特許 6334222 送信装置、受信装置、光通信システム、送信方法および受信方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6334222

(24)【登録日】2018年5月11日

(45)【発行日】2018年5月30日

(54)【発明の名称】送信装置、受信装置、光通信システム、送信方法および受信方法

(51)【国際特許分類】

   H04B 10/032 20130101AFI20180521BHJP

   H04B 10/50 20130101ALI20180521BHJP

   H04L 1/22 20060101ALI20180521BHJP

   H04B 10/60 20130101ALI20180521BHJP

【ＦＩ】

   H04B10/032

   H04B10/50

   H04L1/22

   H04B10/60

【請求項の数】9

【全頁数】30

(21)【出願番号】特願2014-63541(P2014-63541)

(22)【出願日】2014年3月26日

(65)【公開番号】特開2015-186201(P2015-186201A)

(43)【公開日】2015年10月22日

【審査請求日】2017年2月15日

(73)【特許権者】

【識別番号】000227205

【氏名又は名称】ＮＥＣプラットフォームズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100109313

【弁理士】

【氏名又は名称】机 昌彦

(74)【代理人】

【識別番号】100124154

【弁理士】

【氏名又は名称】下坂 直樹

(72)【発明者】

【氏名】横田 英昭

【審査官】 金子 秀彦

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０７−２６４１７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−２８４１３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２３９０６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−２６８１１６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｂ １０／０３２

Ｈ０４Ｂ １０／５０

Ｈ０４Ｂ １０／６０

Ｈ０４Ｌ １／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の光信号を出力する第１の信号出力手段と、
前記第１の信号出力手段を制御する第１の出力制御手段と、
前記第１の光信号を監視する第１の出力信号監視手段と、
第２の光信号を出力する第２の信号出力手段と、
入力されるクロックに基づいて動作し、前記第２の信号出力手段を制御する第２の出力制御手段と、
前記第１の光信号の監視結果を基に前記第２の出力制御手段に入力されるクロックのクロック周波数を通常動作状態の動作と、前記通常動作状態よりも低いクロック周波数を元に動作する第１の待機状態の動作と、前記第１の待機状態よりも低いクロック周波数を元に動作する第２の待機状態の動作とに対応する複数段階で制御する送信装置制御手段と
を備え、
前記第１の出力信号監視手段が監視する前記第１の光信号の品質が、劣化を検知する第２の閾値よりも低く、異常を検知する第１の閾値よりも高いときに、前記送信装置制御手段は、前記第２の出力制御手段のクロック周波数を前記第１の待機状態に対応する周波数となるように制御することを特徴とする送信装置。

【請求項2】

前記第１の出力信号監視手段が監視する前記第１の光信号の品質が、前記第２の閾値よりも高いときに、
前記送信装置制御手段は、前記第２の出力制御手段の前記クロック周波数を前記第２の待機状態に対応するクロック周波数となるように制御し、前記第２の信号出力手段は、前記第２の出力制御手段の制御によって動作を停止することを特徴とする請求項１に記載の送信装置。

【請求項3】

前記第２の光信号を監視する第２の出力信号監視手段をさらに備え、
前記第２の信号出力手段は、前記第１の待機状態のときに、前記第２の光信号として前記通常動作状態のときよりも強度を下げた信号光を出力し、前記第２の出力信号監視手段は、前記第２の光信号の品質を監視することを特徴とする請求項１または２に記載の送信装置。

【請求項4】

第１の光信号を受信する第１の信号受信手段と、
前記第１の信号受信手段を制御する第１の受信制御手段と、
前記第１の光信号の受信状態を監視する第１の受信信号監視手段と、
第２の光信号を受信する第２の信号受信手段と、
入力されるクロックに基づいて動作し、前記第２の信号受信手段を制御する第２の受信制御手段と、
前記第１の光信号の監視結果を基に前記第２の受信制御手段に入力されるクロックのクロック周波数を通常動作状態の動作と、前記通常動作状態よりも低いクロック周波数を元に動作する第１の待機状態の動作と、前記第１の待機状態よりも低いクロック周波数を元に動作する第２の待機状態の動作とに対応する複数段階で制御する受信装置制御手段と
を備え、
前記第１の受信信号監視手段が監視する前記第１の光信号の受信状態の品質が、劣化を検知する第２の閾値よりも低く、異常を検知する第１の閾値よりも高いときに、前記受信装置制御手段は、前記第２の受信制御手段のクロック周波数を前記第１の待機状態に対応する周波数となるように制御することを特徴とする受信装置。

【請求項5】

前記第１の受信信号監視手段が監視する前記第１の光信号の受信状態の品質が、前記第２の閾値よりも高いときに、
前記受信装置制御手段は、前記第２の受信制御手段の前記クロック周波数を前記第２の待機状態に対応するクロック周波数となるように制御し、前記第２の信号受信手段は、前記第２の受信制御手段によって動作を停止することを特徴とする請求項４に記載の受信装置。

【請求項6】

前記第１の受信信号監視手段が前記第１の光信号の受信状態の異常を検知したときに、通信回線を介して前記第１の光信号の送信元の送信装置に、前記第２の光信号への切り替えを要求する信号を送信する切替信号送信手段をさらに備えることを特徴とする請求項４または５に記載の受信装置。

【請求項7】

請求項１から３いずれかに記載の送信装置と
請求項４から６いずれかに記載の受信装置とを備え、
前記送信装置から出力された前記第１の光信号および前記第２の光信号が、前記受信装置に入力されることを特徴とする光通信システム。

【請求項8】

第１の光信号を出力し、
入力されるクロックに基づいて制御して第２の光信号を出力し、
前記第１の光信号の監視結果を基に前記第２の光信号の出力を制御するクロックのクロック周波数を通常動作状態の動作と、前記通常動作状態よりも低いクロック周波数を元に動作する第１の待機状態の動作と、前記第１の待機状態よりも低いクロック周波数を元に動作する第２の待機状態の動作とに対応する複数段階で制御し、
前記第１の光信号を監視し、
前記第１の光信号の品質が、劣化を検知する第２の閾値よりも低く、異常を検知する第１の閾値よりも高いときに、前記クロック周波数を前記第１の待機状態に対応する周波数となるように制御することを特徴とする送信方法。

【請求項9】

第１の光信号を受信し、
入力されるクロックに基づいて制御して第２の光信号を受信し、
前記第１の光信号の監視結果を基に前記第２の光信号の受信を制御するクロックのクロック周波数を通常動作状態の動作と、前記通常動作状態よりも低いクロック周波数を元に動作する第１の待機状態の動作と、前記第１の待機状態よりも低いクロック周波数を元に動作する第２の待機状態の動作とに対応する複数段階で制御し、
前記第１の光信号を監視し、
前記第１の光信号の受信状態の品質が、劣化を検知する第２の閾値よりも低く、異常を検知する第１の閾値よりも高いときに、前記クロック周波数を前記第１の待機状態に対応する周波数となるように制御することを特徴とする受信方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光通信システムに関するものであり、特に冗長化された構成を備える光通信システムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

情報通信社会の発展に伴い、大容量のデータ通信が必要可能な光通信システムが情報データの通信や映像配信など様々な分野で広く用いられている。また、社会的な重要性も高まりとともに、通信が途切れずに継続的に行えることが必要となり、光通信システムの信頼性に対する要求も強くなっている。

【0003】

光通信システムにおける通信の継続に関する信頼性を高める方法としては、光信号の伝送に用いる伝送装置や伝送路を冗長化させる方法がある。冗長化の方法としては、例えば、現用系として用いる伝送装置や伝送路の他に、予備系として予備の伝送装置や伝送路を備える構成とする方法が用いられる。予備系を備えることにより、現用系に障害が生じたときに予備系の伝送装置や伝送路に切り替えを行うことにより、通信を継続することが可能となる。

【0004】

冗長化された構成とした場合、現用系に障害が生じたときに通信が途切れる時間をできるだけ短くするために、予備系は短時間で使用できる状態になることが要求される。そのため、予備系も現用系と同様の動作が行える状態で待機していることが望ましい。しかし、そのような状態で待機した場合は、実際の光信号の送受信や伝送を行っていないにも関わらず、現用系と同等の消費電力を要することになる。そのため、予備系は現用系よりも消費電力を抑制しつつ、できるだけ短時間で起動できる状態で待機する必要がある。

【0005】

このような背景から、冗長化された構成における、予備系の待機方法に関する技術の開発が盛んに行われている。冗長化された構成における予備系の待機方法に関する技術としては、例えば、特許文献１に開示された技術がある。

【0006】

特許文献１は、複数の経路を備えることにより冗長化された光通信システムの予備系の制御方法に関するものある。特許文献１の光通信システムでは、予備系の経路を設定する際に消費電力を考慮して経路の設定が行われる。特許文献１の光通信システムでは、予備系として設定された経路に対応したインターフェース、すなわち、光信号の送受信モジュールを省電力状態にする。省電力状態への移行の制御は、光信号の送受信モジュールへ供給する電力の制御によって行っている。また、異常が発生した際の現用系から予備系への切り替えの要否は光通信システム全体の監視システムにより判断される。予備系への切り替えが必要と判断された場合は、監視システムからの制御信号により、予備系と設定された経路上の全てのインターフェースが起動状態に移行する。特許文献１では、このようにインターフェースを管理することで消費電力の抑制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２００９−１００４４２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では、情報データの送信側と受信側の間で現用系と予備系の経路を設定することにより冗長化されている。現用系で異常が検知された場合は、光通信システムの管理装置からの制御により予備系の経路上に存在する全てのインターフェースが、現用系として利用できる起動状態へと移行する。そのため、特許文献１の技術では、異常が発生している２つの伝送装置間の伝送路が冗長されている場合などにおいても、経路上の全てのインターフェースの切り替えが行われる。そのため、現用系から予備系への切り替えに要する処理が複雑となり、切り替えに時間がかかる恐れがある。

【0009】

また、特許文献１の光通信システムではインターフェースへの電力供給を制御することによって待機状態の制御を行っている。そのため、待機状態に移行した場合は電源供給を受けられないので、対象となる制御系の半導体装置は駆動することができない。よって、再度、待機状態から起動状態に移行する際に、起動の要求に対する応答に時間を要する。また、一度、電力供給を停止して動作を停止した状態から起動状態へと移行するので、制御や信号処理に関する設定を行う動作などのために起動に時間を要する。よって、特許文献１の技術は、消費電力を抑制しつつ、起動状態への移行をできるだけ早く行うことを目的とした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、現用系と予備系とに冗長化された構成において、消費電力を抑制しつつ、起動状態への移行時間を抑制することが可能な送信装置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、本発明の送信装置は、第１の信号出力手段と、第１の出力制御手段と、第１の監視手段と、第２の信号出力手段と、第２の出力制御手段と、送信制御手段を備えている。第１の信号出力手段は、第１の光信号を出力する。第１の出力制御手段は、第１の光信号の出力を制御する。第１の監視手段は、第１の光信号を監視する。第２の信号出力手段は、第２の光信号を出力する。第２の出力制御手段は、第１の光信号の監視結果を基に第２の出力制御手段のクロック周波数を複数段階で制御し、第２の信号出力手段が所定の動作状態となるように制御する。

【0012】

本発明の送信方法は、第１の光信号の出力し、第１の光信号を監視する。本発明の送信方法は、第１の光信号の監視結果を基に、第２の光信号を制御する際のクロック周波数を制御して、第２の光信号の出力を所定の待機状態とする。

【発明の効果】

【0013】

本発明によると、現用系と予備系とに冗長化された構成において、消費電力を抑制しつつ、起動状態への移行時間を抑制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の実施形態の送信装置の構成の概要を示す図である。

【図4】本発明の第２の実施形態の送信装置の設定の例を示した図である。

【図5】本発明の第２の実施形態の受信装置の構成の概要を示す図である。

【図6】本発明の第２の実施形態の受信装置の設定の例を示した図である。

【図7】本発明の第２の実施形態の動作フローを示す図である。

【図8】本発明の第３の実施形態の送信装置の設定の例を示した図である。

【図9】本発明の第３の実施形態の受信装置の設定の例を示した図である。

【図10】本発明の第３の実施形態の動作フローを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

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、本実施形態の送信装置の構成の概要を示したものである。本実施形態の送信装置は、第１の信号出力手段１と、第１の出力制御手段２と、第１の監視手段３と、第２の信号出力手段４と、第２の出力制御手段５と、送信制御手段６を備えている。第１の信号出力手段１は、第１の光信号を出力する。第１の出力制御手段２は、第１の光信号の出力を制御する。第１の監視手段３は第１の光信号を監視する。第２の信号出力手段４は、第２の光信号を出力する。第２の出力制御手段５は、第１の光信号の監視結果を基に第２の出力制御手段５のクロック周波数を複数段階で制御し、第２の信号出力手段４をそれぞれの所定の動作状態となるように制御する。

【0016】

本実施形態の送信装置は、第１の監視手段３が第１の信号出力手段１が出力した第１の光信号の監視を行っている。また、本実施形態の送信措置では、第１の光信号の監視結果に基づいて、第２の出力制御手段５のクロック周波数を複数段階で制御し、第２の信号出力手段４の制御が行われている。また、第２の出力制御手段５のクロック周波数に応じて、第２の信号出力手段４は所定の動作状態で動作している。すなわち、本実施形態の送信装置では、第１の光信号の状態に応じて、第２の出力制御手段５のクロック周波数を制御し、第２の信号出力手段４を所定の動作状態で動作させることができる。よって、本実施形態の送信装置では、冗長化された構成において一方の光信号の状態に応じてもう一方の光信号の出力および出力制御を最適化して行うことができるので消費電力の削減が可能になる。また、クロック周波数で制御しているので、動作状態の移行を素早く管理することができる。その結果、本実施形態の送信装置では、現用系と予備系とに冗長化された構成において、消費電力を抑制しつつ、起動状態への移行時間を抑制することが可能となる。

【0017】

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は本実施形態の光通信システムの構成の概要を示したものである。本実施形態の光通信システムは、送信装置１０と、受信装置４０を備えている。送信装置１０および受信装置４０は、第１の伝送路７１および第２の伝送路７２を介して接続されている。また、送信装置１０および受信装置４０は、通信回線７３を介して接続されている。

【0018】

送信装置１０は、第１の伝送路７１を介して、第１の光信号Ｓ７１を受信装置４０に送信する。また、送信装置１０は、第２の伝送路７２を介して、受信装置４０に第２の光信号Ｓ７２を送信する。本実施形態の光通信システムでは、第１の伝送路７１および第２の伝送路７２によって、伝送路が冗長化されている。また、送信装置１０の光信号の送信部および受信装置５０の光信号の受信部も、伝送路に合わせて冗長化されている。

【0019】

送信装置１０の構成について説明する。図３は、送信装置１０の構成の概要について示したものである。送信装置１０は、信号受信部１１と、経路切替部１２と、制御部１３と、第１の送信部２０と、第２の送信部３０を備えている。

【0020】

信号受信部１１は、送信装置１０に入力された信号を送信装置１０の内部で用いる信号形式に変換して出力する機能を有する。信号受信部１０は、通信ネットワークや情報処理装置などから入力されたデータ伝送用の信号を、内部で用いる信号形式に変換して、経路切替部１２に内部信号Ｓ１１として出力する。

【0021】

経路切替部１２は、スイッチ素子を備え、入力された内部信号Ｓ１１を第１の送信部２０または第２の送信部３０のいずれかに出力する機能を有する。経路切替部１２は、制御部１３から送られてくる切替制御信号Ｓ１２に基づいて、スイッチ素子を動作させて、信号の出力経路の切り替えを行う。切替制御信号Ｓ１２には、第１の送信部２０側または第２の送信部３０側のいずれの出力経路にスイッチ素子を切り替えるかの情報が含まれている。

【0022】

制御部１３は、送信装置１０の制御全般を行う機能を有する。制御部１３は、第１の送信部２０および第２の送信部３０の稼働状態を制御する。動作状態とは、現用系として用いられているときの主信号の送信を行う通常の動作状態と、予備系として用いられているときの各動作を抑制した待機状態のことをいう。制御部１３は、第１の送信部２０および第２の送信部３０に、送信部制御信号Ｓ２１または送信部制御信号Ｓ３１をそれぞれ送って動作状態の制御を行う。

【0023】

また、制御部１３は受信装置４０から送られてくる送信装置制御信号Ｓ４０に基づいて、第１の送信部２０および第２の送信部３０の稼働状態の制御を行う。送信装置制御信号Ｓ４０に基づいて動作状態の変更を行った場合は、制御部１３は、切り替えが完了したことを示す信号を受信装置制御信号Ｓ１０として受信装置４０に送る。

【0024】

また、制御部１３は、経路切替部１２を制御して信号を出力する経路の切り替えを行う。制御部１３は、第１の送信部２０または第２の送信部３０のうち現用系として用いられている側へ、内部信号Ｓ１１が出力されるように経路切替部１２を制御する。制御部１３は、経路切替信号Ｓ１２を経路切替部１２に送ることにより、経路切替部１２を制御する。

【0025】

第１の送信部２０は、送信信号処理部２１と、光信号送信部２２と、送信制御部２３と、信号監視部２４を備えている。送信信号処理部２１は、入力された内部信号Ｓ１１のデータを第１の伝送路７１で伝送する際の信号形式に変換するための符号化を行う機能を有する。送信信号処理部２１は、入力された内部信号Ｓ１１のデータの符号化や冗長化を行い、送信用信号Ｓ２２として光信号送信部２２に出力する。

【0026】

送信信号処理部２１は、半導体装置を備えている。半導体装置には、例えば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）が用いられる。本実施形態の半導体装置が駆動する際の、クロック周波数は複数段階の周波数で設定されている。本実施形態では半導体装置を駆動させるクロックの周波数の値をクロック周波数と呼ぶ。

【0027】

本実施形態では、クロック周波数は、周波数ｆｔおよび周波数ｆｗの２段階で設定されている。周波数ｆｔは、通常の動作状態のときのクロック周波数である。通常の動作状態とは、第１の送信部２０が、現用系として選択されていて、データ通信用の光信号を主信号として出力している状態のことをいう。また、第１の送信部２０は、主信号に多重化して制御用の信号や試験用の信号を出力することもある。

【0028】

周波数ｆｗは、待機状態のときのクロック周波数である。待機状態とは、第１の送信部２０が予備系として選択され、データ通信用の光信号の出力を行っていない状態のことをいう。送信信号処理部２１は、待機状態において、信号処理に関する設定情報などを保持し続けることができる。また、周波数の値はｆｔ＞ｆｗとなり、通常の動作状態のときのクロック周波数の方が高くなるように設定される。このように、待機状態のときのクロック、通常の動作状態のときよりも周波数を下げることにより、消費電力の抑制および半導体素子の劣化の防止を行うことができる。送信信号処理部２１は、送信処理部制御信号Ｓ２３に基づいて動作状態の移行を行う。光送信信号処理部２１、光送信部制御信号Ｓ２４のクロックが示す周波数に応じて動作状態の移行を行う。

【0029】

また、送信信号処理部２１の半導体装置は、単数または複数備えられている。半導体装置は、複数の半導体装置のチップが１つのパッケージ内に収められたＳｉＰ（System in a Package）として構成されていることもある。

【0030】

光信号送信部２２は、第１の伝送路７１で伝送する光信号を生成する機能を有する。光信号送信部２２、光出力部と変調部を備えている。光出力部は、所定の波長の光を出力する半導体レーザーを備える光学装置が用いられる。変調部は、光出力部が出力した光を送信用信号Ｓ２２の符号データに基づいて変調し第１の光信号Ｓ７１として出力する。本実施形態では、位相変調方式が用いられる。光信号送信部２２で生成された第１の光信号Ｓ７１は、第１の伝送路７１に出力される。

【0031】

また、光信号送信部２２の光出力部の光学装置は、第１の送信部２０が予備系として選択されたときに待機状態に移行する機能を有する。待機状態では、光学装置は半導体レーザーを停止するか、通常の動作状態のときよりも出力の強度を低下させる。予備系として選択されたときに、待機状態として動作することにより、消費電力の抑制や半導体レーザーの劣化を防止することができる。光信号送信部２２は、光送信部制御信号Ｓ２４に基づいて動作状態の移行を行う。光信号送信部２２は、光送信部制御信号Ｓ２４のクロックが示す周波数に応じて動作状態の移行を行う。

【0032】

送信制御部２３は、第１の送信部２０の制御全般を行う機能を有する。送信制御部２３も、送信信号処理部２１と同様の半導体装置により構成されている。送信制御部２３は、制御部１３から送られてく送信部制御信号Ｓ２１に基づいて、第１の送信部２０の動作状態を制御する。送信制御部２３は、送信信号処理部２１および光信号送信部２２にそれぞれ出力する送信処理部制御信号Ｓ２３または光送信部制御信号Ｓ２４が示すクロックの周波数により動作状態を制御する。

【0033】

本実施形態では、送信制御部２３は、通常の動作状態では周波数ｆｔの周波数のクロックの送信処理部制御信号Ｓ２３または光送信部制御信号Ｓ２４を出力する。また、待機状態では送信制御部２３は、周波数ｆｗの送信処理部制御信号Ｓ２３または光送信部制御信号Ｓ２４を出力する。周波数ｆｗは周波数ｆｔよりも小さい。例えば、ｆｗ＝ｆｔ／２として設定し、送信信号処理部２１および光信号送信部２２は、待機状態では通常の動作状態の半分のクロック周波数で動作する設定とすることができる。また、送信制御部２３も、通常の動作状態では周波数ｆｔ、待機状態では周波数ｆｗのクロック周波数で駆動する。光信号送信部２１の待機状態が、動作を停止した状態である場合は、クロックの供給を止めることにより制御することもできる。

【0034】

図４は、第１の送信部２０が、通常の動作状態と待機状態のそれぞれの動作状態であったときの、送信信号処理部２１、光信号送信部２２および送信制御部２３の状態の例を表したものである。図４に示し通り、通常の動作状態では送信信号処理部２１および送信制御部２３はクロック周波数ｆｔで動作し、データ通信用の光信号の処理および制御を行うことができる状態である。また、光信号送信部２２は、周波数ｆｔのクロックが入力され、光を出力する半導体レーザーの出力を、光信号が送信可能な強度に保つ通常出力の状態となっている。

【0035】

また、待機状態では、送信信号処理部２１および送信制御部２３は、周波数ｆｔよりも低いクロック周波数ｆｗで動作し、設定情報の保持や制御信号への応答のみが可能な状態である。また、待機状態において、光信号送信部２２は光の出力を停止しているか、出力強度を下げ、データ通信用の光信号を行えない状態である。また、このとき、光信号送信部２２は、周波数ｆｔのクロックの信号を受け取るか、信号を受け取っていない状態である。

【0036】

送信制御部２３は、信号監視部２３から送られてくる強度信号Ｓ２５を基に、光信号送信部２２が出力した第１の光信号Ｓ７１の強度を監視する機能を有する。送信制御部２３は、強度信号Ｓ２５が示す計測結果を所定の基準値と比較する。強度が所定の基準値未満であるときは、送信制御部２３は、第１の光信号Ｓ７１に異常が生じていることを示す信号を、監視状態信号Ｓ２６として送信する。

【0037】

信号監視部２４は、光信号送信部２２が出力した第１の光信号Ｓ７１の強度を計測する機能を有する。第１の光信号Ｓ７１は、光カプラ等で分岐されて信号監視部２４に入力される。信号監視部２４は、光信号の強度を計測し計測結果の情報を強度信号Ｓ２５として送信制御部２３に送る。信号監視部２４は、送信制御部２３と同じクロック周波数で動作する。光信号送信部２２が動作を停止したときは、信号監視部２４の動作も停止される構成としてもよい。また、信号監視部２４は、光信号の強度を直接、計測する方法に代えて、光信号出力部２２の半導体レーザーの出力電圧または電流値を計測して光信号の強度に換算する方法としてもよい。

【0038】

第２の送信部３０は、送信信号処理部３１と、光信号送信部３２と、送信制御部３３と、信号監視部３４を備えている。送信信号処理部３１、光信号送信部３２、送信制御部３３および信号監視部３４の構成および機能は第１の送信部２０の同名称の部位と同様である。送信制御部３３は、送信部制御信号Ｓ３１に基づいて、第１の送信部３０の動作状態の制御を行う。送信制御部３３は、送信信号処理部３１および光信号送信部３２にそれぞれ出力する送信処理部制御信号Ｓ３３または光送信部制御信号Ｓ３４が示すクロックの周波数により動作状態を制御する。また、送信信号処理部３１は、生成した符号データを送信用信号Ｓ３２として光信号送信部３２に送る。光信号送信部３２は、送信用信号Ｓ３２を元に生成した光信号を第２の光信号Ｓ７２として第２の伝送路７２に出力する。信号監視部３４は、第２の光信号Ｓ７２の強度を計測し、強度信号Ｓ３５として送信制御部３３に送る。送信制御部３３は、第２の光信号Ｓ７２の強度の異常を検知した場合は、強度に異常が生じていることを示す信号を、監視状態信号Ｓ３６として制御部１３に送る。

【0039】

次に、受信装置４０について説明する。図５は、本実施形態の受信装置４０の構成の概要を示したものである。本実施形態の受信装置４０は、信号送信部４１と、経路切替部４２と、制御部４３と、第１の受信部５０と、第２の受信部６０を備えている。

【0040】

信号送信部４１は、入力された信号を通信ネットワークや情報処理装置などに送られる信号形式に変換して出力する機能を有する。信号送信部４１は、内部信号Ｓ４１を受信装置４０からの出力用の信号形式に変換して出力する。

【0041】

経路切替部４２は、スイッチ素子を備え、第１の受信部５０または第２の受信部６０のいずれか一方からの入力経路を信号送信部４１に接続する機能を有する。経路切替部４２は、制御部４３から送られてくる切替制御信号Ｓ４２に基づいて、スイッチ素子を動作させて、接続する経路の切り替えを行う。切替制御信号Ｓ４２には、第１の受信部５０側または第２の受信部６０側からのいずれの入力経路を信号送信部４１に接続するようにスイッチ素子を切り替えるかの情報が含まれている。

【0042】

制御部４３は、受信装置４０の制御全般を行う機能を有する。制御部４３は、第１の受信部５０および第２の受信部６０の稼働状態を制御する。動作状態とは、現用系として用いられているときの主信号の受信を行う通常の動作状態、すなわち、起動状態と、予備系として用いられているときの動作を抑制した待機状態のことをいう。制御部４３は、第１の受信部５０および第２の受信部６０に、送信部制御信号Ｓ５１または送信部制御信号Ｓ６１をそれぞれ送って動作状態の制御を行う。

【0043】

また、制御部４３は予備系への切り替えが必要なときに、送信部１０に予備系への切り替えを要求する信号を送信装置制御信号Ｓ４０として送る機能を有する。制御部４３は、監視状態信号Ｓ５６および監視状態信号Ｓ６６を基に、第１の受信部５０および第２の受信部６０で受信する光信号の異常を検知する。制御部４３は、現用系の異常を検知したときに、自装置および送信装置１０を予備系に切り替えるための動作を開始する。また、制御部４３は、送信装置１０から予備系への切り替えが完了したことを示し受信装置制御信号Ｓ１０を受け取ることにより、送信装置１０の予備系への切り替えが完了したことを認識する。

【0044】

また、制御部４３は、経路切替部４２の経路の切り替えを制御する。制御部４３は、第１の受信部５０および第２の受信部６０のうち現用系として用いられている側からの信号が信号送信部４１に入力されるように経路切替部４２を制御する。制御部４３は、経路切替信号Ｓ４２を経路切替部４２に送ることにより、経路切替部１２を制御する。

【0045】

第１の受信部５０は、光信号受信部５１と、受信信号処理部５２と、受信制御部５３と、信号監視部５４を備えている。光信号受信部５１は、第１の伝送路７１を介して入力された第１の光信号Ｓ７１を電気信号に変換する機能を有する。光信号受信部５１は、光信号を受光して電気信号に変換する受光装置を備えている。光信号受信部５１の受光装置は、光信号を電気信号に変換する光電変換素子としてフォトダイオードを備えている。光信号受信部５１は、第１の光信号を光電変換素子によって電気信号に変換し、さらにデジタル信号に変換する。光信号受信部５１は、変換した信号を受信信号Ｓ５２として受信信号処理部５２に送る。

【0046】

また、光信号受信部５１の受光装置は、第１の受信部５０が予備系として選択されたときに待機状態に移行する機能を有する。待機状態では、光学装置は各素子への通電を停止するか、電圧を低下させる。待機状態として動作することにより、消費電力の抑制や素子の劣化を防止することができる。光信号受信部５１は、受信制御部５３から送られてくる光受信部制御信号Ｓ５４のクロックの周波数に基づいて、動作状態の移行を行う。

【0047】

受信信号処理部５２は、入力された受信信号Ｓ５２のデータを復号し、伝送装置内部で用いる信号形式に変換する機能を有する。受信信号処理部５２は、信号処理を行う半導体装置を備えている。受信信号処理部５２は、入力された受信信号Ｓ５２のデータの復号、信号の歪み補正等を行う。受信信号処理部５２は、復号や歪み補正等の処理を行った信号を受信装置４０の内部で用いる信号の形式に変換して内部信号Ｓ４１として経路切替部４２に送る機能を有する。

【0048】

また、受信信号処理部５２は、受信信号Ｓ５２の復号および歪み補正等を行う際に、信号の品質を計測する機能を有する。受信信号処理部５２は、受信信号Ｓ５２の復号処理が行えないときや信号の品質が所定の基準以下となったときに、受信信号に異常が生じていることを示す信号品質信号Ｓ５５を受信制御部５３に送る。信号の品質が所定の基準以下とは、例えば、ジッタを信号の品質の項目とした場合、ジッタが所定の基準を超えたときに信号の品質が所定の基準より低下したとみなすことをいう。

【0049】

受信信号処理部５２の半導体装置は、複数段階のクロック周波数で駆動する。本実施形態では、クロック周波数は、通常の動作状態の周波数ｆｔと、待機状態の周波数ｆｗの２段階で設定さている。通常の動作状態とは、第１の受信部５０が、現用系として選択されていて、データ通信用の信号の処理している状態、または、信号の処理をすぐに行えるように待機している状態をいう。待機状態とは、第２の受信部５０が予備系として選択され、データ通信用の光信号の処理を行わずに機能を制限している状態のことをいう。また、周波数の値はｆｔ＞ｆｗとなり、通常の動作状態のときのクロック周波数の方が高くなるように設定される。このように、待機状態のときに通常の動作状態よりもクロック周波数を下げることにより、消費電力の抑制および半導体素子の劣化の防止を行うことができる。また、受信信号処理部５２は、待機状態で動作しているときに信号処理に関する設定情報を保持する。

【0050】

受信制御部５３は、第１の受信部５０の制御全般を行う機能を有する。受信制御部５３は、制御用の半導体装置を備えている。受信制御部５３は、制御部４３から送られてく受信部制御信号Ｓ５１に基づいて、第１の受信部５０の動作状態を制御する。受信制御部５３は、光信号受信部５１および受信信号処理部５２にそれぞれ送る、光受信部制御信号Ｓ５４または受信処理部制御信号Ｓ５３のクロックの周波数により動作状態を制御する。

【0051】

本実施形態では、受信制御部５３は、通常の動作状態では周波数ｆｔのクロックの光受信部制御信号Ｓ５４および受信処理部制御信号Ｓ５３を出力する。また、待機状態では周波数ｆｗの光受信部制御信号Ｓ５４および受信処理部制御信号Ｓ５３を出力する。周波数ｆｗは周波数ｆｔよりも小さい。また、受信制御部５３の制御用の半導体装置も、通常の動作状態では周波数ｆｔ、待機状態では周波数ｆｗのクロック周波数で動作する。光信号受信部５１の待機状態が、動作を停止した状態である場合は、クロックの供給を止めることにより制御することもできる。また、受信制御部５３は、待機状態で動作しているときに信号処理に関する設定情報を保持する。

【0052】

また、受信制御部５３は、受信信号処理部５２から信号に異常が生じたことを示す信号品質信号Ｓ５５を受け取ると、第１の伝送路７１に異常が生じたことを示す信号を状態監視信号Ｓ５６として制御部４３に送る。

【0053】

図６は、第１の受信部５０が、通常の動作状態と待機状態のそれぞれの動作状態であったときの、光信号受信部５１、受信信号処理部５２および受信制御部５３の状態の例を表したものである。図６に示し通り、通常の動作状態では受信信号処理部５２および受信制御部５３はクロック周波数ｆｔで動作し、データ通信用の光信号の処理および制御を行うことができる状態である。また、光信号受信部５１は、周波数ｆｔのクロックが入力され光信号の受光および電気信号への変換が可能な通常動作の状態となっている。

【0054】

また、待機状態では、受信信号処理部５２および受信制御部５３は、周波数ｆｔよりも低いクロック周波数ｆｗで動作し、設定情報の保持や制御信号への応答のみが可能な状態である。また、待機状態において、光信号受信部５１は停止しているか、起動に必要な最低限の電圧供給のみが行われていて、データ通信用の光信号の受信を行えない状態である。また、このとき、光信号受信部５１は、周波数ｆｗのクロックの信号を受け取るか、信号の受け取っていない状態である。

【0055】

信号監視部５４は、第１の伝送路７１を介して入力される第１の光信号Ｓ７１の強度を計測する機能を有する。信号監視部５４は、光信号受信部５１が、第１の光信号Ｓ７１を電気信号に変換した際の電圧値または電流値を計測し、光信号の強度に換算する。受光素子の特性、電気信号の電圧値または電流値と光信号の強度の関係はあらかじめ信号監視部５４に保存されている。信号監視部５４は、受信制御部５３と同じクロック周波数で動作する。光信号受信部５１が動作を停止した場合は、信号監視部５４も動作を停止する構成としてもよい。また、信号監視部５４は、光信号受信部５１が電気信号に変換するよりも前段において光カプラ等で分岐した第１の光信号Ｓ７１を計測する構成としてもよい。信号監視部５４は、光信号の強度を計測し計測結果の情報を強度信号Ｓ２７として受信制御部５３に送る。

【0056】

第２の受信部６０は、光信号受信部６１と、受信信号処理部６２と、受信制御部６３と、信号監視部６４を備えている。光信号受信部６１、受信信号処理部６２、受信制御部６３および信号監視部Ｓ６４の構成および機能は第１の受信部５０の同名称の部位と同様である。光信号受信部６１は、第２の伝送路７２を介して入力された第２の光信号Ｓ７２を電気信号に変換し、受信信号Ｓ６２として受信信号処理部６２に送る。受信信号処理部６２は、受信信号Ｓ６２の復号処理等を行う。第受信信号処理部６２は、復号処理等を行った信号を、内部信号Ｓ４１として経路切替部４２に送る。また、受信信号処理部６２は、信号の品質の低下等の異常を検知したときに、異常を検知したことを示す信号を信号品質信号Ｓ５５として受信制御部５３に送る。

【0057】

受信制御部６３は、光信号受信部６１を光受信部制御信号Ｓ６４によって制御する。また、受信制御部５３は、受信信号処理部６２を受信処理部制御信号Ｓ６３によって制御する。第２の受信部６０で用いられる各信号は、第１の受信部５０の同名称の信号と同様の機能を有する。また、受信制御部６３は、受信信号処理部６２から信号に異常が生じたことを示す信号品質信号Ｓ６５を受け取ると、第２の伝送路７２に異常が生じたことを示す信号を監視状態信号Ｓ６６として制御部４３に送る。信号監視部６４は、光信号の強度を計測し、結果の情報を強度信号Ｓ６７として受信制御部６３に送る。また、受信制御部６３は、第２の光信号Ｓ７２の強度の異常を検知すると、第２の伝送路７２に異常が生じたことを示す信号を監視状態信号Ｓ６６として制御部４３に送る。

【0058】

第１の伝送路７１および第２の伝送路７２は、それぞれ、光信号を伝送する光ファイバーにより構成されている。第１の伝送路７１は、送信装置１０の第１の送信部３０から出力された第１の光信号Ｓ７１を、受信装置４０の第１の受信部５０に入力されるように伝送する。また、第２の伝送路７２は、送信装置１０の第２の送信部３０から出力された第２の光信号Ｓ７２が、受信装置４０の第２の受信部６０に入力されるように伝送する。第１の伝送路７１および第２の伝送路７２には、光信号を増幅する増幅装置が備えられていてもよい。

【0059】

通信回線７３は、光通信システムを構成する各装置の制御用の信号を伝送する機能を有する。本実施形態では、送信装置１０から受信装置４０に、予備系への切り替えが完了したことを示す信号が、受信装置制御信号Ｓ１０として送られる。また、受信装置４０から送信装置１０に、予備系への切り替えを要求する信号が送信装置制御信号Ｓ４０として送られる。送信装置１０から受信装置４０に、受信装置制御信号Ｓ１０を送るときは第１の伝送路７１または第２の伝送路７２を介して送る構成とすることもできる。また、通信回線７３は、専用回線でもよく、データ通信用の回線を他と共用したものであってもよい。

【0060】

本実施形態の光通信システムにおいて送信装置１０から受信装置４０に光信号が伝送される際の動作について説明する。初期の状態では第１の伝送路７１が現用系、第２の伝送路７２が予備系として用いられているとして以下の説明を行う。すなわち、現用系である第１の伝送路７１を介して、送信装置１０から受信装置４０にデータ通信用の主信号が伝送されている状態を初期状態として説明する。このとき、予備系である第２の伝送路７２では、送信装置１０から受信装置４０へは、データ通信用の光信号の伝送は行われていない。

【0061】

送信装置１０に、データ通信用のデータの信号が入力されると、信号受信部１１は入力された信号を送信装置１０の内部で用いる信号形式に変換して内部信号Ｓ１１として経路切替部１２に送る。内部信号Ｓ１１が入力されると、経路切替部１２は、現用系の側の送信部、すなわち、第１の送信部２０に内部信号Ｓ１１を出力する。

【0062】

内部信号Ｓ１１が入力されると、第１の送信部２０の送信信号処理部２１は、入力された内部信号Ｓ１１のデータの符号化や冗長化処理などを行って、第１の伝送路７１で伝送する符号データを生成する。送信信号処理部２１は、符号データを生成すると、生成した符号データを送信用信号Ｓ２２として光信号送信部２２に送る。このとき、送信信号処理部２１および送信制御部２３は、通常の動作状態であり周波数ｆｔで動作している。

【0063】

送信用信号Ｓ２２が入力されると、光信号送信部２２は、所定の波長の光を送信用信号Ｓ２２の符号データに基づいて変調して、第１の光信号Ｓ７１を生成する。本実施形態では、位相変調方式により第１の光信号Ｓ７１が生成される。光信号送信部２２が生成した第１の光信号Ｓ７１は、第１の伝送路７１へと出力される。

【0064】

光信号送信部２２が出力した第１の光信号Ｓ７１は、第１の送信部２０から出力される前に、光カプラで分岐され信号監視部２４に入力される。第１の光信号Ｓ７１が入力されると、信号監視部２４は入力された第１の光信号Ｓ７１の強度を測定する。信号監視部２４は、計測した第１の光信号Ｓ７１の強度の情報を強度信号Ｓ２５として送信制御部２３に送る。送信制御部２３は、強度信号Ｓ２５を受け取ると、強度信号Ｓ２５が示す第１の光信号Ｓ７１の強度と所定の基準値を比較する。第１の光信号Ｓ７１の強度が所定の基準値未満の場合は、送信制御部２３は、第１の光信号Ｓ７１に異常が生じていることを示し信号を監視状態信号Ｓ２６として制御部１３に送る。

【0065】

また、第２の送信部３０は予備系として選択されているので、送信信号処理部３１および送信制御部３２は、周波数ｆｔの待機状態で動作している。光信号送信部３０は、待機状態として出力を低下させている。

【0066】

第１の伝送路７１へと出力された第１の光信号は、第１の伝送路７１で伝送されて受信装置４０に入力される。受信装置４０に入力された第１の光信号は、第１の受信部５０の光信号受信部５１に入力される。

【0067】

光信号受信部５１に入力された第１の光信号はデジタル信号形式の電気信号に変換されて、受信信号Ｓ５２として受信信号処理部５２に送られる。受信信号Ｓ５２が入力されると、受信信号処理部５２は、受信信号Ｓ５２の復号および信号を歪み補正処理等を行って、処理を行った信号を内部信号Ｓ４１として出力する。このとき、受信信号処理部５２および受信制御部５３は、通常の動作状態であり周波数ｆｔで動作している。

【0068】

また、受信信号処理５２は、信号の復号や歪み補正等を行う際に信号の品質を所定の基準と比較する。信号の品質が所定の基準以上であったときは、正常であることを示す信号を信号品質信号Ｓ５５として受信制御部５３に送る。また、所定の基準以下であったときは、異常であることを示す信号を信号品質信号Ｓ５５として受信制御部５３に送る。制御部は、正常か異常かを示す信号を監視状態信号Ｓ５６として制御部４３に送る。制御部４３は、監視状態信号Ｓ５６を基に、第１の伝送路７１の異常の有無の監視を行う。

【0069】

信号監視部５４は、光信号受信部５１において第１の光信号Ｓ７１から変換された電気信号の電圧値または電流値を計測する。信号監視部５４は、第１の光信号Ｓ７１から変換された電気信号の電圧値または電流値を計測すると、光信号の強度に換算する。信号監視部５４は、計測結果から算出した第１の光信号Ｓ７１の強度の情報を強度信号Ｓ５７として受信制御部５３に送る。受信制御部５３は、強度信号Ｓ５７を受け取ると、強度信号Ｓ５７が示す第１の光信号Ｓ７１の強度と所定の基準値を比較する。第１の光信号Ｓ７１の強度が所定の基準値未満の場合は、受信制御部５３は、第１の光信号Ｓ７１に異常が生じていることを示す信号を監視状態信号Ｓ５６として制御部４３に送る。

【0070】

第２の受信部６０は予備系として選択されているので、受信信号処理部６２および受信制御部６２は、周波数ｆｔの待機状態で動作している。また、光信号受信部６１も、待機状態となっている。

【0071】

受信信号処理部５２から出力された内部信号Ｓ４１は、経路切替部４２に送られる。第１の受信部５０が現用系であるとき、第１の受信部５０側の経路が信号送信部４２に接続されているので、経路切替部４２に入力された内部信号Ｓ４１は、信号処理部４２に送られる。内部信号Ｓ４１が入力されると、信号送信部４２は、入力された信号を通信ネットワークや情報処理装置に出力する信号形式に変換する。信号送信部４２は、出力する信号形式に変換した信号を、送信装置４０に接続されたネットワークや情報処理装置に出力する。以上で、本実施形態の光通信システムで、送信装置１０から受信装置４０にデータ通信用の光信号を伝送する際の動作の説明は終了である。

【0072】

次に、本実施形態の光通信システムにおいて現用系で異常が発生して予備系に切り替える際の動作について説明する。図７は、現用系で異常が発生したことを受信装置４０が検出して予備系に切り替える際のフローの概要を示したものである。現用系である第１の伝送路７１で異常が発生して第１の光信号Ｓ７１のパワーが低下したとして説明する。

【0073】

受信装置４０において、現用系として用いられている第１の受信部５０の受信信号処理部５２は、信号の処理を行う際に信号の品質の確認を行う（ステップ１０１）。信号の品質の確認は、常時、行う方法としてもよく、また、所定の時間ごとに行う方法としてもよい。また、受信制御部５３も、第１の光信号Ｓ７１の強度を監視して、第１の光信号Ｓ７１の異常の有無を確認している。現用系である第１の伝送路７１が正常である場合には、信号に異常が生じていないので（ステップ１０２でＮｏ）、現用系である第１の伝送路７１で光信号の伝送が継続される（ステップ１０３）。

【0074】

現用系の第１の伝送路７１で障害が発生すると、受信装置４０に入力される第１の光信号のパワーの低下が生じる。第１の受信部５０の受信信号処理部５２は、雑音に対する主信号の比が低下して受信信号Ｓ５２の処理が行えなくなることにより第１の光信号Ｓ７１の異常を検知する。また、受信信号処理部５２は、信号の品質が所定の基準以下であることを検知することにより、第１の光信号Ｓ７１に異常があることを検知する。

【0075】

第１の光信号Ｓ７１に異常があることを検知すると（ステップ１０２でＹｅｓ）、受信信号処理部５２は、受信している第１の光信号Ｓ７１に異常があることを示す信号を信号品質信号Ｓ５５として受信制御部５３に送る。受信制御部５３は、第１の光信号Ｓ７１に異常があることを示す信号品質信号Ｓ５５を受け取ると、異常が発生したことを示す信号を監視状態信号Ｓ５６として制御部４３に送る。監視状態信号Ｓ５６により、現用系である第１の伝送路７１に異常が発生したことを検知すると、制御部４３は、予備系である第２の伝送路７２への切り替えが必要と判断する。予備系への切り替えが必要と判断されると、予備系である第２の伝送路への切り替えが開始される（ステップ１０４）。

【0076】

予備系である第２の伝送路７２への切り替えは、次のように行う。予備系への切り替えが必要と判断すると、制御部４３は、第２の伝送路７２側への切り替えを要求することを示す送信装置制御信号Ｓ４０を通信回線７３を介して送信装置１０に送信する。

【0077】

送信装置１０は、予備系である第２の伝送路７２への切り替えを要求する送信装置制御信号Ｓ４０を受け取ると、予備系の第２の伝送路７２への切り替えを行う（ステップ１０５）、第２の伝送路７２への切り替えは次のように行う。

【0078】

送信装置１０の制御部１３は、送信装置制御信号Ｓ４０を受け取ると、第２の送信部３０に通常の動作状態に移行することを要求する信号を送信部制御信号Ｓ３１として送る。第２の送信部３０の送信制御部３３は、送信部制御信号Ｓ３１を受信すると、送信信号処理部３１に送る送信処理部制御信号Ｓ３３のクロックを通常の動作状態に対応した周波数ｆｔに上げる。また、送信制御部３３は、光信号送信部３２に送る光送信部制御信号Ｓ３４のクロックも周波数ｆｔに上げる。

【0079】

送信信号処理部３１および光信号送信部３２は、通常の動作状態に対応した周波数ｆｔのクロックの信号を受け取ると、通常の動作状態に移行する。例えば、送信信号処理部３１は、周波数ｆｔのクロック周波数で信号の処理を行える状態に移行する。また、光信号送信部３２は、主信号の光信号の出力に必要な水準に出力強度を設定する。送信信号処理部３１および光信号送信部３２が通常の動作状態に移行すると、第２の送信部３０側からのデータ通信用の主信号の送信することが可能になる。

【0080】

また、制御部１３は経路切替部１２に、第２の送信部３０側に信号の出力経路を切り替えることを要求する信号を経路切替信号Ｓ１２として送る。経路切替信号Ｓ１２を受け取ると、経路切替部１２はスイッチ素子を動作させて、内部信号Ｓ１１が第２の送信部３０側に信号が入力されるようにする。送信装置１０の制御部１３は、第２の送信部３０側への切り替えを完了すると、受信装置４０に受信装置制御信号Ｓ１０を送信する。

【0081】

受信装置制御信号Ｓ１０を受け取ると、受信装置４０は予備系の第２の伝送路７２への切り替えを行う（ステップ１０６）、第２の伝送路７２への切り替えは次のように行う。
受信装置制御信号Ｓ１０を受け取ると、受信装置４０の制御部４３は、第２の受信部６０に通常の動作状態に移行することを要求する信号を受信部制御信号Ｓ６１として送信する。第２の受信部６０の制御部６３は、通常の動作状態に移行することを要求する受信部制御信号Ｓ６１を受け取ると、光信号受信部６１に送る光受信部制御信号Ｓ６４のクロックの周波数を、通常の動作状態に対応した周波数ｆｔに上げる。また、制御部６３は、受信信号処理部６２に送る受信処理部制御信号Ｓ６３のクロックの周波数も周波数ｆｔに上げる。

【0082】

光信号受信部６１および受信信号処理部６２は、通常の動作状態用の周波数ｆｔのクロックの信号を受け取ると通常の動作状態に移行する。例えば、受信信号処理部６２は、周波数ｆｔのクロック周波数での動作を開始し、受信した信号の復号等の処理が可能な状態に移行する。また、光信号受信部６１は、受光素子やその周辺回路に通常の動作状態に対応した電圧の印加を開始する。通常の動作状態に移行すると、光信号受信部６１および受信信号処理部６２は、主信号の受信および受信した信号の復号等の処理が可能となる。

【0083】

以上の、動作が完了すると予備系であった第２の伝送路７２でのデータ通信用の主信号の伝送が開始される（ステップ１０７）。第２の伝送路７２での主信号の伝送は、第１の伝送路７１を現用系としていた場合と同様に行われる。以上で、現用系で異常が発生した場合における、予備系への切り替え動作についての説明は終了である。

【0084】

予備系への切り替えが行われた場合に、送信装置１０および受信装置４０は、それまで現用系として使われていた送信部または受信部を、それぞれ待機状態または休止状態に移行してもよい。

【0085】

第２の伝送路７２側への切り替えが行われると、送信装置１０の制御部１３は、第１の送信部２０の送信制御部２３に待機状態に移行することを要求する送信部制御信号Ｓ２１を送る。送信部制御信号Ｓ２４を受け取ると、送信制御部２３は、送信信号処理部２１および光信号送信部２２に送る、光送信部制御信号Ｓ２４および送信処理部制御信号Ｓ２３のクロックを周波数ｆｗに減少させる。送信信号処理部２１および光信号送信部２２は、受け取る信号のクロックが周波数ｆｗとなると、待機状態に移行する。また、障害が発生した際は、待機状態ではなく稼働を休止する方法としてもよい。

【0086】

第２の伝送路７２側への切り替えが行われると、送信装置４０の制御部４３は、第１の受信部５０の受信制御部５３に待機状態に移行することを要求する受信部制御信号Ｓ５１を送る。受信部制御信号Ｓ５１を受け取ると、受信制御部５３は、光信号受信部５１および受信信号処理部５２に送る光受信部制御信号Ｓ５４および受信処理部制御信号Ｓ５３のクロックを周波数ｆｗに減少させる。光信号受信部５１および受信信号処理部５２は、受け取った信号のクロックが周波数ｆｗとなると、待機状態に移行する。また、障害が発生した際は、待機状態ではなく稼働を休止する方法としてもよい。

【0087】

上記では、受信装置４０が現用系の光信号の異常を検知して、予備系への切り替えを行う場合について説明した。受信装置４０が光信号の光信号の異常を検知した場合だけでなく、送信装置１０が、自装置が出力する光信号の強度の異常を検知して切り替えることもできる。

【0088】

第１の伝送路７１が現用系であるとき、強度信号Ｓ２５を基に送信制御部２３が第１の光信号Ｓ７１の異常を検知したとして説明する。第１の光信号Ｓ７１の異常を検知すると、送信制御部２３は、監視状態信号Ｓ２６を制御部１３に送る。制御部１３は、第１の光信号Ｓ７１に異常が生じたことを示す監視状態信号Ｓ２６を受け取ると、予備系である第２の伝送路７２側への切り替えが必要であると判断する。

【0089】

予備系である第２の伝送路７２側への切り替えが必要と判断すると、制御部１３は第２の伝送路７２側への切り替えを要求する信号を受信装置制御信号Ｓ１０として、受信装置４０に通信回線７３を介して送る。受信装置４０の制御部４３は、予備系への切り替えを要求する受信装置制御信号Ｓ１０を受け取ると、ステップ１０６と同様の方法で待機状態であった予備系の第２の受信部６０を通常の動作状態へと移行させる。

【0090】

第２の受信部６０が通常の動作状態へと移行すると、切り替えが完了したことを示す信号を送信装置制御信号Ｓ４０として、通信回線７２を介して送信装置１０に送る。送信装置１０は、受信装置４０から予備系への切り替えが完了したことを示す送信装置制御信号Ｓ４０を受け取ると、待機状態であった第２の送信部３０を通常の動作状態に移行させる。予備系である第２の送信部３０の通常の動作状態への移行は、ステップ１０５と同様に行われる。送信装置１０および受信装置４０ともに予備系であった第２の伝送路７２側への切り替えが終わると、第２の伝送路７２を介して第２の光信号Ｓ７２の伝送が行われる。

【0091】

本実施形態では、ステップ１０５で送信装置１０を予備系に切り替えた後に、ステップ１０６において受信装置４０の予備系への切り替えが行われた。このような動作方法に代えて、送信装置１０と受信装置４０が同時に予備系への切り替えを行う方法とすることもできる。同時に行う場合は、切り替えの動作段階ごとに送信装置１０および受信装置４０が交互に切り替えを進める方法とすることもできる。また、受信装置４０が先に予備系に切り替えた後に、送信装置１０が予備系への切り替えを行ってもよい。

【0092】

本実施形態の光通信システムのは、現用系の光信号の状態を監視しつつ、予備系の送信制御部および受信制御部のクロック周波数を現用系として稼動させているときの所定の周波数よりも下げるように制御している。また、送信制御部および受信制御部のクロック周波数を低下させたときに、光信号送信部や光信号受信部などの光学系のモジュールの稼働を停止するか抑止状態としている。予備系の送信制御部や受信制御部などのクロック周波数を下げることにより消費電力を抑制することができる。また、自装置または対抗する装置による光信号の監視結果を基に、動作状態の制御を行っているので、監視システム等からの制御を必要とせずに、現用系と待機系の切り替えが可能となる。そのため、障害等が発生したときに待機系を起動状態として、現用系と待機系を切り替える動作を素早く行うことが可能となる。

【0093】

本実施形態の光通信システムは、電源供給の有無ではなく、クロック周波数で制御することにより、現用系としての稼働時に各半導体装置が保持している設定情報等を待機状態の間もそのまま保持することができる。クロック周波数を低下させていても、送信制御部や受信制御部などは稼働状態を継続しているので、通常の動作状態、すなわち、起動状態への移行を素早く行うことができる。また、光信号送信部や光信号受信部もクロック周波数に応じて停止状態または抑止状態としているので、消費電力や光学素子の劣化を抑制することができる。このように、特性等に応じて待機状態を管理することにより、通常の動作状態に素早く移行できる状態にしつつ予備系の消費電力を抑制し、光学素子等の劣化を防止することが可能となる。その結果、本実施形態の光通信システムでは、現用系と予備系で冗長化された構成において消費電力を抑制しつつ、起動状態への移行時間を抑制することが可能となる。

【0094】

本発明の第３の実施形態について詳細に説明する。第２の実施形態の光通信システムでは、正常な動作状態と待機状態の２段階で動作が行われていた。本実施形態の光通信システムでは、クロック周波数の設定段階を増やすことにより、複数の待機状態で動作する。本実施形態ではクロック周波数の設定が３段階で設定され、通常の動作状態が１段階、待機状態が、第１の待機状態および第２の待機状態の２段階で設定されている例について説明する。

【0095】

本実施形態の光通信システムの構成は、第２の実施形態と同様であるので、図２、図３および図５を参照して、第２の実施形態とは異なる機能についてのみ説明する。

【0096】

送信装置１０の第１の送信部２０の送信信号処理部２１および送信制御部２３に備えられている半導体装置は、３段階の設定のクロック周波数で動作する。３段階の周波数は、周波数ｆｔ、周波数ｆｗｈおよび周波数ｆｗｌでそれぞれ設定されている。通常の動作状態では、送信信号処理部２１および送信制御部２３は、周波数ｆｔのクロック周波数で動作する。第１の待機状態では、送信信号処理部２１および送信制御部２３は、周波数ｆｗｈのクロック周波数で動作する。また、第２の待機状態では、送信信号処理部２１および送信制御部２３は、周波数ｆｗｌのクロック周波数で動作する。周波数の大きさは、ｆｔ＞ｆｗｈ＞ｆｗｌである。そのため、第１の待機状態は第２の待機状態よりも稼動している機能を多くすることができる。

【0097】

通常の動作状態では、第１の送信部２０の送信信号処理部２１および送信制御部２３は、第２の実施形態の通常の動作状態のときと同様の動作を行う。第１の待機状態では、送信信号処理部２１は、試験信号の符号データを生成し、送信用信号Ｓ２２として光信号送信部２２に送る機能を有する。また、第１の待機状態では、送信制御部２３は、送信信号処理部２１および光信号送信部２３の試験信号の送信を制御する機能を有する。また、第２の待機状態では、送信信号処理部２１および送信制御部２３は、第２の実施形態における待機状態と同様の動作を行う。

【0098】

第１の送信部２０の光信号送信部２３は、第１の待機状態では第１の光信号Ｓ７１を送信できる状態を維持する。光信号送信部２３は、通常の動作状態では、第２の実施形態の通常の動作状態のときと同様に、第１の光信号Ｓ７１を送信できる状態で動作する。また、光信号送信部２３は、第２の待機状態では、第２の実施形態の待機状態のときと同様に、光信号の出力に関する機能を停止する。すなわち、第２の待機状態では、光信号送信部２２の半導体レーザーの出力を停止した状態にあるか、半導体レーザーの出力強度を抑制している。

【0099】

図８は、第１の送信部２０が、通常の動作状態、第１の待機状態および第２の待機状態のそれぞれの動作状態であったときの、送信信号処理部２１、光信号送信部２２および送信制御部２３の状態の例を表したものである。図８に示し通り、通常の動作状態では送信信号処理部２１および送信制御部２３はクロック周波数ｆｔで動作し、データ通信用の光信号の処理および制御を行うことができる状態である。また、光信号送信部２２は、周波数ｆｔのクロックが入力され、光を出力する半導体レーザーの出力を、光信号が送信可能な強度に保つ通常出力の状態となっている。

【0100】

また、第１の待機状態では、送信信号処理部２１および送信制御部２３は、周波数ｆｔよりも低いクロック周波数ｆｗｈで動作し、設定情報の保持、制御信号への応答、試験信号の送信のみが可能な状態である。また、第１の待機状態において、光信号送信部２２は、周波数ｆｗｈのクロックが入力され、光を出力する半導体レーザーの出力を、光信号が送信可能な強度に保つ通常出力の状態となっている。

【0101】

また、第２の待機状態では、送信信号処理部２１および送信制御部２３は、周波数ｆｗｈよりも低いクロック周波数ｆｗｌで動作し、設定情報の保持や制御信号への応答のみが可能な状態である。また、第２の待機状態において、光信号送信部２２は光の出力を停止しているか、出力強度を下げ、データ通信用の光信号を行えない状態である。また、このとき、光信号送信部２２は、周波数ｆｗｌのクロックの信号を受け取るか、信号を受け取っていない状態である。

【0102】

第２の送信部３０の送信信号処理部３１、光信号送信部３２および送信制御部３３は、それぞれ第１の送信部２０と同様の動作を行う。

【0103】

送信装置４０の第２の受信部５０の受信信号処理部５２および受信制御部５３に備えられている半導体装置は、送信装置１０の第１の送信部２０と同様に、３段階の設定のクロック周波数で動作する。３段階の周波数は、周波数ｆｔ、周波数ｆｗｈおよび周波数ｆｗｌでそれぞれ設定されている。通常の動作状態では、受信信号処理部５２および受信制御部５３は、周波数ｆｔのクロック周波数で動作する。第１の待機状態では、受信信号処理部５２および受信制御部５３は、周波数ｆｗｈのクロック周波数で動作する。また、第２の待機状態では、受信信号処理部５２および受信制御部５３は、周波数ｆｗｌのクロック周波数で動作する。周波数の大きさは、ｆｔ＞ｆｗｈ＞ｆｗｌである。

【0104】

通常の動作状態では、受信信号処理部５２および受信制御部５３は、第２の実施形態の通常の動作状態のときと同様の動作を行う。第１の待機状態では、受信信号処理部５２は、試験信号の復号および歪み補正等を行い、信号の品質の計測を行う機能を有する。受信信号処理部５２は、信号の品質を計測し、計測結果から信号の品質を判断して信号品質信号Ｓ５５として受信制御部５３に送る。また、受信制御部５３は、信号監視部５４から送られてくる強度信号Ｓ５７と所定の強度基準値を比較して、第１の光信号Ｓ７１の強度の異常の有無を監視する。

【0105】

本実施形態では、受信信号処理部５２は、信号の品質として信号のジッタを計測する。制御部４３は、受け取った信号品質信号Ｓ５５のデータを元に、第１の光信号Ｓ７１の状態を示す信号を監視状態信号Ｓ５６として制御部４３に送る。制御部４３は、監視状態信号Ｓ５６を基に、第１の伝送路７１から入力される第１の光信号Ｓ７１の異常や劣化の有無の監視を行う。

【0106】

第１の受信部５０の光信号受信部５３は、第１の待機状態では第１の光信号Ｓ７１を受信できる状態を維持する。光信号受信部５３は、通常の動作状態では、第２の実施形態の通常の動作状態のときと同様に、第１の光信号Ｓ７１を受信できる状態で動作する。また、光信号受信部５３は、第２の待機状態では、第２の実施形態の待機状態のときと同様に、光信号の受信に関する機能を停止する。

【0107】

図９は、第１の受信部５０が、通常の動作状態、第１の待機状態および第２の待機状態のそれぞれの動作状態であったときの、光信号受信部５１、受信信号処理部５２および受信制御部５３の状態の例を表したものである。図９に示し通り、通常の動作状態では受信信号処理部５２および受信制御部５３はクロック周波数ｆｔで動作し、データ通信用の光信号の処理および制御を行うことができる状態である。また、光信号受信部５１は、周波数ｆｔのクロックが入力され光信号の受光および電気信号への変換が可能な通常動作の状態となっている。

【0108】

また、第１の待機状態では、受信信号処理部５２および受信制御部５３は、周波数ｆｔよりも低いクロック周波数ｆｗｈで動作し、設定情報の保持、試験信号の処理および制御信号への応答などへの対応のみが可能である。また、第１の待機状態において、光信号受信部５１は、試験信号を受信するために光信号の受信が可能な状態である。また、このとき、光信号受信部５１は、周波数ｆｗｈのクロックの信号を受け取っている。

【0109】

第２の待機状態では、受信信号処理部５２および受信制御部５３は、周波数ｆｗｈよりも低いクロック周波数ｆｗｌで動作し、設定情報の保持や制御信号への応答のみが可能な状態である。また、待機状態において、光信号受信部５１は停止しているか、起動に必要な最低限の電圧供給のみが行われていて、データ通信用の光信号の受信を行えない状態である。また、このとき、光信号受信部５１は、周波数ｆｗｌのクロックの信号を受け取るか、信号の受け取っていない状態である。

【0110】

第２の受信部６０の光信号受信部６１、受信信号処理部６２および受信制御部６３は、それぞれ第１の受信部５０の同名称の部位と同様の動作を行う。

【0111】

本実施形態の光通信システムの動作について説明する。本実施形態の光通信システムが、現用系の設定を用いてデータ通信用の光信号を送信装置１０から受信装置４０に伝送する際の動作は、第２の実施形態と同様である。

【0112】

次に予備系において送信装置１０から受信装置４０に試験信号が送られ、予備系の異常の有無の確認が行われる際の動作について説明する。第１の伝送路７１が現用系、第２の伝送路７２が予備系として設定されているとして説明を行う。また、送信装置１０の第２の送信部３０および受信装置４０の第２の受信部６０は、それぞれ第１の待機モードで動作しているとして説明する。

【0113】

予備系として設定されている第２の送信部３０の送信信号処理部３１は、所定の時間ごとに試験信号の符号データを生成する。このとき、送信信号処理部３１は、第１の待機状態であるクロック周波数ｆｗｈで動作している。試験信号の符号データは、光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。送信信号処理部３１は、試験信号の符号データを生成すると、送信用信号Ｓ３２として光信号送信部３２に送る。送信用信号Ｓ３２を受け取ると、光信号送信部３２は所定の波長の光を符号データに基づいて変調して試験信号を生成する。光信号送信部３２は、生成した試験信号を第２の光信号Ｓ７２として第２の伝送路７２に出力する。

【0114】

また、信号監視部３４は、光カプラで分岐されて入力される第２の光信号Ｓ７２の強度を測定する。信号監視部３４は、強度の測定結果を送信制御部３３に強度信号Ｓ３５として送る。送信制御部３３は、強度信号Ｓ３５を基に試験信号の異常の有無を判断する。

【0115】

第２の伝送路７２に出力された第２の光信号Ｓ７２は、第２の伝送路７２で伝送されて、受信装置４０に入力される。受信装置４０に入力された第２の光信号Ｓ７２は、第２の受信部６０の光信号受信部６１に入力される。第２の光信号Ｓ７２が入力されると、光信号受信部６１は、入力された光信号をデジタル形式の電気信号に変換する。光信号受信部６１は、変換した信号を受信信号Ｓ６２として受信信号処理部６２に送る。

【0116】

受信信号Ｓ６２を受け取ると、受信信号処理部６２は信号の復号処理や歪み補正処理を行う。このとき、受信信号処理部６２は、第１の待機状態であるクロック周波数ｆｗｈで動作している。受信信号処理部６２は、復号処理を行う際に信号の品質を所定の基準と比較する。本実施形態では、所定の基準は、第１の所定の基準と第２の所定の基準の２段階で設定されている。第１の所定の基準は、光信号の品質の異常の有無を判断する基準値である。第２の所定の基準は、異常ではないが劣化が生じている場合を検出するための基準である。

【0117】

また、信号監視部６４は、光信号受信部６１を監視して光信号から変換された電気信号の電圧値または電流値を計測して、第２の光信号Ｓ７２の強度を算出する。信号監視部６４は、強度の測定結果を受信制御部６３に強度信号Ｓ６７として送る。受信制御部６３は、強度信号Ｓ６７を基に試験信号の異常の有無を判断する。強度の判断基準も第１の所定の強度基準、第２の所定の強度基準が設定されている。第１の所定の強度基準は、光信号の強度の異常の有無を判断する基準値である。第２の所定の強度基準は、異常ではないが劣化が生じている場合を検出するための基準である。

【0118】

受信信号処理部６２は、信号の品質が第１の所定の基準以上であったときは、正常であることを示す信号を信号品質信号Ｓ６５として受信制御部６３に送る。また、第２の所定の基準以下であったときは、受信信号処理部６２は、異常であることを示す信号を信号品質信号Ｓ６５として受信制御部６３に送る。第２の所定の基準以上で、第１の所定の基準未満であったときは、受信信号処理部６２は劣化が生じていることを示す信号を信号品質信号Ｓ６５として受信制御部６３に送る。

【0119】

また、受信制御部６３は強度信号Ｓ６７を基に、強度を基準とした第２の光信号Ｓ７２の異常や劣化の有無を判断する。受信制御部６３は、第２の光信号Ｓ７１の強度が第１の所定の強度基準以上のときは、第２の光信号Ｓ７２は正常であると判断する。受信制御部６３は、第２の光信号Ｓ７１の強度が第２の所定の強度基準未満のときは、第２の光信号Ｓ７２の強度に異常が生じていると判断する。受信制御部６３は、第２の光信号Ｓ７２の強度が第２の所定の強度基準以上で、第１の所定の強度基準以下の場合は、光信号に劣化が生じていると判断する。受信制御部６３は、品質基準と強度基準で判断結果が分かれたときは、判断結果が悪い側の判断を優先する。例えば、品質基準で劣化、強度基準で異常と判断された場合は、光信号に異常が生じていると判断される。

【0120】

受信制御部６３は、正常、異常または劣化などの信号の状態を示す信号を監視状態信号Ｓ６６として制御部４３に送る。また、このとき、受信制御部６３は、第１の待機状態であるクロック周波数ｆｗｈで動作している。

【0121】

制御部４３は、監視状態信号Ｓ６６を受け取ると、信号が示す情報を保存する。既に保存されている情報がある場合は、受け取った信号に基づいて更新する。制御部４３は、信号が新たに送られてくるまで保存した情報を保持する。制御部４３は、監視状態信号Ｓ６６を基に、第２の伝送路７２の異常の有無の監視を行う。

【0122】

また、送信装置１０においても同様に試験信号の強度の確認が行われる。送信制御部３３は強度信号Ｓ３５を基に、強度を基準とした第２の光信号Ｓ７２の異常や劣化の有無を判断する。送信制御部３３は、第２の光信号Ｓ７１の強度が第１の所定の強度基準以上のときは、第２の光信号Ｓ７２は正常であると判断する。送信制御部３３は、第２の光信号Ｓ７１の強度が第２の所定の強度基準未満のときは、第２の光信号Ｓ７２の強度に異常が生じていると判断する。送信制御部３３は、第２の光信号Ｓ７２の強度が第２の所定の強度基準以上で、第１の所定の強度基準以下の場合は、光信号に劣化が生じていると判断する。以上で、予備系の第２の伝送路７２において試験信号を送受信することにより、異常の有無を確認する際の動作についての説明は終了である。

【0123】

次に、本実施形態の光通信システムにおいて、現用系で異常が発生して予備系に切り替えが行われる際の動作について図１０を参照して説明する。図１０は、本実施形態において受信装置４０が光信号の異常等を検知し現用系から予備系に切り替えが行われる際の動作フローの概要を示したものである。

【0124】

以下の説明では、第１の伝送路７１が現用系、第２の伝送路７２が予備系として設定されているとして、動作状態の変更が行われる際の動作について説明する。送信装置１０から受信装置４０に第１の伝送路７１を介して、データ通信用の主信号が第１の光信号Ｓ７１として、第２の実施形態と同様に伝送されているとして説明する。また、受信信号処理部５２の計測した信号の品質を計測して、光信号の異常や劣化の有無を判断する例を示している。

【0125】

受信装置４０に第１の伝送路７１を介して第１の光信号Ｓ７１が入力されると、第１の光信号Ｓ７１は第１の受信部５０の光信号受信部５１に入力される。第１の光信号Ｓ７１が入力されると、光信号受信部５１は、第１の光信号Ｓ７１をデジタル形式の電気信号に変換する。光信号受信部５１は、変換した電気信号を受信信号Ｓ５２として受信信号処理部５２に送る。

【0126】

受信信号Ｓ５２を受け取ると、受信信号処理部５２は、信号のデータの復号や歪み補正処理を行う。受信信号処理部５２は、信号の復号処理等を行う際に信号の品質を計測して信号の品質を確認する（ステップ１１１）。信号の品質の判断には、所定の基準として２つの閾値が用いられる。本実施形態では第１の閾値Ｔ１および第２の閾値Ｔ２の２つの閾値が設定されているとする。本実施形態では、第１の閾値Ｔ１は信号に異常が生じているかの判断に用いられる値として設定されている。また、第２の閾値Ｔ２は信号の復号処理等には支障が生じていないが、信号の品質の劣化が生じている状態を判断するために用いる値をして設定されている。

【0127】

本実施形態の受信信号処理部５２は、信号のジッタを計測して信号の品質を判断する。よって。ジッタが大きい方が信号の劣化が大きい。よって、Ｔ１＞Ｔ２となるように閾値が設定される。

【0128】

信号のジッタが第１の閾値Ｔ１以上であり信号に異常がある場合（ステップ１１２でＹｅｓ）、受信信号処理部５２は第１の伝送路７１で異常が発生していると判断する。受信信号処理部５２は、第１の伝送路７１に異常が発生していると判断すると、異常が発生していることを示す信号を信号品質信号Ｓ５５として受信制御部５３に送る。

【0129】

受信制御部５３は、信号品質信号Ｓ５５を受け取ると、異常が発生していることを示す信号を監視状態信号Ｓ５６として制御部４３に送る。制御部４３は、異常が発生していることを示す監視状態信号Ｓ５６を受け取ると、予備系である第２の受信部６０の動作状態を確認する（ステップ１１９）。

【0130】

第２の受信部６０が第１の待機状態であるとき（ステップ１２０でＹｅｓ）、制御部４３は予備系である第２の受信部６０で受信している信号の品質を確認する（ステップ１２１）。制御部４３は、保存している第２の受信部６０の品質の計測結果を基に信号の異常の有無を判断する。予備系の第２の受信部６０で受信している信号に異常がない場合は（ステップ１２２でＮｏ）、制御部４３は予備系である第２の伝送路７２側へ切り替えが可能であると判断する。予備系への切り替えが可能であると判断されると、予備系への切り替えが第２の実施形態と同様に行われる（ステップ１２３）。

【0131】

ステップ１１９の予備系の動作状態の確認において、第１の待機状態ではなかった場合は（ステップ１２０でＮｏ）、第２の伝送路７２の異常の有無が判断できないので、制御部４３は異常の有無の判断をせず予備系への切り替えの動作を行う。予備系への切り替えの開始が判断されると、予備系への切り替えが第２の実施形態と同様に行われる（ステップ１２３）。

【0132】

ステップ１２１の予備系の信号の品質の確認において、第２の伝送路７１から受信する信号に異常がある場合は（ステップ１２２でＹｅｓ）、制御部４３は予備系への切り替えは不可と判断する。予備系の第２の伝送路７２への切り替えが不可の場合、第１の伝送路７１および第２の伝送路７２ともに使用できないので、制御部４３は通信の継続が不可であることを示す情報を管理システム等に送る。

【0133】

ステップ１１１の確認において信号に異常がないとき（ステップ１１２でＮｏ）、制御部４３は信号に劣化が生じていないかを確認する。信号のジッタが第２の閾値Ｔ２以上で第１の閾値Ｔ１未満であるとき、受信信号処理部５２は第１の伝送路７１で信号の劣化が生じている判断する。信号のジッタが第２の閾値Ｔ２未満であり信号の劣化が生じていない場合、すなわち正常な場合は（ステップ１１３でＮｏ）、制御部４３は動作状態の移行は不要と判断する（ステップ１１６）。動作状態の移行が不要と判断されると、動作状態の移行は行われずに現用系の第１の伝送路７１での第１の光信号Ｓ７１の伝送が継続される（ステップ１１７）。

【0134】

信号のジッタが第２の閾値Ｔ２以上で第１の閾値Ｔ１未満で信号に劣化が生じているとき（ステップ１１３でＹｅｓ）、制御部４３は予備系の稼働状態を確認する（ステップ１１４）。

【0135】

ステップ１１４において、予備系の動作状態が第１の待機状態であったときは（ステップ１１５でＹｅｓ）、制御部４３は動作状態の移行は不要と判断する（ステップ１１６）。動作状態の移行が不要と判断されると、動作状態の移行は行われずに現用系の第１の伝送路７１での第１の光信号Ｓ71の伝送が継続される（ステップ１１７）。

【0136】

ステップ１１４において、予備系の動作状態が第１の待機状態でない場合は（ステップ１１５でＮｏ）、制御部４３は予備系を第１の待機状態に移行させる（ステップ１１８）。

【0137】

第２の待機状態から第１の待機状態への移行は次のように行う。制御部４３は、信号の劣化が生じていることを示す監視状態信号Ｓ５６を受け取ると、第１の待機状態での動作を要求する信号を受信部制御信号Ｓ５１として、第２の受信部６０に送る。

【0138】

第２の受信部６０は、第１の待機状態への移行を要求する受信部制御信号Ｓ５１を受け取ると、光受信部制御信号Ｓ５４および受信部制御信号Ｓ５３のクロックの周波数をｆｗｈとして光信号受信部５１および受信信号処理部５２にそれぞれ送る。光信号受信部５１および受信信号処理部５２は、周波数ｆｗｈのクロックの信号を受け取ると、第１の待機状態で稼働する。

【0139】

制御部４３は、第１の待機状態での動作を要求する受信部制御信号Ｓ５１を送ると、送信装置１０に、第１の待機状態への移行を要求する信号を送信装置制御信号Ｓ４０として送る。送信装置１０は、第１の待機状態への移行を要求する送信装置制御信号Ｓ４０を受け取ると、第２の送信部３０の送信制御部３３へ第１の待機状態への移行を要求する信号を送信部制御信号Ｓ３１として送る。送信制御部３３は第１の待機状態への移行を要求する信号を受け取ると、送信信号処理部３１および光信号送信部３２に送る送信処理部制御信号Ｓ３３および光送信部制御信号Ｓ３４のクロックを周波数ｆｗｈに変更する。送信信号処理部３１および光信号送信部３２は、周波数ｆｗｈのクロックの信号を受け取ると、第１の待機状態での稼働を開始する。上記の説明では、受信信号処理部５２が計測した光信号の品質を基に、動作状態の切り替えを行う例について示したが、光信号の強度を基に行う場合も同様の方法で行うことができる。光信号の強度の基準も併せて光信号の異常や劣化の有無を判断する場合は、試験信号の送受信で説明した判断方法と同様に行う。

【0140】

また、送信装置１０が光信号の強度測定結果を基に動作状態の切り替えを行う場合も同様の動作で行うことができる。以上で、現用系から予備系に切り替える際の動作についての説明は終了となる。

【0141】

本実施形態の光通信システムでは待機状態を複数、段階で設定することで消費電力をより効果的に削減することが可能となる。本実施形態では、現用系の光信号の品質や強度を計測し、光信号の品質や強度が正常であるときは、予備系の動作状態を大きく抑制している。信号の品質や強度が正常であるときは、予備系への切り替えが生じる可能性が低いからである。また、異常ではないが信号の品質の劣化や強度の低下が生じているときは、正常なときよりも予備系が動作させる機能を多くしている。正常なときに比べ、予備系への切り替えの可能性が高く、切り替えの際に素早く対応できるようにするためである。本実施形態の光通信システムでは、このように複数段階で待機モードを管理することにより、光信号の状態に応じた消費電力の抑制効果を得ることができる。その結果、本実施形態の光通信システムでは、現用系と予備系で冗長化された構成において予備系から通常の動作状態、すなわち起動状態への移行をできるだけ迅速に行うことを可能にしつつ、消費電力をより効果的に抑制することが可能となる。

【0142】

第２の実施形態および第３の実施形態の送信装置および受信装置は、クロック周波数を低減することにより待機状態に移行した。このような構成に代えて、クロック周波数を低減せずにクロック信号の供給を所定の時間間隔で停止または開始する構成とすることができる。すなわち、クロックの周波数を変えずに所定のインターバルで信号の供給の停止または開始を行うことで、通常の動作状態と同様の機能を保持しつつ消費電力の抑制を行うことができる。

【0143】

第２の実施形態および第３の実施形態の光通信システムは、伝送路が冗長化され、送信部および受信部はそれぞれの伝送路に対応して備えられていた。このような構成に代えて、現用系および予備系の送信部が１つの伝送路に光信号を出力する構成としてもよい。現用系および予備系の送信部が１つの伝送路に光信号を送信する場合は、現用系および予備系の受信部は１つの伝送路を介して光信号を受信する。現用系と予備系の送信部から出力された光信号は、合波素子で１つの伝送路への光信号とするかスイッチ素子により一方の光信号のみを出力する構成とすることができる。また、受信部の前段にも分波素子またはスイッチ素子が備えられる。デジタルコヒーレント方式の光通信システムの場合は、分波素子やスイッチ素子を備えない構成とすることもある。このような構成とすることに、伝送路を冗長化しなくとも、所定の信頼性を確保しつつ消費電力を抑制することが可能となる。

【0144】

第２の実施形態および第３の実施形態の光通信システムは、現用系および予備系の送信部および受信部をそれぞれ１つずつ備えていた。このような構成に代えて、現用系および予備系のいずれか一方、または、両方について、複数の送信部および受信部が備えられている構成とすることもできる。

【0145】

第２の実施形態および第３の実施系では、送信部を冗長化した送信装置および受信部を冗長化した受信装置について説明した。このような構成に代えて、送信装置への信号の入力部、すなわち受信部が冗長化されていてもよい。また、受信装置からの信号の出力部、すなわち送信部が冗長化されていてもよい。送信装置および受信装置が、送信部と受信部それぞれについて冗長化かせた構成を備えていることで、光通信システムの信頼性がより向上する。

【0146】

上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。

【0147】

（付記１）
第１の光信号を出力する第１の信号出力手段と、
前記第１の光信号の出力を制御する第１の出力制御手段と、
前記第１の光信号を監視する第１の監視手段と、
第２の光信号を出力する第２の信号出力手段と、
前記第２の光信号の出力を制御する第２の出力制御手段と、
前記第１の光信号の監視結果を基に前記第２の出力制御手段のクロック周波数を複数段階で制御し、前記第２の信号出力手段が所定の動作状態となるように制御する送信制御手段と
を備えることを特徴とする送信装置。
（付記２）
前記第１の監視手段が前記第１の光信号の異常を検知してないときに、
前記送信制御手段は、前記第２の出力制御手段の前記クロック周波数を複数段階の設定値のうち、最も低いクロック周波数となるように制御し、
前記第２の信号出力手段は、前記第２の出力制御手段の制御によって動作を停止することを特徴とする付記１に記載の送信装置。
（付記３）
前記送信制御手段は、前記第２の出力手段の前記クロック周波数を少なくとも３段階以上の複数段階で制御し、
前記送信制御手段は、前記監視手段が前記第１の光信号の異常を検知してないときに、第２の出力制御手段の前記クロック周波数を複数段階の設定値のうち、最低及び最高以外のクロック周波数となるように制御し、
前記第２の出力手段は出力強度を現用系として用いられるときの所定の強度よりも下げていることを特徴とする付記１または２いずれかに記載の送信装置。
（付記４）
前記第２の光信号の監視する第２の監視手段をさらに備え、
前記第２の信号出力手段は、所定の試験信号を前記第２の光信号として出力し、前記第２の監視手段は、前記所定の試験信号を監視することを特徴とする付記１から３いずれかに記載の送信装置。
（付記５）
第１の光信号を受信する第１の信号受信手段と、
前記第１の光信号の受信を制御する第１の受信制御手段と、
前記第１の光信号の受信状態を監視する第１の受信信号監視手段と、
第２の光信号を受信する第２の信号受信手段と、
前記第２の光信号の受信を制御する第２の受信制御手段と、
前記第１の光信号の監視結果を基に前記第２の受信制御手段のクロック周波数を複数段階で制御し、前記第２の信号受信手段が所定の動作状態となるように制御する受信装置制御手段と
を備えることを特徴とする受信装置。
（付記６）
前記第１の受信信号監視手段が前記第１の光信号の異常を検知してないときに、
前記受信制御手段は、前記第２の受信制御手段の前記クロック周波数を複数段階の設定値のうち、最も低いクロック周波数となるように制御し、
前記第２の信号受信手段は、前記受信制御手段によって動作を停止することを特徴とする付記５に記載の受信装置。
（付記７）
前記第２の光信号を監視する第２の受信信号監視手段をさらに備え、
前記第２の信号受信手段は、所定の試験信号を前記第２の光信号として受信し、前記第２の監視手段は、前記所定の試験信号を監視することを特徴とする付記５または６いずれかに記載の受信装置。
（付記８）
前記第１の受信信号監視手段が前記第１の光信号の異常を検知したときに、
通信回線を介して前記第１の光信号の送信元の送信装置に、前記第２の光信号への切り替えを要求する信号を送信する切替信号送信手段をさらに備えることを特徴とする付記５から７いずれかに記載の受信装置。
（付記９）
付記１から４いずれかに記載の送信装置と
付記５から８いずれかに記載の受信装置とを備え、
前記送信装置から出力された前記第１の光信号および前記第２の光信号が、前記受信装置に入力されることを特徴とする光通信システム。
（付記１０）
第１の光信号の出力し、
前記第１の光信号を監視し、
前記第１の光信号の監視結果を基に、前記第２の光信号の出力動作を制御する際のクロック周波数を複数段階で制御し、前記第２の光信号の出力動作を所定の待機状態とすることを特徴とする送信方法。
（付記１１）
前記第１の光信号の異常を検知してないときに、
前記クロック周波数を複数段階の設定値のうち、最も低いクロック周波数となるように制御し、前記第２の出力制御手段の制御によって前記第２の光信号の出力動作を停止することを特徴とする付記１に記載の送信方法。
（付記１２）
前記クロック周波数を少なくとも３段階以上の複数段階で制御し、
前記第１の光信号の異常を検知してないときに、前記クロック周波数を複数段階の設定値のうち、最低及び最高以外のクロック周波数となるように制御し、
前記第２の光信号の出力動作において出力強度を現用系として用いられるときの所定の強度よりも下げていることを特徴とする付記１０または１１いずれかに記載の送信方法。
（付記１３）
所定の試験信号を前記第２の光信号として出力し、
前記所定の試験信号を監視することを特徴とする付記１０から１２いずれかに記載の送信方法。
（付記１４）
第１の光信号を受信し、
前記第１の光信号の受信状態を監視し、
前記第１の光信号の監視結果を基に、前記第２の光信号の受信を制御する際のクロック周波数を複数段階で制御し、前記第２の光信号の受信動作を所定の動作状態となるように制御することを特徴とする受信方法。
（付記１５）
前記第１の光信号の異常を検知してないときに、
前記クロック周波数を複数段階の設定値のうち、最も低いクロック周波数となるように制御し、前記第２の光信号の受信動作を停止することを特徴とする付記１４に記載の受信方法。
（付記１６）
所定の試験信号を前記第２の光信号として受信し、前記所定の試験信号を監視することを特徴とする付記１４または１５いずれかに記載の受信方法。
（付記１７）
前記第１の光信号の異常を検知したときに、通信回線を介して前記第１の光信号の送信元の送信装置に、前記第２の光信号への切り替えを要求する信号を送信することを特徴とする付記１４から１６いずれかに記載の受信方法。
（付記１８）
付記１０から１３いずれかに記載の送信方法で前記第１の光信号および前記第２の光信号を送信し、
付記１４から１７いずれかに記載の受信方法で前記第１の光信号および前記第２の光信号を受信することを特徴とする通信方法。

【産業上の利用可能性】

【0148】

本発明は、伝送装置や伝送路が冗長化された構成を有する光通信システムに利用することができる。

【符号の説明】

【0149】

１ 第１の信号出力手段
２ 第１の出力制御手段
３ 第１の監視手段
４ 第２の信号出力手段
５ 第２の出力制御手段
６ 送信制御手段
１０ 送信装置
１１ 信号受信部
１２ 経路切替部
１３ 制御部
２０ 第１の送信部
２１ 送信信号処理部
２２ 光信号送信部
２３ 送信制御部
２４ 信号監視部
３０ 第２の送信部
３１ 送信信号処理部
３２ 光信号送信部
３３ 送信制御部
３４ 信号監視部
４０ 受信装置
４１ 信号送信部
４２ 経路切替部
４３ 制御部
５０ 第１の受信部
５１ 光信号受信部
５２ 受信信号処理部
５３ 受信制御部
５４ 信号監視部
６０ 第２の受信部
６１ 光信号受信部
６２ 受信信号処理部
６３ 受信制御部
６４ 信号監視部
７１ 第１の伝送路
７２ 第２の伝送路
７３ 通信回線
１０１−１０７ 動作状態の切り替えステップ
１１１−１２３ 動作状態の切り替えステップ
Ｓ１０ 受信装置制御信号
Ｓ１１ 内部信号
Ｓ１２ 切替制御信号
Ｓ２１ 送信部制御信号
Ｓ２２ 送信用信号
Ｓ２３ 送信処理部制御信号
Ｓ２４ 光送信部制御信号
Ｓ２５ 強度信号
Ｓ２６ 監視状態信号
Ｓ３１ 送信部制御信号
Ｓ３２ 送信用信号
Ｓ３３ 送信処理部制御信号
Ｓ３４ 光送信部制御信号
Ｓ３５ 強度信号
Ｓ３６ 監視状態信号
Ｓ４０ 送信装置制御信号
Ｓ４１ 内部信号
Ｓ４２ 切替制御信号
Ｓ５１ 受信部制御信号
Ｓ５２ 受信信号
Ｓ５３ 受信処理部制御信号
Ｓ５４ 光受信部制御信号
Ｓ５５ 信号品質信号
Ｓ５６ 監視状態信号
Ｓ５７ 強度信号
Ｓ６１ 受信部制御信号
Ｓ６２ 受信信号
Ｓ６３ 受信処理部制御信号
Ｓ６４ 光受信部制御信号
Ｓ６５ 信号品質信号
Ｓ６６ 監視状態信号
Ｓ６７ 強度信号
Ｓ７１ 第１の光信号
Ｓ７２ 第２の光信号

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】