(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長により入出力経路が一意的に定まる周回型光合分波器と、
Ｎ個のノードと、
前記Ｎ個のノードと前記周回型光合分波器との間をそれぞれ、多重数Ｍに等しいＭ個の送信用光ファイバとＭ個の受信用光ファイバとにより接続する伝送路手段と
を具備し、
前記Ｎ個のノードの各々は、
Ｎ／Ｍ（ただし、Ｎ、Ｍ及びＮ／Ｍは自然数で、Ｍ＞１）波長の光をＭ組生成する多波長光源と、
前記多波長光源と前記Ｍ個の送信用光ファイバとの間の接続を波長単位で切り替える光スイッチ手段と
を備え、
前記Ｎ個のノードをＮ／Ｍ個ずつに分けることでＭ個のノード群を構成し、このＭ個のノード群をそれぞれ前記Ｍ個の送信用光ファイバに対応付けると共に、前記各ノード群ごとに当該ノード群を構成するＮ／Ｍ個のノードに対しそれぞれ前記多波長光源により生成される１つの組のＮ／Ｍ個の波長を対応付け、
任意の送信先ノードに光信号を送信する際に、定常状態では、前記送信先ノードに対応付けられた送信用光ファイバ及び波長を選択して光信号を送信し、一方前記選択された波長が使用不可能な場合には、前記多波長光源における他の組のＮ／Ｍ個の波長の中から前記使用不可能な波長と同一の波長を代わりに選択して、この選択された波長と前記送信用光ファイバとの間を前記光スイッチ手段により接続し、前記代わりに選択された波長を使用して光信号を送信することを特徴とするフルメッシュ波長多重光ネットワークシステム。
【請求項２】
波長により入出力経路が一意的に定まる周回型光合分波器と、
Ｎ個のノードと、
前記Ｎ個のノードと前記周回型光合分波器との間をそれぞれ、多重数Ｍに等しいＭ個の送信用光ファイバとＭ個の受信用光ファイバとにより接続する伝送路手段と
を具備し、
前記Ｎ個のノードの各々は、
Ｍ個の多波長光源と、
前記Ｍ個の多波長光源と前記Ｍ個の送信用光ファイバとの間の接続を多波長光源単位で切り替える光スイッチ手段と、
前記Ｍ個の受信用光ファイバに接続される受信部と
を備え、
かつ前記Ｍ個の多波長光源は、波長の異なるＮ／Ｍ（ただし、Ｎ、Ｍ及びＮ／Ｍは自然数で、Ｍ＞１）個の光を含みかつこれらの光の波長がＭ個の多波長光源間で同一に設定された光群をそれぞれ生成し、
前記Ｎ個のノードをＮ／Ｍ個ずつに分けることでＭ個のノード群を構成し、このＭ個のノード群をそれぞれ前記Ｍ個の送信用光ファイバに対応付けると共に、前記各ノード群ごとに当該ノード群を構成するＮ／Ｍ個のノードに対しそれぞれ前記多波長光源により生成されるＮ／Ｍ個の波長を対応付け、
任意の送信先ノードに光信号を送信する際に、定常状態では、前記Ｍ個の多波長光源のうちの一つを選択してこの選択された多波長光源と前記送信先ノードに対応付けられた送信用光ファイバとを前記光スイッチ手段により接続すると共に、前記選択された多波長光源により生成されるＮ／Ｍ個の波長のうち前記送信先ノードに対応付けられた波長を使用して光信号を送信し、
一方前記選択された多波長光源が使用不可能な場合には、前記Ｍ個の多波長光源のうち他の一つを代わりに選択してこの選択された多波長光源と前記送信先ノードに対応付けられた送信用光ファイバとを前記光スイッチ手段により接続すると共に、前記代わりに選択された多波長光源により生成されるＮ／Ｍ個の波長のうち前記送信先ノードに対応付けられた波長を使用して光信号を送信することを特徴とするフルメッシュ波長多重光ネットワークシステム。
【請求項３】
前記Ｍ個の多波長光源のそれぞれは、
それぞれが異なる波長の光出力を生成するＮ／Ｍ個の光出力生成手段と、
前記Ｎ／Ｍ個の光出力生成手段のそれぞれの出力に接続され、当該光出力生成手段の光出力を合波処理して前記光スイッチ手段に出力する合波器と
を備えることを特徴とする請求項２記載のフルメッシュ波長多重光ネットワークシステム。
【請求項４】
前記Ｍ個の多波長光源の各々は、それぞれが異なる波長の光出力を生成するＮ／Ｍ個の光出力生成素子からなり、
前記光スイッチ手段は、Ｎ／Ｍ個の光スイッチ素子と、Ｍ個の合波器とを備え、
前記Ｎ／Ｍ個の光スイッチ素子の各々は、前記Ｍ個の多波長光源に設けられる合計（Ｎ／Ｍ）×Ｍ個の光出力生成素子の各光出力のうち同一波長のＭ個の光出力をそれぞれ入力として、この入力された同一波長のＭ個の光出力のいずれか一つを選択して出力し、
前記Ｍ個の合波器の各々は、前記Ｎ／Ｍ個の光スイッチ素子から選択出力されるＮ／Ｍ個の光出力を入力とし、この入力されたＮ／Ｍ個の光出力を合波してその出力を前記対応する送信用光ファイバへ送出することを特徴とする請求項２記載のフルメッシュ波長多重光ネットワークシステム。
【請求項５】
前記受信部は、
それぞれがＮ／Ｍ個の出力を有するＭ個の分波器と、
前記Ｍ個の分波器のＮ／Ｍ個の出力に接続される光電変換器と
からなり、
前記Ｍ個の分波器の入力は、前記Ｍ個の受信用伝送路に１対１に接続され、当該受信用伝送路により供給された光信号を波長ごとに分波して対応する光電変換器に出力することを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載のフルメッシュ波長多重光ネットワークシステム。
【請求項６】
波長により入出力経路が一意的に定まる周回型光合分波器と、
Ｎ個のノードと、
前記Ｎ個のノードと前記周回型光合分波器との間をそれぞれ、多重数Ｍに等しいＭ個の送信用光ファイバとＭ個の受信用光ファイバとにより接続する伝送路手段と
を具備し、
前記Ｎ個のノードの各々は、
波長の異なるＮ（ただし、Ｎ及びＭは自然数で、Ｍ＞１）個の光を含みかつこれらの光の波長が前記Ｎ個のノード間で同一となるように設定された光群を生成する１個の多波長光源と、
前記１個の多波長光源と前記Ｍ個の送信用光ファイバとの間の接続を切り替える光スイッチ手段と、
前記Ｍ個の受信用光ファイバに接続される受信部と
を備え、
前記Ｍ個の送信用光ファイバのそれぞれに前記Ｎ個のノードを対応付けると共に、当該Ｎ個のノードのそれぞれに前記１個の多波長光源により生成されるＮ個の波長を対応付け、かつ当該Ｎ個のノードに対するＮ個の波長の対応付けが前記Ｍ個の送信用光ファイバ間で異なるように設定し、
任意の送信先ノードに光信号を送信する際に、定常状態では、前記１個の多波長光源を前記Ｍ個の送信用光ファイバのうちの一つに前記光スイッチにより接続すると共に、当該接続された送信用光ファイバ上で前記送信先ノードに対応付けられた波長を使用して光信号を送信し、
一方当該波長を使用不可能な場合には、前記Ｍ個の送信用光ファイバのうち他の一つを代わりに選択して、前記１個の多波長光源をこの選択された送信用光ファイバに前記光スイッチ手段により接続すると共に、当該接続された送信用光ファイバ上で前記送信先ノードに対応付けられた他の波長を使用して光信号を送信することを特徴とするフルメッシュ波長多重光ネットワークシステム。
【請求項７】
前記１個の多波長光源は、それぞれが異なる波長の光出力を生成するＮ個の光出力生成素子からなり、
前記光スイッチ手段は、前記Ｎ個の光出力生成素子に１対１に接続されるＮ個の光スイッチ素子と、Ｍ個の合波器とを備え、
前記Ｍ個の合波器の各々は、前記Ｎ個の光スイッチ素子から出力されるＮ個の光出力を入力とし、この入力されたＮ個の光出力を合波してその出力を前記対応する送信用光ファイバへ送出することを特徴とする請求項６記載のフルメッシュ波長多重光ネットワークシステム。
【請求項８】
前記受信部は、
前記Ｍ個の受信用光ファイバに１対１に対応して設けられ、それぞれが前記Ｍ個の受信用光ファイバを介して伝送された光信号を、波長の異なるＮ個の光信号に分波して出力するＭ個の分波器と、
前記Ｍ個の分波器からそれぞれ出力される合計Ｎ×Ｍ個の光信号のうち同一波長のＭ個の光信号を入力とし、この入力されたＭ個の同一波長の光信号のいずれか一つを選択して出力する、Ｎ個の受信用光スイッチ素子と、
前記Ｎ個の受信用光スイッチ素子に１対１に対応して設けられ、当該Ｎ個の受信用光スイッチ素子から出力された光信号を電気信号に変換するＮ個の光電変換器と
を備えることを特徴とする請求項６又は７記載のフルメッシュ波長多重光ネットワークシステム。
【請求項９】
波長により入出力経路が一意的に定まる周回型光合分波器とＮ個のノードとの間をそれぞれ、多重数Ｍに等しいＭ個の送信用光ファイバとＭ個の受信用光ファイバとにより接続すると共に、前記Ｎ個のノードをＮ／Ｍ（ただし、Ｎ、Ｍ及びＮ／Ｍは自然数で、Ｍ＞１）個ずつに分けることでＭ個のノード群を構成し、このＭ個のノード群をそれぞれ前記Ｍ個の送信用光ファイバに対応付けると共に、前記各ノード群ごとに当該ノード群を構成するＮ／Ｍ個のノードに対しそれぞれＮ／Ｍ個の波長を対応付けてなるフルメッシュ波長多重光ネットワークシステムにおいて使用される前記ノードであって、
Ｍ個の多波長光源と、
前記Ｍ個の多波長光源と前記Ｍ個の送信用光ファイバとの間の接続を多波長光源単位で切り替える光スイッチ手段と、
前記Ｍ個の受信用光ファイバに接続される受信部と
を具備し、
前記Ｍ個の多波長光源は、前記Ｎ／Ｍ個の波長を含みかつこれらの波長がＭ個の多波長光源間で同一に設定された光群をそれぞれ生成し、
任意の送信先ノードに光信号を送信する際に、定常状態では、前記Ｍ個の多波長光源のうちの一つを選択してこの選択された多波長光源と前記送信先ノードに対応付けられた送信用光ファイバとを前記光スイッチ手段により接続すると共に、前記選択された多波長光源により生成されるＮ／Ｍ個の波長のうち前記送信先ノードに対応付けられた波長を使用して光信号を送信し、
一方前記選択された多波長光源が使用不可能な場合には、前記Ｍ個の多波長光源のうち他の一つを代わりに選択してこの選択された多波長光源と前記送信先ノードに対応付けられた送信用光ファイバとを前記光スイッチ手段により接続すると共に、前記代わりに選択された多波長光源により生成されるＮ／Ｍ個の波長のうち前記送信先ノードに対応付けられた波長を使用して光信号を送信することを特徴とするノード。
【請求項１０】
前記Ｍ個の多波長光源のそれぞれは、
それぞれが異なる波長の光出力を生成するＮ／Ｍ個の光出力生成手段と、
前記Ｎ／Ｍ個の光出力生成手段のそれぞれの出力に接続され、当該光出力生成手段の光出力を合波処理して前記光スイッチ手段に出力する合波器と
を備えることを特徴とする請求項９記載のノード。
【請求項１１】
前記Ｍ個の多波長光源の各々は、それぞれが異なる波長の光出力を生成するＮ／Ｍ個の光出力生成素子からなり、
前記光スイッチ手段は、Ｎ／Ｍ個の光スイッチ素子と、Ｍ個の合波器とを備え、
前記Ｎ／Ｍ個の光スイッチ素子の各々は、前記Ｍ個の多波長光源に設けられる合計（Ｎ／Ｍ）×Ｍ個の光出力生成素子のうち同一波長の光出力を生成するＭ個の光出力生成素子の光出力をそれぞれ入力とし、この入力されたＭ個の光出力のいずれか一つを選択して出力し、
前記Ｍ個の合波器の各々は、前記Ｎ／Ｍ個の光スイッチ素子から選択出力されるＮ／Ｍ個の光出力を入力とし、この入力されたＮ／Ｍ個の光出力を合波してその出力を前記対応する送信用光ファイバへ送出することを特徴とする請求項９記載のノード。
【請求項１２】
前記受信部は、
それぞれがＮ／Ｍ個の出力を有するＭ個の分波器と、
前記Ｍ個の分波器のＮ／Ｍ個の出力に接続される光電変換器と
からなり、
前記Ｍ個の分波器の入力は、前記Ｍ個の受信用伝送路に１対１に接続され、当該受信用伝送路により供給された光信号を波長ごとに分波して対応する光電変換器に出力することを特徴とする請求項９乃至１１のいずれかに記載のノード。
【請求項１３】
波長により入出力経路が一意的に定まる周回型光合分波器とＮ個のノードとの間をそれぞれ、多重数Ｍに等しいＭ個の送信用光ファイバとＭ個の受信用光ファイバとにより接続し、かつ前記Ｍ個の送信用光ファイバのそれぞれに前記Ｎ個のノードを対応付けると共に、当該Ｎ個のノードのそれぞれにＮ個の波長を対応付け、当該Ｎ個のノードに対するＮ個の波長の対応付けが前記Ｍ個の送信用光ファイバ間で異なるように設定してなるフルメッシュ波長多重光ネットワークシステムにおいて使用される前記ノードであって、
前記Ｎ個の波長を含みかつこれらの波長が前記Ｎ個のノード間で同一となるように設定された光群を生成する１個の多波長光源と、
前記１個の多波長光源と前記Ｍ個の送信用光ファイバとの間の接続を切り替える光スイッチ手段と、
前記Ｍ個の受信用光ファイバに接続される受信部と
を具備し、
任意の送信先ノードに光信号を送信する際に、定常状態では、前記１個の多波長光源を前記Ｍ個の送信用光ファイバのうちの一つに前記光スイッチにより接続すると共に、当該接続された送信用光ファイバ上で前記送信先ノードに対応付けられた波長を使用して光信号を送信し、
一方当該波長を使用不可能な場合には、前記Ｍ個の送信用光ファイバのうち他の一つを代わりに選択して、前記１個の多波長光源をこの選択された送信用光ファイバに前記光スイッチ手段により接続すると共に、当該接続された送信用光ファイバ上で前記送信先ノードに対応付けられた他の波長を使用して光信号を送信することを特徴とするノード。
【請求項１４】
前記１個の多波長光源は、それぞれが異なる波長の光出力を生成するＮ個の光出力生成素子からなり、
前記光スイッチ手段は、前記Ｎ個の光出力生成素子に１対１に接続されるＮ個の光スイッチ素子と、Ｍ個の合波器とを備え、
前記Ｍ個の合波器の各々は、前記Ｎ個の光スイッチ素子から出力されるＮ個の光出力を入力とし、この入力されたＮ個の光出力を合波してその出力を前記対応する送信用光ファイバへ送出することを特徴とする請求項１３記載のノード。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、光ファイバを用いて、複数の通信端末（ノード）をすべて相互に接続し、音声や画像、データを通信するフルメッシュ波長多重光ネットワークシステムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図６は、フルメッシュ波長多重光ネットワークシステムの例を説明する図である。図６に示す例は、４個のノードから構成されるものとする。フルメッシュ形式で４個のノード１０１〜１０４間を相互に接続するには、図６のように４×４の伝送路（パス）２１１〜２４４が必要である。ただし、この４×４個のパスには、一般化のため自分自身のノードに戻ってくるパス２１１，２２２，２３３，２４４も含んでいる。これら自分自身のノードに戻ってくるパスは、ノード間の情報伝送と言う意味では不要であるが、伝送の確認や保守などのために使われる場合も多い。
【０００３】
従って、一般にＮ個のノードをフルメッシュ形式で接続するには、Ｎ×Ｎ個のパスが必要であり、Ｎ×Ｎ個のパスの内、ノード間を結ぶパスはＮ×（Ｎ−１）個必要である。参考までに図７にＮ＝８の場合である８個のノードをフルメッシュ形式でネットワーク化する為に必要なパスを示した。図７からもわかるように、すべてのパスを実現するためには合計６４（＝８×８）本のパスが必要であり、ノード間を結ぶためには５６（＝８×（８−１））本の光ファイバをこれらパスとして敷設する必要がある。
【０００４】
このように、Ｎ個のノードをフルメッシュ形式で接続するには、Ｎ×Ｎ個のパスが必要であるため、ノード数Ｎが増加するとその接続に必要なパス（光ファイバ）の数が幾何級数的に増大する。
【０００５】
そこで、敷設する光ファイバを減らすため採用されているものとして波長分割多重方式がある。図８は従来のフルメッシュ波長多重光ネットワークシステムを説明する図であって、ノード数Ｎが８の場合を示している。該フルメッシュ波長多重光ネットワークシステムにおいて、周回型光合分波器５０１を中心に配置し８個のノード３０１，３０２，…３０８からそれぞれ２本ずつの光ファイバ４０１，４１０，４０２，…４８０で周回型光合分波器５０１に接続されている。
【０００６】
以下の表１は周回型光合分波器５０１の入力波長に対する合分波特性を示したものである。
【０００７】
【表１】
0003615464.tif 000002
【０００８】
該［表１］において、たとえば、「送信」側のノード３０１から波長「λ２」の光信号が光ファイバ４１０を介して周回型光合分波器５０１に送られると、周回型光合分波器５０１は波長「λ２」に対応する「受信」側のノード３０２に光ファイバ４０２を介して該波長「λ２」の光信号を送出する。また、「送信」側のノード３０２が「受信」側のノード３０１に光信号を送りたい場合には、［表１］に示されるような合分波特性に応じて、波長「λ８」の光信号を生成し、これを光ファイバ４２０を介して周回型光合分波器５０１に送る。周回型光合分波器５０１はノード３０２からの波長「λ２」に対応する「受信」側のノード３０１に向けて光ファイバ４０１を介して該波長「λ８」の光信号を送出する。他のノード間の送受信についても同様に行われる。このように、８個の異なる波長（λ１，λ２，…λ８）を用いることによって、等価的に６４個のパスを形成し、フルメッシュ波長多重光ネットワークシステムを構成している。このようなネットワークシステムに用いられるノードは、それぞれ８個の異なる波長（λ１，λ２，…λ８）の光信号を生成できるような光源を有している必要があり、Ｎ個のノードからなるフルメッシュ波長多重光ネットワークシステムにおいては、各ノードはＮ個の異なる波長（λ１，λ２，…λＮ）の光信号を生成できるような光源を有している必要がある。
【０００９】
なお、周回型光合分波器５０１はアレイ回析格子型分波器などで構成され、入力した波長によって経路が一意的に決まる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる従来のフルメッシュ波長多重光ネットワークシステムにおいて、光源の劣化等による障害が生じ、Ｎ個の異なる波長の光信号を生成できなくなり、対応したパスが不通となった場合、瞬時に対応できないという問題点があった。また、障害回避用にバックアップ光源を準備するには、Ｎ個の異なる波長の光源を準備する必要がある。
【００１１】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、光源に障害が発生した場合も、瞬時に対応できる信頼性の高いネットワークを実現することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する為、本発明は以下のように構成される。
【００１３】
本発明の第１の態様によれば、周回型光合分波器と、該周回型光合分波器に光ファイバにより接続され、それぞれが複数の異なった波長の光を生成するの多波長光源を有するＮ個のノードとからなるフルメッシュ波長多重光ネットワークシステムにおいて、前記光ファイバとして２×Ｎ×Ｍ本を、前記多波長光源としてＮ／Ｍ種類の波長を用いるフルメッシュ波長多重光ネットワークシステム（ただし、Ｎ、ＭおよびＮ／Ｍは自然数で、Ｍ＞１である）が提供される。
【００１４】
また、本発明の第２の態様によれば、周回型光合分波器と、該周回型光合分波器に伝送路手段により接続され、それぞれが複数の異なった波長の光を生成する多波長光源を有するＮ個のノードとからなるフルメッシュ波長多重光ネットワークシステムにおいて、前記光ファイバとして２×Ｎ×Ｍ本を、前記多波長光源から１×Ｍの光スイッチを介して前記光ファイバのうちＭ本に接続されている
ことを特徴とするフルメッシュ波長多重光ネットワークシステム（ただし、Ｎ、ＭおよびＮ／Ｍは自然数で、Ｍ＞１である）が提供される。
【００１５】
また、本発明の第３の態様によれば、周回型光合分波器（１５０１）と、
該周回型光合分波器を中心としてスター状に接続されたＮ個のノード（１００１，１００２，１００３，１００４）とからなり、
該Ｎ個のノードのそれぞれはＭ個の送信用伝送路（１００１，１００２、…、１０４１，１０４２）と、Ｍ個の受信用伝送路（１１１１、１１１２、…、１１４１、１１４２）とを介して該周回型光合分波器に接続される、フルメッシュ波長多重光ネットワークシステムにおいて、該Ｎ個のノードのそれぞれはＭ個の多波長光源（１２１１，１２１２、…）と該Ｍ個の多波長光源の出力に接続されるとともに、前記Ｍ個の送信用伝送路に接続された光スイッチ手段（１３１１、…）と；前記Ｍ個の受信用伝送路に接続された受信部（１３１２）とを具備し、前記多波長光源はそれぞれ少なくともＮ／Ｍ種類の異なる波長の光を生成することを特徴とするフルメッシュ波長多重光ネットワークシステム（ただし、Ｎ、ＭおよびＮ／Ｍは自然数で、Ｍ＞１である）が提供される。
【００１６】
また、上記フルメッシュ波長多重光ネットワークシステムにおいては、図２に示すように、前記Ｍ個の多波長光源のそれぞれ（たとえば１２１１）は、それぞれが異なる波長の光出力を生成するＮ／Ｍ個の光出力生成手段（２４０１，２４０２、…、２４０４）と；該Ｎ／Ｍ個の光出力生成手段のそれぞれの出力に接続され、該出力を合波処理して前記光スイッチ手段に出力する合波器（２２０１）とを具備するように構成しても良い。
【００１７】
また、前記フルメッシュ波長多重光ネットワークシステムにおいて、図３に示すように、前記Ｍ個の多波長光源のそれぞれ（たとえば１２１１）は、それぞれが異なる波長の光出力を生成するＮ／Ｍ個の光出力生成素子（３４０１、３４０２、…、３４０４）からなり、前記光スイッチ手段（１３１１）は、Ｎ／Ｍ個の光スイッチ素子（３６０１、３６０２、３６０３、３６０４）と、各スイッチ素子の出力にそれぞれ接続されたＭ個の合波器（３２０１，３２０２）からなり、前記Ｎ／Ｍ個の光スイッチ素子の入力のそれぞれは、同一の波長の光出力を生成する光出力生成素子の出力に接続されるように構成しても良い。
【００１８】
さらにまた、前記フルメッシュ波長多重光ネットワークシステムにおいて、図２に示すように、前記受信部（たとえば１３１２）はそれぞれがＮ／Ｍ個の出力を有するＭ個の分波器（２３０１、２３０２）と；該Ｍ個の分波器のＮ／Ｍ個の出力に接続される光電変換器（２３０１について２５０１〜２５０４）とからなり、各分波器の入力は前記Ｍ個の受信用伝送路の対応するもの（２３０１について１１１１、２３０２について２３０２）に接続され、該受信用伝送路により供給された光信号を波長毎に分波して対応する光電変換器に出力する、ように構成しても良い。
【００１９】
また、本発明の第４の態様によれば、図４に示すように、周回型光合分波器（４５０１）と、該周回型光合分波器を中心としてスター状に接続されたＮ個のノード（４００１，４００２，４００３，４００４）とからなり、該Ｎ個のノードのそれぞれはＭ個の送信用伝送路と、Ｍ個の受信用伝送路とを介して該周回型光合分波器に接続される、フルメッシュ波長多重光ネットワークシステムにおいて、該Ｎ個のノードのそれぞれ（たとえば４００１）は、一つの多波長光源（４２１１）と；該多波長光源の出力に接続されるとともに、前記Ｍ個の送信用伝送路（４０１１，４０１２）に接続された光スイッチ手段（４３１１）と；前記Ｍ個の受信用伝送路に接続された受信部（４３２１）とを具備し、前記多波長光源は少なくともＮ／Ｍ種類の異なる波長の光を生成することを特徴とするフルメッシュ波長多重光ネットワークシステム（ただし、Ｎ、ＭおよびＮ／Ｍは自然数で、Ｍ＞１である）が提供される。
【００２０】
また、前記フルメッシュ波長多重光ネットワークシステムにおいて、図５に示されるように、前記多波長光源は、それぞれが異なる波長の光出力を生成するＮ／Ｍ個の光出力生成素子（５４０１、５４０２，５４０３，５４０４）からなり、前記光スイッチ手段は、Ｎ／Ｍ個の光スイッチ素子（５６０１，５６０２，５６０３，５６０４）と、各スイッチ素子の出力にそれぞれ接続されたＭ個の合波器（５２０１，５２０２）からなり、前記Ｎ／Ｍ個の光スイッチ素子の入力のそれぞれは、同一の波長の光出力を生成する光出力生成素子の出力に接続されるように構成しても良い。
【００２１】
また、前記フルメッシュ波長多重光ネットワークシステムにおいて、前記受信部がそれぞれがＮ／Ｍ個の出力を有するＭ個の分波器と；Ｎ／Ｍ個の光スイッチ素子であって、それぞれが各分波器のいずれか一つの出力に接続される光スイッチ素子と；該光スイッチ素子に対応して接続されるＮ／Ｍ個の光電変換器とからなる、ように構成しても良い。
【００２２】
又、本発明は、フルメッシュ波長多重光ネットワークシステムに用いられるノード（ネットワークに接続される機器を総称してノードというものとする。本明細書において他の部分も同様）としても実現可能である。
【００２３】
上記課題を解決する手段を採用することにより、本発明におけるフルメッシュ波長多重光ネットワークシステムでは、周回型光合分波器に接続される光ファイバの本数をＭ倍とすることにより多波長光源の波長数を１／Ｍにすることにより、一ノードあたりの同一波長数の光源を増やすことにより信頼性を高めた。
【００２４】
または、多波長光源から１×Ｍの光スイッチを介してＭ本の光ファイバに接続されていることにより、障害時に１×Ｍの光スイッチを切り替えることにより柔軟に障害回避ができる。
【００２５】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２６】
［実施例１］
図１は、本発明のフルメッシュ波長多重ネットワークシステムの構成例を示す図であって、ノード数Ｎ＝４、多重数がＭ＝２の場合である。この実施例は図１に示すように、周回型光合分波器１５０１を中心に４個のノード１００１，１００２，…１００４が、配置されている。ノード１００１にはＭ（＝２）個の多波長光源１２１１，１２１２と、受信部１３１２と、光スイッチ１３１１とが配置されている。
【００２７】
ノード１００１は、Ｍ（＝２）個の送出用の光ファイバ１０１１、１０１２、およびＭ（＝２）個の受信用の光ファイバ１１１１、１１１２を介して周回型光合分波器１５０１に接続されている。送出用の光ファイバ１０１１，１０１２のノード側端は、前記光スイッチ１３１１の出力に接続されている。該光スイッチの入力は、前記Ｍ（＝２）個の多波長光源１２１１，１２１２のそれぞれの出力に接続されている。多波長光源１２１１，１２１２のそれぞれは、少なくともＮ／Ｍ種類のそれぞれ異なる波長の光を生成することが可能な光源である。本実施例では、Ｎ／Ｍ＝２であるので、少なくとも波長λ１の光出力と波長λ２の光出力とを生成可能なものとなる。なお、該光出力は図示しない被送信信号源からの信号（たとえば、音声、画像データ信号）に応じて変調されて光信号となり、光スイッチの入力へ送られる。該光スイッチは、多波長光源１２１１からの光信号出力と多波長光源１２１２の光信号出力とを光ファイバ１０１１、１０１２に切り替え可能に送出するように動作する。また、他のノード１００２、１００３，１００４からノード１００１に向けて送出された光信号は、前記周回型光合分波器１５０１を介して受信用の光ファイバ１１１１、１１１２の少なくとも一方に乗せられる。光ファイバ１１１１、１１１２の出力側端は、受信部１３１２の入力端子に接続されており、前記光信号が受信部１３１２に送られてくる。受信部１３１２では、受け取った光信号を、たとえば電気信号に変換して図示しない出力装置等に送り、該信号に乗せられた情報を利用可能とする。
【００２８】
他のノード１００２，１００３、１００４もノード１００１と同様の構成を有しており、これらは多波長光源１２２１，１２２２、…、１２４１，１２４２と、光スイッチ１３２１、１３３１、１３４１と、受信部１３２２，１３３２，１３４２とをそれぞれ有している。また、これらノード１００２，１００３、１００４は、ノード１００１と同様に、送出用の光ファイバ１０２１，１０２２、１０３１，１０３２、１０４１、１０４２と受信用の光ファイバ１１２１、１１２２、１１３１，１１３２、１１４１、１１４２を介して周回型光合分波器１５０１に接続されている。
【００２９】
以下の［表２］は、本実施例における波長の設定値を表している。
【００３０】
【表２】
0003615464.tif 000003
【００３１】
該設定においては、同一ノード内の多波長光源の波長が２個づつ同一となるように設定されている。波長は短いものからλ１，λ２と表し、波長帯は光ファイバの伝送損失が小さい１．５５μｍ帯で、波長間隔は０．８ｎｍ（１００ＧＨｚ）程度である。
【００３２】
上記ノード構成およびネットワーク構成は、ノード数Ｎが大きくなっても、実質的に同様のまま利用可能である。たとえば、Ｎ＝８、Ｍ＝２の場合を述べると、必要となる光出力の波長数は、Ｎ／Ｍ＝４となり、多波長光源のそれぞれは波長λ１、λ２、λ３、λ４の光を生成できるものを用いることになる。かかるＮ＝８、Ｍ＝２の条件ネットワークに用いられる波長配置例を以下の表３に示す。
【００３３】
【表３】
0003615464.tif 000004
【００３４】
同表中、「送信」の欄の１Ａ、１Ｂ、…、８Ａ、８Ｂはそれぞれ、第１のノードの一方の多波長光源、第１のノードの他方の多波長光源、…、第８のノードの一方の多波長光源、第８のノードの他方の多波長光源を意味し、また、「受信」の欄の１、２、…、８は受信側である第１のノード、第２のノード、…、第８のノードを示す。たとえば、第１のノードの多波長光源１Ａから波長λ２の光信号が送出されると、これを受け取った該周回型光合分波器１５０１は、この光信号を第２のノードへ向けて送出する。一方、第１のノードの他の多波長光源１Ｂから波長λ２の光信号が送出されると、これを受け取った該周回型光合分波器１５０１は、この光信号を第６のノードへ向けて送出することが、該［表３］に示されている。
【００３５】
つぎに、個々のノードのより詳しい構成と、周回型光合分波器の動作を図２を用いて詳細に説明する。図２においては、図１の４個のノードの内の１つのノード１００１の構成を示している。先に述べたようにノード１００１は、Ｍ（＝２）個の多波長光源１２１１，１２１２と、受信部１３１２と及び光スイッチ１３１１とを有するとともに、Ｍ（＝２）個の送出用の光ファイバ１０１１，１０１２、およびＭ（＝２）個の受信用の光ファイバ１１１１、１１１２を介して周回型光合分波器１５０１に接続されている。
【００３６】
該多波長光源１２１１は、図示しない信号源から送られる電気信号を光信号に変換する半導体レーザ２４０１、２４０２、…、２４０４と、それら半導体レーザを一本の光ファイバに乗せられるよう合波する光合波器２２０１とからなる。
【００３７】
同様に、他方の多波長光源１２１２も、図示しない信号源から送られる電気信号を光信号に変換する半導体レーザ２４０５、２４０６、…、２４０８と、それら半導体レーザを一本の光ファイバに乗せられるよう合波する光合波器２２０２とからなる。半導体レーザ２４０１、２４０５は波長λ１の光出力を生成し、半導体レーザ２４０２、２４０６は波長λ２の光出力を生成し、半導体レーザ２４０３、２４０７は波長λ３の光出力を生成し、半導体レーザ２４０４、２４０８は波長λ４の光出力を生成する。したがって、多波長光源１２１１，１２１２
はそれぞれ波長λ１、λ２、λ３、λ４の光出力を生成できる。
【００３８】
これら半導体レーザからの光出力信号は光合波器２２０１，２２０２によって合波され、その合波された光出力信号は、光スイッチ１３１１に入力される。
【００３９】
又、受信部１３１２は、受信用光ファイバ１１１１，１１１２にそれぞれ接続され、伝送されてきた波長多重光を波長毎に分波する分波器２３０１，２３０２と、分波された光信号を電気信号に変換するフォトダイオード２５０１，２５０２，…２５０８からなる。分波器２３０１，２３０２は波長多重光を分波して波長ごとλ１、λ２、λ３、λ４に分けて出力し、それぞれの出力にはフォトダイオード２５０１，２５０２，…２５０８が接続されている。これにより送信ノード別に信号を区別して取り出すことが可能となる。
【００４０】
半導体レーザ２４０１，２４０２，…２４０８の発振波長は、例えば表３に記載された対応する波長（１Ａおよび１Ｂがノード１に相当）に設定されており、伝送したいノードに対応したレーザを用いて信号を伝送する。
【００４１】
なお、上記図２に示すノード構成例は、Ｎ＝４，Ｍ＝２のみならずＮ＝８，Ｍ＝２の条件のネットワークにも対応可能な構成例であって、Ｎ＝４，Ｍ＝２の場合にのみ対応可能なノードを構成するには、必要波長数は２となるので、半導体レーザを４種類でなく２種類、フォトダイオードも各分波器につき４個でなく２個とすれば良い。
【００４２】
実際に、半導体レーザ２４０１，２４０２，…，２４０８として１．５５μｍで発振するＤＦＢ  ＬＤを０．８ｎｍ間隔で表３に従って波長を設定し、信号を伝送した。合波器２２０１，２２０２は、８チャネルのアレイ解析格子型合分波器（ＡＷＧ）を用いた。合波された信号は周回型合分波器１５０１の１番ポート及び５番ポートに入力され、波長ルーティング特性に従って、出力ポートの１番から８番に分波され目的のノードに伝送される。
【００４３】
その際、一つの半導体レーザが故障した場合を考える。たとえば２４０２（波長λ２）のレーザが故障したとする。このレーザは、表３に示すようにノード１からノード２への通信に使われており、たとえばノード１からノード６への通信が行われていないか、または該通信の優先度が低い場合、光スイッチ１３１１を切り替えて、同一波長の半導体レーザ２４０６と役割を置き換えることによりノード１とノード２の通信を行うことができる。
【００４４】
図１および図２では、半導体レーザ側の切り替えのみ例を示したが、フォトダイオード側も同様に光スイッチを介して切り替えることもできる。すなわち、受信用光ファイバ１１１１，１１１２と分波器２３０１、２３０２との間に光スイッチを接続し、たとえばフォトダイオード２５０２が故障等した場合、光スイッチの切り替えを行い、フォトダイオード２５０６をフォトダイオード２５０２の代替として機能させても良い。
【００４５】
［実施例２］
図１および図２では、４個の半導体レーザを一括して切り替える例を示したが、図３のように個々の半導体レーザおよびフォトダイオードに対して光スイッチを接続するように構成してもよい。
【００４６】
図３において、８つの半導体レーザ３４０１、３４０２、…、３４０７、３４０８が同一波長毎に２個ずつ４つの光スイッチ３６０１、３６０２、３６０３，３６０４に接続されている。たとえば、波長λ１の特性を有する半導体レーザ３４０１および３４０５は光スイッチ３６０１の入力に接続されている。同様に、波長λ２の特性を有する半導体レーザ３４０２および３４０６は光スイッチ３６０２の入力に、波長λ３の特性を有する半導体レーザ３４０３および３４０７は光スイッチ３６０３の入力に、波長λ４の特性を有する半導体レーザ３４０４および３４０８は光スイッチ３６０４の入力に、それぞれ接続されている。各光スイッチは、これら半導体レーザからの光出力を切り替え可能に光合波器３２０１、３２０２に送出する。光合波器３２０１、３２０２は図１、図２に示すような送出用光ファイバ１０１１，１０１２を介して周回型光合分波器１５０１に合波された光信号出力を送る。図３に示される以外の他の構成は、図１、図２に示されるネットワーク構成およびノード構成を採用して良い。かかる構成により、個々の同一波長同士の半導体レーザの切り替えを行うことにより、本発明を実現することも可能となる。
【００４７】
又、図示しないが、上記多波長光源の変形と同様に受信部の分波器とフォトダイオードの間に光スイッチを配し、個々の同一波長同士のフォトダイオードの切り替えを行うことにより、本発明を実現できる。
【００４８】
［実施例３］
図４は、本発明にかかるフルメッシュ波長多重ネットワークシステムの第２の構成例を示す図であって、実施例１と同じくノード数Ｎ＝４、多重数がＭ＝２の場合である。この実施例は図４に示すように、周回型光合分波器４５０１を中心に４個のノード４００１、４００２、…４００４が相互に送受信可能に接続されている。４個のノード４００１、４００２、…４００４のそれぞれは、多波長光源と、該光源の出力に接続された光スイッチと、該周回型光合分波器４５０１の出力に接続された受信部とを有する。たとえば、ノード４００１は、多波長光源４２１１と、該光源４２１１の出力に接続された光スイッチ４３１１と、該周回型光合分波器４５０１の出力に接続された受信部４３１２とで構成される。なお、光スイッチ４３１１は周回型光合分波器４５０１に２つの送信用光ファイバ４０１１、４０１２を介して接続されており、また、受信部４３１２は周回型光合分波器４５０１に２つの受信用光ファイバ４１１１、４１１２を介して接続されている。他のノード４００２、４００３、４００４もノード４００１と同様の構成を有する。
【００４９】
本実施例における、光スイッチ、受信部、送信用光ファイバ、受信用光ファイバ、周回型光合分波器は実施例１と同一であってよいが、多波長光源４２１１，４２２１、４２３１、４２４１は４組のレーザおよびフォトダイオードを用いているところが異なる。
【００５０】
本実施例では波長配置は以下の［表４］に示すように異なる４種類の半導体レーザを一組のみ用いる。
【００５１】
【表４】
0003615464.tif 000005
【００５２】
たとえば、ノード４００１において、ノード４００２に送信する場合には、通常はλ２の波長を有する光信号を伝送路（送信用光ファイバ）４０１１を用いて送信する。λ２の波長光を生成する半導体レーザに障害等が発生した場合、光スイッチ４３１１を切り替え、伝送路４０１２側に切り替える。それにより波長λ１の半導体レーザを用いてノード４００２への送信を行うことが可能となる。その際、周回性合分波器の特徴を活かし、入力するポートを隣に切り替えることにより波長を１つずらすだけで、同等の波長ルーティングを実現できる。
【００５３】
また、本実施例の変形例を以下のようにして構成することができる。図４の例では、周回型合波器の出力側の光ファイバは２本を一組としてノード側に接続されているが、周回型合分波器内で合波器を付加することにより、２本を１本にまとめても同様の効果が得られる。
【００５４】
［実施例４］
図４に示す実施例では、４個のレーザを一括して切り替える例を示したが、図５のように個々のレーザに対して光スイッチを接続することにより、個々の同一波長同士のレーザの切り替えを行うことにより、本発明を実現できる。
【００５５】
又、図示しないが受信部の分波器とフォトダイオードの間に光スイッチを配し、個々の同一波長同士のフォトダイオードの切り替えを行うことにより、本発明を実現できる。
【００５６】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によれば、周回型光合分波器に接続される光ファイバの本数をＭ倍とし、多波長光源の波長数を１／Ｍにすることができるとともに、一ノードあたりの同一波長数に割り当てられる光源を増やすことにより、障害に対する信頼性を高めた。また、多波長光源から１×Ｍの光スイッチを介してＭ本の光ファイバに接続されていることにより、障害時に１×Ｍの光スイッチを切り替えることにより柔軟に障害回避ができることで、これまでには到達できなかった、大規模なノード数を用いた波長クロスコネクトシステムに使用可能な、実用的なフルメッシュ波長多重光ネットワークシステムを実現できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の、フルメッシュ波長多重光ネットワークシステムの第一の実施例の構成を示す概念図である。
【図２】本発明、フルメッシュ波長多重光ネットワークシステムの第一の実施例の一つのノードの構成を示す図である。
【図３】本発明の、フルメッシュ波長多重光ネットワークシステムの第二の実施例の構成を示す図である。
【図４】本発明の、フルメッシュ波長多重光ネットワークシステムの第三の実施例の構成を示す図である。
【図５】本発明の、フルメッシュ波長多重光ネットワークシステムの第四の実施例の構成を示す図である。
【図６】従来のフルメッシュ型光ネットワークシステムを示す図である。
【図７】従来のフルメッシュ型光ネットワークシステムを示す図である。
【図８】従来のフルメッシュ型光ネットワークシステムを示す図である。
【符号の説明】
ノード  …  １００１，１００２，１００３，１００４
送信側光ファイバ  …  １０１１、１０１２、１０２１，１０２２，１０３１，１０３２，１０４１，１０４２
受信側光ファイバ  …  １１１１、１１１２、１１２１，１１２２，１１３１，１１３２，１１４１，１１４２
周回型合分波器  …  １５０１
光スイッチ  …  １３１１，１３２１，１３３１，１３４１
受信部  …  １３１２，１３２２，１３３２，１３４２
多波長光源  …  １２１１，１２１２、１２２１，１２２２、１２３１，１２３２、１２４１，１２４２
合波器  …  ２２０１，２２０２
分波器  …  ２３０１，２３０２
半導体レーザ  …  ２４０１〜２４０８
フォトダイオード  …  ２５０１〜２５０８
半導体レーザ  …  ３４０１〜３４０８
光スイッチ  …  ３６０１〜３６０４
光合波器  …  ３２０２，３２０１
ノード  …  ４００１，４００２，４００３，４００４
送信側光ファイバ  …  ４０１１、４０１２、４０２１，４０２２，４０３１，４０３２，４０４１，４０４２
受信側光ファイバ  …  ４１１１、４１１２、４１２１，４１２２，４１３１，４１３２，４１４１，４１４２
周回型合分波器  …  ４５０１
光スイッチ  …  ４３１１，４３２１，４３３１，４３４１
受信部  …  ４３１２，４３２２，４３３２，４３４２
多波長光源  …  ４２１１，４２２１，４２３１，４２４１
半導体レーザ  …  ５４０１〜５４０４
光スイッチ  …  ５６０１〜５６０４
光合波器  …  ５２０２，５２０１
【図１】
0003615464.tif 000006
【図２】
0003615464.tif 000007
【図３】
0003615464.tif 000008
【図４】
0003615464.tif 000009
【図５】
0003615464.tif 000010
【図６】
0003615464.tif 000011
【図７】
0003615464.tif 000012
【図８】
0003615464.tif 000013