(57)【要約】    【課題】一部の通信ノードからの光信号の波長が異常であっても、全体としての通信を続行可能な波長ルーティング装置を提供すること。    【解決手段】装置入力ポート１０２０−１〜１０２０−４と４×４アレイ導波路回折格子１０５０の入力ポート１０６０−１〜１０６０−４との間に、光信号の波長を計測する波長計測手段及び光信号を透過または遮断する光ゲート手段を備えた光信号ゲート部１０４０−１〜１０４０−４を設けたことにより、波長可変光源内蔵光信号送信機の故障などによって一部の通信ノードからの光信号の波長に異常が発生した際に、これを検出し、遮断する。【選択図】図６
2005072802.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｋ個（Ｋは２以上の整数）の入力ポート及びＫ個の出力ポートを有し、一の入力ポートに入力された光信号はその波長に応じてそれぞれ異なる出力ポートに出力され、且つ一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波長ルーティング部品を具備する波長ルーティング装置であって、外部からの制御情報に従って送信する光信号の波長を変更可能な波長可変光源内蔵光信号送信機及び光信号受信機を備えた複数の通信ノード間を、前記波長ルーティング部品により任意に接続可能な光ネットワークシステムを構成するための波長ルーティング装置において、
それぞれ異なる通信ノードの波長可変光源内蔵光信号送信機に光導波路を介して接続されるＮ（Ｎは２以上の整数であり、かつＮ≦Ｋ）個の装置入力ポート及びそれぞれ異なる通信ノードの光信号受信機に光導波路を介して接続されるＮ個の装置出力ポートと、
各装置入力ポートと波長ルーティング部品の各入力ポートとの間に光導波路を介してそれぞれ配置され、光信号の波長を計測する波長計測手段及び光信号を透過または遮断する光ゲート手段を備えた光信号ゲート部と、
前記光ゲート手段における光信号の透過または遮断を制御する光信号ゲート制御部と、
各通信ノードが送信する光信号の波長の設定を含む光ネットワークシステムの管理を行い、前記波長計測手段で計測された光信号の波長が前記設定と異なる場合、前記光信号ゲート制御部を介して前記光ゲート手段に光信号の遮断を指示するネットワーク管理部とを具備し、
前記波長ルーティング部品の出力ポートは装置出力ポートと光導波路を介して接続されている
ことを特徴とする波長ルーティング装置。
【請求項２】
各装置入力ポートと波長ルーティング部品の各入力ポートとの間に光導波路を介してそれぞれ配置され、光信号を透過または遮断する光ゲート手段を備えた光信号ゲート部と、
各装置入力ポートから入力する各通信ノードからの光信号の波長を計測する波長計測手段とを具備する
ことを特徴とする請求項１に記載の波長ルーティング装置。
【請求項３】
前記光信号ゲート部の光ゲート手段として、半導体光増幅器を用いることを特徴とする請求項１又は２に記載の波長ルーティング装置。
【請求項４】
前記光信号ゲート部の光ゲート手段として、入力ポートが１、出力ポートが２の１×２光スイッチを用いることを特徴とする請求項１又は２に記載の波長ルーティング装置。
【請求項５】
前記光信号ゲート部の光ゲート手段として、光信号の波長によって選択的に光信号を透過または遮断する波長選択性光ゲート器を用いることを特徴とする請求項１又は２に記載の波長ルーティング装置。
【請求項６】
前記Ｎ×Ｎ波長ルーティング部品がアレイ導波路回折格子であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の波長ルーティング装置。
【請求項７】
前記アレイ導波路回折格子の波長ルーティング特性が波長周回性を有することを特徴とする請求項６に記載の波長ルーティング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の通信ノード間を光信号の波長による経路制御によって任意に接続する、波長ルーティングを利用した光ネットワークシステムを構成する波長ルーティング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ブロードバンドサービスの普及、企業のネットワークを介した情報交換など、通信ネットワークを利用した情報流通社会が進展している。情報流通社会においては、通信トラフィックは常に増加しており、通信ネットワークの大容量化、高速化の要求は絶えることがない。
【０００３】
２地点間の大容量化、高速化は、波長分割多重光通信技術の発展により実現が可能となったが、一方で、伝送速度の高速、大容量化に伴い、通信ノードにおける電気系による経路制御処理に限界が生じてきた。この問題を解決するために、光信号を電気終端せずに光レイヤでルーティングする技術が盛んに研究されている。波長ルーティングはその代表的な技術であり、光信号の波長に応じてそのルーティングを可能にする。
【０００４】
アレイ導波路回折格子は、複数の入力ポート及び複数の出力ポートを有する光部品であり、入力ポートに入力する光信号の波長に応じて出力するポートが異なる特性を有し、波長ルーティングを実現する上でキーとなる光部品である。図１はアレイ導波路回折格子を用いて実現した波長ルーティングをベースとした光ネットワークシステムの一例を示すものである（例えば、非特許文献１参照）。
【０００５】
図１は通信ノードが４つの場合を示しており、図中、１０−１〜１０−４は通信ノード、１１は４個の入力ポート及び４個の出力ポートを有する４×４アレイ導波路回折格子である。また、１２−１〜１２−４は通信ノード１０−１〜１０−４からアレイ導波路回折格子１１に向けて送出された光信号が通る上りの光導波路であり、それぞれアレイ導波路回折格子１１の入力ポート１４−１〜入力ポート１４−４に接続されている。また、１３−１〜１３−４はアレイ導波路回折格子１１から通信ノード１０−１〜１０−４に向けて光信号が通る下りの光導波路であり、それぞれアレイ導波路回折格子１１の出力ポート１５−１〜出力ポート１５−４に接続されている。
【０００６】
図２は４×４アレイ導波路回折格子の入力ポート及び出力ポートが波長によってどのように結ばれているかを示すもので、図２（ａ）は波長周回性を有する４×４アレイ導波路回折格子の場合を、図２（ｂ）は波長周回性を有しない場合を示している。
【０００７】
例えば、図２（ａ）において、入力ポート１にλ３の波長の光信号が入力された時、このλ３の光信号は出力ポート３より出力される。従って、通信ノード１０−１から波長λ３の光信号を送出すると、λ３の光信号は光導波路１２−１を通ってアレイ導波路回折格子１１の入力ポート１４−１に入力し、波長ルーティングによりλ３の光信号は出力ポート１５−３から出力する。その後、λ３の光信号は光導波路１３−３を通って通信ノード１０−３に届く。
【０００８】
このように、アレイ導波路回折格子の波長ルーティング機能を用いることにより、光信号を電気信号に変換することなく光信号の波長に基づいた光レイヤでのルーティングを行い、通信ノード間の通信が可能である。
【０００９】
通信ノードに設置する光信号送出用光源としては、出力される光信号の波長が固定の波長固定光源と可変の波長可変光源がある。
【００１０】
図１に示した波長ルーティングをベースとする光ネットワークシステムについて、各通信ノードが同時に複数の通信ノードと通信を行わず、通信相手が不定期に変わるシステムにおいては、通信ノードに波長固定光源を全ての波長について実装することはコスト的に有効ではない。即ち、通信波長固定光源の利用は、通信する相手が常に定まっている場合に有効であるが、状況に応じて通信相手が変わる場合には波長可変光源の利用が有効となる。
【００１１】
波長可変光源を光信号送出用光源として用いる通信ノードでは、この波長可変光源が出力する波長を制御する波長可変光源制御手段が設けられている。ネットワークを管理するネットワーク管理端末からの指示に基づき、波長可変光源制御手段は光信号が波長ルーティング装置１１によって目的の通信ノードに届くように波長可変光源の波長を制御する。
【００１２】
各通信ノードが波長可変光源を光信号送出用光源として用いる波長ルーティングをベースとした光ネットワークシステムの一例（例えば特願２００２−２５０８１３参照）を図３に示す。
【００１３】
図３において、２００−１〜２００−４は通信ノードであり、それぞれ波長可変光源内蔵光信号送信機２１０、波長可変光源制御手段２２０、通信ノード管理端末２２１及び光信号受信機２３０を備えている（但し、図３では通信ノード２００−１内のみ示している。）。また、２４０は波長ルーティング装置であり、４×４波長周回性アレイ導波路回折格子２５０及びネットワーク管理端末２６０を備えている。
【００１４】
また、２７０はネットワーク管理端末２６０と各通信ノード２００−１〜２００−４の通信ノード管理端末２２１との間で波長可変光源制御などに関する情報の交換をする制御信号線（図では模式的に描いている）、２８０−１〜２８０−４は波長可変光源内蔵光信号送信機２１０と４×４波長周回性アレイ導波路回折格子２５０の入力ポートを接続する光導波路、２９０−１〜２９０−４は４×４波長周回性アレイ導波路回折格子２５０の出力ポートとを接続する光導波路である。
【００１５】
図３において、通信ノード２００−１は４×４波長周回性アレイ導波路回折格子２５０の第１入力ポート２５１−１と第１出力ポート２５２−１、通信ノード２００−２は４×４波長周回性アレイ導波路回折格子２５０の第２入力ポート２５１−２と第２出力ポート２５２−２、通信ノード２００−３は４×４波長周回性アレイ導波路回折格子２５０の第３入力ポート２５１−２と第３出力ポート２５２−３、通信ノード２００−４は４×４波長周回性アレイ導波路回折格子２５０の第４入力ポート２５１−４と第２出力ポート２５２−４に接続されている。４×４波長周回性アレイ導波路回折格子２５０の入出力ポートと波長の関係は図２（ａ）に示した通りである。
【００１６】
図４は図３の構成における正常時の動作の一例を示している。図４では通信ノード２００−１と通信ノード２００−２との間、そして通信ノード２００−３と通信ノード２００−４の間とのそれぞれにおいて光パスが確立され、それぞれの通信ノード間で通信が行われている。これは、ネットワーク管理端末２６０からの制御情報を基に、各通信ノードの波長可変光源の波長が正常に設定されたことを示している。具体的には、通信ノード２００−１の波長可変光源出力波長はλ２、通信ノード２００−２の波長可変光源出力波長はλ２、通信ノード２００−３の波長可変光源出力波長はλ２、通信ノード２００−４の波長可変光源出力波長はλ２である。
【非特許文献１】K. Kato et al., " 32 x 32 full-mesh (1024 path) wavelength-routing WDM network based on uniform-loss cyclic-frequency arrayed-waveguide grating," Electronics Letters, vol.33, 1865-1866, 1997.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、通信ノードの波長可変光源制御手段２２０の異常、あるいは通信路の障害などでネットワーク管理端末２６０からの波長可変光源の制御に関わる情報が波長可変光源制御手段２２０に正常に伝達されないことなどによって、波長可変光源の波長が正常に制御されない状況が発生した場合、ネットワーク運用の支障となる。
【００１８】
例として、図４に示した通信状態（光パスが通信ノード２００−１と通信ノード２００−２との間、通信ノード２００−３と通信ノード２００−４との間で形成されている）から、通信ノード２００−１と通信ノード２００−３との間、そして通信ノード２００−２と通信ノード２００−４との間で通信を行うように変更する場合を考える。
【００１９】
この時、通信ノード２００−１の波長可変光源からの出力波長はλ３、通信ノード２００−２の波長可変光源からの出力波長はλ１、通信ノード２００−３の波長可変光源からの出力波長はλ３、通信ノード２００−４の波長可変光源からの出力波長はλ１に制御されなければならない。
【００２０】
ところが、前述したような理由によって波長可変光源の出力波長が正常に制御されない状況が発生し、通信ノード２００−４の波長可変光源出力波長がλ１に変化せず、λ２の光信号が出力された場合、図５に示すように通信ノード２００−１からの光信号と干渉する。その結果、通信ノード２００−１は自ノードの波長可変光源の出力波長は正常に切り替わったにも拘わらず、通信ノード２００−４からの光信号との干渉があるために、自ノード（通信ノード２００−１）からの光信号は通信ノード２００−３に正常に受信されない。
【００２１】
このように、通信ノードが波長可変光源を光信号送出用光源として用いる波長ルーティングをベースとした光ネットワークシステムにおいては、通信ノードに設置された波長可変光源の出力波長制御の不調によって起きる、他の通信ノード間の通信に対する通信妨害を防ぐ必要がある。
【００２２】
本発明は上記の事情を考慮してなされたものであり、通信ノードが波長可変光源を光信号送出用光源として用いる波長ルーティングをベースとした光ネットワークシステムにおいて、通信ノードに設けられた波長可変光源の波長設定制御不調等により発生する上述のようなネットワーク障害を防ぎ、信頼性に優れた光ネットワークシステムを実現可能な波長ルーティング装置を提供することが目的である。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
上記の課題を解決するために、本発明の波長ルーティング装置は、
Ｋ個（Ｋは２以上の整数）の入力ポート及びＫ個の出力ポートを有し、一の入力ポートに入力された光信号はその波長に応じてそれぞれ異なる出力ポートに出力され、且つ一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波長ルーティング部品を具備する波長ルーティング装置であって、外部からの制御情報に従って送信する光信号の波長を変更可能な波長可変光源内蔵光信号送信機及び光信号受信機を備えた複数の通信ノード間を、前記波長ルーティング部品により任意に接続可能な光ネットワークシステムを構成するための波長ルーティング装置において、
それぞれ異なる通信ノードの波長可変光源内蔵光信号送信機に光導波路を介して接続されるＮ（Ｎは２以上の整数であり、かつＮ≦Ｋ）個の装置入力ポート及びそれぞれ異なる通信ノードの光信号受信機に光導波路を介して接続されるＮ個の装置出力ポートと、
各装置入力ポートと波長ルーティング部品の各入力ポートとの間に光導波路を介してそれぞれ配置され、光信号の波長を計測する波長計測手段及び光信号を透過または遮断する光ゲート手段を備えた光信号ゲート部と、
前記光ゲート手段における光信号の透過または遮断を制御する光信号ゲート制御部と、
各通信ノードが送信する光信号の波長の設定を含む光ネットワークシステムの管理を行い、前記波長計測手段で計測された光信号の波長が前記設定と異なる場合、前記光信号ゲート制御部を介して前記光ゲート手段に光信号の遮断を指示するネットワーク管理部とを具備し、
前記波長ルーティング部品の出力ポートは装置出力ポートと光導波路を介して接続されていることを特徴とする。
【００２４】
また、前記波長ルーティング装置において、
各装置入力ポートと波長ルーティング部品の各入力ポートとの間に光導波路を介してそれぞれ配置され、光信号を透過または遮断する光ゲート手段を備えた光信号ゲート部と、
各装置入力ポートから入力する各通信ノードからの光信号の波長を計測する波長計測手段とを具備することを特徴とする。
【００２５】
また、前記波長ルーティング装置において、
前記光信号ゲート部の光ゲート手段として、半導体光増幅器を用いることを特徴とする。
【００２６】
また、前記波長ルーティング装置において、
前記光信号ゲート部の光ゲート手段として、入力ポートが１、出力ポートが２の１×２光スイッチを用いることを特徴とする。
【００２７】
また、前記波長ルーティング装置において、
前記光信号ゲート部の光ゲート手段として、光信号の波長によって選択的に光信号を透過または遮断する波長選択性光ゲート器を用いることを特徴とする。
【００２８】
また、前記波長ルーティング装置において、
前記Ｎ×Ｎ波長ルーティング部品がアレイ導波路回折格子であることを特徴とする。
【００２９】
また、前記波長ルーティング装置において、
前記アレイ導波路回折格子の波長ルーティング特性が波長周回性を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、Ｋ個（Ｋは２以上の整数）の入力ポート及びＫ個の出力ポートを有し、一の入力ポートに入力された光信号はその波長に応じてそれぞれ異なる出力ポートに出力され、且つ一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波長ルーティング部品を具備する波長ルーティング装置において、入力ポートに入力される通信ノードからの光信号の波長を計測する波長計測手段及び通信ノードからの光信号を透過または遮断する光ゲート手段を設けたことにより、波長可変光源内蔵光信号送信機の故障などによって一部の通信ノードからの光信号の波長に異常が発生した際に、これを検出し、遮断することが可能となり、波長可変光源出力波長が正常な通信ノードからの光信号に対する混信を防ぐことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、図面に従って本発明を詳しく説明する。なお、以下の実施の形態では、本発明の波長ルーティング装置の装置入力ポート及び装置出力ポートの数Ｎとして、それぞれ４を例にとって説明しているが、これに限定されるものではなく、Ｎは２以上の整数であれば良い。
【００３２】
（実施の形態１）
図６は本発明の第１の実施の形態、ここでは本発明の波長ルーティング装置を含む光ネットワークシステムの全体構成を示している。
【００３３】
図６において、１０００−１〜１０００−４は通信ノード、１０１０は波長ルーティング装置、１０２０−１〜１０２０−４は波長ルーティング装置１０１０の装置入力ポート、１０３０−１〜１０３０−４はそれぞれ通信ノード１０００−１〜１０００−４と装置入力ポート１０２０−１〜１０２０−４を接続する光導波路である。
【００３４】
また、１０４０−１〜１０４０−４は波長モニタ器を内蔵した光信号ゲート部、１０５０は波長ルーティング部品としての４×４アレイ導波路回折格子、１０６０−１〜１０６０−４は４×４アレイ導波路回折格子１０５０の入力ポート、１０７０−１〜１０７０−４は４×４アレイ導波路回折格子１０５０の出力ポート、１０８０−１〜１０８０−４は波長ルーティング装置１０１０の装置出力ポート、１０９０−１〜１０９０−４はそれぞれ装置出力ポート１０８０−１〜１０８０−４と通信ノード１０００−１〜１０００−４を接続する光導波路である。
【００３５】
また、１１００はネットワーク管理装置、１１１０は通信ノード１０００−１〜１０００−４の各波長可変光源制御情報送受信部から波長可変光源の波長に関する制御情報光信号を受信するネットワーク管理装置１１００にある波長可変光源制御情報送受信部の受信部、１１２０はネットワーク管理部、１１３０は光信号ゲート部の光ゲート器が光信号遮断または光信号透過を行うために必要な制御信号を光ゲート器に与える光信号ゲート器制御部、１１４０は通信ノード１０００−１〜１０００−４の各波長可変光源制御情報送受信部へ波長可変光源の波長に関する制御情報光信号を送信する波長可変光源制御情報送受信部の送信部である。
【００３６】
また、１１５０は波長分波器、１１６０は波長分波器１１５０と波長可変光源制御情報送受信部の受信部１１１０を接続する光導波路、１１７０は光信号ゲート部１０４０−１〜１０４０−４から光信号ゲート部に内蔵された光波長モニタ器によって計測された波長情報をネットワーク管理部１１２０に伝達するための電気信号線、１１８０は光信号ゲート器制御部１１３０から光信号ゲート部１０４０−１〜１０４０−４の光ゲート器に光信号遮断または光信号透過を行うために必要な制御信号を伝達するための電気信号線、１１９０は通信ノード１０００−１〜１０００−４の各波長可変光源制御情報送受信部に波長可変光源の波長に関する制御情報光信号を送信するネットワークシステム管理装置１１００にある波長可変光源制御情報送受信部の送信部、１２００は波長合波器である。
【００３７】
本実施の形態の４×４アレイ導波路回折格子１０５０は波長周回性を有し、入出力ポートと波長の関係（波長ルーティング特性）は図２（ａ）の通りである。
【００３８】
本発明の第１の実施の形態における通信ノード１０００−１〜１０００−４の詳細を図７に示す。
【００３９】
図７において、２０１０は波長可変光源内蔵光信号送信機、２０２０は波長可変光源内蔵光信号送信機２０１０の波長可変光源を制御する波長可変光源制御部、２０３０は光信号受信部、２０４０は図６に示した波長ルーティング装置に具備された波長可変光源制御情報送受信部１１１０並びに１１４０と波長可変光源の制御情報に関する信号の送受信を行う波長可変光源制御情報送受信部、２０５０、２０５１は電気信号線、２０６０は波長合波器、２０７０は波長分波器、２０６１と２０７１は光導波路、２０８０は波長合波器２０６０と波長ルーティング装置１０１０の装置入力ポートと波長合波器の出力ポートを接続する光導波路、２０９０は波長ルーティング装置１０１０の装置出力ポートと波長合波器の入力ポートを接続する光導波路である。
【００４０】
本発明の第１の実施の形態における光信号ゲート部の詳細を図８に示す。
【００４１】
図８において、３０００は光信号ゲート部、３０１０は光分流器、３０２０は光ゲート器、３０３０は光波長モニタ器、３０４０は光信号ゲート部に入力ポート、３０５０は光信号ゲート器の出力ポート、３０６０は光導波路、３０７０は光分流器３０１０の第１の出力ポートに接続された光導波路、３０８０は光分流器３０１０の第２の出力ポートに接続された光導波路、３０９０は光導波路である。
【００４２】
光信号ゲート部に入力した光信号は光分流器３０１０によって２方路に分けられ、光導波路３０７０に分流出力した光信号は光ゲート器３０２０に、光導波路３０８０に分流出力した光信号は光波長モニタ器３０３０に導かれる。光波長モニタ器３０３０では入力した光信号の波長を計測し、その波長計測情報を、電気信号線１１７０を介してネットワーク管理部１１２０に伝達する。また、光ゲート器は、電気信号線１１８０を介して光信号ゲート手段制御部１１３０から伝達される制御信号に基づき、光信号を透過あるいは遮断する。
【００４３】
本実施の形態において、光ゲート器３０２０は半導体光増幅器で構成されているものを用いる。半導体光増幅器の光信号遮断／光信号透過に関する動作は以下の通りである。
【００４４】
光信号ゲート器制御部１１３０から、光信号遮断または光信号透過を行うために必要な制御信号を受けた場合、光ゲート器３０２０は光信号遮断を命ずる制御信号に対しては半導体光増幅器に与える電流を所定の値（Ｉ１）以下に落とし、光信号透過を命ずる制御信号に対しては半導体光増幅器に与える電流を所定の値（Ｉ２）以上に上げる。ここで、電流値Ｉ１、電流値Ｉ２は必ずしも同じ値ではない。
【００４５】
図９に第１の実施の形態におけるネットワーク管理装置１１００の詳細を示す。ネットワーク管理部１１２０は主として、プロセッサ部１１２１、記憶媒体１１２２、制御信号入出力インタフェース１１２３から構成されている。本実施の形態では記憶媒体としてメモリを用いるが、記憶媒体としては情報を読み取り、書き込みができるものであれば良い。
【００４６】
ネットワーク管理部１１２０には図２（ａ）に示した波長ルーティング特性表がデータベースとしてネットワーク管理部１１２０の記憶媒体１１２２にデータ登録されている。本実施の形態では、このデータベースを波長ルーティング基本データベースと呼ぶ。ネットワーク管理部１１２０では、この波長ルーティング基本データベースを基に各通信ノード間での通信に際し、各通信ノードの波長可変光源内蔵光信号送信機２０１０に内蔵されている波長可変光源の設定すべき波長を、各通信ノードの波長可変光源制御情報送受信部２０４０へ、波長可変光源の波長に関する制御情報光信号として波長可変光源制御情報送受信部の送信部１１４０を介して送信する。この時、ネットワーク管理部１１２０においては各通信ノードの波長設定をデータベースとして記憶媒体１１２２に登録される。本実施の形態では、このデータベースを波長設定データベースと呼ぶ。
【００４７】
波長モニタ器を内蔵した光信号ゲート部１０４０−１〜１０４０−４の波長モニタ器３０３０は、ネットワークシステムの運用中において、各通信ノード１０００−１〜１０００−４から送出される光信号の波長を継続的に計測できる。波長モニタ器３０３０の計測情報、即ち各通信ノードから送信されている光信号の波長に関する情報は、ネットワーク管理部１１２０に電気信号線１１７０を介して送られ、制御信号入出力インタフェース１１２３を通じてプロセッサ部１１２１に伝達される。プロセッサ部１１２１では、各光信号ゲート部１０４０−１〜１０４０−４に内蔵されている波長モニタ器３０３０から送られてくる各通信ノードが送信している光信号の波長に関する情報を、ある一定時間ごと（例えば本実施の形態では５００ミリ秒とするが、これに限らない）に、ネットワーク管理部の記憶媒体１１２２にある波長設定データベースと比較する。
【００４８】
次に、例えば１０４０−１の波長モニタ器３０３０から送られてきた光信号の波長に関する情報が波長設定データベースと異なった場合について説明する。
【００４９】
この時、まずネットワーク管理部１１２０は光信号ゲート器制御部１１３０に対して、光信号ゲート部１０４０−１の光ゲート器３０２０が光信号を遮断するために必要な制御信号を与えるように情報を伝達する。次に、ネットワーク管理部１１２０は波長可変光源制御情報送受信部の送信部１１４０から通信ノード１０００−１に対して、正しい波長設定情報を伝達する。
【００５０】
この処理により、通信ノード１０００−１から送信される光信号の波長が設定波長になったことが光信号ゲート器１０４０−１内蔵の波長モニタ器３０３０によって計測され、ネットワーク管理部にその情報が伝達されると、ネットワーク管理部１１２０は光信号ゲート器制御部１１３０に対して、光信号ゲート部１０４０−１の光ゲート器３０２０が光信号を透過するために必要な制御信号を与えるように情報を伝達する。これにより、１０４０−１からの光信号は光ゲート器３０２０を透過する。
【００５１】
一方、通信ノード１０００−１に対して、正しい波長設定情報を再度伝達したにも拘わらず、通信ノード１０００−１から送信される光信号の波長が設定波長にならなかった場合には、光信号ゲート器１０４０−１の光ゲート器３０２０による光信号の遮断状態が継続する。
【００５２】
本実施の形態において通信ノードの波長可変光源の出力波長を設定あるいは変更する場合、ネットワーク管理部１１２０は波長可変光源制御情報送受信部の送信部１１４０から、波長可変光源の波長設定に関する制御情報光信号を前記通信ノードへ送信する直前に、前記通信ノードが接続されている光信号ゲート部の光ゲート器３０２０に対して光信号を遮断するように光信号ゲート器制御部１１３０を介して制御する。
【００５３】
即ち、例えば通信ノード１０００−２の波長可変光源の波長を設定あるいは変更する場合には、光信号ゲート部１０４０−２に内蔵する光ゲート器３０２０が光信号を遮断する。その後、ネットワーク管理部１１２０は波長可変光源の出力波長を変更する通信ノードに対して波長設定に関する制御情報光信号を、前記通信ノードの波長可変光源制御情報送受信部２０４０へ送信する。
【００５４】
前記通信ノードは自ノードの波長可変光源の波長変更が完了すると、ネットワーク管理部１１２０に向けて波長可変光源制御情報送受信部２０４０から波長変更完了の通知を伝達する。ネットワーク管理部１１２０は、前記通信ノードからの波長変更完了通知を受信し、かつ計測された波長情報がネットワーク管理部１１２０の波長設定データベースと一致した場合、即ち、各通信ノードの波長可変光源の出力波長設定動作が正常に行われた場合、波長光信号ゲート部は光信号を透過させる状態に設定される。
【００５５】
本実施の形態では、通信ノード１０００−１〜１０００−４のそれぞれに設けられている通信ノード間の通信に利用される波長可変光源内蔵光信号送信機２０１０の波長可変光源の出力波長は1.55μｍ帯である。また波長ルーティング装置１０１０の波長可変光源制御情報送受信部の送信部１１４０並びに各通信ノード１０００−１〜１０００−４の波長可変光源制御情報送受信部２０４０から送出される制御情報の光信号（制御情報光信号）の波長は1.31μｍ帯である。
【００５６】
通信ノード１０００−１〜１０００−４において、通信ノード間の通信に利用される波長可変光源内蔵光信号送信機２０１０から出力される1.55μｍ帯の波長を有する光信号（通信ノード間通信用光信号）と、波長可変光源制御情報送受信部２０４０から送出される1.31μｍ帯の制御情報光信号は波長合波器２０６０によって合波され、光導波路２０８０を伝送する。波長ルーティング装置１０１０に達すると、通信ノード間通信用光信号と制御情報光信号は波長分波器１１５０によって分波され、通信ノード間通信用光信号は各通信ノード１０００−１〜１０００−４のそれぞれに対応する光信号ゲート部１０４０−１〜１０４０−４へ、制御情報光信号は波長可変光源制御情報送受信部の受信部１１１０へ導かれる。
【００５７】
波長ルーティング装置１０１０に設けられた波長可変光源制御情報送受信部の送信部１１４０から通信ノード１０００−１〜１０００−４の各波長可変光源制御情報送受信部２０４０へ送出される波長可変光源の波長に関する制御情報光信号は、それぞれ波長合波器１２００を介して光導波路１０９０−１〜１０９０−４に導かれ各通信ノードに送られる。通信ノードに到達した制御情報光信号は波長分波器２０７０によって通信ノード間通信用光信号と分離され波長可変光源制御情報送受信部２０３０に導かれる。
【００５８】
波長ルーティング装置１０１０の波長ルーティング部品４×４アレイ導波路回折格子１０５０の出力ポートから出力する波長ルーティングされた通信ノード間通信用光信号は、波長合波器１２００を介して光導波路１０９０−１〜１０９０−４に導かれ各通信ノードに送られる。通信ノードに到達した通信ノード間通信用光信号は、波長分波器２０７０によって制御情報光信号と分離され光信号受信部２０３０に導かれる。
【００５９】
次に、図６、図７及び図８を用いて、本発明の動作を説明する。
【００６０】
本発明の光ネットワークシステムにおいて、通信ノード間の通信路、即ち光パスは、各通信ノードに設けられている波長可変光源内臓光信号送信機２０１０の波長可変光源の出力波長を、波長ルーティング部品である４×４アレイ導波路回折格子１０５０の波長ルーティング特性に基づいて設定することにより確立する。
【００６１】
動作の一例として、通信ノード１０００−１と通信ノード１０００−２間、通信ノード１０００−３と通信ノード１０００−４間で通信を行う場合を考える。
【００６２】
この時、波長ルーティング装置１０１０にあるネットワーク管理部１１２０は記憶媒体（例えばメモリ）に登録されている波長ルーティング基本データベース（本実施の形態では図２（ａ））に基づいて、各通信ノードの波長可変光源は出力すべき波長に関する制御情報を波長可変光源制御情報送受信部の送信部１１４０から制御情報光信号により、通信ノード１０００−１〜１０００−４の各々の波長可変光源制御情報送受信部２０４０へ送信する。
【００６３】
通信ノード１０００−１〜１０００−４の波長可変光源制御情報送受信部２０４０は、波長ルーティング装置１０１０のネットワーク管理部１１２０から送られた制御情報光信号を受信後、波長可変光源制御部２０２０に制御情報を伝達する。波長可変光源制御部２０２０は、制御情報に基づき波長可変光源内蔵光信号送信機２０１０の波長可変光源の出力波長を制御する。
【００６４】
通信ノード１０００−１と通信ノード１０００−２間、通信ノード１０００−３と通信ノード１０００−４間で通信を行う場合、ネットワーク管理部１１２０の記憶媒体（例えばメモリ）に登録されている波長ルーティング基本データベース（本実施の形態では図２（ａ））に基づき、通信ノード１０００−１の波長可変光源の出力波長はλ２、通信ノード１０００−２の波長可変光源の出力波長はλ２、通信ノード１０００−３の波長可変光源の出力波長はλ２、通信ノード１０００−４の波長可変光源の出力波長はλ２となる。
【００６５】
この通信状態から、通信ノード１０００−１と通信ノード１０００−３間、通信ノード１０００−２と通信ノード１０００−４間の通信に切り替える場合を考える。
【００６６】
この時、通信ノード１０００−１と通信ノード１０００−２間、通信ノード１０００−３と通信ノード１０００−４間で通信を設定した時と同様に、波長ルーティング装置１０１０にあるネットワーク管理制御部１１００はネットワーク管理部１１２０の波長ルーティング基本データベース（本実施の形態では図２（ａ））に基づいて、各通信ノードの波長可変光源は出力すべき波長に関する制御情報を波長可変光源制御情報送受信部の送信部１１４０から制御情報光信号により、通信ノード１０００−１〜１０００−４の各々の波長可変光源制御情報送受信部２０４０へ送信する。
【００６７】
通信ノード１０００−１〜１０００−４の波長可変光源制御情報送受信部２０４０は、波長ルーティング装置１０１０のネットワーク管理制御部１１００から送られた制御情報光信号を受信後、波長可変光源制御部２０２０に制御情報を伝達する。波長可変光源制御部２０２０は、制御情報に基づき波長可変光源内蔵光信号送信機２０１０の波長可変光源の出力波長を制御する。
【００６８】
通信ノード１０００−１と通信ノード１０００−３間、通信ノード１０００−２と通信ノード１０００−４間で通信を行う場合、ネットワーク管理部１１２０の波長ルーティング基本データベース（本実施の形態では図２（ａ））に基づき、通信ノード１０００−１の波長可変光源の出力波長はλ３、通信ノード１０００−２の波長可変光源の出力波長はλ１、通信ノード１０００−３の波長可変光源の出力波長はλ３、通信ノード１０００−４の波長可変光源の出力波長はλ１となるはずである。
【００６９】
ところが、波長可変光源の波長制御に関わる一連の動作において何らかの障害が発生し、通信ノード１０００−４の波長可変光源の出力波長がλ２から変化せずに、λ１の波長が出力されてしまった場合には図３から図５の従来技術において説明したように、通信ノード１０００−４から出力される通信ノード間通信用光信号（波長λ１）と通信ノード１０００−１からの通信ノード間通信用光信号（波長λ３）の両方の信号が波長ルーティング部品４×４アレイ導波路回折格子１０５０の出力ポート１０７０−３に出力するために、通信ノード１０００−３の光信号受信部２０３０において混信し、正常に波長設定動作が行われた通信ノード１０００−１から通信ノード１０００−３に向けて送出される通信ノード間通信用光信号が通信ノード１０００−３に伝わらないことになる。
【００７０】
上記状況において、本発明の本実施の形態では、上述したように波長ルーティング装置１０１０に設置されている光信号ゲート部１０４０−４の光波長モニタ３０３０が通信ノード１０００−４からの通信ノード間通信用光信号の波長をモニタしており、ネットワーク管理部１１２０は光波長モニタ器３０３０から送られる波長計測情報とネットワーク管理部１１２０が有する波長設定データベースをもとに、光信号ゲート器制御部から電気信号線１１８０を介して光ゲート器を制御し、光信号が光ゲート器を透過しないように、即ち光ゲート器３０２０によって光信号を遮断し、通信ノード１０００−４からの通信ノード間通信用光信号が波長ルーティング部品の４×４アレイ導波路回折格子１０５０の入力ポート１０６０−４へ入力することを妨げる。
【００７１】
これによって、通信ノード１０００−１の通信ノード間通信用光信号のみが通信ノード１０００−３へ伝達され、通信ノード１０００−１と通信ノード１０００−３の間の通信が正常に行われる。
【００７２】
このように本発明によれば、Ｋ個（Ｋは２以上の整数、本実施の形態ではＫ＝４）の入力ポート及びＫ個の出力ポートを有し、一の入力ポートに入力された光信号はその波長に応じてそれぞれ異なる出力ポートに出力され、且つ一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波長ルーティング部品を具備する波長ルーティング装置において、入力ポートに入力される通信ノードからの光信号の波長を計測する波長計測手段及び通信ノードからの光信号を透過または遮断する光ゲート手段を設けたことにより、波長可変光源内蔵光信号送信機の故障などによって一部の通信ノードからの光信号の波長に異常が発生した際に、これを検出し、遮断することが可能となり、波長可変光源出力波長が正常な通信ノードからの光信号に対する混信を防ぐことが可能となる。
【００７３】
なお、本実施の形態の光導波路として光ファイバを用いても良いが、これに限定されない。
【００７４】
また、本実施の形態では、光信号ゲート器３０２０として半導体光増幅器を用いた場合について記述したが、光信号ゲート器はこれに限定されるものではなく、光を遮断する機能を有する光部品であれば良い。例えば、１×２光スイッチを用いた光信号ゲート器、マイクロマシン技術によって実現される光シャッターを用いた光信号ゲート器、波長を選択的に透過あるいは遮断する波長選択性光ゲート器でも良い。
【００７５】
図１０は１×２光スイッチを用いた光信号ゲート器の一例を示すもので、同図（ａ）、（ｂ）はそれぞれ光信号の透過と遮断の動作状態を模式的に示している。図１０において、４０００は１×２光スイッチ、４０１０は１×２光スイッチの入力ポート、４０２０は第１の出力光路、４０３０は第２の出力光路、４０４０は１×２光スイッチの出力ポート、４０５０は光終端器である。１×２光スイッチとしては、熱光学効果を利用したマッハツェンダ型石英系光導波路１×２光スイッチ、液晶を用いた１×２光スイッチなどがある。
【００７６】
図１１はマイクロマシン技術によって実現される光シャッターを用いた光信号ゲート器の一例を示すもので、同図（ａ）、（ｂ）はそれぞれに光信号の透過と遮断の動作状態を模式的に示している。図１１において、５０１０は入力側光導波路、５０２０は出力側光導波路、５０３０は光遮断板である。図１１において、遮断板を機械的に駆動する部分は省略した。
【００７７】
波長を選択的に透過あるいは遮断する波長選択性光ゲート器としては、音響光学型可変波長光フィルタがあるが、これに限定されない。
【００７８】
（実施の形態２）
図１２は本発明の第２の実施の形態、ここでは本発明の波長ルーティング装置を含む光ネットワークシステムの全体構成を示している。
【００７９】
本発明の第１の実施の形態においては、光信号ゲート部１０４０−１〜１０４０−４に関して図８に示したように、光信号の波長を計測できる光波長モニタ器３０３０が内蔵している。本発明の第２の実施の形態における波長ルーティング装置と本発明の第１の実施の形態との違いは、前者においては光信号ゲート部に光波長モニタ器が内蔵せず、光信号ゲート部の外部に光信号の波長を計測できる手段を備えている点である。それ以外は、本発明の第１の実施の形態と同じである。
【００８０】
図１２において、６０１０は光波長計測部、６０２０は光分流器、６０３０は光導波路、６０４０−１〜６０４０−４は光信号ゲート部、６０５０は光波長計測部からの情報をネットワーク管理部１１２０に伝達するための電気信号線である。
【００８１】
本発明の第２の実施の形態における光波長計測部６０１０の詳細を図１３に示す。
【００８２】
図１３において、７０１０はＬ×１光スイッチ（本実施の形態ではＬは４以上）、７０２０はＬ×１光スイッチと光波長モニタ器３０３０を接続する光導波路である。Ｌ×１光スイッチは、光分流器６０２０から光波長計測部６０１０に接続された複数本（本実施の形態では４本）の光導波路６０３０から１本を選択するために用いる。本実施の形態ではＬ×１光スイッチとしては、熱光学効果を利用したマッハツェンダ型石英系光導波路光スイッチを用いるが、これに限定されない。
【００８３】
図１３に示した光波長計測部６０１０では、光波長モニタ器３０３０とＬ×１光スイッチ７０２０が分離した構成となっているが、光波長モニタ器３０３０にＬ×１光スイッチ７０２０と同様の機能を備えている場合には、Ｌ×１光スイッチ７０２０は省略することが可能である。
【００８４】
本発明の本実施の形態では、通信ノード１０００−１〜１０００−４から送出される通信ノード間通信用光信号は、波長ルーティング装置１０１０に入力すると光分流器６０２０によって２つの光路に分流され、一方は光信号ゲート部６０４０−１〜６０４０−４へ、もう一方は光波長計測部６０１０に導かれる。
【００８５】
光波長計測部６０１０は、通信ノード１０００−１通信ノード１０００−４からの通信ノード間通信用光信号の波長を光波長モニタ器３０３０により光信号の波長を計測する。ネットワーク管理部１１２０は光波長モニタ器３０３０からネットワーク管理部１１２０に送られる波長計測情報をもとに、光信号ゲート器制御部から電気信号線１１８０を介して光ゲート器６０４０−１〜６０４０−４を制御し、正常に波長設定されなかった通信ノード間通信用光信号が光ゲート器を透過しないように、即ち光ゲート器によって光信号を遮断する。
【００８６】
本実施の形態においても、本発明の第１の実施の形態と同様に、ネットワーク管理部１１２０には図２（ａ）に示した波長ルーティング特性表が波長データベース（波長ルーティング基本データベース）としてネットワーク管理部１１２０の記憶媒体１１２２にデータ登録されている。また同様に、ネットワーク管理部１１２０ではこの波長ルーティング基本データベースを基に、各通信ノード間での通信に際し各通信ノードの波長可変光源内蔵光信号送信機２０１０に内蔵されている波長可変光源の設定すべき波長を、各通信ノードの波長可変光源制御情報送受信部２０４０へ、波長可変光源の波長に関する制御情報光信号として波長可変光源制御情報送受信部の送信部１１４０を介して送信する。また同様に、ネットワーク管理部１１２０においては各通信ノードの波長設定をデータベース（波長設定データベース）として記憶媒体１１２２に登録される。
【００８７】
ここで、本実施の形態においても本発明の第１の実施の形態と同様に、通信ノードの波長可変光源の出力波長を設定あるいは変更する場合、ネットワーク管理部１１２０は波長可変光源制御情報送受信部の送信部１１４０から、波長可変光源の波長設定に関する制御情報光信号を前記通信ノードへ送信する直前に、前記通信ノードが接続されている光信号ゲート部の光ゲート器３０２０に対して光信号を遮断するように光信号ゲート器制御部１１３０を介して制御する。即ち、例えば通信ノード１０００−２の波長可変光源の波長を設定あるいは変更する場合には、光信号ゲート部１０４０−２に内蔵する光ゲート器３０２０が光信号を遮断する。
【００８８】
その後、ネットワーク管理部１１２０は波長可変光源の出力波長を変更する通信ノードに対して波長設定に関する制御情報光信号を、前記通信ノードの波長可変光源制御情報送受信部２０４０へ送信する。前記通信ノードは自ノードの波長可変光源の波長変更が完了すると、ネットワーク管理部１１２０に向けて波長可変光源制御情報送受信部２０４０から波長変更完了の通知を伝達する。ネットワーク管理部１１２０は、前記通信ノードからの波長変更完了通知を受信し、かつ計測された波長情報がネットワーク管理部１１２０の波長設定データベースと一致した場合、即ち、各通信ノードの波長可変光源の出力波長設定動作が正常に行われた場合、波長光信号ゲート部は光信号を透過させる状態に設定される。
【００８９】
以上のように、光信号ゲート部において異常な光信号を遮断することにより、波長可変光源の出力波長を正常設定動作した通信ノードから送出される通信ノード間通信用光信号に対する混信を防ぐことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】アレイ導波路回折格子を用いて実現した波長ルーティング装置をベースとした光ネットワークシステムの一例を示す構成図
【図２】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説明図
【図３】各通信ノードが波長可変光源を光信号送出用光源として用いる波長ルーティングをベースとした光ネットワークシステムの一例を示す構成図
【図４】図３の構成における正常時の動作の一例を示す説明図
【図５】図３の構成における異常時の動作の一例を示す説明図
【図６】本発明の第１の実施の形態を示す構成図
【図７】第１の実施の形態における通信ノードの詳細を示す構成図
【図８】第１の実施の形態における光信号ゲート部の詳細を示す構成図
【図９】第１の実施の形態におけるネットワーク管理装置の詳細を示す構成図
【図１０】１×２光スイッチを用いた光信号ゲート器の一例を示す説明図
【図１１】マイクロマシン技術によって実現される光シャッターを用いた光信号ゲート器の一例を示す説明図
【図１２】本発明の第２の実施の形態を示す構成図
【図１３】第２の実施の形態における光波長計測部の詳細を示す構成図
【符号の説明】
【００９１】
１０００−１〜１０００−４：通信ノード、１０１０：波長ルーティング装置、１０２０−１〜１０２０−４：装置入力ポート、１０３０−１〜１０３０−４：光導波路、１０４０−１〜１０４０−４：光信号ゲート部、１０５０：４×４アレイ導波路回折格子、１０６０−１〜１０６０−４：４×４アレイ導波路回折格子の入力ポート、１０７０−１〜１０７０−４：４×４アレイ導波路回折格子の出力ポート、１０８０−１〜１０８０−４：装置出力ポート、１０９０−１〜１０９０−４：光導波路、１１００：ネットワーク管理装置、１１１０：波長可変光源制御情報送受信部の受信部、１１２０：ネットワーク管理部、１１２１：プロセッサ部、１１２２：記憶媒体、１１２３：制御信号入出力インタフェース、１１３０：光信号ゲート器制御部、１１４０：波長可変光源制御情報送受信部の送信部、１１５０：波長分波器、１１６０：光導波路、１１７０：電気信号線、１１８０：電気信号線、１１９０：波長可変光源制御情報送受信部の送信部、１２００：波長合波器、２０１０：波長可変光源内蔵光信号送信機、２０２０：波長可変光源制御部、２０３０：光信号受信部、２０４０：波長可変光源制御情報送受信部、２０５０，２０５１：電気信号線、２０６０：波長合波器、２０６１：光導波路、２０７０：波長分波器、２０７１：光導波路、２０８０：光導波路、２０９０：光導波路、３０００：光信号ゲート部、３０１０：光分流器、３０２０：光ゲート器、３０３０：光波長モニタ器、３０４０：入力ポート、３０５０：出力ポート、３０６０，３０７０，３０８０，３０９０：光導波路、４０００：１×２光スイッチ、４０１０：入力ポート、４０２０：第１の出力光路、４０３０：第２の出力光路、４０４０：出力ポート、４０５０：光終端器、５０００：入力側光導波路、５０２０：出力側光導波路、５０３０：光遮断板、６０１０：光波長計測部、６０２０：光分流器、６０３０：光導波路、６０４０−１〜６０４０−４：光信号ゲート部、６０５０：電気信号線、７０１０：Ｌ×１光スイッチ、７０２０：光導波路。
【図１】
2005072802.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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