JP4209087B2 - 光アッド／ドロップ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光アッド／ドロップ装置に関し、特に、波長分割多重通信網に適した光アッド／ドロップ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インターネットを初めとするデータ通信の伸びに伴って、急激なトラフィックの増加が始まっており、将来的にも更にその増加の傾向が続くものと予想されている。そのために、今までにない大容量なネットワークが要求され、そのような要求に対応するために、光通信網の構築が進められている。
【０００３】
伝送装置としては、波長分割多重（ＷＤＭ）通信網に対応するものが求められている。例えば、ノードに対しては、大容量な信号を処理するＷＤＭ対応の装置の導入が要望されている。
【０００４】
一方、現在、比較的制御が容易で小型スイッチ規模で使うことができるリング・トポロジーが小中規模のネットワークでは導入されている。将来的には、このようなリング・トポロジーをチェーン状に拡張して広域化を図ることが試みられるであろう。その際、ネットワークの信頼性向上や効率的且つ経済的な運用を可能にするために、ノードとして使用される光アッド／ドロップ装置の改良が求められている。
【０００５】
従来の光アッド／ドロップ装置としては、光デマルチプレクサ及び光マルチプレクサを用いて各ラインの波長チャネルを確立し、波長チャネル毎にスイッチユニットによる光路切り換えを行うようにしたものが知られている。スイッチユニットは、例えば、２×２型のスイッチエレメントをマトリックス状に配列してなるものが知られている。
【０００６】
２×２型のスイッチエレメントはバー状態とクロス状態とを切り換えることができ、例えば、光導波路型のスイッチエレメントやＭＥＭＳ（マイクロ・メカニカル・マシーン・システム）を用いたミラー等による反射型スイッチエレメントが知られている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、リング・ネットワーク等において、障害復旧に際しての光路切り換えを考慮すると、光アッド／ドロップ装置におけるスイッチエレメントの数が増大し、装置構成が複雑になるという問題がある。障害復旧に際しての光路切り換えの対応にも種々のものがあり、それぞれに対応することができるような光アッド／ドロップ装置が求められている。
【０００８】
よって、本発明の目的は、簡単な構成で障害復旧を容易に行い得る光アッド／ドロップ装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明によると、光ファイバネットワークに適用される光アッド／ドロップ装置が提供される。この装置は、マトリックスのクロスポイント上に設けられ、バー状態とクロス状態とを切換える複数の２×２型のスイッチエレメントを備えている。マトリックスの行方向に光ファイバネットワークが接続されるポートが設けられ、マトリックスの列方向にアッド／ドロップ用のポートが設けられ、マトリックスは４×４マトリックスであり、光ファイバネットワークは、第１のワークラインと、第１のワークラインと逆向きの第２のワークラインと、第１のプロテクションラインと、第１のプロテクションラインと逆向きの第２のプロテクションラインとを含み、１行１列目及び２行１列目のスイッチエレメントにそれぞれ対向して第１及び第２のワークライン用の入力ポートが設けられ、３行１列目及び４行１列目のスイッチエレメントにそれぞれ対向して第１及び第２のプロテクションライン用の入力ポートが設けられ、１行４列目及び２行４列目のスイッチエレメントにそれぞれ対向して前記第１及び第２のワークライン用の出力ポートが設けられ、３行４列目及び４行４列目のスイッチエレメントにそれぞれ対向して前記第１及び第２のプロテクションライン用の出力ポートが設けられ、第４列のスイッチエレメントは第１列乃至第３列のスイッチエレメントと逆向きに配置されている。
【００１０】
この構成によると、例えばこの光アッド／ドロップ装置をリング・ネットワークに適用したときに、障害復旧を容易に行うことができる。また、本発明の種々の実施形態を通して、光アッド／ドロップ装置の構成を簡単にすることができる。
【００１３】
本発明の他の側面によると、異なる波長を有する複数の光信号を波長分割多重して得られたＷＤＭ信号光が伝搬する光ファイバネットワークに適用される光アッド／ドロップ装置が提供される。この装置は、前記光ファイバネットワークを複数の波長チャネルに関連付ける光デマルチプレクサ及び光マルチプレクサと、前記複数の波長チャネル毎に設けられた複数のスイッチユニットとを備えている。各スイッチユニットは、マトリックスのクロスポイント上に設けられ、バー状態とクロス状態とを切換える複数の２×２型のスイッチエレメントを備えており、前記マトリックスの行方向に前記光ファイバネットワークが接続されるポートが設けられ、前記マトリックスの列方向にアッド／ドロップ用のポートが設けられ、前記マトリックスは４×４マトリックスであり、前記光ファイバネットワークは、第１のワークラインと、前記第１のワークラインと逆向きの第２のワークラインと、第１のプロテクションラインと、前記第１のプロテクションラインと逆向きの第２のプロテクションラインとを含み、１行１列目及び２行一列目のスイッチエレメントにそれぞれ対向して前記第１及び第２のワークライン用の入力ポートが設けられ、３行１列目及び４行一列目のスイッチエレメントにそれぞれ対向して前記第１及び第２のプロテクションライン用の入力ポートが設けられ、１行４列目及び２行４列目のスイッチエレメントにそれぞれ対向して前記第１及び第２のワークライン用の出力ポートが設けられ、３行４列目及び４行４列目のスイッチエレメントにそれぞれ対向して前記第１及び第２のプロテクションライン用の出力ポートが設けられ、第４列のスイッチエレメントは第１列乃至第３列のスイッチエレメントと逆向きに配置されている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の望ましい実施形態を添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１５】
図１は本発明による光アッド／ドロップ装置の第１実施形態を示すブロック図である。この装置は、２本のワークライン（Ｗｏｒｋ＃１及びＷｏｒｋ＃２）及び２本のプロテクションライン（Ｐｒｏｔｅｃｔ．＃１及びＰｒｏｔｅｃｔ．＃２）に適合する。各ラインに対応して一対の光デマルチプレクサ２及び光マルチプレクサ６が設けられている。即ち、４つの光デマルチプレクサ２及び４つの光マルチプレクサ６が設けられている。
【００１６】
光デマルチプレクサ２は、各ラインで波長分割多重されている波長λ1〜λn（ｎは自然数）の波長チャネルを各波長チャネル（λ1，・・・，λn）に対応する出力ポートと結合し、一方、光マルチプレクサ６は、各波長チャネル（λ1，・・・，λn）に対応する入力ポートを各ラインの波長チャネルに結合する。
【００１７】
各ラインから波長分割多重されてなるＷＤＭ信号光が光デマルチプレクサ２に入力されると、光デマルチプレクサ２の各出力ポートからは各波長チャネルの光信号が出力される。その光信号はスイッチユニット４による光路切り換え等の処理を行われた後、光マルチプレクサ６を通って各ラインに出力される。
【００１８】
アッド／ドロップ動作を行うために、スイッチユニット４にはアッドポート８及びドロップポート１０が設けられている。ここでは、スイッチユニット４は波長λ1の波長チャネルについてのもののみが図示されているが、スイッチユニット４は波長チャネル数分設けられている。
【００１９】
図２を参照すると、スイッチユニットの第１実施形態が示されている。スイッチユニット４は、等間隔の４×４のクロスポイント上に１６個のスイッチエレメントＳＥｉｊ（ｉ，ｊ＝１，２，３，４）を有している。ｉは図中で左から順の列を示しており、ｊは上から順に行を示している。各スイッチエレメントがクロスポイント上に存在するときに反射光路が設定され、各スイッチエレメントがクロスポイント上から退去したときに透過光路が設定される。従って、各スイッチエレメントはクロス状態とバー状態とを切り換える２×２光スイッチとして機能する。
【００２０】
一列目のスイッチエレメントＳＥ１１〜１４と２列目のスイッチエレメントＳＥ２１〜２４と３列目のスイッチエレメントＳＥ３１〜３４の各々は、図中で左上がりになるように斜めに設けられており、４列目のスイッチエレメントＳＥ４１〜４４の各々は右上がりになるように斜めに設けられている。
【００２１】
スイッチエレメントＳＥ１１〜１４のそれぞれに左側に対向して４つの入力ポートＩｎ＃０〜＃３が設定され、スイッチエレメントＳＥ４１〜４４の右側にそれぞれ対向して４つの出力ポートＯｕｔ＃０〜＃３が設定されている。また、スイッチエレメントＳＥ１１及び２１の上側にそれぞれ対向して２つの入力ポートＩｎ＃４及び＃５が設定されており、スイッチエレメントＳＥ１４及び２４の下側にそれぞれ対向して２つの出力ポートＯｕｔ＃４及び＃５が設定されている。
【００２２】
入力ポートＩｎ＃０〜＃３は局間入力として用いられる。即ち、入力ポートＩｎ＃０〜＃３は、それぞれ、ワークラインＷｏｒｋ（＃１（右））、ワークラインＷｏｒｋ（＃１（左））、プロテクションラインＰｒｏｔｅｃｔ．（＃１（右））及びプロテクションラインＰｒｏｔｅｃｔ．（＃２（左））に接続される。
【００２３】
出力ポートＯｕｔ＃０〜＃３は局間出力として用いられる。即ち、出力ポートＯｕｔ＃０〜＃３は、それぞれ、ワークラインＷｏｒｋ（＃１（右））、ワークラインＷｏｒｋ（＃２（左））、プロテクションラインＰｒｏｔｅｃｔ．（＃１（右））及びプロテクションラインＰｒｏｔｅｃｔ．（＃２（左））に接続される。
【００２４】
入力ポートＩｎ＃４及び＃５は局内からのアッド信号の入力に用いられる。即ち、入力ポートＩｎ＃４及び＃５は、それぞれ、アッドラインＡｄｄ＃０及び＃１に接続される。出力ポートＯｕｔ＃４及び＃５は局内へのドロップ信号の出力に用いられる。即ち、出力ポートＯｕｔ＃４及び＃５はそれぞれドロップラインＤｒｏｐ＃０及び＃１に接続される。
【００２５】
この構成によると、リング・ネットワークに要求される障害復旧機能及びパス編集機能を４×４クロスポイントスイッチと同等のエレメント数で実現することができる。
【００２６】
図２に示されるスイッチユニット４においては、入力ポートＩｎ＃０に右回りワーク信号を入力し、入力ポートＩｎ＃１へ左回りワーク信号を入力する。入力ポートＩｎ＃２には右回りプロテクション信号を、入力ポートＩｎ＃３には左回りプロテクション信号を入力する。また、当該ノードから挿入する信号は、入力ポートＩｎ＃４又は＃５から入力する。当該ノードで抜き出す信号は、出力ポートＯｕｔ＃４又は＃５から出力する。
【００２７】
当該ノードを通過する信号の場合には、クロスポイントに配置されたスイッチエレメントをクロスに設定するとスルー状態となり、局間入力から局間出力へ出力される。当該ノードでアッド又はドロップされる信号は第１列目又は第２列目のスイッチエレメントをバーに変化させるとアッド／ドロップ状態になり、アッドポート８からの信号は局間に出力され、局間からの信号はドロップポート１０へ出力される。これにより、所望の信号をアッド／ドロップすることができる。
【００２８】
障害時には、第１列目〜第４列目の所定のスイッチエレメントをクロス又はバー状態にすることにより、所定のプロテクションラインからドロップライン又はワークラインへ切り換えを行うことができる。また、ワークラインからプロテクションラインへ切り換えを行うこともできる。更に、障害の状況に応じて、スイッチエレメントをクロス又はバーに切り換えることにより、アッドポート８からの入力をワークラインからプロテクションラインへ出力することもできる。
【００２９】
図３を参照すると、スイッチユニットの第２実施形態が示されている。ここでは、アッド／ドロップのために、更に２つの入力ポートＩｎ＃６及び＃７及び２つの出力ポートＯｕｔ＃６及び＃７が設定されている。入力ポートＩｎ＃６はスイッチエレメントＳＥ３１の上側に対向しており、入力ポートＩｎ＃７はスイッチエレメントＳＥ４４の下側に対向しており、出力ポートＯｕｔ＃６はスイッチエレメントＳＥ３４の下側に対向しており、出力ポートＯｕｔ＃７はスイッチエレメントＳＥ４１の上側に対向している。
【００３０】
入力ポートＩｎ＃６及び＃７は局内からのアッドラインＡｄｄ＃２及び＃３にそれぞれ接続され、出力ポートＯｕｔ＃６及び＃７は局内へのドロップラインＤｒｏｐ＃２及び＃３にそれぞれ接続される。
【００３１】
この構成によると、入力ポートＩｎ＃６及び＃７及び出力ポートＯｕｔ＃６及び＃７をエクストラトラフィックとして用いることができるので、障害復旧機能及びパス編集機能その他にバリエーションを持たせることができる。
【００３２】
例えば、エクストラトラフィック等の信号で入力ポートＩｎ＃６及び＃７及び出力ポートＯｕｔ＃６及び＃７を利用しているものに関しては、第３列及び第４列目のスイッチエレメントを操作することにより、アッド・ドロップすべき信号の選択を容易に行うことができる。
【００３３】
図４の（Ａ）及び（Ｂ）並びに図５を用いてリング・ネットワークにおけるパスの設定状態と障害復旧のルート状況とを説明する。
【００３４】
図４の（Ａ）に示されるように、各々ＡＤＭ（アッドドロップマルチプレクサ）として用いられる６つのノード＃１〜＃６がリング状に設けられており、パスはＡ〜Ｆまでの６本である。今、ノード＃１とノード＃２の間に障害が発生して、右回り（図における時計回り）及び左回り（図における反時計回り）がともに切断されたとする。このとき、各ノードで障害復旧のための切り換え動作が行われる。例えば、Ｂｅｌｌｃｏｒｅ／ＩＴＵ−Ｔ規格におけるＢＬＳＲ（Ｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎｌ Ｌｉｎｅｂａｃｋ Ｓｗｉｔｃｈｅｄ Ｒｉｎｇ）のようなループバック切り換えや、ＵＰＳＲ（Ｕｎｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ＰａｔｈＳｗｉｔｃｈｅｄ Ｒｉｎｇ）のようなパス端切り換え（ダイバーススイッチ）を行うことによって、図５に示されるような障害復旧ルートが設定される。図５においては、障害が発生して復旧によりルート変更が行われたパスについて特に示されている。
【００３５】
図６は、ノード＃１での障害発生前の初期状態におけるスイッチユニット４のエレメント状態を示している。ノード＃１では、パスＡはスルーであり、パスＢがドロップとなる。この場合、スイッチエレメントＳＥ１２のみをバー状態にすれば、上述のパス設定を行うことができる。
【００３６】
図７は、ノード＃１における障害発生後の障害復旧切り換えを行ったスイッチユニット４の状態を示している。ここでは、スイッチユニットＳＥ１２，ＳＥ１３，ＳＥ２１及びＳＥ２４がバー状態になっている。
【００３７】
ノード＃１からみると、右回りのワークラインへの出力先と左回りから入力される信号に障害が発生しているため、右回りのワークラインへの出力を左回りのプロテクションラインに出力するように変更する。つまり、これがループバック切り換えの動作に相当する。
【００３８】
また、入力されない左回りのワークラインからの信号は、パスＢの対向ノード（ノード＃４）でプロテクション側に切り換えられており、ノード＃１ではそれを受信するために、右回りのプロテクションラインからの信号をドロップするようにしている。
【００３９】
このように、ノード＃１では、異なる障害復旧方式が異なるパスに対して同時に行われていることになる。
【００４０】
図８はノード＃３の初期状態を示している。ノード＃３においては、パスＡをドロップし、パスＢは通過させ、パスＤを右回りのワークラインに挿入するような設定であり、スイッチエレメントＳＥ１１のみがバー状態に設定される。
【００４１】
図９はノード＃３における障害復旧後の状態を示している。ノード＃３においては、左回りのワークラインから入力されて本ノードでドロップされるパスＡに障害が発生しているので、障害復旧のために、ノード＃１で左回りのプロテクションラインへループバックされた信号をドロップするため、左回りのプロテクションラインからの信号をノード＃３でドロップする。即ち、スイッチエレメントＳＥ１１及びＳＥ１４がバー状態とされる。
【００４２】
パスＢは、ノード＃１とノード＃４の間でダイバース切り換えが発生し、ノード＃３を通過することがなくなり、信号は入力されなくなる。パスＤについては、特に障害とは無関係であるため、スイッチエレメントの状態を変更する必要がなく、初期状態と同じである。
【００４３】
図１０はノード＃４の初期状態を示している。ノード＃４では、パスＢを左回りのワークラインに挿入し、パスＦを右回りのワークラインに挿入し、パスＤ及びパスＥをドロップする。この場合、スイッチエレメントＳＥ１２及びＳＥ２１の２つをバー状態に設定するだけで、上述のパスの設定を行うことができる。
【００４４】
図１１はノード＃４における障害復旧後の状態を示している。ノード＃４でハンドリングしているパスのうち、障害に関係するパスはパスＢのみであり、ノード＃４からみると左回りのワークラインに障害が発生している。
【００４５】
パスＢに関しては、ノード＃１との間で逆回りのプロテクションラインにより障害復旧が行われるダイバース切り換えを行っており、パスＢの挿入側のノード＃４では、右回りのプロテクションラインへパスＢを挿入するようにスイッチの状態が変化させられる。即ち、スイッチエレメントＳＥ３２及びＳＥ３３がバー状態にされ、右回りのプロテクションラインへパスＢが送出される。その他のパスについては、障害とは無関係であるため、スイッチエレメントの状態を変化させる必要はない。
【００４６】
次に、図１２の（Ａ）及び（Ｂ）並びに図１３を用いて他の障害復旧に関して説明する。図１２の（Ａ）は初期状態におけるパスを示しており、図１２の（Ｂ）は障害箇所を示しており、図１３は障害復旧後のパスを示している。
【００４７】
図１２の（Ｂ）に示されるように、障害はノード＃２及び＃３の間に発生し、且つ、ワークラインのみが障害状態に陥った場合が想定されている。図１３はその状態で障害復旧が行われてパスが迂回された様子を示している。
【００４８】
このように、障害はワークラインのみで発生しているので、前の例で説明したように逆回りから迂回して障害復旧を行う必要がなく、同じ区間（ノード＃２及び＃３の間）のプロテクションラインを迂回ルートとして設定することができる（スパン切り換え）。
【００４９】
図１４は図１２の（Ａ）に示される初期状態でのノード＃２におけるパス設定を示している。パスＡ及びパスＢともにノード＃２はスルーであり、全てのスイッチエレメントはクロス状態である。
【００５０】
図１５は、図１２の（Ａ）に示される初期状態におけるノード＃３でのパス設定を示している。パスＡはノード＃３でドロップされ、パスＢは通過する。このとき、パスＡのみをドロップするために、スイッチエレメントＳＥ１１だけがバー状態に設定され、他のスイッチエレメントはクロス状態に設定される。
【００５１】
図１６はノード＃３における障害発生時の切り換えの様子を示している。パスＡには障害が発生しており、右回りのワークラインからの信号はノード＃３へは入力されない。パスＡは対向するノード＃２で右回りのプロテクションラインへ迂回されている。従って、ノード＃３では、右回りのプロテクションラインからの信号がドロップされる。そのために、スイッチエレメントＳＥ１３がバー状態に設定されている。
【００５２】
また、ノード＃３からの出力としての左回りのワークラインでも障害が発生しているので、左回りのワークラインから入力された信号をノード＃３から左回りのプロテクションラインへ出力するために、スイッチエレメントＳＥ３２及びＳＥ３４がバー状態にされる。
【００５３】
図１７はノード＃２における障害発生時の切り換えの様子を示している。パスＢには障害が発生しており、左回りのワークラインからの信号はノード＃２へは入力されない。パスＢは、対向するノード＃３で左回りのプロテクションラインへ迂回されている。ノード＃２では左回りのプロテクションラインからの信号が入力され、ノード＃２よりも下流（パスＢに関して）の方向へは障害が発生していないため、その信号を再び左回りのワークラインへ戻す。そのために、スイッチエレメントＳＥ４４及びＳＥ４２がバー状態に変化させられる。
【００５４】
また、ノード＃２からの出力である右回りのワークラインでも障害が発生しているため、ノード＃２において右回りのプロテクションラインへ迂回させる。そのために、スイッチエレメントＳＥ３３がバー状態に変化させられる。
【００５５】
次に、本発明の優位性を理解する上で有用と思われるので、図面を用いて幾つかの従来技術を説明する。
【００５６】
図１８は、従来の光アッド／ドロップ装置のブロック図である。各ラインからＷＤＭ信号光が供給されると、ＷＤＭ信号光は光デマルチプレクサ２により波長毎に光信号に分けられ、各光信号は局間ライン毎の２×２クロスポイントスイッチ１２に入力される。ノードを通過する信号はそのまま２×２クロスポイントスイッチ１２を通過して光マルチプレクサ６を介して各ラインに出力される。
【００５７】
プロテクションやドロップする信号は２×２クロスポイントスイッチ１２でドロップされ、１×２光カプラ１６により分けられ、一方は４×４スイッチ１８に入力され他方は４×２スイッチ２０に入力される。
【００５８】
障害復旧に際して、４×４スイッチ１８ではループバック切り換えやスパン切り換えをするプロテクションを行うために、信号のルートが切り換えられる。即ち、４×４スイッチ１８から出力された信号は、対応する２×２クロスポイントスイッチ１２に再び入力されて所望のラインへ出力される。
【００５９】
４×２スイッチ２０では、任意のラインからのドロップ信号が選択され、局内へ供給される。また、アッドする信号は、２×４スイッチ２２により所望のラインへ２×１カプラ１４を介して挿入される。
【００６０】
図１９の（Ａ）及び（Ｂ）を参照すると、それぞれ、４×４クロスポイントスイッチ１８及び２×２クロスポイントスイッチ１２のスイッチエレメントの配置が示されている。４×４クロスポイントスイッチでは１６個のスイッチエレメントが必要であり、２×２クロスポイントスイッチでは４個のスイッチエレメントが必要である。
【００６１】
従って、図１８に示される光アッド／ドロップ装置では、１波長に対して、２×２クロスポイントスイッチ１２が４つ、４×４クロスポイントスイッチ１８が一つ、４×２スイッチ２０及び２×４スイッチ２２がそれぞれ一つ必要であり、１波長に対して４８個のスイッチエレメントが必要となる。更に、１波長当たり８個のカプラが必要である。
【００６２】
図２０は従来の他の光アッド／ドロップ装置のブロック図である。ここでは、６×６クロスポイントスイッチ２４が適用され、アッドポート及びドロップポートも直接６×６クロスポイントスイッチ２４に接続される。この場合には、３６のスイッチエレメントが必要になる。
【００６３】
また、図示はしないが、エクストラトラフィックをプロテクションラインで利用しようとする場合、アッドポートに並列してプロテクトチャネルアクセス用のアッドポートを設け、ドロップポートに併設してプロテクトチャネルアクセス用のドロップポートを設けるので、８×８クロスポイントスイッチが必要になり、この場合におけるスイッチエレメントの数は６４となる。
【００６４】
これに対して、本発明によると、例えばスイッチユニット４におけるスイッチエレメントの数は１６で足りるので、簡単な構成で障害復旧等を容易に行い得るようになる。
【００６５】
図２１はスイッチユニット４の第２実施形態を示すブロック図である。ここでは、スイッチエレメント１１の図中の上側に同じ向きでスイッチエレメントＳＥ１０が設けられており、また、スイッチエレメントＳＥ１４の下側に逆向きでスイッチエレメントＳＥ１５が設けられている。
【００６６】
また、スイッチエレメントＳＥ１０とスイッチエレメントＳＥ２１とを接続するために、スイッチエレメントＳＥ２１の上側にはミラーＭ１が設けられており、スイッチエレメントＳＥ１５とスイッチエレメントＳＥ２４とを接続するために、スイッチエレメントＳＥ２４の下側にはミラーＭ２が設けられている。
【００６７】
スイッチエレメントＳＥ１０の左側及び上側にはそれぞれ入力ポートＩｎ＃４及び入力ポートＩｎ＃５が設定されており、入力ポートＩｎ＃４及び入力ポートＩｎ＃５にはそれぞれ局内からのアッドラインＡｄｄ＃０及びアッドラインＡｄｄ＃１が接続される。
【００６８】
スイッチエレメントＳＥ１５の下側及び左側にはそれぞれ出力ポートＯｕｔ＃４及び出力ポートＯｕｔ＃５が設定されており、出力ポートＯｕｔ＃４及び出力ポートＯｕｔ＃５はそれぞれ局内へのドロップラインＤｒｏｐ＃０及びドロップラインＤｒｏｐ＃１に接続される。
【００６９】
この構成によると、スイッチエレメントＳＥ１０の状態を変化させることによって、他のエレメントを操作することなしに、２つのアッド信号を容易に入れ替えることができる。また、スイッチエレメントＳＥ１５の状態を変化させることによって、他のエレメントを操作することなしに２つのドロップ信号を容易に入れかえることができる。
【００７０】
図２２はスイッチユニット４の第３実施形態を示すブロック図である。ここでは、図３に示される実施形態におけるのと同様にして、第３列目のスイッチエレメントＳＥ３１〜３４に関連してエキストラトラフィック用の入力ポートＩｎ＃６及び出力ポートＯｕｔ＃６を設けるとともに、スイッチエレメントＳＥ４１〜４４に関連して同じくエキストラトラフィック用の入力ポートＩｎ＃７及び出力ポートＯｕｔ＃７を設けている。
【００７１】
図２３は本発明による光アッド／ドロップ装置の第２実施形態を示すブロック図である。この装置は、図１に示される実施形態と対比して、スイッチユニット４のアッドポート８にアッドセレクタ２６を設けるとともに、ドロップポート１０にドロップセレクタ２８を設けている点で特徴付けられる。
【００７２】
図２４は、図２３に示されるアッドセレクタ２６及び／又はドロップセレクタ２８として使用することができる２連の２×２アッド／ドロップセレクタの実施形態を示している。ここでは、２×２のクロスポイント上に２つの２×２スイッチエレメントを配置し、２連の２×２スイッチが構成されている。この２連スイッチの出力又は入力を図２３に示されるようにスイッチユニット４のアッドポート８又はドロップポート１０に接続することによって、アッドポート間或いはドロップポート間での信号の任意の切り換えが可能になる。
【００７３】
図２５は本発明による光アッド／ドロップ装置の第３実施形態を示すブロック図である。この実施形態では、双方向通信を容易にするために、スイッチユニット４に対して一方の側にアッド／ドロップポート８´を設け、他方の側にもアッド／ドロップポート１０´を設けている。その具体的な配線形態を図２６に示す。
【００７４】
図２６は図２５に示される実施形態に適用可能なスイッチユニット４を示している。例えば、アッド／ドロップポート８´をあるクライアント装置Ａに接続する場合、アッドラインＡｄｄ＃０及びドロップラインＤｒｏｐ＃１のペアとし、アッド／ドロップポート１０´を他のクライアント装置Ｂに接続する場合、ドロップラインＤｒｏｐ＃０及びアッドラインＡｄｄ＃１をペアとするものである。
【００７５】
尚、本発明を実施する場合、スイッチユニットの小型化を容易にするために、ＭＥＭＳ（マイクロ・メカニカル・マシーン・システム）を用いたミラーやバブルによる反射型スイッチを各スイッチエレメントとして用いると良い。これらの光スイッチを採用することによって、光アッド／ドロップ装置の小型化が可能になるとともに、制御の容易化が可能になる。
【００７６】
また、半導体基板やＬｉＮｂＯ3等の誘電体基板を用いて構成されるマッハツェンダ型光スイッチを集積化することによってスイッチユニットを構成しても良い。
【００７７】
本発明は以下の付記を含むものである。
【００７８】
（付記１） 光ファイバネットワークに適用される光アッド／ドロップ装置であって、
マトリックスのクロスポイント上に設けられ、バー状態とクロス状態とを切換える複数の２×２型のスイッチエレメントを備え、
前記マトリックスの行方向に前記光ファイバネットワークが接続されるポートが設けられ、
前記マトリックスの列方向にアッド／ドロップ用のポートが設けられている光アッド／ドロップ装置。
【００７９】
（付記２） 付記１に記載の光アッド／ドロップ装置であって、
前記マトリックスは４×４マトリックスである光アッド／ドロップ装置。
【００８０】
（付記３） 付記２に記載の光アッド／ドロップであって、
第１列第１番目及び第２列第１番目のスイッチエレメントに対向してアッド用の入力ポートが設けられ、
第１列第４番目及び第２列第４番目のスイッチエレメントに対向してドロップ用の出力ポートが設けられる光アッド／ドロップ装置。
【００８１】
（付記４） 付記２に記載の光アッドドロップ装置であって、
前記光ファイバネットワークは、第１のワークラインと、前記第１のワークラインと逆向きの第２のワークラインと、第１のプロテクションラインと、前記第１のプロテクションラインと逆向きの第２のプロテクションラインとを含み、
第１列第１番目乃至第４番目のスイッチエレメントにそれぞれ対向して前記第１及び第２のワークライン並びに第１及び第２のプロテクションライン用の入力ポートが設けられ、
第４列第１番目乃至第４番目のスイッチエレメントにそれぞれ対向して前記第１及び第２のワークライン並びに第１及び第２のプロテクションライン用の出力ポートが設けられ、
第４列のスイッチエレメントは第１列乃至第３列のスイッチエレメントと逆向きに配置されている光アッド／ドロップ装置。
【００８２】
（付記５） 異なる波長を有する複数の光信号を波長分割多重して得られたＷＤＭ信号光が伝搬する光ファイバネットワークに適用される光アッド／ドロップ装置であって、
前記光ファイバネットワークを複数の波長チャネルに関連付ける光デマルチプレクサ及び光マルチプレクサと、
前記複数の波長チャネル毎に設けられた複数のスイッチユニットとを備え、
各スイッチユニットは、マトリックスのクロスポイント上に設けられ、バー状態とクロス状態とを切換える複数の２×２型のスイッチエレメントを備えており、
前記マトリックスの行方向に前記光ファイバネットワークが接続されるポートが設けられ、
前記マトリックスの列方向にアッド／ドロップ用のポートが設けられている光アッド／ドロップ装置。
【００８３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、簡単な構成で障害復旧を容易に行い得る光アッド／ドロップ装置の提供が可能になるという効果が生じる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明による光アッド／ドロップ装置の第１実施形態を示すブロック図である。
【図２】図２はスイッチユニットの第１実施形態を示すブロック図である。
【図３】図３はスイッチユニットの第２実施形態を示すブロック図である。
【図４】図４の（Ａ）は初期状態におけるパスの様子を示す図、図４の（Ｂ）は障害発生時におけるパスの様子を示す図である。
【図５】図５は復旧時におけるパスの様子を示す図である。
【図６】図６はノード＃１における初期時のスイッチユニットの動作を説明するための図である。
【図７】図７はノード＃１における障害時のスイッチユニットの動作を説明するための図である。
【図８】図８はノード＃３における初期時のスイッチユニットの動作を説明するための図である。
【図９】図９はノード＃３における障害復旧時のスイッチユニットの動作を説明するための図である。
【図１０】図１０はノード＃４における初期時のスイッチユニットの動作を説明するための図である。
【図１１】図１１はノード＃４における障害復旧時のスイッチユニットの動作を説明するための図である。
【図１２】図１２の（Ａ）は他の初期状態におけるパスを説明するための図、図１２の（Ｂ）は他の障害発生時におけるパスの様子を説明するための図である。
【図１３】図１３は他の復旧時におけるパスの状態を説明するための図である。
【図１４】図１４はノード＃２における初期時のスイッチユニットの動作を説明するための図である。
【図１５】図１５はノード＃３における初期時のスイッチユニットの動作を説明するための図である。
【図１６】図１６はノード＃３における障害復旧時のスイッチユニットの動作を説明するための図である。
【図１７】図１７はノード＃２における障害時のスイッチユニットの動作を説明するための図である。
【図１８】図１８は従来の光アッド／ドロップ装置のブロック図である。
【図１９】図１９の（Ａ）は４×４クロスポイントスイッチを示す図、図１９の（Ｂ）は２×２クロスポイントスイッチを示す図である。
【図２０】図２０は従来の他の光アッド／ドロップ装置のブロック図である。
【図２１】図２１はスイッチユニットの第３実施形態を示すブロック図である。
【図２２】図２２はスイッチユニットの第４実施形態を示すブロック図である。
【図２３】図２３は本発明による光アッド／ドロップ装置の第３実施形態を示すブロック図である。
【図２４】図２４は２連型の２×２アッド／ドロップセレクタの構成を示す図である。
【図２５】図２５は本発明による光アッド／ドロップ装置の第３実施形態を示すブロック図である。
【図２６】図２６は図２５に示されるスイッチユニットの配線状態を示す図である。
【符号の説明】
２ 光デマルチプレクサ
４ スイッチユニット
６ 光マルチプレクサ
ＳＥ スイッチエレメント
【発明の属する技術分野】
本発明は、光アッド／ドロップ装置に関し、特に、波長分割多重通信網に適した光アッド／ドロップ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インターネットを初めとするデータ通信の伸びに伴って、急激なトラフィックの増加が始まっており、将来的にも更にその増加の傾向が続くものと予想されている。そのために、今までにない大容量なネットワークが要求され、そのような要求に対応するために、光通信網の構築が進められている。
【０００３】
伝送装置としては、波長分割多重（ＷＤＭ）通信網に対応するものが求められている。例えば、ノードに対しては、大容量な信号を処理するＷＤＭ対応の装置の導入が要望されている。
【０００４】
一方、現在、比較的制御が容易で小型スイッチ規模で使うことができるリング・トポロジーが小中規模のネットワークでは導入されている。将来的には、このようなリング・トポロジーをチェーン状に拡張して広域化を図ることが試みられるであろう。その際、ネットワークの信頼性向上や効率的且つ経済的な運用を可能にするために、ノードとして使用される光アッド／ドロップ装置の改良が求められている。
【０００５】
従来の光アッド／ドロップ装置としては、光デマルチプレクサ及び光マルチプレクサを用いて各ラインの波長チャネルを確立し、波長チャネル毎にスイッチユニットによる光路切り換えを行うようにしたものが知られている。スイッチユニットは、例えば、２×２型のスイッチエレメントをマトリックス状に配列してなるものが知られている。
【０００６】
２×２型のスイッチエレメントはバー状態とクロス状態とを切り換えることができ、例えば、光導波路型のスイッチエレメントやＭＥＭＳ（マイクロ・メカニカル・マシーン・システム）を用いたミラー等による反射型スイッチエレメントが知られている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、リング・ネットワーク等において、障害復旧に際しての光路切り換えを考慮すると、光アッド／ドロップ装置におけるスイッチエレメントの数が増大し、装置構成が複雑になるという問題がある。障害復旧に際しての光路切り換えの対応にも種々のものがあり、それぞれに対応することができるような光アッド／ドロップ装置が求められている。
【０００８】
よって、本発明の目的は、簡単な構成で障害復旧を容易に行い得る光アッド／ドロップ装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明によると、光ファイバネットワークに適用される光アッド／ドロップ装置が提供される。この装置は、マトリックスのクロスポイント上に設けられ、バー状態とクロス状態とを切換える複数の２×２型のスイッチエレメントを備えている。マトリックスの行方向に光ファイバネットワークが接続されるポートが設けられ、マトリックスの列方向にアッド／ドロップ用のポートが設けられ、マトリックスは４×４マトリックスであり、光ファイバネットワークは、第１のワークラインと、第１のワークラインと逆向きの第２のワークラインと、第１のプロテクションラインと、第１のプロテクションラインと逆向きの第２のプロテクションラインとを含み、１行１列目及び２行１列目のスイッチエレメントにそれぞれ対向して第１及び第２のワークライン用の入力ポートが設けられ、３行１列目及び４行１列目のスイッチエレメントにそれぞれ対向して第１及び第２のプロテクションライン用の入力ポートが設けられ、１行４列目及び２行４列目のスイッチエレメントにそれぞれ対向して前記第１及び第２のワークライン用の出力ポートが設けられ、３行４列目及び４行４列目のスイッチエレメントにそれぞれ対向して前記第１及び第２のプロテクションライン用の出力ポートが設けられ、第４列のスイッチエレメントは第１列乃至第３列のスイッチエレメントと逆向きに配置されている。
【００１０】
この構成によると、例えばこの光アッド／ドロップ装置をリング・ネットワークに適用したときに、障害復旧を容易に行うことができる。また、本発明の種々の実施形態を通して、光アッド／ドロップ装置の構成を簡単にすることができる。
【００１３】
本発明の他の側面によると、異なる波長を有する複数の光信号を波長分割多重して得られたＷＤＭ信号光が伝搬する光ファイバネットワークに適用される光アッド／ドロップ装置が提供される。この装置は、前記光ファイバネットワークを複数の波長チャネルに関連付ける光デマルチプレクサ及び光マルチプレクサと、前記複数の波長チャネル毎に設けられた複数のスイッチユニットとを備えている。各スイッチユニットは、マトリックスのクロスポイント上に設けられ、バー状態とクロス状態とを切換える複数の２×２型のスイッチエレメントを備えており、前記マトリックスの行方向に前記光ファイバネットワークが接続されるポートが設けられ、前記マトリックスの列方向にアッド／ドロップ用のポートが設けられ、前記マトリックスは４×４マトリックスであり、前記光ファイバネットワークは、第１のワークラインと、前記第１のワークラインと逆向きの第２のワークラインと、第１のプロテクションラインと、前記第１のプロテクションラインと逆向きの第２のプロテクションラインとを含み、１行１列目及び２行一列目のスイッチエレメントにそれぞれ対向して前記第１及び第２のワークライン用の入力ポートが設けられ、３行１列目及び４行一列目のスイッチエレメントにそれぞれ対向して前記第１及び第２のプロテクションライン用の入力ポートが設けられ、１行４列目及び２行４列目のスイッチエレメントにそれぞれ対向して前記第１及び第２のワークライン用の出力ポートが設けられ、３行４列目及び４行４列目のスイッチエレメントにそれぞれ対向して前記第１及び第２のプロテクションライン用の出力ポートが設けられ、第４列のスイッチエレメントは第１列乃至第３列のスイッチエレメントと逆向きに配置されている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の望ましい実施形態を添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１５】
図１は本発明による光アッド／ドロップ装置の第１実施形態を示すブロック図である。この装置は、２本のワークライン（Ｗｏｒｋ＃１及びＷｏｒｋ＃２）及び２本のプロテクションライン（Ｐｒｏｔｅｃｔ．＃１及びＰｒｏｔｅｃｔ．＃２）に適合する。各ラインに対応して一対の光デマルチプレクサ２及び光マルチプレクサ６が設けられている。即ち、４つの光デマルチプレクサ２及び４つの光マルチプレクサ６が設けられている。
【００１６】
光デマルチプレクサ２は、各ラインで波長分割多重されている波長λ1〜λn（ｎは自然数）の波長チャネルを各波長チャネル（λ1，・・・，λn）に対応する出力ポートと結合し、一方、光マルチプレクサ６は、各波長チャネル（λ1，・・・，λn）に対応する入力ポートを各ラインの波長チャネルに結合する。
【００１７】
各ラインから波長分割多重されてなるＷＤＭ信号光が光デマルチプレクサ２に入力されると、光デマルチプレクサ２の各出力ポートからは各波長チャネルの光信号が出力される。その光信号はスイッチユニット４による光路切り換え等の処理を行われた後、光マルチプレクサ６を通って各ラインに出力される。
【００１８】
アッド／ドロップ動作を行うために、スイッチユニット４にはアッドポート８及びドロップポート１０が設けられている。ここでは、スイッチユニット４は波長λ1の波長チャネルについてのもののみが図示されているが、スイッチユニット４は波長チャネル数分設けられている。
【００１９】
図２を参照すると、スイッチユニットの第１実施形態が示されている。スイッチユニット４は、等間隔の４×４のクロスポイント上に１６個のスイッチエレメントＳＥｉｊ（ｉ，ｊ＝１，２，３，４）を有している。ｉは図中で左から順の列を示しており、ｊは上から順に行を示している。各スイッチエレメントがクロスポイント上に存在するときに反射光路が設定され、各スイッチエレメントがクロスポイント上から退去したときに透過光路が設定される。従って、各スイッチエレメントはクロス状態とバー状態とを切り換える２×２光スイッチとして機能する。
【００２０】
一列目のスイッチエレメントＳＥ１１〜１４と２列目のスイッチエレメントＳＥ２１〜２４と３列目のスイッチエレメントＳＥ３１〜３４の各々は、図中で左上がりになるように斜めに設けられており、４列目のスイッチエレメントＳＥ４１〜４４の各々は右上がりになるように斜めに設けられている。
【００２１】
スイッチエレメントＳＥ１１〜１４のそれぞれに左側に対向して４つの入力ポートＩｎ＃０〜＃３が設定され、スイッチエレメントＳＥ４１〜４４の右側にそれぞれ対向して４つの出力ポートＯｕｔ＃０〜＃３が設定されている。また、スイッチエレメントＳＥ１１及び２１の上側にそれぞれ対向して２つの入力ポートＩｎ＃４及び＃５が設定されており、スイッチエレメントＳＥ１４及び２４の下側にそれぞれ対向して２つの出力ポートＯｕｔ＃４及び＃５が設定されている。
【００２２】
入力ポートＩｎ＃０〜＃３は局間入力として用いられる。即ち、入力ポートＩｎ＃０〜＃３は、それぞれ、ワークラインＷｏｒｋ（＃１（右））、ワークラインＷｏｒｋ（＃１（左））、プロテクションラインＰｒｏｔｅｃｔ．（＃１（右））及びプロテクションラインＰｒｏｔｅｃｔ．（＃２（左））に接続される。
【００２３】
出力ポートＯｕｔ＃０〜＃３は局間出力として用いられる。即ち、出力ポートＯｕｔ＃０〜＃３は、それぞれ、ワークラインＷｏｒｋ（＃１（右））、ワークラインＷｏｒｋ（＃２（左））、プロテクションラインＰｒｏｔｅｃｔ．（＃１（右））及びプロテクションラインＰｒｏｔｅｃｔ．（＃２（左））に接続される。
【００２４】
入力ポートＩｎ＃４及び＃５は局内からのアッド信号の入力に用いられる。即ち、入力ポートＩｎ＃４及び＃５は、それぞれ、アッドラインＡｄｄ＃０及び＃１に接続される。出力ポートＯｕｔ＃４及び＃５は局内へのドロップ信号の出力に用いられる。即ち、出力ポートＯｕｔ＃４及び＃５はそれぞれドロップラインＤｒｏｐ＃０及び＃１に接続される。
【００２５】
この構成によると、リング・ネットワークに要求される障害復旧機能及びパス編集機能を４×４クロスポイントスイッチと同等のエレメント数で実現することができる。
【００２６】
図２に示されるスイッチユニット４においては、入力ポートＩｎ＃０に右回りワーク信号を入力し、入力ポートＩｎ＃１へ左回りワーク信号を入力する。入力ポートＩｎ＃２には右回りプロテクション信号を、入力ポートＩｎ＃３には左回りプロテクション信号を入力する。また、当該ノードから挿入する信号は、入力ポートＩｎ＃４又は＃５から入力する。当該ノードで抜き出す信号は、出力ポートＯｕｔ＃４又は＃５から出力する。
【００２７】
当該ノードを通過する信号の場合には、クロスポイントに配置されたスイッチエレメントをクロスに設定するとスルー状態となり、局間入力から局間出力へ出力される。当該ノードでアッド又はドロップされる信号は第１列目又は第２列目のスイッチエレメントをバーに変化させるとアッド／ドロップ状態になり、アッドポート８からの信号は局間に出力され、局間からの信号はドロップポート１０へ出力される。これにより、所望の信号をアッド／ドロップすることができる。
【００２８】
障害時には、第１列目〜第４列目の所定のスイッチエレメントをクロス又はバー状態にすることにより、所定のプロテクションラインからドロップライン又はワークラインへ切り換えを行うことができる。また、ワークラインからプロテクションラインへ切り換えを行うこともできる。更に、障害の状況に応じて、スイッチエレメントをクロス又はバーに切り換えることにより、アッドポート８からの入力をワークラインからプロテクションラインへ出力することもできる。
【００２９】
図３を参照すると、スイッチユニットの第２実施形態が示されている。ここでは、アッド／ドロップのために、更に２つの入力ポートＩｎ＃６及び＃７及び２つの出力ポートＯｕｔ＃６及び＃７が設定されている。入力ポートＩｎ＃６はスイッチエレメントＳＥ３１の上側に対向しており、入力ポートＩｎ＃７はスイッチエレメントＳＥ４４の下側に対向しており、出力ポートＯｕｔ＃６はスイッチエレメントＳＥ３４の下側に対向しており、出力ポートＯｕｔ＃７はスイッチエレメントＳＥ４１の上側に対向している。
【００３０】
入力ポートＩｎ＃６及び＃７は局内からのアッドラインＡｄｄ＃２及び＃３にそれぞれ接続され、出力ポートＯｕｔ＃６及び＃７は局内へのドロップラインＤｒｏｐ＃２及び＃３にそれぞれ接続される。
【００３１】
この構成によると、入力ポートＩｎ＃６及び＃７及び出力ポートＯｕｔ＃６及び＃７をエクストラトラフィックとして用いることができるので、障害復旧機能及びパス編集機能その他にバリエーションを持たせることができる。
【００３２】
例えば、エクストラトラフィック等の信号で入力ポートＩｎ＃６及び＃７及び出力ポートＯｕｔ＃６及び＃７を利用しているものに関しては、第３列及び第４列目のスイッチエレメントを操作することにより、アッド・ドロップすべき信号の選択を容易に行うことができる。
【００３３】
図４の（Ａ）及び（Ｂ）並びに図５を用いてリング・ネットワークにおけるパスの設定状態と障害復旧のルート状況とを説明する。
【００３４】
図４の（Ａ）に示されるように、各々ＡＤＭ（アッドドロップマルチプレクサ）として用いられる６つのノード＃１〜＃６がリング状に設けられており、パスはＡ〜Ｆまでの６本である。今、ノード＃１とノード＃２の間に障害が発生して、右回り（図における時計回り）及び左回り（図における反時計回り）がともに切断されたとする。このとき、各ノードで障害復旧のための切り換え動作が行われる。例えば、Ｂｅｌｌｃｏｒｅ／ＩＴＵ−Ｔ規格におけるＢＬＳＲ（Ｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎｌ Ｌｉｎｅｂａｃｋ Ｓｗｉｔｃｈｅｄ Ｒｉｎｇ）のようなループバック切り換えや、ＵＰＳＲ（Ｕｎｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ＰａｔｈＳｗｉｔｃｈｅｄ Ｒｉｎｇ）のようなパス端切り換え（ダイバーススイッチ）を行うことによって、図５に示されるような障害復旧ルートが設定される。図５においては、障害が発生して復旧によりルート変更が行われたパスについて特に示されている。
【００３５】
図６は、ノード＃１での障害発生前の初期状態におけるスイッチユニット４のエレメント状態を示している。ノード＃１では、パスＡはスルーであり、パスＢがドロップとなる。この場合、スイッチエレメントＳＥ１２のみをバー状態にすれば、上述のパス設定を行うことができる。
【００３６】
図７は、ノード＃１における障害発生後の障害復旧切り換えを行ったスイッチユニット４の状態を示している。ここでは、スイッチユニットＳＥ１２，ＳＥ１３，ＳＥ２１及びＳＥ２４がバー状態になっている。
【００３７】
ノード＃１からみると、右回りのワークラインへの出力先と左回りから入力される信号に障害が発生しているため、右回りのワークラインへの出力を左回りのプロテクションラインに出力するように変更する。つまり、これがループバック切り換えの動作に相当する。
【００３８】
また、入力されない左回りのワークラインからの信号は、パスＢの対向ノード（ノード＃４）でプロテクション側に切り換えられており、ノード＃１ではそれを受信するために、右回りのプロテクションラインからの信号をドロップするようにしている。
【００３９】
このように、ノード＃１では、異なる障害復旧方式が異なるパスに対して同時に行われていることになる。
【００４０】
図８はノード＃３の初期状態を示している。ノード＃３においては、パスＡをドロップし、パスＢは通過させ、パスＤを右回りのワークラインに挿入するような設定であり、スイッチエレメントＳＥ１１のみがバー状態に設定される。
【００４１】
図９はノード＃３における障害復旧後の状態を示している。ノード＃３においては、左回りのワークラインから入力されて本ノードでドロップされるパスＡに障害が発生しているので、障害復旧のために、ノード＃１で左回りのプロテクションラインへループバックされた信号をドロップするため、左回りのプロテクションラインからの信号をノード＃３でドロップする。即ち、スイッチエレメントＳＥ１１及びＳＥ１４がバー状態とされる。
【００４２】
パスＢは、ノード＃１とノード＃４の間でダイバース切り換えが発生し、ノード＃３を通過することがなくなり、信号は入力されなくなる。パスＤについては、特に障害とは無関係であるため、スイッチエレメントの状態を変更する必要がなく、初期状態と同じである。
【００４３】
図１０はノード＃４の初期状態を示している。ノード＃４では、パスＢを左回りのワークラインに挿入し、パスＦを右回りのワークラインに挿入し、パスＤ及びパスＥをドロップする。この場合、スイッチエレメントＳＥ１２及びＳＥ２１の２つをバー状態に設定するだけで、上述のパスの設定を行うことができる。
【００４４】
図１１はノード＃４における障害復旧後の状態を示している。ノード＃４でハンドリングしているパスのうち、障害に関係するパスはパスＢのみであり、ノード＃４からみると左回りのワークラインに障害が発生している。
【００４５】
パスＢに関しては、ノード＃１との間で逆回りのプロテクションラインにより障害復旧が行われるダイバース切り換えを行っており、パスＢの挿入側のノード＃４では、右回りのプロテクションラインへパスＢを挿入するようにスイッチの状態が変化させられる。即ち、スイッチエレメントＳＥ３２及びＳＥ３３がバー状態にされ、右回りのプロテクションラインへパスＢが送出される。その他のパスについては、障害とは無関係であるため、スイッチエレメントの状態を変化させる必要はない。
【００４６】
次に、図１２の（Ａ）及び（Ｂ）並びに図１３を用いて他の障害復旧に関して説明する。図１２の（Ａ）は初期状態におけるパスを示しており、図１２の（Ｂ）は障害箇所を示しており、図１３は障害復旧後のパスを示している。
【００４７】
図１２の（Ｂ）に示されるように、障害はノード＃２及び＃３の間に発生し、且つ、ワークラインのみが障害状態に陥った場合が想定されている。図１３はその状態で障害復旧が行われてパスが迂回された様子を示している。
【００４８】
このように、障害はワークラインのみで発生しているので、前の例で説明したように逆回りから迂回して障害復旧を行う必要がなく、同じ区間（ノード＃２及び＃３の間）のプロテクションラインを迂回ルートとして設定することができる（スパン切り換え）。
【００４９】
図１４は図１２の（Ａ）に示される初期状態でのノード＃２におけるパス設定を示している。パスＡ及びパスＢともにノード＃２はスルーであり、全てのスイッチエレメントはクロス状態である。
【００５０】
図１５は、図１２の（Ａ）に示される初期状態におけるノード＃３でのパス設定を示している。パスＡはノード＃３でドロップされ、パスＢは通過する。このとき、パスＡのみをドロップするために、スイッチエレメントＳＥ１１だけがバー状態に設定され、他のスイッチエレメントはクロス状態に設定される。
【００５１】
図１６はノード＃３における障害発生時の切り換えの様子を示している。パスＡには障害が発生しており、右回りのワークラインからの信号はノード＃３へは入力されない。パスＡは対向するノード＃２で右回りのプロテクションラインへ迂回されている。従って、ノード＃３では、右回りのプロテクションラインからの信号がドロップされる。そのために、スイッチエレメントＳＥ１３がバー状態に設定されている。
【００５２】
また、ノード＃３からの出力としての左回りのワークラインでも障害が発生しているので、左回りのワークラインから入力された信号をノード＃３から左回りのプロテクションラインへ出力するために、スイッチエレメントＳＥ３２及びＳＥ３４がバー状態にされる。
【００５３】
図１７はノード＃２における障害発生時の切り換えの様子を示している。パスＢには障害が発生しており、左回りのワークラインからの信号はノード＃２へは入力されない。パスＢは、対向するノード＃３で左回りのプロテクションラインへ迂回されている。ノード＃２では左回りのプロテクションラインからの信号が入力され、ノード＃２よりも下流（パスＢに関して）の方向へは障害が発生していないため、その信号を再び左回りのワークラインへ戻す。そのために、スイッチエレメントＳＥ４４及びＳＥ４２がバー状態に変化させられる。
【００５４】
また、ノード＃２からの出力である右回りのワークラインでも障害が発生しているため、ノード＃２において右回りのプロテクションラインへ迂回させる。そのために、スイッチエレメントＳＥ３３がバー状態に変化させられる。
【００５５】
次に、本発明の優位性を理解する上で有用と思われるので、図面を用いて幾つかの従来技術を説明する。
【００５６】
図１８は、従来の光アッド／ドロップ装置のブロック図である。各ラインからＷＤＭ信号光が供給されると、ＷＤＭ信号光は光デマルチプレクサ２により波長毎に光信号に分けられ、各光信号は局間ライン毎の２×２クロスポイントスイッチ１２に入力される。ノードを通過する信号はそのまま２×２クロスポイントスイッチ１２を通過して光マルチプレクサ６を介して各ラインに出力される。
【００５７】
プロテクションやドロップする信号は２×２クロスポイントスイッチ１２でドロップされ、１×２光カプラ１６により分けられ、一方は４×４スイッチ１８に入力され他方は４×２スイッチ２０に入力される。
【００５８】
障害復旧に際して、４×４スイッチ１８ではループバック切り換えやスパン切り換えをするプロテクションを行うために、信号のルートが切り換えられる。即ち、４×４スイッチ１８から出力された信号は、対応する２×２クロスポイントスイッチ１２に再び入力されて所望のラインへ出力される。
【００５９】
４×２スイッチ２０では、任意のラインからのドロップ信号が選択され、局内へ供給される。また、アッドする信号は、２×４スイッチ２２により所望のラインへ２×１カプラ１４を介して挿入される。
【００６０】
図１９の（Ａ）及び（Ｂ）を参照すると、それぞれ、４×４クロスポイントスイッチ１８及び２×２クロスポイントスイッチ１２のスイッチエレメントの配置が示されている。４×４クロスポイントスイッチでは１６個のスイッチエレメントが必要であり、２×２クロスポイントスイッチでは４個のスイッチエレメントが必要である。
【００６１】
従って、図１８に示される光アッド／ドロップ装置では、１波長に対して、２×２クロスポイントスイッチ１２が４つ、４×４クロスポイントスイッチ１８が一つ、４×２スイッチ２０及び２×４スイッチ２２がそれぞれ一つ必要であり、１波長に対して４８個のスイッチエレメントが必要となる。更に、１波長当たり８個のカプラが必要である。
【００６２】
図２０は従来の他の光アッド／ドロップ装置のブロック図である。ここでは、６×６クロスポイントスイッチ２４が適用され、アッドポート及びドロップポートも直接６×６クロスポイントスイッチ２４に接続される。この場合には、３６のスイッチエレメントが必要になる。
【００６３】
また、図示はしないが、エクストラトラフィックをプロテクションラインで利用しようとする場合、アッドポートに並列してプロテクトチャネルアクセス用のアッドポートを設け、ドロップポートに併設してプロテクトチャネルアクセス用のドロップポートを設けるので、８×８クロスポイントスイッチが必要になり、この場合におけるスイッチエレメントの数は６４となる。
【００６４】
これに対して、本発明によると、例えばスイッチユニット４におけるスイッチエレメントの数は１６で足りるので、簡単な構成で障害復旧等を容易に行い得るようになる。
【００６５】
図２１はスイッチユニット４の第２実施形態を示すブロック図である。ここでは、スイッチエレメント１１の図中の上側に同じ向きでスイッチエレメントＳＥ１０が設けられており、また、スイッチエレメントＳＥ１４の下側に逆向きでスイッチエレメントＳＥ１５が設けられている。
【００６６】
また、スイッチエレメントＳＥ１０とスイッチエレメントＳＥ２１とを接続するために、スイッチエレメントＳＥ２１の上側にはミラーＭ１が設けられており、スイッチエレメントＳＥ１５とスイッチエレメントＳＥ２４とを接続するために、スイッチエレメントＳＥ２４の下側にはミラーＭ２が設けられている。
【００６７】
スイッチエレメントＳＥ１０の左側及び上側にはそれぞれ入力ポートＩｎ＃４及び入力ポートＩｎ＃５が設定されており、入力ポートＩｎ＃４及び入力ポートＩｎ＃５にはそれぞれ局内からのアッドラインＡｄｄ＃０及びアッドラインＡｄｄ＃１が接続される。
【００６８】
スイッチエレメントＳＥ１５の下側及び左側にはそれぞれ出力ポートＯｕｔ＃４及び出力ポートＯｕｔ＃５が設定されており、出力ポートＯｕｔ＃４及び出力ポートＯｕｔ＃５はそれぞれ局内へのドロップラインＤｒｏｐ＃０及びドロップラインＤｒｏｐ＃１に接続される。
【００６９】
この構成によると、スイッチエレメントＳＥ１０の状態を変化させることによって、他のエレメントを操作することなしに、２つのアッド信号を容易に入れ替えることができる。また、スイッチエレメントＳＥ１５の状態を変化させることによって、他のエレメントを操作することなしに２つのドロップ信号を容易に入れかえることができる。
【００７０】
図２２はスイッチユニット４の第３実施形態を示すブロック図である。ここでは、図３に示される実施形態におけるのと同様にして、第３列目のスイッチエレメントＳＥ３１〜３４に関連してエキストラトラフィック用の入力ポートＩｎ＃６及び出力ポートＯｕｔ＃６を設けるとともに、スイッチエレメントＳＥ４１〜４４に関連して同じくエキストラトラフィック用の入力ポートＩｎ＃７及び出力ポートＯｕｔ＃７を設けている。
【００７１】
図２３は本発明による光アッド／ドロップ装置の第２実施形態を示すブロック図である。この装置は、図１に示される実施形態と対比して、スイッチユニット４のアッドポート８にアッドセレクタ２６を設けるとともに、ドロップポート１０にドロップセレクタ２８を設けている点で特徴付けられる。
【００７２】
図２４は、図２３に示されるアッドセレクタ２６及び／又はドロップセレクタ２８として使用することができる２連の２×２アッド／ドロップセレクタの実施形態を示している。ここでは、２×２のクロスポイント上に２つの２×２スイッチエレメントを配置し、２連の２×２スイッチが構成されている。この２連スイッチの出力又は入力を図２３に示されるようにスイッチユニット４のアッドポート８又はドロップポート１０に接続することによって、アッドポート間或いはドロップポート間での信号の任意の切り換えが可能になる。
【００７３】
図２５は本発明による光アッド／ドロップ装置の第３実施形態を示すブロック図である。この実施形態では、双方向通信を容易にするために、スイッチユニット４に対して一方の側にアッド／ドロップポート８´を設け、他方の側にもアッド／ドロップポート１０´を設けている。その具体的な配線形態を図２６に示す。
【００７４】
図２６は図２５に示される実施形態に適用可能なスイッチユニット４を示している。例えば、アッド／ドロップポート８´をあるクライアント装置Ａに接続する場合、アッドラインＡｄｄ＃０及びドロップラインＤｒｏｐ＃１のペアとし、アッド／ドロップポート１０´を他のクライアント装置Ｂに接続する場合、ドロップラインＤｒｏｐ＃０及びアッドラインＡｄｄ＃１をペアとするものである。
【００７５】
尚、本発明を実施する場合、スイッチユニットの小型化を容易にするために、ＭＥＭＳ（マイクロ・メカニカル・マシーン・システム）を用いたミラーやバブルによる反射型スイッチを各スイッチエレメントとして用いると良い。これらの光スイッチを採用することによって、光アッド／ドロップ装置の小型化が可能になるとともに、制御の容易化が可能になる。
【００７６】
また、半導体基板やＬｉＮｂＯ3等の誘電体基板を用いて構成されるマッハツェンダ型光スイッチを集積化することによってスイッチユニットを構成しても良い。
【００７７】
本発明は以下の付記を含むものである。
【００７８】
（付記１） 光ファイバネットワークに適用される光アッド／ドロップ装置であって、
マトリックスのクロスポイント上に設けられ、バー状態とクロス状態とを切換える複数の２×２型のスイッチエレメントを備え、
前記マトリックスの行方向に前記光ファイバネットワークが接続されるポートが設けられ、
前記マトリックスの列方向にアッド／ドロップ用のポートが設けられている光アッド／ドロップ装置。
【００７９】
（付記２） 付記１に記載の光アッド／ドロップ装置であって、
前記マトリックスは４×４マトリックスである光アッド／ドロップ装置。
【００８０】
（付記３） 付記２に記載の光アッド／ドロップであって、
第１列第１番目及び第２列第１番目のスイッチエレメントに対向してアッド用の入力ポートが設けられ、
第１列第４番目及び第２列第４番目のスイッチエレメントに対向してドロップ用の出力ポートが設けられる光アッド／ドロップ装置。
【００８１】
（付記４） 付記２に記載の光アッドドロップ装置であって、
前記光ファイバネットワークは、第１のワークラインと、前記第１のワークラインと逆向きの第２のワークラインと、第１のプロテクションラインと、前記第１のプロテクションラインと逆向きの第２のプロテクションラインとを含み、
第１列第１番目乃至第４番目のスイッチエレメントにそれぞれ対向して前記第１及び第２のワークライン並びに第１及び第２のプロテクションライン用の入力ポートが設けられ、
第４列第１番目乃至第４番目のスイッチエレメントにそれぞれ対向して前記第１及び第２のワークライン並びに第１及び第２のプロテクションライン用の出力ポートが設けられ、
第４列のスイッチエレメントは第１列乃至第３列のスイッチエレメントと逆向きに配置されている光アッド／ドロップ装置。
【００８２】
（付記５） 異なる波長を有する複数の光信号を波長分割多重して得られたＷＤＭ信号光が伝搬する光ファイバネットワークに適用される光アッド／ドロップ装置であって、
前記光ファイバネットワークを複数の波長チャネルに関連付ける光デマルチプレクサ及び光マルチプレクサと、
前記複数の波長チャネル毎に設けられた複数のスイッチユニットとを備え、
各スイッチユニットは、マトリックスのクロスポイント上に設けられ、バー状態とクロス状態とを切換える複数の２×２型のスイッチエレメントを備えており、
前記マトリックスの行方向に前記光ファイバネットワークが接続されるポートが設けられ、
前記マトリックスの列方向にアッド／ドロップ用のポートが設けられている光アッド／ドロップ装置。
【００８３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、簡単な構成で障害復旧を容易に行い得る光アッド／ドロップ装置の提供が可能になるという効果が生じる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明による光アッド／ドロップ装置の第１実施形態を示すブロック図である。
【図２】図２はスイッチユニットの第１実施形態を示すブロック図である。
【図３】図３はスイッチユニットの第２実施形態を示すブロック図である。
【図４】図４の（Ａ）は初期状態におけるパスの様子を示す図、図４の（Ｂ）は障害発生時におけるパスの様子を示す図である。
【図５】図５は復旧時におけるパスの様子を示す図である。
【図６】図６はノード＃１における初期時のスイッチユニットの動作を説明するための図である。
【図７】図７はノード＃１における障害時のスイッチユニットの動作を説明するための図である。
【図８】図８はノード＃３における初期時のスイッチユニットの動作を説明するための図である。
【図９】図９はノード＃３における障害復旧時のスイッチユニットの動作を説明するための図である。
【図１０】図１０はノード＃４における初期時のスイッチユニットの動作を説明するための図である。
【図１１】図１１はノード＃４における障害復旧時のスイッチユニットの動作を説明するための図である。
【図１２】図１２の（Ａ）は他の初期状態におけるパスを説明するための図、図１２の（Ｂ）は他の障害発生時におけるパスの様子を説明するための図である。
【図１３】図１３は他の復旧時におけるパスの状態を説明するための図である。
【図１４】図１４はノード＃２における初期時のスイッチユニットの動作を説明するための図である。
【図１５】図１５はノード＃３における初期時のスイッチユニットの動作を説明するための図である。
【図１６】図１６はノード＃３における障害復旧時のスイッチユニットの動作を説明するための図である。
【図１７】図１７はノード＃２における障害時のスイッチユニットの動作を説明するための図である。
【図１８】図１８は従来の光アッド／ドロップ装置のブロック図である。
【図１９】図１９の（Ａ）は４×４クロスポイントスイッチを示す図、図１９の（Ｂ）は２×２クロスポイントスイッチを示す図である。
【図２０】図２０は従来の他の光アッド／ドロップ装置のブロック図である。
【図２１】図２１はスイッチユニットの第３実施形態を示すブロック図である。
【図２２】図２２はスイッチユニットの第４実施形態を示すブロック図である。
【図２３】図２３は本発明による光アッド／ドロップ装置の第３実施形態を示すブロック図である。
【図２４】図２４は２連型の２×２アッド／ドロップセレクタの構成を示す図である。
【図２５】図２５は本発明による光アッド／ドロップ装置の第３実施形態を示すブロック図である。
【図２６】図２６は図２５に示されるスイッチユニットの配線状態を示す図である。
【符号の説明】
２ 光デマルチプレクサ
４ スイッチユニット
６ 光マルチプレクサ
ＳＥ スイッチエレメント
Claims (2)
- 光ファイバネットワークに適用される光アッド／ドロップ装置であって、
マトリックスのクロスポイント上に設けられ、バー状態とクロス状態とを切換える複数の２×２型のスイッチエレメントを備え、
前記マトリックスの行方向に前記光ファイバネットワークが接続されるポートが設けられ、
前記マトリックスの列方向にアッド／ドロップ用のポートが設けられ、
前記マトリックスは４×４マトリックスであり、
前記光ファイバネットワークは、第１のワークラインと、前記第１のワークラインと逆向きの第２のワークラインと、第１のプロテクションラインと、前記第１のプロテクションラインと逆向きの第２のプロテクションラインとを含み、
１行１列目及び２行１列目のスイッチエレメントにそれぞれ対向して前記第１及び第２のワークライン用の入力ポートが設けられ、
３行１列目及び４行１列目のスイッチエレメントにそれぞれ対向して前記第１及び第２のプロテクションライン用の入力ポートが設けられ、
１行４列目及び２行４列目のスイッチエレメントにそれぞれ対向して前記第１及び第２のワークライン用の出力ポートが設けられ、
３行４列目及び４行４列目のスイッチエレメントにそれぞれ対向して前記第１及び第２のプロテクションライン用の出力ポートが設けられ、
第４列のスイッチエレメントは第１列乃至第３列のスイッチエレメントと逆向きに配置されている光アッド／ドロップ装置。 - 異なる波長を有する複数の光信号を波長分割多重して得られたＷＤＭ信号光が伝搬する光ファイバネットワークに適用される光アッド／ドロップ装置であって、
前記光ファイバネットワークを複数の波長チャネルに関連付ける光デマルチプレクサ及び光マルチプレクサと、
前記複数の波長チャネル毎に設けられた複数のスイッチユニットとを備え、
各スイッチユニットは、マトリックスのクロスポイント上に設けられ、バー状態とクロス状態とを切換える複数の２×２型のスイッチエレメントを備えており、
前記マトリックスの行方向に前記光ファイバネットワークが接続されるポートが設けられ、
前記マトリックスの列方向にアッド／ドロップ用のポートが設けられ、
前記マトリックスは４×４マトリックスであり、
前記光ファイバネットワークは、第１のワークラインと、前記第１のワークラインと逆向きの第２のワークラインと、第１のプロテクションラインと、前記第１のプロテクションラインと逆向きの第２のプロテクションラインとを含み、
１行１列目及び２行一列目のスイッチエレメントにそれぞれ対向して前記第１及び第２のワークライン用の入力ポートが設けられ、
３行１列目及び４行一列目のスイッチエレメントにそれぞれ対向して前記第１及び第２のプロテクションライン用の入力ポートが設けられ、
１行４列目及び２行４列目のスイッチエレメントにそれぞれ対向して前記第１及び第２のワークライン用の出力ポートが設けられ、
３行４列目及び４行４列目のスイッチエレメントにそれぞれ対向して前記第１及び第２のプロテクションライン用の出力ポートが設けられ、
第４列のスイッチエレメントは第１列乃至第３列のスイッチエレメントと逆向きに配置されている光アッド／ドロップ装置。
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