JP2018157330A - 障害判定装置及びその制御方法、プログラム、並びに光ファイバ通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】デジタルコヒーレント方式を適用した光ファイバ通信システムにおいて発生した障害の原因を適切に特定できるようにする技術を提供する。【解決手段】障害判定装置は、受信信号光レベル（第１パラメータ）のモニタ値に基づいて第１パラメータの異常の有無を判定し（Ｓ５０４）、波長分散、偏波モード分散、及び位相スリップ指標（第２パラメータ）のモニタ値に基づいて第２パラメータの異常の有無を判定し（Ｓ５０６）、Ｏ／Ｅ変換後のＳＮＲ（第３パラメータ）のモニタ値の異常の有無に基づいて第３パラメータの異常の有無を判定する（Ｓ５０８）。障害原因判定部２１５は、第１パラメータに異常がある場合（Ｓ５０５でＹＥＳ）、第２及び第３パラメータについての判定を行わず、第１パラメータに異常がなく、かつ、第２パラメータに異常がある場合（Ｓ５０７でＹＥＳ）、第３パラメータについての判定を行わず、障害の原因を特定する（Ｓ５０９）。【選択図】図５

Description

本発明は、デジタルコヒーレント光伝送技術を用いた光ファイバ通信システムにおける障害原因を判定する技術に関するものである。

近年、デジタル信号処理技術を光ファイバ通信に適用した光ファイバ通信システムにおいて、送受信回路内に設けたデジタル信号処理器（DSP：Digital Signal Processor）により、信号光のコヒーレント検波が実現されている。信号光のコヒーレント検波により、信号光の受信感度を高めることが可能である。また、デジタル信号処理技術の活用により、光ファイバ伝送路（光伝送路）の波長分散及び偏波モード分散、信号光の位相スリップ、Ｏ／Ｅ（光／電気）変換後の信号対雑音比（ＳＮＲ：Signal-to-Noise Ratio）といったパラメータをモニタすることが可能である。

このようなデジタルコヒーレント方式を適用した光ファイバ通信システムにおける障害の発生時には、ネットワーク保守員による障害対応を支援するために障害の原因を特定することが必要になる。特許文献１には、信号光の光レベルが異常値であるかを判定することで、異常値に対応する箇所を故障個所と判定する方法が記載されている。特許文献２には、コヒーレント信号光ファイバ通信システムにおいて、偏波モード分散、偏光依存損失、及び色分散のうちの少なくとも１つのパラメータの値に基づいて、障害の発生を監視する方法が記載されている。

特開２０１４−２７５７４号公報 特表２０１４−５０３１４２号公報

上述の従来技術では、信号光の光レベルの異常や光伝送路の偏波モード分散の異常等を原因とした障害の判定が行われている。しかし、光ファイバ通信システムにおいて障害が発生した際に、それぞれ異なる原因に起因した障害の判定に用いられる複数の判定方法を組み合わせて使用した場合、障害の原因を適切に判別することができない可能性がある。その場合、発生した障害の原因を正しく特定することができなくなる。

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものである。本発明は、デジタルコヒーレント方式を適用した光ファイバ通信システムにおいて発生した障害の原因を適切に特定できるようにする技術を提供することを目的としている。

本発明の一態様の係る障害判定装置は、デジタルコヒーレント方式の光ファイバ通信システムの障害判定装置であって、前記光ファイバ通信システムにおける障害の発生を検出した光伝送装置から、当該光伝送装置がデジタル信号処理によってモニタしている複数のパラメータのモニタ値を取得する取得手段であって、前記複数のパラメータは、前記光伝送装置における受信信号光のレベルを示す第１パラメータと、前記受信信号光の位相特性に影響する第２パラメータと、ノイズの影響を示す第３パラメータとを含む、前記取得手段と、前記第１パラメータのモニタ値に基づいて前記第１パラメータの異常の有無を判定し、前記第２パラメータのモニタ値に基づいて前記第２パラメータの異常の有無を判定し、前記第３パラメータのモニタ値に基づいて前記第３パラメータの異常の有無を判定し、当該判定の結果に基づいて前記障害の原因を特定する特定手段と、を備え、前記特定手段は、前記第１パラメータに異常があると判定すると、前記第２及び第３パラメータについての判定を行わずに前記障害の原因を特定し、前記第１パラメータに異常がなく、かつ、前記第２パラメータに異常があると判定すると、前記第３パラメータについての判定を行わずに前記障害の原因を特定することを特徴とする。

本発明の一態様の係る光ファイバ通信システムは、障害判定装置と光伝送装置とを備える、デジタルコヒーレント方式の光ファイバ通信システムであって、前記光伝送装置は、前記光伝送装置における受信信号光のレベルを示す第１パラメータと、前記受信信号光の位相特性に影響する第２パラメータと、ノイズの影響を示す第３パラメータとを含む、複数のパラメータをデジタル信号処理によってモニタするモニタ手段と、前記光ファイバ通信システムにおける障害の発生を検出する検出手段と、前記検出手段によって障害の発生が検出されると、前記障害の発生を検出したことを示す障害発生通知を前記障害判定装置へ送信する通知手段と、を備え、前記障害判定装置は、前記障害発生通知を受信する受信手段と、前記障害発生通知が受信されると、当該障害発生通知の送信元の光伝送装置から、当該光伝送装置がデジタル信号処理によってモニタしている前記複数のパラメータのモニタ値を取得する取得手段と、前記第１パラメータのモニタ値に基づいて前記第１パラメータの異常の有無を判定し、前記第２パラメータのモニタ値に基づいて前記第２パラメータの異常の有無を判定し、前記第３パラメータのモニタ値に基づいて前記第３パラメータの異常の有無を判定し、当該判定の結果に基づいて前記障害の原因を特定する特定手段と、を備え、前記特定手段は、前記第１パラメータに異常があると判定すると、前記第２及び第３パラメータについての判定を行わずに前記障害の原因を特定し、前記第１パラメータに異常がなく、かつ、前記第２パラメータに異常があると判定すると、前記第３パラメータについての判定を行わずに前記障害の原因を特定することを特徴とする。

本発明によれば、デジタルコヒーレント方式を適用した光ファイバ通信システムにおいて発生した障害の原因を適切に特定することが可能になる。

一実施形態に係るネットワーク構成例を示す図 一実施形態に係る障害判定装置の構成例を示すブロック図 一実施形態に係る光伝送装置の構成例を示すブロック図 一実施形態に係る光伝送装置で実行される処理の手順を示すフローチャート 一実施形態に係る障害判定装置で実行される処理の手順を示すフローチャート 一実施形態に係る障害判定装置が光伝送装置から取得するデータの例を示す図 一実施形態に係る障害判定装置で実行される処理の手順を示すフローチャート

以下、本発明の例示的な実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各図においては、実施形態の説明に必要ではない構成要素については図から省略する。

＜ネットワーク構成＞
図１は、本実施形態に係るネットワーク構成例を示す図である。図１（Ａ）は、障害判定装置１と光伝送装置１１，１２との通信に制御管理網１０が用いられる例を示しており、図１（Ｂ）は、光伝送装置１１，１２間の通信に監視光が用いられ、光伝送装置１２と障害判定装置１とが通信可能に接続される例を示している。図１に示すように、光伝送装置１１，１２は、それぞれがコヒーレント信号光を送受信可能な複数の光送受信器を備え、各光送受信器は、光合波分波部１３を介して光伝送路に接続される。光伝送路には、１つ以上の光増幅器が設けられる。このように、光伝送装置１１，１２，光合波分波部１３、及び光伝送路は、デジタルコヒーレント方式の光ファイバ通信システムを構成している。当該光ファイバ通信システムは、図１に示すように、当該システムにおいて発生する障害を特定する障害判定装置１を備える。

図１（Ａ）の構成では、光伝送装置１１，１２は、それぞれ、制御管理網１０を介して障害判定装置１と通信可能である。また、図１（Ｂ）の構成では、光伝送装置１２は、障害判定装置１と接続されており、光伝送路を介さずに障害判定装置１と通信可能である。光伝送装置１２は、監視光を用いて光伝送装置１１と通信することで、光伝送装置１１を介して障害判定装置１との間でデータの送受信が可能である。なお、監視光には、データが収容される信号光とは異なる波長が用いられる。

＜障害判定装置の構成＞
図２（Ａ）は、障害判定装置１のハードウェア構成例を示すブロック図である。障害判定装置１は、ＣＰＵ２０１、ＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３、補助記憶装置２０４、及び通信インタフェース（Ｉ／Ｆ）２０５を備え、これらのデバイスはバス２００に接続される。ＣＰＵ２０１が、ＲＯＭ２０２又は補助記憶装置２０４に格納されているプログラムをＲＡＭ２０３に読み出して実行することで、障害判定装置１が有する各機能が実現される。補助記憶装置２０４は、例えば、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）である。通信Ｉ／Ｆ２０５は、光伝送装置１１，１２等の外部装置と通信するためのＩ／Ｆである。

図２（Ｂ）は、障害判定装置１の機能構成例を示すブロック図である。障害判定装置１は、通信制御部２１１、設定情報保持部２１２、通知検出部２１３、情報取得部２１４、及び障害原因判定部２１５を有する。障害判定装置１において、これらの各ブロックの機能は、ソフトウェア、ハードウェア、又はソフトウェア及びハードウェアの組み合わせによって実現されうる。ソフトウェアによって実現される場合、障害判定装置１が備える１つ以上のプロセッサが記憶装置に格納されているプログラム（コンピュータプログラム）を読み出して実行することによって各機能が実現されうる。本実施形態では、ＣＰＵ２０１がＲＯＭ又は補助記憶装置２０４に格納されているプログラムを実行することによって各機能が実現される。

通信制御部２１１は、通信Ｉ／Ｆ２０５を制御して外部装置との通信を行う。設定情報保持部２１２は、受信信号特性に影響するパラメータ（例えば、信号光レベル、波長分散、偏波モード分散、及びＳＮＲ）の異常を判定するための設定情報（閾値）を保持する。通知検出部２１３は、通信制御部２１１によって受信される障害発生通知を検出する。通知検出部２１３は、障害発生通知を検出した場合に情報取得部２１４の動作を開始させる。なお、後述するように、障害発生通知には、障害の発生が検出された時刻を示す検出時刻情報、及び障害の発生が検出された光送受信器を示す検出装置情報が含まれる。

情報取得部２１４は、通信制御部２１１を介して外部装置（光伝送装置１１，１２）から、必要なデータを取得し、取得したデータを保持する。なお、情報取得部２１４が取得するデータには、光送受信器による各種パラメータのモニタ（モニタリング）によって得られる各種モニタ値（パラメータ値）が含まれる。本実施形態では、これらのモニタ値には、光レベル値、波長分散値、偏波モード分散値、ＳＮＲ値、及び位相スリップ指標が含まれる。

障害原因判定部２１５は、情報取得部２１４によって取得されたデータと、設定情報保持部２１２が保持している設定情報とに基づいて、光ファイバ通信システムにおいて発生した障害の原因を判定する。また、障害原因判定部２１５は、障害原因の判定結果を、通信制御部２１１を介して外部装置へ送信可能である。

＜光伝送装置の構成＞
図３は、光伝送装置１１，１２のハードウェア構成例を示すブロック図である。光伝送装置１１，１２は、複数の光送受信器３０１、（複数の）モニタ値記録部３０２、（複数の）障害検出部３０３、及び通信Ｉ／Ｆを備える。図３（Ａ）は、複数の光送受信器３０１のそれぞれに対してモニタ値記録部３０２及び障害検出部３０３が設けられる例を示している。また、図３（Ｂ）は、複数の光送受信器３０１によって１つのモニタ値記録部３０２及び１つの障害検出部３０３が共有される例を示している。

光送受信器３０１は、デジタル信号処理器（ＤＳＰ）を備え、光伝送路を介したコヒーレント信号光の送受信を行う。また、光送受信器３０１は、内部のＤＳＰによる信号処理によって、光伝送路の波長分散及び偏波モード分散（群遅延時間差）、受信信号光の位相スリップの有無を示す位相スリップ指標、受信信号光のＯ／Ｅ（光／電気）変換後のＳＮＲ、並びに受信信号光のレベルを含む、複数のパラメータをモニタすることが可能である。通信Ｉ／Ｆ３０４は、外部装置（障害判定装置１）と通信するためのＩ／Ｆであり、制御管理網１０に接続されるか（図１（Ａ））、又は外部装置と接続される（図１（Ｂ））。

モニタ値記録部３０２は、対応する光送受信器３０１による各パラメータのモニタによって得られたモニタ値を、当該モニタ値が取得された時刻とともに記録する。なお、記録されるモニタ値及び時刻を示すデータは、光伝送装置１１，１２内の記憶装置（図示せず）に格納される。また、モニタ値記録部３０２は、記録したモニタ値を含むデータを、通信Ｉ／Ｆ３０４を介して外部装置（障害判定装置１）へ送信できる。

障害検出部３０３は、対応する光送受信器３０１が受信した信号光（受信信号光）の受信処理において得られる、誤り訂正後の受信信号特性である符号誤り率が、予め設定されている閾値を超えたか否かを判定することで、障害の発生を検出する。障害検出部３０３は、受信信号の特性劣化に起因して障害が発生したことを示す障害発生通知を、通信Ｉ／Ｆ３０４を介して外部装置（障害判定装置１）へ送信できる。障害発生通知には、障害の発生を検出した光送受信器３０１（いずれの光送受信器３０１において障害の発生が検出されたか）を示す検出装置情報、及び障害の発生を検出した時刻を示す検出時刻情報が含められる。

＜光伝送装置１１，１２における処理手順＞
図４は、光伝送装置１１，１２において実行される処理の手順を示すフローチャートである。なお、光伝送装置１１，１２では、誤り訂正後の受信信号特性（符号誤り率）について、障害の発生を検出するための閾値が予め設定される。

光伝送装置１１，１２が起動すると、Ｓ４０１で、光送受信器３０１は、受信信号光を用いて各種パラメータをモニタするモニタ機能を起動することで、各種パラメータのモニタを開始する。光送受信器３０１は、モニタ機能によって得られたモニタ値をモニタ値記録部３０２へ出力する。また、光送受信器３０１は、受信信号光の受信処理において得られる符号誤り率を、障害検出部３０３へ出力する。

具体的には、光送受信器３０１は、上述のように、光伝送路の波長分散及び偏波モード分散（群遅延時間差）、位相スリップ指標（位相スリップの有無を示すパラメータ）、受信信号光のＯ／Ｅ変換後のＳＮＲ、並びに受信信号光のレベルを含む、複数のパラメータをモニタする。本実施形態では、波長分散、偏波モード分散、及び位相スリップの有無を示す位相スリップ指標は、受信信号光の位相特性に影響する第２パラメータの一例である。また、受信信号光のＯ／Ｅ変換後のＳＮＲは、ノイズの影響を示す第３パラメータの一例である。このように、光送受信器３０１は、光伝送装置１１，１２における受信信号光のレベルを示す第１パラメータと、受信信号光の位相特性に影響する第２パラメータと、ノイズの影響を示す第３パラメータとを含む、複数のパラメータをモニタする。

光送受信器３０１からモニタ値が出力されると、Ｓ４０２で、モニタ値記録部３０２は、当該モニタ値と、当該モニタ値が出力（取得）された時刻を含むデータを、記憶装置に記録する。なお、記憶装置の記憶容量の制限を考慮して、モニタ値記録部３０２は、記憶装置へ記録されてから、予め設定された保存期間が経過したデータを記憶装置から削除することで、不要となったデータを削除する。

次にＳ４０３で、障害検出部３０３は、光送受信器３０１から出力された符号誤り率が、予め設定された閾値を超えたか否かを確認することによって、障害の発生を検出したか否かを判定する。ここで、障害検出部３０３は、符号誤り率が閾値を超えていない場合には、障害の発生を検出していないと判定し、処理をＳ４０２へ戻し、符号誤り率が閾値を超えた場合には、障害の発生を検出したと判定し、処理をＳ４０４へ進める。

Ｓ４０４で、障害検出部３０３は、受信信号の特性劣化に起因して障害が発生したことを示し、かつ、検出時刻情報及び検出装置情報を含む障害発生通知を、障害判定装置１へ送信する。なお、障害発生通知は、図１（Ａ）に示すネットワーク構成では制御管理網１０を介して、又は、図１（Ｂ）に示すネットワーク構成では必要に応じて監視光を用いて、光伝送装置１１，１２から障害判定装置１へ送信される。図１（Ｂ）の場合、障害が光伝送装置１１で検出された場合には、障害発生通知は、光伝送装置１１から、監視光を経由して光伝送装置１２へ通知され、その通知が光伝送装置１２から障害判定装置１へ送信される。また、障害が光伝送装置１２で検出された場合には、障害発生通知は、（監視光を経由せず）光伝送装置１２から障害判定装置１へ送信される。障害発生通知の送信完了後、処理がＳ４０２へ戻る。

＜障害判定装置１における処理手順＞
図５は、障害判定装置１において実行される処理の手順を示すフローチャートである。なお、障害判定装置１で動作する時計の時刻と光伝送装置１１，１２で動作する時計の時刻とは予め同期化されているものとする。

障害判定装置１において、光ファイバ通信システムにおいて発生した障害の原因を判定する機能の実行が開始されると、図５に示す手順に従った処理が開始される。まずＳ５０１で、設定情報保持部２１２は、障害原因判定部２１５が各パラメータの異常を判定するために用いる、下記の閾値を設定する。
●光レベルの異常を判定するための閾値Ｔｈ１１，Ｔｈ１２
●波長分散の異常を判定するための閾値Ｔｈ２１，Ｔｈ２２
●偏波モード分散の異常を判定するための閾値Ｔｈ３
●Ｏ／Ｅ変換後のＳＮＲの異常を判定するための閾値Ｔｈ４

次に、Ｓ５０２で、通知検出部２１３は、光伝送装置１１，１２から障害発生通知を受信したか否かを判定する。通知検出部２１３は、当該通知を受信するまでこの判定を繰り返し、当該通知を受信すると、情報取得部２１４の動作を開始させることで、処理をＳ５０３へ進める。なお、通知検出部２１３は、障害発生通知に含まれる検出装置情報及び検出時刻情報を、ＲＡＭ２０３又は補助記憶装置２０４に保存する。

Ｓ５０３で、情報取得部２１４は、Ｓ５０２において保存された検出時刻情報が示す時刻（障害検出時刻）及びその前後の時間を含む時間範囲（例えば、障害検出のＸ秒前から障害発生のＹ秒後までの範囲）内の、各パラメータのモニタ値のデータを、障害発生通知の送信元の光伝送装置（本実施形態では、光伝送装置１２とする。）から取得する。本実施形態では、情報取得部２１４は、光レベル値、波長分散値、偏波モード分散値、ＳＮＲ値、及び位相スリップ指標のデータを、光伝送装置１２から取得する。

上記の時間範囲は、モニタ値ごとに予め設定されていてもよいし、全モニタ値について共通に設定されていてもよい。また、上記の時間範囲は、光伝送装置１１，１２において予め設定されていてもよいし、情報取得部２１４が光伝送装置１１，１２に対して指定してもよい。このように、光伝送装置１２から取得するモニタ値を、一定の時間範囲内のモニタ値に絞ることで、取得するデータ量を削減できる。

その後、Ｓ５０４〜Ｓ５０８において、取得されたモニタ値（パラメータ値）に基づく判定処理が、障害原因判定部２１５によって行われる。

まず、Ｓ５０４で、障害原因判定部２１５は、光伝送装置１１から取得したデータに含まれる光レベル値に基づいて、受信信号光レベルの異常の有無を判定する判定処理を行う。具体的には、障害原因判定部２１５は、光レベル値が閾値Ｔｈ１１から閾値Ｔｈ１２までの範囲内でなければ、受信信号光レベルに異常があると判定することで、光レベルの異常を検出する。

その後、Ｓ５０５で、障害原因判定部２１５は、光レベルの異常を検出していない場合には、処理をＳ５０６へ進め、光レベルの異常を検出した場合には、Ｓ５０６〜Ｓ５０８の処理を行わずに、処理をＳ５０９へ進める。

ここで、受信信号光レベルに異常がある場合には、光伝送装置１１，１２では、光送受信器３０１のＤＳＰが、受信信号光を正しくモニタできなくなる。即ち、Ｓ５０６における、受信信号光の位相特性に影響するパラメータの異常の有無の判定、及びＳ５０８における、受信信号光のＯ／Ｅ変換後のＳＮＲの異常の有無の判定を適切に行えず、誤った判定結果が得られてしまう可能性がある。したがって、光レベルの異常を検出した場合には、Ｓ５０６及びＳ５０８の判定を行わないようにすることによって、そのような誤った判定結果が得られてしまうことを防止できる。また、光レベルの異常の有無の判定を最初に行うことで、Ｓ５０６及びＳ５０８の判定において誤った判定結果が得られてしまうことを未然に防止できる。

Ｓ５０６で、障害原因判定部２１５は、光伝送装置１１から取得したデータに基づいて、受信信号光の位相特性に影響するパラメータの異常の有無を判定する判定処理を行う。本実施形態では、障害原因判定部２１５は、Ｓ５１１、Ｓ５１２及びＳ５１３において順に、光伝送装置１１から取得したデータに含まれる波長分散値、偏波モード分散値、及び位相スリップ指標に基づく判定処理を行う。

Ｓ５１１では、障害原因判定部２１５は、光伝送装置１１から取得したデータに含まれる波長分散値に基づいて、光伝送路の波長分散の異常の有無を判定する判定処理を行う。具体的には、障害原因判定部２１５は、波長分散値が閾値Ｔｈ２１から閾値Ｔｈ２２までの範囲内でなければ、波長分散に異常があると判定することで、波長分散の異常を検出する。

Ｓ５１２では、障害原因判定部２１５は、光伝送装置１１から取得したデータに含まれる偏波モード分散値に基づいて、光伝送路の偏波モード分散の異常の有無を判定する判定処理を行う。具体的には、障害原因判定部２１５は、偏波モード分散値（群遅延時間差）が閾値Ｔｈ３以上であれば、偏波モード分散に異常があると判定することで、偏波モード分散の異常を検出する。

Ｓ５１３では、障害原因判定部２１５は、位相スリップ指標に基づいて、受信信号光における位相スリップの発生の有無を判定する判定処理を行う。具体的には、障害原因判定部２１５は、位相スリップ指標が、位相スリップが発生していないことを示す「０」である場合、位相スリップは発生していないと判定する。一方、障害原因判定部２１５は、位相スリップ指標が、位相スリップの発生を示す「１」である場合、位相スリップが発生したと判定することで、位相スリップの発生（位相変化の異常）を検出する。

その後、Ｓ５０７で、障害原因判定部２１５は、Ｓ５０６（Ｓ５１１〜Ｓ５１３）において何らの異常も検出していない場合には、処理をＳ５０８へ進め、何らかの異常を検出した場合には、Ｓ５０８の処理を行わずに、処理をＳ５０９へ進める。

ここで、波長分散の異常、偏波モード分散の異常、及び位相スリップの発生は、受信信号光のＯ／Ｅ変換後のＳＮＲの劣化をもたらす。このため、波長分散等の異常が発生した場合にＳＮＲの異常の有無を判定しても、ＳＮＲの異常が、波長分散等の異常に起因するのか、ノイズに起因するのかを判別できない。また、受信信号光レベルに異常がある場合にＳＮＲの異常の有無を判定しても、ＳＮＲの異常が、光レベルの異常に起因するのか、ノイズに起因するのかを判別することができない。このため、光レベル、波長分散及び偏波モード分散の異常、並びに位相スリップの発生のいずれか検出した場合、ＳＮＲの異常の有無の判定（Ｓ５０８）を行わないことで、上記の判別の困難性に起因して障害原因の特定に誤りが生じることを防止できる。

Ｓ５０８で、障害原因判定部２１５は、光伝送装置１１から取得したデータに含まれるＳＮＲ値に基づいて、受信信号光のＯ／Ｅ変換後のＳＮＲの異常の有無を判定する判定処理を行う。具体的には、障害原因判定部２１５は、ＳＮＲ値が閾値Ｔｈ４以下であれば、受信信号光のＯ／Ｅ変換後のＳＮＲに異常があると判定することで、ＳＮＲの異常を検出する。

最後にＳ５０９で、障害原因判定部２１５は、Ｓ５０４、Ｓ５０６（Ｓ５１１〜Ｓ５１３）及びＳ５０８における判定の結果に基づいて、光ファイバ通信システムにおいて発生した障害の原因を特定する。なお、障害原因判定部２１５は、Ｓ５０４、Ｓ５０６（Ｓ５１１〜Ｓ５１３）及びＳ５０８のいずれにおいても何らの異常を検出しなかった場合には、その他の要因で障害が発生したと判定する。

具体的には、障害原因判定部２１５は、光レベルの異常を検出した場合には、受信信号光の光レベルの異常を障害の原因と特定する。また、障害原因判定部２１５は、Ｓ５１１〜Ｓ５１３の少なくともいずれかにおいて異常を検出した場合には、異常を検出した各パラメータについて、それぞれのパラメータの異常を障害の原因として特定する。例えば、波長分散及び偏波モード分散の異常を検出した場合には、波長分散及び偏波モード分散の異常を障害の原因と特定する。あるいは、波長分散の異常及び位相スリップの発生を検出した場合には、波長分散の異常及び位相スリップの発生を障害の原因と特定する。また、障害原因判定部２１５は、ＳＮＲの異常を検出した場合には、ノイズによるＳＮＲの劣化を障害の原因と特定する。その後、障害原因判定部２１５は、処理を終了する。

なお、Ｓ５１１、Ｓ５１２及びＳ５１３の３つのステップは、図５に示される順序に限定されず、任意の順序に変更することが可能である（３つのステップの順列の総数は６であるため、６パターンの順序を実現できる）。障害原因判定部２１５は、例えば、Ｓ５１２、Ｓ５１１及びＳ５１３の順に各ステップの処理を行ってもよし、Ｓ５１３、Ｓ５１２及びＳ５１１の順に各処理を行ってもよい。

（具体例）
次に、図５に示す処理の具体例について説明する。本例では、光伝送路の偏波モード分散に異常が発生し、光伝送装置１２において時刻「2017/01/19 09:13:14」に障害の発生が検出された場合を想定する。また、障害判定装置１において、情報取得部２１４が、障害発生通知の受信に応じて、障害検出時刻の前後２秒の時間範囲のデータを光伝送装置１２から取得し、設定情報保持部２１２が、以下の閾値を設定するものとする。
●光レベルの異常を判定するための閾値Ｔｈ１１＝−１５［ｄＢｍ］
Ｔｈ１２＝＋１０［ｄＢｍ］
●波長分散の異常を判定するための閾値Ｔｈ２１＝−２００［ｐｓ／ｎｍ］
Ｔｈ２２＝＋２００［ｐｓ／ｎｍ］
●偏波モード分散の異常を判定するための閾値Ｔｈ３＝１５［ｐｓ］
●Ｏ／Ｅ変換後のＳＮＲの異常を判定するための閾値Ｔｈ４＝１５［ｄＢ］

図５のフローチャートに従って説明すると、Ｓ５０２で、通知検出部２１３は、時刻「2017/01/19 09:13:14」を示す検出時刻情報を含む障害発生通知を、光伝送装置１２から受信する。この障害発生通知の受信に応じて、Ｓ５０３で、情報取得部２１４は、図６に示されるデータを光伝送装置１２から取得したものとする。

その後、Ｓ５０４で、障害原因判定部２１５は、取得した光レベルデータの各モニタ値が、閾値Ｔｈ１１から閾値Ｔｈ１２までの範囲内であるため、受信信号光レベルに異常はないと判定する。その結果、障害原因判定部２１５は、処理をＳ５０６へ進める。

Ｓ５１１で、障害原因判定部２１５は、取得した波長分散データの各モニタ値が閾値Ｔｈ２１から閾値Ｔｈ２２までの範囲内であるため、波長分散に異常はないと判定する。また、Ｓ５１２で、障害原因判定部２１５は、取得した偏波モード分散データにおける時刻「2017/01/19 09:13:14」のモニタ値（＝２５［ｐｓ］が、閾値Ｔｈ３（＝１５［ｐｓ］）以上であるため、偏波モード分散に異常があると判定する。これにより、偏波モード分散の異常が検出される。更に、Ｓ５１３で、障害原因判定部２１５は、取得した位相スリップデータの各位相スリップ指標が「０」であるため、位相スリップは発生していないと判定する。

障害原因判定部２１５は、偏波モード分散の異常を検出したので、Ｓ５０８の判定を行わずにＳ５０９へ処理を進め、偏波モード分散の異常を障害の原因と特定する。

以上説明したように、本実施形態では、情報取得部２１４は、光ファイバ通信システムにおける障害の発生を検出した光伝送装置（光伝送装置１１，１２）から、当該光伝送装置がデジタル信号処理によってモニタしている複数のパラメータのモニタ値を取得する。この複数のパラメータは、光伝送装置における受信信号光のレベルを示す第１パラメータと、受信信号光の位相特性に影響する第２パラメータと、ノイズの影響を示す第３パラメータとを含む。第２パラメータは、例えば、光伝送路の波長分散、光伝送路の偏波モード分散、及び受信信号光における位相スリップの有無を示す位相スリップ指標である。第３パラメータは、例えば、受信信号光のＯ／Ｅ変換後のＳＮＲである。

障害原因判定部２１５は、第１パラメータのモニタ値に基づいて第１パラメータの異常の有無を判定し、第２パラメータのモニタ値に基づいて第２パラメータの異常の有無を判定し、第３パラメータのモニタ値に基づいて第３パラメータの異常の有無を判定する。障害原因判定部２１５は、当該判定の結果に基づいて障害の原因を特定する。その際、障害原因判定部２１５は、第１パラメータに異常があると判定すると、第２及び第３パラメータについての判定を行わずに障害の原因を特定する。また、障害原因判定部２１５は、第１パラメータに異常がなく、かつ、第２パラメータに異常があると判定すると、第３パラメータについての判定を行わずに障害の原因を特定する。

本実施形態によれば、受信信号光レベル、波長分散、偏波モード分散、及びＯ／Ｅ変換後のＳＮＲといった、障害の原因となりうる複数のパラメータについての異常の有無の判定に基づいて障害の原因を特定する場合に、障害の原因を判別できなくなることを防止できる。例えば、受信信号光のレベルに異常があり、受信信号光を正しくモニタできない状況で波長分散についての判定を行い、その判定結果に基づいて障害の原因を誤って特定してしまうことを防止できる。また、例えば、波長分散に異常があり、波長分散の異常に起因してＳＮＲが劣化している状況でＳＮＲについての判定を行い、その判定結果に基づいて障害の原因を誤って特定（波長分散の異常だけでなくノイズを原因として特定）してしまうことを防止できる。したがって、デジタルコヒーレント方式を適用した光ファイバ通信システムにおいて発生した障害の原因を適切に特定することが可能になる。

＜障害判定装置１における処理手順の変形例＞
次に、図７を参照して、障害判定装置１において実行される処理の手順の変形例について説明する。本例では、パラメータの異常の判定精度をより高めるために、光伝送装置１１，１２によって障害の発生が検出された時刻（障害検出時刻）と、判定対象のモニタ値（パラメータ値）に異常が生じた時刻とが一致する場合に、当該パラメータに異常があると判定する。図７は、障害判定装置１において実行される処理の手順を示すフローチャートである。なお、障害判定装置１で動作する時計の時刻と光伝送装置１１，１２で動作する時計の時刻とは予め同期化されているものとする。

図７の手順は、Ｓ７０１が追加されている点で、図５の手順と異なっている。Ｓ７０１では、情報取得部２１４は、Ｓ５０３において取得した一定の時間範囲のモニタ値から、Ｓ５０２における障害検出通知に含まれる検出時刻情報が示す障害検出時刻のモニタ値を抽出する。また、図７の手順は、Ｓ７０１において抽出されたモニタ値のみがＳ５０４、Ｓ５０６及びＳ５０８における判定に使用される点で、図５の手順と異なっている。

具体的には、Ｓ５０４で、障害原因判定部２１５は、Ｓ７０１において抽出された、障害検出時刻の光レベル値に基づいて、受信信号光レベルの異常の有無を判定する判定処理を行う。即ち、障害原因判定部２１５は、障害検出時刻の光レベル値が閾値Ｔｈ１１から閾値Ｔｈ１２までの範囲内でなければ、障害検出時刻において判定対象の光レベル値に異常が生じていると判定し、受信信号光レベルに異常があると判定する。なお、障害原因判定部２１５は、Ｓ５０６（Ｓ５１１、Ｓ５１２及びＳ５１３）及びＳ５０８においても同様の処理を行う。

本例では、障害原因判定部２１５は、複数のパラメータのそれぞれについて、当該パラメータの所定の時間範囲内のモニタ値に異常が生じた時刻が障害検出時刻と一致していれば、当該パラメータに異常があると判定する。これにより、パラメータの異常の判定精度をより高めることが可能になる。その結果、デジタルコヒーレント方式を適用した光ファイバ通信システムにおいて発生した障害の原因特定の精度を高めることが可能になる。

［その他の実施形態］
なお、上述の実施形態に係る障害判定装置１は、コンピュータを障害判定装置１として機能させるためのコンピュータプログラムにより実現することができる。当該コンピュータプログラムは、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体に記憶されて、又は、ネットワーク経由で配布が可能なものである。

１：障害判定装置、１０：制御管理網、１１，１２：光伝送装置、１３：光合波分波器、２０１：ＣＰＵ、２０５：通信Ｉ／Ｆ、２１１：通信制御部、２１２：設定情報保持部、２１３：通知検出部、２１４：情報取得部、２１５：障害原因判定部、３０１：光送受信器、３０２：モニタ値記録部、３０３：障害検出部、３０４：通信Ｉ／Ｆ

Claims (12)

1. デジタルコヒーレント方式の光ファイバ通信システムの障害判定装置であって、
   前記光ファイバ通信システムにおける障害の発生を検出した光伝送装置から、当該光伝送装置がデジタル信号処理によってモニタしている複数のパラメータのモニタ値を取得する取得手段であって、前記複数のパラメータは、前記光伝送装置における受信信号光のレベルを示す第１パラメータと、前記受信信号光の位相特性に影響する第２パラメータと、ノイズの影響を示す第３パラメータとを含む、前記取得手段と、
   前記第１パラメータのモニタ値に基づいて前記第１パラメータの異常の有無を判定し、前記第２パラメータのモニタ値に基づいて前記第２パラメータの異常の有無を判定し、前記第３パラメータのモニタ値に基づいて前記第３パラメータの異常の有無を判定し、当該判定の結果に基づいて前記障害の原因を特定する特定手段と、を備え、
   前記特定手段は、前記第１パラメータに異常があると判定すると、前記第２及び第３パラメータについての判定を行わずに前記障害の原因を特定し、前記第１パラメータに異常がなく、かつ、前記第２パラメータに異常があると判定すると、前記第３パラメータについての判定を行わずに前記障害の原因を特定する
   ことを特徴とする障害判定装置。
2. 前記障害の発生を検出したことを示す障害発生通知を前記光伝送装置から受信する受信手段を更に備え、
   前記取得手段は、前記受信手段による前記障害発生通知の受信に応じて、前記光伝送装置から前記複数のパラメータのモニタ値を取得する
   ことを特徴とする請求項１に記載の障害判定装置。
3. 前記障害発生通知は、前記障害の発生を検出した検出時刻を示す情報を含み、
   前記取得手段は、前記検出時刻及びその前後の時間を含む時間範囲内の、前記複数のパラメータのモニタ値を取得する
   ことを特徴とする請求項２に記載の障害判定装置。
4. 前記特定手段は、前記複数のパラメータのそれぞれについて、当該パラメータの前記時間範囲内のモニタ値に異常が生じた時刻が前記検出時刻と一致していれば、当該パラメータに異常があると判定する
   ことを特徴とする請求項３に記載の障害判定装置。
5. 前記複数のパラメータは、前記第２パラメータとして、光伝送路の波長分散、前記光伝送路の偏波モード分散、及び前記受信信号光における位相スリップの有無を示す位相スリップ指標を含む
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の障害判定装置。
6. 前記特定手段は、前記第１パラメータに異常がない場合、前記波長分散、前記偏波モード分散、及び前記位相スリップ指標の少なくとも１つについて異常があると判定すると、前記第３パラメータについての判定を行わずに前記障害の原因を特定する
   ことを特徴とする請求項５に記載の障害判定装置。
7. 前記第３パラメータは、前記受信信号光のＯ／Ｅ（光／電気）変換後の信号対雑音比（ＳＮＲ）である
   ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の障害判定装置。
8. 前記障害判定装置は、前記光ファイバ通信システムの制御管理網に接続されており、
   前記取得手段は、前記制御管理網を介して前記複数のパラメータのモニタ値を取得する
   ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の障害判定装置。
9. デジタルコヒーレント方式の光ファイバ通信システムの障害判定装置の制御方法であって、
   前記光ファイバ通信システムにおける障害の発生を検出した光伝送装置から、当該光伝送装置がデジタル信号処理によってモニタしている複数のパラメータのモニタ値を取得する取得工程であって、前記複数のパラメータは、前記光伝送装置における受信信号光のレベルを示す第１パラメータと、前記受信信号光の位相特性に影響する第２パラメータと、ノイズの影響を示す第３パラメータとを含む、前記取得工程と、
   前記第１パラメータのモニタ値に基づいて前記第１パラメータの異常の有無を判定し、前記第２パラメータのモニタ値に基づいて前記第２パラメータの異常の有無を判定し、前記第３パラメータのモニタ値に基づいて前記第３パラメータの異常の有無を判定し、当該判定の結果に基づいて前記障害の原因を特定する特定工程と、を有し、
   前記特定工程では、前記第１パラメータに異常があると判定すると、前記第２及び第３パラメータについての判定を行わずに前記障害の原因を特定し、前記第１パラメータに異常がなく、かつ、前記第２パラメータに異常があると判定すると、前記第３パラメータについての判定を行わずに前記障害の原因を特定する
   ことを特徴とする障害判定装置の制御方法。
10. 請求項９に記載の障害判定装置の制御方法の各工程をコンピュータに実行させるためのプログラム。
11. 障害判定装置と光伝送装置とを備える、デジタルコヒーレント方式の光ファイバ通信システムであって、
    前記光伝送装置は、
    前記光伝送装置における受信信号光のレベルを示す第１パラメータと、前記受信信号光の位相特性に影響する第２パラメータと、ノイズの影響を示す第３パラメータとを含む、複数のパラメータをデジタル信号処理によってモニタするモニタ手段と、
    前記光ファイバ通信システムにおける障害の発生を検出する検出手段と、
    前記検出手段によって障害の発生が検出されると、前記障害の発生を検出したことを示す障害発生通知を前記障害判定装置へ送信する通知手段と、を備え、
    前記障害判定装置は、
    前記障害発生通知を受信する受信手段と、
    前記障害発生通知が受信されると、当該障害発生通知の送信元の光伝送装置から、当該光伝送装置がデジタル信号処理によってモニタしている前記複数のパラメータのモニタ値を取得する取得手段と、
    前記第１パラメータのモニタ値に基づいて前記第１パラメータの異常の有無を判定し、前記第２パラメータのモニタ値に基づいて前記第２パラメータの異常の有無を判定し、前記第３パラメータのモニタ値に基づいて前記第３パラメータの異常の有無を判定し、当該判定の結果に基づいて前記障害の原因を特定する特定手段と、を備え、
    前記特定手段は、前記第１パラメータに異常があると判定すると、前記第２及び第３パラメータについての判定を行わずに前記障害の原因を特定し、前記第１パラメータに異常がなく、かつ、前記第２パラメータに異常があると判定すると、前記第３パラメータについての判定を行わずに前記障害の原因を特定する
    ことを特徴とする光ファイバ通信システム。
12. 前記光伝送装置は、前記デジタルコヒーレント方式の光送受信器を備え、
    前記光送受信器は、前記受信信号光の受信処理において得られた、誤り訂正後の符号誤り率を出力し、
    前記検出手段は、前記光送受信器から出力される前記符号誤り率に基づいて、前記障害の発生を検出する
    ことを特徴とする請求項１１に記載の光ファイバ通信システム。

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