JP6451831B2 - 拡張分岐装置及び拡張分岐装置の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、拡張分岐装置及び拡張分岐装置の制御方法に関し、特に、海底ケーブルシステムで用いられる拡張分岐装置及び拡張分岐装置の制御方法に関する。

国際通信の発展に伴い、伝送路に光ファイバが用いられた海底ケーブルシステムも大規模化している。海底ケーブルシステムでは、陸上に設置された複数の端局を互いに接続するために、海底に設置された分岐装置が用いられる。分岐装置は、複数の海底ケーブルで構成された伝送路を波長などの所定の仕様に従って互いに接続する。一方、海底ケーブルシステムで用いられる通信機器は、年々高機能化している。このため、システムの運用開始後に分岐装置をより高機能なものに交換する工事が必要となる場合がある。

また、分岐装置に接続された端局間の接続の仕様がシステムの運用開始後に変更される場合や、新たに設置された端局が分岐装置に接続される場合がある。このような端局の仕様の変更や接続が必要となった場合には、当該端局が接続される分岐装置を海底から引き上げ、分岐装置の仕様を、変更あるいは新設される端局の仕様に合致させるための工事を行う必要がある。そして、分岐装置の工事の際には、海底ケーブルシステムの運用を一旦停止して、分岐装置の交換作業を実施する必要がある。

本発明に関連して、特許文献１には、波長多重（wavelength division multiplexing、ＷＤＭ）光信号の伝送路で使用される光信号分岐装置が記載されている。

特開平１１−１２７１１１号公報（［０００７］段落、図７）

分岐装置の仕様変更や端局の増設のためには、分岐装置を海底から引き上げる必要がある。このため、分岐装置の工事の費用が高額であるという課題がある。また、分岐装置の工事期間中は、分岐装置を通過する伝送路を利用する通信サービスを停止する必要があるという課題もある。

例えば、特許文献１において、波長特性を持つ分離回路及び挿入回路は、光送受信端局Ｉと光送受信端局ＩＩとを接続する第１の分岐装置（ＢＵ−２）に備えられている。このため、第１の分岐装置の機能を変更するためには第１の分岐装置を引き上げて工事を行う必要があり、工事期間中は光送受信端局Ｉと光送受信端局ＩＩとの間の通信を含め、第１の分岐装置を通過する通信を全て停止する必要がある。

（発明の目的）
本発明の目的は、工事が容易であり、かつ工事による通信への影響が少ない拡張分岐装置及び拡張分岐装置の制御方法を提供することにある。

本発明の拡張分岐装置は、第１の端局に接続された第１のポートと、第２の端局に接続された第２のポートと、第３のポートと、第４のポートと、前記第１のポートを前記第２のポート又は前記第３のポートに接続し前記第２のポートを前記第４のポートに接続するスイッチと、を備える第１の分岐部と、前記第３のポートと接続された第５のポートと、前記第４のポートと接続された第６のポートと、第３の端局に接続された第７のポートを備え、前記第５のポートから入力された光信号のうち第１の波長の光信号を前記第６のポートから出力し、前記第５のポートから入力された光信号のうち第２の波長の光信号を前記第７のポートから出力する第１の分離部を備え、前記第１の分岐部とは分離可能に構成された第２の分岐部と、を備える。

本発明の拡張分岐装置の制御方法は、第１の分岐部において、第１の端局に接続された第１のポートを第２の端局に接続された第２のポート又は第３のポートに接続し、前記第２のポートを第４のポートに接続し、前記第１の分岐部とは分離可能に構成された第２の分岐部において、前記第３のポートと接続された第５のポートから入力された光信号のうち第１の波長の光信号を前記第４のポートと接続された第６のポートから出力し、前記第５のポートから入力された光信号のうち第２の波長の光信号を第３の端局と接続された第７のポートから出力する、ことを特徴とする。

本発明の拡張分岐装置のプログラムは、第１の分岐部及び第２の分岐部を備える拡張分岐装置のコンピュータに、第１の端局に接続された第１のポートを第２の端局に接続された第２のポート又は第３のポートに接続する機能、及び、前記第２のポートを前記第１のポート又は第４のポートに接続する機能、を前記第１の分岐部において実現させ、前記第３のポートと接続された第５のポートから入力された光信号のうち第１の波長の光信号を前記第４のポートと接続された第６のポートから出力する機能、及び、前記第５のポートから入力された光信号のうち第２の波長の光信号を第３の端局と接続された第７のポートから出力する機能、を前記第１の分岐部とは分離可能に構成された第２の分岐部において実現させる。

本発明の拡張分岐装置及び拡張分岐装置の制御方法は、工事が容易であり、工事による通信への影響が少ないという効果を奏する。

第１の実施形態の海底ケーブルシステム１０の構成例を示すブロック図である。 第１の実施形態の海底ケーブルシステム１０の構成例を示すブロック図である。 第１の実施形態の拡張分岐装置１００の動作例を示すフローチャートである 第２の実施形態の海底ケーブルシステム１０の構成例を示すブロック図である。 第２の実施形態の海底ケーブルシステム１０の構成例を示すブロック図である。 第２の実施形態の拡張分岐装置１００の動作例を示すフローチャートである。 第３の実施形態の海底ケーブルシステム２０の構成例を示すブロック図である。

（第１の実施形態）
図１及び図２は、本発明の第１の実施形態の海底ケーブルシステム１０の構成例を示すブロック図である。海底ケーブルシステム１０は、拡張分岐装置１００、端局Ａ１０１、端局Ｂ１０２及び端局Ｃ１０３を備える。端局Ａ１０１、端局Ｂ１０２及び端局Ｃ１０３は波長多重（wavelength division multiplexing）光信号（以下、「ＷＤＭ信号」という。）を送受信する光送受信器であり、拡張分岐装置１００を介して互いの間で音声などのデータを伝送する。

拡張分岐装置１００は、メイン分岐部１１０及びサブ分岐部１２０を備える。メイン分岐部１１０は、ポート５０１〜５０４にて光信号を入出力する。メイン分岐部１１０は、ポート５０１〜５０４のそれぞれの間の内部の接続を切り替える機能を備える。端局Ａ１０１はメイン分岐部１１０のポート５０１に海底光ケーブルで接続される。端局Ｂ１０２はメイン分岐部１１０のポート５０２に海底光ケーブルで接続される。メイン分岐部１１０は、端局Ａ１０１と端局Ｂ１０２との間の通信を中継する。

図１を参照して、海底ケーブルシステム１０の動作を説明する。図１は、サブ分岐部１２０及び端局Ｃ１０３が運用されていない場合を示す。図１では、サブ分岐部１２０はメイン分岐部１１０と分離されている。端局Ａ１０１は、波長ａ、ｂ、ｃのそれぞれの光信号を含むＷＤＭ信号をメイン分岐部１１０のポート５０１へ送信する。波長ａ、ｂ、ｃは、相異なる波長である。以降のブロック図では、光信号に含まれる波長を光路の近傍にａ、ｂ、ｃ等で模式的に示す。端局Ｃ１０３が運用されていない場合には、端局Ａ１０１から送信されたＷＤＭ信号は、全て端局Ｂ１０２へ伝送されるように、メイン分岐部１１０内部の経路が設定される。メイン分岐部１１０は、光スイッチを用いて内部の経路を設定してもよい。

次に、図２を参照して、端局Ｃ１０３がサブ分岐部１２０を経由してメイン分岐部１１０に接続された場合の拡張分岐装置１００の動作について説明する。図２は、サブ分岐部１２０及び端局Ｃ１０３が運用されている場合を示す。サブ分岐部１２０は、ポート５０５〜５０８にて光信号を入出力する。サブ分岐部１２０のポート５０５及び５０６は、メイン分岐部１１０のポート５０３及び５０４とそれぞれ接続される。

図２において、メイン分岐部１１０は、ポート５０１に入力された全ての波長の光信号を、ポート５０３から出力するように内部の経路を設定する。また、メイン分岐部１１０は、ポート５０４に入力された全ての波長の光信号を、ポート５０２から出力するように内部の経路を設定する。図１及び図２で説明した、メイン分岐部１１０の内部の経路を設定する機能を備えるブロックは、「スイッチ」と呼ぶことができる。

ポート５０３とポート５０５との間及びポート５０４とポート５０６との間は、光伝送路に加えて、監視制御や給電のための電気回路によって接続されていてもよい。また、メイン分岐部１１０とサブ分岐部１２０とは異なる筐体に実装され、ポート５０３とポート５０５との間及びポート５０４とポート５０６との間は、光信号及び給電電力を伝送可能な海底ケーブルで接続されてもよい。端局Ｃ１０３は、海底ケーブルを介してサブ分岐部１２０に給電し、サブ分岐部１２０はメイン分岐部１１０に給電してもよい。

サブ分岐部１２０は、ポート５０５又は５０６に入力された光信号を、波長毎に定められた仕様に従い、他のポートから出力する。以下では、端局Ａ１０１から送信されたＷＤＭ信号が、メイン分岐部１１０のポート５０３を経由してポート５０５に入力され、光信号が波長毎に定められたポート５０６又は５０７から出力される場合について説明する。

端局Ａ１０１から送信された波長ａ、ｂ、ｃの光信号を含むＷＤＭ信号は、メイン分岐部１１０のポート５０１及び５０３を経由してサブ分岐部１２０のポート５０５へ伝送される。サブ分岐部１２０は、メイン分岐部１１０から受信したＷＤＭ信号を波長毎に分岐する。図２は、波長ａ及び波長ｃの光信号が端局Ｂ１０２宛であり、波長ｂの光信号が端局Ｃ１０３宛である場合の例を示す。サブ分岐部１２０は、ポート５０５においてメイン分岐部１１０からＷＤＭ信号を受信する。サブ分岐部１２０は、端局Ｂ１０２宛である波長ａの光信号及び波長ｃの光信号を、ポート５０６からメイン分岐部１１０のポート５０４へ出力する。さらに、サブ分岐部１２０は、端局Ｃ１０３宛である波長ｂの光信号を、ポート５０７から端局Ｃ１０３へ出力する。サブ分岐部１２０のポート５０６からメイン分岐部１１０のポート５０４へ入力された波長ａの光信号及び波長ｃの光信号は、メイン分岐部１１０のポート５０２から端局Ｂ１０２へ出力される。図１及び図２で説明した、サブ分岐部１２０において光信号が波長毎に定められたポートから出力される機能を備えるブロックは、「分離部」と呼ぶことができる。

図３は、本実施形態の拡張分岐装置１００の動作例を示すフローチャートである。サブ分岐部１２０が接続されていない場合には、メイン分岐部１１０は、ポート５０１に入力されたＷＤＭ信号が全てポート５０２から出力されるように内部の経路を設定する（図３のステップＳ１１）。ステップＳ１１が実行された状態で、サブ分岐部１２０がメイン分岐部１１０と切り離され、サブ分岐部１２０の工事が行われる（ステップＳ１２）。

サブ分岐部１２０の工事が終了して、サブ分岐部１２０がメイン分岐部１１０に接続されると、メイン分岐部１１０は、ポート５０１に入力された全ての波長の光信号を、ポート５０３から出力するように内部の経路を設定する（Ｓ１３）。ポート５０３から出力された光信号は、サブ分岐部１２０のポート５０５へ出力される。サブ分岐部１２０は、端局Ｂ１０２宛の波長の光信号をポート５０６からメイン分岐部１１０のポート５０４へ出力する（Ｓ１４）。メイン分岐部１１０は、ポート５０４に入力された光信号を、ポート５０２から端局Ｂ１０２へ出力する（Ｓ１５）。一方、サブ分岐部１２０は、端局Ｃ１０３宛の波長の光信号を、ポート５０７から端局Ｃ１０３に出力する（Ｓ１６）。以上のステップＳ１３〜Ｓ１６の手順により、端局Ａ１０１が送信したＷＤＭ信号が拡張分岐装置１００によって分岐され、端局Ｂ１０２及び端局Ｃ１０３へ所定の波長で伝送される。なお、ステップＳ１３〜Ｓ１６は、光信号の処理の順序を限定するものではない。ステップＳ１３〜Ｓ１６に示される光信号の処理は、並行して行われる。

運用中のサブ分岐部１２０の機能変更のためにサブ分岐部１２０の工事が予定されている場合（Ｓ１７：Ｙｅｓ）、フローはステップＳ１１に戻る。ステップＳ１１において、メイン分岐部１１０のポート５０１に入力された光信号が全てポート５０２から出力されるように、メイン分岐部１１０が制御される。その結果、端局Ａ１０１が送信したＷＤＭ信号は、メイン分岐部１１０のみを通過して端局Ｂ１０２へ伝送される。工事が開始されない場合、すなわち、通常の運用状態では（Ｓ１７：Ｎｏ）、ステップＳ１３〜Ｓ１６の動作が継続される。

このように、本実施形態の拡張分岐装置１００は、メイン分岐部１１０とサブ分岐部１２０とが分離されているため、メイン分岐部１１０を停止させることなく、サブ分岐部１２０の工事のみで端局Ｃ１０３を増設できる。従って、拡張分岐装置１００が海底に設置されている場合でも、端局Ｃ１０３の増設工事の際にはサブ分岐部１２０のみを引き上げればよい。このため、工事費用の抑制が可能になる。

また、ＷＤＭ信号の分岐機能はサブ分岐部１２０が備えている。このため、例えば、拡張分岐装置１００におけるＷＤＭ信号の波長毎の分岐及び結合（add/drop）機能の変更も、サブ分岐部１２０のみの調整あるいは交換によって実現できる。さらに、本実施形態の拡張分岐装置１００は、サブ分岐部１２０の工事中でも、図１のように端局Ａ１０１と端局Ｂ１０２との間の通信は維持されるため、工事による通信への影響が少ない。

すなわち、第１の実施形態の拡張分岐装置１００は、工事が容易であり、かつ、工事による通信への影響が少ないという効果を奏する。

（第２の実施形態）
第２の実施形態では、第１の実施形態で説明した拡張分岐装置１００について、さらに詳細な構成に基づいて説明する。以降の実施形態では、第１の実施形態と同様の機能を持つ構成要素には同一の名称及び参照符号を付して、第１の実施形態と重複する説明は省略される。

図４は、第２の実施形態の海底ケーブルシステム１０の構成例を示すブロック図である。拡張分岐装置１００は、メイン分岐部１１０及びサブ分岐部１２０を備える。ただし、図４は、サブ分岐部１２０及び端局Ｃ１０３が運用されていない場合を示す。図４に示すメイン分岐部１１０は、光スイッチ１１１及び１１２を備える。光スイッチ１１１及び１１２はいずれも１つの共通ポートと２つの分岐ポートを持つ１×２光スイッチであり、ポート５０１及び５０２の拡張分岐装置１００内の接続先を切り替える。光スイッチ１１１の共通ポートは、ポート５０１を経由して端局Ａ１０１に接続される。光スイッチ１１２の共通ポートは、ポート５０２を経由して端局Ｂ１０２に接続される。光スイッチ１１１の分岐ポートの一方は光スイッチ１１２の分岐ポートの一方に接続される。光スイッチ１１１の分岐ポートの他方はポート５０３と接続される。光スイッチ１１２の分岐ポートの他方はポート５０４と接続される。

メイン分岐部１１０とサブ分岐部１２０とが接続されていない場合は、光スイッチ１１１の分岐ポートの一方と光スイッチ１１２の分岐ポートの一方とは直接接続される。その結果、ポート５０１から入力されたＷＤＭ信号は、光スイッチ１１１及び１１２、ポート５０２を経由して端局Ｂ１０２へ出力される。

図５も、第２の実施形態の海底ケーブルシステム１０の構成例を示すブロック図である。図５は、サブ分岐部１２０及び端局Ｃ１０３が運用されている場合を示す。図５では、メイン分岐部１１０のポート５０３とサブ分岐部１２０のポート５０５とが接続され、メイン分岐部１１０のポート５０４とサブ分岐部１２０のポート５０６とが接続される。

サブ分岐部１２０は、光カプラ１２１及び１２２、光フィルタＡ１２３及び光フィルタＢ１２４を備える。光カプラ１２１及び１２２として、光方向性結合器を用いることができる。光カプラ１２１及び１２２は、それぞれ、ポート５０５及びポート５０６から入力された光信号を所定の分岐比（例えば１：１）で分岐する。それぞれの光カプラで分岐された光信号の一方は光フィルタＡ１２３に入力され、他方は光フィルタＢ１２４に入力される。光フィルタＡ１２３及び光フィルタＢ１２４として、誘電体多層膜が使用されてもよい。ポート５０７及び５０８は、端局Ｃ１０３に接続される。端局Ｃ１０３は、サブ分岐部１２０のポート５０７から出力された光信号を受信する。端局Ｃ１０３が送信する光信号は、ポート５０８からサブ分岐部１２０に入力される。

以下では、端局Ａ１０１が送信したＷＤＭ信号が、拡張分岐装置１００において端局Ｂ１０２及び端局Ｃ１０３へ分岐される場合について説明する。具体的には、端局Ａ１０１が送信したＷＤＭ信号は、ポート５０１、５０３、５０５を経由してサブ分岐部１２０に入力される。

光カプラ１２１で分岐されたＷＤＭ信号の一方は、光フィルタＡ１２３に入力される。光フィルタＡ１２３は、波長ａの光信号及び波長ｃの光信号を透過し、波長ｂの光信号を阻止する。波長ａ及び波長ｃは、端局Ａ１０１から端局Ｂ１０２へ伝送される光信号の波長である。光フィルタＢ１２４は、光カプラ１２１で分岐された他方の光に含まれる波長ｂの光信号を透過してポート５０７から出力する。波長ｂは、端局Ａ１０１から端局Ｃ１０３へ伝送される光信号の波長である。光フィルタＢ１２４は、波長ａの光信号及び波長ｃの光信号を阻止する。光フィルタＢ１２４は、端局Ｃ１０３から端局Ｂ１０２へ伝送される、波長ｂと同じ波長帯の波長ｆの光信号をも透過する。波長ｆの光信号は、ポート５０８から光フィルタＢ１２４に入力され、光カプラ１２２へ出力される。

光フィルタＡ１２３を透過した波長ａの光信号及び波長ｃの光信号は、光カプラ１２２において、端局Ｃ１０３が送信する波長ｆの光信号と結合される。結合された波長ａ、ｆ、ｃの光信号は、ポート５０６、５０４、５０２を経由して端局Ｂ１０２へ出力される。

図５に示す構成を備える拡張分岐装置１００は、端局Ｂ１０２が送信したＷＤＭ信号を、ポート５０２、５０４、５０６を経由してサブ分岐部１２０に入力してもよい。ＷＤＭ信号をこのような経路により伝搬させることで、サブ分岐部１２０は、端局Ｂ１０２から入力されたＷＤＭ信号を、光フィルタＡ１２３及び光フィルタＢ１２４の仕様に基づいて端局Ａ１０１及び端局Ｃ１０３へ分岐させることもできる。

光フィルタＡ１２３は、波長ａ又は波長ｃを含む１つ又は複数の波長帯の光を透過させてもよい。光フィルタＢ１２４は、波長ｂ及び波長ｆを含む波長帯の光を透過させてもよい。この場合、波長ａを含む波長帯、波長ｂを含む波長帯及び波長ｃを含む波長帯の波長は、互いに重複しない。

図５に示される海底ケーブルシステム１０では、端局Ａ１０１、端局Ｂ１０２及び端局Ｃ１０３が接続されて運用されている。この状態で、サブ分岐部１２０の交換などの工事が必要となった場合の動作は以下の通りである。工事のためにメイン分岐部１１０とサブ分岐部１２０とが分離されると、光スイッチ１１１及び１１２は、メイン分岐部１１０の内部でポート５０１とポート５０２とが接続されるように制御される。その結果、端局Ａ１０１と端局Ｂ１０２との間の通信はサブ分岐部１２０を経由しなくなるため、サブ分岐部１２０の工事期間中に端局Ａ１０１と端局Ｂ１０２との間の通信が長時間切断されない。なお、メイン分岐部１１０とサブ分岐部１２０との分離に先だって、メイン分岐部１１０の内部でポート５０１とポート５０２とが接続されてもよい。

サブ分岐部１２０の工事が終了すると、メイン分岐部１１０のポート５０３及びポート５０４とサブ分岐部１２０のポート５０５及びポート５０６とが、図５に示すように接続される。メイン分岐部１１０とサブ分岐部１２０との接続後、光スイッチ１１１はポート５０１とポート５０３とが接続されるように制御され、光スイッチ１１２はポート５０２とポート５０４とが接続されるように制御される。すなわち、端局Ａ１０１及び端局Ｂ１０２との間の経路はサブ分岐部１２０を経由するように切り替えられる。

メイン分岐部１１０が備える光スイッチ１１１及び１１２は、サブ分岐部１２０から受信される光信号の断あるいはサブ分岐部１２０からの給電の断を契機に切り替えられてもよい。例えば、光スイッチ１１１及び１１２は、ポート５０４における光信号の有無あるいは給電の有無を検出するための監視回路を備えてもよい。メイン分岐部１１０が、サブ分岐部１２０から光信号が受信しているかサブ分岐部１２０から給電を受けている場合には、監視回路は、光スイッチ１１１及び１１２を、ポート５０３及びポート５０４側（すなわち、サブ分岐部１２０側）に切り替える。そして、サブ分岐部１２０からの光信号が断あるいは給電が断となると、監視回路は、光スイッチ１１１及び１１２を、図４に示すように、ポート５０１とポート５０２とが直接接続されるように切り替える。

光スイッチ１１１及び１１２は、メイン分岐部１１０が給電を受けていない場合や、制御信号が存在しない場合にはポート５０１とポート５０２とが直接接続される機構を備えてもよい。このような構成により、工事の際にメイン分岐部１１０とサブ分岐部１２０とが切り離された結果サブ分岐部１２０への給電が失われても、端局Ａ１０１と端局Ｂ１０２とがメイン分岐部１１０のみを経由するように自動的に接続される。この場合、メイン分岐部１１０は、光スイッチ１１１及び１１２のための電源を必要としない。そして、工事の終了後にメイン分岐部１１０とサブ分岐部１２０とが接続されると、再び、端局Ａ１０１と端局Ｂ１０２とがサブ分岐部１２０を経由して接続される。

図６は、本実施形態の拡張分岐装置１００の動作例を示すフローチャートである。サブ分岐部１２０が接続されていない場合には、光スイッチ１１１及び１１２は、端局Ａ１０１からポート５０１を経由して入力された全ての波長の光信号がポート５０２を経由して端局Ｂ１０２へ出力されるように、制御される（図６のステップＳ２１）。ステップＳ２１が実行された状態で、サブ分岐部１２０がメイン分岐部１１０と切り離され、サブ分岐部１２０の工事が行われる（Ｓ２２）。

サブ分岐部１２０の工事が終了して、サブ分岐部１２０がメイン分岐部１１０に接続されると、メイン分岐部１１０は、ポート５０１から入力された全ての波長の光信号がポート５０３から出力されるように光スイッチ１１１を制御する（Ｓ２３）。また、メイン分岐部１１０は、ポート５０４から入力された全ての波長の光信号がポート５０２から出力されるように光スイッチ１１２を制御する（Ｓ２４）。

サブ分岐部１２０は、メイン分岐部１１０から受信した光信号を光カプラ１２１で分岐して、光フィルタＡ１２３及び光フィルタＢ１２４に入力する（Ｓ２５）。光フィルタＡ１２３は、端局Ｂ１０２宛の波長の光信号を透過させる。サブ分岐部１２０は、端局Ｂ１０２宛の光信号を、ポート５０６からメイン分岐部１１０のポート５０４へ出力する（Ｓ２６）。メイン分岐部１１０は、サブ分岐部１２０からポート５０４へ入力された光信号を、ポート５０２から端局Ｂ１０２へ出力する（Ｓ２７）。

光フィルタＢ１２４は、端局Ｃ１０３宛の波長の光信号を透過させる。サブ分岐部１２０は、端局Ｃ１０３宛の光信号を、ポート５０７から端局Ｃ１０３に出力する（Ｓ２８）。

サブ分岐部１２０の工事予定がある場合には（Ｓ２９：Ｙｅｓ）、フローはステップＳ２１に戻り、端局Ａ１０１から送信されたＷＤＭ信号がメイン分岐部１１０のみを介して端局Ｂ１０２へ伝送されるように、光スイッチ１１１及び１１２が制御される。工事が再開されない場合、すなわち、通常の運用が継続される場合には（Ｓ２９：Ｎｏ）、ステップＳ２３〜Ｓ２８の動作が継続される。

以上のステップＳ２３〜Ｓ２８の手順の繰り返しにより、海底ケーブルシステム１０が運用される。なお、ステップＳ２３〜Ｓ２８は、光信号の処理の順序を限定するものではない。ステップＳ２３〜Ｓ２８に示される拡張分岐装置１００における端局Ａ１０１から受信されるＷＤＭ信号の処理は、並行して行われる。

端局間の分岐機能が固定されている拡張分岐装置は、ｆｉｘｅｄ ｏｐｔｉｃａｌ ａｄｄ ｄｒｏｐ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ（Ｆｉｘ型ＯＡＤＭ）と呼ばれることがある。分岐機能が変更可能なＯＡＤＭは、ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅ ＯＡＤＭ（ＲＯＡＤＭ）と呼ばれることがある。そして、このようなＯＡＤＭの分岐機能は、拡張分岐装置１００のサブ分岐部１２０に実装できる。

海底ケーブルシステム１０の運用開始後に、Ｆｉｘ型ＯＡＤＭの機能を備える拡張分岐装置１００の分岐機能を変更する場合や、Ｆｉｘ型ＯＡＤＭをＲＯＡＤＭと交換する場合が考えられる。本実施形態によれば、このような場合に、サブ分岐部１２０のみを海底から引き上げて交換するだけで、Ｆｉｘ型ＯＡＤＭの分岐機能の変更やＲＯＡＤＭへの交換が可能である。そして、サブ分岐部１２０の工事が行われている間でも、スイッチ１１１及び１１２の制御により、端局Ａ１０１と端局Ｂ１０２とは通信可能である。その結果、工事による通信への影響が低減される。

さらに、近年では遠隔からの通信経路の制御機能を備えるＲＯＡＤＭ装置や、より波長分解能が高い光フィルタも開発されている。本実施形態によれば、このような高機能の装置が実装されたサブ分岐部１２０を運用中のサブ分岐部１２０と交換することで拡張分岐装置１００の機能を向上させることも容易である。

以上説明したように、本実施形態の拡張分岐装置１００は、工事が容易であり、工事に伴う通信への影響が少ないという効果を奏する。

その理由は、海底に設置された拡張分岐装置１００をメイン分岐部１１０とサブ分岐部１２０とに分離することで、サブ分岐部１２０のみを引き上げて交換あるいは改造するだけで拡張分岐装置１００の機能拡張が可能であるからである。本実施形態の拡張分岐装置１００は、サブ分岐部１２０がメイン分岐部１１０と接続されていない場合は、光スイッチ１１１及び１１２を、端局Ａ１０１と端局Ｂ１０２とメイン分岐部１１０内で接続されるように制御する。その結果、端局Ｃ１０３に関する工事の間も、端局Ａ１０１と端局Ｂ１０２との間の通信は維持される。また、拡張分岐装置１００の全体を引き上げて交換する場合と比較して、本実施形態の拡張分岐装置１００は、サブ分岐部１２０のみの引き上げを行えばよいため、交換工事の規模が小さくなり、ひいては工事費用を削減できる。

（第３の実施形態）
第１及び第２の実施形態では、１台のメイン分岐部１１０には、１台のサブ分岐部１２０が接続されていた。第３の実施形態では、１台のメイン分岐部１１０には、２台のサブ分岐部１２０が接続された構成について説明する。

図７は、本発明の第３の実施形態の海底ケーブルシステム２０の構成例を示すブロック図である。海底ケーブルシステム２０は、第１及び第２の実施形態で説明した拡張分岐装置１００に代えて、拡張分岐装置２００を備える。拡張分岐装置２００は、第１及び第２の実施形態で説明したメイン分岐部１１０及びサブ分岐部１２０に加えて、もう１台のサブ分岐部１３０を備える。サブ分岐部１３０は、ポート５０９〜５１２を備え、サブ分岐部１２０に縦続接続される。すなわち、サブ分岐部１２０のポート５０７及びポート５０８に、サブ分岐部１３０のポート５０９及び５１０がそれぞれ接続され、サブ分岐部１３０のポート５１１及び５１２が、端局Ｃ１０３に接続される。サブ分岐部１２０の構成は、光フィルタＡ１２３及び光フィルタＢ１２４の仕様を除き第２の実施形態と同様であるため、図７ではサブ分岐部１２０は簡略に記載される。

サブ分岐部１３０はサブ分岐部１２０と基本的に同様の構成を備える。すなわち、サブ分岐部１３０のポート５０９〜５１２は、それぞれ、サブ分岐部１２０のポート５０５〜５０８に対応する。サブ分岐部１３０は、光カプラ１３１及び１３２、光フィルタＡ１３３、光フィルタＢ１３４を備える。これらは、それぞれ、サブ分岐部１２０の光カプラ１２１及び１２２，光フィルタＡ１２３、光フィルタＢ１２４に対応する。サブ分岐部１３０は、ポート５０７に入力されたＷＤＭ信号を、光フィルタＡ１３３及び光フィルタＢ１３４の仕様に基づいてポート５１０又はポート５１１に出力する。サブ分岐部１２０及び１３０の各光フィルタの仕様については後述する。

サブ分岐部１３０は、端局Ｃ１０３が送信してポート５１２から入力される光信号と、光フィルタＡ１３３を透過した光信号とを、光カプラ１３２で結合してポート５１０から出力する。ポート５１０から出力された光信号は、サブ分岐部１２０のポート５０８及び５０６、並びに、メイン分岐部１１０のポート５０４及び５０２を経由して端局Ｂ１０２へ出力される。

本実施形態においては、端局Ａ１０１は、波長ａ、ｂ、ｃ、ｄの４波長のＷＤＭ信号を送信する。サブ分岐部１２０の光フィルタＡ１２３は、波長ａの光信号及び波長ｃの光信号を透過させ、波長ｂの光信号及び波長ｄの光信号を阻止する。サブ分岐部１２０の光フィルタＢ１２４は、波長ｂの光信号及び波長ｄの光信号を透過させ、波長ａの光信号及び波長ｃの光信号を阻止する。サブ分岐部１２０のポート５０７からは波長ｂの光信号及び波長ｄの光信号が出力される。サブ分岐部１３０が接続される前は、端局Ｃ１０３はサブ分岐部１２０のポート５０７及びポート５０８と接続されており、端局Ｃ１０３は波長ｂの光信号及び波長ｄの光信号を受信していた。

ここで、サブ分岐部１２０と端局Ｃ１０３との間にサブ分岐部１３０を増設することで、波長ｄの光信号の宛先を端局Ｃ１０３から端局Ｂ１０２に変更できる。光フィルタＡ１３１は波長ｄの光信号を透過し、波長ｂの光信号を阻止する。光フィルタＢ１３２は波長ｂの光信号を透過し、波長ｄの光信号を阻止する。その結果、サブ分岐部１３０のポート５０９に入力された波長ｄの光信号は光フィルタＡ１３３及びポート５１０を経由してサブ分岐部１２０のポート５０８へ出力される。そして、波長ｄの光信号は、サブ分岐部１２０及びメイン分岐部１１０を経由して端局Ｂ１０２で受信される。サブ分岐部１３０のポート５０９に入力された波長ｂの光信号はポート５１１から端局Ｃ１０３へ出力される。このように、サブ分岐部１３０をサブ分岐部１２０に接続することで、波長ｄの光信号の宛先の端局が端局Ｃ１０３から端局Ｂ１０２へ変更されるように、拡張分岐装置２００の仕様が変更される。すなわち、このような構成を備える拡張分岐装置２００は、既存のサブ分岐部１２０を交換することなく、拡張分岐装置２００の仕様を変更できる。

波長ｄの光信号の宛先の端局の変更をサブ分岐部１２０の工事により実現させる場合には、サブ分岐部１２０を通過する波長ａの光信号及び波長ｃの光信号の経路をメイン分岐部１１０のみを通過するように変更する必要がある。このような経路の変更により、第１及び第２の実施形態で説明したように、サブ分岐部１２０の工事期間中も、端局Ａ１０１と端局Ｂ１０２との通信が可能となる。しかしながら、光スイッチ１１１及び１１２による経路の切り替えの際に、波長ａの光信号及び波長ｃの光信号に、ごく短時間の切断（瞬断）が発生する恐れがある。

これに対して、本実施形態では、サブ分岐部１３０の増設工事の期間中、光スイッチ１１１及び１１２の状態は変化しない。従って、サブ分岐部１２０を経由してメイン分岐部１１０へ伝送される波長ａの光信号及び波長ｃの光信号はサブ分岐部１３０の増設工事の影響を受けない。その結果、第３の実施形態の拡張分岐装置２００は、第１及び第２の実施形態と同様の効果に加えて、さらに、サブ分岐部１３０の増設の際に、光スイッチの切り替えに伴う通信の瞬断が発生しないという効果を奏する。

以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記の実施形態に限定されない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

各実施形態の拡張分岐装置１００及び２００は、ＣＰＵ及びメモリを備えてもよい。メモリは例えば半導体メモリや磁気ディスク装置であり、ＣＰＵのプログラムを記録する。ＣＰＵは中央処理装置（central processing unit）であり、メモリに記憶されたプログラムを実行することにより、光スイッチを含む拡張分岐装置１００及び２００の機能を実現する。ＣＰＵ及びメモリは、例えばメイン分岐部１１０の内部に備えられ、拡張分岐装置１００及び２００の各部を制御する。なお、光スイッチは、拡張分岐装置１００及び２００の外部からの遠隔制御によって切り替えられてもよい。拡張分岐装置１００及び２００はバッテリを備え、ＣＰＵ及びメモリを含む拡張分岐装置１００及び２００の電気回路は、バッテリにより電源供給を受けてもよい。

各実施形態では、海底に設置された分岐装置を備える海底ケーブルシステムについて説明した。しかし、各実施形態の適用は海底ケーブルシステムに限定されない。例えば、陸上の通信システムに各実施形態の構成を適用した場合にも、工事が容易であり、工事の際の既存の通信への影響が少ないという効果が得られる。

この出願は、２０１５年３月１６日に出願された日本出願特願２０１５−０５１８２８を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

１０、２０ 海底ケーブルシステム
１００、２００ 拡張分岐装置
１０１ 端局Ａ
１０２ 端局Ｂ
１０３ 端局Ｃ
１１０ メイン分岐部
１１１、１１２ 光スイッチ
１２０、１３０ サブ分岐部
１２１、１２２、１３１、１３２ 光カプラ
１２３、１３３ 光フィルタＡ
１２４、１３４ 光フィルタＢ

Claims (6)

1. 第１の端局に接続された第１のポートと、第２の端局に接続された第２のポートと、第３のポートと、第４のポートと、前記第１のポートを前記第２のポート又は前記第３のポートに接続し前記第２のポートを前記第４のポートに接続するスイッチと、を備える第１の分岐手段と、
   前記第３のポートと接続された第５のポートと、前記第４のポートと接続された第６のポートと、第３の端局に接続された第７のポートを備え、前記第５のポートから入力された光信号のうち第１の波長の光信号を前記第６のポートから出力し、前記第５のポートから入力された光信号のうち第２の波長の光信号を前記第７のポートから出力する第１の分離手段を備え、前記第１の分岐手段とは分離可能に構成された第２の分岐手段と、
   を備える拡張分岐装置であって、
   前記第１の分離手段は、
   第１の光カプラと、前記第１の波長のみを透過する第１の光フィルタと、前記第２の波長のみを透過する第２の光フィルタとを備え、
   前記第１の光カプラは前記第５のポートから入力された光信号を２分岐して一方の光信号を前記第１の光フィルタへ出力するとともに前記２分岐された他方の光信号を前記第２の光フィルタへ出力し、
   前記第１の光フィルタは、透過した前記第１の波長の光信号を前記第６のポートから出力し、
   前記第２の光フィルタは、透過した前記第２の波長の光信号を前記第７のポートから出力し、
   前記第２の分岐手段は、
   前記第３の端局が出力する光信号が入力される第８のポートと、
   前記第１の光フィルタが透過した前記第１の波長の光信号及び前記第８のポートから入力された光信号を結合して前記第６のポートから出力する第２の光カプラと、
   をさらに備え、
   前記第２の分岐手段と前記第３の端局との間に、
   前記第７のポートと接続された第９のポートと、前記第８のポートと接続された第１０のポートと、前記第３の端局に接続された第１１のポートを備え、前記第９のポートから入力された光信号のうち第３の波長の光信号を前記第１０のポートから出力し、前記第９のポートから入力された光信号のうち第４の波長の光信号を前記第１１のポートから出力する第２の分離手段を備え、前記第１及び第２の分岐手段とは分離可能に構成された、第３の分岐手段をさらに備える、拡張分岐装置。
2. 前記スイッチは、
   前記第１のポートと前記第２のポートとを接続する第１の状態と、
   前記第１のポートを前記第３のポートに接続し前記第２のポートを前記第４のポートに接続する第２の状態と、のいずれかで動作する請求項１に記載された拡張分岐装置。
3. 前記スイッチは、それぞれが１つの共通ポートと２つの分岐ポートとを備える１×２光スイッチである第１の光スイッチと第２の光スイッチとを備え、
   前記第１の光スイッチの共通ポートは、前記第１のポートに接続され、
   前記第２の光スイッチの共通ポートは、前記第２のポートに接続され、
   前記第１の光スイッチの一方の分岐ポートは前記第２の光スイッチの一方の分岐ポートに接続され、
   前記第１の光スイッチの他方の分岐ポートは前記第３のポートと接続され、
   前記第２の光スイッチの他方の分岐ポートは前記第４のポートと接続され、
   前記第１の状態では、前記第１の光スイッチの前記共通ポートが前記第２の光スイッチの前記共通ポートと接続されるように前記第１及び第２の光スイッチが制御され、
   前記第２の状態では、前記第１の光スイッチの前記共通ポートが前記第１の光スイッチの前記他方の分岐ポートと接続され、前記第２の光スイッチの前記共通ポートが前記第２の光スイッチの前記他方の分岐ポートと接続されるように前記第１及び第２の光スイッチが制御される、
   請求項２に記載された拡張分岐装置。
   
4. 前記第１のポートに接続された前記第１の端局と、
   前記第２のポートに接続された前記第２の端局と、
   前記第１１のポートに接続された前記第３の端局と、
   請求項１乃至３のいずれかに記載された拡張分岐装置と、
   を備える通信システム。
5. 第１の分岐手段において、
   第１の端局に接続された第１のポートを第２の端局に接続された第２のポート又は第３のポートに接続し、
   前記第２のポートを第４のポートに接続し、
   前記第１の分岐手段とは分離可能に構成された第２の分岐手段において、
   前記第３のポートと接続された第５のポートから入力された光信号のうち第１の波長の光信号を前記第４のポートと接続された第６のポートから出力し、
   前記第５のポートから入力された光信号のうち第２の波長の光信号を第３の端局と接続された第７のポートから出力する、
   拡張分岐装置の制御方法であって、
   前記第２の分岐手段において、
   第１の光カプラによって、前記第５のポートから入力された光信号を２分岐して一方の光信号を前記第１の波長のみを透過する第１の光フィルタへ出力し、
   前記２分岐された他方の光信号を前記第２の波長のみを透過する第２の光フィルタへ出力し、
   前記第２の光フィルタを透過した前記第２の波長の光信号を前記第７のポートから出力し、
   前記第３の端局が出力する光信号を第８のポートから入力し、
   前記第１の光フィルタを透過した前記第１の波長の光信号及び前記第８のポートから入力された光信号を結合して前記第６のポートから出力し、
   前記第２の分岐手段と前記第３の端局との間に備えられ、前記第１及び第２の分岐手段とは分離可能に構成された第３の分岐手段において、
   前記第７のポートと接続された第９のポートから入力された光信号のうち第３の波長の光信号を前記第８のポートと接続された第１０のポートから出力し、
   前記第９のポートから入力された光信号のうち第４の波長の光信号を前記第３の端局に接続された第１１のポートから出力する、
   拡張分岐装置の制御方法。
6. 第１の分岐手段と、前記第１の分岐手段とは分離可能に構成された第２の分岐手段と、前記第１及び第２の分岐手段とは分離可能に構成された第３の分岐手段と、を備える拡張分岐装置のコンピュータに、
   第１の端局に接続された第１のポートを第２の端局に接続された第２のポート又は第３のポートに接続する機能、及び、前記第２のポートを第４のポートに接続する機能、を前記第１の分岐手段において実現させ、
   前記第３のポートと接続された第５のポートから入力された光信号のうち第１の波長の光信号を前記第４のポートと接続された第６のポートから出力する機能、及び、前記第５のポートから入力された光信号のうち第２の波長の光信号を第３の端局と接続された第７のポートから出力する機能、を前記第２の分岐手段において実現させ、
   前記第２の分岐手段において、
   前記第５のポートから入力された光信号を２分岐して一方の光信号を前記第１の波長のみを透過する第１の光フィルタへ出力する機能、
   前記２分岐された他方の光信号を前記第２の波長のみを透過する第２の光フィルタへ出力する機能、
   前記第２の光フィルタを透過した前記第２の波長の光信号を前記第７のポートから出力する機能、
   前記第３の端局が出力する光信号を第８のポートから入力する機能、
   前記第１の光フィルタが透過した前記第１の波長の光信号及び前記第８のポートから入力された光信号を結合して前記第６のポートから出力する機能、
   を実現させ、
   前記第２の分岐手段と前記第３の端局との間に備えられ、前記第１及び第２の分岐手段とは分離可能に構成された第３の分岐手段において、
   前記第７のポートと接続された第９のポートから入力された光信号のうち第３の波長の光信号を前記第８のポートと接続された第１０のポートから出力する機能、
   前記第９のポートから入力された光信号のうち第４の波長の光信号を前記第３の端局に接続された第１１のポートから出力する機能、
   を実現させる、
   ための拡張分岐装置のプログラム。

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