JP2013118456A - 光通信装置、光通信システム及びその運用方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ネットワークの接続形態に関係なく、システム全体が通信不能になるのを防止できる光通信装置を提供する。
【解決手段】 本発明の光通信装置１は、当該装置１内の光伝送経路を次に定義するノーマル経路とバイパス経路に切り替え可能なスイッチユニットＳＷ１〜ＳＷとを備える。
ノーマル経路：入力ポートＰ１，Ｐ３，Ｐ５に入力された光信号を、その入力ポートＰ１，Ｐ３，Ｐ５に対応する光受信部Ｒｘ１，Ｒｘ３，Ｒｘ５に入力し、通信制御部４が決定した光送信部Ｔｘ２，Ｔｘ４，Ｔｘ６が出力する光信号を、その光送信部Ｔｘ２，Ｔｘ４，Ｔｘ６に対応する出力ポートＰ２，Ｐ４，Ｐ６に入力する経路Ｃ１〜Ｃ６
バイパス経路：入力ポートＰ１，Ｐ３，Ｐ５に入力された光信号を、その入力ポートＰ１，Ｐ３，Ｐ５とは相手方ノードが異なる出力ポートＰ２，Ｐ４，Ｐ６にバイパスする経路Ｂ１２，Ｂ３４，Ｂ５６
【選択図】 図１

Description

本発明は、複数の相手方ノードと光通信を行う光通信装置と、この光通信装置を通信ノードとして含む光通信システムと、この光通信システムの運用方法に関する。

光通信システムの従来例の一つとして、特許文献１に記載の光通信システムがある。この従来の光通信システムは、通信ノードである複数の光通信装置の入力ポートと出力ポートを１芯の光伝送路で接続することにより、光信号が一方向に周回するリング形態のトポロジーとなっている。
しかし、このような光通信システムでは、いずれか１つの光通信装置に何らかの異常が発生すると、システム全体が通信不能になってしまう。

そこで、特許文献１に記載の従来の光通信装置では、光信号と電気信号の相互変換を行う光トランシーバ（光送信器及び光受信器）と入出力ポートの間に、光信号をバイパスするための光スイッチが設けられている。
この場合、異常発生の際に生成される制御信号により光スイッチをバイパス側に切り替えると、上位の通信ノードから入力された光信号が光受信器を通さずにそのまま出力ポートから送出され、下位の通信ノードに伝送される。従って、１つの光通信装置に異常が発生しても、システム全体の通信状態を確保することができる。

特開平３−１２８５４４号公報

光ファイバなどの光伝送路を用いた光通信システムの接続形態としては、光信号が一方向に周回する上記リングの他に、光信号が双方向に周回するリングや、ツリー又はメッシュなどのより複雑な接続形態を採用することも可能である。
しかし、上記特許文献１では、光信号が一方向に周回するリング形態の光通信システムを想定し、１つの入力ポートと１つの出力ポートに対応して１つの光スイッチを有する光通信装置のみが記載されており、ツリーやメッシュなどの接続形態の場合でも、システム全体の通信不能を防止できる光通信装置を教示していない。

本発明は、かかる従来の問題点に鑑み、ネットワークの接続形態に関係なく、システム全体が通信不能になるのを防止できる光通信装置等を提供することを目的とする。

（１） 本発明の光通信装置は、相手方ノードに対する入力ポートと出力ポートの対を複数備えた光通信装置であって、前記入力ポートに対応して設けられた光／電気変換機能を有する複数の光受信部と、前記出力ポートに対応して設けられた電気／光変換機能を有する複数の光送信部と、前記光受信部から入力された電気信号をいずれの前記光送信部に出力するかを決定する通信制御部と、装置内の光伝送経路を次に定義するノーマル経路とバイパス経路に切り替え可能なスイッチユニットと、を備えていることを特徴とする。

ノーマル経路：入力ポートに入力された光信号を、その入力ポートに対応する光受信部に入力し、通信制御部が決定した光送信部が出力する光信号を、その光送信部に対応する出力ポートに入力する経路
バイパス経路：入力ポートに入力された光信号を、その光信号が入力された入力ポートとは相手方ノードが異なる出力ポートにバイパスする経路

本発明の光通信装置は、各々の入力及び出力ポートに対応する複数の光受信部及び光送信部と、光受信部から入力された電気信号をいずれの光送信部に出力するかを決定する通信制御部とを備えている。
このため、自装置の入力及び出力ポートと他の光通信装置の入力及び出力ポートを光伝送線で繋ぐことにより、リング、ツリー又はメッシュなどの種々の接続形態の光通信システムを構成することができる。

その上で、本発明の光通信装置は、装置内の光伝送経路を上記「ノーマル経路」と「バイパス経路」に切り替え可能なスイッチユニットを備えている。
このため、特定の光通信装置の光伝送経路をバイパス経路に切り替えても、リング、ツリー又はメッシュなどの当該光通信装置が属するネットワークの接続形態に関係なく、システム全体が通信不能になるのを防止することができる。

（２） 本発明の光通信装置において、具体的には、前記スイッチユニットは、前記入力ポートに入力端子が接続された１入力／２出力での使用が可能な複数の受信用光スイッチと、前記出力ポートに出力端子が接続された２入力／１出力での使用が可能な複数の送信用光スイッチと、を有するものを採用することができる。

（３） 本発明の光通信装置を用いてネットワークを構成する際に、使用しない空きの入力及び出力ポートが発生する場合があるが、かかる空きの入力及び出力ポートをそのまま放置すると、スイッチユニットをバイパス経路に切り替えた場合に、光信号のバイパス先が空きの出力ポートで途切れてしまい、バイパスした光信号を他の光通信装置に伝送できなくなることがある。
そこで、本発明の光通信装置は、使用しない空きの前記入力ポート及び前記出力ポートの無効化を行う部材を備えていることが好ましい。

（４）（５） 前記無効化を行う部材は、例えば、使用しない空きの前記入力ポート及び前記出力ポートを飛ばして前記バイパス経路を構成するジャンパ用伝送線により構成することができる。また、前記無効化を行う部材は、使用しない空きの前記入力ポート及び前記出力ポートを短絡させる短絡部材であってもよい。
かかるジャンパ用伝送線又は短絡部材若しくはこれらの双方を備えておれば、光信号のバイパス先が空きの出力ポートで途切れることがなく、バイパスした光信号を確実に他の光通信装置に伝送できるようになる。

（６） 本発明の光通信装置において、複数の前記受信用及び送信用光スイッチは、制御電圧の絶対値が所定の閾値以上である場合に前記ノーマル経路を選択し、制御電圧の絶対値がその閾値未満である場合に前記バイパス経路を選択するものを採用することが好ましい。
この場合、停電や故障等が原因で制御電圧の絶対値が低下すると、スイッチユニットが装置内の光伝送経路をバイパス経路に切り替えるので、停電や故障等の異常が生じてもシステム全体の通信不良を回避できる光通信システムを構築することができる。

（７） 本発明の光通信装置において、前記通信制御部として、前記スイッチユニットを構成する複数の光スイッチの「全部」を強制的に前記バイパス経路に切り替えるスイッチング制御が可能なものを採用することが好ましい。
この場合、上記スイッチング制御によってすべての光スイッチを強制的にバイパス経路に切り替えることができるので、すべての光受信部及び光送信部などの、光スイッチ以外の構成部品を全体的にメンテナンスすることができる。

（８） また、本発明の光通信装置において、前記通信制御部は、前記スイッチユニットを構成する複数の光スイッチの「一部」を強制的に前記バイパス経路に切り替えるスイッチング制御が可能なものであってもよい。
この場合、上記スイッチング制御によって一部の光スイッチを強制的にバイパス経路に切り替えることにより、一部の光受信部及び光送信部などの構成部品を部分的にメンテナンスしたり、その一部の構成部品への電力供給を停止又は抑制する省電力運転を行ったりすることができる。

（９） ところで、本発明の光通信装置を用いた例えばツリーやメッシュのネットワークにおいて、１又は複数の通信ノードがバイパス経路を選択中（バイパスモードで運用中）である場合を想定する。
この場合、バイパスモードの通信ノードは、通信制御部でのルーティングを経ずに光信号を外部に転送するため、バイパスモードの通信ノードから受信した光信号には、受信側の光通信装置にとって無関係の光信号が含まれている可能性がある。

そこで、前記通信制御部は、前記入力ポートに入力された光信号が隣接する他の光通信装置の前記バイパス経路を通過したものである場合に、当該光信号を送信元の前記光通信装置に折り返す通信制御を行うことが好ましい。
このようにすれば、バイパスモードの通信ノードから受信した光信号が、自装置とは無関係の通信フレームと判断されて破棄されることがなく、バイパスモードの通信ノードが存在する場合でも、ネットワーク内のすべての通信ノードに光信号を伝送できる。

（１０） 同様の理由で、前記通信制御部は、隣接する他の光通信装置の経路選択状態に関係なく、前記入力ポートに入力された光信号を送信元の前記光通信装置に折り返す通信制御を行うことにしてもよい。
もっとも、受信した光信号を隣接ノードの経路選択状態に関係なく送信元に折り返すことにすれば、ネットワーク内の通信トラフィックが阻害される可能性が高まるので、自装置で既に折り返して送信した光信号を再び受信した場合には、当該光信号を破棄する通信制御を伴うことが好ましい。

（１１） また、本発明の光通信装置を用いたネットワークにおいて、いずれかの通信ノードがバイパス経路に切り替わると、他の通信ノードが送信した光信号が所定の宛先の通信ノードに行き着くまでの伝送距離や光スイッチの通過回数が増加する。
このため、ある通信ノードがバイパス経路に切り替わった途端に、別の通信ノードにおける光信号の受信強度が低下し、当該別の通信ノードが光信号を受信できなくなる可能性がある。

そこで、本発明の光通信装置において、前記通信制御部は、自装置が属する光通信システムの全体或いは一部のネットワークトポロジーと、そのネットワークに含まれる光通信装置の経路選択状態とを把握する管理部を有することが好ましい。
かかる管理部を設けることにすれば、ネットワークに含まれる一部の通信ノードがバイパス経路に切り替わることによる、光信号の伝送距離と光スイッチの通過回数の増分を求めることができる。

（１２） 従って、前記管理部において、把握した前記ネットワークトポロジーと前記経路選択状態とに基づいて、自装置から送信する光信号の誤り訂正強度及び送出パワーのうちの少なくとも一方を調整することにより、ネットワークに含まれる一部の通信ノードがバイパス経路に切り替わることに伴う、光信号の受信不良を防止することができる。
なお、ネットワークを構成する各通信ノードに管理部を設けて、各々が自律的に上記の調整を行うことにしてもよいし、親局のみに管理部を設けて、その親局が調整結果を子局に通知することにより、親局が集中的に上記の調整を行うことにしてもよい。

（１３） 本発明の光通信システムは、２つ以上の相手方ノードに対して光信号の送受信が可能な通信ノードを含む光通信システムであって、自局の動作モードを次に定義するノーマルモードとバイパスモードに切り替え可能な前記通信ノードを含むことを特徴とする。
ノーマルモード：自局の入力ポートに入力された光信号の出力ポートを、ルーティングによって決定するモード
バイパスモード：自局の入力ポートに入力された光信号の出力ポートを、当該入力ポートとは相手方ノードが異なる出力ポートにルーティングせずにバイパスするモード

本発明の光通信システムによれば、２つ以上の相手方ノードに対して光信号の送受信が可能な通信ノードが、上記「ノードモード」と「バイパスモード」に切り替え可能となっているので、１又は複数の通信ノードをバイパスモードに切り替えても、リング、ツリー又はメッシュなどのネットワークの接続形態に関係なく、システム全体が通信不能になるのを防止することができる。

（１４） 本発明の運用方法は、上記光通信システムにおいて、停電に遭遇している一部の前記通信ノードを前記バイパスモードで動作させることを特徴とする。
この運用方法によれば、一部の通信ノードが停電に遭遇しても、その通信ノードがバイパスモードで動作するので、システム全体が通信不良になるのを未然に防止することができる。

（１５） また、本発明の運用方法は、上記光通信システムにおいて、機能不全（例えば、光トランシーバの故障など）が検出されている前記通信ノードを前記バイパスモードで動作させることを特徴とする。
この運用方法によれば、一部の通信ノードが機能不全に陥っても、その通信ノードがバイパスモードで動作するので、システム全体が通信不良になるのを未然に防止することができる。

なお、機能不全が検出されている通信ノードの場合には、光通信装置の内部に含まれるすべての光スイッチをバイパス経路に切り替えるモード（全バイパスモード）だけでなく、当該装置の内部に含まれる光スイッチのうち、停止させたい構成部品の迂回に必要な一部の光スイッチのみをバイパス経路に切り替えるモード（一部バイパスモード）を採用することにしてもよい。

（１６） 更に、本発明の運用方法は、上記光通信システムにおいて、一部の前記通信ノードを前記バイパスモードに切り替えることにより、当該通信ノードにおいて余分となった構成部品への電源供給を停止又は抑制する省電力運転を行うことを特徴とする。
この運用方法によれば、一部の通信ノードをバイパスモードで動作させて、その構成部品への電力供給を停止又は抑制する省電力運転を行うので、光通信システムの運用に必要な電力量を削減することができる。

なお、省電力運転を実行させる通信ノードの場合には、光通信装置の内部に含まれるすべての光スイッチをバイパス経路に切り替えるモード（全バイパスモード）を採用すると、通信ノードとして機能しなくなるので、当該装置の内部に含まれる光スイッチのうち、停止させたい構成部品の迂回に必要な一部の光スイッチのみをバイパス経路に切り替えるモード（一部バイパスモード）を採用する必要がある。

以上の通り、本発明によれば、ネットワークの接続形態に関係なく、システム全体が通信不能になるのを防止することができる。

本発明の実施形態に係る光通信装置の機能ブロック図である。 通信制御部の部分を拡大した光通信装置の機能ブロック図である。 光通信システムの接続形態の例を示す接続図である。 ジャンパ用伝送線を備えた光通信装置の機能ブロック図である。 別のジャンパ用伝送線を備えた光通信装置の機能ブロック図である。 短絡部材を備えた光通信装置の機能ブロック図である。 一部の通信ノードが停電で停止した光通信システムを示す接続図である。 停電で停止した光通信装置の機能ブロック図である。 変形例に係る光通信装置の機能ブロック図である。 変形例に係る光通信装置の機能ブロック図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態を説明する。
〔光通信装置の構成〕
図１は、本発明の実施形態に係る光通信装置１の機能ブロック図である。また、図２は、通信制御部４の部分を拡大した光通信装置１の機能ブロック図である。
本実施形態の光通信装置１は、２芯の光ファイバ２（図３参照）よりなる光伝送線を通じて複数の相手方ノードと光通信を行うものであり、光通信用のポートとして、それぞれ３つの入力ポートＰ１，Ｐ３，Ｐ５と出力ポートＰ２，Ｐ４，Ｐ６とを備えている。

これらのポートＰ１〜Ｐ６のうち、出力ポートＰ６と入力ポートＰ１のペア（対）と、出力ポートＰ２と入力ポートＰ３のペア（対）と、出力ポートＰ４と入力ポートＰ５のペア（対）は、それぞれ相手方ノードが共通するポートである。
なお、本明細書では、出力ポートＰ６と入力ポートＰ１のペアを「入出力ポートＰａ」といい、出力ポートＰ２と入力ポートＰ３のペアを「入出力ポートＰｂ」といい、出力ポートＰ４と入力ポートＰ５のペアを「入出力ポートＰｃ」ということがある。また、図１のＰｕは、ユーザネットワーク（図示せず）と接続するためのユーザポートである。

図１及び図２に示すように、本実施形態の光通信装置１は、３つの入出力ポートＰａ〜Ｐｃにそれぞれ対応して設けられた光トランシーバ３ａ〜３ｃと、光トランシーバ３ａ〜３ｃから入力された通信フレーム（電気信号）をどの出力ポートＰ１，Ｐ３，Ｐ５に対応する光送信部Ｔｘ２，Ｔｘ４，Ｔｘ６に出力するか決定する通信制御部４と、装置内の光伝送経路を切り替えるための６つの光スイッチＳＷ１〜ＳＷ６よりなるスイッチユニットと、を備えている。

このうち、光トランシーバ３ａ〜３ｃは、それぞれ、フォトダイオード等の光／電気変換素子を含む光受信部Ｒｘ１，Ｒｘ３，Ｒｘ５と、発光ダイオード等の電気／光変換素子を含む光送信部Ｔｘ２，Ｔｘ４，Ｔｘ６とを内部に有する。
すなわち、光トランシーバ３ａは光受信部Ｒｘ１と光送信部Ｔｘ６とを有し、光トランシーバ３ｂは光受信部Ｒｘ３と光送信部Ｔｘ２とを有し、光トランシーバ３ｃは光受信部Ｒｘ５と光送信部Ｔｘ４とを有している。

３つの光受信部Ｒｘ１，Ｒｘ３，Ｒｘ５のうち、光受信部Ｒｘ１は、入力ポートＰ１に対応しており、この入力ポートＰ１に入力された光信号（受信信号）を電気信号に変換するものである。
同様に、光受信部Ｒｘ３は、入力ポートＰ３に入力された光信号（受信信号）を電気信号に変換するためのものであり、光受信部Ｒｘ５は、入力ポートＰ５に入力された光信号（受信信号）を電気信号に変換するためのものである。

また、３つの光送信部Ｔｘ２，Ｔｘ４，Ｔｘ６のうち、光送信部Ｔｘ２は、出力ポートＰ２に対応しており、通信制御部４から入力された電気信号を出力ポートＰ２から送出する光信号に変換するためのものである。
同様に、光送信部Ｔｘ４は、通信制御部４から入力された電気信号を出力ポートＰ４から送出する光信号に変換するためのものであり、光送信部Ｔｘ６は、通信制御部４から入力された電気信号を出力ポートＰ６から送出する光信号に変換するためのものである。

本実施形態のスイッチユニットは、１入力／２出力での使用が可能な３つの受信用光スイッチＳＷ１，ＳＷ３，ＳＷ５と、２入力／１出力での使用が可能な３つ送信用光スイッチＳＷ２，ＳＷ４，ＳＷ６とから構成されている。
光スイッチＳＷ１〜ＳＷ６の物理的な端子数は特に限定されるものはなく、例えば、ｍ入力／ｎ出力（ｍ：ｎは２以上の自然数）のスイッチ素子を、１入力／２出力に調整して受信用光スイッチＳＷ１，ＳＷ３，ＳＷ５として使用し、２入力／１出力に調整して送信用光スイッチＳＷ２，ＳＷ４，ＳＷ６として使用することにしてもよい。

３つの受信用光スイッチＳＷ１，ＳＷ３，ＳＷ５のうち、受信用光スイッチＳＷ１は、入力ポートＰ１に対応しており、その入力端子が入力ポートＰ１に接続されている。
同様に、受信用光スイッチＳＷ３の入力端子は入力ポートＰ３に接続され、受信用光スイッチＳＷ５の入力端子は入力ポートＰ５に接続されている。

３つの送信用光スイッチＳＷ２，ＳＷ４，ＳＷ６のうち、送信用光スイッチＳＷ２は出力ポートＰ２に対応しており、その出力端子が出力ポートＰ２に接続されている。
同様に、送信用光スイッチＳＷ４の出力端子は出力ポートＰ４に接続され、送信用光スイッチＳＷ６の出力端子は出力ポートＰ６に接続されている。

〔装置内の光伝送経路〕
本実施形態の光通信装置１は、装置内の光伝送経路として、入力された光信号（受信信号）を通信制御部４のルーティングを経て出力させる「ノーマル経路」（図１の実線）と、入力された光信号をそのルーティングを経ずにそのまま出力させる「バイパス経路」（図１の一点鎖線）とを備えている。上記スイッチユニットは、光通信装置１の内部の光伝送経路をそれらいずれかの経路に切り替えるためのものである。

図１に示すように、ノーマル経路は、いずれかの入力ポートＰ１，Ｐ３，Ｐ５に入力された光信号を、その入力ポートＰ１，Ｐ３，Ｐ５に対応する光受信部Ｒｘ１，Ｒｘ３，Ｒｘ５に入力し、通信制御部４が決定した光送信部Ｔｘ２，Ｔｘ４，Ｔｘ６が出力する光信号を、その光送信部Ｔｘ２，Ｔｘ４，Ｔｘ６に対応する出力ポートＰ２，Ｐ４，Ｐ６に入力するための経路である。
具体的には、ノーマル経路は、光伝送線よりなる図１中の受信用伝送線Ｃ１，Ｃ３，Ｃ５と送信用伝送線Ｃ２，Ｃ４，Ｃ６とから構成されている。

そのうち、受信用伝送線Ｃ１，Ｃ３，Ｃ５は、受信用光スイッチＳＷ１，ＳＷ３，ＳＷ５の一方の出力端子を、そのスイッチと対応する光受信部Ｒｘ１，Ｒｘ３，Ｒｘ５にそれぞれ接続する。
すなわち、受信用光スイッチＳＷ１の一方の出力端子は、受信用伝送線Ｃ１によって光受信部Ｒｘ１に接続され、受信用光スイッチＳＷ３の一方の出力端子は、受信用伝送線Ｃ３によって光受信部Ｒｘ３に接続され、受信用光スイッチＳＷ５の一方の出力端子は、受信用伝送線Ｃ５によって光受信部Ｒｘ５に接続されている。

また、送信用伝送線Ｃ２，Ｃ４，Ｃ６は、送信用光スイッチＳＷ２，ＳＷ４，ＳＷ６の一方の入力端子を、そのスイッチと対応する光送信部Ｒｘ２，Ｒｘ４，Ｒｘ６にそれぞれ接続する。
すなわち、送信用光スイッチＳＷ２の一方の入力端子は、送信用伝送線Ｃ２によって光送信部Ｔｘ２に接続され、送信用光スイッチＳＷ４の一方の入力端子は、送信用伝送線Ｃ４によって光送信部Ｔｘ４に接続され、送信用光スイッチＳＷ６の一方の入力端子は、送信用伝送線Ｃ６によって光送信部Ｔｘ６に接続されている。

一方、バイパス経路は、入力ポートＰ１，Ｐ３，Ｐ５に入力された光信号を、その入力ポートＰ１，Ｐ３，Ｐ５とは相手方ノードが異なる出力ポートＰ２，Ｐ４，Ｐ６にバイパスするための経路である。
具体的には、本実施形態のバイパス経路は、光伝送線よりなる図１中のバイパス用伝送線Ｂ１２，Ｂ３４，Ｂ５６から構成されている。

このバイパス用伝送線Ｂ１２，Ｂ３４，Ｂ５６は、受信用光スイッチＳＷ１，ＳＷ３，ＳＷ５の他方の出力端子を、そのスイッチとは相手方ノードが異なる別の出力ポートＰ２，Ｐ４，Ｐ６（図例では左回りに隣接するポート）に対応する、送信用光スイッチＳＷ２，ＳＷ４，ＳＷ６の入力端子に接続する。

すなわち、受信用光スイッチＳＷ１の他方の出力端子は、バイパス用伝送線Ｂ１２によって送信用光スイッチＳＷ２の他方の入力端子に接続されている。
同様に、受信用光スイッチＳＷ３の他方の出力端子は、バイパス用伝送線Ｂ３４によって送信用光スイッチＳＷ４の他方の入力端子に接続され、受信用光スイッチＳＷ５の他方の出力端子は、バイパス用伝送線Ｂ５６によって送信用光スイッチＳＷ６の他方の入力端子に接続されている。

なお、図１の例では、バイパス経路による光信号の循環方向が左回り、すなわち、光信号がＰ１→Ｐ２、Ｐ３→Ｐ４、Ｐ５→Ｐ６にバイパスされるようになっているが、バイパス経路による循環方向は右回りであってもよい。

通信制御部４は、各光スイッチＳＷ１〜ＳＷ６に制御電圧Ｖｃ（図１の破線参照）を印加しており、各光スイッチＳＷ１〜ＳＷ６は、その制御電圧Ｖｃの絶対値（以下、「Ｖmod 」という。）が所定の閾値以上の場合には、選択可能な端子を「一方側」（ノーマル側）切り替え、Ｖmod が所定の閾値未満の場合には、選択可能な端子を「他方側」（バイパス側）に切り替える。
例えば、バイパス用伝送線Ｂ１２で繋がる対の光スイッチＳＷ１，ＳＷ２は、Ｖmod が閾値以上であれば光信号の方路を伝送線Ｃ１，Ｃ２側にスイッチングし、Ｖmod が閾値未満であれば光信号の方路を伝送線Ｂ１２側にスイッチングする。

同様に、バイパス用伝送線Ｂ３４で繋がる対の光スイッチＳＷ３，ＳＷ４は、Ｖmod が閾値以上であれば光信号の方路を伝送線Ｃ３，Ｃ４側にスイッチングし、Ｖmod が閾値未満であれば光信号の方路を伝送線Ｂ３４側にスイッチングする。
また、バイパス用伝送線Ｂ５６で繋がる対の光スイッチＳＷ５，ＳＷ６は、Ｖmod が閾値以上であれば光信号の方路を伝送線Ｃ５，Ｃ６側にスイッチングし、Ｖmod が閾値未満であれば光信号の方路を伝送線Ｂ５６側にスイッチングする。

従って、受信用及び送信用の各光スイッチＳＷ１〜ＳＷ６は、Ｖmod が閾値以上である場合には、ノーマル経路Ｃ１〜Ｃ６を選択し、Ｖmod が閾値未満である場合には、バイパス経路Ｂ１２，Ｂ３４，Ｂ５６を選択するようになっている。
このため、例えば停電が原因でＶmod がゼロになると、すべての光スイッチＳＷ１〜ＳＷ６がバイパス経路Ｂ１２，Ｂ３４，Ｂ５６を選択し、１つの光通信装置１が恰も「光サーキュレータ」のように動作する。

なお、以下において、光スイッチＳＷ１〜ＳＷ６がノーマル経路Ｃ１〜Ｃ６に切り替わることにより、光通信装置１が、自局の入力ポートＰ１，Ｐ３，Ｐ５に入力された光信号の出力ポートＰ２，Ｐ４，Ｐ６を、通信制御部４でのルーティングにて決定するように動作するモードを、「ノーマルモード」という。

また、光スイッチＳＷ１〜ＳＷ６がバイパス経路Ｂ１２，Ｂ３４，Ｂ５６に切り替わることにより、光通信装置１が、自局の入力ポートＰ１，Ｐ３，Ｐ５に入力された光信号の出力ポートＰ２，Ｐ４，Ｐ６を、当該入力ポートＰ１，Ｐ３，Ｐ５とは相手方ノードが異なる出力ポートＰ２，Ｐ４，Ｐ６にルーティングせずにバイパスするように動作するモードを、「バイパスモード」という。

もっとも、後述の通り、バイパスモードには、すべての光スイッチＳＷ１〜ＳＷ６がバイパス経路Ｂ１２，Ｂ３４，Ｂ５６に切り替わることにより、どの入力ポートＰ１，Ｐ３，Ｐ５に入力された光信号についてもすべてバイパスされる「全バイパスモード」だけでなく、一部の光スイッチＳＷ１〜ＳＷ６がバイパス経路Ｂ１２，Ｂ３４，Ｂ５６に切り替わることにより、一部の入力ポートＰ１，Ｐ３，Ｐ５に入力された光信号のみがバイパスされる「一部バイパスモード」も含まれる。

〔通信制御部の構成〕
通信制御部４は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit ）やＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array ）等のロジックデバイスよりなり、図２に示すように、受信側から送信側に向かって順に、受信インタフェース４１ａ〜４１ｃ、マルチプレクサ４２、スケジューラ４３、デマルチプレクサ４４、送信インタフェース４５ａ〜４５ｃ、ユーザインタフェース４６及び管理部４７を有する。

光トランシーバ３ａ〜３ｃの光受信部Ｒｘ１，Ｒｘ３，Ｒｘ５が出力する電気信号は、入出力ポートＰａ〜Ｐｃに対応して設けられた受信インタフェース４１ａ〜４１ｃにそれぞれ入力される。
受信インタフェース４１ａ〜４１ｃは、入力された電気信号をデジタル化して通信フレームを生成するともに、生成した通信フレームの冗長部を用いて所定の誤り訂正復号を行い、復号後の通信フレームをマルチプレクサ４２に入力する。

マルチプレクサ４２は、３つの受信インタフェース４１ａ〜４１ｃから入力された通信フレームをシリアル化して後段のスケジューラ４３に出力する。
スケジューラ４３は、静的な或いは動的に更新されるルーティングテーブルを有する。スケジューラ４３は、そのテーブルを用いてＭＡＣやＩＰプロトコルなどの規約に従ってルーティングを実行し、マルチプレクサ４２から入力される通信フレームの送出元を決定するとともに、送出元を決定した通信フレームをデマルチプレクサ４４に出力する。

デマルチプレクサ４４は、スケジューラ４３からシリアルに入力される通信フレームを決定された送出元ごとにパラレル化するとともに、その送出元に対応する送信インタフェース４５ａ〜４５ｃに入力する。
送信インタフェース４５ａ〜４５ｃは、入力された通信フレームに、誤り訂正符号を追加するなどの所定の符号化を行い、光トランシーバ３ａ〜３ｃの光送信部Ｔｘ２，Ｔｘ４，Ｔｘ６に出力する。

スケジューラ４３は、マルチプレクサ４２から入力された通信フレームが、自局のユーザネットワーク宛ての場合には、そのフレームをユーザインタフェース４６に出力する。
ユーザインタフェース４６は、ユーザネットワーク（図示せず）と繋がっており、そのネットワークから受信したフレーム（ユーザフレーム）をスケジューラ４３に出力する。スケジューラ４３は、ユーザインタフェース４６から通信フレームを取得した場合は、その通信フレームのルーティングを実行する。

スケジューラ４３は、マルチプレクサ４２から入力された通信フレームが、他の光通信装置１からの管理フレームの場合は、その管理フレームを管理部４７に渡す。管理部４７は、当該管理フレームを用いて例えば次の処理を実行可能である。
すなわち、管理部４７は、所定の管理フレームを用いて測定したＲＴＴ（Round Trip Time ）などから隣接ノードまでの伝送距離を測定可能であり、測定した伝送距離のデータを他の通信ノードに通知することができる。

また、管理部４７は、管理フレームを用いて他局での経路選択状態を把握する。例えば、管理部４７は、所定周期（例えば１秒）ごとに各通信ノードに所定の管理フレームをポーリングする。
この管理フレームを受信した相手方ノードは、現時点での経路選択状態（具体的には、光スイッチＳＷ１〜ＳＷ６の切り替え状態）を記した応答フレームを返信する。これにより、光通信装置１の管理部４７は、自局以外の経路選択状態を把握することができる。

この場合、全バイパスモードの通信ノードからは上記の応答フレームが取得できない。しかし、特定の通信ノードに対するポーリングの応答フレームが、所定時間以上あるいは所定回数以上検出されない場合には、その通信ノードは、全バイパスモードであると推定することができる。

このようにして、管理部４７は、自装置が属する光通信システムのネットワークトポロジーと、そのネットワークに含まれる光通信装置１の経路選択状態とを把握している。そして、管理部４７は、把握したそれらの情報に基づいて、自装置から送信する光信号の誤り訂正強度や送出パワーを調整する。
例えば、管理部４７は、ネットワーク内のいずれかの通信ノードがバイパス経路に切り替わった場合には、その切り替えによって増加する光信号の伝送距離と光スイッチＳＷ１〜ＳＷ６の通過回数の増分を求める。

そして、管理部４７は、上記伝送距離と通過回数の増加に伴う光の損失量を算出し、算出した損出量に応じた誤り訂正強度を、受信インタフェース４１ａ〜４１ｃと送信インタフェース４５ａ〜４５ｃに通知する。或いは、管理部４７は、算出した損出量に応じた分だけ光トランシーバ３ａ〜３ｃの発光強度を調整する。
このようにすれば、ネットワーク内の他の通信ノードの動作モードに応じて、自局の誤り訂正強度や送信パワーを段階的に調整することができる。

もっとも、上記のような段階的な調整方法ではなく、少なくとも１つの他の通信ノードがバイパスモードに移行したことを検出した時点で、誤り訂正強度又は送出パワー若しくはこれらの双方を、最悪値を見越して増強する方法や、バイパスモードの通信ノードの検出如何に関係なく、誤り訂正強度又は送出パワー若しくはこれらの双方を、常に増強しておく方法を採用することにしてもよい。

管理部４７は、光通信システムを構成する各々の光通信装置１に設けることができる。この場合には、管理フレームを用いたシステム管理や上記調整を、各通信ノードが自律的に行うことになる。
また、親機として設定された１つの光通信装置１（例えば図３のノードＮ１）のみに管理部４７を設けることにし、この親機に搭載された管理部４７が、管理フレームを用いたシステム管理や上記調整を集中的に行うことにしてもよい。

〔入出力ポートの無効化〕
図３は、光通信システムの接続形態の例を示す接続図である。
図３に示すように、本実施形態の光通信システムは、上述の光通信装置１よりなる合計９つの通信ノードＮ１〜Ｎ９と、これらの通信ノードＮ１〜Ｎ９を、図示のようなツリー構造に接続する、複数本の２芯の光ファイバ２とから構成されている。

ここで、図３のネットワークの場合、通信ノードＮ２〜Ｎ４の場合には、すべての入出力ポートＰａ〜Ｐｃに光ファイバ２が接続されており、使用しない空きの入出力ポートＰａ〜Ｐｃが存在しない。
しかし、通信ノードＮ８の場合には、使用しない空きの入出力ポートが１つ存在し、末端の通信ノードＮ１，Ｎ５〜Ｎ７，Ｎ９の場合には、使用しない空きの入出力ポートＰａ〜Ｐｃが２つ存在する。

このような空きの入出力ポートＰａ〜Ｐｃをそのまま放置すると、通信ノードＮ１，Ｎ５〜Ｎ９がバイパスモードで動作した場合に、光信号のバイパス先が空きの出力ポートで途切れてしまい、バイパスした光信号を他の通信ノードに伝送できなくなる。
そこで、本実施形態では、図４及び図５に示すように、使用しない空きの入出力ポートＰｂ，Ｐｃを飛ばしてバイパス経路を構成するため、ジャンパ用伝送線Ｊ１４，Ｊ１６によって空きの入出力ポートＰｂ，Ｐｃを無効化している。

図４は、ジャンパ用伝送線Ｊ１４を備えた光通信装置１の機能ブロック図である。また、図５は、別のジャンパ用伝送線Ｊ１６を備えた光通信装置１の機能ブロック図である。
図４の光通信装置１は、図３の通信ノードＮ８に対応している。この通信ノードＮ８では、１つの入出力ポートＰｂが空きとなっているので、受信用光スイッチＳＷ１の他方の出力端子と送信用光スイッチＳＷ４の他方の入力端子とを、ジャンパ用伝送線Ｊ１４で繋ぐことにより、空きの入出力ポートＰｂが無効化されている。

図５の光通信装置１は、図３の通信ノードＮ９に対応している（通信ノードＮ５〜Ｎ７でもよい）。この通信ノードＮ９では、２つの入出力ポートＰｂ，Ｐｃが空きとなっているので、受信用光スイッチＳＷ１の他方の出力端子と送信用光スイッチＳＷ６の他方の入力端子とを、ジャンパ用伝送線Ｊ１６で繋ぐことにより、空きの入出力ポートＰｂ，Ｐｃが無効化されている。

このように、ネットワークを構成する際に空きとなる入出力ポートＰａ〜Ｐｃを、ジャンパ用伝送線Ｊ１４，Ｊ１６によって迂回して無効化すれば、光信号のバイパス先が空きの出力ポートＰ２，Ｐ４，Ｐ６で途切れることがなく、バイパスした光信号を確実に他の通信ノードに伝送することができる。

なお、図４に示すジャンパ用伝送線Ｊ１４と図５に示すジャンパ用伝送線Ｊ１６は、既設のバイパス用伝送線Ｂ１２を利用してもよいし、既設の伝送線Ｂ１２を残したまま、別の光伝送線を後付けすることにしてもよい。
また、例えば光スイッチＳＷ１に着目して、光スイッチＳＷ１の出力端子に繋がる「出力側伝送線」と、光スイッチＳＷ２，ＳＷ４，ＳＷ６の入力端子にそれぞれ繋がる３種類の「入力側伝送線」とを予め装置１内に配線しておき、出力側伝送線の先端と、いずれかの入力側伝送線の基端とをコネクタで選択的に接続する構成であってもよい。

この場合、光スイッチＳＷ１の出力側伝送線を光スイッチＳＷ２の入力側伝送線に接続すると、これらの伝送線は、図１のバイパス用伝送線Ｂ１２と等価の経路を構成する。
また、光スイッチＳＷ１の出力側伝送線を光スイッチＳＷ４の入力側伝送線に接続すると、これらの伝送線は、図４のジャンパ用伝送線Ｊ１４と等価の経路を構成する。同様に、光スイッチＳＷ１の出力側伝送線を光スイッチＳＷ６の入力側伝送線に接続すると、これらの伝送線は、図５のジャンパ用伝送線Ｊ１６と等価の経路を構成する。

このように、バイパス用伝送線Ｂ１２及びジャンパ用伝送線Ｊ１４，Ｊ１６を、上記出力側伝送線と、この出力側伝送線に対してコネクタを用いた繋ぎ替えが可能な複数の入力側伝送線とから構成すれば、コネクタを付け替えるだけで、バイパス用伝送線Ｂ１２をジャンパ用伝送線Ｊ１４，Ｊ１６に切り替えることができ、空きポートの無効化に要する手間を低減できるという利点がある。なお、コネクタの位置は伝送線の端部に限られず、伝送線の途中であっても良い。

図６は、短絡部材Ｓ２３を備えた光通信装置１の機能ブロック図である。
この短絡部材Ｓ２３は、入出力ポートＰｂに嵌合可能なカプラと、このカプラの内部に埋設された光伝送線とから構成され、使用しない空きの入出力ポートＰｂにカプラを接続すると、ポートＰ２，Ｐ３同士が光伝送線によって短絡するようになっている。

このため、かかる短絡部材Ｓ２３を使用すれば、この部材２３を空きの入出力ポートＰｂに嵌め込むだけで当該入出力ポートＰｂを無効化でき、筐体を空けて結線し直す必要があるジャンパ用伝送線Ｊ１４，Ｊ１６の場合に比べて、空きポートの無効化に要する手間が少ないという利点がある。

ただし、短絡部材Ｓ２３の場合は、光スイッチＳＷ２，ＳＷ３がバイパス経路を構成してバイパスモードでのパワー損失が増加する。これに対し、ジャンパ用伝送線Ｊ１４，Ｊ１６の場合は、そのようなパワー損失が生じない点で好ましい。
なお、図示していないが、１つの光通信装置１に対してジャンパ用伝送線と短絡部材とを併用することにしてもよい。

〔停電時の光通信装置の動作〕
図７は、一部の通信ノードＮ２，Ｎ４が停電で停止した光通信システムを示す接続図である。また、図８は、停電で停止した光通信装置１の機能ブロック図である。
図７に示すように、本実施形態では、図３に示すツリー構造のネットワークにおいて、２つの通信ノードＮ２，Ｎ４が停電のために停止した場合を想定している。また、図８中のハッチングは、光スイッチＳＷ１〜ＳＷ６がバイパス経路に切り替わった状態を示す。

ここで、停電によって通信ノードＮ２，Ｎ４に電源が供給されなくなると、通信制御部４の制御電圧が消失するので、すべての光スイッチＳＷ１〜ＳＷ６が、光伝送経路をバイパス用伝送線Ｂ１２，Ｂ３４，Ｂ５６に切り替える。
この場合、入力ポートＰ１に入力された光信号は、バイパス用伝送線Ｂ１２によって隣の出力ポートＰ２にバイパスされる。

同様に、入力ポートＰ３に入力された光信号は、バイパス用伝送線Ｂ３４によって隣の出力ポートＰ４にバイパスされ、入力ポートＰ５に入力された光信号は、バイパス用伝送線Ｂ５６によって隣の出力ポートＰ６にバイパスされる。
従って、図７に示すように、停電によって通信を停止した通信ノードＮ２，Ｎ４が、いわば受動的な光サーキュレータのように動作する全バイパスモードとなる。

このため、光通信システムに含まれる一部の通信ノードＮ２，Ｎ４が停電によって停止しても、他の通信ノードＮ１，Ｎ３，Ｎ５〜Ｎ９間での光信号の送受信が可能であり、光通信システムの全体が通信不能になることはない。
一方、バイパスモードの通信ノードＮ２，Ｎ４は、通信制御部４によるルーティングを行わずに光信号を外部に転送するので、その通信ノードＮ２，Ｎ４から受信した光信号には、受信側の光通信装置１にとって無関係の光信号が含まれている可能性がある。

例えば、図７のネットワークにおいて、通信ノードＮ１が通信ノードＮ９宛ての通信フレームを送信する場合を想定する。
この場合、ネットワーク内の各通信ノードＮ１〜Ｎ９が最適経路でルーティングすると仮定すれば、すべての通信ノードＮ１〜Ｎ９がノーマルモードで動作しておれば、上記通信フレームは、Ｎ１→Ｎ２→Ｎ４→Ｎ８→Ｎ９の順で通信ノードＮ９に到達する。

しかし、図７の例では、通信ノードＮ２がバイパスモードになっているので、通信ノードＮ１から通信ノードＮ２に送信されたＮ９宛の通信フレームは、通信ノードＮ３に転送され、かかるＮ９宛ての通信フレームを受信した通信ノードＮ３が、当該通信フレームを、自装置とは無関係の通信フレームと判断して破棄してしまい、通信ノードＮ９に届かなくなる恐れがある。

そこで、本実施形態の光通信装置１（図７の通信ノードＮ３）は、バイパスモードで動作する隣接する通信ノードＮ２から受信した光信号である場合には、その光信号を送信元の通信ノードＮ２に折り返す通信制御を行うようになっている。
具体的には、通信制御部４の管理部４７は、通信ノードＮ２から応答フレームを長期間受信しないために、通信ノードＮ２がバイパスモードであることを検出すると、その通信ノードＮ２と繋がる入出力ポートＰａを、折り返し転送を行う転送ポートに指定する。

そして、通信制御部４のスケジューラ４３は、指定された転送ポートＰａで受信された通信フレームを検出すると、その通信フレームを、通常通りルーティングすることに加えて、転送ポートＰａに対応する送信インタフェース４５ａにも入力する。
このような通信制御を行うようにすれば、通信ノードＮ１が送信したＮ９宛の通信フレームは、Ｎ１→Ｎ２→Ｎ３→Ｎ２→Ｎ４→Ｎ７→Ｎ４→Ｎ８→Ｎ９の通信経路で、通信ノードＮ９に到達することになる。

上記の通信経路において、「Ｎ４→Ｎ７→Ｎ４」の往復が含まれているのは、通信ノードＮ７においても、通信ノードＮ３と同様の通信制御を行うからである。
このように、バイパスモードの通信ノードＮ２，Ｎ４からの光信号を通信ノードＮ３，Ｎ７が折り返すことにすれば、通信ノードＮ３，Ｎ７が通信フレームを破棄することがなく、バイパスモードの通信ノードＮ２，Ｎ４が存在する場合でも、ネットワーク内の通信を適切に維持できるという利点がある。

なお、隣接する通信ノードＮ２，Ｎ４がバイパスモードであるであることを条件として光信号の折り返しを行う通信制御の代わりに、通信ノードＮ３，Ｎ７の通信制御部４（スケジューラ４３）が、各入出力ポートＰａ〜Ｐｃで受信した光信号を、隣接する通信ノーマルＮ２，Ｎ４の動作モード（経路選択状態）を条件とせずに折り返す通信制御を行うことにしてもよい。
この場合でも、受信した通信フレームを通信ノードＮ３，Ｎ７が破棄しなくなるので、上記と同様の作用効果が得られる。

もっとも、受信した光信号を単純に送信元に折り返すだけの制御では、ネットワーク内の通信トラフィックが阻害される可能性が高まる。
そこで、隣接する通信ノードＮ２，Ｎ４の動作モードに関係なく、受信した光信号を送信元に折り返す通信制御を採用する場合には、自局で既に折り返して送信した光信号を、自局の入力ポートＰ１、Ｐ３，Ｐ７で再び受信すると、その光信号を破棄する通信制御を伴うことが好ましい。

〔光通信装置の効果〕
以上の通り、本実施形態の光通信装置１によれば、装置内の光伝送経路を、ノーマル経路Ｃ１〜Ｃ６とバイパス経路Ｂ１２，Ｂ３４，Ｂ５６のいずれかの経路に切り替え可能なスイッチユニット（光スイッチＳＷ１〜ＳＷ６）を備えているので、図７に示すように、例えば、ツリー構造のネットワークに含まれる一部の通信ノードＮ２，Ｎ４が全バイパスモードで動作しても、システム全体が通信不能になるのを防止することができる。

また、本実施形態の光通信装置１によれば、管理部４７が、他の通信ノードＮ２，Ｎ４がバイパス経路に切り替わった場合に、その切り替えによって増加する光信号の伝送距離と光スイッチＳＷ１〜ＳＷ６の通過回数の増分に応じて、誤り訂正強度や送信パワーを調整する機能を有するので、ネットワークに含まれる一部の通信ノードＮ２，Ｎ４がバイパスモードで動作した場合に、受信不良が増加するのを防止することができる。

例えば、前述の通り、通信ノードＮ２，Ｎ４がノーマルモードの場合の通信経路１と全バイパスモードの場合の通信経路２は、それぞれ次のようになり、通信ノードＮ２，Ｎ４が全バイパスモードに切り替わることにより、Ｎ２〜Ｎ３間とＮ４〜Ｎ７間の往復分だけ、伝送距離が増加する。
通信経路１：Ｎ１→Ｎ２→Ｎ４→Ｎ８→Ｎ９
通信経路２：Ｎ１→Ｎ２→Ｎ３→Ｎ２→Ｎ４→Ｎ７→Ｎ４→Ｎ８→Ｎ９

そこで、通信ノードＮ１と通信ノードＮ９の管理部４７が、通信ノードＮ２，Ｎ４がバイパス経路になったことを契機として、自局から送信する光信号の誤り訂正強度及び送出パワーのうちの少なくとも一方を増加させる調整を行えば、通信ノードＮ１と通信ノードＮ９との間でやり取りする通信フレームを、より確実に送受信できるようになる。

〔第１の変形例〕
上述の実施形態では、通信ノードＮ２，Ｎ４が、停電等の不測の事態によって停止する場合を想定したが、通信制御部４により、すべての光スイッチＳＷ１〜ＳＷ６を強制的にバイパス経路Ｂ１２，Ｂ３４，Ｂ５６に切り替えるスイッチング制御を行ってもよい。
この場合、光通信装置１内の光受信部Ｒｘ１，Ｒｘ３，Ｒｘ５や光送信部Ｔｘ２，Ｔｘ４，Ｔｘ６などの、光スイッチＳＷ１〜ＳＷ６以外の構成部品を、全体的にメンテナンスできるようになる。

例えば、上記のスイッチング制御が可能な通信ノードＮ１〜Ｎ９を用いて、図７に示すネットワークを構成すれば、通信機能の不全（光トランシーバ３ａ〜３ｃの故障など）が検出された通信ノードＮ２，Ｎ４を全バイパスモードで動作させ、それ以外の正常な通信ノードＮ１，Ｎ３，Ｎ５〜Ｎ９をノーマルモードで動作させる運用方法を採用できる。
この場合、通信ノードＮ２，Ｎ４が全バイパスモードとなっても、その他の通信ノードＮ１，Ｎ３，Ｎ５〜Ｎ９間の通信は維持されるので、システム全体が通信不能になるのを防止しつつ、通信ノードＮ２，Ｎ４をメンテナンスすることができる。

〔第２の変形例〕
図９及び図１０は、第２の変形例に係る光通信装置１の機能ブロック図である。
このうち、図９は、一対の光スイッチＳＷ１，ＳＷ２をバイパス側に切り替えた場合を示し、図１０は、二対の光スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ５，ＳＷ６をバイパス側に切り替えた場合を示している。
このように、一部の光スイッチＳＷ１〜ＳＷ６をバイパス側にスイッチング制御することにより、光通信装置１を部分的なバイパスモードで動作させることにしてもよい。

図９の例では、通信ノードＮ２における、光受信部Ｒｘ１及び光送信部Ｔｘ２のうちの少なくとも１つに故障等の機能不全が発生した場合を想定している。
この場合、光スイッチＳＷ１，ＳＷ２をバイパス経路Ｂ１２に切り替えて部分的なバイパスモード（一部バイパスモード）にすると、光受信部Ｒｘ１と光送信部Ｔｘ２を通信制御部４から個別に切り離すことができる。

そして、通信ノードＮ２が通信ノードＮ１から光信号を受信すると、その光信号は、入力ポートＰ１から出力ポートＰ２にバイパスされて通信ノードＮ３に送出される。送出された光信号は、通信ノードＮ３で折り返されて、通信ノードＮ２の入力ポートＰ３で再受信され、光スイッチＳＷ３→光受信部Ｒｘ３を経由して通信制御部４に到達する。
逆に、通信制御部４から通信ノードＮ１宛の通信フレームは、光送信部Ｔｘ６→光スイッチＳＷ６→出力ポートＰ６→通信ノードＮ１の経路で、通信ノードＮ１に到達する。

このように、光スイッチＳＷ１，ＳＷ２をバイパス側に切り替えて、通信ノードＮ２を一部バイパスモードで動作させても、他の通信ノードＮ１との通信は有効に確保される。従って、他の通信ノードＮ１との通信を維持しつつ、通信ノードＮ２内の一部の構成部品である光受信部Ｒｘ１や光送信部Ｔｘ２をメンテナンスすることができる。

図１０の例では、通信ノードＮ２における、光受信部Ｒｘ１と光送信部Ｔｘ６を一体に有する光トランシーバ３ａに故障等の機能不全が発生した場合を想定している。
この場合、光スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ５，ＳＷ６をバイパス経路Ｂ１２，Ｂ５６に切り替えて部分的なバイパスモード（一部バイパスモード）にすると、光トランシーバ３ａを通信制御部４から個別に切り離すことができる。

従って、光トランシーバ３ａが取り外し可能にユニット化されたものであれば、その光トランシーバ３ａを新しいものと交換したり、取り外した光トランシーバ３ａを修理したりすることができる。

そして、図１０の例でも、通信ノードＮ２が通信ノードＮ１から光信号を受信すると、その光信号は、入力ポートＰ１から出力ポートＰ２にバイパスされて通信ノードＮ３に送出される。送出された光信号は、通信ノードＮ３で折り返されて、通信ノードＮ２の入力ポートＰ３で再受信され、光スイッチＳＷ３→光受信部Ｒｘ３を経由して通信制御部４に到達する。
一方、図１０の例では、通信制御部４から通信ノードＮ１宛の通信フレームは、光送信部Ｔｘ４→光スイッチＳＷ４→出力ポートＰ４→通信ノードＮ４→光スイッチＳＷ５→光スイッチＳＷ６→通信ノードＮ１の経路で、通信ノードＮ１に到達する。

このように、光スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ５，ＳＷ６をバイパス側に切り替えて、通信ノードＮ２を一部バイパスモードで動作させても、他の通信ノードＮ１との通信は有効に確保される。従って、他の通信ノードＮ１との通信を維持しつつ、通信ノードＮ２の内の一部の構成部品である光トランシーバ３ａをメンテナンスすることができる。

上記のスイッチング制御が可能な通信ノードＮ１〜Ｎ９を用いて、図７に示すネットワークを構成すれば、一部の構成部品に機能不全が生じた通信ノードＮ２，Ｎ４を一部バイパスモードで動作させ、それ以外の正常な通信ノードＮ１，Ｎ３，Ｎ５〜Ｎ９をノーマルモードで動作させる運用方法を採用できる。
この場合、通信ノードＮ２，Ｎ４が一部バイパスモードとなっても、すべての通信ノードＮ１〜Ｎ９間の通信は維持されるので、システム全体が通信不能になるのを防止しつつ、通信ノードＮ２，Ｎ４をメンテナンスすることができる。

〔第３の変形例〕
上述の第２の変形例では、光トランシーバ３ａ等の構成部品のメンテナンスを行うために、光通信装置１を一部バイパスモードで動作させているが、このような構成部品のメンテナンスを行う場合だけでなく、光通信装置１の省電力運転を行うために一部バイパスモードを利用してもよい。

例えば、図９の例において、光スイッチＳＷ１，ＳＷ２をバイパス経路Ｂ１２に切り替えて部分的なバイパスモードにしてから、光受信部Ｒｘ１と光送信部Ｔｘ２への電源供給を停止又は抑制すれば、通信ノードＮ２の消費電力を低減できる。
同様に、図１０の例において、光スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ５，ＳＷ６をバイパス経路Ｂ１２，Ｂ５６に切り替えて部分的なバイパスモードにしてから、光トランシーバ３ａへの電源供給を停止又は抑制すれば、通信ノードＮ２の消費電力を低減できる。

〔その他の変形例〕
上述の実施形態は例示であって本発明の権利範囲を制限するものではない。本発明の権利範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲の構成と均等の範囲内のすべての変更が本発明に含まれる。

例えば、上述の実施形態（変形例を含む。）において、３端子の光サーキュレータ（図示せず）の２つの端子を、対応する入力ポートＰ１，Ｐ３，Ｐ５と出力ポートＰ２，Ｐ４，Ｐ６にそれぞれ接続してもよい。かかる光サーキュレータを使用すれば、サーキュレータの残りの端子で双方向の入出力ポートを構成できるので、１芯双方向の光ファイバを伝送路とする光通信装置１が得られる。

また、本発明の光通信装置１の入出力ポートＰａ〜Ｐｃは、３ポートに限定されるものではなく、少なくとも２ポート以上あればよい。
例えば、入出力ポートが５つ以上の奇数個ある場合には、入力ポートＰｉに入力された光信号を直ぐ隣の出力ポートＰｉ＋１にバイパスする回路構成だけでなく、入力ポートＰｉに入力された光信号を、１つ飛ばした隣の出力ポートＰｉ＋２にバイパスする回路構成を採用することもできる。

上述の実施形態（変形例を含む。）では、光通信システムの接続形態としてツリー構造（図３及び図７）を例示したが、例えば、双方向のリング構造やメッシュ構造のネットワークの場合でも、本発明の光通信装置１を採用することができる。
また、上述の実施形態（変形例を含む。）において、必ずしもネットワーク内のすべての通信ノードＮ１〜Ｎ９を本発明の光通信装置１とする必要はなく、バイパスモードで動作できない通常の通信ノードがネットワーク内に含まれていてもよい。

上述の実施形態（変形例を含む。）において、スイッチユニット（光スイッチＳＷ１〜ＳＷ６）によって択一的に選択可能な経路には、少なくとも、ノーマル経路Ｃ１〜Ｃ６とバイパス経路Ｂ１２，Ｂ３４，Ｂ５６が含まれておればよく、他の第３の経路が含まれることを妨げるものではない。

また、上述の実施形態（変形例を含む。）において、１つの光通信システムに含まれる複数の通信ノードＮ１〜Ｎ９のうちのいずれかが、次の停電ノード、故障ノード及び省電力ノードのうちの少なくとも１つに該当する場合に、それに該当する通信ノードをバイパスモードに切り替える運用方法を、採用することもできる。
停電ノード：停電に遭遇している通信ノード
故障ノード：故障などの機能不全が検出されている通信ノード
省電力ノード：省電力運転を行う通信ノード

１ 光通信装置
２ 光ファイバ
３ａ〜３ｃ 光トランシーバ
４ 通信制御部
４３ スケジューラ
４７ 管理部
Ｒｘ１，Ｒｘ３，Ｒｘ５ 光受信部
Ｔｘ２，Ｔｘ４，Ｔｘ６ 光送信部
ＳＷ１，ＳＷ３，ＳＷ５ 受信用光スイッチ
ＳＷ２，ＳＷ４，ＳＷ６ 送信用光スイッチ
Ｃ１，Ｃ３，Ｃ５ 受信用伝送線（ノーマル経路）
Ｃ２，Ｃ４，Ｃ６ 送信用伝送線（ノーマル経路）
Ｂ１２，Ｂ３４，Ｂ５６ バイパス用伝送線（バイパス経路）
Ｐ１，Ｐ３，Ｐ５ 入力ポート
Ｐ２，Ｐ４，Ｐ６ 出力ポート
Ｎ１〜Ｎ９ 通信ノード

Claims (16)

1. 相手方ノードに対する入力ポートと出力ポートの対を複数備えた光通信装置であって、
   前記入力ポートに対応して設けられた光／電気変換機能を有する複数の光受信部と、
   前記出力ポートに対応して設けられた電気／光変換機能を有する複数の光送信部と、
   前記光受信部から入力された電気信号をいずれの前記光送信部に出力するかを決定する通信制御部と、
   装置内の光伝送経路を次に定義するノーマル経路とバイパス経路に切り替え可能なスイッチユニットと、を備えていることを特徴とする光通信装置。
   ノーマル経路：入力ポートに入力された光信号を、その入力ポートに対応する光受信部に入力し、通信制御部が決定した光送信部が出力する光信号を、その光送信部に対応する出力ポートに入力する経路
   バイパス経路：入力ポートに入力された光信号を、その入力ポートとは相手方ノードが異なる出力ポートにバイパスする経路
2. 前記スイッチユニットは、前記入力ポートに入力端子が接続された１入力／２出力での使用が可能な複数の受信用光スイッチと、前記出力ポートに出力端子が接続された２入力／１出力での使用が可能な複数の送信用光スイッチと、を有する請求項１に記載の光通信装置。
3. 使用しない空きの前記入力ポート及び前記出力ポートの無効化を行う部材を備えている１又は２に記載の光通信装置。
4. 使用しない空きの前記入力ポート及び前記出力ポートを飛ばして前記バイパス経路を構成するジャンパ用伝送線を備えている請求項１〜３のいずれか１項に記載の光通信装置。
5. 使用しない空きの前記入力ポート及び前記出力ポートを短絡させる短絡部材を備えている請求項１〜４のいずれか１項に記載の光通信装置。
6. 前記スイッチユニットは、制御電圧の絶対値が所定の閾値以上である場合に前記ノーマル経路を選択し、制御電圧の絶対値がその閾値未満である場合に前記バイパス経路を選択する請求項１〜５のいずれかに記載の光通信装置。
7. 前記通信制御部は、前記スイッチユニットを構成する複数の光スイッチの全部を強制的に前記バイパス経路に切り替えるスイッチング制御が可能である請求項１〜６のいずれか１項に記載の光通信装置。
8. 前記通信制御部は、前記スイッチユニットを構成する複数の光スイッチの一部を強制的に前記バイパス経路に切り替えるスイッチング制御が可能である請求項１〜７のいずれか１項に記載の光通信装置。
9. 前記通信制御部は、前記入力ポートに入力された光信号が隣接する他の光通信装置の前記バイパス経路を通過したものである場合に、当該光信号を送信元の前記光通信装置に折り返す通信制御を行う請求項１〜８のいずれか１項に記載の光通信装置。
10. 前記通信制御部は、隣接する他の光通信装置の経路選択状態に関係なく、前記入力ポートに入力された光信号を送信元の前記光通信装置に折り返すとともに、自装置で既に折り返して送信した光信号を再び受信した場合に、当該光信号を破棄する通信制御を行う請求項１〜８のいずれか１項に記載の光通信装置。
11. 自装置が属する光通信システムの全体或いは一部のネットワークトポロジーと、そのネットワークに含まれる光通信装置の経路選択状態とを把握する管理部を備えている請求項１〜１０のいずれか１項に記載の光通信装置。
12. 前記管理部は、把握した前記ネットワークトポロジーと前記経路選択状態とに基づいて、自装置から送信する光信号の誤り訂正強度及び送出パワーのうちの少なくとも一方を調整可能である請求項１１に記載の光通信装置。
13. ２つ以上の相手方ノードに対して光信号の送受信が可能な通信ノードを含む光通信システムであって、
    自局の動作モードを次に定義するノーマルモードとバイパスモードに切り替え可能な前記通信ノードを含むことを特徴とする光通信システム。
    ノーマルモード：自局の入力ポートに入力された光信号の出力ポートを、ルーティングによって決定するモード
    バイパスモード：自局の入力ポートに入力された光信号の出力ポートを、当該入力ポートとは相手方ノードが異なる出力ポートにルーティングせずにバイパスするモード
14. 請求項１３に記載の光通信システムの運用方法であって、
    停電に遭遇している前記通信ノードを前記バイパスモードで動作させることを特徴とする光通信システムの運用方法。
15. 請求項１３に記載の光通信システムの運用方法であって、
    機能不全が検出されている前記通信ノードを前記バイパスモードで動作させることを特徴とする光通信システムの運用方法。
16. 請求項１３に記載の光通信システムの運用方法であって、
    一部の前記通信ノードを前記バイパスモードに切り替えることにより、当該通信ノードにおいて余分となった構成部品への電源供給を停止又は抑制する省電力運転を行うことを特徴とする光通信システムの運用方法。

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