JP4035714B2 - 通信ノードおよびスイッチ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、大容量高速光ネットワークに関し、特に、光ネットワークにおける伝送路のプロテクションに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、大容量高速光ネットワークは、１本の光ファイバ伝送路により伝送される信号の方向は１方向のみであった。
【０００３】
対向装置間で上りおよび下りの双方向の信号を伝送する場合には２本に光ファイバ伝送路が必要であった。
【０００４】
さらに、光ファイバ伝送路の障害に対してプロテクションを行うためには、上り信号および下り信号のそれぞれのために、現用および予備の２本の光ファイバ伝送路を設ける必要があった。したがって、この場合、４本の光ファイバ伝送路が必要であった。
【０００５】
例えば、特開平４−３３４１３５号公報にプロテクション機能を有する従来の光ネットワークの構成例が示されている。その記載によれば、光送信器から送信された光信号は、光方向性カプラによって、現用および予備の２本の光ファイバ伝送路に分岐されている。２本の光ファイバ伝送路で伝送された光信号は、それぞれ光受信器で受信される。そして、信号切替スイッチは２つの光受信器の受信信号のうちいずれかを選択する。
【０００６】
特開平４−３３４１３５号公報に記載された構成を２つ組み合わせることにより、上りおよび下りの双方向の伝送を実現することができる。
【０００７】
また、特開平１０−３３６１２０号公報の図１には、プロテクション機能を備えた双方向の伝送を２本の光ファイバ伝送路により実現した光ネットワークの構成例が示されている。その記載によれば、２つのノードが対向しており、２本の光ファイバ伝送路（公報では双方向ライン）により接続されている。ノードは、スイッチングユニットと光ユニットを有している。スイッチングユニットは電気的な信号を扱う回路であり、プロテクション切り替えのために信号の接続を切り替える。光ユニットは光信号を送受信するために、電気信号と光信号を相互に変換する光送信器および光受信器により構成されている。ここでは図中の左に向かう信号が上り信号であり、右に向かう信号が下り信号であるとする。
【０００８】
特開平１０−３３６１２０号公報による光ネットワークは、第１の光ファイバ伝送路により現用の上り信号と予備の下り信号を伝送し、第２の光ファイバ伝送路により現用の下り信号と予備の上り信号を伝送している。
【０００９】
ここで、例えば、第１の光ファイバ伝送路に障害が起こったとする。第１の光ファイバ伝送路には現用の上り信号が伝送されているので、上り信号は第２の光ファイバ伝送路の予備に切り替えられる。このプロテクション切り替えは、スイッチングユニット内にて電気的に行われる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
特開平４−３３３４１３５号公報に記載された構成を２つ組み合わせて双方向通信を実現するためには、上り下りそれぞれに対して現用および予備が設けられるので、４本もの光ファイバ伝送路が必要である。
【００１１】
したがって、特開平４−３３３４１３５号公報の記載による光ネットワークでは、数多くの光ファイバ伝送路を敷設する必要があり、敷設費用が高くなっていた。また、ダークファイバを用いるサービスにおいては、ダークファイバの使用料が高くなっていた。
【００１２】
また、この特開平４−３３３４１３５号公報の記載による光ネットワークでは、光受信器について、現用の上り信号を受信する光受信器、現用の下り信号を受信する光受信器、予備の上り信号を受信する光受信器、および予備の下り信号を受信する光受信器の４つの光受信器が必要である。また、信頼性向上のために光送信器を２重化することを考えると、光送信器も光受信器と同様に４つ必要である。
【００１３】
したがって、この特開平４−３３３４１３５号公報の記載による光ネットワークでは、光部品により伝送装置のコストが高くなっていた。特に、伝送速度が１０Ｇｂｐｓを越える光送信器および光受信器は非常に高価でかつサイズも大きい。そのために、伝送装置が高コストかつサイズの大きなものになっていた。
【００１４】
そして、予備の光ファイバ伝送路、光送信器および光受信器は通常時には利用されないため、システムの有する伝送帯域が有効に利用されていなかった。
【００１５】
また、特開平１０−３３６１２０号公報の図１に記載された光ネットワークでは、光ユニットには、現用の上り信号を送信する光送信器、現用の下り信号送信する光送信器、予備の上り信号送信する光送信器、予備の下り信号を送信する光送信器と４つの光送信器が必要であった。また、光ユニットには、現用の上り信号を受信する光受信器、現用の下り信号を受信する光受信器、予備の上り信号を受信する光受信器、予備の下り信号を受信する光受信器と４つの光受信器が必要であった。
【００１６】
そのため、特開平１０−３３６１２０号公報に記載された光ネットワークは、特開平４−３３３４１３５号公報による光ネットワークと同様に、光部品により伝送装置のコストが高くなっていた。また、特に、伝送速度が１０Ｇｂｐｓを越える光送信器および光受信器は高価でサイズも大きく、伝送装置が高コストかつサイズも大きなものとなっていた。
【００１７】
本発明の目的は、プロクテション機能を有し、低コストの通信ノードにより構成された光ネットワークシステムを提供することである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の通信ノードは、少なくとも１つの光送信器と少なくとも１つの光受信器を備え、対向ノードとの間で光信号を送受信する光伝送装置と、
前記対向ノードに送信する光信号を伝送するための少なくとも１本の送信伝送路、前記対向ノードからの光信号を伝送するための少なくとも１本の受信伝送路、前記光送信器、および前記光受信器と接続され、前記送信伝送路および前記受信伝送路に障害がなければ、前記光送信器からの光信号を前記送信伝送路に送り前記受信伝送路からの光信号を前記光受信器に送り、前記送信伝送路に障害が起こると、前記光送信器からの前記光信号を前記受信伝送路に送るように切り替わり、前記受信伝送路に障害が起こると、前記光受信器に送る前記光信号を前記送信伝送路から受けるように切り替わるスイッチ装置とを有している。
【００１９】
本発明によれば、いずれかの伝送路に障害が起きると、スイッチ装置が他の伝送路によって光信号が伝送されるように選択を切り替えるので、予備の伝送路と予備の伝送路にて光信号を伝送するための光送信器および光受信器とを備えることなくプロテクション機能が実現されて信頼性が高く、かつコストの低い通信ネットワークを構成することができる。
【００２０】
なお、前記光伝送装置に備えられた全ての前記光送信器からの光信号の波長が互いに異なり、前記対向ノードからの光信号の波長とも異なることが好ましい。
【００２１】
したがって、いずれかの伝送路に障害が起きると、その伝送路の光信号を他の伝送路に波長多重するようにスイッチ装置が選択を切り替えるので、予備の伝送路と予備の伝送路にて光信号を伝送するための光送信器および光受信器とを備えることなくプロテクション機能が実現されて信頼性が高く、かつコストの低い通信ネットワークを構成することができる。
【００２２】
本発明の他の通信ノードは、少なくとも１つの光送信器と少なくとも１つの光受信器を備え、対向ノードとの間で光信号を送受信する複数の光伝送装置と、
前記光伝送装置と前記対向ノードとが送受信する光信号を伝送する複数の伝送路、前記光送信器および前記光受信器に接続されており、いずれかの伝送路に障害が起こると、該伝送路によって伝送されていた光信号を他のいずれかの伝送路に多重して伝送するように切り替わるスイッチ装置とを有している。
【００２３】
なお、障害の発生した伝送路によって伝送されていた光信号の波長と、該伝送路の障害時に該光信号が多重される伝送路によって伝送されていた光信号の波長とが互いに異なることが好ましい。
【００２４】
本発明のさらに他の通信ノードは、複数が接続されてリング型ネットワークを構成する通信ノードであって、
少なくとも１つの光送信器と少なくとも１つの光受信器を備え、一方の隣接ノードから光信号を受信し、他方の隣接ノードに光信号を送信する光伝送装置と、
前記一方の隣接ノードとの間の一方の伝送路、前記他方の隣接ノードとの間の他方の伝送路、前記光送信器、および前記光受信器に接続され、前記一方の伝送路および前記他方の伝送路に障害がなければ、前記一方の隣接ノードからの光信号を前記一方の伝送路から受けて前記光受信器に送り、前記光送信器から前記他方の隣接ノードへの光信号を前記他方の伝送路に送り、前記リング型ネットワークを構成する前記一方の隣接ノード以外の通信ノードからの光信号が前記他方の伝送路から入力されると該光信号を前記一方の伝送路に中継しており、前記一方の伝送路に障害が起こると、前記一方の隣接ノードからの前記光信号を前記他方の伝送路から受けて前記光受信器に送るように切り替わり、前記他方の伝送路に障害が起こると、前記光送信器から前記他方の隣接ノードへの光信号を前記一方の伝送路に送るように切り替わるスイッチ装置とを有している。
【００２５】
なお、前記リング型ネットワークを構成する全ての通信ノードの送信する光信号の波長が互いに異なることが好ましい。
【００２６】
本発明のさらに他の通信ノードは、複数が接続されてリング型ネットワークを構成する通信ノードであって、
隣接ノードに光信号を送信する複数の光送信器と前記隣接ノードからの光信号を受信する複数の光受信器を備え、双方の前記隣接ノードと光信号を送受信する光伝送装置と、
前記隣接ノードに送信する光信号を伝送するための送信伝送路、該隣接ノードからの光信号を伝送するための受信伝送路、前記光送信器、および前記光受信器と接続され、前記送信伝送路および前記受信伝送路に障害がなければ、前記光送信器から前記隣接ノードへの光信号を前記送信伝送路に送信し、該隣接ノードからの光信号を前記受信伝送路から受信して前記光受信器に送り、前記送信伝送路に障害が起こると、前記光送信器から該送信伝送路に送っていた光信号を、該送信伝送路と同じ隣接ノードに接続された受信伝送路に送信するように切り替わり、前記受信伝送路に障害が起こると、該受信伝送路から受信して前記光受信器に送っていた光信号を、該受信伝送路と同じ隣接ノードに接続された送信伝送路から受信するように切り替わるスイッチ装置とを有している。
【００２７】
なお、前記光送信器から前記隣接ノードへの光信号の波長と、前記隣接ノードからの光信号の波長とが互いに異なることが好ましい。
【００２８】
本発明の一態様によれば、上述の各通信ノードは、前記スイッチ装置が、光信号を双方向に透過可能な光スイッチを含んでもよい。
【００２９】
本発明のスイッチ装置は、少なくとも１つの光送信器と少なくとも１つの光受信器を備え対向ノードとの間で光信号を送受信する光伝送装置に接続され、通信ノードを構成するスイッチ装置において、
前記対向ノードに送信する光信号を伝送するための少なくとも１本の送信伝送路、前記対向ノードからの光信号を伝送するための少なくとも１本の受信伝送路、前記光送信器、および前記光受信器と接続され、前記送信伝送路および前記受信伝送路に障害がなければ、前記光送信器からの光信号を前記送信伝送路に送り前記受信伝送路からの光信号を前記光受信器に送り、前記送信伝送路に障害が起こると、前記光送信器からの前記光信号を前記受信伝送路に送るように切り替わり、前記受信伝送路に障害が起こると、前記光受信器に送る前記光信号を前記送信伝送路から受けるように切り替わることを特徴としている。
【００３０】
本発明の他のスイッチ装置は、少なくとも１つの光送信器と少なくとも１つの光受信器を備え対向ノードとの間で光信号を送受信する複数の光伝送装置に接続され、通信ノードを構成するスイッチ装置において、
前記光伝送装置と前記対向ノードとが送受信する光信号を伝送する複数の伝送路、前記光送信器および前記光受信器に接続されており、いずれかの伝送路に障害が起こると、該伝送路によって伝送されていた光信号を他のいずれかの伝送路に多重して伝送するように切り替わることを特徴としている。
【００３１】
本発明のさらに他のスイッチ装置は、少なくとも１つの光送信器と少なくとも１つの光受信器を備え一方の隣接ノードから光信号を受信し他方の隣接ノードに光信号を送信する光伝送装置に接続され、リング型ネットワークの通信ノードを構成するスイッチ装置において、
前記一方の隣接ノードとの間の一方の伝送路、前記他方の隣接ノードとの間の他方の伝送路、前記光送信器、および前記光受信器に接続され、前記一方の伝送路および前記他方の伝送路に障害がなければ、前記一方の隣接ノードからの光信号を前記一方の伝送路から受けて前記光受信器に送り、前記光送信器から前記他方の隣接ノードへの光信号を前記他方の伝送路に送り、前記リング型ネットワークを構成する前記一方の隣接ノード以外の通信ノードからの光信号が前記他方の伝送路から入力されると該光信号を前記一方の伝送路に中継しており、前記一方の伝送路に障害が起こると、前記一方の隣接ノードからの前記光信号を前記他方の伝送路から受けて前記光受信器に送るように切り替わり、前記他方の伝送路に障害が起こると、前記光送信器から前記他方の隣接ノードへの光信号を前記一方の伝送路に送るように切り替わることを特徴としている。
【００３２】
本発明のさらに他のスイッチ装置は、隣接ノードに光信号を送信する複数の光送信器と前記隣接ノードからの光信号を受信する複数の光受信器を備え双方の前記隣接ノードと光信号を送受信する光伝送装置に接続され、リング型ネットワークの通信ノードを構成するスイッチ装置において、
前記隣接ノードに送信する光信号を伝送するための送信伝送路、該隣接ノードからの光信号を伝送するための受信伝送路、前記光送信器、および前記光受信器と接続され、前記送信伝送路および前記受信伝送路に障害がなければ、前記光送信器から前記隣接ノードへの光信号を前記送信伝送路に送信し、該隣接ノードからの光信号を前記受信伝送路から受信して前記光受信器に送り、前記送信伝送路に障害が起こると、前記光送信器から該送信伝送路に送っていた光信号を、該送信伝送路と同じ隣接ノードに接続された受信伝送路に送信するように切り替わり、前記受信伝送路に障害が起こると、該受信伝送路から受信して前記光受信器に送っていた光信号を、該受信伝送路と同じ隣接ノードに接続された送信伝送路から受信するように切り替わることを特徴としている。
【００３３】
本発明のさらに他のスイッチ装置は、複数の外部光信号を複数の伝送路で伝送するためのスイッチ装置であって、
前記伝送路に対応して備えられ、複数の第１の入出力ポートと１つの第２の入出力ポートを有し、それぞれの前記第１の入出力ポートと前記第２の入出力ポートの間に互いに異なる光信号を透過し、自身と対応する伝送路に前記第２の入出力ポートが接続された複数の光合分波器と、
前記外部光信号に対応して備えられ、所定の光合分波器に対応する伝送路に障害がなければ、自身に対応する外部光信号を前記光合分波器の第１の入出力ポートに接続し、前記伝送路に障害が起こると、前記外部光信号を他の光合分波器の第１の入出力ポートに接続するように切り替わる複数の光スイッチを有している。
【００３４】
本発明のさらに他のスイッチ装置は、複数の外部光信号を複数の伝送路で伝送するためのスイッチ装置であって、
前記伝送路に対応して備えられ、複数の第１の入出力ポートと１つの第２の入出力ポートを有し、それぞれの前記第１の入出力ポートと前記第２の入出力ポートの間に互いに異なる光信号を透過し、自身と対応する伝送路に前記第２の入出力ポートが接続された複数の第１の光合分波器と、
複数の第３の入出力ポートと１つの第４の入出力ポートを有し、それぞれの前記第３の入出力ポートと前記第４の入出力ポートの間に互いに異なる光信号を透過し、それぞれの前記第３の入出力ポートが、互いに異なる外部光信号に接続された複数の第２の光合分波器と、
前記第２の光合分波器に対応して備えられ、所定の第１の光合分波器に対応した伝送路に障害が無ければ、自身に対応する第２の光合分波器の第４の入出力ポートと前記第１の光合分波器の第１の入出力ポートを接続しており、前記伝送路に障害が起こると、前記第２の光合分波器の第４の入出力ポートと他の第１の光合分波器の第１の入出力ポートを接続するように切り替わる光スイッチとを有している。
【００３５】
本発明のさらに他のスイッチ装置は、リング型ネットワークを構成する２本の伝送路の間に接続され、外部光信号を前記リング型ネットワークで伝送するためのスイッチ装置であって、
前記伝送路に対応して備えられ、複数の第１の入出力ポートと１つの第２の入出力ポートを有し、それぞれの前記第１の入出力ポートと前記第２の入出力ポートの間に互いに異なる光信号を透過し、自身に対応する伝送路に前記第２の入出力ポートが接続され、前記第１の入出力ポートの一部が互いに接続された２つの光合分波器と、
前記外部光信号に対応して備えられ、所定の伝送路と対応する光合分波器に接続された伝送路に障害がなければ、自身に対応する外部光信号を前記光合分波器の第１の入出力ポートに接続し、前記伝送路に障害が起こると、前記外部光信号を、もう１本の伝送路に対応する光合分波器の第１の入出力ポートに接続するように切り替わる複数の光スイッチを有している。
【００３６】
本発明のさらに他のスイッチ装置は、隣接ノード間が複数の伝送路で接続されたリング型ネットワークによって外部光信号を伝送するためのスイッチ装置であって、
前記伝送路に対応して備えられ、複数の第１の入出力ポートと１つの第２の入出力ポートを有し、それぞれの前記第１の入出力ポートと前記第２の入出力ポートの間に互いに異なる光信号を透過し、自身に対応する伝送路に前記第２の入出力ポートが接続された複数の光合分波器と、
前記外部光信号に対応して備えられ、所定の光合分波器に対応する伝送路に障害がなければ、自身に対応する外部光信号を前記光合分波器の第１の入出力ポートに接続し、前記伝送路に障害が起こると、前記外部光信号を他の光合分波器の第１の入出力ポートに接続するように切り替わる複数の光スイッチを有している。
【００３７】
なお、前記光合分波器の複数の前記第１の入出力ポートは互いに異なる波長の光信号を透過することが好ましい。また、前記第１の光合分波器の複数の前記第１の入出力ポートは互いに異なる波長の光信号を透過し、前記第２の光合分波器の複数の前記第３の入出力ポートは互いに異なる波長の光信号を透過することが好ましい。
【００３８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００３９】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態の光ネットワークシステムの構成を示すブロック図である。図１を参照すると、第１の実施形態の光ネットワークシステムは光伝送装置１０１，１０２、プロテクションスイッチ２０１，２０２および光ファイバ伝送路３０１，３０２によって構成されている。
【００４０】
光ファイバ伝送路３０１と光ファイバ伝送路３０２は異なる経路に敷設されている。そのため、光ファイバ伝送路３０１と光ファイバ伝送路３０２の双方に同時に障害が起こることはほとんどない。
【００４１】
光伝送装置１０１と光伝送装置１０２は同様の構成であり、対向して光信号を互いに送受信する。光伝送装置１０１は、光送信部１１１および光受信部１２１を有している。光伝送装置１０２は光送信部１１２および光受信部１２２を有している。
【００４２】
光送信部１１１，１１２は例えば伝送速度が１０Ｇｂｐｓの高速な光信号を送信する。光受信部１２１，１２２は伝送速度が１０Ｇｂｐｓの光信号を受信することができる。
【００４３】
この例では、光送信部１１１の送信する光の波長はλ１＝１５３６．６１ｎｍである。光送信部１１２の送信する光の波長はλ２＝１５５５．７５ｎｍである。つまり、光伝送装置１０１が送信する（すなわち光伝送装置１０２が受信する）光の波長λ１と光伝送装置１０２が送信する（すなわち光伝送装置１０１が受信する）光の波長λ２とは異なっている。
【００４４】
プロテクションスイッチ２０１とプロテクションスイッチ２０２は同様の構成であり、光ファイバ伝送路３０１，３０２を挟んで対向する。
【００４５】
プロテクションスイッチ２０１は光伝送装置１０１から送信された光信号を光ファイバ伝送路３０１または光ファイバ伝送路３０２に送出する。また、プロテクションスイッチ２０１は光ファイバ伝送路３０１または光ファイバ伝送路３０２から受信した光信号を光伝送装置１０１に送る。
【００４６】
同様に、プロテクションスイッチ２０２は光伝送装置１０２から送信された光信号を光ファイバ伝送路３０１または光ファイバ伝送路３０２に送出する。また、プロテクションスイッチ２０２は光ファイバ伝送路３０１または光ファイバ伝送路３０２から受信した光信号を光伝送装置１０２に送る。
【００４７】
図２は、第１の実施形態のプロテクションスイッチの構成および動作を説明するための図である。ここではプロテクションスイッチ２０１が例示されているが、プロテクションスイッチ２０２も同様である。図２（ａ）は、第１の実施形態のプロテクションスイッチの構成を示すブロック図である。
【００４８】
図２（ａ）を参照すると、プロテクションスイッチ２０１は光スイッチ２１１，２１２および光合分波器２２１，２２２を有している。
【００４９】
光スイッチ２１１は、光合分波器２２１または光合分波器２２２を選択して光伝送装置１０１の光送信部１１１と接続する。光スイッチ２１２は、光合分波器２２１または光合分波器２２２を選択して光伝送装置１０１の光受信部１２１と接続する。
【００５０】
図２（ａ）における実線の矢印は、通常の状態において選択され、信号を伝送するルートを示している。点線の矢印は、光ファイバ伝送路に障害が発生したときに選択され、信号を伝送することのできるルートを示している。
【００５１】
図２（ｂ）は通常状態での光スイッチの選択を説明するための図である。図２（ｂ）を参照すると、光スイッチ２１１は光合分波器２２１を選択し、光スイッチ２１２は光合分波器２２２を選択している。
【００５２】
図２（ｃ）は光ファイバ伝送路３０１に障害が起きている状態での光スイッチの選択を説明するための図である。図２（ｃ）を参照すると、光スイッチ２１１および光スイッチ２１２は光合分波器２２２を選択している。同様に、光ファイバ伝送路３０２に障害が起きている状態では、光スイッチ２１１および光スイッチ２１２は光合分波器２２１２を選択する。
【００５３】
光合分波器２２１，２２２は広帯域の光合分波器である。
【００５４】
光合分波器２２１は入出力ポート２２１−１，２２１−２，２２１−３を有している。入出力ポート２２１−１は光スイッチ２１１に接続されている。入出力ポート２２１−２は光スイッチ２１２に接続されている。入出力ポート２２１−３は光ファイバ伝送路３０１に接続されている。
【００５５】
同様に、光合分波器２２２は入出力ポート２２２−１，２２２−２，２２２−３を有している。入出力ポート２２２−１は光スイッチ２１１に接続されている。入出力ポート２２２−２は光スイッチ２１２に接続されている。入出力ポート２２２−３は光ファイバ伝送路３０２に接続されている。
【００５６】
光合分波器２２１，２２２は、入出力ポート２２１−１，２２２−１と入出力ポート２２１−３，２２２−３の間に波長λ１の光を透過させる。また、光合分波器２２１，２２２は、入出力ポート２２１−２，２２２−２と入出力ポート２２１−３，２２２−３の間に波長λ２の光が透過させる。
【００５７】
図３は、第１の実施形態の光合分波器の光透過特性を示す図である。図３を参照すると、入出力ポート２２１−１，２２２−１と入出力ポート２２１−３，２２２−３の間の透過特性が透過特性５０３で示されている。また、入出力ポート２２１−２，２２２−２と入出力ポート２２１−３，２２２−３の間の透過特性が透過特性５０４で示されている。
【００５８】
波長λ１の光信号５０１を透過する入出力ポート２２１−１，２２２−１と、波長λ２の光信号５０２を透過する入出力ポート２２１−２，２２２−２の間のアイソレーションは３５ｄＢ以上であり、ディレクティビティは５０ｄＢ以上であるとする。
【００５９】
第１の実施形態の光ネットワークシステムの動作の流れについて説明する。
【００６０】
いずれの光ファイバ伝送路３０１，３０２にも障害が起きていない通常の状態では、図１に示したように、光伝送装置１０１の送信した信号４０１は光ファイバ伝送路３０１を介して伝送され、光伝送装置１０２に受信される。また、光伝送装置１０２の送信した信号４０２は光ファイバ伝送路３０２を介して伝送され、光伝送装置１０１に受信される。
【００６１】
図４は、第１の実施形態の光ネットワークシステムの動作を説明するための図である。ここで、図４に示すように、光ファイバ伝送路３０１にファイバ断や特性劣化などの障害が発生したとする。
【００６２】
光ファイバ伝送路３０１に障害が起きると、図４に示したように、通常状態では光ファイバ伝送路３０１を介して伝送されていた信号４０１は光ファイバ伝送路３０２に切り替わる。つまり、信号４０１および信号４０２の双方が１本の光ファイバ伝送路３０２によって伝送されることになる。信号４０１と信号４０２とは波長が異なるので光合分波器２２２によって十分にアイソレートされ、信号４０１，４０２は双方とも光伝送装置１０１と光伝送装置１０２の間を正常に伝送される。当然、信号４０１，４２のいずれも通常状態と同じ伝送帯域を維持している。
【００６３】
同様に、光ファイバ伝送路３０２の障害が起きたときには、信号４０１，４０２の双方が光ファイバ伝送路３０１によって伝送されることになる。
【００６４】
以上説明したように、光伝送装置１０１の光送信部１１１から光ファイバ伝送路３０１を介して光伝送装置１０２の光受信部１２２へ送られる光信号４０１と、光伝送装置１０２の光送信部１１２から光ファイバ伝送路３０２を介して光伝送装置１０１の光受信部１２１へ送られる光信号４０２とを波長の異なる光信号とし、いずれかの光ファイバ伝送路に障害が起きると、プロテクションスイッチ２０１，２０２が他方の光ファイバ伝送路にて信号４０１，４０２の双方を伝送するように選択を切り替えるので、双方向の伝送路を介して対向する１対の伝送装置を有し、プロテクション機能が実現されて信頼性が高く、かつコストの低い光ネットワークシステムを、２本の光ファイバ伝送路、２つの光送信器および２つの光受信器を用いて構成することができる。
【００６５】
なお、本実施形態では伝送速度を一例として１０Ｇｂｐｓとしたが、本発明はこの値に限定されるものではなく、伝送速度によらず適用可能である。ただし、特に、本発明は高速な光信号を送受信する伝送装置に適用されるとコストダウンの効果がより高く、有効である。
【００６６】
また、本実施形態の光伝送装置とプロテクションスイッチとは一体のノードとして構成されてもよく、またそれぞれが独立した装置として構成されてもよい。
【００６７】
（第２の実施形態）
図５は、本発明の第２の実施形態の光ネットワークシステムの構成を示すブロック図である。図５を参照すると、第２の実施形態の光ネットワークシステムは光伝送装置１０１，１０２，１０３，１０４、プロテクションスイッチ６０１，６０２および光ファイバ伝送路３０１，３０２によって構成されている。
【００６８】
光ファイバ伝送路３０１と光ファイバ伝送路３０２は異なる経路に敷設されている。そのため、光ファイバ伝送路３０１と光ファイバ伝送路３０２の双方に同時に障害が起こることはほとんどない。
【００６９】
光伝送装置１０１，１０２，１０３，１０４は同様の構成である。光伝送装置１０１と光伝送装置１０２が対向して光信号を互いに送受信する。同様に、光伝送装置１０３と光伝送装置１０４が対向して光信号を互いに送受信する。
【００７０】
光伝送装置１０１は、光送信部１１１および光受信部１２１を有している。光伝送装置１０２は光送信部１１２および光受信部１２２を有している。光伝送装置１０３は、光送信部１３１および光受信部１４１を有している。光伝送装置１０４は光送信部１３２および光受信部１４２を有している。
【００７１】
光送信部１１１，１１２，１３１，１３２は例えば伝送速度が１０Ｇｂｐｓの高速な光信号を送信する。光受信部１２１，１２２，１４１，１４２は伝送速度が１０Ｇｂｐｓの光信号を受信することができる。
【００７２】
この例では、光送信部１１１の送信する光の波長はλ１＝１５３６．６１ｎｍである。光送信部１１２の送信する光の波長はλ２＝１５３９．７７ｎｍである。光送信部１３１の送信する光の波長はλ３＝１５５５．５７ｎｍである。光送信部１３２の送信する光の波長はλ４＝１５５８．９８ｎｍである。つまり、各光伝送装置１０１，１０２，１０３，１０４が送信する光の波長は互いに異なっている。
【００７３】
プロテクションスイッチ６０１とプロテクションスイッチ６０２は同様の構成であり、光ファイバ伝送路３０１，３０２を挟んで対向する。
【００７４】
プロテクションスイッチ６０１は光伝送装置１０１から送信された光信号４０１を光ファイバ伝送路３０１または光ファイバ伝送路３０２に送出し、光伝送装置１０３から送信された光信号４０３を光ファイバ伝送路３０１または光ファイバ伝送路３０２に送出する。
【００７５】
また、プロテクションスイッチ６０１は光ファイバ伝送路３０１または光ファイバ伝送路３０２から受信した光信号４０２を光伝送装置１０１に送り、光ファイバ伝送路３０１または光ファイバ伝送路３０２から受信した光信号４０４を光伝送装置１０３に送る。
【００７６】
同様に、プロテクションスイッチ６０２は光伝送装置１０２から送信された光信号４０２を光ファイバ伝送路３０１または光ファイバ伝送路３０２に送出し、光伝送装置１０４から送信された光信号４０４を光ファイバ伝送路３０１または光ファイバ伝送路３０２に送出する。
【００７７】
また、プロテクションスイッチ６０２は光ファイバ伝送路３０１または光ファイバ伝送路３０２から受信した光信号４０２を光伝送装置１０２に送り、光ファイバ伝送路３０１または光ファイバ伝送路３０２から受信した光信号４０４を光伝送装置１０４に送る。
【００７８】
図６は、第２の実施形態のプロテクションスイッチの構成および動作を説明するための図である。ここではプロテクションスイッチ６０１が例示されているが、プロテクションスイッチ６０２も同様である。図６（ａ）は、第２の実施形態のプロテクションスイッチの構成を示すブロック図である。
【００７９】
図６（ａ）を参照すると、プロテクションスイッチ６０１は光スイッチ２１１，２１２、光合分波器２２１，２２２，２３１，２３２を有している。
【００８０】
光合分波器２３１，２３２は狭帯域の光合分波器である。
【００８１】
光合分波器２３１は、入出力ポート２３１−１，２３１−２，２３１−３を有している。入出力ポート２３１−１は光伝送装置１０１の光送信部１１１に接続されている。入出力ポート２３１−２は光伝送装置１０１の光受信部１２１に接続されている。入出力ポート２３１−３は光スイッチ２１１に接続されている。
【００８２】
光合分波器２３２は、入出力ポート２３２−１，２３２−２，２３２−３を有している。入出力ポート２３２−１は光伝送装置１０３の光送信部１３１に接続されている。入出力ポート２３２−２は光伝送装置１０３の光受信部１４１に接続されている。入出力ポート２３２−３は光スイッチ２１２に接続されている。
【００８３】
光合分波器２３１は、入出力ポート２３１−１と入出力ポート２３１−３の間に波長λ１の光を透過させる。また、光合分波器２３１は、入出力ポート２３１−２と入出力ポート２３１−３の間に波長λ２の光を透過させる。
【００８４】
光合分波器２３２は、入出力ポート２３２−１と入出力ポート２３２−３の間に波長λ３の光を透過させる。また、光合分波器２３２は、入出力ポート２３２−２と入出力ポート２３２−３の間に波長λ４の光を透過させる。
【００８５】
図７は、第２の実施形態の光合分波器の光透過特性を示す図である。
【００８６】
図７を参照すると、入出力ポート２３１−１と入出力ポート２３１−３の間の透過特性が透過特性５２１で示されている。また、入出力ポート２３１−２と入出力ポート２３１−３の間の透過特性が透過特性５２２で示されている。
【００８７】
波長λ１の光信号５１１を透過する入出力ポート２３１−１と、波長λ２の光信号５１２を透過する入出力ポート２３１−２の間のアイソレーションは３５ｄＢ以上であり、ディレクティビティは５０ｄＢ以上であるとする。
【００８８】
同様に、入出力ポート２３２−１と入出力ポート２３２−３の間の透過特性が透過特性５２３で示されている。また、入出力ポート２３２−２と入出力ポート２３２−３の間の透過特性が透過特性５２４で示されている。
【００８９】
波長λ３の光信号５１３を透過する入出力ポート２３２−１と、波長λ４の光信号５１４を透過する入出力ポート２３２−２の間のアイソレーションは３５ｄＢ以上であり、ディレクティビティは５０ｄＢ以上であるとする。
【００９０】
光スイッチ２１１は、光合分波器２２１または光合分波器２２２を選択して光合分波器２３１の入出力ポート２３１−３と接続する。光スイッチ２１２は、光合分波器２２１または光合分波器２２２を選択して光合分波器２３２の入出力ポート２３２−３と接続する。図６（ａ）における実線の矢印は、通常の状態において選択され、信号を伝送するルートを示している。点線の矢印は、光ファイバ伝送路に障害が発生したときに選択され、信号を伝送することのできるルートを示している。
【００９１】
図６（ｂ）は通常状態での光スイッチの選択を説明するための図である。図６（ｂ）を参照すると、光スイッチ２１１は光合分波器２２１を選択し、光スイッチ２１２は光合分波器２２２を選択している。
【００９２】
図６（ｃ）は光ファイバ伝送路３０１に障害が起きている状態での光スイッチの選択を説明するための図である。図６（ｃ）を参照すると、光スイッチ２１１および光スイッチ２１２は光合分波器２２２を選択している。同様に、光ファイバ伝送路３０２に障害が起きている状態では、光スイッチ２１１および光スイッチ２１２は光合分波器２１２を選択する。
【００９３】
光合分波器２２１は入出力ポート２２１−１，２２１−２，２２１−３を有している。入出力ポート２２１−１は光スイッチ２１１に接続されている。入出力ポート２２１−２は光スイッチ２１２に接続されている。入出力ポート２２１−３は光ファイバ伝送路３０１に接続されている。
【００９４】
同様に、光合分波器２２２は入出力ポート２２２−１，２２２−２，２２２−３を有している。入出力ポート２２２−１は光スイッチ２１１に接続されている。入出力ポート２２２−２は光スイッチ２１２に接続されている。入出力ポート２２２−３は光ファイバ伝送路３０２に接続されている。
【００９５】
光合分波器２２１，２２２は、入出力ポート２２１−１，２２２−１と入出力ポート２２１−３，２２２−３の間に波長λ１およびλ２の光を透過させる。また、光合分波器２２１，２２２は、入出力ポート２２１−２，２２２−２と入出力ポート２２１−３，２２２−３の間に波長λ３およびλ４の光を透過させる。
【００９６】
図７を参照すると、入出力ポート２２１−１，２２２−１と入出力ポート２２１−３，２２２−３の間の透過特性が透過特性５０３で示されている。また、入出力ポート２２１−２，２２２−２と入出力ポート２２１−３，２２２−３の間の透過特性が透過特性５０４で示されている。
【００９７】
波長λ１の光信号５１１および波長λ２の光信号５１２を透過する入出力ポート２２１−１，２２２−１と、波長λ３の光信号５１３および波長λ４の光信号５１４を透過する入出力ポート２２１−２，２２２−２の間のアイソレーションは３５ｄＢ以上であり、ディレクティビティは５０ｄＢ以上であるとする。
【００９８】
第２の実施形態の光ネットワークシステムの動作の流れについて説明する。
【００９９】
いずれの光ファイバ伝送路３０１，３０２にも障害が起きていない通常の状態では、図５に示したように、光伝送装置１０１の送信した信号４０１は光ファイバ伝送路３０１を介して伝送され、光伝送装置１０２に受信される。また、光伝送装置１０２の送信した信号４０２も光ファイバ伝送路３０１を介して伝送され、光伝送装置１０１に受信される。また、光伝送装置１０３の送信した信号４０３は光ファイバ伝送路３０２を介して伝送され、光伝送装置１０４に受信される。また、光伝送装置１０４の送信した信号４０４も光ファイバ伝送路３０２を介して伝送され、光伝送装置１０３に受信される。
【０１００】
図８は、第２の実施形態の光ネットワークシステムの動作を説明するための図である。ここで、図８に示すように、光ファイバ伝送路３０１にファイバ断や特性劣化などの障害が発生したとする。
【０１０１】
光ファイバ伝送路３０１に障害が起きると、図８に示したように、通常状態では光ファイバ伝送路３０１を介して伝送されていた信号４０１，４０２は光ファイバ伝送路３０２に切り替わる。つまり、信号４０，４０２，４０３，４０４の全てが１本の光ファイバ伝送路３０２によって伝送されることになる。信号４０１，４０２，４０３，４０４は互いに波長が異なるので光合分波器２２２によって十分にアイソレートされ、信号４０１，４０２，４０３，４０４は全て光伝送装置１０１，１０３と光伝送装置１０２，１０４の間を正常に伝送される。当然、信号４０１，４０２，４０３，４０４のいずれも通常状態と同じ伝送帯域を維持している。
【０１０２】
同様に、光ファイバ伝送路３０２の障害が起きたときには、信号４０１，４０２，４０３，４０４の全てが光ファイバ伝送路３０１によって伝送されることになる。
【０１０３】
以上説明したように、光伝送装置１０１から送信される信号４０１、光伝送装置１０２から送信される信号４０２、光伝送装置１０３から送信される信号４０３、光伝送装置１０４から送信される信号４０４をそれぞれ異なる波長の光信号とし、いずれかの光ファイバ伝送路に障害が起きると、プロテクションスイッチ６０１，６０２が他方の光ファイバ伝送路にて信号４０１，４０２，４０３，４０４の全てを伝送するように選択を切り替えるので、双方向の伝送路を介して対向する２対の伝送装置を有し、プロテクション機能が実現されて信頼性が高く、かつコストの低い光ネットワークシステムを、２本の光ファイバ伝送路、４つの光送信器および４つの光受信器を用いて構成することができる。
【０１０４】
（第３の実施形態）
図９は、本発明の第３の実施形態の光ネットワークシステムの構成を示すブロック図である。図９を参照すると、第３の実施形態の光ネットワークシステムはノード７００−ａ，７００−ｂ，７００−ｃ，７００−ｄおよび光ファイバ伝送路３１１，３１２，３１３，３１４を有するリング型ネットワークである。
【０１０５】
第３の実施形態の光ネットワークシステムは、いずれかの光ファイバ伝送路に障害が発生すると、その光ファイバ伝送路により伝送されていた光信号をリングの逆方向に迂回させるプロテクション機能を有する。
【０１０６】
全てのノード７００−ａ，７００−ｂ，７００−ｃ，７００−ｄは全て同様の構成であり、送受信する光の波長のみが互いに異なる。各ノード７００−ａ，７００−ｂ，７００−ｃ，７００−ｄはＡｄｄ／Ｄｒｏｐ機能を有している。Ａｄｄ／Ｄｒｏｐ機能とは、光ファイバ伝送路にデータを挿入し、また光ファイバ伝送路からデータを取り出す機能である。
【０１０７】
ノード７００−ａは、光伝送装置１０３−aおよびプロテクションスイッチ６１０−ａを有している。光伝送装置１０３−ａは光送信部１１３−ａおよび光受信部１２３−ａを有している。ノード７００−ｂは、光伝送装置１０３−ｂおよびプロテクションスイッチ６１０−ｂを有している。光伝送装置１０３−ｂは光送信部１１３−ｂおよび光受信部１２３−ｂを有している。ノード７００−ｃは、光伝送装置１０３−ｃおよびプロテクションスイッチ６１０−ｃを有している。光伝送装置１０３−ｃは光送信部１１３−ｃおよび光受信部１２３−ｃを有している。ノード７００−ｄは、光伝送装置１０３−ｄおよびプロテクションスイッチ６１０−ｄを有している。光伝送装置１０３−ｄは光送信部１１３−ｄおよび光受信部１２３−ｄを有している。
【０１０８】
光送信部１１３−ａ，１１３−ｂ，１１３−ｃ，１１３−ｄは例えば伝送速度が１０Ｇｂｐｓの高速な光信号を送信する。光受信部１２３−ａ，１２３−ｂ，１２３−ｃ，１２３−ｄは伝送速度が１０Ｇｂｐｓの光信号を受信することができる。
【０１０９】
ノード７００−ａの光送信部１１３−ａから送信され、光ファイバ伝送路３１１を介して伝送され、ノード７００−ｂの光受信部１２３−ｂに受信される信号４１１は波長がλ１＝１５３６．６１ｎｍである。ノード７００−ｂの光送信部１１３−ｂから送信され、光ファイバ伝送路３１２を介して伝送され、ノード７００−ｃの光受信部１２３−ｃに受信される信号４１２は波長がλ２＝１５３９．７７ｎｍである。ノード７００−ｃの光送信部１１３−ｃから送信され、光ファイバ伝送路３１３を介して伝送され、ノード７００−ｄの光受信部１２３−ｄに受信される信号４１３は波長がλ３＝１５５５．７５ｎｍである。ノード７００−ｄの光送信部１１３−ｄから送信され、光ファイバ伝送路３１４を介して伝送され、ノード７００−ａの光受信部１２３−ａに受信される信号４１４は波長がλ４＝１５５８．９８ｎｍである。
【０１１０】
プロテクションスイッチ６１０−ａ，６１０−ｂ，６１０−ｃ，６１０−ｄは同様の構成であり、光ファイバ伝送路３１１，３１２，３１３，３1４によりリング状に接続されている。
【０１１１】
プロテクションスイッチ６１０−ａは光伝送装置１０３−ａから送信された光信号４１１を光ファイバ伝送路３１１または光ファイバ伝送路３１４に送出する。また、プロテクションスイッチ６１０−ａは光ファイバ伝送路３１１または光ファイバ伝送路３１４から受信した光信号４１４を光伝送装置１１３−ａに送る。
【０１１２】
また、プロテクションスイッチ６１０−ａは、ノード７００−ｂの光伝送装置１０３−ｂから送出された光信号４１２を光ファイバ伝送路３１１から光ファイバ伝送路３１４に中継する。また、プロテクションスイッチ６１０−ａは、ノード７００−ｃの光伝送装置１０３−ｃから送出された光信号４１３を光ファイバ伝送路３１１から光ファイバ伝送路３１４に中継する。
【０１１３】
同様に、プロテクションスイッチ６１０−ｂは光伝送装置１０３−ｂから送信された光信号４１２を光ファイバ伝送路３１２または光ファイバ伝送路３１１に送出する。また、プロテクションスイッチ６１０−ｂは光ファイバ伝送路３１２または光ファイバ伝送路３１１から受信した光信号４１１を光伝送装置１１３−ｂに送る。
【０１１４】
また、プロテクションスイッチ６１０−ｂは、ノード７００−ｃの光伝送装置１０３−ｃから送出された光信号４１３を光ファイバ伝送路３１２から光ファイバ伝送路３１１に中継する。また、プロテクションスイッチ６１０−ｂは、ノード７００−ｄの光伝送装置１０３−ｄから送出された光信号４１４を光ファイバ伝送路３１２から光ファイバ伝送路３１１に中継する。
【０１１５】
同様に、プロテクションスイッチ６１０−ｃは光伝送装置１０３−ｃから送信された光信号４１３を光ファイバ伝送路３１３または光ファイバ伝送路３１２に送出する。また、プロテクションスイッチ６１０−ｃは光ファイバ伝送路３１３または光ファイバ伝送路３１２から受信した光信号４１２を光伝送装置１１３−ｃに送る。
【０１１６】
また、プロテクションスイッチ６１０−ｃは、ノード７００−ｄの光伝送装置１０３−ｄから送出された光信号４１４を光ファイバ伝送路３１３から光ファイバ伝送路３１２に中継する。また、プロテクションスイッチ６１０−ｃは、ノード７００−ａの光伝送装置１０３−ａから送出された光信号４１１を光ファイバ伝送路３１３から光ファイバ伝送路３１２に中継する。
【０１１７】
同様に、プロテクションスイッチ６１０−ｄは光伝送装置１０３−ｄから送信された光信号４１４を光ファイバ伝送路３１４または光ファイバ伝送路３１３に送出する。また、プロテクションスイッチ６１０−ｄは光ファイバ伝送路３１４または光ファイバ伝送路３１３から受信した光信号４１３を光伝送装置１１３−ｄに送る。
【０１１８】
また、プロテクションスイッチ６１０−ｄは、ノード７００−ａの光伝送装置１０３−ａから送出された光信号４１１を光ファイバ伝送路３１４から光ファイバ伝送路３１３に中継する。また、プロテクションスイッチ６１０−ｄは、ノード７００−ｂの光伝送装置１０３−ｂから送出された光信号４１２を光ファイバ伝送路３１４から光ファイバ伝送路３１３に中継する。
【０１１９】
図１０は、第３の実施形態のプロテクションスイッチの構成および動作を説明するための図である。図１０（ａ）は、第３の実施形態のプロテクションスイッチの構成を示すブロック図である。ここではプロテクションスイッチ６１０−ｃが例示されているが、他のプロテクションスイッチも同様である。
【０１２０】
図１０（ａ）を参照すると、プロテクションスイッチ６１０−ｃは光スイッチ２１１，２１２および光合分波器２４１，２４２を有している。
【０１２１】
光合分波器２４１，２４２は狭帯域の光合分波器である。
【０１２２】
図１１は、第３の実施形態の光合分波器の入出力ポートを示す図である。
【０１２３】
図１１を参照すると、光合分波器２４１は５つの入出力ポート２４１−１〜２４１−５を有している。図１１には、光合分波器２４１が示されているが、光合分波器２４２も同様の構成である。光合分波器２４２も５つの入出力ポート２４２−１〜２４２−５を有している。
【０１２４】
図１０（ａ）を参照すると、入出力ポート２４１−１は光スイッチ２１１に接続されている。入出力ポート２４１−２は光合分波器２４２の入出力ポート２４２−３に接続されている。入出力ポート２４１−３は光合分波器２４２の入出力ポート２４２−２に接続されている。入出力ポート２４１−４は光スイッチ２１２に接続されている。入出力ポート２４１−５は光ファイバ伝送路３１３に接続されている。
【０１２５】
光合分波器２４２の入出力ポート２４２−１は光スイッチ２１１に接続されている。入出力ポート２４２−４は光スイッチ２１２に接続されている。入出力ポート２４２−５は光ファイバ伝送路３１２に接続されている。
【０１２６】
光合分波器２４１，２４２は、入出力ポート２４１−１，２４２−１と入出力ポート２４１−５，２４２−５の間に波長λ３の光を透過させる。また、光合分波器２４１，２４２は、入出力ポート２４１−２，２４２−３と入出力ポート２４１−５，２４２−５の間に波長λ４の光を透過させる。光合分波器２４１，２４２は、入出力ポート２４１−３，２４２−２と入出力ポート２４１−５，２４２−５の間に波長λ１の光を透過させる。また、光合分波器２４１，２４２は、入出力ポート２４１−４，２４２−４と入出力ポート２４１−５，２４２−５の間に波長λ２の光を透過させる。
【０１２７】
図１２は、第３の実施形態の光合分波器の光透過特性を示す図である。図１２を参照すると、入出力ポート２４１−１，２４２−１と入出力ポート２４１−５，２４２−５の間の透過特性が透過特性５２３で示されている。また、入出力ポート２４１−２，２４２−３と入出力ポート２４１−５，２４２−５の間の透過特性が透過特性５２４で示されている。また、入出力ポート２４１−３，２４２−２と入出力ポート２４１−５，２４２−５の間の透過特性が透過特性５２１で示されている。また、入出力ポート２４１−４，２４２−４と入出力ポート２４１−５，２４２−５の間の透過特性が透過特性５２２で示されている。
【０１２８】
波長λ１の光信号５１１を透過する入出力ポート２４１−３，２４２−２と、波長λ２の光信号５１２を透過する入出力ポート２４１−４，２４２−４と、波長λ３の光信号５１３を透過する入出力ポート２４１−１，２４２−１と、波長λ４の光信号５１４を透過する入出力ポート２４１−２，２４２−３とは、それぞれが互いに３５ｄＢ以上のアイソレーションと、５０ｄＢ以上のディレクティビティを有している。
【０１２９】
光スイッチ２１１は、光合分波器２４１または光合分波器２４２を選択して光伝送装置１０３−ｃの光送信部１１３−ｃと接続する。光スイッチ２１２は、光合分波器２４１または光合分波器２４２を選択して光伝送装置１０３−ｃの光受信部１２３−ｃと接続する。図１０（ａ）における実線の矢印は、通常の状態において、選択され信号を伝送するルートを示している。点線の矢印は、光ファイバ伝送路に障害が発生したときに選択され、信号を伝送するルートを示している。
【０１３０】
図１０（ｂ）は通常状態での光スイッチの選択を説明するための図である。図１０（ｂ）を参照すると、光スイッチ２１１は光合分波器２２１を選択し、光スイッチ２１２は光合分波器２２２を選択している。
【０１３１】
図１０（ｃ）は光ファイバ伝送路３１３に障害が起きている状態での光スイッチの選択を説明するための図である。光ファイバ伝送路３１３は、通常状態において、ノード７００−ｃが光信号４１３を送出するべき伝送路である。ここに障害が発生しているので、ノード７００−ｃは光信号４１３を逆方向に迂回させる。そのため、図１０（ｃ）を参照すると、光スイッチ２１１および光スイッチ２１２は光合分波器２４２を選択している。
【０１３２】
同様に、光ファイバ伝送路３１２に障害が起きている状態では、光スイッチ２１１および光スイッチ２１２は光合分波器２４１を選択する。
【０１３３】
第３の実施形態の光ネットワークシステムの動作の流れについて説明する。
【０１３４】
いずれの光ファイバ伝送路３１１，３１２，３１３，３１４にも障害が起きていない通常の状態では、図９に示したように、隣接するノード間で時計回りの方向に光信号が伝送されている。
【０１３５】
図１３は、第３の実施形態の光ネットワークシステムの動作を説明するための図である。ここで、図１３に示すように、光ファイバ伝送路３１３にファイバ断や特性劣化などの障害が発生したとする。
【０１３６】
光ファイバ伝送路３１３に障害が起きると、図１３に示したように、通常状態では光ファイバ伝送路３１３を介して伝送されていた信号４１３は反時計回りに切り替わる。つまり、ノード７００−ｃは信号４１３を光ファイバ伝送路４１３に送信する。このとき、ノード７００−ｃのプロテクションスイッチ６１０−ｃは、図１０（ｃ）に示したように、波長λ３の信号４１３を光ファイバ伝送路３１２に切り替える。
【０１３７】
ノード７００−ｂは光ファイバ伝送路３１２からの信号４１３を光ファイバ伝送路３１１に中継する。このとき、ノード７００−ｂのプロテクションスイッチ３１０−ｂは、図１０（ｄ）に示したように、波長λ３の信号４１３を光ファイバ伝送路３１２から光ファイバ伝送路３１１に中継する。ノード７００−ａは光ファイバ伝送路３１１からの信号４１３を光ファイバ３１４に中継する。このとき、ノード７００−ａのプロテクションスイッチ６１０−ａは、図１０（ｅ）に示したように、波長λ３の信号４１３を光ファイバ伝送路３１１から光ファイバ伝送路３１４に中継する。
【０１３８】
そして、ノード７００−ｄは光ファイバ伝送路３１４から信号４１３を受信する。このとき、ノード７００−ｄのプロテクションスイッチ６１０−ｄは、図１０（ｃ）に示したように、波長λ３の信号４１３を光ファイバ伝送路３１４から受信する。
【０１３９】
各信号４１１，４１２，４１３，４１４は互いに波長が異なるので光合分波器によって十分にアイソレートされ、正常に伝送される。当然、全ての信号が通常状態と同じ伝送帯域を維持している。
【０１４０】
同様に、他の光ファイバ伝送路に障害が起きたときには、その光ファイバ伝送路で伝送されていた信号が反時計回りに伝送されることになる。
【０１４１】
以上説明したように、リング型の光ネットワークにおいて隣接するノード間の各光信号を互いに異なる波長とし、通常状態では隣接ノード間で時計回り方向に伝送しており、いずれかの光ファイバ伝送路に障害が起きると、その光ファイバ伝送路にて伝送されていた光信号を他の信号と同じ光ファイバ伝送路を反時計回り方向に伝送するようにプロテクションスイッチが選択を切り替えるので、１対の光送信器と光受信器を有するノードと、シングルリングの光ファイバ伝送路からなり、プロテクション機能が実現されて信頼性が高くかつコストの低いリング型光ネットワークシステムを構成することができる。
【０１４２】
（第４の実施形態）
図１４は、本発明の第４の実施形態の光ネットワークシステムの構成を示すブロック図である。図１４を参照すると、第４の実施形態の光ネットワークシステムはノード７１０−ａ，７１０−ｂ，７１０−ｃ，７１０−ｄおよび光ファイバ伝送路３２１−ｉ，３２１−ｏ，３２２−ｉ，３２２−ｏ，３２３−ｉ，３２３−ｏ，３２４−ｉ，３２４−ｏを有するデュアルリング型ネットワークである。
【０１４３】
ノード７１０−ａとノード７１０−ｂの間には、ノード７１０−ａからノード７１０−ｂに向かう光ファイバ伝送路３２１−ｉと、ノード７１０−ｂからノード７１０−ａに向かう光ファイバ伝送路３２１−ｏが接続されている。
【０１４４】
ノード７１０−ｂとノード７１０−ｃの間には、ノード７１０−ｂからノード７１０−ｃに向かう光ファイバ伝送路３２２−ｏと、ノード７１０−ｃからノード７１０−ｂに向かう光ファイバ伝送路３２２−ｉが接続されている。
【０１４５】
ノード７１０−ｃとノード７１０−ｄの間には、ノード７１０−ｃからノード７１０−ｄに向かう光ファイバ伝送路３２３−ｉと、ノード７１０−ｄからノード７１０−ｃに向かう光ファイバ伝送路３２３−ｏが接続されている。
【０１４６】
ノード７１０−ｄとノード７１０−ａの間には、ノード７１０−ｄからノード７１０−ａに向かう光ファイバ伝送路３２４−ｏと、ノード７１０−ａからノード７１０−ｄに向かう光ファイバ伝送路３２４−ｉが接続されている。
【０１４７】
第４の実施形態の光ネットワークシステムでは、２つのノード間が２本の光ファイバ伝送路で接続されており、いずれかの光ファイバ伝送路に障害が発生すると、その光ファイバ伝送路により伝送されていた光信号を他方の光ファイバ伝送路に迂回させるプロテクション機能を有する。
【０１４８】
全てのノード７１０−ａ，７１０−ｂ，７１０−ｃ，７１０−ｄは全て同様の構成であり、送受信する光の波長のみが異なる。各ノード７１０−ａ，７１０−ｂ，７１０−ｃ，７１０−ｄはＡｄｄ／Ｄｒｏｐ機能を有している。Ａｄｄ／Ｄｒｏｐ機能とは、光ファイバ伝送路にデータを挿入し、また光ファイバ伝送路からデータを取り出す機能である。
【０１４９】
ノード７１０−ａは、光伝送装置１０４−ａおよびプロテクションスイッチ６２０−ａを有している。光伝送装置１０４−ａは光送信部１１４−ａ，１１５−ａおよび光受信部１２４−ａ，１２５−ａを有している。
【０１５０】
ノード７１０−ｂは、光伝送装置１０４−ｂおよびプロテクションスイッチ６２０−ｂを有している。光伝送装置１０４−ｂは光送信部１１４−ｂ，１１５−ｂおよび光受信部１２４−ｂ，１２５−ｂを有している。
【０１５１】
ノード７１０−ｃは、光伝送装置１０４−ｃおよびプロテクションスイッチ６２０−ｃを有している。光伝送装置１０４−ｃは光送信部１１４−ｃ，１１５−ｃおよび光受信部１２４−ｃ，１２５−ｃを有している。
【０１５２】
ノード７００−ｄは、光伝送装置１０４−ｄおよびプロテクションスイッチ６２０−ｄを有している。光伝送装置１０４−ｄは光送信部１１４−ｄ，１１５−ｄおよび光受信部１２４−ｄ，１２５−ｄを有している。
【０１５３】
光送信部１１４−ａ，１１５−ａ，１１４−ｂ，１１５−ｂ，１１４−ｃ，１１５−ｃ，１１４−ｄ，１１５−ｄは例えば伝送速度が１０Ｇｂｐｓの高速な光信号を送信する。光受信部１２４−ａ，１２５−ａ，１２４−ｂ，１２５−ｂ，１２４−ｃ，１２５−ｃ，１２４−ｄ，１２５−ｄは伝送速度が１０Ｇｂｐｓの光信号を受信することができる。
【０１５４】
ノード７１０−ａの光送信部１１４−ａから送信され、光ファイバ伝送路３２１−ｉを介して伝送され、ノード７１０−ｂの光受信部１２５−ｂに受信される信号４２１−ｉは波長がλ１＝１５３６．６１ｎｍである。ノード７１０−ｂの光送信部１１５−ｂから送信され、光ファイバ伝送路３２１−ｏを介して伝送され、ノード７１０−ａの光受信部１２４−ａに受信される信号４２１−ｏは波長がλ２＝１５５５．７５ｎｍである。
【０１５５】
ノード７１０−ｂの光送信部１１４−ｂから送信され、光ファイバ伝送路３２２−ｏを介して伝送され、ノード７１０−ｃの光受信部１２５−ｃに受信される信号４２２−ｏは波長がλ１＝１５３６．６１ｎｍである。ノード７１０−ｃの光送信部１１５−ｃから送信され、光ファイバ伝送路３２２−ｉを介して伝送され、ノード７１０−ｂの光受信部１２４−ｂに受信される信号４２２−ｉは波長がλ２＝１５５５．７５ｎｍである。
【０１５６】
ノード７１０−ｃの光送信部１１４−ｃから送信され、光ファイバ伝送路３２３−ｉを介して伝送され、ノード７１０−ｄの光受信部１２５−ｄに受信される信号４２３−ｉは波長がλ１＝１５３６．６１ｎｍである。ノード７１０−ｄの光送信部１１５−ｄから送信され、光ファイバ伝送路３２３−ｏを介して伝送され、ノード７１０−ｃの光受信部１２４−ｃに受信される信号４２３−ｏは波長がλ２＝１５５５．７５ｎｍである。
【０１５７】
ノード７１０−ｄの光送信部１１４−ｄから送信され、光ファイバ伝送路３２４−ｏを介して伝送され、ノード７１０−ａの光受信部１２５−ａに受信される信号４２４−ｏは波長がλ１＝１５３６．６１ｎｍである。ノード７１０−ａの光送信部１１５−ａから送信され、光ファイバ伝送路３２４−ｉを介して伝送され、ノード７１０−ｄの光受信部１２４−ｄに受信される信号４２４−ｉは波長がλ２＝１５５５．７５ｎｍである。
【０１５８】
プロテクションスイッチ６２０−ａ，６２０−ｂ，６２０−ｃ，６２０−ｄは同様の構成であり、光ファイバ伝送路３１１，３１２，３１３，３1４によりリング状に接続されている。
【０１５９】
プロテクションスイッチ６２０−ａは光送信部１１５−ａから送信された光信号４２４−ｉを光ファイバ伝送路３２４−ｉまたは光ファイバ伝送路３２４−ｏに送る。また、プロテクションスイッチ６２０−ａは光ファイバ伝送路３２４−ｉまたは光ファイバ伝送路３２４−ｏから受信した光信号４２４−ｏを光受信部１２５−ａに送る。
【０１６０】
また、プロテクションスイッチ６２０−ａは光送信器１１４−ａから送信された光信号４２１−ｉを光ファイバ伝送路３２１−ｉまたは光ファイバ伝送路３２１−ｏに送る。また、プロテクションスイッチ６２０−ａは光ファイバ伝送路３２１−ｉまたは光ファイバ伝送路３２１−ｏから受信した光信号４２１−ｏを光受信器１２４−ａに送る。
【０１６１】
プロテクションスイッチ６２０−ｂは光送信部１１５−ｂから送信された光信号４２１−ｏを光ファイバ伝送路３２１−ｉまたは光ファイバ伝送路３２１−ｏに送る。また、プロテクションスイッチ６２０−ｂは光ファイバ伝送路３２１−ｉまたは光ファイバ伝送路３２１−ｏから受信した光信号４２１−ｉを光受信部１２５−ｂに送る。
【０１６２】
また、プロテクションスイッチ６２０−ｂは光送信器１１４−ｂから送信された光信号４２２−ｏを光ファイバ伝送路３２２−ｉまたは光ファイバ伝送路３２２−ｏに送る。また、プロテクションスイッチ６２０−ｂは光ファイバ伝送路３２２−ｉまたは光ファイバ伝送路３２２−ｏから受信した光信号４２２−ｉを光受信器１２４−ｂに送る。
【０１６３】
プロテクションスイッチ６２０−ｃは光送信部１１５−ｃから送信された光信号４２２−ｉを光ファイバ伝送路３２２−ｉまたは光ファイバ伝送路３２２−ｏに送る。また、プロテクションスイッチ６２０−ｃは光ファイバ伝送路３２２−ｉまたは光ファイバ伝送路３２２−ｏから受信した光信号４２２−ｏを光受信部１２５−ｃに送る。
【０１６４】
また、プロテクションスイッチ６２０−ｃは、光送信器１１４−ｃから送信された光信号４２３−ｉを光ファイバ伝送路３２３−ｉまたは光ファイバ伝送路３２３−ｏに送る。また、プロテクションスイッチ６２０−ｃは光ファイバ伝送路３２３−ｉまたは光ファイバ伝送路３２３−ｏから受信した光信号４２３−ｏを光受信器１２４−ｃに送る。
【０１６５】
プロテクションスイッチ６２０−ｄは光送信部１１５−ｄから送信された光信号４２３−ｏを光ファイバ伝送路３２３−ｉまたは光ファイバ伝送路３２３−ｏに送る。また、プロテクションスイッチ６２０−ｄは光ファイバ伝送路３２３−ｉまたは光ファイバ伝送路３２３−ｏから受信した光信号４２３−ｉを光受信部１２５−ｄに送る。
【０１６６】
また、プロテクションスイッチ６２０−ｄは、光送信器１１４−ｄから送信された光信号４２４−ｏを光ファイバ伝送路３２４−ｉまたは光ファイバ伝送路３２４−ｏに送る。また、プロテクションスイッチ６２０−ｄは光ファイバ伝送路３２４−ｉまたは光ファイバ伝送路３２４−ｏから受信した光信号４２４−ｉを光受信器１２４−ｄに送る。
【０１６７】
図１５は、第４の実施形態のプロテクションスイッチの構成および動作を説明するための図である。図１５（ａ）は、第４の実施形態のプロテクションスイッチの構成を示すブロック図である。ここではプロテクションスイッチ６２０−ｃが例示されているが、他のプロテクションスイッチも同様である。
【０１６８】
図１５（ａ）を参照すると、プロテクションスイッチ６２０−ｃは光スイッチ２１１，２１２，２１３，２１４および光合分波器２２１，２２２，２２３，２２４を有している。
【０１６９】
光合分波器２２１，２２２，２２３，２２４は狭帯域の光合分波器である。
【０１７０】
図１５（ａ）において、光スイッチ２１１，２１２および光合分波器２２１，２２２からなる部分は、図２（ａ）に示した第１の実施形態のプロテクションスイッチ２０１と同じ構成である。また、図１５（ａ）において、光スイッチ２１３，２１４および光合分波器２２３，２２４からなる部分も第１の実施形態のプロテクションスイッチ２０１と同様である。光スイッチ２１３は図２（ａ）における光スイッチ２１１に対応し、光スイッチ２１４は光スイッチ２１２に対応し、光合分波器２２３は光合分波器２２１に対応し、光合分波器２２４は光合分波器２２２に対応する。また、第４の実施形態の光合分波器２２１，２２２，２２３，２２４は透過特性も図３と同じである。
【０１７１】
光スイッチ２１１は、光合分波器２２１または光合分波器２２２を選択して光伝送装置１０４−ｃの光送信部１１４−ｃと接続する。光スイッチ２１２は、光合分波器２２１または光合分波器２２２を選択して光伝送装置１０４−ｃの光受信部１２４−ｃと接続する。
【０１７２】
光スイッチ２１３は、光合分波器２２３または光合分波器２２４を選択して光伝送装置１０４−ｃの光送信部１１５−ｃと接続する。光スイッチ２１４は、光合分波器２２３または光合分波器２２４を選択して光伝送装置１０４−ｃの光受信部１２５−ｃと接続する。
【０１７３】
図１５（ａ）における実線の矢印は、通常の状態において、選択され信号を伝送するルートを示している。点線の矢印は、光ファイバ伝送路に障害が発生したときに選択され、信号を伝送するルートを示している。
【０１７４】
図１５（ｂ）は通常状態での光スイッチの選択を説明するための図である。図１５（ｂ）を参照すると、光スイッチ２１１は光合分波器２２１を選択し、光スイッチ２１２は光合分波器２２２を選択している。
【０１７５】
図１５（ｃ）は光ファイバ伝送路３２３−ｏに障害が起きている状態における、ノード７１０−ｃのプロテクションスイッチ６２０−ｃの各光スイッチの選択を説明するための図である。図１５（ｄ）は光ファイバ伝送路３２３−ｏに障害が起きている状態における、ノード７１０−ｄのプロテクションスイッチ６２０−ｄの各光スイッチの選択を説明するための図である。
【０１７６】
光ファイバ伝送路３２３−ｏは、通常状態において、ノード７１０ｄからノード７１０−ｃに送られる光信号４２３−ｏを伝送する伝送路である。ここに障害が発生しているので、ノード７１０−ｃおよびノード７１０−ｄは光信号４２３−ｏを光ファイバ伝送路３２３−ｉに迂回させる。そのため、図１５（ｃ）では光スイッチ２１１が光合分波器２２２を選択しており、図１５（ｄ）では光スイッチ２１４が光合分波器２２３を選択している。
【０１７７】
第４の実施形態の光ネットワークシステムの動作の流れについて説明する。
【０１７８】
いずれの光ファイバ伝送路３２１−ｉ，３２１−ｏ，３２２−ｉ，３２２−ｏ，３２３−ｉ，３２３−ｏ，３２４−ｉ，３２４−ｏにも障害が起きていない通常の状態では、図１４に示したように、隣接するノード間で各光信号が伝送されている。
【０１７９】
図１６は、第４の実施形態の光ネットワークシステムの動作を説明するための図である。ここで、図１６に示すように、光ファイバ伝送路３２３−ｏにファイバ断や特性劣化などの障害が発生したとする。
【０１８０】
光ファイバ伝送路３２３−ｏに障害が起きると、図１６に示したように、通常状態では光ファイバ伝送路３２３−ｏを介して伝送されていた信号４２３−ｏは光ファイバ伝送路３２３−ｉに切り替わる。つまり、ノード７１０−ｄは信号４２３−ｏを光ファイバ伝送路３２３−ｉに送信し、ノード７１０−ｃは信号４２３−ｏを光ファイバ伝送路３２３−ｉから受信する。
【０１８１】
他のノード７１０−ａ，７１０−ｂは通常状態の動作と変わらない。
【０１８２】
信号４２３−ｉと信号４３２−ｏとは互いに波長が異なるので光合分波器によって十分にアイソレートされ、正常に伝送される。当然、全ての信号が通常状態と同じ伝送帯域を維持している。
【０１８３】
同様に、他の光ファイバ伝送路に障害が起きたときには、その光ファイバ伝送路で伝送されていた信号が他の光ファイバ伝送路にて伝送されることになる。
【０１８４】
以上説明したように、デュアルリング型の光ネットワークにおいて隣接するノード間の２つの光信号を互いに異なる波長とし、通常状態では、それら２つの光信号を異なる光ファイバ伝送路で伝送しており、一方の光ファイバ伝送路に障害が発生すると、他方の光ファイバ伝送路にて２つの光信号を伝送するようにプロテクションスイッチが選択を切り替えるので、２対の光送信器と光受信器を有するノードと、ディアルリングの光ファイバ伝送路からなり、プロテクション機能により信頼性が向上され、かつコストの低いデュアルリング型光ネットワークシステムを構成することができる。
【０１８５】
以上説明した各実施形態では、各波長毎の伝送速度を１０Ｇｂｐｓとしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、８０Ｇｂｐｓや１６０Ｇｂｐｓでもよい。
【０１８６】
また、以上説明した実施形態では、１つの光ファイバ伝送路に多重する波長の数が最大で４となっているが、８波長や１６波長の光信号を多重してもよい。
【０１８７】
また、以上説明した実施形態では、１５００ｎｍ帯の波長を例示したが、１３００ｎｍ帯や８５０ｎｍ帯であってもよい。
【０１８８】
その他、以上説明した構成において本発明に特徴的な機能を満たす限り、スループット、波長数、チャネル当たりの速度、多重する波長数などは自由に選択可能であり、本発明を限定するものではない。
【０１８９】
【発明の効果】
本発明によれば、いずれかの伝送路に障害が起きると、スイッチ装置が他の伝送路によって光信号が伝送されるように選択を切り替えるので、予備の伝送路と予備の伝送路にて光信号を伝送するための光送信器および光受信器とを備えることなくプロテクション機能が実現されて信頼性が高く、かつコストの低い通信ネットワークを構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の光ネットワークシステムの構成を示すブロック図である。
【図２】第１の実施形態のプロテクションスイッチの構成および動作を説明するための図である。
【図３】第１の実施形態の光合分波器の光透過特性を示す図である。
【図４】第１の実施形態の光ネットワークシステムの動作を説明するための図である。
【図５】本発明の第２の実施形態の光ネットワークシステムの構成を示すブロック図である。
【図６】第２の実施形態のプロテクションスイッチの構成および動作を説明するための図である。
【図７】第２の実施形態の光合分波器の光透過特性を示す図である。
【図８】第２の実施形態の光ネットワークシステムの動作を説明するための図である。
【図９】本発明の第３の実施形態の光ネットワークシステムの構成を示すブロック図である。
【図１０】第３の実施形態のプロテクションスイッチの構成および動作を説明するための図である。
【図１１】第３の実施形態の光合分波器の入出力ポートを示す図である。
【図１２】第３の実施形態の光合分波器の光透過特性を示す図である。
【図１３】第３の実施形態の光ネットワークシステムの動作を説明するための図である。
【図１４】本発明の第４の実施形態の光ネットワークシステムの構成を示すブロック図である。
【図１５】第４の実施形態のプロテクションスイッチの構成および動作を説明するための図である。
【図１６】第４の実施形態の光ネットワークシステムの動作を説明するための図である。
【符号の説明】
１０１，１０２，１０３，１０３−ａ〜１０−ｄ，１０４，１０４−ａ〜１０４−ｄ 光伝送装置
１１１，１１２，１１３−ａ〜１１３−ｄ，１１４−ａ〜１１４−ｄ，１１５−ａ〜１１５−ｄ，１３１，１３２ 光送信部
１２１，１２２，１２３−ａ〜１２３−ｄ，１２４−ａ〜１２４−ｄ，１２５−ａ〜１２５−ｄ，１４１，１４２ 光受信部
２０１，２０２，６０１，６０２，６１０−ａ〜６１０−ｄ，６２０−ａ〜６２０−ｄ プロテクションスイッチ
２１１，２１２ 光スイッチ
２２１，２２２，２３１，２３２，２４１，２４２ 光合分波器
２２１−１〜２２１−３，２２２−１〜２２２−３，２３１−１〜２３１−３，２３２−１〜２３２−３，２４１−１〜２４１−５，２４２−１〜２４２−５
入出力ポート
３０１，３０２，３１１〜３１４，３２１−ｉ，３２１−ｏ，３２２−ｉ，３２２−ｏ，３２３−ｉ，３２３−ｏ，３２４−ｉ，３２４−ｏ 光ファイバ伝送路
４０１，４０２，４０３，４０４，４１１〜４１４，４２１−ｉ，４２１−ｏ，４２２−ｉ，４２２−ｏ，４２３−ｉ，４２３−ｏ，４２４−ｉ，４２４−ｏ
信号
５０１，５０２，５１１〜５１４ 光信号
５０３，５０４，５２１〜５２４ 透過特性
７００−ａ〜７００−ｄ，７１０−ａ〜７１０−ｄ ノード
【発明の属する技術分野】
本発明は、大容量高速光ネットワークに関し、特に、光ネットワークにおける伝送路のプロテクションに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、大容量高速光ネットワークは、１本の光ファイバ伝送路により伝送される信号の方向は１方向のみであった。
【０００３】
対向装置間で上りおよび下りの双方向の信号を伝送する場合には２本に光ファイバ伝送路が必要であった。
【０００４】
さらに、光ファイバ伝送路の障害に対してプロテクションを行うためには、上り信号および下り信号のそれぞれのために、現用および予備の２本の光ファイバ伝送路を設ける必要があった。したがって、この場合、４本の光ファイバ伝送路が必要であった。
【０００５】
例えば、特開平４−３３４１３５号公報にプロテクション機能を有する従来の光ネットワークの構成例が示されている。その記載によれば、光送信器から送信された光信号は、光方向性カプラによって、現用および予備の２本の光ファイバ伝送路に分岐されている。２本の光ファイバ伝送路で伝送された光信号は、それぞれ光受信器で受信される。そして、信号切替スイッチは２つの光受信器の受信信号のうちいずれかを選択する。
【０００６】
特開平４−３３４１３５号公報に記載された構成を２つ組み合わせることにより、上りおよび下りの双方向の伝送を実現することができる。
【０００７】
また、特開平１０−３３６１２０号公報の図１には、プロテクション機能を備えた双方向の伝送を２本の光ファイバ伝送路により実現した光ネットワークの構成例が示されている。その記載によれば、２つのノードが対向しており、２本の光ファイバ伝送路（公報では双方向ライン）により接続されている。ノードは、スイッチングユニットと光ユニットを有している。スイッチングユニットは電気的な信号を扱う回路であり、プロテクション切り替えのために信号の接続を切り替える。光ユニットは光信号を送受信するために、電気信号と光信号を相互に変換する光送信器および光受信器により構成されている。ここでは図中の左に向かう信号が上り信号であり、右に向かう信号が下り信号であるとする。
【０００８】
特開平１０−３３６１２０号公報による光ネットワークは、第１の光ファイバ伝送路により現用の上り信号と予備の下り信号を伝送し、第２の光ファイバ伝送路により現用の下り信号と予備の上り信号を伝送している。
【０００９】
ここで、例えば、第１の光ファイバ伝送路に障害が起こったとする。第１の光ファイバ伝送路には現用の上り信号が伝送されているので、上り信号は第２の光ファイバ伝送路の予備に切り替えられる。このプロテクション切り替えは、スイッチングユニット内にて電気的に行われる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
特開平４−３３３４１３５号公報に記載された構成を２つ組み合わせて双方向通信を実現するためには、上り下りそれぞれに対して現用および予備が設けられるので、４本もの光ファイバ伝送路が必要である。
【００１１】
したがって、特開平４−３３３４１３５号公報の記載による光ネットワークでは、数多くの光ファイバ伝送路を敷設する必要があり、敷設費用が高くなっていた。また、ダークファイバを用いるサービスにおいては、ダークファイバの使用料が高くなっていた。
【００１２】
また、この特開平４−３３３４１３５号公報の記載による光ネットワークでは、光受信器について、現用の上り信号を受信する光受信器、現用の下り信号を受信する光受信器、予備の上り信号を受信する光受信器、および予備の下り信号を受信する光受信器の４つの光受信器が必要である。また、信頼性向上のために光送信器を２重化することを考えると、光送信器も光受信器と同様に４つ必要である。
【００１３】
したがって、この特開平４−３３３４１３５号公報の記載による光ネットワークでは、光部品により伝送装置のコストが高くなっていた。特に、伝送速度が１０Ｇｂｐｓを越える光送信器および光受信器は非常に高価でかつサイズも大きい。そのために、伝送装置が高コストかつサイズの大きなものになっていた。
【００１４】
そして、予備の光ファイバ伝送路、光送信器および光受信器は通常時には利用されないため、システムの有する伝送帯域が有効に利用されていなかった。
【００１５】
また、特開平１０−３３６１２０号公報の図１に記載された光ネットワークでは、光ユニットには、現用の上り信号を送信する光送信器、現用の下り信号送信する光送信器、予備の上り信号送信する光送信器、予備の下り信号を送信する光送信器と４つの光送信器が必要であった。また、光ユニットには、現用の上り信号を受信する光受信器、現用の下り信号を受信する光受信器、予備の上り信号を受信する光受信器、予備の下り信号を受信する光受信器と４つの光受信器が必要であった。
【００１６】
そのため、特開平１０−３３６１２０号公報に記載された光ネットワークは、特開平４−３３３４１３５号公報による光ネットワークと同様に、光部品により伝送装置のコストが高くなっていた。また、特に、伝送速度が１０Ｇｂｐｓを越える光送信器および光受信器は高価でサイズも大きく、伝送装置が高コストかつサイズも大きなものとなっていた。
【００１７】
本発明の目的は、プロクテション機能を有し、低コストの通信ノードにより構成された光ネットワークシステムを提供することである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の通信ノードは、少なくとも１つの光送信器と少なくとも１つの光受信器を備え、対向ノードとの間で光信号を送受信する光伝送装置と、
前記対向ノードに送信する光信号を伝送するための少なくとも１本の送信伝送路、前記対向ノードからの光信号を伝送するための少なくとも１本の受信伝送路、前記光送信器、および前記光受信器と接続され、前記送信伝送路および前記受信伝送路に障害がなければ、前記光送信器からの光信号を前記送信伝送路に送り前記受信伝送路からの光信号を前記光受信器に送り、前記送信伝送路に障害が起こると、前記光送信器からの前記光信号を前記受信伝送路に送るように切り替わり、前記受信伝送路に障害が起こると、前記光受信器に送る前記光信号を前記送信伝送路から受けるように切り替わるスイッチ装置とを有している。
【００１９】
本発明によれば、いずれかの伝送路に障害が起きると、スイッチ装置が他の伝送路によって光信号が伝送されるように選択を切り替えるので、予備の伝送路と予備の伝送路にて光信号を伝送するための光送信器および光受信器とを備えることなくプロテクション機能が実現されて信頼性が高く、かつコストの低い通信ネットワークを構成することができる。
【００２０】
なお、前記光伝送装置に備えられた全ての前記光送信器からの光信号の波長が互いに異なり、前記対向ノードからの光信号の波長とも異なることが好ましい。
【００２１】
したがって、いずれかの伝送路に障害が起きると、その伝送路の光信号を他の伝送路に波長多重するようにスイッチ装置が選択を切り替えるので、予備の伝送路と予備の伝送路にて光信号を伝送するための光送信器および光受信器とを備えることなくプロテクション機能が実現されて信頼性が高く、かつコストの低い通信ネットワークを構成することができる。
【００２２】
本発明の他の通信ノードは、少なくとも１つの光送信器と少なくとも１つの光受信器を備え、対向ノードとの間で光信号を送受信する複数の光伝送装置と、
前記光伝送装置と前記対向ノードとが送受信する光信号を伝送する複数の伝送路、前記光送信器および前記光受信器に接続されており、いずれかの伝送路に障害が起こると、該伝送路によって伝送されていた光信号を他のいずれかの伝送路に多重して伝送するように切り替わるスイッチ装置とを有している。
【００２３】
なお、障害の発生した伝送路によって伝送されていた光信号の波長と、該伝送路の障害時に該光信号が多重される伝送路によって伝送されていた光信号の波長とが互いに異なることが好ましい。
【００２４】
本発明のさらに他の通信ノードは、複数が接続されてリング型ネットワークを構成する通信ノードであって、
少なくとも１つの光送信器と少なくとも１つの光受信器を備え、一方の隣接ノードから光信号を受信し、他方の隣接ノードに光信号を送信する光伝送装置と、
前記一方の隣接ノードとの間の一方の伝送路、前記他方の隣接ノードとの間の他方の伝送路、前記光送信器、および前記光受信器に接続され、前記一方の伝送路および前記他方の伝送路に障害がなければ、前記一方の隣接ノードからの光信号を前記一方の伝送路から受けて前記光受信器に送り、前記光送信器から前記他方の隣接ノードへの光信号を前記他方の伝送路に送り、前記リング型ネットワークを構成する前記一方の隣接ノード以外の通信ノードからの光信号が前記他方の伝送路から入力されると該光信号を前記一方の伝送路に中継しており、前記一方の伝送路に障害が起こると、前記一方の隣接ノードからの前記光信号を前記他方の伝送路から受けて前記光受信器に送るように切り替わり、前記他方の伝送路に障害が起こると、前記光送信器から前記他方の隣接ノードへの光信号を前記一方の伝送路に送るように切り替わるスイッチ装置とを有している。
【００２５】
なお、前記リング型ネットワークを構成する全ての通信ノードの送信する光信号の波長が互いに異なることが好ましい。
【００２６】
本発明のさらに他の通信ノードは、複数が接続されてリング型ネットワークを構成する通信ノードであって、
隣接ノードに光信号を送信する複数の光送信器と前記隣接ノードからの光信号を受信する複数の光受信器を備え、双方の前記隣接ノードと光信号を送受信する光伝送装置と、
前記隣接ノードに送信する光信号を伝送するための送信伝送路、該隣接ノードからの光信号を伝送するための受信伝送路、前記光送信器、および前記光受信器と接続され、前記送信伝送路および前記受信伝送路に障害がなければ、前記光送信器から前記隣接ノードへの光信号を前記送信伝送路に送信し、該隣接ノードからの光信号を前記受信伝送路から受信して前記光受信器に送り、前記送信伝送路に障害が起こると、前記光送信器から該送信伝送路に送っていた光信号を、該送信伝送路と同じ隣接ノードに接続された受信伝送路に送信するように切り替わり、前記受信伝送路に障害が起こると、該受信伝送路から受信して前記光受信器に送っていた光信号を、該受信伝送路と同じ隣接ノードに接続された送信伝送路から受信するように切り替わるスイッチ装置とを有している。
【００２７】
なお、前記光送信器から前記隣接ノードへの光信号の波長と、前記隣接ノードからの光信号の波長とが互いに異なることが好ましい。
【００２８】
本発明の一態様によれば、上述の各通信ノードは、前記スイッチ装置が、光信号を双方向に透過可能な光スイッチを含んでもよい。
【００２９】
本発明のスイッチ装置は、少なくとも１つの光送信器と少なくとも１つの光受信器を備え対向ノードとの間で光信号を送受信する光伝送装置に接続され、通信ノードを構成するスイッチ装置において、
前記対向ノードに送信する光信号を伝送するための少なくとも１本の送信伝送路、前記対向ノードからの光信号を伝送するための少なくとも１本の受信伝送路、前記光送信器、および前記光受信器と接続され、前記送信伝送路および前記受信伝送路に障害がなければ、前記光送信器からの光信号を前記送信伝送路に送り前記受信伝送路からの光信号を前記光受信器に送り、前記送信伝送路に障害が起こると、前記光送信器からの前記光信号を前記受信伝送路に送るように切り替わり、前記受信伝送路に障害が起こると、前記光受信器に送る前記光信号を前記送信伝送路から受けるように切り替わることを特徴としている。
【００３０】
本発明の他のスイッチ装置は、少なくとも１つの光送信器と少なくとも１つの光受信器を備え対向ノードとの間で光信号を送受信する複数の光伝送装置に接続され、通信ノードを構成するスイッチ装置において、
前記光伝送装置と前記対向ノードとが送受信する光信号を伝送する複数の伝送路、前記光送信器および前記光受信器に接続されており、いずれかの伝送路に障害が起こると、該伝送路によって伝送されていた光信号を他のいずれかの伝送路に多重して伝送するように切り替わることを特徴としている。
【００３１】
本発明のさらに他のスイッチ装置は、少なくとも１つの光送信器と少なくとも１つの光受信器を備え一方の隣接ノードから光信号を受信し他方の隣接ノードに光信号を送信する光伝送装置に接続され、リング型ネットワークの通信ノードを構成するスイッチ装置において、
前記一方の隣接ノードとの間の一方の伝送路、前記他方の隣接ノードとの間の他方の伝送路、前記光送信器、および前記光受信器に接続され、前記一方の伝送路および前記他方の伝送路に障害がなければ、前記一方の隣接ノードからの光信号を前記一方の伝送路から受けて前記光受信器に送り、前記光送信器から前記他方の隣接ノードへの光信号を前記他方の伝送路に送り、前記リング型ネットワークを構成する前記一方の隣接ノード以外の通信ノードからの光信号が前記他方の伝送路から入力されると該光信号を前記一方の伝送路に中継しており、前記一方の伝送路に障害が起こると、前記一方の隣接ノードからの前記光信号を前記他方の伝送路から受けて前記光受信器に送るように切り替わり、前記他方の伝送路に障害が起こると、前記光送信器から前記他方の隣接ノードへの光信号を前記一方の伝送路に送るように切り替わることを特徴としている。
【００３２】
本発明のさらに他のスイッチ装置は、隣接ノードに光信号を送信する複数の光送信器と前記隣接ノードからの光信号を受信する複数の光受信器を備え双方の前記隣接ノードと光信号を送受信する光伝送装置に接続され、リング型ネットワークの通信ノードを構成するスイッチ装置において、
前記隣接ノードに送信する光信号を伝送するための送信伝送路、該隣接ノードからの光信号を伝送するための受信伝送路、前記光送信器、および前記光受信器と接続され、前記送信伝送路および前記受信伝送路に障害がなければ、前記光送信器から前記隣接ノードへの光信号を前記送信伝送路に送信し、該隣接ノードからの光信号を前記受信伝送路から受信して前記光受信器に送り、前記送信伝送路に障害が起こると、前記光送信器から該送信伝送路に送っていた光信号を、該送信伝送路と同じ隣接ノードに接続された受信伝送路に送信するように切り替わり、前記受信伝送路に障害が起こると、該受信伝送路から受信して前記光受信器に送っていた光信号を、該受信伝送路と同じ隣接ノードに接続された送信伝送路から受信するように切り替わることを特徴としている。
【００３３】
本発明のさらに他のスイッチ装置は、複数の外部光信号を複数の伝送路で伝送するためのスイッチ装置であって、
前記伝送路に対応して備えられ、複数の第１の入出力ポートと１つの第２の入出力ポートを有し、それぞれの前記第１の入出力ポートと前記第２の入出力ポートの間に互いに異なる光信号を透過し、自身と対応する伝送路に前記第２の入出力ポートが接続された複数の光合分波器と、
前記外部光信号に対応して備えられ、所定の光合分波器に対応する伝送路に障害がなければ、自身に対応する外部光信号を前記光合分波器の第１の入出力ポートに接続し、前記伝送路に障害が起こると、前記外部光信号を他の光合分波器の第１の入出力ポートに接続するように切り替わる複数の光スイッチを有している。
【００３４】
本発明のさらに他のスイッチ装置は、複数の外部光信号を複数の伝送路で伝送するためのスイッチ装置であって、
前記伝送路に対応して備えられ、複数の第１の入出力ポートと１つの第２の入出力ポートを有し、それぞれの前記第１の入出力ポートと前記第２の入出力ポートの間に互いに異なる光信号を透過し、自身と対応する伝送路に前記第２の入出力ポートが接続された複数の第１の光合分波器と、
複数の第３の入出力ポートと１つの第４の入出力ポートを有し、それぞれの前記第３の入出力ポートと前記第４の入出力ポートの間に互いに異なる光信号を透過し、それぞれの前記第３の入出力ポートが、互いに異なる外部光信号に接続された複数の第２の光合分波器と、
前記第２の光合分波器に対応して備えられ、所定の第１の光合分波器に対応した伝送路に障害が無ければ、自身に対応する第２の光合分波器の第４の入出力ポートと前記第１の光合分波器の第１の入出力ポートを接続しており、前記伝送路に障害が起こると、前記第２の光合分波器の第４の入出力ポートと他の第１の光合分波器の第１の入出力ポートを接続するように切り替わる光スイッチとを有している。
【００３５】
本発明のさらに他のスイッチ装置は、リング型ネットワークを構成する２本の伝送路の間に接続され、外部光信号を前記リング型ネットワークで伝送するためのスイッチ装置であって、
前記伝送路に対応して備えられ、複数の第１の入出力ポートと１つの第２の入出力ポートを有し、それぞれの前記第１の入出力ポートと前記第２の入出力ポートの間に互いに異なる光信号を透過し、自身に対応する伝送路に前記第２の入出力ポートが接続され、前記第１の入出力ポートの一部が互いに接続された２つの光合分波器と、
前記外部光信号に対応して備えられ、所定の伝送路と対応する光合分波器に接続された伝送路に障害がなければ、自身に対応する外部光信号を前記光合分波器の第１の入出力ポートに接続し、前記伝送路に障害が起こると、前記外部光信号を、もう１本の伝送路に対応する光合分波器の第１の入出力ポートに接続するように切り替わる複数の光スイッチを有している。
【００３６】
本発明のさらに他のスイッチ装置は、隣接ノード間が複数の伝送路で接続されたリング型ネットワークによって外部光信号を伝送するためのスイッチ装置であって、
前記伝送路に対応して備えられ、複数の第１の入出力ポートと１つの第２の入出力ポートを有し、それぞれの前記第１の入出力ポートと前記第２の入出力ポートの間に互いに異なる光信号を透過し、自身に対応する伝送路に前記第２の入出力ポートが接続された複数の光合分波器と、
前記外部光信号に対応して備えられ、所定の光合分波器に対応する伝送路に障害がなければ、自身に対応する外部光信号を前記光合分波器の第１の入出力ポートに接続し、前記伝送路に障害が起こると、前記外部光信号を他の光合分波器の第１の入出力ポートに接続するように切り替わる複数の光スイッチを有している。
【００３７】
なお、前記光合分波器の複数の前記第１の入出力ポートは互いに異なる波長の光信号を透過することが好ましい。また、前記第１の光合分波器の複数の前記第１の入出力ポートは互いに異なる波長の光信号を透過し、前記第２の光合分波器の複数の前記第３の入出力ポートは互いに異なる波長の光信号を透過することが好ましい。
【００３８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００３９】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態の光ネットワークシステムの構成を示すブロック図である。図１を参照すると、第１の実施形態の光ネットワークシステムは光伝送装置１０１，１０２、プロテクションスイッチ２０１，２０２および光ファイバ伝送路３０１，３０２によって構成されている。
【００４０】
光ファイバ伝送路３０１と光ファイバ伝送路３０２は異なる経路に敷設されている。そのため、光ファイバ伝送路３０１と光ファイバ伝送路３０２の双方に同時に障害が起こることはほとんどない。
【００４１】
光伝送装置１０１と光伝送装置１０２は同様の構成であり、対向して光信号を互いに送受信する。光伝送装置１０１は、光送信部１１１および光受信部１２１を有している。光伝送装置１０２は光送信部１１２および光受信部１２２を有している。
【００４２】
光送信部１１１，１１２は例えば伝送速度が１０Ｇｂｐｓの高速な光信号を送信する。光受信部１２１，１２２は伝送速度が１０Ｇｂｐｓの光信号を受信することができる。
【００４３】
この例では、光送信部１１１の送信する光の波長はλ１＝１５３６．６１ｎｍである。光送信部１１２の送信する光の波長はλ２＝１５５５．７５ｎｍである。つまり、光伝送装置１０１が送信する（すなわち光伝送装置１０２が受信する）光の波長λ１と光伝送装置１０２が送信する（すなわち光伝送装置１０１が受信する）光の波長λ２とは異なっている。
【００４４】
プロテクションスイッチ２０１とプロテクションスイッチ２０２は同様の構成であり、光ファイバ伝送路３０１，３０２を挟んで対向する。
【００４５】
プロテクションスイッチ２０１は光伝送装置１０１から送信された光信号を光ファイバ伝送路３０１または光ファイバ伝送路３０２に送出する。また、プロテクションスイッチ２０１は光ファイバ伝送路３０１または光ファイバ伝送路３０２から受信した光信号を光伝送装置１０１に送る。
【００４６】
同様に、プロテクションスイッチ２０２は光伝送装置１０２から送信された光信号を光ファイバ伝送路３０１または光ファイバ伝送路３０２に送出する。また、プロテクションスイッチ２０２は光ファイバ伝送路３０１または光ファイバ伝送路３０２から受信した光信号を光伝送装置１０２に送る。
【００４７】
図２は、第１の実施形態のプロテクションスイッチの構成および動作を説明するための図である。ここではプロテクションスイッチ２０１が例示されているが、プロテクションスイッチ２０２も同様である。図２（ａ）は、第１の実施形態のプロテクションスイッチの構成を示すブロック図である。
【００４８】
図２（ａ）を参照すると、プロテクションスイッチ２０１は光スイッチ２１１，２１２および光合分波器２２１，２２２を有している。
【００４９】
光スイッチ２１１は、光合分波器２２１または光合分波器２２２を選択して光伝送装置１０１の光送信部１１１と接続する。光スイッチ２１２は、光合分波器２２１または光合分波器２２２を選択して光伝送装置１０１の光受信部１２１と接続する。
【００５０】
図２（ａ）における実線の矢印は、通常の状態において選択され、信号を伝送するルートを示している。点線の矢印は、光ファイバ伝送路に障害が発生したときに選択され、信号を伝送することのできるルートを示している。
【００５１】
図２（ｂ）は通常状態での光スイッチの選択を説明するための図である。図２（ｂ）を参照すると、光スイッチ２１１は光合分波器２２１を選択し、光スイッチ２１２は光合分波器２２２を選択している。
【００５２】
図２（ｃ）は光ファイバ伝送路３０１に障害が起きている状態での光スイッチの選択を説明するための図である。図２（ｃ）を参照すると、光スイッチ２１１および光スイッチ２１２は光合分波器２２２を選択している。同様に、光ファイバ伝送路３０２に障害が起きている状態では、光スイッチ２１１および光スイッチ２１２は光合分波器２２１２を選択する。
【００５３】
光合分波器２２１，２２２は広帯域の光合分波器である。
【００５４】
光合分波器２２１は入出力ポート２２１−１，２２１−２，２２１−３を有している。入出力ポート２２１−１は光スイッチ２１１に接続されている。入出力ポート２２１−２は光スイッチ２１２に接続されている。入出力ポート２２１−３は光ファイバ伝送路３０１に接続されている。
【００５５】
同様に、光合分波器２２２は入出力ポート２２２−１，２２２−２，２２２−３を有している。入出力ポート２２２−１は光スイッチ２１１に接続されている。入出力ポート２２２−２は光スイッチ２１２に接続されている。入出力ポート２２２−３は光ファイバ伝送路３０２に接続されている。
【００５６】
光合分波器２２１，２２２は、入出力ポート２２１−１，２２２−１と入出力ポート２２１−３，２２２−３の間に波長λ１の光を透過させる。また、光合分波器２２１，２２２は、入出力ポート２２１−２，２２２−２と入出力ポート２２１−３，２２２−３の間に波長λ２の光が透過させる。
【００５７】
図３は、第１の実施形態の光合分波器の光透過特性を示す図である。図３を参照すると、入出力ポート２２１−１，２２２−１と入出力ポート２２１−３，２２２−３の間の透過特性が透過特性５０３で示されている。また、入出力ポート２２１−２，２２２−２と入出力ポート２２１−３，２２２−３の間の透過特性が透過特性５０４で示されている。
【００５８】
波長λ１の光信号５０１を透過する入出力ポート２２１−１，２２２−１と、波長λ２の光信号５０２を透過する入出力ポート２２１−２，２２２−２の間のアイソレーションは３５ｄＢ以上であり、ディレクティビティは５０ｄＢ以上であるとする。
【００５９】
第１の実施形態の光ネットワークシステムの動作の流れについて説明する。
【００６０】
いずれの光ファイバ伝送路３０１，３０２にも障害が起きていない通常の状態では、図１に示したように、光伝送装置１０１の送信した信号４０１は光ファイバ伝送路３０１を介して伝送され、光伝送装置１０２に受信される。また、光伝送装置１０２の送信した信号４０２は光ファイバ伝送路３０２を介して伝送され、光伝送装置１０１に受信される。
【００６１】
図４は、第１の実施形態の光ネットワークシステムの動作を説明するための図である。ここで、図４に示すように、光ファイバ伝送路３０１にファイバ断や特性劣化などの障害が発生したとする。
【００６２】
光ファイバ伝送路３０１に障害が起きると、図４に示したように、通常状態では光ファイバ伝送路３０１を介して伝送されていた信号４０１は光ファイバ伝送路３０２に切り替わる。つまり、信号４０１および信号４０２の双方が１本の光ファイバ伝送路３０２によって伝送されることになる。信号４０１と信号４０２とは波長が異なるので光合分波器２２２によって十分にアイソレートされ、信号４０１，４０２は双方とも光伝送装置１０１と光伝送装置１０２の間を正常に伝送される。当然、信号４０１，４２のいずれも通常状態と同じ伝送帯域を維持している。
【００６３】
同様に、光ファイバ伝送路３０２の障害が起きたときには、信号４０１，４０２の双方が光ファイバ伝送路３０１によって伝送されることになる。
【００６４】
以上説明したように、光伝送装置１０１の光送信部１１１から光ファイバ伝送路３０１を介して光伝送装置１０２の光受信部１２２へ送られる光信号４０１と、光伝送装置１０２の光送信部１１２から光ファイバ伝送路３０２を介して光伝送装置１０１の光受信部１２１へ送られる光信号４０２とを波長の異なる光信号とし、いずれかの光ファイバ伝送路に障害が起きると、プロテクションスイッチ２０１，２０２が他方の光ファイバ伝送路にて信号４０１，４０２の双方を伝送するように選択を切り替えるので、双方向の伝送路を介して対向する１対の伝送装置を有し、プロテクション機能が実現されて信頼性が高く、かつコストの低い光ネットワークシステムを、２本の光ファイバ伝送路、２つの光送信器および２つの光受信器を用いて構成することができる。
【００６５】
なお、本実施形態では伝送速度を一例として１０Ｇｂｐｓとしたが、本発明はこの値に限定されるものではなく、伝送速度によらず適用可能である。ただし、特に、本発明は高速な光信号を送受信する伝送装置に適用されるとコストダウンの効果がより高く、有効である。
【００６６】
また、本実施形態の光伝送装置とプロテクションスイッチとは一体のノードとして構成されてもよく、またそれぞれが独立した装置として構成されてもよい。
【００６７】
（第２の実施形態）
図５は、本発明の第２の実施形態の光ネットワークシステムの構成を示すブロック図である。図５を参照すると、第２の実施形態の光ネットワークシステムは光伝送装置１０１，１０２，１０３，１０４、プロテクションスイッチ６０１，６０２および光ファイバ伝送路３０１，３０２によって構成されている。
【００６８】
光ファイバ伝送路３０１と光ファイバ伝送路３０２は異なる経路に敷設されている。そのため、光ファイバ伝送路３０１と光ファイバ伝送路３０２の双方に同時に障害が起こることはほとんどない。
【００６９】
光伝送装置１０１，１０２，１０３，１０４は同様の構成である。光伝送装置１０１と光伝送装置１０２が対向して光信号を互いに送受信する。同様に、光伝送装置１０３と光伝送装置１０４が対向して光信号を互いに送受信する。
【００７０】
光伝送装置１０１は、光送信部１１１および光受信部１２１を有している。光伝送装置１０２は光送信部１１２および光受信部１２２を有している。光伝送装置１０３は、光送信部１３１および光受信部１４１を有している。光伝送装置１０４は光送信部１３２および光受信部１４２を有している。
【００７１】
光送信部１１１，１１２，１３１，１３２は例えば伝送速度が１０Ｇｂｐｓの高速な光信号を送信する。光受信部１２１，１２２，１４１，１４２は伝送速度が１０Ｇｂｐｓの光信号を受信することができる。
【００７２】
この例では、光送信部１１１の送信する光の波長はλ１＝１５３６．６１ｎｍである。光送信部１１２の送信する光の波長はλ２＝１５３９．７７ｎｍである。光送信部１３１の送信する光の波長はλ３＝１５５５．５７ｎｍである。光送信部１３２の送信する光の波長はλ４＝１５５８．９８ｎｍである。つまり、各光伝送装置１０１，１０２，１０３，１０４が送信する光の波長は互いに異なっている。
【００７３】
プロテクションスイッチ６０１とプロテクションスイッチ６０２は同様の構成であり、光ファイバ伝送路３０１，３０２を挟んで対向する。
【００７４】
プロテクションスイッチ６０１は光伝送装置１０１から送信された光信号４０１を光ファイバ伝送路３０１または光ファイバ伝送路３０２に送出し、光伝送装置１０３から送信された光信号４０３を光ファイバ伝送路３０１または光ファイバ伝送路３０２に送出する。
【００７５】
また、プロテクションスイッチ６０１は光ファイバ伝送路３０１または光ファイバ伝送路３０２から受信した光信号４０２を光伝送装置１０１に送り、光ファイバ伝送路３０１または光ファイバ伝送路３０２から受信した光信号４０４を光伝送装置１０３に送る。
【００７６】
同様に、プロテクションスイッチ６０２は光伝送装置１０２から送信された光信号４０２を光ファイバ伝送路３０１または光ファイバ伝送路３０２に送出し、光伝送装置１０４から送信された光信号４０４を光ファイバ伝送路３０１または光ファイバ伝送路３０２に送出する。
【００７７】
また、プロテクションスイッチ６０２は光ファイバ伝送路３０１または光ファイバ伝送路３０２から受信した光信号４０２を光伝送装置１０２に送り、光ファイバ伝送路３０１または光ファイバ伝送路３０２から受信した光信号４０４を光伝送装置１０４に送る。
【００７８】
図６は、第２の実施形態のプロテクションスイッチの構成および動作を説明するための図である。ここではプロテクションスイッチ６０１が例示されているが、プロテクションスイッチ６０２も同様である。図６（ａ）は、第２の実施形態のプロテクションスイッチの構成を示すブロック図である。
【００７９】
図６（ａ）を参照すると、プロテクションスイッチ６０１は光スイッチ２１１，２１２、光合分波器２２１，２２２，２３１，２３２を有している。
【００８０】
光合分波器２３１，２３２は狭帯域の光合分波器である。
【００８１】
光合分波器２３１は、入出力ポート２３１−１，２３１−２，２３１−３を有している。入出力ポート２３１−１は光伝送装置１０１の光送信部１１１に接続されている。入出力ポート２３１−２は光伝送装置１０１の光受信部１２１に接続されている。入出力ポート２３１−３は光スイッチ２１１に接続されている。
【００８２】
光合分波器２３２は、入出力ポート２３２−１，２３２−２，２３２−３を有している。入出力ポート２３２−１は光伝送装置１０３の光送信部１３１に接続されている。入出力ポート２３２−２は光伝送装置１０３の光受信部１４１に接続されている。入出力ポート２３２−３は光スイッチ２１２に接続されている。
【００８３】
光合分波器２３１は、入出力ポート２３１−１と入出力ポート２３１−３の間に波長λ１の光を透過させる。また、光合分波器２３１は、入出力ポート２３１−２と入出力ポート２３１−３の間に波長λ２の光を透過させる。
【００８４】
光合分波器２３２は、入出力ポート２３２−１と入出力ポート２３２−３の間に波長λ３の光を透過させる。また、光合分波器２３２は、入出力ポート２３２−２と入出力ポート２３２−３の間に波長λ４の光を透過させる。
【００８５】
図７は、第２の実施形態の光合分波器の光透過特性を示す図である。
【００８６】
図７を参照すると、入出力ポート２３１−１と入出力ポート２３１−３の間の透過特性が透過特性５２１で示されている。また、入出力ポート２３１−２と入出力ポート２３１−３の間の透過特性が透過特性５２２で示されている。
【００８７】
波長λ１の光信号５１１を透過する入出力ポート２３１−１と、波長λ２の光信号５１２を透過する入出力ポート２３１−２の間のアイソレーションは３５ｄＢ以上であり、ディレクティビティは５０ｄＢ以上であるとする。
【００８８】
同様に、入出力ポート２３２−１と入出力ポート２３２−３の間の透過特性が透過特性５２３で示されている。また、入出力ポート２３２−２と入出力ポート２３２−３の間の透過特性が透過特性５２４で示されている。
【００８９】
波長λ３の光信号５１３を透過する入出力ポート２３２−１と、波長λ４の光信号５１４を透過する入出力ポート２３２−２の間のアイソレーションは３５ｄＢ以上であり、ディレクティビティは５０ｄＢ以上であるとする。
【００９０】
光スイッチ２１１は、光合分波器２２１または光合分波器２２２を選択して光合分波器２３１の入出力ポート２３１−３と接続する。光スイッチ２１２は、光合分波器２２１または光合分波器２２２を選択して光合分波器２３２の入出力ポート２３２−３と接続する。図６（ａ）における実線の矢印は、通常の状態において選択され、信号を伝送するルートを示している。点線の矢印は、光ファイバ伝送路に障害が発生したときに選択され、信号を伝送することのできるルートを示している。
【００９１】
図６（ｂ）は通常状態での光スイッチの選択を説明するための図である。図６（ｂ）を参照すると、光スイッチ２１１は光合分波器２２１を選択し、光スイッチ２１２は光合分波器２２２を選択している。
【００９２】
図６（ｃ）は光ファイバ伝送路３０１に障害が起きている状態での光スイッチの選択を説明するための図である。図６（ｃ）を参照すると、光スイッチ２１１および光スイッチ２１２は光合分波器２２２を選択している。同様に、光ファイバ伝送路３０２に障害が起きている状態では、光スイッチ２１１および光スイッチ２１２は光合分波器２１２を選択する。
【００９３】
光合分波器２２１は入出力ポート２２１−１，２２１−２，２２１−３を有している。入出力ポート２２１−１は光スイッチ２１１に接続されている。入出力ポート２２１−２は光スイッチ２１２に接続されている。入出力ポート２２１−３は光ファイバ伝送路３０１に接続されている。
【００９４】
同様に、光合分波器２２２は入出力ポート２２２−１，２２２−２，２２２−３を有している。入出力ポート２２２−１は光スイッチ２１１に接続されている。入出力ポート２２２−２は光スイッチ２１２に接続されている。入出力ポート２２２−３は光ファイバ伝送路３０２に接続されている。
【００９５】
光合分波器２２１，２２２は、入出力ポート２２１−１，２２２−１と入出力ポート２２１−３，２２２−３の間に波長λ１およびλ２の光を透過させる。また、光合分波器２２１，２２２は、入出力ポート２２１−２，２２２−２と入出力ポート２２１−３，２２２−３の間に波長λ３およびλ４の光を透過させる。
【００９６】
図７を参照すると、入出力ポート２２１−１，２２２−１と入出力ポート２２１−３，２２２−３の間の透過特性が透過特性５０３で示されている。また、入出力ポート２２１−２，２２２−２と入出力ポート２２１−３，２２２−３の間の透過特性が透過特性５０４で示されている。
【００９７】
波長λ１の光信号５１１および波長λ２の光信号５１２を透過する入出力ポート２２１−１，２２２−１と、波長λ３の光信号５１３および波長λ４の光信号５１４を透過する入出力ポート２２１−２，２２２−２の間のアイソレーションは３５ｄＢ以上であり、ディレクティビティは５０ｄＢ以上であるとする。
【００９８】
第２の実施形態の光ネットワークシステムの動作の流れについて説明する。
【００９９】
いずれの光ファイバ伝送路３０１，３０２にも障害が起きていない通常の状態では、図５に示したように、光伝送装置１０１の送信した信号４０１は光ファイバ伝送路３０１を介して伝送され、光伝送装置１０２に受信される。また、光伝送装置１０２の送信した信号４０２も光ファイバ伝送路３０１を介して伝送され、光伝送装置１０１に受信される。また、光伝送装置１０３の送信した信号４０３は光ファイバ伝送路３０２を介して伝送され、光伝送装置１０４に受信される。また、光伝送装置１０４の送信した信号４０４も光ファイバ伝送路３０２を介して伝送され、光伝送装置１０３に受信される。
【０１００】
図８は、第２の実施形態の光ネットワークシステムの動作を説明するための図である。ここで、図８に示すように、光ファイバ伝送路３０１にファイバ断や特性劣化などの障害が発生したとする。
【０１０１】
光ファイバ伝送路３０１に障害が起きると、図８に示したように、通常状態では光ファイバ伝送路３０１を介して伝送されていた信号４０１，４０２は光ファイバ伝送路３０２に切り替わる。つまり、信号４０，４０２，４０３，４０４の全てが１本の光ファイバ伝送路３０２によって伝送されることになる。信号４０１，４０２，４０３，４０４は互いに波長が異なるので光合分波器２２２によって十分にアイソレートされ、信号４０１，４０２，４０３，４０４は全て光伝送装置１０１，１０３と光伝送装置１０２，１０４の間を正常に伝送される。当然、信号４０１，４０２，４０３，４０４のいずれも通常状態と同じ伝送帯域を維持している。
【０１０２】
同様に、光ファイバ伝送路３０２の障害が起きたときには、信号４０１，４０２，４０３，４０４の全てが光ファイバ伝送路３０１によって伝送されることになる。
【０１０３】
以上説明したように、光伝送装置１０１から送信される信号４０１、光伝送装置１０２から送信される信号４０２、光伝送装置１０３から送信される信号４０３、光伝送装置１０４から送信される信号４０４をそれぞれ異なる波長の光信号とし、いずれかの光ファイバ伝送路に障害が起きると、プロテクションスイッチ６０１，６０２が他方の光ファイバ伝送路にて信号４０１，４０２，４０３，４０４の全てを伝送するように選択を切り替えるので、双方向の伝送路を介して対向する２対の伝送装置を有し、プロテクション機能が実現されて信頼性が高く、かつコストの低い光ネットワークシステムを、２本の光ファイバ伝送路、４つの光送信器および４つの光受信器を用いて構成することができる。
【０１０４】
（第３の実施形態）
図９は、本発明の第３の実施形態の光ネットワークシステムの構成を示すブロック図である。図９を参照すると、第３の実施形態の光ネットワークシステムはノード７００−ａ，７００−ｂ，７００−ｃ，７００−ｄおよび光ファイバ伝送路３１１，３１２，３１３，３１４を有するリング型ネットワークである。
【０１０５】
第３の実施形態の光ネットワークシステムは、いずれかの光ファイバ伝送路に障害が発生すると、その光ファイバ伝送路により伝送されていた光信号をリングの逆方向に迂回させるプロテクション機能を有する。
【０１０６】
全てのノード７００−ａ，７００−ｂ，７００−ｃ，７００−ｄは全て同様の構成であり、送受信する光の波長のみが互いに異なる。各ノード７００−ａ，７００−ｂ，７００−ｃ，７００−ｄはＡｄｄ／Ｄｒｏｐ機能を有している。Ａｄｄ／Ｄｒｏｐ機能とは、光ファイバ伝送路にデータを挿入し、また光ファイバ伝送路からデータを取り出す機能である。
【０１０７】
ノード７００−ａは、光伝送装置１０３−aおよびプロテクションスイッチ６１０−ａを有している。光伝送装置１０３−ａは光送信部１１３−ａおよび光受信部１２３−ａを有している。ノード７００−ｂは、光伝送装置１０３−ｂおよびプロテクションスイッチ６１０−ｂを有している。光伝送装置１０３−ｂは光送信部１１３−ｂおよび光受信部１２３−ｂを有している。ノード７００−ｃは、光伝送装置１０３−ｃおよびプロテクションスイッチ６１０−ｃを有している。光伝送装置１０３−ｃは光送信部１１３−ｃおよび光受信部１２３−ｃを有している。ノード７００−ｄは、光伝送装置１０３−ｄおよびプロテクションスイッチ６１０−ｄを有している。光伝送装置１０３−ｄは光送信部１１３−ｄおよび光受信部１２３−ｄを有している。
【０１０８】
光送信部１１３−ａ，１１３−ｂ，１１３−ｃ，１１３−ｄは例えば伝送速度が１０Ｇｂｐｓの高速な光信号を送信する。光受信部１２３−ａ，１２３−ｂ，１２３−ｃ，１２３−ｄは伝送速度が１０Ｇｂｐｓの光信号を受信することができる。
【０１０９】
ノード７００−ａの光送信部１１３−ａから送信され、光ファイバ伝送路３１１を介して伝送され、ノード７００−ｂの光受信部１２３−ｂに受信される信号４１１は波長がλ１＝１５３６．６１ｎｍである。ノード７００−ｂの光送信部１１３−ｂから送信され、光ファイバ伝送路３１２を介して伝送され、ノード７００−ｃの光受信部１２３−ｃに受信される信号４１２は波長がλ２＝１５３９．７７ｎｍである。ノード７００−ｃの光送信部１１３−ｃから送信され、光ファイバ伝送路３１３を介して伝送され、ノード７００−ｄの光受信部１２３−ｄに受信される信号４１３は波長がλ３＝１５５５．７５ｎｍである。ノード７００−ｄの光送信部１１３−ｄから送信され、光ファイバ伝送路３１４を介して伝送され、ノード７００−ａの光受信部１２３−ａに受信される信号４１４は波長がλ４＝１５５８．９８ｎｍである。
【０１１０】
プロテクションスイッチ６１０−ａ，６１０−ｂ，６１０−ｃ，６１０−ｄは同様の構成であり、光ファイバ伝送路３１１，３１２，３１３，３1４によりリング状に接続されている。
【０１１１】
プロテクションスイッチ６１０−ａは光伝送装置１０３−ａから送信された光信号４１１を光ファイバ伝送路３１１または光ファイバ伝送路３１４に送出する。また、プロテクションスイッチ６１０−ａは光ファイバ伝送路３１１または光ファイバ伝送路３１４から受信した光信号４１４を光伝送装置１１３−ａに送る。
【０１１２】
また、プロテクションスイッチ６１０−ａは、ノード７００−ｂの光伝送装置１０３−ｂから送出された光信号４１２を光ファイバ伝送路３１１から光ファイバ伝送路３１４に中継する。また、プロテクションスイッチ６１０−ａは、ノード７００−ｃの光伝送装置１０３−ｃから送出された光信号４１３を光ファイバ伝送路３１１から光ファイバ伝送路３１４に中継する。
【０１１３】
同様に、プロテクションスイッチ６１０−ｂは光伝送装置１０３−ｂから送信された光信号４１２を光ファイバ伝送路３１２または光ファイバ伝送路３１１に送出する。また、プロテクションスイッチ６１０−ｂは光ファイバ伝送路３１２または光ファイバ伝送路３１１から受信した光信号４１１を光伝送装置１１３−ｂに送る。
【０１１４】
また、プロテクションスイッチ６１０−ｂは、ノード７００−ｃの光伝送装置１０３−ｃから送出された光信号４１３を光ファイバ伝送路３１２から光ファイバ伝送路３１１に中継する。また、プロテクションスイッチ６１０−ｂは、ノード７００−ｄの光伝送装置１０３−ｄから送出された光信号４１４を光ファイバ伝送路３１２から光ファイバ伝送路３１１に中継する。
【０１１５】
同様に、プロテクションスイッチ６１０−ｃは光伝送装置１０３−ｃから送信された光信号４１３を光ファイバ伝送路３１３または光ファイバ伝送路３１２に送出する。また、プロテクションスイッチ６１０−ｃは光ファイバ伝送路３１３または光ファイバ伝送路３１２から受信した光信号４１２を光伝送装置１１３−ｃに送る。
【０１１６】
また、プロテクションスイッチ６１０−ｃは、ノード７００−ｄの光伝送装置１０３−ｄから送出された光信号４１４を光ファイバ伝送路３１３から光ファイバ伝送路３１２に中継する。また、プロテクションスイッチ６１０−ｃは、ノード７００−ａの光伝送装置１０３−ａから送出された光信号４１１を光ファイバ伝送路３１３から光ファイバ伝送路３１２に中継する。
【０１１７】
同様に、プロテクションスイッチ６１０−ｄは光伝送装置１０３−ｄから送信された光信号４１４を光ファイバ伝送路３１４または光ファイバ伝送路３１３に送出する。また、プロテクションスイッチ６１０−ｄは光ファイバ伝送路３１４または光ファイバ伝送路３１３から受信した光信号４１３を光伝送装置１１３−ｄに送る。
【０１１８】
また、プロテクションスイッチ６１０−ｄは、ノード７００−ａの光伝送装置１０３−ａから送出された光信号４１１を光ファイバ伝送路３１４から光ファイバ伝送路３１３に中継する。また、プロテクションスイッチ６１０−ｄは、ノード７００−ｂの光伝送装置１０３−ｂから送出された光信号４１２を光ファイバ伝送路３１４から光ファイバ伝送路３１３に中継する。
【０１１９】
図１０は、第３の実施形態のプロテクションスイッチの構成および動作を説明するための図である。図１０（ａ）は、第３の実施形態のプロテクションスイッチの構成を示すブロック図である。ここではプロテクションスイッチ６１０−ｃが例示されているが、他のプロテクションスイッチも同様である。
【０１２０】
図１０（ａ）を参照すると、プロテクションスイッチ６１０−ｃは光スイッチ２１１，２１２および光合分波器２４１，２４２を有している。
【０１２１】
光合分波器２４１，２４２は狭帯域の光合分波器である。
【０１２２】
図１１は、第３の実施形態の光合分波器の入出力ポートを示す図である。
【０１２３】
図１１を参照すると、光合分波器２４１は５つの入出力ポート２４１−１〜２４１−５を有している。図１１には、光合分波器２４１が示されているが、光合分波器２４２も同様の構成である。光合分波器２４２も５つの入出力ポート２４２−１〜２４２−５を有している。
【０１２４】
図１０（ａ）を参照すると、入出力ポート２４１−１は光スイッチ２１１に接続されている。入出力ポート２４１−２は光合分波器２４２の入出力ポート２４２−３に接続されている。入出力ポート２４１−３は光合分波器２４２の入出力ポート２４２−２に接続されている。入出力ポート２４１−４は光スイッチ２１２に接続されている。入出力ポート２４１−５は光ファイバ伝送路３１３に接続されている。
【０１２５】
光合分波器２４２の入出力ポート２４２−１は光スイッチ２１１に接続されている。入出力ポート２４２−４は光スイッチ２１２に接続されている。入出力ポート２４２−５は光ファイバ伝送路３１２に接続されている。
【０１２６】
光合分波器２４１，２４２は、入出力ポート２４１−１，２４２−１と入出力ポート２４１−５，２４２−５の間に波長λ３の光を透過させる。また、光合分波器２４１，２４２は、入出力ポート２４１−２，２４２−３と入出力ポート２４１−５，２４２−５の間に波長λ４の光を透過させる。光合分波器２４１，２４２は、入出力ポート２４１−３，２４２−２と入出力ポート２４１−５，２４２−５の間に波長λ１の光を透過させる。また、光合分波器２４１，２４２は、入出力ポート２４１−４，２４２−４と入出力ポート２４１−５，２４２−５の間に波長λ２の光を透過させる。
【０１２７】
図１２は、第３の実施形態の光合分波器の光透過特性を示す図である。図１２を参照すると、入出力ポート２４１−１，２４２−１と入出力ポート２４１−５，２４２−５の間の透過特性が透過特性５２３で示されている。また、入出力ポート２４１−２，２４２−３と入出力ポート２４１−５，２４２−５の間の透過特性が透過特性５２４で示されている。また、入出力ポート２４１−３，２４２−２と入出力ポート２４１−５，２４２−５の間の透過特性が透過特性５２１で示されている。また、入出力ポート２４１−４，２４２−４と入出力ポート２４１−５，２４２−５の間の透過特性が透過特性５２２で示されている。
【０１２８】
波長λ１の光信号５１１を透過する入出力ポート２４１−３，２４２−２と、波長λ２の光信号５１２を透過する入出力ポート２４１−４，２４２−４と、波長λ３の光信号５１３を透過する入出力ポート２４１−１，２４２−１と、波長λ４の光信号５１４を透過する入出力ポート２４１−２，２４２−３とは、それぞれが互いに３５ｄＢ以上のアイソレーションと、５０ｄＢ以上のディレクティビティを有している。
【０１２９】
光スイッチ２１１は、光合分波器２４１または光合分波器２４２を選択して光伝送装置１０３−ｃの光送信部１１３−ｃと接続する。光スイッチ２１２は、光合分波器２４１または光合分波器２４２を選択して光伝送装置１０３−ｃの光受信部１２３−ｃと接続する。図１０（ａ）における実線の矢印は、通常の状態において、選択され信号を伝送するルートを示している。点線の矢印は、光ファイバ伝送路に障害が発生したときに選択され、信号を伝送するルートを示している。
【０１３０】
図１０（ｂ）は通常状態での光スイッチの選択を説明するための図である。図１０（ｂ）を参照すると、光スイッチ２１１は光合分波器２２１を選択し、光スイッチ２１２は光合分波器２２２を選択している。
【０１３１】
図１０（ｃ）は光ファイバ伝送路３１３に障害が起きている状態での光スイッチの選択を説明するための図である。光ファイバ伝送路３１３は、通常状態において、ノード７００−ｃが光信号４１３を送出するべき伝送路である。ここに障害が発生しているので、ノード７００−ｃは光信号４１３を逆方向に迂回させる。そのため、図１０（ｃ）を参照すると、光スイッチ２１１および光スイッチ２１２は光合分波器２４２を選択している。
【０１３２】
同様に、光ファイバ伝送路３１２に障害が起きている状態では、光スイッチ２１１および光スイッチ２１２は光合分波器２４１を選択する。
【０１３３】
第３の実施形態の光ネットワークシステムの動作の流れについて説明する。
【０１３４】
いずれの光ファイバ伝送路３１１，３１２，３１３，３１４にも障害が起きていない通常の状態では、図９に示したように、隣接するノード間で時計回りの方向に光信号が伝送されている。
【０１３５】
図１３は、第３の実施形態の光ネットワークシステムの動作を説明するための図である。ここで、図１３に示すように、光ファイバ伝送路３１３にファイバ断や特性劣化などの障害が発生したとする。
【０１３６】
光ファイバ伝送路３１３に障害が起きると、図１３に示したように、通常状態では光ファイバ伝送路３１３を介して伝送されていた信号４１３は反時計回りに切り替わる。つまり、ノード７００−ｃは信号４１３を光ファイバ伝送路４１３に送信する。このとき、ノード７００−ｃのプロテクションスイッチ６１０−ｃは、図１０（ｃ）に示したように、波長λ３の信号４１３を光ファイバ伝送路３１２に切り替える。
【０１３７】
ノード７００−ｂは光ファイバ伝送路３１２からの信号４１３を光ファイバ伝送路３１１に中継する。このとき、ノード７００−ｂのプロテクションスイッチ３１０−ｂは、図１０（ｄ）に示したように、波長λ３の信号４１３を光ファイバ伝送路３１２から光ファイバ伝送路３１１に中継する。ノード７００−ａは光ファイバ伝送路３１１からの信号４１３を光ファイバ３１４に中継する。このとき、ノード７００−ａのプロテクションスイッチ６１０−ａは、図１０（ｅ）に示したように、波長λ３の信号４１３を光ファイバ伝送路３１１から光ファイバ伝送路３１４に中継する。
【０１３８】
そして、ノード７００−ｄは光ファイバ伝送路３１４から信号４１３を受信する。このとき、ノード７００−ｄのプロテクションスイッチ６１０−ｄは、図１０（ｃ）に示したように、波長λ３の信号４１３を光ファイバ伝送路３１４から受信する。
【０１３９】
各信号４１１，４１２，４１３，４１４は互いに波長が異なるので光合分波器によって十分にアイソレートされ、正常に伝送される。当然、全ての信号が通常状態と同じ伝送帯域を維持している。
【０１４０】
同様に、他の光ファイバ伝送路に障害が起きたときには、その光ファイバ伝送路で伝送されていた信号が反時計回りに伝送されることになる。
【０１４１】
以上説明したように、リング型の光ネットワークにおいて隣接するノード間の各光信号を互いに異なる波長とし、通常状態では隣接ノード間で時計回り方向に伝送しており、いずれかの光ファイバ伝送路に障害が起きると、その光ファイバ伝送路にて伝送されていた光信号を他の信号と同じ光ファイバ伝送路を反時計回り方向に伝送するようにプロテクションスイッチが選択を切り替えるので、１対の光送信器と光受信器を有するノードと、シングルリングの光ファイバ伝送路からなり、プロテクション機能が実現されて信頼性が高くかつコストの低いリング型光ネットワークシステムを構成することができる。
【０１４２】
（第４の実施形態）
図１４は、本発明の第４の実施形態の光ネットワークシステムの構成を示すブロック図である。図１４を参照すると、第４の実施形態の光ネットワークシステムはノード７１０−ａ，７１０−ｂ，７１０−ｃ，７１０−ｄおよび光ファイバ伝送路３２１−ｉ，３２１−ｏ，３２２−ｉ，３２２−ｏ，３２３−ｉ，３２３−ｏ，３２４−ｉ，３２４−ｏを有するデュアルリング型ネットワークである。
【０１４３】
ノード７１０−ａとノード７１０−ｂの間には、ノード７１０−ａからノード７１０−ｂに向かう光ファイバ伝送路３２１−ｉと、ノード７１０−ｂからノード７１０−ａに向かう光ファイバ伝送路３２１−ｏが接続されている。
【０１４４】
ノード７１０−ｂとノード７１０−ｃの間には、ノード７１０−ｂからノード７１０−ｃに向かう光ファイバ伝送路３２２−ｏと、ノード７１０−ｃからノード７１０−ｂに向かう光ファイバ伝送路３２２−ｉが接続されている。
【０１４５】
ノード７１０−ｃとノード７１０−ｄの間には、ノード７１０−ｃからノード７１０−ｄに向かう光ファイバ伝送路３２３−ｉと、ノード７１０−ｄからノード７１０−ｃに向かう光ファイバ伝送路３２３−ｏが接続されている。
【０１４６】
ノード７１０−ｄとノード７１０−ａの間には、ノード７１０−ｄからノード７１０−ａに向かう光ファイバ伝送路３２４−ｏと、ノード７１０−ａからノード７１０−ｄに向かう光ファイバ伝送路３２４−ｉが接続されている。
【０１４７】
第４の実施形態の光ネットワークシステムでは、２つのノード間が２本の光ファイバ伝送路で接続されており、いずれかの光ファイバ伝送路に障害が発生すると、その光ファイバ伝送路により伝送されていた光信号を他方の光ファイバ伝送路に迂回させるプロテクション機能を有する。
【０１４８】
全てのノード７１０−ａ，７１０−ｂ，７１０−ｃ，７１０−ｄは全て同様の構成であり、送受信する光の波長のみが異なる。各ノード７１０−ａ，７１０−ｂ，７１０−ｃ，７１０−ｄはＡｄｄ／Ｄｒｏｐ機能を有している。Ａｄｄ／Ｄｒｏｐ機能とは、光ファイバ伝送路にデータを挿入し、また光ファイバ伝送路からデータを取り出す機能である。
【０１４９】
ノード７１０−ａは、光伝送装置１０４−ａおよびプロテクションスイッチ６２０−ａを有している。光伝送装置１０４−ａは光送信部１１４−ａ，１１５−ａおよび光受信部１２４−ａ，１２５−ａを有している。
【０１５０】
ノード７１０−ｂは、光伝送装置１０４−ｂおよびプロテクションスイッチ６２０−ｂを有している。光伝送装置１０４−ｂは光送信部１１４−ｂ，１１５−ｂおよび光受信部１２４−ｂ，１２５−ｂを有している。
【０１５１】
ノード７１０−ｃは、光伝送装置１０４−ｃおよびプロテクションスイッチ６２０−ｃを有している。光伝送装置１０４−ｃは光送信部１１４−ｃ，１１５−ｃおよび光受信部１２４−ｃ，１２５−ｃを有している。
【０１５２】
ノード７００−ｄは、光伝送装置１０４−ｄおよびプロテクションスイッチ６２０−ｄを有している。光伝送装置１０４−ｄは光送信部１１４−ｄ，１１５−ｄおよび光受信部１２４−ｄ，１２５−ｄを有している。
【０１５３】
光送信部１１４−ａ，１１５−ａ，１１４−ｂ，１１５−ｂ，１１４−ｃ，１１５−ｃ，１１４−ｄ，１１５−ｄは例えば伝送速度が１０Ｇｂｐｓの高速な光信号を送信する。光受信部１２４−ａ，１２５−ａ，１２４−ｂ，１２５−ｂ，１２４−ｃ，１２５−ｃ，１２４−ｄ，１２５−ｄは伝送速度が１０Ｇｂｐｓの光信号を受信することができる。
【０１５４】
ノード７１０−ａの光送信部１１４−ａから送信され、光ファイバ伝送路３２１−ｉを介して伝送され、ノード７１０−ｂの光受信部１２５−ｂに受信される信号４２１−ｉは波長がλ１＝１５３６．６１ｎｍである。ノード７１０−ｂの光送信部１１５−ｂから送信され、光ファイバ伝送路３２１−ｏを介して伝送され、ノード７１０−ａの光受信部１２４−ａに受信される信号４２１−ｏは波長がλ２＝１５５５．７５ｎｍである。
【０１５５】
ノード７１０−ｂの光送信部１１４−ｂから送信され、光ファイバ伝送路３２２−ｏを介して伝送され、ノード７１０−ｃの光受信部１２５−ｃに受信される信号４２２−ｏは波長がλ１＝１５３６．６１ｎｍである。ノード７１０−ｃの光送信部１１５−ｃから送信され、光ファイバ伝送路３２２−ｉを介して伝送され、ノード７１０−ｂの光受信部１２４−ｂに受信される信号４２２−ｉは波長がλ２＝１５５５．７５ｎｍである。
【０１５６】
ノード７１０−ｃの光送信部１１４−ｃから送信され、光ファイバ伝送路３２３−ｉを介して伝送され、ノード７１０−ｄの光受信部１２５−ｄに受信される信号４２３−ｉは波長がλ１＝１５３６．６１ｎｍである。ノード７１０−ｄの光送信部１１５−ｄから送信され、光ファイバ伝送路３２３−ｏを介して伝送され、ノード７１０−ｃの光受信部１２４−ｃに受信される信号４２３−ｏは波長がλ２＝１５５５．７５ｎｍである。
【０１５７】
ノード７１０−ｄの光送信部１１４−ｄから送信され、光ファイバ伝送路３２４−ｏを介して伝送され、ノード７１０−ａの光受信部１２５−ａに受信される信号４２４−ｏは波長がλ１＝１５３６．６１ｎｍである。ノード７１０−ａの光送信部１１５−ａから送信され、光ファイバ伝送路３２４−ｉを介して伝送され、ノード７１０−ｄの光受信部１２４−ｄに受信される信号４２４−ｉは波長がλ２＝１５５５．７５ｎｍである。
【０１５８】
プロテクションスイッチ６２０−ａ，６２０−ｂ，６２０−ｃ，６２０−ｄは同様の構成であり、光ファイバ伝送路３１１，３１２，３１３，３1４によりリング状に接続されている。
【０１５９】
プロテクションスイッチ６２０−ａは光送信部１１５−ａから送信された光信号４２４−ｉを光ファイバ伝送路３２４−ｉまたは光ファイバ伝送路３２４−ｏに送る。また、プロテクションスイッチ６２０−ａは光ファイバ伝送路３２４−ｉまたは光ファイバ伝送路３２４−ｏから受信した光信号４２４−ｏを光受信部１２５−ａに送る。
【０１６０】
また、プロテクションスイッチ６２０−ａは光送信器１１４−ａから送信された光信号４２１−ｉを光ファイバ伝送路３２１−ｉまたは光ファイバ伝送路３２１−ｏに送る。また、プロテクションスイッチ６２０−ａは光ファイバ伝送路３２１−ｉまたは光ファイバ伝送路３２１−ｏから受信した光信号４２１−ｏを光受信器１２４−ａに送る。
【０１６１】
プロテクションスイッチ６２０−ｂは光送信部１１５−ｂから送信された光信号４２１−ｏを光ファイバ伝送路３２１−ｉまたは光ファイバ伝送路３２１−ｏに送る。また、プロテクションスイッチ６２０−ｂは光ファイバ伝送路３２１−ｉまたは光ファイバ伝送路３２１−ｏから受信した光信号４２１−ｉを光受信部１２５−ｂに送る。
【０１６２】
また、プロテクションスイッチ６２０−ｂは光送信器１１４−ｂから送信された光信号４２２−ｏを光ファイバ伝送路３２２−ｉまたは光ファイバ伝送路３２２−ｏに送る。また、プロテクションスイッチ６２０−ｂは光ファイバ伝送路３２２−ｉまたは光ファイバ伝送路３２２−ｏから受信した光信号４２２−ｉを光受信器１２４−ｂに送る。
【０１６３】
プロテクションスイッチ６２０−ｃは光送信部１１５−ｃから送信された光信号４２２−ｉを光ファイバ伝送路３２２−ｉまたは光ファイバ伝送路３２２−ｏに送る。また、プロテクションスイッチ６２０−ｃは光ファイバ伝送路３２２−ｉまたは光ファイバ伝送路３２２−ｏから受信した光信号４２２−ｏを光受信部１２５−ｃに送る。
【０１６４】
また、プロテクションスイッチ６２０−ｃは、光送信器１１４−ｃから送信された光信号４２３−ｉを光ファイバ伝送路３２３−ｉまたは光ファイバ伝送路３２３−ｏに送る。また、プロテクションスイッチ６２０−ｃは光ファイバ伝送路３２３−ｉまたは光ファイバ伝送路３２３−ｏから受信した光信号４２３−ｏを光受信器１２４−ｃに送る。
【０１６５】
プロテクションスイッチ６２０−ｄは光送信部１１５−ｄから送信された光信号４２３−ｏを光ファイバ伝送路３２３−ｉまたは光ファイバ伝送路３２３−ｏに送る。また、プロテクションスイッチ６２０−ｄは光ファイバ伝送路３２３−ｉまたは光ファイバ伝送路３２３−ｏから受信した光信号４２３−ｉを光受信部１２５−ｄに送る。
【０１６６】
また、プロテクションスイッチ６２０−ｄは、光送信器１１４−ｄから送信された光信号４２４−ｏを光ファイバ伝送路３２４−ｉまたは光ファイバ伝送路３２４−ｏに送る。また、プロテクションスイッチ６２０−ｄは光ファイバ伝送路３２４−ｉまたは光ファイバ伝送路３２４−ｏから受信した光信号４２４−ｉを光受信器１２４−ｄに送る。
【０１６７】
図１５は、第４の実施形態のプロテクションスイッチの構成および動作を説明するための図である。図１５（ａ）は、第４の実施形態のプロテクションスイッチの構成を示すブロック図である。ここではプロテクションスイッチ６２０−ｃが例示されているが、他のプロテクションスイッチも同様である。
【０１６８】
図１５（ａ）を参照すると、プロテクションスイッチ６２０−ｃは光スイッチ２１１，２１２，２１３，２１４および光合分波器２２１，２２２，２２３，２２４を有している。
【０１６９】
光合分波器２２１，２２２，２２３，２２４は狭帯域の光合分波器である。
【０１７０】
図１５（ａ）において、光スイッチ２１１，２１２および光合分波器２２１，２２２からなる部分は、図２（ａ）に示した第１の実施形態のプロテクションスイッチ２０１と同じ構成である。また、図１５（ａ）において、光スイッチ２１３，２１４および光合分波器２２３，２２４からなる部分も第１の実施形態のプロテクションスイッチ２０１と同様である。光スイッチ２１３は図２（ａ）における光スイッチ２１１に対応し、光スイッチ２１４は光スイッチ２１２に対応し、光合分波器２２３は光合分波器２２１に対応し、光合分波器２２４は光合分波器２２２に対応する。また、第４の実施形態の光合分波器２２１，２２２，２２３，２２４は透過特性も図３と同じである。
【０１７１】
光スイッチ２１１は、光合分波器２２１または光合分波器２２２を選択して光伝送装置１０４−ｃの光送信部１１４−ｃと接続する。光スイッチ２１２は、光合分波器２２１または光合分波器２２２を選択して光伝送装置１０４−ｃの光受信部１２４−ｃと接続する。
【０１７２】
光スイッチ２１３は、光合分波器２２３または光合分波器２２４を選択して光伝送装置１０４−ｃの光送信部１１５−ｃと接続する。光スイッチ２１４は、光合分波器２２３または光合分波器２２４を選択して光伝送装置１０４−ｃの光受信部１２５−ｃと接続する。
【０１７３】
図１５（ａ）における実線の矢印は、通常の状態において、選択され信号を伝送するルートを示している。点線の矢印は、光ファイバ伝送路に障害が発生したときに選択され、信号を伝送するルートを示している。
【０１７４】
図１５（ｂ）は通常状態での光スイッチの選択を説明するための図である。図１５（ｂ）を参照すると、光スイッチ２１１は光合分波器２２１を選択し、光スイッチ２１２は光合分波器２２２を選択している。
【０１７５】
図１５（ｃ）は光ファイバ伝送路３２３−ｏに障害が起きている状態における、ノード７１０−ｃのプロテクションスイッチ６２０−ｃの各光スイッチの選択を説明するための図である。図１５（ｄ）は光ファイバ伝送路３２３−ｏに障害が起きている状態における、ノード７１０−ｄのプロテクションスイッチ６２０−ｄの各光スイッチの選択を説明するための図である。
【０１７６】
光ファイバ伝送路３２３−ｏは、通常状態において、ノード７１０ｄからノード７１０−ｃに送られる光信号４２３−ｏを伝送する伝送路である。ここに障害が発生しているので、ノード７１０−ｃおよびノード７１０−ｄは光信号４２３−ｏを光ファイバ伝送路３２３−ｉに迂回させる。そのため、図１５（ｃ）では光スイッチ２１１が光合分波器２２２を選択しており、図１５（ｄ）では光スイッチ２１４が光合分波器２２３を選択している。
【０１７７】
第４の実施形態の光ネットワークシステムの動作の流れについて説明する。
【０１７８】
いずれの光ファイバ伝送路３２１−ｉ，３２１−ｏ，３２２−ｉ，３２２−ｏ，３２３−ｉ，３２３−ｏ，３２４−ｉ，３２４−ｏにも障害が起きていない通常の状態では、図１４に示したように、隣接するノード間で各光信号が伝送されている。
【０１７９】
図１６は、第４の実施形態の光ネットワークシステムの動作を説明するための図である。ここで、図１６に示すように、光ファイバ伝送路３２３−ｏにファイバ断や特性劣化などの障害が発生したとする。
【０１８０】
光ファイバ伝送路３２３−ｏに障害が起きると、図１６に示したように、通常状態では光ファイバ伝送路３２３−ｏを介して伝送されていた信号４２３−ｏは光ファイバ伝送路３２３−ｉに切り替わる。つまり、ノード７１０−ｄは信号４２３−ｏを光ファイバ伝送路３２３−ｉに送信し、ノード７１０−ｃは信号４２３−ｏを光ファイバ伝送路３２３−ｉから受信する。
【０１８１】
他のノード７１０−ａ，７１０−ｂは通常状態の動作と変わらない。
【０１８２】
信号４２３−ｉと信号４３２−ｏとは互いに波長が異なるので光合分波器によって十分にアイソレートされ、正常に伝送される。当然、全ての信号が通常状態と同じ伝送帯域を維持している。
【０１８３】
同様に、他の光ファイバ伝送路に障害が起きたときには、その光ファイバ伝送路で伝送されていた信号が他の光ファイバ伝送路にて伝送されることになる。
【０１８４】
以上説明したように、デュアルリング型の光ネットワークにおいて隣接するノード間の２つの光信号を互いに異なる波長とし、通常状態では、それら２つの光信号を異なる光ファイバ伝送路で伝送しており、一方の光ファイバ伝送路に障害が発生すると、他方の光ファイバ伝送路にて２つの光信号を伝送するようにプロテクションスイッチが選択を切り替えるので、２対の光送信器と光受信器を有するノードと、ディアルリングの光ファイバ伝送路からなり、プロテクション機能により信頼性が向上され、かつコストの低いデュアルリング型光ネットワークシステムを構成することができる。
【０１８５】
以上説明した各実施形態では、各波長毎の伝送速度を１０Ｇｂｐｓとしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、８０Ｇｂｐｓや１６０Ｇｂｐｓでもよい。
【０１８６】
また、以上説明した実施形態では、１つの光ファイバ伝送路に多重する波長の数が最大で４となっているが、８波長や１６波長の光信号を多重してもよい。
【０１８７】
また、以上説明した実施形態では、１５００ｎｍ帯の波長を例示したが、１３００ｎｍ帯や８５０ｎｍ帯であってもよい。
【０１８８】
その他、以上説明した構成において本発明に特徴的な機能を満たす限り、スループット、波長数、チャネル当たりの速度、多重する波長数などは自由に選択可能であり、本発明を限定するものではない。
【０１８９】
【発明の効果】
本発明によれば、いずれかの伝送路に障害が起きると、スイッチ装置が他の伝送路によって光信号が伝送されるように選択を切り替えるので、予備の伝送路と予備の伝送路にて光信号を伝送するための光送信器および光受信器とを備えることなくプロテクション機能が実現されて信頼性が高く、かつコストの低い通信ネットワークを構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の光ネットワークシステムの構成を示すブロック図である。
【図２】第１の実施形態のプロテクションスイッチの構成および動作を説明するための図である。
【図３】第１の実施形態の光合分波器の光透過特性を示す図である。
【図４】第１の実施形態の光ネットワークシステムの動作を説明するための図である。
【図５】本発明の第２の実施形態の光ネットワークシステムの構成を示すブロック図である。
【図６】第２の実施形態のプロテクションスイッチの構成および動作を説明するための図である。
【図７】第２の実施形態の光合分波器の光透過特性を示す図である。
【図８】第２の実施形態の光ネットワークシステムの動作を説明するための図である。
【図９】本発明の第３の実施形態の光ネットワークシステムの構成を示すブロック図である。
【図１０】第３の実施形態のプロテクションスイッチの構成および動作を説明するための図である。
【図１１】第３の実施形態の光合分波器の入出力ポートを示す図である。
【図１２】第３の実施形態の光合分波器の光透過特性を示す図である。
【図１３】第３の実施形態の光ネットワークシステムの動作を説明するための図である。
【図１４】本発明の第４の実施形態の光ネットワークシステムの構成を示すブロック図である。
【図１５】第４の実施形態のプロテクションスイッチの構成および動作を説明するための図である。
【図１６】第４の実施形態の光ネットワークシステムの動作を説明するための図である。
【符号の説明】
１０１，１０２，１０３，１０３−ａ〜１０−ｄ，１０４，１０４−ａ〜１０４−ｄ 光伝送装置
１１１，１１２，１１３−ａ〜１１３−ｄ，１１４−ａ〜１１４−ｄ，１１５−ａ〜１１５−ｄ，１３１，１３２ 光送信部
１２１，１２２，１２３−ａ〜１２３−ｄ，１２４−ａ〜１２４−ｄ，１２５−ａ〜１２５−ｄ，１４１，１４２ 光受信部
２０１，２０２，６０１，６０２，６１０−ａ〜６１０−ｄ，６２０−ａ〜６２０−ｄ プロテクションスイッチ
２１１，２１２ 光スイッチ
２２１，２２２，２３１，２３２，２４１，２４２ 光合分波器
２２１−１〜２２１−３，２２２−１〜２２２−３，２３１−１〜２３１−３，２３２−１〜２３２−３，２４１−１〜２４１−５，２４２−１〜２４２−５
入出力ポート
３０１，３０２，３１１〜３１４，３２１−ｉ，３２１−ｏ，３２２−ｉ，３２２−ｏ，３２３−ｉ，３２３−ｏ，３２４−ｉ，３２４−ｏ 光ファイバ伝送路
４０１，４０２，４０３，４０４，４１１〜４１４，４２１−ｉ，４２１−ｏ，４２２−ｉ，４２２−ｏ，４２３−ｉ，４２３−ｏ，４２４−ｉ，４２４−ｏ
信号
５０１，５０２，５１１〜５１４ 光信号
５０３，５０４，５２１〜５２４ 透過特性
７００−ａ〜７００−ｄ，７１０−ａ〜７１０−ｄ ノード
Claims (5)
- 複数の光送信器と複数の光受信器を備え、対向ノードとの間で光信号を送受信する複数の光伝送装置と、
前記光伝送装置が前記対向ノードに送信する光信号と前記光伝送装置が前記対向ノードから受信する光信号の双方を一芯で伝送する複数の伝送路、前記光送信器および前記光受信器に接続されており、いずれかの伝送路に障害が起こると、該伝送路によって伝送されていた光信号を他のいずれかの伝送路に多重して伝送するように切り替わるスイッチ装置とを有し、
切り替え元となる伝送路で伝送されている双方向の全ての光信号と、切り替え先となる伝送路で伝送されている双方向の全ての光信号とは波長がそれぞれに異なる、
通信ノード。 - 前記スイッチ装置が、光信号を双方向に透過可能な光スイッチを含む、請求項１に記載の通信ノード。
- 複数の光送信器と複数の光受信器を備え対向ノードとの間で光信号を送受信する複数の光伝送装置に接続され、通信ノードを構成するスイッチ装置において、
前記光伝送装置が前記対向ノードに送信する光信号と前記光伝送装置が前記対向ノードから受信する光信号の双方を一芯で伝送する複数の伝送路、前記光送信器および前記光受信器に接続されており、いずれかの伝送路に障害が起こると、該伝送路によって伝送されていた光信号を他のいずれかの伝送路に多重して伝送するように切り替わるものであり、
切り替え元となる伝送路で伝送されている双方向の全ての光信号と、切り替え先となる伝送路で伝送されている双方向の全ての光信号とは波長がそれぞれに異なる、
スイッチ装置。 - 光信号を双方向に透過可能な光スイッチを含む、請求項３に記載のスイッチ装置。
- 複数の外部光信号を複数の伝送路で伝送するためのスイッチ装置であって、
前記伝送路に対応して備えられ、複数の第１の入出力ポートと１つの第２の入出力ポートを有し、それぞれの前記第１の入出力ポートと前記第２の入出力ポートの間に互いに異なる光信号を透過し、自身と対応する伝送路に前記第２の入出力ポートが接続された複数の第１の光合分波器と、
複数の第３の入出力ポートと１つの第４の入出力ポートを有し、それぞれの前記第３の入出力ポートと前記第４の入出力ポートの間に互いに異なる光信号を透過し、それぞれの前記第３の入出力ポートが、互いに異なる外部光信号に接続された複数の第２の光合分波器と、
前記第２の光合分波器に対応して備えられ、所定の第１の光合分波器に対応した伝送路に障害が無ければ、自身に対応する第２の光合分波器の第４の入出力ポートと前記第１の光合分波器の第１の入出力ポートを接続しており、前記伝送路に障害が起こると、前記第２の光合分波器の第４の入出力ポートと他の第１の光合分波器の第１の入出力ポートを接続するように切り替わる光スイッチとを有し、
前記外部光信号は一芯の伝送路で伝送される双方向の光信号を含み、
切り替え元となる伝送路で伝送される双方向の全ての光信号と、切り替え先となる伝送路で伝送されている双方向の全ての光信号とは波長がそれぞれに異なる、
スイッチ装置。
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