JPH08316917A

JPH08316917A - 波長多重ネットワーク

Info

Publication number: JPH08316917A
Application number: JP7120156A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Obara; 仁小原
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1995-05-18
Filing date: 1995-05-18
Publication date: 1996-11-29

Abstract

(57)【要約】【目的】分散型の特徴を活かしながら、ノードの回路
規模の低減および光ファイバ長を短くすることができる
波長多重ネットワークを実現する。【構成】各ノードまたは複数のノードに光ファイバま
たは波長帯域を占有的に割り当て、各ノードは、異なる
波長が割り当てられた複数の送受信ポートと、複数の入
力波長の中から同じ宛先の複数の波長を選択および多重
して送出する波長多重ルーチング手段と、占有的に割り
当てられた光ファイバまたは波長帯域に波長多重ルーチ
ング手段から出力される複数の波長の光信号を合流させ
る手段とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、波長多重伝送路となる
光ファイバと、各波長の光信号の経路を設定可能な波長
ルーチング機能を有するノードとにより構成される波長
多重ネットワークに関する。

【０００２】

【従来の技術】波長多重ネットワークは、ＬＡＮ，ＭＡ
Ｎ，長距離網などのサービス用途およびネットワーク規
模に応じて、様々な構成原理および光デバイスによる実
現方法が知られており、いろいろな分類が可能である。
以下、簡単のためにネットワークの基本的な構成要素に
注目し、その内部における波長ルーチング機能の配置の
形態により、集中型と分散型の２つに分類して説明す
る。また、実際のネットワークは複数のノードが相互に
接続された複雑な構成となる。ただし、基本的な性質は
ネットワーク規模によって大きく変わらないので、以下
の説明では単位ネットワークを対象とする。

【０００３】図１６は、従来の集中型の波長多重ネット
ワークの構成例を示す。図において、送信ポート７０−
１〜７０−３からそれぞれ波長λ１，λ２，λ３の光信
号が波長多重回路７１−１に入力され、波長多重されて
１本の光ファイバ７２−１に送出される。送信ポート７
０−４〜７０−６，７０−７〜７０−９から波長多重回
路７１−２，７１−３に入力される光信号も同様に、そ
れぞれ波長多重されて光ファイバ７２−２，７２−３に
送出される。各光ファイバの波長多重光信号は、波長分
離、波長変換、接続先の光ファイバへのルーチング、波
長多重機能を有するノード７３に入力される。

【０００４】ノード７３から光ファイバ７４−１に送出
された波長多重光信号は波長分離回路７５−１に入力さ
れ、波長λ１，λ２，λ３の光信号に分離されてそれぞ
れ受信ポート７６−１〜７６−３に出力される。光ファ
イバ７４−２，７４−３から波長分離回路７５−２，７
５−３に入力される波長多重光信号も同様に、それぞれ
波長λ１，λ２，λ３の光信号に分離され、受信ポート
７６−４〜７６−６，７６−７〜７６−９に出力され
る。本構成では、ノード７３で波長変換およびルーチン
グを行うことにより、送信ポート７０−１〜７０−９と
受信ポート７６−１〜７６−９とを１対１に接続するこ
とができる。

【０００５】ところで、従来の時分割多重ネットワーク
では、ノードに機能を集中させてＬＳＩ化することによ
り経済化が可能になっていた。しかし、光デバイスは集
積化による経済化効果が小さいので、集中型の構成はノ
ードコストがむしろ増大していた。特に、図１６に示す
構成は波長変換デバイスを多様するので、現状技術では
経済的に実現することが困難であった。

【０００６】このような問題点を解消するものとして、
できるだけ波長変換を行わないネットワーク構成法が知
られている。その最も簡単な方法は、図１６のノード７
３から波長変換機能を削除し、ノードの入力波長と出力
波長を同じままでルーチングするものである。しかしこ
の構成では、ノードで同一の波長間の接続のみが可能と
なり、接続の自由度が減少する問題があった。あるい
は、同じ接続の自由度を保証するには波長数が増大し、
波長の使用効率が低下する問題があった。たとえば図１
６において、波長λ１が割り当てられた送信ポート７０
−１，７０−４，７０−７と、受信ポート７６−１，７
６−２，７６−３とを同時に接続することができない。
すなわち、均等な接続要求に対しては適応できるが、上
述のように偏った接続要求に対しては著しく接続能力が
劣化する性質があり、接続パターンにより接続特性が大
きく変化するのでネットワークの設計が困難であった。

【０００７】以上示した集中型の波長多重ネットワーク
は、中央のノードに波長ルーチング機能が集約されてい
る点に特徴がある。また、複数の中央のノードを別なノ
ードを介してスター状に接続することにより大規模なネ
ットワークを効率よく構成でき、ノードの増設が容易で
ある特徴がある。しかし、複数の中央のノードを光ファ
イバで縦続的に接続してネットワークを構成する場合
（例えば、ループ型やラダー型のネットワーク）は、ノ
ードを通過する回線数がそのノードで挿入および分離さ
れる回線数より多くなり、ファイバ数およびノード規模
が増大する問題があった。また、遠隔ノード間の回線は
その途中のノードを通過するたびに波長変換と空間的な
スイッチングが行われ、これらの処理に伴う光損失によ
って伝送品質が劣化する問題があった。このような問題
点は、中心となるノードにルーチング機能を集約させた
ことに起因している。

【０００８】図１７は、従来の分散型の波長多重ネット
ワークの構成例を示す。図において、受信ポート８６−
１〜８６−３にはそれぞれ波長λ１，λ２，λ３が割り
当てられ、受信ポート８６−４〜８６−６にはそれぞれ
波長λ４，λ５，λ６が割り当てられ、受信ポート８６
−７〜８６−９にはそれぞれ波長λ７，λ８，λ９が割
り当てられる。送信ポート８０−１〜８０−３からそれ
ぞれ接続先の受信ポートに対応する波長（λｉ，λｊ，
λｋ）の光信号が波長多重回路８１−１に入力され、波
長多重されて１本の光ファイバ８２−１に送出される。
送信ポート８０−４〜８０−６，８０−７〜８０−９か
ら波長多重回路８１−２，８１−３に入力される光信号
も同様に、それぞれ波長多重されて光ファイバ８２−
２，８２−３に送出される。各光ファイバの波長多重光
信号は光スターカプラ８３に入力合成され、光ファイバ
８４−１〜８４−３に分配される。

【０００９】光ファイバ８４−１に送出された波長多重
光信号は波長分離回路８５−１に入力され、波長λ１〜
λ３の光信号に分離されてそれぞれ受信ポート８６−１
〜８６−３に出力される。光ファイバ８４−２，８４−
３から波長分離回路８５−２，８５−３に入力される波
長多重光信号も同様に、それぞれ波長λ４〜λ６，λ７
〜λ９の光信号に分離され、受信ポート８６−４〜８６
−６，８６−７〜８６−９に出力される。

【００１０】本構成では、送信ポートから接続先の受信
ポートの波長を送出することにより自動的にルーチング
が行われる。このため、集中型の波長多重ネットワーク
における波長変換やルーチング機能を有するノード７３
が不要となる。ただし、送受信ポート数に比例して必要
となる波長数が増える性質があり、その制限条件により
実現可能な単位ネットワークの規模が小さくなる。

【００１１】ところで、図１７では光スターカプラ８３
を集中的に配置する構成を示したが、ノードをループ状
に光ファイバで接続し、各ノードで各波長の光信号の挿
入／分離を行う構成も知られている。この構成では、波
長の再利用が可能となるので必要な波長数を減らすこと
ができるが、ノードでの挿入／分離回路が複雑となり、
光信号の損失が大きくなる欠点がある。

【００１２】図１８は、ネットワーク規模の拡大を図っ
た分散型の波長多重ネットワークの構成例を示す。本構
成例は、図１７に示す構成を基本としたものである。図
において、送信ポート９０−１〜９０−９にはそれぞれ
波長λ１〜λ３のいずれかが割り当てられ、受信ポート
９５−１〜９５−９にはそれぞれ波長λ１〜λ３のいず
れかが割り当てられる。送信ポート９０−１〜９０−３
から光信号が光スイッチ回路９１−１に入力され、受信
ポートに対応する光スターカプラ９２−１〜９２−３に
送出される。光スターカプラ９２−１の出力は、波長λ
１，λ２，λ３を選択する光フィルタ９３−１〜９３−
３に入力され、光スイッチ９４−１〜９４−３を介して
受信ポート９５−１，９５−４，９５−７に接続され
る。この光スターカプラ９２−１と光フィルタ９３−１
〜９３−３は論理的に１つのスイッチ回路を構成してい
る。同様に、光スターカプラ９２−２と波長λ２，λ
３，λ１を選択する光フィルタ９３−４〜９３−６、光
スターカプラ９２−３と波長λ３，λ１，λ２を選択す
る光フィルタ９３−７〜９３−９も論理的に１つのスイ
ッチ回路を構成している。

【００１３】本構成は、図１７の構成において空間的に
光ファイバや光スターカプラを並列配置することによ
り、１つの光ファイバの波長多重度を減らした構成に相
当する。また、本構成は全体として３段構成のスイッチ
回路に等価である。３段構成のスイッチ回路で任意の送
受信ポートの接続を可能とするためには、中央段のリン
ク数を送受信ポート数の約２倍に設定する必要があるこ
とが知られている。すなわち、図１８の構成では、波長
数を２倍にするか、波長数は変えずに光スターカプラと
光フィルタのセットの数を２倍に設定する必要があり、
回路規模とファイバ全長（光ファイバ数×距離）が増大
する欠点がある。

【００１４】また、回線を設定する場合には、どの波長
を使用するかを事前に指定できない（使用波長は等価な
３段スイッチの経路設計の結果で定まる）ので、光スタ
ーカプラや光ファイバなどの設備は最大規模に相当する
分が最初から必要となる。したがって、実際の回線需要
が少ない場合でも、過大な設備が必要になる欠点があ
る。一方、各ノードをループ状に複数の光ファイバで接
続した場合には、各ノードで光ファイバ数に対応した波
長の挿入／分離回路が必要となり、ノード構成が複雑化
する欠点がある。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】以上説明したしたよう
に、波長多重ネットワークは波長変換が不要な分散型が
有利である。しかし、従来の分散型の波長多重ネットワ
ークは、波長数や光ファイバ長が増大する、ノード
を光ファイバで縦続的に接続した場合にノードに挿入／
分離回路が必要となって構成が複雑化する問題点があっ
た。

【００１６】本発明は、分散型の特徴を活かしながら、
ノードの回路規模の低減および光ファイバ長を短くする
ことができる波長多重ネットワークを提供することを目
的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明の波長多重ネット
ワークは、同一の宛先ノードにルーチングされる複数の
波長を１つの波長グループとして設定し、各波長グルー
プに占有的に光ファイバまたは波長帯域を割り当てる。
本発明の波長多重ネットワークは、各波長グループに属
する波長を波長軸上で周期的に配置し、かつ波長グルー
プごとにインタリーブして割り当てる。

【００１８】本発明の波長多重ネットワークは、各ノー
ドまたは複数のノードに光ファイバまたは波長帯域を占
有的に割り当て、各ノードは、異なる波長が割り当てら
れた複数の送受信ポートと、複数の入力波長の中から同
じ宛先の複数の波長を選択および多重して送出する波長
多重ルーチング手段と、占有的に割り当てられた光ファ
イバまたは波長帯域に波長多重ルーチング手段から出力
される複数の波長の光信号を合流させる手段とを備え
る。

【００１９】

【作用】本発明の第１の特徴は、波長ルーチング処理の
一部を分散化し、他の部分は集中化する折衷型の構成に
ある。すなわち、分散的な波長ルーチング処理を行いな
がら、波長ルーチング処理の一部を集中化することによ
り、集中化効果によってノードの回路規模の低減および
光ファイバ長を短くすることができる。なお、従来の波
長多重ネットワークは、集中型または分散型のいずれか
の形態がとられていた。

【００２０】本発明の第２の特徴は、波長グループとい
う概念を導入し、波長ルーチング処理を多段階の処理に
分けて階層的に行う構成にある。従来の単位ネットワー
クでは、各波長は独立に処理されて１段階の処理でルー
チングされる。本発明では、波長グループに対して共通
に行われる処理と、個別の波長に対する処理の少なくと
も２段階の処理を行うので、ルーチング処理が階層化さ
れている。さらに、この波長グループにおける波長の割
り当て方法および波長多重ルーチング手段を最適化する
ことにより、波長軸上での共通処理（多重処理）が可能
となる。これにより、ノードの回路規模および光ファイ
バ長を短くすることができる。

【００２１】

【実施例】図１は、本発明の波長多重ネットワークの第
１実施例の構成を示す。図において、ノード１−１，１
−２，１−３は、光ファイバ２−１，２−２，２−３を
介して縦続に接続される。光ファイバ２−１〜２−３
は、それぞれノード１−１〜１−３宛のチャネルを波長
多重する。各ノードの内部構成は同一であるので、以下
ノード１−１について説明する。

【００２２】受信ポート１５には、それぞれ異なった波
長（ここではλ１，λ２，λ３）が割り当てられる。送
信ポート１０からそれぞれ接続先の受信ポートに対応す
る波長の光信号が波長多重ルーチング回路１１に入力さ
れ、各宛先ノードに対応した光リンク１２−１〜１２−
３に振り分けられる。各光リンクの光信号は、それぞれ
光カプラ１３−１〜１３−３によって宛先の光ファイバ
２−１〜２−３に合流される。また、ノード１−１宛の
波長多重光信号は、光ファイバ２−１から光カプラ１３
−４を介して光リンク１２−４に導かれ、波長分離回路
１４に入力される。波長分離回路１４は、波長多重光信
号を各波長ごとに分離して受信ポート１５に送出する。

【００２３】なお、本実施例では、自ノード内の折り返
しが可能な構成になっているが、折り返しが不要な場合
は光リンク１２−１および光カプラ１３−１を除去して
もよい。また、本実施例では、各ノードの送受信ポート
数は等しく、光ファイバの波長多重度も等しい例を示し
たが、一般には各ノードごとに送受信ポート数は異な
り、光ファイバの波長多重度も異なる。その場合には、
波長多重ルーチング回路１１および波長分離回路１４の
サイズが収容する波長数に応じて変わるだけで、基本的
な構成は図１と同じである。

【００２４】また、本実施例では、各ノードに１つずつ
波長分離回路を設置した例を示しているが、ノード規模
に応じてその個数を増減することにより、ノード規模に
ばらつきがある場合にも容易に対応できる。上述の波長
多重度の設定と組み合わせることにより、任意のサイズ
のノード規模に容易に対応させることができる。また、
本実施例の構成において、光信号レベルの減衰を補償す
る光アンプを挿入してもよい。ただし、光アンプは本発
明の動作に関与しないので、以下に示す実施例において
も光アンプは省略して説明する。

【００２５】本実施例の構成では、光ファイバ２がノー
ド対応に設置され、ノード間を直結する構成であるので
その全長を小さくすることができる。たとえば、図１８
に示した波長多重ネットワークについて、図２(a) に示
すように地理的な中心に上りおよび下りに対応する２×
ｍ個（ｍは波長多重度）の光スターカプラを設置し、Ｎ
個のノードが半径ｒの円周上にあるとする。このとき、
１ノード当たりのファイバ長は２×ｍ×ｒとなり、全フ
ァイバ長は２×ｍ×ｒ×Ｎとなる。一方、本実施例にお
けるＮ個のノードを図２(b) に示すように同様に配置し
た場合には、１本のファイバ長は２πｒ（≒６ｒ）とな
り、全ファイバ長は約６×ｒ×Ｎとなる。したがって、
全ファイバ長は波長多重度ｍが３以上で本実施例の方が
小さくなる。ノードを直線上に配置した場合も同様であ
る。波長多重度ｍは一般に８〜16以上であるので、本発
明の波長多重ネットワークの全ファイバ長はネットワー
ク形状によらず従来のものより小さくなる。

【００２６】図３は、本発明の波長多重ネットワークの
第２実施例の構成を示す。本実施例の特徴は、ノード配
置が直線的ではなくツリー状になっているところにあ
る。ノード１−１〜１−４は、第１実施例と同様に、そ
れぞれ送受信ポート、波長多重ルーチング回路、波長分
離回路を有する。光ファイバ２−１〜２−４は、それぞ
れノード１−１〜１−４宛のチャネルを波長多重する。
すなわち、４本の光ファイバのうちの１本は自ノード宛
の光信号が波長多重されており、そのノードで波長分離
される。残りの３本の光ファイバは他のノード宛のもの
であり、それらに対する光信号の挿入方法は第１実施例
と同様である。なお、本実施例では自ノード内での折り
返しがない構成を示している。本実施例の構成は、すべ
てのノードを直線的に接続した場合に比べて、分岐した
位置にあるノード１−４までの光ファイバが増えるが、
全光ファイバ長を短くすることができる利点がある。

【００２７】図４は、本発明の波長多重ネットワークの
第３実施例の構成を示す。本実施例の特徴は、ノード配
置が直線的ではなくループ状になっているところにあ
る。ノード１−１〜１−４は、第１実施例と同様に、そ
れぞれ送受信ポート、波長多重ルーチング回路、波長分
離回路を有する。光ファイバ２−１〜２−４は、それぞ
れノード１−１〜１−４宛のチャネルを波長多重する。
すなわち、４本の光ファイバのうちの１本は自ノード宛
の光信号が波長多重されており、そのノードで波長分離
される。残りの３本の光ファイバは他のノード宛のもの
であり、それらに対する光信号の挿入方法は第１実施例
と同様である。

【００２８】図５は、波長多重ルーチング回路１１の第
１実施例の構成を示す。ここでは、４入力４出力の構成
を示す。図５(a) において、送信ポート１０−１〜１０
−４にそれぞれ光スイッチ回路２１−１〜２１−４が接
続される。光スイッチ回路２１−１〜２１−４は同一構
成であり、それぞれ１入力２出力の光スイッチ２２−１
〜２２−３をツリー状に接続した構成である。なお、光
スイッチ回路２１は、図５(b) に示すように１入力２出
力の光スイッチ２２−１〜２２−３を縦続に接続しても
同様に構成することができる。

【００２９】各送信ポートの光信号は、その宛先に応じ
て各光スイッチ２２−１〜２２−３の接続を設定するこ
とにより、対応する出力リンク２３−１〜２３−４に出
力される。各光スイッチ回路２１−１〜２１−４の各出
力リンクには、それぞれ光カプラ２４−１〜２４−４を
介して光リンク１２−１〜１２−４が接続される。この
ような構成で各光スイッチ回路２１−１〜２１−４を制
御することにより、入力光信号を宛先に対応した光リン
ク１２−１〜１２−４にルーチングすることができる。

【００３０】図６は、波長多重ルーチング回路１１の第
２実施例の構成を示す。ここでは、４入力４出力の構成
を示す。図において、送信ポート１０−１〜１０−４に
は、光空間スイッチ２５を介して４入力４出力の光マル
チプレクサ（アレイ格子フィルタなどの周期フィルタ）
２６が接続され、その出力ポートにそれぞれ光リンク１
２−１〜１２−４が接続される。光マルチプレクサ２６
は、図６(b) に示すように入力ポートと出力ポートとの
間に波長に関して周期性を有する。したがって、例えば
出力ポート２（光リンク１２−２）に波長λ２，λ４の
光信号をルーチングする場合には、その光信号をそれぞ
れ入力ポート１，３から入力する。このように波長によ
って選択する入力ポートは、光空間スイッチ２５によっ
て設定される。すなわち、光空間スイッチ２５では、送
信ポート１０−１〜１０−４の光信号の波長と宛先に応
じて光マルチプレクサ２６の入力ポートを選択すること
により、対応する出力ポートから光リンク１２−１〜１
２−４にそれぞれ出力させることができる。

【００３１】本実施例の構成では、第１実施例のように
光カプラ２４による光パワーの損失がなく、規模が大き
くなっても光のロスが小さい特徴がある。また、光マル
チプレクサ２６の入出力ポート数が等しくない場合に
は、同様の周期フィルタを多段に構成することにより容
易に対応できる。６入力２出力の光マルチプレクサ２６
の構成例を図７に示す。

【００３２】図７(a) に示すように波長軸上に周期ＦＳ
Ｒ１で配置された波長λ１〜λ６は、λ１，λ３，λ５
の波長グループと、λ２，λ４，λ６の波長グループに
分けられる。この２つの波長グループの各波長は、周期
ＦＳＲ２の周期フィルタによりλ１とλ４、λ２とλ
５、λ３とλ６の３組に分けられる。このような周期Ｆ
ＳＲ１の周期フィルタ２７−１〜２７−３を１段目に配
置し、２段目に周期ＦＳＲ２の周期フィルタ２７−４を
配置する。このような構成により、各波長の組から適当
な波長を選択して所定の入力ポートに入力することによ
り、対応する出力ポートにルーチングすることができ
る。たとえば、周期フィルタ２７−２の第１の入力ポー
トに波長λ５（またはλ３）の光信号を入力すると、周
期フィルタ２７−４の第１の出力ポート（または第２の
出力ポート）にルーチングされる。

【００３３】ここでは、６入力２出力の光マルチプレク
サ２６を２入力１出力および３入力２出力の周期フィル
タの組み合わせで実現した。このように、小規模な周期
フィルタを組み合わせることにより、例えば入出力ポー
トが数十〜数百となる大規模な光マルチプレクサを容易
に構成することができる。以上示した実施例では、各ノ
ード対応に専用的に光ファイバを割り当てているが、ノ
ードを結ぶ光ファイバを１本とし、各ノード対応に波長
帯域を割り当ててもよい。ここで、ノード数が４で各ノ
ードに３波長が割り当てられる場合（第２実施例および
第３実施例の構成）について説明する。

【００３４】図８は、ノードに割り当てられる波長およ
びノードの内部構成を示す。各ノードには、図８(a) に
示すように、それぞれ波長軸上に周期ＦＳＲ１で配置さ
れた３つの波長（λ１，λ２，λ３）、（λ４，λ５，
λ６）、（λ７，λ８，λ９）、（λ10，λ11，λ12）
を割り当てる。各グループの波長は周期ＦＳＲ１でイン
タリーブされている。各ノードは、宛先のノードの波長
を光ファイバに合流する。一方、各ノードは受信した光
信号の中から自ノードに割り当てられた波長を多重分離
する。

【００３５】図８(b) において、波長λ１〜λ12が多重
化された光信号が入力光ファイバ３から波長分離回路３
１に入力され、各ノード対応の波長グループに分離され
る。光リンク３５−１〜３５−３にはそのノードを通過
する波長グループが出力され、波長多重回路３２で多重
化されて出力光ファイバ４に送出される。光リンク３５
−４にはそのノードに割り当てられた波長グループが出
力され、さらに波長分離回路３３で各波長に分離され、
受信ポート１５に送出される。一方、送信ポート１０か
らそれぞれ接続先の受信ポートに対応する波長の光信号
が波長多重回路３４に入力され、光カプラ１３を介して
出力光ファイバ４に送出される。

【００３６】ここで、波長分離回路３１および波長多重
回路３２は、周期ＦＳＲ１の周期フィルタで構成され
る。波長分離回路３３および波長多重回路３４は、周期
ＦＳＲ２の周期フィルタで構成される。このような周期
フィルタは、例えばアレイ格子フィルタ、マッハツェン
ダフィルタにより容易に実現できる。また、このような
周期フィルタは、すべてのノードで共用することができ
る。ただし、ノードごとに出力される波長な並びが異な
る。

【００３７】また、１つのノードに割り当てられた波長
数が多くなった場合には、波長分離回路３３は周期フィ
ルタを多段に構成することにより容易に対応できる。12
波長を分離する波長分離回路３３の構成例を図９に示
す。図９(a) に示すように波長軸上に周期Δ１で配置さ
れた波長λ１〜λ12は、λ１〜λ４，λ５〜λ８，λ９
〜λ12の３つの波長グループから構成され、それぞれの
グループの波長がインタリーブされている。このような
波長λ１〜λ12の光信号を周期Δ１の波長分離回路（周
期フィルタ）３３−１に入力すると、３つの波長グルー
プに分離される。さらに、各波長グループの光信号を周
期Δ２の波長分離回路（周期フィルタ）３３−２，３３
−３，３３−４に入力すると、波長λ１〜λ12を個別に
分離することができる。なお、波長分離回路３３−２の
出力ポート１，２，３，４には波長λ１，λ４，λ３，
λ２が出力され、波長分離回路３３−３の出力ポート
１，２，３，４には波長λ５，λ８，λ７，λ６が出力
され、波長分離回路３３−４の出力ポート１，２，３，
４には波長λ９，λ12，λ11，λ10が出力される。

【００３８】ここでは、２段構成の例を示したが、一般
的には３段以上の構成でも同様に実現可能である。以上
のように、波長分離回路に波長インタリーブ配置を適用
した場合には、波長多重度（図９では12）に対して少数
種類の小規模周期フィルタ（図９では１入力３出力と１
入力４出力の２種類）を用い、光信号の分岐によるパワ
ー損失なしに波長分離が可能となる。

【００３９】ところで、本発明の波長多重ネットワーク
は、一般の波長多重ネットワークと同様に、光ファイバ
数と波長多重度はトレードオフの関係にある。図１，図
３，図４（第１実施例〜第３実施例）と図８に示した例
では、１つの波長グループに１つの光ファイバを割り当
てる場合と、すべての波長グループを１つの光ファイバ
に多重する場合の両極端を示した。一般にはその中間的
な実現形態、すなわち複数の光ファイバがあり、各光フ
ァイバには複数の波長グループが多重される形態とな
る。たとえば、第１実施例〜第３実施例の構成におい
て、光ファイバ１本当たりの波長多重度を増やして光フ
ァイバ数を減らす場合には、各ノードで図８に示した波
長分離回路および波長多重回路（周期フィルタ）を設置
する。この場合のノードの内部構成は上記の２つの例の
組み合わせとなる。

【００４０】第１実施例〜第３実施例に示す各光ファイ
バは、すべてのノードで光カプラにより合流可能として
いるが、接続すべき波長がない場合には不要となる。た
とえば、ノード１−１からノード１−３に対する接続が
不要なときは、光ファイバ２−３はノード１−１とノー
ド１−２との間に設置する必要がない。また、ノード間
に接続要求があったとしても、その数が少ない場合には
中継するノードで受信ポートから送信ポートに折り返す
ようにしてもよい。

【００４１】このような場合の構成を図１０に第４実施
例として示す。第４実施例の基本構成は第１実施例と同
様である。ここでは、ノード１−１とノード１−２との
間に光ファイバ２−３を設置せず、ノード１−１からノ
ード１−３に対してパスの設定要求があった場合にはノ
ード１−２で中継する構成をとる。ノード１−１からノ
ード１−２には、光ファイバ２−２を介して未使用の波
長、例えばλ２を利用して送信する。この光信号はノー
ド１−２で分離された後、未使用の送信ポートに折り返
される。ノード１−２とノード１−３との間は光ファイ
バ２−３を介することにより、ノード１−２で折り返さ
れた波長λ２の光信号がノード１−３に受信される。こ
のとき、中継点で波長変換を許容すれば波長選択の自由
度を大きくすることができる。

【００４２】図１１は、本発明の波長多重ネットワーク
の第５実施例の構成を示す。本実施例の基本構成は第１
実施例と同様であるが、ここではノード１−２がノード
１−１，１−３から遠距離にあるものとする。図におい
て、ノード１−２をノード１−２−１とノード１−２−
２に分割し、その間を送信用光ファイバ５および受信用
光ファイバ６を介して接続する。ノード１−２−１は、
送信ポート１０、波長多重回路１６、波長分離回路１４
および受信ポート１５から構成される。ノード１−２−
２は、波長分離回路１７、波長多重ルーチング回路１
１、光リンク１２−１〜１２−３、光カプラ１３−１〜
１３−４から構成される。なお、受信用光ファイバ６
は、ノード１−２に割り当てられた光ファイバ２−２を
延長しただけであり、受信動作は第１実施例と同等であ
る。

【００４３】ノード１−２−１では、送信ポート１０か
らそれぞれ接続先の受信ポートに対応する波長の光信号
が波長多重回路１６で波長多重され、送信用光ファイバ
５を介してノード１−２−２に送出される。ノード１−
２−２では、その波長多重光信号が波長分離回路１７で
分離されて波長多重ルーチング回路１１に入力され、各
宛先ノードに対応した光リンク１２−１〜１２−３に振
り分けられる。各光リンクの光信号は、それぞれ光カプ
ラ１３−１〜１３−３によって宛先の光ファイバ２−１
〜２−３に合流される。このような構成により、一部の
ノードが遠距離にある場合でも光ファイバ長の増大を最
小限に抑えることができる。

【００４４】ここで、波長変換を許容することにより接
続の自由度を高めることができる。すなわち、ノード１
−２−１において、送信ポート１０から送信する光信号
と、その光信号をどの波長を使って変調するかという波
長の割り当てについては自由度があり、適切な波長を割
り当てることにより接続の自由度を高めることができ
る。これは、送信ポート１０の前と受信ポート１５の後
に光空間スイッチを配置することにより実現できる。

【００４５】なお、すべてのノードを図１２に示すよう
に遠隔多重し、それぞれのノードの送受信ポートに光空
間スイッチ１８を付加した場合には、図１６に示すスタ
ー構成のネットワークとなる。この場合は、図１８の構
成に関連して説明したように、論理的に３段構成のスイ
ッチ回路と等価となる。以上示したように、本発明の構
成は基本的に波長変換が不要で、波長数および光ファイ
バ長が増大することなく、簡単な回路でノードを実現で
きる特徴があり、波長多重ネットワークを経済的に構成
することができる。また、設定パスが少ない場合、ある
いは設定パスがない場合には、そのノード間に光ファイ
バを設置せず、他の光ファイバを共用することにより波
長および光ファイバを効率的に使用することができる。
これにより、回線需要が少ない場合でも、必要最小限の
設備で波長多重ネットワークを経済的に構成することが
できる。

【００４６】図１３は、本発明の波長多重ネットワーク
の第６実施例の構成を示す。ここでは、遠距離の２つの
エリア間を接続するための波長多重ネットワークを示
す。図において、エリア４１−１に含まれるノード１−
１〜１−３と、エリア４１−２に含まれるノード１−４
〜１−６は、光ファイバ４２を介して接続される。な
お、エリア４１−１，４１−２は比較的小さく、その間
の距離（光ファイバ４２の長さ）は比較的大きいとす
る。図中ハッチングを施した波長多重ルーチング回路１
１および波長分離回路１４と、ハッチングを施していな
い波長多重ルーチング回路１１および波長分離回路１４
は対称構造であり、それぞれ送信用と受信用（または上
りと下り）に対応する。本構成は、波長多重ルーチング
回路１１と対向する波長分離回路１４が遠隔設置されて
いるだけで、基本的には図１に示す第１実施例の構成と
等価である。本構成では、遠隔地にある任意のノード間
にパスの設定が可能である。なお、各エリア内のネット
ワークは、上述した各実施例の構成を適用することがで
きる。

【００４７】図１６に示す従来の集中型の構成によって
このような波長多重ネットワークを構築するには、各エ
リア内に波長変換機能を有するノードを設置する必要が
ある。一方、本実施例では需要に応じてノード数を増減
するだけでよいので、ネットワークの拡張性が優れたも
のとなる。また、図１７に示す分散型の構成によってこ
のような波長多重ネットワークを構築するには光ファイ
バ長が大きくなる。一方、本実施例では最小の光ファイ
バ長で実現することができる。

【００４８】図１４は、本発明の波長多重ネットワーク
の第７実施例の構成を示す。ここでは、遠距離の２つの
エリア間を接続するとともに、各エリア内の接続も可能
とする波長多重ネットワークを示す。なお、エリア４１
−１，４１−２とも同様の構成となるので、本実施例で
はエリア４１−１内の構成例について示す。本実施例の
特徴は、エリア４１−１とエリア４１−２間を接続する
光ファイバ４２を減らし、その分をエリア４１−１内の
接続に割り当てる構成にある。すなわち、ノード１−
１，１−２から送信された光信号を光ファイバ２−３を
介してノード１−３に受信させ、ノード１−３から送信
された光信号を光ファイバ２−１，２−２を介してノー
ド１−１，１−２に受信させる。このような構成によ
り、ノード１−１からノード１−２に接続要求が発生し
たとすると、図１０に示す第４実施例と同様にノード１
−３を経由してノード１−１とノード１−２とを接続す
ることができる。この中継時に波長変換を行って接続し
てもよい。

【００４９】本実施例では、２つのエリア間および各エ
リア内での接続方法について示した。同様の構成によ
り、３つ以上のエリア間および各エリア内の接続も可能
である。このように、２つ以上のエリア間にまたがる波
長多重ネットワークを波長変換を行わずに構成すること
ができる。図１５は、本発明の波長多重ネットワークの
第８実施例の構成を示す。ここでは、多数のエリア間に
またがる波長多重ネットワークの構成例を示す。

【００５０】図において、エリア４１−１〜４１−３内
には、それぞれ個別の波長多重ネットワークが構成され
る。エリア４１−４内には、エリア間を相互接続するた
めの波長多重ネットワークが構成される。この２種類の
波長多重ネットワークは、伝送距離や容量の違いによ
り、波長値や波長間隔、波長多重度、光レベルなどのパ
ラメータが異なるが、動作原理は上述した各実施例のも
のと同様である。一例として、エリア４１−２の内部構
成を示す。ノード１−１〜１−３が同様に構成される。
ただし、ノード１−２には、エリア内の接続用の波長多
重ルーチング回路１１および波長分離回路１４と、エリ
ア間の接続用の波長多重ルーチング回路１１および波長
分離回路１４が配置される。

【００５１】エリア４１−４におけるネットワーク相互
接続用の送受信ポート４３−１〜４３−３と、エリア４
１−１〜４１−３におけるネットワーク相互接続用の送
受信ポート４３−４〜４３−６との間には、それぞれ波
長変換回路４４−１〜４４−３が配置される。この波長
変換回路を配置することにより、各エリア内では互いに
独立に回線への波長割り当てが可能となる。ここでは、
２階層の構成例を示したが、同様の構成により３階層以
上にも拡張することができる。

【００５２】本実施例では、波長変換を原則として階層
間の接続部分に限定しているので、波長変換回路の総数
は従来構成を階層的に構成した場合よりも少なくでき
る。また、各エリア４１−１〜４１−４内の波長多重ネ
ットワークを図１８に示す従来の構成法で実現する場合
に比べると、本実施例は回線需要のある区間に光ファイ
バおよびノードを設置すればよいので、拡張性に優れた
ものとなる。

【００５３】以上示した波長多重ネットワークの実施例
構成は、比較的広い地域への適用を想定したものであ
る。原理的には伝送距離をスケールダウンすることによ
り、ビル内のネットワークや装置のボード間インタコネ
クション用としても同様に適用することができる。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の波長多重
ネットワークは次に示す効果がある。単位エリア内の接続は波長変換を行わずに実現でき
る。また、階層化された大規模ネットワークにおいても
階層間のインタフェース部分で波長変換を行うだけであ
る。したがって、使用する波長変換回路の数は最小限に
抑えることができ、ノードを経済的に構成することがで
きる。

【００５５】波長グループの概念の導入により、通
過ノードでの処理が波長多重処理により簡易化でき、ノ
ードを経済的に構成することができる。基本的には分散型構成であるので、ノード数の拡張
性、ノード配置の自由度、ノードにおける収容ポート数
のばらつきへの適応性などの点で優れている。また、回
線需要に応じた必要最小限の設備によりサービスの提供
が可能であるので、需要の少ない状況でもネットワーク
を経済的に構成することができる。

【００５６】従来の波長変換を行わない分散型の波
長多重ネットワークと比較して、必要となる光ファイバ
全長を短くでき、ネットワークを経済的に構成すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の波長多重ネットワークの第１実施例の
構成を示すブロック図。

【図２】ノードを円周上に配置した場合の光ファイバ長
の比較を示す図。

【図３】本発明の波長多重ネットワークの第２実施例の
構成を示すブロック図。

【図４】本発明の波長多重ネットワークの第３実施例の
構成を示すブロック図。

【図５】波長多重ルーチング回路１１の第１実施例の構
成を示す図。

【図６】波長多重ルーチング回路１１の第２実施例の構
成を示す図。

【図７】６入力２出力の光マルチプレクサ２６の構成例
を示す図。

【図８】ノードに割り当てられる波長およびノードの内
部構成を示す図。

【図９】12波長を分離する波長分離回路３３の構成例を
示す図。

【図１０】本発明の波長多重ネットワークの第４実施例
の構成を示すブロック図。

【図１１】本発明の波長多重ネットワークの第５実施例
の構成を示すブロック図。

【図１２】第５実施例の変形構成を示すブロック図。

【図１３】本発明の波長多重ネットワークの第６実施例
の構成を示すブロック図。

【図１４】本発明の波長多重ネットワークの第７実施例
の構成を示すブロック図。

【図１５】本発明の波長多重ネットワークの第８実施例
の構成を示すブロック図。

【図１６】従来の集中型の波長多重ネットワークの構成
例を示すブロック図。

【図１７】従来の分散型の波長多重ネットワークの構成
例を示すブロック図。

【図１８】ネットワーク規模の拡大を図った分散型の波
長多重ネットワークの構成例を示すブロック図。

【符号の説明】

１ノード２光ファイバ３入力光ファイバ４出力光ファイバ５送信用光ファイバ６受信用光ファイバ１０送信ポート１１波長多重ルーチング回路１２光リンク１３光カプラ１４波長分離回路１５受信ポート１６波長多重回路１７波長分離回路１８光空間スイッチ２１光スイッチ回路２２光スイッチ２３出力リンク２４光カプラ２５光空間スイッチ２６光マルチプレクサ２７周期フィルタ３１，３３波長分離回路３２，３４波長多重回路３５光リンク４１エリア４２光ファイバ４３送受信ポート４４波長変換回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の送受信ポートを有するノードが分
散配置され、それらのノード間を光ファイバで接続し、
波長ルーチングによって対応するノード間を接続する波
長多重ネットワークにおいて、同一の宛先ノードにルーチングされる複数の波長を１つ
の波長グループとして設定し、各波長グループに占有的
に光ファイバまたは波長帯域を割り当てた構成であるこ
とを特徴とする波長多重ネットワーク。
【請求項２】請求項１に記載の波長多重ネットワーク
において、各波長グループに属する波長が波長軸上で周期的に配置
され、かつ波長グループごとにインタリーブされて割り
当てられたことを特徴とする波長多重ネットワーク。
【請求項３】複数の送受信ポートを有するノードが分
散配置され、それらのノード間を光ファイバで接続し、
波長ルーチングによって対応するノード間を接続する波
長多重ネットワークにおいて、各ノードまたは複数のノードに光ファイバまたは波長帯
域を占有的に割り当て、各ノードは、異なる波長が割り
当てられた複数の送受信ポートと、複数の入力波長の中
から同じ宛先の複数の波長を選択および多重して送出す
る波長多重ルーチング手段と、前記占有的に割り当てら
れた光ファイバまたは波長帯域に前記波長多重ルーチン
グ手段から出力される複数の波長の光信号を合流させる
手段とを備えたことを特徴とする波長多重ネットワー
ク。