特許 7405269 光通信システム、監視装置、及び監視方法

(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】

(24)【登録日】2023-12-18

(45)【発行日】2023-12-26

(54)【発明の名称】光通信システム、監視装置、及び監視方法

(51)【国際特許分類】

   H04B 10/07 20130101AFI20231219BHJP

   H04B 10/032 20130101ALI20231219BHJP

   H04B 10/275 20130101ALI20231219BHJP

【ＦＩ】

H04B10/07

H04B10/032

H04B10/275

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2022547337

(86)(22)【出願日】2020-09-11

(86)【国際出願番号】 JP2020034558

(87)【国際公開番号】W WO2022054250

(87)【国際公開日】2022-03-17

【審査請求日】2023-02-27

(73)【特許権者】

【識別番号】000004226

【氏名又は名称】日本電信電話株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003199

【氏名又は名称】弁理士法人高田・高橋国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】氏川 裕隆

(72)【発明者】

【氏名】秦野 智也

(72)【発明者】

【氏名】岡本 優花

(72)【発明者】

【氏名】黄 掣

【審査官】鴨川 学

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－１６００８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／０９０６０３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２００９／０８１４４９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第０２／００５４３９（ＷＯ，Ａ２）

【文献】氏川裕隆、他，バス型ＷＤＭアクセスを高信頼化するプロテクション方式の提案，２０２０年電子情報通信学会総合大会講演論文集 通信２，日本，電子情報通信学会，2020年03月，p.161

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｂ １０／０７

Ｈ０４Ｂ １０／０３２

Ｈ０４Ｂ １０／２７５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

主系幹線ファイバと予備系幹線ファイバがループ状に接続されたループ状経路と、
前記主系幹線ファイバ上に直列に設けられた複数の光合分岐器と、
前記複数の光合分岐器のそれぞれと接続された複数の子局装置と、
前記ループ状経路に接続され、前記複数の子局装置の各々と光通信を行う親局装置と、
監視装置と
を備え、
前記主系幹線ファイバが正常な場合、前記予備系幹線ファイバは無効化され、前記光通信の通信経路として前記主系幹線ファイバが利用され、
前記主系幹線ファイバにおいて障害が発生した場合、前記予備系幹線ファイバが有効化され、前記光通信の前記通信経路として前記予備系幹線ファイバも利用可能となり、
前記複数の光合分岐器の各々は、
光信号が通過する光ファイバと、
前記光ファイバを通過する前記光信号を検出する光センサと、
前記光信号の検出状態に基づいて前記光通信に異常があるか否かを判定し、前記光通信に前記異常がある場合、光合分岐器の識別情報を含む異常通知を前記監視装置に送信する発信機器と
を備え、
前記監視装置は、
前記主系幹線ファイバに沿った前記複数の光合分岐器の接続関係を示す接続関係情報が格納されるメモリと、
前記複数の光合分岐器の少なくとも一つから前記異常通知を受け取った場合、前記異常通知を送信した前記少なくとも１つの光合分岐器の各々の前記識別情報と前記接続関係情報とに基づいて、前記通信経路上の障害発生箇所を特定するプロセッサと
を備える
光通信システム。

【請求項2】

請求項１に記載の光通信システムであって、
上流方向は、前記通信経路に沿って前記親局装置へ向かう方向であり、
第１光合分岐器は、前記異常通知を送信した前記少なくとも１つの光合分岐器の中で最も上流に存在する光合分岐器であり、
前記プロセッサは、前記接続関係情報に基づいて、前記障害発生箇所は前記第１光合分岐器の上流に存在すると判断する
光通信システム。

【請求項3】

請求項２に記載の光通信システムであって、
第２光合分岐器は、前記上流方向において前記第１光合分岐器に隣接しており、且つ、前記異常通知を送信していない光合分岐器であり、
前記プロセッサは、前記接続関係情報に基づいて、前記障害発生箇所は前記第１光合分岐器と前記第２光合分岐器との間に存在すると判断する
光通信システム。

【請求項4】

請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光通信システムであって、
標準上流方向は、前記主系幹線ファイバに沿って前記親局装置へ向かう方向であり、
標準下流方向は、前記主系幹線ファイバに沿って前記親局装置から離れる方向であり、
前記接続関係情報は、前記複数の光合分岐器の各々に関する接続情報を含み、
前記各々の光合分岐器に関する前記接続情報は、
前記各々の光合分岐器の前記識別情報と、
前記標準上流方向において前記各々の光合分岐器に隣接する上流光合分岐器の前記識別情報と、
前記標準下流方向において前記各々の光合分岐器に隣接する下流光合分岐器の前記識別情報と
を含む
光通信システム。

【請求項5】

請求項４に記載の光通信システムであって、
前記接続関係情報は、前記複数の光合分岐器の各々について、前記通信経路が前記予備系幹線ファイバを含む予備経路であるか否かを示す通信経路情報を含み、
前記通信経路が前記予備経路ではない光合分岐器に関して、前記プロセッサは、前記標準上流方向を前記通信経路に沿って前記親局装置へ向かう上流方向とし、
前記通信経路が前記予備経路である光合分岐器に関して、前記プロセッサは、前記標準下流方向を前記通信経路に沿って前記親局装置へ向かう上流方向とする
光通信システム。

【請求項6】

請求項１乃至５のいずれか一項に記載の光通信システムであって、
前記予備系幹線ファイバ上に設けられた光スイッチを更に備え、
前記予備系幹線ファイバが無効化されている状態で前記主系幹線ファイバ上の前記障害発生箇所を特定した場合、前記プロセッサは、前記光スイッチが光信号の通過を許可するよう操作することによって、前記予備系幹線ファイバを有効化する
光通信システム。

【請求項7】

光通信システムにおける監視装置であって、
前記光通信システムは、
主系幹線ファイバと予備系幹線ファイバがループ状に接続されたループ状経路と、
前記主系幹線ファイバ上に直列に設けられた複数の光合分岐器と、
前記複数の光合分岐器のそれぞれと接続された複数の子局装置と、
前記ループ状経路に接続され、前記複数の子局装置の各々と光通信を行う親局装置と
を備え、
前記主系幹線ファイバが正常な場合、前記予備系幹線ファイバは無効化され、前記光通信の通信経路として前記主系幹線ファイバが利用され、
前記主系幹線ファイバにおいて障害が発生した場合、前記予備系幹線ファイバが有効化され、前記光通信の前記通信経路として前記予備系幹線ファイバも利用可能となり、
前記複数の光合分岐器の各々は、
光信号が通過する光ファイバと、
前記光ファイバを通過する前記光信号を検出する光センサと、
前記光信号の検出状態に基づいて前記光通信に異常があるか否かを判定し、前記光通信に前記異常がある場合、光合分岐器の識別情報を含む異常通知を前記監視装置に送信する発信機器と
を備え、
前記監視装置は、
前記主系幹線ファイバに沿った前記複数の光合分岐器の接続関係を示す接続関係情報が格納されるメモリと、
前記複数の光合分岐器の少なくとも一つから前記異常通知を受け取った場合、前記異常通知を送信した前記少なくとも１つの光合分岐器の各々の前記識別情報と前記接続関係情報とに基づいて、前記通信経路上の障害発生箇所を特定するプロセッサと
を備える
監視装置。

【請求項8】

光通信システムにおいて監視装置によって実行される監視方法であって、
前記光通信システムは、
主系幹線ファイバと予備系幹線ファイバがループ状に接続されたループ状経路と、
前記主系幹線ファイバ上に直列に設けられた複数の光合分岐器と、
前記複数の光合分岐器のそれぞれと接続された複数の子局装置と、
前記ループ状経路に接続され、前記複数の子局装置の各々と光通信を行う親局装置と
を備え、
前記主系幹線ファイバが正常な場合、前記予備系幹線ファイバは無効化され、前記光通信の通信経路として前記主系幹線ファイバが利用され、
前記主系幹線ファイバにおいて障害が発生した場合、前記予備系幹線ファイバが有効化され、前記光通信の前記通信経路として前記予備系幹線ファイバも利用可能となり、
前記複数の光合分岐器の各々は、
光信号が通過する光ファイバと、
前記光ファイバを通過する前記光信号を検出する光センサと、
前記光信号の検出状態に基づいて前記光通信に異常があるか否かを判定し、前記光通信に前記異常がある場合、光合分岐器の識別情報を含む異常通知を前記監視装置に送信する発信機器と
を備え、
前記監視方法は、
前記主系幹線ファイバに沿った前記複数の光合分岐器の接続関係を示す接続関係情報を取得するステップと、
前記複数の光合分岐器の少なくとも一つから前記異常通知を受け取るステップと、
前記異常通知を送信した前記少なくとも１つの光合分岐器の各々の前記識別情報と前記接続関係情報とに基づいて、前記通信経路上の障害発生箇所を特定するステップと
を含む
監視方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光通信システム、及び光通信システムにおける光通信を監視する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

光通信システムとして、ＰＯＮ（Passive Optical Network）システムが知られている（非特許文献１）。ＰＯＮシステムでは、ＯＬＴ（Optical Line Termination, or Optical Line Terminal）とＯＮＵ（Optical Network Unit）が光ファイバによって接続され、ＯＬＴとＯＮＵとの間で光通信が行われる。

【0003】

光通信システムの保守技術は、光通信サービスの提供において重要な技術の一つである（非特許文献２）。例えば、光通信システムにおける光通信の状態が監視される。通信障害が発生した場合、通信障害の原因を突き止め、迅速に光通信システムを復旧させることが必要である。

【0004】

特許文献１は、ＰＯＮにおける故障区間を推定する故障区間推定装置を開示している。故障区間推定装置は、ＯＮＵから警報メッセージを受け取った場合、そのＯＮＵに不具合があると推定する。また、あるＯＮＵの通信断が発生した場合、故障区間推定装置は、同一の光スプリッタに接続されている他のＯＮＵの故障監視を実施する。他のＯＮＵから正常メッセージが得られた場合、故障区間推定装置は、光スプリッタの下流側の光ファイバに不具合があると推定する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１０－１７１６５２号公報

【非特許文献】

【0006】

【文献】ＧＥ－ＰＯＮ技術，ＮＴＴ技術ジャーナル，９１～９４頁、２００５年９月

【文献】光線路保守技術，電子情報通信学会「知識ベース」，５群－２編－６章，Ver.2，2018/06/26，（http://www.ieice-hbkb.org/files/05/05gun_02hen_06.pdf）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

親局装置と複数の子局装置のネットワークトポロジがバス型トポロジである光通信システムについて考える。バス型トポロジの場合、例えば幹線ファイバの断線が発生すると、多数の子局装置との通信が切断されるおそれがある。そのような場合、幹線ファイバの切断箇所を迅速に特定することが望まれる。

【0008】

本発明の１つの目的は、バス型トポロジの光通信システムにおいて通信障害が発生した場合に、障害発生箇所を特定することができる技術を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

第１の観点は、光通信システムに関連する。
光通信システムは、
主系幹線ファイバと予備系幹線ファイバがループ状に接続されたループ状経路と、
主系幹線ファイバ上に直列に設けられた複数の光合分岐器と、
複数の光合分岐器のそれぞれと接続された複数の子局装置と、
ループ状経路に接続され、複数の子局装置の各々と光通信を行う親局装置と、
監視装置と
を備える。
主系幹線ファイバが正常な場合、予備系幹線ファイバは無効化され、光通信の通信経路として主系幹線ファイバが利用される。
主系幹線ファイバにおいて障害が発生した場合、予備系幹線ファイバが有効化され、光通信の通信経路として予備系幹線ファイバも利用可能となる。
複数の光合分岐器の各々は、
光信号が通過する光ファイバと、
光ファイバを通過する光信号を検出する光センサと、
光信号の検出状態に基づいて光通信に異常があるか否かを判定し、光通信に異常がある場合、光合分岐器の識別情報を含む異常通知を監視装置に送信する発信機器と
を備える。
監視装置は、
主系幹線ファイバに沿った複数の光合分岐器の接続関係を示す接続関係情報が格納されるメモリと、
複数の光合分岐器の少なくとも一つから異常通知を受け取った場合、異常通知を送信した少なくとも１つの光合分岐器の各々の識別情報と接続関係情報とに基づいて、通信経路上の障害発生箇所を特定するプロセッサと
を備える。

【0010】

第２の観点は、光通信システムにおける監視装置に関連する。
光通信システムは、
主系幹線ファイバと予備系幹線ファイバがループ状に接続されたループ状経路と、
主系幹線ファイバ上に直列に設けられた複数の光合分岐器と、
複数の光合分岐器のそれぞれと接続された複数の子局装置と、
ループ状経路に接続され、複数の子局装置の各々と光通信を行う親局装置と
を備える。
主系幹線ファイバが正常な場合、予備系幹線ファイバは無効化され、光通信の通信経路として主系幹線ファイバが利用される。
主系幹線ファイバにおいて障害が発生した場合、予備系幹線ファイバが有効化され、光通信の通信経路として予備系幹線ファイバも利用可能となる。
複数の光合分岐器の各々は、
光信号が通過する光ファイバと、
光ファイバを通過する光信号を検出する光センサと、
光信号の検出状態に基づいて光通信に異常があるか否かを判定し、光通信に異常がある場合、光合分岐器の識別情報を含む異常通知を監視装置に送信する発信機器と
を備える。
監視装置は、
主系幹線ファイバに沿った複数の光合分岐器の接続関係を示す接続関係情報が格納されるメモリと、
複数の光合分岐器の少なくとも一つから異常通知を受け取った場合、異常通知を送信した少なくとも１つの光合分岐器の各々の識別情報と接続関係情報とに基づいて、通信経路上の障害発生箇所を特定するプロセッサと
を備える。

【0011】

第３の観点は、光通信システムにおいてコンピュータによって実行される監視方法に関連する。
光通信システムは、
主系幹線ファイバと予備系幹線ファイバがループ状に接続されたループ状経路と、
主系幹線ファイバ上に直列に設けられた複数の光合分岐器と、
複数の光合分岐器のそれぞれと接続された複数の子局装置と、
ループ状経路に接続され、複数の子局装置の各々と光通信を行う親局装置と
を備える。
主系幹線ファイバが正常な場合、予備系幹線ファイバは無効化され、光通信の通信経路として主系幹線ファイバが利用される。
主系幹線ファイバにおいて障害が発生した場合、予備系幹線ファイバが有効化され、光通信の通信経路として予備系幹線ファイバも利用可能となる。
複数の光合分岐器の各々は、
光信号が通過する光ファイバと、
光ファイバを通過する光信号を検出する光センサと、
光信号の検出状態に基づいて光通信に異常があるか否かを判定し、光通信に異常がある場合、光合分岐器の識別情報を含む異常通知を監視装置に送信する発信機器と
を備える。
監視方法は、
主系幹線ファイバに沿った複数の光合分岐器の接続関係を示す接続関係情報を取得するステップと、
複数の光合分岐器の少なくとも一つから異常通知を受け取るステップと、
異常通知を送信した少なくとも１つの光合分岐器の各々の識別情報と接続関係情報とに基づいて、通信経路上の障害発生箇所を特定するステップと
を含む。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、バス型トポロジの光通信システムにおいて通信障害が発生した場合に、障害発生箇所を特定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の実施の形態に係る光通信システムの構成例を示す概念図である。

【図2】本発明の実施の形態に係る光通信システムの正常運用を説明するための概念図である。

【図3】本発明の実施の形態に係る光通信システムの主系幹線ファイバにおいて障害が発生した状況を説明するための概念図である。

【図4】本発明の実施の形態に係る光合分岐器の構成例を示す概略図である。

【図5】本発明の実施の形態に係る監視装置の構成例を示すブロック図である。

【図6】本発明の実施の形態における接続関係情報の例を示す概念図である。

【図7】本発明の実施の形態に係る監視装置による障害発生箇所特定処理の一例を説明するための概念図である。

【図8】本発明の実施の形態に係る監視装置による障害発生箇所特定処理の他の例を説明するための概念図である。

【図9】本発明の実施の形態に係る予備経路有効化処理の一例を説明するための概念図である。

【図10】本発明の実施の形態に係る予備経路有効化処理の後の接続関係情報の例を示す概念図である。

【図11】本発明の実施の形態に係る予備経路有効化処理の後の障害発生箇所特定処理の例を説明するための概念図である。

【図12】本発明の実施の形態に係る予備経路有効化処理の後の障害発生箇所特定処理の例を説明するための概念図である。

【図13】本発明の実施の形態に係る監視装置による処理を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0014】

添付図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。

【0015】

１．光通信システムの概要
図１は、本実施の形態に係る光通信システム１の構成例を示す概念図である。光通信システム１は、親局装置１０と複数の子局装置２０を含んでいる。図１に示される例では、光通信システム１は、ｎ台の子局装置２０－ｉ（ｉ＝１～ｎ）を含んでいる。ここで、ｎは２以上の整数である。親局装置１０は、複数の子局装置２０と光ファイバを介して接続されており、複数の子局装置２０の各々と光通信を行う。

【0016】

以下の説明において、光通信システム１は、ＰＯＮ（Passive Optical Network）システムである。親局装置１０を、以下、「ＯＬＴ（Optical Line Termination, or Optical Line Terminal）１０」と呼ぶ。子局装置２０を、以下、「ＯＮＵ（Optical Network Unit）２０」と呼ぶ。

【0017】

本実施の形態では、ＯＬＴ１０とＯＮＵ２０のネットワークトポロジは、「バス型トポロジ」である。より詳細には、図１に示されるように、光通信システム１は、ループ状経路３０を含んでいる。ループ状経路３０は、主系幹線ファイバ３０Ｎと予備系幹線ファイバ３０Ｓ（冗長幹線ファイバ）がループ状に接続されることにより構成されている。

【0018】

ＯＬＴ１０は、幹線ファイバ３１を介して、ループ状経路３０に接続されている。より詳細には、主系幹線ファイバ３０Ｎと予備系幹線ファイバ３０Ｓの分岐点に光合分岐器４０－０が設けられている。ＯＬＴ１０は、幹線ファイバ３１を介して、光合分岐器４０－０に接続されている。光合分岐器４０－０は、幹線ファイバ３１から入力される光信号を、主系幹線ファイバ３０Ｎと予備系幹線ファイバ３０Ｓに分配する。また、光合分岐器４０－０は、主系幹線ファイバ３０Ｎあるいは予備系幹線ファイバ３０Ｓから入力される光信号を幹線ファイバ３１に出力する。

【0019】

複数のＯＮＵ２０－ｉ（ｉ＝１～ｎ）は、主系幹線ファイバ３０Ｎに並列に接続されている。より詳細には、光通信システム１は、複数の光合分岐器４０－ｉ（ｉ＝１～ｎ）を備えている。光合分岐器４０－ｉは、例えば、光カプラである。複数の光合分岐器４０－ｉは、主系幹線ファイバ３０Ｎ上に直列（多段）に設けられている。複数のＯＮＵ２０－ｉは、それぞれ、複数の支線ファイバ３２－ｉを介して複数の光合分岐器４０－ｉに接続されている。光合分岐器４０－ｉは、一方側の主系幹線ファイバ３０Ｎから入力される光信号を、他方側の主系幹線ファイバ３０Ｎと支線ファイバ３２－ｉに分配する。また、光合分岐器４０－ｉは、支線ファイバ３２－ｉから入力される光信号を、両側の主系幹線ファイバ３０Ｎに分配する。

【0020】

予備系幹線ファイバ３０Ｓ上には光スイッチ５０が設けられている。光スイッチ５０は、予備系幹線ファイバ３０Ｓ上の光信号の通過を許可／遮断することによって、予備系幹線ファイバ３０Ｓを有効化／無効化する。

【0021】

図２は、光通信システム１の正常運用を説明するための概念図である。主系幹線ファイバ３０Ｎが正常である場合、光スイッチ５０は、光信号の通過を遮断するように設定される。これにより、予備系幹線ファイバ３０Ｓは無効化される。ＯＬＴ１０と各ＯＮＵ２０との間の通信経路は、主系幹線ファイバ３０Ｎを利用した正常経路ＰＮである。ＯＬＴ１０から各ＯＮＵ２０へ向かう下り方向を考えたとき、正常経路ＰＮは、ループ状経路３０を第１方向Ｄ１に向かう通信経路である。ＯＬＴ１０は、正常経路ＰＮを介して各ＯＮＵ２０と光通信を行う。

【0022】

図３は、主系幹線ファイバ３０Ｎにおいて障害（ファイバ断線）が発生した状況を説明するための概念図である。図３に示される例の場合、光合分岐器４０－１、４０－２間の主系幹線ファイバ３０Ｎにおいて障害が発生している。その結果、正常経路ＰＮを介したＯＮＵ２０－２～２０－ｎとの通信が切断される。本実施の形態によれば、主系幹線ファイバ３０Ｎの修復を待つことなく、ＯＮＵ２０－２～２０－ｎとの通信を早期に再開するために、予備系幹線ファイバ３０Ｓが通信経路として利用される。具体的には、光スイッチ５０は、光信号の通過を許可するように切り替えられる。これにより、予備系幹線ファイバ３０Ｓは有効化され、利用可能となる。ＯＬＴ１０とＯＮＵ２０－２～２０－ｎとの間の通信経路は、予備系幹線ファイバ３０Ｓを利用した予備経路ＰＳである。予備経路ＰＳは、ループ状経路３０を第１方向Ｄ１と反対の第２方向Ｄ２に向かう通信経路である。このように、主系幹線ファイバ３０Ｎにおいて障害が発生した場合、正常経路ＰＮに加えて予備経路ＰＳも利用可能となる。ＯＬＴ１０は、正常経路ＰＮあるいは予備経路ＰＳを介して各ＯＮＵ２０と通信を行う。

【0023】

本実施の形態に係る光通信システム１は、更に、監視装置１００を備えている。監視装置１００は、光通信システム１における光通信の状態を監視する。特に、監視装置１００は、通信障害が発生した場合、障害発生箇所を特定する。監視装置１００の詳細については後述される。

【0024】

２．光合分岐器の構成例
図４は、本実施の形態に係る光合分岐器４０の構成例を示す概略図である。光合分岐器４０は、光合分岐器本体４１、光センサ４３、及び発信機器４４を含んでいる。

【0025】

光合分岐器本体４１は、光信号が通過する複数の光ファイバ４２を含んでいる。複数の光ファイバ４２は、光の分岐、合流を実現できるように組み合わされている。

【0026】

光センサ４３は、光ファイバ４２毎に設けられている。光センサ４３は、光ファイバ４２を通過する光信号を検出する。例えば、光センサ４３は、光ファイバ４２からの漏れ光をフォトダイオード等で検出する。他の例として、光センサ４３は、光ファイバ４２を通過する光信号を分岐する光スプリッタと、光信号を電気信号に変換するフォトダイオードを含んでいてもよい。光センサ４３は、検出結果を示す情報を発信機器４４に出力する。検出結果を示す情報は、検出された光信号から変換された電気信号であってもよいし、検出された光信号そのものであってもよい。光センサ４３は、検出結果を示す情報を、常時出力してもよいし、一定期間毎に出力してもよい。

【0027】

発信機器４４は、光センサ４３による光信号の検出状態に基づいて、光通信に異常があるか否かを判定する。例えば、光信号が一定時間検出されない場合、発信機器４４は、光通信に異常があると判定する。光通信に異常があると判定した場合、発信機器４４は、異常通知ＮＦを監視装置１００に送信する。異常通知ＮＦは、異常を検出した光合分岐器４０の識別情報（ＩＤ）を含んでいる。

【0028】

図４に示される例では、発信機器４４は、受光状態取得部４５、異常判定部４６、及び発信部４７を含んでいる。

【0029】

受光状態取得部４５は、光センサ４３毎に設けられている。受光状態取得部４５は、対応する光センサ４３から、検出結果を示す情報を受け取る。受光状態取得部４５は、検出結果を示す情報に基づいて、対応する光センサ４３における受光状態の情報を取得する。受光状態の情報は、光信号が検出されたか否かを含む。受光状態の情報は、光信号の強度を含んでいてもよい。受光状態取得部４５は、対応する光センサ４３における受光状態の情報を、異常判定部４６に出力する。

【0030】

異常判定部４６は、受光状態取得部４５から受け取る情報に基づいて、光通信に異常があるか否かを判定する。例えば、全ての光センサ４３において光信号が一定時間検出されない場合（光信号ロス）、異常判定部４６は、光通信に異常があると判定する。あるいは、１以上の特定の光センサ４３において光信号が一定時間検出されない場合、異常判定部４６は、光通信に異常があると判定してもよい。尚、光信号が検出されないとは、受光強度が閾値以下であることを意味する。異常判定部４６は、一定期間毎に判定処理を行ってもよい。

【0031】

発信部４７は、異常判定部４６によって光通信に異常があると判定された場合、異常通知ＮＦを監視装置１００に送信する。例えば、発信部４７は、無線通信ネットワークを介して異常通知ＮＦを監視装置１００に送信する。無線通信ネットワークとしては、４Ｇネットワーク、５Ｇネットワーク、等が例示される。その場合、発信部４７は、無線通信回路を含む。あるいは、発信部４７は、監視装置１００と有線で通信を行ってもよい。尚、光通信が正常であると判定された場合、発信部４７は、正常通知を送信してもよいし、送信しなくてもよい。

【0032】

発信機器４４は、典型的には、光合分岐器本体４１に取り付けられている。発信機器４４は、光合分岐器本体４１から取り外し可能であってもよい。発信機器４４は、内蔵電池（図示されない）から供給される電力によって作動する。あるいは、発信機器４４は、外部電源に接続されていてもよい。

【0033】

光合分岐器４０の発信機器４４から監視装置１００に送られる異常通知ＮＦは、その光合分岐器４０の識別情報を含んでいる。つまり、異常通知ＮＦは、光通信に異常があると判定した光合分岐器４０の識別情報を含んでいる。

【0034】

尚、少なくとも光合分岐器４０－１～４０－ｎの各々が、以上に説明した構成を有する。更に、ＯＬＴ１０に接続されている光合分岐器４０－０が、同じ構成を有していてもよい。

【0035】

３．監視装置
以下、本実施の形態に係る光通信システム１の監視装置１００について詳しく説明する。

【0036】

３－１．構成例
図５は、本実施の形態に係る監視装置１００の構成例を示すブロック図である。監視装置１００は、通信装置１１０、情報処理装置１２０、及び入出力装置１３０を備えている。

【0037】

通信装置１１０は、監視装置１００の外部と通信を行う。例えば、通信装置１１０は、光合分岐器４０－ｉから異常通知ＮＦを受け取る受信機器を含んでいる。例えば、通信装置１１０は、無線通信ネットワークを介して光合分岐器４０－ｉと通信を行う。無線通信ネットワークとしては、４Ｇネットワーク、５Ｇネットワーク、等が例示される。その場合、通信装置１１０は、無線通信回路を含む。あるいは、通信装置１１０は、光合分岐器４０－ｉと有線で通信を行ってもよい。また、通信装置１１０は、ＯＬＴ１０と無線あるいは有線により通信を行ってもよい。

【0038】

情報処理装置１２０は、各種情報処理を実行するコンピュータである。情報処理装置１２０は、プロセッサ１２１とメモリ１２２を含んでいる。プロセッサ１２１は、各種情報処理を実行する。例えば、プロセッサ１２１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を含んでいる。他の例として、プロセッサ１２１は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、等によって実現されてもよい。メモリ１２２には、プロセッサ１２１による処理に必要な各種情報やプログラムが格納される。メモリ１２２としては、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、等が例示される。

【0039】

入出力装置１３０は、監視装置１００のオペレータに情報を提供し、また、オペレータから情報を受け付けるインタフェースである。例えば、入出力装置１３０は、ディスプレイ、タッチパネル等の表示装置を含んでいる。また、入出力装置１３０は、キーボード、タッチパネル等の入力装置を含んでいてもよい。入出力装置１３０は、ＵＳＢコネクタを含んでいてもよい。

【0040】

３－２．障害発生箇所特定処理
本実施の形態に係る監視装置１００の情報処理装置１２０（プロセッサ１２１）は、光通信システム１において通信障害が発生した場合に、障害発生箇所を特定する。この処理を、以下、「障害発生箇所特定処理」と呼ぶ。

【0041】

障害発生箇所特定処理では、上述の異常通知ＮＦに加えて、接続関係情報ＣＯＮが利用される。接続関係情報ＣＯＮは、主系幹線ファイバ３０Ｎに沿った複数の光合分岐器４０－ｉ（ｉ＝１～ｎ）の接続関係を示す。接続関係情報ＣＯＮは、情報処理装置１２０のメモリ１２２に格納される。

【0042】

ここで、「標準上流方向」、「標準下流方向」、「上流方向」、及び「下流方向」について定義する。「標準上流方向」は、主系幹線ファイバ３０Ｎに沿ってＯＬＴ１０へ向かう方向である。一方、「標準下流方向」は、主系幹線ファイバ３０Ｎに沿ってＯＬＴ１０から離れる方向であり、標準上流方向とは反対の方向である。「上流方向」は、通信経路に沿ってＯＬＴ１０へ向かう方向である。通信経路が正常経路ＰＮである場合の上流方向は、標準上流方向である。通信経路が予備経路ＰＳである場合の上流方向は、標準下流方向である。「下流方向」は、通信経路に沿ってＯＬＴ１０から離れる方向である。通信経路が正常経路ＰＮである場合の下流方向は、標準下流方向である。通信経路が予備経路ＰＳである場合の下流方向は、標準上流方向である。

【0043】

図６は、接続関係情報ＣＯＮの例を示す概念図である。複数の光合分岐器４０－ｉ（ｉ＝１～ｎ）は、同一のＰＯＮブランチに属している。図６に示される例では、接続関係情報ＣＯＮは、テーブル形式であり、複数の光合分岐器４０－ｉの各々に関するエントリを含んでいる。

【0044】

各エントリは、各光合分岐器４０－ｉに関する接続情報を含んでいる。光合分岐器４０－ｉに関する接続情報は、光合分岐器４０－ｉの識別情報、上流光合分岐器４０－（ｉ－１）の識別情報、及び下流光合分岐器４０－（ｉ＋１）の識別情報を含んでいる。上流光合分岐器４０－（ｉ－１）は、標準上流方向において光合分岐器４０－ｉに隣接する光合分岐器４０である。つまり、上流光合分岐器４０－（ｉ－１）は、光合分岐器４０－ｉの標準上流方向側に接続されている光合分岐器４０である。下流光合分岐器４０－（ｉ＋１）は、標準下流方向において光合分岐器４０－ｉに隣接する光合分岐器４０である。つまり、下流光合分岐器４０－（ｉ＋１）は、光合分岐器４０－ｉの標準下流側に接続されている光合分岐器４０である。

【0045】

各エントリは、更に、各光合分岐器４０－ｉから異常通知ＮＦを受け取ったか否かを示す通知状態情報を含んでいてもよい。

【0046】

各エントリは、更に、通信経路情報を含んでいる。通信経路情報は、各光合分岐器４０－ｉに対する通信経路が主系（正常経路ＰＮ）か予備系（予備経路ＰＳ）かを示す。

【0047】

尚、光合分岐器４０－０も図４で示されたような異常通知機能を有する場合、接続関係情報ＣＯＮは、光合分岐器４０－０に関するエントリを含んでいてもよい。

【0048】

情報処理装置１２０（プロセッサ１２１）は、通信装置１１０を介して、少なくとも一つの光合分岐器４０－ｉから異常通知ＮＦを受け取る。異常通知ＮＦには、その異常通知ＮＦを送信した光合分岐器４０－ｉの識別情報が含まれている。異常通知ＮＦを受け取ると、情報処理装置１２０は、受け取った異常通知ＮＦに含まれる光合分岐器４０－ｉの識別情報と上述の接続関係情報ＣＯＮに基づいて、通信経路上の障害発生箇所を特定する。

【0049】

図７は、障害発生箇所特定処理の一例を説明するための概念図である。予備系幹線ファイバ３０Ｓは無効化されているとする。図７に示される例では、光合分岐器４０－１と光合分岐器４０－２との間の区間の主系幹線ファイバ３０Ｎ上のＡ点において障害（ファイバ切断）が発生している。この場合、光合分岐器４０－２～４０－ｎの各々が、光通信の異常を検出し、異常通知ＮＦを送信する。一方、光合分岐器４０－１は、異常通知ＮＦを送信しない。監視装置１００には、光合分岐器４０－２～４０－ｎから異常通知ＮＦが届く。情報処理装置１２０は、光合分岐器４０－２～４０－ｎから受け取った異常通知ＮＦを集約する。

【0050】

情報処理装置１２０は、異常通知ＮＦと接続関係情報ＣＯＮに基づいて、異常通知ＮＦを送信した光合分岐器４０－２～４０－ｎの中で最も上流に存在する光合分岐器４０－２を認識する。更に、情報処理装置１２０は、異常通知ＮＦと接続関係情報ＣＯＮに基づいて、光合分岐器４０－２に隣接する上流光合分岐器４０－１からは異常通知ＮＦを受け取っていないことを認識する。従って、情報処理装置１２０は、障害発生箇所が光合分岐器４０－１と光合分岐器４０－２との間の区間に存在すると判断する。

【0051】

図８は、障害発生箇所特定処理の他の例を説明するための概念図である。予備系幹線ファイバ３０Ｓは無効化されているとする。図８に示される例では、光合分岐器４０－０と光合分岐器４０－１との間の区間の主系幹線ファイバ３０Ｎ上のＢ点において障害（ファイバ切断）が発生している。この場合、光合分岐器４０－１～４０－ｎの各々が、光通信の異常を検出し、異常通知ＮＦを送信する。監視装置１００には、光合分岐器４０－１～４０－ｎから異常通知ＮＦが届く。情報処理装置１２０は、光合分岐器４０－１～４０－ｎから受け取った異常通知ＮＦを集約する。

【0052】

情報処理装置１２０は、異常通知ＮＦと接続関係情報ＣＯＮに基づいて、異常通知ＮＦを送信した光合分岐器４０－１～４０－ｎの中で最も上流に存在する光合分岐器４０－１を認識する。この場合、情報処理装置１２０は、障害発生箇所が光合分岐器４０－１よりも上流方向に存在すると判断する。すなわち、情報処理装置１２０は、障害発生箇所がＯＬＴ１０と光合分岐器４０－１との間の区間に存在すると判断する。

【0053】

光合分岐器４０－０も図４で示されたような異常通知機能を有する場合、接続関係情報ＣＯＮは、光合分岐器４０－０に関するエントリも含む。情報処理装置１２０は、異常通知ＮＦと接続関係情報ＣＯＮに基づいて、光合分岐器４０－１に隣接する光合分岐器４０－０からは異常通知ＮＦを受け取っていないことを認識する。従って、情報処理装置１２０は、障害発生箇所が光合分岐器４０－０と光合分岐器４０－１との間の区間に存在すると判断する。

【0054】

３－３．予備経路有効化処理
主系幹線ファイバ３０Ｎにおいて障害が発生した場合、予備系幹線ファイバ３０Ｓ（予備経路ＰＳ）が有効化される。例えば、主系幹線ファイバ３０Ｎ上の障害発生箇所を特定すると、監視装置１００の情報処理装置１２０が、予備系幹線ファイバ３０Ｓを有効化する。具体的には、情報処理装置１２０は、光スイッチ５０と通信を行い、光信号の通過を許可するよう光スイッチ５０を操作する。他の例として、情報処理装置１２０は、主系幹線ファイバ３０Ｎにおいて障害が発生したことをＯＬＴ１０に通知してもよい。その場合、ＯＬＴ１０が、光スイッチ５０と通信を行い、光信号の通過を許可するよう光スイッチ５０を操作する。

【0055】

図９は、既出の図７で示された状況における予備経路有効化処理を示している。光合分岐器４０－１と光合分岐器４０－２との間のＡ点において障害が発生している。その状況において、予備系幹線ファイバ３０Ｓが有効化される。その結果、ＯＬＴ１０とＯＮＵ２０－２～２０－ｎとの間の通信経路は、主系幹線ファイバ３０Ｎ（正常経路ＰＮ）から予備系幹線ファイバ３０Ｓ（予備経路ＰＳ）に切り替わる。一方、ＯＬＴ１０とＯＮＵ２０－１との間の通信経路は、主系幹線ファイバ３０Ｎ（正常経路ＰＮ）のままである。ＯＬＴ１０は、正常経路ＰＮあるいは予備経路ＰＳを介して各ＯＮＵ２０と光通信を行う。

【0056】

図１０は、図９で示された予備経路有効化処理の後の接続関係情報ＣＯＮを示している。光合分岐器４０－２～４０－ｎの各々に関する通信経路情報は、「予備系（予備系幹線ファイバ３０Ｓを含む予備経路ＰＳ）」に更新される。また、予備経路ＰＳを介して光通信が正常に行われるため、光合分岐器４０－２～４０－ｎの各々に関する通知状態情報は、「異常通知無し」にリセットされる。このように、予備経路有効化処理に伴って、情報処理装置１２０は、メモリ１２２に格納された接続関係情報ＣＯＮを更新する。

【0057】

３－４．予備経路有効化処理後の障害発生箇所特定処理
次に、予備経路有効化処理の後、予備経路ＰＳ上において障害が発生した場合を考える。この場合も、上述と同様な方法で、障害発生箇所特定処理が実行される。但し、通信経路に沿ってＯＬＴ１０へ向かう上流方向は、正常経路ＰＮと予備経路ＰＳとで逆になる。通信経路が正常経路ＰＮである光合分岐器４０－ｉに関して、情報処理装置１２０は、標準上流方向を上流方向とする。一方、通信経路経路が予備経路ＰＳである光合分岐器４０－ｉに関して、情報処理装置１２０は、標準下流方向を上流方向とする。

【0058】

図１１は、予備経路有効化処理の後の障害発生箇所特定処理の例を説明するための概念図である。上述の図９で示された状況から、更に、光合分岐器４０－２と光合分岐器４０－３との間のＣ点において障害が発生するとする。この場合、光合分岐器４０－２が、光通信の異常を検出し、異常通知ＮＦを送信する。その他の光合分岐器４０－ｉは、異常通知ＮＦを送信しない。その結果、接続関係情報ＣＯＮは、図１０で示された状態から、図１２で示された状態に変化する。

【0059】

異常通知ＮＦを送信した光合分岐器４０のうち最も上流に存在するのは、光合分岐器４０－２である。また、上流方向において光合分岐器４０－２に隣接するのは、光合分岐器４０－３である。ここで、光合分岐器４０－２に対する通信経路は予備経路ＰＳであるため、上流方向は標準下流方向であることに留意されたい。情報処理装置１２０は、接続関係情報ＣＯＮ中の通信経路情報（主系、予備系）に基づいて、上流方向を認識することができる。図１２に示されるように、上流方向（標準下流方向）において光合分岐器４０－２に隣接するのは、光合分岐器４０－３（下流光合分岐器）である。

【0060】

情報処理装置１２０は、異常通知ＮＦと接続関係情報ＣＯＮに基づいて、光合分岐器４０－２から異常通知ＮＦを受け取り、光合分岐器４０－３からは異常通知ＮＦを受け取っていないことを認識する。従って、情報処理装置１２０は、障害発生箇所が光合分岐器４０－２と光合分岐器４０－３との間の区間に存在すると判断する。

【0061】

このように、本実施の形態によれば、通信経路が正常経路ＰＮであっても予備経路ＰＳであっても、ある光合分岐器４０から見て通信経路の上流方向に隣接する光合分岐器４０を認識することができる。これにより、通信経路が正常経路ＰＮであっても予備経路ＰＳであっても、同様の手法で障害発生箇所を特定することが可能となる。

【0062】

３－５．処理フロー
図１３は、本実施の形態に係る監視装置１００の情報処理装置１２０（プロセッサ１２１）による処理を示すフローチャートである。

【0063】

ステップＳ１００において、情報処理装置１２０は、接続関係情報ＣＯＮを取得し、接続関係情報ＣＯＮをメモリ１２２に格納する。典型的には、接続関係情報ＣＯＮは、光通信システム１の管理者によって作成、提供される。例えば、オペレータは、入出力装置１３０を用いて、接続関係情報ＣＯＮを監視装置１００に入力する。光通信システム１のネットワーク構成が更新された場合、オペレータは、入出力装置１３０を用いて、接続関係情報ＣＯＮを更新（編集）してもよい。

【0064】

ステップＳ１１０において、情報処理装置１２０は、通信装置１１０を介して少なくとも一つの光合分岐器４０－ｉから異常通知ＮＦを受け取ったか否かを判定する。異常通知ＮＦを受け取った場合（ステップＳ１１０；Ｙｅｓ）、処理は、ステップＳ１２０に進む。異常通知ＮＦには、その異常通知ＮＦを送信した光合分岐器４０－ｉの識別情報が含まれている。

【0065】

ステップＳ１２０において、情報処理装置１２０は、受け取った異常通知ＮＦに含まれる光合分岐器４０－ｉの識別情報と上述の接続関係情報ＣＯＮに基づいて、通信経路上の障害発生箇所を特定する。

【0066】

より詳細には、「第１光合分岐器」は、異常通知ＮＦを送信した少なくとも１つの光合分岐器４０の中で最も上流に存在する光合分岐器４０である。情報処理装置１２０は、異常通知ＮＦと接続関係情報ＣＯＮに基づいて、第１光合分岐器を認識することができる。そして、情報処理装置１２０は、障害発生箇所は第１光合分岐器よりも上流方向に存在すると判断する（図７，図８，図１１参照）。

【0067】

また、「第２光合分岐器」は、上流方向において第１光合分岐器に隣接しており、且つ、異常通知ＮＦを送信していない光合分岐器４０である。情報処理装置１２０は、異常通知ＮＦと接続関係情報ＣＯＮに基づいて、第２光合分岐器を認識することができる。第１光合分岐器と第２光合分岐器の両方が認識された場合、情報処理装置１２０は、障害発生箇所は第１光合分岐器と第２光合分岐器との間に存在すると判断する（図７，図１１参照）。

【0068】

ステップＳ１３０において、情報処理装置１２０は、障害発生箇所に関する情報を出力する。例えば、情報処理装置１２０は、入出力装置１３０の表示装置に障害発生箇所の情報を表示する。保守作業員は、表示装置に表示された障害発生箇所を参考にして、故障対応を迅速に行うことができる。また、情報処理装置１２０は、通信装置１１０を介してＯＬＴ１０と通信を行い、障害発生箇所に関する情報をＯＬＴ１０に提供してもよい。ＯＬＴ１０は、障害発生に対応する処理を行ってもよい。

【0069】

４．効果
以上に説明されたように、本実施の形態によれば、光通信システム１は、バス型トポロジを有する。より詳細には、光通信システム１は、主系幹線ファイバ３０Ｎと予備系幹線ファイバ３０Ｓがループ状に接続されたループ状経路３０を備えている。複数の光合分岐器４０－ｉが主系幹線ファイバ３０Ｎ上に直列に設けられ、複数の子局装置２０－ｉが複数の光合分岐器４０－ｉのそれぞれと接続されている。接続関係情報ＣＯＮは、主系幹線ファイバ３０Ｎに沿った複数の光合分岐器４０－ｉの接続関係を示す。

【0070】

本実施の形態に係る光合分岐器４０－ｉは、光通信に異常があるか否かを判定し、光通信に異常がある場合、異常通知ＮＦを監視装置１００に送信する。監視装置１００は、異常通知ＮＦと接続関係情報ＣＯＮに基づいて、通信経路上の障害発生箇所を特定する。このようにして、バス型トポロジの光通信システム１において通信障害が発生した場合に、障害発生箇所を特定することが可能となる。障害発生箇所が特定されることにより、迅速な故障対応が可能となる。すなわち、光通信システム１を早期に復旧させることが可能となる。

【0071】

また、本実施の形態によれば、主系幹線ファイバ３０Ｎにおいて障害が発生した場合、予備系幹線ファイバ３０Ｓを含む予備経路ＰＳも有効化され、利用可能となる。これにより、主系幹線ファイバ３０Ｎの修復を待つことなく、通信を早期に再開（復旧）することが可能となる。

【0072】

通信経路が正常経路ＰＮか予備経路ＰＳかによって、上流方向は入れ替わる。本実施の形態に係る接続関係情報ＣＯＮは、光合分岐器４０－ｉ、４０－（ｉ－１）、及び４０－（ｉ＋１）の間の接続関係を示している。従って、通信経路が正常経路ＰＮであっても予備経路ＰＳであっても、ある光合分岐器４０から見て通信経路の上流方向に隣接する光合分岐器４０を認識することができる。これにより、通信経路が正常経路ＰＮであっても予備経路ＰＳであっても、同様の手法で障害発生箇所を特定することが可能となる。

【符号の説明】

【0073】

１ 光通信システム
１０ 親局装置（ＯＬＴ）
２０ 子局装置（ＯＮＵ）
３０ ループ状経路
３０Ｎ 主系幹線ファイバ
３０Ｓ 予備系幹線ファイバ
４０ 光合分岐器
４２ 光ファイバ
４３ 光センサ
４４ 発信機器
５０ 光スイッチ
１００ 監視装置
１１０ 通信装置
１２０ 情報処理装置
１２１ プロセッサ
１２２ メモリ
ＣＯＮ 接続関係情報
ＮＦ 異常通知

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】