JP2010045840A - 光多重伝送方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 これまでの波長多重化装置では、通過光信号を同一の波長のまま通過させる方法を用いており、光回線を設定する際に全ての区間で共通となる未使用波長がない場合、その回線を設定することができない。
【解決手段】 本願発明は入力から出力へ通過させる光信号の波長を変換する波長変換部を有せしめた分岐挿入型波長多重化装置、及びこれを用いた波長多重光伝送方法、ネットワークを提供する。本願発明の適用によって、各ノードでの未使用波長を利用することで、新たな光回線を容易に増設することが出来る。
【選択図】 図４

Description

本願発明は、複数の異なる波長の光信号を多重して伝送する波長多重伝送方法、光ネットワーク、並びにこれに供し得る光伝送装置に関するものである。

これまで、波長多重技術をベースとしたシングネットワークの拡張方法として、次のような方法が知られている。それは、例えば「Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ-Ａ Ｐｒａｃｔｉｃａｌ Ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅ-」（Ｒａｊｉｖ Ｒａｍａｎｓｗａｓｍｉ、Ｋｕｍａｒ Ｎ．Ｓｉｖａｒａｊａｎ共著、Ｍｏｒｇａｎ Ｋａｕｆｍａｎｎ社刊）（非特許文献１）の４４９頁に見られるものである。例えば、同書の図１０．１５に示す構成が一般的な構成であった。この方法は、特定の波長のみを分岐、挿入する形式のリングネットワークを実現する場合、あるノード装置を経由する波長の光信号は入力した波長と同一の波長を出力するという構成を基本としている。従って具体的なノード装置の構成は、入力側の波長分離部からの任意の信号を取り出して外部へ出力する分岐部と、外部からの光信号を波長多重部へ接続する挿入部とを有し、波長分離部からのある波長信号をそのまま同じ波長の信号として波長多重部へ出力する構成となっている。これにより、当該自装置で分岐あるいは挿入する光信号に対しては、分岐部あるいは挿入部を経由して外部に入出力する。この場合、当該自装置では、直接分岐あるいは挿入を実施せず、他装置のために自装置では一方から一方へとそのままの波長で透過させる動作を行なっていた。ここでは、リング型のネットワーク（リングネットワーク）についての例を示しているが、リニアネットワークでも同様の方法も知られている。リニアネットワークとは、ノード装置を一列に並べて途中のノード装置にて任意の波長の光信号の分岐、挿入を行なうネットワーク構成のことである。

次に、こうしたネットワークの為のノード装置を具体的に例示する。図１は、波長多重機能を有し、特定の波長の分岐、あるいは挿入を実現するノード装置の例である。即ち、波長の分岐部は、入力光に対する第１の空間スイッチ部１、波長分離部３、及びフィルタ部５を有する。波長分離部３は、入力光７を各波長（λ１、λ２、λ３、・ ・ ・、λＮ）に分離する。第１の空間スイッチ部１は、入力された波長多重の光の内、所望の特定波長を分岐する。フィルタ部５は、前記分離された各入力光を、フィルタ部５を介して所望の光分岐信号として出力する。こうして、波長の分岐部（Ｄｒｏｐ）は波長多重化された入力光７を各波長に分岐して分岐光信号１２として出力する。

一方、波長の挿入部（Ａｄｄ）は、挿入する光信号に対するフィルタ部６、第２の空間スイッチ２、及び波長多重光部４を有する。前記空間スイッチ部１より伝送された光１０並びに挿入される光１３は、各々の波長に対する要請に従い、第２の空間スイッチ２を経て、所定の伝送路１１に伝送される。こうして伝送された複数波長の光（λ１、λ２、λ３、・ ・ ・、λＮ）１１は出力波長多重部４で波長多重光化されて、波長多重光８として出力される。ここで第１の空間スイッチ部１、第２の空間スイッチ部は光スイッチ等で構成される。

前記した分岐、あるいは挿入部の光スイッチ等で構成する以外の、他の構成方法としては、ファイバ・ブラッグ・グレーティング技術を用いた分岐挿入型の波長多重装置の提案もなされている。これは、例えば前述「Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ-Ａ Ｐｒａｃｔｉｃａｌ Ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅ-」（Ｒａｊｉｖ Ｒａｍａｎｓｗａｓｍｉ、Ｋｕｍａｒ Ｎ．Ｓｉｖａｒａｊａｎ共著、Ｍｏｒｇａｎ Ｋａｕｆｍａｎｎ社刊）（非特許文献１）の１７２頁の図３．６０に説明されている。このファイバ・ブラッグ・グレーティング（Ｆｉｂｅｒ Ｂｒａｇｇ Ｇｒａｔｉｎｇ）技術はＧｅ（ゲルマニウム）をドーピングした光ファイバに、紫外光の干渉縞を照射してできる光ファイバ内の周期的な屈折率変調を利用した光フィルタ技術である。ファイバ・ブラッグ・グレーティング技術を用いて構成した分岐挿入型の波長多重装置の構成を図２に示す。光分岐部（Ｄｒｏｐ）２０はサーキュレータ２６とスプリッタ（Ｓｐｌｉｔｔｅｒ）２７を有して構成される。サーキュレータ２６では、左から右方向の光は全透過、一方、右から左方向の光は図の下部方向のスプリッタ側に全反射される。ファイバ・ブラック・グレーティング２４では、左から右方向の光の中、λ１、λ２、λ３、及びλ４の波長の光のみ右から左方向へ全反射する。光挿入部（Ａｄｄ）２２は、コンバイナ（Ｃｏｍｂｉｎｅｒ）２８とカップラ（Ｃｏｕｐｌｅｒ）２９とを有する。図において、符号７は入力光、符号８は出力光である。
ファイバ・ブラッグ・グレーティング技術においては、入力段において、波長が多重された状態のまま特定の波長の光信号が、回折格子によって取り出される。以上に述べたいずれの分岐挿入方法の場合においても、透過させる光信号の波長は不変であることは共通である。

Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ-Ａ Ｐｒａｃｔｉｃａｌ Ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅ-」（Ｒａｊｉｖ Ｒａｍａｎｓｗａｓｍｉ、Ｋｕｍａｒ Ｎ．Ｓｉｖａｒａｊａｎ共著、Ｍｏｒｇａｎ Ｋａｕｆｍａｎｎ社刊） Ｇｅｒｄ Ｋｅｉｓｅｒ著「Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｉｂｅｒ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ：Ｓｅｃｏｎｄ Ｅｄｉｔｉｏｎ」ＭｃＧＲＡＷ−ＨＩＬＬ Ｉｎｃ．

特定の波長の光信号を分岐及び挿入する形式のノード装置を複数接続するネットワークにおける難点を以下に説明する。

特定の波長の光信号を分岐及び挿入する装置の複数個をリング形式、あるいはリニア形式に接続するネットワークにおいては、一般に光回線の接続要求は、全体を構成する複数の装置の中より任意の２つを指定して接続の要求が行われる。その際に、この接続をどの波長を使用して行うかについては、各区間毎における波長の使用状況に応じて、いずれの区間でも使用されていない波長を選択することになる。この選択については、それぞれの使用形式に応じた各種アルゴリズムが提案されている。その代表的な方法を示せば、次のような例である。即ち、例えば、第１は、通常、適用する波長に対して自然数よりなる固定的な番号を付与しておき、この内の小さい番号より未使用の波長を選択する方法である。第２は、前記の未使用の波長を選択を、未使用の波長の中より任意の波長を乱数形式に選択する方法である。

しかし、現実に実際の伝送回線では次のような問題が発生する。即ち、一般に接続したい回線の要求は、ネットワークを建設した時点では全ては決定されてはいない。従って、日々、生起してくる回線の要求に応じて、当該伝送回路に対して光回線の追加、削除が行われ、それに対応した回線の設定変更が必要となる。

前記の従来技術では、回線の全区間のいずれの区間でも使用されていない波長を選択することを基本とする。従って、ある回線に接続の要求が発生した際に、ある装置からある装置へ到達するまでのすべての区間において共通に使用していない波長を選択しなければならない。こうした波長が、仮に存在しない場合は、個別の区間毎には未使用の波長があるにもかかわらず、前記接続の要求があった光伝送回線は接続できないことになる。

この状態を図３に示す。図３は、ノード装置Ａ〜Ｅ、１００、１０１、１０２、１０３、及び１０４の５つの装置を一列に接続した場合の光ネットワークの例を示している。符号、ａ、ｂ、ｃ、・ ・ ・、ｈは、各々ノード装置に接続される回線を示す。各装置間は４波長の多重装置の例であり、最大４つの光回線を収容することができる例である。尚、ここでは４つの波長の場合を示しているが、一般にこうした用いる波長数に制約があるわけではない。また、図３の例は、ノード装置を一列に接続した場合で示しているが、ノード装置をリング状に接続した場合、あるいはメッシュ状に接続したも同様である。又、ここでは、最も単純なアルゴリズムである最小値選択のアルゴリズムを採用した場合で示している。尚、以下には、回線の要求が、追加の要求の場合を説明する。

今、回線ａ、ｂ、ｃ、ｄの順番で接続の要求が生起したとする。すると最小値選択のアルゴリズムに基づき、回線の要求に対応して使用可能な最も番号の小さな波長が選択される。すると回線ｇまでの７本の回線が図３のように設定される。例えば、回線ａはノード装置Ａとノード装置Ｂとを接続し、この回線には波長番号４の波長が用いられている。その他の回線の接続も同様に理解される。ここで、接続される全回線で同一波長を用いる方法の場合、各ノード装置では入力した波長と同一の波長を出力することになることに注意を要する。

今、さらに回線ｈの要求が追加されたと考える。回線ｈはノード装置Ｂからノード装置Ｅまでの接続の要求である。ここで、ノード装置Ｃの波長の使用状況を見ると、左側（ノード装置Ｂ側）においては、波長番号３、４が使用済み、右側（ノード装置Ｅ側）においては波長番号１、２が使用済みである。従って、ノード装置Ｂでは共通に使用可能な波長は存在していない。従って、この例では、ノード装置Ｃにおいては、その右側、左側両者ともに未使用の波長があるにも関わらず、この回線ｈを追加することができない、という問題を有することになる。この為、この回線を追加したい場合には、例えばもう一つ同様の複数装置からならリング形式のネットワークを再度構築する必要が発生する。このことは、波長多重という多重化方式において波長多重能力を十分に引き出すことができない、ことを意味する。

本願の主な形態は、次の通りである。

即ち、第１の基本的形態は、第１の光伝送路からの複数の異なる波長の諸光信号の光多重化された光信号群の内の所望の光信号が、少なくとも第２の光伝送路に光多重化にての伝送を可能とし、且つ第１の光伝送路からの光信号群の内の少なくとも一つの第１の波長の第１の光信号が、前記第１の波長とは異なる第２の波長の光信号に変換され、前記第１の光信号群の内の第１の波長以外の波長の諸光信号の内の所望の諸光信号と共に第２の光伝送路に光多重化にて伝送されることが可能なことを特徴とする光多重伝送方法である。

第２の形態は、少なくとも、第１、第２、第３、及び第４の光伝送路を有し、第１の光伝送路からの複数の異なる波長の諸光信号の光多重化された光信号群の内の所望の光信号と、第３の光伝送路からの光信号の内の所望の光信号とを、少なくとも第２の光伝送路に光多重化にての伝送することを可能とし、第１の光伝送路からの複数の異なる波長の諸光信号の光多重化された光信号群の内の、前記第２の光伝送路へ伝送される光信号とは別異の所望の光信号と、第３の光伝送路からの光信号の内の、前記第２の光伝送路へ伝送される光信号とは別異の所望の光信号とを、第４の光伝送路への伝送ことを可能とし、且つ第１の光伝送路からの光信号群の内の少なくとも一つの第１の波長の第１の光信号が、前記第１の波長とは異なる第２の波長の光信号に変換され、前記第１の光信号群の内の第１の波長以外の波長の諸光信号の内の所望の諸光信号と共に第２の光伝送路に光多重化にて伝送されることが可能なことを特徴とする光多重伝送方法である。

第３の形態は、第１のノード装置と、第２のノード装置とを少なくとも有し、前記各ノード装置からの光伝送路に伝送される光信号あるいは光信号群は波長多重化されて少なくとも前記各ノード装置の間を伝送され、前記第１と第２の各ノード装置では、ノード装置への入力光伝送路に複数の異なる波長の諸光信号の多重化された第１の光信号群が入力され、且つ少なくとも前記第１の光信号群の内の所望の波長の光信号あるいは光信号群がノード装置からの出力光伝送路に出力されて、当該ノード装置に接続された別異のノード装置に伝送され、且つ前記第１の光信号群の内の少なくとも第１の波長の第２の光信号が当該第１の光信号群が入力されるノード装置にて、前記第１の波長とは異なる第２の波長に変換され、少なくとも当該ノード装置に接続された別異のノード装置に伝送されることを特徴とする光多重伝送方法である。

第４の形態は、第１の光ファイバから入力される複数の異なる波長の光信号群から波長毎の光信号に分離する入力波長分離部と、複数の異なる波長の諸光信号を多重して第２の光ファイバに多重して伝送する波長多重部と、前記入力波長分離部と前記波長多重部との間に、前記入力波長分離部から分離された複数の波長の諸光信号の中から所望の波長の光信号を分離して外部へ出力する波長分離部と、外部からの所望の波長の光信号のみを前記波長多重部へ接続して波長多重を行なう波長挿入部と、前記第１の波長分離部からの所望の波長をこの所望の波長とは別異の波長に変換して、前記波長挿入部に接続する波長変換部とを有し、少なくとも前記第１の光ファイバから入力される第１の波長の光信号を前記第２の光ファイバに対して第１の波長とは異なる第２の波長の光信号として出力が可能なことを特徴とする光伝送装置である。

本願発明の更なる形態は、以下の諸説明にて明らかにされるであろう。

本願発明の骨子を以下に簡潔に説明する。即ち、前記の光伝送における難点は、ある光ネットワークの装置を通過させる光信号において、それが入力側と出力側とで同一の波長でなければならない、という装置構成上の制約により発生する。ここで入力側からのある波長の光信号を装置内で別な波長の光信号として出力することができれば、入力側、出力側にそれぞれ未使用波長が１つでも存在すれば、その波長が一致している、していないにかかわらず、その装置を透過させることが可能になる。このことは複数区間を経由して接続される光信号に対しても同様に考えることができる。このある装置において透過する光信号の波長を変換することができれば、設定したい複数の区間においてそれぞれに未使用の波長が存在すればその未使用の波長の組み合わせによらず、その光回線を接続することが可能となる。従って、この方法により、各区間における波長数は最大限まで使用することが可能となり、波長多重の能力を最大限まで活用することができる。

本願発明によれば、簡便に新たな回線を付加することが可能な波長多重化装置、及びこれを用いた波長多重伝送ネットワークを提供することが出来る。

図１は従来例の分岐挿入型波長多重化装置の構成例を示す。 図２はファイバ・ブラッグ・グレーティング技術を用いた分岐挿入型波長多重装置の構成例を示す。 図３は分岐挿入型波長多重伝送における波長パスの従来の設定方法を説明する為の図である。 図４は分岐挿入型波長多重伝送における本願発明の原理の説明を説明する為の図である。 図５は本願発明に係わる分岐挿入型波長多重化装置の構成例を示す図である。 図６は本願発明に係わる波長変換部を電気スイッチで構成した例を示す図である。 図７は本願発明に係わる波長変換部を光スイッチで構成した例を示す図である。 図８は本願発明に係わる分岐挿入型波長多重化装置の別な構成例を示す図である。 図９は本願発明の係わるリニア型ネットワークの例を示す図である。 図１０は本願発明の係わるリング型ネットワークの例を示す図である。 図１１は本願発明の係わるメッシュ型ネットワークの例を示す図である。 図１２は本願発明のネットワークでの動作の例を説明するフロー・チャートである。

本願発明の原理を図４を用いて説明する。図４は本願発明の基本思想を説明する光ネットワークの概念図である。図３と同様に、ノード装置Ａ〜Ｅ、１１０、１１１、１１２、１１３、及び１１４の５つの装置を一列に接続した場合の光ネットワークの例を示している。符号、ａ、ｂ、ｃ、・ ・ ・、ｈは、各々ノード装置に接続される回線を示す。各装置間は４波長の多重装置の例であり、最大４つの光回線を収容することができる例である。尚、ここでは、波長番号１より４の、４つの波長の場合を示しているが、一般に、発明の対象たる光ネット・ワークにおいて、波長数に制約を設けるものではない。また、ノード装置を一列に接続した例で示しているが、勿論、他の接続形式においても同様に、本願発明を適用することが出来る。他の接続形式とは、例えばノード装置をリング状に接続した場合、あるいはメッシュ状に接続した場合などである。

図３に示したような例では、ノード装置において経由させる波長が同一であるという原則がある。従って、こうした原則の元では、各区間に未使用の波長があるにもかかわらず、回線の増設ができないという課題があることを前に示した。

これに対して、本願発明では、各ノード装置において、入力する波長を変換して出力することによって、前記の難点を回避する。図４を参酌する。回線ｈに対して、ノード装置Ｂ、Ｅ間に対して接続を要求された場合、途中のノード装置Ｃにおいて波長変換を行う。この波長変換の機能により、波長番号１の信号を波長番号３の信号に変換することにより、回線を新たに設定することが可能となる。この波長変換機能を、ノード装置Ｃに波長変換１と表示した。また、ここでさらにノードＢ、Ｄ間に回線ｉの結線の要求があった場合についても同様に、ノード装置Ｃにおける波長番号２から波長番号４への変換により設定が可能となる。この波長変換機能を、ノード装置Ｃに波長変換２と表示した。

次に、本願発明に係るノード装置自体の具体的な実施の形態の例について説明する。

尚、一般に、ノード装置は双方向に伝送可能であるが、以下に例示する例では、図示を簡潔となす為、片方向への伝送側の構成のみの構成を示している。双方向の伝送を可能となすには、以下の各例の構成と丁度逆の伝送方向を有する構成が追加で搭載されたと考えてよい。また、波長多重化の方法としては次の２つが代表的な例である。第１は、１本の光ファイバに片方向分の波長を多重する形式である片方向波長多重方式である。第２は、１本の光ファイバに双方向分の波長を多重する形式である双方向波長多重方式である。本願発明において、いずれの場合でも、ノード装置の構成方法としては同様である。

一般に、分岐及び挿入形式の波長多重装置は、波長多重の数Ｎに対して、Ｍ本までの分岐、挿入機能を有する。ここで、Ｎは自然数、ＭはＮ以下の自然数である。入力光の波長分離部３にて波長毎に分離された信号は、特定波長分岐部１にて、とりだされ、分岐光信号として、当該装置の外部に出力される。また、外部からの挿入される光信号１３は、特定波長挿入部２より出力波長多重部４に接続される。こうした回線の動作は、ネットワーク全体における回線の設定状況に基づき、各ノード装置における分岐、挿入、透過の各動作として設定される。

図５はノード装置の例の概略構成図である。入力波長の分離部３３にて分離された波長毎の諸信号３９は、まず、特定波長の分岐部３１にて分岐光信号として出力すべき波長の光信号４５が取り出される。また、外部からの挿入光信号は、特定波長挿入部より出力波長多重部にて多重される。この特定波長の分岐部３１と特定波長の挿入部３２の間に入力波長、出力波長の信号を波長変換する波長変換部５０を搭載する。ここで波長変換部５０は、光信号を分岐あるいは挿入せずに、特定波長の分岐部３１より特定波長の挿入部３２に透過的に出力する光信号に対して波長を変換する機能を有する。これによって、例えば図４に示すネットワーク構成におけるノード装置で、特定の入力波長信号を、別な出力波長信号として出力することを可能とする。

当該ノード装置の例は、波長変換部を除いて、波長の分岐部及び波長の挿入部は、前記図１に説明したものと概ね類似した信号の入出力である。即ち、波長の分岐部は、入力光に対する波長分離部３１、第１のスイッチ（以下、その役割を示して波長分岐部と称する）３３、フィルタ部３５を有する。尚、例えば波長分離部３１と波長分岐部３３とは光導波路で接続されている。波長分離部３は、波長多重化された入力光３７を各波長（λ１、λ２、λ３、・ ・ ・、λｎ）の光に分離する。波長分離部３は通例のもので十分である。それは、例えば誘電体多層膜を用いたフィルタ、あるいは回折格子などを用いて構成される。分離された各々の光３９は波長分岐部３１に入力される。

波長分岐部３１にて、分岐される波長の場合、当該波長の各光４５は、フィルタ部３５を経て、当該ノード装置より分岐された光信号４５として出力される。一方、前記波長分岐部３１を通過（Ｔｈｒｏｕｇｈ）する光４１は波長変換部５０に入力される。この波長変換部５０で、必要な波長に対して波長変換される。波長変換された波長の光を含めて所望の通過する各光４２は、波長挿入部３２に入力される。

波長の挿入は、第２のスイッチ（以下、その役割を示して波長挿入部と称する）３２、波長多重光の出力する波長多重部３４、挿入する光信号に対するフィルタ部３６を有する。前記波長変換部３２より伝送された光並びに挿入される光４４は、各々の波長に従い、波長挿入部３２を経て、複数波長の光（λ１、λ２、λ３、・ ・ ・、λｎ）４０は波長多重部３４で波長が多重化された光３８として、当該装置より出力される。

また、図５の例は、収容する全ての波長信号（Ｎ本）に対して透過する光信号の波長変換を行なうことを前提としているが、勿論、ある限定した波長信号のみを対象として構成を小型化することも可能である。

ここで、波長分岐部即ち第１の空間スイッチ部３１、波長挿入部即ち第２の空間スイッチ部３２は通例の部材で十分である。それらは、例えば光スイッチ等で構成される。前記した波長変換部の構成には、基本的に電気信号を用いる例と、光信号を用いる例などがある。先ず、電気信号を用いる例を図６に示す。図６に示した波長変換部の構成方法の例は、波長毎の光電気変換部５４（Ｏ／Ｅ−１、Ｏ／Ｅ−２、・ ・ ・、Ｏ／Ｅ−１６）、電気光変換部５６（Ｅ／Ｏ−１、Ｅ／Ｏ−２、・ ・ ・、Ｅ／Ｏ−ｎ）とその間に電気スイッチ回路５５（５５−１、５５−２、・ ・ ・、５５−Ｎ）を有し、この電気スイッチ回路により所望の波長の出力路の選択を行なう方法を示している。前述の図５に示した入力波長分離部３３から、波長毎に分離された入力光信号１〜Ｎ（ＩＮ−１、ＩＮ−２、・ ・ ・、ＩＮ−Ｎ）に対してそれぞれ光電気変換部（Ｏ／Ｅ−１、・ ・ ・、Ｏ／Ｅ−Ｎ）にて電気信号への変換を行ない、Ｎ本の電気信号に変換を行なう。ここで電気信号はそれぞれ１本の信号でもいいし、複数の信号に分離された低速信号としてもよい。これに対して、Ｎ本より１本を選択するスイッチ回路（５５−１、・ ・ ・、５５−Ｎ）において、所定の１本の信号が選択される。

ここでは、スイッチ回路５５は、電気的な空間スイッチの構成として説明している。しかし、この電気的スイッチ回路は、勿論、入力した電気信号を時分割多重形式として、選択部を時分割にてスイッチ動作を行わせる時分割スイッチ構成とすることも可能である。

図６において、スイッチ回路１〜Ｎの電気的出力は、電気光信号変換部５６（Ｅ／Ｏ−１、・ ・ ・ 、Ｅ／Ｏ−Ｎ）に接続されている。電気光信号変換部５６は、信号選択部からの電気信号をそれぞれの波長の光信号（ＯＵＴ−１、ＯＵＴ−２、・ ・ ・ 、ＯＵＴ−Ｎ）に変換して、図５に示した出力波長多重部３４に接続される。ＯＵＴ−１、ＯＵＴ−２、・ ・ ・ 、ＯＵＴ−Ｎの各光は、各々波長がλ１、λ２、λ３、・ ・ ・、λｎの光に対応する。例えば、スイッチ回路５５−１は、光電気信号変換部（Ｏ／Ｅ部）５４よりの電気的出力を電気光変換部５６中のＥ／Ｏ−１（λ１）に切り替える回路である。例えば、波長λ２の入力、ＩＮ−２は、Ｏ／Ｅ−２によって光電変換され、スイッチ回路５５に接続される。スイッチ回路１（５５−１）が動作することによって、電気信号は電気光変換部５６中のＥ／Ｏ−１（λ１）に伝達され、ここから波長λ１の光として出力される。即ち、波長λ２の光は波長λ１の光に波長変換される。以下、波長λ２、λ３、・ ・ ・、λｎの各々に対応する光に対するスイッチ回路も同様の思想で波長変換することが出来る。

次に、本発明における波長変換部を光スイッチで構成した例を図７に示す。この場合、入力された光信号は光信号のまま光スイッチ回路５７（５７−１、５７−２、・ ・ ・、５７−Ｎ）の選択動作により１本の光信号として取り出され波長変換部５８（５８−１、５８−２、・ ・ ・、５８−Ｎ）に接続される。各波長変換部においては入力される光の波長によらず、波長番号１〜Ｎに対応した光信号に固定的に波長変換を行なって光出力信号、ＯＵＴ−１、ＯＵＴ−２、・ ・ ・、及びＯＵＴ−Ｎ を得る。
また、一つの送信光モジュールにて出力の波長を可変に制御できるものが提案されているが、これを用いた場合でもこの波長可変機能を本発明の波長変換部として用いる構成とすることが出来る。

次に、分岐信号、挿入信号、通過信号の全てを一つの選択部で構成する波長多重装置の構成例を説明する。図８は全ての波長に対応する信号を電気信号として置き換えた場合の構成例を示している。波長多重の光信号６０は入力波長の分離部６２にて波長毎に分離される。分離された各信号６３（波長：λ１、λ２、λ３、・ ・ ・、λＮ）は、次の段の光電気信号変換部（Ｏ／Ｅ変換）６４にて電気信号に変換される。また、外部より挿入される所定波長の信号６９（挿入光信号）も同様に光電気変換部６８にて電気信号に変換される。ここでこれらの２系統より入力した電気信号は電気スイッチ回路部６５に入力される。電気スイッチ回路部６５においては、出力の波長多重部７０への信号、装置外部へ出力すべき信号に対して空間スイッチの動作により自由に接続を可能とする。波長多重部７０への出力光信号は、電気スイッチ回路部６５よりの電気信号が、電気光信号変換部７２を経由した諸光信号（波長：λ１、λ２、λ３、・ ・ ・、λＮ）７１である。こうした諸光信号（波長：λ１、λ２、λ３、・ ・ ・、λＮ）７１は波長多重部７０で波長多重化されて出力光６１として出力される。分岐される信号は、電気スイッチ回路部６５よりの電気信号が電気光信号変換部６６により光に電気光変換によって所望の光に変換されて出力される。

ここで、図８には、所望の回線の接続方法の例を示している。通常の分岐、あるいは挿入信号のルートは、ＷＳＡ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｓｌｏｔ Ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔ）として示している。例えば、ＷＳＡ（Ｄｒｏｐ）は分岐の回線を示している。波長λ３の光が、電気スイッチ回路部６５によって、電気光信号変換部６６の４に分岐光信号６７として、所望の波長で出力される。ＷＡＳ（Ａｄｄ）の場合も同様の考え方である。光電気変換部６８の２に示される挿入される光信号が波長λ３の光として出力される。ここで、実際に入力してくる波長の番号（１〜Ｎ）と実際の分岐、挿入信号の収容位置（１〜Ｍ）に対して自由度を持たせることで装置としての使い勝手を向上させることができる。

ここで、ＷＳＩ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｓｌｏｔ Ｉｎｔｅｒｃｈａｎｇｅ）が波長変換ルートに対応する。この場合では、空間スイッチに本ルートを確保することが、本願発明に係わる波長変換部を搭載したことに相当する。図８の例では、波長λ１の入力光が波長λ４の出力光に変換されて出力される。

以上の他、通常の通過回線（ＴＲ：Ｔｈｒｏｕｇｈ）、挿入光信号、分岐光信号間での接続（ＨＰ：Ｈａｉｒｐｉｎ）の他、挿入光信号を複数の波長信号として出力する放送型の回線（ＢＣ：Ｂｒｏａｄｃａｓｔ）等を収容することが可能となる。図８の例では、例えば、波長λ２の光は通過光として、波長λ２の光といして出力される（Ｔｈｒｏｕｇｈ）。

光電気変換部６８の４に相当する挿入光が電気光変換部６６の２に相当する分岐光として出力される（Ｈａｉｒｐｉｎ）。又、光電気変換部６８の２に相当する挿入光が電気光変換部６６の１（λ１）及び３（λ３）に相当する分岐光として出力される（Ｂｒｏａｄｃａｓｔ）。尚、こうした空間スイッチの要素部材自体は知られたものである。それらは、例えば、Ｇｅｒｄ Ｋｅｉｓｅｒ著「Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｉｂｅｒ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ：Ｓｅｃｏｎｄ Ｅｄｉｔｉｏｎ」ＭｃＧＲＡＷ−ＨＩＬＬ Ｉｎｃ．の１１．４ ＰＨＯＴＯＮＩＣ ＳＷＩＴＣＨＩＮＧ（非特許文献２）などに紹介されている。

本願発明の波長多重装置を複数接続したネットワーク構成を図９、図１０、及び図１１に示す。図９はノード装置、８１、８２、・ ・ ・、８５を一列に接続したネットワーク形態であり、リニアネットワークと呼ばれる形式である。また、図１０はノード装置、９１、９２、・ ・ ・、９５をリング状に接続したネットワーク構成でありリングネットワークと呼ばれる。図１１はいわゆるメッシュ型ネットーワークの例である。リニアネットワーク、あるいはサブネットワークにて構成されるネットワークの最小単位をサブネットワークと称する。一般にネットワークとは複数のサブネットワークから構成される。いずれのネットワークでも共通にオペレーションシステム（ＯＰＳ）８０、あるいは９０が接続される。ＯＰＳは、保守者のマンマシンインタフェースを有するもので、ワークステーション、パーソナルコンピュータ等のハードウェアと各種監視制御ソフトウェア、並びに各ノード装置との通信手段により構成される。

一般にＯＰＳはこのここで保守者は実際に開通したい回線をＯＰＳに向けて指示する。例えば、ノード装置Ａからノード装置Ｄに対しての回線を追加したい要求が発生したとする。保守者は、ＯＰＳに対して該当回線の追加を指示する。ここで実際に各区間でどの波長を使用するかの選択が行われる。ＯＰＳが波長の使用状況をマンマシンインタフェースとしてコンソール等の画面に表示して保守者に選択を促す形式でもいいし、ＯＰＳがソフトウェアの制御により自主的に波長を選択する手段を提供してもいい。ここでは、本発明の多重化装置からなるネットワークに対してＯＰＳが、回線の設定要求に対して自主的に、各区間毎の波長を自主的に選択する方法にて説明する。

尚、図９、図１０、あるいは図１１において、実線は波長多重信号の経路、点線はＯＰＳの監視制御信号を示している。各ノード装置間の制御信号は、例えば多重化された主信号とは異なる波長を用い、主信号とともに１本のファイバに多重して転送するという方法を用いる。更に、図９には、各ノード装置、８１、８２、・ ・ ・８５の各々に対して各々の動作の例が示されている。又、図１２は本願発明の光ネットワークでの動作の例を分り易く説明する為のフロー・チャートである。

ＯＰＳは、常時、自分の管理するサブネットワークにおける波長の使用状況を管理している。例えば、回線の使用者から、ノード装置Ａからノード装置Ｄに対しての回線を追加したい要求が発生したとする（図１２の１００）。これを受けて、例えば、当該回線の保守者がＯＰＳの端末（例えば、パーソナル・コンピュータ（ＰＣ）あるいはワーク・ステーション（ＷＳ））より前記の回路回線を接続する旨のコマンドを入力する（図１２の１０１）。すると、ＯＰＳは、ノード装置Ａ（８１）、Ｂ（８２）、Ｃ（８３）、Ｄ（８４）の波長の使用状況を検索し（図１２の１０２）、該当各回線に対して途中区間で使用する波長を決定する（図１２の１０３）。そして、ノード装置Ａ（８１）、Ｄ（８４）に対して、「ある波長の分岐、挿入」を指示、さらに途中ノード装置であるノード装置Ｂ（８２）、Ｃ（８３）に対して「波長変換方法」を指示して、それに相当する命令を通信手段を用いて指示する（図１２の１０４）。この動作のノード装置側での趣旨を図９には、ノードＡ（８１）及びノードＤ（８４）に対して「波長分岐挿入命令受理」（８６、８９）、更にはノードＢ（８２）及びノードＣ（８３）に対して「波長変換方法指示受理」（８７、８８）と表示される。

制御命令信号を受けた各ノード装置Ａ（８１）、Ｂ（８２）、Ｃ（８３）、Ｄ（８４）は、転送されてきた制御命令信号が自ノードに対する命令か否かを制御命令信号に付加されたノード識別子（通例、ノードＩＤと称される）を照合することによって判断する（図１２の１０５）。その結果、制御信号が自ノードに対する命令であった場合、それに従った装置内ハードウエア設定動作を実行して（図１２の１０６）、実行結果をＯＰＳに返送する（図１２の１０７）。ノードＩＤが不一致であった場合は受信した制御信号を次段のノード装置に対してリレー転送する（図１２の１１１）。即ち、ノードＡ（８１）が受け取った命令の内、ノードＢ、Ｃ、あるいはＤへの命令は、各命令信号に付されたノード識別子が自己のノード装置のノード識別子と一致しないので、これらを、次段のノード装置Ｂ（８２）に転送する。次に、ノードＢ（８１）が受け取った命令の内、ノードＣあるいはＤへの命令は、各命令信号に付されたノード識別子が自己のノード装置のノード識別子と一致しないので、これらを、次段のノード装置Ｃ（８３）に転送する。以下、ノード装置Ｃ及びノード装置Ｄにおいても同様の動作を行う。この動作のノード装置側での趣旨を図９には、ノードＡ（８１）、Ｂ（８２）、Ｃ（８３）及びノードＤ（８４）に対して例えば「ノードＢ、Ｃ、Ｄ命令リレー転送」、「ノードＣ、Ｄ命令リレー転送」、「ノードＤ命令リレー転送」（８６、８７、８８）などと表示される。又、各ノード装置でのハードウエア設定動作の実行結果のＯＰＳへの返送は、「実行結果返送」（８６、８７、８８、８９）と図９に表示される。

ＯＰＳは、全てのノード装置からの正常終了を確認の上（図１２の１０８）、その結果を操作者、即ち保守者に通知する。合わせて、ＯＰＳは、サブネットワーク内における波長の使用状況を更新する（図１２の１０９）。これにより一連の回線開通操作は終了して（図１２の１１０）、回線の通常の運用が開始される。そして、ＯＰＳは通例の待機状態となる。

以上はリニアネットワークの例について説明したが、本動作は、いわゆるリング型ネットワークあるいはメッシュ型ネットワークについても、回路構成の差異に基づく変更以外は同様の考え方で回線運用が可能である。

１、３１：第１の空間スイッチ、２、３２：第２の空間スイッチ、３、３３、６２：波長分離部、４、３４、７０：波長多重部、５、３５：フィルタ、６、３６：フィルタ、７、３７、６０：波長多重の光入力、８、３８、６１：波長多重の光出力、１２、４５、６７：分岐された光信号、１３、４４、６９：挿入される光信号、２０：光分岐部、２２：光挿入部、２４：ファイバ・ブラッグ・グレーティング、２６：スプリッタ、２８：コンバイナ、２９：カップラ、５０：波長変換部、５４、６４：光電変換部、５５：スイッチ回路、５６：電気光変換部、５７、７２：光スイッチ回路、５８：波長変換部、６５：電気スイッチ回路、１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１１０、１１１、１１２、１１３、１１４：ノード装置、８１、８２、８３、８４、８５、９１、９２、９３、９４、９５：ノード装置。

Claims (4)

1. 第１のノードが第２のノードと接続しているネットワーク内の複数のノード間に、第２の光伝送路が光信号群を伝送し、
   前記ノードの各々では、第１の光伝送路から、複数の波長の光信号を有する多重化光信号群を受け、得られる波長多重化信号を第２の光伝送路に出力し、
   前記波長多重化光信号を前記第２の伝送路に出力する場合、前記第２の光伝送路で使用されていない波長を、前記第２のノードでの波長の使用状況を検索することによって特定し、前記光信号群内に含まれる波長光信号の少なくとも一つを、前記第２の光伝送路内で使用されていない波長である光信号に変換し、
   前記波長変換された波長光信号を、前記光信号群に含まれる他の波長光信号に多重化すること、を特徴とする第１の光伝送路から第２の光伝送路に光信号を伝送するための光多重伝送方法。
2. 第１のノードが第２のノードと接続しているネットワーク内の複数のノード間に、第２の光伝送路が光信号群を伝送し、
   前記ノードの各々では、第１の光伝送路から、複数の波長の光信号を有する第１の多重化光信号群を受け、第２の光伝送路から、複数の波長の光信号を有する第２の多重化光信号群を受け、そして、
   前記次の第２のノード内での波長の使用状況を検索することによって、前記第２の光伝送路内で使われていない波長を特定し、
   前記第１の多重化光信号群に含まれる第１の波長光信号を、前記第２の光伝送路で使用されてない波長の第２の波長光信号に変換し、
   前記第１の多重化光信号群に含まれる波長光信号の少なくとも一つと、前記第２の多重化光信号群に含まれる波長光信号の少なくとも一つと、前記変換された第２の波長光信号とを、多重化し、そして、この後、この結果、多重化された波長光信号を、第３の光伝送路に出力し、
   そして、
   前記第１の多重化光信号群から、前記第３の光伝送路に出力された光信号とは別異の少なくとも一つの波長光信号と、前記第２の多重化光信号群から前記第３の光伝送路に出力された光信号とは別異の少なくとも一つの波長光信号と、を多重化し、それから、この結果、多重化された波長光信号を、第４の光伝送路に出力すること、を特徴とする第１の光伝送路から第２の光伝送路へ光信号を伝送する光多重伝送方法。
3. 第１のノード装置を有するネットワーク内の複数のノード間に光信号群が伝送され、
   前記ネットワーク内の第１のノード装置においては、
   複数の波長光信号が多重化された光信号群を受け、
   前記光信号群に含まれる波長光信号の少なくとも一つを、前記第１のノード装置に接続された次の第２のノード装置に伝送し、前記第２のノード装置では、前記第１の光伝送路から前記第２の光伝送路に光信号を伝送し、そして、前記結果として得られた多重化波長光信号を、前記第２のノード装置に接続された第３のノード装置に伝送し、
   前記多重化波長光信号を前記第２の伝送路に出力する場合、前記第２の光伝送路で使用されていない波長を特定し、
   前記第１のノード装置から伝送された波長光信号を受けて、前記第２の光伝送路で使用されていない波長に変換するものであって、
   そして、
   前記波長変換された波長光信号の少なくとも一つを、前記第２のノードで受けた前記光信号群に含まれる波長光信号の、前記波長変換された波長光信号の元の波長光信号では無い、少なくとも一つと多重化することを、特徴とする光多重伝送方法。
4. 複数のノード装置のネットワーク内で、ノード装置が波長光信号を多重化し、その多重化波長光信号を伝送する光多重伝送方法であって、
   ネットワーク内の複数のノード間を、光信号群を伝送する前記ノードの一つにおいては、
   第１の光伝送路から第１の光信号群を、第２の光伝送路から第２の光信号群を、受け、
   前記第１の光信号群に含まれる波長光信号の少なくとも一つを、前記第２の光信号群に含まれる波長光信号の少なくとも一つと、光学的に多重化し、そして、それから、前記波長多重化光信号を、第３の光伝送路に出力し、
   前記第１と第２の光信号群の各々に含まれる波長光信号の少なくとも一つと、前記第３の光伝送路に出力された光信号以外の波長光信号とを、光学的に多重化し、そして、それから、結果得られた多重化波長光信号を、第４の光伝送路に出力し、
   前記第３の光伝送路で使用されていない波長を特定し、
   そして、
   前記第１の光信号群に含まれる波長光信号を、波長が、前記第３の光伝送路で使用されていないと特定された波長の一つである第２の変換された波長光信号に変換し、そして、それから、前記第２の変換された波長光信号を、前記第１と第２のノード装置の次の第３のノード装置に伝送すること、を特徴とする光多重伝送方法。

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