JPWO2002025850A1 - Add / drop filter, packet switch, wavelength multiplexing device, communication device, and communication network - Google Patents
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Abstract
低コストで製造でき、双方向伝送が可能なアドドロップフィルタを提供する。光ファイバ3aを通ってきたλ1ないしλ8の8つの波長からなる光信号は、レンズ4aによって平行光に変えられ誘電体フィルター2に照射される。λ1の光は直角方向に反射され、その他の波長(λ2ないしλ8)の光信号は透過する。この結果、反射されたλ1の光は、レンズ4bを経て、光ファイバ3bへと導かれる。透過したλ2ないしλ8の光は、レンズ4cを経て光ファイバ3cへと導かれる。光ファイバ3bを通ってきたλ1の光は、レンズ4b、誘電体フィルタ2、レンズ4aを経て、光ファイバ3aへと導かれる。即ち、λ1の光信号は光ファイバ3aと光ファイバ3bとの間で双方向に伝送される。また、光ファイバ3cを通ってきたλ1ないしλ8の光信号についても同様なアドドロップ動作を実現する。Provided is an add / drop filter that can be manufactured at low cost and can perform bidirectional transmission. An optical signal having eight wavelengths λ1 to λ8, which has passed through the optical fiber 3a, is converted into parallel light by the lens 4a and applied to the dielectric filter 2. The light of λ1 is reflected at right angles, and the optical signals of other wavelengths (λ2 to λ8) are transmitted. As a result, the reflected light of λ1 is guided to the optical fiber 3b via the lens 4b. The transmitted light of λ2 to λ8 is guided to the optical fiber 3c via the lens 4c. The light of λ1 that has passed through the optical fiber 3b is guided to the optical fiber 3a via the lens 4b, the dielectric filter 2, and the lens 4a. That is, the optical signal of λ1 is bidirectionally transmitted between the optical fiber 3a and the optical fiber 3b. The same add / drop operation is realized for the optical signals of λ1 to λ8 that have passed through the optical fiber 3c.
Description
技術分野
本発明は光ファイバー通信に関し、とくに、波長多重化された光ファイバー通信において特定の波長の光信号光ファイバーに加えたり取り出したりするアドドロップフィルタや、光ファイバ通信用のパケットスイッチや、光ファイバー通信ネットワークに関する。
背景技術
従来、図12に示すようなアドドロップフィルタが知られていた。ファイバーブラッググレーティングをマイケルソン型干渉系として結合させた構造100からなるアドドロップフィルタである。このフィルタは端子101から入射した異なる波長λ1ないしλ8の光の内、波長λ1のみの光が端子102へと向かい、残りの波長λ2ないしλ8の光は端子104へと進む。図示しないが、図12とは光の進路を反対にして、端子104に波長λ2ないしλ8の光を加え、端子102に波長λ1の光を加えると、波長λ1ないしλ8の光が端子101から出射する。このように特定の波長の光を他の多数の波長の光に加えたり落としたりすることができることからアドドロップ(Add−Drop)フィルタと呼ばれている。
図13に上記のアドドロップフィルタを用いた波長多重光通信ネットワークの従来例を示す。ふたつの幹線基地局111と112の間が2本の光ファイバ113と114とで結ばれている。光ファイバ113と114は光の進路が単方向となっている。各ローカル局121ないし124には2個ずつのアドドロップフィルタが設けられている。例えば、ローカル局121にはアドドロップフィルタ131と141が設けられていて波長λ1の光が加えられたり取り出される。同様に、ローカル局122にはアドドロップフィルタ132と142が設けられていて波長λ2の光が加えられたり取り出される。さらにローカル局123にはアドドロップフィルタ133と143が設けられていて波長λ3の光が加えられたり取り出される。そしてローカル局124にはアドドロップフィルタ134と144が設けられていて波長λ4の光が加えられたり取り出される。
発明の開示
従来のファイバブラッググレーティングをマイケルソン型干渉系として構成する方法は製造が難しく高価となると言う欠点があった。本発明は、簡単に製造できて低価格なアドドロップフィルタを実現することを目的としている。
また、従来のアドドロップフィルタを用いた光通信ネットワークでは単方向伝送で行われていたために光ファイバの伝送容量が小さいという欠点があった。本発明は双方向光通信にアドドロップを適用してより大容量の伝送を行うことを目的としている。
上記課題を解決するために、本発明のアドドロップフィルタは誘電体フィルタとレンズを組み合わせて二方向に特定波長の光を取り出せるように構築されたことを特徴とする。このため、簡単に製造が可能で低価格が実現できる。
また、本発明の通信ネットワークでは光ファイバによって二方向(左方向及び右方向)から送られてくる同一の波長の光を光ファイバからドロップさせる構造としたことを特徴とする。このため、光ファイバの利用効率を高めることができる。さらに、本発明の通信ネットワークでは、二方向(左方向及び右方向)の通信負荷を分散させる働きを有するパケットスイッチを用いたので、通信ネットワークの利用効率を向上させることができる。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の実施例について説明する。
[第一実施例]
図1に本発明のアドドロップフィルタ1の一実施例の上面図を示す。アドドロップフィルタ1は、特定の波長(ここではλ1)を反射し、他の波長(λ2ないしλ8)は透過させる誘電体フィルター2、4本の光ファイバ3aないし3d、4個のレンズ4aないし4dから成り立っている。
光ファイバ3aを通ってきたλ1ないしλ8の8つの波長からなる光信号は、レンズ4aによって平行光に変えられ誘電体フィルター2に照射される。λ1の光は直角方向に反射され、その他の波長(λ2ないしλ8)の光信号は透過する。この結果、反射されたλ1の光は、レンズ4bを経て、光ファイバ3bへと導かれる。透過したλ2ないしλ8の光は、レンズ4cを経て光ファイバ3cへと導かれる。
光ファイバ3bを通ってきたλ1の光は、レンズ4b、誘電体フィルタ2、レンズ4aを経て、光ファイバ3aへと導かれる。即ち、λ1の光信号は光ファイバ3aと光ファイバ3bとの間で双方向に伝送される。
また、光ファイバ3cを通ってきたλ1ないしλ8の光信号は、レンズ4cによって平行光に変えられ誘電体フィルター2に照射される。λ1の光は直角方向に反射され、その他の波長(λ2ないしλ8)の光信号は透過する。この結果、反射されたλ1の光はレンズ4dを経て光ファイバ3dへと導かれる。透過したλ2ないしλ8の光はレンズ4aを経て光ファイバ3aへと導かれる。
光ファイバ3dを通ってきたλ1の光は、レンズ4d、誘電体フィルタ2、レンズ4cを経て、光ファイバ3cへと導かれる。即ち、λ1の光信号は光ファイバ3cと光ファイバ3dとの間で双方向に伝送される。
以上、λ1を反射する誘電体フィルタ2を用いた場合について説明したが、誘電体フィルタを変えることにより任意の波長をアドドロップすることが可能である。また、説明を簡単にするために誘電体フィルタが特定波長(例えばλ1)を直角に反射する場合について説明したが、反射される角度は直角に限定されず任意の角度を採ることができる。このようなフィルタの特性の設計は公知の誘電体フィルタの設計方法に従って実現することができる。また、異なる波長の光信号が8種類ある場合を例にとって説明したが、波長の数には限定無く、任意の波長数について上記の様な機能を実現できることは言うまでもない。
また、上記実施例とは反対にλ1のみを透過し他の波長(λ2−λ8)を反射する誘電体フィルタを用いてもアドドロップフィルタを構築することができる。この場合は、光ファイバ3aに対する3b、3cの関係が入れ替わる。すなわち、光ファイバ3aからのλ1の光信号は光ファイバ3cへと導かれ、光ファイバ3aからの他の光信号(λ2−λ8)は光ファイバ3bへと導かれる。
本発明のアドドロップフィルタは誘電体フィルタとレンズを組み合わせて構成したため、安価な部品によってアドドロップフィルタを実現することができる。
[第二実施例]
図2ないし図3を用いてアドドロップフィルタを用いた通信ネットワークの実施例を示す。図2は本発明の通信ネットワークの要部を示す図である。また、図3は通信ネットワーク全体を示す図である。
図2において幹線基地局11aないし11bとの間は光ファイバ18によって結ばれている。光ファイバ18には8波長の多重化された光信号が双方向に伝送されている。光ファイバ18上にはローカル局15aないし15dが設けられている。ローカル局15aないし15dにはそれぞれアドドロップフィルタ12aないし12dが設けられており、それぞれλ1ないしλ4がアドドロップされる。アドドロップフィルタは図1に示したアドドロップフィルタ、または従来例のアドドロップフィルタ双方を用いることができる。また、ローカル局15aないし15dにはそれぞれパケットスイッチ13aないし13dが設けられている。パケットスイッチ13aないしパケットスイッチ13dにはそれぞれ、クライアント局群14aないし14dが接続されている。
なお、図12に示した従来例のアドドロップフィルタ、及び、図1に示したアドドロップフィルタを総称して2方向型の4ポートアドドロップフィルタと呼ぶ。図12に示した以外にも単方向で3ポートのアドドロップフィルタが存在する。そして、通常、アドドロップフィルタと呼ぶとこの単方向3ポートのアドドロップを指すことが多い。
図2の例では波長λ5ないしλ8は幹線基地局11aと11bとの直接通信用あるいは将来の拡張用に留保されている。幹線基地局11aと11bと波長λ5ないしλ8を用いて通信するのみならず、後述のように、パケットスイッチ13aないし13dの中継機能によってパケットスイッチ経由で通信することもできる。
また、上記の幹線基地局間の直接通信(コア通信)用の波長は波長間隔を狭めた高密度波長多重を用い、幹線基地局とローカル局間の通信(アクセス通信)用の波長には波長間隔の広い低密度波長多重を用いることもできる。図4に示すように波長λ1からλ6をアクセス通信に用い、コア通信には高密度波長多重(DWDM)の多数の波長からなる光信号を用いるのである。高密度波長多重は通信容量が大きいが高コストである。アクセス通信は通信量は比較的小さいが低コスト化の要求が厳しい。したがって、アクセス通信にも高密度波長多重を用いるのはコスト的なバランスが良くないという問題があった。したがって、アクセス通信に低コストな低密度波長多重を用いることによってこのコストバランスを改善することができる。また、通信量の多いコア通信には高密度波長多重を用いることによって帯域不足に対処することができる。上記の構成をとれば、同一の光ファイバでアクセス通信とコア通信の双方をまかなうことができ、経済的でもある。
基地局11内には図5に示すような波長多重化装置60が設けられている。波長多重化装置60は低密度波長多重化装置61、高密度波長多重化装置62、波長多重化器63とを備えており、パケットスイッチ64からのアクセス通信用信号は低密度波長多重化装置61を経て、コア通信信号は高密度波長多重化装置62を経て一本の光ファイバ18に多重化される。
図3は本発明の通信ネットワーク全体を示す図である。幹線基地局11aないし11fがリング状に接続されている。図2と対応させるために幹線基地局11aと11bとの間には4つのローカル局15aないし15dが設けられている。説明のために図示を省略しているが、他の幹線基地局間にも同様のローカル局が多数設けられている。ローカル局15aにはクライアント14が接続されている。これもまた説明のために図示を省略しているが、各ローカル局には多数のクライアントが接続されている。上記のは幹線基地局がリング状に接続されて構築されているネットワークをバックボーンネットワークと呼ぶ。
幹線基地局11d、11eにはデータセンター16a、16bがそれぞれ接続されている。データセンター16aないし16bには多数のサーバーからなる図示しないサーバークラスタが設けられており、各種のサービスを提供する。今、ローカル局15aに接続されたクライアント14がデータセンター16aにアクセスする場合を考える。クライアント14からデータセンター16aへはルート17L(左回り)と17R(右回り)の二通りが存在する。本発明の通信ネットワークにおいては、この二つのルートを利用して通信を行う。通信ネットワーク全体のトラフィックが右回りと左回りでバランスするように各ローカル局や幹線通信局に設けられたパケットスイッチが動的にルーティングを行うのである。
光ファイバ18は一本であるが、双方向伝送を行っているので図2ないし図3の通信ネットワークは実施的に二重リング型のネットワークとなっている。このため、リング状のネットワークのどこかで故障が生じた場合は折り返し伝送することによって故障個所を避けて通信を行うこともできる。
[第三実施例]
図6ないし図9を用いて本発明のパケットスイッチの構造及びその挙動を示す。図6は本発明のパケットスイッチの挙動を示す図、図7はパケットスイッチのエンジン部分30構造を示す図、図8は図7に示した各種構成要素の内部構造を示す図、そして、図9はパケットスイッチの構造を示す図である。
図6(a)はクライアントへ接続されるポート群22から幹線(バックボーンネットワーク)に接続されるポート21L(左回り用)ないし21R(右回り)へのパケットの流れを示している。ポート群22からのパケットはポート21Lないしポート21Rに負荷が分散するように割り当てられる。通常はパケットの最終目的地に最も短距離となる方向に割り当てられるが、ネットワークのトラフィックが輻輳している場合はあえて遠い経路を選択する場合もある。
図6(b)は幹線ネットワーク側からクライアントへのパケットの流れを示している。ポート21Lないしポート21Rを経て送られてきたパケットの内、宛先がポート群22に接続されているクライアント群のいずれかで有る場合、図6(b)に示すようにスイッチされる。
図6(c)はポート群22内部でのトラフィックの処理と、ポート21Lとポート21Rの間の中継(あるいはパケットスイッチ13のバイパス)の場合とを示している。ポート群22に接続されているクライアント間でやりとりされるパケットは、図6(c)に示すように、通常のパケットスイッチと同様の処理がされる。ポート21Lないしポート21Rから送られてきたパケットの宛先がポート群22に接続されているクライアント群のいずれでもない場合は、ポート21Lからポート21Rへ、あるいはその反対方向にパケットが送られる。これは、中継機能もしくはバイパス機能と呼ぶことができる。
図2に戻ってこの中継機能(バイパス機能)の効果を説明する。例えば、波長λ1はパケットスイッチ13aに対して割り当てられており、幹線基地局11aないし11bとクライアント群14aとの通信に通常は使われる。しかし、トラフィックのゆらぎにより、クライアント群14aにさほどの通信需要が生じていない場合が起こり得る。この様な場合は、幹線基地局11aと幹線基地局11bはパケットスイッチ13aの中継機能(バイパス機能)を利用して他経路のパケットをやりとりすることができる。このようにして、上記中継機能(バイパス機能)を活用して、空いている回線をフルに活用することができるのである。
図6(d)はパケットスイッチ13の障害復旧動作を示している。例えば、ポート21Rに接続されているネットワークでトラブル(ケーブルの断線など)があったとする。この場合は、ポート21Lから送られてきたパケットでポート群22に接続されたクライアント群宛でないパケットはポート21Lへ送り返される(折り返し機能)。二重リング型通信ネットワークにおいて公知のフォールドバック(折り返し)機能と同様の働きである。
図7はパケットスイッチ13のエンジン部分30の内部構成を示すブロックダイアグラムである。ネットワークインターフェイスカード(NIC)アレイ31、クロスバースイッチインターフェイスカード(CIC)アレイ32、クロスバースイッチ34、クロスバースイッチ制御回路33、クロスバースイッチインターフェイスカード(CIC)アレイ35、ネットワークインターフェイスカード(NIC)アレイ36から成り立っている。
図8(a)にネットワークインターフェイスカード31aの構造を示す。光トランシーバ41、直並列変換器(SERDES)42、媒体制御チップ(MAC)43から成り立っている。図示しない光ファイバケーブルから入力した直列光信号は光トランシーバ41によって直列電気信号に変えられてから、直並列変換器(SERDES)42によって並列信号に変換される。この並列信号は媒体制御チップ(MAC)43によってパケットごとに解釈されて、クロスバースイッチインターフェイスカード32aに送られる。また、クロスバースイッチインターフェイスカード32aから送られてくるパケット単位の信号は媒体制御チップ(MAC)43によって並列信号に変えられ、直並列変換器(SERDES)42によって直列電気信号に変換され、さらに光トランシーバ41によって光直列信号に変えられて、図示しない光ファイバーケーブルに送出される。ネットワークインターフェイスカード36aはネットワークインターフェイスカード31aと同様の構造を有している。
なお、パケットとは情報の伝送単位のことであり、情報実体の他に宛先アドレス、発信元アドレスなどからなる。この情報の伝送単位をセルという場合もあるが、この両者はほぼ同義である。
また、上記において、媒体制御チップ(MAC)43はパケットとパケットでない部分(アイドル信号)を識別する機能を有する。また、媒体制御チップ(MAC)43はパケットごとの発信元アドレス及び宛先アドレスを識別することができる。媒体制御チップ(MAC)43のこの機能とクロスバースイッチの機能とを組み合わせて、図6に示した各種のパケットスイッチ動作を実現することができる。
クロスバースイッチ方式を用いることにより、他の方式、例えば共有メモリ方式等に比べて、速い伝送速度の伝送チャネルに対して機能するパケットスイッチを構築することができる。
図8(b)にクロスバースイッチインターフェイスカード32aの構造を示す。先入れ先出しメモリ(FIFO)44、媒体制御チップ(MAC)43、直並列変換器(SERDES)42、銅線用トランシーバ46から成り立っている。ネットワークインターフェイスカード31aから送られてきたパケット単位の信号は先入れ先出しメモリ(FIFO)44に格納されてから媒体制御チップ(MAC)43に送られて並列信号に変換され、さらに直並列変換器(SERDES)42によって直列信号に変換され、さらに銅線用トランシーバ46によって銅線で数メートル伝送可能な直列電気信号に変換されてクロスバースイッチ34に送られる。先入れ先出しメモリ(FIFO)44に格納されているメモリ量は信号線45を経てクロスバースイッチ制御回路33に送られる。また、クロスバースイッチ34から送られてきた直列電気信号は銅線用トランシーバ46、直並列変換器(SERDES)42、媒体制御チップ(MAC)43を上記とは逆方向に伝わって先入れ先出しメモリ(FIFO)44に格納される。先入れ先出しメモリ(FIFO)44に格納されされたパケット単位の信号はネットワークインターフェイスカード31aに送られる。クロスバースイッチインターフェイスカード35aはクロスバースイッチインターフェイスカード32aと同様の構造をしている。
図7に戻って、パケットスイッチエンジン30の動作について説明する。6チャネルのポート22x及びポート21x(21L及び21R)からの信号はネットワークインターフェイスカード(NIC)アレイ31、クロスバースイッチインターフェイスカード(CIC)アレイ32を経て、クロスバースイッチ34に送られる。また、クロスバースイッチインターフェイスカード(CIC)アレイ32からはそれぞれのクロスバースイッチインターフェイスカード(CIC)に格納された情報(パケット)の状態がクロスバースイッチ制御回路33に送られる。クロスバースイッチ制御回路33は各クロスバースイッチインターフェイスカード(CIC)に格納された情報(パケット)の状態に応じてクロスバースイッチ34の接続パターンを変化させる。クロスバースイッチ34の接続パターンの変化は前述のパケット単位ごとに行われる。なお、パケットの長さは固定値とは限らない。パケットの抽出(アイドル信号の除去)、発信元アドレス、宛先アドレスの検出は媒体制御チップ(MAC)43によって行われる。媒体制御チップ(MAC)43の検出結果はクロスバースイッチ制御回路33に送られてクロスバースイッチ34の接続パターン変更が行われる。このようにして、図6に示した各種スイッチパターンを実現する。
図9はパケットスイッチ13の構造を示す図である。パケットスイッチエンジン30の入力ポート群22xと出力ポート群22yは対応するポート同士が光カプラ群37によって結合されて双方向光通信が実現されている。同様に入力ポート群21xと出力ポート群21yの対応するポート同士が光カプラ群38によって結合されている。
[第四実施例]
図10に、本発明のパケットスイッチ及び光通信ネットワークの別の実施形態を示す。図10において幹線基地局51aないし51bとの間は2本の光ファイバ18aないし18bによって結ばれている。光ファイバ18a、18bにはそれぞれ8波長の多重化された光信号が双方向に伝送されている。光ファイバ18上にはローカル局55aないし55dが設けられている。ローカル局55aないし55dにはそれぞれ2個ずつアドドロップフィルタが設けられている。例えば、ローカル局15aにはアドドロップフィルタ12a1ないし12a2が設けられている。また、ローカル局15aないし15dにはそれぞれパケットスイッチ53aないし53dが設けられている。パケットスイッチ53aないしパケットスイッチ53dにはそれぞれ、クライアント局群14aないし14dが接続されている。
この実施例においては、2本の光ファイバから左回り2回線、右回り2回線の経路がパケットスイッチに引き回されていることになる。したがって単一回線の伝送速度が同じで有れば図2に示した実施例に比べて2倍の回線容量が得られることになる。さらに、2本の光ファイバ18aないし18bの片方が断線したような場合においても、もう片方の光ファイバを通して通信を行うことができるので、より高信頼性を実現することができる。
上記実施例では、2本の光ファイバを設けたが、さらに多数の光ファイバを設けても良いし、1本の光ファイバから複数の波長をアドドロップするようにしても良い。さらに、これらを組み合わせて回線容量を増加させることもできることは言うまでもない。
パケットスイッチ53に多数の幹線側回線を設けた場合は、本出願人が国際出願PCT/JP01/04346(特願2000−155739)において述べたような「統計多重化」を実現することもできる。
[第五実施例]
パケットスイッチ13はアドドロップフィルタと組み合わせると効果的であるが、単体で使用することも可能である。図11に示すようにパケットスイッチ同士を接続することによって、波長多重化を行わず、アドドロップフィルタを用いずとも、リング状通信ネットワークを実現することができる。
産業上の利用可能性
本発明によれば構造が簡単で低価格のアドドロップフィルタを実現することができる。また、本発明によれば、2方向の4ポート型アドドロップフィルタとパケットスイッチを組み合わせて効率的な通信を行うことのできる通信ネットワークを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
図1は、本発明の第一実施例のアドドロップフィルタの一実施例の上面図である。
図2は、本発明の第二実施例の通信ネットワークの要部を示す図である。
図3は、本発明の第二実施例の通信ネットワーク全体を示す図である。
図4は、低密度波長多重と高密度波長多重の共存を示す図である。
図5は、幹線基地局11内に設けられた波長多重化装置とパケットスイッチを示す図である。
図6は、本発明の第三実施例のパケットスイッチの挙動を示す図である。
図7は、本発明の第三実施例のパケットスイッチのエンジン部分30構造を示す図である。
図8は、図7に示した各種構成要素の内部構造を示す図である。
図9は、本発明の第三実施例のパケットスイッチの構造を示す図である。
図10は、パケットスイッチ及び光通信ネットワークの別の実施形態(第四実施例)を示す図である。
図11は、パケットスイッチ同士を直接接続して構成したリング状通信ネットワークを示す図である。
図12は、従来のアドロップフィルタの構造を示す図である。
図13は、アドドロップフィルタを用いて構成した従来の光通信ネットワークを示す図である。TECHNICAL FIELD The present invention relates to optical fiber communication, and more particularly to an add / drop filter for adding or removing an optical signal optical fiber of a specific wavelength in wavelength multiplexed optical fiber communication, a packet switch for optical fiber communication, and an optical fiber communication network. .
BACKGROUND ART Conventionally, an add / drop filter as shown in FIG. 12 has been known. This is an add-drop filter including a
FIG. 13 shows a conventional example of a wavelength division multiplexing optical communication network using the above-described add / drop filter. The two
DISCLOSURE OF THE INVENTION The conventional method of configuring a fiber Bragg grating as a Michelson-type interference system has a drawback that it is difficult and expensive to manufacture. An object of the present invention is to realize an inexpensive add / drop filter which can be easily manufactured.
Further, in the conventional optical communication network using the add / drop filter, since the transmission is performed by one-way transmission, there is a disadvantage that the transmission capacity of the optical fiber is small. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to perform transmission of a larger capacity by applying add-drop to bidirectional optical communication.
In order to solve the above-mentioned problems, an add-drop filter according to the present invention is characterized in that a dielectric filter and a lens are combined to extract light of a specific wavelength in two directions. Therefore, it can be easily manufactured and a low price can be realized.
Further, the communication network of the present invention is characterized in that light of the same wavelength sent from two directions (left direction and right direction) is dropped from the optical fiber by the optical fiber. For this reason, the utilization efficiency of the optical fiber can be improved. Furthermore, in the communication network of the present invention, since the packet switch having the function of distributing the communication load in two directions (left direction and right direction) is used, the utilization efficiency of the communication network can be improved.
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
[First embodiment]
FIG. 1 shows a top view of an embodiment of the add /
An optical signal having eight wavelengths λ1 to λ8, which has passed through the optical fiber 3a, is converted into parallel light by the lens 4a and applied to the
The light of λ1 that has passed through the optical fiber 3b is guided to the optical fiber 3a via the lens 4b, the
The optical signals of λ1 to λ8 that have passed through the optical fiber 3c are converted into parallel light by the lens 4c and applied to the
The light of λ1 having passed through the optical fiber 3d is guided to the optical fiber 3c via the lens 4d, the
Although the case where the
Alternatively, an add-drop filter can be constructed by using a dielectric filter that transmits only λ1 and reflects other wavelengths (λ2−λ8), contrary to the above embodiment. In this case, the relationship between 3b and 3c with respect to the optical fiber 3a is switched. That is, the optical signal of λ1 from the optical fiber 3a is guided to the optical fiber 3c, and another optical signal (λ2-λ8) from the optical fiber 3a is guided to the optical fiber 3b.
Since the add-drop filter of the present invention is configured by combining a dielectric filter and a lens, the add-drop filter can be realized with inexpensive components.
[Second embodiment]
An embodiment of a communication network using an add / drop filter will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a diagram showing a main part of the communication network of the present invention. FIG. 3 is a diagram showing the entire communication network.
In FIG. 2, the main base stations 11a and 11b are connected by an
The conventional add / drop filter shown in FIG. 12 and the add / drop filter shown in FIG. 1 are collectively called a two-way type 4-port add / drop filter. In addition to the one shown in FIG. 12, there is a unidirectional three-port add / drop filter. Usually, when referred to as an add-drop filter, it often refers to this unidirectional three-port add-drop.
In the example of FIG. 2, the wavelengths λ5 to λ8 are reserved for direct communication between the trunk base stations 11a and 11b or for future expansion. In addition to communicating with the trunk line base stations 11a and 11b using the wavelengths λ5 to λ8, it is also possible to communicate via the packet switches by the relay function of the packet switches 13a to 13d as described later.
The wavelength for the direct communication (core communication) between the trunk base stations uses a high-density wavelength multiplexing with a narrow wavelength interval, and the wavelength for the communication (access communication) between the trunk base station and the local station is a wavelength. Widely spaced low-density wavelength multiplexing can also be used. As shown in FIG. 4, wavelengths [lambda] 1 to [lambda] 6 are used for access communication, and optical signals composed of a large number of wavelengths of dense wavelength division multiplexing (DWDM) are used for core communication. Dense wavelength multiplexing has a large communication capacity but is expensive. Access communication has a relatively small communication volume, but demands for cost reduction are severe. Therefore, there is a problem that the use of high-density wavelength multiplexing for access communication is not well balanced in terms of cost. Therefore, this cost balance can be improved by using low-cost low-density wavelength multiplexing for access communication. In addition, a band shortage can be dealt with by using high-density wavelength multiplexing for core communication having a large traffic. With the above configuration, both access communication and core communication can be covered by the same optical fiber, which is economical.
In the
FIG. 3 is a diagram showing the entire communication network of the present invention. Trunk base stations 11a to 11f are connected in a ring. In order to correspond to FIG. 2, four local stations 15a to 15d are provided between the trunk base stations 11a and 11b. Although not shown for the sake of explanation, many similar local stations are provided between other trunk base stations. The
Data centers 16a and 16b are connected to the trunk base stations 11d and 11e, respectively. The data centers 16a and 16b are provided with a server cluster (not shown) including a large number of servers, and provide various services. Now, consider a case where the
Although the
[Third embodiment]
The structure and behavior of the packet switch of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a diagram showing the behavior of the packet switch of the present invention, FIG. 7 is a diagram showing the structure of the
FIG. 6A shows the flow of a packet from the
FIG. 6B shows the flow of a packet from the main network to the client. When the destination among the packets sent through the ports 21L to 21R is any of the clients connected to the
FIG. 6C shows the processing of traffic inside the
Returning to FIG. 2, the effect of this relay function (bypass function) will be described. For example, the wavelength λ1 is assigned to the packet switch 13a, and is normally used for communication between the trunk base stations 11a to 11b and the client group 14a. However, there may be a case where there is not much communication demand in the client group 14a due to traffic fluctuation. In such a case, the trunk line base station 11a and the trunk line base station 11b can exchange packets on other routes using the relay function (bypass function) of the packet switch 13a. In this way, the relay function (bypass function) can be used to make full use of the vacant line.
FIG. 6D shows the failure recovery operation of the
FIG. 7 is a block diagram showing the internal configuration of the
FIG. 8A shows the structure of the
Note that a packet is a unit of information transmission, and includes a destination address, a source address, and the like in addition to an information entity. The transmission unit of this information may be called a cell, but these two are almost synonymous.
In the above description, the medium control chip (MAC) 43 has a function of identifying a packet and a non-packet part (idle signal). Further, the medium control chip (MAC) 43 can identify a source address and a destination address for each packet. By combining this function of the medium control chip (MAC) 43 with the function of the crossbar switch, various packet switch operations shown in FIG. 6 can be realized.
By using the crossbar switch method, it is possible to construct a packet switch that functions for a transmission channel having a higher transmission rate than other methods, for example, a shared memory method.
FIG. 8B shows the structure of the crossbar switch interface card 32a. It comprises a first-in first-out memory (FIFO) 44, a medium control chip (MAC) 43, a serial / parallel converter (SERDES) 42, and a copper wire transceiver 46. The packet unit signal sent from the
Returning to FIG. 7, the operation of the
FIG. 9 is a diagram showing the structure of the
[Fourth embodiment]
FIG. 10 shows another embodiment of the packet switch and the optical communication network of the present invention. In FIG. 10, two optical fibers 18a and 18b are connected to the trunk base stations 51a and 51b. Multiplexed optical signals of eight wavelengths are transmitted bidirectionally to the optical fibers 18a and 18b. Local stations 55a to 55d are provided on the
In this embodiment, two optical fibers and two clockwise counterclockwise paths are routed to the packet switch. Therefore, if the transmission speed of a single line is the same, a line capacity twice that of the embodiment shown in FIG. 2 can be obtained. Further, even when one of the two optical fibers 18a and 18b is disconnected, communication can be performed through the other optical fiber, so that higher reliability can be realized.
In the above embodiment, two optical fibers are provided. However, more optical fibers may be provided, or a plurality of wavelengths may be added and dropped from one optical fiber. Furthermore, it goes without saying that these can be combined to increase the line capacity.
When a large number of trunk lines are provided in the
[Fifth embodiment]
The
INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, an inexpensive add / drop filter having a simple structure can be realized. Further, according to the present invention, it is possible to provide a communication network capable of performing efficient communication by combining a two-way 4-port add / drop filter and a packet switch.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a top view of one embodiment of the add / drop filter of the first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a main part of a communication network according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing the entire communication network according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating the coexistence of low-density wavelength multiplexing and high-density wavelength multiplexing.
FIG. 5 is a diagram illustrating a wavelength multiplexing device and a packet switch provided in the
FIG. 6 is a diagram showing the behavior of the packet switch according to the third embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing the structure of the
FIG. 8 is a diagram showing the internal structure of the various components shown in FIG.
FIG. 9 is a diagram showing the structure of the packet switch according to the third embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a diagram illustrating another embodiment (fourth example) of the packet switch and the optical communication network.
FIG. 11 is a diagram illustrating a ring communication network configured by directly connecting packet switches.
FIG. 12 is a diagram showing the structure of a conventional drop filter.
FIG. 13 is a diagram illustrating a conventional optical communication network configured using an add / drop filter.
Claims (13)
第1の光ファイバからの光が第1のレンズによって平行光に変換されて該誘電体フィルタに導かれ、該誘電体フィルタから反射された該特定波長の光が第2のレンズを経て第2の光ファイバに導かれ、該誘電体フィルタを透過した該その他の波長の光が第3のレンズを経て第3の光ファイバに導かれ、
第3の光ファイバからの光が第3のレンズによって平行光に変換されて該誘電体フィルタに導かれ、該誘電体フィルタから反射された該特定波長の光が第4のレンズを経て第4の光ファイバに導かれることを特徴とするアドドロップフィルタ。A first to a fourth optical fiber, a first to a fourth lens, and a dielectric filter, wherein the dielectric filter has a characteristic of reflecting only a specific wavelength and transmitting other wavelengths,
The light from the first optical fiber is converted into parallel light by the first lens and guided to the dielectric filter, and the light of the specific wavelength reflected from the dielectric filter passes through the second lens to the second lens. And the other wavelength light transmitted through the dielectric filter is guided to the third optical fiber through the third lens,
The light from the third optical fiber is converted into parallel light by the third lens and guided to the dielectric filter, and the light of the specific wavelength reflected from the dielectric filter passes through the fourth lens to the fourth lens. An add / drop filter, which is guided to an optical fiber.
第1の光ファイバからの光が第1のレンズによって平行光に変換されて該誘電体フィルタに導かれ、該誘電体フィルタを透過した該特定波長の光が第2のレンズを経て第2の光ファイバに導かれ、該誘電体フィルタを反射された該その他の波長の光が第3のレンズを経て第3の光ファイバに導かれ、
第3の光ファイバからの光が第3のレンズによって平行光に変換されて該誘電体フィルタに導かれ、該誘電体フィルタを透過した該特定波長の光が第4のレンズを経て第4の光ファイバに導かれることを特徴とするアドドロップフィルタ。A first to a fourth optical fiber, a first to a fourth lens, and a dielectric filter, wherein the dielectric filter has a property of transmitting only a specific wavelength and reflecting other wavelengths,
The light from the first optical fiber is converted into parallel light by the first lens and guided to the dielectric filter, and the light of the specific wavelength transmitted through the dielectric filter passes through the second lens to the second lens. The other wavelength light guided to the optical fiber and reflected by the dielectric filter is guided to the third optical fiber via the third lens,
The light from the third optical fiber is converted into parallel light by the third lens and guided to the dielectric filter, and the light of the specific wavelength transmitted through the dielectric filter passes through the fourth lens to the fourth lens. An add / drop filter which is guided to an optical fiber.
ローカル局からバックボーンネットワークへ送られるパケットが、少なくとも一対存在するバックボーンポートのいずれかに負荷分散されて送られるスイッチ機能を有することを特徴とするパケットスイッチ。A packet switch having a plurality of local ports prepared to be connected to a local station and at least one pair of backbone ports prepared to be connected to a backbone network,
A packet switch having a switch function of sending a packet sent from a local station to a backbone network to one of at least one pair of backbone ports in a load-balanced manner.
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