WO2024029080A1 - 遠隔光路切替ノードおよび遠隔光路切替方法 - Google Patents

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optical path
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capacitor
remote
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和英 中江
千里 深井
和典 片山
ひろし 渡邉
友裕 川野
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日本電信電話株式会社
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    • H—ELECTRICITY
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    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/29—Repeaters
    • H04B10/291—Repeaters in which processing or amplification is carried out without conversion of the main signal from optical form
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/80—Optical aspects relating to the use of optical transmission for specific applications, not provided for in groups H04B10/03 - H04B10/70, e.g. optical power feeding or optical transmission through water

Definitions

  • the present invention relates to a remote optical path switching node and a remote optical path switching method.
  • optical path switching of optical lines is performed at a certain frequency during opening and maintenance work.
  • the method in which a worker enters a manhole, opens the casing at the connection point, and switches the optical fibers has a problem in that it takes time to arrange workers and switch the optical path.
  • Multistage loop wiring is a configuration in which a plurality of loop wirings are connected in multiple stages.
  • a remote optical path switching node is placed at the connection point between the upper and lower loops of the multi-stage loop type wiring, and the connection of optical fiber cores between the loops can be switched by remote control from the accommodation station.
  • Non-Patent Documents 1 and 2 disclose a remote optical path switching node that photoelectrically converts power supply light sent from an accommodation station, stores electrical energy in a capacitor, and drives each part of the remote optical path switching node with the electrical energy stored in the capacitor. is proposed.
  • Non-Patent Documents 1 and 2 there was a problem in that due to system trouble or the like, electricity could not be stored in the capacitor using the power supplied via the optical power feeding fiber, and there was a possibility that various parts of the remote optical path switching node could not be driven. .
  • the present invention has been made in view of the above, and aims to operate a remote optical path switching node more stably.
  • a remote optical path switching node is a remote optical path switching node disposed at a connection point of optical fibers, and includes an optical switch section that switches the connection of the core wire of the optical fiber connected to a port, and a power supply light source.
  • a photoelectric conversion element that photoelectrically converts the electrical energy into electrical energy; a first capacitor that stores the electrical energy; a second capacitor that stores the electrical energy supplied from an external power generation device;
  • a remote control unit is provided that supplies electrical energy to the optical switch unit from at least one of the second capacitors, controls the optical switch unit, and switches the connection between the core wires between the optical fibers.
  • a remote optical path switching method is a remote optical path switching method executed by a remote optical path switching node disposed at a connection point of an optical fiber, wherein the remote optical path switching node generates electricity obtained by photoelectrically converting power supply light.
  • the remote optical path switching node generates electricity obtained by photoelectrically converting power supply light.
  • the amount of electrical energy stored in the second capacitor is checked, and if the amount of electrical energy stored is equal to or greater than a threshold value, the electrical energy of the second capacitor is used to switch the connection of the core wire of the optical fiber.
  • a remote optical path switching node can be operated more stably.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of a remote optical path switching node.
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating an example of the flow of power supply processing at the time of optical path switching.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating an example of the flow of power supply processing at the time of optical path switching.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of the configuration of a network using multi-stage loop wiring.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining an example of an optical path switching procedure.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining an example of an optical path switching procedure.
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of the configuration of a remote optical path switching node.
  • the remote optical path switching node 10 is, for example, a device that is placed in a manhole at a connection point between loops of multi-stage loop wiring and switches the connection of optical fiber cores between the loops.
  • the remote optical path switching node 10 operates using electrical energy obtained by photoelectrically converting the power supply light sent from the accommodation station, as well as electrical energy obtained by a power generation unit 30 installed on the manhole cover.
  • the remote optical path switching node 10 shown in FIG. 1 includes an optical switch section 11, a port monitoring section 12, a photoelectric conversion element 13, an optical power supply capacitor 14 (first capacitor), a manhole power generation capacitor 15 (second capacitor), and a remote control unit 16.
  • the optical fiber cores of each loop are connected to the optical switch section 11 via the port monitoring section 12.
  • the optical fiber core wire is connected to a port provided in the remote optical path switching node 10.
  • the optical switch unit 11 switches the connection of optical fibers between each loop according to instructions from the accommodation station. Specifically, the optical switch unit 11 connects the ports by physically moving members within the optical switch unit 11 so that the light incident from the ports is emitted to the destination port. By connecting the ports in the optical switch section 11, the optical fibers between the loops are connected and the optical paths are connected.
  • the port monitoring unit 12 measures the optical power of the optical fiber at each port to which the optical fiber is connected, and grasps the connection between the ports. Then, the port monitoring unit 12 generates connection information indicating the connections between the grasped ports.
  • the optical switch section 11 and the port monitoring section 12 operate by being supplied with power from at least one of the optical power supply capacitor 14 and the manhole power generation capacitor 15.
  • An optical fiber is connected to the photoelectric conversion element 13 for transmitting power supply light and control light sent from the accommodation station.
  • the photoelectric conversion element 13 receives power supply light sent from the accommodation station, photoelectrically converts the optical energy of the power supply light into electrical energy, and stores the electrical energy in the optical power supply capacitor 14 .
  • another photoelectric conversion element receives control light sent from the accommodation station, converts the control light into an electrical signal, and transmits it to the remote control unit 16, thereby transmitting the control light remotely from the accommodation station. The instruction is notified to the remote control unit 16.
  • the optical power supply capacitor 14 stores electrical energy obtained by converting the power supply light, and uses the stored electrical energy to drive the optical switch section 11, the port monitoring section 12, and the remote control section 16.
  • the manhole power generation capacitor 15 is connected to the power generation section 30 via electrical wiring.
  • the manhole power generation capacitor 15 stores the electrical energy generated by the power generation section 30, and drives the optical switch section 11, the port monitoring section 12, and the remote control section 16 with the accumulated electrical energy.
  • the remote control unit 16 is a control unit that controls the remote optical path switching node 10 by remote instructions using control light transmitted from the accommodation station.
  • the remote control section 16 controls the optical switch section 11 to connect the fibers between loops, or sends information on the connections between the optical fibers grasped by the port monitoring section 12 to the accommodation station.
  • the remote control unit 16 monitors the amount of electricity stored in the optical power supply capacitor 14 and the manhole power generation capacitor 15, and monitors the amount of electricity stored in the optical power supply capacitor 14 and the manhole power generation capacitor 15 to the optical switch unit 11 and the port monitoring unit 12. Control power supply.
  • a microprocessing unit (MPU) equipped with a processor can be used.
  • the power generation unit 30 is, for example, a device that is installed on a manhole cover and generates power using renewable energy such as sunlight, heat, or vibration. Embodiment 1-3 of the power generation section 30 installed in a manhole cover will be described below.
  • Embodiment 1 is an example in which the power generation unit 30 generates power using solar light energy.
  • a solar panel is installed above the manhole cover as the power generation unit 30, and the power generated by absorbing solar light energy and photoelectric conversion is stored in the manhole power generation capacitor 15 via electric wiring. If the amount of power generated by a typical solar panel is equivalent to the size of a manhole cover (0.6 m 2 ), more than 100 W of power can be obtained even if the power conversion efficiency of solar power generation is considered to be 20%. Therefore, sufficient power for operating the remote optical path switching node 10 can be secured.
  • the surface layer of the solar panel may be covered with a material having excellent pressure resistance and impact resistance.
  • Embodiment 2 is an example in which the power generation unit 30 generates power using solar thermal energy.
  • a thermoelectric element is installed on the manhole cover as the power generation unit 30, and electricity generated by the thermoelectric effect using the temperature difference between the upper side of the manhole cover (outside the manhole) and the lower side of the manhole cover (inside the manhole) is transmitted via electrical wiring.
  • the power is stored in the manhole power generation capacitor 15. If the power generation amount of a general thermoelectric element is equivalent to the size of a manhole cover, several watts of power can be obtained even considering the power conversion efficiency of the thermoelectric element as 5%, so the remote optical path switching node 10 is operated. Sufficient electricity can be secured for this purpose.
  • the surface layer of the thermoelectric element may be covered with a material having excellent pressure resistance and impact resistance.
  • Embodiment 3 is an example of generating electricity using energy generated by vibration.
  • a vibration power generation mechanism is installed on the manhole cover as a power generation unit 30, which utilizes vibrations transmitted to the manhole cover due to driving of a car, etc., and generates electricity through effects such as electromagnetic induction, electrostatic induction, inverse magnetostriction effect, or piezoelectric effect.
  • the vibration power generation mechanism is not limited to the manhole cover, but may be installed in a place where vibration is likely to occur inside or around the manhole.
  • step S11 the remote control unit 16 checks the amount of electricity stored in the manhole power generation capacitor 15.
  • step S12 the remote control unit 16 determines whether the amount of electricity stored in the manhole power generation capacitor 15 is sufficient.
  • the remote control unit 16 supplies power from the manhole power generation capacitor 15 to the optical switch unit 11 and the port monitoring unit 12 in step S13.
  • the remote control unit 16 waits for electricity to be stored in the manhole power generation capacitor 15.
  • step S21 the remote control unit 16 checks the amount of electricity stored in the manhole power generation capacitor 15.
  • step S22 the remote control unit 16 determines whether the amount of electricity stored in the manhole power generation capacitor 15 has reached the amount of electricity that allows the optical switch unit 11 and the port monitoring unit 12 to operate.
  • the remote control unit 16 supplies power from the manhole power generation capacitor 15 to the optical switch unit 11 and the port monitoring unit 12 in step S23.
  • the remote control unit 16 supplies power to the optical switch unit 11 and the port monitoring unit 12 from the optical power supply capacitor 14 in step S24.
  • power may be supplied to the optical switch unit 11 and the port monitoring unit 12 using both the optical power supply capacitor 14 and the manhole power generation capacitor 15.
  • one or more lower loops 200 are connected to an upper loop 100 connected to an accommodation station 300.
  • a remote optical path switching node 10 is placed at the connection point between the upper loop 100 and the lower loop 200.
  • the upper loop 100 and the lower loop 200 are composed of optical fibers having a plurality of core wires.
  • an optical path is connected between the communication device on the lower loop 200 and the communication device in the accommodation station.
  • the upper loop 100 includes an optical fiber that supplies power supply light to each of the remote optical path switching nodes 10. This optical fiber can also be used to transmit control light.
  • an optical path is connected between the accommodation station 300 and the communication device 210 on the lower loop 200.
  • Communication device 210 is, for example, a wireless base station.
  • the optical fibers of the upper loop 100 are connected to ports 1 and 2 of the remote optical path switching node 10, and the optical fibers of the lower loop 200 are connected to ports 3 and 4 of the remote optical path switching node 10. It is assumed that there is
  • the accommodating station 300 sends out a control light that instructs the remote optical path switching node 10 to connect ports 1 and 3.
  • the remote optical path switching node 10 that has received the instruction controls the optical switch unit 11 and connects ports 1 and 3.
  • ports 1 and 3 of the remote optical path switching node 10 are connected, the optical path via ports 1 and 3 is connected between the accommodation station and the communication device 210, as shown in FIG.
  • the accommodation station 300 After the optical path switching at the remote optical path switching node 10 is completed, the accommodation station 300 sends out a control light that instructs the remote optical path switching node 10 to acquire connection information.
  • the remote optical path switching node 10 controls the port monitoring unit 12, confirms the connection between port 1 and port 3, and returns connection information to the accommodation station 300.
  • the connection information may be confirmed by an optical test.
  • the control light sent from the accommodation station 300 is used for replying to the accommodation station 300, and information is superimposed on the control light and sent out.
  • the accommodation station 300 When the accommodation station 300 confirms the connection information, it starts using the optical path with the communication device 210.
  • the optical path can be easily switched if a failure occurs after the start of use. For example, if a failure occurs between port 3 and communication device 210, accommodating station 300 sends control light to instruct remote optical path switching node 10 to connect port 1 and port 4. The remote optical path switching node 10 connects ports 1 and 4 upon receiving the control light. Thereby, an optical path is connected between the accommodation station and the communication device 210 via ports 1 and 4.
  • the remote optical path switching node 10 of FIG. 7 has a configuration in which a manhole power generation capacitor 15 is added to the remote optical path switching node of Non-Patent Document 2.
  • the power lines that supply power to each part are shown as solid lines, and the optical fibers are shown as broken lines.
  • Components having the same functions as each component of the remote optical path switching node 10 in FIG. 1 are given the same reference numerals.
  • the optical fiber of each loop is connected to the optical switch section 11 via the port monitoring section 12.
  • the optical fiber that transmits the power supply light and the control light is connected to the photoelectric conversion element 13, the optical receiver 17, and the MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) switch 19.
  • the feeding light is incident on the photoelectric conversion element 13, and the control light is incident on the optical receiver 17 and the MEMS switch 19.
  • the power supply light is photoelectrically converted by the photoelectric conversion element 13, and electrical energy is stored in the optical power supply capacitors 14A and 14B (first capacitors).
  • the remote optical path switching node 10 in FIG. 7 has two systems of optical power supply capacitors: an optical power supply capacitor 14A that supplies power to the optical switch section 11 and the port monitoring section 12, and an optical power supply capacitor 14B that supplies power to the remote control section 16. Be prepared.
  • the manhole power generation capacitor 15 is also added, three power sources exist in the remote optical path switching node 10 of FIG.
  • the control light is received by the optical receiver 17, converted into an electrical signal, and transmitted to the remote controller 16.
  • the remote control unit 16 operates the remote optical path switching node 10 according to the control light converted into an electrical signal.
  • the MEMS switch 19 is used to transmit data from the remote optical path switching node 10 to the accommodation station.
  • the remote control unit 16 controls reflection of the control light by turning on and off the MEMS switch 19, and superimposes information to be transmitted on the control light.
  • the power line connects the capacitors 14A, 14B, 15 and each part of the remote optical path switching node 10, and supplies power from the capacitors 14A, 14B, 15 to each part.
  • a load switch (LSW) is placed on the power line.
  • the remote control section 16 controls the LSW to control power supply to each section. For example, when switching the optical path, the remote control section 16 turns on the LSW connected to the optical switch section 11 to supply power to the optical switch section 11 .
  • the power generation unit 30 placed on the manhole cover and the manhole power generation capacitor 15 are connected by a power line, and the power generated by the power generation unit 30 is stored in the manhole power generation capacitor 15.
  • the amount of electricity stored in the manhole power generation capacitor 15 is monitored by the remote control unit 16.
  • the remote control unit 16 turns on the LSW connected to the manhole power generation capacitor 15, connects the manhole power generation capacitor 15 and the boost element 18, Power is supplied to each part from the manhole power generation capacitor 15.
  • the remote optical path switching node 10 arranged at the connection point of the optical fiber of this embodiment includes an optical switch section 11 that switches the connection of the core wire of the optical fiber connected to the port, and an optical switch section 11 that switches the connection of the core wire of the optical fiber connected to the port, and A photoelectric conversion element 13 that performs photoelectric conversion into energy, an optical power supply capacitor 14 that stores the electrical energy photoelectrically converted by the photoelectric conversion element 13, and a manhole power generation capacitor 15 that stores the electrical energy supplied from the power generation section 30.
  • a remote control unit 16 is provided that supplies electrical energy to the optical switch unit 11 from at least one of the optical power supply capacitor 14 and the manhole power generation capacitor 15, controls the optical switch unit 11, and switches the connection of the core wires between the optical fibers. .

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Abstract

光ファイバの接続点に配置される遠隔光路切替ノード１０は、ポートに接続された光ファイバの心線の接続を切り替える光スイッチ部１１と、給電光を電気エネルギーに光電変換する光電変換素子１３と、光電変換素子１３が光電変換した電気エネルギーを蓄積する光給電用キャパシタ１４と、発電部３０から供給される電気エネルギーを蓄積するマンホール発電用キャパシタ１５と、光給電用キャパシタ１４とマンホール発電用キャパシタ１５の少なくとも一方から光スイッチ部１１に電気エネルギーを供給し、光スイッチ部１１を制御して光ファイバ間の心線の接続を切り替える遠隔制御部１６を備える。

Description

遠隔光路切替ノードおよび遠隔光路切替方法
　本発明は、遠隔光路切替ノードおよび遠隔光路切替方法に関する。
　収容局とユーザ側の通信端末とを光ファイバで結ぶアクセスネットワークでは、開通作業および保守作業において光線路の光路切替が一定の頻度で行われている。作業者がマンホール内に入り、接続点の筐体を開いて光ファイバの心線を切り替える方法では、作業者の手配および光路切替の作業に時間がかかるという問題があった。
　そこで、アクセスネットワークを多段ループ型配線と遠隔光路切替ノードで構成することが検討されている。多段ループ型配線は、複数のループ配線を多段につなげる構成である。遠隔光路切替ノードを多段ループ型配線の上位ループと下位ループの接続点に配置し、ループ間の光ファイバ心線の接続を、収容局からの遠隔操作で切り替え可能としている。遠隔光路切替ノードを用いた遠隔での光路切替を実現することで、作業時間の短縮を図ることができる。
　しかしながら、遠隔光路切替ノードはマンホール内設置が想定されるため外部からの電源確保は困難である。非特許文献１，２では、収容局から送出される給電光を光電変換して電気エネルギーをキャパシタに蓄積し、キャパシタに蓄積された電気エネルギーで遠隔光路切替ノードの各部を駆動する遠隔光路切替ノードが提案されている。
川野友裕、藤本達也、中江和英、渡辺汎、片山和典、「将来光アクセス網に向けた遠隔光路切替ノードの検討」、2021年電子情報通信学会総合大会，B-13-16，2021 川野友裕、真鍋哲也、黒田晃弘、中江和英、渡辺汎、片山和典、「遠隔光路切替ノードの直列接続方式に関する一検討」、2022年電子情報通信学会総合大会, B-13-28，2022
　非特許文献１，２の遠隔光路切替ノードでは、システムトラブル等により光給電用ファイバを介した給電光でキャパシタに蓄電できず、遠隔光路切替ノードの各部を駆動できないおそれがあるという問題があった。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、遠隔光路切替ノードをより安定的に動作させることを目的とする。
　本発明の一態様の遠隔光路切替ノードは、光ファイバの接続点に配置される遠隔光路切替ノードであって、ポートに接続された光ファイバの心線の接続を切り替える光スイッチ部と、給電光を電気エネルギーに光電変換する光電変換素子と、前記電気エネルギーを蓄積する第１のキャパシタと、外部の発電装置から供給される電気エネルギーを蓄積する第２のキャパシタと、前記第１のキャパシタと前記第２のキャパシタの少なくとも一方から前記光スイッチ部に電気エネルギーを供給し、前記光スイッチ部を制御して前記光ファイバ間の心線の接続を切り替える遠隔制御部を備える。
　本発明の一態様の遠隔光路切替方法は、光ファイバの接続点に配置される遠隔光路切替ノードが実行する遠隔光路切替方法であって、前記遠隔光路切替ノードは、給電光を光電変換した電気エネルギーを蓄積する第１のキャパシタと、外部の発電装置から供給される電気エネルギーを蓄積する第２のキャパシタを備え、前記遠隔光路切替ノードは、前記第１のキャパシタの電気エネルギーを利用できない場合、前記第２のキャパシタの電気エネルギーの蓄電量を確認し、前記蓄電量が閾値以上である場合、前記第２のキャパシタの電気エネルギーを利用して前記光ファイバの心線の接続を切り替える。
　本発明によれば、遠隔光路切替ノードをより安定的に動作させることができる。
図１は、遠隔光路切替ノードの構成の一例を示す図である。 図２は、光路切替時の給電処理の流れの一例を示すフローチャートである。 図３は、光路切替時の給電処理の流れの一例を示すフローチャートである。 図４は、多段ループ型配線を利用したネットワークの構成の一例を示す図である。 図５は、光路切替手順の一例を説明するための図である。 図６は、光路切替手順の一例を説明するための図である。 図７は、遠隔光路切替ノードの構成の一例を示す図である。
　図１を参照し、本実施形態の遠隔光路切替ノード１０の構成の一例について説明する。遠隔光路切替ノード１０は、例えば、多段ループ型配線のループ同士の接続地点のマンホール内に配置され、ループ間の光ファイバ心線の接続を切り替える装置である。遠隔光路切替ノード１０は、収容局から送出される給電光を光電変換した電気エネルギーに加えて、マンホール蓋に設置された発電部３０で得られた電気エネルギーを利用して動作する。
　図１に示す遠隔光路切替ノード１０は、光スイッチ部１１、ポート監視部１２、光電変換素子１３、光給電用キャパシタ１４（第１のキャパシタ）、マンホール発電用キャパシタ１５（第２のキャパシタ）、および遠隔制御部１６を備える。
　光スイッチ部１１には、各ループの光ファイバ心線がポート監視部１２を介して接続される。光ファイバ心線は遠隔光路切替ノード１０が備えるポートに接続される。光スイッチ部１１は、収容局からの指示により、各ループ間の光ファイバ心線の接続を切り替える。具体的には、光スイッチ部１１は、ポートから入射した光が接続先のポートへ出射するように、光スイッチ部１１内の部材を物理的に動かしてポート同士を接続する。光スイッチ部１１でポート同士を接続することにより、ループ間の光ファイバ心線が接続されて光路がつながる。
　ポート監視部１２は、光ファイバ心線が接続されたポートのそれぞれにおいて光ファイバ心線の光パワーを測定し、ポート間のつながりを把握する。そして、ポート監視部１２は、把握したポート間のつながりを示すつながり情報を生成する。
　光路切替時に、光スイッチ部１１とポート監視部１２は、光給電用キャパシタ１４とマンホール発電用キャパシタ１５の少なくとも一方から給電されて動作する。
　光電変換素子１３には、収容局から送出される給電光と制御光を伝送する光ファイバが接続される。光電変換素子１３は、収容局から送出される給電光を受光し、給電光の光エネルギーを電気エネルギーに光電変換して、電気エネルギーを光給電用キャパシタ１４に蓄積する。また、別の光電変換素子（図示せず）は、収容局から送出される制御光を受光し、制御光を電気信号に変換して遠隔制御部１６へ送信することで、収容局からの遠隔指示を遠隔制御部１６へ通知する。
　光給電用キャパシタ１４は、給電光を変換した電気エネルギーを蓄積し、蓄積した電気エネルギーで光スイッチ部１１、ポート監視部１２、および遠隔制御部１６を駆動する。
　マンホール発電用キャパシタ１５は電気配線を介して発電部３０に接続される。マンホール発電用キャパシタ１５は、発電部３０の発電した電気エネルギーを蓄積し、蓄積した電気エネルギーで光スイッチ部１１、ポート監視部１２、および遠隔制御部１６を駆動する。
　遠隔制御部１６は、収容局から送出される制御光を用いた遠隔指示により、遠隔光路切替ノード１０を制御する制御部である。例えば、遠隔制御部１６は、光スイッチ部１１を制御してループ間の心線を接続したり、ポート監視部１２で把握した光ファイバ心線間のつながり情報を収容局に送付したりする。また、遠隔制御部１６は、光給電用キャパシタ１４とマンホール発電用キャパシタ１５の蓄電量を監視したり、光給電用キャパシタ１４とマンホール発電用キャパシタ１５から光スイッチ部１１とポート監視部１２への給電を制御したりする。遠隔制御部１６には、プロセッサを搭載したマイクロプロセッシングユニット（ＭＰＵ）を利用できる。
　発電部３０は、例えば、マンホール蓋に設置されて、太陽光、熱、または振動などの再生可能エネルギーによって発電する装置である。以下、マンホール蓋に設置される発電部３０の実施例１－３について説明する。
　実施例１は、発電部３０が太陽の光エネルギーを利用して発電する例である。発電部３０としてマンホール蓋の上側に太陽光パネルを設置し、太陽の光エネルギーを吸収して光電変換によって発電した電力を、電気配線を介してマンホール発電用キャパシタ１５に蓄電する。一般的な太陽光パネルにおけるマンホール蓋の大きさ相当（０．６ｍ2）の発電量であれば、太陽光発電の電力変換効率を２０％と考慮しても百数十Ｗの電力が得られるので、遠隔光路切替ノード１０を動作させるための電力は十分確保できる。太陽光パネルの表層部を耐圧・耐衝撃性に優れた材料で覆ってもよい。
　実施例２は、発電部３０が太陽の熱エネルギーを利用して発電する例である。発電部３０としてマンホール蓋に熱電素子を設置し、マンホール蓋の上側（マンホール外部）とマンホール蓋の下側（マンホール内部）との温度差を利用した熱電効果によって発電した電力を、電気配線を介してマンホール発電用キャパシタ１５に蓄電する。一般的な熱電素子のマンホール蓋の大きさ相当の発電量であれば、熱電素子の電力変換効率を５％と考慮しても数Ｗの電力が得られるので、遠隔光路切替ノード１０を動作させるための電力は十分確保できる。熱電素子の表層部を耐圧・耐衝撃性に優れた材料で覆ってもよい。
　実施例３は、振動によるエネルギーを利用して発電する例である。自動車の走行などによってマンホール蓋に伝わる振動を利用し、電磁誘導、静電誘導、逆磁歪効果、または圧電効果などの効果によって発電する振動発電機構を発電部３０としてマンホール蓋に設置する。振動発電機構は、マンホール蓋に限らず、マンホール内部または周辺部で振動が起こりやすい場所に設置すればよい。
　なお、実施例１－３のいずれの場合も、マンホール蓋を開ける際に電気配線が干渉（引っ張られるなど）しない構成にするとよい。
　次に、図２のフローチャートを参照し、光給電用キャパシタ１４の電気エネルギーを利用できない場合の給電処理の一例について説明する。システムトラブルにより光給電用キャパシタ１４に蓄電されない場合に、図２のフローチャートに従ってマンホール発電用キャパシタ１５から給電する。
　具体的には、ステップＳ１１にて、遠隔制御部１６は、マンホール発電用キャパシタ１５の蓄電量を確認する。
　ステップＳ１２にて、遠隔制御部１６は、マンホール発電用キャパシタ１５の蓄電量が十分であるか否か判定する。
　蓄電量が十分であれば、ステップＳ１３にて、遠隔制御部１６は、マンホール発電用キャパシタ１５から光スイッチ部１１とポート監視部１２に給電する。
　蓄電量が足りなければ、遠隔制御部１６は、マンホール発電用キャパシタ１５に蓄電されるのを待つ。
　以上の処理により、光給電用キャパシタ１４の電気エネルギーを利用できない場合であっても、マンホール発電用キャパシタ１５を利用して光路切替が可能になる。
　次に、図３のフローチャートを参照し、マンホール発電用キャパシタ１５の電気エネルギーを優先して利用する給電処理の一例について説明する。
　ステップＳ２１にて、遠隔制御部１６は、マンホール発電用キャパシタ１５の蓄電量を確認する。
　ステップＳ２２にて、遠隔制御部１６は、マンホール発電用キャパシタ１５の蓄電量が光スイッチ部１１とポート監視部１２が動作可能な蓄電量に達しているか否か判定する。
　蓄電量が十分であれば、ステップＳ２３にて、遠隔制御部１６は、マンホール発電用キャパシタ１５から光スイッチ部１１とポート監視部１２に給電する。
　蓄電量が足りなければ、ステップＳ２４にて、遠隔制御部１６は、光給電用キャパシタ１４から光スイッチ部１１とポート監視部１２に給電する。
　なお、光給電用キャパシタ１４とマンホール発電用キャパシタ１５の両方で光スイッチ部１１とポート監視部１２に給電してもよい。
　次に、図４を参照し、多段ループ型配線のネットワークについて説明する。
　多段ループ型配線では、収容局３００に接続された上位ループ１００に１つ以上の下位ループ２００が接続される。上位ループ１００と下位ループ２００との接続点に遠隔光路切替ノード１０が配置される。上位ループ１００と下位ループ２００は複数の心線を有する光ファイバで構成される。遠隔光路切替ノード１０において上位ループ１００の光ファイバ心線と下位ループ２００の光ファイバ心線とを接続することで、下位ループ２００上の通信装置と収容局内の通信装置との間で光路がつながる。上位ループ１００を介して別々の下位ループ２００上の通信装置間で光路をつなげることもできる。なお、上位ループ１００は遠隔光路切替ノード１０のそれぞれに給電光を供給する光ファイバを備える。この光ファイバは制御光の伝送にも使用できる。
　次に、図５，６を参照し、光路切替手順について説明する。図５，６の例では、収容局３００と下位ループ２００上の通信装置２１０との間に光路をつなげる。通信装置２１０は例えば無線基地局である。上位ループ１００の光ファイバ心線は、遠隔光路切替ノード１０のポート１とポート２に接続され、下位ループ２００の光ファイバ心線は、遠隔光路切替ノード１０のポート３とポート４に接続されているものとする。
　まず、図５に示すように、収容局３００は、遠隔光路切替ノード１０に対してポート１とポート３の接続を指示する制御光を送出する。指示を受けた遠隔光路切替ノード１０は、光スイッチ部１１を制御し、ポート１とポート３とを接続する。遠隔光路切替ノード１０のポート１とポート３が接続されると、図６に示すように、収容局と通信装置２１０との間でポート１とポート３を介した光路がつながる。
　遠隔光路切替ノード１０での光路切替完了後、収容局３００は、遠隔光路切替ノード１０に対してつながり情報の取得を指示する制御光を送出する。
　遠隔光路切替ノード１０は、ポート監視部１２を制御し、ポート１とポート３との間のつながりを確認し、つながり情報を収容局３００へ返す。光試験によってつながり情報の確認を行ってもよい。例えば、収容局３００への返信には収容局３００から送出された制御光を利用し、制御光につながり情報を重畳して送出する。
　収容局３００は、つながり情報を確認すると、通信装置２１０との間の光路の利用を開始する。
　多段ループ型配線と遠隔光路切替ノードを用いると、利用開始後に故障が発生した場合に容易に光路を切り替えることができる。例えば、ポート３と通信装置２１０との間で故障が発生した場合、収容局３００は、遠隔光路切替ノード１０に対して、ポート１とポート４の接続を指示する制御光を送出する。遠隔光路切替ノード１０は、制御光を受信すると、ポート１とポート４を接続する。これにより、収容局と通信装置２１０との間でポート１とポート４を介した光路がつながる。
　次に、図７を参照し、遠隔光路切替ノードの実施例について説明する。図７の遠隔光路切替ノード１０は、非特許文献２の遠隔光路切替ノードにマンホール発電用キャパシタ１５を追加した構成である。図７では、各部に電力を供給する電力線を実線で示し、光ファイバを破線で示した。図１の遠隔光路切替ノード１０の各部と同じ機能を持つ部品には同じ符号を付した。
　各ループの光ファイバは、ポート監視部１２を介して光スイッチ部１１に接続される。
　給電光と制御光を伝送する光ファイバは、光電変換素子１３、光受信部１７、およびＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）スイッチ１９に接続される。給電光は光電変換素子１３に入射し、制御光は光受信部１７とＭＥＭＳスイッチ１９に入射する。給電光は光電変換素子１３で光電変換され、電気エネルギーが光給電用キャパシタ１４Ａ，１４Ｂ（第１のキャパシタ）に蓄積される。図７の遠隔光路切替ノード１０は、光給電用キャパシタを２系統化し、光スイッチ部１１とポート監視部１２に給電する光給電用キャパシタ１４Ａおよび遠隔制御部１６に給電する光給電用キャパシタ１４Ｂを備える。なお、マンホール発電用キャパシタ１５も加えると、図７の遠隔光路切替ノード１０には３つの電力源が存在する。
　制御光は光受信部１７で受光され、電気信号に変換されて遠隔制御部１６に送信される。遠隔制御部１６は、電気信号に変換された制御光に従って遠隔光路切替ノード１０を動作させる。
　ＭＥＭＳスイッチ１９は、遠隔光路切替ノード１０から収容局へのデータの送信に用いられる。遠隔制御部１６は、ＭＥＭＳスイッチ１９のオンオフを切り替えることで制御光の反射を制御し、送信すべき情報を制御光に重畳する。
　電力線は、キャパシタ１４Ａ，１４Ｂ、１５と遠隔光路切替ノード１０の各部とを接続し、キャパシタ１４Ａ，１４Ｂ、１５からの電力を各部に供給する。電力線には、ロードスイッチ（ＬＳＷ）が配置される。遠隔制御部１６は、ＬＳＷを制御して各部への給電を制御する。例えば、光路を切り替える際、遠隔制御部１６は、光スイッチ部１１に接続されたＬＳＷをオンにして光スイッチ部１１に電力を供給する。
　マンホール蓋に配置された発電部３０とマンホール発電用キャパシタ１５とは電力線で接続され、発電部３０で発電した電力はマンホール発電用キャパシタ１５に蓄積される。マンホール発電用キャパシタ１５の蓄電量は、遠隔制御部１６によって監視される。マンホール発電用キャパシタ１５に十分な電力が蓄積されている場合、遠隔制御部１６は、マンホール発電用キャパシタ１５に接続されたＬＳＷをオンにして、マンホール発電用キャパシタ１５と昇圧素子１８を接続し、マンホール発電用キャパシタ１５から各部に電力を供給する。
　以上説明したように、本実施形態の光ファイバの接続点に配置される遠隔光路切替ノード１０は、ポートに接続された光ファイバの心線の接続を切り替える光スイッチ部１１と、給電光を電気エネルギーに光電変換する光電変換素子１３と、光電変換素子１３が光電変換した電気エネルギーを蓄積する光給電用キャパシタ１４と、発電部３０から供給される電気エネルギーを蓄積するマンホール発電用キャパシタ１５と、光給電用キャパシタ１４とマンホール発電用キャパシタ１５の少なくとも一方から光スイッチ部１１に電気エネルギーを供給し、光スイッチ部１１を制御して光ファイバ間の心線の接続を切り替える遠隔制御部１６を備える。これにより、システムトラブルで光給電用キャパシタ１４の電気エネルギーを利用できない場合であっても、マンホール発電用キャパシタ１５から光スイッチ部１１に給電できる。その結果、遠隔光路切替ノード１０をより安定的に動作させることができる。
　１０　遠隔光路切替ノード
　１１　光スイッチ部
　１２　ポート監視部
　１３　光電変換素子
　１４，１４Ａ，１４Ｂ　光給電用キャパシタ（第１のキャパシタ）
　１５　マンホール発電用キャパシタ（第２のキャパシタ）
　１６　遠隔制御部
　１７　光受信部
　１８　昇圧素子
　１９　ＭＥＭＳスイッチ
　３０　発電部

Claims (6)

  1. 　光ファイバの接続点に配置される遠隔光路切替ノードであって、
    　ポートに接続された光ファイバの心線の接続を切り替える光スイッチ部と、
    　給電光を電気エネルギーに光電変換する光電変換素子と、
    　前記電気エネルギーを蓄積する第１のキャパシタと、
    　外部の発電装置から供給される電気エネルギーを蓄積する第２のキャパシタと、
    　前記第１のキャパシタと前記第２のキャパシタの少なくとも一方から前記光スイッチ部に電気エネルギーを供給し、前記光スイッチ部を制御して前記光ファイバ間の心線の接続を切り替える遠隔制御部を備える
    　遠隔光路切替ノード。
  2. 　請求項１に記載の遠隔光路切替ノードであって、
    　前記ポート間のつながりを監視するポート監視部を備え、
    　前記遠隔制御部は、前記ポート間のつながりを示すつながり情報を送出する
    　遠隔光路切替ノード。
  3. 　請求項１または２に記載の遠隔光路切替ノードであって、
    　当該遠隔光路切替ノードはマンホール内に配置され、
    　前記発電装置はマンホール蓋に配置された太陽光パネルである
    　遠隔光路切替ノード。
  4. 　請求項１または２に記載の遠隔光路切替ノードであって、
    　当該遠隔光路切替ノードはマンホール内に配置され、
    　前記発電装置はマンホール蓋に配置された熱電素子である
    　遠隔光路切替ノード。
  5. 　請求項１または２に記載の遠隔光路切替ノードであって、
    　当該遠隔光路切替ノードはマンホール内に配置され、
    　前記発電装置はマンホール蓋の振動を利用して発電する
    　遠隔光路切替ノード。
  6. 　光ファイバの接続点に配置される遠隔光路切替ノードが実行する遠隔光路切替方法であって、
    　前記遠隔光路切替ノードは、給電光を光電変換した電気エネルギーを蓄積する第１のキャパシタと、外部の発電装置から供給される電気エネルギーを蓄積する第２のキャパシタを備え、
    　前記遠隔光路切替ノードは、
    　前記第１のキャパシタの電気エネルギーを利用できない場合、前記第２のキャパシタの電気エネルギーの蓄電量を確認し、
    　前記蓄電量が閾値以上である場合、前記第２のキャパシタの電気エネルギーを利用して前記光ファイバの心線の接続を切り替える
    　遠隔光路切替方法。
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