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JP5681394B2 - 光電気ハイブリッドノード - Google Patents

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Description

本発明は、光波長多重伝送システムのノード装置に関し、特に光分岐挿入装置に関する。
近年、FTTH(Fiber To The Home)を始めとするブロードバンド回線の普及と共に、インターネットトラフィックが急増してきている。このような背景の下、そのトラフィックの増加を支える大容量な光波長多重伝送システムが導入されてきている。
最近は光波長多重伝送システムの経済化が強く求められてきており、ノードでのO/E/O(光/電気/光)の再生中継を行なわないトランスペアレントなシステムであるROADM(Reconfigurable Optical Add Drop Multiplexer)が幅広く導入されてきている。その中でも、ネットワークの拡張性に富む多方路を有するマルチディグリーROADMが注目されてきている。このマルチディグリーROADMを用いると、初期に1つのみのリング構成であった場合も、需要の増加やエリアの拡大に伴いリングを連結し、マルチリングやメッシュなどのトポロジーにスケーラブルに拡張することができる(非特許文献1)。このようなネットワーク運用面からマルチディグリーROADMが高く望まれている。
このマルチディグリーROADMにおいて、従来はアレイ型回折格子AWG(Arrayed Waveguide Grating)を用いて、自ノードに分岐及び挿入する光パスを波長多重信号から波長毎に合波及び分波していた。アレイ型回折格子はポートと波長が対応しており、そのため光パスの波長を変更する必要が出た場合に、ポートを物理的に変更する必要がある。この物理的なポート変更には人手による作業など現地作業が必要となってしまっていた。
また、インターネットトラフィックの急増とともに、高速なインタフェースが望まれてきている。IEEEでは40GbE及び100GbEのインターフェースの標準化を802.3ba Task Forceにおいて進めてきており、2010年6月にも標準化が完了される。それに合わせて、ITU−T StudyGroup15においてもそれらの高速インターフェースを収容するOTN(Optical Transport Network)の標準化が進められ、G.709 Amendment 3として標準化完了が予定されている。これらの標準化の状況を受けて、キャリアも顧客への高速な回線の提供のために、リンク伝送速度を高速化していく必要がある。このため、1波長当たりの伝送速度が100Gbit/s程度の高速なインターフェースを持った光波長多重伝送システムが望まれる。
ただし、100Gbit/s関連の標準化が完了した後にも当面の間は、100Gbit/sより低いビットレートのGbE,10GbE,STM−16,STM−64などの従来のクライアント信号が利用されることが想定される。そのため、1波長当たりのリンク速度が100Gbit/sとなっても、そのリンクの中にはより低速のクライアント信号が利用されることが想定される。この波長より粒度の高い単位の信号をサブλ(ラムダ)信号と呼ぶ。サブλ信号を多重化して1波長当たり100Gbit/sの帯域を効率的に利用する処理が重要となってくる。これにはクライアント毎に方路を選択する電気スイッチとそれらクライアント信号を多重する電気多重を用いてサブλ信号を無駄なく効率的に100Gbit/sの光パスに詰め込む処理が求められるようになってくる。
また、ノード構成として、これまでにも光スイッチと電気スイッチを合わせたものは提案されているが(非特許文献2)、電気スイッチの出力波長が固定で、かつ波長選択性のない合波器を用いていたため、遠隔操作で任意波長の光パスを収容できず、これも現地作業が必要となってしまっていた。
"Architectural Tradeoffs for Reconfigurable Dense Wavelength-Division Multiplexing Systems", IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics, vol.12, No.4, pp.615-626, 2006 Mechels, et.al., "1D MEMS-Based Wavelength Switching Subsystem", IEEE Communications Magazine, pp.88-94, March 2003 Ishii, et.al., "MEMS-based 1×43 Wavelength-Selective Switch with Flat Passband", 35th European Conference on Optical Communication 2009, Post Deadline Paper PD1.9, 2009 カラーレスAWG、NTTエレクトロニクス株式会社、インターネット<http://www.ntt-electronics.com/product/photonics/colorless_awg.html>
多方路を有するマルチディグリーROADMが導入され始めているが、従来のマルチディグリーROADMは1波長当たりの伝送速度が10Gbit/sまでのものが多く、クライアント信号の速度と同程度であった。100Gbit/s関連の標準化が完了に近づき、今後は高速な100Gbit/sのリンクに高効率にクライアント信号を収容するサブλ(ラムダ)の処理が可能なノードが求められる。
また、マルチディグリーROADMにおいて、従来はアレイ型回折格子AWGを用いて、自ノードにアッド及びドロップする光パスを波長多重信号から波長毎に合波及び分波していた。アレイ型回折格子はポートと波長が対応しており、そのため光パスの波長を変更する必要が出た場合に、ポートを物理的に変更する必要がある。この物理的なポート変更には現地作業が必要となってしまっていた。運用面からは、ポートと波長の対応を気にせず遠隔制御などの外部制御で任意の波長を設定する機能が求められる。
これらの背景から、今後は高速な100Gbit/sの光パスを転送する光スイッチと、サブλ信号をきめ細かく効率的に光パスの土管に詰め込む電気スイッチを融合した、光処理と電気処理の双方の長所を生かした光電気ハイブリッドノードが望まれる。
上記課題を解決するため、本発明の一態様は、複数の方路から受信した各波長多重信号を波長単位で前記複数の方路に切り替え、及び/又は前記受信した各波長多重信号に対して分岐及び挿入を行う光電気ハイブリッドノード装置であって、前記複数の方路から各波長多重信号を受信する受信側方路選択部と、前記受信側方路選択部から受信した各波長多重信号を前記複数の方路毎に任意に設定可能な波長の光信号に分波する受信側カラーレス機能部と、前記受信側カラーレス機能部により分波された各光信号を電気信号に変換し、前記電気信号に対して当該ノード装置への分岐及び/又は挿入を行い、処理された電気信号を任意波長の光信号に変換する電気スイッチ処理部と、前記電気スイッチ処理部から受信した各光信号を合波する送信側カラーレス機能部と、前記受信側方路選択部と前記送信側カラーレス機能部とから受信した各光信号を波長多重信号として前記複数の方路に送信する送信側方路選択部と、を有する光電気ハイブリッドノード装置に関する。
本発明によると、大容量な光パスを転送する光スイッチと、サブλ信号をきめ細かく効率的に光パスの土管に詰め込む電気スイッチを融合することで、光処理と電気処理の双方の長所を生かした光電気ハイブリッドノードを提供することができる。
また、サブλの粒度を有するパスを任意波長かつ任意方路の光パスに収容することができるため、任意の地点間でサブλパス需要が発生しても遠隔操作によりサブλパスを収容することができる。
また、電気処理と光処理を融合することにより、電気処理単体及び光処理単体でノードを構築するときよりもノード規模を小さくすることができる。
図1は、本発明の一実施例による光波長多重伝送システムを示す図である。 図2は、本発明による光電気ハイブリッドノードの基本構成の一つを示す図である。 図3は、本発明による光電気ハイブリッドノードの基本構成の一つを示す図である。 図4は、本発明の第1実施形態の一例となる構成を示す図である。 図5は、本発明の第2実施形態の一例となる構成を示す図である。 図6は、本発明の第3実施形態の一例となる構成を示す図である。 図7は、本発明の第3実施形態の他の例となる構成を示す図である。 図8は、本発明の第4実施形態の一例となる構成を示す図である。 図9は、本発明の第4実施形態の他の例となる構成を示す図である。 図10は、本発明の第5実施形態の一例となる構成を示す図である。 図11は、本発明の第6実施形態の一例となる構成を示す図である。 図12は、本発明の第6実施形態の他の例となる構成を示す図である。 図13は、本発明の第6実施形態の他の例となる構成を示す図である。 図14は、本発明の第7実施形態の一例となる構成を示す図である。 図15は、本発明の第8実施形態の一例となる構成を示す図である。 図16は、本発明の第9実施形態の一例となる構成を示す図である。 図17は、本発明の第10実施形態の一例となる構成を示す図である。 図18は、本発明の第11実施形態の一例となる構成を示す図である。 図19は、本発明の第12実施形態の一例となる構成を示す図である。 図20は、本発明の第13実施形態の一例となる構成を示す図である。 図21は、本発明の第14実施形態の一例となる構成を示す図である。 図22は、本発明の第15実施形態の一例となる構成を示す図である。 図23は、本発明の第16実施形態の一例となる構成を示す図である。 図24は、本発明の第17実施形態の一例となる構成を示す図である。 図25は、本発明の第18実施形態の一例となる構成を示す図である。
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図1を参照して、本発明の一実施例による光波長多重伝送システムを説明する。図1は、本発明の一実施例による光波長多重伝送システムを概略的に示す。
図1に示されるように、本実施例による光波長多重伝送システムは、リング、メッシュなど何れかのネットワークトポロジーにより接続された複数の光ハイブリッドノード100から構成される。光電気ハイブリッドノード100は、オペレーションシステム200により情報転送網DCN(Data Communication Network)を介し遠隔制御される。図示された実施例では、オペレーションシステム200と繋がっている光電気ハイブリッドノード100は2つのみであるが、ノード間において制御信号を転送するOSC(Optical Supervisory Channel)回線を通して、直接繋がっていない他の光電気ハイブリッドノード100も遠隔制御可能である。
次に、図2を参照して、本発明による光電気ハイブリッドノードを説明する。図2は、本発明による光電気ハイブリッドノードの基本構成を示す。
図2に示されるように、光電気ハイブリッドノード100は、受信側方路選択部110と、送信側方路選択部120と、受信側カラーレス機能部130と、送信側カラーレス機能部140と、電気スイッチ処理部150とを有する。
受信側方路選択部110は、複数の方路から光波長多重信号を受信し、受信した光波長多重信号を送信側方路選択部120と受信側カラーレス機能部130とに選択的に送信する。具体的には、受信側方路選択部110は、他のノードへの転送のため、受信した光波長多重信号を送信側方路選択部120に送信すると共に、自ノードへの分岐及び挿入のため、受信した光波長多重信号を受信側カラーレス機能部130に送信する。
典型的には、受信側方路選択部110は、M個(M≧2)の方路のそれぞれに対応して1×M型波長選択スイッチWSS(Wavelength Selective Switch)を有し、一方では、各方路から送信されてくる光波長多重信号を1×M型波長選択スイッチWSSにより任意の方路に選択し、送信側方路選択部120のM×1型波長選択スイッチWSSに送信する。他方、自ノードへの分岐及び挿入のための光信号については、受信側方路選択部110は、各1×M型波長選択スイッチの出力ポートの1つから出力される光波長多重信号を受信側カラーレス機能部130の1×N型(N≧2)波長選択スイッチに送信する。
受信側カラーレス機能部130は、受信した光波長多重信号を波長毎の光信号に分波する。受信側カラーレス機能部130は、後述されるような、各波長の光信号を出力するための複数の出力ポートを有する波長選択スイッチを有し、受信した光波長多重信号を任意にポートを割当可能な波長毎の光信号に分波し、波長選択スイッチの対応する出力ポートから出力する。波長選択スイッチにおいて設定される各波長は、任意のポートを割当て可能であり、例えば、遠隔操作により設定することも可能である。従来はこの分波部分にアレイ型回折格子AWG(Arrayed Waveguide Grating)が用いられ、光パスの波長を変更する必要が生じた場合に、ポートを物理的に変更する必要があった。この物理的なポート変更には現地作業が必要となってしまう。しかし、上述した波長選択スイッチを用いると、外部から設定可能な任意の波長を任意のポートに出力することができるため、光パスの波長を変更する場合もポートを変更する必要がない。このため現地作業等の人手による作業が不要となり、光スイッチの遠隔操作による波長設定が実施可能となる。この波長選択スイッチにより任意波長の光信号を任意のポートに割り当てる機能をカラーレス機能と呼ぶ。
電気スイッチ処理部150は、分波された各光信号を受信し、これらを電気信号に変換する。電気スイッチ処理部150は、変換された各電気信号に対してクライアントへの分岐及びクライアントからの挿入等の各種処理を実行する。電気スイッチ処理部150では、各電気信号に対してサブλ単位にQoS(Quality of Service)制御を加えることにより、波長レベルでは実現できないより粒度の高い精細な処理が可能となる。電気スイッチ処理部150は、処理された各電気信号を光信号に変換し、送信側カラーレス機能部140に送信する。
より詳細には、波長毎に分波された各光信号は、電気スイッチ処理部150の信号受信部(RX OCh−term部)で電気信号に変換される。この際、ITU−T G.709勧告に規定されるOCh(Optical Channel)の信号フォーマットから、同勧告に規定されるODU(Optical Data Unit)に変換される。
当該ODU信号は、電気スイッチ処理部150のODU−DEMUX部において、より低いビットレートのODUに時分割分離される。当該ODU信号は、電気スイッチ処理部150のODU−XC部において、任意の出力ポートに方路切替される。また、クライアント信号もODU−term部においてODUにマッピングされ、このODU信号もODU−XC部に入力され、任意のポートに方路切替されることで、自ノードにおけるクライアント信号の分岐及び挿入を行なうことができる。このODU信号を任意の方路へ切替する機能をディレクションレス機能と呼ぶ。ここで、ODU−XC部には、(1)同一クロックで動作しクロスコネクトされるビットレートの単位が同一の同期スイッチ、(2)任意のビットレートにおけるクロスコネクトが可能な非同期スイッチ、(3)TDM信号をパケットにマッピングしてパケット単位でクロスコネクトされるパケットスイッチのいずれを用いてもよい。電気スイッチ処理部150では、サブλ単位にQoS制御を加えることにより、波長レベルでは実現できない精細な処理が可能となる。
このODU−XC部から出力されるODU信号は、電気スイッチ処理部150のODU−MUX部にて多重化され、より高速なODU信号に変換される。この多重化されたODU信号は、電気スイッチ処理部150の信号送信部(Tx OCh−term部)にて光信号であるOCh信号に変換される。ここで、信号送信部に波長可変LD(Laser Diode)を用いることにより、任意の波長の光信号を送信することができる。
送信側カラーレス機能部140は、受信した各光信号を合波し、生成された光波長多重信号を送信側方路選択部120に送信する。具体的には、送信側カラーレス機能部140は、任意波長のOCh信号をN×1型波長選択スイッチを用いて合波する。この部分にアレイ型回折格子を用いて合波することも可能であるが、波長選択スイッチを用いることにより、カラーレス機能を持ったオペレーションが可能となる。N×1型波長選択スイッチを方路毎に設ける構成とすると、機能が方路毎に独立できるため、ある方路に障害があった場合にも他の方路への影響を回避でき、信頼性を向上させることができる。
送信側方路選択部120は、受信側方路選択部110と送信側カラーレス機能部140とから受信した光波長多重信号を、対応する方路を介し他のノードに送信する。具体的には、送信側方路選択部120は、受信側方路選択部110と送信側カラーレス機能部140とからの出力を方路毎に設けた送信側のM×1型波長選択スイッチWSSに入力することで、光電気ハイブリッドノード100から方路毎に光波長多重信号を送信することができる。
また、図3に示すように、多ポートの受信側方路選択部110を用いて、受信側カラーレス機能部を用いず直接に受信側方路選択部110と電気スイッチ処理部150を接続する構成としても良い。
これまでは、方路選択に用いる波長選択スイッチは1×9型WSSのような9程度のポート数が一般的であった。しかし、最近開発されてきている1×43型WSS(非特許文献3)のような多ポートWSSを用いることで、一部を方路選択ポート、残りをカラーレスポートとして用いることができる。具体的には、多ポートの受信側方路選択部110は、一部の光信号を他のノードへの転送のため、受信した光波長多重信号を送信側方路選択部120に送信すると共に、自ノードへの分岐及び挿入のため、受信した光波長多重信号を受信側方路選択部において波長毎に分波して電気スイッチ処理部150の任意のポートに送信する。この方法によりカラーレス機能部のWSSを用いずにノードを構成することができる。つまり、方路選択部のWSSで、光信号を波長毎に任意のポートに出力するカラーレス機能部の機能を代用することができる。
送信側方路選択部においても同様にカラーレス機能を有することで、送信側カラーレス機能部のWSSを用いずに、直接に電気スイッチ処理部150と送信側方路選択部120を接続する構成とすることができる。
以下において、上述した基本構成を有する光電気ハイブリッドノード100の各実施形態を説明する。
(第1実施形態)
図4は、本発明の第1実施形態の一例となる構成を示す。図4に示されるように、第1実施形態の光電気ハイブリッドノード100では、受信側方路選択部110は、M個(M≧2)の方路に対応したM個の1×M型WSSを有し、送信側方路選択部120は、M個のM×1型WSSを有する。また、受信側カラーレス機能部130は、M個の1×N型(N≧2)WSSを有し、送信側カラーレス機能部140は、M個のN×1型WSSを有する。
本実施形態では、光電気ハイブリッドノード100は、2つ以上の方路を有し、1波長当たり100Gbit/sの伝送速度を持つ40波長の光波長多重伝送装置であってもよい。この光波長多重伝送装置において、各方路から送信されてくる光波長多重信号を方路毎に備えた受信側方路選択部110の1×M型WSSにより任意の方路に切り替え、送信側方路選択部120のM×1型WSSに入力し、方路毎に光波長多重信号を送信する。
一方、自ノードへドロップする光信号は、この1×M型WSSの出力ポートの1つから出力される光波長多重信号を、カラーレス機能部130の1×N型WSSに入力し、波長毎の光信号に分波する。1×N型WSSは、多数の波長を分波するために多ポートのWSSが望まれ、例えば、1×43型WSSが用いられる(非特許文献3)。この波長多重信号を波長毎に分波する部分にカラーレス機能を有する光スイッチWSSを用いることで、任意の波長を任意のポートに出力することができる。このため、光パスの波長を変更する場合であってもポートを変更する必要がない。このため現地作業が不要で、WSSの遠隔操作により波長設定が実施可能となる。
この波長毎に分波された光信号は、電気スイッチ処理部150の信号受信部(Rx OCh−term部)で電気信号に変換される。この際、ITU−T G.709勧告に規定されるOCh(Optical Channel)の信号フォーマットから、同勧告に規定されるODU(Optical Data Unit)に変換する。
この100Gbit/sの伝送速度のODU4信号は、ODU−DEMUX部において、より低いビットレートのODU1,ODU2,ODU3等に分離される。
電気スイッチ処理部150の非同期型電気スイッチであるODU−XC部において、低ビットレートのODU信号は任意の出力ポートに方路切替される。また、GbE,10GbE,40GbE,STM−16,STM−64,STM−256などのクライアント信号もまた、ODU−term部においてODUにマッピングされ、このODU信号もまたODU−XC部に入力され、任意のポートに方路切替される。これにより自ノードにおけるクライアント信号の分岐及び挿入を行なうことができる。
このODU−XC部から出力されるODU信号は、電気スイッチ処理部150のODU−MUX部にて多重化され、100Gbit/sの伝送速度のODU4信号に変換される。この多重化されたODU信号は、電気スイッチ処理部150の信号送信部(Tx OCh−term部)にて光信号であるOCh信号に変換される。電気スイッチ処理部150では、サブλ単位にQoS制御を加えることにより、波長レベルでは実現できないより粒度の高い精細な処理が可能となる。
信号送信部のLDに波長可変LDを用いることにより、任意の波長の光信号を送信する構成とする。この任意波長のOCh信号を、送信側カラーレス機能部140のN×1型WSS(例えば、43×1型WSSなど)を用いて合波する。この部分にアレイ型回折格子を用いて分波も可能であるが、WSSを用いることにより、カラーレス機能を持ったオペレーションが可能となる。N×1型WSSを方路毎に設ける構成とすることにより、機能が方路毎に独立できるため、ある方路に障害があった場合にも他の方路への影響を回避でき、信頼性を向上させることができる。
N×1型WSSの出力を、方路毎に設けた送信側方路選択部130のM×1型WSS(例えば、9×1型WSSなど)に入力することで、光電気ハイブリッドノード100から方路毎に光波長多重信号を他のノードに送信する。
(第2実施形態)
図5は、本発明の第2実施形態を示す。第2実施形態では、図5に示されるように、受信側方路選択部110は、送信側方路選択部120に接続する方路選択ポートと電気スイッチ処理部150に接続するカラーレスポートを有する波長選択スイッチを用いる。受信側カラーレス機能部を用いず直接に受信側方路選択部110と電気スイッチ処理部150を接続する構成である。
これまでは、波長選択スイッチは1×9型WSSのような9程度のポート数が一般的であった。しかし、最近開発されてきている1×43型WSS(非特許文献3)のような多ポートWSSを用いることで、一部を方路選択ポート(例えば、8方路分)、残りをカラーレスポート(例えば、35波長分)として用いることができる。この方法によりカラーレス機能部のWSSを用いずにノードを構成することができる。つまり、方路選択部のWSSでカラーレス機能部の機能を代用することができる。
(第3実施形態)
図6〜7は、本発明の第3実施形態を示す。第3実施形態では、図6に示されるように、受信側方路選択部110は、1×M型光カプラOC(Optical Coupler)から構成される。この場合、各1×M型光カプラOCから全ての方路に光波長多重信号が送信されるが、光カプラOCからの出力光が入力される受信側カラーレス機能部130の波長選択スイッチWSSにおいて、光カプラOCから受信した光波長多重信号から所望の光信号が選択される。これにより低コストな光カプラを用いて方路選択をすることができる。
更に、1×M型光カプラOCに代えて、1×2型光カプラを多段接続して光カプラの出力側にM個の方路を持たせるようにしてもよい。
また逆に、図7のように、送信側方路選択部120が、受信側方路選択部110と同様に、M×1型光カプラや2×1型光カプラを多段接続したものから構成されてもよい。
さらに、受信側方路選択部110と送信側方路選択部120との双方が、1×M型光カプラ、1×2型光カプラの多段接続、M×1型光カプラ、2×1型光カプラの多段接続から構成されてもよい。
(第4実施形態)
図8〜9は、本発明の第4実施形態を示す。第4実施形態では、図8に示されるように、受信側カラーレス機能部130に、1×43型WSSのような多ポートのWSSでなく、各1×N型WSSに等価となる経済的な1×9型WSSを複数並列した構成とする。
また、チャネル間隔50GHzで80波長の光電気ハイブリッドノード100に、チャネル間隔100GHzの1×43型WSSを適用する場合、図9に示されるように、受信側カラーレス機能部130の各1×N型WSSについて、偶数チャネルと奇数チャネルの1×43型WSSをそれぞれ用意する。併せてチャネル間隔50GHzのWSS(例えば、1×2型WSSなど)を用いることで、この場合にもカラーレス機能を持つ光電気ハイブリッドノードとすることができる。
(第5実施形態)
図10は、本発明の第5実施形態を示す。第5実施形態では、図10に示されるように、送信側カラーレス機能部140は、WSSの代わりに経済的な周回性アレイ型回折格子AWG(Arrayed Waveguide Grating)から構成される。この周回性アレイ型回折格子は、アレイ型回折格子の周期性を利用したデバイスであり、1つのポートに複数の波長を対応させることができる(非特許文献4)。図10の例では、1つのポートにλ,λ,λ,・・・と4波長毎の周期性をもった波長を合波することができる。このため、対応する波長の中では、物理的なポート変更をせずに、波長を変更することができる。
(第6実施形態)
図11〜13は、本発明の第6実施形態を示す。第6実施形態では、図11に示されるように、光電気ハイブリッドノード100は、波長ブロッカーWB(Wavelength Blocker)を有する。この場合、受信側方路選択部110は、各方路からの光波長多重信号を分岐するための1×2型光カプラOCを有する。各光カプラOCは、分岐した一方の信号を波長ブロッカーWBに入力し、もう一方を1×M型波長選択スイッチWSSに入力する構成とする。
波長ブロッカーWBは、波長多重信号の波長毎に光信号の通過及びブロックを設定するデバイスであり、自ノードをスルーさせる光信号は通過させ、自ノードでドロップする光信号はブロックして、光カプラOCからの当該光信号をドロップさせる。
ドロップされた波長多重信号は、WSSの場合と同様に、電気スイッチ部150での精細な制御とカラーレス機能部130,140での任意の波長に対応する処理とが適用可能である。
また、図12のように、受信側方路選択部110に1×M型光カプラOCを用いてもよい。更に、1×2型光カプラOCを多段接続して光カプラの出力側にM個の方路を持たせることもできる。
また逆に、図13のように、送信側方路選択部120にM×1型光カプラOCや2×1型光カプラOCを多段接続したものを用いることもできる。
さらに、受信側方路選択部110と送信側方路選択部120との双方が、1×M型光カプラ、1×2型光カプラの多段接続、M×1型光カプラ、2×1型光カプラの多段接続から構成されてもよい。
(第7実施形態)
図14は、本発明の第7実施形態を示す。第7実施形態では、図14に示されるように、電気スイッチ部150は、OSI階層モデルによるODU−XCやATMスイッチなどのレイヤ1でスイッチングを行なうL1スイッチ部から構成されてもよい。
(第8実施形態)
図15は、本発明の第8実施形態を示す。第8実施形態では、図15に示されるように、電気スイッチ部150は、ODU−XC部を用いる構成として、(1)同一クロックで動作しクロスコネクトされるビットレートの単位が同一の同期スイッチSW、(2)任意のビットレートにおけるクロスコネクトが可能な非同期スイッチSW、(3)TDM信号をパケットにマッピングしてパケット単位でクロスコネクトされるパケットスイッチSWのいずれかを用いてもよい。
また、電気スイッチ150は、同期スイッチSW、非同期スイッチSW及びパケットスイッチSWの1以上を有し、外部からの選択制御や電気スイッチ150内での選択制御などによって適宜何れかのスイッチを使用するようにしてもよい。
(第9実施形態)
図16は、本発明の第9実施形態を示す。第9実施形態では、図16に示されるように、電気スイッチ部150は、OSI階層モデルによるイーサネット(登録商標)スイッチなどレイヤ2でスイッチングを行なうL2スイッチ部から構成されてもよい。
(第10実施形態)
図17は、本発明の第10実施形態を示す。第10実施形態では、図17に示されるように、電気スイッチ部150は、OSI階層モデルによるIPルータなどレイヤ3でスイッチングを行なうL3スイッチ部から構成されてもよい。
また、電気スイッチ部150は、レイヤ1、レイヤ2及びレイヤ3の1以上を有し、外部からの選択制御や電気スイッチ150内での選択制御などによって適宜何れかのスイッチを使用するようにしてもよい。
(第11実施形態)
図18は、本発明の第11実施形態を示す。第11実施形態では、図18に示されるように、電気スイッチ部150の送受信部に、デジタルコヒーレント送受信器を用いてもよい。この場合、受信側カラーレス機能部130は、波長多重信号の分波器を用いない構成とすることもできる。デジタルコヒーレント受信器では、局部発振器(Local Oscillator: LO)と主信号光との干渉を利用することによって波長多重信号の中からある波長の主信号を選択的に受信することが可能である。例えば、λ1 〜λnの波長多重信号の中からλ2を選択的に受信したい場合、LO光をλ2に設定する(ホモダイン検波の場合)。干渉光を受光器で受信し、デジタル信号処理(DSP)を用いて信号を復調する。この場合、分波器を用いずに廉価な光カプラOCなどを用いることにより波長多重信号から選択任意の波長を選択的に受信することができる。
(第12実施形態)
図19は、本発明の第12実施形態を示す。第12実施形態では、図19に示されるように、電気スイッチ部150の送受信部に、着脱可能な小型送受信モジュールを用いてもよい。小型送受信モジュールとしては、GBIC(Gigabit Interface Converter)、SFF(Small Form Factor)、SFP(Small Form−factor Pluggable)、SFP+(Small Form−factor Pluggable Plus)、XENPAK、X2、XPAK、XFP、300pin−MSA、CFPなどを用いることができる。着脱可能な送受信モジュールを用いることで、もし送受信モジュールに故障が発生した場合にも、電気スイッチ部全てを交換することなく、送受信モジュールのみを交換することで対応可能となり、故障時の影響を部分的なものとすることができる。
(第13実施形態)
図20は、本発明の第13実施形態を示す。第13実施形態では、電気スイッチ処理部150は、図20において破線で示されるように、ODU−XC部とODU−term部との間に冗長パスを設けてもよい。この場合、1つの電気スイッチ処理部150に冗長的な2つのパスを開通し、一方を現用系、もう一方を予備系とする。このように冗長構成を持つことで、信頼性を向上させることができる。
(第14実施形態)
図21は、本発明の第14実施形態を示す。第14実施形態では、図21に示されるように、電気スイッチ処理部150に設けた冗長パスを用いて、無瞬断切替を行なう構成とすることもできる。ODU終端部(ODU−term部)にバッファメモリを設け、2つのパス間で位相を調整することで、無瞬断の切替をすることができる。
(第15実施形態)
図22は、本発明の第15実施形態を示す。第15実施形態では、図22に示されるように、電気スイッチ処理部150の電気スイッチを二重化した構成としてもよい。この2つの電気スイッチの間で冗長パスを構成することで、一方の電気スイッチに故障が発生した場合にもう一方のパスを利用することによって、サービスを継続することができる。これにより、信頼性を向上させることができる。
(第16実施形態)
図23は、本発明の第16実施形態を示す。第16実施形態では、図23に示されるように、二重化された電気スイッチ間の冗長パスにおいて、無瞬断切替を行うようにしてもよい。このため、ODU終端部(ODU−term部)にバッファメモリを設け、2つのパス間で位相を調整することで、無瞬断の切替をすることができる。
(第17実施形態)
図24は、本発明の第17実施形態を示す。第17実施形態では、図24に示されるように、例えばパス開通時の制御方法として、電気スイッチ部150において、クライアント信号単位の電気パスを方路毎に選択して多重する制御を行ない、送信側カラーレス機能部140のN×1型WSSにおいて、多重された電気パスが変換された任意波長の光パスをカラーレスに収容する制御を行ない、送信側方路選択部120の設定する方路のM×1型WSSにおいて、光パスを選択する制御を行なうことで、電気スイッチと光スイッチを連携動作させることができる。これにより、光スイッチによるカラーレス機能と電気スイッチによるディレクションレス機能を有する光電気ハイブリッドノード全体の制御をすることができる。
(第18実施形態)
図25は、本発明の第18実施形態を示す。第18実施形態では、図25に示されるように、電気スイッチ処理部150におけるクライアント信号の挿入により、電気パスが多重化されたパスの容量が増えてきた場合に、最終受信ノードまでの途中のノードにおいて、電気スイッチ処理部150とカラーレス機能部130,140を経由する光パスから、方路選択部110,120の1×M型波長選択スイッチとM×1型波長選択スイッチを直接繋いだ光パスへの変更を行なう制御方法を有することができる。この変更により、光パスへのクライアント信号の収容効率を向上できるとともに、電気スイッチ処理部150を経由せずに、光のままのトランスペアレントな光パスとすることができるため、省エネルギー化、経済化を図ることもできる。
逆に、方路選択部110,120の1×M型波長選択スイッチとM×1型波長選択スイッチを直接繋いだ光パスから、電気スイッチ処理部150とカラーレス機能部130,140を経由する光パスへの変更も可能である。この変更により、電気スイッチ処理部150においてサブλ単位の細やかな処理を行なうことができる。上記の電気スイッチ処理部150とカラーレス機能部130,140を経由する光パスから、方路選択部110,120の1×M型波長選択スイッチとM×1型波長選択スイッチを直接繋いだトランスペアレントな光パスへの変更を無瞬断に行なうこともできる。例えば、双方の光パスに異なる波長を設定しておき、受信端で位相を調整して光パスを切り替えることにより無瞬断切替を実現することが可能である。
上述した本発明の各実施形態では、サブλの粒度を有するマルチディグリーROADMにおいて、サブλパスの需要が任意の地点間で発生しても、遠隔操作によりサブλパスを収容できる、光スイッチによるカラーレス機能と電気スイッチによるディレクションレス機能を有した光電気ハイブリッドノードを提供することが可能となる。
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は上述した特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
100 光電気ハイブリッドノード
110,120 方路選択部
130,140 カラーレス機能部
150 電気スイッチ処理部

Claims (11)

  1. 複数の方路から受信した各波長多重信号を波長単位で前記複数の方路に切り替え、及び/又は前記受信した各波長多重信号に対して分岐及び挿入を行う光電気ハイブリッドノード装置であって、
    前記複数の方路から各波長多重信号を受信する受信側方路選択部と、
    前記受信側方路選択部から受信した各波長多重信号を前記複数の方路毎に任意に設定可能な波長の光信号に分波する受信側カラーレス機能部と、
    前記受信側カラーレス機能部により分波された各光信号を電気信号に変換し、前記電気信号に対して当該光電気ハイブリッドノード装置への分岐及び/又は挿入を行い、処理された電気信号を任意波長の光信号に変換する電気スイッチ処理部と、
    前記電気スイッチ処理部から受信した各光信号を合波する送信側カラーレス機能部と、
    前記受信側方路選択部と前記送信側カラーレス機能部とから受信した各光信号を波長多重信号として前記複数の方路に送信する送信側方路選択部と、
    を有し、
    前記電気スイッチ処理部は、前記分波された各光信号を電気多重信号に変換し、前記電気多重信号を前記波長より粒度の高いサブλ単位の電気信号に分離し、サブλ単位でクロスコネクト及び当該光電気ハイブリッドノード装置への分岐及び/又は挿入を行い、処理後の各サブλ単位の電気信号を電気多重信号に多重し、前記処理後の電気多重信号を任意波長かつ任意方路に送信する光信号に変換する光電気ハイブリッドノード装置。
  2. 前記受信側方路選択部は、前記複数の方路に対応して設けられ、対応する方路から受信した波長多重信号を前記受信側カラーレス機能部と前記送信側方路選択部とに波長毎に選択して送信する複数の波長選択スイッチを有し、
    前記受信側カラーレス機能部は、前記複数の方路に対応して設けられ、対応する波長選択スイッチから受信した波長多重信号を任意の出力ポートに割当可能な波長の光信号に分波する複数の波長選択スイッチを有し、
    前記送信側カラーレス機能部は、前記複数の方路に対応して設けられ、前記電気スイッチ処理部から受信した各光信号を合波する複数の波長選択スイッチを有し、
    前記送信側方路選択部は、前記複数の方路に対応して設けられ、前記受信側方路選択部と前記送信側カラーレス機能部とから受信した各光信号を波長多重信号として対応する方路に送信する複数の波長選択スイッチを有する、請求項1記載の光電気ハイブリッドノード装置。
  3. 前記受信側方路選択部は、前記複数の方路から受信した各波長多重信号を前記送信側方路選択部へ送信すると同時に、受信側カラーレス機能部を介さず前記電気スイッチ処理部に直接送信し、
    前記電気スイッチ処理部は、前記受信側方路選択部から送信される各光信号を電気多重信号に変換し、前記電気多重信号を前記波長より粒度の高いサブλ単位の電気信号に分離し、サブλ単位でクロスコネクト及び当該光電気ハイブリッドノード装置への分岐及び/又は挿入を行い、処理後の各サブλ単位の電気信号を電気多重信号に多重し、前記処理後の電気多重信号を任意波長の光信号に変換し、
    前記送信側方路選択部は、前記受信側方路選択部から受信した各波長多重信号と前記電気スイッチ処理部から送信側カラーレス機能部を介さずに直接受信した各光信号を波長多重信号として前記複数の方路に送信することを特徴とする、
    請求項1記載の光電気ハイブリッドノード装置。
  4. 前記受信側方路選択部は、前記複数の方路に対応して設けられ、対応する方路から受信した波長多重信号を前記送信側方路選択部と前記電気スイッチ処理部とに波長毎に選択して送信する複数の波長選択スイッチを有し、
    前記波長選択スイッチは、前記送信側方路選択部と前記電気スイッチ処理部とに接続するポートを有し、
    前記送信側方路選択部は、前記複数の方路に対応して設けられ、前記受信側方路選択部と前記電気スイッチ処理部とから受信した各光信号を波長多重信号として対応する方路に送信する複数の波長選択スイッチを有し、
    前記波長選択スイッチは、前記受信側方路選択部と前記電気スイッチ処理部とから接続されるポートを有することを特徴とする、
    請求項3記載の光電気ハイブリッドノード装置。
  5. 前記受信側方路選択部及び/又は前記送信側方路選択部は、前記複数の方路に対応して設けられた複数の光カプラを有する、請求項1乃至4何れか一項記載の光電気ハイブリッドノード装置。
  6. 前記受信側カラーレス機能部は、前記複数の方路の個数より少ないポートを備えた複数の波長選択スイッチを階層的に接続し、前記複数の方路に対応したポート数を有する多段構成を有する、請求項1乃至4何れか一項記載の光電気ハイブリッドノード装置。
  7. 前記送信側カラーレス機能部は、前記複数の方路に対応して設けられ、1つのポートに周期性を有する複数波長の光信号を受信し、前記受信した各光信号を合波する複数の周回性アレイ型回折格子を有する、請求項1乃至4何れか一項記載の光電気ハイブリッドノード装置。
  8. 前記複数の方路に対応して設けられ、対応する方路から受信した波長多重信号の波長毎に光信号を通過又はブロックする波長ブロッカーを有する、請求項1乃至4何れか一項記載の光電気ハイブリッドノード装置。
  9. 前記電気スイッチ処理部は、OSI階層モデルにおけるレイヤ1スイッチ、レイヤ2スイッチ又はレイヤ3スイッチを有する、請求項1乃至4何れか一項記載の光電気ハイブリッドノード装置。
  10. 前記電気スイッチ処理部は、無瞬断切替可能な冗長パスを有する、請求項1乃至4何れか一項記載の光電気ハイブリッドノード装置。
  11. 前記電気スイッチ処理部は、無瞬断切替可能な二重化された電気スイッチを有する、請求項1乃至4何れか一項記載の光電気ハイブリッドノード装置。
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