えを、前記光伝送ネットワーク内の光管理チャネルを用いたコマンドの転送によって行うことを特徴とする付記１に記載の伝送路切替え方法。
（付記３）前記各ノードの光増幅器に対する切替えモードの遷移、及び伝送路の切替えを、前記光伝送ネットワークとは別のデータ通信ネットワークを用い、遠隔監視制御装置からの指示によって行うことを特徴とする付記１に記載の伝送路切替え方法。
（付記４）前記ノード間の伝送路の送受両端に光スイッチを備え、該送受両端の光スイッチの切替えタイミングを制御し、伝送路切替えに伴う下流側伝送経路の光増幅器への光入力信号断時間が、光増幅器の光増幅媒質に蓄積されたエネルギーが十分放出される時間となるように、切替えタイミングを調整して伝送路を切替えることを特徴とする付記１乃至３の何れかに記載の伝送路切替え方法。
（付記５）前記ノード間の伝送路の切替え後、切替え区間の下流側ノードにおける入力光レベル異常を所定時間継続して検出した場合に、該切替え区間の伝送路を切替え前に切戻すことを特徴とする付記１乃至４の何れかに記載の伝送路切替え方法。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、光伝送ネットワークにおいて冗長系伝送路を切替える前に、該切替えによって入力光レベル変動の影響を受ける全ての光増幅器に対して、予め各光モジュールの制御情報を保持し、切替え後にこの保持された制御情報を基に各光モジュールを動作させる切替えモードに遷移させてから伝送路を切替えることにより、光増幅器の出力光レベルを短時間で立上げることができ、伝送路切替えに伴う波長分割多重信号の断時間を大幅に短縮することが可能となる。
【００３９】
また、伝送路両端に光スイッチを備える光伝送ネットワークにおいて、伝送路を切替える際、伝送路両端の光スイッチの切替えタイミングをずらし、該伝送路の下流側の光増幅器へ入力される光信号レベルが回復するタイミングが、該光増幅器の光増幅媒質に蓄積されたエネルギーの放出時間と同程度になるように調整することにより、光増幅器での光サージの発生を抑制することができる。
【００４０】
また、伝送路切替え後、切替えスパンの受信側ノードにおいて光増幅器入力又は光監視チャネル（ＯＳＣ）入力が一定時間経過しても正常レベルに復旧しないことを検出すると、元の伝送路に切戻すことによって、伝送路切替え後の信号不良の継続を防止することができる。
【００４１】
なお、この切戻しにおいて、光増幅器は既に切替えモードに遷移している状態であるため、光増幅器の出力光レベルを短時間で立上げることができ、また、伝送路両端の光スイッチの切替えタイミングを調整することにより、光サージの発生を抑制して切戻すことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】光監視チャネル（ＯＳＣ）により切替えモードへの遷移を通知する本発明の実施例を示す図である。
【図２】データ通信網（ＤＣＮ）により切替えモードへの遷移を通知する本発明の実施例を示す図である。
【図３】本発明による伝送路切替え時の光サージを抑制する実施形態の説明図である。
【図４】本発明による伝送路切替え時の光サージを抑制する切替え動作例のフローを示す図である。
【図５】本発明による伝送路切替え後の光信号異常の継続を防止する実施形態について説明図である。
【図６】本発明による伝送路切替え後の異常状態継続時の切戻し動作例のフローを示す図である。
【図７】冗長系光伝送路を有する光伝送ネットワークの構成例を示す図である。
【図８】従来の系切替え方法による光信号レベルの立上がりの様子を示す図である。
【符号の説明】
Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｎ４  ノード
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３  スパン（ノード間伝送区間）
ＳＷ１，ＳＷ２  光スイッチ
ＯＳＣ  光監視チャネル
ＣＮＴ  制御端末
【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７】
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【図８】
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