WO2023002619A1

WO2023002619A1 - 光ゲートウェイ装置

Info

Publication number: WO2023002619A1
Application number: PCT/JP2021/027377
Authority: WO
Inventors: 學吉野
Original assignee: 日本電信電話株式会社
Priority date: 2021-07-21
Filing date: 2021-07-21
Publication date: 2023-01-26
Also published as: JPWO2023002619A1

Abstract

第１合分波器は、第１ポートから入力される光信号を分離して複数の第２ポートから出力し、複数の第２ポートから入力された光信号を多重して第１ポートから出力する。第２合分波器は、第３ポートから入力される光信号を分離して複数の第４ポートから出力し、複数の第４ポートから入力された光信号を多重して第３ポートから出力する。第１合分波器の第１ポートを通る光信号のうち第１の波長の波長成分が進む方向と、第２合分波器の第３ポートを通る光信号のうち第１の波長の波長成分が進む方向とは、互いに逆方向である。光スイッチは、複数の第５ポートと複数の第６ポートとを備える。光スイッチの複数の第５ポートには、第１合分波器の第２ポートおよび第２合分波器の第４ポートが接続される。

Description

光ゲートウェイ装置

　本発明は、光ゲートウェイ装置に関する。

　非特許文献１には、オールフォトニクスネットワークを構成する光ゲートウェイ（Photonic Gateway）が記載されている。光ゲートウェイは、コアネットワークと複数のサービス装置との間に設けられる。サービス装置の例としては、ＣＰＥ（Customer Premises Equipment）などが挙げられる。非特許文献１に示されるように、光ゲートウェイは、サービス装置が伝送する光信号の波長と、コアネットワークとサービス装置との間の経路とを設定する。光ゲートウェイは、光スイッチと合分波器等を備える。光スイッチは、サービス装置とコアネットワークとを接続する。合分波器は、波長の異なる複数の光信号を波長分割多重する。

吉田智暁、ＡＰＮを支えるPhotonic Gatewayと光アクセス技術、「月刊ビジネスコミュニケーション」、株式会社ビジネスコミュニケーション社、２０２０年、ｖｏｌ．５７、ｎｏ．１０、１６－１７ページ

　光ゲートウェイ装置の下流側にはＣＰＥのようなサービス装置が接続される。上りと下りの通信を同じ伝送路を介し、一芯双方向で、同じ波長の信号で行うと、自らの送信信号の反射により対向装置からの信号の受信に劣化が生じる。そのため、サービス装置またはコアネットワークにおいて一芯双方向で上りと下りの通信を同じ伝送路を介して通信する場合、異なる波長の光信号で上りと下りの通信を行うことが好ましい。そのため、通信経路の少なくとも一部において一心双方向での伝送が行われる場合、光ゲートウェイ装置は、上りと下りの光信号の波長として、異なる波長をサービス装置に割り当てる。

　一方、光信号の波長資源を効率よく利用するためには、各伝送路で、利用可能な波長を全て利用することが望ましい。異なる波長の上りと下りの通信を同じ伝送路を介し、一芯双方向で伝送する場合に、利用可能な波長から、ある波長は上り専用、ある波長は下り専用のように、例えば一対一の割合で固定的に上りと下りの波長を割当する場合を想定する。その場合、一芯双方向の上りと下りを分離し、それぞれ上りだけ、下りだけを多重し、それぞれ送信側、受信側として片方向二芯で伝送する場合、それぞれの伝送路で、利用可能な波長の半分しか利用しないことになる。そのため、同一の波長を上り専用、下り専用とせずに、あるサービス装置で、上りに割り当てた波長を、別のサービス装置で下りに割り当て、上りと下りの双方向に用いることが好ましい。例えば、第１のサービス装置の上り信号に第１の波長を、下り信号に第２の波長を割り当て、第２のサービス装置の上り信号に第２の波長を、下り信号に第１の波長を割り当て、それらの上り信号と下り信号をそれぞれ多重することで、一芯双方向で伝送する信号を片方向二芯に多重分離して光信号を伝送する伝送路でも波長を有効活用することができる。

　ところで、光ゲートウェイを構成する合分波器は、通常、入出力する波長と分離側のポートの組合せが固定されているＡＷＧ（Arrayed Waveguide Gratings）を用いる。そのため、光ゲートウェイ装置において、異なる波長を用いて一芯双方向で上りと下りの双方を伝送する伝送路を、そのままＡＷＧの分離側のポートに接続し、導通させることは困難である。
　本発明の目的は、サービス装置に上り信号と下り信号とで異なる波長を割り当て、かつコアネットワークで同一の波長を上り信号と下り信号とに用いることができる光ゲートウェイ装置を提供することにある。

　本発明の一態様は、第１合分波器と、第２合分波器と、光スイッチとを備える。第１合分波器は、第１ポートと複数の第２ポートとを備え、前記第１ポートから入力される光信号を分離して前記複数の第２ポートから出力し、前記複数の第２ポートから入力された光信号を多重して前記第１ポートから出力する。第２合分波器は、第３ポートと複数の第４ポートとを備え、前記第３ポートから入力される光信号を分離して前記複数の第４ポートから出力し、前記複数の第４ポートから入力された光信号を多重して前記第３ポートから出力する。光スイッチは、複数の第５ポートと複数の第６ポートとを備え、前記複数の第５ポートに前記第２ポートおよび前記第４ポートが接続され、前記複数の第５ポートと前記複数の第６ポートとの間で光信号のスイッチングを行う。前記第１ポートを通る光信号のうち第１の波長の波長成分が進む方向と、前記第３ポートを通る光信号のうち前記第１の波長の波長成分が進む方向とが、互いに逆方向である。

　上記態様によれば、サービス装置に上り信号と下り信号とで異なる波長を割り当て、かつコアネットワークで同一の波長を上り信号と下り信号とに用いることができる。

第１の実施形態に係る光ネットワークの構成を示す概略図である。第１の実施形態に係る光ゲートウェイ装置の構成を示す概略ブロック図である。第１の実施形態に係る光ゲートウェイ装置における信号の流れを示す図である。第１の実施形態の第１変形例に係る光ゲートウェイ装置の構成を示す図である。第１の実施形態の第２変形例に係る光ゲートウェイ装置の構成を示す図である。第１の実施形態に係る第２変形例の光ゲートウェイ装置によって一心片方向伝送のコアネットワークに接続するための構成を示す図である。第１の実施形態の第３変形例に係る光ゲートウェイ装置の構成を示す図である。第２の実施形態に係る光ゲートウェイ装置の構成を示す概略ブロック図である。第２の実施形態の第１変形例に係る光ゲートウェイ装置の構成を示す図である。第２の実施形態の第２変形例に係る光ゲートウェイ装置の構成を示す図である。第２の実施形態の第３変形例に係る光ゲートウェイ装置の構成を示す図である。第２の実施形態の第４変形例に係る光ゲートウェイ装置の構成を示す図である。第２の実施形態の第４変形例に係る合分波器と波長の関係を示す図である。第２の実施形態の第５変形例に係る合分波器と波長の関係を示す図である。第２の実施形態の第６変形例に係る光ゲートウェイ装置の構成を示す図である。

〈第１の実施形態〉
《光ネットワークの構成》
　以下、図面を参照しながら実施形態について詳しく説明する。
　図１は、第１の実施形態に係る光ネットワーク１の構成を示す概略図である。
　光ネットワーク１は、コアネットワーク１０に接続された複数の光ゲートウェイ装置３０を備える。コアネットワーク１０は、リングネットワークである。ここでは、説明を簡潔にするため、コアネットワーク１０は左回り方向に信号を伝送する１つの伝送経路からなるリングネットワークとする。なお、他の実施形態においては、コアネットワーク１０は左回りの伝送路と右回りの伝送路とをそれぞれ有するネットワークであってもよいし、複数のリングネットワークが結合したマルチリングネットワークであってもよい。また、他の実施形態においては、コアネットワーク１０はリングネットワークでなくフルメッシュネットワークであってもよい。光ネットワーク１では、Ｎ波長の光信号を用いる。複数の波長の光信号を多重した信号を多重信号とよぶ。コアネットワーク１０は一芯片方向伝送を行う。本明細書において「一芯片方向」とは、１つの伝送路で同一方向へ進む光信号のみを伝送可能とする方式である。なお、伝送路はシングルコアファイバであってもよいし、マルチコアファイバであってもよい。伝送路がマルチコアファイバである場合、心線中の１つのコア内において同一方向へ進む光信号のみ（片方向）が伝送され、コア間で光信号が進む方向が異なる伝送方式も、一芯片方向伝送である。つまり、「一芯」は、シングルコアファイバの１つの心線に限られず、マルチコアファイバにおける１つのコアも含む。

　光ゲートウェイ装置３０は、コアネットワーク１０とサービス装置５０との間に設けられ、サービス装置５０同士の通信を中継する。以下、光ゲートウェイ装置３０のうちコアネットワーク１０に接続される側を「上流側」とよび、サービス装置５０に接続される側を「下流側」とよぶ。なお、他の実施形態に係る光ゲートウェイ装置３０は、コアネットワーク１０を介さずに他の光ゲートウェイ装置３０と接続するものであってもよい。この場合、他の光ゲートウェイ装置３０に接続される側を「上流側」とよぶ。第１の実施形態に係るサービス装置５０と光ゲートウェイ装置３０とは第３ファイバ５１を介して接続される。第３ファイバ５１は、上流方向と向かう光信号と、下流方向へ向かう光信号とを通す。つまり、第３ファイバ５１は、一芯双方向伝送を行う。本明細書において「一芯双方向」とは、１つの伝送路で互いに向き合う方向へ進む光信号を伝送可能とする方式である。伝送路がマルチコアファイバである場合、芯線中の１つのコア内において互いに向き合う方向へ進む光信号を伝送する伝送方式を、一芯双方向伝送とよぶ。なお、上流方向の光信号の波長と下流方向の光信号の波長とは、互いに異なる。

《光ゲートウェイ装置３０の構成》
　図２は、第１の実施形態に係る光ゲートウェイ装置３０の構成を示す概略ブロック図である。第１の実施形態に係る光ゲートウェイ装置３０は、第１合分波器３１、第２合分波器３２、光スイッチ３３、Ｌ個の上下分離器３４を備える。１つの上下分離器３４には１つのサービス装置５０が接続可能である。つまり、光ゲートウェイ装置３０は、最大でＬ個のサービス装置５０が接続される。

　第１合分波器３１は、１個の上流ポート３１ＵとＮ個の下流ポート３１Ｄを備える。上流ポート３１Ｕは、コアネットワーク１０における上流側の光ゲートウェイ装置３０（左隣の光ゲートウェイ装置３０）から伸びる第１ファイバ１１に接続される。Ｎ個の下流ポート３１Ｄは、光スイッチ３３の対応する上流ポート３３Ｕに接続される。第１合分波器３１は、上流ポート３１Ｕに入力される多重信号を波長の異なるＮ個の光信号に分離し、各波長に対応する下流ポート３１Ｄから出力する。第１合分波器３１としては、例えばＡＷＧを用いることができる。

　第２合分波器３２は、１個の上流ポート３２ＵとＮ個の下流ポート３２Ｄを備える。上流ポート３２Ｕは、コアネットワーク１０における下流側の光ゲートウェイ装置３０（右隣の光ゲートウェイ装置３０）から伸びる第２ファイバ１２に接続される。Ｎ個の下流ポート３２Ｄは、光スイッチ３３の対応する上流ポート３３Ｕに接続される。第２合分波器３２は、Ｎ個の下流ポート３２Ｄに入力される光信号を多重し、多重した多重信号を上流ポート３２Ｕから出力する。第１合分波器３１としては、例えばＡＷＧを用いることができる。

　光スイッチ３３は、２Ｎ個の上流ポート３３Ｕと、２Ｌ個の下流ポート３３Ｄと、制御装置３３Ｃを備える。光スイッチ３３は、上流ポート３３Ｕに入力された光信号を、２Ｌ個の下流ポート３３Ｄのうち制御装置３３Ｃによって割り当てられた下流ポート３３Ｄに伝送する。また光スイッチ３３は、下流ポート３３Ｄに入力された光信号を、２Ｎ個の上流ポート３３Ｕのうち制御装置３３Ｃによって割り当てられた上流ポート３３Ｕに伝送する。つまり、光スイッチ３３は、上流ポート３３Ｕと下流ポート３３Ｄとの間における光信号のスイッチングを行う。光スイッチ３３における上流ポート３３Ｕと下流ポート３３Ｄの接続関係は、制御装置３３Ｃによる制御信号に従って決定される。光スイッチ３３は、例えばＦＸＣ（Fiber Cross Connect）またはその他の多対多の光スイッチであってよい。

　制御装置３３Ｃは、プロセッサを用いてもよい。制御装置３３Ｃは、バスで接続されたプロセッサ、メモリ、補助記憶装置などを備え、プログラムを実行することによって所定の処理を実行するコンピュータであってもよい。プロセッサの例としては、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphic Processing Unit）、マイクロプロセッサなどが挙げられる。プロセッサの例としては、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）等のカスタムＬＳＩ（Large Scale Integrated Circuit）が挙げられる。ＰＬＤの例としては、ＰＡＬ(Programmable Array Logic)、ＧＡＬ(Generic Array Logic)、ＣＰＬＤ(Complex Programmable Logic Device)、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）が挙げられる。

　制御装置３３Ｃは、以下の３つの条件をすべて満たすように波長と経路とを設定する。第１の条件は、１つのサービス装置５０の上り信号と下り信号とに異なる波長を割り当てることである。第２の条件は、コアネットワーク１０における同一の伝送路を通る上り信号の波長がサービス装置５０ごとに異なることである。第３の条件は、コアネットワーク１０における同一の伝送路を通る下り信号の波長がサービス装置５０ごとに異なることである。なお、本実施形態に係る光ゲートウェイ装置３０は、光スイッチ３３の制御装置３３Ｃが波長の割り当てを行うものとしているが、他の実施形態ではこれに限られない。例えば、他の実施形態に係る光ゲートウェイ装置３０は、光スイッチ３３の制御装置３３Ｃと別個に上位制御装置を備え、当該上位制御装置が波長の割り当てを行ってもよい。この場合、上位制御装置は波長の割り当て結果に基づいて制御装置３３Ｃに経路や結線の切替指示を出力する。また他の実施形態では、ネットワーク全体を制御する装置が波長の割り当てを行ってもよい。

　上下分離器３４は、上流入力ポート３４ＵＩ、上流出力ポート３４ＵＯ、下流ポート３４Ｄを備える。上流入力ポート３４ＵＩおよび上流出力ポート３４ＵＯは、光スイッチ３３の下流ポート３３Ｄに接続される。下流ポート３４Ｄは、第３ファイバ５１に接続される。上下分離器３４は、上流入力ポート３４ＵＩに入力された光信号を下流ポート３４Ｄから出力する。上下分離器３４は、下流ポート３４Ｄに入力された光信号を上流出力ポート３４ＵＯから出力する。上下分離器３４は、例えば光サーキュレータによって構成されてよい。また上下分離器３４は、例えばＡＷＧなどの合分波モジュールによって構成されてよい。

《作用・効果》
　図３は、第１の実施形態に係る光ゲートウェイ装置３０における信号の流れを示す図である。このように、第１の実施形態に係る光ゲートウェイ装置３０において、第１合分波器３１は、Ｎ個の波長に係る下流方向の光信号を処理し、第２合分波器３２は、Ｎ個の波長に係る上流方向の光信号を処理する。つまり、光ゲートウェイ装置３０において、第１合分波器３１の上流ポート３１Ｕを通る光信号のうち第１の波長の波長成分が進む方向と、第２合分波器３２の上流ポート３２Ｕを通る光信号のうち第１の波長の波長成分が進む方向とは、互いに逆方向である。これにより、光ゲートウェイ装置３０は、サービス装置５０において一芯双方向で伝送される光信号の波長を上流方向と下流方向とで異ならせることで、上り信号と下り信号との反射による干渉を防ぐことができる。さらに、光ゲートウェイ装置３０は、光信号を一芯片方向伝送するコアネットワーク１０の各伝送路において、同一の波長を上り信号専用または下り信号専用とせずに上り信号と下り信号の両方で利用することで、波長利用効率を向上させることができる。つまり光ゲートウェイ装置３０は、あるサービス装置５０の上り信号とそれとは異なるサービス装置５０の下り信号とに同一の波長を設定する。

　例えば、図３に示すように、サービス装置５０Ａの上り信号に第１波長が割り当てられ、下り信号に第２波長が割り当てられる場合に、光ゲートウェイ装置３０は、サービス装置５０Ｂの上り信号に第２波長を割り当て、下り信号に第１波長を割り当てることができる。同様に、光ゲートウェイ装置３０は、サービス装置５０Ｃの上り信号に第３波長を、下り信号に第４波長が割り当て、サービス装置５０Ｄの上り信号に第４波長を、下り信号に第３波長を割り当てることができる。

　なお、光ゲートウェイ装置３０は、２つの波長をペアとして、２つのサービス装置５０の上り信号と下り信号とでペアの波長を互いに逆になるように設定しなくてもよい。つまり、光ゲートウェイ装置３０は、２つのサービス装置５０の一方の上り信号にペアの波長の一方を設定し、下り信号にペアの波長のもう一方を設定し、２つのサービス装置５０のもう一方の下り信号にペアの波長の一方を設定し、上り信号にペアの波長のもう一方を設定しなくてもよい。例えば、方向多重した信号を各方向に分離した光信号の内、同じ方向の光信号を多重し同一の伝送路で伝送するサービス装置５０同士で上り信号の波長との関係をずらしたものを下り信号として割り当ててもよい。例えば、光ゲートウェイ装置３０は、サービス装置Ａの上り信号に第１波長、サービス装置Ｂの上り信号に第２波長、サービス装置Ｃの上り信号に第３波長、サービス装置Ｄの上り信号に第４波長を割り当てた場合に、サービス装置Ａの上り信号に第２波長、サービス装置Ｂの上り信号に第３波長、サービス装置Ｃの上り信号に第４波長、サービス装置Ｄの上り信号に第１波長を割り当ててもよい。第１の実施形態に係る光ネットワーク１は、サービス装置５０が利用可能な波長が増加するため、サービス装置５０の故障耐性を向上させることができる。

　なお、上下分離器３４は、波長設定に応じて構成してもよい。
　例えば、Ｎ個の波長の信号のうち、第１から第［Ｎ／２］の波長（第１波長群、すなわち短波長側）に係る光信号が下流方向へ向かい、第［Ｎ／２＋１］から第２［Ｎ／２］の波長（第２波長群、すなわち長波長側）に係る光信号が上流方向へ向かうとする。なお、［・］はガウス記号であって、内側の値を超えない最大の整数値を表す。つまりＮが偶数である場合、２［Ｎ／２］はＮであり、Ｎが奇数である場合、２［Ｎ／２］は（Ｎ－１）である。Ｎが奇数である場合に、第Ｎ波長に係る光信号は使用しなくともよい。

　この場合、各上下分離器３４はいずれも、光信号を、第１波長群の成分と第２波長群の成分とに分離する波長フィルタによって構成することができる。また、この場合、制御装置３３Ｃは、各上下分離器３４が第１合分波器３１および第２合分波器３２の何れか一方とのみ接続するように制御する。

　制御装置３３Ｃは、上下分離器３４の上流入力ポート３４ＵＩに接続される光スイッチ３３の下流ポート３３Ｄと、第１合分波器３１または第２合分波器３２の第１波長群側の下流ポートに接続される上流ポート３３Ｕとを接続するように、光スイッチ３３を制御する。また制御装置３３Ｃは、上下分離器３４の上流出力ポート３４ＵＯに接続される光スイッチ３３の下流ポート３３Ｄと、第１合分波器３１または第２合分波器３２の第２波長群側の下流ポートに接続される上流ポート３３Ｕとを接続するように、光スイッチ３３を制御する。制御装置３３Ｃは、上下分離器３４の上流入力ポート３４ＵＩに光スイッチ３３を介して接続された第１合分波器３１または第２合分波器３２の下流ポートに対応する波長を、当該上下分離器３４に接続されたサービス装置５０の下り信号に割り当てる。制御装置３３Ｃは、上下分離器３４の上流出力ポート３４ＵＯに光スイッチ３３を介して接続された第１合分波器３１または第２合分波器３２の下流ポートに対応する波長を、当該上下分離器３４に接続されたサービス装置５０の上り信号に割り当てる。

　第１から第［Ｎ／２］の波長を長い波長側とし、第［Ｎ／２＋１］から第２［Ｎ／２］の波長を短波長側としてもよい。このとき、制御装置３３Ｃは、対向するサービス装置５０同士で、上り信号の波長と下り信号の波長とが互いに逆となるように割り振る。

　上下分離器３４としては、ＭＺ（Mach-Zehnder）フィルタ等の周期フィルタを用いてもよい。２×２ポートのＭＺフィルタを用いる場合、下流側の２つポートの一方は無反射終端される。この場合、制御装置３３Ｃは、各サービス装置５０の上り信号および下り信号の波長として、当該サービス装置５０に接続される上下分離器３４の２つの上流ポートの通過波長に対応する波長を割り当てる。そして、制御装置３３Ｃは、上下分離器３４の上流入力ポート３４ＵＩに接続された光スイッチ３３の下流ポート３３Ｄと、第１合分波器３１の下流ポート３１Ｄのうち上下分離器３４に接続されるサービス装置５０の下り信号に割り当てた波長に対応する下流ポート３１Ｄに接続された光スイッチ３３の上流ポート３３Ｕとを接続するように制御する。また制御装置３３Ｃは、上下分離器３４の上流出力ポート３４ＵＯに接続された光スイッチ３３の下流ポート３３Ｄと、第２合分波器３２の下流ポート３２Ｄのうち上下分離器３４に接続されるサービス装置５０の上り信号に割り当てた波長に対応する下流ポート３２Ｄに接続された光スイッチ３３の上流ポート３３Ｕとを接続するように光スイッチ３３を制御する。

　また、上下分離器３４としては、サーキュレータを用いてもよい。この場合、制御装置３３Ｃは、各サービス装置５０の上り信号および下り信号の波長として、互いに異なる任意の波長を割り当ててよい。制御装置３３Ｃは、上下分離器３４の上流入力ポート３４ＵＩに接続された光スイッチ３３の下流ポート３３Ｄと、第１合分波器３１のうち当該上下分離器３４に接続されたサービス装置５０の下り信号に割り当てた波長に対応する下流ポート３１Ｄに接続された光スイッチ３３の上流ポート３３Ｕとを接続するように制御する。制御装置３３Ｃは、上下分離器３４の上流出力ポート３４ＵＯに接続された光スイッチ３３の下流ポート３３Ｄと、第２合分波器３２のうち当該上下分離器３４に接続されたサービス装置５０の上り信号に割り当てた波長に対応する下流ポート３２Ｄに接続された光スイッチ３３の上流ポート３３Ｕとを接続するように光スイッチ３３を制御する。
　これは、後述の変形例及び実施形態においても同様である。

《第１変形例》
　第１の実施形態に係る光ゲートウェイ装置３０は、上下分離器３４を光スイッチ３３の下流側に設けるが、これに限られない。例えば、他の実施形態に係る光ゲートウェイ装置３０は、上下分離器３４を光スイッチ３３の上流側に設けてもよい。図４は、第１の実施形態の第１変形例に係る光ゲートウェイ装置３０の構成を示す図である。

　第１変形例に係る光ゲートウェイ装置３０の上下分離器３４の上流入力ポート３４ＵＩは第１合分波器３１の下流ポート３１Ｄに接続される。また上下分離器３４の上流出力ポート３４ＵＯは第２合分波器３２の下流ポート３２Ｄに接続される。上下分離器３４の下流ポート３４Ｄは、光スイッチ３３の上流ポート３３Ｕに接続される。光スイッチ３３の下流ポート３３Ｄは、直接第３ファイバ５１に接続される。上下分離器３４の数はＬ個であるから、第１変形例に係る光スイッチ３３はＬ個の上流ポート３３Ｕ、Ｌ個の下流ポート３３Ｄを備えていればよい。

　この場合、制御装置３３Ｃは、以下の５つの条件をすべて満たすように波長と経路とを設定する。第１の条件は、１つのサービス装置５０の上り信号と下り信号とに異なる波長を割り当てることである。第２の条件は、コアネットワーク１０における同一の伝送路を通る上り信号の波長がサービス装置５０ごとに異なることである。第３の条件は、コアネットワーク１０における同一の伝送路を通る下り信号の波長がサービス装置５０ごとに異なることである。第４の条件は、サービス装置５０の上り信号に、当該サービス装置５０に接続される上下分離器３４の上流出力ポート３４ＵＯに接続される第２合分波器３２のポートに対応する波長を割り当てることである。第５の条件は、サービス装置５０の下り信号に、当該サービス装置５０に接続される上下分離器３４の上流入力ポート３４ＵＩに接続される第１合分波器３１のポートに対応する波長を割り当てることである。

　なお、上下分離器３４としては、図２に示す第１の実施形態に係る光ゲートウェイ装置３０同様の接続と波長を設定の上、波長フィルタを用いてもよい。例えば、Ｎ個の波長の信号のうち、第１から第［Ｎ／２］の波長（第１波長群、すなわち短波長側）に係る光信号が下流方向へ向かい、第［Ｎ／２＋１］から第２［Ｎ／２］の波長（第２波長群、すなわち長波長側）に係る光信号が上流方向へ向かうとする。

　この場合、各上下分離器３４はいずれも、光信号を、第１波長群の成分と第２波長群の成分とに分離する波長フィルタによって構成することができる。制御装置３３Ｃは、上下分離器３４の下流ポート３４Ｄに接続される光スイッチ３３の上流ポート３３Ｕと、光スイッチ３３の下流ポート３３Ｄとを接続するように、光スイッチ３３を制御する。制御装置３３Ｃは、上下分離器３４の上流入力ポート３４ＵＩに接続された第１合分波器３１または第２合分波器３２の下流ポートに対応する波長を、当該上下分離器３４に接続されたサービス装置５０の下り信号に割り当てる。制御装置３３Ｃは、上下分離器３４の上流出力ポート３４ＵＯに接続された第１合分波器３１または第２合分波器３２の下流ポートに対応する波長を、当該上下分離器３４に接続されたサービス装置５０の上り信号に割り当てる。

　ＭＺフィルタ等の周期フィルタを用いてもよい。上下分離器３４の上流入力ポート３４ＵＩは、上流入力ポート３４ＵＩの通過波長に対応する波長の第１合分波器３１の下流ポート３１Ｄに接続される。また上下分離器３４の上流出力ポート３４ＵＯは、上流出力ポート３４ＵＯの通過波長に対応する波長の第２合分波器３２下流ポート３２Ｄに接続される。この場合、制御装置３３Ｃは、各サービス装置５０の上り信号および下り信号の波長として、一の上下分離器３４の上流入力ポート３４ＵＩに接続された第１合分波器３１の下流ポート３１Ｄに対応する波長と、上流出力ポート３４ＵＯに接続された第２合分波器３２の下流ポート３２Ｄに対応する波長とを割り当てる。そして、制御装置３３Ｃは、サービス装置５０に接続された光スイッチ３３の下流ポート３３Ｄと、当該サービス装置５０に割り当てた波長に対応する上下分離器３４に接続された光スイッチの上流ポート３３Ｕとを接続するように光スイッチ３３を制御する。

　また、上下分離器３４としては、サーキュレータを用いてもよい。この場合、上下分離器３４の上流入力ポート３４ＵＩは、第１合分波器３１のある下流ポート３１Ｄに接続される。また上下分離器３４の上流出力ポート３４ＵＯは、第２合分波器３２のうち、上流入力ポート３４ＵＩに入力される波長と異なる波長に対応する下流ポート３２Ｄに接続される。この場合、制御装置３３Ｃは、各サービス装置５０の上り信号および下り信号の波長として、一の上下分離器３４の上流入力ポート３４ＵＩに接続された第１合分波器３１の下流ポート３１Ｄに対応する波長と、上流出力ポート３４ＵＯに接続された第２合分波器３２の下流ポート３２Ｄに対応する波長とを割り当てる。制御装置３３Ｃは、サービス装置５０に接続された光スイッチ３３の下流ポート３３Ｄと、当該サービス装置５０に割り当てた波長に対応する上下分離器３４に接続された光スイッチの上流ポート３３Ｕとを接続するように光スイッチ３３を制御する。

　第１の実施形態の第１変形例によれば、光スイッチ３３の上流ポート３３Ｕおよび下流ポート３３Ｄには、双方向の信号が入力され、また双方向の信号を出力する。第１変形例に係る光ゲートウェイ装置３０も、第１の実施形態と同様に、サービス装置５０において一芯双方向で伝送される光信号の波長を上流方向と下流方向とで異ならせることで、上り信号と下り信号との反射による干渉を防ぐことができる。また、第１変形例に係る光ゲートウェイ装置３０は、光信号を一芯片方向伝送するコアネットワーク１０の各伝送路において、同一の波長成分を上り信号専用または下り信号専用とせずに上り信号と下り信号の両方で利用することで、波長利用効率を向上させることができる。つまり光ゲートウェイ装置３０は、あるサービス装置５０の上り信号とそれとは異なるサービス装置５０の下り信号とに同一の波長を設定する。

《第２変形例》
　第１の実施形態に係る光ゲートウェイ装置３０は、上流側に接続される光ファイバが一芯片方向伝送を行うが、これに限られない。例えば、他の実施形態に係る光ゲートウェイ装置３０の上流側に接続される光ファイバは、一芯双方向伝送を行ってもよい。図５は、第１の実施形態の第２変形例に係る光ゲートウェイ装置３０の構成を示す図である。

　第２変形例に係る第１ファイバ１１および第２ファイバ１２は、一芯双方向伝送を行う。例えば、第１ファイバ１１を通るＮ個の波長の信号のうち、第１から第［Ｎ／２］の波長（第１波長群、すなわち短波長側）に係る光信号が下流方向へ向かい、第［Ｎ／２＋１］から第２［Ｎ／２］の波長（第２波長群、すなわち長波長側）に係る光信号が上流方向へ向かう。

　つまり第２変形例に係る第１合分波器３１は、第１波長群に係る光信号が下流方向へ向かい、第２波長群に係る光信号が上流方向へ向かう。他方、第２ファイバ１２を通るＮ個の波長の信号のうち、第１から第［Ｎ／２］の波長に係る光信号が上流方向へ向かい、第［Ｎ／２＋１］から第２［Ｎ／２］の波長に係る光信号が下流方向へ向かう。つまり第２変形例に係る第２合分波器３２は、第１波長群に係る光信号が上流方向へ向かい、第２波長群に係る光信号が下流方向へ向かう。この場合、各上下分離器３４はいずれも、光信号を、第１波長群の成分と第２波長群の成分とに分離する波長フィルタによって構成することができる。またこの場合、制御装置３３Ｃは、各上下分離器３４が第１合分波器３１および第２合分波器３２の何れか一方とのみ接続するように制御する。

　他の変形例においては第１から第［Ｎ／２］の波長を長い波長側とし、第［Ｎ／２＋１］から第２［Ｎ／２］の波長を短波長側としてもよい。このとき、制御装置３３Ｃは、対向するサービス装置５０同士で、上り信号の波長と下り信号の波長とが互いに逆となるように割り振る。

　他の変形例では、上下分離器３４としてＭＺフィルタ等の周期フィルタを用いてもよい。２×２ポートのＭＺフィルタを用いる場合、下流側の２つポートの一方は無反射終端される。この場合、制御装置３３Ｃは、各サービス装置５０に、ＭＺフィルタにおける通過波長の周期ごとの上流方向の波長と下流方向の波長とが対応するように波長を割り当てる。そして、制御装置３３Ｃは、上下分離器３４の上流入力ポート３４ＵＩに接続された光スイッチ３３の下流ポート３３Ｄと、第１合分波器３１および第２合分波器３２のうち上下分離器３４に接続されるサービス装置５０の下り信号に割り当てた波長に対応する下流ポートに接続された光スイッチ３３の上流ポート３３Ｕとを接続するように制御する。また制御装置３３Ｃは、上下分離器３４の上流出力ポート３４ＵＯに接続された光スイッチ３３の下流ポート３３Ｄと、第２合分波器３２の下流ポート３２Ｄのうち上下分離器３４に接続されるサービス装置５０の上り信号に割り当てた波長に対応する下流ポート３２Ｄに接続された光スイッチ３３の上流ポート３３Ｕとを接続するように光スイッチ３３を制御する。すなわち、制御装置３３Ｃは、上下分離器３４の上流入力ポート３４ＵＩから下流ポート３４Ｄへ流れ、かつ、上流入力ポート３４ＵＩと光スイッチ３３を介して接続する第１合分波器３１または第２合分波器３２の下流ポートの波長を、サービス装置５０の下り信号の波長に設定する。また制御装置３３Ｃは、上下分離器３４の下流ポート３４Ｄから上流出力ポート３４ＵＯへ流れ、かつ上流出力ポート３４ＵＯと光スイッチ３３を介して接続する第１合分波器３１または第２合分波器３２の下流ポートの波長を、サービス装置５０の上り信号の波長に設定する。

　なお、他の変形例において上下分離器３４としてサーキュレータを用いる場合、上流方向の波長と下流方向の波長とを長波長側と短波長側とに分けずに決定してもよい。即ち、第１合分波器３１の任意の半分のポートと対応する波長を上りの波長とし、残りの半分のポートと対応する波長を下りの波長として選択してもよい。この場合、上りと下りの光信号を、同一の合分波器で合分波してもよいし、異なる合分波器で合分波してもよい。また、制御装置３３Ｃは、この場合も対向するサービス装置５０同士で、上り信号の波長と下り信号の波長とが互いに逆となるように割り振る。制御装置３３Ｃは、上下分離器３４の上流入力ポート３４ＵＩに接続された光スイッチ３３の下流ポート３３Ｄと、第１合分波器３１および第２合分波器３２のうち当該上下分離器３４に接続されたサービス装置５０の下り信号に割り当てた波長に応じた下流ポートに接続された光スイッチ３３の上流ポート３３Ｕとを接続するように光スイッチ３３を制御する。制御装置３３Ｃは、上下分離器３４の上流出力ポート３４ＵＯと、第１合分波器３１または第２合分波器３２の下流ポートのうち当該上下分離器３４に接続されたサービス装置５０の上り信号に割り当てた波長に応じたポートとを３３Ｕと３３Ｄを介して接続するように制御する。

　第２変形例に係る光ゲートウェイ装置３０も、第１の実施形態と同様に、サービス装置５０において一芯双方向で伝送される光信号の波長を上流方向と下流方向とで異ならせることで、上り信号と下り信号との反射による干渉を防ぐことができる。また、第２変形例に係る光ゲートウェイ装置３０は、コアネットワーク１０の各伝送路において同一の波長成分を利用することで、波長利用効率を向上させることができる。

　なお、この場合、制御装置３３Ｃは、以下の４つの条件をすべて満たすように波長と経路とを設定する。第１の条件は、１つのサービス装置５０の上り信号と下り信号とに異なる波長を割り当てることである。第２の条件は、コアネットワーク１０における同一の伝送路を通る上り信号の波長がサービス装置５０ごとに異なることである。第３の条件は、コアネットワーク１０における同一の伝送路を通る下り信号の波長がサービス装置５０ごとに異なることである。第４の条件は、１つのサービス装置５０の上り信号および下り信号の一方に第１波長群の波長を割り当て、もう一方に第２波長群の波長を割り当てることである。

　他の変形例として、第１合分波器３１と第２合分波器３２とで上りと下りで使用する波長を一致させてもよい。例えば、光ゲートウェイ装置３０は、以下のように構成されてもよい。第１合分波器３１と第２合分波器３２はいずれも、分離側のポートの短波長側の半数のポートに上り信号が入力され、長波長側の半数のポートから下り信号が出力される。上下分離器３４は、いずれも短波長側の上流ポートを上流出力ポート３４ＵＯとし、長波長側の上流ポートを上流入力ポート３４ＵＩとする。この場合、各上下分離器３４は、第１合分波器３１に接続されてもよいし、第２合分波器３２に接続されてもよい。この場合、制御装置３３Ｃは、同一の波長が割り当てられた２つのサービス装置５０に一方が第１合分波器３１に接続され、もう一方が第２合分波器３２に接続されるように経路を制御する。なお、当該変形例のように第１ファイバ１１および第２ファイバ１２が一芯双方向伝送に用いられる場合、光ゲートウェイ装置３０間の伝送路が一方向の伝送路とならない。そのため、当該変形例の構成は光ゲートウェイ装置３０同士が同一の伝送路で対向させる通信において好適である。

　なお、第２変形例において、光ゲートウェイ装置３０の出力が一芯双方向伝送でありつつ、コアネットワーク１０が一芯片方向伝送を行う場合、光ゲートウェイ装置３０の上流側の端に２つのサーキュレータ７１、７２とスプリッタ７３およびカプラ７４を設けることで、光ゲートウェイ装置３０と一心片方向伝送を行うコアネットワーク１０とを接続することができる。図６は、第１の実施形態に係る第２変形例の光ゲートウェイ装置３０によって一心片方向伝送のコアネットワーク１０に接続するための構成を示す図である。具体的には、以下の通りである。第１合分波器３１の上流ポート３１Ｕに接続されたサーキュレータ７１は、上流ポート３１Ｕを通る信号を上り信号と下り信号とに分離する。第２合分波器３２の上流ポート３２Ｕに接続されたサーキュレータ７２は、上流ポート３２Ｕを通る信号を上り信号と下り信号とに分離する。第１ファイバ１１に接続されたスプリッタ７３は、第１ファイバから伝送される下り信号を２つの波長群に分離して、サーキュレータ７１とサーキュレータ７２とに分配する。第２ファイバ１２に接続されたカプラ７４は、サーキュレータ７１およびサーキュレータ７２から伝送される各サービス装置５０の上り信号を結合して第２ファイバ１２に伝送する。

　なお、サーキュレータ７１および７２、スプリッタ７３、並びにカプラ７４は、光ゲートウェイ装置３０の構成として備えられてもよい。なお、損失の観点から、カプラとして、ＡＷＧやＭＺフィルタを用いず、第１波長群と第２波長群とで２分する低損失のフィルタを用いてよい。また、サーキュレータ７１、７２に代えて、透過と遮断特性の切り替わりがより急峻なリング共振器付きＭＺフィルタや、利用する波長を二分割するＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing）フィルタを用いてもよい。例えば、光ゲートウェイ装置３０において第１波長群と第２波長群とが第［Ｎ／２］の波長で二分される場合、サーキュレータ７１、７２に代えて、［Ｎ／２］波長と［Ｎ／２＋１］との間で透過と反射が切り替わるＷＤＭフィルタを用いることができる。また例えば、光ゲートウェイ装置３０において第１波長群と第２波長群とが所定数の波長ごとに入れ違いとなる場合、サーキュレータ７１、７２に代えてＭＺフィルタを用いることができる。

　第２の実施例によれば、オンデマンドにＡＷＧを増設することができ、またＡＷＧ種別の単一化が可能であるという効果を奏することができる。オンデマンドにＡＷＧを増設する場合、光ゲートウェイ装置３０の制御装置３３Ｃは、１つのサービス装置５０に対して、同一方向の複数経路の利用、および各経路での同一波長の利用を許容する。例えば、制御装置３３Ｃは、１つのサービス装置５０の上り信号に第１波長および第２波長を割り当て、下り信号に第３波長および第４波長を割り当ててよい。また、制御装置３３Ｃは、ＡＷＧが増設されたときに、同一波長の信号を異なるサービス装置５０に割り当てることを許容する。これにより、光ゲートウェイ装置３０はオンデマンドなＡＷＧの増設を実現することができる。具体的には、接続すべきサービス装置５０の増加に応じて、第１合分波器３１および第２合分波器３２と同じ種別の合分波器を増設する。そして、増設した合分波器の上流ポートと第１合分波器３１または第２合分波器３２の上流ポートとを合分岐させることで、増設した合分波器をコアネットワーク１０に接続させる。

　なお、第２の変形例の構成において、第１の変形例と同様に上下分離器３４の位置を異ならせてもよい。すなわち、光ゲートウェイ装置３０は以下に示す構成を有するものであってよい。複数の上下分離器３４の半数は、上流入力ポート３４ＵＩが第１合分波器３１の下流ポート３１Ｄのうち第１波長群に対応するポートに接続され、上流出力ポート３４ＵＯが第１合分波器３１の下流ポート３１Ｄのうち第２波長群に対応するポートに接続される。複数の上下分離器３４の残り半数は、上流入力ポート３４ＵＩが第２合分波器３２の下流ポート３２Ｄのうち第２波長群に対応するポートに接続され、上流出力ポート３４ＵＯが第２合分波器３２の下流ポート３２Ｄのうち第１波長群に対応するポートに接続される。

　上下分離器３４としては、波長設定に応じた波長フィルタを用いてもよい。例えば、Ｎ個の波長の信号のうち、第１から第［Ｎ／２］の波長（第１波長群、すなわち短波長側）に係る光信号が下流方向へ向かい、第［Ｎ／２＋１］から第２［Ｎ／２］の波長（第２波長群、すなわち長波長側）に係る光信号が上流方向へ向かうとする。

　また、上下分離器３４としては、ＭＺフィルタ等の周期フィルタを用いてもよい。上下分離器３４の上流入力ポート３４ＵＩは、第１合分波器３１および第２合分波器３２のうち、上流入力ポート３４ＵＩの通過波長に対応する波長の下流ポートに接続される。また上下分離器３４の上流出力ポート３４ＵＯは、第１合分波器３１および第２合分波器３２のうち、上流出力ポート３４ＵＯの通過波長に対応する波長の下流ポートに接続される。この場合、制御装置３３Ｃは、各サービス装置５０の上り信号および下り信号の波長として、一の上下分離器３４の上流入力ポート３４ＵＩに接続された合分波器の下流ポートに対応する波長と、上流出力ポート３４ＵＯに接続された合分波器の下流ポートに対応する波長とを割り当てる。そして、制御装置３３Ｃは、サービス装置５０に接続された光スイッチ３３の下流ポート３３Ｄと、当該サービス装置５０に割り当てた波長に対応する上下分離器３４に接続された光スイッチの上流ポート３３Ｕとを接続するように光スイッチ３３を制御する。

　また、上下分離器３４としては、サーキュレータを用いてもよい。この場合、上下分離器３４の上流入力ポート３４ＵＩおよび上流出力ポート３４ＵＯは、第１合分波器３１または第２合分波器３２の異なる下流ポート３２Ｄに接続される。この場合、制御装置３３Ｃは、各サービス装置５０の上り信号および下り信号の波長として、一の上下分離器３４の上流入力ポート３４ＵＩに接続された合分波器の下流ポートに対応する波長と、上流出力ポート３４ＵＯに接続された合分波器の下流ポートに対応する波長とを割り当てる。制御装置３３Ｃは、サービス装置５０に接続された光スイッチ３３の下流ポート３３Ｄと、当該サービス装置５０に割り当てた波長に対応する上下分離器３４に接続された光スイッチの上流ポート３３Ｕとを接続するように光スイッチ３３を制御する。

　この場合、制御装置３３Ｃは、以下の６つの条件をすべて満たすように波長と経路とを設定する。第１の条件は、１つのサービス装置５０の上り信号と下り信号とに異なる波長を割り当てることである。第２の条件は、コアネットワーク１０における同一の伝送路を通る上り信号の波長がサービス装置５０ごとに異なることである。第３の条件は、コアネットワーク１０における同一の伝送路を通る下り信号の波長がサービス装置５０ごとに異なることである。第４の条件は、１つのサービス装置５０の上り信号と下り信号とに、１つの合分波器３１、３２を経由する光信号の波長の組み合わせを割り当てることである。第５の条件は、サービス装置５０の上り信号に、当該サービス装置５０に接続される上下分離器３４の上流出力ポート３４ＵＯに接続される合分波器３１、３２のポートに対応する波長を割り当てることである。第６の条件は、サービス装置５０の下り信号に、当該サービス装置５０に接続される上下分離器３４の上流入力ポート３４ＵＩに接続される合分波器３１、３２のポートに対応する波長を割り当てることである。

　なお、第２変形例において、上下分離器３４の位置を第１変形例と同様とした光ゲートウェイ装置３０も、図６に示すように２つのサーキュレータ７１、７２とスプリッタ７３およびカプラ７４を設けることで、一心片方向伝送を行うコアネットワーク１０と接続することができる。サーキュレータ７１は、第１合分波器３１の上流ポート３１Ｕに接続される。サーキュレータ７２は、第２合分波器３２の上流ポート３２Ｕに接続される。スプリッタ７３は、第１ファイバ１１と２つのサーキュレータ７１、７２との間に設けられる。カプラ７４は、第２ファイバ１２と２つのサーキュレータ７１、サーキュレータ７２との間に設けられる。

《第３変形例》
　第１の実施形態に係る光ゲートウェイ装置３０は、下流側に接続される光ファイバが一芯双方向伝送を行うが、これに限られない。例えば、他の実施形態に係る光ゲートウェイ装置３０は、サービス装置５０と、上り信号用の光ファイバおよび下り信号用の光ファイバを用いた一芯片方向伝送を行ってもよい。図７は、第１の実施形態の第３変形例に係る光ゲートウェイ装置３０の構成を示す図である。

　下流側に接続される光ファイバが一芯片方向伝送を行う場合、第１の実施形態の第３変形例に係る光ゲートウェイ装置３０は、上下分離器３４を備えなくてよい。第３変形例に係る光ゲートウェイ装置３０も、第１の実施形態と同様に、波長の反射による同一波長の上り信号と下り信号の干渉を防ぎつつ、Ｎ個の波長すべてを上流方向の信号と下流方向の信号とに割り当てることができる。

　制御装置３３Ｃは、以下の３つの条件をすべて満たすように波長と経路とを設定する。第１の条件は、１つのサービス装置５０の上り信号と下り信号とに異なる波長を割り当てることである。第２の条件は、コアネットワーク１０における同一の伝送路を通る上り信号の波長がサービス装置５０ごとに異なることである。第３の条件は、コアネットワーク１０における同一の伝送路を通る下り信号の波長がサービス装置５０ごとに異なることである。

〈第２の実施形態〉
　第１の実施形態に係る第１合分波器３１および第２合分波器３２はＡＷＧによって構成される。ＡＷＧは、波長周回性を有するものがある。第２の実施形態に係る光ゲートウェイ装置３０は、第１合分波器３１および第２合分波器３２として波長周回性を有するＡＷＧを用いることで、第１の実施形態より簡易な構成で、異なる波長で一芯双方向伝送される信号を多重分離する伝送を実現する。なお、第１合分波器３１および第２合分波器３２として、波長周回性を有するＡＷＧに代えて、光合分岐器等と透過帯域が十分に広く透過と遮断特性の切り替わりが急峻なリング共振器付きＭＺフィルタやＷＤＭフィルタとの組み合わせを用いてもよい。例えば、第１合分波器３１および第２合分波器３２は、互いに上り波長と下り波長の接続が反転するように位相がずれた複数のＭＺフィルタと、各ＭＺフィルタの上流側のポートに接続された光合分岐器とを備えるものであってもよい。また例えば、第１合分波器３１および第２合分波器３２は、反射波長範囲がずれた複数のＷＤＭフィルタと、各ＷＤＭフィルタの上流側のポートに接続された光合分岐器とを備えるものであってもよい。

　図８は、第２の実施形態に係る光ゲートウェイ装置３０の構成を示す概略ブロック図である。第２の実施形態に係る光ゲートウェイ装置３０は、第１合分波器３１、第２合分波器３２、光スイッチ３３、第１カプラ３５、第２カプラ３６、第１サーキュレータ３７、第２サーキュレータ３８を備える。第１カプラ３５および第２カプラ３６は、ＡＷＧやＷＤＭフィルタによって構成され、波長選択性の合分波を行う。

　第１カプラ３５は、１つの第１ポートと２つの第２ポートとを備える。第１ポートが第１ファイバ１１に接続され、第２ポ―トが第１サーキュレータ３７と第２サーキュレータ３８とに接続される。第１カプラ３５は、第１ファイバ１１から入力される多重信号を第１波長群の信号と第２波長群の信号とに分離する。第１カプラ３５は、第１波長群の信号を第１サーキュレータ３７へ出力し、第２波長群の信号を第２サーキュレータ３８へ出力する。

　第２カプラ３６は、１つの第１ポートと２つの第２ポートとを備える。第１ポートが第２ファイバ１２に接続され、第２ポートが第１サーキュレータ３７と第２サーキュレータ３８とに接続される。第２カプラ３６は、第１サーキュレータ３７から入力される第２波長群の信号と、第２サーキュレータ３８から入力される第１波長群の信号とを合波する。第２カプラ３６は、合波された信号を第２ファイバ１２へ出力する。

　第１サーキュレータ３７は、第１合分波器３１の上流ポート３１Ｕと第１カプラ３５と第２カプラ３６とに接続される。第１サーキュレータ３７は、第１カプラ３５から入力された信号を第１合分波器３１の上流ポート３１Ｕに出力する。第１サーキュレータ３７は、第１合分波器３１の上流ポート３１Ｕから入力された信号を第２カプラ３６に出力する。

　第２サーキュレータ３８は、第２合分波器３２の上流ポート３２Ｕと第１カプラ３５と第２カプラ３６とに接続される。第２サーキュレータ３８は、第１カプラ３５から入力された信号を第２合分波器３２の上流ポート３２Ｕに出力する。第２サーキュレータ３８は、第２合分波器３２の上流ポート３２Ｕから入力された信号を第２カプラ３６に出力する。

　第２の実施形態に係る第１合分波器３１および第２合分波器３２は、周期数Ｍの波長周回性を有するＡＷＧによって構成される。同一の波長を用いた双方向の伝送を実現可能な周期数Ｍは、２以上［Ｎ／２］以下である。第２の実施形態に係る第１合分波器３１および第２合分波器３２の周期数Ｍは２とする。この場合、１周期あたりの波長数は［Ｎ／２］である。

　第１合分波器３１は、１個の上流ポート３１ＵとＭ個の下流ポート３１Ｄを備える。上流ポート３１Ｕは、第１サーキュレータ３７に接続される。Ｍ個の下流ポート３１Ｄは、光スイッチ３３の対応する上流ポート３３Ｕに接続される。第１合分波器３１は、上流ポート３１Ｕに入力される多重信号をＭ個の光信号群に分離し、Ｍ個の光信号群を対応する下流ポート３１Ｄから出力する。

　第２合分波器３２は、１個の上流ポート３２Ｕと［Ｎ／Ｍ］個の下流ポート３２Ｄを備える。上流ポート３２Ｕは、第２サーキュレータ３８に接続される。Ｍ個の下流ポート３２Ｄは、光スイッチ３３の対応する上流ポート３３Ｕに接続される。第２合分波器３２は、［Ｎ／Ｍ］個の下流ポート３２Ｄに入力される光信号群を多重し、多重信号を上流ポート３２Ｕから出力する。

　ここで、Ｎ波長のうち、波長の短い側から１番目から［Ｎ／２］番目までの波長群を第１波長群、［Ｎ／２＋１］番目から２［Ｎ／２］番目までを第２波長群とおいた場合に、第１合分波器３１の各下流ポート３１Ｄ、第２合分波器３２の各下流ポート３２Ｄのすべてにおいて、周回関係にある複数の波長が第１波長群に属する波長と、第２波長群に属する波長を含む。

　光スイッチ３３は、少なくとも２［Ｎ／Ｍ］個の上流ポート３３Ｕと、複数の下流ポート３３Ｄと、制御装置３３Ｃとを備える。下流ポート３３Ｄは、第３ファイバ５１に接続される。光スイッチ３３は、上流ポート３３Ｕに入力された光信号を、複数の下流ポート３３Ｄの何れかに伝送する。また光スイッチ３３は、下流ポート３３Ｄに入力された光信号を、波長に対応する上流ポート３３Ｕに伝送する。光スイッチ３３における上流ポート３３Ｕと下流ポート３３Ｄの対応関係は、制御装置３３Ｃによる制御信号に従って決定される。制御装置３３Ｃは、第３ファイバ５１の上り信号と下り信号とに、周回関係にある第１波長群の波長と第２波長群の波長とを割り当てる。これにより、第１合分波器３１の１つの下流ポート３１Ｄを、第１波長群の波長である第１波長の下り信号と、第１波長と周回関係にある第２波長の上り信号とが通ることとなる。同様に、第２合分波器３２の１つの下流ポート３２Ｄを、第１波長の上り信号と第２波長の下り信号とが通ることとなる。

　制御装置３３Ｃは、以下の４つの条件をすべて満たすように波長と経路とを設定する。第１の条件は、１つのサービス装置５０の上り信号と下り信号とに、周回関係にある異なる波長を割り当てることである。第２の条件は、上り信号及び下り信号の一方の波長が第１波長群に属し、他方の波長が第２波長群に属することである。第３の条件は、コアネットワーク１０における同一の伝送路を通る上り信号の波長がサービス装置５０ごとに異なることである。第４の条件は、コアネットワーク１０における同一の伝送路を通る下り信号の波長がサービス装置５０ごとに異なることである。

《作用・効果》
　このように、第２の実施形態に係る光ゲートウェイ装置３０において、第１合分波器３１は、第１波長群の下り信号と第２波長群の上り信号を処理し、第２合分波器３２は、第２波長群の下り信号と第１波長群の上り信号を処理する。つまり、光ゲートウェイ装置３０において、第１合分波器３１の上流ポート３１Ｕを通る光信号のうち第１の波長の波長成分が進む方向と、第２合分波器３２の上流ポート３２Ｕを通る光信号のうち第１の波長の波長成分が進む方向とは、互いに逆方向である。また第１波長群と第２波長群とは第１合分波器３１および第２合分波器３２において互いに周回関係にある。これにより、光ゲートウェイ装置３０は、サービス装置５０において一芯双方向で伝送される光信号の波長を上流方向と下流方向とで異ならせることで、上り信号と下り信号との反射による干渉を防ぐことができる。さらに、光ゲートウェイ装置３０は、コアネットワーク１０の各伝送路において同一の波長成分を利用することで、波長利用効率を向上させることができる。さらに第２実施形態に係る光ゲートウェイ装置３０は、第１合分波器３１、第２合分波器３２および光スイッチ３３のポート数を低減することができる。

　なお、第２の実施形態では第１合分波器３１および第２合分波器３２の周期数Ｍが２である例について説明したが、他の実施形態においては周期数Ｍは、２以上［Ｎ／２］以下であれば、２でなくてもよい。
　例えば、周期数Ｍを４以上、すなわち１つのポートにおいて４巡以上することで、光ゲートウェイ装置３０の自由度および増設性を向上することができる。例えば、波長数Ｎが８０で周期数Ｍが４であるならば、光ゲートウェイ装置３０の導入段階で４０波長を使い、増設時に残りの４０波長を加えて、８０波長を使う場合に、増設する合分波器として第１合分波器３１および第２合分波器３２と同じものを用いることができる。増設の際には、第１カプラ３５と第２カプラ３６を波長を４つに分けるＡＷＧやフィルタに置き換える。また、第１カプラ３５および第２カプラ３６と各サーキュレータとの間に光カプラを設置し、上りと下りを分岐してそれぞれをサーキュレータに接続するようにしてもよい。また、サーキュレータと合分波器との間に、合分岐する部品を設置してもよい。なお、制御装置３３Ｃは、１つのサービス装置５０に対する同一方向の複数経路の利用および各経路での同一波長の利用、並びに同一波長の信号を異なるサービス装置５０に割り当てることを許容することで、オンデマンドなＡＷＧの増設を実現することができる。

　またＡＷＧ種別の単一化が可能であるという効果も奏する。オンデマンドにＡＷＧを増設する場合、光ゲートウェイ装置３０の制御装置３３Ｃは、１つのサービス装置５０に対して、同一方向の複数経路の利用、および各経路での同一波長の利用を許容する。例えば、制御装置３３Ｃは、１つのサービス装置５０の上り信号に第１波長および第２波長を割り当て、下り信号に第３波長および第４波長を割り当ててよい。また、制御装置３３Ｃは、ＡＷＧが増設されたときに、同一波長の信号を異なるサービス装置５０に割り当てることを許容する。これにより、光ゲートウェイ装置３０はオンデマンドなＡＷＧの増設を実現することができる。具体的には、接続すべきサービス装置５０の増加に応じて、第１合分波器３１および第２合分波器３２と同じ種別の合分波器を増設する。そして、増設した合分波器の上流ポートと第１合分波器３１または第２合分波器３２の上流ポートとを合分岐させることで、増設した合分波器をコアネットワーク１０に接続させる。このよう形での増設は、ＡＷＧの数が［Ｎ／（２ｍ）］に至るまで可能である。

《第１変形例》
　第２の実施形態に係る光ゲートウェイ装置３０は、上流側に接続される光ファイバが一芯片方向伝送を行うが、これに限られない。例えば、他の実施形態に係る光ゲートウェイ装置３０の上流側に接続される光ファイバは、一芯双方向伝送を行ってもよい。図９は、第２の実施形態の第１変形例に係る光ゲートウェイ装置３０の構成を示す図である。第２の実施形態の第１変形例に係るコアネットワーク１０の第１ファイバ１１は、第１波長群に係る光信号が下流方向へ向かい、第２波長群に係る光信号が上流方向へ向かう。また第２の実施形態の第１変形例に係るコアネットワーク１０の第２ファイバ１２は、第１波長群に係る光信号が上流方向へ向かい、第２波長群に係る光信号が下流方向へ向かう。この場合、光ゲートウェイ装置３０は、第１カプラ３５、第２カプラ３６、第１サーキュレータ３７、第２サーキュレータ３８を備えなくてよい。すなわち、第１合分波器３１の上流ポート３１Ｕが第１ファイバ１１に接続され、第２合分波器３２の上流ポート３２Ｕが第２ファイバ１２に接続されることで、一芯双方向伝送に係るコアネットワーク１０に対応することができる。

《第２変形例》
　第２の実施形態に係る光ゲートウェイ装置３０は、下流側に接続される光ファイバが一芯双方向伝送を行うが、これに限られない。例えば、他の実施形態に係る光ゲートウェイ装置３０の下流側に接続される光ファイバは、一芯片方向伝送を行ってもよい。図１０は、第２の実施形態の第２変形例に係る光ゲートウェイ装置３０の構成を示す図である。
　下流側に接続される光ファイバが一芯片方向伝送を行う場合、第２の実施形態の第２変形例に係る光ゲートウェイ装置３０は、光スイッチ３３の下流側にＮ個の上下分離器３９を備える。上下分離器３９は、上流ポート３９Ｕ、下流入力ポート３９ＤＩ、下流出力ポート３９ＤＯを備える。上流ポート３９Ｕは、光スイッチ３３に接続される。下流入力ポート３９ＤＩおよび下流出力ポート３９ＤＯは、サービス装置５０に接続される。上下分離器３９は、下流入力ポート３９ＤＩに入力された光信号を上流ポート３９Ｕから出力する。上下分離器３９は、上流ポート３９Ｕに入力された光信号を下流出力ポート３９ＤＯから出力する。上下分離器３９は、例えば光サーキュレータによって構成されてよい。また上下分離器３９は、例えば波長合分波モジュールによって構成されてよい。

《第３変形例》
　第２の実施形態に係る光ゲートウェイ装置３０は、第１カプラ３５と第２カプラ３６とに接続される第１サーキュレータ３７と第２サーキュレータ３８とを備えるが、これに限られない。例えば、他の実施形態に係る光ゲートウェイ装置３０は、第１サーキュレータ３７と第２サーキュレータ３８とに代えて、第３カプラ４０と第４カプラ４１とを備えてもよい。図１１は、第２の実施形態の第３変形例に係る光ゲートウェイ装置３０の構成を示す図である。

　第２の実施形態の第３の変形例に係る第３カプラ４０は、第１カプラ３５から入力された第１波長群の信号を第２合分波器３２の上流ポート３２Ｕに伝送する。また、第３カプラ４０は、第２合分波器３２の上流ポート３２Ｕから入力された信号のうち第２波長群の信号を第２カプラ３６に伝送する。

　第２の実施形態の第３の変形例に係る第４カプラ４１は、第１カプラ３５から入力された第２波長群の信号を第２合分波器３２の上流ポート３２Ｕに伝送する。また、第４カプラ４１は、第２合分波器３２の上流ポート３２Ｕから入力された信号のうち第１波長群の信号を第２カプラ３６に伝送する。

《第４変形例》
　第２の実施形態に係る光ゲートウェイ装置３０は、周期数Ｍが［Ｎ／２］の２つの合分波器３１、３２を備えるが、他の実施形態に係る合分波器の周期数Ｍはこれに限られず、［Ｎ／２］未満であってもよい。

　図１２は、第２の実施形態の第４変形例に係る光ゲートウェイ装置３０の構成を示す図である。第２の実施形態の第４の変形例に係る光ゲートウェイ装置３０は、周期数Ｍが［Ｎ／４］の４つの合分波器３１Ａ、３１Ｂ、３２Ａ、３２Ｂと、２つのカプラ３１Ｃ、３２Ｃを備える。カプラ３１Ｃの下流ポートには、合分波器３１Ａの上流ポートと、合分波器３１Ｂの上流ポートとが接続される。なお、合分波器３１Ａ、３１Ｂ、３２Ａ、３２Ｂはいずれも波長周回性を有する。カプラ３１Ｃの上流ポートには第１サーキュレータ３７が接続される。カプラ３２Ｃの下流ポートには、合分波器３２Ａの上流ポートと、合分波器３２Ｂの上流ポートとが接続される。カプラ３２Ｃの上流ポートには第２サーキュレータ３８が接続される。

　図１３は、第２の実施形態の第４変形例に係る合分波器と波長の関係を示す図である。
　例えば、波長数Ｎが１６である場合、各合分波器の周期数Ｍは４である。１６個の波長を短い方から順に第１波長・・・第１６波長とよぶ場合、以下の周回性が成立する。各合分波器の第１下流ポートにおいて、第１波長、第５波長、第９波長、第１３波長が互いに周回性を有する。各合分波器の第２下流ポートにおいて、第２波長、第６波長、第１０波長、第１４波長が互いに周回性を有する。各合分波器の第３下流ポートにおいて、第３波長、第７波長、第１１波長、第１５波長が互いに周回性を有する。各合分波器の第４下流ポートにおいて、第４波長、第８波長、第１２波長、第１６波長が互いに周回性を有する。

　制御装置３３Ｃは、図１３に示すように、各合分波器の各下流ポートに、互いに２Ｍ（＝［Ｎ／２］）だけずれた波長を、上り信号と下り信号とに割り当てる。制御装置３３Ｃは、合分波器３１Ａと合分波器３１Ｂとで波長が重複しないように割り当てる。具体的には、制御装置３３Ｃは、合分波器３１Ａの下り信号に第１波長から第［Ｎ／４］波長までを割り当て、合分波器３１Ｂの下り信号に第［１＋Ｎ／４］波長から第［Ｎ／２］波長までを割り当てる。また、制御装置３３Ｃは、合分波器３２Ａと合分波器３２Ｂとで波長が重複しないように割り当てる。具体的には、制御装置３３Ｃは、合分波器３２Ａの下り信号に第［１＋Ｎ／２］波長から第［３Ｎ／４］波長までを割り当て、合分波器３２Ｂの下り信号に第［１＋３Ｎ／４］波長から第Ｎ波長までを割り当てる。

　この場合、カプラ３１Ｃ、３２Ｃは、［Ｎ／４］周期おきに入出力ポートを切り替える。例えば、第２の実施形態の第４変形例に係るカプラ３１Ｃ、３２Ｃは、ＭＺフィルタや、リング共振器付きＭＺフィルタ等によって構成される。

　これにより、第２の実施形態の第４変形例に係る光ゲートウェイ装置３０は、サービス装置５０において一芯双方向で伝送される光信号の波長を上流方向と下流方向とで異ならせ、かつコアネットワーク１０の各伝送路において同一の波長成分を利用することができる。

《第５変形例》
　第２の実施形態の第５の変形例に係る光ゲートウェイ装置３０は、第４変形例と同様の構成において、各合分波器のポートに割り当てる波長が異なる。図１４は、第２の実施形態の第５変形例に係る合分波器と波長の関係を示す図である。
　制御装置３３Ｃは、図１４に示すように、各合分波器の各下流ポートに、互いにＭ（＝［Ｎ／４］）だけずれた波長を、上り信号と下り信号とに割り当てる。制御装置３３Ｃは、合分波器３１Ａと合分波器３１Ｂとで波長が重複しないように割り当てる。具体的には、制御装置３３Ｃは、合分波器３１Ａの下り信号に第１波長から第［Ｎ／４］波長までを割り当て、合分波器３１Ｂの下り信号に第［１＋Ｎ／２］波長から第［３Ｎ／４］波長までを割り当てる。また、制御装置３３Ｃは、合分波器３２Ａと合分波器３２Ｂとで波長が重複しないように割り当てる。具体的には、制御装置３３Ｃは、合分波器３２Ａの下り信号に第［１＋Ｎ／４］波長から第［Ｎ／２］波長までを割り当て、合分波器３２Ｂの下り信号に第［１＋３Ｎ／４］波長から第Ｎ波長までを割り当てる。

　この場合、カプラ３１Ｃ、３２Ｃは、［Ｎ／２］波長以上の波長群と［Ｎ／２］波長未満の波長群とで入出力ポートを切り替える。例えば、第２の実施形態の第５変形例に係るカプラ３１Ｃ、３２Ｃは、ＷＤＭフィルタによって構成される。

　他方、第１カプラ３５および第２カプラ３６は、［Ｎ／４］周期おきに入出力ポートを切り替える。例えば、第２の実施形態の第５変形例に係る第１カプラ３５および第２カプラ３６は、ＭＺフィルタや、リング共振器付きＭＺフィルタ等によって構成される。

《第６変形例》
　第２の実施形態の第４、第５の変形例に係る光ゲートウェイ装置３０は、サービス装置５０と一芯片方向による光信号の伝送を行う。これに対し、第６変形例に係る光ゲートウェイ装置３０は、サービス装置５０と一芯双方向による光信号の伝送を行う。図１５は、第２の実施形態の第６変形例に係る光ゲートウェイ装置の構成を示す図である。第６変形例に係る光ゲートウェイ装置３０において、サービス装置５０は上下分離器３９を介さずに光スイッチ３３の下流ポート３３Ｄに接続される。つまり、第２の実施形態の第６変形例に係る光ゲートウェイ装置３０は、上下分離器３９を備えなくてよい。

〈他の実施形態〉
　以上、図面を参照して一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、様々な設計変更等をすることが可能である。

　上述した実施形態に係る第１合分波器３１および第２合分波器３２は、ＡＷＧによって構成されるが、これに限られない。例えば、他の実施形態に係る第１合分波器３１および第２合分波器３２は、ＭＺフィルタによって実現されてもよいし、ＷＳＳ（Wavelength. Selective. Switch）を用いてもよい。

　なお、ＷＳＳは通常、一芯片方向伝送における多重または分岐に用いられるものであり、一芯双方向伝送をそのまま伝送できず、上下片方向に分離した光信号にしてから扱う。これは、ある種のＷＳＳでは、波長選択性を有しないためにポートに目的外の波長が混入する可能性があるためである。そのため、第１合分波器３１および第２合分波器３２に代えて１つのＷＳＳを用いると、上り信号に目的外の波長が含まれていてもそのまま導通される可能性があり、また下り信号に他のサービス装置５０宛の信号が混入する可能性がある。ある種の構成では、１波長のみを選択する。例えば、ＷＳＳモジュールは、波長多重した光信号を入出力するポートに対応して設けられる波長合分波器１と、分離側の各ポートに対応して設けられる複数の波長合分波器２と、波長合分波器１の分波側の各波長のポートを、複数の波長合分波器２のどれかと接続する光スイッチとを備える。このため、上下で別波長を伝送することができない。そのため、この種のＷＳＳを用いる場合には、波長合分波器として周回性ＡＷＧを採用した、一般的なＷＳＳと異なる新たなＷＳＳを作成し、かつ光スイッチ３３において適切な波長と経路をサービス装置５０に割り当てる必要がある。

　また、他の実施形態において、光スイッチ３３は、トランスポンダアグリゲータを実現するマルチキャストスイッチを用いて実現されてもよいし、ＷＳＳモジュールを用いて実現されてもよい。トランスポンダアグリゲータを実現するマルチキャストスイッチでは光スイッチ３３は、例えば上流ポート３３Ｕに対応するＬ個のカプラと下流ポート３３Ｄに対応するＮ個のスイッチとを備える。カプラは１個の第１ポートとＮ個の第２ポートとを備える。スイッチは、１個の第１ポートとＬ個の第２ポートとを備える。各カプラの第２ポートと各スイッチの第２ポートは互いに全結合される。つまり、光スイッチ３３はＬ×Ｎのポートを有する。ただし、この構成は、カプラで光信号を合分岐するため、上り信号については、目的外の波長が導通する可能性があり、下り信号については、フィルタで目的外の波長が遮断される。このため、光スイッチ３３を上流側の構成をとると、目的外の波長が導通する可能性がある。他方、下流側の構成をとると、予めフィルタで設定した波長しか通せなくなる。そのため、マルチキャストスイッチを一芯双方向に対応させるためには、周回性ＡＷＧなどで上り方向と下り方向用の複数波長を選択して透過可能なフィルタを備えるマルチキャストスイッチを新規に作成し、上りと下りの波長に関し、本願の周回性AWG等を用いる構成と同様の割当をする必要がある。

　また、上述した実施形態に係る光スイッチ３３は、ＦＸＣ等の光スイッチによって構成される例で示したが、これに限られない。他の構成の光スイッチで構成してもよい。
　上述した実施形態に係る第１合分波器３１および第２合分波器３２は同じ波長域の信号を扱うが、これに限られない。例えば、他の実施形態では、第１合分波器３１が波長λ１から波長λ１０までの波長の信号を扱い、第２合分波器３２が波長λ６から波長λ１５までの波長の信号を扱うものであってもよい。この場合、少なくとも波長λ６から波長λ１０に係る波長成分は、第１合分波器３１と第２合分波器３２とで進行方向が互いに逆方向となる。このような構成であっても、少なくとも一部の波長について同一の波長を用いて上りと下りの双方を導通させることができるという効果を奏することができる。

　１…光ネットワーク　１０…コアネットワーク　１１…第１ファイバ　１２…第２ファイバ　３０…光ゲートウェイ装置　３１…第１合分波器　３２…第２合分波器　３３…光スイッチ　３３Ｃ…制御装置　３４…上下分離器　３５…第１カプラ　３６…第２カプラ　３７…第１サーキュレータ　３８…第２サーキュレータ　３９…上下分離器　５０…サービス装置　５１…第３ファイバ　

Claims

　第１ポートと複数の第２ポートとを備え、前記第１ポートから入力される光信号を分離して前記複数の第２ポートから出力し、前記複数の第２ポートから入力された光信号を多重して前記第１ポートから出力する第１合分波器と、
　第３ポートと複数の第４ポートとを備え、前記第３ポートから入力される光信号を分離して前記複数の第４ポートから出力し、前記複数の第４ポートから入力された光信号を多重して前記第３ポートから出力する第２合分波器と、
　複数の第５ポートと複数の第６ポートとを備え、前記複数の第５ポートに前記第２ポートおよび前記第４ポートが接続され、前記複数の第５ポートと前記複数の第６ポートとの間で光信号のスイッチングを行う光スイッチと、
　を備え、
　前記第１ポートを通る光信号のうち第１の波長の波長成分が進む方向と、前記第３ポートを通る光信号のうち前記第１の波長の波長成分が進む方向とは、互いに逆方向である
　光ゲートウェイ装置。
　前記第１ポートを通る光信号のうち前記第１の波長を含む第１波長群に係る波長成分は第１方向へ進み、残りの第２波長群に係る波長成分は前記第１方向と逆方向である第２方向へ進み、
　前記第３ポートを通る光信号のうち前記第１波長群に係る波長成分は前記第２方向へ進み、前記第２波長群に係る波長成分は前記第１方向へ進む
　請求項１に記載の光ゲートウェイ装置。
　前記第１ポートを通る光信号のすべての波長成分は第１方向へ進み、
　前記第３ポートを通る光信号のすべての波長成分は前記第１方向と逆方向である第２方向へ進む
　請求項１に記載の光ゲートウェイ装置。
　前記第１合分波器および前記第２合分波器は波長周回性を有し、
　前記第１ポートを通る光信号のうち前記第１の波長と周回関係にある第２の波長の波長成分が進む方向は、前記第１の波長の波長成分が進む方向と逆方向であり、
　前記第３ポートを通る光信号のうち前記第２の波長の波長成分が進む方向は、前記第１の波長の波長成分が進む方向と逆方向である
　請求項１から請求項３の何れか１項に記載の光ゲートウェイ装置。
　第７ポートと第８ポートと第９ポートを備え、前記第７ポートから入力される光信号のうち第１方向へ進む光信号を第８ポートから出力し、前記第９ポートから入力される光信号のうち第２方向へ進む光信号を第７ポートから出力する複数の上下分離器を備え、
　前記第１合分波器および前記第２合分波器は波長周回性を有さず、
　前記複数の上下分離器それぞれの前記第７ポートは、前記複数の第６ポートのそれぞれ、または前記複数の第２ポートおよび前記複数の第４ポートのそれぞれに接続される
　請求項１から請求項３の何れか１項に記載の光ゲートウェイ装置。
　前記光ゲートウェイ装置に接続されるサービス装置に光信号に用いる波長を割り当てる制御装置を備え、
　前記制御装置は、
　前記サービス装置の上り信号と下り信号とに異なる波長を割り当てる
　請求項１から請求項５の何れか１項に記載の光ゲートウェイ装置。