JPH0771107B2 - 光通信システムの障害検知・除去方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、複数のノードがスターカプラを有する光伝
送路によって接続される光通信システムの障害検知・除
去方法に関する。

（従来の技術及びその問題点） 従来、複数のノードを、例えばパッシブスターカプラを
有する光伝送路によって接続し、ノード間でデータの交
換をするスター型光通信システムは知られている。第５
図は従来の光通信システムの全体構成を示し、複数のノ
ード1,2a〜2cがパッシブスターカプラ３を介し光伝送路
４で互いに接続されている。この従来の光通信システム
は、これらの複数のノード1,2a〜2cの内、特定のノード
１が監視局となり、常時光伝送路４の信号状態を監視し
て故障したノードの電源を遮断し、システムから故障し
たノードを除去するようにしてシステム全体が通信不能
となる事態を回避している。

より具体的には、監視局のノード１は、第６図に示すよ
うに、ノード１の固有の制御を司る中央制御部10と、ノ
ード間のデータ通信の制御を司る通信制御部11と、光フ
ァイバケーブルからなる光伝送路４に接続され、該光伝
送路４から入力する光信号を電気信号に変換する光・電
気変換ブロック12a及び通信制御部11からの電気信号を
光信号に変換して他ノードへの伝送信号を前記光伝送路
４に出力する電気・光変換ブロック12bからなる光送受
信部12と、電源13と、及び中央制御部10により作動制御
される電源スイッチ14とで構成され、中央制御部10、通
信制御部11及び光送受信部12の光・電気変換ブロック12
aは電源13から給電線15を介して直接給電され、光送受
信部12の電気・光変換ブロック12bは電源13から給電線1
6及び電源スイッチ14を介して給電される。

一方、他のノード2a〜2cは、第７図に示すように、各ノ
ード2a（2b,2c）の固有の制御を司る中央制御部10′
と、ノード間のデータ通信の制御を司る通信制御部11′
と、前記光伝送路４に接続され、伝送信号の電気・光変
換及び光・電気変換を行う、第６図の光送受信部12と類
似の光送受信部12′と、電源13′と、及び電源スイッチ
14′とで構成され、中央制御部10′は電源13′から給電
線15′を介して直接給電され、通信制御部11′及び光送
受信部12′は電源スイッチ14′及び給電線16′を介して
給電される。そして、各ノード2a（2b,2c）の電源スイ
ッチ14′は電源スイッチ制御線5a（5b,5c）を介して監
視局ノード１の中央制御部10の出力側に夫々接続され、
監視局ノード１の中央制御部10により夫々作動制御され
る。

監視局ノード１の中央制御部10は、光送受信部12の光・
電気変換ブロック12a及び通信制御部11を介して入力す
る光伝送路４の信号状態を常に監視しており、光伝送路
４が連続光、同期のとれない不規則な発光等の異常信号
で充満され、ノード間の通信ができない状態にあると判
定した場合、中央制御部10は電源スイッチ制御線5a〜5c
及び18にスイッチ切換信号を順次出力し、自局の光送受
信部12の電気・光変換ブロック12bの給電を一定時間に
亘って遮断した後、監視局ノード１以外のノード2a〜2c
の各通信制御部11′及び光送受信部12′の給電を一定時
間に亘って順次遮断する。そして、この給電遮断した間
の光伝送路４の信号状態に異常がなくなれば、当該給電
を遮断したノードが障害ノードであると認定して、当該
ノードの給電を停止した状態に保持し、該故障ノードを
システムから除去して光伝送路４から異常信号を取り除
き、システムを再び通信可能状態に復帰させている。

斯かる従来の光通信システムでは、故障したノード以外
のノード間では通信可能であるが、故障したノードと他
ノード間では故障後通信が不能となり、システムの機能
がシステム全体として大幅に低下する。然も、障害検知
及び除去のためだけに監視局ノードと他ノード間に電源
スイッチ制御線5a〜5cを配線することはコスト的に不利
である。

第８図及び第９図は別の従来公知の光通信システムを示
し、この光通信システムは第５図に示す光通信システム
と同様にスター型光通信システムであるが、特に監視ノ
ードが設けられておらず、又、電源スイッチ制御線も設
けられていない。即ち、第９図において、各ノード2d〜
2gはパッシブスターカプラ３′を介し光伝送路４′で互
いに接続され、各ノード2d〜2gの構成は、第８図に示す
ように、第７図のものと類似するが、各ノード2d〜2gに
異常検知回路18が備わっている点で第７図のものと異な
る。即ち、第８図及び第９図に示す光通信システムで
は、電源スイッチ14′の作動制御を各ノードに備えた異
常検出回路18が行い、該異常検出回路18は光送受信部1
2′の電気・光変換ブロックに接続され、常に自局の電
気・光変換ブロックの連続発光等の異常を監視し、自局
の電気・光変換ブロックに異常が発生したなら、自局の
電源スイッチ14′を切り換え作動させて、自局の通信制
御部11′及び光送受信部12′の給電を停止させるように
して、各々のノードがその異常時に自身で異常を検知し
システムから離脱するものである。

この光通信システムは第５図乃至第７図に示すシステム
のような監視局ノードと他ノード間に配線される電源ス
イッチ制御線が不要であるが、この光通信システムも故
障したノードと他のノード間の通信が不可能になるばか
りか、各々のノードに自局の電気・光変換ブロックの作
動状態を常に監視し、光伝送路内の異常信号を検出して
自局の電源をオフにする異常検知回路が必要になり、各
々のノードにこのような異常検知回路を設けるとシステ
ムが高価なものになってしまうという問題がある。

第10図及び第11図は更に別の従来公知の光通信システム
を示し、このシステムは光伝送路、各ノードを光送受信
部及び通信制御部を夫々２系統宛有するもので、各ノー
ド2h〜2kは第１のパッシブスターカプラ3aを介して第１
の（現用系の）光伝送路4aで互いに接続されると共に、
第２のパッシブスターカプラ3bを介して第２の（予備系
の）光伝送路4bで互いに接続されている。そして、各ノ
ード2h〜2kは第11図に示すように構成され、中央制御部
10aは切換スイッチ20を介して現用系及び予備系の各通
信制御部11a,11bに切り換え可能に接続され、現用系通
信制御部11aは現用系光送受信部12Aを介して前記現用系
光伝送路4aに、予備系通信制御部11bは予備系光送受信
部12Bを介して前記予備系光伝送路4bに夫々接続されて
いる。現用系の光伝送路4aに障害が発生したときには切
換スイッチ20によって、信号伝送経路を通信制御部11
a、光送受信部12A及び光伝送路4aを介する現用系から通
信制御部11b、光送受信部12B及び光伝送路4bを介する予
備系に切り換え、各ノード間の通信を確保するものであ
る。

この従来の光通信システムは各ノードの中央制御部を除
く総ての構成要素を２重化する必要があり、大幅なコス
ト増を招来するという問題がある。

本発明は斯かる問題点を解決するためになされたもの
で、複数のノードがパッシブスターカプラを有する光伝
送路によって接続される光通信システムにおいて、電気
・光変換ブロックの連続発光、同期の取れない不規則な
発光等の異常信号により、システム全体が通信不能とな
ることを安価なシステムで回避し、信頼性の高い光通信
システムの障害検知・除去方法を提供することを目的と
する。

（問題点を解決するための手段） 上述の目的を達成するために本発明に依れば、複数のノ
ードが共通の光伝送路に接続され、各ノードの光送受信
部により伝送信号を電気・光変換及び光・電気変換して
ノード間のデータ通信を行う光通信システムの障害検知
・除去方法において、前記複数のノードの一つを監視ノ
ードとし、該監視ノードと残余の被監視ノード間に電気
信号伝送路を配設し、前記監視ノードにより前記光伝送
路を監視して異常信号の発生を検知し、前記光伝送路に
異常信号が発生したとき、前記監視ノードは、光伝送路
の信号状態の変化を監視しながら前記電気信号伝送路を
介して各被監視ノードの夫々の光送受信部への給電を所
定の順番でオンオフ制御して故障ノードを検出し、検出
した故障ノードの光送受信部の給電を停止した状態に保
持すると共に、好ましくは、前記電気信号伝送路を用い
て該故障ノードと監視ノード間の通信を行うことを特徴
とする光通信システムの障害検知・除去方法が提供され
る。

（作用） 光伝送路に連続光や同期のとれない不規則な発光等の異
常信号が発生すると、監視ノードはこの異常を検知し、
光伝送路の信号状態の変化を監視しながら電気信号伝送
路を介して各被監視ノードの夫々の光送受信部への給電
を所定の順序でオンオフ制御する。光送受信部への給電
が停止されたときに光伝送路の異常が消滅すれば当該給
電を停止した被監視ノードが故障していることになり、
故障ノードの検出が可能となる。そして、故障したノー
ドの光送受信部への給電を停止状態に保持することによ
り故障ノードを光伝送路から除去し、故障ノード以外の
ノード間の該光伝送路を介する通信を可能にすると共
に、電気信号伝送路を介して故障ノードと他のノード間
の通信を行うことによりシステムの機能の大幅な低下を
回避し、信頼性が高く、安価なシステムの実現を可能に
する。

（実施例） 以下本発明の一実施例を第１図乃至第４図を参照して説
明する。

先ず、第３図は本発明方法を実施する光通信システムの
各ノードの接続関係を示し、複数のノード、例えば４個
のノード21,22a〜22cがパッシブスターカプラ23を介し
て放射状に光伝送路24により接続されている。これらの
複数のノードの内、特定のノード21を監視局（マスタ）
ノードとし、残余のノード22a〜22cを被監視ノード（ス
レーブノード）として、マスタノード21からスレーブノ
ード22a〜22cにバックアップ用電気信号伝送路25a〜25c
が夫々接続されている。監視局のマスタノード21は、第
１図に示すように構成され、マスタノード21の固有の制
御、及び光伝送路24等の障害を検知し、これを除去する
制御プログラムを実行する中央制御部30は、光伝送路24
を介して行われるノード間のデータ通信の制御を司る通
信制御部31を介して光送受信部32に、及びエンコーダ40
並びにデコーダ45に接続され、光送受信部32は光伝送路
24から入力する光通信を電気信号に変換する光・電気変
換ブロック32a及び通信制御部31からの電気信号を光信
号に変換して、他ノードへの伝送信号を光伝送路24に出
力する電気・光変換ブロック32bから構成される。

前記エンコーダ40の出力側にはドライバ41が、前記デコ
ーダ45の入力側にはレシーバ44が夫々接続され、これら
ドライバ41及びレシーバ44は切換スイッチ42を介して通
信ノード切換スイッチ43に接続され、該通信ノード切換
スイッチ43には前記電気信号伝送路25a〜25cが接続され
ている。電気・光変換ブロック32bは電源33から電源ス
イッチ34及び給電線36を介して給電され、この電気・光
変換ブロック32bを除く他の構成要素には電源33から給
電線35を介して直接給電される。

電源スイッチ34、切換スイッチ42、通信ノード切換スイ
ッチ43は、各スイッチ切換制御線38,46,47を介して中央
制御部30に夫々接続され、これらのスイッチ34、42、43
は中央制御部30により切換作動制御される。

一方、スレーブノード22a〜22cは夫々第２図に示すよう
に構成され、各ノード22a（22b,22c）の固有の制御、及
び後述する電気信号伝送路25a（25b,25c）を介して行わ
れるノード間のデータ通信の制御を司る中央制御部30′
は、光伝送路24を伝送経路としてノード間のデータ通信
の制御を司る通信制御部31′を介して伝送信号の電気・
光変換及び光・電気変換を行う光送受信部32′に、及び
エンコーダ40′並びにデコーダ45′に接続され、光送受
信部32は光伝送路24に接続されている。

前記エンコード40′の出力側にはドライバ41′が、前記
デコーダ45′の入力側にはレシーバ44′が夫々接続さ
れ、これらドライバ41′及びレシーバ44′は切換スイッ
チ42′を介して電気信号伝送路25a（25b,25c）に接続さ
れている。光送受信部32′及び通信制御部31′は電源3
3′から電源スイッチ34′及び給電線36′を介して給電
され、これらの光送受信部32′及び通信制御部31′を除
く他の構成要素には電源33′から給電線35′を介して直
接給電される。

電源スイッチ34′、及び切換スイッチ42′は夫々スイッ
チ切換制御線38′及び46′を介して中央制御部30′に夫
々接続され、これらのスイッチ34′及び42′は中央制御
部30′により切換作動制御される。

次に、上述のように構成される光通信システムの障害検
知及び除去手順を第４図を参照して説明する。

マスタノード21の中央制御部30は通信制御部31、光送受
信部32の光・電気変換ブロック32aを介して光伝送路24
の信号状態を常に監視しており、光伝送路24に連続光や
同期の取れない不規則な発光等の異常信号の発生を検知
しなければ、各ノードの電源スイッチ34及び34′は給電
位置に切り換えられた状態に保持され、各ノードの中央
制御部30,30′、通信制御部31,31′及び光送受信部32,3
2′により光伝送路24を介してノード間のデータ通信が
行われる（第４図（ａ）のt0時点まで間参照）。

一方、マスタノード21の中央制御部30が光伝送路24の異
常信号が所定時間Ｔに亘って発生したことを検出したと
き（今、スレーブノード22cが故障して該ノード22cの光
送受信部32′の電気・光変換ブロックが連続光の異常信
号を光伝送路24に出力していると想定し、第４図（ｆ）
に示すように、ノード22cが連続光を出力し始めた時点
から所定時間Ｔが経過したとき）、中央制御部30は光伝
送路24に異常が発生したと判定し、自ノードのスイッチ
切換制御線46に切換信号を出力して切換スイッチ42を送
信モードに切換作動させて通信ノード切換スイッチ43と
ドライバ41とを接続し、次いで、スイッチ切換制御線47
にも切換信号を出力して通信ノード切換スイッチ43を切
換作動させ、スレーブノード22aに接続される電気信号
伝送路25aを切換選択してスレーブノード22aと通信可能
状態にする。

次いで、中央制御部30はエンコーダ40、ドライバ41、切
換スイッチ42、通信ノード切換スイッチ43及び電気信号
伝送路25aを介してスレーブノード22aの通信制御部31′
及び光送受信部32′への給電を停止する電源制御信号Sa
1を出力する（第４図（ｇ）参照）。スレーブノード22a
の切換スイッチ42′は通常受信モードに切り換えられて
おり、マスタノード21から送信されて来た電源制御信号
Sa1はレシーバ44′、デコーダ45′を介してスレーブノ
ード22aの中央制御部30′に入力する。すると、該中央
制御部30′はスイッチ切換制御線38′に切換信号を出力
し電源スイッチ34′にオフ動作させて電源33′から通信
制御部31′及び光送受信部32′への給電を所定時間に亘
って停止させる（第４図（ｂ）参照、尚、電源スイッチ
34′への切換信号がハイレベルのとき給電停止にな
る）。このとき、マスタノード21の中央制御部30は光伝
送路24の信号状態を監視しており、信号状態に変化がな
ければスレーブノード22aの通信制御部31′及び光送受
信部32′に異常が無いと判定して電気信号伝送路25aに
スレーブノード22aの通信制御部31′及び光送受信部3
2′への給電を再開する電源制御信号Sa2を出力する（第
４図（ｇ）参照）。スレーブノード22aの中央制御部3
0′は電気信号伝送路25aを介してマスタノード21から送
信されてきた電源制御信号Sa2を受けてスイッチ切換制
御線38′に切換信号を出力し、電源スイッチ34′にオン
作動させて電源33′から通信制御部31′及び光送受信部
32′への給電を再開させる（第４図（ｈ）参照）。

次に、マスタノード21の中央制御部30はスイッチ切換制
御線47に切換信号を出力して通信ノード切換スイッチ43
にスレーブノード22bに接続される電気信号伝送路25bを
切換選択してスレーブノード22bと通信可能状態にした
後、スレーブノード22aと同様にスレーブノード22bにも
給電を停止する電源制御信号Sb1及び給電を再開させる
電源制御信号Sb2を順次出力し、スレーブノード22bの通
信制御部31′及び光送受信部32′に異常のないことを確
かめる（第４図（ｉ）及び（ｊ）参照）。

故障したスレーブノード22cに電気信号伝送路25cを介し
て給電停止の電源制御信号Sc1が供給されると（第４図
の（ｋ）参照）、スレーブノード22cの中央制御部30′
はスイッチ切換制御線38′に切換信号を出力し電源スイ
ッチ34′にオフ作動させて電源33′から通信制御部31′
及び光送受信部32′への給電を停止させる。スレーブノ
ード22cの光送受信部32′への給電が停止されると連続
発光等の異常状態にある光送受信部32′の電気・光変換
ブロックへの給電が停止されるために該電気・光変換ブ
ロックは発光しなくなり、光伝送路24の信号状態は無信
号になる（第４図（ａ），（ｆ）及び（１）のt1時点参
照）。マスタノード21の中央制御部30が光伝送路24のこ
の信号状態の変化を検出すると、スレーブノード22cの
通信制御部31′及び光送受信部32′のいずれかに異常が
あったものと判定し、この場合、マスタノード21の中央
制御部30はスレーブノード22cに給電再開の電源制御信
号を出力することなくスレーブノード22cの通信制御部3
1′及び光送受信部32′への給電を停止した状態を保持
する（第４図（１）参照）。斯くして、光伝送路24の障
害を検知し、これを除去したことになり、光伝送路24を
介する通信が再び可能となり、故障したスレーブノード
22cを除くマスタノード21及びスレーブノード22a,22b間
の、光伝送路24を介するデータ通信が再開される（第４
図（ａ）のt2時点以降）。

一方、故障したスレーブノード22cは電気信号伝送路25c
を介してマスタノード21と通信可能である。即ち、マス
タノード21はスレーブノード22cの異常を検知すると、
以後マスタノード21とスレーブノード22c間で通信の必
要があるときには通信ノード切換スイッチ43に電気信号
伝送路25cを切換選択させてスレーブノード22cと通信可
能状態にした後、自ノードの切換スイッチ42を送信モー
ド及び受信モードに順次切り換え制御し、スレーブノー
ド22c側も切換スイッチ42′を受信モード及び送信モー
ドに順次切り換え制御し、各ノード21及び22cのエンコ
ーダ40,40′、ドライバ41,41′、レシーバ44,44′、及
びデコーダ45,45′により伝送信号を適宜な信号に符号
化・等化増幅して各中央制御部30,30′間で送受信す
る。このとき、電気信号伝送路25aの信号伝送速度は光
伝送路24の伝送速度よりも遅いか、又は同じ信号伝送速
度でもエラーチェックのためのオーバーヘットが大きい
ので、マスタノード21とスレーブノード22c間で送受信
される伝送信号はシステムの制御等に最小限必要なデー
タのみに限定するようにしても良い。

尚、異常信号の発生原因がマスターノード21にある場合
には自ノード21の電源スイッチ34をオフ作動させて電気
・光変換ブロック32aへの給電を停止することにより自
己のノードの異常を検知することが可能である。この場
合、マスターノードとスレーブノード間の通信には電気
信号伝送路25a〜25cが利用され、スレーブノード間での
伝送は従来通り、光伝送路24によって行われる。

（発明の効果） 以上詳述したように本発明の光通信システムの障害検知
・除去方法に依れば、複数のノードの内一つを監視ノー
ドとし、該監視ノードと残余の被監視ノード間に電気信
号伝送路を配設し、監視ノードにより電気信号伝送路を
監視して異常信号の発生を検知し、光伝送路に異常信号
が発生したとき、監視ノードは、光伝送路の信号状態を
監視しながら電気信号伝送路を介して各被監視ノードの
夫々の光送受信部へ給電する各電源を所定の順番てオン
オフ制御して故障ノードを検出し、検出した故障ノード
の光送受信部の給電を停止させた状態に保持すると共
に、電気信号伝送路を用いて該故障ノードと通信するよ
うにし、電気信号伝送路を障害の検知、その除去及び障
害除去後の信号バックアップ伝送の３つの用途に使用可
能にしたので、信頼性の高い光通信システムを安価に実
現出来るという優れた効果を奏する。

また監視ノードを設けているが、監視ノードから各被監
視ノードへの指示は、別の伝送路を介して行われるた
め、監視ノードの異常にも対応できるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は本発明の一実施例を示し、第１図は
本発明方法を実施する光通信システムのマスタノード
（監視ノード）の内部構成を示すブロック図、第２図は
本発明方法を実施する光通信システムのスレーブノード
（被監視ノード）の内部構成を示すブロック図、第３図
は本発明方法を実施する光通信システムの全体構成を示
すブロック図、第４図は本発明方法に係る光通信システ
ムの障害・検知及び除去手順を説明するためのタイミン
グチャート、第５図乃至第第11図は従来の種々の光通信
システムを示し、第５図は従来のスター型光通信システ
ムの全体構成図、第６図は第５図の監視ノード１の内部
構成を示す回路図、第７図は第５図の監視ノード以外の
ノードの内部構成を示す回路図、第８図は、各々のノー
ドに異常検知回路を備えた、従来の別の光通信システム
の各ノードの内部構成を示す回路図、第９図は第８図に
示す複数のノードが光伝送路４′により接続される状態
を示し、従来の光通信システムの全体構成ブロック図、
第10図は更に別の従来の光通信システムの全体構成ブロ
ック図、第11図は第10図の各ノード2h〜2kの内部構成を
示すブロック図である。 21……マスタ（監視）ノード、22a,22b,22c……スレー
ブ（被監視）ノード、23……パッシブスターカプラ、24
……光伝送路、25a〜25c……電気信号伝送路、30,30′
……中央制御部、31,31′……通信制御部、32,32′……
光送受信部、33……電源、34……電源スイッチ、42,4
2′……切換スイッチ、43……通信ノード切換スイッ
チ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 圭 東京都品川区二葉２丁目９番15号 古河電 気工業株式会社中央研究所内 (72)発明者 原 昇司 東京都品川区二葉２丁目９番15号 古河電 気工業株式会社中央研究所内 (56)参考文献 特開 昭58−51647（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数のノードが共通の光伝送路に接続さ
   れ、各ノードの光送受信部により伝送信号を電気・光交
   換及び光・電気変換してノード間のデータ通信を行う光
   通信システムの障害検知・除去方法において、 前記複数のノードの一つを監視ノードとし、該監視ノー
   ドと残余の被監視ノードは電気信号送受信部を夫々有
   し、かつ該監視ノードの電気信号送受信部と残余の被監
   視ノードの電気信号送受信部間を電気信号伝送路を介し
   て接続し、前記監視ノードにより前記光伝送路を監視し
   て異常信号の発生を検知し、前記光伝送路に異常信号が
   発生したとき、前記監視ノードは、光伝送路の信号状態
   の変化を監視しながら前記電気信号伝送路を介して各被
   監視ノードの夫々の光送受信部への給電を所定の順番で
   オンオフ制御して故障ノードを検出し、検出した故障ノ
   ードの光送受信部の給電を停止した状態に保持するとと
   もに、前記電気信号伝送路を介して前記故障ノードと監
   視ノード間の通信を行うことを特徴とする光通信システ
   ムの障害検知・除去方法。