(57)【要約】【課題】自己診断機能を備えた冗長用光スイッチを提供する。【解決手段】互いに１対１に対向させて配置された一組の配列した光ファイバ４４と別な一組の配列した光ファイバ４６と、前記光ファイバ４４のいずれかを代替する少なくとも１本の予備回線用光ファイバ３５とを備える。プリズム３２は、ボイスコイルモータ２９によって移動可能となっており、アクチュエータ３３によって対向する光ファイバ４４、４６間の光路に出し入れ自在となっている。プリズム３２は、ある光ファイバ４４、４６間の光路に突出することにより、ある光ファイバ４６と予備回線用光ファイバ３５とを結合する。自己診断時においては、ボイスコイルモータ２９によってプリズム３２を中央から端の光ファイバよりも外の位置まで移動させると共にその移動に要する時間を計測し、そのときの移動に要した時間に基づいて冗長用光スイッチ２１の故障の有無を判定する。【選択図】図１１
2007304373.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに１対１に対向させて配置された一組の配列した光ファイバと別な一組の配列した光ファイバと、
前記光ファイバのいずれかを代替する少なくとも１本の予備回線用光ファイバと、
光信号を反射させることにより、前記予備回線用光ファイバが代替する光ファイバに対向する光ファイバと前記予備回線用光ファイバとを結合する光反射部と、
前記光反射部を前記光ファイバの配列方向と平行な方向へ移動させる移動手段と、
前記光反射部を、対向する前記光ファイバ間の光路に出し入れする駆動部とを備えた冗長用光スイッチにおいて、
前記移動手段によって前記光反射部を所定位置から別な所定位置まで移動させると共にその移動に要する時間を計測し、光反射部が移動するのに要した前記時間に基づいて故障の有無を判定する自己診断手段を有することを特徴とする冗長用光スイッチ。
【請求項２】
前記自己診断手段は、前記光反射部が移動するのに要した前記時間が、第１の閾値よりも長い場合には劣化と判断し、さらに前記第１の閾値よりも長い第２の閾値よりも長い場合には異常と判断することを特徴とする、請求項１に記載の冗長用光スイッチ。
【請求項３】
前記光反射部が前記移動手段により移動させられる際には、前記光反射部は、対向する前記光ファイバ間の光路から外れた状態に保持されていることを特徴とする、請求項１に記載の冗長用光スイッチ。
【請求項４】
前記駆動部によって前記光反射部が突出させられているか、引っ込められているかを判断する光反射部位置判定手段を有し、
前記駆動部によって前記光反射部を突出させると共にその突出に要する時間を計測し、光反射部が突出するのに要した前記時間に基づいて前記駆動部の故障の有無を判定する駆動部診断手段を有することを特徴とすることを特徴とする、請求項１に記載の冗長用光スイッチ。
【請求項５】
前記駆動部診断手段により前記駆動部の故障の有無を判定する際、前記光反射部は、対向する光ファイバ間の領域から外れた位置で前記駆動部により突出動作を行なわれることを特徴とする、請求項１に記載の冗長用光スイッチ。
【請求項６】
前記光反射部と前記予備回線用光ファイバは、前記移動手段により一定の位置関係を保ったままで移動させられることを特徴とする、請求項１に記載の冗長用光スイッチ。
【請求項７】
前記自己診断手段は、定期的に自己診断を実行し、通信手段によってその判定結果を上位システムへ通知することを特徴とする、請求項１に記載の冗長用光スイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冗長用光スイッチに関し、特に、自己診断機能を備えた冗長用光スイッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
最近ではＦＴＴＨ（Fiber To The Home）の普及が進み、ブロードバンド通信が家庭でも利用できる環境が整いつつある。今後は光ファイバを経由したＩＰ（インターネットプロトコル）放送やＶＯＤ（ビデオオンデマンド）、ストリーム動画配信などのリアルタイムサービスの本格的な普及が目前に迫っている。このようなリアルタイムサービスが普及した社会においては、これまでのように人手作業によって障害修復工事を行なっていたのでは、局舎内設備に障害が発生した場合には、テレビ放送等を数日間は見られなくなるなど、ユーザーに甚大な不便をもたらすことになる。冗長用光スイッチは、このようなアクセス系の障害発生時に動作して障害の発生した回線を予備回線に切替え、ネットワークの信頼性を高めるのに役立つ。
【０００３】
図１は、典型的なネットワークシステムの構成を示すシステム図である。局舎内ネットワークは、ルータ（Ｌ３スイッチ）１１を中継機器としてインターネット網１２につながっている。ルータ１１は信号のアドレスに応じて経路制御しており、ルータの各回線はそれぞれメディアコンバータ１３と呼ばれる電気−光変換器に接続されている。障害が発生する可能性が高い機器はメディアコンバータ１３であるので、冗長用光スイッチ１４は各家庭につながる光伝送ネットワーク１５とメディアコンバータ１３の間に内挿される。また、各メディアコンバータ１３の故障（リンクダウン）は、コントロールカード１６によって検出される。
【０００４】
冗長用光スイッチ１４は、通常はメディアコンバータ１３と光伝送ネットワーク１５との間を直結しており、コントロールカード１６がいずれかのメディアコンバータ１３の故障を検出すると、コントロールカード１６は、故障したメディアコンバータ１３につながっていた光伝送ネットワーク１５を予備のメディアコンバータ１３ａに切り替えるよう、冗長用光スイッチ１４に指令を送る。この指令により、冗長用光スイッチ１４は、故障したメディアコンバータ１３につながっていた光伝送ネットワーク１５を故障したメディアコンバータ１３から切り離すと共に予備のメディアコンバータ１３ａに接続する。こうしてメディアコンバータ１３の故障に起因するネットワーク障害が復旧される。一方、故障したメディアコンバータ１３は、ネットワークから切り離された状態で交換又は修理された後、元の位置に接続される。
【０００５】
しかしながら、冗長用光スイッチの耐用年数は５〜１０年くらいと長いので、冗長用光スイッチがその間に故障していると、メディアコンバータが故障したときに予備のメディアコンバータに切り替えることができず、ネットワーク機能の復旧に失敗する恐れがある。
【０００６】
そのため、従来は、夜間などにおいて人手作業によって冗長用光スイッチの定期点検が行なわれており、労力を要していた。
【０００７】
なお、冗長用光スイッチとしては、引用文献１や引用文献２に開示されたものがあるが、これらの冗長用光スイッチには、自己診断機能はなかった。
【０００８】
【特許文献１】特願２００２−２２７６６８
【特許文献１】特開２００５−１１４７７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上記のような技術的課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、自己診断機能を備えた冗長用光スイッチを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明にかかる冗長用光スイッチは、互いに１対１に対向させて配置された一組の配列した光ファイバと別な一組の配列した光ファイバと、前記光ファイバのいずれかを代替する少なくとも１本の予備回線用光ファイバと、光信号を反射させることにより、前記予備回線用光ファイバが代替する光ファイバに対向する光ファイバと前記予備回線用光ファイバとを結合する光反射部と、前記光反射部を前記光ファイバの配列方向と平行な方向へ移動させる移動手段と、前記光反射部を、対向する前記光ファイバ間の光路に出し入れする駆動部とを備えた冗長用光スイッチにおいて、前記移動手段によって前記光反射部を所定位置から別な所定位置まで移動させると共にその移動に要する時間を計測し、光反射部が移動するのに要した前記時間に基づいて故障の有無を判定する自己診断手段を有することを特徴としている。
【００１１】
本発明にかかる冗長用光スイッチは、自己診断手段を備えているので、適宜自己診断手段によって自己診断を実行することにより、冗長用光スイッチにおける故障の発生を予め検知することができる。よって、ある回線に障害が発生したときに、冗長用光スイッチを動作させて予備回線用光ファイバ側に切替えて予備回線に代替させようとしたときに冗長用光スイッチが動作せず、ネットワーク網がいきなりダウンするのを防止することができる。
【００１２】
本発明の冗長用光スイッチのある実施態様においては、前記自己診断手段は、前記光反射部が移動するのに要した前記時間が、第１の閾値よりも長い場合には劣化と判断し、さらに前記第１の閾値よりも長い第２の閾値よりも長い場合には異常と判断することを特徴としている。かかる実施態様によれば、冗長用光スイッチが徐々に劣化する場合、自己診断手段によっていきなり異常と判定される前に劣化と判断されるので、冗長用光スイッチが完全に故障してしまう前に冗長用光スイッチを点検又は修理することができる。よって、冗長用光スイッチがいきなり故障と判断されるのを防止することができる。
【００１３】
本発明の冗長用光スイッチの別な実施態様においては、前記光反射部が前記移動手段により移動させられる際には、前記光反射部は、対向する前記光ファイバ間の光路から外れた状態に保持されていることを特徴としている。かかる実施態様によれば、光反射部が移動する際には、光反射部が引っ込んでいるので、対向する光ファイバ間の光路（回線）が光反射部によって遮断されることがない。
【００１４】
本発明の冗長用光スイッチのさらに別な実施態様においては、前記駆動部によって前記光反射部が突出させられているか、引っ込められているかを判断する光反射部位置判定手段を有し、前記駆動部によって前記光反射部を突出させると共にその突出に要する時間を計測し、光反射部が突出するのに要した前記時間に基づいて前記駆動部の故障の有無を判定する駆動部診断手段を有することを特徴としている。かかる実施態様によれば、適宜駆動部診断手段によって駆動部の診断を実行することにより、駆動部における故障の発生を予め検知することができる。よって、ある回線に障害が発生したときに、冗長用光スイッチを動作させて予備回線用光ファイバ側に切替えて予備回線に代替させようとしたときに駆動部が動作せず、ネットワーク網がいきなりダウンするのを防止することができる。
【００１５】
本発明の冗長用光スイッチのさらに別な実施態様においては、前記駆動部診断手段により駆動部の故障の有無を判定する際、前記光反射部は、対向する光ファイバ間の領域から外れた位置で前記駆動部により突出動作を行なわれることを特徴としている。かかる実施態様によれば、駆動部の診断を行なうとき、対向する光ファイバ間の領域から外れた位置で光反射部を駆動部により突出動作させているので、突出した光反射部によって光ファイバ間の光路（回線）が遮断されることがない。
【００１６】
本発明の冗長用光スイッチのさらに別な実施態様においては、前記光反射部と前記予備回線用光ファイバは、前記移動手段により一定の位置関係を保ったままで移動させられる。かかる実施態様によれば、代替された光ファイバと対向する光ファイバから予備回線用光ファイバまでの光路長が常に一定となり、均一な光学特性を実現することができる。
【００１７】
本発明の冗長用光スイッチのさらに別な実施態様においては、前記自己診断手段は、定期的に自己診断を実行し、通信手段によってその判定結果を上位システムへ通知することを特徴としている。かかる実施態様によれば、自己診断を実行して未然に冗長用光スイッチの故障を検知することができる。
【００１８】
なお、本発明の以上説明した構成要素は、可能な限り任意に組み合わせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施例を図面に従って詳細に説明する。
【実施例１】
【００２０】
図２は、本発明の実施例１による冗長用光スイッチ２１の構成を示す斜視図、図３は図２のＸ方向矢視図である。図４は、この冗長用光スイッチ２１の固定台座を取り除いた状態を示す斜視図、図５は図４のＹ方向矢視図である。
【００２１】
以下、図２〜図５に従って当該冗長用光スイッチ２１の構造を説明する。冗長用光スイッチ２１はベース盤２２の上に構成されている。図４及び図５に示すように、ベース盤２２の上面両端部には支持台２３が突設されており、両支持台２３の上面には角溝状をした凹部２３ａとＶ溝２３ｂとが形成されている。支持台２３の凹部２３ａには、長尺平板状をしたヨーク２４の端が嵌め込まれており、両支持台２３間にヨーク２４が張り渡されている。
【００２２】
支持台２３のＶ溝２３ｂ間には丸棒状のシャフト２５の端部が嵌め込まれており、ヨーク２４の両側にそれぞれシャフト２５が互いに平行に架設されている。ヨーク２４の両端部の上方にはそれぞれ固定板３４が配設されており、固定板３４はヨーク２４又は支持台２３にネジ止めされており、シャフト２５の両端は固定板３４とＶ溝２３ｂの間に弾性的に挟持されている。
【００２３】
ヨーク２４は、ボイスコイルモータ用のコイル２６内に摺動自在に挿通されており、コイル２６の上には平面視で略Ｅ形をしたスライダ２７が固定されている。ベース盤２２上面には、ヨーク２４の下面に対向させて長尺の永久磁石２８が設置されている。これらヨーク２４、コイル２６及び永久磁石２８によってボイスコイルモータ２９が構成されている。
【００２４】
ヨーク２４は永久磁石２８が生起する磁束をヨーク２４と永久磁石２８の間の空隙中に導くように閉磁路を形成しており、コイル２６の一部は当該空隙中を通過している。よって、ヨーク２４の下面と永久磁石２８との間にはほぼヨーク２４下面に垂直な方向に磁力線が発生しており、コイル２６に電流を流して励磁すると、コイル２６に生じるローレンツ力により、スライダ２７を搭載したコイル２６にはヨーク２４の長手方向と平行に推力が発生する。また、コイル２６に流す電流の向きを反転させると、コイル２６は反対向きの推力を発生する。
【００２５】
スライダ２７は両側に軸受け３０を備えており、各軸受け３０にそれぞれシャフト２５が摺動自在に挿通されている。よって、ボイスコイルモータ２９を駆動してコイル２６をヨーク２４に沿って走行させるとき、スライダ２７がシャフト２５でガイドされながらガタツキなくスムーズに走行するように構成されている。
【００２６】
スライダ２７の一方の軸受け３０の上方において、スライダ２７の片側上面には素子台座３１が固定されている。素子台座３１の中央部には、プリズム３２を上下に動かすためのアクチュエータ３３が実装されている。このアクチュエータ３３は、電磁リレーと同様な構造を有するものであって、シーソー状に上下に揺動する可動片の一方端部に断面直角三角形状をした棒状のプリズム３２が立てられている。なお、このような構造のアクチュエータは、特開２００４−３７６５２号公報に開示されている。
【００２７】
また、素子台座３１の端部上面には、予備のメディアコンバータにつながった予備回線用光ファイバ３５の先端部を保持するファイバフォルダ３６が設けられている。このファイバフォルダ３６は、位置調整用のプレート３７を介して素子台座３１に固定されている。すなわち、プリズム３２が上昇しているときには、予備回線用光ファイバ３５から出射した光がプリズム３２に入射し、プリズム３２で反射した光が９０°曲げられるようにファイバフォルダ３６が位置調整されている。
【００２８】
さらに、スライダ２７の下面には、等ピッチ（例えば、４０μｍ）のスリットをプリントしたリニアスケール３８が固着されており、これに対応させてベース盤２２の上面には反射型のリニアエンコーダ３９が配設されている。リニアエンコーダ３９からはレーザー光が出射され、その反射光を受光してスライダ２７の移動距離に応じたパルス列を出力する。よって、このリニアエンコーダ３９から出力されるパルス列に基づいてスライダ２７の移動量を計測することができ、プリズム３２の位置を精密に検出することができる。
【００２９】
図２及び図３に示すように、ベース盤２２の上面に固定された固定台座４０は略逆Ｌ型をしていてスライダ２７の上へ張り出すように設置されている。固定台座４０には比較的大きな開口４１が明けられており、スライダ２７の上面に設けられた素子台座３１は、この開口４１内に位置しており、この開口４１内で移動できるようになっている。
【００３０】
また、固定台座４０の上面において、開口４１の縁には４つの基板支持爪４２が突設されており、開口４１の上方でファイバ取付板４３が基板支持爪４２によって水平に支持されている。図３に示すように、ファイバ取付板４３の下面には、現用の各メディアコンバータにつながった複数本の光ファイバ４４（以下、１次側光ファイバという。）の先端を一定ピッチ（例えば、２５０μｍピッチ）毎に揃えて保持した１次側ファイバアレイフォルダ４５と、光伝送ネットワークの各回線につながった複数本の光ファイバ４６（以下、２次側光ファイバという。）の先端を同じく一定ピッチ毎に揃えて保持した２次側ファイバアレイフォルダ４７とが対向した状態で固定されている。
【００３１】
図６は上記のような冗長用光スイッチ２１における１次側光ファイバ４４、２次側光ファイバ４６及び予備回線用光ファイバ３５の位置関係を示す平面図、図７は図４のＺ−Ｚ線断面図である。予備回線用光ファイバ３５と各１次側光ファイバ４４と各２次側光ファイバ４６とは、同一水平面内に配置されている。各１次側光ファイバ４４と各２次側光ファイバ４６とは、１対１に向かいあっていて同軸状に配置されている。予備回線用光ファイバ３５は、その軸線方向が１次側光ファイバ４４と２次側光ファイバ４６とを結ぶ軸線方向に直交するように配置されている。
【００３２】
予備回線用光ファイバ３５とプリズム３２を備えたアクチュエータ３３とは、素子台座３１に搭載されており、ボイスコイルモータ２９によって、１次側光ファイバ４４と２次側光ファイバ４６を結ぶ軸線方向に直交する方向で一緒に水平往復移動する。ただし、プリズム３２が最も遠い側の端に移動しても、予備回線用光ファイバ３５及びファイバフォルダ３６が１次側光ファイバ４４と２次側光ファイバ４６の間の空間へ突出して光路を遮ることのないよう、プリズム３２と予備回線用光ファイバ３５の端面までの距離ｂは、１次側光ファイバ４４（又は２次側光ファイバ４６）全体の幅ｄよりも充分に長くなっている（ｂ＞ｄ）。
【００３３】
各１次側光ファイバ４４の端面にはそれぞれマイクロレンズ４８が設けられ、各２次側光ファイバ４６の端面にはそれぞれマイクロレンズ４９が設けられ、予備回線用光ファイバ３５の端面にはマイクロレンズ５０が設けられており、これらのマイクロレンズ４８、４９、５０はコリメートレンズとなっている。すなわち、マイクロレンズ４８の焦点距離は１次側光ファイバ４４の端面とマイクロレンズ４８の主平面との距離に略等しく、マイクロレンズ４９の焦点距離は２次側光ファイバ４６の端面とマイクロレンズ４９の主平面との距離に略等しく、マイクロレンズ５０の焦点距離は予備回線用光ファイバ３５の端面とマイクロレンズ５０の主平面との距離に略等しくなっている。
【００３４】
よって、正常な状態においては、例えば１次側光ファイバ４４から出射した光束はマイクロレンズ４８によってコリメート化されてマイクロレンズ４９に入射し、マイクロレンズ４９で集光されて２次側光ファイバ４６に低挿入損失で結合される。２次側光ファイバ４６から出た光束が１次側光ファイバ４４に結合される場合も同様である。このとき、プリズム３２は、１次側光ファイバ４４（又は２次側光ファイバ４６）の全体の幅ｄの中央部に位置において、各光ファイバ４４、４６、３５の位置する水平面よりも下方に引っ込んでいる（この位置をホームポジションという。）。
【００３５】
また、障害発生時には、故障したメディアコンバータにつながっている１次側光ファイバ４４とそれに対向する２次側光ファイバ４６との間の光路にプリズム３２が挿入され、２次側光ファイバ４６から出射された光束をプリズム３２で直角に全反射させて予備回線用光ファイバ３５に結合させ、あるいは、予備回線用光ファイバ３５から出射された光束を予備回線用光ファイバ３５で直角に全反射させて２次側光ファイバ４６に結合させる。
【００３６】
ここで、２次側光ファイバ４６の端面とプリズム３２との距離ａと、プリズム３２と予備回線用光ファイバ３５の端面との距離ｂとの和ａ＋ｂは、１次側光ファイバ４４の端面と２次側光ファイバ４６の端面との距離ｃに等しくなっている。しかも、スライダ２７の位置によらずプリズム３２と予備回線用光ファイバ３５の端面との距離ｂは一定となっているので、予備回線用光ファイバ３５がどの位置にあっても、２次側光ファイバ４６と予備回線用光ファイバ３５との間の光路長は一定になる。よって、障害発生時においても、正常時と同様な光学特性（挿入損失）を得ることができ、しかもプリズム３２の位置にかかわらず、均一な光学特性を得ることができる。なお、図６に示した例では、２次側光ファイバ４６とマイクロレンズ４８及びマイクロレンズ５０との間の光路において、光束はコリメート光となっていたが、当該光路の中央において１点に集光されるようにしてもよい。
【００３７】
図８は冗長用光スイッチ２１の制御回路部の構成を示すブロック図である。冗長用光スイッチ２１には、回路基板（図示せず）が組み込まれており、当該回路基板上にはコントローラ基板５１、ＬＥＤ駆動回路５２、アクチュエータ駆動回路５３、ボイスコイルモータ駆動回路５４が実装されている。冗長用光スイッチ２１は、イーサネットケーブル５５（Ethernet/IP/TCP 100BASE-T）（イーサネット及びEthernetは登録商標）によって上位システム５６（コントロールカード）に接続するためのコネクタ５７を有し、コントローラ基板５１はイーサネットコントローラ（Ethrernet Controller）５８を実装しており、冗長用光スイッチ２１はイーサネットコントローラ５８を介して上位システム５６と通信する。また、コントローラ基板５１に搭載されたマイクロコンピュータ（ＣＰＵ）５９は、冗長用光スイッチ２１における後述のような動作を制御する。
【００３８】
冗長用光スイッチ２１は、複数のＬＥＤ６０を有している。ＬＥＤ６０は各回線に対応して設けられており、故障発生時にマイクロコンピュータ５９から駆動回路５２にＬＥＤ点灯信号が出力されると、ＬＥＤ駆動回路５２は故障回線に対応したＬＥＤ６０を例えば赤色に点灯させて故障回線を報知する。なお、ＬＥＤ６０は、正常時には緑色に点灯している。さらに、予備回線用のＬＥＤ６０は、予備回線が使用されていないときには赤色に点灯しており、障害発生時に予備回線に接続された時には、当該ＬＥＤ６０は緑色に点灯する。
【００３９】
アクチュエータ駆動回路５３は、マイクロコンピュータ５９からのアクチュエータ駆動信号に応じてアクチュエータ３３を駆動し、プリズム３２を上方へ突出させ、あるいは下方へ後退させる。また、パワードライバ回路５４は、マイクロコンピュータ５９からのボイスコイルモータ駆動信号に応答してボイスコイルモータ２９のコイル２６へ電流を増幅して供給し、スライダ２７を走行させる。
【００４０】
一方、マイクロコンピュータ５９には、スライダ２７の走行方向の位置情報を伝えるためのエンコーダ信号がリニアエンコーダ３９から入力され、ボイスコイルモータ２９からはコイル２６に流れる電流の値を伝える電流値信号が入力されている。また、アクチュエータ３３は、電磁リレーを利用しているため、プリズム３２の上下に応じて開閉する電気接点６１を有しており、この電気接点６１の開閉状態を伝える接点開閉信号がマイクロコンピュータ５９に入力されている。また、マイクロコンピュータ５９には、上位システム５６から回線の切替え指令や状態確認指令などの外部指令信号が入力されている。
【００４１】
次に、上記のような構成の冗長用光スイッチ２１の動作を図９〜図１１のフロー図に従って説明する。この冗長用光スイッチ２１の特徴的な動作は、メディアコンバータ故障時の修復動作、停電復旧時の動作、自己診断動作である。
【００４２】
冗長用光スイッチ２１の電源が投入されると（ステップＳ１１）、冗長用光スイッチ２１はまず初期設定を実行する（ステップＳ１２）。図１０のステップＳ２１〜Ｓ２５は、正常時の初期設定動作を表わしている。初期設定動作が開始すると、ボイスコイルモータ２９が駆動されてスライダ２７が光ファイバ４４、４６の配列方向の一方（＋方向）へ向けて移動する（ステップＳ２１）。リニアエンコーダ３９によって一方の端（＋端）に達したことを検知したら、スライダ２７が反転して他方（−方向）へ向けて移動する（ステップＳ２２）。そして、プリズム３２がホームポジションとなる位置にスライダ２７が到達したらスライダ２７をそこに停止させる（ステップＳ２３）。
【００４３】
この後、不揮発性メモリの所定メモリエリアに格納データ（移動先ポート）があるか否か判断する（ステップＳ２４）が、正常時には格納データは存在しないので、各回線に対応したＬＥＤ６０が駆動されて緑色に点灯し、予備回線に対応したＬＥＤ６０が赤色に点灯する（ステップＳ２５）。これによって初期設定が終了する。
【００４４】
初期設定が終了したら、冗長用光スイッチ２１は上位システム５６からの指令を受信するか、自己診断起動時刻が到来するまでは、そのままの状態で待機する（ステップＳ１３、Ｓ１９でＮＯの場合）。
【００４５】
（故障発生時の修復動作）
上位システム５６はメディアコンバータの故障を監視しており、その故障を検知すると、障害の発生したメディアコンバータを予備のメディアコンバータに切替え接続するようイーサネット回線を通じて冗長用光スイッチ２１に対して切替え指令を送信する。
【００４６】
冗長用光スイッチ２１に内蔵されているマイクロコンピュータ５９が、同指令を受け取ると（ステップＳ１３でＹＥＳの場合）、移動先ポートすなわち故障の発生したメディアコンバータにつながっている１次側光ファイバ４４を確認する（ステップＳ１４）。
【００４７】
ついで、ボイスコイルモータ２９を駆動してスライダ２７を走行させる（ステップＳ１５）。この際、リニアエンコーダ３９でスライダ２７の移動距離を計測すると共にスライダ２７が目標位置で停止させられるようにリニアエンコーダ３９の信号をマイクロコンピュータ５９へ負帰還する。プリズム３２が故障したメディアコンバータにつながった１次側光ファイバ４４の光路下近辺（隣接光路を遮らない位置であって、例えば±５０μｍ以内）に達したら、スライダ２７の移動を完了して停止させる（ステップＳ１６）。
【００４８】
スライダ２７が停止したら直ちに、マイクロコンピュータ５９からアクチュエータ駆動回路５３へ信号を送信し、アクチュエータ３３を駆動してプリズム３２を上方へ突出させ、故障したメディアコンバータにつながっていた１次側光ファイバ４４とそれに対向する２次側光ファイバ４６との間の光路を遮断する（ステップＳ１７）。一方、ルータは故障したメディアコンバータの回線を予備のメディアコンバータに切替えている。これによって、故障したメディアコンバータに接続されていた２次側光ファイバ４６と予備回線用光ファイバ３５とがプリズム３２を介して接続され、障害の発生したメディアコンバータに接続されていた２次側光ファイバ４６は、予備のメディアコンバータに切替えられてルータに再接続され、回線が修復される。
【００４９】
次に、障害の発生したメディアコンバータに対応するＬＥＤ６０を赤色に点灯させ、予備のメディアコンバータに対応するＬＥＤ６０を緑色に点灯させる。これは、保守作業員が現場で障害の発生したメディアコンバータを良品に交換する際に、誤って正常なカードを換装しないようにするためである。
【００５０】
この冗長用光スイッチ２１では、リニアエンコーダ３９を備えたボイスコイルモータ２９でスライダ２７を移動させるようにしているので、スライダ２７を高速でかつ精密に移動させることができる。しかも、アクチュエータ３３としては、瞬間的に回路を開閉することのできる電磁リレーと同様な構造のものを用いているので、高速でプリズム３２を上下に移動させることができる。さらには、プリズム３２は、光ファイバ４４、４６の配列方向の中央で待機しているので、指示された位置まで移動するための最大所要時間が短くなる。よって、障害の発生した回路を高速で予備回線に切り替えることができる。この一連の切替動作は時間にして５０ｍsec程度で完了するので、テレビ鑑賞では１コマ分程度の欠落に相当する。よって、例えばオンラインで映画鑑賞しているような場合にも、末端のユーザーは障害の発生と復旧を殆ど意識することはない。
【００５１】
（停電復旧時の動作）
ボイスコイルモータ２９はその構造上、常時リニアエンコーダ３９の信号を利用して負帰還制御する必要があり、自己位置保持機能を有していない。それゆえ、プリズム３２が故障したメディアコンバータにつながっていた２次側光ファイバ４６の位置へ移動して当該２次側光ファイバ４６を予備回線用光ファイバ３５と接続しているときに停電が発生すると、プリズム３２はこの位置を維持できない。停電中は通信装置自体も機能不全となるため問題は生じないが、停電復旧後は、速やかにプリズム３２を元の状態へ復帰させることが望まれる。
【００５２】
この対応のため、マイクロコンピュータ５９は上記のようにして予備のメディアコンバータへの切替え動作を完了した後、障害の発生している光ポートのポート番号（移動先ポート）を内蔵の不揮発性メモリの所定メモリエリアに記憶する。
【００５３】
そして、停電が復旧して冗長用光スイッチ２１の電源が再投入（ステップＳ１１）された後、図１０のステップＳ２１〜Ｓ２４、Ｓ２６〜Ｓ３０に従って初期設定（ステップＳ１２）が行なわれる。すなわち、ボイスコイルモータ２９が駆動されてスライダ２７が光ファイバ４４、４６の配列方向の一方（＋方向）へ向けて移動する（ステップＳ２１）。リニアエンコーダ３９によって一方の端（＋端）に達したことを検知したら、スライダ２７が反転して他方（−方向）へ向けて移動する（ステップＳ２２）。そして、プリズム３２がホームポジションとなる位置にスライダ２７が到達したらスライダ２７を一旦そこに停止させる（ステップＳ２３）。
【００５４】
この後、不揮発性メモリのメモリエリアを走査して格納データがあるか否か判断する（ステップＳ２４）。所定メモリエリアにポート番号が書き込まれていれば（ステップＳ２４でＹＥＳの場合）、その移動先ポートを確認し（ステップＳ２６）、リニアエンコーダ３９で移動量を計測しながらボイスコイルモータ２９を駆動してスライダ２７を移動させ（ステップＳ２７）、プリズム３２が移動先ポートに到達してことを検知したらスライダ２７を停止させる（ステップＳ２８）。ついで、アクチュエータ３３を駆動してプリズム３２を元の光路に挿入し（ステップＳ２９）、障害の発生している回線のＬＥＤ６０を赤色に点灯させる（ステップＳ３０）。これにより、停電復旧後も障害の発生したメディアコンバータを予備のメディアコンバータに切替えた状態が保持される。
【００５５】
また、ステップＳ２４で所定メモリエリアにポート番号が書き込まれていなければ、通常通りプリズム３２をホームポジションに停止させたままで全てのＬＥＤ６０を緑色に点灯させる。
【００５６】
（自己診断動作）
また、待機中に予め設定された自己診断起動時刻が到来した場合（ステップＳ１９でＹＥＳの場合）には、自己診断動作が実行される（ステップＳ２０）。コントローラ基板５１には２４時間制のリアルタイムクロックが搭載してあり、自己診断機能は、例えば１日１回、通信トラフィックが希薄となる深夜未明に起動する。この自己診断動作を図１１に示す。
【００５７】
いま、１次側光ファイバ４４及び２次側光ファイバ４６が１６本で構成されているとし、これらの光ファイバ４４、４６を一方の端から他方の端へ向けて１チャンネル〜１６チャンネルと呼ぶことにする。自己診断動作が開始すると、ボイスコイルモータ試行を行なって時間−変位データを取得する（ステップＳ３１、Ｓ３２）。すなわち、ホームポジション（８チャンネルと９チャンネルの中間位置の下方）に待機しているプリズム３２を、ボイスコイルモータ２９を駆動することによって、まず１チャンネルよりも外側の０チャンネル相当の位置まで移動させる。この際、リニアエンコーダ３９から出力されるエンコーダ信号の時系列データを、例えば０.１ｍsecのサンプリング周期でメモリに保存する。
【００５８】
次に、プリズム３２を一旦ホームポジションに戻し、続けてプリズム３２を１６チャンネルよりも外側の１７チャンネル相当の位置まで移動させる。この際、リニアエンコーダ３９から出力されるエンコーダ信号の時系列データを、例えば０.１ｍsecのサンプリング周期でメモリに保存する。
【００５９】
ボイスコイルモータ試行が完了したら、引き続き、プリズム３２を１７チャンネル相当の位置で停止させたままでアクチュエータ３３を駆動し（ステップＳ３３）、アクチュエータ３３の電気接点６１のオン動作を行ない、マイクロコンピュータ５９がアクチュエータ駆動信号を出力してから電気接点６１閉の接点開閉信号を受信するまでの時間（時間−接点データ）Ｔｒを計測し、その時間−接点データをメモリに保存する（ステップＳ３４）。なお、電気接点６１の開閉を複数回行なって電気接点６１が閉じるまでの時間の平均値をＴｒとしてもよい。こうして時間−変位データや時間−接点データが採取されたら、プリズム３２を速やかにホームポジションへ帰還させる。
【００６０】
図１２はこのようなボイスコイルモータ試行によりえられた時間−変位データの一例をグラフとして表わしている。この横軸は、プリズム３２がホームポジションをスタートしてからの経過時間であり、縦軸は、ホームポジションを基点として図った水平距離である。なお、光ファイバのピッチを２５０μｍとした場合には、ホームポジションから０チャンネル相当の位置又は１７チャンネル相当の位置までの移動距離は、２,１２５μｍとなるが、図１２のデータを採取する際には、移動距離を１,７５０μｍとしたので、以下の説明では、この値を用いる。
【００６１】
このような時間−変位データや時間−接点データなどの時系列データが得られたら、０チャンネル相当位置及び１７チャンネル相当位置へ移動する際の時系列データに基づいて冗長用光スイッチ２１の状態判定を行なう（ステップＳ３５）。まず、ボイスコイルモータ試行結果から０チャンネル相当位置（例えば、ホームポジションから１,７５０μｍの位置）の近辺（例えば、移動先目標位置を中心として±５０μｍ以内）の範囲に入るまでの所要時間Ｔs00（図１２では、４３.０ｍsec）を算出する。
【００６２】
そして、予め実験的に定めておいた上下の閾値ＴsREF1（例えば、５０.０ｍsec）、ＴsREF2（例えば、６０.０ｍsec）と所要時間Ｔs00とを比較し、下記の条件式によって冗長用光スイッチ２１の＋方向移動時の状態を判定する。
Ｔs00 ≦ ＴsREF1                正常
ＴsREF1 ＜ Ｔs00 ≦ＴsREF1      劣化
ＴsREF2 ＜ Ｔs00                異常
【００６３】
冗長用光スイッチ２１の劣化や異常の原因としては、支持台２３の錆などが主な要因として考えられるので、冗長用光スイッチ２１の劣化が進むと次第にスライダ２７の移動速度は低下する。よって、上記のような判定式により判定することとしている。
【００６４】
同様に、ボイスコイルモータ試行結果から１７チャンネル相当位置の近辺の範囲に入るまでの所要時間Ｔs17を算出する。そして、上下の閾値ＴsREF1、ＴsREF2と所要時間Ｔs17とを比較し、下記の条件式によって冗長用光スイッチ２１の−方向移動時の状態を判定する。
Ｔs17 ≦ ＴsREF1                正常
ＴsREF1 ＜ Ｔs17 ≦ＴsREF1      劣化
ＴsREF2 ＜ Ｔs17                異常
【００６５】
また、アクチュエータ３３のオン／オフを行なった時間−接点データからは、電気接点６１が閉じるまでの時間Ｔｒを求め、予め設定しておいた閾値TrREFと比較し、下記の条件式によってアクチュエータ３３の状態を判定する。
Ｔｒ ≦ ＴrREF      正常
ＴrREF ＜ Ｔｒ      異常
【００６６】
上記の３つの判定の結果、いずれも正常であれば、自己診断動作を終了し、メインルーチンへ戻る。また、いずれか１つの判定にでも異常が認められた場合には、指令を受ける通信ポートを通じて上位システム５６へ異常を通知する（ステップＳ３６）。また、異常がない場合でも、いずれか１つの判定に劣化が認められた場合には、上位システム５６へ劣化を通知する（ステップＳ３６）。もちろん、正常の場合でも、必要に応じて上位システム５６への通知を実行するようにしてもよい。
【００６７】
なお、この自己診断動作では、プリズム３２が下降したままで０チャンネル相当位置と１７チャンネル装置位置へ移動し、また、光ファイバの配列領域から外れた１７チャンネル相当位置でプリズム３２を上下させるので、１次側光ファイバ４４と２次側光ファイバ４６の間の光路に干渉することなく、機械的な可動範囲全域に亘って検査できる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】図１は、ネットワークシステムの構成を示すシステム図である。
【図２】図２は、本発明の実施例１による冗長用光スイッチの構成を示す斜視図である。
【図３】図３は図２のＸ方向矢視図である。
【図４】図４は、実施例１の冗長用光スイッチから固定台座を取り除いた状態を示す斜視図である。
【図５】図５は、図４のＹ方向矢視図である。
【図６】図６は、実施例１の冗長用光スイッチにおける１次側光ファイバ、２次側光ファイバ及び予備回線用光ファイバの位置関係を示す平面図である。
【図７】図７は、図６のＺ−Ｚ線断面図である。
【図８】図８は、実施例１の冗長用光スイッチの制御回路部の構成を示すブロック図である。
【図９】図９は、実施例１の冗長用光スイッチの動作を説明するフロー図である。
【図１０】図１０は、図９中の初期設定動作を説明するフロー図である。
【図１１】図１１は、図９中の自己診断動作を説明するフロー図である。
【図１２】図１２は、ボイスコイルモータを駆動してスライダを走行させたときの経過時間とプリズム位置との関係を表わした図である。
【符号の説明】
【００６９】
２１      冗長用光スイッチ
２４      ヨーク
２５      シャフト
２６      コイル
２７      スライダ
２９      ボイスコイルモータ
３１      素子台座
３２      プリズム
３３      アクチュエータ
３５      予備回線用光ファイバ
３９      エンコーダ
４０      固定台座
４３      ファイバ取付板
４４      １次側光ファイバ
４６      ２次側光ファイバ
５１      コントローラ基板
５２      ＬＥＤ駆動回路
５３      アクチュエータ駆動回路
５４      パワードライバ回路
５５      イーサネットケーブル
５６      上位システム
５７      コネクタ
５８      イーサネットコントローラ
５９      マイクロコンピュータ
６０      ＬＥＤ
６１      電気接点
【図１】
2007304373.tif 000003
【図２】
2007304373.tif 000004
【図３】
2007304373.tif 000005
【図４】
2007304373.tif 000006
【図５】
2007304373.tif 000007
【図６】
2007304373.tif 000008
【図７】
2007304373.tif 000009
【図８】
2007304373.tif 000010
【図９】
2007304373.tif 000011
【図１０】
2007304373.tif 000012
【図１１】
2007304373.tif 000013
【図１２】
2007304373.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成19年7月17日(2007.7.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに１対１に対向させて配置された一組の配列した光ファイバと別な一組の配列した光ファイバと、
前記光ファイバのいずれかを代替する少なくとも１本の予備回線用光ファイバと、
光信号を反射させることにより、前記予備回線用光ファイバが代替する光ファイバに対向する光ファイバと前記予備回線用光ファイバとを結合する光反射部と、
前記光反射部を前記光ファイバの配列方向と平行な方向へ移動させる移動手段と、
前記光反射部を、対向する前記光ファイバ間の光路に出し入れする駆動部とを備えた冗長用光スイッチにおいて、
前記移動手段は、前記光反射部を移動させるためのボイスコイルモータと、前記光反射部の移動量を測定するリニアエンコーダとを備え、前記ボイスコイルモータを前記リニアエンコーダの信号を利用して負帰還制御することで前記光反射部を目標位置で停止可能とし、
前記移動手段によって前記光反射部を所定位置から別な所定位置まで移動させると共に前記リニアエンコーダの信号によってその移動に要する時間を計測し、光反射部が移動するのに要した前記時間に基づいて故障の有無を判定する自己診断手段を有することを特徴とする冗長用光スイッチ。
【請求項２】
前記自己診断手段は、前記光反射部が移動するのに要した前記時間が、第１の閾値よりも長い場合には劣化と判断し、さらに前記第１の閾値よりも長い第２の閾値よりも長い場合には異常と判断することを特徴とする、請求項１に記載の冗長用光スイッチ。
【請求項３】
前記光反射部が前記移動手段により移動させられる際には、前記光反射部は、対向する前記光ファイバ間の光路から外れた状態に保持されていることを特徴とする、請求項１に記載の冗長用光スイッチ。
【請求項４】
前記駆動部はシーソー状に上下に揺動する可動片の一方端部に前記光反射部を備えるとともに、前記光反射部の上下に応じて開閉する電気接点を有し、前記電気接点の開閉によって前記光反射部が突出させられているか、引っ込められているかを判断する光反射部位置判定手段を有し、
前記駆動部によって前記光反射部を突出させると共に前記電気接点の開閉時間からその突出に要する時間を計測し、光反射部が突出するのに要した前記時間に基づいて前記駆動部の故障の有無を判定する駆動部診断手段を有することを特徴とする、請求項１に記載の冗長用光スイッチ。
【請求項５】
前記駆動部診断手段により前記駆動部の故障の有無を判定する際、前記光反射部は、対向する光ファイバ間の領域から外れた位置で前記駆動部により突出動作を行なわれることを特徴とする、請求項４に記載の冗長用光スイッチ。
【請求項６】
前記光反射部と前記予備回線用光ファイバは、前記移動手段により一定の位置関係を保ったままで移動させられることを特徴とする、請求項１に記載の冗長用光スイッチ。
【請求項７】
前記自己診断手段は、定期的に自己診断を実行し、通信手段によってその判定結果を上位システムへ通知することを特徴とする、請求項１に記載の冗長用光スイッチ。
【請求項８】
前記移動手段の移動先の位置情報を記憶し、停電復旧後の電源再投入時に、記憶された前記位置情報に従って前記移動手段を停電前の位置に移動させることを特徴とする、請求項１に記載の冗長用光スイッチ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明にかかる冗長用光スイッチは、互いに１対１に対向させて配置された一組の配列した光ファイバと別な一組の配列した光ファイバと、前記光ファイバのいずれかを代替する少なくとも１本の予備回線用光ファイバと、光信号を反射させることにより、前記予備回線用光ファイバが代替する光ファイバに対向する光ファイバと前記予備回線用光ファイバとを結合する光反射部と、前記光反射部を前記光ファイバの配列方向と平行な方向へ移動させる移動手段と、前記光反射部を、対向する前記光ファイバ間の光路に出し入れする駆動部とを備えた冗長用光スイッチにおいて、前記移動手段は、前記光反射部を移動させるためのボイスコイルモータと、前記光反射部の移動量を測定するリニアエンコーダとを備え、前記ボイスコイルモータを前記リニアエンコーダの信号を利用して負帰還制御することで前記光反射部を目標位置で停止可能とし、前記移動手段によって前記光反射部を所定位置から別な所定位置まで移動させると共に前記リニアエンコーダの信号によってその移動に要する時間を計測し、光反射部が移動するのに要した前記時間に基づいて故障の有無を判定する自己診断手段を有することを特徴としている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明にかかる冗長用光スイッチは、自己診断手段を備えているので、適宜自己診断手段によって自己診断を実行することにより、冗長用光スイッチにおける故障の発生を予め検知することができる。よって、ある回線に障害が発生したときに、冗長用光スイッチを動作させて予備回線用光ファイバ側に切替えて予備回線に代替させようとしたときに冗長用光スイッチが動作せず、ネットワーク網がいきなりダウンするのを防止することができる。また、リニアエンコーダを備えたボイスコイルモータで光反射部を移動させるようにしているので、光反射部を高速でかつ精密に移動させることができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
本発明の冗長用光スイッチのさらに別な実施態様においては、前記駆動部はシーソー状に上下に揺動する可動片の一方端部に前記光反射部を備えるとともに、前記光反射部の上下に応じて開閉する電気接点を有し、前記電気接点の開閉によって前記光反射部が突出させられているか、引っ込められているかを判断する光反射部位置判定手段を有し、前記駆動部によって前記光反射部を突出させると共に前記電気接点の開閉時間からその突出に要する時間を計測し、光反射部が突出するのに要した前記時間に基づいて前記駆動部の故障の有無を判定する駆動部診断手段を有することを特徴としている。かかる実施態様によれば、適宜駆動部診断手段によって駆動部の診断を実行することにより、駆動部における故障の発生を予め検知することができる。よって、ある回線に障害が発生したときに、冗長用光スイッチを動作させて予備回線用光ファイバ側に切替えて予備回線に代替させようとしたときに駆動部が動作せず、ネットワーク網がいきなりダウンするのを防止することができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
本発明の冗長用光スイッチのさらに別な実施態様においては、前記自己診断手段は、定期的に自己診断を実行し、通信手段によってその判定結果を上位システムへ通知することを特徴としている。かかる実施態様によれば、自己診断を実行して未然に冗長用光スイッチの故障を検知することができる。
また、本発明の冗長用光スイッチのさらに別な実施態様においては、前記移動手段の移動先の位置情報を記憶し、停電復旧後の電源再投入時に、記憶された前記位置情報に従って前記移動手段を停電前の位置に移動させることを特徴としている。かかる実施態様によれば、停電復旧後も障害の発生した回線を予備の回線に切替えた状態が保持される。