(57)【要約】【課題】障害が発生した際のプロテクションの確立に必要な情報を、複雑なシステムを必要とすることなく収集することが可能なノードを得る。【解決手段】ノードを、通信手段１と、情報収集手段２と、情報生成手段３を備える構成とする。通信手段１は、波長多重化された光信号の通信を他のノードと複数の方路を介して行う。情報収集手段２は、他のノードが通信に使用している波長および方路の情報を、他のノードから第１のプロテクション情報として収集する。情報生成手段３は、自装置が他のノードとの通信に使用している光信号の波長および方路の情報と、第１のプロテクション情報を基に、光信号の波長および光信号ごとの通信経路に関する情報を第２のプロテクション情報として生成する。【選択図】      図１
2016082529.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長多重化された光信号の通信を他のノードと複数の方路を介して行う通信手段と、
前記他のノードが通信に使用している波長および方路の情報を、前記他のノードから第１のプロテクション情報として収集する情報収集手段と、
自装置が前記他のノードとの通信に使用している前記光信号の波長および方路の情報と、前記第１のプロテクション情報を基に、前記光信号の波長および前記光信号ごとの通信経路に関する情報を第２のプロテクション情報として生成する情報生成手段と
を備えることを特徴とするノード。
【請求項２】
前記方路の異常の情報を検出する異常検知手段と、
前記異常検知手段が前記方路のいずれかの異常を検知した際に、前記第２のプロテクション情報を基に、障害の発生していない方路を用いた代替の通信経路および前記代替の通信経路で使用する波長を設定する経路設定手段と
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のノード。
【請求項３】
前記第２のプロテクション情報を前記他のノードに送信することを特徴とする請求項１または２いずれかに記載のノード。
【請求項４】
前記経路設定手段は、  前記異常を検知した際に、前記異常を検知する前に使用していた波長の前記代替の通信経路での使用の可否を判断し、使用できない場合に他の波長を選択することを特徴とする請求項２または３いずれかに記載のノード。
【請求項５】
請求項１から４いずれかに記載のノードを複数備え、
いずれかの前記ノードが生成した前記第２のプロテクション情報が、前記第２のプロテクション情報を生成した以外の前記ノードに送信されることを特徴とする通信システム。
【請求項６】
前記各ノードがリングネットワークを構成し、
いずれかの前記ノードが生成した前記第２のプロテクション情報が、前記リングネットワークを介して、前記リングネットワークに接続された順に他の前記ノードに送信されることを特徴とする請求項５に記載の通信システム。
【請求項７】
波長多重化された光信号の通信を他のノードと複数の方路を介して行い、
前記他のノードが通信に使用している波長および方路の情報を、前記他のノードから第１のプロテクション情報として収集し、
自装置が前記他のノードとの通信に使用している前記光信号の波長および方路の情報と、前記第１のプロテクション情報を基に、前記光信号の波長および前記光信号ごとの通信経路に関する情報を第２のプロテクション情報として生成することを特徴とする通信方法。
【請求項８】
前記方路の異常の情報を検出し、
前記方路のいずれかの異常を検知した際に、前記第２のプロテクション情報を基に、障害の発生していない方路を用いた代替の通信経路および前記代替の通信経路で使用する波長を設定することを特徴とする請求項７に記載の通信方法。
【請求項９】
前記第２のプロテクション情報を前記他のノードに送信することを特徴とする請求項７または８いずれかに記載の通信方法。
【請求項１０】
前記異常を検知した際に、前記異常を検知する前に使用していた波長の前記代替の通信経路での使用の可否を判断し、使用できない場合に他の波長を選択することを特徴とする請求項８または９いずれかに記載の通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信システムに関するものであり、特に通信の信頼性を向上する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
情報通信社会の発展とともに大容量の高速通信が可能な光通信ネットワークの重要性が高くなっている。光通信ネットワークでは、大容量化のため複数の波長の光信号を多重化させて伝送するＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing）方式の通信が行われることがある。また、重要性の高まりから、光通信ネットワークには停止することなく継続的に通信を行うことができる高い信頼性が要求される。
【０００３】
障害が発生した際などに通信を継続して行うためには、例えば、各通信装置や伝送路を冗長化する方法が用いられる。冗長化することによって、現用系に障害が生じた際に予備系に切り替えることにより、通信が停止する時間を抑制することが可能となる。しかし、各波長の光信号の送受信を行うトランスポンダおよび伝送路ごとに冗長化した場合には、システム全体が大規模化する。そのため、波長可変のトランスポンダを用いて、障害が発生した際などに波長および方路を柔軟に変更することが可能なＣＤＣ（Colorless Directionless Contentionless）機能を用いた光通信ネットワークが用いられることがある。
【０００４】
ＣＤＣ機能を用いた光通信ネットワークを構成することで、障害が発生した際などに光信号の波長設定等を変更し、代替の通信経路を柔軟に設定することが可能となり得る。このような、障害が発生した際に光信号の波長設定等を変更し、代替の通信経路を確立する動作はプロテクションと呼ばれる。ＣＤＣ機能を用いた光通信ネットワークで代替の通信経路への切り替え、すなわち方路プロテクションを素早くすることができれば、障害が発生した場合でも通信が停止する時間を抑制することができる。そのような背景から、ＣＤＣ機能を用いた光通信ネットワークに関する技術開発が盛んに行われている。ＣＤＣ機能を用いた光通信ネットワークに関する技術としては、例えば、特許文献１のような技術が開示されている。
【０００５】
特許文献１はＣＤＣ機能を備えた光通信システムに関するものである。特許文献１の光通信システムは、光信号の波長の変更やパスの再構築が可能なＲ−ＯＡＤＭ（Reconfigurable - Optical Add/ Drop Multiplexing）で構成されている。また、特許文献１の光通信システムは、ネットワーク全体を監視するＮＭＳ（Network Management System）を用いて、各装置の光信号の波長の変更等の管理を行っている。特許文献１の光通信システムでは、このような構成とすることで、通信経路で異常が生じた際にも光信号の波長とパスの再設定を行うことにより通信を継続することが可能となり得るとしている。
【０００６】
また、特許文献２には、現用系および予備系の伝送路と、ネットワーク監視システムを備えた光通信システムが開示されている。特許文献２の光通信システムでは、所定の光信号をネットワーク監視システムで監視している。特許文献２の光通信システムでは、所定の光信号を監視して障害を検知した際に、ネットワーク監視システムで所定の光信号の通信を行うための代替の通信経路および波長を決定している。また、特許文献２の光通信システムでは、所定の光信号の情報を用いて他の光信号の代替の通信経路等を設定している。特許文献２では、そのような構成とすることにより全ての光信号を監視する必要がなく、ネットワーク監視システムを簡素化することが可能になるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１２−２４８９５８号公報
【特許文献２】特開２００２−３２５０５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１の技術は次のような点で十分ではない。特許文献１の光通信システムはネットワーク全体を監視するＮＭＳが、障害の発生の有無を監視し、障害が発生した際に、ＮＭＳが代替のパスおよび波長設定を決定している。各ノードはＮＭＳの決定に基づいて、波長設定および経路の切り替えを行っている。そのため、特許文献１では、ネットワーク全体を監視しつつ障害が発生した際に代替の通信を確立することのできる高度な機能を有するＮＭＳが必要となる。そのような高度な機能を有するＮＭＳを用いると、システムが大規模で複雑なものとなり得る。また、ＮＭＳで代替となるパスや波長設定の判断を行うと、通信の復旧に時間を要する可能性がある。よって、特許文献１の技術は、通信を継続的に行うことを要求されるような光通信システムに用いる技術としては十分ではない。
【０００９】
特許文献２の光通信システムでは、所定の光信号以外の光信号の通信経路の設定は所定の光信号の情報を用いて設定されている。よって、特許文献２の光通信システムは、通信システム全体で所定の光信号を監視し、その光信号の通信経路および波長設定を決定するための機能を必要としている。しかし、ＣＤＣ機能を用いた光通信システムでは、各光信号はネットワーク上の各ノードでａｄｄやｄｒｏｐされるために、１つの光信号がネットワーク全体を網羅することはほとんどない。特許文献２の光通信システムにおいて、所定の光信号の通信が行われずにあらかじめ監視体制が構築されていない伝送路がある場合は、他の光信号の代替の通信経路を設定することが困難になる可能性がある。よって、特許文献２は、ＣＤＣ機能を用いた光通信システムにおいて障害が発生した際などに通信を継続して行うような高い信頼性が要求されるような光通信システムに用いる技術としては十分ではない。
【００１０】
本発明は、障害が発生した際のプロテクションの確立に必要な情報を、複雑なシステムを必要とすることなく収集することが可能なノードを得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するため、本発明のノードは、通信手段と、情報収集手段と、情報生成手段を備えている。通信手段は、波長多重化された光信号の通信を他のノードと複数の方路を介して行う。情報収集手段は、他のノードが通信に使用している波長および方路の情報を、他のノードから第１のプロテクション情報として収集する。情報生成手段は、自装置が他のノードとの通信に使用している光信号の波長および方路の情報と、第１のプロテクション情報を基に、光信号の波長および光信号ごとの通信経路に関する情報を第２のプロテクション情報として生成する。
【００１２】
本発明の通信方法は、波長多重化された光信号の通信を他のノードと複数の方路を介して行い、他のノードが通信に使用している波長および方路の情報を、他のノードから第１のプロテクション情報として収集する。また、本発明の通信方法は、自装置が他のノードとの通信に使用している光信号の波長および方路の情報と、第１のプロテクション情報を基に、光信号の波長および光信号ごとの通信経路に関する情報を第２のプロテクション情報として生成する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によると、障害が発生した際のプロテクションの確立に必要な情報を、複雑なシステムを必要とすることなく収集することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施形態の構成の概要を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施形態の構成の概要を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施形態の装置の構成の概要を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施形態におけるデータテーブルの例を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施形態におけるデータテーブルの例を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施形態におけるデータテーブルの例を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施形態におけるデータテーブルの例を示す図である。
【図８】本発明の第２の実施形態におけるデータテーブルの例を示す図である。
【図９】本発明の第２の実施形態における動作フローの概要を示す図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態におけるネットワーク構成の例を示す図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態の通信システムにおいて障害が発生した箇所の例を示す図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態におけるデータテーブルの例を示す図である。
【図１３】本発明の第２の実施形態におけるデータテーブルの例を示す図である。
【図１４】本発明の第２の実施形態におけるデータテーブルの例を示す図である。
【図１５】本発明の第２の実施形態におけるデータテーブルの例を示す図である。
【図１６】本発明の第２の実施形態におけるデータテーブルの例を示す図である。
【図１７】本発明の第２の実施形態おいて障害に対処した後のネットワーク構成の例を示す図である。
【図１８】本発明と対比した構成の通信システムの例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について図を参照して詳細に説明する。図１は、本実施形態のノードの構成の概要を示したものである。本実施形態のノードは、通信手段１と、情報収集手段２と、情報生成手段３を備えている。通信手段１は、波長多重化された光信号の通信を他のノードと複数の方路を介して行う。情報収集手段２は、他のノードが通信に使用している波長および方路の情報を、他のノードから第１のプロテクション情報として収集する。情報生成手段３は、自装置が他のノードとの通信に使用している光信号の波長および方路の情報と、第１のプロテクション情報を基に、光信号の波長および光信号ごとの通信経路に関する情報を第２のプロテクション情報として生成する。
【００１６】
本実施形態のノードでは、情報収集手段２が、波長多重化した光信号の通信を行っている他のノードから通信に使用している波長および方路の情報を第１のプロテクション情報として収集している。また、情報生成手段３が、自装置が通信に使用している光信号の波長および方路の情報と、第１のプロテクション情報を基に、光信号の波長および光信号ごとの通信経路に関する情報を第２のプロテクション情報として生成している。本実施形態のノード装置は、光信号の波長および通信経路の情報を自装置で生成することができるので、情報をネットワーク管理システム等から得る必要は無い。よって、本実施形態のノードは、障害が発生した際のプロテクションの確立に必要な情報を、複雑なシステムを必要とすることなく収集することができる。その結果、本実施形態のノードは、複雑なシステムを必要とすることなく障害が発生した際のプロテクションを自律的に確立することが可能となる。
【００１７】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態について図を参照して詳細に説明する。図２は、本実施形態の通信システムの構成の概要を示したものである。本実施形態の通信システムは、第１のノード１１と、第２のノード１２と、第３のノード１３と、第４のノード１４を備えている。本実施形態の通信システムは、各ノード間が光通信回線を介して接続されたリング構成のネットワークとして構成されている。また、本実施形態の通信システムは、ＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing）方式の光信号の通信を行う伝送網として構成されている。また、ネットワークを構成する各ノードはＣＤＣ（Colorless Directionless Contentionless）機能に対応している。
【００１８】
本実施形態の通信システムは、障害が発生した際に代替の経路で通信を行う方路プロテクションを行う機能を有する。また、代替の経路で通信を行う際に、光信号の波長が他の光信号の波長と同一のものとなる場合は、光信号に割り当てられる波長が変更される。本実施形態の通信システムは、障害が発生した際の方路プロテクションや光信号の波長の再設定を、ネットワークを構成するノードが自律的に行う。
【００１９】
第１のノード１１と第３のノード１３、第３のノード１３と第２のノード１２、第２のノード１２と第４のノード１４、および、第４のノード１４と第１のノード１１は、それぞれ光ファイバを用いた通信回線を介して接続されている。また、各ノード間は、双方向の通信が可能であるように通信回線が備えられている。本実施形態の通信システムは、４つのノードを用いて構成されているがノードの数は４つ以上でもよく、また、３つ以下でもよい。また、各ノード間に中継装置等の他の通信装置やノードがさらに備えられていてもよい。本実施形態の通信システムは、ネットワーク上の障害の有無の監視等を行うＮＥ−ＯｐＳ（Network Element Operation System）をネットワーク管理システムとして備えている。ＮＥ−ＯｐＳは、ネットワーク上の異常を検出すると、異常を検出したことを示す情報を各ノードに送る。
【００２０】
また、本実施形態の通信システムでは、第１のノード１１から見た場合に、第３のノード１３側の伝送路を方路１、第４のノード１４側の伝送路を方路２とする。また、第３のノード１３から見た場合の第２のノード１２側の伝送路を方路１、第１のノード１１側の伝送路を方路２とする。同様に、第２のノード１２から見た場合の第４のノード１４側の伝送路を方路１、第３のノード１３側の伝送路を方路２とする。さらに同様に、第４のノード１４から見た場合の第１のノード１１側の伝送路を方路１、第２のノード１２側の伝送路を方路２とする。
【００２１】
本実施形態の通信システムのノードの構成について説明する。図３は、本実施形態の各ノード、すなわち、第１のノード１１、第２のノード１２、第３のノード１３および第４のノード１４の構成の概要をノード２０として示したものである。
【００２２】
本実施形態のノード２０は、制御部２１と、プロテクション制御部２２と、トランスポンダ部２３と、光スイッチ部２４と、プロテクション情報挿入部２５と、モニター部２６と、プロテクション情報挿入部２７と、モニター部２８を備えている。また、本実施形態の通信装置２０は、合波部３１と、分波部３２と、合波部３３と、分波部３４をさらに備えている。プロテクション制御部２２は、プロテクション管理情報記憶部２９をさらに備えている。
【００２３】
制御部２１は、通信装置２０の制御全般を行う機能を有している。ノード２０は、ネットワーク管理システム等から障害に関する情報を受信し、ノード２０の他の部位の制御を行う。ノード２０は、伝送路の障害の情報を検知すると障害の生じている箇所の情報を制御信号Ｓ１１としてプロテクション制御部２２に送る。また、制御部２１は、初期設定等の情報をプロテクション制御部２２に送ることにより各部位の制御を行う。制御部２１は、ソフトウェア、すなわち、コンピュータプログラムと、コンピュータプログラムを実行する半導体装置により構成することもできる。また、制御部２１が、障害発生時や復旧時の情報伝達やアラーム処理を行う構成とすることもできる。
【００２４】
プロテクション制御部２２は、波長および方路のプロテクションに関する制御を行う機能を有する。また、プロテクション制御部２２は、各信号の伝送先、経路、波長の割り当ておよびその他の通信に必要な情報をプロテクション情報として生成して保存する機能を有する。プロテクション制御部２２は、生成したプロテクション情報をプロテクション管理情報記憶部２９に保存する。プロテクション制御部２２は、プロテクション管理情報記憶部２９に保存しているプロテクション情報に基づいて波長および方路のプロテクションに関する制御を行う。プロテクション情報とは、光信号の送信先のノード、光信号で使用する波長などの光信号の通信および障害が発生した際に代替経路の構築に必要な情報のことをいう。本実施形態の各ノードが生成するプロテクション情報の例を図４、図５、図６および図７に示した。
【００２５】
図４は、第１のノード１１が生成するプロテクション情報を示している。図４に示す通り、プロテクション情報は、送信ノード情報、主信号波長数情報、使用波長帯、障害情報、方路プロテクション情報、ＸＣ情報および隣接ノード情報で構成されている。送信ノード情報は、自装置のノード名および接続されている伝送路に対応する方路の識別子の情報で構成されている。また、主信号波長数情報は、各ノードが送受信を行っている主信号の波長の数の情報を示している。使用波長帯は、各主信号の波長帯および波長帯ごとの使用の有無を示している。本実施形態では、主信号に使用されている波長帯は「○」として記録されている。障害情報は、該当する方路における障害の有無について記録されている。該当する方路で障害が発生している場合は「○」として記録されている。
【００２６】
方路プロテクション情報は、方路プロテクションの実行の要求の有無が「要求」の項目として示され、実行されたか有無の情報が「実行有無」として示されている。方路プロテクションの要求および実行があった場合は、要求または実行があったことを示す情報が「○」として記録されている。ＸＣ情報はスイッチ部２４のクロスコネクト機能での光信号の経路の情報を示している。Ｆｒｏｍはクロスコネクト機能部への入力側を示し、Ｔｏはクロスコネクト部からの出力側を示している。例えば、ＦｒｏｍがＴＰＮＤ、Ｔｏが方路１である場合は、トランスポンダ部２４から入力された光信号が方路１への経路へと出力されること示す。また隣接ノード情報は、隣接するノードのノード名およびそのノードに接続する方路の識別子の情報を示している。図４のＸＣ情報では、第１のノード１１から第３のノード１３および第４のノード１４の側に光信号を送信する場合の情報が示されている。本実施形態では、第３のノード１３および第４のノード１４から第１のノード１１への光信号の送信は、第１のノード１１の側から送信する場合の設定と同様の波長設定によって行われる。送信と受信で別の波長設定となる場合は、それぞれについてプロテクション情報が設定される。
【００２７】
図５は、同様に第２のノード１２が生成するプロテクション情報を示している。また、図６は、第３のノード１３が生成するプロテクション情報を示し、図７は第４のノード１４が生成するプロテクション情報を示している。図５、図６および図７の各項目が示す情報は図４の第１のノード１１と同様である。
【００２８】
また、図８は第１のノード１１が、他のノードから受け取ったプロテクション情報を基に生成したプロテクション情報管理テーブルの例を示している。図８のプロテクション情報管理テーブルの各項目が示す情報は、各ノードが生成したプロテクション情報の項目と同様である。第１のノード１１は、図５、図６および図７に示すプロテクション情報を各ノードから受信し、自装置が生成したプロテクション情報と併せて、プロテクション情報管理テーブルを生成する。
【００２９】
プロテクション制御部２２は、プロテクション情報管理テーブルを基に、トランスポンダ部２３で生成する光信号の波長の情報をトランスポンダ部制御信号Ｓ１２として、トランスポンダ部２３に送る。また、プロテクション制御部２２は、プロテクション情報管理テーブルを基に、光スイッチ部２４のスイッチの切り替えを指示する信号をスイッチ部制御信号Ｓ１３として光スイッチ部２４に送る。プロテクション制御部２２は、第１の実施形態の情報収集手段２および情報生成手段３に相当する。
【００３０】
トランスポンダ部２３は、光信号の送信および受信を行う機能を有する。トランスポンダ部２３は、外部から入力された信号に基づいて送信用の光信号を生成し、光スイッチ部２４に送信用光信号Ｓ１４として出力する。トラトランスポンダ部２３で生成される光信号の波長は、可変でありプロテクション制御部２２から送られてくるトランスポンダ部制御信号Ｓ１２に基づいて設定される。また、トランスポンダ部２３は、光スイッチ部２４から受信光信号Ｓ１５として送られてくる光信号を受信し、所定の形式の信号に変換して出力する。
【００３１】
光スイッチ部２４は、入力された各光信号を所定の経路へと出力するクロスコネクト機能を有する。光スイッチ部２４は、分波素子、スイッチ素子および合波素子を備えている。光スイッチ部２４は、入力された光信号を分波素子により各波長の光信号に分離し、スイッチ素子で各波長の光信号ごとに経路を切り替え、合波素子で多重化して出力する。すなわち、光スイッチ部２４は、伝送路から入力された他のノード宛の各波長の光信号を所定の方路の伝送路へと出力する。また、光スイッチ部２４は、伝送路から入力された光信号から自装置宛の所定の波長の光信号を分岐してｄｒｏｐし、受信光信号Ｓ１５としてトランスポンダ部２３に送る。また、光スイッチ部２４は、トランスポンダ部２３から送信用光信号Ｓ１４として送られてくる光信号をａｄｄし、所定の方路の伝送路へと出力する。
【００３２】
光スイッチ部２４の分波素子および合波素子には、例えば、アレイ導波路回折格子を用いることができる。また、スイッチ素子には、例えば、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）による光スイッチ素子を用いることができる。光スイッチ部２４は、プロテクション制御部２２から送られてくるスイッチ部制御信号Ｓ１３に基づいて、スイッチの切り替えを行い、光信号の経路の設定を行う。トランスポンダ部２３および光スイッチ部２４は、第１の実施形態の通信手段１に相当する。
【００３３】
プロテクション情報挿入部２５は、合波部３１を介してプロテクション情報を示す光信号を所定の方路の伝送路へと出力する機能を有する。プロテクション情報挿入部２５は、プロテクション制御部２２から送られてくる送信用情報信号Ｓ１６に基づいて、プロテクション情報を他のノードへ送るための光信号を生成する。プロテクション情報挿入部２５は、生成した光信号を送信用情報光信号Ｓ２０として合波部３１に出力する。プロテクション情報挿入部２５は、主信号で用いられていない波長帯域の光信号を生成する。プロテクション情報を送るための光信号の波長は、通信システムの設計に応じてあらかじめ設定されている。
【００３４】
モニター部２６は、他のノードから受信信号Ｓ２に含まれて送られてくるプロテクション情報を受信しプロテクション制御部２２に送る機能を有する。モニター部２６は、伝送路から分波部３２で分岐されたプロテクション情報を含む受信信号Ｓ２を受信して、所定の形式の電気信号に変換してプロテクション制御部２２に送る。モニター部２６は、入力される光信号のうちプロテクション情報を示す光信号に割り当てられた所定の波長の光信号を分離して受信する。プロテクション情報を示す光信号の分離は、例えば、受光素子の前段にプリズムを備えて波長ごとに分離し、所定の波長の光信号を受光素子に入力することにより行うことができる。モニター部２６は、受信した信号を復号してプロテクション情報を抽出し、抽出したプロテクション情報を受信情報信号Ｓ１８としてプロテクション制御部２２に送る。
【００３５】
プロテクション情報挿入部２７は、プロテクション情報挿入部２５と同様の機能を有する。プロテクション情報挿入部２７は、プロテクション情報を送信用情報信号Ｓ１７としてプロテクション制御部２２から受信する。プロテクション情報挿入部２７は、送信用情報信号Ｓ１７に基づいて光信号を生成し、合波部３２に送信用情報光信号Ｓ２１として送る。プロテクション情報挿入部２５およびプロテクション情報挿入部２７が生成する光信号は、トランスポンダ部２３で生成される主信号よりも低い伝送レートで伝送される構成とすることができる。プロテクション情報を伝達するための光信号の伝送レートを下げることにより、通信ネットワークに対応する伝送レートが異なるノードが混在した場合においても、ノード間でのプロテクション情報の伝達が可能となる。
【００３６】
モニター部２８は、モニター部２６と同様の機能を有する。モニター部２８は、伝送路から入力され分波部３４で分岐されたプロテクション情報を含む受信信号Ｓ４を受信して、所定の波長の光信号を分離し電気信号に変換した後、復号してプロテクション情報を抽出する。モニター部２８は、抽出したプロテクション情報を受信情報信号Ｓ１９としてプロテクション制御部２２に送る。
【００３７】
プロテクション管理情報記憶部２９は、自装置で生成したプロテクション情報および他のノードから受信したプロテクション情報を基に生成したプロテクション情報管理テーブルを保存する機能を有する。
【００３８】
合波部３１は、光スイッチ部２４から送られてくる送信用信号Ｓ１とプロテクション情報挿入部２５から送られてくる送信用情報光信号Ｓ２０を合波し、送信信号Ｓ５として方路１に送信する。また、合波部３３は、光スイッチ部２４から送られてくる送信用信号Ｓ３とプロテクション情報挿入部２７から送られてくる送信用情報光信号Ｓ２１を合波し、送信信号Ｓ６として方路２に送信する。合波部３１および合波部３３には、例えば、光カプラを用いることができる。
【００３９】
分波部３２および分波部３４は、方路１および方路２の伝送路から送られてきた光信号、すなわち、受信信号Ｓ２または受信信号Ｓ４の一部をそれぞれ分岐して、モニター部２６またはモニター部２８にそれぞれ送る機能を有する。本実施形態では、分波部３２および分波部３４で分岐される光信号は全ての波長の光信号を含む。分波部３２および分波部３４には、例えば、光カプラを用いることができる。分波部３２および分波部３４において、プロテクション情報を含む所定の波長の光信号のみが分岐されてモニター部２６またはモニター部２８にそれぞれ送られる構成とすることもできる。
【００４０】
本実施形態の通信システムの動作について説明する。本実施形態の通信システムでは、通常時は、プロテクション情報または初期設定に応じて設定された波長および経路に基づいて各ノード間で光信号の送受信が行われている。また、通常時に、所定のタイミングでプロテクション情報の生成が行われる。所定のタイミングは、例えば、所定の期間ごと、ネットワークの構成の変更やメンテナンス時などとして設定される。始めに各ノードが他のノードに自装置で生成したプロテクション情報を送る際の動作について説明する。以下では、第３のノード１３が自装置で生成した図６に示すプロテクション情報を第１のノード１１に送る場合を例に、各ノードが他のノードに自装置で生成したプロテクション情報を送る際の動作を説明する。第３のノード１３は、第１のノード１１にプロテクション情報を送る際に同様の方法で、もう一方の方路で隣接する第２のノード１２にもプロテクション情報を送る
第３のノード１３のプロテクション制御部２２は、プロテクション情報を生成するとプロテクション情報挿入部２７に生成したプロテクション情報を送信用情報信号Ｓ１７として送る。また、プロテクション制御部２２は、他のノードから受け取っているプロテクション情報がある場合は、自装置のノードに他のノードのプロテクション情報を付加して送る。送信用情報信号Ｓ１７としてプロテクション情報を受け取ると、プロテクション情報挿入部２７は、受け取った情報を基に光信号を生成する。プロテクション情報挿入部２７は、光信号を生成すると生成した光信号を送信用情報光信号Ｓ２１として合波部３３へ送る。
【００４１】
プロテクション情報挿入部２７から送信用情報光信号Ｓ２１を受け取ると、合波部３３は光スイッチ部２４から送られてくる送信用信号Ｓ３に多重化して送信信号Ｓ６として伝送路に出力する。伝送路に出力された送信信号Ｓ６は、第１のノード１１へと送られて第１のノード１１に受信信号Ｓ２として入力される。
【００４２】
第１のノード１１に光信号が受信信号Ｓ２として入力されると分波部３２で一部が分岐され、モニター部２６に送られる。モニター部２６は、所定の波長の光信号を分離して抽出し、抽出した光信号を電気信号に変換する。モニター部２８は、光信号から変換した電気信号を復号し、復号した信号をプロテクション制御部２２に受信情報信号Ｓ１８として送る。プロテクション制御部２２は、受信情報信号Ｓ１８を受け取ると、受け取った信号に含まれる第３のノード１３のプロテクション情報を保存する。また、プロテクション制御部２２は、第３のノード１３のプロテクション情報を基に、プロテクション管理情報記憶部２９に保存しているプロテクション情報管理テーブルを更新する。プロテクション制御部２２は、受け取った情報と保存している情報とを比較し、差がある場合は第３のノード１３から受け取った情報を基に第３のノード１３以外のノードに関する情報を更新する。このとき生成されるプロテクション情報管理テーブルは、例えば、図８に示したようなデータデーブルとなる。以上で、各ノード間でのプロテクション情報の共有の動作が完了する。
【００４３】
次に通信システムのいずれかの箇所で障害が発生し新たな経路での通信を行う際の動作について説明する。図９は、本実施形態の通信システムに障害が発生した際に、代替の伝送経路を構成し方路プロテクションを行う際の動作フローの概要を示したものである。
【００４４】
通信システムの伝送路上で障害が発生すると、ノード２０の制御部２１は、障害が発生したことを検知する。制御部２１は、例えば、他のノードとの光信号の通信が行えていないことを検知したときに障害が発生したと判断する。障害が発生したことを検知すると、制御部２１は、障害が発生した方路の情報等をプロテクション制御部２２に制御信号Ｓ１１として送る。プロテクション制御部２２は、障害が発生したことを示す制御信号Ｓ１１を受け取ると、方路プロテクションを行う動作を開始する。
【００４５】
プロテクション制御部２２は、障害が発生したことを示す情報を制御信号Ｓ１１として受け取ると発生した箇所を介して通信を行っている信号の情報を確認する。他のノードとの通信に異常が生じている経路を使用していない場合は（ステップ１０１でＮｏ）、プロテクション制御部２２は、代替経路の確立、すなわち、方路プロテクションは不要と判断する。代替経路の確立が不要と判断すると、プロテクション制御部２２は、障害の対応に関する動作を終了する。
【００４６】
他のノードとの通信に異常が生じている経路を使用している場合は（ステップ１０１でＹｅｓ）、プロテクション制御部２２は、代替経路の設定、すなわち、方路プロテクションが必要な信号の波長と経路の情報を確認する。代替経路の設定、すなわち、方路プロテクションが必要な信号に関する情報を確認すると、プロテクション制御部２２は、代替経路を構築できる経路の情報を抽出する(ステップ１０２）。
【００４７】
代替経路の構築できる候補の経路の情報を抽出すると、プロテクション制御部２２はそれまで使用していた波長、すなわち、現設定の波長が代替経路の隣のノードとの通信に使用できるかを確認する。既に使用されていて現設定の波長が使用できない場合は(ステップ１０３でＮｏ）、プロテクション制御部２２は、候補の経路上の隣接するノードとの間で未使用の波長を仮の波長として、代替経路での通信を行う信号への割り当てを行う(ステップ１０４）。
【００４８】
未使用の波長を仮に割り当てると、プロテクション制御部２２は、次のノード以後の経路でも信号の伝送を行うかを判断する。次のノードで信号が全てｄｒｏｐされて、それ以降の経路での通信が行われない場合は(ステップ１０５でＮｏ）、プロテクション制御部２２は仮に割り当てた波長の代替経路での使用が可能と判断する。プロテクション制御部２２は、仮に割り当てた波長の使用が可能と判断すると、割り当てた波長を代替経路での通信に用いる波長として決定する。代替経路の設定が必要な信号への波長の割り当てが全て終わると、プロテクション制御部２２は、プロテクション情報およびプロテクション情報管理テーブルを更新する。プロテクション情報等を更新すると、プロテクション制御部２２は、割り当てた信号に基づいた通信の制御を開始する(ステップ１０９）。また、プロテクション制御部２２は、隣接するノードに新たに設定した波長の情報に基づくプロテクション情報を送信する。
【００４９】
また、次のノード以降でも信号の通信が行われている場合は（ステップ１０５でＹｅｓ）、プロテクション制御部２２は、仮に割り当てた波長が、次の伝送路で使用可能かを判断する。次の伝送路で可能である場合は（ステップ１０６でＹｅｓ）、プロテクション制御部２２は、仮に割り当てた状態のまま信号がさらに次のノード以降で使用されるかを判断する。
【００５０】
次のノード以降での通信が行われていない場合は（ステップ１０８でＮｏ）、プロテクション制御部２２は、仮に割り当てた波長を、方路プロテクションを行う信号に割り当てる波長として決定する。割り当てる波長を決定すると、プロテクション制御部２２は決定した波長に基づいたプロテクション情報を設定し、設定した波長による通信の制御の動作を開始する(ステップ１０９）。また、プロテクション制御部２２は、隣接するノードに新たに設定した波長の情報に基づくプロテクション情報を送信する。隣接するノードはプロテクション情報を受け取ると、受け取った情報を基にプロテクション情報管理テーブルを更新する。
【００５１】
仮に割り当てた波長が使用済みである場合は（ステップ１０６でＮｏ）、プロテクション制御部２２は、再度、未使用の波長から割り当てを行う（ステップ１０７）。再度、未使用の波長からの割り当てを行うと、プロテクション制御部２２は隣接するノードから先の経路の確認としてステップ１０８からの動作を行う。すなわち、波長の割り当てを再度、行った場合は、プロテクション制御部２２は波長の使用可否の判断を最初のノードからやり直す。
【００５２】
また、ステップ１０３において現設定の波長が使用できる場合は（ステップ１０３でＹｅｓ）、プロテクション制御部２２は現設定の波長を仮に割り当てる波長と同等にみなしてステップ１０５以降の動作を行う。以上が、本実施形態の通信システムの伝送路上で異常が発生した際に、代替経路での通信、すなわち方路プロテクションを確立するための光信号の波長および通信経路の設定を行う際の動作についての説明である。
【００５３】
本実施形態の通信システムにおいて障害が発生し方路プロテクションが行われる際の動作についてより具体的に説明する。本実施形態の通信システムにおいて図１０に示すような通信が行われていた場合を例に説明する。図１０では、第１のノード１１がＮｏｄｅ（１）、第２のノード１２がＮｏｄｅ（２）、第３のノード１３がＮｏｄｅ（３）、第４のノード１４がＮｏｄｅ（４）としてそれぞれ示されている。
【００５４】
図１０の例では、波長λ１の光信号が、第１のノード１１と第３のノード１３の間、および、第１のノード１１から第４のノード１４を介した第２のノード１２の間の通信で用いられている。同様に、波長λ２の光信号は、第１のノード１１から第３のノード１３を介した第２のノード１２の間の通信で用いられている。波長λ３の光信号は、第３のノード１３と第２のノード１２の間の通信で用いられている。波長λ４の光信号は、第１のノード１１と第４のノード１４の間の通信で用いられている。また、波長λ５の光信号は第４のノード１４と第２のノード１２の間の通信で用いられている。各光信号は、一方の端のノードでａｄｄされ、もう一方の端のノードでｄｒｏｐされる。
【００５５】
通常時は図１０に示すような通信が行われている通信システムにおいて、図１１に示すように、第１のノード１１と第３のノード１３の間の伝送路で障害が発生した場合を例に、方路プロテクションを行う際の動作を説明する。図１１に示すように、第１のノード１１と第３のノード１３の間の伝送路で障害が発生した場合には、第１のノード１１は、方路１の伝送路を介して送受信を行っていた波長λ１および波長λ２の光信号の通信を行えなくなる。また、第３のノード１３は、方路２の伝送路を介して送受信を行っていた波長λ１と自装置をスルーしていたλ２の光信号の通信を行うことができなくなる。
【００５６】
障害を検知すると、プロテクション制御部２２は、代替の経路の確保が必要な光信号の情報を抽出する。プロテクション制御部２２は、波長λ１の光信号は第３のノード１３までの代替経路の確保が必要であると判断する。また、プロテクション制御部２２は、波長λ２の光信号は、第２のノード１２までの代替経路の確保が必要であると判断する。
【００５７】
方路１側の伝送路で障害が生じているので、プロテクション制御部２２は、方路２側の伝送路を用いて、方路プロテクションおよび光信号の波長の入れ替え処理を開始する。
【００５８】
プロテクション制御部２２は、プロテクション管理テーブル内の方路２の波長設定を参照し、方路１で使用していたλ１およびλ２が使用されているか確認する。方路１で用いていた波長のままで転送できることを優先させるため、プロテクション制御部２２は、始めに、方路１で用いていた波長のまま方路２側で通信が可能かを判断する。
【００５９】
第１のノード１１の方路２側ではλ１は既に使用されているため、プロテクション制御部２２は、別の波長を選択する必要があると判断する。また、λ２は方路２側の第４のノード１４との間では用いられていないため、プロテクション制御部２２は、λ２を仮設定する。
【００６０】
波長λ１に関しては別の波長を選択する必要があるので、プロテクション制御部２２は、使用されていない波長を調査する。第１のノード１１の方路２側ではλ３が空いているため、プロテクション制御部２２は波長λ１の代替の候補として波長λ３に仮に設定する。
【００６１】
第４のノード１４との間で用いる波長の仮設定が終わると、プロテクション制御部２２は、第４のノード１４と第２のノード１２の間で仮設定を行った波長での通信が可能であるかの調査を開始する。
【００６２】
プロテクション制御部２２は、プロテクション管理テーブルを参照し第４のノード１４と第２のノード１２の間で、仮設定した波長λ２および波長λ３が使用さているかを確認する。第４のノード１４と第２のノード１２の間では波長λ２および波長λ３は使用されていないので、プロテクション制御部２２は、第４のノード１４と第２のノード１２の間では仮設定した波長変更の必要は無いと判断する。
【００６３】
次にプロテクション制御部２２は、第２のノード１２と第３のノード１３の間の確認を行う。このとき、波長λ２は第２のノード１２でｄｒｏｐされるため、プロテクション制御部２２は、第２のノード１２と第３のノード１３の間での波長λ２の使用の有無の確認は不要と判断する。プロテクション制御部２２は、第２のノード１２と第３のノード１３の間で波長λ３が使用されているかを確認する。
【００６４】
波長λ３は、第２のノード１２と第３のノード１３の間で既に使用されているためプロテクション制御部２２は、波長λ３の使用はできないと判断する。波長λ３の使用ができないため、プロテクション制御部２２は、仮に割り当てる波長として他の波長の選択を行う。第１のノード１１と第４のノード１４の間では波長λ５が使用されていないので、プロテクション制御部２２は、波長λ５を仮設定する。
【００６５】
波長λ５を仮設定すると、プロテクション制御部２２は第４のノード１４と第２のノード１２の間で波長λ５が使用されていないかを確認する。第４のノード１４と第２のノード１２の間では波長λ５が既に使用されているため、プロテクション制御部２２は波長λ５の使用は不可であると判断する。
【００６６】
さらにプロテクション制御部２２は、第１のノード１１と第４のノード１４の間の使用状況を確認し、波長λ６を仮設定の波長として選択する。仮に割り当てる波長として波長λ６を選択すると、プロテクション制御部２２は、第４のノード１４と第２のノード１２の間での波長λ６の使用の有無を確認する。第４のノード１４と第２のノード１２の間では波長λ６は使用されていないので、プロテクション制御部２２は、第２のノード１２と第３のノード１３の間での波長λ６の使用の有無を確認する。第２のノード１２と第３のノード１３の間でも、波長λ６は使用さていないので、プロテクション制御部２２は、波長６の使用が可能であると判断する。また、プロテクション制御部２２は、波長λ６で仮設定を行った光信号は第３のノード１３でドロップされる光信号のためさらに先の経路での確認は不要であると判断する。以上で、代替の経路の設定が必要な信号に割り当てる波長が決定したので、プロテクション制御部２２は、決定した経路および波長の情報を基にプロテクション情報管理テーブルの更新の動作を開始する。
【００６７】
図１２、図１３、図１４および図１５は、上記の動作を行った際に第１のノード１１、第２のノード１２、第３のノード１３および第４のノード１４がそれぞれ生成したプロテクション情報の例を示したものである。また、図１６は、各ノードが生成したプロテクション情報を基に、第１のノード１１が生成したプロテクション管理テーブルの例を示している。すべての代替波長についての判断が終わると、プロテクション制御部２２はプロテクション情報管理テーブルを参照して、新たに設定した波長で通信を行うための設定動作を開始する。
【００６８】
第１のノード１１のプロテクション制御部２２は、トランスポンダ部２３および光スイッチ部２４に、波長λ１の光信号を波長λ６に変更し、方路２側へ出力することを示す信号を、トランスポンダ部制御信号Ｓ１２およびスイッチ部制御信号Ｓ１３として送る。また、第１のノード１１のプロテクション制御部２２は、トランスポンダ部２３および光スイッチ部２４に、波長λ２の光信号を、方路２側へ出力する設定の変更を示す信号をトランスポンダ部制御信号Ｓ１２およびスイッチ部制御信号Ｓ１３として送る。設定の変更を示す信号をトランスポンダ部制御信号Ｓ１２として受け取ると、トランスポンダ部２３は、スイッチ部制御信号Ｓ１３を受け取ると、波長λ１で出力していた光信号の波長を波長λ６に変更する。また、光スイッチ部２４は、波長λ６の光信号が方路２側に出力されるようにスイッチの切り替えを行う。光スイッチ部２４は、さらに、波長λ２の光信号が方路２側に出力されるようにスイッチの切り替えを行う。
【００６９】
次に、プロテクション制御部２２は、第４のノード１４に変更後のプロテクション情報を送信する。第４のノード１４は、第１のノード１１と同様に波長の変更およびスイッチの切り替えを行う。
【００７０】
第４のノード１４は、自装置の設定が終わると第２のノード１２にプロテクション情報を送信する。第２のノード１２も同様に自装置の設定の変更を行い、設定の変更が終わるとプロテクション情報を第３のノード１３に送る。第３のノード１３の設定が終わると、第１のノード１１から第３のノード１３までの間で、障害の発生した箇所で行われていた通信の代替の通信が可能な状態となる。
【００７１】
以上のように、各ノードで設定の変更が終わると方路プロテクションが完了し、代替経路での通信が開始される。また、ネットワーク内に多重障害が発生した場合でも同様の処理により、プロテクション経路の空き帯域を確認して波長設定を変更することで、代替の通信経路の確保が可能となる。
【００７２】
図１７は上記の方路プロテクションが完了した後の各信号の波長および経路を示している。第１のノード１１と第３ノード１３の間で波長λ１の光信号で行われていた通信は、第４のノード１４および第２のノード１２を介して波長λ６の光信号で行う通信で代替されている。また、第１のノード１１から第２ノード１２の間で第３のノード１３を介して波長λ２の光信号で行われていた通信は、波長を変更せずに第４のノード１４を介した経路での通信で代替されている。
【００７３】
また、図１８には、本実施形態との対比のため方路を変更する際に波長の変更を行わない場合の例を示した。波長λ１の光信号の通信を波長の変更することなく第４のノード１４および第２のノード１２を経由した経路で行うと、既に第１のノード１１と第２のノード１２の間で行われていた通信の光信号との衝突が生じる。そのため、波長設定を変更せずに経路の変更だけを行った場合は、正常な通信の継続を行うことはできない。よって、以上のように、波長の変更を行うことで他の信号との衝突を生じることなく、方路プロテクションを行うことが可能になる。
【００７４】
本実施形態の通信システムのノードは、通信を行っている光信号の波長や方路の情報で構成されるプロテクション情報を他のノードから受信し、自装置で生成した情報と併せてプロテクション管理テーブルを生成している。このように、プロテクション情報を基に各ノードがプロテクション管理テーブルを生成することにより、各ノードは光信号の波長や方路を決定するための情報をネットワーク管理システム等から得る必要はない。
【００７５】
各ノードは、伝送路の障害を検知したときに自装置で生成したプロテクション管理テーブルを基に、自律的に代替経路で通信を行う際の方路および波長の設定を行うことができる。よって、本実施形態の通信システムのノードは、障害が発生した際にネットワーク管理システム等から情報を得ることなく、自律的に方路プロテクションを確立することができる。その結果、本実施形態の通信システムは、複雑なシステムを必要とすることなく障害が発生した際に自律的にプロテクションを確立することができる。また、本実施形態の通信システムでは各ノードが自律的にプロテクションを確立することができるので、ネットワーク上で多重障害が発生した際にもプロテクションの実行が可能となり得る。また、各ノードが自律的にプロテクションを確立することにより、ネットワーク管理システム等の判断でプロテクションの確立する場合に比べて、障害が発生した際の通信の復旧に要する時間を抑制することが可能となる。
【００７６】
第２の実施形態の通信システムでは、各ノードがプロテクション情報管理テーブルを生成していたが、一部のノードのみがプロテクション情報管理テーブルを生成して他のノードと情報を共有する構成としてもよい。例えば、リングネットワークを構成する複数のノードのうちの１つがプロテクション情報管理テーブルを生成し、リングネットワークに接続された順番にプロテクション情報管理テーブルを伝送して共有する構成とすることができる。また、一部のノードがプロテクション情報管理テーブルを生成し、他のノードに個々に送信する構成としてもよい。このような構成とすることによって、全てのノードにプロテクション情報管理テーブルを生成する機能を備える必要が無くなるため装置の構成を簡略化することが可能となり得る。
【００７７】
また、通信システムを構成するノードをグループに分け、グループごとに所定のノードがグループ内の各ノードのプロテクション情報を取りまとめる構成とすることもできる。そのような場合は、グループごとに取りまとめられたプロテクション情報が、所定のノードまたは専用の管理装置にさらに送信され、プロテクション情報管理テーブルが生成される構成とすることができる。生成されたプロテクション情報管理テーブルは、各ノードへと送られる。このような構成とすることにより、処理の分散化と装置やシステムの簡略化を両立することが可能となる。
【００７８】
第２の実施形態の通信システムでは、個々のノードが障害の検知を行っていたが、障害の検知および伝達を所定のノードが行ってもよい。例えば、隣接する伝送路やノードの障害を検知したノードが他のノードに障害が発生した情報を送信する構成とすることができる。また、障害を検知したノードがプロテクション情報管理テーブルの生成や方路プロテクションを行うための情報を生成して、障害を検知した情報とともに他のノードに生成した情報を送信する構成とすることもできる。このような構成とすることにより、ノードによる自律的な動作の割合を高めネットワーク管理システム等をより簡素化することができる。
【符号の説明】
【００７９】
１    通信手段
２    情報収集手段
３    情報生成手段
１１    第１のノード
１２    第２のノード
１３    第３のノード
１４    第４のノード
２０    ノード
２１    制御部
２２    プロテクション制御部
２３    トランスポンダ部
２４    光スイッチ部
２５    プロテクション情報挿入部
２６    モニター部
２７    プロテクション情報挿入部
２８    モニター部
２９    プロテクション管理情報記憶部
３１    合波部
３２    分波部
３３    合波部
３４    分波部
１０１−１０９    通信システムの動作ステップ
Ｓ１    送信用信号
Ｓ２    受信信号
Ｓ３    送信用信号
Ｓ４    受信信号
Ｓ５    送信信号
Ｓ６    送信信号
Ｓ１１    制御信号
Ｓ１２    トランスポンダ部制御信号
Ｓ１３    スイッチ部制御信号
Ｓ１４    送信用光信号
Ｓ１５    受信光信号
Ｓ１６    送信用情報信号
Ｓ１７    送信用情報信号
Ｓ１８    受信情報信号
Ｓ１９    受信情報信号
Ｓ２０    送信用情報光信号
Ｓ２１    送信用情報光信号
【図１】
2016082529.tif 000003
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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