JP5085365B2 - ノード装置およびエクストラトラヒックの送受信方法 - Google Patents

Description

本発明は、エクストラトラヒックをネットワーク上に流すことの出来るＢＷＰＳＲ(Bi-directional
Wavelength-Path Switched Ring)方式のリングネットワークに関する。なお、エクストラトラヒックとは、本来提供すべき信号とは異なる信号（現用系パスで送る必要がない信号）のことである。また、以下の説明および図面では、説明を分かりやすくするために、ノード装置は単にノードと表記する。

インターネットやマルチメディア通信の普及に伴うトラヒック増加により、コアネットワークの大容量化の需要が高まっている。その需要に応える技術として一本の光ファイバに複数の波長信号を多重して伝送するＷＤＭ(Wave length Division Multiplexing)技術が広く普及している。

メトロエリアなどに適用されている従来のＷＤＭリングネットワークの概略図を図１４に示す。リングネットワークのリング切り替え方式には、ＵＰＳＲ(Uni-directional Path Switched Ring)、ＢＬＳＲ(Bi-directional Line
Switched Ring)、ＢＷＰＳＲ(Bi-directional Wavelength-Path Switched Ring)などがある（特許文献１参照）。

これらのうち、ＢＷＰＳＲはＢＬＳＲと比べてリング全長を長く取ることができる利点があり、ＵＰＳＲに比べて同じ波長リソース内でより多数の光パス形成ができる利点がある。

故障発生時のＢＷＰＳＲプロテクション動作（切換動作）を図１５に示す。図１５左図のリングネットワークにおいて故障が発生すると、図１５右図のように、ノードＤとノードＳとの間でパス切換のためのシグナリングが行われる。このシグナリングによりパス両端のノードＤおよびノードＳにおいて現用系パスと予備系パスとの切り換えが行われる。このように、ＢＷＰＳＲでは故障が発生して初めて予備系パスを構築するのが特徴である。

特開２０００−２９５２６２号公報

従来のエクストラトラヒックは、現用系パスの故障時に予備系パスを形成する予定の区間においてのみ送受信されていた。そのため、リング上の任意のノード装置間でエクストラトラヒックを流すことはできなかった。

また、リング網に故障が発生すると、故障により途絶した本来提供すべき情報を予備系パスで流すため、エクストラトラヒックの送受信を中断しなくてはならなかった。

本発明は、このような課題を解決するために行われたものであって、任意のノード間でエクストラトラヒックを送受信することができ、さらに、現用系パスから予備系パスへの切換の際にもエクストラトラヒックの送受信が中断しないノードおよびエクストラトラヒックの送受信方法を提供することを目的とする。

本発明では、ノード間が少なくとも２本の光ファイバで結ばれたＢＷＰＳＲ方式のリングネットワークにおけるノードで、ＷＳＳ(Wavelength Selective Switch:波長選択スイッチ)を使用することにより任意のノード間でエクストラトラヒックの転送を可能とする構成を提案する。

本発明の第一の観点は、隣接するノード間を少なくとも２本の光ファイバにより接続したリングネットワークを構成するノードである。

ここで、本発明の特徴とするところは、波長多重された光信号が複数のノード装置の間で循環するパスを設け、当該パスの折り返し端となるノード装置は、前記パスを伝送する波長多重された光信号から所望の波長の光信号を分岐する波長選択分岐手段と、この波長選択分岐手段により分岐された光信号の波長を所望の波長に変換してクライアントに出力する波長変換出力手段と、クライアントが送信し、前記波長変換出力手段が所望の波長に変換した光信号を前記パスを伝送する波長多重された光信号に挿入する波長選択挿入手段と、予備系パスを介してエクストラトラヒックを送受信するのに際し、現用系パスの予備系パスへの切り替えに伴って、当該予備系パスの波長がエクストラトラヒックの送受信波長と重複するときには、エクストラトラヒックの波長を変更してエクストラトラヒックの送受信を継続する手段とを備えたところにある。

これによれば、ノードにおける波長選択の自由度を広く確保することができる。したがって、本発明の目的である任意のノード間でエクストラトラヒックを送受信すること、または、現用系パスから予備系パスへの切換の際にもエクストラトラヒックの送受信が中断しないようにすることを容易に実現することができる。

また、複数系統の前記波長選択分岐手段および前記波長選択挿入手段毎に、前記波長変換出力手段をそれぞれ設け、クライアントに対し、複数の前記波長変換出力手段のいずれかを選択して接続するスイッチ手段を備えることができる。

これによれば、クライアントにおける波長選択の自由度も広く確保することができる。

また、複数系統の前記波長選択分岐手段および前記波長選択挿入手段に対して１つの前記波長変換出力手段を設け、１つの前記波長変換出力手段に対し、複数系統の前記波長選択分岐手段および前記波長選択挿入手段のいずれかを選択して接続するスイッチ手段を備えることができる。

これによれば、波長変換出力手段の設置個数をクライアント単位とすることができる。したがって、１つのクライアントが多数系統のパスに係わるような場合には、前者（複数系統の波長選択分岐手段および波長選択挿入手段毎に、波長変換出力手段をそれぞれ設ける）と比べて波長変換出力手段の個数を低減させることができる。

このように、本発明では、ノードにおける波長選択の自由度を広く確保することができるので、現用系パスの予備系パスへの切り替えに伴って、当該予備系パスの波長がエクストラトラヒックの送受信波長と重複するときには、エクストラトラヒックの波長を変更してエクストラトラヒックの送受信を継続することを容易に実現することができる。

本発明の第二の観点は、隣接するノード間を少なくとも２本の光ファイバにより接続したリングネットワークを構成するノードが行うエクストラトラヒックの送受信方法である。

ここで、本発明の特徴とするところは、波長多重された光信号が複数のノード装置の間で循環するパスの折り返し端となるノード装置の波長選択分岐手段が、前記パスを伝送する波長多重された光信号から所望の波長の光信号を分岐し、前記ノード装置の波長変換出力手段が、前記波長選択分岐手段により分岐された光信号の波長を所望の波長に変換してクライアントに出力し、前記ノード装置の波長選択挿入手段が、クライアントが送信し、前記波長変換出力手段が所望の波長に変換した光信号を前記パスを伝送する波長多重された光信号に挿入し、予備系パスを介してエクストラトラヒックを送受信する手段が、現用系パスの予備系パスへの切り替えに伴って、当該予備系パスの波長がエクストラトラヒックの送受信波長と重複するときには、エクストラトラヒックの波長を変更してエクストラトラヒックの送受信を継続するところにある。

また、スイッチ手段が、クライアントに対し、複数系統の前記波長選択分岐手段および前記波長選択挿入手段毎に設けられた複数の前記波長変換出力手段のいずれかを選択して接続することができる。

あるいは、スイッチ手段が、複数系統の前記波長選択分岐手段および前記波長選択挿入手段に対して１つ設けられた前記波長変換出力手段に対し、複数系統の前記波長選択分岐手段および前記波長選択挿入手段のいずれかを選択して接続することができる。

本発明によれば、任意のノード間でエクストラトラヒックを送受信することができる。また、現用系パスから予備系パスへの切換の際にもエクストラトラヒックの送受信が中断しないようにすることができる。

（第一実施例）
第一実施例のＢＷＰＳＲネットワークの構成を図１に示す。図１は、ノード間を２本の光ファイバＡおよびＢで接続し、４つのノード♯１１〜♯１４で構成されたＢＷＰＳＲネットワークの通常時における概略図である。なお、１本の光ファイバには、片方向の光信号しか流れないものとする。

図１のＢＷＰＳＲネットワークには、通常光パスであるパス♯１が一つと、エクストラトラヒック用パスであるパス♯２および♯３が二つ設定されている。

第一実施例のノードは、図１に示すように、隣接するノード間を２本の光ファイバにより接続したＢＷＰＳＲリングネットワークを構成する。ＢＷＰＳＲネットワークに、波長多重された光信号が複数のノードの間で循環するパス♯１〜♯３を設け、当該パス♯１〜♯３の折り返し端となるノード♯１１、♯１３、♯１４は、パス♯１〜♯３を伝送する波長多重された光信号から所望の波長の光信号を分岐するＷＳＳ１０および１１、ＷＳＳ２および３、ＷＳＳ１４および１５と、このＷＳＳ１０および１１、ＷＳＳ２および３、ＷＳＳ１４および１５により分岐された光信号の波長を所望の波長に変換してクライアントに出力する波長可変トランスポンダ（以下ではＴＰＤと記す）２７〜２９、ＴＰＤ２１〜２３、ＴＰＤ３０、３１と、クライアントが送信し、ＴＰＤ２７〜２９、ＴＰＤ２１〜２３、ＴＰＤ３０、３１が所望の波長に変換した光信号をパス♯１〜♯３を伝送する波長多重された光信号に挿入するＷＳＳ９および１２、ＷＳＳ１および４、ＷＳＳ１３および１６とを備える。なお、ノード♯１２は、パス♯１が通過するノードである。

また、図１の例えばノード♯１３に示すように、ＷＳＳ１および３とＷＳＳ２および４とに対応してＴＰＤ２２および２３をそれぞれ設け、クライアント５２とＴＰＤ２２または２３のいずれかとを選択して接続するスイッチ（以下ではＳＷと記す）４１および４２を備える。なお、クライアント５１は、パス♯２のみに係るので、ＷＳＳ１および３に対応してＴＰＤ２１が設けられておりＳＷは必要としない。また、ノード♯１４は、クライアント５７および５８がそれぞれ１つのパス♯３および♯２のみに係るのでＳＷは必要としない。

ＷＳＳ１〜１６、ＴＰＤ２１〜３１においてそれぞれ取り扱う波長を変えられるので、多数の波長を任意に適用することができる。これにより、任意のノード間でエクストラトラヒックを送受信することができる。また、現用系パスから予備系パスへの切換の際にもエクストラトラヒックの送受信が中断しないようにすることができる。以下では、説明を分り易くするために、リング上での使用可能な波長数は二つ（λ１、λ２）とする。なお、ここで、通常パスとは現用系と予備系とで冗長化されたパスのことを指す。

第一実施例の説明は、以下の順で行う。
リング構成（（Ａ）光ファイバ（Ｂ）ノード構成（Ｃ）パス構成）
リング動作（（Ｄ）パス開通時の動作（Ｅ）故障時動作）

（リング構成）
（Ａ）光ファイバＡには時計回りの光、光ファイバＢには反時計回りの波長多重光が収容される。
（Ｂ）図１において、ＷＳＳ１〜１６はＷａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ Ｓｗｉｔｃｈ（波長選択スイッチ）、ＴＰＤ２１〜３１は波長可変トランスポンダ、ＳＷ４１〜４６は２×１スイッチまたは１×２スイッチ、Ｃｌｉｅｎｔ５１〜５８はクライアントを意味する。

ＷＳＳ１〜１６は、任意波長を任意ポートから出力（Ａｄｄ／Ｄｒｏｐポートをカラーレス化）できる光スイッチである。ＷＳＳ１〜１６は、各入力ポートからＷＤＭ信号を入力し、波長毎に出力ポートを設定し、各出力ポートからＷＤＭ信号を出力する。

ＷＳＳ１〜１６の構成を図２および図３を参照して説明する。図２は、１×Ｎ ＷＳＳのブロック構成図である。図３は、Ｎ×１ ＷＳＳのブロック構成図である。図２に示す１×Ｎ ＷＳＳは、１本の光ファイバ６０から到着するＮ波長が多重された光信号を入力とし、Ｎ波長の光信号に分波する分波器６１と、分波器６１により分波されたＮ本の光信号をその宛先に従って方路選択するＮ個のＳＷ６２−１〜６２−Ｎと、Ｎ個のＳＷ６２−１〜６２−Ｎにより方路選択された光信号を同じ波長毎に合波するＮ個の合波器６３−１〜６３−Ｎとから構成される。

図３に示すＮ×１ ＷＳＳは、Ｎ本の光ファイバから到着するＮ波長の光信号をそれぞれ入力とし、一つの波長の光信号をそれぞれＮ分岐して後段のＳＷ７１−１〜７１−Ｎにそれぞれ出力するＮ個の分波器７０−１〜７０−Ｎと、分波器７０−１〜７０−Ｎからそれぞれ入力されたＮ波長の光信号をその宛先に従って方路選択するＳＷ７１−１〜７１−Ｎと、ＳＷ７１−１〜７１−Ｎからそれぞれ出力されるＮ波長の光信号を合波して一つの光ファイバ７３に出力する合波器７２とから構成される。

図１のノード♯１３において、ノード♯１３における光波長のＤｒｏｐ機能を実現するＷＳＳ２および３は、図２に示す１×Ｎ
ＷＳＳである。Ａｄｄ機能を持つＷＳＳ１および４は図３に示すＮ×１ ＷＳＳによって実現される。ＷＳＳ２の出力の１ポートはＷＳＳ１につなぎ、Ｔｈｒｏｕｇｈ用ポートとする。残りのポートをＤｒｏｐ用として使う。ＷＳＳ１は入力の１ポートをＴｈｒｏｕｇｈ用ポートとしてＷＳＳ２の出力ポートの１つにつなぎ、残りのポートをＡｄｄ用として使う。逆方向についても、ＷＳＳ３および４をＷＳＳ１および２と同様に、Ｄｒｏｐ用およびＡｄｄ用として使う。

図１のノード♯１３のＷＳＳ１および４は光の挿入を行い、ＷＳＳ２および３は光の分岐を行う。このノード構成では、ＴＰＤ２１〜２３を３個使用し、それらすべてが波長可変機能を持っている。ＴＰＤ２２および２３は一方が現用系でもう一方が予備系の送受信を行い、ＴＰＤ２１はエクストラトラヒックの送受信を行う。

ノード♯１３から見て、Ｅａｓｔ側に現用系パスを形成する場合はＴＰＤ２３を現用系、ＴＰＤ２２を予備系のトランスポンダとして使用する。逆に、Ｗｅｓｔ側に現用系パスを形成するときは、ＴＰＤ２２を現用系、ＴＰＤ２３を予備系のトランスポンダとする。

現用系と予備系とはＳＷ４１の出力とＳＷ４２の入力とをそれぞれスイッチすることで切り替わる。図１のノード♯１３では、ノード♯１３のＷｅｓｔ側にエクストラトラヒックパスを形成する。従って、ＴＰＤ２１からＷＳＳ１および３に対して信号を送受信している。Ｅａｓｔ側にエクストラトラヒックパスを形成する場合は、ＴＰＤ２１はＷＳＳ１および３からＷＳＳ２および４に接続を変更する。

また、ＥａｓｔとＷｅｓｔの両側にエクストラトラヒックパスを形成する場合は、一方のパスにＴＰＤ２１を割り振り、もう一方には未使用のＴＰＤを割り振る（図１ではＴＰＤ３１を割り振っている）。また、ＴＰＤ２１はＣｌｉｅｎｔ５１へ、ＴＰＤ２２および２３はＣｌｉｅｎｔ５２へＳＷ４１および４２を介して繋がっている。

（Ｃ）パスに割り当てる波長は、現用系が奇数の波長番号、予備系が偶数の波長番号（現用系波長番号＋１）を使うものとする。例えば、図１のパス♯１の現用系パスを波長λ１で実現した場合は、その予備系パスには波長λ２を使用する。

パス♯１はノード♯１１−♯１２−♯１３を結ぶ現用系パスであり、送受信に波長λ１を割り当てる。パス♯１の故障時には、リング上でパス♯１と反対方向（ノード♯１１−♯１４−♯１３）に予備系パスを形成するが、そのとき予備系パスには波長λ２を割り当てる。パス♯２はノード♯１３−♯１４を、パス♯３はノード♯１４−♯１１を結び、それらはパス♯１の予備系波長λ２を用いてエクストラトラヒックを流している。

（リング動作）
（Ｄ）パス設定時
（ａ）パス♯１（ｂ）パス♯２（ｃ）パス♯３の順に説明する。
（ａ）パス♯１（現用系）

（１）ノード♯１１
パス♯１はノード♯１１のＷｅｓｔ側に形成される。従って、ノード♯１１ではＴＰＤ２８を現用系、ＴＰＤ２９を予備系に割り当てる。パス♯１は波長λ１で送受信を行っているので、ＷＳＳ９は波長λ１の信号がＴＰＤ２８に繋がっているＡｄｄポートから出力ポートに出力されるように設定する。さらに、ＷＳＳ１１は図２に示す構造であり、パス♯１を通ってノード♯１１に入ってくる波長多重光から分波された波長λ１の光を、１×Ｎ ＷＳＳによってＴＰＤ２８の受信ポートに収容されるように設定する。

ＳＷ４５は、Ｃｌｉｅｎｔ５６からの入力信号がＴＰＤ２８の入力ポートに出力されるように設定する。ＴＰＤ２８は、Ｃｌｉｅｎｔ５６からの入力信号がＴＰＤ２８の入力ポートに収容されると、入力信号を波長λ１の光信号に変換し、ＴＰＤ２８の出力ポートからＷＳＳ９のＡｄｄポートへ出力するように設定する。また、ＴＰＤ２８においてＷＳＳ１１のＤｒｏｐポートからＴＰＤ２８の入力ポートへの波長λ１の入力信号は、ＴＰＤ２８に収容されるとクライアント信号に変換され、ＳＷ４６を介してＣｌｉｅｎｔ５６に出力されるように設定する。

図１のファイバＢを通ってノード♯１１に入ってくる信号は、ＷＳＳ１１において波長多重光から分波され、ＴＰＤ２８に収容される。その後、ＴＰＤ２８でクライアント信号に変換され、ＳＷ４６を介してＣｌｉｅｎｔ５６で受信される。

次に、ノード♯１１からノード♯１２に向け、ファイバＡを通って流される信号について説明する。まず、Ｃｌｉｅｎｔ５６からの信号はＳＷ４５を介してＴＰＤ２８へ流される。そこで、ＳＷ４５はパス♯１の現用系側であるＴＰＤ２８に接続されている。ＴＰＤ２８ではリングネットワークで転送する信号フォーマットの波長に変換して送信する。この後、ＴＰＤ２８からＷＳＳ９に入った信号は、そこでＷＳＳ１０を通過してきた波長多重光と合波され、ファイバＡに流される。多重された信号は、ファイバＡに入った後、ノード♯１２に送られる。

（２）ノード♯１２
ノード♯１２では、ＷＳＳ６および７の入力ポートに入ってきた波長λ１の信号をそれぞれのＴｈｒｏｕｇｈ用ポートに出力するように設定する（通過）。同時に、ＷＳＳ６および７のＴｈｒｏｕｇｈ用ポートから出力された波長λ１の信号が、それぞれＷＳＳ５および８に入力されると、ＷＳＳ５および８では波長λ１の信号をそのまま出力するように設定する（通過）。

ノード♯１２では、図１のパス♯１でファイバＢに収容された波長λ１の信号がＷＳＳ７および８を通過してノード♯１１に向かう。一方、パス♯１でファイバＡに収容された波長λ１の信号は、ＷＳＳ６および５を通過してノード♯１３へと向かう。

（３）ノード♯１３
ノード♯１３では、ＴＰＤ２３を現用系に、ＴＰＤ２２を予備系に割り当てる。ＴＰＤ２３は波長λ１の光信号を送受信するよう設定される。図１のノード♯１３のＥａｓｔ側には現用系のパス♯１が形成される。ノード♯１３において、パス♯１を通って送受信される光信号は、ＷＳＳ４でＡｄｄ、ＷＳＳ２でＤｒｏｐされる。

パス♯１は波長λ１で送受信を行っているので、ＷＳＳ４は波長λ１の信号がＴＰＤ２３に繋がっているＡｄｄポートから出力ポートに出力されるように設定する。さらに、ＷＳＳ２は図２に示す構造であり、パス♯１を通ってノード♯１１に入ってくる波長多重光から分波された波長λ１の光を、１×Ｎ ＷＳＳによってＴＰＤ２３の受信ポートに収容されるよう設定する。ＳＷ４１は、Ｃｌｉｅｎｔ５２からの入力信号がＴＰＤ２３の入力ポートに出力されるよう設定する。ＳＷ４２はＴＰＤ２３からの入力信号がＣｌｉｅｎｔ５２の受信ポートに収容されるよう設定する。

ＴＰＤ２３は、Ｃｌｉｅｎｔ５２から出力された信号がＳＷ４１を介してＴＰＤ２３の入力ポートに収容されると、入力信号を波長λ１の光信号に変換し、ＴＰＤ２３の出力ポートからＷＳＳ４のＡｄｄポートへ出力するよう設定する。また、ＴＰＤ２３においてＷＳＳ２のＤｒｏｐポートからＴＰＤ２３の入力ポートへの波長λ１の入力信号は、ＴＰＤ２３に収容されるとクライアント信号に変換され、ＳＷ４２を介してＣｌｉｅｎｔ５２に出力されるように設定する。

パス♯１でファイバＡを通ってノード♯１３のＥａｓｔ側からきた波長多重光から、パス♯１の信号光がＷＳＳ２によって取り出される。このとき、ＷＳＳ２で取り出されなかった信号光はＷＳＳ１へ通過する。ＷＳＳ２によって取り出された信号光はＴＰＤ２３まで届き、クライアント信号に変換されＣｌｉｅｎｔ５２に到達する。

パス♯１のファイバＢに収容される信号は、Ｃｌｉｅｎｔ５２からクライアント信号としてＳＷ４１を介してＴＰＤ２３へ送られ、光信号に変換された後ＷＳＳ４に入る。その後、上り信号はＷＳＳ３を通過してきた波長多重光にＡｄｄされ、ファイバＢを通って図１のノード♯１２に送られる。

（ｂ）パス♯２（エクストラトラヒック）
（１）ノード♯１３
ノード♯１３においては、エクストラトラヒックの送受信をＴＰＤ２１で行う。ＴＰＤ２１では、信号の送受信を波長λ２で行うように設定する。ＷＳＳ１は波長λ２をＴＰＤ２１が繋がっているＡｄｄポートから出力ポートに出力されるように設定する。ＷＳＳ３は波長λ２を入力ポートからＴＰＤ２１と接続されているＤｒｏｐポートに出力されるように設定する。

エクストラトラヒックパスの下り信号はＷＳＳ３でファイバＢを通ってきた波長多重光からＤｒｏｐされ、ＴＰＤ２１に届く。その後、下り信号はクライアント信号に変換され、Ｃｌｉｅｎｔ５１で受信される。エクストラトラヒックの上り信号は、Ｃｌｉｅｎｔ５１からＴＰＤ２１に入り、光信号に変換された後ＷＳＳ１に入る。ＷＳＳ１で、上り信号はＷＳＳ２を通過してきた波長多重光にＡｄｄされ、ファイバＡを通り図１のノード♯１４へと送られる。

（２）ノード♯１４
ノード♯１４では、Ｅａｓｔ側とＷｅｓｔ側の両方にエクストラトラヒックのパスが形成される。Ｗｅｓｔ側のパス♯３の送受信にはノード♯１４のＴＰＤ３０を割り当て、Ｅａｓｔ側のパス♯２の送受信にはＴＰＳ３１を割り当てる。ＴＰＤ３０および３１では波長λ２で送受信を行うよう設定する。ＷＳＳ１６は波長λ２をＴＰＤ３１が繋がっているＡｄｄポートから出力ポートに出力されるよう設定する。ＷＳＳ１４は波長λ２を入力ポートからＴＰＤ３１が繋がるＤｒｏｐポートに出力されるよう設定する。

パス♯２でファイバＡを通ってノード♯１４に入ってくる信号（ノード♯１４から見た下り信号）は、ノード♯１４に入るとＷＳＳ１４で波長多重光から分波され、ＴＰＤ３１に送られる。下り信号はそこでクライアント信号に変換され、クライアント５８に受信される。

パス♯２でファイバＢを通り、ノード♯１４からノード♯１３に向かう信号（ノード♯１４から見た上り信号）は、Ｃｌｉｅｎｔ５８からクライアント信号として出力され、ＴＰＤ３１で光に変換される。その後、上り信号はＷＳＳ１６に入り、そこでＷＳＳ１５を通過してきた波長多重光にＡｄｄされる。多重された下り信号はノード♯１３へと向かう。

（ｃ）パス♯３（エクストラトラヒック）
パス♯２と同様の方法で、ノード♯１１とノード♯１４との間を波長λ２で設定する。

（Ｅ）故障発生時
故障復旧動作は、以下の手順で行われる。
（１）パス端のノードが信号の途絶または品質劣化から故障を検知
（２）ＯＳＣ(Optical Supervisory Channel)などの制御情報を流すためのチャネルで、予備系パスへ切り替えることを、少なくとも予備系パスが通る全てのノードに流す。ＯＳＣなどで流した切り替えの情報には、故障箇所、影響を受けるパス、使用する予備系波長をパス端ノードに指示する内容が含まれている。
（３）各ノードで、予備系パスの設定を行う。
（４）予備系に切り替える。

次に、故障が（１）パス♯１で起こった場合、（２）パス♯２、パス♯３で行った場合、の二つに分けて、ＢＷＰＳＲネットワークの動作を説明する。

（１）パス♯１での故障
パス♯１を廃止し、リング上の反対方向（ノード♯１１−♯１４−♯１３）に予備系パスを形成する。そこで、予備系パスを形成するために、予備系波長λ２を使っているエクストラトラヒックのサービスを中断しなくてはならない。

（１）パス♯１の故障を、パス端であるノード♯１１かノード♯１３が検知する。
（２）ノード♯１１、♯１３はＯＳＣを通して故障発生のアラームを予備系パス上の全てのノード♯１１、♯１４、♯１３に通知する。ここで、二つのノードから異なるアラームがリング上に通知されるのを防ぐため、アラームに優先順位を付ける。リングネットワーク上の全てのノードは、リングネットワークの初期設定時に任意の優先順位が割り当てられる。各ノードは、送信する故障アラームに自装置の優先順位の情報を付与する。故障時において、複数の故障アラームを受信したノードは、受信した故障アラームのうち、最も高い優先順位の情報が付与された（すなわち、最も高い優先順位が割り当てられたノードが送信した）アラームの指示に従い、最も高い優先順位の情報が付与されたアラーム以外のアラームを破棄する。今回はノード♯１３のアラームを優先して取り扱うこととする。
（３）アラームには、予備系パスを形成するために、予備系パス上のノードが行わなければならない動作が指示されている。ノード♯１１のＷＳＳ９および１１とノード♯１３のＷＳＳ２および４において、波長λ１をＡｄｄ／Ｄｒｏｐする設定を解除する。ノード♯１２では、波長λ１をＴｈｒｏｕｇｈさせる設定を解除する。

次に、各ノードの動作を（ａ）エクストラトラヒック転送用パス（パス♯２もしくはパス♯３）に対する動作、（ｂ）予備系パスの設定に対する動作、の二つに分けて説明する。

ノード♯１１：
（ａ）ＴＰＤ２７でエクストラトラヒックを流すために使用している波長λ２の出力をＯＦＦにし、ＷＳＳ１２および１０でそれぞれ波長λ２の信号をＡｄｄ／Ｄｒｏｐする設定を解除する。
（ｂ）ＳＷ４５の出力とＳＷ４６の入力とを、それぞれＴＰＤ２９の入力および出力ポートに接続するよう設定する。ＴＰＤ２９では、パス♯１予備系の送受信を波長λ２で行うよう設定する。

ノード♯１３：
（ａ）ＴＰＤ２１で波長λ２の出力をＯＦＦにし、ＷＳＳ１および３でそれぞれ波長λ２の信号をＡｄｄ／Ｄｒｏｐする設定を解除する。
（ｂ）ノード♯１１と同様に、ＳＷ４１および４２を設定しＴＰＤ２２に切り替える。ＴＰＤ２２では波長λ２を使用する。

ノード♯１４：
（ａ）ＴＰＤ３０および３１で、波長λ２の光の出力をＯＦＦにする。さらに、ＷＳＳ１３および１６で波長λ２の信号をＡｄｄする設定を解除し、ＷＳＳ１４および１５で波長λ２の信号をＤｒｏｐする設定を解除する。
（ｂ）ＷＳＳ１４および１５の入力ポートに入ってきた波長λ２の信号をそれぞれのＴｈｒｏｕｇｈ用ポートに出力するように設定する（通過）。同時に、ＷＳＳ１４および１５のＴｈｒｏｕｇｈ用ポートから出力された波長λ１の信号が、それぞれＷＳＳ１３および１６に入力されると、ＷＳＳ１３および１６では波長λ１の信号をそのまま出力するように設定する（通過）。
（４）パス端で予備系パスに切り替えを行う。

ノード♯１１：
現用系のパス♯１を形成していたＴＰＤ２８から予備系パスを形成するＴＰＤ２９へと切り替えるために、ＳＷ４５の出力とＳＷ４６の入力とをそれぞれＴＰＤ２９の入力および出力に接続するように設定する。ＴＰＤ２９は波長λ２を使いノード♯１３との予備系パスを形成する。

ノード♯１３：
現用系のパス♯１を形成していたＴＰＤ２４からＴＰＤ２３へと切り替えるため、上記のノード♯１１の場合と同様にＳＷ４１および４２を設定する（ＴＰＤ２３で使用する波長はλ２にする）。リング上で現用系パスと反対方向に予備系パスを張る。

（２）パス♯２、♯３での故障
パス♯２、♯３で故障が起きた場合は、それぞれのパスで行われているエクストラトラヒックサービスを中断する。

（第二実施例）
第一実施例において、エクストラトラヒック転送用の光パスの波長が常時固定であったのに対し、本実施例では、通常パスにおいて故障が発生して予備系に切り替えた際に、エクストラトラヒック転送用の光パスの波長切り替え機構をさらに設ける。この機構を設けることにより、第一実施例では、通常パスの故障発生時に中断されたエクストラトラヒックの転送が、中断されずに継続して転送できる効果を奏する。以下、詳細を説明する。

図４は本発明を実施するＢＷＰＳＲネットワークの一例である。１１０、１２０、１３０、１４０は光分岐挿入装置（ＯＡＤＭ）、１５０、１６０はそれぞれ異なる波長の現用系光パス、１７０はエクストラトラヒックを流す光パス、１８０は光分岐挿入装置をつなぐ光ファイバを示している。図４に示すネットワークは２本のファイバ、４つのノードで構成されており、使用波長数は４波長とする。また、このネットワークでは、上り下り信号に同じ波長が割り振られる。

現用系パス１５０はノード１４０、１１０、１２０をつなぎ、現用系パス１６０はノード１１０、１２０、１３０をつなぐ。パス１５０、１６０が使用する波長には、それぞれλ１５０、λ１６０を割り当てる。パス１５０、１６０で故障が発生した場合に備えて、それぞれの予備系波長としてλＰ１５０、λＰ１６０を準備しておく。

故障発生後は、これらの波長を使って、リング上で現用系の反対方向に予備系パスを形成する。つまり、パス１５０で故障が発生した場合は、波長λＰ１５０を用いてノード１２０、１３０、１４０を結ぶパス１５０の予備系パスを形成する。さらに、パス１６０で故障が起きたときは、波長λＰ１６０を用いてノード１３０、１４０、１１０を結ぶ予備系パスを形成する。

パス１７０は、ノード１３０、１４０を結び、エクストラトラヒックを流す。パス１７０において使用する波長は、予備系波長λＰ１５０、λＰ１６０のいずれかである。従って、リング上で故障が発生し、現用系から予備系に切り替わると、エクストラトラヒックの転送は中断される。

そこで本実施例は、リング上で故障が発生し、現用系から予備系に切り替わる際に、故障に応じてエクストラトラヒックの波長を変える機構を設ける。つまり、通常時は波長λＰ１５０を用いてエクストラトラヒックを転送しているが、パス１５０が故障した際には、使用する波長をλＰ１５０→λＰ１６０とすることで、故障発生後もエクストラトラヒックの転送を継続できる。

（ａ）１１０−１２０、（ｂ）１２０−１３０、（ｃ）１４０−１１０の三区間でそれぞれ故障が起きた場合について、１７０のエクストラトラヒックパスをどのように継続するかを第一実施例の方式と本実施例の方式とで比較する。図５は故障後のエクストラトラヒックサービス継続可否をまとめたものである。第一実施例の方式の場合には、エクストラトラヒックパス１７０にλＰ１５０を割り振ると、（ｂ）区間の故障ではサービスを継続できるが、（ａ）（ｃ）区間では継続できない。同じく第一実施例の方式で、パス１７０にλＰ１６０を割り振ると（ｃ）区間の故障ではサービスを継続できるが、（ａ）（ｂ）区間では継続できない。

本実施例ではＷＳＳを用いることで、エクストラトラヒックに割り振る波長を故障の前後で変えられるようになる。すなわち、故障前後でパス１７０に割り当てる波長をλＰ１５０→λＰ１６０、またはλＰ１６０→λＰ１５０と変えれば、区間（ｂ）（ｃ）のいずれの故障後もサービスを継続できるようになる。ただし、区間（ａ）で故障が起きた場合には、パス１７０にλＰ１５０またはλＰ１６０のどちらを割り当てていても通信の継続は不可能である。

図４のＢＷＰＳＲネットワークを例にして、光パス１５０、１６０、１７０それぞれについて説明する。なお、各ノードの位置関係とノード構成、リング上で張られている光パスを図５にまとめて示す。パス１５０、パス１６０、パス１７０の設定方法は、第一実施例と同様である。

次に、図４のＢＷＰＳＲネットワークを例にして、ネットワーク故障時の動作を説明する。図６は、図４のＢＷＰＳＲネットワークで故障が発生した例を示す図である。アラームには、アラーム送信元のノード名（ノード１３０）、故障したパス名、経路、波長（パス１６０、ノード１１０−１２０−１３０、λ３）、故障パス端のノード名（ノード１１０、１３０）、予備系パスの経路と波長（ノード１３０−１４０−１１０、λ４）の情報が含まれる。

故障は光パスのパス端のノード毎に検知する。図６ではノード１１０および１３０が故障を検知する。故障を検知したノードは、リング上の全ノードに対してＯＳＣを通してアラームを送信する。アラームを受信したノードの動作については図７を参照して説明する。図７は、アラームを受信したノードの動作を示すフローチャートである。

予備系パス経路上の予備系波長（λ４）を使い、エクストラトラヒックを流しているか否かを判定し（ステップＳ１）、流している場合には（ステップＳ１のＹｅｓ）、未使用の予備系波長へ波長を変えてエクストラトラヒックを継続する（ステップＳ５）。流しておらず（ステップＳ１のＮｏ）、故障パス端のノードであれば（ステップＳ２のＹｅｓ）、アラーム情報にある予備系パス経路と予備系波長とに従って予備系パスを設定する（ステップＳ６）。また、故障パス端のノードでなく（ステップＳ２のＮｏ）、故障パス経路上のノードであれば（ステップＳ３のＹｅｓ）、故障パスで使用していた波長λ３を通過させる設定を解除する（ステップＳ７）。また、故障パスの経路上のノードでなければ（ステップＳ３のＮｏ）、ノードは予備系パスの経路上に存在する。よって、予備系パスの波長λ４がノードを通過するように設定する（ステップＳ４）。

また、図８は、経路情報テーブルを示す図であるが、各ノードは、リング上の全てのパスの経路、それらの経路で使用している波長、パスの始点および終点、パスの種類（現用系、予備系、エクストラ）といった情報をテーブルとして保持している。パスの新設あるいは予備系パスの形成などによるテーブル情報の変更は、ＯＳＣを通して常にリング上の全ノードで共有される。

また、図９は、ノードのブロック構成を示す図であるが、各ノードは、図９に示すような構成を有する。なお、図９は、ノード♯１３の例である。制御部８３は、ここで説明する各処理を所定の順序に従って実行するための各部の制御を行う。記憶部８４は、図８に示すテーブルを保持する。故障検知部８０は、ネットワークの故障を検知する。アラーム生成部８１は、上述したアラームを生成する。ハードウェア制御部８２は、ハードウェア（すなわち、ＷＳＳ、ＴＰＤ、ＳＷ）の設定を行う。

故障復旧動作は、以下の手順で行われる。

図４に示したＢＷＰＳＲネットワークの詳細な構成を図１０に示す。また、図４に示すＢＷＰＳＲネットワークにおける故障箇所（ｂ）１２０−１３０についての詳細な構成は図１１に示す。また、図４に示すＢＷＰＳＲネットワークにおける故障箇所（ｃ）１４０−１１０についての詳細な構成は図１２に示す。

（１）パス端のノードが信号の途絶または品質劣化から故障を検知。
（２）ＯＳＣ(Optical Supervisory Channel)などの制御情報を流すためのチャネルで故障アラームをリング上の全てのノードに流す。故障アラームには、故障箇所、影響を受けるパス、使用する予備系波長をパス端ノードに指示する内容が含まれている。
（３）各ノードでハードの操作
（４）予備系パス形成
（５）エクストラトラヒックに用いる波長を選定する。リング上でエクストラトラヒックを流しているノードが故障アラームを受け取った際、エクストラトラヒックのパスに割り当てている波長によって、ノードが行う処理が異なる。
（ａ）エクストラトラヒックパスの波長≠予備系パスの波長
そのままの波長でエクストラトラヒックを流し続ける。
（ｂ）エクストラトラヒックパスの波長≠予備系パスの波長
エクストラトラヒックパスの間で、未使用の波長を選び、エクストラトラヒックパスに新しく割り当てる。

（故障箇所（ｂ）１２０−１３０（図１１参照））
（１）〜（４）は第一実施例と同様に設定する。
（５）（ａ）パス♯１７（エクストラトラヒック）の使用波長がλＰ１５０であればそのまま通信を継続する。（ｂ）しかし、使用波長がλＰ１６０であれば、パス♯１７間で未使用な波長λＰ１５０を新たなエクストラトラヒックパスの波長として選定し、ノード♯１３のＴＰＤ２１とノード♯１４のＴＰＤ３０とにおいてλＰ１６０→λＰ１５０とする。

（故障箇所（ｃ）１４０−１１０（図１２参照））
（１）〜（４）は第一実施例と同様に設定する。
（５）（ａ）パス♯１７（エクストラトラヒック）の使用波長がλＰ１６０であればそのまま通信を継続する。（ｂ）しかし、使用波長がλＰ１５０であれば、パス♯１７間で未使用な波長λＰ１６０を新たなエクストラトラヒックパスの波長として選定し、ノード♯１３のＴＰＤ２１とノード１４のＴＰＤ３０においてλＰ１５０→λＰ１６０とする。

（第一実施例の変形）
第一実施例で用いた図１のノード構成の変形例を図１３に示す。なお、図１３は図１のノード♯１３の変形例（ノード♯１３’）を示す。Ｃｌｉｅｎｔ５１はエクストラトラヒックを収容しており、Ｃｌｉｅｎｔ５２は主信号を収容する。

図１のノード構成では、故障時にパスを反対方向に切り替えるために、現用系および予備系にそれぞれトランスポンダを割り振っていた。故障が発生すると、トランスポンダ毎スイッチで切り替えていた。

図１３に示す変形例では、トランスポンダはエクストラトラヒックおよび主信号それぞれにつき一つでよい（使用するトランスポンダは波長可変である）。現用系と予備系との切り替えは、上り波長の現用系および予備系をＳＷ４２で制御し、下り波長の現用系および予備系をＳＷ４１で制御している。予備系に切り替える際は、ＳＷ４１および４２で、それぞれＴＰＤ２２の入力および出力の方向をスイッチする。同時に、ＴＰＤ２２は使用波長を現用系波長から予備系波長のものに切り替える。

すなわち、クライアント５１および５２毎に、ＴＰＤ２１および２２をそれぞれ設け、ＴＰＤ２２とＷＳＳ１〜４のいずれかとを選択して接続するＳＷ４１および４２を備える。

エクストラトラヒックについても、Ｃｌｉｅｎｔ５２と同様の構成でもよい。この場合は、エクストラトラヒックをノードからみてＥａｓｔ側に流すならＴＰＤ２１の入出力をＷＳＳ１および３に接続し、Ｗｅｓｔ側に流すならＷＳＳ２および４に接続する。図１３はＷｅｓｔ側にエクストラトラヒックのパスを形成する場合のものである。

図１３に示すノード構成により、図１に比べてトランスポンダの数を減らすことが可能であり、より安価にノードを構築できる。
（効果の説明）

第一実施例によると、リング上の任意のノード間で、エクストラトラヒックを流すことが出来る。さらに、第二実施例によると、通常時に故障が発生したときに、現用系パスが予備系パスに切り替わるため、エクストラトラヒックを中断しなくてはならない場合も、中断せずに継続可能となる効果がある。

本発明によれば、任意のノード間でエクストラトラヒックを送受信することができ、また、現用系パスから予備系パスへの切換の際にもエクストラトラヒックの送受信が中断しないようにすることができるので、信頼性の高いネットワークの構成に利用することができる。

第一実施例のＢＷＰＳＲリングネットワークの概略図である。 １×Ｎ ＷＳＳの構成例を示す図である。 Ｎ×１ ＷＳＳの構成例を示す図である。 第二実施例のリングネットワークの概念を示す図である。 故障後のエクストラトラヒックサービス継続可否をまとめた状況を示す図である。 第二実施例のリングネットワークの故障発生箇所を示す図である。 アラームを受信したノードの動作を示すフローチャートである。 テーブル情報の例を示す図である。 ノードのブロック構成を示す図である。 第二実施例のＢＷＰＳＲネットワークの詳細な構成を示す図である。 第二実施例のＢＷＰＳＲネットワークにおいて故障が発生した状況を示す図である（ノード♯１２とノード♯１３との間）。 第二実施例のＢＷＰＳＲネットワークにおいて故障が発生した状況を示す図である（ノード♯１１とノード♯１４との間）。 第一実施例のノードの変形例を示す図である。 従来のＷＤＭリングネットワークの概略図である。 故障発生時のＢＷＰＳＲプロテクション動作（切換動作）を示す図である。

符号の説明

１〜１６ ＷＳＳ（波長選択分岐手段、波長選択挿入手段）
２１〜３１ ＴＰＤ（波長変換出力手段）
４１〜４６、６２−１〜６２−Ｎ、７１−１〜７１−Ｎ ＳＷ（スイッチ手段）
５１〜５８ Ｃｌｉｅｎｔ
６０、７３、１８０、Ａ、Ｂ 光ファイバ
６１、７０−１〜７０−Ｎ 分波器
６３−１〜６３−Ｎ、７２ 合波器
８０ 故障検出部
８１ アラーム生成部
８２ ハードウェア制御部
８３ 制御部（エクストラトラヒックの送受信を継続する手段）
８４ 記憶部
１１０〜１４０ 光分岐挿入装置（ＯＡＤＭ）
１５０、１６０ 現用系光パス
１７０ （エクストラトラヒックを流す）光パス
♯１〜♯３、♯１５〜♯１７ パス
♯１１〜♯１４ ノード

Claims (6)

1. 隣接するノード装置間を少なくとも２本の光ファイバにより接続したリングネットワークを構成するノード装置において、
   波長多重された光信号が複数のノード装置の間で循環するパスを設け、
   当該パスの折り返し端となるノード装置は、
   前記パスを伝送する波長多重された光信号から所望の波長の光信号を分岐する波長選択分岐手段と、
   この波長選択分岐手段により分岐された光信号の波長を所望の波長に変換してクライアントに出力する波長変換出力手段と、
   クライアントが送信し、前記波長変換出力手段が所望の波長に変換した光信号を前記パスを伝送する波長多重された光信号に挿入する波長選択挿入手段と、
   予備系パスを介してエクストラトラヒックを送受信するのに際し、現用系パスの予備系パスへの切り替えに伴って、当該予備系パスの波長がエクストラトラヒックの送受信波長と重複するときには、エクストラトラヒックの波長を変更してエクストラトラヒックの送受信を継続する手段と
   を備えたことを特徴とするノード装置。
2. 複数系統の前記波長選択分岐手段および前記波長選択挿入手段毎に、前記波長変換出力手段をそれぞれ設け、
   クライアントに対し、複数の前記波長変換出力手段のいずれかを選択して接続するスイッチ手段を備えた
   請求項１記載のノード装置。
3. 複数系統の前記波長選択分岐手段および前記波長選択挿入手段に対応して１つの前記波長変換出力手段を設け、
   １つの前記波長変換出力手段に対し、複数系統の前記波長選択分岐手段および前記波長選択挿入手段のいずれかを選択して接続するスイッチ手段を備えた
   請求項１記載のノード装置。
4. 隣接するノード装置間を少なくとも２本の光ファイバにより接続したリングネットワークを構成するノード装置が行うエクストラトラヒックの送受信方法において、
   波長多重された光信号が複数のノード装置の間で循環するパスの折り返し端となるノード装置の波長選択分岐手段が、前記パスを伝送する波長多重された光信号から所望の波長の光信号を分岐し、
   前記ノード装置の波長変換出力手段が、前記波長選択分岐手段により分岐された光信号の波長を所望の波長に変換してクライアントに出力し、
   前記ノード装置の波長選択挿入手段が、クライアントが送信し、前記波長変換出力手段が所望の波長に変換した光信号を前記パスを伝送する波長多重された光信号に挿入し、
   予備系パスを介してエクストラトラヒックを送受信する手段が、現用系パスの予備系パスへの切り替えに伴って、当該予備系パスの波長がエクストラトラヒックの送受信波長と重複するときには、エクストラトラヒックの波長を変更してエクストラトラヒックの送受信を継続する
   ことを特徴とするエクストラトラヒックの送受信方法。
5. スイッチ手段が、クライアントに対し、複数系統の前記波長選択分岐手段および前記波長選択挿入手段毎に設けられた複数の前記波長変換出力手段のいずれかを選択して接続する請求項４記載のエクストラトラヒックの送受信方法。
6. スイッチ手段が、複数系統の前記波長選択分岐手段および前記波長選択挿入手段に対して１つ設けられた前記波長変換出力手段に対し、複数系統の前記波長選択分岐手段および前記波長選択挿入手段のいずれかを選択して接続する請求項４記載のエクストラトラヒックの送受信方法。

Images