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WO2021059703A1 - 海底装置、海底装置の監視方法、及び光通信システム - Google Patents

海底装置、海底装置の監視方法、及び光通信システム Download PDF

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WO2021059703A1
WO2021059703A1 PCT/JP2020/028121 JP2020028121W WO2021059703A1 WO 2021059703 A1 WO2021059703 A1 WO 2021059703A1 JP 2020028121 W JP2020028121 W JP 2020028121W WO 2021059703 A1 WO2021059703 A1 WO 2021059703A1
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WO
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optical
monitor
light
branching
input
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PCT/JP2020/028121
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English (en)
French (fr)
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上総 宇賀神
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Original Assignee
NEC Corp
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Priority to EP20869774.8A priority patent/EP4037206A4/en
Priority to JP2021548376A priority patent/JP7318717B2/ja
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    • H04B13/00—Transmission systems characterised by the medium used for transmission, not provided for in groups H04B3/00 - H04B11/00
    • H04B13/02—Transmission systems in which the medium consists of the earth or a large mass of water thereon, e.g. earth telegraphy

Definitions

  • the present invention relates to a submarine device, a method for monitoring a submarine device, and an optical communication system, and particularly to a method for monitoring an optical submarine device.
  • optical submarine devices such as a submarine repeater, a submarine gain equalizer, and a submarine branching device are arranged in the middle of an optical transmission line such as an optical cable connecting a plurality of end stations on land.
  • the optical submarine device operates by receiving a current supply from a land-based terminal device via a power supply path.
  • FIG. 9 is a block diagram for explaining the optical submarine device of the background technology.
  • the optical submarine device 1000 of FIG. 9 is, for example, a processing unit inserted into two optical transmission lines in the up direction and the down direction, and has a processing unit 1001U inserted in the optical transmission line in the up direction and a processing unit 1001U in the down direction.
  • the processing unit 1001D inserted in the optical transmission line is included.
  • the optical submarine device 1000 of FIG. 9 further includes a plurality of AMP 1002s (optical amplifiers 1002) that are inserted into transmission lines in the up direction and the down direction to amplify an optical signal. Further, in the optical submarine device 1000 of FIG.
  • CPL1003 (coupler 1003) is inserted in each monitor point in the optical transmission line.
  • the CPL1003 branches the monitor light from the optical transmission line.
  • the monitor light branched by the CPL 1003 is monitored by each monitor unit 1004, and the monitor result is sent to the data transmission unit 1005.
  • the data transmission unit 1005 transmits the monitor result to the terminal device on land via the optical transmission line.
  • the optical signal transmitted from the terminal station on land via the optical transmission line is input to the optical submarine device 1000 and then amplified by the AMP 1002 so as to have a light intensity suitable for the processing units 1001U and 1001D.
  • the amplified optical signal is input to the processing units 1001U and 1001D, and various processing is performed by the processing units 1001U and 1001D.
  • the processed optical signal is amplified by the AMP 1002 in order to compensate for the attenuation caused by the processing units 1001U and 1001D.
  • an optical signal input to the optical submarine device 1000 an optical signal input to the processing units 1001U and 1001D, an optical signal output from the processing units 1001U and 1001D, and an optical submarine device 1000. It is necessary to monitor the intensity of the optical signal output from. Therefore, at each monitor point, the optical signal is branched into the signal light and the monitor light by the CPL 1003, and the monitor light is input to the monitor unit 1004 to perform monitoring.
  • the monitor data collected by each monitor unit 1004 is transmitted to each terminal station via the data transmission unit 1005. As a result, the monitor of the optical submarine device 1000 is realized from the end station on land.
  • the operating status of the optical submarine device 1000 can be monitored by branching the monitor light from the CPL 1003 of the set monitor point and monitoring the monitor light by the monitor unit 1004. Then, even if a failure occurs in the optical submarine device 1000, it is possible to identify the location of the failure and collect information necessary for restoration.
  • Patent Document 1 relates to a submarine cable network line monitoring device in which a plurality of relay stations are inserted in a relay line between a transmitting side end station and a receiving side end station, and a line monitoring device is provided at the transmitting side end station. It is proposed to provide.
  • the optical signal and the line monitoring signal output from the optical transmitter of the transmitting side end station are amplified by the relay station and reach the receiving side end station via the optical undersea branching device, and a part of them is of the relay station. It has been proposed that the signal is folded back on the return line and returned to the transmitting end station to determine whether the feedback signal is normal or abnormal.
  • Patent Document 1 when determining whether the feedback signal is normal or abnormal, a plurality of relays inserted in the relay line are inserted by detecting from which relay station the weakly powered feedback signal comes from. It is possible to estimate or identify the relay station in which the failure or failure has occurred among the stations.
  • optical submarine device of the background technology has the following problems.
  • a large number of monitor points are set in order to maintain the performance of the optical submarine device 1000. For example, when a fluctuation in the amplification characteristic occurs in the AMP 1002 inserted in the optical transmission line, this is detected and the amplification characteristic is corrected in the direction of canceling the fluctuation. In order to identify the location where the characteristic fluctuation occurs and, in some cases, the location where the failure occurs, the number of monitor points to be set increases as the number of units and components inserted in the optical transmission line increases.
  • a monitor unit 1004 is required for each point at which the light intensity is to be measured, which increases the number of parts and the mounting area. Furthermore, with the increasing complexity of optical submarine equipment in recent years, the number of monitor points that users want to monitor is steadily increasing. On the other hand, if there are not enough monitor points, the location of the failure and the information necessary for recovery cannot be obtained. In order to avoid these, it is necessary to add a large number of monitor units 1004, and there are problems in increasing the size and price of the device.
  • Patent Document 1 relates to monitoring a submarine cable network line in which a plurality of relay stations are inserted in a relay line between a transmitting side end station and a receiving side end station, but one relay station or one optical. It is not possible to identify the location of the failure in the submarine branching device.
  • An object of the present invention is to be able to monitor a desired number of monitor points while reducing the number of parts, and even if a failure occurs, information necessary for identifying the location of the failure and for recovery. It is an object of the present invention to provide a submarine device, a monitoring method of the submarine device, and an optical communication system capable of collecting the data.
  • the submarine device is A processing means that processes and outputs the input optical signal, A first branching means that branches an optical signal input to the processing means and outputs a first branching light, and a first branching means.
  • a second branching means that branches the optical signal output from the processing means and outputs a second branching light, and a second branching means.
  • a selection means for selecting and outputting the first branch light and the second branch light, and A monitoring means for monitoring the branch light output from the selection means is provided.
  • the optical communication system according to the present invention is Optical transmission lines between multiple end stations, The submarine device inserted into the optical transmission line is provided.
  • the method for monitoring a submarine device is a first method of processing and outputting an input optical signal and a first method of branching an optical signal input to the processing means to output a first branched light.
  • the branching means, the second branching means that branches the optical signal output from the processing means and outputs the second branching light, the first branching light, and the second branching light are selected and output.
  • the present invention it is possible to monitor a desired number of monitor points while reducing the number of parts, and even if a failure occurs, information necessary for identifying the location of the failure and for recovery is required. It is possible to provide a submarine device, a monitoring method of the submarine device, and an optical communication system capable of collecting the data.
  • FIG. 1A is a block diagram for explaining an optical submarine device according to a superordinate concept of the present invention.
  • FIG. 1B is a conceptual diagram of an optical communication system in which the optical submarine device according to the embodiment of the present invention is arranged.
  • the optical submarine device of the embodiment of the present invention is inserted into an optical transmission line typified by an optical fiber between a plurality of end stations 41 as in the submarine device 50 of FIG. 1B.
  • the submarine device 50 of FIG. 1A has a processing means 51 that processes and outputs an input optical signal, and a first branch that branches an optical signal input to the processing means 51 and outputs a first branch light.
  • the means 52 and the second branching means 53 for branching the optical signal output from the processing means 51 and outputting the second branching light are provided.
  • the submarine device 50 of FIG. 1A further includes a selection means 54 that selects and outputs the first branch light and the second branch light, and a monitoring means 55 that monitors the branch light output from the selection means. To be equipped with.
  • the first branching means 52 is, for example, an optical coupler.
  • the first branching means 52 branches the optical signal input from the transmitting side end station and outputs it to the processing means 51 and the selecting means 54.
  • the processing means 51 is, for example, any one of an optical amplifier, a gain equalizer, and a branching device. Alternatively, it may be a combination of these.
  • the second branching means 53 is, for example, an optical coupler.
  • the second branching means 53 branches the optical signal processed by the processing means 51 and outputs the optical signal to the selection means 54 and the receiving side terminal station.
  • the selection means 54 selects and outputs the first branched light and the second branched light, and may be configured by, for example, an optical switch or a plurality of VOAs and a combiner. it can.
  • the monitoring means 55 is, for example, a light receiving element. The monitoring means 55 monitors the intensities of the first branched light and the second branched light.
  • the submarine device 50 of FIG. 1A can provide an optical submarine device and a monitoring method of the optical submarine device capable of identifying a location where a failure has occurred and collecting information necessary for recovery by the monitoring means 55. .. Further, a configuration is adopted in which the selection means 54 selects the first branch light branched by the first branch means 52 and the first branch light branched by the second branch means 53 and gives them to the monitoring means 55. As a result, even if the number of monitor points increases, the optical submarine device can be monitored while suppressing the increase in size of the device.
  • the selection means 54 selects the first branch light branched by the first branch means 52 and the first branch light branched by the second branch means 53 and gives them to the monitoring means 55.
  • FIG. 2A is a block diagram for explaining the optical seabed device of the first embodiment.
  • FIG. 3 is a block diagram for explaining the details of a partial configuration of the optical submarine device of FIG. 2A.
  • FIG. 4 is a flowchart for explaining the monitor operation of the optical seabed device of the first embodiment.
  • the optical submarine device 100 of FIG. 2A is a submarine device inserted into an optical transmission line 42 such as an optical fiber connecting end stations 41 shown in the optical communication system of FIG. 1B, and is a submarine repeater and a submarine gain equalizer. , Submarine branching device and the like are exemplified.
  • the optical submarine device 100 of FIG. 2A shows a case where it is inserted into an optical transmission line in the up direction and an optical transmission line in the down direction.
  • the optical submarine device 100 of FIG. 2A is set in the processing unit 1 inserted in an optical transmission line such as the optical transmission line 42 between a plurality of end stations 41 of the optical communication system shown in FIG. 1B and the optical transmission line.
  • a 1 ⁇ N optical switch 4 is included as an example of a selection means in which monitor light is branched and input at a plurality of the branched monitor points and one of the plurality of branched monitor lights is selected.
  • the optical submarine device 100 of FIG. 2A further controls a monitor unit 5, a 1 ⁇ N optical switch 4, and a monitor unit 5 as an example of a monitoring means for monitoring the light intensity of the monitor light selected by the 1 ⁇ N optical switch 4.
  • the optical submarine device 100 of FIG. 2A further includes a data transmission unit 10 as an example of a data transmission means for transmitting the monitor result of the monitor unit 5 to the terminal station.
  • CPL3 (coupler 3) as an example of the monitor optical branching means is arranged at each of the plurality of monitor points set in the optical transmission line in the optical submarine device 100 of FIG. 2A, and the signal light is transmitted from the optical signal of the optical transmission line. And the monitor light is branched.
  • the 1 ⁇ N optical switch 4 is an optical switch with N input and 1 output.
  • the monitor light branched by the CPL 3 is input to the 1 ⁇ N optical switch 4, and the 1 ⁇ N optical switch 4 selects one monitor light by the control from the control unit 6 and gives it to the monitor unit 5.
  • the monitor unit 5 collects the presence or absence of a failure and necessary information by comparing the preset reference value of the monitor light with the light intensity of the monitor light from the 1 ⁇ N optical switch 4.
  • the optical signal input to the optical submarine device 100, the optical signal input to the processing unit 1, and the processing unit 1 are used for each of the upstream optical transmission line and the downstream optical transmission line.
  • CPL3s are arranged on the assumption that the intensity of the output optical signal and the intensity of the optical signal output from the optical submarine device 100 are monitored.
  • the monitor unit 5 can identify the location where a failure has occurred and collect information necessary for recovery. Furthermore, by configuring the 1 ⁇ N optical switch 4 to select and give the monitor light branched at a plurality of monitor points to the monitor unit 5, even if the number of monitor points increases, the size of the device can be suppressed and the optical submarine device can be used. Monitoring can be realized.
  • the signal of the monitor point is branched by CPL3.
  • One of the branched signals is input to the input side of the 1 ⁇ N optical switch 4 as monitor light.
  • an optical signal input to the optical submarine device 100, an optical signal input to the processing unit 1, and a processing unit 1 are used for each of the upstream optical transmission line and the downward optical transmission line.
  • the CPL3 is arranged on the assumption that the intensity of the optical signal output from the optical signal and the optical signal output from the optical submarine device 100 is monitored.
  • the monitor light from the CPL3 arranged in the optical transmission line in the upward direction and the monitor light from the CPL3 arranged in the optical transmission line in the downward direction are both 1 ⁇ .
  • the configuration is such that it is given to the input port of the N optical switch 4.
  • all the monitor lights are input to the input side of the 1 ⁇ N optical switch 4 by performing the same procedure at all the locations to be monitored.
  • the output of the 1 ⁇ N optical switch 4 is input to the monitor unit 5.
  • the monitor unit 5 converts the monitor light into data, stores it in the memory 8, and detects a failure of the monitor point.
  • the monitor data acquired by the monitor unit 5 and the presence or absence of the detected failure are transmitted from the data transmission unit 10 to each terminal station.
  • the monitor point is changed by controlling the connection between the input port and the output port of the 1 ⁇ N optical switch 4 by the control unit 6.
  • the monitor unit 5 includes a data acquisition unit 7, a memory 8 for storing data, and a preset threshold value holding unit 9 for alarm detection.
  • the memory 8 includes N memory areas of ADD_1 to ADD_N corresponding to a 1 ⁇ N optical switch 4 having N input ports.
  • the threshold value holding unit 9 includes N threshold value holding areas corresponding to N memory areas of the memory 8.
  • the data acquisition unit 7 converts the monitor light into data and stores it in the memory 8 corresponding to the monitor point.
  • the data stored in the memory 8 is compared with the corresponding threshold value held by the threshold value holding unit 9, and a failure is detected.
  • the monitor data and the presence / absence of a failure are transmitted from the data transmission unit 10 to each terminal station.
  • the monitor light input to the monitor unit 5 is changed by controlling the path connecting the input side and the output side of the 1 ⁇ N optical switch 4 by the control unit 6. Similarly, by changing the address of the memory 8 for storing data and the threshold value of the comparison destination held by the threshold value holding unit 9, it is possible for one monitor unit 5 to monitor a plurality of monitor points.
  • the monitoring operation of the optical submarine device 100 of FIG. 2A will be described with reference to the flowchart of FIG. First, the signal light and the monitor light are branched by the CPL 3 arranged in the optical transmission line for each monitor point (step S1). All the branched monitor lights are input to each input port of the 1 ⁇ N optical switch 4 (step S2). The input port n and the output port of the 1 ⁇ N optical switch are connected (step S3). The address of the memory 8 of the monitor unit 5 that stores the monitor data is set in ADD_n (step S4).
  • the data acquisition unit 7 of the monitor unit 5 converts the monitor light into monitor data, and stores the converted monitor data in the memory area of the address ADD_n of the memory 8 of the monitor unit 5 (step S5). Failure detection is performed by comparing the monitor data with the threshold value _n (step S6). When a failure is detected (Yes in step S6), the comparison result is transmitted from the data transmission unit 10 to the terminal station. In other words, when a failure is detected (Yes in step S6), an alarm is transmitted from the data transmission unit 10 to the terminal station (step S7). In addition, the monitor data stored in the memory area of the address ADD_n of the memory 8 is also transmitted to the terminal station. The terminal station can grasp the point of failure by comparing each transmitted monitor optical data with the expected value.
  • steps S3 to S6 are repeated to store the monitor lights from all the CPL3s in the memory 8 and compare them with the preset threshold values for alarm detection to identify the presence or absence of a failure.
  • the optical submarine device and the monitoring method of the optical submarine device can identify the location where a failure occurs and collect information necessary for recovery by the monitor unit 5. Can be provided.
  • the monitor light by switching the monitor light with the 1 ⁇ N optical switch 4, it is possible to monitor a plurality of monitor lights with one monitor unit 5. That is, it is possible to monitor a desired monitor point while reducing the number of parts, miniaturizing the device, and reducing the price. Further, since the optical fibers of a plurality of monitor points can be bundled by the 1 ⁇ N optical switch 4, the complicated wiring of the optical fibers can be eliminated. This makes it possible to shorten the manufacturing process and reduce connection errors.
  • FIG. 2B is a block diagram for explaining a specific example of the optical seabed device of the first embodiment, and shows a configuration in the case of superimposing on all wavelengths.
  • the optical submarine device 100A of FIG. 2B further includes a modulator 18 in the output stage of the optical transmission line.
  • the data transmission unit 10 of FIG. 2B instructs the modulator 18 to intensity-modulate the optical signal based on the comparison result (and monitor data).
  • the optical signal on which the comparison result (and monitor data) is superimposed is output from the modulator 18 toward the receiving side end station.
  • the modulator 18 is composed of, for example, a variable optical attenuator (VOA) or an optical amplifier.
  • VOA variable optical attenuator
  • FIG. 2C is a block diagram for explaining another specific example of the optical seabed device of the first embodiment, and shows a configuration in the case of superimposing on a specific wavelength.
  • the optical submarine device 100B of FIG. 2C further includes an optical output unit 19 between the optical transmission line and the data transmission unit 10.
  • the data transmission unit 10 of FIG. 2C outputs to the optical output unit 19 so as to output an optical signal of a specific wavelength modulated based on the comparison result (and monitor data).
  • the optical signal output from the optical output unit 19 is combined with the optical signal from the processing unit 1 side and transmitted toward the receiving side end station.
  • FIG. 5 is a block diagram for explaining the optical seabed device of the second embodiment.
  • FIG. 6 is a block diagram for explaining the details of a partial configuration of the optical submarine device of FIG.
  • the same reference number will be assigned to the elements common to or similar to those of the first embodiment, and detailed description thereof will be omitted.
  • This embodiment is an embodiment in which the selection means 54 of FIG. 1A is realized by a realization means different from that of the first embodiment.
  • the optical submarine device 200 of FIG. 5 is a submarine device inserted into an optical transmission line 42 such as an optical fiber connecting end stations 41 shown in the optical communication system of FIG. 1B, and is a submarine relay. Examples include a vessel, a seafloor gain equalizer, and a seafloor branching device. Similar to the first embodiment, the optical submarine device 200 of FIG. 5 shows a case where it is inserted into an optical transmission line in the up direction and an optical transmission line in the down direction. Similar to the first embodiment, the optical submarine device 200 of FIG. 5 is set in the processing unit 1 inserted in the optical transmission line between a plurality of end stations of the optical communication system shown in FIG. 1B and the optical transmission line. The monitor light is branched and input at each of the plurality of monitor points, and includes a selection means for selecting one of the plurality of branched monitor lights.
  • N ⁇ N VOA 11 N ⁇ N variable optical attenuator 11
  • MUX 12 multiplexer 12
  • the functions and operations of N ⁇ N VOA11 and MUX12 will be described later.
  • the optical submarine device 200 of FIG. 5 further controls a monitor unit 13 as an example of a monitoring means for monitoring the light intensity of the monitor light selected by the N ⁇ N VOA 11 and the MUX 12, and the N ⁇ N VOA 11 and the monitor unit 13.
  • a control unit 17 as an example of the control means is included.
  • the optical submarine device 200 of FIG. 5 further includes a data transmission unit 10 as an example of a data transmission means for transmitting the monitor result of the monitor unit 13 to the terminal station.
  • CPL3 as an example of the monitor optical branching means is arranged at each of the plurality of monitor points set in the optical transmission line in the optical submarine device 200 of FIG. 5, and the monitor light is transmitted from the optical transmission line. Branch.
  • the N ⁇ N VOA 11 is a variable optical attenuator with N input and N output, and can attenuate the input optical signal and output it according to the control signal.
  • the MUX 12 combines and outputs a plurality of inputs.
  • CPL3 is used to split the signal light and the monitor light. All monitor lights are input to each input port of N ⁇ N VOA11.
  • Each output port of the N ⁇ N VOA 11 is combined by the MUX 12, input to the data acquisition unit 14 in the monitor unit 13 shown in FIG. 6, and converted into monitor data.
  • the monitor data of the combined monitor light is stored in the memory 15, and the failure is detected by comparing with the preset threshold value held by the threshold value holding unit 16.
  • the control unit 17 acquires arbitrary monitor light data by changing the attenuation amount of each port of the NxN VOA 11. For example, in order to acquire the monitor light data of the port 1 of the NxN VOA11, the attenuation amount of the ports other than the port 1 may be maximized. In this way, the monitor optical data of each monitor point is acquired and transmitted to the terminal station via the data transmission unit 10. It is possible to grasp the point of failure by comparing each transmitted monitor optical data with the expected value.
  • the optical submarine device and the monitoring method of the optical submarine device can identify the location where a failure occurs and collect information necessary for recovery by the monitor unit 13. Can be provided.
  • the monitor light with N ⁇ N VOA11 and MUX12, it is possible to monitor a plurality of monitor lights with one monitor unit 13. That is, it is possible to monitor a desired monitor point while reducing the number of parts, miniaturizing the device, and reducing the price. Further, since the optical fibers of a plurality of monitor points can be bundled by the N ⁇ N VOA11 and the MUX12, the complexity of the optical fiber wiring can be eliminated. This makes it possible to shorten the manufacturing process and reduce connection errors.
  • FIG. 7 is a block diagram for explaining the optical seabed device of the third embodiment.
  • FIG. 8 is a block diagram for explaining the details of a partial configuration of the optical submarine device of FIG. 7.
  • This embodiment corresponds to a redundant configuration of the monitor unit of the first embodiment shown in FIGS. 2A and 3.
  • the same reference number will be assigned to the elements common to or similar to those of the first embodiment, and detailed description thereof will be omitted.
  • the monitor unit 5 since the monitor unit 5 is connected to each monitor point, if a redundant configuration is to be realized, the number of parts is further increased, the size of the device is increased, and the price is increased. move on. On the other hand, this embodiment enables a redundant configuration with a small number of parts.
  • the optical submarine device 300 of FIG. 7 is a submarine device inserted into an optical transmission line 42 such as an optical fiber connecting end stations 41 shown in the optical communication system of FIG. 1B, and is a submarine relay. Examples include a vessel, a seafloor gain equalizer, and a seafloor branching device.
  • the optical submarine device 300 of FIG. 7 shows a case where it is inserted into an optical transmission line in the up direction and an optical transmission line in the down direction.
  • the optical submarine device 300 of FIG. 7 is set in the processing unit 1 inserted in an optical transmission line such as the optical transmission line 42 between a plurality of terminal stations 41 of the optical communication system shown in FIG. 1B, and the optical transmission line.
  • the 1 ⁇ N optical switches 22A and 22B as an example of the optical signal selection means for selecting one of the plurality of branched monitor lights, in which the monitor light is branched and input at each of the plurality of branched monitor points, are used.
  • the optical submarine device 300 of FIG. 7 further includes monitor units 23A and 23B and 1 ⁇ N optical switches 22A and 22B as examples of monitoring means for monitoring the light intensity of the monitor light selected by the 1 ⁇ N optical switches 22A and 22B.
  • the control unit 27 as an example of the control means for controlling the monitor units 23A and 23B.
  • the optical submarine device 300 of FIG. 7 further includes a data transmission unit 28 as an example of a data transmission means for transmitting the monitor results of the monitor units 23A and 23B to the terminal station.
  • 1 ⁇ 3 CPL 21 (1 ⁇ 3 coupler 21) as an example of the monitor optical branching means is arranged at each of the plurality of monitor points set in the optical transmission line in the optical submarine device 300 of FIG. ing.
  • the 1 ⁇ 3 CPL 21 branches an optical signal of an optical transmission line into a signal light, a monitor light 1, and a monitor light 2. All monitor lights 1 are input to the input port of the 1 ⁇ N optical switch 22A, and all monitor lights 2 are input to the input port of the 1 ⁇ N optical switch 22B.
  • All monitor lights 1 are input to the input port of the 1 ⁇ N optical switch 22A, and all monitor lights 2 are input to the input port of the 1 ⁇ N optical switch 22B.
  • the monitor lights A, B, C, D of 1 ⁇ 3 CPL21 arranged in the up direction optical transmission line and the down direction optical transmission line are arranged.
  • the monitor lights E, F, G, and H of the 1 ⁇ 3 CPL 21 are input to the input port of the 1 ⁇ N optical switch 22A.
  • the monitor light I, J, K, L of the 1 ⁇ 3 CPL21 arranged in the up direction optical transmission line and the monitor light M of the 1 ⁇ 3 CPL21 arranged in the down direction optical transmission line, N, O, and P are configured to be input to the input port of the 1 ⁇ N optical switch 22B.
  • connection between the input port and the output port of the 1 ⁇ N optical switch 22A can be switched by the control unit 27 as in the first embodiment.
  • the connection between the input port and the output port of the 1 ⁇ N optical switch 22A and the 1 ⁇ N optical switch 22B is such that the monitor light is from the same monitor point.
  • the connection between the input port and the output port of the 1 ⁇ N optical switch 22A and the 1 ⁇ N optical switch 22B is set to monitor light A and monitor light I from the same monitor point.
  • the outputs of the 1 ⁇ N optical switches 22A and 22B are input to the monitor units 23A and 23B shown in FIG. 7. As shown in FIG.
  • the monitor unit 23A is composed of a data acquisition unit 24A, a memory 25A for storing data, and a preset threshold value holding unit 26A for alarm detection, and the monitor unit 23B receives data acquisition unit 24B and data. It is composed of a memory 25B for storing and a threshold holding unit 26B for detecting an alarm set in advance.
  • the memory 25A includes N memory areas of ADD_1 to ADD_N corresponding to the 1 ⁇ N optical switch 22A having N input ports, and the memory 25B is a 1 ⁇ N optical switch 22B having N input ports. Corresponds to N memory areas of ADD_1 to ADD_N.
  • the threshold holding units 26A and 26B include N threshold holding areas corresponding to N memory areas of the memories 25A and 25B.
  • the data acquisition unit 24A of the monitor unit 23A converts the monitor light into data and saves it in the memory 25A corresponding to the monitor point
  • the data acquisition unit 24B of the monitor unit 23B converts the monitor light into data and corresponds to the monitor point. Save in memory 25B.
  • the monitor unit 23A compares the data stored in the memory 25A with the threshold value held by the threshold value holding unit 26A and corresponds to the threshold value, and detects a failure.
  • the monitor unit 23B compares the data stored in the memory 25B with the threshold value held by the threshold value holding unit 26B and corresponds to the threshold value, and detects a failure.
  • the data transmission unit 10 comprehensively transmits the monitor data from the monitor unit 23A and the presence / absence of a failure and the monitor data from the monitor unit 23B and the presence / absence of a failure to each terminal station.
  • the optical submarine device 300 of the present embodiment realizes monitoring that employs a redundant configuration.
  • a failure is detected in either the monitor unit 23A or the monitor unit 23B with respect to a certain monitor point, it is determined as a failure of the monitoring system and is not determined as a failure of the monitor point.
  • the data transmission unit 28 transmits the monitor data and the alarm to the terminal station.
  • the redundant configuration disclosed in this embodiment can also be applied to the second embodiment described above.
  • the CPL 3 is replaced with the 1 ⁇ 3 CPL 21 of the present embodiment, and the N ⁇ N VOA11, the MUX 12 and the monitor unit 13 are used as two systems to control the two systems of the N ⁇ N VOA 11 from the control unit. do it.
  • the optical submarine device 300 of the present embodiment the optical submarine device and the optical submarine device capable of identifying the location where a failure has occurred and collecting information necessary for recovery by the monitor units 23A and 23B.
  • a monitoring method can be provided.
  • the monitor light by switching the monitor light with the 1 ⁇ N optical switches 22A and 22B, it is possible to monitor a plurality of monitor lights with the monitor units 23A and 23B. That is, it is possible to monitor a desired monitor point while reducing the number of parts, miniaturizing the device, and reducing the price. Further, since the optical fibers of a plurality of monitor points can be bundled by the 1 ⁇ N optical switches 22A and 22B, the complexity of the optical fiber wiring can be eliminated. This makes it possible to shorten the manufacturing process and reduce connection errors.
  • optical submarine device 300 of the present embodiment can enable a redundant configuration with a small number of parts.
  • the total number of monitor points is not limited to eight.
  • the present invention can also be applied to a configuration using the following total number of monitor points or more.
  • the configuration is not limited to the configuration of the optical seabed device described as the first embodiment, the second embodiment, and the third embodiment, and can be applied even when it is complicated or simplified. It goes without saying that various modifications are possible within the scope of the invention described in the claims, and these are also included in the scope of the present invention.

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Abstract

仮に障害が発生した場合にも、障害の発生箇所を特定したり、復旧のために必要な情報を収集することが可能な、海底装置、海底装置の監視方法、及び光通信システムを提供する。光海底装置は、入力された光信号を処理して出力する処理手段と、上記処理手段に入力される光信号を分岐して第１の分岐光を出力する第１の分岐手段と、上記処理手段から出力された光信号を分岐して第２の分岐光を出力する第２の分岐手段と、上記第１の分岐光及び上記第２の分岐光を選択して出力する選択手段と、上記選択手段から出力された分岐光を監視する監視手段と、を備える。

Description

海底装置、海底装置の監視方法、及び光通信システム
　本発明は、海底装置、海底装置の監視方法、及び光通信システムに関し、特に光海底装置の監視方法に関する。
　海底ケーブルシステムでは、海底中継器、海底利得等化器、海底分岐装置などの光海底装置が、陸上の複数の端局間を結ぶ光ケーブルのような光伝送路の途中に配置される。光海底装置は、陸上の端局装置から給電路を介した電流供給を受けて動作する。
　図９は、背景技術の光海底装置を説明するためのブロック図である。図９の光海底装置１０００は、例えば上り方向及び下り方向の二系統の光伝送路に挿入された処理部であって、上り方向の光伝送路に挿入された処理部１００１Ｕと、下り方向の光伝送路に挿入された処理部１００１Ｄを含む。図９の光海底装置１０００はさらに、上り方向及び下り方向の伝送路に挿入され光信号を増幅する複数のＡＭＰ１００２（光増幅器１００２）を含む。さらに図９の光海底装置１０００では各光伝送路に多数のモニタポイントが設定され、各モニタポイントには光伝送路にＣＰＬ１００３（カプラ１００３）が挿入されている。ＣＰＬ１００３は、光伝送路からモニタ光を分岐させる。ＣＰＬ１００３で分岐されたモニタ光は各モニタ部１００４でそれぞれモニタされ、モニタ結果がデータ送信部１００５に送られる。データ送信部１００５は、モニタ結果を光伝送路を介して陸上の端局装置へ送信する。
　陸上の端局から光伝送路を介して送信された光信号は、光海底装置１０００に入力された後、ＡＭＰ１００２によって処理部１００１Ｕ、１００１Ｄに適した光強度となるように増幅される。増幅された光信号は処理部１００１Ｕ、１００１Ｄに入力され、処理部１００１Ｕ、１００１Ｄによって様々な処理が行われる。処理後の光信号は、処理部１００１Ｕ、１００１Ｄによる減衰を補償するために、ＡＭＰ１００２により増幅される。
　図９のような構成においては、例えば、光海底装置１０００に入力される光信号、処理部１００１Ｕ、１００１Ｄに入力される光信号、処理部１００１Ｕ、１００１Ｄから出力される光信号、光海底装置１０００から出力する光信号の強度のモニタが必要となる。そこで、各モニタポイントにおいてＣＰＬ１００３により、光信号を信号光とモニタ光に分岐し、モニタ光をモニタ部１００４に入力することでモニタを行う。それぞれのモニタ部１００４で収集したモニタデータはデータ送信部１００５を介して、各端局に送信される。これによって、陸上の端局から光海底装置１０００のモニタを実現する。
　図９の光海底装置１０００では、設定されたモニタポイントのＣＰＬ１００３からモニタ光を分岐させ、モニタ部１００４でモニタ光を監視することによって、光海底装置１０００の稼動状況を監視することができる。そして、光海底装置１０００に仮に障害が発生した場合にも、障害の発生箇所を特定したり、復旧のために必要な情報を収集したりすることが可能である。
　特許文献１は、送信側端局と受信側端局との間の中継線路に複数の中継局が挿入されている海底ケーブルネットワーク線路の監視装置に関するものであり、送信側端局に線路監視装置を設けることが提案されている。特許文献１では、送信側端局の光送信器から出力された光信号と線路監視信号は中継局で増幅され光海中分岐装置を経て受信側端局に達すると共に、その一部は中継局の折り返し線路で折り返されて送信側端局に帰還され、帰還信号の正常または異常を判定することが提案されている。特許文献１では、帰還信号の正常または異常の判定の際に、パワーが弱い帰還信号が何番目の中継局からのものであるかを検出することにより、中継線路に挿入されている複数の中継局のうち故障または障害が発生した中継局を推定あるいは特定することができる。
特開平９－２８９４９４号公報
　しかしながら、上述した背景技術の光海底装置には、以下のような課題がある。
　光海底装置１０００では光海底装置１０００の性能維持のために、多数のモニタポイントが設定される。例えば光伝送路に挿入されたＡＭＰ１００２に増幅特性の変動などが生じたときにはこれを検知して、変動を打ち消す方向へ増幅特性を補正する。特性変動の発生箇所や、場合によっては故障の発生箇所を特定するためには、光伝送路に挿入されるユニットや部品の数の増加につれて、設定されるモニタポイントも増加することになる。
　図９の光海底装置１０００では、光の強度を測定したいポイントごとにモニタ部１００４が必要であり、部品点数が多くなる上に実装面積も大きくなる。さらに、近年の光海底装置の複雑化に伴い、ユーザが監視したいモニタポイントは増加の一途をたどっている。一方で、モニタポイントが不足していると、障害の発生箇所や、復旧のために必要な情報が得られない。これらを避けるためにはモニタ部１００４を大量に付加する必要があり、装置の大型化、高価格化が課題となる。
　また、装置内に多数のモニタ部１００４を実装すると、光ファイバの配線が煩雑化し、接続性が悪くなる。そのため、製造にかかる工数の増大と接続ミスが増加することが考えられる。さらには、部品点数の増加に伴い、装置としての信頼性が低下する。これは、長期間の運用が望まれる光海底装置として致命的である。信頼性の低下を抑制するには、冗長構成を採る必要があるが、部品点数が倍増するため、さらなる装置の大型化、高価格が進む。
　特許文献１は、送信側端局と受信側端局との間の中継線路に複数の中継局が挿入されている海底ケーブルネットワーク線路の監視に関するものではあるが、一つの中継局や一つの光海中分岐装置のうち障害が発生した箇所を特定することができない。
　本発明の目的は、部品点数を削減しつつ、所望数のモニタポイントの監視を実現できるとともに、仮に障害が発生した場合にも、障害の発生箇所を特定したり、復旧のために必要な情報を収集することが可能な、海底装置、海底装置の監視方法、及び光通信システムを提供することにある。
　前記目的を達成するため、本発明に係る海底装置は、
　入力された光信号を処理して出力する処理手段と、
　上記処理手段に入力される光信号を分岐して第１の分岐光を出力する第１の分岐手段と、
　上記処理手段から出力された光信号を分岐して第２の分岐光を出力する第２の分岐手段と、
　上記第１の分岐光及び上記第２の分岐光を選択して出力する選択手段と、
　上記選択手段から出力された分岐光を監視する監視手段と、を備える。
　本発明に係る光通信システムは、
　複数の端局間の光伝送路と、
　上記光伝送路に挿入された、上記海底装置と、を備える。
　本発明に係る海底装置の監視方法は、入力された光信号を処理して出力する処理手段と、上記処理手段に入力される光信号を分岐して第１の分岐光を出力する第１の分岐手段と、上記処理手段から出力された光信号を分岐して第２の分岐光を出力する第２の分岐手段と、上記第１の分岐光及び上記第２の分岐光を選択して出力する選択手段と、上記選択手段から出力された分岐光を監視する監視手段と、を備える海底装置の監視方法であって、
　上記選択手段に上記第１の分岐光及び上記第２の分岐光のいずれかを選択させ、
　上記監視手段に上記選択手段が選択した分岐光を監視させる。
　本発明によれば、部品点数を削減しつつ、所望数のモニタポイントの監視を実現できるとともに、仮に障害が発生した場合にも、障害の発生箇所を特定したり、復旧のために必要な情報を収集したりすることが可能な、海底装置、海底装置の監視方法、及び光通信システムを提供できる。
本発明の上位概念による実施形態の光海底装置を説明するためのブロック図である。 本発明の実施形態の光海底装置が配置される、光通信システムの概念図である。 第１実施形態の光海底装置を説明するためのブロック図である。 第１実施形態の光海底装置の具体例を説明するためのブロック図である。 第１実施形態の光海底装置の具体例を説明するためのブロック図である。 図２Ａの光海底装置の一部構成の詳細を説明するためのブロック図である。 第１実施形態の光海底装置のモニタ動作を説明するためのフローチャートである。 第２実施形態の光海底装置を説明するためのブロック図である。 図５の光海底装置の一部構成の詳細を説明するためのブロック図である。 第３実施形態の光海底装置を説明するためのブロック図である。 図７の光海底装置の一部構成の詳細を説明するためのブロック図である。 背景技術の光海底装置を説明するためのブロック図である。
　本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。具体的な実施形態を説明する前に、本発明の上位概念による実施形態の光海底装置、及び光海底装置の監視方法について説明する。
　図１Ａは、本発明の上位概念による実施形態の光海底装置を説明するためのブロック図である。図１Ｂは、本発明の実施形態の光海底装置が配置される、光通信システムの概念図である。本発明の実施形態の光海底装置は、図１Ｂの海底装置５０のように、複数の端局４１間の、光ファイバに代表されるような光伝送路に挿入される。
　図１Ａの海底装置５０は、入力された光信号を処理して出力する処理手段５１と、上記処理手段５１に入力される光信号を分岐して第１の分岐光を出力する第１の分岐手段５２と、上記処理手段５１から出力された光信号を分岐して第２の分岐光を出力する第２の分岐手段５３と、を備える。図１Ａの海底装置５０はさらに、上記第１の分岐光及び上記第２の分岐光を選択して出力する選択手段５４と、上記選択手段から出力された分岐光を監視する監視手段５５と、を備える。
　第１の分岐手段５２は例えば、光カプラである。第１の分岐手段５２は送信側端局から入力した光信号を分岐して、処理手段５１及び選択手段５４に出力する。処理手段５１は例えば、光増幅器、利得等化器及び分岐装置の何れか一つである。又は、これらの組み合わせであっても良い。第２の分岐手段５３は例えば、光カプラである。第２の分岐手段５３は、処理手段５１で処理された光信号を分岐して、選択手段５４及び受信側端局へ出力する。選択手段５４は、上記第１の分岐光及び上記第２の分岐光を選択して出力するものであり、例えば光スイッチによる構成としたり、複数のＶＯＡと合波器による構成としたりすることができる。監視手段５５は例えば、受光素子である。監視手段５５は、第１の分岐光及び第２の分岐光の強度を監視する。
　図１Ａの海底装置５０では監視手段５５により、障害の発生箇所を特定したり、復旧のために必要な情報を収集することが可能な、光海底装置、及び光海底装置の監視方法を提供できる。また第１の分岐手段５２で分岐した第１の分岐光と、第２の分岐手段５３で分岐した第１の分岐光とを選択手段５４が選択して監視手段５５へ与える構成を採用することにより、モニタポイントが増加しても装置の大型化を抑制しつつ、光海底装置を監視することができる。以下、より具体的な実施形態について説明する。
　〔第１実施形態〕
　次に、本発明の第１実施形態による光海底装置、及び光海底装置の監視方法について、説明する。図２Ａは、第１実施形態の光海底装置を説明するためのブロック図である。図３は、図２Ａの光海底装置の一部構成の詳細を説明するためのブロック図である。図４は、第１実施形態の光海底装置のモニタ動作を説明するためのフローチャートである。
　（実施形態の構成）
　図２Ａの光海底装置１００は、図１Ｂの光通信システムに示す、端局４１間を結ぶ光ファイバなどの光伝送路４２に挿入される海底機器であり、海底中継器、海底利得等化器、海底分岐装置などが例示される。図２Ａの光海底装置１００は、上り方向の光伝送路及び下り方向の光伝送路に挿入された場合を示す。図２Ａの光海底装置１００は、図１Ｂに示される光通信システムの複数の端局４１間の光伝送路４２のような光伝送路に挿入された処理部１と、上記光伝送路に設定された複数のモニタポイントでモニタ光がそれぞれ分岐されて入力され、上記分岐された複数のモニタ光のいずれかを選択する選択手段の一例としての１×Ｎ光スイッチ４と、を含む。図２Ａの光海底装置１００はさらに、１×Ｎ光スイッチ４が選択したモニタ光の光強度を監視する監視手段の一例としてのモニタ部５と、１×Ｎ光スイッチ４及びモニタ部５を制御する制御部６と、を含む。図２Ａの光海底装置１００はさらに、モニタ部５のモニタ結果を端局へ送信するデータ送信手段の一例としてのデータ送信部１０を含む。図２Ａの光海底装置１００内の光伝送路に設定された複数のモニタポイントには、モニタ光分岐手段の一例としてのＣＰＬ３（カプラ３）がそれぞれ配置され、光伝送路の光信号から信号光とモニタ光を分岐させる。
　１×Ｎ光スイッチ４は、Ｎ入力で１出力の光スイッチである。ＣＰＬ３が分岐したモニタ光は１×Ｎ光スイッチ４に入力され、１×Ｎ光スイッチ４は制御部６からの制御によって一つのモニタ光を選択し、モニタ部５へ与える。モニタ部５は、予め設定されているモニタ光の基準値と、１×Ｎ光スイッチ４からのモニタ光の光強度とを比較することにより、障害発生の有無、また必要な情報を収集する。図２Ａの光海底装置１００では一例として上りの光伝送路及び下りの光伝送路のそれぞれに、光海底装置１００に入力される光信号、処理部１に入力される光信号、処理部１から出力される光信号、光海底装置１００から出力する光信号の強度のモニタを想定して、ＣＰＬ３がそれぞれ配置されている。
　図２Ａの光海底装置１００ではモニタ部５により、障害の発生箇所を特定したり、復旧のために必要な情報を収集することが可能である。さらに複数のモニタポイントで分岐されたモニタ光を１×Ｎ光スイッチ４が選択してモニタ部５へ与える構成により、モニタポイントが増加しても装置の大型化を抑制しつつ、光海底装置の監視を実現できる。
　本実施形態の光海底装置では、モニタポイントの信号をＣＰＬ３にて分岐する。分岐された信号の内、片方をモニタ光として１×Ｎ光スイッチ４の入力側に入力する。図２Ａの光海底装置では一例として上り方向の光伝送路及び下り方向の光伝送路のそれぞれに、光海底装置１００に入力される光信号、処理部１に入力される光信号、処理部１から出力される光信号、光海底装置１００から出力する光信号の強度のモニタを想定して、ＣＰＬ３が配置されている。
　そして図２Ａの光海底装置１００では、上り方向の光伝送路に配置されたＣＰＬ３からのモニタ光と、下り方向の光伝送路に配置されたＣＰＬ３からのモニタ光とがいずれも一つの１×Ｎ光スイッチ４の入力ポートに与えられる構成としている。このように図２Ａの光海底装置１００では、同様の処置を監視したい箇所全てで行うことで、１×Ｎ光スイッチ４の入力側に全てのモニタ光を入力する。次に１×Ｎ光スイッチ４の出力を、モニタ部５に入力する。モニタ部５ではモニタ光をデータに変換し、メモリ８に保存するとともにモニタポイントの障害を検出する。モニタ部５で取得したモニタデータと検出した障害の有無とを、データ送信部１０より各端局に送信する。制御部６により１×Ｎ光スイッチ４の入力ポートと出力ポートの接続を制御することにより、モニタポイントを変更する。
　上記の手段により、光海底装置において、部品点数を削減しつつ、所望数のモニタポイントの監視を実現できる。
　モニタ部５は図３に示すように、データ取得部７、データを格納するメモリ８、及びあらかじめ設定したアラーム検出用の閾値保持部９で構成される。メモリ８は、Ｎ個の入力ポートを有する１×Ｎ光スイッチ４に対応させてＡＤＤ＿１～ＡＤＤ＿ＮのＮ個のメモリ領域を含む。閾値保持部９は、メモリ８のＮ個のメモリ領域に対応させてＮ個の閾値保持領域を含む。データ取得部７でモニタ光をデータに変換し、モニタポイントに対応するメモリ８に保存する。メモリ８に保存されたデータと閾値保持部９が保持し対応する閾値とを比較し、障害を検出する。モニタデータと障害の有無とをデータ送信部１０から各端局に送信する。
　１×Ｎ光スイッチ４の入力側と出力側を繋ぐ経路を制御部６により制御することで、モニタ部５に入力されるモニタ光を変える。同様にデータを格納するメモリ８のアドレスと、閾値保持部９が保持する比較先の閾値とを変更することで、１つのモニタ部５で複数のモニタポイントを監視することを可能にしている。
　（実施形態の動作）
　次に、図２Ａの光海底装置１００の監視動作を、図４のフローチャートを参照して説明する。まずモニタポイントごとに光伝送路に配置されたＣＰＬ３で、信号光とモニタ光とを分岐させる（ステップＳ１）。分岐された全てのモニタ光を、１×Ｎ光スイッチ４の各入力ポートに入力する（ステップＳ２）。１×Ｎ光スイッチの入力ポートｎと出力ポートとを接続する（ステップＳ３）。モニタデータを格納する、モニタ部５のメモリ８のアドレスをＡＤＤ＿ｎに設定する（ステップＳ４）。次にモニタ部５のデータ取得部７でモニタ光をモニタデータに変換し、変換されたモニタデータをモニタ部５のメモリ８のアドレスＡＤＤ＿ｎのメモリ領域に格納する（ステップＳ５）。モニタデータと閾値＿ｎとを比較して、障害検出を行う（ステップＳ６）。障害が検出されたとき（ステップＳ６のＹｅｓ）には比較結果を、データ送信部１０から端局へ送信する。言い換えると障害が検出されたとき（ステップＳ６のＹｅｓ）には、データ送信部１０から端局へアラーム送信する（ステップＳ７）。また、メモリ８のアドレスＡＤＤ＿ｎのメモリ領域に格納されたモニタデータもあわせて、端局へ送信する。端局は、送信された各モニタ光データを期待値と比較することで、障害点を把握することが可能である。次に制御部６はｎとＮとを比較し（ステップＳ８）、ｎがＮ以下のときは、１×Ｎ光スイッチ４の入力ポート、モニタ部５のメモリ８のアドレスをインクリメント（ｎ＝ｎ＋１）する（ステップＳ９）。ステップＳ８でｎがＮを越えているときは、制御部６は１×Ｎ光スイッチ４の入力ポート、モニタ部５のメモリ８のアドレスをｎ＝１に戻す（ステップＳ１０）。以下、ステップＳ３からステップＳ６を繰り返して、全てのＣＰＬ３からのモニタ光をメモリ８に格納すると共にあらかじめ設定されたアラーム検出用の閾値と比較して、障害の有無を特定する。
　（実施形態の効果）
　本実施形態の光海底装置１００では、モニタ部５により、障害の発生箇所を特定したり、復旧のために必要な情報を収集することが可能な、光海底装置、及び光海底装置の監視方法を提供できる。
　またモニタ光を１×Ｎ光スイッチ４により切り替えることで複数のモニタ光に対し、１つのモニタ部５で監視することが可能となる。つまり、部品点数の削減、ならびに装置の小型化、低価格化を実現しつつ、所望のモニタポイントを監視することが可能となる。また１×Ｎ光スイッチ４により、複数のモニタポイントの光ファイバを束ねることができるので、光ファイバの配線の煩雑性も解消することができる。これにより、製造工程の短縮、及び接続ミスを減らすことも可能である。
　（データ送信部の送信方法）
　図２Ａの光海底装置の、データ送信部１０の送信方法について、図面を参照してより詳しく説明する。
　図２Ｂは、第１実施形態の光海底装置の具体例を説明するためのブロック図であり、全波長に対して重畳する場合の構成を示す。図２Ｂの光海底装置１００Ａは、光伝送路の出力段に変調器１８をさらに含む。図２Ｂのデータ送信部１０は、比較結果（及びモニタデータ）に基づいて光信号を強度変調するように、変調器１８に指示する。これによって、比較結果（及びモニタデータ）が重畳された光信号が、変調器１８から受信側端局に向かって出力される。変調器１８は、例えば可変光減衰器（ＶＯＡ）や光増幅器で構成される。
　図２Ｃは、第１実施形態の光海底装置の他の具体例を説明するためのブロック図であり、特定の波長に対して重畳する場合の構成を示す。図２Ｃの光海底装置１００Ｂは、光伝送路とデータ送信部１０との間に光出力部１９をさらに含む。図２Ｃのデータ送信部１０は、比較結果（及びモニタデータ）に基づいて変調された特定波長の光信号を出力するように光出力部１９へ出力する。光出力部１９から出力された光信号は、処理部１側からの光信号と合波されて、受信側端局に向かって送信される。
　〔第２実施形態〕
　次に、本発明の第２実施形態による光海底装置、及び光海底装置の監視方法について、説明する。図５は、第２実施形態の光海底装置を説明するためのブロック図である。図６は、図５の光海底装置の一部構成の詳細を説明するためのブロック図である。第１実施形態と共通の又は類似の要素には同じ参照番号を付すこととして、その詳細な説明は省略することとする。本実施形態は、図１Ａの選択手段５４を第１実施形態とは異なる実現手段で実現する実施形態である。
　（実施形態の構成）
　図５の光海底装置２００は第１実施形態と同様に、図１Ｂの光通信システムに示す、端局４１間を結ぶ光ファイバなどの光伝送路４２に挿入される海底機器であり、海底中継器、海底利得等化器、海底分岐装置などが例示される。図５の光海底装置２００は第１実施形態と同様に、上り方向の光伝送路及び下り方向の光伝送路に挿入された場合を示す。図５の光海底装置２００は第１実施形態と同様に、図１Ｂに示される光通信システムの複数の端局間の光伝送路に挿入された処理部１と、上記光伝送路に設定された複数のモニタポイントでモニタ光がそれぞれ分岐されて入力され、上記分岐された複数のモニタ光のいずれかを選択する選択手段と、を含む。
　なおここで本実施形態では、選択手段の一例として、Ｎ×Ｎ　ＶＯＡ１１（Ｎ×Ｎ可変光減衰器１１）とＭＵＸ１２（マルチプレクサ１２）を用いる。Ｎ×Ｎ　ＶＯＡ１１とＭＵＸ１２の機能や動作は後述する。
　図５の光海底装置２００はさらに、Ｎ×Ｎ　ＶＯＡ１１及びＭＵＸ１２で選択したモニタ光の光強度を監視する監視手段の一例としてのモニタ部１３と、Ｎ×Ｎ　ＶＯＡ１１とモニタ部１３とを制御する制御手段の一例としての制御部１７と、を含む。図５の光海底装置２００はさらに、モニタ部１３のモニタ結果を端局へ送信するデータ送信手段の一例としてのデータ送信部１０を含む。図５の光海底装置２００内の光伝送路に設定された複数のモニタポイントには第１実施形態と同様に、モニタ光分岐手段の一例としてのＣＰＬ３がそれぞれ配置され、光伝送路からモニタ光を分岐させる。
　（実施形態の動作）
　Ｎ×Ｎ　ＶＯＡ１１は、Ｎ入力でＮ出力の可変光減衰器であり制御信号に応じて、入力される光信号を減衰させて出力することができる。ＭＵＸ１２は、複数の入力を合波して出力する。各モニタポイントでＣＰＬ３を用いて信号光とモニタ光を分岐する。全てのモニタ光はＮ×Ｎ　ＶＯＡ１１の各入力ポートに入力される。Ｎ×Ｎ　ＶＯＡ１１の各出力ポートはＭＵＸ１２により合波され、図６に示すモニタ部１３内のデータ取得部１４に入力され、モニタデータに変換される。合波されたモニタ光のモニタデータはメモリ１５に格納され、閾値保持部１６が保持する予め設定してある閾値と比較することで障害を検出する。障害を検出した際は、制御部１７により、ＮｘＮ　ＶＯＡ１１の各ポートの減衰量を変化させることで、任意のモニタ光のデータを取得する。例えば、ＮｘＮ　ＶＯＡ１１のポート１のモニタ光のデータを取得するには、ポート１以外のポートの減衰量を最大にすればよい。このようにして、各モニタポイントのモニタ光データを取得し、データ送信部１０を介し、端局に送信する。送信された各モニタ光データを期待値と比較することで障害点を把握することが可能である。
　（実施形態の効果）
　本実施形態の光海底装置２００では、モニタ部１３により、障害の発生箇所を特定したり、復旧のために必要な情報を収集することが可能な、光海底装置、及び光海底装置の監視方法を提供できる。
　またモニタ光をＮ×Ｎ　ＶＯＡ１１及びＭＵＸ１２で選択することで複数のモニタ光に対し、１つのモニタ部１３で監視することが可能となる。つまり、部品点数の削減、ならびに装置の小型化、低価格化を実現しつつ、所望のモニタポイントを監視することが可能となる。またＮ×Ｎ　ＶＯＡ１１及びＭＵＸ１２により、複数のモニタポイントの光ファイバを束ねることができるので、光ファイバの配線の煩雑性も解消することができる。これにより、製造工程の短縮、及び接続ミスを減らすことも可能である。
　〔第３実施形態〕
　次に、本発明の第３実施形態による光海底装置、及び光海底装置の監視方法について、説明する。図７は、第３実施形態の光海底装置を説明するためのブロック図である。図８は、図７の光海底装置の一部構成の詳細を説明するためのブロック図である。本実施形態は、図２Ａ、図３に示す第１実施形態のモニタ部を冗長した構成に相当する。第１実施形態と共通の又は類似の要素には同じ参照番号を付すこととして、その詳細な説明は省略することとする。
　上述した第１実施形態の光海底装置１００では、各モニタポイントにモニタ部５を接続する構成のため、冗長構成を実現しようとすると、さらに部品点数の増加、装置の大型化、高価格化が進む。一方、本実施形態は少ない部品点数での冗長構成を可能にするものである。
　図７の光海底装置３００は第１実施形態と同様に、図１Ｂの光通信システムに示す、端局４１間を結ぶ光ファイバなどの光伝送路４２に挿入される海底機器であり、海底中継器、海底利得等化器、海底分岐装置などが例示される。図７の光海底装置３００は、上り方向の光伝送路及び下り方向の光伝送路に挿入された場合を示す。図７の光海底装置３００は、図１Ｂに示される光通信システムの複数の端局４１間の光伝送路４２のような光伝送路に挿入された処理部１と、上記光伝送路に設定された複数のモニタポイントでモニタ光がそれぞれ分岐されて入力され、上記分岐された複数のモニタ光のいずれかを選択する光信号選択手段の一例としての１×Ｎ光スイッチ２２Ａ、２２Ｂと、を含む。図７の光海底装置３００はさらに、１×Ｎ光スイッチ２２Ａ、２２Ｂが選択したモニタ光の光強度を監視する監視手段の一例としてのモニタ部２３Ａ、２３Ｂと、１×Ｎ光スイッチ２２Ａ、２２Ｂとモニタ部２３Ａ、２３Ｂとを制御する制御手段の一例としての制御部２７と、を含む。図７の光海底装置３００はさらに、モニタ部２３Ａ、２３Ｂのモニタ結果を端局へ送信するデータ送信手段の一例としてのデータ送信部２８を含む。
　本実施形態では、図７の光海底装置３００内の光伝送路に設定された複数のモニタポイントには、モニタ光分岐手段の一例としての１×３ＣＰＬ２１（１×３カプラ２１）がそれぞれ配置されている。この１×３ＣＰＬ２１は光伝送路の光信号を、信号光とモニタ光１、モニタ光２に分岐する。全てのモニタ光１は１×Ｎ光スイッチ２２Ａの入力ポートに入力され、全てのモニタ光２は１×Ｎ光スイッチ２２Ｂの入力ポートに入力される。図７の図示に沿って説明すると図７の光海底装置３００では、上り方向光伝送路に配置された１×３ＣＰＬ２１のモニタ光Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ及び下り方向光伝送路に配置された１×３ＣＰＬ２１のモニタ光Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈが、１×Ｎ光スイッチ２２Ａの入力ポートに入力される構成になっている。図７の光海底装置３００ではさらに、上り方向光伝送路に配置された１×３ＣＰＬ２１のモニタ光Ｉ、Ｊ、Ｋ、Ｌ及び下り方向光伝送路に配置された１×３ＣＰＬ２１のモニタ光Ｍ、Ｎ、Ｏ、Ｐが、１×Ｎ光スイッチ２２Ｂの入力ポートに入力される構成になっている。
　１×Ｎ光スイッチ２２Ａの入力ポートと出力ポートの接続は、第１実施形態と同様に制御部２７により切り替えることが可能である。１×Ｎ光スイッチ２２Ｂにおいても同様である。ただし本実施形態の場合、１×Ｎ光スイッチ２２Ａと１×Ｎ光スイッチ２２Ｂの入力ポートと出力ポートの接続は、同じモニタポイントからのモニタ光になるようにする。例えば、図７では１×Ｎ光スイッチ２２Ａと１×Ｎ光スイッチ２２Ｂの入力ポートと出力ポートの接続は、同じモニタポイントからのモニタ光Ａ、モニタ光Ｉとなるようにする。１×Ｎ光スイッチ２２Ａ、２２Ｂの出力は図７に示すモニタ部２３Ａ、２３Ｂに入力される。図８に示すように、モニタ部２３Ａはデータ取得部２４Ａ、データを格納するメモリ２５Ａ、及びあらかじめ設定したアラーム検出用の閾値保持部２６Ａで構成され、モニタ部２３Ｂはデータ取得部２４Ｂ、データを格納するメモリ２５Ｂ、及びあらかじめ設定したアラーム検出用の閾値保持部２６Ｂで構成される。メモリ２５Ａは、Ｎ個の入力ポートを有する１×Ｎ光スイッチ２２Ａに対応させてＡＤＤ＿１～ＡＤＤ＿ＮのＮ個のメモリ領域を含み、メモリ２５Ｂは、Ｎ個の入力ポートを有する１×Ｎ光スイッチ２２Ｂに対応させてＡＤＤ＿１～ＡＤＤ＿ＮのＮ個のメモリ領域を含む。閾値保持部２６Ａ、２６Ｂは、メモリ２５Ａ、２５ＢのＮ個のメモリ領域に対応させてＮ個の閾値保持領域を含む。モニタ部２３Ａのデータ取得部２４Ａでモニタ光をデータに変換し、モニタポイントに対応するメモリ２５Ａに保存し、モニタ部２３Ｂのデータ取得部２４Ｂでモニタ光をデータに変換し、モニタポイントに対応するメモリ２５Ｂに保存する。モニタ部２３Ａは、メモリ２５Ａに保存されたデータと閾値保持部２６Ａが保持し対応する閾値とを比較し、障害を検出する。モニタ部２３Ｂは、メモリ２５Ｂに保存されたデータと閾値保持部２６Ｂが保持し対応する閾値とを比較し、障害を検出する。データ送信部１０は、モニタ部２３Ａからのモニタデータ及び障害の有無と、モニタ部２３Ｂからのモニタデータ及び障害の有無とを総合して、各端局に送信する。
　本実施形態の光海底装置３００は、冗長構成を採用した監視を実現する。あるモニタポイントに関し、モニタ部２３Ａあるいはモニタ部２３Ｂのいずれか一方で障害を検出した場合は監視システムの障害と判断し、上記モニタポイントの障害とは判断しない。モニタ部２３Ａとモニタ部２３Ｂの両方で障害を検出した場合に上記モニタポイントの障害と判断して、データ送信部２８より、モニタデータとアラームを端局へ送信する。
　本実施形態が開示する冗長構成は、上述した第２実施形態にも適用可能である。上述した第２実施形態においてＣＰＬ３を本実施形態の１×３ＣＰＬ２１に置き換えて、Ｎ×Ｎ　ＶＯＡ１１、ＭＵＸ１２及びモニタ部１３を二系統として制御部から二系統のＮ×Ｎ　ＶＯＡ１１を制御するように構成すればよい。
　（実施形態の効果）
　本実施形態の光海底装置３００では、モニタ部２３Ａ、２３Ｂにより、障害の発生箇所を特定したり、復旧のために必要な情報を収集することが可能な、光海底装置、及び光海底装置の監視方法を提供できる。
　またモニタ光を１×Ｎ光スイッチ２２Ａ、２２Ｂにより切り替えることで複数のモニタ光に対し、モニタ部２３Ａ、２３Ｂで監視することが可能となる。つまり、部品点数の削減、ならびに装置の小型化、低価格化を実現しつつ、所望のモニタポイントを監視することが可能となる。また１×Ｎ光スイッチ２２Ａ、２２Ｂにより、複数のモニタポイントの光ファイバを束ねることができるので、光ファイバの配線の煩雑性も解消することができる。これにより、製造工程の短縮、及び接続ミスを減らすことも可能である。
　さらに本実施形態の光海底装置３００では、少ない部品点数での冗長構成を可能にすることができる。
　〔その他の実施形態〕
　以上好ましい実施形態について図面を参照しながら説明したが、本発明はこれら実施形態に限られるものではなく、様々な変更や変形が可能である。図２Ａ及び図２Ｂを参照して説明した、データ送信部１０の送信方法は、図５に示される第２実施形態のデータ送信部１０にも適用可能であり、図７に示される第３実施形態のデータ送信部２８にも適用可能であることが理解されるであろう。
　また例えば、上述した第１実施形態、第２実施形態、及び第３実施形態では、８か所のモニタポイントを監視する構成例を説明したが、モニタポイントの総数は８個に限らず、それ以下の総数のあるいはそれ以上の総数のモニタポイントを用いた構成でも、本発明を適用できる。また例えば、第１実施形態、第２実施形態、及び第３実施形態として説明した光海底装置の構成に限られず、複雑化あるいは簡略化された場合でも適用が可能である。請求の範囲に記載した発明の範囲内で、種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲に含まれることはいうまでもない。
　以上、上述した実施形態を模範的な例として本発明を説明した。しかしながら、本発明は、上述した実施形態には限定されない。即ち、本発明は、本発明のスコープ内において、当業者が理解し得る様々な態様を適用することができる。
　この出願は、２０１９年９月２４日に出願された日本出願特願２０１９－１７２７５１を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
　１　　処理部
　２　　ＡＭＰ
　３　　ＣＰＬ
　４、２２Ａ、２２Ｂ　　１×Ｎ光スイッチ
　５、１３、２３Ａ、２３Ｂ　　モニタ部
　６、１７、２７　　制御部
　１０、２８　　データ送信部
　１１　　Ｎ×Ｎ　ＶＯＡ
　１２　　ＭＵＸ
　２１　　１×３ＣＰＬ
　１００、２００、３００　　光海底装置

Claims (10)

  1. 　入力された光信号を処理して出力する処理手段と、
    　前記処理手段に入力される光信号を分岐して第１の分岐光を出力する第１の分岐手段と、
    　前記処理手段から出力された光信号を分岐して第２の分岐光を出力する第２の分岐手段と、
    　前記第１の分岐光及び前記第２の分岐光を選択して出力する選択手段と、
    　前記選択手段から出力された分岐光を監視する監視手段と、を備える海底装置。
  2. 　前記選択手段は、複数の入力ポートと一つの出力ポートを有し、前記複数の入力ポートの一つと前記一つの出力ポートとを接続する１×Ｎ光スイッチである、請求項１に記載の海底装置。
  3. 　前記選択手段は、複数の入力ポートと複数の出力ポートを有し制御に応じて入力ポートの光信号を減衰させて出力するＮ×Ｎ可変光減衰器を含む、請求項１に記載の海底装置。
  4. 　前記選択手段は、前記Ｎ×Ｎ可変光減衰器の複数の出力ポートから出力される光信号を合波するマルチプレクサを含む、請求項３に記載の海底装置。
  5. 　前記監視手段は、前記選択手段が選択した分岐光の光強度データを取得するデータ取得手段と、前記データ取得手段が取得した光強度データを蓄積するメモリ手段と、を含む、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の海底装置。
  6. 　第１入力ノード及び第１出力ノードを含む第１光伝送路と、前記第１光伝送路とは異なる、第２入力ノード及び第２出力ノードを含む第２光伝送路と、を有し、
    　前記処理手段は、前記第１光伝送路に挿入された第１処理手段と、前記第２光伝送路に挿入された第２処理手段と、を有し、
    　前記第１光伝送路に設定された複数のモニタポイント、及び前記第２光伝送路に設定された複数のモニタポイントでそれぞれモニタ光が分岐され、前記分岐されたモニタ光が前記選択手段に入力される、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の海底装置。
  7. 　前記選択手段を複数備え、
    　前記第１の分岐手段は、複数の前記第１の分岐光を出力し、前記第２の分岐手段は、複数の前記第２の分岐光を出力し、
    　前記複数の第１の分岐光は別々に前記複数の選択手段に入力され、前記複数の第２の分岐光は別々に前記複数の選択手段に入力される、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の海底装置。
  8. 　前記監視手段を複数備え、
    　前記第１の分岐手段及び前記第２の分岐手段のうち一つの分岐手段から出力された複数の分岐光が別々に前記複数の監視手段で監視され、複数の監視手段がいずれも障害を検出したときに障害と判定する、請求項７に記載の海底装置。
  9. 　複数の端局間の光伝送路と、
    　前記光伝送路に挿入された、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の海底装置と、を備える光通信システム。
  10. 　入力された光信号を処理して出力する処理手段と、前記処理手段に入力される光信号を分岐して第１の分岐光を出力する第１の分岐手段と、前記処理手段から出力された光信号を分岐して第２の分岐光を出力する第２の分岐手段と、前記第１の分岐光及び前記第２の分岐光を選択して出力する選択手段と、前記選択手段から出力された分岐光を監視する監視手段と、を備える海底装置の監視方法であって、
    　前記選択手段に前記第１の分岐光及び前記第２の分岐光のいずれかを選択させ、
    　前記監視手段に前記選択手段が選択した分岐光を監視させる、海底装置の監視方法。
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