JP3639758B2 - ハイブリッド型波長多重リング網 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のノードが光ファイバ伝送路によりリング状に接続され、各ノード間にメッシュ状に複数のチャネルが設定される光通信ネットワークにおいて、それらのチャネルが波長多重された光信号である波長多重リング網に関する。特に、複数のノード間で波長帯域の再利用を可能にし、高い波長効率が得られるハイブリッド型波長多重リング網に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の波長多重リング網は、波長多重光信号を伝送する光ファイバ伝送路から、光フィルタを用いて所定の波長の光信号を分波／合波する従来構成Ａと、光カプラを用いて光信号パワーの一部を分岐してから所定の波長の光信号を選択受信する従来構成Ｂに大別される。
【０００３】
図１０は、従来構成Ａの一例を示す。図において、センタノード５０は、主に空間スイッチ回路と波長変換回路からなり、各ノードからの光信号を集中的にスイッチングする。ノード５１−１〜５１−４は、主に光送信回路と光受信回路からなり、光信号を送受信する。光ファイバ伝送路５２は、センタノード５０の入出力端をリング状に接続し、波長多重された光信号を右回りに伝搬させる。光フィルタ５３−１〜５３−４は光ファイバ伝送路５２に挿入され、光ファイバ伝送路５２と各ノード５１−１〜５１−４との間でそれぞれ所定の波長の光信号の分波／合波を行う。
【０００４】
図１０(b) に示す波長帯域１０１〜１０４は、光フィルタ５３−１〜５３−４で分波／合波される帯域であり、互いに重ならないように固定的に設定される。波長帯域１０１内にはノード５１−１で送受信される光信号１１１が波長多重され、波長帯域１０２内にはノード５１−２で送受信される光信号１１２が波長多重され、波長帯域１０３内にはノード５１−３で送受信される光信号１１３が波長多重され、波長帯域１０４内にはノード５１−４で送受信される光信号１１４が波長多重される。すなわち、各ノードでは、センタノード５０に送信する光信号とセンタノード５０から受信する光信号の波長帯域は同じであり、送信用と受信用で同じ波長が再利用されることになる。
【０００５】
ここで、ノード５１−１から送信される波長帯域１０１の光信号は、光フィルタ５３−１で波長多重され、経路Ｒ１を介してセンタノード５０に到達する。そして、波長帯域１０１の光信号はそれぞれの宛先のノードの波長帯域の波長に変換される。例えば、ノード５１−３宛ての光信号は波長帯域１０３の波長に変換され、経路Ｒ２を介してノード５１−３に到達する。同様に、ノード５１−３からは、波長帯域１０３の光信号が経路Ｒ３を介してセンタノード５０に到達し、例えばノード５１−１宛ての光信号は波長帯域１０１の波長に変換され、経路Ｒ４を介してノード５１−１に到達する。
【０００６】
図１１は、従来構成Ｂの一例を示す。図において、センタノード６０は、主に空間スイッチ回路と波長変換回路からなり、各ノードからの光信号を集中的にスイッチングする。ノード６１−１〜６１−４は、主に光送信回路と光受信回路と光フィルタからなり、光信号を送受信する。光ファイバ伝送路６２は、センタノード６０の入出力端をリング状に接続し、波長多重された光信号を右回りに伝搬させる。光カプラ６３−１〜６３−４は光ファイバ伝送路６２に挿入され、光ファイバ伝送路６２の光信号パワーの一部を各ノード６１−１〜６１−４に分岐するとともに、各ノード６１−１〜６１−４から送信された光信号を光ファイバ伝送路６２に合流する。
【０００７】
図１１(b) に示す波長帯域２０１は各ノード６１−１〜６１−４が共用する送信帯域であり、波長帯域２０２は各ノード６１−１〜６１−４が共用する受信帯域であり、それぞれ互いに重ならないように設定される。
【０００８】
ここで、ノード６１−１からノード６１−３に向けて光信号を送信する場合の動作例を示す。ノード６１−１は、割り当てられた送信帯域２０１の光信号を光カプラ６３−１で光ファイバ伝送路６２に合流し、経路Ｒ５を介してセンタノード６０に送信する。センタノード６０では、この光信号をノード６１−３に割り当てられた受信帯域２０２の波長に変換し、光ファイバ伝送路６２に送出する。光カプラ６３−３は、光ファイバ伝送路６２の光信号パワーの一部をノード６１−３に分岐し、ノード６１−３では受信帯域に対応する光フィルタを用いて光信号を選択し、受信する。一方、光カプラ６３−３で分岐した光信号パワーの残りは、経路Ｒ６を介してセンタノード６０に到達する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
図１０に示す従来構成Ａでは、各ノードごとにセンタノードとの間で送受信される波長は再利用され、波長帯域を効率的に利用することができる。しかし、各ノードに割り当てられる波長帯域は固定的に占有され、柔軟性に欠ける問題がある。例えば、あるノードで送受信する波長数（チャネル数）が多く、他のノードで送受信する波長数が少ない場合に、波長数の少ないノードの波長帯域を波長数の多いノードに割り振るためには、光フィルタ５３−１〜５３−４を新たなものと取り替える必要があり、現実的ではない。一方、このような波長の需要変動を見越して、最初から各ノードに割り当てる波長帯域を大きく設定すると、波長帯域の使用効率が低下する問題がある。
【００１０】
図１１に示す従来構成Ｂは、各ノードと光ファイバ伝送路が光カプラで接続され、すべての波長帯域にアクセスすることができるので、各ノードごとに必要な数の光信号を送受信することが可能となる。例えば、各ノードに割り当てる波長帯域の一部をオーバラップさせ、重なった光波長を２つのノードで共用することが可能であり、従来構成Ａの問題点は解決する。
【００１１】
しかし、光ファイバ伝送路６２を伝送する光信号は各ノードに対応する光カプラを介してセンタノード６０に戻るので、各ノードからの送信に用いる波長帯域２０１と、受信に用いる波長帯域２０２は、図１１(b) に示すように互いに重ならないように設定する必要がある。すなわち、従来構成Ａに比べて、必要な波長帯域は約２倍に増加する。
【００１２】
このように、従来構成Ａと従来構成Ｂは互いに相反する性質がある。すなわち、従来構成Ａは波長帯域は少なくてよいが、各ノードのトラヒック変動に対する柔軟性に乏しい。一方、従来構成Ｂはトラヒック変動に対する柔軟性に優れているが、必要とする波長帯域が増大する。
【００１３】
本発明は、少ない波長帯域で、各ノードのトラヒック変動に柔軟に対応することができるハイブリッド型波長多重リング網を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
請求項１のハイブリッド型波長多重リング網は、複数のノードに全ノード共通の受信帯域と、宛先ノードのグループ別に送信帯域が設定され、各ノードから宛先ノードに割り当てた送信帯域の光信号を送信する。波長多重光信号を伝送するリング状の光ファイバ伝送路には、全ノードに共通の受信帯域の光信号を終端し、下流側に位置するグループのノード宛ての送信帯域の光信号を全ノードに共通の受信帯域の光信号に波長変換し、その他の光信号をそのまま通過させる中継手段と、光ファイバ伝送路の波長多重光信号の光信号パワーの一部を各ノードに分岐し、各ノードから送信された光信号を光ファイバ伝送路に合流する分岐／合流手段が挿入され、各ノード宛ての送信帯域をグループ別に共有しながら、ノードで受信帯域を共有する構成である。
【００１８】
請求項２のハイブリッド型波長多重リング網は、請求項１の構成をノードに対して系統備え、各ノードから光信号を送受信する経路を複数の光ファイバ伝送路に分散して収容する。
【００１９】
請求項３のハイブリッド型波長多重リング網は、各光ファイバ伝送路に挿入される帯域阻止手段または中継手段の数を限定するものであり、その数は３前後が望ましい。
【００２０】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態：参考例）
図１は、本発明の第１の実施形態（参考例）を示す。本実施形態は、従来構成Ａの光フィルタを用いた構成と、従来構成Ｂの光カプラを用いた構成を統合し、相互に補完的な動作をさせることに特徴がある。
【００２１】
図において、センタノード１は、主に空間スイッチ回路と波長変換回路からなり、各ノードからの光信号を集中的にスイッチングする。ノード２−１〜２−４は、主に光送信回路と光受信回路と光フィルタからなり、光信号を送受信する。光ファイバ伝送路３は、センタノード１の入出力端をリング状に接続し、波長多重された光信号を右回りに伝搬させる。光フィルタ４−１〜４−４は光ファイバ伝送路３に挿入され、光ファイバ伝送路３と各ノード２−１〜２−４との間でそれぞれ所定の波長の光信号の分波／合波を行う。光カプラ５−１〜５−４は光ファイバ伝送路３に挿入され、光ファイバ伝送路３の光信号パワーの一部を各ノード２−１〜２−４に分岐するとともに、各ノード２−１〜２−４から送信された光信号を光ファイバ伝送路３に合流する。
【００２２】
図１(b) に示す波長帯域１０１〜１０４は、光フィルタ４−１〜４−４で分波／合波され、ノード２−１〜２−４で送受信する帯域であり、互いに重ならないように固定的に設定される。各ノード２−１〜２−４は要求されるトラヒックが小さい場合に、それぞれ個別に割り当てられた波長帯域１０１〜１０４を使用してノード間に波長を設定する。
【００２３】
また、図１(b) に示す波長帯域２０１，２０２は、波長帯域１０１〜１０４とは別の帯域に互いに重ならないように設定される。波長帯域２０１は各ノード２−１〜２−４の送信帯域であり、波長帯域２０２は各ノード２−１〜２−４の受信帯域であり、それぞれ各ノードで共通にアクセス可能な帯域である。すなわち、各ノードに個別に割り当てられた波長帯域１０１〜１０４をオーバーした場合には、各ノードに共通に割り当てられた波長帯域２０１，２０２の中から未使用の波長が選択される。
【００２４】
このように、各ノードに割り当てる帯域として、各ノード専用の帯域と、各ノード共通の帯域とを用意し、各ノードは通常は自ノードに割り当てられた帯域を使用し、それがオーバフローしたときに各ノード共通の帯域から空いている波長を使用する。これにより、各ノードに個別に割り当てる波長帯域を最小限に抑えることができ、全体として必要波長帯域を減らすことができる。
【００２５】
（第２の実施形態：参考例）
図２は、本発明の第２の実施形態（参考例）を示す。本実施形態は、光カプラを用いた従来構成Ｂにおいて、光ファイバ伝送路に帯域阻止型の光フィルタを挿入し、周回する光信号を終端することにより波長帯域の再利用を可能にし、必要とする波長帯域を低減させることに特徴がある。
【００２６】
図において、センタノード１は、主に空間スイッチ回路と波長変換回路からなり、各ノードからの光信号を集中的にスイッチングする。ノード２−１〜２−４は、主に光送信回路と光受信回路と光フィルタからなり、光信号を送受信する。光ファイバ伝送路３は、センタノード１の入出力端をリング状に接続し、波長多重された光信号を右回りに伝搬させる。光カプラ５−１〜５−４は光ファイバ伝送路３に挿入され、光ファイバ伝送路３の光信号パワーの一部を各ノード２−１〜２−４に分岐するとともに、各ノード２−１〜２−４から送信された光信号を光ファイバ伝送路３に合流する。帯域阻止光フィルタ６は、ノード２−１とノード２−４との間の光ファイバ伝送路３に挿入される。
【００２７】
図２(b) に示す波長帯域２０１はノード２−３，２−４が共用する送信帯域であり、波長帯域２０２はノード２−３，２−４が共用する受信帯域であり、それぞれ互いに重ならないように設定される。ここで、波長帯域２０２を帯域阻止光フィルタ６の阻止帯域とすると、センタノード１からノード２−３，２−４宛てに送信された波長帯域２０２の光信号は帯域阻止光フィルタ６で終端するので、波長帯域２０２はノード２−１，２−２からの送信帯域として再利用することができる。波長帯域２０３は、ノード２−１，２−２が共用する受信帯域である。
【００２８】
すなわち、ノード２−３，２−４は、送信に割り当てられた波長帯域２０１の光信号を経路Ｒ11を介してセンタノード１に送信する。ノード２−３，２−４は、受信に割り当てられた波長帯域２０２の光信号を経路Ｒ12を介してセンタノード１から受信する。この光信号は、ノード２−３，２−４の下流側に配置される帯域阻止光フィルタ６で終端する。ノード２−１，２−２は、送信に割り当てられた波長帯域２０２の光信号を経路Ｒ13を介してセンタノード１に送信する。ノード２−１，２−２は、受信に割り当てられた波長帯域２０３の光信号を経路Ｒ14を介してセンタノード１から受信する。
【００２９】
このように、本実施形態の構成では、周回する光信号を終端する帯域阻止光フィルタ６を用いることにより波長帯域の再利用が可能となる。すなわち、ノード２−１，２−２の送信帯域とノード２−３，２−４の受信帯域を共用することができるので、その分だけ必要な波長帯域を削減することができる。また、波長帯域２０１〜２０３は、それぞれ２つのノードで共用する送信帯域または受信帯域であるので、トラヒック需要の変動に対して柔軟に対応することができる。
【００３０】
また、本実施形態の構成は、第１の実施形態の構成に比べて必要となる光フィルタの数が少なく、その分だけフィルタ間のガードバンドも小さくてよいので、小さなハード規模で高い波長効率とトラヒック需要変動に対する適応性を実現することができる。
【００３１】
なお、図２に示す構成では、４つのノードに対して帯域阻止光フィルタを１つ設置する例を示したが、同じ原理により、ノード数に応じて２以上の帯域阻止光フィルタを配置してもよい。ただし、帯域阻止光フィルタの数に応じて波長の再利用効率は高くなるが、フィルタ間のガードバンドのために波長効率が下がり、一般的にはノード数が多くても全体で３程度の光フィルタ数が最も高い波長効率を得ることができる。すなわち、光フィルタの数に応じた波長の再利用効率と波長効率はトレードオフの関係にある。
【００３２】
（第３の実施形態：参考例）
図３は、本発明の第３の実施形態（参考例）を示す。本実施形態は、第２の実施形態におけるセンタノードに代えて光ファイバ伝送路を２本とし、一方の光ファイバ伝送路から他方の光ファイバ伝送路に接続するリンクを形成したものである。ここでは、各ノードの送信波長を可変とし、各ノードの受信波長を固定的に割り当てるものとする。
【００３３】
図において、ノード２−１〜２−４は、主に光送信回路と光受信回路と光フィルタからなり、光信号を送受信する。光ファイバ伝送路３−１，３−２は、波長多重された光信号を右回りに伝搬させる。光カプラ５−１〜５−４は光ファイバ伝送路３−１に挿入され、光ファイバ伝送路３−１の光信号パワーの一部を各ノード２−１〜２−４に分岐するとともに、各ノード２−１〜２−４から送信された光信号を光ファイバ伝送路３−１に合流する。光カプラ５−５〜５−８は光ファイバ伝送路３−２に挿入され、各ノード２−１〜２−４から送信された光信号を光ファイバ伝送路３−２に合流する。帯域阻止光フィルタ６−１，６−２は、ノード２−２とノード２−３との間、ノード２−１とノード２−４との間の光ファイバ伝送路３−１に挿入される。帯域分離光フィルタ７−１，７−２は、ノード２−２とノード２−３との間、ノード２−１とノード２−４との間の光ファイバ伝送路３−２に挿入される。光カプラ５−９，５−１０は、光ファイバ伝送路３−１のノード２−３，２−１のそれぞれ上流側（ここでは帯域阻止光フィルタ６−１，６−２のそれぞれ下流側）に挿入され、帯域分離光フィルタ７−１，７−２で分波された光信号を合流する。
【００３４】
なお、帯域阻止光フィルタと帯域分離光フィルタは同じ機能の光フィルタで構成することができ、例えば帯域分離光フィルタで分波された波長帯域を終端することにより帯域阻止光フィルタとして利用できる。
【００３５】
図３(b) に示す波長帯域２０１はノード２−１，２−２が共用する受信帯域であり、波長帯域２０２はノード２−３，２−４が共用する受信帯域であり、それぞれ互いに重ならないように設定される。また、波長帯域２０１は帯域阻止光フィルタ６−１の阻止帯域、帯域分離光フィルタ７−２の分離帯域でもあり、波長帯域２０２は帯域阻止光フィルタ６−２の阻止帯域、帯域分離光フィルタ７−１の分離帯域でもある。
【００３６】
例えば、ノード２−１からノード２−３宛てに光信号を送信する場合には、ノード２−３の受信帯域が波長帯域２０２であるので、ノード２−１の光送信回路の波長を波長帯域２０２で未使用のものに設定する。ノード２−１は、この光信号を光カプラ５−１を介して光ファイバ伝送路３−１に送信するか、または光カプラ５−５を介して光ファイバ伝送路３−２に送信する。前者の光信号は、経路Ｒ21により帯域阻止光フィルタ６−１を通過し、光カプラ５−３を介してノード２−３に到達するとともに、帯域阻止光フィルタ６−２で終端される。後者の光信号は、経路Ｒ22により帯域分離光フィルタ７−１で分波され、光カプラ５−９を介して光ファイバ伝送路３−１に合流し、光カプラ５−３を介してノード２−３に到達するとともに、帯域阻止光フィルタ６−２で終端される。ノード２−３では、波長帯域２０２に対応する光フィルタを用いて光信号を選択し、受信する。また、ノード２−３からノード２−１宛てに光信号を送信する場合も同様である。このように、帯域阻止光フィルタおよび帯域分離光フィルタで分割されるノード間の光信号の伝送には２つの経路が可能であり、適当に選択される。
【００３７】
一方、例えばノード２−２からノード２−１宛てに光信号を送信する場合（同じグループ内のノード間の伝送）には、ノード２−２の送信波長を波長帯域２０１に設定し、光カプラ５−６を介して光ファイバ伝送路３−２に送信する。この光信号は、経路Ｒ23により帯域分離光フィルタ７−１を通過し、帯域分離光フィルタ７−２で分波され、光カプラ５−１０を介して光ファイバ伝送路３−１に合流し、光カプラ５−１を介してノード２−１に到達するとともに、帯域阻止光フィルタ６−１で終端される。この経路は一通りである。
【００３８】
このように、本実施形態では、ノードＡからノードＢに光信号を送信する場合に、ノードＡの送信波長をノードＢの受信波長に設定して光ファイバ伝送路を選択して送信することにより、途中に設置された帯域分離光フィルタにより自動的に受信ノードまでルーチングされる。
【００３９】
また、本実施形態では、光ファイバ伝送路３−１に設置される帯域阻止光フィルタ６−１，６−２、光ファイバ伝送路３−２に設置される帯域分離光フィルタ７−１，７−２は、それぞれ補完的な帯域阻止または帯域分離を行っており、各光ファイバ伝送路内の光信号はペアとなる光フィルタのいずれかでブロックされる。したがって、光信号は光ファイバ伝送路内を多周回することはなく、発振やクロストークなしに安定に動作する。また、波長帯域２０１，２０２は、それぞれ２つのノードで共用する受信帯域であるので、トラヒック需要の変動に対して柔軟に対応することができる。
【００４０】
なお、図３に示す構成では、光ファイバ伝送路３−１，３−２に帯域阻止光フィルタおよび帯域分離光フィルタをそれぞれ２つ設置する例を示したが、一般的にはノード数に応じてｍ個（ｍ≧３）の設置が可能である。ｍを大きくすることにより波長の再利用効率が高くなり、光ファイバの波長多重数を小さくすることができる。ただし、ｍ個の光フィルタを挿入した場合の波長数の減少効果は、理論的に（１＋３／ｍ）／４で表される。ｍ＝３で波長数は１／２と大きく減少するが、ｍ＝６としても波長数は３／８にしか減少せず、その効果はｍが大きくなるにつれて飽和する傾向にある。一方、ｍを大きくすると、フィルタ間のガードバンドのために必要な波長帯域が大きくなり、波長の使用効率は低下する。よって、挿入する光フィルタ数の最適値は３程度となる（請求項３）。なお、以下に示す各実施形態においても光フィルタ数は上記のように制限される。
【００４１】
（第３の実施形態の変形参考例）
図４は、本発明の第３の実施形態の変形参考例を示す。図３に示す実施形態の構成は、一対の光ファイバ伝送路の伝送方向が同じ場合のものであるが、本変形例は一対の光ファイバ伝送路の伝送方向を反対にしたものである。
【００４２】
図３に示す構成との違いは、光ファイバ伝送路３−２における光信号の伝送方向を左回りとする。なお、光ファイバ伝送路３−１を左回りとしてもよく、その場合には光カプラ５−９，５−１０の位置を帯域阻止光フィルタ６−１，６−２のそれぞれ下流側になるように入れ替えてもよい。
【００４３】
図５(b) に示す波長帯域２０１はノード２−１，２−２が共用する受信帯域であり、波長帯域２０２はノード２−３，２−４が共用する受信帯域であり、それぞれ互いに重ならないように設定される。また、波長帯域２０１は帯域阻止光フィルタ６−１の阻止帯域、帯域分離光フィルタ７−２の分離帯域でもあり、波長帯域２０２は帯域阻止光フィルタ６−２の阻止帯域、帯域分離光フィルタ７−１の分離帯域でもある。
【００４４】
例えば、ノード２−１からノード２−３宛ての光信号は、図３と同様の経路Ｒ21の他に、光ファイバ伝送路３−２に送信し、経路Ｒ24により帯域分離光フィルタ７−２，７−１、光カプラ５−９を介して光ファイバ伝送路３−１に合流させ、帯域阻止光フィルタ６−２で終端させる。
【００４５】
また、ノード２−２から自グループのノード２−１宛ての光信号は、光ファイバ伝送路３−２に送信し、経路Ｒ25により帯域分離光フィルタ７−２、光カプラ５−１０を介して光ファイバ伝送路３−１に合流させ、帯域阻止光フィルタ６−１で終端させる。この経路は一通りである。
【００４６】
なお、図３，４に示す構成において、光カプラ５−１〜５−４は光ファイバ伝送路３−１の光信号パワーの一部を各ノード２−１〜２−４に分岐するだけとし、各ノード２−１〜２−４から送信する光信号は光ファイバ伝送路３−２のみに接続するようにしてもよい。
【００４７】
（第４の実施形態：請求項１）
図５は、本発明の第４の実施形態を示す。本実施形態は、第２の実施形態におけるセンタノードおよび帯域阻止光フィルタに代えて、光ファイバ伝送路に通過、終端、波長変換の機能を有する中継ノードを挿入したものである。ここでは、各ノードの送信波長を可変とし、各ノードの受信波長を固定的に割り当てるものとする。
【００４８】
図において、ノード２−１〜２−４は、主に光送信回路と光受信回路と光フィルタからなり、光信号を送受信する。光ファイバ伝送路３は、波長多重された光信号を右回りに伝搬させる。光カプラ５−１〜５−４は光ファイバ伝送路３に挿入され、光ファイバ伝送路３の光信号パワーの一部を各ノード２−１〜２−４に分岐するとともに、各ノード２−１〜２−４から送信された光信号を光ファイバ伝送路３に合流する。中継ノード８−１，８−２は、ノード２−２とノード２−３との間、ノード２−１とノード２−４との間の光ファイバ伝送路３に挿入される。
【００４９】
図５(b) に示す波長帯域２０１はノード２−１〜２−４が共用する受信帯域であり、波長帯域２０２はノード２−１，２−２宛ての光信号の送信帯域であり、波長帯域２０３はノード２−３，２−４宛ての光信号の送信帯域であり、それぞれ互いに重ならないように設定される。
【００５０】
中継ノード８−１は、光フィルタ９−１で光ファイバ伝送路３からの光信号を波長帯域２０１〜２０３ごとに分波し、波長帯域２０１の光信号を光終端回路１０−１で終端し、波長帯域２０２の光信号を通過させ、波長帯域２０３の光信号を波長変換回路１１−１で波長帯域２０１の光信号に変換し、通過または波長変換した光信号を光フィルタ９−２で多重して光ファイバ伝送路３に送出する。
【００５１】
中継ノード８−２は、光フィルタ９−３で光ファイバ伝送路３からの光信号を波長帯域２０１〜２０３ごとに分波し、波長帯域２０１の光信号を光終端回路１０−２で終端し、波長帯域２０３の光信号を通過させ、波長帯域２０２の光信号を波長変換回路１１−２で波長帯域２０１の光信号に変換し、通過または波長変換した光信号を光フィルタ９−４で多重して光ファイバ伝送路３に送出する。
【００５２】
すなわち、ノード２−１，２−２宛ての光信号は、中継ノード８−１で通過／終端処理され、中継ノード８−２で波長変換処理される。同様に、ノード２−３，２−４宛ての光信号は、中継ノード８−２で通過／終端処理され、中継ノード８−１で波長変換処理される。
【００５３】
例えば、ノード２−１からノード２−３宛てに光信号を送信する場合には、ノード２−１の光送信回路の波長を波長帯域２０３で未使用のものに設定する。この光信号は、光カプラ５−１を介して光ファイバ伝送路３に送信され、経路Ｒ31により中継ノード８−１で波長帯域２０１に波長変換され、中継ノード８−２で終端される。ノード２−３では、波長帯域２０１に対応する光フィルタを用いて光信号を選択し、受信する。ノード２−３からノード２−１宛てに光信号を送信する場合も同様であり、波長帯域２０２で送信し、中継ノード８−２で波長帯域２０１に波長変換し、中継ノード８−１で終端させる。
【００５４】
また、ノード２−４からノード２−３宛てに光信号を送信する場合も同様に波長帯域２０３を使用する。この光信号は、光カプラ５−４を介して光ファイバ伝送路３に送信され、経路Ｒ32により中継ノード８−２を通過し、中継ノード８−１で波長帯域２０１の光信号に波長変換され、中継ノード８−２で終端される。ノード２−３では、波長帯域２０１に対応する光フィルタを用いて光信号を選択し、受信する。ノード２−２からノード２−１宛てに光信号を送信する場合も同様である。
【００５５】
また、ノード２−３からノード２−４宛てに光信号を送信する場合も同様に波長帯域２０３を使用し、光ファイバ伝送路３を１周させてもよいが、波長帯域２０１で送信することにより最短経路で伝送することができる。すなわち、波長帯域２０１の光信号は、光カプラ５−３を介して光ファイバ伝送路３に送信すると、中継ノード８−２で終端される。ノード２−４では、波長帯域２０１に対応する光フィルタを用いて光信号を選択し、受信する。ノード２−１からノード２−２宛てに光信号を送信する場合も同様である。
【００５６】
ここで、中継ノード８−１において、ノード２−１，２−２に受信される光信号（波長帯域２０１）は光終端回路１０−１で終端されるが、ノード２−３，２−４宛ての光信号は波長帯域２０３から波長帯域２０１に波長変換される。すなわち、ノード２−１，２−２宛ての光信号と、ノード２−３，２−４宛ての光信号は、同じ波長帯域２０１を繰り返し使用することになる。ただし、本実施形態の構成は３つの波長帯域を必要としており、図３，４に示す第３の実施形態の２つの波長帯域に比べて波長帯域が増大する。また、本実施形態では中継ノードも必要になるが、必要とする光ファイバ伝送路が１本になるので、第３の実施形態に比べて全体のコストを低減させることができる。
【００５７】
なお、図５に示す構成では、４つのノードに対して中継ノードを２つ設置する例を示したが、同じ原理により、ノード数に応じて２以上の中継ノードを配置してもよい。
【００５８】
（中継ノードの他の構成例）
図６は、中継ノード８−１の他の構成例を示す。図６(a) において、波長帯域２０１の光信号を分波する光フィルタ１２と、波長帯域２０３の光信号を分波する光フィルタ１３が縦続に接続される。光フィルタ１３で分波された波長帯域２０３の光信号は、波長変換回路１１−１により波長帯域２０１の光信号に変換され、光フィルタ１３を通過した波長帯域２０２の光信号と光カプラ１４で合流される。
【００５９】
光フィルタ１２は、光サーキュレータ１５および波長帯域２０１を反射帯域とするファイバグレーティング１６により構成され、入力される波長多重光信号のうち波長帯域２０１の光信号をファイバグレーティング１６で反射し、光サーキュレータ１５を介して分離し、終端する。波長帯域２０１以外の波長多重光信号は、ファイバグレーティング１６を通過する。光フィルタ１３は、光サーキュレータ１７および波長帯域２０３を反射帯域とするファイバグレーティング１８により構成され、入力される波長多重光信号のうち波長帯域２０３の光信号をファイバグレーティング１８で反射し、光サーキュレータ１７を介して分離する。波長帯域２０３の光信号は波長変換回路１１−１に入力され、波長帯域２０２の光信号はファイバグレーティング１８を通過する。
【００６０】
これにより、波長帯域２０１を終端し、波長帯域２０２を通過させ、波長帯域２０３を波長帯域２０１に波長変換する機能が実現する。なお、図５に示す中継ノード８−１では、３つの波長帯域に分波する光フィルタ９−１を用いているが、本構成例はこれをファイバグレーティングを用いた２つの光フィルタ１２，１３で実現可能にしたものである。また、中継ノード８−２においても、ファイバグレーティング１８の反射帯域を波長帯域２０２とすることにより、同様に構成することができる。
【００６１】
図６(b) に示す中継ノード８−１は、終端する光信号の波長帯域２０１と、波長変換される波長帯域２０１が同じ（波長帯域の再利用）であるので、ファイバグレーティング１６を光カプラ１４の代わりに用いた構成を特徴とする。波長変換回路１１で波長変換された波長帯域２０１の光信号は、光サーキュレータ１９を介してファイバグレーティング１６に入力して反射させる。これにより、波長変換された光信号のうち、雑音成分を除去して波長帯域２０１のみを反射させることができる。なお、図５に示す中継ノード８−１の光フィルタ９−１は、本構成例のファイバグレーティング１６，１８に対応し、光フィルタ９−２はファイバグレーティング１６に対応する。
【００６２】
（第５の実施形態：参考例）
図７は、本発明の第５の実施形態（参考例）を示す。本実施形態は、図２に示す第２の実施形態における光ファイバ伝送路を２重化し、障害発生時の迂回経路を確保可能にしたものである。
【００６３】
ノード２−１〜２−４に対して、光ファイバ伝送路３−１、光カプラ５−１〜５−４、帯域阻止光フィルタ６−１と、光ファイバ伝送路３−２、光カプラ５−５〜５−８、帯域阻止光フィルタ６−２は対称に配置される。また、光ファイバ伝送路３−１，３−２は、伝送方向が互いに逆になるようにセンタノード１に接続される。
【００６４】
基本的な動作は第２の実施形態と同じであるが、例えばノード２−１からセンタノード１に対しては、光ファイバ伝送路３−１を介する経路Ｒ41と、光ファイバ伝送路３−２を介する経路Ｒ42の２つの経路を同時に設定することができる。この２つの経路は完全に独立しているので、一方の経路に障害が発生しても、他方の経路を用いて光信号を伝送することができる。
【００６５】
（第６の実施形態：参考例）
図８は、本発明の第６の実施形態（参考例）を示す。本実施形態は、図３に示す第３の実施形態における一対の光ファイバ伝送路を２重化し、障害発生時の迂回経路を確保可能にしたものである。
【００６６】
ノード２−１〜２−４に対して、光ファイバ伝送路３−１，３−２、光カプラ５−１〜５−１０、帯域阻止光フィルタ６−１，６−２、帯域分離光フィルタ７−１，７−２と、光ファイバ伝送路３−３，３−４、光カプラ５−１１〜５−２０、帯域阻止光フィルタ６−３，６−４、帯域分離光フィルタ７−３，７−４は対称に配置される。また、光ファイバ伝送路３−１，３−２の伝送方向と、光ファイバ伝送路３−３，３−４の伝送方向が互いに逆になるように設定される。
【００６７】
基本的な動作は第３の実施形態と同じであるが、例えばノード２−１からノード２−３に対しては、光ファイバ伝送路３−１を介するか、光ファイバ伝送路３−２から光ファイバ伝送路３−１に合流する経路Ｒ51と、光ファイバ伝送路３−３を介するか、光ファイバ伝送路３−４から光ファイバ伝送路３−３に合流する経路Ｒ52の２つの経路を同時に設定することができる。この２つの経路は完全に独立しているので、一方の経路に障害が発生しても、他方の経路を用いて光信号を伝送することができる。
【００６８】
（第７の実施形態：請求項２）
図９は、本発明の第７の実施形態を示す。本実施形態は、図５に示す第４の実施形態における光ファイバ伝送路を２重化し、障害発生時の迂回経路を確保可能にしたものである。
【００６９】
ノード２−１〜２−４に対して、光ファイバ伝送路３−１、光カプラ５−１〜５−４、中継ノード８−１，８−２と、光ファイバ伝送路３−２、光カプラ５−５〜５−８、中継ノード８−３，８−４は対称に配置される。また、光ファイバ伝送路３−１，３−２は、伝送方向が互いに逆になるように設定される。
【００７０】
基本的な動作は第４の実施形態と同じであるが、例えばノード２−１からノード２−３に対しては、光ファイバ伝送路３−１を介する経路Ｒ61と、光ファイバ伝送路３−２を介する経路Ｒ62の２つの経路を同時に設定することができる。この２つの経路は完全に独立しているので、一方の経路に障害が発生しても、他方の経路を用いて光信号を伝送することができる。
【００７１】
なお、以上示した各実施形態では、各ノード（各グループ）にそれぞれ連続した波長帯域を割り当てる例を示したが、各ノード（各グループ）に割り当てる波長帯域は連続的である必要はなく、例えば周期性をもつ波長帯域をそれぞれずらして各ノード（各グループ）に割り当てるようにしてもよい。
【００７２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のハイブリッド型波長多重リング網は、複数のノードで波長帯域を共有することにより、従来構成Ａに比べて簡単な構成でトラヒック需要変動に効率的かつ柔軟に対応することができる。また、波長帯域の再利用などにより、従来構成Ｂに比べて必要とする波長帯域を大幅に小さくすることができる。
【００７３】
また、帯域阻止手段をリング状の光ファイバ伝送路内に適当に配置することにより、波長帯域の再利用を可能にするとともに、周回する光信号を完全に遮断し、光信号の干渉なしにノード間を最短経路で接続することができる。
【００７４】
また、迂回経路を構成することにより、光ファイバ伝送路の故障時にもノード間にチャネル設定ができ、高信頼な網を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示すブロック図。
【図２】本発明の第２の実施形態を示すブロック図。
【図３】本発明の第３の実施形態を示すブロック図。
【図４】本発明の第３の実施形態の変形例を示すブロック図。
【図５】本発明の第４の実施形態を示すブロック図。
【図６】中継ノード８−１の他の構成例を示すブロック図。
【図７】本発明の第５の実施形態を示すブロック図。
【図８】本発明の第６の実施形態を示すブロック図。
【図９】本発明の第７の実施形態を示すブロック図。
【図１０】従来構成Ａの一例を示すブロック図。
【図１１】従来構成Ｂの一例を示すブロック図。
【符号の説明】
１ センタノード
２ ノード
３ 光ファイバ伝送路
４ 光フィルタ
５ 光カプラ
６ 帯域阻止光フィルタ
７ 帯域分離光フィルタ
８ 中継ノード
９ 光フィルタ
１０ 光終端回路
１１ 波長変換回路
１２，１３ 光フィルタ
１４ 光カプラ
１５，１７，１９ 光サーキュレータ
１６，１８ ファイバグレーティング
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のノードが光ファイバ伝送路によりリング状に接続され、各ノード間にメッシュ状に複数のチャネルが設定される光通信ネットワークにおいて、それらのチャネルが波長多重された光信号である波長多重リング網に関する。特に、複数のノード間で波長帯域の再利用を可能にし、高い波長効率が得られるハイブリッド型波長多重リング網に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の波長多重リング網は、波長多重光信号を伝送する光ファイバ伝送路から、光フィルタを用いて所定の波長の光信号を分波／合波する従来構成Ａと、光カプラを用いて光信号パワーの一部を分岐してから所定の波長の光信号を選択受信する従来構成Ｂに大別される。
【０００３】
図１０は、従来構成Ａの一例を示す。図において、センタノード５０は、主に空間スイッチ回路と波長変換回路からなり、各ノードからの光信号を集中的にスイッチングする。ノード５１−１〜５１−４は、主に光送信回路と光受信回路からなり、光信号を送受信する。光ファイバ伝送路５２は、センタノード５０の入出力端をリング状に接続し、波長多重された光信号を右回りに伝搬させる。光フィルタ５３−１〜５３−４は光ファイバ伝送路５２に挿入され、光ファイバ伝送路５２と各ノード５１−１〜５１−４との間でそれぞれ所定の波長の光信号の分波／合波を行う。
【０００４】
図１０(b) に示す波長帯域１０１〜１０４は、光フィルタ５３−１〜５３−４で分波／合波される帯域であり、互いに重ならないように固定的に設定される。波長帯域１０１内にはノード５１−１で送受信される光信号１１１が波長多重され、波長帯域１０２内にはノード５１−２で送受信される光信号１１２が波長多重され、波長帯域１０３内にはノード５１−３で送受信される光信号１１３が波長多重され、波長帯域１０４内にはノード５１−４で送受信される光信号１１４が波長多重される。すなわち、各ノードでは、センタノード５０に送信する光信号とセンタノード５０から受信する光信号の波長帯域は同じであり、送信用と受信用で同じ波長が再利用されることになる。
【０００５】
ここで、ノード５１−１から送信される波長帯域１０１の光信号は、光フィルタ５３−１で波長多重され、経路Ｒ１を介してセンタノード５０に到達する。そして、波長帯域１０１の光信号はそれぞれの宛先のノードの波長帯域の波長に変換される。例えば、ノード５１−３宛ての光信号は波長帯域１０３の波長に変換され、経路Ｒ２を介してノード５１−３に到達する。同様に、ノード５１−３からは、波長帯域１０３の光信号が経路Ｒ３を介してセンタノード５０に到達し、例えばノード５１−１宛ての光信号は波長帯域１０１の波長に変換され、経路Ｒ４を介してノード５１−１に到達する。
【０００６】
図１１は、従来構成Ｂの一例を示す。図において、センタノード６０は、主に空間スイッチ回路と波長変換回路からなり、各ノードからの光信号を集中的にスイッチングする。ノード６１−１〜６１−４は、主に光送信回路と光受信回路と光フィルタからなり、光信号を送受信する。光ファイバ伝送路６２は、センタノード６０の入出力端をリング状に接続し、波長多重された光信号を右回りに伝搬させる。光カプラ６３−１〜６３−４は光ファイバ伝送路６２に挿入され、光ファイバ伝送路６２の光信号パワーの一部を各ノード６１−１〜６１−４に分岐するとともに、各ノード６１−１〜６１−４から送信された光信号を光ファイバ伝送路６２に合流する。
【０００７】
図１１(b) に示す波長帯域２０１は各ノード６１−１〜６１−４が共用する送信帯域であり、波長帯域２０２は各ノード６１−１〜６１−４が共用する受信帯域であり、それぞれ互いに重ならないように設定される。
【０００８】
ここで、ノード６１−１からノード６１−３に向けて光信号を送信する場合の動作例を示す。ノード６１−１は、割り当てられた送信帯域２０１の光信号を光カプラ６３−１で光ファイバ伝送路６２に合流し、経路Ｒ５を介してセンタノード６０に送信する。センタノード６０では、この光信号をノード６１−３に割り当てられた受信帯域２０２の波長に変換し、光ファイバ伝送路６２に送出する。光カプラ６３−３は、光ファイバ伝送路６２の光信号パワーの一部をノード６１−３に分岐し、ノード６１−３では受信帯域に対応する光フィルタを用いて光信号を選択し、受信する。一方、光カプラ６３−３で分岐した光信号パワーの残りは、経路Ｒ６を介してセンタノード６０に到達する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
図１０に示す従来構成Ａでは、各ノードごとにセンタノードとの間で送受信される波長は再利用され、波長帯域を効率的に利用することができる。しかし、各ノードに割り当てられる波長帯域は固定的に占有され、柔軟性に欠ける問題がある。例えば、あるノードで送受信する波長数（チャネル数）が多く、他のノードで送受信する波長数が少ない場合に、波長数の少ないノードの波長帯域を波長数の多いノードに割り振るためには、光フィルタ５３−１〜５３−４を新たなものと取り替える必要があり、現実的ではない。一方、このような波長の需要変動を見越して、最初から各ノードに割り当てる波長帯域を大きく設定すると、波長帯域の使用効率が低下する問題がある。
【００１０】
図１１に示す従来構成Ｂは、各ノードと光ファイバ伝送路が光カプラで接続され、すべての波長帯域にアクセスすることができるので、各ノードごとに必要な数の光信号を送受信することが可能となる。例えば、各ノードに割り当てる波長帯域の一部をオーバラップさせ、重なった光波長を２つのノードで共用することが可能であり、従来構成Ａの問題点は解決する。
【００１１】
しかし、光ファイバ伝送路６２を伝送する光信号は各ノードに対応する光カプラを介してセンタノード６０に戻るので、各ノードからの送信に用いる波長帯域２０１と、受信に用いる波長帯域２０２は、図１１(b) に示すように互いに重ならないように設定する必要がある。すなわち、従来構成Ａに比べて、必要な波長帯域は約２倍に増加する。
【００１２】
このように、従来構成Ａと従来構成Ｂは互いに相反する性質がある。すなわち、従来構成Ａは波長帯域は少なくてよいが、各ノードのトラヒック変動に対する柔軟性に乏しい。一方、従来構成Ｂはトラヒック変動に対する柔軟性に優れているが、必要とする波長帯域が増大する。
【００１３】
本発明は、少ない波長帯域で、各ノードのトラヒック変動に柔軟に対応することができるハイブリッド型波長多重リング網を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
請求項１のハイブリッド型波長多重リング網は、複数のノードに全ノード共通の受信帯域と、宛先ノードのグループ別に送信帯域が設定され、各ノードから宛先ノードに割り当てた送信帯域の光信号を送信する。波長多重光信号を伝送するリング状の光ファイバ伝送路には、全ノードに共通の受信帯域の光信号を終端し、下流側に位置するグループのノード宛ての送信帯域の光信号を全ノードに共通の受信帯域の光信号に波長変換し、その他の光信号をそのまま通過させる中継手段と、光ファイバ伝送路の波長多重光信号の光信号パワーの一部を各ノードに分岐し、各ノードから送信された光信号を光ファイバ伝送路に合流する分岐／合流手段が挿入され、各ノード宛ての送信帯域をグループ別に共有しながら、ノードで受信帯域を共有する構成である。
【００１８】
請求項２のハイブリッド型波長多重リング網は、請求項１の構成をノードに対して系統備え、各ノードから光信号を送受信する経路を複数の光ファイバ伝送路に分散して収容する。
【００１９】
請求項３のハイブリッド型波長多重リング網は、各光ファイバ伝送路に挿入される帯域阻止手段または中継手段の数を限定するものであり、その数は３前後が望ましい。
【００２０】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態：参考例）
図１は、本発明の第１の実施形態（参考例）を示す。本実施形態は、従来構成Ａの光フィルタを用いた構成と、従来構成Ｂの光カプラを用いた構成を統合し、相互に補完的な動作をさせることに特徴がある。
【００２１】
図において、センタノード１は、主に空間スイッチ回路と波長変換回路からなり、各ノードからの光信号を集中的にスイッチングする。ノード２−１〜２−４は、主に光送信回路と光受信回路と光フィルタからなり、光信号を送受信する。光ファイバ伝送路３は、センタノード１の入出力端をリング状に接続し、波長多重された光信号を右回りに伝搬させる。光フィルタ４−１〜４−４は光ファイバ伝送路３に挿入され、光ファイバ伝送路３と各ノード２−１〜２−４との間でそれぞれ所定の波長の光信号の分波／合波を行う。光カプラ５−１〜５−４は光ファイバ伝送路３に挿入され、光ファイバ伝送路３の光信号パワーの一部を各ノード２−１〜２−４に分岐するとともに、各ノード２−１〜２−４から送信された光信号を光ファイバ伝送路３に合流する。
【００２２】
図１(b) に示す波長帯域１０１〜１０４は、光フィルタ４−１〜４−４で分波／合波され、ノード２−１〜２−４で送受信する帯域であり、互いに重ならないように固定的に設定される。各ノード２−１〜２−４は要求されるトラヒックが小さい場合に、それぞれ個別に割り当てられた波長帯域１０１〜１０４を使用してノード間に波長を設定する。
【００２３】
また、図１(b) に示す波長帯域２０１，２０２は、波長帯域１０１〜１０４とは別の帯域に互いに重ならないように設定される。波長帯域２０１は各ノード２−１〜２−４の送信帯域であり、波長帯域２０２は各ノード２−１〜２−４の受信帯域であり、それぞれ各ノードで共通にアクセス可能な帯域である。すなわち、各ノードに個別に割り当てられた波長帯域１０１〜１０４をオーバーした場合には、各ノードに共通に割り当てられた波長帯域２０１，２０２の中から未使用の波長が選択される。
【００２４】
このように、各ノードに割り当てる帯域として、各ノード専用の帯域と、各ノード共通の帯域とを用意し、各ノードは通常は自ノードに割り当てられた帯域を使用し、それがオーバフローしたときに各ノード共通の帯域から空いている波長を使用する。これにより、各ノードに個別に割り当てる波長帯域を最小限に抑えることができ、全体として必要波長帯域を減らすことができる。
【００２５】
（第２の実施形態：参考例）
図２は、本発明の第２の実施形態（参考例）を示す。本実施形態は、光カプラを用いた従来構成Ｂにおいて、光ファイバ伝送路に帯域阻止型の光フィルタを挿入し、周回する光信号を終端することにより波長帯域の再利用を可能にし、必要とする波長帯域を低減させることに特徴がある。
【００２６】
図において、センタノード１は、主に空間スイッチ回路と波長変換回路からなり、各ノードからの光信号を集中的にスイッチングする。ノード２−１〜２−４は、主に光送信回路と光受信回路と光フィルタからなり、光信号を送受信する。光ファイバ伝送路３は、センタノード１の入出力端をリング状に接続し、波長多重された光信号を右回りに伝搬させる。光カプラ５−１〜５−４は光ファイバ伝送路３に挿入され、光ファイバ伝送路３の光信号パワーの一部を各ノード２−１〜２−４に分岐するとともに、各ノード２−１〜２−４から送信された光信号を光ファイバ伝送路３に合流する。帯域阻止光フィルタ６は、ノード２−１とノード２−４との間の光ファイバ伝送路３に挿入される。
【００２７】
図２(b) に示す波長帯域２０１はノード２−３，２−４が共用する送信帯域であり、波長帯域２０２はノード２−３，２−４が共用する受信帯域であり、それぞれ互いに重ならないように設定される。ここで、波長帯域２０２を帯域阻止光フィルタ６の阻止帯域とすると、センタノード１からノード２−３，２−４宛てに送信された波長帯域２０２の光信号は帯域阻止光フィルタ６で終端するので、波長帯域２０２はノード２−１，２−２からの送信帯域として再利用することができる。波長帯域２０３は、ノード２−１，２−２が共用する受信帯域である。
【００２８】
すなわち、ノード２−３，２−４は、送信に割り当てられた波長帯域２０１の光信号を経路Ｒ11を介してセンタノード１に送信する。ノード２−３，２−４は、受信に割り当てられた波長帯域２０２の光信号を経路Ｒ12を介してセンタノード１から受信する。この光信号は、ノード２−３，２−４の下流側に配置される帯域阻止光フィルタ６で終端する。ノード２−１，２−２は、送信に割り当てられた波長帯域２０２の光信号を経路Ｒ13を介してセンタノード１に送信する。ノード２−１，２−２は、受信に割り当てられた波長帯域２０３の光信号を経路Ｒ14を介してセンタノード１から受信する。
【００２９】
このように、本実施形態の構成では、周回する光信号を終端する帯域阻止光フィルタ６を用いることにより波長帯域の再利用が可能となる。すなわち、ノード２−１，２−２の送信帯域とノード２−３，２−４の受信帯域を共用することができるので、その分だけ必要な波長帯域を削減することができる。また、波長帯域２０１〜２０３は、それぞれ２つのノードで共用する送信帯域または受信帯域であるので、トラヒック需要の変動に対して柔軟に対応することができる。
【００３０】
また、本実施形態の構成は、第１の実施形態の構成に比べて必要となる光フィルタの数が少なく、その分だけフィルタ間のガードバンドも小さくてよいので、小さなハード規模で高い波長効率とトラヒック需要変動に対する適応性を実現することができる。
【００３１】
なお、図２に示す構成では、４つのノードに対して帯域阻止光フィルタを１つ設置する例を示したが、同じ原理により、ノード数に応じて２以上の帯域阻止光フィルタを配置してもよい。ただし、帯域阻止光フィルタの数に応じて波長の再利用効率は高くなるが、フィルタ間のガードバンドのために波長効率が下がり、一般的にはノード数が多くても全体で３程度の光フィルタ数が最も高い波長効率を得ることができる。すなわち、光フィルタの数に応じた波長の再利用効率と波長効率はトレードオフの関係にある。
【００３２】
（第３の実施形態：参考例）
図３は、本発明の第３の実施形態（参考例）を示す。本実施形態は、第２の実施形態におけるセンタノードに代えて光ファイバ伝送路を２本とし、一方の光ファイバ伝送路から他方の光ファイバ伝送路に接続するリンクを形成したものである。ここでは、各ノードの送信波長を可変とし、各ノードの受信波長を固定的に割り当てるものとする。
【００３３】
図において、ノード２−１〜２−４は、主に光送信回路と光受信回路と光フィルタからなり、光信号を送受信する。光ファイバ伝送路３−１，３−２は、波長多重された光信号を右回りに伝搬させる。光カプラ５−１〜５−４は光ファイバ伝送路３−１に挿入され、光ファイバ伝送路３−１の光信号パワーの一部を各ノード２−１〜２−４に分岐するとともに、各ノード２−１〜２−４から送信された光信号を光ファイバ伝送路３−１に合流する。光カプラ５−５〜５−８は光ファイバ伝送路３−２に挿入され、各ノード２−１〜２−４から送信された光信号を光ファイバ伝送路３−２に合流する。帯域阻止光フィルタ６−１，６−２は、ノード２−２とノード２−３との間、ノード２−１とノード２−４との間の光ファイバ伝送路３−１に挿入される。帯域分離光フィルタ７−１，７−２は、ノード２−２とノード２−３との間、ノード２−１とノード２−４との間の光ファイバ伝送路３−２に挿入される。光カプラ５−９，５−１０は、光ファイバ伝送路３−１のノード２−３，２−１のそれぞれ上流側（ここでは帯域阻止光フィルタ６−１，６−２のそれぞれ下流側）に挿入され、帯域分離光フィルタ７−１，７−２で分波された光信号を合流する。
【００３４】
なお、帯域阻止光フィルタと帯域分離光フィルタは同じ機能の光フィルタで構成することができ、例えば帯域分離光フィルタで分波された波長帯域を終端することにより帯域阻止光フィルタとして利用できる。
【００３５】
図３(b) に示す波長帯域２０１はノード２−１，２−２が共用する受信帯域であり、波長帯域２０２はノード２−３，２−４が共用する受信帯域であり、それぞれ互いに重ならないように設定される。また、波長帯域２０１は帯域阻止光フィルタ６−１の阻止帯域、帯域分離光フィルタ７−２の分離帯域でもあり、波長帯域２０２は帯域阻止光フィルタ６−２の阻止帯域、帯域分離光フィルタ７−１の分離帯域でもある。
【００３６】
例えば、ノード２−１からノード２−３宛てに光信号を送信する場合には、ノード２−３の受信帯域が波長帯域２０２であるので、ノード２−１の光送信回路の波長を波長帯域２０２で未使用のものに設定する。ノード２−１は、この光信号を光カプラ５−１を介して光ファイバ伝送路３−１に送信するか、または光カプラ５−５を介して光ファイバ伝送路３−２に送信する。前者の光信号は、経路Ｒ21により帯域阻止光フィルタ６−１を通過し、光カプラ５−３を介してノード２−３に到達するとともに、帯域阻止光フィルタ６−２で終端される。後者の光信号は、経路Ｒ22により帯域分離光フィルタ７−１で分波され、光カプラ５−９を介して光ファイバ伝送路３−１に合流し、光カプラ５−３を介してノード２−３に到達するとともに、帯域阻止光フィルタ６−２で終端される。ノード２−３では、波長帯域２０２に対応する光フィルタを用いて光信号を選択し、受信する。また、ノード２−３からノード２−１宛てに光信号を送信する場合も同様である。このように、帯域阻止光フィルタおよび帯域分離光フィルタで分割されるノード間の光信号の伝送には２つの経路が可能であり、適当に選択される。
【００３７】
一方、例えばノード２−２からノード２−１宛てに光信号を送信する場合（同じグループ内のノード間の伝送）には、ノード２−２の送信波長を波長帯域２０１に設定し、光カプラ５−６を介して光ファイバ伝送路３−２に送信する。この光信号は、経路Ｒ23により帯域分離光フィルタ７−１を通過し、帯域分離光フィルタ７−２で分波され、光カプラ５−１０を介して光ファイバ伝送路３−１に合流し、光カプラ５−１を介してノード２−１に到達するとともに、帯域阻止光フィルタ６−１で終端される。この経路は一通りである。
【００３８】
このように、本実施形態では、ノードＡからノードＢに光信号を送信する場合に、ノードＡの送信波長をノードＢの受信波長に設定して光ファイバ伝送路を選択して送信することにより、途中に設置された帯域分離光フィルタにより自動的に受信ノードまでルーチングされる。
【００３９】
また、本実施形態では、光ファイバ伝送路３−１に設置される帯域阻止光フィルタ６−１，６−２、光ファイバ伝送路３−２に設置される帯域分離光フィルタ７−１，７−２は、それぞれ補完的な帯域阻止または帯域分離を行っており、各光ファイバ伝送路内の光信号はペアとなる光フィルタのいずれかでブロックされる。したがって、光信号は光ファイバ伝送路内を多周回することはなく、発振やクロストークなしに安定に動作する。また、波長帯域２０１，２０２は、それぞれ２つのノードで共用する受信帯域であるので、トラヒック需要の変動に対して柔軟に対応することができる。
【００４０】
なお、図３に示す構成では、光ファイバ伝送路３−１，３−２に帯域阻止光フィルタおよび帯域分離光フィルタをそれぞれ２つ設置する例を示したが、一般的にはノード数に応じてｍ個（ｍ≧３）の設置が可能である。ｍを大きくすることにより波長の再利用効率が高くなり、光ファイバの波長多重数を小さくすることができる。ただし、ｍ個の光フィルタを挿入した場合の波長数の減少効果は、理論的に（１＋３／ｍ）／４で表される。ｍ＝３で波長数は１／２と大きく減少するが、ｍ＝６としても波長数は３／８にしか減少せず、その効果はｍが大きくなるにつれて飽和する傾向にある。一方、ｍを大きくすると、フィルタ間のガードバンドのために必要な波長帯域が大きくなり、波長の使用効率は低下する。よって、挿入する光フィルタ数の最適値は３程度となる（請求項３）。なお、以下に示す各実施形態においても光フィルタ数は上記のように制限される。
【００４１】
（第３の実施形態の変形参考例）
図４は、本発明の第３の実施形態の変形参考例を示す。図３に示す実施形態の構成は、一対の光ファイバ伝送路の伝送方向が同じ場合のものであるが、本変形例は一対の光ファイバ伝送路の伝送方向を反対にしたものである。
【００４２】
図３に示す構成との違いは、光ファイバ伝送路３−２における光信号の伝送方向を左回りとする。なお、光ファイバ伝送路３−１を左回りとしてもよく、その場合には光カプラ５−９，５−１０の位置を帯域阻止光フィルタ６−１，６−２のそれぞれ下流側になるように入れ替えてもよい。
【００４３】
図５(b) に示す波長帯域２０１はノード２−１，２−２が共用する受信帯域であり、波長帯域２０２はノード２−３，２−４が共用する受信帯域であり、それぞれ互いに重ならないように設定される。また、波長帯域２０１は帯域阻止光フィルタ６−１の阻止帯域、帯域分離光フィルタ７−２の分離帯域でもあり、波長帯域２０２は帯域阻止光フィルタ６−２の阻止帯域、帯域分離光フィルタ７−１の分離帯域でもある。
【００４４】
例えば、ノード２−１からノード２−３宛ての光信号は、図３と同様の経路Ｒ21の他に、光ファイバ伝送路３−２に送信し、経路Ｒ24により帯域分離光フィルタ７−２，７−１、光カプラ５−９を介して光ファイバ伝送路３−１に合流させ、帯域阻止光フィルタ６−２で終端させる。
【００４５】
また、ノード２−２から自グループのノード２−１宛ての光信号は、光ファイバ伝送路３−２に送信し、経路Ｒ25により帯域分離光フィルタ７−２、光カプラ５−１０を介して光ファイバ伝送路３−１に合流させ、帯域阻止光フィルタ６−１で終端させる。この経路は一通りである。
【００４６】
なお、図３，４に示す構成において、光カプラ５−１〜５−４は光ファイバ伝送路３−１の光信号パワーの一部を各ノード２−１〜２−４に分岐するだけとし、各ノード２−１〜２−４から送信する光信号は光ファイバ伝送路３−２のみに接続するようにしてもよい。
【００４７】
（第４の実施形態：請求項１）
図５は、本発明の第４の実施形態を示す。本実施形態は、第２の実施形態におけるセンタノードおよび帯域阻止光フィルタに代えて、光ファイバ伝送路に通過、終端、波長変換の機能を有する中継ノードを挿入したものである。ここでは、各ノードの送信波長を可変とし、各ノードの受信波長を固定的に割り当てるものとする。
【００４８】
図において、ノード２−１〜２−４は、主に光送信回路と光受信回路と光フィルタからなり、光信号を送受信する。光ファイバ伝送路３は、波長多重された光信号を右回りに伝搬させる。光カプラ５−１〜５−４は光ファイバ伝送路３に挿入され、光ファイバ伝送路３の光信号パワーの一部を各ノード２−１〜２−４に分岐するとともに、各ノード２−１〜２−４から送信された光信号を光ファイバ伝送路３に合流する。中継ノード８−１，８−２は、ノード２−２とノード２−３との間、ノード２−１とノード２−４との間の光ファイバ伝送路３に挿入される。
【００４９】
図５(b) に示す波長帯域２０１はノード２−１〜２−４が共用する受信帯域であり、波長帯域２０２はノード２−１，２−２宛ての光信号の送信帯域であり、波長帯域２０３はノード２−３，２−４宛ての光信号の送信帯域であり、それぞれ互いに重ならないように設定される。
【００５０】
中継ノード８−１は、光フィルタ９−１で光ファイバ伝送路３からの光信号を波長帯域２０１〜２０３ごとに分波し、波長帯域２０１の光信号を光終端回路１０−１で終端し、波長帯域２０２の光信号を通過させ、波長帯域２０３の光信号を波長変換回路１１−１で波長帯域２０１の光信号に変換し、通過または波長変換した光信号を光フィルタ９−２で多重して光ファイバ伝送路３に送出する。
【００５１】
中継ノード８−２は、光フィルタ９−３で光ファイバ伝送路３からの光信号を波長帯域２０１〜２０３ごとに分波し、波長帯域２０１の光信号を光終端回路１０−２で終端し、波長帯域２０３の光信号を通過させ、波長帯域２０２の光信号を波長変換回路１１−２で波長帯域２０１の光信号に変換し、通過または波長変換した光信号を光フィルタ９−４で多重して光ファイバ伝送路３に送出する。
【００５２】
すなわち、ノード２−１，２−２宛ての光信号は、中継ノード８−１で通過／終端処理され、中継ノード８−２で波長変換処理される。同様に、ノード２−３，２−４宛ての光信号は、中継ノード８−２で通過／終端処理され、中継ノード８−１で波長変換処理される。
【００５３】
例えば、ノード２−１からノード２−３宛てに光信号を送信する場合には、ノード２−１の光送信回路の波長を波長帯域２０３で未使用のものに設定する。この光信号は、光カプラ５−１を介して光ファイバ伝送路３に送信され、経路Ｒ31により中継ノード８−１で波長帯域２０１に波長変換され、中継ノード８−２で終端される。ノード２−３では、波長帯域２０１に対応する光フィルタを用いて光信号を選択し、受信する。ノード２−３からノード２−１宛てに光信号を送信する場合も同様であり、波長帯域２０２で送信し、中継ノード８−２で波長帯域２０１に波長変換し、中継ノード８−１で終端させる。
【００５４】
また、ノード２−４からノード２−３宛てに光信号を送信する場合も同様に波長帯域２０３を使用する。この光信号は、光カプラ５−４を介して光ファイバ伝送路３に送信され、経路Ｒ32により中継ノード８−２を通過し、中継ノード８−１で波長帯域２０１の光信号に波長変換され、中継ノード８−２で終端される。ノード２−３では、波長帯域２０１に対応する光フィルタを用いて光信号を選択し、受信する。ノード２−２からノード２−１宛てに光信号を送信する場合も同様である。
【００５５】
また、ノード２−３からノード２−４宛てに光信号を送信する場合も同様に波長帯域２０３を使用し、光ファイバ伝送路３を１周させてもよいが、波長帯域２０１で送信することにより最短経路で伝送することができる。すなわち、波長帯域２０１の光信号は、光カプラ５−３を介して光ファイバ伝送路３に送信すると、中継ノード８−２で終端される。ノード２−４では、波長帯域２０１に対応する光フィルタを用いて光信号を選択し、受信する。ノード２−１からノード２−２宛てに光信号を送信する場合も同様である。
【００５６】
ここで、中継ノード８−１において、ノード２−１，２−２に受信される光信号（波長帯域２０１）は光終端回路１０−１で終端されるが、ノード２−３，２−４宛ての光信号は波長帯域２０３から波長帯域２０１に波長変換される。すなわち、ノード２−１，２−２宛ての光信号と、ノード２−３，２−４宛ての光信号は、同じ波長帯域２０１を繰り返し使用することになる。ただし、本実施形態の構成は３つの波長帯域を必要としており、図３，４に示す第３の実施形態の２つの波長帯域に比べて波長帯域が増大する。また、本実施形態では中継ノードも必要になるが、必要とする光ファイバ伝送路が１本になるので、第３の実施形態に比べて全体のコストを低減させることができる。
【００５７】
なお、図５に示す構成では、４つのノードに対して中継ノードを２つ設置する例を示したが、同じ原理により、ノード数に応じて２以上の中継ノードを配置してもよい。
【００５８】
（中継ノードの他の構成例）
図６は、中継ノード８−１の他の構成例を示す。図６(a) において、波長帯域２０１の光信号を分波する光フィルタ１２と、波長帯域２０３の光信号を分波する光フィルタ１３が縦続に接続される。光フィルタ１３で分波された波長帯域２０３の光信号は、波長変換回路１１−１により波長帯域２０１の光信号に変換され、光フィルタ１３を通過した波長帯域２０２の光信号と光カプラ１４で合流される。
【００５９】
光フィルタ１２は、光サーキュレータ１５および波長帯域２０１を反射帯域とするファイバグレーティング１６により構成され、入力される波長多重光信号のうち波長帯域２０１の光信号をファイバグレーティング１６で反射し、光サーキュレータ１５を介して分離し、終端する。波長帯域２０１以外の波長多重光信号は、ファイバグレーティング１６を通過する。光フィルタ１３は、光サーキュレータ１７および波長帯域２０３を反射帯域とするファイバグレーティング１８により構成され、入力される波長多重光信号のうち波長帯域２０３の光信号をファイバグレーティング１８で反射し、光サーキュレータ１７を介して分離する。波長帯域２０３の光信号は波長変換回路１１−１に入力され、波長帯域２０２の光信号はファイバグレーティング１８を通過する。
【００６０】
これにより、波長帯域２０１を終端し、波長帯域２０２を通過させ、波長帯域２０３を波長帯域２０１に波長変換する機能が実現する。なお、図５に示す中継ノード８−１では、３つの波長帯域に分波する光フィルタ９−１を用いているが、本構成例はこれをファイバグレーティングを用いた２つの光フィルタ１２，１３で実現可能にしたものである。また、中継ノード８−２においても、ファイバグレーティング１８の反射帯域を波長帯域２０２とすることにより、同様に構成することができる。
【００６１】
図６(b) に示す中継ノード８−１は、終端する光信号の波長帯域２０１と、波長変換される波長帯域２０１が同じ（波長帯域の再利用）であるので、ファイバグレーティング１６を光カプラ１４の代わりに用いた構成を特徴とする。波長変換回路１１で波長変換された波長帯域２０１の光信号は、光サーキュレータ１９を介してファイバグレーティング１６に入力して反射させる。これにより、波長変換された光信号のうち、雑音成分を除去して波長帯域２０１のみを反射させることができる。なお、図５に示す中継ノード８−１の光フィルタ９−１は、本構成例のファイバグレーティング１６，１８に対応し、光フィルタ９−２はファイバグレーティング１６に対応する。
【００６２】
（第５の実施形態：参考例）
図７は、本発明の第５の実施形態（参考例）を示す。本実施形態は、図２に示す第２の実施形態における光ファイバ伝送路を２重化し、障害発生時の迂回経路を確保可能にしたものである。
【００６３】
ノード２−１〜２−４に対して、光ファイバ伝送路３−１、光カプラ５−１〜５−４、帯域阻止光フィルタ６−１と、光ファイバ伝送路３−２、光カプラ５−５〜５−８、帯域阻止光フィルタ６−２は対称に配置される。また、光ファイバ伝送路３−１，３−２は、伝送方向が互いに逆になるようにセンタノード１に接続される。
【００６４】
基本的な動作は第２の実施形態と同じであるが、例えばノード２−１からセンタノード１に対しては、光ファイバ伝送路３−１を介する経路Ｒ41と、光ファイバ伝送路３−２を介する経路Ｒ42の２つの経路を同時に設定することができる。この２つの経路は完全に独立しているので、一方の経路に障害が発生しても、他方の経路を用いて光信号を伝送することができる。
【００６５】
（第６の実施形態：参考例）
図８は、本発明の第６の実施形態（参考例）を示す。本実施形態は、図３に示す第３の実施形態における一対の光ファイバ伝送路を２重化し、障害発生時の迂回経路を確保可能にしたものである。
【００６６】
ノード２−１〜２−４に対して、光ファイバ伝送路３−１，３−２、光カプラ５−１〜５−１０、帯域阻止光フィルタ６−１，６−２、帯域分離光フィルタ７−１，７−２と、光ファイバ伝送路３−３，３−４、光カプラ５−１１〜５−２０、帯域阻止光フィルタ６−３，６−４、帯域分離光フィルタ７−３，７−４は対称に配置される。また、光ファイバ伝送路３−１，３−２の伝送方向と、光ファイバ伝送路３−３，３−４の伝送方向が互いに逆になるように設定される。
【００６７】
基本的な動作は第３の実施形態と同じであるが、例えばノード２−１からノード２−３に対しては、光ファイバ伝送路３−１を介するか、光ファイバ伝送路３−２から光ファイバ伝送路３−１に合流する経路Ｒ51と、光ファイバ伝送路３−３を介するか、光ファイバ伝送路３−４から光ファイバ伝送路３−３に合流する経路Ｒ52の２つの経路を同時に設定することができる。この２つの経路は完全に独立しているので、一方の経路に障害が発生しても、他方の経路を用いて光信号を伝送することができる。
【００６８】
（第７の実施形態：請求項２）
図９は、本発明の第７の実施形態を示す。本実施形態は、図５に示す第４の実施形態における光ファイバ伝送路を２重化し、障害発生時の迂回経路を確保可能にしたものである。
【００６９】
ノード２−１〜２−４に対して、光ファイバ伝送路３−１、光カプラ５−１〜５−４、中継ノード８−１，８−２と、光ファイバ伝送路３−２、光カプラ５−５〜５−８、中継ノード８−３，８−４は対称に配置される。また、光ファイバ伝送路３−１，３−２は、伝送方向が互いに逆になるように設定される。
【００７０】
基本的な動作は第４の実施形態と同じであるが、例えばノード２−１からノード２−３に対しては、光ファイバ伝送路３−１を介する経路Ｒ61と、光ファイバ伝送路３−２を介する経路Ｒ62の２つの経路を同時に設定することができる。この２つの経路は完全に独立しているので、一方の経路に障害が発生しても、他方の経路を用いて光信号を伝送することができる。
【００７１】
なお、以上示した各実施形態では、各ノード（各グループ）にそれぞれ連続した波長帯域を割り当てる例を示したが、各ノード（各グループ）に割り当てる波長帯域は連続的である必要はなく、例えば周期性をもつ波長帯域をそれぞれずらして各ノード（各グループ）に割り当てるようにしてもよい。
【００７２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のハイブリッド型波長多重リング網は、複数のノードで波長帯域を共有することにより、従来構成Ａに比べて簡単な構成でトラヒック需要変動に効率的かつ柔軟に対応することができる。また、波長帯域の再利用などにより、従来構成Ｂに比べて必要とする波長帯域を大幅に小さくすることができる。
【００７３】
また、帯域阻止手段をリング状の光ファイバ伝送路内に適当に配置することにより、波長帯域の再利用を可能にするとともに、周回する光信号を完全に遮断し、光信号の干渉なしにノード間を最短経路で接続することができる。
【００７４】
また、迂回経路を構成することにより、光ファイバ伝送路の故障時にもノード間にチャネル設定ができ、高信頼な網を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示すブロック図。
【図２】本発明の第２の実施形態を示すブロック図。
【図３】本発明の第３の実施形態を示すブロック図。
【図４】本発明の第３の実施形態の変形例を示すブロック図。
【図５】本発明の第４の実施形態を示すブロック図。
【図６】中継ノード８−１の他の構成例を示すブロック図。
【図７】本発明の第５の実施形態を示すブロック図。
【図８】本発明の第６の実施形態を示すブロック図。
【図９】本発明の第７の実施形態を示すブロック図。
【図１０】従来構成Ａの一例を示すブロック図。
【図１１】従来構成Ｂの一例を示すブロック図。
【符号の説明】
１ センタノード
２ ノード
３ 光ファイバ伝送路
４ 光フィルタ
５ 光カプラ
６ 帯域阻止光フィルタ
７ 帯域分離光フィルタ
８ 中継ノード
９ 光フィルタ
１０ 光終端回路
１１ 波長変換回路
１２，１３ 光フィルタ
１４ 光カプラ
１５，１７，１９ 光サーキュレータ
１６，１８ ファイバグレーティング
Claims (3)
- 全ノードに共通の受信帯域と、宛先ノードのグループ別に送信帯域が設定され、各ノードから宛先ノードに割り当てた送信帯域の光信号を送信する複数のノードと、
波長多重光信号を伝送するリング状の光ファイバ伝送路と、
前記光ファイバ伝送路に挿入され、全ノードに共通の受信帯域の光信号を終端し、下流側に位置するグループのノード宛ての送信帯域の光信号を全ノードに共通の受信帯域の光信号に波長変換し、その他の光信号をそのまま通過させる中継手段と、
前記光ファイバ伝送路の波長多重光信号の光信号パワーの一部を各ノードに分岐し、各ノードから送信された光信号を前記光ファイバ伝送路に合流する分岐／合流手段とを備え、
前記各ノード宛ての送信帯域をグループ別に共有しながら、前記ノードで受信帯域を共有する構成であることを特徴とするハイブリッド型波長多重リング網。 - 請求項１に記載のハイブリッド型波長多重リング網において、
前記光ファイバ伝送路と、前記中継手段と、前記分岐／合流手段を複数系統備え、各ノードから光信号を送受信する経路が複数の光ファイバ伝送路に分散して収容される構成である
ことを特徴とするハイブリッド型波長多重リング網。 - 請求項１または請求項２に記載のハイブリッド型波長多重リング網において、
前記各光ファイバ伝送路に挿入される前記帯域阻止手段または前記中継手段の数は３またはその前後に設定される
ことを特徴とするハイブリッド型波長多重リング網。
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