JP5326500B2 - 方路数拡張方法及び光ハブノード装置 - Google Patents

Description

本明細書において開示する方法及び装置は、ＷＤＭ［Wavelength Division Multiplexing］の技術に、関する。

周知のように、ＷＤＭネットワークには、リング型かメッシュ型のネットワークトポロジーが採用されることが多い。何れの型のＷＤＭネットワークにおいても、複数のノード装置が、方路を介して接続されている。ここで、方路とは、ノード装置同士を繋ぐ通信路であり、送信用と受信用の一対の光ファイバからなっている（例えば、特許文献１）。なお、ノード装置は、入力された光信号を電気信号に変換することなく光信号のまま処理して出力するものである場合、光ノード装置と称されている。なお、本明細書では、入力された光信号を電気信号に変換して光信号又は電気信号を処理するノード装置と、光ノード装置とを、光伝送装置と総称する。また、複数のリング型ネットワーク同士を接続する光ノード装置、又は、メッシュ型ネットワークを構成する光ノード装置は、他の光伝送装置への方路を３以上有し、複数の方路間のスイッチングを行うため、光ハブノード装置と称されている。

光ハブノード装置は、他の光伝送装置と接続するためのインターフェースとして、複数の方路ユニットを内蔵している。光ハブノード装置内では、何れの方路ユニットとも、送信用と受信用の光ファイバを介して他の全ての方路ユニットに接続されている。すなわち、光ハブノード装置内では、複数の方路ユニットは、送信用と受信用とも、完全にメッシュ状に接続されている。方路ユニットは、他の光伝送装置からの上り（受信用）光ファイバを通じて入力される光信号から任意のチャンネル（波長）の光信号を分離して任意の方路ユニットに出力する。また、方路ユニットは、他の方路ユニットから入力される１つ以上のチャンネルの光信号を結合して下り（送信用）光ファイバを通じて他の光伝送装置へ出力する。

前述したＷＤＭネットワークでは、需要の増加に伴って、光伝送装置や方路が増設されることがある。ところが、光ハブノード装置に内蔵される方路ユニットの数は予め決まっているため、光ハブノード装置に接続できる光伝送装置の数（方路数、次数（degree）、エッジ数）は、無制限に増やすことはできない。

特開２００６−１９１２１２号公報 特表２００４−５２７９４５号公報 特開平１１−３３１２２４号公報

本明細書において開示する方法及び装置は、前述した従来の事情に鑑みてなされたものであり、その課題は、光ハブノード装置に接続できる光伝送装置の数を増やすことができるようにすることにある。

前述の課題を解決するために案出された方路数拡張方法は、方路を介して光伝送装置に接続される光ハブノード装置において、入力方路ユニットを、方路から光信号が入力される外部入力ポートと、出力方路ユニットが接続可能な内部出力ポートをＮ（２以上の整数）個備えたものとし、出力方路ユニットをＮ＋１以上の方路毎に設け、更に、Ｎ＋１個以上の方路毎に設けられた出力方路ユニットのうち、内部出力ポート数以下の出力方路ユニットと、入力方路ユニットの内部出力ポートとを、接続することを、特徴としている。

このように、他の方路ユニットが着脱自在に接続されるポートをＮ個備えた方路ユニットに対し、Ｎ＋１個以上の方路ユニットの中から選択されるＮ個以下の方路ユニットを接続することにより、光ハブノード装置を、Ｎ＋１個以上の方路ユニットを備えたものとすることができる。この結果、Ｎ＋１個の方路ユニットが完全にメッシュ状に接続されている場合に比べて、方路ユニットの数を増やすことができる。このため、光ハブノード装置に接続できる光伝送装置の数（方路数、次数（degree）、エッジ数）も増やすことができる。

従って、先に開示した次数拡張方法によれば、光ハブノード装置に接続できる光伝送装置の数を増やすことができるようになる。

以下、添付図面を参照しながら、先に開示した次数拡張方法の実施形態である光ハブノード装置について、４例説明する。

なお、以下に説明する光ハブノード装置は、あくまでも実施形態であり、先に開示した次数拡張方法が、以下に説明する構成に限定されるものではない。

第１乃至第４の実施形態の光ハブノード装置は、リング型又はメッシュ型のネットワークトポロジーを有するＷＤＭ［Wavelength Division Multiplexing］ネットワークにおいて、他の光伝送装置（光ノード装置又はノード装置）への方路を３以上有する光ノード装置として、使用される。ここで、方路とは、光ノード装置同士、又は、光ノード装置とノード装置とを繋ぐ通信路であり、送信用と受信用の一対の光ファイバからなっている。また、光ハブノード装置は、入力された光信号を電気信号に変換することなく光信号のまま処理して出力するノード装置である。なお、以下では、送信用光ファイバを下り光ファイバ、受信用光ファイバを上り光ファイバと称することがある。

実施形態１

《構成》
図１は、第１の実施形態の光ハブノード装置の構成を示すブロック図である。

第１の実施形態の光ハブノード装置は、Ｍを３以上の整数としたとき、Ｍ個の方路ユニット１０、及び、管理ユニット２０を、備えている。なお、Ｍ個の方路ユニット１０は、それぞれを区別する必要がある場合には、第１乃至第Ｍの方路ユニット１０（１）〜１０（Ｍ）と表記する。また、管理ユニット２０は、Ｍ個の方路ユニット１０の通信状態を監視するためのユニットである。

Ｍ個の方路ユニット１０は、何れも、１つの方路を構成する上りと下りの一対の光ファイバを介して図示せぬ光伝送装置が接続される外部ポートを、備えている。また、Ｎを２以上でＭ未満の整数としたとき、Ｍ個の方路ユニット１０は、何れも、上下一対の光ファイバを介して他の方路ユニット１０が接続される内部ポートを、Ｎ個備えている。第１の実施形態では、Ｍ個の方路ユニット１０のうちの幾つか又は全てが、Ｎ個以下の任意の他の方路ユニット１０に接続されている。また、Ｍ個の方路ユニット１０のうちの幾つかは、何れの方路ユニット１０にも接続されていない。どの方路ユニット１０がどの方路ユニット１０に接続され、どの方路ユニット１０が無接続状態となるかは、ＷＤＭネットワーク内において第１の実施形態の光ハブノード装置が設置される状況に応じて、変更される。図１には、第１の方路ユニット１０（１）とその他の方路ユニット１０との接続状態の
み、一例として、示されている。方路ユニット１０は、図示せぬ他の光伝送装置から上り光ファイバを通じて入力される光信号から任意のチャンネル（波長）の光信号を分離して任意の方路ユニット１０に出力する。また、方路ユニット１０は、他の方路ユニット１０から入力される１つ以上のチャンネルの光信号を結合して下り光ファイバを通じて図示せぬ他の光伝送装置へ出力する。

図２は、第１の方路ユニット１０（１）の構成を示すブロック図である。なお、第２乃至第Ｍの方路ユニット１０（２）〜１０（Ｍ）も、図２に例示する第１の方路ユニット１０（１）と同じ構成を備えている。

第１の方路ユニット１０（１）は、第１の光増幅器（ＡＭＰ）１１、１×（Ｎ＋１）光スイッチ１２、Ｎ個の上り内部ポート１３、第１のトランスポンダ１４ａ、デマルチプレクサ（ＤＥＭＵＸ）１４ｂ、第２のトランスポンダ１５ａ、マルチプレクサ（ＭＵＸ）１５ｂ、Ｎ個の下り内部ポート１６、（Ｎ＋１）×１光スイッチ１７、第２の光増幅器（ＡＭＰ）１８、制御部１９ａ、及び、記憶部１９ｂを、備えている。

第１の光増幅器１１は、図示せぬ他の光伝送装置から上り外部ポート１０ｕを介して入力される多重光信号の信号レベルを増幅する光学素子である。第１の光増幅器１１により信号レベルが増幅された多重光信号は、１×（Ｎ＋１）光スイッチ１２へ出力される。

１×（Ｎ＋１）光スイッチ１２は、第１の光増幅器１１から入力される多重光信号から、制御部１９ａによって指定されるチャンネル（波長）の光信号を分離して、Ｎ個の上り内部ポート１３又はデマルチプレクサ１４ｂに出力する光学素子である。すなわち、１×（Ｎ＋１）光スイッチ１２は、波長選択スイッチ（ＷＳＳ［Wavelength Selective Switch］）である。１×（Ｎ＋１）光スイッチ１２は、主に、多重化されている多チャンネル
（多波長）の光信号の中からチャンネル毎に光信号を取り分ける分光デバイス、例えば、回折格子、又は、ＰＬＣ−ＡＷＧ［Planar Lightwave Circuit-Arrayed Waveguide Grating］と、チャンネル毎に光信号の進路を切り替えるスイッチングデバイス、例えば、ＰＬＣ−ＴＯ［Planar Lightwave Circuit-Thermal Optical］スイッチ、液晶、又は、［Micro Electro Mechanical Systems］ＭＥＭＳミラーとを、含んでいる。図３は、１×（Ｎ＋１）光スイッチ１２の構成の一例を示す図である。図３に例示する１×（Ｎ＋１）光スイッチ１２は、１個の入力側コリメータ１２ａ、及び、Ｎ＋１個の出力側コリメータ１２ｂを含む。また、図３に例示する１×（Ｎ＋１）光スイッチ１２は、分光デバイスとして、回折格子１２ｃ及びレンズ１２ｄを含むとともに、スイッチングデバイスとして、ＭＥＭＳミラー１２ｅを含んでいる。第１の光増幅器１１から入力側コリメータ１２ａに入力された多重光信号は、回折格子１２ｃによって分光され、レンズ１２ｄにおいて平行光として整えられた後、ＭＥＭＳミラー１２ｅに入力される。ＭＥＭＳミラー１２ｅは、傾き角度が制御自在なミラーをチャンネル毎に備えており、回折格子１２ｃ及びレンズ１２ｄにより分光された光信号は、対応するチャンネルのミラーに入力される。各ミラーの傾き角度の制御により、各チャンネルの光信号は、制御部１９ａの指示する出力側コリメータ１２ｂに向けて反射され、出力側コリメータ１２ｂがそれぞれ光学的に接続されている内部ポート１３又はデマルチプレクサ１４ｂへ出力される。

上り内部ポート１３は、他の方路ユニット１０（２）〜１０（Ｍ）の下り内部ポート１６と光ファイバを介して接続されるインターフェースである。上り内部ポート１３は、光ファイバの先端に備えられているコネクタプラグが着脱自在に装着されるコネクタソケットを、備えている。第１の方路ユニット１０（１）は、上り内部ポート１３をＮ個備えているため、他の方路ユニット１０（２）〜１０（Ｍ）の中から選択されるＮ個以下の方路ユニット１０が、第１の方路ユニット１０（１）に接続できる。

第１のトランスポンダ１４ａは、所定の光信号を波長変換して受信先の装置に出力するＲＸＰ［Receiver Positive］インターフェースをチャンネル毎に備えるデバイスである
。デマルチプレクサ１４ｂは、第１のトランスポンダ１４ａの中から、１×（Ｎ＋１）光スイッチ１２から入力される光信号のチャンネルに対応するＲＸＰインターフェースを選択し、選択したＲＸＰインターフェースに光信号を出力するための光学素子である。デマルチプレクサ１４ｂとしては、例えばＰＬＣ−ＡＷＧがある。

なお、以上に示した１×（Ｎ＋１）光スイッチ１２、デマルチプレクサ１４ｂ、及び、第１のトランスポンダ１４ａにより、多重光信号から任意のチャンネルの光信号が取り出されて、他の装置へ出力される。すなわち、任意のチャンネルの光信号が、抜出（DROP）される。

第２のトランスポンダ１５ａは、送信元の装置からの光信号を所定のチャンネルの光信号に波長変換するＴＸＰ［Transmitter Positive］インターフェースをチャンネル毎に備えるデバイスである。マルチプレクサ１５ｂは、第２のトランスポンダ１５ａの各ＴＸＰインターフェースから入力される複数チャンネルの光信号を選択し、選択した光信号を（Ｎ＋１）×１光スイッチ１７に入力するための光学素子である。マルチプレクサ１５ｂとしては、例えばＰＬＣ−ＡＷＧがある。

下り内部ポート１６は、他の方路ユニット１０（２）〜１０（Ｍ）の上り内部ポート１３と光ファイバを介して接続されるインターフェースである。下り内部ポート１６は、光ファイバの先端に備えられているコネクタプラグが着脱自在に装着されるコネクタソケットを、備えている。第１の方路ユニット１０（１）は、下り内部ポート１６をＮ個備えているため、他の方路ユニット１０（２）〜１０（Ｍ）の中から選択されるＮ個以下の方路ユニット１０が、第１の方路ユニット１０（１）に接続できる。

（Ｎ＋１）×１光スイッチ１７は、マルチプレクサ１５又は下り内部ポート１６から入力される光信号を一旦チャンネル毎に分離し、多重化された多チャンネル（多波長）の光信号として結合して、第２の光増幅器１８に出力する光学素子である。（Ｎ＋１）×１光スイッチ１７は、１×（Ｎ＋１）光スイッチ１２と同様に、波長選択スイッチであり、主に、分光デバイスとスイッチングデバイスとを、含んでいる。図４は、（Ｎ＋１）×１光スイッチ１７の構成の一例を示す図である。図４に例示する（Ｎ＋１）×１光スイッチ１７では、図３に例示した１×（Ｎ＋１）光スイッチ１２とは逆に、Ｎ＋１個の入力側コリメータ１７ａと、１個の出力側コリメータ１７ｂとを、含んでいる。入力側コリメータ１７ａは、マルチプレクサ１５及び下り内部ポート１６にそれぞれ光学的に接続され、出力側コリメータ１７ｂは、第２の光増幅器１８に接続されている。マルチプレクサ１５又は下り内部ポート１６から入力側コリメータ１７ａに入力された光信号は、回折格子１７ｃによって一旦分光され、レンズ１７ｄにおいて平行光として整えられた後、ＭＥＭＳミラー１７ｅに入力される。ＭＥＭＳミラー１７ｅ内の各ミラーの傾き角度の制御により、回折格子１２ｃ及びレンズ１２ｄにより分光された各チャンネルの光信号は、何れも、出力側コリメータ１７ｂに向けて反射され、多重光信号として結合される。結合された多重光信号は、出力側コリメータ１７ｂを介して第２の光増幅器１８へ出力される。

なお、以上に示した第２のトランスポンダ１５ａ、マルチプレクサ１５ｂ、及び、（Ｎ＋１）×１光スイッチ１７により、他の装置から入力された光信号が任意のチャンネルの光信号に変換されて、多重光信号に多重化される。すなわち、任意のチャンネルの光信号が、挿入（ADD）される。

第２の光増幅器１８は、（Ｎ＋１）×１光スイッチ１７から入力される多重光信号の信号レベルを増幅する光学素子である。第２の光増幅器１８により信号レベルが増幅された
多重光信号は、下り外部ポート１０ｄを介して図示せぬ他の光伝送装置へ出力される。

制御部１９ａは、１×（Ｎ＋１）光スイッチ１２及び（Ｎ＋１）×１光スイッチ１７におけるスイッチングの制御、及び、内部ポート１３、１６の接続管理を行う。

制御部１９ａは、スイッチングの制御を、記憶部１９ｂ内の設定情報に基づいて行う。設定情報は、方路ユニット１０内の内部ポート１３、１６のそれぞれが、どの方路ユニット１０の内部ポート１３、１６と接続され、或いは、どの方路ユニット１０とも接続されていないかを示す情報である。方路ユニット１０内のＮ個の上り内部ポート１３とＮ個の下り内部ポート１６とには、それぞれ、それらを識別するための識別情報が予め割り当てられている。設定情報は、自ユニット内の上り内部ポート１３を示す識別情報と、この上り内部ポート１３に接続されている他の方路ユニット１０の下り内部ポート１６を識別情報とを、対応付けて、設定情報として記憶部１９ｂに記憶している。また、他の方路ユニット１０に接続されていない内部ポート１３、１６については、それらの識別情報のみが、設定情報として記憶部１９ｂに記憶される。制御部１９ａは、光スイッチ１２、１７におけるスイッチングの制御においては、任意のチャンネルの光信号が、適正な方路ユニット１０に送信されるよう、１×（Ｎ＋１）光スイッチ１２のＭＥＭＳミラー１２ｅを制御して、その方路ユニット１０が接続されている上り内部ポート１３にその光信号を出力する。また、制御部１９ａは、出力先のその方路ユニット１０の制御部１９ａと電気的に接続されており、どの上り内部ポート１３から任意のチャンネルの光信号を出力したかを、通知するようになっている。

また、何れの方路ユニット１０の制御部１９ａとも、光ハブノード装置内の管理ユニット２０に接続されており、制御部１９ａは、この管理ユニット２０と連繋して内部ポート１３、１６の接続管理を行う。

図５及び図６は、制御部１９ａにおける内部ポート１３、１６の接続管理に係る処理の内容を説明するのに用いる図である。

第１の実施形態では、管理ユニット２０が、所定の時期に、各方路ユニット１０の制御部１９ａに対し、所定の記録要求コマンドを送信するようになっている。制御部１９ａは、図５のＰ１に示すように、管理ユニット２０からその所定の記録要求コマンドとともに、自ユニットの上り内部ポート１３、及び、下り内部ポート１６の識別情報を受信すると、識別情報を記憶部１９ｂに記憶するとともに、図５のＰ２に示すように、各内部ポート１３、１６の有するレジスタに記録するようになっている。つまり、各方路ユニット１０の各内部ポート１３、１６には、管理ユニット２０によって識別情報が割り当てられることとなる。

また、第１の実施形態では、内部ポート１３、１６の何れかに対して光ファイバの物理的な接続が行われると、図６のＰ３に示すように、一方の方路ユニット１０の上り内部ポート１３の識別情報が、他方の方路ユニット１０の下り内部ポート１６へ、トレース情報として送信される。具体的には、上り内部ポート１３は、他の方路ユニット１０へ送信する光信号に対し、そのチャンネルとは別の制御用のチャンネルの光信号を多重化する機能を有している。また、下り内部ポート１６は、他の方路ユニット１０から受信する光信号から、制御用のチャンネルの光信号を分離する機能を有している。光ファイバが双方の内部ポート１３、１６に物理的に接続されると、その制御用のチャンネルを通じて、一方の方路ユニット１０の上り内部ポート１３が、自己のレジスタに記憶している自己の識別情報を相手側に送信する。また、他方の方路ユニット１０の下り内部ポート１６は、相手側の識別情報を受け取ると、所定のレジスタに記録するようになっている。

一方、管理ユニット２０は、定期的に、各方路ユニット１０の制御部１９ａに所定の情報要求コマンドを送信するようになっている。制御部１９ａは、図６のＰ４に示すように、管理ユニット２０からその所定の情報要求コマンドを受信すると、図６のＰ５に示すように、自ユニット内の下り内部ポート１６のレジスタから、その下り内部ポート１６の識別情報と、その下り内部ポート１６に接続されている他の方路ユニット１０の上り内部ポート１３の識別情報（トレース情報）とを、読み出す。その後、制御部１９ａは、図６のＰ６に示すように、読み出した識別情報の組み合わせを、管理ユニット２０に送信する。管理ユニット２０は、受信した識別情報の組み合わせを受信すると、これを記憶する。なお、下り内部ポート１６が有するレジスタは、第１の記憶部に相当している。

以上の機能により、管理ユニット２０には、物理的に接続された上り内部ポート１３と下り内部ポート１６との組み合わせが通知されるので、管理ユニット２０を操作するネットワーク管理者は、光ハブノード装置内の全ての方路ユニット１０の接続状態を確認することができることとなる。

《作用効果》
ＷＤＭネットワークでは、需要の増加に伴って、光伝送装置や方路が増設されることがある。図７は、ＷＤＭネットワークの一例を示す図である。図７に示すＷＤＭネットワークは、リング状に接続された４個の光ノード装置Ｎ１〜Ｎ４を備えている。すなわち、図７に示すＷＤＭネットワークは、リング型のネットワークトポロジーを有している。この図７に示すようなＷＤＭネットワークにおいて、例えば、図８に示すように、第３及び第４の光ノード装置Ｎ３、Ｎ４の間に、別途、光ノード装置Ｎ５が増設されて、第３及び第４の光ノード装置Ｎ３、Ｎ４に接続されたとする。この場合、第３及び第４の光ノード装置Ｎ３、Ｎ４は、３以上の方路を有することとなるため、光ハブノード装置となる。

この事例の場合、例えば、第５の光ノード装置Ｎ５から第４の光ノード装置Ｎ４へ直接到達する経路が存在するため、第５の光ノード装置Ｎ５から第３の光ノード装置Ｎ３を経由して第４の光ノード装置Ｎ４へ到達する経路は、不要となる。

これは、例えば、第３の光ノード装置Ｎ３が、図９に示すように、３個の方路ユニット６０（１）〜６０（３）が完全にメッシュ状に接続されている従来の光ハブノード装置である場合において、第１乃至第３の方路ユニット６０（１）〜６０（３）に、それぞれ、第４の光ノード装置Ｎ４、第２の光ノード装置Ｎ２、及び、第５の光ノード装置Ｎ５が接続されているときには、第４の光ノード装置Ｎ４に接続されている第１の方路ユニット６０（１）と、第５の光ノード装置Ｎ５に接続されている第３の方路ユニット６０（３）との間の接続（図９において破線にて示された接続）が、不要であることを、意味している。

しかしながら、図９に示すような従来の光ハブノード装置では、第１及び第３の方路ユニット６０（１）、６０（３）の間の接続が不要であっても、これを解除して、各々の方路ユニット６０（１）、６０（３）を、ＷＤＭネットワークの拡張のために、別の方路ユニット６０に接続することができなかった。

ここで、ＷＤＭネットワークの拡張があることを見越して、方路ユニット６０を多く搭載した光ハブノード装置を予めＷＤＭネットワークに組み込んでおけばよいという考え方がある。この場合、その光ハブノード装置内では、方路ユニット６０が完全にメッシュ状に接続されており、既存の光伝送装置が接続された方路ユニットと未使用の方路ユニットとの接続が余っている。このことから、増設された光伝送装置を、未使用の方路ユニットに接続するだけで、ＷＤＭネットワークを拡張することができる。しかしながら、方路ユニット６０内に組み込まれる光スイッチは、Ｎの値が大きくなるほど高価になるため、内
部に搭載する方路ユニット６０の数が多くなるほど、方路ユニット、すなわち、光ハブノード装置が高価になり、ＷＤＭネットワークの設備費用が増大してしまう。また、後述する第３の実施形態のように光スイッチの代わりに低廉な光スプリッタを用いた光ハブノード装置を採用することも考えられる。しかしながら、Ｎの値が大きくなるほど、光スプリッタによって分離される多重光信号の強度が低下するため、光増幅器が必要となってしまい、結果として、光ハブノード装置が然程低廉にはならず、ＷＤＭネットワークの設備費用の増大が抑えられない。

これに対し、第１の実施形態の光ハブノード装置（図２参照）では、上り内部ポート１３と下り内部ポート１６とを光ファイバにて接続することにより、任意の方路ユニット１０同士を接続することができる。この結果、図８に例示したＷＤＭネットワークを、図１０に示すように、第３の光ノード装置Ｎ３と第２の光ノード装置Ｎ２との間に第６の光ノード装置Ｎ６を増設することによって、更に拡張する場合でも、第３の光ノード装置Ｎ３を、図１１に示すように、第４の方路ユニット１０（４）を別途追加したものとすることができる。ここで、図１０及び図１１の拡張事例においては、追加される第４の方路ユニット１０（４）と、第２の方路ユニット１０（２）との接続は、図８及び図９の事例と同様の理由により、不要である。このため、追加される第４の方路ユニット１０（４）は、第１及び第３の方路ユニット１０（１）、１０（３）に接続されればよいことになる。なお、図１０及び図１１の拡張事例においては、Ｎ＝２であり、Ｍ＝３である。

このように、第１の実施形態によれば、光ハブノード装置内の方路ユニット１０を増やすことができるため、その結果として、光ハブノード装置に接続できる光伝送装置の数（方路数、次数（degree）、エッジ数）を増やすことができる。

また、第１の実施形態によれば、光ハブノード装置内の方路ユニットを、内部ポート１３、１６の数（すなわちＮの値）を増やした高価な方路ユニットに交換せずとも、光ハブノード装置に予め組み込まれている方路ユニット１０と同じものを追加するだけで済む。このため、光ハブノード装置の価格高騰が抑えられ、ＷＤＭネットワークの設備費用の増大を抑えることができる。

なお、第１の実施形態によれば、光ハブノード装置に備えられる方路ユニットの数は、例えば方路ユニットをカスケード接続することなどにより、理論上、方路ユニットが有するポートの数に拘わらず、無限に増やすことができる。

また、第１の実施形態によれば、方路ユニット１０同士を光ファイバによって物理的に接続することにより、その接続状態が、方路ユニット１０に認識される。このため、方路ユニット１０内の制御部１９ａは、１×（Ｎ＋１）光スイッチ１２に対し、どの上り内部ポート１３へ光信号を出力させるかを、制御することができる。

また、第１の実施形態によれば、方路ユニット１０同士を光ファイバによって物理的に接続することにより、その接続状態が、管理ユニット２０に通知される。従って、管理ユニット２０を操作するネットワーク管理者は、方路ユニット１０の接続状態を簡単に確認することができる。

実施形態２

第２の実施形態は、第１の実施形態とは、管理ユニット２０と方路ユニット１０内の制御部１９ａとにおける連繋内容が若干異なるだけで、その他の構成については、第１の実施形態と同じである。従って、第２の実施形態については、第１の実施形態と異なる点についてのみ、説明する。

図１２及び図１３は、第２の実施形態の制御部１９ａにおける内部ポート１３、１６の接続管理に係る処理の内容を説明するのに用いる図である。

第２の実施形態では、制御部１９ａは、自ユニットの上り内部ポート１３、及び、下り内部ポート１６の識別情報を記憶部１９ｂに記憶している。また、各内部ポート１３、１６は、自己の有するレジスタに自ポートの識別情報を記憶している。第２の実施形態では、管理ユニット２０が、他の方路ユニット１０が接続されていない下り内部ポート１６について、その下り内部ポート１６に接続されるべき他の方路ユニット１０の上り内部ポート１３を示す識別情報を、期待値として、予め、制御部１９ａに与えるようになっている。制御部１９ａは、図１２のＰ７に示すように、管理ユニット２０から、期待値として、識別情報を受信すると、自ユニット内の下り内部ポート１６の識別情報とその期待値とを対応付けて記憶部１９ｂに記憶する。なお、記憶部１９ｂは、第２の記憶部に相当している。

また、第２の実施形態でも、第１の実施形態と同様に、内部ポート１３、１６の何れかに対して光ファイバの物理的な接続が行われると、図１３のＰ８に示すように、一方の方路ユニット１０の上り内部ポート１３の識別情報が、他方の方路ユニット１０の下り内部ポート１６へ、トレース情報として送信される。下り内部ポート１６は、トレース情報を受信すると、第１の実施形態と同様に、所定のレジスタに記憶するようになっている。

また、管理ユニット２０は、定期的に、各方路ユニット１０の制御部１９ａに所定の検査要求コマンドを送信するようになっている。制御部１９ａは、図１３のＰ９に示すように、管理ユニット２０からその所定の検査要求コマンドを受信すると、図１３のＰ１０に示すように、自ユニット内の下り内部ポート１６のレジスタから、その下り内部ポート１６の識別情報と、その下り内部ポート１６に接続されている他の方路ユニット１０の上り内部ポート１３の識別情報（トレース情報）とを、読み出す。続いて、制御部１９ａは、読み出した識別情報とトレース情報（識別情報）の組みが、記憶部１９ｂに記憶しておいた識別情報と期待値（識別情報）の組みと一致するか否かを、判別する。そして、制御部１９ａは、組みが一致した場合には、接続状態が正常である旨を、応答として管理ユニット２０に出力する。一方、組みが一致しなかった場合には、制御部１９ａは、図１３のＰ１１に示すように、接続状態に不備がある旨を、警告として管理ユニット２０に出力する。

このように、第２の実施形態によれば、識別情報の組みが管理ユニット２０に通知されるのではなく、制御部１９ａに予め通知されている接続関係に不備があった場合にのみ、制御部１９ａが管理ユニット２０に警告する。従って、管理ユニット２０を操作するネットワーク管理者は、方路ユニット１０の接続状態をいちいち確認しなくても済むこととなる。

実施形態３

第３の実施形態は、第１の実施形態における１×（Ｎ＋１）光スイッチ１２を、１×（Ｎ＋１）光スプリッタに変更した形態である。ここで、光スプリッタとは、多重光信号を、その強度を等分しつつ、複数の系統に分岐させることにより、全く同じ多重光信号を複数に分離する光学素子である。光スプリッタとしては、例えば、図１４に例示するような導波路型光スプリッタや、図１５に例示するような光ファイバ型光スプリッタがある。

従って、第３の実施形態では、方路ユニット１０の上り内部ポート１３からは、第１の光増幅器１１から入力された多重光信号が、そのまま、他の方路ユニット１０に出力されることとなる（図２参照）。また、第３の実施形態では、方路ユニット１０は、（Ｎ＋１）×１光スイッチ１７を用いて、他の方路ユニット１０から受信した多重光信号の中から
、他の光伝送装置へ送信すべき光信号を選別することとなる。

第３の実施形態によれば、上り側の分離手段として、図３に例示するような光スイッチ１２よりも安価な光スプリッタを用いているため、光ハブノード装置全体の製造費用を抑えることができる。

実施形態４

第４の実施形態は、第１の実施形態における（Ｎ＋１）×１光スイッチ１７を、（Ｎ＋１）×１光カプラに変更した形態である。ここで、光カプラとは、異なる進路の光信号を、同一の進路に結合することによって、多重化する光学素子である。光スプリッタとしては、例えば、図１６に例示するような導波路型光カプラや、図１７に例示するような光ファイバ型光カプラがある。

第４の実施形態では、方路ユニット１０が他の光伝送装置へ送信すべき光信号の選別は、その光信号の送り元である方路ユニット１０の１×（Ｎ＋１）光スイッチ１２において済ませるようになっている。従って、下り側の方路ユニット１０は、各下り内部ポート１６から入力された光信号を、（Ｎ＋１）×１光カプラを用いて結合して、第２の光増幅器１８へ出力すればよいことになる。

第４の実施形態によれば、下り側の結合手段として、図４に例示するような光スイッチ１７よりも安価な光カプラを用いているため、光ハブノード装置全体の製造費用を抑えることができる。

前述した第１乃至第４の実施形態に関し、更に、以下の付記を開示する。

（付記１）
方路を介して光伝送装置に光通信自在に接続される方路ユニットを３個以上備える光ハブノード装置において、
各前記方路ユニットを、他の方路ユニットが着脱自在に接続されるポートをＮ（２以上の整数）個備えたものとし、
更に、各前記方路ユニットに対し、Ｎ＋１個以上の方路ユニットから選択されるＮ個以下の方路ユニットを、接続する
ことを特徴とする次数拡張方法。

（付記２）
方路を介して光伝送装置に光通信自在に接続される方路ユニットを３個以上備える光ハブノード装置であって、
各前記方路ユニットが、他の方路ユニットが着脱自在に接続されるポートをＮ（２以上の整数）個備えるとともに、Ｎ＋１個以上の方路ユニットから選択されるＮ個以下の方路ユニットに対し、接続されている
ことを特徴とする光ハブノード装置。

（付記３）
前記方路ユニットが、
光伝送装置から方路を通じて入力される多重光信号から任意のチャンネルの光信号を分離して任意の方路ユニットに出力するための分離手段、及び、
他の方路ユニットから入力される１つ以上のチャンネルの光信号を結合して方路を通じて光伝送装置へ出力する結合手段
を備える
ことを特徴とする付記２記載の光ハブノード装置。

（付記４）
前記分離手段及び前記結合手段が、ともに、波長選択スイッチを含む
ことを特徴とする付記３記載の光ハブノード装置。

（付記５）
前記分離手段が、光スプリッタを含み、
前記結合手段が、波長選択スイッチを含む
ことを特徴とする付記３記載の光ハブノード装置。

（付記６）
前記分離手段が、波長選択スイッチを含み、
前記結合手段が、光カプラを含む
ことを特徴とする付記３記載の光ハブノード装置。

（付記７）
前記方路ユニットは、
前記分離手段から入力される光信号に応じた受信先を選択し、選択した受信先へ出力するためのデマルチプレクサ、及び、
複数の送信元からの光信号を選択し、選択した光信号を前記結合手段に入力するマルチプレクサ
を更に備える
ことを特徴とする付記３乃至６の何れかに記載の光ハブノード装置。

（付記８）
各前記方路ユニットの有する各ポートの接続関係を記憶する管理ユニット
を更に備え、
前記方路ユニットは、
自ユニットの有する何れかのポートに、他の方路ユニットの何れかのポートが接続されると、自ユニットのそのポートを示す識別情報と、そのポートに接続されている他の方路ユニットのポートを示す識別情報とを対応付けて第１の記憶部に記憶する第１の記憶手段、及び、
前記第１の記憶部に記憶している識別情報の組みを前記管理ユニットに通知する通知手段
を備える
ことを特徴とする付記２、３又は４記載の光ハブノード装置。

（付記９）
前記方路ユニットは、
自ユニットの有するポートのそれぞれについて、そのポートに対して接続されるべき他の方路ユニットのポートを示す識別情報を第２の記憶部に記憶する第２の記憶手段、
自ユニットの有する何れかのポートに、他の方路ユニットの何れかのポートが接続された場合において、自ユニットのそのポートに接続された他の方路ユニットのポートを示す識別情報が、前記第２の記憶部において自ユニットのそのポートに接続されるべき他の方路ユニットのポートを示す識別情報と一致しないときには、警告を出力する警告手段
を備える
ことを特徴とする付記２乃至８の何れかに記載の光ハブノード装置。

第１の実施形態の光ハブノード装置の構成を示すブロック図 第１の方路ユニットの構成を示すブロック図 １×（Ｎ＋１）光スイッチの構成の一例を示す図 （Ｎ＋１）×１光スイッチの構成の一例を示す図 制御部における内部ポートの接続管理に係る処理の内容を説明するのに用いる図 制御部における内部ポートの接続管理に係る処理の内容を説明するのに用いる図 ＷＤＭネットワークの一例を示す図 図７に示すＷＤＭネットワークの拡張事例を示す図 従来の光ハブノード装置の構成を示すブロック図 図８に示すＷＤＭネットワークの拡張事例を示す図 第１の実施形態の光ハブノード装置を図１０のＷＤＭネットワークに適用した例を示す図 第２の実施形態の制御部における内部ポートの接続管理に係る処理の内容を説明するのに用いる図 第２の実施形態の制御部における内部ポートの接続管理に係る処理の内容を説明するのに用いる図 一般的な導波路型光スプリッタの一例を示す図 一般的な光ファイバ型光スプリッタの一例を示す図 一般的な導波路型光カプラの一例を示す図 一般的な光ファイバ型光カプラの一例を示す図

符号の説明

１０ 方路ユニット
１０ｄ 外部ポート
１０ｕ 外部ポート
１１ 光増幅器
１２ １×（Ｎ＋１）光スイッチ
１３ 上り内部ポート
１４ａ トランスポンダ
１４ｂ デマルチプレクサ
１５ マルチプレクサ
１５ａ トランスポンダ
１５ｂ マルチプレクサ
１６ 下り内部ポート
１７ （Ｎ＋１）×１光スイッチ
１８ 光増幅器
１９ａ 制御部
１９ｂ 記憶部
２０ 管理ユニット

Claims (7)

1. 方路を介して光伝送装置に接続される光ハブノード装置における方路数拡張方法において、
   入力方路ユニットを、方路から光信号が入力される外部入力ポートと、出力方路ユニットが接続可能な内部出力ポートをＮ（２以上の整数）個備えたものとし、
   前記出力方路ユニットをＮ＋１以上の方路毎に設け、
   前記Ｎ＋１個以上の方路毎に設けられた出力方路ユニットのうち、前記内部出力ポート数以下の出力方路ユニットと、前記入力方路ユニットの前記内部出力ポートとを、接続する
   ことを特徴とする方路数拡張方法。
2. 方路を介して光伝送装置に接続される光ハブノード装置であって、
   方路から光信号が入力され、光信号を出力可能なＮ（２以上の整数）個のポートを有する入力方路ユニットと、
   前記方路と異なる方路に光信号を出力する出力方路ユニットと、を備え、
   前記出力方路ユニットは、Ｎ＋１以上の方路毎に設けられ、
   前記入力方路ユニットは、前記Ｎ＋１個以上の方路毎に設けられた出力方路ユニットのうち、Ｎ個以下の出力方路ユニットと接続される、
   ことを特徴とする光ハブノード装置。
3. 前記入力方路ユニットと接続されていない出力方路ユニットは、前記入力方路ユニットと異なる他入力方路ユニットと、接続される、
   ことを特徴とする請求項２記載の光ハブノード装置。
4. 前記入力方路ユニットと、前記他入力方路ユニットとは、少なくとも１つ以上の同じ出力方路ユニットと接続される、
   ことを特徴とする請求項３記載の光ハブノード装置。
5. 前記入力方路ユニットは、前記出力方路ユニットと接続されるポートを示す識別情報と
   、前記接続されたＮ個以下の出力方路ユニットとを対応付けて記憶する記憶手段、を有する
   ことを特徴とする請求項２、３又は４記載の光ハブノード装置。
6. 前記出力方路ユニットは、自ユニットに対して接続されるべき入力方路ユニットのポートを示す識別情報を記憶する記憶手段と、前記自ユニットと接続された前記入力方路ユニットのポートを示す識別情報が、前記記憶手段で記憶される入力方路ユニットのポートを示す識別情報と一致しないとき、警告を出力する警告手段と、を備える
   ことを特徴とする請求項２、３、４又は５記載の光ハブノード装置。
7. 前記入力方路ユニットは、前記接続されたＮ個以下の出力方路ユニットに光信号を出力するように制御する、
   ことを特徴とする請求項２乃至６の何れかに記載の光ハブノード装置。

Images