JPH10262000A - パッシブオプチカルネットワークにおける障害復旧方法及び装置 - Google Patents

パッシブオプチカルネットワークにおける障害復旧方法及び装置

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JPH10262000A
JPH10262000A JP9065764A JP6576497A JPH10262000A JP H10262000 A JPH10262000 A JP H10262000A JP 9065764 A JP9065764 A JP 9065764A JP 6576497 A JP6576497 A JP 6576497A JP H10262000 A JPH10262000 A JP H10262000A
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optical
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Eisaku Toma
栄作 当摩
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    • HELECTRICITY
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  • Optical Communication System (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 パッシブオプチカルネットワークにおいて、
故障した加入者装置の影響による故障していない加入者
装置の通信障害を迅速に復旧する。 【解決手段】 波長λ1 の主信号に波長λ2 の制御信号
を波長多重化する。波長λ2 の制御信号を使ってOSU
18からONU20を選択的に停止し、そのときの復旧
状態から故障中のONU18を特定し、故障中のONU
18のみを停止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、受動素子からなる
光分配結合器(スターカプラ)で複数の加入者装置を局
側装置に接続したパッシブオプチカルネットワークにお
いて、加入者装置の故障により発生した障害を迅速に復
旧させる方法と装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、高速・大容量の通信を必要する加
入者に対しては局より1対1に光ファイバを敷設して局
に加入者を収容する方式が一般的であった。近年、広帯
域の通信を必要とする加入者を経済的に収容する1方式
としてパッシブオプチカルネットワークが考案、実用化
された。パッシブオプチカルネットワーク方式では、局
と加入者間に受動素子からなる光分配結合器を設け、局
と光分配結合器の間を1本または冗長性のための2本の
光ファイバを敷設し、光分配結合器から各加入者までは
各加入者に専用の光ファイバを敷設する。
【0003】光分配結合器では局からそれぞれの加入者
への下り光信号を分配し、逆に加入者から局への上り光
信号を結合する。複数の加入者で1本の光伝送路上に多
重化を行う方式としては上り通信にはTDMA(Tim
e Division Multiple Acces
s)が用いられ、下り信号にはTDM(Time Di
vision Multiplexing)又はTCM
(Time Compression Multipl
exing)が用いられる。
【0004】このような光伝送路及び局の加入者光装置
の共有化により、局と加入者を1対1に接続する方法に
比べ、システムの構築コストを低減することができる。
また光分配結合器として受動素子を用いているために能
動的装置を用いて光信号の多重分離を行う方式に比べシ
ステムの信頼性が高い。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、パッシブオ
プチカルネットワークでは光伝送路の共有化によって別
の問題点が生じる。ある加入者装置の故障による障害が
他の局/加入者間の通信に波及することである。例えば
ある光加入者装置(ONU:Optical Netw
ork Unit)が故障して、本来他の光加入者装置
が光信号を発出すべきタイムスロットに装置機能不全の
ために光信号を発出した場合、これと重なるタイムスロ
ットを使用する光加入者の通信が妨害され通信が不可能
となる。また光加入者装置のレーザー光の制御回路等の
故障により光が常時オンの状態になると、同じ光分配結
合素子によって局に収容される加入者の通信がすべて不
可能となってしまう。またこのような場合には局側から
障害を起こした加入者光装置を特定することは不可能で
あり、加入者装置の設置されている場所に出向き、1台
1台とそれぞれの光加入者装置を調査する必要があり加
入者の通信の復旧に多大な時間と労力を必要とする。
【0006】本発明の目的は少数の光伝送路を複数の加
入者で共有するパッシブオプチカルネットワーク方式に
おいて、1つの光加入者装置の故障による障害の他の光
加入者装置への波及の度合いを低減し、局と加入者の間
の通信を極力、確保した上で、障害点の特定を容易に
し、障害復旧を迅速化するための方法と装置を提供する
ことになる。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、局装置
に光分配結合器を介して複数の加入者装置を接続したパ
ッシブオプチカルネットワークにおける、故障した加入
者装置の影響による故障していない加入者装置の通信障
害の復旧方法であって、故障している加入者装置を自動
的に特定し、特定された加入者装置のみを停止する各ス
テップを具備する方法が提供される。
【0008】本発明の第1の側面によれば、前述の故障
している加入者装置を特定するステップは、通信障害を
起こしている信号光の波長である第1の波長と異なる第
2の波長を有し該信号光に波長多重された停止信号を局
装置から各加入者装置へ送って加入者装置を選択的に停
止し、加入者装置を選択的に停止したときの通信障害の
状態に基づき、故障している加入者装置を特定するサブ
ステップを含む。
【0009】本発明の第2の側面によれば、前述の故障
している加入者装置を特定するステップにおいて、各加
入者装置内で局装置への光信号の異常を検出することに
よって故障している加入者装置が特定される。本発明に
よれば、局装置に光分配結合器を介して複数の加入者装
置を接続したパッシブオプチカルネットワークにおけ
る、故障した加入者装置の影響による故障していない加
入者装置の通信障害の復旧装置であって、故障している
加入者装置を特定する手段と、特定された加入者装置の
みを停止する手段とを具備する装置が提供される。
【0010】本発明の第1の側面によれば、前述の故障
加入者装置特定手段は、通信障害を起こしている信号光
の波長である第1の波長と異なる第2の波長を有し該信
号光に波長多重された停止信号を局装置から各加入者装
置へ送って加入者装置を選択的に停止する手段と、加入
者装置を選択的に停止したときの通信障害の状態に基づ
き、故障している加入者装置を特定する手段とを含む。
【0011】本発明の第2の側面によれば、前述の故障
加入者装置特定手段は、各加入者装置内で局装置への光
信号の異常を検出することによって故障している加入者
装置を特定する。
【0012】
【発明の実施の形態】図1はパッシブオプチカルネット
ワークの構成を示す図である。パッシブオプチカルネッ
トワーク方式では、図1に示すように、局装置10と加
入者装置12の間に受動素子からなる光分配結合器14
を設け、局装置10と光分配結合器14の間を1本また
は冗長性のための2本の光ファイバを敷設し、光分配結
合器14から各加入者装置12まで各加入者に専用の光
ファイバを敷設する。図1中、16は交換機、18は局
側で光伝送路を終端するOSU(Optical Su
bscriber Unit)20は、加入者側で光伝
送路を終端するONU(Optical Networ
k Unit)である。
【0013】光分配結合器14では局からそれぞれの加
入者への下り光信号を分配し、逆に加入者から局への上
り光信号を結合する。複数の加入者で1本の光伝送路上
に多重化を行う方式としては、図2に示すように、上り
通信には各加入者が相異なるタイムスロットで信号を送
出するTDMA(Time Division Mul
tiple Access)が用いられ、下り信号には
TDM(Time Division Multipl
exing)又はTCM(Time Compress
ion Multiplexing)が用いられる。
【0014】パッシブオプチカルネットワークでは、あ
るONUの故障による障害が他の局/加入者間の通信に
波及するという問題がある。例えば図3に示すようにあ
るONU(ONU2)が故障して、本来発生すべきタイ
ムスロット22でなくタイムスロット24に装置機能不
全のために光信号を発出した場合、これと重なるタイム
スロットを使用する光加入者(ONU1)の通信が図3
中にハッチングで示すように妨害され通信が不可能とな
る。またONUのレーザー光の制御回路等の故障により
光が常時オンの状態になると、同じ光分配結合素子によ
って局に収容される加入者の通信がすべて不可能となっ
てしまう。
【0015】図4は本発明の第1の実施例を示す図であ
る。本発明の第1の実施例は、OSU18とONU20
の間で波長λ1 の信号と波長λ2 の信号が波長多重(W
DM:Wavelength Division Mu
ltiplexing)されるシステムに特に適する。
片方の波長λ1 の通信が或るONUの光送信回路の故障
による不正な光信号により妨害され、一部又はすべての
加入者について波長λ1 の通信が不可能となった状況を
想定する。
【0016】OSU18は妨害を受けていない側の波長
λ2 の下り信号を用いてそれぞれのONU20に対して
順番に光信号の送出を止めるための制御信号を送出し、
各ONU20はその制御信号を受けて、ONU20から
OSU18への上り光信号をシャットダウンする。順次
にONU20をシャットダウンしていくと障害を起こし
ているONUをシャットダウンした時点で波長λ1 の通
信が復旧する。このことにより故障しているONUの特
定を行うことができる。故障中のONUの特定が完了し
た時点でONUの順次のシャットダウンは終了され、故
障中のONUを除き、再度、局からの制御信号によりO
NUの光出力を再起動する。こうして故障中のONU以
外の波長λ1 の通信は確保される。
【0017】故障中のONUの特定、切り離しの動作シ
ーケンスを図5を参照して具体的に説明する。OSU1
8に加入者#1〜#16のためのONU20−1〜20
−16が接続されており、(a)欄に示すように#1,
#2,#3の加入者の通信が不通となっていて、故障し
ている装置が#2である場合を考える。OSU18は最
初に加入者#1に光信号停止の制御信号を送る((b)
欄)。加入者#1の光出力を停止しても他の#2,#3
の通信が復旧しないため、OSU18は次に加入者#2
の光出力を停止させる((c)欄)。加入者#2の光信
号を停止させた時点で加入者#3の通信が復旧したとす
れば、OSU18は故障しているONUが20−2であ
ることを特定する。故障しているONUが特定されたた
めOSU18はONU20−3の停止は行わず、次に、
正常なONU20−1の光出力を再起動させる((d)
欄)。このようなシーケンスで故障中のONUの特定、
切り離しが終了する。OSU18はこの特定されたON
UのIDをOSU18を制御する監視制御装置26へ転
送し、この装置により故障中のONUを保守者に表示す
る。ネットワークの保守者はこの特定された加入者ID
の装置に対して保守作業を行えばよい。
【0018】図6は本発明の第1の実施例におけるOS
UとONUの詳細な構成の一例を示す。この例におい
て、ONUの個別の停止及び再起動のための制御信号
は、波長1.3μmの双方向の主信号に波長多重化され
て局装置からすべての加入者装置へ放送型で伝送される
波長1.5μmの広帯域映像信号の波長で送出される。
各ONUにはそれぞれ固有のIDが割り当てられており
個体識別に用いられる。28は主信号の多重分離部であ
り加入者バースト送受信信号フレームの生成及び展開を
行う。30,32はそれぞれ1.3μm帯のE/O,O
/Eであり主信号の光・電気変換を行う。34は方向性
をもつ光カプラで上り下りの光信号を分配及び結合す
る。36は制御部であり加入者からの上りフレームを監
視して、その異常時に障害復旧のシーケンスを開始す
る。制御部36からの制御信号と加入者に放送型に伝送
される広帯域映像信号は合波器38で合成され、1.5
μm帯のE/O40によって光信号に変換される。42
は光波長分離結合の機能を持つWDMフィルタであり、
E/O40からの1.5μmの光信号と光カプラ34か
らの1.3μmの光信号の分配及び結合を行なう。14
は光スターカプラであり、局からの下り光信号を各加入
者に分配し、逆に加入者からの上り光信号を結合する。
局から光カプラまでは1本の光ファイバを敷設し、光カ
プラから各加入者まではそれぞれ光ファイバを1本づつ
敷設し各ONU20を接続する。それぞれのONU20
は光波長分離結合フィルタ44をもち、1.3μmの光
信号と1.5μmの光信号をそれぞれの波長の光・電気
変換部48,50,52へ接続する。制御部54は1.
5μmの下り信号の自局宛の制御信号を監視し、電気・
光変換部50の光出力を制御する。
【0019】OSU18の多重分離部28において上り
フレームの異常を検出すると、制御部36はその異常の
度合い(全通信断、あるいは特定加入者のみ通信断)に
応じて、不通となっているONUに対し、ONUの光信
号の発出を停止させる制御信号を1.5μm帯のE/O
40を通して各加入者に伝送する。OSU18が加入者
に制御信号を送出する方法として、例えば図7のよう
に、広帯域映像信号と異なる周波数のキャリアを制御信
号で位相変調(PSK)して映像信号に加える周波数多
重が採用される。図8に制御信号のフレーム形式の例を
示す。光信号停止制御信号を受信したONUはその装置
が故障を起こしているか否かに関わらず光信号出力をシ
ャットダウンする。シャットダウンの方法としては光・
電気変換部50のレーザ素子電流を制御部からの制御信
号によりカットオフする方法をとることができる。
【0020】図9はOSU18の制御部36における障
害復旧のシーケンスの一例を示す。図9において、障害
の発生が検知されると(ステップ1000)、まず、図
に示すような通信不能となったONUのリスト100が
作成される(ステップ1002)。初期値として変数N
に1が代入され(ステップ1004)、ステップ100
6において、Nの値に対応するONUに対して停止信号
を送って停止させる。この状態で、まだ停止されていな
い不通ONUが復旧したか否かを判定し(ステップ10
08)、復旧していなければNに1を加算し(ステップ
1010)、Nが不通ONUの数nに達したか否かを判
定する(ステップ1012)。Nがnに達していなけれ
ば、ステップ1006に戻り、ステップ1006及びス
テップ1008の処理を繰り返す。ステップ1008に
おいて、不通ONUが復旧したと判定されれば、直前に
停止したNに対応するONUを故障中のONUであると
特定し(ステップ1014)、それ以外のONUを再起
動して(ステップ1016)、シーケンスを終了する。
ステップ1012において、Nがnに達していれば、障
害の復旧は不可能であるとしてシーケンスを終了する。
【0021】図10は本発明の第2の実施例に係るON
Uの構成を示す。本実施例では、加入者側の装置で自局
の光出力モニタを行い、光常時オン等の不正光信号出力
時に光信号出力を自己停止する。46は方向性をもつ光
カプラであり、局からの加入者への下り信号及び加入者
から局への上り信号を分配及び結合して、光電気変換器
部48及び電気光変換部58に接続する。56は上り下
り信号のフレームの生成及び展開を行う多重分離部であ
る。
【0022】電気光変換部58の光出力を行うレーザ素
子60の近傍にフォトダイオード62を設け、発出する
レーザ光の強度の後方モニタを行う。このモニタ素子は
光出力レーザ素子の電流制御用のものと共用することが
できる。モニタの出力は電圧に変換されアンプ64によ
って適当なレベルまで増幅される。この信号は光停止の
基準時定数によって定められる積分時間をもつ積分器6
6によって積分され、比較器68によって光停止を判断
するレベルを示す基準電圧70と比較される。光出力モ
ニタ電圧の積分時間は図11に示すように光信号の基準
フレームτo の長さに設定する。光出力停止基準電圧7
0は基準フレーム時間中で各加入者に割り当てられた上
りフレームの期間τs においてすべてマークとなった場
合の積分値から決定する。ONUの上り信号は通常時に
は基準フレームの長さに比べてかなり短い期間しか光信
号を発出せず、またこの信号は通常マーク率が50%程
度となるよう符号化されている。このことより図12に
示すように、この方法でONUの光出力の異常を効果的
に検出することができる。
【0023】比較器68によって検出したONUの光出
力異常を示す信号は制御部72に伝えられ、制御部72
はこの信号により、適当な障害対応の保守が行われるま
で、例えば装置リセットが行われるまで、電気光変換部
58に対し光出力停止制御信号をラッチ出力する。また
光停止が実行されている間は制御部72から装置警報を
表示出力し加入者はこの異常表示により、自装置の異常
を知ることができる。電気光変換部58のレーザ素子6
0の電流制御部74は光出力停止信号により、レーザ素
子に流れる電流をカットオフし、装置の光出力を最終的
にシャットダウンする。
【0024】或るONUの光出力の異常による妨害のた
め不通となった他の加入者の通信は故障しているONU
の光停止によって復旧する。本発明の第2の実施例で
は、ONU側のみで異常を検出しシャットダウンするの
で、そのままではOSU側からは、故障中のONUの特
定ができない。そこで、図13に示すように、OSU1
8から休止中のOSU20へ起動をかけて、応答を返さ
ないONUを判別することにより故障中のONUを特定
することができる。回線不使用時にもOSUからのこの
ようなONUの正常性を確認するための起動を行えば、
使用前に故障が顕在化するので通信不可能となる前に障
害を発見することが可能となる。
【0025】
【発明の効果】従来、一光加入者の装置異常により発出
光信号に異常があった場合、同じ光分配結合器で結合さ
れた他の加入者の通信は妨害され、最悪時には全ての加
入者の通信が不可能となることがあったのに対し、本発
明を適用した系では非障害加入者の通信が不通となる時
間が著しく短縮される。また従来不可能であった局から
の障害光加入者装置の特定が可能となり、フィールドで
の作業を大幅に削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】パッシブオプチカルネットワークの構成を示す
図である。
【図2】パッシブオプチカルネットワークにおけるTD
MA/TCMのフレーム構成を示す図である。
【図3】パッシブオプチカルネットワークにおけるON
Uの故障の際の問題点を説明する図である。
【図4】本発明の第1の実施例の概略構成を示す図であ
る。
【図5】本発明の第1の実施例における障害復旧のシー
ケンスを説明する図である。
【図6】本発明の第1の実施例におけるOSUとONU
の詳細な構成を示すブロック図である。
【図7】制御信号の伝送方法を説明する周波数スペクト
ラムである。
【図8】制御信号のフレーム形式を示す図である。
【図9】図6の制御部36による障害復旧シーケンスを
示すフローチャートである。
【図10】本発明の第2の実施例に係るONUの構成を
示すブロック図である。
【図11】積分時間及び基準値の決定を説明する図であ
る。
【図12】光出力異常の検出を示す図である。
【図13】本発明の第2の実施例におけるOSUからの
故障ONUの特定方法を示す図である。
【符号の説明】
10…局装置 12…加入者装置 14…スターカプラ 16…交換機

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 局装置に光分配結合器を介して複数の加
    入者装置を接続したパッシブオプチカルネットワークに
    おける、故障した加入者装置の影響による故障していな
    い加入者装置の通信障害の復旧方法であって、 故障している加入者装置を自動的に特定し、 特定された加入者装置のみを停止する各ステップを具備
    する方法。
  2. 【請求項2】 故障している加入者装置を特定するステ
    ップは、 通信障害を起こしている信号光の波長である第1の波長
    と異なる第2の波長を有し該信号光に波長多重された停
    止信号を局装置から各加入者装置へ送って加入者装置を
    選択的に停止し、 加入者装置を選択的に停止したときの通信障害の状態に
    基づき、故障している加入者装置を特定するサブステッ
    プを含む請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】 第2の波長は第1の波長による双方向の
    信号に波長多重されて局装置から加入者装置へ単一方向
    で送られる映像信号の波長である請求項2記載の方法。
  4. 【請求項4】 故障している加入者装置を特定するステ
    ップにおいて、各加入者装置内で局装置への光信号の異
    常を検出することによって故障している加入者装置が特
    定される請求項1記載の方法。
  5. 【請求項5】 故障している加入者装置を特定するステ
    ップは、 局装置への光信号の強度を検出し、 検出された光信号の強度を積分し、 積分値を基準値と比較することによって故障の有無を判
    定する各サブステップを含む請求項4記載の方法。
  6. 【請求項6】 積分するサブステップにおりる積分の時
    定数は光信号の1周期の時間に対応し、基準値は局装置
    への信号がすべてマークとなるときの積分値に基づき決
    定される請求項5記載の方法。
  7. 【請求項7】 局装置に光分配結合器を介して複数の加
    入者装置を接続したパッシブオプチカルネットワークに
    おける、故障した加入者装置の影響による故障していな
    い加入者装置の通信障害の復旧装置であって、 故障している加入者装置を特定する手段と、 特定された加入者装置のみを停止する手段とを具備する
    装置。
  8. 【請求項8】 故障加入者装置特定手段は、 通信障害を起こしている信号光の波長である第1の波長
    と異なる第2の波長を有し該信号光に波長多重された停
    止信号を局装置から各加入者装置へ送って加入者装置を
    選択的に停止する手段と、 加入者装置を選択的に停止したときの通信障害の状態に
    基づき、故障している加入者装置を特定する手段とを含
    む請求項7記載の装置。
  9. 【請求項9】 第2の波長は第1の波長による双方向の
    信号に波長多重されて局装置から加入者装置へ単一方向
    で送られる映像信号の波長である請求項8記載の装置。
  10. 【請求項10】 故障加入者装置特定手段は、各加入者
    装置内で局装置への光信号の異常を検出することによっ
    て故障している加入者装置を特定する請求項7記載の装
    置。
  11. 【請求項11】 故障加入者装置特定手段は、 局装置への光信号の強度を検出する光検出器と、 光検出器の出力を積分する積分器と、 積分器の出力を基準値と比較することによって故障の有
    無を判定する比較器とを含む請求項10記載の装置。
  12. 【請求項12】 積分器の時定数は光信号の1周期の時
    間に対応し、比較器の基準値は局装置への信号がすべて
    マークとなるときの積分値に基づき決定される請求項1
    1記載の装置。
JP9065764A 1997-03-19 1997-03-19 パッシブオプチカルネットワークにおける障害復旧方法及び装置 Withdrawn JPH10262000A (ja)

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