JP2006246391A - 通信ネットワークシステム - Google Patents

Abstract

【課題】 センターハブ付近の配線スペースを小さくでき、端末を容易に増設できるとともに、ブランチ部に電源が不要であり且つブランチ部の信頼性が高い通信ネットワークシステムを提供する。
【解決手段】 通信ネットワークシステム１は、電気的な通信ポート３０を有するセンターハブ３と、ｎ個（ｎは２以上の整数）の端末９と、ブランチカプラ７と、光リンク５とを備える。各端末９には２芯光ファイバケーブル１３が接続されており、２芯光ファイバケーブル１３はブランチカプラ７において多芯光ファイバケーブル１１に結合される。多芯光ファイバケーブル１１は、光リンク５に接続される。光リンク５は、端末９またはセンターハブ３から受信したデータを送信先の端末９またはセンターハブ３へ送信するスイッチングハブ用ＩＣ５３を有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、通信ネットワークシステムに関するものである。

従来より用いられているローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）の構成としては、例えば図４に示すような構成がある。このＬＡＮ構成では、ネットワークを仲介するためのスイッチングハブ機能を備えるセンターハブ１０１と各端末（ノード）１０３との間の配線１０２が、例えばツイストペアケーブルや２芯光ファイバケーブルによって実現される。

また、従来のＬＡＮ構成としては、例えば図５に示すような構成もある。このＬＡＮ構成では、センターハブ１０１と複数の端末１０３との間に少なくとも１つのブランチ部（ブランチハブ１０４）が設けられている。すなわち、このＬＡＮ構成では、１つのブランチハブ１０４に複数の端末１０３が接続され、ブランチハブ１０４とセンターハブ１０１とが互いに１本の配線によって接続されている。センターハブ１０１とブランチハブ１０４とを接続する配線、及びブランチハブ１０４と各端末１０３とを接続する配線としては、例えばツイストペアケーブルや２芯光ファイバケーブルが用いられる。

なお、上述したようなＬＡＮ構成は、例えば特許文献１に記載されている。また、上記ＬＡＮ構成に必要なスイッチングハブの一例が、例えば特許文献２及び３に記載されている。

特開平６−３１１１６１号公報 特開平９−６４８９９号公報 特開平１０−１０７８３０号公報

図４に示したＬＡＮ構成では、複数の端末１０３と同数以上の通信ポートがセンターハブ１０１に必要で、複数の端末１０３と同数の配線ケーブルがセンターハブ１０１から引き回されることとなり、センターハブ１０１付近に広い配線スペースを確保する必要が生じる。また、端末１０３を増設するたびにセンターハブ１０１に配線ケーブルを接続する必要があるので、端末１０３の設置場所とセンターハブ１０１の設置場所とが互いに離れている場合など、端末１０３の増設が困難となる場合がある。なお、端末１０３の増設に備えて予め配線ケーブルを敷設しておくこともできるが、センターハブ１０１付近の配線スペースが更に拡大してしまう。

また、図５に示したＬＡＮ構成では、センターハブ１０１に接続される配線ケーブルの本数が少なくなるため配線スペースを小さくでき、且つブランチハブ１０４を端末１０３の近くに設置することによって端末１０３の増設も容易となる。しかしながら、ブランチハブ１０４を端末１０３の近くに設置すると、センターハブ１０１の設置場所と比較して設置環境が劣る場合が多く、ブランチハブ１０４に対する保守作業も行いにくい。また、ブランチハブ１０４は複数の端末１０３及びセンターハブ１０１のそれぞれと通信データを送受信するため、ブランチハブ１０４には通信のための電源を供給する必要がある。

本発明は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、センターハブ付近の配線スペースを小さくでき、端末を容易に増設できるとともに、ブランチ部に電源が不要であり且つブランチ部の信頼性が高い通信ネットワークシステムを提供することを目的とする。

上記した課題を解決するために、本発明による通信ネットワークシステムは、電気的な通信ポートを有するセンターハブと、双方向光通信用インターフェースを有するｎ個の端末のそれぞれに一端が接続されたｎ本の２芯光ファイバケーブルと、ｎ本の２芯光ファイバケーブルの他端が接続されたｎ個の２芯光コネクタ、及び少なくとも２ｎ本の光ファイバを纏めて接続可能であってｎ個の２芯光コネクタのそれぞれと光学的に結合された多芯光コネクタを有するブランチカプラと、少なくとも２ｎ本の光ファイバを含み、ブランチカプラの多芯光コネクタに一端が接続された多芯光ファイバケーブルと、多芯光ファイバケーブルの他端が接続された多芯光コネクタ、センターハブの通信ポートに接続された電気的コネクタ、及び多芯光コネクタを介して端末から受信したデータまたは電気的コネクタを介してセンターハブから受信したデータを送信先の端末またはセンターハブへ送信する光リンクとを備えることを特徴とする。

上記した通信ネットワークシステムは、センターハブと複数の端末との間のブランチ部としてブランチカプラを備えている。そして、このブランチカプラでは、ｎ個の端末のそれぞれに接続されたｎ本の２芯光ファイバケーブルと、少なくとも２ｎ本の光ファイバを含み光リンクと接続された多芯光ファイバケーブルとが光学的に結合されている。従って、受動的（パッシブ）な光学部品のみによってブランチカプラを構成できるので、ブランチ部に電源が不要であり、発熱しないのでブランチ部の信頼性を高めることができる。

また、上記した通信ネットワークシステムでは、センターハブに接続された光リンクとブランチカプラとの間の配線を、多芯光ファイバケーブルによって構成している。従って、センターハブとブランチカプラとの間の配線スペースを小さくできる。また、端末の増設に備えて多芯光ファイバケーブルに含まれる光ファイバの本数を増加させても必要な配線スペースの増加は僅かであり、端末を容易に増設できる。

本発明による通信ネットワークシステムによれば、センターハブ付近の配線スペースを小さくでき、端末を容易に増設できるとともに、ブランチ部に電源を不要とし、且つブランチ部の信頼性を高めることができる。

以下、添付図面を参照しながら本発明による通信ネットワークシステムの実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

（実施の形態）
図１は、本発明による通信ネットワークシステムの一実施形態の構成を示すブロック図である。図１を参照すると、通信ネットワークシステム１は、センターハブ３、光リンク５、ブランチカプラ７、ｎ個（ｎは２以上の整数）の端末（ノード）９、多芯光ファイバケーブル１１、及びｎ本の２芯光ファイバケーブル１３を備えている。

光リンク５は、センターハブ３が備える通信ポート３０の一つに挿入・固定される。また、光リンク５とブランチカプラ７とは、多芯光ファイバケーブル１１によって互いに接続されている。また、各端末９は、通信用ネットワークシステム１を構成する通信端末装置であり、送信用の光端子及び受信用の光端子を有する双方向光通信用インターフェースを備えている。各端末９の双方向光通信用インターフェースは、２芯光ファイバケーブル１３によってブランチカプラ７に接続されている。

なお、本実施形態では光リンク５及びブランチカプラ７が各々一つずつ示されているが、本発明による通信ネットワークシステムは複数の光リンク５及びブランチカプラ７を備えてもよい。その場合、ブランチカプラ７一つあたり複数の端末９が接続されることとなる。各ブランチカプラ７に接続される端末９の個数は、各ブランチカプラ７同士でそれぞれ異なってもよい。また、ブランチカプラ７は、端末９の近傍に配置されることが好ましい。

センターハブ３の通信ポート３０は例えばＧＢＩＣ（Gigabit Interface Converter）、ＳＦＰ（SmallFormfactor Pluggable）、ＸＦＰ（10Gigabit ＳＦＰ）といった通信規格に適合した電気的な通信ポートであり、活線挿抜可能（ホットプラガブル）に構成されている。また、光リンク５は、センターハブ３の通信ポート３０に接続可能な電気的コネクタと、通信ポート３０の通信規格に適合した電気的インターフェースとを備えている。

図２は、本実施形態のブランチカプラ７の構成を示すブロック図である。図２を参照すると、ブランチカプラ７は、多芯光コネクタ７１、２ｎ本の光ファイバ７３、及びｎ個の２芯光コネクタ７５を有する。

多芯光コネクタ７１は、光リンク５との間の多芯光ファイバケーブル１１（図１参照）の一端が接続される多芯光コネクタであり、少なくとも２ｎ本の光ファイバを纏めて接続できる。多芯光コネクタ７１の形状としては、例えばＭＰＯ型やＭＰＸ（登録商標）型が例示される。また、ｎ個の２芯光コネクタ７５には、ｎ個の端末９との間のｎ本の２芯光ファイバケーブル１３（図１参照）の他端がそれぞれ接続される。２芯光コネクタ７５の形状としては、例えばＳＣ型やＬＣ型が例示される。ｎ個の２芯光コネクタ７５に含まれる計２ｎ個の光端子それぞれは、ブランチカプラ７の内部において多芯光コネクタ７１に含まれる２ｎ個の光端子それぞれに光学的に結合されている。具体的には、多芯光コネクタ７１の２ｎ個の光端子それぞれには２ｎ本の光ファイバ７３それぞれの一端が結合されており、２ｎ本の光ファイバ７３の他端はｎ個の２芯光コネクタ７５にそれぞれ２本ずつ接続されている。なお、多芯光コネクタ７１と２芯光コネクタ７５とを光学的に結合する手段としては光ファイバ７３に限らず、様々な光学的結合手段を用いることができる。

図３は、本実施形態の光リンク５の構成を示すブロック図である。図３を参照すると、光リンク５は、電気コネクタ５１、スイッチングハブ用ＩＣ５３、ｎ組の光送信部５５ａ及び光受信部５５ｂ、並びに多芯光コネクタ５９を有する。

電気コネクタ５１は、センターハブ３の通信ポート３０（図１参照）に接続可能な電気的コネクタである。電気コネクタ５１は、光リンク５の内部においてスイッチングハブ用ＩＣ５３と電気的に接続されている。また、多芯光コネクタ５９は、ブランチカプラ７との間の多芯光ファイバケーブル１１（図１参照）の他端が接続される多芯光コネクタである。光リンク５の内部において、多芯光コネクタ５９からは少なくとも２ｎ本の光ファイバ５７が延びており、そのうちｎ本の光ファイバ５７がｎ個の光送信部５５ａにそれぞれ結合されており、他のｎ本の光ファイバ５７がｎ個の光受信部５５ｂにそれぞれ結合されている。これにより、光送信部５５ａ及び光受信部５５ｂからなる各組は、それぞれ光ファイバ５７、多芯光ファイバケーブル１１、ブランチカプラ７、及び２芯光ファイバケーブル１３を介して、対応する端末９と光学的に結合される。なお、多芯光コネクタ５９と光送信部５５ａ及び光受信部５５ｂとを光学的に結合する手段としては光ファイバ５７に限らず、様々な光学的結合手段を用いることができる。

光送信部５５ａは、端末９から受信した光信号を電気信号に変換するための手段である。また、光受信部５５ｂは、スイッチングハブ用ＩＣ５３から受けた電気信号を光信号に変換するための手段である。光送信部５５ａ及び光受信部５５ｂは、上述したように端末９と光学的に結合されるとともに、スイッチングハブ用ＩＣ５３と電気的に接続されている。

スイッチングハブ用ＩＣ５３は、電気コネクタ５１、各光送信部５５ａ、及び各光受信部５５ｂと電気的に接続されている。スイッチングハブ用ＩＣ５３は、本実施形態におけるスイッチングハブであり、センターハブ３から電気コネクタ５１を介して受信したデータ、または端末９から光受信部５５ｂを介して受信したデータを、送信先のセンターハブ３または端末９へ電気コネクタ５１または光送信部５５ａを介して送信する。

具体的には、スイッチングハブ用ＩＣ５３は、複数の端末９及びセンターハブ３のうち通信したい装置同士を一対一で接続する機能を有する。スイッチングハブ用ＩＣ５３は、複数の入出力ポートを有しており、複数の端末９及びセンターハブ３のそれぞれが何れの入出力ポートに接続されているかを内部で管理している。そして、スイッチングハブ用ＩＣ５３は、任意の入出力ポートに通信回線を切り替えることができる。さらに、スイッチングハブ用ＩＣ５３は、通信データを内部に一旦蓄積することによって、通信速度が異なる装置同士を接続することも可能である。例えば、センターハブ３の通信ポートがＸＦＰ（１０ギガビット／秒）であっても、ＳＦＰ（１ギガビット／秒）の双方向通信用インターフェースを有する端末９を接続できる。

上記構成を備える通信ネットワークシステム１は、次のように動作する。まず、センターハブ３または或る端末９から通信データ（パケット）が送出される。センターハブ３の通信ポート３０から通信データが送出された場合には、光リンク５の電気コネクタ５１を介してスイッチングハブ用ＩＣ５３の入出力ポートへ通信データが送られる。また、或る端末９の双方向通信用光インターフェースから通信データが光信号として送出された場合には、この光信号が、２芯光ファイバケーブル１３に含まれる片方の光ファイバを介してブランチカプラ７へ送られる。そして、ブランチカプラ７において、多芯光ファイバケーブル１１に含まれる１本の光ファイバへ光信号が伝搬し、光リンク５へ送られる。光リンク５では、光受信部５５ｂによって光信号が電気信号に変換され、通信データが電気信号としてスイッチングハブ用ＩＣ５３の入出力ポートへ送られる。

スイッチングハブ用ＩＣ５３が端末９またはセンターハブ３から通信データを受信すると、スイッチングハブ用ＩＣ５３は、送信先に指定された端末９またはセンターハブ３が接続された入出力ポートが既知か否かを調べる。送信先の端末９またはセンターハブ３が接続された入出力ポートが既知であれば、スイッチングハブ用ＩＣ５３は、送信元の入出力ポートと送信先の入出力ポートとを互いに接続する。送信先の端末９またはセンターハブ３が接続された入出力ポートが未知であれば、スイッチングハブ用ＩＣ５３は、送信元の入出力ポートを全ての入出力ポートに接続する。また、スイッチングハブ用ＩＣ５３は、送信元の端末９またはセンターハブ３を入出力ポートと関連付けて記録することにより、送信元の端末９またはセンターハブ３が何れの入出力ポートに接続されているかを認識し、次回の通信に備える。

スイッチングハブ用ＩＣ５３において送信先の入出力ポートへ送出された通信データは、電気コネクタ５１を介してセンターハブ３の通信ポート３０へ送信されるか、或いは光送信部５５ａにおいて光信号に変換される。光信号に変換された通信データは、多芯光ファイバケーブル１１に含まれる１本の光ファイバを介してブランチカプラ７へ伝搬し、ブランチカプラ７内部において、送信先の端末９に接続された２芯光ファイバケーブル１３へ送られる。そして、この光信号は２芯光ファイバケーブル１３に含まれる片方の光ファイバを伝搬して送信先の端末９に達する。

本実施形態の通信ネットワークシステム１によれば、以下の効果が得られる。すなわち、本実施形態の通信ネットワークシステム１によれば、ｎ個の端末９からの配線（２芯光ファイバケーブル１３）を１本の配線（多芯光ファイバケーブル１１）に集約するためのブランチ部（ブランチカプラ７）を受動的な光学部品のみによって構成できるので、ブランチ部に電源が不要となる。また、電気回路による発熱も無いので、ブランチ部の信頼性を高めることができる。

また、一般的に多芯光ファイバケーブルの径は比較的小さく、８芯の光ファイバケーブルでも直径が約６ｍｍ程度である。従って、光リンク５とブランチカプラ７との間に必要な配線スペースを小さくできる。また、端末９の増設に備えて多芯光ファイバケーブル１１に含まれる光ファイバの本数（芯数）を増加させても配線スペースの拡大は僅かであり、端末９を容易に増設できる。

また、本実施形態の通信ネットワークシステム１では、センターハブ３の通信ポート３０の個数はブランチカプラ７の個数を満たせばよい。従って、各端末を個別にセンターハブに接続する図４のＬＡＮ構成と比較して、センターハブの通信ポート数を低減できる。

また、本実施形態の通信ネットワークシステム１では、センターハブ３とブランチカプラ７との間、及びブランチカプラ７と端末９との間の配線がそれぞれ光ファイバケーブルによって実現されている。従って、従来のツイストペアケーブルといった電気配線と比較して最大配線長を長くできる。

本発明による通信ネットワークシステムは、上記実施形態に限られるものではなく、他に様々な変形が可能である。例えば、上記した実施形態ではブランチカプラが端末数と同じｎ個の２芯光コネクタを有しているが、端末の増設に備えて予めｎ個以上の２芯光コネクタを有しても良い。この場合、多芯光ファイバケーブルは、ブランチカプラの２芯光コネクタの個数に応じた本数の光ファイバを含むとよい。また、スイッチングハブ用ＩＣが光リンク内に搭載されている例を説明したが、当該ＩＣがセンターハブ内に搭載されていてもよい。

図１は、本発明による通信ネットワークシステムの一実施形態の構成を示すブロック図である。 図２は、本実施形態のブランチカプラの構成を示すブロック図である。 図３は、本実施形態の光リンクの構成を示すブロック図である。 従来のＬＡＮ構成の一例を示す図である。 従来のＬＡＮ構成の一例を示す図である。

符号の説明

１…通信ネットワークシステム、３…センターハブ、５…光リンク、７…ブランチカプラ、９…端末、１１…多芯光ファイバケーブル、１３…２芯光ファイバケーブル、３０…通信ポート、５１…電気コネクタ、５３…スイッチングハブ用ＩＣ、５５ａ…光送信部、５５ｂ…光受信部、５７，７３…光ファイバ、５９，７１…多芯光コネクタ、７５…２芯光コネクタ。

Claims (1)

1. 電気的な通信ポートを有するセンターハブと、
   双方向光通信用インターフェースを有するｎ個の端末のそれぞれに一端が接続されたｎ本の２芯光ファイバケーブルと、
   前記ｎ本の２芯光ファイバケーブルの他端が接続されたｎ個の２芯光コネクタ、及び少なくとも２ｎ本の光ファイバを纏めて接続可能であって前記ｎ個の２芯光コネクタのそれぞれと光学的に結合された多芯光コネクタを有するブランチカプラと、
   少なくとも２ｎ本の光ファイバを含み、前記ブランチカプラの前記多芯光コネクタに一端が接続された多芯光ファイバケーブルと、
   前記多芯光ファイバケーブルの他端が接続された多芯光コネクタ、前記センターハブの前記通信ポートに接続された電気的コネクタ、及び前記多芯光コネクタを介して前記端末から受信したデータまたは前記電気的コネクタを介して前記センターハブから受信したデータを送信先の前記端末または前記センターハブへ送信する光リンクと
   を備えることを特徴とする、通信ネットワークシステム。
   

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