(57)【要約】【課題】テスト信号を用いた回線診断の精度を向上させる通信装置等を提供する。【解決手段】テスト信号送信部１１６が回線診断に用いるテスト信号を発生して、テスト信号多重部１１４へ送信し、テスト信号多重部１１４は主信号に対しテスト信号を多重して、主信号が経由する回線上に配置されているＣＤＲ部１１３、主信号送信部１１１、主信号受信部１１２、テスト信号分離部１１５、テスト信号受信部１１７に送信する。このとき、制御部１２０は前記テスト信号の回線速度を、通信に用いる信号の回線速度よりも大きくして回線診断を行うように制御し、ビットエラーを意図的に発生させて、回線診断に必要なビットエラーレートの測定の精度を向上させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回線診断に用いるテスト信号を発生する手段を有し、
前記テスト信号の回線速度を、通信に用いる信号の回線速度よりも大きくして回線診断を行うことを特徴とする通信装置。
【請求項２】
対向する通信装置と回線診断に係る制御信号の送受信を行う回線を有することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
前記通信に用いる信号を光信号に変換して対向する通信装置に送信し、対向する通信装置より受信した光信号を電気信号に変換することを特徴とする請求項１または２に記載の通信装置。
【請求項４】
回線診断に用いるテスト信号の回線速度を、通信に用いる信号の回線速度よりも大きくして回線診断を行うことを特徴とする通信装置の回線診断方法。
【請求項５】
コンピュータに、
回線診断に用いるテスト信号を発生する手段として機能させ、
前記テスト信号の回線速度を、通信に用いる信号の回線速度よりも大きくして回線診断を行うように実行させることを特徴とする通信装置のプログラム。
【請求項６】
請求項５に記載のプログラムを記録した記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信装置の回線診断方法等に関し、特に、プロトコル依存性無く回線診断を行う方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通信装置の回線の品質を把握するために、テスト信号を用いた回線診断を実行することが一般的である。この回線診断の方法としては、例えば、通信装置内にテスト信号を流してビットエラーを発生させ、そのビットエラーレートを測定して回線の品質状態を定量的に評価するといったものがある。このとき、使用するテスト信号の回線速度は通常の通信時に送受信される信号の回線速度と同程度に設定して、回線診断を行うことが一般的である。
【０００３】
近年、通信装置の通信制御に関する技術は向上しており、ビットエラーの発生を抑えて回線品質を向上させ、伝送距離の飛躍的な増大化を可能にしている。しかし、このような回線品質の向上は却って回線診断の実行を困難なものとしている。なぜなら、ビットエラーレートを測定するためにはビットエラーが一定の割合で発生していなければならないところ、そのビットエラーの発生が抑えられている以上、測定用のサンプルデータをあまり収集することができないからである。特に、光信号で通信を行う光通信装置においてはビットエラーの発生が殆ど無いと言っても過言ではなく、回線診断の実行はより困難なものになっている。
【０００４】
ビットエラーを発生させるためには、単純に信号の回線速度を向上させて回線の品質を低下させればよい。従って、テスト信号の回線速度を向上させてビットエラーを発生させれば測定用のサンプルデータを所望量だけ収集することは理論上可能である。しかし、その対象となる通信装置の設計において、テスト信号の回線速度を大きくさせることができるようにはなされていない。なぜなら、通信時に送受信される信号の回線速度が当該通信装置のハードウェアの性能上達成しうる最大限の回線速度となるように通信装置を設計することが一般的であり、上述したようにテスト信号の回線速度が通常の通信時に送受信される信号の回線速度と同程度に設定されている以上、テスト信号の回線速度も当該通信装置のハードウェアの性能上達成しうる最大限の回線速度であるからである。仮に、テスト信号の回線速度を大きくさせたいのであれば、ハードウェアの性能を向上させなければならないが、そうすると元々診断の対象としていた通信装置とは全く異なった設計になっており、診断する意味が無くなってしまう。
【０００５】
特許文献１の「光伝送システム及び光チャネル安定品質測定方法」には、ビットエラーレートに関する判定基準を用いて試験対象となる光ファイバ伝送路の状態を判定する技術内容が開示されている。しかし、当該文献には、テスト信号として、入力データ信号に比べて低速な繰り返し信号を用いる旨が記載されているので、当該文献から通信装置の設計においてテスト信号の回線速度を大きくさせてビットエラーを発生させるといった意図は、当業者といえども容易に想到することは困難であると思料する。
【特許文献１】特開２００３−１８８８２８号公報（段落００１５、００２１等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記事情を鑑みて、本発明は、テスト信号を用いた回線診断の精度を向上させる通信装置等を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成する本発明の態様は、回線診断に用いるテスト信号を発生する手段を有し、前記テスト信号の回線速度を、通信に用いる信号の回線速度よりも大きくして回線診断を行うことを特徴とする通信装置に関するものである。
【０００８】
この通信装置は、対向する通信装置と回線診断に係る制御信号の送受信を行う回線を有することを特徴とする。
そして、前記通信に用いる信号を光信号に変換して対向する通信装置に送信し、対向する通信装置より受信した光信号を電気信号に変換することを特徴とする。
【０００９】
本発明の他の態様は、回線診断に用いるテスト信号の回線速度を、通信に用いる信号の回線速度よりも大きくして回線診断を行うことを特徴とする通信装置の回線診断方法に関するものである。
【００１０】
また、本発明の他の態様は、コンピュータに、回線診断に用いるテスト信号を発生する手段として機能させ、前記テスト信号の回線速度を、通信に用いる信号の回線速度よりも大きくして回線診断を行うように実行させることを特徴とする通信装置のプログラムに関するものである。
【００１１】
また、本発明の他の態様は、上記プログラムを記録した記録媒体に関するものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の通信装置は、通信に用いる信号の回線速度よりも大きな回線速度でも信号を送受信できるように設計し、高速なテスト信号を用いて意図的に回線品質を低下させることにより、回線診断に必要なサンプルデータを収集することができるので、回線診断の精度を向上させることができる。
【００１３】
このとき、専用の回線を設けて対向する通信装置と回線診断に係る制御信号の送受信を行うことにより、通信用の回線においてテスト信号用の新たなプロトコルを流す必要が無くなり、通信用の回線を使用している各部のプロトコル依存性を無くし、その設計変更を不要とするといった簡略化を達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の通信装置等を実施するための最良の形態について説明する。説明する際には、本明細書と同時に提出する図面を適宜参照する。
【００１５】
図１は、第１の形態の通信装置の構成に関するブロック図であり、通信装置１００と、通信装置に対向する通信装置２００が図示されている。通信装置１００は通信を行うときに用いる主信号を任意の回線速度にて通信装置２００に送信する主信号送信部１１１、通信装置２００より主信号を任意の回線速度にて受信する主信号受信部１１２、クロックを自己抽出して主信号と同期するクロック・データ再生回路部（ＣＤＲ部）１１３、主信号にテスト信号を多重するテスト信号多重部１１４、主信号に多重したテスト信号を分離するテスト信号分離部１１５、テスト信号を発生してテスト信号多重部１１４に送信するテスト信号送信部１１６、テスト信号分離部１１５により分離されたテスト信号を受信するテスト信号受信部１１７からなる送受信器１１０と、その送受信器１１０を中央処理制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）としての制御部１２０と、制御部１２０が送受信器１１０等を中央処理制御するために読み出すプログラムを格納した記録媒体ＲＯＭ（Read Only Memory）としての制御プログラム１３０を有して構成されている。
【００１６】
一方、通信装置２００は通信を行うときに用いる主信号を任意の回線速度にて通信装置１００に送信する主信号送信部２１１、通信装置２００より主信号を任意の回線速度にて受信する主信号受信部２１２、クロックを自己抽出して主信号と同期するクロック・データ再生回路部（ＣＤＲ）２１３、主信号にテスト信号を多重するテスト信号多重部２１４、主信号に多重したテスト信号を分離するテスト信号分離部２１５、テスト信号を発生してテスト信号多重部２１４に送信するテスト信号送信部２１６、テスト信号分離部２１５により分離されたテスト信号を受信するテスト信号受信部２１７からなる送受信器２１０と、その送受信器２１０を中央処理制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）としての制御部２２０と、制御部２２０が送受信器１１０等を中央処理制御するために読み出すプログラムを格納した記録媒体ＲＯＭ（Read Only Memory）としての制御プログラム２３０を有して構成されている。通信装置１００の主信号送信部１１１及び主信号受信部１１２はそれぞれ、主信号回線伝送路を通して、対向する通信装置２００の主信号受信部２１２及び主信号送信部２１１と接続される。また、通信装置１００の制御部１２０と通信装置２００の制御部２２０は管理・制御通信回線を通して接続されている。
【００１７】
装置内主信号回線は通信機器１００、２００のプロトコル依存部分（図示せず）と接続する等して、所定の伝送プロトコルにしたがって符号化された信号がテスト信号多重部１１４、２１４に到達する。
【００１８】
通信装置１００において回線診断を実施しない場合は、テスト信号多重部１１４では、装置内主信号回線を経由して受信する信号をそのまま通過させＣＤＲ部１１３へ出力する。自己抽出したクロックにてリタイミングを行うＣＤＲ部１１３は信号を再生し、再生された信号は、主信号送信部１１１を経由して、主信号回線伝送路へ出力され、対向する通信機器２００へ到達する。主信号受信部２１２で受信した信号はＣＤＲ部２１３にて信号再生された後、テスト信号分離部２１５を経由し、装置内主信号回線に送られる。
【００１９】
通信装置１００において回線診断を実施する場合は、テスト信号送信部１１６により出力するテスト信号をテスト信号多重部１１６、およびＣＤＲ部１１３を経由して主信号送信部１１１へ伝達するが、主信号回線伝送路の接続を切り離し、主信号受信部１１２へ出力される。また、通信装置１００におけるテスト信号の受信は、主信号受信部１１２、CDR部１１３を通過後、テスト信号分離部１１５にてテスト信号受信部１１７へ送られることで動作する。テスト信号送信部１１６・２１６、テスト信号受信部１１７・２１７、テスト信号多重部１１４・２１４、テスト信号分離部１１５・２１５、およびＣＤＲ部１１３・２１３での動作ビットレート設定などの制御は一括して制御部１２０・２２０が行い、互いに対向する通信機器間の信号の送受信は管理・制御通信回線を経由して行う。この管理・制御通信回線において回線診断に係る制御信号の送受信を行う。
【００２０】
次に、本形態の通信装置１００が行う回線診断方法に関する動作について説明する。図２は、通信装置１００による回線診断の動作処理に係るフローチャートである。
【００２１】
まず、通信装置１００の中で診断を行う回線を指定する（ステップＡ１）。この回線を指定する動作、および以下の設定の指示動作は、複数の通信装置からなる通信システムが自律的に動作するような場合は、いずれかの通信装置の制御部が行ってもよいし、通信システム全体を外部で管理して動作するような場合は、管理・制御通信回線と接続した外部制御部（不図示）が行ってもよいものとする。
【００２２】
次に、診断する回線をテストモードとして設定する（ステップＡ２）。ここでは、対向する通信装置間で主信号回線伝送路の接続を切り離し、テスト信号送信部１１１とテスト信号受信部１１２が接続されるように、テスト信号多重部１１４とテスト信号分離部１１５を設定する動作を示す。
【００２３】
次にテスト信号の回線速度を設定する（ステップＡ３）。ここでは、あらかじめ指定した回線速度にて動作するように、テスト信号送信部１１６及びテスト信号受信部１１７、さらに送信側及び受信側のＣＤＲ部１１３を設定する。それぞれのＣＤＲ部１１３が入力信号の動作速度と自動的に同期するような機能がある場合には、必ずしもＣＤＲ部１１３の動作速度設定を行う必要はない。テスト信号の回線速度は、通常の通信に用いる信号の回線速度よりも大きくして設定する。
【００２４】
次に、ビットエラーレート測定を行う（ステップＡ４）。ビットエラーレート測定を行う手順としては、擬似ランダムパタン、およびその繰り返しパタンなどをテスト信号送信部１１６から出力し、テスト信号受信部１１７で受信した信号パタンと正規の擬似ランダムパタンとの比較を行い、誤りビットをカウントし、送信ビット数との比を測定する方法などがある。ステップＡ３とステップＡ４については、ステップＡ５の回線速度変更動作と合わせて、所定回数実施し、ステップＡ６にてビットエラーレートの周波数依存性データを求められるようにする。ステップＡ６では各回線速度でのビットエラーレートが求まり、一例として、図３のような回線診断結果として集計することができる。
【００２５】
図３の結果は、実際に通信で用いる回線速度ではエラーフリーとなり、測定する回線速度を上昇させると、次第にビットエラーレートが増加する、といった結果を示している。この場合はステップＡ７において、「全ての測定でエラーフリー」となっていない（ステップＡ７でＮＯ）ので、次の動作としてステップＡ９が選択される。この結果の例では、回線速度を増加させたときのビットエラーレートの結果から、実際に通信で用いる回線速度でのマージンを推定する。
【００２６】
また、測定結果が図３と異なり、例えば、すべての測定結果にてエラーフリーとなった場合には、ステップＡ７の次の動作としてステップＡ８が選択され、この場合は、十分大きいマージンがあるとして回線の診断を完了する。
【００２７】
ステップＡ８、ステップＡ９のいずれに進んだ場合についても、最後にステップＡ１０にて診断回線のテストモードを解除し、主信号回線伝送路が接続される設定としてすべてのステップを完了する。
【００２８】
また、ステップＡ９において、図３のように実際に通信で用いる回線速度での品質を推測するのに十分なデータが集まらないことも考えられる。この場合についても、定量的に回線品質を推測するために、あらかじめ取得した、通信装置１００の送受信特性に関する統計データを補完的に用いてもよい。例えば、ビットエラーレート特性が回線速度の増加に対して非線形的に悪化するような統計データが得られている場合は、図４の回線診断結果のように、非線形的な補完データを用いて、実際に通信で用いる回線速度でのマージンを推測することができる。
【００２９】
本形態の回線診断方法を実施することにより以下の効果を奏する。即ち、実際に通信で用いる回線速度よりも大きな、複数の動作速度にてビットエラーレートを測定するというように構成されているため、実際の通信で用いる回線速度での回線品質を求めることができるということである。
【００３０】
もしも、実際に通信で用いる回線速度またはそれよりも低い回線速度だけの評価しか行わない場合は、エラーフリーという結果から定常的な品質としては問題ないことがわかるが、どれだけのマージンを有しているかという定量的な品質情報が得られないが、本形態ではこの定量的な品質情報を得ることが可能となる。
【００３１】
また、装置内主信号回線と主信号送信部１１１、あるいは主信号受信部１１２との間に存在するテスト信号多重部１１４、テスト信号分離部１１５、さらにCDR部１１３は、プロトコル依存性をもたず、全体として、自由な回線速度で動作することが可能となるように構成されているため、動作させる通信規格に依存しないトランスペアレント動作が可能な通信装置を実現することができる。
【００３２】
また、対抗する通信装置間の送受信を、主信号回線伝送路とは異なる、管理・制御通信回線を用いる構成としているため、主信号が通る主信号回線伝送路に、新たなテスト用のプロトコルを流す必要がなく、そのための特別な回路も不要となり、主信号回路部分全体を簡単に構成できる。
【００３３】
次に、第２の形態の通信装置１００について図面を参照して詳細に説明する。本形態の通信装置１００の構成は、図１のものと同一であるが、主信号回線伝送路が光ファイバ伝送路として機能し、主信号送信部１１１では電気信号を光信号に変換する機能が加わり光信号を出力し、主信号受信部１１２では光信号を受信して電気信号に変換する機能が加わっている点が異なる。
【００３４】
次に、本形態の通信装置１００が行う回線診断方法に関する動作について説明する。図５は、通信装置１００による回線診断の動作処理に係るフローチャートである。図２のフローチャートとの相違点はステップＡ２の次にステップＡ１１として送信光の光出力強度、および受信光の光入力強度の測定を実施するステップが加わっている点と、マージンを推測するステップＡ９の前に伝送路損失に応じた統計情報によるデータ補完を行うステップＡ１２が加わっている点である。
【００３５】
ステップＡ１１の出力光強度、入力光強度測定は、特別な評価手段を用いる必要はなく、通常の光送受信器に搭載されているモニタ回路を用いればよい。強度測定については、送信光出力が適切なデータ、あるいはテスト信号により変調されている状態で行うこととする。マーク率が一定であれば、変調時の光出力強度は動作速度によらず一定となるので、Ａ１１のステップは測定データを用いるステップＡ１２の前であれば、どの位置に入っても良い。
【００３６】
ステップＡ１２の詳細について、次に述べる。ここでは、第１の形態の説明においても述べた、ビットエラーレートの回線速度依存性に関する統計情報として、伝送損失情報など、主信号伝送路の情報も取り入れて、補完データの精度を上げることが目的である。ここで、あらかじめ、対象となる回線の送信光出力、および入力光強度を測定しているので、主信号伝送路の損失が得られる。過剰な損失が発生していない場合は、伝送路の損失がわかれば、伝送路の距離がわかり、伝送路の距離に応じた波長分散などの影響を考慮することができるようになる。
【００３７】
図６には通常の長距離光通信システムで用いる形態の例として、伝送路がシングルモードファイバであり、伝送信号波長が1.55マイクロメートル帯であるとした場合について、異なる伝送距離、すなわち異なる波長分散量のときのビットエラーレートの回線速度依存性の概念図を示した。回線速度が増加すると、１ビットあたりの光強度が減少することから、ビットエラーレートは大きくなるが、波長分散の影響があると、回線速度の高い場合に、信号の劣化が激しくなり、ビットエラーレートの増大がより大きくなる傾向がある。よって、図５のステップＡ９にてマージンを求める場合に、伝送路長がわかっていると、より精度の高いマージン推測が可能となる。
【００３８】
次に、上記形態の通信装置の具体例な構成における回線診断方法について説明する。図７は送受信器１１０を複数台装備した通信装置１００の構成に関するブロック図である。
【００３９】
図７に示す通信装置１００はプロトコル依存性がなく、なおかつ、自由な波長チャンネルによって信号を伝送することができる波長多重方式の通信装置である。主信号回線伝送路側へ繋がる送受信器部分には本発明の送受信器１１０が装備され、それぞれの送受信器１１０はＷＤＭ用の送受信器として、指定された波長チャンネルで動作するような光送受信手段を持つ。
【００４０】
なお、この具体例のように、送受信器１１０を複数台装備するような通信装置１００の場合には、送受信器１１０の構成として図８のように、複数の主信号回線に対してテスト信号送信部１１６、テスト信号受信部１１７を共有する回路構成としてもよい。ただし、この場合、テスト信号多重部１１４では任意の主信号回線に対してテスト信号を流すことができる構成とし、なおかつ、テスト信号分離部１１５は、任意の主信号回線から当該テスト信号分離部１１５へ導入できるような構成であるとする。また、テスト信号多重部１１４、およびテスト信号分離部１１５を動作させるときは、テスト信号を流さない他の主信号回線に対してビットエラーが発生する等の影響がないこととする。これらの光送受信手段の入出力は波長フィルタ１４０によって多重、あるいは分離され、主信号回線伝送路となる光ファイバと接続する。
【００４１】
一方、送受信器１１０の装置内主信号回線は空間スイッチ１５０に接続される。空間スイッチ１５０には、同じ主信号回線伝送路に接続する他の波長の送受信器１１０や、他の主信号回線伝送路に接続する送受信器１１０、さらには、サービス収容回線と接続する送受信器１１０などが接続されており、お互いに自由に接続設定できる構成となっている。
【００４２】
この通信装置１００はプロトコル無依存のトランスペアレント性と、波長クロスコネクト、ファイバクロスコネクトを含む、高い接続性を持つので、図９に示すような光ネットワークシステムにおいて、効率的に冗長化されたメッシュネットワークに適用することが有効である。波長パスの冗長化の例としては、同じ光ファイバ内で波長セクションを冗長化することで波長パスを冗長化する例（図９のＰ２−ＡとＰ２−Ｓ）や、異なるファイバによって波長パス全体を冗長化する例（図９のＰ１−ＡとＰ１−Ｓ）等が考えられる。いずれの場合も予備系に割り当てられた波長セクションはどの現用系にも用いない、あるいは、用いるとしても優先度が低く、他の回線に割り当てられてもよいルールとする。但し、図９の例では波長セクションＳ４が波長パスＰ１−ＡおよびＰ２−Ａのそれぞれの予備系となるＰ１−Ｓ及びＰ２−Ｓにて共通に割り当てられており、予備系の効率化が図られている。ここでは、Ｐ１とＰ２に同時に障害が発生しない限り、それぞれの予備系として割り当てられたパスの中の共通セクションとして波長セクションＳ４が機能することになる。
【００４３】
この波長セクションＳ４のような回線は実際のメッシュシステム内では多数存在することになるが、通常は現用回線を割り当てないことから、通常時は信号が適切に導通するかどうか、あるいは、伝送路や送受信器に劣化が生じることなく、適切な回線品質を保っているかという情報を得る手段がなく、なおかつ、非常時には確実に動作することが求められている。このような、使用する機会は非常に少ないが、確実に動作することが求められる予備系回線に対して、定期的に、回線品質診断を実施し回線品質を把握しておくことは、システム全体の信頼性を高める上で非常に重要なことであり、本発明の回線診断方法を適用することが有効となる。
【００４４】
なお、上述した形態は、本発明の通信装置等を実施するための最良のものであるが、かかる実施形式に限定する趣旨ではない。従って、本発明の要旨を変更しない範囲内においてその実施形式を種々変形することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】第１の形態の通信装置の構成に関するブロック図である。
【図２】第１の形態の通信装置による回線診断の動作処理に係るフローチャートである。
【図３】回線診断結果の一例を表したグラフである。
【図４】回線診断結果の一例を表したグラフである。
【図５】第２の形態の通信装置による回線診断の動作処理に係るフローチャートである。
【図６】ビットエラーレートの回線速度依存性の概念図である。
【図７】送受信器１１０を複数台装備した通信装置１００の構成に関するブロック図である。
【図８】複数の主信号回線に対してテスト信号送信部、テスト信号受信部を共有する送受信器を有する通信装置の構成に関するブロック図である。
【図９】本形態の通信装置により構成される光ネットワークシステムの構成に関するブロック図である。
【符号の説明】
【００４６】
１００    通信装置
１１０    送受信器
１１１    主信号送信部
１１２    主信号受信部
１１３    ＣＤＲ部
１１４    テスト信号多重部
１１５    テスト信号分離部
１１６    テスト信号送信部
１１７    テスト信号受信部
１２０    制御部
１３０    制御プログラム
１４０    波長フィルタ
１５０    空間スイッチ
２００    通信装置
２１０    送受信器
２１１    主信号送信部
２１２    主信号受信部
２１３    ＣＤＲ部
２１４    テスト信号多重部
２１５    テスト信号分離部
２１６    テスト信号送信部
２１７    テスト信号受信部
２２０    制御部
２３０    制御プログラム
【図１】
2008005340.tif 000003
【図２】
2008005340.tif 000004
【図３】
2008005340.tif 000005
【図４】
2008005340.tif 000006
【図５】
2008005340.tif 000007
【図６】
2008005340.tif 000008
【図７】
2008005340.tif 000009
【図８】
2008005340.tif 000010
【図９】
2008005340.tif 000011