(57)【要約】【課題】１本の光ファイバで双方向自己回復光通信網を構築することにより光ファイバの利用効率を高め、ノード構築にかかる費用を低減することができる双方向波長分割多重方式の自己回復光通信網を提供する。【解決手段】自己回復光通信網の各ノードに、波長交代方式の双方向アッド／ドロップ多重化部２０６と、奇数と偶数のチャンネル対から受信する信号の有無を感知して障害が発生してないチャンネルへ転換するスイッチング部３００とを備え、対をなす奇数及び偶数チャンネルに同一のデータをそれぞれのせて、各ノード間でデータを伝送する１本の光ファイバの双方向にそれぞれ分離して伝送するようにした後、伝送データの有無を感知してスイッチングすることにより、光ファイバの切断などの障害のときにも障害が発生していない方の対をなすチャンネルを通じて信号を伝送できるようにする。【選択図】  図４
2004194316.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のノードを備え、これらノード間を光ファイバにより相互に連結して構成した双方向波長分割多重方式の自己回復光通信網において、
前記各ノードは、
相互に異なる波長を有する複数のチャンネルを出力し、当該チャンネルを奇数チャンネル及び偶数チャンネルで対をなすようにして、その各一対のチャンネルにそれぞれ同一の伝送データをのせる送信部と、
それぞれ双方向の信号伝送が可能な第１〜第３の３個の端子を備え、その各第２及び第３端子がそれぞれ１本の光ファイバで互いに連結されてなり、前記同一の伝送データをのせた各対の奇数チャンネルと偶数チャンネルを相互に反対方向に進行させ、また、相互に反対方向から進行してくる前記奇数チャンネルと偶数チャンネルを前記第１端子を通じて一方向に集めて該奇数チャンネル及び偶数チャンネルをインターリービング(inter-leaving)する複数のインターリーバ、及び、これらインターリーバにより前記奇数チャンネル及び偶数チャンネルがインターリービングされた信号から受信する信号をドロップするために逆多重化し、前記送信部から送信する信号をアッドするために多重化するアッド／ドロップ多重化器を有する波長交代方式の双方向アッド／ドロップ多重化部と、
前記逆多重化されてドロップされる複数の奇数チャンネル及び偶数チャンネルの対から受信する信号の有無を感知して障害が発生していないチャンネルへ転換するスイッチング部と、
このスイッチング部によりスイッチングされたチャンネルから信号を受信する受信部と、からなることを特徴とする双方向波長分割多重方式の自己回復光通信網。
【請求項２】
複数のインターリーバは、
アッド／ドロップ多重化器から第１端子へ入力された多重化信号から、偶数チャンネルを第２端子へ出力し、奇数チャンネルを第３端子へ出力する第４インターリーバと、
前記第４インターリーバの第２端子から出力された偶数チャンネルを第２端子に受信して第１端子を通じ他のノードへ出力し、該他のノードから前記第１端子に入力された奇数チャンネルを第３端子へ出力する第１インターリーバと、
前記第４インターリーバの第３端子から出力された奇数チャンネルを第３端子に受信して第１端子を通じ他のノードへ出力し、該他のノードから前記第１端子に入力された偶数チャンネルを第２端子へ出力する第３インターリーバと、
前記第１インターリーバの第３端子から出力された奇数チャンネルを第３端子に受信し且つ前記第３インターリーバの第２端子から出力された偶数チャンネルを第２端子に受信して波長別にインターリービングし、第１端子へ出力する第２インターリーバと、から構成される請求項１記載の双方向波長分割多重方式の自己回復光通信網。
【請求項３】
波長交代方式の双方向アッド／ドロップ多重化部は、
第２インターリーバによりインターリービングされた信号を増幅してアッド／ドロップ多重化器へ出力する増幅器と、
前記アッド／ドロップ多重化器により多重化された信号の色分散を補償して第４インターリーバの第１端子へ出力する分散補償モジュールと、を備える請求項２記載の双方向波長分割多重方式の自己回復光通信網。
【請求項４】
対をなす奇数チャンネル及び偶数チャンネルは、相互に隣接したチャンネルである請求項１記載の双方向波長分割多重方式の自己回復光通信網。
【請求項５】
スイッチング部は、
逆多重化されてドロップされる複数の奇数チャンネル及び偶数チャンネルの対の各チャンネルの信号を分岐する複数のカプラー対と、
前記分岐信号の強度を感知する複数のフォトダイオード対と、
受信する信号の有無に従い前記対をなす奇数チャンネルまたは偶数チャンネルへの連結状態を転換する複数のスイッチと、
前記フォトダイオード対から感知された光信号の強度に従い前記受信する信号の有無を確認して前記スイッチを制御する制御部と、を備える請求項１記載の双方向波長分割多重方式の自己回復光通信網。
【請求項６】
複数のスイッチは、それぞれ１×２光スイッチである請求項５記載の双方向波長分割多重方式の自己回復光通信網。 
【請求項７】
双方向波長分割多重方式の自己回復光通信網のノードにおいて、
相互に異なる波長を有する複数のチャンネルを出力し、当該チャンネルを奇数チャンネル及び偶数チャンネルで対をなすようにして、その各一対のチャンネルにそれぞれ同一の伝送データをのせる送信部と、
それぞれ双方向の信号伝送が可能な第１〜第３の３個の端子を備え、その各第２及び第３端子がそれぞれ１本の光ファイバで互いに連結されててなり、前記同一の伝送データをのせた各対の奇数チャンネルと偶数チャンネルを相互に反対方向に進行させ、また、相互に反対方向から進行してくる前記奇数チャンネルと偶数チャンネルを前記第１端子を通じて一方向に集めて該奇数チャンネル及び偶数チャンネルをインターリービングする複数のインターリーバ、及び、これらインターリーバにより前記奇数チャンネル及び偶数チャンネルがインターリービングされた信号から受信する信号をドロップするために逆多重化し、前記送信部から送信する信号をアッドするために多重化するアッド／ドロップ多重化器を備えた波長交代方式の双方向アッド／ドロップ多重化部と、
前記逆多重化されてドロップされる複数の奇数チャンネル及び偶数チャンネルの対から受信する信号の有無を感知して障害が発生していないチャンネルへ転換するスイッチング部と、
このスイッチング部によりスイッチングされたチャンネルから信号を受信する受信部と、から構成されることを特徴とするノード。
【請求項８】
複数のインターリーバは、
アッド／ドロップ多重化器から第１端子へ入力された多重化信号から、偶数チャンネルを第２端子へ出力し、奇数チャンネルを第３端子へ出力する第４インターリーバと、
前記第４インターリーバの第２端子から出力された偶数チャンネルを第２端子に受信して第１端子を通じ他のノードへ出力し、該他のノードから前記第１端子に入力された奇数チャンネルを第３端子へ出力する第１インターリーバと、
前記第４インターリーバの第３端子から出力された奇数チャンネルを第３端子に受信して第１端子を通じ他のノードへ出力し、該他のノードから前記第１端子に入力された偶数チャンネルを第２端子へ出力する第３インターリーバと、
前記第１インターリーバの第３端子から出力された奇数チャンネルを第３端子に受信し且つ前記第３インターリーバの第２端子から出力された偶数チャンネルを第２端子に受信して波長別にインターリービングし、第１端子へ出力する第２インターリーバと、から構成される請求項７記載のノード。
【請求項９】
波長交代方式の双方向アッド／ドロップ多重化部は、
第２インターリーバによりインターリービングされた信号を増幅してアッド／ドロップ多重化器へ出力する増幅器と、
前記アッド／ドロップ多重化器により多重化された信号の色分散を補償して第４インターリーバの第１端子へ出力する分散補償モジュールと、を備える請求項８記載のノード。
【請求項１０】
対をなす奇数チャンネル及び偶数チャンネルは、相互に隣接したチャンネルである請求項７記載のノード。
【請求項１１】
スイッチング部は、
逆多重化されてドロップされる複数の奇数チャンネル及び偶数チャンネルの対の各チャンネルの信号を分岐する複数のカプラー対と、
前記分岐信号の強度を感知する複数のフォトダイオード対と、
受信する信号の有無に従い前記対をなす奇数チャンネルまたは偶数チャンネルへの連結状態を転換する複数のスイッチと、 
前記フォトダイオード対から感知された光信号の強度に従い前記受信する信号の有無を確認して前記スイッチを制御する制御部と、を備える請求項７記載のノード。
【請求項１２】
複数のスイッチは、それぞれ１×２光スイッチである請求項７記載のノード。 
【請求項１３】
複数のノードを光ファイバにより相互に連結して構成した双方向波長分割多重方式の自己回復光通信網のデータ伝送方法において、
相互に異なる波長を有する複数のチャンネルを生成し、当該チャンネルを奇数チャンネル及び偶数チャンネルが対をなすように構成し、その一対のチャンネルそれぞれに同一の伝送データをのせる過程と、
前記同一の伝送データをのせた各対の奇数チャンネルと偶数チャンネルを相互に反対方向に進行させ、また、相互に反対方向から進行してくる前記奇数チャンネルと偶数チャンネルを一方向に集める過程と、
前記一方向に集められた奇数チャンネル及び偶数チャンネルをインターリービングする過程と、
前記奇数チャンネル及び偶数チャンネルがインターリービングされた信号から受信する信号をドロップするために逆多重化し、前記一対のチャネルそれぞれに同一の伝送データをのせて送信する信号をアッドするために多重化する過程と、
前記逆多重化されてドロップされる複数の奇数チャンネル及び偶数チャンネルの対から受信する信号の有無を感知する過程と、
前記感知された信号のうち少なくとも１つを障害が発生していないチャンネルへ転換するスイッチング過程と、
前記スイッチングされた少なくとも１つの信号を受信する過程と、を各ノードで実施することを特徴とする双方向波長分割多重方式の自己回復光通信網のデータ伝送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、双方向波長分割多重方式の自己回復光通信網に関し、特に、波長交代方式の双方向アッド／ドロップ多重化器を利用して一本の光ファイバで双方向自己回復光通信網を構築した双方向波長分割多重方式の自己回復光通信網に関する。
【背景技術】
【０００２】
波長分割多重方式(Wavelength division multiplexing:ＷＤＭ)の光伝送システムは、一本の光ファイバ内で複数の波長を使用して伝送することにより伝送効率を高めることができ、伝送速度に無関係に光信号を伝送することができるので、最近のように伝送量が増加している超高速インターネット網に有用に使用されている。
【０００３】
一方、通信網の速度が格段に増加するにつれて通信網の信頼性も重要になっている。従って、このようなシステムに障害が発生する場合にもサービスを保持することができる自己回復機能が必ずあるべきである。
【０００４】
環状通信網(ring network)は、網の２個のノード間に相互に異なる２個の経路を設定することにより障害に対して柔軟に対応することができるようにし、また自己回復環状通信網(self-healing ring)は、余分の帯域幅または通信網の装備を提供することにより通信網に障害が発生しても自動で復旧してサービスが保持されるようにしている。
【０００５】
このような環状光通信網の種類は、トラヒックの方向性と障害復旧方法とで分類することができる。トラヒックの方向性による場合は、トラヒックが環状光通信網のいずれか一方向へのみ伝送される単方向環状光通信網(unidirectional optical ring)とトラヒックが双方向とも伝送される双方向環状光通信網(bi-directional optical ring)とに分けられる。また、障害復旧方法による場合は、パススイッチ(path-switched)環状通信網とラインスイッチ(line-switched)環状通信網とに分けることができる。
【０００６】
現在代表的に使用されている自己回復機能を有して２本の光ファイバを使用するＷＤＭ光伝送網には、単方向環状通信網の場合には２-ファイバＷＤＭ ＵＰＳＲ(Unidirectional Path Switched Ring)があり、双方向環状通信網の場合には２-ファイバＷＤＭ ＢＬＳＲ(Bi-directional Line Switched Ring)がある。 
【０００７】
図１Ａ及び図１Ｂは、２-ファイバＷＤＭ ＵＰＳＲ環状光通信網の構成を概略的に示す。特に、図１Ａは正常状態である場合を示し、図１Ｂは、障害状態である場合を示す。
【０００８】
図１Ａ及び図１Ｂに示すように、ＷＤＭ ＵＰＳＲは、２本の光ファイバのうち、１本の光ファイバを運用用度(working fiber；ｗ)に設定し、他の１本の光ファイバは予備用度(protection fiber；ｐ)に設定する。送信部では、同一の信号をスプリッタ(splitter)１を利用して分けた後に運用光ファイバ(ｗ)及び予備光ファイバ(ｐ)へ伝送して、受信部では、光スイッチ２を通じて品質がよい光信号を選択して受信する構造である。すなわち、正常状態である場合、運用光ファイバを通じて光信号を受信する(図１Ａ参照)。しかし、障害が発生すると、受信部のスイッチをかえて予備光ファイバを通じて光信号を受信する(図１Ｂ参照)。このようなＷＤＭ ＵＰＳＲは、構造がかなり単純で容易に具現することができ、障害状態でも最初に設定した経路を変更しないで使用することができる。
【０００９】
しかし、ＷＤＭ ＵＰＳＲは、運用光ファイバ及び予備光ファイバの両方に同一のノードを作らなければならず、正常状態では予備光ファイバにあるノードを使用せず障害のときにのみ使用するので、ノードに対する費用が増加する短所がある。
【００１０】
図２Ａ及び図２Ｂは、２-ファイバＷＤＭ ＢＬＳＲ環状光通信網の構成を概略的に示す。特に、図２Ａは正常状態である場合を示し、図２Ｂは障害状態である場合を示す。
【００１１】
図２Ａ及び図２Ｂに示すように、ＷＤＭ ＢＬＳＲは、ＤＷＤＭにより光ファイバを運用用度と予備用度とに区分せず、１本の光ファイバ内にある多重波長のうち、半分の波長は運用波長に設定して優先順位が高いデータを割り当て、残りの半分の波長は予備波長に設定して優先順位が低いデータを割り当てる。障害のときには予備波長設定の信号は使用せず、運用用度に設定された波長のみを利用して環状網を復旧する。このようなＷＤＭ ＢＬＳＲは、正常状態のときに２本の光ファイバにあるノードをすべて活用するのでノードの利用効率が高い長所がある。
【００１２】
しかし、ＷＤＭ ＢＬＳＲシステムにおいて、障害が発生した場合に最終目的地へ移動している光信号のうち経路が切られて移動できない信号は、それまでの進行方向と反対方向にループバック(loop-back)して最終目的地へいくので、正常状態のときに設定された経路より経路が増加する場合にも光信号の品質を保持しなければならない短所がある。
【００１３】
さらに、ＷＤＭ ＵＰＳＲまたはＷＤＭ ＢＬＳＲは、最小でも２本の光ファイバを必要とし、正常状態で光ファイバ内にＮ個のチャンネルが通過するとすると、障害のときには各ノードにある増幅器に加えられるチャンネル数が最小０個からＮ個になるので、増幅器の入力パワーによる調節領域が広くなる。
【００１４】
図３は、６個のチャンネルを有するＷＤＭ ＵＰＳＲで障害のときノードに入力されるチャンネル数を説明するための図である。このＷＤＭ ＵＰＳＲは、４個のノードＡ〜Ｄで構成され、４個のノード間に６個のチャンネルで通信を行う。本例の場合、正常状態のとき各ノード内にある増幅器には、一定の６個のチャンネルパワーが供給される。しかし、光ファイバが切断された場合、切断された位置に一番間近のノードには一つのチャンネルも入力されず、ノード別に０チャンネルから６チャンネルまで入力される事態となるので、各増幅器は、多様な入力パワーに対して対処しなければならない問題点があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上記技術背景に鑑みて本発明の目的は、１本の光ファイバに双方向自己回復光通信網を構築することにより光ファイバの利用効率を高め、ノード構築にかかる費用を低減することができる双方向波長分割多重方式の自己回復光通信網を提供することにある。  
【００１６】
本発明の他の目的は、光ファイバの障害のとき、各ノードの光増幅器に入力されるチャンネル数の偏差を減少させることにより、増幅器の入力パワーによる調節領域を減少させることができる双方向波長分割多重方式の自己回復光通信網を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
このような目的を達成するために、本発明によれば、複数のノードを備え、これらノード間を光ファイバにより相互に連結して構成した双方向波長分割多重方式の自己回復光通信網において、その各ノードは、相互に異なる波長を有する複数のチャンネルを出力し、当該チャンネルを奇数チャンネル及び偶数チャンネルで対をなすようにして、その各一対のチャンネルに同一の伝送データをのせる送信部と、それぞれ双方向の信号伝送が可能な第１〜第３の３個の端子を備え、その各第２及び第３端子がそれぞれ１本の光ファイバで連結されてなり、同一の伝送データをのせた各対の奇数チャンネルと偶数チャンネルを相互に反対方向に進行させ、また、相互に反対方向から進行してくる奇数チャンネル及び偶数チャンネルを第１端子を通じて一方向に集めて該奇数チャンネル及び偶数チャンネルをインターリービング(inter-leaving)する複数のインターリーバ、及び、これらインターリーバにより奇数チャンネル及び偶数チャンネルがインターリービングされた信号から受信する信号をドロップするために逆多重化し、送信部から送信する信号をアッドするために多重化するアッド／ドロップ多重化器を有する波長交代方式の双方向アッド／ドロップ多重化部と、逆多重化されてドロップされる複数の奇数チャンネル及び偶数チャンネルの対から受信する信号の有無を感知して障害が発生していないチャンネルへ転換するスイッチング部と、このスイッチング部によりスイッチングされたチャンネルから信号を受信する受信部と、からなることを特徴とする。
【００１８】
あるいは、本発明によれば、双方向波長分割多重方式の自己回復光通信網のノードにおいて、相互に異なる波長を有する複数のチャンネルを出力し、当該チャンネルを奇数チャンネル及び偶数チャンネルで対をなすようにして、その各一対のチャンネルにそれぞれ同一の伝送データをのせる送信部と、それぞれ双方向の信号伝送が可能な第１〜第３の３個の端子を備え、その各第２及び第３端子がそれぞれ１本の光ファイバで互いに連結されててなり、同一の伝送データをのせた各対の奇数チャンネルと偶数チャンネルを相互に反対方向に進行させ、また、相互に反対方向から進行してくる奇数チャンネルと偶数チャンネルを第１端子を通じて一方向に集めて該奇数チャンネル及び偶数チャンネルをインターリービングする複数のインターリーバ、及び、これらインターリーバにより奇数チャンネル及び偶数チャンネルがインターリービングされた信号から受信する信号をドロップするために逆多重化し、送信部から送信する信号をアッドするために多重化するアッド／ドロップ多重化器を備えた波長交代方式の双方向アッド／ドロップ多重化部と、逆多重化されてドロップされる複数の奇数チャンネル及び偶数チャンネルの対から受信する信号の有無を感知して障害が発生していないチャンネルへ転換するスイッチング部と、このスイッチング部によりスイッチングされたチャンネルから信号を受信する受信部と、から構成することを特徴とする。
【００１９】
このような通信網のノードにおける複数のインターリーバは、アッド／ドロップ多重化器から第１端子へ入力された多重化信号から、偶数チャンネルを第２端子へ出力し、奇数チャンネルを第３端子へ出力する第４インターリーバと、この第４インターリーバの第２端子から出力された偶数チャンネルを第２端子に受信して第１端子を通じ他のノードへ出力し、該他のノードから第１端子に入力された奇数チャンネルを第３端子へ出力する第１インターリーバと、第４インターリーバの第３端子から出力された奇数チャンネルを第３端子に受信して第１端子を通じ他のノードへ出力し、該他のノードから第１端子に入力された偶数チャンネルを第２端子へ出力する第３インターリーバと、第１インターリーバの第３端子から出力された奇数チャンネルを第３端子に受信し且つ第３インターリーバの第２端子から出力された偶数チャンネルを第２端子に受信して波長別にインターリービングし、第１端子へ出力する第２インターリーバと、から構成することができる。この場合の波長交代方式の双方向アッド／ドロップ多重化部は、第２インターリーバによりインターリービングされた信号を増幅してアッド／ドロップ多重化器へ出力する増幅器と、アッド／ドロップ多重化器により多重化された信号の色分散を補償して第４インターリーバの第１端子へ出力する分散補償モジュールと、を備えるようにするとよい。
【００２０】
対をなす奇数チャンネル及び偶数チャンネルは、相互に隣接したチャンネルとするとよい。また、スイッチング部は、逆多重化されてドロップされる複数の奇数チャンネル及び偶数チャンネルの対の各チャンネルの信号を分岐する複数のカプラー対と、その分岐信号の強度を感知する複数のフォトダイオード対と、受信する信号の有無に従い、対をなす奇数チャンネルまたは偶数チャンネルへの連結状態を転換する複数のスイッチと、フォトダイオード対から感知された光信号の強度に従い受信する信号の有無を確認してスイッチを制御する制御部と、を備える構成とすることができる。その複数のスイッチは、それぞれ１×２光スイッチとすることができる。
【００２１】
また、本発明によれば、複数のノードを光ファイバにより相互に連結して構成した双方向波長分割多重方式の自己回復光通信網のデータ伝送方法において、相互に異なる波長を有する複数のチャンネルを生成し、当該チャンネルを奇数チャンネル及び偶数チャンネルが対をなすように構成し、その一対のチャンネルそれぞれに同一の伝送データをのせる過程と、同一の伝送データをのせた各対の奇数チャンネルと偶数チャンネルを相互に反対方向に進行させ、また、相互に反対方向から進行してくる奇数チャンネルと偶数チャンネルを一方向に集める過程と、その一方向に集められた奇数チャンネル及び偶数チャンネルをインターリービングする過程と、これにより奇数チャンネル及び偶数チャンネルがインターリービングされた信号から受信する信号をドロップするために逆多重化し、一対のチャネルそれぞれに同一の伝送データをのせて送信する信号をアッドするために多重化する過程と、逆多重化されてドロップされる複数の奇数チャンネル及び偶数チャンネルの対から受信する信号の有無を感知する過程と、その感知された信号のうち少なくとも１つを障害が発生していないチャンネルへ転換するスイッチング過程と、これによりスイッチングされた少なくとも１つの信号を受信する過程と、を各ノードで実施することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明による１本の光ファイバを利用した双方向波長分割多重方式の光通信網は、１本の光ファイバを利用して双方向に光信号が進行することにより、既存の２本の光ファイバを利用した自己回復光通信網同等の伝送容量を伝送することができるので、光ファイバの利用効率を２倍に増加させることができる。
【００２３】
また、ノードの構成は、分散補償モジュール(ＤＣＭ)、光増幅器などの光素子を、双方向に進行する光信号が共有することにより、他の双方向構造に比べて経済的である。
【００２４】
さらに、双方向に進行する波長を交互に配置して伝送することにより波長帯域を半分ほど減少させることができるので波長の利用効率がよい。
【００２５】
加えて、既存の双方向伝送構造は、光ファイバが切断された場合に戻ってくる光信号の反射が最大４％である場合、伝送品質に影響したが、本発明による１本の光ファイバを利用した双方向波長分割多重方式の光通信網は、インターリーバを利用した十分な抑制で、障害のときにも反射信号の影響を受けずに光通信網を保持することができる。
【００２６】
更に加えて、光ファイバの切断のときにも、正常状態と対比して隣接ノードに半分のチャンネルパワーが入力されるので、各ノード内に位置する増幅器の入力パワーによる調節領域が縮小する長所がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の好適な実施形態について添付図を参照しつつ詳細に説明する。下記説明において、本発明の要旨のみを明瞭するために公知の機能又は構成に対する詳細な説明は省略する。なお、図面中、同一な構成要素及び部分には、可能な限り同一な符号及び番号を共通使用するものとする。
【００２８】
図４は、本発明による双方向波長分割多重方式の自己回復光通信網のノード構成例を示している。各ノードは、伝送しようとする同一のデータを奇数チャンネル及び偶数チャンネルに変調して伝送する送信部１００と、奇数チャンネル及び偶数チャンネルを相互に反対方向に進行させ、また、奇数チャンネル及び偶数チャンネルを交互に配置(inter-leaving)して光信号を１つに合わせ、そして、受信する信号をドロップするために逆多重化し、送信する信号をアッドするために多重化する波長交代方式の双方向アッド／ドロップ多重化部２００と、受信する信号の有無を感知して障害が発生しない方向へ転換するスイッチング部３００と、スイッチングされた信号を受信する受信部４００とを備える。本実施例では、λ２及びλ４の２個のチャンネルを受信するための構造に対して説明するものであるが、Ｎ個のチャンネルへの拡張は、下記実施例の説明により自明になる。また、双方向アッド／ドロップ多重化器に対しては、同一の出願人が２００２年５月１６日付で特許出願した韓国特許出願２００２−２７１４６号に詳細に記述されているので、本実施例では概略的に説明するものとする。
【００２９】
送信部１００は、相互に異なる波長λ１，λ２，λ３，λ４を有するチャンネルを出力する複数の光送信器１０１〜１０４で構成され、これらチャンネルで隣接する奇数チャンネル及び偶数チャンネル(例えば、λ１とλ２)には同一のデータがのせられる。
【００３０】
波長交代方式の双方向アッド／ドロップ多重化部２００は、４個のインターリーバ２０１〜２０４と、光増幅器２０５と、逆多重化器２０６−１及び多重化器２０６−２で構成された双方向アッド／ドロップ多重化器２０６と、分散補償モジュール２０７とから構成される。 
【００３１】
インターリーバ２０１〜２０４は、図５に示すように、第１端子から入力された波長分割多重化光信号のうち偶数チャンネルを第２端子へ出力し、奇数チャンネルを第３端子へ出力し、第２端子から入力された偶数チャンネルと第３端子から入力された奇数チャンネルとを第１端子へ出力する機能を遂行する。 
【００３２】
光増幅器２０５は、入力される光信号を増幅して出力し、エルビウム(Ｅｒ)添加光ファイバ増幅器、プラセオジム(Ｐｒ)添加光ファイバ増幅器、半導体レーザ増幅器などの単方向光増幅器を使用することができる。 
【００３３】
双方向アッド／ドロップ多重化器２０６は、受信する信号をドロップするために逆多重化し、送信する信号をアッドするために多重化する機能を遂行し、１×Ｎ逆多重化器２０６−１とＮ×１多重化器２０６−２とからなる。 
【００３４】
分散補償モジュール２０７は、高速伝送で光信号が進行する光ファイバにおいて発生する色分散を補償する機能を遂行し、分散補償モジュールとして色分散補償光ファイバ(ＤＣＦ)または格子光ファイバを使用することができる。 
【００３５】
受信部３００は、４個の１０：９０カプラー３０１〜３０４、４個のフォトダイオード３０５〜３０８、２個の制御部３０９，３１０、及び２個の１×２光スイッチ３１１，３１２から構成される。
【００３６】
１０：９０カプラー３０１〜３０４は、受信する光信号の有無を確認するために入力光信号を分岐する機能を遂行する。
【００３７】
フォトダイオード３０５〜３０８は、分岐された光信号の強度を感知して制御部へ伝達する。
【００３８】
制御部３０９，３１０は、フォトダイオード３０５〜３０８から感知された光強度により光信号の有無を確認して光スイッチを調節する機能を遂行する。   
【００３９】
１×２光スイッチ３１１，３１２は、制御部３０９，３１０に従い障害が発生しないチャンネルへ転換する機能をする。
【００４０】
受信部４００は、２個の光受信器４０１，４０２で構成され、スイッチングされた信号を受信する。
【００４１】
図６は、図４に示した本発明のノード構成を利用して具現した４個のノードで構成され、１本の光ファイバを利用した双方向波長分割多重方式の自己回復光通信網の正常状態の構成図であって、実際には、４個のノードＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄがすべて同一の構成を有するが、便宜上ノードＤを詳細に示す。
【００４２】
図６は、ノードＡ及びノードＤが通信する場合を示す。ノードＡで同一のデータをλ１，λ２，λ３，λ４にそれぞれ変調させ、λ１及びλ３は時計方向に伝送し、λ２及びλ４は反時計方向に伝送してノードＤで適切な光信号を選択するようにする。逆に、ノードＤでもλ１’，λ２’，λ３’，λ４’に一対ずつ同一のデータを乗せて、λ１’及びλ３’は時計方向に伝送し、λ２’及びλ４’は反時計方向に伝送してノードＡで光信号を選択するようにする。
【００４３】
図４及び図６を参照してノードＤでの動作を具体的に説明すると、ＴＸＵ１ １０１のλ１’及びＴＸＵ２ １０２のλ２’からなる対に、ＴＸＵ１ １０３のλ３’及びＴＸＵ４ １０４のλ４’からなる対に、それぞれ同一のデータを乗せて、奇数チャンネルであるλ１’及びλ３’は反時計方向に伝送し、偶数チャンネルであるλ２’及びλ４’は時計方向に伝送する。ノードＡから入力されるλ１及びλ３は、第１インターリーバＩＬ１ ２０１を通じて第２インターリーバＩＬ２ ２０２へ入力され、λ２及びλ４は、第３インターリーバＩＬ３ ２０３を通じて第２インターリーバＩＬ２ ２０２へ入力される。第２インターリーバＩＬ２ ２０２は、双方向の相互に異なる方向から第２端子及び第３端子へそれぞれ入力された信号をインターリービングして偶数チャンネル及び奇数チャンネルを交互に配置し、隣接チャンネル間の間隔を狭めて１個の光信号に合わせて第１端子へ出力する。合わせられた１個の光信号は、光増幅器２０５により増幅された後、双方向アッド／ドロップ多重化器２０６の逆多重化器２０６−１によりそれぞれの波長別に分離され、ノードで受信しようとする光信号λ１，λ２，λ３，λ４はドロップされる。ドロップされたそれぞれの信号は、１０：９０カプラー３０１〜３０４により分岐され、フォトダイオード３０５〜３０８により分岐された光信号の強度が感知されて、制御部３０９，３１０で光信号の強度により光信号の有無が確認される。そして、障害が発生しないチャンネルに光スイッチ３１１，３１２を転換させる。正常状態である場合、一番近い経路を経て入力されたλ２，λ４が高強度なので、受信器ＲＸＵ１／２ ４０１、ＲＸＵ３／４ ４０２に入力される。受信されない残りの信号、すなわちλ１，λ３と、新たにアッドされる光信号λ１’，λ２’，λ３’，λ４’は、双方向アッド／ドロップ多重化器２０６の多重化器２０６−２により多重化される。多重化された光信号は、分散補償モジュールＤＣＭ ２０７により高速伝送のとき発生する色分散が補償され、第４インターリーバＩＬ４ ２０４の第１端子へ入力されてλ１’を始めとした奇数チャンネルは第３端子へ出力されて右側経路である第３インターリーバＩＬ３ ２０３へ入力される。一方、λ２’を始めとした偶数チャンネルは、第２端子へ出力されて左側経路である第１インターリーバＩＬ１ ２０１へ入力された後に他のノードに進行する。この結果、一番近い経路を通じたλ１’，λ３’がノードＡで受信される。     
【００４４】
図７は、図４に示した本発明のノード構成を利用して具現した４個のノードで構成され、１本の光ファイバを利用した双方向波長分割多重方式の自己回復光通信網の障害状態の構成図であって、ノードＡとノードＤとの間に光ファイバのスイッチングが発生した場合を示す。
【００４５】
ノードＡとノードＤとの間に光ファイバのスイッチングが発生した場合、ノードＡからノードＤへの反時計方向の光信号伝送と、ノードＤからノードＡへの時計方向の光信号伝送は不能である。従って、ノードＡでは、時計方向へ進行するλ１，λ３がノードＤへ伝送され、ノードＤでは、反時計方向へ進行するλ２’，λ４’がノードＡへ伝送される。
【００４６】
図４及び図７を参照して、前述した正常状態である場合と同様に、ノードＤでの動作を具体的に説明すると次のようである。 
【００４７】
送信部１００は、正常状態と同一の動作を遂行する。すなわち、ＴＸＵ１ １０１のλ１’及びＴＸＵ２ １０２のλ２’からなる対に、ＴＸＵ１ １０３のλ３’及びＴＸＵ４ １０４のλ４’からなる対に、それぞれ同一のデータを乗せて、奇数チャンネルであるλ１’，λ３’は反時計方向に伝送し、偶数チャンネルであるλ２’，λ４’は時計方向に伝送する。しかし、ノードＡからλ２，λ４を始めとした偶数チャンネルはノードＤへ入力されず、ノードＤでアッドされたλ１’，λ３’を始めとした奇数チャンネルは第４インターリーバＩＬ４ ２０４及び第３インターリーバＩＬ３ ２０３を通じてノードＡに進行できないようになり、これらλ１’，λ３’を始めとした奇数チャンネルの反射された信号が第３インターリーバＩＬ３ ２０３及び第２インターリーバＩＬ２ ２０２を通じて戻ってくる。しかし、第３インターリーバＩＬ３ ２０３の第２端子から第２インターリーバＩＬ２ ２０２の第２端子への反時計方向の経路は偶数チャンネルが伝送される経路であるので、光ファイバのスイッチングにより反射されて戻ってきた前記λ１’，λ３’を始めとした奇数チャンネルは、第２及び第３インターリーバ２０２，２０３によりそれぞれ２０ｄＢ以上抑制される。従って、反射したλ１’，λ３’チャンネルは最大４％(１４ｄＢ)が反射し得るが、ノードＤへ入るノードＡからのλ１，λ３チャンネルと対比して４０ｄＢ以上の差異が発生するので、反射したλ１’，λ３’チャンネルが雑音として作用することはない。ノードＡから入るλ１，λ３は、第１インターリーバＩＬ１ ２０１及び第２インターリーバＩＬ２ ２０２を経て光増幅器２０５により、減衰した信号が増幅される。増幅されたλ１，λ３は、双方向アッド／ドロップ多重化器２０６の逆多重化器２０６−１によりそれぞれの波長別に分離されて、ノードで受信しようとする光信号λ１，λ３はドロップされる。ドロップされたそれぞれの信号は、１０：９０カプラー３０１〜３０４により分岐され、フォトダイオード３０５〜３０８がその分岐光信号の強度を感知して制御部３０９，３１０へ伝達する。この場合、λ２，λ４の光信号が入力されないので、制御部３０９，３１０は、障害が発生していないλ１，λ３へ光スイッチ３１１，３１２を転換させる。そして１×２光スイッチ３０９，３１０のスイッチング作用により、λ１，λ３が受信器ＲＸＵ１／２ ４０１、ＲＸＵ３／４ ４０２に入力される。また、新たにアッドされる光信号λ１’，λ２’，λ３’，λ４’が、双方向アッド／ドロップ多重化器２０６の多重化器２０６−２により多重化される。多重化された光信号は、分散補償モジュールＤＣＭ ２０７により高速伝送のとき発生する色分散が補償され、第４インターリーバＩＬ４ ２０４の第１端子へ入力されてλ１’を始めとした奇数チャンネルは第３端子へ出力されて右側経路である第３インターリーバＩＬ３ ２０３へ入力される。λ２’を始めとした偶数チャンネルは、第２端子へ出力されて左側経路である第１インターリーバＩＬ１ ２０１へ入力された後に他のノードに進行する。したがって、スイッチングされないノードであるノードＣ、ノードＢを通じたλ２’，λ４’がノードＡで受信される。 
【００４８】
以上の過程を通じて、光ファイバのスイッチングが発生したときでも光ファイバを変更することなく１本の光ファイバを通じて、伝送しようとする光信号を効率的に伝送することができる。
【００４９】
図８は、本発明による１本の光ファイバを利用した双方向波長分割多重方式の自己回復光通信網で、４個のノード間に８個のチャンネルで通信する場合に、障害発生のときノードに入力されるチャンネル数を示す。図８において、点線及び実線で表示されたチャンネルは相互に異なる方向に進行することを示し、バッテン印は、チャンネルがタ−ゲットノードに入力されないことを示し、黒丸印は、ノードを経由するチャンネルを示し、三角矢印は、ドロップされるチャンネルを示す。
【００５０】
正常状態では、各ノード内にある増幅器には、８個のチャンネルに対して同一のチャンネルパワーが入力される。しかし、光ファイバの切断のときは、切断された位置と隣接した両方ノードＡ，Ｄには、既存チャンネルの半分である４個のチャンネルが入力され、残りのノードＢ，Ｃには、４個のチャンネル以上のチャンネルが入力される。従って、各ノード内に位置した増幅器は、４個のチャンネルから５個のチャンネルまでの入力パワーに対して対処すればよいので、従来の自己回復光通信網に比べて最大半分の入力パワー変化領域３ｄＢに対してのみ対処すればよい。
【００５１】
以上、本発明の詳細について具体的な実施形態に基づき説明してきたが、本発明の範囲を逸脱しない限り、各種の変形が可能なのは明らかである。従って、本発明の範囲は、上記実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲のみならず、その範囲と均等なものにより定められるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】２本の光ファイバを利用した波長分割多重方式のＵＰＳＲ環状光通信網の構成を概略的に示す図。
【図２】２本の光ファイバを利用した波長分割多重方式のＢＬＳＲ環状光通信網の構成を概略的に示す図。
【図３】６個のチャンネルを有するＷＤＭ ＵＰＳＲで障害のときノードに入力されるチャンネル数を説明するための図。
【図４】本発明による双方向波長分割多重方式の自己回復光通信網のノード構成例を示す図。
【図５】本発明に適用されるインターリーバの動作を説明するための図。
【図６】図４に示した本発明のノード構成を利用して具現した４個のノードで構成され、１本の光ファイバを利用した双方向波長分割多重方式の自己回復光通信網の正常状態の構成図。
【図７】図４に示した本発明のノード構成を利用して具現した４個のノードで構成され、１本の光ファイバを利用した双方向波長分割多重方式の自己回復光通信網の障害状態の構成図。
【図８】本発明による１本の光ファイバを利用した双方向波長分割多重方式の自己回復光通信網において、４個のノード間に８個のチャンネルで通信する場合に、障害の発生のときノードに入力されるチャンネル数を説明するための図。
【符号の説明】
【００５３】
１００  送信部
２００  双方向アッド／ドロップ多重化部
２０１〜２０４  インターリーバ
２０６  双方向アッド／ドロップ多重化器
２０６−１  逆多重化器
２０６−２  多重化器
３００  スイッチング部
４００  受信部
【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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