(57)【要約】【課題】ネットワークの構築、拡大を容易且つ安価に行うことができる光ネットワーク及びスイッチング装置を提供する。【解決手段】複数のノード１１〜１４が光ファイバによりリング状に結合されたメインネットワークＭ１を外部ネットワークに結合するためのスイッチング装置１５であって、メインネットワークＭ１及び外部ネットワークにそれぞれ接続され光信号と電気信号とを相互変換する第１のメイン信号変換部１５ａ及び第２のメイン信号変換部１５ｂと、第１のメイン信号変換部１５ａ及び第２のメイン信号変換部１５ｂ間で電気信号の送受信を制御するメイン中継部１５ｃとを備える。【選択図】  図１
2004297677.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対応するサブネットワークにそれぞれ接続された複数のサブスイッチング装置が光ファイバによりリング状に結合されてメインネットワークが構成され、前記メインネットワークがメインスイッチング装置を介して外部ネットワークに結合される光ネットワークであって、
前記サブスイッチング装置は、光信号と電気信号とを相互変換するサブ信号変換部を備え、
前記メインスイッチング装置は、前記メインネットワーク及び前記外部ネットワークにそれぞれ接続され光信号と電気信号とを相互変換する第１のメイン信号変換部及び第２のメイン信号変換部と、前記第１のメイン信号変換部及び第２のメイン信号変換部間で電気信号の送受信を制御するメイン中継部とを備える光ネットワーク。
【請求項２】
前記サブスイッチング装置は、前記サブ信号変換部及び前記サブネットワーク間で電気信号の送受信を制御するサブ中継部を更に備え、
前記メイン中継部及び前記サブ中継部は、ＯＳＩ参照モデルのネットワーク層において動作するレイヤ３スイッチを備える請求項１に記載の光ネットワーク。
【請求項３】
対応するサブネットワークにそれぞれ接続された複数のサブスイッチング装置が光ファイバによりリング状に結合されてメインネットワークが構成され、前記メインネットワークがメインスイッチング装置を介して外部ネットワークに結合される光ネットワークであって、
前記サブスイッチング装置は、複数の前記サブスイッチング間で個別に設定された割当波長の光信号をアド／ドロップするＡＤＭ部と、前記割当波長の光信号と電気信号とを相互変換するサブ信号変換部とを備え、
前記メインスイッチング装置は、前記メインネットワーク及び前記外部ネットワークにそれぞれ接続され光信号と電気信号とを相互変換する第１のメイン信号変換部及び第２のメイン信号変換部と、前記第１のメイン信号変換部及び第２のメイン信号変換部間で電気信号の送受信を制御するメイン中継部とを備えており、
前記第１のメイン信号変換部は、前記各割当波長の光信号と電気信号とをそれぞれ相互変換する複数の光波長指定信号変換部と、複数の前記割当波長の光信号を合波して前記メインネットワークに出力する信号合波部と、前記メインネットワークから入力された波長多重光信号を前記各割当波長に分波してそれぞれ対応する前記光波長指定信号変換部に出力する信号分波部とを備える光ネットワーク。
【請求項４】
前記メイン中継部は、ＯＳＩ参照モデルのデータリンク層において動作するレイヤ２スイッチを備える請求項３に記載の光ネットワーク。
【請求項５】
対応するサブネットワークにそれぞれ接続された複数のサブスイッチング装置が光ファイバによりリング状に結合されてメインネットワークが構成され、前記メインネットワークがメインスイッチング装置を介して外部ネットワークに結合される光ネットワークであって、
前記サブスイッチング装置は、複数の前記サブスイッチング間で同一の共通波長の光信号及び複数の前記サブスイッチング間で個別に設定された割当波長の光信号をアド／ドロップするＡＤＭ部と、前記共通波長の光信号と電気信号とを相互変換するレイヤ３伝送用信号変換部と、前記レイヤ３伝送用信号変換部により変換された電気信号を前記サブネットワークと前記メインネットワークとの間でルーティングするレイヤ３スイッチと、前記割当波長の光信号と電気信号とを相互変換するレイヤ２伝送用波長指定信号変換部とを備え、
前記メインスイッチング装置は、前記メインネットワーク及び前記外部ネットワークにそれぞれ接続され光信号と電気信号とを相互変換する第１のメイン信号変換部及び第２のメイン信号変換部と、前記第１のメイン信号変換部及び第２のメイン信号変換部間で電気信号の送受信を制御するレイヤ２スイッチ及びレイヤ３スイッチとを備えており、
前記第１のメイン信号変換部は、前記共通波長の光信号と電気信号とを相互変換するレイヤ３伝送用信号変換部と、前記各割当波長の光信号と電気信号とをそれぞれ相互変換する複数のレイヤ２伝送用光波長指定信号変換部と、前記共通波長の光信号及び複数の前記割当波長の光信号を合波して前記メインネットワークに出力する信号合波部と、前記メインネットワークから入力された波長多重光信号を前記共通波長及び前記各割当波長に分波してそれぞれ対応する前記レイヤ３伝送用信号変換部又は前記レイヤ２伝送用光波長指定信号変換部に出力する信号分波部とを備える光ネットワーク。
【請求項６】
前記メインネットワークは、少なくとも２重の光ファイバリングにより構成され、前記メインスイッチング装置及び前記サブスイッチング装置は、前記各光ファイバリングに対応して複数設けられており、
前記サブスイッチング装置は、前記レイヤ２伝送用信号変換部に接続されたレイヤ２スイッチを更に備え、
前記メインスイッチング装置及び前記サブスイッチング装置間、又は、２つの前記サブスイッチング装置間における前記レイヤ２スイッチ同士の通信状況に基づいて、前記メインネットワーク上の障害の有無を検知し、使用する前記光ファイバリングを切り替え可能に構成した請求項５に記載の光ネットワーク。
【請求項７】
複数のノードが光ファイバによりリング状に結合されたメインネットワークを外部ネットワークに結合するためのスイッチング装置であって、
前記メインネットワーク及び前記外部ネットワークにそれぞれ接続され光信号と電気信号とを相互変換する第１のメイン信号変換部及び第２のメイン信号変換部と、前記第１のメイン信号変換部及び第２のメイン信号変換部間で電気信号の送受信を制御するメイン中継部とを備えるスイッチング装置。
【請求項８】
前記第１のメイン信号変換部は、複数の前記ノードに対応して個別に設定された割当波長の光信号と電気信号とを相互変換する複数の光波長指定信号変換部と、複数の前記割当波長の光信号を合波して前記メインネットワークに出力する信号合波部と、前記メインネットワークから入力された波長多重光信号を前記割当波長毎に分波してそれぞれ対応する前記光波長指定信号変換部に出力する信号分波部とを備える請求項７に記載のスイッチング装置。
【請求項９】
前記メイン中継部は、レイヤ２スイッチ及びレイヤ３スイッチを備えており、
前記第１のメイン信号変換部は、複数の前記ノード間で同一の共通波長の光信号と電気信号とを相互変換するレイヤ３伝送用信号変換部と、複数の前記ノードに対応して個別に設定された割当波長の光信号と電気信号とをそれぞれ相互変換する複数のレイヤ２伝送用光波長指定信号変換部と、前記共通波長の光信号及び複数の前記割当波長の光信号を合波して前記メインネットワークに出力する信号合波部と、前記メインネットワークから入力された波長多重光信号を前記共通波長及び前記各割当波長に分波してそれぞれ対応する前記レイヤ３伝送用信号変換部又は前記レイヤ２伝送用光波長指定信号変換部に出力する信号分波部とを備える請求項７に記載のスイッチング装置。
【請求項１０】
少なくとも２重の光ファイバリングにより構成された前記メインネットワークを前記外部ネットワークに結合するためのスイッチング装置であって、
請求項９に記載のスイッチング装置を、前記各光ファイバリングに対応させて複数備え、
いずれかの前記ノードとの間におけるレイヤ２レベルでの通信状況に基づいて前記メインネットワーク上の障害の有無を検知し、使用する前記光ファイバリングを切り替え可能に構成したスイッチング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ネットワーク及びスイッチング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＴ化を進展させるため、光ファイバネットワークの広範囲な導入が期待されており、このような光ネットワークの構築方法が検討されている。例えば、特許文献１には、システムの拡充変更に柔軟に対応するためのリング型の光ネットワークが開示されている。
【０００３】
図６に示すように、この光ネットワーク６０は、複数の収集ノード６２がリング状に接続されたリング型ネットワーク６４を複数備えており、各リング型ネットワーク６４が連結ノード６６により結合されている。収集ノード６２の具体的な構成として、個別のネットワークへの伝送装置（ＴＤＭ、ルータ、ＰＢＸ）に接続されるＡＤＭ（多重化装置）を備えており、連結ノード６６は、収集ノード６２と置換可能に構成される。
【０００４】
このように構成された光ネットワーク６０は、ＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）技術、即ち、複数の異なる波長の光信号を多重化伝送する技術によって、各収集ノード６２が、多重化された光信号から対応する波長の光信号を収集することができる。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−２３０７９４号公報（第４−７頁、第４図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の光ネットワークによれば、各収集ノード６２に対応する光信号の波長を異なるリング型ネットワーク６４間においても相違させなければならないため、ネットワークを拡大するにつれて、各収集ノード６２が備えるＡＤＭの波長分離精度を高める必要がある。ところが、このような高精度のＡＤＭを使用する場合には、ネットワークの構築コストが高くなるため、光ネットワークの広域化を妨げるおそれがあった。
【０００７】
例えば、ＣＷＤＭ（Ｃｏａｒｓｅ  ＷＤＭ）方式の場合には、設定された波長の間隔が２０ｎｍと広く、１５００ｎｍ帯では１４７０〜１６１０ｎｍの８波長が一般的であるため、設置可能な収集ノード６２の個数が制限されて光ネットワークを広範囲に導入することが困難である一方、ＣＷＤＭ方式よりも波長間隔が密なＤＷＤＭ（Ｄｅｎｓｅ  ＷＤＭ）方式の場合には、波長間隔を狭くして設定波長を数十から百波長以上とすることも可能であるが、設置コストが大幅に高くなる。
【０００８】
本発明は、このような問題を解決すべくなされたものであって、ネットワークの構築、拡大を容易且つ安価に行うことができる光ネットワーク及びスイッチング装置の提供を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の前記目的は、対応するサブネットワークにそれぞれ接続された複数のサブスイッチング装置が光ファイバによりリング状に結合されてメインネットワークが構成され、前記メインネットワークがメインスイッチング装置を介して外部ネットワークに結合される光ネットワークであって、前記サブスイッチング装置は、光信号と電気信号とを相互変換するサブ信号変換部を備え、前記メインスイッチング装置は、前記メインネットワーク及び前記外部ネットワークにそれぞれ接続され光信号と電気信号とを相互変換する第１のメイン信号変換部及び第２のメイン信号変換部と、前記第１のメイン信号変換部及び第２のメイン信号変換部間で電気信号の送受信を制御するメイン中継部とを備える光ネットワークにより達成される。
【００１０】
この光ネットワークにおいて、前記サブスイッチング装置は、前記サブ信号変換部及び前記サブネットワーク間で電気信号の送受信を制御するサブ中継部を更に備えることが好ましく、前記メイン中継部及び前記サブ中継部は、ＯＳＩ参照モデルのネットワーク層において動作するレイヤ３スイッチを備えることが好ましい。
【００１１】
また、本発明の前記目的は、対応するサブネットワークにそれぞれ接続された複数のサブスイッチング装置が光ファイバによりリング状に結合されてメインネットワークが構成され、前記メインネットワークがメインスイッチング装置を介して外部ネットワークに結合される光ネットワークであって、前記サブスイッチング装置は、複数の前記サブスイッチング間で個別に設定された割当波長の光信号をアド／ドロップするＡＤＭ部と、前記割当波長の光信号と電気信号とを相互変換するサブ信号変換部とを備え、前記メインスイッチング装置は、前記メインネットワーク及び前記外部ネットワークにそれぞれ接続され光信号と電気信号とを相互変換する第１のメイン信号変換部及び第２のメイン信号変換部と、前記第１のメイン信号変換部及び第２のメイン信号変換部間で電気信号の送受信を制御するメイン中継部とを備えており、前記第１のメイン信号変換部は、前記各割当波長の光信号と電気信号とをそれぞれ相互変換する複数の光波長指定信号変換部と、複数の前記割当波長の光信号を合波して前記メインネットワークに出力する信号合波部と、前記メインネットワークから入力された波長多重光信号を前記各割当波長に分波してそれぞれ対応する前記光波長指定信号変換部に出力する信号分波部とを備える光ネットワークによっても達成される。
【００１２】
この光ネットワークにおいて、前記メイン中継部は、ＯＳＩ参照モデルのデータリンク層において動作するレイヤ２スイッチを備えることが好ましい。
【００１３】
また、本発明の前記目的は、対応するサブネットワークにそれぞれ接続された複数のサブスイッチング装置が光ファイバによりリング状に結合されてメインネットワークが構成され、前記メインネットワークがメインスイッチング装置を介して外部ネットワークに結合される光ネットワークであって、前記サブスイッチング装置は、複数の前記サブスイッチング間で同一の共通波長の光信号及び複数の前記サブスイッチング間で個別に設定された割当波長の光信号をアド／ドロップするＡＤＭ部と、前記共通波長の光信号と電気信号とを相互変換するレイヤ３伝送用信号変換部と、前記レイヤ３伝送用信号変換部により変換された電気信号を前記サブネットワークと前記メインネットワークとの間でルーティングするレイヤ３スイッチと、前記割当波長の光信号と電気信号とを相互変換するレイヤ２伝送用波長指定信号変換部とを備え、前記メインスイッチング装置は、前記メインネットワーク及び前記外部ネットワークにそれぞれ接続され光信号と電気信号とを相互変換する第１のメイン信号変換部及び第２のメイン信号変換部と、前記第１のメイン信号変換部及び第２のメイン信号変換部間で電気信号の送受信を制御するレイヤ２スイッチ及びレイヤ３スイッチとを備えており、前記第１のメイン信号変換部は、前記共通波長の光信号と電気信号とを相互変換するレイヤ３伝送用信号変換部と、前記各割当波長の光信号と電気信号とをそれぞれ相互変換する複数のレイヤ２伝送用光波長指定信号変換部と、前記共通波長の光信号及び複数の前記割当波長の光信号を合波して前記メインネットワークに出力する信号合波部と、前記メインネットワークから入力された波長多重光信号を前記共通波長及び前記各割当波長に分波してそれぞれ対応する前記レイヤ３伝送用信号変換部又は前記レイヤ２伝送用光波長指定信号変換部に出力する信号分波部とを備える光ネットワークにより達成される。
【００１４】
この光ネットワークにおいて、前記メインネットワークは、少なくとも２重の光ファイバリングにより構成され、前記メインスイッチング装置及び前記サブスイッチング装置は、前記各光ファイバリングに対応して複数設けられていることが好ましく、前記サブスイッチング装置は、前記レイヤ２伝送用信号変換部に接続されたレイヤ２スイッチを更に備えることが好ましく、前記メインスイッチング装置及び前記サブスイッチング装置間、又は、２つの前記サブスイッチング装置間における前記レイヤ２スイッチ同士の通信状況に基づいて、前記メインネットワーク上の障害の有無を検知し、使用する前記光ファイバリングを切り替え可能に構成することが好ましい。
【００１５】
また、本発明の前記目的は、複数のノードが光ファイバによりリング状に結合されたメインネットワークを外部ネットワークに結合するためのスイッチング装置であって、前記メインネットワーク及び前記外部ネットワークにそれぞれ接続され光信号と電気信号とを相互変換する第１のメイン信号変換部及び第２のメイン信号変換部と、前記第１のメイン信号変換部及び第２のメイン信号変換部間で電気信号の送受信を制御するメイン中継部とを備えるスイッチング装置により達成される。
【００１６】
このスイッチング装置において、前記第１のメイン信号変換部は、複数の前記ノードに対応して個別に設定された割当波長の光信号と電気信号とを相互変換する複数の光波長指定信号変換部と、複数の前記割当波長の光信号を合波して前記メインネットワークに出力する信号合波部と、前記メインネットワークから入力された波長多重光信号を前記割当波長毎に分波してそれぞれ対応する前記光波長指定信号変換部に出力する信号分波部とを備えることが好ましい。
【００１７】
或いは、前記メイン中継部は、レイヤ２スイッチ及びレイヤ３スイッチを備えることが好ましく、前記第１のメイン信号変換部は、複数の前記ノード間で同一の共通波長の光信号と電気信号とを相互変換するレイヤ３伝送用信号変換部と、複数の前記ノードに対応して個別に設定された割当波長の光信号と電気信号とをそれぞれ相互変換する複数のレイヤ２伝送用光波長指定信号変換部と、前記共通波長の光信号及び複数の前記割当波長の光信号を合波して前記メインネットワークに出力する信号合波部と、前記メインネットワークから入力された波長多重光信号を前記共通波長及び前記各割当波長に分波してそれぞれ対応する前記レイヤ３伝送用信号変換部又は前記レイヤ２伝送用光波長指定信号変換部に出力する信号分波部とを備えることが好ましい。
このスイッチング装置は、少なくとも２重の光ファイバリングにより構成された前記メインネットワークを前記外部ネットワークに結合するためのスイッチング装置とする場合には、前記各光ファイバリングに対応させて複数備えることが好ましく、いずれかの前記ノードとの間におけるレイヤ２レベルでの通信状況に基づいて前記メインネットワーク上の障害の有無を検知し、使用する前記光ファイバリングを切り替え可能に構成することが好ましい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照しながら説明する。
【００１９】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る光ネットワークの概略構成図である。図１に示すように、この光ネットワークは、リング状に形成されたメインネットワークＭ１及び複数のサブネットワークＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４を備えている。サブネットワークＳ１〜Ｓ４は、例えば、公共情報サービスを提供する市区町村を単位とする４つの各エリア（エリア１〜４）に配置され、役場、公民館、学校など数十カ所の情報スポットを備えており、各情報スポットにパソコン（ＰＣ）などの情報端末Ｔが設置される。情報端末Ｔは、同一エリアに設けられたサブノードスイッチ１１，１２，１３，１４に接続され、各サブノードスイッチ１１〜１４が単一モード光ファイバによりリング状に結合されて、メインネットワークＭ１が構成されている。
【００２０】
サブノードスイッチ１１〜１４は、それぞれＬ３伝送用ＯＴＲ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ）１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａ及びレイヤ３スイッチ１１ｂ，１２ｂ，１３ｂ，１４ｂを備えている。Ｌ３伝送用ＯＴＲ１１ａ〜１４ａは、ＩＥＥＥ８０２．３ＬＡＮで規定されたパケット信号を光信号に変換する標準化された製品であり、１００Ｂａｓｅ−Ｆあるいは１０００Ｂａｓｅ−Ｆの単一モードファイバ対応を好ましく用いることができる。Ｌ３伝送用ＯＴＲ１１ａ〜１４ａは、電気信号と光信号とを相互変換する。また、レイヤ３スイッチ１１ｂ〜１４ｂは、ＯＳＩ（Ｏｐｅｎ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）参照モデルの第３層であるネットワーク層においてルーティング処理を行うスイッチである。
【００２１】
メインネットワークＭ１は、上記以外のエリア（エリア０）に設置されたメインノードスイッチ１５を介して外部ネットワークに結合される。メインノードスイッチ１５は、メインネットワークに結合されるＬ３伝送用ＯＴＲ１５ａと、外部ネットワークに結合されるＬ３伝送用ＯＴＲ１５ｂと、これら２つのＬ３伝送用ＯＴＲ１５ａ，１５ｂ間に介在されるレイヤ３スイッチ１５ｃとを備えている。メインノードスイッチ１５が設置されたエリア０にもサブネットワークＳ１〜Ｓ４と同様のサブネットワークＳ０が設けられており、サブネットワークＳ０はレイヤ３スイッチ１５ｃに接続されている。尚、メインノードスイッチ１５を、メインネットワークＭ１と外部ネットワークとの結合にのみ使用し、メインノードスイッチ１５にサブネットワークＳ０を接続しない構成にすることも可能であり、この点については以下の各実施形態においても同様である。
【００２２】
以上のように構成された光ネットワークによれば、ネットワーク上に仮想的な専用伝送路を構築して、ＩＰ−ＶＰＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ  Ｐｒｉｖａｔｅ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）伝送を行うことができる。外部ネットワークからＬ３伝送用ＯＴＲ１５ｂに入力された光信号は電気信号に変換された後、レイヤ３スイッチ１５ｃにおいてルーティング処理されてサブネットワークＳ０又はＬ３伝送用ＯＴＲ１５ａに中継される。Ｌ３伝送用ＯＴＲ１５ａに入力された電気信号は再び光信号に変換され、リング型のメインネットワークＭ１上を一方向に搬送される。各サブノードスイッチ１１〜１４においては、通過する光信号がＬ３伝送用ＯＴＲ１１ａ〜１４ａにおいて電気信号に変換され、レイヤ３スイッチ１１ｂ〜１４ｂにおいてルーティング処理されて、対応するサブネットワークＳ１〜Ｓ４に向けたものであれば各情報端末Ｔに向けて中継される一方、対応するサブネットワークＳ１〜Ｓ４に向けたものでなければＬ３伝送用ＯＴＲ１１ａ〜１４ａにおいて再び光信号に変換されて、メインネットワークＭ１上を隣接するサブノードスイッチ１１〜１４に向けて送出される。このように、パケット信号の経路制御を行う段階で光信号が電気信号に変換され、レイヤ３のネットワーク層において転送処理が行われる。
【００２３】
メインネットワークＭ１がメインノードスイッチ１５を介して結合される外部ネットワークは、光ファイバにより構築された光ネットワークであれば特に限定されるものではないが、例えば、外部ネットワークをメインネットワークＭ１と同様にリング型のネットワークとすることにより、メインノードスイッチ１５と同様の構成を有する新たなメインノードスイッチを介して外部ネットワークを連鎖的に結合することが可能になり、光ネットワークの構築、拡大を容易且つ安価に行うことができる。
【００２４】
（第２の実施形態）
図２は、本発明の第２の実施形態に係る光ネットワークの概略構成図である。図２において、図１に示す第１の実施形態と同一の構成部分には同一の符号を付して、説明を省略する。
【００２５】
本実施形態に係る光ネットワークは、上記第１の実施形態に係る光ネットワークを構成するメインネットワークＭ１及び複数のサブネットワークＳ１，Ｓ２，・・・を複数のエリアにそれぞれ設け、各エリアのメインノードスイッチ１５を、光ファイバによりリング状に結合して拡張ネットワークＥ１を構成したものである。即ち、任意のエリアに配置された光ネットワークが第１の実施形態に係る光ネットワークであり、第１の実施形態における外部ネットワークが拡張ネットワークＥ１に対応している。
【００２６】
また、このように構成された拡張ネットワークＥ１を更に他の外部ネットワークに結合して、光ネットワークをより拡大することができる。即ち、図２に示すように、エリア０に設置されるメインノードスイッチ１５０を、第１の実施形態のメインノードスイッチ１５に新たなＬ３伝送用ＯＴＲ１５０ａを付加して構成し、各Ｌ３伝送用ＯＴＲ１５ａ，１５ｂ，１５０ａをそれぞれメインネットワークＭ１，拡張ネットワークＥ１及び外部ネットワークに接続するように構成することもできる。
【００２７】
（第３の実施形態）
図３は、本発明の第３の実施形態に係る光ネットワークの概略構成図である。本実施形態の光ネットワークは、第１の実施形態と同様に、リング状に形成されたメインネットワークＭ１及び複数のサブネットワークＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４を備えている。各サブネットワークＳ１〜Ｓ４の情報端末Ｔは、それぞれ同一エリアのサブノードスイッチ３１，３２，３３，３４に接続されており、各サブノードスイッチ３１〜３４が単一モード光ファイバによりリング状に結合されて、メインネットワークＭ１が構成されている。メインネットワークＭ１は、メインノードスイッチ３５を介して外部ネットワークに結合される。
【００２８】
サブノードスイッチ３１〜３４は、それぞれＯＡＤＭ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ａｄｄ／Ｄｒｏｐ  Ｍｏｄｕｌｅ）３１ａ，３２ａ，３３ａ，３４ａ及びＬ２伝送用波長指定ＯＴＲ３１ｂ，３２ｂ，３３ｂ，３４ｂを備えている。ＯＡＤＭ３１ａ〜３４ａは、サブノードスイッチ３１〜３４毎に個別に設定された割当波長λ１〜λ４の光信号をアド／ドロップするものであり、例えば、波長依存性のある光フィルタを有する既存品を使用することができる。各サブノードスイッチ３１〜３４の割当波長λ１〜λ４は、例えば、低密度波長分割多重（ＣＷＤＭ）に規定された２０ｎｍ間隔の８波（１４７０，１４９０，１５１０，１５３０，１５５０，１５７０，１５９０及び１６１０ｎｍ）からそれぞれ異なる波長を選択して設定することができる。また、Ｌ２伝送用波長指定ＯＴＲ３１ｂ〜３４ｂは、予め定められた指定波長の光信号と電気信号とを相互変換するＯＴＲであり、それぞれの指定波長を各サブノードスイッチ３１〜３４の割当波長λ１〜λ４に一致させている。
【００２９】
メインノードスイッチ３５は、メインネットワークＭ１に結合される信号変換装置３５ａと、外部ネットワークに結合されるＯＴＲ３５ｂと、これら信号変換装置３５ａ及びＯＴＲ３５ｂ間に介在されるレイヤ２スイッチ３５ｃとを備えている。
【００３０】
信号変換装置３５ａは、各サブノードスイッチ３１〜３４の割当波長λ１〜λ４に対応する複数のＬ２伝送用波長指定ＯＴＲ３５１ａ，３５２ａ，３５３ａ，３５４ａと、複数の異なる波長の光信号を合波するカプラ３５５ａと、波長多重光信号を分波するスプリッタ３５６ａとを備えている。カプラ３５５ａ及びスプリッタ３５６ａは、例えば、波長依存性のある光フィルタを有する既存品を使用することができる。
【００３１】
以上のように構成された光ネットワークによれば、ネットワーク上において広域イーサネット伝送（イーサネットは登録商標）を行うことができる。外部ネットワークからＯＴＲ３５ｂに入力された光信号は電気信号に変換された後、レイヤ２スイッチ３５ｃにおいて宛先となるいずれかのＬ２伝送用波長指定ＯＴＲ３５１ａ〜３５４ａに中継される。いずれかのＬ２伝送用波長指定ＯＴＲ３５１ａ〜３５４ａに入力された電気信号は、対応する割当波長λ１〜λ４と同一波長の光信号に変換され、他のＬ２伝送用波長指定ＯＴＲ３５１ａ〜３５４ａからの光信号とカプラ３５５ａにおいて合波されて波長多重光信号となり、リング型のメインネットワークＭ１上を一方向に搬送される。
【００３２】
各サブノードスイッチ３１〜３４において光信号がＯＡＤＭ３１ａ〜３４ａに入力されると、割当波長λ１〜λ４と同一波長の光信号が取り込まれて同一エリアのＬ２伝送用波長指定ＯＴＲ３１ｂ〜３４ｂに入力され、それ以外の波長の光信号は通過する。Ｌ２伝送用波長指定ＯＴＲ３１ｂ〜３４ｂは、入力された光信号を電気信号に変換して、対応するサブネットワークＳ１〜Ｓ４の全ての端末Ｔに電気信号が送信される。ＯＡＤＭ３１ａ〜３４ａが取り込む光信号は、対応するサブネットワークＳ１〜Ｓ４に向けたパケット信号のみであるため、レイヤ２のデータリンク層で所望の端末Ｔに向けた情報伝送を行うことができる。
【００３３】
各サブネットワークＳ１〜Ｓ４からＬ２伝送用波長指定ＯＴＲ３１ｂ〜３４ｂに入力された電気信号は、割当波長λ１〜λ４の光信号に変換されて、ＯＡＤＭ３１ａ〜３４ａを介してメインネットワークＭ１上に送出される。スプリッタ３５６ａは、メインネットワークＭ１から入力された波長多重光信号を複数の指定波長λ１〜λ４の光信号に分波して、それぞれ対応するＬ２伝送用波長指定ＯＴＲ３５１ａ〜３５４ａに入力する。
【００３４】
メインノードスイッチ３５のレイヤ２スイッチ３５ｃは、外部ネットワークから入力されたパケット信号がメインネットワークＭ１に向けたものでないと判断した場合、メインネットワークＭ１に取り込むことなく、他の外部ネットワークへと送出する。したがって、外部ネットワークにおいて使用する割当波長は、メインネットワークＭ１における各サブネットワークＳ１〜Ｓ４の割当波長と同一のものを使用することができるので、光ネットワークの拡充性を高めることができる。例えば、各サブノードスイッチ３１〜３４が備えるＯＡＤＭ３１ａ〜３４ａとして、ＣＷＤＭ方式に対応のものを使用する場合、割当波長として選択可能な波長は、１５００ｎｍ帯の場合８波が中心であることから、１つのメインネットワークＭ１には、最大で８個のサブネットワークしか接続することができない。ところが、本実施形態におけるメインネットワークＭ１及び複数のサブネットワークＳ１，Ｓ２・・・を複数のエリアにそれぞれ設け、図２に示すように、各エリアのメインノードスイッチを光ファイバによりリング状に結合して拡張ネットワークＥ１を構成した場合、各メインネットワークＭ１に対して最大８個のサブネットワークを接続することができるので、ネットワークの構築を容易且つ安価に行うことができるだけでなく、拡張性を飛躍的に高めることができる。尚、本実施形態におけるレイヤ２スイッチ３５ｃの代わりに、第１の実施形態で用いたレイヤ３スイッチを中継部として用いることも可能である。
【００３５】
（第４の実施形態）
図４は、本発明の第４の実施形態に係る光ネットワークの概略構成図である。本実施形態の光ネットワークは、第１の実施形態と同様に、リング状に形成されたメインネットワークＭ１及び複数のサブネットワークＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４を備えている。各サブネットワークＳ１〜Ｓ４の情報端末Ｔは、それぞれ同一エリアのサブノードスイッチ４１，４２，４３，４４に接続されており、各サブノードスイッチ４１〜４４が単一モード光ファイバによりリング状に結合されて、メインネットワークＭ１が構成されている。メインネットワークＭ１は、メインノードスイッチ４５を介して外部ネットワークに結合される。
【００３６】
サブノードスイッチ４１〜４４は、それぞれＯＡＤＭ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ａｄｄ／Ｄｒｏｐ  Ｍｏｄｕｌｅ）４１ａ，４２ａ，４３ａ，４４ａと、Ｌ２伝送用波長指定ＯＴＲ４１ｂ，４２ｂ，４３ｂ，４４ｂと、Ｌ３伝送用ＯＴＲ４１ｃ，４２ｃ，４３ｃ，４４ｃと、レイヤ３スイッチ４１ｄ，４２ｄ，４３ｄ，４４ｄとを備えている。ＯＡＤＭ４１ａ〜４４ａは、サブノードスイッチ４１〜４４間で同一に設定された共通波長λ０の光信号、及び、サブノードスイッチ４１〜４４毎に個別に設定された割当波長λ１〜λ４の光信号をアド／ドロップするものであり、割当波長λ１〜λ４は、例えば、第３の実施形態に示す８波からそれぞれ異なる波長を選択して設定することができる。Ｌ２伝送用波長指定ＯＴＲ４１ｂ〜４４ｂは、予め定められた指定波長の光信号と電気信号とを相互変換するＯＴＲであり、それぞれの指定波長を各サブノードスイッチ４１〜４４の割当波長λ１〜λ４に一致させている。
【００３７】
メインノードスイッチ４５は、メインネットワークＭ１に結合される信号変換装置４５ａと、外部ネットワークに結合されるＯＴＲ４５ｂと、これら信号変換装置４５ａ及びＯＴＲ４５ｂ間に介在されるレイヤ２スイッチ４５ｃ及びレイヤ３スイッチ４５ｄとを備えている。
【００３８】
信号変換装置４５ａは、共通波長λ０に対応するＬ３伝送用ＯＴＲ４５０ａと、各サブノードスイッチ４１〜４４の割当波長λ１〜λ４に対応する複数のＬ２伝送用波長指定ＯＴＲ４５１ａ，４５２ａ，４５３ａ，４５４ａと、複数の異なる波長の光信号を合波するカプラ４５５ａと、波長多重光信号を分波するスプリッタ４５６ａとを備えている。
【００３９】
以上のように構成された光ネットワークによれば、ＩＰ−ＶＰＮ伝送及び広域イーサネット伝送を、１心の光ファイバリングにより経済的に行うことができる。今後の広帯域サービスは、電話に加え、インターネット情報など各種データが統合された形態になると想定されている。この有力な手法として、共通ネットワーク上にＶＰＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ  Ｐｒｉｖａｔｅ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）を形成し、これを効率的に形成する手法が研究されている。しかし、従来のＶＰＮには、ＬＡＮを広域化したＯＳＩ参照モデルのレイヤ２レベルで通信先を特定して接続する広域イーサネットと、ＩＰアドレスに基づくレイヤ３のルーティングを行うＩＰ−ＶＰＮの２種類があり、それぞれ別のネットワークとして建設されていた。したがって、設備費や保守・管理費などすべて別個に必要であり、経済的に大きな問題があった。本実施形態によれば、今後主流となる各種サービスを統合した上記２種類のＶＰＮを１つの光リングに統合することで上記問題を解消し、ＩＰ−ＶＰＮ及び広域イーサネットの両者を単一のネットワークで提供できる大きな効果を奏する。
【００４０】
ＩＰ−ＶＰＮ伝送及び広域イーサネット伝送は、それぞれ第１の実施形態及び第３の実施形態と同様に行うことができるが、レイヤ３のルーティングを行う場合には、共通波長λ０の光信号を利用する。共通波長λ０の光信号は、各割当波長λ１〜λ４の光信号とカプラ４５５ａにおいて合波された後、メインネットワークＭ１に送出され、各サブノードスイッチ４１〜４４のＯＡＤＭ４１ａ〜４４ａにおいてドロップされて、レイヤ３スイッチ４１ｄ〜４４ｄによるルーティングが行われる。サブネットワークＳ１〜Ｓ４からレイヤ３スイッチ４１ｄ〜４４ｄ及びＬ３伝送用ＯＴＲ４１ｃ〜４４ｃを介してメインネットワークＭ１に送出される共通波長λ０の光信号は、スプリッタ４５６ａにおいて分波されてＬ３伝送用ＯＴＲ３５０ａに入力され、ルーティングが行われる。
【００４１】
（第５の実施形態）
図５は、本発明の第５の実施形態に係る光ネットワークの概略構成図である。本実施形態の光ネットワークは、メインネットワークＭ１を２重の光ファイバリングにより構成しており、各光ファイバリングに対応させて、サブノードスイッチ４１〜４４及びメインノードスイッチ４５をそれぞれ２個ずつ備えて構成したものであり、更に、各サブノードスイッチ４１〜４４は、Ｌ２伝送用波長指定ＯＴＲ４１ｂ〜４４ｂにそれぞれ新たなレイヤ２スイッチ５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａを接続している。図５においては、それぞれ２個のサブノードスイッチ４１〜４４及びメインノードスイッチ４５を一体化して、マルチサブノードスイッチ５１〜５４及びハイブリッドスイッチ５５として示している。図５において、図４に示す第４の実施形態と同一の構成部分には同一の符号を付して、説明を省略する。
【００４２】
ハイブリッドスイッチ５５は、使用するメインノードスイッチ４５を切り替え可能なスイッチを有しており、例えば、一方の光ファイバリング（０系）を使用した状態で、ハイブリッドスイッチ５５のレイヤ２スイッチ４５ｃと、マルチサブノードスイッチ５１〜５４のレイヤ２スイッチ５１ａ〜５４ａとの間で通信を行うことにより、その間におけるメインネットワークＭ１の障害の有無を検知し、障害があった場合には他方の光ファイバリング（１系）に自動的に切り替える。このようなメインネットワークＭ１における障害の検知は、２つのマルチサブノードスイッチ５１〜５４間でも行うことができ、各レイヤ２スイッチ５１ａ〜５４ａ間での通信状況に基づいて、光ファイバリングの切り替えを行うこともできる。
【００４３】
このように本実施形態の光ネットワークによれば、ネットワークの信頼性を高めるための冗長構成を容易且つ安価に採用することができる。
【００４４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、光ネットワークの構築、拡大を容易且つ安価に行うことができ、これによって、地域間（特に都市部と地方との間）における情報格差（いわゆるデジタルデバイド）の解消に貢献することができる。
【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ネットワークの概略構成図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る光ネットワークの概略構成図である。
【図３】本発明の第３の実施形態に係る光ネットワークの概略構成図である。
【図４】本発明の第４の実施形態に係る光ネットワークの概略構成図である。
【図５】本発明の第５の実施形態に係る光ネットワークの概略構成図である。
【図６】従来の光ネットワークの概略構成図である。
【符号の説明】
Ｍ１  メインネットワーク
Ｓ０〜Ｓ４  サブネットワーク
１１〜１４  サブノードスイッチ（サブスイッチング装置）
１１ａ〜１４ａ  Ｌ３伝送用ＯＴＲ（サブ信号変換部）
１１ｂ〜１４ｂ  レイヤ３スイッチ（サブ中継部）
１５  メインノードスイッチ（メインスイッチング装置）
１５ａ  Ｌ３伝送用ＯＴＲ（第１のメイン信号変換部）
１５ｂ  Ｌ３伝送用ＯＴＲ（第２のメイン信号変換部）
１５ｃ  レイヤ３スイッチ（メイン中継部）
３１〜３４  サブノードスイッチ（サブスイッチング装置）
３１ａ〜３４ａ  ＯＡＤＭ（ＡＤＭ部）
３１ｂ〜３４ｂ  Ｌ２伝送用波長指定ＯＴＲ（サブ信号変換部）
３５  メインノードスイッチ（メインスイッチング装置）
３５ａ  信号変換装置（第１のメイン信号変換部）
３５１ａ〜３５４ａ  Ｌ２伝送用波長指定ＯＴＲ（光波長指定信号変換部）
３５５ａ  カプラ（信号合波部）
３５６ａ  スプリッタ（信号分波部）
３５ｂ  ＯＴＲ（第２のメイン信号変換部）
３５ｃ  レイヤ２スイッチ（メイン中継部）
λ１〜λ４  割当波長
４１〜４４  サブノードスイッチ（サブスイッチング装置）
４１ａ〜４４ａ  ＯＡＤＭ（ＡＤＭ部）
４１ｂ〜４４ｂ  Ｌ２伝送用波長指定ＯＴＲ（レイヤ２伝送用信号変換部）
４１ｃ〜４４ｃ  Ｌ３伝送用ＯＴＲ（レイヤ３伝送用信号変換部）
４１ｄ〜４４ｄ  レイヤ３スイッチ
４５  メインノードスイッチ（メインスイッチング装置）
４５ａ  信号変換装置（第１のメイン信号変換部）
４５０ａ  Ｌ３伝送用ＯＴＲ（レイヤ３伝送用信号変換部）
４５１ａ〜４５４ａ  Ｌ２伝送用波長指定ＯＴＲ（レイヤ２伝送用光波長指定信号変換部）
４５５ａ  カプラ（信号合波部）
４５６ａ  スプリッタ（信号分波部）
４５ｂ  ＯＴＲ（第２のメイン信号変換部）
４５ｃ  レイヤ２スイッチ
４５ｄ  レイヤ３スイッチ
λ０  共通波長
５１ａ〜５４ａ  レイヤ２スイッチ
【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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