JP2007067952A - 光スイッチ装置、光アクセスネットワーク、そのシステム、光波長多重伝送方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 光アクセスネットワークで、ユニキャスト通信と、ブロードキャストまたはマルチキャストを同時に実現すること。
【解決手段】 センタ装置２１は，ユニキャストの信号とブロードキャストまたはマルチキャストの信号の通信に異なる二つの波長の光λ１とλ２を用い、波長分割多重して光スイッチ装置３１に伝送し、光スイッチ装置３１は、波長分割多重された光信号を分波し、ユニキャスト用のλ１の光信号は光スイッチングにより１対１接続し、ブロードキャストまたはマルチキャスト用のλ２の光信号は光信号分岐手段によりすべての宛先または任意の複数の宛先に送信する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光スイッチ装置を用いた光アクセスネットワークにおいて、ユニキャストとブロードキャストとマルチキャストを共に実現するための技術に関する。

特許文献１には、１つのセンタ装置（ＯＬＴ：Optical Line Terminal）と、複数のリモート装置（ＯＮＵ：Optical Network Unit）と、ＯＬＴとＯＮＵとの間に接続された１つの光スイッチ装置（ＯＳＭ：Optical Switching Module）とでツリー状に構成した光アクセスネットワークに関する技術が開示されている。

また、非特許文献１には、従来技術の代表として、IEEE 802.3ah （IEEE Standard for Information technology-Telecommunications and information exchange between systems-Local and metropolitan area networks-Specific requirements、 June 24, 2004）で規定されているＰＯＮ（Passive Optical Network）が存在する。このＰＯＮは、ギガビット速度でIEEE 802.3ahフレーム（Ethernet（登録商標）フレーム）の伝送を行うものである。この従来技術を、ここではＧＥ−ＰＯＮと呼ぶことにする。

ＧＥ−ＰＯＮでは、ＯＬＴからＯＮＵ方向（下り方向）では１．４９μm帯の波長が用いられ、ＯＮＵからＯＬＴ方向（上り方向）では１．３１μm帯の波長が用いられ、ＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing）方式により、１本の光ファイバを用いて一芯双方向通信が行われる。さらに、放送信号の伝送用として下り方向に１．５５μmを用い、従来の２波長に１．５５μmを加えた３波長分割多重方式が考案されている。

非特許文献１によると、従来技術であるＧＥ−ＰＯＮでは伝送路中に光スプリッタを用いることで必然的に光信号が全加入者に分岐されるため、全加入者に同じ信号を送る通信には適した方式となっている。

ここで、ＯＬＴとＯＮＵとの間にＯＳＭを設置し、このＯＳＭを用いて、ＯＬＴと複数のＯＮＵとの間のバ−チャルな１：１接続が可能であり、以下、１：１接続による通信をユニキャストと呼ぶ。また、全加入者に同じ信号を送る通信をブロードキャストと呼ぶ。また、全加入者のうち選択的に複数の加入者へ同じ信号を送る通信をマルチキャストと呼ぶ。
特開平７−１７７０９８号公報 IEEE 802.3ah, "IEEE Standard for Information technology-Telecommunications and information exchange between systems-Local and metropolitan area networks-Specific requirements", June 24, 2004

しかしながら、上述した従来例においては次のような問題点があった。

１つのＯＬＴと、複数のＯＮＵと、ＯＬＴとＯＮＵとの間に接続された少なくとも１つのＯＳＭとでツリー状に構成する光アクセスネットワークでは、ＯＳＭには１個の入ポートとｎ個の出ポートを有する光スイッチ素子を有しており、下りの通信をバーチャルに１：１接続している。

この方式を用いて複数の加入者に同一の信号を送信する場合は、ＯＬＴ側で信号をコピーする方法が考えられるが、この場合送信対象となる加入者数の数だけパケットをコピーする必要があり、通信帯域を消費してしまう。

したがって、宛先となる加入者のみに送るべきユニキャスト信号を１：１接続する機能に加え、複数の加入者に送るべき信号をブロードキャストもしくはマルチキャストする手段を、ＯＳＭ内に設ける必要がある。

本発明は、以上説明した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、光アクセスネットワークで、ユニキャスト通信と、ブロードキャストまたはマルチキャストを同時に実現することである。

上記課題を解決するために、本発明は、１つのセンタ装置と、複数のリモート装置と、前記センタ装置と前記リモート装置との間に接続された少なくとも１つの光スイッチ装置とでツリー状に構成する光アクセスネットワークにおいて、前記センタ装置から前記リモート装置へは波長λ１およびλ２を用い、前記リモート装置から前記センタ装置へは波長λ３を用いる光スイッチ装置であって、前記センタ装置からの前記リモート装置へ伝送される波長分割多重された異なる２つの波長λ１とλ２の光信号および前記リモート装置から前記センタ装置へ伝送される波長λ３の光信号を、波長別に分離し、少なくとも波長λ１の光信号を１個の入ポートとｎ個の出ポートを持つ１×ｎの第１の下りの光スイッチ手段により、前記第１の下りの光スイッチ手段のｎ側に接続された前記リモート装置のうちの１つにのみ伝送し、波長λ２の光信号を１個の入ポートとｎ個の出ポートを持つ１×ｎの光信号分岐手段によりｎ本に分岐し、１×ｎの前記光信号分岐手段のｎ側に接続されたｎ個の前記リモート装置に前記波長λ２の光信号を伝送し、前記センタ装置から前記リモート装置に前記波長λ１とλ２の光信号を伝送し、前記リモート装置から前記センタ装置に波長λ３の光信号を伝送する光スイッチ装置を提供する。

また、本発明は、センタ装置から最大でａ×ｎ個のリモート装置への伝送を行う場合、１個の入力ポートとｎ個の出力ポートを備える光スイッチ装置をａ個用い、前記センタ装置からはａ本の光ファイバによりａ個の前記光スイッチ装置を接続し、波長λ１の光信号をａ×ｎ個の前記リモート装置に伝送し、並列に１個の入ポートとａ×ｎ個の出ポートを持つ光信号分岐手段を備え、前記センタ装置からの波長λ２の光信号をａ×ｎ個の前記リモート装置に伝送する光アクセスネットワークシステムを提供する。

また、本発明は、１×ｎの第２の下りの光スイッチ手段においてｎ個の出ポートのうち１つの出ポートのみを選択し、選択する１つの出ポートは、１×ｎの第１の下りの光スイッチ手段の選択した出ポートと一致しており、前記第１の下りの光スイッチ手段が選択した出ポートに接続された前記リモート装置に対し、１対１接続の通信を２波長同時に実現する光波長多重伝送方法を提供する。

また、本発明は、センタ装置と、複数のリモート装置と、前記センタ装置と前記リモート装置との間に接続された少なくとも１つの光スイッチ装置を伝送媒体によりツリー状に接続した光アクセスネットワークであって、前記センタ装置は、前記リモート装置への伝送に２つの異なる波長の光λ１とλ２を用い、前記リモート装置は、前記センタ装置への伝送に、前記センタ装置から前記リモート装置への伝送に用いられる波長λ１とλ２の光とは異なる波長λ３の光を用い、前記センタ装置と前記光スイッチ装置と前記リモート装置との間の伝送に用いるそれぞれ異なるλ１、λ２、λ３という３つの波長の光を波長分割多重し、前記波長分割多重した光は、前記センタ装置と前記光スイッチ装置と前記リモート装置との間に接続された伝送媒体中に伝送される光アクセスネットワークを提供する。

また、本発明は、コンピュータに、センタ装置からのリモート装置へ伝送される波長分割多重された異なる２つの波長λ１とλ２の光信号を、波長別に分離し、少なくとも波長λ１の光信号を１個の入ポートとｎ個の出ポートを持つ１×ｎの第１の下りの光スイッチ手段により、前記第１の下りの光スイッチ手段のｎ側に接続された前記リモート装置のうちの１つにのみ伝送し、波長λ２の光信号を１個の入ポートとｎ個の出ポートを持つ１×ｎの光信号分岐手段によりｎ本に分岐し、前記１×ｎの光信号分岐手段のｎ側に接続された最大ｎ個の前記リモート装置に、前記波長λ２の光信号を伝送する機能を実現させるプログラムを提供する。

本発明によれば、光アクセスネットワークで、ユニキャスト通信と、ブロードキャストまたはマルチキャストを同時に実現することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において共通する部分には、同一の符号が付されている。

まず、本発明の第１の実施の形態における光スイッチ装置（ＯＳＭ）について、図１を参照して、以下に説明する。

光スイッチ装置（ＯＳＭ）３１は、センタ装置（ＯＬＴ）と光ファイバ３２で接続される１個の入出ポートと最大ｎ個のリモート装置（ＯＮＵ）と光ファイバ３３で接続されるｎ個の入出ポートを有する。本実施の形態では、ＯＬＴから送られてくる波長分割多重された下りの光信号の波長（λ１、λ２）ごとに、ユニキャストもしくはブロードキャストすることを特徴とする。

分波・合波部１は、光ファイバ３２を介してＯＬＴから伝送される下りの光信号の波長（λ１、λ２）を分波し、ユニキャスト用の波長λ１の光信号を光スプリッタ３に入力し、ブロードキャスト用の波長λ２の光信号を光スプリッタ８の入ポートに入力する。また、分波・合波部１は光スプリッタ７からの上りの波長λ３の光信号を合波し、上りの光信号をＯＬＴに接続された光ファイバ３２に入力する。

分波・合波部２はｎ個あり、それぞれ光ファイバ３３を介して最大ｎ個のＯＮＵに接続される。分波・合波部２は、下り光スイッチ素子５の出ポートからの下りの波長λ１の光信号と、下り光スプリッタ８の出ポートからの下りの波長λ２の光信号を合波し、ＯＮＵに接続された光ファイバ３３に入力する。また、分波・合波部２は、ＯＮＵからの上りの波長λ３の光信号を分波し、上り光信号を上り光スイッチ素子６の入ポートに入力する。

光スプリッタ３は、分波・合波部１からのユニキャスト用の波長λ１の光信号を２本に分岐し、一方を遅延部４、もう一方を光電気変換部１１に入力する。

遅延部４は、光スプリッタ３からの光信号を、光電気変換部１１に必要な時間を含め、後述する電気信号の処理に要する時間分だけ遅延させた後、下り光スイッチ素子５に入力する。

下り光スイッチ素子５は、入ポートが１個で、出ポートがｎ個の光スイッチ素子であり、遅延部４からの下り光信号を、光スイッチ制御部９の指示に従ってパケット単位に入ポートと出ポートを接続する。下り光スイッチ素子の出ポートからの光信号は、分波・合波部２に入力される。

光スプリッタ８は、入ポートが１個で、出ポートがｎ個であり、分波・合波部１からのブロードキャスト用の波長λ２の光信号を、全出ポートに分配し出力する。光スプリッタ８の出ポートからの光信号は、分波・合波部２に入力される。

上り光スイッチ素子６は、入ポートがｎ個で、出ポートが１個の光スイッチ素子であり、分波・合波部２からの上りの波長λ３の光信号を、光スイッチ制御部９の指示に従ってパケット単位に入ポートと出ポートとを接続する。上り光スイッチ素子６の出ポートからの光信号は、光スプリッタ７に入力される。

光電気変換部１１は、光スプリッタ３からの光信号を電気信号に変換し、電気信号を光スイッチ制御部９に入力する。

光スイッチ制御部９は、以下の処理を行う。

（９−１）光スイッチ制御部は、光電気変換部１１からの電気信号を受け、下りパケットの宛先となるＯＮＵを判別し、宛先となるＯＮＵと接続されている下り光スイッチ素子５の出ポートと入ポートを接続する制御信号を下り光スイッチ素子５に入力する。

（９−２）光スイッチ制御部９は、下りパケットより上り光スイッチ素子６の制御情報を獲得し、獲得した制御情報に基づいて上り光スイッチ素子６の出ポートと入ポートを接続する制御信号を上り光スイッチ素子６に入力する。

（９−３）光スイッチ制御部９は、ＯＬＴに制御情報を送信するため、電気光変換部２０に電気信号を入力する。電気光変換部２０は入力された電気信号を光信号に変換し、光スプリッタ７に入力する。光スプリッタ７は、電気光変換部２０からの信号を分波・合波部１に入力する。

次に、本実施の形態におけるセンタ装置（ＯＬＴ）について、図２を参照して、以下に説明する。

センタ装置（ＯＬＴ）は、光スイッチ装置（ＯＳＭ）と光ファイバ３２で接続される１個の入出ポートを有する。

電気光変換部２６は、下りユニキャスト信号送信部２２から入力されたユニキャストの電気信号をユニキャスト用の波長λ１の光信号に変換し、分波・合波部２５に入力する。

電気光変換部２７は、下りブロードキャスト信号送信部から入力されたブロードキャストの電気信号をブロードキャスト用の波長λ２の光信号に変換し、分波・合波部２５に入力する。

分波・合波部２５は、ＯＳＭに伝送する下りの光信号の波長λ１とλ２を合波し、光ファイバ３２に入力する。

また、分波・合波部２５は、ＯＳＭからの上りの波長λ３の光信号を分波し、光電気変換部２８に入力する。光電気変換部２８は、上りの波長λ３の光信号を電気に変換し、上り信号受信部２４に入力する。

なお、ブロードキャスト信号は、マルチキャスト信号に置き換えることも可能である。

さらに、ユニキャスト用として用いるλ１の波長は、ＧＥ−ＰＯＮにおける従来の下り用の波長である１．４９μmであり、ブロードキャスト用もしくはマルチキャスト用として用いるλ２の波長は、ＧＥ−ＰＯＮにおける放送用の波長である１．５５μmであり、上り用の波長は、ＧＥ−ＰＯＮにおける従来の上り用の波長である１．３１μmであってもよい。

次に、本実施の形態におけるリモート装置（ＯＮＵ）の物理インタフェース部について、図３を参照して、以下に説明する。

ＯＮＵは、光スイッチ装置（ＯＳＭ）と光ファイバ３３で接続される１個の入出ポートを有する。

分波・合波部４５は、ＯＳＭからの下りの光信号の波長λ１とλ２を分波し、ユニキャスト用の波長λ１の光信号とブロードキャスト用の波長λ２の光信号に分ける。また、ＯＳＭへの上りの波長λ３の光信号を合波し、光ファイバ３３に入力する。

光電気変換部４６は、入力されたユニキャスト用の波長λ１の光信号を電気信号に変換し、下りユニキャスト信号受信部４２に入力する。

光電気変換部４７は、入力されたブロードキャスト用の波長λ２の光信号を電気信号に変換し、下りブロードキャスト信号受信部４３に入力する。

ＯＮＵからの上りの電気信号は、上り信号送信部４４から電気光変換部４８に入力され、上り用の波長λ３の光信号に変換されると分波・合波部４５に入力される。

なお、ブロードキャスト信号は、マルチキャスト信号に置き換えることも可能である。

次に、本実施の形態における伝送処理のフローを説明する。

センタ装置（ＯＬＴ）は、下り用にそれぞれ異なる２つの波長（λ１、λ２）の光を用いる。波長λ１の光は、複数あるリモート装置（ＯＮＵ）のうち、宛先となる１つのＯＮＵに送信するユニキャストの信号の伝送に用いる。

もう一方の波長λ２の光は、すべてのＯＮＵに送信すべきブロードキャストの信号の伝送に用いる。ユニキャストの信号とブロードキャストの信号を波長分割多重し、１芯の光ファイバによってＯＬＴから光スイッチ装置（ＯＳＭ）に伝送する。

ＯＳＭにおいてＯＬＴから波長分割多重された光信号を受信すると、波長λ１とλ２に分波する。

分波した後、ユニキャスト用の波長λ１の光信号は、光スイッチ素子によりパケット単位に宛先を判別し、宛先となる１つのＯＮＵにユニキャストする。

ブロードキャスト用の波長λ２の光信号は、光スプリッタによりすべてのＯＮＵに対して物理的に光信号を分配する。

光スイッチ素子の出ポートと光スプリッタの出ポートにおいて、接続先であるＯＮＵが同一であるもの同士を接続し、ＯＮＵ単位に波長分割多重する。

ＯＳＭから、光ファイバによって、各ＯＮＵに波長分割多重した光信号を伝送する。

ＯＮＵは、ＯＳＭから波長分割多重された光信号を受信すると、波長λ１とλ２に分波し、ユニキャストの信号とブロードキャストの信号を別々に受信する。

なお、下り用に多重する波長は２波である必要は無く、下り用に３波以上の光信号を波長分割多重してもよい。この場合、ＯＳＭにおいてＯＬＴ側には多重された波長を分波する手段およびＯＮＵ側には分波した各波長を再びＯＮＵ単位に合波する手段を備える。

各波長の光で伝送する信号が、ユニキャストであるかブロードキャストもしくはマルチキャストであるかによって、光スイッチ素子もしくは光スプリッタを選択することができる。

また、ブロードキャスト用の波長の光は、ＯＳＭ内において光スプリッタによりすべてのＯＮＵに分配すると、この際、光スプリッタの分岐数に応じて光電力が失われる。光スプリッタによる光電力の損失は、光の分岐という行為そのものに依存しており回避できない。そこで、ＯＬＴもしくはＯＳＭに光増幅器を備え、光スプリッタによる光電力の損失を補うことで伝送距離を延長し、分岐数を増やし、光スプリッタによりブロードキャストする光信号の、伝送距離および分配数を拡大してもよい。

次に、本発明の第２の実施の形態における光スイッチ装置（ＯＳＭ）について、図４を参照して、以下に説明する。

光スイッチ装置（ＯＳＭ）３１は、センタ装置（ＯＬＴ）と光ファイバ３２で接続される１個の入出ポートと最大ｎ個のリモート装置（ＯＮＵ）と光ファイバで接続されるｎ個の入出ポートを有する。本実施の形態では、ＯＬＴから送られてくる波長分割多重された下りの光信号を波長（λ１、λ２）ごとに、ユニキャストもしくはマルチキャストすることを特徴とする。

分波・合波部１は、光ファイバ３２を介してＯＬＴから伝送される下りの光信号の波長（λ１、λ２）を分波し、ユニキャスト用の波長λ１の光信号を光スプリッタ３に入力し、マルチキャスト用の波長λ２の光信号を光スイッチ素子８の入ポートに入力する。また分波・合波部１は光スプリッタ７からの上りの波長λ３の光信号を合波し、上り光信号をＯＬＴに接続された光ファイバ３２に入力する。

分波・合波部２はｎ個あり、それぞれ光ファイバ３３を介して最大ｎ個のＯＮＵに接続される。分波・合波部２は、下り光スイッチ素子５の出ポートからの下りの波長λ１の光信号と、別の下り光スイッチ素子８の出ポートからの下りの波長λ２の光信号を合波し、ＯＮＵに接続された光ファイバ３３に入力する。また、分波・合波部２は、ＯＮＵからの上りの波長λ３の光信号を分波し、上り光信号を上り光スイッチ素子６の入ポートに入力する。

光スプリッタ３は、分波・合波部１からのユニキャスト用の波長λ１の光信号を２本に分岐し、一方を遅延部４、もう一方を光電気変換部１１に入力する。

遅延部４は、光スプリッタ３からの光信号を、光電気変換部１１に必要な時間を含め、後述する電気信号の処理に要する時間分だけ遅延させた後、下り光スイッチ素子５に入力する。

下り光スイッチ素子５は、入ポートが１個で、出ポートがｎ個の光スイッチ素子であり、遅延部４からの下り光信号を、光スイッチ制御部９の指示に従ってパケット単位に入ポートと出ポートを接続する。下り光スイッチ素子の出ポートからの光信号は、分波・合波部２に入力される。

下り光スイッチ素子１０は、入ポートが１個で、出ポートがｎ個であり、分波・合波部１からのマルチキャスト用の波長λ２の光信号を、光スイッチ制御部９の指示に従って少なくとも１つ以上の出ポートに分配し出力する。光スイッチ素子８の出ポートからの光信号は、分波・合波部２に入力される。

上り光スイッチ素子６は、入ポートがｎ個で、出ポートが１個の光スイッチ素子であり、分波・合波部２からの上りの波長λ３の光信号を、光スイッチ制御部９の指示に従ってパケット単位に入ポートと出ポートとを接続する。上り光スイッチ素子６の出ポートからの光信号は、光スプリッタ７に入力される。

光電気変換部１１は、光スプリッタ３からの光信号を電気信号に変換し、電気信号を光スイッチ制御部９に入力する。

光スイッチ制御部９は、以下の処理を行う。

（９−１）光スイッチ制御部９は、光電気変換部１１からの電気信号を受け、下りパケットの宛先となるＯＮＵを判別し、宛先となるＯＮＵと接続されている下り光スイッチ素子５の出ポートと入ポートを接続する制御信号を下り光スイッチ素子５に入力する。

（９−２）光スイッチ制御部９は、下りパケットより、上り光スイッチ素子６の制御情報を獲得し、獲得した制御情報に基づいて上り光スイッチ素子６の出ポートと入ポートを接続する制御信号を上り光スイッチ素子６に入力する。

（９−３）光スイッチ制御部９は、下りパケットより、下り光スイッチ素子８の制御情報を獲得し、獲得した制御情報に基づいて最大ｎ個の出ポートのうち少なくとも１つ以上の出ポートを選択する制御信号を、別の下り光スイッチ素子８に入力する。

（９−４）光スイッチ制御部９は、ＯＬＴに制御情報を送信するため、光電気変換部２０に電気信号を入力する。光電気変換部２０は入力された電気信号を光信号に変換し、光スプリッタ７に入力する。光スプリッタ７は、光電気変換部２０からの信号を分波・合波部１に入力する。

次に、本実施の形態における伝送処理のフローを説明する。

センタ装置（ＯＬＴ）は、下り用にそれぞれ異なる２つの波長（λ１、λ２）の光を用いる。波長λ１の光は、複数あるリモ−ト装置（ＯＮＵ）のうち、宛先となる１つのＯＮＵに送信するユニキャストの信号の伝送に用いる。

もう一方の波長λ２の光は、少なくとも１つ以上のＯＮＵに送信すべきマルチキャストの信号の伝送に用いる。ユニキャストの信号とマルチキャストの信号を波長分割多重し、１芯の光ファイバによってＯＬＴから光スイッチ装置（ＯＳＭ）に伝送する。

ＯＳＭにおいてＯＬＴから波長分割多重された光信号を受信すると、波長λ１とλ２に分波する。

分波した後、ユニキャスト用の波長λ１の光信号は、下り光スイッチ素子５によりパケット単位に宛先を判別し、宛先となる１つのリモ−ト装置（ＯＮＵ）にユニキャストする。

マルチキャスト用の波長λ２の光信号は、下り光スイッチ素子１０により、少なくとも１つ以上のＯＮＵに対して選択的に光信号を分配する。

ユニキャスト用の下り光スイッチ素子５の出ポートとマルチキャスト用の下り光スイッチ素子１０の出ポートにおいて、接続先であるＯＮＵが同一であるもの同士を接続し、ＯＮＵ単位に波長分割多重する。

ＯＳＭから、光ファイバによって、各ＯＮＵに波長分割多重した光信号を伝送する。

ＯＮＵは、ＯＳＭから波長分割多重された光信号を受信すると、波長λ１とλ２に分波し、ユニキャストの信号とマルチキャストの信号を別々に受信する。

なお、マルチキャストの信号の送信対象をすべてのＯＮＵにすることで、ブロードキャストと等価にすることが可能である。同様に、マルチキャストの信号の送信対象を１つのＯＮＵにすることで、ユニキャストと等価にすることが可能である。

次に、本発明の第３の実施の形態における光スイッチ装置の構成について、図５を参照して、以下に説明する。

光スイッチ装置は、上り方向と下り方向のユニキャスト通信を行う機能部を基本構成とする。これを基本光スイッチ５１と呼ぶことにする。ブロードキャストもしくはマルチキャスト通信を実現する手段を備えた機能部は、使用条件に応じて増減設可能とする。これを増設光スイッチ装置５２と呼ぶことにする。

基本光スイッチ装置５１と増設光スイッチ装置５２の間には、基本光スイッチ装置５１からのブロードキャストおよびマルチキャストに用いる波長の光信号を入力する光信号接続部５５を備える。また、ブロードキャストおよびマルチキャスト通信を制御するための電気信号を入出力する電気信号接続部５６を備える。更に、増設光スイッチ装置からの光変更部５３により分岐された光信号を再び基本光スイッチ装置に入力する光信号接合部５７を備える。

増設光スイッチ装置５２内には、光変更部５３を備え、光信号分岐手段制御部５４の制御により光信号を分岐する。光信号分岐手段制御部５４は、基本光スイッチ装置５１内の光スイッチ制御部９により電気信号制御部５６を経て制御情報を獲得する。光変更部５３は、使用条件に応じて光スプリッタもしくは光スイッチ素子を選択することができる。

なお、光スイッチの多ポート化が技術的に困難もしくは高価であるなどの事情がある際は、少ない出ポート数の光スイッチ素子を複数と、多ポートの光スプリッタを併用するシステム構成としてもよい。

次に、本発明の第４の実施の形態における光スイッチ装置の構成について、図６を参照して、以下に説明する。

レガシーのＧＥ−ＰＯＮシステムに対応し、１波長によるユニキャスト、ブロードキャストおよびマルチキャスト通信を、図４に示した光スイッチ素子５の代わりに光スイッチ素子８のみ用い、光スイッチ制御部９と組み合わせることで実現する。

光スイッチ素子８は、光スイッチ制御部９からの制御により複数の出ポートの中から１つ以上の任意の出ポートを選択し、入力信号を選択した出ポートに出力することが可能である。

ＯＬＴからの信号がユニキャストであれば、宛先となる唯一の出ポートを選択し、マルチキャストであれば複数の任意の出ポートを選択し、ブロードキャストであれば、すべての出ポートを選択することで、１波長で物理的にユニキャストとブロードキャストとマルチキャストを実現することができる。

本実施の形態によれば、下りに１波長しか使えないレガシーのＧＥ−ＰＯＮシステムに対応することができ、１波長でユニキャストとブロードキャストもしくはマルチキャストの実現を図ることができる。

なお、上述する各実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更実施が可能である。例えば、上記の実施の形態におけるＯＬＴ、ＯＮＵおよびＯＳＭの機能を実現するためのプログラムを各装置に読込ませて実行することにより各装置の機能を実現する処理を行ってもよい。さらに、そのプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であるＣＤ−ＲＯＭまたは光磁気ディスクなどを介して、または伝送媒体であるインターネット、電話回線などを介して伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。

本発明の第１の実施の形態における光スイッチ装置（ＯＳＭ）の概略構成図である。 本発明の第１の実施の形態におけるセンタ装置（ＯＬＴ）の概略構成図である。 本発明の第１の実施の形態におけるリモ−ト装置（ＯＮＵ）の概略構成図である。 本発明の第２の実施の形態における光スイッチ装置（ＯＳＭ）の概略構成図である。 本発明の第３の実施の形態における光スイッチ装置（ＯＳＭ）の概略構成図である。 本発明の第４の実施の形態における光スイッチ装置（ＯＳＭ）の概略構成図である。

符号の説明

１、２、２５、４５ 分波・合波部
３ 光スプリッタ
４ 遅延部
５、１０ 下り光スイッチ素子
６ 上り光スイッチ素子
７、８ 光スプリッタ
９ 光スイッチ制御部
１１、２８、４６、４７ 光電気変換部
２０、２６、２７、４８ 電気光変換部
２１ センタ装置（ＯＬＴ）
２２ 下りユニキャスト信号送信部
２３ 下りブロードキャスト信号送信部
２４ 上り信号受信部
３１ 光スイッチ装置（ＯＳＭ）
３２、３３ 光ファイバ
４１ リモート装置（ＯＮＵ）
４２ 下りユニキャスト信号受信部
４３ 下りブロードキャスト信号受信部
４４ 上り信号送信部
５１ 基本光スイッチ装置
５２ 増設光スイッチ装置
５３ 光変更部
５４ 光信号分岐手段制御部
５５ 光信号接続部
５６ 電気信号接続部
５７ 光信号接続部

Claims (22)

1. １つのセンタ装置と、複数のリモート装置と、前記センタ装置と前記リモート装置との間に接続された少なくとも１つの光スイッチ装置とでツリー状に構成する光アクセスネットワークにおいて、前記センタ装置から前記リモート装置へは波長λ１およびλ２を用い、前記リモート装置から前記センタ装置へは波長λ３を用いる光スイッチ装置であって、
   前記センタ装置からの前記リモート装置へ伝送される波長分割多重された異なる２つの波長λ１とλ２の光信号および前記リモート装置から前記センタ装置へ伝送される波長λ３の光信号を、波長別に分離し、
   少なくとも波長λ１の光信号を１個の入ポートとｎ個の出ポートを持つ１×ｎの第１の下りの光スイッチ手段により、前記第１の下りの光スイッチ手段のｎ側に接続された前記リモート装置のうちの１つにのみ伝送し、
   波長λ２の光信号を１個の入ポートとｎ個の出ポートを持つ１×ｎの光信号分岐手段によりｎ本に分岐し、１×ｎの前記光信号分岐手段のｎ側に接続されたｎ個の前記リモート装置に前記波長λ２の光信号を伝送し、
   前記センタ装置から前記リモート装置に前記波長λ１とλ２の光信号を伝送し、前記リモート装置から前記センタ装置に波長λ３の光信号を伝送することを特徴とする光スイッチ装置。
2. １つのセンタ装置と、複数のリモート装置と、前記センタ装置と前記リモート装置との間に接続された少なくとも１つの光スイッチ装置とでツリー状に構成する光アクセスネットワークにおける光スイッチ装置であって、
   前記センタ装置側に接続された伝送媒体で伝送される２波長分割多重された下りの光信号を波長ごとに分波し、上りの光信号を前記センタ装置側に接続された伝送媒体で伝送される下りの光信号の波長に合波する手段と、
   前記合波する手段により分波された２つの波長の下りの光信号のうち、一方の波長λ１の光信号を２つに分岐する手段と、
   前記分岐された２つの波長λ１の光信号のうち、一方の波長λ１の光信号に遅延を与える手段と、
   前記分岐されたもう一方の波長λ１の光信号を、電気信号に変換する手段と、
   前記電気変換された波長λ１の光信号から下りパケットを抽出し、抽出した下りパケットから上りの光スイッチ手段と第１の下りの光スイッチ手段の制御情報を獲得し、獲得した制御情報に基づいて前記上りの光スイッチ手段と前記第１の下りの光スイッチ手段を制御する手段と、
   前記遅延を与える手段から波長λ１の光信号を光スイッチングする入ポートが１個で出ポートがｎ個の第１の下りの光スイッチ手段と、
   前記合波する手段により分岐された２つの波長の下りの光信号のうち、もう一方の波長λ２の光信号を分岐する入ポートが１個で出ポートがｎ個の光信号分岐手段と、
   前記電気信号に変換する手段と前記光信号分岐手段からのｎ個の出ポートのうち、接続先であるリモート装置が同一である波長λ１の光信号と波長λ２の光信号を合波し、接続先であるリモート装置から波長λ３の光信号を分波する手段をｎ個備え、
   自装置のリモート装置側に接続された伝送媒体で、ｎ個の前記波長λ３の光信号を分波する手段からの波長分割多重された下りの光信号をリモート装置に伝送することを特徴とする光スイッチ装置。
3. １つのセンタ装置と、複数のリモート装置と、前記センタ装置と前記リモート装置との間に接続された少なくとも１つの光スイッチ装置とでツリー状に構成する光アクセスネットワークにおいて、前記センタ装置から前記リモート装置へは波長λ１およびλ２を用い、前記リモート装置から前記センタ装置へは波長λ３を用いる光スイッチ装置であって、
   前記センタ装置からの前記リモート装置へ伝送される波長分割多重された異なる２つの波長λ１とλ２の光信号および前記リモート装置から前記センタ装置へ伝送される波長λ３の光信号を、波長別に分離し、
   少なくとも波長λ１の光信号を１個の入ポートとｎ個の出ポートを持つ１×ｎの第１の下りの光スイッチ手段により、前記第１の下りの光スイッチ手段のｎ側に接続された前記リモート装置のうちの１つにのみ伝送し、
   波長λ２の光信号を１個の入ポートとｎ個の出ポートを持つ１×ｎの第２の下りの光スイッチ手段によりｍ本（ｍ≦ｎ）に分岐し、１×ｎの前記第１の下りの光スイッチ手段のｎ側に接続されたｍ個の前記リモート装置に前記波長λ２の光信号を伝送し、
   前記センタ装置から前記リモート装置に前記波長λ１とλ２の光信号を伝送し、前記リモート装置から前記センタ装置に波長λ３の光信号を伝送することを特徴とする光スイッチ装置。
4. 前記センタ装置からの波長λ２の光信号の内容に応じて、前記第２の下りの光スイッチ手段が少なくとも１つ以上の出ポートを選択する手段を備え、
   前記センタ装置からの波長λ２の光信号の内容の変化に対応して、選択の対象となる少なくとも１つ以上の出ポートを変化させることを特徴とする請求項３記載の光スイッチ装置。
5. １つのセンタ装置と、複数のリモート装置と、前記センタ装置と前記リモート装置との間に接続された少なくとも１つの光スイッチ装置とでツリー状に構成する光アクセスネットワークにおける光スイッチ装置であって、
   前記センタ装置側に接続された伝送媒体で伝送される２波長分割多重された下りの光信号を波長ごとに分波し、上りの光信号を前記センタ装置側に接続された伝送媒体で伝送される下りの光信号の波長に合波する手段と、
   前記合波する手段により分波された２つの波長の下りの光信号のうち、一方の波長λ１の光信号を２つに分岐する手段と、
   前記分岐された２つの波長λ１の光信号のうち、一方の波長λ１の光信号に遅延を与える手段と、
   前記分岐されたもう一方の波長λ１の光信号を電気信号に変換する手段と、
   前記電気変換された波長λ１の光信号から下りパケットを抽出し、抽出した下りパケットから上りの光スイッチ手段と第１の下りの光スイッチ手段の制御情報を獲得し、獲得した制御情報に基づいて前記上りの光スイッチ手段と前記第１の下りの光スイッチ手段を制御する手段と、
   前記遅延を与える手段から波長λ１の光信号を光スイッチングする入ポートが１個で出ポートがｎ個の第１の下りの光スイッチ手段と、
   前記合波する手段により分岐された２つの波長の下りの光信号のうち、もう一方の波長λ２の光信号を分岐する入ポートが１個で出ポートがｎ個の第２の下りの光スイッチ手段と、
   前記第１の下りの光スイッチ手段と前記第２の下りの光スイッチ手段からのｎ個の出ポートのうち、接続先であるリモート装置が同一である波長λ１の光信号と波長λ２の光信号を合波し、接続先であるリモート装置から波長λ３の光信号を分波する手段をｎ個備え、
   前記第２の下りの光スイッチ手段はｎ個の出ポートのうち、選択的に少なくとも１つ以上の出ポートから光信号を出力する機能を備え、自装置のリモート装置側に接続された伝送媒体で、ｎ個の波長λ３の光信号を分波する手段からの波長分割多重された下りの光信号をリモート装置に伝送することを特徴とする光スイッチ装置。
6. 前記センタ装置から前記リモート装置への伝送に１波長λ１のみ用いる場合、
   波長λ２の前記光信号分岐手段もしくは前記第２の下りの光スイッチ手段を光スイッチ装置と物理的に分離し、
   前記センタ装置から前記リモート装置への伝送に２波長λ１とλ２を用いる場合に、波長λ２の前記光信号分岐手段もしくは前記第２の下りの光スイッチ手段を光スイッチ装置に結合し、
   波長多重の条件により、波長λ２の前記光信号分岐手段もしくは前記第２の下りの光スイッチ手段を分離・結合することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の光スイッチ装置。
7. センタ装置から最大でａ×ｎ個のリモート装置への伝送を行う場合、１個の入力ポートとｎ個の出力ポートを備える光スイッチ装置をａ個用い、前記センタ装置からはａ本の光ファイバによりａ個の前記光スイッチ装置を接続し、波長λ１の光信号をａ×ｎ個の前記リモート装置に伝送し、
   並列に１個の入ポートとａ×ｎ個の出ポートを持つ光信号分岐手段を備え、前記センタ装置からの波長λ２の光信号をａ×ｎ個の前記リモート装置に伝送することを特徴とする光アクセスネットワークシステム。
8. １×ｎの第２の下りの光スイッチ手段においてｎ個の出ポートのうち１つの出ポートのみを選択し、
   選択する１つの出ポートは、１×ｎの第１の下りの光スイッチ手段の選択した出ポートと一致しており、
   前記第１の下りの光スイッチ手段が選択した出ポートに接続された前記リモート装置に対し、１対１接続の通信を２波長同時に実現することを特徴とする光波長多重伝送方法。
9. センタ装置からの波長λ２の光信号に、光スイッチ装置内に備えられた１個の入ポートとｎ個の出ポートを持つ波長λ１の光信号をスイッチングする第１の下りの光スイッチ手段の制御情報を重畳し、
   前記光スイッチ装置は、前記波長λ２に重畳された制御情報に応じて、前記第１の下りの光スイッチ手段の入ポートと制御情報より選択された１つの出ポートを接続し、
   前記センタ装置からの前記光スイッチ装置に送られる波長λ１の光信号は、波長λ２の光信号に重畳された制御情報により選択された１つの出ポートに接続された前記リモート装置に送信することを特徴とする光波長多重伝送方法。
10. 前記第２の下りの光スイッチ手段に対し少なくとも１つ以上の出ポートを選択する手段を前記光スイッチ装置内に備え、
    前記センタ装置からの光信号の内容に応じて、ｍ個の出ポート（１≦ｍ≦ｎ）を接続し、
    １波長で１対１接続と１対多接続を切り替えることを特徴とする光波長多重伝送方法。
11. センタ装置と、複数のリモート装置と、前記センタ装置と前記リモート装置との間に接続された少なくとも１つの光スイッチ装置を伝送媒体によりツリー状に接続した光アクセスネットワークであって、
    前記センタ装置は、前記リモート装置への伝送に２つの異なる波長の光λ１とλ２を用い、
    前記リモート装置は、前記センタ装置への伝送に、前記センタ装置から前記リモート装置への伝送に用いられる波長λ１とλ２の光とは異なる波長λ３の光を用い、
    前記センタ装置と前記光スイッチ装置と前記リモート装置との間の伝送に用いるそれぞれ異なるλ１、λ２、λ３という３つの波長の光を波長分割多重し、
    前記波長分割多重した光は、前記センタ装置と前記光スイッチ装置と前記リモート装置との間に接続された伝送媒体中に伝送されることを特徴とする光アクセスネットワーク。
12. 前記センタ装置からの前記リモート装置へ伝送される波長分割多重された異なる２つの波長λ１とλ２の光信号を、波長別に分離し、
    少なくとも波長λ１の光信号は、前記光スイッチ装置内に備えた１個の入ポートとｎ個の出ポートを持つ１×ｎの第１の下りの光スイッチ手段により、光スイッチ素子のｎ側に接続された前記リモート装置のうちの１つにのみ伝送され、
    波長λ２の光信号は、前記光スイッチ装置内に備えた１個の入ポートとｎ個の出ポートを持つ１×ｎの光信号分岐手段によりｎ本に分岐され、
    前記１×ｎの光信号分岐手段のｎ側に接続されたｎ個の前記リモート装置に、前記波長λ２の光信号を伝送することを特徴とする請求項１１記載の光アクセスネットワーク。
13. 前記センタ装置からの前記リモート装置へ伝送される波長分割多重された異なる２つの波長λ１とλ２の光信号を、波長別に分離し、
    少なくとも波長λ１の光信号は、前記光スイッチ装置内に備えた１個の入ポートとｎ個の出ポートを持つ１×ｎの第１の下りの光スイッチ手段により、光スイッチ素子のｎ側に接続された前記リモート装置のうちの１つにのみ伝送され、
    波長λ２の光信号は、前記光スイッチ装置内に備えた１個の入ポートとｎ個の出ポートを持つ１×ｎの第２の下りの光スイッチ手段によりｍ本（ｍ≦ｎ）に分岐され、
    １×ｎの前記第１の下りの光スイッチ手段のｎ側に接続されたｍ個の前記リモート装置に、前記波長λ２の光信号を伝送することを特徴とする請求項１１記載の光アクセスネットワーク。
14. 前記センタ装置からの波長λ２の光信号の内容に応じて、前記光スイッチ装置内に備えた前記第２の下りの光スイッチ手段が少なくとも１つ以上の出ポートを選択する手段を備え、
    前記センタ装置からの波長λ２の光信号の内容の変化に対応して、選択の対象となる少なくとも１つ以上の出ポートを変化させることを特徴とする請求項１３記載の光アクセスネットワーク。
15. 前記センタ装置から最大でａ×ｎ個の前記リモート装置への伝送を行う場合、１個の入力ポートとｎ個の出力ポートを備える前記光スイッチ装置をａ個用い、前記センタ装置からはａ本の光ファイバによりａ個の前記光スイッチ装置を接続し、波長λ１の光信号をａ×ｎ個の前記リモート装置に伝送し、
    並列に１個の入ポートとａ×ｎ個の出ポートを持つ前記光信号分岐手段を備え、前記センタ装置からの波長λ２の光信号をａ×ｎ個の前記リモート装置に伝送することを特徴とする請求項１１から１４のいずれか１項に記載の光アクセスネットワーク。
16. １×ｎの前記第２の下りの光スイッチ手段においてｎ個の出ポートのうち１つの出ポートのみを選択し、
    選択する１つの出ポートは、１×ｎの光スイッチ素子の選択した出ポートと一致しており、
    光スイッチ素子が選択した出ポートに接続された前記リモート装置に対し、１対１接続の通信を２波長同時に実現することを特徴とする請求項１３または１４に記載の光アクセスネットワーク。
17. 前記センタ装置からの波長λ２の光信号に、前記光スイッチ装置内に備えられた前記１個の入ポートとｎ個の出ポートを持つ波長λ１の光信号をスイッチングする前記第１の下りの光スイッチ手段の制御情報を重畳し、
    前記光スイッチ装置は、前記波長λ２に重畳された制御情報に応じて、前記第１の下りの光スイッチ手段の入ポートと制御情報より選択された１つの出ポートを接続し、
    前記センタ装置からの前記光スイッチ装置に送られる波長λ１の光信号は、波長λ２の光信号に重畳された制御情報により選択された１つの出ポートに接続された前記リモート装置に送信することを特徴とする請求項１１から１６のいずれか１項に記載の光アクセスネットワーク。
18. 前記第２の下りの光スイッチ手段に対し少なくとも１つ以上の出ポートを選択する手段を前記光スイッチ装置内に備え、
    前記センタ装置からの光信号の内容に応じて、ｍ個の出ポート（１≦ｍ≦ｎ）を接続し、
    １波長で１対１接続と１対多接続を切り替えることを特徴とする請求項１３、１４、１６および１７のいずれか１項に記載の光アクセスネットワーク。
19. コンピュータに、
    センタ装置からのリモート装置へ伝送される波長分割多重された異なる２つの波長λ１とλ２の光信号を、波長別に分離し、
    少なくとも波長λ１の光信号を１個の入ポートとｎ個の出ポートを持つ１×ｎの第１の下りの光スイッチ手段により、前記第１の下りの光スイッチ手段のｎ側に接続された前記リモート装置のうちの１つにのみ伝送し、
    波長λ２の光信号を１個の入ポートとｎ個の出ポートを持つ１×ｎの光信号分岐手段によりｎ本に分岐し、
    前記１×ｎの光信号分岐手段のｎ側に接続された最大ｎ個の前記リモート装置に、前記波長λ２の光信号を伝送する機能を実現させることを特徴とするプログラム。
20. コンピュータに、
    センタ装置からのリモート装置へ伝送される波長分割多重された異なる２つの波長λ１とλ２の光信号を、波長別に分離し、
    少なくとも波長λ１の光信号を１個の入ポートとｎ個の出ポートを持つ１×ｎの第１の下りの光スイッチ手段により、第１の下りの光スイッチ手段のｎ側に接続された前記リモート装置のうちの１つにのみ伝送し、
    波長λ２の光信号を１個の入ポートとｎ個の出ポートを持つ１×ｎの第２の下りの光スイッチ手段によりｍ本（ｍ≦ｎ）に分岐し、
    前記１×ｎの光信号分岐手段のｎ側に接続されたｍ個の前記リモート装置に、前記波長λ２の光信号を伝送する機能を実現させることを特徴とするプログラム。
21. コンピュータに、
    前記センタ装置からの波長λ２の光信号の内容に応じて、前記第２の下りの光スイッチ手段が少なくとも１つ以上の出ポートを選択する機能と、
    前記センタ装置からの波長λ２の光信号の内容の変化に対応して、選択の対象となる少なくとも１つ以上の出ポートを変化させる機能を実現させることを特徴とする請求項２０記載のプログラム。
22. コンピュータに、
    前記センタ装置から前記リモート装置への伝送に１波長λ１のみ用いる場合、
    波長λ２の光信号を分岐する手段もしくは第２の下りの光スイッチ手段を光スイッチ装置と物理的に分離し、
    前記センタ装置から前記リモート装置への伝送に２波長λ１とλ２を用いる場合に、波長λ２の光信号を分岐する手段もしくは第２の下りの光スイッチ手段を光スイッチ装置に結合し、
    波長多重の条件により、波長λ２の光信号分岐手段もしくは第２の下りの光スイッチ手段を分離・結合する機能を実現させることを特徴とする請求項１９から２１のいずれか１項に記載のプログラム。

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