JPWO2017090611A1 - 通信システム及び故障検出方法 - Google Patents

Abstract

３つ以上のノードを備え、ノード間の接続のうち少なくとも一部の区間に複数のコアを備えるマルチコアファイバが用いられている通信システムは、ノード間を接続するマルチコアファイバに備えられるコアで伝送される故障検出用信号を出力する検出信号出力部と、故障検出用信号の検出結果に基づいて、ノード間において故障が発生しているか否かを判定する故障検出部と、を備える。

Description

本発明は、通信システム及び故障検出方法に関する。
本願は、２０１５年１１月２６日に、日本に出願された特願２０１５−２３０８７２号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

大都市間を接続するコアネットワークや、地域内の拠点を接続するメトロネットワークなどでは光ファイバを用いた通信網が構築されている。このようなネットワークでは、複数の光ファイバが束ねて用いられている。また、１本の光ファイバそれぞれに波長が異なる複数の光信号を多重化する波長分割多重（Wavelength Division Multiplexing：ＷＤＭ）伝送を行うことで、大容量の信号伝送が行われている（例えば、非特許文献１）。更なる伝送容量の増加に向けて、１つのコアを持つ光ファイバ（Single Core Fiber：ＳＣＦ）に代えて、複数のコアを持つ光ファイバであるマルチコアファイバ（Multi Core Fiber：ＭＣＦ）の利用が検討されている（例えば、非特許文献２、３）。

ＭＣＦを用いて構成されたネットワークでは、１本のＭＣＦにおける伝送容量が多いのでＭＣＦにおける故障が複数のノード間の通信に影響を与えてしまうことがある。そのため、ＭＣＦに故障が発生した際には、故障の検出と故障しているＭＣＦの特定とを速やかに行うことが求められる。

松岡伸治、「経済的なコア・メトロネットワークを実現する超高速大容量光トランスポートネットワーク技術」、ＮＴＴ技術ジャーナル、２０１１年３月、ｐ．８−１２ 宮本裕、竹ノ内弘和、「毎秒ペタビット級伝送の実現を目指した高密度空間多重光通信技術」、ＮＴＴ技術ジャーナル、２０１４年８月、ｐ．５２−５６ 白木和之、「光ファイバ・ケーブル技術における研究開発の動向」、ＮＴＴ技術ジャーナル、２０１５年１月、ｐ．５９−６３

前述の事情に鑑み、本発明は、マルチコアファイバを用いて構成されたネットワークにおいて、故障の検出と故障箇所の特定とを行うことができる通信システム及び故障検出方法とを提供することを目的としている。

本発明の第１の実施態様における通信システムは、３つ以上のノードを備え、前記ノード間の接続のうち少なくとも一部の区間に複数のコアを備えるマルチコアファイバが用いられている通信システムであって、前記ノード間を接続するマルチコアファイバに備えられる前記コアで伝送される故障検出用信号を出力する検出信号出力部と、前記故障検出用信号の検出結果に基づいて、前記ノード間において故障が発生しているか否かを判定する故障検出部と、を備える。

また、本発明の第２の実施態様によれば、上記第１の実施態様の通信システムにおいて、前記検出信号出力部は、前記故障検出用信号を前記ノード間の通信に用いられていない前記コアに出力する。

また、本発明の第３の実施態様によれば、上記第１の実施態様の通信システムにおいて、前記検出信号出力部は、前記故障検出用信号を前記ノード間の通信に用いられている前記コアに出力する。

また、本発明の第４の実施態様によれば、上記第２又は第３の実施態様の通信システムにおいて、前記検出信号出力部は、通信システムにおける監視又は運用に関する情報を前記故障検出用信号に含めて出力する。

また、本発明の第５の実施態様によれば、上記第１から第４の実施態様いずれかの通信システムにおいて、前記故障検出部は、前記ノードごとに設けられる。

また、本発明の第６の実施態様によれば、上記第１から第５の実施態様いずれかの通信システムにおいて、前記故障検出部は、前記故障検出用信号を含む受信光を検出できない場合に故障が発生していると判定する。

また、本発明の第７の実施態様によれば、上記第１から第６の実施態様いずれかの通信システムにおいて、前記故障検出部による判定結果に基づいて、いずれの前記ノード間において故障が発生しているかを特定する故障箇所特定部を、更に備える。

また、本発明の第８の実施態様によれば、上記第１から第７の実施態様いずれかの通信システムにおいて、前記故障検出部は、前記ノード間において故障が発生していると判定した場合、故障の発生と故障を検出した区間とを示す故障情報を、上位の制御装置へ通知する。

本発明の第９の実施態様における故障検出方法は、３つ以上のノードを備え、前記ノード間の接続のうち少なくとも一部の区間に複数のコアを備えるマルチコアファイバが用いられている通信システムにおける故障検出方法であって、前記ノード間を接続するマルチコアファイバに備えられる前記コアで伝送される故障検出用信号を出力する検出信号出力ステップと、前記故障検出用信号の検出結果に基づいて、前記ノード間において故障が発生しているか否かを判定する故障検出ステップと、を有する。

本発明によれば、マルチコアファイバを用いて構成されたネットワークにおいて、故障の検出と故障箇所の特定とを行うことが可能となる。

本発明に関する通信システムの第１の構成例を示す図である。 通信システムに用いられるコネクタの第１の構成例を示す図である。 通信システムに用いられるコネクタの第１の構成例を示す図である。 通信システムに用いられるコネクタの第２の構成例を示す図である。 通信システムに用いられるコネクタの第２の構成例を示す図である。 通信システムに用いられるコネクタの第３の構成例を示す図である。 通信システムに用いられるコネクタの第３の構成例を示す図である。 通信システムでＷＤＭ伝送を行う場合における、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノードの第１の構成例を示す図である。 本発明に関する通信システムの第２の構成例を示す図である。 本発明に関する通信システムの第３の構成例を示す図である。 通信システムでＷＤＭ伝送を行う場合における、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノードの第２の構成例を示す図である。 通信システムでＷＤＭ伝送を行う場合における、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノードの第３の構成例を示す図である。 Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノードにおいて合分波器を多段にして用いる構成例を示す図である。 図１に示した通信システムにおいて、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード間の接続の一部に複数のＳＣＦを用いる第１の構成例を示す図である。 図１に示した通信システムにおいて、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード間の接続に複数のＳＣＦを用いる第２の構成例を示す図である。 第１の実施形態における通信システムの構成例を示す図である。 第１の実施形態において故障箇所の特定を行う際に用いられるテーブルの一例を示す図である。 第２の実施形態における通信システムの構成例を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態における通信システム及び故障検出方法を説明する。なお、以下の実施形態では、同一の符号を付した構成要素は同様の動作を行うものとして、重複する説明を適宜省略する。

まず、本発明の実施形態が適用可能な通信システムであって、マルチコアファイバ（ＭＣＦ）を用いた通信システムの例について説明する。図１は、本発明に関するＭＣＦを用いた通信システム１００の構成例を示す図である。通信システム１００は、送受信ノード１１０と、ｎ台（ｎは１以上の整数）のＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０と、を備える。図１には、ｎ＝３の場合における通信システム１００の構成例が示されている。以下の説明では、ｎ台のＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０をそれぞれ、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１〜１２０−ｎと記載する。また、送受信ノード１１０とＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０とを総称して「ノード」と記載する。以下の説明では、光信号を用いて通信を行う送信装置や受信装置、送受信装置などと、ノードとを個別の構成として記載する。しかし、送信装置や受信装置、送受信装置などをノードが含む構成であってもよい。

ノード間は、ＭＣＦ（マルチコアファイバ）２００−１〜２００−４で接続されている。通信システム１００は、ＭＣＦ２００−１〜２００−４でノード間を接続した片系片方向のリング構成の物理トポロジを有している。送受信ノード１１０とＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１とは、ＭＣＦ２００−１で接続されている。Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１とＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−２とは、ＭＣＦ２００−２で接続されている。Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−２とＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−３とは、ＭＣＦ２００−３で接続されている。Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−３と送受信ノード１１０とは、ＭＣＦ２００−４で接続されている。通信システム１００におけるＭＣＦ２００−１〜２００−４は、３つのコア２０１、２０２、２０３を備えている。

通信システム１００の構成についての説明を一般化すると、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−ｉ（１≦ｉ≦ｎ−１）は、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−（ｉ＋１）とＭＣＦ２００−（ｉ＋１）を介して接続されている。ＭＣＦ２００−１は、送受信ノード１１０とＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１とを接続する。ＭＣＦ２００−（ｎ＋１）は、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−ｎと送受信ノード１１０とを接続する。

通信システム１００の各ノードは、ノード間での通信を行う送信装置（Ｔｘ）及び受信装置（Ｒｘ）を備える。送受信ノード１１０に対して、送信装置１１１−１〜１１１−３と受信装置１１２−１〜１１２−３とが備えられている。Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１に対して、送信装置１２１−１と受信装置１２２−１とが備えられている。Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−２に対して、送信装置１２１−２と受信装置１２２−２とが備えられている。Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−３に対して、送信装置１２１−３と受信装置１２２−３とが備えられている。送信装置１１１−１〜１１１−３は、それぞれＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１〜１２０−３へ送信する光信号を生成する。受信装置１１２−１〜１１２−３は、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１〜１２０−３から送信される光信号を受信し、光信号に含まれる情報を取得する。送信装置１２１−１〜１２１−３は、それぞれ送受信ノード１１０へ送信する光信号を生成する。受信装置１２２−１〜１２２−３は、送受信ノード１１０から送信される光信号を受信し、光信号に含まれる情報を取得する。

送信装置１１１−１〜１１１−３は、それぞれＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１〜１２０−３への光信号を生成する。送信装置１１１−１〜１１１−３により生成された３つの光信号は、それぞれＭＣＦ２００−１のコア２０１−１〜２０３−１に挿入される。受信装置１１２−１〜１１２−３は、それぞれＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１、１２０−２、１２０−３から受信装置が備えられたノードに送信された光信号を受信する。受信装置１１２−１〜１１２−３は、それぞれＭＣＦ２００−４のコア２０１−４〜２０３−４を介してＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１〜１２０−３からの光信号を受信する。送受信ノード１１０における、ＭＣＦ２００への光信号の挿入とＭＣＦ２００からの光信号の分岐とには、ファンイン・デバイス又はファンアウト・デバイスが用いられる。

なお、ファンイン・デバイスは、マルチコアファイバ中のコアそれぞれに対して接続され、コアごとに光信号を挿入するデバイスである。ファンアウト・デバイスは、マルチコアファイバ中の各コアそれぞれに対して接続され、各コア内を伝搬する光それぞれを分岐するデバイスである。両者のデバイスの違いは、光の伝搬方向が異なるだけであることから、ファンイン・デバイス又はファンアウト・デバイスのどちらか１つのデバイスを用いてマルチコアファイバとの光の入出力を実施してもよい。また、１つのデバイスでマルチコアファイバへの光の挿入及びマルチコアファイバからの光の分岐を同時に行ってもよい。

各Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１〜１２０−３には、それぞれコネクタ１５０−１〜１５０−３が備えられている。Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−ｉ（ｉ＝１，２，３）におけるコネクタ１５０−ｉは、ＭＣＦ２００−ｉとＭＣＦ２００−（ｉ＋１）とに接続される。コネクタ１５０−ｉは、送受信ノード１１０で挿入された光信号のうち自ノードへの光信号をＭＣＦ２００−ｉから分岐する。また、コネクタ１５０−ｉは、送受信ノード１１０への光信号をＭＣＦ２００−（ｉ＋１）のコアへ挿入する。

Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１において、コネクタ１５０−１は、ＭＣＦ２００−１のコア２０１−１から自ノードへの光信号を分岐する。コネクタ１５０−１は、分岐した光信号を受信装置１２２−１へ接続する。また、コネクタ１５０−１は、送信装置１２１−１により生成された光信号を、ＭＣＦ２００−２のコア２０１−２へ挿入する。コア２０１−２へ挿入される光信号は、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１から送受信ノード１１０へ伝送される光信号である。

コネクタ１５０−１は、ＭＣＦ２００−１のコアのうちコア２０２−１、２０３−１と、ＭＣＦ２００−２のコアのうちコア２０２−２、２０３−２とをそれぞれ接続する。コネクタ１５０−１は、ＭＣＦ２００−１とＭＣＦ２００−２との間において光信号を中継する。コネクタ１５０−１は、光信号をＡｄｄ／Ｄｒｏｐするコア２０１−１、２０１−２以外のコアで伝送される光信号を中継する。

Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−２において、コネクタ１５０−２は、ＭＣＦ２００−２のコア２０２−２から自ノードへの光信号を分岐する。コネクタ１５０−２は、分岐した光信号を受信装置１２２−２へ接続する。また、コネクタ１５０−２は、送信装置１２１−２により生成された光信号を、ＭＣＦ２００−３のコア２０２−３へ挿入する。コア２０２−３へ挿入される光信号は、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−２から送受信ノード１１０へ伝送される光信号である。

コネクタ１５０−２は、ＭＣＦ２００−２のコアのうちコア２０１−２、２０３−２と、ＭＣＦ２００−３のコアのうちコア２０１−３、２０３−３とをそれぞれ接続する。コネクタ１５０−２は、ＭＣＦ２００−２とＭＣＦ２００−３との間において光信号を中継する。コネクタ１５０−２は、光信号をＡｄｄ／Ｄｒｏｐするコア２０１−２、２０１−３以外のコアで伝送される光信号を中継する。

Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−３において、コネクタ１５０−３は、ＭＣＦ２００−３のコア２０３−３から自ノードへの光信号を分岐する。コネクタ１５０−３は、分岐した光信号を受信装置１２２−３へ接続する。また、コネクタ１５０−３は、送信装置１２１−３により生成された光信号をＭＣＦ２００−４のコア２０３−４へ挿入する。コア２０３−４へ挿入される光信号は、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−３から送受信ノード１１０へ伝送される光信号である。

コネクタ１５０−３は、ＭＣＦ２００−３のコアのうちコア２０１−３、２０２−３と、ＭＣＦ２００−４のコアのうちコア２０１−４、２０２−４とをそれぞれ接続する。コネクタ１５０−３は、ＭＣＦ２００−３とＭＣＦ２００−４との間において光信号を中継する。コネクタ１５０−３は、光信号をＡｄｄ／Ｄｒｏｐするコア２０３−３、２０３−４以外のコアで伝送される光信号を中継する。

図２Ａ及び図２Ｂは、通信システム１００に用いられるコネクタ１５０の第１の構成例を示す図である。コネクタ１５０は、複数の細径シングルモードファイバ（ＳＭＦ）と複数のＳＭＦとを含むファンイン・ファンアウト部を備える。図２Ａに示すように、コネクタ１５０は、接続対象のＭＣＦ２００のコアそれぞれに対して細径ＳＭＦを備える。複数の細径ＳＭＦそれぞれの一端は、ＭＣＦ２００のコアに対向する位置に設けられている。また、複数の細径ＳＭＦの他端がＳＭＦの一端に対向する位置に設けられている。細径ＳＭＦそれぞれは、ＭＣＦ２００のコアとＳＭＦとを接続している。コネクタ１５０は、ＭＣＦ２００の各コアで伝送される光信号を、細径ＳＭＦとＳＭＦとを介して分岐することができる。また、ＳＭＦへ光信号を入力することで、ＭＣＦ２００の各コアへ光信号を入力することができる。

図２Ｂに示されるコネクタ１５０−ｉは、ＭＣＦ２００−ｉとＭＣＦ２００−（ｉ＋１）とを接続する。Ａｄｄ／Ｄｒｏｐの対象となる光信号を伝送するコアに対応するＳＭＦの他端が、コネクタ１５０−ｉの側面に引き出されている。コネクタ１５０−ｉの側面に引き出されているＳＭＦの他端において、光信号の挿入と分岐（Ａｄｄ／Ｄｒｏｐ）を行うことができる。

ＭＣＦ２００−ｉのコアのうちＡｄｄ／Ｄｒｏｐの対象でない光信号を伝送するコアに対するＳＭＦの他端と、ＭＣＦ２００−（ｉ＋１）のコアのうちＡｄｄ／Ｄｒｏｐの対象でない光信号を伝送するコアに対するＳＭＦの他端とは、対向する位置に設けられている。コネクタ１５０−ｉにおいて、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐの対象でない光信号は、細径ＳＭＦ及びＳＭＦを介して、ＭＣＦ２００−ｉからＭＣＦ２００−（ｉ＋１）へと中継される。

図３Ａ及び図３Ｂは、通信システム１００に用いられるコネクタ１５０の第２の構成例を示す図である。図３Ａ及び図３Ｂには、図２Ａ及び図２Ｂに示したコネクタ１５０の構成例と異なる構成例が示されている。図３Ａ及び図３Ｂに示されるコネクタ１５０は、ガラス基板上に形成された複数の導波路コアを含む光導波路をファンイン・ファンアウト部として備える。図３Ａに示されるように、コネクタ１５０では、複数の導波路コアが、接続対象のＭＣＦ２００のコアそれぞれに対向する位置に設けられている。ＭＣＦ２００の各コアで伝送される光信号は、導波路コアを介して分離される。また、導波路コアへ光信号を挿入することにより、ＭＣＦ２００の各コアへ光信号を入力することができる。

図３Ｂに示されるコネクタ１５０−ｉでは、コネクタ１５０−ｉにより接続されるＭＣＦ２００−ｉ及びＭＣＦ２００−（ｉ＋１）のコアのうちＡｄｄ／Ｄｒｏｐの対象となる光信号を伝送するコアに対応する導波路コアの一端は、ＭＣＦのコアに対向する位置に設けられている。導波路コアの他端は、コネクタ１５０−ｉの側面に設けられている。コネクタ１５０−ｉの側面に位置する導波路コアの他端において、光信号の挿入と分岐を行うことができる。

ＭＣＦ２００−ｉのコアのうちＡｄｄ／Ｄｒｏｐの対象でない光信号を伝送するコアに対する導波路コアの一端はＭＣＦのコアに対向する位置に設けられる。導波路コアの他端は、ＭＣＦ２００−（ｉ＋１）のコアのうちＡｄｄ／Ｄｒｏｐの対象でない光信号を伝送するコアに対向する位置に設けられる。ＭＣＦ２００−ｉ及びＭＣＦ２００−（ｉ＋１）においてＡｄｄ／Ｄｒｏｐの対象でない光信号を伝送するコアは、導波路コアを介して、一対一に接続される。コネクタ１５０−ｉにおいて、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐの対象でない光信号は、導波路コアを介して、ＭＣＦ２００−ｉのコアからＭＣＦ２００−（ｉ＋１）のコアへと中継される。

なお、導波路コアは、基板平面の二次元空間に形成されるだけでなく、参考文献１に記載されているように三次元空間に形成されてもよい。
［参考文献１］R. R. Thomson, et al, "Ultrafast-laser inscription of a three dimensional fan-out device for multicore fiber coupling applications", Optics Express, OSA Publishing, 2007, Vol.15, Issue 18, p.11691-11697

図４Ａ及び図４Ｂは、通信システム１００に用いられるコネクタ１５０の第３の構成例を示す図である。図４Ａ及び図４Ｂには、図２Ａ、図２Ｂ、図３Ａ及び図３Ｂに示したコネクタ１５０の構成例と異なる構成例が示されている。図４Ａ及び図４Ｂに示されるコネクタ１５０は、ＭＣＦ２００の各コアで伝送される光信号を一旦自由空間に出力させ、自由空間において各コアの光信号を光学系で分離する。例えば図４Ａに示されるように、コネクタ１５０は２つのレンズで構成されるファンイン・ファンアウト部を備える。ＭＣＦ２００の各コアで伝送される光信号は、自由空間へ出力され、２つのレンズで屈折されることで分離される。光信号のＡｄｄ／Ｄｒｏｐは、光学系を用いて行われる。自由空間を介した２つのＭＣＦ２００の接続は、例えば参考文献２に記載されている。
［参考文献２］W. Klaus, et al, "Free-Space Coupling Optics for Multicore Fibers", Photonics Technology Letters, IEEE, 2012 September, Volume 24, Issue 21, p.1902-1905

図４Ｂは、コネクタ１５０−ｉの構成例を示す図である。図４Ｂに示されるコネクタ１５０−ｉでは、２つのレンズを組み合わせた光学系（コリメーター）によりＭＣＦ２００−ｉの各コアから出射される光信号をコリメートしている。また、コリメートされた光信号それぞれは、ＭＣＦ２００−（ｉ＋１）の各コアに入力される。Ａｄｄ／Ｄｒｏｐの対象となる光信号の光線経路には、光線経路をコネクタ１５０−ｉの側面方向に変更する鏡が配置されている。光学系により平行光線にされた光信号のうち分離対象の光信号を鏡で反射させてコネクタ１５０−ｉの外部へ分岐させることにより、分離対象の光信号を得ることができる。また、コネクタ１５０−ｉの外部から入力される光信号を鏡に当てることにより、鏡で反射される光信号がコリメートされた光信号と共に２つのレンズを組み合わせた光学系に入射する。光学系に入射した光信号がＭＣＦ２００−（ｉ＋１）のコアに接続されることで、Ａｄｄ対象の光信号をコアへ挿入することができる。

Ａｄｄ／Ｄｒｏｐの対象でない光信号は、光学系で分離された後に、Ａｄｄされた光信号と共に束ねられてＭＣＦ２００−（ｉ＋１）のコアそれぞれに入力される。コネクタ１５０−ｉにおいて、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐの対象でない光信号は、自由空間を介して、ＭＣＦ２００−ｉからＭＣＦ２００−（ｉ＋１）へと中継される。なお、図面ではファイバ出射光のコリメートにレンズ２枚を使い、自由空間中における光の伝搬方向変更に鏡を使っているが、同様の機能を持つ光学機器を用いてもよい。

図２Ａ、図２Ｂ、図３Ａ、図３Ｂ、図４Ａ及び図４Ｂにおいてコネクタ１５０の構成例を示したが、コネクタ１５０は、説明した媒質及び方法以外のものを用いて実現してもよい。例えば、シリコン上に光導波路を持たせた平面光回路（Planar Lightwave Circuit：ＰＬＣ）をコネクタとして用いてもよい。

通信システム１００では、送受信ノード１１０の送信装置１１１−１で生成された光信号は、ＭＣＦ２００−１のコア２０１−１と、コネクタ１５０−１とを介してＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１の受信装置１２２−１で受信される。送信装置１１１−２で生成された光信号は、ＭＣＦ２００−１のコア２０２−１と、コネクタ１５０−１と、ＭＣＦ２００−２のコア２０２−２と、コネクタ１５０−２とを介してＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−２の受信装置１２２−２で受信される。送信装置１１１−３で生成された光信号は、ＭＣＦ２００−１のコア２０３−１と、コネクタ１５０−１と、ＭＣＦ２００−２のコア２０３−２と、コネクタ１５０−２と、ＭＣＦ２００−３のコア２０３−３と、コネクタ１５０−３とを介してＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−３の受信装置１２２−３で受信される。

また、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１の送信装置１２１−１で生成された光信号は、コネクタ１５０−１と、ＭＣＦ２００−２のコア２０１−２と、コネクタ１５０−２と、ＭＣＦ２００−３のコア２０１−３と、コネクタ１５０−３と、ＭＣＦ２００−４のコア２０１−４とを介して送受信ノード１１０の受信装置１１２−１で受信される。Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−２の送信装置１２１−２で生成された光信号は、コネクタ１５０−２と、ＭＣＦ２００−３のコア２０２−３と、コネクタ１５０−３と、ＭＣＦ２００−４のコア２０２−４とを介して送受信ノード１１０の受信装置１１２−２で受信される。Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−３の送信装置１２１−３で生成された光信号は、コネクタ１５０−３と、ＭＣＦ２００−４のコア２０３−４を介して送受信ノード１１０の受信装置１１２−３で受信される。

通信システム１００において、送受信ノード１１０は、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１〜１２０−３それぞれとの送受信の通信経路を有している。通信システム１００は、送受信ノード１１０を中心としたスター型の論理トポロジを有する。

例えば図２Ａ、図２Ｂ、図３Ａ、図３Ｂ、図４Ａ及び図４Ｂに示したいずれかのコネクタ１５０を用いて、各ノードでＭＣＦ２００を接続することにより、ＭＣＦ２００に含まれる複数のコアのうち所定のコアに対して光信号のＡｄｄ／Ｄｒｏｐを行うことができる。通信システム１００において、ＭＣＦ２００−ｉとＭＣＦ２００−（ｉ＋１）とをコネクタ１５０−ｉを介して接続することにより、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−ｉ宛の光信号の分岐と、送受信ノード１１０宛の光信号の挿入とを容易に行うことができる。光信号のＡｄｄ／Ｄｒｏｐにおいては、多重化された波長の異なる光信号を波長ごとに分ける処理などが不要となるため、各Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０における装置の設置や保守の手間を削減できる。

なお、ＭＣＦ２００が３つのコアを備える場合について説明したが、ＭＣＦ２００が４つ以上のコアを備えてもよい。ＭＣＦ２００が４つ以上のコアを備える場合、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０において２つ以上のコアに対して光信号をＡｄｄ／Ｄｒｏｐしてもよい。

また、ＭＣＦ２００の各コアにおいてＷＤＭ伝送を行ってもよい。ＷＤＭ伝送を行う場合、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０において、各波長の光信号の分波と合波とが必要になる。図５は、通信システム１００でＷＤＭ伝送を行う場合における、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１の構成例を示す図である。Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１は、コネクタ１５０−１と、分波器１２４−１と、合波器１２３−１と、複数の受信装置１２２−１と、複数の送信装置１２１−１とを備える。

コネクタ１５０−１においてＭＣＦ２００−１のコア２０１−１から分岐された光信号は、分波器１２４−１に入力される。分波器１２４−１は、入力された光信号を波長ごとに分波する。分波して得られた各光信号は、それぞれ受信装置１２２−１で受信される。複数の送信装置１２１−１で生成されたそれぞれ波長の異なる光信号は、合波器１２３−１に入力される。合波器１２３−１は、入力された各光信号を合波し、合波して得られた光信号をコネクタ１５０−１へ出力する。コネクタ１５０−１は、合波器１２３−１から入力された光信号を、ＭＣＦ２００−２のコア２０１−２へ接続することで、送受信ノード１１０への光信号をＭＣＦ２００−２へ挿入する。

なお、ＷＤＭ伝送を行う場合においても、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐの対象でないＭＣＦ２００−１のコア２０２−１、２０３−１の光信号は、ＭＣＦ２００−２のコア２０２−２、２０３−２へ中継される。そのため、中継される光信号に対しては、各Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノードにて波長単位の合分波を行わなくてもよい。ＷＤＭ伝送を行う場合には他のＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０においても、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１と同様の構成を備える。

図１に示した通信システム１００と異なる構成の通信システムについて説明する。図６は、本発明に関するＭＣＦを用いた通信システム１００Ａの構成例を示す図である。通信システム１００Ａは、送受信ノード１１０ａ、１１０ｂと、ｎ台のＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０と、を備える。図６には、ｎ＝３の場合における通信システム１００Ａの構成例が示されている。通信システム１００Ａは、両系片方向のリング構成の物理トポロジを有している点が、通信システム１００と異なる。

ノード間は、ＭＣＦ２１０−１〜２１０−４で接続されている。送受信ノード１１０ａとＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１とは、ＭＣＦ２１０−１で接続されている。Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１とＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−２とは、ＭＣＦ２１０−２で接続されている。Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−２とＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−３とは、ＭＣＦ２１０−３で接続されている。Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−３と送受信ノード１１０ｂとは、ＭＣＦ２１０−４で接続されている。通信システム１００ＡにおけるＭＣＦ２１０−１〜２１０−４は、６つのコア２１１〜２１６を備えている。

通信システム１００Ａの構成についての説明を一般化すると、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−ｉ（１≦ｉ≦ｎ−１）は、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−（ｉ＋１）とＭＣＦ２１０−（ｉ＋１）を介して接続されている。ＭＣＦ２１０−１は、送受信ノード１１０ａとＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１とを接続する。ＭＣＦ２１０−（ｎ＋１）は、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−ｎと送受信ノード１１０ｂとを接続する。

通信システム１００Ａの各ノードは、ノード間での通信を行う送信装置（Ｔｘ）及び受信装置（Ｒｘ）と、送受信装置（Ｔｘ／Ｒｘ）とのいずれかを備える。送受信ノード１１０ａに対して、送信装置１１１−１〜１１１−３と受信装置１１２−１〜１１２−３とが備えられている。Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１に対して、送受信装置１２５−１、１２６−１が備えられている。Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−２に対して、送受信装置１２５−２、１２６−２が備えられている。Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−３に対して、送受信装置１２５−３、１２６−３が備えられている。送受信ノード１１０ｂに対して、送信装置１１１−４〜１１１−６と受信装置１１２−４〜１１２−６とが備えられている。なお、図６に示す通信システム１００Ａの構成例では、送受信ノード１１０ａ、１１０ｂに送信装置１１１及び受信装置１１２が備えられ、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１〜１２０−３に送受信装置１２５、１２６が備えられた構成を説明する。しかし、送受信装置１２５、１２６は、その内部に送信装置と受信装置との両者の機能を内包したものであり、送信装置と受信装置とを組み合わせたものと送受信装置とには大きな差分はない。送受信ノード１１０ａ、１１０ｂとＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１〜１２０−３とにおいて、送信装置及び受信装置と、送受信装置とのいずれが備えられていてもよい。

送信装置１１１−１〜１１１−３は、それぞれＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１〜１２０−３へ送信する光信号を生成する。送信装置１１１−１〜１１１−３により生成された光信号は、それぞれＭＣＦ２１０−１のコア２１１−１、２１３−１、２１５−１に挿入される。受信装置１１２−１〜１１２−３は、それぞれＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１〜１２０−３から送受信ノード１１０ａ宛に送信された光信号を受信する。受信装置１１２−１〜１１２−３は、それぞれＭＣＦ２１０−１のコア２１２−１、２１４−１、２１６−１から光信号を受信する。

送信装置１１１−４〜１１１−６は、それぞれＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１〜１２０−３へ送信する光信号を生成する。送信装置１１１−４〜１１１−６により生成された光信号は、それぞれＭＣＦ２１０−４のコア２１１−４、２１３−４、２１５−４に挿入される。受信装置１１２−４〜１１２−６は、それぞれＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１〜１２０−３から送受信ノード１１０ｂ宛に送信された光信号を受信する。受信装置１１２−４〜１１２−６は、それぞれＭＣＦ２１０−４のコア２１２−４、２１４−４、２１６−４から光信号を受信する。送受信ノード１１０ａ、１１０ｂにおける、ＭＣＦ２００への光信号の挿入とＭＣＦ２００からの光信号の分岐とには、ファンイン・デバイス又はファンアウト・デバイスが用いられる。

各Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−ｉ（ｉ＝１，２，３）には、それぞれコネクタ１６０−ｉが備えられている。コネクタ１６０−ｉは、ＭＣＦ２１０−ｉとＭＣＦ２１０−（ｉ＋１）とに接続される。コネクタ１６０−ｉは、送受信ノード１１０ａ、１１０ｂで挿入された光信号のうち自ノードへの光信号をＭＣＦ２１０−ｉ及びＭＣＦ２１０−（ｉ＋１）から分岐する。コネクタ１６０−ｉは、送受信ノード１１０ａ宛の光信号をＭＣＦ２１０−ｉのコアへ挿入する。コネクタ１６０−ｉは、送受信ノード１１０ｂ宛の光信号をＭＣＦ２１０−（ｉ＋１）のコアへ挿入する。

Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１において、コネクタ１６０−１は、ＭＣＦ２１０−１のコア２１１−１から自ノードへの光信号を分岐する。コネクタ１６０−１は、分岐した光信号を送受信装置１２５−１へ接続する。また、コネクタ１６０−１は、送受信装置１２５−１により生成された光信号をＭＣＦ２１０−１のコア２１２−１へ挿入する。コア２１２−１へ挿入される光信号は、自ノードから送受信ノード１１０ａへ伝送される光信号である。

更に、コネクタ１６０−１は、ＭＣＦ２１０−２のコア２１１−２から自ノードへの光信号を分岐する。コネクタ１６０−１は、分岐した光信号を送受信装置１２６−１へ接続する。また、コネクタ１６０−１は、送受信装置１２６−１により生成された光信号をＭＣＦ２１０−２のコア２１２−２へ挿入する。コア２１２−２へ挿入される光信号は、自ノードから送受信ノード１１０ｂへ伝送される光信号である。

コネクタ１６０−１は、ＭＣＦ２１０−１のコアのうちコア２１３−１〜２１６−１と、ＭＣＦ２１０−２のコアのうち２１３−２〜２１６−２とをそれぞれ接続する。コネクタ１６０−１は、ＭＣＦ２１０−１とＭＣＦ２１０−２との間において光信号を中継する。コネクタ１６０−１は、光信号をＡｄｄ／Ｄｒｏｐするコア２１１−１、２１２−１、２１１−２、２１２−２以外のコアで伝送される光信号を中継する。

Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−２において、コネクタ１６０−２は、ＭＣＦ２１０−２のコア２１３−２から自ノードへの光信号を分岐する。コネクタ１６０−２は、分岐した光信号を送受信装置１２５−２へ接続する。また、コネクタ１６０−２は、送受信装置１２５−２により生成された光信号をＭＣＦ２１０−２のコア２１４−２へ挿入する。コア２１４−２へ挿入される光信号は、自ノードから送受信ノード１１０ａへ伝送される光信号である。

更に、コネクタ１６０−２は、ＭＣＦ２１０−３のコア２１３−３から自ノードへの光信号を分岐する。コネクタ１６０−２は、分岐した光信号を送受信装置１２６−２へ接続する。また、コネクタ１６０−２は、送受信装置１２６−２により生成された光信号をＭＣＦ２１０−３のコア２１４−３へ挿入する。コア２１４−３へ挿入される光信号は、自ノードから送受信ノード１１０ｂへ伝送される光信号である。

コネクタ１６０−２は、ＭＣＦ２１０−２のコアのうちコア２１１−２、２１２−２、２１５−２、２１６−２と、ＭＣＦ２１０−３のコアのうちコア２１１−３、２１２−３、２１５−３、２１６−３とをそれぞれ接続する。コネクタ１６０−２は、ＭＣＦ２１０−２とＭＣＦ２１０−３との間において光信号を中継する。コネクタ１６０−２は、光信号をＡｄｄ／Ｄｒｏｐするコア２１３−２、２１４−２、２１３−３、２１４−３以外のコアで伝送される光信号を中継する。

Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−３において、コネクタ１６０−３は、ＭＣＦ２１０−３のコア２１５−３から自ノードへの光信号を分岐する。コネクタ１６０−３は、分岐した光信号を送受信装置１２６−３へ接続する。また、コネクタ１６０−３は、送受信装置１２６−３により生成された光信号をＭＣＦ２１０−３のコア２１６−３へ挿入する。コア２１６−３へ挿入される光信号は、自ノードから送受信ノード１１０ａへ伝送される光信号である。

更に、コネクタ１６０−３は、ＭＣＦ２１０−４のコア２１５−４から自ノードへの光信号を分岐する。コネクタ１６０−４は、分岐した光信号を送受信装置１２５−３へ接続する。また、コネクタ１６０−３は、送受信装置１２５−３により生成された光信号をＭＣＦ２１０−４のコア２１６−３へ挿入する。コア２１６−４へ挿入される光信号は、自ノードから送受信ノード１１０ｂへ伝送される光信号である。

コネクタ１６０−３は、ＭＣＦ２１０−３のコアのうちコア２１１−３〜２１４−３と、ＭＣＦ２１０−４のコアのうちコア２１１−４〜２１４−４とをそれぞれ接続する。コネクタ１６０−３は、ＭＣＦ２１０−３とＭＣＦ２１０−４との間において光信号を中継する。コネクタ１６０−３は、光信号をＡｄｄ／Ｄｒｏｐするコア２１５−３、２１６−３、２１５−４、２１６−４以外のコアで伝送される光信号を中継する。

通信システム１００Ａにおけるコネクタ１６０−１〜１６０−３は、図２Ａ、図２Ｂ、図３Ａ、図３Ｂ、図４Ａ及び図４Ｂにおいて示したように細径ファイバや光導波路、光学系などを用いることにより、通信システム１００のコネクタ１５０−１〜１５０−３と同様に構成することができる。

通信システム１００Ａでは、送受信ノード１１０ａ、１１０ｂとＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１〜１２０−３それぞれとの間に送信用の通信経路と受信用の通信経路が形成される。送受信ノード１１０ａ、１１０ｂは、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１〜１２０−３と個別に通信することができる。このように、通信システム１００Ａは、送受信ノード１１０ａ、１１０ｂそれぞれをルートノードとするツリー型の論理トポロジを有している。

Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１〜１２０−３は、２つの送受信ノード１１０ａ、１１０ｂとの通信経路のうちいずれか一方を現用系（０系）として利用し、他方を予備系（１系）として利用してもよい。また、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１〜１２０−３は、伝送経路の短い通信経路を０系として利用し、伝送経路の長い通信経路を１系として利用してもよい。Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１〜１２０−３では、光信号のＡｄｄ／Ｄｒｏｐにおいて、多重化された波長の異なる光信号を波長ごとに分ける処理などが不要となるので装置の設置や保守の手間を削減できる。

なお、各ＭＣＦ２１０が６つのコア２１１〜２１６を備える場合について説明したが、ＭＣＦ２１０が７つ以上のコアを備えてもよい。ＭＣＦ２１０が７つ以上のコアを備える場合、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０において２つ以上のコアに対して光信号をＡｄｄ／Ｄｒｏｐしてもよい。

また、ＭＣＦ２１０の各コアにおいてＷＤＭ伝送を行ってもよい。ＷＤＭ伝送を行う場合、図５に示したように、各Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０にはＡｄｄ／Ｄｒｏｐする光信号に対する分波器又は合波器が備えられる。

また、送受信ノード１１０ａと送受信ノード１１０ｂとの間を、ＭＣＦ２１０又は７つ以上のコアを備えるＭＣＦを用いて接続してもよい。通信システム１００Ａにおいて、送受信ノード１１０ａ、１１０ｂとＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１〜１２０−３との役割が変わった場合に、送受信ノード１１０ａ、１１０ｂにコネクタを取り付け、各Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１〜１２０−３のコネクタ１５０を他のコネクタ付け替えることで、論理トポロジを容易に変更することができる。これにより、ネットワーク構成の変更に対し柔軟に対応することができる。

図１及び図６に示した通信システムと異なる構成の通信システムについて説明する。図７は、本発明に関するＭＣＦを用いた通信システム１００Ｃの構成例を示す図である。通信システム１００Ｃは、送受信ノード１１０と、ｎ台のＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０と、を備える。図７には、ｎ＝３の場合における通信システム１００Ｃの構成例が示されている。通信システム１００Ｃにおいて、ノード間におけるＭＣＦ２００−１〜２００−４の接続は、図１に示した通信システム１００における接続と同様である。通信システム１００Ｃでは、送受信ノード１１０から各Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０への通信と、各Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０から送受信ノード１１０への通信とが同一のコアを用いて行われる。伝送方向が異なる光信号を同一のコアで伝送する際には、伝送方向が異なる光信号が互いに及ぼす影響を抑えるために光信号の強度を一定以下にしてもよいし、光信号の波長を伝送方向ごとに異なる波長にしてもよい。通信システム１００Ｃは、片系双方向のリング構成の物理トポロジを有している点が、通信システム１００と異なる。

通信システム１００Ｃの各ノードは、ノード間での通信を行う送受信装置（Ｔｘ／Ｒｘ）を備える。送受信ノード１１０には、送受信装置１１３−１〜１１３−３が備えられている。Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１〜１２０−３には、送受信装置１２５−１〜１２５−３がそれぞれ備えられている。送受信装置１１３−１〜１１３−３は、それぞれＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１〜１２０−３へと送信する光信号を生成する。また、送受信装置１１３−１〜１１３−３は、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１〜１２０−３から送信された光信号を受信し、光信号に含まれる情報を取得する。送受信装置１２５−１〜１２５−３は、それぞれ送受信ノード１１０へと送信する光信号を生成する。また、送受信装置１２５−１〜１２５−３は、それぞれ送受信ノード１１０から送信された光信号を受信し、光信号に含まれる情報を取得する。

送受信装置１１３−１〜１１３−３は、それぞれＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１〜１２０−３へ送信する光信号を生成する。送受信装置１１３−１〜１１３−３により生成された３つの光信号は、それぞれＭＣＦ２００−１のコア２０１−１〜２０３−１に挿入される。また、送受信装置１１３−１〜１１３−３は、それぞれＭＣＦ２００−１のコア２０１−１〜２０３−１を介してＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１〜１２０−３からの光信号を受信する。ＭＣＦ２００−１への光信号の挿入とＭＣＦ２００−１からの光信号の分岐とには、ファンイン／ファンアウト・デバイスが用いられる。

各Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−ｉ（ｉ＝１，２，３）には、それぞれコネクタ１８０−ｉが備えられている。コネクタ１８０−ｉは、ＭＣＦ２００−ｉとＭＣＦ２００−（ｉ＋１）とに接続される。コネクタ１８０−ｉは、ＭＣＦ２００−ｉのコア２０ｉ−ｉから光信号を分岐し、分岐した光信号を送受信装置１２５−ｉへ接続する。また、コネクタ１８０−ｉは、送受信装置１２５−ｉにより生成された光信号をＭＣＦ２００−ｉのコア２０ｉ−ｉへ挿入する。送受信装置１２５−ｉにより生成された光信号は、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−ｉから送受信ノード１１０へ伝送される光信号である。コネクタ１８０−ｉは、ＭＣＦ２００−ｉのコアとＭＣＦ２００−（ｉ＋１）のコアとのうち、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐの対象となるコア以外のコア２０ｉ−ｉとコア２０ｉ−（ｉ＋１）とを接続して光信号を中継する。

送受信ノード１１０とＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１とは、コア２０１−１により形成される通信経路を用いた双方向の通信を行う。送受信ノード１１０とＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−２とは、コア２０２−１、２０２−２により形成される通信経路を用いた双方向の通信を行う。送受信ノード１１０とＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−３とは、コア２０３−１、２０３−２、２０３−３により形成される通信経路を用いた双方向の通信を行う。ＭＣＦ２００−２のコア２０１−２、ＭＣＦ２００−３のコア２０１−３及びコア２０２−３、ＭＣＦ２００−４のコア２０１−４〜２０３−４は、通信に使用されないコアである。

なお、通信システム１００Ｃにおいて、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−３はＭＣＦ２００−４のコア２０１−４を用いた通信を送受信ノード１１０と行うことで、通信経路の短縮を図ってもよい。その場合には、送受信ノード１１０においてＭＣＦ２００−４との接続部にファイン／ファンアウト・デバイスが必要となる。

また、通信システム１００Ｃにおいて、送受信ノード１１０と各Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１〜１２０−３との間でＷＤＭ伝送を行ってもよい。ＷＤＭ伝送を行う場合、図５に示したように、各Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１〜１２０−３においてコアから分岐した光信号を各波長の光信号に分ける分波と、各波長の光信号を１つの光信号にまとめる合波とを行う必要がある。図８は、通信システム１００ＣでＷＤＭ伝送を行う場合における、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１の構成例を示す図である。Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１には、コネクタ１８０−１と、光サーキュレータ１２７−１と、分波器１２４−１と、合波器１２３−１と、送受信装置１２５−１としての複数の受信装置１２２−１及び複数の送信装置１２１−１と、が備えられる。

コネクタ１８０−１においてＭＣＦ２００−１のコア２０１−１から分岐された光信号は、光サーキュレータ１２７−１に接続される。コネクタ１８０−１から光サーキュレータ１２７−１へ接続された光信号は、分波器１２４−１へ出力される。分波器１２４−１は、入力された光信号を波長ごとに分波し、分波して得られた光信号それぞれを受信装置１２２−１へ出力する。複数の送信装置１２１−１で生成された波長の異なる光信号は、合波器１２３−１に入力される。合波器１２３−１は、入力された各光信号を合波し、合波して得られた光信号を光サーキュレータ１２７−１へ出力する。合波器１２３−１から光サーキュレータ１２７−１へ入力された光信号は、コネクタ１８０−１へ出力される。コネクタ１８０−１は、光サーキュレータ１２７−１からの光信号を、ＭＣＦ２００−１のコア２０１−１へ挿入することで、送受信ノード１１０への光信号がＭＣＦ２００−１へ挿入される。

なお、ＷＤＭ伝送を行う場合においても、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐの対象でないＭＣＦ２００−１のコア２０２−１、２０３−１の光信号は、ＭＣＦ２００−２のコア２０２−２、２０３−２へ中継される。他のＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０も、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１と同様の構成を備える。

また、通信システム１００Ｃでは、各Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０においてＡｄｄ／Ｄｒｏｐの対象となるコアが１つの場合について説明したが、各Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０において複数のコアから光信号を分岐したり、複数のコアへ光信号を挿入したりしてもよい。

また、送信装置１２１−１と受信装置１２２−１とが１つになった送受信装置を用いる場合、すなわち、送受信装置が内部に光サーキュレータを備える場合、光サーキュレータ１２７−１を備える必要はない。送信側の合波器と受信側の分波器との２つの光学部品を設ける必要がなくなるため、各Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０における光学部品数を削減できる。合波や分波に用いる光学部品としては、例えばＡＷＧ（Array Wavelength Grating；波長合分波素子）などがある。

図９は、通信システム１００ＣでＷＤＭ伝送を行う場合における、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１の他の構成例を示す図である。Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１には、コネクタ１８０−１と、合分波器１２８−１と、複数の送受信装置１２５−１と、が備えられる。複数の送受信装置１２５−１は、波長ごとに設けられる。図９に示すＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１の構成は、図８に示したＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１の構成において送信装置１２１−１及び受信装置１２２−１を送受信装置１２５−１に置き換えた構成である。なお、図８に示したＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１において、送信装置１２１−１と受信装置１２２−１とそれぞれに代えて送受信装置１２５−１を設けることも可能だが、その場合は送受信装置１２５−１における送信機能又は受信機能を使用しないことになる。

また、ＷＤＭ伝送を行う際に多重化する異なる波長の光信号が多い場合、合分波器を複数段組み合わせてもよい。図１０は、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０において合分波器を多段にして用いる構成例を示す図である。Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１には、コネクタ１８０−１と、複数の合分波器１２８−１と、複数の送受信装置１２５−１と、が備えられる。コネクタ１８０−１でコア２０１−１から分岐された光信号は、１段目の合分波器１２８−１において３つの光信号に分けられる。３つの光信号は、それぞれ２段目の合分波器１２８−１において分波される。分波により得られた光信号は、それぞれ対応する波長の送受信装置１２５−１へ入力される。また、各送受信装置１２５−１から出力される光信号は、２段目の合分波器１２８−１で合波され、更に１段目の合分波器１２８−１で１つの光信号に合波されてコネクタ１８０−１へ出力される。

Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０において光信号のＡｄｄ／Ｄｒｏｐをコア単位で行うことにより、波長単位で光信号のＡｄｄ／Ｄｒｏｐを行う場合に比べ信号狭窄などの信号劣化を避けることができる。そのため、図１０に示すように多段の分波・合波を行ったとしても、分波・合波による信号劣化を許容範囲内に抑えることができ、多重化する光信号の数に応じてコア単位の伝送容量を増大させることができる。

本発明の実施形態におけるコネクタが適用可能な通信システムとして、３つの通信システム１００、１００Ａ、１００Ｃを説明した。各通信システムでは、ノード間の接続の一部又は複数にＭＣＦを用いる構成を説明した。しかし、ノード間の接続にＳＣＦ（Single Core Fiber）が用いられた通信システムに対して、各実施形態において説明する故障検出方法を適用してもよい。ノード間の接続にＳＣＦが用いられる場合、ＭＣＦと複数のＳＣＦとを接続する変換コネクタ、又はコネクタと複数のＳＣＦとを接続する変換コネクタが用いられる。

図１１は、図１に示した通信システム１００において、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１とＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−２との接続の一部に複数のＳＣＦ４５１、４５２、４５３を用いる第１の構成例を示すブロック図である。コネクタ１５０−１に接続されたＭＣＦ２００−２１と、コネクタ１５０−２に接続されたＭＣＦ２００−２２との間にＳＣＦ４５１、４５２、４５３が用いられている。

ＭＣＦ２００−２１とＳＣＦ４５１〜４５３との接続には変換コネクタ４００−１が用いられている。変換コネクタ４００−１は、ＭＣＦ２００−２１のコア２０１−２１、２０２−２１、２０３−２１と、ＳＣＦ４５１、４５２、４５３とをそれぞれ接続する。ＭＣＦ２００−２２とＳＣＦ４５１〜４５３との接続には変換コネクタ４００−２が用いられている。変換コネクタ４００−２は、ＭＣＦ２００−２２のコア２０１−２２、２０２−２２、２０３−２２と、ＳＣＦ４５１、４５２、４５３とをそれぞれ接続する。

変換コネクタ４００−１、４００−２は、ファンイン・デバイス又はファンアウト・デバイスと同じ構成を有している。変換コネクタ４００−１、４００−２を用いることにより、ノード間の接続における一部区間にＳＣＦを用いることができる。

図１２は、図１に示した通信システム１００において、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１とＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−２との接続に複数のＳＣＦ４５１、４５２、４５３を用いる第２の構成例を示すブロック図である。コネクタ１５０−１とコネクタ１５０−２との接続にＳＣＦ４５１、４５２、４５３が用いられている。図１２に示す構成例は、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１、１２０−２間の接続にＭＣＦが用いられていない構成が図１１に示した構成例と異なる。

Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１は、更に変換コネクタ４１０−１を備える。コネクタ１５０−１のＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−２側に変換コネクタ４１０−１が取り付けられる。Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−２は、更に変換コネクタ４１０−２を備える。コネクタ１５０−２のＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１側に変換コネクタ４１０−２が取り付けられる。ＭＣＦ２００が有するコア数と同数のＳＣＦ４５１〜４５３が、変換コネクタ４１０−１、４１０−２間の接続に用いられる。

変換コネクタ４１０−１は、ＳＣＦ４５１、４５２、４５３とコネクタ１５０−１とを接続する。コネクタ１５０−１は、ＭＣＦ２００−２に代えて、変換コネクタ４１０−１と光信号の入出力を行う。コネクタ１５０−１は、変換コネクタ４１０−１を介して、ＭＣＦ２００−１のコア２０２−１、２０３−１とＳＣＦ４５２、４５３とをそれぞれ接続する。変換コネクタ４１０−１は、コネクタ１５０−１を介して、送信装置１２１−１が生成した光信号をＳＣＦ４５１へ挿入する。

変換コネクタ４１０−２は、ＳＣＦ４５１、４５２、４５３とコネクタ１５０−２とを接続する。コネクタ１５０−２は、ＭＣＦ２００−２に代えて、変換コネクタ４１０−２と光信号の入出力を行う。コネクタ１５０−２は、変換コネクタ４１０−２を介して、ＳＣＦ４５１、４５３とＭＣＦ２００−３のコア２０１−３、２０３−３とをそれぞれ接続する。コネクタ１５０−２は、変換コネクタ４１０−２を介して、ＳＣＦ４５３から分岐した光信号を受信装置１２２−２へ接続する。

変換コネクタ４１０−１、４１０−２は、ファンイン・デバイス又はファンアウト・デバイスと同じ構成を有している。変換コネクタ４１０−１、４１０−２を用いることにより、ノード間の接続にＳＣＦを用いることができる。

図１１及び図１２では、３つコアを有するＭＣＦ２００に代えてＳＣＦを用いてノード間を接続する構成例を示した。２つ又は４つ以上のコアを有するＭＣＦに代えてＳＣＦをノード間の接続に用いてもよい。この場合においても、同様に、変換コネクタが用いられる。

図１１及び図１２では、図１に示した通信システム１００におけるＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１、１２０−２間の接続にＳＣＦを用いる例を示した。他のノード間の接続にもＳＣＦを用いてもよい。この場合、一つのノード間の接続に変換コネクタ４００を用い、他のノード間の接続に変換コネクタ４１０を用いてもよい。また、一つのノード間の接続に、ＭＣＦとＳＣＦとを接続する変換コネクタ４００と、コネクタ１５０に接続する変換コネクタ４１０とを組み合わせて用いてもよい。例えば、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１において変換コネクタ４００が用いられ、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−２において変換コネクタ４１０が用いられてもよい。

一つのノード間の接続において、ＭＣＦとＳＣＦとの変換が複数回行われてもよい。例えば、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１、１２０−２との間の接続において、ＭＣＦ、ＳＣＦ、ＭＣＦ、ＳＣＦ、ＭＣＦの順でＭＣＦとＳＣＦとが用いられてもよい。この場合、ＭＣＦとＳＣＦとの間それぞれに変換コネクタが用いられる。

また、図１２において説明した、コネクタ１５０−１と変換コネクタ４１０−１とが１つのコネクタとして構成されてもよい。同様に、コネクタ１５０−２と変換コネクタ４１０−２とが１つのコネクタとして構成されてもよい。すなわち、ＭＣＦと複数のＳＣＦとに接続されるコネクタが、ＭＣＦ又はＳＣＦに対して光信号のＡＤＤ／Ｄｒｏｐを行うとともに、ＭＣＦとＳＣＦとの間における光信号の中継を行ってもよい。

以上説明したように、図１に示した通信システム１００及び他の通信システムにおけるノード間の接続のうち一つ又は複数に、ＳＣＦが用いられてもよい。

［第１の実施形態］
第１の実施形態における通信システムでは、ＭＣＦが備える複数のコアのうち、特定のコアで故障検出用の光信号を常時伝送し、各ノードにおいて当該コアの光信号を取得し、故障の有無の判定を行う。故障を検出した際には、故障検出用の光信号の取得状況に基づいた故障箇所の特定が行われる。図１や図６、図７に示した通信システムに対して、故障検出及び故障箇所の特定を可能とする構成について説明する。

図１３は、第１の実施形態における通信システム５００の構成例を示す図である。通信システム５００は、送受信ノード５１０ａ、５１０ｂと、ｎ台のＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード５２０と、を備える。図１３には、ｎ＝３の場合における通信システム５００の構成例が示されている。通信システム５００は、両系双方向のリング構成の物理トポロジを有している。ノード間は、ＭＣＦ６００−１〜６００−４で接続されている。ノード間の接続は、図６に示した通信システム１００Ａにおけるノード間の接続と同様の接続である。通信システム５００におけるＭＣＦ６００それぞれは、４つのコア６０１〜６０４を備える。

通信システム５００の各ノードは、ノード間での通信を行う送受信装置（Ｔｘ／Ｒｘ）と、監視装置とを備える。監視装置は、故障検出部として動作し、ノード間を接続するＭＣＦ６００において故障が発生したか否かの検出を行う。送受信ノード５１０ａに対して、送受信装置５１１−１〜５１１−３と、監視装置５１５−１とが備えられている。Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード５２０−１に対して、送受信装置５２１−１、５２２−１と、監視装置５２５−１とが備えられている。Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード５２０−２に対して、送受信装置５２１−２、５２２−２と、監視装置５２５−２とが備えられている。Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード５２０−３に対して、送受信装置５２１−３、５２２−３と、監視装置５２５−３とが備えられている。送受信ノード５１０ｂに対して、送受信装置５１１−４〜５１１−６と、監視装置５１５−２とが備えられている。

送受信ノード５１０ａにおいて、送受信装置５１１−１〜５１１−３は、それぞれＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード５２０−１〜５２０−３宛の情報を含む光信号を生成する。送受信装置５１１−１〜５１１−３により生成された３つの光信号は、それぞれＭＣＦ６００−１のコア６０１−１〜６０３−１へ入力される。また、送受信装置５１１−１〜５１１−３は、それぞれＭＣＦ６００−１のコア６０１−１〜６０３−１を介してＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード５２０−１〜５２０−３から光信号を受信する。

監視装置５１５−１は、第１の検出信号出力部として動作し、ＭＣＦ６００における故障検出用の光信号を生成する。監視装置５１５−１により生成された故障検出用の光信号は、ＭＣＦ６００−１のコア６０４−１へ入力される。また、監視装置５１５−１は、ＭＣＦ６００−１のコア６０４−１から故障検出用の光信号を受信する。監視装置５１５−１は、故障検出部として動作し、受信した故障検出用の光信号に基づいて、ＭＣＦ６００において故障が発生しているか否かの判定を行う。

送受信ノード５１０ｂにおいて、送受信装置５１１−４〜５１１−６は、それぞれＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード５２０−１〜５２０−３宛の情報を含む光信号を生成する。送受信装置５１１−４〜５１１−６により生成された３つの光信号は、それぞれＭＣＦ６００−４のコア６０１−４〜６０３−４へ入力される。また、送受信装置５１１−４〜５１１−６は、それぞれＭＣＦ６００−４のコア６０１−４〜６０３−４を介してＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード５２０−１〜５２０−３から光信号を受信する。

監視装置５１５−２は、第２の検出信号出力部として動作し、ＭＣＦ６００における故障検出用の光信号を生成する。監視装置５１５−２により生成された故障検出用の光信号は、ＭＣＦ６００−４のコア６０４−４へ入力される。また、監視装置５１５−２は、ＭＣＦ６００−４のコア６０４−４から故障検出用の光信号を受信する。監視装置５１５−２は、故障検出部として動作し、受信した故障検出用の光信号に基づいて、ＭＣＦ６００において故障が発生しているか否かの判定を行う。
なお、監視装置５１５−１により生成される故障検出用の光信号と、監視装置５１５−２により生成される故障検出用の光信号とは、各Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード５２０における区別が容易になるように、波長の異なる光信号としてもよい。また、監視装置５１５−１により生成される故障検出用の光信号と、監視装置５１５−２により生成される故障検出用の光信号とは、各ノードにおいて既知の故障検出用の光信号であり、各監視装置に記憶されている。

送受信ノード５１０ａにおける、ＭＣＦ６００−１への光信号の入力とＭＣＦ６００−１からの光信号の取得とには、ファンイン／ファンアウト・デバイスが用いられる。送受信ノード５１０ｂにおける、ＭＣＦ６００−４への光信号の入力とＭＣＦ６００−４からの光信号の取得とには、送受信ノード５１０ａと同様に、ファンイン／ファンアウト・デバイスが用いられる。

各Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード５２０には、それぞれコネクタ５５０が備えられている。Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード５２０−ｉ（ｉ＝１，２，３）におけるコネクタ５５０−ｉは、ＭＣＦ６００−ｉとＭＣＦ６００−（ｉ＋１）とに接続されている。コネクタ５５０−ｉは、送受信ノード５１０ａ、５１０ｂにおいてＭＣＦ６００に入力された光信号のうち、自ノード宛の情報を含む光信号をＭＣＦ６００−ｉのコアとＭＣＦ６００−（ｉ＋１）のコアとから取り出す。コネクタ５５０−ｉは、送受信ノード５１０ａ、５１０ｂ宛の情報を含む光信号をＭＣＦ６００−ｉのコアとＭＣＦ６００−（ｉ＋１）のコアとへ入力する。

Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード５２０−１において、コネクタ５５０−１は、ＭＣＦ６００−１のコア６０１−１から自ノード宛の光信号を取り出す。コネクタ５５０−１は、取り出した光信号を送受信装置５２１−１へ出力する。また、コネクタ５５０−１は、送受信装置５２１−１により生成された光信号をＭＣＦ６００−１のコア６０１−１へ入力する。送受信装置５２１−１により生成される光信号は、自ノードから送受信ノード５１０ａへ伝送する情報を含む光信号である。

また、コネクタ５５０−１は、ＭＣＦ６００−２のコア６０１−２から自ノード宛の光信号を取り出す。コネクタ５５０−１は、取り出した光信号を送受信装置５２２−１へ出力する。コネクタ５５０−１は、送受信装置５２２−１により生成された光信号をＭＣＦ６００−２のコア６０１−２へ入力する。送受信装置５２２−１により生成された光信号は、自ノードから送受信ノード５１０ｂへ伝送する情報を含む光信号である。また、コネクタ５５０−１は、ＭＣＦ６００−１のコア６０２−１、６０３−１と、ＭＣＦ６００−２のコア６０２−２、６０３−２とをそれぞれ接続する。コネクタ５５０−１は、ＭＣＦ６００−１とＭＣＦ６００−２との間において光信号を中継する。

また、コネクタ５５０−１は、ＭＣＦ６００−１のコア６０４−１の光信号を２つに分配する。コネクタ５５０−１は、２つの光信号のうち一方の光信号を監視装置５２５−１へ出力し、他方の光信号をＭＣＦ６００−２のコア６０４−２へ挿入する。監視装置５２５−１は、送受信ノード５１０ａにおいて監視装置５１５−１から送信された故障検出用の光信号の受信の有無を判定する。監視装置５１５−１から送信された故障検出用の光信号が受信できている場合、監視装置５２５−１は、ＭＣＦ６００−１において故障が発生していないと判定する。一方、監視装置５１５−１から送信された故障検出用の光信号が受信できていない場合、監視装置５２５−１は、ＭＣＦ６００−１において故障が発生していると判定する。なお、受信不可の判定においては、ある一定時間に亘り故障検出用の光信号が受信できない場合に、受信不可と判断してもよい。

また、コネクタ５５０−１は、ＭＣＦ６００−２のコア６０４−２の光信号を２つに分配する。コネクタ５５０−１は、２つの光信号のうち一方の光信号を監視装置５２５−１へ出力し、他方の光信号をＭＣＦ６００−１のコア６０４−１へ挿入する。監視装置５２５−１は、送受信ノード５１０ｂにおいて監視装置５１５−２から送信された故障検出用の光信号の受信の有無を判定する。監視装置５１５−２から送信された故障検出用の光信号が受信できている場合、監視装置５２５−１は、ＭＣＦ６００−２〜６００−４において故障が発生していないと判定する。一方、監視装置５１５−２から送信された光信号が受信できていない場合、監視装置５２５−１は、ＭＣＦ６００−２〜ＭＣＦ６００−４のいずれかにおいて故障が発生していると判定する。

Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード５２０−２において、コネクタ５５０−２は、ＭＣＦ６００−２のコア６０２−２とＭＣＦ６００−３のコア６０２−３それぞれから自ノード宛の光信号を取り出す。コネクタ５５０−２は、コア６０２−２から取り出した光信号を送受信装置５２１−２へ出力し、コア６０２−３から取り出した光信号を送受信装置５２２−２へ出力する。また、コネクタ５５０−２は、送受信装置５２１−２により生成された光信号をＭＣＦ６００−２のコア６０２−２へ入力し、送受信装置５２２−２により生成された光信号をＭＣＦ６００−３のコア６０２−３へ入力する。送受信装置５２１−２により生成された光信号は、自ノードから送受信ノード５１０ａへ伝送する情報を含む光信号である。送受信装置５２２−２により生成された光信号は、自ノードから送受信ノード５１０ｂへ伝送する情報を含む光信号である。また、コネクタ５５０−２は、ＭＣＦ６００−２のコア６０１−２、６０３−２と、ＭＣＦ６００−３のコア６０１−３、６０３−３とをそれぞれ接続する。コネクタ５５０−２は、ＭＣＦ６００−２とＭＣＦ６００−３との間において光信号を中継する。

また、コネクタ５５０−２は、ＭＣＦ６００−２のコア６０４−２の光信号を２つに分配する。コネクタ５５０−２は、分配した２つの光信号のうち一方の光信号を監視装置５２５−２へ出力し、他方の光信号をＭＣＦ６００−３のコア６０４−３へ挿入する。監視装置５２５−２は、送受信ノード５１０ａにおいて監視装置５１５−１から送信された故障検出用の光信号の受信の有無を判定する。監視装置５１５−１から送信された故障検出用の光信号が受信できている場合、監視装置５２５−２は、ＭＣＦ６００−１及びＭＣＦ６００−２において故障が発生していないと判定する。一方、監視装置５１５−１から送信された故障検出用の光信号を受信できていない場合、監視装置５２５−２は、ＭＣＦ６００−１又はＭＣＦ６００−２において故障が発生していると判定する。

また、コネクタ５５０−２は、ＭＣＦ６００−３のコア６０４−３の光信号を２つに分配する。コネクタ５５０−２は、２つの光信号のうち一方の光信号を監視装置５２５−２へ出力し、他方の光信号をＭＣＦ６００−２のコア６０４−２へ挿入する。監視装置５２５−２は、送受信ノード５１０ｂにおいて監視装置５１５−２から送信された故障検出用の光信号の受信の有無を判定する。監視装置５１５−２から送信された故障検出用の光信号が受信できている場合、監視装置５２５−２は、ＭＣＦ６００−３及びＭＣＦ６００−４において故障が発生していないと判定する。一方、監視装置５１５−２から送信された故障検出用の光信号を受信できていない場合、監視装置５２５−２は、ＭＣＦ６００−３又はＭＣＦ６００−４において故障が発生していると判定する。

Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード５２０−３において、コネクタ５５０−３は、ＭＣＦ６００−３のコア６０３−３とＭＣＦ６００−４のコア６０３−４それぞれから自ノード宛の光信号を取り出す。コネクタ５５０−３は、コア６０３−３から取り出した光信号を送受信装置５２１−３へ出力し、コア６０３−４から取り出した光信号を送受信装置５２２−３へ出力する。また、コネクタ５５０−２は、送受信装置５２１−３により生成された光信号をＭＣＦ６００−３のコア６０３−３へ入力し、送受信装置５２２−３により生成された光信号をＭＣＦ６００−４のコア６０３−４へ入力する。送受信装置５２１−３により生成された光信号は、自ノードから送受信ノード５１０ａへ伝送する情報を含む光信号である。送受信装置５２２−３により生成された光信号は、自ノードから送受信ノード５１０ｂへ伝送する情報を含む光信号である。また、コネクタ５５０−３は、ＭＣＦ６００−３のコア６０１−３、６０２−３と、ＭＣＦ６００−４のコア６０１−４、６０２−４とをそれぞれ接続する。コネクタ５５０−３は、ＭＣＦ６００−３とＭＣＦ６００−４との間において光信号を中継する。

また、コネクタ５５０−３は、ＭＣＦ６００−３のコア６０４−３の光信号を２つに分配する。コネクタ５５０−３は、２つの光信号のうち一方の光信号を監視装置５２５−３へ出力し、他方の光信号をＭＣＦ６００−４のコア６０４−４へ挿入する。監視装置５２５−３は、送受信ノード５１０ａにおいて監視装置５１５−１から送信された故障検出用の光信号の受信の有無を判定する。監視装置５１５−１から送信された故障検出用の光信号が受信できている場合、監視装置５２５−３は、ＭＣＦ６００−１〜６００−３において故障が発生していないと判定する。一方、監視装置５１５−１から送信された故障検出用の光信号が受信できていない場合、監視装置５２５−３は、ＭＣＦ６００−１〜ＭＣＦ６００−３のいずれかにおいて故障が発生していると判定する。

また、コネクタ５５０−３は、ＭＣＦ６００−４のコア６０４−４の光信号を２つに分配する。コネクタ５５０−５は、２つの光信号のうち一方の光信号を監視装置５２５−３へ出力し、他方の光信号をＭＣＦ６００−３のコア６０４−３へ挿入する。監視装置５２５−３は、送受信ノード５１０ｂにおいて監視装置５１５−２から送信された故障検出用の光信号の受信の有無を判定する。監視装置５１５−２から送信された故障検出用の光信号が受信できている場合、監視装置５２５−３は、ＭＣＦ６００−４において故障が発生していないと判定する。一方、監視装置５１５−２から送信された故障検出用の光信号でない場合、監視装置５２５−３は、ＭＣＦ６００−４において故障が発生していると判定する。

本実施形態における通信システム５００では、ＭＣＦ６００−１〜６００−４が備えるコア６０１〜６０４のうちコア６０４において、故障検出用の光信号が伝送される。故障検出用の光信号は、送受信ノード５１０ａから送受信ノード５１０ｂへの伝送方向と、送受信ノード５１０ｂから送受信ノード５１０ａへの伝送方向との双方で伝送される。各Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード１２０−１〜１２０−３では、監視装置５２５−１〜５２５−３それぞれが、コア６０４において伝送される光信号に基づいて、ＭＣＦ６００−１〜６００−４における故障の検出を行う。

図１４は、第１の実施形態において故障箇所の特定を行う際に用いられるテーブルの一例を示す図である。図１４に示すテーブルの各行には、ＭＣＦ６００−１〜６００−４それぞれにおいて故障が発生した際に故障を検出するＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード５２０が示されている。「×」は故障を検出したことを示し、「○」は故障を検出していないことを示している。このように、ＭＣＦ６００を用いた通信システム５００において２系統の伝送経路で双方向に故障検出用の光信号が伝送されることで、故障の検出と故障箇所の特定とを行うことが可能となる。なお、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード５２０における故障の検出結果と、送受信ノード５１０ａ、５１０ｂにおける故障の検出結果とを用いて故障箇所の特定が行われるようにしてもよい。

なお、図１４に示したテーブルを用いて故障箇所を特定する処理は、送受信ノード５１０ａ、５１０ｂに備えられる監視装置５１５−１、５１５−２、又は不図示の上位の故障箇所特定装置が行ってもよい。また、本実施形態では各Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード５２０に設けられた１つの監視装置５２５伝送方向の異なる２つの故障検出用の光信号を受信しているが、故障検出用の光信号ごとに監視装置を設けてもよい。

また、本実施形態の通信システムでは、起点及び終点のノードとなる送受信ノード５１０ａ、５１０ｂそれぞれの監視装置５１５−１、５１５−２が、故障検出用の光信号を出力する構成を説明した。しかし、いずれか一方の監視装置が故障検出用の光信号を出力する故障検出部として動作し、他方の監視装置が通信経路における故障箇所の特定を行う故障箇所特定部として動作してもよい。

［第２の実施形態］
第２の実施形態における通信システムでは、第１の実施形態における通信システム５００と同様に、ＭＣＦが備える複数のコアのうち、特定のコアで故障検出用の光信号を伝送し、各ノードにおいて当該コアの光信号を取得し、故障の有無の判定を行う。更に、本実施形態の通信システムでは、故障を検出した際に故障検出用の光信号の取得状況に基づいた故障箇所の特定が行われる。図１や図６、図７に示した通信システムに対して、故障検出及び故障箇所の特定を可能とする構成について説明する。

図１５は、第２の実施形態における通信システム５００Ａの構成例を示す図である。通信システム５００Ａは、送受信ノード５１０ａ、５１０ｂと、ｎ台のＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード５２０と、を備える。図１５には、ｎ＝３の場合における通信システム５００Ａの構成例が示されている。通信システム５００Ａは、両系双方向のリング構成の物理トポロジを有している。ノード間は、ＭＣＦ６００−１〜６００−４で接続されている。ノード間の接続は、図６に示した通信システム１００Ａにおけるノード間の接続と同様の接続である。通信システム５００ＡにおけるＭＣＦ６００それぞれは、４つのコア６０１〜６０４を備える。本実施形態では、第１の実施形態における通信システム５００と同様の構成に対しては同じ符号を付して、重複した説明を省略する。

通信システム５００Ａの各ノードは、ノード間での通信を行う送受信装置（Ｔｘ／Ｒｘ）と、監視装置とを備える。監視装置は、故障検出部として動作し、ノード間を接続するＭＣＦ６００において故障が発生したか否かの検出に加えて、故障が発生した箇所の特定を行う。送受信ノード５１０ａ、５１０ｂは、監視装置５１５−１、５１５−２に代えて、監視装置５１６−１、５１６−２を備える。Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード５２０−１〜５２０−３は、監視装置５２５−１〜５２５−３に代えて監視装置５２６−１〜５２６−３を備える。

各Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード５２０には、それぞれコネクタ５５５が備えられている。Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード５２０−ｉ（ｉ＝１，２，３）におけるコネクタ５５５−ｉは、ＭＣＦ６００−ｉとＭＣＦ６００−（ｉ＋１）とに接続されている。コネクタ５５５−ｉは、送受信ノード５１０ａ、５１０ｂにおいてＭＣＦ６００に入力された光信号のうち、自ノード宛の情報を含む光信号をＭＣＦ６００−ｉのコアとＭＣＦ６００−（ｉ＋１）のコアとから取り出す。

各Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード５２０における、コネクタ５５５−ｉと送受信装置５２１−ｉ、５２２−ｉとの間における光信号の入出力などは第１の実施形態と同様である。また、送受信ノード５１０における送受信装置５１１−１〜５１１−６の動作も第１の実施形態と同様である。以下では、第１の実施形態と異なる監視装置５２６−ｉとコネクタ５５５−ｉとの間における光信号の入出力と、監視装置５１６−１、５１６−２、５２６−ｉの動作とについて説明する。

送受信ノード５１０ａにおいて、監視装置５１６−１は、ＭＣＦ６００−１における故障検出用の光信号を生成する。監視装置５１６−１により生成された故障検出用の光信号は、ファンイン／ファンアウト・デバイスによりＭＣＦ６００−１のコア６０４−１へ挿入される。

Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード５２０−１において、コネクタ５５５−１は、ＭＣＦ６００−１のコア６０４−１から故障検出用の光信号を分岐する。コネクタ５５５−１は、分岐した故障検出用の光信号を監視装置５２６−１へ接続する。監視装置５２６−１は、監視装置５１６−１から送信された故障検出用の光信号の受信の有無を判定する。監視装置５１６−１から送信された故障検出用の光信号が受信できている場合、監視装置５２６−１は、ＭＣＦ６００−１において故障が発生していないと判定する。一方、監視装置５１６−１から送信された故障検出用の光信号が受信できていない場合、監視装置５２６−１は、ＭＣＦ６００−１において故障が発生していると判定する。また、監視装置５２６−１は、監視装置５１６−１と同様に、ＭＣＦ６００−２における故障検出用の光信号を生成する。監視装置５２６−１により生成された故障検出用の光信号は、コネクタ５５５−１によりＭＣＦ６００−２のコア６０４−２へ挿入される。

Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード５２０−２において、コネクタ５５５−２は、ＭＣＦ６００−２のコア６０４−２から故障検出用の光信号を分岐する。コネクタ５５５−２は、分岐した故障検出用の光信号を監視装置５２６−２へ接続する。監視装置５２６−２は、監視装置５２６−１から送信された故障検出用の光信号の受信の有無を判定する。監視装置５２６−１から送信された故障検出用の光信号が受信できている場合、監視装置５２６−２は、ＭＣＦ６００−２において故障が発生していないと判定する。一方、監視装置５２６−１から送信された故障検出用の光信号が受信できていない場合、監視装置５２６−２は、ＭＣＦ６００−２において故障が発生していると判定する。また、監視装置５２６−２は、監視装置５１６−１、５２６−１と同様に、ＭＣＦ６００−３における故障検出用の光信号を生成する。監視装置５２６−２により生成された故障検出用の光信号は、コネクタ５５５−２によりＭＣＦ６００−３のコア６０４−３へ挿入される。

Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード５２０−３において、コネクタ５５５−３は、ＭＣＦ６００−３のコア６０４−３から故障検出用の光信号を分岐する。コネクタ５５５−３は、分岐した故障検出用の光信号を監視装置５２６−３へ接続する。監視装置５２６−３は、監視装置５２６−２から送信された故障検出用の光信号の受信の有無を判定する。監視装置５２６−２から送信された故障検出用の光信号が受信できている場合、監視装置５２６−３は、ＭＣＦ６００−３において故障が発生していないと判定する。一方、監視装置５２６−２から送信された故障検出用の光信号が受信できていない場合、監視装置５２６−３は、ＭＣＦ６００−３において故障が発生していると判定する。また、監視装置５２６−３は、監視装置５１６−１などと同様に、ＭＣＦ６００−４における故障検出用の光信号を生成する。監視装置５２６−３により生成された故障検出用の光信号は、コネクタ５５５−２によりＭＣＦ６００−４のコア６０４−４へ挿入される。

送受信ノード５１０ｂにおいて、監視装置５１６−２は、ＭＣＦ６００−４のコア６０４−４から故障検出用の光信号を受信する。監視装置５１６−２は、監視装置５２６−３から送信された故障検出用の光信号の受信の有無を判定する。監視装置５２６−３から送信された故障検出用の光信号が受信できている場合、監視装置５１６−２は、ＭＣＦ６００−４において故障が発生していないと判定する。一方、監視装置５２６−３から送信された故障検出用の光信号が受信できていない場合、監視装置５１６−２は、ＭＣＦ６００−４において故障が発生していると判定する。また、監視装置５１６−２は、監視装置５１６−１などと同様に、ＭＣＦ６００−４における故障検出用の光信号を生成する。監視装置５１６−２により生成された故障検出用の光信号は、ファンイン／ファンアウト・デバイスによりＭＣＦ６００−４のコア６０４−４へ挿入される。

Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード５２０−３において、コネクタ５５５−３は、ＭＣＦ６００−４のコア６０４−４から光信号を分岐する。コネクタ５５５−３は、分岐した光信号を監視装置５２６−３へ接続する。監視装置５２６−３は、監視装置５１６−２から送信された故障検出用の光信号の受信の有無を判定する。監視装置５１６−２から送信された故障検出用の光信号が受信できている場合、監視装置５２６−３は、ＭＣＦ６００−４において故障が発生していないと判定する。一方、監視装置５１６−２から送信された故障検出用の光信号が受信できていない場合、監視装置５２６−３は、ＭＣＦ６００−４において故障が発生していると判定する。また、監視装置５２６−３は、ＭＣＦ６００−３における故障検出用の光信号を生成する。監視装置５２６−３により生成された故障検出用の光信号は、コネクタ５５５−３によりＭＣＦ６００−３のコア６０４−３へ挿入される。

Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード５２０−２において、コネクタ５５５−２は、ＭＣＦ６００−３のコア６０４−３から故障検出用の光信号を分岐する。コネクタ５５５−２は、分岐した故障検出用の光信号を監視装置５２６−２へ接続する。監視装置５２６−２は、監視装置５２６−３から送信された故障検出用の光信号の受信の有無を判定する。監視装置５２６−３から送信された故障検出用の光信号が受信できている場合、監視装置５２６−２は、ＭＣＦ６００−３において故障が発生していないと判定する。一方、監視装置５２６−３から送信された故障検出用の光信号が受信できていない場合、監視装置５２６−２は、ＭＣＦ６００−３において故障が発生していると判定する。また、監視装置５２６−２は、ＭＣＦ６００−２における故障検出用の光信号を生成する。監視装置５２６−２により生成された故障検出用の光信号は、コネクタ５５５−２によりＭＣＦ６００−２のコア６０４−２へ挿入される。

Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード５２０−１において、コネクタ５５５−１は、ＭＣＦ６００−２のコア６０４−２から故障検出用の光信号を分岐する。コネクタ５５５−１は、分岐した故障検出用の光信号を監視装置５２６−１へ接続する。監視装置５２６−１は、監視装置５２６−２から送信された故障検出用の光信号の受信の有無を判定する。監視装置５２６−２から送信された故障検出用の光信号が受信できている場合、監視装置５２６−１は、ＭＣＦ６００−２において故障が発生していないと判定する。一方、監視装置５２６−２から送信された故障検出用の光信号が受信できていない場合、監視装置５２６−１は、ＭＣＦ６００−２において故障が発生していると判定する。また、監視装置５２６−１は、ＭＣＦ６００−１における故障検出用の光信号を生成する。監視装置５２６−１により生成された故障検出用の光信号は、コネクタ５５５−１によりＭＣＦ６００−１のコア６０４−１へ挿入される。

送受信ノード５１０ａにおいて、監視装置５１６−１はＭＣＦ６００−１のコア６０４−１から故障検出用の光信号の受信の有無を判定する。監視装置５２６−１から故障検出用の光信号が受信できている場合、監視装置５１６−１は、ＭＣＦ６００−１において故障が発生していないと判定する。一方、監視装置５２６−１から故障検出用の光信号が受信できていない場合、監視装置５１６−１は、ＭＣＦ６００−１において故障が発生していると判定する。

本実施形態における通信システム５００Ａでは、ＭＣＦ６００−１〜６００−４が備えるコア６０１〜６０４のうちコア６０４において、故障信号用の光信号が伝送される。送受信ノード５１０ａ、５１０ｂとＡｄｄ／Ｄｒｏｐノード５２０−１〜５２０−３とにおいて、監視装置５１６−１、５１６−２、５２６−１、５２６−２、５２６−３それぞれが、コア６０４で伝送される故障検出用の光信号の受信の有無に基づいて、隣接するノードとの間のＭＣＦ６００における故障の検出を行う。各監視装置は、コア６０４で伝送される故障検出用の光信号に基づいて故障を検出する故障検出部として動作する。また、各監視装置は、コア６０４で伝送される故障検出用の光信号を生成して出力する検出信号出力部として動作する。

また、本実施形態における通信システム５００Ａでは、ＭＣＦ６００−１〜６００−４が備えるコア６０１〜６０４のうちコア６０４において、故障検出用の光信号が伝送される。故障検出用の光信号は、送受信ノード５１０ａから送受信ノード５１０ｂへの伝送方向と、送受信ノード５１０ｂから送受信ノード５１０ａへの伝送方向との双方で伝送される。

本実施形態における通信システム５００Ａによれば、コア６０４で伝送される故障検出用の光信号の受信の有無に基づいて、各ノードに接続されているＭＣＦ６００における故障を検出することができる。また、各ノードにおける故障の検出結果に基づいて、故障箇所の特定を行うことができる。

なお、各ノードに設けられた監視装置は、故障の発生を検出した場合に、自ノードに接続されたＭＣＦ６００のうち故障の発生していないＭＣＦ６００を介して、故障検出と故障箇所とを通知する故障情報を隣接する他のノードへ送信してもよい。また、故障情報を受信したノードは、隣接する他のノードへＭＣＦ６００を介して送信してもよい。これにより、通信システム５００Ａのノードにおいて、故障の発生と故障の発生した箇所との情報を、可能な範囲で共有することができる。

また、各ノードに設けられた監視装置は、故障の発生を検出した場合に、故障検出と故障箇所とを通知する故障情報を、通信制御に用いられる別のネットワーク（例えば、ＤＣＮ：Data Communication Network）を介して上位の装置へ送信してもよい。この場合、上位の制御装置は、故障情報に基づいて、各ノードにおける通信を制御するようにしてもよい。通信の制御は、例えば、故障箇所を回避した伝送の選択や、故障箇所に隣接したノードにおける通信の抑制などである。

以上の各実施形態における通信システムによれば、ノード間を接続するＭＣＦで形成される通信経路における故障の発生を検出することができ、故障が発生した場合には故障箇所を特定することができる。

なお、各実施形態の通信システムにおいて、伝送方向が異なる故障検出用の光信号は、１つのコアを用いて伝送せずに、ＭＣＦ内の２つのコアを用いて伝送してもよい。また、各実施形態の通信システムでは、送受信ノード５１０ａ、５１０ｂを分けて記載したが、物理的に同じ位置に送受信ノード５１０ａ、５１０ｂが設けられてもよい。

また、各実施形態では、リング型の物理トポロジを有する通信システムを例示して説明したが、通信システムはリニア型など他の物理トポロジを有していてもよい。また、双方向に故障検出用の光信号を伝送するのではなく、片系統のみの故障検出信号の伝送を行う形式でもよい。例えば、送受信ノード５１０ａから送受信ノード５１０ｂへの方向にのみ故障検出用の光信号を伝送する形式である。その場合、ＭＣＦ６００−４の故障発生時に正常時との区別がつかないという問題はあるが、コネクタ５５０内での故障検出用の光取出部が一方向のみの光信号を対象とするだけでよく、内部構成を簡易化が可能となる。

また、故障検出用の光信号は、故障検出用の情報と、通信システムにおける伝送経路の監視や運用に関する情報とを含む光信号を故障検出用の光信号としてもよい。例えば、シングルコアファイバを用いたＷＤＭ伝送を行う通信システムでは、同一コアに監視や運用に関する情報が信号波長帯とは異なる波長で伝送されている。マルチコアファイバを用いた通信システムにおいても同様に従来のＷＤＭ伝送を行う場合、監視や運用に関する情報がコアごとに伝送されるが、それらを通信で用いているコアとは別の故障検出用のコアに監視や運用に関する情報を故障検出用の光信号としてまとめて重畳して伝送してもよい。その際に、各コアごとの監視や運用に関する情報は、マルチコアファイバ中のあるコアをそのマルチコアファイバを代表するコアとして、１つの監視や運用に関する情報で代表させてもよい。

また、各実施形態の通信システムでは、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノードすべてに監視装置を設けることで故障が発生したマルチコアファイバを特定する構成を説明した。しかし、複数のマルチコアファイバで形成される任意のＡｄｄ／Ｄｒｏｐノードの間の区間ごとに、故障発生の検出と区間の特定とを行う場合には、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノードすべてに監視装置を設けずに、各区間の両端に位置するＡｄｄ／Ｄｒｏｐノードに監視装置を設けてもよい。

また、各実施形態の通信システムにおいて、故障検出用の光信号として、一定の光強度を持つ無変調の光信号を用いてもよい。この場合、故障検出用の光信号には情報が付与されておらず、各ノードに備えられる監視装置で、光信号の断を検出したときに、ＭＣＦにおいて故障が発生していると判定される。

また、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード５２０それぞれに備えられる監視装置は、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード５２０に備えられる送受信装置に含まれていてもよい。この場合、故障情報は、故障検出用の光信号を伝送するコア６０４を用いずに、送受信ノード５１０ａ、５１０ｂ宛の情報として光信号で伝送してもよい。

また、図１１及び図１２において示したようにノード間の接続にＳＣＦが用いられている場合、故障検出用の光信号を伝送するＳＣＦが故障検出の対象となる。この場合、故障検出用の光信号を伝送しないＳＣＦは故障検出の対象とならない。すなわち、ＭＣＦが用いられている区間ではＭＣＦの故障が検出され、複数のＳＣＦが用いられている区間では故障検出用の光信号を伝送するＳＣＦの故障が検出される。しかし、ノード間の接続に用いられる複数のＳＣＦは束ねられているため、故障検出用の光信号を伝送するＳＣＦに故障が発生している場合、他のＳＣＦにも故障が発生している可能性が高い。したがって、ノード間又はノード間の一部がＳＣＦにて接続されている通信システムにおいても、第１及び第２の実施形態の通信システムにおける故障検出方法は有用である。

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

マルチコアファイバを用いて構成されたネットワークにおいて、故障の検出と故障箇所の特定とを行うことが不可欠な用途にも適用できる。

５００，５００Ａ 通信システム
５１０ａ、５１０ｂ 送受信ノード
５１１ 送受信装置
５１５，５１６ 監視装置
５２０ Ａｄｄ／Ｄｒｏｐノード
５２１，５２２ 送受信装置
５２５ 監視装置
５５０，５５５ コネクタ
６００ ＭＣＦ
６０１，６０２，６０３，６０４ コア

Claims (9)

1. ３つ以上のノードを備え、前記ノード間の接続のうち少なくとも一部の区間に複数のコアを備えるマルチコアファイバが用いられている通信システムであって、
   前記ノード間を接続するマルチコアファイバに備えられる前記コアで伝送される故障検出用信号を出力する検出信号出力部と、
   前記故障検出用信号の検出結果に基づいて、前記ノード間において故障が発生しているか否かを判定する故障検出部と、
   を備える通信システム。
2. 前記検出信号出力部は、
   前記故障検出用信号を前記ノード間の通信に用いられていない前記コアに出力する、
   請求項１に記載の通信システム。
3. 前記検出信号出力部は、
   前記故障検出用信号を前記ノード間の通信に用いられている前記コアに出力する、
   請求項１に記載の通信システム。
4. 前記検出信号出力部は、
   通信システムにおける監視又は運用に関する情報を前記故障検出用信号に含めて出力する、
   請求項２又は請求項３に記載の通信システム。
5. 前記故障検出部は、前記ノードごとに設けられる、
   請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の通信システム。
6. 前記故障検出部は、
   前記故障検出用信号を含む受信光を検出できない場合に故障が発生していると判定する、
   請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の通信システム。
7. 前記故障検出部による判定結果に基づいて、いずれの前記ノード間において故障が発生しているかを特定する故障箇所特定部を、更に備える、
   請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の通信システム。
8. 前記故障検出部は、前記ノード間において故障が発生していると判定した場合、故障の発生と故障を検出した区間とを示す故障情報を、上位の制御装置へ通知する、
   請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の通信システム。
9. ３つ以上のノードを備え、前記ノード間の接続のうち少なくとも一部の区間に複数のコアを備えるマルチコアファイバが用いられている通信システムにおける故障検出方法であって、
   前記ノード間を接続するマルチコアファイバに備えられる前記コアで伝送される故障検出用信号を出力する検出信号出力ステップと、
   前記故障検出用信号の検出結果に基づいて、前記ノード間において故障が発生しているか否かを判定する故障検出ステップと、
   を有する故障検出方法。

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