(57)【要約】【課題】障害の発生に伴って運用伝送経路を変更する際に、通信品質が低下することを防止することが可能な光通信システムを提供すること。【解決手段】光通信システム７０００は、送信装置から受信装置へ光信号によりデータを伝送する。光通信システムは、送信装置から受信装置への伝送経路を複数有し、第１の伝送経路を運用伝送経路として設定し、運用伝送経路を経由して送信装置から受信装置へデータを伝送する（７００１）。光通信システムは、第１の伝送経路を経由した光信号の品質を表す値のうちの、偏波モード分散に起因する時間変動成分である変動品質値を取得する（７００２）。光通信システムは、変動品質値に基づいて、将来の時点において、第１の伝送経路にて障害が発生することを検知する（７００３）。光通信システムは、障害の発生が検知された場合、運用伝送経路を第１の伝送経路から第２の伝送経路へ変更する。【選択図】図７
2013141048.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信装置及び受信装置を含むとともに、当該送信装置から当該受信装置へ光信号によりデータを伝送する光通信システムであって、
前記送信装置から前記受信装置への伝送経路を複数有し、
前記複数の伝送経路のうちの１つである第１の伝送経路を運用伝送経路として設定し、当該設定された運用伝送経路を経由して前記送信装置から前記受信装置へ前記データを伝送するデータ伝送手段と、
前記第１の伝送経路を経由した、前記受信装置により受信される前記光信号の品質を表す値のうちの、偏波モード分散に起因する時間変動成分である第１の変動品質値を取得する変動品質値取得手段と、
前記取得された第１の変動品質値に基づいて、将来の時点において、前記第１の伝送経路にて障害が発生することを検知する障害発生検知手段と、
を備え、
前記データ伝送手段は、前記第１の伝送経路にて障害が発生することが検知された場合に、前記運用伝送経路を、前記第１の伝送経路から、前記複数の伝送経路のうちの当該第１の伝送経路と異なる第２の伝送経路へ、変更するように構成された光通信システム。
【請求項２】
請求項１に記載の光通信システムであって、
前記変動品質値取得手段は、前記光信号の波長帯域内におけるポアンカレ球上にてストークスベクトルが描く軌跡の長さであるＳＯＰ（Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）ベクトル軌跡長、又は、偏光度の値を検出し、当該検出された値に基づいて前記第１の変動品質値を取得するように構成された光通信システム。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の光通信システムであって、
前記障害発生検知手段は、予め設定された判定期間内に、前記取得された第１の変動品質値が、予め設定された品質閾値よりも小さくなった時間の総和の、当該判定期間に対する割合が、予め設定された割合閾値以上となり、且つ、前記取得された第１の変動品質値の時間変化率が負の値である場合、前記第１の伝送経路にて障害が発生することを検知するように構成された光通信システム。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載の光通信システムであって、
前記障害発生検知手段は、前記取得された第１の変動品質値の時間変化率が負の値である状態が、予め設定された閾値時間以上に亘って継続した場合、前記第１の伝送経路にて障害が発生することを検知するように構成された光通信システム。
【請求項５】
請求項３又は請求項４に記載の光通信システムであって、
前記障害発生検知手段は、前記取得された第１の変動品質値を平滑化した値の時間変化率を、前記第１の変動品質値の時間変化率として取得するように構成された光通信システム。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の光通信システムであって、
前記運用伝送経路として前記第１の伝送経路が設定され、且つ、前記第１の伝送経路にて障害が発生することが検知されるまでの間、前記第２の伝送経路を経由させてデータを伝送するための電力の供給を停止するとともに、前記第１の伝送経路にて障害が発生することが検知された時、当該電力の供給を開始するように構成された光通信システム。
【請求項７】
請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の光通信システムであって、
前記変動品質値取得手段は、前記第２の伝送経路を経由した、前記受信装置により受信される前記光信号の品質を表す値のうちの、偏波モード分散に起因する時間変動成分である第２の変動品質値を取得するように構成され、
前記障害発生検知手段は、前記取得された第２の変動品質値に基づいて、前記第２の伝送経路にて障害が発生することを検知するように構成され、
前記データ伝送手段は、前記第１の伝送経路にて障害が発生することが検知され、且つ、前記第２の伝送経路にて障害が発生することが検知されていない場合に、前記運用伝送経路を、前記第１の伝送経路から前記第２の伝送経路へ変更するように構成された光通信システム。
【請求項８】
請求項７に記載の光通信システムであって、
前記運用伝送経路として前記第１の伝送経路が設定され、且つ、前記第１の伝送経路にて障害が発生することが検知されるまでの間、前記第２の伝送経路を経由させてデータを伝送するための電力の前記送信装置への供給を停止するように構成され、
前記変動品質値取得手段は、前記受信装置により受信され、且つ、前記第２の伝送経路に配置された光増幅器が出力する雑音光に基づいて、前記第２の変動品質値を取得するように構成された光通信システム。
【請求項９】
送信装置及び受信装置を含むとともに、当該送信装置から当該受信装置へ光信号によりデータを伝送する光通信システムに適用され、
前記送信装置から前記受信装置への複数の伝送経路のうちの１つである第１の伝送経路を運用伝送経路として設定し、当該設定された運用伝送経路を経由して前記送信装置から前記受信装置へ前記データを伝送し、
前記第１の伝送経路を経由した、前記受信装置により受信される前記光信号の品質を表す値のうちの、偏波モード分散に起因する時間変動成分である第１の変動品質値を取得し、
前記取得された第１の変動品質値に基づいて、将来の時点において、前記第１の伝送経路にて障害が発生することを検知し、
前記第１の伝送経路にて障害が発生することが検知された場合に、前記運用伝送経路を、前記第１の伝送経路から、前記複数の伝送経路のうちの当該第１の伝送経路と異なる第２の伝送経路へ変更する、光通信方法。
【請求項１０】
光信号が入力されるとともに、当該光信号の品質を表す値のうちの、偏波モード分散に起因する時間変動成分である変動品質値を取得する変動品質値取得手段と、
前記取得された変動品質値に基づいて、将来の時点において、前記光信号が伝送される伝送経路にて障害が発生することを検知する障害発生検知手段と、
を備える障害検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送信装置から受信装置へ光信号によりデータを伝送する光通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
送信装置から受信装置へ光信号によりデータを伝送する光通信システムが知られている。この種の光通信システムの一つとして特許文献１に記載の光通信システムは、送信装置から受信装置への伝送経路を複数有する。
【０００３】
この光通信システムは、第１の伝送経路を運用伝送経路として設定し、設定された運用伝送経路を経由して送信装置から受信装置へデータを伝送する。更に、光通信システムは、受信装置により受信されたデータに基づいて、第１の伝送経路において障害が発生したか否かを検出する。
【０００４】
具体的には、光通信システムは、前方誤り訂正（ＦＥＣ；Ｆｏｒｗｏｒａｄ  Ｅｒｒｏｒ  Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）処理における誤り訂正数が所定の閾値よりも大きくなった場合に、第１の伝送経路において障害が発生したと検出する。そして、光通信システムは、第１の伝送経路において障害が発生したと検出した場合、運用伝送経路を第１の伝送経路から第２の伝送経路へ変更する（切り替える）。
【０００５】
これにより、上記光通信システムは、第１の伝送経路において障害が発生した場合であっても、第２の伝送経路を用いてデータを正確に伝送することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２６０８２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記光通信システムにおいては、第１の伝送経路において障害が発生したと検出された時点から、運用伝送経路の切り替えが完了するまでの期間においては、正確なデータ（即ち、送信装置から送信されたデータと同一のデータ）を受信装置が受信できない。即ち、通信品質が低下するという問題があった。
【０００８】
特に、単位時間あたりに伝送されるデータ量が大きくなるほど、上記期間において受信装置が受信するデータ量が多くなる。従って、単位時間あたりに伝送されるデータ量が大きくなるほど、上記の問題は顕著に現れる。
【０００９】
このため、本発明の目的は、上述した課題である「障害の発生に伴って運用伝送経路を変更する際に、通信品質が低下してしまう場合が生じること」を解決することが可能な光通信システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
かかる目的を達成するため本発明の一形態である光通信システムは、送信装置及び受信装置を含むとともに、当該送信装置から当該受信装置へ光信号によりデータを伝送するシステムである。
【００１１】
更に、この光通信システムは、
上記送信装置から上記受信装置への伝送経路を複数有し、
上記複数の伝送経路のうちの１つである第１の伝送経路を運用伝送経路として設定し、当該設定された運用伝送経路を経由して上記送信装置から上記受信装置へ上記データを伝送するデータ伝送手段と、
上記第１の伝送経路を経由した、上記受信装置により受信される上記光信号の品質を表す値のうちの、偏波モード分散に起因する時間変動成分である第１の変動品質値を取得する変動品質値取得手段と、
上記取得された第１の変動品質値に基づいて、将来の時点において、上記第１の伝送経路にて障害が発生することを検知する障害発生検知手段と、
を備え、
上記データ伝送手段は、上記第１の伝送経路にて障害が発生することが検知された場合に、上記運用伝送経路を、上記第１の伝送経路から、上記複数の伝送経路のうちの当該第１の伝送経路と異なる第２の伝送経路へ、変更するように構成される。
【００１２】
また、本発明の他の形態である光通信方法は、
送信装置及び受信装置を含むとともに、当該送信装置から当該受信装置へ光信号によりデータを伝送する光通信システムに適用され、
上記送信装置から上記受信装置への複数の伝送経路のうちの１つである第１の伝送経路を運用伝送経路として設定し、当該設定された運用伝送経路を経由して上記送信装置から上記受信装置へ上記データを伝送し、
上記第１の伝送経路を経由した、上記受信装置により受信される上記光信号の品質を表す値のうちの、偏波モード分散に起因する時間変動成分である第１の変動品質値を取得し、
上記取得された第１の変動品質値に基づいて、将来の時点において、上記第１の伝送経路にて障害が発生することを検知し、
上記第１の伝送経路にて障害が発生することが検知された場合に、上記運用伝送経路を、上記第１の伝送経路から、上記複数の伝送経路のうちの当該第１の伝送経路と異なる第２の伝送経路へ変更する方法である。
【００１３】
また、本発明の他の形態である障害検知装置は、
光信号が入力されるとともに、当該光信号の品質を表す値のうちの、偏波モード分散に起因する時間変動成分である変動品質値を取得する変動品質値取得手段と、
上記取得された変動品質値に基づいて、将来の時点において、上記光信号が伝送される伝送経路にて障害が発生することを検知する障害発生検知手段と、
を備える。
【００１４】
また、本発明の他の形態である障害検知方法は、
光信号が入力され、当該光信号の品質を表す値のうちの、偏波モード分散に起因する時間変動成分である変動品質値を取得し、
上記取得された変動品質値に基づいて、将来の時点において、上記光信号が伝送される伝送経路にて障害が発生することを検知する方法である。
【００１５】
また、本発明の他の形態であるプログラムは、
光信号が入力される障害検知装置に、
上記光信号の品質を表す値のうちの、偏波モード分散に起因する時間変動成分である変動品質値を取得する変動品質値取得手段と、
上記取得された変動品質値に基づいて、将来の時点において、上記光信号が伝送される伝送経路にて障害が発生することを検知する障害発生検知手段と、
を実現させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、以上のように構成されることにより、障害の発生に伴って運用伝送経路を変更する際に、通信品質が低下することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る光通信システムの概略構成を表す図である。
【図２】変動品質値の時間変化の一例を示したグラフである。
【図３】図２に示した変動品質値を平滑化した値の時間変化を示したグラフである。
【図４】図１に示した各ノード装置の構成をより詳細に示したブロック図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る光通信システムの概略構成を表す図である。
【図６】ＳＯＰベクトル軌跡長と、変動品質値と、の関係の一例を表したグラフである。
【図７】本発明の第３実施形態に係る光通信システムの機能を表すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係る、光通信システム、光通信方法、障害検知装置、障害検知方法、及び、プログラム、の各実施形態について図１〜図７を参照しながら説明する。
【００１９】
＜実施形態の概要＞
本発明の各実施形態に係る光通信システムは、光信号によりデータを伝送するための伝送経路を複数有する。複数の伝送経路は、送信装置から受信装置への、第１の伝送経路及び第２の伝送経路を含む。光通信システムは、第１の伝送経路、又は、第２の伝送経路を運用伝送経路として設定し、運用伝送経路を経由して送信装置から受信装置へデータを伝送する。
【００２０】
光通信システムは、運用伝送経路として設定された第１の伝送経路を経由した光信号の品質を表す値のうちの、偏波モード分散に起因する時間変動成分である変動品質値を取得する。光通信システムは、取得された変動品質値に基づいて、将来の時点において、第１の伝送経路にて障害が発生することを検知する（即ち、障害の発生を予測する）。
【００２１】
光通信システムは、第１の伝送経路にて障害が発生することが検知された場合、実際に障害が発生する前に、運用伝送経路を第１の伝送経路から第２の伝送経路へ変更する。これにより、受信装置が誤ったデータ（即ち、送信装置から送信されたデータと異なるデータ）を受信することを回避することができる。
【００２２】
ところで、単位時間あたりに伝送されるデータ量が大きくなる（即ち、通信サービスが大容量化する）ほど、実際に障害が発生してから運用伝送経路の変更が完了するまでの期間において受信装置が受信するデータ量が多くなる。従って、本実施形態によって、より一層の効果が奏される。
【００２３】
換言すると、上記期間（即ち、通信サービスが切断（遮断）される時間）が短縮されることにより、伝送されるデータの損失に伴うデータの再送制御が抑制されるため、通信サービスをより高速化することができる。また、上記期間が存在しない（期間の長さがゼロである）場合には、実際には障害が発生しているにも関わらず、あたかも障害が発生していないかのように光通信システムを作動させることができる。即ち、光通信システムの信頼性を向上させることができる。
【００２４】
また、光信号によりデータを伝送する場合、光信号の品質が変動する要因としては、波長分散、偏波分散、光Ｓ／Ｎ（Ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−Ｎｏｉｓｅ）、及び、非線形歪み等の物理現象が考えられる。このうち、特に重要な要因は、偏波モード分散（ＰＭＤ；Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  Ｍｏｄｅ  Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ）である。
【００２５】
この理由は、ＰＭＤに起因する品質の変動が不規則であり、且つ、高速な現象であるため、補償等を行うことにより品質の変動を抑制することが困難であるためである。一方、他の要因は、相対的に規則的であり、且つ、低速な現象であるため、補償等を行うことにより品質の変動を抑制することができる。従って、光信号の品質の変動は、ＰＭＤに起因する部分が支配的である。即ち、ＰＭＤに起因する品質の変動を監視することは特に重要である。
【００２６】
ところで、ＰＭＤに起因して障害が発生する場合、極めて短い時間の間に（即ち、瞬間的に）、光信号の品質が急激に低下することにより、障害が発生することが多い。このような場合、光信号の品質を表す値のうちの、ＰＭＤに起因する時間変動成分のみを監視した方が、光信号の品質を表す値の全体を監視する場合よりも、障害の発生を事前に検知しやすいことを発明者は発見した。
【００２７】
従って、光通信システムは、光信号の品質を表す値のうちの、偏波モード分散に起因する時間変動成分である変動品質値を取得し、当該変動品質値に基づいて、将来の時点において、障害が発生することを検知する。
【００２８】
ところで、信号の品質を監視するためには、符号誤り率（ＢＥＲ；Ｂｉｔ  Ｅｒｒｏｒ  Ｒａｔｅ）、又は、前方誤り訂正（ＦＥＣ；Ｆｏｒｗｏｒａｄ  Ｅｒｒｏｒ  Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）処理における誤り訂正数が利用されることが多い。
【００２９】
しかしながら、ＢＥＲ、又は、ＦＥＣ処理における誤り訂正数を用いた場合、ＰＭＤに起因した変動品質値だけを抽出することができない。そこで、光通信システムは、ＰＭＤに起因した変動品質値と相関が強い、ＳＯＰ（Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）ベクトル軌跡長、又は、偏光度を検出し、検出された値に基づいて変動品質値を取得する。ここで、ＳＯＰベクトル軌跡長は、光信号の波長帯域内におけるポアンカレ球上にてストークスベクトルが描く軌跡の長さである。また、偏光度は、ＤＯＰ（Ｄｅｇｒｅｅ  ｏｆ  Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）とも呼ばれる。これにより、高い精度にて障害の発生を予測することができる。
【００３０】
また、ＦＥＣ処理における誤り訂正数、又は、符号誤り率に基づいて、光信号の品質を表す値を取得する場合には、データを表す光信号（即ち、変調された光信号（変調光））が必要となる。一方、ＳＯＰベクトル軌跡長、又は、偏光度に基づいて、光信号の品質を表す値を取得する場合には、変調光、連続波（ＣＷ；Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｗａｖｅ）光、又は、増幅自然放出（ＡＳＥ；Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ  Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）光を用いることができる。
【００３１】
従って、例えば、運用伝送経路として設定されていない伝送経路（予備伝送経路）における光信号の品質を表す値を取得する場合には、ＣＷ光、又は、ＡＳＥ光を用いることにより、変調光を用いる場合よりも容易に光信号の品質を表す値を取得することができる。即ち、簡易な光源を用いることにより、光信号の品質を表す値を取得することができる。この結果、予備伝送経路における障害の発生を予測するための、設備・運用コストを低減することができる。
【００３２】
また、光通信システムにおいては、複雑な制御プロトコルを扱うことが困難でああるという理由、及び、送信装置（光伝送装置）が安定して動作するために要する時間が比較的長いという理由から、予備伝送経路を経由させてデータを伝送するための電力を予め供給しておくホットスタンバイ方式が用いられることが多い。ところで、ホットスタンバイ方式は、予備伝送経路を経由させてデータを伝送するための電力の供給を停止するコールドスタンバイ方式に比べて、運用コスト、及び、消費電力量が大きいという問題がある。
【００３３】
ところで、本発明に係る光通信システムは、障害の発生を予測し、実際に障害が発生する前に、運用伝送経路を変更する。従って、将来の時点にて障害が発生することが検知された時点から、実際に障害が発生するまでには、比較的長い時間を確保することができる。従って、予備伝送経路を経由させてデータを伝送するための電力を予め供給していなくても、実際に障害が発生する時点までに、予備伝送経路を経由させたデータの伝送の準備を完了することができる。
【００３４】
そこで、本発明の実施形態の１つに係る光通信システムは、運用伝送経路にて障害が発生することが検知されるまでの間、予備伝送経路を経由させてデータを伝送するための電力の供給を停止する。これにより、運用コスト、又は、消費電力量を低減することができる。
【００３５】
このように、本発明の実施形態に係る光通信システムによれば、光通信システムの高信頼化、通信サービスの高速化、光通信システムの設備・運用コストの低減、及び、低消費電力化を実現することが可能となる。
【００３６】
＜第１実施形態＞
（構成）
図１に示したように、第１実施形態に係る光通信システム１０００は、複数（本例では、３つ）のノード装置（通信装置）１００１，１００２，１００３を含む。本例では、ノード装置１００１は、送信装置とも呼ばれる。また、ノード装置１００２は、受信装置とも呼ばれる。また、ノード装置１００１及びノード装置１００２は、データ伝送手段を構成している。
【００３７】
ノード装置１００１は、光ファイバ１００４を介して、ノード装置１００２と接続されている。更に、ノード装置１００１は、光ファイバ１００５を介して、ノード装置１００３と接続されている。加えて、ノード装置１００３は、光ファイバ１００６を介して、ノード装置１００２と接続されている。
【００３８】
ノード装置１００１から、光ファイバ１００４を経由して、ノード装置１００２へ到達する光信号の伝送経路は、第１の伝送経路とも呼ばれる。ノード装置１００１から、光ファイバ１００５、ノード装置１００３、及び、光ファイバ１００６を経由して、ノード装置１００２へ到達する光信号の伝送経路は、第２の伝送経路とも呼ばれる。このように、光通信システム１０００は、第１の伝送経路及び第２の伝送経路からなる複数の伝送経路を有する。
【００３９】
ノード装置１００１は、データを表す光信号を、光ファイバ１００４及び光ファイバ１００５のそれぞれへ出力可能に構成されている。ノード装置１００１は、ノード装置１００２から出力制御信号を受信し、当該出力制御信号に従って、光ファイバ１００４及び光ファイバ１００５のいずれか一方へ、光信号を出力する。出力制御信号は、第１の伝送経路、又は、第２の伝送経路を運用伝送経路として設定する旨を表す。
【００４０】
ノード装置１００３は、ノード装置１００１からの光ファイバ１００５を経由した光信号を受信し、当該受信した光信号を光ファイバ１００６へ出力（転送）する。
ノード装置１００２は、ノード装置１００１により送信された光信号であって、第１の伝送経路、又は、第２の伝送経路を経由した光信号を受信する。
【００４１】
また、光通信システム１０００は、複数（本例では、３つ）の光アンプ（光増幅器）１００７，１００８，１００９と、偏光子１０１５と、を備える。
光アンプ１００７は、光ファイバ１００４に配設されている。光アンプ１００７は、ノード装置１００１により送信された光信号を増幅する。
光アンプ１００８は、光ファイバ１００５に配設されている。光アンプ１００８は、ノード装置１００１により送信された光信号を増幅する。
【００４２】
光アンプ１００９は、光ファイバ１００６に配設されている。光アンプ１００９は、ノード装置１００３により送信された光信号を増幅する。
偏光子１０１５は、光アンプ１００８によって増幅された光信号の偏光状態を予め設定された状態に設定して光ファイバ１００５へ出力する。
【００４３】
なお、ノード装置１００１により送信された光信号は、伝送経路を経由して伝送される間に、種々の要因によって品質が変動した後に、ノード装置１００２により受信される。
【００４４】
更に、光通信システム１０００は、複数（本例では、２つ）の光分波器１０１０，１０１１と、複数（本例では、２つ）の光信号品質モニタ（障害検知装置）１０１２，１０１３と、を備える。光信号品質モニタ１０１３は、変動品質値取得手段、及び、障害発生検知手段を構成している。
【００４５】
光分波器１０１０は、光ファイバ１００６のノード装置１００２側の端部に配設されている。光分波器１０１０は、光ファイバ１００６が伝送する光信号を分岐し、当該分岐した光信号（即ち、第２の伝送経路を経由した、受信装置１００２により受信される光信号）を光信号品質モニタ１０１２へ出力する。
【００４６】
同様に、光分波器１０１１は、光ファイバ１００４のノード装置１００２側の端部に配設されている。光分波器１０１１は、光ファイバ１００４が伝送する光信号を分岐し、当該分岐した光信号（即ち、第１の伝送経路を経由した、受信装置１００２により受信される光信号）を光信号品質モニタ１０１３へ出力する。
【００４７】
光信号品質モニタ１０１２は、入力された光信号（即ち、第２の伝送経路を経由した光信号）の品質を表す値のうちの、偏波モード分散に起因する時間変動成分である変動品質値（第２の変動品質値）を取得する。本例では、光信号品質モニタ１０１２は、ＳＯＰベクトル軌跡長を測定（検出）し、測定された値に基づいて変動品質値を取得する。なお、光信号品質モニタ１０１２は、偏光度を検出し、検出された値に基づいて変動品質値を取得するように構成されていてもよい。
【００４８】
具体的には、光信号品質モニタ１０１２は、予め行われた実験による測定値に基づく、ＳＯＰベクトル軌跡長と、変動品質値と、の関係を表す情報を記憶している。そして、光信号品質モニタ１０１２は、測定されたＳＯＰベクトル軌跡長と、記憶している情報と、に基づいて変動品質値を取得する。
【００４９】
なお、光信号品質モニタ１０１２は、例えば、特開２００９−２６０８７５号公報等に開示された方法を用いて、ＳＯＰベクトル軌跡長、又は、偏光度（ＤＯＰ）に基づいて、光信号の品質を表す値のうちの、ＰＭＤに起因した時間変動成分を取得してもよい。
【００５０】
光信号品質モニタ１０１２は、取得された変動品質値が、予め定められた検知条件を満足する場合、ノード装置１００２へ、障害発生警告信号を出力する。障害発生警告信号は、将来の時点において、障害が発生することが検知された旨を表す。
【００５１】
光信号品質モニタ１０１３は、光信号品質モニタ１０１２と同様の構成を有する。光信号品質モニタ１０１３は、入力された光信号（即ち、第１の伝送経路を経由した光信号）の品質を表す値のうちの、偏波モード分散に起因する時間変動成分である変動品質値（第１の変動品質値）を取得する。光信号品質モニタ１０１３は、取得された変動品質値が上記検知条件を満足する場合、ノード装置１００２へ、障害発生警告信号を出力する。
【００５２】
ノード装置１００２は、障害発生警告信号を受信した場合、運用伝送経路として設定されている伝送経路を変更する。
【００５３】
即ち、ノード装置１００２は、第１の伝送経路が運用伝送経路として設定されている場合において、光信号品質モニタ１０１３から障害発生警告信号を受信した場合、運用伝送経路を第１の伝送経路から第２の伝送経路へ変更する。具体的には、ノード装置１００２は、第２の伝送経路を運用伝送経路として設定する旨を表す出力制御信号をノード装置１００１へ送信する。
【００５４】
また、ノード装置１００２は、第２の伝送経路が運用伝送経路として設定されている場合において、光信号品質モニタ１０１２から障害発生警告信号を受信した場合、運用伝送経路を第２の伝送経路から第１の伝送経路へ変更する。具体的には、ノード装置１００２は、第１の伝送経路を運用伝送経路として設定する旨を表す出力制御信号をノード装置１００１へ送信する。
【００５５】
次に、光信号品質モニタ１０１２，１０１３について、より詳細に説明する。
図２は、光信号の品質を表す値のうちの、偏波モード分散に起因する時間変動成分である変動品質値の時間変化の一例を示したグラフである。本例では、時刻ｔ２において、変動品質値が品質劣化閾値Ｑｔｈを下回ることにより、実際に障害が発生する場合を想定している。なお、実際に障害が発生することは、例えば、ＦＥＣ処理における誤り訂正数が予め設定された閾値よりも大きくなることに対応している。また、品質劣化閾値Ｑｔｈは、変動品質値の、実際に障害が発生する閾値である。
【００５６】
ところで、上述したように、光信号の品質が変動する要因は、ＰＭＤが支配的である。また、ＰＭＤは、光信号の品質を、不規則、且つ、高速に変動させる。このため、図２に示したように、通常時（即ち、時刻ｔ１よりも前の時点）においては、変動品質値が品質劣化閾値Ｑｔｈよりも十分に大きい値を有するにも関わらず、比較的短い時間の間（時刻ｔ１と時刻ｔ２との間の期間中）に急激に低下して品質劣化閾値Ｑｔｈを下回る。
【００５７】
このとき、変動品質値は、振動しながら減少した結果、品質劣化閾値Ｑｔｈを下回る。更に、変動品質値は、振幅を増大させながら振動した結果、品質劣化閾値Ｑｔｈを下回る。
【００５８】
そこで、各光信号品質モニタ１０１２，１０１３は、予め設定された判定期間内に、変動品質値が、予め設定された品質閾値よりも小さくなった時間の総和の、当該判定期間に対する割合が、予め設定された割合閾値以上となり、且つ、変動品質値の時間変化率が負の値である場合、検知対象となる伝送経路にて、将来の時点において障害が発生することを検知する。
【００５９】
これにより、変動品質値が品質劣化閾値Ｑｔｈを実際に下回る時点よりも前の時点にて、障害が発生することを検知することができる。
【００６０】
具体的には、各光信号品質モニタ１０１２，１０１３は、取得された変動品質値が、ＰＭＤ起因品質変動閾値Ｑｐｍｄ（品質閾値）を下回った（ＰＭＤ起因品質変動閾値Ｑｐｍｄよりも小さくなった）時点にて、タイマによる時間の計測を開始する。ここで、ＰＭＤ起因品質変動閾値Ｑｐｍｄは、品質劣化閾値Ｑｔｈよりも大きい値に設定される。
【００６１】
各光信号品質モニタ１０１２，１０１３は、タイマによる時間の計測を開始してから、タイマにより計測される時間が予め設定された時間閾値Ｔを超えるまでの期間（判定期間）において、取得された変動品質値が、ＰＭＤ起因品質変動閾値Ｑｐｍｄよりも小さくなった（即ち、ＰＭＤ起因品質変動閾値Ｑｐｍｄを下回った）時間の総和を計測する。
【００６２】
図２に示した例においては、この総和は、Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４＋Ｔ５＋Ｔ６である。更に、各光信号品質モニタ１０１２，１０１３は、計測された総和を、時間閾値Ｔ（即ち、判定期間の長さ）により除した値Ｒ＝（Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４＋Ｔ５＋Ｔ６）／Ｔを算出する。即ち、値Ｒは、上記総和の上記判定期間に対する割合である。
【００６３】
一方、各光信号品質モニタ１０１２，１０１３は、変動品質値の時間変化率（即ち、時間微分値）Ｑ’を算出する。ところで、取得される変動品質値は、測定誤差、及び／又は、雑音光に起因する微小な変動成分を含む。このため、変動品質値の時間変化率を高い精度にて算出できない虞がある。
【００６４】
そこで、各光信号品質モニタ１０１２，１０１３は、取得された変動品質値を平滑化した値の時間変化率を、変動品質値の時間変化率として取得する。ここで、図３は、図２に示した変動品質値を平滑化した値の時間変化を示したグラフである。
【００６５】
本例では、各光信号品質モニタ１０１２，１０１３は、取得された変動品質値を、ローパスフィルタを用いることにより平滑化する。なお、各光信号品質モニタ１０１２，１０１３は、Ｓａｖｉｔｚｋｙ−Ｇｏｌａｙフィルタを用いるように構成されていてもよい。
【００６６】
これにより、測定誤差、及び／又は、雑音光に起因する微小な変動成分が、変動品質値の時間変化率に及ぼす影響を低減することができる。この結果、変動品質値の時間変化率を高い精度にて取得することができる。
【００６７】
各光信号品質モニタ１０１２，１０１３は、上記算出された値Ｒが、予め設定された割合閾値Ｒｔｈ以上となり、且つ、上記算出された変動品質値の時間変化率Ｑ’が負の値である場合、検知対象となる伝送経路にて、将来の時点において障害が発生することを検知する。即ち、値Ｒが割合閾値Ｒｔｈ以上となり、且つ、変動品質値の時間変化率Ｑ’が負の値である、という条件は、検知条件とも呼ばれる。また、検知対象となる伝送経路は、光信号品質モニタ１０１２に対しては第２の伝送経路であり、光信号品質モニタ１０１３に対しては第１の伝送経路である。
【００６８】
各光信号品質モニタ１０１２，１０１３は、検知対象となる伝送経路にて、将来の時点において障害が発生することを検知した場合、ノード装置１００２へ、障害発生警告信号を出力する。
【００６９】
ここで、光信号の品質を表す値のうちの、偏波モード分散に起因する時間変動成分である変動品質値を用いて、障害の発生を予測する場合の効果を、ＢＥＲ、又は、ＦＥＣ処理における誤り訂正数を用いた場合と比較して説明する。
【００７０】
光信号の品質を表す値としてＢＥＲを用いた場合において、図２に示したＰＭＤ起因品質変動閾値Ｑｐｍｄに相当する値を、品質変動閾値Ｑｂｅｒとおいて説明する。
【００７１】
ＰＭＤ起因品質変動閾値Ｑｐｍｄと、品質変動閾値Ｑｂｅｒと、の相違点は、ＰＭＤ起因品質変動閾値Ｑｐｍｄが品質を表す値のうちの、時間変動成分のみに基づく値であるのに対して、品質変動閾値Ｑｂｅｒが時間変動成分だけでなく、通常はほとんど変化しない固定的な成分にも基づく値である点である。
【００７２】
即ち、光信号の品質を表す値をＱ（ｔ）とおくと、Ｑ（ｔ）は、時間変動成分であるΔＱ（ｔ）と、通常時においてほとんど変化しない成分Ｑ０と、の和であると考えることができる。即ち、Ｑ（ｔ）＝ΔＱ（ｔ）＋Ｑ０である。
【００７３】
ところで、光信号の品質が変動する要因として、ＰＭＤが支配的である場合、ＰＭＤ起因品質変動閾値Ｑｐｍｄは、実質的にΔＱ（ｔ）に対する閾値であり、一方、品質変動閾値Ｑｂｅｒは、実質的にＱ（ｔ）に対する閾値である。
【００７４】
また、伝送経路におけるＰＭＤ特性から、ΔＱ（ｔ）の変動幅を比較的正確に推測することができる。従って、ＰＭＤ起因品質変動閾値Ｑｐｍｄの値を適切に設定することは、比較的容易である。
【００７５】
しかしながら、Ｑ０が、伝送経路、及び、ノード装置等の種々の特性に依存して変化するため、Ｑ（ｔ）の変動幅を正確に推測することは困難である。このため、品質変動閾値Ｑｂｅｒの値を適切に設定することは、困難である。
【００７６】
従って、光信号の品質を表す値のうちの、ＰＭＤに起因した時間変動成分だけを抽出可能なＳＯＰベクトル軌跡長、又は、偏光度（ＤＯＰ）を用いることが効果的である。
【００７７】
なお、各光信号品質モニタ１０１２，１０１３は、取得された変動品質値の時間変化率が負の値である状態が、予め設定された閾値時間以上に亘って継続した場合、将来の時点において、検知対象となる伝送経路にて障害が発生することを検知するように構成されていてもよい。これによっても、変動品質値が品質劣化閾値Ｑｔｈを実際に下回る時点よりも前の時点にて、障害が発生することを検知することができる。
【００７８】
（作動）
次に、光通信システム１０００の作動について説明する。
先ず、光通信システム１０００は、第１の伝送経路を運用伝送経路として設定する。従って、ノード装置１００１は、データを表す光信号を光ファイバ１００４へ出力する。即ち、ノード装置１００１は、光信号を、第１の伝送経路を経由させてノード装置１００２へ送信する。これにより、ノード装置１００２は、光信号を受信し、受信した光信号に基づいて、ノード装置１００１が送信したデータを復元する。
このようにして、ノード装置１００１からノード装置１００２へデータが伝送される。
【００７９】
また、光信号品質モニタ１０１３は、光分波器１０１１により出力された光信号を入力する。そして、光信号品質モニタ１０１３は、入力された光信号の品質を表す値のうちの、偏波モード分散に起因する時間変動成分である第１の変動品質値を取得する。
【００８０】
光信号品質モニタ１０１３は、取得された第１の変動品質値が、検知条件を満足するか否かを判定する。いま、図２の時刻ｔ３にて、取得された第１の変動品質値が、検知条件を満足すると光信号品質モニタ１０１３が判定した場合を想定する。
【００８１】
この場合、光信号品質モニタ１０１３は、障害発生警告信号をノード装置１００２へ送信する。ノード装置１００２は、障害発生警告信号を受信すると、出力制御信号をノード装置１００１へ送信する。
【００８２】
これにより、ノード装置１００１は、出力制御信号を受信する。そして、ノード装置１００１は、光信号の出力先を、光ファイバ１００４から光ファイバ１００５へ変更する（切り替える）。即ち、ノード装置１００１は、運用伝送経路を第１の伝送経路から第２の伝送経路へ変更する。
これにより、以降において、ノード装置１００１が送信した光信号は、第２の伝送経路を経由してノード装置１００２へ到達する。
【００８３】
以上、説明したように、本発明の第１実施形態に係る光通信システム１０００によれば、光通信システム１０００は、第１の伝送経路にて実際に障害が発生する（例えば、誤り訂正処理における誤り訂正数が所定の閾値よりも大きくなる）時点よりも前の時点にて、運用伝送経路を変更することができる。この結果、ノード装置１００２（受信装置）が誤ったデータ（即ち、ノード装置１００１（送信装置）から送信されたデータと異なるデータ）を受信することを回避することができる。
【００８４】
即ち、光通信システム１０００によれば、障害の発生に伴って運用伝送経路を変更する際に、通信品質が低下することを防止することができる。
【００８５】
＜第１実施形態の第１変形例＞
次に、第１実施形態の第１変形例について説明する。第１変形例に係る光通信システムは、第１実施形態に係る光通信システムに対して、異常の発生が検知されるまでの間、予備伝送経路に係る電力の供給を停止する点において相違している。従って、以下、かかる相違点を中心として説明する。
【００８６】
図４は、図１における各ノード装置１００１，１００２，１００３の構成をより詳細に示したブロック図である。
ノード装置１００１は、複数（本例では、２つ）の光送信機４００１，４００２を備える。光送信機４００１は、光ファイバ１００４へ光信号を出力（送出）する。光送信機４００２は、光ファイバ１００５へ光信号を出力（送出）する。
【００８７】
ノード装置１００２は、複数（本例では、２つ）の光受信機４００３，４００４を備える。光受信機４００３は、光ファイバ１００４を経由した光信号を受信（入力）する。光受信機４００４は、光ファイバ１００６を経由した光信号を受信（入力）する。
【００８８】
ノード装置１００３は、光スイッチ４００５を備える。光スイッチ４００５は、入力された光信号を終端することなく出力する。光スイッチ４００５は、入力された光信号の出力先を変更（切替）可能に構成される。図４においては、説明を簡単にするために、光ファイバ１００５と光ファイバ１００６とを接続する経路のみが示されている。
【００８９】
ところで、一般に、光通信システムにおいては、障害が発生した場合における伝送経路の切り替え方式として、ホットスタンバイ方式である１＋１プロテクション方式が用いられる。この理由は、光通信システムにおいては複雑な制御プロトコルに基づく処理を行うことが困難であるため、及び、ノード装置が安定して作動するまでに比較的長い時間を要するため、である。
【００９０】
ところで、１＋１プロテクション方式を用いる場合、運用伝送経路と同等の予備伝送経路を常時準備しておく必要がある。従って、通常時においても、予備伝送経路を経由させてデータを伝送するための電力の供給を行うとともに、運用伝送経路を経由して伝送される光信号と同等の光信号を、予備伝送経路をも経由させて伝送させておかなければならない。
【００９１】
その結果、一つの運用伝送経路に対して専用の予備伝送経路を設けるための設備コスト、並びに、運用伝送経路に加えて予備伝送経路も常時稼働させる運用コストが必要となる。ところで、障害の発生を事前に検知することにより、実際に障害が発生するまでの猶与時間を、比較的長く確保することができれば、予備伝送経路を常時稼働させておく必要がなくなる。
【００９２】
なぜならば、実際に障害が発生するよりも前の時点にて、障害が発生することを検知し、運用伝送経路を変更するための準備（例えば、予備伝送経路に係る電力の供給）を開始することができるからである。
【００９３】
そこで、第１変形例に係る光通信システム１０００は、運用伝送経路として第１の伝送経路が設定され、且つ、第１の伝送経路にて障害が発生することが検知されるまでの間、第２の伝送経路を経由させてデータを伝送するための電力の供給を停止する。具体的には、光通信システム１０００は、光送信機４００２、光アンプ１００８、光スイッチ４００５、光アンプ１００９、及び、光受信機４００４への電力の供給を停止（遮断）する。
【００９４】
更に、光通信システム１０００は、ノード装置１００２が光信号品質モニタ１０１３から障害発生警告信号を受信した時、第２の伝送経路を経由させてデータを伝送するための電力の供給を開始する。具体的には、光通信システム１０００は、光送信機４００２、光アンプ１００８、光スイッチ４００５、光アンプ１００９、及び、光受信機４００４への電力の供給を開始する。
【００９５】
そして、ノード装置１００２は、光信号品質モニタ１０１３から障害発生警告信号を受信した時点から、予め設定された待機時間が経過した後、ノード装置１００１へ出力制御信号を送信する。
【００９６】
この第１変形例に係る光通信システム１０００によれば、運用伝送経路として第１の伝送経路が設定されている間も、第２の伝送経路を経由させてデータを伝送するための電力を供給している場合と比較して、光通信システム１０００が消費する電力量を低減することができる。
【００９７】
＜第１実施形態の第２変形例＞
次に、第１実施形態の第２変形例について説明する。第２変形例に係る光通信システムは、第１実施形態に係る光通信システムに対して、光増幅器が出力する雑音光に基づいて、予備伝送経路にて障害が発生することを検知する点において相違している。従って、以下、かかる相違点を中心として説明する。
【００９８】
図４は、図１における各ノード装置１００１，１００２，１００３の構成をより詳細に示したブロック図である。
ノード装置１００１は、複数（本例では、２つ）の光送信機４００１，４００２を備える。光送信機４００１は、光ファイバ１００４へ光信号を出力（送出）する。光送信機４００２は、光ファイバ１００５へ光信号を出力（送出）する。
【００９９】
ノード装置１００２は、複数（本例では、２つ）の光受信機４００３，４００４を備える。光受信機４００３は、光ファイバ１００４を経由した光信号を受信（入力）する。光受信機４００４は、光ファイバ１００６を経由した光信号を受信（入力）する。
【０１００】
ノード装置１００３は、光スイッチ４００５を備える。光スイッチ４００５は、入力された光信号を終端することなく出力する。光スイッチ４００５は、入力された光信号の出力先を変更（切替）可能に構成される。図４においては、説明を簡単にするために、光ファイバ１００５と光ファイバ１００６とを接続する経路のみが示されている。
【０１０１】
第２変形例に係る光通信システム１０００は、運用伝送経路として第１の伝送経路が設定され、且つ、第１の伝送経路にて障害が発生することが検知されるまでの間、第２の伝送経路を経由させてデータを伝送するための電力のノード装置１００１（送信装置）への供給を停止する。具体的には、光通信システム１０００は、光送信機４００２への電力の供給を停止（遮断）する。
【０１０２】
光信号品質モニタ１０１２は、ノード装置１００２（受信装置）が備える光受信機４００４により受信され、且つ、第２の伝送経路に配置された光増幅器１００８，１００９が出力する雑音光に基づいて、第２の変動品質値を取得する。
【０１０３】
これによれば、運用伝送経路として第１の伝送経路が設定されている間も、第２の伝送経路を経由させてデータを伝送するための電力を送信装置へ供給している（即ち、光送信機４００２へ電力を供給している）場合と比較して、光通信システム１０００が消費する電力量を低減することができる。
【０１０４】
そして、ノード装置１００２は、光信号品質モニタ１０１３から障害発生警告信号を受信し（即ち、第１の伝送経路にて障害が発生することが検知され）、且つ、光信号品質モニタ１０１２から障害発生警告信号を受信していない（即ち、第２の伝送経路にて障害が発生することが検知されていない）場合に、出力制御信号をノード装置１００１へ送信する。
【０１０５】
この第２変形例に係る光通信システム１０００によれば、運用伝送経路を変更した直後に、第２の伝送経路にて障害が発生することを回避することができる。この結果、光通信システム１０００は、ノード装置１００１（送信装置）からノード装置１００２（受信装置）へ確実にデータを伝送することができる。即ち、光通信システム１０００の信頼性を向上させることができる。
【０１０６】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係る光通信システムについて説明する。第２実施形態に係る光通信システムは、上記第１実施形態に係る光通信システムに対して、光ファイバに波長の異なる複数の光信号を重畳させる波長分割多重通信を行う点において相違している。従って、以下、かかる相違点を中心として説明する。
【０１０７】
図５に示したように、第２実施形態に係る光通信システム５０００は、図１のノード装置１００１，１００２，１００３にそれぞれ対応するノード装置５００１，５００２，５００３と、図１の光ファイバ１００４，１００５，１００６にそれぞれ対応する光ファイバ５００４，５００５，５００６と、図１の光アンプ１００７，１００８，１００９にそれぞれ対応する光アンプ５００７，５００８，５００９と、図１の光分波器１０１０，１０１１にそれぞれ対応する光分波器５０１０，５０１１と、図１の光信号品質モニタ１０１２，１０１３にそれぞれ対応する光信号品質モニタ５０１２，５０１３と、図１の偏光子１０１５に対応する偏光子５０１５と、を備える。
【０１０８】
更に、光通信システム５０００は、波長多重器５０１７，５０１８と、波長分離器５０１９，５０２０と、を備える。
【０１０９】
ノード装置５００１は、複数（本例では、８つ）の光送信機５０３１〜５０３８を備える。
各光送信機５０３１〜５０３４は、波長多重器５０１８へ光信号を出力する。各光送信機５０３１〜５０３４は、互いに異なる波長（本例では、λ１、λ２、λ３、又は、λ４）を有する光信号を出力（送信）する。波長多重器５０１８は、入力された光信号を重畳させて光アンプ５００８へ出力する。
【０１１０】
同様に、各光送信機５０３５〜５０３８は、波長多重器５０１７へ光信号を出力する。各光送信機５０３５〜５０３８は、互いに異なる波長（本例では、λ１、λ２、λ３、又は、λ４）を有する光信号を出力（送信）する。波長多重器５０１７は、入力された光信号を重畳させて光アンプ５００７へ出力する。
【０１１１】
ノード装置５００２は、複数（本例では、８つ）の光受信機５０２１〜５０２８を備える。
波長分離器５０１９は、第１の伝送経路を経由して伝送された（光アンプ５００７から出力された）光信号が入力され、入力された光信号を波長毎の光信号に分離し、分離された各光信号を各光受信機５０２５〜５０２８へ出力する。各光受信機５０２５〜５０２８は、互いに異なる波長（本例では、λ１、λ２、λ３、又は、λ４）を有する光信号を入力（受信）する。
【０１１２】
波長分離器５０２０は、第２の伝送経路を経由して伝送された（光アンプ５００９から出力された）光信号が入力され、入力された光信号を波長毎の光信号に分離し、分離された各光信号を各光受信機５０２１〜５０２４へ出力する。各光受信機５０２１〜５０２４は、互いに異なる波長（本例では、λ１、λ２、λ３、又は、λ４）を有する光信号を入力（受信）する。
【０１１３】
このような構成により、光通信システム５０００は、ノード装置５００１からノード装置５００２へ、波長分割多重通信（ＷＤＭ；Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）によりデータを伝送する。
【０１１４】
光信号品質モニタ５０１３は、光信号品質モニタ１０１３と同様に、第１の伝送経路を経由した光信号の品質を表す値のうちの、偏波モード分散に起因する時間変動成分である変動品質値（第１の変動品質値）を取得する。本例では、光信号品質モニタ５０１３は、ＳＯＰベクトル軌跡長を測定（検出）し、測定された値に基づいて変動品質値を取得する。
【０１１５】
図６は、ＳＯＰベクトル軌跡長と、変動品質値と、の関係の一例を表したグラフである。ところで、この関係は、ＰＭＤ以外の他の要因によってほとんど変化しないことが実験により判明している。従って、光信号品質モニタ５０１３は、予め行われた実験による測定値に基づく、ＳＯＰベクトル軌跡長と変動品質値との関係と、測定されたＳＯＰベクトル軌跡長と、に基づいて変動品質値を取得する。これにより、高い精度にて変動品質値を取得することができる。
【０１１６】
ところで、光信号品質モニタ５０１３は、入力された光信号を波長毎に分離することなく、ＳＯＰベクトル軌跡長を測定することができる。従って、光信号品質モニタ５０１３は、波長毎に測定されたＳＯＰベクトル軌跡長に基づいて、波長毎に変動品質値を取得することができる。即ち、光信号品質モニタ５０１３は、入力された光信号が単一の波長のみを有する光信号である場合と同様に、変動品質値を取得することができる。
【０１１７】
このように、ＳＯＰベクトル軌跡長に基づいて変動品質値を取得する場合、光信号の波長毎に異なる装置を設ける必要がない。従って、光通信システム５０００が波長分割多重通信を行うように構成されている場合であっても、光通信システム５０００を製造するためのコストが過大となることを回避することができる。
【０１１８】
以上、説明したように、本発明の第２実施形態に係る光通信システム５０００によれば、第１実施形態に係る光通信システム１０００と同様の作用及び効果を奏することができる。
【０１１９】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態に係る光通信システムについて図７を参照しながら説明する。
第２実施形態に係る光通信システム７０００は、送信装置及び受信装置を含むとともに、当該送信装置から当該受信装置へ光信号によりデータを伝送するシステムである。
【０１２０】
更に、この光通信システム７０００は、
上記送信装置から上記受信装置への伝送経路を複数有し、
上記複数の伝送経路のうちの１つである第１の伝送経路を運用伝送経路として設定し、当該設定された運用伝送経路を経由して上記送信装置から上記受信装置へ上記データを伝送するデータ伝送部（データ伝送手段）７００１と、
上記第１の伝送経路を経由した、上記受信装置により受信される上記光信号の品質を表す値のうちの、偏波モード分散に起因する時間変動成分である第１の変動品質値を取得する変動品質値取得部（変動品質値取得手段）７００２と、
上記取得された第１の変動品質値に基づいて、将来の時点において、上記第１の伝送経路にて障害が発生することを検知する障害発生検知部（障害発生検知手段）７００３と、
を備え、
上記データ伝送部７００１は、上記第１の伝送経路にて障害が発生することが検知された場合に、上記運用伝送経路を、上記第１の伝送経路から、上記複数の伝送経路のうちの当該第１の伝送経路と異なる第２の伝送経路へ、変更するように構成される。
【０１２１】
これによれば、光通信システム７０００は、第１の伝送経路にて実際に障害が発生する（例えば、誤り訂正処理における誤り訂正数が所定の閾値よりも大きくなる）時点よりも前の時点にて、運用伝送経路を変更することができる。この結果、受信装置が誤ったデータ（即ち、送信装置から送信されたデータと異なるデータ）を受信することを回避することができる。
【０１２２】
即ち、上記光通信システム７０００によれば、障害の発生に伴って運用伝送経路を変更する際に、通信品質が低下することを防止することができる。
【０１２３】
以上、上記実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成及び詳細に、本願発明の範囲内において当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【０１２４】
なお、上記各実施形態において光通信システムの各機能は、回路等のハードウェアにより実現されていた。ところで、光通信システムは、光通信システムを構成する各装置が、処理装置と、プログラム（ソフトウェア）を記憶する記憶装置と、を備えるとともに、処理装置がそのプログラムを実行することにより、各機能を実現するように構成されていてもよい。この場合、プログラムは、コンピュータが読み取り可能な記録媒体に記憶されていてもよい。例えば、記録媒体は、フレキシブルディスク、光ディスク、光磁気ディスク、及び、半導体メモリ等の可搬性を有する媒体である。
【０１２５】
また、上記実施形態の他の変形例として、上述した実施形態及び変形例の任意の組み合わせが採用されてもよい。
【０１２６】
＜付記＞
上記実施形態の一部又は全部は、以下の付記のように記載され得るが、以下には限られない。
【０１２７】
（付記１）
送信装置及び受信装置を含むとともに、当該送信装置から当該受信装置へ光信号によりデータを伝送する光通信システムであって、
前記送信装置から前記受信装置への伝送経路を複数有し、
前記複数の伝送経路のうちの１つである第１の伝送経路を運用伝送経路として設定し、当該設定された運用伝送経路を経由して前記送信装置から前記受信装置へ前記データを伝送するデータ伝送手段と、
前記第１の伝送経路を経由した、前記受信装置により受信される前記光信号の品質を表す値のうちの、偏波モード分散に起因する時間変動成分である第１の変動品質値を取得する変動品質値取得手段と、
前記取得された第１の変動品質値に基づいて、将来の時点において、前記第１の伝送経路にて障害が発生することを検知する障害発生検知手段と、
を備え、
前記データ伝送手段は、前記第１の伝送経路にて障害が発生することが検知された場合に、前記運用伝送経路を、前記第１の伝送経路から、前記複数の伝送経路のうちの当該第１の伝送経路と異なる第２の伝送経路へ、変更するように構成された光通信システム。
【０１２８】
これによれば、光通信システムは、第１の伝送経路にて実際に障害が発生する（例えば、誤り訂正処理における誤り訂正数が所定の閾値よりも大きくなる）時点よりも前の時点にて、運用伝送経路を変更することができる。この結果、受信装置が誤ったデータ（即ち、送信装置から送信されたデータと異なるデータ）を受信することを回避することができる。
【０１２９】
即ち、上記光通信システムによれば、障害の発生に伴って運用伝送経路を変更する際に、通信品質が低下することを防止することができる。
【０１３０】
（付記２）
付記１に記載の光通信システムであって、
前記変動品質値取得手段は、前記光信号の波長帯域内におけるポアンカレ球上にてストークスベクトルが描く軌跡の長さであるＳＯＰ（Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）ベクトル軌跡長、又は、偏光度の値を検出し、当該検出された値に基づいて前記第１の変動品質値を取得するように構成された光通信システム。
【０１３１】
ところで、ＳＯＰベクトル軌跡長、及び、偏光度は、第１の変動品質値と相関が強い。従って、上記のように光通信システムを構成することにより、第１の変動品質値を高い精度にて取得することができる。
【０１３２】
また、前方誤り訂正（ＦＥＣ）処理における誤り訂正数、又は、符号誤り率（ＢＥＲ；Ｂｉｔ  Ｅｒｒｏｒ  Ｒａｔｅ）に基づいて、光信号の品質を表す値を取得する場合には、データを表す光信号（即ち、変調された光信号（変調光））が必要となる。一方、ＳＯＰベクトル軌跡長、又は、偏光度に基づいて、光信号の品質を表す値を取得する場合には、変調光、連続波（ＣＷ；Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｗａｖｅ）光、又は、増幅自然放出（ＡＳＥ；Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ  Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）光を用いることができる。
【０１３３】
従って、例えば、運用伝送経路に設定されていない伝送経路における光信号の品質を表す値を取得する場合には、ＣＷ光、又は、ＡＳＥ光を用いることにより、変調光を用いる場合よりも容易に光信号の品質を表す値を取得することができる。
【０１３４】
更に、ＳＯＰベクトル軌跡長に基づいて第１の変動品質値を取得する場合、光信号の波長毎に異なる装置を設ける必要がない。従って、光通信システムが波長分割多重通信（ＷＤＭ；Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）を行うように構成されている場合であっても、光通信システムを製造するためのコストが過大となることを回避することができる。
【０１３５】
（付記３）
付記１又は付記２に記載の光通信システムであって、
前記障害発生検知手段は、予め設定された判定期間内に、前記取得された第１の変動品質値が、予め設定された品質閾値よりも小さくなった時間の総和の、当該判定期間に対する割合が、予め設定された割合閾値以上となり、且つ、前記取得された第１の変動品質値の時間変化率が負の値である場合、前記第１の伝送経路にて障害が発生することを検知するように構成された光通信システム。
【０１３６】
ところで、第１の変動品質値は、振動しながら減少した結果、障害が発生する閾値を下回ることが多い。従って、上記のように光通信システムを構成することにより、第１の変動品質値が上記閾値を実際に下回る時点よりも前の時点にて、障害が発生することを検知することができる。
【０１３７】
（付記４）
付記１又は付記２に記載の光通信システムであって、
前記障害発生検知手段は、前記取得された第１の変動品質値の時間変化率が負の値である状態が、予め設定された閾値時間以上に亘って継続した場合、前記第１の伝送経路にて障害が発生することを検知するように構成された光通信システム。
【０１３８】
ところで、第１の変動品質値が、振幅を増大させながら振動した結果、障害が発生する閾値を下回ることが多い。従って、上記のように光通信システムを構成することにより、第１の変動品質値が上記閾値を実際に下回る時点よりも前の時点にて、障害が発生することを検知することができる。
【０１３９】
（付記５）
付記３又は付記４に記載の光通信システムであって、
前記障害発生検知手段は、前記取得された第１の変動品質値を平滑化した値の時間変化率を、前記第１の変動品質値の時間変化率として取得するように構成された光通信システム。
【０１４０】
ところで、取得された第１の変動品質値は、測定誤差、及び／又は、雑音光に起因する微小な変動成分を含む。従って、上記のように光通信システムを構成することにより、微小な変動成分が、第１の変動品質値の時間変化率に及ぼす影響を低減することができる。この結果、第１の変動品質値の時間変化率を高い精度にて取得することができる。
【０１４１】
（付記６）
付記１乃至付記５のいずれか一項に記載の光通信システムであって、
前記運用伝送経路として前記第１の伝送経路が設定され、且つ、前記第１の伝送経路にて障害が発生することが検知されるまでの間、前記第２の伝送経路を経由させてデータを伝送するための電力の供給を停止するとともに、前記第１の伝送経路にて障害が発生することが検知された時、当該電力の供給を開始するように構成された光通信システム。
【０１４２】
これによれば、運用伝送経路として第１の伝送経路が設定されている間も、第２の伝送経路を経由させてデータを伝送するための電力を供給している場合と比較して、光通信システムが消費する電力量を低減することができる。
【０１４３】
（付記７）
付記１乃至付記５のいずれか一項に記載の光通信システムであって、
前記変動品質値取得手段は、前記第２の伝送経路を経由した、前記受信装置により受信される前記光信号の品質を表す値のうちの、偏波モード分散に起因する時間変動成分である第２の変動品質値を取得するように構成され、
前記障害発生検知手段は、前記取得された第２の変動品質値に基づいて、前記第２の伝送経路にて障害が発生することを検知するように構成され、
前記データ伝送手段は、前記第１の伝送経路にて障害が発生することが検知され、且つ、前記第２の伝送経路にて障害が発生することが検知されていない場合に、前記運用伝送経路を、前記第１の伝送経路から前記第２の伝送経路へ変更するように構成された光通信システム。
【０１４４】
これによれば、運用伝送経路を変更した直後に、第２の伝送経路にて障害が発生することを回避することができる。この結果、光通信システムは、送信装置から受信装置へ確実にデータを伝送することができる。
【０１４５】
（付記８）
付記７に記載の光通信システムであって、
前記運用伝送経路として前記第１の伝送経路が設定され、且つ、前記第１の伝送経路にて障害が発生することが検知されるまでの間、前記第２の伝送経路を経由させてデータを伝送するための電力の前記送信装置への供給を停止するように構成され、
前記変動品質値取得手段は、前記受信装置により受信され、且つ、前記第２の伝送経路に配置された光増幅器が出力する雑音光に基づいて、前記第２の変動品質値を取得するように構成された光通信システム。
【０１４６】
これによれば、運用伝送経路として第１の伝送経路が設定されている間も、第２の伝送経路を経由させてデータを伝送するための電力を送信装置へ供給している場合と比較して、光通信システムが消費する電力量を低減することができる。
【０１４７】
（付記９）
送信装置及び受信装置を含むとともに、当該送信装置から当該受信装置へ光信号によりデータを伝送する光通信システムに適用され、
前記送信装置から前記受信装置への複数の伝送経路のうちの１つである第１の伝送経路を運用伝送経路として設定し、当該設定された運用伝送経路を経由して前記送信装置から前記受信装置へ前記データを伝送し、
前記第１の伝送経路を経由した、前記受信装置により受信される前記光信号の品質を表す値のうちの、偏波モード分散に起因する時間変動成分である第１の変動品質値を取得し、
前記取得された第１の変動品質値に基づいて、将来の時点において、前記第１の伝送経路にて障害が発生することを検知し、
前記第１の伝送経路にて障害が発生することが検知された場合に、前記運用伝送経路を、前記第１の伝送経路から、前記複数の伝送経路のうちの当該第１の伝送経路と異なる第２の伝送経路へ変更する、光通信方法。
【０１４８】
（付記１０）
付記９に記載の光通信方法であって、
前記光信号の波長帯域内におけるポアンカレ球上にてストークスベクトルが描く軌跡の長さであるＳＯＰ（Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）ベクトル軌跡長、又は、偏光度の値を検出し、当該検出された値に基づいて前記第１の変動品質値を取得する、光通信方法。
【０１４９】
（付記１１）
付記９又は付記１０に記載の光通信方法であって、
予め設定された判定期間内に、前記取得された第１の変動品質値が、予め設定された品質閾値よりも小さくなった時間の総和の、当該判定期間に対する割合が、予め設定された割合閾値以上となり、且つ、前記取得された第１の変動品質値の時間変化率が負の値である場合、前記第１の伝送経路にて障害が発生することを検知する、光通信方法。
【０１５０】
（付記１２）
付記９又は付記１０に記載の光通信方法であって、
前記取得された第１の変動品質値の時間変化率が負の値である状態が、予め設定された閾値時間以上に亘って継続した場合、前記第１の伝送経路にて障害が発生することを検知する、光通信方法。
【０１５１】
（付記１３）
光信号が入力されるとともに、当該光信号の品質を表す値のうちの、偏波モード分散に起因する時間変動成分である変動品質値を取得する変動品質値取得手段と、
前記取得された変動品質値に基づいて、将来の時点において、前記光信号が伝送される伝送経路にて障害が発生することを検知する障害発生検知手段と、
を備える障害検知装置。
【０１５２】
（付記１４）
付記１３に記載の障害検知装置であって、
前記変動品質値取得手段は、前記光信号の波長帯域内におけるポアンカレ球上にてストークスベクトルが描く軌跡の長さであるＳＯＰ（Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）ベクトル軌跡長、又は、偏光度の値を検出し、当該検出された値に基づいて前記変動品質値を取得するように構成された障害検知装置。
【０１５３】
（付記１５）
付記１３又は付記１４に記載の障害検知装置であって、
前記障害発生検知手段は、予め設定された判定期間内に、前記取得された変動品質値が、予め設定された品質閾値よりも小さくなった時間の総和の、当該判定期間に対する割合が、予め設定された割合閾値以上となり、且つ、前記取得された変動品質値の時間変化率が負の値である場合、前記伝送経路にて障害が発生することを検知するように構成された障害検知装置。
【０１５４】
（付記１６）
付記１３又は付記１４に記載の障害検知装置であって、
前記障害発生検知手段は、前記取得された変動品質値の時間変化率が負の値である状態が、予め設定された閾値時間以上に亘って継続した場合、前記伝送経路にて障害が発生することを検知するように構成された障害検知装置。
【０１５５】
（付記１７）
光信号が入力され、当該光信号の品質を表す値のうちの、偏波モード分散に起因する時間変動成分である変動品質値を取得し、
前記取得された変動品質値に基づいて、将来の時点において、前記光信号が伝送される伝送経路にて障害が発生することを検知する、障害検知方法。
【０１５６】
（付記１８）
付記１７に記載の障害検知方法であって、
前記光信号の波長帯域内におけるポアンカレ球上にてストークスベクトルが描く軌跡の長さであるＳＯＰ（Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）ベクトル軌跡長、又は、偏光度の値を検出し、当該検出された値に基づいて前記変動品質値を取得する、障害検知方法。
【０１５７】
（付記１９）
付記１７又は付記１８に記載の障害検知方法であって、
予め設定された判定期間内に、前記取得された変動品質値が、予め設定された品質閾値よりも小さくなった時間の総和の、当該判定期間に対する割合が、予め設定された割合閾値以上となり、且つ、前記取得された変動品質値の時間変化率が負の値である場合、前記伝送経路にて障害が発生することを検知する、障害検知方法。
【０１５８】
（付記２０）
付記１７又は付記１８に記載の障害検知方法であって、
前記取得された変動品質値の時間変化率が負の値である状態が、予め設定された閾値時間以上に亘って継続した場合、前記伝送経路にて障害が発生することを検知する、障害検知方法。
【０１５９】
（付記２１）
光信号が入力される障害検知装置に、
前記光信号の品質を表す値のうちの、偏波モード分散に起因する時間変動成分である変動品質値を取得する変動品質値取得手段と、
前記取得された変動品質値に基づいて、将来の時点において、前記光信号が伝送される伝送経路にて障害が発生することを検知する障害発生検知手段と、
を実現させるためのプログラム。
【０１６０】
（付記２２）
付記２１に記載のプログラムであって、
前記変動品質値取得手段は、前記光信号の波長帯域内におけるポアンカレ球上にてストークスベクトルが描く軌跡の長さであるＳＯＰ（Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）ベクトル軌跡長、又は、偏光度の値を検出し、当該検出された値に基づいて前記変動品質値を取得するように構成されたプログラム。
【０１６１】
（付記２３）
付記２１又は付記２２に記載のプログラムであって、
前記障害発生検知手段は、予め設定された判定期間内に、前記取得された変動品質値が、予め設定された品質閾値よりも小さくなった時間の総和の、当該判定期間に対する割合が、予め設定された割合閾値以上となり、且つ、前記取得された変動品質値の時間変化率が負の値である場合、前記伝送経路にて障害が発生することを検知するように構成されたプログラム。
【０１６２】
（付記２４）
付記２１又は付記２２に記載のプログラムであって、
前記障害発生検知手段は、前記取得された変動品質値の時間変化率が負の値である状態が、予め設定された閾値時間以上に亘って継続した場合、前記伝送経路にて障害が発生することを検知するように構成されたプログラム。
【産業上の利用可能性】
【０１６３】
本発明は、送信装置から受信装置へ光信号によりデータを伝送する光通信システム等に適用可能である。
【符号の説明】
【０１６４】
１０００  光通信システム
１００１，１００２，１００３  ノード装置
１００４，１００５，１００６  光ファイバ
１００７，１００８，１００９  光アンプ
１０１０，１０１１  光分波器
１０１２，１０１３  光信号品質モニタ
１０１５  偏光子
４００１，４００２  光送信機
４００３，４００４  光受信機
４００５  光スイッチ
５０００  光通信システム
５００１，５００２，５００３  ノード装置
５００４，５００５，５００６  光ファイバ
５００７，５００８，５００９  光アンプ
５０１０，５０１１  光分波器
５０１２，５０１３  光信号品質モニタ
５０１５  偏光子
５０１７，５０１８  波長多重器
５０１９，５０２０  波長分離器
５０２１〜５０２８  光受信機
５０３１〜５０３８  光送信機
７０００  光通信システム
７００１  データ伝送部
７００２  変動品質値取得部
７００３  障害発生検知部
【図１】
2013141048.tif 000003
【図２】
2013141048.tif 000004
【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】
2013141048.tif 000009