WO2022149236A1 - 光通信システム、制御回路、記憶媒体および光通信方法 - Google Patents

光通信システム、制御回路、記憶媒体および光通信方法 Download PDF

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    • H04B10/802—Optical aspects relating to the use of optical transmission for specific applications, not provided for in groups H04B10/03 - H04B10/70, e.g. optical power feeding or optical transmission through water using optical interconnects, e.g. light coupled isolators, circuit board interconnections for isolation, e.g. using optocouplers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q11/00—Selecting arrangements for multiplex systems
    • H04Q11/0001—Selecting arrangements for multiplex systems using optical switching
    • H04Q11/0003—Details

Definitions

  • the present disclosure relates to an optical communication system, a control circuit, a storage medium, and an optical communication method for transmitting signals in the optical region.
  • an optical switch device as described in Patent Document 1, it is composed of N wavelength group generators having M fixed wavelength light sources, M branch / selection units, and MN variable filters. There is something to be done.
  • the optical switch device described in Patent Document 1 selects M ways of routes for data input from MN input ports at the branch / selection unit, and selects N ways of wavelengths with a variable filter. , The data can be output by switching the route to the desired output port.
  • the configuration of the optical switch device described in Patent Document 1 has the advantage that the optical switch device can be realized with smaller hardware as compared with the MNxMN scale spatial matrix switch using MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) or the like. be.
  • the branch / selection unit included in the optical switch device described in Patent Document 1 is realized by a DC (Delivery and Coupling) switch or a multicast switch, and is composed of a 1 ⁇ M optical coupler and an M ⁇ 1 optical switch. ..
  • the optical switch is an active component, there is a problem that the failure rate is higher and the reliability of the entire system is lowered as compared with the passive component such as an optical coupler.
  • the optical switch device uses optical such as EDFA (Erbium-Doped Fiber Amplifier) to compensate for the loss such as demultiplexing loss and combined wave loss of the optical coupler used in the branch / selection section. You need to insert an amplifier.
  • EDFA Erbium-Doped Fiber Amplifier
  • the optical amplifier is an active component, it has a problem that the failure rate is higher and the reliability of the entire system is lowered as compared with the passive component, like the optical switch. Further, in the optical switch device, the line efficiency decreases as the switching time increases as the switch scale increases.
  • the present disclosure has been made in view of the above, and an object thereof is to obtain an optical communication system capable of improving the reliability of the entire system while suppressing a decrease in line efficiency.
  • each of the optical communication systems of the present disclosure converts a first data signal, which is an electric signal, into a packet signal of a plurality of optical signals and transmits the plurality of optical signals.
  • the optical transmitter allocates communication resources based on the first control signal acquired from the control unit so as not to collide with the packet signals of the optical signals transmitted from other optical transmitters, and the packet signals of a plurality of optical signals.
  • the optical receiver converts the transmission signal of the optical signal into the transmission signal of the electric signal, selects the signal portion specified from the transmission signal of the electric signal based on the second control signal acquired from the control unit, and selects the second control signal. It is characterized in that it is output as a data signal of 2.
  • the optical communication system according to the present disclosure has the effect of improving the reliability of the entire system while suppressing the decrease in line efficiency.
  • the figure which shows an example of the signal transmitted in the optical communication system which concerns on Embodiment 1. A flowchart showing the operation of the optical communication system according to the first embodiment.
  • the figure which shows the structural example of the processing circuit when the processing circuit provided in the optical communication system which concerns on Embodiment 1 is realized by a processor and a memory.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of the optical communication system 200 according to the first embodiment.
  • the optical communication system 200 shown in FIG. 1 includes N input ports and N output ports (not shown), and switches between the input N ports and the output N ports by a TDMA (Time Division Multiple Access) method. Is.
  • the optical communication system 200 includes TDMA signal generation units 11-1 to 11-N, optical transmitters 13-1 to 13-MN, optical couplers 20-1 to 20-LM, and optical receivers 71-1 to 71.
  • -LMN, TDMA signal selection units 72-1 to 72-N, and control unit 100 are provided.
  • L, M, and N are integers of 2 or more. Further, L ⁇ N.
  • the optical transmission device 10-1 is composed of the TDMA signal generation unit 11-1 and the optical transmitters 13-1 to 13-M, and the TDMA signal generation unit 11-2 and the optical transmitter 13- (M + 1). ) ⁇ 13-M2 constitutes the optical transmitter 10-2, ..., The optical transmitter 10- by the TDMA signal generator 11-N and the optical transmitter 13- (M (N-1) +1) to 13-MN. N is configured.
  • the optical receiver 70-1 is configured by the optical receivers 71-1 to 71-LM and the TDMA signal selection unit 72-1, and the optical receivers 71- (LM + 1) to 71-LM2 and the TDMA signal selection unit 72-
  • the optical receiver 70-2 is configured by 2, and the optical receiver 71- (LM (N-1) +1) to 71-LMN and the TDMA signal selection unit 72-N constitute the optical receiver 70-N.
  • the optical couplers 20-1 to 20-LM are, for example, power splitters.
  • the optical transmission devices 10-1 to 10-N are not distinguished, they are referred to as an optical transmission device 10, and when the TDMA signal generation units 11-1 to 11-N are not distinguished, they are referred to as a TDMA signal generation unit 11.
  • the optical transmitters 13-1 to 13-MN are not distinguished, they may be referred to as an optical transmitter 13.
  • the optical couplers 20-1 to 20-LM are not distinguished, they may be referred to as an optical coupler 20.
  • the optical receivers 70-1 to 70-N are not distinguished, the optical receiver 70 is referred to, and when the optical receivers 71-1 to 71-LMN are not distinguished, the optical receiver 71 is referred to as a TDMA signal selection unit.
  • 72-1 to 72-N are not distinguished, it may be referred to as a TDMA signal selection unit 72.
  • the TDMA signal generation units 11-1 to 11-N acquire the first data signal, which is an electric signal with a transfer request, from the above-mentioned input port. Further, the TDMA signal generation units 11-1 to 11-N acquire a first control signal including a reference clock generated by the control unit 100 and a transmission timing signal which is a communication resource allocation from the control unit 100. The reference clock defines the transmission / reception transmission rate of the packet signal of the optical signal.
  • the communication resource allocation is determined by the control unit 100 based on the communication request of the first data signal acquired at the input port of the optical communication system 200. In the first embodiment, a time slot is assumed as a communication resource.
  • the TDMA signal generation units 11-1 to 11-N once buffer the acquired first data signal, and are generated by another TDMA signal generation unit 11 based on the transmission timing signal included in the first control signal.
  • Each optical transmitter connected by adjusting the timing so that it does not collide with the packet signal of the electric signal, which is a time-divided multiplex signal, and converting it into an intermittent electric signal packet signal on the time axis.
  • Send to 13 the TDMA signal generation unit 11-1 transmits a packet signal of an electric signal to the optical transmitters 13-1 to 13-M.
  • the packet signal of the electric signal transmitted by the TDMA signal generation unit 11 may be a signal followed by "0" indicating no signal, except for the intermittent signal portion, or an idle signal indicating no signal, for example.
  • the optical transmitter 13 may acquire a gate signal indicating which portion is an intermittent signal portion and which portion is an idle signal by another signal line.
  • the gate signal may be transmitted from the TDMA signal generation unit 11 to the optical transmitter 13, or may be transmitted from the control unit 100 that controls the entire optical communication system 200 to the optical transmitter 13.
  • the optical transmitters 13-1 to 13-MN convert the packet signal of the electric signal acquired from the TDMA signal generation unit 11 into the packet signal of the optical signal and transmit it to the optical fiber network, that is, the optical coupler 20.
  • the optical transmitters 13-1 to 13-M convert the packet signal of the electric signal received from the TDMA signal generation unit 11-1 into the packet signal of the optical signal and transmit it to the optical fiber network.
  • the optical transmitters 13-1 to 13-MN emit light only in the time domain of the electric signal received from the TDMA signal generation unit 11 to be converted into an optical signal, and other optical transmitters in the other time domain. It transitions to a non-light emitting state so as not to interfere with the signal from 13.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of a signal transmitted in the optical communication system 200 according to the first embodiment.
  • FIG. 2 also shows the flow of operation of the optical communication system 200 according to the first embodiment.
  • the first data signal which is an input signal to the TDMA signal generation unit 11, is a continuous signal having a constant voltage amplitude.
  • the TDMA signal generation unit 11 cuts a signal in a certain time domain or signal block region, packets it for transmitting the signal to each optical transmitter 13, and increases the transmission speed.
  • FIG. 2 shows a case where the time domain is divided with an emphasis on comprehensibility.
  • the TDMA signal generation unit 11-1 divides the first data signal, which is an input signal, by the time domain TC .
  • All the signals separated by the time domain TC are destined for an arbitrary destination, for example, the TDMA signal selection unit 72-1.
  • the TDMA signal generation unit 11-1 speeds up the divided signal so as not to collide with the signal from another TDMA signal generation unit 11 in the time domain, that is, compresses the signal in the time domain.
  • the signal time widths PP of the signals transmitted to the optical transmitter 13 connected to one TDMA signal generation unit 11 are all the same and at the same timing, but from the other TDMA signal generation units 11. If the signal does not collide with the signal in the optical fiber network, the signal time width may be different and the signal timing may be different.
  • the optical transmitter 13 converts the packet signal of the electric signal transmitted after the transmission timing is determined by the TDMA signal generation unit 11 into the packet signal of the optical signal.
  • the optical transmitter 13 outputs the packet signal of the optical signal to the optical coupler 20 to be connected.
  • all the optical transmitter output signals of the optical transmitters 13-1 to 13-M are described as "1", because this represents the signal received from the TDMA signal generation unit 11-1. Therefore, the contents of the packets expressed in parallel are all different.
  • the packet signal of the optical signal output from the optical transmitter 13-1 indicates a signal with a relative time of 0 msec to 0.125 msec of the input signal to the TDMA signal generation unit 11-1, and is transmitted from the optical transmitter 13-2.
  • the packet signal of the output optical signal indicates a signal having a relative time of 0.125 msec to 0.25 msec of the input signal to the TDMA signal generation unit 11-1.
  • the optical couplers 20-1 to 20-LM each combine the packet signals of the optical signals acquired from the K optical transmitters 13 to be connected.
  • the optical couplers 20-1 to 20-LM branch the packet signal of the combined optical signal into transmission signals of N optical signals of the same information, and one optical receiver 71 included in each optical receiver 70. That is, it outputs to N optical receivers 71.
  • the optical couplers 20-1 to 20-LM shall have a K input port and an N output port, respectively.
  • K is an integer of 2 or more and smaller than N.
  • the optical couplers 20-1 to 20-LM combine the packet signals of the acquired optical signals, demultiplex them into transmission signals of N optical signals, and transmit them to N optical receivers 71. Therefore, the transmission signal of the optical signal acquired by the optical receivers 71-1 to 71-LM connected to the TDMA signal selection unit 72-1 is also connected to each of the TDMA signal selection units 72-1 to 72-N. It is also acquired by the LM optical receivers 71.
  • the transmission signal of the optical signal acquired by the optical receiver 71-1 is connected to the first optical receiver 71- (LM + 1) connected to the TDMA signal selection unit 72-2 and the TDMA signal selection unit 72-3. It is also acquired by the first optical receiver 71- (LM2 + 1) or the like.
  • the transmission signal of the optical signal acquired by the optical receiver 71-M is connected to the Mth optical receiver 71- (LM + M) connected to the TDMA signal selection unit 72-2 and the TDMA signal selection unit 72-3. It is also acquired by the Mth optical receiver 71- (LM2 + M) or the like.
  • the portion described as "1" in the transmission signal of the optical signal shown in the top row is the TDMA signal generation unit 11-1.
  • the signals with a relative time of 0 msec to 0.125 msec are shown, and the portion described as "2" is the input signal to the TDMA signal generation unit 11-2 with a relative time of 0 msec to 0.125 msec.
  • a signal is shown, and the portion described as “K” indicates a signal having a relative time of 0 msec to 0.125 msec among the input signals to the TDMA signal generation unit 11-K, and is a total signal of 1 msec. ..
  • the transmission signal of the optical signal to be next to the transmission signal of the optical signal shown in the top row is TDMA.
  • the signals have a relative time of 0.125 msec to 0.25 msec.
  • N TDMA signal selection units 72 are transmitted from MN optical transmitters 13 connected to N TDMA signal generation units 11 via LM optical receivers 71.
  • the packet signal of the optical signal it is possible to reconstruct the signal having a relative time of 0 msec to 1 msec and select the TDMA signal, that is, the selection of the second data signal which is an electric signal.
  • all the packet signals are signals having the same signal time width T P , but packets having different signal time width T P may be used for each TDMA signal generation unit 11.
  • the optical receivers 71-1 to 71-LM convert the acquired optical signal transmission signal into an electrical signal transmission signal.
  • the transmission signal of the optical signal acquired by a certain optical receiver 71 when the transmission path loss from each optical transmitter 13 to the optical receiver 71, the output optical power of the optical transmitter 13, and the like are different, the optical signal There is a difference in optical level between the transmitted signals. This optical level difference can be absorbed without changing the photoelectric conversion gain of the optical receiver 71, that is, it can be converted into a signal having a constant voltage amplitude.
  • the photoelectric conversion gain is used as the transmission signal of the optical signal. It may be necessary to change each time.
  • a relative phase for example, an NRZ (Non-Return to Zero) signal is used. If so, the phases of the rising edge and the falling edge are generally different. In this case, it is necessary to optimize the state of the optical receiver 71 for each transmission signal of the optical signal in order to absorb the optical level difference, the phase difference, and the like so that signal loss does not occur. Therefore, a preamble pattern is inserted at the beginning of the packet in the transmission signal of each optical signal.
  • ITU International Telecommunication Union
  • XGS-PON 10 Gigabit capable Symmetric-Passive Optical Network
  • the preamble length is specified to be 128.6 ns to 610.9 ns, and an appropriate preamble pattern may be inserted according to the system configuration.
  • the longer the preamble length the more the optimization time required for the optical transmitter 13 and the optical receiver 71 is relaxed, but in order to maintain the desired switching capability, improvements in transmission speed, time compression rate, and the like are required.
  • the TDMA signal selection unit 72 acquires an electric signal transmission signal from the connected optical receiver 71.
  • the TDMA signal selection unit 72 selects a signal in the specified time slot from the transmission signal of the received electric signal based on the routing information included in the second control signal acquired from the control unit 100, and selects the selected time slot. Is output as a second data signal which is an electric signal.
  • the TDMA signal selection unit 72 extracts only necessary destinations based on the routing information, and discards other signals.
  • the TDMA signal selection unit 72 converts a time-intermittent extraction signal into a time-continuous signal, converts the transmission speed according to the system connected to the subsequent stage, and sends the signal.
  • the TDMA signal selection unit output signal shown in FIG. 2 shows, as an example, a second data signal output from the TDMA signal selection unit 72-1.
  • the control unit 100 generates control information necessary for the TDMA signal generation unit 11 and the TDMA signal selection unit 72 to perform the above-mentioned control, a reference clock for the entire optical communication system 200 to operate in synchronization, and the like. , Supply to each part.
  • the control unit 100 generates, as a first control signal, a reference clock, a transmission timing signal for allocating communication resources, and routing information, and distributes them to the TDMA signal generation units 11-1 to 11-N. Further, the control unit 100 distributes the transmission timing signal, which is the communication resource allocation, and the routing information as the second control signal to the TDMA signal selection units 72-1 to 72-N.
  • the control unit 100 transmits other necessary control signals such as a state transition signal of the optical transmitter 13 to each optical transmitter 13 and each optical receiver 71. May be supplied.
  • FIG. 1 shows only a line for supplying control information from the control unit 100 to the TDMA signal generation unit 11 and the TDMA signal selection unit 72, but the present invention is not limited to this.
  • the control unit 100 may acquire state information, for example, failure information from each configuration as necessary, and may change the packet signal allocation, destination, and the like based on the state information of each configuration.
  • each of the optical communication system 200 converts the first data signal, which is an electric signal, into a packet signal of a plurality of optical signals and transmits the plurality of optical transmission devices 10-1.
  • ⁇ 10-N and packet signals of a plurality of optical signals transmitted from a part of the optical transmission devices 10 among the plurality of optical transmission devices 10-1 to 10-N and transmitted from different optical transmission devices 10.
  • 20-1 to 20-LM are provided, and the packet signal of the combined optical signal is branched into transmission signals of a plurality of optical signals of the same information and output.
  • each of the optical communication system 200 receives one of the transmission signals of the optical signal branched by the plurality of optical couplers 20-1 to 20-LM from the plurality of optical couplers 20-1 to 20-LM.
  • a plurality of optical receivers 70-1 to 70-N converted into a second data signal which is an electric signal and output, a plurality of optical transmitters 10-1 to 10-N, and a plurality of optical receivers 70-.
  • a control unit 100 for controlling the operation of 1 to 70-N is provided.
  • the wave number of the optical couplers 20-1 to 20-LM is smaller than the number of the plurality of optical transmitters 10-1 to 10-N.
  • the optical transmission device 10 allocates communication resources based on the first control signal acquired from the control unit 100 so as not to collide with the packet signals of the optical signals transmitted from the other optical transmission devices 10, and a plurality of optical signals. Send the packet signal of.
  • the optical receiver 70 converts the transmission signal of the optical signal into the transmission signal of the electric signal, and selects a signal portion designated from the transmission signal of the electric signal based on the second control signal acquired from the control unit 100. , Is output as a second data signal.
  • FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the optical communication system 200 according to the first embodiment.
  • Each of the optical transmission devices 10-1 to 10-N converts the first data signal, which is an electric signal, into a packet signal of an optical signal and transmits it based on the control of the control unit 100 (step S1).
  • each optical transmission device 10 allocates communication resources based on the first control signal acquired from the control unit 100 so as not to collide with the packet signal of the optical signal transmitted from the other optical transmission device 10.
  • the optical couplers 20-1 to 20-LM combine the packet signals of a plurality of optical signals received from the optical transmission devices 10-1 to 10-N (step S2), and the transmitted signals of the combined optical signals are the same.
  • the information is branched into transmission signals of a plurality of optical signals and output (step S3).
  • Each of the optical receivers 70-1 to 70-N receives a transmission signal of an optical signal branched by the optical couplers 20-1 to 20-LM based on the control of the control unit 100, and is an electric signal. It is converted into the data signal of No. 2 and output (step S4).
  • each optical receiving device 70 converts the transmission signal of the optical signal into the transmission signal of the electric signal, and based on the second control signal acquired from the control unit 100, the signal designated from the transmission signal of the electric signal. The part is selected and output as a second data signal.
  • the control unit 100 controls the operations of the optical transmitting devices 10-1 to 10-N and the optical receiving devices 70-1 to 70-N.
  • the optical transmission devices 10-1 to 10-N do not collide with the packet signal of the optical signal transmitted from the other optical transmission device 10 based on the first control signal. Allocate a time slot so that a packet signal of an optical signal is transmitted. Further, the optical receivers 70-1 to 70-N select a signal in the designated time slot from the transmission signal of the electric signal based on the second control signal, and output the signal as the second data signal.
  • the optical transmitter 13 and the optical receiver 71 are photoelectric conversion circuits.
  • the optical coupler 20 is a power splitter as described above.
  • the TDMA signal generation unit 11, the TDMA signal selection unit 72, and the control unit 100 are realized by a processing circuit.
  • the processing circuit may be a processor and memory for executing a program stored in the memory, or may be dedicated hardware.
  • the processing circuit is also called a control circuit.
  • FIG. 4 is a diagram showing a configuration example of a processing circuit 300 in the case where the processing circuit included in the optical communication system 200 according to the first embodiment is realized by a processor and a memory.
  • the processing circuit 300 shown in FIG. 4 is a control circuit and includes a processor 301 and a memory 302.
  • each function of the processing circuit 300 is realized by software, firmware, or a combination of software and firmware.
  • the software or firmware is written as a program and stored in memory 302.
  • each function is realized by the processor 301 reading and executing the program stored in the memory 302. That is, the processing circuit 300 includes a memory 302 for storing a program in which the processing of the optical communication system 200 is eventually executed. It can be said that this program is a program for causing the optical communication system 200 to execute each function realized by the processing circuit 300.
  • This program may be provided by a storage medium in which the program is stored, or may be provided by other means such as a communication medium.
  • the above program prevents the control unit 100 from colliding with the optical transmission device 10 from the packet signal of the optical signal transmitted from the other optical transmission device 10 based on the first control signal acquired from the control unit 100.
  • Communication resources are allocated, packet signals of a plurality of optical signals are transmitted, the optical receiving device 70 converts the transmitted signal of the optical signal into the transmitted signal of the electric signal, and is based on the second control signal acquired from the control unit 100. Therefore, it can be said that it is a program that selects a designated signal portion from the transmission signal of the electric signal and outputs it as a second data signal.
  • the processor 301 is, for example, a CPU (Central Processing Unit), a processing device, an arithmetic unit, a microprocessor, a microcomputer, a DSP (Digital Signal Processor), or the like.
  • the memory 302 is, for example, non-volatile or volatile such as RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), flash memory, EPROM (Erasable Programmable ROM), and EPROM (registered trademark) (Electrically EPROM). This includes semiconductor memory, magnetic discs, flexible discs, optical discs, compact discs, mini discs, DVDs (Digital Versatile Disc), and the like.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of a processing circuit 303 in the case where the processing circuit included in the optical communication system 200 according to the first embodiment is configured by dedicated hardware.
  • the processing circuit 303 shown in FIG. 5 is, for example, a single circuit, a composite circuit, a programmed processor, a parallel programmed processor, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), an FPGA (Field Programmable Gate Array), or a combination thereof. The thing is applicable.
  • the processing circuit a part may be realized by dedicated hardware and a part may be realized by software or firmware.
  • the processing circuit can realize each of the above-mentioned functions by the dedicated hardware, software, firmware, or a combination thereof.
  • the optical communication system 200 uses a TDMA method to control the transmission timing of the TDMA signal generation unit 11 of each optical transmission device 10, thereby performing an optical switch in the optical region. Since the matrix switch connection can be configured only by the passive component of the optical coupler 20 without using the above, it is possible to improve the reliability. Further, in the optical communication system 200, by limiting the combined wave number of the optical coupler 20, the number of packets combined around the optical coupler 20 can be limited, and the line efficiency can be improved.
  • the optical switch for example, a Mach-Zehnder interferometer is exemplified, but the power consumption, cost, size, and weight per switch port are larger than those of an electric switch configured by ASIC, and the route switching information is displayed.
  • the switching time required from confirmation to switching is as long as several tens of us.
  • the optical communication system 200 does not use an optical switch, it is possible to realize low power consumption, space saving, weight reduction, cost reduction, and shortening of route switching time.
  • each optical receiver 70 includes the same number of optical receivers 71 as the optical coupler 20.
  • each optical transmitter 10 includes the same number of optical transmitters 13 as the optical coupler 20 will be described.
  • FIG. 6 is a diagram showing a configuration example of the optical communication system 200 according to the second embodiment.
  • the optical communication system 200 shown in FIG. 6 is a system having N input ports and N output ports (not shown), and switching between the input N port and the output N port by the TDMA method.
  • the optical communication system 200 includes TDMA signal generators 11-1 to 11-N, optical transmitters 13-1 to 13-LMN, optical couplers 20-1 to 20-LM, and optical receivers 71-1 to 71.
  • -MN, TDMA signal selection units 72-1 to 72-N, and control unit 100 are provided.
  • L, M, and N are integers of 2 or more.
  • K which will be described later, is an integer of 2 or more and smaller than N.
  • the optical transmission device 10-1 is composed of the TDMA signal generation unit 11-1 and the optical transmitters 13-1 to 13-LM, and the TDMA signal generation unit 11-2 and the optical transmitter 13- (LM + 1). ) -13-LM2 constitutes the optical transmitter 10-2, ..., TDMA signal generator 11-N and optical transmitter 13- (LM (N-1) + 1) -13-LMN configure the optical transmitter 10-. N is configured.
  • the optical receiver 70-1 is configured by the optical receivers 71-1 to 71-M and the TDMA signal selection unit 72-1, and the optical receivers 71- (M + 1) to 71-M2 and the TDMA signal selection unit 72-
  • the optical receiver 70-2 is configured by 2, ..., the optical receiver 71- (M (N-1) +1) to 71-MN, and the optical receiver 70-N are configured by the TDMA signal selection unit 72-N.
  • the optical couplers 20-1 to 20-LM are, for example, power splitters.
  • the optical transmission devices 10-1 to 10-N are not distinguished, they are referred to as an optical transmission device 10, and when the TDMA signal generation units 11-1 to 11-N are not distinguished, they are referred to as a TDMA signal generation unit 11.
  • the optical transmitters 13-1 to 13-LMN are not distinguished, they may be referred to as an optical transmitter 13.
  • the optical couplers 20-1 to 20-LM are not distinguished, they may be referred to as an optical coupler 20.
  • the optical receivers 70-1 to 70-N are not distinguished, the optical receiver 70 is referred to, and when the optical receivers 71-1 to 71-MN are not distinguished, the optical receiver 71 is referred to as a TDMA signal selection unit.
  • 72-1 to 72-N are not distinguished, it may be referred to as a TDMA signal selection unit 72.
  • each of the optical couplers 20-1 to 20-LM is a packet signal of an optical signal transmitted from one optical transmitter 13 provided in each optical transmitter 10, that is, N optical transmitters 13. To combine waves.
  • the optical couplers 20-1 to 20-LM branch the packet signal of the combined optical signal into transmission signals of K optical signals of the same information and output them to the connected optical receivers 71. ..
  • the optical couplers 20-1 to 20-LM shall have an N input port and a K output port, respectively.
  • the number of optical transmitters 13 connected to each TDMA signal generation unit 11 increases to LM as compared with the first embodiment, while the number of optical transmitters 13 connected to each TDMA signal selection unit 72 is increased.
  • the number of optical receivers 71 is reduced to M.
  • the total number of the number of optical transmitters 13 and the total number of optical receivers 71 is the same in the first embodiment and the second embodiment.
  • the number of merging signals and the number of demultiplexing signals in the optical couplers 20-1 to 20-LM differ between the first embodiment and the second embodiment, they are demultiplexed with the number of merging signals.
  • the total number including the number of signals is the same in the first embodiment and the second embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of a signal transmitted in the optical communication system 200 according to the second embodiment.
  • FIG. 7 also shows the flow of operation of the optical communication system 200 according to the second embodiment.
  • the TDMA signal generation unit 11 divides the first data, which is an input signal, in time and changes it into a packet signal of an electric signal that is intermittent in time.
  • the number of output ports of the optical couplers 20-1 to 20-LM is limited. Therefore, for example, the TDMA signal generation unit 11-1 replicates the packet signal of the same electric signal to the L optical transmitters 13 every M of the connected optical transmitters 13-1 to 13-LM. And send.
  • the TDMA signal generation unit input signal shown in FIG. 7 shows, as an example, a first data signal which is an input signal to the TDMA signal generation unit 11-1.
  • the optical transmitter 13 converts the packet signal of the electric signal transmitted after the transmission timing is determined by the TDMA signal generation unit 11 into the packet signal of the optical signal.
  • the optical transmitter 13 outputs the packet signal of the optical signal to the optical coupler 20 to be connected.
  • the packet signal of the optical signal output from M + 1) is the same signal.
  • the packet signals of the optical signals output from the optical transmitters 13-M, 13-2M, 13-3M, ..., 13-LM connected to the TDMA signal generation unit 11-1 are the same signal. Become.
  • each of the optical couplers 20-1 to 20-LM receives a packet signal of an optical signal transmitted from one optical transmitter 13 included in each optical transmitter 10, that is, N optical transmitters 13. Combine waves.
  • the optical couplers 20-1 to 20-LM branch the packet signal of the combined optical signal into transmission signals of K optical signals of the same information and output them to the connected optical receivers 71. ..
  • the optical receiver input signal of FIG. 7 specifically shows a transmission signal of an optical signal acquired by the optical receivers 71-1 and 71-M.
  • the TDMA signal selection unit 72 transmits an electric signal received from the connected optical receiver 71 based on the routing information included in the second control signal acquired from the control unit 100.
  • the signal of the designated time slot is selected from the signal, and the signal of the selected time slot is output as the second data signal which is an electric signal.
  • the TDMA signal selection unit 72 extracts only necessary destinations based on the routing information, and discards other signals.
  • the TDMA signal selection unit 72 converts a time-intermittent extraction signal into a time-continuous signal, converts the transmission speed according to the system connected to the subsequent stage, and sends the signal.
  • the TDMA signal selection unit output signal shown in FIG. 7 shows, as an example, a second data signal output from the TDMA signal selection unit 72-1.
  • each of the optical communication system 200 converts the first data signal, which is an electric signal, into a packet signal of a plurality of optical signals and transmits the plurality of optical transmission devices 10-1.
  • ⁇ 10-N each of which is transmitted from a plurality of optical transmission devices 10-1 to 10-N, and the packet signals of a plurality of optical signals transmitted from different optical transmission devices 10 are combined and combined.
  • It includes a plurality of optical couplers 20-1 to 20-LM for branching and outputting a packet signal of a signal into transmission signals of a plurality of optical signals of the same information.
  • each of the optical communication system 200 receives one of the transmission signals of the optical signal branched by the optical coupler 20 from some of the optical couplers 20 among the plurality of optical couplers 20-1 to 20-LM.
  • a plurality of optical receivers 70-1 to 70-N converted into a second data signal which is an electric signal and output, a plurality of optical transmitters 10-1 to 10-N, and a plurality of optical receivers 70-.
  • a control unit 100 for controlling the operation of 1 to 70-N is provided.
  • the number of branches of the optical couplers 20-1 to 20-LM is smaller than the number of the plurality of optical receivers 70-1 to 70-N.
  • the optical transmission device 10 duplicates the first data signal based on the first control signal acquired from the control unit 100, and does not collide with the packet signal of the optical signal transmitted from another optical transmission device 10 for each destination. By allocating communication resources so as to transmit packet signals of multiple optical signals.
  • the optical receiver 70 converts the transmission signal of the optical signal into the transmission signal of the electric signal, and selects a signal portion designated from the transmission signal of the electric signal based on the second control signal acquired from the control unit 100. , Is output as a second data signal.
  • the optical communication system 200 uses a TDMA method to control the transmission timing of the TDMA signal generation unit 11 of each optical transmission device 10, thereby performing an optical switch in the optical region. Since the matrix switch connection can be configured only by the passive component of the optical coupler 20 without using the above, it is possible to improve the reliability. In the present embodiment, since each optical coupler 20 combines the signals transmitted from all the TDMA signal generation units 11, the number of TDMA signal generation units 11 for transmitting the signals is small, that is, the signals are sparse. In this case, the optical communication system 200 can improve the line efficiency as compared with the first embodiment.
  • Embodiment 3 In the first embodiment and the second embodiment, the total number of the optical transmitters 13 and the optical receivers 71 is the same. In the third embodiment, a case where the total number of the number of the optical transmitters 13 and the number of the optical receivers 71 is reduced as compared with the case of the first embodiment and the second embodiment will be described.
  • FIG. 8 is a diagram showing a configuration example of the optical communication system 200 according to the third embodiment.
  • the optical communication system 200 shown in FIG. 8 is a system having N input ports and N output ports (not shown), and switching between the input N port and the output N port by the TDMA method.
  • the optical communication system 200 includes TDMA signal generation units 11-1 to 11-N, transmission switch units 12-1 to 12-N, optical transmitters 13-1 to 13-MN, and optical couplers 20-1 to 20.
  • -LM, optical receivers 71-1 to 71-MN, TDMA signal selection units 72-1 to 72-N, and control unit 100 are provided.
  • L, M, and N are integers of 2 or more.
  • the optical transmission device 10-1 is configured by the TDMA signal generation unit 11-1, the transmission switch unit 12-1, and the optical transmitters 13-1 to 13-M, and the TDMA signal generation unit 11-2.
  • Transmission switch unit 12-2, and optical transmitters 13- (M + 1) to 13-M2 constitute the optical transmission device 10-2, ..., TDMA signal generation unit 11-N, transmission switch unit 12-N, and
  • the optical transmitters 10-N are configured by the optical transmitters 13- (M (N-1) +1) to 13-MN.
  • the optical receiver 70-1 is configured by the optical receivers 71-1 to 71-M and the TDMA signal selection unit 72-1, and the optical receivers 71- (M + 1) to 71-M2 and the TDMA signal selection unit 72-
  • the optical receiver 70-2 is configured by 2, ..., the optical receiver 71- (M (N-1) +1) to 71-MN, and the optical receiver 70-N are configured by the TDMA signal selection unit 72-N.
  • the optical couplers 20-1 to 20-LM are, for example, power splitters.
  • optical transmission devices 10-1 to 10-N when the optical transmission devices 10-1 to 10-N are not distinguished, they are referred to as an optical transmission device 10, and when the TDMA signal generation units 11-1 to 11-N are not distinguished, they are referred to as a TDMA signal generation unit 11.
  • the transmission switch units 12-1 to 12-N when the transmission switch units 12-1 to 12-N are not distinguished, the transmission switch unit 12 may be referred to, and when the optical transmitters 13-1 to 13-MN are not distinguished, the optical transmitter unit 13 may be referred to.
  • optical couplers 20-1 to 20-LM when the optical couplers 20-1 to 20-LM are not distinguished, they may be referred to as an optical coupler 20.
  • the optical receiver 70 is referred to, and when the optical receivers 71-1 to 71-MN are not distinguished, the optical receiver 71 is referred to as a TDMA signal selection unit.
  • the optical receiver 71 is referred to as a TDMA signal selection unit.
  • 72-1 to 72-N it may be referred to as a TDMA signal selection unit 72.
  • the optical couplers 20-1 to 20-LM each combine the packet signals of the optical signals transmitted from the K optical transmitters 13.
  • the optical couplers 20-1 to 20-LM branch the packet signal of the combined optical signal into transmission signals of J optical signals of the same information and output them to the connected optical receivers 71. ..
  • the optical couplers 20-1 to 20-LM shall have a K input port and a J output port, respectively.
  • K and J are integers greater than or equal to 2 and less than N. Note that K and J may be the same integer or different integers depending on the configuration of the optical communication system 200.
  • the number of optical transmitters 13 connected to each TDMA signal generation unit 11 and the number of optical receivers 71 connected to each TDMA signal selection unit 72 are both M.
  • the total number of the number of optical transmitters 13 and the total number of optical receivers 71 can be reduced as compared with the case of the first embodiment and the second embodiment.
  • the number of the combined signal or the larger number of the demultiplexing signals in the optical couplers 20-1 to 20-LM is larger than that in the first and second embodiments. Can also be reduced, so the loss budget can be reduced.
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of a signal transmitted in the optical communication system 200 according to the third embodiment.
  • FIG. 9 also shows the flow of operation of the optical communication system 200 according to the third embodiment.
  • the TDMA signal generation unit 11 divides the first data, which is an input signal, in time and changes it into a packet signal of an electric signal that is intermittent in time.
  • the TDMA signal generation unit input signal shown in FIG. 9 shows, as an example, a first data signal which is an input signal to the TDMA signal generation unit 11-1.
  • the number of input ports and the number of output ports of each optical coupler 20 are limited, and the TDMA signal selection unit 72 connected via the optical receiver 71 differs depending on the optical coupler 20.
  • the transmission switch unit 12 switches so as to separate the optical transmitter 13 for transmitting the packet signal of each electric signal generated by the TDMA signal generation unit 11 for each destination TDMA signal selection unit 72.
  • the TDMA signal selection unit 72-1 transmits the destination signal to the optical transmitter 13-1
  • the TDMA signal selection unit 72-N optically transmits the destination signal. It is transmitted to the vessel 13-M.
  • the optical transmitter 10 switches the signal to be transmitted for each optical transmitter 13 in advance by the transmission switch unit 12.
  • the optical communication system 200 can switch from a certain input port to a desired output port even when the number of input / output ports of the optical coupler 20 is limited.
  • the optical transmitter output signal is an output signal from the optical transmitter 13-1 and the optical transmitter 13-M that have acquired a signal from the TDMA signal generation unit 11-1 by switching by the transmission switch unit 12-1. Shows.
  • the signal time width T P of the packet signal of the optical signal transmitted from the optical transmitters 13-1 and 13-M is the same, but the signal time width T P is different for each destination. Therefore, the signal time width T P of the packet signal of the optical signal transmitted from each optical transmitter 13 may be different.
  • FIG. 9 shows an example of a transmission signal of an optical signal received by the optical receiver 71-1 connected to the TDMA signal selection unit 72-1 in the optical receiver input signal.
  • the packet signal of the optical signal from the optical coupler 20-1 to the optical transmitters 13-1, 13- (M + 1), ..., 13-((K-1) M + 1) is combined. Acquires the transmission signal of the optical signal.
  • the packet signal of the optical signal from the optical transmitter 13-1 is based on the packet signal of the electric signal transmitted from the TDMA signal generation unit 11-1, and is a packet of the optical signal from the optical transmitter 13- (M + 1).
  • the signal is based on the packet signal of the electric signal transmitted from the TDMA signal generation unit 11-2, and ..., the packet signal of the optical signal from the optical transmitter 13-((K-1) M + 1) is the TDMA signal generation. It is based on the packet signal of the electric signal transmitted from the unit 11-K.
  • the optical transmission device 10 connected to the optical coupler 20-1 is an optical transmission device 10-1 to 10-K is shown, but it is an example and is not limited thereto.
  • the optical transmission device connected to the optical coupler 20-1 may be an optical transmission device 10-1, 10-2 to 10- (K + 1).
  • the packet signal of the optical signal is input from all of the K optical transmitters 13 to the optical coupler 20 is shown, but the light is only from a limited optical transmitter 13.
  • the packet signal of the signal is input to the optical coupler 20, the packet signal of each optical signal may be spaced apart, or the signal time width T P may be lengthened.
  • the optical receiver 71 converts the acquired optical signal transmission signal into an electrical signal transmission signal and outputs it to the TDMA signal selection unit 72.
  • the TDMA signal selection unit 72 transmits an electric signal received from the connected optical receiver 71 based on the routing information included in the second control signal acquired from the control unit 100.
  • the signal of the designated time slot is selected from the signal, and the signal of the selected time slot is output as the second data signal which is an electric signal.
  • the TDMA signal selection unit 72 extracts only necessary destinations based on the routing information, and discards other signals.
  • the TDMA signal selection unit 72 converts a time-intermittent extraction signal into a time-continuous signal, converts the transmission speed according to the system connected to the subsequent stage, and sends the signal.
  • the TDMA signal selection unit output signal shown in FIG. 9 shows, as an example, a second data signal output from the TDMA signal selection unit 72-1.
  • each of the optical communication system 200 converts the first data signal, which is an electric signal, into a packet signal of a plurality of optical signals and transmits the plurality of optical transmission devices 10-1.
  • ⁇ 10-N and packet signals of a plurality of optical signals transmitted from a part of the optical transmission devices 10 among the plurality of optical transmission devices 10-1 to 10-N and transmitted from different optical transmission devices 10.
  • 20-1 to 20-LM are provided, and the packet signal of the combined optical signal is branched into transmission signals of a plurality of optical signals of the same information and output.
  • each of the optical communication system 200 receives one of the transmission signals of the optical signal branched by the optical coupler 20 from some of the optical couplers 20 among the plurality of optical couplers 20-1 to 20-LM.
  • a plurality of optical receivers 70-1 to 70-N converted into a second data signal which is an electric signal and output, a plurality of optical transmitters 10-1 to 10-N, and a plurality of optical receivers 70-.
  • a control unit 100 for controlling the operation of 1 to 70-N is provided.
  • the wave number of the optical couplers 20-1 to 20-LM is less than the number of the plurality of optical transmitters 10-1 to 10-N, and the number of branches of the optical couplers 20-1 to 20-LM is the number of branches of the plurality of optical receivers 70. Less than the number of -1 to 70-N.
  • the optical transmission device 10 switches to optical couplers 20 having different destinations for each destination based on the first control signal acquired from the control unit 100, and the packet signal of the optical signal transmitted from the other optical transmission device 10 for each destination. Allocate communication resources so as not to collide with, and transmit the packet signal of the optical signal.
  • the optical receiver 70 converts the transmission signal of the optical signal into the transmission signal of the electric signal, and selects a signal portion designated from the transmission signal of the electric signal based on the second control signal acquired from the control unit 100. , Is output as a second data signal.
  • the transmission switch unit 12 is realized by a processing circuit.
  • the processing circuit may be a processor and memory for executing a program stored in the memory, or may be dedicated hardware.
  • the optical communication system 200 uses a TDMA method to control the transmission timing of the TDMA signal generation unit 11 of each optical transmission device 10, thereby performing an optical switch in the optical region. Since the matrix switch connection can be configured only by the passive component of the optical coupler 20 without using the above, it is possible to improve the reliability. Further, the optical communication system 200 can suppress the loss of the optical coupler 20 by limiting the wave number and the branch number of the optical coupler 20. In the present embodiment, the loss budget can be reduced as compared with the first embodiment and the second embodiment, and the total number of the number of optical transmitters 13 and the total number of optical receivers 71 can be reduced. Can be done.
  • Embodiment 4 a case where the optical communication system 200 includes a TDMA switch for switching an electric signal will be described.
  • FIG. 10 is a diagram showing a configuration example of the optical communication system 200 according to the fourth embodiment.
  • the optical communication system 200 shown in FIG. 10 is a system having N input ports and N output ports (not shown), and switching between the input N port and the output N port by the TDMA method.
  • the optical communication system 200 includes TDMA signal generators 11-1 to 11-N, optical transmitters 13-1 to 13-MN, optical couplers 20-1 to 20-LM, and optical receivers 30-1 to 30.
  • TDMA switches 40-1 to 40-L optical transmitters 50-1 to 50-LJM, optical couplers 60-1 to 60-MN, optical receivers 71-1 to 71-MN, and A TDMA signal selection unit 72-1 to 72-N and a control unit 100 are provided.
  • the optical transmitter is referred to as Tx
  • the optical receiver is referred to as Rx.
  • J, L, M, and N are integers of 2 or more.
  • the optical transmission device 10-1 is composed of the TDMA signal generation unit 11-1 and the optical transmitters 13-1 to 13-M, and the TDMA signal generation unit 11-2 and the optical transmitter 13- (M + 1). ) ⁇ 13-M2 constitutes the optical transmitter 10-2, ..., The optical transmitter 10- by the TDMA signal generator 11-N and the optical transmitter 13- (M (N-1) +1) to 13-MN. N is configured.
  • the optical receiver 70-1 is configured by the optical receivers 71-1 to 71-M and the TDMA signal selection unit 72-1, and the optical receivers 71- (M + 1) to 71-M2 and the TDMA signal selection unit 72-
  • the optical receiver 70-2 is configured by 2, ..., the optical receiver 71- (M (N-1) +1) to 71-MN, and the optical receiver 70-N are configured by the TDMA signal selection unit 72-N.
  • the optical couplers 20-1 to 20-LM and the optical couplers 60-1 to 60-MN are, for example, power splitters.
  • optical transmission devices 10-1 to 10-N when they are referred to as an optical transmission device 10, and when the TDMA signal generation units 11-1 to 11-N are not distinguished, they are referred to as a TDMA signal generation unit 11.
  • the optical transmitters 13-1 to 13-MN When the optical transmitters 13-1 to 13-MN are not distinguished, they may be referred to as an optical transmitter 13.
  • optical couplers 20-1 to 20-LM When the optical couplers 20-1 to 20-LM are not distinguished, they are referred to as optical couplers 20, and when the optical receivers 30-1 to 30-LM are not distinguished, they are referred to as optical receivers 30 and TDMA switches 40-1 to 40-1 to When 40-L is not distinguished, it is called TDMA switch 40, when optical transmitters 50-1 to 50-LJM are not distinguished, it is called optical transmitter 50, and when optical couplers 60-1 to 60-MN are not distinguished, it is called. It may be referred to as an optical coupler 60.
  • the optical receiver 70 When the optical receivers 70-1 to 70-N are not distinguished, the optical receiver 70 is referred to, and when the optical receivers 71-1 to 71-MN are not distinguished, the optical receiver 71 is referred to as a TDMA signal selection unit. When 72-1 to 72-N are not distinguished, it may be referred to as a TDMA signal selection unit 72.
  • the optical transmitter 10 is referred to as a first optical transmitter
  • the optical coupler 20 is referred to as a first optical coupler
  • the optical receiver 30 is referred to as a first optical receiver
  • the optical transmitter 50 is referred to as a second optical transmitter.
  • the optical transmitter 60 may be referred to as a second optical coupler
  • the optical receiver 70 may be referred to as a second optical receiver.
  • the optical communication system 200 includes TDMA switches 40-1 to 40-L that perform optical-electrical-optical conversion and switch electric signals in order to carry out NxN switching.
  • the optical communication system 200 can reduce the combined wave number of the optical coupler 20 and the demultiplexing number of the optical coupler 60 per stage as compared with the cases of the first to third embodiments. The loss budget can be reduced. Further, since the optical communication system 200 can extend the signal time width TP per packet, the transmission speed required for the optical transmitters 13 and 50 and the optical receivers 30 and 71 can also be reduced.
  • FIG. 11 is a diagram showing an example of a signal transmitted in the optical communication system 200 according to the fourth embodiment.
  • FIG. 11 also shows the flow of operation of the optical communication system 200 according to the fourth embodiment.
  • the TDMA signal generation unit 11 divides the first data, which is an input signal, into a packet signal of an electric signal having a time-intermittent signal time width T P1 . ..
  • the TDMA signal generation unit input signal shown in FIG. 11 shows, as an example, a first data signal which is an input signal to the TDMA signal generation unit 11-1.
  • the optical transmitter 13 converts the packet signal of the electric signal having the signal time width T P1 generated by the TDMA signal generation unit 11 into the packet signal of the optical signal. Send.
  • the optical couplers 20-1 to 20-LM shall have a K input port and one output port, respectively.
  • the optical couplers 20-1 to 20-LM combine packet signals of a maximum of K optical signals, and transmit the transmitted signal of the combined optical signals to the optical receiver 30.
  • FIG. 11 shows an input signal from the optical coupler 20-1 to the optical receiver 30-1 and an input signal from the optical coupler 20-M to the optical receiver 30-M as the optical receiver 30 input signal. ..
  • the optical receivers 30-1, 30-M receive the transmission signal of the optical signal to which the packet signals of K optical signals are combined.
  • the optical receiver 30 converts the transmitted signal of the received optical signal into a data signal which is an electric signal and transmits it to the TDMA switch 40.
  • K is an integer of 2 or more and smaller than N.
  • the TDMA switches 40-1 to 40-L switch the data signal of the electric signal acquired from the optical receiver 30 for each destination and transmit it to the optical transmitter 50.
  • the TDMA switch 40-1 finally transmits the signal generated by the TDMA signal generation unit 11-1 to the TDMA signal selection unit 72-1, so that the data signal acquired from the optical receiver 30-1 is obtained. Is shown as an example of switching to the optical transmitter 50-1.
  • the TDMA switch 40-1 transmits only the packet signal 1 among the data signals of the electric signal acquired from the optical receiver 30-1, that is, the packet signals 1 to K of the electric signal, to the optical transmitters 50-1 to 50. -Output to M.
  • the TDMA switch 40-1 When the TDMA switch 40-1 finally transmits the same signal generated by the TDMA signal generation unit 11-1 to the TDMA signal selection unit 72-2, the TDMA switch 40-1 sends only the packet signal 1 to the optical transmitter 50. -(M + 1) to 50-2M is output.
  • the optical transmitter 50 converts the data signal of the electric signal acquired from the TDMA switch 40 into the packet signal of the optical signal and outputs it to the optical coupler 60.
  • the optical transmitter 50 output signal shown in FIG. 11 shows the output signal from the optical transmitters 50-1, 50-M.
  • the optical couplers 60-1 to 60-MN shall have an L input port and one output port, respectively.
  • the optical couplers 60-1 to 60-MN combine packets of a maximum of L optical signals and transmit the combined optical signals to the optical receiver 71.
  • FIG. 11 shows an input signal from the optical coupler 60-1 to the optical receiver 71-1 and an input signal from the optical coupler 60-M to the optical receiver 71-M as the optical receiver 71 input signal. ..
  • the optical receivers 71-1 and 71-M receive the transmission signal of the optical signal to which the packet signals of the L optical signals are combined.
  • the optical receiver 71 converts the acquired optical signal transmission signal into an electrical signal transmission signal and outputs it to the TDMA signal selection unit 72.
  • the TDMA signal selection unit 72 transmits an electric signal received from the connected optical receiver 71 based on the routing information included in the second control signal acquired from the control unit 100.
  • the signal of the designated time slot is selected from the signal, and the signal of the selected time slot is output as the second data signal which is an electric signal.
  • the TDMA signal selection unit 72 extracts only necessary destinations based on the routing information, and discards other signals.
  • the TDMA signal selection unit 72 converts a time-intermittent extraction signal into a time-continuous signal, converts the transmission speed according to the system connected to the subsequent stage, and sends the signal.
  • the TDMA signal selection unit output signal shown in FIG. 11 shows, as an example, a second data signal output from the TDMA signal selection unit 72-1.
  • each of the optical communication system 200 converts the first data signal, which is an electric signal, into the packet signals of the plurality of first optical signals, and transmits the plurality of first data signals.
  • Optical transmission devices 10-1 to 10-N which are optical transmission devices, and each of the optical transmission devices 10-1 to 10-N are transmitted from some of the optical transmission devices 10 and transmitted from different optical transmission devices 10.
  • optical couplers 20-1 to 20-LM which are a plurality of first optical couplers, which combine the packet signals of the plurality of first optical signals and output the transmission signal of the combined first optical signal.
  • the optical communication system 200 is a plurality of first optical receivers, each of which receives a transmission signal of a first optical signal from the optical coupler 20, converts it into a second data signal which is an electric signal, and outputs the signal.
  • the optical receivers 30-1 to 30-LM and each of the plurality of optical receivers 30-1 to 30-LM receive a second data signal from some of the optical receivers 30 among the plurality of optical receivers 30-1 to 30-LM, and are used for each destination. It includes TDMA switches 40-1 to 40-L, which are a plurality of switches to be switched.
  • the optical communication system 200 receives a second data signal from one of the plurality of TDMA switches 40-1 to 40-L, and converts the second data signal into a packet signal of the second optical signal.
  • Optical transmitters 50-1 to 50-LJM which are a plurality of second optical transmitters that convert and transmit, and some optical transmitters of the plurality of optical transmitters 50-1 to 50-LJM, respectively. It combines the packet signals of a plurality of second optical signals transmitted from the optical transmitter 50 transmitted from the 50 and connected to different TDMA switches 40, and outputs the transmitted signal of the combined second optical signal.
  • the optical communication system 200 receives a transmission signal of a second optical signal from a part of the optical couplers 60 among the plurality of optical couplers 60-1 to 60-MN, and is an electric signal.
  • Optical receivers 70-1 to 70-N which are a plurality of second optical receivers that are converted into data signals and output, a plurality of optical transmitters 10-1 to 10-N, and a plurality of optical receivers 70-N.
  • a control unit 100 for controlling the operation of 1 to 70-N is provided.
  • the wave number of the optical coupler 20 is less than the number of optical transmitters 10, and the wave number of the optical coupler 60 is smaller than the number of optical transmitters 50.
  • the optical transmission device 10 Based on the first control signal acquired from the control unit 100, the optical transmission device 10 allocates communication resources so as not to collide with the packet signal of the first optical signal transmitted from the other optical transmission device 10, and a plurality of communication resources are allocated.
  • the packet signal of the first optical signal of is transmitted.
  • the optical receiver 70 converts the transmission signal of the second optical signal into the transmission signal of the electric signal, and based on the second control signal acquired from the control unit 100, the signal portion designated from the transmission signal of the electric signal. Is selected and output as a third data signal.
  • the hardware configuration of the optical communication system 200 will be described.
  • the optical receiver 30 and the optical transmitter 50 are photoelectric conversion circuits.
  • the optical coupler 60 is a power splitter as described above.
  • the TDMA switch 40 is realized by a processing circuit.
  • the processing circuit may be a processor and memory for executing a program stored in the memory, or may be dedicated hardware.
  • the optical communication system 200 uses a TDMA method to control the transmission timing of the TDMA signal generation unit 11 of each optical transmission device 10, thereby performing an optical switch in the optical region. Since the matrix switch connection can be configured only by the passive component of the optical coupler 20 without using the above, it is possible to improve the reliability. Further, the optical communication system 200 can suppress the loss of the optical couplers 20 and 60 by limiting the number of branches of the optical coupler 20 and the number of combined waves of the optical coupler 60. In the present embodiment, the loss budget can be further reduced as compared with the first to third embodiments, depending on how the number of combined branches is taken.
  • the configuration shown in the above embodiments is an example, and can be combined with another known technique, can be combined with each other, and does not deviate from the gist. It is also possible to omit or change a part of the configuration.
  • 10-1 to 10-N optical transmitter 11-1 to 11-N TDMA signal generator, 12-1 to 12-N transmission switch, 13-1 to 13-LMN, 50-1 to 50-LJM optical Transmitter, 20-1 to 20-LM, 60-1 to 60-MN optical coupler, 30-1 to 30-LM, 71-1 to 71-LMN optical receiver, 40-1 to 40-L TDMA switch, 70-1 to 70-N optical receiver, 72-1 to 72-N TDMA signal selection unit, 100 control unit, 200 optical communication system.

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Abstract

光通信システム（２００）は、電気信号である第１のデータ信号を複数の光信号のパケット信号に変換して送信する光送信装置（１０－１～１０－Ｎ）と、複数の光信号のパケット信号を合波し、複数の光信号の送信信号に分岐して出力する光カプラ（２０－１～２０－ＬＭ）と、光信号の送信信号を受信し、電気信号である第２のデータ信号に変換して出力する光受信装置（７０－１～７０－Ｎ）と、光送信装置（１０－１～１０－Ｎ）および光受信装置（７０－１～７０－Ｎ）の動作を制御する制御部（１００）と、を備え、光送信装置（１０－１～１０－Ｎ）は、他の光送信装置から送信される光信号のパケット信号に衝突しないように通信リソースを割り当て、複数の光信号のパケット信号を送信し、光受信装置（７０－１～７０－Ｎ）は、光信号の送信信号を電気信号の送信信号に変換し、指定された信号部分を選択し、第２のデータ信号として出力する。

Description

光通信システム、制御回路、記憶媒体および光通信方法
　本開示は、光領域で信号を伝送する光通信システム、制御回路、記憶媒体および光通信方法に関する。
　従来、光スイッチ装置として、特許文献１に記載されているように、Ｍ個の固定波長光源を有するＮ個の波長群発生器、Ｍ個の分岐／選択部、およびＭＮ個の可変フィルタから構成されるものがある。特許文献１に記載の光スイッチ装置は、ＭＮ個の入力ポートから入力されたデータに対して、分岐／選択部でＭ通りの経路選択を行い、可変フィルタでＮ通りの波長選択を行うことによって、所望の出力ポートに経路切り替えを行ってデータを出力することができる。特許文献１に記載の光スイッチ装置の構成は、ＭＥＭＳ（Micro　Electro　Mechanical　Systems）などを使用したＭＮｘＭＮ規模の空間マトリクススイッチと比較して、より小規模のハードウェアで光スイッチ装置を実現できる利点がある。
国際公開第２０１７／１３１１２５号
　特許文献１に記載の光スイッチ装置が備える分岐／選択部は、ＤＣ（Delivery　and　Coupling）スイッチ、またはマルチキャストスイッチによって実現され、１×Ｍの光カプラ、およびＭ×１の光スイッチで構成される。しかしながら、光スイッチは、アクティブ部品のため、光カプラなどのパッシブ部品と比較して、故障率が高くなりシステム全体の信頼性が低下する、という問題があった。また、光スイッチ装置は、スイッチ規模が大きくなると、分岐／選択部で使用される光カプラの分波損、合波損などの損失を補償するため、ＥＤＦＡ（Erbium－Doped　Fiber　Amplifier）などの光アンプを挿入する必要がある。しかしながら、光アンプは、アクティブ部品のため、光スイッチと同様、パッシブ部品と比較して、故障率が高くなりシステム全体の信頼性が低下する、という問題があった。また、光スイッチ装置は、スイッチ規模の増大に伴って切り替え時間も大きくなると、回線効率が低下する。
　本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、回線効率の低下を抑制しつつ、システム全体の信頼性を向上可能な光通信システムを得ることを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示の光通信システムは、各々が、電気信号である第１のデータ信号を複数の光信号のパケット信号に変換して送信する複数の光送信装置と、各々が、複数の光送信装置のうち一部の光送信装置から送信され、異なる光送信装置から送信された複数の光信号のパケット信号を合波し、合波した光信号のパケット信号を同一情報の複数の光信号の送信信号に分岐して出力する複数の光カプラと、各々が、複数の光カプラから、複数の光カプラで分岐された光信号の送信信号の１つを受信し、電気信号である第２のデータ信号に変換して出力する複数の光受信装置と、複数の光送信装置および複数の光受信装置の動作を制御する制御部と、を備える。光カプラの合波数は複数の光送信装置の数より少ない。光送信装置は、制御部から取得した第１の制御信号に基づいて、他の光送信装置から送信される光信号のパケット信号に衝突しないように通信リソースを割り当て、複数の光信号のパケット信号を送信する。光受信装置は、光信号の送信信号を電気信号の送信信号に変換し、制御部から取得した第２の制御信号に基づいて、電気信号の送信信号から指定された信号部分を選択し、第２のデータ信号として出力する、ことを特徴とする。
　本開示に係る光通信システムは、回線効率の低下を抑制しつつ、システム全体の信頼性を向上できる、という効果を奏する。
実施の形態１に係る光通信システムの構成例を示す図 実施の形態１に係る光通信システム内で伝送される信号の一例を示す図 実施の形態１に係る光通信システムの動作を示すフローチャート 実施の形態１に係る光通信システムが備える処理回路をプロセッサおよびメモリで実現する場合の処理回路の構成例を示す図 実施の形態１に係る光通信システムが備える処理回路を専用のハードウェアで構成する場合の処理回路の例を示す図 実施の形態２に係る光通信システムの構成例を示す図 実施の形態２に係る光通信システム内で伝送される信号の一例を示す図 実施の形態３に係る光通信システムの構成例を示す図 実施の形態３に係る光通信システム内で伝送される信号の一例を示す図 実施の形態４に係る光通信システムの構成例を示す図 実施の形態４に係る光通信システム内で伝送される信号の一例を示す図
　以下に、本開示の実施の形態に係る光通信システム、制御回路、記憶媒体および光通信方法を図面に基づいて詳細に説明する。
実施の形態１．
　図１は、実施の形態１に係る光通信システム２００の構成例を示す図である。図１に示す光通信システム２００は、図示しないＮ個の入力ポートおよびＮ個の出力ポートを備え、入力Ｎポートおよび出力Ｎポートの間を、ＴＤＭＡ（Time　Division　Multiple　Access）方式によってスイッチングを行うシステムである。光通信システム２００は、ＴＤＭＡ信号生成部１１－１～１１－Ｎと、光送信器１３－１～１３－ＭＮと、光カプラ２０－１～２０－ＬＭと、光受信器７１－１～７１－ＬＭＮと、ＴＤＭＡ信号選択部７２－１～７２－Ｎと、制御部１００と、を備える。なお、Ｌ、Ｍ、およびＮは、２以上の整数とする。また、Ｌ＜Ｎとする。
　光通信システム２００では、ＴＤＭＡ信号生成部１１－１および光送信器１３－１～１３－Ｍによって光送信装置１０－１が構成され、ＴＤＭＡ信号生成部１１－２および光送信器１３－（Ｍ＋１）～１３－Ｍ２によって光送信装置１０－２が構成され、…、ＴＤＭＡ信号生成部１１－Ｎおよび光送信器１３－（Ｍ（Ｎ－１）＋１）～１３－ＭＮによって光送信装置１０－Ｎが構成される。また、光受信器７１－１～７１－ＬＭおよびＴＤＭＡ信号選択部７２－１によって光受信装置７０－１が構成され、光受信器７１－（ＬＭ＋１）～７１－ＬＭ２およびＴＤＭＡ信号選択部７２－２によって光受信装置７０－２が構成され、…、光受信器７１－（ＬＭ（Ｎ－１）＋１）～７１－ＬＭＮおよびＴＤＭＡ信号選択部７２－Ｎによって光受信装置７０－Ｎが構成される。光カプラ２０－１～２０－ＬＭは、例えば、パワースプリッタである。
　以降の説明において、光送信装置１０－１～１０－Ｎを区別しない場合は光送信装置１０と称し、ＴＤＭＡ信号生成部１１－１～１１－Ｎを区別しない場合はＴＤＭＡ信号生成部１１と称し、光送信器１３－１～１３－ＭＮを区別しない場合は光送信器１３と称することがある。また、光カプラ２０－１～２０－ＬＭを区別しない場合は光カプラ２０と称することがある。また、光受信装置７０－１～７０－Ｎを区別しない場合は光受信装置７０と称し、光受信器７１－１～７１－ＬＭＮを区別しない場合は光受信器７１と称し、ＴＤＭＡ信号選択部７２－１～７２－Ｎを区別しない場合はＴＤＭＡ信号選択部７２と称することがある。
　ＴＤＭＡ信号生成部１１－１～１１－Ｎは、前述の入力ポートから、転送要求のある電気信号である第１のデータ信号を取得する。また、ＴＤＭＡ信号生成部１１－１～１１－Ｎは、制御部１００から、制御部１００によって生成された基準クロック、および通信リソース割当である送信タイミング信号を含む第１の制御信号を取得する。基準クロックは、光信号のパケット信号の送受信伝送レートを規定するものである。通信リソース割当は、光通信システム２００の入力ポートで取得された第１のデータ信号の通信要求に基づいて制御部１００が決定するものである。実施の形態１では、通信リソースとして、タイムスロットを想定している。
　ＴＤＭＡ信号生成部１１－１～１１－Ｎは、取得した第１のデータ信号を一度バッファし、第１の制御信号に含まれる送信タイミング信号に基づいて、他のＴＤＭＡ信号生成部１１で生成される時分割多重信号である電気信号のパケット信号と時間軸上で衝突しないようにタイミング調整して時間軸上での間欠的な電気信号のパケット信号に変換し、接続されている各光送信器１３に送信する。例えば、ＴＤＭＡ信号生成部１１－１は、光送信器１３－１～１３－Ｍに電気信号のパケット信号を送信する。なお、ＴＤＭＡ信号生成部１１が送信する電気信号のパケット信号は、間欠的な信号部分以外は、無信号を示す「０」が続く信号であってもよいし、無信号を示すアイドル信号、例えば「１０」の交番信号であってもよい。通常、ＴＤＭＡ信号生成部１１と光送信器１３との間はキャパシタを使用したＡＣ（Alternating　Current）結合となっているため、ＤＣ（Direct　Current）ドリフトを避けるため、ＤＣバランスのとれたアイドル信号を挿入することが一般的である。この場合、光送信器１３は、どの部分が間欠的な信号部分で、どの部分がアイドル信号なのかを示すゲート信号も、別信号ラインによって併せて取得する。ゲート信号は、ＴＤＭＡ信号生成部１１から光送信器１３に送信してもよいし、光通信システム２００の全体を制御する制御部１００から光送信器１３に送信してもよい。
　光送信器１３－１～１３－ＭＮは、ＴＤＭＡ信号生成部１１から取得した電気信号のパケット信号を光信号のパケット信号に変換し、光ファイバ網、すなわち光カプラ２０に送信する。例えば、光送信器１３－１～１３－Ｍは、ＴＤＭＡ信号生成部１１－１から受信した電気信号のパケット信号を光信号のパケット信号に変換し、光ファイバ網に送信する。なお、光送信器１３－１～１３－ＭＮは、ＴＤＭＡ信号生成部１１から受信した電気信号のパケット信号の中で光信号化する時間領域のみ発光し、他の時間領域では他の光送信器１３からの信号に干渉しないよう無発光状態に遷移する。
　図２は、実施の形態１に係る光通信システム２００内で伝送される信号の一例を示す図である。図２は、実施の形態１に係る光通信システム２００の動作の流れを示すものでもある。ＴＤＭＡ信号生成部１１への入力信号である第１のデータ信号は、一定電圧振幅の連続信号である。ＴＤＭＡ信号生成部１１は、ある時間領域または信号ブロック領域で信号を切り取り、各光送信器１３へ信号を送信するためにパケット化するとともに、伝送速度を高速化する。図２では、分かりやすさを重視して、時間領域で区切る場合を示している。例えば、ＴＤＭＡ信号生成部１１－１は、入力信号である第１のデータ信号を時間領域ＴＣで区切る。なお、時間領域ＴＣで区切られた信号は、全てある任意の宛先、例えば、ＴＤＭＡ信号選択部７２－１宛のものとする。その後、ＴＤＭＡ信号生成部１１－１は、各光送信器１３での出力の伝送速度が上がりすぎないように、時間領域ＴＣで区切られた信号をＭ個に分割する。ＴＤＭＡ信号生成部１１は、例えば、ＴＣ＝１ｍｓｅｃでＭ＝８とすると、１ｍｓｅｃ／８＝０．１２５ｍｓｅｃごとに分割する。
　ＴＤＭＡ信号生成部１１－１は、分割後の信号を他のＴＤＭＡ信号生成部１１からの信号と時間領域で衝突しないように高速化、すなわち時間領域でみると圧縮化する。例えば、同一光ファイバ線路上に接続されるＴＤＭＡ信号生成部１１の並列数Ｋ＝２かつ光スイッチ装置としてノンブロッキング処理の場合、光送信器１３の１個当たりの信号時間幅ＴＰは、１ｍｓｅｃ／２＝０．５ｍｓｅｃ幅となる。なお、同一光ファイバ線路上に多重される入力ポート数が２ポートより多い場合でも、同時にスイッチングするポート数が少なければ、上記の信号時間幅ＴＰである０．５ｍｓｅｃを延ばしても衝突を回避できる。また、図２では、１個のＴＤＭＡ信号生成部１１に接続された光送信器１３に送信する信号の信号時間幅ＴＰを全て同一かつ同タイミングとしているが、他のＴＤＭＡ信号生成部１１からの信号と光ファイバ網で衝突しなければ異なる信号時間幅ＴＰかつ信号タイミングとしてもよい。
　光送信器１３は、ＴＤＭＡ信号生成部１１で送信タイミングが決定されて送信された電気信号のパケット信号を、光信号のパケット信号に変換する。光送信器１３は、光信号のパケット信号を、接続される光カプラ２０に出力する。なお、図２では、光送信器１３－１～１３－Ｍの光送信器出力信号を全て「１」と表記しているが、これはＴＤＭＡ信号生成部１１－１から受信した信号を表すためであり、並列表記しているパケットの内容は全て異なる。例えば、光送信器１３－１から出力される光信号のパケット信号はＴＤＭＡ信号生成部１１－１への入力信号の相対時間０ｍｓｅｃ～０．１２５ｍｓｅｃまでの信号を示し、光送信器１３－２から出力される光信号のパケット信号はＴＤＭＡ信号生成部１１－１への入力信号の相対時間０．１２５ｍｓｅｃ～０．２５ｍｓｅｃまでの信号を示している。
　光カプラ２０－１～２０－ＬＭは、各々、接続されるＫ個の光送信器１３から取得した光信号のパケット信号を合波する。光カプラ２０－１～２０－ＬＭは、合波した光信号のパケット信号を、同一情報のＮ個の光信号の送信信号に分岐して、各光受信装置７０が備える１つの光受信器７１、すなわちＮ個の光受信器７１に出力する。光カプラ２０－１～２０－ＬＭは、図１に示すように、各々、Ｋ入力ポートおよびＮ出力ポートを持つものとする。ここで、Ｋは、２以上でＮよりも小さい整数とする。Ｋの範囲をこのように設定することで、光通信システム２００は、光カプラ２０の入力ポート数を減らし回線効率を向上させることができる。図２に示す光受信器入力信号は、光カプラ２０で合波され、ＴＤＭＡ信号選択部７２に接続された光受信器７１で受信された光信号の送信信号を示している。なお、光カプラ２０－１～２０－ＬＭは、取得した光信号のパケット信号を合波し、Ｎ個の光信号の送信信号に分波してＮ個の光受信器７１に送信する。そのため、ＴＤＭＡ信号選択部７２－１に接続される光受信器７１－１～７１－ＬＭで取得される光信号の送信信号は、同じくＴＤＭＡ信号選択部７２－２～７２－Ｎの各々に接続されるＬＭ個の光受信器７１でも取得される。例えば、光受信器７１－１が取得する光信号の送信信号は、ＴＤＭＡ信号選択部７２－２に接続される１番目の光受信器７１－（ＬＭ＋１）、ＴＤＭＡ信号選択部７２－３に接続される１番目の光受信器７１－（ＬＭ２＋１）などでも取得される。また、光受信器７１－Ｍが取得する光信号の送信信号は、ＴＤＭＡ信号選択部７２－２に接続されるＭ番目の光受信器７１－（ＬＭ＋Ｍ）、ＴＤＭＡ信号選択部７２－３に接続されるＭ番目の光受信器７１－（ＬＭ２＋Ｍ）などでも取得される。
　前述の例に倣うと、図２に示す光受信器入力信号において、一番上の行に示した光信号の送信信号のうち、「１」と記載された部分はＴＤＭＡ信号生成部１１－１への入力信号のうち相対時間０ｍｓｅｃ～０．１２５ｍｓｅｃまでの信号を示し、「２」と記載された部分はＴＤＭＡ信号生成部１１－２への入力信号のうち相対時間０ｍｓｅｃ～０．１２５ｍｓｅｃまでの信号を示し、…、「Ｋ」と記載された部分はＴＤＭＡ信号生成部１１－Ｋへの入力信号のうち相対時間０ｍｓｅｃ～０．１２５ｍｓｅｃまでの信号を示し、合計で１ｍｓｅｃの信号となっている。なお、図２では記載を省略しているが、図２に示す光受信器入力信号において、一番上の行に示した光信号の送信信号の次に来るべき光信号の送信信号は、ＴＤＭＡ信号生成部１１－１～１１－Ｋの入力信号のうち相対時間０．１２５ｍｓｅｃ～０．２５ｍｓｅｃまでの信号となる。光通信システム２００では、Ｎ個のＴＤＭＡ信号選択部７２が、ＬＭ個の光受信器７１を介して、Ｎ個のＴＤＭＡ信号生成部１１に接続されるＭＮ個の光送信器１３から送信される光信号のパケット信号を受信することによって、相対時間０ｍｓｅｃ～１ｍｓｅｃの信号の再構成、およびＴＤＭＡ信号の選択、すなわち電気信号である第２のデータ信号の選択が可能となる。なお、図２の例では、全てのパケット信号が同じ信号時間幅ＴＰの信号としたが、ＴＤＭＡ信号生成部１１別に異なる信号時間幅ＴＰのパケットとしてもよい。
　光受信器７１－１～７１－ＬＭは、取得した光信号の送信信号を電気信号の送信信号に変換する。ここで、ある光受信器７１が取得する光信号の送信信号について、各光送信器１３から光受信器７１までの伝送路損失、光送信器１３の出力光パワーなどが異なる場合、光信号の送信信号間の光レベル差が生じる。この光レベル差は、光受信器７１の光電変換利得を変化させずに吸収できる、すなわち一定電圧振幅の信号に変換できる場合もあり得るが、スイッチ構成によっては光電変換利得を光信号の送信信号ごとに変更する必要がでてくる場合もあり得る。また、異なる光送信器１３間において受信端での光信号のパケット信号ごとの信号位相を完全に合わせることは困難なため、相対的な位相、例えば、ＮＲＺ（Non－Return　to　Zero）信号を用いた場合は立ち上りエッジおよび立ち下りエッジの位相は異なるのが一般的である。この場合、信号ロスが発生しないよう、光レベル差、位相差などを吸収するために光受信器７１の状態を光信号の送信信号ごとに最適化する必要がある。このため、各光信号の送信信号には、プリアンブルパタンをパケット先頭に挿入しておく。例えば、１０Ｇｂｐｓ級システムであるＸＧＳ－ＰＯＮ（10　Gigabit　capable　Symmetric－Passive　Optical　Network）が規定されたＩＴＵ（International　Telecommunication　Union）－ＴＧ．９８０７．１では、プリアンブル長として１２８．６ｎｓ～６１０．９ｎｓが規定されており、システム構成に合わせて適切なプリアンブルパタンを挿入すればよい。プリアンブル長が長いほど、光送信器１３および光受信器７１に求められる最適化時間は緩和されるが、所望のスイッチング能力を維持するため、伝送速度、時間圧縮率などの向上が求められる。
　ＴＤＭＡ信号選択部７２は、接続される光受信器７１から電気信号の送信信号を取得する。ＴＤＭＡ信号選択部７２は、制御部１００から取得した第２の制御信号に含まれるルーティング情報に基づいて、受信した電気信号の送信信号から指定されたタイムスロットの信号を選択し、選択したタイムスロットの信号を電気信号である第２のデータ信号として出力する。具体的には、ＴＤＭＡ信号選択部７２は、ルーティング情報に基づいて、必要な宛先のみ抽出し、それ以外の信号は破棄する。ＴＤＭＡ信号選択部７２は、時間的に間欠な抽出信号を時間的に連続な信号へと変換し、伝送速度を後段に接続されるシステムに合わせて変換して送出する。図２に示すＴＤＭＡ信号選択部出力信号は、一例として、ＴＤＭＡ信号選択部７２－１から出力される第２のデータ信号を示している。
　制御部１００は、ＴＤＭＡ信号生成部１１およびＴＤＭＡ信号選択部７２が上記のような制御を行うために必要な制御情報、光通信システム２００全体が同期して動作するための基準クロックなどを生成し、各部に供給する。制御部１００は、第１の制御信号として、基準クロック、通信リソース割当である送信タイミング信号、およびルーティング情報を生成してＴＤＭＡ信号生成部１１－１～１１－Ｎに分配する。また、制御部１００は、第２の制御信号として、通信リソース割当である送信タイミング信号、およびルーティング情報を、ＴＤＭＡ信号選択部７２－１～７２－Ｎに分配する。なお、制御部１００は、図１および図２では図示していないが、その他の必要な制御信号、例えば、光送信器１３の状態遷移信号などを各光送信器１３および各光受信器７１に供給してもよい。また、図１では制御部１００からＴＤＭＡ信号生成部１１およびＴＤＭＡ信号選択部７２に制御情報を供給するラインのみを示しているが、これに限定されない。制御部１００は、必要に応じて状態情報、例えば故障情報を各構成から取得し、各構成の状態情報に基づいて、パケット信号の割り振り、宛先などを変更してもよい。
　このように、本実施の形態において、光通信システム２００は、各々が、電気信号である第１のデータ信号を複数の光信号のパケット信号に変換して送信する複数の光送信装置１０－１～１０－Ｎと、各々が、複数の光送信装置１０－１～１０－Ｎのうち一部の光送信装置１０から送信され、異なる光送信装置１０から送信された複数の光信号のパケット信号を合波し、合波した光信号のパケット信号を同一情報の複数の光信号の送信信号に分岐して出力する複数の光カプラ２０－１～２０－ＬＭと、を備える。また、光通信システム２００は、各々が、複数の光カプラ２０－１～２０－ＬＭから、複数の光カプラ２０－１～２０－ＬＭで分岐された光信号の送信信号の１つを受信し、電気信号である第２のデータ信号に変換して出力する複数の光受信装置７０－１～７０－Ｎと、複数の光送信装置１０－１～１０－Ｎおよび複数の光受信装置７０－１～７０－Ｎの動作を制御する制御部１００と、を備える。光カプラ２０－１～２０－ＬＭの合波数は、複数の光送信装置１０－１～１０－Ｎの数より少ない。光送信装置１０は、制御部１００から取得した第１の制御信号に基づいて、他の光送信装置１０から送信される光信号のパケット信号に衝突しないように通信リソースを割り当て、複数の光信号のパケット信号を送信する。光受信装置７０は、光信号の送信信号を電気信号の送信信号に変換し、制御部１００から取得した第２の制御信号に基づいて、電気信号の送信信号から指定された信号部分を選択し、第２のデータ信号として出力する。
　光通信システム２００の動作を、フローチャートを用いて説明する。図３は、実施の形態１に係る光通信システム２００の動作を示すフローチャートである。光送信装置１０－１～１０－Ｎは、各々、制御部１００の制御に基づいて、電気信号である第１のデータ信号を光信号のパケット信号に変換して送信する（ステップＳ１）。このとき、各光送信装置１０は、制御部１００から取得した第１の制御信号に基づいて、他の光送信装置１０から送信される光信号のパケット信号に衝突しないように通信リソースを割り当て、光信号のパケット信号を送信する。光カプラ２０－１～２０－ＬＭは、光送信装置１０－１～１０－Ｎから受信した複数の光信号のパケット信号を合波し（ステップＳ２）、合波した光信号の送信信号を同一情報の複数の光信号の送信信号に分岐して出力する（ステップＳ３）。光受信装置７０－１～７０－Ｎは、各々、制御部１００の制御に基づいて、光カプラ２０－１～２０－ＬＭで分岐された光信号の送信信号を受信し、電気信号である第２のデータ信号に変換して出力する（ステップＳ４）。このとき、各光受信装置７０は、光信号の送信信号を電気信号の送信信号に変換し、制御部１００から取得した第２の制御信号に基づいて、電気信号の送信信号から指定された信号部分を選択し、第２のデータ信号として出力する。光通信システム２００において、制御部１００は、光送信装置１０－１～１０－Ｎおよび光受信装置７０－１～７０－Ｎの動作を制御する。
　本実施の形態では、具体的には、光送信装置１０－１～１０－Ｎは、第１の制御信号に基づいて、他の光送信装置１０から送信される光信号のパケット信号に衝突しないようにタイムスロットを割り当て、光信号のパケット信号を送信する。また、光受信装置７０－１～７０－Ｎは、第２の制御信号に基づいて、電気信号の送信信号から指定されたタイムスロットの信号を選択し、第２のデータ信号として出力する。
　つづいて、光通信システム２００のハードウェア構成について説明する。光通信システム２００において、光送信器１３および光受信器７１は光電変換回路である。光カプラ２０は、前述のようにパワースプリッタである。ＴＤＭＡ信号生成部１１、ＴＤＭＡ信号選択部７２、および制御部１００は、処理回路により実現される。処理回路は、メモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサおよびメモリであってもよいし、専用のハードウェアであってもよい。処理回路は制御回路とも呼ばれる。
　図４は、実施の形態１に係る光通信システム２００が備える処理回路をプロセッサおよびメモリで実現する場合の処理回路３００の構成例を示す図である。図４に示す処理回路３００は制御回路であり、プロセッサ３０１およびメモリ３０２を備える。処理回路３００がプロセッサ３０１およびメモリ３０２で構成される場合、処理回路３００の各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアまたはファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ３０２に格納される。処理回路３００では、メモリ３０２に記憶されたプログラムをプロセッサ３０１が読み出して実行することにより、各機能を実現する。すなわち、処理回路３００は、光通信システム２００の処理が結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリ３０２を備える。このプログラムは、処理回路３００により実現される各機能を光通信システム２００に実行させるためのプログラムであるともいえる。このプログラムは、プログラムが記憶された記憶媒体により提供されてもよいし、通信媒体など他の手段により提供されてもよい。
　上記プログラムは、制御部１００が、光送信装置１０に、制御部１００から取得した第１の制御信号に基づいて、他の光送信装置１０から送信される光信号のパケット信号に衝突しないように通信リソースを割り当て、複数の光信号のパケット信号を送信させ、光受信装置７０に、光信号の送信信号を電気信号の送信信号に変換させ、制御部１００から取得した第２の制御信号に基づいて、電気信号の送信信号から指定された信号部分を選択させ、第２のデータ信号として出力させるプログラムであるとも言える。
　ここで、プロセッサ３０１は、例えば、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit）、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、またはＤＳＰ（Digital　Signal　Processor）などである。また、メモリ３０２は、例えば、ＲＡＭ（Random　Access　Memory）、ＲＯＭ（Read　Only　Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable　Programmable　ＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）（Electrically　ＥＰＲＯＭ）などの、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、またはＤＶＤ（Digital　Versatile　Disc）などが該当する。
　図５は、実施の形態１に係る光通信システム２００が備える処理回路を専用のハードウェアで構成する場合の処理回路３０３の例を示す図である。図５に示す処理回路３０３は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application　Specific　Integrated　Circuit）、ＦＰＧＡ（Field　Programmable　Gate　Array）、またはこれらを組み合わせたものが該当する。処理回路については、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。このように、処理回路は、専用のハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。
　以上説明したように、本実施の形態によれば、光通信システム２００は、ＴＤＭＡ方式を用いて各光送信装置１０のＴＤＭＡ信号生成部１１の送信タイミングを制御することによって、光領域において光スイッチを使用せず、光カプラ２０のパッシブ部品のみでマトリクススイッチ接続が構成できるので、信頼性を向上させることが可能である。また、光通信システム２００は、光カプラ２０の合波数を限定することで、光カプラ２０辺りに合波するパケット数を制限することができ、回線効率を向上させることができる。
　また、光スイッチは、例えば、マッハツェンダ干渉計が例示されるが、ＡＳＩＣなどで構成される電気スイッチと比較して、スイッチポート当たりの消費電力、コスト、サイズ、および重量が大きく、経路切替情報が確定してから切替までに必要なスイッチング時間が数１０ｕｓと長い。これに対して、光通信システム２００は、光スイッチを使用しないため、低消費電力化、省スペース化、軽量化、低コスト化、および経路切替時間短縮化を実現することができる。
実施の形態２．
　実施の形態１では、各光受信装置７０が、光カプラ２０と同数の光受信器７１を備えていた。実施の形態２では、各光送信装置１０が、光カプラ２０と同数の光送信器１３を備える場合について説明する。
　図６は、実施の形態２に係る光通信システム２００の構成例を示す図である。図６に示す光通信システム２００は、図示しないＮ個の入力ポートおよびＮ個の出力ポートを備え、入力Ｎポートおよび出力Ｎポートの間を、ＴＤＭＡ方式によってスイッチングを行うシステムである。光通信システム２００は、ＴＤＭＡ信号生成部１１－１～１１－Ｎと、光送信器１３－１～１３－ＬＭＮと、光カプラ２０－１～２０－ＬＭと、光受信器７１－１～７１－ＭＮと、ＴＤＭＡ信号選択部７２－１～７２－Ｎと、制御部１００と、を備える。なお、Ｌ、Ｍ、およびＮは、２以上の整数とする。また、Ｌ＜Ｎとする。また、実施の形態１と同様、後述するＫは、２以上でＮよりも小さい整数とする。
　光通信システム２００では、ＴＤＭＡ信号生成部１１－１および光送信器１３－１～１３－ＬＭによって光送信装置１０－１が構成され、ＴＤＭＡ信号生成部１１－２および光送信器１３－（ＬＭ＋１）～１３－ＬＭ２によって光送信装置１０－２が構成され、…、ＴＤＭＡ信号生成部１１－Ｎおよび光送信器１３－（ＬＭ（Ｎ－１）＋１）～１３－ＬＭＮによって光送信装置１０－Ｎが構成される。また、光受信器７１－１～７１－ＭおよびＴＤＭＡ信号選択部７２－１によって光受信装置７０－１が構成され、光受信器７１－（Ｍ＋１）～７１－Ｍ２およびＴＤＭＡ信号選択部７２－２によって光受信装置７０－２が構成され、…、光受信器７１－（Ｍ（Ｎ－１）＋１）～７１－ＭＮおよびＴＤＭＡ信号選択部７２－Ｎによって光受信装置７０－Ｎが構成される。光カプラ２０－１～２０－ＬＭは、例えば、パワースプリッタである。
　以降の説明において、光送信装置１０－１～１０－Ｎを区別しない場合は光送信装置１０と称し、ＴＤＭＡ信号生成部１１－１～１１－Ｎを区別しない場合はＴＤＭＡ信号生成部１１と称し、光送信器１３－１～１３－ＬＭＮを区別しない場合は光送信器１３と称することがある。また、光カプラ２０－１～２０－ＬＭを区別しない場合は光カプラ２０と称することがある。また、光受信装置７０－１～７０－Ｎを区別しない場合は光受信装置７０と称し、光受信器７１－１～７１－ＭＮを区別しない場合は光受信器７１と称し、ＴＤＭＡ信号選択部７２－１～７２－Ｎを区別しない場合はＴＤＭＡ信号選択部７２と称することがある。
　本実施の形態において、光カプラ２０－１～２０－ＬＭは、各々、各光送信装置１０が備える１つの光送信器１３、すなわちＮ個の光送信器１３から送信された光信号のパケット信号を合波する。光カプラ２０－１～２０－ＬＭは、合波した光信号のパケット信号を、同一情報のＫ個の光信号の送信信号に分岐して、接続されるＫ個の光受信器７１に出力する。光カプラ２０－１～２０－ＬＭは、図６に示すように、各々、Ｎ入力ポートおよびＫ出力ポートを持つものとする。これにより、実施の形態２では、実施の形態１と比較して各ＴＤＭＡ信号生成部１１に接続される光送信器１３の数がＬＭ個に増加する一方、各ＴＤＭＡ信号選択部７２に接続される光受信器７１の数はＭ個に減少する。結果として、光送信器１３の数と光受信器７１の数とを併せた総数は、実施の形態１と実施の形態２とで同一となる。また、光カプラ２０－１～２０－ＬＭにおける合波する信号の数および分波する信号の数は実施の形態１と実施の形態２とで異なるものの、合波する信号の数と分波する信号の数とを併せた総数は、実施の形態１と実施の形態２とで同一となる。
　図７は、実施の形態２に係る光通信システム２００内で伝送される信号の一例を示す図である。図７は、実施の形態２に係る光通信システム２００の動作の流れを示すものでもある。実施の形態１と同様、ＴＤＭＡ信号生成部１１は、入力信号である第１のデータを時間的に分割し、時間的に間欠な電気信号のパケット信号へと変更する。ここで、実施の形態２では、光カプラ２０－１～２０－ＬＭの出力ポート数が限られている。そのため、例えば、ＴＤＭＡ信号生成部１１－１は、接続される光送信器１３－１～１３－ＬＭのうちＭ個おきにＬ個の光送信器１３に対して同じ電気信号のパケット信号を複製して送信する。ＴＤＭＡ信号生成部１１におけるその他の動作は、実施の形態１のＴＤＭＡ信号生成部１１の動作と同様である。図７に示すＴＤＭＡ信号生成部入力信号は、一例として、ＴＤＭＡ信号生成部１１－１への入力信号である第１のデータ信号を示している。
　光送信器１３は、ＴＤＭＡ信号生成部１１で送信タイミングが決定されて送信された電気信号のパケット信号を、光信号のパケット信号に変換する。光送信器１３は、光信号のパケット信号を、接続される光カプラ２０に出力する。図７の光送信器出力信号に示すように、ＴＤＭＡ信号生成部１１－１に接続される光送信器１３－１，１３－（Ｍ＋１），１３－（２Ｍ＋１），…，１３－（（Ｌ－１）Ｍ＋１）から出力される光信号のパケット信号は同一の信号となる。以降も同様に、ＴＤＭＡ信号生成部１１－１に接続される光送信器１３－Ｍ，１３－２Ｍ，１３－３Ｍ，…，１３－ＬＭから出力される光信号のパケット信号は同一の信号となる。
　前述のように、光カプラ２０－１～２０－ＬＭは、各々、各光送信装置１０が備える１つの光送信器１３、すなわちＮ個の光送信器１３から送信された光信号のパケット信号を合波する。光カプラ２０－１～２０－ＬＭは、合波した光信号のパケット信号を、同一情報のＫ個の光信号の送信信号に分岐して、接続されるＫ個の光受信器７１に出力する。
　各光受信器７１は、１つの光カプラ２０からＮ個の光信号のパケット信号が合波された光信号の送信信号を取得する。すなわち、各光受信器７１は、全てのＴＤＭＡ信号生成部１１から出力された信号を取得することができる。したがって、各光信号の送信信号に含まれる各ＴＤＭＡ信号生成部１１から出力された信号の信号時間幅ＴＰは全てのＴＤＭＡ信号生成部１１からのパケット信号の数で割った幅になる。例えば、全てのＴＤＭＡ信号生成部１１から同一時間幅のパケット信号が送信された場合、信号時間幅ＴＰ＝ＴＣ／Ｎとなる。図７の光受信器入力信号では、具体的に、光受信器７１－１，７１－Ｍで取得する光信号の送信信号を示している。
　ＴＤＭＡ信号選択部７２は、実施の形態１のときと同様、制御部１００から取得した第２の制御信号に含まれるルーティング情報に基づいて、接続される光受信器７１から受信した電気信号の送信信号から指定されたタイムスロットの信号を選択し、選択したタイムスロットの信号を電気信号である第２のデータ信号として出力する。具体的には、ＴＤＭＡ信号選択部７２は、ルーティング情報に基づいて、必要な宛先のみ抽出し、それ以外の信号は破棄する。ＴＤＭＡ信号選択部７２は、時間的に間欠な抽出信号を時間的に連続な信号へと変換し、伝送速度を後段に接続されるシステムに合わせて変換して送出する。図７に示すＴＤＭＡ信号選択部出力信号は、一例として、ＴＤＭＡ信号選択部７２－１から出力される第２のデータ信号を示している。
　本実施の形態で説明した各構成の動作以外は、実施の形態１で説明した各構成の動作と同様である。
　このように、本実施の形態において、光通信システム２００は、各々が、電気信号である第１のデータ信号を複数の光信号のパケット信号に変換して送信する複数の光送信装置１０－１～１０－Ｎと、各々が、複数の光送信装置１０－１～１０－Ｎから送信され、異なる光送信装置１０から送信された複数の光信号のパケット信号を合波し、合波した光信号のパケット信号を同一情報の複数の光信号の送信信号に分岐して出力する複数の光カプラ２０－１～２０－ＬＭと、を備える。また、光通信システム２００は、各々が、複数の光カプラ２０－１～２０－ＬＭのうち一部の光カプラ２０から、光カプラ２０で分岐された光信号の送信信号の１つを受信し、電気信号である第２のデータ信号に変換して出力する複数の光受信装置７０－１～７０－Ｎと、複数の光送信装置１０－１～１０－Ｎおよび複数の光受信装置７０－１～７０－Ｎの動作を制御する制御部１００と、を備える。光カプラ２０－１～２０－ＬＭの分岐数は複数の光受信装置７０－１～７０－Ｎの数より少ない。光送信装置１０は、制御部１００から取得した第１の制御信号に基づいて、第１のデータ信号を複製し、宛先別に他の光送信装置１０から送信される光信号のパケット信号に衝突しないように通信リソースを割り当て、複数の光信号のパケット信号を送信する。光受信装置７０は、光信号の送信信号を電気信号の送信信号に変換し、制御部１００から取得した第２の制御信号に基づいて、電気信号の送信信号から指定された信号部分を選択し、第２のデータ信号として出力する。
　以上説明したように、本実施の形態によれば、光通信システム２００は、ＴＤＭＡ方式を用いて各光送信装置１０のＴＤＭＡ信号生成部１１の送信タイミングを制御することによって、光領域において光スイッチを使用せず、光カプラ２０のパッシブ部品のみでマトリクススイッチ接続が構成できるので、信頼性を向上させることが可能である。本実施の形態では、各光カプラ２０が全てのＴＤＭＡ信号生成部１１から送信された信号を合波するため、信号を送信するＴＤＭＡ信号生成部１１の数が少ない場合、すなわち信号が疎である場合、光通信システム２００は、実施の形態１と比較して、回線効率を向上させることができる。
実施の形態３．
　実施の形態１および実施の形態２では、光送信器１３の数と光受信器７１の数とを併せた総数は同一であった。実施の形態３では、光送信器１３の数と光受信器７１の数とを併せた総数を、実施の形態１および実施の形態２のときより減らす場合について説明する。
　図８は、実施の形態３に係る光通信システム２００の構成例を示す図である。図８に示す光通信システム２００は、図示しないＮ個の入力ポートおよびＮ個の出力ポートを備え、入力Ｎポートおよび出力Ｎポートの間を、ＴＤＭＡ方式によってスイッチングを行うシステムである。光通信システム２００は、ＴＤＭＡ信号生成部１１－１～１１－Ｎと、送信スイッチ部１２－１～１２－Ｎと、光送信器１３－１～１３－ＭＮと、光カプラ２０－１～２０－ＬＭと、光受信器７１－１～７１－ＭＮと、ＴＤＭＡ信号選択部７２－１～７２－Ｎと、制御部１００と、を備える。なお、Ｌ、Ｍ、およびＮは、２以上の整数とする。
　光通信システム２００では、ＴＤＭＡ信号生成部１１－１、送信スイッチ部１２－１、および光送信器１３－１～１３－Ｍによって光送信装置１０－１が構成され、ＴＤＭＡ信号生成部１１－２、送信スイッチ部１２－２、および光送信器１３－（Ｍ＋１）～１３－Ｍ２によって光送信装置１０－２が構成され、…、ＴＤＭＡ信号生成部１１－Ｎ、送信スイッチ部１２－Ｎ、および光送信器１３－（Ｍ（Ｎ－１）＋１）～１３－ＭＮによって光送信装置１０－Ｎが構成される。また、光受信器７１－１～７１－ＭおよびＴＤＭＡ信号選択部７２－１によって光受信装置７０－１が構成され、光受信器７１－（Ｍ＋１）～７１－Ｍ２およびＴＤＭＡ信号選択部７２－２によって光受信装置７０－２が構成され、…、光受信器７１－（Ｍ（Ｎ－１）＋１）～７１－ＭＮおよびＴＤＭＡ信号選択部７２－Ｎによって光受信装置７０－Ｎが構成される。光カプラ２０－１～２０－ＬＭは、例えば、パワースプリッタである。
　以降の説明において、光送信装置１０－１～１０－Ｎを区別しない場合は光送信装置１０と称し、ＴＤＭＡ信号生成部１１－１～１１－Ｎを区別しない場合はＴＤＭＡ信号生成部１１と称し、送信スイッチ部１２－１～１２－Ｎを区別しない場合は送信スイッチ部１２と称し、光送信器１３－１～１３－ＭＮを区別しない場合は光送信器１３と称することがある。また、光カプラ２０－１～２０－ＬＭを区別しない場合は光カプラ２０と称することがある。また、光受信装置７０－１～７０－Ｎを区別しない場合は光受信装置７０と称し、光受信器７１－１～７１－ＭＮを区別しない場合は光受信器７１と称し、ＴＤＭＡ信号選択部７２－１～７２－Ｎを区別しない場合はＴＤＭＡ信号選択部７２と称することがある。
　本実施の形態において、光カプラ２０－１～２０－ＬＭは、各々、Ｋ個の光送信器１３から送信された光信号のパケット信号を合波する。光カプラ２０－１～２０－ＬＭは、合波した光信号のパケット信号を、同一情報のＪ個の光信号の送信信号に分岐して、接続されるＪ個の光受信器７１に出力する。光カプラ２０－１～２０－ＬＭは、図８に示すように、各々、Ｋ入力ポートおよびＪ出力ポートを持つものとする。ＫおよびＪは、２以上でＮよりも小さい整数とする。なお、ＫおよびＪは、光通信システム２００の構成によって、同じ整数であってもよいし、異なる整数であってもよい。これにより、実施の形態３では、各ＴＤＭＡ信号生成部１１に接続される光送信器１３の数、および各ＴＤＭＡ信号選択部７２に接続される光受信器７１の数はいずれもＭ個となり、光送信器１３の数と光受信器７１の数とを併せた総数を、実施の形態１および実施の形態２のときよりも減らすことができる。また、実施の形態３では、光カプラ２０－１～２０－ＬＭにおける合波する信号の数または分波する信号の数の多い方の数を、実施の形態１および実施の形態２のときよりも減らすことができるため、ロスバジェットを低減することができる。
　図９は、実施の形態３に係る光通信システム２００内で伝送される信号の一例を示す図である。図９は、実施の形態３に係る光通信システム２００の動作の流れを示すものでもある。実施の形態１などと同様、ＴＤＭＡ信号生成部１１は、入力信号である第１のデータを時間的に分割し、時間的に間欠な電気信号のパケット信号へと変更する。図９に示すＴＤＭＡ信号生成部入力信号は、一例として、ＴＤＭＡ信号生成部１１－１への入力信号である第１のデータ信号を示している。ここで、本実施の形態では、各光カプラ２０の入力ポート数および出力ポート数が限られており、光カプラ２０によって、光受信器７１を介して接続されるＴＤＭＡ信号選択部７２が異なる。そのため、送信スイッチ部１２が、ＴＤＭＡ信号生成部１１で生成された各電気信号のパケット信号を、宛先のＴＤＭＡ信号選択部７２ごとに送信する光送信器１３を分けるようにスイッチングを行う。送信スイッチ部１２－１は、図８の例では、ＴＤＭＡ信号選択部７２－１が宛先の信号を光送信器１３－１に送信し、ＴＤＭＡ信号選択部７２－Ｎが宛先の信号を光送信器１３－Ｍに送信する。このように、光送信装置１０は、光送信器１３ごとに送信する信号を予め送信スイッチ部１２によってスイッチングしておく。これにより、光通信システム２００は、光カプラ２０の入出力ポート数が制限された場合でも、ある入力ポートから所望の出力ポートへのスイッチングが可能となる。
　図９において、光送信器出力信号は、送信スイッチ部１２－１によるスイッチングによってＴＤＭＡ信号生成部１１－１から信号を取得した光送信器１３－１および光送信器１３－Ｍからの出力信号を示している。なお、図９の例では、光送信器１３－１，１３－Ｍから送信される光信号のパケット信号の信号時間幅ＴＰが同一であるが、信号時間幅ＴＰは宛先ごとに異なることがあるため、各光送信器１３から送信される光信号のパケット信号の信号時間幅ＴＰは異なっていてもよい。
　図９において、光受信器入力信号では、ＴＤＭＡ信号選択部７２－１に接続される光受信器７１－１が受信する光信号の送信信号の例を示している。光受信器７１－１は、光カプラ２０－１から、光送信器１３－１，１３－（Ｍ＋１），…，１３－（（Ｋ－１）Ｍ＋１）からの光信号のパケット信号が合波された光信号の送信信号を取得する。光送信器１３－１からの光信号のパケット信号はＴＤＭＡ信号生成部１１－１から送信された電気信号のパケット信号に基づくものであり、光送信器１３－（Ｍ＋１）からの光信号のパケット信号はＴＤＭＡ信号生成部１１－２から送信された電気信号のパケット信号に基づくものであり、…、光送信器１３－（（Ｋ－１）Ｍ＋１）からの光信号のパケット信号はＴＤＭＡ信号生成部１１－Ｋから送信された電気信号のパケット信号に基づくものである。ここでは、光カプラ２０－１に接続される光送信装置１０が光送信装置１０－１～１０－Ｋの場合を示しているが、一例であり、これに限定されない。例えば、光送信装置１０－２のＴＤＭＡ信号生成部１１－２で生成された信号の宛先がＴＤＭＡ信号選択部７２－１になることがない場合、光カプラ２０－１に接続される光送信装置１０は、光送信装置１０－１，１０－２～１０－（Ｋ＋１）であってもよい。
　なお、図９の例では、光カプラ２０に対してＫ個の光送信器１３の全てから光信号のパケット信号が入力される場合を示しているが、限られた光送信器１３からのみ光信号のパケット信号が光カプラ２０に入力される場合、各光信号のパケット信号の間隔を空けてもよいし、信号時間幅ＴＰを長くしてもよい。光受信器７１は、取得した光信号の送信信号を電気信号の送信信号に変換し、ＴＤＭＡ信号選択部７２に出力する。
　ＴＤＭＡ信号選択部７２は、実施の形態１のときと同様、制御部１００から取得した第２の制御信号に含まれるルーティング情報に基づいて、接続される光受信器７１から受信した電気信号の送信信号から指定されたタイムスロットの信号を選択し、選択したタイムスロットの信号を電気信号である第２のデータ信号として出力する。具体的には、ＴＤＭＡ信号選択部７２は、ルーティング情報に基づいて、必要な宛先のみ抽出し、それ以外の信号は破棄する。ＴＤＭＡ信号選択部７２は、時間的に間欠な抽出信号を時間的に連続な信号へと変換し、伝送速度を後段に接続されるシステムに合わせて変換して送出する。図９に示すＴＤＭＡ信号選択部出力信号は、一例として、ＴＤＭＡ信号選択部７２－１から出力される第２のデータ信号を示している。
　本実施の形態で説明した各構成の動作以外は、実施の形態１で説明した各構成の動作と同様である。
　このように、本実施の形態において、光通信システム２００は、各々が、電気信号である第１のデータ信号を複数の光信号のパケット信号に変換して送信する複数の光送信装置１０－１～１０－Ｎと、各々が、複数の光送信装置１０－１～１０－Ｎのうち一部の光送信装置１０から送信され、異なる光送信装置１０から送信された複数の光信号のパケット信号を合波し、合波した光信号のパケット信号を同一情報の複数の光信号の送信信号に分岐して出力する複数の光カプラ２０－１～２０－ＬＭと、を備える。また、光通信システム２００は、各々が、複数の光カプラ２０－１～２０－ＬＭのうち一部の光カプラ２０から、光カプラ２０で分岐された光信号の送信信号の１つを受信し、電気信号である第２のデータ信号に変換して出力する複数の光受信装置７０－１～７０－Ｎと、複数の光送信装置１０－１～１０－Ｎおよび複数の光受信装置７０－１～７０－Ｎの動作を制御する制御部１００と、を備える。光カプラ２０－１～２０－ＬＭの合波数は複数の光送信装置１０－１～１０－Ｎの数より少なく、かつ光カプラ２０－１～２０－ＬＭの分岐数は複数の光受信装置７０－１～７０－Ｎの数より少ない。光送信装置１０は、制御部１００から取得した第１の制御信号に基づいて、宛先が異なる光カプラ２０に宛先別にスイッチングし、宛先別に他の光送信装置１０から送信される光信号のパケット信号に衝突しないように通信リソースを割り当て、光信号のパケット信号を送信する。光受信装置７０は、光信号の送信信号を電気信号の送信信号に変換し、制御部１００から取得した第２の制御信号に基づいて、電気信号の送信信号から指定された信号部分を選択し、第２のデータ信号として出力する。
　光通信システム２００のハードウェア構成について説明する。光通信システム２００において、送信スイッチ部１２は、処理回路により実現される。処理回路は、メモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサおよびメモリであってもよいし、専用のハードウェアであってもよい。
　以上説明したように、本実施の形態によれば、光通信システム２００は、ＴＤＭＡ方式を用いて各光送信装置１０のＴＤＭＡ信号生成部１１の送信タイミングを制御することによって、光領域において光スイッチを使用せず、光カプラ２０のパッシブ部品のみでマトリクススイッチ接続が構成できるので、信頼性を向上させることが可能である。また、光通信システム２００は、光カプラ２０の合波数および分岐数を限定することで、光カプラ２０の損失を抑制することができる。本実施の形態では、実施の形態１および実施の形態２と比較して、ロスバジェットを低減することができ、光送信器１３の数と光受信器７１の数とを併せた総数を減らすことができる。
実施の形態４．
　実施の形態４では、光通信システム２００が、電気信号をスイッチングするＴＤＭＡスイッチを備える場合について説明する。
　図１０は、実施の形態４に係る光通信システム２００の構成例を示す図である。図１０に示す光通信システム２００は、図示しないＮ個の入力ポートおよびＮ個の出力ポートを備え、入力Ｎポートおよび出力Ｎポートの間を、ＴＤＭＡ方式によってスイッチングを行うシステムである。光通信システム２００は、ＴＤＭＡ信号生成部１１－１～１１－Ｎと、光送信器１３－１～１３－ＭＮと、光カプラ２０－１～２０－ＬＭと、光受信器３０－１～３０－ＬＭと、ＴＤＭＡスイッチ４０－１～４０－Ｌと、光送信器５０－１～５０－ＬＪＭと、光カプラ６０－１～６０－ＭＮと、光受信器７１－１～７１－ＭＮと、ＴＤＭＡ信号選択部７２－１～７２－Ｎと、制御部１００と、を備える。図１０では、光送信器をＴｘと表記し、光受信器をＲｘと表記している。なお、Ｊ、Ｌ、Ｍ、およびＮは、２以上の整数とする。
　光通信システム２００では、ＴＤＭＡ信号生成部１１－１および光送信器１３－１～１３－Ｍによって光送信装置１０－１が構成され、ＴＤＭＡ信号生成部１１－２および光送信器１３－（Ｍ＋１）～１３－Ｍ２によって光送信装置１０－２が構成され、…、ＴＤＭＡ信号生成部１１－Ｎおよび光送信器１３－（Ｍ（Ｎ－１）＋１）～１３－ＭＮによって光送信装置１０－Ｎが構成される。また、光受信器７１－１～７１－ＭおよびＴＤＭＡ信号選択部７２－１によって光受信装置７０－１が構成され、光受信器７１－（Ｍ＋１）～７１－Ｍ２およびＴＤＭＡ信号選択部７２－２によって光受信装置７０－２が構成され、…、光受信器７１－（Ｍ（Ｎ－１）＋１）～７１－ＭＮおよびＴＤＭＡ信号選択部７２－Ｎによって光受信装置７０－Ｎが構成される。光カプラ２０－１～２０－ＬＭおよび光カプラ６０－１～６０－ＭＮは、例えば、パワースプリッタである。
　以降の説明において、光送信装置１０－１～１０－Ｎを区別しない場合は光送信装置１０と称し、ＴＤＭＡ信号生成部１１－１～１１－Ｎを区別しない場合はＴＤＭＡ信号生成部１１と称し、光送信器１３－１～１３－ＭＮを区別しない場合は光送信器１３と称することがある。また、光カプラ２０－１～２０－ＬＭを区別しない場合は光カプラ２０と称し、光受信器３０－１～３０－ＬＭを区別しない場合は光受信器３０と称し、ＴＤＭＡスイッチ４０－１～４０－Ｌを区別しない場合はＴＤＭＡスイッチ４０と称し、光送信器５０－１～５０－ＬＪＭを区別しない場合は光送信器５０と称し、光カプラ６０－１～６０－ＭＮを区別しない場合は光カプラ６０と称することがある。また、光受信装置７０－１～７０－Ｎを区別しない場合は光受信装置７０と称し、光受信器７１－１～７１－ＭＮを区別しない場合は光受信器７１と称し、ＴＤＭＡ信号選択部７２－１～７２－Ｎを区別しない場合はＴＤＭＡ信号選択部７２と称することがある。また、光送信装置１０を第１の光送信装置と称し、光カプラ２０を第１の光カプラと称し、光受信器３０を第１の光受信装置と称し、光送信器５０を第２の光送信装置と称し、光カプラ６０を第２の光カプラと称し、光受信装置７０を第２の光受信装置と称することがある。
　本実施の形態において、光通信システム２００は、ＮｘＮスイッチングを実施するため、光－電気－光変換を行い、電気信号をスイッチングするＴＤＭＡスイッチ４０－１～４０－Ｌを備える。これにより、光通信システム２００は、実施の形態１から実施の形態３のときよりも、一段あたりの光カプラ２０の合波数、および光カプラ６０の分波数をそれぞれ減らすことが可能となるため、ロスバジェットを低減できる。また、光通信システム２００は、パケット当たりの信号時間幅ＴＰを延ばすことができるため、光送信器１３，５０および光受信器３０，７１に求められる伝送速度も減らすことができる。
　図１１は、実施の形態４に係る光通信システム２００内で伝送される信号の一例を示す図である。図１１は、実施の形態４に係る光通信システム２００の動作の流れを示すものでもある。実施の形態１などと同様、ＴＤＭＡ信号生成部１１は、入力信号である第１のデータを時間的に分割し、時間的に間欠な信号時間幅ＴＰ１の電気信号のパケット信号へと変更する。図１１に示すＴＤＭＡ信号生成部入力信号は、一例として、ＴＤＭＡ信号生成部１１－１への入力信号である第１のデータ信号を示している。図１１の光送信器１３出力信号が示すように、光送信器１３は、ＴＤＭＡ信号生成部１１で生成された信号時間幅ＴＰ１の電気信号のパケット信号を光信号のパケット信号に変換して送信する。
　光カプラ２０－１～２０－ＬＭは、図１０に示すように、各々、Ｋ入力ポートおよび１出力ポートを持つものとする。光カプラ２０－１～２０－ＬＭは、最大Ｋ個の光信号のパケット信号を合波し、合波された光信号の送信信号を光受信器３０へ送信する。図１１は、光受信器３０入力信号として、光カプラ２０－１から光受信器３０－１への入力信号、および光カプラ２０－Ｍから光受信器３０－Ｍへの入力信号を示している。図１１の例では、光受信器３０－１，３０－Ｍは、Ｋ個の光信号のパケット信号が合波された光信号の送信信号を受信している。光受信器３０は、受信した光信号の送信信号を電気信号であるデータ信号に変換し、ＴＤＭＡスイッチ４０に送信する。なお、Ｋは２以上でＮよりも小さい整数である。
　ＴＤＭＡスイッチ４０－１～４０－Ｌは、光受信器３０から取得した電気信号のデータ信号を宛先別にスイッチングし、光送信器５０に送信する。図１１では、ＴＤＭＡスイッチ４０－１が、ＴＤＭＡ信号生成部１１－１で生成された信号を最終的にＴＤＭＡ信号選択部７２－１に送信するため、光受信器３０－１から取得したデータ信号を光送信器５０－１にスイッチングする例を示している。このとき、ＴＤＭＡスイッチ４０－１は、光受信器３０－１から取得した電気信号のデータ信号、すなわち電気信号のパケット信号１～Ｋのうち、パケット信号１のみを光送信器５０－１～５０－Ｍに出力する。ＴＤＭＡスイッチ４０－１は、例えば、ＴＤＭＡ信号生成部１１－１で生成された前述と同様の信号を最終的にＴＤＭＡ信号選択部７２－２に送信する場合、パケット信号１のみを光送信器５０－（Ｍ＋１）～５０－２Ｍに出力する。なお、図１０において光送信器５０の符号として使用されるＪは、Ｍの整数倍、かつＪ＝Ｎ／Ｍを満たす数である。
　光送信器５０は、ＴＤＭＡスイッチ４０から取得した電気信号のデータ信号を光信号のパケット信号に変換し、光カプラ６０に出力する。図１１に示す光送信器５０出力信号では、光送信器５０－１，５０－Ｍからの出力信号を示している。
　光カプラ６０－１～６０－ＭＮは、図１０に示すように、各々、Ｌ入力ポートおよび１出力ポートを持つものとする。光カプラ６０－１～６０－ＭＮは、最大Ｌ個の光信号のパケットを合波し、合波された光信号を光受信器７１へ送信する。図１１は、光受信器７１入力信号として、光カプラ６０－１から光受信器７１－１への入力信号、および光カプラ６０－Ｍから光受信器７１－Ｍへの入力信号を示している。図１１の例では、光受信器７１－１，７１－Ｍは、Ｌ個の光信号のパケット信号が合波された光信号の送信信号を受信している。光受信器７１は、取得した光信号の送信信号を電気信号の送信信号に変換し、ＴＤＭＡ信号選択部７２に出力する。
　ＴＤＭＡ信号選択部７２は、実施の形態１のときと同様、制御部１００から取得した第２の制御信号に含まれるルーティング情報に基づいて、接続される光受信器７１から受信した電気信号の送信信号から指定されたタイムスロットの信号を選択し、選択したタイムスロットの信号を電気信号である第２のデータ信号として出力する。具体的には、ＴＤＭＡ信号選択部７２は、ルーティング情報に基づいて、必要な宛先のみ抽出し、それ以外の信号は破棄する。ＴＤＭＡ信号選択部７２は、時間的に間欠な抽出信号を時間的に連続な信号へと変換し、伝送速度を後段に接続されるシステムに合わせて変換して送出する。図１１に示すＴＤＭＡ信号選択部出力信号は、一例として、ＴＤＭＡ信号選択部７２－１から出力される第２のデータ信号を示している。
　本実施の形態で説明した各構成の動作以外は、実施の形態１で説明した各構成の動作と同様である。
　このように、本実施の形態において、光通信システム２００は、各々が、電気信号である第１のデータ信号を複数の第１の光信号のパケット信号に変換して送信する複数の第１の光送信装置である光送信装置１０－１～１０－Ｎと、各々が、光送信装置１０－１～１０－Ｎのうち一部の光送信装置１０から送信され、異なる光送信装置１０から送信された複数の第１の光信号のパケット信号を合波し、合波した第１の光信号の送信信号を出力する複数の第１の光カプラである光カプラ２０－１～２０－ＬＭと、を備える。また、光通信システム２００は、各々が、光カプラ２０から第１の光信号の送信信号を受信し、電気信号である第２のデータ信号に変換して出力する複数の第１の光受信装置である光受信器３０－１～３０－ＬＭと、各々が、複数の光受信器３０－１～３０－ＬＭのうち一部の光受信器３０から第２のデータ信号を受信し、宛先別にスイッチングする複数のスイッチであるＴＤＭＡスイッチ４０－１～４０－Ｌと、を備える。また、光通信システム２００は、各々が、複数のＴＤＭＡスイッチ４０－１～４０－Ｌの１つから第２のデータ信号を受信し、第２のデータ信号を第２の光信号のパケット信号に変換して送信する複数の第２の光送信装置である光送信器５０－１～５０－ＬＪＭと、各々が、複数の光送信器５０－１～５０－ＬＪＭのうち一部の光送信器５０から送信され、異なるＴＤＭＡスイッチ４０に接続される光送信器５０から送信された複数の第２の光信号のパケット信号を合波し、合波した第２の光信号の送信信号を出力する複数の第２の光カプラである光カプラ６０－１～６０－ＭＮと、を備える。また、光通信システム２００は、各々が、複数の光カプラ６０－１～６０－ＭＮのうち一部の光カプラ６０から第２の光信号の送信信号を受信し、電気信号である第３のデータ信号に変換して出力する複数の第２の光受信装置である光受信装置７０－１～７０－Ｎと、複数の光送信装置１０－１～１０－Ｎおよび複数の光受信装置７０－１～７０－Ｎの動作を制御する制御部１００と、を備える。光カプラ２０の合波数は光送信装置１０の数より少なく、光カプラ６０の合波数は光送信器５０の数より少ない。光送信装置１０は、制御部１００から取得した第１の制御信号に基づいて、他の光送信装置１０から送信される第１の光信号のパケット信号に衝突しないように通信リソースを割り当て、複数の第１の光信号のパケット信号を送信する。光受信装置７０は、第２の光信号の送信信号を電気信号の送信信号に変換し、制御部１００から取得した第２の制御信号に基づいて、電気信号の送信信号から指定された信号部分を選択し、第３のデータ信号として出力する。
　光通信システム２００のハードウェア構成について説明する。光通信システム２００において、光受信器３０および光送信器５０は光電変換回路である。光カプラ６０は、前述のようにパワースプリッタである。ＴＤＭＡスイッチ４０は、処理回路により実現される。処理回路は、メモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサおよびメモリであってもよいし、専用のハードウェアであってもよい。
　以上説明したように、本実施の形態によれば、光通信システム２００は、ＴＤＭＡ方式を用いて各光送信装置１０のＴＤＭＡ信号生成部１１の送信タイミングを制御することによって、光領域において光スイッチを使用せず、光カプラ２０のパッシブ部品のみでマトリクススイッチ接続が構成できるので、信頼性を向上させることが可能である。また、光通信システム２００は、光カプラ２０の分岐数および光カプラ６０の合波数を限定することで、光カプラ２０，６０の損失を抑制することができる。本実施の形態では、合分岐数の取り方次第で実施の形態１から実施の形態３と比較して、ロスバジェットをさらに低減することができる。
　以上の実施の形態に示した構成は、一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、実施の形態同士を組み合わせることも可能であるし、要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
　１０－１～１０－Ｎ　光送信装置、１１－１～１１－Ｎ　ＴＤＭＡ信号生成部、１２－１～１２－Ｎ　送信スイッチ部、１３－１～１３－ＬＭＮ，５０－１～５０－ＬＪＭ　光送信器、２０－１～２０－ＬＭ，６０－１～６０－ＭＮ　光カプラ、３０－１～３０－ＬＭ，７１－１～７１－ＬＭＮ　光受信器、４０－１～４０－Ｌ　ＴＤＭＡスイッチ、７０－１～７０－Ｎ　光受信装置、７２－１～７２－Ｎ　ＴＤＭＡ信号選択部、１００　制御部、２００　光通信システム。

Claims (16)

  1. 　各々が、電気信号である第１のデータ信号を複数の光信号のパケット信号に変換して送信する複数の光送信装置と、
    　各々が、前記複数の光送信装置のうち一部の前記光送信装置から送信され、異なる前記光送信装置から送信された複数の前記光信号のパケット信号を合波し、合波した前記光信号のパケット信号を同一情報の複数の光信号の送信信号に分岐して出力する複数の光カプラと、
    　各々が、前記複数の光カプラから、前記複数の光カプラで分岐された前記光信号の送信信号の１つを受信し、電気信号である第２のデータ信号に変換して出力する複数の光受信装置と、
    　前記複数の光送信装置および前記複数の光受信装置の動作を制御する制御部と、
    　を備え、
    　前記光カプラの合波数は前記複数の光送信装置の数より少なく、
    　前記光送信装置は、前記制御部から取得した第１の制御信号に基づいて、他の光送信装置から送信される光信号のパケット信号に衝突しないように通信リソースを割り当て、前記複数の光信号のパケット信号を送信し、
    　前記光受信装置は、前記光信号の送信信号を電気信号の送信信号に変換し、前記制御部から取得した第２の制御信号に基づいて、前記電気信号の送信信号から指定された信号部分を選択し、前記第２のデータ信号として出力する、
    　ことを特徴とする光通信システム。
  2. 　各々が、電気信号である第１のデータ信号を複数の光信号のパケット信号に変換して送信する複数の光送信装置と、
    　各々が、前記複数の光送信装置から送信され、異なる前記光送信装置から送信された複数の前記光信号のパケット信号を合波し、合波した前記光信号のパケット信号を同一情報の複数の光信号の送信信号に分岐して出力する複数の光カプラと、
    　各々が、前記複数の光カプラのうち一部の前記光カプラから、前記光カプラで分岐された前記光信号の送信信号の１つを受信し、電気信号である第２のデータ信号に変換して出力する複数の光受信装置と、
    　前記複数の光送信装置および前記複数の光受信装置の動作を制御する制御部と、
    　を備え、
    　前記光カプラの分岐数は前記複数の光受信装置の数より少なく、
    　前記光送信装置は、前記制御部から取得した第１の制御信号に基づいて、前記第１のデータ信号を複製し、宛先別に他の光送信装置から送信される光信号のパケット信号に衝突しないように通信リソースを割り当て、前記複数の光信号のパケット信号を送信し、
    　前記光受信装置は、前記光信号の送信信号を電気信号の送信信号に変換し、前記制御部から取得した第２の制御信号に基づいて、前記電気信号の送信信号から指定された信号部分を選択し、前記第２のデータ信号として出力する、
    　ことを特徴とする光通信システム。
  3. 　各々が、電気信号である第１のデータ信号を複数の光信号のパケット信号に変換して送信する複数の光送信装置と、
    　各々が、前記複数の光送信装置のうち一部の前記光送信装置から送信され、異なる前記光送信装置から送信された複数の前記光信号のパケット信号を合波し、合波した前記光信号のパケット信号を同一情報の複数の光信号の送信信号に分岐して出力する複数の光カプラと、
    　各々が、前記複数の光カプラのうち一部の前記光カプラから、前記光カプラで分岐された前記光信号の送信信号の１つを受信し、電気信号である第２のデータ信号に変換して出力する複数の光受信装置と、
    　前記複数の光送信装置および前記複数の光受信装置の動作を制御する制御部と、
    　を備え、
    　前記光カプラの合波数は前記複数の光送信装置の数より少なく、かつ前記光カプラの分岐数は前記複数の光受信装置の数より少なく、
    　前記光送信装置は、前記制御部から取得した第１の制御信号に基づいて、宛先が異なる前記光カプラに宛先別にスイッチングし、宛先別に他の光送信装置から送信される光信号のパケット信号に衝突しないように通信リソースを割り当て、前記光信号のパケット信号を送信し、
    　前記光受信装置は、前記光信号の送信信号を電気信号の送信信号に変換し、前記制御部から取得した第２の制御信号に基づいて、前記電気信号の送信信号から指定された信号部分を選択し、前記第２のデータ信号として出力する、
    　ことを特徴とする光通信システム。
  4. 　各々が、電気信号である第１のデータ信号を複数の第１の光信号のパケット信号に変換して送信する複数の第１の光送信装置と、
    　各々が、前記複数の第１の光送信装置のうち一部の前記第１の光送信装置から送信され、異なる前記第１の光送信装置から送信された複数の前記第１の光信号のパケット信号を合波し、合波した第１の光信号の送信信号を出力する複数の第１の光カプラと、
    　各々が、前記第１の光カプラから前記第１の光信号の送信信号を受信し、電気信号である第２のデータ信号に変換して出力する複数の第１の光受信装置と、
    　各々が、前記複数の第１の光受信装置のうち一部の前記第１の光受信装置から前記第２のデータ信号を受信し、宛先別にスイッチングする複数のスイッチと、
    　各々が、前記複数のスイッチの１つから前記第２のデータ信号を受信し、前記第２のデータ信号を第２の光信号のパケット信号に変換して送信する複数の第２の光送信装置と、
    　各々が、前記複数の第２の光送信装置のうち一部の前記第２の光送信装置から送信され、異なる前記スイッチに接続される前記第２の光送信装置から送信された複数の前記第２の光信号のパケット信号を合波し、合波した第２の光信号の送信信号を出力する複数の第２の光カプラと、
    　各々が、前記複数の第２の光カプラのうち一部の前記第２の光カプラから前記第２の光信号の送信信号を受信し、電気信号である第３のデータ信号に変換して出力する複数の第２の光受信装置と、
    　前記複数の第１の光送信装置および前記複数の第２の光受信装置の動作を制御する制御部と、
    　を備え、
    　前記第１の光カプラの合波数は前記第１の光送信装置の数より少なく、前記第２の光カプラの合波数は前記第２の光送信装置の数より少なく、
    　前記第１の光送信装置は、前記制御部から取得した第１の制御信号に基づいて、他の第１の光送信装置から送信される第１の光信号のパケット信号に衝突しないように通信リソースを割り当て、前記複数の第１の光信号のパケット信号を送信し、
    　前記第２の光受信装置は、前記第２の光信号の送信信号を電気信号の送信信号に変換し、前記制御部から取得した第２の制御信号に基づいて、前記電気信号の送信信号から指定された信号部分を選択し、前記第３のデータ信号として出力する、
    　ことを特徴とする光通信システム。
  5. 　光通信システムを制御するための制御回路であって、
    　前記光通信システムは、
    　各々が、電気信号である第１のデータ信号を複数の光信号のパケット信号に変換して送信する複数の光送信装置と、
    　各々が、前記複数の光送信装置のうち一部の前記光送信装置から送信され、異なる前記光送信装置から送信された複数の前記光信号のパケット信号を合波し、合波した前記光信号のパケット信号を同一情報の複数の光信号の送信信号に分岐して出力する複数の光カプラと、
    　各々が、前記複数の光カプラから、前記複数の光カプラで分岐された前記光信号の送信信号の１つを受信し、電気信号である第２のデータ信号に変換して出力する複数の光受信装置と、
    　前記複数の光送信装置および前記複数の光受信装置の動作を制御する制御部と、
    　を備え、
    　前記光通信システムにおいて、前記光カプラの合波数は前記複数の光送信装置の数より少なく、
    　前記光送信装置に、前記制御部から取得した第１の制御信号に基づいて、他の光送信装置から送信される光信号のパケット信号に衝突しないように通信リソースを割り当て、前記複数の光信号のパケット信号を送信、
    　前記光受信装置に、前記光信号の送信信号を電気信号の送信信号に変換し、前記制御部から取得した第２の制御信号に基づいて、前記電気信号の送信信号から指定された信号部分を選択し、前記第２のデータ信号として出力、
    　を実施させることを特徴とする制御回路。
  6. 　光通信システムを制御するための制御回路であって、
    　前記光通信システムは、
    　各々が、電気信号である第１のデータ信号を複数の光信号のパケット信号に変換して送信する複数の光送信装置と、
    　各々が、前記複数の光送信装置から送信され、異なる前記光送信装置から送信された複数の前記光信号のパケット信号を合波し、合波した前記光信号のパケット信号を同一情報の複数の光信号の送信信号に分岐して出力する複数の光カプラと、
    　各々が、前記複数の光カプラのうち一部の前記光カプラから、前記光カプラで分岐された前記光信号の送信信号の１つを受信し、電気信号である第２のデータ信号に変換して出力する複数の光受信装置と、
    　前記複数の光送信装置および前記複数の光受信装置の動作を制御する制御部と、
    　を備え、
    　前記光通信システムにおいて、前記光カプラの分岐数は前記複数の光受信装置の数より少なく、
    　前記光送信装置に、前記制御部から取得した第１の制御信号に基づいて、前記第１のデータ信号を複製し、宛先別に他の光送信装置から送信される光信号のパケット信号に衝突しないように通信リソースを割り当て、前記複数の光信号のパケット信号を送信、
    　前記光受信装置に、前記光信号の送信信号を電気信号の送信信号に変換し、前記制御部から取得した第２の制御信号に基づいて、前記電気信号の送信信号から指定された信号部分を選択し、前記第２のデータ信号として出力、
    　を実施させることを特徴とする制御回路。
  7. 　光通信システムを制御するための制御回路であって、
    　前記光通信システムは、
    　各々が、電気信号である第１のデータ信号を複数の光信号のパケット信号に変換して送信する複数の光送信装置と、
    　各々が、前記複数の光送信装置のうち一部の前記光送信装置から送信され、異なる前記光送信装置から送信された複数の前記光信号のパケット信号を合波し、合波した前記光信号のパケット信号を同一情報の複数の光信号の送信信号に分岐して出力する複数の光カプラと、
    　各々が、前記複数の光カプラのうち一部の前記光カプラから、前記光カプラで分岐された前記光信号の送信信号の１つを受信し、電気信号である第２のデータ信号に変換して出力する複数の光受信装置と、
    　前記複数の光送信装置および前記複数の光受信装置の動作を制御する制御部と、
    　を備え、
    　前記光通信システムにおいて、前記光カプラの合波数は前記複数の光送信装置の数より少なく、かつ前記光カプラの分岐数は前記複数の光受信装置の数より少なく、
    　前記光送信装置に、前記制御部から取得した第１の制御信号に基づいて、宛先が異なる前記光カプラに宛先別にスイッチングし、宛先別に他の光送信装置から送信される光信号のパケット信号に衝突しないように通信リソースを割り当て、前記光信号のパケット信号を送信、
    　前記光受信装置に、前記光信号の送信信号を電気信号の送信信号に変換し、前記制御部から取得した第２の制御信号に基づいて、前記電気信号の送信信号から指定された信号部分を選択し、前記第２のデータ信号として出力、
    　を実施させることを特徴とする制御回路。
  8. 　光通信システムを制御するための制御回路であって、
    　前記光通信システムは、
    　各々が、電気信号である第１のデータ信号を複数の第１の光信号のパケット信号に変換して送信する複数の第１の光送信装置と、
    　各々が、前記複数の第１の光送信装置のうち一部の前記第１の光送信装置から送信され、異なる前記第１の光送信装置から送信された複数の前記第１の光信号のパケット信号を合波し、合波した第１の光信号の送信信号を出力する複数の第１の光カプラと、
    　各々が、前記第１の光カプラから前記第１の光信号の送信信号を受信し、電気信号である第２のデータ信号に変換して出力する複数の第１の光受信装置と、
    　各々が、前記複数の第１の光受信装置のうち一部の前記第１の光受信装置から前記第２のデータ信号を受信し、宛先別にスイッチングする複数のスイッチと、
    　各々が、前記複数のスイッチの１つから前記第２のデータ信号を受信し、前記第２のデータ信号を第２の光信号のパケット信号に変換して送信する複数の第２の光送信装置と、
    　各々が、前記複数の第２の光送信装置のうち一部の前記第２の光送信装置から送信され、異なる前記スイッチに接続される前記第２の光送信装置から送信された複数の前記第２の光信号のパケット信号を合波し、合波した第２の光信号の送信信号を出力する複数の第２の光カプラと、
    　各々が、前記複数の第２の光カプラのうち一部の前記第２の光カプラから前記第２の光信号の送信信号を受信し、電気信号である第３のデータ信号に変換して出力する複数の第２の光受信装置と、
    　前記複数の第１の光送信装置および前記複数の第２の光受信装置の動作を制御する制御部と、
    　を備え、
    　前記光通信システムにおいて、前記第１の光カプラの合波数は前記第１の光送信装置の数より少なく、前記第２の光カプラの合波数は前記第２の光送信装置の数より少なく、
    　前記第１の光送信装置に、前記制御部から取得した第１の制御信号に基づいて、他の第１の光送信装置から送信される第１の光信号のパケット信号に衝突しないように通信リソースを割り当て、前記複数の第１の光信号のパケット信号を送信、
    　前記第２の光受信装置に、前記第２の光信号の送信信号を電気信号の送信信号に変換し、前記制御部から取得した第２の制御信号に基づいて、前記電気信号の送信信号から指定された信号部分を選択し、前記第３のデータ信号として出力、
    　を実施させることを特徴とする制御回路。
  9. 　光通信システムを制御するためのプログラムを記憶した記憶媒体であって、
    　前記光通信システムは、
    　各々が、電気信号である第１のデータ信号を複数の光信号のパケット信号に変換して送信する複数の光送信装置と、
    　各々が、前記複数の光送信装置のうち一部の前記光送信装置から送信され、異なる前記光送信装置から送信された複数の前記光信号のパケット信号を合波し、合波した前記光信号のパケット信号を同一情報の複数の光信号の送信信号に分岐して出力する複数の光カプラと、
    　各々が、前記複数の光カプラから、前記複数の光カプラで分岐された前記光信号の送信信号の１つを受信し、電気信号である第２のデータ信号に変換して出力する複数の光受信装置と、
    　前記複数の光送信装置および前記複数の光受信装置の動作を制御する制御部と、
    　を備え、
    　前記光通信システムにおいて、前記光カプラの合波数は前記複数の光送信装置の数より少なく、
    　前記プログラムは、
    　前記光送信装置に、前記制御部から取得した第１の制御信号に基づいて、他の光送信装置から送信される光信号のパケット信号に衝突しないように通信リソースを割り当て、前記複数の光信号のパケット信号を送信、
    　前記光受信装置に、前記光信号の送信信号を電気信号の送信信号に変換し、前記制御部から取得した第２の制御信号に基づいて、前記電気信号の送信信号から指定された信号部分を選択し、前記第２のデータ信号として出力、
    　を実施させることを特徴とする記憶媒体。
  10. 　光通信システムを制御するためのプログラムを記憶した記憶媒体であって、
    　前記光通信システムは、
    　各々が、電気信号である第１のデータ信号を複数の光信号のパケット信号に変換して送信する複数の光送信装置と、
    　各々が、前記複数の光送信装置から送信され、異なる前記光送信装置から送信された複数の前記光信号のパケット信号を合波し、合波した前記光信号のパケット信号を同一情報の複数の光信号の送信信号に分岐して出力する複数の光カプラと、
    　各々が、前記複数の光カプラのうち一部の前記光カプラから、前記光カプラで分岐された前記光信号の送信信号の１つを受信し、電気信号である第２のデータ信号に変換して出力する複数の光受信装置と、
    　前記複数の光送信装置および前記複数の光受信装置の動作を制御する制御部と、
    　を備え、
    　前記光通信システムにおいて、前記光カプラの分岐数は前記複数の光受信装置の数より少なく、
    　前記プログラムは、
    　前記光送信装置に、前記制御部から取得した第１の制御信号に基づいて、前記第１のデータ信号を複製し、宛先別に他の光送信装置から送信される光信号のパケット信号に衝突しないように通信リソースを割り当て、前記複数の光信号のパケット信号を送信、
    　前記光受信装置に、前記光信号の送信信号を電気信号の送信信号に変換し、前記制御部から取得した第２の制御信号に基づいて、前記電気信号の送信信号から指定された信号部分を選択し、前記第２のデータ信号として出力、
    　を実施させることを特徴とする記憶媒体。
  11. 　光通信システムを制御するためのプログラムを記憶した記憶媒体であって、
    　前記光通信システムは、
    　各々が、電気信号である第１のデータ信号を複数の光信号のパケット信号に変換して送信する複数の光送信装置と、
    　各々が、前記複数の光送信装置のうち一部の前記光送信装置から送信され、異なる前記光送信装置から送信された複数の前記光信号のパケット信号を合波し、合波した前記光信号のパケット信号を同一情報の複数の光信号の送信信号に分岐して出力する複数の光カプラと、
    　各々が、前記複数の光カプラのうち一部の前記光カプラから、前記光カプラで分岐された前記光信号の送信信号の１つを受信し、電気信号である第２のデータ信号に変換して出力する複数の光受信装置と、
    　前記複数の光送信装置および前記複数の光受信装置の動作を制御する制御部と、
    　を備え、
    　前記光通信システムにおいて、前記光カプラの合波数は前記複数の光送信装置の数より少なく、かつ前記光カプラの分岐数は前記複数の光受信装置の数より少なく、
    　前記プログラムは、
    　前記光送信装置に、前記制御部から取得した第１の制御信号に基づいて、宛先が異なる前記光カプラに宛先別にスイッチングし、宛先別に他の光送信装置から送信される光信号のパケット信号に衝突しないように通信リソースを割り当て、前記光信号のパケット信号を送信、
    　前記光受信装置に、前記光信号の送信信号を電気信号の送信信号に変換し、前記制御部から取得した第２の制御信号に基づいて、前記電気信号の送信信号から指定された信号部分を選択し、前記第２のデータ信号として出力、
    　を実施させることを特徴とする記憶媒体。
  12. 　光通信システムを制御するためのプログラムを記憶した記憶媒体であって、
    　前記光通信システムは、
    　各々が、電気信号である第１のデータ信号を複数の第１の光信号のパケット信号に変換して送信する複数の第１の光送信装置と、
    　各々が、前記複数の第１の光送信装置のうち一部の前記第１の光送信装置から送信され、異なる前記第１の光送信装置から送信された複数の前記第１の光信号のパケット信号を合波し、合波した第１の光信号の送信信号を出力する複数の第１の光カプラと、
    　各々が、前記第１の光カプラから前記第１の光信号の送信信号を受信し、電気信号である第２のデータ信号に変換して出力する複数の第１の光受信装置と、
    　各々が、前記複数の第１の光受信装置のうち一部の前記第１の光受信装置から前記第２のデータ信号を受信し、宛先別にスイッチングする複数のスイッチと、
    　各々が、前記複数のスイッチの１つから前記第２のデータ信号を受信し、前記第２のデータ信号を第２の光信号のパケット信号に変換して送信する複数の第２の光送信装置と、
    　各々が、前記複数の第２の光送信装置のうち一部の前記第２の光送信装置から送信され、異なる前記スイッチに接続される前記第２の光送信装置から送信された複数の前記第２の光信号のパケット信号を合波し、合波した第２の光信号の送信信号を出力する複数の第２の光カプラと、
    　各々が、前記複数の第２の光カプラのうち一部の前記第２の光カプラから前記第２の光信号の送信信号を受信し、電気信号である第３のデータ信号に変換して出力する複数の第２の光受信装置と、
    　前記複数の第１の光送信装置および前記複数の第２の光受信装置の動作を制御する制御部と、
    　を備え、
    　前記光通信システムにおいて、前記第１の光カプラの合波数は前記第１の光送信装置の数より少なく、前記第２の光カプラの合波数は前記第２の光送信装置の数より少なく、
    　前記プログラムは、
    　前記第１の光送信装置に、前記制御部から取得した第１の制御信号に基づいて、他の第１の光送信装置から送信される第１の光信号のパケット信号に衝突しないように通信リソースを割り当て、前記複数の第１の光信号のパケット信号を送信、
    　前記第２の光受信装置に、前記第２の光信号の送信信号を電気信号の送信信号に変換し、前記制御部から取得した第２の制御信号に基づいて、前記電気信号の送信信号から指定された信号部分を選択し、前記第３のデータ信号として出力、
    　を実施させることを特徴とする記憶媒体。
  13. 　複数の光送信装置が、各々、制御部の制御に基づいて、電気信号である第１のデータ信号を複数の光信号のパケット信号に変換して送信する第１のステップと、
    　複数の光カプラが、各々、前記複数の光送信装置のうち一部の前記光送信装置から送信され、異なる前記光送信装置から送信された複数の前記光信号のパケット信号を合波し、合波した前記光信号のパケット信号を同一情報の複数の光信号の送信信号に分岐して出力する第２のステップと、
    　複数の光受信装置が、各々、前記制御部の制御に基づいて、前記複数の光カプラから、前記複数の光カプラで分岐された前記光信号の送信信号の１つを受信し、電気信号である第２のデータ信号に変換して出力する第３のステップと、
    　を含み、
    　前記光カプラの合波数は前記複数の光送信装置の数より少なく、
    　前記第１のステップにおいて、前記光送信装置は、前記制御部から取得した第１の制御信号に基づいて、他の光送信装置から送信される光信号のパケット信号に衝突しないように通信リソースを割り当て、前記複数の光信号のパケット信号を送信し、
    　前記第３のステップにおいて、前記光受信装置は、前記光信号の送信信号を電気信号の送信信号に変換し、前記制御部から取得した第２の制御信号に基づいて、前記電気信号の送信信号から指定された信号部分を選択し、前記第２のデータ信号として出力する、
    　ことを特徴とする光通信方法。
  14. 　複数の光送信装置が、各々、制御部の制御に基づいて、電気信号である第１のデータ信号を複数の光信号のパケット信号に変換して送信する第１のステップと、
    　複数の光カプラが、各々、前記複数の光送信装置から送信され、異なる前記光送信装置から送信された複数の前記光信号のパケット信号を合波し、合波した前記光信号のパケット信号を同一情報の複数の光信号の送信信号に分岐して出力する第２のステップと、
    　複数の光受信装置が、各々、前記制御部の制御に基づいて、前記複数の光カプラのうち一部の前記光カプラから、前記光カプラで分岐された前記光信号の送信信号の１つを受信し、電気信号である第２のデータ信号に変換して出力する第３のステップと、
    　を含み、
    　前記光カプラの分岐数は前記複数の光受信装置の数より少なく、
    　前記第１のステップにおいて、前記光送信装置は、前記制御部から取得した第１の制御信号に基づいて、前記第１のデータ信号を複製し、宛先別に他の光送信装置から送信される光信号のパケット信号に衝突しないように通信リソースを割り当て、前記複数の光信号のパケット信号を送信し、
    　前記第３のステップにおいて、前記光受信装置は、前記光信号の送信信号を電気信号の送信信号に変換し、前記制御部から取得した第２の制御信号に基づいて、前記電気信号の送信信号から指定された信号部分を選択し、前記第２のデータ信号として出力する、
    　ことを特徴とする光通信方法。
  15. 　複数の光送信装置が、各々、制御部の制御に基づいて、電気信号である第１のデータ信号を複数の光信号のパケット信号に変換して送信する第１のステップと、
    　複数の光カプラが、各々、前記複数の光送信装置のうち一部の前記光送信装置から送信され、異なる前記光送信装置から送信された複数の前記光信号のパケット信号を合波し、合波した前記光信号のパケット信号を同一情報の複数の光信号の送信信号に分岐して出力する第２のステップと、
    　複数の光受信装置が、各々、前記制御部の制御に基づいて、前記複数の光カプラのうち一部の前記光カプラから、前記光カプラで分岐された前記光信号の送信信号の１つを受信し、電気信号である第２のデータ信号に変換して出力する第３のステップと、
    　を含み、
    　前記光カプラの合波数は前記複数の光送信装置の数より少なく、かつ前記光カプラの分岐数は前記複数の光受信装置の数より少なく、
    　前記第１のステップにおいて、前記光送信装置は、前記制御部から取得した第１の制御信号に基づいて、宛先が異なる前記光カプラに宛先別にスイッチングし、宛先別に他の光送信装置から送信される光信号のパケット信号に衝突しないように通信リソースを割り当て、前記光信号のパケット信号を送信し、
    　前記第３のステップにおいて、前記光受信装置は、前記光信号の送信信号を電気信号の送信信号に変換し、前記制御部から取得した第２の制御信号に基づいて、前記電気信号の送信信号から指定された信号部分を選択し、前記第２のデータ信号として出力する、
    　ことを特徴とする光通信方法。
  16. 　複数の第１の光送信装置が、各々、制御部の制御に基づいて、電気信号である第１のデータ信号を複数の第１の光信号のパケット信号に変換して送信する第１のステップと、
    　複数の第１の光カプラが、各々、前記複数の第１の光送信装置のうち一部の前記第１の光送信装置から送信され、異なる前記第１の光送信装置から送信された複数の前記第１の光信号のパケット信号を合波し、合波した第１の光信号の送信信号を出力する第２のステップと、
    　複数の第１の光受信装置が、各々、前記第１の光カプラから前記第１の光信号の送信信号を受信し、電気信号である第２のデータ信号に変換して出力する第３のステップと、
    　複数のスイッチが、各々、前記複数の第１の光受信装置のうち一部の前記第１の光受信装置から前記第２のデータ信号を受信し、宛先別にスイッチングする第４のステップと、
    　複数の第２の光送信装置が、各々、前記複数のスイッチの１つから前記第２のデータ信号を受信し、前記第２のデータ信号を第２の光信号のパケット信号に変換して送信する第５のステップと、
    　複数の第２の光カプラが、各々、前記複数の第２の光送信装置のうち一部の前記第２の光送信装置から送信され、異なる前記スイッチに接続される前記第２の光送信装置から送信された複数の前記第２の光信号のパケット信号を合波し、合波した第２の光信号の送信信号を出力する第６のステップと、
    　複数の第２の光受信装置が、各々、前記制御部の制御に基づいて、前記複数の第２の光カプラのうち一部の前記第２の光カプラから前記第２の光信号の送信信号を受信し、電気信号である第３のデータ信号に変換して出力する第７のステップと、
    　を含み、
    　前記第１の光カプラの合波数は前記第１の光送信装置の数より少なく、前記第２の光カプラの合波数は前記第２の光送信装置の数より少なく、
    　前記第１のステップにおいて、前記第１の光送信装置は、前記制御部から取得した第１の制御信号に基づいて、他の第１の光送信装置から送信される第１の光信号のパケット信号に衝突しないように通信リソースを割り当て、前記複数の第１の光信号のパケット信号を送信し、
    　前記第７のステップにおいて、前記第２の光受信装置は、前記第２の光信号の送信信号を電気信号の送信信号に変換し、前記制御部から取得した第２の制御信号に基づいて、前記電気信号の送信信号から指定された信号部分を選択し、前記第３のデータ信号として出力する、
    　ことを特徴とする光通信方法。
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