(57)【要約】【課題】自律的な故障検出および冗長切替を実行可能な光信号中継装置および、光信号中継装置の故障判定方法を提供する。【解決手段】光信号中継装置１０１は、光信号を中継するように構成された中継ユニット１１と、中継ユニット１１と代替可能に構成された、中継ユニット１２と、光信号を分岐して、中継ユニット１１および中継ユニット１２の各々に、分岐された光信号を与える分岐部１３ａ，１３ｂと、中継ユニット１１から出力された信号と、中継ユニット１２から出力された信号とを比較して、中継ユニット１１の故障を判定する故障判定部１４と、故障判定部１４によって中継ユニット１１の故障が判定された場合に、中継ユニット１１と中継ユニット１２との間で冗長切替を実行する冗長切替制御部１５とを備える。【選択図】図２
2017152820.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光信号を中継するように構成された、少なくとも１つの第１の中継ユニットと、
前記第１の中継ユニットと代替可能に構成された、少なくとも１つの第２の中継ユニットと、
光信号を分岐して、前記第１の中継ユニットおよび前記第２の中継ユニットの各々に、分岐された光信号を与える分岐部と、
前記第１の中継ユニットから出力された信号と、前記第２の中継ユニットから出力された信号とを比較して、前記第１の中継ユニットの故障を判定する故障判定部と、
前記故障判定部によって前記第１の中継ユニットの前記故障が判定された場合に、前記第１の中継ユニットと前記第２の中継ユニットとの間で冗長切替を実行する冗長切替制御部とを備える、光信号中継装置。
【請求項２】
前記分岐部は、前記第１の中継ユニットからの光信号を分岐して、分岐信号を生成し、
前記故障判定部は、前記分岐信号を、前記第１の中継ユニットの前記故障の判定に用いる、請求項１に記載の光信号中継装置。
【請求項３】
前記第２の中継ユニットの数よりも前記第１の中継ユニットの数が大きく、
前記故障判定部は、前記光信号の比較のために前記第１の中継ユニットと前記第２の中継ユニットとの対を選択して、前記対を構成する前記第１の中継ユニットの前記故障を判定する、請求項１または請求項２に記載の光信号中継装置。
【請求項４】
前記故障判定部は、前記光信号の比較のために前記第１の中継ユニットと、前記第２の中継ユニットとの組み合わせを選択して、前記組み合わせを構成する前記第１の中継ユニットの前記故障を判定し、
前記組み合わせに含まれる前記第１の中継ユニットの数は１であり、
前記組み合わせに含まれる前記第２の中継ユニットの数は複数である、請求項１または請求項２に記載の光信号中継装置。
【請求項５】
前記第１の中継ユニットおよび前記第２の中継ユニットの各々は、前記光信号に対する３Ｒ再生を実行して、デジタル信号を出力し、
前記故障判定部は、前記第１の中継ユニットおよび前記第２の中継ユニットの各々からの前記デジタル信号に基づいて、前記第１の中継ユニットの前記故障を判定する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の光信号中継装置。
【請求項６】
光信号を中継するように構成された光信号中継装置の故障判定方法であって、前記光信号中継装置は、第１の中継ユニットと、前記第１の中継ユニットと代替可能に構成された、第２の中継ユニットと、故障判定部とを含み、
前記方法は、
光信号を分岐して、前記第１の中継ユニットおよび前記第２の中継ユニットの各々に、分岐された光信号を与えるステップと、
前記故障判定部によって、前記第１の中継ユニットから出力された第１の信号と、前記第２の中継ユニットから出力された第２の信号とを比較するステップと、
前記第１の信号および前記第２の信号の比較の結果に基づいて、前記故障判定部によって、前記第１の中継ユニットの故障を判定するステップとを備える、光信号中継装置の故障判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光信号中継装置および、その故障判定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムは、光通信システムの一種である。ＰＯＮシステムは、局側装置（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｌｉｎｅ  Ｔｅｒｍｉｎａｌ：ＯＬＴ）と、１以上の宅側装置（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｕｎｉｔ：ＯＮＵ）と、光信号を伝送する光ファイバと、光ファイバを分岐する光スプリッタとを有する。ＯＬＴは、光ファイバおよび光カプラによってＯＮＵに接続される。
【０００３】
ＯＬＴとＯＮＵとの間の伝送距離が長い場合には、ＯＬＴとＯＮＵとの間の光ファイバ回線に光信号中継装置が配置され得る。光信号中継装置は、ＯＬＴからの光信号をＯＮＵへと再生中継するとともに、ＯＮＵからの光信号をＯＬＴへと再生中継する。
【０００４】
特開２００４−１０４１７７号公報（特許文献１）および特開２００４−１０４１８２号公報（特許文献２）は、二重化された光信号中継装置を含むＰＯＮシステムを開示する。ＰＯＮの伝送路に生じた故障は、ＯＬＴあるいは光信号中継装置によって検出される。
【０００５】
たとえば、特開２００７−２９５５０７号公報（特許文献３）および特開２０１５−５８６２号公報（特許文献４）は、ＯＬＴからの指示に従ってその動作を制御する中継装置を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１０４１７７号公報
【特許文献２】特開２００４−１０４１８２号公報
【特許文献３】特開２００７−２９５５０７号公報
【特許文献４】特開２０１５−５８６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記文献に開示された従来の光信号中継装置は、それ自体の故障を自律的に判定することができない。このために、親局に配置された管理装置が、光信号中継装置の故障を判定しなければならない。たとえば子局（遠隔局）に配置された光信号中継装置の動作状態が、その中継装置から親局の管理装置に送信される。一例では、光信号中継装置は、ＯＬＴとの接続信号を用いてＯＬＴに情報を送信し、管理装置はＯＬＴを介して、その情報を取得する。あるいは、別線を用いて、光信号中継装置は、親局の管理装置に直接情報を送信する。さらに、冗長構成を有する光信号中継装置の場合には、当該管理装置が光信号中継装置の故障を判定する必要があるだけでなく、光信号中継装置の内部における冗長切替を制御する必要もある。
【０００８】
本発明の目的は、自律的な故障検出および冗長切替を実行可能な光信号中継装置および、光信号中継装置の故障判定方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様に係る光信号中継装置は、光信号を中継するように構成された、少なくとも１つの第１の中継ユニットと、第１の中継ユニットと代替可能に構成された、少なくとも１つの第２の中継ユニットと、光信号を分岐して、第１の中継ユニットおよび第２の中継ユニットの各々に、分岐された光信号を与える分岐部と、第１の中継ユニットから出力された信号と、第２の中継ユニットから出力された信号とを比較して、第１の中継ユニットの故障を判定する故障判定部と、故障判定部によって第１の中継ユニットの故障が判定された場合に、第１の中継ユニットと第２の中継ユニットとの間で冗長切替を実行する冗長切替制御部とを備える。
【００１０】
本発明の一態様に係る光信号中継装置の故障判定方法は、光信号を中継するように構成された光信号中継装置の故障判定方法である。光信号中継装置は、第１の中継ユニットと、第１の中継ユニットと代替可能に構成された、第２の中継ユニットと、故障判定部とを含む。方法は、光信号を分岐して、第１の中継ユニットおよび第２の中継ユニットの各々に、分岐された光信号を与えるステップと、故障判定部によって、第１の中継ユニットから出力された第１の信号と、第２の中継ユニットから出力された第２の信号とを比較するステップと、第１の信号および第２の信号の比較の結果に基づいて、故障判定部によって、第１の中継ユニットの故障を判定するステップとを備える。
【発明の効果】
【００１１】
上記によれば、自律的な故障検出および冗長切替を実行可能な光信号中継装置および、その故障判定方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る光通信システムの構成の一例を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る光信号中継装置の概略的な構成を示したブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る光信号中継装置による、下り信号を利用した、中継ユニットの故障の判定を説明するための図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る光信号中継装置による、上り信号を利用した、中継ユニットの故障の判定を説明するための図である。
【図５】図２に示された光信号中継装置に含まれる中継ユニットの構成の一例を示したブロック図である。
【図６】図２に示された光信号中継装置に含まれる故障判定部の構成の一例を示したブロック図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係る光信号中継装置による、中継ユニットの故障の判定および冗長切替を説明したフローチャートである。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係る光通信システムおよび光信号中継装置を示したブロック図である。
【図９】図８に示された光信号中継装置に含まれる中継ユニットの構成の一例を示したブロック図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態に係る光信号中継装置による、下り信号を利用した、中継ユニットの故障の判定を説明するための図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態に係る光信号中継装置による、上り信号を利用した、中継ユニットの故障の判定を説明するための図である。
【図１２】本発明の第３の実施の形態に係る光通信システムおよび光信号中継装置を概略的に示したブロック図である。
【図１３】本発明の第３の実施の形態に係る光通信システムの一部を示したブロック図である。
【図１４】本発明の第３の実施の形態に係る光信号中継装置による、下り信号を利用した、中継ユニットの故障の判定を説明するための図である。
【図１５】本発明の第３の実施の形態に係る光信号中継装置による、上り信号を利用した、中継ユニットの故障の判定を説明するための図である。
【図１６】本発明の第４の実施の形態に係る光通信システムおよび光信号中継装置を示したブロック図である。
【図１７】本発明の第４の実施の形態に係る光信号中継装置による、下り信号を利用した、中継ユニットの故障の判定を説明するための図である。
【図１８】本発明の第４の実施の形態に係る光信号中継装置による、上り信号を利用した、中継ユニットの故障の判定を説明するための図である。
【図１９】本発明の第５の実施の形態に係る光通信システムおよび光信号中継装置を示したブロック図である。
【図２０】本発明の第５の実施の形態に係る光信号中継装置による、下り信号を利用した、中継ユニットの故障の判定を説明するための図である。
【図２１】本発明の第５の実施の形態に係る光信号中継装置による、上り信号を利用した、中継ユニットの故障の判定を説明するための図である。
【図２２】本発明の第６の実施の形態に係る光通信システム３０１の一部を示したブロック図である。
【図２３】本発明の第７の実施の形態に係る光通信システム３０１および光信号中継装置１０１を示したブロック図である。
【図２４】本発明の第７の実施の形態に係る光通信システム３０１の一部を示したブロック図である。
【図２５】本発明の第７の実施の形態に係る光信号中継装置による、下り信号を利用した、中継ユニットの故障の判定を説明するための図である。
【図２６】本発明の第７の実施の形態に係る光信号中継装置による、上り信号を利用した、中継ユニットの故障の判定を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
[本発明の実施形態の説明]
最初に本発明の実施態様を列記して説明する。
【００１４】
（１）本発明の一態様に係る光信号中継装置は、光信号を中継するように構成された、少なくとも１つの第１の中継ユニットと、第１の中継ユニットと代替可能に構成された、少なくとも１つの第２の中継ユニットと、光信号を分岐して、第１の中継ユニットおよび第２の中継ユニットの各々に、分岐された光信号を与える分岐部と、第１の中継ユニットから出力された信号と、第２の中継ユニットから出力された信号とを比較して、第１の中継ユニットの故障を判定する故障判定部と、故障判定部によって第１の中継ユニットの故障が判定された場合に、第１の中継ユニットと第２の中継ユニットとの間で冗長切替を実行する冗長切替制御部とを備える。
【００１５】
上記によれば、自律的な故障検出および冗長切替を実行可能な光信号中継装置を提供することができる。光信号中継装置は、第１および第２の中継ユニットを有する。故障判定部は、２つの中継ユニットをそれぞれ通った２つの光信号を比較することによって、第１の中継ユニットの故障を判定する。したがって光信号中継装置が、それ自体の故障を検出できる。さらに、第１の中継ユニットの故障が判定された場合には、第２の中継ユニットを第１の中継ユニットと置き換えることによって、冗長切替が可能になる。「第１の中継ユニットから出力された信号」および「第２の中継ユニットから出力された信号」の組み合わせは、たとえば、２つの中継ユニットによる処理がそれぞれ施された２つの光信号の組み合わせ、一方の中継ユニットによる処理が施された光信号と、他方の中継ユニットによる処理の結果を示す信号との組み合わせ、あるいは、２つの中継ユニットによる処理の結果をそれぞれ示す２つの信号の組み合わせであってもよい。
【００１６】
（２）上記（１）の光信号中継装置において、分岐部は、第１の中継ユニットからの光信号を分岐して、分岐信号を生成する。故障判定部は、分岐信号を、第１の中継ユニットの故障の判定に用いる。
【００１７】
上記によれば、第１の中継ユニットの故障を判定するための光信号を生成することができる。
【００１８】
（３）上記（１）または（２）の光信号中継装置において、第２の中継ユニットの数よりも第１の中継ユニットの数が大きい。故障判定部は、光信号の比較のために第１の中継ユニットと第２の中継ユニットとの対を選択して、対を構成する第１の中継ユニットの故障を判定する。
【００１９】
上記によれば、複数の第１の中継ユニットの各々について、故障の有無を判定できる。
（４）上記（１）または（２）の光信号中継装置において、故障判定部は、光信号の比較のために第１の中継ユニットと、第２の中継ユニットとの組み合わせを選択して、組み合わせを構成する第１の中継ユニットの故障を判定する。組み合わせに含まれる第１の中継ユニットの数は１であり、組み合わせに含まれる第２の中継ユニットの数は複数である。
【００２０】
上記によれば、第１の中継ユニットの故障の有無をより正確に判定できる。
（５）上記（１）から（４）のいずれかの光信号中継装置において、第１の中継ユニットおよび第２の中継ユニットの各々は、光信号に対する３Ｒ再生を実行して、デジタル信号を出力する。故障判定部は、第１の中継ユニットおよび第２の中継ユニットの各々からのデジタル信号に基づいて、第１の中継ユニットの故障を判定する。
【００２１】
上記によれば、故障判定部は、２つの中継ユニットをそれぞれ通った２つの光信号を比較することによって、第１の中継ユニットの故障を判定することができる。
【００２２】
（６）本発明の一態様に係る光信号中継装置の故障判定方法は、光信号を中継するように構成された光信号中継装置の故障判定方法である。光信号中継装置は、第１の中継ユニットと、第１の中継ユニットと代替可能に構成された、第２の中継ユニットと、故障判定部とを含む。方法は、光信号を分岐して、第１の中継ユニットおよび第２の中継ユニットの各々に、分岐された光信号を与えるステップと、故障判定部によって、第１の中継ユニットから出力された第１の信号と、第２の中継ユニットから出力された第２の信号とを比較するステップと、第１の信号および第２の信号の比較の結果に基づいて、故障判定部によって、第１の中継ユニットの故障を判定するステップとを備える。
【００２３】
上記によれば、光信号中継装置の故障を光信号中継装置自体が検出できる。
[本発明の実施形態の詳細]
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。以下に説明される各実施の形態では、第１の中継ユニットおよび第２の中継ユニットを、それぞれ「運用系の中継ユニット」および「待機系の中継ユニット」と称する。
【００２４】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る光通信システムの構成の一例を示す図である。図１に示されるように、光通信システム３０１は、ＰＯＮシステムであり、たとえばＧＥ−ＰＯＮもしくは１０Ｇ−ＥＰＯＮ、またはその両方である。光通信システム３０１は、上位ネットワークに接続されたＯＬＴ２０１と、幹線光ファイバ２０４と、アクセス光ファイバ２０４ａと、支線光ファイバ２０４ｂと、光カプラ２１１と、光信号中継装置１０１と、１つ以上のＯＮＵ２０２とを備える。
【００２５】
ＯＬＴ２０１は、幹線光ファイバ２０４に接続される。光信号中継装置１０１は、幹線光ファイバ２０４およびアクセス光ファイバ２０４ａに接続される。光カプラ２１１は複数の支線光ファイバ２０４ｂをアクセス光ファイバ２０４ａに結合する。複数の支線光ファイバ２０４ｂの各々は、ＯＮＵ２０２に接続される。光信号中継装置１０１は、ＯＬＴ２０１からＯＮＵ２０２への光信号（すなわち下り信号）を中継するとともに、ＯＮＵ２０２からＯＬＴ２０１への光信号（すなわち上り信号）を中継する。
【００２６】
図２は、本発明の第１の実施の形態に係る光信号中継装置１０１の概略的な構成を示したブロック図である。図２に示されるように、光信号中継装置１０１は、中継ユニット１１，１２と、分岐部１３ａ，１３ｂと、故障判定部１４と、冗長切替制御部１５とを備える。理解を容易にするため、図２では、ＯＮＵ２０２がアクセス光ファイバ２０４ａに接続されるようにＯＮＵ２０２が示されている（以後説明される図においても同様である）。
【００２７】
中継ユニット１１，１２は、ＯＬＴ２０１からＯＮＵ２０２への光信号、およびＯＮＵ２０２からＯＬＴ２０１への光信号を中継するように構成される。後に詳細に説明されるように、中継ユニット１１，１２は互いに同じ構成を有する。中継ユニット１１，１２の一方は、運用系の中継ユニットであり、中継ユニット１１，１２の他方は、待機系の中継ユニットである。すなわち、光信号中継装置１０１は冗長構成を有する。運用系の中継ユニットが故障した場合には、待機系の中継ユニットが、その運用系の中継ユニットに代わり光信号を中継する。すなわち、冗長切替が実行される。以下に説明される例においては、中継ユニット１１が運用系の中継ユニットであり、中継ユニット１２が待機系の中継ユニットである。
【００２８】
分岐部１３ａ，１３ｂは、１つの光信号を２つの光信号に分岐するように構成される。２つの光信号の一方は、運用系の中継ユニットに送られる。２つの光信号の他方は、待機系の中継ユニットに送られる。
【００２９】
分岐部１３ａおよび分岐部１３ｂは、互いに同じ構成を有する。分岐部１３ａは、光カプラ２１と、スイッチ２５，２６とを有する。分岐部１３ｂは、光カプラ３１と、スイッチ３５，３６とを有する。スイッチ２５，２６，３５，３６は、たとえば故障判定部１４によって制御される。
【００３０】
光カプラ２１，３１の各々は、２×２（２入力２出力）光カプラである。光カプラ２１は、幹線光ファイバ２０４、中継ユニット１１、スイッチ２５およびスイッチ２６に光学的に接続される。光カプラ３１は、アクセス光ファイバ２０４ａ、中継ユニット１１、スイッチ３５およびスイッチ３６に光学的に接続される。
【００３１】
スイッチ２５，２６，３５，３６の各々は、１×２スイッチである。スイッチ２５は、光カプラ２１と中継ユニット１２との間の経路、および、スイッチ２６と中継ユニット１２との間の経路を切り替えるように構成される。スイッチ２６は、スイッチ２５と故障判定部１４との間の経路、および、光カプラ２１と故障判定部１４との間の経路を切り替えるように構成される。
【００３２】
スイッチ３５は、光カプラ３１と中継ユニット１２との間の経路、および、スイッチ３６と中継ユニット１２との間の経路を切り替えるように構成される。スイッチ３６は、スイッチ３５と故障判定部１４との間の経路、および、光カプラ３１と故障判定部１４との間の経路を切り替えるように構成される。
【００３３】
故障判定部１４は、運用系の中継ユニットを通った光信号と、待機系の中継ユニットを通った光信号とを比較して、運用系の中継ユニットが故障しているかどうかを判定するように構成される。上り信号および下り信号のうちの少なくとも一方を用いて、故障判定部１４は、運用系の中継ユニットの故障を判定する。
【００３４】
冗長切替制御部１５は、故障判定部１４の判定に基づいて、運用系の中継ユニットと待機系の中継ユニットの間で冗長切替を実行するように構成される。上り信号を用いた故障判定、下り信号を用いた故障判定の少なくとも一方において、運用系の中継ユニットが故障したという結果が生じた場合に、冗長切替制御部１５は冗長切替を実行する。
【００３５】
図３は、本発明の第１の実施の形態に係る光信号中継装置による、下り信号を利用した、中継ユニットの故障の判定を説明するための図である。図３に示されるように、ＯＬＴ２０１からの下り信号は、光カプラ２１によって２つの光信号に分岐される。これら２つの光信号は、実線の矢印および破線の矢印によってそれぞれ表現される。
【００３６】
２つの光信号のうち、実線の矢印によって表される光信号は、中継ユニット１１を通り、光カプラ３１に送られる。光カプラ３１は、その光信号を２分岐する。一方の光信号は、ＯＮＵ２０２に送られる。他方の光信号は、分岐信号としてスイッチ３６に送られる。分岐信号は、スイッチ３６を介して故障判定部１４に伝達される。実線の矢印によって示されるように、中継ユニット１１は、ＯＬＴ２０１からＯＮＵ２０２への下り信号を中継する。光カプラ３１は、中継ユニット１１の故障を判定するための光信号を生成することができる。
【００３７】
２つの光信号のうち、破線の矢印によって表される光信号は、スイッチ２５を通り、中継ユニット１２に送られる。光信号は、さらに中継ユニット１２を通り、スイッチ３５，３６を介して故障判定部１４に伝達される。実線の矢印で表される光信号と、破線の矢印で表される光信号とが故障判定部１４に送られるように、スイッチ３６は、それら２つの光信号がそれぞれ伝送される２つの経路を切り替える。
【００３８】
故障判定部１４は、中継ユニット１１からの光信号と、中継ユニット１２からの光信号とを比較して、中継ユニット１１の故障の有無を判定する。故障判定部１４は、その判定結果を冗長切替制御部１５に送る。故障判定部１４によって中継ユニット１１の故障が判定された場合、冗長切替制御部１５は、中継ユニット１１と中継ユニット１２との間で冗長切替を実行する。具体的には、スイッチ２５が、光カプラ２１と中継ユニット１２とを接続するとともに、スイッチ３５が、光カプラ３１と中継ユニット１２とを接続する。さらに、冗長切替制御部１５は、中継ユニット１１を停止させる。以後、中継ユニット１２は、ＯＬＴ２０１とＯＮＵ２０２との間で光信号を中継する。
【００３９】
図４は、本発明の第１の実施の形態に係る光信号中継装置による、上り信号を利用した、中継ユニットの故障の判定を説明するための図である。図３および図４の比較から理解できるように、上り信号の伝送方向は下り信号の伝送方向と逆である。
【００４０】
分岐部１３ａ，１３ｂは、光信号を分岐する。詳細には、ＯＮＵ２０２からの上り信号は、光カプラ３１によって２つの光信号に分岐される。図３と同じく、これら２つの光信号は、図４において実線の矢印および破線の矢印によってそれぞれ表現される。
【００４１】
２つの光信号のうち、実線の矢印によって表現される光信号は、中継ユニット１１を通り、光カプラ２１に送られる。光カプラ２１は、その光信号を２分岐する。一方の光信号は、ＯＬＴ２０１に送られる。他方の光信号は、他方の光信号は、分岐信号としてスイッチ２６に送られる。分岐信号は、スイッチ２６を介して故障判定部１４に伝達される。実線の矢印によって示されるように、中継ユニット１１は、ＯＮＵ２０２からＯＬＴ２０１への上り信号を中継する。光カプラ２１は、中継ユニット１１の故障を判定するための光信号を生成することができる。
【００４２】
２つの光信号のうち、破線の矢印によって表される光信号は、スイッチ３５を通り、中継ユニット１２に送られる。光信号は、さらに中継ユニット１２を通り、スイッチ２５，２６を介して故障判定部１４に伝達される。実線の矢印で表される光信号と、破線の矢印で表される光信号とが故障判定部１４に送られるように、スイッチ２６は、それら２つの光信号がそれぞれ伝達される２つの経路を切り替える。
【００４３】
故障判定部１４は、中継ユニット１１からの光信号と、中継ユニット１２からの光信号とを比較して、中継ユニット１１の故障の有無を判定する。上記の通り、中継ユニット１１の故障が判定された場合、冗長切替制御部１５は、中継ユニット１１と中継ユニット１２との間で冗長切替を実行する。
【００４４】
図５は、図２に示された光信号中継装置１０１に含まれる中継ユニット１１，１２の構成の一例を示したブロック図である。中継ユニット１１と中継ユニット１２とは同一の構成を有するため、中継ユニット１２は中継ユニット１１と代替可能である。以下では代表的に中継ユニット１１の構成が説明される。
【００４５】
図５に示されるように、中継ユニット１１は、光送受信器４１，４２と、信号再生部４３とを含む。光送受信器４１，４２の各々は、下り信号および上り信号を伝送するように構成される。光送受信器４１は、受信部４５と、バーストモード（ＢＭ）送信部４６とを含む。光送受信器４２は、送信部４７と、バーストモード（ＢＭ）受信部４８とを含む。
【００４６】
受信部４５は、下り信号をＯＬＴ２０１（図１参照）から受信する。送信部４７は、その下り信号をＯＮＵ２０２（図１参照）へ送信する。
【００４７】
ＢＭ受信部４８は、上り信号である、バースト光信号をＯＮＵ２０２から受信する。ＢＭ送信部４６は、その上り信号をＯＬＴ２０１へ送信する。
【００４８】
信号再生部４３は、光送受信器４１からの下り信号を再生してデータ信号（デジタル信号）を生成する。同様に、信号再生部４３は、光送受信器４２からの上り信号を再生してデータ信号（デジタル信号）を生成する。信号再生部４３は、光信号に対して、３Ｒ再生中継、すなわち、リタイミング（Ｒｅｔｉｍｉｎｇ）、リシェーピング（Ｒｅｓｈａｐｉｎｇ）、リジェネレーティング（Ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ）を実行する。
【００４９】
図６は、図２に示された光信号中継装置１０１に含まれる故障判定部１４の構成の一例を示したブロック図である。図６に示されるように、故障判定部１４は、受信部５１，６１と、クロック／データ再生部５２，６２と、同期部５３，６３と、ＦＥＣ（前方誤り訂正：Ｆｏｒｗａｒｄ  Ｅｒｒｏｒ  Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）復号部５４，６４と、下り故障判定部５５と、上り故障判定部６５とを備える。図６に示された実線の矢印および破線の矢印は、図３および図４に示された実線の矢印および破線の矢印にそれぞれ対応する。
【００５０】
受信部５１は、２つの光信号（下り信号）を受信して、その受信の結果を示す信号を、下り故障判定部５５に送信する。
【００５１】
クロック／データ再生部５２は、受信部５１から２つの光信号を受信する。クロック／データ再生部５２は、各々の光信号からクロック信号を再生する。さらに、クロック／データ再生部５２は、その再生されたクロック信号を用いて、各々の光信号からデータ（デジタル信号）を再生する。
【００５２】
同期部５３は、符号同期を行うとともに、その結果（同期または同期エラー）を示す信号を出力する。たとえば同期部５３は、ユーザデータ領域の前に付与された同期パターン（Ｓｙｎｃパターン）についての同期の結果を示す信号を出力する。あるいは同期部５３は、ユーザデータ領域の６４Ｂ／６６Ｂ符号（１０Ｇ−ＥＰＯＮの場合）または８Ｂ／１０Ｂ符号（ＧＥ−ＰＯＮ）の同期の結果を示す信号を出力する。
【００５３】
ＦＥＣ復号部５４は、データの誤り訂正（ＦＥＣ）および復号を行い、デジタル信号を生成する。さらにＦＥＣ復号部５４は、その処理結果を示す信号を、下り故障判定部５５に送信する。
【００５４】
下り故障判定部５５は、受信部５１からの信号、同期部５３からの信号、およびＦＥＣ復号部５４からの信号に基づいて、中継ユニット１１の故障の有無を判定する。
【００５５】
下り信号が上り信号に置き換わる点を除き、受信部６１、クロック／データ再生部６２、同期部６３、およびＦＥＣ復号部６４は、それぞれ、受信部５１、クロック／データ再生部５２、同期部５３、およびＦＥＣ復号部５４と同じ機能を有する。上り故障判定部６５は、受信部６１からの信号、同期部６３からの信号、およびＦＥＣ復号部６４からの信号に基づいて、中継ユニット１１の故障の有無を判定する。
【００５６】
図７は、本発明の第１の実施の形態に係る光信号中継装置１０１による、中継ユニットの故障の判定および冗長切替を説明したフローチャートである。このフローチャートに示される処理は、たとえば一定の周期で繰り返し実行される。フローチャートにおける複数のステップの処理は、同時に実行されてもよい。
【００５７】
図７に示されるように、処理が開始されると、ステップＳ１において、分岐部１３ａ，１３ｂが光信号（下り信号または上り信号）を分岐する。ステップＳ２において、２つの光信号が運用系の中継ユニット（中継ユニット１１）および待機系の中継ユニット（中継ユニット１２）にそれぞれ通される。
【００５８】
ステップＳ３において、故障判定部１４は、運用系の中継ユニットおよび待機系の中継ユニットを通った２つの光信号を比較して、運用系の中継ユニットの故障を判定する。たとえば下り信号に基づく判定の場合、下り故障判定部５５は、以下の方法によって、運用系の中継ユニットの故障を判定することができる。
【００５９】
故障判定部１４は、受信部５１からの信号により、２つの光信号の入力レベルをチェックする。運用系の中継ユニットからの光信号の入力レベルが異常であり、かつ、待機系の中継ユニットからの光信号の入力レベルが正常である場合には、故障判定部１４は、運用系の中継ユニットの故障を判定する。
【００６０】
故障判定部１４は、同期部５３からの信号により、符号同期の結果をチェックする。同期エラーを示す信号を同期部５３から受けた場合には、故障判定部１４は、運用系の中継ユニットの故障を判定する。
【００６１】
故障判定部１４は、ＦＥＣ復号部５４からの信号により、ＦＥＣ復号の結果をチェックする。運用系の中継ユニットを通った光信号からのデータを復号した際にエラーが発生する一方、待機系の中継ユニットを通った光信号からのデータが正常に復号された場合には、運用系の中継ユニットの故障が判定される。
【００６２】
上り信号に基づく判定の場合、上り故障判定部６５は、上記の方法と同じ方法によって、運用系の中継ユニットの故障を判定する。上り故障判定部６５による判定方法は、受信部５１、同期部５３およびＦＥＣ復号部５４の各々からの信号に代えて、受信部６１、同期部６３およびＦＥＣ復号部６４の各々からの信号が用いられる点において下り故障判定部５５による判定方法と相違する。なお、この実施の形態では、故障判定部１４は２つの光信号を同時に受けることはない。したがって「２つの光信号の比較」とは、光信号の入力レベル等の各項目を２つの光信号の間で逐次比較することではない。この実施の形態では、故障判定部１４は、一方の光信号について、入力レベル等の各項目に関するエラーの状態を確認し、次に、他方の光信号について同じように、各項目に関するエラーの状態を確認する。そして故障判定部１４は、その確認結果どうしを比較することによって、運用系の中継ユニットの故障を判定する。
【００６３】
ステップＳ４において、故障判定部１４は、運用系の中継ユニットが正常か否かを判定する。運用系の中継ユニットが正常である場合（ステップＳ４においてＹＥＳ）、冗長切替は行われない（ステップＳ７）。
【００６４】
運用系の中継ユニットの異常が判定された場合（ステップＳ４においてＮＯ）、ステップＳ５において、故障判定部１４は、待機系の中継ユニットが正常か否かを判定する。待機系の中継ユニットが正常である場合（ステップＳ５においてＹＥＳ）、冗長切替制御部１５は、冗長切替を実行する（ステップＳ６）。一方、待機系の中継ユニットの異常が判定された場合（ステップＳ５においてＮＯ）、冗長切替は行われない（ステップＳ７）。
【００６５】
第１の実施の形態によれば、光信号中継装置１０１は、内部の故障を自律的に検出することができる。さらに光信号中継装置１０１は、冗長切替を自律的に実行することができる。
【００６６】
（第２の実施の形態）
図８は、本発明の第２の実施の形態に係る光通信システム３０１および光信号中継装置１０１を示したブロック図である。図８に示されるように、第２の実施の形態では、光通信システム３０１は、複数の中継ラインを含む。具体的には、光通信システム３０１は、複数のＯＬＴ２０１を含む。図８の例では、４つのＯＬＴ２０１が１つのＯＬＴパッケージ２２１に収容される。各ＯＬＴ２０１は、光信号中継装置１０１を介して、少なくとも１つのＯＮＵ２０２に接続される。４つのＯＬＴ２０１および、４つのＯＬＴ２０１にそれぞれ接続される４つのＯＮＵが図８に代表的に示される。
【００６７】
光信号中継装置１０１は、ＯＬＴの数と同数の運用系の中継ユニット１１を含む。図８には、４つの中継ユニット１１が代表的に示される。
【００６８】
光信号中継装置１０１は、さらに、少なくとも１つの待機系の中継ユニット（中継ユニット１２）を含む。待機系の中継ユニットの数は、１以上であり、かつ、運用系の中継ユニットの数よりも小さい。図８では、中継ユニット１２の数が１である例が示される。
【００６９】
光信号中継装置１０１は、さらに、分岐部１３ａ，１３ｂを含む。分岐部１３ａ，１３ｂの各々は、運用系の光中継ユニットの数と同数の光カプラを含む。図８に示された例では、分岐部１３ａは、４つの光カプラ２１を含み、分岐部１３ｂは、４つの光カプラ３１を含む。図２に示された構成と同じく、各々の光カプラ２１は、幹線光ファイバ２０４、中継ユニット１１、スイッチ２５およびスイッチ２６に接続される。各々の光カプラ３１は、アクセス光ファイバ２０４ａ、中継ユニット１１、スイッチ３５およびスイッチ３６に接続される。なお、図８に示された例では、スイッチ２５，２６，３５，３６の各々は１×５スイッチである。
【００７０】
図８に示された光信号中継装置の他の部分の構成は、図２に示された対応する部分の構成と同じであるので以後の説明は繰り返さない。
【００７１】
図９は、図８に示された光信号中継装置１０１に含まれる中継ユニット１１，１２の構成の一例を示したブロック図である。第１の実施の形態と同じく、中継ユニット１１と中継ユニット１２とは同一の構成を有する。以下では代表的に中継ユニット１１の構成が説明される。
【００７２】
図９に示されるように、光送受信器４１，４２は、それぞれ、波長分割多重通信（ＷＤＭ）部４４およびＷＤＭ部４９を含んでもよい。図９に示された中継ユニット１１の他の部分の構成は、図５に示された対応する部分の構成と同じであるので以後の説明は繰り返さない。ＷＤＭ部４４は、複数の波長選択ＯＬＴに対して、波長分割多重通信が可能なように構成される。ＷＤＭ部４９は、複数の波長選択ＯＮＵに対して、波長分割多重通信が可能なように構成される。なお、ＷＤＭ部４４，４９は、第２の実施の形態において、中継ユニット１１，１２の必須の要素ではなく、オプションの要素の一例である。したがって、中継ユニット１１，１２は、ＷＤＭ部４４，４９を備えていなくてもよい。
【００７３】
図１０は、本発明の第２の実施の形態に係る光信号中継装置による、下り信号を利用した、中継ユニットの故障の判定を説明するための図である。図１１は、本発明の第２の実施の形態に係る光信号中継装置による、上り信号を利用した、中継ユニットの故障の判定を説明するための図である。図１０および図１１は、それぞれ図３および図４と対比される。
【００７４】
図１０および図１１に示されるように、第２の実施の形態では、光信号中継装置１０１は、複数の運用系の中継ユニット（中継ユニット１１）と、運用系の中継ユニットの数よりも少ない数の待機系の中継ユニット（中継ユニット１２）とを含む。
【００７５】
故障判定部１４は、複数の運用系の中継ユニットのうちの１つと待機系の中継ユニットとの対を選択して、その対を構成する運用系の中継ユニット（中継ユニット１１）の故障を判定する。運用系の中継ユニットの故障が判定された場合には、冗長切替制御部１５は、その中継ユニットと、待機系の中継ユニットの間で冗長切替を実行する。中継ユニットの対を用いた故障の判定および冗長切替は、第１の実施の形態による中継ユニットの故障の判定および冗長切替（図７を参照）と同じである。
【００７６】
図１０に示されるように、下り信号を用いた故障判定では、複数の中継ユニット１１の中から１つの中継ユニットが選択される。その選択された中継ユニットに接続された光カプラ２１からの光信号（破線の矢印で表される）が中継ユニット１２に送られるように、スイッチ２５が伝送経路を設定する。中継ユニット１２を通った光信号は、スイッチ３５，３６を経由して故障判定部１４に送られる。
【００７７】
一方、選択された中継ユニットに接続された光カプラ３１からの光信号（実線の矢印で表される）がスイッチ３６を経由して故障判定部１４に送られる。２つの光信号が故障判定部１４に伝達されるように、スイッチ３６は、それら２つの光信号が伝送されるそれぞれ２つの経路を切替える。
【００７８】
図１１に示されるように、上り信号を用いた故障判定では、選択された中継ユニットに接続された光カプラ３１からの光信号（破線の矢印で表される）が中継ユニット１２に送られるように、スイッチ３５が伝送経路を設定する。中継ユニット１２を通った光信号は、スイッチ２５，２６を経由して故障判定部１４に送られる。さらに、選択された中継ユニット１１に接続された光カプラ２１からの光信号（実線の矢印で表される）が、スイッチ２６を経由して故障判定部１４に送られる。
【００７９】
第２の実施の形態によれば、複数の運用系の中継ユニットの各々について故障判定が可能である。さらに、故障した中継ユニットと待機系の中継ユニットとの間で冗長切替が可能である。
【００８０】
（第３の実施の形態）
第２の実施の形態では、複数の運用系の中継ユニットのうちの故障した中継ユニットのみが、待機系の中継ユニットと切り替えられる。第３の実施の形態では、運用系の中継ユニットのグループと、待機系の中継ユニットのグループとの間で冗長切替を実行することができる。
【００８１】
図１２は、本発明の第３の実施の形態に係る光通信システム３０１および光信号中継装置１０１を概略的に示したブロック図である。図１２に示されるように、たとえば４つのＯＬＴ２０１が１つのＯＬＴパッケージ２２１に収容される。光信号中継装置１０１は、中継パッケージ１１ａ，１２ａ，１２ｂを含む。
【００８２】
中継パッケージ１１ａ，１２ａ，１２ｂの各々は、４つの中継ユニットを含む。具体的には、中継パッケージ１１ａは、４つの運用系の中継ユニット（中継ユニット１１）を収容する。中継パッケージ１２ａ，１２ｂの各々は、４つの待機系の中継ユニット（中継ユニット１２）を収容する。
【００８３】
図１２では単純化のため、１つのＯＬＴパッケージ２２１と、そのＯＬＴパッケージ２２１に対応する１つの中継パッケージ１１ａが示される。しかし、光通信システム３０１は、複数のＯＬＴパッケージ２２１を有してもよい。このような構成では、光信号中継装置１０１は、複数の中継パッケージ１１ａを有する。
【００８４】
光信号中継装置１０１は、さらに、分岐部１３ａ，１３ｂと、故障判定部１４と、冗長切替制御部１５とを含む。分岐部１３ａは、光カプラユニット２１ａと、スイッチユニット２５ａ，２５ｂとを含む。分岐部１３ｂは、光カプラユニット３１ａと、スイッチユニット３５ａ，３５ｂとを含む。
【００８５】
光カプラユニット２１ａ，３１ａの各々は、４つの光カプラ（図示せず）を含む。スイッチユニット２５ａ，２５ｂの各々は、４つのスイッチ（図示せず）を含む。すなわち、光カプラユニット２１ａ，３１ａの各々に含まれる光カプラの数は、ＯＬＴパッケージ２２１に含まれるＯＬＴ２０１の数、および、中継パッケージ１１ａ，１２ａ，１２ｂの各々に含まれる中継パッケージの数と同じである。スイッチユニット２５ａ，２５ｂの各々に含まれるスイッチの数も、ＯＬＴパッケージ２２１に含まれるＯＬＴ２０１の数、および、中継パッケージ１１ａ，１２ａ，１２ｂの各々に含まれる中継パッケージの数と同じである。
【００８６】
故障判定部１４は、中継パッケージ１１ａに含まれる４つの中継ユニット１１のうちの１つを選択する。さらに故障判定部１４は、中継パッケージ１２ａに含まれる４つの中継ユニット１２のうちの１つと、中継パッケージ１２ｂに含まれる４つの中継ユニット１２のうちの１つとを選択する。故障判定部１４は、それら３つの中継ユニットをそれぞれ通った３つの光信号の比較に基づいて、中継ユニット１１（運用系の中継ユニット）の故障を判定する。すなわち故障判定部１４は、１つの運用系の中継ユニットと、複数の待機系の中継ユニットとの組み合わせを選択して、その組み合わせを構成する中継ユニットの各々を通った信号の比較に基づいて、運用系の中継ユニットの故障を判定する。
【００８７】
たとえば故障判定部１４は、運用系の中継ユニットの故障を次のように判定する。故障判定部１４は、中継ユニット１１からの光信号と、２つの中継ユニット１２の一方からの光信号とを比較する。故障判定部１４は、さらに、中継ユニット１１からの光信号と、２つの中継ユニット１２との他方からの光信号とを比較する。少なくともこれら２つの比較の結果が正常である場合に、故障判定部１４は、中継ユニット１１が正常であると判定する。したがって冗長切替は実行されない。
【００８８】
一方、中継ユニット１１からの光信号と、２つの中継ユニット１２の一方からの光信号との比較の結果が異常を示す場合に、故障判定部１４は、中継ユニット１１からの光信号と、２つの中継ユニット１２の他方からの光信号とを比較する。その比較の結果が異常を示す場合に、故障判定部１４は、中継ユニット１１の故障を判定する。
【００８９】
中継ユニット１１からの光信号と、一方の中継ユニット１２からの光信号との比較が異常を示す場合、中継ユニット１１，１２のどちらが故障したのかを特定できない可能性がある。一方、異なる２つの中継パッケージからそれぞれ選択された２つの待機系の中継ユニットが同時に故障している可能性は低い。このために中継ユニット１１からの光信号と、他方の中継ユニット１２からの光信号とが比較される。その比較結果が異常である場合、２つの比較対象（中継ユニット１２）に対する比較の結果が異常を示している。したがって、中継ユニット１１の故障が判定される。このような判定によって、中継ユニット１１の故障を正確に判定することができる。
【００９０】
中継ユニット１１の故障が判定された場合、冗長切替制御部１５は、中継パッケージ１１ａと、中継パッケージ１２ａ，１２ｂのうちの一方との間で冗長切替を実行する。
【００９１】
図１３は、本発明の第３の実施の形態に係る光通信システム３０１の一部を示したブロック図である。図１３には、中継パッケージ１１ａ，１２ａ，１２ｂの各々に含まれる１つの中継ユニットと、その中継ユニットに関連する構成が示される。中継ユニット１１，１２の各々の構成は、図９に示された構成と同じであるので以後の説明は繰り返さない。
【００９２】
光カプラユニット２１ａ，３１ａは、それぞれ、光カプラ２１，３１を含む。光カプラ２１，３１の各々は、２×３光カプラである。光カプラ２１は、幹線光ファイバ２０４、中継ユニット１１、２つのスイッチ２５、およびスイッチ２６に接続される。光カプラ３１は、アクセス光ファイバ２０４ａ、中継ユニット１１、２つのスイッチ３５、およびスイッチ３６に接続される。
【００９３】
スイッチユニット２５ａ，２５ｂの各々は、スイッチ２５を含む。スイッチ２５は、１×２スイッチであり、光カプラ２１と中継ユニット１２との間の経路、および、スイッチ２６と中継ユニット１２との間の経路を切り替えるように構成される。
【００９４】
スイッチユニット３５ａ，３５ｂの各々は、スイッチ３５を含む。スイッチ３５は、１×２スイッチであり、光カプラ３１と中継ユニット１２との間の経路、および、スイッチ３６と中継ユニット１２との間の経路を切り替えるように構成される。
【００９５】
スイッチ２６，３６の各々は１×３スイッチである。スイッチ２６は、スイッチユニット２５ａに含まれるスイッチ２５と故障判定部１４との間の経路、スイッチユニット２５ｂに含まれるスイッチ２５と故障判定部１４との間の経路、および光カプラ２１と故障判定部１４との間の経路を切り替えるように構成される。スイッチ３６は、スイッチユニット３５ａに含まれるスイッチ３５と故障判定部１４との間の経路、スイッチユニット３５ｂに含まれるスイッチ３５と故障判定部１４との間の経路、および光カプラ３１と故障判定部１４との間の経路を切り替えるように構成される。
【００９６】
図１４は、本発明の第３の実施の形態に係る光信号中継装置による、下り信号を利用した、中継ユニットの故障の判定を説明するための図である。図１４に示されるように、ＯＬＴ２０１からの下り信号は、光カプラ２１によって３つの光信号に分岐される。運用系の中継ユニット（中継ユニット１１）に入力される信号は、実線の矢印によって表現される。待機系の中継ユニット（中継ユニット１２）に入力される信号は、破線の矢印によって表現される。
【００９７】
実線の矢印によって表現される光信号は、中継ユニット１１を通り、光カプラ３１に送られる。光カプラ３１は、その光信号を２分岐する。一方の光信号は、ＯＮＵ２０２に送られる。他方の光信号は、スイッチ３６に送られ、スイッチ３６を介して故障判定部１４に伝達される。
【００９８】
破線の矢印によって表される２つの光信号の一方は、スイッチユニット２５ａのスイッチ２５、中継パッケージ１２ａの中継ユニット１２、および、スイッチユニット３５ａのスイッチ３５を通り、スイッチ３６を介して、故障判定部１４に伝達される。破線の矢印によって表される２つの光信号の他方は、スイッチユニット２５ｂのスイッチ２５、中継パッケージ１２ｂの中継ユニット１２、および、スイッチユニット３５ｂのスイッチ３５を通り、スイッチ３６を介して、故障判定部１４に伝達される。スイッチ３６は、３つの光信号がそれぞれ伝送される３つの経路を切り替える。
【００９９】
故障判定部１４は、中継ユニット１１からの光信号と、２つの中継ユニット１２からそれぞれ送られた２つの光信号とを受けて、中継ユニット１１の故障の有無を判定する。中継ユニット１１の故障が判定された場合、冗長切替制御部１５は、中継パッケージ１１ａと、中継パッケージ１２ａ，１２ｂのうちの一方との間で冗長切替を実行する。
【０１００】
図１５は、本発明の第３の実施の形態に係る光信号中継装置による、上り信号を利用した、中継ユニットの故障の判定を説明するための図である。図１５に示されるように、ＯＮＵ２０２からの上り信号は、光カプラ３１によって３つの光信号に分岐される。
【０１０１】
３つの光信号のうち、実線の矢印によって表現される光信号は、中継ユニット１１を通り、光カプラ２１に送られる。光カプラ３１は、その光信号を２分岐する。一方の光信号は、ＯＬＴ２０１に送られる。他方の光信号は、スイッチ２６に送られ、スイッチ２６を介して故障判定部１４に伝達される。
【０１０２】
破線の矢印によって表される２つの光信号の一方は、スイッチユニット３５ａのスイッチ３５、中継パッケージ１２ａの中継ユニット１２、および、スイッチユニット２５ａのスイッチ２５を通り、スイッチ２６を介して、故障判定部１４に伝達される。破線の矢印によって表される２つの光信号の他方は、スイッチユニット３５ｂのスイッチ３５、中継パッケージ１２ｂの中継ユニット１２、および、スイッチユニット２５ｂのスイッチ２５を通り、スイッチ２６を介して、故障判定部１４に伝達される。スイッチ２６は、３つの光信号がそれぞれ伝送される３つの経路を切り替える。
【０１０３】
故障判定部１４は、中継ユニット１１からの光信号と、中継ユニット１２からの光信号とを比較して、中継ユニット１１の故障の有無を判定する。中継ユニット１１の故障が判定された場合、冗長切替制御部１５は、中継パッケージ１１ａと、中継パッケージ１２ａ，１２ｂのうちの一方との間で冗長切替を実行する。
【０１０４】
以上のように第３の実施の形態によれば、１つの運用系の中継ユニットと、複数の待機系の中継ユニットとが組み合わされる。それらの中継ユニットを通った信号の比較によって運用系の中継ユニットの故障が判定される。
【０１０５】
なお、運用系の中継ユニットが光信号を中継した場合、その中継処理の結果が故障判定部１４に通知されるように、運用系の中継ユニットが構成されてもよい。そのような実施の形態が以下に説明される。
【０１０６】
（第４の実施の形態）
図１６は、本発明の第４の実施の形態に係る光通信システム３０１および光信号中継装置１０１を示したブロック図である。図８および図１６を比較すると、第４の実施の形態では、光カプラ２１，３１の各々は、１×２光カプラである。スイッチ２６は、スイッチ２５と故障判定部１４との間の経路を形成するように構成される。スイッチ３６は、スイッチ３５と故障判定部１４との間の経路を形成するように構成される。
【０１０７】
図１７は、本発明の第４の実施の形態に係る光信号中継装置による、下り信号を利用した、中継ユニットの故障の判定を説明するための図である。図１７に示されるように、ＯＬＴ２０１からの下り信号は、光カプラ２１によって２つの光信号に分岐される。実線の矢印によって表現される光信号は、中継ユニット１１および光カプラ３１を通り、ＯＮＵ２０２へと送信される。
【０１０８】
中継ユニット１１は、光信号を受けて、中継処理を実行し、その中継処理の結果を出力する。中継ユニット１１の構成は、図９に示される構成と基本的に同じである。図９に示された各ブロックは、処理の結果を示す信号を出力する。たとえば受信部５１は、入力光信号のレベルを表す信号を故障判定部１４に出力する。信号再生部４３は、符号同期の結果に関する信号および、ＦＥＣ復号の結果を表す信号を故障判定部１４に出力する。
【０１０９】
故障判定部１４は、中継ユニットの対を用いて故障を判定する。すなわち、複数の中継ユニット１１のうちの１つと、中継ユニット１２とが対を形成する。たとえば、故障判定部１４は、選択された中継ユニット１１の故障を、その中継ユニット１１からの信号と、中継ユニット１２を通り、故障判定部１４に入力された光信号とに基づいて判定することができる。以下では、このような判定方法について説明する。しかしながら、中継ユニット１２が、光信号の中継処理の結果を示す信号を故障判定部１４に送ってもよい。故障判定部１４は、選択された中継ユニット１１の故障を、その中継ユニット１１からの信号と、中継ユニット１２からの信号とに基づいて判定してもよい。
【０１１０】
図１８は、本発明の第４の実施の形態に係る光信号中継装置による、上り信号を利用した、中継ユニットの故障の判定を説明するための図である。図１８に示されるように、ＯＮＵ２０２からの上り信号は、光カプラ２１によって２つの光信号に分岐される。実線の矢印によって表現される光信号は、中継ユニット１１および光カプラ２１を通り、ＯＬＴ２０１へと送信される。中継ユニット１１は、光信号を受けて、中継処理を実行し、その中継処理の結果を出力する。故障判定部１４は、選択された中継ユニット１１の故障を、その中継ユニット１１からの信号と、中継ユニット１２を通り、故障判定部１４に入力された光信号とに基づいて判定する。
【０１１１】
第４の実施の形態に係る光信号中継装置の他の部分の構成については、第２の実施の形態に係る光信号中継装置の構成と同じである。第４の実施の形態によれば、第２の実施の形態と同様に、複数の運用系の中継ユニットの各々について故障判定が可能である。さらに、故障した中継ユニットと待機系の中継ユニットとの間で冗長切替が可能である。
【０１１２】
（第５の実施の形態）
図１９は、本発明の第５の実施の形態に係る光通信システム３０１および光信号中継装置１０１を示したブロック図である。図８および図１９を比較すると、第５の実施の形態に係る光信号中継装置１０１は、以下の点において第２の実施の形態に係る光信号中継装置１０１と相違する。
【０１１３】
第５の実施の形態において、光信号中継装置１０１は、スイッチ２６，３６を含まない。第２の実施の形態においては、光カプラ２１の４つのポートのうちの１つがスイッチ２６に接続される。これに対して第５の実施の形態では、そのポートが中継ユニット１１に接続される。第２の実施の形態においては、光カプラ３１の４つのポートのうちの１つがスイッチ３６に接続される。これに対して第５の実施の形態では、そのポートが中継ユニット１１に接続される。
【０１１４】
図２０は、本発明の第５の実施の形態に係る光信号中継装置による、下り信号を利用した、中継ユニットの故障の判定を説明するための図である。図２０に示されるように、ＯＬＴ２０１からの下り信号は、光カプラ２１によって２つの光信号に分岐される。実線の矢印によって表現される光信号は、中継ユニット１１を通り、光カプラ３１に送られる。光カプラ３１は、その光信号を２分岐する。一方の光信号は、ＯＮＵ２０２に送られる。他方の光信号は、中継ユニット１１に戻される。
【０１１５】
中継ユニット１１は、光カプラ３１から戻された光信号を用いて、中継ユニット１１による中継処理の結果を示す信号を出力する。第４の実施の形態と同様に、中継ユニット１１は、入力光信号のレベルを表す信号、符号同期の結果に関する信号および、ＦＥＣ復号の結果を表す信号を、故障判定部１４に出力する。
【０１１６】
破線の矢印によって表される光信号は、スイッチ２５を通り、中継ユニット１２に送られる。光信号は、さらに中継ユニット１２を通り、スイッチ３５を介して故障判定部１４に伝達される。
【０１１７】
第４の実施の形態と同様に、故障判定部１４は、中継ユニットの対を用いて故障を判定する。すなわち、複数の中継ユニット１１のうちの１つと、中継ユニット１２とが対を形成する。故障判定部１４は、選択された中継ユニット１１の故障を、その中継ユニット１１からの信号と、中継ユニット１２を通り、故障判定部１４に入力された光信号とに基づいて判定する。
【０１１８】
図２１は、本発明の第５の実施の形態に係る光信号中継装置による、上り信号を利用した、中継ユニットの故障の判定を説明するための図である。図２１に示されるように、ＯＮＵ２０２からの上り信号は、光カプラ３１によって２つの光信号に分岐される。実線の矢印によって表現される光信号は、中継ユニット１１を通り、光カプラ２１に送られる。光カプラ２１は、その光信号を２分岐する。一方の光信号は、ＯＬＴ２０１に送られる。他方の光信号は、中継ユニット１１に戻される。中継ユニット１１は、光カプラ２１から戻された光信号を用いて、中継ユニット１１による中継処理の結果を示す信号を出力する。下り信号の場合と同じく、中継ユニット１１は、入力光信号のレベルを表す信号、参照クロックと再生クロックとの間の同期（周波数のずれ）に関する信号および、ＦＥＣ復号の結果を表す信号を、故障判定部１４に出力する。
【０１１９】
破線の矢印によって表される光信号は、スイッチ３５を通り、中継ユニット１２に送られる。光信号は、さらに中継ユニット１２を通り、スイッチ２５を介して故障判定部１４に伝達される。故障判定部１４は、選択された中継ユニット１１の故障を、その中継ユニット１１からの信号と、中継ユニット１２を通り、故障判定部１４に入力された光信号とに基づいて判定する。
【０１２０】
第５の実施の形態によれば、第２の実施の形態および第４の実施の形態と同様に、複数の運用系の中継ユニットの各々について故障判定が可能である。さらに、故障した中継ユニットと待機系の中継ユニットとの間で冗長切替が可能である。
【０１２１】
（第６の実施の形態）
本発明の第６の実施の形態に係る光通信システム３０１の全体的な構成は、図１２に示された構成と同じである。図２２は、本発明の第６の実施の形態に係る光通信システム３０１の一部を示したブロック図である。図１３および図２２を参照して、第６の実施の形態では、光カプラ２１，３１の各々は、１×３光カプラに置き換えられる。この点で、第６の実施の形態は、第３の実施の形態とは異なる。
【０１２２】
第６の実施の形態における故障判定は、基本的には、第４の実施の形態に係る故障判定と同様である。故障判定部１４は、中継ユニット１１から、中継ユニット１１による光信号の中継処理の結果を示す信号を受ける。さらに、故障判定部１４は、２つの中継ユニット１２からそれぞれ送られた２つの光信号を受ける。故障判定部１４は、２つの光信号と、中継ユニット１１からの信号に基づいて、中継ユニット１１の故障の有無を判定する。中継ユニット１１の故障が判定された場合、冗長切替制御部１５は、中継パッケージ１１ａと、中継パッケージ１２ａ，１２ｂのうちの一方との間で冗長切替を実行する。なお、２つの中継ユニット１２の各々が、光信号の中継処理の結果を示す信号を故障判定部１４に送ってもよい。第４の実施の形態と同様に、故障判定部１４は、選択された中継ユニット１１の故障を、その中継ユニット１１からの信号と２つの中継ユニット１２からそれぞれ故障判定部１４に送られる２つの信号とに基づいて判定してもよい。
【０１２３】
以上のように第６の実施の形態によれば、１つの運用系の中継ユニットと、複数の待機系の中継ユニットとが組み合わされる。それらの中継ユニットを通った信号の比較によって運用系の中継ユニットの故障が判定される。
【０１２４】
（第７の実施の形態）
図２３は、本発明の第７の実施の形態に係る光通信システム３０１および光信号中継装置１０１を示したブロック図である。第７の実施の形態では、光信号中継装置１０１は、光カプラユニット２１ａとスイッチ２６との間の光信号の経路に代えて、光カプラユニット２１ａと中継パッケージ１１ａ（中継ユニット１１）との間の光信号の経路を有する。同じく、光信号中継装置１０１は、光カプラユニット３１ａとスイッチ２６との間の光信号の経路に代えて、光カプラユニット３１ａと中継パッケージ１１ａとの間の光信号の経路を有する。図２３に示された構成の他の部分は、図１２に示された構成の対応する部分と同じである。
【０１２５】
図２４は、本発明の第７の実施の形態に係る光通信システム３０１の一部を示したブロック図である。図１３および図２４を比較すると、第７の実施の形態に係る光信号中継装置１０１は、光カプラ２１と中継ユニット１１との間の光信号の経路を有する点、および、光カプラ３１と中継ユニット１１との間の光信号の経路を有する点において、第３の実施の形態に係る光信号中継装置１０１と相違する。
【０１２６】
第５の実施の形態と同じく、光信号中継装置１０１は、選択された中継ユニット１１の故障を、その中継ユニット１１からの信号と、中継ユニット１２を通り、故障判定部１４に入力された光信号とに基づいて判定する。
【０１２７】
図２５は、本発明の第７の実施の形態に係る光信号中継装置による、下り信号を利用した、中継ユニットの故障の判定を説明するための図である。図２５に示されるように、ＯＬＴ２０１からの下り信号は、光カプラ２１によって３つの光信号に分岐される。実線の矢印によって表現される光信号は、中継ユニット１１を通り、光カプラ３１に送られる。光カプラ３１は、その光信号を２分岐する。一方の光信号は、ＯＮＵ２０２に送られる。他方の光信号は、中継ユニット１１に戻される。
【０１２８】
破線の矢印によって各々表される２つの光信号は、スイッチ２５を通り、中継ユニット１２に送られる。光信号は、さらに中継ユニット１２を通り、スイッチ３５，３６を介して故障判定部１４に伝達される。故障判定部１４は、選択された中継ユニット１１の故障を、その中継ユニット１１からの信号と、２つの中継ユニット１２をそれぞれ通り、故障判定部１４に入力された２つの光信号とに基づいて判定する。
【０１２９】
図２６は、本発明の第７の実施の形態に係る光信号中継装置による、上り信号を利用した、中継ユニットの故障の判定を説明するための図である。図２６に示されるように、ＯＬＴ２０１からの下り信号は、光カプラ３１によって３つの光信号に分岐される。
【０１３０】
実線の矢印によって表現される光信号は、中継ユニット１１を通り、光カプラ２１に送られる。光カプラ２１は、その光信号を２分岐する。一方の光信号は、ＯＬＴ２０１に送られる。他方の光信号は、中継ユニット１１に戻される。
【０１３１】
破線の矢印によって各々表される２つの光信号は、スイッチ３５を通り、中継ユニット１２に送られる。光信号は、さらに中継ユニット１２を通り、スイッチ２５，２６を介して故障判定部１４に伝達される。故障判定部１４は、選択された中継ユニット１１の故障を、その中継ユニット１１からの信号と、２つの中継ユニット１２をそれぞれ通り、故障判定部１４に入力された２つの光信号とに基づいて判定する。しかし、第６の実施の形態と同様に、２つの中継ユニット１２の各々が、光信号の中継処理の結果を示す信号を故障判定部１４に送り、故障判定部１４は、選択された中継ユニット１１の故障を、その中継ユニット１１からの信号と２つの中継ユニット１２からそれぞれ故障判定部１４に送られる２つの信号とに基づいて判定してもよい。
【０１３２】
第７の実施の形態によれば、１つの運用系の中継ユニットと、複数の待機系の中継ユニットとが組み合わされる。それらの中継ユニットを通った信号の比較によって運用系の中継ユニットの故障が判定される。第７の実施の形態によれば、故障した中継ユニットと待機系の中継ユニットとの間で冗長切替が可能である。
（付記）
（１）本発明の実施の形態に係る光信号中継装置は、光信号を中継するための運用系の中継ユニットと、前記運用系の中継ユニットと代替可能に構成された、待機系の中継ユニットと、前記運用系の中継ユニットの故障時に、前記運用系の中継ユニットと前記待機系の中継ユニットとの間で冗長切替を実行する冗長切替制御部とを備える。
【０１３３】
（２）本発明の実施の形態に係る光信号中継装置は、光信号を中継するように構成された、少なくとも１つの第１の中継ユニットと、第１の中継ユニットと代替可能に構成された、少なくとも１つの第２の中継ユニットと、光信号を分岐して、第１の中継ユニットおよび第２の中継ユニットの各々に、分岐された光信号を与える分岐部と、第１の中継ユニットからの光信号と、第２の中継ユニットからの光信号とを比較して、第１の中継ユニットの故障を判定する故障判定部と、故障判定部によって第１の中継ユニットの故障が判定された場合に、第１の中継ユニットと前記第２の中継ユニットとの間で冗長切替を実行する冗長切替制御部とを備える。
【０１３４】
（３）本発明の実施の形態に係る光信号中継装置は、各々が光信号を中継するように構成された複数の運用系の中継ユニットを含む第１のグループと、それぞれが前記複数の運用系の中継ユニットと代替可能に構成された複数の待機系の中継ユニットを含む第２のグループと、入力された光信号を分岐して、前記第１のグループおよび前記第２のグループの各々に、分岐された光信号を与える分岐部と、前記第１のグループからの光信号と、前記第２のグループからの光信号とを比較して、前記複数の運用系の中継ユニットのうちの少なくとも１つの中継ユニット故障を判定する故障判定部と、前記少なくとも１つの中継ユニットが故障した場合に、前記第１のグループと前記第２のグループとの間で冗長切替を実行する冗長切替制御部とを備える。
【０１３５】
（４）本発明の実施の形態に係る光信号中継装置は、光信号を中継するように構成され、前記光信号の中継処理の実行結果を出力する運用系の中継ユニットと、前記運用系の中継ユニットと代替可能に構成された待機系の中継ユニットと、入力された光信号を分岐して、前記運用系の中継ユニットおよび前記待機系の中継ユニットの各々に、分岐された光信号を与える分岐部と、運用系の中継ユニットからの前記中継処理の前記実行結果と、前記待機系の中継ユニットから出力された光信号とに基づいて、前記運用系の中継ユニットの故障を判定する故障判定部と、前記故障判定部によって前記運用系ユニットの前記故障が判定された場合に、前記運用系の中継ユニットと前記待機系の中継ユニットとの間で冗長切替を実行する冗長切替制御部とを備える。
【０１３６】
（５）本発明の実施の形態に係る光信号中継装置は、光信号を中継するように構成され、前記光信号の中継処理の実行結果を出力する運用系の中継ユニットと、前記運用系の中継ユニットと代替可能に構成された待機系の中継ユニットと、入力された光信号を分岐して、前記運用系の中継ユニットおよび前記待機系の中継ユニットの各々に、分岐された光信号を与える分岐部と、運用系の中継ユニットからの前記中継処理の前記実行結果と、前記待機系の中継ユニットからの前記中継処理の前記実行結果とに基づいて、前記運用系の中継ユニットの故障を判定する故障判定部と、前記故障判定部によって前記運用系ユニットの前記故障が判定された場合に、前記運用系の中継ユニットと前記待機系の中継ユニットとの間で冗長切替を実行する冗長切替制御部とを備える。
【０１３７】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１３８】
１１，１２  中継ユニット
１１ａ，１２ａ，１２ｂ  中継パッケージ
１３ａ，１３ｂ  分岐部
１４  故障判定部
１５  冗長切替制御部
２１，３１，２１１  光カプラ
２１ａ，３１ａ  光カプラユニット
２５，２６，３５，３６  スイッチ
２５ａ，２５ｂ，３５ａ，３５ｂ  スイッチユニット
４１，４２  光送受信器
４３  信号再生部
４４，４９  ＷＤＭ部
４５，５１，６１  受信部
４６  ＢＭ送信部
４７  送信部
４８  ＢＭ受信部
５２，６２  クロック／データ再生部
５３，６３  同期部
５４，６４  ＦＥＣ復号部
５５  下り故障判定部
６５  上り故障判定部
１０１  光信号中継装置
２０１  ＯＬＴ
２０２  ＯＮＵ
２０４  幹線光ファイバ
２０４ａ  アクセス光ファイバ
２０４ｂ  支線光ファイバ
２２１  ＯＬＴパッケージ
３０１  光通信システム
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７  ステップ
【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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【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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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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