JP2004266455A

JP2004266455A - 光波長多重通信システム

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Publication number: JP2004266455A
Application number: JP2003053058A
Authority: JP
Inventors: Osamu Kamatani; 修鎌谷; Yoshimasa Katagiri; 祥雅片桐; Atsushi Takahara; 厚高原
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2003-02-28
Filing date: 2003-02-28
Publication date: 2004-09-24
Anticipated expiration: 2023-02-28
Also published as: JP3964336B2

Abstract

【課題】ＩＰレイヤ処理を行うルータ、スイッチ等の電気信号処理速度の制限を受けることなく、広帯域の光信号処理を行うこと。
【解決手段】複数のサーバ装置１−１〜１−Ｎと、該複数のサーバ装置１−１〜１−Ｎの各々に対応して設けられ、対応するサーバ装置に割り当てられた光波長の光信号のみを送受信するように光波長が設定される第１の光波長可変送受信装置群２−１〜２−Ｎと、該第１の光波長可変送受信装置群２−１〜２−Ｎに対して光波長多重分配装置３を含む伝送路を介して複数のクライアント装置４−１〜４−Ｍとが接続されてなる。上記伝送路は、複数のアッドドロップ装置７−１、７−２が設けられた主信号（情報）の伝送を行う光データバス１０で構成される。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光波長領域において複数の光信号を多重して伝送し、所望の光波長の信号を選択的に受信して情報の送受信を行う、光波長多重通信システムに係り。特に、分散演算処理システム、広帯域映像分配システム、ＬＡＮ、ＶＰＮシステム等に使用するに好適な光波長多重通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光波長領域において複数の光信号を多重して伝送し、受信端で複数の光波長の信号に分離して情報の送受信を行う手法が実施されている。（例えば、非許文献１参照。）
【０００３】
【非許文献１】
ＡｂｄｅｌｌａｔｉｆＭａｒｒａｋｃｈｉ，“ＰｈｏｔｏｎｉｃＳｗｉｔｃｈｉｎｇａｎｄＩｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｓ”，ＭａｒｃｅｌＤｅｋｋｅｒ，Ｉｎｃ．，１９９４，Ｃｈａｐｔｅｒ２，ｐ．７７‐８８
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来構成では、複数の光波長によって伝送された光信号の１つを選択的に送受信したい場合、光波長フィルタ等によって所望の光波長の信号を選択するように構成されている。
しかしながら、従来技術においては、光波長の切替をパケットの送受とは無関係に集中制御していたため、光波長の選択と、上位レイヤでの処理に整合性を持たせることができなかった。
【０００５】
このため例えば、ＩＰレイヤ処理を行うルータ、スイッチ等をネットワークノード数あるいはホスト数に応じて設置する必要があるという問題があった。
また、同時に１対多の情報送受を行う場合にも、ＩＰレイヤ処理を行うルータ、スイッチ等をネットワークノード数あるいはホスト数に応じて設置する必要があるという問題が有った。
【０００６】
また、これらのＩＰレイヤ処理を行うルータ、スイッチ等は、電気信号処理速度の限界により、広帯域の光信号処理を行うことが不可能であり、光伝送路の利用可能帯域を最大限活用することができなかった。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、ＩＰレイヤ処理を行うルータ、スイッチ等の電気信号処理速度の制限を受けることなく、広帯域の光信号処理を行うことができ、安価に分散演算処理システム、ＬＡＮ、ＶＰＮシステムを構築することができる光波長多重通信システムを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、複数のサーバ装置と、該複数のサーバ装置の各々に対応して設けられ、対応するサーバ装置に割り当てられた光波長の光信号のみを送受信するように光波長が設定される第１の光波長可変送受信装置群と、該第１の光波長可変送受信装置群に対して光波長多重分配装置を含む伝送路を介して複数のクライアント装置とが接続されてなる光波長多重通信システムであって、前記複数のクライアント装置の各々に対応して設けられた第２の光波長可変送受信装置群を有し、前記伝送路は、複数のアッドドロップ装置が設けられた主信号（情報）の伝送を行う光バスで構成され、前記複数のクライアント装置の各々は、前記第２の光波長可変送受信装置群の各々を介して前記アッドドロップ装置に前記光バスにより接続されるとともに、上記各装置は、該各装置間で制御情報を送受するための制御バスを介して接続され、クライアント装置において所望のサーバ装置との情報の授受を行うことを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光波長多重通信システムにおいて、前記光アッドドロップ装置は、光サーキュレータと、光ディスクフィルタと、光カプラと、光増幅器とによって構成されることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２のいずれかに記載の光波長多重通信システムにおいて、前記第２の光波長可変送受信装置群の各光波長可変送受信装置は、占有されている光リンクの情報を、前記制御バス経由で相互に交換することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の光波長多重通信システムにおいて、前記第２の光波長可変送受信装置群の各光波長可変送受信装置は、前記サーバ装置と、前記クライアント装置に対して、占有されている光リンクの情報を、制御バス経由で相互に交換することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の光波長多重通信システムにおいて、前記第２の光波長可変送受信装置群の各光波長可変送受信装置は、前記サーバ装置と、前記クライアント装置からの光リンクの要求に対して、前記サーバ装置と、前記クライアント装置からの光リンク開放要求を契機として、光リンク設定を行うことを特徴とする。
【００１２】
また、請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５のいずれかに記載の光波長多重通信システムにおいて、前記第２の光波長可変送受信装置群の各光波長可変送受信装置は、内部バスに接続されたディスクフィルタと光波長可変送信装置と制御装置とによって構成され、前記制御装置は前記制御バスと接続され、制御バスからの制御信号に応じて光リンク設定を行うことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。
図１に本発明の実施形態に係る光波長多重通信システムの構成を示す。図１において、本実施形態に係る光波長多重通信システムは、複数のサーバ装置１−１〜１−Ｎと、該複数のサーバ装置１−１〜１−Ｎの各々に対応して設けられ、対応するサーバ装置に割り当てられた光波長の光信号を送受信するように光波長が設定される第１の光波長可変送受信装置群２−１〜２−Ｎと、該第１の光波長可変送受信装置群２−１〜２−Ｎに対して光波長多重分配装置３を含む伝送路を介して複数のクライアント装置４−１〜４−Ｍとが接続されてなる光波長多重通信システムである。
【００１４】
上記光波長多重通信システムは、さらに、前記複数のクライアント装置４−１〜４−Ｍの各々に対応して設けられた第２の光波長可変送受信装置群５−１〜５−Ｍを有し、上記伝送路は、複数のアッドドロップ装置７−１、７−２が設けられた主信号（情報）の伝送を行う光データバス１０で構成され、複数のクライアント装置４−１〜４−Ｍの各々は、第２の光波長可変送受信装置群５−１〜５−Ｍの各々を介していずれかのアッドドロップ装置に光データバス１０により接続されるとともに、上記各装置は、該各装置間で制御情報を送受するための制御バス２０を介して接続され、各クライアント装置において所望のサーバ装置との情報の授受を行う。なお、光データバス１０は本発明の光バスに、制御データバス２０は本発明の制御バスに、それぞれ相当する。
【００１５】
次に、図１を参照して光波長多重通信システムの全体の動作について説明する。
ここで、本発明に係る光波長多重通信システムを、分散演算処理装置に適用する場合の動作について説明する。サーバは例としてそれぞれ異なる演算処理を行う。
【００１６】
クライアント装置４−１〜４−Ｍは、所望のサーバ装置１−１〜１−Ｎの演算結果を参照し、かつデータ取得し、それらをもとに、必要な演算処理を行い、演算結果を所望のサーバ装置１−１〜１−Ｎに転送する。サーバ装置とクライアント装置間は、光波長多重分配装置３、光カプラ、光アッドドロップ装置を介した、光データバス１０が形成されている。例として、サーバ装置１−１から１−Ｎにはそれぞれ異なる光波長λ１〜λＮが割り当てられ、クライアント装置４−１〜４−Ｍは、サーバに割り当てられた所望の光波長を選択して、情報の送受を行うものとする。
【００１７】
また、クライアント装置間にて情報の送受を行う場合には、光データバス１０上の未使用光波長を利用して、相互に光波長を設定して、情報の送受を行う。
各装置はそれぞれ、主信号（データ）を送受する光データバス１０と、制御情報を送受する制御データバス２０とに接続される。サーバ装置とクライアント装置間での光データバス１０での信号の送受は、制御データバス２０を介して行う光リンクの確立後に行われる。
【００１８】
制御データバス２０は、例えばイーサネット（登録商標）であり、これに接続する各装置は予めＩＰアドレスを有し、各装置間でＩＰ通信が可能である。
複数の光データバス１０を形成するために、光カプラを用いても良く、複数のクライアント装置が、同時にサーバから送信されたデータを参照することが可能となり、データ参照のための時間を短縮することが可能となる。
制御データバス２０では、光波長可変送受信装置、ディスクフィルタ等を制御するための制御パケットの送受を行う。一例としては、設定すべき光波長、透過中心波長、設定のタイミング情報、設定すべきディスクフィルタモジュール番号等の情報、現在の設定状況を示す情報、その他付加情報等を含むようなＵＤＰパケットを用いることが可能である。
上記制御パケット情報に基づいて、各光波長可変送受信装置、ディスクフィルタ等が所望の動作、情報交換を行い、光リンクが確立する。
【００１９】
次に、本発明に係る光波長多重通信システムを映像配信システムに適用した場合の動作について説明する。例として、サーバ装置１−１〜１−Ｎにはそれぞれ異なる光波長λ１〜λＮが割り当てられ、クライアント装置４−１〜４−Ｍには光波長λ１からλＮまでの光信号が光波長多重されて伝送されるものとする。
【００２０】
クライアント装置４−１において、サーバ装置１−１からの映像を視聴する場合には、クライアント装置４−１の可変光フィルタを光波長λ１に設定することで、サーバ装置１−１との光伝送路が確立し、所望の映像コンテンツを視聴できる。サーバ装置とクライアント装置はＩＰパケットによってデータを送受信する。
【００２１】
例として、サーバ装置とクライアント装置には同一ＩＰセグメント内でそれぞれ固有のＩＰアドレスを付与しておく。ＩＰアドレスとしては、マルチキャストアドレスを用いることも可能である。サーバ装置１−１〜１−Ｎに格納される映像コンテンツ及び、その対応する光波長及びサーバのＩＰアドレスの情報は、例としてサーバ装置１−１にて一元管理するようにして、各クライアント装置は初期設定時に、サーバ装置１−１へ接続してその映像コンテンツ情報を取得することができる。
【００２２】
この映像コンテンツ、光波長、サーバ装置のＩＰアドレス情報は、初期設定時にＩＰパケット識別装置にも転送して、光波長制御装置を制御する際に所望の光波長を選択できるようにする。この映像コンテンツ情報により、クライアントが必要とする映像コンテンツを決めれば、可変光フィルタが透過すべき光波長、クライアント装置から送出するＩＰパケットの宛先アドレスを決定することができる。
【００２３】
サーバ装置からの映像コンテンツを複数のクライアント装置ヘ配信する場合には、光カプラによる複数の光データバス上にクライアント装置を配置する方式のほかにも、種々の方式が可能である。１つの方式は、サーバ装置に割り当てられた１つの光波長信号を複数のクライアント装置ヘ送出し、クライアント装置側のアプリケーションにて所望のデータを抽出する方法である。
【００２４】
もう１つの方式は、クライアント装置からの視聴要求に応じてサーバ装置側でそれぞれ固有の光波長を各クライアント装置との接続用に割り当てて、クライアント装置ごとに異なる光波長信号としてサーバ装置から光信号を送出する方法である。この場合、光波長の利用状況は例としてサーバ装置１−１をマスタサーバとして集中管理して、使用する光波長が競合しないように管理する。
【００２５】
サーバ装置間での利用光波長情報のやり取りは、管理用の光波長パスをサーバ装置間で設定する方法、あるいは、サーバ装置間で管理情報送受用の別網を構成して行う方法によって可能である。この光波長管理情報は、サーバ装置と接続される光波長可変送受信装置においても共有する。
サーバ装置に接続された光波長可変送受信装置は、サーバ装置に割り当てられた光波長にて光信号の送受信を行う。また、光波長の利用状況を管理する場合、その管理情報を各サーバ装置間でやり取りする。
【００２６】
次に、図１に示した光波長多重通信システムの要部の具体的構成の一例を図２に示す。同図において、光アッドドロップ装置７−１〜７−４（図２では説明の便宜上、７−１、７−３のみしか示されていない。）は、光サーキュレータ７０と、光ディスクフィルタ７１と、光カプラ７２と、光増幅器７３とによって構成されている。
図中の光波長の設定は一例であり、他の波長を割り当てても良い。
また、光リンクの状況に応じて、時間的に割り当て波長を共有し、種々の空き波長の割り当て、利用終了時の光波長の開放、割り当て波長の再配置を行うことも可能である。
【００２７】
また、クライアント装置側に接続される光波長可変送受信装置５−１〜５−Ｍは、それぞれ内部バス３０に接続されたディスクフィルタ７１と光波長可変送信装置５−１Ａと制御装置５０とによって構成され、制御装置５０は制御データバス２０と接続され、制御データバス２０からの制御信号に応じて光リンク設定を行う。
【００２８】
６−１Ａ、６−１Ｂは、ＡＷＧ（ＡｒｒａｙｅｄＷａｖｅｇｕｉｄｅＧｒａｔｉｎｇ）であり、光波長多重分配装置６−１を構成する。ディスクフィルタは、光アッドドロップ装置の構成要素であると同時にクライアント装置側に接続される光波長可変送受信装置の構成要素でもある。
制御装置５０、アッドドロップ装置、波長可変送信装置は、例えば各々パッケージとして実装され、それらを１つの筺体に収容することができる。このとき、各装置間は筺体内の内部バス（例えばコンパクトＰＣＩ（ｃ−ＰＣＩ）バス）３０により接続する。
【００２９】
上記構成において、例えば、光アッドドロップ装置７−１において、光データバス１０上の光信号は、光サーキュレータ７０のポート１に入力され、ポート２から出射する。出射した光信号のうち、所望の光波長の光信号のみが光ディスク７１を透過し、その他の光信号はディスクフィルタ７１のディスク面で反射され、光サーキュレータ７０のポート３から光カプラ７２ヘ導かれる。この光信号は適宜挿入光信号と合波され、光増幅器７３によって適切な光出力に制御された後、光データバス１０ヘ送出される。
【００３０】
ディスクフィルタ７１と光波長可変送信装置（例えば、図２では光波長可変送信装置５−１Ａ）は、バス経由で相互に接続され、さらに、制御装置５０と接続される。制御装置５０は、制御データバス２０からの光リンク要求に応じて、適宜、ＰＣＩ、ｃ−ＰＣＩ等の内部バス３０を経由して、ディスクフィルタ７１及び光波長可変送信装置５−１Ａを制御する。
【００３１】
次に、サーバ装置１−１とクライアント装置４−１との間で光リンクを確立する際の動作について説明する。サーバ装置１−１において新たにクライアント装置４−１との間で光リンクを確立したい場合、制御データバス２０を介してクライアント装置４−１に要求を送信する。
サーバ装置１−１は光データバス１０における未使用光波長の情報を利用状態の変更の都度、送受し合い、現在の未使用光波長情報を有するとする。
【００３２】
クライアント装置４−１において、サーバ装置１−１からの要求に応じる場合には、クライアント装置４−１は制御装置５０に対して、サーバ装置１−１から要求された光波長での光リンクの確立制御信号を送出する。
制御装置５０は、確立制御信号に応じて、内部バス３０経由で制御信号をディスクフィルタ７１及び光波長可変送信装置５−１Ａに送り、制御を行う。
【００３３】
ディスクフィルタ７１と光波長可変送信装置５−１Ａの制御完了後、制御装置５０はクライアント装置４−１及びサーバ装置１−１に制御完了の通知を送信する。上記の手順によって、サーバ装置１−１とクライアント４−１との間における光リンクが確立される。
【００３４】
本実施形態に係る光波長多重通信システムによれば、大容量の信号の送受に必要とされる光リンクの確立を、制御バスにおける制御信号の送受によって制御可能となるため、例えば演算処理に適用した場合、各演算装置の計算状態に合わせて、自律分散的な制御が可能となる。
【００３５】
さらに、光データバスの光リンクの確立を適切に制御することによって、必要な光リンクのみを必要な時間設定し、その後開放することによって、光リンクの最大伝送容量を利用できると共に、光データバスの利用効率を高めることができる。
また、光部品における不要な反射戻り光を防止し、光データバス上の光信号の光パワー損失を補償可能なため、システム全体の部品点数を減らし、低価格化することが可能となる。
【００３６】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、ＩＰレイヤ処理を行うルータ、スイッチ等の、電気信号処理速度の限界の影響を受けることなく、広帯域の光信号処理を行うことが可能となり、安価に分散演算処理システム、ＬＡＮ、ＶＰＮシステムを構築可能となる。
また、本発明によれば、特定用途の映像配信システムにおいては、高速のＩＰルータやＩＰスイッチが不要となるため、安価にシステムを構築できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光波長多重通信システムの基本構成を示すブロック図。
【図２】図１に示した光波長多重通信システムの要部の具体的構成の一例を示すブロック図。
【符号の説明】
１−１〜１−Ｎ…サーバ装置
２−１〜２−Ｎ…光波長可変送受信装置（第１の光波長可変送受信装置群）
３、６−１〜６−Ｍ…光波長多重分配装置
４−１〜４−Ｍ…クライアント装置
５−１〜５−Ｍ…光波長可変送受信装置（第２の光波長可変送受信装置群）
５−１Ａ…光波長可変送信装置
６−１Ａ，６−１Ｂ…ＡＷＧ
７−１〜７−４…光アッドドロップ装置
１０…光データバス
２０…制御データバス
３０…内部バス
５０…制御装置
７０…光サーキュレータ
７１…ディスクフィルタ
７２…光カプラ
７３…光増幅器

Claims

複数のサーバ装置と、該複数のサーバ装置の各々に対応して設けられ、対応するサーバ装置に割り当てられた光波長の光信号のみを送受信するように光波長が設定される第１の光波長可変送受信装置群と、該第１の光波長可変送受信装置群に対して光波長多重分配装置を含む伝送路を介して複数のクライアント装置とが接続されてなる光波長多重通信システムであって、
前記複数のクライアント装置の各々に対応して設けられた第２の光波長可変送受信装置群を有し、
前記伝送路は、複数のアッドドロップ装置が設けられた主信号（情報）の伝送を行う光バスで構成され、
前記複数のクライアント装置の各々は、前記第２の光波長可変送受信装置群の各々を介して前記アッドドロップ装置に前記光バスにより接続されるとともに、
上記各装置は、該各装置間で制御情報を送受するための制御バスを介して接続され、
クライアント装置において所望のサーバ装置との情報の授受を行うことを特徴とする光多重通信システム。
前記光アッドドロップ装置は、光サーキュレータと、光ディスクフィルタと、光カプラと、光増幅器とによって構成されることを特徴とする請求項１に記載の光波長多重通信システム。
前記第２の光波長可変送受信装置群の各光波長可変送受信装置は、占有されている光リンクの情報を、前記制御バス経由で相互に交換することを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の光波長多重通信システム。
前記第２の光波長可変送受信装置群の各光波長可変送受信装置は、前記サーバ装置と、前記クライアント装置に対して、占有されている光リンクの情報を、制御バス経由で相互に交換することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の光波長多重通信システム。
前記第２の光波長可変送受信装置群の各光波長可変送受信装置は、前記サーバ装置と、前記クライアント装置からの光リンクの要求に対して、前記サーバ装置と、前記クライアント装置からの光リンク開放要求を契機として、光リンク設定を行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の光波長多重通信システム。
前記第２の光波長可変送受信装置群の各光波長可変送受信装置は、内部バスに接続されたディスクフィルタと光波長可変送信装置と制御装置とによって構成され、
前記制御装置は前記制御バスと接続され、制御バスからの制御信号に応じて光リンク設定を行うことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の光波長多重通信システム。