(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め定められた複数の通信プロトコルのうちのいずれか一つを利用する光通信ノードを光伝送用媒体により複数接続し、該複数の通信プロトコルに対して重複のないようにそれぞれ複数種類の光信号を割り当て、通信プロトコルに応じた波長の光信号を用いて情報データの伝送を行う、波長分割多重方式の光通信システムであって、
前記光通信ノードは、
前記予め定められた複数の通信プロトコルのうちの自ノードが利用している通信プロトコルに対して割り当てられた複数種類の波長のうちの任意の波長の光信号によって情報データを光伝送用媒体に送信する光送信手段と、
前記自ノードが利用している通信プロトコルに対して割り当てられた複数種類の波長のうちの任意の波長の光信号を光伝送用媒体から選択して受信する光受信手段とを備えたことを特徴とする光通信システム。
【請求項２】
前記光通信ノードは、少なくとも、前記自ノードが利用している通信プロトコルに対して割り当てられた複数種類の波長のうちの第１の波長の光信号による第１の通信と、前記自ノードが利用している通信プロトコルに対して割り当てられた複数種類の波長のうちの第１の波長とは異なる第２の波長の光信号による第２の通信とを含む複数の通信が同時に可能であることを特徴とする請求項１に記載の光通信システム。
【請求項３】
前記光通信ノードは、同時に送出できる情報量を多くするために、同時に複数の波長を用いて前記複数の通信を行うことを特徴とする請求項２に記載の光通信システム。
【請求項４】
前記光通信ノードは、同時に複数の光通信ノードとの間で通信するために、同時に複数の波長を用いて前記複数の通信を行うことを特徴とする請求項２に記載の光通信システム。
【請求項５】
前記光通信システムは、前記波長毎に異なる通信システムとして運用されるものであり、
前記光通信ノードは、所望する通信システムに係る前記波長を用いて該所望する通信システムにおける通信を行うことを特徴とする請求項１に記載の光通信システム。
【請求項６】
前記予め定められた複数の通信プロトコルのうちの第１の通信プロトコルに対して割り当てられた波長の光信号を光伝送用媒体から受信し、該光信号を変換して得た情報データについて、該第１の通信プロトコルから前記予め定められた複数の通信プロトコルのうちの第２の通信プロトコルへのプロトコル変換を行い、該プロトコル変換した情報データを該第２の通信プロトコルに対して割り当てられたいずれかの波長の光信号に変換して光伝送用媒体へ送信するプロトコル変換用光通信ノードを、該第１の通信プロトコルと該第２の通信プロトコルとの組合せ毎に、または該第１の通信プロトコルに対して割り当てられた波長と該第２の通信プロトコルに対して割り当てられた波長との組合せ毎に、設けたことを特徴とする請求項１に記載の光通信システム。
【請求項７】
予め定められた複数の通信プロトコルのうちのいずれか一つのみを利用する光通信ノードを光伝送用媒体で複数接続し、該複数の通信プロトコルに対して重複のないように光信号の波長を１つずつ割り当て、通信プロトコルに応じた波長の光信号を用いて情報データの伝送を行う、波長分割多重方式の光通信システムであって、
前記光通信ノードは、
前記予め定められた複数の通信プロトコルのうちの自ノードが利用している通信プロトコルに対して割り当てられた波長の光信号によって情報データを前記光伝送用媒体に送信する光送信手段と、
前記自ノードが利用している通信プロトコルに対して割り当てられた波長の光信号を前記光伝送用媒体から選択して受信する光受信手段とを備えたことを特徴とする光通信システム。
【請求項８】
前記光通信ノードは、前記通信プロトコルに対する前記波長の割り当てを変更するための変更手段を更に備えたことを特徴とする請求項７に記載の光通信システム。
【請求項９】
前記予め定められた複数の通信プロトコルのうちの第１の通信プロトコルに対して割り当てられた波長の光信号を光伝送用媒体から受信し、該光信号を変換して得た情報データについて、該第１の通信プロトコルから前記予め定められた複数の通信プロトコルのうちの第２の通信プロトコルへのプロトコル変換を行い、該プロトコル変換した情報データを該第２の通信プロトコルに対して割り当てられた波長の光信号に変換して光伝送用媒体へ送信するプロトコル変換用光通信ノードを、該第１の通信プロトコルと該第２の通信プロトコルとの組合せ毎に設けたことを特徴とする請求項７に記載の光通信システム。
【請求項１０】
２つの単位光通信システムを含み、該単位光通信システムを所定の光通信ノードにより接続した、波長分割多重方式の光通信システムであって、
２つの前記単位光通信システムは、いずれも、請求項７に記載の光通信システムと同一の構成を有するものであり、
前記所定の光通信ノードは、２つの前記単位光通信システムのうちの一方の前記単位光通信システムから予め定められた波長の光信号を受信して他方の前記単位光通信システムに送信するものであることを特徴とする請求項７に記載の光通信システム。
【請求項１１】
第１及び第２の単位光通信システムを含み、該第１及び第２の単位光通信システムを第１及び第２の所定の光通信ノードにより接続した、波長分割多重方式の光通信システムであって、
前記第１及び第２の単位光通信システムは、いずれも、請求項７に記載の光通信システムと同一の構成を有するものであり、
前記第１の光通信ノードは、前記第１の単位光通信システムから予め定められた波長の光信号を受信し、これを前記第１及び第２の光通信ノード間を接続する特定の波長の光信号にして前記第２の光通信ノードに送信するものであり、
前記第２の光通信ノードは、前記第１の光通信ノードから前記特定の波長の光信号を受信し、これを予め定められた波長の光信号にして前記第２の単位光通信システムに送信するものであることを特徴とする請求項７に記載の光通信システム。
【請求項１２】
予め定められた複数の通信プロトコルのうちのいずれか一つ及び異なる通信プロトコル間での通信を行うための特定のプロトコル間通信プロトコルを利用する通信ノードを光伝送用媒体で複数接続し、該複数の通信プロトコル及び該特定のプロトコル間通信プロトコルに対して重複のないように光信号の波長を１つずつ割り当て、通信プロトコルに応じた波長の光信号を用いて情報データの伝送を行う、波長分割多重方式の光通信システムであって、
前記通信ノードは、
前記予め定められた複数の通信プロトコルのうちの自ノードが利用している通信プロトコルに対して割り当てられた波長の光信号によって情報データを前記光伝送用媒体に送信する第１の光送信手段と、
前記自ノードが利用している通信プロトコルに対して割り当てられた波長の光信号を前記光伝送用媒体から選択して受信する第１の光受信手段と、
前記特定のプロトコル間通信プロトコルに対して割り当てられた波長の光信号によって情報データを前記光伝送用媒体に送信する第２の光送信手段と、
前記特定のプロトコル間通信プロトコルに対して割り当てられた波長の光信号を前記光伝送用媒体から選択して受信する第２の光受信手段とを備えたことを特徴とする光通信システム。
【請求項１３】
２つの単位光通信システムを含み、該単位光通信システムを所定の光通信ノードにより接続した、波長分割多重方式の光通信システムであって、
２つの前記単位光通信システムは、いずれも、請求項１２に記載の光通信システムと同一の構成を有するものであり、
前記所定の光通信ノードは、２つの前記単位光通信システムのうちの一方の前記単位光通信システムから前記特定のプロトコル間通信プロトコルに対して割り当てられた波長の光信号を受信して他方の前記単位光通信システムに送信するものであることを特徴とする請求項１２に記載の光通信システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、周波数分割多重方式および波長分割多重方式を適用した光通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
（１）従来の通信システムにおいては、その通信するべき情報を電気信号に変換し、その電気信号を通信路中を伝送させる事によって実現していた。しかし、近年の情報量自体の増加に加えてハードウェア面でもＣＰＵパワーが増加したため、転送するべき情報量が従来に比べて急激に増加してきている。これまでは、このような情報量の増加に対して情報転送速度を高速にする事によって対応してきたが、電気信号による情報転送速度としては、６２２Ｍｂｐｓ程度の情報転送速度が限界であり、将来の情報通信に求められる情報転送能力としては問題があると考えられる。特に長距離の通信を行う場合に、電気信号による情報転送では伝送路中での電気信号のレベル低下によって伝送誤りが生じ易くなり、高速の情報通信を行う場合にはさらに問題が生じるという事がわかっている。
【０００３】
このような電気信号の問題点に対して、光ファイバーを用いた光通信システムが注目されている。すでに、イーサーネット等のＬＡＮには光通信システムが導入されており、将来的には光信号による数Ｇｂｐｓから数１０Ｇｂｐｓまでの通信容量が提供される事が期待されている。さらに現在は、このような数Ｇｂｐｓオーダーの光通信システムにおける通信サービスに対する研究として、数Ｇｂｐｓの通信容量ではまだ不足であるとして、さらに通信容量を大きくするための研究や、複数プロトコルの通信システムを多重化して数Ｇｂｐｓオーダーの光通信システムに収容し、マルチプロトコルの通信サービスを提供するための研究などが行われている。
【０００４】
通信容量をさらに増加させるための通信方式として、光信号の周波数特性を生かした光周波数分割多重方式の光通信システムの研究が盛んに行われている。この光周波数分割多重方式においては、光信号を複数の周波数の光信号に分割し、その分割された周波数帯の光信号をそれぞれ独立の光信号として処理するとともに、分割された光信号を同一の光ファイバー中を多重化して送受信している。このような光周波数分割多重方式を用いる事によって、同一の光ファイバー中を転送する事の出来る情報量を、分割多重しない場合の［光周波数の分割数］倍に増加させる事が出来、将来のＴｂｐｓレベルの光通信に応用が出来ると期待されている。
【０００５】
また、マルチプロトコル通信に対しては、現在、ＡＴＭ通信方式を用いて各種の通信プロトコルに従った情報を多重化して通信を行う方法等が考えられている。ＡＴＭ通信方式においては、ＡＴＭセル（固定長のパケット）を非同期に多重して通信を行うので、各通信プロトコルが各種の情報転送速度を要求している場合にも柔軟な多重化が行える事になる。このようなＡＴＭ方式による通信は、特に、複数のＬＡＮのＬＡＮ間接続を行うバックボーンネットワークを構成する場合の通信方式として、現在盛んに研究が行われている。
【０００６】
ここで、従来の周波数分割多重通信システムの構成図を図１９に示す。このような光通信システムには、（ａ）に示すＮ×Ｎスターカップラによる光信号のブロードキャスト機能を用いたシステムや、（ｂ）および（ｃ）に示すようにネットワーク内の「各光通信ノード」や「各光通信ノードの組み合わせ」に対して分割した光信号の周波数の一つを割り当て、シングルホップやマルチホップなどの光通信ノード間の通信手順を用いる事によって、光周波数分割多重化方式の通信を実現する事を目指したものなどがある。
【０００７】
しかし、このような従来の光周波数多重方式においては、光信号の波長や周波数を分割して割り当てる際にネットワーク内の各ノードやノードの組合わせにその波長や周波数を割り当ててる事を考えており、あくまでもネットワークが単一の通信システムとして（単一の通信プロトコルによって）動作する場合にしか応用できないものである。このような単一の通信システム内で周波数分割するような方法では、企業内ネットワークのように企業内の各部所が独自にネットワーク（ＬＡＮ）を構築していき、その複数種類のＬＡＮを同時に収容して大規模ネットワークを構築したり、同一のネットワーク内に複数の種類の通信プロトコルで動く通信システムを一緒に収容したりする事が困難であった。
【０００８】
このように、従来の光周波数分割多重方式では、ある特定の通信システムにおける通信路の使用効率を上げていただけにすぎなかったため、実際のネットワーク（特にバックボーンネットワーク）に応用する場合には、さらなる工夫が必要となっている。
【０００９】
なお、以上の点は、従来の波長分割多重通信システムについても同様である。また、従来のＡＴＭ通信方式による光通信システムの構成図を図２０に示す。このような光通信システムにおいては、各通信プロトコルに従って通信を行っている通信ネットワークからの情報を、ＡＴＭ多重化装置との間に設置される通信ノードによってＡＴＭの通信プロトコルにプロトコル変換した後に、ＡＴＭ−ＭＵＸの機能によってＡＴＭ多重する事になる。さらにＡＴＭ多重された情報をマルチプロトコルに対応するＡＴＭ通信方式のネットワーク（ＡＴＭネットワーク）によって転送する構成になっている。
【００１０】
このような構成においては、通信ノードにおいてＡＴＭプロトコルへのプロトコル変換を行う際や、ＡＴＭ−ＭＵＸにおいてＡＴＭ化された情報の多重化を行う際に、どうしても電気信号によってそれらの処理を行わなければならないため、各通信プロトコルに対して割り当てる事の出来る情報転送速度に限界が生じてしまう、という問題が存在する。このような問題が存在するために、従来のＡＴＭ通信方式によって各種の通信プロトコルの情報を多重化するという方法にも、さらなる工夫が必要となっている。
【００１１】
（２）一方、図２６および図２７は、従来のループ型ネットワークの構成と該ネットワークで用いられるノードの構成をそれぞれ示す図である。
【００１２】
図２６に示す従来の光波長多重方式を利用した光通信システムでは、６つのノードＡ〜Ｆがループ状に接続され、各ノードには自局が情報を送信する際に用いる波長（λ１〜λ６）が予め割り当てられている。また、図２７に示すように、各ノードは、分波器２０００、他の局に割り当てられた波長を受信するための光受信器２００１、自局に接続されている端末などの装置から出力された信号を自局に割り当てられた波長で伝送路２２００に送信するための光送信装置２００２、自局に割り当てられた波長の光を遮断する光フィルター２００３、自局宛の信号を多重する多重装置２００５を有している。すなわち、この光通信システムでは、送信装置は、あらかじめ定められた波長を使用して情報の送信を行い、受信装置は、すべての他局の送信波長を受信するために、それぞれの送信波長を受信するための光受信器を持っている。また、光フィルタ２００３は、自局の送信した信号を終端して消去するためのものである。
【００１３】
上記構成において、情報の配送は、情報に付けられた宛先情報に従って行われる。送信局は、あらかじめ自局に割り当てられた送信波長で宛先情報を含む情報を送出する。その他のノードは、すべての波長を受信し、受信した情報の宛先情報を解析し、それが自局宛の情報の場合は、その情報を自局に取り込む。
【００１４】
このような従来の通信システムでは、ネットワーク内で使用できるノード数はネットワーク内で使用している波長の数で制限されてしまうという問題点があった。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、従来の光波長（周波数）多重方式の光通信システムでは、光信号の波長（周波数）を分割して割り当てる際にネットワーク内の各ノードやノードの組合わせにその波長（周波数）を割り当ていたので、あくまでもネットワークが単一の通信システムとして（単一の通信プロトコルによって）動作する場合にしか応用できないものであり、このような単一の通信システム内で波長（周波数）分割するような方法では、企業内ネットワークのように企業内の各部所が独自にネットワーク（ＬＡＮ）を構築していき、その複数種類のＬＡＮを同時に収容して大規模ネットワークを構築したり、同一のネットワーク内に複数の種類の通信プロトコルで動く通信システムを一緒に収容したりする事が困難であった。また、上記のようにある特定の通信システムにおける通信路の使用効率を上げていただけにすぎなかったため、実際のネットワーク（特にバックボーンネットワーク）に応用することが困難であった。
【００１６】
一方、従来のＡＴＭ通信方式を適用した光波長多重方式の光通信システムでは、通信ノードにおいてＡＴＭプロトコルへのプロトコル変換を行う際や、ＡＴＭ−ＭＵＸにおいてＡＴＭ化された情報の多重化を行う際に、どうしても電気信号によってそれらの処理を行わなければならないため、各通信プロトコルに対して割り当てる事の出来る情報転送速度に限界が生じてしまうという問題が存在した。また、このような問題が存在するために、従来のＡＴＭ通信方式によって各種の通信プロトコルの情報を多重化することが困難であった。
【００１７】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたもので、企業内ネットワークなどのように複数種類の通信プロトコルに従う通信システムが共存しているような環境においても、同一の通信資源によってそれぞれの異なる通信システム内での通信を実現可能とし、また、それらの複数の通信システム間での通信も同一の通信資源を用いる事で実現可能とし、さらに、各通信システムがそれぞれに割り当てられた波長あるいは周波数の光信号を独立に使用する事が可能となる事でマルチメディア・マルチプロトコル・マルチベンダー環境における通信システムを柔軟に構築する事が出来るとともに、通信ネットワークにおける機能分散・負荷分散に必要な機能を容易に実現できる光通信システムを提供する事を目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、予め定められた複数の通信プロトコルのうちのいずれか一つを利用する光通信ノードを光伝送用媒体により複数接続し、該複数の通信プロトコルに対して重複のないようにそれぞれ複数種類の光信号を割り当て、通信プロトコルに応じた波長の光信号を用いて情報データの伝送を行う、波長分割多重方式の光通信システムであって、前記光通信ノードは、前記予め定められた複数の通信プロトコルのうちの自ノードが利用している通信プロトコルに対して割り当てられた複数種類の波長のうちの任意の波長の光信号によって情報データを光伝送用媒体に送信する光送信手段と、前記自ノードが利用している通信プロトコルに対して割り当てられた複数種類の波長のうちの任意の波長の光信号を光伝送用媒体から選択して受信する光受信手段とを備えたことを特徴とする。
【００１９】
好ましくは、前記予め定められた複数の通信プロトコルのうちの第１の通信プロトコルに対して割り当てられた波長の光信号を光伝送用媒体から受信し、該光信号を変換して得た情報データについて、該第１の通信プロトコルから前記予め定められた複数の通信プロトコルのうちの第２の通信プロトコルへのプロトコル変換を行い、該プロトコル変換した情報データを該第２の通信プロトコルに対して割り当てられたいずれかの波長の光信号に変換して光伝送用媒体へ送信するプロトコル変換用光通信ノードを、該第１の通信プロトコルと該第２の通信プロトコルとの組合せ毎に、または該第１の通信プロトコルに対して割り当てられた波長と該第２の通信プロトコルに対して割り当てられた波長との組合せ毎に、設けるようにしてもよい。
【００２０】
また、本発明は、予め定められた複数の通信プロトコルのうちのいずれか一つのみを利用する光通信ノードを光伝送用媒体で複数接続し、該複数の通信プロトコルに対して重複のないように光信号の波長を１つずつ割り当て、通信プロトコルに応じた波長の光信号を用いて情報データの伝送を行う、波長分割多重方式の光通信システムであって、前記光通信ノードは、前記予め定められた複数の通信プロトコルのうちの自ノードが利用している通信プロトコルに対して割り当てられた波長の光信号によって情報データを前記光伝送用媒体に送信する光送信手段と、前記自ノードが利用している通信プロトコルに対して割り当てられた波長の光信号を前記光伝送用媒体から選択して受信する光受信手段とを備えたことを特徴とする。
【００２１】
好ましくは、前記予め定められた複数の通信プロトコルのうちの第１の通信プロトコルに対して割り当てられた波長の光信号を光伝送用媒体から受信し、該光信号を変換して得た情報データについて、該第１の通信プロトコルから前記予め定められた複数の通信プロトコルのうちの第２の通信プロトコルへのプロトコル変換を行い、該プロトコル変換した情報データを該第２の通信プロトコルに対して割り当てられた波長の光信号に変換して光伝送用媒体へ送信するプロトコル変換用光通信ノードを、該第１の通信プロトコルと該第２の通信プロトコルとの組合せ毎に設けるようにしてもよい。
【００２２】
また、本発明は、２つの単位光通信システムを含み、該単位光通信システムを所定の光通信ノードにより接続した、波長分割多重方式の光通信システムであって、２つの前記単位光通信システムは、いずれも、請求項７に記載の光通信システムと同一の構成を有するものであり、前記所定の光通信ノードは、２つの前記単位光通信システムのうちの一方の前記単位光通信システムから予め定められた波長の光信号を受信して他方の前記単位光通信システムに送信するものであることを特徴とする。
【００２３】
また、本発明は、予め定められた複数の通信プロトコルのうちのいずれか一つ及び異なる通信プロトコル間での通信を行うための特定のプロトコル間通信プロトコルを利用する通信ノードを光伝送用媒体で複数接続し、該複数の通信プロトコル及び該特定のプロトコル間通信プロトコルに対して重複のないように光信号の波長を１つずつ割り当て、通信プロトコルに応じた波長の光信号を用いて情報データの伝送を行う、波長分割多重方式の光通信システムであって、前記通信ノードは、前記予め定められた複数の通信プロトコルのうちの自ノードが利用している通信プロトコルに対して割り当てられた波長の光信号によって情報データを前記光伝送用媒体に送信する第１の光送信手段と、前記自ノードが利用している通信プロトコルに対して割り当てられた波長の光信号を前記光伝送用媒体から選択して受信する第１の光受信手段と、前記特定のプロトコル間通信プロトコルに対して割り当てられた波長の光信号によって情報データを前記光伝送用媒体に送信する第２の光送信手段と、前記特定のプロトコル間通信プロトコルに対して割り当てられた波長の光信号を前記光伝送用媒体から選択して受信する第２の光受信手段とを備えたことを特徴とする。
【００２４】
また、本発明は、２つの単位光通信システムを含み、該単位光通信システムを所定の光通信ノードにより接続した光通信システムであって、２つの前記単位光通信システムは、いずれも、請求項１１に記載の光通信システムと同一の構成を有するものであり、前記所定の光通信ノードは、２つの前記単位光通信システムのうちの一方の前記単位光通信システムから前記特定のプロトコル間通信プロトコルに対して割り当てられた波長の光信号を受信して他方の前記単位光通信システムに送信するものであることを特徴とする。
【００２５】
本発明の光通信システムによれば、同一の光伝送用媒体中を転送する情報の通信プロトコル毎に異なる波長を割り当てるので、複数の通信プロトコルに従った複数の通信システムを同時に同一の通信媒体を用いて運用する事が出来るようになる。
【００２６】
なお、本発明は、以下のような各発明としても把握することができる。
【００２７】
（Ａ）また、本発明は、複数の通信ノードを光伝送用媒体で接続し、該光伝送用媒体中を複数の異なる波長の光信号を用いて情報データの伝送を行う波長分割多重方式の光通信システムにおいて、前記通信ノードのそれぞれは、各ノードが利用している通信プロトコルに予め割り当てられた波長の光信号によって情報データを前記光伝送用媒体に送信する光送信手段と、該各ノードが利用している通信プロトコルに予め割り当てられている波長の光信号を選択して受信す光受信手段とを具備したことを特徴とする。
さらに詳しくは、前記通信ノードを、受信した信号を波長分割して必要な波長の光信号のみを受信するための光波長分割手段と、受信した光信号を電気信号に変換するための光／電気信号手段と、それぞれの通信プロトコルに従ってパケットを再生するパケット組み立て手段と、送られてきたパケットが自ノード宛の情報であるか否かを判断するアドレス識別手段と、再生したパケットの情報をそれぞれの通信ノード内で処理する上位レイヤ処理手段と、上位レイヤ処理手段から送られてくる情報を自ノードが従っている通信プロトコルに従って伝送媒体に送出するためのアクセス制御手段と、電気信号を光信号に変換するための電気／光信号変換手段と、光波長分波手段によって通信ノード内では不要とみなされた波長の光信号と、新たに通信ノードから送出する光信号とを波長多重するための波長合波手段とを有する構成としても良い。
本発明に係る該光通信システムでは、あるネットワーク内で異なる通信プロトコルで通信を行う複数の通信システムが存在するような場合に、その異なる通信プロトコルに対して異なる波長を割り当てて光波長分割多重方式の通信を行う。
【００２８】
したがって、以下のような効果が得られる。
（ｉ）同一の通信媒体を用いて複数の通信プロトコルに従った通信システムを同時に収容しても、それら複数の通信プロトコルに従った通信ノード間で、それぞれ独自のプロトコルに従った通信を行う事が出来る。
（ｉｉ）ネットワークに新たな通信プロトコルに従った通信システムを導入する際にも、ネットワーク内で使用する波長を新たに追加して割り当てるだけの事によって容易に実現できる。
（ｉｉｉ）複数の通信プロトコルを同一の伝送媒体に収容する際に、多重化のためのプロトコル変換や多重化の処理を行う必要がなくなり、各通信プロトコルに従った通信システムが伝送媒体の伝送能力を、それぞれフルに使用する事が可能となる。
また、該光通信ノードは、同一通信媒体中に一つの通信プロトコルだけが存在するという通信形態で用いられる通常の通信ノードのインタフェース部分に、光波長分波手段と光波長合波手段を設けるだけで、上記光通信システムにおける通信ノードとして使用できるという効果が得られる。
【００２９】
（ａ）また、本発明は、周波数分割多重方式の光通信システムにおいて、同一の光伝送用媒体中を転送する情報の通信プロトコル単位に異なる周波数を割り当てるように構成したものである。すなわち、上記第１の目的を達成するために、本発明では、複数の通信ノードを光伝送用媒体で接続し、該光伝送用媒体中を複数の異なる周波数の光信号を用いて情報データの伝送を行う周波数分割多重方式の光通信システムにおいて、前記通信ノードのそれぞれは、各ノードが利用している通信プロトコルに予め割り当てられた周波数の光信号によって情報データを前記光伝送用媒体に送信する光送信手段と、該各ノードが利用している通信プロトコルに予め割り当てられている周波数の光信号を選択して受信する光受信手段とを具備したことを特徴とする。
さらに詳しくは、前記通信ノードを、受信した信号を周波数分割して必要な周波数の光信号のみを受信するための光周波数分割手段と、受信した光信号を電気信号に変換するための光／電気信号手段と、それぞれの通信プロトコルに従ってパケットを再生するパケット組み立て手段と、送られてきたパケットが自ノード宛の情報であるか否かを判断するアドレス識別手段と、再生したパケットの情報をそれぞれの通信ノード内で処理する上位レイヤ処理手段と、上位レイヤ処理手段から送られてくる情報を自ノードが従っている通信プロトコルに従って伝送媒体に送出するためのアクセス制御手段と、電気信号を光信号に変換するための電気／光信号変換手段と、光周波数分波手段によって通信ノード内では不要とみなされた周波数の光信号と、新たに通信ノードから送出する光信号とを周波数多重するための周波数合波手段とを有する構成としても良い。
本発明に係る該光通信システムでは、あるネットワーク内で異なる通信プロトコルで通信を行う複数の通信システムが存在するような場合に、その異なる通信プロトコルに対して異なる周波数を割り当てて光周波数分割多重方式の通信を行う。
したがって、以下のような効果が得られる。
（ｉ）同一の通信媒体を用いて複数の通信プロトコルに従った通信システムを同時に収容しても、それら複数の通信プロトコルに従った通信ノード間で、それぞれ独自のプロトコルに従った通信を行う事が出来る。
（ｉｉ）ネットワークに新たな通信プロトコルに従った通信システムを導入する際にも、ネットワーク内で使用する周波数を新たに追加して割り当てるだけの事によって容易に実現できる。
（ｉｉｉ）複数の通信プロトコルを同一の伝送媒体に収容する際に、多重化のためのプロトコル変換や多重化の処理を行う必要がなくなり、各通信プロトコルに従った通信システムが伝送媒体の伝送能力を、それぞれフルに使用する事が可能となる。
また、該光通信ノードは、同一通信媒体中に一つの通信プロトコルだけが存在するという通信形態で用いられる通常の通信ノードのインタフェース部分に、光周波数分波手段と光周波数合波手段を設けるだけで、上記光通信システムにおける通信ノードとして使用できるという効果が得られる。
【００３０】
（ｂ）また、上記ａの光通信システムにおいて、前記光ファイバーにプロトコル変換機能を有する通信ノードを接続し、前記光伝送用媒体に接続している異なる通信プロトコルに従った通信ノード間での通信機能を提供する通信プロトコル変換手段を設けても良い。
この結果、該光通信システムは、ネットワーク内に異なる周波数の光信号間でのプロトコル変換を行うプロトコル変換ノードを設ける事によって、以下のような効果が得られる。
（１）ネットワーク内に存在する、異なる通信プロトコルに従った通信ノード間の通信を提供する事が出来る。
（２）各通信ノードが自ノードの従っている通信プロトコルに割り当てられている周波数の光信号の送・受信を行うだけで、異なる通信プロトコルに従っている通信ノード間での通信を行う事が出来る。
（３）新たな通信プロトコルに従った通信システムが導入された場合にも、新たなプロトコルに対応したプロトコル変換ノードを設ける事で容易に対応出来る。
【００３１】
（ｃ）また、上記ａの光通信システムにおいて、異なる通信プロトコル間での通信を行うためのプロトコル間通信プロトコルを規定し、そのプロトコル間通信プロトコルに対しても分割された周波数を割り当てるように構成しても良い。
【００３２】
この場合、該光通信システムに用いる通信ノードは、該通信ノードが従っている通信プロトコルに割り当てられている周波数の光信号を送出するための光信号送出手段と、各通信ノードから送出される複数の周波数を持った光信号を多重化してネットワーク内を転送するための光信号転送手段と、その転送されてきた光信号の中から各通信ノードの従っている通信プロトコルに割り当てられている周波数の光信号のみを選択して受信するための光信号受信手段と、異なる通信プロトコルに従っている通信ノード間の通信を行うためのプロトコル間通信プロトコルに割り当てられている周波数の光信号を送出するための光信号送出手段と、転送されてきた光信号の中からプロトコル間通信プロトコルに割り当てられている周波数の光信号のみを選択して受信するための光信号受信手段とを有する構成としても良い。
この結果、該光通信システムは、異なる通信プロトコル間の通信を行うための通信プロトコルに対しても周波数を割り当てる事によって、以下のような効果が得られる。
（１）新たにプロトコル変換用の通信ノードをつけ加えなくても、異なる通信プロトコルに従っている通信ノード間での通信を提供する事が出来る。
（２）新たな通信プロトコルに従った通信システムが導入された場合にも、新たに導入するノードにプロトコル間通信プロトコルの処理機能を持たせるだけで、他の通信プロトコルに従っている通信ノード間での通信が容易に提供できる。
【００３３】
（ｄ）また、上記ｂの光通信システムにおいて、複数の通信プロトコルに割り当てられているそれぞれの周波数の光信号を選択して受信し、それらの通信プロトコル間のプロトコル変換機能を提供するとともに、それぞれの周波数の光信号によって情報を送信するプロトコル変換用光通信ノードを設けても良い。
この場合、該プロトコル変換用光通信ノードは、受信した光信号を周波数分割して必要な周波数の光信号のみを受信するための光周波数分波手段と、受信した複数の周波数の光信号を電気信号に変換するための光／電気信号変換手段と、受信したそれぞれの通信プロトコルに従ってパケットをプロトコル変換可能なレイヤのパケットにまで再生するパケット組立手段と、送られてきたパケットが自ノード宛の情報であるか否かを判断するアドレス識別手段と、プロトコル変換可能なレイヤで所望の通信プロトコルに変換するプロトコル変換手段と、プロトコル変換手段やアドレス識別手段から送られてくる情報をその情報が従っている通信プロトコルに従って伝送媒体に送出するためのアクセス制御手段と、送られてきた電気信号を所望の通信プロトコルに割り当てられている周波数の光信号に変換するための電気／光信号変換手段と、光周波数分波手段によってプロトコル変換機能内では不要とみなされた周波数の光信号と、新たにプロトコル変換機能から送出する光信号とを周波数多重するための光周波数合波手段とを有する構成としても良い。
この結果、該プロトコル変換用光通信ノードは、通常のプロトコル変換ノードのインタフェース部分に、光周波数分波手段と光周波数合波手段を設けるだけで、本発明に示したような光通信システムにおける光通信システム内プロトコル変換装置として使用できるという効果が得られる事を目的としたものである。
【００３４】
（ｅ）また、上記ｃの光通信システムにおいて、該光通信システムに用いる各通信ノードは、自ノードが従っている通信プロトコルに割り当てられている周波数の光信号によって情報を送信し、自ノードが従っている通信プロトコルに割り当てられている周波数の光信号を選択して受信し且つプロトコル間通信プロトコルに割り当てられている周波数の光信号を送信するとともに、プロトコル間通信プロトコルに割り当てられている周波数の光信号を選択して受信し且つ自ノード内に自ノードが従っている通信プロトコルとプロトコル間通信プロトコルとの間のプロトコル変換を行うように構成しても良い。
例えば、該通信ノードは、受信した光信号を周波数分割して必要な周波数の光信号を受信するための光周波数分波手段と、受信した周波数の光信号を電気信号に変換するための光／電気信号変換手段と、自ノードが従っている通信プロトコルによる情報のパケットを再生するための通常パケット組立手段と、プロトコル間通信プロトコルによる情報のパケットを、自ノードが従っている通信プロトコルとプロトコル間通信プロトコル間でのプロトコル変換が可能なレイヤのパケットにまで再生するためのプロトコル間通信パケット組立手段と、それぞれのパケット組立手段から送られてきたパケットが自ノード宛の情報であるか否かを判断するアドレス識別手段と、プロトコル変換可能なレイヤでプロトコル変換を行い、通常パケット組立手段から送られてくる情報と同じレイヤのパケットにレイヤ変換をするプロトコル変換手段と、通常パケット組立て手段とプロトコル変換手段から送られてきたパケットを多重化するための多重化手段と、再生したパケットの情報をそれぞれの通信ノード内で処理する上位レイヤ処理手段と、上位レイヤ処理手段から送られてきた情報のあて先によって、その情報が同一の通信プロトコルに従っている通信ノード宛の情報であるのか異なる通信プロトコルに従っている通信ノード宛の情報であるのかを識別するあて先識別手段と、異なる通信プロトコルに従っている通信ノード宛の情報をプロトコル間通信プロトコルに変換するためのプロトコル変換手段と、自ノードが従っている通信プロトコルに従って伝送媒体に送出するためのアクセス制御手段と、プロトコル間通信プロトコルに従って伝送媒体に送出するためのアクセス制御手段と、送られてきた電気信号を所望の通信プロトコルに割り当てられている周波数の光信号に変換するための電気／光信号変換手段と、光周波数分波手段によってプロトコル変換機能内では不要とみなされた周波数の光信号と、新たにプロトコル変換機能から送出する光信号とを周波数多重するための光周波数合波手段とからなる構成としても良い。
この結果、該光通信ノードは、各通信ノードにおいて同一の通信プロトコルに従っている通信ノード間での通信と異なる通信プロトコルに従っている通信ノード間での通信とを識別する際に、光通信ノードのインタフェース部分に光周波数分波手段と光周波数合波手段を設ける事で、光の周波数の識別だけによってそれらの情報の識別を行える事から、通信ノード内での処理量を軽減する事が出来るという効果が得られる。
【００３５】
（ｆ）また、上記ａ、ｂまたはｃの光通信システムにおいて、通信プロトコル単位に周波数を割り当てる際に一つの通信プロトコルに対して複数の周波数を割り当てるように構成しても良い。
この場合、該光通信システムに用いる通信ノードは、該通信ノードが従っている通信プロトコルに割り当てられている複数の周波数に合った光信号を送出するための光信号送出手段と、各通信ノードから送出される複数の周波数を持った光信号を多重化してネットワーク内を転送するための光信号転送手段と、その転送されてきた光信号の中から各通信ノードの従っている通信プロトコルに割り当てられている複数の周波数の光信号を選択して受信するための光信号受信手段とを有する構成としても良い。
この結果、該光通信システムは、ネットワーク内の各通信プロトコルに割り当てる周波数を複数にする事によって、以下のような効果が得られる。
（１）各通信プロトコルに従っている通信ノードが必要とする通信帯域を柔軟に割り当てる事が出来る。
（２）各通信プロトコルでの通信ノード間の伝送方式の違いや動作クロックの違いなどを吸収する事が出来る。
【００３６】
（ｇ）また、上記ｂまたはｆの光通信システム間を、上記ｆに示したプロトコル変換用光通信ノードを光通信システム間インタフェースとして用いて接続しても良い。
例えば、該プロトコル変換用光通信ノードは、受信した光信号を周波数分割して必要な周波数の光信号のみを受信するための光周波数分波手段と、受信した複数の周波数の光信号を電気信号に変換するための光／電気信号変換手段と、それぞれの通信プロトコルに従ったパケットをプロトコル変換可能なレイヤのパケットにまで再生するためのパケット組立手段と、そのパケットのあて先情報によって、送られてきたネットワーク内に存在する通信ノード宛の情報なのか、それとも他のネットワーク内の通信ノード宛の情報であるのかを識別するアドレス識別手段と、プロトコル変換可能なレイヤで所望の通信プロトコルに変換するためのプロトコル変換手段と、プロトコル変換手段やアドレス識別手段から送られてくる情報をその情報が従っている通信プロトコルに従って伝送媒体に送出するためのアクセス制御手段と、送られてきた電気信号を所望の通信システムに割り当てられている周波数の光信号に変換するための電気／光信号変換手段と、光周波数分波手段によってプロトコル変換機能内では不要とみなされた周波数の光信号と、新たにプロトコル変換機能から送出する光信号とを周波数多重するための光周波数合波手段とからなる構成としても良い。
この結果、該システム間接続用光通信ノードは、ネットワーク内に存在するプロトコル変換用光通信ノードに、その送られてきた情報のネットワーク識別手段を付加する事によって、複数の光通信システムを接続しても通信が行えるようになるという効果が得られる。
【００３７】
（ｈ）また、上記ａ、ｃまたはｆの光通信システム間を接続するために、プロトコル間通信プロトコルに割り当てられた周波数を使用して光通信システム間の通信インタフェースを提供するシステム間接続用光通信ノードを設けても良い。
例えば、該システム間接続用光通信ノードは、受信した光信号を周波数分割して異なるプロトコル間の通信のための通信プロトコルに割り当てられている周波数の光信号のみを受信するための光周波数分波手段と、受信した周波数の光信号を電気信号に変換するための光／電気信号変換手段と、受信した情報をパケットに再生するためのパケット組立手段と、そのパケットのあて先情報によって、送られてきたネットワーク内の通信ノード宛の情報なのか、それとも他のネットワーク内の通信ノード宛の情報であるのかを識別するアドレス識別手段と、プロトコル変換可能なレイヤで所望の通信プロトコルに変換するためのプロトコル変換手段と、プロトコル変換手段やアドレス識別手段から送られてくる情報をその情報が従っている通信プロトコルに従って伝送媒体に送出するためのアクセス制御手段と、送られてきた電気信号をプロトコル間通信プロトコルに割り当てられている周波数の光信号に変換するための電気／光信号変換手段と、光周波数分波手段によってネットワーク間接続機能内では不要とみなされた周波数の光信号と、新たにネットワーク間接続機能から送出する光信号とを周波数多重するための光周波数合波手段とからなる構成としても良い。
この結果、該システム間接続用光通信ノードは、光通信システム内で使用しているプロトコル間通信プロトコルに割り当てられている周波数を光通信システム間の通信にも使用する事によって、光通信システム間接続装置の機能を少なくする事が出来るという効果が得られる。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら発明の実施の形態を説明する。
【００３９】
＜１＞本発明は、光周波数分割多重方式による光通信システムおよび光波長分割多重方式による光通信システムのいずれにも適用可能であるが、第１〜１８の実施形態では、光周波数分割多重方式による光通信システムを用いて説明する。なお、本発明を適用した光波長分割多重方式による光通信システムの実施形態については自明であるので説明は省略する。
【００４０】
（第１の実施形態）
図１に、本発明の第１の実施形態に係る光通信システムの構成の概念図を示す。図１においては、ネットワークの構成トポロジーとしてリング型のネットワークを用いている。図１に示した光通信システムは、複数の光通信ノードが使用する共通の光伝送用媒体として、片方向１本または双方向２本設置されている光ファイバー１０と、９つの光通信ノード２１〜２９からなる構成である。
【００４１】
この光通信システムにおいては、光ファイバー１０の中を光周波数分割多重されている光信号として、ｆａ，ｆｂ，ｆｃの３つの周波数の光信号が伝搬されている。また、光ファイバー１０に接続して通信を行っている９つの光通信ノード２１〜２９は、全ての光通信ノードが同じ通信プロトコルに従って通信を行っているのではなく、光通信ノード２１、２４、２７が通信プロトコルＡで、光通信ノード２２、２５、２８が通信プロトコルＢで、光通信ノード２３、２６、２９が通信プロトコルＣに従って通信を行っている。そして、この光通信システムにおいては、システム内に存在する３つの通信プロトコルそれぞれに対して、３つに周波数分割された光信号を割り当て、各光通信ノードが自ノードの従っている通信プロトコルに割り当てられている周波数の光信号を用いて通信を行う事になる。
【００４２】
すなわち、通信プロトコルＡに従っている光通信ノード２１、２４、２７は光ファイバー１０から周波数ｆａの光信号だけを送・受信し、通信プロトコルＢに従っている光通信ノード２２、２５、２８は光ファイバー１０から周波数ｆｂの光信号だけを送・受信し、通信プロトコルＣに従っている光通信ノード２３、２６、２９は光ファイバー１０から周波数ｆｃの光信号だけを送・受信して通信を行う事になる。
【００４３】
ここで、周波数の割当方法としては、既存の通信ノードが従っている既存の通信プロトコルの物理レイヤプロトコルで規定されている光信号の周波数をそのまま用いる方法や、後述するように、光通信ノードの入出力インタフェース部に光信号の周波数変換手段を設け、ネットワーク立ち上げ時や光通信ノードの追加時に、ネットワーク管理者が任意の周波数を各通信プロトコルに対して割り当てる事が出来るようにする等の方法が考えられる。
【００４４】
このような光周波数の割り当てを行う事によって、異なる通信プロトコルに従って通信を行う通信システムが複数存在するような場合にも、同一の伝送媒体（図１中では光ファイバー）を用いてそれらの通信システムを同時に収容するような形態のネットワークが構築可能となる。特に、企業内ネットワークにおけるバックボーンネットワークなどのように、企業内に設置されている複数のネットワーク（ＬＡＮ）を同時に収容する必要があるようなネットワークを容易に構築する事が可能となる。
【００４５】
また、光周波数分割多重方式を用いて複数プロトコルを同時に扱っているので、通常の単一プロトコルで通信を行っている光通信ノードの入出力インタフェース部に、光周波数分波機能と光周波数合波機能を有する手段を設けるだけで、本発明を適用した光通信システム内の光通信ノードとして使用できる事になる。
【００４６】
この事から、本発明の光通信システムを構築する場合には新たに本光通信システム専用の光通信ノードを作る必要は無く、既存の光通信ノードを用いても容易に本発明の光通信システムを実現する事が可能となる。さらに、このような複数の通信プロトコルを同一の伝送媒体で収容する構成によって、将来のマルチベンダー環境やマルチプロトコルの環境にも容易に適応可能なネットワークを構築する事が出来る。
【００４７】
（第２の実施形態）
図２に、本発明の第２の実施形態に係る光通信システムの構成の概念図を示す。ここでも、ネットワークの構成トポロジーとしてリング型のネットワークを用いている。図２に示した光通信システムは、図１に示した光通信システムに、新たに異なる通信プロトコル間での通信を提供するためのプロトコル変換用光通信ノード３１〜３３を付加した構成になっている。
【００４８】
具体的には、図１の場合と同様に光通信ノード２１〜２９が存在し、各光通信ノードは、それぞれの通信プロトコルおよび該通信プロトコルに割り当てられた周波数によって通信を行っているとともに、プロトコル変換ノード３１が通信プロトコルＡとＢの相互間の変換を行い、プロトコル変換ノード３２が通信プロトコルＢ・Ｃ間の変換を行い、プロトコル変換ノード３３が通信プロトコルＡ・Ｃ間の変換を行っている。
【００４９】
このような構成のネットワークを構築する事によって、異なる通信プロトコルに従っている通信システムが同時に複数存在するような場合での、異なる種類のプロトコルに従っている光通信ノード間の通信機能を有した光通信システムを実現する事が出来る。
【００５０】
ここで、図２に示したような光通信システムでは、図１に示した光通信システム内の光通信ノードをそのまま用いてもプロトコル変換機能を提供する事が出来る事となり、ネットワークのマルチベンダー化に対してより柔軟に対応する事が出来る。また、このような方法によって複数プロトコル間での通信が可能となる事から、複数のプロトコルに従った複数の通信システムをあたかも１つの通信システムのように扱う事が可能となる。
【００５１】
（第３の実施形態）
図３に、本発明の第３の実施形態に係る光通信システムの構成の概念図を示す。ここでも、ネットワークの構成トポロジーとしてリング型のネットワークを用いている。図３に示した光通信システムは、図１に示した光通信システムに、新たに異なる通信プロトコルに従っている光通信ノード間の通信を提供するためのプロトコル間通信プロトコルを規定している。
【００５２】
具体的には、光通信ノード４１〜４９がそれぞれ独自の通信プロトコルに従った通信を行うとともに、プロトコル間通信プロトコルに従った通信をも行うという構成になっている。そのため、この光通信システムの伝送路１０中には、周波数ｆａ、ｆｂ、ｆｃの各通信プロトコルに割り当てられている光信号とともに、プロトコル間通信プロトコル用に割り当てられた周波数ｆＩの光信号も伝搬されている。
【００５３】
このような光通信システムを用いる事によって、異なる通信プロトコルに従っている通信システムが複数存在する場合での、異なる種類のプロトコルに従っている光通信ノード間の通信機能を有した光通信システムを実現する事が出来る。
【００５４】
また、このようにプロトコル間通信プロトコルを規定する事で、第２の実施形態（図２）の場合のように新たにプロトコル変換ノードを導入する事無く、同一構成の光通信ノードを伝送媒体に接続する事によって、複数のプロトコルに従った通信システムを、あたかも１つの通信システムのように扱う事が可能となる。
【００５５】
（第４の実施形態）
図４に、本発明の第４の実施形態に係る光通信ノードの内部構成の概念図を示す。図４は、図１（第１の実施形態）または図２（第２の実施形態）において周波数ｆａの光信号を割り当てられている通信プロトコルに従っている光通信ノードの内部構成を示している。
【００５６】
本構成における一連の情報処理手順を図１および図４を用いて以下に示す。ここでは、通信プロトコルＡのＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）として、ＩＥＥＥ８０２．５のトークンリングのプロトコルを用いて、光通信ノード２１から光通信ノード２７へ情報を送出する場合の処理手順を示す事とする。
【００５７】
［１］送信元の光通信ノード２１がトークンを受け取ってから、光通信ノード２７に向けての情報送出を開始する。
［２］光通信ノード２１のアクセス制御部６０１から、トークンリングのアクセスプロトコルに従って情報がＥ／Ｏ変換部２１１に転送される（アドレス識別部５０１から送られてくる、光通信ノード２１をスルーしていく情報を多重化した上でアクセス制御を行う）。
［３］光通信ノード２１のＥ／Ｏ変換部２１１によって、電気信号で送られてきたパケットを周波数ｆａの光信号のパケットに変換し、光周波数合波部１０２を介して伝送媒体１０に送出する。
［４］伝送媒体１０中を周波数ｆａ、ｆｂ、ｆｃの光信号が多重化して伝送される。
［５］伝送媒体１０を通って周波数ｆａ、ｆｂ、ｆｃの周波数の光信号が多重化されたまま、光通信ノード２７の光周波数分波部１０１に入力される。
［６］光通信ノード２７の光周波数分波部１０１では、プロトコルＡに割り当てられている周波数ｆａの光信号のみを光通信ノード２７内に取り込み、その他の周波数の光信号はそのまま光周波数合波部１０２にスルーさせる。
［７］光通信ノード２７のＯ／Ｅ変換部２０１によって、取り込んだ周波数ｆａの光信号を電気信号に変換する。
［８］光通信ノード２７のＭＡＣレイヤパケット組み立て部３０１によって、送られてきた電気信号をＭＡＣレイヤのパケットに組み立て、アドレス識別部５０１に送る。
［９］光通信ノード２７のアドレス識別部５０１では、送られてきたパケットのＭＡＣアドレスによってそのパケットが自ノード（光通信ノード２７）宛の情報かそうでないかを判断し、自ノード宛の情報であれば上位レイヤ処理部９０１に転送し、そうでない場合にはアクセス制御部６０１に情報を転送する。
［１０］光通信ノード２７の上位レイヤ処理部９０１において、ＬＬＣレイヤ以上の情報処理や、光通信ノードが収容している端末へのインタフェースを提供するなどの処理を行う。
【００５８】
ここでは、通信プロトコルとしてトークンリングのプロトコルを用いた場合を示したが、もちろん上記プロトコルに限られたものではなく、他にも各種の通信プロトコルを用いて本構成の光通信ノードによる通信が行える事になる。
【００５９】
また、図４においては通信プロトコルＡのＭＡＣレイヤによって光通信ノードを識別する構成を示したが、本発明の光通信ノードでのノード識別方法はこのような方法に限られたものではなく、さらに上位のＬＬＣパケットやＩＰアドレスや、逆にＭＡＣレイヤよりも下位の物理レイヤのアドレスを用いて光通信ノードの識別を行うような方法も考えられる。
【００６０】
また前述したように、図４に示した光通信ノードの内部構成のうち、光周波数分波部１０１と光周波数合波部１０２を除いた他の構成要素は、通常のトークンリング方式の通信システムにおいて用いる事のできる光通信ノードの構成と全く同じものである事がわかる。この事から、通常の通信を行う光通信ノードの入出力インタフェース部分に光周波数の分波機能と合波機能を持たせるだけで、本発明を適用した光通信システム内で用いられる光通信ノードを構築する事が可能となる。
【００６１】
（第５の実施形態）
図５に、本発明の第５の実施形態に係るプロトコル変換用光通信ノードの内部構成の概念図を示す。この実施形態のプロトコル変換用光通信ノードは、図２（第２の実施形態）に示した光通信システム内において、異なる通信プロトコルに従って通信を行っている光通信ノード間の通信における、通信プロトコル変換機能を提供するものである。ここで、図５に示したプロトコル変換用光通信ノードは、図２に示した光通信システムにおいて周波数ｆａ、ｆｂが割り当てられているプロトコルＡ・Ｂ間のプロトコル変換機能を提供するプロトコル変換用光通信ノード３１の内部構成を示している。
【００６２】
本構成における一連の情報処理手順を図２および図５を用いて以下に示す。ここでは、通信プロトコルＡのＭＡＣとしてＩＥＥＥ８０２．５のトークンリングのプロトコルを用いている光通信ノード２１からプロトコルＢのＭＡＣとしてＡＮＳＩ  Ｘ３Ｔ９．５のＦＤＤＩのプロトコルを用いている光通信ノード２５へ情報を送出する場合の処理手順を示す事とする（トークンリングとＦＤＤＩの間でのプロトコル変換であるので、ＬＬＣレイヤパケットを介してのプロトコル変換を考える事とする）。
【００６３】
［１］送信元の光通信ノード２１がトークンを受け取ってから、プロトコル変換用光通信ノード３１に向けて周波数ｆａの光信号で光通信ノード２１から情報が送出される。
［２］伝送媒体１０を通って周波数ｆａ、ｆｂ、ｆｃの周波数の光信号が多重化されたまま、プロトコル変換用光通信ノード３１の光周波数分波部１０１に入力される。
［３］プロトコル変換用光通信ノード３１の光周波数分波部１０１では、プロトコルＡに割り当てられている周波数ｆａの光信号とプロトコルＢに割り当てられている周波数ｆｂの光信号を取り込み、その他の周波数の光信号はそのまま光周波数合波部１０２にスルーさせる。
［４］プロトコル変換用光通信ノード３１のＯ／Ｅ変換部２０１によって、取り込んだ周波数ｆａの光信号を電気信号に変換する。
［５］プロトコル変換用光通信ノード３１のＭＡＣレイヤパケット組立部３０１によって、送られてきた電気信号をＭＡＣレイヤのパケットに組み立てて、アドレス識別部５０１に送る。
［６］プロトコル変換用光通信ノード３１のアドレス識別部５０１では、送られてきたパケットのＭＡＣアドレスによってそのパケットが自ノード宛の情報かそうでないかを判断し、自ノード宛の情報である場合にはプロトコル変換部７０２に転送し、そうでない場合にはアクセス制御部６０１に情報を転送する。
［７］プロトコル変換用光通信ノード３１のプロトコル変換部７０２によって、一度ＬＬＣレイヤパケットを構築した後、通信プロトコルＡからＢへの変換を行って、プロトコルＢ（ＦＤＤＩ）に従ったＭＡＣレイヤパケットを構築し、アクセス制御部６０２にパケットを転送する。
［８］プロトコル変換用光通信ノード３１のアクセス制御部６０２によって、通信プロトコルＢのアクセスプロトコルに従ってアドレス識別部５０２とプロトコル変換部７０２から送られてくる情報のアクセス制御を行い、Ｅ／Ｏ変換部２１２に情報を転送する。
［９］プロトコル変換用光通信ノード３１のＥ／Ｏ変換部２１２によって、送られてきた電気信号を周波数ｆｂの光信号に変換した後、光周波数合波部１０２に情報を送出する。
［１０］プロトコル変換用光通信ノード３１の光周波数合波部１０２によって、Ｅ／Ｏ変換部２１１、２１２からそれぞれ送られてくる周波数ｆａ、ｆｂの光信号と、光周波数分波部１０１でプロトコル変換用光通信ノード内では不要とされた周波数ｆｃの光信号とを多重化して伝送媒体１０に送出する。
［１１］光通信ノード２５はプロトコル変換用光通信ノード３１からの周波数ｆｂの光信号を受け取ることで、光通信ノード２１から光通信ノード２５への情報転送が終了する。
【００６４】
ここでは、通信プロトコルＡ（トークンリング）から通信プロトコルＢ（ＦＤＤＩ）へのプロトコル変換方式を示したが、全く同様の方法によって通信プロトコルＢから通信プロトコルＡへのプロトコル変換も実現できる。
【００６５】
このように本発明の光通信システムにプロトコル変換用光通信ノードを接続した場合には、通信プロトコルＡからしてみると、図２に示した光通信システム内の通信プロトコルＡに従う光通信ノードが２１、２４、２７、３１、３３の５つに増えたのと同じ事になっている。
【００６６】
また、図５においては変換する通信プロトコルとしてトークンリングとＦＤＤＩのプロトコルを変換する場合を示したが、必ずしもこのようなプロトコルの組み合わせに限られたものではなく、他にも各種の通信プロトコルに対しても本構成のプロトコル変換用光通信ノードを用いたプロトコル変換が行える事になる。また、図５においては通信プロトコルＡのＭＡＣレイヤのアドレスを用いてプロトコル変換用光通信ノードの識別を行っているが、本発明のプロトコル変換用光通信ノードにおけるノード識別方法はこのような方法に限られたものではなく、さらに上位のＬＬＣレイヤのアドレスやＩＰアドレスや、逆にＭＡＣレイヤよりも下位の物理レイヤのアドレスを用いてプロトコル変換用光通信ノードの識別を行うような方法も考えられる。さらに、図５に示した方法においてはプロトコルＡとＢの間のプロトコル変換をＬＬＣレイヤのパケットによってプロトコル変換しているが、本発明のプロトコル変換用光通信ノードにおけるプロトコル変換方法はこのような方法に限られたものでは無く、さらに上位のレイヤのパケットによってプロトコル変換を行うような場合も当然考えられる。
【００６７】
このような手順でプロトコル変換機能を提供するプロトコル変換用光通信ノードを用いる事によって、図４に示した光通信ノードに手を加える事なく、異なる通信プロトコルに従って通信を行っている光通信ノード間での通信を行う事が出来るようになる。また、このような光通信ノードとプロトコル変換用光通信ノードを組み合わせてネットワークを構築する事によって、複数のプロトコルに従った通信システムを同一の伝送媒体によって接続して、あたかも１つの通信システムであるかのように運用する事が可能となる。
【００６８】
（第６の実施形態）
図６に、本発明の第６の実施形態に係る光通信ノードの内部構成の概念図を示す。図６は、図３（第３の実施形態）において周波数ｆａの光信号を割り当てられている通信プロトコルに従っている光通信ノード４１の内部構成を示している。このため、図６の光通信ノードの中には通信プロトコルＡの情報処理のための機能とプロトコル間通信プロトコルの情報処理のための機能が両方含まれる構成になっている。
【００６９】
本構成における一連の情報処理手順を図３および図６を用いて以下に示す。ここでは、通信プロトコルＡのＭＡＣレイヤとしてＩＥＥＥ８０２．５のトークンリングのプロトコルを用い、プロトコル間通信プロトコルのＭＡＣレイヤとしてＡＮＳＩ  Ｘ３Ｔ９．５のＦＤＤＩの通信プロトコルを用いた場合を考える。このため、光通信ノード内でのトークンリングプロトコルの情報とＦＤＤＩプロトコルの情報の識別はＬＬＣレイヤパケットによって識別する事とする。
【００７０】
まず、通信プロトコルＡにおける通信のための情報処理手順は、第４の実施形態（図４）に示した光通信ノードにおける情報処理手順とほぼ同様のものになる。ただし、アドレス制御部５０１から上位レイヤ処理部９０１へ情報を転送する際に、一度ＬＬＣレイヤパケットを構築してプロトコル間通信プロトコルからの情報と多重化するという点と、上位レイヤ処理部９０１から情報を送出した際に、ＬＬＣレイヤパケットの転送先アドレスを識別して通信プロトコルＡのＭＡＣレイヤパケットを構築するという点が異なっている。
【００７１】
次に、プロトコル間通信プロトコルを用いて図３中の光通信ノード４１から光通信ノード４８へ情報を転送する場合の情報処理手順を以下に示す。
【００７２】
［１］送信元の光通信ノード４１がＦＤＤＩトークンを受け取ってから、光通信ノード４８に向けての情報送出を開始する。
［２］光通信ノード４１の上位レイヤ処理部９０１からＬＬＣレイヤパケットの転送先アドレスをあて先識別部８１１によって識別し、転送先アドレスが通信プロトコルＡに従って通信を行う光通信ノード宛でない場合には、その情報をＭＡＣレイヤパケット構築部７２２に転送する。
［３］光通信ノード４１のＭＡＣレイヤパケット構築部７２２において、ＬＬＣレイヤパケットをプロトコル間通信プロトコル（ＦＤＤＩ）プロトコルのＭＡＣレイヤパケットにセグメントした後、アクセス制御部６０２に転送する。
［４］光通信ノード４１のアクセス制御部６０２から、プロトコル間通信プロトコル（ＦＤＤＩ）のアクセスプロトコルに従って、情報をＥ／Ｏ変換部２１２に転送する（アドレス識別部５０２から送られてくる、光通信ノード４１をスルーしていく情報を多重化した上でアクセス制御を行う）。
［５］光通信ノード４１内のＥ／Ｏ変換部２１２によって、電気信号で送られてきたパケットを周波数ｆＩの光信号のパケットに変換し、光周波数合波部１０２を介して伝送媒体１０に送出する。
［６］伝送媒体１０中を周波数ｆａ、ｆｂ、ｆｃ、ｆＩの光信号が伝送される。
［７］伝送媒体１０を通って周波数ｆａ、ｆｂ、ｆｃ、ｆＩの周波数の光信号が多重化されたまま、光通信ノード４８の光周波数分波部１０１に入力される。
［８］光通信ノード４８の光周波数分波部１０１では、プロトコル間通信プロトコルに割り当てられている周波数であるｆＩの周波数の光信号を光通信ノード内に取り込み、Ｏ／Ｅ変換部２０２によって、取り込んだ周波数ｆＩの光信号を電気信号に変換する。
［９］光通信ノード４８のＭＡＣレイヤパケット組み立て部３０２によって、変換した電気信号のフレーム同期確立などの物理レイヤ処理を行った後、ＭＡＣレイヤパケットに組み立てて、アドレス識別部５０２に送る。
［１０］光通信ノード４８のアドレス識別部５０２では、送られてきたパケットのＭＡＣアドレスによってそのパケットが自ノード宛の情報かそうでないかを判断し、自ノード宛の情報であればＬＬＣレイヤパケット組立部７１２に転送し、そうでない場合にはプロトコル間通信プロトコル用のアクセス制御部６０２に情報を転送する。
［１１］光通信ノード４８のＬＬＣレイヤパケット組立部７１２でＬＬＣパケットに組み立てた後、プロトコル間通信プロトコルで送られてきた情報のＬＬＣパケットと多重化部８０１によって多重化して上位レイヤ処理部９０１にＬＬＣレイヤパケットを転送する。
【００７３】
ここでは、プロトコル間通信プロトコルとしてＦＤＤＩプロトコルを用いた場合を示したが、必ずしもこのようなプロトコルに限られたものではなく、他にも各種の通信プロトコルを用いて本構成の光通信ノードを用いた通信が行える事になる。また、図６においても通信プロトコルＡのＭＡＣレイヤによって光通信ノードを識別する構成を示したが、本発明の光通信ノードにおけるノード識別方法はこのような方法に限られたものではなく、さらに上位のＬＬＣパケットやＩＰアドレスや、逆にＭＡＣレイヤよりも下位の物理レイヤのアドレスを用いて光通信ノードの識別を行うような方法も考えられる。さらに、図６においてはプロトコルＡとプロトコル間通信プロトコルとの間のプロトコル変換をＬＬＣレイヤのパケットによって行っているが、本発明のプロトコル変換用光通信ノードにおけるプロトコル変換方法はこのような方法に限られたものでは無く、さらに上位のレイヤのパケットによってプロトコル変換を行うような場合も当然考えられる。
【００７４】
このような手順で異なる通信プロトコルに従って通信を行っている光通信ノード間での通信機能を提供する事によって、図５に示した場合のようなプロトコル変換用光通信ノードを新たに設ける事無く、異なる通信プロトコルに従って通信を行っている光通信ノード間での通信を行う事が出来るようになる。また、このような光通信ノードを構築する事によって、複数のプロトコルに従った通信システムを同一の伝送媒体によって接続して、あたかも１つの通信システムであるかのように運用する事が可能となる。
【００７５】
（第７の実施形態）
図７に、本発明の光通信システムにおいて用いられる光通信ノードの入出力インタフェース部に設置される光周波数分波手段の構成例を示す。ここでは、光導波路９０１と方向性結合器９０２のみで構成されるリング形の導波形分波器９００を用いた場合の構成を示している。
【００７６】
このような光の周波数特性を用いた周波数分割方式を用いる事によって、本発明の光通信システムにおける光周波数分割多重方式の通信が実現できるとともに、本発明の光通信ノードやプロトコル変換用光通信ノードの入出力インタフェース部での、光周波数分波機能や光周波数合波機能などを容易に提供する事が出来る。
【００７７】
なお、このような光周波数分波や光周波数合波を行う際には、光の反射による影響等も考慮に入れた方が良い場合がある。したがって、このような光の反射に対しては、本発明の光通信システム内で使用されている光分波装置などの必要な箇所にアイソレータのような光を片方向しか通過させない手段を配置すると好ましい場合があると考えられる。
【００７８】
また、ここで本発明の光通信ノードで用いる事が出来る光周波数分割方法としては、図７に示したようなリング形の導波形分波器による光周波数分波装置に限られるものではなく、他にも回折格子の特性を用いたものや、プリズムを用いたものや、多層膜を用いたものなど各種のものが使用できる事は自明である。また、光周波数分波装置を用いて必要な周波数の光信号に分波した後に光スイッチによって光通信ノード内に取り込むか取り込まないかを決めるような光スイッチによる方法や、光の双反定理に基づいて、一つの周波数分波装置を用いて光周波数分波機能と光周波数合波機能の両方を提供するような方法なども考えられる。
【００７９】
（第８の実施形態）
図８に、本発明の光通信システムにおいて光信号の周波数多重を行う光周波数合波手段の構成の一例を示す。図８においてはスターカップラ９０３による光周波数合波方式を示している。
【００８０】
なお、図７で述べたように光の双反定理に基づいて、光周波数分波装置と同じものによって光周波数の多重（合波）を行うというような方法も考えられる。このような光周波数合波を行う際にも、光周波数分波の場合と同様に光の反射による影響等が生じる場合があるが、やはりこれに対しても、本発明の光通信システム内で使用されている光合波装置などの必要な箇所にアイソレータのような光を片方向しか通過させない機能が配置するのが好ましい場合があると考えられる。
【００８１】
（第９の実施形態）
図９に、図５（第５の実施形態）のプロトコル変換用光通信ノードの内部に設置されるプロトコル変換部７０１の内部構成の概念図を示す。ここでは、図４に示したプロトコル変換部７０１において、通信プロトコルＡのＭＡＣレイヤパケットをレイヤ３（ＩＰ）パケットを介して通信プロトコルＢのＭＡＣレイヤパケットに変換する場合の内部構成の概念図を示している。
【００８２】
以下に、図９のような構成のプロトコル変換手段を用いて通信プロトコルＡから通信プロトコルＢにプロトコル変換を行う場合の情報の処理手順を示す。
【００８３】
［１］通信プロトコルＡのＭＡＣレイヤパケットが本プロトコル変換部に入力する。
［２］レイヤ３パケット組立部７７１によって通信プロトコルＡのＭＡＣレイヤパケットを上位レイヤであるＬＬＣレイヤのパケットを介してレイヤ３パケットにまで組み上げる。
［３］あて先識別部７７２によってレイヤ３パケットの送信先端末のＩＰアドレスを識別した後に、パケットを制御情報読み取り部７７３に転送される（読み取ったＩＰアドレスはアドレスマッピング部７７４に通知される）。
［４］制御情報読み取り部７７３によってレイヤ３パケットの各種の制御情報を読み取った後に、パケットをセグメンテーション部７７６に転送する（読み取った制御情報は制御情報マッピング部７７５に通知される）。
［５］アドレスマッピング部７７４は通知されたＩＰアドレスを元に、そのＩＰアドレスが対応する通信プロトコルＢのＭＡＣレイヤアドレスをあて先情報データベース７７９を用いて検索する。
［６］制御情報マッピング部７７５は通知された制御情報を、通信プロトコルＢのＭＡＣレイヤの制御情報にマッピングする。
［７］セグメンテーション部７７６においては、送られてきたレイヤ３パケットをＬＬＣレイヤを介して、通信プロトコルＢのＭＡＣレイヤパケットにまでセグメンテーションを行う。
［８］ＭＡＣレイヤパケット構築部７７８によって、制御情報マッピング部７７５とアドレスマッピング部７７４から送られてくるＭＡＣレイヤ情報を付加する事によって、通信プロトコルＢのＭＡＣレイヤパケットを構築し、変換された通信プロトコルＢのＭＡＣレイヤパケットを送出する。
【００８４】
このような方法によって通信プロトコルＡのＭＡＣレイヤパケットを通信プロトコルＢのＭＡＣレイヤパケットに変換する事が可能である。ただし、ここではレイヤ３パケットのＩＰアドレスを用いてレイヤ３によってプロトコル変換を行う方法を示したが、プロトコル変換の方法としては他にもＬＬＣレイヤを用いてプロトコル変換を行う方法やより上位のレイヤを用いてプロトコル変換を行うなどの方法が考えられる。
【００８５】
（第１０の実施形態）
図１０に、図４、図５および図６の各光通信ノードにおいて、光通信ノードが接続している伝送媒体（光ファイバー１０）に送・受信する光信号の周波数を能動的に変換して通信を行う場合に使用する周波数変換手段の内部構成の概念図の一例を示す。図１０においては、通信プロトコルＡに従って周波数ｆＸの光信号で通信を行う光通信ノード２１と、通信プロトコルＢに従って周波数ｆＸの光信号で通信を行う光通信ノード２２と、各光通信ノードと光ファイバーとの間に付加される周波数変換手段１１１，１１２とを示している。また、ここでは通信プロトコルＡに対して周波数ｆａが割り当てられており、通信プロトコルＢに対して周波数ｆｂが割り当てられている場合を示している。このような場合での、本構成の周波数変換手段１１１，１１２による周波数変換の実施手順の一例を以下に示す。
【００８６】
（１）光通信ノード２１における周波数変換手順
［１］光通信ノード２１の物理レイヤプロトコルで規定されている周波数ｆＸの光信号を光通信ノード２１から受け取り、Ｏ／Ｅ変換部２２２によって電気信号に変換し、リタイミング制御部２５２によってビット同期などのリタイミング処理を行った後に、通信プロトコルＡに割り当てられている周波数ｆａのレーザー発信器によるＥ／Ｏ変換を行って、光周波数合波部１０２に光信号を送出する。
［２］光周波数分波部１０１から送られてきた通信プロトコルＡに割り当てられている周波数ｆａの光信号をＯ／Ｅ変換部２２１によって電気信号に変換し、リタイミング制御部２５１によってビット同期などのリタイミング処理を行った後に、光通信ノード２１の物理レイヤプロトコルで規定されている周波数ｆＸのレーザー発信器によるＥ／Ｏ変換を行って、光通信ノード２１に光信号を送出する。
【００８７】
（２）光通信ノード２２における周波数変換手順
［１］光通信ノード２２の物理レイヤプロトコルで規定されている周波数ｆＸの光信号を光通信ノード２２から受け取り、Ｏ／Ｅ変換部２２４によって電気信号に変換し、リタイミング制御部２５４によってビット同期などのリタイミング処理を行った後に、通信プロトコルＡに割り当てられている周波数ｆｂのレーザー発信器によるＥ／Ｏ変換を行って、光周波数合波部１０４に光信号を送出する。
［２］光周波数分波部１０３から送られてきた通信プロトコルＡに割り当てられている周波数ｆｂの光信号をＯ／Ｅ変換部２２３によって電気信号に変換し、リタイミング制御部２５３によってビット同期などのリタイミング処理を行った後に、光通信ノード２２の物理レイヤプロトコルで規定されている周波数ｆＸのレーザー発信器によるＥ／Ｏ変換を行って、光通信ノード２２に光信号を送出する。
【００８８】
ただし、光信号の周波数変換方式は図９に示した構成に限られるものではなく、たとえば光周波数分波手段や光周波数合波手段において任意の周波数の光信号を選択・多重出来るようにするような構成も考えられる。
【００８９】
このような光信号の周波数変換手段を用いる事によって、既存の通信ノードが従っている通信プロトコルの物理レイヤプロトコルで規定されている光信号の周波数が異なるような場合だけではなく、通信プロトコルとしては異なる通信を行っているけれども物理レイヤプロトコルの規定だけは同じであるような場合にも（例えば  ＡＮＳＩ  Ｘ３Ｔ９．５のＦＤＤＩプロトコルで規定される物理レイヤプロトコルと、ＡＴＭ−Ｆｏｒｕｍ仕様の１００Ｍｂｐｓ  Ｍｕｌｔｉｍｏｄｅ  Ｆｉｂｒｅｒ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅで規定される物理レイヤプロトコルは同じものである）、本発明の通信ノードによって本発明の光通信システムが運用できるようになる。さらに、図９に示した光信号の周波数変換手段における変換周波数を外部からの入力によって任意に設定できるようにする事で、光通信ノードを光通信システムに接続する際にネットワーク管理者によって自由な周波数割り当てが行える事となる。そして、このようなネットワーク管理者による自由な光信号の周波数割り当てが行える事によって、図４、図５および図６に示した光通信ノードがどのような通信プロトコル（物理レイヤプロトコル）で通信を行う光通信ノードであっても、本発明の光通信システム内で通信が行える事になり、本発明の光通信システムをより柔軟に運用する事が可能となる。
【００９０】
（第１１の実施形態）
図１１に、本発明の第１１の実施形態に係る光通信システムの構成の概念図を示す。図１１の光通信システムにおいては、一つの通信プロトコルに関して複数の周波数を割り当てる構成になっているために、伝送媒体１０に接続している光通信ノード５１〜５９から送出される光信号の周波数が複数定義されている。
【００９１】
具体的には、通信プロトコルＡには周波数ｆａ１，ｆａ２が割り当てられており、通信プロトコルＢには周波数ｆｂ１，ｆｂ２，ｆｂ３が、通信プロトコルＣには周波数ｆｃ１，ｆｃ２，ｆｃ３が割り当てられている構成になっている。また、このように通信プロトコルに対して複数の周波数が割り当てられる構成になっているために、プロトコル変換用光通信ノード３４〜３６もそれぞれ複数種類の周波数の光信号の送信・受信できる機能を有する構成となっている。
【００９２】
このような光通信システムを構成する事によって、一つの通信プロトコルに従った光通信ノードが複数の周波数の光信号で情報を送出する事が出来るようになるために、光通信ノードが１つの伝送媒体に接続しているにもかかわらず、あたかも同時に複数の伝送媒体に接続しているように通信を行う事が可能となる。その結果、光通信ノードから同時に送出できる情報量を多くする事が出来るようになるとともに、同時に複数の光通信ノードとの間で通信を行う事が可能となる。
【００９３】
また、同じ通信プロトコルに対して複数の周波数が割り当てられる事から、同じ通信プロトコルを用いているけれども通信システムの運用としては異なる通信システムも同時に収容する事が可能となる。例えば、通信プロトコルＡで通信を行うけれども伝送媒体中での周波数はｆａ１の通信システムと、通信プロトコルＡで通信を行うけれども伝送媒体中での周波数はｆａ２の通信システムが存在すると、それらの通信システムはお互いに干渉する事無く存在する事が出来、「同じ通信プロトコルＡを用いていても違うネットワークである」、というような光通信システムをも許容する事ができる。
【００９４】
また、本構成による光通信システムにおけるプロトコル変換用光通信ノード３４〜３６が、「通信プロトコル単位でプロトコル変換機能を提供する」のではなく、「光信号の周波数単位にプロトコル変換機能を提供する」、というような構成になっていてもかまわない。
【００９５】
（第１２の実施形態）
図１２に、本発明の第１２の実施形態に係るプロトコル変換用光通信ノードによる光通信システムの接続方式の概念図を示す。図１２においては、１つのプロトコル変換用光通信ノード６１が２つの光ファイバー１１と１２に接続する事によって、２つの光通信システム（ネットワーク１とネットワーク２）が接続される構成になっている。
【００９６】
本実施形態によれば、ネットワーク内に存在するプロトコル変換用光通信ノードに、送られてきた情報のネットワーク識別手段を付加する事によって、複数の光通信システムを接続しても通信が行えるようになるという効果が得られる。
【００９７】
ここで、光通信システム間を接続する光通信ノードとしては、他にも図４で示した光通信ノードや図６に示した光通信ノードなどを用いる方法も考えられる。
【００９８】
（第１３の実施形態）
図１３に、本発明の第１３の実施形態に係るプロトコル変換用光通信ノードによる光通信システムの接続方式の概念図を示す。図１３においては、プロトコル変換用光通信ノード７１，７２をそれぞれ有する２つの光通信システム（ネットワーク１とネットワーク２）が存在し、その２つ存在するプロトコル変換用光通信ノードをある特定の周波数の光信号によって接続するという構成になっている。
【００９９】
ここで、光通信システム間を接続する光信号に割り当てる光周波数はどのような周波数のものでもかまわない。また、光通信システム間を接続するための光通信ノードとしては、図１２（第１２の実施形態）の場合と同様に、他にも図４で示した光通信ノードや図６に示した光通信ノードなどを用いる方法も考えられる。
【０１００】
（第１４の実施形態）
図１４に、図１２（第１２の実施形態）の光通信システム接続方式におけるプロトコル変換用光通信ノードの内部構成の概念図を示す。図１４のプロトコル変換用光通信ノードは基本的に、図５（第５の実施形態）に示したプロトコル変換用光通信ノードの構成要素を２セット持った構成になっている。
【０１０１】
図５に示したプロトコル変換用光通信ノードと異なる点としては、図１４のプロトコル変換用光通信ノード内部のアドレス識別機能５０１、５０２、５０３、５０４によって識別するべきアドレスの種類が多くなるという点と、アクセス制御部６０１、６０２、６０３、６０４によって制御すべき情報の種類が多くなるという点である。図５のプロトコル変換用光通信ノードにおいては、光通信システム内の通信プロトコルＡの光通信ノード宛のものか通信プロトコルＢの光通信ノード当てのものかを識別すれば良かったのに対して、図１４のプロトコル変換用光通信ノードにおいては、接続しているどちらの光通信システムの光通信ノード宛のものであるのかをも識別する必要が生じる事になる。
【０１０２】
また、図５のプロトコル変換用光通信ノードにおいては、プロトコル変換した情報とプロトコル変換が不要な情報のアクセス制御を行えば良かったのに対して、図１４のプロトコル変換用光通信ノードにおいては接続している光通信システムからの情報のアクセス制御も行う必要が生じる事になる。
【０１０３】
（第１５の実施形態）
図１５に、図１３（第１３の実施形態）の光通信システム接続方式におけるプロトコル変換用光通信ノードの内部構成の概念図を示す。図１５のプロトコル変換用光通信ノードは基本的に、図５（第５の実施形態）に示したプロトコル変換用光通信ノードの機能と、図４に示した光通信ノードの割り当てられている周波数をｆＩに置き換えた光通信ノードの機能とを加えたような機能を有する構成になっている。これらの光通信ノードと異なる点としては、図１４のプロトコル変換用光通信ノードの場合と同様に、プロトコル変換用光通信ノード内部のアドレス識別手段５０１、５０２、５０３とアクセス制御手段６０１、６０２、６０３における処理量が多くなるという点である。
【０１０４】
また、図１５のようなシステム間接続方式においては、システム間の距離や求められるシステム間での情報転送品質などによっては、システム間接続用光通信ノード間をレイヤ２パケットやＭＡＣレイヤパケットによって、電気信号のまま直接転送するなどの方法も考えられる。
【０１０５】
ここに、このような図１２〜図１５（第１２〜第１５の実施形態）によって示したシステム間接続方式を用いる事によって、図１（第１の実施形態）や図２（第２の実施形態）に記載の光通信システムが複数存在するような場合にも、それほど多くの機能を追加する事無くシステム間接続を行う事が可能となる。特に、図１５のように、各光通信システム間を接続する際に独自の周波数の光信号を用いて複数存在する光通信システムを接続する事によって、各光通信システム内で使用している通信プロトコルと光信号の周波数の組み合わせや割り当てる周波数の種類などを、それぞれの光通信システム内で独立に設定する事が出来るようになり、システム間接続が容易に実現できるようになる。
【０１０６】
（第１６の実施形態）
図１６に、本発明の第１６の実施形態に係るシステム間接続用光通信ノードによる本発明の光通信システムの接続方式の概念図の一例を示す。図１６に示したシステム間接続方式は、図３（第３の実施形態）に示した光通信ネットワーク同士を接続する場合の接続方式であり、そのシステム間接続のためにもプロトコル間通信プロトコルを使用するシステム間接続方式である。
【０１０７】
このような光通信システム間に１つのシステム間接続用光通信ノードでシステム間接続を行う方法とともに、図１３（第１３の実施形態）に示したような光通信システム間を２つのシステム間接続用光通信ノードで接続し、システム間接続用光通信ノード間に独自の周波数を光信号を割り当てる方法も当然考えられるものである。
【０１０８】
（第１７の実施形態）
図１７に、図１６（第１６の実施形態）のシステム間接続用光通信ノードの内部構成の概念図を示す。図１７のシステム間接続用光通信ノードは基本的に、図４（第４の実施形態）に示した光通信ノードの構成要素を２セット備えたような構成になっている。図４に示した光通信ノードと異なる点としては、図１４や図１５のプロトコル変換用光通信ノードの場合と同様に、システム間接続用光通信ノード内部のアドレス識別部５０１、５０２によって識別するべきアドレスの種類が多くなるという点と、アクセス制御部６０１、６０２によって制御するべき情報の種類が多くなるという点である。
【０１０９】
このようなシステム間接続方式を用いる事によって、図３（第３の実施形態）の光通信システムが複数存在するような場合にも、図１７に示したような内部構成のシステム間接続用光通信ノードを設置する事によって、複数のシステム間接続を容易に行う事が可能となる。また、本構成のシステム間接続用光通信ノードを用いる事によって、図１３（第１３の実施形態）に示したシステム間接続方式の場合と同様に、各光通信システム間を接続する際に独自の周波数の光信号を用いて複数存在する光通信システムを接続する事になるために、各光通信システム内で使用している通信プロトコルと光信号の周波数の組み合わせや割り当てる周波数の種類などを、それぞれの光通信システム内で独立に設定する事が出来るようになり、システム間接続が容易に実現できるようになる。
【０１１０】
（第１８の実施形態）
図１８に、本発明の光通信システムを構成する場合のリング型以外のトポロジーのシステム構成の概念図を示す。このように、本発明の光通信システムを構築する場合のネットワークトポロジーとしては、図１以降に示してきたようなリング型のトポロジーに限られたものではなく、図１８に示すような単方向折り返しバス型のトポロジーやスターカップラによるスター型のトポロジーや通常のバス型のトポロジーなどによる光通信システム構成が考えられる。
【０１１１】
＜２＞（第１９の実施形態）
図２１に、本発明の第１９の実施形態を示す。図２１の光通信システムでは、説明を簡単にするために、λ１、λ２、λ３の３波長を使用するものとしている。そして、この光通信システムはＡ〜Ｆの６個のノードで構成されており、ノードＡ、Ｄにはλ１の波長が割り当てられ、ノードＢ、Ｅにはλ２の波長が割り当てられ、ノードＣ、Ｆはλ３の波長が割り当てられているものとする。
【０１１２】
図２２には、各ノードの要部構成を示す。各ノードは、分波器１０００、λ１〜λ３の波長をそれぞれ受信するための３つの光受信器１００１ａ〜ｃ、自局に割り当てられた波長を送信するための光送信装置１００２、自局に割り当てられた波長の光を遮断する光フィルター１００３、自局で受信した信号の中で、自局宛の信号と自局で中継する信号とを振り分ける振り分け装置１００４ａ〜ｃ、振り分け装置１００４ａ〜ｃで振り分けられた自局宛の信号を多重する第１の多重装置１００５、および振り分け装置で振り分けられた自局で中継する信号と自局に接続された端末からの信号とを多重する第２の多重装置１００６を有している。
【０１１３】
次に、この光通信システムの各ノードの動作について説明する。
【０１１４】
各ノードには、伝送路１２００からλ１〜λ３の波長を有する光が波長多重されて送られる。各ノードでは、多重された光信号は各ノードの光受信器１００１ａ〜ｃと光フィルター１００３に送るために２つに分離される。なお、光信号を分離する装置（図示せず）は、例えば、光カプラ、光分波器などが使用される。
【０１１５】
光フィルター１００３に送られた光は、ノードに割り当てられた波長のみが消去される。これにより、周回光が消去される。特定の波長を遮断する光フィルター１００３には、例えば、音響光学フィルターなどが使用される。
【０１１６】
光受信器１００１ａ〜ｃに送られた信号は、光波長分離装置などからなる分波器１０００によって各波長に分離される。分離された光は、それぞれの波長に対応した光受信器１００１ａ〜ｃによって電気信号に変換される。光信号を電気信号に変換する光受信器１００１ａ〜ｃには、例えば、波長フィルターと光電気変換素子を組み合わせたもの、あるいはコヒーレント光受信器などが使用される。
【０１１７】
なお、この実施形態では、ネットワーク内で使用されているすべての波長を受信するためにネットワーク内で使用されている波長の個数の光受信器が設置されているが、必ずしもすべての波長の個数だけ必要なわけではない。例えば、可変波長光受信器を使用して、時分割多重技術を利用することも可能である。
【０１１８】
電気信号に変換された情報は、振り分け装置１００４ａ〜ｃにて、情報内に書かれた宛先情報をもとに自局宛の情報と自局宛でない情報とに振り分けられる。
【０１１９】
自局宛の信号は、それぞれの波長に対応する振り分け装置１００４ａ〜ｃから第１の多重装置１００５で多重化され自局に接続された端末（図示せず）へと送られる。
【０１２０】
前述のように自局に割り当てられた波長と同一の波長を有する光は、自局の光フィルター１０００により消去されるが、自局と同じ波長を使用している局から送信された信号で、自局宛でないものの中には、中継を必要とする情報が含まれている。例えば、図２１において、ノードＡが波長λ１を使用してノードＥ〜Ｆへ情報を送信する場合、ノードＤによって波長λ１の光信号は遮断されてしまうので、ノードＤで再生しなければならない。すなわち、自局に割り当てられた波長のうち、自局が送信したものでもなく、かつ自局より下流宛への情報は、再送中継を行う必要がある。そこで、自局に割り当てられた波長に対応する振り分け装置１００４ａ〜ｃで振り分けられた中継を必要とする情報は、自局の光送信装置１００２へ転送するために、自局に接続された端末からネットワークへ送られる信号とを多重化する送信用の第２の多重化装置１００６に送られる。送信用の多重化装置１００６で多重化された情報は、光送信装置１００２に送られ、自局に割り当てられた波長の光に変換される。変換された光信号は、光フィルター１００３を通過した光信号と合成され、次のノードへと送信される。
【０１２１】
次にネットワーク上での情報の流れについて説明する。図２１において、ノードからの情報に注目して説明を行う。
【０１２２】
ノードＡから、ノードＢ、ノードＣおよびノードＤへは、λ１の波長を使用して直接転送される。一方、ノードＥおよびノードＦへは、ノードＤの光フィルターにより遮断されてしまうので直接情報を送ることができないため、ノードＤで一旦中継された後に送られる。例えば、ノードＡからノードＥへ情報を送る場合、ノードＡは、ノードＥ宛てであることを示す宛先情報を付けて波長λ１で送信する。ノードＢ〜ノードＣでは、自局宛ての情報ではないので処理はされない。ノードＤでは、自局宛てではないが自局に割り当てられた波長の情報なので、もう一度、ノードＤに割り当てられた波長λ１で送信される。このとき、ノードＡから送信された光は、ノードＤの光フィルター１００３によって消去されている。したがって、ノードＤから送信された光と混信することはない。
【０１２３】
このように、本実施形態では、光フィルターと振り分け装置を設けたことによって、ネットワーク内で同一の波長を複数のノードの送信波長に割り当てることが可能となる。
【０１２４】
（第２０の実施形態）
次に、第２０の実施形態について説明する。
【０１２５】
この実施形態におけるネットワークの形態は、第１９の実施形態と同じであるので、本実施形態の説明には図２１に示したものを用いる。
【０１２６】
図２３には、本実施形態のノードの構成を示す。各ノードは、分波器１０００、λ１〜λ３の波長を受信するための３つの光受信器１００１ａ〜ｃ、自局に割り当てられた波長を送信するための光送信装置１００２、自局に割り当てられた波長の光を遮断する光フィルター１００３、受信した情報に、波長識別子を付与するための波長識別子付与装置１００７ａ〜ｃ、各波長ごとに電気信号に変換され波長識別子を付与された情報を多重する第１の多重装置１００８、多重された情報を波長識別子とコネクション識別子とをもとに自局宛の情報と自局で中継する情報に振り分ける振り分け装置１００９、中継する情報の識別子を変換する識別子変換装置１０１０、および中継する情報と自局に接続された端末からの情報を多重化する第２の多重装置１０１１で構成される。
【０１２７】
この実施形態では、情報の行き先を示すのに、仮想チャネル識別子（ＶＣＩ）と波長を識別するための波長識別子（ＷＬＩ）を使用している点に特徴がある。ＶＣＩは、各波長リンク内で呼ごとに固有の番号が割り当てられている。なお、波長リンクとは、同一の波長が光フィルターによって分離されている区間のことを言う。各ノードは、ＷＬＩとＶＣＩを参照することによって、その情報がどのように処理されるかを知ることができる。
【０１２８】
次に、この光通信システムの各ノードの動作について説明する。
【０１２９】
ノードに入力された光信号は、光フィルター１００３と波長分波器１０００に入力される。そして、波長分波器１０００で波長ごとに分離され、光受信器１００１ａ〜ｃで各波長ごとに光電気変換をされ、それぞれ波長識別子付与装置１００７ａ〜ｃへと送られる。
【０１３０】
ここで、ＶＣＩは、光リンク内でのみ固有であるので、波長が異なる場合、同じＶＣＩを持つ別の呼が存在する可能性がある。この場合情報が混信してしまうので、これを避けるために波長識別子を付与している。
【０１３１】
波長識別子付与装置１００７ａ〜ｃで波長識別子を付与された情報は、それぞれの波長で受信された信号を多重する受信側の第１の多重装置１００８に入力され、多重化される。多重化された信号は、振り分け装置１００９において、波長識別子とコネクション識別子の情報をもとに、自局で受信する信号と自局で中継する信号とに分離される。
【０１３２】
そして、自局で受信する情報は、自局に接続されている端末（図示せず）に送られる。一方、自局で中継する信号は、次の光リンクでの識別子に変換するために識別子変換部１０１０へと送られる。識別子変換部１０１０からの情報と端末からの情報を多重化するために、送信側の多重装置１０１１に送られ多重化される。多重化された信号は、光送信装置１００２によって電気信号から光信号に変換されて送信される。
【０１３３】
（第２１の実施形態）
次に、第２１の実施形態について説明する。
【０１３４】
この実施形態は、複数のネットワークに所属しているノードで、通信情報に付加された識別情報に基づいて、該情報を他のネットワークに乗せ換えることができろようにしたものである。ここでは、図２４に示されているように、各ノードは２つのネットワーク１、２に所属しており、各ネットワークに対応して２個の光入力があり、それぞれのネットワークでは３波長の光が多重されているものとする。この２つのネットワークは、例えば図２５に示されるようなトーラス型ネットワークに適用することができる。なお、各ネットワークで用いられる３種類の波長は、同一の波長の組であっても良いし、少なくとも一部が異なっていても良いが、ここではネットワーク１およびネットワーク２のいずれも、同一の波長の組λ１〜λ３を用いるものとする。
【０１３５】
図２４に示すように、各ノードは、分波器１０００、λ１〜λ３の波長を受信するための３つの光受信器１００１ａ〜ｃ、自局に割り当てられた波長を送信するための光送信装置１００２、自局に割り当てられた波長の光を遮断する光フィルター１００３、情報のコネクション識別子からルーティング情報を計算し、情報に付与するルーティング情報付与部１０１２、ルーティング情報にしたがって情報を交換する交換装置１０１３、付与されたルーティング情報を削除するルーティング情報削除部１０１４で構成される。また、交換装置１０１３以外は、２つのネットワークに対応して、各々２系統づつ備えている。
【０１３６】
次に、この光通信システムの各ノードの動作について説明する。
【０１３７】
ノードに入力された光信号は、光フィルター１００３と波長分離装置１００１に入力される。そして、波長分離装置１００１で波長ごとに分離され、光受信器１００１ａ〜ｃで各波長ごとに光電気変換をされ、それぞれルーティング情報付与装置１０１２ａ〜ｃへと送られる。
【０１３８】
ルーティング情報は、コネクション識別子から生成される。図２４に示されるノードの場合、ノードに入力された情報の行き先は、ネットワーク１、ネットワーク２、ノードに接続された端末１０１５の３通りがある。ルーティング情報付与部１０１２ａ〜ｃでは、コネクション識別子の内容から、出力先に関する情報を得てルーティング情報を付与する。図２４の場合、例えば、ルーティング情報は、３ビット使用する。それぞれのビットは、ネットワーク１行き、ネットワーク２行き、端末行きを表している。マルチキャストを行う場合は、複数のビットを有意にすることで行う。ルーティング情報を付与された情報は、交換装置１０１３に送られ、ルーティング情報にしたがって交換される。交換装置１０１３では、先に示した例の場合、ネットワーク１行きのビットが有意であった場合は、ネットワーク１に対応する出力へ情報を出力し、ネットワーク２行きのビットが有意であった場合は、ネットワーク２に対応する出力へ情報を出力し、端末行きのビットが有意であった場合は、端末に対応する出力へ情報を出力する。複数のビットが有意であった場合は、有意であるビットに対応する出力すべてに情報を出力する。
【０１３９】
ルーティング情報にしたがって交換された情報は、ルーティング情報を削除するためにルーティング情報削除装置１０１４へ送られる。ルーティング情報を削除された情報は、光送信装置１０１４によって電気信号から光信号に変換されてネットワークへと送信される。
【０１４０】
なお、本発明を適用した光波長分割多重方式による光通信システムの実施形態の説明は省略したが、勿論光周波数分割多重方式による光通信システムと同様の作用効果を奏する。
【０１４１】
また、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することができる。
【０１４２】
【発明の効果】
本発明の光通信システムによれば、同一の光伝送用媒体中を転送する情報の通信プロトコル毎に異なる波長を割り当てるので、複数の通信プロトコルに従った複数の通信システムを同時に同一の通信媒体を用いて運用する事が出来るようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光通信システムの概略構成を示す図
【図２】本発明の第２の実施形態に係る光通信システムの概略構成を示す図
【図３】本発明の第３の実施形態に係る光通信システムの概略構成を示す図
【図４】本発明の第４の実施形態に係る光通信ノードの概略構成を示す図
【図５】本発明の第５の実施形態に係るプロトコル変換用光通信ノードの概略構成を示す図
【図６】本発明の第６の実施形態に係る光通信ノードの概略構成を示す図
【図７】本発明の第７の実施形態に係る光周波数分波手段の概略構成を示す図
【図８】本発明の第８の実施形態に係る光周波数合波手段の概略構成を示す図
【図９】本発明の第９の実施形態に係るプロトコル変換用光通信ノードの内部に設置されるプロトコル変換手段の概略構成を示す図
【図１０】本発明の第１０の実施形態に係る光通信ノードにおける周波数変換手段の概略構成を示す図
【図１１】本発明の第１１の実施形態に係る光通信システムの概略構成を示す図
【図１２】本発明の第１２の実施形態に係るプロトコル変換用光通信ノードによる光通信システムの接続方式を示す概念図
【図１３】本発明の第１３の実施形態に係るプロトコル変換用光通信ノードによる光通信システムの他の接続方式を示す概念図
【図１４】図１２の光通信システム接続方式におけるプロトコル変換用光通信ノードの概略構成を示す図
【図１５】図１３の光通信システム接続方式におけるプロトコル変換用光通信ノードの概略構成を示す図
【図１６】本発明の第１６の実施形態に係るシステム間接続用光通信ノードによる光通信システムの接続方式を示す概念図
【図１７】本発明の第１７の実施形態に係るシステム間接続用光通信ノードの概略構成を示す図
【図１８】本発明の第１８の実施形態に係る光通信システムの概略構成を示す図
【図１９】従来の光周波数分割多重方式のシステム構成の一例を示す概念図
【図２０】従来のＡＴＭ通信方式によるシステム構成の一例を示す概念図
【図２１】本発明の第１９の実施形態に係る光通信システムの概略構成を示す図
【図２２】図２１のノードの概略構成を示す図
【図２３】本発明の第２０の実施形態に係るノードの概略構成を示す図
【図２４】本発明の第２１の実施形態に係るノードの概略構成を示す図
【図２５】図２４のノードを適用したネットワークの構成を示す図
【図２６】従来の光波長多重方式を利用した光通信システムを示す図
【図２７】図２６の光通信システムで用いられるノードの概略構成を示す図
【符号の説明】
１０…光伝送用媒体
２１〜２９，４１〜４９…光通信ノード
３１〜３３…プロトコル変換用光通信ノード
１０１…光周波数分波部
１０２…光周波数合波部
２０１，２０２，２１１，２１２…Ｏ／Ｅ変換部（電気／光信号変換部）
３０１，３０２…ＭＡＣレイヤパケット組み立て部
５０１，５０２…アドレス識別部
６０１，６０２…アクセス制御部
７０１，７０２…プロトコル変換部
７１１，７１２…ＬＬＣレイヤパケット組立部
７２１，７２２…ＭＡＣレイヤパケット構築部
８０１…多重化部
８１１…あて先識別部
９０１…上位レイヤ処理部
１０００…波長分波器
１００１ａ〜ｃ…光受信器
１００２…光送信装置
１００３…光フィルター
１００４ａ〜ｃ…振り分け装置
１００５…第１の多重装置
１００６…第２の多重装置
１２００…伝送路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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