JPH0365838A - リング型光ネットワーク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は３以上の通信ノードが光ファイバケーブルによ
りリング状に接続されたリング型光ネットワークに関す
る。

本発明は、リング型光ネットワークにおいて、通信ノー
ドとは別に接続ノードを設け、この接続ノードを介して
個々の通信ノードをバイパス可能とすることにより、ケ
ーブル切断の影響を削減し、信頼性を高め、ノードの増
減設を容易にするものである。

〔従来の技術〕

第１０図は従来のリング型光ネットワークの基本構成を
示すブロック図である。

この光ネットワークは、隣接する二つの通信ノード１−
ｉ　、　１−（ｉ＋１）が１心の光ファイバケーブル２
−ｉにより接続され、リングを形成している。ただしｉ
は１〜ｎの整数であり、ｎは通信ノードの総数であり、
ここではｎ＝４の例を示す。ｉ＝ｎのときｉ＋ｌは１を
表すものとする。またｉ＝１のときｉ−１はｎを表すも
のとする。

各通信ノードｌ−ｉには、光電気変換器１１、電気光変
換器１２および電気信号処理部１３が設けられる。

信号の流れる方向は一方向である。媒体アクセス方式と
しては、トークンリング方式、スロッテドリング方式な
どを適用できる。

この構成のリング型光ネットワークは、信号の処理方向
が単純で最も経済的である。しかし、通信ノードが１個
でも故障すると、ネットワーク全体が停止してしまう問
題があった。

第１１図は第１０図に示した従来例にバイパス機能を付
加したリング型光ネットワークのブロック構成図である
。

通信ノード１−１　には光スイツチ１４が設けられ、そ
の通信ノードｌ−ｉが故障した場合に、自動的に光信号
をバイパスする。すなわち光スイツチ１４は、通常、入
力側の光ファイバケーブル２−（ｉ−１）からの信号を
光電気変換器１１に、電気光変換器１２からの信号を出
力側の光ファイバケーブル２−ｉ　にそれぞれ接続し、
通信ノードｌ−ｉの故障時には、入力端の光ファイバケ
ーブル２−（ｉ−１）　　２からの信号を出力側の光フ
ァイバケーブル２−ｉ　に接続する。

しかしこの構成では、光ファイバケーブル２−１〜２−
ｎのいずれかが切断されたとき、ネットワーク全体が停
止してしまう問題があった。

第１２図はバイパス機能に加えてループバック機能が設
けられたリング型光ネットワークのブロック構成図であ
る。

この光ネットワークでは、光ファイバケーブル２−１〜
２−ｎとして２心のものが用いられる。通常は、光ファ
イバケーブル２−１〜２−ｎ内の一方の光ファイバ、す
なわち現用光ファイバを使用して一方向に信号を伝達す
る。ノード故障に対しては、第１１図に示した従来例と
同様に、バイパスにより対処する。現用光ファイバに異
常が発生した場合には、すべての通信ノード１−１〜ｌ
−ｎの光スイツチ１４を切り替え、光ファイバケーブル
２−１〜２−ｎ内の他方の光ファイバ、すなわち予備用
光ファイバを用いて信号を伝送する。

光ファイバケーブル２−ｉが切断された場合にはループ
バックを実行する。例えばＡＳＢ、ＣおよびＤの四つの
通信ノードがリング状に接続され、通常状態でＡ−Ｂ−
Ｃ−Ｄ−Ａの順に信号が伝達されているとする。このと
き、ＡとＢの間の光ファイバケーブルが切断されると、
Ａの通信ノードに設けられた光スイツチ１４は、電気光
変換器１２の出力を予備用光ファイバに接続する。Ｂの
通信ノードに設けられた光スイツチ１４は、予備用光フ
ァイバからの信号を光電気変換器１１に接続する。Ｃ１
Ｄの通信ノードに設けられた光スイツチ１４は、予備用
光ファイバの信号をバイパスする。これにより信号の流
れは、Ａ→（Ｄをバイパス）→（Ｃをバイパス）→Ｂ−
＋Ｃ−＋Ｄ−＋Ａとなる。すなわち、切断前と同じ信号
伝達順序を維持できる。

この従来例は、すべての故障に対処できるが、ループバ
ック時に通信ノードをバイパスするときに光スイツチ１
４による損失が通信ノードの数だけ累積されるため、ノ
ード数が高々１０個程度の光ネットワークにしか使用で
きない問題があった。ノード数を増やすためには、各通
信ノードに予備の光電気変換器および電気光変換器を設
置し、予備用光ファイバの信号を再生中継する方法が一
般的である。しかし、その場合には高価な光電気変換器
および電気光変換器を二重化することになり、経済性に
欠ける問題があった。

第１３図は、以上の問題を解決するため、本願出願人が
以前に特許出願した光ネットワークのブロック構成図で
ある。詳細は、特願昭６３−５０９１１　ｒ光ファイバ
配線箱」および特願昭６３−２７２６０５　ｒマルチポ
ート光アクセサおよび光ネットワーク」のそれぞれの明
細書および図面に示されている。

この光ネットワークは、中央に接続ノードとして光キャ
ビネット３が設けられ、この内部に光スィッチまたは光
アクセサが設置されている。ここでは、説明を簡単にす
るため光スィッチを用いた場合について説明する。

第１３図に示した従来例は、ノード故障、ケーブル切断
などどのような故障に対しても、光スィッチを自動的に
切り替えて対処できる。また、光損失はノード数に依存
しない。さらに、光電気変換器および電気光変換器を二
重化する必要がなく、経済的である。

リング型光ネットワークに関する文献としては、■　海
老層、高野、池田、「バイパスとループバツク機能を持
つ２重リングの信頼性」、情報処理学会論文誌、第２９
巻第４号、第４２９〜４３８頁、■９８８年、 ■　ノス、「ザ・リライアビリティ・オブ・オプティカ
ル・アクセス・ファイバ・ネットワークス」（Ｋ、Ｎｏ
５ｕ、　”Ｔｈｅ　Ｒｅ１ｉａｂｉｌｉｔｙ　　ｏｆ　
　０ｐｔｉｃａｌＡｃｃｅｓｓ　Ｆｉｂｅｒ　Ｎｅｔｗ
ｏｒｋ”、　Ｔｒｎａｓ、ＩＢＣＢ　ｏｆ　Ｊａｐａｎ
。

Ｖｏｌ、Ｅ−６６、Ｎｏ、２．　ｐｐ、１３４−１４２
　（１９８９））なとがある。

〔発明が解決しようとする課題〕

第１３図に示した従来例は多くの利点があるが、■　光
ファイバケーブルが切断された場合には、その光ファイ
バケーブルに接続されている通信ノードを使用できなく
なる、 ■　通信ノードを増設するには新しい通信ノードを光キ
ャビネット内の予備の光スィッチに接続するが、予備の
光スィッチがない場合には、光スィッチを増設するため
にネットワーク全体の運転を停止させる必要がある、 ■　通信ノードの増設のために予備の光スィッチを設け
ておくと、不経済であり、通常時の光損失が大きくなる などの問題があった。

本発明は、以上の問題点を解決し、経済的で信頼性が高
く、しかも通信ノードの増減設が容易なリング型光ネッ
トワークを提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のリング型光ネットワークは、通信ノードとは別
に一つの接続ノードを設け、この接続ノードは少なくと
も二つの通信ノードの間をバイパス接続する手段を含む
ことを特徴とする。ここで、ｎ個の通信ノードが、ｉ＜
ｎなる自然数ｉに対してｉ番目とｉ＋１番目の通信ノー
ドの間、およびｎ番目と１番目の通信ノードの間がそれ
ぞれ光ファイバケーブルにより接続され、ひとつのリン
グを形成するものとする。

接続ノードと少なくとも二つの通信ノード、望ましくは
リング上のすべての（ｎ個の）通信ノードとの間が、そ
れぞれ予備光ファイバケーブルにより接続されることが
望ましい。

予備光ファイバケーブルは２本の光ファイバを含み、ｉ
番目の通信ノードに接続された予備光ファイバケーブル
内の光ファイバは、接続ノード内で、一方がｉ千１番目
（ｉ＝ｎの場合には１番目）の通信ノードに接続された
予備光ファイバケーブル内の光ファイバに、他方がｉ−
１番目の通信ノードに接続された予備光ファイバケーブ
ル内の光ファイバにそれぞれコネクタ接続または融着接
続されることが望ましい。

また、バイパス接続する手段は、予備光ファイバケーブ
ル相互間の接続を切り替える光スィッチまたは光アクセ
サを含むこともできる。

〔作　用〕

通信ノードとは異なる場所に光キャビネットを設置して
これを接続ノード内 ャビネットと通信ノードとを光ファイバケーブルによっ
て接続する。通常時には、光信号がリング状に接続され
た通信ノードを順番に伝搬する。通信ノードまたはその
間を接続する光ファイバケーブルに障害が発生したとき
には、接続ノードを通過するバイパス経路を設定する。

これにより、経済的で信頼性が高く、しかも通信ノード
の増減設が容易なリング型光ネットワークが得られる。

〔実施例〕

第１図は本発明第一実施例のリング型光ネットワークの
ブロック構成図である。

このリンク型光ネットワークは、３以上ｎ個（この例で
は４個）の通信ノード１−１〜ｌ−ｎが光ファイバケー
ブル２−１〜２−ｎによりリング状に接続される。ここ
で本実施例の特徴とするところは、ｎ個の通信ノード１
−１〜ｌ−ｎとは別に一つの光キャビネット３が設けら
れ、この光キャビネット３は、ｎ個の通信ノード１−１
〜ｌ−ｎのうちの少なくとも二つの通信ノードの間をバ
イパス接続する手段として光コネクタ３１を備えたこと
にある。

通信ノード１−１〜ｌ−ｎ　と光キャビネット３との間
はそれぞれ予備光ファイバケーブル４−１〜４−ｎによ
り接続され、この予備光ファイバケーブル４−１〜４−
ｎはそれぞれ２本の光ファイバを含む。予備光ファイバ
ケーブル１−１　内の一方の光ファイバは、光キャビネ
ット３内で、光コネクタ３１により、予備光ファイバケ
ーブル１−（ｉ−１）内の一方の光ファイバに接続され
る。また、予備光ファイバケーブルｌ−ｉ　内の他方の
光ファイバは、予備光ファイバケーブル１−（ｉ＋１）
　内の一方の光ファイバに接続される。

第２図は通信ノードの一例を示すブロック構成図である
。ここでは、光スイツチ１４として２個の２×２光スイ
ツチ５ｌｌｌｌ　、ＳＷ２を用いた場合を例に説明する
。また、１番目の通信ノードｌ−ｉを例に説明する。

光スイッチＳＷＩ　、ＳＷ２は、通常時には並行モード
となり、光信号を並行方向に伝達する。したがってｉ−
１番目の通信ノード１−（ｉ−１）からの信号は、光ス
イッチＳＷＩ　、光電気変換器１１、電気信号処理部１
３、電気光変換器１２および光スイツチ５Ｉｌ１２を経
由してｉ＋１番目の通信ノード１−（ｉ＋１）　に伝達
される。

光電気変換器１１、電気光変換器１２または電気信号処
理部■３のいずれかが故障した場合には、光スイッチ８
ｗ１．５ＩＩ１２は双方ともに自動的に交差モードに切
り替わり、光信号を交差方向に伝達する。

このため通信ノード１−（ｉ−１）からの信号は、光ス
イツチ５ｔｉｌｌ　、ＳＷ２を通って通信ノード１−（
ｉ＋１）に伝達される。すなわち１番目の通信ノード１
−１がバイパスされる。

通信ノード１−（ｉ−１）　　と通信ノードｌ−ｉ　と
の間の光ファイバケーブル２−（ｉ−１）が切断された
場合には、通信ノード１−（ｉ−１）　　の光スイツチ
５ｌｌｉ２　と通信ノード１−１　の光スイツチ５ｔｉ
ｌｌ　とが交差モードとなる。このとき通信ノード１−
（ｉ−１）　からの光信号は、予備光ファイバケーブル
４−（ｉ−１）　、光コネクタ３１、予備光ファイバケ
ーブル４−１１通信ノード１−ｉの光スイッチＳＷＩを
経由して伝達される。

予備光ファイバケーブル４−１〜４−ｎに障害が発生し
ても、信号伝送には全く影響しない。しかし、その状態
で光ファイバケーブル２−１〜２−ｎのいずれかに障害
が発生した場合には、この光ネツトワーク全体が停止し
てしまうことがある。そこで、予備光ファイバケーブル
４−１〜４−ｎについても適宜監視し、保守する必要が
ある。

このように本実施例は、ケーブル故障が生じても、すべ
てのノードが通常時と変わらずに運転を維持できる。

第４図は通信ノードの増設方法を示す。

第４図（ａ）は通常の運転状態を示し、太線が信号の流
れている光ファイバケーブルを示す。この状態から、通
信ノード１−（ｉ−１）　、１−ｉ　の間に新たな通信
ノード１−ｊを増設するとする。

このためにはまず、第４図（ｂ）に示すように、通信ノ
ード１−（ｉ−１）　、１−ｉのそれぞれの光スイツチ
１４を切り替え、光ファイバケーブル２−（ｉ−１）を
通っていた信号を予備光フアイバケール４−（ｉ−１）
、４−１　に迂回させる。次に、第４図（Ｃ）に示すよ
うに、通信ノード１−（ｉ−１）　　と増設すべき通信
ノード１−ｊとの間を光ファイバケーブル２−（ｉ−１
）　’で接続し、通信ノード１−ｊ　と通信ノードｌ−
ｉ　との間を光ファイバケーブル２−ｊで接続する。最
後に、第４図（ｄ）に示すように、通信ノード１−（ｉ
−１）　、１−ｉ　の光スイツチ１４を再び切り替えて
、信号が光ファイバケーブル２−（ｉ−１）　’　、通
信ノード１−ｊおよび光ファイバケーブル２−ｊ　を経
由するようにし、通信ノード１−ｊ　　と光キャビネッ
ト３との間を予備光ファイバケーブル４−ｊで接続する
。

通信ノードを減殺する場合には、第４図（ａ）〜（ｄ）
の操作を逆順に実行する。

このようにして、光ネットワークの運転を停止すること
なく、通信ノードの増設および減殺が可能となる。

第３図は通信ノードの他の例を示すブロック構成図であ
る。この例は、光スイツチ１４として１個の３×３光ス
イツチを用いたものである。この光スィッチについては
、本願出願人による特許出願、特願平１−２０３０９　
　ｒ光スイッチおよび光ネットワーク」の明細書および
図面に詳しく説明されている。

この光スィッチを用いることにより、光損失が小さくな
り、低価格化が可能となり、通信ノードの自己診断が可
能となるなどの利点がある。

この構成の通信ノードを用いた場合でも、第２図に示し
た構成の通信ノードを用いた場合と同様に、故障に対す
る対応、通信ノードの増設または減殺を行うことができ
る。

以上の実施例では、光キャビネット３内における予備光
ファイバケーブル４−１〜４＝ｎの接続に光コネクタ３
１を用いた例を説明したが、融着接続しても本発明を同
様に実施できる。ただし、融着接続は光コネクタ接続に
比較して低コストであるが、接続時間が長くなる。

第５図は本発明第二実施例のリング型光ネ７）ワークの
ブロック構成図である。

この実施例は、予備光ファイバケーブル４−１〜４−ｎ
が１心構戊であり、これらを切替接続するため、光キャ
ビネット３内に光スイツチ３２を備えたことが第一実施
例と異なる。また、予備光ファイバケーブル４−１〜４
−ｎが１心構戒であることから、通信ノード１−１〜ｌ
−ｎのそれぞれの光スイツチ１４の構成も第一実施例と
異なる。

第６図は通信ノードの詳細を示すブロック構成図である
。この例では、光スイツチ１４として２×３の構造のも
のを１個用いた例を示す。その他の構成は第一実施例の
場合と同等である。

第７図は光キャビネット３の内部構造を示すブロック構
成図である。光キャビネット３内には、１ｘ（ｎ−１）
構成の光スイツチ３２−１〜３２−１〜ｎが設けられる
。光スイツチ３２−１の一つのポートは予備光ファイバ
ケーブル４−ｉに接続され、他のポートは、光フアイバ
コード３３により自分以外の光スイツチ３２−１〜３２
−ｎ　（ただし３２−１は除く）に接続される。

第５図ないし第７図を参照して本実施例の動作を説明す
る。

通常時には、通信ノード１−（ｉ−１）からの信号が、
通信ノードｌ−ｉの光スイツチ１４、光電気変換器１１
、電気信号処理部１３、電気光変換器１２および光スイ
ツチ１３を経由し、さらに光ファイバケーブル２−ｉを
経由して通信ノード１−（ｉ＋１）　に伝達される。

通信ノードｌ−ｉの光電気変換器１１、電気光変換器１
２または電気信号処理部１３が故障した場合には、通信
ノード１−（ｉ−１）　、１−（ｉ＋１）の光スイツチ
１４が自動的に切り替わり、通信ノード１−（ｉ−１）
からの信号が予備光ファイバケーブル４−（ｉ−１）　
、光スイツチ３２−　（ｉ−１）、３２−　（ｉ＋１）
および予備光ファイバケーブル４−（ｉ＋１）を経由し
て通信ノード１−（ｉ＋１）　に伝達される。すなわち
、通信ノード１−１がバイパスされる。

通信ノード１−（ｉ−１）　　とｌ−ｉ　との間の光フ
ァイバケーブル２−（ｉ−１）が切断された場合には、
通信ノード１−（ｉ−１）　、１−ｉ　のそれぞれの光
スイツチ１４および光スイツチ３２−　（ｉ−１）、３
２−ｉが切り替わり、通信ノード１−（ｉ−１）からの
光信号が、予備光ファイバケーブル４−　（ｉ−１）　
　、光スイッｆ３２−（ｉ−１）、３２−１および予備
光ファイバケーブル４−ｉを経由して通信ノードｌ−ｉ
　に伝達される。

このように本実施例の場合にも、第一実施例と同様にあ
らゆる故障に対処でき、その影響を防止できる。また、
通信ノードを増設または減殺する場合についても、第一
実施例と同等に実施できる。

以上説明した第二実施例は、第一実施例と異なる予備光
ファイバケーブルが−６構成であるため、距離が大きい
場合に光フアイバコストの面で有利であり、配線変更の
ときの接続作業が容易である利点がある。

以上の実施例では通信ノードが４個の光ネットワークに
付いて説明したが、一般に３以上ｎ個の通信ノードをリ
ング状に接続する場合に本発明を同様に実施できる。通
信ノード数が８個の場合のリング型光ネットワークの例
を第８図に示し、その場合の光キャビネット３内におけ
る光スィッチの接続を第９図に示す。

また、以上の実施例では光キャビネット内に光スィッチ
を設けた場合について説明したが、光アクセサやその他
の光部品を用いても本発明を同様に実施できる。さらに
、通信ノードと光キャビネットとの間をすべて接続する
ことは必ずしも必要ではなく、配線環境の条件によって
は、間引いて配線してもよい。また、各通信ノードをリ
ング状に結ぶ光ファイバケーブルを現用、スター状に結
ぶ光ファイバケーブルを予備用として用いた例を示した
が、リング状に結ぶケーブルを予備用とし、スター状に
結ぶケーブルを現用として使用することもできる。

光キャビネットの配置は、リングの中央に限定されるこ
とはなく、リングの外側に配置してもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明のリング型光ネットワーク
は、 ■　１箇所のケーブルが切断されても、そのケーブルに
接続されているノードが使用できるので、単純スター配
線よりも信頼性が高い、 ■　高価な光電気変換器や電気光変換器を二重化する必
要がなく、二重リングよりも高い信頼性を確保できる、 ■　伝送路に予備の光スィッチなどの光部品を設けてお
くことなく、運転を継続しなからノードの増設ができ、
光損失が小さく、しかも経済性および配線の柔軟性に優
れる などの効果がある。

本発明は、通信システムに高い信頼性が要求される病院
、銀行、航空機その他の光ネットワークに使用して特に
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明第一実施例リング型光ネットワークのブ
ロック構成図。 第２図は通信ノードの一例を示すブロック構成図。 第３図は通信ノードの他の例を示すブロック構成図。 第４図は通信ノードの増設方法を示す図。 第５図は本発明第二実施例リング型光ネットワークのブ
ロック構成図。 第６図は通信ノードの詳細を示すブロック構成図。 第７図は光キャビネットの内部構造を示すブロック構成
図。 第８図は通信ノード数が８個の場合のリング型光ネット
ワークのブロック構成図。 第９図は光キャビネット内における光スィッチの接続を
示す図。 第１０図は従来例リング型光ネットワークの基本構成を
示すブロック構成図。 第１１図はバイパス機能が付加された従来例リング型光
ネットワークのブロック構成図。 第１２図はバイパス機能に加えてループバック機能が設
けられた従来例リング型光ネットワークのブロック構成
図。 第１３図は従来例光ネットワークのブロック構成図。 １−１〜ｌ−ｎ・・・通信ノード、２−１〜２−２・・
・光ファイバケーブル、３・・・光キャビネット、４−
１〜４−ｎ・・・予備光ファイバケーブル、１１・・・
光電気変換器、１２・・・電気光変換器、１３・・・電
気信号処理部、１４．３２．３２−１〜３２−ｎ・・・
光スィッチ、３１・・・光コネクタ、３３・・・光フア
イバコード。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、３以上ｎ個の通信ノードが光ファイバケーブルによ
   りリング状に接続されたリング型光ネットワークにおい
   て、 上記ｎ個の通信ノードとは別に一つの接続ノード（３）
   を設け、 この接続ノードは、上記ｎ個の通信ノードのうちの少な
   くとも二つの通信ノードの間をバイパス接続する手段（
   ３１、３２）を含む ことを特徴とするリング型光ネットワーク。