CN1815935A - 光插分复用器以及使用该装置的光网络装置 - Google Patents

光插分复用器以及使用该装置的光网络装置 Download PDF

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Abstract

以往，在进行光保护的光发送/接收器的前后必须个别地配置光开关或光开关控制电路，这是导致成本增大或安装空间增大的主要原因，另外还存在引起业务信号输入的延迟问题。本发明要解决上述课题并提供光插分复用器中的简单的光保护方式。可以独立地控制光插分复用器100内部的针对各波长的光信号的插接开关105－1～N、光分接开关103－1～N，并通过光开关控制电路106－1～N将现用一侧以及备用一侧的光插分复用器的插接开关以及分接开关切换成绕过故障来实现光保护。

Description

光插分复用器以及使用该装置的光网络装置
技术领域
本发明涉及光插分复用器(Optical add drop multiplexer)以及使用该装置的光网络装置(Optical metword equipment)，特别涉及使用光纤的光信息传输。
背景技术
在一根光纤中多路(multiplex)传输波长不同的多个光信号(opticalsignal)、来进行信息传输的波分复用(WDM)光传输方式，是对光纤通信的大容量化极为有效的方法。光插分复用器(OADM)，是在传输波分复用信号的光纤网络中的各节点(node)所配置的传输装置(transmission equipment)的一种，是从在光纤所传输的WDM信号中只分接必要的波长的信号分接来接收，又在WDM信号插接(add)从本节点所送出的光信号的技术。在光插分复用器中，在光纤中所传输的大部分WDM信号可以无需接收后变为电信号而使其光信号原样透过(通过)，所以具有可以大幅减少各节点所必须的光发送/接收器(optical transceivers)数目的优点。在其中，通过使用光开关等，可以根据需要变更在各节点插·分的波长的可变(reconfigurable)光插分复用器(ROADM)，可以根据将来的网络发展灵活地变化传输装置的构成并设定波长线路，所以受到广泛关注。在非专利文献1中示出了其代表性的构成。另外，为了叙述简便，以下将本装置称为光插分复用器。
图5表示代表性的以往的光插分复用器140的构成。从其他的光插分复用器等的波分复用传输装置所传输的波分复用信号，从输入波分复用光纤线路101输入后，输入光插分复用140。本例子是8波长的光信号被波分复用的例子，波分复用信号通过光波长多路分解器(optical wavelengthdemultiplexer)102，按波长λ1～λ8的波长被多路分解(demultiplex)为不同的通过光路径104-1～8，之后，再通过光波长复用器(optical wavelengthmultiplexer)110被波分复用后，由输出波分复用光纤线路111向其他的光传输装置送出。作为光波长多路分解器102或光波长复用器110，通常使用AWG(阵列波导光栅Arrayed Waveguide Grating)元件(device)、或串联连接了电介质多层膜(multilayered dielectric thin-film)或光纤光栅(optical fiber grating)等的元件等。
在各通过光路径104-1～8的途中，配置有用于切换光信号的插·分状态的2×2光开关141-1～8。各2×2光开关，可以切换为通过状态、或插·分状态的2个状态。所谓通过状态，如2×2光开关141-1的例子所示，是将从输入波分复用光纤线路(input)101经由光波长多路分解器102输入给各通过光路径的各波长的光信号(例如：λ1)，原样经由光波长复用器110输出给输出波分复用光纤线路111的状态。另一方面，所谓插·分状态，如2×2光开关141-2的例子所示，是在将从输入波分复用光纤线路(input)经由光波长多路分解器102输入给各通过光路径的各波长的光信号(例如：λ2)取出到分接光输出光纤108-2的同时，将从插接光输入光纤109-2输入的波长的光信号λ2连接到通过光路径104-2，经由光波长复用器110输出给输出波分复用光纤线路111的状态。即，从输入波分复用光纤线路101所输入的各波长λN的光信号，当对应了的光开关141-N为通过状态时，穿过本光分插复用器(通过)，另外，当光开关141-N为插·分状态时，通过本光插分复用器被分接·取出，同时，追加(插接)新的光信号，并输出给输出波分复用光纤线路111。
另一方面，使用了OADM等的波分复用光网络中的重要的功能之一是光保护功能(optical protection function)，其方法例如被公开在专利文献1中。图6是以往的光保护的构成例。本例子是使用现用·备用线路双工在环形(ring)网络的节点124-1～122-2之间所设定的波长λ1的光信号的路径，当在现用线路发生故障时，在接收一侧切换到备用一侧的光1+1方式。光网络，是通过右转的现用波分复用光纤多路线路120和左转的备用波分复用光纤线路121两根光纤线路，连接3个节点124-1～3的构成。在各节点中配置有现用一侧的以往的光插分复用器143-1～3、和备用一侧的以往的光插分复用器144-1～3，分别与现用波分复用线路120与备用波长线路121连接着。节点124-1与124-2的光插分复用器，插·分波长λ1的信号，相互进行通信。
当不使用光保护时，不使用备用线路121或图中的1∶2光耦合器128、2×1光开关142，而只使用现用波分复用光纤线路120进行传输(transmit)。即，做成将光发送器125-1连接到现用一侧光插分复用器143-1的插接光输入光纤109-1-1、将光接收器126-2连接到现用一侧光插分复用器143-2的分接光输出光纤108-2-1的构成，光信号通过波长λ1的现用光信号的路径122-1右转从节点124-1传输给124-2后被接收。另外，同时，做成将光发送器125-2连接到现用一侧光插分复用器143-2的插接光输入光纤109-2-1，并将光接收器126-1连接到分接光输出光纤108-2-1的构成，光信号通过波长λ1的现用光信号的路径122-2右转从节点124-2，通过通过状态的节点143-3，传输给124-1后被接收。但是，在该状态下，如果在光信号的路径上发生光纤切断(fiber cut)等故障(failure)132时，会导致现用光信号的路径122-1不能使用，而不能从节点124-1向124-2进行通信。
光保护是在发生这样的故障时迅速恢复线路(signal line)的功能。在本以往的例子中，准备反转的备用波分复用线路121，在发送侧节点(例如124-1)，使用1∶2光耦合器127-1分接2个从光发送器125-1所输出的光信号，在输入现用一侧的插接光输入光纤109-1-1的同时，也输入备用一侧光插分复用器144-1的插接光输入光纤109-1-2。在备用一侧波分复用光纤线路121中，本光信号沿着波长λ1的备用光信号的路径123-1，左转传输，通过(pass through)节点124-3，到达节点124-2，并由备用一侧光插分复用器144-2的分接光输出光纤108-2-2输出。做成这样的结构：在光接收器126-2正前面配置有2×1光开关142-2，选择现用一侧与备用一侧的分接光输出光纤108-2-1及108-2-2的任意一方的光信号，并导入光接收器126-2。2×1光开关142-2通常选择现用一侧，但是，如果发生故障，而现用一侧的光信号122-1被中断，则光开关控制电路145-2，接收故障信号107-2，通常在数毫秒内迅速将2×1光开关142-2切换到备用线路一侧，将通过了备用光信号的路径123-1的光信号导入光接收器126-2，使光信号不被中断。光保护功能，对于从节点124-2向124-1的线路，也完全相同地安装。
【专利文献1】特开平6-244796号公报。
【非专利文献1】“Configurable OADM Module”サンテツク社カタログ2003年3月p.1。
发明内容
为了实现上述的光保护功能，必须2×1光开关142-1～2、光开关控制电路145-1～2等追加部件或插板，因此，存在装置成本上升、更多地须要收容追加插件板的空间等问题。另外，当各波长的线路需要这些功能时，要向远离数10Km的节点124-1、124-2配送必要的部件或插件板，且工作人员(operator)要进行安装，甚至至提供服务，存在要花费过多的时间的问题。
另外，当使用了外加的光开关时，只能实现1+1(1+1：one plus one)或1∶1(1∶1：one to one)等构成的简单的光保护，但这些光保护不能应对向备用线路的别的通信业务(information traffic)的利用或多路故障(multiplefailure)等，存在经济性或可靠性低的问题。
在上述课题之中，必须外加的追加部件或插件板、收容空间等的问题，通过做成在光插分复用器配置可以切换为光信号的插接状态与非插接状态的插接开关、以及与其独立地可以切换为光信号的分接状态与非分接状态的分接开关，将这些插接开关或分接开关作为光保护开关使用，在发生故障时进行切换，可以得到解决。
例如1+1光保护，通过下述方法来实现：在光信号的路径的最下游所配置的现用线路一侧的光插分复用器，通常做成为将分接开关设定为分接状态，在发生了故障时切换为非分接状态；另外在光信号的路径的最下游配置了备用线路一侧的光插分复用器中，通常将分接开关设定为非分接状态，在发生了故障时切换为分接状态。
另外，1∶1光保护，通过下述方法来实现：在光信号的路径的最上游所配置的现用线路一侧的光插分复用器，通常做成为将插接开关设定为插接状态，在发生了故障时切换为非插接状态，另外，在光信号的路径的最上游所配置的备用线路一侧的光插分复用器，通常做成为将插接开关设定为非插接状态，在发生了故障时切换为插接状态。
如果要做成兼具上述1+1光保护和1∶1光保护的功能，则在一种光插分复用器中可以实现双方的光保护功能。
另外，更复杂的光跨距开关(span Switch)或光环型开关等的高功能的光保护方式，在现用一侧的光插分复用器中，当故障在正上游发生时，可以通过将插接开关切换为插接状态来实现；另外，当故障在正下游发生时，可以通过将分接开关切换为分接状态来实现。在备用一侧的光插分复用器中，当故障在现用线路一侧的正上游发生时，可以通过将分接开关切换为分接状态来实现；另外，当故障在现用线路的正下游发生时，可以通过将插接开关切换为插接状态来实现。
另外，通过在各波长的光信号的路径上配置遮断(block)通过光的开关，在本发明中可以混合使用1∶1光保护或1+1光保护等多个不同的光保护方式。
配置有本发明的光发送器或光接收器的节点，当将由光发送器等外部光源所输入的光信号插接到波分复用线路时，通过1∶2光耦合器2分路之后，可以通过分别与现用一侧光插分复用器的插接光输入光纤以及备用一侧光插分复用器的插接光输入光纤连接，另外，当从波分复用线路分接并接收光信号时，使用2∶1光耦合器，分别将现用一侧光插分复用器的分接分接光输出光纤以及备用一侧光插分复用器的分接分接光输出光纤与光耦合器的2个输入光纤连接，由光耦合器的输出光纤输出两分接分接光输出光纤的输出光的任意一个，并接收此输出光来实现。
特别是配置在上述发送/接收节点的光发送/接收器，通过采用内置了1；2光耦合器的2输出光发送器或内置了2∶1耦合器的输入光接收器、或组合双方的2输出2输入光发送/接收器的方式，可以实现更小型且模块性高的装置。
另外，作为用于实现光跨距开关(span switch)功能的网络装置的节点的构成，可以通过将现用一侧正向光插分复用器的分接分接光输出光纤与备用一侧正向光插分复用器的插接光输入光纤、将备用一侧正向光插分复用器的分接分接光输出光纤与现用一侧正向光插分复用器的插接光输入光纤、将现用一侧反向光插分复用器的插接分接光输出光纤与备用一侧反向光插分复用器的分接光输入光纤、将备用一侧反向光插分复用器的分接分接光输出光纤与现用一侧反向光插分复用器的插接光输入光纤相互连接来实现。
另一方面，作为用于实现环型开关(ring switch)功能的网络装置的节点的构成，可以通过将现用一侧正向光插分复用器的分接光输出光纤与备用一侧反向光插分复用器的插接光输入光纤、并且将备用一侧正向光插分复用器的分接光输出光纤与现用一侧反向光插分复用器的插接光输入光纤、并且将现用一侧反向光插分复用器的分接光输出光纤与备用一侧正向光插分复用器的插接光输入光纤、并且将备用一侧反向光插分复用器的分接光输出光纤与现用一侧正向光插分复用器的插接光输入光纤相互连接来实现。
特别是，通过在各光插分复用器配置可以相互替换多个插接光纤以及分接光纤的输出信号的矩阵开关、或者分别将插接光纤以及分接光纤分路成多个光纤的光耦合器，进行上述光跨距开关用的连接和上述环型开关用的连接的任意一方或双方的连接，可以同时实现光跨距开关和环型开关，进而可实现在一般的网状网络(mesh optical network)的光保护。
另外，为了对跨多个光网络的光信号按各网络实现光保护，可以做成如下构成：即在2个网络的连接点将第一光网络的现用以及备用一侧光插分复用器的分接光输出光纤，分别与第一的2∶2光耦合器的2个输出光纤连接，并且将第一的2∶2光耦合器的2个输出光纤分别与第二光网络的现用一侧以及备用一侧光插分复用器的插接光输入光纤连接，另外，将第二光网络的现用以及备用一侧光插分复用器的分接光输出光纤分别与第二的2∶2光耦合器的2个输出光纤连接，并且将第二的2∶2光耦合器的2个输出光纤分别与第一光网络的现用一侧以及备用一侧光插分复用器的插接光输入光纤连接的构成。
本发明的1+1光网络整体，在配置了权利要求2的现用一侧以及备用一侧光插分复用器的光网络装置中，可以通过以下来实现：在向光信号的波分复用线路的输入/输出点配置权利要求8的光网络装置，使用现用线路和备用线路双方将光信号从最上游的输入点传输到最下游的输出点，通常使用配置于最下游的现用一侧以及备用一侧光插分复用器的分接开关，只分接并接收在现用一侧的路径传输的光信号，当发生了故障时，切换配置于最下游的现用一侧以及备用一侧光插分复用器的分接开关，只分接并接收在备用一侧的路径传输的光信号。
另外，本发明的1∶1光网络整体，在配置了权利要求3或4的现用一侧以及备用一侧光插分复用器的光网络装置中，可以通过以下来实现：在向光信号的波分复用线路的输入/输出点配置权利要求8的光网络装置，通常只使用现用一侧的光路径，将该光信号从最上游的输入点传输到最下游的输出点，当发生了故障时，切换配置于最上游的现用一侧以及备用一侧光插分复用器的插接开关，向备用一侧的路径传输光信号。
再者，本发明的光跨距开关或环型开关型的光网络整体，在配置了权利要求5至6的现用一侧以及备用一侧光插分复用器的光网络装置中，可以通过以下来实现：在向光信号的波分复用线路的输入/输出点配置权利要求8的光网络装置，通常只使用现用一侧的光路径将光信号从最上游的输入点传输到最下游的输出点，当发生了故障时，在故障点的正上游以及正下游的现用一侧以及备用一侧光插分复用器中，切换插接开关或分接开关的状态，绕开现用线路的故障区间(faulty span)，向备用一侧的路径传输光信号。
另外，对于跨多个光网络的光信号的1+1光保护，可以通过以下来实现：使用权利要求13的光网络相互连接各光网络的输入/输出点，在光信号的输入/输出点配置权利要求8的光网络装置，在各光网络，使用现用一侧与备用一侧的光路径双方，将该波长的光信号从各光网络的输入点传输到各光网络的输出点，当在某光网络发生了故障时，切换配置于光网络的输出点的权利要求13的光网络装置的第一现用一侧以及备用一侧光插分复用器的分接开关，选择在备用一侧的路径上传输的光信号，向第二网络或权利要求8的光网络装置输出。进而，1∶1或环开关等的光保护，可以通过以下来实现：在各光网络，只使用现用一侧的光路径，将光信号从各光网络的输入点传输到各光网络的输出点，当在某光网络发生了故障时，切换配置于光网络的输入点的权利要求13的光网络装置的第二现用一侧以及备用一侧光插分复用器的插接开关，使用备用一侧的路径传输光信号。
根据本发明，无需外加的有源部件(active parts)，就可以实现光保护功能。另外，可以实现高功能且成本效果好、增加了耐故障性(failure resistivity)的可靠性高的光保护。进而，可以实现特别高速的光保护。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式的构成图；
图2是表示本发明的第1实施方式中的1+1光保护时的网络构成的图示；
图3是本发明的第1实施方式中的节点的构成图；
图4是表示本发明的第2实施方式的构成图；
图5是以往的光插分复用器的构成图；
图6是以往的1+1光保护的构成图；
图7是表示使用了以往的光插分复用器的光保护问的题点的构成图；
图8是表示本发明的第3实施方式的构成图；
图9是表示本发明的第4实施方式的构成图；
图10是表示本发明的第5实施方式的构成图；
图11是表示本发明的第6实施方式的构成图；
图12是表示本发明的第7实施方式的节点的构成图；
图13是表示本发明的第8实施方式的节点的构成图；
图14是表示本发明的第9实施方式的节点的构成图；
图15是表示本发明的第10实施方式的构成图；
图16是表示本发明的第11实施方式的构成图；
图17是表示本发明的第12实施方式的构成图；
图18是表示本发明的第1实施方式中的光开关切换状态的表；
图19是表示本发明的第3实施方式中的光开关切换状态的表；
图20是表示本发明的第4、5实施方式中的光开关切换状态的表。
符号说明
100-本发明的光插分复用器(OADM)，101-输入波分复用光纤线路，102-光波长多路分解器，103-1×2光开关(分接开关)，104-通过光路径，105-2×1光开关(插接开关)，106-光开关控制电路，107-故障信息，108-分接光输出光纤，109-插接光输入光纤，110-光波长复用器，111-输出波分复用光纤线路，112-插接开关控制信号，113-分接开关控制信号，120-现用一侧波分复用光纤线路，121-备用一侧波分复用光纤线路，122-波长λ1的备用光信号的路径，124-节点，125-光发送器，126-光接收器，127-1∶2光耦合器(光分接器)，128-2∶1光耦合器(光复接器)，130-现用一侧的本发明的光插分复用器，131-备用一侧的本发明的光插分复用器，132-故障，133-波长λ1的接收光的路径，134-波长λ1的发送光的路径，135-故障检测电路，136-检测信号，137-输入/输出光线路，138-2输出2输入光发送/接收器，139-来自波长λ1的备用线路的接收光的路径，140-以往的光插分复用器，141-2×2光开关，142-2×1光开关，143-现用一侧的以往的光插分复用器，144-备用一侧的以往的光插分复用器，145-光开关控制电路，150-连接点，151-分接光用N输入N输出矩阵开关，152-插接光用N输出N输出矩阵开关，153-矩阵开关输出光纤，154-矩阵开关输入光纤，155-通过光遮断开关，160-正向现用波分复用光纤线路，161-反向现用波分复用光纤线路，162-正向备用波分复用光纤线路，163-反向备用波分复用光纤线路，164-本发明的正向现用光插分复用器，165-本发明的反向现用光插分复用器，166-本发明的正向备用光插分复用器，167-本发明的反向备用光插分复用器，168-2∶2光耦合器。
具体实施方式
实施本发明的较佳方式，是这样的的结构：即在图1所示的以往的光插分复用器100，配置切换分接光的分接·非分接状态(drop/non-drop state)的1×2光开关103-1～8、和切换插接光的插接·非插接状态(add/non-add state)的2×1光开关105-1～8，可以独立地设定插接状态和分接状态，并且接收光信号的故障信号107后，光开关控制电路106-1～106-8切换插·分开关，来提供光保护功能。进而如图4所示，还将本光插分复用器分别与现用·备用的波分复用光纤线路120以及121连接，根据故障的发生处所·必要的光保护方式，构筑分别切换现用一侧和备用一侧的光开关的节点124，使用本节点构筑图2的光网络。
实施例1
图1是表示本发明的第1实施方式的构成图，表示本发明的光插分复用器(OADM)100的构成例。本发明的光插分复用器100，配置于输入波分复用光纤线路101与输出波分复用光纤线路111之间。所输入的波长λ1～λ8的8波长的波分复用光信号，由光波长多路分解器102按波长分接给不同的通过光路径104-1～8，之后，再由光波长复用器110进行波分复用后输出。
在各通过光路径104-1～8的途中，分别配置有用于设定光信号的分接状态·插接状态的1×2光开关(分接开关)103-1～8以及2×1光开关(插接开关)105-1～8。配置于通过光路径104-N的分接开关103-N，是1输入2输出的光开关，可以设定为是从由输入波分复用光纤线路101所输入的波分复用信号之中取出(分接状态，例103-1)波长λN的光信号，输出给分接光输出光纤108-N，还是原样通过(非分接状态，例103-8)。另外，插接开关105-N，是2输入1输出的光开关，可以设定为是将从插接光输入光纤109-N所输入的光信号输出给输出波分复用线路111(插接状态，例105-1)，还是原样穿过从前端的分接开关103-N所输出的光信号(非插接状态，例105-2)。各光开关控制电路106-1～106-8，根据故障信号107，切换分接光开关103-1～103-8以及插接开关105-1～8的状态，来实现后述的光保护。
在本发明的光插分复用器中未使用光保护时的动作，与以往的光插分复用器相同。即，可以将与插接分接某波长λN的光信号时对应的分接开关103-N与插接开关105-N同时分别设定为分接·插接状态。另外，当通过波长λN的光信号时，可以将两者同时设定为非分接·非插接状态。
图2是在本发明的第1实施方式中使用2光纤1+1光保护(two-fiber1+1protection)时的网络构成，为了简单，只表示从节点124-1向节点124-2传输光信号的路径。现用·备用光插分复用器130·131，是分别与图1相同的方式。从光发送器125-1所输出的光信号，与以往的光保护一样，通过1∶2光耦合器127-1被分接为2之后，输出本发明的现用一侧光插分复用器130-1的插接光输入光纤109-1-1、和本发明的备用一侧光插分复用器131-1的插接光输入光纤109-1-2，各自通过右转和左转的波长λ1的现用路径122以及备用路径123，传输给接收一侧节点124-2内的本发明的现用一侧光插分复用器130-2、备用一侧光插分复用器131-2。在接收节点124-2内，光接收器126-2，是做成通过2∶1光耦合器(光复接器)128-2，与现用一侧光插分复用器130-2的分接光输出光纤108-2-1以及备用一侧光插分复用器131-2的分接光输出光纤108-2-2连接的结构，是将两光纤的光信号一同导入光接收器126-2的结构。
当要实现1+1型的光保护构成时，在发送一侧的光插分复用器130-1、131-1中，将内部的插接开关(图1的105-1)固定为插接状态，两信号被同时送出给现用·备用波分复用线路120·121。另外，在接收一侧，当线路正常时，将现用一侧的光插分复用器130-2内部的分接开关(图1的103-1)设定为分接状态，另外，将备用一侧的光插分复用器131-2内部的分接开关(图1的103-1)设定为非分接状态。该结果，只从分接光输出光纤108-2-1输出通过了现用光信号路径122的波长λ1的光信号，通过2∶1光耦合器128-2，被输入光接收器126-2。
当发生了线路故障132时，在接收一侧节点124-2内部，将现用一侧的光插分复用器130-2内部的分接开关(图1的103-1)设定为非分接状态，另外，将备用一侧的光插分复用器131-2内部的分接开关(图1的103-1)设定为分接状态。该结果，成为从分接光输出光纤108-2-1不输出光信号，重新从分接光输出光纤108-2-2输出通过了备用光信号路径122的波长λ1的光信号，而变成被输入到光接收器126-2的状态，故可以达到光保护的功能。
另外，在本发明的光保护构成中，可以独立控制插接开关与分接开关是必要条件。这是因为在光环形网络的1+1光保护中，在固定了发送一侧的插接开关的状态下，必须要只切换分接开关的状态。图7表示使用采用了2×2光开关的以往的光插分复用器143、144构成了本发明的光保护时的问题点。在本例子中，光发送器125-1与光接收器126-1分别通过发送光的路径133以及接收光的路径134与别的节点的光接收器·光发送器连接。在本例子中，是这样的例子：为了实现1+1光保护，设定成：分别将现用一侧和备用一侧的2×2光开关141-1、141-2设置为插·分状态后，光发送器125-1的输出光同时被输出给现用一侧与备用一侧的波分复用电路120-2、121-2。这时，两2×2开关也被固定为分接状态。因此，导致从现用一侧波分复用光纤线路120-1和备用一侧波分复用光纤线路121-1输入的波长λ1的光信号，如路径133-1以及路径133-2所示，一同通过2×2光开关141-1、141-2，同时被输入了2∶1光耦合器128-1。因此，显然，由于发生两光信号的冲突(collide)，而导致不能接收光信号，故此，使用了2×2光开关的光插分复用器不能适用于本发明的光保护。
另外，假设在平常时现用一侧的2×2光开关141-1设定为插·分状态，备用一侧的2×2光开关141-2设定为通过状态，因为将光信号只发送给现用一侧的波分复用线路，所以立刻就可以回避上述的冲突状态。在该状态，如果在故障发生时将现用一侧的2×2光开关141-1切换为通过状态，将备用一侧的2×2光开关141-2切换为插·分状态，则光路径整体切换到备用线路，一看便知，在发送一侧是否可以实现切换光路径的1∶1光保护。但是，在本例子中，存在如下问题：即与从本节点的光发送器125-1将光信号发送给对方节点的去路的光线路的同时，也同时从现用线路将在光接收器126-1接收的返路的光信号切换到备用线路。即，例如如图6所示，当在某地点发生了光纤切断等故障132时，与从节点124-1到节点124-2的去路相当的现用一侧光路径122-1一同，返路的备用一侧光路径123-2有可能同时蒙受故障。但是，在本例子中，显然，因为去路·返路一同切换为备用线路，所以就其返路而言，有时会从正常的现用线路122-2切换到了发生故障的备用线路123-2，当仍然使用2×2光开关时，不能实际安装正确的光保护。
即使在不是上述那样的环型的、直线状(1inear)·网状等其他方式的光保护中，使用了2×2光开关的光插分复用器也不能应用于本发明。在这些形态的网络中，图7的光发送器125-1与光接收器126-1不是与同一节点通信，而是与相互不同的节点，即光接收器126-1与波分复用线路120-1、121-1的上游一侧的节点连接，另一方光发送器125-1与120-2、121-2的下游一侧的节点连接。因此，例如在上游一侧的现用线路120-1中发生了故障时，如果将2×2光开关141-1切换到通过状态，则会导致也切断了与完全无关的节点连接着的光发送器125-1的光路径134，而不能实现正常的光保护。因而，可以独立切换插接开关与分接开关，在发生故障时切换这些光开关这一点，是本发明的必要条件。
图3是本发明的第1实施方式中的网络节点的构成图。在各节点，配置有分别与现用以及备用一侧波分复用光纤线路120以及121连接着的、现用以及备用一侧的本发明的光插分复用器130-1以及131-1。从发送器125-1输出的波长λ1的光信号，在1∶2光耦合器127-1被分接为2个之后，分别与现用·备用一侧的本发明的光插分复用器130-1以及131-1的插接光输入光纤109-1-1、109-1-2连接，被插接到现用·备用一侧的两个波分复用线路。在图2中虽然省略了，但是，当本节点被2光纤环型网络使用时，为了接收来自对方节点的光信号，采用现用·备用一侧的分接光输出光纤108-1-1、108-1-2与2∶1光耦合器128-1连接，并将所合成的输出输入光接收器126-1的构成。
在本发明中，在1个节点，可以对多个光线路分别独立地设定光保护。在本例子中，假定2光纤环型网络，在波长λ7，也将现用一侧·备用一侧的插接光输入光纤109-7-1、109-7-2与1∶2光耦合器127-7连接，另外，将分接光输出光纤108-7-1、108-7-2与2∶1光耦合器128-7连接，并向波长λ7的输入/输出光线路137提供1+1光保护。输入/输出波分复用线路，如图所示，也可以取出到本节点的外部，与外部的光传输装置或别的网络连接，另外，也可以在节点内部与别的光发送/接收器或其他的光传输装置、别的网络连接。再者，光发送器125-1和光接收器126-1，虽然在2光纤光环型网络中是用于相互与同一节点通信的，但是，在4光纤(four fiber)以上的光环型网络或直线型、网状型网络中，不一定限于供同一节点的通信。因此，有时成对的光发送/接收器的任意一方如图所示与现用以及备用一侧波分复用光纤线路120以及121连接，而另一方与别的波分复用线路(例如反向)连接。
图18的表1表示本发明的第1实施方式中的光开关的状态变化图。本例子虽然只对图2的节点124-2内的光插分复用器进行了示出，但是，如果是1+1光保护的输入/输出点的节点，则其他的节点也相同。因为在1+1光保护中，是在接收一侧选择正常的线路的形式，所以，发送线路用的插接开关总是设定为插接状态，在故障时或从故障恢复(restoration)时(切回)，进行相当接收端的最下游的现用一侧·备用一侧光插分复用器130-1以及131-1-1的分接开关的切换。即，在本节点，关于要分接的光波长，通常时将现用一侧的分接开关设定为分接状态，将备用一侧的分接开关设定为非分接状态来运用。当在本节点要接收的现用一侧线路发生了故障132时，将现用一侧的分接开关设定为非分接状态，将备用一侧的分接开关设定为分接状态，接收备用线路一侧的光信号，这样，就可以救济发生了故障的光信号。另外，在输入/输入点以外的节点，波长λ1的插·分开关全部固定为通过状态来运用。
另外，虽然在上述例子中一贯地示出了波分复用数为8的例子，但是，实际上波长数不局限于该值，可以是从在一般的波分复用传输装置中所使用的波长数的最小1到数百以上的任意值。另外，不必所有的波长或波长线路都供给实际的光信号的传输，也可以有未使用的波长。再者，在本发明中，光保护的功能，虽然多数被安装在光插分复用器，但是，不一定必须使用该功能，即使是同一网络内，可以按各波长线路独立地设定其使用·不使用。
另外，在本发明中阐述的所谓故障(failure)，包括有因光纤的切断(break)、由于弯曲(bending)·老化(aging)导致的损失(loss)的急增、传输品质(transmitted signal quality)的降低(误码率的增加(bit error ratio))、设备的故障、节点的故障等使光信号的传输状态大大降低，或不可传输的多种现象。以下，当使用了称之为正上游(或正下游)的光插分复用器的表示时，是指从发生了故障的光纤区间或节点和装置向上游一侧(或下游一侧)数、下一个光波长插接装置，或是指在上游一侧(或下游一侧)最初检测到故障的光插分复用器。
另外，插接光输入光纤109或分接光输出光纤108、波分复用光纤线路120等虽然使用了光纤这样的一般的安装状态，但是，实际上不一定要使用光纤，可以是其一部分从光纤连接(optical fiber connector)那样的输入/输出端口输入/输出插·分光信号的方式，或是空间中的光射束(spatial opticalbeam)或波导(optical waveguide)中的波分复用线路。另外，也可以在连接部等任意追加延长用的加接电缆(patch cable)。
另外，在本例子中未示出有无光放大器(optical amplifier)或可变光衰减器(variable optical attenuator)、光增益均衡器(optical gain equalizer)光过滤器(optical filter)等部件，这是因为只显示了本发明必须的功能，也可以根据需要任意配置。另外，本发明所示的1×2光开关等光部件，也可以通过在1∶2光耦合器的2个输出部分别配置可变光衰减器等多个部件的组合来实现相同的功能。同样地，1×2、2×1等为功能的最小限，光开关也可以分别用2×2光开关或更大规模的光开关代替，只使用其一部分。另外，这些光开关(large-scale optical switch)或其他的部件，也可以用一体化的光模块(opticalmodusle)构成，或作为同一的光电路(optical circuit)集成(integrate)在波导电路基板上来实现。
根据本发明，不用光开关或光开关控制电路等外附的有源部件，就可以实现光保护功能。
另外，可以将多个不同的光保护方式混合起来使用。
再者，因为在发生故障时通过切换作为开关规模小的1×2、2×1光开关的分接开并或插接开关来实现光保护，所以可以实现非常高速的光保护。
实施例2
图4是表示本发明的第2实施方式的构成图，表示在将故障检测电路135内置于本发明的光插分复用器内的同时，使用了2输出2输入光发送/接收器138的节点124-1的构成。在本实施例中，分接从光波长多路分解器102-1、102-2所输出的各波长的光信号的一部分，被导入到故障检测电路(failuredetection circuit)135。本故障检测器，例如是当各波长的光信号的强度(intensity)变为某规定值以下时、判定为发生了故障的装置，波长λ1的现用一侧的故障检测电路135-1检测出的现用线路的故障信息被分接为2，分别与波长λ1的现用一侧和备用一侧的光开关控制电路106-1以及106-2连接。另外，同样，波长λ1的备用一侧的故障检测电路135-2检测出的备用线路的故障信息也被分接为2，分别与波长λ1的现用一侧和备用一侧的光开关控制电路106-1以及106-2连接。各光开关控制电路，例如像光开关控制电路106-2那样来生成插接开关控制信号112-1以及分接开关控制信号113-1，并设定这些开关的状态。
当要实现1+1光保护时，现用一侧的开关控制电路106-1总是将插接开关105-1固定为插接状态，另外通常如图所示将分接开关103-1设定为分接状态。当由故障检测电路135-1通知在现用线路一侧发生了故障时，在由备用线路一侧的故障检测电路135-2确认备用线路为正常之后，将分接开关103-1切换到非分接状态。另外，备用一侧的开关控制电路106-2总是将插接开关105-2固定为插接状态，另外，通常如图所示将分接开关103-2设定为非分接状态。当由故障检测电路135-1通知在现用线路一侧发生了故障时，同样，在确认了备用线路一侧为正常之后，将分接开关103-2切换到分接状态。这样一来，可以使用本发明的光插分复用器130、131构筑具有光保护功能的节点，实现自律的光保护。
另外，在本例子的1+1光保护中，当将分接开关切换到了非分接状态时，光信号例如如备用一侧的139那样来通过分接开关103-2，作为漏光(leaksignal light)被输入到了插接开关105-2。因而，因为插接开关总是被固定为插接状态，所以光路径139的漏光在插接开关的输入被遮断，不会产生不利影响。
另外，2输入2输出光发送/接收器138，是将光发送器125-1和光接收器126-1以及1∶2光耦合器127-1和2∶1光耦合器128-1安装为一体的构成，通过将其2输入端口和2个输出端口(output port)与本发明的现用一侧·备用一侧分接光输出光纤108-1和108-2以及现用一侧·备用一侧光输出光纤108-1和108-2的4根光纤连接，可以较容易地实现本发明的1+1或1∶1环型光保护。特别是，因为1∶2光耦合器127-1和2∶1光耦合器128-1是非常小型的无源部件，所以通过这样组装在发送/接收器内，可以不需要外附的部件，提高各部件的模块性，可以紧凑地进行安装。另外，当用于一般的光保护时，2个输出端口和2个输入端口分别与相互不同的的波分复用线路(正向和反向等)的现用一侧·备用一侧连接，而在这种场合下也与上述的效果相同。另外，这个光耦合器，也可以预先配备于现用或备用光波分复用分接装置的任意一方或双方的内部。
在故障检测电路中如果是判定光线路的故障状态，可以应用各种各样的方式·功能的电路。例如，有以下方法：即使用通过光检测器(photo detector)和阈值判定电路(threshold decision circuit)来判定光信号的强度的电路、将光检测器和时钟脉冲抽出电路(clock extraction circuit)组合起来通过既定的时钟脉冲频率(signal clock frequency component)的有无来检测线路故障状态的电路、测定光信号的Q值(Q-factor)或SN比(SNR：signal to noise ratio)·误码率·眼图(eye-opening)的大小等的光特性监视器的方法等。另外，故障信息不一定根据本节点内的信息来检测，也可以使用由位于适当离开的场所的别的传输装置或光放大器的监视系统(optical amplifier supervisory system)等节点外部所提供的信息。
实施例3
图8是本发明的第3实施方式，表示在本发明中的2光纤环型网络的1∶1光保护的实现例。发送节点124-1以及接收节点125-1内的配置，与图2所示的1+1光保护的构成相同，在本发明中，通过变更软件的设定，可以根据需要选择任意的光保护方式。1∶1光保护，是在发送一侧将光信号只发送给正常的光纤线路一侧的方式，在正常状态下，如图19所示，将发送节点124-1内的现用一侧的光插分复用器130-1内部的波长λ1的插接开关设定为插接状态，将备用一侧的光插分复用器131-1内部的波长λ1的插接开关设定为非插接状态。一检测到现用线路122的故障，就颠倒两插接开关的状态，将光信号只插接到备用一侧的线路，只通过备用一侧的路径，光信号达到接收一侧节点124-2。
另外，分接侧开关不一定要进行切换，也可以总是设定为分接状态。但是，因为也存在从分接侧的输出光纤输出噪声光(noise light)而恶化光传输特性等问题，所以通常情况下，在备用一侧发生故障时，也可以将现用一侧的分接开关切换为非分接状态。
实施例4
图9是本发明的第4实施方式，表示在直线型构成的光网络中应用于光跨距开关型的光保护的例子。在本例子中，现用波分复用光纤线路120和备用波分复用光纤线路121在同一路径同方向传输。在这样的网络中，一般为在同路径上再配置反向的现用·备用线路的4光纤型，但是，在本例子中省略了反向的路径。在线路的途中，配置有一个一个地分别分配了现用·备用一侧的光插分复用器130-1～4、131-1～4的4个网络节点。光发送器125-1与光接收器126-4的配置构成，与以前的实施方式相同，分别通过光耦合器127-1、128-4与现用一侧和备用一侧的光插分复用器130-1和131-1、以及130-4、131-4连接。另一方面，在途中的节点，例如设定成：可以将现用一侧的光插分复用器130-2的波长λ1的分接光输出光纤108-2-1与备用一侧光插分复用器131-2的插接光输入光纤109-2-2在连接点150分别相互连接，另外将备用一侧的波长λ1的分接光输出光纤108-2-2与现用一侧的插接光输入光纤109-2-1在连接点150分别相互连接，将一方的分接光作为另一方的插接光输入。连接点150为方便起见示出了光纤的连接点，可以没有物理的实体。
将在本例子中的光开关的状态表示为图20的表3。通常情况下，波长λ1的光开关，设定成：现用一侧光插分复用器130-1内的插接开关设定为插接状态，130-2～3的插接开关设定为非插接状态，130-1～3的分接开关设定为非分接状态，130-4的分接开关设定为分接状态，而现用一侧的光信号从光发送器125-1通过点线的路122到达光接收器126-4。另一方面，在备用线路一侧中，例如将全部的插接分接开关设定为非插接·非分接状态。
当在现用一侧的波分复用光纤线路120-3发生了故障132时，一旦其正上游、正下游的现用一侧光插分复用器130-2和130-3识别出故障的发生，则前者将分接开关设定为分接状态，后者将插接开关设定为插接状态。同时，被通知了故障信息的备用一侧的光插分复用器131-2将插接开关切换为插接状态，131-3将分接开关切换为分接状态，生成绕过故障点(point of failure)前后的路径。由此，光信号如路径123所示，在故障132的前后避开故障，迂回到备用线路，并再次返回到现用线路120-4。这样的光保护，是以光纤跨距(optical fiber span)单位绕过故障的方式，在本发明中称为光跨距开关。
另外，在本例子中，只有配置了光发送器125-1与光接收器126-1的节点与其他的节点的构成不同，是配置光耦合器后将发送/接收器与现用·备用一侧双方的光插分复用器连接的构成，这是为了与在这些节点的正前·正后发生的故障对应。即，这是因为当光发送器125-1的光信号只被输入到现用一侧光插分复用器130-1时，如果在其稍后的现用一侧波分复用线路120-2发生故障，则没有使光信号绕到备用一侧的单元，导致不可能恢复。另外，故障发生时的切换状态与别的节点相同，在现用·备用一侧的光插分复用器130-1和131-1分别将插接开关切换到非插接·插接状态，另外，在现用·备用一侧的光插分复用器130-4和131-4分别将分接开关切换到非分接·分接状态。
在本例子中，虽然通常情况下将备用一侧的全部的插·分开关置成了非插接·非分接状态，但是，因为在备用一侧波分复用光纤线路121不存在波长λ1的光信号，所以不一定要置成该状态。但是，如果将全部的插·分开关置成非插接·非分接状态，则因为备用一侧的波长λ1的线路为通过状态而为不存在光信号的状态，所以可以用于其他的光信号的传输，由此，可以增加本发明的成本效果。当然，该光信号，因为在故障发生时不能传输，所以流入备用一侧的信号必须是优先度低的额外流量(extra traffic)。
另外，上述的本发明的1+1光保护或1∶1光保护，在这样的直线型网络或一般的网状网络也可以实现。这时，光信号在接收一侧或发送一侧选择是使用现用一侧·备用一侧的哪一侧，并开关整个现用·备用路径。因此，只在配置光发送器125-1和光接收器127-1的节点与以前的实施方式一样地使用光耦合器来将光信号与现用·备用线路连接，光插分复用器按照在图18以及图19各自的表1以及表2所示的那样，切换接收端或发送端的现用·备用光插分复用器内的光开关即可。
根据本发明，可以实现成本效果高、并增强了耐故障性的可靠性高的光保护。
实施例5
图10是本发明的第5实施方式，是在环型光网络中实现了在故障点前后切回(switch back)光信号的环开关型的光保护的例子。在本例子中，现用波分复用光纤线路120与备用波分复用光纤线路121在环型网络上相互反向传输。在这样的网络中，有时做成一般再配置一组的现用·备用线路的4光纤型，但是在本例子中只示出了一组。在线路的途中，分别配置有一个一个地分配了现用·备用一侧的光插分复用器130-1～4、131-1～4的4个网络节点。各节点内的连接构成，除备用线路变为反向这一点，与以前的实施方式相同，另外，光开关的切换顺序也与图20的表3相同。
当在现用线路120-3发生故障时，则其正前、正后的现用一侧光插分复用器130-2和130-3识别故障的发生，前者将分接开关设定为分接状态，后者将插接开关设定为插接状态。另外，同时，被通知了故障信息的备用一侧的光插分复用器131-2将插接开关切换为插接状态，131-3将分接开关切换为分接状态。与前面的例子不同点是，备用路径是反转，绕开故障点，从环型网络的相对一侧的路径迂回。这时因为通过与现用线路120-3相同的路径的备用线路121-3，同时受到光纤切断等故障影响的可能性高。由此，可以提高故障时的恢复性，来实现可靠性高的光保护。
实施例6
图11是表示本发明的第6实施方式的构成图，是在各通过光路径配置通过光遮断开关155以降低漏光的影响，同时，配置分接光用N输入N输出矩阵开关151和插接光用N输入N输出矩阵开关152，以增强光保护功能的灵活性和适应性的例子。
通过光遮断开关155-1～155-8，分别配置于通过光路径104-1～104-8的分接开关103-1～1038的正后面。在本发明的光保护中，在未使用的备用系统等中如果将分接开关103-N置为非分接状态，则有时在后续的插接开关105-N将不需要的信号光作为漏光输入。作为原则，通过将未使用的的插接开关设定为插接状态，可以遮断漏光，抑制其影响。但是，作为特殊的情况，要考虑以下情形：例如本波分复用传输装置100与直线型网络的备用一侧波分复用线路连接，在波长λ8中，对于从波分复用线路101接收的信号，实施1+1光保护，另外，同样在波长λ8中，对于从波分复用线路111发送的信号实施1∶1光保护。这时，分接开关103-8必须以非分接状态使用，插接开关105-8必须以非插接状态使用。但是，因为在上游一侧使用着1+1光保护，所以来自通过了分接开关103-8的上游一侧的漏光原样通过插接开关105-8，导致与后段的1∶1光保护操作干扰(interfere)，而不能动作。
光遮断开关155-N是用于避开这样的不良情况的开关，分别由光开关控制电路106-N控制，控制成漏光在后续的插接开关不透过，或降低漏光。控制逻辑简单，没有有效的通过光，即当本节点为各波长的光路径的终点或起点时，可以将通过光遮断开关设定为遮断状态，另外当通过光存在时可以设定为透过状态。
另外，通过光遮断开关因为可以只在波长线路的设定时工作，所以不一定需要高速开关，也可以通过插接可变光衰减速器变化其损失等来代用。另外，也可以将通过光遮断开关和插接开关或分接开关一体化后，做成同一的模块或集成元件。
在本例子中，还在8根分接光输出光纤108-1～108-8的输出部配置有分接光用N输入N输出矩阵开关151(在本例子中N＝8)，以及在8根插接光输出光纤109-1～109-8的输入部配置有插接光用N输入N输出矩阵开关152。
前者具有将从8根分接光输出光纤108-1～108-8输出的光信号分别作为可以自由地输出给8根矩阵开关输出光纤153-1～8之中一根的切换功能，另外后者具有将输入给8根矩阵开关输入光纤154-1～8的插接光作为可以自由地输出给8根插接光输入光纤109-1～109-8之中一根的切换功能，通过经由网络的远程操作等可以自由地变更连接状态。本开关的功能用以下的实施方式进行说明。
在本实施例子中，矩阵开关做成了N输入N输出，但是，因为由1个光插分复用器·插·分全光信号的使用方法几乎没有，所以矩阵开关输出光纤的根数即使是在其以下也没问题，例如，将矩阵开关151置换为8输入4输出矩阵开关等，可以减少开关规模或输入/输出光纤数，以谋求低成本。另外，矩阵开关只要满足上述功能，也可以采用其他的构成或配置，例如用一体的2N×2N矩阵开关代用2个矩阵开关151和152，或通过几个光开关的组合实现每一个，另外，还可以配置只相互交换一部分的插接分接光纤那样的小规模的矩阵开关。
实施例7
图12是表示本发明的第7实施方式的构成图，是表示为了实现作为本发明的光保护的光跨距开关必须的、除去发送/接收端的中继节点内的光插分复用器的连接构成的图示。在被广泛采用的4光纤构成的波分复用光网络中，使用正向以及反向的现用波分复用光纤线路160以及161、正向以及反向的备用波分复用光纤线路162以及163的4线路，分别配置正向以及反向的现用光插分复用器164以及165、正向以及反向的备用光插分复用器166以及167。为了可以进行光跨距切换，如图所示，将正向的现用·备用光插分复用器164和166各自的相同波长(例如波长λ1)的分接光输出光纤108-1和108-2与相互的插接光输入光纤109-2和109-1连接。由此，在本节点，在将波长λ1的正向的现用信号迂回到备用系统的同时，可以相反地将备用系统的光信号返回到现用系统。在反向的现用·备用光插分复用器165和167中，对于相同的波长λ1，如图所示，也将分接光输出光纤108-3和108-4与相互的插接光输入光纤109-4和1093连接。由此，即使对于反向的通信业务，也可以适用相同的光跨距切换。
本光节点的构成(configuration setup)，不一定必须在网络的运用开始时进行，在运用后需要光保护之后，在各节点内实施配线即可。但是，在该场合下每当需要光保护，在全中继节点都必须用加接电缆等相互连接光插分复用器的该波长的插·分光纤的操作，导致成本的增加或服务开始的延迟。
为了回避上述的问题，在上一实施方式所示的向插·分光纤配置光矩阵开关是有效的。在该场合下，取代连接现用·备用光插分复用器间的特定波长的分接光纤和插接光纤，在全节点预先连接这些装置间的矩阵开关输出光纤和矩阵开关输入光纤之中的任意一个。如果这样做，则当将来需要某特定波长的光保护功能时，设定为：远程切换矩阵开关，在除去发送/接收端的中继节点内，使上述特定波长的插接光输入光纤或分接光输出光纤，预先如图12所示与相互连接的矩阵开关的输入/输出光纤连接，由此，就可以实现本光保护。因此，不需要在各节点的现场作业，可以大幅降低成本或缩短准备期间。另外，如果预先准备好数组上述那样的矩阵开关的相互连接，进而在对多个波长线路需要光保护时也可以立即应对。通常，在光插分复用器中，各装置的N根插接光纤·分接光纤的实际使用率为25％～50％以下，所以图11的NXN矩阵开关151、152的输入/输出光纤153、154大部分为剩余，即使是预先如上述那样来进行相互连接也没有问题。
实施例8
图13是表示本发明的第8实施方式的构成图，是表示为了实现作为本发明的光保护的光环型开关必须的、除去发送/接收端的中继节点内的光插分复用器的连接构成的图示。与前面的实施方式一样，正向以及反向的现用光插分复用器164以及165、正向以及反向的备用光插分复用器166以及167相互连接。但是，为了可以进行环型开关，如图所示，将正向的现用·备用光插分复用器164和167各自的相同波长(例如波长λ1)的分接光输出光纤108-1和108-4与相互的插接光输入光纤109-4和109-1连接。由此，在本节点中，在将波长λ1的正向的现用信号迂回到反向的备用系统的同时，可以将反向的备用系统的光信号返回到正向现用系统。即使是在另一组的现用以及正向的备用光插分复用器165和166中，对于相同的波长λ1，如图所示，也将分接光输出光纤108-3和108-2与相互的插接光输入光纤109-2和1093连接。由此，即使对于反向的通信业务，也可以适用相同的光环型开关。在本例子中，矩阵开关的应用与前面的实施方式同样有效。
实施例9
图14是表示本发明的第9实施方式的构成图，是表示为了也可以实现作为本发明的光保护的光跨距开关和光环型开关的任意一个，另外，用于更一般的光网状网络或光环型网络的相互连接的节点内的光插分复用器的连接构成的图示。
在4光纤网络中，为了也可以利用光跨距和光环型开关的任意一个，在光插分复用器内配置图11的矩阵开关151、152。这是为了既可以将成为光保护对象的现用线路的波长λN的光信号迂回到正向的备用线路，还可以迂回到反向的备用线路。具体地讲，对于正向现用光波分复用传输装置164，将其矩阵开关输出光纤153-1、153-5分别与正向以及反向的备用传输光波分复用传输装置166以及167的矩阵开关输入光纤154-2、154-8连接，另外，将其矩阵开关输入光纤154-1、154-5分别与正向以及反向的备用传输光波分复用传输装置166以及167的矩阵开关输出光纤153-2、153-8连接。另一方面，对于反向现用光波分复用传输装置165，将其矩阵开关输出光纤153-7、153-3分别与正向以及反向的备用传输光波分复用传输装置166以及167的矩阵开关输入光纤154-6、154-4连接，另外，将其矩阵开关输入光纤154-7、154-3分别与正向以及反向的备用传输光波分复用传输装置166以及167的矩阵开关输出光纤153-6、153-4连接。由此，光跨距开关、环型开关就可以自由地适用于现用线路。
另外，从切换速度(switching speed)的观点看，矩阵开关实际上在运用光保护之前就预先切换成连接好必要的插接分接光纤和矩阵输出光纤，这是有效的。例如，当在波长λ1的线路应用环型开关时，可以适当设定矩阵开关，按图13来连接波长λ1的插接光输入光纤、分接光输出光纤即可。具体地讲，图11的光插分复用器100，如果是作为图14的正向现用光插分复用器164被使用的，则图11的矩阵开关152，可以设定成：波长λ1的分接光输出光纤108-1与图14的矩阵开关输出光纤153-5连接；另外插接光输入光纤109-1与图14的矩阵开关输入光纤154-5连接。其他的矩阵开关也一样。
另外，除使用矩阵开关以外，也可以是这样的构成：即在该波长的插接光输入光纤·分接光输出光纤分别配置2∶1光耦合器或1∶2光耦合器来分接信号，并将各自与正向线路和反向线路连接。在光耦合器中也可以使用可更多分接的光耦合器，另外，如后述的图16所示，可以使用2∶2光耦合器168，以减少耦合器的数目。
另外，图12、图13、图14，在更一般的光网状网络或光环型网络的相互连接中，作为利用本发明的光保护时的节点内配线也是有效的。在这些网络中，更一般化地处理备用线路，可以将160以及161改读为第1正向以及反向的波分复用光纤线路，将162以及163改读为第二正向以及反向的波分复用光纤线路。第一和第二波分复用光纤线路不一定通过相同的路径，可以是构成完全另外的波分复用网络的线路。一般情况下，如果使用图12的构成，则可以将第一以及第二网络的正向的光信号间相互迂回到对方一侧的正向线路，另外，如果使用图13的构成，则可以将第一以及第二网络的光信号相互迂回到对方一侧的反向线路。再者，如果使用图14的构成，则可以向任何方向迂回。
根据本发明，以简单的光布线，可以实现光跨距开关或环型开关、跨多个网络的光信号的光保护等高功能的光保护。
实施例10
图15是表示本发明的第10实施方式的构成图，是使用上述的节点内连接，对于跨两个不同波分复用光环型网络间的波长线路，可以适用本发明的1+1或1∶1光保护的例子。在本例子中，两网络是2光纤环，第一光网络由现用一侧波分复用光纤线路120-1和反转的备用一侧波分复用光纤线路121-1构成，另外，第二光网络由现用一侧波分复用光纤线路120-2和反转的备用一侧波分复用光纤线路121-2构成。在本例子中，从第一网络的节点124-1，经由在两网络共通的节点124-3，在第二环的节点124-6设定波长λ1的线路，适用本发明的光保护。在共通节点124-3中，将第一光网络的现用一侧的光插分复用器130-3的波长λ1的分接光输出光纤108-3-1与第二光网络的现用一侧的光插分复用器130-4的波长λ1的插接光纤109-4-1连接，另外，同时，对于备用线路，也将备用一侧光插分复用器131-3的分接光输出光纤108-3-2与第二光网络的备用一侧的光插分复用器131-4的波长λ1的插接光输入光纤109-4-2连接。另外，因为从节点124-6向124-1的线路也同时存在，所以在节点123-3，也将第二光网络的现用一侧的光插分复用器130-4的波长λ1的分接光输出光纤108-4-1与第二光网络的现用一侧的光插分复用器130-3的波长λ1的插接光输入光纤109-3-1连接，另外，将备用一侧的光插分复用器131-4的分接光输出光纤108-4-2与备用一侧的光插分复用器131-3的波长λ1的插接光纤109-3-2连接。
当对波长λ1的线路实施1+1光保护时，将光分插复用器130-1、131-1、130-4、131-4的波长λ1的插接开关固定为插接状态，将光插分复用器130-3、131-3内的波长λ1的分接开关固定为分接状态，光信号通过图中的现用光信号的路径122和备用光信号的路径123的双方到达接收端的光插分复用器130-6、131-6。通常时，将接收端的现用以及备用光插分复用器130-6以及131-6内的分接开关分别设定为分接状态以及非分接状态，另外，当在现用线路发生了故障132时，将现用以及备用光插分复用器130-6以及131-6内的分接开关分别切换到非分接状态以及分接状态。由此，在故障时通过了备用的路径123的光信号在接收器126-6被接收，故可以实现本发明的跨不同光网络的1+1光保护。
当必须要对波长λ的线路实施1∶1光保护时，除了不在接收端的分接开关而是在发送端的插接开关进行切换这一点，节点内连接构成或光开关的状态是一样的。即，上述的分接开关全部以分接状态固定，另外，中继节点的现用以及备用光插分复用器130-4、131-4的插接开关也以插接状态固定，将发送端的现用以及备用光插分复用器130-1以及131-1内的插接开关，分别设定为插接状态以及非插接状态，另外，当在现用线路发生了故障132时，可以将现用以及备用光插分复用器130-1以及131-1内的插接开关分别切换为非插接状态以及插接状态。当然，其他的1∶1光保护同样也可以将接收端的现用以及备用光插分复用器130-6、131-6内的分接开关分别同时切换为非分接、分接状态。
实施例11
图16是表示本发明的第11实施方式的构成图，是对跨2个不同波分复用光环型网络间的波长线路，进一步可以适用在各网络单位的1+1或1∶1光保护的例子。在前面的实施方式中，在发生了故障时，因为在第一和第二光网络双方同时进行了向备用路径的切换，所以如果在两环各1个地方总计发生2个复用故障，则光线路就有可能被切断。在本例子中，由于只在发生了故障一侧的环分别进行1+1、1∶1等的光保护，所以即使是当在各环各自发生了1个故障时也可以传输，可以增强耐故障性。为了实现本光保护，在作为光网络的连接点的节点124-3内部配置2∶2光耦合器168，将第一光网络的现用以及备用光插分复用器130-3以及131-3的波长λ1的分接光输出光纤108-3-1、108-3-2向光耦合器168的输入端口连接，另外，将光耦合器168的2个输出端口分别与第二光网络的现用以及备用光插分复用器130-4以及131-4的波长λ1的插接光输入光纤109-4-1、109-4-2连接。另外，在图15虽然只表示出了从节点124-1至124-6的光信号的路径，但是因为实际上也对从节点124-6至124-1的反向的光信号实施相同的光保护，所以为了通过该信号，在节点124-3内部配置有与图完全反向的另一组布线和2∶1光耦合器。
当要对波长λ1的线路实现1+1光保护时，在成为各网络的输入点的光插分复用器130-1、131-1、130-4、131-4中，总是将波长λ1的插接开关固定为插接状态。在成为各网络的输出点的光插分复用器130-3、131-3、130-6、131-6，总是将波长λ1的现用一侧的分接开关设定为分接一侧，将备用一侧的分接开关设定为非分接一侧，向后续的网络或光接收器只供给现用一侧的光信号。故障的检测·判定按各网络进行，在故障时将各网络的输出点的现用一侧的分接开关设定为非分接状态，将备用一侧设定为分接状态，向后续的网络或光接收器供给通过了备用一侧路径的光信号。因为在网络的连接节点124-3，配置有光耦合器168，所以如果从第一光网络供给现用一侧或备用一侧的光信号，将其进行2分接后，供给第二光网络的现用一侧和备用一侧双方，在第二光网络也可以实现相同的光保护。由此，可以实现环单位的1+1光保护。
另外，当要对波长λ1的线路实现1∶1光保护时，在成为各网络的输出点的光插分复用器130-3、131-3、130-6、131-6中，总是将波长λ1的分接开关固定为分接状态。在成为各网络的输入点的光插分复用器130-1、131-1、130-4、131-4中，总是将波长λ1的现用一侧的插接开关设定为插接一侧，将备用一侧的插接开关设定为非插接一侧，只利用现用线路，向后续的网络或光接收器供给光信号。故障的检测·判定按各网络进行，在故障时将各网络的输入点的现用一侧的插接开关设定为非插接状态，将备用一侧插接设定为插接状态，向后续的网络或光接收器供给通过了备用一侧路径的光信号。
实施例12
图17是表示本发明的第12实施方式的构成图，是对跨2个不同的波分复用光环型网络间的波长线路，可以进一步适用基于跨距开关的光保护的例子。在本实施方式中，假设两环型网络为4光纤的构成，是进行将光信号从右转的现用一侧波分复用光纤线路120向相同右转的备用一侧波分复用光纤线路121迂回的故障回避的例子。如果应用这样的跨距开关，则因第一网络的故障引起的切换不影响在第二网络的光路径，在伴随切换的第二环的波分复用数(number of multiplexed wavelength)的变化变没有，所以具有在第二网络的光传输特性稳定等优点。另外，即使在单方网络发生故障，也不引起其他网络的切换，所以在其他的网络的备用线路传输的附加通信业务不受影响，还具有经济性高的优点。本例子示出了第一、第二网络为光环型网络时的例子，但是不一定必须是环型，也可以是直线型或网状型网络。
当要在波长λ1的光信号应用本光保护时，在作为光网络的连接点的节点124-3内部配置2∶2光耦合器168，将第一光网络的现用以及备用光插分复用器130-3以及131-3的波长λ1的分接光输出光纤108-3-1、108-3-2向光耦合器168的输入端口连接，另外，将光耦合器168的2个输出端口分别与第二光网络的现用以及备用光插分复用器130-4以及131-4的波长λ1的插接光输入光纤109-4-1、109-4-2连接。通常，在成为各网络的输入点的光插分复用器130-1、131-1、130-4、131-4中，将波长λ1的现用一侧的插接开关设定为插接状态，将备用一侧的插接开关设定为非插接状态，另外，在成为输出点的光插分复用器130-3、131-3、130-6、131-6，将现用一侧的分接开关设定为分接状态，将备用一侧的分接开关设定为非分接状态。当在某网络发生了故障时，将该网络的输入点的光插分复用器的现用一侧插接开关切换到非插接状态，另外，将备用一侧插接开关切换到插接状态，再有将输出点的光插分复用器的现用一侧分接开关切换到非分接状态，另外，将备用一侧分接开关切换到分接状态。
另外，与本实施方式相同，也可以构成在各光网络单位的环型开关等。

Claims (15)

1.一种光插分复用器，其具有按波长分接(drop)所输入的波分复用光信号(Wavelength-Division Multiplexed signals，以下简写为WDM signals)，将分接了的光信号的一部分或全部按波长插·分后，再次对这些光信号进行复用并输出的功能，其特征在于：
具有光开关(optical switch)，其具有向传输所述波分复用光信号的波分复用线路(WDM signals)插接具有所希望的波长的至少1个光信号的功能，或具有从所述波分复用线路分接具有所希望的波长的至少1个光信号的功能；
所述光开关，具有：插接光开关(add-switch)，其可以将所述光信号切换为插接状态(add-state)或非插接状态(non add-state)的任意一个；和分接开关，其可以将所述光信号切换为分接状态(drop-state)或非分接状态(nondrop-state)的任意一个；
所述插接开关以及所述分接开关，分别被设置于所述光插分复用器的输出一侧以及输入一侧；
还具有：故障检测部，其检测(detect)在所述波分复用线路上发生的光信号(optical signal)的故障(failure)；或故障信息接收部，其从外部接收故障信息；以及光开关控制电路，其切换所述插接开关以及所述分接开关的状态；
具有将来自所述故障检测部或所述故障接收部的故障发生信息输入所述光开关控制电路，在检测或接收到了所述故障发生信息时，根据该信息，切换所述插接开关或所述分接开关的任意一方、或所述插接开关以及所述分接开关的双方。
2.一种光插分复用器，其特征在于：
当已与现用(active)以及备用(backup)波分复用线路连接的权利要求1所述的光插分复用器被配置于所述波分复用线路上的最下游(farthestdownstream side)时，
在所述光插分复用器与所述现用波分复用线路连接(connect)着时，设定为：在通常动作时，将所述分接开关设定为分接状态，另一方面，在所述波分复用线路上发生故障时，将所述分接开关切换为非分接状态；
另外，在所述光插分复用器与所述备用波分复用线路连接着时，设定为：在通常动作时，将所述分接开关设定为非分接状态，另一方面，在所述波分复用线路上发生故障时，将所述分接开关切换为分接状态。
3.一种光插分复用器，其特征在于：
当已与现用以及备用波分复用线路连接的权利要求1所述的光插分复用器被配置于所述波分复用线路上的最上游(farthest upstream side)时，
在所述光插分复用器与所述现用波分复用线路连接着时，设定为：在通常动作时，将所述插接开关设定为插接状态，另一方面，在所述波分复用线路上发生故障时，将所述插接开关切换为非插接状态；
另外，在所述光插分复用器与所述备用波分复用线路连接着时，设定为：在通常动作时，将所述插接开关设定为非插接状态，另一方面，在所述波分复用线路上发生故障时，将所述插接开关切换为插接状态。
4.一种光插分复用器，其特征在于：
当已与现用以及备用波分复用线路连接的权利要求1所述的光插分复用器与所述现用波分复用线路连接着时，
在所述光插分复用器的正上游(adjacent upstream side)发生了所述波分复用线路上的故障时，可以设定为将所述插接开关切换为插接状态；
另一方面，在所述光插分复用器的正下游(adjacent downstream side)发生了所述波分复用线路上的故障时，可以设定为将所述分接开关切换为分接状态。
5.一种光插分复用器，其特征在于：
当已与现用以及备用波分复用线路连接的权利要求5所述的光插分复用器与所述备用的波分复用线路连接着时，
在现用光波分复用线路的正上游发生了所述故障时，可以设定为将所述分接开关切换为分接状态；
另一方面，在现用光波分复用线路的正下游发生了所述故障时，可以设定为将所述插接开关切换为插接状态。
6.如权利要求1所述的光插分复用器，其特征在于：
在各波长的光信号的路径(path)上配置了遮断通过光(through signal)的开关。
7.一种光网络装置，其特征在于：具有分别已与现用以及备用波分复用线路连接的现用一侧以及备用一侧的权利要求1所述的光插分复用器；
当将从外部输入了的光信号插接到所述波分复用线路时，在将所述光信号通过1∶2光耦合器(1∶2 optical coupler)2分接后，分别与所述现用一侧光插分复用器的插接光输入光纤(add signal input optical fiber)以及所述备用一侧光插分复用器的插接光输入光纤连接；
另外，配置成了：当从所述波分复用线路分接所述光信号时，用2∶1光耦合器，将所述现用一侧光插分复用器的分接光输出光纤(drop signal outputoptical fiber)以及所述备用一侧光插分复用器的分接光输出光纤分别与光耦合器的2个输入光纤连接，两个分接光输出光纤的输出光的任意一个由光耦合器的输出光纤输出。
8.一种光网络装置(optical network equipmint)，其具有2输出2输入光发送/接收器，
该2输出2输入光发送/接收器，具有：
2输出光发送器(optical transmitter)，该2输出光发送器，具有可以与权利要求8所述的光网络装置中的插接光输入部连接的、输出所述波长的光信号的光发送器和将其输出光分接为2后输出的所述1∶2光耦合器以及2个输出部；或者
2输入光接收器(optical receiver)，该2输入光接收器，接收可以与权利要求8所述的光网络装置中的分接光输出部连接的、所述波长的2个输入部以及合成2个输入光的所述2∶1耦合器以及其合成光；或者
所述2输出光发送器和所述2输入光发送器双方。
9.一种光网络装置，其特征在于：具有分别与正向(forward-direction)以及反向(backward-direction)的现用波分复用线路和正向以及反向的备用波分复用线路连接的、权利要求5所述的现用一侧正向、现用一侧反向、备用一侧正向以及备用一侧反向的4个光插分复用器；
将所述现用一侧正向的光插分复用器的分接光输出光纤与所述备用一侧正向的光插分复用器的插接光输入光纤连接；
将所述备用一侧正向的光插分复用器的分接光输出光纤与所述现用一侧正向的光插分复用器的插接光输入光纤连接；
将所述现用一侧反向的光插分复用器的分接光输出光纤与所述备用一侧反向的光插分复用器的插接光输入光纤连接；并且
将所述备用一侧反向的光插分复用器的分接光输出光纤与所述现用一侧反向的光插分复用器的插接光输入光纤连接。
10.一种光网络装置，其特征在于：具有分别与正向以及反向的现用波分复用线路和正向以及反向的备用波分复用线路连接的、权利要求5所述的现用一侧正向、现用一侧反向、备用一侧正向以及备用一侧反向的4个光插分复用器；
将所述现用一侧正向的光插分复用器的分接光输出光纤与所述备用一侧反向的光插分复用器的插接光输入光纤连接；
将所述备用一侧正向的光插分复用器的分接光输出光纤与所述现用一侧反向的光插分复用器的插接光输入光纤连接；
将所述现用一侧反向的光插分复用器的分接光输出光纤与所述备用一侧正向的光插分复用器的插接光输入光纤连接；并且
将所述备用一侧反向的光插分复用器的分接光输出光纤与所述现用一侧正向的光插分复用器的插接光输入光纤连接。
11.一种光网络装置，其特征在于：具有分别与正向以及反向的现用波分复用线路和正向以及反向的备用波分复用线路连接的、权利要求5所述的现用一侧正向、现用一侧反向、备用一侧正向以及备用一侧反向的4个光插分复用器；
具有可以相互替换多个插接光纤的输入信号的矩阵开关(matrix opticalswitch)以及可以相互替换多个分接光纤的输出信号的矩阵开关，或者分别将插接光纤以及分接光纤分接为多个光纤的光耦合器；
进行权利要求10以及权利要求11的任意一方或双方的连接。
12.一种光网络装置，其特征在于：具有可以与各自包含现用以及备用波分复用线路的第1以及第2光网络连接的、与第1以及第2的各自对应了的现用一侧以及备用一侧的权利要求5所述的光插分复用器；
将第1光网络的现用一侧光插分复用器和第1光网络的备用一侧光插分复用器的分接光输出光纤分别与第1的2∶2光耦合器的2个输入光纤连接，并且将所述第1的2∶2光耦合器的2个输出光纤分别与第2光网络的现用一侧光插分复用器和第2光网络的备用一侧光插分复用器的插接光输入光纤连接；
另外，将第2光网络的现用一侧光插分复用器和第2光网络的备用一侧光插分复用器的分接光输出光纤分别与第2的2∶2光耦合器的2个输入光纤连接，并且将所述第2的2∶2光耦合器的2个输出光纤分别与第1光网络的现用一侧光插分复用器和第1光网络的备用一侧光插分复用器的插接光输入光纤连接。
13.一种光网络，其特征在于：该光网络，在现用以及备用波分复用线路分别配置了权利要求2的现用一侧以及备用一侧光插分复用器；可以设定为：
在向所述光信号的波分复用线路的输入/输出点配置权利要求8所述的光网络装置；
使用现用的波分复用线路和备用波分复用线路双方，将所述光信号从最上游的输入点传输到最下游的输出点；
在通常动作时，使用配置于最下游的现用一侧以及备用一侧光插分复用器的分接开关，分接并接收在现用一侧的光路径(optical path)所传输的所述光信号；
在发生了所述故障时，切换已配置于所述最下游的现用一侧以及备用一侧光插分复用器的分接开关，分接并接收在备用一侧的光路径上所传输的所述光信号。
14.一种光网络，其特征在于：该光网络，在现用以及备用波分复用线路分别配置了权利要求3的现用一侧以及备用一侧光插分复用器；可以设定为：
在向所述光信号的波分复用线路的输入/输出点配置权利要求8所述的光网络装置；
在通常动作时，使用现用一侧的光路径，将所述光信号从最上游的输入点传输到最下游的输出点；
在发生了所述故障时，切换已配置于所述最上游的现用一侧以及备用一侧光插分复用器的插接开关，将所述光信号传输给备用一侧的光路径。
15.一种光网络，其特征在于：该光网络，在现用以及备用波分复用线路分别配置了权利要求5的现用一侧以及备用一侧光插分复用器；可以设定为：
在向所述光信号的波分复用线路的输入/输出点配置权利要求8所述的光网络装置；
在通常动作时，使用现用一侧的光路径，将所述光信号从最上游的输入点传输到最下游的输出点；
在发生了所述故障时，在所述故障点的正上游以及正下游的现用一侧以及备用一侧光插分复用器，切换插接开关或分接开关的状态，绕过现用线路的故障区间，并向备用一侧的光路径传输所述光信号。
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