JP2012175123A

JP2012175123A - 経路冗長切替装置及び経路冗長切替方法

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Publication number: JP2012175123A
Application number: JP2011031732A
Authority: JP
Inventors: Shigehisa Sugiyama; 成央杉山
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2011-02-17
Filing date: 2011-02-17
Publication date: 2012-09-10

Abstract

【課題】海底通信ネットワークの地上部分において、冗長経路のコストを抑制する。
【解決手段】第１局は、第２局からの現用系の入力信号レベルが低下したとき、現用系と冗長系の出力レベルを逆転させる。第２局は、第１局からの現用系の入力信号レベルの低下に応じて、現用系と冗長系の出力レベルを逆転させる。その結果、双方向的に現用系と冗長系が切り替えられる。その際、第１局の切替制御は、出力信号の出力レベルとして第２局に伝えられる。従って、切替専用の制御信号を用いる必要が無い。
【選択図】図１

Description

本発明は、通信伝送路の現用系と冗長系の切替に関する。

従来の海底ケーブルネットワークシステムにおいて、陸揚げ局に収容、電力、保守性の制限があるため、端局装置を更に内陸部の局に設置する場合がある。そのような場合、海底ケーブルは無終端で陸揚げされ、信号は陸上区間を経由して端局装置に伝送される。このようなシステム条件においては、陸上区間のケーブル障害の危険性を低減するために、陸上経路の冗長化を行なう場合がある。冗長化を行うために、無終端の陸揚げ局と、より内陸側の端局装置設置局との各々に、現用回線と予備回線との切替を行うための経路冗長切替装置が設置される。

このような経路切替装置を用いた波長冗長装置の構成について、図１、図２を参照して説明する。図１は、経路冗長切替装置の構成を示す参考例である。伝送路系１０１−１の受信用の伝送路１０１−２を介して伝送された信号が選択部１０４に入力する。検出器１０１−４は信号の入力レベルを検出してレベル情報１０１−５を生成し、切替制御部１０５−１に通知する。同様に、伝送路系１０２−１の受信用の伝送路１０２−２を介して伝送された信号が選択部１０４に入力される。検出器１０２−４は信号の入力レベルを検出してレベル情報１０２−５を生成し、切替制御部１０５−１に通知する。

切替制御部１０５−１には更に、対向する経路冗長切替装置から通信制御部１０６−１を介して切替制御情報１０６−２、１０５−３が伝送される。切替制御部１０５−１は、レベル情報１０１−５、レベル情報１０２−５、及び切替制御情報１０５−３に基づいて制御信号１０５−２を生成し、選択部１０４に送信する。選択部１０４は制御信号１０５−２に基づいて経路切替制御を行う。この制御により、伝送路系１０１−１と伝送路系１０２−１とのいずれか一方が現用系として選択され、他方が予備系として設定される。

選択部１０４によって選択された被選択信号１０３−２は、海側の伝送路系１０３−１に出力される。伝送路系１０３−１の受信用の伝送路１０３−３から入力した入力信号は、分岐部１０７にて信号１０１−３と信号１０２−３に分岐され、それぞれ伝送路系１０１−１の伝送路１０１−３と伝送路系１０２−１の伝送路１０２−３に出力される。

切替制御部１０５−１は、切替制御の結果（すなわち制御信号１０５−２が示す伝送路の選択）を通信制御部１０６−１へ通知する。通信制御部１０６−１は、切替制御部１０５−１から通知された切替制御情報１０５−３を切替制御情報１０６−２として内陸側に対向する経路冗長切替装置に送信する。通信制御部１０６−１は更に、対向する経路冗長切替装置から転送された情報を切替制御部１０５−１に通知する。

図２は、１例として陸上経路における経路冗長切替システムを示したものである。海底ケーブルネットワークの伝送路１０３−１が陸揚げ局１０７−２に接続される。陸揚げ局１０７−２は、海底ネットワークの端局装置が設置されている端局装置設置局１０８−２との間で、冗長化された伝送路系１０１−１、１０２−１によって接続されている。

陸揚げ局１０７−２には経路冗長切替装置１０７−３が設置される。端局装置設置局１０８−２には経路冗長切替装置１０８−３が設置される。経路冗長切替装置１０７−３と経路冗長切替装置１０８−３とは、いずれも図１に示された構成を備え、伝送路系１０１−１、１０２−１を介して互いに接続される。経路冗長切替装置１０７−３と経路冗長切替装置１０８−３は更に、切替制御情報１０５を伝送するための切替制御情報通信経路によって互いに接続される。

このような経路冗長切替システムにおける標準的な切替動作を以下に説明する。伝送路系１０１−１を用いて通信を行っており、伝送路１０１−２に障害が発生した場合、経路冗長切替装置１０７−３の検出器１０１−４が障害を検出する。その検出信号に応じて、経路冗長切替装置１０７−３は伝送路系１０２−１を選択する。更に、経路冗長切替装置１０７−３の通信制御部１０６−１は、対向する経路冗長切替装置１０８−３に伝送路系１０２−１を選択したことを示す切替制御情報１０５を転送する。端局装置設置局１０８−２側の経路冗長切替装置１０８−３では、転送された切替制御情報に応じて、切替制御部１０５−１が伝送路系１０２−１を選択する。その結果、伝送路系１０２−１が双方向の信号経路として設定される。

特許文献１は、障害時の伝送路切替技術の一例である。この文献には、波長多重システムにおいて、障害がおこった場合に無瞬断で多重信号の非運用回線構築を行う伝送路切替方式が記載されている。

特開平１０−３３６０７９号公報

海底ケーブルの陸上経路を冗長化するためには、図２に例示したように、陸揚げ局と端局装置設置局に経路切替装置を設置するのが一般的である。このようなシステムでは、伝送路が双方向で管理される。そのため、どの伝送路を選択しているかを示す制御情報を相互にやり取りする双方向冗長切替システムを構成する必要がある。このようなシステムを構成する場合、制御情報を相互通信する制御系通信機能部を各経路切替装置に搭載することが必要である。場合によっては更に、陸揚げ局と端局装置設置局間に、相互情報通信を行うためのインフラを整備する必要がある。そのため、システム費用が上昇するという問題が存在している。海底通信ネットワークの地上部分において、冗長経路のコストを抑制することが望まれる。

以下に、［発明を実施するための形態］で使用される番号を括弧付きで用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号は、［特許請求の範囲］の記載と［発明を実施するための形態］との対応関係を明らかにするために付加されたものである。ただし、それらの番号を、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。

本発明の一側面において、経路冗長切替装置（７−３、８−３）は、第１伝送路系（１−１）と第２伝送路系（２−１）のいずれか一方を現用系として使用し、他方を冗長系として使用するために用いられる。経路冗長切替装置は、第１伝送路系（１−１）に含まれ第１ノード（１−２）側からの第１入力信号を伝送する第１伝送路（１−２）と、第２伝送路系（２−１）に含まれ第１ノード（１−２）側からの第２入力信号を伝送する第２伝送路（２−２）とのうちのいずれか一方を選択して第２ノード側に送信する選択部（４）と、第１出力信号減衰器（１−７）と、第２出力信号減衰器（２−７）と、第２ノード側からの入力信号を分岐して第１出力信号減衰器（１−７）を介して第１伝送路系（１−１）に含まれる第３伝送路（１−３）に第１出力信号を出力し、且つ第２出力信号減衰器（２−７）を介して第２伝送路系（２−１）に含まれる第４伝送路（２−３）に第２出力信号を出力する分岐部（７）と、第１入力信号のレベルを検出する第１検出器（１−４）と、第２入力信号のレベルを検出する第２検出器（２−４）と、第１入力信号のレベルが所定の基準以下であると判定された場合、第２出力信号減衰器（２−７）の減衰率が第１出力信号減衰器（１−７）の減衰率よりも小さくなるように切替制御を実行する切替制御部（５−１）とを備える。

本発明によれば、伝送路系に障害が発生した場合、その伝送路系の出力信号のレベルよりも冗長系の出力信号のレベルが上がるように切替制御が行われる。その結果、出力信号のレベルによって、対向局に対して現用系・冗長系の切替情報を送ることができる。そのため切替情報を送信するための専用伝送路を設ける必要が無く、コストを低下することができる。

図１は、経路冗長切替装置の一例を示す。図２は、経路冗長切替システムの一例を示す。図３は、本発明の一実施形態における経路冗長切替装置を示す。図４は、本発明の一実施形態における経路冗長切替システムを示す。

以下、本発明の一実施形態における経路冗長切替装置について説明する。本実施形態においては、第１局と第２局が現用系と冗長系で接続される。第１局は、第２局からの現用系の入力信号レベルが低下したとき、現用系と冗長系の出力レベルを逆転させる。第２局は、第１局からの現用系の入力信号レベルの低下に応じて、現用系と冗長系の出力レベルを逆転させる。その結果、双方向的に現用系と冗長系が切り替えられる。その際、第１局の切替制御は、出力信号の出力レベルとして第２局に伝えられる。従って、切替専用の制御信号を用いる必要が無い。

このような実施形態の具体的な構成を以下に説明する。経路冗長切替装置は、陸上端局側の第１ノードと海底側の第２ノードとの間に設置され、陸上端局側の第１伝送路系１−１と第２伝送路系２−１とのいずれか一方を現用系として使用し、他方を冗長系として設定するために用いられる。

図３は、本実施形態における経路冗長切替装置の構成を示す。経路冗長切替装置は、切替制御部５−１と、選択部４と、減衰器１−６、１−７、２−６、２−７と、検出器１−４、２−４と、分岐部７とを搭載する。切替制御部５−１は、入力信号レベルのレベル比較による切替制御を実施する。選択部４は、切替制御部５−１からの制御信号５−２に応じて選択制御を実施する。減衰器１−６（第１入力信号減衰器）、減衰器１−７（第１出力信号減衰器）、減衰器２−６（第２入力信号減衰器）、減衰器２−７（第２出力信号減衰器）は、切替制御部５−１によって制御され、当該経路冗長切替装置に対向する経路冗長切替装置との間で送受信する信号のレベルを制御する。

本実施形態における経路冗長切替装置は、図１に示した従来構成に対し、減衰器１−６、２−６、１−７、２−７と減衰器制御信号１−８、２−８を追加し、切替制御情報１０５−３、１０６−２を伝送するための通信線と、通信制御部１０６−１とを削除した構成を有する。

減衰器１−６、２−６は、システム動作の初期状態を設定するための機能を有する。減衰器１−６（第１入力信号減衰器）は、伝送路１−２を介して入力する信号（第１入力信号）のレベルを検出器１−４（第１検出器）よりも上流側で制御する。減衰器２−６（第２入力信号減衰器）は、伝送路２−２を介して入力する信号（第２入力信号）のレベルを検出器２−４（第２検出器）よりも上流側で制御する。

減衰器１−７、２−７は、それぞれ減衰器制御信号１−８、２−８に応じて、受信経路の切替制御を実施する時に、対向する局に出力する信号のレベルを制御する。具体的には、以下のような切替制御を実行する。例えば第１の伝送路系１−１の伝送路１−２（第１伝送路）の入力信号の検出レベルが所定の基準以下であると判定された場合、第２の伝送路系の減衰器２−７（第２出力信号減衰器）の減衰率が第１の伝送路系の減衰器１−７（第１出力信号減衰器）の減衰率よりも小さくなるように設定される。この際、現用系と冗長系を切り替えるために当該経路冗長切替装置が伝送路１−２の減衰器１−６の減衰率を制御する動作は必要でない。

この制御により、対向する経路冗長切替装置に対して、受信経路の切替制御の状態を、データを搬送するための光信号のレベルとして転送することができる。そのため、伝送路１−２、１−３、２−２、２−３（第１〜第４伝送路）と異なる切替制御通信用の伝送路を別途、用意する必要が無い。

本実施形態における経路冗長切替装置を図２のような経路冗長切替システムに適用する場合、図４に示す構成例が考えられる。図４では、端局装置を有しない陸揚げ局７−２と内陸側の端局装置設置局８−２にそれぞれ、図３の構成を有する経路冗長切替装置７−３（第１経路冗長切替装置）と経路冗長切替装置８−３（第２経路冗長切替装置）が設置される。経路冗長切替装置７−３の第１の伝送路系１−１は、経路冗長切替装置８−３の第１の伝送路系１−１である。経路冗長切替装置７−３の第２の伝送路系２−１は、経路冗長切替装置８−３の第２の伝送路系２−１である。この構成例においては、図２における切替制御情報１０５の伝送路が不要として削除される。

図３と図４を用いて本実施形態における動作を説明する。図３は、本実施形態における経路冗長切替装置の構成を示す。伝送路系１−１の受信用の伝送路１−２（第１伝送路）を介して伝送された信号（第１入力信号）が選択部４に入力される。検出器１−４は第１入力信号の入力レベルを検出してレベル情報１−５を生成し、切替制御部５−１に通知する。同様に、伝送路系２−１の受信用の伝送路２−２（第２伝送路）を介して伝送された信号（第２入力信号）が選択部４に入力される。検出器２−４は第２入力信号の入力レベルを検出してレベル情報２−５を生成し、切替制御部５−１に通知する。

切替制御部５−１は、レベル情報１−５及びレベル情報２−５に基づいて制御信号５−２を生成し、選択部４に送信する。選択部４は制御信号５−２に基づいて経路切替制御を行う。この制御により、伝送路系１−１と伝送路系２−１とのいずれか一方が現用系として選択され、他方が予備系として設定される。

選択部４によって選択された被選択信号３−２は、海側の伝送路系３−１に出力される。伝送路系３−１の受信用の伝送路３−３から入力した入力信号は、分岐部７にて信号１−３（第１出力信号）と信号２−３（第２出力信号）に分岐され、それぞれ伝送路系１−１の伝送路１−３（第３伝送路）と伝送路系２−１の伝送路２−３（第４伝送路）に出力される。

切替制御部５−１は、切替制御の結果（すなわち制御信号５−２が示す伝送路の選択）を、図１で示した通信制御部１０６−１へ通知する動作を行わない。本実施形態においては、図１の例のように切替制御情報１０６−２を送信する専用の伝送路を持たなくても、以下に説明するように冗長系の切替が可能である。

減衰器１−６、２−６および減衰器１−７、２−７は、サービス開始時に、伝送路系１−１、２−１の入力レベルを合わせるために初期設定される。あるいは減衰器を使用せずに初期レベルを保有値として記憶させておいてもよい。

サービス開始時、選択部４にて伝送路系１−１の伝送路を現用系として選択するとした場合、陸揚げ局７−２の経路冗長切替装置と端局装置設置局８−２の経路冗長切替装置の各々において初期設定が行われる。この際、陸揚げ局７−２の設定は、以下のように対向する端局装置設置局８−２の制御によって行うことができる。端局装置設置局８−２の現用系側の減衰器１−７の出力を予め設定された基本レベルよりも高い値に設定する。一方、予備系側の減衰器２−７の出力は、基本レベルよりも低い値に設定する。その結果、陸揚げ局７−２の検出器１−４が基本レベルよりも高い光信号を検出し、検出器２−４が基本レベルよりも低い光信号を検出する。陸揚げ局７−２の切替制御部５−１は、基本レベルより高い信号レベルを有する経路を選択するという切替制御判定を行う。以上の初期設定の逆に、陸揚げ局８−２の減衰器１−７、２−７の設定によって、端局装置設置局８−２の設定を行うこともできる。

伝送路系１−１を選択している状態において、伝送路１−２にて障害（接続断）が発生した場合、陸揚げ局７−２の経路冗長切替装置７−３の検出器１−４が入力断を検出する。この入力断情報を受けて切替制御部５−１は、現用系である伝送路系１−１に障害が発生したと判断して伝送路系２−１への切替制御の実施を判断する。その判断に応じて、切替制御部５−１は、選択部４に伝送路系２−１への切替を実施するための制御信号５−２を送信する。切替制御部５−１は更に、減衰器１−７の出力を基本出力より低い値に設定変更し、且つ減衰器２−７の出力を基本出力より低い値から高い値に設定変更する。

上記陸揚げ局７−２における経路冗長切替装置７−３の動作により、陸揚げ局７−２から経路冗長切替装置８−２へ伝送される伝送路系１−１の伝送路１−３の信号レベルが下がり、伝送路系２−１の伝送路２−３の信号レベルが上がる。その結果、対向側である経路冗長切替装置８−３において、検出器１−４で検出されるレベルが低下し、検出器２−４で検出されるレベルが上昇する。このレベル変化に応じて、切替制御部５−１にて伝送路系２−１を選択する制御が実施される。以上の動作の結果、双方向での伝送路系２−１の選択動作が実施されることになる。

正常運用状態で保守動作として経路選択の切替を実施する場合は、端局装置設置局８−２と陸揚げ局７−２のいずれか一方の経路冗長切替装置にて減衰器１−７の出力レベルと減衰器２−７の出力レベルを反転する制御により、上記一連の動作にて双方向での切替が可能となる。

本実施形態においては、陸揚げ局から海洋端局装置局までの無中継陸上伝送路経路において、制御通信方式がレベル転送により実現される。すなわち主信号方レベルの制御によって切替制御情報の通知が行われる。このような手段により、以下の効果を得ることができる。
（１）安価な冗長装置にて陸上経路の双方向経路冗長システムスを実現することが可能である。
（２）切替制御信号用の情報通信ネットワークを必要としないため、ネットワークインフラ整備用費用の削減が可能である。

１０１−１伝送路系
１０１−２伝送路
１０１−３伝送路
１０１−４検出器
１０１−５レベル情報
１０２−１伝送路系
１０２−２伝送路
１０２−３伝送路
１０２−４検出器
１０２−５レベル情報
１０３−１伝送路
１０３−２被選択信号
１０３−３入力信号
１０４選択部
１０５切替制御情報
１０５−１切替制御部
１０５−２制御信号
１０５−３切替制御情報
１０６−１通信制御部
１０６−２切替制御情報
１０７−２陸揚げ局
１０７−３経路冗長切替装置
１０８−１伝送路
１０８−２端局装置設置局
１０８−３経路冗長切替装置
１０８−４端局装置
１−１伝送路系
１−２伝送路
１−３伝送路
１−４検出器
１−５レベル情報
１−６減衰器
１−７減衰器
１−８減衰器制御信号
２−１伝送路系
２−２伝送路
２−３伝送路
２−４検出器
２−５レベル情報
２−６減衰器
２−７減衰器
２−８減衰器制御信号
３−１伝送路
３−２被選択信号
３−３入力信号
４選択部
４−１伝送路
４−２端局装置設置局
４−３経路冗長切替装置
４−４端局装置
５−１切替制御部
５−２制御信号
７分岐部
７−２陸揚げ局
７−３経路冗長切替装置
８−２端局装置設置局
８−３経路冗長切替装置
８−４端局装置

Claims

第１伝送路系と第２伝送路系のいずれか一方を現用系として使用し、他方を冗長系として使用するための経路冗長切替装置であって、
前記第１伝送路系に含まれ第１ノード側からの第１入力信号を伝送する第１伝送路と、前記第２伝送路系に含まれ前記第１ノード側からの第２入力信号を伝送する第２伝送路とのうちのいずれか一方を選択して第２ノード側に送信する選択部と、
第１出力信号減衰器と、
第２出力信号減衰器と、
前記第２ノード側からの入力信号を分岐して前記第１出力信号減衰器を介して前記第１伝送路系に含まれる第３伝送路に第１出力信号を出力し、且つ前記第２出力信号減衰器を介して前記第２伝送路系に含まれる第４伝送路に第２出力信号を出力する分岐部と、
前記第１入力信号のレベルを検出する第１検出器と、
前記第２入力信号のレベルを検出する第２検出器と、
前記第１入力信号のレベルが所定の基準以下であると判定された場合、前記第２出力信号減衰器の減衰率が前記第１出力信号減衰器の減衰率よりも小さくなるように切替制御を実行する切替制御部
とを具備する経路冗長切替装置。
請求項１に記載された経路冗長切替装置であって、
前記切替制御において、前記第１伝送路から前記経路冗長切替装置に入力した光信号の減衰率を変更する制御を実行しない
経路冗長切替装置。
請求項１又は２に記載された経路冗長切替装置であって、
更に、前記第１入力信号のレベルを前記第１検出器よりも上流側で制御する第１入力信号減衰器と、
前記第２入力信号のレベルを前記第２検出器よりも上流側で制御する第２入力信号減衰器
とを具備する経路冗長切替装置。
請求項１から３のいずれかに記載された経路冗長切替装置であって、
前記切替制御部が実行する前記切替制御の状態を送信するための前記第１〜第４伝送路と異なる切替制御通信用伝送路を有しない
経路冗長切替装置。
請求項１に記載の構成を具備する第１経路冗長切替装置と、
請求項２に記載の構成を具備する第２経路冗長切替装置とを具備し、
前記第１経路冗長切替装置の前記第１伝送路系は前記第２経路冗長切替装置の前記第１伝送路系であり、
前記第１経路冗長切替装置の前記第２伝送路系は前記第２経路冗長切替装置の前記第２伝送路系である
経路冗長切替システム。
第１伝送路系と第２伝送路系のいずれか一方を現用系として使用し、他方を冗長系として使用するための経路冗長切替方法であって、
前記第１伝送路系に含まれ第１ノード側からの第１入力信号を伝送する第１伝送路と、前記第２伝送路系に含まれ前記第１ノード側からの第２入力信号を伝送する第２伝送路とのうちのいずれか一方を選択して第２ノード側に送信する工程と、
前記第２ノード側からの入力信号を分岐して第１出力信号減衰器を介して前記第１伝送路系に含まれる第３伝送路に第１出力信号を出力し、且つ第２出力信号減衰器を介して前記第２伝送路系に含まれる第４伝送路に第２出力信号とを出力する工程と、
前記第１入力信号のレベルを検出する工程と、
前記第２入力信号のレベルを検出する工程と、
前記第１入力信号のレベルが所定の基準以下であると判定された場合、前記第２出力信号減衰器の減衰率が前記第１出力信号減衰器の減衰率よりも小さくなるように切替制御を実行する工程
とを具備する経路冗長切替方法。