(57)【要約】【課題】  複数の通信端末を伝達するデータフレームの流れが、論理的にリングの伝送パルスを形成する光通信ネットワークシステムにおいて、各通信端末における光信号の転送処理のための遅延時間を大幅に短縮させる。【解決手段】  各通信端末において、伝送パスから入力した光信号を、光分流器（１４１）によって受信用光信号と転送用光信号とに分離し、転送用光信号は、電気的な信号処理を一切行わず、波長変換器（１７０）により通信端末が有する光源（１６０）の波長に波長変換して次端末に転送する。各通信端末に他の通信端末から送信されたデータフレームが入力された場合は、自分の送信データを送出するための光変調器駆動回路（１９０）を停止する。論理的リングの伝送パスを一周して送信元の通信端末に再度入力したデータフレームは、光ゲート装置（１２０）で遮断され消滅する。【選択図】  図４
2006325029.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の通信端末で構成され、前記複数の通信端末を伝達するデータフレームの流れが、論理的にリングの伝送パスを形成する光通信ネットワークシステムにおいて、
送信元の通信端末に関する情報を含むヘッダ部と送信データ部とフレーム終了指示部とを含む固定長のデータフレームが前記論理的リングの伝送パスを経由して前記複数の通信端末を周回し、
各前記通信端末は、
前記データフレームを送信する手段と、
他の通信端末からの前記データフレームを受信する手段と、
当該通信端末に入力された前記データフレームの光信号を、データフレーム内の情報を変更することなく、当該通信端末の具備する光源から送出される光の波長に変換して次の通信端末に転送する手段と
を具備することを特徴とする光通信ネットワークシステム。
【請求項２】
前記伝送パスから前記データフレームの光信号が入力していないときにのみ、前記送信する手段は前記データフレームを送信することを特徴とする請求項１に記載の光通信ネットワークシステム。
【請求項３】
前記通信端末は、前記伝送パスから入力した前記データフレームの光信号が、自端末から送信されたものか、他端末から送信されたものかを判断する手段を有することを特徴とする請求項１または２に記載の光通信ネットワークシステム。
【請求項４】
前記通信端末は、前記判断する手段により前記伝送パスから入力した前記データフレームの光信号が自端末から送信されたものであると判断した場合には、自端末からの当該データフレームを破壊することを特徴とする請求項３に記載の光通信ネットワークシステム。
【請求項５】
複数の通信端末で構成され、前記複数の通信端末を伝達するデータフレームの流れが、論理的にリングの伝送パスを形成する光通信ネットワークシステムにおいて、
送信元の通信端末に関する情報を含むヘッダ部と送信データ部とフレーム終了指示部とを含む固定長のデータフレームが前記論理的リングの伝送パスを経由して前記複数の通信端末を周回し、
各前記通信端末は、
他の通信端末から送出された光信号が入力する通信端末光信号入力ポートと、
他の通信端末に光信号を送出する通信端末光信号出力ポートと、
前記通信端末光信号入力ポートから入力した前記光信号のデータフレームのヘッダ情報から当該データフレームの送信元の通信端末を判別し、送信元の通信端末が自通信端末である場合には当該データフレームの光信号を遮断することによって除去し、送信元の通信端末が自通信端末でない場合には当該データフレームを透過するとともに光変調停止用制御信号を送信する光ゲート装置と、
前記光ゲート装置を透過した光信号を２つの出力ポートに分流して出力する第１光分流器と、
前記第１光分流器から入力した光信号を受信する光信号受信部と、
特定の波長に設定された連続光を送出する光源と、
前記光源から出力した前記連続光を２つの出力ポートに分流して出力する第２光分流器と、
前記第２光分流器から入力された連続光をデータフレーム送出駆動電圧によって変調して得られる光信号を出力する光変調器と、
自通信端末が送信元となるデータフレームを送信する場合は、前記光変調器に対して前記データフレーム送出駆動電圧を出力し、かつ前記光ゲート装置から送信された前記光変調停止用制御信号によって前記データフレーム送出駆動電圧を出力状態から出力停止状態に切り替える光変調器駆動回路と、
前記第１光分流器から入力された光信号の波長を前記第２光分流器から入力された前記連続光の波長に変換して出力する波長変換器と、
前記光変調器から入力した光信号と前記波長変換器から入力した光信号を合流して前記通信端末光信号出力ポートから出力する光合流器と
を具備することを特徴とする光通信ネットワークシステム。
【請求項６】
複数の通信端末で構成され、前記複数の通信端末を伝達するデータフレームの流れが、論理的にリングの伝送パスを形成する光通信ネットワークシステムにおいて、
送信元の通信端末に関する情報を含むヘッダ部と送信データ部とフレーム終了指示部とを含む固定長のデータフレームが前記論理的リングの伝送パスを経由して前記複数の通信端末を周回し、
各前記通信端末は、
他の通信端末から送出された光信号が入力する通信端末光信号入力ポートと、
他の通信端末に光信号を送出する通信端末光信号出力ポートと、
前記通信端末光信号入力ポートから入力した前記光信号のデータフレームのヘッダ情報から当該データフレームの送信元の通信端末を判別し、送信元の通信端末が自通信端末である場合には当該データフレームの光信号を遮断することによって除去し、送信元の通信端末が自通信端末でない場合には当該データフレームを透過するとともに光変調停止用制御信号を送信する光ゲート装置と、
特定の波長に設定された連続光を送出する光源と、
前記光源から出力した前記連続光を２つの出力ポートに分流して出力する光分流器と、
前記第２光分流器から入力された連続光をデータフレーム送出駆動電圧によって変調して得られる光信号を出力する第１光変調器と、
自通信端末が送信元となるデータフレームを送信する場合は、前記第１光変調器に対して前記データフレーム送出駆動電圧を出力し、かつ前記光ゲート装置から送信された前記光変調停止用制御信号によって前記データフレーム送出駆動電圧を出力状態から出力停止状態に切り替える光変調器駆動回路と、
前記光ゲート装置を透過した光信号を受信すると共に、受信した光信号をデータフレーム送出駆動電圧に変換して出力する光信号受信部と、
前記光分流器から入力された連続光を前記光信号受信部から入力された前記データフレーム送出駆動電圧によって変調して得られる光信号を出力する第２光変調器と、
前記第１光変調器から入力した光信号と前記第２光変調器から入力した光信号を合流して前記通信端末光信号出力ポートから出力する光合流器と
を具備することを特徴とする光通信ネットワークシステム。
【請求項７】
前記光ゲート装置は、
１つの光信号入力ポートと、
１つの光信号出力ポートと、
１つの制御信号出力ポートと、
前記光信号入力ポートから入力した光信号を２つの出力ポートに分流して出力する光分流器と、
前記光分流器から入力した前記光信号のデータフレームのヘッダ情報が、自通信端末が送信元である場合のヘッダ情報と一致しているか否かを判定し、その判定結果を示す判定信号を出力するヘッダ判定装置と、
前記光信号出力ポートに接続し、制御信号によって前記光分流器から入力する光信号の透過と遮断を切り替える光ゲート素子と、
前記制御信号出力ポートに接続し、前記ヘッダ判定装置から入力した前記判定信号が前記データフレームのヘッダ情報が自通信端末が送信元である場合のヘッダ情報と一致していることを示す場合には、前記光ゲート素子を遮断状態にする前記制御信号を前記光ゲート素子に出力し、前記ヘッダ判定装置から入力した前記判定信号が前記データフレームのヘッダ情報が自通信端末が送信元である場合のヘッダ情報と一致していないことを示す場合には、前記光ゲート素子を透過状態にする前記制御信号を前記光ゲート素子に出力すると共に前記光変調器駆動回路の動作を停止するための前記光変調停止用制御信号を出力する信号処理回路と
を具備することを特徴とする請求項５または６に記載の光通信ネットワークシステム。
【請求項８】
前記光源は、１つの任意の波長の連続光を送出することが可能な波長可変光源である  ことを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の光通信ネットワークシステム。
【請求項９】
前記光源は、１つの一定の波長の連続光を送出する固定波長光源であることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の光通信ネットワークシステム。
【請求項１０】
Ｎ個（Ｎは２以上の整数）の通信端末の対応する入出力ポートにそれぞれ接続するＮ個の入力ポート及びＮ個の出力ポートを有し、１つの入力ポートに入力された光はその波長に応じてそれぞれ異なる出力ポートから出力され、且つ１つの出力ポートから出力される光の波長は入力ポート毎に異なるＮ×Ｎアレイ導波路回折格子と、
前記複数の通信端末を伝達するデータフレームの流れが論理的にリングの伝送パスを形成するように各前記光源の波長を個別に設定する管理端末と
を有することを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の光通信ネットワークシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の通信端末が光導波路を用いて論理的にリング状に接続された光通信ネットワークシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
情報化社会の進展に伴って、イントラネットや組織内のネットワークにおいて、各通信端末間で情報を共有したり、特定の通信端末に情報を配信したり、あるいは各通信端末間で特定の情報を分散処理する要望が高まってきており、これを廉価で容易に、しかも安定して実現する方法が望まれている。
【０００３】
これを実現する方法としては、図１に示すように、各通信端末１０を光導波路（光伝送路）２０によってリング状に接続して伝送パスを形成し、１つのデータフレーム３０がその伝送パス上を周回することによって、各通信端末間での情報共有を可能にする方法が挙げられる（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
特許文献１に記載の各ノード装置（通信端末）１０は、それぞれ、ノード装置のそれぞれの処理を統括制御するホスト計算機と、フレーム伝送路２０を介して他のノード装置のホスト計算機との間でデータ通信を行う際の通信制御を行う通信制御装置と、自通信端末のホスト計算機及び通信制御装置の双方からアクセス可能なメモリ装置とを備えている。このように、全てのノード装置１０は、通信制御装置及びメモリ装置を構成要素として同様に備えているが、ノード装置相互間においては、通信制御装置及びメモリ装置以外のホスト計算機等の構成が異なっている。
【０００５】
上記通信制御装置は、（ａ）光ファイバを介して可変長フレーム（ＦＬＭ）３０を受信し、光電気信号変換等を行って受信フレーム信号ＲＦＬＭに変換する信号レシーバと、（ｂ）受信フレーム信号ＲＦＬＭを入力して処理するフレーム受信処理装置と、（ｃ）送信フレーム信号ＳＦＬＭの生成処理を行うフレーム送信処理装置と、（ｄ）送信フレーム信号ＳＦＬＭを光電変換等して可変長フレームＦＬＭを光ファイバに送出する信号トランスミッタとを備えている。ここで、フレーム伝送路２０を介した通信の物理層インターフェースとして、ファイバチャンネルと同様の物理層インターフェースを採用しており、信号レシーバが光電気信号変換に加えて周知の１０Ｂ／８Ｂ変換（１０ビットの伝送キャラクタを８ビットデータに変換）を行うとともに、信号トランスミッタが光電気信号変換に加えて周知の８Ｂ／１０Ｂ変換（８ビットデータを１０ビットの伝送キャラクタに変換）を行っている。このように、データフレーム３０に対して、全て信号レシーバでＯ／Ｅ（光−電気）変換し、フレーム受信処理装置とフレーム送信処理装置とで電気的処理を行い、信号トランスミッタで、Ｅ／Ｏ（電気−光）変換して送信を行なっている。データフレーム３０は可変長データフレームである。
【０００６】
このようなリング状のネットワークは、各通信端末に送受信トランシーバのみ配置し、全ての通信端末を順に連鎖的に光ファイバなどの光導波路で接続するだけで、転送処理によって廉価に多くの通信端末を接続できるため、手軽に構成できるネットワークシステムとして適している。
【０００７】
また、上記ネットワークにおいては、データ送信を行おうとする通信端末がデータフレームを受信した際に、前回のデータフレームの受信時に自分が挿入した送信データをデータフレームから削除し、新しい送信データをデータフレームに挿入し、送信している。また、データフレーム上にある他の通信端末により送信された情報を読み取り、自通信端末のメモリに保存している。
【０００８】
このような従来の光通信ネットワークシステムによれば、接続された全ての通信端末が、上記の手順に従ってデータフレームに送信データを挿入することで、データフレームが伝送パスを一周する間にそのデータを同一のリング状のネットワークに存在する他の全ての通信端末に伝達することができ、全ての通信端末間の間での情報共有が可能となる。
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−０８７２７７号公報
【特許文献２】特開２００３−０６９４９５号公報
【特許文献３】特開２００５−０７２８０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記のように、論理的リングの伝送パスを形成する従来の光ネットワークでは、データフレームがそれぞれの通信端末に入力される度に、前回のデータフレームの受信時に自分が挿入した送信データをデータフレームから削除し、新しい送信データをデータフレームに挿入するという煩雑な処理を電気回路で行わなければならないため、各通信端末における転送処理のための遅延時間が大きくなってしまう。
【００１１】
一つの論理的リングの伝送パスに多数の通信端末が存在する場合、データフレームが論理的リングの伝送パスを一周してすべての通信端末間で情報が共有されるまでにかかる時間は、各通信端末を接続する光導波路の伝送遅延時間に加えて、各通信端末における転送処理のための遅延時間が積算される。このため、各通信端末における転送処理のための遅延時間が上記のように大きいと、通信端末の数が増えるにつれて、データフレームが一つの論理的リングの伝送パスを一周するために要する時間が非常に大きくなってしまうという課題が生じる。
【００１２】
近年、テレビ会議や、コンピュータクラスタリングといった、多くの通信端末間で短時間のうちに情報を共有することが求められるアプリケーションへの需要が増大している。このような分野に対して、上記の論理的リングの伝送パスを有する情報共有ネットワークを応用することができれば、現在主に用いられているサーバクライアント型の情報共有ネットワークと比較して、システム構築の簡易さやコスト面などで非常に有利であるが、そのためにはデータフレームが論理的リングの伝送パスを一周するための時間を短縮し、より短時間での全通信端末間における情報共有を可能にする必要があり、そのためには、各通信端末での転送処理に要する遅延時間を短縮することが必要である。
【００１３】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、各通信端末が、他の通信端末からのデータフレームを、煩雑な転送処理を行うことなくそのまま次の通信端末に送信する機能を有するように構成することによって、各通信端末での遅延時間を大幅に短縮し、一つの論理的リングの伝送パスに多数の通信端末が存在する場合においても、データフレームが伝送パスを一周するために要する時間を大幅に短縮して、通信端末間での情報共有をより短時間に行うことを可能にすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明の光通信ネットワークシステムは、  複数の通信端末で構成され、前記複数の通信端末を伝達するデータフレームの流れが、論理的にリングの伝送パスを形成する光通信ネットワークシステムにおいて、送信元の通信端末に関する情報を含むヘッダ部と送信データ部とフレーム終了指示部とを含む固定長のデータフレームが前記論理的リングの伝送パスを経由して前記複数の通信端末を周回し、各前記通信端末は、前記データフレームを送信する手段と、他の通信端末からの前記データフレームを受信する手段と、当該通信端末に入力された前記データフレームの光信号を、データフレーム内の情報を変更することなく、当該通信端末の具備する光源から送出される光の波長に変換して次の通信端末に転送する手段を具備することを特徴とする。
【００１５】
好ましくは、前記伝送パスから前記データフレームの光信号が入力していないときにのみ、前記送信する手段は前記データフレームを送信する。
【００１６】
また好ましくは、前記通信端末は、前記伝送パスから入力した前記データフレームの光信号が、自端末から送信されたものか、他端末から送信されたものかを判断する手段を有する。
【００１７】
また好ましくは、前記通信端末は、前記判断する手段により前記伝送パスから入力した前記データフレームの光信号が自端末から送信されたものであると判断した場合には、自端末からの当該データフレームを破壊する。
【００１８】
さらに、本発明の光通信ネットワークシステムの各通信端末のより詳細な一態様は、他の通信端末から送出された光信号が入力する通信端末光信号入力ポートと、他の通信端末に光信号を送出する通信端末光信号出力ポートと、前記通信端末光信号入力ポートから入力した前記光信号のデータフレームのヘッダ情報から当該データフレームの送信元の通信端末を判別し、送信元の通信端末が自通信端末である場合には当該データフレームの光信号を遮断することによって除去し、送信元の通信端末が自通信端末でない場合には当該データフレームを透過するとともに光変調停止用制御信号を送信する光ゲート装置と、前記光ゲート装置を透過した光信号を２つの出力ポートに分流して出力する第１光分流器と、前記第１光分流器から入力した光信号を受信する光信号受信部と、特定の波長に設定された連続光を送出する光源と、前記光源から出力した前記連続光を２つの出力ポートに分流して出力する第２光分流器と、前記第２光分流器から入力された連続光をデータフレーム送出駆動電圧によって変調して得られる光信号を出力する光変調器と、自通信端末が送信元となるデータフレームを送信する場合は、前記光変調器に対して前記データフレーム送出駆動電圧を出力し、かつ前記光ゲート装置から送信された前記光変調停止用制御信号によって前記データフレーム送出駆動電圧を出力状態から出力停止状態に切り替える光変調器駆動回路と、前記第１光分流器から入力された光信号の波長を前記第２光分流器から入力された前記連続光の波長に変換して出力する波長変換器と、前記光変調器から入力した光信号と前記波長変換器から入力した光信号を合流して前記通信端末光信号出力ポートから出力する光合流器とを具備することを特徴とする。
【００１９】
本発明の光通信ネットワークシステムの各通信端末のより詳細な他の態様は、他の通信端末から送出された光信号が入力する通信端末光信号入力ポートと、他の通信端末に光信号を送出する通信端末光信号出力ポートと、前記通信端末光信号入力ポートから入力した前記光信号のデータフレームのヘッダ情報から当該データフレームの送信元の通信端末を判別し、送信元の通信端末が自通信端末である場合には当該データフレームの光信号を遮断することによって除去し、送信元の通信端末が自通信端末でない場合には当該データフレームを透過するとともに光変調停止用制御信号を送信する光ゲート装置と、特定の波長に設定された連続光を送出する光源と、前記光源から出力した前記連続光を２つの出力ポートに分流して出力する光分流器と、前記第２光分流器から入力された連続光をデータフレーム送出駆動電圧によって変調して得られる光信号を出力する第１光変調器と、自通信端末が送信元となるデータフレームを送信する場合は、前記第１光変調器に対して前記データフレーム送出駆動電圧を出力し、かつ前記光ゲート装置から送信された前記光変調停止用制御信号によって前記データフレーム送出駆動電圧を出力状態から出力停止状態に切り替える光変調器駆動回路と、前記光ゲート装置を透過した光信号を受信すると共に、受信した光信号をデータフレーム送出駆動電圧に変換して出力する光信号受信部と、前記光分流器から入力された連続光を前記光信号受信部から入力された前記データフレーム送出駆動電圧によって変調して得られる光信号を出力する第２光変調器と、前記第１光変調器から入力した光信号と前記第２光変調器から入力した光信号を合流して前記通信端末光信号出力ポートから出力する光合流器とを具備することを特徴とする。
【００２０】
上記の通信端末において、前記光ゲート装置は、１つの光信号入力ポートと、１つの光信号出力ポートと、１つの制御信号出力ポートと、前記光信号入力ポートから入力した光信号を２つの出力ポートに分流して出力する光分流器と、前記光分流器から入力した前記光信号のデータフレームのヘッダ情報が、自通信端末が送信元である場合のヘッダ情報と一致しているか否かを判定し、その判定結果を示す判定信号を出力するヘッダ判定装置と、前記光信号出力ポートに接続し、制御信号によって前記光分流器から入力する光信号の透過と遮断を切り替える光ゲート素子と、前記制御信号出力ポートに接続し、前記ヘッダ判定装置から入力した前記判定信号が前記データフレームのヘッダ情報が自通信端末が送信元である場合のヘッダ情報と一致していることを示す場合には、前記光ゲート素子を遮断状態にする前記制御信号を前記光ゲート素子に出力し、前記ヘッダ判定装置から入力した前記判定信号が前記データフレームのヘッダ情報が自通信端末が送信元である場合のヘッダ情報と一致していないことを示す場合には、前記光ゲート素子を透過状態にする前記制御信号を前記光ゲート素子に出力すると共に前記光変調器駆動回路の動作を停止するための前記光変調停止用制御信号を出力する信号処理回路とを具備することを特徴とすることができる。
【００２１】
また、上記の通信端末において、前記光源は、１つの任意の波長の連続光を送出することが可能な波長可変光源であるとすることができる。
【００２２】
あるいは、前記光源は、１つの一定の波長の連続光を送出する固定波長光源であるとすることもできる。
また、本発明の光通信ネットワークシステムは、Ｎ個（Ｎは２以上の整数）の通信端末の対応する入出力ポートにそれぞれ接続するＮ個の入力ポート及びＮ個の出力ポートを有し、１つの入力ポートに入力された光はその波長に応じてそれぞれ異なる出力ポートから出力され、且つ１つの出力ポートから出力される光の波長は入力ポート毎に異なるＮ×Ｎアレイ導波路回折格子と、前記複数の通信端末を伝達するデータフレームの流れが論理的にリングの伝送パスを形成するように各前記光源の波長を個別に設定する管理端末とを有することを特徴とすることができる。
【発明の効果】
【００２３】
上記構成により、本発明によれば、各通信端末に入力したデータフレームは、光信号受信部に入力される前段で光分流器によって２つに分岐され、その一方はフレームに対する処理を受けることなく、波長変換器や第２光変調器を経由して次の通信端末へと転送されるため、各通信端末での転送処理に要する遅延時間を大幅に短縮することができる。
【００２４】
また、本発明によれば、各通信端末に他の通信端末から送信されたデータフレームが入力された場合には、自分の送信データを送出するための光変調器駆動回路を停止する機構を備えているため、自通信端末から送信するデータフレームと、他の通信端末から送信されたデータフレームが衝突してしまうという不都合は起こらない。
【００２５】
また、本発明によれば、論理的リングの伝送パスを一周して送信元の通信端末に再度入力したデータフレームは、光ゲート素子で遮断され消滅するので、論理的リングの伝送パス上がデータフレームで充満し、通信端末が新たなデータフレームを送信できなくなるという不具合は起こらない。
【００２６】
以上のように、本発明によれば、各通信端末が光導波路で接続された論理的リングの伝送パス上をデータフレームが周回することによって通信端末間で情報共有が可能なネットワークにおいて、各通信端末は入力するデータフレームを受信するとともに、データフレーム内の情報を変更することなく当該通信端末の具備する光源より送出される光の波長に変換するだけで次の通信端末に送信するため、各通信端末での転送処理に要する遅延時間を大幅に短縮することが可能になる。このため、本発明によれば、ある通信端末から送信されたデータフレームを全通信端末が受信するために必要な、データフレームが論理的リングの伝送パスを一周するのに要する時間を大幅に短縮することができ、従来構成の情報共有のための光通信ネットワークシステムに比べて、より短時間での情報の共有が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００２８】
尚、以下に説明する本発明の各実施形態においては、一つのネットワークに含まれる通信端末の数Ｎは一例としてＮ＝４としているが、本発明はこれに限るものではなく、Ｎは２以上の任意の数を取り得る。
【００２９】
（第１実施形態）
図２は、本発明の光通信ネットワークシステムの第１の実施形態の構成を示す。図２において、１０１〜１０４は通信端末、１０１−１〜１０４−１は各通信端末への通信端末光信号入力ポート、１０１−２〜１０４−２は各通信端末からの通信端末光信号出力ポート、および１２１〜１２４は各通信端末間を接続する光導波路（光ファイバ）である。
【００３０】
第１の通信端末１０１と第２の通信端末１０２は第１の光導波路１２１によって接続され、第２の通信端末１０２と第３の通信端末１０３は第２の光導波路１２２によって接続され、第３の通信端末１０３と第４の通信端末１０４は第３の光導波路１２３によって接続され、第４の通信端末１０４と第１の通信端末１０１は第４の光導波路１２４によって接続されており、論理的リングの伝送パスを形成している。
【００３１】
本実施形態における光信号のデータフレームは、図３に示すように、送信元の通信端末に関する情報を含むヘッダ部３０１、送信データの内容を含むデータ部３０２、およびフレームの終了を示すフレーム終了指示部３０３から構成されている。ある通信端末、例えば、通信端末１０１から送信されたデータフレームは、各通信端末１０１〜１０４とそれらを接続する光導波路１２１〜１２４で形成される論理的にリングの伝送パスにおいて、通信端末１０２〜１０４に順次入力され、各通信端末はそのデータフレームを受信し、かつ、当該通信端末に入力されたデータフレームの光信号を、データフレーム内の情報を変更することなく当該通信端末に含まれる光源（図４で後述する）から送出される光の波長に変換して、次の通信端末に送信する。これによって、通信端末１０１から送信されたデータフレームの情報は、このデータフレームが論理的リングの伝送パスを一周する間に、全ての通信端末１０２〜１０４で受信され、全通信端末間での情報共有が可能になる。
【００３２】
次に、本実施形態における、上記通信端末の内部構成について説明する。なお、ここでは第１の通信端末１０１を代表例として説明するが、この構成は残りの通信端末１０２〜１０４に全てに共通である。
【００３３】
図４は、通信端末１０１の内部構成を示す。通信端末１０１は、光ゲート装置１２０と、第１光分流器１４１と、光信号受信部１５０と、光源１６０と、波長変換器１７０と、光変調器１８０と、第２光分流器１４２と、光変調器駆動回路１９０と、光合流器１４３とを備えている。
【００３４】
光ゲート装置１２０は、光信号入力ポート１２０−０と光信号出力ポート１２０−１と、制御信号出力ポート１２０−２を備え、後述のように、論理的リングの伝送パスを一周して送信元の通信端末に再度入力したデータフレームを遮断して消滅させ、また、他の通信端末から送信されたデータフレームが入力された場合には、自分の送信データを送信するための光変調器駆動回路１９０を停止させる。
【００３５】
第１光分流器１４１は、入力ポート１４１−０と、第１出力ポート１４１−１と、第２出力ポート１４１−２を備え、伝送パスから入力した光信号を受信用光信号と転送用光信号に分離する。光信号受信部１５０は第１光分流器１４１の第１出力ポート１４１−１から供給される受信用光信号を電気信号に変換して所定の電気的な信号処理を施す。光源１６０はλ１の波長の連続光を送出する固定波長光源である。第２光分流器１４２は、入力ポート１４２−０と、第１出力ポート１４２−１と、第２出力ポート１４２−２を備え、光源１６０からのλ１の波長の連続光を分離して波長変換器１７０と光変調器１８０とに出力する。
【００３６】
波長変換器１７０は、第１光信号入力ポート１７０−１と、第２光信号入力ポート１７０−２と、光信号出力ポート１７０−３を備え、第１光分流器１４１の第２出力ポート１４１−２から入力する転送用光信号を、光源１６０のλ１の波長に波長変換する。
【００３７】
光変調器１８０は、光信号入力ポート１８０−１と、光信号出力ポート１８０−２と駆動電圧入力端子１８０−３を備えている。光合流器１４３は、第１入力ポート１４３−１と、第２入力ポート１４３−２と、出力ポート１４３−０を備えている。光変調器駆動回路１９０は制御信号入力ポート１９０−１と、駆動電圧出力端子１９０−２を備えている。
【００３８】
また、通信端末１０１の通信端末光信号入力ポート１０１−１と光ゲート装置１２０の入力ポート１２０−０が接続され、光ゲート装置１２０の光信号出力ポート１２０−１と第１光分流器１４１の入力ポート１４１−０とが接続され、光ゲート装置１２０の制御信号出力ポート１２０−２と光変調器駆動回路１９０の制御信号入力ポート１９０−１が接続され、第１光分流器１４１の第１出力ポート１４１−１と光信号受信部１５０とが接続され、第１光分流器１４１−２と波長変換器１７０の第１光信号入力ポート１７０−１とが接続され、光源１６０と第２光分流器１４２の出力ポート１４２−０とが接続され、第２光分流器１４２の第１出力ポート１４２−１と光変調器１８０の光信号入力ポート１８０−１とが接続され、光変調器駆動回路１９０の駆動電圧出力端子１９０−２と光変調器１８０の駆動電圧入力端子１８０−３とが接続され、第２光分流器１４２の第２光信号出力ポート１４２−２と波長変換器１７０の第２光信号入力ポート１７０−２とが接続され、光変調器１８０の光信号出力ポート１８０−２と光合流器１４３の第１入力ポート１４３−１とが接続され、波長変換器１７０の光信号出力ポート１７０−３と光合流器１４３の第２入力ポート１４３−２とが接続され、光合流器１４３−０と通信端末１０１の通信端末光信号出力ポート１０１−２とが接続されている。
【００３９】
本実施形態では、固定波長光源である光源１６０から送出される連続光の波長をλ１としているが、これはある特定の波長に限定するものではなく、また、通信端末１０１〜１０４のそれぞれにおいて光源１６０から出力される連続光の波長が異なる波長であっても構わない。
【００４０】
波長変換器１７０は、第１光信号入力ポート１７０−１から入力した光信号を、第２光信号入力ポート１７０−２から入力する連続光の波長に変換して、変換した光信号を光信号出力ポート１７０−３から送信する。また、第１光信号入力ポート１７０−１もしくは第２光信号入力ポート１７０−２の少なくともどちらか一方に光が入力していないときは、光信号出力ポート１７０−３から光は出力しない。
【００４１】
図５は、波長変換器１７０が、光電変換器１７１と光変調器１７２とから構成された場合を示す。光源１６０から出力され、波長変換器１７０の第２光信号入力ポート１７０−２から入力した連続光は、光変調器１７２に入力される。一方、波長変換器１７０の第１光信号入力ポート１７０−１から入力した信号光は、光電変換器１７１に入力される。光電変換器１７１において光信号が電気信号に変換され、その電気信号によって光変調器１７２に入力された連続光は変調され、これにから入力連続光の波長λ１に入力光信号が変換されたことになる。
【００４２】
光電変換器１７０として、ｐｉｎフォトダイオード（ｐｉｎ−ＰＤ）や、アバランシエフォトダイオード（ＡＰＤ）や、単一走行キャリアフォトダイオード（ＵＴＣ−ＰＤ）などを用いることができるが、光信号を電気信号に変換できれば、これらに限定されない。また、光電変換器１７１は、前置光増幅器や電気増幅器（いずれも図示しない）を含んでいてもよい。光変調器１７２として、マッハツェンダー型強度変調器や、電界吸収型強度変調器などを用いることができるが、電気信号により光を変調できれば、これらに限定されない。また、波長変換器１７０の構成は、入力信号光の波長を所望の波長に変換することが可能であれば、図５の構成に限定されない。
【００４３】
図４の光変調器１８０は、光変調器駆動回路１９０から駆動電圧入力端子１８０−３に対してデータフレーム送出駆動電圧が印加され、このデータフレーム送出駆動電圧の印加に応じて、入力ポート１８０−１から入力した連続光を変調して出力ポート１８０−２から出力する。光変調器１８０は、光変調器駆動回路１９０からデータフレーム送出駆動電圧が与えられない場合は、出力ポート１８０−２から光は出力されない。光変調器１８０として、マッハツェンダー型強度変調器や、電界吸収型強度変調器などを用いることができるが、電気信号により光を変調できれば、これらに限定されない。
【００４４】
図４の光ゲート装置１２０は、光信号入力ポート１２０−１から入力したデータフレームのヘッダ情報からデータフレームの送信元の通信端末を判別し、送信元の通信端末が自通信端末である場合にはそのデータフレームの光信号を遮断することによって消去する。また、光ゲート装置１２０は、送信元の通信端末が自通信端末でない場合には、データフレームを光信号出力ポート１２０−１から出力するとともに、制御信号出力ポート１２０−２から光変調器駆動回路１９０からの光変調器１８０に対するデータフレーム送出駆動電圧の出力を停止するための制御信号を送信する。
【００４５】
光ゲート装置１２０の構成を図６に示す。図６に示すように、光ゲート装置１２０は、光分流器１２１と、ヘッダ判定装置１２２と、光遅延線１２５と、光ゲート素子１２３と、信号処理回路１２４とを備えている。
【００４６】
光分流器１２１は、入力ポート１２１−０と、第１出力ポート１２１−１と、第２出力ポート１２１−２とを備え、ヘッダ判定装置１２２は、光信号入力ポート１２２−１と、判定信号出力ポート１２２−２とを備え、光ゲート素子１２３は、光信号入力ポート１２３−１と、光信号出力ポート１２３−２と、制御信号入力端子１２３−３とを備え、信号処理回路１２４は、判定信号入力ポート１２４−１と、第１制御信号出力端子１２４−２と、第２制御信号出力端子１２４−３とを備えている。そして、光ゲート装置１２０の光信号入力ポート１２０−０と光分流器１２１の入力ポート１２１−０とが接続され、光分流器１２１の第１出力ポート１２１−１とヘッダ判定装置１２２の光信号入力ポート１２２−１とが出力され、光分流器１２１の第２出力ポート１２１−２と光ゲート装置１２３の光信号入力ポート１２３−１とが光遅延線１２５を介して接続され、ヘッダ判定装置１２２の判定信号出力ポート１２２−２と信号処理回路１２４の判定信号出力ポート１２４−１とが接続され、信号処理回路１２４の第１制御信号出力端子１２４−２が光ゲート素子の制御信号入力端子１２３−３に、第２制御信号出力端子１２４−３が光ゲート装置１２０の制御信号出力ポート１２０−２に接続され、光ゲート素子１２３の光信号出力ポート１２３−２と光ゲート装置１２０の光信号出力ポート１２０−１とが接続されている。
【００４７】
ヘッダ判定装置１２２は、光信号入力ポート１２２−１から入力したデータフレームのヘッダ情報が、自通信端末が送信元であるデータフレームのヘッダ情報と一致しているか否かを判定し、それらヘッダ情報が一致していない場合は判定信号出力ポート１２２−２から光信号を送出し、それらヘッダ情報が一致している場合は判定信号出力ポート１２２−２からはいかなる信号も出力しない。
【００４８】
ヘッダ判定回路１２２として、例えば、特許文献２の図１に示されている光パルス列一致判定装置を用いることができる。この光パルス列一致判定装置は、先頭から順に連続光パルス列、光ラベルパルス列、データパルス列が配置された光パケット信号を入力し、固定数ｎ個（１≦ｎ＜N）の光パルスを含むNビットの光ラベルパルス列と、固有のビットパターンを有するNビットの特定光パルス列とが一致するか否かを判定する。さらに詳しくは、この光パルス列一致判定装置は、光分岐回路で２分岐された一方の光パケット信号を入力し、その連続光パルス列の先頭の光パルスを抽出して光タイミングパルスとして出力する光タイミングパルス生成手段と、その光タイミングパルスを元に特定光パルス列を生成する光パルス列生成手段と、他方の光パケット信号の光ラベルパルス列と特定光パルス列が同時に入力されるように、光遅延線を介して光分岐回路および光パルス列生成手段に接続され、光ラベルパルス列と特定光パルス列が全ビットで一致のときに出力がなく、１ビットでも不一致があるときに光パルスを出力し、これにより光ラベルパルス列と特定光パルス列が一致しているか否かの判定結果を出力光パルスの無しまたは有りで通知する光パルス列比較手段とを備えている。
【００４９】
信号処理回路１２４は、判定信号入力ポート１２４−１から光信号が入力すると、光分流器１２１の第２出力ポート１２１−２から出力したデータフレームが光ゲート素子１２３を通過するまでの間は、光ゲート素子１２３を透過状態にする制御信号を第１制御信号出力端子１２４−２から光ゲート素子１２３に送信し、また、光変調器駆動回路１９０からのデータフレーム送出駆動電圧の出力を停止するための制御信号を第２制御信号出力端子１２４−３から光変調器駆動回路１９０に送信する。また、信号処理回路１２４は、判定信号入力ポート１２４−１に光信号が入力していないときは、第１制御信号出力端子１２４−２および第２制御端子１２４−３からいかなる信号も出力しない。
【００５０】
光ゲート素子１２３は、制御信号入力端子１２３−３に制御信号が入力されていないときは光信号を遮断し、制御信号入力端子１２３−３に制御信号が入力されている間は光信号を通過する。光ゲート素子１２３としては、例えば半導体光増幅器を用いることができるが、制御信号入力端子に入力する制御信号によって光信号の透過と遮断を切り替えることができればこれに限るものではない。
【００５１】
次に、図４および図６を参照して、本実施形態における通信端末１０１の全体の動作について説明する。なお、以下に述べる通信端末の動作は、通信端末１０１〜１０４の全てに共通である。
【００５２】
通信端末１０１に、光信号入力ポート１０１−１から光信号が入力していない場合は、通信端末１０１からの送信データ情報は光変調器駆動回路１９０に与えられ、光変調器駆動回路１９０がデータフレーム送出駆動電圧を光変調器１８０に送信することによって、光変調器１８０に入力している光源１６０から送出された連続光が変調され、変調された光信号が光合波器１４３を通過して光信号送出ポート１０１−２から送出される。この際、波長変換器１７０の第１光信号入力ポート１７０−１には光信号が入力していないため、光源１６０から送出され波長変換器１７０の第２光信号入力ポート１７０−２に入力する連続光は波長変換器１７０によって遮断されるため、光合流器１４３の第２光信号入力ポート１４３−２に光信号は入力せず、その結果、光合流器１４３で第１光信号入力ポート１４３−１から入力した光信号と第２光信号入力ポート１４３−２から入力した光信号が衝突するということは起こらない。
【００５３】
また、通信端末１０１が送信元である光信号のデータフレームが、論理的リングの伝送パスを周回した後に再び通信端末１０１に入力した場合には、当該データフレームは光信号入力ポート１０１−１を通過して光ゲート装置１２０に入力する。光ゲート装置１２０に入力したこのデータフレームは、図６に示すように、光分流器１２１によって分流され、光分流器１２１の第１出力ポート１２１−１から出力し、ヘッダ判定装置１２２に入力する。ヘッダ判定装置１２２は、入力した光信号のデータフレームのヘッダ情報がそのデータフレームが自通信端末より送信されたものである場合のヘッダ情報と一致しているため、判定信号出力ポート１２２−２からいかなる信号も出力しない。そのため、信号処理回路１２４は、判定信号入力ポート１２４−１にいかなる信号も入力しないため、第１制御信号出力端子１２４−２からいかなる信号も出力しない。このとき、光ゲート素子１２３は光信号遮断状態であるので、光分流器１２１の第２光信号出力ポート１２１−２から出力したデータフレームは、光ゲート素子１２３で遮断され、消滅する。
【００５４】
光ゲート装置１２０の上記の動作により、ある通信端末から送信されたデータフレームは、論理的リングの伝送パスを一周して全通信端末が当該データフレームの情報を受信した後、送信元の通信端末に再び入力したときに、その通信端末の光ゲート装置１２０で遮断され、消滅する。
【００５５】
また、通信端末１０１以外のいずれかの通信端末が送信元である光信号のデータフレームが通信端末１０１に入力した場合には、当該データフレームは光信号入力ポート１０１−１を通過して光ゲート装置１２０に入力する。光ゲート装置１２０に入力したデータフレームは、光分流器１２１によって分流され、光分流器１２１の第１出力ポート１２１−１から出力し、ヘッダ判定装置１２２に入力する。ヘッダ判定装置１２２は、入力した光信号のデータフレームのヘッダ情報が、そのデータフレームが自通信端末から送信されたものである場合のヘッダ情報と一致していないため、判定信号出力ポート１２２−２から光信号を送信する。信号処理回路１２４は、判定信号入力ポート１２４−１から光信号が入力されるので、第１制御信号出力端子１２４−２から、光ゲート素子１２３を光信号透過状態にする制御信号を、データフレームが光ゲート素子１２３を通過するまでの間、送信する。このため、光分流器１２１の第２出力ポート１２１−２から出力したデータフレームは光ゲート素子１２３を通過し、光ゲート装置１２０の光信号出力ポート１２０−１から出力する。
【００５６】
光遅延線１２５の長さは、光ゲート素子１２３が光信号透過状態になると同時に当該データフレームが光ゲート素子１２３に入力するように、調節されている。また、信号処理回路１２４は光変調器駆動回路１９０からのデータフレーム送出駆動電圧の出力を停止するための制御信号を第２制御信号出力端子１２４−３から出力し、出力された制御信号は、光ゲート装置１２０の制御信号出力ポート１２０−２から出力する。
【００５７】
光ゲート装置１２０の光信号出力ポート１２０−１から出力したデータフレームは、第１光分流器１４１に入力して分流され、第１出力ポート１４１−１から出力したデータフレームは光信号受信部１５０に入力し、受信される。また、第２出力ポート１４１−２から出力したデータフレームは、波長変換器１７０の第１光信号入力ポート１７０−１に入力し、第２光分流器１４２を経由して第２光信号入力ポート１７０−２に入力している光源１６０からの連続光の波長λ１に変換され、光信号出力ポート１７０−３から出力する。波長変換器１７０の光信号出力ポート１７０−３から出力した光信号は、光合流器１４３を経由して通信端末１０１の光信号出力ポート１０１−２から出力する。
【００５８】
このとき、光変調器駆動回路１９０は、光ゲート装置１２０の制御信号出力ポート１２０−２から出力された制御信号によって、上記のデータフレームが光合流器１４３を通過するまでの間は、光変調器１８０に対してデータフレーム送出駆動電圧を出力しないため、光源１６０から送出され第２光分流器１４２によって分流され光変調器１８０の光信号入力ポート１８０−１に入力する連続光は光変調器１８０によって遮断され、この結果、光合流器１４３の第１光信号入力ポート１４３−１に光信号は入力せず、光合流器１４３において第１光信号入力ポート１４３−１から入力した光信号と第２光信号入力ポート１４３−２から入力した光信号が合流するということは起こらない。
【００５９】
通信端末１０１の上記の動作によれば、通信端末１０１に入力した、通信端末１０１以外のいずれかの通信端末が送信元であるデータフレームは、光信号受信部１５０で受信されるとともに、通信端末１０１の内部ではフレームに対するいかなる処理も経ることなく、光源１６０から送出される連続光の波長λ１に変換され、光信号出力ポート１０１−２から出力される。このため、通信端末１０１における遅延時間は、各通信端末で煩雑な転送処理を行う従来の通信端末構成に比べて大幅に短縮される。
【００６０】
（第２実施形態）
図７は本発明の光通信ネットワークシステムの第２の実施形態の構成を示す。図７において、２０１〜２０４は通信端末であり、所定の波長の信号光を出力することが可能である。また、４００は４個の入力ポートと４個の出力ポートを持つ周知の４×４アレイ導波路回折格子、２１１〜２１４は各通信ノードからアレイ導波路回折格子４００に向けて送信された光信号が通る光導波路、２２１〜２２４はアレイ導波路回折格子４００から各通信端末へ向けて光信号が通る光導波路である。２１０は管理端末である。
一般に、Ｎ×Ｎアレイ導波路回折格子４００は、Ｎ個の入力ポート（Ｎは２以上の整数）及びＮ個の出力ポートを有し、１つの入力ポートに入力された光はその波長に応じてそれぞれ異なる出力ポートから出力され、且つ１つの出力ポートから出力される光の波長は入力ポート毎に異なるという特徴を有する（例えば、特許文献３を参照）。アレイ導波路回折格子４００は、入力ポート４１１〜４１４と出力ポート４２１〜４２４を有する光部品であり、入力ポート４１１〜４１４に入力された光信号を出力する出力ポート４２１〜４２４は、その光信号の波長によって一意的に決定される。
【００６１】
光導波路２１１〜２１４はそれぞれアレイ導波路回折格子４００の入力ポート４１１〜４１４に接続され、光導波路２２１〜２２４はアレイ導波路回折格子４００の出力ポート４２１〜４２４に接続されている。
【００６２】
図８は、本実施形態における、４×４アレイ導波路回折格子４００における入力ポート４１１〜４１４と出力ポート４２１〜４２４間を結ぶ波長の相関関係を示す。この相関関係は波長周回性をもつアレイ導波路回折格子の相関関係である。図中、ハッチングされた部分の波長λ２、λ４、λ２、λ４が各通信端末２０１〜２０４の信号光の波長１３０１〜１３０４に対応する。図８から、入力ポート４１１に入力した波長λ２の信号光は出力ポート４２２から出力し、入力ポート４１２に入力した波長λ４の信号光は出力ポート４２３から出力し、入力ポート４１３に入力した波長λ２の信号光は出力ポート４２４から出力し、入力ポート４１４に入力した波長λ４の信号光は出力ポート４２１から出力することが分かる。
【００６３】
従って、各通信端末２０１〜２０４の信号光の波長１３０１〜１３０４を、順にλ２、λ４、λ２、λ４に設定すれば、第１の通信端末２０１からの信号光が第２の通信端末２０２に送出され、第２の通信端末２０２からの信号光が第３の通信端末２０３に送出され、第３の通信端末２０３からの信号光が第４の通信端末２０４に送出され、第４の通信端末２０４からの信号光が第１の通信端末２０１に送出され、結果として、図９に示すような論理的リングの伝送パスを形成することができる。このように、物理的には、Ｎ×Ｎアレイ導波路回折格子４００を中心として複数の通信端末が配置されたスター状のトポロジーであるにもかかわらず、適切な波長を設定することによって論理的リングの伝送パスを実現することができる。管理端末２１０は、各通信端末２０１〜２０４に備えられた各光源から出力される連続光の波長を設定する役割を持つ。
【００６４】
上記のような、光信号の波長で論理的リングの伝送パスを実現するネットワークは、それぞれ通信端末が出力する波長を変更することによって、物理的な構成を変更することなく、論理的な伝送パスのトポロジーを柔軟に変更できるという利点がある。
【００６５】
本実施形態における論理的リングの伝送パスを流れる光信号のフレーム構成は、図３に示した第１の実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
【００６６】
次に、全体の動作を説明する。例えば、通信端末２０１から送信されたデータフレームは、各通信端末２０１〜２０４の間で論理的に形成される論理的リングの伝送パスの通信端末２０２〜２０４に順次入力され、各通信端末ではそのデータフレームを受信するとともに、当該通信端末に入力されたデータフレームの光信号を、データフレーム内の情報を変更することなく当該通信端末が具備する光源から送出される光の波長に変換して次の通信端末に送信する。これによって、通信端末２０１から送信されたデータフレームの情報を、通信端末２０２〜２０４で共有することが可能である。
【００６７】
次に、図１０を参照して、本実施形態における、通信端末２０１の構成について説明する。なお、ここでは通信端末２０１を例として説明するが、この構成は通信端末２０１〜２０４全てに共通のものである。図１０に示すように、本実施形態の通信端末２０１は、管理端末２１０からの制御信号に応じて出力する連続光の波長を設定する光源２６０と、光源２６０からの連続光を２分岐する光分流器２４１と、２分岐された一方の連続光を変調する第１光変調器２８１と、２分岐された他方の連続光を変調する第２光変調器２８２と、第１光変調器２８１を駆動する第１の実施形態と同様の光変調器駆動回路２９０と、第２変調器２８２を駆動する光信号受信部２５０と、第１の実施形態と同様の光ゲート装置１２０と、第１光変調器２８１の出力ポートと第２光変調器２８２の出力ポートに連結する光合流器２４２とを備えている。本実施形態の光源２６０は任意の波長の連続光を送出可能な波長可変光源であり、通信端末２０１及び通信端末２０３の光源２６０はλ２の波長の連続光を出力し、通信端末２０２及び通信端末２０４の光源２６０はλ４の波長の連続光を出力する。
【００６８】
光源２６０の波長可変光源として、温度を変化させる手段を備えた分布帰還形半導体レーザーや、通電電流の値を変化させる手段を備えた分布反射形半導体レーザー等を使用することができるが、外部からの制御信号によって出力する連続光の波長を制御することが可能な光源であればこれに限るものではない。
【００６９】
光分流器２４１は、入力ポート２４１−０と第１出力ポート２４１−１と第２出力ポート２４１−２とを備えている。光合流器２４２は、第１入力ポート２４２−１と第２入力ポート２４２−２と出力ポート２４２−０とを備えている。光ゲート装置１２０は、光信号入力ポート１２０−０と光信号出力ポート１２０−１と制御信号出力ポート１２０−２とを備えている。光変調器駆動回路２９０は、制御信号入力ポート２９０−１と駆動電圧出力端子２９０−２とを備えている。第１光変調器２８１は、光信号入力ポート２８１−１と光信号出力ポート２８１−２と駆動電圧入力端子２８１−３とを備えている。第２光変調器２８２は、光信号入力ポート２８２−１と光信号出力ポート２８２−２と駆動電圧入力端子２８２−３とを備えている。光信号受信部２５０は駆動電圧出力端子２５０−１を備えている。そして、通信端末２０１の通信端末光信号入力ポート２０１−１と光ゲート装置１２０の光信号入力ポート１２０−０とが接続され、光ゲート装置１２０の光信号出力ポート１２０−１と光信号受信部２５０とが接続され、光ゲート装置１２０の制御信号出力ポート１２０−２と光変調器駆動回路２９０の制御信号入力ポート２９０−１とが接続され、光変調器駆動回路２９０の駆動電圧出力端子２９０−２と第１光変調器２８１の駆動電圧入力端子２８１−３とが接続され、光信号受信部２５０の駆動電圧出力端子２５０−１と第２光変調器２８２の駆動電圧入力端子２８２−３とが接続され、光源２６０と光分流器２４１の入力ポート２４１−０とが接続され、光分流器２４１の第１出力ポート２４１−１と第１光変調器２８１の光信号入力ポート２８１−１とが接続され、光分流器２４１の第２出力ポート２４２−２と第２光変調器２８２の光信号入力ポート２８２−２とが接続され、第１光変調器２８１の光信号出力ポート２８１−２と光合流器２８２の第１入力ポート２８２−１とが接続され、第２光変調器２８２の光信号出力ポート２８２−２と光合流器２４２の第２入力ポート２４２−２とが接続され、光合流器の出力ポート２８２−０と通信端末２０１の光信号出力ポート２０１−２とが接続されている。
【００７０】
本実施形態における光ゲート装置１２０、光変調器駆動回路２９０はそれぞれ第１の実施形態における光ゲート装置１２０、光変調器駆動回路１９０と同じであるため、その説明を省略する。また、本実施形態における第１光変調器２８１および第２光変調器２８２は、第１の実施形態における光変調器１８０と同じ構成のものであるため、その説明は省略する。
【００７１】
光信号受信部２５０は、受信したデータを第２光変調器２８２に対するデータフレーム送出駆動電圧に変換し、駆動電圧出力端子２５０−１から出力する。また、光信号受信部２５０に光信号が入力されていないときは、いかなる信号も駆動電圧出力端子２５０−１から出力されない。
【００７２】
次に、本実施形態における通信端末２０１の動作について説明する。なお、以下に述べる通信端末の動作は、通信端末２０１〜２０４の全てに共通である。通信端末２０１に、光信号入力ポート２０１−１から光信号が入力していない場合には、通信端末２０１からの送信データ情報は光変調器駆動回路２９０に与えられ、光変調器駆動回路２９０がデータフレーム送出駆動電圧を第１光変調器２８１に送信することによって、第１光変調器２８１に入力している、光源２６０から送出された連続光が変調され、光合波器２４２を通過して光信号送出ポート２０１−２から送出される。この際、光信号受信部２５０には光信号が入力されていないため、光源２６０から送出され、第２光変調器２８２の光信号入力ポート２８２−２に入力する連続光は第２光変調器２８２によって遮断され、光合流器２４２の第２光信号入力ポート２４２−２に光信号は入力せず、光合流器２４２で第１光信号入力ポート２４２−１から入力した光信号と第２光信号入力ポート２４２−２から入力した光信号が衝突するということはない。
【００７３】
通信端末２０１が送信元である光信号のデータフレームが、論理的リングの伝送パスを周回した後に再び通信端末２０１に入力した場合は、第１の実施形態と同様にして、光ゲート装置１２０で遮断されるため、ここではその動作の説明を省略する。
【００７４】
通信端末２０１以外のいずれかの通信端末が送信元である光信号のデータフレームが通信端末２０１に入力した場合には、当該データフレームは光信号入力ポート２０１−１を通過して光ゲート装置１２０に入力する。光ゲート装置１２０に入力したデータフレームは、光信号出力ポート１２０−１から光信号受信部２５０に出力され、かつ、制御信号出力ポート１２０−２からデータフレーム送出駆動電圧の出力を停止するための制御信号が光変調器駆動回路２９０に出力される。光ゲート装置１２０の内部での動作は、第１の実施形態と同じであるため、ここではその説明を省略する。
【００７５】
光ゲート装置１２０の光信号出力ポート１２０−１から出力したデータフレームは、光信号受信部２５０に入力し、受信される。光信号受信部２５０は、受信したデータ信号を第２光変調器２８２に対するデータフレーム送出駆動電圧に変換して駆動電圧出力端子２５０−１から出力するので、第２光変調器２８２は、光源２６０から出力され光分流器２４１によって分流されて光信号入力ポート２８２−１から入力される連続光を変調し、変調した光信号を光信号出力ポート２８２−２から出力する。光信号出力ポート２８２−２から出力した光信号は、光合流器２４２を経由して通信端末２０１の光信号出力ポート２０１−２から光導波路２１１へ出力する。
【００７６】
このとき、光変調器駆動回路２９０は、光ゲート装置１２０の制御信号出力ポート１２０−２から出力された制御信号によって、データフレームが光合流器２４２を通過するまでの間は第１光変調器２８１に対してデータフレーム送出駆動電圧を出力しないため、光源２６０から送出され光分流器２４１によって分流され第１光変調器２８１の光信号入力ポート２８１−１に入力する連続光は、第１光変調器２８１によって遮断されるため、光合流器２４２の第１光信号入力ポート２４２−１に光信号は入力せず、この結果、光合流器２４２において第１光信号入力ポート２４２−１から入力した光信号と第２光信号入力ポート２４２−２から入力した光信号が合流するということは起こらない。
【００７７】
上記のような通信端末の構成によれば、通信端末２０１に入力した、通信端末２０１以外のいずれかの通信端末が送信元であるデータフレームは、光信号受信部２５０で受信されるとともに、通信端末２０１の内部ではフレームに対するいかなる処理も経ることなく、光源２６０から送出される連続光の波長λ２に変換されるだけであり、この波長λ２の連続光が光信号出力ポート２０１−２から出力される。このため、通信端末２０１における遅延時間は、各通信端末で煩雑な転送処理を行う従来の通信端末構成に比べて大幅に短縮される。
【００７８】
なお、図１０に示した第２の実施形態の通信端末構成を、第１の実施形態で用いることも可能である。また、第１の実施形態の端末が有する光源１６０が１つの任意の波長の連続光を送出する波長可変光源であるならば、図４に示した第１の実施形態の通信端末構成を、第２の実施形態で用いることも可能である。
【００７９】
（他の実施の形態）
上記では、本発明の好適な実施形態を例示して説明したが、本発明の実施形態は上記例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の範囲内であれば、その構成部材等の置換、変更、追加、個数の増減、形状の設計変更等の各種変形は、全て本発明の実施形態に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】論理的リングの伝送パスを形成する従来のネットワークの構成例を示す概念図である。
【図２】本発明の光通信ネットワークシステムの第１の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の光通信ネットワークシステムのデータフレーム構成の一例を示す模式図である。
【図４】本発明の光通信ネットワークシステムの第１実施形態における通信端末の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の光通信ネットワークシステムの第１の実施形態における通信端末の波長変換器の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の光通信ネットワークシステムの第１の実施形態における通信端末の光ゲート装置の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の光通信ネットワークシステムの第２の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の光通信ネットワークシステムの第２の実施形態における、アレイ導波路回折格子の入出力ポートと波長の関係を示す概念図である。
【図９】本発明の光通信ネットワークシステムの第２の実施形態における、論理的な論理的リングの伝送パスの構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の光通信ネットワークシステムの第２の実施形態における通信端末の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００８１】
１０１〜１０４  通信端末
１０１−１〜１０４−１  通信端末１０１〜１０４の通信端末光信号入力ポート
１０１−２〜１０４−２  通信端末１０１〜１０４の通信端末光信号出力ポート
１２１〜１２４  光導波路
１２０  光ゲート装置
１２０−０  光ゲート装置１２０の光信号入力ポート
１２０−１  光ゲート装置１２０の光信号出力ポート
１２０−２  光ゲート装置１２０の制御信号出力端子
１４１  第１光分流器
１４１−０  第１光分流器１４１の入力ポート
１４１−１  第１光分流器１４１の第１出力ポート
１４１−２  第２光分流器１４１の第２出力ポート
１４２  第２光分流器
１４２−０  第２光分流器１４２の入力ポート
１４２−１  第２光分流器１４２の第１出力ポート
１４２−２  第２光分流器１４２の第２出力ポート
１４４  光合流器
１４４−０  光合流器１４４の出力ポート
１４４−１  光合流器１４４の第１入力ポート
１４４−２  光合流器１４４の第２出力ポート
１５０  光信号受信部
１６０  光源
１７０  波長変換器
１７０−１  波長変換器１７０の第１光信号入力ポート
１７０−２  波長変換器１７０の第２光信号入力ポート
１７０−３  波長変換器１７０の光信号出力ポート
１７１  波長変換器１７０を構成する光電変換器
１７２  波長変換器１７０を構成する光変調器
１８０  光変調器
１８０−１  光変調器１８０の光信号入力ポート
１８０−２  光変調器１８０の光信号出力ポート
１８０−３  光変調器１８０の駆動電圧入力端子
１９０  光変調器駆動回路
１９０−１  駆動電圧出力端子
１９０−２  制御信号入力端子
１２１  第１光分流器
１２１−０  第１光分流器１２１の入力ポート
１２１−１  第１光分流器１２１の第１出力ポート
１２１−２  第２光分流器１２１の第２出力ポート
１２２  ヘッダ判定装置
１２２−１  ヘッダ判定装置１２２の光信号入力ポート
１２２−２  ヘッダ判定装置１２２−２の判定信号出力ポート
１２３  光ゲート素子
１２３−１  光ゲート素子１２３の光信号入力ポート
１２３−２  光ゲート素子１２３の光信号出力ポート
１２３−３  光ゲート素子１２３の制御信号入力ポート
１２４  信号処理回路
１２４−１  信号処理回路１２４の判定信号入力ポート
１２４−２  信号処理回路１２４の第１制御信号出力回路
１２４−３  信号処理回路１２４の第２制御信号出力回路
１２５  光遅延線
２１０  管理端末
２０１〜２０４  通信端末
２１１〜２１４，２２１〜２２４  光導波路
４００  ４×４アレイ導波路回折格子
４１１〜４１４  ４×４アレイ導波路回折格子４００の入力ポート
４２１〜４２４  ４×４アレイ導波路回折格子４００の出力ポート
１３０１〜１３０４  第２実施例において光信号に用いる波長
２０１−１  通信端末２０１の通信端末光信号入力ポート
２０１−２  通信端末２０１の通信端末光信号出力ポート
２４１  光分流器
２４１−０  光分流器２４１の入力ポート
２４１−１  光分流器２４１の第１出力ポート
２４２−２  光分流器２４１の第２出力ポート
２４２  光合流器
２４２−０  光合流器２４２の出力ポート
２４２−１  光合流器２４２の第１入力ポート
２４２−２  光合流器２４２の第２入力ポート
２５０  光信号受信部
２６０  光源
２８１  第１光変調器
２８１−１  第１光変調器２８１の光信号入力ポート
２８１−２  第１光変調器２８１の光信号出力ポート
２８２  第２光変調器
２８２−１  第２光変調器２８２の入力ポート
２８２−２  第２光変調器２８２の出力ポート
２８２−３  駆動電圧入力端子
２９０  光変調器駆動回路
【図１】
2006325029.tif 000003
【図２】
2006325029.tif 000004
【図３】
2006325029.tif 000005
【図４】
2006325029.tif 000006
【図５】
2006325029.tif 000007
【図６】
2006325029.tif 000008
【図７】
2006325029.tif 000009
【図８】
2006325029.tif 000010
【図９】
2006325029.tif 000011
【図１０】
2006325029.tif 000012