JP2599823B2 - 光通信方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、光通信方法に関する
ものであり、特に光の波長多重通信を行なうための方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より光の波長多重通信に用いるシス
テムとして光伝送路をスター状に形成したものが提案さ
れている（例えば文献：ＩＥＥＥ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａ
ｔｉ−ｏｎｓ Ｍａｇａｚｉｎｅ（アイイーイーイー
コミュニケーションズ マガジン） １９８９年１２月
ｐ．１７参照）。このシステムの基本的な構成は、光
伝送路主路の一端に情報源を接続し及び他端に分岐を設
け、この他端から放射状に伸びる複数の光伝送路分岐路
を形成し、これら分岐路にそれぞれ端末装置を接続した
構成である。通信システムの加入者は各加入者毎に割当
てられた波長の信号光を送受し必要な情報の提供を受け
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
スター状の通信システムは光伝送路分岐路の形成に用い
る光ファイバの分量が多くなるという問題点があった。
また波長多重の光通信では情報の機密性を保持するた
め、或いは光の波長多重度を高めるため通信システムを
流れる各信号光の波長がそれぞれ予め定められた特定波
長に固定されていることが望まれる。しかしながら上述
したスター状の通信システムでは信号光の波長の変動を
小さくすることが難しいという問題点があった。

【０００４】この発明の目的は、上述した従来の問題点
を解決するため、ループ状の光伝送路に標準光及び信号
光を流し標準光の波長に信号光の波長を同調させるよう
にした光通信方法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この目的の達成を図るた
め、この発明の光通信方法は、標準光を発生する標準光
発生器と、標準光及び信号光を伝送するループ状の光伝
送路と、光伝送路上にそれぞれ設けられ標準光の波長に
等しい波長の信号光をそれぞれ出力する光交換局及び複
数の光ノードとを備える光通信装置を用いた光通信方法
において、信号光及び標準光を同一の光伝送路で伝送
し、信号光の伝送方向をループの順回り方向とし、か
つ、標準光の伝送方向をループの逆回り方向としたこと
を特徴とする。

【０００６】

【作用】このような方法によれば、信号光の伝送方向を
ループの順回り方向及び標準光の伝送方向をループの逆
回り方向としているので、信号光及び標準光を同一の光
伝送路で伝送するようにしても、これら信号光及び標準
光をこれらの伝送方向により容易に区別することができ
る。

【０００７】また光交換局及び光ノードは、信号光の波
長を標準光の波長に等しくするように制御するので、光
通信に用いる信号光の波長の変動を非常に小さくするこ
とが出来る。

【０００８】

【実施例】以下、図面を参照しこの発明の実施例につき
説明する。以下の説明では、この発明の実施に用いる光
通信装置の構成につき一例を挙げて説明すると共に、こ
の装置を用いた光通信方法をこの発明の実施例として説
明する。尚、図面はこの発明が理解出来る程度に示して
あるにすぎず、従ってこの発明を図示例に限定するもの
ではない。

【０００９】図１はこの発明の実施に供する光通信装置
の全体構成を概略的に示す図であり光通信装置の構成の
一例を示す。

【００１０】同図に示す光通信装置は、光伝送路１０、
光交換局１２、光ノード１４１、１４２、１４３、１４
４及び標準光発生器１６から成る。

【００１１】この例では、ループ状の光伝送路１０上に
円順次に光交換局１２、光ノード１４１、１４２、１４
３及び１４４を設ける。光伝送路１０は１本の光ファイ
バから成り、円順次に配置した光交換局１２及び光ノー
ド１４１〜１４４のうち、隣接するもの同志の間をこの
１本の光ファイバで接続する。この光ファイバをこれら
光交換局１２及び光ノード１４１〜１４４を介し接続す
ることによりループ状の光伝送路１０を構成する。

【００１２】そして光伝送路１０が構成するループの逆
回り方向を、ループを光ノード１４１、１４２及び１４
３の順に回る方向Ｐとし、標準光がこの方向Ｐに回るよ
うに標準光を光伝送路１０で伝送する。また光伝送路１
０が構成するループの順回り方向を、ループを光ノード
１４３、１４２及び１４１の順に回る方向Ｑとし、信号
光がこの方向Ｑに回るように信号光を光伝送路１０で伝
送する。このように標準光及び信号光の伝送方向を互い
に逆方向とするようにして、標準光及び信号光を、光伝
送路１０を構成する１本の光ファイバで伝送する。

【００１３】標準光発生器１６はそれぞれ波長の異なる
標準光を生成し、これら標準光を多重化する。そして標
準光発生器１６は波長多重の標準光を光交換局１２に入
力し、これと共に波長多重の標準光を光交換局１２及び
光ノード１４１の間で光伝送路１０に入力する。このた
め標準光発生器１６と光交換局１２とを光伝送路１８で
接続する。また光交換局１２及び光ノード１４１の間に
分岐２０を設け、標準光発生器１６と分岐２０とを光伝
送路２２で接続する。標準光は通信加入者毎に割り当て
られた波長の光であり、ここでは例えば光ノード１４ｉ
に対して波長Λｉを有する標準光ｉを割り当てる（ｉ＝
１、２、３、４）。

【００１４】光ノード１４ｉは割当てられた波長Λｉを
有する標準光ｉを光伝送路１０から入力する。そして、
光ノード１４ｉは入力した標準光ｉを用いて送信する信
号光の波長を波長Λｉに等しくするように制御する。ま
た光ノード１４ｉは入力した標準光ｉを用いて受信する
信号光の波長を波長Λｉに等しくするように制御する。

【００１５】一方、光交換局１２は信号光を入力すると
当該信号光の送信先情報を読取り、信号光の送信先を判
定する。そして光交換局１２は入力した信号光を当該信
号光の送信先に割り当てられた波長の信号光に変換す
る。波長変換後の信号光の波長は送信先に割当てられた
標準光の波長に等しく、波長変換後の信号光は波長変換
前の信号光と同一内容の通信情報を有する。送信先が複
数ある場合、それぞれの送信先毎に波長変換された信号
光が生成される。

【００１６】尚、図において２３は図示しない他の光通
信局との光通信に用いる光伝送路であり、光交換局１２
はこの光伝送路２３と接続する。

【００１７】次に光ノード及び光交換局の構成につきよ
り詳細に説明する。

【００１８】図２は光ノードの構成を概略的に示す機能
ブロック図であり光ノード１４ｉの構成の一例を示す。
同図に示す光ノード１４ｉは分離部２４、送信部２６、
標準光受信部２８、受信同調部３０、送信同調部３２及
び信号光受信部３４から成る。

【００１９】分離部２４は例えばグレーティングから成
る可変波長フィルタであり、４つの入出力ポート２４
１、２４２、２４３、２４４を有する。入出力ポート２
４１及び２４２をそれぞれ光伝送路１０に接続する。

【００２０】送信部２６は例えばアイソレータ３６及び
可変波長レーザ３８から成り、また標準光受信部２８は
例えば光電変換器から成る。これら送信部２６及び標準
光受信部２８を分離部２４の入出力ポート２４３に接続
する。このため入出力ポート２４３に順次に光伝送路４
０、アイソレータ３６、光伝送路４２及び可変波長レー
ザ３８を接続する。さらに、光伝送路４０に分岐４４を
設け、分岐４４に順次に光伝送路４６及び標準光受信部
２８を接続する。

【００２１】そして受信同調部３０を信号線４８を介し
標準光受信部２８と接続すると共に、制御線５０を介し
分離部２４と接続する。

【００２２】また信号光受信部３４は例えば光電変換器
から成り、光伝送路５６を介し分離部２４の入出力ポー
ト２４４と接続する。そして送信同調部３２を信号線５
２を介し信号光受信部３４と接続すると共に、制御線５
４を介し送信部２６の可変波長レーザ３８と接続する。

【００２３】光ノード１４ｉを動作させるに当っては、
まず最初に光ノード１４ｉは分離部２４の分離波長λｘ
を割り当てられた波長Λｉと等しくするように制御す
る。そして分離波長λｘが割り当てられた波長Λｉに等
しくなったら、光ノード１４ｉは信号光を受信する。ま
た分離波長λｘが割り当てられた波長Λｉに等しくしな
ったら、光ノード１４ｉは可変波長レーザ３８の送信波
長λｙを波長Λｉに等しくするように制御する。そして
送信波長λｙが波長Λｉに等しくなったら、光ノード１
４ｉは信号光を送信する。以下、光ノード１４ｉの各部
の動作につきより詳細に説明する。

【００２４】分離部２４は、光伝送路１０を方向Ｐに伝
送されてきた標準光を入出力ポート２４２から入力し、
図中に矢印ａで示すように分離波長λｘを有する標準光
を入出力ポート２４３から標準光受信部２８へ出力し、
また図中に矢印ｂで示すように分離波長λｘを有さない
標準光を入出力ポート２４１から光伝送路１０へ出力す
る。尚、入出力ポート２４３からの出力光はアイソレー
タ３６の作用により可変波長レーザ３８に入力されない
が、可変波長レーザ３８からの出力光はアイソレータ３
６を介して入出力ポート２４３に入力される。

【００２５】標準光受信部２８は入力した分離波長λｘ
の標準光を、電気信号に変換する。受信同調部３０は標
準光受信部２８からの電気信号に基づき分離部２４に対
して制御信号を出力し、分離部２４の分離波長λｘが割
当てられた波長Λｉと等しくなるように分離部２４を制
御する。

【００２６】分離波長λｘが波長Λｉに等しくなったら
分離部２４は光伝送路１０を方向Ｑに伝送されてきた信
号光を入出力ポート２４１から入力し、図中に矢印ｄで
示すように分離波長λｘを有する信号光を入出力ポート
２４４から信号光受信部３４へ出力しまた図中に矢印ｃ
で示すように分離波長λｘを有さない信号光を入出力ポ
ート２４２から光伝送路１０へ出力する。そして分離波
長λｘ（＝Λｉ）の信号光を受信した信号光受信部３４
はこの信号光を電気信号に変換し、図示しない出力部へ
信号光の電気信号を出力する。

【００２７】また分離波長λｘが波長Λｉに等しくなっ
たら、可変波長レーザ３８は試験的に送信波長λｙの信
号光（以下、試験光）を出力する。送信波長λｙの試験
光は入出力ポート２４３から分離部２４に入力する。

【００２８】分離部２４は入出力ポート２４３から試験
光を入力すると、図中に矢印ｅで示すように分離波長λ
ｘを有する試験光を入出力ポート２４２から光伝送路１
０へ出力しまた図中に矢印ｆで示すように分離波長λｘ
を有さない試験光を入出力ポート２４４から信号光受信
部３４へ出力する。送信波長λｙが分離波長λｘと等し
くなるとき送信波長λｙと割り当てられた波長Λｉとが
等しくなり、試験光は信号光受信部３４へ入力されなく
なる。

【００２９】信号光受信部３４は入力した試験光を電気
信号に変換し、試験光の電気信号を送信同調部３２へ入
力する。送信同調部３２は試験光の電気信号に基づいて
可変波長レーザ３８に対し制御信号を出力し、送信波長
λｙを分離波長λｘ（＝Λｉ）に等しくするように可変
波長レーザ３８を制御する。

【００３０】送信波長λｙが分離波長λｘ（＝Λｉ）と
等しくなったら、可変波長レーザ３８は図示しない入力
部からの入力信号に基づいて送信波長λｙ（＝Λｉ）の
信号光を生成し、生成した信号光を入出力ポート２４３
から分離部２４に入力する。分離部２４は入出力ポート
２４３から送信波長λｙ（＝Λｉ）の信号光を入力する
と、図中に矢印ｅで示すように送信波長λｙ（＝Λｉ）
の信号光を入出力ポート２４２から光伝送路１０へ出力
する。

【００３１】図３は光交換局の構成を概略的に示す機能
ブロック図であり、光交換局１２の構成の一例を示す。
同図に示す光交換局１２は光ノード１４ｉからの信号光
を処理するための波長分波器５８、光交換器６０及び合
流器６２と、図示しない他の光交換局からの信号光を処
理するための波長分波器６４、光交換器６０及び合流器
６８とから成る。この例では、光交換器６０を光ノード
１４ｉからの信号光及び図示しない他の光交換局からの
信号光の処理に共用する。

【００３２】波長分波器５８は光伝送路１０を方向Ｑに
伝送されてきた信号光を入力し、波長毎にそれぞれ異な
る出力ポートから信号光を出力する。波長分波器５８の
一つの出力ポートからはこの出力ポートに対応する所定
波長の信号光のみが出力される。

【００３３】光交換器６０は波長分波器５８からの信号
光を当該信号光の波長に対応する入力ポートから入力す
る。光伝送路１０からの信号光に対応付けられた光交換
器６０の一つの入力ポートからはこの入力ポートに対応
する所定波長の信号光のみが入力される。

【００３４】光交換器６０は各入力ポート毎に、所定波
長の入力信号光の送信先情報を読取り信号光の送信先を
判定する。そして光交換器６０は送信先が判明した入力
信号光を当該信号光の送信先に割り当てられた波長の信
号光に変換する。変換後の信号光の波長は送信先に割り
当てられた波長に等しく、変換後の信号光は変換前の信
号光の通信情報と同一内容の通信情報を有する。また光
交換器６０は標準光発生器１６から入力した標準光を用
いて、変換後の信号光の波長を標準光の波長と等しくす
るように制御する。

【００３５】光交換器６０は変換後の信号光の送信先が
光伝送路１０上の光ノードであれば、この変換後の信号
光を合流器６２を介し光伝送路１０へ出力する。また光
交換器６０は変換後の信号光の送信先が図示しない他の
光交換局に関連する光ノードであれば、この変換後の信
号光を合流器６８を介し光伝送路２３へ出力する。

【００３６】また、波長分波器６４は光伝送路２３を伝
送されてきた図示されない他の光交換局からの信号光を
入力し、波長毎にそれぞれ異なる出力ポートから信号光
を出力する。波長分波器６４の一つの出力ポートからは
この出力ポートに対応する所定波長の信号光のみが出力
される。

【００３７】光交換器６０は波長分波器６４からの信号
光を当該信号光の波長に対応する入力ポートから入力す
る。光伝送路２３からの信号光に対応付けられた光交換
器６０の一つの入力ポートからはこの入力ポートに対応
する所定波長の信号光のみが入力される。

【００３８】光交換器６０は各入力ポート毎に、所定波
長の入力信号光の送信先情報を読取り信号光の送信先を
判定する。そして光交換器６０は送信先が判明した入力
信号光を当該信号光の送信先に割り当てられた波長の信
号光に変換する。光交換器６０は標準光発生器１６から
入力した標準光を用いて、変換後の信号光の波長を標準
光の波長と等しくするように制御する。

【００３９】そして光交換器６０は変換後の信号光の送
信先が光伝送路１０上の光ノードであれば、この変換後
の信号光を合流器６２を介し光伝送路１０へ出力する。
また光交換器６０は変換後の信号光の送信先が図示しな
い他の光交換局に関連する光ノードであれば、この変換
後の信号光を合流器６８を介し光伝送路２３へ出力す
る。

【００４０】図４は光ノードの他の構成例を示す機能ブ
ロック図である。以下、図２に示した光ノードと相違す
る点につき説明し、図２に示した光ノードと同様の点に
ついてはその詳細な説明を省略する。

【００４１】図４に示す例では、光伝送路１０上にノー
ド切離し用の光スイッチ７０、７２を設け、これら光ス
イッチ７０、７２の間に分離部２４を設ける。

【００４２】光スイッチ７０、７２はそれぞれ２×２ス
イッチである。光スイッチ７０の一方の側の入出力ポー
トのひとつを光伝送路１０と接続し及び他方の側の入出
力ポートのひとつを光伝送路１０を介し分離部２４の入
出力ポート２４３と接続する。また光スイッチ７２の一
方の側の入出力ポートのひとつを光伝送路１０を介し分
離部２４の入出力ポート２４２と接続し及び他方の側の
入出力ポートのひとつを光伝送路１０と接続する。さら
に光スイッチ７０の一方の側の入出力ポートの他のひと
つを試験用光伝送路７４と接続し、光スイッチ７２の他
方の側の入出力ポートの他のひとつを試験用光伝送路７
６と接続する。そして光スイッチ７０の他方の側の入出
力ポートの他のひとつと光スイッチ７２の一方の側の入
出力ポートの他のひとつとを切離し用光伝送路７８を介
し接続する。

【００４３】光ノードに故障が生じていない通常の場合
には光スイッチ７０、７２をクロス状態で動作させ、光
伝送路１０を伝送してきた信号光を光スイッチ７０を介
して分離部２４の入出力ポート２４１に及び標準光を光
スイッチ７２を介して分離部２４の入出力ポート２４２
に入力し、また入出力ポート２４１から出力された標準
光を光スイッチ２４１を介して光伝送路１０へ及び入出
力ポート２４２から出力された信号光を光スイッチ７２
を介して光伝送路１０へ入力する。

【００４４】光ノードに故障が生じた場合には、光スイ
ッチ７０、７２をバー状態で動作させ、光伝送路１０を
伝送してきた信号光を光スイッチ７０、光伝送路７８及
び光スイッチ７２の順に伝送して分離部２４に入力させ
ずに光伝送路１０へ入力し、同様に光伝送路１０を伝送
してきた標準光を光スイッチ７２、光伝送路７８及び光
スイッチ７０の順に伝送して分離部２４に入力させずに
光伝送路１０へ入力する。故障した光ノードの動作試験
では、光伝送路７４（又は７６）から動作試験用の光を
入力し光伝送路７６（又は７４）から出力される光をモ
ニターすればよい。

【００４５】図５はこの発明の実施に用いて好適な光通
信装置の他の構成例を示す図であり、光通信装置の全体
構成を概略的に示す。以下、図１に示す光通信装置と相
違する点につき説明し、図１に示す光通信装置と同様の
点についてはその詳細な説明を省略する。

【００４６】図５に示す光通信装置は、第一の装置部分
及び第二の装置部分からなる。第一の装置部分はループ
状の光伝送路８０と、この光伝送路８０上に円順次に配
置した光交換局８２、光ノード８４、８６及び８８と、
光交換局８２及び光伝送路８０に標準光を供給する標準
光発生器９０とから成る。また第二の装置部分はループ
上の光伝送路９２とこの光伝送路９２上に円順次に配置
した光交換局９４、光ノード９６、９８及び１００と、
光交換局９４及び光伝送路９２に標準光を供給する標準
光発生器１０２とから成る。尚、図において、光伝送路
８０を一点鎖線で示すと共にこの光伝送路８０の標準光
の伝送方向を矢印Ｐ１で及び信号光の伝送方向を矢印Ｑ
１で示す。また図において、光伝送路９２を二点鎖線で
示すと共にこの光伝送路９２の標準光の伝送方向を矢印
Ｐ２で及び信号光の伝送方向を矢印Ｑ２で示す。

【００４７】光伝送路８０及び９２を、任意好適な１又
は複数の箇所において、ループバック光スイッチを介し
結合する。この例では、結合箇所を偶数箇所例えば６ヵ
所とし６個のループバック光スイッチ１０４〜１１４を
用いて光伝送路８０及び９２を結合する。

【００４８】図からも理解できるように、光スイッチ１
０４〜１１４による光路切換えを任意好適に行なうこと
によって、第一の装置部分の光ノード８４〜８８と第二
の装置部分の光ノード９６〜１００との間での光通信を
行なえる。また光スイッチ１０４〜１１４による光路切
換えを任意好適に行なうことによって、第一の装置部分
の光伝送路８０或いは第二の装置部分の光伝送路９２で
断線を生じたとしても、断線箇所を避けるように信号光
や標準光を迂回或いは折り返して第一の装置部分及び第
二の装置部分二於ける光通信を支障なく行なえる。

【００４９】例えば図において×印で示す地点Ａ或いは
Ｂで断線を生じた場合には、光スイッチ１１０及び１１
２の間の光伝送路８０の部分ｐ或いは光伝送路９２の部
分ｑを第一及び第二の装置部分に共用の伝送路として用
いれば、断線箇所Ａ或いはＢを迂回できる。また地点Ａ
及びＢの双方で断線を生じた場合には、信号光や標準光
を光ノード１００から光ノード８８へ或いは光ノード８
８から光ノード１００へ光スイッチ１１２を介して折り
返し、また信号光や標準光を光ノード８６から光ノード
９８へ或いは光ノード９８から光ノード８６へ光スイッ
チ１１０を介して折り返すことによって、光通信を支障
なく行なえる。

【００５０】この発明は上述した実施例にのみ限定され
るものではなく従って各構成成分の形状、寸法、配設位
置、接続関係、構成及びその他の条件を任意好適に変更
することができる。

【００５１】

【発明の効果】上述した説明からも明らかなように、こ
の発明の光通信方法によれば、信号光の伝送方向をルー
プの順回り方向及び標準光の伝送方向をループの逆回り
方向としているので、信号光及び標準光を同一の光伝送
路で伝送するようにしても、これら信号光及び標準光を
これらの伝送方向により容易に区別することができる。
従ってこれら信号光及び標準光の区別を判定するための
特別な装置が不要となるので、光通信装置の構成の簡単
化を図れる。

【００５２】また光交換局及び光ノードは、信号光の波
長を標準光の波長に等しくするように制御するので、光
通信に用いる信号光の波長の変動を非常に小さくするこ
とが出来る。従って同一の光伝送路で伝送される信号光
の波長多重度を高め、同一の光伝送路を用いて行なう波
長多重光通信の回線数を増加させることが容易になる。
従って信号光伝送用の光伝送路を構成するのに用いる光
ファイバの分量を低減でき、光通信装置の構成の簡単化
を図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施に供する光通信装置の全体構成
を示す図である。

【図２】この発明の実施に用いて好適な光ノードの構成
の一例を示す図である。

【図３】この発明の実施に用いて好適な光交換局の構成
の一例を示す図である。

【図４】この発明の実施に用いて好適な光ノードの構成
の他の例を示す図である。

【図５】この発明の実施に用いて好適な光通信装置の他
の構成例を示す図である。

【符号の説明】

１０、８０、９２：ループ状の光伝送路 １２、８２、９４：光交換局 １４１〜１４４、８４〜８８、９６〜１００：光ノード １６、９０、１０２：標準光発生器

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】標準光を発生する標準光発生器と、標準光
   及び信号光を伝送するループ状の光伝送路と、光伝送路
   上にそれぞれ設けられ標準光の波長に等しい波長の信号
   光をそれぞれ出力する光交換局及び複数の光ノードとを
   備える光通信装置を用いた光通信方法において、前記信
   号光及び標準光を同一の光伝送路で伝送し、前記信号光
   の伝送方向をループの順回り方向とし、かつ、前記標準
   光の伝送方向をループの逆回り方向としたことを特徴と
   する光通信方法。