(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光IPネットワーク中で波長多重方式を用いた光信号により送受されるIPパケットをルーティングアルゴリズムにより転送するレイヤ３スイッチにおいて、
前記光信号に含まれる光波長のうち固有の光波長が予め割り当てられ、光信号を割り当てられた光波長によりアッドおよびドロップするWDM光部品と、アッドおよびドロップされる光信号を光電変換する光送受信器とがモジュール化されてなるWDMモジュールと、
前記WDMモジュールを取り付けるための１以上のWDMモジュール取付け部を有する本体とからなり、
前記WDMモジュールは、内蔵された光送受信器がアッドおよびドロップする固有の光波長を本体に認識させる波長インターフェース部を備え、
前記本体は、WDMモジュール取付け部にWDMモジュールが取り付けられたときに波長インターフェース部と接続され、前記光波長を本体が認識できるようにする波長インターフェース接続部と、認識された光波長を格納する光波長情報格納部を備えることを特徴とするWDMモジュール型レイヤ3スイッチ。
【請求項２】
前記本体は、波長インターフェース接続部に波長インターフェース部が接続されたときに認識される光波長に基づいてIPネットワークのシステム管理についての処理を行うシステム機能部と、
ルーティングアルゴリズムの実行に関する情報を格納するMIB（Management Information Base）とをさらに備え、
システム機能部は、MIBを光波長情報格納部とし、認識された光波長をMIBに保存することを特徴とする請求項１に記載のWDMモジュール型レイヤ3スイッチ。
【請求項３】
光IPネットワーク中で波長多重方式を用いた光信号により送受されるIPパケットをルーティングアルゴリズムにより転送するレイヤ３スイッチにおいて、
前記光信号に含まれる光波長のうち固有の光波長が予め割り当てられ、光信号を割り当てられた光波長によりアッドおよびドロップするWDM光部品と、アッドおよびドロップされる光信号を光電変換する光送受信器とがモジュール化されてなるWDMモジュールと、
WDMモジュールを取り付けるための１以上のWDMモジュール取付け部を有する本体とからなり、
前記本体は、
外部からの光信号を受けるWDM光入力ポートと、
前記光信号を外部へ出力するWDM光出力ポートと、
WDMモジュール取付け部にWDMモジュールが取り付けられたときに、WDM光入力ポートに受信される前記光信号が光送受信器に入力され、光送受信器から送信される前記光信号がWDM光出力ポートから出力されるような光信号の光路を構成する光導波部と、
複数のWDMモジュール取付け部とを備え、
前記光導波部は、各WDMモジュール取付け部にそれぞれWDMモジュールが取り付けられたときに各WDMモジュールを直列に接続するような前記光信号の光路を構成し、これによってWDM光入力ポートに受信される前記光信号が、直列に接続されたWDMモジュールのうち最上流のWDMモジュールの光送受信器に受信され、当該光送受信器から送信される前記光信号が下流側のWDMモジュールの光送受信器に受信され、以下、各WDMモジュールの光送受信器を経て、最下流のWDMモジュールの光送受信器から送信される前記光信号がWDM光出力ポートから出力されることを特徴とするWDMモジュール型レイヤ3スイッチ。
【請求項４】
各WDMモジュールは、内蔵された光送受信器がアッドおよびドロップする固有の光波長を本体に認識させる波長インターフェース部を備え、
前記本体は、WDMモジュール取付け部にWDMモジュールが取り付けられたときに各WDMモジュールの波長インターフェース部と接続され、各WDMモジュール固有の光波長を本体が認識できるようにする波長インターフェース接続部と、
認識された各光波長情報を保存する光波長情報格納部をさらに備えることを特徴とする請求項３に記載のWDMモジュール型レイヤ3スイッチ。
【請求項５】
前記本体は、波長インターフェース接続部に波長インターフェース部が接続されたときに認識された前記光波長に基づいてIPネットワークのシステム管理についての処理を行うシステム機能部と、
ルーティングアルゴリズムの実行に関する情報を格納するMIB（Management Information Base）とをさらに備え、
システム機能部は、MIBを光波長情報格納部とし、認識された光波長をMIBに保存することを特徴とする請求項４に記載のWDMモジュール型レイヤ3スイッチ。
【請求項６】
前記システム機能部は、前記WDM光入力ポートからWDM出力ポートを結ぶ導波部中に存在するいずれかのWDMモジュール取付け部に取り付けられた複数のWDMモジュールに固有の各光波長が重複する場合に警告を発する処理を行うことを特徴とする請求項５に記載のWDMモジュール型レイヤ3スイッチ。
【請求項７】
前記光導波部は、前記光信号の光路の切り換えを行う複数の光スイッチを含んでなり、各光スイッチは、各WDMモジュール取付け部に対応して設けられ、対応するWDMモジュール取付け部を介してそれに取り付けられるWDMモジュールの光送受信器に前記光信号を入出力させる経由状態と、当該WDMモジュール取付け部に前記光信号を経由させることなく通過させるスルー状態との切り換えを行う機能を有することを特徴とする請求項３に記載のWDMモジュール型レイヤ3スイッチ。
【請求項８】
前記本体は、各WDMモジュール取付け部を介して取り付けられるWDMモジュールへ入り切り可能に電源を供給する機能を備え、
各WDMモジュール取付け部を介してWDMモジュールに供給される電源のWDMモジュールごとの入り切りを制御して投入状態および遮断状態にする制御部をさらに備え、
前記制御部は、各光スイッチが経由状態にある場合は、当該光スイッチに対応するWDMモジュール取付け部を介して供給される電源を投入状態とし、各光スイッチがスルー状態にある場合は、前記電源を遮断状態とするように制御することを特徴とする請求項７に記載のWDMモジュール型レイヤ3スイッチ。
【請求項９】
請求項８に記載のWDMモジュール型レイヤ3スイッチが複数台、光ファイバで互いに接続され、
前記光ファイバを介して各WDMモジュール型レイヤ３スイッチと通信し得るシステム制御装置がいずれかの前記WDMモジュール型レイヤ３スイッチに接続されてなり、
通信サービスを提供するためのサービスネットワーク部と、前記サービスネットワーク部に並行し、サービスネットワーク部に障害が発生したときにバックアップとして機能するコントロールネットワーク部とを有する光IPネットワークであって、
前記システム制御装置は、コントロールネットワーク部を経由して各WDMモジュール型レイヤ３スイッチ内の制御部に制御信号を送信し、各光スイッチの切り換えと各電源の入り切りとを制御させることを特徴とする光IPネットワーク。
【請求項１０】
各WDMモジュール型レイヤ３スイッチは、ルーティングアルゴリズムの実行に関する情報を格納するMIB（Management Information Base）をさらに備え、
各本体は、各WDMモジュール型レイヤ３スイッチが送受するIPパケットの通信量を予測した結果に基づき予め定められる第１の光波長数と、拡張用に予め定められる第２の光波長数とに基づいてWDMモジュール型レイヤ３スイッチごとに決定される数以上のWDMモジュール取付け部を備え、
各WDMモジュール型レイヤ３スイッチは、各WDMモジュールの光送受信器が送受するIPパケットの通信量を定期的にモニタしてその結果を前記MIBに格納する機能をさらに有し、
各WDMモジュール取付け部には、WDMモジュールが取り付けられてなり、
システム制御装置は、光IPネットワークの稼動開始時において、第１の光波長数に対応する数の光スイッチを経由状態にするとともに、それによって光送受信器に前記光信号が入出力される各WDMモジュールへの電源を投入状態とし、第２の光波長数に対応する数の光スイッチをスルー状態にするとともに、スルー状態の光スイッチに対応する各WDMモジュールへの電源を遮断状態とするように各制御部に制御信号を送信し、
その後、MIBに格納された前記通信量のモニタ結果を定期的に参照し、所定の光送受信器の通信量が予め定められた基準値を越える場合、スルー状態の光スイッチを経由状態に切り換えるとともに、それによって光送受信器に前記光信号が入出力される各WDMモジュールへの電源を投入状態とするように各制御部に制御信号を送信することを特徴とする請求項９に記載の光IPネットワーク。
【請求項１１】
前記WDMモジュールは、標準化された規格であるＧＢＩＣあるいはＳＦＰに適合する大きさおよび取付け部分の形状を有する請求項１〜８のいずれか一つに記載のWDMモジュール型レイヤ３スイッチ。
【請求項１２】
前記WDMモジュールは、標準化された規格であるＧＢＩＣあるいはＳＦＰに適合する大きさおよび取付け部分の形状を有する請求項９または１０に記載の光IPネットワーク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、IP（Internet Protocol）パケットをルーティングする機能と、IP通信における電気信号と光信号を相互に変換する機能と、光の波長多重（WDM: Wavelength-Division MultIPlexing）を行う機能を併せ持つWDMモジュール型レイヤ3スイッチ、および当該WDMモジュール型レイヤ3スイッチを接続して構成される光IPネットワークに関する。
【背景技術】
【０００２】
公衆通信がIP通信主体となり、光ファイバの低損失、広帯域性を活用した光IP通信が注目を集めている。電気信号によって10Mbpsあるいは100Mbpsの速度で伝送し、これをパケット多重して光信号に変換し、光ファイバにより1Gbpsあるいは10Gbpsの高速で伝送する構成が効果的である。100Mbps以下の電気信号はビル内で100m以下の距離で伝送して使用するのが一般的であるが、1Gbps以上の高速度の光信号は、ビル間あるいはより広域の通信として使用され、例えば、数10km以上の距離で伝送できる。また、光信号の伝送ではWDMにより、1本のファイバ中に複数の光波を多重できるため、さらに大容量、高速通信が可能である。このように、光信号は伝送距離を伸ばせる特性を利用し、WDM伝送と相まってビル間を接続して大容量伝送路として利用できる。
【０００３】
また、光ネットワークの部分は、伝送距離とWDMの多重数を調節することで、ビル内部でフロア間をつなぐような小規模のネットワークから、キャンパスネットワークのような比較的狭いビル間の接続、さらに地域ネットワークのような広いネットワークまで、必要とする通信容量に応じて波長多重数を設計することで、幅広いネットワークを設計できる。
【０００４】
このように、電気信号と光信号を適切に組み合わせて光IPネットワークを構成することが有効である。このためには、電気信号のIPパケットを送信相手に届くようにルーティングし、同一方向のパケットを多重する機能、この電気信号を光信号に変換する機能、あるいは逆に光信号を電気信号に変換し、多重された電気信号からIPパケットを取り出し、送信相手に応じてルーティングする機能が必用である。また、WDM伝送を行う場合には、波長が異なる複数の光波を多重する光部品と、光電変換された光信号とを結合させる機能が必要である。
【０００５】
これらの機能のうち、IPパケットを電気信号として多重あるいは分離する機能と、送信相手に応じてルーティングする機能は、公知のルータあるいはレイヤ３スイッチで行うことができる。従来実施されていた技術の例を図１の説明図に示す。
【０００６】
このネットワークでは、ユーザビルに相当する３つのユーザノード１０５、１０７、１０９があり、これとエッジノード１０１を単一モード光ファイバ１０３で接続し、光リングを形成したものである。光リングには波長λ１、λ２、・・・λ5の5波長が多重され、1方向に伝送される。3つのユーザノード１０５、１０７、１０９には、波長多重された光リング中の光信号のうち、特定の波長を取り出す（ドロップ）機能、および特定の波長を光リングに追加（アッド）する機能をもつADM（Add/Drop MultIPlexer）１０５ａ、１０７ａ、１０９ａと、アッドおよびドロップ（アッド・ドロップ）する光信号と電気信号を変換する光トランシーバ１０５ｂ、１０７ｂ、１０９ｂ、および電気信号であるIPパケットを、宛先に従ってルーティングするレイヤ３スイッチ１０５ｃ、１０７ｃ、１０９ｃがそれぞれ設けられている。エッジノード１０１は、波長数５の光信号を多重するカプラ１０１ａと、多重された波長数５の光信号を各波長に分離するスプリッタ１０１ｂ、波長数５の光信号と電気信号をそれぞれ変換する光トランシーバ１０１ｃ、電気信号であるIPパケットを宛先に従ってルーティングするレイヤ３スイッチ１０１ｄが設けられている。
【０００７】
図１の例では、ユーザノード１０５では波長λ１とλ２がアッド・ドロップされ、この両波長は他のユーザノードではアッド・ドロップされていないため、エッジノード１０１とユーザノード１０５はこの２波長によって直接接続されている。例えば、使われている光トランシーバが標準の1000Base-LX規格であれば、１つの波長で１Gbpsの帯域があり、エッジノード１０１とユーザノード１０５は2Gbpsの帯域で通信できる。
【０００８】
ユーザノード１０７では、波長λ３とλ４がアッド・ドロップされ、波長λ３は他のユーザノードではアッド・ドロップされていないため、エッジノード１０１とユーザノード１０７は波長λ３によって直接接続されている。しかし波長λ４は、ユーザノード１０９でもアッド・ドロップされているため、λ４はエッジノード１０１、ユーザノード１０７、ユーザノード１０９を接続する光リンクを構成し、波長λ４による帯域は、３つのユーザノード１０５、１０７、１０９で共有される。３つのユーザノード間の通信は３種類あり、それぞれが波長λ４を使うので平均0.33Gbpsの帯域が割り当てられることになる。
【０００９】
ユーザノード１０９では波長λ４とλ５がアッド・ドロップされ、波長λ５は他のユーザノードではアッド・ドロップされていないため、エッジノード１０１とユーザノード１０９は波長λ５によって直接接続されている。しかし波長λ４は、ユーザノード１０７でもアッド・ドロップされているため、λ４はエッジノード１０１、ユーザノード１０７、ユーザノード１０９を接続する光リンクを構成し、波長λ４による帯域は、３つのユーザノード１０５、１０７，１０９で共有される。この状況は、波長種別は異なるが帯域の観点からはユーザノード１０７と同様である。
【００１０】
また、ユーザノード１０５とユーザノード１０９の間の通信は、直接の光リンクがないため、エッジノード１０１経由の通信になる。
このように、ADM１０５ａ、１０７ａ、１０９ａによってアッド・ドロップする波長を指定することでユーザノード間の光リンクを設定でき、また光リンクにより使用できる帯域が定まる。また、IPパケットの宛先によって、レイヤ３スイッチを経由するが、このような転送はレイヤ３スイッチに設定されるルーティングアルゴリズムによって決まる。
【００１１】
エッジノード１０１は、光リング外の外部ネットワークへ送信するIPパケットを受信した場合、上位インターフェース（ＩＦ）１０１ｅを通じて転送する。すなわち、光リング外への通信はエッジノード１０１を経由する。外部ネットワークは、図１と同様の構造を持つ他の光リングネットワークや、公衆網などが相当する。
このような、光リンクの設定はノード間で発生するトラフィック量を元に、それを適切に収容するようネットワーク管理者が設計し、ネットワークの建設が行われる。
【００１２】
上記のように、IPパケットとしての電気信号と光信号の変換は、公知の光トランシーバにより、100Mbps、1Gbps、10Gbpsなど、伝送速度に応じた規格が標準化されている。また、WDMを行う光部品としては、波長依存のバンドパスフィルタを用いるもの、グレーティングを用いるものなど公知のものが利用できる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
これら既存の装置、部品を用いて所望の光IPネットワークを構築するには、各装置や部品を集め、組み合わせる必要がある。光トランシーバをレイヤ３スイッチに取り付ける場合には、GBIC（Gigabit Interface Converter）やSFP（Small Form Factor Pluggable）規格の光トランシーバが市販されており、これらをレイヤ３スイッチに嵌合させるだけで、所定の伝送速度のIPパケットが光電変換される。しかし、複数の光トランシーバの出力光を多重し、WDM伝送する場合には、WDM光部品と光トランシーバを光ファイバで接続する必要があった。すなわち、一般にはレイヤ３スイッチに光トランシーバを取り付け、これにWDM光部品を介して光ファイバで接続して全体のネットワークを構築する必用があった。
【００１４】
しかし、前述したように、WDM伝送は通信の需要に応じて波長数を決めたり、複数のビルを広域で接続する場合には、どのビル間に波長を割り当てて需要を満たすかなど一般に複雑であり、適切な設計を行う必用がある。ネットワークの設計を行った後、光トランシーバの数や波長の数、ビル間に指定の波長を割り当てるためのWDM部品の仕様や接続先が決まる。これに従って、実際のネットワーク建設が行われるが、問題は通信の需要の変動に如何に対応するかである。主要なものとして、ネットワークの拡張性と再構築性が必要である。拡張性は需要が増加したときに、ネットワークを大きく変更しないで対応できる性質で、再構築性は例えば、予想外のビル間に需要が発生したときに、ネットワークを大きく変更しないで対応できる性質である。
【００１５】
拡張性と再構築性を確保するため、通常は需要増が発生した場合に追加工事を行う。光ネットワークの場合は、光ファイバの敷設工事は、時間とコストがかかるため、使用中の光ファイバはそのままで、光トランシーバやWDM光部品の追加や取り換え、接続変更で拡張性と再構築性が確保できることが必用である。
【００１６】
しかし、前述したように、レイヤ３スイッチや光トランシーバにWDM光部品を容易に接続したり、ネットワークの拡張性と再構築性のために追加、変更できる機能のものはないという大きな問題があった。また、追加工事を行うと開通までに時間がかかるため、あらかじめ予備の光トランシーバ等を設置しておき、必要に応じて簡易に開通させることが有効であるが、このような装置やネットワークは実現されていなかった。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
この発明は、
（１）電気信号と特定の波長の光信号とを変換する光送受信器と、特定の波長の光信号をアッドおよびドロップする機能を有する光部品と、光送受信器の特定の波長値を表す波長インターフェース（ＩＦ）を１つのWDMモジュールとし、レイヤ３スイッチ本体に挿抜自在に嵌合させるWDMモジュール型レイヤ3スイッチを提供する。
【００１８】
即ち、本発明によるWDMモジュールは、特定の波長の光信号を送受信する光送受信器と、特定の波長をアッドおよびドロップする機能を有する光部品とが一体化されたモジュールであるため、これを本発明によるレイヤ３スイッチ本体に取り付けるだけで、光信号を送受信する機能と、その波長の光信号をアッドおよびドロップする機能をレイヤ３スイッチ本体に追加することができる。
【００１９】
（２）レイヤ３スイッチ本体に取り付けられたWDMモジュールの波長は、波長インターフェースによりレイヤ３スイッチ本体に認識され、その波長情報が内部に保持されるWDMモジュール型レイヤ3スイッチを提供する。
【００２０】
即ち、光送受信器の特定の波長値を表す波長インターフェースがWDMモジュールに設けられており、これと嵌合する波長インターフェース嵌合部と得られた波長情報を処理するシステム機能部がレイヤ３スイッチ本体に設けられており、WDMモジュールを取り付けると波長インターフェースと波長インターフェース嵌合部が嵌合し、この結果、取り付けられたWDMモジュールの波長がレイヤ３スイッチ本体に認識され、認識された波長情報は、システム機能部の処理によってレイヤ３スイッチ本体内部に保持されるWDMモジュール型レイヤ3スイッチとすることができ、取り付けられたWDMモジュールの波長値を問い合わせると、レイヤ３スイッチ本体が応答する機能をもたせることができる。波長インターフェースは、請求項にいう波長インターフェース部であり、波長インターフェース嵌合部は、請求項にいう波長インターフェース接続部である。
【００２１】
（３）レイヤ３スイッチ本体は、WDM光入力ポートとWDM光出力ポートを有し、レイヤ３スイッチ本体には複数のWDMモジュールをそれぞれ嵌合させることで取り付けることができ、かつ取り付けたWDMモジュールが送受する光信号の波長が全て異なり、そのWDMモジュールからの光出力信号はアッドされ、全体として波長多重されて前記WDM光出力ポートから出力され、前記WDM光入力ポートに入力された波長多重光信号は、同一波長のWDMモジュールでドロップされてその光受信部に入力される機能を有するWDMモジュール型レイヤ3スイッチを提供する。
【００２２】
即ち、本発明のレイヤ３スイッチ本体は、複数のWDMモジュール取付け部を備えてなり、WDMモジュール取付け部にWDMモジュールが取り付けられたときに、前記WDM光入力ポートに受信される光信号が、取り付けられたWDMモジュールの光送受信器に入力され、光送受信器から送信される光信号が前記WDM光出力ポートから出力されるような光信号の光路を構成する光導波部を備え、この光導波部は、各WDMモジュール取付け部にそれぞれWDMモジュールが取り付けられたときに各WDMモジュールを直列に接続するような光路を構成し、これによってWDM光入力ポートに受信される光信号が、直列に接続されたWDMモジュールのうち最上流のWDMモジュールの光送受信器に受信され、当該光送受信器から送信される光信号が下流側のWDMモジュールの光送受信器に受信され、以下、各WDMモジュールの光送受信器を経て、最下流のWDMモジュールの光送受信器から送信される光信号がWDM光出力ポートから出力されるWDMモジュール型レイヤ３スイッチとすることができ、異なる波長のWDMモジュールをレイヤ３スイッチ本体に取り付けるだけで、波長多重と波長分離の機能を付加することができる。
【００２３】
（４）レイヤ３スイッチ本体は、WDM光入力ポートとWDM光出力ポートを有し、レイヤ３スイッチ本体には複数のWDMモジュールをそれぞれ嵌合させることで取り付けることができ、かつ取り付けたWDMモジュールが送受する光信号の波長が全て異なり、そのWDMモジュールからの光出力信号はアッドされ、全体として波長多重されて前記WDM光出力ポートから出力され、前記WDM光入力ポートに入力された波長多重光信号は、同一波長のWDMモジュールでドロップされてその光受信部に入力される機能を有し、取り付けた特定波長のWDMモジュールを使用しない場合には、そのWDMモジュールの電源スイッチを切って電源を遮断し、そのWDMモジュールへの光信号のアッドとドロップを行わずに光信号を通過させるよう設定できるWDMモジュール型レイヤ3スイッチを提供する。
【００２４】
即ち、本発明のレイヤ３スイッチ本体は、複数のWDMモジュール取付け部を備えてなり、WDMモジュール取付け部にWDMモジュールが取り付けられたときに、前記WDM光入力ポートに受信される光信号が、取り付けられたWDMモジュールの光送受信器に入力され、光送受信器から送信される光信号が前記WDM光出力ポートから出力されるような光信号の光路を構成する光導波部を備え、この光導波部は、各WDMモジュール取付け部にそれぞれWDMモジュールが取り付けられたときに各WDMモジュールを直列に接続するような光路を構成し、これによってWDM光入力ポートに受信される光信号が、直列に接続されたWDMモジュールのうち最上流のWDMモジュールの光送受信器に受信され、当該光送受信器から送信される光信号が下流側のWDMモジュールの光送受信器に受信され、以下、各WDMモジュールの光送受信器を経て、最下流のWDMモジュールの光送受信器から送信される光信号がWDM光出力ポートから出力される構成をとる。
【００２５】
さらに、この光導波部は、前記光信号の光路の切り換えを行う複数の光スイッチを含んでなり、各光スイッチは、各WDMモジュール取付け部に対応して設けられ、対応するWDMモジュール取付け部を介してそれに取り付けられるWDMモジュールの光送受信器に前記光信号を入出力させる経由状態と、当該WDMモジュール取付け部に前記光信号を経由させることなく通過させるスルー状態との切り換えを行う機能を有し、レイヤ３スイッチ本体はこれを制御する制御部を有する。
【００２６】
さらに、各WDMモジュール取付け部を介してWDMモジュールに供給される電源のWDMモジュールごとの投入と切断を制御して、投入状態および遮断状態にする制御部を備え、前記制御部は、各光スイッチが経由状態にある場合は、当該光スイッチに対応するWDMモジュール取付け部を介して供給される電源を投入状態とし、各光スイッチがスルー状態にある場合は、前記電源を遮断状態とするように制御するWDMモジュール型レイヤ３スイッチとすることができ、取り付けたWDMモジュールを使用状態とするか否かを制御する機能を付加することができる。
【００２７】
（５）前記WDMモジュール型レイヤ3スイッチを光ファイバで接続してなる光IPネットワークであって、前記光IPネットワークが通信サービスを提供するサービスネットワーク部と、サービスネットワークの障害時にバックアップを行うコントロールネットワーク部を有し、かつシステム制御装置を有する光IPネットワークであって、前記サービスネットワーク部内のWDMモジュール型レイヤ3スイッチ内の光スイッチの切り換えと、電源の投入と切断を制御する制御部への制御信号は、システム制御装置からコントロールネットワーク部を経由して送信される光IPネットワークを提供する。
【００２８】
即ち、本発明のWDMモジュール型レイヤ３スイッチが光ファイバで互いに接続され、
前記光ファイバを介して各WDMモジュール型レイヤ３スイッチと通信し得るシステム制御装置がいずれかの前記WDMモジュール型レイヤ３スイッチに接続されてなり、通信サービスを提供するためのサービスネットワーク部と、前記サービスネットワーク部に並行し、サービスネットワーク部に障害が発生したときにバックアップとして機能するコントロールネットワーク部とを有する光IPネットワークであって、前記システム制御装置は、コントロールネットワーク部を経由して各WDMモジュール型レイヤ３スイッチ内の制御部に制御信号を送信し、各光スイッチの切り換えと、各電源の投入と切断とを制御させる光IPネットワークとすることができ、ネットワーク上の各WDMモジュールの状態を遠隔で制御する機能を付与できる。
【００２９】
（６）前記WDMモジュール型レイヤ3スイッチは、取り付けられて動作しているWDMモジュールが送受する通信量をモニタし、そのデータを内部に保持する機能を有し、取り付けるWDMモジュールの数は、通信の需要予測から必用になる波長数を定め、その波長数に予備の波長数を加えた数を基に定め、その数のWDMモジュールを取り付けたWDMモジュール型レイヤ3スイッチを光ファイバで接続してなる光IPネットワークであって、前記システム制御装置は、需要予測から必用と定められたWDMモジュールの電源を投入し、そのWDMモジュールへ光信号が経由状態となるよう光スイッチを設定し、予備のWDMモジュールの電源を遮断とし、そのWDMモジュールへの光信号を経由状態とせずスルー状態になるよう光スイッチを設定し、その後定期的に各WDMモジュールが送受信する通信量データを参照し、特定のWDMモジュールの通信量が基準値を越えた場合、予備のWDMモジュールの電源を投入し、かつそのWDMモジュールへ光信号が経由するよう光スイッチを切り換える機能を有する光IPネットワークを提供する。
【００３０】
即ち、本発明の光IPネットワークを構成する各WDMモジュール型レイヤ３スイッチは、各WDMモジュール型レイヤ３スイッチが送受するIPパケットの通信量を予測した結果に基づき予め定められる第1の光波長数と、拡張用に予め定められる第２の光波長数とに基づき、WDMモジュール型レイヤ３スイッチごとに決定される第1の光波長数と第２の光波長数の合計波長数を収容できるWDMモジュール取付け部を備え、この合計波長数のWDMモジュールがWDMモジュール取付け部に取り付けられてなり、各WDMモジュール型レイヤ３スイッチの本体は、IPパケットルーティングの管理に関する情報を格納するMIB（Management Information Base）をさらに備え、各WDMモジュール型レイヤ３スイッチの本体は、各WDMモジュールの光送受信器が送受するIPパケットの通信量を定期的にモニタして、その結果を前記MIBに格納する機能をさらに有する。
【００３１】
本発明の光IPネットワークは、前記WDMモジュール型レイヤ３スイッチを光ファイバで接続してなり、この光ファイバを経由して制御信号を送信するシステム制御装置が接続されてなり、前記システム制御装置は光IPネットワークの稼動開始時において、第1の光波長数に対応する数のWDMモジュールへ光信号が経由するよう光スイッチを経由状態にするとともに、それによって光送受信器に前記光信号が入出力される各WDMモジュールへの電源を投入状態とし、第２の光波長数に対応する数の光スイッチをスルー状態にするとともに、スルー状態の光スイッチに対応する各WDMモジュールへの電源を遮断状態とするように各WDMモジュール型レイヤ３スイッチの制御部に制御信号を送信し、その後、MIBに格納された前記通信量のモニタ結果を定期的に参照し、所定の光送受信器の通信量が予め定められた基準値を越える場合、スルー状態の光スイッチを経由状態に切り換えるとともに、それによって光送受信器に前記光信号が入出力される各WDMモジュールへの電源を投入状態とするように各制御部に制御信号を送信する光IPネットワークとすることができ、ネットワーク使用中に発生する部分的な通信量増加を自動的に緩和する機能を付加することができる。
【発明の効果】
【００３２】
この発明の前記（１）のWDMモジュール型レイヤ3スイッチは、光送受信器と、特定の波長をアッドおよびドロップする機能を有する光部品と、光送受信器の波長値を表す波長インターフェースを１つのWDMモジュールとし、レイヤ３スイッチに挿抜自在に嵌合させることを特徴とする。
【００３３】
このようにすれば、光送受信器とADM光部品は一体化されており、必用な数だけWDMモジュールをレイヤ３スイッチに嵌合し、その光出力と入力ポートを順に光ファイバで接続すれば、１つの光入力端と、１つの光出力端が得られる。光出力端からはWDMモジュールからの光信号を波長多重した出力が得られると共に、光入力端に波長多重した光信号を入力すれば、WDMモジュールでドロップされる、すなわち、ネットワーク側で必用な波長数だけアッド・ドロップするレイヤ３スイッチが簡易に構成できる。
【００３４】
この発明の前記（２）のWDMモジュール型レイヤ3スイッチにおいて、取り付けられたWDMモジュールの波長は、波長インターフェースによりレイヤ３スイッチ本体に認識され、その波長情報が内部に保持されるWDMモジュール型レイヤ3スイッチを提供する。
このようにすれば、本発明によるWDMモジュール型レイヤ3スイッチの運用や保守において、取り付けられているWDMモジュールの波長を管理するのに、内部に保持されている情報を取得するだけで済み、運用や保守時の操作や作業が簡易かつ迅速になる効果がある。情報が保存されていなければ、取り付けられているWDMモジュールを人手によりチェックするなど、管理コストを要すると共に、迅速性に欠ける。さらに、WDMモジュールを取り外したり、新しく取り付けたりする変更を行った場合、レイヤ3スイッチ本体はその変更を認識し、内部に保持されている情報も変更に合わせて自動的に更新するため、上記の運用や保守時の操作や作業に、古い波長情報に基づく誤作業を防止する大きな効果がある。
【００３５】
また、波長情報の保存場所として、レイヤ3スイッチに標準の管理データベースMIBを利用することもできる。MIBに保存すると、MIBからデータを取り出す公知の手法を使うことができ、既存の手法を利用できる一般性と経済性に大きな効果がある。
【００３６】
この発明の前記（３）のWDMモジュール型レイヤ3スイッチは、波長がすべて異なる複数のWDMモジュールを取り付けるだけで、取り付けたWDMモジュールからの光出力信号は順次多重され、全体として取り付けた全波長が多重されてWDM光出力ポートから出力され、またWDM光入力ポートに入力された波長多重光信号は、取り付けられた同一波長のWDMモジュールで各々ドロップされ、その光信号が受信されるWDMモジュール型レイヤ3スイッチとし、かつ取り付けたWDMモジュールの波長は、波長インターフェースによりレイヤ３スイッチに認識され、その波長情報が内部に保持されるWDMモジュール型レイヤ3スイッチを提供する。
【００３７】
このような構造であるため、WDMモジュールを取り付ければ、光出力端と隣接するWDMモジュールの光入力端とが内部で接続され、あるいは端部のWDMモジュールは、レイヤ３スイッチの光出力端あるいは光入力端と内部で接続される。このため、必用な数だけWDMモジュールをレイヤ３スイッチに取り付ければ、取り付けた全波長が多重された光出力が得られる。またレイヤ3スイッチに入力された波長多重光信号は、取り付けた各WDMモジュールでドロップされる。すなわち、ネットワーク側で必用な波長数だけアッド・ドロップするレイヤ３スイッチが、WDMモジュールを取り付けるだけで、他に接続することなく簡易に構成できる。
【００３８】
また、取り付けたWDMモジュールの波長は、レイヤ３スイッチ本体で認識され、同一波長のWDMモジュールが複数取り付けられた場合は警告を発するので、同一波長のWDMモジュールを誤って複数取り付けて、波長多重された光信号が混信することを避けることができる。
【００３９】
また、この発明の前記（３）に関する上記の説明は、波長がすべて異なる複数のWDMモジュールをレイヤ3スイッチ本体に取り付け、取り付けたWDMモジュールからの光出力信号は順次多重され、全体として取り付けた全波長が多重されてWDM光出力ポートから出力され、またWDM光入力ポートに入力された波長多重光信号は、取り付けられた同一波長のWDMモジュールで各々ドロップされ、その光信号が受信されるWDMモジュール型レイヤ3スイッチの場合について説明した。この場合はレイヤ3スイッチ本体の光導波部が、取り付けるWDMモジュールを直列に接続するよう構成されるが、取り付ける全WDMモジュールからの送信光を波長多重する必要がない、およびWDM光入力ポートに入力された波長多重光信号を、取り付ける全WDMモジュールで受信する必要がない場合は、取り付ける全WDMモジュールを直列に接続しないで、1以上の必要な個数のWDMモジュール取り付け部だけを直列に接続するようレイヤ3スイッチ本体の光導波部を構成することもできる。この場合は、WDM光入力ポートとWDM光出力ポートの対が複数必用になる。この場合も、ネットワーク側で必用な波長数だけアッド・ドロップするレイヤ３スイッチが、WDMモジュールを取り付けるだけで、他に接続することなく簡易に構成できる効果が得られる。さらに、WDM光入力ポートとWDM光出力ポートの対が複数でき、その対ごとに別々に波長多重された光信号が得られ、利用する上で自由度が増加する効果が得られる。
【００４０】
この発明の前記（３）のWDMモジュール型レイヤ3スイッチにおいて、波長インターフェースがWDMモジュールに設けられており、これと嵌合する波長インターフェース嵌合部と、得られた波長情報を処理するシステム機能部がレイヤ３スイッチ本体に設けられてなるようWDMモジュール型レイヤ3スイッチを構成することもできる。
【００４１】
このようにすれば、WDMモジュールを取り付けると波長インターフェースと波長インターフェース嵌合部が嵌合し、この結果、取り付けられたWDMモジュールの波長がレイヤ３スイッチ本体に認識され、認識された波長情報は、システム機能部の処理によってレイヤ３スイッチ本体内部に保持される機能を付与することができ、取り付けられたWDMモジュールの波長値を問い合わせると、レイヤ３スイッチ本体が応答する機能をもたせることができる。本発明によるWDMモジュール型レイヤ3スイッチの運用や保守において、取り付けられているWDMモジュールの波長を管理するのに、内部に保持されている情報を取得するだけで済み、発明の前記（２）で得られるのと同等の大きな効果が得られる。
【００４２】
また、取り付けられたWDMモジュールの波長がレイヤ３スイッチ本体に認識され、認識された波長情報がレイヤ３スイッチ本体内部に保持される場所が、レイヤ3スイッチに標準の管理データベースMIBに保存するよう構成することもできる。MIBに保存すると、MIBからデータを取り出す公知の手法を使うことができ、既存の手法を利用できる一般性と経済性に大きな効果がある。
【００４３】
また、取り付けたWDMモジュールの波長は、レイヤ３スイッチ本体で認識されるので、同一波長のWDMモジュールが複数取り付けられた場合は、システム機能部が警告を発する機能を有するよう構成することもできる。このようにすれば、同一波長のWDMモジュールを誤って複数取り付けて、波長多重された光信号がレイヤ３スイッチ本体で混信することを避けることができる。
【００４４】
この発明の前記（３）のWDMモジュール型レイヤ3スイッチにおいて、レイヤ3スイッチ本体の前記光導波部は、前記光信号の光路の切り換えを行う複数の光スイッチを含んでなり、各光スイッチは各WDMモジュール取付け部に対応して設けられ、対応するWDMモジュール取付け部を介してそれに取り付けられるWDMモジュールの光送受信器に前記光信号を入出力させる経由状態と、当該WDMモジュール取付け部に前記光信号を経由させることなく通過させるスルー状態との切り換えを行う機能を有し、レイヤ３スイッチ本体はこれを制御する制御部を有する各部を追加した構成とすることもできる。
【００４５】
このようにすれば、2台以上のWDMモジュール型レイヤ3スイッチを接続し、その間で行う通信に関し、前記光スイッチを制御することで、WDMモジュール型レイヤ3スイッチに取り付けたWDMモジュールへの光信号を経由状態あるいはスルー状態に設定できる。この機能により、通信量に変動があった場合、取り付けてあるWDMモジュールを使用するあるいは使用しない状態を選択でき、通信量の変動に対応する光リンクの再構築性を提供する大きな効果がある。
【００４６】
この発明の前記（４）のWDMモジュール型レイヤ3スイッチは、複数のWDMモジュールを取り付けるだけで、取り付けたWDMモジュールからの光出力信号は順次多重され、全体として取り付けた全波長が多重されてレイヤ3スイッチから出力され、またレイヤ3スイッチに入力された波長多重光信号は、取り付けられた同一波長のWDMモジュールで各々ドロップされ、その光信号が受信されるWDMモジュール型レイヤ3スイッチとし、かつ嵌合されたWDMモジュールの波長は、波長インターフェースによりレイヤ３スイッチ本体に認識され、その波長情報が内部に保持されるWDMモジュール型レイヤ3スイッチとし、WDMモジュールが取り付けられた場合、その電源スイッチを自動的にオンにし、そのWDMモジュールへの光信号がアッド・ドロップになるよう光スイッチを自動的に設定し、また特定波長のWDMモジュールを使用しない場合には、そのWDMモジュールの電源スイッチをオフとし、そのWDMモジュールへの光信号をアッド・ドロップせずに光を通過させるよう光スイッチで設定できるWDMモジュール型レイヤ3スイッチを提供する。
【００４７】
このようにすれば、光送受信器とADM光部品は一体化されており、WDMモジュールを取り付ければ、光出力端と隣接するWDMモジュールの光入力端とが内部で接続され、あるいは端部のWDMモジュールは、レイヤ３スイッチの光出力端あるいは光入力端と内部で接続される。このため、必用な数だけWDMモジュールをレイヤ３スイッチに取り付ければ、取り付けた全波長が多重された光出力が得られる。またレイヤ3スイッチに入力された波長多重光信号は、取り付けた各WDMモジュールでドロップされる。すなわち、ネットワーク側で必用な波長数だけアッド・ドロップするレイヤ３スイッチが、WDMモジュールを取り付けるだけで、他に接続することなく簡易に構成できる。
【００４８】
また、取り付けたWDMモジュールの波長は、レイヤ３スイッチ部で認識され、同一波長のWDMモジュールが複数取り付けられた場合は、取り付けた2個目のWDMモジュールの電源スイッチを自動的にオフとし、そのWDMモジュールへの光をアッド・ドロップさせずに光を通過させるように光スイッチを自動的に設定し、かつ警告を発するので、同一波長のWDMモジュールを複数とりつけて、波長多重された光信号が混信することを避けることができる。
【００４９】
さらに、取り付けた特定波長のWDMモジュールを使用しない場合には、そのWDMモジュールの電源スイッチをオフとし、そのWDMモジュールへの光信号のアッドとドロップを行わずに光を通過させるよう設定できる。この機能により、予測値より実際のトラフィックが少なかった場合、取り付けてある光トランシーバを使用しない状況に設定できる。電源も切断できるので、半導体レーザなどの寿命を短縮することなく待機状態にできる。また、トラフィックがさらに発生した場合には、電源をオンとし、光をアッド・ドロップする状態に光スイッチを設定すれば、直ちに使用できる大きな効果がある。
【００５０】
この発明の前記（５）のWDMモジュール型レイヤ3スイッチは、本発明のWDMモジュール型レイヤ3スイッチを光ファイバで接続してなる光IPネットワークであって、通信サービスを提供するサービスネットワーク部と、サービスネットワークの障害時にバックアップを行うコントロールネットワーク部を有し、かつシステム制御装置を有する光IPネットワークであって、サービスネットワーク部内のWDMモジュール型レイヤ3スイッチ中の光スイッチと電源オンオフ制御部への制御信号は、システム制御装置からコントロールネットワーク部を経由して送信される光IPネットワークを提供する。
【００５１】
このようにすれば、ノード間のサービスネットワーク部を流れるトラフィックに応じて、使用するWDMモジュールの数、すなわちサービスネットワーク部内の波長多重数を調節できる。予測値より実際のトラフィックが少なかった場合、取り付けてある光トランシーバを使用しない状況に設定できる。電源も切断できるので、半導体レーザなどの寿命を短縮することなく待機状態にできる。また、トラフィックがさらに発生した場合には、電源をオンとし、光をアッド・ドロップする状態に光スイッチを設定すれば、直ちに使用できる大きな効果がある。このような電源のオンおよびオフと光スイッチの設定は、ネットワークに接続された本発明のWDMモジュール型レイヤ３スイッチに対し、遠隔で行う場合に特に有効で、このような大きな効能を有する光IPネットワークとすることができる。
【００５２】
この発明の前記（６）のWDMモジュール型レイヤ3スイッチは、通信の需要予測から必用になる波長数を定め、その波長数に予備の波長数を加えた数のWDMモジュールを取り付けたWDMモジュール型レイヤ3スイッチを光ファイバで接続してなる光IPネットワークであって、システム制御装置は、需要予測から必用と定められたWDMモジュールの電源をオンとし、そのWDMモジュールへの光信号がアッド・ドロップ状態になるよう光スイッチを設定し、予備のWDMモジュールの電源をオフとし、そのWDMモジュールへの光信号がアッド・ドロップ状態とせず通過するよう光スイッチを設定し、その後定期的に各WDMモジュール型レイヤ3スイッチのMIBから、各光ポートのトラフィック量をモニタし、特定の光ポートのトラフィックが基準値を越えた場合、予備のWDMモジュールをオンにし、かつそのWDMモジュールへ光がアッド・ドロップされるよう光スイッチを切り換える機能を有する光IPネットワークを提供する。
【００５３】
このようにすれば、需要予測に応じたトラフィックを収容する光IPネットワークを提供できることはもちろん、予備のWDMモジュールが待機状態にあるため、MIBのデータをモニタすることで予測値より実際のトラフィックが多く発生し、混雑になる問題が判明した場合には、多く発生したトラフィックを収容するよう待機中のWDMモジュールの電源をオンとし、光をアッド・ドロップする状態に光スイッチを設定すれば、直ちにトラフィック混雑の問題を解消できる大きな効果がある。
【００５４】
この発明の前記（１）〜（４）のWDMモジュールは、その外形寸法や、WDMモジュール内の光送受信器がレイヤ3スイッチ本体と嵌合する電気インターフェース部分が、GBIC（Gigabit Interface Converter）やSFP（Small Form Factor Pluggable）規格に適合するものとすることもできる。GBICやSFP規格の光トランシーバは標準化されたものとして市販されており、これを取り付けるレイヤ３スイッチも市販されている。したがって、本発明のWDMモジュール内の光送受信器を、GBICやSFP規格の光トランシーバ相当品とし、外形寸法や嵌合させる電気インターフェース部分をGBICやSFP規格に適合するものとする。また、本発明のWDMモジュールを取り付けるレイヤ3スイッチ本体側の電気インターフェース部分も、GBICやSFP規格に適合させる。GBICやSFP規格に適合させることで、本発明のWDMモジュールを構成する各種部品を共通化でき、標準化され多量に流通している各種部品を利用できるため、安価な部品を使用できる経済的な効果が大きい。
また、この発明の前記（５）、（６）の光IPネットワークを構成するWDMモジュール型レイヤ3スイッチのいずれかに取り付けるWDMモジュールは、その外形寸法や電気インターフェースがGBICやSFP規格に適合するものとすることもできる。このようにすれば、本発明の光IPネットワークを構成する各種部品を共通化でき、標準化され多量に流通している各種部品を利用できるため、安価な部品を使用できる経済的な効果が大きい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５５】
以下、図面を用いてこの発明をさらに詳述する。なお、以下の説明はすべて例示であって、限定的なものではないと考えられるべきである。
【実施例１】
【００５６】
図２は、本発明によるWDMモジュール型レイヤ３スイッチの構成と、その構成部分であるWDMモジュールを本体であるレイヤ３スイッチ部に嵌合する状況を示す説明図である。WDMモジュール１０は、電気信号を波長λ1の光信号に変換する光送信器１１ａと、同波長の光信号を電気信号に変換する光受信器１１ｂからなる光送受信器１１と、Ｘ字状の光導波路の交差部に光波長バンドパスフィルタ１５が設置されたADM（Add/Drop MultIPlexer）光部品１３とが接続されている。ADM光部品１３は、請求項でいうWDM光部品である。
【００５７】
光送受信器１１には電気インターフェース（ＩＦ）１２があり、レイヤ３スイッチ部２０にある電気ＩＦ２１（ここで、符号２１は、符号２１−ａと２１−ｂの総称あるいは代表として用いている。以下、他の符号についても、同様の表記方法を用いる）と嵌合する構造になっている。ここを嵌合させることで、レイヤ３スイッチ部２０と電気的に接続される。レイヤ３スイッチ部２０は、公知のレイヤ３スイッチが有するＯＳＩ（Open Systems Interconnection）参照モデルのレイヤ３機能すなわちIPルーティングや、一般的な管理用のデータベースMIBなどの機能をもつものである。
【００５８】
前記レイヤ３機能は、レイヤ３機能部２７およびMIB２９によって実現される。従って、レイヤ３スイッチ部２０がルーティングする電気IPパケットは、電気ＩＦ２１および１２を通じ、WDMモジュール１０で光信号に変換され光ネットワーク９０に転送できる。また逆に、光ネットワーク９０からWDMモジュール１０で受信した光IPパケットは、光受信器１１ｂで電気信号に変換され、電気ＩＦを通じてレイヤ３スイッチ部２０に送信される。レイヤ３スイッチ部２０は受信したIPパケットの宛先へルーティングする。
【００５９】
ADM光部品１３の光波長バンドパスフィルタ１５は、波長λ1の光信号だけを透過させ、それ以外の波長の光信号は反射する。光ネットワーク９０からWDMモジュール１０に入射した波長λ1の光信号は、光波長バンドパスフィルタ１５を通過し、光受信器１１ｂで電気信号に変換される。すなわちこの光信号は光ネットワーク９０からドロップされる。波長λ1以外の波長の光信号は光波長バンドパスフィルタ１５で反射され、WDMモジュール１０から出射される。すなわち、波長λ1以外の波長の光信号はドロップされず、WDMモジュール１０を通過する。WDMモジュール１０の光送信器１１ａからの波長λ1の光信号は、光波長バンドパスフィルタ１５を通過し、WDMモジュール１０から出射される。すなわち、光ネットワーク９０にアッドされる。
【００６０】
光の波長は、例えばCWDM（Coarse WDM）標準の波長を対象にすれば、1550nm帯の20nm間隔の8波長（1470, 1490, 1510, 1530, 1550, 1570, 1590, 1610nm）や、1470nm以下の波長を含めて16波長が対象とできる。例えば、λ1＝1550nmとすれば、典型的なバンドパスフィルタは、波長範囲1540〜1560nmを透過させ、それ以外の波長を反射させるものが使用できる。ＤWDM（Dense WDM）では波長間隔が短くなるが、同じ考え方をとれるため、本発明ではこれを除外するものではない。
【００６１】
WDMモジュール１０には波長ＩＦ１７が設けられており、レイヤ３スイッチ部２０には波長ＩＦ嵌合部２３が設けられている。WDMモジュール１０をレイヤ３スイッチ部２０に嵌合させると、WDMモジュール１０の波長ＩＦ１７と、レイヤ３スイッチ部２０にある波長ＩＦ嵌合部２３も嵌合される。レイヤ３スイッチ部２０にある波長ＩＦ嵌合部２３の実施例を図3の説明図に示す。波長ＩＦ嵌合部２３には、例えば６個のピン穴があり、WDMモジュール１０の波長ＩＦ１７に取り付けられたピンが嵌合する構造になっている。
【００６２】
波長ＩＦ１７にはピンが６本取り付けられる場所があり、それらの場所の一端である先頭の場所には常にピンが取り付けてあり、残りの5つの場所にはWDMモジュールの波長値を表すビットに相当する位置にピンを取り付ける。例えば、CWDMの1470nmから1610nmまで20nm間隔の8波長を表すのに、まず1470nmの波長値を５ビットのデータ“10000”で表す。同様に1490nm→“11000”、1510nm→“10100”、1530nm→“11100”、1550nm→“10010”、1570nm→“11010”、1590nm→“10110”、1610nm→“11110”で表す。これに対応し、波長ＩＦにはビット1に対応してピンを取り付け、ビット0にはピンを取り付けない構造とする。例えば、波長1470nmでは“10000”であるから、６本の場所のうち５か所の左端だけにピンが取り付けられる。波長表示用は5ビットであるから３２個の組み合わせを表せるが、全部0の場合はWDMモジュール１０を取り付けない場合になるから、これを除くと３１種類の波長を表せる。
【００６３】
波長ＩＦ嵌合部２３には、一定電圧を供給する定電圧源３１とスキャン部３３、スキャン制御部３５および電圧チェッカ３７があり、定電圧源３１とスキャン部３３、ピン穴および電圧チェッカ３７とが電気的に接続される。即ち、各ピン穴にピンが嵌合されているかどうかを検知するため、波長ＩＦ嵌合部２３は、各ピン穴の内壁部に一定電圧を供給する。また、各ピン穴の底部には、接点がそれぞれ配置されている。各接点は、ピン穴にピンが嵌合されない状態でピン穴内壁部と電気的に絶縁され、ピン穴にピンが嵌合された状態でピン穴内壁部と導通する。電圧チェッカ３７は、スキャン部３３を介して、各接点に接続され、スキャン部３３は、電圧チェッカ３７から各ピン穴に接続される接点を切り替える。ピン穴にピンが嵌合されれば閉ループ回路が構成されて電圧チェッカ３７に電圧が発生する構造になっている。
【００６４】
波長ＩＦ１７が嵌合されると、1番目の場所には必ずピンがあり、これによって電圧チェッカ３７に電圧が発生する。電圧チェッカ３７は、１番目のピンが嵌合されていることを検知して、それをスキャン制御部３５に通知する。スキャン制御部３５は、スキャン部３３に指示をして６個のピン穴の先頭側の端から2番目のピン穴に対応する接点に回路を接続して閉ループを構成し、電圧チェッカ３７の電圧の有無により２番目のピン穴にピンが嵌合されているかどうかを判断する。次に、先頭側の端から３番目のピン穴に対応された接点に回路を接続して閉ループを構成し、電圧チェッカ３７の電圧の有無により３番目のピン穴にピンが嵌合されているかどうかを判断する。次のピン穴についても同様に行い、最終的に５個のピン穴にピンが嵌合されているかどうかの５つのデータを得る。この値からスキャン制御部３５は、０と１の組み合わせからなる５ビットのデータを得て嵌合されたWDMモジュール１０の波長値を認識する。また、この操作の後に、スキャン制御部３５は先頭のピン穴に接続する位置に戻り、常に先頭のピンの有無をモニタする。
【００６５】
また、レイヤ３スイッチ部２０には、WDMモジュール１０を嵌合する箇所が２箇所設けられている。各嵌合箇所には、ユニークな光ポート番号が予め与えられている。図２の例では、光ポート１と光ポート２であり、これは請求項にいうWDMモジュール取付け部である。さらにまた、レイヤ３スイッチ部２０は、システム機能部２５を有する。
【００６６】
スキャン制御部３５は、取り付けられている光ポート番号をあらかじめ与えられており、嵌合されたWDMモジュール１０の波長値とあわせてシステム機能部２５に通知する。このデータから、システム機能部２５はどのポートにいくらの波長のWDMモジュール１０が取り付けられたかを認識し、これをMIB２９に保存する。
【００６７】
WDMモジュール１０が取り外された場合、1番目のピンがなくなり、電圧チェッカ３７はWDMモジュール１０が取り外されたことを認識してスキャン制御部３５にこれを通知する。スキャン制御部３５は、システム機能部２５に通知し、システム機能部２５は、MIB２７から当該ポートのデータを削除して、当該光ポートにWDMモジュール１０が取り付けられていないことを表すよう保存されたデータを更新する。
【００６８】
なお、上記の説明はWDMモジュール１０を２個扱う図に基づいたが、本発明は２個に限るものではない。レイヤ３スイッチ部２０が収容可能なWDMモジュール１０の数は、波長が異なるWDMモジュール１０を使用する場合、典型的な数は、CWDMの標準波長から８波長を使用する８モジュール収容や、１６波長を使用する１６モジュール収容が考えられる。
【００６９】
本発明によるWDMモジュール型レイヤ３スイッチ１の使用形態の例を図４の説明図に示す。本実施例は、波長がλ１のWDMモジュール１０−ａを光ポート１に取り付け、λ２のWDMモジュール１０−ｂを光ポート２に取り付けた場合である。λ１のWDMモジュール１０−ａの光入力端１８−ａと、λ２のWDMモジュール１０−ｂの光出力端１９−ｂを光コード９１で接続すれば、波長λ２の光信号は波長λ１のWDMモジュールに入力される。ここでは、λ１以外の光信号は反射されるため、λ１のWDMモジュール１０−ａの光出力端からは、２つの波長が合波された光信号が出力される。すなわち、２つの光信号はアッドされ光信号がネットワーク９０に送信される。
【００７０】
λ２のWDMモジュール１０−ｂの光入力端１８−ｂに光ネットワーク９０から入射された光信号は、光波長バンドパスフィルタ１５−ｂに到達し、そこで波長λ２の光信号だけが通過する。すなわちλ２の光信号だけがドロップされ、λ２のWDMモジュール１０−ｂの光送受信器１１−ｂでパケットが受信される。λ２の光信号以外の波長は反射され、次のλ１のWDMモジュール１０−ａに入射する。ここでは、波長λ１の光信号だけがドロップされ、λ１のWDMモジュール１０−ａの光送受信器１１−ａでパケットが受信される。λ１とλ２以外のすべての波長は、２つのWDMモジュール１０−ａ、１０−ｂ内で反射され、結果的にこのWDMモジュール型レイヤ３スイッチを通過する。波長が異なるWDMモジュールをさらに多数嵌合させ、順に光コード９１で接続しても同じように該当する波長だけがアッド・ドロップされる。このように、本発明では、波長の異なるWDMモジュールを取り付け、光コード９１で順に接続するだけでその波長をネットワークにアッド・ドロップすることができる。
【実施例２】
【００７１】
図５は、本発明によるWDMモジュール型レイヤ３スイッチ１の構成と、その構成部分であるWDMモジュール１０をレイヤ３スイッチ部２０に嵌合する状況を示す説明図である。WDMモジュール１０は、電気信号を波長λ1の光信号に変換する光送信器１１ａと、同波長の光信号を電気信号に変換する光受信器１１ｂからなる光送受信器１１と、Ｘ字状の光導波路の交差部に光波長バンドパスフィルタ１５が設置されたADM光部品１３とが接続されている。ADM光部品１３は、請求項でいうWDM光部品である。
【００７２】
この実施例でも光送受信器１１には電気ＩＦ１２があり、レイヤ３スイッチ部２０にある電気ＩＦ２１と嵌合する構造になっている点は、実施例１と同じである。しかし、この実施例では、WDMモジュール１０の光入出力端がレイヤ３スイッチ部２０に嵌合される側に光導波路ＩＦとして設けられている。レイヤ３スイッチ部には、WDMモジュールの光導波路ＩＦ４１、４２と相対する位置に、これと嵌合する光導波路ＩＦ４３、４４が設けられている。WDMモジュール１０がレイヤ３スイッチ部２０に嵌合されると、相対する光導波路ＩＦが相互に嵌合され、ここを通じてレイヤ３スイッチ部と光信号が送受信されるよう接続される。
【００７３】
WDMモジュール１０の光導波路ＩＦ４１，４２と、レイヤ３スイッチ部２０の光導波路ＩＦ４３、４４は、光路を接続する組になる構造をしており、例えば公知の光コネクタの組が応用できる。一般の光コネクタは人が手作業によって嵌合するが、本発明ではWDMモジュール１０が取り付けられるとき、光導波路ＩＦも嵌合される構造である必要がある。これには、既存のプッシュプル式の光コネクタを応用するのが好適である。例えばＳＣコネクタ、ＳＴコネクタ、ＬＣコネクタなどにおいては、人が挿入側のコネクタ端を受け側のコネクタ端に差し込み、指定位置にピンを合わせて固定する動作で完了する、いわゆるワンタッチのものが多い。この基本構造を基に、嵌合させた後に指定位置にピンを合わせて固定する構造部分を除いた構造が採用できる。
【００７４】
本発明のWDMモジュール１０では、WDMモジュール１０を嵌合すれば、バネ等によりWDMモジュール１０はレイヤ３スイッチ部２０に一定の力が作用する構造が適用でき、２組の光導波路ＩＦの対、即ち光導波路ＩＦ４１と４３の対、光導波路ＩＦ４２と４４の対がそれぞれ接続された後はこの力により固定できる。
【００７５】
第2の実施例のレイヤ３スイッチ部２０には、WDM光入力ポート４７と、WDM光出力ポート４８が設けられており、レイヤ３スイッチ部２０の光導波路ＩＦ４３−ｂ、４４−ａとそれぞれ光ファイバ、あるいは光導波路によって内部で接続されている。WDMモジュール１０がレイヤ３スイッチ部２０に嵌合されると、レイヤ３スイッチ部２０のWDM光入力ポート４７から入射した光信号が、光導波路ＩＦ４３−ｂおよび４１を介して嵌合されたWDMモジュール１０に入射されるよう光的に接続され、さらに、WDMモジュール１０からの光信号が、光導波路ＩＦ４２および４４−ａを介してWDM光出力ポート４８から出射される。
【００７６】
また、第２の実施形態においても、WDMモジュール１０は波長ＩＦ１７を有し、レイヤ３スイッチ部２０は波長ＩＦ嵌合部２３を有する。WDMモジュール１０を嵌合すると、WDMモジュール１０の波長ＩＦ１７と、レイヤ３スイッチ部２０にある波長ＩＦ嵌合部２３も嵌合される。WDMモジュール１０の波長ＩＦ１７と、レイヤ３スイッチ部２０の波長ＩＦ嵌合部２３の構造と機能は、第１の実施形態と同様である。
【００７７】
本発明においては、全ての光ポートにWDMモジュール１０が嵌合されると限らない。この場合は、図６の説明図に示すように、レイヤ３スイッチ部２０の中の光路を接続する機能を有するブランクモジュール４５を取り付けておく。ブランクモジュールは図６に示すように、WDMモジュール１０の光導波路ＩＦ４１、４２とこれを内部で光的に接続する光路だけを有する。ブランクモジュール４５を用いれば、WDMモジュール１個だけを嵌合させて使用することもでき、使用するWDMモジュール数の制限を除くことができる。
【００７８】
図７は、第２の実施例を利用する形態を示す説明図であり、波長がλ１のWDMモジュール１０−ａを光ポート１に取り付け、λ２のWDMモジュール１０−ｂを光ポート２に取り付けた場合である。第２の発明の形態では、WDMモジュール１０を嵌合すると、WDMモジュール１０とレイヤ３スイッチ部２０とが電気ＩＦ１２および２１を通じて電気的に接続され、光導波路ＩＦ４１、４２、４３，４４を通じて光的に接続される。このため第１の実施形態で行った光コード９１で接続する作業は不要である。
【００７９】
第２の実施形態において、２つのWDMモジュール１０−ａ、１０−ｂから出射される光信号がWDM光出力ポート４８から出射される過程と、WDM光入力ポート４７に入射された光信号が、嵌合された２つのWDMモジュール１０−ａ、１０−ｂで受信される過程は、第１の実施形態と同様である。
【００８０】
ただし、第２の実施形態において、同一波長を有するWDMモジュール１０を複数取り付けた場合、同一波長の光信号はレイヤ３スイッチ部２０の中で混信する。第２の実施形態においても、システム機能部２５は嵌合されたWDMモジュール１０の波長値を認識するため、システム機能部２５は同一波長を有するWDMモジュール１０が複数取り付けられたことを認識すると、警告を発する機能を有する。この機能により、誤って同一波長を有するWDMモジュール１０を複数取り付けた場合でも、ユーザは警告によって誤使用を避けることができる。
【実施例３】
【００８１】
図８は、本発明によるWDMモジュール型レイヤ３スイッチ１の構成と、その構成部分であるWDMモジュール１０をレイヤ３スイッチ部２０に嵌合する状況を示す説明図である。WDMモジュール１０は、電気信号を波長λ1の光信号に変換する光送信器１１ａと、同波長の光信号を電気信号に変換する光受信器１１ｂからなる光送受信器１１と、Ｘ字状の光導波路の交差部に光波長バンドパスフィルタ１５が設置されたADM光部品１３とが接続されている。ADM光部品１３は、請求項でいうWDM光部品である。
【００８２】
この実施例でも光送受信器１１には電気ＩＦ１２があり、レイヤ３スイッチ部２０にある電気ＩＦ２１と嵌合する構造になっている点、およびWDMモジュール１０の光入出力端がレイヤ３スイッチ部に嵌合される側に光導波路ＩＦ４１、４２として設けられており、レイヤ３スイッチ部にある光導波路ＩＦ４３、４４とそれぞれ嵌合する構造になっている点、レイヤ３スイッチ部２０には、WDM光入力ポート４７と、WDM光出力ポート４８が設けられており、レイヤ３スイッチ部２０の光導波路ＩＦ４３−ｂ，４４−ａとそれぞれ光的に接続され、WDMモジュール１０がレイヤ３スイッチ部２０に嵌合されると、レイヤ３スイッチ部２０のWDM光入力ポート４７から入射した光信号が、光導波路ＩＦ４３−ｂ、４１を介して嵌合されたWDMモジュール１０に入射されるよう光的に接続され、WDMモジュール１０から出射された光信号が、光導波路ＩＦ４２、４４−ａを介してWDM光出力ポートから光信号が出射される点は、実施例２と同じである。
【００８３】
しかし、この実施例では、WDMモジュール１０に電源オンオフ部５１が設けられ、レイヤ３スイッチ部２０には電源オンオフ制御部５３が設けられて、WDMモジュール１０をレイヤ３スイッチ部２０に嵌合させると、電源オンオフ部５１が電源オンオフ制御部５３と嵌合し、電気的に接続される。電源オンオフ部５１は光送受信器１１の電源をオンおよびオフする電気スイッチであり、電源オンオフ制御部５３は制御信号を受けて電源オンオフ部５１の電気スイッチをオンに、あるいはオフに制御する機能を有する。これは一般的な電気スイッチの機能であり、公知の技術が利用できる。また、WDMモジュール１０が取り付けられたとき、電源オンオフ制御部５３は自動的に電源オンオフ部５１の電気スイッチをオンにし、電源を投入状態とする。その後、必要に応じて送信される制御信号によりオンあるいはオフの状態を切り替える。
【００８４】
電源オンオフ制御部５３は、レイヤ３スイッチ部２０の中でシステム機能部２５と接続され、システム機能部２５からの制御信号を受信してオンオフを制御すると共に、制御した結果をシステム機能部２５に通知する。WDMモジュール１０が取り付けられたとき、電源オンオフ制御部５３は、電源オンオフ部５１をオン状態にするため、これを初期状態としてシステム機能部２５に通知する。
【００８５】
本発明の第３の実施形態では、さらにレイヤ３スイッチ部２０に2×2光スイッチ５５が設けられる。2×2光スイッチ５５には４つの光端部があり、そのうちの２つは光導波路ＩＦ４３、４４とそれぞれ接続され、残りの２つは、隣接する2×2光スイッチあるいはWDM光入力ポート４７、WDM光出力ポート４８のいずれかと接続される。2×2光スイッチ５５は、図８に示すように、左右にそれぞれ存在する２つの光端部を横方向に各接続するＣ１の状態と、２つの光端部を縦方向に各接続するＣ２の状態のいずれかをとることができ、これを制御によって切り換えることができる。2×2光スイッチ５５は公知の光スイッチが適用でき、例えば電圧を加えると現在の状態から他方の状態に機械的に切り換える自己保持型光スイッチが好適である。
【００８６】
2×2光スイッチ５５は、レイヤ３スイッチ部２０の中でシステム機能部２５と接続され、システム機能部２５からの制御信号を受信して２つの状態のいずれかに切り換えることを制御すると共に、制御した結果をシステム機能部２５に通知する。
【００８７】
図９は、第３の実施例を利用する形態を示す説明図であり、波長がλ１のWDMモジュール１０−ａを光ポート１に取り付け、λ２のWDMモジュール１０−ｂを光ポート２に取り付けた場合である。第３の発明の形態では、WDMモジュール１０を嵌合すると、WDMモジュール１０とレイヤ３スイッチ部２０とが電気ＩＦ１２および２１を通じて電気的に接続され、光導波路ＩＦ４１、４２、４３，４４を通じて光的に接続され、波長ＩＦ１７のピンが波長ＩＦ嵌合部２３に嵌合されて波長情報がレイヤ３スイッチ部２０に伝達されることは、第２の実施形態と同様である。
【００８８】
また、第３の実施形態において、第２の実施形態と同様に、同一波長を有するWDMモジュール１０を複数取り付けた場合、同一波長の光信号はレイヤ３スイッチ部２０の中で混信する。これを避けるため、システム機能部２５は同一波長を有するWDMモジュール１０が複数取り付けられたことを認識すると、警告を発する機能を有する。この機能により、誤って同一波長を有するWDMモジュールを複数取り付けた場合でも、ユーザは警告によって誤使用を避けることができる。すなわち、2×2光スイッチ５の初期状態をＣ１状態と設定しておくことが好適である。
【００８９】
本実施例では、全ての光ポートにWDMモジュール１０が嵌合されると限らない。この場合は、WDMモジュール１０が嵌合されない光ポートに対応する2×2光スイッチ５５をＣ１状態に設定する。こうすれば、WDMモジュール１個だけを嵌合させて使用することもでき、使用するWDMモジュール数の制限を除くことができる。
【００９０】
本発明の大きな目的は、拡張性と再構築性であるが、ユーザ数が増加し波長数を増加させる場合には、WDMモジュール１０を必要な数だけレイヤ３スイッチ部２０に追加すればよい。追加する方法として、追加が必要になった時点で追加する方法と、あらかじめ増加を見越して設置しておく方法がとれる。前者は、初期構成には必要な数のWDMモジュール１０だけでよいため物品コストが削減できるが、必要になった時点でその場所に作業員が行き、追加する工事コストが必要になる。
【００９１】
後者は、初期構成にはWDMモジュール１０を必要数以上設置するため、この物品コストが必要であるが、追加が必要になった時点ではWDMモジュール１０は設置済みであるため、作業員が行き、追加する工事コストが削減できる。どちらの方法をとるかは、ネットワークの設計と維持の問題で、ネットワーク管理者が定めることである。本発明の第３の実施形態では、どちらの方法でもとれる極めて柔軟性が高いネットワークを構築できるWDMモジュール型レイヤ３スイッチ１を提供できる。まず、必要なときに追加する方法では、空いている光ポートにWDMモジュール１０を追加嵌合させるだけで済む。この簡易な作業によりネットワークに拡張性をもたせることができる。これは本発明の第１から第３の実施形態に共通である。
【００９２】
本発明の第３の実施形態では、あらかじめWDMモジュール１０を設置しておく方法も効果的に行うことができる。すなわち、初期設置では、すぐに使用するWDMモジュール１０と、すぐに使用しないWDMモジュール１０を合わせて設置する。そして、システム機能により、電源オンオフ制御部５３を経由してすぐに使用するWDMモジュール１０の電源をオンにし、その2×2光スイッチ５５を状態C2に設定して光信号が当該WDMモジュールに入出射するよう設定する。
【００９３】
すぐに使用しないWDMモジュール１０については、システム機能部２５により、電源オンオフ制御部５３を経由してそのWDMモジュール１０の電源をオフにし、その2×2光スイッチ５５を状態C１に設定して光信号が当該WDMモジュール１０に入出射しないよう設定する。この設定により、初期に必用なWDMモジュール１０のみ動作し、それ以外のWDMモジュール１０は待機状態にある。需要が増加し追加の波長が必要なときには、システム機能部２５により、電源オンオフ制御部５３を経由して待機しているWDMモジュール１０の電源をオンにし、その2×2光スイッチ５５を状態C2に設定して光信号が当該WDMモジュール１０に入出射するよう設定する。
【００９４】
この設定だけで追加波長が波長多重され、すぐに使用できるようになる。この場合は追加設置する場合に比べ、WDMモジュール１０の入手準備期間や設置工事が不要で、波長追加に即応できるという大きな効果もある。
【実施例４】
【００９５】
図１０は、本発明による光IPネットワーク６１の構成を示す模式図である。外部ネットワークと接続するエッジノード６７と、ユーザビルに相当するノード６８、６９、７０が、単一モード光ファイバで接続されている。各ノードには、図９に示す本発明によるWDMモジュール型レイヤ3スイッチ１をそれぞれ2式設置してある。エッジノード６７には、本発明によるWDMモジュール型レイヤ3スイッチ６７ｄと６７ｆがあり、ノード６８には本発明によるWDMモジュール型レイヤ3スイッチ６８ｄと６８ｆ（６８ｆは図示されていない）があり、ノード６９には本発明によるWDMモジュール型レイヤ3スイッチ６９ｄと６９ｆがあり、ノード７０には本発明によるWDMモジュール型レイヤ3スイッチ７０ｄと７０ｆがある。エッジノード６７のWDMモジュール型レイヤ3スイッチ６７ｄには、本発明によるWDMモジュール６７ｇ、６７ｈ、６７ｐ、６７ｑ、６７ｒが取付けられ、ノード６８のWDMモジュール型レイヤ3スイッチ６８ｄには本発明によるWDMモジュール６８ｇ、６８ｈが取付けられ、ノード６９のWDMモジュール型レイヤ3スイッチ６９ｄには本発明によるWDMモジュール６９ｐ、６９ｑが取付けられ、ノード７０のWDMモジュール型レイヤ3スイッチ７０ｄには本発明によるWDMモジュール７０ｑ、７０ｒが取付けられている。
【００９６】
エッジノード６７のWDMモジュール型レイヤ3スイッチ６７ｄのWDM光出力ポート４８（図示せず）と、隣接するノード６８のWDMモジュール型レイヤ3スイッチ６８ｄのWDM光入力ポート４７（図示せず）を単一モード光ファイバで接続し、WDMモジュール型レイヤ3スイッチ６８ｄのWDM光出力ポート４８（図示せず）を、隣接するノード６９のWDMモジュール型レイヤ3スイッチ６９ｄのWDM光入力ポート４７（図示せず）とを単一モード光ファイバで接続する。このように、WDMモジュール型レイヤ3スイッチ６７ｄ、６８ｄ、６９ｄ、７０ｄのWDM光出力ポートとWDM光入力ポートを単一モード光ファイバで順に接続して光リングを構成し、通信サービス提供用のサービスリング６３とする。
【００９７】
同様に、隣接するWDMモジュール型レイヤ3スイッチ６７ｆ、７０ｆ、６９ｆ、６８ｆのWDM光出力ポートとWDM光入力ポートを単一モード光ファイバで順に接続して光リングを構成し、サービスリング６３の障害時にバックアップを行うコントロールリング６５とする。コントロールリング６５を構成する４つのWDMモジュール型レイヤ３スイッチには５種類のWDMモジュール６７ｉ、６７ｊ、６７ｋ、６７ｌ、６７ｍが図１０のように取り付けられている。各ノード内で２つのWDMモジュール型レイヤ3スイッチの電気ポート２８を接続する。サービスリング６３は、請求項にいうサービスネットワーク部であり、この実施例ではリング状のネットワークとしたものである。同様に、コントロールリング６５は請求項にいうコントロールネットワーク部の実施形態としたものである。また、コントロールリング６５には、システム制御装置としてのコントロールシステム（ＣＳ）７１が、エッジノード６７のレイヤ３スイッチ６７ｆの電気ポートに接続されている。
【００９８】
WDMモジュール６７ｇ、６７ｈ、６７ｐ、６７ｑ、６７ｒは、それぞれ波長λ1、λ2、λ３、λ４、λ５を入出射するものとすれば、各ノードでアッドおよびドロップされる波長は図１と同じであり、その結果作られる各ノード間の光リンクは図１の場合と同じになる。しかし、本発明による光IPネットワーク６１の場合は、光ファイバでWDMモジュール型レイヤ3スイッチを接続するだけでよい。従来では図１に示したように、ADM１０５ａ、１０７ａ、１０９ａと光トランシーバ１０５ｂ、１０７ｂ、１０９ｂ、およびカプラ１０１ａ、スプリッタ１０１ｂと光トランシーバ１０１ｃとを、それぞれ光コード等で接続する作業が必要であった。これには複数本の光コードを収納するスペースも必用であったが、本発明では、これらの問題を解消している。
【００９９】
このように、本発明による光IPネットワークで光通信を行うには、ノード間が光ファイバで接続されている場合、光リンクを設定したいノード間に同一波長のWDMモジュールを取り付けるだけでよい。ノード間の光リンクと波長の必用数、あるいはその結果必用になるWDMモジュールの数は、需要予測によるノード間のトラフィックを収容するよう定める。この結果、波長を指定した必要な数のWDMモジュール１０を、各ノードのWDMモジュール型レイヤ3スイッチに取り付ければ、取り付けられたWDMモジュール１０の光送受信器１１は電源が投入され、光がアッド・ドロップするよう光スイッチが自動的に設定される。この操作は、本発明による光IPネットワークが、ノード間のトラフィックの増加に簡便に対応できる拡張性を極めて効果的に備えていることを示している。
【０１００】
上記の説明では、需要予測によるノード間のトラフィックを収容するよう波長λ1、λ2、λ３、λ４、λ５を入出射するWDMモジュールを設置する例を示した。一方、これに将来の需要増加を見越した予備の数を加え、この合計数のWDMモジュールを取り付けて光IPネットワークを構成することもできる。図１０の例では、初期の需要予測ではエッジノード６７とノード７０との間のトラフィックが少ないと予測され、波長λ４とλ５のWDMモジュールをノード７０に設置したが、波長λ５のWDMモジュール７０ｒは当面は使用しない。エッジノードの波長λ５のWDMモジュール６７ｒも同様である。これを表すために、両ノードのWDMモジュール６７ｒと７０ｒの波長を表すλ５は、（λ５）のように表示してある。
【０１０１】
この場合は、WDMモジュール６７ｒおよび７０ｒを取り付けた後に、コントロールシステム７１からエッジノード６７とノード７０のWDMモジュール型レイヤ３スイッチ６７ｄと７０ｄにあるWDMモジュール６７ｒと７０ｒに対応する電源オンオフ制御部５３へ、それぞれ制御信号を送信し、WDMモジュール６７ｒと７０ｒの電源をオフとし、さらにWDMモジュール６７ｒと７０ｒに対応する光スイッチ５５へそれぞれ制御信号を送信し、WDMモジュール６７ｒと７０ｒへ光をアッド・ドロップさせずに通過させるよう遠隔で設定する。また、コントロールシステム７１は、エッジノード６７のWDMモジュール型レイヤ3スイッチ６７ｄと、ノード７０のWDMモジュール型レイヤ3スイッチ７０ｄのMIBに、それぞれWDMモジュール６７ｒおよび７０ｒが取り付けられている光ポート番号とその波長値を保存し、その光ポートのWDMモジュール６７ｒおよび７０ｒが待機状態にあることを表すデータを保存する。このように、各WDMモジュール型レイヤ3スイッチに取り付けられ、待機状態にあるWDMモジュールのデータが内部に保存される。
【０１０２】
また、コントロールシステム７１から、電源オンオフ制御部５３と光スイッチ５５へ制御信号を送るのは、コントロールリング６５を経由して送信する。こうすれば、通信サービス用パケットが送信されているサービスリング６３の帯域を消費することなくネットワークの制御が可能である。
【０１０３】
以上説明した本発明の光IPネットワークでは、レイヤ3スイッチ部２０にWDMモジュール１０を取り付けると、そのWDMモジュールの波長値が波長インターフェース嵌合部２３を通じてWDMモジュール型レイヤ３スイッチのシステム機能部２５に通知され、MIB２９に保存される。したがって、コントロールシステム７１から各ノードのWDMモジュール型レイヤ3スイッチにデータを取得する信号を送信し、MIB２９から波長値を取得すれば、コントロールシステム７１は、どのノードでどの波長のWDMモジュールが動作しているかを把握できる。また、前述したように各WDMモジュール型レイヤ3スイッチに取り付けられ、待機状態であるWDMモジュールのデータもMIB２９に保存されているため、コントロールシステム７１は、同じように待機状態であるWDMモジュールのデータも把握できる。このコントロールシステム７１の機能は、本発明の光IPネットワークの現状を把握し、管理を行う上で基本的な機能を提供するものである。
【０１０４】
また、本発明の光IPネットワークを構成するWDMモジュール型レイヤ3スイッチ１は、自身に取り付けられ動作している各WDMモジュール１０が送受信するIPパケットの通信量を定期的にモニタし、その値を内部のMIB２９に保存する。図10に示した本発明の光IPネットワークのコントロールシステム７１は、サービスリング６３上にあるWDMモジュール型レイヤ3スイッチ６７ｄ、６８ｄ、６９ｄ、７０ｄに定期的にパケット量通知要求信号を送信し、これを受信したWDMモジュール型レイヤ3スイッチ６７ｄ、６８ｄ、６９ｄ、７０ｄの各システム機能部２５は、自身に取り付けられ動作している各WDMモジュール１０が送受信するIPパケットの通信量データをMIB２５から取り出し、そのデータをコントロールシステム７１に返信する機能を有する。
【０１０５】
このように、コントロールシステム７１は、サービスリング６３上の各WDMモジュール１０が送受信するIPパケットの通信量を、光波長で定まる光リンクごとに把握できる。光リンクごとの通信量が許容値を超えた場合、通信の輻輳が発生し特定の区間の通信が遅くなるなどの問題が生じる。例えばWDMの光送受信器として標準化されている1000Base-LX規格の光トランシーバ相当品を使う場合、最大のビット速度は1000Mbpsであるため、この値を超えると通信が遅くなる。例えば輻輳が生じない通信速度として900Mbpsを指定することができる。
【０１０６】
コントロールシステム７１は、WDMモジュールが送受信するIPパケットの通信量を定期的にモニタし、光リンクごとの通信量を取得し、900Mbpsのような特定の値を超えた場合、待機しているWDMモジュールを動作するよう制御信号を当該WDMモジュール型レイヤ3スイッチに送信する。この制御信号を受信したWDMモジュール型レイヤ3スイッチは、そのWDMモジュールの光送受信器の電源を投入し、かつ2×2光スイッチをスルー状態から光送受信器を経由する状態に切り換えて輻輳状態を解消させる。図１０の実施例では、波長λ５のWDMモジュール６７ｒと７０ｒが、エッジノード６７とノード７０でそれぞれ待機状態であるため、このノード間の通信量が増加した場合、２つのWDMモジュール６７ｒと７０ｒを待機状態から動作状態に遠隔で変更させれば、この区間の輻輳を解消することができる。このように、本発明ではトラフィックが増加した場合に対応すべき拡張性を、自動化して遠隔から行う大きな効果がある。
【０１０７】
また、別の例として、図10の実施例において、エッジノード６７とノード７０間の通信量が、波長λ５を動作させた後にさらに増加したが、エッジノード６７とノード６９の間の通信量は減少し、この間は波長１つで通信可能な場合、波長λ４はエッジノード６７、ノード６９とノード７０の3箇所でアッド、ドロップしているため、波長λ４によって調節できる。波長λ４はWDMモジュール６７ｑ、６９ｑ、７０ｑが送受信しているため、コントロールシステム７１は、通信量のモニタによってこのようなエッジノード６７とノード７０およびノード６９に関わる通信量変化を把握した場合、ノード６９で動作しているWDMモジュール６９ｑの電源をオフとし、かつ対応する2×2光スイッチをスルー状態に変更すれば、ノード６９のWDMモジュール６９ｑを待機状態に変更できる。この結果、波長λ４は、エッジノード６７とノード７０でのみアッド、ドロップされる状態に変化するため、エッジノード６７とノード７０間の2点間を接続する光リンクが新しく設定されたことになる。これは、エッジノード６７、ノード６９とノード７０の3箇所を接続していた光リンクを、エッジノード６７とノード７０を接続する2点間光リンクに変更したもので、遠隔で光リンクの再構築を行ったことになる。このように、通信量の変化に対応して、光リンクを遠隔で再構築できる大きな効果がある。
なお、これらの要求信号や返信データ、制御信号はコントロールリング６５を経由して送受されるのが好適である。
【０１０８】
なお、本実施例では、光ファイバが各１本からなるサービスリング６３とコントロールリング６５について説明したが、光ファイバをもう１本追加すれば、このファイバでも同じ波長多重ができる。すなわち、使用する波長数をCWDM標準の１６波長と想定したとき、１本の光ファイバで１６波長多重でき、これで不足した場合、波長数は１６のままで別のファイバを使って光リンクの数を増加させることもできる。この場合、本発明によるWDMモジュール型レイヤ3スイッチ１が１６個の光ポートをもち、ここに最大１６個のWDMモジュール１０を取り付けられるものとし、これを２台使用して合計16ｘ２の光リンクを２本のファイバを使って設け、２つのWDMモジュール型レイヤ3スイッチ１を電気的に接続して、２本の光ファイバ中のパケットを統合してルーティングする手法が採用できる。あるいは、本発明によるWDMモジュール型レイヤ3スイッチ１の構成を、WDM光入力ポート４７とWDM光出力ポート４８の光路中に入るWDMモジュール１０の組を１６個とし、これを２組有する１つの装置とすることもできる。こうすれば、WDMモジュール１６個の組の中で最大１６波長の多重ができ、波長数の管理や同一波長モジュール取り付けによる混信防止などの基本機能は別に行うことで、効率的な管理ができかつ多重数を増加できるWDMモジュール型レイヤ3スイッチとすることができる。
【０１０９】
上記の実施例１〜４に示したWDMモジュール型レイヤ3スイッチに関し、取り付けられたWDMモジュールの波長を認識して内部に保存しそれを利用する機能、取り付けられたWDMモジュールの電源をオンあるいはオフにする制御、ならびに2×2光スイッチをスルーの状態か光送受信器を経由する状態かに切り替える制御について、コントロールシステムにより遠隔で行うことを前提で記述した。しかし、本発明のWDMモジュール型レイヤ3スイッチをビル内など比較的狭い範囲で使用する場合は、WDMモジュール型レイヤ3スイッチをユーザが直接操作して制御するよう構成することも可能である。
【０１１０】
例えば、取り付けられたWDMモジュールの波長はWDMモジュール型レイヤ3スイッチが認識し、そのデータを内部に保存すると共に、WDMモジュール型レイヤ3スイッチの外部に波長値を表示させる表示部を設けると、ユーザはこれを見れば使用しているWDMモジュール型レイヤ3スイッチで動作している波長を容易に確認できる。
【０１１１】
また、WDMモジュール型レイヤ3スイッチの外部に、取り付ける各WDMモジュールに対応して電源をオンあるいはオフにするスイッチと2×2光スイッチをスルーの状態か経由状態かに切り替える外部スイッチを設けてもよい。ユーザが外部スイッチをオン状態にすれば、対応するWDMモジュールの光送受信器の電源が投入され、かつ2×2光スイッチがそのWDMモジュールを経由する状態に設定され、他方ユーザが外部スイッチをオフ状態にすれば、対応するWDMモジュールの光送受信器の電源が遮断され、かつ2×2光スイッチがそのWDMモジュールを経由せずスルー状態に設定されるよう構成する。本機能は、遠隔で送信される制御信号と同じ信号が、ユーザが外部スイッチをオンあるいはオフ状態にしたときに発生させる機能を設けることで達成される。
【実施例５】
【０１１２】
本発明による光IPネットワークをビル内に適用した例を、図１１に示す。本実施例では、ビル８０のフロアに存在する端末間の通信や、外部との通信に伴うトラフィックを収容するため、各フロアにフロアノード８１ａ〜８１ｆを設置し、ビル内と外部との信号送受用にエッジノード８２を設置し、その中に本発明によるWDMモジュール型レイヤ3スイッチ１を２式設置（図示せず）する。ノード内のWDMモジュール型レイヤ3スイッチ１のWDM光出力ポート４８と、隣接するノードのWDMモジュール型レイヤ3スイッチ１のWDM光入力ポート４７を単一モード光ファイバで接続し、サービスリング８３とコントロールリング８５の２つのリングを設けた光IPネットワークとしたものである。また、制御用のコントロールシステム７１が、エッジノード８２にあるコントロールリング８５上のWDMモジュール型レイヤ3スイッチ１に接続され、コントロールリング８５を経由してノード内の光スイッチ５５と電源オンオフ制御部５３の制御に使用される。
光の波長数やWDMモジュール１０の数の決定方法、その設置と制御方法は実施例4の場合と同様である。
【０１１３】
上記の実施例１〜３に示したWDMモジュール型レイヤ3スイッチのいずれかに取り付けるWDMモジュール１０は、その外形寸法や電気インターフェース１２あるいは２１がGBIC（Gigabit Interface Converter）やSFP（Small Form Factor Pluggable）規格に適合するものとすることが好適である。GBICやSFP規格の光トランシーバは市販されており、これを取り付けるレイヤ３スイッチも市販されているため、これに適合するものとすれば本発明のWDMモジュール１０を構成する各種部品を共通化できる。ただし、本発明ではGBICやSFPにない波長インターフェース１７や、光導波路インターフェース４１や４２、電源オンオフ部５１を有するため、これを実装する部品は別途必要である。
【０１１４】
また、上記の実施例４と５に示した光IPネットワークを構成するWDMモジュール型レイヤ3スイッチのいずれかに取り付けるWDMモジュール１０は、その外形寸法や電気インターフェース１２あるいは２１がGBIC（Gigabit Interface Converter）やSFP（Small Form Factor Pluggable）規格に適合するものとすることが好適である。効果は上記の通りである。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【図１】従来実施されていた技術の例を示す説明図である。
【図２】本発明によるWDMモジュール型レイヤ３スイッチの構成と、その構成部分であるWDMモジュールを本体であるレイヤ３スイッチ部に嵌合する状況を示す説明図である。（実施例１）
【図３】図２のレイヤ３スイッチ部２０にある波長ＩＦ嵌合部２３の例を示す説明図である。
【図４】実施例１のWDMモジュール型レイヤ３スイッチの使用形態の例を示す説明図である。
【図５】本発明によるWDMモジュール型レイヤ３スイッチの構成と、その構成部分であるWDMモジュールをレイヤ３スイッチ部に嵌合する状況を示す説明図である。（実施例２）
【図６】実施例２のWDMモジュール型レイヤ３スイッチに、光路を接続する機能を有するブランクモジュールを取り付けた様子を示す説明図である。
【図７】実施例２を利用する一形態を示す説明図である。
【図８】本発明によるWDMモジュール型レイヤ３スイッチの構成と、その構成部分であるWDMモジュールをレイヤ３スイッチ部に嵌合する状況を示す説明図である。（実施例３）
【図９】実施例３を利用する一形態を示す説明図である。
【図１０】本発明による光IPネットワークの構成を示す模式図である。（実施例４）
【図１１】本発明による光IPネットワークをビル内に適用した例を示す説明図である。（実施例５）
【符号の説明】
【０１１６】
１    WDMモジュール型レイヤ３スイッチ
１０、１０−ａ、１０−ｂ、６７ｇ、６７ｈ、６７ｉ、６７ｊ、６７ｋ、６７ｌ、６７ｍ、６７ｐ、６７ｑ、６７ｒ、６８ｇ、６８ｈ、６９ｐ、６９ｑ、６９ｋ、６９ｌ、７０ｑ、７０ｒ、７０ｌ、７０ｍ  WDMモジュール
１１    光送受信器
１１ａ  光送信器
１１ｂ  光受信器
１２  電気インターフェース、電気ＩＦ  （WDMモジュール側）
１３    ADM光部品
１５    光波長バンドパスフィルタ
１７    波長インターフェース、波長ＩＦ
１８、１８−ａ  光入力端
１９、１９−ｂ  光出力端
２０、６７ｄ、６７ｆ、６８ｄ、６８ｆ、６９ｄ、６９ｆ、７０ｄ、７０ｆ    レイヤ３スイッチ部
２１−ａ、２１−ｂ  電気インターフェース、電気ＩＦ  （レイヤ３スイッチ部側）
２３、２３−ａ、２３−ｂ  波長インターフェース嵌合部、波長ＩＦ嵌合部
２５    システム機能部
２７    MIB
２８    電気ポート
２９    レイヤ３機能部
３１    定電圧源
３３    スキャン部
３５    スキャン制御部
３７    電圧チェッカ
４１    光導波路ＩＦ（WDMモジュール側入力端）
４２    光導波路ＩＦ（WDMモジュール側出力端）
４３−ａ、４３−ｂ  光導波路ＩＦ（レイヤ３スイッチ側入力端）
４４−ａ、４４−ｂ  光導波路ＩＦ（レイヤ３スイッチ側出力端）
４５    ブランクモジュール
４７    WDM光入力ポート
４８    WDM光出力ポート
５１    電源オンオフ部
５３    電源オンオフ制御部
５５−ａ、５５−ｂ  光スイッチ
６１    光IPネットワーク
６３、８３    サービスリング
６５、８５    コントロールリング
６７、８２、１０１    エッジノード
６７ｄ、１０１ｄ、１０５ｃ、１０７ｃ、１０９ｃ  レイヤ３スイッチ
６８、６９、７０、１０５、１０７、１０９    ユーザノード
７１    コントロールシステム、ＣＳ、システム制御装置
８０    ビル
８１ａ、８１ｂ、８１ｃ、８１ｄ、８１ｅ、８１ｆ  フロアノード
９０    光ネットワーク
９１    光コード
１０１ａ  カプラ
１０１ｂ  スプリッタ
１０１ｃ、１０５ｂ、１０７ｂ、１０９ｂ  光トランシーバ
１０１ｅ  上位インターフェース、上位ＩＦ
１０３    単一モード光ファイバ
１０５ａ、１０７ａ、１０９ａ  ADM（Add/Drop MultIPlexer）
【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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