JP2013143746A - 光信号中継装置、及び光通信ネットワークシステム - Google Patents

Abstract

【課題】 親局通信装置と子局通信装置との間の伝送路の長距離化及び多分岐化を実現する。
【解決手段】 本発明は親局通信装置と分岐された光伝送路と子局通信装置とを有する光アクセス網と光信号を中継する光信号中継装置とを備える光通信ネットワークシステムに関する。そして、光信号中継装置は、複数の光通信ポートを有し、複数の光通信ポートが親局通信装置と接続する第１のグループと、光アクセス網の光伝送路と接続する第２のグループと、第１の通信グループの光通信ポートと光信号を送受信する第３のグループと、第２のグループの光通信ポートと光信号を送受信する第４のグループとに分けられている光波長ルーティング手段と、電気通信ポートを複数有する電気信号交換手段と、第３のグループ及び第３のグループの光通信ポートと電気信号交換手段の電気通信ポートとの間で信号変換処理を行う手段とを備えることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

この発明は、光信号中継装置、及び光通信ネットワークシステムに関し、例えば、ＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の光通信ネットワークシステムに適用することができる。

従来の通信キャリア（例えば、ＩＳＰ事業者等）が、ユーザネットワークを収容する通信システム（通信網）は、通常階層構造となっている。従来の通信キャリアの通信システムでは、例えば、上位から、幹線網、支線網、アクセス網の順に階層化されている。上述の「幹線網」は、例えば、幹線ノード局と、幹線ノード局間を結ぶ幹線光伝送路とから構成される。上述の「支線網」は、例えば、支線ノード局と支線ノード局間を結ぶ支線光伝送路とから構成されており、支線網を代表するノードにおいて幹線網と接続される。上述の「アクセス網」を実現する代表的なネットワーク構成として、１本の光ファイバを複数分岐して複数ユーザネットワークと接続するＰＯＮの構成がある。ＰＯＮの構成を採用したアクセス網は、支線ノード局に設置された局側装置（ＯＬＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）と、ユーザ宅に設置された加入者側装置（ＯＮＵ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）と、両者を結ぶアクセス光伝送路とを用いて構成されている。従来のアクセス網を構成するＰＯＮでは、光信号のパワーを分割および結合するスプリッタを用いたパッシブダブルスター型の形態が多く用いられている。また、従来のアクセス網を構成するＰＯＮでは、ＯＬＴ−ＯＮＵ間の信号を多重する方法として、時間分割多重（ＴＤＭ）を用いた方式が現在多く用いられている。このＴＤＭを用いたＰＯＮ（ＴＤＭ−ＰＯＮ）の従来技術としては、ＩＥＥＥで規格化されたＥＰＯＮやＩＴＵ−Ｔで規格化されたＧＥ−ＰＯＮ（Ｇｉｇａｂｉｔ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標） ＰＯＮ）などがあげられる。

そして、従来のＰＯＮを用いたアクセス網では、支線ノード局に親局側装置としてのＯＬＴが複数配置されている。そして、それぞれのＯＬＴの配下には、分岐されたアクセス光伝送路（スプリッタ含む）により複数のＯＮＵ（ＯＮＵ群）と接続されたネットワーク（以下、「ＰＯＮブランチ」と呼ぶものとする）が構成される。

ところで、アクセス網を構成するＰＯＮでは、アクセス光伝送路の「多分岐化」と「伝送距離の長距離化」が求められている。

まず、ＰＯＮの「多分岐化」について説明する。例えば、１つのＰＯＮブランチを形成するエリア内に存在するユーザが少ない場合、ＯＬＴを少ないユーザ数で共有するためコストがかかる。したがって、ＰＯＮブランチ内のユーザ数が少ないときは複数のＰＯＮブランチをまとめて１つのＯＬＴを用いた通信を行うことが望ましい。このように、複数のＰＯＮブランチをまとめて１つのＯＬＴに接続させることを、ＰＯＮの「多分岐化」と呼ぶ。しかし、ＰＯＮの多分岐化を行うには、さらにスプリッタでブランチ同士を接続する必要がある。スプリッタは光信号のパワーを減衰させるため、多分岐化しすぎるとＯＬＴ−ＯＮＵ間の伝送路損失が許容値（ロスバジェットと呼ぶ）を超えてしまう場合がある。

次に、ＰＯＮの「長距離化」について説明する。上述の通り、従来の通信キャリアの通信システムでは、ＯＬＴは通常支線ノード局に設置される。しかし、このＯＬＴを幹線ノード局に設置することも、従来検討されている。このように、ＯＬＴを幹線ノード局に設置して、ＰＯＮブランチの親局側の終端を支線ノード局ではなく幹線ノード局とし、ＰＯＮブランチの距離を長距離化することを、ＰＯＮの「長距離化」と呼ぶ。上述のように、ＰＯＮを長距離化することにより、各支線ノード局に分散して配置されていたＯＬＴを幹線ノード局に集中して配置できるため、装置管理が簡単になり運用コスト低減が期待できる。また、ＰＯＮを長距離化することにより、支線ノード局に設置する装置が少なくなるため、大掛かりな支線ノード局設備を用意する必要がなくなり、運用コストの低減が期待できる。しかしながら、ＰＯＮの長距離化に伴い、伝送距離が伸びる分だけ伝送路の損失も増大するため、ロスバジェットを超えてしまうおそれがある。

したがって、ＰＯＮの「多分岐化」及び「長距離化」を行うにはＰＯＮブランチにおけるロスバジェットを拡大する必要がある。ＰＯＮブランチの、ロスバジェットを拡大する従来の方法としては、例えば、光増幅器を用いる方法（非特許文献１参照）がある。非特許文献１では、光増幅器を用いたＧＥ−ＰＯＮのＰＯＮブランチにおける、光信号の中継方法について記載されている。

非特許文献１では、支線ノード局内に上り信号（ＯＮＵからＯＬＴへ向かう信号）と下り信号（ＯＬＴからＯＮＵへ向かう信号）とをＷＤＭフィルタにより分離し、上り信号と下り信号をそれぞれ光信号増幅器で増幅して、送信先へ送出している。このように、非特許文献１では、ＰＯＮの長距離化や多分岐化により生じた損失を、光信号増幅器で補償することでロスバジェットを拡大している。

ところで、従来のＧＥ−ＰＯＮ（ＴＤＭ−ＰＯＮ）における下り信号は、一定の光パワーを有する連続信号である。よって、非特許文献１では、ＧＥ−ＰＯＮにおける下り信号は連続信号用光増幅器で増幅する必要がある旨記載されている。一方、従来のＧＥ−ＰＯＮ（ＴＤＭ−ＰＯＮ）における上り信号は、光パワーが不ぞろいかつ間欠的なバースト信号となる。よって、非特許文献１では、上り信号はバースト信号用光増幅器で増幅する必要がある旨記載されている。

今井健之、藤原正満、田口勝久、鈴木謙一、「屋外設置型ＰＯＮ光増幅器」、信学技報,ｖｏｌ.１１１，ｎｏ.１１７,ＣＳ２０１１−１４，ｐｐ．２３−２７，２０１１年７月，電子情報通信学会発行

しかしながら、非特許文献１の記載技術のように、光信号増幅器を中継器として用いた長距離多分岐ＰＯＮでは、次のような課題が残る。

非特許文献１の記載技術における第１の課題は、光バースト信号を安定的に増幅するためのバースト信号用光増幅器が、現在実用化されていない点である。光バースト信号はその光パワーが時間的に不連続である。そのため光バースト信号を波形の劣化なく増幅するためには、増幅率を複雑に制御する必要がある。この課題を解決するための技術はまだ確立されておらず、またたとえ実現したとしても高コストになるおそれがある。

非特許文献１の記載技術における第２の課題は、通信帯域の増強が困難である点である。ＯＬＴに接続するＯＮＵ数が増えた場合、またはＯＮＵ１台あたりの通信帯域が増加した場合、ＰＯＮの通信帯域が不足することになる。この場合、より広い通信帯域を有するＯＬＴやＯＮＵを用いなければならない。そうすると敷設したＯＬＴやＯＮＵをすべて交換する必要があり、装置敷設コストが増大する。

非特許文献１の記載技術における第３の課題は、電力利用効率が悪い点である。ＰＯＮブランチの距離が比較的短い場合またはＰＯＮブランチの分岐数が比較的小さい場合は、支線ノード局で増幅する必要がない場合がある。しかし、非特許文献１ではこのような信号増幅の要否に関係なくすべての信号を増幅する旨記載されている。そのため、非特許文献１の記載技術を利用したＰＯＮでは電力利用が非効率的になるおそれがある。

非特許文献１の記載技術における第４の課題は、障害回避ができないおそれがある点である。たとえば、非特許文献１の記載技術を用いたＰＯＮにおいて、支線網のファイバが切断された場合や、ＯＬＴが故障した場合はＯＬＴに接続されているすべてのＯＮＵの通信が停止してしまう。

上述のような問題に鑑みて、親局通信装置（例えば、ＯＬＴ）と子局通信装置（例えば、ＯＮＵ）との間の伝送路の長距離化及び多分岐化を実現することができる光信号中継装置、及び光通信ネットワークシステム

第１の本発明は、１又は複数の親局通信装置と、分岐された光伝送路と当該光伝送路の分岐先に接続された１又は複数の子局通信装置とを有する１又は複数の光アクセス網との間の光信号を中継する光信号中継装置において、（１）光信号を送受信する光通信ポートを複数有し、いずれかの光通信ポートに入力された光信号を、当該光信号の波長に応じた他の光通信ポートから出力するものであって、複数の光通信ポートは、それぞれの上記親局通信装置と接続するための光通信ポートを含む第１のグループと、それぞれの上記光アクセス網の光伝送路と接続するための光通信ポートを含む第２のグループと、上記第１の通信ポートグループの光通信ポートと光信号を送受信するための光通信ポートを含む第３のグループと、上記第２のグループの光通信ポートと光信号を送受信するための光通信ポートを含む第４のグループとに分けられている光波長ルーティング手段と、（２）電気信号を送受信する電気通信ポートを複数有し、いずれかの電気通信ポートに入力された電気信号を、設定に応じて他の電気通信ポートから出力する電気信号交換手段と、（３）上記第３のグループに所属するそれぞれの光通信ポートと、上記電気信号交換手段の電気通信ポートとの間で、電気信号と光信号との間の変換処理を行う第１の信号変換手段と、（４）上記第４のグループに所属するそれぞれの光通信ポートと、上記電気信号交換手段の電気通信ポートとの間で、電気信号と光信号との間の変換処理を行う第２の信号変換手段とを備えることを特徴とする。

第２の本発明は、１又は複数の親局通信装置と、分岐された光伝送路と当該光伝送路の分岐先に接続された１又は複数の子局通信装置とを有する１又は複数の光アクセス網と、上記親局通信装置と上記光アクセス網との間の光信号を中継する光信号中継装置とを備える光通信ネットワークシステムにおいて、上記光信号中継装置として第１の本発明の光信号中継装置を適用したことを特徴とする。

本発明によれば、親局通信装置と子局通信装置との間の伝送路の長距離化及び多分岐化を実現することができる。

第１の実施形態の光通信ネットワークシステムの全体構成について示したブロック図である。 第１の実施形態のＡＷＧＲの動作規則について示した説明図である。 第１の実施形態に係るＯＬＴの機能的構成について示したブロック図である。 第１の実施形態に係るＯＮＵの機能的構成について示したブロック図である。 第１の実施形態に係るＡＷＧＲに適用されるルーティングテーブルの具体例について示した説明図である。 第１の実施形態に係る光通信ネットワークシステムの第１の設定構成例について示したブロック図である。 第１の実施形態に係る光通信ネットワークシステムの第２の設定構成例について示したブロック図である。 第１の実施形態に係る光通信ネットワークシステムの第３の設定構成例について示したブロック図である。 第２の実施形態に係る光通信ネットワークシステムの全体構成について示したブロック図である。

（Ａ）第１の実施形態
以下、本発明による光信号中継装置、及び光通信ネットワークシステムの第１の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。

（Ａ−１）第１の実施形態の構成
図１は、この実施形態の光通信ネットワークシステム１の全体構成を示すブロック図である。

光通信ネットワークシステム１では、幹線ノード局に１又は複数のＯＬＴ１０（１０−１〜１０−Ｎ）が配置されている。そして、それぞれのＯＬＴ１０は光ファイバ（以下、「支線光伝送路」とも呼ぶ）で、支線ノード局に配置された光信号中継装置３０と接続されている。

そして、支線ノード局に配置された光信号中継装置３０には、複数のＰＯＮブランチ５０（５０−１〜５０−Ｍ）の光ファイバ（以下、「アクセス光伝送路」とも呼ぶ）接続されている。それぞれのＰＯＮブランチ５０では、光信号中継装置３０側に接続された光ファイバが、光スプリッタ４０により複数分岐され、分岐された光ファイバにそれぞれＯＮＵ２０が接続されている。各ＯＮＵ２０は、例えば、それぞれユーザ拠点に配置されている。なお、光信号中継装置３０が収容するＰＯＮブランチ５０の数、及び、各ＰＯＮブランチ５０に配置されるＯＮＵ２０の数は限定されないものである。また、図１では、光信号中継装置３０内部の構成に関する説明を容易とするために、Ｎ＝Ｍであるものとしているが、ＮとＭは異なる数としても良い。

そして、各ＰＯＮブランチ５０は、光信号中継装置３０を介して、いずれかのＯＬＴ１０に収容されることになる。なお、詳細については後述するが、光通信ネットワークシステム１において、ＯＬＴ１０は、複数のＰＯＮブランチ５０を収容する場合もあり得る。光通信ネットワークシステム１が対応するＰＯＮの規格については限定されないものであるが、この実施形態では、例として、各ＯＬＴ１０の配下において、ＩＥＥＥ８０２．３ａｈの技術を利用したＧＥ−ＰＯＮが形成されているものとする。

すなわち、図１に示すように、光通信ネットワークシステム１では、支線ノード局ではなく、より上位の局である幹線ノード局にＯＬＴ１０を設置し、ＰＯＮの「長距離化」及び「多分岐化」を実現する構成となっている。

それぞれのＯＬＴ１０は、コア系伝送装置６０を介して、図示しない上位側のコアネットワーク（親局側ネットワーク）と接続している。コア系伝送装置６０の通信方式については限定されないものであるが、例えば、イーサネット（登録商標）に対応したルータやＬ３スイッチ等を適用することができる。なお、ＯＬＴ１０がコアネットワークに接続する構成は限定されないものである。一方、それぞれのＯＮＵ２０の配下には、図示しない下位側のユーザネットワーク（子局側ネットワーク）が接続されている。すなわち、それぞれのＯＮＵ２０は、配下のユーザネットワークを構成する通信装置（例えば、ルータ、スイッチ装置、コンピュータ等の通信装置）と接続している。なお、光通信ネットワークシステム１において設置するＯＬＴ１０の数や、各ＯＬＴ１０の配下のＯＮＵ２０の数等は限定されないものである。

なお、以下では、幹線ノード局側（ＯＬＴ１０側）へ向かう方向を上流方向（上流側）と呼び、ＰＯＮブランチ５０（ＯＮＵ２０）へ向かう方向を下流方向（下流側）と呼ぶものとする。

また、詳細については後述するが、各ＰＯＮブランチ５０が収容されるＯＬＴ１０は、光通信ネットワークシステム１を構成する各装置の設定に応じて変更可能となっている。すなわち、光通信ネットワークシステム１では、設置後に各装置の設定変更を行うことにより、各ＰＯＮブランチ５０の収容先のＯＬＴ１０を変更可能な構成になっている。

光通信ネットワークシステム１では、コア系伝送装置６０に、システム管理者等が使用する制御端末７０が接続されており、制御端末７０により、光通信ネットワークシステム１を構成する各装置（ＯＬＴ１０、ＯＮＵ２０、及び光信号中継装置３０）に対する設定変更が可能であるものとする。制御端末７０から各装置（ＯＬＴ１０、ＯＮＵ２０、及び光信号中継装置３０）に接続するルートやプロトコルについては限定されないものであり、種々の接続構成を採用することができる。例えば、制御端末７０が、各ＯＬＴ１０に接続する場合には、例えば、コア系伝送装置６０を介して直接ＩＰ接続して制御信号を送受信するようにしてもよい。また、例えば、制御端末７０が、各ＯＮＵ２０に接続する場合には、当該ＯＮＵ２０を収容するＯＬＴ１０からＯＡＭに基づいて接続制御するようにしてもよい。さらに、例えば、制御端末７０が、光信号中継装置３０と接続する場合には、例えば、制御用の信号線（例えば、光ファイバ）や無線回線を別途用意して接続するようにしてもよいし、いずれかのＯＬＴ１０を経由してＯＮＵ２０と同様の方式で接続するようにしてもよい。この実施形態では、上述の通り、光通信ネットワークシステム１を構成する各装置の設定変更が制御端末７０から可能な構成であるものとして説明するが、光通信ネットワークシステム１において各装置の設定変更を行う手段はこれに限定されないものである。例えば、保守用端末を各装置に直接接続（例えば、コンソール用ケーブル等により接続してアクセス）して、設定変更するようにしても良いし、各装置に対する直接の操作（例えば、プッシュボタンによる操作）により設定変更が可能な構成としても良い。

次に、光通信ネットワークシステム１を構成する各装置の詳細について説明する。

次に、光信号中継装置３０の詳細について説明する。

この実施形態では、光信号中継装置３０は、Ｎ個のＰＯＮブランチ５０と、Ｎ個のＯＬＴ１０とを接続することが可能な構成として説明するが、光信号中継装置３０が接続するＰＯＮブランチ５０及びＯＬＴ１０の数は限定されないものである。

光信号中継装置３０は、光波長フィルタを並べて構成されたアレー型光導波路ルータ（ＡＷＧＲ；Ａｒｒａｙｅｄ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ Ｇｒａｔｉｎｇ Ｒｏｕｔｅｒ）であるＡＷＧＲ３１、電気スイッチ３２、それぞれのＯＬＴ１０に対応するＯＬＴ用光ＴＲ（トランシーバ）３３（３３−１〜３３−Ｎ）、及び、それぞれのＰＯＮブランチ５０に対応するＯＮＵ用光ＴＲ３４（３４−１〜３４−Ｎ）を有している。

ＡＷＧＲ３１は周回性を持つ光波長フィルタを用いて構成された光波長ルータ（光波長ルーティング手段）であり、光信号を入出力することが可能な通信ポート（光通信ポート）として、２＊Ｎ個の光左ポートＯＬＰ１〜２＊Ｎ（２＊Ｎ＝Ｎ＋Ｍ個）と、２＊Ｎ個の光右ポートＯＲＰ１〜２＊Ｎ（２＊Ｎ＝Ｍ＋Ｎ個）を有している。各光左ポートＯＬＰ、及び、各光右ポートＯＲＰには、ポート番号が付与されているものとする。この実施形態では、光左ポートＯＬＰ１〜２＊Ｎのポート番号は、それぞれ１〜２＊Ｎであるものとする。また、光右ポートＯＲＰ１〜２＊Ｎのポート番号は、それぞれ１〜２＊Ｎであるものとする。

ＡＷＧＲ３１では、いずれかの光左ポートＯＬＰから入力された光信号は、いずれかの光右ポートＯＲＰから出力されるように構成されている。また、ＡＷＧＲ３１では、いずれかの光右ポートＯＲＰから入力された光信号は、いずれかの光左ポートＯＬＰから出力されるように構成されている。そして、ＡＷＧＲ３１に入力された光信号が、出力されるポートのポート番号（１〜２＊Ｎのいずれか）は、入力されたポートのポート番号番号（１〜２＊Ｎ）および入力光の波長によって異なる。

ＡＷＧＲ３１では、基準となる波長λと、λからλ_ＦＳＲの整数倍だけ離れた波長λ＋ｎ＊λ_ＦＳＲ（ｎはゼロ以外の整数）は、同一の波長として扱われる。これは、ＡＷＧＲ（アレー型光導波路ルータ）の周回性と呼ばれるもので、λ_ＦＳＲはフリースペクトラムレンジと呼ばれるものである。すなわち、ＡＷＧＲ３１では、ある光通信ポートからこの関係を満たす２種類の波長の光が入力された場合、同じ光通信ポートから出力されるように構成されている。

図２（ａ）は、ＡＷＧＲ３１において、入力光信号の入力ポート番号（１〜Ｎ、Ｎ＋１〜２＊Ｎのいずれか）及び入力信号の中心波長に基づいて、当該入力光信号の出力先のポート番号が決定される規則について示したテーブルである。なお、ＡＷＧＲ３１において、入力が予定されている光信号の中心波長は、λ_１〜λ_Ｎ、λ_Ｎ＋１〜λ_２＊Ｎのいずれかであるものとする。そして、λ_１〜λ_２＊Ｎのそれぞれの波長間隔はΔλとなっているものとする。すなわち、λ_２＝λ_１＋Δλ、λ_３＝λ_２＋Δλ、…、とΔλずつ増加していくように設定されているものとする。ＡＷＧＲ３１が対応する波長間隔Δλおよびλ_ＦＳＲはＡＷＧＲ３１を設計するときに決まる固有の値である。この実施形態のＡＷＧＲ３１では、２＊Ｎ＊Δλ＝λ_ＦＳＲの関係が成り立つように設定されているものとする。

そして、図２（ｂ）では、図２（ａ）に示す各波長の配置状況を示している。図２（ｂ）に示すようにλ_１＋λ_ＦＳＲ＝λ_{２＊Ｎ＋１}となるように設定されているものとする。

次に、ＡＷＧＲ３１を構成する各ポートの配線接続関係について説明する。

光左ポートＯＬＰ１〜Ｎ（第１のグループの光通信ポート）は、光ファイバ（支線光伝送路）を介して、それぞれＯＬＴ１０−１〜１０−Ｎに接続されている。光左ポートＯＬＰＮ＋１〜ＯＬＰ２＊Ｎ（第４のグループの光通信ポート）は、光信号中継装置３０内で、ＯＮＵ用光ＴＲ３４−１〜３４−Ｎに接続されている。光右ポートＯＲＰ１〜ＯＲＰＮ（第２のグループの光通信ポート）は、それぞれＰＯＮブランチ５０−１〜５０−Ｍを構成する光ファイバ（アクセス光伝送路）に接続されている。光右ポートＯＲＰＮ＋１〜ＯＲＰ２＊Ｎ（第３のグループの光通信ポート）は、それぞれ、ＯＬＴ用光ＴＲ３３−１〜３３−Ｎに接続されている。

ＯＬＴ用光ＴＲ３３（３３−１〜３３−Ｎ）、及び、ＯＮＵ用光ＴＲ３４（３４−１〜３４−Ｍ）のそれぞれは、入力された光信号を電気信号（２値のデジタル信号）に変換する手段と、入力された電気信号を光信号に変換する手段とを備えるトランシーバである。

次に、電気スイッチ３２の詳細構成について説明する。

電気スイッチ３２は、電気信号をスイッチングするものであり、Ｎ個の電気左ポートＥＬＰ１〜ＥＬＰＮと、Ｎ個の電気右ポートＥＲＰ１〜ＥＲＰＮを有している。電気スイッチ３２を構成する各電気ポート（電気左ポートＥＬＰ１〜ＥＬＰＮ、電気右ポートＥＲＰ１〜ＥＲＰＮ）には、ポート番号が付与されているものとする。この実施形態では、光電気左ポートＥＬＰ１〜ＥＬＰＮのポート番号は、それぞれ１〜Ｎであるものとする。また、電気右ポートＥＲＰ１〜ＥＲＰＮのポート番号は、それぞれ１〜Ｎであるものとする。

そして、電気スイッチ３２を構成する各電気左ポートＥＬＰ及び電気右ポートＥＲＰは、いずれも電気信号を入出力することが可能なポートとなっている。すなわち、各電気ポートは、電気スイッチ３２から電気信号を出力するための出力信号線と、電気スイッチ３２に電気信号を入力するための入力信号線を有している。そして、電気スイッチ３２では、いずれかの電気左ポートＥＬＰから入力された電気信号は、設定に応じた１又は複数の電気右ポートＥＲＰから出力されるように構成されている。また、電気スイッチ３２では、いずれかの電気右ポートＥＲＰから入力された電気信号は、設定に応じた１又は複数の電気左ポートＥＬＰから出力されるように構成されている。

すなわち、電気スイッチ３２は、１つの電気ポートから入力された電気信号を、複数の電気ポートに出力する機能（マルチキャスト）、及び、複数の電気ポートから入力された電気信号を、１つの電気ポートにまとめて出力する機能（時間多重）に対応しているものとする。なお、電気スイッチ３２における、電気ポート間のスイッチング経路は、例えば、制御端末７０からの制御に応じて任意に変更することが可能であるものとする。

そして、電気スイッチ３２の各電気ポート（電気左ポートＥＬＰ１〜ＥＬＰＮ、電気右ポートＥＲＰ１〜ＥＲＰＮ）は、いずれかのトランシーバ（ＯＬＴ用光ＴＲ３３−１〜３３−Ｎ、ＯＮＵ用光ＴＲ３４−１〜３４−Ｍ）の電気ポート（電気信号を送受信するポート）に電気的に接続されている。

電気左ポートＥＬＰ１〜ＥＬＰＮは、それぞれ、ＯＮＵ用光ＴＲ３４−１〜３４−Ｍの電気ポートと接続している。また、電気右ポートＥＲＰ１〜ＥＲＰＮは、それぞれＯＬＴ用光ＴＲ３３−１〜３３−Ｎに接続している。

次に、各ＯＬＴ１０の内部構成について説明する。

ＯＬＴ１０は、既存のアクセス網に用いられているもの（例えばＥＰＯＮやＧＰＯＮ）と、ほぼ同様のものを用いることができる。ただし、この実施形態のＯＬＴ１０では、ＧＥ−ＰＯＮ側で送受信する光信号の中心波長が可変となっている点で、既存のものと異なる。

図３は、ＯＬＴ１０の機能的構成の例について示したブロック図である。この実施形態では、ＯＬＴ１０−１〜１０−Ｎは全て同じ構成となっているものとして説明する。

上述の通り、ＯＬＴ１０としては、ＧＥ−ＰＯＮ側で送受信する光信号の中心波長を可変とすることができれば、その他の構成は図３に示す構成に限定されないものである。また、この実施形態のＯＬＴ１０では、制御端末７０等からの制御に応じて、ＧＥ−ＰＯＮ側で送受信する光信号の中心波長を変更できるものとする。

図３に示すＯＬＴ１０は、信号処理部１１及び光トランシーバ１２を有している。

光トランシーバ１２は、ＧＥ−ＰＯＮ側とのインタフェースであり、光信号中継装置３０を介して、各ＰＯＮブランチ５０を構成するＯＮＵ２０と光信号を送受信するものである。光トランシーバ１２は、ＴＬＤ（Ｔｕｎａｂｌｅ Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ；可変波長光送信器）１２１、ＰＤ（Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ；光受信器）１２２、及びＷＤＭフィルタ１２３を有している。

信号処理部１１は、当該ＯＬＴ１０で送受信するデータを処理したり、ＯＮＵ２０との通信の制御機能等を担っている。

ＷＤＭフィルタ１２３は、光ファイバ（支線光伝送路）と接続して異なる波長の光を合波および分波するものである。この実施形態では、ＷＤＭフィルタ１２３は、下り信号用波長としてλ_１〜λ_２＊Ｎ、上り信号用波長としてλ_１＋ｎ＊λ_ＦＳＲ〜λ_２＊ｎ＋ｎ＊λ_ＦＳＲ（ｎはゼロ以外の整数）を設定するものとする。つまり、ＯＬＴ１０では、上り信号と下り信号にそれぞれ異なる波長帯の光を割り当てているため、ＷＤＭフィルタ１２３を用いることで上り光信号と下り光信号を合波および分波することができる。

ＴＬＤ１２１（可変波長光送信器）は、信号処理部１１等から入力された電気信号を光信号に変換し、ＷＤＭフィルタ１２３を介して当該光信号をＧＥ−ＰＯＮ上に送出する。ＴＬＤ１２１は、中心波長がλ_１〜λ_２＊Ｎのいずれかの波長の光を出力することができるものとする。

ＰＤ１２２（光受信器）は、ＷＤＭフィルタ１２３を介して受信した光信号を電気信号に変換して、信号処理部１１等に供給するものである。

次に、各ＯＮＵ２０の内部構成について説明する。

ＯＮＵ２０は、既存のアクセス網に用いられているもの（例えば、ＧＥ−ＰＯＮ）と、ほぼ同様のものを用いることができる。ただし、この実施形態のＯＮＵ２０では、ＧＥ−ＰＯＮ側で送受信する光信号の中心波長が可変となっている点で、既存のものと異なる。

図４は、ＯＮＵ２０の機能的構成の例について示したブロック図である。この実施形態では、ＯＮＵ２０は全て同じ構成となっているものとして説明する。

上述の通り、ＯＮＵ２０としては、ＧＥ−ＰＯＮ側で送受信する光信号の中心波長を可変とすることができれば、その他の構成は図４に示す構成に限定されないものである。また、この実施形態のＯＮＵ２０では、制御端末７０等からの制御に応じて、ＧＥ−ＰＯＮ側で送受信する光信号の中心波長を変更できるものとする。

図４に示すＯＮＵ２０は、信号処理部２１及び光トランシーバ２２を有している。

光トランシーバ２２は、ＧＥ−ＰＯＮ側とのインタフェースであり、光信号中継装置３０を介して、ＯＬＴ１０と光信号を送受信するものである。光トランシーバ２２は、ＴＬＤ２２１、ＰＤ２２２、及びＷＤＭフィルタ２２３を有している。

信号処理部２１は、当該ＯＮＵ２０で送受信するデータを処理したり、ＯＬＴ１０との通信の制御機能等を担っている。

ＷＤＭフィルタ２２３は、ＯＬＴ１０のＷＤＭフィルタ１２３と同様に、上り光信号と下り光信号で異なる波長の光信号を合波および分波するものである。

ＴＬＤ２２１（可変波長光送信器）は、信号処理部２１等から入力された電気信号を光信号に変換し、ＷＤＭフィルタ２２３を介して当該光信号をＧＥ−ＰＯＮ上に送出する。ＴＬＤ２２１は、中心波長がλ_１＋ｎ＊λ_ＦＳＲ〜λ_２＊ｎ＋ｎ＊λ_ＦＳＲ（ｎはゼロ以外の整数）のいずれかの波長の光を出力することができるものとする。

ＰＤ２２２（光受信器）は、ＷＤＭフィルタ２２３を介して受信した光信号を電気信号に変換して、信号処理部２１等に供給するものである。

（Ａ−２）第１の実施形態の動作
次に、以上のような構成を有する第１の実施形態の光通信ネットワークシステム１の動作を説明する。

上述の通り、光通信ネットワークシステム１では、制御端末７０から、各装置（ＯＬＴ１０、ＯＮＵ２０、光信号中継装置３０）の設定が可能であり、各装置の設定に応じた接続構成（論理的接続構成）で動作が可能である。以下では、光通信ネットワークシステム１を構成する各装置の設定構成について、複数の例を説明する。

なお、以下の説明では、説明を簡易にするために、光信号中継装置３０で、収容するＯＬＴ１０の最大数を表す「Ｎ」、及び、収容するＰＯＮブランチ５０の最大数を表す「Ｍ」が、いずれも「４」に設定されるものとする。また、以下の説明では、ＧＥ−ＰＯＮにおける上り信号と下り信号の波長配置を決定するための上述の係数ｎを「１」に設定するものとする。当然これらの値は一例であり、実際は任意の値で実施可能である。Ｎ＝Ｍ＝４、ｎ＝１とした場合にＡＷＧＲ３１に適用されるルーティングテーブルの内容は、図５のようになる。

（Ａ−２−１）第１の設定構成例
まず、光通信ネットワークシステム１の第１の設定構成例について、図６を用いて説明する。なお、図６では、説明を簡易とするため、設定構成例に関係する装置についてのみ図示し、その他の装置については省略している。

第１の設定構成例では、ＯＬＴ１０としてＯＬＴ１０−１のみが設定対象となっている。また、第１の設定構成例では、ＰＯＮブランチ５０として、４つのＰＯＮブランチ５０−１〜５０−４のみが設定対象となっているものとする。

次に、第１の設定構成例において、ＯＬＴ１０−１から送出される下り信号について説明する。

第１の設定構成例では、ＯＬＴ１０−１から出力される下り信号の中心波長は、λ_５に設定されているものとする。

そして、ＯＬＴ１０−１から出力された光信号は、光ファイバ（支線光伝送路）を通って支線ノード局の光信号中継装置３０に到達し、ＡＷＧＲ３１の光左ポートＯＬＰ１（ポート番号１）に入力される。そして、ＡＷＧＲ３１のルーティングテーブル（図５参照）に基づいて、この下り信号はＡＷＧＲ３１の光右ポートＯＲＰ５より出力され、ＯＬＴ用光ＴＲ３３−１で電気信号に変換される。電気信号に変換された下り信号は電気スイッチ３２の電気右ポートＥＲＰ１に入力される。

ここでは、電気スイッチ３２には、電気右ポートＥＲＰ１から入力された下り電気信号を、電気左ポートＥＬＰ１〜ＥＬＰ４ヘマルチキャストするような経路に設定されているものとする。そうすると、この下り電気信号は、ＯＮＵ用光ＴＲ３４−１〜３４−４に入力され、設定に応じた波長の光信号に変換され、変換された下り光信号はＡＷＧＲ３１に入力される。

そして、ここでは、ＯＮＵ用光ＴＲ３４−１〜３４−４から出力された下り光信号は、それぞれ、ＡＷＧＲ３１の光左ポートＯＬＰ５〜ＯＬＰ８に入力され、ＡＷＧＲ３１の光右ポートＯＲＰ１〜ＯＲＰ４から出力されるように構成されているものとする。すなわち、上述の図５のルーティングテーブルに基づいて、ＯＮＵ用光ＴＲ３４−１〜３４−４から出力される下り光信号の中央波長は、それぞれλ_５、λ_７、λ_１、λ_３に設定されている必要がある。

そして、ＡＷＧＲ３１の光右ポートＯＲＰ１〜ＯＲＰ４から出力される下り光信号は、それぞれ接続されたＰＯＮブランチ５０−１〜５０−４の光ファイバ（アクセス光伝送路）を通じて、当該ＰＯＮブランチ５０を構成するＯＮＵ２０（ＯＮＵ群）に到達する。

次に、第１の設定構成例において、各ＰＯＮブランチ５０を構成するＯＮＵ２０（ＯＮＵ群）から送出される上り信号について説明する。

ここでは、ＰＯＮブランチ５０−１〜５０−４は、それぞれＡＷＧＲ３１の光右ポートＯＲＰ１〜ＯＲＰ４に接続している。そして、ここでは、ＡＷＧＲ３１の光右ポートＯＲＰ１〜ＯＲＰ４に入力された上り光信号は、それぞれ光左ポートＯＬＰ５〜ＯＬＰ８から出力されるように構成されているものとする。すなわち、ここでは、ＰＯＮブランチ５０−１〜５０−４では、それぞれ上り光信号の中心波長として、λ_１３、λ_１５、λ_９、λ_１１に設定されている必要がある。

そして、光左ポートＯＬＰ５〜ＯＬＰ８から出力された上り光信号は、それぞれ、ＯＮＵ用光ＴＲ３４−１〜３４−４に入力されて電気信号に変換される。そして、ＯＮＵ用光ＴＲ３４−１〜３４−４から出力された上り電気信号は、それぞれ電気左ポートＥＬＰ１〜ＥＬＰ４に入力される。

そして、電気スイッチ３２では、電気左ポートＥＬＰ１〜ＥＬＰ４に入力された上り電気信号が、全て電気右ポートＥＲＰ１から出力されるようにスイッチングの設定がなされているものとする。つまり、これら４つの上り電気信号は、電気右ポートＥＲＰ１で、時間的に多重されることになる。これら４つの上り信号（バースト信号）は、ＯＬＴ１０−１によってお互いのバースト信号が時間軸上で重ならないようにタイミング調整されている（例えば、ＭＰＣＰ制御によりコントロールされている）。よって電気スイッチ３２は、上り電気信号について特に遅延調整などを行う必要はない。

そして、電気右ポートＥＲＰ１から出力された上り電気信号（時間的に多重された上り電気信号）は、ＯＮＵ用光ＴＲ３４−１に入力され、光信号に変換される。

そして、ＯＮＵ用光ＴＲ３４−１から出力された上り光信号は、ＡＷＧＲ３１の光右ポートＯＲＰ５に入力される。

そして、ここでは、光右ポートＯＲＰ５に入力された上り光信号が、光左ポートＯＬＰ１から出力されるように構成されているものとする。すなわち、ＯＮＵ用光ＴＲ３４−１から出力される上り光信号の中心波長は、λ_１３に設定されている必要がある。

そして、光左ポートＯＬＰ１から出力された上り光信号は、光ファイバ（支線光伝送路）を通じて、ＯＬＴ１０−１に到達する。

上述のように、光通信ネットワークシステム１では、上り信号下り信号ともに光信号中継装置３０（支線ノード局）でいったん電気信号に変換し、再び光信号に変換する動作（以下、「再生中継」と呼ぶ）が行われている。すなわち、光通信ネットワークシステム１では、伝送により減衰した光信号を再生中継しているため、ロスバジェットを拡大し、伝送路の長距離化及び多分岐化を実現することができる。

（Ａ−２−２）第２の設定構成例
次に、光通信ネットワークシステム１の第２の設定構成例について、図７を用いて説明する。なお、図７では、説明を簡易とするため、設定構成例に関係する装置についてのみ図示し、その他の装置については省略している。

第２の設定構成例では、ＯＬＴ１０として２台のＯＬＴ１０−１、１０−２のみが設定対象となっている。また、第２の設定構成例では、ＰＯＮブランチ５０として、４つのＰＯＮブランチ５０−１〜５０−４のみが設定対象となっているものとする。第２の設定構成例では、ＯＬＴ１０−１の配下には、ＰＯＮブランチ５０−１のみが収容され、ＯＬＴ１０−２の配下には、ＰＯＮブランチ５０−２〜５０−４が収容されるものとする。

次に、第２の設定構成例において、ＯＬＴ１０−１、１０−２から送出される下り信号について説明する。

ＯＬＴ１０−１、１０−２から出力された下り光信号は、光ファイバ（支線光通信路）を介して、それぞれＡＷＧＲ３１の光左ポートＯＬＰ１、ＯＬＰ２に入力され、光右ポートＯＲＰ５、ＯＲＰ６から出力されるように構成されているものとする。

すなわち、ＯＬＴ１０−１、１０−２から出力される下り光信号の中心波長は、それぞれλ_５、λ_７に設定されている必要がある。

そして、光右ポートＯＲＰ５、ＯＲＰ６から出力された下り光信号は、それぞれＯＬＴ用光ＴＲ３３−１、３３−２に入力されて電気信号に変換される。そして、ＯＬＴ用光ＴＲ３３−１、３３−２から出力された電気下り信号は、それぞれ電気右ポートＥＲＰ１、ＥＲＰ２に入力される。

電気スイッチ３２では、電気右ポートＥＲＰ１に入力された下り電気信号は、電気左ポートＥＬＰ１から出力されるようにスイッチング設定がなされているものとする。そして、電気左ポートＥＬＰ１から出力された下り電気信号は、第１の設定構成例の場合と同様に、ＯＮＵ用光ＴＲ３４−１で光信号に変換され、ＡＷＧＲ３１（光右ポートＯＲＰ１）を介して、ＰＯＮブランチ５０−１の光ファイバ（アクセス光伝送路）を通じ、当該ＰＯＮブランチ５０−１を構成するＯＮＵ２０（ＯＮＵ群）に到達する。

一方、電気スイッチ３２では、電気右ポートＥＲＰ２に入力された下り電気信号は、電気右ポートＥＲＰ２〜ＥＲＰ４ヘマルチキャストするような経路に設定されているものとする。そして、電気左ポートＥＬＰ２〜ＥＬＰ３から出力された下り電気信号は、第１の設定構成例の場合と同様に、ＯＮＵ用光ＴＲ３４−２〜３４−４で光信号に変換され、ＡＷＧＲ３１（光右ポートＯＲＰ２〜ＯＲＰ４）を介して、ＰＯＮブランチ５０−２〜５０−４の光ファイバ（アクセス光伝送路）を通じ、それぞれのＰＯＮブランチ５０を構成するＯＮＵ２０（ＯＮＵ群）に到達する。

次に、第２の設定構成例において、各ＰＯＮブランチ５０を構成するＯＮＵ２０（ＯＮＵ群）から送出される上り信号について説明する。

各ＰＯＮブランチ５０−１〜５０−４が送出する上り光信号は、第１の設定構成例と同様に、ＰＯＮブランチ５０−１〜５０−４の光ファイバ（アクセス光伝送路）を通じて、それぞれ光右ポートＯＲＰ１〜ＯＲＰ４に入力されて、光左ポートＯＬＰ５〜ＯＬＰ８から出力され、ＯＮＵ用光ＴＲ３４−１〜３４−４に入力されて、電気信号に変換される。そして、ＯＮＵ用光ＴＲ３４−１〜３４−４から出力される上り電気信号は、それぞれ電気左ポートＥＬＰ１〜ＥＬＰ４に入力される。

そして、電気スイッチ３２では、電気左ポートＥＬＰ１に入力された上り電気信号が、電気右ポートＥＲＰ１から出力されるようにスイッチングの設定がなされているものとする。そして、ここでは、電気右ポートＥＲＰ１から出力された上り電気信号が、ＯＬＴ用光ＴＲ３３−１により光信号に変換されて、光右ポートＯＲＰ５に入力され、光左ポートＯＬＰ１から出力されるように構成されているものとする。なわち、ＯＮＵ用光ＴＲ３４−１から出力される上り光信号の中心波長は、λ_１３に設定されている必要がある。

一方、電気スイッチ３２では、電気左ポートＥＬＰ２〜ＥＬＰ４に入力された上り電気信号が、全て電気右ポートＥＲＰ２から出力されるようにスイッチングの設定がなされているものとする。そして、ここでは、電気右ポートＥＲＰ２から出力された上り電気信号が、ＯＬＴ用光ＴＲ３３−２により光信号に変換されて、光右ポートＯＲＰ６に入力され、光左ポートＯＬＰ２から出力されるように構成されているものとする。なわち、ＯＮＵ用光ＴＲ３４−２から出力される上り光信号の中心波長は、λ_１５に設定されている必要がある。

以上より、第２の設定構成例では、４つのＰＯＮブランチ５０に対して、適用するＯＬＴ１０の数を１つから２つに増やしているので、ＰＯＮの通信帯域が（第１の設定構成例）２倍に増強されている。すなわち、ＯＬＴ１０を幹線ノード局に追加するだけで、ＰＯＮの通信帯域を増強することができる。また光信号中継装置３０の設定を変更すれば、それぞれのＰＯＮブランチ５０の収容先のＯＬＴ１０を容易に変更可能であることは自明である。したがって、光通信ネットワークシステム１では、ＯＬＴ１０を追加することでＧＥ−ＰＯＮの通信帯域を容易に増減させ、通信帯域の需要変化に応じていつでも最適な設備投資を行うことができる。

また、光通信ネットワークシステム１では、それぞれのＯＬＴ１０がどのＰＯＮブランチ５０（ＯＮＵ群）と通信するかを柔軟に決定できるので、ＰＯＮブランチ５０（ＯＮＵ群）ごとに通信品質を設定することができる。

（Ａ−２−３）第３の設定構成例
次に、光通信ネットワークシステム１の第３の設定構成例について、図８を用いて説明する。なお、図８では、説明を簡易とするため、設定構成例に関係する装置についてのみ図示し、その他の装置については省略している。

第３の設定構成例では、第２の設定構成例と同様に、２台のＯＬＴ１０−１、１０−２、及び４つのＰＯＮブランチ５０−１〜５０−４のみが設定対象となっているものとする。第３の設定構成例では、第２の設定構成例と同様に、ＯＬＴ１０−１の配下にＰＯＮブランチ５０−１のみが収容され、ＯＬＴ１０−２の配下にＰＯＮブランチ５０−２〜５０−４が収容されるものとする。

第３の設定構成例では、ＯＬＴ１０−１の配下（ＰＯＮブランチ５０−１）の設定構成のみが、第２の設定構成例と異なっている。具体的には、第３の設定構成例では、ＯＬＴ１０−１とＰＯＮブランチ５０−１との間の光信号について、光信号中継装置３０において電気スイッチ３２を中継せずに、光信号のまま転送する設定（以下、「光カットスルー」と呼ぶ）となっている。したがって、第３の設定構成例では、ＯＬＴ１０−２の配下（ＰＯＮブランチ５０−２〜５０−４）の設定は第２の設定構成例と同様であるので説明を省略する。

次に、第３の設定構成例において、ＯＬＴ１０−１から送出される下り信号について説明する。

ＯＬＴ１０−１から出力された下り光信号は、光ファイバ（支線光通信路）を介して、ＡＷＧＲ３１の光左ポートＯＬＰ１に入力される。第３の設定構成例では、光左ポートＯＬＰ１から入力された光下り信号が、そのまま光右ポートＯＲＰ１から出力される光カットスルーの構成となっているものとする。具体的には、ＯＬＴ１０−１から出力される下り光信号の中心波長をλ_１に設定することにより、光左ポートＯＬＰ１から入力された光下り信号が、そのまま光右ポートＯＲＰ１から出力されることになる。そして、光右ポートＯＲＰ１から出力された下り光信号は、ＰＯＮブランチ５０−１の光ファイバ（アクセス光伝送路）を通じ、当該ＰＯＮブランチ５０−１を構成するＯＮＵ２０（ＯＮＵ群）に到達する。

次に、第３の設定構成例において、ＰＯＮブランチ５０−１を構成するＯＮＵ２０（ＯＮＵ群）から送出される上り信号について説明する。

ＰＯＮブランチ５０−１を構成するＯＮＵ２０（ＯＮＵ群）から出力された上り光信号は、光ファイバ（アクセス光伝送路）を通じて、光右ポートＯＲＰ１に入力される。そして、第３の設定構成例では、光右ポートＯＲＰ１から入力された光上り信号が、そのまま光左ポートＯＬＰ１から出力される光カットスルーの構成となっているものとする。具体的には、ＰＯＮブランチ５０−１を構成する各ＯＮＵ２０から出力される上り光信号の中心波長をλ_９に設定することにより、光右ポートＯＲＰ１から入力された光下り信号が、そのまま光左ポートＯＬＰ１から出力されることになる。

そして光左ポートＯＬＰ１から出力された上り光信号は光ファイバ（支線光伝送路）を通じ、ＯＬＴ１０−１に到達する。

上述の通り、光通信ネットワークシステム１では、ロス（光信号の減衰や分散等）が少ないＰＯＮブランチ５０に対する光信号については、光信号中継装置３０において再生中継処理を行う必要がないため、光カットスルーを行う設定とすることにより、光信号中継装置３０において処理する信号の数を低減し、消費電力の低減等の効果を奏することができる。

（Ａ−２−４）第４の設定構成例
第４の設定構成例では、光通信ネットワークシステム１において、障害が発生した場合に、各装置の設定変更で障害復旧するプロセスについて説明する。以下では、例として、上述の第３の設定構成例の設定状態（上述の図７に示す状態）で、障害が発生した箇所に応じて、どのような設定変更を行って障害復旧を行うプロセスについて、障害発生箇所ごとに場合分けして説明する。

[ＯＬＴ１０又は支線系光通信路で障害発生した場合]
まず、上述の第３の設定構成例の設定状態で、ＯＬＴ１０−２またはＯＬＴ１０−２と光信号中継装置３０（支線ノード局）を結ぶ光ファイバ（支線系光通信路）に障害が発生した場合について説明する。この場合、そのままでは、ＰＯＮブランチ５０−２〜５０−４のＯＮＵ２０（ＯＮＵ群）は、上位側と通信不能の状態となる。しかし、各装置の設定変更を行うことにより、ＰＯＮブランチ５０−２〜５０−４についてもＯＬＴ１０−１に収容することにより障害復旧を行うことができる。すなわち、光通信ネットワークシステム１を構成する各装置を、上述の第１の設定構成例と同様の設定に変更することにより障害復旧を行うことができることになる。以下では、上り信号と下り信号に分けて障害復旧を行うプロセスの詳細について説明する。

まず、ＯＬＴ１０−２またはＯＬＴ１０−２と光信号中継装置３０（支線ノード局）を結ぶ光ファイバ（支線系光通信路）に障害が発生したことが検知（例えば、ＧＥ−ＰＯＮの監視装置等により検知）されたものとする。

そして、まず、光通信ネットワークシステム１の各装置について、下り信号に関する復旧を行うための設定変更が行われたものとする。具体的には、まず、ＯＬＴ１０−１の出力する下り光信号の中心波長をλ_５に切り替える必要がある。そうすることでＯＬＴ１０−１の下り信号は、光左ポートＯＬＰ１から光右ポートＯＲＰ５へ出力され、ＯＬＴ用光ＴＲ３３−１に入力される経路に切り替わる。また、電気スイッチ３２についても、第１の設定構成例と同様に、電気右ポートＥＲＰ１に入力された下り電気信号が、電気左ポートＥＬＰ１〜ＥＬＰ４の全てのポートにマルチキャストされるように設定変更する必要がある。以上のように、光通信ネットワークシステム１の各装置について、第１の設定構成例と同様の設定に変更することにより、ＯＬＴ１０−１から送出される下り信号は、ＰＯＮブランチ５０−１〜５０−４の全てのＯＮＵ２０へ到達することになる。

そして、光通信ネットワークシステム１の各装置について、上り信号に関する復旧を行うための設定変更も行われたものとする。具体的には、まず、ＰＯＮブランチ５０−１を構成するＯＮＵ２０が送出する上り光信号の中心波長について、全てλ_１３に設定変更する必要がある。これにより、ＰＯＮブランチ５０−１から光右ポートＯＲＰ１に入力される上り光信号は、光左ポートＯＬＰ５から出力されることになる。また、電気スイッチ３２についても、第１の設定構成例と同様に、電気左ポートＥＬＰ１〜ＥＬＰ４に入力された下り電気信号が、全て電気右ポートＥＲＰ１から出力されるように設定変更する必要がある。以上のように、光通信ネットワークシステム１の各装置について、第１の設定構成例と同様の設定に変更することにより、ＰＯＮブランチ５０−１〜５０−４のＯＮＵ２０から送出される上り信号は、全てＯＬＴ１０−１へ到達することになる。

上述の第３の設定構成例の設定状態で、ＯＬＴ１０またはＯＬＴ１０と光信号中継装置３０（支線ノード局）を結ぶ光ファイバ（支線系光通信路）に障害が発生した場合には、以上のような設定変更で、全てのＯＮＵ２０に関する通信が復旧する。

[光信号中継装置３０のＯＬＴ用光ＴＲ３３で障害発生した場合]
次に、上述の第３の設定構成例の設定状態で、光信号中継装置３０を構成するＯＬＴ用光ＴＲ３３−２で障害が発生した場合について説明する。この場合、そのままでは、ＰＯＮブランチ５０−２〜５０−４のＯＮＵ２０（ＯＮＵ群）は、上位側と通信不能の状態となる。このような場合、ＯＬＴ１０−２には、ＯＬＴ用光ＴＲ３３−２へ接続させる代わりに、他の未使用のＯＬＴ用光ＴＲ３３を代用するようにすれば復旧できる。例えば、ここでは、未使用のＯＬＴ用光ＴＲ３３−１を、ＯＬＴ１０−２に接続させるものとする。以下では、上り信号と下り信号に分けて障害復旧を行うプロセスの詳細について説明する。

まず、光信号中継装置３０を構成するＯＬＴ用光ＴＲ３３−２に障害が発生したことが検知（例えば、ＧＥ−ＰＯＮの監視装置等により検知）されたものとする。

そして、まず、光通信ネットワークシステム１の各装置について、下り信号に関する復旧を行うための設定変更が行われたものとする。具体的には、ＯＬＴ１０−２の出力する下り信号の中心波長をλ_６に切り替えるものとする。そうすることで、ＯＬＴ１０−２の下り信号は支線ノード局内でＯＬＴ用光ＴＲ３３−１に到達する経路に切り替わる。また、電気スイッチ３２についても、ＯＬＴ用光ＴＲ３３−１から電気右ポートＥＲＰ１に入力された電気信号が、電気左ポートＥＬＰ２〜ＥＬＰ４へマルチキャストするように設定変更を行う必要がある。以上のように、光通信ネットワークシステム１の各装置について、設定に変更することにより、ＯＬＴ１０−２から送出される下り信号は、ＰＯＮブランチ５０−２〜５０−４の全てのＯＮＵ２０へ到達することになる。

そして、光通信ネットワークシステム１の各装置について、上り信号に関する復旧を行うための設定変更も行われたものとする。ＰＯＮブランチ５０−２〜５０−４のＯＮＵ２０に対する設定変更は必要ない。そして、ＰＯＮブランチ５０−２〜５０−４からの上り信号は、光右ポートＯＲＰ２〜ＯＲＰ４、光左ポートＯＬＰ６〜ＯＬＰ８を経て、電気左ポートＥＬＰ２〜ＥＬＰ４に入力される。そのため、電気スイッチ３２については、電気左ポートＥＬＰ２〜ＥＬＰ４から入力される上り電気信号について、全て、電気右ポートＥＲＰ−１から出力されるように設定変更する必要がある。そして、電気右ポートＥＲＰ−１から出力される上り電気信号は、ＯＬＴ用光ＴＲ３３−１に入力されて光信号に変換され、光右ポートＯＲＰ５に入力されることになる。この場合、光右ポートＯＲＰ５に入力された上り光信号は、光左ポートＯＬＰ２から出力して、ＯＬＴ１０−２に到達させる必要がある。したがって、ＯＬＴ用光ＴＲ３３−１が出力する上り光信号の中心波長をλ_１４に設定する必要がある。以上のように、光通信ネットワークシステム１の各装置について変更することにより、ＰＯＮブランチ５０−２〜５０−４のＯＮＵ２０から送出される上り信号は、全てＯＬＴ１０−２へ到達することになる。

上述の第３の設定構成例の設定状態で、光信号中継装置３０を構成するＯＬＴ用光ＴＲ３３で障害が発生した場合には、例えば以上のような設定変更で、全てのＯＮＵ２０に関する通信が復旧する。

[光信号中継装置３０のＯＮＵ用光ＴＲ３４で障害発生した場合]
次に、上述の第３の設定構成例の設定状態で、光信号中継装置３０を構成するＯＮＵ用光ＴＲ３４で障害が発生した場合について説明する。以下では、ＯＮＵ用光ＴＲ３４−２に障害が発生した場合について説明する。この場合、そのままでは、ＰＯＮブランチ５０−２のＯＮＵ２０（ＯＮＵ群）は、上位側と通信不能の状態となる。このような場合、ＰＯＮブランチ５０−２には、ＯＮＵ用光ＴＲ３４−２へ接続させる代わりに、他の未使用のＯＬＴ用光ＴＲ３３を代用するようにすれば復旧できる。例えば、ここでは、未使用のＯＮＵ用光ＴＲ３４−１を、ＰＯＮブランチ５０−２に接続させるものとする。以下では、上り信号と下り信号に分けて障害復旧を行うプロセスの詳細について説明する。

まず、光信号中継装置３０を構成するＯＮＵ用光ＴＲ３４−２に障害が発生したことが検知（例えば、ＧＥ−ＰＯＮの監視装置等により検知）されたものとする。

そして、まず、光通信ネットワークシステム１の各装置について、下り信号に関する復旧を行うための設定変更が行われたものとする。ここでは、ＯＬＴ１０−２の出力する下り光信号の中心波長については変更せず、光左ポートＯＬＰ２、光右ポートＯＲＰ６を経て、ＯＬＴ用光ＴＲ３３−２に入力されるものとする。そして、電気スイッチ３２については、ＯＬＴ用光ＴＲ３３−２から電気右ポートＥＲＰ２に入力された電気信号が、電気左ポートＥＬＰ１、ＥＬＰ３、ＥＬＰ４へマルチキャストするように設定変更（変更前は、電気左ポートＥＬＰ２〜ＥＬＰ４へマルチキャスト）を行う必要がある。そして、電気左ポートＥＬＰ１、ＥＬＰ３、ＥＬＰ４から出力された電気下り信号は、それぞれ、ＯＮＵ用光ＴＲ３４−１、３４−３、３４−４に入力されることになる。なお、ＯＮＵ用光ＴＲ３４−３、３４−４に入力される下り電気信号については、特に障害が発生しておらず、設定変更を行わないため説明を省略する。そして、ＯＮＵ用光ＴＲ３４−１に入力された下り電気信号は、光信号に変換されて、光左ポートＯＬＰ５に入力される。ここでは、光左ポートＯＬＰ５に入力された光下り信号が、光右ポートＯＲＰ２から出力され、ＰＯＮブランチ５０−２に到達する必要がある。したがって、ＯＮＵ用光ＴＲ３４−１から出力される光下り信号の中心波長は、λ_６に設定変更する必要がある。以上のように、光通信ネットワークシステム１の各装置について、設定に変更することにより、ＯＬＴ１０−２から送出される下り信号は、ＰＯＮブランチ５０−２のＯＮＵ２０へ到達することになる。

次に、光通信ネットワークシステム１の各装置について、上り信号に関する復旧を行うための設定変更も行われたものとする。ここでは、ＰＯＮブランチ５０−２のＯＮＵ２０から出力された上り光信号は、光右ポートＯＲＰ２に入力され、光左ポートＯＬＰ５から出力される必要がある。したがって、ＰＯＮブランチ５０−２のＯＮＵ２０から出力される光上り信号の中心波長は、λ_１４に設定変更する必要がある。そうすることで、ＰＯＮブランチ５０−２のＯＮＵ２０から出力される上り信号は、ＯＮＵ用光ＴＲ３４−１に入力されて電気信号に変換され、電気左ポートＥＬＰ１に入力されることになる。そして、電気スイッチ３２については、電気左ポートＥＬＰ１、ＥＬＰ３、ＥＬＰ４に入力された上り電気信号が、電気右ポートＥＲＰ２から出力されるように設定変更を行う必要がある。以上のように、光通信ネットワークシステム１の各装置について変更することにより、ＰＯＮブランチ５０−２から送出される上り信号は、ＯＬＴ１０−２へ到達することになる。

上述の第３の設定構成例の設定状態で、光信号中継装置３０を構成するＯＮＵ用光ＴＲ３４で障害が発生した場合には、例えば以上のような設定変更で、全てのＯＮＵ２０に関する通信が復旧する。

上述の通り、光通信ネットワークシステム１では、ＯＬＴ１０以下のネットワークの各所で障害が発生した場合でも、各装置に対して設定変更を行うだけで、障害箇所を迂回する経路を用いて通信を復旧させることができる。

（Ａ−３）第１の実施形態の効果
第１の実施形態によれば、以下のような効果を奏することができる。

以上のように、第１の実施形態の光通信ネットワークシステム１では、ＧＥ−ＰＯＮのロスバジェットを拡大し、ＧＥ−ＰＯＮの長距離化かつ多分岐化を実現することができる。

光通信ネットワークシステム１では、例えば、第２の設定構成例のように各装置を設定することにより、需要に応じてＧＥ−ＰＯＮの通信帯域を増強することができる。

また、光通信ネットワークシステム１では、例えば、第３の設定構成例にように各装置を設定すると、ＰＯＮブランチ５０ごとに光カットスルー動作又は再生中継動作を選択することができるので、光信号中継装置３０における電力消費の低減等の効果を奏することができる。

さらに、光通信ネットワークシステム１では、例えば、第４の設定構成例のように通信障害が発生したときに、各装置の設定変更だけで、障害箇所を迂回する経路を用いて容易に復旧させることができる。

（Ｂ）第２の実施形態
以下、本発明による光信号中継装置、及び光通信ネットワークシステムの第２の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。

図９は、第２の実施形態の光通信ネットワークシステム１Ａの全体構成について示したブロック図であり、上述の図１と同一又は対応する部分には、同一又は対応する符号を付している。

以下では、第２の実施形態について、第１の実施形態との差異のみを説明する。

光通信ネットワークシステム１Ａでは、幹線ノード局に、４台のＯＬＴ１０−１〜１０−４が設置されている。

そして、ＯＬＴ１０−１〜１０−４は、それぞれＡＷＧＲ３１の光左ポートＯＬＰ１〜ＯＬＰ４と接続される点は第１の実施形態と同様であるが、第２の実施形態では、図９に示すように、ＯＬＴ１０−１〜１０−４とＡＷＧＲ３１との間に、光合分波器８０、９０が挿入されている。

光合分波器８０は幹線ノード局内に設置されており、ＯＬＴ１０−１〜１０−４と接続されている。一方、光合分波器９０は、ＡＷＧＲ３１の光左ポートＯＬＰ１〜ＯＬＰ４と接続されている。そして、光合分波器８０と光合分波器９０との間は１本の光ファイバ（支線光伝送路）で接続されている。すなわち、第１の実施形態では、ＯＬＴ１０の台数分、光信号中継装置３０（支線ノード局）と接続するための光ファイバ（支線光伝送路）を確保する必要があるが、第２の実施形態では、光合分波器８０、９０を挿入することにより、必要な光ファイバ（支線光伝送路）の本数を低減している。

光合分波器８０には、４つのＯＬＴ１０−１〜１０−４のそれぞれと接続するための４つの親局側光ポート８１−１〜８１−４と、光信号中継装置３０（支線ノード局）側の光ファイバ（視線光伝送路）と接続するための伝送路側光ポート８２とを備えている。なお、親局側光ポート８１−１〜８１−４のポート番号としては、それぞれ１〜４が付与されているものとする。

また、光合分波器９０にもＡＷＧＲ３１の４つの光左ポートＯＬＰ１〜ＯＬＰ４に接続するための４つの中継装置側光ポート９１−１〜９１−４と幹線ノード局側（光信号中継装置３０）と接続するための伝送路側光ポート９２とを備えている。なお、中継装置側光ポート９１−１〜９１−４のポート番号としては、それぞれ１〜４が付与されているものとする。

それぞれの、光合分波器８０、９０の特性については限定されないものであるが、この実施形態では、ＡＷＧＲ３１と同様に透過特性に周回性を持つ光波長フィルタが適用されているものとする。

この実施形態の光合分波器８０、９０では、ポート番号が隣り合う光ポート（親局側光ポート８１又は中継装置側光ポート９１）間で、対応する波長間隔（Δλ）は、ＡＷＧＲ３１と同様であるものとする。

この実施形態では、例えば、光合分波器８０の親局側光ポート８１−１と中継装置側光ポート９１−１との間では、中心波長がλ_{１＋４＊ｍ}（すなわち、λ_１、λ_５、λ_９、λ_１３）の光信号のみ通過可能な構成となっているものとする。また、例えば、光合分波器８０の親局側光ポート８１−１と中継装置側光ポート９１−１との間では、中心波長がλ_{２＋４＊ｍ}（すなわち、λ_２、λ_６、λ_１０、λ_１４）の光信号のみ通過可能な構成となっているものとする。すなわち、光合分波器８０、９０では、フリースペクトラムレンジがＡＷＧＲ３１のフリースペクトラムレンジ（λ_ＦＳＲ）の２分の１に設定されていると言える。

上述の通り、光合分波器８０、９０を挿入することにより、ＯＬＴ１０の入出力信号に用いられる波長に制約が課せられるが、そのような制約下においても、光信号中継装置３０（支線ノード局）で光カットスルーもしくは再生中継する選択を、ＯＬＴ１０の送信波長によって選択できるという利点は失われない。以下に、その理由について説明する。

上述の通り、ＯＬＴ１０−１で送受信に用いることが可能な光信号の中心波長は、λ_１、λ_５、λ_９、λ_１３の波長のみである。ＯＬＴ１０−１において、ＡＷＧＲ３１のルーティングの設定上、下り光信号の送信に用いることができる波長は、このうちλ_１とλ_５となる。ＯＬＴ１０−１が出力する下り光信号としてλ_１を選択すると、ＡＷＧＲ３１では、光左ポートＯＬＰ１から入力された下り光信号が、そのまま光右ポートＯＲＰ１に出力される光カットスルー動作となる。一方、ＯＬＴ１０−１が出力する下り光信号としてλ_５を選択すると、ＡＷＧＲ３１では、光左ポートＯＬＰ１から入力された下り光信号が、光右ポートＯＲＰ５に出力され再生中継動作となる。ＯＬＴ１０−１への上り信号についても同様に、λ_９が光右ポートＯＲＰ１に入力された場合には、そのまま光左ポートＯＬＰ１に出力される光カットスルー動作となり、λ_１３が光右ポートＯＲＰ１に入力された場合には、光左ポートＯＬＰ５に出力され再生中継動作となる。

このように、この実施形態では、各ＯＬＴ１０では、上り光信号、下り光信号のそれぞれに用いることができる波長は２種類に限定されるが、そのうちどちらかが光カットスルー動作、もう片方が再生中継動作となる。したがって、この実施形態では、各ＯＬＴ１０において、出力波長を２つの波長から選択することにより、カットスルー動作又は再生中継動作の切替を行うことが可能である。なお、他のＯＬＴ１０−２〜１０−４についても同様のことが言えるため、説明を省略する。

上述のように、光合分波器８０、９０で、フリースペクトラムレンジをＡＷＧＲ３１のフリースペクトラムレンジ（λ_ＦＳＲ）の２分の１に設定することにより、光合分波器８０、９０を挿入した環境でも、各ＯＬＴ１０と各ＰＯＮブランチ５０（各ＯＮＵ２０）との間の通信が可能となる。

（Ｃ）他の実施形態
本発明は、上記の各実施形態に限定されるものではなく、以下に例示するような変形実施形態も挙げることができる。

（Ｃ−１）上記の各実施形態では、光通信ネットワークシステム１を構成する各装置は、ＧＥ−ＰＯＮ（ＩＥＥＥ８０２．３ａｈ）の技術を利用した構成となっている旨説明したが、その他のＰＯＮの技術を利用して構築するようにしても良い。

（Ｃ−２）上記の各実施形態では、光信号中継装置を一つの装置として説明しているが、各構成要素の分け方については限定されないものである。例えば、光信号中継装置の各構成要素について全て別個の筐体（シャーシ）で構成するようにしてもよいし、一部又は全部の構成要素の機能をまとめた筐体（シャーシ）を用いて構成するようにしてもよい。

（Ｃ−３）上記の各実施形態では、光信号中継装置を構成する光波長ルーティング手段は、１つのＡＷＧＲを用いて構成されているが、光波長ルーティング手段を実現する具体的な構成は限定されないものであり、例えば、複数の光波長ルータやＡＷＧＲ等を組み合わせて構成するようにしてもよい。

また、上記の各実施形態では、光信号中継装置を構成する電気信号交換手段は、１つの電気スイッチを用いて構成されているが、電気信号交換手段を実現する具体的な構成は限定されないものであり、例えば、複数の電気スイッチ等を組み合わせて構成するようにしてもよい。

１…光通信ネットワークシステム、３０…光信号中継装置、２０…ＯＮＵ、２１…信号処理部、２２…光トランシーバ、２２１…ＴＬＤ、２２２…ＰＤ、２２３…ＷＤＭフィルタ、１０…ＯＬＴ、１１…信号処理部、１２…光トランシーバ、１２１…ＴＬＤ、１２２…ＰＤ、１２３…ＷＤＭフィルタ、１０−１〜１０−Ｎ…ＯＬＴ、４０…光スプリッタ、５０、５０−１〜５０−Ｎ…ＰＯＮブランチ、６０…コア系伝送装置、７０…制御端末、３１…ＡＷＧＲ、ＯＬＰ、ＯＬＰ１〜ＯＬＰＮ…光左ポート、ＯＲＰ、ＯＲＰ１〜ＯＲＰ４…光右ポート、３２…電気スイッチ、ＥＬＰ、ＥＬＰ１〜ＥＬＰＮ…電気左ポート、ＥＲＰ、ＥＲＰ１〜ＥＲＰＮ…電気右ポート、３３、３３−１〜３３−Ｎ…ＯＬＴ用光ＴＲ、３４、３４−１〜３４−Ｍ…ＯＮＵ用光ＴＲ。

Claims (10)

1. １又は複数の親局通信装置と、分岐された光伝送路と当該光伝送路の分岐先に接続された１又は複数の子局通信装置とを有する１又は複数の光アクセス網との間の光信号を中継する光信号中継装置において、
   光信号を送受信する光通信ポートを複数有し、いずれかの光通信ポートに入力された光信号を、当該光信号の波長に応じた他の光通信ポートから出力するものであって、複数の光通信ポートは、それぞれの上記親局通信装置と接続するための光通信ポートを含む第１のグループと、それぞれの上記光アクセス網の光伝送路と接続するための光通信ポートを含む第２のグループと、上記第１の通信ポートグループの光通信ポートと光信号を送受信するための光通信ポートを含む第３のグループと、上記第２のグループの光通信ポートと光信号を送受信するための光通信ポートを含む第４のグループとに分けられている光波長ルーティング手段と、
   電気信号を送受信する電気通信ポートを複数有し、いずれかの電気通信ポートに入力された電気信号を、設定に応じて他の電気通信ポートから出力する電気信号交換手段と、
   上記第３のグループに所属するそれぞれの光通信ポートと、上記電気信号交換手段の電気通信ポートとの間で、電気信号と光信号との間の変換処理を行う第１の信号変換手段と、
   上記第４のグループに所属するそれぞれの光通信ポートと、上記電気信号交換手段の電気通信ポートとの間で、電気信号と光信号との間の変換処理を行う第２の信号変換手段と
   を備えることを特徴とする光信号中継装置。
2. 上記光波長ルーティング手段は、周回性の光波長フィルタを有する光波長ルータを用いて構成されていることを特徴とする請求項１に記載の光信号中継装置。
3. 上記第１の信号変換手段及び上記第２の信号変換手段は、光信号を光通信ポートに供給する際に、光通信ポートごとに設定に応じた波長の光信号を供給することが可能であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光信号中継装置。
4. １又は複数の親局通信装置と、分岐された光伝送路と当該光伝送路の分岐先に接続された１又は複数の子局通信装置とを有する１又は複数の光アクセス網と、上記親局通信装置と上記光アクセス網との間の光信号を中継する光信号中継装置とを備える光通信ネットワークシステムにおいて、
   上記光信号中継装置として請求項１に記載の光信号中継装置を適用したこと
   を特徴とする光通信ネットワークシステム。
5. それぞれの上記親局通信装置は、設定に応じた波長の光信号を出力することを特徴とする請求項４に記載の光通信ネットワークシステム。
6. それぞれの上記光アクセス網を構成する上記子局通信装置は、設定に応じた波長の光信号を出力することを特徴とする請求項４又は５に記載の光通信ネットワークシステム。
7. それぞれの上記親局通信装置は、設定に応じた波長の光信号を出力し、
   それぞれの上記光アクセス網を構成する上記子局通信装置は、設定に応じた波長の光信号を出力し、
   上記光波長ルーティング手段で、上記第１のグループの光通信ポートと上記第２のグループの光通信ポートとの間で直接ルーティングされるように、一部又は全部の上記親局通信装置、及び、一部又は全部の上記アクセス網に所属する子局通信装置の出力する光信号の波長が設定されていることを特徴とする請求項４に記載の光通信ネットワークシステム。
8. 複数の上記親局通信装置に接続された光伝送路の光信号を合分波する親局側光合分波器と、複数の上記光波長ルーティング手段の第１のグループに所属する光通信ポートに接続された光伝送路の光信号を合分波する中継装置側光合分波器とをさらに備え、上記親局側光合分波器と上記中継装置側光合分波器との間は光伝送路により接続されていることを特徴とする請求項４〜７のいずれかに記載の光通信ネットワークシステム。
9. 上記光波長ルーティング手段は、周回性の光波長フィルタを有する光波長ルータを用いて構成されており、
   上記親局側光合分波器及び上記中継装置側光合分波器は、周回性の光波長フィルタを用いて構成されている
   ことを特徴とする請求項８に記載の光通信ネットワークシステム。
10. 上記親局側光合分波器と上記中継装置側光合分波器を構成する光波長フィルタのフリースペクトラムレンジは、上記光波長ルーティング手段を構成する光波長フィルタのフリースペクトラムレンジの半分であること特徴とする請求項９に記載の光通信ネットワークシステム。
    

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