JP2000332731A

JP2000332731A - 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

Info

Publication number: JP2000332731A
Application number: JP13651999A
Authority: JP
Inventors: Masao Majima; 正男真島
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-05-18
Filing date: 1999-05-18
Publication date: 2000-11-30

Abstract

(57)【要約】【課題】発光開始時から所定の波長に到達するまでの所
要時間を短縮する様に工夫された波長多重通信ネットワ
ークにおける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基に各光ノードが自分
の光信号の送信波長を制御し、この波長制御により、発
光手段の光信号の波長が波長多重通信系の波長範囲の一
端付近を起点に発光開始順に配置される波長多重通信ネ
ットワークで用いられる。波長範囲の他端から非ゼロの
波長距離だけ離れた暫定発光開始波長が空き波長である
と判断された場合には、新たに通信要求する光ノードに
暫定発光開始波長から発光を開始させる。

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１０−８４３３２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、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（Ｏｐｔｉｃａ１Ｔ
ｒａｎｓｍｉｔｔｅｒＮｏ．ｎ）を意味し、波長配置
では発光波長を示している。この波長制御方式により、
発光波長は発光開始順に、波長範囲の長波長端から所定
の波長間隔で配置される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前述の方式では、発光
開始時は波長範囲の一端（短波長側）から発光するた
め、既に発光している光ノードが少ない場合には、発光
開始波長位置から所定の波長位置に波長を制御するため
に時間がかかった。

【０００７】本発明の目的は、発光開始波長位置につい
て限定をなくすことにより、発光開始時から所定の波長
に到達するまでの所要時間を短縮する様に工夫された波
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
ットワークを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
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（典型的には、波長多
重通信系の通信制御も行なうパケット通信系）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
を基に該光ノードが自分の光信号の波長制御を行い、該
波長制御により、該発光手段の光信号の波長が該波長多
重通信系の波長範囲の一端付近を起点に発光開始順に配
置される波長多重通信ネットワークにおいて、該波長範
囲の他端から非ゼロの波長距離だけ離れた暫定発光開始
波長が、既に発光している他の光ノードの光信号と混信
しない空き波長になっていると判断された場合には、新
たに通信要求する光ノードに該暫定発光開始波長から発
光を開始させることを特徴とする。

【０００９】これにより、暫定発光開始波長が既に発光
している他の光ノードの波長と混信しない空き波長とな
っていた場合、新たに通信要求する光ノードが発光開始
波長から所定の波長に到達するまでの時間が短縮され
る。

【００１０】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。

【００１１】より具体的には、以下の様な形態が可能で
ある。波長範囲の他端から非ゼロの波長距離だけ離れた
暫定発光開始波長が空き波長になっていないと判断され
た場合には、通信要求する光ノードに前記波長範囲の他
端付近から発光を開始させる。この際は上記従来例の制
御方式と同じである。

【００１２】前記暫定発光開始波長と既に発光している
他の光ノードの光信号の波長との混信の有無の確認は、
発光を開始しようとする光ノードの光信号をネットワー
ク全体に分配しない状態で該暫定発光開始波長で発光さ
せることにより行なわれ得る。この場合は、波長多重通
信系の波長範囲に対する光ノードの波長可変光源の波長
範囲の誤差を光センターノードが把握することなく制御
を行なうことができる。

【００１３】前記暫定発光開始波長と既に発光している
他の光ノードの光信号の波長との混信の有無の確認は、
波長多重通信系の波長範囲に対する光ノードの発光手段
の波長範囲の誤差と該既存波長の波長配置を基に行なう
こともできる。この場合は、光ノードの波長可変光源を
発光させることなく混信しないことの確認を行なえて、
光センターノードでの混信有無の判断の手順を少なくで
きる。

【００１４】前記暫定発光開始波長を複数優先順位を付
けて設定し、先の順位の暫定発光開始波長が空き波長に
なっていないと判断されれば、順次、次の暫定発光開始
波長が空き波長であるか否かを判断する様にしてもよ
い。こうすれば、光センターノードでの混信有無の判断
の手順が多少煩雑になるが、上記従来例の制御方式と同
じ態様で発光開始を行なう事態が減少して、発光開始波
長から所定の波長に到達するまでの時間が短縮される動
作が増える。

【００１５】前記暫定発光開始波長は、発光手段の波長
範囲の中央とする。これにより、発光開始波長から所定
の波長に到達するまでに要する最大所要時間を最も短く
することができる（後述の第１実施例での説明参照）。

【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。

【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、上記の波長範囲の一端の逆側
以外の波長が空き波長となってる場合には、その波長か
らの発光開始することが可能になるので発光開始から所
定の波長に到達するまでの時間を短縮することができ
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］以下、本発明の第１実施例
について図面とともに説明する。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。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）。▲は波長多重通信系の波長
範囲の中央の波長位置を示している。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）の波長の位置を示している。ＯＴ１、ＯＴ２、…は
光ノードｎの光送信器ＯＴｎ（０ｐｔｉｃａｌＴｒａ
ｎｓｍｉｔｔｅｒＮｏ．ｎ）の波長を示している。既
に発光している波長は、波長多重通信系の波長範囲の短
波長端からチャンネル間隔△λの波長間隔で配置され
る。この時、最も長波長側にある発光波長から△λ長波
長側の波長から、波長範囲の長波長端までの範囲が空き
波長となる。図１中、ａ）は発光波長範囲の中央が空き
波長になっている場合、ｂ）は発光波長範囲の中央が空
き波長になっていない場合である。ａ）、ｂ）内の一連
の波長配置は、各々の場合での発光開始時の動作例を示
している。

【００２２】ここで、本実施例の波長制御方式の動作を
説明する前に、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、光ノード等の構成例を説明する。

【００２３】図２は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。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。

【００２４】波長多重通信系は、光センターノード２０
１、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
２２１、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。

【００２５】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
（ＡｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓＴｒａｎｓｆｅｒＭｏ
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。

【００２６】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、ＦｉｂｅｒＦａｂｒｙ
−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。

【００２７】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。

【００２８】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（ＦｒｅｅＳｐｅｃ
ｔｒａｌＲａｎｇｅ）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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】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
ｂｕｔｅｄＦｅｅｄＢａｃｋＬａｓｅｒＤｉｏｄ
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、光受信モジュールで４０８で波長可変光受信器を成
す。

【００３６】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。

【００３７】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（ＰｈｏｔｏＤｉｏ
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。

【００３８】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。

【００３９】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（ＡｕｔｏＰｏｗｅｒＣｏｎｔｒｏｌ）
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。

【００４０】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。

【００４１】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。

【００４２】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。

【００４３】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。

【００４４】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。

【００４５】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。

【００４６】波長配置は、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（間隔
が△λの２倍）が発生した場合は、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。

【００４７】波長多重通信系の回線の設立／解放の制御
は、図２（Ｂ）のパケット通信系を介して、光センター
ノード２０１とその回線に関係する光ノード間で行われ
る。送信を行なう光ノードは回線設立要求を光センター
ノード２０１に送信する。波長範囲の長波長側に空き波
長がある場合には、光センターノード２０１は回線設立
要求を出した光ノードに発光許可通知を送信する。本発
明の波長制御はこの時の光ノード２１１、２１２の発光
開始時の波長制御に関する。

【００４８】各光ノード２１１、２１２の発光波長の制
御は、光源である変調器内蔵ＤＦＢ−ＬＤ４０２（単に
ＬＤとも呼ぶ）の温度の制御により行われる。制御温度
の範囲をＬＤ４０２の特性に合わせて変えることでＬＤ
４０２の発光波長の誤差を低減することができるが、そ
れは、光ノードの調整の手間とトレードオフになる。本
実施例では、各光ノードの発光波長範囲と波長多重通信
系の波長範囲の誤差を許容する（例えば△λ以上）。

【００４９】本実施例では、まず、光ノードはその発光
波長範囲の中央で発光を開始する。その結果、その波長
が空き波長でないことが光センターノード２０１で分か
った場合には、発光波長範囲の長波長端で発光を開始す
る。

【００５０】図１を用いて発光開始時の波長設定動作に
ついて更に具体的に説明する。以下の説明の動作では、
発光を開始するノードを光ノード５（波長はＯＴ５で示
す）とする。光ノード５の発光波長範囲の中央（これ
は、通常、波長多重通信系の波長範囲の中央と許容され
た誤差を有する）が空き波長になっているかどうかで、
ａ）とｂ）の２つの動作に分かれる。

【００５１】以下、各々について説明する。ａ）発光波長範囲の中央が空き波長になっている場合１．は光センターノード２０１が光ノード５に発光許可
を与える直前の制御サイクルでの波長配置である。光ノ
ード５の発光開始前に、光ノード３、光ノード７、光ノ
ード６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、ＯＴ７、
ＯＴ６の波長が△λの波長間隔で記載順に配置されてい
る（破線と実線が一致している）。

【００５２】２．は、光ノード５が発光波長範囲の中央
（波長多重通信系の波長範囲の中央に対して誤差があ
る）で発光を開始した直後の制御サイクルでの波長配置
である。光センターノード２０１は１．と２．の波長配
置検出結果から、新たに発光を開始した波長をＯＴ５と
認識し、また、その波長が短波長側の隣接波長ＯＴ６か
ら△λ以上の波長間隔離れていることを知る。これによ
り、ＯＴ５は他の波長と混信することが無いことが分か
るため、光センターノード２０１は、その中の光ノード
５のポートの光スイッチをＯＮ状態にし、光ノード５の
光をネットワークヘ分配する。

【００５３】３．は２．の次の制御サイクルでの波長配
置である。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１で
の波長の補正量は、見やすくするため多めにした。

【００５４】４．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。Ｏ
Ｔ５は所定の波長配置になっている。

【００５５】ｂ）発光波長範囲の中央が空き波長になっ
ていない場合１．は光センターノード２０１が光ノードに発光許可を
与える直前の制御サイクルでの波長配置である。光ノー
ド５の発光開始前に、光ノード３、光ノード７、光ノー
ド６、光ノード１、光ノード２、光ノード８、光ノード
４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、ＯＴ７、ＯＴ
６、ＯＴ１、ＯＴ２、ＯＴ８、ＯＴ４が△λの波長間隔
で記載順に波長配置されている（破線と実線が一致して
いる）。

【００５６】２．は光ノード５が発光波長範囲の中央で
発光を開始した直後の制御サイクルでの波長配置であ
る。ｂ）の場合では発光波長範囲の中央（波長多重通信
系の波長範囲の中央に対して誤差がある）が空き波長で
なくて、ＯＴ５は既に発光している波長の並びの中、あ
るいは、最も長波長よりにある波長（この例ではＯＴ
４）から△λ長波長側の波長より短い波長の中にある。
ＯＴ５はこの例ではＯＴ２とＯＴ８の間に位置する。光
センターノード２０１は、１．と２．の波長配置の検出
結果から、ＯＴ５が空き波長に位置していないことを知
る。そこで、光センターノード２０１は、ＯＴ５の発光
波長の設定を変える（波長範囲の長波長端にする）命令
を、パケット通信系で光ノード５に送る。

【００５７】３．は、ＯＴ５が温度設定を変え、発光波
長範囲の長波長端で発光を開始した直後の制御サイクル
での波長配置である。光センターノードは２．と３．の
波長配置検出結果から、ＯＴ５の波長がＯＴ８から△λ
の波長間隔以上離れていることを知る。これにより、Ｏ
Ｔ５は他の波長と混信することが無いことが分かったた
め、光センターノード２０１は、それの中のＯＴ５の接
続された光スイッチをＯＮ状態にし、ＯＴ５の光をネッ
トワークに分配する。

【００５８】４．は３．の次の制御サイクルでの波長配
置である。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、見やすくするために多めにした。

【００５９】５．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。Ｏ
Ｔ５は所定の波長配置になる。

【００６０】本実施例では、発光開始時に発光波長範囲
の中央から行なうため、発光波長範囲の中央が空き波長
となっている場合には、新たに発光を開始した波長と所
定の波長（短波長側の隣接波長から△λ長波長側の波
長）の波長差が小さくなる。これにより、発光開始から
所定の波長に到達するまでの制御サイクルの回数を少な
くできる。また、発光開始波長で、受信を開始する受信
方式を用いるシステムでは、受信波長選択用の波長フィ
ルタ（図４のＦＦＰ４０５）の波長ロック制御のバイア
ス成分の増加を低減することができる。

【００６１】さらに、本実施例では、発光開始波長は発
光波長範囲の中央或は長波長端となるため、発光開始波
長と制御目標の波長の差が最大で波長範囲の約半分にな
る。これは、波長範囲の長波長端以外の所定の波長を発
光開始波長として追加した場合に起こり得る上記最大の
差の中で最も小さい（例えば、波長範囲の中央と長波長
端の間の位置に所定の波長を定めた場合は、最初に発光
を開始する光ノードなどは発光開始波長と制御目標の波
長の差が波長範囲の半分以上になることもある）。これ
により、発光開始から制御目標の波長に到達するまでの
時間の最大時間も最も短くなる。

【００６２】さらに、本実施例では、発光を開始する光
ノードの発光波長範囲の中央で実際に発光させて、そこ
が空き波長かどうかを調べるため、光ノードの発光手段
の発光波長範囲の校正（波長多重通信系の波長範囲に対
する校正）を高精度に行なう必要がない。

【００６３】［第２実施例］以下、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。図５中、ｄλは各光ノードの発光波長範囲と波長多
重通信系の波長範囲の最大誤差である。図５中の説明で
は発光を開始するＯＴ５が最大誤差ｄλを持つとした。
他の表記の約束は図１と同じである。

【００６４】本実施例では、各光ノードの発光波長範囲
を波長多重通信系の波長範囲に対して予め校正する。光
センターノード２０１は、その誤差を含めて空き波長を
把握することで、発光を開始するＬＤ４０２を第１実施
例の様に実際に発光波長範囲の中央で発光させることな
く、発光波長範囲の中央が空き波長になっているかどう
かを判断する。

【００６５】光ノードの発光波長範囲の校正は、ＬＤ４
０２の制御温度と波長の測定データに基づき、光ノード
作製時に行なう。波長多重通信系の波長範囲に対するＬ
Ｄ４０２の発光波長範囲の誤差をｄλ以下（最も誤差の
大きい光ノードでｄλ）になるようにＬＤ４０２の制御
温度範囲を定める。

【００６６】空き波長の把握は、既に発光している波長
の内、最も長波長側にある波長から△λ＋ｄλ長波長側
の波長を基準に行なう。すなわち、この基準より長波長
側を空き波長と判断する。△λ＋ｄλとするのは、最も
大きい誤差がｄλであるので、ｄλを加えておかない
と、発光波長範囲の中央を空き波長と判断した場合でも
実際の発光波長が既存発光波長の並びの中或は最も長
波長よりにある波長から△λ長波長側の波長より短い波
長の中に入ってしまう恐れがあるからである。

【００６７】図５ａ）では、光センターノード２０１
は、既に発光している波長の配置から（図５ａ）１．の
様に上記基準波長は波長多重通信系の波長範囲の中央よ
り短波長側にある）、最大誤差の光ノードに対しても発
光波長範囲の中央は空き波長と判断する。そして、第１
実施例と同様な動作で発光波長範囲の中央から発光が開
始され、所定の波長配置になる。図５ａ）２．に示す様
に、発光波長範囲の中央が波長多重通信系の波長範囲の
中央よりｄλ短波長側にずれていても（これが短波長側
への最大のずれである）、この中央の発光波長が既存発
光波長の並びの中に入ってはいない。図５ａ）４．の所
定の波長配置になるまでのプロセスは第１実施例で説明
した通りである。

【００６８】図５ｂ）では、光センターノード２０１
は、既に発光している波長の配置から、発光波長範囲の
中央は空き波長になっていないと判断する（すなわち、
図５ｂ）１．の様に上記基準波長が波長多重通信系の波
長範囲の中央より長波長側にある）。その結果、光セン
ターノード２０１は、光ノード５に発光波長範囲の長波
長端で発光を開始するように、図２（Ｂ）のパケット通
信系で通知する。そして、光ノード５は発光波長範囲の
長波長端から発光を開始し、所定の波長配置になる。図
５ｂ）２．に示す様に、光ノード５の実際の発光波長は
波長多重通信系の長波長端とはずれている。図５ｂ）
４．の所定の波長配置になるまでのプロセスは第１実施
例で説明した通りである。

【００６９】本実施例では、光ノードの発光波長範囲と
波長多重通信系の波長範囲の最大誤差を光センターノー
ドが把握しているため、発光波長範囲の中央で実際に発
光させることなく、発光波長範囲の中央が空き波長にな
っているか否かを光センターノードが判断することがで
きる。そのため、発光開始時の動作を簡略化できる。

【００７０】［その他の実施例］ところで、波長範囲の
長波長端以外（すなわち、長波長端から非ゼロの所定波
長距離の波長位置）で発光を開始する波長として波長範
囲の中央を例に挙げたが、これに限られるものではな
い。例えば、波長範囲の短波長端から波長範囲全体の１
／３あるいは２／３の位置でもよい。更には、これら複
数の暫定発光開始波長を優先順位をつけて、順次、発光
開始波長の候補として動作を行なうことも可能である。

【００７１】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。

【００７２】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（ＦｒｅｑｕｅｎｃｙＳｈｉｆｔ
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。

【００７３】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。

【００７４】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（Ｗａｖｅ１ｅｎｇｔｈＤｉｖｉｓｉ
ｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）により１つの伝送路
とすることも可能である。

【００７５】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上記と同様の方式を適用す
ることもできる。

【００７６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
発光開始波長として暫定的に定めた波長が空き波長にな
っている場合には、発光開始から所定の波長に到達する
までの時間を短縮することができる。

【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３０２ＦＦＰ３０３ＦＦＰ駆動回路３０４受光回路３０５識別回路３０６Ｎ×Ｎ光カプラ３０７Ｎ×ｌ光カプラ３１１、３１２ｌ×２光カプラ３２１、３２２ＯＮ／ＯＦＦ光スイッチ４０１光ノード制御回路４０２変調器内蔵ＤＦＢ−ＬＤ４０３温度コントローラ４０４ＬＤ駆動回路４０５ＦＦＰ４０６ＦＦＰ制御回路４０７ｌ×２光カプラ４０８光受信モジュール

Claims

【特許請求の範囲】

【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制御を行い、該波長制御により、該発光手段の光信号の波長が該波長
多重通信系の波長範囲の一端付近を起点に発光開始順に
配置される波長多重通信ネットワークにおいて、該波長範囲の他端から非ゼロの波長距離だけ離れた暫定
発光開始波長が、既に発光している他の光ノードの光信
号と混信しない空き波長になっていると判断された場合
には、新たに通信要求する光ノードに該暫定発光開始波
長から発光を開始させることを特徴とする波長制御方
式。
【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。
【請求項３】該波長範囲の他端から非ゼロの波長距離だ
け離れた暫定発光開始波長が空き波長になっていないと
判断された場合には、該波長範囲の他端付近から該光ノ
ードに発光を開始させる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。
【請求項４】該暫定発光開始波長と既に発光している他
の光ノードの光信号の波長との混信の有無の確認を、該
発光を開始しようとする光ノードの光信号をネットワー
ク全体に分配しない状態で該暫定発光開始波長で発光さ
せることにより行なうことを特徴とする請求項１、２ま
たは３に記載の波長制御方式。
【請求項５】該暫定発光開始波長と既に発光している他
の光ノードの光信号の波長との混信の有無の確認を、波
長多重通信系の波長範囲に対する光ノードの発光手段の
波長範囲の誤差と該既存波長の波長配置を基に行なうこ
とを特徴とする請求項１、２または３に記載の波長制御
方式。
【請求項６】該暫定発光開始波長を複数優先順位を付け
て設定し、先の順位の暫定発光開始波長が空き波長にな
っていないと判断されれば、順次、次の暫定発光開始波
長が空き波長であるか否かを判断することを特徴とする
請求項１乃至５の何れかに記載の波長制御方式。
【請求項７】該暫定発光開始波長が該発光手段の波長範
囲の中央であることを特徴とする請求項１乃至６の何れ
かに記載の波長制御方式。
【請求項８】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７の何れかに記載の波長制
御方式。
【請求項９】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８の何
れかに記載の波長制御方式。
【請求項１０】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８の何れかに記載の波長制御方
式。
【請求項１１】請求項１乃至１０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。