JP2007124422A - Optical ring network apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は光リングネットワーク装置に関する。更に詳しくは、従来の受動的光ネットワーク(PON:Passive Optical Network)、特に広帯域パケット伝送を行うギガビット・イーサネットPON(Gigabit Ethernet PON: GE−PON)の欠点を解決するとともに、光ネットワークにおける伝送路である光ファイバの切断事故や光ネットワークを構成する光ノード装置の故障などによる通信障害が生じても回復することが可能、柔軟なネットワーク構成が可能、ネットワーク構成および光ノード装置構成が簡単でコスト低減が可能などの特長を有する、光スイッチを用いた光リングネットワーク装置に関する。 The present invention relates to an optical ring network device. More specifically, the conventional passive optical network (PON), particularly the Gigabit Ethernet PON (GE-PON) that performs broadband packet transmission, is solved, and the transmission path in the optical network is improved. Even if a communication failure occurs due to an optical fiber disconnection accident or failure of an optical node device constituting the optical network, it can be recovered, a flexible network configuration is possible, and the network configuration and optical node device configuration are simple and cost-saving The present invention relates to an optical ring network device using an optical switch having any of the features that can be achieved.
近年、インターネットを用いて音声・画像・映像を含むあらゆる情報をエンドユーザに提供するサービスが普及するにつれ、一般家庭ユーザを含むインターネットのエンドユーザ数が急激に増加している。このようなインターネットサービスをすべてのエンドユーザに円滑に提供するためには、サービス提供者(サービスプロバイダ)が提供する大容量の情報を、エンドユーザに高速で送達できるいわゆる広帯域通信網(ブロードバンドネットワーク)が不可欠であり、特にエンドユーザが直接収容される加入者網(アクセスネットワーク)において、広帯域かつ低価格なパケットデータ伝送ネットワークが求められる。 In recent years, the number of end users on the Internet, including general home users, has increased rapidly as services for providing end users with all kinds of information including voice, images, and videos using the Internet have spread. In order to smoothly provide such an Internet service to all end users, a so-called broadband communication network (broadband network) capable of delivering a large amount of information provided by a service provider (service provider) to the end users at high speed. In particular, in a subscriber network (access network) in which end users are directly accommodated, a broadband and low-cost packet data transmission network is required.
このような要求に応えることを目的とする代表的なアクセスネットワークとして、米国電気電子工学会(Institute of Electrical and Electronics Engineering: IEEE)の規格であるIEEE802.3ahで規定されているギガビット・イーサネットPON(Gigabit Ethernet Passive Optical Network: GE−PON)がある(非特許文献1参照)。 As a typical access network aiming to meet such a demand, the Gigabit Ethernet PON (IEEE 802.3ah) defined by the Institute of Electrical and Electronics Engineering (IEEE) standard (IEEE 802.3ah) There is Gigabit Ethernet Passive Optical Network (GE-PON) (see Non-Patent Document 1).
GE−PONは図2に示すように、センタノード200に置かれる局側光終端装置(Optical Line Terminal: OLT)201とエンドユーザ(加入者)側に置かれる複数の加入者側光終端装置(Optical Network Unit: ONU)202の間を光ファイバでツリー状に接続した形態の光ネットワークであり、図2の破線203で囲まれた部分により示される。OLT201に接続された1本の光ファイバ204は、OLT201とONU202の中間地点に設置されるスプリッタ205によって複数の光ファイバ206に接続分岐され、分岐されたそれぞれの光ファイバ206はONU202によってそれぞれ終端される。OLT201は、上位ネットワーク207を通じて、たとえばインターネット208等のネットワークサービスに接続されており、それぞれのONU202に接続された各ユーザ端末209(たとえばパーソナルコンピュータ: PC)は、このGE−PON203を介してインターネット等のサービスに接続される。
As shown in FIG. 2, the GE-PON includes a station side optical terminal device (OLT) 201 placed on the
GE−PONにおいては、OLT201とスプリッタ205の間、およびスプリッタ205と各ONU202の間がそれぞれ1本の光ファイバで接続されるので、OLT201(あるいはセンタノード200)から各ONU202に向かう方向(下り方向)の通信と、各ONUからOLT201(あるいはセンタノード200)に向かう方向(上り方向)の通信の間の衝突を避けるため、上り方向と下り方向で異なる波長の光信号を使用する。またGE-PONでは、マルチポイント制御プロトコル(Multi−Point Control Protocol: MPCP)によって複数のONUからの上りバースト光信号同士の衝突を回避することにより、OLTとそれぞれのONUの間でポイント−ポイント・エミュレーション・サービスを実現している。GE−PONでは、ギガビット・イーサネットのパケットフレームを有するバースト光信号を用い、最大通信速度1Gbpsの双方向データ通信が可能である。
In the GE-PON, the
上述のようにGE-PONは光ファイバによるネットワークであるため本質的に広帯域であり、またOLT201、スプリッタ205、およびOLT201とスプリッタ205の間の光ファイバ204(フィーダ区間)を複数のエンドユーザが共通に使用するので、経済的な光アクセスネットワークとして構成することができる。またギガビット・イーサネットのフレーム構成を使用するので上位のIPネットワークとの整合が容易であり、更にLANなどで広く使用されている既存のギガビット・イーサネット用コンポーネントをOLT、ONUの電子回路に使用することができ、装置コストを低減できる。
As described above, GE-PON is an optical fiber network, so it is inherently broadband, and multiple end users share OLT 201,
その反面GE-PONには、OLT201と各ONU202の間が光ファイバと受動素子であるスプリッタ205のみによって接続されているため、スプリッタに接続されるONUの数が増えると光信号の分岐損失が増大して光信号が減衰し、OLTとONU間の距離を十分大きく取れなくなる、という第1の問題点がある(逆に、長い伝達距離を可能にするためには1つのOLTに収容するONU数を少なくする必要がありコストが増加する)。
On the other hand, since the OLT 201 and each ONU 202 are connected to the GE-PON only by the optical fiber and the
GE-PONの第2の問題点はセキュリティである。すなわち、GE-PONでは図2に示すネットワーク構造のため、OLTからある特定エンドユーザONUに向けての下り方向光信号が、他のすべてのエンドユーザONUにも同時に送達される。このため、他のエンドユーザの故意または事故などにより、特定エンドユーザへの通信内容が他のエンドユーザに盗聴または傍受される恐れがある。この危険を避けるため、一般にPONでは下り信号を暗号化しているが、暗号化は常に解読される危険を伴い、かつ装置コストの上昇を招く。 The second problem of GE-PON is security. That is, in the GE-PON, because of the network structure shown in FIG. 2, the downstream optical signal from the OLT toward a specific end user ONU is simultaneously delivered to all other end users ONU. For this reason, there is a possibility that the communication contents to the specific end user may be wiretapped or intercepted by other end users due to intention or accident of other end users. In order to avoid this risk, PON generally encrypts downstream signals, but encryption always involves the risk of being decrypted and increases the cost of the apparatus.
GE-PONの第3の問題点は、或るONUから、他のONUあるいはGE-PON全体の通信を阻害できるという点である。すなわち、通常それぞれのONUは、OLTがMPCPによって指定した時刻および時間長さでのみ上り光信号を光ファイバ上に送出できるが、エンドユーザの故意あるいはONUの故障などにより、或るONUが自身に許されていない時刻や時間長さで上り光信号を光ファイバ上に送出すると、他のONUからの上り信号と衝突してその通信を阻害する恐れがある。もしこの光信号の送出が連続的に行なわれれば、GE-PON全体の通信が阻害される恐れもある。またONUの光送信部の故障などにより所定の時刻および時間長さ以外で何らかの光信号が送出される場合も、それが光ファイバ上の雑音信号となってシステム全体の通信に悪影響を及ぼす恐れがある。 A third problem of GE-PON is that communication from one ONU to another ONU or the entire GE-PON can be hindered. In other words, each ONU can usually send an upstream optical signal over the optical fiber only at the time and time length specified by the OLT by the MPCP. If an upstream optical signal is sent over an optical fiber at an unacceptable time or length of time, it may collide with upstream signals from other ONUs and hinder the communication. If this optical signal is sent out continuously, there is a possibility that communication of the entire GE-PON may be hindered. In addition, even if an optical signal is transmitted at a time other than the predetermined time and time due to a failure of the ONU optical transmitter, it may become a noise signal on the optical fiber and adversely affect the communication of the entire system. is there.
またGE-PONでは、図2に示すようにOLT201とスプリッタ205を結ぶ1本の光ファイバ204(フィーダ区間)をこのGE−PONに収容されるすべてのONUが共通に使用するので、もしこの光ファイバに切断などの障害が発生すると、このGE−PON内のすべての通信が遮断されてしまう、という信頼性上の問題がある。これがGE−PONの第4の問題点である。
In GE-PON, as shown in FIG. 2, since one ON-fiber 204 (feeder section) connecting the
GE-PONは図2のようなツリー(或いはスターとも言う)状の光ネットワークなので、比較的狭いサービスエリア内(センタノードから10〜20Km以内程度)に比較的少数(最大16〜32程度)のエンドユーザが点在するような場合、いわゆるファイバー・ツー・ザ・ホーム(Fiber To The Home: FTTH)を経済的に実現するブロードバンド光アクセスネットワークとして最適である。しかしネットワークの物理的形状がツリー状に固定されているので、サービスエリア内に比較的多数のエンドユーザが散在する場合や、サービスエリア自体が広い場合や、エンドユーザが例えば鉄道や道路沿いのように比較的長距離にわたって分布する場合などでは、GE−PONシステムの数自体を増やす必要が生じたり、光ファイバの総敷設長が大きくなったりして必ずしも経済的ではなくなる。このようにGE−PONの適用が最適となるのは比較的規模の小さなアクセスネットワークであり、ネットワークの用途や物理的形状(トポロジ)に対する自由度が小さいのがGE−PONの第5の問題点である。 Since GE-PON is a tree (or star) optical network as shown in Fig. 2, it is relatively small (up to 16-32) within a relatively narrow service area (within 10-20km from the center node). When end users are scattered, it is most suitable as a broadband optical access network that economically realizes so-called Fiber To The Home (FTTH). However, the physical shape of the network is fixed in a tree shape, so that a relatively large number of end users are scattered within the service area, the service area itself is large, or the end users are, for example, along railways or roads. In the case where the GE-PON system is distributed over a relatively long distance, it is necessary to increase the number of GE-PON systems, or the total installation length of the optical fiber becomes large, which is not always economical. Thus, the application of GE-PON is optimal for a relatively small scale access network, and the fifth problem of GE-PON is that the degree of freedom with respect to the use and physical shape (topology) of the network is small. It is.
以上述べたGE−PONの問題点のうち、第1、第2、および第3の問題点を改善すべくなされたのが、特許文献1記載の先行出願発明「光アクセスネットワーク方法及び光アクセスネットワーク並びに光アクセス用スイッチ」であり(本明細書中ではこの先行出願発明を便宜上「先願1」と称する)。図3(a)および(b)に先願1による光アクセスネットワークの構成例を示す。図3(a)および(b)に示す先願1の光アクセスネットワークは、センタ装置301(図2のOLT201に相当)と複数のリモート装置302(図2のONU202に相当)を1個(図3(a)の303)または複数の光スイッチ(図3(b)の311および複数の310)を用いてツリー状に構成し、これらの光スイッチ(図3(a)の303、または図3(b)の311および複数の310)は、センタ装置301からリモート装置302に送信される下り信号を下り信号の情報に基づいてセンタ装置301が定めた1台のリモート装置に到達させ、その後下り信号の情報に基づいてセンタ装置301が定めた1台のリモート装置がセンタ装置301に送信する上り信号をセンタ装置301に到達させるようにしている。図3(b)の構成は、図3(a)のスイッチ303の部分を2段に分割して、1段目のスイッチ311と2段目の複数のスイッチ310の間をそれぞれ1本の光ファイバで接続してツリー状ネットワーク312としたもので、図3(a)の構成に比べ多数のリモート装置302を接続することができる。
Of the problems of GE-PON described above, the first, second, and third problems have been improved by the invention of the prior application “Optical Access Network Method and Optical Access Network” described in
先願1によれば、図1のGE−PONのスプリッタ205の代わりに光スイッチ(図3(a)の303、または図3(b)の311および複数の310)を用い、この光スイッチで下り光信号を下り信号の情報に基づいてパケット単位で切替えて目的のリモート装置(ONU)のみに送達し、上り光信号を下り信号の情報に基づいてパケット単位で切り替えてセンタ装置(OLT)に送達するようにするので、スプリッタによって光信号の電力をリモート装置の数だけ分岐しなければならないGE−PONに比べ、光信号の電力損失をはるかに小さくすることができ、GE−PONの前記第1の問題点を実用上解決できる。
According to the
また先願1によれば、図1のGE−PONのスプリッタ205の代わりに光スイッチ(図3(a)の303、または図3(b)の311および複数の310)を用い、この光スイッチで下り光信号を下り信号の情報に基づいてパケット単位で切替えて目的のリモート装置のみに送達するので、センタ装置が特定のリモート装置に送出する下り光パケット信号は光スイッチによりその特定リモート装置にのみ送出され、他のリモート装置に送出されることはない。従って下り光信号のセキュリティに関するGE−PONの前記第2の問題点を解決できる。
Further, according to the
また先願1によれば、図1のGE−PONのスプリッタ205の代わりに、図3に示すように光スイッチ(図3(a)の303、または図3(b)の311および複数の310)を用い、この光スイッチを下り信号の情報に基づいてパケット単位で切替えてセンタ装置301が定めた1台のリモート装置だけがセンタ装置301に送信する上り信号をセンタ装置301に到達させるようにしているので、他のリモート装置が故意または故障等により、許可されていない時刻・時間長さで光信号をそのリモート装置が接続されている光ファイバ上に送出しても、その光信号は光スイッチ(図3(a)の303、または図3(b)の311および複数の310)によって遮断されて、光ファイバのフィーダ区間(図3(a)の304、または図3(b)の304および複数の313)に送出されることはない。従って上り光信号に関するGE−PONの前記第3の問題点を解決できる。
According to the
上述のように、先願1によればGE−PONの第1、第2、および第3の問題点を解決できるが、前記第4および第5の問題点は解決されない。そこでGE−PONの第1、第2、第3の問題点を解決するとともに、フィーダ区間の信頼性に関する前記第4の問題点を解決すべくなされたのが特許文献2記載の先行出願発明「光スイッチ装置及びそれを用いた光アクセスネットワーク方法」であり(本明細書中ではこの先行出願発明を便宜上「先願2」と称する)、図4(a)および(b)に先願2による光アクセスネットワークの構成例を示す。図4(a)および(b)に示す先願2の光アクセスネットワークは、図3(a)および(b)の先願1の光アクセスネットワークと同様、センタ装置401と複数のリモート装置402を1個(図4(a)の403)または複数の光スイッチ(図4(b)の2個の411および複数の410)を用いてツリー状に構成するが、図3(a)の光スイッチ303のセンタ装置側の端子数が1であるのに対し、図4(a)の光スイッチ403はセンタ装置401側に2つの端子を有し、それぞれの端子にフィーダ区間の現用光ファイバ404およびフィーダ区間の予備光ファイバ405が接続される。またセンタ装置401は現用ネットワークインターフェース406および予備ネットワークインターフェース407を有し、それぞれがフィーダ区間の現用光ファイバ404およびフィーダ区間の予備光ファイバ405に接続される。図4(b)の構成例では、1段目の2個の光スイッチ411のうちの一方は現用光スイッチとして現用光ファイバ404に接続され、他方は予備光スイッチとして予備光ファイバ405に接続される。また図4(b)の2段目の複数の光スイッチ(複数の410)は1段目の光スイッチ側にそれぞれ2つの端子を有し、それぞれの端子に1段目光スイッチと2段目光スイッチを結ぶフィーダ区間の現用光ファイバ413、および1段目光スイッチと2段目光スイッチを結ぶフィーダ区間の予備光ファイバ414が接続され、これらによって構成されるツリー状ネットワーク412は、図3のツリー状ネットワーク312を、光スイッチを含めて2重化した構成になる。このような構成により、フィーダ区間の光通信路が(図4(b)の場合は光スイッチも含め)2重化されるので、現用のフィーダ区間の光通信路に障害が生じても予備のフィーダ区間の光通信路に切替えて通信を維持でき、GE−PONの前記第1、第2、および第3の問題点の解決に加え、前記第4の問題点も解決できる。
As described above, according to the
しかしながら先願2の光アクセスネットワークは、センタ装置401と複数のリモート装置402の間を1つまたは複数の光スイッチを用いてツリー状に構成するというネットワークの形状は基本的に先願1と同じなので、先願2の光アクセスネットワークによっても、ネットワークの用途やトポロジに対する自由度が小さく場合によってはファイバ総敷設長が増大する、というGE-PONの前記第5の問題点の解決はできない。
However, the optical access network of the
一方、ネットワークの用途やトポロジに対して広い自由度を有しかつ信頼性に優れた光ネットワークとして、光リングネットワークが知られている。光リングネットワークの代表例としてはたとえば北米の同期多重光ネットワーク(Syncronous Optical Network:SONET)で使用されるUnidirectional Path Switched Ring: UPSR)があり、都市内の中・広帯域光伝送路(メトロリング)として広く商用に供されている。UPSRは非特許文献2により標準化されており、図5のように複数のリングノード(図5の例では500、501、502、503の4個)を2本の光ファイバ510、511によりそれぞれリング状に接続し、光ファイバ510上の光信号の伝達方向と光ファイバ511上の光信号の伝達方向を互いに逆向きに設定する。すべてのリングノードからの送出信号は常にこの2本の光ファイバ上に同時に送出され、宛先のリングノードではこの2本の光ファイバから受け取る光信号を常時比較し、正常と判断された方を受信信号として、そのリングノードに接続されている下位の装置に伝達する。たとえば図5においてリングノード501と503の間で通信が行なわれる場合、リングの正常動作時、ノード503はノード501からの信号としてたとえば光ファイバ510上を実線513で示すルートで流れる信号を正常な信号として受信するが、たとえばリング上の地点512において光ファイバの切断などの障害が生じると、実線513のルートからの光信号が遮断されるため、ノード503は光ファイバ511上を破線514で示すルートで流れる信号のほうを正常な信号と判断して受信する。このUPSRのメカニズムにより信頼度の高い光リングネットワークが構築でき、さらにリングノードを設置する場所を地理的状況やサービス上の要求に応じて柔軟に決定した上で各リングノードに下位の各種通信装置を接続することにより、自由度の高い通信ネットワークが実現される。
On the other hand, an optical ring network is known as an optical network that has a wide degree of freedom with respect to the use and topology of the network and is excellent in reliability. As a typical example of an optical ring network, there is a Universal Path Switched Ring (UPSR) used in a synchronous optical network (SONET) in North America, for example, as a medium / broadband optical transmission line (metro ring) in a city. Widely used for commercial purposes. UPSR is standardized by
しかしながらSONET UPSRは、時分割同期多重方式に基づく伝送階梯であるSONETの1システムであるため、パケットベースのデータ通信に適したイーサネット信号を収容するには各リングノードにおいて別途プロトコル変換が必要となって効率が著しく悪くなり、ノード装置が複雑・高価になってしまうという問題がある。このためギガビット・イーサネットのフレームをベースにした先願1や先願2の光アクセスネットワークと異なり、高速の光データパケットを直接エンドユーザまで伝送するための光ネットワークには適さない。
However, since SONET UPSR is a SONET system that is a transmission layer based on the time division synchronous multiplexing method, protocol conversion is separately required in each ring node to accommodate Ethernet signals suitable for packet-based data communication. Therefore, there is a problem that the efficiency is remarkably deteriorated and the node device becomes complicated and expensive. For this reason, unlike the optical access networks of the
これに対して、高速の光データパケットを直接光リング上で分岐・挿入する光パケット転送リングネットワークも提案されている(特許文献3参照)。特許文献3のリングネットワークでは、「光ファイバ伝送路を通して到着する光パケットが自光挿入分岐型多重分離ノード装置宛のパケットで無ければ、光信号のまま当該ノード装置を通過させ、前記光パケットが自ノード装置宛のパケットであれば、分岐して取り込むパケット転送制御を行なう。その為、前記各光ノード装置は、光パケットの前記光ファイバ伝送路への挿入時に、その光パケットの宛先ノード装置のアドレスまたは宛先ノード装置までの経路を含む情報を示したラベルを作成し、このラベルを波長多重または偏波多重して前記光ファイバ伝送路に対応する光パケットより所定時間早く送出しておき、このラベルを各光ノード装置で受信して、対応するパケットが自ノード装置宛のパケットか否かを判定する」ようにしている。 On the other hand, an optical packet transfer ring network that branches and inserts high-speed optical data packets directly on the optical ring has also been proposed (see Patent Document 3). In the ring network disclosed in Patent Document 3, if the optical packet arriving through the optical fiber transmission line is not a packet addressed to the self-optical add / drop multiplexer / demultiplex node device, the optical device passes the node device as an optical signal. If it is a packet addressed to its own node device, it performs packet transfer control for branching in. Therefore, each optical node device receives the optical packet when it is inserted into the optical fiber transmission line. A label indicating information including the address to the destination node device or a route to the destination node device is generated, and the label is wavelength-multiplexed or polarization-multiplexed and sent out a predetermined time earlier than the optical packet corresponding to the optical fiber transmission path, Each optical node device receives this label and determines whether or not the corresponding packet is a packet addressed to its own node device ”. .
この特許文献3の光リングネットワークによれば、光パケット信号をリング上で直接分岐・挿入するのでSONET UPSRに比べ高速光パケットを効率よく収容できるが、そのためには各光ノード装置において光パケットの宛先・経路情報を示すラベルを作成し、光パケット信号とは異なる波長または偏波を用いてそのラベルを他のノードに転送しなければならず、光ノード装置の構成が複雑・高価になってしまうという問題点がある。またSONET UPSRのように障害に対する自律的復帰を可能とする機能が無いので、この光リングネットワークはネットワークの信頼性上の問題を解決するものではない。 According to the optical ring network of Patent Document 3, since optical packet signals are directly branched / inserted on the ring, high-speed optical packets can be accommodated more efficiently than SONET UPSR. A label indicating destination / route information must be created, and the label must be transferred to another node using a wavelength or polarization different from that of the optical packet signal, which makes the configuration of the optical node device complicated and expensive. There is a problem that. Further, since there is no function that enables autonomous return to a failure like SONET UPSR, this optical ring network does not solve the problem of network reliability.
SONET UPSRは2本の光ファイバによってそれぞれリングを構成することにより障害からの自律的復旧を可能にしているが、1本の光ファイバによってリングを構成し上り光信号と下り光信号に異なる2つの波長を使用する方法も提案されている(特許文献4参照)。この特許文献4の光リングネットワークによれば、「センタ光ノード装置1および複数のリモート光ノード装置2−1〜2−Nを1本の光ファイバ7によってリング状に接続し、センタ光ノード装置1は、各リモート光ノード装置2−1〜2−N宛ての下り光信号Sig1を左右両方向に送信し、リモート光ノード装置2−1〜2−Nは、障害が発生していない方向から下り光信号Sig1を受信し、受信した方向に向けて上り光信号Sig2−1〜Sig2−Nを送信する」ことにより、1本の光ファイバによるリングにおいて障害からの自律的復旧を実現できる、としている。しかし1本の光ファイバを用いてセンタ光ノードと各リモート光ノードの間の双方向光信号伝送を常時維持しつつ、リングの障害時には光信号の伝送方向と信号送出タイミングを切換えて通信を維持する方法として開示されている、センタ光ノードおよび各リモート光ノードにおける光信号障害検出方法、光信号送信タイミング制御方法および伝送路切替え方法が、SONET UPSRなどの公知の方法に比べ極めて複雑なため、センタ光ノード装置および各リモート光ノード装置の構成が複雑・高価なものとなって実用性に乏しい。
SONET UPSR enables autonomous recovery from failures by configuring each ring with two optical fibers. However, a ring is composed of one optical fiber, and two different optical signals are used for upstream and downstream optical signals. A method using a wavelength has also been proposed (see Patent Document 4). According to the optical ring network disclosed in
特許文献5では、各光ノードに互いに異なる光送信用波長を予め割り当てて、光波長分割多重により各光ノード間の通信を行なう1方向光リングネットワークが提案されている。このリングネットワークによれば光波長分割多重を使用するので高速・広帯域の通信が可能であり、光信号の形式を特に規定していないのでSONET UPSRに比べ適用範囲は広いが、光ノードの数だけの異なる波長の光信号を各光ノード装置がそれぞれ発生・処理する必要があるため、各光ノード装置の構成は複雑になり、コストも高くなる。さらに特許文献5には障害に対する自律的復帰を可能とする機能の記載がなく、この光リングネットワークはネットワークの信頼性上の問題を解決するものではない。
特許文献6では、特許文献5と同様に各光ノードに互いに異なる光送信用波長を予め割り当てて、光波長分割多重により各光ノード間の通信を行なう、1方向光リングネットワークが提案されている。光ノードの数だけの異なる波長の光信号を各光ノード装置がそれぞれ発生・処理する方法が、特許文献5とは異なるが、やはり各光ノード装置の構成は複雑になりコストも高くなる。なお特許文献6には、光リングの障害に対する保護のため更に別のファイバを設ける実施例が記載されてはいるものの、障害時の復帰を可能とする具体的方法が記載されていないので、このネットワークがネットワークの信頼性の問題を解決するものとは言えない。
特許文献7では、SONETあるいはSDH(Synchronous Digital Hierarky:北米のSONETをもとに国際電気通信連合・電気通信標準化セクタ(ITU-TS)で標準化された同期多重デジタルハイアラーキ)の2ファイバ光リングにおける障害復旧の機能を一層高めてネットワークの信頼度を上げる方法として、通常信号伝送用の第1および第2の光ファイバリングに障害復旧用の第3の光ファイバリングを追加し、各光ノード装置において、第1、第2リング上における障害の発生状況に応じて各光ノード装置入出力ユニット間の接続状態を切替えて、障害区間を第3リングに迂回させる方法が提案されている。この提案方法によれば、リングネットワークとしての信頼性は向上するが、2ファイバリングに比べ必要な光ファイバが1本増加すると同時に、障害時の切替えがSONET UPSRリングに比べて複雑になり、装置コストが増加する。更に、障害時の切替えの制御にSONET(あるいはSDH)で規定されている切替え制御プロトコルを拡張して利用するので、光パケットリングネットワークに適用することはできない。 Patent Document 7 describes a failure in a two-fiber optical ring of SONET or SDH (Synchronous Digital Hierarchy: Synchronous Multiplexing Digital Hierarchy standardized by the International Telecommunications Union / Telecommunication Standardization Sector (ITU-TS) based on SONET in North America). As a method of further improving the recovery function and increasing the reliability of the network, a third optical fiber ring for failure recovery is added to the first and second optical fiber rings for normal signal transmission, and each optical node device A method has been proposed in which the connection state between the optical node device input / output units is switched according to the failure occurrence state on the first and second rings, and the failure section is detoured to the third ring. According to this proposed method, the reliability as a ring network is improved. However, one more optical fiber is required as compared with the two-fiber ring, and at the same time, the switching at the time of failure becomes more complicated than the SONET UPSR ring. Cost increases. Furthermore, since the switching control protocol defined by SONET (or SDH) is used for controlling switching at the time of failure, it cannot be applied to an optical packet ring network.
メトロ領域の比較的大規模な光ネットワークにおいて、SONET(あるいはSDH)のような帯域完全保証型のトラヒックと、イーサネットなどのベスト・エフォート型のパケット・トラヒックの両方を、サービス要求に応じて効率良く収容でき、かつ障害時の復旧速度がSONET(あるいはSDH)リングネットワーク並みに速い光リングネットワークとして、IEEE802.17 レジリアント・パケットリング(Resilient Packet Ring)が標準化されている(非特許文献3参照)。しかしレジリアント・パケットリングの各ノード装置は、SONET(あるいはSDH)物理層インターフェースとパケット物理層インターフェースの双方をサポートする必要があるため、パケット・トラヒックのみをサポートすればよい光パケットリングに比べ必然的に構成が大幅に複雑となり、装置コストがきわめて高くなるという欠点がある。
先願1の発明は、光アクセスネットワークにおいて広帯域かつ低価格なパケット通信サービスを実現する目的で標準化されたGE-PONの特長を生かしつつ、GE-PONにおける伝送距離制限の問題、下り信号のセキュリティの問題、および上り信号による通信阻害の問題を解決すべくなされたものであり、先願2の発明は先願1の発明による光アクセスネットワークの信頼性を向上させるためになされたものであるが、いずれの発明もGE-PONと同様にツリー状の光ネットワーク構造を前提にしているため、GE−PONと同様に、ネットワークの用途や物理的形状(トポロジ)に対する自由度が小さい、という問題点を解決できなかった。
The invention of the
一方、ネットワークの用途やトポロジに対する自由度が大きくかつ信頼性に優れた光ネットワークとして、背景技術の説明で述べたような種々の光リングネットワークが提案されているが、前述のようにこれらの光リングネットワークはいずれも、パケットベースの高速光信号の伝達を行なうためにはリングノードの構成・制御が複雑になり、装置が複雑・高価なものになってしまう、という問題点があった。 On the other hand, various optical ring networks as described in the description of the background art have been proposed as optical networks having a large degree of freedom for network applications and topologies and excellent reliability. All ring networks have a problem in that the configuration and control of the ring node is complicated in order to transmit packet-based high-speed optical signals, and the apparatus becomes complicated and expensive.
従って、本発明により解決しようとする課題は、GE−PONの持つ広帯域・低価格という特長を維持しつつGE-PONの問題点の一部を解決した先願1の特長をそのまま保持しながら、ネットワークの用途やトポロジに対する自由度が大きく、ノード装置の構成が簡単・低価格で信頼性が高いという特長も備えた、先願1、先願2、および従来の光リングネットワークでは実現できなかった新規な光リングネットワーク装置を提供することである。
Therefore, the problem to be solved by the present invention is that while maintaining the features of the
この課題を解決するための手段として、本発明の光リングネットワーク装置は、現用ルートと予備ルートによって全体として1つの光リングネットワークを構成し、先願1と同様の制御により各光リングノードに備えたmx1光スイッチで光信号をパケット単位で切替えてセンタノードと各端末間の通信を行なうとともに、現用ルート上で光信号の障害が生じた場合各光リングノードにおいて光信号の経路を現用ルートから予備ルートに切替えるように構成する。
As means for solving this problem, the optical ring network device of the present invention forms one optical ring network as a whole by the working route and the backup route, and is prepared for each optical ring node by the same control as in the
さらに具体的には、この課題を解決するための手段としての本発明の光リングネットワーク装置は、現用光インターフェースと予備光インターフェースを備えたセンタノードと、現用ルート光スイッチ回路、予備ルート光スイッチ回路、および現用/予備ルート切替え光スイッチ回路をそれぞれ備えたn個(nは2または2以上の任意の整数)の光スイッチノードN1、N2、・・・Ni、・・・Nn(iは2からnまでの任意の自然数)の間で、センタノードの現用光インターフェースから光スイッチノードNnの現用ルート光スイッチ回路に至るまで、途中光スイッチノードN1、N2、・・・Ni、・・・Nn−1のそれぞれの現用ルート光スイッチ回路をこの順に経由するように1本の光ファイバで接続することにより現用ルートを構成し、センタノードの予備光インターフェースから光スイッチノードN1の予備ルート光スイッチ回路に至るまで、途中光スイッチノードNn、Nn−1、・・・Nn−i+1、・・・N2のそれぞれの予備ルート光スイッチ回路をこの順に経由するように1本の光ファイバで接続することにより予備ルートを構成し、
現用ルートと予備ルートの双方により全体として1つの光リングネットワークを構成し、
現用ルート上の1箇所で光信号の障害が生じた場合、その光信号の障害を最初に検出した現用ルート光スイッチ回路の属する光スイッチノードおよびそれ以降のすべての光スイッチノードにおいて、それぞれの現用/予備ルート切替え光スイッチ回路によって光信号の経路を現用ルートから予備ルートに切替えることにより、センタノードとすべての光終端装置の間の通信を維持できるようにした光リングネットワーク装置として実現される。
More specifically, the optical ring network device of the present invention as means for solving this problem includes a center node having a working optical interface and a backup optical interface, a working route optical switch circuit, and a backup route optical switch circuit. , And n optical switch nodes N1, N2,..., Ni,..., Nn (i is from 2), each having an active / backup route switching optical switch circuit. any natural number up to n), from the working optical interface of the center node to the working route optical switch circuit of the optical switch node Nn, the intermediate optical switch nodes N1, N2,... Ni,. The working route is constructed by connecting each of the working route optical switch circuits of 1 with one optical fiber so as to pass through in this order. From the standby optical interface of the center node to the standby route optical switch circuit of the optical switch node N1, each backup route optical switch of each of the intermediate optical switch nodes Nn, Nn-1,... Nn-i + 1,. A spare route is constructed by connecting the circuits with one optical fiber so that the circuits pass in this order,
An optical ring network is configured as a whole by both the working route and the backup route,
If an optical signal failure occurs at one location on the working route, the working signal is detected at the optical switch node to which the working route optical switch circuit that first detected the failure of the optical signal belongs and all subsequent optical switch nodes. This is realized as an optical ring network device capable of maintaining communication between the center node and all the optical termination devices by switching the optical signal path from the working route to the standby route by the optical switch circuit for / backup route switching.
本発明の光リングネットワーク構成方法および光リングネットワーク装置において、先願1の特長をそのまま保持しながら高い信頼性を実現する手段として、n個の光スイッチノードはそれぞれ現用ルート光スイッチ回路と、予備ルート光スイッチ回路と、現用/予備ルート切替え光スイッチ回路とを備え、n個の光スイッチノードのそれぞれの現用ルート光スイッチ回路は、センタノードが現用光インターフェースにより現用ルート光ファイバに送出した波長λ1の下り光パケット信号をそれぞれ受信し、現用ルート上の下り光パケット信号の特定の情報に基づいてそれぞれの現用ルート光スイッチ回路を光パケット単位で切替えることにより現用ルート上の下り光パケット信号をセンタノードが定めた1台の光終端装置に到達させると共に、現用ルート上の下り光パケット信号の特定の情報に基づいてそれぞれの現用ルート光スイッチ回路をパケット単位で切替えることにより、センタノードが定めた前記1台の光終端装置からのλ1と異なる波長λ2の上り信号を、現用ルート光ファイバを介してセンタノードの現用光インターフェースに到達させるように構成し、n個の光スイッチノードのそれぞれの予備ルート光スイッチ回路は、センタノードが予備光インターフェースによって予備ルート光ファイバに送出した波長λ1の下り光パケット信号をそれぞれ受信し、予備ルート上の下り光パケット信号の特定の情報に基づいてそれぞれの予備ルート光スイッチ回路を光パケット単位で切替えることにより予備ルート上の下り光パケット信号をセンタノードが定めた1台の光終端装置に到達させると共に、予備ルート上の下り光パケット信号の特定の情報に基づいてそれぞれの予備ルート光スイッチ回路をパケット単位で切替えることにより、センタノードが定めた前記1台の光終端装置からのλ1と異なる波長λ2の上り信号を、予備ルート光ファイバを介してセンタノードの予備光インターフェースに到達させるように構成し、現用ルート上の1箇所で光信号の障害が生じた場合、その光信号の障害を最初に検出した光スイッチノードおよびそれ以降のすべての光スイッチノードにおいて、それぞれの現用/予備ルート切替え光スイッチ回路によってセンタノードとそれぞれの光終端装置の間の光パケット信号の経路を現用ルートから予備ルートに切替えることにより、センタノードとすべての光終端装置との間の通信を維持できるようにする。
In the optical ring network configuration method and optical ring network apparatus of the present invention, as means for realizing high reliability while maintaining the features of the
本発明の光リングネットワーク装置において、現用ルート上の1箇所で異常が生じたことを検出し、現用/予備ルート切替え光スイッチ回路によってセンタノードとそれぞれの光終端装置の間の光パケット信号の経路を現用ルートから予備ルートに切替える手段として、n個の光スイッチノードのそれぞれの現用ルート光スイッチ回路を、センタノードが現用光インターフェースにより現用ルート光ファイバに送出した波長λ1の下り光パケット信号をそれぞれ受信してその光パケット信号に異常があるか否かを検出し、異常があればそれぞれの現用/予備ルート切替え光スイッチ回路を切替えて光パケット信号の経路を現用ルートから予備ルートに切替えるように構成する。 In the optical ring network device of the present invention, an optical packet signal path between a center node and each optical terminating device is detected by detecting an abnormality at one location on the working route and using a working / backup route switching optical switch circuit. As a means for switching from the working route to the backup route, the working route optical switch circuit of each of the n optical switch nodes is transmitted, and the downstream optical packet signal of wavelength λ1 sent from the center node to the working route optical fiber by the working optical interface Received and detected whether there is an abnormality in the optical packet signal, and if there is an abnormality, the respective working / protection route switching optical switch circuit is switched to switch the path of the optical packet signal from the working route to the protection route. Constitute.
本発明の光リングネットワーク構成方法および光リングネットワーク装置において、下り信号および上り信号の制御に先願1の制御方法を適用することによって光リングノード装置の構成を簡単・低コストにする手段として、センタノードが現用光インターフェースにより現用ルート光ファイバに送出する波長λ1の下り光パケット信号およびセンタノードが予備光インターフェースにより予備ルート光ファイバに送出する波長λ1の下り光パケット信号がIEEE802.3ahで規定されるフレーム構成を有し、下り光パケット信号の特定の情報として、IEEE802.3ahで規定されるLLID(Logical Link Identifier、ロジカルリンク・アイデンティファイヤ)と、フレーム長と、センタノードからの制御メッセージとを含むように構成する。
In the optical ring network configuration method and the optical ring network device of the present invention, as means for simplifying and reducing the configuration of the optical ring node device by applying the control method of the
さらに本発明の光リングネットワーク構成方法および光リングネットワーク装置において、下り信号および上り信号の制御に先願1の制御方法を適用することによって光リングノード装置の構成を簡単・低コストにする手段として、下り光パケット信号の特定の情報である、IEEE802.3ahで規定されるLLIDおよびフレーム長に基づいて下り光パケット信号をパケット単位で切替え、下り光パケット信号の特定の情報であるセンタノードからの制御メッセージに基づいて上り光パケット信号をパケット単位で切替えるように構成する。
Furthermore, in the optical ring network configuration method and the optical ring network device of the present invention, as a means for simplifying and reducing the configuration of the optical ring node device by applying the control method of the
以上説明した本発明の光リングネットワークの構成により、広帯域・低価格というGE-PONの特長を維持しつつGE-PONの問題点を解決した先願1の特長をそのまま保持しながら、ネットワークの用途やトポロジに対する自由度が大きいというリングネットワークの特長をも兼ね備えた光ネットワークの実現が可能になる。さらに光フアィバの不具合等による通信障害を防ぐことの可能な信頼性の高い光ネットワークの実現が可能となる。 すなわち本発明によれば、先願1、先願2および従来の光リングネットワークでは実現が困難な、簡単・低価格で高信頼度、かつ接続できる光終端装置の数に制限が無く、地理的に広い範囲に敷設可能でネットワーク構成の自由度の大きい、広帯域パケット通信光ネットワークの実現が可能となる。
The optical ring network configuration of the present invention described above maintains the features of GE-PON, while maintaining the features of GE-PON such as wide bandwidth and low price, while maintaining the features of
以下図面を参照しつつ本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1に本発明の光リングネットワーク構成方法およびそれを具現する光リングネットワーク装置の実施例(実施例1)を示す。図1の実施例1は、現用光インターフェース1と予備光インターフェース2を備えたセンタノード3と、1個の現用ルート光スイッチ回路4と1個の予備ルート光スイッチ回路5と1個の現用/予備ルート切替えスイッチ回路8をそれぞれ備えたn個(nは2または2以上の任意の整数)の光スイッチノードN1、N2、・・・Ni、・・・Nn(iは2からnまでの任意の自然数)9を有する光ネットワーク14において、センタノード3の現用光インターフェース1から光スイッチノードNnの現用ルート光スイッチ回路4に至るまで、途中光スイッチノードN1、N2、・・・Ni、・・・Nn−1のそれぞれの現用ルート光スイッチ回路4をこの順に経由するように1本の光ファイバ10で接続して現用ルート11を構成し、センタノード3の予備光インターフェース2から光スイッチノードN1の予備ルート光スイッチ回路5に至るまで、途中光スイッチノードNn、Nn−1、・・・Nn−i+1、・・・N2のそれぞれの予備ルート光スイッチ回路5をこの順に経由するように1本の光ファイバ12で接続して予備ルート13を構成することにより全体として1つの光リングネットワーク14を構成し、現用ルート上の1箇所で光信号の障害が生じた場合、その光信号の障害を最初に検出した光スイッチノードおよびそれ以降のすべての光スイッチノードにおいて、それぞれの現用/予備ルート切替え光スイッチ回路8によって光信号の経路を現用ルート11から予備ルート13に切替えることにより、センタノード3とすべての光終端装置6との間の通信を維持できるようにしたものである。ここでそれぞれの光スイッチノードの現用/予備ルート切替スイッチ回路8はそのスイッチノードに収容される任意数の光終端装置6と同数の光信号切替え回路15を備え、それぞれの光終端装置6とそれぞれの光信号切替え回路15は1本の光ファイバ7を介して互いに接続される。なお図1の実施例1では、現用ルート11をリングの左回り(反時計回り)方向、予備ルート13をリングの右回り(時計回り)方向としたが、逆に現用ルートを右回り、予備ルートを左回りと定めてもよい。
FIG. 1 shows an embodiment (Example 1) of an optical ring network configuration method and an optical ring network device embodying the method of the present invention. The
図1の実施例1において、先願1の特長をそのまま保持しながら高い信頼性を実現する手段として、n個の光スイッチノード9はそれぞれ現用ルート光スイッチ回路4と、予備ルート光スイッチ回路5と、現用/予備ルート切替え光スイッチ回路8を備え、n個の光スイッチノード9のそれぞれの現用ルート光スイッチ回路4は、センタノード3が現用光インターフェース1により現用ルート光ファイバ10に送出した波長λ1の下り光パケット信号をそれぞれ受信し、現用ルート上の下り光パケット信号の特定の情報に基づいてそれぞれの現用ルート光スイッチ回路4を光パケット単位で切替えることにより現用ルート上の下り光パケット信号をセンタノード1が定めた1台の光終端装置6に到達させると共に、現用ルート上の下り光パケット信号の特定の情報に基づいてそれぞれの現用ルート光スイッチ回路4をパケット単位で切替えることにより、センタノード3が定めた前記1台の光終端装置6からのλ1と異なる波長λ2の上り信号を、現用ルート光ファイバ10を介してセンタノード3の現用光インターフェース1に到達させるように構成し、n個の光スイッチノード9のそれぞれの予備ルート光スイッチ回路5は、センタノード3が予備光インターフェース2によって予備ルート光ファイバ12に送出した波長λ1の下り光信号
パケットをそれぞれ受信し、予備ルート上の下り光パケット信号の特定の情報に基づいてそれぞれの予備ルート光スイッチ回路5を光パケット単位で切替えることにより予備ルート上の下り光パケット信号をセンタノード3が定めた1台の光終端装置6に到達させると共に、予備ルート上の下り光パケット信号の特定の情報に基づいてそれぞれの予備ルート光スイッチ回路5をパケット単位で切替えることにより、センタノード3が定めた前記1台の光終端装置6からのλ1と異なる波長λ2の上り信号を、予備ルート光ファイバ12を介してセンタノード3の予備光インターフェース2に到達させるように構成し、現用ルート上の1箇所で光信号の障害が生じた場合、その光信号の障害を最初に検出した光スイッチノードおよびそれ以降のすべての光スイッチノードにおいて、それぞれの現用/予備ルート切替え光スイッチ回路8によってセンタノードとそれぞれの光終端装置の間の光パケット信号の経路を現用ルートから予備ルートに切替えることにより、センタノードとすべての光終端装置との間の通信を維持できるようにする。
In the first embodiment of FIG. 1, as a means for realizing high reliability while maintaining the features of the
図1の実施例1において、現用ルート上の1箇所で異常が生じたことを検出し、現用/予備ルート切替え光スイッチ回路によってセンタノードとそれぞれの光終端装置の間の光パケット信号の経路を現用ルートから予備ルートに切替える手段として、図1の実施例におけるn個の光スイッチノード9のそれぞれの現用ルート光スイッチ回路4を、センタノード3が現用光インターフェース1により現用ルート光ファイバ10に送出した波長λ1の下り光パケット信号をそれぞれ受信してその光パケット信号に異常があるか否かを検出し、異常があればそれぞれの現用/予備ルート切替え光スイッチ回路8を切替えて光パケット信号の経路を現用ルートから予備ルートに切替えるように構成する。
In the first embodiment of FIG. 1, it is detected that an abnormality has occurred at one place on the working route, and the path of the optical packet signal between the center node and each optical terminating device is detected by the working / backup route switching optical switch circuit. As means for switching from the working route to the protection route, the center node 3 sends the working route
図1の実施例1において、下り信号および上り信号の制御に先願1の制御方法を適用することによって光リングノード装置の構成を簡単・低コストにする手段として、センタノード3が現用光インターフェース1により現用ルート光ファイバ10に送出する波長λ1の下り光パケット信号およびセンタノード3が予備光インターフェース2により予備ルート光ファイバに送出する波長λ1の下り光パケット信号がIEEE802.3ahで規定されるフレーム構成を有し、下り光パケット信号の特定の情報として、IEEE802.3ahで規定されるLLIDと、フレーム長と、センタノードからの制御メッセージとを含むように構成する。
In the first embodiment shown in FIG. 1, the center node 3 is used as a means for reducing the configuration of the optical ring node device by applying the control method of the
さらに図1の実施例1において、下り信号および上り信号の制御に先願1の制御方法を適用することによって光リングノード装置の構成を簡単・低コストにする手段として、下り光パケット信号の特定の情報である、IEEE802.3ahで規定されるLLIDおよびフレーム長に基づいて下り光パケット信号をパケット単位で切替え、下り光パケット信号の特定の情報であるセンタノードからの制御メッセージに基づいて上り光パケット信号をパケット単位で切替えるように構成する。
Further, in the first embodiment of FIG. 1, as a means for simplifying and reducing the cost of the configuration of the optical ring node device by applying the control method of the
なお、それぞれの光スイッチノードにおける現用/予備の切替えは、そのスイッチノードに収容される各光終端装置6について、波長λ1の下り光信号と波長λ2の上り光信号のそれぞれに対して行なう必要がある。このため図1の現用/予備ルート切替え光スイッチ回路8は、同図に示すようにその光スイッチノードに収容される光終端装置6の数と同数の光信号切替え回路15を必要とし、各光信号切替え回路15は、それぞれ1個の下り信号切替え2x1光スイッチと、1個の上り信号切替え2x1光スイッチと、1個の光分波/合波器とによって構成される。この構成は図7の説明の際に詳述する。
In addition, it is necessary to switch the working / standby in each optical switch node for each of the downstream optical signal having the wavelength λ1 and the upstream optical signal having the wavelength λ2 for each
以上、図1の実施例1により、本発明の光リングネットワーク装置の実施例を説明したが、図1を簡単化したモデルである図6によって、本発明の光リングネットワーク装置の動作をさらに具体的に説明する。 The embodiment of the optical ring network device of the present invention has been described above with reference to the first embodiment of FIG. 1, but the operation of the optical ring network device of the present invention is further illustrated by FIG. 6, which is a simplified model of FIG. 1. I will explain it.
図6に、図1の実施例1における光スイッチノード9の数がノードN1(609−1)からノードN4(609−4)までの4台、各光スイッチノードに接続される光終端装置6の数がそれぞれの光スイッチノードにつき1台(606−1、606−2、606−3、606−4)の場合を例示する。この例の場合、各光スイッチノードの現用/予備ルート切替え光スイッチ回路(図1の8)は、1個の光信号切替え回路(図1の15)そのものとなる(608−1、608−2、608−3、608−4)。また図6では、伝送路の障害が障害発生点620において生じる場合を例示する。なお以上の仮定はあくまでも説明上の簡単のためであって、光スイッチノードの数nおよび各光スイッチノードに接続される光終端装置の数がそれぞれ任意である実施例1の一般性は、これらの仮定により失われないことに留意されたい。
FIG. 6 shows that the number of
図6においてさらに簡単のため、センタノード603の現用光インターフェース601は現用ルート光ファイバ611上に、光スイッチノードN1(609−1)に接続された光終端装置606−1宛の、波長λ1の下り光パケット信号A(621)、光スイッチノードN2(609−2)に接続された光終端装置606−2宛の波長λ1の下り光パケット信号B(622)、光スイッチノードN3(609−3)に接続された光終端装置606−3宛の波長λ1の下り光パケット信号C(623)、および光スイッチノードN4(609−4)に接続された光終端装置606−4宛の波長λ1の下り光パケット信号D(624)を送出するものとする。また各光終端装置606−1、606−2、606−3、606−4は、センタノード603の現用光インターフェース601宛の、波長λ2の上り光パケット信号a(625)、波長λ2の上り光パケット信号b(626)、波長λ2の上り光パケット信号c(627)、および波長λ2の上り光パケット信号d(628)を、各光スイッチノードの現用/予備ルート切替え光スイッチ回路608−1、608−2、608−3、608−4に向けてそれぞれ送出するものとする。
In FIG. 6, for further simplification, the working
また、センタノード603の予備光インターフェース602は予備ルート光ファイバ613上に、光スイッチノードN1(609−1)に接続された光終端装置606−1宛の、波長λ1の下り光パケット信号A(629)、光スイッチノードN2(609−2)に接続された光終端装置606−2宛の波長λ1の下り光パケット信号B(630)、光スイッチノードN3(609−3)に接続された光終端装置606−3宛の波長λ1の下り光パケット信号C(631)、および光スイッチノードN4(609−4)に接続された光終端装置606−4宛の波長λ1の下り光パケット信号D(632)を送出するものとする。
Further, the backup
ここでセンタノード603の現用光インターフェース601から現用ルート光ファイバ611に送出される各下り光パケット信号A(621)、B(622)、C(623)、D(624)と、予備光インターフェース602から予備ルート光ファイバ613に送出される各下り光パケット信号A(629)、B(630)、C(631)、D(632)は、それぞれ(621と629、622と630、623と631、624と632)が全く同一の情報を持つ光パケット信号である。
Here, each of the downstream optical packet signals A (621), B (622), C (623), and D (624) transmitted from the working
いま図6のリングネットワークが正常に動作している場合、光スイッチノードN1(609−1)の現用ルート光スイッチ回路604−1は、現用ルート光ファイバ611から下り光パケット信号A(621)を受信すると、その光パケット信号中の特定の情報(IEEE802.3ahで規定されるLLIDおよびフレーム長)に基づいてこの光パケット信号Aが光終端装置1宛の信号であると判定し、光パケット信号Aが継続する時間だけ現用ルート光スイッチ回路604−1の出力を現用/予備切替え光スイッチ608−1に送る。リングネットワークが正常に動作しているので現用/予備切替え光スイッチ608−1は現用側に接続されており、光パケット信号Aは光終端装置1に伝達される。光スイッチノードN1(609−1)の現用ルート光スイッチ回路604−1は引き続き現用ルート光ファイバ611から光パケット信号B(622)、C(623)、D(624)を受信するが、現用ルート光スイッチ回路604−1はこれら各光パケット信号中の特定の情報(IEEE802.3ahで規定されるLLIDおよびフレーム長)によりこれらの光パケット信号は光スイッチノードN1に接続されている光終端装置1(606−1)宛の光信号ではないと判定し、それぞれの光パケット信号が継続する時間だけ、光スイッチ回路604−1の出力光パケット信号を、次段の光スイッチノードN2(609−2)の現用ルート光スイッチ回路604−2に接続されている現用ルート光ファイバ633に送出する。
When the ring network of FIG. 6 is operating normally, the working route optical switch circuit 604-1 of the optical switch node N1 (6091) receives the downstream optical packet signal A (621) from the working route
リングネットワークが正常に動作している場合は同様の動作が光スイッチノードN2、N3、N4のそれぞれの現用ルート光スイッチ回路604−2、604−3、604−4において実行され、光パケット信号B、C、Dはそれぞれ光終端装置2(606−2)、光終端装置3(606−3)、光終端装置4(606−4)に送達される。 When the ring network is operating normally, the same operation is executed in each of the working route optical switch circuits 604-2, 604-3, and 604-4 of the optical switch nodes N2, N3, and N4, and the optical packet signal B , C, and D are delivered to the optical termination device 2 (606-2), the optical termination device 3 (606-3), and the optical termination device 4 (606-4), respectively.
センタノード603の現用光インターフェース601は、各光終端装置が送信する波長λ2の上り光パケット信号が現用ルート光ファイバ611上で互いに衝突しないように制御するため、特定の情報としての制御メッセージを含む下り光パケット信号(図6には示していない)を定期的に各光終端装置宛に送信しており、光スイッチノードN1(609−1)の現用ルート光スイッチ回路604−1は、光終端装置1(606−1)宛の制御メッセージを含む光パケット信号を光ファイバ611から受信すると、その制御メッセ-ジに基づいて、光終端装置1(606−1)に割り当てられた時刻から光終端装置1(606−1)に割り当てられた継続時間だけ、現用/予備切替え光スイッチ608−1の出力信号を受け入れる。現用/予備切替え光スイッチ608−1は現用側に接続されているので、これにより光終端装置606−1が送信する波長λ2の上り光パケット信号a(625)は、他の光終端装置(606−2、606−3、606−4)からの上り光パケット信号と衝突することなく、現用/予備切替え光スイッチ608−1、現用ルート光スイッチ回路604−1を介して現用ルート光ファイバ611上に送出されて、センタノード603の現用光インターフェース601に送達される。
The working
リングネットワークが正常に動作している場合は同様の動作が光スイッチノードN2、N3、N4のそれぞれの現用ルート光スイッチ回路604−2、604−3、604−4において実行され、光終端装置2(606−2)からの光パケット信号b(626)、光終端装置3(606−3)からの光パケット信号c(627)、光終端装置4(606−4)からの光パケット信号d(628)は、それぞれに割り当てられた時刻からそれぞれに割り当てられた継続時間の間で、前段スイッチノードの現用ルート光スイッチ回路に向けて現用ルート光ファイバ上に送出される。こうしてすべての上り光パケット信号a、b、c、dは互いに衝突することなく、現用ルート光ファイバ611上をセンタノード603の現用光インターフェース601に向けて送達される。
When the ring network is operating normally, the same operation is executed in each of the working route optical switch circuits 604-2, 604-3, and 604-4 of the optical switch nodes N2, N3, and N4. Optical packet signal b (626) from (606-2), optical packet signal c (627) from optical terminator 3 (606-3), and optical packet signal d (from optical terminator 4 (606-4)) 628) is sent out on the working route optical fiber toward the working route optical switch circuit of the preceding-stage switch node between the time assigned to each and the duration time assigned to each. In this way, all the upstream optical packet signals a, b, c, and d are delivered on the working route
予備ルートに接続されている予備ルート光スイッチ回路(605−1、605−2、605−3、605−4)の動作は、現用ルートに接続されている現用ルート光スイッチ回路(604−1、604−2、604−3、604−4)について説明した上記の動作と全く同様に行なわれる。すなわち、リングネットワークが正常に動作している場合、センタノード603の予備光インターフェース602から予備ルート光ファイバ613上に波長λ1の下り光パケット信号A(629)、B(630)、C(631)、D(632)が送出されると、光スイッチノードN1(609−1)の予備ルート光スイッチ回路605−1は下り光パケット信号Aを現用/予備切替え光スイッチ608−1に送り、光スイッチノードN2(609−2)の予備ルート光スイッチ回路605−2は下り光パケット信号Bを現用/予備切替え光スイッチ608−2に送り、光スイッチノードN3(609−3)の予備ルート光スイッチ回路605−3は下り光パケット信号Cを現用/予備切替え光スイッチ608−3に送り、光スイッチノードN4(609−4)の予備ルート光スイッチ回路605−4は下り光パケット信号Aを現用/予備切替え光スイッチ608−4に送る。しかしそれぞれの現用/予備ルート切替え光スイッチ回路(608−1、608−2、608−3、608−4)がいずれも現用側に接続されているので、これらの下り光パケット信号が各光終端装置(606−1、606−2、606−3、606−4)に伝達されることはない。また各光終端装置からの波長λ2の上り光パケット信号a(625)、b(626)、c(627)、d(628)は、それぞれ現用側に接続されている現用/予備ルート切替え光スイッチ回路により遮断されるので、いずれも予備ルート光ファイバ613上に送出されることはない。
The operation of the backup route optical switch circuit (605-1, 605-2, 605-3, 605-4) connected to the backup route is the same as that of the active route optical switch circuit (604-1, The operation is performed in exactly the same manner as described above for 604-2, 604-3, and 604-4). That is, when the ring network is operating normally, the downstream optical packet signals A (629), B (630), and C (631) having the wavelength λ1 from the backup
次に、図6の光リングネットワーク上の参照番号620で示す地点において、障害(たとえば現用および予備光ファイバの切断)が生じた場合を考える。このとき現用ルートは光スイッチノードN1(609−1)および光スイッチノードN2(609−2)には支障なく接続されているので、これらの光スイッチノードの現用ルート光スイッチ回路(604−1、604−2)は光ファイバリング全体の正常動作時と全く同様に動作し、現用/予備ルート切替え光スイッチ回路は現用側に接続されたままである。したがって下り光パケット信号A(621)およびB(622)は、図6に太線で示した現用ルートを経由してそれぞれの光終端装置(606−1、606−2)に送られ、それぞれの光終端装置(606−1、606−2)からの上り光パケット信号a(625)およびb(626)は、それぞれ太線で示した現用ルートを経由してセンタノード603の現用光インターフェース601に送られる。
Next, consider a case where a failure (for example, disconnection of the working and backup optical fibers) occurs at a point indicated by
光スイッチノードN3(609−3)の現用ルート光スイッチ回路604−3は障害点620における障害により下り光パケット信号が到達しなくなるので異常を検出し、現用/予備切替え光スイッチ608−3を予備側に切替える。また光スイッチノードN4(609−4)の現用ルート光スイッチ回路604−4も、光スイッチノードN3(609−3)からの下り光パケット信号が到達しなくなるので異常を検出し、現用/予備切替え光スイッチ608−4を予備側に切替える。この結果、センタノード603の予備光インターフェース602から予備ルート光ファイバ613上に送出された下り光パケット信号C(631)およびD(632)が、図6に太線で示した予備ルートを経由してそれぞれの光終端装置(606−3、606−4)に送られ、それぞれの光終端装置(606−3、606−4)からの上り光パケット信号c(627)およびd(628)は、それぞれ太線で示した予備ルートを経由してセンタノード603の予備光インターフェース602に送られる。
The working route optical switch circuit 604-3 of the optical switch node N3 (609-3) detects an abnormality because the downstream optical packet signal does not reach due to a failure at the
以上説明した構成および動作により、現用ルート上の1箇所(620)で光信号の障害が生じた場合、その光信号の障害を最初に検出した光スイッチノード(N3、609−3)およびそれ以降のすべての光スイッチノード(N4、609−4)において、それぞれの現用/予備ルート切替え光スイッチ回路(608−3、608−4)によってセンタノード(603)とそれぞれの光終端装置(606−3、606−4)の間の光パケット信号の経路を現用ルートから予備ルートに切替えることにより、センタノード(603)とすべての光終端装置(606−1、606−2、606−3、606−4)との間の通信を維持することが可能になる。 With the configuration and operation described above, when an optical signal failure occurs at one location (620) on the working route, the optical switch node (N3, 609-3) that first detected the failure of the optical signal and thereafter In each of the optical switch nodes (N4, 609-4), the center node (603) and the respective optical terminal devices (606-3) are switched by the respective working / backup route switching optical switch circuits (608-3, 608-4). , 606-4) by switching the path of the optical packet signal from the working route to the backup route, and thereby the center node (603) and all the optical termination devices (606-1, 606-2, 606-3, 606). It becomes possible to maintain communication with 4).
次に、本発明の光リングネットワーク装置における光スイッチノードの構成と各部分の動作を、図7に示す光スイッチノードの構成例により詳細に説明する。なお、図7では1つの光スイッチノードに接続される任意の光終端装置数(m−1)を3としたが、これは単に説明および図面の簡単のためであってこの値に限定されるものではない。また、同図の構成例は図1の本発明の光リングネットワークにおけるi番目の光スイッチノードNiに対するものとして描いてありリング上のどの位置にある光スイッチノードに対しても適用されるが、光スイッチノードNnの現用ルート光スイッチ回路701における第2の光分波/合波器705および光スイッチノードN1の予備ルート光スイッチ回路702における第2の光分波/合波器716は、どちらも接続すべき次段の光スイッチノードが存在しないので、実装する必要がない。
Next, the configuration of the optical switch node and the operation of each part in the optical ring network device of the present invention will be described in detail with reference to the configuration example of the optical switch node shown in FIG. In FIG. 7, the number (m−1) of arbitrary optical termination devices connected to one optical switch node is 3, but this is merely for the sake of explanation and drawing simplicity and is limited to this value. It is not a thing. In addition, the configuration example of the figure is drawn for the i-th optical switch node Ni in the optical ring network of the present invention of FIG. 1 and is applied to the optical switch node at any position on the ring. Which is the second optical demultiplexer /
図7の光スイッチノードNiは現用ルート光スイッチ回路701と、予備ルート光スイッチ回路702と、現用/予備ルート切替え光スイッチ回路703を備え、現用ルート光スイッチ回路701は第1および第2の光分波/合波器704、705と、1個の光分岐器706と、1個の光遅延回路707と、それぞれ1個の光入出力端子とm個(mはそれぞれの光スイッチノードに接続される光終端装置の任意の個数+1で図7の場合4)の光入出力端子を有する第1および第2のmx1光スイッチ708、709と、1個の光・電気変換回路710と、1個のフレーム解析回路711と、1個の下り信号スイッチ制御回路712と、1個の上り信号スイッチ制御回路713と、1個の異常検出回路714とを有し、予備ルート光スイッチ回路702は、第1および第2の光分波/合波器715、716と、1個の光分岐器717と、1個の光遅延回路718と、それぞれ1個の光入出力端子とm個の光入出力端子を有する第1および第2のmx1光スイッチ719、720と、1個の光・電気変換回路721と、1個のフレーム解析回路722と、1個の下り信号スイッチ制御回路723と、1個の上り信号スイッチ制御回路724とを有し、現用/予備切換え光スイッチ回路703はm−1個の下り信号切替え用2x1スイッチ725、726、727と、m−1個の上り信号切替え用2x1スイッチ728、729、730と、m-1個の光終端装置(図示してない)にそれぞれ接続されるm−1個の光分波/合波器731、732、733とを有するように構成されている。
The optical switch node Ni in FIG. 7 includes a working route
なお図7の現用/予備切換え光スイッチ回路703において、1個の下り信号切替え2x1光スイッチ725、1個の上り信号切替え2x1光スイッチ730、1個の光分波/合波器733によって1個の光信号切換え回路(図1における光信号切換え回路15)が構成され、同様に下り信号切替え2x1光スイッチ726、上り信号切替え2x1光スイッチ729、光分波/合波器732によって1個の光信号切換え回路が構成され、下り信号切替え2x1光スイッチ727、上り信号切替え2x1光スイッチ728、光分波/合波器731によって1個の光信号切換え回路が構成される。
In the active / standby switching optical switch circuit 703 of FIG. 7, one downstream signal switching 2 × 1 optical switch 725, one upstream signal switching 2 × 1
図7の光スイッチノードにおいて、現用ルート光スイッチ回路(同図の破線で囲まれる部分701)の構成および動作は以下のとおりである。
まず現用ルート光ファイバ734上の波長λ1の下り光パケット信号が第1の光分波/合波器704によって分波された後、光分岐器706によって2つに分岐される。その一方の下り光パケット信号出力が光遅延回路707によって所定の時間だけ遅延された後、第1のmx1光スイッチ708の1側端子(本特許においては、m個の端子と1個の端子の間の相互接続を切替えるmx1光スイッチにおいて、m個の端子の1つをm側端子と呼び、m側端子のいずれか1つと相互接続される1個の端子を1側端子と呼ぶ)に入力される。
In the optical switch node of FIG. 7, the configuration and operation of the working route optical switch circuit (
First, the downstream optical packet signal of
光分岐器706によって2つに分岐された他方の下り光パケット信号出力が光・電気変換回路710によって2つの電気パケット信号に変換され、その一方の電気パケット信号がフレーム解析回路711に入力される。
The other downstream optical packet signal output branched into two by the
フレーム解析回路711に入力された電気パケット信号のフレーム中のLLIDおよびフレーム長情報が、特定の情報としてフレーム解析回路711によって抽出されて下り信号スイッチ制御回路712に入力され、フレーム解析回路711に入力された電気パケット信号フレーム中のセンタノードからの制御メッセージが特定の情報としてフレーム解析回路711によって抽出されて、上り信号スイッチ制御回路713に入力される。
The LLID and frame length information in the frame of the electrical packet signal input to the
第1のmx1光スイッチ708の1側端子に入力された波長λ1の下り光パケット信号が、下り信号スイッチ制御回路712によりLLIDおよびフレーム長情報に基づいて光パケット単位で切替えられて、第2の光分波/合波器705または現用/予備ルート切替え光スイッチ回路703のm−1個の下り信号切替え用2x1光スイッチ(725、726、727)の2側端子の一方にそれぞれ接続される。
The downstream optical packet signal of wavelength λ1 input to the one-side terminal of the first mx1 optical switch 708 is switched in units of optical packets based on the LLID and frame length information by the downstream signal
現用ルート光ファイバ735上の波長λ2の上り光パケット信号が第2の光分波/合波器705によって分波された後第2のmx1光スイッチ709のm側端子の1つに接続され、m−1個の上り信号切替え用2x1光スイッチ(728、729、730)の2側端子の一方がそれぞれ第2のmx1光スイッチ709の残りm−1個のm側端子に接続され、第2のmx1光スイッチ709のm個のm側端子に入力された波長λ2の上り光パケット信号が上り信号スイッチ制御回路713によりセンタノードからの制御メッセージに基づいて光パケット単位で切替えられて第1の光分波/合波器704に入力されて合波され、現用ルート光ファイバ734上の波長λ2の上り光パケット信号として送出されるように構成される。
The upstream optical packet signal of wavelength λ2 on the working route
波長λ1の下り光パケット信号がそのパケット自身のLLIDおよびフレーム長情報に基づいて第1のmx1光スイッチ708により光パケット単位で切替えられるためには、光・電気変換回路710、フレーム解析回路711および下り信号スイッチ制御回路712による信号処理の遅延時間分だけ、第1のmx1光スイッチ708に入る波長λ1の下り光パケット信号を遅延させる必要がある。図7の光遅延回路707はそのためのもので、たとえば適切な長さの光ファイバにより実現される。
In order for the downstream optical packet signal of wavelength λ1 to be switched in units of optical packets by the first mx1 optical switch 708 based on the LLID and frame length information of the packet itself, an optical /
図7の光スイッチノードにおいて、予備ルート光スイッチ回路(同図の破線で囲まれる部分702)の構成および動作は以下のとおりである。
予備ルート光ファイバ736上の波長λ1の下り光パケット信号が第1の光分波/合波器715によって分波された後、光分岐器717により2つに分岐される。その一方の下り光パケット信号出力が光遅延回路718によって所定の時間だけ遅延された後、第1のmx1光スイッチ719の1側端子に入力される。光分岐器717により2つに分岐された他方の下り光パケット信号出力が光・電気変換回路721によって電気パケット信号に変換された後フレーム解析回路722に入力される。フレーム解析回路722に入力された電気パケット信号フレーム中のLLIDおよびフレーム長情報が特定の情報としてフレーム解析回路722によって抽出されて、下り信号スイッチ制御回路723に入力される。フレーム解析回路722に入力された電気パケット信号フレーム中のセンタノードからの制御メッセージが特定の情報としてフレーム解析回路722によって抽出されて上り信号スイッチ制御回路724に入力され、第1のmx1光スイッチ719の1側端子に入力された波長λ1の下り光パケット信号が下り信号スイッチ制御回路723によりLLIDおよびフレーム長情報に基づいて光パケット単位で切替えられて、第2の光分波/合波器716または現用/予備ルート切替え光スイッチ回路703の前記m−1個の下り信号切替え用2x1光スイッチ(725、726、727)の2側端子の他方にそれぞれ接続される。予備ルート光ファイバ737上の波長λ2の上り光パケット信号が第2の光分波/合波器716によって分波された後第2のmx1光スイッチ720のm側端子の1つに接続され、m−1個の上り信号切替え用2x1光スイッチ(728、729、730)の2側端子の他方がそれぞれ第2のmx1光スイッチ720の残りm−1個のm側端子に接続され、第2のmx1光スイッチ720のm個のm側端子に入力された波長λ2の上り光パケット信号が上り信号スイッチ制御回路724によりセンタノードからの制御メッセージに基づいて光パケット単位で切替えられて第1の光分波/合波器715に入力されて合波され、予備ルート光ファイバ736上の波長λ2の上り光パケット信号として送出されるように構成される。
In the optical switch node of FIG. 7, the configuration and operation of the backup route optical switch circuit (
The downstream optical packet signal of
現用/予備ルート切換え光スイッチ回路703において、m−1個の下り信号切替え用2x1光スイッチ(725、726、727)の1側端子とm−1個の上り信号切替え用2x1光スイッチ(728、729、730)の1側端子が、m−1個の光終端装置(図示してない)にそれぞれ接続されるm−1個の光分波/合波器(731、732、733)にそれぞれ接続されるように構成される。現用ルート光スイッチ回路701の異常検出回路714は、現用ルート光スイッチ回路701の光・電気変換回路710によって電気パケット信号に変換された他方の電気パケット信号を入力して、波長λ1の下り光パケット信号に異常があることを検出した場合、m−1個の下り信号切替え用2x1光スイッチ(725、726、727)の2側端子およびm−1個の上り信号切替え用2x1光スイッチ(728、729、730)の2側端子の接続をそれぞれ現用ルート側から予備ルート側に同時に切替えるように構成される。
In the working / protection route switching optical switch circuit 703, one terminal of m−1 downstream signal switching 2 × 1 optical switches (725, 726, 727) and m−1 upstream signal switching 2 × 1 optical switches (728, 729, 730) are connected to m-1 optical demultiplexers / multiplexers (731, 732, 733) connected to m-1 optical terminators (not shown), respectively. Configured to be connected. The
異常検出回路714における異常の検出方法としては種々考えられるが、簡単な方法としては、例えば一定時間入力電気パケット信号の平均電力を測定して、そのレベルが予め定めた閾値より小さくなったら異常と判断すればよい。
There are various methods for detecting an abnormality in the
以上の構成および動作により、図7の光スイッチノードNiの現用ルート光スイッチ回路701が受信した波長λ1の下り光パケット信号に異常があれば、光パケット信号の経路を現用ルートから予備ルートに切替えて、センタノードとすべての光終端装置との間の通信を維持することが可能となる。
With the above configuration and operation, if there is an abnormality in the downstream optical packet signal of wavelength λ1 received by the working route
図7の光スイッチノードにおいて、現用ルート光スイッチ回路701の第1および第2のmx1光スイッチ(708、709)、および予備ルート光スイッチ回路702の第1および第2のmx1光スイッチ(719、720)は、それぞれ1つの光スイッチ素子として構成することもできるが、図8に示すように同一構造の2x1光スイッチを複数段ツリー状に接続することによって構成することもできる。図8は図7に対応してm=4の場合を例として示したもので、同図上側に示した4つのm側端子802、803、804、805と1つの1側端子806を有する4x1光スイッチ801は、同図下側に示すように3個の2X1光スイッチ807、808、809を2段のツリー状に接続して実現してもよい。このような光スイッチ素子としては、既知のたとえばリチウムナイオベートのような強誘電体を用いた光導波路型スイッチを用いることができる。また半導体基板やガラス基板を用いる構造の既知の光スイッチ素子であってもよい。
In the optical switch node of FIG. 7, the first and second mx1 optical switches (708, 709) of the working route
なおこれらの光スイッチ素子は光パケット信号をパケット単位で切替えるため高速で動作する必要があるが、必ずしもGE-PON光パケット信号のビットレートの速さ(約1nsec)で動作する必要はない。GE-PONのパケット間の最小間隔(インターフレームギャップ、IFG)は12バイト(96ビット)と決められているので、この時間(GE-PONの場合約100nsec)内に余裕をもって切替えを完了できればよく、既知の光スイッチ素子で十分対応できる。 These optical switch elements need to operate at a high speed because the optical packet signal is switched in units of packets, but do not necessarily have to operate at the bit rate of the GE-PON optical packet signal (about 1 nsec). Since the minimum interval between GE-PON packets (interframe gap, IFG) is determined to be 12 bytes (96 bits), it is sufficient if switching can be completed with a margin within this time (about 100 nsec for GE-PON). A known optical switch element can be sufficiently used.
以上説明したように、本発明の光リングネットワーク構成方法および光リングネットワーク装置では、各光スイッチノードにおいて先願1の発明と同様にmx1光スイッチで光信号をパケット単位で切替えることによりセンタノードと各光終端装置間の通信を行なうので、センタノードから各光スイッチノードに接続された光終端装置に至る経路での光信号の減衰は、光信号を光スプリッタにより光終端装置数だけ分岐しなければならないGE-PONの場合と比べてきわめて小さく、かつ光終端装置数が増加しても光信号減衰量の増加は僅かである。従って複数の光スイッチノードにそれぞれ任意数の光終端装置を収容して、大規模かつ地理的に広範囲にわたる光ネットワークを柔軟に構成することが可能になる。
As described above, in the optical ring network configuration method and the optical ring network apparatus according to the present invention, the optical signal is switched in units of packets by the mx1 optical switch in each optical switch node in the same manner as the invention of the
しかしながら、図1の光リングネットワークにおいて、たとえば現用ルートを介してセンタノードから最遠の光スイッチノードNnに接続されている光終端装置に至る経路を伝送される光信号は、n区間の光ファイバおよびn個のリングノードによる減衰を受けることになるので、光リングノードの数nが大きくなると(たとえば4以上)、センタノードから遠い光スイッチノードにおいては信号を正しく受信することが困難になる恐れがある。 However, in the optical ring network of FIG. 1, for example, an optical signal transmitted through a route from the center node to the optical terminal connected to the farthest optical switch node Nn via the working route is an optical fiber of n sections. Therefore, when the number n of optical ring nodes is large (for example, 4 or more), it is difficult to receive signals correctly at the optical switch node far from the center node. There is.
具体的に図7の実施例1の場合を見ると、1つの光スイッチノードにおける光信号の減衰は、現用ルート上または予備ルート上を伝送される波長λ1の下り信号については、第1および第2の光分波/合波器(704、705または715、716)、光分岐器(706または717)、光遅延回路(707または718)、および第1のmx1光スイッチ(708または719)のそれぞれによる減衰量の総和となる。同様に現用ルート上または予備ルート上を伝送される波長λ2の上り信号については、第1および第2の光分波/合波器(704、705または715、716)、および第2のmx1光スイッチ(709または720)のそれぞれによる減衰量の総和となる。従って例えばセンタノードからn番目の光スイッチノードにおいては上記のn倍の減衰と途中の光ファイバによる減衰を受けた光信号を受け取ることになり、スイッチノードの数nが多い場合、信号の正しい受信が困難になる恐れがある。 Specifically, in the case of Example 1 in FIG. 7, the attenuation of the optical signal in one optical switch node is the first and the second for the downstream signal of wavelength λ1 transmitted on the working route or the backup route. Of two optical demultiplexers / multiplexers (704, 705 or 715, 716), optical splitter (706 or 717), optical delay circuit (707 or 718), and first mx1 optical switch (708 or 719) It is the sum of the amount of attenuation by each. Similarly, the first and second optical demultiplexers / multiplexers (704, 705 or 715, 716), and the second mx1 light for the upstream signal of wavelength λ2 transmitted on the working route or the backup route This is the total sum of attenuation by each of the switches (709 or 720). Therefore, for example, the n-th optical switch node from the center node receives the optical signal which has been attenuated by the above-mentioned n times and attenuated by the optical fiber in the middle. When the number of switch nodes is large, the signal is correctly received. May be difficult.
そこで本発明の第2の実施例(実施例2)は、本発明の光リングネットワーク装置において、光スイッチノード数nに対する上述の制限を取り除くための光スイッチノードの構成を提供する。 Accordingly, the second embodiment (embodiment 2) of the present invention provides a configuration of an optical switch node for removing the above-described limitation on the number n of optical switch nodes in the optical ring network device of the present invention.
本発明の光リングネットワーク装置の実施例2では、n個の光スイッチノードのそれぞれの現用ルート光スイッチ回路における第1のmx1光スイッチのm側端子の1つと第2の光分波/合波器の間、およびn個の光スイッチノードのそれぞれの予備ルート光スイッチ回路における第1のmx1光スイッチのm側端子の1つと第2の光分波/合波器の間に各1個の波長λ1の光増幅器を設け、n個の光スイッチノードのそれぞれの現用ルート光スイッチ回路における第2のmx1光スイッチの1側端子と第1の光分波/合波器の間、およびn個の光スイッチノードのそれぞれの予備ルート光スイッチ回路における第2のmx1光スイッチの1側端子と第1の光分波/合波器の間に各1個の波長λ2の光増幅器を設ける。具体例として図9に、本発明の実施例1における光スイッチノードNiの構成例(図7)に対して本発明の実施例2を適用した場合の構成を示す。なおこれらの光増幅器は、エルビウムをドープした非線形光ファイバを用いるファイバ増幅器や、半導体素子による半導体増幅器など、既知の技術で実現することができる。 In Example 2 of the optical ring network device of the present invention, one of the m-side terminals of the first mx1 optical switch and the second optical demultiplexing / multiplexing in each of the working route optical switch circuits of the n optical switch nodes. And between each of the m-side terminals of the first mx1 optical switch and the second optical demultiplexer / multiplexer in each spare route optical switch circuit of each of the n optical switch nodes. An optical amplifier having a wavelength λ1 is provided, and there are n terminals between the one side terminal of the second mx1 optical switch and the first optical demultiplexer / multiplexer in the working route optical switch circuit of each of the n optical switch nodes. Each optical amplifier having a wavelength λ2 is provided between the one-side terminal of the second mx1 optical switch and the first optical demultiplexer / multiplexer in each backup route optical switch circuit of each of the optical switch nodes. As a specific example, FIG. 9 shows a configuration when the second embodiment of the present invention is applied to the configuration example (FIG. 7) of the optical switch node Ni in the first embodiment of the present invention. These optical amplifiers can be realized by a known technique such as a fiber amplifier using a nonlinear optical fiber doped with erbium or a semiconductor amplifier using a semiconductor element.
図9において、光スイッチノードNiの現用ルート光スイッチ回路901における第1のmx1光スイッチ908のm側端子の1つと第2の光分波/合波器905の間、および光スイッチノードNiの予備ルート光スイッチ回路902における第1のmx1光スイッチ919のm側端子の1つと第2の光分波/合波器916の間に各1個の波長λ1の光増幅器930、931を設け、光スイッチノードNiの現用ルート光スイッチ回路901における第2のmx1光スイッチ909の1側端子と第1の光分波/合波器904の間、および光スイッチノードNiの予備ルート光スイッチ回路902における第2のmx1光スイッチ920の1側端子と第1の光分波/合波器915の間に各1個の波長λ2の光増幅器932、933を設ける。
In FIG. 9, in the working route
上記の構成において、光増幅器930、931、932、933の光増幅利得を少なくとも光スイッチノードにおける光信号損失を補える程度に十分大きく設定することにより、本発明の光リングネットワーク装置における光スイッチノード数nに対する制限を取り除くことができる。これにより、実施例1よりも更に地理的に広い範囲に敷設可能でネットワーク構成の自由度が更に大きい、広帯域パケット通信光ネットワークの実現が可能となる。
In the above configuration, by setting the optical amplification gains of the
なお、これらの光スイッチおよび光増幅器を半導体素子として実現する場合、上記の構成において光スイッチと光増幅器を一体化した素子として実現することにより、装置の一層の簡単化、低コスト化が可能になる。具体的には、現用ルート光スイッチ回路における第1のmx1光スイッチと1個の波長λ1の光増幅器、予備ルート光スイッチ回路における第1のmx1光スイッチと1個の波長λ1の光増幅器、現用ルート光スイッチ回路における第2のmx1光スイッチと1個の波長λ2の光増幅器、予備ルート光スイッチ回路における第2のmx1光スイッチと1個の波長λ2の光増幅器、のうち少なくともいずれか1つの組み合わせを、mx1光スイッチと光増幅器を一体化した素子を用いて構成する。 When these optical switches and optical amplifiers are realized as semiconductor elements, it is possible to further simplify and reduce the cost of the apparatus by realizing the optical switch and optical amplifier as an integrated element in the above configuration. Become. Specifically, the first mx1 optical switch and one optical amplifier with wavelength λ1 in the working route optical switch circuit, the first mx1 optical switch and one optical amplifier with wavelength λ1 in the backup route optical switch circuit, At least one of the second mx1 optical switch and one optical amplifier of wavelength λ2 in the root optical switch circuit, and the second mx1 optical switch and optical amplifier of one wavelength λ2 in the backup root optical switch circuit The combination is configured using an element in which the mx1 optical switch and the optical amplifier are integrated.
1 現用光インターフェース
2 予備光インターフェース
3 センタノード
4 現用ルート光スイッチ回路
5 予備ルート光スイッチ回路
6 光終端装置
7 光ファイバ
8 現用/予備ルート切替え光スイッチ回路
9 光スイッチノード
10、12 光ファイバ
11 現用ルート
13 予備ルート
14 光ネットワーク
15 光信号切替え回路
200 センタノード
201 光終端装置(OLT)
202 光終端装置(ONU)
203 GE−PON
204、206 光ファイバ
205 スプリッタ
207 上位ネットワーク
208 インターネット等
209 ユーザ端末
301 センタ装置
302 リモート装置
303 光スイッチ
304 光ファイバ(フィーダ区間)
310、311 光スイッチ
312 ツリー状ネットワーク
313 光ファイバ
401 センタ装置
402 リモート装置
403 光スイッチ
404 現用光ファイバ
405 予備光ファイバ
406 現用ネットワークインターフェース
407 予備ネットワークインターフェース
410、411 光スイッチ
412 ツリー状ネットワーク
413 現用光ファイバ
414 予備光ファイバ
500、501、502、503 リングノード
510、511 光ファイバ
512 障害地点
513、514 光信号ルート
601 現用光インターフェース
602 予備光インターフェース
603 センタノード
604−1、604−2、604−3、604−4 現用ルート光スイッチ回路
605−1、605−2、605−3、605−4 予備ルート光スイッチ回路
606−1、606−2、606−3、606−4 光終端装置
608−1、608−2、608−3、608−4 現用/予備ルート切替え光スイッチ回路
609−1、609−2、609−3、609−4 光スイッチノード
620 障害発生点
621 下り光パケット信号A
622 下り光パケット信号B
623 下り光パケット信号C
624 下り光パケット信号D
625 上り光パケット信号a
626 上り光パケット信号b
627 上り光パケット信号c
628 上り光パケット信号d
629 下り光パケット信号A
630 下り光パケット信号B
631 下り光パケット信号C
632 下り光パケット信号D
633 現用ルート光ファイバ
701 現用ルート光スイッチ回路
702 予備ルート光スイッチ回路
703 現用/予備ルート切替え光スイッチ回路
704 第1の光分波/合波器
705 第2の光分波/合波器
706 光分岐器
707 光遅延回路
708 第1のmx1光スイッチ
709 第2のmx1光スイッチ
710 光・電気変換回路
711 フレーム解析回路
712 下り信号スイッチ制御回路
713 上り信号スイッチ制御回路
714 異常検出回路
715 第1の光分波/合波器
716 第2の光分波/合波器
717 光分岐器
718 光遅延回路
719 第1のmx1光スイッチ
720 第2のmx1光スイッチ
721 光・電気変換回路
722 フレーム解析回路
723 下り信号スイッチ制御回路
724 上り信号スイッチ制御回路
725、726、727 下り信号切換え用2x1スイッチ
728 729、730 上り信号切換え用2x1スイッチ
731、732、733 光分波/合波器
734、735 現用ルート光ファイバ
736、737 予備ルート光ファイバ
801 4x1光スイッチ
802、803、804、805 m側端子
806 1側端子
807、808、809 2x1光スイッチ
901 現用ルート光スイッチ回路
902 予備ルート光スイッチ回路
903 現用/予備ルート切替え光スイッチ回路
904 第1の光分波/合波器
905 第2の光分波/合波器
908 第1のmx1光スイッチ
909 第2のmx1光スイッチ
915 第1の光分波/合波器
916 第2の光分波/合波器
919 第1のmx1光スイッチ
920 第2のmx1光スイッチ
930、931 波長λ1の光増幅器
932、933 波長λ2の光増幅器
DESCRIPTION OF
202 Optical termination unit (ONU)
203 GE-PON
204, 206
310, 311
622 Downlink optical packet signal B
623 Downstream optical packet signal C
624 Downstream optical packet signal D
625 Upstream optical packet signal a
626 Upstream optical packet signal b
627 Upstream optical packet signal c
628 Uplink optical packet signal d
629 Downstream optical packet signal A
630 Downstream optical packet signal B
631 Downstream optical packet signal C
632 Downstream optical packet signal D
633 working route optical fiber 701 working route optical switch circuit 702 backup route optical switch circuit 703 working / backup route switching optical switch circuit 704 first optical demultiplexing / multiplexing unit 705 second optical demultiplexing / multiplexing unit 706 light Branching unit 707 Optical delay circuit 708 First mx1 optical switch 709 Second mx1 optical switch 710 Optical / electrical conversion circuit 711 Frame analysis circuit 712 Downstream signal switch control circuit 713 Upstream signal switch control circuit 714 Abnormality detection circuit 715 First Optical demultiplexing / multiplexing device 716 Second optical demultiplexing / multiplexing device 717 Optical branching device 718 Optical delay circuit 719 First mx1 optical switch 720 Second mx1 optical switch 721 Optical / electrical conversion circuit 722 Frame analysis circuit 723 Downlink signal switch control circuit 724 Uplink signal switch control circuit 7 5, 726, 727 Downlink signal switching 2x1 switch 728 729, 730 Uplink signal switching 2x1 switch 731, 732, 733 Optical demultiplexer / multiplexer 734, 735 Current route optical fiber 736, 737 Backup route optical fiber 801 4x1 light Switch 802, 803, 804, 805 m side terminal 806 1 side terminal 807, 808, 809 2 × 1 optical switch 901 working route optical switch circuit 902 spare route optical switch circuit 903 working / protection route switching optical switch circuit 904 first optical component Wave / Multiplexer 905 Second optical demultiplexer / multiplexer 908 First mx1 optical switch 909 Second mx1 optical switch 915 First optical demultiplexer / multiplexer 916 Second optical demultiplexer / multiplexer Wave 919 First mx1 optical switch 920 Second mx1 optical switch 930 931 optical amplifier of the optical amplifier 932 and 933 wavelengths λ2 wavelength λ1
Claims (10)
現用ルート光スイッチ回路、予備ルート光スイッチ回路、および現用/予備ルート切替え光スイッチ回路をそれぞれ備えたn個(nは2または2以上の任意の整数)の光スイッチノードN1、N2、・・・Ni、・・・Nn(iは2からnまでの任意の自然数)の間で、
センタノードの現用光インターフェースから光スイッチノードNnの現用ルート光スイッチ回路に至るまで、途中光スイッチノードN1、N2、・・・Ni、・・・Nn−1のそれぞれの現用ルート光スイッチ回路をこの順に経由するように1本の光ファイバで接続することにより現用ルートを構成し、
センタノードの予備光インターフェースから光スイッチノードN1の予備ルート光スイッチ回路に至るまで、途中光スイッチノードNn、Nn−1、・・・Nn−i+1、・・・N2のそれぞれの予備ルート光スイッチ回路をこの順に経由するように1本の光ファイバで接続することにより予備ルートを構成し、
現用ルートと予備ルートの双方により全体として1つの光リングネットワークを構成し、
現用ルート上の1箇所で光信号の障害が生じた場合、その光信号の障害を最初に検出した現用ルート光スイッチ回路の属する光スイッチノードおよびそれ以降のすべての光スイッチノードにおいて、それぞれの現用/予備ルート切替え光スイッチ回路によって光信号の経路を現用ルートから予備ルートに切替えることにより、センタノードとすべての光終端装置の間の通信を維持できるようにした光リングネットワーク装置。 A center node with a working optical interface and a standby optical interface;
N (n is an arbitrary integer greater than or equal to 2) optical switch nodes N1, N2,... Each having an active route optical switch circuit, a backup route optical switch circuit, and a current / backup route switching optical switch circuit. Between Ni,... Nn (i is an arbitrary natural number from 2 to n),
From the working optical interface of the center node to the working route optical switch circuit of the optical switch node Nn, the working route optical switch circuits of the intermediate optical switch nodes N1, N2,... Ni,. Configure the working route by connecting with one optical fiber so that it goes through in order,
From the standby optical interface of the center node to the standby route optical switch circuit of the optical switch node N1, the backup route optical switch circuits of the optical switch nodes Nn, Nn-1,... Nn-i + 1,. Configure a backup route by connecting with a single optical fiber so that
An optical ring network is configured as a whole by both the working route and the backup route,
If an optical signal failure occurs at one location on the working route, the working signal is detected at the optical switch node to which the working route optical switch circuit that first detected the failure of the optical signal belongs and all subsequent optical switch nodes. An optical ring network device that can maintain communication between the center node and all the optical termination devices by switching the optical signal path from the active route to the backup route by the optical switch circuit.
n個の光スイッチノードのそれぞれの現用ルート光スイッチ回路は、センタノードが現用光インターフェースにより現用ルート光ファイバに送出した波長λ1の下り光パケット信号を受信し、その下り光パケット信号の特定の情報に基づいてそれぞれの現用ルート光スイッチ回路を光パケット単位で切替えることにより現用ルート上の下り光パケット信号をセンタノードが定めた1台の光終端装置に到達させると共に、現用ルート上の下り光パケット信号の特定の情報に基づいてそれぞれの現用ルート光スイッチ回路をパケット単位で切替えることにより、センタノードが定めた前記1台の光終端装置からのλ1と異なる波長λ2の上り信号を、現用ルート光ファイバを介してセンタノードの現用光インターフェースに到達させるように構成し、
n個の光スイッチノードのそれぞれの予備ルート光スイッチ回路は、センタノードが予備光インターフェースによって予備ルート光ファイバに送出した波長λ1の下り光パケット信号を受信し、その下り光パケット信号の特定の情報に基づいてそれぞれの予備ルート光スイッチ回路を光パケット単位で切替えることにより予備ルート上の下り光パケット信号をセンタノードが定めた1台の光終端装置に到達させると共に、予備ルート上の下り光パケット信号の特定の情報に基づいてそれぞれの予備ルート光スイッチ回路をパケット単位で切替えることにより、センタノードが定めた前記1台の光終端装置からのλ1と異なる波長λ2の上り信号を、予備ルート光ファイバを介してセンタノードの予備光インターフェースに到達させるように構成し、
現用ルート上の1箇所で光信号の障害が生じた場合、その光信号の障害を最初に検出した光スイッチノードおよびそれ以降のすべての光スイッチノードにおいて、それぞれの現用/予備切替え光スイッチ回路によってセンタノードとそれぞれの光終端装置の間の光パケット信号の経路を現用ルートから予備ルートに切替えることにより、センタノードとすべての光終端装置の間の通信を維持できるようにした光リングネットワーク装置。 The optical ring network device according to claim 1,
Each active route optical switch circuit of each of the n optical switch nodes receives the downstream optical packet signal of wavelength λ1 sent from the center node to the active route optical fiber through the active optical interface, and specific information of the downstream optical packet signal Based on the above, each of the working route optical switch circuits is switched in units of optical packets so that the downstream optical packet signal on the working route reaches one optical terminator determined by the center node, and the downstream optical packet on the working route By switching each working route optical switch circuit in units of packets based on the specific information of the signal, an upstream signal having a wavelength λ2 different from λ1 from the one optical terminator determined by the center node is obtained. Configure to reach the working optical interface of the center node via fiber.
Each backup route optical switch circuit of each of the n optical switch nodes receives the downstream optical packet signal of wavelength λ1 sent from the center node to the backup route optical fiber by the backup optical interface, and specific information of the downstream optical packet signal Based on the above, each backup route optical switch circuit is switched in units of optical packets so that the downstream optical packet signal on the backup route reaches one optical terminal device determined by the center node and the downstream optical packet on the backup route. By switching each backup route optical switch circuit in units of packets based on the specific information of the signal, an upstream signal having a wavelength λ2 different from λ1 from the one optical terminator determined by the center node is supplied to the backup route light. Configured to reach the standby optical interface of the center node via fiber ,
If an optical signal failure occurs at one location on the working route, the optical switch node that first detected the failure of the optical signal and all the optical switch nodes after that will use the respective working / standby switching optical switch circuits. An optical ring network device capable of maintaining communication between a center node and all optical termination devices by switching the path of an optical packet signal between the center node and each optical termination device from a working route to a backup route.
n個の光スイッチノードのそれぞれの現用ルート光スイッチ回路はセンタノードが現用光インターフェースにより現用ルート光ファイバに送出した波長λ1の下り光パケット信号を受信し、その光パケット信号に異常があるか否かを検出して、異常があればそれぞれの現用/予備切替え光スイッチ回路を切替えて光パケット信号の経路を現用ルートから予備ルートに切替えるように構成して、センタノードとすべての光終端装置との間の通信を維持できるようにした光リングネットワーク装置。 The optical ring network device according to claim 1 or 2,
The working route optical switch circuit of each of the n optical switch nodes receives the downstream optical packet signal of wavelength λ1 sent from the center node to the working route optical fiber through the working optical interface, and whether or not there is an abnormality in the optical packet signal. If there is an abnormality, each active / standby switching optical switch circuit is switched so that the path of the optical packet signal is switched from the working route to the backup route. An optical ring network device that can maintain communication between the two.
センタノードが現用光インターフェースにより現用ルート光ファイバに送出する波長λ1の下り光パケット信号およびセンタノードが予備光インターフェースにより予備ルート光ファイバに送出する波長λ1の下り光パケット信号がIEEE802.3ahで規定されるフレーム構成を有し、下り光パケット信号の特定の情報として、IEEE802.3ahで規定されるLLID(Logical Link Identifier、ロジカルリンク・アイデンティファイヤ)と、フレーム長と、センタノードからの制御メッセージを含むように構成した光リングネットワーク装置。 The optical ring network device according to claim 2 or 3,
IEEE 802.3ah defines the downstream optical packet signal of wavelength λ1 sent from the center node to the working route optical fiber by the working optical interface and the downstream optical packet signal of wavelength λ1 sent from the center node to the backup route optical fiber by the backup optical interface. As specific information of the downstream optical packet signal, LLID (Logical Link Identifier, logical link identifier) defined by IEEE 802.3ah, frame length, and control message from the center node are included. An optical ring network device configured to include.
それぞれの現用ルート光スイッチ回路およびそれぞれの予備ルート光スイッチ回路を、下り光パケット信号の特定の情報である、IEEE802.3ahで規定されるLLIDおよびフレーム長に基づいて下り光パケット信号をパケット単位で切替え、下り光パケット信号の特定の情報であるセンタノードからの制御メッセージに基づいて上り光パケット信号をパケット単位で切替えるように構成した光リングネットワーク装置。 The optical ring network device according to claim 4, wherein
Each active route optical switch circuit and each backup route optical switch circuit are connected to the downstream optical packet signal in units of packets based on the LLID and frame length specified by IEEE 802.3ah, which are specific information of the downstream optical packet signal. An optical ring network device configured to switch an upstream optical packet signal in units of packets based on a control message from a center node that is specific information of switching and downstream optical packet signals.
n個の光スイッチノードのそれぞれの現用ルート光スイッチ回路は、第1および第2の光分波/合波器と、1個の光分岐器と、1個の光遅延回路と、それぞれ1個の光入出力端子とm個(mはそれぞれの光スイッチノードに接続される光終端装置の任意の個数+1)の光入出力端子を有する第1および第2のmx1光スイッチと、1個の光・電気変換回路と、1個のフレーム解析回路と、1個の下り信号スイッチ制御回路と、1個の上り信号スイッチ制御回路と、1個の異常検出回路とを有し、
n個の光スイッチノードのそれぞれの予備ルート光スイッチ回路は、第1および第2の光分波/合波器と、1個の光分岐器と、1個の光遅延回路と、それぞれ1個の光入出力端子とm個の光入出力端子を有する第1および第2のmx1光スイッチと、1個の光・電気変換回路と、1個のフレーム解析回路と、1個の下り信号スイッチ制御回路と、1個の上り信号スイッチ制御回路とを有し、
n個の光スイッチノードのそれぞれの現用/予備切換え光スイッチ回路は、m−1個の下り信号切替え用2x1スイッチと、m−1個の上り信号切替え用2x1スイッチと、m-1個の光終端装置にそれぞれ接続されるm−1個の光分波/合波器とを有する
ように構成された光リングネットワーク装置。 The optical ring network device according to any one of claims 1 to 5,
The working route optical switch circuit of each of the n optical switch nodes includes the first and second optical demultiplexing / multiplexing units, one optical branching unit, one optical delay circuit, and one each. First and second mx1 optical switches having m optical input / output terminals and m optical input / output terminals (m is an arbitrary number of optical termination devices connected to each optical switch node + 1), It has an optical / electrical conversion circuit, one frame analysis circuit, one downstream signal switch control circuit, one upstream signal switch control circuit, and one abnormality detection circuit,
The protection route optical switch circuit of each of the n optical switch nodes includes the first and second optical demultiplexing / multiplexing units, one optical branching unit, one optical delay circuit, and one each. First and second mx1 optical switches having one optical input / output terminal, m optical input / output terminals, one optical / electrical conversion circuit, one frame analysis circuit, and one downstream signal switch A control circuit and one upstream signal switch control circuit,
Each of the working / standby switching optical switch circuits of the n optical switch nodes includes m-1 downlink signal switching 2x1 switches, m-1 uplink signal switching 2x1 switches, and m-1 optical signals. An optical ring network device configured to have m-1 optical demultiplexers / multiplexers respectively connected to termination devices.
n個の光スイッチノードのそれぞれの現用ルート光スイッチ回路においては、
現用ルート光ファイバ上の波長λ1の下り光パケット信号を第1の光分波/合波器によって分波した後光分岐器により2つに分岐し、その一方の下り光パケット信号出力を光遅延回路によって所定の時間だけ遅延した後第1のmx1光スイッチの1側端子に入力し、他方の下り光パケット信号出力を光・電気変換回路によって2つの電気パケット信号出力に変換した後その一方をフレーム解析回路に入力し、フレーム解析回路によって抽出したLLIDおよびフレーム長情報を特定の情報として下り信号スイッチ制御回路に入力し、フレーム解析回路によって抽出したセンタノードからの制御メッセージを特定の情報として上り信号スイッチ制御回路に入力し、第1のmx1光スイッチの1側端子に入力した波長λ1の下り光パケット信号を下り信号スイッチ制御回路によりLLIDおよびフレーム長情報に基づいて光パケット単位で切替えて、その出力を第2の光分波/合波器または現用/予備切替えスイッチ回路のm−1個の下り信号切替え用2x1光スイッチの2側端子の一方にそれぞれ接続するように構成し、
現用ルート光ファイバ上の波長λ2の上り光パケット信号を第2の光分波/合波器によって分波した後第2のmx1光スイッチのm側端子の1つに接続し、m−1個の上り信号切替え用2x1光スイッチの2側端子の一方をそれぞれ第2のmx1光スイッチの残りm−1個のm側端子に接続し、第2のmx1光スイッチのm個のm側端子に入力した波長λ2の上り光パケット信号を上り信号スイッチ制御回路によりセンタノードからの制御メッセージに基づいて光パケット単位で切替えて第1の光分波/合波器に入力して合波し、現用ルート光ファイバ上の波長λ2の上り光パケット信号として送出するように構成し、
n個の光スイッチノードのそれぞれの予備ルート光スイッチ回路においては、
予備ルート光ファイバ上の波長λ1の下り光パケット信号を第1の光分波/合波器によって分波した後光分岐器により2つに分岐し、その一方の下り光パケット信号出力を光遅延回路によって所定の時間だけ遅延した後第1のmx1光スイッチの1側端子に入力し、他方の下り光パケット信号出力を光・電気変換回路によって2つの電気パケット信号出力に変換した後その一方をフレーム解析回路に入力し、フレーム解析回路によって抽出したLLIDおよびフレーム長情報を特定の情報として下り信号スイッチ制御回路に入力し、フレーム解析回路によって抽出したセンタノードからの制御メッセージを特定の情報として上り信号スイッチ制御回路に入力し、第1のmx1光スイッチの1側端子に入力した波長λ1の下り光パケット信号を下り信号スイッチ制御回路によりLLIDおよびフレーム長情報に基づいて光パケット単位で切替えて、その出力を第2の光分波/合波器または現用/予備切替えスイッチ回路のm−1個の下り信号切替え用2x1光スイッチの2側端子の一方にそれぞれ接続するように構成し、
現用ルート光ファイバ上の波長λ2の上り光パケット信号を第2の光分波/合波器によって分波した後第2のmx1光スイッチのm側端子の1つに接続し、m−1個の上り信号切替え用2x1光スイッチの2側端子の一方をそれぞれ第2のmx1光スイッチの残りm−1個のm側端子に接続し、第2のmx1光スイッチのm個のm側端子に入力した波長λ2の上り光パケット信号を上り信号スイッチ制御回路によりセンタノードからの制御メッセージに基づいて光パケット単位で切替えて第1の光分波/合波器に入力して合波し、予備ルート光ファイバ上の波長λ2の上り光パケット信号として送出するように構成し、
n個の光スイッチノードのそれぞれの現用ルート光スイッチ回路の異常検出回路においては、現用ルート光スイッチ回路の前記光・電気変換回路によって電気パケット信号に変換した他方の電気パケット信号出力を入力して、波長λ1の下り光パケット信号に異常があることを検出した場合、m−1個の下り信号切替え用2x1光スイッチの2側端子およびm−1個の上り信号切替え用2x1光スイッチの2側端子の接続をそれぞれ現用ルート側から予備ルート側に同時に切替えるように構成することにより、
n個の光スイッチノードのそれぞれの現用ルート光スイッチ回路が受信した波長λ1の下り光パケット信号に異常があれば光パケット信号の経路を現用ルートから予備ルートに切替えて、センタノードとすべての端末装置との間の通信を維持できるようにした光リングネットワーク装置。 The optical ring network device according to claim 6, wherein
In each of the working route optical switch circuits of the n optical switch nodes,
The downstream optical packet signal of wavelength λ1 on the working route optical fiber is demultiplexed by the first optical demultiplexer / multiplexer and then branched into two by the optical branching unit, and one downstream optical packet signal output is optically delayed After being delayed for a predetermined time by the circuit, it is input to the one-side terminal of the first mx1 optical switch, the other downstream optical packet signal output is converted into two electrical packet signal outputs by the optical / electrical conversion circuit, and one of the two is output. The LLID and frame length information extracted by the frame analysis circuit are input to the downlink signal switch control circuit as specific information, and the control message from the center node extracted by the frame analysis circuit is specified as specific information. The downstream optical packet signal of wavelength λ1 input to the signal switch control circuit and input to the first side terminal of the first mx1 optical switch The signal switch control circuit switches in units of optical packets based on the LLID and frame length information, and the output is switched to m-1 downstream signals of the second optical demultiplexer / multiplexer or active / backup switch circuit. It is configured to connect to one of the two side terminals of the 2x1 optical switch for use,
The upstream optical packet signal of wavelength λ2 on the working route optical fiber is demultiplexed by the second optical demultiplexer / multiplexer and then connected to one of the m-side terminals of the second mx1 optical switch, and m−1 One of the 2 side terminals of the 2 × 1 optical switch for upstream signal switching is connected to the remaining m−1 m side terminals of the second mx1 optical switch, and connected to the m m side terminals of the second mx1 optical switch. The upstream optical packet signal of wavelength λ2 is switched by the upstream signal switch control circuit in units of optical packets based on the control message from the center node, and is input to the first optical demultiplexer / multiplexer to be combined and used. Configured to transmit as an upstream optical packet signal of wavelength λ2 on the route optical fiber,
In each backup route optical switch circuit of n optical switch nodes,
The downstream optical packet signal of wavelength λ1 on the backup route optical fiber is demultiplexed by the first optical demultiplexer / multiplexer, then branched into two by the optical branching unit, and one downstream optical packet signal output is optically delayed After being delayed for a predetermined time by the circuit, it is input to the one-side terminal of the first mx1 optical switch, the other downstream optical packet signal output is converted into two electrical packet signal outputs by the optical / electrical conversion circuit, and one of the two is output. The LLID and frame length information extracted by the frame analysis circuit are input to the downlink signal switch control circuit as specific information, and the control message from the center node extracted by the frame analysis circuit is specified as specific information. The downstream optical packet signal of wavelength λ1 input to the signal switch control circuit and input to the first side terminal of the first mx1 optical switch The signal switch control circuit switches in units of optical packets based on the LLID and frame length information, and the output is switched to m-1 downstream signals of the second optical demultiplexer / multiplexer or active / backup switch circuit. It is configured to connect to one of the two side terminals of the 2x1 optical switch for use,
The upstream optical packet signal of wavelength λ2 on the working route optical fiber is demultiplexed by the second optical demultiplexer / multiplexer and then connected to one of the m-side terminals of the second mx1 optical switch, and m−1 One of the 2 side terminals of the 2 × 1 optical switch for upstream signal switching is connected to the remaining m−1 m side terminals of the second mx1 optical switch, and connected to the m m side terminals of the second mx1 optical switch. The upstream optical packet signal of wavelength λ2 is switched in units of optical packets based on the control message from the center node by the upstream signal switch control circuit, and is input to the first optical demultiplexer / multiplexer for multiplexing, Configured to transmit as an upstream optical packet signal of wavelength λ2 on the route optical fiber,
In the anomaly detection circuit of the working route optical switch circuit of each of the n optical switch nodes, the other electric packet signal output converted into the electric packet signal by the optical / electrical conversion circuit of the working route optical switch circuit is input. , When detecting that there is an abnormality in the downstream optical packet signal of wavelength λ1, two sides of the m-1 downstream signal switching 2x1 optical switch and the two sides of the m-1 upstream signal switching 2x1 optical switch By configuring each terminal connection to be switched simultaneously from the working route side to the backup route side,
If there is an abnormality in the downstream optical packet signal of wavelength λ1 received by the working route optical switch circuit of each of the n optical switch nodes, the path of the optical packet signal is switched from the working route to the backup route, and the center node and all terminals An optical ring network device that can maintain communication with the device.
n個の光スイッチノードのそれぞれの現用ルート光スイッチ回路における第1のmx1光スイッチの1側端子と第1の光分波/合波器の間の1箇所、およびn個の光スイッチノードのそれぞれの予備ルート光スイッチ回路における第1のmx1光スイッチの1側端子と第1の光分波/合波器の間の1箇所に各1個の波長λ1の光増幅器を設け、
n個の光スイッチノードのそれぞれの現用ルート光スイッチ回路における第2のmx1光スイッチの1側端子と第1の光分波/合波器の間、およびn個の光スイッチノードのそれぞれの予備ルート光スイッチ回路における第2のmx1光スイッチの1側端子と第1の光分波/合波器の間に各1個の波長λ2の光増幅器を設けた光リングネットワーク装置。 The optical ring network device according to any one of claims 6 to 8,
One location between the one-side terminal of the first mx1 optical switch and the first optical demultiplexer / multiplexer in the working route optical switch circuit of each of the n optical switch nodes, and the n optical switch nodes In each backup route optical switch circuit, an optical amplifier having one wavelength λ1 is provided at one location between the first side terminal of the first mx1 optical switch and the first optical demultiplexer / multiplexer,
Between the one-side terminal of the second mx1 optical switch and the first optical demultiplexer / multiplexer in the working route optical switch circuit of each of the n optical switch nodes, and the spare of each of the n optical switch nodes An optical ring network device in which one optical amplifier of each wavelength λ2 is provided between the one-side terminal of the second mx1 optical switch in the root optical switch circuit and the first optical demultiplexer / multiplexer.
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