JP2000332696A - 通信ネットワークにおける波長制御方式、および波長多重通信ネットワーク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】波長制御パケットのデータ部分のビットの各光
ノードヘの割当ての変更を少なくする或は無くし、それ
に関連する処理を簡易にした波長制御方式である。 【解決手段】波長制御方式は、波長多重通信系とこの波
長多重通信系の通信制御を行なう制御通信系を備え、制
御通信系で各光ノードに送信される波長制御情報を含ん
だ波長制御パケットの情報を基に各光ノードが自分の光
信号の送信波長を制御する波長多重通信ネットワークで
用いられる。波長制御パケットのデータ部分の各光ノー
ドヘの割当ては、光ノードの発光開始から発光終了まで
の間、固定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、波長多重通信ネッ
トワークにおける各チャンネルの波長制御方式および該
波長制御方式を用いる波長多重通信ネットワークに関す
る。

【０００２】

【従来技術】波長多重通信は、１つの伝送路内に独立し
た異なる波長の多数のチャンネルを持つことができる。
従って、波長多重通信は、時分割多重通信の如くフレー
ム同期等の時間軸上での多重化が不要なため、各チャン
ネルの伝送速度を一致させる必要がなく、ネットワーク
の柔軟性が求められるマルチメディア通信にも適してい
る。波長多重通信ネットワークの１つとして、分配選択
型ネットワークがある。これは、各光ノードからの異な
る波長の光信号をスターカプラで各光ノードに分配す
る。ここで、各光ノードの送信側の送信波長は、固定あ
るいは可変である。一方、受信側は受信波長が可変であ
り、光受信器に組み込まれた波長可変フィルタの選択波
長を、受信する光信号の波長に合わせることで、受信が
行なわれる。

【０００３】本発明者は、上記分配選択型波長多重通信
ネットワークの１つとして、光センターノードを用いた
送信波長が可変なネットワークを提案している（特開平
１０−８４３３２号公報）。このネットワークは波長多
重通信系とパケット通信系を備える。光センターノード
は、波長多重通信系の各チャンネルの発光波長の波長配
置を検出し、波長補正情報を波長制御パケットとしてパ
ケット通信系でネットワーク内の光ノードに送信する。
光ノードは波長制御パケットの波長補正情報を基に自ノ
ードの発光波長を補正する。

【０００４】図６は、その波長配置制御方式の動作を説
明するための図である。図６では、ａ）：発光開始、
ｂ）：発光波長のズレの補正、ｃ）：空き波長の解消の
３つの動作例を示している。図６中、横軸は波長を示
し、波長軸の方向は、後述の実施例の図面との関係から
比較し易い様に左側を長波長側とする（特開平１０−８
４３３２では、長波長側を、発光波長が隣接波長と所定
の間隔で並ぶ際に詰め寄る詰め寄り側としている）。図
６では、波長配置とその時に光センターノードが送出す
る波長制御パケットのデータ部分とを、各状態ａ）、
ｂ）、ｃ）について示している。各状態ａ）、ｂ）、
ｃ）で一連の動作を示している。

【０００５】波長配置図において、縦の実線は光ノード
の実際の発光波長を示し、破線は各発光波長の所定（制
御目標）の波長を示している。ＯＴ１、ＯＴ２、・・・
は各光ノードｎの光送信器ＯＴｎ（Ｏｐｔｉｃａ１ Ｔ
ｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ Ｎｏ．ｎ）を意味し、波長配置
では発光波長を示し、波長制御パケットのデータ部分で
は各光ノードに割当てられたビット位置を示している。
波長制御パケットのデータ部分は、左側が先頭である。
“００”はそのビットが光ノードに割当てられていない
ことを示し、“０１”は割当てられた光ノードの発光波
長の長波長側へのシフトの指示を示し、“１０”は該発
光波長の短波長側へのシフトの指示を示し、“１１”は
発光波長の保持の指示を示す。

【０００６】この例では、波長制御パケットのデータ部
分のビットは、先頭ビットから２ビットづつ、光ノード
の発光開始時に割当てられ、発光停止時に解放される。
或る光ノードに割当てられたビットの解放に伴い、その
ビットより後（右側）にあるビットの割当ては、２ビッ
トづつ先頭側にシフトされる。図６では、ｂ）：ズレの
補正の下段の図とｃ）：空き波長の解消の最上段の図の
間で、このビットの割当ての変更が行われている。
ｂ）：ズレの補正の下段の図ではＯＴ３、ＯＴ７、ＯＴ
６、ＯＴ１、ＯＴ２、ＯＴ５の順になっているが、
ｃ）：空き波長の解消の最上段の図では、ＯＴ６の発光
停止に伴ない、ＯＴ１以降が先頭側（左側）にシフト
し、ＯＴ３、ＯＴ７、ＯＴ１、ＯＴ２、ＯＴ５の順にな
っている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前述の方式では、或る
光ノードが発光停止する際に、該発光停止光ノードに割
当てられたビットの後にあるビットの割当ての変更が発
生する。そのため、光センターノードおよび光ノードで
のビットの割当ての変更が頻繁に起こり、割当て情報の
管理および波長制御パケットの処理が複雑になる。

【０００８】従って、本発明の目的は、波長制御情報の
データ部分のビットの各光ノードヘの割当ての変更を少
なくする或は無くし、それに関連する処理を簡易にした
波長制御方式および該方式を用いた波長多重通信ネット
ワークを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の波長制御方式は、波長多重通信系と該波長多
重通信系の通信制御を行なう制御通信系（多くの場合、
他の通信も行なう）を備え、制御通信系で各光ノードに
送信される波長制御情報を含んだ波長制御パケットの情
報を基に各光ノードが自分の光信号の送信波長を制御す
る波長多重通信ネットワークにおける波長制御方式であ
って、波長制御情報のデータ部分の各光ノードヘの割当
てを、光ノードの発光開始から発光終了までの間、固定
することを特徴とする。

【００１０】より詳細には、波長多重通信系と該波長多
重通信系の通信制御を行なう制御通信系を備え、発光波
長が可変な発光手段を備えて該波長多重通信系で通信を
行なう複数の光ノードと、該光ノードの該発光手段から
の光信号の波長配置を検出する手段、該制御通信系で通
信を行なう通信手段を備える光センターノードとで構成
され、該光センターノードが該制御通信系で該光ノード
に送信する該波長配置検出に基づく波長制御情報をもと
に該光ノードが自分の光信号の波長を制御する通信ネッ
トワークにおいて、該波長制御情報のデータ部分の各光
ノードヘの割当てを、少なくとも、該光ノードの該発光
手段の発光の開始からその発光の終了までの間、固定す
ることを特徴とする。

【００１１】これにより、光センターノードおよび光ノ
ードでのその割当て情報変更の頻度が少なくなり、それ
に関連する処理が簡易になる。

【００１２】光センターノードは、典型的には、光ノー
ドの発光手段からの光信号の波長配置を検出する手段、
光ノードの発光手段からの光信号を導入する手段、導入
された光信号をネットワーク全体に分配する分配手段
（例えば、スターカプラ）、波長配置検出に基づいて該
分配の可否を制御する手段（例えば、各光信号のスター
カプラヘの接続を制御する光スイッチ）、制御通信系で
通信を行なう通信手段（例えば、パケット通信系用のイ
ンターフェイス）を備え、光センターノードがパケット
通信系で光ノードに送信する波長制御情報を含んだ波長
制御パケットの情報を基に光ノードが自分の光信号の波
長を制御する。

【００１３】以下の如き形態も可能である。上記割当て
を光ノードの通信ネットワークヘの物理的な接続時に行
なってもよい。これにより、光ノードでの割当て情報変
更は無くなり、関連する処理は更に簡易になる。

【００１４】上記の割当てを光ノードの波長可変光源の
発光開始前に行ない、割当ての解放を光ノードの発光停
止後に行なう様にしてもよい。これにより、波長制御パ
ケットのデータ長を抑えることができる。より具体的に
は、割当てを光ノードの発光手段の発光の開始時に行な
ったり、割当ての解放を発光手段のその発光の停止時に
行なったりできる。更には、割当ての解放を発光手段の
その発光の停止後一定期間を経過した場合のみに行なう
こともできる。これは、発光停止後の近い内に再び発光
が再開される可能性が高い場合などに、割当て情報変更
が少なくなって有効である。

【００１５】波長配置制御方式としては、光信号の波長
を発光開始時に波長多重通信系の波長範囲の予め決めら
れた一方の端付近（例えば、短波長側）に設定し、光セ
ンターノードによる波長配置制御が、光信号の波長を波
長範囲の逆側の端付近（例えば、長波長側）から配置す
る方式で行なわれてもよい。これにより、光ノードの発
光波長を可変にし、隣接波長との波長間隔を狭く（例え
ば、０．１ｎｍ以下）することができる。

【００１６】光ノードの波長可変光源の波長可変制御は
温度により行なわれ得る。これにより、通常のＬＤを波
長可変光源として用いることができ、コストの低減を図
ることができる。波長可変光源の波長可変制御を、注入
電流、印加電圧、外部アクチュエータの駆動信号などに
より行なってもよい。

【００１７】また、制御通信系は、波長多重通信系とは
別個の通信系であったり、波長多重通信系と同一の伝送
路を用いて光信号多重とは別に波長多重された通信系で
あったりする。また、波長制御情報は少なくとも波長を
保持するかシフトするかを示す情報を含む。

【００１８】更に、上記目的を達成するための本発明の
波長多重通信ネットワークは上記の波長制御方式を用い
ることを特徴とする。これにより、光ノードの発光波長
が可変で、波長間隔が狭く、柔軟で、多チャンネルであ
る波長多重ネットワークを実現することができる。

【００１９】

【作用】本発明によれば、少なくとも、光ノードの発光
手段の発光の開始からその発光の終了までの間、割当て
を固定するので、光センターノードおよび光ノードでの
波長制御情報のデータ部分の割当て情報の変更が少なく
なるか、或は無くなる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の上記原理に基づい
た実施の形態を図を参照しつつ説明する。

【００２１】［第１実施例］図１は本発明の波長制御方
式の第１実施例の動作を説明するための模式図である。
図２は本実施例の波長制御方式を用いる波長多重通信ネ
ットワークの構成図であり、これは図２（Ａ）の波長多
重通信系と図２（Ｂ）のパケット通信系を有する。各通
信系に含まれる光センターノード２０１と光ノード２１
１、２１２は夫々図３及び図４に示す構成を有する。

【００２２】先ず、システム構成、光センターノード２
０１と光ノード２１１、２１２の構成を説明する。

【００２３】図２の波長多重通信ネットワークの図２
（Ｂ）のパケット通信系では通常の通信のほか、図２
（Ａ）の波長多重通信系の通信制御のための通信も行わ
れる。波長多重通信系は、光センターノード２０１、光
ノード２１１、２１２、通信装置２２１、２２２から構
成される。各光ノード２１１、２１２は後述する様に波
長可変光送信器と波長可変光受信器を備え、各通信装置
２２１、２２２を波長多重通信系に接続する。こうし
て、各光ノード２１１、２１２は、波長多重通信系での
送信信号、受信信号、光ノード制御信号を、各通信装置
２２１、２２２との間でやり取りする。各通信装置２２
１、２２２は、光ノード用（波長多重通信系用）とパケ
ット通信系用の両方のインターフェイスを備える。光セ
ンターノード２０１と各光ノード２１１、２１２を結ぶ
光ファイバ２３１、２３２は２芯の光ファイバであり、
１つは送信用の伝送路に、他方は受信用の伝送路に用い
られる。光ファイバ２３１、２３２としては、シングル
モードファイバを用いることができる。

【００２４】図２（Ｂ）のパケット通信系は、ルーティ
ングを行なうスイッチ２４１、ハブ２５１、２５２、光
センターノード２０１、端末ないし通信装置２２１、２
２２から構成される。スイッチ２４１、ハブ２５１、２
５２は、パケット通信用のネットワーク装置である。一
例としてはイーサネット（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ）やＡＴＭ
（Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｍｏ
ｄｅ）用のものがある。光センターノード２０１等は伝
送路２６１、２６２、２６３、２７１、２７２により図
２（Ｂ）に示す様に結ばれている。

【００２５】図３に示す本実施例の波長制御方式を用い
る通信ネットワークの光センターノード２０１は、光セ
ンターノード制御回路３０１、Ｆｉｂｅｒ Ｆａｂｒｙ
−Ｐｅｒｏｔ型波長可変フィルタ（ＦＦＰとも呼ぶ）３
０２、ＦＦＰ駆動回路３０３、受光回路３０４、識別回
路３０５、Ｎ×Ｎ光カプラ３０６、Ｎ×１光カプラ３０
７、１×２光カプラ３１１、３１２、ＯＮ／ＯＦＦ光ス
イッチ３２１、３２２から構成される。図３中の灰色の
太線は光信号の流れを示し、細い実線は電気信号の流れ
を示している。

【００２６】光センターノード制御回路３０１は、光セ
ンターノード２０１の機能を制御するもので、ＦＦＰ３
０２、ＦＦＰ駆動回路３０３、受光回路３０４、識別回
路３０５を用いて各光ノードからの光信号の波長配置検
出、ＯＮ／ＯＦＦ光スイッチ３２１、３２２を用いて各
光ノードからの光信号の経路の切替え、パケット通信系
による通信（波長多重通信系の通信制御、波長制御パケ
ットの送信）を行なう。その為に、マイクロプロセッ
サ、メモリ、デジタル入力、デジタル出力、アナログ出
力、パケット通信インターフェースを備える。

【００２７】ＦＦＰ３０２は、透過スペクトルのピーク
波長（単にＦＦＰの波長とも呼ぶ）がＦＦＰ駆動回路３
０３からの駆動電圧により可変にできる。半値全幅１Ｇ
Ｈｚ（０．００８ｎｍ）、ＦＳＲ（Ｆｒｅｅ Ｓｐｅｃ
ｔｒａｌ Ｒａｎｇｅ）２．４ｎｍ程度のものがある。
この半値全幅の設計例としては、波長多重の波長間隔の
１／１０程度が挙げられる。これにより、チャンネル間
波長間隔〜１０ＧＨｚ（０．０８ｎｍ）、全波長範囲〜
２ｎｍの波長多重通信システムが実現可能である。

【００２８】ＦＦＰ駆動回路３０３は、ＦＦＰ３０２の
波長を可変に制御するための電圧制御型電圧源である。
光センターノード制御回路３０１からの電圧信号（アナ
ログ出力）により、出力であるＦＦＰ駆動電圧を変化さ
せる。

【００２９】受光回路３０４は光信号を電気信号に変換
するもので、フォトダイオードなどの受光素子、受光素
子にバイアスを印加する為のバイアス回路、増幅器で構
成される。識別回路３０５は、予め設定されたしきい値
電圧を基準に、入力される電気信号の有無を検出し、そ
の結果をデジタル信号で出力する。しきい値電圧は、全
ての光ノードの送信波長が検出できるように設定され
る。詳しく述べると、ＦＦＰ３０２の波長が最も強度の
小さい光ノードの発光波長と一致した時の受光回路３０
４の出力電圧値に対してデジタル出力が“１”になり、
ＦＦＰ３０２の波長がどの発光波長とも一致していない
時のデジタル出力が“０”になるように設定する。

【００３０】ＦＦＰ３０２、ＦＦＰ駆動回路３０３、受
光回路３０４、識別回路３０５は、光センターノード制
御回路３０１の一部を合わせて、波長配置検出系を成
す。Ｎ×Ｎ光カプラ３０６は、入力ポート数Ｎ、出力ポ
ート数Ｎのスターカプラである。入力ポートからの光信
号を均等に出力ポートに分配する分配系を成す。ここ
で、Ｎは光センターノードに接続可能な光ノード数であ
る。ファイバ融着型の２×２光カプラを多段接続したも
の（１段目に並べた２×２光カプラに対して、次の段に
２×２光カプラを、その２つの入力ポートを１段目の異
なる２×２光カプラの出力に夫々接続して並べ、更に段
があるならこれを繰り返す接続構造を持つもの）、多数
のファイバを融着したもの、導波路を用いたもの等があ
る。

【００３１】Ｎ×１光カプラ３０７は、入力ポート数
Ｎ、出力ポート数１のツリーカプラである。各入力ポー
トからの光信号を均等に出力ポートに合流する。構成方
法はスターカプラと同様である。

【００３２】１×２光カプラ３１１、３１２は、入力ポ
ート数１、出力ポート数２の光カプラである。ファイバ
融着型のものがある（実際には２×２光カプラの入力ポ
ートの１つにコネクタを取り付けず、その端面を低反射
処理したものになる）。本実施例では、出力ポートの一
方は分配系（Ｎ×Ｎ光カプラ３０６側）に、他方は波長
配置検出系（Ｎ×１光カプラ３０７側）に用いるため、
分岐比は分配系の出力ポートを大きくする（例えば、分
配系側９、波長配置検出系側１の割合）。これは、波長
配置検出は、伝送信号（分配系は信号伝送に用いられ
る）の受信に比べて、帯域が大幅に低いため、受信感度
を高くすることが可能だからである。

【００３３】ＯＮ／ＯＦＦ光スイッチ３２１、３２２
は、光ノードからの光信号のＮ×Ｎ光カプラ３０６への
入力をＯＮ／ＯＦＦさせるためのものである。光センタ
ーノード制御回路３０１からのデジタル信号により、Ｏ
Ｎ／ＯＦＦが制御される。１×２光カプラ３１１、３１
２およびＯＮ／ＯＦＦ光スイッチ３２１、３２２は図面
の煩雑さを防ぐため２組のみ示したが、実際にはＮ組備
えられる。

【００３４】図４は本実施例の波長制御方式を用いる通
信ネットワークの光ノードの構成図である。光ノード制
御回路４０１、変調器内蔵ＤＦＢ−ＬＤ（Ｄｉｓｔｒｉ
ｂｕｔｅｄ ＦｅｅｄＢａｃｋ Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄ
ｅ）４０２、温度制御回路４０３、ＬＤ駆動回路４０
４、ＦＦＰ４０５、ＦＦＰ制御回路４０６、１×２光カ
プラ４０７、光受信モジュール４０８から構成される。
変調器内蔵ＤＦＢ−ＬＤ４０２、温度制御回路４０３、
ＬＤ駆動回路４０４で波長可変光送信器を成し、ＦＦＰ
４０５、ＦＦＰ制御回路４０６、１×２光カプラ４０
７、光受信モジュール４０８で波長可変光受信器を成
す。

【００３５】光ノード制御回路４０１は、通信装置から
の光ノード制御信号に基づき、光ノードの機能を制御す
るもので、発光波長（変調器内蔵ＤＦＢ−ＬＤ４０２の
波長）の制御、受信波長（ＦＦＰ４０５の波長）の制御
等を行なう。この為に、マイクロプロセッサ、メモリ、
入出力Ｉ／Ｆ（アナログ、デジタル）を備える。

【００３６】変調器内蔵ＤＦＢ−ＬＤ４０２は、電界吸
収型変調器とＤＦＢ−ＬＤを同一基板上に集積化した発
光素子であり、低チャープな光強度変調信号を出力する
ことができる。光量モニタ用ＰＤ（Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏ
ｄｅ）、サーミスタ、ペルチェ、光アイソレータ、光フ
ァイバ結合系、光ファイバと共にモジュール化されてい
る。

【００３７】温度制御回路４０３は、サーミスタ端子間
電圧から変調器内蔵ＤＦＢ−ＬＤ４０２の温度を検出
し、ペルチェ駆動電流を制御し、ＤＦＢ−ＬＤ部の温度
を設定値にする。温度制御回路４０３は、光ノード制御
回路４０１との間の温度制御回路制御信号のインターフ
ェイスを備え、光ノード制御回路４０１により、温度設
定、制御のＯＮ／ＯＦＦ、制御状態のモニタ等が行われ
る。変調器内蔵ＤＦＢ−ＬＤ４０２の波長可変制御は温
度制御回路４０３による温度制御で実現する。１℃の温
度上昇で波長を約１０ＧＨｚ長波長側にシフトできる。
波長可変範囲は３ｎｍ以上を実現できる。

【００３８】ＬＤ駆動回路４０４は、ＬＤ駆動電流を変
調器内蔵ＤＦＢ−ＬＤ４０２のＤＦＢ−ＬＤ部に注入
し、変調信号（電圧）を変調器内蔵ＤＦＢ−ＬＤ４０２
の変調器部に印加し、送信信号に対応した強度変調光信
号を変調器内蔵ＤＦＢ−ＬＤ４０２から発生させる。Ｌ
Ｄ駆動回路４０４は、光量モニタ用ＰＤの検出結果を用
いたＡＰＣ（Ａｕｔｏ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ）
機能を備える。この為に、ＬＤ駆動回路４０４は、光ノ
ード制御回路４０１との間のＬＤ駆動回路制御信号のイ
ンターフェイスを備え、光ノード制御回路４０１によ
り、ＬＤの光量設定（光量モニタ用ＰＤの電流値で設
定）、ＬＤの発光のＯＮ／ＯＦＦ、制御状態のモニタ等
が行われる。

【００３９】ＦＦＰ４０５は受信波長選択用の波長可変
フィルタである。光センターノードの構成要素のＦＦＰ
３０２とは透過スペクトルの半値全幅が異なる。設計指
針の一例を挙げるならば、下限は伝送信号の伝送速度
（ｂ／ｓ）を周波数（Ｈｚ）に換算した値（例えば、
２．５Ｇｂ／ｓならば２．５ＧＨｚ）、上限は波長多重
の波長間隔の１／６である。

【００４０】ＦＦＰ制御回路４０６は、ＦＦＰ４０５の
波長を制御し、発光波長の検出、受信波長（発光波長の
中から選択）へのロック制御を行なう。光センターノー
ドの構成要素のＦＦＰ駆動回路３０３に加えて、受光回
路、識別器、ロック制御回路、光ノード制御回路４０１
との間のＦＦＰ制御回路制御信号のインターフェースを
備える。光ノード制御回路４０１により、ＦＦＰ駆動電
圧の掃引、発光波長の波長配置検出、受信波長への波長
設定、ロックのＯＮ／ＯＦＦ制御等が行われる。

【００４１】１×２光カプラ４０７は、光センターノー
ドの構成要素の１×２光カプラ３１１、３１２と同様な
ものである。ＦＦＰ４０５の波長の受信波長へのロック
動作用に、ＦＦＰ４０５の透過光の一部をＦＦＰ制御回
路４０６に入射するのに用いる。分岐比の一例は、光受
信モジュール４０８側９、ＦＦＰ制御回路４０６側１で
ある。

【００４２】光受信モジュール４０８は、ＦＦＰ４０５
によって選択された発光波長の光強度信号を電気信号に
変換する。

【００４３】本実施例を適用する通信ネットワークで
は、波長多重通信系の上記構成の光ノード２１１、２１
２の発光波長の波長配置を上記構成の光センターノード
２０１が検出し、パケット通信系での波長制御パケット
により、波長補正のための制御情報を送り、波長多重通
信系で発光している（送信している）各光ノードはそれ
を基に自分の光源（図４での変調器内蔵ＤＦＢ−ＬＤ４
０２）の波長を補正する。波長の補正は波長多重通信系
の光ノード２１１、２１２の波長可変光受信器が追従可
能な変化量で徐々に行われる。言い換えると、光センタ
ーノード２０１での波長配置検出、波長制御パケット送
出、各光ノード２１１、２１２での波長制御パケット受
信、発光波長の補正を一連の制御サイクルとして、その
制御サイクルの繰り返しにより、波長配置の制御が徐々
に行われる。波長の制御は温度制御回路４０３による温
度により行なう。

【００４４】また、光センターノード２０１の各光ノー
ドの接続ポートのＯＮ／ＯＦＦ光スイッチ３２１、３２
２、・・・は、接続された光ノードの発光波長が他の発
光波長と混信しない波長になっている時のみ、ＯＮ（光
透過）状態となり、その発光波長をＮ×Ｎ光カプラ３０
６に接続して他の光ノードに分配する。

【００４５】以上の構成を持つ波長多重通信ネットワー
クにおける本実施例の波長制御方式の動作の概略を説明
する。図１では、ａ）：発光開始、ｂ）：ズレの補正、
ｃ）：空き波長の解消の３つの動作例を示している。図
１中、横軸は波長である（波長軸の方向は前述の従来例
の図６とは逆になっている）。各光ノードからの光信号
の波長配置図とその時に光センターノード２０１が送出
する波長制御パケットのデータ部分（光ノード８つ分）
を、ａ）、ｂ）、ｃ）の各状態について記載している。
波長配置図において、横軸は波長を示し、縦の実線は光
ノードの発光波長を示し、破線は各発光波長の所定（制
御目標）の波長を示している。ＯＴ１、ＯＴ２、・・・
は光ノードｎの光送信器ＯＴｎ（Ｏｐｔｉｃａ１ Ｔｒ
ａｎｓｍｉｔｔｅｒ Ｎｏ．ｎ）を示している。波長配
置図においては発光波長を示し、波長制御パケットのデ
ータ部分においては割当てられたビット位置を示してい
る。波長制御パケットのデータ部分は左側が先頭であ
る。波長制御情報用のビットはＯＴ１、ＯＴ２、・・・
の順に２ビットづつ割当てられている。“００”はその
光送信器が非発光状態であることを示し、“０１”は発
光波長の長波長側ヘのシフトの指示を示し、“１０”は
発光波長の短波長側へのシフトの指示を示し、“１１”
は発光波長の保持の指示を示す。

【００４６】光ノードからの送信光の波長配置は、図２
（Ａ）の波長多重通信系の波長範囲の短波長側から、発
光を開始した順番に所定の波長間隔△λで並ぶように制
御される（図１参照）。波長多重通信系での送信終了等
による発光停止により空き波長が発生した場合は（波長
間隔が△λの２倍になるところが発生する）、その長波
長側の発光波長は短波長側に徐々にシフトし、発光波長
は短波長側から所定の波長間隔△λで並ぶように制御さ
れる。この制御により、波長多重通信系の波長範囲の短
波長側に発光波長が集まり、空き波長がある場合は空き
波長は長波長側にできる。そして、発光開始時は、波長
多重通信系の波長範囲の長波長端で発光する。

【００４７】図３の波長配置検出系の精度、図４の温度
制御回路４０３、ＬＤ駆動回路４０４の精度、ＬＤ４０
２の素子間格差により、△λおよび発光開始波長に或る
程度の許容値を設けることが必要になるが、ともかく、
実用システムを作ることが可能である。

【００４８】本実施例では、図２（Ｂ）のパケット通信
系でやり取りされる波長制御パケットのデータ部分の連
続する２ビットを各光ノードに対して波長制御情報用に
割当てる。割当ては、光ノードをネットワークに物理的
に接続した後（且つ、その発光開始前）に行われる。一
度割当てられたビットは、光ノードがネットワークから
切り離されるまで、その光ノードの波長制御情報用に使
われる。ビットの割当て／解放は光ノード２１１、２１
２が接続された通信装置２２１、２２２と光センターノ
ード２０１間のパケット通信系での通信により行われ
る。

【００４９】波長制御情報用のビットを各ノードに割当
てるため、システムに接続可能な光ノードの数とパケッ
トのデータ長との関係が問題となるので、ここでその見
積りを行っておく。現在、主流な規格の中でパケットの
データ長が最も短いのはＡＴＭであり、そのビット数は
３８４（４８バイト）である。１つの光ノードに２ビッ
ト割当てるとして１９２台のシステムまで対応可能であ
る。これで或る程度の規模のシステムに適用可能である
ことがわかる。これ以上の光ノードのシステムでは、波
長制御情報を複数のＡＴＭセルに分けることで適用可能
である。尚、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ等の可変長パケット（最
大１５００バイト）に対しては、かなり多数のシステム
まで適用可能である。

【００５０】図１を用いて波長制御方式の動作について
更に詳細に具体的に説明する。

【００５１】ａ）発光開始時 ＯＴ５が発光を開始する時の動作例である。ＯＴ５の発
光開始前に、ＯＴ３、ＯＴ７、ＯＴ６、ＯＴ１、ＯＴ２
が、その記載順に発光を開始し、所定の波長配置になっ
ている。ＯＴ３を最も短波長側として、それを基準に△
λの波長間隔で記載順に波長が配置されている（破線と
実線が一致している）。

【００５２】ａ）の一番目の図（波長配置の模式図と波
長制御パケットのデータ部分のセット）はＯＴ５が発光
開始した直後の制御サイクルでの様子を示している。発
光開始時は波長多重通信系の波長範囲の長波長端付近に
波長が設定されるため、ＯＴ５の波長は所定の波長配置
（図中ＯＴ２の右隣の破線）より大きく長波長側にあ
る。ＯＴ５以外の波長の波長配置は所定の配置になって
いる。波長制御パケットは、波長保持が指示されるＯＴ
１、ＯＴ２、ＯＴ３、ＯＴ６、ＯＴ７のビットが“１
１”であり、短波長側へのシフトが指示されるＯＴ５の
ビットが“１０”であり、非発光の状態にあるＯＴ４、
ＯＴ８のビットが“００”になっている。

【００５３】ａ）の２番目の図は、そのすぐ後の制御サ
イクルでの様子を示している。波長制御パケットのデー
タ部分は全く同じである。ＯＴ５の波長配置は、１つの
制御サイクルでの波長補正量分、短波長側ヘシフトして
いる。尚、図での波長の補正量は、図を見やすくするた
め多めに描いてある。

【００５４】ａ）の３番目の図は、その後、何回も制御
サイクルが繰り返された後の制御サイクルでの様子を示
している。ＯＴ５は所定の波長配置になり、波長制御パ
ケットのデータ部分のＯＴ５のビットが“１０”から
“１１”に変わっている（他のビットは前の制御サイク
ルと同じ）。

【００５５】ｂ）ズレの補正 所定の波長配置になった後、光ノードの状態の変化によ
り発光波長はズレる場合がある。その波長のズレは光セ
ンターノード２０１により検出され、波長制御パケット
により光ノードヘ波長制御情報が送られて光ノードによ
り波長のズレが補正される。ｂ）の１番目の図は、上述
のａ）の状態の後、波長配置のズレが発生した状態での
制御サイクルの様子を示している。ＯＴ６の波長（実線
で示す）が所定の波長配置（破線で示す）より短波長側
にズレており、また、ＯＴ２の波長（実線で示す）が所
定の波長配置（破線で示す）より長波長側にズレてい
る。この時の波長制御パケットのデータ部分のＯＴ６の
ビットは“０１”であり、ＯＴ２のビットは“１０”で
ある。

【００５６】ｂ）の２番目の図は、そのすぐ後の制御サ
イクルでの様子を示している。前の制御サイクルで、Ｏ
Ｔ６とＯＴ２では波長の補正が行われるため、再び所定
の波長配置になる。従って、波長制御パケットのデータ
部分は、発光しているＯＴ１、ＯＴ２、ＯＴ３、ＯＴ
５、ＯＴ６、ＯＴ７のビットが“１１”であり、非発光
の状態にあるＯＴ４とＯＴ８のビットが“００”になっ
ている。

【００５７】ｃ）空き波長の解消 本波長制御方式では、発光停止（通信終了による）によ
り空き波長が発生した場合、その長波長側の発光波長を
短波長側にシフトさせる。ｃ）の１番目の図では、上述
のａ）の状態の後、ＯＴ６が通信終了により発光を停止
した状態での制御サイクルの様子を示している。尚、Ｏ
Ｔ６が通信を終了したことは、パケット通信系により、
ＯＴ６が接続されている通信装置から光センターノード
２０１ヘ連絡されている。光センターノードは、波長制
御パケットのデータ部分を、ＯＴ６の発光停止、ＯＴ
１、ＯＴ２、ＯＴ５の短波長側へのシフトを示すように
する。ＯＴ６のビットを“００”とし、ＯＴ１、ＯＴ
２、ＯＴ５のビットを“１０”にする。

【００５８】ｃ）の２番目の図は、そのすぐ後の制御サ
イクルでの様子を示している。波長制御パケットのデー
タ部分は同じある。ＯＴ１、ＯＴ２、ＯＴ５の波長は、
１つの制御サイクルでの波長補正量分、短波長側にシフ
トしている。

【００５９】ｃ）の３番目の図は、その後、何回も制御
サイクルが繰り返され、所定の波長配置になった時の制
御サイクルでの様子を示している。ＯＴ１、ＯＴ２、Ｏ
Ｔ５は所定の波長配置になり、波長制御パケットのデー
タ部分のＯＴ１、ＯＴ２、ＯＴ５のビットが“１１”に
なる。

【００６０】本実施例では、波長制御パケットのデータ
部分の各ビットを各光ノードに固定で割当てるため、光
センターノードおよび光ノードでのその割当て情報を変
更する必要が無くなり、それに関連する処理が簡易にな
る。

【００６１】［第２実施例］本発明の第２実施例につい
て図面とともに説明する。図５は本発明の波長制御方式
の第２実施例の動作を説明するための模式図である。
ａ）：発光開始、ｂ）：ズレの補正、ｃ）：空き波長の
解消、ｄ）：空き波長解消後の発光開始の４つの動作例
を示している。図１とは波長制御パケットのデータ部分
のビットの割当てのみが異なるのみであるため、ａ）、
ｂ）、ｃ）の各動作の最初の制御サイクルのみ示した。
また、ｄ）：空き波長解消後の発光開始は、本実施例で
特徴的となるため、図を追加した。図５の表記中、波長
制御パケットのデータ部分の“００”はそのビットが光
ノードに割当てられていないことを示している。これ以
外は図１と同じであるので、その説明は省略する。

【００６２】本実施例では、波長制御パケットのデータ
部分のビットを、波長多重通信系での発光開始時にその
光ノードに割当て、発光停止時に光ノードから解放す
る。割当ては先頭ビットから順次行われる。発光停止に
よりその光ノードから解放されたビットは、次に発光開
始した光ノードに割当てられる。尚、ビットの割当て／
解放は、第１実施例と同様に、光ノード２１１、２１２
が接続された通信装置２２１、２２２と光センターノー
ド２０１間の図２（Ｂ）のパケット通信系での通信によ
り行われる。

【００６３】図５を用いて第２実施例の波長制御パケッ
トのビットの割当てについて具体的に説明する。

【００６４】ａ）発光開始時 ＯＴ５が発光を開始する時の動作例である。ＯＴ５の発
光開始前に、ＯＴ３、ＯＴ７、ＯＴ６、ＯＴ１、ＯＴ２
が、その記載順に発光を開始し、その順にビットが割当
てられている。その後、ＯＴ２の後に発光を開始したＯ
Ｔ５にはＯＴ２の次の２ビットが割当てられる。

【００６５】ｂ）ズレの補正 波長制御パケットのデータ部分のビットの光ノードへの
割当てはそのままである。波長のズレの補正は第１実施
例と同様に行なわれる。

【００６６】ｃ）空き波長の解消 発光を停止したＯＴ６に割当てられていたビット（ＯＴ
７とＯＴ１の間の２ビット）がその光ノードから解放さ
れる。他のビットの光ノードへの割当てはそのままであ
る。空き波長の解消の為の波長の詰め寄りは第１実施例
と同様に行なわれる。

【００６７】ｄ）空き波長の解消後の発光開始 本実施例では、発光停止した光ノードがある場合は、そ
の光ノードに割当てられていたビットは解放状態のま
ま、他の光ノードに割当てられているビットの間に残
る。そこで、発光停止により解放されたビットがある場
合には、次に発光を開始する光ノードに、そのビットが
割当てられる。図５ｄ）の例では、発光を停止したＯＴ
６に割当てられていたビットが、発光を開始したＯＴ８
に割当てられる。間に残っている空きビットがある間
は、このビット割当て方法が行なわれる。間に残ってい
る空きビットがなくなれば、波長制御パケットのデータ
部分の図５における右側にある空きビットが割当てられ
る。

【００６８】本実施例では、波長制御パケットのデータ
部分のビットの割当てが、発光中には変化することが無
いため、光ノードでの割当て情報の変更の頻度が上記従
来例よりは少なくなり、それに関連する処理が簡易にな
る。また、発光している光ノードにのみビットを割当て
るので、第１実施例に比較して、波長制御パケットのビ
ット数を抑えることができる。

【００６９】［その他の実施例］第１実施例において、
波長制御パケットのビットの順番と光ノードの光送信器
の番号（ＯＴ１、ＯＴ２、・・・）の順番は記載の例に
限るものでなく、対応がとれるなら他の順番を用いるこ
とも可能である。

【００７０】また、第２実施例において、発光停止した
光ノードに割当てられたビットを直ぐに解放したが、そ
の光ノードが再度発光することが分かっている場合に
は、割当てを解放せず確保しておく方式も可能である。
これにより、発光停止、再発光に伴う波長制御パケット
のビットの割当ての変更を少なくできる。

【００７１】また、波長制御パケットのデータ部分の各
光ノードに割当てたビットのビットパターンは、記載の
例に限るものでなく、波長の保持、短波長側へのシフ
ト、長波長側へのシフトを示すことができる他のビット
パターンを用いることも可能である。

【００７２】また、上記実施例では、波長多重通信系の
波長範囲の長波長端付近から発光を開始し、波長範囲の
短波長端付近から波長を配置する例で動作を説明した
が、波長多重通信系の波長範囲の短波長端付近から発光
を開始し、波長範囲の長波長端付近から波長を配置する
動作も可能である。

【００７３】また、光センターノードの波長配置検出用
および光ノードの受信用の波長可変フィルタとしてＦＦ
Ｐを用いたが、他の波長可変フィルタを用いることも可
能である。また、光ノードの発光素子として変調器内蔵
ＤＦＢ−ＬＤを用いたが、ＤＦＢ−ＬＤを用い、変調方
式として直接ＦＳＫ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｓｈｉｆｔ
Ｋｅｙｉｎｇ）、あるいは光強度変調器を用いた外部
強度変調を用いることも可能である。

【００７４】また、光ノードの発光素子の波長可変手段
として温度を用いたが、他の波長可変手段（あるいは波
長可変光源）も利用可能である。例えば、多電極構造の
波長可変ＬＤの場合は電流を用いることができる。ま
た、外部共振器ＬＤの場合は、波長可変手段はアクチュ
エータの駆動信号となる。

【００７５】また、光センターノード、光ノードの構成
は同様な機能を有するものならば他の構成も可能であ
る。また、波長多重通信系の伝送路とパケット通信系の
伝送路の別にした構成を示したが、例えば、波長多重通
信系を１．５μｍ帯としてパケット通信系を１．３μｍ
帯としたＷＤＭ（Ｗａｖｅ１ｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉ
ｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）により１つの伝送路
とすることも可能である。

【００７６】更に、パケット通信系の構成要素としてス
イッチとハブを用いたが、別の構成要素を用いることも
可能である。また、波長多重通信系の通信制御および波
長制御情報の通信にパケット通信系を用いたが、その他
の通信系を用いることも可能である。例えば、時分割多
重通信を用い、その１つのタイムスロットを光センター
ノードから全光ノードヘの波長制御情報用に用い、その
波長制御情報のデータ形式に本発明の波長制御方式を適
用することもできる。

【００７７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
波長制御情報のデータ部分のビットの割当ての変更が無
くなる或は少くなくなる。これにより、それに割当て情
報の管理および波長制御情報に関連する処理が簡易にな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の波長制御方式の第１実施例での
波長配置制御の様子を示す図である。

【図２】図２は本発明を適用する波長多重通信ネットワ
ークの一例の構成図である。

【図３】図３は本発明を適用する通信ネットワークの光
センターノードの一例の構成図である。

【図４】図４は本発明を適用する通信ネットワークの光
ノードの一例の構成図である。

【図５】図５は本発明の波長制御方式の第２実施例での
波長配置制御の様子を示す図である。

【図６】図６は従来例の波長制御方式での波長配置制御
の様子を示す図である。

【符号の説明】

２０１ 光センターノード ２１１、２１２ 光ノード ２２１、２２２ 通信装置 ２３１、２３２ 光ファイバ ２４１ スイッチハブ ２５１、２５２ ハブ ２６１、２６２、２６３、２７１、２７２ 伝送路 ３０１ 光センターノード制御回路 ３０２ ＦＦＰ ３０３ ＦＦＰ駆動回路 ３０４ 受光回路 ３０５ 識別回路 ３０６ Ｎ×Ｎ光カプラ ３０７ Ｎ×１光カプラ ３１１、３１２ １×２光カプラ ３２１、３２２ ＯＮ／ＯＦＦ光スイッチ ４０１ 光ノード制御回路 ４０２ 変調器内蔵ＤＦＢ−ＬＤ ４０３ 温度コントローラ ４０４ ＬＤ駆動回路 ４０５ ＦＦＰ ４０６ ＦＦＰ制御回路 ４０７ １×２光カプラ ４０８ 光受信モジュール

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】波長多重通信系と該波長多重通信系の通信
   制御を行なう制御通信系を備え、 発光波長が可変な発光手段を備えて該波長多重通信系で
   通信を行なう複数の光ノードと、該光ノードの該発光手
   段からの光信号の波長配置を検出する手段、該制御通信
   系で通信を行なう通信手段を備える光センターノードと
   で構成され、 該光センターノードが該制御通信系で該光ノードに送信
   する該波長配置検出に基づく波長制御情報をもとに該光
   ノードが自分の光信号の波長を制御する通信ネットワー
   クにおいて、 該波長制御情報のデータ部分の各光ノードヘの割当て
   を、少なくとも、該光ノードの該発光手段の発光の開始
   からその発光の終了までの間、固定することを特徴とす
   る波長制御方式。
2. 【請求項２】該光センターノードは、該光ノードの該発
   光手段からの光信号を導入する手段、該光信号をネット
   ワーク全体に分配する手段、該波長配置検出に基づいて
   該分配の可否を制御する手段を更に備えることを特徴と
   する請求項１に記載の波長制御方式。
3. 【請求項３】該割当てを該光ノードの該通信ネットワー
   クヘの物理的な接続時に行なうことを特徴とする請求項
   １または２に記載の波長制御方式。
4. 【請求項４】該割当てを該光ノードの該発光手段の発光
   の開始前に行ない、該割当ての解放を該発光手段のその
   発光の停止後に行なうことを特徴とする請求項１または
   ２に記載の波長制御方式。
5. 【請求項５】該割当てを該光ノードの該発光手段の発光
   の開始時に行なうことを特徴とする請求項４に記載の波
   長制御方式。
6. 【請求項６】該割当ての解放を該発光手段のその発光の
   停止時に行なうことを特徴とする請求項４または５に記
   載の波長制御方式。
7. 【請求項７】該割当ての解放を該発光手段のその発光の
   停止後一定期間を経過した場合のみに行なうことを特徴
   とする請求項４または５に記載の波長制御方式。
8. 【請求項８】該光ノードの該発光手段の光信号の波長
   を、発光開始時に、該波長多重通信系の波長範囲の予め
   決められた一方の端付近に設定し、該光センターノード
   による波長配置制御を、該波長範囲の逆側の端付近から
   該光信号を配置するように行なうことを特徴とする請求
   項１乃至７の何れかに記載の波長制御方式。
9. 【請求項９】該光ノードに備えられる該発光手段の波長
   可変制御を温度、注入電流、印加電圧、外部アクチュエ
   ータの駆動信号のうちの少なくとも１つにより行なうこ
   とを特徴とする請求項１乃至８の何れかに記載の波長制
   御方式。
10. 【請求項１０】該制御通信系は、該波長多重通信系とは
    別個の通信系であることを特徴とする請求項１乃至９の
    何れかに記載の波長制御方式。
11. 【請求項１１】該制御通信系は、該波長多重通信系と同
    一の伝送路を用いて波長多重された通信系であることを
    特徴とする請求項１乃至９の何れかに記載の波長制御方
    式。
12. 【請求項１２】該波長制御情報は少なくとも波長を保持
    するかシフトするかを示す情報を含むことを特徴とする
    請求項１乃至１１の何れかに記載の波長制御方式。
13. 【請求項１３】請求項１乃至１２の何れかに記載の波長
    制御方式を用いることを特徴とする波長多重通信ネット
    ワーク。