JP4966891B2

JP4966891B2 - 光伝送装置

Info

Publication number: JP4966891B2
Application number: JP2008056661A
Authority: JP
Inventors: 隆生福島; 雅俊芝崎; 英将成田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2008-03-06
Filing date: 2008-03-06
Publication date: 2012-07-04
Anticipated expiration: 2028-03-06
Also published as: JP2009213080A

Description

本発明は、ＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing）装置、ＯＡＤＭ（Optical Add/Drop Multiplexer）装置といった光伝送装置に係り、特に光レベルモニタの変動記録を履歴として残す光伝送装置に関するものである。

近年、一般家庭へもインターネットを始めとするブロードバンド回線が普及し、ＩＰトラフィックを中心として回線需要が増大してきている。こうした回線需要の増大に伴い、それらブロードバンド回線を伝送する光ファイバ芯線の枯渇が叫ばれている。この結果、既存網を含めた多種多様な回線を、１本の光ファイバに対して如何に多く収容できるかが、メトロ網或いはコア網における光伝送装置の大きなテーマである。

さらに、光伝送装置装置において、回線速度も１０ＧｂＥといった１０Ｇｂｉｔ／ｓｅｃクラスの回線が主流となっており、電気的な多重ではファイバ収容効率を上げることが困難である。そのため、近年ＷＤＭ装置やＯＡＤＭ装置といった光多重伝送装置の導入が進んできている。

こうした光多重伝送装置は大容量伝送が可能な半面、多重区間で障害が発生した場合、収容されている回線が大容量なために甚大な影響を及ぼす。これまで、ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨフレームを用いた伝送装置では、各ノードでＳＯＮＥＴ／ＳＤＨフレームを終端し、ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨフレームが持つエラー検出機能により、ノード間を充分に監視できた。

しかし、ＷＤＭ装置やＯＡＤＭ装置といった光伝送装置は光で多段中継するシステムであるが故に、中継区間の障害の有無について、光レベルをモニタすることでしか監視できない。光レベルをモニタし履歴として残す機能は、ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨともＴｅｌｃｏｒｄｉａ、ＩＴＵ−Ｔで規定されている。これらの規定では、１５分ごとおよび１日ごとに一回履歴を残すのみで、その間にレベルが変動して収容回線に障害が発生した場合、その変動履歴が残せず故障要因および故障区間解析に支障をきたしている。こうした背景から近年、光伝送装置におけるノード間障害監視の高機能化の要求が高まっている。

特許文献１は、光端局等に設置された品質劣化検出手段で光信号の品質劣化を検出し、それを監視信号として光中継装置に転送する手段を備えている光伝送システムを開示している。ここで、光中継装置は、光信号のレベルを検出するレベル変動検出手段と、その検出情報を保存するレベル変動保存手段とを備えた光伝送システムである。

特許文献２は、判定回路１５４において、受光素子１２２での受光レベルが基準レベルを下回ったとき、過去１０日間の平均値に対する受光レベルの低下率と、その後の一定期間（たとえば３０分）内における受光レベルの上下変動の態様に基づいて受光レベルの低下要因を判定する伝送障害判定装置を開示している。

非特許文献１は、ＷＤＭ伝送システムにおいて使用可能な光信号のスペクトラム配置である波長グリッドを規定している。
また、ＷＤＭ装置やＯＡＤＭ装置といった光伝送装置での障害監視機能としては、光断および光レベル履歴機能（Performance Monitoring）が一般的であり、非特許文献２で規定されている。

特開２００５−３１８５６７号公報特開２００４−１７２７４１号公報ＩＵＴ−ＴＧ.６９４.１ＴｅｌｃｏｒｄｉａＧＲ−２５３−ＣＯＲＥ

非特許文献２で規定された光断検出は、誤警報を出さないため、光受信部の機能が満足できなくなる下限に閾値を設定するのが一般的である。また光断が通知されるのは、２.５±０.５秒以上障害が継続した場合であり、それ以下の瞬時的な障害では警報として警報表示端末に表示することは出来ない。また、光レベル履歴機能は、常時光レベルを監視し、その数値を履歴として残す機能であるが、最短でも１５分に周期で記録するため、その間のレベル変動で回線に障害が発生した場合はその障害が発生したレベルを履歴として残すことができない。

また、非特許文献２には、光レベル履歴機能としてあらかじめ閾値を設定し、その閾値を下回ったか超過した場合に警報として通知する機能も示されている。ただし回線に影響が出る光レベルは一意に決めることが困難で、回線の速度、使用している光部品のばらつき等々により、個々の回線毎に影響が出る光レベルはまちまちである。したがってその閾値も誤警報防止のため、確実に回線に影響のあるレベルに設定するのが一般的である。この結果、ある回線に影響のある光レベル変動が発生した場合でも、警報として通知されないケースが殆どである。
上位課題を解決するために、常時光レベルモニタ結果を記録し履歴として残す方法も考えられるが、記録量が膨大になり実現は現実的ではない。

上記の問題は、警報検出保護時間以下の障害や、警報検出レベルまたは光レベル閾値に至らないような光レベル変動が記録に残らないことに起因する。これを解決するために、予め定めた期間に変動した最大値と最小値のレベル、更にはその時刻を記録する光伝送装置によって解決することができる
また、波長多重光信号を受信し、この波長多重信号を一括して光増幅し、波長多重光信号の受信端に波長多重光信号の光レベルのモニタ部と、予め定めた期間の光レベルの最大値と最小値とそれらの発生時刻とを記録する記憶部と、監視制御部とを設け、この監視制御部は、予め定めた期間ごとに、記憶部から最大値と最小値と発生時刻を読み出す光伝送装置により、達成できる。

さらに、波長多重信号を一括して光増幅して送信し、波長多重信号の送信端に増幅された波長多重光信号の光レベルのモニタ部と、予め定めた期間の光レベルの最大値と最小値とそれらの発生時刻とを記録する記憶部と、監視制御部とを設け、この監視制御部は、予め定めた期間ごとに、記憶部から最大値と最小値と発生時刻を読み出す光伝送装置により、達成できる。

ある一定期間の光レベルの最大、最小値およびその時刻を記録することにより光断警報または光レベル閾値超過を検出しない状況での回線障害に関して、保守者がその障害が発生した区間を容易に特定することが可能になる。

以下では、本発明の実施形態について、実施例を用い図１ないし図４を参照しながら詳細に説明する。なお、実質同一部位には同じ参照番号を振り、説明は繰り返さない。ここで、図１は光伝送システムのブロック図である。図２はＯＡＤＭ装置のブロック図である。図３は光回線分岐部と光回線挿入部を説明するブロック図である。図４は光レベルモニタ部と監視制御部を説明するブロック図である。なお、本実施例では光多重伝送装置を代表して、ＯＡＤＭ装置を説明するが、光多重伝送装置は、ＯＡＤＭ装置に限られない。

図１において、光伝送システム５００は、３台のＯＡＤＭ装置１００と、ＯＡＤＭ装置１００−１、１００−３に収容された２台のクライアント装置２００と、ＯＡＤＭ装置１００−１、１００−２間に設けた中継装置３００とから構成される。ＯＡＤＭ装置１００、中継装置３００間は、局間光伝送路（光ファイバ）５０が接続する。

クライアント装置２００−１が送信した光信号は、ＯＡＤＭ装置１００−１で多重光信号に挿入され、中継装置３００と０ＡＤＭ装置１００−２を介して、０ＡＤＭ装置１００−３で多重光信号から分岐され、クライアント装置２００−２で受信される。

ＯＡＤＭ装置１００は、クライアント装置２００と接続されるクライアント回線収容部１７０と、受信した多重光信号を光増幅する受信光増幅部１２０と、分岐する波長とスルーさせる波長とを分岐する光回線分岐部１３０と、スルーさせる波長と挿入する波長とを多重する光回線挿入部１４０と、光回線挿入部１４０の出力の多重光信号を光増幅する送信光増幅部１５０とから構成される。中継装置３００は中継光増幅部３１０を含む。

図２において、受信光増幅部１２０は、局間光伝送路５０−１を収容し、入力された光多重信号の光レベルを規定のレベルまで増幅する。光回線分岐部１３０は、受信光増幅部１２０からの光多重信号を収容し、保守端末４００からの設定により、ＯＡＤＭ装置（ノード）１００でドロップする回線とドロップせず当該ノードをスルーする回線とに分離する。

光回線挿入部１４０は、光回線分岐部１３０からの光信号にクライアント回線収容部１７０からの光信号を挿入・合波して送信光増幅部１５０に出力する。送信光増幅部１５０は、光回線挿入部１４０から入力される光多重信号の光レベルを規定の光レベルまで増幅して局間光伝送路５０−２へ出力する。

クライアント回線収容部１７０は、クライアント装置２００、光回線分岐部１３０および光回線挿入部１４０と接続され、クライアント装置２００から入力される光信号をＯＴＮフレームへ収容し、ＩＴＵ−ＴＧ.６９４.１で規定されるＤＷＤＭ（Dense Wavelength Division Multiplexing）用波長に変換し、光回線挿入部１４０へ送信する。クライアント回線収容部１７０は、光回線分岐部１３０から入力されるＤＷＤＭ用波長のＯＴＮフレームを持った光信号のＯＴＮフレームを終端し、クライアント装置２００と接続するための光パワーおよび光波長に変換し、クライアント装置２００へ出力する。

監視制御部１９０は、装置内の各機能部１２０〜１７０と保守端末４００と接続され、各機能部１２０〜１５０の光レベルモニタを含む監視結果を保守端末４００へ通知する。監視制御部１９０は、また、保守端末４００からの制御に従い、各機能部１２０〜１７０に必要な設定を実施する。保守端末４００は、監視制御部１９０と接続され、監視制御部１９０からの監視結果を表示する。保守端末４００は、また保守者からの設定情報を監視制御部１９０へ設定する。

受信光増幅部１２０の入力部、出力部には、それぞれ光レベルモニタ部１１０−１、１１０−２を配置する。光回線分岐部１３０の入力部、スルー出力部には、それぞれ光レベルモニタ部１１０−３、１１０−４を配置する。光回線挿入部１４０のスルー入力部、出力部には、それぞれ光レベルモニタ部１１０−５、１１０−６を配置する。送信光増幅部の入力部、出力部には、それぞれ光レベルモニタ部１１０−７、１１０−８を配置する。

なお、ＯＡＤＭ装置１００として、受信光増幅部１２０の光レベルモニタ部１１０−１と、送信光増幅部の光レベルモニタ部１１０−８のみであっても良い。さらに、ＯＡＤＭ装置１００として、受信光増幅部１２０の光レベルモニタ部１１０−１のみ、または送信光増幅部の光レベルモニタ部１１０−８のみであっても良い。

光レベルモニタ部１１０は、各機能部１２０〜１５０において図２に示すとおり、他の機能部１２０〜１５０と光接続されるポイントに置く。もちろん機能部１２０〜１５０内において、各機能部１２０〜１５０の内部診断用に各機能部１２０〜１５０内に複数モニタポイントを置いて良い。各光レベルモニタ部１１０におけるモニタ結果は、監視制御部１９０を介して保守端末４００へ通知される。
図１および図２においては、局間光伝送路５０−１から局間光伝送路５０−２への信号方向しか図示していないが、逆方向の機能部も同一装置内に具備してもよい。

図３において、光回線分岐部１３０は、１：１光分岐部１３１と波長分離部１３５−１とで、構成される。１：１光分岐部１３１は、波長多重光信号を２分岐する。２分岐の一方のスルー光信号は、光回線挿入部１４０に送信される。他方のドロップ光信号は、波長分離部１３５−１でＭ波長に波長分離され、その一部はクライアント回線収容部１７０に送信される。

一方、光回線挿入部１４０は、波長分離部１３５−２と光セレクタ部１４２と波長多重部１４５とで、構成される。波長分離部１３５−２は、スルー光信号をＭ波長に波長分離する。光セレクタ部１４２は、Ｍ台の２入力１出力（２×１）スイッチであり、波長分離部１３５−１の出力と、アッド光信号との一方を選択し、それぞれ波長の異なるＭ波長の光信号を波長多重部１４５に送信する。波長多重部１４５は、Ｍ波長の光信号を波長多重する。

なお、１：１光分岐部１３１の分岐比は、１：１に限定されない。１：１光分岐部１３１と波長分離部１３５−１とは、波長選択型光スイッチで構成しても良い。同様に、波長分離部１３５−２と光セレクタ部１４２と波長多重部１４５とは、波長選択型光スイッチで構成しても良い。

図４において、図２における受信光増幅部１２０の局間光伝送路５０−１を収容している部分の次段に配置される光レベルモニタ部１１０−１のみについて監視制御部１９０との接続関係を説明する。なお、他の光レベルモニタ部１１０−２〜１１０−８についても同様である。

光レベルモニタ部１１０−１は、光分岐部１１１と、光レベルモニタ結果収集部１１２と最大最小判定部１１３とから構成される。光分岐部１１１は、局間光伝送路５０−１と接続され、局間光伝送路５０−１からの光多重信号から、光レベルモニタ用に光を分岐する。光レベルモニタ結果収集部１１２は、光分岐部１１１と接続され、光分岐部１１１から分岐された光信号強度をモニタし、数値情報に変換する。最大最小判定部１１３は、光レベルモニタ結果収集部１１２で変換された光レベルの数値情報を比較的短い周期で定期的に収集し、収集した数値と、最大最小判定部１１３で保持している最大値および最小値と比較し、必要に応じて値を更新し、更新した場合その時刻を保持する。

一方、監視制御部１９０は、履歴情報処理部１９１と、保守端末通信制御部１９５を含んで構成される。履歴情報処理部１９１は、最大最小判定部１１３と接続され、ある一定の履歴保持時間間隔（１５分および１日）毎に最大最小判定部１１３から最大値、最小値そして時刻情報を取得し、保持する。保守端末通信制御部１９５は、保守端末４００との通信制御を司る。

ＯＡＤＭ装置１００は、局間光伝送路５０−１から隣接されるＯＡＤＭ装置１００から複数の回線を波長多重した光多重信号を受信する。その光多重信号は、光分岐部１１１を介して、主信号ライン１１６と光モニタライン１１７にＮ：１の光パワーの割合で光分岐される。この光分岐は、波長を分離するものでは無く、光のパワーをＮ：１に分けるものである。従って主信号ラインには、信号の情報はそのままで光のパワーのみがＮ／（Ｎ＋１）される。また主信号ラインの光の損失を極力少なくすることが一般的であるため、Ｎの値は１より大きい値になる。なお、Ｎ＝９程度が最も好ましい。

光パワーが１／（Ｎ＋１）になった光多重信号は、光レベルモニタ結果収集部１１２に入力される。光レベルモニタ結果収集部１１２では、フォトダイオード等の光パワーを電気的な強弱に変換する素子を介して、電気的な情報に変換し、さらに最大最小判定部１１３以降で情報処理が容易なようにＡＤコンバータ（Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ変換器）等を用いてデジタル情報に変換する。もちろん、電気的なアナログ情報のまま最大最小判定部１１３で処理しても良い。

最大最小判定部１１３は、比較部１１４と２面のレジスタ部１１５より構成される。ここで、レジスタ部１１５−１は、１５分周期用、レジスタ部１１５−２は、１日周期用のレジスタ部である。さらに、それぞれのレジスタ部１１５は、現在値レジスタ１１５１、最大値レジスタ１１５２、最小値レジスタ１１５３、最大値時刻レジスタ１１５４、最小値時刻レジスタ１１５５を持つ。各レジスタ１１５１〜１１５５は、それぞれ光レベルの現在値、最大値、最小値と最大最小値を検出した時刻を格納する。最大最小判定部１１３は、光レベルモニタ結果収集部１１２へ周期的にモニタ結果を収集しにいく。収集周期は短い程良い。収集した光レベル情報は、周期毎に当該最大最小判定部１１３の現在値レジスタに格納されると同時に、比較部１１４において最大値レジスタ１１５２および最小値レジスタ１１５３に格納してある最大値および最小値と比較し、光レベルモニタ結果収集部１１２から収集した光レベルが最大値より大きい場合は、新しい最大値として最大値レジスタ１１５２を更新し、さらに最大値時刻レジスタ１１５４の値を収集した時刻に更新する。また光レベルモニタ結果収集部１１２から収集した光レベルが小さい場合、新しい最小値として最小値レジスタ１１５３を更新し、さらに最小値時刻レジスタ１１５５の値を収集した時刻に更新する。

最大値レジスタ１１５２、最小値レジスタ１１５３、最大値時刻レジスタ１１５４、最小値時刻レジスタ１１５５がクリア状態で値が格納されていない場合は、光レベルモニタ結果収集部１１２から収集した光レベルの値を最大値レジスタ１１５２と最小値レジスタ１１５３に、収集時刻を最大値時刻レジスタ１１５４と最小値時刻レジスタ１１５５にそれぞれ格納する。現在値レジスタ１１５１、最大値レジスタ１１５２、最小値レジスタ１１５３、最大値時刻レジスタ１１５４、最小値時刻レジスタ１１５５は、履歴情報処理部１９１から履歴周期（１５分および１日）毎に読出しに来た場合、クリアされる。クリアする契機は、履歴周期での読み出しを契機にクリアしても良いし、履歴情報処理部１９１からのクリア指示によりクリアしても良い。

履歴情報処理部１９１は、履歴周期タイマ１９２、レジスタ読み出し制御部１９３、履歴格納部１９４より構成され、更に監視制御部１０９の保守端末通信制御部１９５と接続される。

履歴周期タイマ１９２は、履歴周期（１５分および１日）のタイマを持ち、レジスタ読み出し制御部１９３および保守端末通信制御部１９５は、履歴周期タイマ１９２に対してレジスタ部１１５からの読み出し、および保守端末４００への通知契機を与える。レジスタ読み出し制御部１９３は、履歴周期タイマ１９２の情報を元に、履歴収集周期毎にレジスタ部１１５から光レベル情報を取得する。取得した光レベル情報は、履歴格納部１９４へ履歴収集周期毎に格納されると同時に保守端末通信制御部１９５へ送られ、保守端末４００へも通知される。保守端末４００より過去時刻の履歴情報の読み出し要求が来た場合は、指定された時刻または時刻範囲の光レベル履歴情報を保守端末通信制御部１９５へ送信し、保守端末４００へ通知する。これにより、保守者は過去において履歴収集周期毎にその期間の最大値、最小値およびその時刻を知ることが可能である。また保守端末４００から現在値読み出し要求が来た場合は、レジスタ読み出し制御部１９３からレジスタ部１１５へ光レベル情報を取得し、その光レベル情報は保守端末通信制御部１９５へ送られ、保守端末４００へ通知される。これにより、保守者は現時点での光レベルの値と現履歴収集期間が開始されてから現時点までの光レベルの最大値、最小値およびその時刻を知ることができる。

更に、保守端末４００からレジスタ値のクリア指示が来た場合は、レジスタ読み出し制御部１９３からレジスタ部１１５へレジスタクリア指示が送信され現履歴収集期間が開始されてから現時点までの光レベルの最大値、最小値およびその時刻をクリアする。

本実施例に拠れば、光多重区間における主な障害要因である光レベル変動の変動値と時刻を履歴として残すことができる。この機能によって回線にエラー等の障害が発生した場合の故障要因および故障区間特定に非常に有効な情報を保守者に提供できる。また、予め定めた期間として、１５分および１日を採用すると、従来装置からの流用が容易である。

光伝送システムのブロック図である。ＯＡＤＭ装置のブロック図である。光回線分岐部と光回線挿入部を説明するブロック図である。光レベルモニタ部と監視制御部を説明するブロック図である。

符号の説明

５０…局間光伝送路（光ファイバ）、１００…ＯＡＤＭ装置、１１０…光レベルモニタ部、１１１…光分岐部、１１２…光レベルモニタ結果収集部、１１３…最大最小判定部、１２０…受信光増幅器、１３０…光回線分岐部、１３１…光分岐部、１３５…波長分離部、１４０…光回線挿入部、１４２…光セレクタ、１４５…波長多重部、１５０…受信光増幅器、１７０…クライアント回線収容部、１９０…監視制御部、１９１…履歴情報処理部、１９５…保守端末通信制御部、２００…クライアント装置、３００…中継装置、３１０…中継光増幅部、４００…保守端末、５００…光伝送システム。

Claims

波長多重光信号を受信し、この波長多重信号を一括して光増幅する光伝送装置において、
前記波長多重光信号の受信端に、前記波長多重光信号の光レベルのモニタ部と、当該モニタ部から定期的に光レベルを収集して保持する現在値レジスタと、光レベルの最大値を保持する最大値レジスタと、光レベルの最小値を保持する最小値レジスタとを有する最大最小判定部と、
監視制御部とを設け、
前記最大最小判定部は、前記現在値レジスタに保持された光レベルと、前記最大値レジスタおよび前記最小値レジスタに保持された光レベルをそれぞれ比較し、前記現在値レジスタに保持された光レベルが前記最大値レジスタに保持された光レベルより大きい場合は、前記最大値レジスタの値を前記現在値レジスタが保持している光レベルで更新すると共に前記モニタ部から光レベルを収集した時刻を最大値時刻レジスタに記録し、前記現在値レジスタに保持された光レベルが前記最小値レジスタに保持された光レベルより小さい場合は、前記最小値レジスタの値を前記現在値レジスタが保持している光レベルで更新すると共に前記モニタ部から光レベルを収集した時刻を最小値時刻レジスタに記録する比較部を有し、
前記監視制御部は、前記予め定めた期間ごとに、前記最大値レジスタが保持する光レベルと、前記最大値時刻レジスタが保持する時刻と、前記最小値レジスタが保持する光レベルと、前記最小値時刻レジスタが保持する時刻と、それぞれ読み出し、履歴情報として保持することを特徴とする光伝送装置。
請求項１に記載の光伝送装置であって、
前記予め定めた期間は、１５分または１日であることを特徴とする光伝送装置。
請求項１に記載の光伝送装置であって、
前記監視制御部は、前記履歴情報を保守端末に送信することを特徴とする光伝送装置。