特許 7447059 ネットワーク装置およびネットワークシステム

(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】2024-03-01

(45)【発行日】2024-03-11

(54)【発明の名称】ネットワーク装置およびネットワークシステム

(51)【国際特許分類】

   H04B 10/073 20130101AFI20240304BHJP

   H04L 41/06 20220101ALI20240304BHJP

【ＦＩ】

H04B10/073

H04L41/06

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2021121369

(22)【出願日】2021-07-26

(65)【公開番号】P2023017248

(43)【公開日】2023-02-07

【審査請求日】2023-03-23

(73)【特許権者】

【識別番号】517121630

【氏名又は名称】ＡＰＲＥＳＩＡ Ｓｙｓｔｅｍｓ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002066

【氏名又は名称】弁理士法人筒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】溝淵 憲司

(72)【発明者】

【氏名】藤生 大佑

【審査官】対馬 英明

(56)【参考文献】

【文献】特開２００３－０８７２９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－１０２６３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０１２３４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１２／１１４５２６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２００８／０３０４８２３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｂ １０／００－１０／９０

Ｈ０４Ｊ １４／００－１４／０８

Ｈ０４Ｌ ４１／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光トランシーバが装着される複数のポートと、
第１のロードスイッチおよびコントローラを含む非常用回路と、
バックアップ電源を生成する電池と、
を有し、
前記第１のロードスイッチは、停電が発生した際に前記複数のポートと前記コントローラとに前記電池からの前記バックアップ電源を供給し、
前記コントローラは、前記停電が発生した後、前記複数のポートを、互いに重複しないように定めたアクティブ期間でそれぞれ活性化し、活性化されたポートから保守信号が送信されるように制御する、
ネットワーク装置。

【請求項2】

請求項１記載のネットワーク装置において、
前記コントローラは、前記活性化されたポートへ、前記保守信号として、前記光トランシーバへの変調信号を出力する、
ネットワーク装置。

【請求項3】

請求項１記載のネットワーク装置において、
前記コントローラは、隣り合う前記アクティブ期間の間に第１のウエイト期間を設ける、
ネットワーク装置。

【請求項4】

請求項１記載のネットワーク装置において、
前記コントローラは、前記停電が発生している期間で、前記複数のポートを前記アクティブ期間でそれぞれ活性化したのち、第２のウエイト期間を経て、再度、前記複数のポートを前記アクティブ期間でそれぞれ活性化するという処理を繰り返す、
ネットワーク装置。

【請求項5】

請求項１記載のネットワーク装置において、
前記非常用回路は、前記バックアップ電源と前記複数のポートとの間の電源経路上にそれぞれ設けられる複数の第２のロードスイッチを備え、
前記コントローラは、前記複数の第２のロードスイッチを制御することで、前記アクティブ期間を定める、
ネットワーク装置。

【請求項6】

請求項１記載のネットワーク装置において、
前記非常用回路は、前記電池の電圧値を、前記複数のポートで必要とされる電圧値に変換するＤＣＤＣコンバータを備える、
ネットワーク装置。

【請求項7】

請求項１記載のネットワーク装置において、
送信対象のＭＡＣ（Medium Access Control）フレームに対して、物理層で必要とされる各種処理を行う物理層処理回路を有し、
前記非常用回路は、前記物理層処理回路から前記複数のポートへの信号経路上に挿入され、前記コントローラの出力を前記活性化されたポートの信号経路に結合する結合回路を有する、
ネットワーク装置。

【請求項8】

下位ネットワークに収容されるネットワーク装置と、
上位ネットワークに収容される対向装置と、
前記ネットワーク装置と前記対向装置とを接続する複数本の光ファイバと、
を有するネットワークシステムであって、
前記ネットワーク装置は、
光トランシーバが装着され、前記光トランシーバを介して前記複数本の光ファイバに接続される複数のポートと、
第１のロードスイッチおよびコントローラを含む非常用回路と、
バックアップ電源を生成する電池と、
を有し、
前記第１のロードスイッチは、停電が発生した際に前記複数のポートと前記コントローラとに前記電池からの前記バックアップ電源を供給し、
前記コントローラは、前記停電が発生した後、前記複数のポートを、互いに重複しないように定めたアクティブ期間でそれぞれ活性化し、活性化されたポートから保守信号が送信されるように制御する、
ネットワークシステム。

【請求項9】

請求項８記載のネットワークシステムにおいて、
前記コントローラは、前記活性化されたポートへ、前記保守信号として、前記光トランシーバへの変調信号を出力する、
ネットワークシステム。

【請求項10】

請求項８記載のネットワークシステムにおいて、
前記コントローラは、隣り合う前記アクティブ期間の間に第１のウエイト期間を設ける、
ネットワークシステム。

【請求項11】

請求項８記載のネットワークシステムにおいて、
前記コントローラは、前記停電が発生している期間で、前記複数のポートを前記アクティブ期間でそれぞれ活性化したのち、第２のウエイト期間を経て、再度、前記複数のポートを前記アクティブ期間でそれぞれ活性化するという処理を繰り返す、
ネットワークシステム。

【請求項12】

請求項８記載のネットワークシステムにおいて、
前記非常用回路は、前記バックアップ電源と前記複数のポートとの間の電源経路上にそれぞれ設けられる複数の第２のロードスイッチを備え、
前記コントローラは、前記複数の第２のロードスイッチを制御することで、前記アクティブ期間を定める、
ネットワークシステム。

【請求項13】

請求項８記載のネットワークシステムにおいて、
前記非常用回路は、前記電池の電圧値を、前記複数のポートで必要とされる電圧値に変換するＤＣＤＣコンバータを備える、
ネットワークシステム。

【請求項14】

請求項８記載のネットワークシステムにおいて、
前記ネットワーク装置は、送信対象のＭＡＣ（Medium Access Control）フレームに対して、物理層で必要とされる各種処理を行う物理層処理回路を有し、
前記非常用回路は、前記物理層処理回路から前記複数のポートへの信号経路上に挿入され、前記コントローラの出力を前記活性化されたポートの信号経路に結合する結合回路を有する、
ネットワークシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ネットワーク装置およびネットワークシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、フレームを用いずにメディアコンバータの電源断を通知する方法が示される。具体的には、メディアコンバータは、電源断の発生時に、相手側装置へ予め定められたビット列を繰り返し送信する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００３－２９８６０９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

例えば、基地局および収容局を含むデータ通信網のネットワークシステムでは、台風等の自然災害により、基地局内のネットワーク装置等に甚大な被害が発生することがある。特に、停電や回線障害等の被害が発生することが多く、停電が数日以上続く場合もある。ここで、例えば、基地局内のネットワーク装置に停電が発生した場合、当該ネットワーク装置は、様々な方式を用いて、収容局内のネットワーク装置へ停電が発生したことを通知することができる。そして、収容局内のネットワーク装置は、当該通知に基づいて、基地局内のネットワーク装置に停電が発生したことを把握することができる。

【0005】

ただし、例えば、停電の通知が行われた後に、風害や倒木等の自然災害によって、回線、具体的には光ファイバに断線が発生することがある。このような状況で光ファイバの断線が発生すると、収容局内のネットワーク装置は、基地局内のネットワーク装置が停電状態であるため、光ファイバの断線有無を含めて光ファイバの状況を把握することが困難となり得る。その結果、障害復旧に時間を要するおそれがあった。

【0006】

そこで、本発明の目的の一つは、停電状態で回線の状況を把握することが可能なネットワーク装置およびネットワークシステムを提供することにある。

【0007】

本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本願において開示される発明のうち、代表的な実施の形態の概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。

【0009】

一実施の形態によるネットワーク装置は、光トランシーバが装着される複数のポートと、第１のロードスイッチおよびコントローラを含む非常用回路と、バックアップ電源を生成する電池と、を有する。第１のロードスイッチは、停電が発生した際に複数のポートとコントローラとに電池からのバックアップ電源を供給する。コントローラは、停電が発生した後、複数のポートを、互いに重複しないように定めたアクティブ期間でそれぞれ活性化し、活性化されたポートから保守信号が送信されるように制御する。

【発明の効果】

【0010】

本願において開示される発明のうち、代表的な実施の形態によって得られる効果を簡単に説明すると、停電状態で回線の状況を把握することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】一実施の形態によるネットワークシステムの構成例を示す概略図である。

【図2】図１における光トランシーバの構成例を示す概略図である。

【図3】図１において、下位ネットワーク内のネットワーク装置の本発明に関する主要部の構成例を示す概略図である。

【図4】図３におけるコントローラの概略的な動作例を示すタイミングチャートである。

【図5】図１のネットワークシステムにおける本発明に関する主要部の動作例を示すシーケンス図である。

【図6】図３におけるＤＣＤＣコンバータ周りの詳細な構成例を示す図である。

【図7】図３におけるＤＣＤＣコンバータ周りの、図６とは異なる詳細な構成例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

【0013】

＜ネットワークシステムの概略＞
図１は、一実施の形態によるネットワークシステムの構成例を示す概略図である。図１に示すネットワークシステムは、例えば、データ通信網の収容局等である上位ネットワーク１０と、基地局等である下位ネットワーク２０とを有する。上位ネットワーク１０には、ネットワーク装置１１が収容される。下位ネットワーク２０には、ネットワーク装置２１が収容される。

【0014】

上位ネットワーク１０内のネットワーク装置１１、および下位ネットワーク２０内のネットワーク装置２１は、例えば、レイヤ２（Ｌ２）スイッチ装置、レイヤ３（Ｌ３）スイッチ装置等である。ネットワーク装置１１とネットワーク装置２１とは、複数本の回線、具体的には光ファイバ１５［１］～１５［ｎ］を介して接続される。明細書では、複数本の光ファイバ１５［１］～１５［ｎ］を総称して、光ファイバ１５と呼ぶ。

【0015】

下位ネットワーク２０内のネットワーク装置２１は、例えば、ＳＦＰ（Small Form factor Pluggable）ポートや、ＳＦＰ＋ポート等を代表とする光通信用の複数のポートＰを備える。複数のポートＰには、適宜、光トランシーバＴＲが装着される。光トランシーバＴＲは、光ファイバ１５に接続される光コネクタＣＮｏと、ポートＰに接続される図示しない電気コネクタとを備える。光コネクタＣＮｏは、例えば、ＬＣコネクタ等である。

【0016】

上位ネットワーク１０内のネットワーク装置１１も、例えば、下位ネットワーク２０内のネットワーク装置２１と同様の構成を備える。これにより、ネットワーク装置１１の複数のポートＰとネットワーク装置２１の複数のポートＰとは、光トランシーバＴＲおよび光ファイバ１５［１］～１５［ｎ］を介して光通信を行うことができる。なお、上位ネットワーク１０は、複数台のネットワーク装置１１を有してもよく、下位ネットワーク２０も、複数台のネットワーク装置２１を有してもよい。

【0017】

ここで、図１において、例えば、下位ネットワーク２０内のネットワーク装置２１に、自然災害等によって停電が発生し、その後、光ファイバ１５［１］～１５［ｎ］のいずれかに、断線が発生した場合を想定する。この場合、ネットワーク装置２１は、例えば、停電直後の残存電力を用いて、停電通知を表す保守フレーム等を単数または複数のポートＰから送信することができる。そして、上位ネットワーク１０内のネットワーク装置１１は、この保守フレーム等に基づいて、ネットワーク装置２１における停電の発生を把握することができる。

【0018】

しかしながら、上位ネットワーク１０内のネットワーク装置１１は、通常、下位ネットワーク２０内のネットワーク装置２１が停電している状態では、その後に発生した光ファイバ１５［１］～１５［ｎ］の断線を把握することは困難となり得る。この場合、例えば、停電状態が解消した後に、光ファイバ１５［１］～１５［ｎ］の断線が判明することになり得るため、障害復旧に時間を要するおそれがある。そこで、後述する実施の形態の方式を用いることが有益となる。

【0019】

＜光トランシーバの詳細＞
図２は、図１における光トランシーバの構成例を示す概略図である。図２に示す光トランシーバＴＲは、電気信号の処理を電気コネクタＣＮｅと、アナログフロントエンド（ＡＦＥ）回路４２と、光信号の処理を行う光サブアセンブリ（ＯＳＡ）４３と、光コネクタＣＮｏと、コントローラ４４と、を備える。図１で述べたように、光コネクタＣＮｏは、光ファイバ１５に接続されるＬＣコネクタ等である。

【0020】

また、図１で述べたように、電気コネクタＣＮｅは、ネットワーク装置１１，２１のポートＰ、例えばＳＦＰ＋ポート等に接続される。電気コネクタＣＮｅには、電源Ｖｃｃの給電端子が含まれている。電源Ｖｃｃの電圧値は、例えば、３．３Ｖ等である。光トランシーバＴＲは、この電気コネクタＣＮｅから供給される電源Ｖｃｃを用いて動作する。

【0021】

コントローラ４４は、光トランシーバＴＲ全体の制御を担う。光サブアセンブリ（ＯＳＡ）４３は、レーザダイオードＬＤと、フォトダイオードＰＤとを備える。レーザダイオードＬＤは、電気コネクタＣＮｅ側からの電気信号を光信号に変換し、光コネクタＣＮｏを介して外部へ送信する。フォトダイオードＰＤは、光コネクタＣＮｏを介して外部から受信した光信号を電気信号に変換し、電気コネクタＣＮｅ側へ送信する。

【0022】

アナログフロントエンド（ＡＦＥ）回路４２は、ドライバ５０と、プリアンプ／ポストアンプ５１とを備える。ドライバ５０は、電気コネクタＣＮｅからの電気信号、言い換えれば変調信号を、レーザダイオードＬＤが駆動できる変調電流に変換する。プリアンプ／ポストアンプ５１は、フォトダイオードＰＤからの電気信号を増幅して電気コネクタＣＮｅへ送信する。

【0023】

図２において、アナログフロントエンド（ＡＦＥ）回路４２のドライバ５０とプリアンプ／ポストアンプ５１は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等で構成される。コントローラ４４は、プロセッサを含むマイクロコントローラや、または、ＡＳＩＣまたはＦＰＧＡ等で構成される。

【0024】

＜ネットワーク装置の詳細＞
図３は、図１において、下位ネットワーク内のネットワーク装置の本発明に関する主要部の構成例を示す概略図である。図４は、図３におけるコントローラの概略的な動作例を示すタイミングチャートである。図３に示すネットワーク装置２１は、例えばＳＦＰ＋ポート等の複数のポートＰ［１］～Ｐ［ｎ］と、物理層（ＰＨＹ層）処理回路２５と、停電検出回路２６とに加えて、非常用回路２７を備える。複数のポートＰ［１］～Ｐ［ｎ］には、図２に示したような光トランシーバＴＲが装着される。

【0025】

物理層処理回路２５は、この例では、送信用の処理回路となっている。物理層処理回路２５は、送信対象のＭＡＣ（Medium Access Control）フレームに対して、物理層（ＰＨＹ層）で必要とされる各種処理を行う。物理層で必要とされる処理として、例えば、符号化や、ＳｅｒＤｅｓ、すなわちパラレル／シリアル変換等が挙げられる。物理層処理回路２５は、例えば、ＦＰＧＡやＡＳＩＣ等によって構成される。

【0026】

物理層処理回路２５は、物理層で必要とされる処理を行った後、ポートＰ［１］からＭＡＣフレームを送信する際には、ポートＰ［１］に向けて当該ＭＡＣフレームの電気信号ＥＳ［１］を送信する。同様に、物理層処理回路２５は、ポートＰ［ｎ］からＭＡＣフレームを送信する際には、ポートＰ［ｎ］に向けて当該ＭＡＣフレームの電気信号ＥＳ［ｎ］を送信する。電気信号ＥＳ［１］～ＥＳ［ｎ］は、図２に示した光トランシーバＴＲによって光信号に変換され、光ファイバ１５を介して対向装置、すなわち、図１における上位ネットワーク１０内のネットワーク装置１１へ送信される。

【0027】

なお、図示は省略されるが、ネットワーク装置２１は、詳細には、ポートＰで受信したＭＡＣフレームの電気信号に対して、復号化やシリアル／パラレル変換といった物理層で必要とされる処理を行う受信用の物理層処理回路も備える。さらに、ネットワーク装置２１は、その種類に応じて、物理層よりも上位層での処理を担う各種処理回路も備える。例えば、ネットワーク装置２１がＬ２スイッチ装置である場合、物理層処理回路２５の前段に、ＭＡＣフレームの中継処理や生成処理等を担うＭＡＣ層処理回路等が設けられる。

【0028】

停電検出回路２６は、主電源Ｖｄｄを監視し、主電源Ｖｄｄの異常な遮断、すなわち停電を検出した場合に停電検出信号ＰＷＤを出力する。主電源Ｖｄｄは、装置の外部から供給される電源である。ネットワーク装置２１は、通常の状態では、主電源Ｖｄｄを用いて動作する。

【0029】

非常用回路２７は、電池３０と、電源切替回路３１と、第１のロードスイッチＳＷａと、ＤＣＤＣコンバータ３２と、コントローラ３３と、複数の結合回路３４［１］～３４［ｎ］と、複数の第２のロードスイッチＳＷｂ［１］～ＳＷｂ［ｎ］と、を備える。電池３０は、バックアップ電源Ｖｂａｔを生成する。電池３０は、例えば、リチウム金属電池等の一次電池や、リチウムイオン電池等の二次電池であってよい。電池３０が二次電池の場合には、主電源Ｖｄｄから電池３０に充電を行う図示しない充電制御回路等が設けられる。

【0030】

第１のロードスイッチＳＷａは、停電が発生した際に、複数のポートＰ［１］～Ｐ［ｎ］とコントローラ３３とに電池３０からのバックアップ電源Ｖｂａｔを供給する。第１のロードスイッチＳＷａは、バックアップ電源Ｖｂａｔを、この例では、ＤＣＤＣコンバータ３２を介して、複数のポートＰ［１］～Ｐ［ｎ］、ひいては光トランシーバＴＲと、コントローラ３３とに供給する。

【0031】

電源切替回路３１は、停電検出回路２６からの停電検出信号ＰＷＤに基づいて、第１のロードスイッチＳＷａを、スイッチ制御信号ＳＯＮａで制御する。具体的には、電源切替回路３１は、停電が発生していない期間では、第１のロードスイッチＳＷａをオフに制御し、停電が発生している期間では、第１のロードスイッチＳＷａをオンに制御する。

【0032】

ＤＣＤＣコンバータ３２は、電池３０からのバックアップ電源Ｖｂａｔの電圧値を、複数のポートＰ［１］～Ｐ［ｎ］、ひいては光トランシーバＴＲで必要とされる３．３Ｖ等の電圧値に変換する。そして、ＤＣＤＣコンバータ３２は、当該電圧変換したバックアップ電源Ｖｂａｔを複数のポートＰ［１］～Ｐ［ｎ］に供給し、さらに、コントローラ３３にも供給する。これにより、光トランシーバＴＲおよびコントローラ３３は、安定した電源電圧で動作することが可能になる。

【0033】

複数の第２のロードスイッチＳＷｂ［１］～ＳＷｂ［ｎ］は、バックアップ電源Ｖｂａｔ、詳細にはＤＣＤＣコンバータ３２からのバックアップ電源Ｖｂａｔと、複数のポートＰ［１］～Ｐ［ｎ］との間の電源経路上にそれぞれ設けられる。複数の結合回路３４［１］～３４［ｎ］は、物理層処理回路２５から複数のポートＰ［１］～Ｐ［ｎ］への信号経路上にそれぞれ挿入される。明細書では、複数の結合回路３４［１］～３４［ｎ］を総称して結合回路３４と呼ぶ。

【0034】

コントローラ３３は、例えば、プロセッサやタイマ等を含むマイクロコントローラや、ＦＰＧＡや、ＡＳＩＣ等によって構成される。コントローラ３３は、概略的には、停電が発生した後、複数のポートＰ［１］～Ｐ［ｎ］を、互いに重複しないように定めたアクティブ期間（Ｔａと呼ぶ）でそれぞれ活性化する。そして、コントローラ３３は、活性化されたポートＰから保守信号（ＳＤと呼ぶ）が送信されるように制御する。具体的には、コントローラ３３は、例えば、プロセッサを用いたプログラム処理等によって、図４に示されるようなシーケンス制御を行う。

【0035】

図４の例では、コントローラ３３は、複数のポートＰ［１］～Ｐ［ｎ］のアクティブ期間Ｔａ［１］～Ｔａ［ｎ］を、隣り合うアクティブ期間Ｔａの間に第１のウエイト期間ＴｗＡを設けながら、順次定める。詳細には、コントローラ３３は、複数の第２のロードスイッチＳＷｂ［１］～ＳＷｂ［ｎ］を、互いに重複しないオン期間を有するスイッチ制御信号ＳＯＮｂ［１］～ＳＯＮｂ［ｎ］でそれぞれ制御する。これにより、コントローラ３３は、互いに重複しないアクティブ期間Ｔａ［１］～Ｔａ［ｎ］を定める。

【0036】

また、コントローラ３３は、複数のポートＰ［１］～Ｐ［ｎ］における送信動作の有効／無効を、送信イネーブル信号ＴＸＥＮ［１］～ＴＸＥＮ［ｎ］でそれぞれ制御する。詳細には、コントローラ３３は、例えば、スイッチ制御信号ＳＯＮｂ［１］のオン期間で、送信イネーブル信号ＴＸＥＮ［１］を有効状態に制御し、同様に、スイッチ制御信号ＳＯＮｂ［ｎ］のオン期間で、送信イネーブル信号ＴＸＥＮ［ｎ］を有効状態に制御する。なお、コントローラ３３は、各期間の長さを、タイマによって任意に設定できる。

【0037】

さらに、コントローラ３３は、活性化されたポートＰ、すなわちアクティブ期間ＴａのポートＰから対向装置へ保守信号を送信させるため、活性化されたポートＰへ、当該保守信号ＳＤを出力する。図３および図４の例では、コントローラ３３は、ポートＰ［１］へ保守信号ＳＤ［１］を出力し、同様に、ポートＰ［ｎ］へ保守信号ＳＤ［ｎ］を出力する。なお、保守信号ＳＤは、より詳細には、結合回路３４を介してポートＰへ送信される。

【0038】

保守信号ＳＤは、対向装置、すなわち図１のネットワーク装置１１およびその光トランシーバＴＲにおける信号検出、例えば光トランシーバＴＲの“ＳＤ（Signal Detect）”仕様、“ＬＯＳ（Loss of Signal）”仕様に基づいて定められる。つまり、これらが断線検出の仕様となる。保守信号ＳＤは、通常、所定の周波数を持った信号、若しくは所定のビットレートで“１”／“０”が変化するパルス信号である場合が多い。この場合、保守信号ＳＤは、このパルス信号に対応する光トランシーバＴＲへの変調信号となる。ただし、保守信号ＳＤは、対向装置の仕様によっては、光トランシーバＴＲに、変調信号の無い、一定の強度の光信号を送信させる信号であっても良い。

【0039】

図３において、結合回路３４は、前述したように、物理層処理回路２５から複数のポートＰ［１］～Ｐ［ｎ］への信号経路上に挿入される。そして、結合回路３４は、コントローラ３３の出力を、活性化されたポートＰの信号経路に結合する。これにより、結合回路３４［１］は、物理層処理回路２５からの電気信号ＥＳ［１］またはコントローラ３３からの保守信号ＳＤ［１］を、電気信号ＥＤ［１］としてポートＰ［１］へ出力する。同様に、結合回路３４［ｎ］は、物理層処理回路２５からの電気信号ＥＳ［ｎ］またはコントローラ３３からの保守信号ＳＤ［ｎ］を、電気信号ＥＤ［ｎ］としてポートＰ［ｎ］へ出力する。

【0040】

結合回路３４［１］は、例えば、通常時に電気信号ＥＤ［１］を劣化させないように、保守信号ＳＤ［１］の信号経路に、低容量ダイオードを付けること等で構成され得る。具体的には、結合回路３４［１］は、例えば、保守信号ＳＤ［１］の信号経路上に、コントローラ３３の出力側をアノードとして挿入されるＰＩＮダイオード等によって構成され得る。結合回路３４［ｎ］に関しても同様である。

【0041】

このような構成において、仮に、複数のポートＰ［１］～Ｐ［ｎ］から対向装置へ同時に保守信号ＳＤを送信するような場合を想定する。この場合、電池３０によるバックアップ電源Ｖｂａｔでは、特に、光トランシーバＴＲで必要とされる消費電力、すなわち、電圧値および電流値を十分に確保できないおそれがある。そこで、図４に示したように、互いに重複しないアクティブ期間Ｔａ［１］～Ｔａ［ｎ］を設けることで、消費電力を分散することが有益となる。その結果、特に光トランシーバＴＲの動作を保証することができ、光信号の品質を十分に確保することが可能になる。

【0042】

なお、図３の例では、アクティブ期間Ｔａ［１］～Ｔａ［ｎ］は、スイッチ制御信号ＳＯＮｂ［１］～ＳＯＮｂ［ｎ］によって定められたが、その代わりに、送信イネーブル信号ＴＸＥＮ［１］～ＴＸＥＮ［ｎ］によって定められてもよい。すなわち、第２のロードスイッチＳＷｂ［１］～ＳＷｂ［ｎ］を削除することも可能である。ただし、この場合、非アクティブ期間の光トランシーバＴＲにおいて待機電流が発生するため、前述した消費電力の分散効果が弱まり、さらに、バックアップ電源Ｖｂａｔによる動作の継続期間が短くなるおそれがある。この観点からは、第２のロードスイッチＳＷｂ［１］～ＳＷｂ［ｎ］を設けることが有益となる。

【0043】

また、図１における上位ネットワーク１０内のネットワーク装置１１は、図３に示した下位ネットワーク２０内のネットワーク装置２１と同様の構成を備えてもよい。ただし、ネットワーク装置１１は、通常、無停電電源装置（ＵＰＳ：Uninterruptible Power Supply）等を用いる場合が多い。この場合、ネットワーク装置１１は、非常用回路２７を備える必要はない。

【0044】

＜ネットワークシステムの動作＞
図５は、図１のネットワークシステムにおける本発明に関する主要部の動作例を示すシーケンス図である。図５において、下位ネットワーク２０内のネットワーク装置２１、詳細には、停電検出回路２６は、停電、すなわち主電源Ｖｄｄの異常な遮断を検出する（ステップＳ１０１ａ）。これに応じて、停電検出回路２６は、停電検出信号ＰＷＤを出力する（ステップＳ１０１ｂ）。

【0045】

また、ネットワーク装置２１は、ステップＳ１０１ａでの停電検出に応じて、例えば、コンデンサに蓄えられた主電源Ｖｄｄの残存電力を用いて、上位ネットワーク１０内のネットワーク装置（対向装置）１１に、停電通知フレーム等を送信する（ステップＳ１０１ｃ）。これに応じて、ネットワーク装置（対向装置）１１は、ネットワーク装置２１に停電が発生したことを認識する（ステップＳ３０１）。停電通知フレームとしては、例えば、ＩＥＥＥ ８０２．３ａｈ規格に基づく“Ｄｙｉｎｇ Ｇａｓｐ”イベントの保守フレーム等が挙げられる。

【0046】

また、ネットワーク装置２１内の非常用回路２７は、ステップＳ１０１ｂでの停電検出信号ＰＷＤに応じて第１のロードスイッチＳＷａを制御することで、バックアップ電源Ｖｂａｔへの電源切り替えを行う（ステップＳ１０２）。すなわち、非常用回路２７は、複数のポートＰ［１］～Ｐ［ｎ］やコントローラ３３の電源をバックアップ電源Ｖｂａｔに切り替える。

【0047】

続いて、非常用回路２７は、第２のロードスイッチＳＷｂ［１］をオンに制御することで、ポートＰ［１］への電源供給を開始する（ステップＳ１０３）。次いで、非常用回路２７は、ポートＰ［１］への保守信号ＳＤ［１］を生成し（ステップＳ１０４ａ）、当該保守信号ＳＤ［１］を結合回路３４［１］を介してポートＰ［１］へ出力する（ステップＳ１０４ｂ）。これに応じて、ポートＰ［１］に装着された光トランシーバＴＲは、当該保守信号ＳＤ［１］で変調された光信号を生成し（ステップＳ１０５ａ）、当該光信号をネットワーク装置（対向装置）１１へ送信する（ステップＳ１０５ｂ）

【0048】

続いて、ネットワーク装置（対向装置）１１は、ステップＳ１０５ｂでの光信号を受信したか否かによって、対応する光ファイバ１５の断線有無を判定する（ステップＳ３０２）。ネットワーク装置（対向装置）１１は、光信号を受信した場合には、対応する光ファイバ１５を断線無しと判定し、光信号を受信しない場合には、対応する光ファイバ１５を断線有りと判定する。

【0049】

一方、非常用回路２７は、ステップＳ１０５ｂでの光信号の送信が完了した後、第２のロードスイッチＳＷｂ［１］をオフに制御することで、ポートＰ［１］への電源供給を停止する（ステップＳ１０６）。このステップＳ１０３からステップＳ１０６までの期間は、図４に示したアクティブ期間Ｔａ［１］に該当する。アクティブ期間Ｔａ［１］の長さは、ステップＳ１０４ａ，Ｓ１０４ｂおよびステップＳ１０５ａ，Ｓ１０５ｂの処理を行うための必要最小限の大きさに定められる。具体例として、アクティブ期間Ｔａ［１］は、数秒程度であってよい。

【0050】

ステップＳ１０６の後、非常用回路２７は、予め定めた所定の期間、待機する（ステップＳ１０７）。その後は、次のポート（図示しないＰ［２］）を対象に、ポートＰ［１］を対象としたステップＳ１０３～Ｓ１０７，Ｓ３０２の処理と同様の処理が行われる。そして、最後に、ポートＰ［ｎ］を対象に、ポートＰ［１］を対象としたステップＳ１０３～Ｓ１０７，Ｓ３０２の処理と同様の処理が行われる（ステップＳ２０３～Ｓ２０７，Ｓ３０３）。

【0051】

ステップＳ１０７における所定の期間は、図４に示した第１のウエイト期間ＴｗＡに該当する。特に、電池３０がリチウム金属電池等のような電流容量が小さい電池である場合、電池３０の電圧値は、光トランシーバＴＲの動作に伴い一時的に降下する。ただし、当該電池３０の電圧値は、第１のウエイト期間ＴｗＡの中で徐々に電圧値が戻り得る。電池３０の電圧値が戻ることで、ＤＣＤＣコンバータ３２への入力電流を低く保つことができ、電池寿命を長く保つことができる。第１のウエイト期間ＴｗＡの長さは、例えば、このような電池３０の特性を考慮して定められる。具体例として、第１のウエイト期間ＴｗＡは、数秒～数十秒程度であってよい。

【0052】

ステップＳ２０７でポートＰ［ｎ］を対象とする第１のウエイト期間ＴｗＡを経たのち、非常用回路２７は、さらに、予め定めた所定の期間、待機した後、ステップＳ１０３の処理に戻る（ステップＳ２０８）。すなわち、コントローラ３３は、停電が発生している期間で、複数のポートＰ［１］～Ｐ［ｎ］をアクティブ期間Ｔａ［１］～Ｔａ［ｎ］でそれぞれ活性化したのち、ステップＳ２０８での第２のウエイト期間（ＴｗＢとする）を経て、再度、複数のポートをアクティブ期間でそれぞれ活性化する、という処理を繰り返す。ステップＳ２０８での第２のウエイト期間ＴｗＢは、例えば、年間に起こり得る災害の頻度等を考慮して、バックアップ電源Ｖｂａｔの持続期間を決めた上で設定されるとよい。

【0053】

なお、停電から復旧した場合、ネットワーク装置２１は、主電源Ｖｄｄを用いて、ネットワーク装置（対向装置）１１との間で、例えば、所定のイニシャライズ処理等を行う。ネットワーク装置（対向装置）１１は、このイニシャライズ処理の中でも、断線検出を行うことができる。

【0054】

＜ＤＣＤＣコンバータ周りの詳細＞
図６は、図３におけるＤＣＤＣコンバータ周りの詳細な構成例を示す図である。図６には、電池３０と、図３のＤＣＤＣコンバータ３２に該当する昇圧型のＤＣＤＣコンバータ５５とが示される。電池３０は、電圧値Ｖ１を出力する。昇圧型のＤＣＤＣコンバータ５５は、当該電圧値Ｖ１を昇圧することで電圧値Ｖ２を出力する。

【0055】

電池３０は、例えば、リチウム金属電池等のような電流容量が小さい電池を、並列に複数個接続することで構成される。電圧値Ｖ１は、例えば、３．０Ｖ以下等である。一方、電圧値Ｖ２は、３．３Ｖ等である。光トランシーバＴＲには、この電圧値Ｖ２が印加される。このような構成を用いることで、電流容量が小さい電池を用いる場合であっても、光トランシーバＴＲに、安定した電圧値Ｖ２を印加することが可能になる。

【0056】

図７は、図３におけるＤＣＤＣコンバータ周りの、図６とは異なる詳細な構成例を示す図である。図６には、電池３０と、図３のＤＣＤＣコンバータ３２に該当する昇圧型のＤＣＤＣコンバータ５６、コンデンサ５７および降圧型のＤＣＤＣコンバータ５８と、が示される。電池３０は、電圧値Ｖ３を出力する。昇圧型のＤＣＤＣコンバータ５６は、当該電圧値Ｖ３を昇圧することで光トランシーバＴＲを動作させる電圧よりも高い電圧値Ｖ４を出力する。コンデンサ５７は、ある程度大きい容量値を有し、当該電圧値Ｖ４を保持する。降圧型のＤＣＤＣコンバータ５８は、コンデンサ５７で保持される電圧値Ｖ４を降圧することで電圧値Ｖ５を出力する。

【0057】

電圧値Ｖ３は、例えば、１．８Ｖ程度である。電圧値Ｖ４は、例えば、６Ｖ以上といった十分に高い電圧に定められる。電圧値Ｖ５は、３．３Ｖ等である。光トランシーバＴＲには、この電圧値Ｖ５が印加される。このような構成を用いると、電池３０からの電圧供給を止めたとしても、コンデンサ５７によってある程度高い電圧値Ｖ４が保持されるため、光トランシーバＴＲが動作した場合でも、３．３Ｖ等の電圧値Ｖ５を維持し易くなる。すなわち、電圧値Ｖ４をより大きく設定し、かつコンデンサ５７の容量を大きくすることで、電池３０の寿命を長く保つことができる。図７の方式は、特に、電池３０の並列化が困難な場合に有効な方式である。

【0058】

＜比較例の断線検出方式＞
例えば、前述した実施の形態の方式とは異なる停電状態での断線検出方式として、ネットワーク装置２１の電源に、無停電電源装置（ＵＰＳ）を用いる方式や、ネットワーク装置（対向装置）１１に、ＯＴＤＲ（Optical Time Domain Reflectometer）を内蔵する方式等が考えられる。ＵＰＳを用いると、実質的に停電自体が発生しないため、ネットワーク装置２１は、主電源Ｖｄｄを用いて所定の保守フレーム等をネットワーク装置（対向装置）１１に送信することができ、これによって断線検出を行うことが可能になる。しかしながら、ＵＰＳを設けることで、コストの増加を招き得る。

【0059】

また、ＯＴＤＲは、光ファイバ１５に光パルス信号を入射し、その散乱光や反射光等を受光することで、光ファイバ１５の断線有無や、断線箇所等を検出する計測器である。例えば、ネットワーク装置（対向装置）１１がＯＴＤＲを内蔵していれば、ネットワーク装置２１が停電状態であっても、光ファイバ１５の断線を検出することができる。しかしながら、この場合も、ＯＴＤＲを内蔵することで、コストの増加を招き得る。

【0060】

＜実施の形態の主要な効果＞
以上、実施の形態の方式を用いることで、代表的には、停電状態で回線、詳細には光ファイバの状況を把握することが可能になる。その結果、障害復旧に要する時間を短縮することが可能になる。さらに、前述した比較例の断線検出方式と比較して、容易に、または低コストで断線を検出することができる。すなわち、実施の形態の方式では、ネットワーク装置２１に、図３に示したような、低コストで実現できる非常用回路２７を追加すればよい。また、ＯＴＤＲのように、特殊な光信号を送受信する仕組みを設ける必要はなく、通常の光トランシーバＴＲをそのまま利用して、断線検出を行うことができる。

【0061】

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、前述した実施の形態は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施の形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施の形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施の形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

【符号の説明】

【0062】

１０ 上位ネットワーク
１１ ネットワーク装置（対向装置）
１５ 光ファイバ
２０ 下位ネットワーク
２１ ネットワーク装置
２５ 物理層処理回路
２６ 停電検出回路
２７ 非常用回路
３０ 電池
３１ 電源切替回路
３２ ＤＣＤＣコンバータ
３３ コントローラ
３４ 結合回路
４２ アナログフロントエンド（ＡＦＥ）回路
４３ 光サブアセンブリ（ＯＳＡ）
４４ コントローラ
５０ ドライバ
５１ プリアンプ／ポストアンプ
５５，５６ 昇圧型のＤＣＤＣコンバータ
５８ 降圧型のＤＣＤＣコンバータ
５７ コンデンサ
ＣＮｅ 電気コネクタ
ＣＮｏ 光コネクタ
ＥＤ 電気信号
ＥＳ 電気信号
ＬＤ レーザダイオード
Ｐ ポート
ＰＤ フォトダイオード
ＰＷＤ 停電検出信号
ＳＤ 保守信号
ＳＯＮ スイッチ制御信号
ＳＷａ 第１のロードスイッチ
ＳＷｂ 第２のロードスイッチ
ＴＲ 光トランシーバ
ＴＸＥＮ 送信イネーブル信号
Ｔａ アクティブ期間
ＴｗＡ 第１のウエイト期間
ＴｗＢ 第２のウエイト期間
Ｖ１～Ｖ５ 電圧値
Ｖｂａｔ バックアップ電源
Ｖｃｃ 電源
Ｖｄｄ 主電源

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】