(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の波長信号光を合波して波長多重信号光として送信する光送信部と、波長多重信号光を複数の波長信号光に分波して受信する光受信部とを有する複数のノードと、
複数の入力ポートと複数の出力ポートを有し、各入力ポートから入力された波長多重信号光を互いに異なる出力ポートに分波し、複数の入力ポートから入力された互いに異なる波長の信号光を各出力ポートに合波して出力する波長多重分離素子とを備え、
前記波長多重分離素子を介して、前記複数のノードのうち２進表示したノード番号の１ビットのみが異なるノード同士をハイパーキューブネットワーク接続（以下「ＨＣＮ接続」という）する波長多重ネットワークにおいて、
前記複数のノードから出力される波長多重信号光を所定の組み合わせでそれぞれ合波し、前記波長多重分離素子の所定の入力ポートに接続する合波手段と、
前記波長多重分離素子の出力ポートから出力される波長多重信号光を複数に分岐し、所定の複数のノードに接続する分岐手段とを備え、
前記複数のノードのノード番号、入出力信号光の波長および波長数、各ノードに接続する前記波長多重分離素子の入出力ポートについて、ＨＣＮ接続となるように設定する構成である
ことを特徴とする波長多重ネットワーク。
【請求項２】
請求項１に記載の波長多重ネットワークにおいて、
前記合波手段を介して前記波長多重分離素子の入力ポートに接続される複数のノードと、前記分岐手段を介して前記波長多重分離素子の出力ポートに接続される複数のノードは、入出力ポート間のノード同士でＨＣＮ接続となる組み合わせが１組以下であり、他のノード同士のノード番号が互いに２ビット以上異なる組み合わせとなる
ことを特徴とする波長多重ネットワーク。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の波長多重ネットワークにおいて、
前記波長多重分離素子の入出力ポート数がそれぞれ２ｎ  （ｎは３以上の整数）としたときに、各入出力ポートにそれぞれ２個のノードを接続して２ｎ＋１  個のノードをＨＣＮ接続する（ｎ＋１）次、または各入出力ポートにそれぞれ４個のノードを接続して２ｎ＋２  個のノードをＨＣＮ接続する（ｎ＋２）次のハイパーキューブネットワークを構成する
ことを特徴とする波長多重ネットワーク。
【請求項４】
複数のノードがＨＣＮ接続された複数のサブハイパーキューブネットワークをＨＣＮ接続する波長多重ネットワークにおいて、
前記ノードは、他のサブハイパーキューブネットワークのＨＣＮ接続する各ノード宛ての波長信号光を合波して波長多重信号光として送信する光送信部と、他のサブハイパーキューブネットワークのＨＣＮ接続する各ノードから送信された波長信号光を波長多重信号光として入力し、分波して各波長信号光を受信する光受信部とを備え、
前記サブハイパーキューブネットワークは、複数の入力ポートと複数の出力ポートを有し、各入力ポートから入力された波長多重信号光を互いに異なる出力ポートに分波し、複数の入力ポートから入力された互いに異なる波長の信号光を各出力ポートに合波して出力する波長多重分離素子を他のサブハイパーキューブネットワークに対する出力用および入力用に２個備え、
前記サブハイパーキューブネットワーク内の各ノードから他のサブハイパーキューブネットワークに送信する波長多重信号光を前記出力用の波長多重分離素子の各入力ポートに接続し、前記入力用の波長多重分離素子の各出力ポートから出力された波長多重信号光を各ノードに接続し、
ＨＣＮ接続となるサブハイパーキューブネットワーク間で、前記各サブハイパーキューブネットワークの前記出力用の波長多重分離素子の各出力ポートと前記入力用の波長多重分離素子の各入力ポートを接続し、
前記複数のノードのノード番号、入出力信号光の波長および波長数、各ノードに接続する前記波長多重分離素子の入出力ポートについて、ＨＣＮ接続となるように設定する構成である
ことを特徴とする波長多重ネットワーク。
【請求項５】
請求項４に記載の波長多重ネットワークにおいて、
前記サブハイパーキューブネットワークは、請求項１に記載の波長多重ネットワークである
ことを特徴とする波長多重ネットワーク。
【請求項６】
請求項４または請求項５に記載の波長多重ネットワークにおいて、
前記ノードは、自ノードが所属するサブハイパーキューブネットワーク（以下「自サブＨＣＮ」という）用の波長多重信号光と、他のサブハイパーキューブネットワーク（以下「他サブＨＣＮ」という）用の波長多重信号光を合波して送信する光送信部と、前記自サブＨＣＮ用の波長多重信号光と前記他サブＨＣＮ用の波長多重信号光を分波して受信する光受信部とを備え、
前記サブハイパーキューブネットワークは、前記ノードから送信された前記自サブＨＣＮ用および前記他サブＨＣＮ用の波長多重信号光を分波し、自サブＨＣＮでＨＣＮ接続するための波長多重分離素子と前記出力用の波長多重分離素子に接続する群分波器と、自サブＨＣＮでＨＣＮ接続するための波長多重分離素子と前記入力用の波長多重分離素子から入力する前記自サブＨＣＮ用および前記他サブＨＣＮ用の波長多重信号光を合波して前記各ノードに接続する群合波器とを備えた
ことを特徴とする波長多重ネットワーク。
【請求項７】
請求項４〜６のいずれかに記載の波長多重ネットワークにおいて、
前記サブハイパーキューブネットワークは、
波長多重信号光を時間多重された単一波長の信号光に変換して出力する波長多重・時間多重変換回路と、時間多重された単一波長の信号光を波長多重信号光に変換して出力する時間多重・波長多重変換回路とを備え、
前記他のサブハイパーキューブネットワークに接続するための出力用の波長多重分離素子の各出力ポートに前記波長多重・時間多重変換回路を接続し、前記出力用の波長多重分離素子の各出力ポートから出力された波長多重信号光をそれぞれ時間多重された互いに異なる単一波長の信号光に変換し、それを波長多重して出力する波長多重回路を備え、
外部から入力される波長多重信号光を波長分離し、それぞれ時間多重された互いに異なる単一波長の信号光として前記時間多重・波長多重変換回路に入力する波長分離回路を備え、前記時間多重・波長多重変換回路でそれぞれ時間多重された信号光から変換された波長多重信号光を前記他のサブハイパーキューブネットワークに接続するための入力用の波長多重分離素子の各入力ポートに接続し、
前記各回路を備えたサブハイパーキューブネットワークを請求項４〜６のいずれかに記載の波長多重ネットワークのノードとして用いてハイパーキューブネットワークを構成する
ことを特徴とする波長多重ネットワーク。
【請求項８】
請求項７に記載のサブハイパーキューブネットワークを請求項１に記載の波長多重ネットワークのノードとして用いてハイパーキューブネットワークを構成する
ことを特徴とする波長多重ネットワーク。
【請求項９】
請求項４〜６のいずれかに記載の波長多重ネットワークにおいて、
ＨＣＮ接続となるサブハイパーキューブネットワーク間で、前記各サブハイパーキューブネットワークの前記出力用の波長多重分離素子の各出力ポートと前記入力用の波長多重分離素子の各入力ポートを接続する際に、前記波長多重分離素子の各出力ポートおよび各入力ポートに接続する複数の光ファイバを集線する多芯光ファイバケーブルを備え、前記各サブハイパーキューブネットワークに接続された前記多芯光ファイバケーブルの他端を１箇所に集めてその芯線をＨＣＮ接続する構成である
ことを特徴とする波長多重ネットワーク。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載の波長多重ネットワークを互いに組み合わせ、階層構造を有するハイパーキューブネットワークを構成する
ことを特徴とする波長多重ネットワーク。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、波長多重技術と周回性波長多重分離素子（例えば、アレイ導波路回折格子型フィルタ（ＡＷＧ））を用いてハイパーキューブネットワークを構成することにより高スループット、フォールトトレラントなネットワークを実現する波長多重ネットワークに関する。特に、大規模なネットワークへ容易に拡張可能にするためのネットワーク構成法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、パーソナルコンピュータの普及と高速光通信技術の発展を背景として、インターネットをはじめとするネットワーク利用が急速に進んでいる。オフィスでは、事務連絡が電子メールでなされるなど社内業務のネットワーク化が進んでいる。また、家庭においても電子メールやインターネットが外部との連絡や銀行の残高照会、電子ショッピングなどに利用されはじめている。このように生活のあらゆるシーンでのネットワーク利用が進展するにつれて、通信ネットワークには益々の大容量化が求められている。
【０００３】
通信ネットワークは接続端子数、接続距離など規模によって分類がなされている。まずビル内、工場内、オフィス内、キャンパス内など比較的小さな領域でコンピュータ端末などを相互接続するためのネットワークとしてのＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）がある。ネットワーク規模が地域、都市などの領域に広がったネットワークは、ＷＡＮ（Ｗｉｄｅ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  ）またはＭＡＮ（Ｍｅｔｒｏｐｏｌｉｔａｎ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  ）などと呼ばれている。さらに、国内あるいは世界中を対象としたネットワークとして広域ネットワークなどが考えられている。これらのネットワークは単独で存在することは少なく、相互に接続されて世界中に広がる巨大なネットワークを構成している。
【０００４】
通信ネットワークは、複数の通信ノードと通信ノード間を接続する伝送路から構成されている。通信ノードは複数の入出力端子を持ち、入力された信号を所望の出力先に出力するためのスイッチング機能を持つ。また、伝送路はノード間の通信を確保する。ネットワークを高速化するためには、伝送路として光ファイバを用いた光通信方式の適用が有効である。光ファイバを用いた光通信方式の適用により、従来のメタルケーブルを用いた場合に比べて伝送容量、伝送距離を飛躍的に大きくすることが可能となった。
【０００５】
光通信方式には、主に光時分割多重通信方式（ＴＤＭ）と光波長多重通信方式（ＷＤＭ）、さらに光ファイバを多芯化して信号を送受信する空間多重通信方式（ＳＤＭ）がある。ＴＤＭ方式は複数の電気信号を時間軸上で多重化し高速な光信号に変換して光ファイバに入力する。受信端では受信光信号を電気信号に変換してもとの複数の信号に分離して出力する。光通信方式で一般的に用いられる近赤外光は数百テラヘルツの電磁波であり、テラヘルツオーダーの変調信号を生成することが原理的に可能である。実験室レベルでは数百ギガビット毎秒、実用化レベルでは４０ギガビット毎秒の光時分割多重通信が既に実現されている。
【０００６】
ＷＤＭ方式は、複数の電気信号を互いに異なる波長を有する複数の変調信号光に変換して、１本の光ファイバで伝送する方式である。光受信端では、光フィルタを用いて波長ごとに信号光を分離し、それぞれ電気信号に変換して出力する。波長多重通信方式は、光時分割多重通信方式にくらべて各変調信号光の信号速度がそれほど大きくなくても大容量通信が可能なので、電気回路への負担が小さいという特徴がある。そのため、波長多重通信方式をベースとしたネットワーク構成法が最近活発に研究開発されている。
【０００７】
ＷＤＭ方式を用いたネットワーク構成法としては、従来よりスターカプラを用いたスター網構成が提案されている。
図３６は、スターカプラを用いた従来の波長多重ネットワークの構成例を示す。図において、４１−１〜４１−４は光送信機、４２はスターカプラ、４３−１〜４３−４は光フィルタ、４４−１〜４４−４は光受信機である。スターカプラ４２は、複数の入力端子から入力された信号を、それぞれ全出力端子にブロードキャストする機能を持つ光素子である。ノードは互いに異なる波長信号光を送出する光送信機と、光フィルタによって任意の波長信号光を取り出した上で光電気変換を行う光受信機を有する。
【０００８】
図３６（ａ）  では、各光送信機がそれぞれ単一波長の信号光を送出し、各光受信機は互いに異なる波長信号光を光フィルタで取り出して電気信号に変換する構成になっている。図３６（ｂ）  は、図３６（ａ）  と等価なネットワーク構成であり、光送信機と光受信機を有するノード４５−１〜４５−４がリング状に接続されている。このように、スターカプラと波長多重技術を用いることにより簡易にネットワークを構成することができる。
【０００９】
ここで、図３６（ａ）  のネットワーク構成を基本として様々なバリエーションが考えられている。例えば、光送信機は多波長光源を用いるなどして任意の波長信号光を送信できるようにしておき、光受信機の光フィルタによって光受信機ごとに互いに異なる受信波長を設定すれば、光送信機から任意の光受信機に向けて信号を伝送することが可能となる。また、光送信機の出力信号波長はノード間で互いに異なる波長となるように固定しておき、光受信機の光フィルタを可変にしておく構成も考えられる。この場合、光受信機は可変光フィルタを制御することによって、任意の光送信機からの光信号を受信することが可能となる。
【００１０】
このようにＷＤＭ方式とスターカプラを組み合わせたネットワークでは、光送信機側あるいは光受信機側に波長制御素子を加えることによってスイッチ機能を持たせることもできる。スターカプラとＷＤＭ方式を用いたこれらのネットワークは、信号伝送、スイッチングが光信号の段階で行われるため、高速伝送、高速チャンネル切替えなどが可能である。しかし、スターカプラに基づくネットワーク構成では、信号をブロードキャストする必要上、接続ノード数が多くなると光パワーに対する制約が大きくなる問題があった。
【００１１】
一方、信号分配に起因する光パワーに対する制約条件を緩和し、かつ少ない部品点数でノード数を増大できる波長多重通信方式をベースとしたネットワーク構成法として、スターカプラの代わりにアレイ導波路回折格子型フィルタ（以下「ＡＷＧ」という）を用い、効率的なネットワーク構成として知られているハイパーキューブネットワーク（以下「ＨＣＮ」という）を実現する提案がなされている。
【００１２】
図３７は、ＷＤＭ方式とＡＷＧを組み合わせてＨＣＮを実現する従来例を示す。この従来例は、特開平８−２４２２０８号公報（ハイパーキューブ型インターコネクションネットワーク）に開示されている構成である。図３８は、８ノードによるハイパーキューブネットワークの構成を示す。
【００１３】
図において、８個のノードをそれぞれに付与されるアドレス０００〜１１１で表示する。ノード０００〜１１１は、それぞれ送受信部４７、光合波器４８および光分波器４９を有する。ノード０００〜１１１の入出力光リンクは、ＡＷＧ１の入出力ポート０〜７に順番に接続される。すなわち、ノード０００とＡＷＧ１の入力ポート０および出力ポート０が接続され、以下同様にノード１１１とＡＷＧ１の入力ポート７および出力ポート７が接続される。
【００１４】
図３９は、ＡＷＧの入出力ポート間の信号波長および各入出力ポートに接続されるノードの関係を示す。８入力８出力のＡＷＧは、入力ポート０に入力された波長λ０  〜λ７  の信号光を出力ポート０〜７に分波し、入力ポート１に入力された波長λ０  〜λ７  の信号光を出力ポート７，０〜６に分波し、以下同様に波長と出力ポートがサイクリックにシフトする。すなわち、入力された８波長をそれぞれ異なる出力ポートから出力するとともに、各出力ポートからは各入力ポートからの信号が互いに異なる波長を有する波長多重信号として出力される。ＡＷＧのこのような性質を周回性と呼び、このような素子を一般的に周回性波長多重分離素子という。本明細書ではＡＷＧを中心に説明するが、ＡＷＧに限定されるものではない。
【００１５】
ここで、ＨＣＮについて簡単に説明する。ＨＣＮは、２ｎ  （ｎは正整数）個のノードを接続するためのネットワーク構成法の１種で、ノード番号を２進数（ノード数が２ｎ  （ｎは正整数）個のときはｎビットの２進数となる）で表したときに、ノード番号の１ビットだけが反転しているノード同士を接続するものである。例えば、ノード数が８の場合のＨＣＮでは、ノード０００とノード００１、０１０、１００を接続すればよく、図３９からそのときの使用波長をλ１，λ２，λ４  とすればよいことがわかる。すなわち、図３７に示すように、ノード０００から波長λ１，λ２，λ４  の光信号をＡＷＧ１の入力ポート０に入力すると、出力ポート１，２，４に分波され、それぞれノード００１、０１０、１００に入力される。他のノードについても同様である（図３９中にハッチングで示す）。図３８は、このような接続規則でノード同士を接続した様子を示す。図から、立方体の角にノードを配置したような構成となっていることがわかる。ちなみに、ｎをＨＣＮの次数と言い、８個のノードからなるＨＣＮは３次ＨＣＮと呼ばれる。
【００１６】
さて、以上の規則でノード間を接続するＨＣＮは種々の利点があることが報告されている。まず、多数のノードを相互接続するときの配線数を少なくすることができる。ｎ次ＨＣＮ（ノード数Ｎ＝２ｎ  個）を実現するための総配線数Ｍは、Ｍ＝ｎ２ｎ  個となる。一方、例えばＮ個のノードを完全結合した場合の総配線数ＴはＴ＝Ｎ２  となる。ここで、Ｍ＜Ｔであるので、総ノード数が多くなるとＨＣＮが総配線数の点で有利になる。
【００１７】
次に、平均ホップ数（所望のノードに到達するまでに経由するノード数）を小さくできる。ＨＣＮの最大ホップ数はｎであるが、例えばメッシュネットワークでは２√Ｎ（Ｎは総ノード数）となり、ノード数が多くなるとやはりＨＣＮが有利となる。
【００１８】
次に、ルーティングの単純さとネットワークのフレキシビリティである。各ノードのルーティングは、送られてきた信号の宛先ノード番号を自分のノード番号と比較し、同一の場合には自分のノードで取り込むし、異なる場合には自分のノードが接続されているノードのうち、そのノード番号が宛先ノード番号と比較してビットが反転しているノードへ転送してやれば良い。また、図３８からもわかる通り、任意ノード間で信号転送を行う際の経路は一通りではないので、どこかの配線が切れても他の経路を迂回するように制御することもできる。また、各ノードは複数のノードに接続されているが、同じ宛先ノードの信号を複数の配線に分割して転送することにより、信号転送のスループットを大きくすることもできる。
【００１９】
このようにＨＣＮは種々の利点があり、主に並列計算機におけるプロセッサ間あるいはプロセッサ−メモリ間の接続ネットワークとして適用されてきた。ただし、実際のネットワークへＨＣＮを適用しようとすると、配線が複雑になるという問題があった。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
従来のＷＤＭ方式とＡＷＧを用いたＨＣＮでは、ＨＣＮの次数を大きくしてネットワーク規模を大きくしようとすると、ＡＷＧの入出力ポート数も大きくする必要があった。しかし、ＡＷＧのポート数を多くすることは容易でなく、現状技術で実現できるポート数は高々３２ポートである。したがって、従来方式では５次ＨＣＮまでしか実現できないことになる。
【００２１】
また、上記の特開平８−２４２２０８号公報（ハイパーキューブ型インターコネクションネットワーク）では、拡張性を確保するためにＡＷＧの入出力ポートの一部を拡張用に利用する構成も提案されているが、ＡＷＧの入出力ポート数が前述のように有限であることから大規模なＨＣＮを実現することは困難であった。また、入出力ポート数が大きくなるとＡＷＧの製作も難しくなるため高価になるという問題もある。
【００２２】
本発明は、ＷＤＭ方式とＡＷＧを用いて複数のノード間をＨＣＮ接続するＨＣＮにおいて、容易かつ安価にネットワークの大規模化を可能にする波長多重ネットワークを提供することを目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
本発明では、ＷＤＭ方式とＡＷＧを用いて複数のノード間をＨＣＮ接続するＨＣＮにおいて、次のような手段によりネットワークの大規模化を実現する。
【００２４】
ＡＷＧの入出力ポートに光カプラを配置して見かけ上の入出力ポート数を増大し、各入出力ポートに接続されたノードの番号、波長数、波長などをＨＣＮ接続となるように配置することにより、少ない入出力ポート数のＡＷＧを用いて大規模なＨＣＮを実現する。
【００２５】
ＨＣＮ接続された複数のノードからなるサブＨＣＮ内に信号出力用ＡＷＧと信号入力用ＡＷＧを配置し、ＷＤＭ方式により各サブＨＣＮをＨＣＮ接続する構成とすることにより、大規模なＨＣＮを実現する。
【００２６】
複数のサブＨＣＮ間をＷＤＭ方式によりＨＣＮ接続する上記のＨＣＮにおいて、群合分波器を組み合わせることによってサブネットワーク内のＨＣＮ接続もＡＷＧとＷＤＭ方式を用いて構成する。これにより、各ノードから入出力される光ファイバの数を少なくでき、安価に大規模なＨＣＮを実現する。
【００２７】
複数のサブＨＣＮ間をＷＤＭ方式によりＨＣＮ接続する上記のＨＣＮにおいて、サブＨＣＮへの信号入出力端に時間多重・波長多重変換回路（ＴＤＭ／ＷＤＭ）、波長多重・時間多重変換回路（ＷＤＭ／ＴＤＭ）をそれぞれ接続することにより、ＨＣＮを再帰的に拡張できる構成とする。これにより、より大規模なＨＣＮを実現する。
【００２８】
複数のサブＨＣＮ間をＷＤＭ方式によりＨＣＮ接続する上記のＨＣＮにおいて、サブＨＣＮへの複数の入出力線を束ね、全てのサブＨＣＮの入出力線を１箇所に集線した上でＨＣＮ接続を実施する。このような構成により、物理的なＨＣＮ接続を既存の通信ネットワークの構成に近いスター網にすることができ、光ファイバケーブルの敷設なども含めたネットワーク構築コストを小さくする。
【００２９】
以上の各手段を組み合わせて階層的にＨＣＮを構成することにより、より効率的にＨＣＮを構築することができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態：８ポートのＡＷＧによる４次ＨＣＮ）
図１は、本発明の波長多重ネットワークの第１の実施形態を示す。本実施形態は、８ポートのＡＷＧを用いて４次ＨＣＮ（１６ノード）を構成する場合について説明する。
【００３１】
図において、ノード００００〜１１１１は、それぞれ送受信部、光合波器および光分波器を有する。ノード００００，１０００の出力光リンクが光カプラ２で合波されてＡＷＧ１の入力ポート０に接続され、以下同様にノード０００１〜０１１１とノード１００１〜１１１１の各出力光リンクがそれぞれ光カプラ２で合波され、ＡＷＧ１の入力ポート１〜７に順番に接続される。また、ＡＷＧ１の出力ポート０〜７には光カプラ３が接続され、それぞれ２分岐された一方の入力光リンクがノード００００〜０１１１に順に接続され、他方の入力光リンクがノード１１１１〜１０００に接続される。
【００３２】
本実施形態の基本的な構成は、図３７に示した従来のＨＣＮと同じである。異なる点は、ＡＷＧ１の入出力ポートに光カプラ２，３を接続し、ＡＷＧ１の１ポートあたり２つのノードからの波長多重信号光の入出力を可能とした点である。そのときに、ノード００００はＡＷＧ１の入力ポート０および出力ポート０に接続し、ノード１０００はＡＷＧの入力ポート０および出力ポート７に接続する。同様に、ノード０００１はＡＷＧ１の入力ポート１および出力ポート１に接続し、ノード１００１はＡＷＧ１の入力ポート１および出力ポート６に接続する。すなわち、ノード００００〜０１１１は、同一番号の入出力ポート０〜７に順番に接続されるが、ノード１０００〜１１１１は、入力ポート０〜７に順番に接続し、出力ポート７〜０に逆順で接続する。
【００３３】
ここで、このような接続により、８ポートのＡＷＧを用いて４次ＨＣＮ（１６ノード）が構成可能な原理について説明する。１６個のノード００００〜１１１１を最上位ビット０と１の２つのグループに分け、下位３ビットについてノード番号とＡＷＧの入出力ポート番号が一致するものを図２（ａ）  に示し、ノード番号とＡＷＧの入力ポート番号が一致し、出力ポート番号が逆順で接続されるものを図２（ｂ）  に示す。
【００３４】
図２（ａ）  は、入力ポート０〜７にノード００００〜０１１１を接続し、出力ポート０〜７にノード００００〜０１１１を接続したものであり、図３８に示す３次ＨＣＮと同じ入出力関係（図中ハッチングで示す）となる。なお、ＨＣＮ接続の各入出力ポート間で使用する波長は図３８と同様である。
【００３５】
図２（ｂ）  は、入力ポート０〜７にノード１０００〜１１１１を接続し、出力ポート０〜７にノード１１１１〜１０００を接続したものであり、出力ポート０〜７に接続するノードの降順が図２（ａ）  のものと逆になっている。このような配置において、ＨＣＮは例えばノード１０００とノード１００１、１０１０、１１００を接続すればよく、そのときの使用波長をλ３，λ５，λ６  とすればよいことがわかる。他のノードについても同様である（図中ハッチングで示す）。これにより、２種類の対称な３次ＨＣＮが構成され、入力ポートおよび出力ポートにそれぞれ２つのノードを同時に接続可能なことがわかる。
【００３６】
図３は、８ポートのＡＷＧによる４次ＨＣＮの接続関係（１）  を示す。これは図２（ａ），（ｂ）  を組み合わせたものであり、入出力ポート間の波長は省略している。ＡＷＧの入力ポート０〜７には、ノード（００００，１０００）〜（０１１１，１１１１）がそれぞれペアで接続され、出力ポート０〜７には、ノード（００００，１１１１）〜（０１１１，１０００）がそれぞれペアで接続される。○印は図２（ａ）  にハッチングで示したＨＣＮ接続する組み合わせを示し、△印は図２（ｂ）  にハッチングで示したＨＣＮ接続する組み合わせを示す。また、●，▲印は図２（ａ）  に示すノードと図２（ｂ）  に示すノードがＨＣＮ接続になることを示す。
【００３７】
すなわち、例えば入力ポート０に接続されるノード００００は、ＨＣＮの定義からノード０００１，００１０，０１００，１０００と接続される必要があり、それぞれλ１，λ２，λ４，λ７  で接続される。一方、同一の入力ポート０に接続されるノード１０００は、ＨＣＮの定義からノード００００，１００１，１０１０，１１００と接続される必要があり、それぞれ波長λ０，λ６，λ５，λ３  で接続される。これは、１つのポートに２つのノードからの波長多重信号を合波して入力した場合であっても、接続のための波長が互いに重複することなくＨＣＮ接続が可能であることを示している。他の入出力ポートについても同様のことが図３から分かる。
【００３８】
したがって、本実施形態によれば、ＡＷＧの入出力ポートに光カプラなどを接続して、各入出力ポートに複数のノードが接続されるような構成とし、入出力ポートへの接続ノード番号、各ノードの信号波長を適当に選択することによってＡＷＧのポート数より大きなノード数を持つＨＣＮを実現できる。すなわち、従来技術では４次ＨＣＮ（１６ノード）には１６ポートのＡＷＧが必要であったが、本実施形態では８ポートのＡＷＧで可能となる。ＡＷＧはポート数が増加するに従って製造が難しくなり高価になるので、本実施形態の構成を適用すれば、安価な光カプラを使ってＡＷＧのポート数を削減することができ、経済的にＨＣＮを実現することが可能となる。
【００３９】
ＡＷＧのポート数と、それによって実現できるＨＣＮの規模との関係は、ＡＷＧによって提供されるコネクション数Ｌと、ＨＣＮを構成するためのコネクション数Ｍの大小で決まる。ＡＷＧの入力ポート数をｐ（出力ポート数も同数とする）とすると、ＡＷＧで提供されるコネクション数Ｌは図３の表の枡目数となりｐ×ｐである。一方、ｎ次ＨＣＮ（総ノード数は２ｎ  ）の総コネクション数Ｍはｎ×２ｎ  で表される。原理的に、Ｌ≧Ｍの場合に限ってｎ次ＨＣＮが実現可能となる。
【００４０】
たとえば、第１の実施形態では、８ポートのＡＷＧを使っているのでコネクション数Ｌ＝８×８＝６４である。一方、４次ＨＣＮ（１６ノード）の総コネクション数Ｍ＝４×２４  ＝６４である。したがって、８ポートのＡＷＧを用いて実現できるＨＣＮは４次（１６ノード）までということになる。この場合、Ｌ＝Ｍ＝６４となっているが、これはＡＷＧで提供されている全てのコネクションを利用していることを表し、図３でいえば全ての枡がＨＣＮ接続に使われていることに対応している。
【００４１】
ところで、第１の実施形態では、ＡＷＧの１つの入力ポートと１つの出力ポートにはそれぞれ２つのノードが接続されるが、そのノードの組み合わせには制限がある。例えば、入力ポート０に接続されるノード００００，１０００と、出力ポート１に接続されるノード０００１，１１１０をみたときに、入出力ポート間でノード番号が１ビット異なるもの同士（００００−０００１）が接続されると、相方のノード同士（１０００−１１１０）が２ビット以上異なるという条件が必要になる。この条件をすべての入出力ポートに適用すると、例えば入力ポートに接続する２つのノードは１ビット異なり、出力ポートに接続する２つのノードは４ビット異なる（全ビット反転）という組み合わせとなる。すなわち、入力ポート（出力ポート）側でノード００００とペアになるのはノード０００１，００１０，０１００，１０００の何れかであるときに（図７（ｂ）  参照）  、出力ポート（入力ポート）側でノード００００とペアになるのはノード１１１１のみとなる。
【００４２】
ただし、ＡＷＧの入出力ポートとノードとの接続関係、すなわち入出力ポートに対するノードの配列には自由度がある。以下、それについて説明する。図３に示す入出力ポート０〜７に接続されるノードの配列を共にパターンＡとする。なお、入力ポートのパターンＡと出力ポートのパターンＡは、上記のような組み合わせになっており同じものではない。入力ポートのパターンＡと出力ポートのパターンＡによるＨＣＮ接続を示す○，●，△，▲のパターン（ＨＣＮパターン）をＡＡとする。いま、ノード配列の他のパターンの一例として、パターンＡ’，Ｂ，Ｂ’を次のように定義する。
【００４３】
パターンＡ’：パターンＡを４ポート単位で配列を反転させたもの
パターンＢ：パターンＡを２ポート単位で配列を反転させたもの
パターンＢ’：パターンＢを４ポート単位で配列を反転させたもの（パターンＡ’を２ポート単位で配列を反転させたもの）
図４は、８ポートのＡＷＧによる４次ＨＣＮの接続関係（２）  を示す。これは出力ポートをパターンＡ’としたものである。このＨＣＮパターンをＡＡ’という。図５は、８ポートのＡＷＧによる４次ＨＣＮの接続関係（３）  を示す。これは出力ポートをパターンＢとしたものである。このＨＣＮパターンをＡＢという。図６は、８ポートのＡＷＧによる４次ＨＣＮの接続関係（４）  を示す。これは出力ポートをパターンＢ’としたものである。このＨＣＮパターンをＡＢ’という。図４〜６において、○，●，△，▲は、図３と同様の表記法に基づいている。さらに、入力ポートに接続されるノードの配列をパターンＡ以外に変えても、同様にＨＣＮパターンを形成することができる。
【００４４】
また、入出力ポートのパターンは上記の４つのパターンに限定されるものではなく、ランダムに配列を入れ替えてもよい。ここで、図３に示す入力ポートのパターンＡと出力ポートのパターンＡをそれぞれ１つずつシフトした場合の４次ＨＣＮの接続関係を図７（ａ）  に示す。また、入力ポートに接続する２つのノードの組み合わせを変えた場合の４次ＨＣＮの接続関係を図７（ｂ）  に示す。
【００４５】
（１６ポートのＡＷＧによる５次ＨＣＮ）
以上の定義による４パターンを用いて、１６ポートのＡＷＧにより５次ＨＣＮ（３２ノード）を構成する場合について説明する。３２ノードのノード番号は５ビットで０００００〜１１１１１となるが、ここでは上位１ビットと下位４ビットに分けて考える。さらに、１６の入出力ポートを０〜７と８〜１５の各２つのブロック１、２に分け、それぞれにパターンＡ、Ａ’、Ｂ、Ｂ’のいずれかを割り当てる。
【００４６】
図８は、１６ポートのＡＷＧによる５次ＨＣＮの接続関係（１）  を示す。ここでは、入力ポートのブロック１，２に上位１ビット０，１を割り当て、下位４ビットにそれぞれパターンＡを割り当てる。また、出力ポートのブロック１，２に上位１ビット０，１を割り当て、下位４ビットにそれぞれパターンＡを割り当てる。
【００４７】
このとき、入力ポートのブロック１と出力ポートのブロック１、入力ポートのブロック２と出力ポートのブロック２では、それぞれ上位１ビットが等しいので、下位４ビットのうち１ビットが異なるもの同士を接続することによりＨＣＮパターンＡＡが形成される。一方、入力ポートのブロック１と出力ポートのブロック２、入力ポートのブロック２と出力ポートのブロック１では、それぞれ上位１ビットが異なるので、下位４ビットが同じもの同士（図中◆）を接続することによりＨＣＮ接続となる。このＨＣＮパターンをＡ−Ａという。
【００４８】
図９は、１６ポートのＡＷＧによる５次ＨＣＮの接続関係（２）  を示す。ここでは、入力ポートのブロック１，２に上位１ビット０，１を割り当て、下位４ビットにそれぞれにパターンＡを割り当てる。また、出力ポートのブロック１，２に上位１ビット０，１を割り当て、下位４ビットにそれぞれパターンＡ、Ａ’を割り当てる。
【００４９】
このとき、入力ポートのブロック１と出力ポートのブロック１ではＨＣＮパターンＡＡが形成され、入力ポートのブロック２と出力ポートのブロック２ではＨＣＮパターンＡＡ’が形成される。一方、入力ポートのブロック１と出力ポートのブロック２ではＨＣＮパターンＡ−Ａ’が形成され、入力ポートのブロック２と出力ポートのブロック１ではＨＣＮパターンＡ−Ａが形成される。
【００５０】
図１０は、１６ポートのＡＷＧによる５次ＨＣＮの接続関係（３）  を示す。ここでは、入力ポートのブロック１，２に上位１ビット０，１を割り当て、下位４ビットにそれぞれパターンＡを割り当てる。また、出力ポートのブロック１，２に上位１ビット０，１を割り当て、下位４ビットにそれぞれパターンＢ、Ｂ’を割り当てる。
【００５１】
このとき、入力ポートのブロック１と出力ポートのブロック１ではＨＣＮパターンＡＢが形成され、入力ポートのブロック２と出力ポートのブロック２ではＨＣＮパターンＡＢ’が形成される。一方、入力ポートのブロック１と出力ポートのブロック２ではＨＣＮパターンＡ−Ｂ’が形成され、入力ポートのブロック２と出力ポートのブロック１ではＨＣＮパターンＡ−Ｂが形成される。
【００５２】
このように、入出力ポート０〜１５を８個ずつ２つのブロックに分け、それぞれにパターンＡ、Ａ’、Ｂ、Ｂ’、あるいはその他のパターンを割り当てることにより、１６ポートのＡＷＧにより５次ＨＣＮ（３２ノード）を構成することができる。なお、図８〜１０では、入力ポートの２つのブロックにいずれもパターンＡを割り当てているが、その他のパターンを割り当てても同様に５次ＨＣＮを構成することができる。
【００５３】
図１１は、１６ポートのＡＷＧによる５次ＨＣＮの接続関係（４）  を示す。ここでは、入力ポート０〜１５にノード０００００〜０１１１１とノード１００００〜１１１１１をそれぞれ対応させてペア接続し、出力ポート０〜１５にノード０００００〜０１１１１とノード１１１１１〜１００００をそれぞれ対応させてペア接続する。これは、図３の８ポートのＡＷＧを用いた４次ＨＣＮの構成を、１６ポートのＡＷＧを用いた５次ＨＣＮに拡張したものである。この考え方は、３２ポートのＡＷＧを用いた６次ＨＣＮ、６４ポートのＡＷＧを用いた７次ＨＣＮ等に順次拡張していくことができるが、以下の説明ではその構成法については省略し、上記のブロックパターンに基づいた構成法について説明する。図１１の○、●、△、▲は、図３と同様の表記法に基づいている。また、１６ポートのＡＷＧについては、λ０  〜λ１５が入出力ポート間でサイクリックに割り当てられており、ＨＣＮ接続する波長はそれぞれ対応するものが選択される。
【００５４】
なお、１６ポートのＡＷＧによる５次ＨＣＮ（３２ノード）は、ＡＷＧのコネクション数Ｌ＝１６×１６＝２５６  、５次ＨＣＮのコネクション数Ｍ＝５×２５  ＝１２８  であり、Ｌ＞Ｍの関係を満たすのでＨＣＮが実現される。ちなみに、６次ＨＣＮ（ノード数６４）はＭ＝３８４  となって、Ｌより大きくなってしまうので実現不可能である。
【００５５】
（３２ポートのＡＷＧによる６次ＨＣＮ）
上記の定義によるパターンを用いて、３２ポートのＡＷＧにより６次ＨＣＮ（６４ノード）を構成する場合について説明する。６４ノードのノード番号は６ビットの００００００〜１１１１１１となるが、ここでは上位２ビットと下位４ビットに分けて考える。さらに、３２の入出力ポートを０〜７と８〜１５と１６〜２３と２４〜３１の各４つのブロック１〜４に分け、それぞれにパターンＡ、Ａ’、Ｂ、Ｂ’のいずれかを割り当てる。
【００５６】
図１２は、３２ポートのＡＷＧによる６次ＨＣＮの接続関係（１）  を示す。ここでは、入力ポートのブロック１〜４に上位２ビット００〜１１を割り当て、下位４ビットにそれぞれパターンＡを割り当てる。また、出力ポートのブロック１〜４に上位２ビット００〜１１を割り当て、下位４ビットにそれぞれパターンＡ、Ａ’、Ｂ、Ｂ’を割り当てる。このとき、上位２ビットが等しいブロック同士では、ＨＣＮパターンＡＡ、ＡＡ’、ＡＢ、ＡＢ’が形成される。一方、上位２ビットのうち１ビットが異なるブロック同士では、ＨＣＮパターンＡ−Ａ’、Ａ−Ｂ、Ａ−Ａ、Ａ−Ｂ’が形成される。
【００５７】
図１３は、３２ポートのＡＷＧによる６次ＨＣＮの接続関係（２）  を示す。ここでは、入力ポートのブロック１〜４に上位２ビット００〜１１を割り当て、下位４ビットにそれぞれパターンＡ’を割り当てる。また、出力ポートのブロック１〜４に上位２ビット１１〜００を割り当て、下位４ビットにそれぞれパターンＢ’、Ｂ、Ａ’、Ａを割り当てる（上位２ビットおよび下位４ビットともに図１２の逆順）。このとき、上位２ビットが等しいブロック同士では、ＨＣＮパターンＡ’Ａ、Ａ’Ａ’、Ａ’Ｂ、Ａ’Ｂ’が形成される。一方、上位２ビットのうち１ビットが異なるブロック同士では、ＨＣＮパターンＡ’−Ａ’、Ａ’−Ｂ、Ａ’−Ａ、Ａ’−Ｂ’が形成される。
【００５８】
なお、３２ポートのＡＷＧによる６次ＨＣＮでは、ブロック単位に上位２ビット００〜１１と下位４ビットのパターンの組み合わせは任意であり、ブロック内の下位４ビットについてもパターンＡ、Ａ’、Ｂ、Ｂ’に限定されるものではない。
【００５９】
ここで、以上示したＨＣＮパターンＡＡ、ＡＡ’、ＡＢ、ＡＢ’、Ａ’Ａ、Ａ’Ａ’、Ａ’Ｂ、Ａ’Ｂ’、Ａ−Ａ、Ａ−Ａ’、Ａ−Ｂ、Ａ−Ｂ’、Ａ’−Ａ’、Ａ’−Ｂ、Ａ’−Ａ、Ａ’−Ｂ’を整理して図１４に示す。パターンＡ、Ａ’、Ｂ、Ｂ’の定義から分かるように、例えばＨＣＮパターンＡＡとＡ’Ａ’は同じパターンになり、他のＨＣＮパターンについても図１４に示すように同じものがある。
【００６０】
以上の関係に基づいて、図１２，１３の接続関係およびＨＣＮパターンを整理したものを図１５（ａ），（ｂ）  に示す。ここで、ハッチングした箇所では、入出力ポート間で上位２ビットが等しく、下位４ビットのうち１ビット異なるもの同士を接続し、ＨＣＮパターンＡＡ（Ａ’Ａ’）、ＡＡ’（Ａ’Ａ）、ＡＢ（Ａ’Ｂ’）、ＡＢ’（Ａ’Ｂ）のいずれかになる。また、入出力ポート間で上位２ビットのうち１ビットが異なり、下位４ビットが等しいもの同士を接続した箇所では、ＨＣＮパターンＡ−Ａ（Ａ’−Ａ’）、Ａ−Ａ’（Ａ’−Ａ）、Ａ−Ｂ（Ａ’−Ｂ’）、Ａ−Ｂ’（Ａ’−Ｂ）のいずれかになる。
【００６１】
これを組み合わせることにより、図３に示す８ポートのＡＷＧにより４次ＨＣＮを構成した場合と同様に、３２ポートのＡＷＧにより７次ＨＣＮ（１２８  ノード）  を構成することができる。  １２８ノードのノード番号は７ビットの０００００００〜１１１１１１１となるが、ここでは上位３ビットと下位４ビットに分けて考える。さらに、３２の入出力ポートを０〜７と８〜１５と１６〜２３と２４〜３１の４つのブロック１〜４に分け、それぞれにパターンＡ、Ａ’、Ｂ、Ｂ’のいずれかを割り当てる。
【００６２】
（３２ポートのＡＷＧによる７次ＨＣＮ）
図１６は、３２ポートのＡＷＧによる７次ＨＣＮの接続関係（１）  を示す。ここでは、入力ポートのブロック１〜４にまず上位３ビットの０００〜０１１を順に割り当て、同時にそれぞれ組となる上位３ビットを１００〜１１１を下記の条件に従って決め、さらに下位４ビットとしてパターンＡ、Ａ’を割り当てる。また、出力ポートのブロック１〜４にまず上位３ビットの０００〜０１１を順に割り当て、同時にそれぞれ組となる上位３ビットの１００〜１１１を下記の条件に従って決め、さらに下位４ビットとしてパターンＡ、Ａ’、Ｂ、Ｂ’を割り当てる。すなわち、ＡＷＧの各入出力ポートに接続される光カプラには、それぞれ４つのノードが接続されることになる。
【００６３】
図１７は、３２ポートのＡＷＧによる７次ＨＣＮの接続関係（２）  を示す。図１６との違いは、各ブロックの出力ポートに接続するノード番号の下位４ビットのパターンの配列（組み合わせ）が異なることである。図１８は、３２ポートのＡＷＧによる７次ＨＣＮの接続関係（３）  を示す。図１６との違いは、各ブロックの出力ポートに接続するノード番号の上位３ビットの配列（組み合わせ）が異なることである。ここでは、出力ポートのブロック１〜４にまず上位３ビットの０００，００１，１００，１０１を順に割り当て、同時にそれぞれ組となる上位３ビットの０１１，０１０，１１１，１１０を下記の条件に従って決め、さらに下位４ビットとしてパターンＡ、Ａ’、Ｂ、Ｂ’を割り当てる。
【００６４】
ここで、入出力ポートに接続されるノード番号の上位３ビットおよび下位４ビットの組み合わせの条件１〜４について、図１６〜１８の例を参照して具体的に説明する。
【００６５】
条件１は、各ブロックの入出力ポートに接続するノード番号は、上位３ビットのうち２ビットが異なるものを組み合わせる。例えば、入力ポートのブロック１については０００に対して１０１、入力ポートのブロック２については００１に対して１００というように割り当てる。
【００６６】
条件２は、各ブロックの入出力ポートに接続するノード番号を対応させたときに、図１６〜１８のハッチング箇所で、上位３ビット同士で３ビット一致が１組、残り３組が２ビット相違する組み合わせになるように割り当てる。例えば、図１９に示すように、入力ポートのブロック１において０００と１０１を対にすると、出力ポートのブロック１において０００と対になるのは１１０か０１１となる。図１６，１７は図１９（ａ）  の組み合わせを採用し、図１８は図１９（ｂ）  の組み合わせを採用している。
【００６７】
条件３は、各ブロックの入出力ポートに接続するノード番号を対応させたときに、図１６〜１８にハッチングしていない箇所で、上位３ビット同士で１ビット相違が３組となる組み合わせになるように割り当てる。例えば、図２０に示すように、入力ポートのブロック１において０００と１０１を対にすると、出力ポートのブロック２において００１と対になるのは１１１か０１０となる。図１６，１７は図２０（ａ）  の組み合わせを採用し、図１８は図２０（ｂ）  の組み合わせを採用している。
【００６８】
条件４は、各ブロックの入出力ポートに接続するノード番号を対応させたときに、図１６〜１８にハッチングしていない箇所で、上位３ビット同士で１ビット相違の３組の下位４ビットによるＨＣＮパターンが互いに異なるように割り当てる。例えば、図１６の入力ポートのブロック１において、上位３ビットの０００、１０１に対する下位４ビットをパターンＡ、Ａ’とすると、出力ポートのブロック２において、上位３ビットの００１、１１１に対する下位４ビットをパターンＡ’、Ｂとする。これにより、上位３ビット同士で１ビット相違の３組（０００−００１、１０１−００１、１０１−１１１）において、互いに異なるＨＣＮパターンＡ−Ａ’、Ａ’−Ａ’、Ａ’−Ｂが形成される。
【００６９】
図１６〜１８のハッチングしていない箇所では、図１４に示す４つのＨＣＮパターンＡ−Ａ（Ａ’−Ａ’）、Ａ−Ａ’（Ａ’−Ａ）、Ａ−Ｂ（Ａ’−Ｂ’）、Ａ−Ｂ’（Ａ’−Ｂ）のうち、互いに異なる３つを重ねることになる。そのＨＣＮパターンを図２１に示す。
【００７０】
ここで、図１６において、３２ポートのＡＷＧの各入出力ポートに接続される４つのノード番号を図２２に示し、○、●、△、▲、◆で表示するＨＣＮパターンを図２３に示す。このマークを付したところが、ＨＣＮ接続する入出力ポート位置を示し、対応する波長が決定される。
【００７１】
なお、図１６〜１８に示したＨＣＮ接続関係は一例であり、上記の条件１〜４を満足すれば、入出力ポートにそれぞれ接続するノード番号の上位３ビットおよび下位４ビットの組み合わせおよび配列は任意に選択可能である。
【００７２】
また、３２ポートのＡＷＧによる６次ＨＣＮ（６４ノード）は、ＡＷＧのコネクション数Ｌ＝３２×３２＝１０２４、６次ＨＣＮのコネクション数Ｍ＝６×２６  ＝３８４  である。７次ＨＣＮ（１２８  ノード）のコネクション数Ｍ＝７×２７  ＝８９６  である。したがって、ともにＬ＞Ｍの関係を満たすので、上記のように３２ポートのＡＷＧで６次ＨＣＮおよび７次ＨＣＮが実現される。
【００７３】
このように、従来の８ポートのＡＷＧによる３次ＨＣＮ（８ノード）  や１６ポートのＡＷＧによる４次ＨＣＮ（１６ノード）  に対して、本発明では８ポートのＡＷＧと１×２光カプラによる４次ＨＣＮ（１６ノード）  、１６ポートのＡＷＧと１×２光カプラによる５次ＨＣＮ（３２ノード）  、３２ポートのＡＷＧと１×２光カプラによる６次ＨＣＮ（６４ノード）  、３２ポートのＡＷＧと１×４光カプラによる７次ＨＣＮ（  １２８ノード）  が可能となる。すなわち、少ないポート数のＡＷＧと安価な光カプラを用いて、１次または２次上の大規模なＨＣＮを実現することができる。以下同様にして、６４ポートのＡＷＧと１×４光カプラによる８次ＨＣＮ（２５６  ノード）  、  １２８ポートのＡＷＧと１×４光カプラによる９次ＨＣＮ（５１２  ノード）  、  １２８ポートのＡＷＧと１×８光カプラによる１０次ＨＣＮ（１０２４ノード）  等、順次拡張していくことができる。
【００７４】
（第２の実施形態）
図２４は、本発明の波長多重ネットワークの第２の実施形態を示す。本実施形態は、ノード数４の２次ＨＣＮをサブＨＣＮとし、４つのサブＨＣＮを接続して４次ＨＣＮ（ノード数１６）を構成する場合について説明する。
【００７５】
図において、サブＨＣＮ００〜１１は、それぞれノード００００〜００１１、ノード０１００〜０１１１、ノード１０００〜１０１１、ノード１１００〜１１１１を収容し、各ノード間がＨＣＮ接続されている。例えば、サブＨＣＮ００では、ノード００００−０００１、００００−００１０、０００１−００１１、００１０−００１１間がそれぞれ双方向接続されている。なお、サブＨＣＮを実現する際のインターコネクションの種類については特に言及しない。
【００７６】
また、各ノードには、複数の波長信号光を多重化して出力する光送信部と、入力された波長多重信号光を分波して受信する光受信部が備えられる。一方、各サブＨＣＮには、外部ネットワークへのインターフェースとして信号出力用ＡＷＧ５および信号入力用ＡＷＧ６が接続される。各ノードの光送信部および光受信部には、信号出力用ＡＷＧ５の対応する入力ポートおよび信号入力用ＡＷＧ６の対応する出力ポートが接続される。なお、各ノードは、信号出力用ＡＷＧ５および信号入力用ＡＷＧ６の同一のポート番号を使用する。例えば、ノード００００には、信号出力用ＡＷＧ５の入力ポート０と信号入力用ＡＷＧ６の出力ポート０が接続される。
【００７７】
各サブＨＣＮ００〜１１は、信号出力用ＡＷＧ５および信号入力用ＡＷＧ６を介してＨＣＮ接続される。すなわち、サブＨＣＮ００−０１、００−１０、０１−１１、１０−１１間が双方向接続される。ただし、各サブＨＣＮの接続では、信号出力用ＡＷＧ５および信号入力用ＡＷＧ６の同一のポート番号を使用する。例えば、サブＨＣＮ００とサブＨＣＮ０１を接続する際には、信号出力用ＡＷＧ５の出力ポート０と信号入力用ＡＷＧ６の入力ポート０が接続される。信号出力用ＡＷＧ５および信号入力用ＡＷＧ６の入出力ポートと入出力波長の関係を図２５に示す。
【００７８】
ここで、サブＨＣＮをまたぐＨＣＮ接続では、例えばサブＨＣＮ００のノード００００と、サブＨＣＮ０１のノード０１００およびサブＨＣＮ１０の１０００を接続することになる。このとき、図２５の関係によると、ノード００００から波長λ０  、λ１  の信号光を送出することによって接続可能となる。ノード００００から送出された波長λ０  の信号光は、サブＨＣＮ００の信号出力用ＡＷＧ５の入力ポート０へ入力され、出力ポート０から出力される。信号出力用ＡＷＧ５の出力ポート０には、サブＨＣＮ０１の信号入力用ＡＷＧ６の入力ポート０が接続されているので、この波長λ０  の信号光は信号入力用ＡＷＧ６の出力ポート０からノード０１００へ入力される。同様に、ノード００００から送出された波長λ１  の信号光は、サブＨＣＮ００の信号出力用ＡＷＧ５およびサブＨＣＮ１０の信号入力用ＡＷＧ６を通過し、ノード１０００へ入力される。
【００７９】
以下同様に、各ノードの入出力信号光の波長を適切に選択することによって、全てのノードをＨＣＮ接続することが可能となる。すなわち、４つの２次ＨＣＮ（ノード数４）を、ＡＷＧを介してＨＣＮ接続することにより、４次ＨＣＮ（１６ノード）を実現される。
【００８０】
本構成によれば、サブＨＣＮの信号入出力用ＡＷＧのポート数分だけＨＣＮの次数を拡張することが可能である。図２４の場合で言えば、信号入出力用ＡＷＧが４ポートあるので、この４ポートを用いて１６個のサブＨＣＮを図２６のようなＨＣＮ接続することにより、最大６次ＨＣＮ（６４ノード）まで拡張することが可能である。なお、図２６において、９はサブＨＣＮを示し、各サブＨＣＮが接続線を介して接続される。
【００８１】
以上説明したように、本実施形態によれば、ＨＣＮ接続されたサブＨＣＮ間を接続するために、各ノードに波長多重信号の送受信部を設け、サブＨＣＮに信号出力用ＡＷＧ５と信号入力用ＡＷＧ６を設け、これら２つのＡＷＧを用いて複数のサブＨＣＮをＨＣＮ接続することにより、ＨＣＮの次数あるいはノード数を容易に拡張することができる。
【００８２】
（第３の実施形態）
図２７は、本発明の波長多重ネットワークの第３の実施形態を示す。本実施形態は、図２４に示す第２の実施形態のサブＨＣＮ内の配線をＷＤＭ方式とＡＷＧを用いて実現し、さらにサブＨＣＮ内でノード間を入出力する波長とサブＨＣＮ間を入出力する波長の帯域を分け、それぞれの帯域ごとに合分波する群合分波器を用いて各ノードからの信号入出力線をそれぞれ１本とする構成について説明する。
【００８３】
図において、サブＨＣＮ００、０１は、それぞれノード００００〜０１１１、ノード１０００〜１１１１を収容し、各ノード間が８ポートのＡＷＧ１を介してＨＣＮ接続される。８ポートのＡＷＧによる３次ＨＣＮは、図３７に示す従来のＨＣＮでも対応できる。
【００８４】
各ノードには、複数の波長信号光を多重化して出力する光送信部と、入力された波長多重信号光を分波して受信する光受信部が備えられる。一方、各サブＨＣＮには、外部ネットワークへのインターフェースとして信号出力用ＡＷＧ５および信号入力用ＡＷＧ６が接続される。各ノードの光送信部には、群分波器７を介してＡＷＧ１および信号出力用ＡＷＧ５の対応する入力ポートが接続され、各ノードの光受信部には、群合波器８を介してＡＷＧ１および信号入力用ＡＷＧ６の対応する出力ポートが接続される。
【００８５】
図２８は、群分波器７の機能を示す。なお、群合波器８は群分波器７と可逆であるので、ここでは群分波器７によりその機能を説明する。図２８（ａ）  に示す群分波器７ａは、サブＨＣＮ内をＨＣＮ接続するための信号光の使用波長帯をλ０  〜λｐ−１  の短波長側とし、サブＨＣＮ間を接続するための信号光の使用波長帯をλｐ  〜λｑ  の長波長側とする構成に適用される。群分波器７ａの動作は、入力された波長多重信号光をサブＨＣＮ内接続用の波長帯とサブＨＣＮ間接続用の波長帯とを分波して出力する。このような機能は、例えば入力波長多重信号光を光カプラなどを用いて２分岐し、一方の出力には短波長側の波長帯のみを通過するハイパス光フィルタを接続し、他方の出力には長波長側の波長帯のみを通過するローパス光フィルタを接続することにより実現できる。また、短波長側を波長１．３  μｍ帯とし、長波長側を波長１．５５μｍ帯とすれば、市販のＷＤＭカプラを用いることもできる。
【００８６】
図２８（ｂ）  に示す群分波器７ｂは、サブＨＣＮ内をＨＣＮ接続するための信号光の使用波長と、サブＨＣＮ間を接続するための信号光の使用波長が交互になるような構成に適用される。このような群分波器７ｂは、例えば入力波長多重信号光を光カプラなどを用いて２分岐し、各出力に透過波長に周期性のあるファブリペロ型フィルタ等を接続することにより実現できる。
【００８７】
このように、本実施形態では、サブＨＣＮ内接続用のＡＷＧ１と、サブＨＣＮ間接続用の信号出力用ＡＷＧ５および信号入力用ＡＷＧ６をそれぞれ用意し、サブＨＣＮ内外への接続の切り分けをＡＷＧ外の群分波器７および群合波器８で実現することにより、各ノードに入出力する信号線が２本だけで第２の実施形態と同様の機能を実現することができる。さらに、光サーキュレータを組み合わせることにより、各ノードへの入出力信号線を１本にすることが可能となる。また、本実施形態の構成では波長選択の自由度を大きい。例えば、上記のようにサブＨＣＮ内の接続には安価な１．３  μｍ帯の光部品を用い、サブＨＣＮ間の接続には長距離伝送が可能な１．５５μｍ帯の光部品を用いることが可能となる。そのため、ネットワークを安価に実現することが可能となる。
【００８８】
なお、図２７のＨＣＮは、８ノードからなる３次ＨＣＮを２個接続して４次ＨＣＮ（１６ノード）  を実現する構成である。ネットワーク拡張用のＡＷＧは８ポートなので、これを全て利用すれば最大で  ２５６個のサブＨＣＮをＨＣＮ接続することができる。その場合には、全体で１１次ＨＣＮ（２０４８ノード）、各ノードの入出力波長信号数は１１となる。
【００８９】
図２９は、第３の実施形態のサブＨＣＮとして第１の実施形態の構成（図１）を適用した例を示す。図において、ノード００００〜１１１１、ＡＷＧ１、光カプラ２，３は図１に示す第１の実施形態の構成に対応し同様に接続される。また、群分波器７および群合波器８、サブＨＣＮ間接続に用いる信号出力用ＡＷＧ５および信号入力用ＡＷＧ６は、図２７に示す第３の実施形態に対応する。
【００９０】
ここで、群分波器７−１は、ノード００００〜０１１１からの出力信号光を分波し、ＡＷＧ１の入力ポート０〜７および信号出力用ＡＷＧ５の入力ポート８〜１５に接続する。群分波器７−２は、ノード１０００〜１１１１からの出力信号光を分波し、ＡＷＧ１の入力ポート０〜７および信号出力用ＡＷＧ５の入力ポート０〜７に接続する。群合波器８−１は、ＡＷＧ１の出力ポート０〜７および信号入力用ＡＷＧ６の出力ポート１５〜８の出力信号光をノード００００〜０１１１に接続する。群合波器８−２は、ＡＷＧ１の出力ポート０〜７および信号入力用ＡＷＧ６の出力ポート０〜７の出力信号光をノード１１１１〜１０００に接続する。
【００９１】
このような構成により、少ないポート数のＡＷＧを用いてＨＣＮを構成することが可能となり、経済的にネットワークを構築できる。図２９のサブＨＣＮのノード数は１６で４次ＨＣＮとなっている。このサブＨＣＮでサブＨＣＮ間接続に用いる信号入出力用ＡＷＧ５，６は１６ポートなので、これを全て利用すれば２１６個のサブＨＣＮをＨＣＮ接続することができる。その場合には、全体で２０次ＨＣＮ（１，０４８，５７６  ノード）となる。
【００９２】
以上説明したように、図２７〜２９に示す第３の実施形態では、各ノードへの入出力信号線の数を少なくすることができ、経済的にＨＣＮを実現することが可能となる。
【００９３】
（第４の実施形態）
図３０は、本発明の波長多重ネットワークの第４の実施形態を示す。本実施形態は、第２および第３の実施形態において、他のサブＨＣＮとの接続用に設けられている信号出力用ＡＷＧ５の出力ポートに波長多重・時間多重変換回路（ＷＤＭ／ＴＤＭ）を接続し、信号入力用ＡＷＧ６の入力ポートに時間多重・波長多重変換回路（ＴＤＭ／ＷＤＭ）を接続することにより、再帰的なネットワーク構築を可能とするものである。
【００９４】
図において、サブＨＣＮ９は、ここでは図２７に示す第３の実施形態の１つのサブＨＣＮとする。信号出力用ＡＷＧ５の出力ポート０〜７には、それぞれＷＤＭ／ＴＤＭ１０が接続され、さらにその出力が波長多重回路１１により波長多重されて外部に出力される。外部からの波長多重信号は波長分離回路１２により波長分離され、さらにそれぞれ対応するＴＤＭ／ＷＤＭ１３を介して信号入力用ＡＷＧ６の入力ポート０〜７に接続される。図３０は、このようなサブＨＣＮ９を一つのノードとして階層的に接続した状態を示す。
【００９５】
図３１は、信号出力用ＡＷＧ５の各出力ポートに接続されるＷＤＭ／ＴＤＭ１０の構成例を示す。ＷＤＭ／ＴＤＭ１０は、ＷＤＭ／ＴＤＭ変換部１４と光源１５から構成される。
【００９６】
ＷＤＭ／ＴＤＭ変換部１４には、波長多重信号光（図ではλ０  〜λ３  ）が入力される。ここでは、各波長信号光は強度変調されたパルス信号とする。ＷＤＭ／ＴＤＭ変換部１４は、入力された複数の波長信号光を分波し、各波長ごとに電気信号に変換した後にパルス幅を圧縮して時間軸上に多重化する。さらに、この時分割多重信号で光源１５から出力される波長λａ  の光を変調して出力する。なお、光源１５は予め発振波長が決められた光源を用いてもよいし、波長可変光源を用いてもよい。このようにＷＤＭ／ＴＤＭ１０は、複数の異なる波長の光信号を単一波長の光信号に変換する機能をもつ。なお、ここでは、入出力信号光として強度変調された光信号を想定しているが、位相変調、周波数変調など他の変調方式であってもよい。
【００９７】
信号出力用ＡＷＧ５の各出力ポートに接続されるＷＤＭ／ＴＤＭ１０の各光源１５の波長は互いに異なっており、それぞれ異なる単一波長の光に時間多重された信号が図３０に示す波長多重回路１１により波長多重される。この波長多重された信号は、図３０の波長分離回路１２で波長分離されて各ＴＤＭ／ＷＤＭ１３に入力される。
【００９８】
図３２は、信号入力用ＡＷＧ６の各入力ポートに接続されるＴＤＭ／ＷＤＭ１３の構成例を示す。ＴＤＭ／ＷＤＭ１３は、ＴＤＭ／ＷＤＭ変換部１６と複数の光源１７から構成され、ＷＤＭ／ＴＤＭ１０と逆の動作をする。
【００９９】
ＴＤＭ／ＷＤＭ変換部１６には、単一波長の光に時間多重された信号が入力され、一旦電気信号に変換して複数の時間多重分離信号を生成する。そして、時間多重分離された各信号は、互いに波長が異なる光源１７からの光をそれぞれ変調し、波長多重して出力する。なお、複数の光源１７は、互いに異なる波長の光源を複数個用いてもよいし、波長可変光源を用いてもよい。
【０１００】
このように、サブＨＣＮの入出力端にＷＤＭ／ＴＤＭ１０およびＴＤＭ／ＷＤＭ１３を付加することにより、サブＨＣＮをサブＨＣＮと同一構成のネットワークのノード部分に埋め込むことが可能となる。その際、ＷＤＭ／ＴＤＭ１０から出力される信号光の波長、ＴＤＭ／ＷＤＭ１３から出力される信号光の波長は、それぞれネットワーク全体がＨＣＮを構成するように設定される必要がある。図３０では８ノードからなる３次ＨＣＮを２回再帰的に構成することによって、６４ノードからなる６次ＨＣＮを実現している。同じような構成を繰り返すことによって、ネットワーク規模をさらに拡大することが可能である。
【０１０１】
図３３は、第４の実施形態を用いて再帰的にネットワークを構成した場合の物理的なネットワークの構成を示す。図において、２１はサブＨＣＮ内のノード、２２はサブＨＣＮのノード以外のＡＷＧを含む回路部分、２３は再帰的にネットワークを構成した際の上位ネットワークのノード以外の回路部分を表す。
【０１０２】
サブＨＣＮは、ＡＷＧを中心としたスター網構成をもつと見ることもできるので、再帰的なネットワーク構成では図のような階層型スター網構成をとる。これは、現在の通信網の構成に近い形であり、既存のネットワークとの整合性もよいと言える。また、階層の上部にいくにつれて、各光ファイバに多重化される信号の容量が大きくなるので、本発明の第２の実施形態と組み合わせた構成も現実的な実現方法として考えられる。
【０１０３】
以上説明したように、本実施形態によれば、サブＨＣＮを相互にＨＣＮ接続して大規模なＨＣＮを構成する波長多重ネットワークにおいて、ＷＤＭ／ＴＤＭ１０およびＴＤＭ／ＷＤＭ１３を組み合わせることによって再帰的なネットワーク構成を可能とし、大規模なＨＣＮが実現可能となる。
【０１０４】
（第５の実施形態）
ところで、第２および第３の実施形態では、サブＨＣＮ同士を接続するためにＡＷＧを用いており、その間の配線はＡＷＧのポート数および接続するサブＨＣＮ数に応じて複雑になる。例えば、ＡＷＧのポート数が４であれば、最大で１６個のサブＨＣＮのＨＣＮ接続が可能であるが、各サブＨＣＮが互いに離れていればその間をＨＣＮ接続することは容易ではない。第５の実施形態では、空間多重（ＳＤＭ）を用いることにより、サブＨＣＮ間のケーブル布設を容易にしたものである。
【０１０５】
図３４は、本発明の波長多重ネットワークの第５の実施形態を示す。本実施形態は、サブＨＣＮ００〜１１間を接続するために、各サブＨＣＮの信号出力用ＡＷＧ５および信号入力用ＡＷＧ６に接続される入出力線を多芯光ファイバケーブル２４に収容し、インターコネクションノード２５に集線した構成になっている。なお、サブＨＣＮ内の構成は、第２および第３の実施形態のいずれでもよい。
【０１０６】
インターコネクションノード２５は、複数の入出力線をＨＣＮ接続する。インターコネクションノード２５内のＨＣＮ接続は、光ファイバをＨＣＮ接続してもよいし、平面光導波路を用いてＨＣＮ接続する導波路パターンを形成してもよい。なお、各サブＨＣＮの信号出力用ＡＷＧ５および信号入力用ＡＷＧ６は４ポートあり、最大で１６個のサブＨＣＮを接続可能であるので、インターコネクションノード２５ではそのための空きポートが用意されている。
【０１０７】
このように、サブＨＣＮの入出力線をインターコネクションノード２５に集線し、その中でＨＣＮ接続する構成にすることにより、互いに離れた位置にあるサブＨＣＮ同士を直接ＨＣＮ接続する場合に比べて、配線が単純になるとともに、光ファイバ敷設の手間を簡略化することができる。これにより、経済的にＨＣＮを構成することが可能となる。
【０１０８】
（第６の実施形態）
図３５は、本発明の波長多重ネットワークの第６の実施形態を示す。本実施形態は、これまで説明した各実施形態を組み合わせて、大規模なＨＣＮを階層的に実現する構成を示す。
【０１０９】
図において、２６はノード、２７はＡＷＧと群合分波器とＷＤＭ／ＴＤＭとＴＤＭ／ＷＤＭからなるノード、２８はＡＷＧと群合分波器からなるノード、２９はインターコネクションノード、３０〜３３は第１〜第４のサブＨＣＮ階層を表す。各階層の構成は、例えば第１階層および第２階層に第４の実施形態の構成（図３０）を適用し、第３階層には第５の実施形態の構成（図３４）を適用しており、第４階層はノード間を直接ＨＣＮ接続する構成になっている。このように、本発明の各実施形態および直接ＨＣＮ接続する構成を組み合わせて階層的にＨＣＮを構成することにより、既存の通信網と整合がとれた形で大規模なＨＣＮを実現することができる。
【０１１０】
ここでサブＨＣＮの階層化により実現可能な伝送容量の具体的数値例を示す。
第１階層では、各ノードの伝送容量を２．５［Ｇｂｉｔ／ｓ］×４チャネル（４波）、ノード数を１６とすると、１０  ［Ｇｂｉｔ／ｓ］×１６＝１６０［Ｇｂｉｔ／ｓ］が実現する。
【０１１１】
第２階層まででは、各ノードの伝送容量が２．５［Ｇｂｉｔ／ｓ］×８チャネル（８波）、ノード数が２５６  となり、２０  ［Ｇｂｉｔ／ｓ］×２５６  ＝５．１２  ［Ｔｂｉｔ／ｓ］が実現する。
第３階層まででは、各ノードの伝送容量が２．５［Ｇｂｉｔ／ｓ］×１２チャネル（１２波）、ノード数が４，０９６  となり、３０  ［Ｇｂｉｔ／ｓ］×４０９６＝１２２．８８  ［Ｔｂｉｔ／ｓ］が実現する。
【０１１２】
第４階層まででは、各ノードの伝送容量が２．５［Ｇｂｉｔ／ｓ］×１６チャネル（１６波）、ノード数が６５，５３６となり、４０  ［Ｇｂｉｔ／ｓ］×６５５３６  ＝２．６２  ［Ｐｂｉｔ／ｓ］が実現する。
【０１１３】
以上説明したように、本実施形態によれば、本発明の第１〜第５の実施形態の構成を組み合わせて階層的にＨＣＮを構成することによって、大規模なＨＣＮを実現することができる。しかも、上記のように階層化によりペタビットネットワークが実現可能な場合でも、上位の階層で各ノードの処理速度が飛躍的に大きくなることがなく、現状の技術で十分に対応可能である。
【０１１４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の波長多重ネットワークは、ＷＤＭ方式と周回性波長多重分離素子（例えはＡＷＧ）を組み合わせたＨＣＮにおいて、次のような効果が得られる。
【０１１５】
ＡＷＧの入出力ポートに光カプラを接続し、ＡＷＧの入出力ポートに複数のノードを接続することにより、少ないポート数のＡＷＧを用いて大規模なＨＣＮを実現することができる。
【０１１６】
また、ＡＷＧをサブＨＣＮ間の信号入出力用に用いることにより、ＨＣＮをさらに拡張することが可能になる。
また、サブＨＣＮ内のＨＣＮ接続用とサブＨＣＮ間のＨＣＮ接続用の波長帯を分離し、波長帯ごとに合分波を行う群合分波器を用いることにより、サブＨＣＮ内外の接続をＡＷＧで実現し、全体として配線数を削減することができる。
【０１１７】
また、ＷＤＭ／ＴＤＭ、ＴＤＭ／ＷＤＭの各変換回路をサブＨＣＮ接続時に用いることにより、再帰的なネットワーク構成が可能となり、現状のネットワーク構成との整合性がよい大規模なネットワークを経済的に実現することができる。
【０１１８】
さらに、以上の各構成を組み合わせることにより、大規模かつ大容量のネットワークを低コストで実現することができる。
なお、本発明の波長多重ネットワークは、主にＬＡＮ、ＷＡＮへの適用を想定しているが、適用分野はこれに限られるものでなく、広域ネットワークや並列処理装置内のプロセッサ間、プロセッサ−メモリ間ネットワーク、あるいはルータ、ＡＴＭスイッチ内の配線としても適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の波長多重ネットワークの第１の実施形態を示す図。
【図２】８ポートのＡＷＧを用いて４次ＨＣＮ（１６ノード）を構成する過程を説明する図。
【図３】８ポートのＡＷＧによる４次ＨＣＮの接続関係（１）  を示す図。
【図４】８ポートのＡＷＧによる４次ＨＣＮの接続関係（２）  を示す図。
【図５】８ポートのＡＷＧによる４次ＨＣＮの接続関係（３）  を示す図。
【図６】８ポートのＡＷＧによる４次ＨＣＮの接続関係（４）  を示す図。
【図７】８ポートのＡＷＧによる４次ＨＣＮの接続関係（その他）を示す図。
【図８】１６ポートのＡＷＧによる５次ＨＣＮの接続関係（１）  を示す図。
【図９】１６ポートのＡＷＧによる５次ＨＣＮの接続関係（２）  を示す図。
【図１０】１６ポートのＡＷＧによる５次ＨＣＮの接続関係（３）  を示す図。
【図１１】１６ポートのＡＷＧによる５次ＨＣＮの接続関係（４）  を示す図。
【図１２】３２ポートのＡＷＧによる６次ＨＣＮの接続関係（１）  を示す図。
【図１３】３２ポートのＡＷＧによる６次ＨＣＮの接続関係（２）  を示す図。
【図１４】ＨＣＮパターン例を示す図。
【図１５】３２ポートのＡＷＧによる６次ＨＣＮの接続関係（図１２，１３）を示す図。
【図１６】３２ポートのＡＷＧによる７次ＨＣＮの接続関係（１）  を示す図。
【図１７】３２ポートのＡＷＧによる７次ＨＣＮの接続関係（２）  を示す図。
【図１８】３２ポートのＡＷＧによる７次ＨＣＮの接続関係（３）  を示す図。
【図１９】３２ポートのＡＷＧによる７次ＨＣＮを構成する条件２を説明する図。
【図２０】３２ポートのＡＷＧによる７次ＨＣＮを構成する条件３を説明する図。
【図２１】３２ポートのＡＷＧによる７次ＨＣＮを構成する条件４を説明する図。
【図２２】７次ＨＣＮにおける３２ポートのＡＷＧとノードの接続関係を示す図。
【図２３】３２ポートのＡＷＧによる７次ＨＣＮのＨＣＮパターンを示す図。
【図２４】本発明の波長多重ネットワークの第２の実施形態を示す図。
【図２５】信号入出力用ＡＷＧ５，６の入出力ポートと入出力波長の関係を示す図。
【図２６】４次ＨＣＮの接続関係を示す図。
【図２７】本発明の波長多重ネットワークの第３の実施形態を示す図。
【図２８】群分波器７の機能を説明する図。
【図２９】第３の実施形態のサブＨＣＮとして第１の実施形態の構成（図１）を適用した例を示す図。
【図３０】本発明の波長多重ネットワークの第４の実施形態を示す図。
【図３１】ＷＤＭ／ＴＤＭ１０の構成例を示す図。
【図３２】ＴＤＭ／ＷＤＭ１３の構成例を示す図。
【図３３】第４の実施形態を用いて再帰的にネットワークを構成した場合の物理的なネットワークの構成を示す図。
【図３４】本発明の波長多重ネットワークの第５の実施形態を示す図。
【図３５】本発明の波長多重ネットワークの第６の実施形態を示す図。
【図３６】スターカプラを用いた従来の波長多重ネットワークの構成例を示す図。
【図３７】ＷＤＭ方式とＡＷＧを組み合わせてＨＣＮを実現する従来例を示す図。
【図３８】ハイパーキューブネットワークの構成を示す図。
【図３９】ＡＷＧの入出力ポート間の信号波長および各入出力ポートに接続されるノードの関係を示す図。
【符号の説明】
１  アレイ導波路回折格子型フィルタ（ＡＷＧ）
２，３  光カプラ
５  信号出力用ＡＷＧ
６  信号入力用ＡＷＧ
７  群分波器
８  群合波器
９  サブＨＣＮ
１０  波長多重・時間多重変換回路（ＷＤＭ／ＴＤＭ）
１１  波長多重回路
１２  波長分離回路
１３  時間多重・波長多重変換回路（ＴＤＭ／ＷＤＭ）
１４  ＷＤＭ／ＴＤＭ変換部
１５  光源
１６  ＴＤＭ／ＷＤＭ変換部
１７  光源
２１  サブＨＣＮ内のノード
２２  サブＨＣＮのノード以外のＡＷＧを含む回路部分
２３  上位ネットワークのノード以外の回路部分
２４  多芯光ファイバケーブル
２５  インターコネクションノード
２６  ノード
２７  ＡＷＧと群合分波器とＷＤＭ／ＴＤＭとＴＤＭ／ＷＤＭからなるノード
２８  ＡＷＧと群合分波器からなるノード
２９  インターコネクションノード
３０〜３３  第１〜第４のサブＨＣＮ階層
【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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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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