(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ネットワークにおいて、一方を現用系伝送路とし他方を予備系伝送路とする２系統の伝送路を介して波長多重光信号を送受信し、それぞれの伝送路に対応して、受信した波長多重光信号を分波してスルー波長信号とドロップ波長信号を出力する光分波器と、前記スルー波長信号とアッド波長信号とを合波した波長多重光信号を出力する光合波器と、を備える光パス切替え装置であって、
前記各光分波器からのドロップ波長信号を入力とし、２系統の入力をそれぞれ異なる伝送路へ選択的に出力する光スイッチ手段と、
前記光スイッチ手段がドロップ波長信号を出力する各伝送路において光入力レベルを監視し、光入力断を検出した場合に光入力断信号を出力する入力レベル監視手段と、
前記各伝送路においてさらに伝送路状態が基準を満たしているかどうかを監視し、通信異常を検出した場合に通信異常信号を出力する通信異常監視手段と、
前記各監視手段の監視結果に基づいて、前記光スイッチ手段の出力先伝送路を切替えるための制御を行う切替え制御手段と、
を備え、
前記切替え制御手段は、前記２系統の伝送路のうち、現用系伝送路の通信異常を示す通信異常信号を受け取った場合、予備系伝送路に光入力断および通信異常が検出されていなければ予備系伝送路が正常であると判定し、現用系伝送路と予備系伝送路を切替える制御を行うことを特徴とする光パス切替え装置。
【請求項２】
前記通信異常監視手段は、伝送フレームの同期外れ、ビット誤り率の劣化、の少なくともいずれか一方を検出した場合に、通信異常信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の光パス切替え装置。
【請求項３】
前記光スイッチ手段による伝送路の切替えにかかる時間を、光入力断の発生から検出までにかかる時間よりも短くすることを特徴とする請求項１または２に記載の光パス切替え装置。
【請求項４】
伝送路間の光入力断検出タイミングのずれを吸収するための時間である保護時間を設け、
前記切替え制御手段は、保護時間の間、伝送路の切替え制御を留保することを特徴とする請求項１または２に記載の光パス切替え装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ネットワークにおいて光パスの切替えを行う光パス切替え装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
リング型の光ネットワークにおける従来の光パス切替え装置が、下記非特許文献１に記載されている。この光ネットワークは、リングを構成する光パス切替え装置内の光カプラが、異なる伝送路へ同一の信号を送出し、対向側の光パス切替え装置が、異なる伝送路からの信号を２：１光スイッチで選択することにより、光パスを切替えることが可能な構成となっている。たとえば、一方の伝送路を現用系として使用している状況で、その伝送路の光ファイバに切断などの故障が発生した場合、光パス切替え装置は、装置内部で光入力断を検出すると、２：１光スイッチを制御して光パスを他方の伝送路へ切替える。
【０００３】
【非特許文献１】Optical  Fiber  Communication  Conference、２００４(ＯＦＣ  ２００４)Volume１、２３−２７Feb．２００４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記非特許文献１に記載された光パス切替え装置は、光信号が断であることを検出した場合にのみ伝送路の切替えを行っている。したがって、たとえば、光のレベルは所定の範囲内であっても光ＳＮＲが劣化しているため伝送品質が所望の値を満たさないといったケースでは、伝送路の切替えが行われない。すなわち、伝送路の品質が劣化した場合には、光パスを救済することができない、という問題があった。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、伝送品質が劣化した光パスの救済を可能とする光パス切替え装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、光ネットワークにおいて、一方を現用系伝送路とし他方を予備系伝送路とする２系統の伝送路を介して波長多重光信号を送受信し、それぞれの伝送路に対応して、受信した波長多重光信号を分波してスルー波長信号とドロップ波長信号を出力する光分波器と、前記スルー波長信号とアッド波長信号とを合波した波長多重光信号を出力する光合波器と、を備える光パス切替え装置であって、前記各光分波器からのドロップ波長信号を入力とし、２系統の入力をそれぞれ異なる伝送路へ選択的に出力する光スイッチ手段と、前記光スイッチ手段がドロップ波長信号を出力する各伝送路において光入力レベルを監視し、光入力断を検出した場合に光入力断信号を出力する入力レベル監視手段と、前記各伝送路においてさらに伝送路状態が基準を満たしているかどうかを監視し、通信異常を検出した場合に通信異常信号を出力する通信異常監視手段と、前記各監視手段の監視結果に基づいて、前記光スイッチ手段の出力先伝送路を切替えるための制御を行う切替え制御手段と、を備え、前記切替え制御手段は、前記２系統の伝送路のうち、現用系伝送路の通信異常を示す通信異常信号を受け取った場合、予備系伝送路に光入力断および通信異常が検出されていなければ予備系伝送路が正常であると判定し、現用系伝送路と予備系伝送路を切替える制御を行う、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、現用系について、ドロップ波長信号の光入力レベルが所定の基準を満たしているが光ＳＮＲの劣化などにより伝送路状態が基準を満たしていない場合に、異常を検出し、光パスを切替えることが可能となる、という効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下に、本発明にかかる光パス切替え装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【０００９】
実施の形態１．
図１は、本実施の形態の光パス切替え装置を用いたリングネットワークの構成例を示す図である。図１において、１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄは光パス切替え装置であって、光ファイバ２によって接続されている。なお、光パス切替え装置１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄは、全て同じ構成を有しており、図１では、光パス切替え装置１Ａの構成が示されている。
【００１０】
光パス切替え装置は、ｗｅｓｔ側伝送路１０１ｗおよび１０３ｗと、ｅａｓｔ側伝送路１０１ｅおよび１０３ｅと、光分波器１０２ｗおよび１０２ｅと、光合波器１０４ｗおよび１０４ｅと、光カプラ１０５と、２：２光スイッチ１０６と、切替え制御回路１０７と、トランスポンダ１０８とを備えている。また、トランスポンダ１０８は、電気光変換回路１０９と、光電気変換回路１１０および１１１と、伝送フレーム処理回路１１２と、光電気変換回路１１３と、電気光変換回路１１４と、伝送フレームモニタ回路１１５とを備えている。
【００１１】
ｗｅｓｔ側伝送路１０１ｗおよび１０３ｗは、ｗｅｓｔ側の光ファイバ２に接続され、波長多重光信号を伝送する。ｅａｓｔ側伝送路１０１ｅおよび１０３ｅは、ｅａｓｔ側の光ファイバ２に接続され、波長多重光信号を伝送する。光分波器１０２ｗは、ｗｅｓｔ側伝送路１０１ｗからの波長多重光信号を分波し、ドロップ波長信号を２：２光スイッチ１０６へ出力するとともに、スルー波長信号を光合波器１０４ｅへ出力する。一方、光分波器１０２ｅは、ｅａｓｔ側伝送路１０１ｅからの波長多重光信号を分波し、ドロップ波長信号を２：２光スイッチ１０６へ出力するとともに、スルー波長信号を光合波器１０４ｗへ出力する。光合波器１０４ｅは、光分波器１０２ｗからのスルー波長信号と光カプラ１０５からのアッド波長信号とを合波して波長多重光信号を生成し、ｅａｓｔ側伝送路１０３ｅへ出力する。一方、光合波器１０４ｗは、光分波器１０２ｅからのスルー波長信号と光カプラ１０５からのアッド波長信号とを合波して波長多重光信号を生成し、ｗｅｓｔ側伝送路１０３ｗへ出力する。
【００１２】
光カプラ１０５は、トランスポンダ１０８（後述）からの光信号を２分岐し、アッドされる波長信号として、それぞれ光合波器１０４ｗおよび１０４ｅへ出力する。２：２光スイッチ１０６は、切替え制御回路１０７からの制御に基づき、光分波器１０２ｗおよび１０２ｅからドロップされた波長信号を、光電気変換回路１１０または１１１のいずれかへそれぞれ出力する。切替え制御回路１０７は、光電気変換回路１１０および１１１からの光入力断信号、または伝送フレーム処理回路１１２および伝送フレームモニタ回路１１５からの通信異常信号に基づき、２：２光スイッチ１０６を切替える。トランスポンダ１０８は、図示していない外部装置との間の光信号を波長多重光信号へアッドする波長へ変換するための処理、および光分波器１０２ｗおよび１０２ｅからドロップされた波長信号を外部装置との間の光信号の波長へ変換するための処理と行う。
【００１３】
トランスポンダ１０８における電気光変換回路１０９は、伝送フレーム処理回路１１２からの伝送フレーム信号を電気光変換し、アッド波長信号を光カプラ１０５へ出力する。光電気変換回路１１０は、２：２光スイッチ１０６からのドロップ波長信号を光電気変換して伝送フレーム処理回路１１２へ出力するとともに、光入力レベルを監視し、所定のレベルを下回ると判断した場合には、光入力断信号を切替え制御回路１０７へ出力する。光電気変換回路１１１は、２：２光スイッチ１０６からのドロップ波長信号を光電気変換して伝送フレームモニタ回路１１５へ出力するとともに、光入力レベルを監視し、所定のレベルを下回ると判断した場合には、光入力断信号を切替え制御回路１０７へ出力する。伝送フレーム処理回路１１２は、光電気変換回路１１３からの信号に対して、アッド波長信号の伝送フレームを生成し、電気光変換回路１０９へ出力する。また、伝送フレーム処理回路１１２は、光電気変換回路１１０からの伝送フレーム信号が通信異常に該当するか否かを判定し、通信異常を検出した場合には、通信異常信号を切替え制御回路１０７に出力する。光電気変換回路１１３は、外部装置からの光信号を電気信号に変換して伝送フレーム処理回路１１２へ出力する。電気光変換回路１１４は、伝送フレーム処理回路１１２からの信号を電気光変換して外部装置へ出力する。伝送フレームモニタ回路１１５は、光電気変換回路１１１からの伝送フレーム信号について通信異常に該当するか否かを判定し、通信異常を検出した場合には、通信異常信号を切替え制御回路１０７に出力する。
【００１４】
つづいて、以上のように構成された光パス切替え装置を用いたリングネットワークにおける、光パス切替え動作について説明する。図１において、光パス切替え装置の光カプラ１０５は、トランスポンダ１０８から出力されたアッド波長信号を２分岐し、それぞれ、ｅａｓｔ側およびｗｅｓｔ側伝送路へアッドしている。このようにしてｅａｓｔ側およびｗｅｓｔ側伝送路へアッドされた光信号は、光パス接続先である他の光切替え装置に入力される。また、光パス切替え装置は、ｅａｓｔ側伝送路またはｗｅｓｔ側伝送路のうち現用系伝送路から入力されたドロップ波長信号を、２：２光スイッチ１０６を介して光電気変換回路１１０に接続する。一方で、予備系伝送路から入力されたドロップ波長信号を、２：２光スイッチ１０６を介して光電気変換回路１１１に接続する。
【００１５】
現用系伝送路からのドロップ波長信号が入力されると、伝送フレーム処理回路１１２は、まず、その波長信号に対応する伝送フレームについて、周知のフレーム同期判定や誤り検出などを行う。そして、当該伝送フレームを、外部接続装置との間でやり取りをするための信号フォーマットへ変換し、電気光変換回路１１４へ出力する。電気光変換回路１１４は、当該信号フォーマットを光信号へ変換し、外部装置へ出力する。
【００１６】
予備系伝送路からのドロップ波長信号が入力されると、伝送フレームモニタ回路１１５は、伝送フレーム処理回路１１２と同様に、周知のフレーム同期判定や誤り検出などを行う。これらの処理において異常を検知した場合、伝送フレームモニタ回路１１５は、通信異常信号を切替え制御回路１０７へ出力する。
【００１７】
たとえば、初期状態としてｅａｓｔ側伝送路が現用系である場合を想定する。この状態で、ｅａｓｔ側伝送路に何らかの故障が発生したことにより、伝送フレーム処理回路１１２が通信異常を検知すると、伝送フレーム処理回路１１２は、切替え制御回路１０７に、現用系に異常が発生したことを示す通信異常信号を出力する。このとき、光電気変換回路１１１からの光入力断信号や、伝送フレームモニタ回路１１５からの通信異常信号が検知されていない場合、切替え制御回路１０７は、ｗｅｓｔ側伝送路（予備系）が正常であると判定し、２：２光スイッチ１０６を切替える制御を行う。具体的には、ｗｅｓｔ側からのドロップ波長信号を光電気変換回路１１０へ接続し、ｅａｓｔ側からのドロップ波長信号を光電気変換回路１１１へ接続する。
【００１８】
一方、光電気変換回路１１１からの光入力断信号や、伝送フレームモニタ回路１１５からの通信異常信号が検知されている場合、切替え制御回路１０７は、ｗｅｓｔ側伝送路（予備系）についても異常であると判定し、２：２光スイッチ１０６を切替える制御を行わない。
【００１９】
なお、上記において、伝送フレーム処理回路１１２および伝送フレームモニタ回路１１５により検出される通信異常としては、フレーム同期外れなどの故障や、ビット誤りが所定の閾値を超えたときの伝送路誤り劣化、などがある。図２は、図１のリングネットワークにおいて使用される伝送フレームの一例を示す図である。図２は、ＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．７０９に示された伝送フレームである。この伝送フレームにおいて、外部装置からの信号は“ペイロード”へ格納され、“オーバヘッドバイト”および“ＦＥＣ冗長領域”は、伝送フレーム処理回路１１２において付加される。オーバヘッドバイトには、フレーム同期を取るためのフレームアライメントバイトや、ビット誤りを検出するためのパリティバイトが格納されている。受信側の装置は、フレームアライメントバイトを検定することでフレーム同期はずれを検出でき、また、パリティバイトを検定することでビット誤りを検出できる。
【００２０】
以上説明したように、本実施の形態では、冗長光パスを切替える２：２光スイッチを備えるとともに、通信異常を検出するための伝送フレームモニタを備える構成とした。これにより、現用系について、ドロップ波長信号の光入力レベルが所定の基準を満たしているが光ＳＮＲの劣化などにより伝送路状態が悪化している（基準を満たしていない）場合に、異常を検出し、光パスを切替えることが可能となる。また、光パスの切替えにあたり、予備系の異常をも考慮することとしたので、不要な切替えを回避することができる。これらにより、冗長光パスの救済が可能となり、高信頼な光パスを提供することができる。
【００２１】
なお、本実施の形態においては、光パス切替え装置にトランスポンダ１０８を設け、図示しない外部装置とは光電気変換回路１１３および電気光変換回路１１４を介して接続する例を示したが、トランスポンダ１０８に代えて、再生中継トランスポンダを設けることとしてもよい。図３は、再生中継トランスポンダ１１６を用いた光パス切替え装置の例を示す図である。
【００２２】
また、本実施の形態においては、光パス切替え装置をリングネットワークに適用した場合の一例を示したが、これに限らず、本実施の形態の光パス切替え装置をメッシュネットワークやポイントツーポイントネットワークに適用した場合においても、上記と同様の効果を得ることができる。
【００２３】
実施の形態２．
実施の形態１では、現用系伝送路に異常が発生した場合の切替え動作について説明した。本実施の形態では、現用系伝送路、予備系伝送路ともに正常である場合に、現用系を予備系に切替える場合について説明する。
【００２４】
たとえば、リングネットワークにおいて、現用系伝送路への装置の増設などを行う場合、装置管理システムなどからの設定により現用系を予備系に切替えたのちに増設を行うことがある。
【００２５】
このような場合、現用系および予備系において、ともに正常な状態で強制的に切替えを実施することになるが、切替え時には、図１の光パス切替え装置における２：２光スイッチ１０６の出力が瞬断する。このため、現用系と予備系における光入力断の検出，解除時間のバラツキ、といった原因により、不要な切替えが発生してしまう可能性がある。
【００２６】
図４−１および図５−１は、光スイッチの出力断による不要な切替えの発生パターンを示すタイミングチャートである。図４−１は、現用系伝送路の異常（光入力断）が、予備系伝送路の異常（光入力断）よりも早く検出される場合に切替えが生じる様子を示し、図４−２は、不要な切替えを回避する場合の様子を示している。図４−１では、２：２光スイッチ１０６の出力光レベルが低下（断）すると、まず現用系伝送路の異常として光電気変換回路１１０により光入力断が検出され、つぎに予備系伝送路の異常として光電気変換回路１１１により光入力断が検出される。このとき、切替え制御回路１０７は、現用系からの光入力断信号を受信したタイミングでは、予備系からの光入力断信号を受信していないため、予備系は正常であると判定する。これにより、現用系から予備系への切替え指示信号が出力されるため、不要な切替えが行われる。
【００２７】
また、図５−１は、予備系伝送路の異常が、現用系伝送路の異常よりも早く検出される場合に切替えが生じる様子を示し、図５−２は、不要な切替えを回避する場合の様子を示している。図５−１では、２：２光スイッチ１０６の出力光レベルが低下（断）すると、まず予備系伝送路の異常が検出され、つぎに現用系伝送路の異常が検出される。このとき、切替え制御回路１０７は、現用系からの光入力断信号を受信したタイミングで、既に予備系からの光入力断信号を受信済みであるため、現用系，予備系ともに異常であると判定し、切替えを行わない。一方で、２：２光スイッチ１０６の出力光レベルが回復したときには、予備系の異常が解除された（正常となった）タイミングでは、現用系はまだ異常が継続している。これにより、現用系から予備系への切替え指示信号が出力されるため、不要な切替えが行われる。
【００２８】
このように、図４−１および図５−１のパターンでは、いずれも、不要な切替え要求が発生し、所定の切替えを実行できなくなる。そこで、本実施の形態では、図４−２および図５−２に示すように、２：２光スイッチ１０６の切替え時間を、異常検出時間よりも短くする。図４−２および図５−２では、２：２光スイッチ１０６の出力光レベルが低下（断）したのちに、現用系伝送路（または予備系伝送路）の異常が検出されるタイミングより、出力光レベルが回復するタイミングの方が早い。これにより、現用系および予備系ともに正常な状態で強制的に伝送路を切替える場合に、不要な切替えを回避することができる。
【００２９】
以上説明したように、本実施の形態では、２：２光スイッチの切替え時間を伝送路の異常検出時間よりも短くすることとした。これにより、伝送路の不要な切替えを回避することができ、通信が正常な場合においても高信頼な光パスの切替えを実現することができる。
【００３０】
なお、本実施の形態では、２：２光スイッチの切替え時間を伝送路の異常検出時間よりも短くすることにより、伝送路の不要な切替えを回避したが、これに限らず、伝送路の異常検出および解除に対して切替え要求保護時間を設けることとしてもよい。切替え要求保護時間とは、伝送路間の異常検出タイミングのずれを吸収するために設けられる時間である。たとえば、光パス切替え装置は、一方の伝送路の異常または正常が検出された場合、そのタイミングから切替え要求保護時間が経過するまでの間は、他方の伝送路についても、上記で検出された異常／正常と同じ状態であるとみなす。
【００３１】
図６−１は、図４−１に示す異常検出のパターンについて、切替え要求保護時間を設けた場合のタイミングチャートであり、図６−２は、図５−１に示す異常検出のパターンについて、切替え要求保護時間を設けた場合のタイミングチャートである。たとえば、図６−１では、現用系伝送路の異常を検出したタイミングから切替え要求保護時間が経過するまでの間、予備系伝送路についても異常であるとみなす。図６−２では、予備系伝送路の異常の解除（正常）を検出したタイミングから切替え要求保護時間が経過するまでの間、現用系についても正常であるとみなす。これらの場合、切替えは行われないため、不要な切替えを回避することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
以上のように、本発明にかかる光パス切替え装置は、光通信ネットワークに有用であり、特に、高信頼な光パスを提供したい場合に適している。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本実施の形態の光パス切替え装置を用いたリングネットワークの構成例を示す図である。
【図２】図１のリングネットワークにおいて使用される伝送フレームの一例を示す図である。
【図３】再生中継トランスポンダを用いた光パス切替え装置の例を示す図である。
【図４−１】光スイッチの出力断による不要な切替えの発生パターンを示すタイミングチャートである。
【図４−２】不要な切替えを回避する場合の様子を示す図である。
【図５−１】光スイッチの出力断による不要な切替えの発生パターンを示すタイミングチャートである。
【図５−２】不要な切替えを回避する場合の様子を示す図である。
【図６−１】図４−１に示す異常検出のパターンについて、切替え要求保護時間を設けた場合のタイミングチャートである。
【図６−２】図５−１に示す異常検出のパターンについて、切替え要求保護時間を設けた場合のタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００３４】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ  光パス切替え装置
１０１ｗ，１０３ｗ  ｗｅｓｔ側伝送路
１０１ｅ，１０３ｅ  ｅａｓｔ側伝送路
１０２ｗ，１０２ｅ  光分波器
１０４ｗ，１０４ｅ  光合波器
１０５  光カプラ
１０６  ２：２光スイッチ
１０７  切替え制御回路
１０８  トランスポンダ
１０９  電気光変換回路
１１０，１１１  光電気変換回路
１１２  伝送フレーム処理回路
１１３  光電気変換回路
１１４  電気光変換回路
１１５  伝送フレームモニタ回路
１１６  再生中継トランスポンダ
【図１】
0004999759.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４−１】
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【図４−２】
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【図５−１】
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【図５−２】
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【図６−１】
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【図６−２】
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