JP3993591B2 - 両方向波長分割多重方式のアッド／ドロップ自己回復ハブ形環状網 - Google Patents

Description

本発明は、波長分割多重方式(wavelength division multiplexing)の光通信網に関するもので、特に、波長分割多重方式のアッド/ドロップ(add/drop)ハブ形環状網(hubbed ring netwowk)に関するものである。

近年、インターネットの普及により、家庭で使用する通信トラヒック要求量が増加しているとともに、中央ノード(central office, hub)と加入者との間を連結する大都市/加入者網(metro/access network)に対する関心が大きくなっている。大都市/加入者網は、超高速サービスに対する需要の増加により、高速化方案が容易で、且つ多くの加入者を収容するために経済的でなければならない。波長分割多重方式技術を利用した大都市/加入者網は、多数の波長を使用して伝送方式や速度に関係なく光信号が伝送可能なので、通信網を効率的に超高速化及び光帯域化させうる。大都市/加入者網において、中央ノードと加入者との間を連結するために加入者密集地域の付近に設けられる地域ノード(remote node)は、中央ノードから希望する信号をドロップする機能と、希望する信号を網に伝送できるアッド機能を有すべきである。

図１は、一般のハブ形自己回復環状網の構成を示すものである。図１に示すように、ハブ形自己回復環状網は、２本の光ファイバ２，４で連結された中央ノード１０と、地域ノード２０，３０とを含む。２本の光ファイバのうち、いずれか１本は動作用光ファイバ(working fiber)４で、他の一本は保護用光ファイバ(protection fiber)２である。中央ノード１０は、光信号を多重化するための多重化器１１、 多重化された光信号を増幅するための増幅器(Erbium-Doped Fiber Amplifier：ＥＤＦＡ)１２及び増幅された光信号を光ファイバ２，４で結合させるためのカプラー１３を含む。また、中央ノード１０は、光ファイバ２，４からの光信号を逆多重化するための逆多重化器１４及び２本の光ファイバ２，４からの光信号のうちいずれか一つを選択するための光スイッチ１５を含む。地域ノード２０，３０は、２本の光ファイバ２，４に対して設けられる単方向アッド/ドロップ多重化器４１，４２と、２本の光ファイバ２，４からの光信号のうちいずれか一つを選択するための光スイッチ４３とを含む。

ハブ形自己回復環状網で正常状態であれば、中央ノード１０は、２本の光ファイバ２，４に同一の光信号を乗せて送る。地域ノード２０，３０は、２本の光ファイバ２，４を通じて伝送される光信号をすべて単方向アッド/ドロップ多重化器４１，４２にドロップした後に、光スイッチ４３を使用して、ドロップされた光信号のうち特性の良い光信号を受信する。同様に、地域ノード２０，３０は、２本の光ファイバ２，４に同一の光信号を送る。そして、中央ノード１０は、光スイッチ１５を使用して、２つの光信号のうちの一つを選択して受信する。

図２は、図１のハブ形自己回復環状網に障害が発生した場合を示すものである。ハブ形自己回復環状網は、光ファイバの切断のようなシステム障害が発生すれば、次のように自己回復動作を行う。

図２に示すように、ハブ形自己回復環状網で第１地域ノードＲＮ１(２０)と第２地域ノードＲＮ２(３０)との間に光ファイバが切断された場合を仮定すると、第２地域ノードＲＮ２(３０)は、動作用光ファイバ４を通じて反時計方向に伝送される第２チャンネルλ２が受信できないので、保護用光ファイバ２を通じて時計方向に伝送される第２チャンネルλ２を受信するようになる。第１地域ノードＲＮ１(２０)は、動作用光ファイバ４を通じて反時計方向に第１チャンネルλ１をアッドして送ることができないので、光スイッチ４３を転換させて、保護用光ファイバ２を通じて時計方向に第１チャンネルλ１を送る。

このように、従来のハブ形自己回復環状網は、各光ファイバで同一の光信号が単方向のみに伝送されるので、光ファイバの効率性が低下する。そして、従来のハブ形自己回復環状網は、２本の光ファイバで中央ノードと地域ノードを連結するので、各地域ノードは２本の光ファイバすべてに光信号をアッド/ドロップできるアッド/ドロップ多重化器を備えなければならず、これにより費用の増加を招くことになる。また、中央ノード及び各地域ノードは自己回復機能のために２つの信号のうち一つを選別して受信すべきなので、アッド/ドロップされる波長ごとに光スイッチを使用しなければならず、これによりコストの増大化が発生する。

したがって、上記従来技術の問題点を解決するための本発明の目的は、中央ノードと各地域ノードとの間に１本の光ファイバを通じて光信号を両方向に伝送でき、経済的に自己回復が可能な両方向波長分割多重方式のアッド/ドロップ自己回復ハブ形環状網を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明は、一の中央ノードと複数の地域ノードを一本の伝送光線路によって連結する波長分割多重方式のハブ形環状網であって、前記中央ノードは、第１グループチャンネルのチャンネルに対応する各波長で高優先順位光信号と低優先順位光信号を生成し、前記第１グループの各チャンネルの高優先順位光信号及び低優先順位光信号を波長分割多重化して、前記一本の伝送光線路を通じて前記環状網のリング状経路(ring-wise around)の相互に異なる方向に前記複数の地域ノードにそれぞれ伝送し、前記複数の地域ノードから第２グループチャンネルの各チャンネルに対応する各波長で高優先順位光信号と低優先順位光信号を前記一本の伝送光線路を通じて前記環状網のリング状経路の相互に異なる方向からそれぞれ受信するように構成され、前記地域ノードは、前記中央ノードからの前記第１グループチャンネルの各チャンネルに対応する共通波長で高優先順位光信号と低優先順位光信号を、前記一つの伝送光線路を通じて前記環状網のリング状経路の相互に異なる方向から受信し、第２グループチャンネルの所定のチャンネルに対応する共通波長で高優先順位光信号と低優先順位光信号を生成し、該生成した高優先順位光信号と低優先順位光信号を、前記第２グループチャンネルの前記所定のチャンネルに対応する前記共通波長で、前記一本の伝送光線路を通じて前記環状網のリング状経路の相互に異なる方向に前記中央ノードへ伝送するように構成され、前記中央ノードは、前記第１グループの各チャンネルに対して高優先順位光信号及び低優先順位光信号をそれぞれ発生させる複数の光源と、前記第１グループの各チャンネルの高優先順位光信号及び前記低優先順位光信号をそれぞれ波長分割多重化する多重化器と、前記伝送光線路から両方向にそれぞれ伝送される前記第２グループの各チャンネルの高優先順位光信号及び低優先順位光信号をそれぞれ逆多重化する逆多重化器と、該逆多重化された高優先順位光信号及び低優先順位光信号を各チャンネル別に受信する複数の受信器と、前記伝送光線路に連結されて前記多重化器からの多重化した第１グループチャンネルの光信号を前記伝送光線路に出力し、前記伝送光線路から入力された第２グループチャンネルの光信号を前記逆多重化器に出力するサーキュレータと、を含むことを特徴とする。

本発明による両方向波長分割多重方式のアッド/ドロップ自己回復ハブ形環状網は、１本の光ファイバのみを使用するので、光ファイバの効率性を向上することができる。また、中央ノードから各地域ノードに異なる情報に変調された同一波長の光信号を両方向に伝送するので、伝送容量を２倍に増加させうる。そして、各地域ノードを構成する両方向アッド/ドロップ多重化器は、経済的に実現可能である。また、システムに障害が発生すれば、光出力を監視して簡単に障害有無を判断し、各地域ノードに光スイッチを一つのみ使用して高優先順位光信号を効果的に保護することができる。

以下、本発明の望ましい実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。下記の説明において、本発明の要旨を不明にする虞のある公知機能及び構成についてはその詳細な説明を省略する。

本発明による自己回復ハブ形環状網は、各地域ノードで一つのアッド/ドロップ多重化器を通じて両方向に光信号を伝送することができる。各アッド/ドロップ多重化器は両方向性を有するので、一つの光伝送線路のみで網が構成される。それにより、単方向システムに比べて伝送量が２倍となる。地域ノードが両方向にアッドする光信号、すなわち環状網のリング状経路に両方向にシグナリングするようにアッドする２つの光信号は、相違した優先順位を有するが、その波長は同一である。同様に、両方向にドロップする２つの光信号も、相違した優先順位を有するが、その波長は同一である。言い換えれば、アッド/ドロップ多重化器を基準として両方向に送られる光信号の波長が同一で、また両方向に進行する光信号の波長が同一なので、低価の光素子を使用して実現が可能である。このような両方向アッド/ドロップ多重化器を使用すれば、システムの障害が発生した場合、各地域ノードごとに一つの２x２光スイッチを使用して優先順位が高い光信号を優先的に復旧することができる。したがって、提案されたハブ形環状網は、光ファイバの効率性を高めることができ、低価の光素子で地域ノードの実現が可能であり、少ない個数の光スイッチを使用して効果的に網を回復することができる。

図３は、本発明を適用した両方向波長分割多重方式のアッド/ドロップ自己回復ハブ形環状網を示す構成図である。また、図４は、図３の両方向波長分割多重方式のアッド/ドロップ自己回復ハブ形環状網の地域ノードを詳細に示すものである。

本発明による両方向波長分割多重方式のアッド/ドロップ自己回復ハブ形環状網は、送受信される各チャンネルに乗せる情報を優先順位により分岐させる。すなわち、各チャンネルで優先順位の高い光信号と優先順位の低い信号が発生する。本発明では、優先順位の高い光信号すなわち高優先順位光信号の送受信が、優先順位の低いすなわち低優先順位の光信号の送受信よりも優先して保障される。

また、本発明の適用形態では、中央ノードまたは地域ノードでアッドする光信号とドロップする光信号の波長を異なるようにする。

図３を参照すれば、本発明による両方向波長分割多重方式のアッド/ドロップ自己回復ハブ形環状網は、一つの中央ノード１００と複数の地域ノード２１０，２２０，２３０を含む。図３では、例示的に３つの地域ノードのみを示した。中央ノード１００は、各チャンネルに対して優先順位の高い光信号を発生させる光源１０１，１０３，１０５と、優先順位の低い光信号を発生させる光源１０２，１０４，１０６を含む。また、中央ノード１００は、伝送光線路４０の両方向に伝送する光信号を優先順位に応じて第１及び第２多重化器１２１，１２２に経路設定する光スイッチ１１１，１１２，１１３を含む。第１多重化器１２１及び第２多重化器１２２は、優先順位の高い光信号及び優先順位の低い光信号をそれぞれ多重化する。以下に、正常状態について図３を参照して説明すると、一の多重化器１２１は優先順位の高い光信号のみを多重化し、他の一の多重化器１２２は優先順位の低い光信号のみを多重化する。光増幅器１３１，１３２は、第１多重化器１２１及び第２多重化器１２２からの多重化された光信号をそれぞれ増幅する。後述するように正常状態では、第１多重化器１２１は高順位光信号のみを多重化し、第２多重化器１２２は低順位光信号のみを多重化する。光増幅器１３１，１３２は、エルビウム添加光ファイバ形増幅器(Erbium-Doped Fiber Amplifier：ＥＤＦＡ)を使用するのが望ましい。そして、中央ノード１００は、伝送光線路４０から両方向に伝送されてくる優先順位の高い光信号及び優先順位の低い光信号を逆多重化するための第１及び第２逆多重化器１５１，１５２と、伝送光線路４０により両方向から伝送されて来る光信号を優先順位に従って受信器１７１〜１７６に経路設定する光スイッチ１６１，１６２，１６３と、これら逆多重化された優先順位の高い光信号と優先順位の低い光信号を各チャンネル別に受信する受信器１７１〜１７６と、を含む。また、中央ノード１００は、伝送光線路４０に連結されて光増幅器１３１，１３２から入力された光信号を伝送光線路４０に出力し、伝送光線路４０から入力された光信号を第１及び第２逆多重化器１５１，１５２に出力するサーキュレータ１４１，１４２を含む。

図３及び図４を参照すれば、地域ノード２１０，２２０，２３０は、送信チャンネルの波長で優先順位の高い光信号及び優先順位の低い光信号をそれぞれ発生させる光源３１１及び光源３１２と、伝送光線路４０から伝送される受信チャンネルの波長で優先順位の高い光信号及び優先順位の低い光信号をそれぞれドロップし、光源３１１及び光源３１２から出力される送信チャンネルの優先順位の高い光信号及び優先順位の低い光信号を伝送光線路４０にアッドする両方向アッド/ドロップ多重化器(Bidirectional Add/Drop Multipliexer：ＢＡＤＭ)３２０と、両方向アッド/ドロップ多重化器３２０からの受信チャンネルの波長で優先順位の高い光信号及び優先順位の低い光信号をそれぞれ受信する受信器３３１及び受信器３３２とを含む。また、地域ノード２１０，２２０，２３０は、両方向アッド/ドロップ多重化器３２０とその両端の伝送光線路４０との間に設けられ、システムに障害が発生した場合に、優先順位の高い光信号が先ず復旧されるように動作する光スイッチ３００を含む。

中央ノード１００は、伝送光線路４０の両方向に奇数チャンネルを波長分割多重化して伝送するが、前述したように各チャンネルの光信号に対して優先順位を与えて一つの波長、すなわち一つのチャンネルに対して優先順位の高い光信号と優先順位の低い光信号を生成して伝送光線路４０の両方向に伝送する。すなわち、中央ノード１００で伝送光線路４０の両側に進行する光信号は、波長が同一であるが、異なる情報に変調される。したがって、一方向側に伝送されたシグナリングは高優先順位で、他方向側に伝送されたシグナリングは低優先順位である。このように、伝送光線路４０の両方向に伝送された光信号は、各地域ノード２１０，２２０，２３０でドロップされる。例えば、第１地域ノードＲＮ１(２１０)は、両側から入る光信号のうち、奇数チャンネルの第１チャンネルλ１のみをドロップする。同一の方式で、第２地域ノードＲＮ２(２２０)及び第３地域ノードＲＮ３(２３０)は、それぞれ奇数チャンネルの第３チャンネルλ３及び第５チャンネルλ５のみをドロップする。そして、各地域ノード２１０，２２０，２３０は、中央ノード１００の場合に類似するように、各送信チャンネルに対応する一つの波長に対して優先順位を与える。各地域ノード２１０，２２０，２３０は、異なる情報に変調された優先順位の高い偶数チャンネルと優先順位の低い偶数チャンネルをアッドして両方向に中央ノード１００まで伝送する。第１地域ノードＲＮ１(２１０)、第２地域ノードＲＮ２(２２０)、及び第３地域ノードＲＮ３(２３０)は、それぞれ偶数チャンネルの第２チャンネルλ２、第４チャンネルλ４、及び第６チャンネルλ６をアッドして両方向に伝送する。

図５（ａ）〜（ｃ）は、本発明による地域ノードの光スイッチの動作原理を説明するための図である。図５（ａ）に示すように、光スイッチ３００は、正常状態では、第１ポートと第２ポートが連結され、第３ポートと第４ポートが連結されるように、平行（parallel）状態で連結される。一方、保護状態では光スイッチ３００がクロス(cross)状態となって、第１ポートと第３ポートが連結され、第２ポートと第４ポートが連結される。それにより、第２ポートと第３ポートは接続時にソースポートに対して相互に替わるようになる。図５（ｂ）は、正常状態で両方向アッド/ドロップ多重化器３２０のと光スイッチが連結された状態を示す。光スイッチの第２ポートと第３ポートは両方向アッド/ドロップ多重化器３２０のＷポート、Ｅポートとそれぞれ連結され、残りの第１ポートと第４ポートは伝送光線路４０と連結される。図５（ｃ）は、保護状態で両方向アッド/ドロップ多重化器３２０と連結された光スイッチ３００の状態転換を示すものである。この場合、光スイッチ３００はクロス状態になり、両方向アッド/ドロップ多重化器３２０のＥポートは該図の左側の光線路に接続し、両方向アッド/ドロップ多重化器３２０のＷポートは右側の光線路に接続する。

図６は、本発明による両方向波長分割多重方式のアッド/ドロップ自己回復ハブ形環状網の自己回復過程を説明するためのものである。

図６に示すように、中央ノード１００で第１多重化器１２１から地域ノード２１０，２２０，２３０の順に反時計方向に送る光信号は、第２多重化器１２２から地域ノード２３０，２２０，２１０の順に時計方向に送る光信号よりも優先順位が高い。同様に、各地域ノード２１０，２２０，２３０で優先順位の高い光信号は、高優先順位光源３１１から発生して両方向アッド/ドロップ多重化器３２０を通じて時計方向に中央ノード１００まで伝送され、相対的に優先順位の低い光信号は低優先順位光源３１２から発生して両方向アッド/ドロップ多重化器３２０を通じて反時計方向に伝送される。すなわち、中央ノード１００と地域ノード２１０，２２０，２３０で図中“Ｈ”で示された送信端及び受信端は、“Ｌ”で示された送信端及び受信端に比べて優先順位が高い。

システムの障害に関しては、環状網は、中央ノード１００と地域ノード２１０，２２０，２３０の受信端に送られる光パワーを監視することによって、システム障害が発生したか否かを判定でき、さらに発生した場合にはシステム障害の位置を判定できる。例えば、図６に示すように、第１地域ノードＲＮ１(２１０)と第２地域ノードＲＮ２(２２０)との間に光線路切断のようなシステム障害が発生すると、本実施形態の環状網では、優先順位の高い光信号を優先的に保護するために、障害の位置に応じて中央ノード１００と地域ノード２１０，２２０，２３０の光スイッチの状態を転換する。

図６に示したように、第１地域ノードＲＮ１(２１０)は、当該システム障害の際には正常状態と同様に、中央ノード１００から第１波長の高優先順位光信号λ１を反時計方向にて受信し、時計方向に第２波長の高優先順位光信号λ２を送信することができる。しかしながら、第２地域ノードＲＮ２(２２０)及び第３地域ノードＲＮ３(２３０)は、伝送光線路４０上の高優先順位光信号を反時計方向に受信することができない。このため、中央ノード１００は、第２地域ノードＲＮ２(２２０)及び第３地域ノードＲＮ３(２３０)が受信する波長の高優先順位光信号をそれぞれ発生させる光源１０３，１０５に連結された光スイッチ１１２，１１３をクロス状態に変更して、第３波長λ３及び第５波長λ５の高優先順位光信号を伝送光線路４０上で時計方向に送る。そして、第２地域ノードＲＮ２(２２０)及び第３地域ノードＲＮ３(２３０)の両方向アッド/ドロップ多重化器３２０の両端に連結された２x２光スイッチ３００は、図５(ｃ)に示したように、スイッチングされて中央ノード１００から送られた高優先順位光信号が両方向アッド/ドロップ多重化器３２０のＷポートに入力されて高優先順位受信器３３１によって受信されるようにする。同様に、第２地域ノードＲＮ２(２２０)及び第３地域ノードＲＮ３(２３０)は、各光源３３１から発生される第４波長λ４及び第６波長λ６の高優先順位光信号を、中央ノード１００まで反時計方向に伝送することができる。そして、中央ノード１００も、光スイッチ１６２，１６３をクロス状態に転換させて第２及び第３地域ノード２２０，２３０から伝送される第４波長λ４及び第６波長λ６の高優先順位光信号を高順位受信器１７３，１７５に受信させる。したがって、本実施形態によるハブ形環状網は、光ファイバが切断されると、伝送容量は正常状態に比べて半分に減少するが、優先順位の高い光信号を優先的に保護することができる。

図７は、本発明による環状網の中央ノードにおけるシステム監視方法及び光スイッチ制御方法を説明するためのものでる。

図７を参照すれば、伝送光線路４０を通じて両方向にて中央ノード１００に同一波長でそれぞれ伝送された、多重化された光信号は、波長分割逆多重化器１５１，１５２によってそれぞれ分離される。本実施形態では、逆多重化された２つの同一の波長信号のうち、高優先順位光信号が出る受信ポートに、１０:９０光カプラー(optical coupler)４０１，４０２，４０３が連結される。これら光カプラー４０１，４０２，４０３には光検出器(photo-diode)が連結されて光カプラーの１０/１００端子からの光出力を検出し、この信号の有無により送信端と受信端に設けられた一対の光スイッチを同時に制御する。図７では、光カプラー４０１のみに光検出器４１１が連結されたものが示されているが、光カプラー４０２，４０３にもそれぞれ光検出器(図示せず)が連結され、これら光検出器は同様に光スイッチ制御回路(図示せず)に連結されている。特定の地域ノードで第１波長λ１を受信し、第２波長λ２を送信すると仮定すれば、第１波長λ１と第２波長λ２は一対をなすようになり、中央ノード１００の送受信端で第１波長λ１及び第２波長λ２と関連した２つの光スイッチ１１１，１６１は一つの光スイッチ制御回路４２０によって制御される。また、図７の実施形態では第３波長λ３及び第４波長λ４と関連した２つの光スイッチ１１２，１６２、そして、第５波長λ５及び第６波長λ６と関連した光スイッチ１１３，１６３が各一つの光スイッチ制御回路(図示せず)によって制御される。

特に、図７中において、伝送光線路４０の左側から入る光信号の優先順位が高いので、光カプラー４０１，４０２，４０３は、各波長の光信号を検出するために、逆多重化器１５１の出力端に連結される。例えば、第２波長λ２の高優先順位光信号は、光カプラー４０１を介して光検出器４１１に入力される。そして、光検出器４１１は検出された光出力を光スイッチ制御回路４２０に供給し、これに基づいて、光スイッチ制御回路４２０は、送信側の光スイッチ１１１及び受信側の光スイッチ１６１の双方を制御する。すなわち、逆多重化器１５１の出力端から第２波長λ２の高優先順位光信号が受信されると、光スイッチ１１１，１６１は、正常状態、すなわち平行状態を維持する。そして、システムの障害で逆多重化器１５１の出力端から第２波長λ２の高優先順位光信号が受信されなくなると、光スイッチ制御回路４２０は、送信端と受信端の光スイッチ１１１，１６１を同時にクロス状態に転換させる。第４波長λ４と第６波長λ６の場合も、第２波長の信号と同一の方式で光スイッチが制御される。このような方式で、システムの障害有無と位置を中央ノード１００で監視することができる。

図８は、本発明による環状網の地域ノードにおけるシステム監視方法及び光スイッチ制御方法を説明するためのものである。地域ノード２１０，２２０，２３０に含まれる両方向アッド/ドロップ多重化器３２０でＷポートを通じて入る光信号の優先順位が高いと仮定するとき、優先順位が高い光信号の出力を監視することで、システムの障害の有無を判断することが可能である。同図に示すように、本実施形態では、地域ノードで正常状態の高優先順位光信号が受信される伝送光線路４０の端の２x２光スイッチ３００の前段に、１０:９０光カプラー４３０が連結される。この光カプラー４３０には光検出器４４０が連結され、光検出器４４０には光スイッチ制御回路４２０が連結されている。光検出器４４０は、光カプラー４３０の１０/１００端子の光出力を検出して、光スイッチ制御回路４２０に当該検出結果を出力する。光スイッチ制御回路４２０は、光検出器４４０からの光検出結果に基づいて、光スイッチ３００の状態を制御する。

具体的には、正常状態で一定レベル以上の光出力が光検出器４４０に入力されると、光スイッチ３００は、平行状態を維持するように光スイッチ制御回路４２０によって制御される。一方、システムの障害が発生して高優先順位光信号が光検出器４４０で受信されないと、光スイッチ３００がクロス状態に転換するように光スイッチ制御回路４２０によって制御され、これにより、高優先順位光受信器３３１は、伝送光線路４０の図８右側から入る光信号をドロップさせて受信するようになる。同様に、正常状態で図８左側にアッドして送る高優先順位光信号は、光スイッチ３００により経路が変わって、伝送光線路４０の図８右側に進行するようになる。

一般のハブ形自己回復環状網の構成を示す図である。 図１のハブ形自己回復環状網に障害が発生した場合を説明するための図である。 本発明による両方向波長分割多重方式のアッド/ドロップ自己回復ハブ形環状網を示す構成図である。 図３の両方向波長分割多重方式のアッド/ドロップ自己回復ハブ形環状網の地域ノードを詳細に示す図である。 本発明による地域ノードの光スイッチの動作原理を説明するための図である。 本発明による両方向波長分割多重方式のアッド/ドロップ自己回復ハブ形環状網の自己回復過程を示す図である。 本発明による環状網の中央ノードでのシステム監視方法及び光スイッチ制御方法を示す図である。 本発明による環状網の地域ノードでのシステム監視方法及び光スイッチ制御方法を示す図である。

符号の説明

１００ 中央ノード
２１０，２２０，２３０ 地域ノード
４０ 伝送光線路
１０１〜１０６ 光源
１１１〜１１３ 第１の光スイッチ
１２１，１２２ 多重化器
１５１，１５２ 逆多重化器
１６１〜１６３ 第２の光スイッチ
１７１〜１７６ 受信器
４０１，４０２，４０３ 光カプラー
４１１ 光検出器
４２０ 光スイッチ制御回路
３１１，３１２ 光源
３２０ 両方向アッド/ドロップ多重化器(ＢＡＤＭ)
３３１，３３２ 受信器
３００ 光スイッチ
４３０ 光カプラー
４４１ 光検出器

Claims (20)

1. 一の中央ノードと複数の地域ノードを一本の伝送光線路によって連結する波長分割多重方式のハブ形環状網であって、
   前記中央ノードは、第１グループチャンネルのチャンネルに対応する各波長で高優先順位光信号と低優先順位光信号を生成し、前記第１グループの各チャンネルの高優先順位光信号及び低優先順位光信号を波長分割多重化して、前記一本の伝送光線路を通じて前記環状網のリング状経路(ring-wise around)の相互に異なる方向に前記複数の地域ノードにそれぞれ伝送し、前記複数の地域ノードから第２グループチャンネルの各チャンネルに対応する各波長で高優先順位光信号と低優先順位光信号を前記一本の伝送光線路を通じて前記環状網のリング状経路の相互に異なる方向からそれぞれ受信するように構成され、
   前記地域ノードは、前記中央ノードからの前記第１グループチャンネルの各チャンネルに対応する共通波長で高優先順位光信号と低優先順位光信号を、前記一つの伝送光線路を通じて前記環状網のリング状経路の相互に異なる方向から受信し、第２グループチャンネルの所定のチャンネルに対応する共通波長で高優先順位光信号と低優先順位光信号を生成し、該生成した高優先順位光信号と低優先順位光信号を、前記第２グループチャンネルの前記所定のチャンネルに対応する前記共通波長で、前記一本の伝送光線路を通じて前記環状網のリング状経路の相互に異なる方向に前記中央ノードへ伝送するように構成され、
   前記中央ノードは、
   前記第１グループの各チャンネルに対して高優先順位光信号及び低優先順位光信号をそれぞれ発生させる複数の光源と、
   前記第１グループの各チャンネルの高優先順位光信号及び前記低優先順位光信号をそれぞれ波長分割多重化する多重化器と、
   前記伝送光線路から両方向にそれぞれ伝送される前記第２グループの各チャンネルの高優先順位光信号及び低優先順位光信号をそれぞれ逆多重化する逆多重化器と、
   該逆多重化された高優先順位光信号及び低優先順位光信号を各チャンネル別に受信する複数の受信器と、
   前記伝送光線路に連結されて前記多重化器からの多重化した第１グループチャンネルの光信号を前記伝送光線路に出力し、前記伝送光線路から入力された第２グループチャンネルの光信号を前記逆多重化器に出力するサーキュレータと、
   を含むことを特徴とする波長分割多重方式のハブ形環状網。
2. 前記中央ノードは、前記複数の光源からの前記第１グループの各チャンネルの高優先順位光信号及び低優先順位光信号を、優先順位に従って前記多重化器に経路設定する第１の光スイッチと、
   前記伝送光線路により両方向から伝送されて来る前記第２グループの各チャンネルの高優先順位光信号及び低優先順位光信号を、優先順位に従って前記複数の受信器に経路設定する第２の光スイッチと、をさらに含む請求項１記載の波長分割多重方式のハブ形環状網。
3. 前記中央ノードは、高優先順位光信号を逆多重化する逆多重化器によって発生した各チャンネルに対する出力を測定することにより、システムの障害有無を監視する請求項２記載の波長分割多重方式のハブ形環状網。
4. 前記中央ノードは、
   前記第２グループチャンネルの高優先順位光信号を逆多重化する逆多重化器の各チャンネル光信号の出力端にそれぞれ連結されて高優先順位光信号を抽出する光カプラーと、
   前記各光カプラーに連結されて前記各チャンネル光信号の光出力を検出する光検出器と、
   前記各光検出器に連結されて前記光検出器からの光出力により前記第１及び第２の光スイッチを同時に制御する光スイッチ制御回路と、
   を含む請求項３記載の波長分割多重方式のハブ形環状網。
5. 前記第１の光スイッチは、前記環状網上で伝送光線路の障害が発生する位置に対応して前記環状網を回復するように選択的に動作可能である請求項２記載の波長分割多重方式のハブ形環状網。
6. 各ノードから正常時の前記伝送光経路に光信号が送信される方向につき、中央ノードから各高優先順位光信号が送信される第１の送信方向は、各地域ノードからそれぞれの低優先順位光信号が送信される方向と同一であり、かつ、中央ノードから各低優先順位光信号が送信される第２の送信方向は、各地域ノードから各高優先順位光信号が送信される方向と同一であり、
   前記伝送光経路に障害が発生すると、前記中央ノードは、前記第１グループチャンネルの各高優先順位光信号のうち当該障害の発生位置に対応した高優先順位光信号のみを前記第２の送信方向で送信するように前記第１の光スイッチの状態を転換し、各地域ノードは、当該障害の発生位置に対応した地域ノードのみが自機の高優先順位光信号を前記第１の送信方向で送信することで、前記回復が行われること
   を特徴とする請求項５記載の波長分割多重方式のハブ形環状網。
7. 前記第２の光スイッチは、前記環状網上で伝送光線路の障害が発生する位置に対応して前記環状網を回復するように選択的に動作可能である請求項６記載の波長分割多重方式のハブ形環状網。
8. 前記中央ノードの前記第２の光スイッチは、前記地域ノードの数と同数かつ前記第２グループチャンネルの各チャンネルに対応する各波長毎に設けられ、
   前記伝送光経路に障害が発生すると、前記中央ノードは、複数の前記第２の光スイッチのうち、当該障害の発生位置に対応した波長に関する前記第２の光スイッチのみの状態を転換し、各地域ノードは、当該障害の発生位置に対応した地域ノードのみが、前記中央ノードから前記第２の送信方向で送られて来た自機宛の光信号を高優先順位光信号として受信することで、前記回復が行われること
   を特徴とする請求項７記載の波長分割多重方式のハブ形環状網。
9. 前記第２の光スイッチは、前記環状網上で伝送光線路の障害が発生する位置に対応して前記環状網を回復するように選択的に動作可能である請求項２記載の波長分割多重方式ハブ形環状網。
10. 前記中央ノードの前記第２の光スイッチは、前記地域ノードの数と同数かつ前記第２グループチャンネルの各チャンネルに対応する各波長毎に設けられ、
    前記伝送光経路に障害が発生すると、前記中央ノードは、複数の前記第２の光スイッチのうち、当該障害の発生位置に対応した波長に関する前記第２の光スイッチのみの状態を転換し、各地域ノードは、当該障害の発生位置に対応した地域ノードのみが、前記中央ノードから前記第２の送信方向で送られて来た自機宛の光信号を高優先順位光信号として受信することで、前記回復が行われること
    を特徴とする請求項９記載の波長分割多重方式のハブ形環状網。
11. 前記複数の各地域ノードは、
    前記第２グループチャンネルのうちの所定チャンネルに対して優先順位が高い光信号及び優先順位が低い光信号をそれぞれ発生させる光源と、
    前記伝送光線路から伝送される第１グループチャンネルのうち所定チャンネルの高順位光信号及び低優先順位光信号をそれぞれドロップし、前記光源からの前記第２グループチャンネルのうちの所定チャンネルに対して発生した光信号を前記伝送光線路にアッドする両方向アッド/ドロップ多重化器と、
    前記ドロップされた光信号を受信する受信器と、
    を含む請求項１記載の波長分割多重方式のハブ形環状網。
12. 前記複数の各地域ノードは、前記両方向アッド/ドロップ多重化器と前記一つの伝送光線路の両端間に設けられてシステムに障害が発生した場合に、前記高優先順位光信号がまず復旧されるように動作する光スイッチをさらに含む請求項１１記載の波長分割多重方式のハブ形環状網。
13. 前記中央ノードは、前記複数の光源からの前記第１グループの各チャンネルの高優先順位光信号及び低優先順位光信号を、優先順位に従って前記多重化器に経路設定する第１の光スイッチと、前記伝送光線路により両方向から伝送されて来る前記第２グループの各チャンネルの高優先順位光信号及び低優先順位光信号を、優先順位に従って前記複数の受信器に経路設定する第２の光スイッチと、をさらに含み、
    各ノードから正常時の前記伝送光経路に光信号が送信される方向につき、中央ノードから各高優先順位光信号が送信される第１の送信方向は、各地域ノードからそれぞれの低優先順位光信号が送信される方向と同一であり、かつ、中央ノードから各低優先順位光信号が送信される第２の送信方向は、各地域ノードから各高優先順位光信号が送信される方向と同一であり、
    前記伝送光経路に障害が発生すると、前記中央ノードは、前記第１グループチャンネルの各高優先順位光信号のうち当該障害の発生位置に対応した高優先順位光信号のみを前記第２の送信方向で送信するように前記第１の光スイッチの状態を転換し、各地域ノードは、当該障害の発生位置に対応した地域ノードのみが自機の高優先順位光信号を前記第１の送信方向で送信するように自機の光スイッチの状態を転換することで、前記回復が行われること
    を特徴とする請求項１２記載の波長分割多重方式のハブ形環状網。
14. 前記複数の各地域ノードは、第１グループチャンネルのうちいずれか一つのチャンネルの高優先順位光信号を測定することによってシステムの障害有無を監視し、前記第１グループチャンネルのチャンネル光信号は、前記測定のために前記伝送光線路から伝送される請求項１３記載の波長分割多重方式のハブ形環状網。
15. 前記中央ノードの前記第２の光スイッチは、前記地域ノードの数と同数かつ前記第２グループチャンネルの各チャンネルに対応する各波長毎に設けられ、
    前記伝送光経路に障害が発生すると、前記中央ノードは、複数の前記第２の光スイッチのうち、当該障害の発生位置に対応した波長に関する前記第２の光スイッチのみの状態を転換し、各地域ノードは、当該障害の発生位置に対応した地域ノードのみが、前記中央ノードから前記第２の送信方向で送られて来た自機宛の光信号を高優先順位光信号として受信するように自機の光スイッチの状態を転換することで、前記回復が行われること
    を特徴とする請求項１４記載の波長分割多重方式のハブ形環状網。
16. 前記複数の各地域ノードは、
    正常状態で高優先順位光信号が受信される伝送光線路に連結されて高優先順位光信号を抽出する光カプラーと、
    各光カプラーのうちのいずれか一つの光カプラーから抽出された高優先順位光信号の光出力を検出する光検出器と、
    前記検出された光出力により前記各地域ノードの光スイッチを制御する光スイッチ制御回路とを含む請求項１５記載の波長分割多重方式のハブ形環状網。
17. 前記各地域ノードの光スイッチは、２対のポートを有する２×２光スイッチを含み、前記各一対のポートは前記環状網上で前記両方向アッド/ドロップ多重化器の両端に環状方向に位置され、正常状態では前記２対のポートのうちの一対のポートが他の一対のポートと平行に連結され、一方、システムの障害時には、前記２対のポートのうちの他の一対のポートの接続が、前記一対のポートから各光源を相互に替えるように再構成される請求項１２記載の波長分割多重方式のハブ形環状網 。
18. 一の中央ノードが複数の地域ノードと一つの伝送光線路により連結された波長分割多重方式のハブ形環状網であって、
    前記中央ノードは、第１グループチャンネルのチャンネルに対応する各波長で高優先順位光信号と低優先順位光信号を生成し、前記第１グループの各チャンネルの高優先順位光信号及び低優先順位光信号を波長分割多重化して、前記一つの伝送光線路を通じて前記環状網のリング状経路(ring-wise around)の相互に異なる方向に前記複数の地域ノードにそれぞれ伝送し、前記複数の地域ノードから第２グループチャンネルの各チャンネルに対応する各波長で高優先順位光信号と低優先順位光信号を前記一つの伝送光線路を通じて前記環状網のリング状経路の相互に異なる方向からそれぞれ受信するように、
    前記第１グループの各チャンネルに対して高優先順位光信号及び低優先順位光信号をそれぞれ発生させる複数の光源と、
    前記第１グループの各チャンネルの高優先順位光信号及び前記低優先順位光信号をそれぞれ波長分割多重化する多重化器と、
    前記伝送光線路から両方向にそれぞれ伝送される前記第２グループの各チャンネルの高優先順位光信号及び低優先順位光信号をそれぞれ逆多重化する逆多重化器と、
    該逆多重化された高優先順位光信号及び低優先順位光信号を各チャンネル別に受信する複数の受信器と、
    前記伝送光線路に連結されて前記多重化器からの多重化した第１グループチャンネルの光信号を前記伝送光線路に出力し、前記伝送光線路から入力された第２グループチャンネルの光信号を前記逆多重化器に出力するサーキュレータと、
    を含んで構成されることを特徴とする波長分割多重方式のハブ形環状網。
19. 前記地域ノードは、前記中央ノードからの前記第１グループチャンネルの各チャンネルに対応する共通波長で高優先順位光信号と低優先順位光信号を、前記一つの伝送光線路を通じて前記環状網のリング状経路の相互に異なる方向から受信するように構成される請求項１８記載の波長分割多重方式のハブ形環状網。
20. 前記地域ノードは、第２グループチャンネルの所定のチャンネルに対応する共通波長で高優先順位光信号と低優先順位光信号を生成し、該生成した高優先順位光信号と低優先順位光信号を、前記第２グループチャンネルの前記所定のチャンネルに対応する前記共通波長で、前記一つの伝送光線路を通じて前記環状網のリング状経路の相互に異なる方向から前記中央ノードに伝送するように構成される請求項１９記載の波長分割多重方式のハブ形環状網。
    

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