JP2012028912A - 局側光通信装置および誤発光検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 加入者側光通信装置の誤発光の発生を高速に検出し警報を発出することが可能な局側光通信装置および誤発光検出方法を提供することを目的としている。
【解決手段】 局側光通信装置において、複数の加入者側光通信装置から送信され時分割多重された光信号を受信する光受信部と、全ての前記加入者側光通信装置の光信号の送信を禁止した発光禁止区間における前記光受信部による受信結果に基づいて前記加入者側光通信装置の誤発光を検出する誤発光検出部と、を備えたものである。
【選択図】 図２

Description

この発明は、例えばＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムに関し、特に、加入者側光通信装置であるＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）の誤発光の検出を行う局側光通信装置であるＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）および誤発光検出方法に関するものである。

従来、複数のＯＮＵが光ファイバ媒体を共有してＯＬＴにデータの伝送を行なう媒体共有型通信であるＰＯＮシステムにおいて、ＯＮＵの監視部が、ＯＮＵの光送受信部の発光異常と判定し、異常発光（以下、誤発光という）したことを示す情報をＯＬＴに通知するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−３１８５２４号公報

特許文献１に開示された従来の誤発光検出方法では、誤発光したことを示す情報をＯＮＵからＯＬＴに通知するようにしていたので、所定の発光タイミングを示すグラントにてＯＮＵが光信号を送信できないような誤発光の発生状況では、ＯＮＵがＯＬＴに警報を通知できない場合があるという問題点があった。ひいては、通常ＯＬＴ側に設置された監視制御システムにおいてＯＮＵの誤発光によるシステム障害の状態が把握されず、システム運用がスムーズに行かなくなるといった懸念があった。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、既存のＯＮＵトラフィック制御に影響を与えずに、加入者側光通信装置の誤発光の発生を高速に検出し警報を発出することが可能な局側光通信装置および誤発光検出方法を提供することを目的としている。

この発明に係る局側光通信装置は、複数の加入者側光通信装置から送信され時分割多重された光信号を受信する光受信部と、全ての前記加入者側光通信装置の光信号の送信を禁止した発光禁止区間における前記光受信部による受信結果に基づいて前記加入者側光通信装置の誤発光を検出する誤発光検出部と、を備えたものである。

この発明によれば、局側光通信装置において、加入者側光通信装置の誤発光の発生を検出し警報を発出することが可能になるという効果を奏する。

この発明の実施の形態１による局側光通信装置を含むネットワークシステムを示す構成図 この発明の実施の形態１による局側光通信装置を示す構成図 この発明の実施の形態１による局側光通信装置を説明するための説明図 この発明の実施の形態１による局側光通信装置を説明するための説明図 この発明の実施の形態２による局側光通信装置を説明するための説明図

実施の形態１．
この発明の実施の形態１による局側光通信装置は、複数の加入者側光通信装置から送信され時分割多重された光信号を受信し、誤発光検出回路が、その応答時間以上の所定の時間より長いガードタイム区間としての発光禁止区間における受信結果に基づいて加入者側光通信装置の誤発光の発生を検出し、警報信号が発出されるようにしたものである。これにより、局側光通信装置において、既存の帯域制御に影響を与えずに、加入者側光通信装置の誤発光の発生を高速に検出し警報を発出することが可能になるという効果を奏する。

図１は、この発明の実施の形態１による局側光通信装置を含むネットワークシステムを示す構成図である。なお、各図において、同一符号は同一または相当部分を示す。図１において、１は局側光通信装置であるＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）、２は加入者側光通信装置であるＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）、３は光ファイバ、４はスターカプラとしての光カプラ、５は表示手段である。ここで、複数のＯＮＵ２は、光ファイバ３と光カプラ４を介してひとつのＯＬＴ１と接続され、ＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムが構成される。ＯＬＴ１には上位のネットワークが接続され、各ＯＮＵ２には加入者の端末装置等が接続される。また、表示手段５は、例えば、ＯＬＴ１に接続され、ＰＯＮシステムの運用のための監視制御システムの一部として設けられた画像表示装置である。

図２は、この発明の実施の形態１による局側光通信装置を示す構成図である。なお、各図において、同一符号は同一または相当部分を示す。図２において、ＯＬＴ１は、ＰＯＮ ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）制御回路１１、光受信部を含む光送受信モジュール１２、受信光モニタ回路１３、比較器１４、ラッチ回路１５、ＯＮＵ発光禁止区間制御回路１６、光あり・なし判定回路１７を備えている。なお、受信光モニタ回路１３、比較器１４、ラッチ回路１５、ＯＮＵ発光禁止区間制御回路１６、および光あり・なし判定回路１７が誤発光検出部としての誤発光検出回路を構成する。ＰＯＮ ＭＡＣ制御回路１１は警報発出部を含む。また、図中（ａ）〜（ｄ）は、後述するタイミングチャートにて説明する誤発光検出回路内部の各信号を示している。

図３は、この発明の実施の形態１による誤発光検出回路の動作のタイミングチャートの一例を示す説明図である。以下、この発明の実施の形態１による誤発光検出回路の詳細動作について、このタイミングチャートを用いて説明する。なお、このタイミングチャートにおいては、回路動作を理解しやすくするために回路遅延等が理想的に無い場合として説明する。また、動作説明中の論理レベルであるＨｉレベル、Ｌｏｗレベル（図中、Ｈ、Ｌで表す）は説明をし易くするための一例であり、回路動作がこれに限られるものではない。

次に動作について詳細に説明する。図２、３において、各ＯＮＵからの光信号（ａ）としては、各ＯＮＵ２からＯＬＴ１へのバースト光信号である光信号ＯＮＵ＃Ａ、光信号ＯＮＵ＃Ｍ、光信号ＯＮＵ＃Ｎ等が光カプラ４を介して時分割多重され、光送受信モジュール１２に入力される。光送受信モジュール１２において、入力された光信号は、電気信号に変換されて受信データとして次段回路であるＰＯＮ ＭＡＣ制御回路１１へ出力されると同時に、受信光モニタ回路３により、その光強度が検出される。受信光モニタ回路３は、例えば光送受信モジュール２内の光受信器から、入力された光信号の光強度に比例して受光素子であるＰＤ（Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ）に流れる電流値を検出し、その電流値に応じた電圧値を示す電圧信号に変換することで実現できる。

次に、図２、３において、受信光モニタ回路１３にて検出された光強度を示す電圧信号は、比較器１４にて参照信号と比較される。ここで、参照信号は予め与えられた電圧レベルであり、例えば参照信号の電圧レベルをＯＬＴ１に入力される光信号の光強度の最小値に相当する電圧レベルに設定すれば良い。これにより、光信号ＯＮＵ＃Ａ、光信号ＯＮＵ＃Ｍ、光信号ＯＮＵ＃Ｎが存在する時間には比較器１４より比較器出力信号（ｂ）としてＨｉレベルが出力され、光信号ＯＮＵ＃Ａ、光信号ＯＮＵ＃Ｍ、光信号ＯＮＵ＃Ｎが存在しない時間には比較器１４より比較器出力信号（ｂ）としてＬｏｗレベルが出力される。なお、比較器１４は一般的なオペアンプを使用したコンパレータにより実現可能である。

次に、ラッチ回路１５の回路動作について説明する。図２、３において、比較器出力信号（ｂ）がラッチ回路１５に入力され、ラッチ回路１５は、ＯＮＵ発光禁止区間制御回路１６から送出された制御信号（ｃ）をトリガとして、比較器出力信号（ｂ）の論理レベルをラッチし、出力信号（ｄ）として出力する。なお、ＰＯＮ ＭＡＣ制御回路１１は、送信データに含めて光送受信モジュール１２経由で各ＯＮＵ２に送信するＰＯＮ ＭＡＣ制御のための光信号を利用して、各ＯＮＵ２の発光タイミングのスケジュールを管理している。ＯＮＵ発光禁止区間制御回路１６は、ＰＯＮ ＭＡＣ制御回路１１からのＯＮＵ発光禁止区間の情報を示す電気信号に基づいて、ＯＮＵ発光禁止区間を示す制御信号（ｃ）を発出している。ここで、制御信号（ｃ）のＯＮＵ発光禁止区間は、例えばＨｉレベルとして示している。ラッチ動作としては、制御信号（ｃ）がＯＮＵ発光禁止区間に対応するＨｉレベルで、かつ比較器出力信号（ｂ）が光信号ＯＮＵ＃Ｍに対応するＨｉレベルの時に、出力信号（ｄ）としてＨｉレベルを出力する。これにより、通常全てのＯＮＵ２で発光が行われない時間区間であるＯＮＵ発光禁止区間で光信号が受信された場合に、受信結果を示すＨｉレベルとして光あり・なし判定回路１７に通知されることになる。なお、ラッチ回路１５はフリップフロップ等により実現可能である。

このとき、ＯＮＵ発光禁止区間として、既存のＯＮＵトラフィク制御手段であるＤＢＡ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ Ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔ）に影響を与えずに、通常のトラフィックに挿入され、各ＯＮＵ２から送信されたバースト光信号間隔区間となるガードバンド区間を用いる。

なお、ＯＮＵ発光禁止区間として、通常のトラフィックに周期的に挿入され、ＰＯＮシステム上で認証済みのＯＮＵ２は発光を行わないディスカバリ区間を用いるようにしても良く、また、ＯＮＵ発光禁止区間として、ディスカバリ区間およびガードバンド区間の両方を用いることも可能であり、同様に既存のＤＢＡに影響を与えないという作用効果を奏する。

また、ＯＮＵ発光禁止区間は、これに限られるものではなく、要するに、全てのＯＮＵ２の光信号の送信が禁止され、正常動作においては、ＯＬＴ１が光信号を受信しないはずの期間であれば良い。ただし、ディスカバリ区間を用い、新規ＯＮＵ２がＰＯＮシステムに接続された場合には、新規認証のための光信号が受信されることになるものの、ＰＯＮ ＭＡＣ制御回路１１において、通常のディスカバリ動作により認証済みのＯＮＵ２の誤発光と区別し、通常の新規認証のための動作シーケンスに移行することが可能である。

次に、図２、３において、出力信号（ｄ）は光あり・なし判定回路１７に入力される。光あり・なし判定回路１７は、検出された出力信号（ｄ）のＨｉレベルが誤発光の検出として有効か無効かを判定し、有効な場合は誤発光の発生が検出された検出結果を示す電気信号をＰＯＮ ＭＡＣ制御回路１１に出力し、ＰＯＮ ＭＡＣ制御回路１１はＯＬＴ１に接続された表示手段５に警報信号を通知する。図３に示した本タイミングチャートの例では、光信号ＯＮＵ＃Ｍが発光禁止区間にて発光を行っている異常発光信号として検出され、警報が発出されることになる。

次に、光あり・なし判定回路１７における誤発光の検出の有効・無効判定方法について図４を用いて説明する。まず、前述の誤発光検出動作により、ＯＮＵ発光禁止区間としてのガードタイム区間Ｔｇ−１において１回目の出力信号（ｄ）のＨｉレベルが入力されたとする。この場合、ガードタイム区間Ｔｇ−１が誤発光検出回路の応答時間に比べて短い場合には、検出不可であり、ゆらぎなどにより隣接した光信号に対して誤検出が発生している可能性がある。このため、光あり・なし判定回路１７は、ＯＮＵ発光禁止区間制御回路１６からのガードタイム区間の情報を示す電気信号を利用して、誤発光検出回路の応答時間以上の所定の時間よりも長いガードタイム区間Ｔｇ−Ｋにて検出動作が行われるまでは無効と判定して繰り返し検出を行い、ガードタイム区間Ｔｇ−Ｋにて入力されたＫ回目の出力信号（ｄ）のＨｉレベルを有効として検出に使用する。これにより、検出された出力信号（ｄ）のＨｉレベルが誤発光の検出として有効か無効かの判定を行うことができる。

以上のように、この発明の実施の形態１による局側光通信装置は、複数の加入者側光通信装置から送信され時分割多重された光信号を受信し、誤発光検出回路が、その応答時間以上の所定の時間より長いガードタイム区間としての発光禁止区間における受信結果に基づいて加入者側光通信装置の誤発光の発生を検出し、警報信号が発出されるようにしたものである。これにより、次のような作用効果を奏する。

第１の効果として、ＯＬＴ１側で光あり・なしのみを高速に検出するため、誤発光による障害発生時に瞬時に監視制御システムに通知でき、システムの運用性能や保守性能を向上させることができるという効果を奏する。

第２の効果として、ディスカバリ区間やガードタイム区間といった、通常のトラフィックに挿入されている時間区間を用い、かつ、実トラフィックでは一般的な時間間隔であり、オペアンプなどで構成された検出回路動作として想定される数μｓ程度の発光禁止区間で誤発光の検出を行うことにより、正確な誤発光検出の判定動作を実現することができるという効果を奏する。

第３の効果として、光あり・なし判定回路１４にて上述の有効判定を行うことにより、誤検出を低減し、保守・運用性をより向上させることができるという効果を奏する。

第４の効果として、光あり・なしのみを検出するため、誤発光検出回路は通常のオペアンプ程度の比較的安価な部品で構成することが可能となり、誤発光検出回路を経済的に実現できるという効果も奏する。

実施の形態２．
この発明の実施の形態２による局側光通信装置は、実施の形態１と同様の構成に加え、誤発光の加入者側光通信装置を特定するための動作を行うように構成したものである。これにより、実施の形態１と同様の作用効果に加え、誤発光の加入者側光通信装置を高速に特定することが可能となり、システムの運用性能や保守性能が向上するという効果を奏する。

図５は、この発明の実施の形態２による局側光通信装置を説明するための説明図であり、図２に示した局側光通信装置と同様の構成において、誤発光の加入者側光通信装置を特定するための動作シーケンスを表すフローチャート図である。なお、各図において、同一符号は同一または相当部分を示す。ＰＯＮ ＭＡＣ制御回路１１は、実施の形態１と同一の構成に加え、さらに第１および第２の誤発光特定部としての機能部を含み、図５において、誤発光の加入者側光通信装置を特定するための動作を行う。以下、実施の形態１と同一の構成による同一の動作については説明を省略する場合がある。

次に動作について説明する。図５において、まず、実施の形態１と同様の動作に従い、誤発光検出回路が誤発光の検出を行う。ここでは、ＯＮＵ発光禁止区間としてディスカバリ区間を用いて説明する。ＯＮＵ発光禁止区間制御回路１６は、制御信号（ｃ）としてディスカバリ区間を示す電気信号を出力する（ステップＳＴ１）。光あり・なし判定回路１７においてディスカバリ区間にて無効と判定されたとき（ステップＳＴ２のＮＯ、図中Ｎで表す）、次回のディスカバリ区間出力のステップ（次回のステップＳＴ１）に戻る。

一方、光あり・なし判定回路１７においてディスカバリ区間にて有効と判定された誤発光が検出されたとき（ステップＳＴ２のＹＥＳ、図中Ｙで表す）、ＰＯＮ ＭＡＣ制御回路１１は、警報発出部の動作として警報信号を発出し、同時に誤発光のＯＮＵ２の特定作業に移行する（ステップＳＴ３）。

このとき、警報信号が通知された表示手段５による警報表示を見たＰＯＮシステムの運用者（以下、オペレータという）は、ＯＮＵ２のいずれかに誤発光が発生したという問題認識を得ることが可能となる。

なお、図示は省略しているが、上述のように、ディスカバリ区間を用い、新規ＯＮＵ２がＰＯＮシステムに接続された場合には、新規認証のための光信号が受信されることになるものの、ＰＯＮ ＭＡＣ制御回路１１において、通常のディスカバリ動作により認証済みのＯＮＵ２の誤発光と区別し、誤発光のＯＮＵ２の特定作業ではなく、通常の新規認証のためのディスカバリの動作シーケンスに移行することが可能である。また、ＰＯＮ ＭＡＣ制御回路１１は、ＯＮＵ２の誤発光ではないと判定したとき、警報信号を停止するようにしても良く、また、警報信号を発出しないようにしても良い。

次に、第１の誤発光特定部の動作としての誤発光のＯＮＵ２の特定手順において、ＰＯＮ ＭＡＣ制御回路１１は、まず各ＯＮＵ２の発光許可区間を示すグラントにて、個別のＯＮＵ２の発光が停止（以下、ＯＦＦという）しているか否かを検出する（ステップＳＴ４）。すなわち、ＰＯＮ ＭＡＣ制御回路１１は、個別の特定グラントにて発光ＯＦＦが確認された場合、該当のＯＮＵ２を発光タイミング異常などの問題が発生している不具合ＯＮＵとして特定し、誤発光特定完了の動作に移行する（ステップＳＴ４のＹＥＳ）。

なお、この第１の誤発光特定手順には、不具合ＯＮＵ以外の正常なＯＮＵ２の運用に影響を与えずに高速に特定可能という利点があるものの、例えば常時誤発光といった確認できない誤発光の発生状況が存在する。

一方、全ＯＮＵ２に対するグラントにて発光ＯＦＦが確認できなかった場合には（ステップＳＴ４のＮＯ）、ＰＯＮ ＭＡＣ制御回路１１は、第２の誤発光特定部の動作としての誤発光のＯＮＵ２の特定手順に移行する。すなわち、ＰＯＮ ＭＡＣ制御回路１１は、全ＯＮＵ２に発光禁止を通知し、その状態で遠隔シャットダウンにより、各ＯＮＵ２に個別にシャットダウンを行い、シャットダウンにより発光がＯＦＦに変化するＯＮＵ２が見つかるまで繰り返し（ステップＳＴ５のＮＯ）、発光がＯＦＦとなったシャットダウン対象ＯＮＵ２を不具合ＯＮＵとして特定し、誤発光特定完了の動作に移行する（ステップＳＴ５のＹＥＳ）。

なお、この第２の誤発光特定手順では、第１の誤発光特定手順に比べて時間がかかり、シャットダウンにより不具合ＯＮＵ以外の正常なＯＮＵ２の運用に影響を与えてしまうものの、確実に誤発光のＯＮＵ２の特定を行うことができる。従って、第１および第２の誤発光特定手順の順序の２段階により、比較的に高速で確実な特定動作を行うことが可能となる。

次に、誤発光特定完了の動作として、ＰＯＮ ＭＡＣ制御回路１１は、誤発光のＯＮＵ２の特定情報を示す特定完了の信号を表示手段５に通知し、誤発光のＯＮＵ２の特定作業を完了する（ステップＳＴ６）。

このとき、特定完了の信号が通知された表示手段５による特定情報の表示を見たオペレータは、誤発光のＯＮＵ２の特定情報を得ることが可能となる。その後、対象のＯＮＵ２がＰＯＮシステムから切り離された後、正常なＯＮＵ２がＰＯＮシステムに接続される。

次に、ＯＬＴ１のＰＯＮ ＭＡＣ制御回路１１は、接続された正常なＯＮＵ２のＰＯＮシステムへの再認証動作により再リンクアップを行い、ＰＯＮシステムを通常状態とし、運用再開となるのである（ステップＳＴ７）。

以上のように、この発明の実施の形態２による局側光通信装置においては、実施の形態１と同様の構成に加え、誤発光の加入者側光通信装置を特定するための動作を行うように構成している。これにより、実施の形態１と同様の作用効果に加え、次のような作用効果を奏する。

すなわち、上述の検出シーケンスにより、誤発光を起こしたＯＮＵ２を高速に特定することが可能となり、システムの運用性能や保守性能が向上するという効果を奏する。

なお、上述のように、この発明の実施の形態２による局側光通信装置においては、第１および第２の誤発光特定部としての誤発光のＯＮＵ２の特定動作を２段階に行う場合を示したが、特定手順がこれに限られるものでなく、例えば、第１または第２の誤発光特定部としての各特定動作だけを行うように構成しても良い。

また、上述のように、この発明の実施の形態１、２においては、誤発光検出部、警報発出部、第１および第２の誤発光特定部は、誤発光検出回路やＰＯＮ ＭＡＣ制御回路１１といった回路として説明したが、局側光通信装置に設けたマイクロコンピュータ等に実行させるコンピュータプログラムを用いてソフトウエア処理により実現するようにしても良い。

また、上述のように、この発明の実施の形態１、２においては、ＰＯＮシステムに適用する場合を示したが、適用システムがこれに限られるものではなく、要するに、複数の光通信装置からの時分割多重光信号を受信することで通信が行われるものであれば、どのような光通信システムにも適用可能である。

１ 局側光通信装置
２ 加入者側光通信装置
１１ ＰＯＮ ＭＡＣ制御回路
１２ 光送受信モジュール
１３ 受信光モニタ回路
１４ 比較器
１５ ラッチ回路
１６ ＯＮＵ発光禁止区間制御回路
１７ 光あり・なし判定回路

Claims (8)

1. 複数の加入者側光通信装置から送信され時分割多重された光信号を受信する光受信部と、
   全ての前記加入者側光通信装置の光信号の送信を禁止した発光禁止区間における前記光受信部による受信結果に基づいて前記加入者側光通信装置の誤発光を検出する誤発光検出部と、
   を備えたことを特徴とする局側光通信装置。
2. 前記発光禁止区間は、所定の時間より長いガードタイム区間であることを特徴とする請求項１に記載の局側光通信装置。
3. 前記発光禁止区間は、ディスカバリ区間であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の局側光通信装置。
4. 前記誤発光検出部は、前記光受信部で受信した光信号の光強度を示す電圧信号と所定の参照信号とを比較する比較器を含む誤発光検出回路として構成されたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の局側光通信装置。
5. 前記誤発光検出部による検出結果に基づいて警報信号を発出する警報発出部と、
   を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の局側光通信装置。
6. 前記加入者側光通信装置の光信号の送信を許可した発光許可区間における前記光受信部による受信結果に基づいて誤発光の前記加入者側光通信装置を特定する第１の誤発光特定部と、
   を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の局側光通信装置。
7. 全ての前記加入者側光通信装置の光信号の送信を禁止し、前記加入者側光通信装置の１つずつでシャットダウンを行い、このシャットダウン時における前記光受信部による受信結果に基づいて誤発光の前記加入者側光通信装置を特定する第２の誤発光特定部と、
   を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の局側光通信装置。
8. 複数の加入者側光通信装置から送信され時分割多重された光信号を受信する光受信ステップと、
   全ての前記加入者側光通信装置の光信号の送信を禁止した発光禁止区間における前記光受信ステップによる受信結果に基づいて前記加入者側光通信装置の誤発光を検出する誤発光検出ステップと、
   を備えたことを特徴とする誤発光検出方法。

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