JPH0983492A

JPH0983492A - 波長制御方法と通信システム

Info

Publication number: JPH0983492A
Application number: JP7239703A
Authority: JP
Inventors: Masao Majima; 正男真島
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-09-19
Filing date: 1995-09-19
Publication date: 1997-03-28

Abstract

(57)【要約】【課題】波長多重通信システムに制御パケットノード
を設け、各通信ノードの構成を簡単、ローコスト化を図
ることを課題とする。【解決手段】波長多重通信系（以下、第１の通信系と
称する。）および第１の通信系と独立した通信系（以
下、第２の通信系と称する。）を備え、前記第１，第２
の通信系で通信を行う通信ノードと前記第１の通信系の
波長制御を行う波長制御ノードで構成される通信システ
ムの波長制御方法において、前記波長制御ノードが前記
第１の通信系の波長配置を検知し、前記第１の通信系の
波長範囲の一端にあるチャンネルの波長を基準に隣接す
るチャンネルの波長の間隔が予め設定された波長間隔と
なる波長制御情報を前記波長制御ノードから発し、前記
第２の通信系により前記通信ノードの前記第１の通信系
の送信波長を制御することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、波長多重通信シス
テムの光送信器の送信波長を制御する波長制御方法及び
該波長制御方法を実行する通信システムに関する。

【０００２】

【従来技術】波長多重通信（ＷＤＭ：Wavelength Divis
ion Multiplexing）は、光周波数分割多重（光ＦＤＭ：
Optical Frequency Division Multiplexing）ともいわ
れ、一つの伝送路内に独立した多数のチャンネル（送信
波長）を有することができる。時分割多重（ＴＤＭ）の
ようにフレーム同期等の時間軸上での多重化が不要なた
め、各チャンネルの伝送速度を一致させる必要がなく、
ネットワークの柔軟性が求められるマルチメディア通信
にも適している。

【０００３】波長多重通信システムの一例として、パッ
シブ・スター型による波長多重通信系とそれと独立な通
信系をもつシステムがある。この波長多重通信システム
では波長多重通信系として、送信１対受信１、送信１対
受信多の回線通信に用いられる。一方、これと独立な通
信系の回線は、波長多重通信系の制御通信とパケット通
信に用いられる（以下、パケット通信系と称する。）。

【０００４】図８にその波長多重通信系のシステムの構
成例を示す。図において、端局６１２〜６１ｎは通信ノ
ード３２２〜３２ｎ、光ファイバ３４１〜３４ｎ、３５
１〜３５ｎを介してスターカプラ３３に接続され、ネッ
トワークが構成される。通信ノード３２２〜３２ｎから
送出された光信号はスターカプラ３３で全ての通信ノー
ド３２２〜３２ｎ（自分も含む）に分配される。

【０００５】かかる波長多重通信系のシステムにおける
伝送路である光ファイバ３４１〜３４ｎ、３５１〜３５
ｎ上で伝送される光信号の波長配置を図６に示す。波長
多重通信系は光ファイバの低損失領域の１．５μｍ帯、
パケット通信系は１．３μｍ帯が割り当てられる。波長
多重通信系にはｍ（ｍ≦ｎ）個の独立な波長チャンネル
があり、各通信ノードは必要に応じてチャンネルを占有
し、通信を行う。パケット通信系はＦＤＤＩ（Fiber Di
stributed Data Interface）等のプロトコルで全通信ノ
ードで共通に使用される。

【０００６】波長多重通信系のチャンネル数を多くする
ためにチャンネル間の波長間隔（以下、ｃｈ間隔と称す
る。）を１０ＧＨｚオーダ（波長換算で約０．０８ｎ
ｍ）にした場合、各通信ノードの送信波長を制御する必
要がある。分散配置された通信ノードからの送信波長の
ｃｈ間隔を一定に保つ方式としていくつかのものが提案
されている（例えば、刊行物Electronics Letters，第
２３巻（１９８７年），第２３号，１２４３〜１２４５
頁，“Frequency Stabilization of FDM OpticalSignal
s Originating from different locations”がある）。

【０００７】中でも本発明者等が提案している方式で出
願中の特願平６−２９６６６０号では、初期設定、再設
定が容易であり、制御が簡便である。

【０００８】この方式では各通信ノードは自局の波長と
波長配置で長波長側に隣接するチャンネルの波長とのｃ
ｈ間隔を検知し、ｃｈ間隔が一定になるように自局の波
長を制御する。図９にその動作の一例を示す。発光開始
時は既に発光している例えばｃｈ１〜ｃｈ４と遠く離れ
て、波長多重通信系の波長範囲の短波長側例えばｃｈ５
に示す波長にあり（図９ａ）、徐々に長波長側にシフト
していく。また、送信が終了し発光が停止した通信ノー
ドがある場合（図９ｃ）にはその短波長側で発光する通
信ノードは波長を徐々に長波長側にシフトしていく。こ
の結果、定常状態では、波長多重通信系の波長範囲の長
波長端から等しいｃｈ間隔で各通信ノードの波長が配置
される（図９ｂ，ｄ）。以上の動作は、各通信ノードに
自局の発光波長と長波長側の隣接波長とを検出してその
ｃｈ間隔が所定の範囲内に維持されるように動作する機
構を備えているからである。

【０００９】図１０に通信ノードの構成図を示す。波長
多重通信系とパケット通信系の２つに分れる。波長多重
通信系は、送信部波長制御系１０１、波長可変フィルタ
４２、波長可変フィルタ駆動回路４３、受光素子４４、
増幅器４５、識別器４６、波長可変ＬＤ５２、波長可変
ＬＤ駆動回路５４、光変調器５６、光変調器駆動回路５
７、波長可変フィルタ５３、波長可変フィルタ駆動回路
５５、受光素子５８、受信回路５９、光分岐器１０３で
構成される。また、パケット通信系はＬＤ４７、ＬＤ駆
動回路４８、受光素子５１０、受信回路５１１で構成さ
れる。２つの通信系の送信部、受信部はそれぞれ光合波
器５１２、光分波器５１３で接続されている。

【００１０】まず、受信する光信号は光ファイバから光
分波器５１３、光分岐器１０３を介して波長可変フィル
タ４２に入力され、送信部波長制御系１０１により波長
可変フィルタ駆動回路４３を介して波長可変フィルタ４
２の波長を掃引し、波長可変フィルタ４２を濾過した光
信号は受光素子４４で電気信号に変換され、増幅器４５
を介して識別器４６に入力され、識別器４６の出力から
送信部波長制御系１０１は、自局の送信波長と長波長側
の隣接チャンネルの波長間隔を検知し、波長可変ＬＤ駆
動回路５４を介して波長可変ＬＤ５２の波長を制御し、
その波長信号は光変調器５６に入力され、また送信信号
は光変調器駆動回路５７にてドライブ信号に変換され、
光変調器５６により波長信号を強度変調されて、光合成
器５１２にてパケット送信信号と合成されて光ファイバ
に出力される。この光ファイバにて伝送された光信号は
スターカプラ３３を介して自局の受信用光ファイバにも
伝送される。

【００１１】受信部波長制御系１０２は波長可変フィル
タ駆動回路５５を介して波長可変フィルタ５３の波長を
制御し、光ファイバから入力された光信号は光分波器５
１３、光分岐器１０３を介して波長可変フィルタ５３に
入力され、波長可変フィルタ５３にて所定の波長のチャ
ンネルの信号を受光素子５８で電気信号に変換され、受
信回路でその電気信号を信号処理して受信信号とする。
こうして波長多重通信系のチャンネルの中から自局宛て
のチャンネルの波長に波長可変フィルタ５３の波長を一
致させる。

【００１２】また、パケット通信系では、システムの制
御信号や短いデータ等の送信信号をＬＤ駆動回路４８に
入力しＬＤ４７を駆動することで、例えば１．３μｍ程
度のの光信号を出力し光合成器５１２を介して光ファイ
バに伝送される。また、光ファイバから光分波器５１３
を介して受光素子５１０に入力された例えば１．３μｍ
程度の光信号は電気信号に変換され受信回路５１１を介
してパケットの受信信号として処理される。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
波長制御方法には次のような問題があった。

【００１４】この波長制御方法では、各通信ノードが独
自に波長検知を行うため、各通信ノードに波長配置を検
知するための波長可変フィルタ（図１０に示す符号４
２）が必要になる。現在、この用途の波長可変フィルタ
としては実用レベルにあるファイバ・ファブリペロー・
フィルタがあるが、これは高価であり、波長制御のため
に各通信ノードにこの素子を組み込むことは通信ノード
の低価格化には大きな問題である。

【００１５】従って、本発明の目的は、システム内の通
信ノードに波長配置の検知のための波長可変フィルタを
備えずに、前述の波長制御方法と同様な制御を行うこと
にある。

【００１６】また、本発明の第２の目的は、波長制御ノ
ードのパケット通信系の受信機能を不要にすることにあ
る。

【００１７】更に、本発明の第３の目的は、波長多重通
信系で発光開始時の混信を防ぐことにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】波長多重通信系（以下、
第１の通信系と称する。）および第１の通信系と独立し
た通信系（以下、第２の通信系と称する。）を備え、前
記第１，第２の通信系で通信を行う通信ノードと前記第
１の通信系の波長制御を行う波長制御ノードで構成され
る通信システムの波長制御方法において、前記波長制御
ノードが前記第１の通信系の波長配置を検知し、前記第
１の通信系の波長範囲の一端にあるチャンネルの波長を
基準に隣接するチャンネルの波長の間隔が予め設定され
た波長間隔となる波長制御情報を前記波長制御ノードか
ら発し、前記第２の通信系により前記通信ノードの前記
第１の通信系の送信波長を制御することを特徴とする。

【００１９】また、波長多重通信系（以下、第１の通信
系と称する。）および第１の通信系と独立した通信系
（以下、第２の通信系と称する。）を備え、前記第１，
第２の通信系で通信を行う通信ノードと前記第１の通信
系の波長制御を行う波長制御ノードで構成される通信シ
ステムにおいて、前記第１の通信系の波長配置を検出す
る波長可変フィルタと、前記波長可変フィルタの出力を
電気信号に変換する受光素子と、前記波長可変フィルタ
を駆動する駆動電圧を走査しつつ前記電気信号の出力と
を対比する波長制御手段と、前記波長制御手段からの制
御信号により変調された光信号を前記第２の通信系に出
力するレーザダイオードとを備えた前記波長制御ノード
を有することを特徴とする。

【００２０】さらに、波長多重通信系（以下、第１の通
信系と称する。）および第１の通信系と独立した通信系
（以下、第２の通信系と称する。）を備え、前記第１，
第２の通信系で通信を行う通信ノードと前記第１の通信
系の波長制御を行う波長制御ノードで構成される通信シ
ステムにおいて、前記第１の通信系の自局宛の光信号を
波長可変フィルタと、前記波長可変フィルタの出力を電
気信号に変換する第１の受光素子と、前記第２の通信系
の光信号を受信する第２の受光素子と、前記第２の受光
素子の出力に従って空きチャンネルを検出して制御信号
を出力する波長制御手段と、前記波長制御手段からの前
記制御信号により変調された光信号を前記第１の通信系
に出力する波長可変レーザダイオードとを備えた前記通
信ノードを有することを特徴とする。

【００２１】上記波長制御方法及び通信システムによ
り、波長制御ノードは波長多重通信系全体の波長配置を
検知し、各チャンネルの波長制御情報を各通信ノードに
知らせ、各チャンネルを使用している通信ノードはこの
波長制御情報を用いて自分の送信波長を制御する。この
結果、波長多重通信系の波長範囲の一端にあるチャンネ
ルの波長から一定の波長間隔で送信波長が配置される。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を各実
施例とともに、図面を参照しつつ詳細に説明する。

【００２３】（第１実施例）本第１実施例では、波長多
重通信系の波長配置全体を、ネットワーク内に設置され
た波長制御ノードが検知し、波長多重通信系の隣接する
チャンネルの波長間隔を一定に維持するための制御情報
を、波長多重通信系と独立した通信系でネットワーク内
の各通信ノードに知らせる。各通信ノードはこの制御情
報をもとに、自局の波長多重通信系の送信器の光源の波
長を隣接チャンネルとの波長間隔が一定になるように制
御する。

【００２４】本実施例では、独立な通信系をパケット通
信系とし、制御情報は波長制御パケットとして、波長制
御ノードからネットワーク内の全通信ノードに同報通信
される。また、波長制御ノードはパケット通信系の送信
機能のみをもち、一定時間間隔で波長制御パケットを送
出する。

【００２５】以下、図面を用いて詳細に説明する。

【００２６】図１は本実施例の波長制御方法の動作の一
例を示している。図１中発光開始時（ａ）、ズレの補正
（ｂ）、空きスペースの解消（ｃ）の３つの場合につい
て、制御動作前の波長配置、その状態の時に送られる波
長制御パケット、制御動作後の波長配置を示した。図１
に示す波長配置図では、実線は既に発光している通信ノ
ードの波長を示し、点線は制御の目標となる波長を示し
ている。

【００２７】図２は、本実施例で波長制御ノードがシス
テム内の通信ノードの波長を制御するために、パケット
通信系で送信する波長制御パケットのデータ形式を示す
図である。１チャンネル当たり２ビットの波長制御コー
ドが割り当てられる。最大チャンネル数ｍ分があり、デ
ータ長はｍ×２ビットである。各チャンネルに対して、
‘００’はチャンネル未使用、‘０１’は波長を長波長
側へシフト、‘１０’は短波長側へシフト、‘１１’は
現状維持を示す。

【００２８】図３は本実施例の波長制御方式を適用する
波長多重通信システムの構成図である。端局数ｎのパッ
シブ・スター型のシステムである。従来例を示した図８
に対して、波長制御ノード３６およびそれとスターカプ
ラ３３を接続するための光ファイバ３７，３８が加えら
れている。端局３１１〜３１ｎは通信ノード３２１〜３
２ｎを介して通信を行う。通信ノード３２１〜３２ｎは
端局３１１〜３１ｎからの信号を光信号に変換し、光フ
ァイバ３４１〜３４ｎに出力し、光ファイバ３５１〜３
５ｎから入力される光信号を電気信号に変換する。スタ
ーカプラ３３は光ファイバ３４１〜３４ｎ、及び光ファ
イバ３７から入力される光信号を光ファイバ３５１〜３
５ｎ、及び光ファイバ３８に分配する。

【００２９】図４は上記波長制御ノード３６の構成図で
ある。波長制御ノード３６は波長制御系４１、波長可変
フィルタ４２、波長可変フィルタ駆動回路４３、受光素
子４４、増幅器４５、識別器４６、ＬＤ４７、ＬＤ駆動
回路４８により構成する。

【００３０】波長制御系４１は演算処理回路、記憶素
子、Ｄ／Ａ変換器等で構成する。波長制御系４１からの
制御信号によって、波長可変フィルタ駆動回路４３を介
して波長可変フィルタ４２の透過スペクトルのピーク波
長（以下、単に波長と称する。）を掃引し、受光素子４
４により電気信号に変換し、増幅器４５を介し、識別器
４６の出力信号をもとに波長多重通信系の波長配置を検
知し、パケット通信系で波長制御パケットを送出し、Ｌ
Ｄ駆動回路４８を介してＬＤ４７をドライブし、光ファ
イバ３７を通して各通信ノードの波長を制御する。

【００３１】波長可変フィルタ４２は波長配置を検知す
るためのものである。本実施例では波長帯を１．５μｍ
帯として例示している。この波長可変フィルタ４２の透
過スペクトルの半値幅はｃｈ間隔の１／５〜１／１０程
度のものが望ましい（例えばｃｈ間隔：５ＧＨｚ（１．
５μｍ帯では０．０４ｎｍに相当）では１ＧＨｚ）。現
在実用レベルの波長可変フィルタ素子としては、例えば
会議予稿ＥＣＯＣ（Europian Conference on Optical C
ommunication）’９０ー６０５，“A field-worthy, hi
gh-performance, tunable fiber Fabry-Perot filter”
記載のファイバ・ファブリペロー型がある。この素子は
ＦＳＲ（Free Spectral Range）毎に透過スペクトル・
ピークをもつが、ＦＳＲを波長多重通信系の波長可変範
囲以上にすることで、光バンドパスフィルタとして機能
する。濾過波長は駆動電圧により可変にできる。

【００３２】波長可変フィルタ駆動回路４３は電圧制御
型電圧源であり、波長制御系４１からの制御信号を電圧
増幅する。受光素子４４は波長可変フィルタ４２からの
透過光を電気信号に変換し、増幅器４５はその電気信号
を増幅し、識別器４６はその信号をしきい値と比較し、
しきい値以上の場合は‘１’、未満の場合は‘０’のデ
ジタル信号を波長制御系４１に出力する。波長制御系４
１では識別器４６の出力と波長可変フィルタ駆動回路４
３への制御電圧とを対比して、受光用光ファイバ上に存
在する波長のチャンネルと、所定のｃｈ間隔であるのか
を判断し、所定のｃｈ間隔であればチャンネル毎に波長
の維持、長波長側へシフト、短波長側へシフト、チャン
ネルの波長無しの制御信号を出力する。

【００３３】ＬＤ４７はパケット通信系の光源であり、
波長は１．３μｍ帯である。ＬＤ駆動回路４８はＬＤ４
７を波長制御系４１からの信号で変調する電流源であ
る。本実施例においては、パケット通信系では高密度な
波長多重は行わないため、ＬＤ４７は直接強度変調され
る。

【００３４】図５は通信ノード３２１〜３２ｎの構成図
である。波長多重通信系とパケット通信系の２つに分れ
る。波長多重通信系は、波長制御系５１、波長可変ＬＤ
５２、波長可変ＬＤ駆動回路５４、光変調器５６、光変
調器駆動回路５７、波長可変フィルタ５３、波長可変フ
ィルタ駆動回路５５、受光素子５８、受信回路５９で構
成される。パケット通信系はＬＤ４７、ＬＤ駆動回路４
８、受光素子５１０、受信回路５１１で構成される。２
つの通信系の送信部、受信部はそれぞれ光合波器５１
２、光分波器５１３で接続されている。

【００３５】ここで、波長制御系５１は受信回路５１１
からの波長制御パケットの内容に基づき、波長可変ＬＤ
駆動回路５４を介して波長可変ＬＤ５２を制御する。ま
た、波長可変フィルタ駆動回路５５を介して波長可変フ
ィルタ５３の波長を制御し、波長多重通信系のチャンネ
ルの中から自局宛てのチャンネルの波長に波長可変フィ
ルタ５３の波長を一致させる。

【００３６】また、波長可変ＬＤ５２は波長多重通信系
の送信用光源であり、その波長は例えば１．５μｍ帯で
ある。現在波長可変幅を広げるための研究が進められて
いるが、現時点で実用レベルのものは、多電極のＤＢＲ
（Distributed Bragg Reflector）型やＤＦＢ（Distrib
uted Feedback）型のもので、波長可変幅は数ｎｍであ
る。一例としては、電子情報通信学会技術報告ＯＱＥ
（Optical and QuantumElectronics）８９ー１１６，
“三電極長共振器λ／４シフトＭＱＷＤＦＢレーザ”記
載のものが挙げられる。

【００３７】さらに、波長可変フィルタ５３は波長多重
通信系の受信用の波長可変フィルタであり、その波長は
例えば１．５μｍ帯である。図４の波長可変フィルタ４
２と同様の素子であるが、透過スペクトルの半値幅はｃ
ｈ間隔の１／３〜１／６程度のものが望ましい（例えば
ｃｈ間隔５ＧＨｚでは１．５ＧＨｚ）。

【００３８】また、波長可変ＬＤ駆動回路５４は、電圧
制御型電流源であり、波長制御系５１からの制御信号に
対応した波長になるように波長可変ＬＤ５２を駆動（電
流を注入）する。前記の三電極長共振器λ／４シフトＭ
ＱＷＤＦＢレーザを用いる場合はその出力は３つにな
る。

【００３９】また、波長可変フィルタ駆動回路５５は電
圧制御型電圧源である。波長制御系５１から波長制御信
号とロックＯＮ／ＯＦＦ信号が入力される。受信チャン
ネル選択時（ロックＯＦＦ）は波長制御系５１からの制
御信号に対応した波長になるよう波長可変フィルタ５３
を駆動し、受信時（ロックＯＮ）には受信チャンネルの
波長に波長可変フィルタ５３の波長をロックする。

【００４０】さらに、光変調器５６および光変調器駆動
回路５７は、端局から入力される波長多重通信系の送信
信号で波長可変ＬＤ５２の出力光を強度変調するための
ものである。波長可変ＬＤ５２に注入する電流で直接変
調した場合、０．１ｎｍ程度の波長変動が生じるため、
光変調器５６による外部強度変調方式が一般的に用いら
れる。

【００４１】また、受光素子５８および受信回路５９は
波長多重通信系の受信のためのものである。波長可変フ
ィルタ５３で選択されたチャンネルの光信号を電気信号
に変換し、デジタル信号としての電気信号を再生する。
再生された受信信号は端局に出力される。

【００４２】また、パケット通信系のＬＤ４７、ＬＤ駆
動回路４８は図４のものと同じく、パケット信号を光信
号に変換し、例えば波長１．３μｍで光ファイバに出力
する。その受信は、他の通信ノードと同様に受光素子５
１０、受信回路５１１により、パケット通信系の信号を
受信する。

【００４３】また、光合波器５１２は例えば１．５μｍ
帯の波長多重通信系の光信号と１．３μｍ帯のパケット
通信系の光信号を合波し、光ファイバに出力する。一
方、光分波器５１３は光ファイバから入力する光信号を
波長帯で分離し、１．５μｍ帯の光信号を波長可変光フ
ィルタ５３に入力し、１．３μｍ帯の光信号を受光素子
５１０に入力する。

【００４４】図６は本実施例での波長配置を示す波長配
置図である。パケット通信系は１．３μｍ帯を用い、波
長多重通信系は１．５μｍ帯を用いる。パケット通信系
は高密度の波長多重を行わないため、光源の波長制御は
行われず、チャンネルの波長幅は広い。一方、波長多重
通信系は高密度（ｃｈ間隔：１０ＧＨｚ（０．０８ｎ
ｍ）以下）の波長多重を行うため（最大ｍチャンネ
ル）、ｃｈ間隔が保持できるように各通信ノードの光源
の波長が制御され、チャンネルの波長幅は狭い。

【００４５】図４に示す構成で、波長制御ノードは、波
長配置の検知、各チャンネルのシフト方向の算出、波長
制御パケットの送出の一連の動作を繰り返し行う。

【００４６】この波長制御ノードによる波長配置の検知
は、波長可変フィルタ４２の波長を波長多重通信系の波
長範囲全域にわたり掃引することにより行われる。掃引
のステップは、発光している波長を必ず検知するため
に、波長可変フィルタ４２の透過スペクトルの半値幅よ
り小さく設定する（例えば透過スペクトルの半値幅が１
ＧＨｚでは、ステップは０．２５ＧＨｚ）。この場合、
１つの波長に対し連続する複数のステップで識別器４６
の出力が‘１’になる。波長制御系４１はその中心のス
テップを波長の位置とみなす。波長制御系４１は波長可
変フィルタ４２の掃引を電圧で制御するため、各波長の
位置関係は電圧から換算される。尚、波長可変フィルタ
４２の電圧波長特性は非線形性をもっている。波長制御
系４１には予めこの特性を記憶しており、電圧から波長
配置を正しく検知できる。

【００４７】発光している各通信ノードの波長のシフト
方向は次のようにして決められる。最も長波長寄りにあ
る波長をｃｈ１とし、以下短波長側にｃｈ２，ｃｈ３と
する。ｃｈ２はｃｈ１から所定のｃｈ間隔だけ短波長よ
りの位置になるようにシフト方向が決められる。ｃｈ３
はｃｈ１からｃｈ間隔の２倍だけ短波長よりの位置にな
るようにシフト方向が決められる。同様にしてｃｈｍは
ｃｈ１からｃｈ間隔の（ｍー１）倍だけ短波長よりの位
置になるようにシフト方向が決められる。

【００４８】図５に示す波長可変ＬＤ５２のシフト量
は、波長多重通信系の受信用の波長可変フィルタ５３の
透過スペクトルの半値幅より小さくする（例えば透過ス
ペクトルの半値幅１．５ＧＨｚに対してシフト量を０．
５ＧＨｚ）。

【００４９】つぎに、通信ノードへのチャンネルの割当
は次のようにして行う。発光を開始以前に送られてきた
波長制御パケットで波長制御コード‘００’のデータを
もつ最も番号の小さいチャンネルがその通信ノードに割
り当てられる。以後、この通信ノードは次の２つの状態
になるまでこのチャンネルの波長制御コードにより波長
を制御する。

【００５０】（１）通信が終了し、発光を停止。

【００５１】（２）自分のチャンネルより番号の小さい
チャンネルの波長制御コードが‘００’になる。

【００５２】この（２）の状態では１つ番号の小さいチ
ャンネルが割り当てられ、以後、このチャンネルの波長
制御コードに従う。

【００５３】以上の波長制御方法の動作の具体例を図１
を参照しつつ説明する。

【００５４】（ａ）発光開始時発光開始前の波長多重通信系の波長配置は上段のように
なっているとする。なお、パケット通信系の波長配置は
省略している。既に４つのチャンネルが使用され、ｃｈ
１を基準にｃｈ間隔で波長配置が保持されている（実線
と点線が一致）。この波長配置での波長制御パケットの
波長制御コードは、ｃｈ１〜４までが‘１１’で、ｃｈ
５以降が‘００’である。波長制御コードが‘００’で
最も番号が小さいチャンネルはｃｈ５なので、発光を開
始する通信ノードのチャンネルはｃｈ５になる。発光開
始後の波長配置は中段のようにｃｈ５のみがズレている
（実線と点線がズレている）。この波長配置での波長制
御コードはｃｈ１〜４までが‘１１’，ｃｈ５が‘０
１’，ｃｈ６以降が‘００’になる。この通信ノードは
この波長制御パケットを受信後、波長を長波長側にシフ
トさせる。ｃｈ５の波長制御コードは波長配置図で実線
と点線が一致するまで‘０１’のままで、この通信ノー
ドは波長制御パケットを受信する度に波長を長波長側に
シフトさせる。こうして発光開始時の混信を防止でき、
隣接すチャンネルと一定の波長間隔に早期に移動でき
る。（ｂ）ズレの補正上段は、５つのチャンネルが使用され、ｃｈ１を基準と
したｃｈ間隔毎の波長配置からｃｈ２とｃｈ４がズレて
いる様子を示す。ｃｈ２は長波長側に、ｃｈ４は短波長
側にズレている。この波長配置での波長制御コードは、
ｃｈ１，ｃｈ３，ｃｈ５が‘１１’，ｃｈ６以降が‘０
０’，ｃｈ２が‘０１’，ｃｈ４が‘１０’になる。ｃ
ｈ２を使用している通信ノードは、この波長制御パケッ
トを受信後、波長を長波長側にシフトさせる。ｃｈ４を
使用している通信ノードは、この波長制御パケットを受
信後、波長を短波長側にシフトさせる。これにより下段
のように波長配置のズレは補正される。（ｃ）空きスペース解消上段は、使用されていた５つのチャンネルのうちｃｈ２
を使用していた通信ノードが通信を終了し、発光を停止
した時の様子を示している。ｃｈ１とｃｈ３の間に空き
スペース（ｃｈ間隔より大きいスペース）ができてい
る。この状態後、最初の波長制御パケットの波長制御コ
ードはｃｈ１，ｃｈ３，ｃｈ４，ｃｈ５が‘１１’，ｃ
ｈ２，ｃｈ６以降が‘００’になる。この波長制御パケ
ットを受信したｃｈ３以降を使用していた通信ノードは
ｃｈ２が“未使用状態”になったことを認識し、自分に
割当られているチャンネル番号を１つづつ小さくする。
次に送られてくる波長制御パケットの波長制御コードは
ｃｈ１が‘１１’，ｃｈ２〜ｃｈ４が‘０１’，ｃｈ５
以降が‘００’になる。ｃｈ２〜ｃｈ４を使用している
通信ノードは、この波長制御パケットを受信後、波長を
長波長側にシフトさせる。ｃｈ２〜ｃｈ４の波長制御コ
ードは波長配置図で各チャンネルの実線と点線が一致す
るまで‘０１’のままで、ｃｈ２〜ｃｈ４を使用してい
る通信ノードは波長制御パケットを受信する度に波長を
長波長側にシフトさせる。

【００５５】本実施例では、波長制御ノードはパケット
通信系の受信機能を持つ必要がなく、構成が簡単にな
る。また、通信ノードでも、波長配置状態を検出する波
長可変フィルタ、識別器などを必要とせず、構成が簡単
になり、総合的にローコストで多重波長通信システムを
構成できる。

【００５６】（第２実施例）本実施例では、波長制御ノ
ードはパケット通信系の受信機能を備え、波長制御パケ
ットの送信を必要に応じて行う。全システムの構成図は
上述の図３と同様である。

【００５７】図７は本実施例での波長制御ノードの構成
図である。第１実施例（図４）との相違は、パケット通
信系の受信機能を備えることである。パケット通信系の
受信機能は受光素子５１０、受信回路５１１、光分波器
５１３で構成される。これら各構成要素の機能は図５の
ものと同じである。

【００５８】本実施例では、波長制御ノードは波長制御
パケットを一定時間毎に送出するのではなく、次の３つ
の場合にのみ波長制御パケットを送出する。

【００５９】（１）発光を開始する通信ノードがあると
き、（２）波長配置にズレがあるとき、（３）空きスペ
ースができたとき。

【００６０】波長配置の検知は、パケットの送出時間間
隔より短い一定時間毎に行われ、さらにパケット通信系
で通信ノードからの発光開始の要求があった後に行われ
る。チャンネルの使用はパケット通信系によるデマンド
・アサインにより行われる。その他の構成、動作につい
ては、第１実施例と同様である。

【００６１】本実施例では、波長制御パケットを一定時
間毎に送出する必要がないため、パケット通信系のトラ
フィックを通信ノード間の他の通信に有効に利用するこ
とができる。また、波長多重系通信のチャンネルの使用
をパケット通信系によるデマンド・アサインにより制御
しているため、同時使用による混線が回避できる。

【００６２】なお、上記実施例では、最長波長のチャン
ネルを基準とした例を示したが、ＬＤの発光波長がＬＤ
駆動回路からの駆動によって短波長のほうが容易であ
り、継続的に駆動電流されたときに短波長側に移動する
特性を有する場合は、短波長側を基準に配置してもよ
い。

【００６３】制御方式を適用する波長制御ノードおよび
通信ノードの各構成要素は同様の機能を有するものなら
ば、実施例記載のものに限定されるものではない（いく
つかの構成要素からなる系についても同様である）。ま
た、実施例で用いた数値の動作の許容範囲であれば記載
の値に限定されるものではない。

【００６４】

【発明の効果】本発明によれば、分散配置された通信ノ
ードで構成される波長多重通信系の隣接するチャンネル
の波長間隔を一定に保つ高密度波長多重通信システム
で、システム内の通信ノードに波長配置の検知のための
波長可変フィルタを備える必要がなくなり、通信ノード
の構成を簡単にして、安価にすることができる。

【００６５】また、本発明によれば、上記の通信システ
ムにおいて、波長制御ノードのパケット通信系の受信機
能を不要にし、波長制御ノードを安価にすることができ
る。

【００６６】また、本発明によれば、上記の通信システ
ムにおいて、制御パケット信号により、波長多重通信系
で発光開始時の混信を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による波長制御方式の動作の
一例を示す図である。

【図２】本発明の一実施例に用いる波長制御パケットの
データ形式を示す図である。

【図３】本発明の一実施例に適用する波長多重通信シス
テムの構成図である。

【図４】本発明の一実施例での波長制御ノードの構成図
である。

【図５】本発明の一実施例に適用する通信ノードの構成
図である。

【図６】本発明及び従来例に適用する波長多重通信シス
テムの波長配置を示す図である。

【図７】本発明の一実施例での波長制御ノードの構成図
である。

【図８】従来例に適用する波長多重通信システムの構成
図である。

【図９】従来の波長制御方式の動作の一例を示す動作説
明図である。

【図１０】従来例で適用する通信ノードの構成図であ
る。

【符号の説明】

３１１〜３１ｎ端局３２１〜３２ｎ通信ノード３３スターカプラ３４１〜３４ｎ，３５１〜３５ｎ光ファイバ３６波長制御ノード３７，３８光ファイバ４１，５１波長制御系４２，５３波長可変フィルタ４３，５５波長可変フィルタ駆動回路４４，５８受光素子４５増幅器４６識別器４７ＬＤ４８ＬＤ駆動回路５２波長可変ＬＤ５４波長可変ＬＤ駆動回路５６光変調器５７光変調器駆動回５９，５１１受信回路５１０受光素子５１２光合波器５１３光分波器７１波長制御系１０１送信部波長制御系１０２受信部波長制御系１０３光分岐器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】波長多重通信系（以下、第１の通信系と
称する。）および前記第１の通信系と独立した通信系
（以下、第２の通信系と称する。）を備え、少なくとも
前記第１の通信系で通信を行う通信ノードと前記第１の
通信系の波長制御を行う波長制御ノードで構成される通
信システムの波長制御方法において、前記波長制御ノードが前記第１の通信系の波長配置を検
知し、前記第１の通信系の波長範囲の一端にあるチャン
ネルの波長を基準に隣接するチャンネルの波長の間隔が
予め設定された波長間隔となる波長制御情報を前記波長
制御ノードから発し、前記第２の通信系により前記通信
ノードの前記第１の通信系の送信波長を制御することを
特徴とする波長制御方法。
【請求項２】前記波長制御ノードに前記第２の通信系
の送信機能のみを備え、前記第１の通信系の全チャンネ
ルに対する前記波長制御情報を、前記通信ノードに前記
第２の通信系で同報通信することにより、前記第１の通
信系の送信波長を制御することを特徴とする請求項１に
記載の波長制御方法。
【請求項３】前記波長制御ノードに前記第２の通信系
の送受信機能を備え、前記波長制御ノードが前記第２の
通信系により、前記第１の通信系のチャンネルのデマン
ド・アサイン制御を行うことを特徴とする請求項１に記
載の波長制御方法。
【請求項４】前記波長制御ノードに前記第２の通信系
の送信機能のみを備え、前記第１の通信系の全チャンネ
ルに対する前記波長制御情報を、前記通信ノードの前記
第１の通信系への光出力波長を「維持」、「長波長側へ
移動」、「短波長側へ移動」、「光出力無し」の４つの
波長制御情報であることを特徴とする請求項１又は２に
記載の波長制御方法。
【請求項５】波長多重通信系（以下、第１の通信系と
称する。）および第１の通信系と独立した通信系（以
下、第２の通信系と称する。）を備え、前記第１，第２
の通信系で通信を行う通信ノードと前記第１の通信系の
波長制御を行う波長制御ノードで構成される通信システ
ムにおいて、前記波長制御ノードが前記第１の通信系の波長配置を検
出する波長可変フィルタと、前記波長可変フィルタの出
力を電気信号に変換する受光素子と、前記波長可変フィ
ルタを駆動する駆動電圧を走査しつつ前記電気信号の出
力とを対比する波長制御手段と、前記波長制御手段から
の制御信号により変調された光信号を前記第２の通信系
に出力するレーザダイオードとを備えたことを特徴とす
る通信システム。
【請求項６】請求項５に記載の通信システムにおい
て、前記波長制御ノードはさらに前記第２の通信系を受
信する受光素子を備え、前記受信素子の出力に従って前
記波長制御系から前記レーザダイオードから前記光信号
を出力することを特徴とする通信システム。
【請求項７】波長多重通信系（以下、第１の通信系と
称する。）および第１の通信系と独立した通信系（以
下、第２の通信系と称する。）を備え、前記第１，第２
の通信系で通信を行う通信ノードと前記第１の通信系の
波長制御を行う波長制御ノードで構成される通信システ
ムにおいて、前記通信ノードは前記第１の通信系の自局宛の光信号を
波長可変フィルタと、前記波長可変フィルタの出力を電
気信号に変換する第１の受光素子と、前記第２の通信系
の光信号を受信する第２の受光素子と、前記第２の受光
素子から得られる前記第２の通信系の受信信号をもとに
波長制御信号を出力する波長制御手段と、前記波長制御
手段からの前記波長制御信号により波長が制御される前
記第１の通信系用の波長可変レーザダイオードを備えた
ことを特徴とする通信システム。
【請求項８】請求項７に記載の通信システムにおい
て、前記通信ノードはさらに前記第２の通信系に出力す
る光信号で自局からの送信を希望する旨の制御信号を送
信することを特徴とする通信システム。