JP3910615B2 - 波長分割多重光信号の切り替え制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、波長分割多重（ＷＤＭ：Wavelength Division Multiplexing）通信システムに関する。

光波長多重技術の急速な進歩とその導入により、この数年間にバックボーンネットワークの急速な市場拡大が進行している。ＷＤＭシステムの波長多重数は１６０波を超え、ＷＤＭシステムに接続される、ＳＯＮＥＴ（Synchronous Optical Network）やＳＤＨ（Synchronous Digital Hierarchy）装置等の数も膨大になり、実装スペース及びコストも、多重される波長数が増加するにつれて指数関数的に増大し、通信事業者の負担が増大している。このような状況において、ＷＤＭ機能で多重された膨大な光信号を、各ノードでわざわざ光電気変換し、パス毎に振り分ける光ネットワークでは、もはや、その装置の処理速度やコストなどの面において、市場の要求に対応できない状況になりつつある。このため、ＷＤＭされた光信号を、光のままルーティングするなどの処理ができる光ルータや、光クロスコネクト装置等へのニーズが急速に高まり、また、それに関連する技術の開発が今後の急務となりつつある。

図１は、従来からある光クロスコネクトの基本構成を示す図である。
光クロスコネクトは光のみによる切り替えを行うものであるため、電気信号の終端はしない。波長多重されたＷＤＭ光信号が光クロスコネクトに入力されると、波長分波器１０によって各波長λ１〜λｎの光信号に分波される。光信号は、分波された後、光スイッチ構造に入力され、スイッチングを受けた後、再び、各波長毎に出力され、波長合波器１１に入力される。波長合波器１１では、各波長の光信号を波長多重し、ＷＤＭ光信号を生成して出力するものである。

図２は、従来のＷＤＭシステムを説明する図である。
従来の技術では図２に示すように、各波長の光交換を行うための情報は、波長多重された光信号とは別に制御用チャネルＯＳＣ（Optical Supervisory Channel）信号を設け、これに光交換させるための情報を格納している。そして、これを各光クロスコネクト局において受信し、ＯＳＣの内容に基づき光交換の切り替え方向を決定し、実施していた。このような方法では、光切り替え情報をＯＳＣ信号に載せる必要があるため、各波長を出力するＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ等のＴＲＡＣＥ情報等をＷＤＭ装置に設けられるＯＳＣ信号送信部に情報を転送する必要がある。このため、ＷＤＭ装置に接続されるすべてのＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ装置１５やトランスポンダ装置１６（受信した光をＷＤＭ多重するための規定波長の光に変換して送信する装置）は、接続されるＷＤＭ装置の間で情報を送受する必要が生じる。

上述した従来技術では、各波長チャネルに載せられるＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ等の信号の情報を、一旦ＷＤＭ装置で光電気変換して情報を取り込むか、または、別の手段によりその情報を送受できる回線を設ける必要がある。

すなわち、ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ装置等１５のトランスポンダ装置１６において、フレームに構成されたデータの内、ヘッダなどに格納されている制御情報は、ＷＤＭ局（ＷＤＭ装置）１７の光カプラ１８で光信号のままフレーム毎一旦分岐され、ＤＣＣ（Data Communication Channel）終端／ＯＳＣ送信部１９において終端され、電気信号に変換された後、必要な制御情報が取り出され、これが、ＯＳＣチャネルの波長を持つ光信号に変換される。このＯＳＣチャネルの光信号は、ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ装置等１５からの光信号を多重する波長多重装置２０の後段において、カプラ２１を用いて、波長多重装置２０から送出される主信号に合波される。

このようにして生成されたＷＤＭ光信号は、伝送路を伝搬し、光クロスコネクト局２５に入力される。光クロスコネクト局２５では、受け取ったＷＤＭ光信号からＯＳＣ分離部２２において、ＯＳＣチャネルを分離し、ＯＳＣ終端／送信部２３において、ＯＳＣ光信号を電気信号に変換し、制御情報を取り出して、光スイッチ構造１２にスイッチングの指示を出す。そして、この制御情報は、再び光信号に変換され、ＯＳＣ光信号として、ＯＳＣ挿入部２４に入力される。

一方、ＯＳＣ信号が分離されたＷＤＭ光信号は、波長分波器１０によって各波長に分波され、光スイッチ構造１２によってスイッチングされ、波長合波部１１において、波長多重された後、ＯＳＣ挿入部２４によってＯＳＣ信号が挿入されて光クロスコネクト局２５から送出される。

図３は、従来の問題点を説明する図である。
しかし、従来においては、図３に示すように波長数が増大するに伴い、スイッチング情報などの情報を光電気変換し、収集するシステムではコストが増大する結果をもたらす。すなわち、ＷＤＭ局１７において、各波長の光信号を一旦電気信号に変換してからＤＣＣ終端部１９−１に送り、ＯＳＣ送信部１９−２において、ＯＳＣ信号を生成しているので、光電気変換器３０の数が膨大になる。つまり、この後波長多重システムにおいては、多重波長数が１００波を超えることが考えられるが、図３の構成では、この１００波以上の波長全てについて、光電気変換器３０を設ける必要があるので、光電気変換器３０が１００個以上必要になり、ハードウェアの増大を招く。

また、別の通信手段として、各チャネルに載せられるＳＯＮＥＴ／ＳＤＨなどの通信装置が、ＷＤＭ装置が設置される局と同じ局に設置される場合には、電気信号を使うことにより、光電気変換が不要となり、簡易的で安価な通信方法となり、これらの情報を送受することができるとしても、ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨなどの通信装置とＷＤＭ装置が同じ局にない場合は、接続が光ファイバのみである以上、光で通信する必要に迫られることになり、コストを上昇させる結果となる。

本発明の課題は、コストの上昇無く光切り替えを、離れた各チャネルに収容されるＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ等の装置側から実施できる技術を提供することである。

本発明の切り替え制御方法は、光交換装置の切り替え制御を行う方法であって、主信号の送信を一時停止し、該光交換装置の切り替え制御を指示する制御情報を、該主信号の波長を使って送信する制御情報送信ステップと、該制御情報の送信を終了した後に、該主信号の波長を使って、切り替え処理情報の終了を示す信号を送信する終了通知ステップと、該切り替え処理終了通知を受信したら、該一時停止していた主信号の信号送信を再開する再開ステップとを備えることを特徴とする。

本発明の制御装置は、光交換装置の切り替え制御を行う制御装置であって、主信号の送信を一時停止し、該光交換装置の切り替え制御を指示する制御情報を、該主信号の波長を使って送信する制御情報送信手段と、該制御情報の送信を終了した後に、該主信号の波長を使って、切り替え処理情報の終了を示す信号を送信する終了通知手段と、該切り替え処理終了通知を受信したら、該一時停止していた主信号の信号送信を再開する再開手段とを備えることを特徴とする。

本発明の光交換装置は、光通信路の切り替え処理を行う光スイッチと、主信号の波長を使って送られてくる切り替え情報を受信する制御情報受信手段と、切り替え情報の終了信号を受信後に、該制御情報に基づいて、該光スイッチに切り替え処理を指示する切り替え制御手段と、該切り替え処理の終了を、切り替え情報情報の送信元に通知する終了通知手段とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、切り替え情報を光監視制御チャネルの波長信号に乗せるために、各波長の光信号を電気信号に変換したものから切り替え情報を取り出し、光監視制御チャネルに乗せて、送信するという構成が不要になる。

また、切り替え情報の受信についても、光監視制御チャネルの信号を分岐する必要が無く、波長分割多重光信号を一括して受信し、これらの中から切り替え情報のみを取り出す方法を適用できる。

図４は、本発明の実施形態に従ったシステムの全体構成を示す図である。
まず、送信側では、トランスポンダなどを含む送信器Ｔｘを複数収容するＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ装置局１００が設けられ、各波長の光信号を送出する。各光信号は、光合波装置１０１において、合波される。光合波装置１０１は、光合波器と光アンプからなる。光合波装置１０１から送出された光信号はＷＤＭ光信号として、伝送路を伝搬し、光クロスコネクト装置の波長分波装置１０２に入力される。本発明の実施形態では、波長分波装置１０２の光分波器の前段に光カプラを設け、ＷＤＭ光信号からルーティング情報などを取り出す。取り出された、ルーティング情報などを含む光信号は、光電気変換素子であるフォトダイオードによって電気信号に変換され、前置増幅器によって増幅して、図６の回路によって処理し、切り替え情報を光ＳＷ構造１０３に渡す。光ＳＷ構造１０３においては、切り替え情報に基づいて、光経路の切り替えを行う。従って、ある光信号は、ドロップポート１１０から出力され、また、アドポート１１１からは、別の光信号が入力される。これらの光信号を切り替え処理した後、光ＳＷ構造１０３は、光信号を光合波装置１０４の光合波器に出力する。また、切り替え情報も出力する。光合波器では、光信号を波長多重してＷＤＭ信号を生成する。ＷＤＭ信号は、光アンプによって増幅され、光カプラにおいて、電気信号から光信号に変換された切り替え情報が合波され、伝送路に送出される。

受信側では、光分波装置１０５において、受信した光信号を光アンプによって増幅し、光分波器によって各波長に光信号に分波して、ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ装置局１０６の受信装置Ｒｘに渡す。

以下の本実施形態の基本概念を説明する。
光切り替えを実施する場合、現状知られている実用可能な光スイッチの切り替え時間はミリ秒のオーダである。このことはＧｂｐｓのオーダで変調されている、各波長チャネルに収容される情報を無瞬断に切り替えることはできないことを意味している。システムに光アンプを含むような場合は、光スイッチの切り替えに伴う瞬断時間は更に大きくなり、３０〜１００ｍｓとなる。結局、瞬断することなく切り替えるためには、電気レベルでの無瞬断のための技術が適用されるほかない。このような事情から、光交換情報を、ＷＤＭネットワークシステムに配置される光交換局に送信し、これを切り替える際には、からならずその波長チャネルの瞬断が生じることになる。

また、光スイッチの切り替えに際しては、瞬間的に大きな光パワーが発生する、光サージが生じるおそれがあるため、切り替えにより光が急激に入射されることになる受信機を破損するおそれもある。特にＷＤＭシステムから、各波長に分離された後に受信機に至る過程で、受光部の手前に光アンプを配置している場合などはその危険をよりいっそう増すことになる。

従って、切り替え情報に基づいて切り替えを行う際は、切り替えを実施する間、当該波長の送信側は出力を適切なレベルに低下させる必要がある。光サージ発生の危険がない場合にあっても、切り替え時に光の瞬間的な断は不可避であるので、切り替え時に送信側が光信号を送信しても、受信側は情報を受信することができない。換言すると、切り替えを行う際は送信側が光信号の送信を一時的に止めても問題にならない。従って、切り替えを実施するチャネルの送信器（あるいは、ＷＤＭ光信号の中のある波長の光信号の送信器）を、本来送信する通信情報とは別に、光切り替えのための情報を送信することに利用できる。

このとき、切り替え情報を構成する信号は、例えば、１．５Ｍｂｐｓ程度にし、主信号のそれよりもずっと低速なビットレートで構成する。このようにしておけば、波長多重されている主信号は高速に変調されており、低速な信号成分はほとんど含まれていないので、光クロスコネクト局や受信側装置に設けられる切り替え情報の受信部の特性を、この低速なビットレートに対して最適化しておけば、精度良く切り替え情報を抽出できる。

このように、切り替え情報を低速なビットレートで構成することは、より安価な送受信機により実現することができるため、より安価に機能を提供することができるという利点がある。

次に、切り替えフローについて図５に示したシステム構成を例として明記する。
図５の構成は、Ａ局とＢ局がＷＤＭ／ＯＸＣ（光クロスコネクト）ネットワーク網によって接続されている様子を概念的に示している。Ａ局には、送信機Ｔｘ１と受信機Ｒｘ１を備える。また、Ｂ局は、送信機Ｔｘ２と受信機Ｒｘ２を備えている。光信号のやりとりは、送信機Ｔｘ１と受信機Ｒｘ２、送信機Ｔｘ２と受信機Ｒｘ１の間で行われる。

図６は、送信機（Ｔｘ１）出力信号パターンを図示している。また、図７に、本発明の実施形態に従った切り替えシーケンスを示す。
図６において、送信機は、通常送信する信号を送信している時に、切り替え処理を行う必要が生じると、切り替えを行う波長に乗せられる通常送信する信号の送信を停止し、意図的に出力断を生成する。そして、その波長すなわちチャネルを使って、低速度の変調信号である切り替え情報を送信する。そして、切り替え情報の送信が終わると、所定のパターンを有する固定パターン信号を送信し、切り替え処理を開始させる。そして、切り替え処理の完了通知を受け取った後に、通常送信する信号の送信再開を行う。

図７のシーケンスに沿って説明する。
１．ＯＸＣ（光クロスコネクト）の経路切り替えを行う直前、送信側送信機（Ｔｘ１）は、出力を停止する。
２．Ｂ局の受信機（Ｒｘ２）が信号断を検出すると（２）、Ｂ局送信機（Ｔｘ２）から断検出通知をＡ局受信機（Ｒｘ１）に送信する（３）。
３．Ａ局送信機（Ｔｘ１）から、切り替え情報をＯＸＣとＢ局に送る（４）。
４．ＯＸＣとＢ局は、Ａ局に対し、切り替え情報を受け取った後、切り替え情報受信通知を送信する（５）。
５．次に、Ａ局は、ＯＸＣとＢ局宛てに、固定パターンを送信する（６）。
６．ＯＸＣは、固定パターンを受信すると、切り替え処理を開始する（７）。
７．ＯＸＣで切り替え処理が完了すると（８）、ＯＸＣは、切り替え完了通知をＡ局に送信する（９）。
８．Ａ局は、切り替え完了通知を受け取ると、Ｂ局に通常信号の送信を開始する（１０）。

図８は、本発明の実施形態に従った処理シーケンスの別の例である。
図８のシーケンスにそって説明する。
１．ＯＸＣの経路切り替えを行う直前、送信側装置（Ｔｘ１）は出力を停止する（１）。
２．Ｂ局の受信機（Ｒｘ２）において断が検出されると（２）、送信機Ｔｘ２を用いて断検出通知信号を送信する（３）。
３．受信機Ｒｘ１において断検出通知信号を受信後、送信機Ｔｘ１はＯＸＣおよび受信機Ｒｘ２へ切り替え情報を送信する（４）。
４．切り替え情報を受信したＢ局およびＯＸＣは切り替え情報を受信したことをＡ局に通知する（５）。
５．Ａ局の送信器（Ｔｘ１）は固定パターン信号を送信し（６）、ＯＸＣは切り替え情報に基づいて切り替えを開始する（７）。
６．ＯＸＣ切り替えに伴い、Ｂ局にて固定パターンの断が検出される（８）。
７．ＯＸＣ切り替えが完了すると（９）、Ｂ局にて固定パターンが再受信される１０）。
８．Ｂ局にて固定パターンが再受信されることで、ＯＸＣの切り替えが完了したと認識し、切り替え完了通知を送信する（１１）。
９．Ａ局の送信機Ｔｘ１は通常信号の送信を開始する（１２）。

図８のように、ＯＸＣ切り替え完了の条件を、Ｂ局において固定パターンの断が一度検出され、かつ、それが復旧することとすることは、より確実な切り替えを実施することができ有効である。

図９は、送信機の送出する信号パターンの別の例を示す図である。
同図においては、図６とほぼ同じであるが、固定パターンの信号出力を通常送信する信号よりも小さくしている。切り替え処理は、固定パターンの送出中に行われるが、切り替えを行うと、新しい経路に、突然固定パターンが現れることになる。これは、前述したように、サージを生じ、光アンプなどを破壊する可能性がある。そこで、サージによって光アンプなどが破壊されない程度のパワーとなるよう、固定パターンの信号出力を小さくする。

このように、図９に示すように、一定パターンを送信する際の送信パワーを通常よりも低くすることで、受信機直前に光アンプを備えたシステムの場合でも、切り替え完了時に発生するサージによる受信機の破壊を回避できるという利点がある。

以上の本発明の実施形態によれば、図４に示したように、光クロスコネクト装置への切り替え情報は、光交換局に設けられた各ＷＤＭ回線に対して、たった１つのモニタにより受信することができる。あるいは、波長チャネルが複数の波長帯域毎にグループ化してある場合などでは、各々の波長グループごとに１個づつの切り替え情報を受信するための受信機を備える。このような方法では、ＷＤＭ状態にある光信号を各チャネルに分離する手段を必要とはせず、装置構成を単純化できるため、装置サイズを縮小でき、かつコストを抑制できるという利点がある。すなわち、切り替えを行う波長には、低速度の切り替え情報が載せられ、他の波長には、高速の情報信号が乗せられている。したがって、切り替え情報を取り出す回路が、低速度の信号にのみ反応するように作っておけば、他の波長の高速情報信号は、その回路にとっては、直流成分のように見るので、高速情報信号はないのと同様となる。従って、当該回路は、低速度の切り替え情報のみを検出することができる。これは、切り替え情報がどの波長の信号であっても同様であるので、ＷＤＭ光信号を低速の回路で検出することにより、特定の波長の信号を分離することなく、切り替え情報を取り出すことができる。

図１０は、本発明の実施形態に従った送信機及び受信機の構成を説明する図である。
送信機は、伝送データを受信し終端して電気信号にする終端ＬＳＩ１２０と図１２あるいは図１５で述べる回路１２１と電気光変換部１２２からなっている。

受信機は、光信号を受信すると、光電気変換部１２５で受信し、電気信号に変換する。前置増幅器１２６は、受光信号の電気変換したものを後段の処理に都合の良いパワーとなるよう増幅するものである。前置増幅器１２６の出力は、切り替え情報抽出部１２３、光断検出部１２４、等化フィルタ１２７、タイミングクロック抽出部１２８に供給される。タイミングクロック抽出部１２８は、受信信号からデータ抽出するためのタイミング信号を生成する構成である。等化フィルタ１２７は、受信信号の高周波成分を取り除くなどして、データ抽出に適した波形に信号波形を成形するフィルタである。等化フィルタ１２７の出力は、データ抽出部１２９に入力され、タイミングクロック抽出部１２８からのタイミングクロックに従って、データ抽出を行う。抽出されたデータは、終端ＬＳＩ１３０を介して、伝送データとして出力される。

光断検出部１２４が光信号の断を検出した場合には、その情報が、送信機のブロック１２１に送られる。また、切り替え情報抽出部１２３は、図１１の構成を有し、詳細は後述するが、切り替え情報を抽出し、送信機のブロック１２１に切り替え情報を入力すると共に、上位レイヤに切り替え情報を通知する。

図１１は、図１０の切り替え情報抽出回路の構成例である。
図１１の回路は、図１０の前置増幅器１２６からの信号を受け取る。この信号は、低域通過フィルタ１４０に通される。これにより、低速な切り替え情報の信号以外の高速な情報信号が取り除かれる。更に、ＤＣ成分除去部１４１によって、直流成分が取り除かれる。そして、後置増幅器１４２によって増幅され、データ検出部１４３とタイミングクロック抽出部１４４に供給される。タイミングクロック抽出部１４４では、データ検出に必要なタイミングクロックが抽出され、データ検出部１４３に供給されると共に、クロック信号として利用される。データ検出部１４３は、タイミングクロック抽出部１４４からのタイミングクロックに基づいて、後置増幅器１４２からの信号のデータ検出を行い、結果を切り替え情報信号として出力する。

先に明記したように、切り替え情報は低いビットレートで構成されているが、一般に“０”あるいは“１”のデータが連続して受信機に入力されると、伝送品質が低下することが知られている。

本発明では、これを回避するために、図１２に示す構成を送信器に設けることで、切り替え情報の信号列が“０”連続あるいは“１”連続とならないようにする。
図１２は、図１０のブロック１２１の構成の一例を示した図である。また、図１３は、図１２の回路における各ラインのデータまたはクロックの例を示している。

送信機で使用される主信号に同期したクロックＣＬＫは分周器１５０でＮ分周され（ＣＬＫｎ）、２分岐される。そのうち一方は、更に分周器１５２でＭ分周され（ＣＬＫｍ）、切り替え情報送信フレーム作成部１５３において、切り替え情報を含むフレーム（ＤＴＳ）の作成に用いられる。他方のＣＬＫｎは微分回路１５１によりパルス列に変換されＰＬＳ０と、更に、これを反転回路１５４により反転したＰＬＳ１がセレクタ１（１５５）に入力され、ＤＴＳが“１”の場合はＰＬＳ１が、ＤＴＳが“０”の場合はＰＬＳ１が、それぞれＤＴＳに重畳されＤＴＳ’を生成する。

最後に、セレクタ２（１５６）において、上位のレイヤからの切り替え情報挿入信号の指示に従い、通常の主信号データを送信するか、光クロスコネクト切り替え制御用信号（ＤＴＳ’）を送信するかを選択し、電気／光変換部１５７により光出力される。

図１３に示されるように、同図（ａ）のＣＬＫは、基本となるクロック信号であり、ＣＬＫｎはこれを１／Ｎ分周したものである。ＰＬＳ０とＰＬＳ１は、ＣＬＫｎの微分信号とその反転信号である。

同図（ｂ）に示されるように、ＤＴＳのフレームビットは、ＣＬＫｍのクロックに従って、生成される。これより高速のクロックであるＣＬＫｎから作られたＰＬＳ０とＰＬＳ１は、それぞれ、所定の間隔で“１”あるいは、“０”になる信号であり、ＤＴＳのビットが“Ｈ”となっているときは、ＰＬＳ１が重畳され、“Ｌ”となっているときは、ＰＬＳ０がＤＴＳに重畳される。従って、ＤＴＳにＰＬＳ０、ＰＬＳ１が重畳されたＤＴＳ’は、“Ｈ”あるいは“Ｌ”となっている間にも、所定の間隔で“Ｈ”から“Ｌ”へ、あるいは、“Ｌ”から“Ｈ”に変化する信号となる。

また、“０”連続あるいは“１”連続による伝送品質が低下するおそれがない場合においても、このような数Ｍｂｐｓ程度の長いビット幅で、切り替え情報を送信すると、切り替えとは無関係の他の波長チャネルに、相互位相変調（Cross Phase Modulation:ＸＰＭ）効果や四光波混合（Four Wave Mixing:ＦＷＭ）効果などの非線形光学効果が生じ、伝送品質を低下させるおそれがある。

図１４は、本発明の実施形態に従った非線形効果を抑制するための信号の構成例を説明する図である。
本発明の実施形態では、これを回避するため、図１４に示したように、切り替え情報の各ビットを、細かい連続パルスで表現し、他の波長への非線形光学効果による悪影響を抑制する工夫を行う。従って、細かい連続パルスは、１Ｇｂｐｓ程度の速さであるが、これらの包絡線で表される信号は、１．５Ｍｂｐｓ程度の信号となる。切り替え情報の検出としては、この１．５Ｍｂｐｓ程度の信号の方を検出する。

図１５は、“１”または“０”連続による伝送品質の低下、及び非線形光学効果による伝送品質の低下両者の影響を抑制するために、送信機に備える回路構成を示す図である。また、図１６は、図１５の回路における各ラインのデータまたはクロックの例を示す図である。

図１５においては、図１２と同じ構成要素には同じ参照符号を付して詳細な説明を省略する。
図１５の回路は、図１２におけるセレクタ１（１５５）において、切り替え信号が“１”の場合にのみ、主信号に同期したＣＬＫを分周器１６０でＬ分周したビット列を切り替え信号に重畳し、ＤＴＳ’を形成する。このときのＬの値としては、数分周程度の低分周とする。この場合、ＰＬＳ０よりもＰＬＳ１の方が周波数が高くなり、ＤＴＳに重畳した場合、ＤＴＳが“Ｌ”の場合には、比較的低周波数で“Ｈ”にするが、ＤＴＳが“Ｈ”の時は、光パワーが光伝送路内を伝搬しているので、非線形効果が起こりやすいので、より頻繁に“Ｌ”に落とす動作をしてやるものである。

図１６は、図１３と基本的に同じであるが、ＰＬＳ１の周波数がＰＬＳ０よりも大きくなっている。従って、上述したように、ＤＴＳ’においては、データ値が“Ｈ”の場合と“Ｌ”の場合とで、データ値を反転する周期が異なることになる。

図１７は、切り替え情報のフレームの構成例である。
本実施形態の方式は、切り替え情報を１つの受信機で受信するため、複数の波長が同時に切り替え情報を送信した場合に対応できない。このことを以下のような工夫により解決する。切り替え情報を図１７にしめすようなフォーマットにすることにより、複数の波長チャネルの送信機が切り替え情報を送信した場合、上記フォーマット中の「誤り検出・訂正」部が異常となる。これによって切り替え要求の衝突を検出し、切り替えの調停を行う。すなわち、１つの切り替え情報を図１７のようなフォーマットで送信すると、受信側で送信データを演算して、誤り検出・訂正符号との整合性がとられる。しかし、２つ以上の切り替え情報が送信されると受信側で、２つのデータを一度に受信するので、受信信号に誤りが生じる。また、誤り検出・訂正符号にも誤りが生じる。従って、受信データを演算した結果と誤り検出・訂正符号との整合性が得られなくなる。したがって、この受信データの演算結果と誤り検出・訂正符号との整合性を見ることによって、２以上の切り替え情報が送られてきているか否かが判断できることになる。切り替え要求は、強制、優先、非優先の段階に応じたコマンドを用意しておく。また、アドレスは、ノードアドレス、ポートアドレスから構成する。更にデータをＣＭＩ符号等にすることで、バイオレーションコードを検出できるようにすれば、より確実に切り替え抽出することができ有効である。

次に、ある経路やノードに障害などが発生したときの冗長切り替えなど、双方向の対向ペアについて経路が一致した状態を保つ必要がある場合の切り替えシーケンスについて明記する。

図１８は、双方の対向ペアノードにおいて経路を一致させる切り替え処理を説明する図である。
このような場合の、本発明における切り替え手順を、図１８のネットワーク構成を例として示す。

すなわち、初期状態として、送信機Ｔｘ１の出力がＯＸＣ１→ＯＳＸ2の経路を辿り受信機Ｒｘ２で受信され、一方、対向ペアとして送信機Ｔｘ２から出力された信号が同じ経路を逆にＯＸＣ２→ＯＳＸ１と辿り、受信機Ｒｘ１にて受信されている状態から、ＯＸＣ１→ＯＸＣ２→ＯＸＣ３の経路に冗長切り替えをする場合である。

このような場合は、まず、片方向（図１８経路（１））の切り替えを、すでに図７などで述べたフローに基づいて行い、切り替え完了を確認した後で、それと対向になる逆方向経路（図１８経路（２））についての切り替えを開始する。このような手順をとることにより、片方向の切り替え開始後、何らかの要因によって切り替えが完了しなかった場合でも、まだ切り替えを行っていない対向の逆方向の経路を用いて通知し、もとの経路に切り戻すか、あるいは、他の方向に切り替えることができるという利点がある。

なお、上記実施形態では、光クロスコネクトを構成の一部として説明したが、光ルータを構成の一部としても同様である。

本発明により、光交換局の切り替えをどこの局からも、自由に切り替えられる低コストな切り替えを実施できる。

従来からある光クロスコネクトの基本構成を示す図である。 従来のＷＤＭシステムを説明する図である。 従来の問題点を説明する図である。 本発明の実施形態に従ったシステムの全体構成を示す図である。 切り替えフローの前提となるシステム構成の例を示す図である。 送信機（Ｔｘ１）出力信号パターンを図示する図である。 本発明の実施形態に従った切り替えシーケンスを示す図である。 本発明の実施形態に従った処理シーケンスの別の例である。 送信機の送出する信号パターンの別の例を示す図である。 本発明の実施形態に従った送信機及び受信機の構成を説明する図である。 図１０の切り替え情報抽出回路の構成例である。 図１０のブロック１２１の構成の一例を示した図である。 図１２の回路における各ラインのデータまたはクロックの例を示している。 本発明の実施形態に従った非線形効果を抑制するための信号の構成例を説明する図である。 “１”または“０”連続による伝送品質の低下、及び非線形光学効果による伝送品質の低下両者の影響を抑制するために、送信機に備える回路構成を示す図である。 図１５の回路における各ラインのデータまたはクロックの例を示す図である。 切り替え情報のフレームの構成例である。 双方の対向ペアノードにおいて経路を一致させる切り替え処理を説明する図である。

Claims (36)

1. 光交換装置の切り替え制御を行う方法であって、
   主信号の送信を一時停止し、該光交換装置の切り替え制御を指示する切り替え情報を、該主信号の波長を使って送信する切り替え情報送信ステップと、
   該切り替え情報の送信を終了した後に、該主信号の波長を使って、切り替え情報の終了を示す信号を送信する終了通知ステップと、
   該切り替え処理終了通知を受信したら、該一時停止していた主信号の信号送信を再開する再開ステップと、
   を備えることを特徴とする切り替え制御方法。
2. 前記光交換装置は、波長分割多重通信システムに含まれ、切り替えを行う波長の主信号以外は、切り替えを行う波長が切り替え情報の送信を行っている間も主信号の送信を続けることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記切り替え情報の信号速度は、主信号の信号速度より遅いことを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 前記切り替え情報の受信は、波長分割多重された光信号を一括して受信し、主信号の信号速度には追従しないが、より遅い信号速度を持つ前記切り替え情報の信号を追従する受信装置によって行うことを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. 前記切り替え処理終了通知は、固定パターンの信号を用いて行われることを特徴とする請求項１に記載の方法。
6. 前記固定パターンは、光交換装置が含まれる通信システムの光アンプなどの光素子が光サージによって破損されるのを防ぐ程度に、低出力の光信号によって生成されることを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 前記再開ステップにおいては、光交換装置からの切り替え処理終了通知を受信した後、主信号の送信再開を行うことを特徴とする請求項１に記載の方法。
8. 前記切り替え情報の光信号は、信号速度より速い速度のパルスによって、信号レベルがＨｉｇｈの時にはＬｏｗへ、ＬｏｗのときはＨｉｇｈへ切り替えられることを特徴とする請求項１に記載の方法。
9. 前記切り替え情報の光信号の切り替えは、信号レベルがＨｉｇｈからＬｏｗへの切り替えの方がＬｏｗからＨｉｇｈへの切り替えよりも頻繁に行われることを特徴とする請求項８に記載の方法。
10. 前記切り替え情報のＨｉｇｈの信号レベルは、該切り替え情報の信号速度より速いパルスの連続送信によって構成されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
11. 波長分割多重通信システムにおいて、前記切り替え情報が複数の波長について送信されてきた場合には、受信したデータと誤り検出・訂正符号との整合性を検査することで、複数の切り替え情報の衝突を検出することを特徴とする請求項１に記載の方法。
12. 双方向光経路の切り替えを行う際、片方の回線から切り替えを行い、切り替えが完了したことを確認した後に、逆方法の切り替えを開始し、片方の切り替えが正常に完了しない場合は、未だ切り替えを行っていない逆方向の経路を使用して自律的に切り戻しを行うことを特徴とする請求項１に記載の方法。
13. 光交換装置の切り替え制御を行う制御装置であって、
    主信号の送信を一時停止し、該光交換装置の切り替え制御を指示する切り替え情報を、該主信号の波長を使って送信する切り替え情報送信手段と、
    該切り替え情報の送信を終了した後に、該主信号の波長を使って、切り替え情報の終了を示す信号を送信する終了通知手段と、
    該切り替え処理終了通知を受信したら、該一時停止していた主信号の信号送信を再開する再開手段と、
    を備えることを特徴とする制御装置。
14. 前記光交換装置は、波長分割多重通信システムに含まれ、切り替えを行う波長の主信号以外は、切り替えを行う波長が切り替え情報の送信を行っている間も主信号の送信を続けることを特徴とする請求項１３に記載の制御装置。
15. 前記切り替え情報の信号速度は、主信号の信号速度より遅いことを特徴とする請求項１４に記載の制御装置。
16. 前記切り替え情報の受信は、波長分割多重された光信号を一括して受信し、主信号の信号速度には追従しないが、より遅い信号速度を持つ前記切り替え情報の信号を追従可能な受信装置によって行うことを特徴とする請求項１５に記載の制御装置。
17. 前記切り替え処理終了通知は、固定パターンの信号を用いて行われることを特徴とする請求項１３に記載の制御装置。
18. 前記固定パターンは、光交換装置が含まれる通信システムの光アンプなどの光素子が光サージによって破損されるのを防ぐ程度に、低出力の光信号によって生成されることを特徴とする請求項１７に記載の制御装置。
19. 光交換装置からの切り替え処理終了通知を受信した後、主信号の送信再開を行うことを特徴とする請求項１３に記載の制御装置。
20. 前記切り替え情報の光信号は、信号速度より速い速度のパルスによって、信号レベルがＨｉｇｈの時にはＬｏｗへ、ＬｏｗのときはＨｉｇｈへ切り替えられることを特徴とする請求項１３に記載の制御装置。
21. 前記切り替え情報の光信号の切り替えは、信号レベルがＨｉｇｈからＬｏｗへの切り替えの方がＬｏｗからＨｉｇｈへの切り替えよりも頻繁に行われることを特徴とする請求項２０に記載の制御装置。
22. 前記切り替え情報のＨｉｇｈの信号レベルは、該切り替え情報の信号速度より速いパルスの連続送信によって構成されることを特徴とする請求項１３に記載の制御装置。
23. 波長分割多重通信システムにおいて、前記切り替え情報が複数の波長について送信されてきた場合には、受信したデータと誤り検出・訂正符号との整合性を検査することで、複数の切り替え情報の衝突を検出することを特徴とする請求項１３に記載の制御装置。
24. 双方向光経路の切り替えを行う際、片方の回線から切り替えを行い、切り替えが完了したことを確認した後に、逆方法の切り替えを開始し、片方の切り替えが正常に完了しない場合は、未だ切り替えを行っていない逆方向の経路を使用して自律的に切り戻しを行うことを特徴とする請求項１３に記載の制御装置。
25. 光通信路の切り替え処理を行う光スイッチと、
    主信号の波長を使って送られてくる切り替え情報を受信する切り替え情報受信手段と、
    切り替え情報の終了信号を受信後に、該切り替え情報に基づいて、該光スイッチに切り替え処理を指示する切り替え制御手段と、
    該切り替え処理の終了を、切り替え情報の送信元に通知する終了通知手段と、
    を備えることを特徴とする光交換装置。
26. 前記光交換装置は、波長分割多重通信システムに含まれ、切り替えを行う波長の主信号以外は、切り替えを行う波長が切り替え情報の送信を行っている間も主信号の送信を続ける状態の波長分割多重光信号を受信することを特徴とする請求項２５に記載の光交換装置。
27. 前記切り替え情報の信号速度は、主信号の信号速度より遅いことを特徴とする請求項２６に記載の光交換装置。
28. 前記切り替え情報の受信は、波長分割多重された光信号を一括して受信し、主信号の信号速度には追従しないが、より遅い信号速度を持つ前記切り替え情報の信号を追従可能な受信装置によって行うことを特徴とする請求項２７に記載の光交換装置。
29. 前記終了信号は、固定パターンの信号を用いて行われることを特徴とする請求項２５に記載の光交換装置。
30. 前記固定パターンは、光交換装置が含まれる通信システムの光アンプなどの光素子が光サージによって破損されるのを防ぐ程度に、低出力の光信号によって生成されることを特徴とする請求項２９に記載の光交換装置。
31. 光交換装置からの切り替え処理終了通知を受信した後、主信号の送信再開を行うことを特徴とする請求項２５に記載の光交換装置。
32. 前記切り替え情報の光信号は、信号速度より速い速度のパルスによって、信号レベルがＨｉｇｈの時にはＬｏｗへ、ＬｏｗのときはＨｉｇｈへ切り替えられることを特徴とする請求項２５に記載の光交換装置。
33. 前記切り替え情報の光信号の切り替えは、信号レベルがＨｉｇｈからＬｏｗへの切り替えの方がＬｏｗからＨｉｇｈへの切り替えよりも頻繁に行われることを特徴とする請求項３２に記載の光交換装置。
34. 前記切り替え情報のＨｉｇｈの信号レベルは、該切り替え情報の信号速度より速いパルスの連続送信によって構成されることを特徴とする請求項２５に記載の光交換装置。
35. 波長分割多重通信システムにおいて、前記切り替え情報が複数の波長について送信されてきた場合には、受信したデータと誤り検出・訂正符号との整合性を検査することで、複数の切り替え情報の衝突を検出することを特徴とする請求項２５に記載の光交換装置。
36. 双方向光経路の切り替えを行う際、片方の回線から切り替えを行い、切り替えが完了したことを確認した後に、逆方法の切り替えを開始し、片方の切り替えが正常に完了しない場合は、未だ切り替えを行っていない逆方向の経路を使用して自律的に切り戻しを行うことを特徴とする請求項２５に記載の光交換装置。

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