(57)【要約】入力ポートに入力された信号光をその波長に基づいて所定の出力ホポートに出力するアレイ導波路回折格子に光ファイバを介して接続された複数の通信ノード装置によって所定の論理的ネットワークトポロジーを構成するように通信ノード装置が通信に用いる信号光の波長とアレイ導波路回折格子の入出力ポートの対応関係を設定し、通信ノード装置に、通信に用いる信号光の波長を切り替え設定する手段を備えた光通信ネットワークシステム。シンプルなネットワーク構成の上で、柔軟なネットワーク設計・構築・運用を簡便に実現し、異なったネットワーク同士も容易に相互接続することが可能であり、頑強なセキュリティを有し且つ障害発生時にも安定に動作可能な光通信ネットワークシステムを低コストに実現する。
2004073225.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎ個（Ｎは２以上の整数）の入力ポートとＮ個の出力ポートを有し、それぞれの入力ポートに入力された信号光の波長に基づいて所定の出力ポートに出力するルーティング機能を有するアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）を中心に、幾何学的にスター型となる物理的スタートポロジとなるようにＭ個（Ｍは２以上、Ｎ以下の整数）の通信ノード装置を光伝送路によって接続して構成された光通信ネットワークシステムであって、
前記通信ノード装置は、通信ノード装置間のデータ送受信に用いる信号光（以下、「本信号光」という）の経路の幾何学的形状を表す論理的ネットワークトポロジを動的に変化させるために、該本信号光の波長を切り替える波長切替手段を備える
ことを特徴とする光通信ネットワークシステム。
【請求項２】
前記通信ノード装置が少なくとも一つ以上の論理的ネットワークトポロジに所属し、且つ、互いに独立の前記論理的ネットワークトポロジを２つ以上構成している
ことを特徴とする請求項１に記載の光通信ネットワークシステム。
【請求項３】
前記波長切替手段は、所定の論理的ネットワークトポロジに属する前記通信ノード装置を他の論理的ネットワークトポロジに接続或いは移設するときに、本信号光の波長を切り替える
ことを特徴とする請求項１に記載の光通信ネットワークシステム。
【請求項４】
２つ以上の通信ノード装置によって論理的ネットワークトポロジを一つ構成し、
前記波長切替手段は、当該通信ノード装置のすべてが所定の時期に前記論理的ネットワークトポロジと異なる新たな論理的ネットワークトポロジを構成するように本信号光の波長を切り替える
ことを特徴とする請求項１に記載の光通信ネットワークシステム。
【請求項５】
前記論理的ネットワークトポロジが幾何学的にリング形状を有する論理的リングネットワークトポロジ、あるいは、スター形状を有する論理的スターネットワークトポロジ、あるいは、メッシュ形状を有する論理的メッシュネットワークトポロジのうちの少なくとも何れかの１種類を構成しており、あるいは、それらが混在した論理的ネットワークトポロジを構成している、
ことを特徴とする請求項１に記載の光通信ネットワークシステム。
【請求項６】
前記波長切替手段は、出力波長を変化することが可能な波長可変光源部、受信波長を選択可能な受信波長可変受信部から構成され、
前記波長可変光源部は、そこに導入されるＬ個（Ｌは２以上Ｍ以下の整数）の光素子が波長可変レーザと変調器を直列に接続あるいは互いに集積させた素子構造、または直接変調可能な半導体レーザからなり、これらがＬ×１光カプラによって接続された構成を持つと共に、
前記受信波長可変受信部は、そこに導入されるＬ個（Ｌは２以上Ｍ以下の整数）の光素子が直列に接続された光受信器と所望の波長のみ透過する波長可変フィルタからなり、前記Ｌ個の光素子がＬ×１光カプラに接続された構成を持つ
ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の光通信ネットワークシステム。
【請求項７】
前記波長切替手段は、出力波長を変化することが可能な波長可変光源部、受信波長を選択可能な受信波長可変受信部から構成され、
前記波長可変光源部は、そこに導入されるＬ個（Ｌは２以上Ｍ以下の整数）の光素子が半導体レーザと変調器を直列に接続あるいは互いに集積させた素子構造、または直接変調可能な半導体レーザからなり、これらの光素子が直列接続されたＬ×ＮスイッチとＮ×１合波器に対して直列に接続された構成を持つと共に、
前記受信波長可変受信部は、そこに導入されるＬ個（Ｌは２以上Ｍ以下の整数）の光受信器がＬ×ＮスイッチとＮ×１合波器に対して直列に接続された構成を持つ
ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の光通信ネットワークシステム。
【請求項８】
前記通信ノード装置は、
通信端末装置と接続可能なＬ個（Ｌは２以上Ｍ以下の整数）の通信端末光入出力ポートを持ち、該通信端末光入出力ポートは通信端末光入力ポートと通信端末光出力ポートから構成され、
該Ｌ個の通信端末光入力ポートからの信号光を電気信号に変換するＬ個の光電気変換器を有し相互が接続され、該Ｌ個の光電気変換器からの出力電気信号が前記波長可変光源部に入力されるように接続され、
前記受信波長可変受信部を構成するＬ個の受信機からの出力電気信号を光信号に変換する電気光変換器を有すると共に、変換された該光信号を該Ｌ個の通信端末光出力ポートから出力されるように、光ファイバなどの光導波路によって接続された構成を持つ
ことを特徴とする請求項６または請求項７に記載の光通信ネットワークシステム。
【請求項９】
前記通信ノード装置は、
通信端末装置と接続可能なＬ個（Ｌは２以上Ｍ以下の整数）の通信端末光入出力ポートを持ち、該通信端末光入出力ポートは通信端末光入力ポートと通信端末光出力ポートから構成され、
該Ｌ個の通信端末光入力ポートは光信号を電気信号に変換するＬ個の光電気変換器、２Ｌｘ２Ｌスイッチに直列に接続され、該Ｌ個の通信端末光出力ポートは電気信号を光信号に変換するＬ個の電気光変換器、前記２Ｌｘ２Ｌ電気スイッチに直列に接続され、さらに、前記２Ｌｘ２Ｌ電気スイッチと前記波長可変光源部、および受信波長可変受信部が接続され、前記２Ｌｘ２Ｌ電気スイッチでの所定の動作によって、前記アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）から前記通信ノード装置に届く信号光を、前記通信ノード装置と物理的に接続された通信ノード端末に送ることなく前記通信ノード装置において波長変換を行って前記アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）へと再度送信する
ことを特徴とする請求項６または請求項７に記載の光通信ネットワークシステム。
【請求項１０】
前記各通信ノード装置と前記アレイ導波路回折格子は入力信号と出力信号の方路を変更するサーキュレータをそれぞれ備え、
前記通信ノード装置に備えられるサーキュレータの入出力ポートを前記受信波長可変受信部、前記波長可変光源部に光ファイバなどの光導波路によってそれぞれ接続し、
前記アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）に備えられるサーキュレータの入出力ポートを、ＡＷＧの出力ポート、入力ポートにそれぞれ接続し、
前記通信ノード装置、前記ＡＷＧに備えられるサーキュレータの共通ポートのそれぞれを一心の光ファイバなどの光導波路によって接続することによって、
各通信ノード装置とＡＷＧがそれぞれ一心の光ファイバなどの光導波路で接続されている、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の光通信ネットワークシステム。
【請求項１１】
前記アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）が、波長周回性を有する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載の光通信ネットワークシステム。
【請求項１２】
前記通信ノード装置は前記アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）に接続された異なる２つの波長パスを有し、通信ノード装置を２個以上含む前記論理的ネットワークトポロジとして論理的リングネットワークトポロジが形成されている
ことを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれかに記載の光通信ネットワークシステム。
【請求項１３】
前記論理的リングネットワークトポロジを構成する前記通信ノード装置のそれぞれが逆方向通信が可能な２つの通信経路を有し、
前記波長切替手段は、一方の通信経路が切断された場合に、他方の通信経路から入力して前記一方の通信経路へ出力する信号光を、前記他方の通信経路に折り返して送信できるように新たな論理的リングネットワークトポロジを構成するように本信号光の波長を切り替える
ことを特徴とする請求項１２に記載の光通信ネットワークシステム。
【請求項１４】
前記論理的リングネットワークトポロジに属する通信ノード装置のそれぞれが逆方向通信が可能な２つの通信経路を有し、
前記波長切替手段は、一方の通信経路を用いて通信を行う通信ノード装置との通信が不能になった場合に、該通信不能になった通信ノード装置を回避して任意の通信ノード装置と通信できるように新たな論理リングネットワークトポロジを構成するように本信号光の波長を切り替える
ことを特徴とする請求項１２に記載の光通信ネットワークシステム。
【請求項１５】
中央制御装置を更に備え、
前記中央制御装置は、前記通信ノード装置に対して波長変更情報を含む制御信号を送信し、前記通信ノード装置から通信状態情報を含む制御信号を受信する制御手段を含み、
前記通信ノード装置の波長切替手段は、前記中央制御装置から受信した前記制御信号に基づいて本信号光の波長を切り替える
ことを特徴とする請求項１乃至請求項１４のいずれかに記載の光通信ネットワークシステム。
【請求項１６】
前記各通信ノード装置で送受信される前記制御信号の波長が、前記本信号光の波長帯域と異なる波長に設定されており、
前記通信ノード装置は、前記本信号光と、前記制御信号の信号光とを合波する合波手段と、前記本信号光と前記制御信号の信号光とが合波された状態の信号光から本信号光と前記制御信号の信号光と分波する分波手段とを具備したＷＤＭカプラを備え、
前記アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）は、前記中央制御装置からの制御信号の光信号をアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）から出力される本信号の信号光と合波する合波手段と、各通信ノードから送信されてくる前記本信号光と前記制御信号の信号光とが合波された状態の信号光から前記本信号光と前記制御信号の信号光と分波する分波手段を有するＷＤＭカプラを備え、前記本信号光が使用する光伝送路が前記制御信号の光伝送路として共有されている
ことを特徴とする請求項１５に記載の光通信ネットワークシステム。
【請求項１７】
前記通信ノード装置と前記中央制御装置との間において、前記制御信号を前記主信号光を伝送する通信経路と物理的に分離して伝送する
ことを特徴とする請求項１５に記載の光通信ネットワークシステム。
【請求項１８】
前記通信ノード装置は、
装置内部あるいは装置外部のうちの少なくとも何れか一方に設けられ、波長のデータを保持するノードデータベースと、
前記本信号光の波長が切り替わった際に、前記ノードデータベースのデータを更新する手段とを更に有すると共に、
前記中央制御装置は、
装置内部あるいは装置外部のうちの少なくとも何れか一方に設けられ、全ての前記通信ノード装置における波長のデータを保持する中央データベースと、
前記通信ノード装置同士間での使用波長が変化した際に前記中央データベースのデータを更新する手段とを更に有する、
ことを特徴とする請求項１５に記載の光通信ネットワークシステム。
【請求項１９】
前記通信ノード装置は、前記ノードデータペースに使用可能波長帯域と、現在使用されている全ての波長、それぞれの波長における信号光の送信強度状態、受信強度状態、前記通信ノード装置同士間での接続状態、及び現在接続している論理トポロジのそれぞれの情報を保持し、前記中央制御装置の要求に応じて前記情報を前記中央制御装置に通知する手段を備えている
ことを特徴とする請求項１８に記載の光通信ネットワークシステム。
【請求項２０】
前記通信ノード装置は、それぞれの波長における信号光の送信強度状態と受信強度状態を常に監視すると共に、これらの状態に異常が発生したときにその異常を検出して前記中央制御装置に通報する手段を有し、
前記中央制御装置は、全ての前記通信ノード装置同士間の接続状態、前記波長可変光源装置でのそれぞれの波長における信号光の送信強度状態、受信強度状態の異常を検出して前記全ての通信ノード装置に異常情報を共有させる手段を備えている、
ことを特徴とする請求項１８に記載の光通信ネットワークシステム。
【請求項２１】
前記中央制御装置は、
通信ノード装置が現在接続している論理的ネットワークトポロジから別の異なる論理的ネットワークトポロジへの接続変更要求を含んだ制御信号を受信した際に、前記中央データベースに問い合わせして演算することにより適合するか否かの判定を行い、
前記判定の結果、適合する場合に、
前記論理トポロジ接続変更要求を発出した通信ノード装置の接続している論理的ネットワークトポロジ内の全ての前記通信ノード装置に対して、前記通信ノード装置の離脱及び波長再設定の通知を含んだ制御信号を送信すると共に、
前記論理的ネットワークトポロジ接続変更要求を発出した通信ノード装置の異動先となる論理トポロジ内の全ての通信ノード装置に対して、前記通信ノード装置の参加ならびに波長の再設定の通知を含んだ制御信号を送信する手段とを備えている
ことを特徴とする請求項１８記載の光通信ネットワークシステム。
【請求項２２】
前記中央制御装置は、
特定の通信ノード装置間でのトラヒック流量が増大しネットワーク負荷が発生し、前記通信ノード装置間での帯域増速の要求を含む制御信号を受信した場合、前記中央データベースに問い合わせて新たな波長パス形成のための演算することによって前記帯域増速が可能であるか否かの判定を行い、前記通信ノード装置がこれまで論理的に接続していなかった他の通信ノード装置を経由することによって構成される迂回波長パスを設定するための波長の再設定の通知を含む制御信号を、それぞれの通信ノード装置に送信して前記迂回波長パスの設定を実施する手段
或いは、
特定の通信ノード装置間でのトラヒック流量が増大しネットワーク負荷が発生し、前記通信ノード装置間での帯域増速の要求を含む制御信号を受信した場合、前記中央データベースに問い合わせて新たな波長パス形成のための演算することによって前記帯域増速が可能であるか否かの判定を行い、前記通信ノード装置が接続していない他の論理トポロジに接続された通信ノード装置の未使用波長を使用することによって迂回波長パスを新たに設けるための波長の再設定の通知を含む制御信号を、それぞれの通信ノード装置に送信して前記迂回波長パスの設定を実施する手段のうちの少なくとも何れか一方を備えた
ことを特徴とする請求項１８に記載の光通信ネットワークシステム。
【請求項２３】
前記通信ノード装置は、
各通信ノード装置の計時時刻を同期させる時刻同期手段と、
本信号光の新たな波長変更情報と、その波長変更を実行すべき時刻を含む論理的ネットワークトポロジ変更時刻情報とを記憶する情報記憶手段とをさらに有し、
前記波長切替手段は、前記論理的ネットワークトポロジ変更時刻情報と前記波長変更情報に基づいて、所定の時期に本信号光の波長を切り替える
ことを特徴とする請求項１７乃至請求項２２のいずれかに記載の光通信ネットワークシステム。
【請求項２４】
前記中央制御装置は、
各前記通信ノード装置に対して時刻情報を配信する時刻情報配信手段を更に備えるとともに、
前記制御部は、各前記通信ノード装置の本信号光の新たな波長変更情報と、その波長変更を実行すべき時刻を含む論理的ネットワークトポロジ変更時刻情報を生成するとともに、個別あるいは一斉に前記通信ノード装置に送信する手段を備え、
前記通信ノード装置は、
前記中央制御装置から配信された時刻情報に基づいて自己の計時時刻を補正する時刻補正手段と、
前記中央制御装置から送信された前記波長変更情報と前記論理的ネットワークトポロジ変更時刻情報とを受信および記憶する情報記憶手段とを備え、
前記波長切替手段は、前記論理的ネットワークトポロジ変更時刻情報と前記波長変更情報に基づいて、所定の時期に本信号光の波長を切り替える
ことを特徴とする請求項１７乃至請求項２３のいずれかに記載の光通信ネットワークシステム。
【請求項２５】
前記通信ノード装置のうち特定の通信ノード装置は、
他の通信ノード装置に対して時刻情報を配信する時刻情報配信手段を備え、
前記他の通信ノード装置は、
前記特定の通信ノード装置から配信された時刻情報に基づいて自己の計時時刻を補正する時刻補正手段を備え、
前記特定の通信ノード装置は、
前記通信ノード装置の本信号光の波長変更情報と、その波長変更を実行すべき時刻を含むネットワークトポロジ変更時刻情報を生成、および前記通信ノード装置に個別あるいは一斉に送信する手段を備え、
前記他の通信ノード装置は、前記特定の通信ノード装置から受信した波長変更情報とネットワークトポロジ変更時刻情報とを記憶する情報記憶手段を備え、
前記他の通信ノード装置の波長切替手段は、前記ネットワークトポロジ変更時刻情報と前記波長変更情報に基づいて、所定の時期に本信号光の波長を切り替える
ことを特徴とする請求項１７乃至請求項２３のいずれかに記載の光通信ネットワークシステム。
【請求項２６】
Ｎ個（Ｎは２以上の整数）の入力ポートとＮ個の出力ポートを有しそれぞれの入力ポートに入力された信号光の波長に基づいて所定の出力ポートに出力するルーティング機能を有するアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）を中心に、幾何学的にスター型となる物理的スタートポロジとなるように光伝送路によって接続して構成されたＭ個（Ｍは２以上、Ｎ以下の整数）の通信ノード装置と接続された中央制御装置であって、
前記中央制御装置は、前記通信ノード装置間のデータ送受信に用いる信号光（以下、「本信号光」という）の経路の幾何学的形状を表す論理的ネットワークトポロジを動的に変化させるために、前記通信ノード装置に対して該本信号光の波長変更情報を含む制御信号を送信して本信号光の波長を切り替えさせるとともに、前記通信ノード装置から通信状態情報を含む制御信号を受信する制御手段を含む
ことを特徴とする中央制御装置。
【請求項２７】
Ｎ個（Ｎは２以上の整数）の入力ポートとＮ個（Ｎは２以上の整数）の出力ポートを有し、それぞれの入力ポートに入力された信号光の波長に基づいて所定の出力ポートに出力するルーティング機能を有するアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）を介して、Ｍ個（Ｍは１以上、Ｎ−１以下の整数）の他の通信ノード装置と接続された通信ノード装置であって、
他の各通信ノード装置の計時時刻を同期させる時刻同期手段と、
他の通信ノード装置間のデータ送受信に用いる信号光（以下、「本信号光」という）の経路の幾何学的形状を表す論理的ネットワークトポロジを動的に変化させるための本信号光の新たな波長変更情報とその波長変更を実行すべき時刻を含む論理的ネットワークトポロジ変更時刻情報とを記憶する情報記憶手段と、
前記波長変更情報と前記論理的ネットワークトポロジ変更時刻に基づいて、本信号光の波長を切り替える波長切替手段とを備えた
ことを特徴とする通信ノード装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、地域行政ネットワークに導入される地域分散ｉＤＣ（インターネットデータセンタ）、ＩＸ（インターネットエキスチェンジ）ネットワークに適用し、Ｎ入力Ｎ出力（Ｎは２以上の整数）の波長周回性アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）に接続されるＭ個（Ｍは２以上Ｍ以下の整数）の通信ノード装置において、通信ノード装置間接続に使用する光信号の波長を変更することにより、論理的ネットワークトポロジを容易に変更可能な光通信ネットワークシステム及びその波長可変光源部、受信波長可変受信部が導入された通信ノード装置並びに中央処理装置及びそのコンピュータプログラムに関するものである。
【背景技術】  従来、光通信ネットワークを流通するトラヒック量は刻々と変化し、データセンタに代表されるようにその量も爆発的に増大している。さらに、光通信ネットワークに収容する通信ノード装置の数や、データの種類も多種多様になりつつあり、そのネットワークトポロジや接続形態、あるいはトラヒック収容量もダイナミックに変化させることが必要となってきている。例えば、志村近史、“電子自治体推進のための自治体共同利用ＩＤＣ事業化の提案，”野村総研  地域経営ニュースレター、ｖｏｌ．３４，Ｊｕｎｅ，２００１に示される現在の地域公共ネットワークにおいては異なるネットワークトポロジを持つ自治体ネットワークの相互接続あるいは、新規通信ノードの追加や通信ノードの廃止、組織統合や組織拡大に伴うネットワークトポロジの変更、障害回避のための波長パス変更等をダイナミックに実施する要求がある。また、異なったネットワークトポロジを有したネットワーク同士をセキュリティを確保しつつ結合していくこと、信号の形式や運用ポリシが異なるネットワークをシンプルに且つ低コストで重畳させ、低コストに運用することが強く求められている。そこでは、波長周回性アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）とそれに光ファイバなどの光導波路によって物理的にはスター状に接続される光通信ネットワーク（Ｋ．Ｋａｔｏ  ｅｔ  ａｌ，“３２ｘ３２  ｆｕｌｌ−ｍｅｓｈ（１０２４  ｐａｔｈ）ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ−ｒｏｕｔｉｎｇ  ＷＤＭ  ｎｅｔｗｏｒｋ  ｂａｓｅｄ  ｏｎ  ｕｎｉｆｏｒｍ−ｌｏｓｓ  ｃｙｃｌｉｃ−ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ａｒｒａｙｅｄ−ｗａｖｅｇｕｉｄｅ  ｇｒａｔｉｎｇ”，Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，ｖｏｌ．３６，１２９４−１２９６，２０００参照）においては、通信ノード装置に導入される波長可変光源部、受信波長可変受信部によって、通信ノード間接続で使用される光信号の波長を変化させることによって、選択的に任意の通信ノードとの接続が実現される任意に論理的ネットワークトポロジの変更が可能な光通信ネットワークシステムが期待されている。
一方で、これまでの検討では伝送路となる光ファイバなどの光導波路の接続形態が物理的にリングトポロジを持つネットワークにおいて進められている（例えば、特開２００１−２８５３２３号公報、特開平７−２０２８４５号公報、特開２００１−１８４４０８号公報）。
例えば、特開平７−２０２８４５号公報に開示される通信ノード装置は、図４−３７に示すように構成され、分波器（４−１）は、入力してくる光信号を波長に依らずに２つに分割するものであり、光ファイバ中を伝送される８つの波長の光信号を入力し、フィルタ４−２と、固定波長受信部Ａ（４−４）と、固定波長受信部Ｂ（４−１１）に出力する。
フィルタ４−２は、分波器４−１から出力される８つの波長の光信号のうち、当該通信端末が送受信する２波長λｓ（短い方の波長）、λｅ（長い方の波長）を遮断し、他の波長を透過する機能を有している。
合波器４−３は、フィルタ４−２から透過された６つの波長の光信号と、波長可変送信部Ａ（４−７）と波長可変送信部Ｂ１４から出力される２つの波長（λｓ、λｅ）の光信号を、合波し、図示しない光ファイバに送出する。送出された光信号は、図示しない光ファイバを介して、隣接する通信ノード装置の分波器１に入力される。
固定波長受信部Ａ（４−４）は、固定波長フィルタと、フォトディテクタから成り分波器４−１から出力される２つの波長の光信号（λｓ、λｅ）のうち、波長λｓの光信号のみを受信し、電気信号に変換する機能を有している。同様に固定波長受信部Ｂ（４−１１）は、波長λｅの光信号のみを受信し、電気信号に変換する。
セレクタＡ，Ｂ（４−５、４−１２）はそれぞれ、受信したデータに付与されている受信あて先情報を参照し、受信データが、自通信ノード装置宛であれば、受信データをデータ処理部に出力する。また、受信データが、自通信ノード装置宛でなく、中継を行うものである場合は、受信あて先情報に応じて、記憶部Ａ、Ｂの所定のデュアルポートメモリに出力する。
記憶部Ａ、Ｂ（４−６、４−１３）は、送信波長の指定のあるデータに対応して送信波長ごとに、２個のデュアルポートメモリを送信波長の指定のないデータに対応して１つのデュアルポートメモリを有している。
波長可変送信部Ａ、Ｂ（４−７、４−１４）はそれぞれ、波長λｓと波長λｅの２つの波長で伝送データを光信号に変換して送出する機能を有している。波長可変送信部Ａ（４−７）と、固定波長受信部Ａが対となっており、波長可変送信部４−１４と固定波長受信部Ｂ（４−１１）が対である。
通信ノード装置のデータ処理部４−８は、他の通信ノード装置から送信されて来たデータに所望の処理を行うとともに、自通信ノード装置から他通信ノード装置に送信すべきデータに、受信宛て先情報の付与等の処理を行い、記憶部Ａ（４−６）又は記憶部Ｂ（４−１３）に出力する。
送信終了検出部４−９は、記憶部Ａ（４−６）及び記憶部Ｂ（４−１３）の各デュアルポートメモリに記憶されているデータの送信終了を検出し、波長制御部４−１０に波長切替え信号を出力する。波長制御部４−１０は波長可変送信部Ａ、Ｂで用いられる後述するチューナブルレーザダイオード（以下ＴＬＤ）の注入電流を制御することによって、発振波長をλｓとλｅに制御する。
しかしながら、ネットワーク設計時やネットワーク構成変更時における論理的ネットワークトポロジの変更、新規通信ノード装置の追加や通信ノード装置の廃止、そして障害回避での論理的ネットワークトポロジの変更では複数の異なる仮想ＬＡＮ（ＶＬＡＮ）をそれぞれ異なる論理的ネットワークトポロジとして構成する手法があるものの、各種の設定に複雑さが存在し、数ヶ月から半年程度の工期を必要とすると共に、この作業に手間を要し人為的ミスによるネットワークの崩壊等につながる危険性の問題点があった。また、トラヒック流量に応じた経路選択を実現可能なトラヒックエンジニアリング（ＴＥ）等の技術によってネットワークへ与える負荷に応じた論理的ネットワークトポロジの変更が可能であるものの、ライブコンサート映像の配信や災害時の情報提供等おいて予想を超えるトラヒックを発生するケースが考えられ、本技術においてもネットワーク設定作業の複雑さ、および安定なネットワークの運用課題が残されており、光ファイバの接続構成によって決められる物理的ネットワークトポロジの見直しや変更にまで至るケースも少なくなかった。
また、波長多重通信（ＷＤＭ）技術による波長パスを使用した論理的ネットワークトポロジの変更においても同様であり、この作業にも手間を要し、動的かつ高速で変更可能な論理的ネットワークトポロジの変更は比較的困難であった。
これらの課題に対処するため自動化する際にあたっては中央制御装置による一括管理方式あるいは装置単体に設定を与える方式が一般であるものの、前者では通信ノード装置に備えられる波長可変光源や波長可変フィルタの制御に多種の制御情報が必要となるため、トポロジの変更を実施するに当たって通信ノード装置数の増大と共に中央制御装置への負荷が増大してしまい、速やかなトポロジの変更を困難にしており、後者ではネットワークの初期構成時あるいはトポロジ変更におけるネットワークの構成変更時において異なる通信ノード装置に対して個別に波長可変光源や波長可変フィルタの設定を与える必要があり、ネットワーク管理者の負担が生じていた。
また、制御手法が明記された上記の特開平７−２０２８４５号公報記載のネットワークシステムにおいては、他の通信ノード装置との接続に使用する信号光の波長の検索および決定にかかわる制御を通信ノード装置において自律的に実施させているものの、使用する２波長を連続した隣接する波長として制限しているだけでなく、２波長以上の複数波長を使用してより多数の通信ノード装置との接続を考慮した際、図４−３７に示した通信ノード装置内でのデータ処理部４−８で必要とする処理時間の拡大が懸念される。
しかし、実際の光通信ネットワークシステムでは、トラヒックパターンの変化やネットワークのより効率的な利用に基づいてトポロジ変更を迅速に実施する必要があり、トポロジ変更を開始してから完了までに要する時間が長いことはネットワークの安定なる運用面において好ましいとは言えず、高速なトポロジ変更が可能であることが望まれていた。
本発明の目的は上記の問題点に鑑み、地域公共ネットワーク等での分散ｉＤＣ（インターネットデータセンタ）やＩＸ（インターネットエキスチェンジ）ネットワークに適用可能な、アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）の波長ルーティング機能と、ＡＷＧに光ファイバなどの光導波路によって物理的にはスター状に接続される通信ノード装置に実装された波長可変光源で実現される論理的ネットワークトポロジ可変ネットワークシステムの導入及び利用の促進を図ることができる任意論理的ネットワークトポロジ可変ネットワークシステム及びその中央制御装置並びに波長可変光源部、受信波長可変受信部が導入された通信ノード装置及びそのコンピュータプログラムを提供し、
全ての通信ノード装置の時刻同期を中央制御装置によって実施可能とし、論理的ネットワークトポロジの変更に必要な通信ノード装置の送信信号波長情報、受信信号波長情報をトポロジ変更時刻情報と共に中央制御装置から通信ノード装置に伝達し、論理的ネットワークトポロジ変更時刻に達した際には通信ノード装置が自律的に送信波長、受信波長を高速に変更可能な実際の光通信ネットワークシステムを提供することに有る。
【発明の開示】
上記課題を解決するため、本発明の一つの態様によれば、Ｎ個（Ｎは２以上の整数）の入力ポートとＮ個の出力ポートを有し、それぞれの入力ポートに入力された信号光の波長に基づいて所定の出力ポートに出力するルーティング機能を有するアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）を中心に、幾何学的にスター型となる物理的スタートポロジとなるようにＭ個（Ｍは２以上、Ｎ以下の整数）の通信ノード装置を光伝送路によって接続して構成された光通信ネットワークシステムであって、前記通信ノード装置は、通信ノード装置間のデータ送受信に用いる信号光（以下、「本信号光」という）の経路の幾何学的形状を表す論理的ネットワークトポロジを動的に変化させるために、該本信号光の波長を切り替える波長切替手段を備える光通信ネットワークシステムが提供される。
好ましくは、上記光通信ネットワークシステムにおいて、通信ノード装置が少なくとも一つ以上の論理的ネットワークトポロジに所属し、且つ、互いに独立の前記論理的ネットワークトポロジを２つ以上構成可能なようにする。
好ましくは、上記光通信ネットワークシステムにおいて、前記波長切替手段は、所定の論理的ネットワークトポロジに属する前記通信ノード装置を他の論理的ネットワークトポロジに接続或いは移設するときに、本信号光の波長を切り替えるようにする。
好ましくは、上記光通信ネットワークシステムにおいて、２つ以上の通信ノード装置によって論理的ネットワークトポロジを一つ構成し、前記波長切替手段は、当該通信ノード装置のすべてが所定の時期に前記論理的ネットワークトポロジと異なる新たな論理的ネットワークトポロジを構成するように本信号光の波長を切り替えるようにする。
好ましくは、上記光通信ネットワークシステムにおいて、前記論理的ネットワークトポロジが幾何学的にリング形状を有する論理的リングネットワークトポロジ、あるいは、スター形状を有する論理的スターネットワークトポロジ、あるいは、メッシュ形状を有する論理的メッシュネットワークトポロジのうちの少なくとも何れかの１種類を構成しており、あるいは、それらが混在した論理的ネットワークトポロジを構成しているようにする。
好ましくは、上記光通信ネットワークシステムにおいて、前記波長切替手段は、出力波長を変化することが可能な波長可変光源部、受信波長を選択可能な受信波長可変受信部から構成され、前記波長可変光源部は、そこに導入されるＬ個（Ｌは２以上Ｍ以下の整数）の光素子が波長可変レーザと変調器を直列に接続あるいは互いに集積させた素子構造、または直接変調可能な半導体レーザからなり、これらがＬ×１光カプラによって接続された構成を持つと共に、上記受信波長可変受信部は、そこに導入されるＬ個（Ｌは２以上Ｍ以下の整数）の光素子が直列に接続された光受信器と所望の波長のみ透過する波長可変フィルタからなり、前記Ｌ個の光素子がＬ×１光カプラに接続された構成を持つようにする。
好ましくは、上記光通信ネットワークシステムにおいて、前記波長切替手段は、出力波長を変化することが可能な波長可変光源部、受信波長を選択可能な受信波長可変受信部から構成され、前記波長可変光源部は、そこに導入されるＬ個（Ｌは２以上Ｍ以下の整数）の光素子が半導体レーザと変調器を直列に接続あるいは互いに集積させた素子構造、または直接変調可能な半導体レーザからなり、これらの光素子が直列接続されたＬ×ＮスイッチとＮ×１合波器に対して直列に接続された構成を持つと共に、前記受信波長可変受信部は、そこに導入されるＬ個（Ｌは２以上Ｍ以下の整数）の光受信器がＬ×ＮスイッチとＮ×１合波器に対して直列に接続された構成を持つようにする。
好ましくは、前記通信ノード装置は、通信端末装置と接続可能なＬ個（Ｌは２以上Ｍ以下の整数）の通信端末光入出力ポートを持ち、該通信端末光入出力ポートは通信端末光入力ポートと通信端末光出力ポートから構成され、該Ｌ個の通信端末光入力ポートからの信号光を電気信号に変換するＬ個の光電気変換器を有し相互が接続され、該Ｌ個の光電気変換器からの出力電気信号が前記波長可変光源部に入力されるように接続され、前記受信波長可変受信部を構成するＬ個の受信機からの出力電気信号を光信号に変換する電気光変換器を有すると共に、変換された該光信号を該Ｌ個の通信端末光出力ポートから出力されるように、光ファイバなどの光導波路によって接続された構成を持つようにする。
好ましくは、前記通信ノード装置は、通信端末装置と接続可能なＬ個（Ｌは２以上Ｍ以下の整数）の通信端末光入出力ポートを持ち、該通信端末光入出力ポートは通信端末光入力ポートと通信端末光出力ポートから構成され、該Ｌ個の通信端末光入力ポートは光信号を電気信号に変換するＬ個の光電気変換器、２Ｌｘ２Ｌスイッチに直列に接続され、該Ｌ個の通信端末光出力ポートは電気信号を光信号に変換するＬ個の電気光変換器、前記２Ｌｘ２Ｌ電気スイッチに直列に接続され、さらに、前記２Ｌｘ２Ｌ電気スイッチと前記波長可変光源部、および受信波長可変受信部が接続され、前記２Ｌｘ２Ｌ電気スイッチでの所定の動作によって、前記アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）から前記通信ノード装置に届く信号光を、前記通信ノード装置と物理的に接続された通信ノード端末に送ることなく前記通信ノード装置において波長変換を行って前記アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）へと再度送信可能なようにする。
好ましくは、上記光通信ネットワークシステムにおいて、前記各通信ノード装置と前記アレイ導波路回折格子は入力信号と出力信号の方路を変更するサーキュレータをそれぞれ備え、前記通信ノード装置に備えられるサーキュレータの入出力ポートを前記受信波長可変受信部、前記波長可変光源部に光ファイバなどの光導波路によってそれぞれ接続し、前記アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）に備えられるサーキュレータの入出力ポートを、ＡＷＧの出力ポート、入力ポートにそれぞれ接続し、前記通信ノード装置、前記ＡＷＧに備えられるサーキュレータの共通ポートのそれぞれを一心の光ファイバなどの光導波路によって接続することによって、各通信ノード装置とＡＷＧがそれぞれ一心の光ファイバなどの光導波路で接続されるようにする。
好ましくは、上記光通信ネットワークシステムにおいて、前記アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）が、波長周回性を有するようにする。
好ましくは、上記光通信ネットワークシステムにおいて、前記通信ノード装置は前記アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）に接続された異なる２つの波長パスを有し、通信ノード装置を２個以上含む前記論理的ネットワークトポロジとして論理的リングネットワークトポロジが形成されるようにする。
好ましくは、前記論理的リングネットワークトポロジを構成する前記通信ノード装置のそれぞれが逆方向通信が可能な２つの通信経路を有し、前記波長切替手段は、一方の通信経路が切断された場合に、他方の通信経路から入力して前記一方の通信経路へ出力する信号光を、前記他方の通信経路に折り返して送信できるように新たな論理的リングネットワークトポロジを構成するように本信号光の波長を切り替えるようにする。
好ましくは、前記論理的リングネットワークトポロジに属する通信ノード装置のそれぞれが逆方向通信が可能な２つの通信経路を有し、前記波長切替手段は、一方の通信経路を用いて通信を行う通信ノード装置との通信が不能になった場合に、該通信不能になった通信ノード装置を回避して任意の通信ノード装置と通信できるように新たな論理リングネットワークトポロジを構成するように本信号光の波長を切り替えるようにする。
好ましくは、中央制御装置を更に備え、前記中央制御装置は、前記通信ノード装置に対して波長変更情報を含む制御信号を送信し、前記通信ノード装置から通信状態情報を含む制御信号を受信する制御手段を含み、前記通信ノード装置の波長切替手段は、前記中央制御装置から受信した前記制御信号に基づいて本信号光の波長を切り替えるようにする。好ましくは、前記各通信ノード装置で送受信される前記制御信号の波長が、前記本信号光の波長帯域と異なる波長に設定されており、前記通信ノード装置は、前記本信号光と、前記制御信号の信号光とを合波する合波手段と、前記本信号光と前記制御信号の信号光とが合波された状態の信号光から本信号光と前記制御信号の信号光と分波する分波手段とを具備したＷＤＭカプラを備え、前記アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）は、前記中央制御装置からの制御信号の光信号をアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）から出力される本信号の信号光と合波する合波手段と、各通信ノードから送信されてくる前記本信号光と前記制御信号の信号光とが合波された状態の信号光から前記本信号光と前記制御信号の信号光と分波する分波手段を有するＷＤＭカプラを備え、前記本信号光が使用する光伝送路が前記制御信号の光伝送路として共有されるようにする。
好ましくは、上記光通信ネットワークシステムにおいて、前記通信ノード装置と前記中央制御装置との間において、前記制御信号を前記主信号光を伝送する通信経路と物理的に分離して伝送するようにする。
好ましくは、上記光通信ネットワークシステムにおいて、前記通信ノード装置は、装置内部あるいは装置外部のうちの少なくとも何れか一方に設けられ、波長のデータを保持するノードデータベースと、前記本信号光の波長が切り替わった際に、前記ノードデータベースのデータを更新する手段とを更に有すると共に、前記中央制御装置は、装置内部あるいは装置外部のうちの少なくとも何れか一方に設けられ、全ての前記通信ノード装置における波長のデータを保持する中央データベースと、前記通信ノード装置同士間での使用波長が変化した際に前記中央データベースのデータを更新する手段とを更に有するようにする。
好ましくは、前記通信ノード装置は、前記ノードデータベースに使用可能波長帯域と、現在使用されている全ての波長、それぞれの波長における信号光の送信強度状態、受信強度状態、前記通信ノード装置同士間での接続状態、及び現在接続している論理トポロジのそれぞれの情報を保持し、前記中央制御装置の要求に応じて前記情報を前記中央制御装置に通知する手段を備えるようにする。
好ましくは、前記通信ノード装置は、それぞれの波長における信号光の送信強度状態と受信強度状態を常に監視すると共に、これらの状態に異常が発生したときにその異常を検出して前記中央制御装置に通報する手段を有し、前記中央制御装置は、全ての前記通信ノード装置同士間の接続状態、前記波長可変光源装置でのそれぞれの波長における信号光の送信強度状態、受信強度状態の異常を検出して前記全ての通信ノード装置に異常情報を共有させる手段を備えるようにする。
好ましくは、前記中央制御装置は、通信ノード装置が現在接続している論理的ネットワークトポロジから別の異なる論理的ネットワークトポロジへの接続変更要求を含んだ制御信号を受信した際に、前記中央データベースに問い合わせして演算することにより適合するか否かの判定を行い、前記判定の結果、適合する場合に、前記論理トポロジ接続変更要求を発出した通信ノード装置の接続している論理的ネットワークトポロジ内の全ての前記通信ノード装置に対して、前記通信ノード装置の離脱及び波長再設定の通知を含んだ制御信号を送信すると共に、前記論理的ネットワークトポロジ接続変更要求を発出した通信ノード装置の異動先となる論理トポロジ内の全ての通信ノード装置に対して、前記通信ノード装置の参加ならびに波長の再設定の通知を含んだ制御信号を送信する手段とを備えるようにする。
好ましくは、前記中央制御装置は、特定の通信ノード装置間でのトラヒック流量が増大しネットワーク負荷が発生し、前記通信ノード装置間での帯域増速の要求を含む制御信号を受信した場合、前記中央データベースに問い合わせて新たな波長パス形成のための演算することによって前記帯域増速が可能であるか否かの判定を行い、前記通信ノード装置がこれまで論理的に接続していなかった他の通信ノード装置を経由することによって構成される迂回波長パスを設定するための波長の再設定の通知を含む制御信号を、それぞれの通信ノード装置に送信して前記迂回波長パスの設定を実施する手段、或いは、特定の通信ノード装置間でのトラヒック流量が増大しネットワーク負荷が発生し、前記通信ノード装置間での帯域増速の要求を含む制御信号を受信した場合、前記中央データベースに問い合わせて新たな波長パス形成のための演算することによって前記帯域増速が可能であるか否かの判定を行い、前記通信ノード装置が接続していない他の論理トポロジに接続された通信ノード装置の未使用波長を使用することによって迂回波長パスを新たに設けるための波長の再設定の通知を含む制御信号を、それぞれの通信ノード装置に送信して前記迂回波長パスの設定を実施する手段のうちの少なくとも何れか一方を備えるようにする。
好ましくは、前記通信ノード装置は、各通信ノード装置の計時時刻を同期させる時刻同期手段と、本信号光の新たな波長変更情報と、その波長変更を実行すべき時刻を含む論理的ネットワークトポロジ変更時刻情報とを記憶する情報記憶手段とをさらに有し、前記波長切替手段は、前記論理的ネットワークトポロジ変更時刻情報と前記波長変更情報に基づいて、所定の時期に本信号光の波長を切り替えるようにする。
好ましくは、前記中央制御装置は、各前記通信ノード装置に対して時刻情報を配信する時刻情報配信手段を更に備えるとともに、前記制御部は、各前記通信ノード装置の本信号光の新たな波長変更情報と、その波長変更を実行すべき時刻を含む論理的ネットワークトポロジ変更時刻情報を生成するとともに、個別あるいは一斉に前記通信ノード装置に送信する手段を備え、前記通信ノード装置は、前記中央制御装置から配信された時刻情報に基づいて自己の計時時刻を補正する時刻補正手段と、前記中央制御装置から送信された前記波長変更情報と前記論理的ネットワークトポロジ変更時刻情報とを受信および記憶する情報記憶手段とを備え、前記波長切替手段は、前記論理的ネットワークトポロジ変更時刻情報と前記波長変更情報に基づいて、所定の時期に本信号光の波長を切り替えるようにする。
好ましくは、前記通信ノード装置のうち特定の通信ノード装置は、他の通信ノード装置に対して時刻情報を配信する時刻情報配信手段を備え、前記他の通信ノード装置は、前記特定の通信ノード装置から配信された時刻情報に基づいて自己の計時時刻を補正する時刻補正手段を備え、前記特定の通信ノード装置は、前記通信ノード装置の本信号光の波長変更情報と、その波長変更を実行すべき時刻を含むネットワークトポロジ変更時刻情報を生成、および前記通信ノード装置に個別あるいは一斉に送信する手段を備え、前記他の通信ノード装置は、前記特定の通信ノード装置から受信した波長変更情報とネットワークトポロジ変更時刻情報とを記憶する情報記憶手段を備え、前記他の通信ノード装置の波長切替手段は、前記ネットワークトポロジ変更時刻情報と前記波長変更情報に基づいて、所定の時期に本信号光の波長を切り替えるようにする。
本発明の別の態様によれば、Ｎ個（Ｎは２以上の整数）の入力ポートとＮ個の出力ポートを有しそれぞれの入力ポートに入力された信号光の波長に基づいて所定の出力ポートに出力するルーティング機能を有するアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）を中心に、幾何学的にスター型となる物理的スタートポロジとなるように光伝送路によって接続して構成されたＭ個（Ｍは２以上、Ｎ以下の整数）の通信ノード装置と接続された中央制御装置であって、前記中央制御装置は、前記通信ノード装置間のデータ送受信に用いる信号光（以下、「本信号光」という）の経路の幾何学的形状を表す論理的ネットワークトポロジを動的に変化させるために、前記通信ノード装置に対して該本信号光の波長変更情報を含む制御信号を送信して本信号光の波長を切り替えさせるとともに、前記通信ノード装置から通信状態情報を含む制御信号を受信する制御手段を含むことを特徴とする中央制御装置が提供される。
本発明のさらに別の態様によれば、Ｎ個（Ｎは２以上の整数）の入力ポートとＮ個（Ｎは２以上の整数）の出力ポートを有し、それぞれの入力ポートに入力された信号光の波長に基づいて所定の出力ポートに出力するルーティング機能を有するアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）を介して、Ｍ個（Ｍは１以上、Ｎ−１以下の整数）の他の通信ノード装置と接続された通信ノード装置であって、他の各通信ノード装置の計時時刻を同期させる時刻同期手段と、他の通信ノード装置間のデータ送受信に用いる信号光（以下、「本信号光」という）の経路の幾何学的形状を表す論理的ネットワークトポロジを動的に変化させるための本信号光の新たな波長変更情報とその波長変更を実行すべき時刻を含む論理的ネットワークトポロジ変更時刻情報とを記憶する情報記憶手段と、前記波長変更情報と前記論理的ネットワークトポロジ変更時刻に基づいて、本信号光の波長を切り替える波長切替手段とを備えたことを特徴とする通信ノード装置が提供される。
本発明の光通信ネットワークシステムは、通信ノード装置に配置した波長可変光源と、光スイッチ、あるいは波長可変フィルタによって光路をダイナミックに変更することにより通信相手や論理的ネットワークトポロジをダイナミックに再構成し、当該通信ノード装置と波長周回性アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）との間で信号光と制御信号とが同一光伝送路中を送受信可能なネットワークにおいて、ネットワークを一元管理する中央制御装置、あるいは通信ノード装置からトポロジ変更を可能にするとともに、任意の通信ノード装置からのトポロジ変更要請の競合制御を可能とし、全ての通信ノード装置の時刻同期によってスケジューリングされた指定時刻において高速にトポロジ変更されることを可能にする。
また、本発明の中央制御装置及び通信ノード装置を用いることにより上記の光通信ネットワークシステムを容易に構成することができる。
本発明の別の態様によれば、ｎ個（ｎは２以上の整数）の入力ポートとｍ個（ｍは２以上の整数）の出力ポートを有し、それぞれの入力ポートに入力された信号光を、該信号光の波長に基づいて所定の出力ポートに出力するルーティング機能を有するアレイ導波路回析格子と、ｌ個（ｌは２以上の整数）の通信ノード装置と、そして更に前記通信ノード装置と前記アレイ導波路回析格子とを物理的に接続して通信経路を形成する光ファイバとを備え、２つ以上の前記通信ノード装置によって所定の論理的ネットワークトポロジーを構成するように前記通信ノード装置が通信に用いる信号光の波長と前記アレイ導波路回析格子の入出力ポートの対応関係が設定されており、前記通信ノード装置は通信に用いる信号光の波長を切り替え設定する手段を有している光通信ネットワークシステムが提供される。
好ましくは、上記光通信ネットワークシステムにおいて、２つ以上の前記通信ノード装置によって構成される前記論理的ネットワークトポロジーを２つ以上有し、所定の論理的ネットワークトポロジーに属する通信ノード装置を他の論理的ネットワークトポロジーに接続或いは移設するときに該通信ノード装置が通信に用いる信号光の波長を切り替える波長切替手段を有するようにする。
好ましくは、前記波長切替手段は、前記通信ノード装置に設けられた多波長光源アレイ、異なる波長の信号光を送受信する複数のトランシーバ、波長可変光源のうちの何れかを備えて構成されるようにする。
好ましくは、前記波長切替手段は、前記通信ノード装置に設けられ、受信側に所定波長の光のみを通過させる可変波長フィルタを備えて構成されるようにする。
好ましくは、上記光通信ネットワークシステムにおいて、互いに独立した論理的ネットワークトポロジーを２つ以上有するようにする。
好ましくは、上記光通信ネットワークシステムにおいて、前記論理的ネットワークトポロジーとして、論理的リングネットワークトポロジー、論理的スターネットワークトポロジー、論理的メッシュネットワークトポロジーのうちの少なくとも何れか１種類を有するようにする。
好ましくは、上記光通信ネットワークシステムにおいて、互いに通信可能に接続された２つ以上の前記アレイ導波路回析格子を備えているようにする。
好ましくは、上記光通信ネットワークシステムにおいて、前記通信ノード装置は前記アレイ導波路回析格子に接続された異なる２つ以上の通信経路を有し、該通信端末或いは通信ノード装置を２個以上含む前記論理的ネットワークトポロジーとして論理的リングネットワークトポロジーが形成されているようにする。
好ましくは、上記光通信ネットワークシステムにおいて、前記通信ノード装置は、前記アレイ導波路回析格子に接続された異なる２つ以上の通信経路を主通信経路とし、該主通信系路と同様に構成された副通信経路を有するようにする。
好ましくは、上記光通信ネットワークシステムにおいて、前記論理的ネットワークトポロジーとして論理的リングネットワークトポロジーが形成されており、前記論理的リングネットワークトポロジーに属する通信ノード装置のそれぞれにおいて、正方向と逆方向の通信が可能な２つの通信経路を有し、前記通信ノード装置は一方の通信経路が切断された場合に他方の通信経路から入力して、前記一方の通信経路へ出力する信号光を前記他方の通信経路に折り返して送信する手段を有するようにする。
好ましくは、上記光通信ネットワークシステムにおいて、前記論理的ネットワークトポロジーとして論理的リングネットワークトポロジーが形成されており、前記論理的リングネットワークトポロジーに属する通信通信ノード装置のそれぞれにおいて、正方向と逆方向の通信が可能な２つの通信経路を有し、前記通信ノード装置は、一方の通信経路を用いて通信を行う通信ノード装置との通信が不能になった場合に、該通信不能になった通信ノード装置を回避して任意の通信ノード装置と通信できるように信号光の波長を切替設定する手段を備えているようにする。
好ましくは、上記光通信ネットワークシステムにおいて、前記通信ノード装置と前記アレイ導波路回折格子の光入出力ポートのそれぞれに光サーキュレータを配置し、前記光サーキュレータの共通ポートを光ファイバによって接続することにより、各通信ノード装置が前記アレイ導波路回析格子に対して１芯の光ファイバで接続されているようにする。
好ましくは、上記光通信ネットワークシステムにおいて、前記アレイ導波路回析格子が、波長周回性のアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）からなるようにする。
好ましくは、上記光通信ネットワークシステムにおいて、各通信ノード装置が具備する前記波長切替手段を制御および管理するための中央制御装置を配置し、前記中央制御装置が具備する管理用送受信器と、前期通信ノード装置が具備する管理用送受信器を互いに接続することによって管理用信号を送受信できるようにする。
好ましくは、前記各通信ノード装置とアレイ導波路回折格子は、前記各通信ノード装置間で伝送される本信号の信号光と前記管理用信号の信号光とを合波する合波手段と、前記本信号の信号光と前記管理用信号の信号光とが合波された状態の信号光から前記本信号の信号光と前記管理用信号の信号光と分波する分波手段とを備え、前記管理用信号光の信号光を伝送する経路を本信号の信号光を伝送する光ファイバと物理的に共有しているようにする。
好ましくは、前記通信ノード装置と前記中央制御装置との間において、前記管理用信号の信号光を前記本信号の信号光を伝送するネットワークとは異なる通信経路を介して伝送するようにする。
本発明の別の態様によれば、通信ノード装置はルータや計算機等の通信端末装置と接続するための通信端末装置側光入出力ポート、及び他の通信ノード装置との信号光の送受信インタフェースとして機能するＷＤＭ光入出力ポート、及び制御信号入出力ポートの３種の光入出力ポートを備え、２台以上の前記通信ノード装置の前記ＷＤＭ光入出力ポートを光信号の波長に従って該光信号の波長ルーティングを行うアレイ導波路回折格子の光入出力ポートに光ファイバなどの光導波路によって物理的に接続し、さらに、前記通信ノード装置が具備する１つ以上の波長可変光源の発振波長、及び、波長可変フィルタの透過波長を遠隔制御するために備えられた中央制御装置の制御信号入出力ポートを前記通信ノード装置が備える制御信号入出力ポートと接続し、前記中央制御装置から前記通信ノード装置が備える前記波長可変光源、前記波長可変フィルタの発信波長、透過波長のそれぞれを制御するることにより、前記通信端末装置が論理スタートポロジ、あるいは論理リングトポロジ、あるいは論理メッシュトポロジ、あるいは、それらが混在した論理トポロジネットワークのうちの少なくとも何れか１つを構成可能な、分散ｉＤＣ（インターネットデータセンタ）ネットワークや分散ＩＸ（インターネットエキスチェンジ）ネットワークを構築するネットワークシステムにおいて、前記通信ノード装置は装置内部あるいは装置外部のうちの少なくとも何れか一方に設けられたノードデータベースを備えると共に、前記ノードデータベースは前記通信ノード装置において使用可能な波長リスト、ならびに現在使用している使用波長リストを記録する手段と前記波長ルーティングによる前記通信ノード装置同士間の接続が切替わった際での信号光の波長の変化を前記ノードデータベースの使用波長リストにおいて更新する手段を備え、さらに、前記通信ノード装置は前記通信ノード装置と前記通信端末装置との間の接続状態を監視する手段とを有し、
前記中央制御装置は、装置内部あるいは装置外部のうちの少なくとも何れか一方に設けられた中央データベースを備え、前記中央データベースは全ての前記通信ノード装置において現在使用している信号光の波長を表す使用波長リストの登録、ならびに、前記波長ルーティングによる前記通信ノード装置同士間の接続が切替わった際での信号光の波長の変化を前記使用波長リストに更新する手段を備え、さらに、前記中央制御装置は信号光の波長ごとの光送信強度状態及び光受信強度状態を監視し監視情報を前記中央データベースに記録する手段と、前記通信ノード装置同士間での接続状態を監視し前記中央データベースに記録する手段と、前記通信ノード装置と前記通信端末装置間での接続状態を監視し前記中央データベースに記録する手段を備え、さらに、前記中央制御装置は前記通信ノード装置同士間で接続している波長信号の切断を制御する手段と、前記通信ノード装置同士間の接続に使用している波長の変更を制御する手段とを有することを特徴とするトポロジ可変ネットワークシステムが提供される。
好ましくは、上記光通信ネットワークシステムにおいて、前記通信ノード装置は、前記通信端末装置側光入出力ポートを通じて前記通信端末装置から入力される光信号を電気信号に変換する、あるいは、電気信号を光信号に変換し前記通信端末装置に送出する電気−光変換器を２Ｎ個（Ｎは２以上の整数）備え、前記２Ｎ個の電気−光変換器は前記通信ノード装置に配置される２Ｎ×２ＮスイッチのＮ個の出力ポートはＮ個の波長可変光源、Ｎ個の光受信器と直列に接続され、前記Ｎ個の波長可変光源は通信ノード装置に配置されるＮ×１光カプラ、前記ＷＤＭ光入出力ポートと直列に接続され、前記２Ｎ×２ＮスイッチのＮ個の入力ポートは通信ノード装置に配置されるＮ個の光受信器、Ｎ×１分波器、そしてＷＤＭ光入出力ポートに直列に接続される。前記アレイ導波路回折格子から前記ＷＤＭ光入出力ポートへと到達してくる光信号を前記Ｎ×１分波器−前記光受信器−前記２Ｎ×２Ｎ電気スイッチ−前記波長可変光源−前記Ｎ×１光カプラ−前記ＷＤＭ光入出力ポートの順に辿る経路になるように前記２Ｎ×２Ｎスイッチの制御を行い、信号光を前記通信端末装置に到達させることなく、信号光の波長を変換して前記アレイ導波路回折格子に再度送受信する手段を備えているようにする。
好ましくは、上記光通信ネットワークシステムにおいて、前記中央制御装置は、全ての通信ノード装置間との制御信号インタフェースとなる制御信号入出力ポートと、前記制御信号入出力ポートを介して前記通信ノード装置との間で制御信号の送受信を行う制御信号送受信処理手段と、前記制御信号に基づいて全ての通信ノード装置の状態を監視する監視手段と、前記監視結果に基づいて、ネットワークにおいて使用されている各通信ノード装置の波長パス毎に料金計算を行う料金計算手段と、トポロジ管理者端末とのインタフェースとなる表示制御手段とを備えているようにする。
好ましくは、上記光通信ネットワークシステムにおいて、前記通信ノード装置における、使用可能波長帯域と、現在使用されている全ての波長、それぞれの波長信号での送信強度状態、受信強度状態、前記通信ノード装置同士間での接続状態、及び現在接続している論理トポロジのそれぞれの情報を、前記中央制御装置の要求に応じて前記通信ノード装置のノードデータベースから読み取り、前記中央制御装置に通知する手段を備えているようにする。
好ましくは、上記光通信ネットワークシステムにおいて、前記中央制御装置は、全ての前記通信ノード装置同士間の接続状態、前記通信ノード装置での波長信号の光送信強度状態、光受信強度状態の異常を検出して、全ての前記通信ノード装置に通報する手段を有し、前記通信ノード装置は、波長信号の光送信強度状態と光受信強度状態を常に監視すると共に、これらの状態に異常が発生したときにその異常を検出して前記中央制御装置に通報する手段を有するようにする。
好ましくは、上記光通信ネットワークシステムにおいて、論理的リングネットワークトポロジが構成されている場合、所定の通信ノード装置に接続されている通信端末装置における障害、あるいは、所定の通信ノード装置における障害、あるいは、所定の通信ノード装置と前記アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）を接続している光導波路での切断障害のうちの何れかが発生したときに、前記中央制御装置から、障害が発生した通信ノード装置に対して波長可変光源をシャットダウンする命令を通知すると共に、障害が発生した通信ノード装置に接続している最近接に隣接した２つの通信ノード装置のそれぞれに対して障害が発生した通信ノード装置を迂回するための波長配置を変更する命令を通知して、前記障害が発生した通信ノード装置を迂回した論理リングトポロジを再構成する手段を備えるようにする。
好ましくは、上記光通信ネットワークシステムにおいて、論理的リングネットワークトポロジが構成されている場合、所定の通信ノード装置に接続されている通信端末装置における障害、あるいは、所定の通信ノード装置における障害、あるいは、所定の通信ノード装置と前記アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）を接続している光導波路での切断障害のうちの何れかが発生したときに、アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）と通信ノード装置とを接続している２芯の光ファイバの内、障害が発生している２芯のうちの１本の光ファイバ、あるいは障害が発生している２つの光導波路のうちの１つの導波路のみで２重リングトポロジを構成していた双方向の２つの波長信号を送受信可能になるように、前記中央制御装置から障害が発生した通信ノード装置に対し命令を出すことによって、前記論理的リングネットワークトポロジを維持する手段を有するようにする。
好ましくは、上記光通信ネットワークシステムにおいて、前記通信ノード装置の管理主体者が前記通信ノード装置で使用している波長使用状態と、接続している現在の論理トポロジ、論理トポロジ変更スケジュール、障害通知、障害履歴の要求とを、前記通信ノード装置が当該管理主体者に通報するための管理ゲートウェイとして構成するようにする。
好ましくは、上記光通信ネットワークシステムにおいて、前記中央制御装置は、通信ノード装置が現在接続している論理トポロジから異なる論理トポロジに接続変更要求を中央制御装置に発出した際に、前記中央データベースに問い合わせして演算することにより適合するか否かの判定を行う手段と、前記判定の結果、適合する場合に、前記論理トポロジ接続変更要求を発出した通信ノード装置が接続している論理トポロジ内の全ての通信ノード装置に対して、前記通信ノード装置の離脱及び光信号の波長の再設定を通知すると共に、前記中央データベース及びノードデータベースの格納情報を更新する手段と、前記論理トポロジ接続変更要求を発出した通信ノード装置の異動先となる論理トポロジ内の全ての通信ノード装置に対して、前記通信ノード装置の参加ならびに波長の再設定を通知すると共に、前記中央データベース及びノードデータベースの格納情報を更新する手段とを備えているようにする。
好ましくは、上記光通信ネットワークシステムにおいて、前記中央制御装置は、
特定の通信ノード装置においてトポロジ変更要求がなされ、該トポロジ変更を実施する際に新たに波長パス経路を設けた場合、前記中央データベースを参照して、新規の波長パス経路に必要な追加負担料金を演算すると共に該演算結果を前記中央データベースに記録する手段と、前記通信ノード装置に対して前記追加負担料金の情報を通知する手段とを備えるようにする。
好ましくは、上記光通信ネットワークシステムにおいて、前記中央制御装置は、
特定の通信ノード装置においてトポロジ変更要求がなされ、該トポロジ変更を実施する際に波長パス経路が削減された場合、前記中央データベースを参照して、削減された波長パス経路の料金負担の免除を演算すると共に該演算結果を前記中央データベースに記録する手段と、前記通信ノード装置に対して、削減された波長パス経路の料金負担の免除を通知するようにする。
好ましくは、上記光通信ネットワークシステムにおいて、前記中央制御装置は、
特定の通信ノード装置間でのトラヒック流量が増大しネットワーク負荷が発生し、前記通信ノード装置から前記通信ノード装置間での帯域増速の要求が中央制御装置に発せられた場合、前記中央データベースに問い合わせて演算することによって前記帯域増速が可能であるか否かの判定を行い、前記通信ノード装置がこれまで接続していなかった所定の通信ノード装置を経由することによって、新たな迂回波長パスを追加することによって前記通信ノード間の帯域増速が可能であると判定したときに、迂回のための前記所定の通信ノード装置と前記特定の通信ノード装置との間に新たな波長パス経路を設定するための波長の設定を、それぞれの通信ノード装置の通信ノード装置に通知して前記新たな波長パス経路の設定を実施すると共に、前記中央データベースの格納情報を更新する手段、
或いは、特定の通信ノード装置間でのトラヒック流量が増大しネットワーク負荷が発生して、前記通信ノード装置から前記通信ノード装置間での帯域増速の要求が中央制御装置に発せられた場合、前記中央データベースに問い合わせて演算することによって前記帯域増速が可能であるか否か判定を行い、前記通信ノード装置が接続していない他の論理トポロジに接続された通信ノード装置の未使用波長を使用することによって迂回波長パスを新たに設け前記通信ノード装置間の帯域増速が可能であると判定したときに、迂回のための通信ノード装置と前記特定の通信ノード装置との間に新たな波長パス経路を設定するための波長の再設定を、それぞれの通信ノード装置に通知して新たな波長パス経路の設定を実施すると共に、前記中央データベースの格納情報を更新する手段のうちの少なくとも何れか一方を備えていると共に、中央制御装置が前記中央データベースを参照し、新規の波長パス経路に必要な追加負担料金を演算して前記中央データベースに記録し、前記通信ノード装置に料金負担を通知する手段と、前記波長パス経路を提供した前記通信ノード装置の料金負担の減額を演算して前記中央データベースに記録し、前記通信ノード装置に料金の減額を通知する手段とを備えているようにする。
本発明の別の態様によれば、前記波長可変光源での発振波長を個別に制御する前記波長制御信号を出力する波長可変光源制御手段と、前記波長可変光源から出力される光出力の強度及び前記光受信器に入力される光信号の強度をモニタする監視手段と、前記２Ｎ×２Ｎスイッチ制御信号を出力するスイッチ制御手段と、ノードデータベースを有し、使用可能な波長リストを前記ノードデータベースに保持すると共に現在使用している波長を前記ノードデータベースに記録すると共に前記監視手段によりモニタされた情報に基づいて通信ノード装置同士間での使用波長が変化した際に前記ノードデータベースに登録されている使用波長のデータを変更する管理手段と、前記監視部においてモニタされた情報及び前記管理手段において管理される情報を表示させる表示制御手段と、制御信号入出力ポートと接続される制御信号送受信処理手段とを備えていることを特徴とする通信ノード装置が提供される。
本発明の別の態様によれば、２つ以上の通信ノード装置と、これらの通信ノード装置間を接続するアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）とを備えた光通信ネットワークシステムにおいて光導波路を介して前記通信ノード装置に接続され、前記通信ノード装置の動作制御と動作管理とを行う中央制御装置であって、装置内部あるいは装置外部のうちの少なくとも何れか一方に設けられた中央データベースと、前記通信ノード装置のそれぞれにおいて使用されている全ての波長を記録し、それら全ての前記通信ノード装置において使用されている波長の光送信強度状態及び光受信強度状態を監視して前記中央データベースに記録する手段と、前記通信ノード装置同士間での接続状態を監視して前記中央データベースに記録する手段と、前記通信ノード装置と前記通信端末装置間での接続状態を監視して前記中央データベースに記録する手段と、前記通信ノード装置同士間での使用波長が変化した際に前記中央データベースに登録されている使用波長を変更する手段と、前記通信ノード装置同士間で接続している波長信号の切断を制御する手段と、前記通信ノード装置同士間の接続に使用している波長の変更を制御する手段とを有することを特徴とする中央制御装置が提供される。
好ましくは、上記中央制御装置において、全ての通信ノード装置間との制御信号インタフェースとなる制御信号入出力ポートと、前記制御信号入出力ポートを介して前記通信ノード装置との間で制御信号の送受信を行う制御信号送受信処理手段と、前記制御信号に基づいて全ての通信ノード装置の状態を監視する監視手段と、前記監視結果に基づいて、ネットワークにおいて使用されている各通信ノード装置の波長パス毎に料金計算を行う料金計算手段と、トポロジ管理者端末とのインタフェースとなる表示制御手段とを備える。
本発明の別の態様によれば、通信端末装置側光入出力ポート、及び通信端末装置からの光信号波長を変換し送受信するＷＤＭ光入出力ポート、及び制御信号入出力ポートの３種の入出力ポートを有し、前記通信端末装置側光入出力ポートを通じて前記通信端末装置から入力される光信号を電気信号に変換する、あるいは、電気信号を光信号に変換し前記通信端末装置に送出する電気−光変換器を２Ｎ個（Ｎは２以上の整数）備え、前記２Ｎ個の電気−光変換器は前記通信ノード装置に配置される２Ｎ×２ＮスイッチのＮ個の出力ポートはＮ個の波長可変光源、Ｎ個の光受信器と直列に接続され、前記Ｎ個の波長可変光源は通信ノード装置に配置されるＮ×１光カプラ、前記ＷＤＭ光入出力ポートと直列に接続され、前記２Ｎ×２ＮスイッチのＮ個の入力ポートは通信ノード装置に配置されるＮ個の光受信器、Ｎ×１分波器とを備えた通信ノード装置を駆動するコンピュータプログラムであって、前記波長可変光源での発振波長を個別に制御する前記波長制御信号を出力するステップと、前記波長可変光源から出力される光出力の強度及び前記光受信器に入力される光信号の強度を監視するステップと、前記２Ｎ×２Ｎスイッチ制御信号を出力するステップと、使用可能な波長リストおよび現在使用している波長を前記ノードデータベースに記録すると共に前記監視した情報に基づいて通信ノード装置同士間での使用波長が変化した際に前記ノードデータベースに登録されている使用波長のデータを変更するステップと、前記監視された情報及び前記管理される情報を表示させるステップとを含むことを特徴とする通信ノード装置のコンピュータプログラムが提供される。
本発明の別の態様によれば、２つ以上の通信ノード装置と、これらの通信ノード装置間を接続するアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）とを備えた光通信ネットワークシステムにおいて光導波路を介して前記波長可変光源装置に接続され、前記通信ノード装置の動作制御と動作管理とを行うコンピュータ装置からなる中央制御装置を駆動するコンピュータプログラムであって、前記通信ノード装置において使用されている全ての波長および波長ごとの光送信強度状態及び光受信強度状態を監視して中央データベースに記録するステップと、前記通信ノード装置同士間での接続状態を監視して前記中央データベースに記録するステップと、前記通信ノード装置と前記通信端末装置間での接続状態を監視して前記中央データベースに記録するステップと、前記通信ノード装置同士間での使用波長が変化した際に前記中央データベースに登録されている使用波長を変更するステップと、前記通信ノード装置同士間で接続している波長信号の切断を制御するステップと、前記通信ノード装置同士間の接続に使用している波長の変更を制御するステップとを含むことを特徴とする中央制御装置のコンピュータプログラムが提供される。
好ましくは、上記コンピュータプログラムにおいて、前記通信ノード装置との間で制御信号の送受信を行うステップと、前記制御信号に基づいて全ての通信ノード装置の状態を監視するステップと、前記監視結果に基づいて、ネットワークにおいて使用されている各通信ノード装置の波長パス毎に料金計算を行うステップとを含むようにする。
本発明の別の態様によれば、Ｎ個（Ｎは２以上の整数）の入力ポートとＮ個の出力ポートを有するＮ×Ｎの波長ルーティングデバイスを備えるアレイ導波路回析格子に、主信号送受信部を有するＭ個（Ｍは２以上Ｎ以下の整数）の通信ノード装置を光伝送路によって接続して構成された、物理的スターネットワークトポロジを有する光通信ネットワークシステムであって、各通信ノード装置の主信号送受信部で取り扱う送受信波長を掃引してネットワークの論理的ネットワークトポロジを動的に変更する変更手段を備え、該変更手段は、波長変更情報を含む制御信号の送信と各通信ノードからの制御信号の受信を可能としたネットワーク管理装置と、各通信ノード装置に設けられネットワーク管理装置からの制御信号を受信して主信号送受信部で取り扱う送受信波長を掃引すると共に通信状態情報を含む制御信号をネットワーク管理装置に送信するノード制御部とを含む、ことを特徴とする光通信ネットワークシステムが提供される。
好ましくは、上記光通信ネットワークシステムにおいて、アレイ導波路回析格子は、ネットワーク管理装置からの制御信号をアレイ導波路回折格子からの出力信号に結合するＷＤＭカップラを備えると共に、各通信ノード装置からの入力信号を主信号と制御信号とに分離して制御信号をネットワーク管理装置に送出し主信号をアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）に入力するＷＤＭカップラを備えるようにする。
好ましくは、上記光通信ネットワークシステムにおいて、各通信ノード装置の主信号送受信部は、出力側に変調器を有するかまたは直接変調機能を有するＬ個（Ｌは２以上Ｍ以下の整数）の波長可変光源と、Ｌ個の光検出器とを備えるようにする。
好ましくは、各通信ノード装置は、アレイ導波路回析格子からの入力信号を主信号と制御信号とに分離して制御信号をノード制御部に送出する第１ＷＤＭカップラと、第１ＷＤＭカップラからの主信号を波長別に分波する分波器と、分波器からの主信号の方路を変更してＬ個の光検出器に送出するＮ×Ｌの第１光スイッチと、Ｌ個の波長可変光源からの主信号の方路を変更するＮ×Ｌの光スイッチと、前記光スイッチからの主信号を合波する合波器と、合波器からの主信号にノード制御部からの制御信号を結合して出力する第２ＷＤＭカップラとを備えるようにする。
好ましくは、上記光通信ネットワークシステムにおいて、各通信ノード装置の主信号送受信部は、出力側に変調器を有するかまたは直接変調機能を有するＬ個（Ｌは２以上Ｍ以下の整数）の波長可変光源と、入力側に波長可変フィルタを有するＬ個の光検出器とを備えるようにする。
好ましくは、各通信ノード装置は、アレイ導波路回析格子からの入力信号を主信号と制御信号とに分離して制御信号をノード制御部に送出する第１ＷＤＭカップラと、第１ＷＤＭカップラからの主信号を分配してＬ個の光検出器それぞれに送出する第１カップラと、Ｌ個の波長可変光源からの主信号を結合する第２カップラと、第２カップラからの主信号にノード制御部からの制御信号を結合して出力する第２ＷＤＭカップラとを備えるようにする。
好ましくは、上記光通信ネットワークシステムにおいて、各通信ノード装置とアレイ導波路回析格子は入力信号と出力信号の方路を変更するサーキュレータをそれぞれ備え、各通信ノード装置とアレイ導波路回析格子とはそれぞれ一芯の光伝送路で接続されているようにする。
好ましくは、上記光通信ネットワークシステムにおいて、アレイ導波路回析格子は、アレイ導波路回折格子型合分波器から成る波長周回性を有しない波長ルーティングデバイスを備えるようにする。
好ましくは、上記光通信ネットワークシステムにおいて、アレイ導波路回析格子は、アレイ導波路回折格子型合分波器から成る波長周回性を有する波長ルーティングデバイスを備えるようにする。
本発明の別の態様によれば、Ｎ個（Ｎは２以上の整数）の入力ポートとＮ個の出力ポートを有するＮ×Ｎの波長ルーティングデバイスを備えるアレイ導波路回析格子に、主信号送受信部を有するＭ個（Ｍは２以上Ｎ以下の整数）の通信ノード装置を光伝送路によって接続して構成された、スター型物理トポロジを有する光通信ネットワークシステムにおける通信ノード装置であって、波長変更情報を含む制御信号を受信して主信号送受信部で取り扱う送受信波長を掃引すると共に通信状態情報を含む制御信号を送信するノード制御部を備える、ことを特徴とする通信ノード装置が提供される。
好ましくは、上記光通信ネットワークシステムにおいて、主信号送受信部は、出力側に変調器を有するかまたは直接変調機能を有するＬ個（Ｌは２以上Ｍ以下の整数）の波長可変光源と、Ｌ個の光検出器とを備えるようにする。
好ましくは、アレイ導波路回析格子からの入力信号を主信号と制御信号とに分離して制御信号をノード制御部に送出する第１ＷＤＭカップラと、第１ＷＤＭカップラからの主信号を波長別に分波する分波器と、分波器からの主信号の方路を変更してＬ個の光検出器に送出するＮ×Ｌの光スイッチと、Ｌ個の波長可変光源からの主信号の方路を変更するＮ×Ｌの第２光スイッチと、第２光スイッチからの主信号を合波する合波器と、合波器からの主信号にノード制御部からの制御信号を結合して出力する第２ＷＤＭカップラとを備えるようにする。
好ましくは、上記光通信ネットワークシステムにおいて、主信号送受信部は、出力側に変調器を有するかまたは直接変調機能を有するＬ個（Ｌは２以上Ｍ以下の整数）の波長可変光源と、入力側に波長可変フィルタを有するＬ個の光検出器とを備えるようにする。
好ましくは、アレイ導波路回析格子からの入力信号を主信号と制御信号とに分離して制御信号をノード制御部に送出する第１ＷＤＭカップラと、第１ＷＤＭカップラからの主信号を分配してＬ個の光検出器それぞれに送出する第１カップラと、Ｌ個の波長可変光源からの主信号を結合する第２カップラと、第２カップラからの主信号にノード制御部からの制御信号を結合して出力する第２ＷＤＭカップラとを備えるようにする。
好ましくは、上記光通信ネットワークシステムにおいて、入力信号と出力信号の方路を変更するサーキュレータを備えるようにする。
本発明の別の態様によれば、アレイ導波路回析格子と、Ｎ個（Ｎは２≦Ｎ≦Ｍを満たす整数、ただしＭは２以上の整数）の通信ノード装置によって構成され、前記アレイ導波路回析格子は、光入力ポートと光出力ポートをそれぞれＭ個備え、前記Ｎ個の通信ノード装置は、Ｌ個（Ｌは２以上Ｎ以下の整数）の波長可変光源部と、波長可変フィルタによって構成されるＬ個の受信波長可変受信部と、前記波長可変光源部と受信波長可変受信部を制御する制御部とを備えると共に光伝送路によって前記アレイ導波路回析格子と接続されて物理的にスタートポロジを形成し、前記制御部によって前記波長可変光源部の出力波長及び前記受信波長可変受信部の受信波長を制御することにより、前記アレイ導波路回析格子での波長ルーティング特性に従って対向接続する異なる通信ノード装置を任意に選択して、複数の前記通信ノード装置間の接続によって構成されるネットワークトポロジの変更が可能な光通信ネットワークシステムにおいて、各通信ノード装置の計時時刻を同期させる時刻同期手段を設けると共に、前記通信ノード装置に、ネットワークトポロジの変更に必要な前記波長可変光源部と前記受信波長可変受信部のそれぞれの新たな波長変更情報とネットワークトポロジ変更時刻情報とを記憶する情報記憶手段と、計時時刻が前記情報記憶手段に記憶されている論理的ネットワークトポロジ変更時刻に到達した際、前記情報記憶手段に記憶されている波長変更情報に基づいて、前記波長可変光源部の出力波長及び前記受信波長可変受信部の受信波長を一斉に自律的に変更する波長変更手段とを備えたことを特徴とする光通信ネットワークシステムが提供される。
好ましくは、上記光通信ネットワークシステムにおいて、各通信ノード装置に対して時刻情報を配信する時刻情報配信手段を有する中央制御装置を備え、前記通信ノード装置は、前記中央制御装置から配信された時刻情報に基づいて自己の計時時刻を補正する時刻補正手段を有し、全ての通信ノード装置の時刻が前記中央制御装置から配信された時刻情報に基づいて同期するようにする。
好ましくは、前記中央制御装置は、論理的ネットワークトポロジ変更時に必要となるそれぞれの前記通信ノード装置での波長変更情報と論理的ネットワークトポロジ変更時刻情報を前記通信ノード装置に個別に送信する手段を備え、前記通信ノード装置の情報記憶手段は、前記中央制御装置から受信した波長変更情報と論理的ネットワークトポロジ変更時刻情報とを記憶する手段を有するようにする。
好ましくは、上記光通信ネットワークシステムにおいて、他の通信ノード装置に対して時刻情報を配信する時刻情報配信手段を特定の通信ノード装置に備え、前記他の通信ノード装置は、前記特定の通信ノード装置から配信された時刻情報に基づいて自己の計時時刻を補正する時刻補正手段を有し、全ての通信ノード装置の時刻が前記特定の通信ノード装置から配信された時刻情報に基づいて同期するようにする。
好ましくは、前記特定の通信ノード装置は、論理的ネットワークトポロジ変更時に必要となるそれぞれの前記通信ノード装置での波長変更情報と論理的ネットワークトポロジ変更時刻情報を前記通信ノード装置に個別に送信する手段を備え、前記他の通信ノード装置の情報記憶手段は、前記特定の通信ノード装置から受信した波長変更情報と論理的ネットワークトポロジ変更時刻情報とを記憶する手段を有するようにする。
好ましくは、前記中央制御装置に、管理者によって前記論理的ネットワークトポロジの変更情報を入力するための論理的ネットワークトポロジ変更操作手段を有する管理装置を備え、管理者によって論理的ネットワークトポロジの変更を可能とするようにする。
好ましくは、前記特定の通信ノード装置に、管理者によって論理的ネットワークトポロジの変更情報を入力するための論理的ネットワークトポロジ変更操作手段を有する管理装置を備え、管理者によって論理的ネットワークトポロジの変更を可能とするようにする。
好ましくは、全ての前記通信ノード装置に、管理者によって論理的ネットワークトポロジの変更情報を入力するための論理的ネットワークトポロジ変更操作手段を有する管理装置を備え、管理者によって論理的ネットワークトポロジの変更を可能とするようにする。
好ましくは、前記通信ノード装置は、論理的ネットワークトポロジ変更前後における通信ノード装置の状態を表す通信ノード装置状態情報の生成手段と、前記通信ノード装置間において前記通信ノード装置状態情報の送信及び受信する通信ノード装置状態情報送受信手段と各通信ノード装置の通信ノード装置状態情報を記録する通信ノード装置状態情報記録手段とを備えるようにする。
好ましくは、前記通信ノード装置は、論理的ネットワークトポロジ変更前後における通信ノード装置の状態を表す通信ノード装置状態情報の生成手段と、前記通信ノード装置状態情報を前記中央制御装置に送信する手段とを備え、前記中央制御装置は、論理的ネットワークトポロジを変更する前記通信ノード装置が送信する前記通信ノード装置状態情報を受信および記録する手段と、全ての前記通信ノード装置の前記通信ノード装置状態情報を一元管理する通信ノード装置状態管理手段とを備えるようにする。
好ましくは、前記他の通信ノード装置は、論理的ネットワークトポロジ変更前後における通信ノード装置の状態を表す通信ノード装置状態情報の生成手段と、前記通信ノード装置状態情報を前記特定の通信ノード装置に送信する手段とを備え、前記特定の通信ノード装置は、論理的ネットワークトポロジを変更する前記通信ノード装置が送信する前記通信ノード装置状態情報を受信および記録する手段と、全ての前記通信ノード装置の前記通信ノード装置状態情報を一元管理する通信ノード装置状態管理手段とを備えるようにする。
好ましくは、全ての前記通信ノード装置は、論理的ネットワークトポロジ変更の開始前において、前記通信ノード装置状態情報をネットワークトポロジ変更要求状態情報へと変化させた後に該論理的ネットワークトポロジ変更要求状態情報を送信する手段を備えるようにする。
好ましくは、前記通信ノード装置は、他の通信ノード装置から前記論理的ネットワークトポロジ変更要求状態情報を受信する手段と、前記論理的ネットワークトポロジ変更要求状態情報を受信した際に、送信元の前記通信ノード装置に対して論理的ネットワークトポロジ変更の許可あるいは拒絶メッセージを返信する手段とを備え、前記論理的ネットワークトポロジ変更要求状態情報の送信元となる通信ノード装置は、論理的ネットワークトポロジ変更の拒絶メッセージを受信した際に、自らの論理的ネットワークトポロジ変更実施を抑制する手段を備えるようにする。
好ましくは、前記通信ノード装置は、記録されたその他の前記通信ノード装置の前記通信ノード装置状態情報の中に論理的ネットワークトポロジ変更要求状態情報の存在の有無を検索する手段と、前記検索手段を実施した結果、前記論理的ネットワークトポロジ変更要求状態情報が発見された場合に、論理的ネットワークトポロジ変更実施を抑制する手段とを備えるようにする。
好ましくは、上記光通信ネットワークシステムにおいて、各通信ノード装置間で伝送される制御信号の光信号波長が、前記通信ノード装置間接続で使用する本信号の波長帯域と異なる波長に設定されており、前記通信ノード装置および前記アレイ導波路回析格子のそれぞれに前記本信号と前記制御信号を合波及び分波可能なＷＤＭカップラが配置され、前記本信号で使用する光伝送路が前記制御信号の光伝送路として共有されるようにする。
好ましくは、上記光通信ネットワークシステムにおいて、各装置間で伝送される制御信号の光伝送路が前記通信ノード装置間接続で使用される本信号の光伝送路とは別に設けられるようにする。
好ましくは、上記光通信ネットワークシステムにおいて、各装置間で伝送される制御信号の伝送路が公衆網やインターネット網によって構成されるようにする。
好ましくは、上記光通信ネットワークシステムにおいて、Ｌ個の前記波長可変光源部に導入される光素子が、波長可変レーザと変調器を直列に接続あるいは互いに集積させた素子構造、または直接変調可能な半導体レーザからなり、これらがＬ×１光カプラによって接続された構成を持つと共に、Ｌ個の前記受信波長可変受信部は、直列に接続された光受信器と波長可変フィルタとがＬ×１光カプラに接続された構成を持つようにする。
好ましくは、上記光通信ネットワークシステムにおいて、Ｌ個の前記波長可変光源部に導入される光素子が、波長可変レーザと変調器を直列に接続、あるいは互いに集積させた素子構造、または直接変調可能な半導体レーザからなり、これらの光素子が直列接続されたＬ×ＮスイッチとＮ×１光カップラに対して直列に接続された構成を持つと共に、Ｌ個の前記受信波長可変受信部は、それぞれが直列に接続された光受信器と波長可変フィルタからなり、これらの受信波長可変受信部が直列接続されたＬ×ＮスイッチとＮ×１光カップラに対して直列に接続された構成を持つようにする。
好ましくは、上記光通信ネットワークシステムにおいて、アレイ導波路回析格子がＭ入力Ｍ出力のアレイ導波路回折格子からなるようにする。
好ましくは、上記光通信ネットワークシステムにおいて、アレイ導波路回析格子がＭ入力Ｍ出力の波長周回性のアレイ導波路回折格子からなるようにする。
本発明の別の態様によれば、アレイ導波路回析格子と、中央制御装置と、Ｎ個（Ｎは２≦Ｎ≦Ｍを満たす整数、ただしＭは２以上の整数）の通信ノード装置によって構成され、前記アレイ導波路回析格子は、光入力ポートと光出力ポートをそれぞれＭ個備え、前記Ｎ個の通信ノード装置は、Ｌ個（Ｌは２以上Ｎ以下の整数）の波長可変光源部と、波長可変フィルタによって構成されるＬ個の受信波長可変受信部と、前記波長可変光源部と受信波長可変受信部を制御する制御部とを備えると共に光伝送路によって前記アレイ導波路回折格子と接続されて物理的にスタートポロジを形成し、前記中央制御装置の指示に基づいて、前記制御部によって前記波長可変光源部の出力波長及び前記受信波長可変受信部の受信波長を制御することにより、前記アレイ導波路回析格子での波長ルーティング特性に従って対向接続する異なる通信ノード装置を任意に選択して、複数の前記通信ノード装置間の接続によって構成される論理的ネットワークトポロジの変更が可能な光通信ネットワークシステムの前記中央制御装置であって、各通信ノード装置に対して時刻情報を配信する時刻情報配信手段を備えていることを特徴とする中央制御装置が提供される。
本発明の別の態様によれば、アレイ導波路回析格子と、Ｎ個（Ｎは２≦Ｎ≦Ｍを満たす整数、ただしＭは２以上の整数）の通信ノード装置によって構成され、前記アレイ導波路回析格子は、光入力ポートと光出力ポートをそれぞれＭ個備え、前記Ｎ個の通信ノード装置は、Ｌ個（Ｌは２以上Ｎ以下の整数）の波長可変光源部と、波長可変フィルタによって構成されるＬ個の受信波長可変受信部と、前記波長可変光源部と受信波長可変受信部を制御する制御部とを備えると共に光伝送路によって前記波長ルータ装置と接続されて物理的にスタートポロジを形成し、前記制御部によって前記波長可変光源部の出力波長及び前記受信波長可変受信部の受信波長を制御することにより、前記アレイ導波路回析格子での波長ルーティング特性に従って対向接続する異なる通信ノード装置を任意に選択して、複数の前記通信ノード装置間の接続によって構成されるネットワークトポロジの変更が可能な光通信ネットワークシステムの前記通信ノード装置において、計時時刻を他の通信ノード装置の計時時刻と同期させる時刻同期手段と、論理的ネットワークトポロジの変更に必要な前記波長可変光源部と前記受信波長可変受信部のそれぞれの新たな波長変更情報と論理的ネットワークトポロジ変更時刻情報とを記憶する情報記憶手段と、前記計時時刻が前記情報記憶手段に記憶されている論理的ネットワークトポロジ変更時刻に到達した際、前記情報記憶手段に記憶されている波長変更情報に基づいて、前記波長可変光源部の出力波長及び前記受信波長可変受信部の受信波長を一斉に自律的に変更する波長変更手段とを備えていることを特徴とする通信ノード装置が提供される。
本発明の別の態様によれば、アレイ導波路回析格子と、Ｎ個（Ｎは２≦Ｎ≦Ｍを満たす整数、ただしＭは２以上の整数）の通信ノード装置によって構成され、前記アレイ導波路回析格子は、光入力ポートと光出力ポートをそれぞれＭ個備え、前記Ｎ個の通信ノード装置は、Ｌ個（Ｌは２以上Ｎ以下の整数）の波長可変光源部と、波長可変フィルタによって構成されるＬ個の受信波長可変受信部と、前記波長可変光源部と受信波長可変受信部を制御する制御部とを備えると共に光伝送路によって前記波長ルータ装置と接続されて物理的にスタートポロジを形成し、コンピュータ装置からなるトポロジ変更制御装置からの指示に基づいて、前記制御部によって前記波長可変光源部の出力波長及び前記受信波長可変受信部の受信波長を制御することにより、前記アレイ導波路回析格子での波長ルーティング特性に従って対向接続する異なる通信ノード装置を任意に選択して、複数の前記通信ノード装置間の接続によって構成される論理的ネットワークトポロジの変更が可能な光通信ネットワークシステムの前記トポロジ変更制御装置のコンピュータプログラムにおいて、各通信ノード装置の時刻同期処理を行うステップと、各通信ノード装置の送信及び受信可能な波長範囲を取得するステップと、変更対象となる所定の論理的ネットワークトポロジの指定ならびに通信ノード装置及び波長パスと論理的ネットワークトポロジ変更時刻の指定を情報として外部から入力するステップと、前記取得した波長範囲及び前記入力情報に基づいて、論理的ネットワークトポロジが変更される通信ノード装置での新たな波長情報ならびにトポロジ変更時刻情報を決定し、これらを論理的ネットワークトポロジ変更対象となる通信ノード装置に送信するステップと、前記論理的ネットワークトポロジ変更対象の通信ノード装置から受信完了メッセージを受信するステップと、論理的ネットワークトポロジ変更対象とならない通信ノード装置に対して論理的ネットワークトポロジ変更が実施されることを通知するステップと、前記トポロジ変更実施時刻を過ぎた後に、前記論理的ネットワークトポロジ変更対象となる通信ノード装置から変更完了メッセージを受信するステップとを含むことを特徴とするトポロジ変更制御装置のコンピュータプログラムが提供される。
本発明の別の態様によれば、アレイ導波路回析格子と、コンピュータ装置からなるＮ個（Ｎは２≦Ｎ≦Ｍを満たす整数、ただしＭは２以上の整数）の通信ノード装置によって構成され、前記アレイ導波路回析格子は、光入力ポートと光出力ポートをそれぞれＭ個備え、前記Ｎ個の通信ノード装置は、Ｌ個（Ｌは２以上Ｎ以下の整数）の波長可変光源部と、波長可変フィルタによって構成されるＬ個の受信波長可変受信部と、前記波長可変光源部と受信波長可変受信部を制御する制御部とを備えると共に光伝送路によって前記アレイ導波路回折格子と接続されて光ファイバ等の光導波路による伝送路による接続形態が物理的にスター型を有する物理的スタートポロジを形成し、コンピュータ装置からなる論理的ネットワークトポロジ変更制御装置からの指示に基づいて、前記制御部によって前記波長可変光源部の出力波長及び前記受信波長可変受信部の受信波長を制御することにより、前記アレイ導波路回析格子での波長ルーティング特性に従って対向接続する異なる通信ノード装置を任意に選択して、複数の前記通信ノード装置間の接続によって構成される論理的ネットワークトポロジの変更が可能な光通信ネットワークシステムの前記通信ノード装置のコンピュータプログラムにおいて、他の通信ノード装置との時刻同期処理を行うステップと、前記トポロジ変更制御装置から設定波長情報とトポロジ変更時刻情報を受信したときに該トポロジ変更時刻までの待機を行い、該トポロジ変更時刻に達したときに前記波長可変光源及び波長可変フィルタの設定波長の変更処理を行うステップと、前記変更処理の終了後に前記トポロジ変更制御装置への論理的ネットワークトポロジ変更完了メッセージを送信するステップとを含むことを特徴とする通信ノード装置のコンピュータプログラムが提供される。
本発明の別の態様によれば、アレイ導波路回析格子と、コンピュータ装置からなるＮ個（Ｎは２≦Ｎ≦Ｍを満たす整数、ただしＭは２以上の整数）の通信ノード装置によって構成され、前記アレイ導波路回析格子は、光入力ポートと光出力ポートをそれぞれＭ個備え、前記Ｎ個の通信ノード装置は、Ｌ個（Ｌは２以上Ｎ以下の整数）の波長可変光源部と、波長可変フィルタによって構成されるＬ個の受信波長可変受信部と、前記波長可変光源部と受信波長可変受信部を制御する制御部とを備えると共に光伝送路によって前記アレイ導波路回折格子と接続されて光ファイバ等の光導波路による伝送路による接続形態が物理的にスター型を有する物理的スタートポロジを形成し、コンピュータ装置からなるトポロジ変更制御装置からの指示に基づいて、前記制御部によって前記波長可変光源部の出力波長及び前記受信波長可変受信部の受信波長を制御することにより、前記アレイ導波路回析格子での波長ルーティング特性に従って対向接続する異なる通信ノード装置を任意に選択して、複数の前記通信ノード装置間の接続によって構成される論理的ネットワークトポロジの変更が可能な光通信ネットワークシステムの前記通信ノード装置のコンピュータプログラムにおいて他の通信ノード装置との時刻同期処理を行うステップと、論理的ネットワークトポロジ変更を実施する際に初期化された通信ノード装置状態情報をトポロジ変更予約状態に変更するステップと、前記トポロジ変更予約状態とされた通信ノード装置状態情報を前記トポロジ変更制御装置ならびに他の通信ノード装置に送信するステップと、他の通信ノード装置の通信ノード装置状態情報がトポロジ変更予約状態とされているか否かを確認するステップと、前記確認の結果、他の通信ノード装置の通信ノード装置状態がトポロジ変更予約状態とされていないとき、新たな論理的ネットワークトポロジの構成に必要な通信ノード装置間の波長パスを外部から入力するステップと、前記波長パス入力情報を前記トポロジ変更制御装置に送信するステップと、前記トポロジ変更制御装置から前記波長パス入力情報に基づく論理的ネットワークトポロジ変更が許可されたときにトポロジ変更時刻情報を含むトポロジ変更確認メッセージを他の通信ノード装置に送信するステップと、前記トポロジ変更制御装置から前記波長変更情報とトポロジ変更時刻とを含むトポロジ変更指示情報を受信して他の通信ノード装置の通信ノード装置状態情報が変更要請受付完了状態であるときに自己の通信ノード装置状態情報を受信完了状態として前記トポロジ変更制御装置に送信するステップと、前記トポロジ変更指示情報に基づいて前記波長可変光源部の出力波長及び前記受信波長可変受信部の受信波長を変更するステップと、トポロジ変更を要請した通信ノード装置からトポロジ変更予告メッセージを受信してトポロジの変更を了承する際に通信ノード装置状態情報を変更要請受付完了状態に設定して該通信ノード装置状態情報を前記トポロジ変更制御装置及び前記トポロジ変更を要請した通信ノード装置に送信するステップと、論理的ネットワークトポロジ変更を要請した通信ノード装置からトポロジ変更予告メッセージを受信した際、前記論理的ネットワークトポロジの変更を拒否する場合、通信ノード装置状態情報を変更要請拒否状態に設定して該通信ノード状態情報を前記トポロジ変更制御装置及び前記論理的ネットワークトポロジ変更を要請した通信ノード装置に送信するステップとを含むことを特徴とする通信ノード装置のコンピュータプログラムが提供される。
好ましくは、上記コンピュータプログラムが記憶されていることを特徴とするコンピュータ読み取り可能な情報記憶媒体が提供される。
【図面の簡単な説明】  図１−１は、本発明の第１実施形態の光通信ネットワークシステムの物理的トポロジーを示す図である。
図１−２は、本発明の第１実施形態の光通信ネットワークシステムにおいて２芯の光ファイバによってアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）と各通信ノード装置とを接続した例を示す。
構成図である。
図１−３は、本発明の第１実施形態の光通信ネットワークシステムにおいて１芯の光ファイバによってアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）と各通信ノード装置とを接続した例を示す構成図である。
図１−４は、本発明の第１実施形態の光通信ネットワークシステムにおいてスター（メッシュ）状の論理的ネットワークトポロジーを構成した場合を説明する図である。
図１−５は、本発明の第１実施形態の光通信ネットワークシステムにおいてリング状の論理的ネットワークトポロジーを構成した場合を説明する図である。
図１−６は、本発明の第１実施形態の光通信ネットワークシステムにおいてスター（メッシュ）状の論理的ネットワークトポロジーを構成した場合の波長配置を説明する図である。
図１−７は、本発明の第１実施形態の光通信ネットワークシステムにおいてリング状の論理的ネットワークトポロジーを構成した場合の波長配置を説明する図である。
図１−８は、本発明の第２実施形態の光通信ネットワークシステムにおける初期の物理構成を説明する図である。
図１−９は、本発明の第２実施形態の光通信ネットワークシステムにおける拡張時の物理構成を説明する図である。
図１−１０は、本発明の第２実施形態の光通信ネットワークシステムにおける拡張時の論理構成を説明する図である。
図１−１１は、本発明の第３実施形態の光通信ネットワークシステムにおける物理構成を説明する図である。
図１−１２は、本発明の第３実施形態の光通信ネットワークシステムにおける論理構成を説明する図である。
図１−１３は、本発明の第３実施形態の光通信ネットワークシステムにおける論理構成の詳細を説明する図である。
図１−１４は、本発明の第３実施形態の光通信ネットワークシステムにおける波長配置を説明する図である。
図１−１５は、本発明の第４実施形態の光通信ネットワークシステムにおける論理構成を説明する図である。
図１−１６は、本発明の第４実施形態の光通信ネットワークシステムにおける波長配置を説明する図である。
図１−１７は、本発明の第５実施形態の光通信ネットワークシステムにおける論理構成を説明する図である。
図１−１８は、本発明の第５実施形態の光通信ネットワークシステムにおける波長配置を説明する図である。
図１−１９は、本発明の第６実施形態の光通信ネットワークシステムにおける物理構成を説明する図である。
図１−２０は、本発明の第６実施形態の光通信ネットワークシステムにおける論理構成及び波長配置を説明する図である。
図１−２１は、本発明の第６実施形態の光通信ネットワークシステムにおける障害発生時の物理構成の一例を示す図である。
図１−２２は、本発明の第６実施形態の光通信ネットワークシステムにおける障害発生時の論理構成の一例を示す図である。
図１−２３は、本発明の第６実施形態の光通信ネットワークシステムにおける障害発生時の論理構成の一例を示す図である。
図１−２３．１は、本発明の第６−２実施形態におけるＮ＝５での論理的リングネットワークトポロジ及び波長配置表を示す図である。
図１−２３．２は、本発明の第６−２実施形態における論理的リングネットワークトポロジの再構成例及び波長配置表を示す図である。
図１−２３．３は、本発明の第６−２実施形態における論理的リングネットワークトポロジの別の再構成例及び波長配置表を示す図である。
図１−２４は、本発明の第７実施形態における光ネットワークシステムの物理構成を示す図である。
図１−２５は、本発明の第７実施形態における光通信ネットワークシステムの波長配置を説明する図である。
図１−２６は、本発明の第８実施形態における光通信ネットワークシステムの物理構成を示す図である。
図１−２７は、本発明の第９実施形態における光通信ネットワークシステムの物理構成を示す図である。
図１−２８は、本発明の第１０実施形態における光通信ネットワークシステムの物理構成を示す図である。
図１−２９は、本発明の第１１実施形態における光通信ネットワークシステムの物理構成を示す図である。
図１−３０は、本発明の第１１実施形態における光通信ネットワークシステムの論理構成を示す図である。
図１−３１は、本発明の第１２実施形態における光通信ネットワークシステムの物理構成を示す図である。
図１−３２は、本発明の第１３実施形態における光通信ネットワークシステムの物理構成を示す図である。
図２−１は、本発明の第１４実施形態における光通信ネットワークシステムを示す構成図である。
図２−２は、本発明の第２０実施形態における波長可変光源装置を示す構成図である。
図２−３は、本発明の第２１実施形態における中央制御装置を示す構成図である。
図２−４は、本発明の第２２実施形態における波長可変光源装置に接続された内部データベース及び外部データベースが保持する波長可変光源情報を示す図である。
図２−５は、本発明の第２２実施形態における中央制御装置に接続された内部データベース及び外部データベースが保持する波長可変光源情報を示す図である。
図２−６は、本発明の第２３実施形態における複数のユーザＩＤを管理している中央制御トポロジ管理情報を示す図である。
図２−７は、本発明の第２３実施形態におけるトポロジ管理ウィンドウとユーザ情報ウィンドウを示す図である。
図２−８は、本発明の第２３実施形態における料金計算部で演算された課金情報を示す図である。
図２−９は、本発明の第２４実施形態におけるユーザＩＤ「１」のユーザトポロジ管理情報を示す図である。
図２−１０は、本発明の第２４実施形態におけるユーザＩＤ「１」のユーザ情報ウィンドウを示す図である。
図２−１１は、本発明の第２４実施形態におけるユーザＩＤ「１」の利用情報を示す図である。
図２−１２は、本発明の第２５実施形態におけるユーザＩＤ「２」のユーザトポロジ管理情報を示す図である。
図２−１３は、本発明の第２５実施形態におけるユーザＩＤ「２」のユーザ情報ウィンドウを示す図である。
図２−１４は、本発明の第２５実施形態におけるユーザＩＤ「２」の利用情報を示す図である。
図２−１５は、本発明の第２６実施形態におけるユーザＩＤ「１」で通信ノード装置が新設された際の中央制御トポロジ管理情報を示す図である。
図２−１６は、本発明の第２６実施形態におけるユーザＩＤ「１」で通信ノード装置が新設された際のトポロジ管理ウィンドウとユーザ情報ウィンドウを示す図である。
図２−１７は、本発明の第２６実施形態におけるユーザＩＤ「１」で通信ノード装置が新設された際の、料金計算部で演算された課金情報を示す図である。
図２−１８は、本発明の第２７実施形態におけるユーザＩＤ「１」で通信ノード装置が新設された際の、ユーザＩＤ「１」のユーザトポロジ管理情報を示す図である。
図２−１９は、本発明の第２７実施形態におけるユーザＩＤ「１」で通信ノード装置が新設された際の、ユーザＩＤ「１」のユーザ情報ウィンドウを示す図である。
図２−２０は、本発明の第２７実施形態におけるユーザＩＤ「１」で通信ノード装置が新設された際の、ユーザＩＤ「１」の利用情報を示す図である。
図２−２１は、本発明の第２８実施形態におけるユーザＩＤ「２」で帯域増速された際の中央制御トポロジ管理情報を示す図である。
図２−２２は、本発明の第２８実施形態におけるユーザＩＤ「２」で帯域増速された際のトポロジ管理ウィンドウとユーザ情報ウィンドウを示す図である。
図２−２３は、本発明の第２８実施形態におけるユーザＩＤ「２」で帯域増速された際の料金計算部で演算された課金情報を示す図である。
図２−２４は、本発明の第２９実施形態におけるユーザＩＤ「２」で帯域増速された際のユーザＩＤ「２」のユーザトポロジ管理情報を示す図である。
図２−２５は、本発明の第２９実施形態におけるユーザＩＤ「２」で帯域増速された際のユーザＩＤ「２」のユーザ情報ウィンドウを示す図である。
図２−２６は、本発明の第２９実施形態におけるユーザＩＤ「２」で帯域増速された際のユーザＩＤ「２」の利用情報を示す図である。
図２−２７は、本発明の第３０実施形態におけるユーザＩＤ「１」で帯域増速された際の中央制御トポロジ管理情報を示す図である。
図２−２８は、本発明の第３０実施形態におけるユーザＩＤ「１」で帯域増速された際のトポロジ管理ウィンドウとユーザ情報ウィンドウを示す図である。
図２−２９は、本発明の第３０実施形態におけるユーザＩＤ「１」で帯域増速された際の料金計算部で演算された課金情報を示す図である。
図２−３０は、本発明の第３０実施形態におけるユーザＩＤ「１」で帯域増速された際のユーザＩＤ「１」のユーザトポロジ管理情報を示す図である。
図２−３１は、本発明の第３１実施形態におけるユーザＩＤ「１」で帯域増速された際のユーザＩＤ「１」のユーザ情報ウィンドウを示す図である。
図２−３２は、本発明の第３１実施形態におけるユーザＩＤ「１」で帯域増速された際のユーザＩＤ「１」の利用情報を示す図である。
図２−３３は、本発明の第３１実施形態におけるユーザＩＤ「１」で帯域増速された際のユーザＩＤ「２」の利用情報を示す図である。
図２−３４は、本発明の第３２実施形態におけるユーザＩＤ「１」がリングトポロジを持つときの中央トポロジ管理情報を示す図である。
図２−３５は、本発明の第３２実施形態におけるユーザＩＤ「１」がリングトポロジを持つときのトポロジ管理ウィンドウとユーザ情報ウィンドウを示す図である。
図２−３６は、本発明の第３２実施形態におけるユーザＩＤ「１」がリングトポロジを持つときのユーザ管理情報を示す図である。
図２−３７は、本発明の第３２実施形態におけるユーザＩＤ「１」がリングトポロジを持つときのユーザ情報ウィンドウを示す図である。
図２−３８は、本発明の一実施形態における障害通信ノード装置切り離し時の中央トポロジ管理情報を示す図である。
図２−３９は、本発明の一実施形態における障害通信ノード装置切り離し時のトポロジ管理ウィンドウとユーザ情報ウィンドウを示す図である。
図２−４０は、本発明の一実施形態における障害通信ノード装置切り離し時の料金計算部で演算された課金情報を示す図である。
図２−４１は、本発明の一実施形態における障害通信ノード装置切り離し時のユーザＩＤ「１」のユーザ管理情報を示す図である。
図２−４２は、本発明の一実施形態における障害通信ノード装置切り離し時のユーザＩＤ「１」のユーザ情報ウィンドウを示す図である。
図２−４３は、本発明の一実施形態における障害通信ノード装置切り離し時のユーザＩＤ「１」の利用情報を示す図である。
図３−１は、本発明第１５実施形態における光通信ネットワークシステムを示す図である。
図３−２Ａ及びＢは、波長周回性を有するアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）の波長配置を示す図とフルメッシュ型論理トポロジを示す図である。
図３−３Ａ及びＢは、波長周回性を有するアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）の波長配置を示す図とリング型論理トポロジを示す図である。
図３−４は、図３−１に示したシステムによってリング型の論理的ネットワークトポロジを構成する場合の例を示す信号経路図である。
図３−５Ａ及びＢは、波長周回性を有するアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）の波長配置を示す図とスター型論理トポロジを示す図である。
図３−６は、図３−１に示したシステムによってスター型の論理的ネットワークトポロジを構成する場合の例を示す信号経路図である。
図３−７Ａ及びＢは、波長周回性を有するアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）の波長配置を示す図とメッシュ型論理トポロジを示す図である。
図３−８は、図３−１に示したシステムによってメッシュ型の論理的ネットワークトポロジを構成する場合の例を示す信号経路図である。
図３−９は、図３−１に示したシステムの部分変形例を示す図である。
図３−１０は、波長周回性を有しないアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）の波長配置を示す図である。
図３−１１は、本発明の第１６実施形態における光通信ネットワークシステムを示す図である。
図３−１２は、図３−１１に示したシステムによってリング型の論理的ネットワークトポロジを構成する場合の例を示す信号経路図である。
図３−１３は、図３−１１に示したシステムによってスター型の論理的ネットワークトポロジを構成する場合の例を示す信号経路図である。
図３−１４は、図３−１１に示したシステムによってメッシュ型の論理的ネットワークトポロジを構成する場合の例を示す信号経路図である。
図３−１５は、本発明の第１７実施形態における光通信ネットワークシステムを示す図である。
図３−１６は、本発明の第１８実施形態における光通信ネットワークシステムを示す図である。
図３−１７は、本発明の第１９実施形態における光通信ネットワークシステムを示す図である。
図４−１は、本発明の第３５実施形態における光通信ネットワークシステムの通信ノード装置を示す構成図である。
図４−２は、本発明の第３５実施形態における通信ノード装置の時刻同期を説明する図である。
図４−３は、本発明の第３５実施形態における通信ノード装置の時刻同期を説明する図である。
図４−４は、本発明の第３５実施形態において中央制御装置における制御ステップを説明する図である。
図４−５は、本発明の第３５実施形態において中央制御装置における制御ステップを説明する図である。
図４−６は、本発明の第３５実施形態において波長変更が生じる通信ノード装置の制御ステップを説明するフローチャートである。
図４−７は、本発明の第３５実施形態において波長変更が生じる通信ノード装置の制御ステップを説明するフローチャートである。
図４−８は、本発明の第３５実施形態において波長変更が生じない通信ノード装置の制御ステップを説明するフローチャートである。
図４−９は、本発明の第３５実施形態におけるトポロジ変更情報クラス及びオブジェクト構成を説明する図である。
図４−１０は、本発明の第３５実施形態における通信ノード装置と中央制御装置の構成要素と接続を説明する図である。
図４−１１は、本発明の第３５実施形態における通信ノード装置と中央制御装置の構成要素の論理接続を説明する図である。
図４−１２は、本発明の第３５実施形態におけるＡＷＧアレイ導波路回析格子の入出力ポートでの論理的リングネットワークトポロジにおける波長リンクを説明する図である。
図４−１３は、本発明の第３５実施形態におけるＡＷＧアレイ導波路回析格子の入出力ポートでの論理的リングネットワークトポロジにおける波長配置を説明する図である。
図４−１４は、本発明の第３５実施形態におけるＡＷＧアレイ導波路回析格子の入出力ポートでの論理的フルメッネットワークシュトポロジにおける波長リンクを説明する図である。
図４−１５は、本発明の第３５実施形態におけるＡＷＧアレイ導波路回析格子の入出力ポートでの論理的フルメッシュネットワークトポロジにおける波長配置を説明する図である。
図４−１６は、本発明の第３５実施形態において論理的リングネットワークトポロジから論理的フルメッシュネットワークトポロジに変更する際のトポロジ変更情報クラスを説明する図である。
図４−１７は、本発明の第３５実施形態において論理的リングネットワークトポロジから論理的フルメッシュネットワークトポロジに変更する際のトポロジ変更情報クラスを説明する図である。
図４−１８は、本発明の第３５実施形態において論理的リングネットワークトポロジから論理的フルメッシュネットワークトポロジに変更する際のトポロジ変更情報クラスを説明する図である。
図４−１９は、本発明の第３５実施形態において論理的リングネットワークトポロジから論理的フルメッシュネットワークトポロジに変更する際のトポロジ変更情報クラスを説明する図である。
図４−２０は、本発明の第３５実施形態におけるトポロジ管理者端末ブラウザに備えられるインタフェースを説明する図である。
図４−２１は、本発明の第３６実施形態における光通信ネットワークシステムを示す構成図である。
図４−２２は、本発明の第３６実施形態における光通信ネットワークシステムの通信ノード装置を示す構成図である。
図４−２３は、本発明の第３６実施形態における光通信ネットワークシステムの通信ノード装置を示す構成図である。
図４−２４は、本発明の第３６実施形態における光通信ネットワークシステムの通信ノード装置を示す構成図である。
図４−２５、本発明の第３６実施形態における光通信ネットワークシステムの通信ノード装置を示す構成図である。
図４−２６は、本発明の第３６実施形態における通信ノード装置の時刻同期を説明する図である。
図４−２７は、本発明の第３６実施形態における通信ノード装置の時刻同期を説明する図である。
図４−２８は、本発明の第３６実施形態におけるノード管理者となる人間による認証フローを説明する図である。
図４−２９は、本発明の第３６実施形態におけるトポロジ変更時での制御ステップを説明する図である。
図４−３０は、本発明の第３６実施形態におけるトポロジ変更時での制御ステップを説明する図である。
図４−３１は、本発明の第３６実施形態におけるトポロジ変更時での制御ステップを説明する図である。
図４−３２は、本発明の第３６実施形態における波長変更制御ステップを説明する図である。
図４−３３は、本発明の第３６実施形態における通信ノード装置状態ビットを説明する図である。
図４−３４は、本発明の第３６実施形態における通信ノード装置と中央制御装置の構成要素と接続を説明する図である。
図４−３５は、本発明の第３６実施形態における通信ノード装置と中央制御装置の構成要素の論理接続を説明する図である。
図４−３６は、本発明の第３６実施形態における通信ノード装置管理者端末ブラウザに備えられるインタフェースを説明する図である。
図４−３７は、従来例を説明する図である。
【発明を実施するための最良の形態】  以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。
尚、以下に説明する実施形態では、アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）の入出力ポートの数をＮならびに通信ノード装置の数をＭとして、それぞれ４，５，１３、あるいは１４を例にとって説明しているが、これらの数に限定されるものではなく、いずれも２以上であればよい。
また、本発明のネットワーク構成に含まれる論理的ネットワークの数は１個の場合について説明しているが、２個以上の同様なネットワークが混載された場合も同様である。
同様に、本発明が多重に冗長化された場合、２個に限らず、２個以上の複数の同様なネットワークが並列に構成されても本発明の請求の範囲を超えるものではない。
また、ネットワークを構成するに当たって、光伝送損失により増幅器が必要となる場合もあるが、この光増幅器を送受信装置間のどこかに設置してもよい。
〔第１実施形態〕
本発明の光通信ネットワークシステムに係る第１実施形態での通信ノード装置とアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）の光ファイバによって物理的に接続された物理的ネットワークトポロジを図１−１に示す。
アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）１−１０１は、図１−２，１−３に示すように、入力ポート１−２０１〜２０５および出力ポート１−３０１〜３０５を有し、その入出力ポート１−２０１〜２０５，１−３０１〜３０５のそれぞれが周囲に配置したパーソナルコンピュータ等の通信端末装置或いはルータ等の通信網の結節点となる通信ノード装置１−４０１〜４０５に光ファイバ１−５０１〜５０５によって接続されている。また、各通信ノード装置１−４０１〜４０５は通信に用いる信号光の波長を切り替える手段（図示せず）を備えている。
図１−２は２芯の光ファイバによってアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）１−１０１と各通信ノード装置１−４０１〜４０５とを接続した例であり、図１−３は１芯の光ファイバによってアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）１−１０１と各通信ノード装置１−４０１〜４０５とを接続した例である。
配置されたアレイ導波路型の回折格子（ＡＷＧ）の入出力ポート１−２０１〜２０５，１−３０１〜３０５のそれぞれから周囲に配置した通信ノード装置１−４０１〜４０５を光ファイバ１−５０１〜５０５によって接続した構成を有する。
アレイ導波路型の回折格子（ＡＷＧ）１−１０１においては、各通信ノード装置１−４０１〜４０５から送信されて入力ポート１−２０１〜２０５に入力された信号光の信号１−６０１〜６０５が、その波長毎に、波長に応じた出力ポート１−３０１〜３０５に出力される。
これにより、各通信ノード装置１−４０１〜４０５から、行き先（送信先）の通信ノード装置１−４０１〜４０５に設定されている波長の信号光を切り替え選択して送信すればよく、物理的には図１−１に示した物理的ネットワークトポロジのように単純なスター構成でありながら、論理的には図１−４に示す様なスター（メッシュ）状のネットワークトポロジや、図１−５に示す様なリング状のネットワークトポロジのように異なる論理的ネットワークトポロジを容易に実現することができる。
図１−４，１−５のそれぞれには、信号の送信経路イメージ（波長パス）と、通信経路の論理的ネットワークトポロジ構成を示している。
図１−４に示す論理的スター（メッシュ）ネットワークトポロジを構成する場合には、アレイ導波路型の回折格子（ＡＷＧ）１−１０１における入出力ポート１−２０１〜２０５，１−３０１〜３０５の信号光波長に基づく接続関係及び各通信ノード装置１−４０１〜４０５で用いる信号光の波長を図１−６に示す波長配置のように設定すればよい。尚、図１−４において斜線により強調表示された波長を用いることになる。
また、図１−５に示す論理的リングネットワークトポロジを構成する場合には、アレイ導波路型の回折格子（ＡＷＧ）１−１０１における入出力ポート１−２０１〜２０５，１−３０１〜３０５の信号光波長に基づく接続関係及び各通信ノード装置１−４０１〜４０５で用いる信号光の波長を図１−７に示す波長配置のように設定すればよい。尚、図１−５において斜線により強調表示された波長を用いることになる。
ある論理的ネットワークトポロジを構成している通信ノード装置群が、別の論理的ネットワークトポロジに変更するには、各通信ノード装置が、その別の論理的ネットワークトポロジのための波長配置に基づいて、信号光の波長を切り替えることによって達成できる。
尚、２つ以上のアレイ導波路型の回折格子（ＡＷＧ）を通信可能に接続して、これらのＡＷＧに接続されている通信ノード装置間で所定の論理的ネットワークトポロジーを形成しても良い。
［第２実施形態］
本発明の光通信ネットワークシステムに係る第２実施形態を図１−８乃至図１−１０に示す。本実施形態では、光通信ネットワークシステムの拡張方法を例にとって、本発明の特徴を詳細に説明する。
第２実施形態では、図１−８に示すような単純な物理的スターネットワークトポロジ構成を小規模実現した場合である。ここでは、第１実施形態で説明したアレイ導波路型の回折格子（ＡＷＧ）１−１０１を有するセンタ拠点１−４０１Ａに対して、通信ノード装置１−４０２〜４０６を備えた５つの拠点１−４０２Ａ〜４０６Ａを接続した場合を示す。
図１−９は図１−８のネットワーク構成を拡張して、通信ノード装置数を増大させた場合の物理的ネットワーク構成を示し、図１−１０は図１−９の構成における論理的ネットワークトポロジの構成を示す。
図１−９に示す光通信ネットワークは、センタ拠点１−４０１Ａのアレイ導波路型の回折格子（ＡＷＧ）１−１０１に接続された通信ノード装置１−４０７〜４１８を備えた拡張拠点１−４０７Ａ〜４１８Ａを設けた例である。また、図１−９に示す光通信ネットワークでは、図１−１０に示すように、拠点１−４０１Ａ，１−４０２Ａと拡張拠点１−４０７Ａ，１−４０８Ａによって論理的リングネットワークトポロジが構成され、拠点１−４０１Ａ，１−４０６Ａと拡張拠点１−４１３Ａ〜４１６Ａによって論理的スターネットワークトポロジが構成され、拠点１−４０１Ａ，１−４０５Ａと拡張拠点１−４０９Ａ〜４１２Ａによって論理的リングネットワークトポロジが構成され、拠点１−４０１Ａ，１−４０３Ａ，１−４０４Ａと拡張拠点１−４１７Ａ，１−４１８Ａによって論理的スターネットワークトポロジが構成されている。さらに、拠点１−４０１Ａ，１−４０５Ａと拡張拠点１−４１２Ａ，１−４１８Ａによって論理的スター（メッシュ）ネットワークトポロジが構成されている。
実際のネットワーク構成では、ネットワーク構築初期段階から図１−９に示したような大規模なネットワークを構築することはあまりなく、ネットワーク運用時におけるネットワーク規模の拡張により、図１−８に示したようなネットワーク構成から順次ネットワーク規模を拡張していくことが通常である。第２実施形態では、図１−８のネットワーク構成を基に、中央に配置するアレイ導波路型の回折格子（ＡＷＧ）１−１０１の入出力ポート数の規模を上限として、拡張時には、通信ノード装置１−４０７〜４１８を光ファイバでアレイ導波路型の回折格子（ＡＷＧ）１−１０１に接続して拡張拠点１−４０７Ａ〜４１８Ａを増設して行けば、既設の通信端末ノード１−４０１〜４０６の通信状態を妨害或いは停止することなく、ネットワーク規模を容易に大規模化することが可能である。
さらに、本実施形態のネットワーク構成では、先の第１実施形態（図１−１）に示した通り、論理的スター（メッシュ）ネットワークトポロジのみならず、リング形状の論理ネットワークトポロジを容易に構成することが可能であるため、図１−１０に示したように、スター形状の物理的スターネットワークトポロジを持つ同一のネットワーク上に、メッシュ、スター、リングなどの異なった論理的ネットワークトポロジが共存する光通信ネットワークシステムを構築することが可能となる。
本構成では、各通信ノード装置１−４０１〜４１８が送受信する信号光の波長を変化させるだけで接続相手となる通信ノード装置を選択できるため、論地的ネットワークトポロジを変更する場合、初期の物理的なネットワーク構成における光ファイバのつなぎ換えなどに長期間を要することなく、かつ高コストの工事を行う必要がないので、極めて容易に短期間で低コストに論理的ネットワークトポロジを変更することが可能となる。また、アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）１−１０１における入出力ポートの波長配置を変えることにより論理的ネットワークトポロジの変更を行っても良い。
［第３実施形態］
本発明の光通信ネットワークシステムに係る第３実施形態を図１−１１及び図１−１４に示す。図１−１１は物理的なネットワーク構成となる物理的ネットワークトポロジを示し、図１−１２はその論理的ネットワークトポロジを示す。また、図１−１３は第３実施形態のネットワーク構成における論理的構成の詳細を説明する図、図１−１４は第３実施形態のアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）１−１０１の入出力ポートの波長配置関係を示す図である。ここでは、インターネットデータセンタ（ｉＤＣ）網へ適用した例を説明している。
即ち、通信ノード装置１−７０１〜７０５を備えたデータセンタ１−７０１Ａ〜７０５Ａがアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）１−１０１を備えたセンタ拠点１−１０１Ａに光ファイバを介して接続されていると共に、通信ノード装置１−７０６〜７１３を備えた拠点１−７０６Ａ〜７１３Ａが光ファイバを介してセンタ拠点１−１０１Ａに接続されている。
また、アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）１−１０１と各通信ノード装置１−７０１〜７１３の信号光波長の設定によって、データセンタ１−７０１Ａ〜７０５Ａは論理的メッシュネットワークトポロジを構成して分散データセンタＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）コアネットワーク１−７２１を形成し、データセンタ１−７０１Ａ〜７０５Ａの通信ノード装置１−７０１〜７０５と通信ノード装置１−７０６，１−７１０によってＭＰＬＳ（Ｍｕｌｔｉ−ｐｒｏｔｃｏｌ  Ｌａｂｅｌ  Ｓｗｉｔｃｈｎｇ）コアネットワーク（論理的フルメッシュネットワークトポロジ）１−７２２が形成されている。さらに、通信ノード装置１−７０６〜７０９によってＲＰＲ（Ｒｅｓｉｌｉｅｎｔ  Ｐａｃｋｅｔ  Ｒｉｎｇ）ネットワーク（論理的リングネットワークトポロジ）１−７２３が形成され、通信ノード装置１−７１０〜７１３によってＥｔｈｅｒネットワーク（論理的スターネットワークトポロジ）１−７２４が形成され、通信ノード装置１−７０７と通信ノード装置１−７１３との間に単純なスター構成のＰｏｉｎｔ−Ｐｏｉｎｔ接続からなるビル間相互接続ネットワーク１−７２５が形成されている。
本実施形態では、先の第１及び第２実施形態で説明した通り、図１−１１に示すような単純なスター形状の物理的ネットワークトポロジであるにもかかわらず、論理的ネットワークトポロジが論理的スター（メッシュ）ネットワークトポロジと論理的リングネットワークトポロジとを混在できているという特徴だけでなく、経路制御方法として広く知られているＭＰＬＳ（Ｍｕｌｔｉ−ｐｒｏｔｃｏｌ  Ｌａｂｅｌ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）や、高速な傷害回避方法を実現した方式として知られているＲＰＲ（Ｒｅｓｉｌｉｅｎｔ  Ｐａｃｋｅｔ  Ｒｉｎｇ）といったネットワーク技術も重畳させることが可能であり、データセンタ１−７０１Ａ〜７０５Ａの通信ノード装置１−７０１〜７０５などが分散して存在する場合やインターネットエクスチェンジ（ＩＸ）など、極めて安定で高セキュリティなネットワークを極めてシンプルに短時間で低コストに構築できるという特徴がある。
図１−１４において、ノード番号１〜１６はアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）１−１０１の入出力ポートの番号を表し、本実施形態では各ノード番号１〜１３の入出力ポートのそれぞれが通信ノード装置１−７０１〜７１３に接続され、各通信ノード装置１−７０１〜７１３における信号光の波長配置関係が設定されている。この場合、前述のように、アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）の入出力ポート数（Ｎ）、ならびに通信ノード装置の数（Ｍ）はそれぞれ、Ｎ＝１６、Ｍ＝１３の場合に相当している。
この波長配置によって、図１−１１，１−１２に示した通り、論理的リングネットワークトポロジに接続された通信ノード装置１−７０６〜７０９は、論理的メッシュネットワークトポロジで構成されたデータセンタ１−７０１Ａ〜７０５Ａの通信ノード装置１−７０１〜７０５に接続されている。このとき、通信ノード装置１−７０１〜７０５，７０６，７１０はＭＰＬＳのＬＳＲ（Ｌａｂｅｌ  Ｓｗｉｔｃｈ  Ｒｏｕｔｅｒ）であり、通信ノード装置１−７０６がＭＰＬＳのＬＳＲ（Ｌａｂｅｌ  Ｓｗｉｔｃｈ  Ｒｏｕｔｅｒ）境界となる。また、通信ノード装置１−７１０〜７１３は単純なスター状に接続された論理的ネットワーク構成を容易に実現し、通信ノード装置１−７１０〜７１３はメッシュ接続されたデータセンタ１−７０１Ａ〜７０５Ａの通信ノード装置１−７０１〜７０５に接続されている。このとき、通信ノード装置１−７１０がＭＰＬＳのＬＳＲ（Ｌａｂｅｌ  Ｓｗｉｔｃｈ  Ｒｏｕｔｅｒ）境界となっている。
また、本実施形態では、図１−１４に示すように、論理的メッシュネットワークトポロジによるＭＰＬＳコアネットワーク１−７２１では波長λ１〜λ９を用い、論理的リングネットワークトポロジによるＰＲＰネットワーク１−７２３では波長λ１２〜λ１６を用い、論理的スターネットワークトポロジからなるＥｔｈｅｒネットワーク１−７２４では波長λ４〜λ９を用い、ビル間相互接続ネットワーク１−７２５では、波長λ３を用いている。
ここで、センタ拠点に配置するアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）１−１０１としては入出力ポート数が１６×１６の規模のＡＷＧを配置した場合の波長配置を示しているが、もちろん、この規模は１６×１６に限定されるわけではなく、通信ノード装置の収容数以上の規模であればよい。
［第４実施形態］
次に、本発明の光通信ネットワークシステムに係る第４実施形態を図１−１５，１−１６を参照して説明する。第４実施形態は、上記第３実施形態の構成に対して新たな通信ノード装置７１４を追加挿入する場合の一例を説明する。図１−１５は第４実施形態の論理的ネットワークトポロジを示す図、図１−１６は上記第４実施形態のアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）１−１０１の入出力ポートの波長配置関係を示す図である。図１−１６において、通信ノード装置に与えられる固有の番号１〜１６がアレイ導波路回折格子１−１０１の入出力ポート番号と一致するように通信ノード装置とアレイ導波路回折格子を物理的に光ファイバで接続されることを表し、各通信ノード装置１−７０１〜７１４における信号光の波長配置関係が設定されている。この場合、通信ノード装置の数は１４の場合に相当している。
本実施形態では、上記第３実施形態のＲＰＲネットワーク１−７２３の論理的リングネットワークトポロジにおいて、新たに通信ノード装置７１４を通信ノード装置１−７０８と通信ノード装置１−７０９との間に挿入新設している。この場合、図１−１６に示すように、変更前では通信ノード装置１−７０８と通信ノード装置１−７０９との間で波長λ１６の信号光を用いて通信していたのに代えて、通信ノード装置１−７０８と通信ノード装置７１４との間の通信に波長λ５を用い、通信ノード装置１−７０９と通信ノード装置７１４との間の通信に波長λ６を用いるように各通信ノード装置１−７０８，７０９，７１４の通信波長を設定変更すればよい。この様に、通信ノード装置１−７０８，７０９，７１４の通信波長を変更するだけで、新たな通信ノード７１４をネットワークに容易に新設することが可能である。ここでは、アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）１−１０１としては１６×１６の規模のＡＷＧを配置した場合の波長配置を示しているが、先の例でも述べたように、もちろん、１６×１６の規模に限定されるわけではなく、通信ノードの収容数以上の規模であればよい。
［第５実施形態］
次に、本発明の光通信ネットワークシステムに係る第５実施形態を図１−１７，１−１８を参照して説明する。第５実施形態は、上記第４実施形態の構成において、ＲＰＲネットワーク１−７２３の論理的リングネットワークトポロジ中に存在していた通信ノード装置１−７０７を論理的スターネットワークトポロジからなるＥｔｈｅｒネットワーク１−７２４に移設する一例である。図１−１７は第５実施形態の論理的ネットワークトポロジ示す図、図１−１８はアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）１−１０１の入出力ポートの波長配置関係を示す図である。図１−１８において、前述と同様に通信ノード装置に与えられる固有の番号１〜１６がアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）１−１０１の入出力ポート番号と一致するように通信ノード装置とアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）を物理的に光ファイバで接続されることを表し、各通信ノード装置１−７０１〜７１４における信号光の波長配置関係が設定されている。この場合、前述のように通信ノード装置の数は１４の場合に相当している。
本実施形態では、通信ノード装置７１４が挿入された論理的リングネットワークトポロジに収容されていた通信ノード装置１−７０７を、新たに通信ノード装置１−７１０に帰属する論理的スターネットワークトポロジへと移設し、論理的トポロジーを変更する場合のネットワーク論理構成、および各通信ノード装置での波長配置関係を示している。この場合、移設前には、通信ノード装置１−７０７が波長λ１２と波長λ１４を用いてそれぞれ通信ノード装置１−７０６と通信ノード装置１−７０８と通信していたのに代えて、通信ノード装置１−７０７の信号光の波長を波長λ１６に設定し、この波長λ１６を用いて通信ノード装置１−７０７と通信ノード装置１−７１０との通信を行うようにすればよい。また、移設前には、通信ノード装置１−７０６と通信ノード装置１−７０７との間の通信に波長λ１２を用い、通信ノード装置１−７０７と通信ノード装置１−７０８との間の通信に波長λ１４を用いていたが、移設後には、通信ノード装置１−７０６と通信ノード装置１−７０８との間で波長λ１３を用いて通信を行うように各通信ノード装置１−７０７，７０８，７０９で使用する信号光の波長を設定変更すればよい。
このように、上記の実施形態のように、通信に用いる信号光の波長の配置を変更するだけで、論理的ネットワークトポロジをダイナミックに変更することができる。ここで、図１−１８にはセンタに配置するアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）１−１０１の入出力ポート数（ＮｘＮ）として１６×１６の規模のＡＷＧを配置した場合の波長配置を示しているが、もちろん、この規模は１６×１６に限定されるわけではなく、通信端末ノードの収容数以上の規模であればよい。
［第６実施形態］
次に、本発明の光通信ネットワークシステムに係る第６実施形態を図１−１９，２０を参照して説明する。本実施形態では、論理的リングネットワークトポロジを形成する波長配置を有し、４つの通信端末ノード１−７０１〜７０４を収容するネットワーク構成を一例として説明する。
図１−１９は第６実施形態の光通信ネットワークシステムにおける物理的ネットワークトポロジを示す図、図１−２０は第６実施形態の光通信ネットワークシステムにおける論理的ネットワークトポロジ及びアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）１−１０１の波長配置を示す図である。本実施形態では、アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）１−１０１として４×４周回性ＡＷＧを用いている。また、図１−２０に示す波長配置において、通信ノード装置に与えられる固有の番号１〜４はアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）１−１０１の入出力ポートの番号と一致するように光ファイバによって通信ノード装置とＡＷＧを接続することを表し、各通信端末ノード１−７０１〜７０４における信号光の波長配置関係が設定されている。この場合、通信ノード装置の数は４の場合に相当している。
図１−１９において、各通信ノード装置１−７０１〜７０４は、信号光の波長を変化させることが可能なＷＤＭインタフェース（以下、ＷＤＭ−ＩＦと称する）１−７００ａと２つのメディアアクセス制御部（以下、ＭＡＣと称する）１−７００ｂ，７００ｃを有し、一方のＭＡＣ１−７００ｂは波長λ２の信号光を用いてＷＤＭ−ＩＦ１−７００ａを介して通信を行い、他方のＭＡＣ１−７００ｃは波長λ４の信号光を用いてＷＤＭ−ＩＦ１−７００ａを介して通信を行うように各ＭＡＣ１−７００ｂ，１−７００ｃの信号光波長が設定されている。さらに、各ＭＡＣ１−７００ｂ，１−７００ｃは、受信した信号を折り返して送信する機能を備えている。
また、アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）１−１０１の波長配置が図１−２０に示すように設定されているので、通信ノード装置１−７０１と通信ノード装置１−７０２との間で波長λ２の信号光を用いた双方向通信が行われ、通信ノード装置１−７０２と通信ノード装置１−７０３との間で波長λ４の信号光を用いた双方向通信が行われ、通信ノード装置１−７０３と通信ノード装置１−７０４との間で波長λ２の信号光を用いた双方向通信が行われ、通信ノード装置１−７０４と通信ノード装置１−７０１との間で波長λ４の信号光を用いた双方向通信が行われる。これにより、各ＭＡＣ１−７００ｂ，１−７００ｃにおける外回りの通信Ｏｕｔｅｒ−ＴＸ，Ｏｕｔｅｒ−ＲＸと内回りの通信Ｉｎｎｅｒ−ＴＸ，Ｉｎｎｅｒ−ＲＸが行われ、論理的リングネットワークトポロジが形成されている。
図中に示した波長配置により、信号はすべての通信ノード装置１−７０１〜７０４を一周するが、本実施形態では、双方向に信号光を伝送させることを特徴としている。ここでは双方向の波長が同じ波長を使用するように設定しているものの、異なった波長配置であっても本質的には変化しない。また、ここで、センタに配置するアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）１−１０１として４×４の規模のＡＷＧを配置した場合の波長配置を示しているが、もちろん、この規模は４×４に限定されるわけではなく、通信ノード装置の収容数以上の規模であればよい。
この構成において、図１−２１に示すように、通信ノード装置１−７０１とアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）１−１０１とを物理的に接続する光ファイバが切断された場合における、ネットワークの救済方式について以下に説明する。
この場合、図１−２２の論理的ネットワークトポロジに示すように、通信ノード装置１−７０１と通信ノード装置１−７０２との間、および通信ノード装置１−７０１と通信ノード装置１−７０４との間で行われていた通信を、通信ノード装置１−７０１とアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）とを接続する光ファイバが切断された後に各通信ノード装置１−７０２，１−７０４でそれぞれ折り返すことにより光ファイバ切断の障害を回避することができる。即ち、通信ノード装置１−７０１とアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）１−１０１とを物理的に接続された光ファイバが切断された場合、通信ノード装置１−７０２のＭＡＣ１−７００ｃによって通信ノード装置１−７０３から受信した信号を折り返して通信ノード装置１−７０３に送信し、通信ノード装置１−７０４のＭＡＣ１−７００ｂによって通信ノード装置１−７０３から受信した信号を折り返して通信ノード装置１−７０３に送信することにより、通信ノード装置１−７０２〜７０４における通信を維持することができる。
尚、図１−２３に示すように通信ノード装置１−７０１自体に障害が発生した場合も同様である。また、上記のような障害が発生したときにこれを検出して自動的に信号を折り返すようにすることは容易に可能であり、この様に自動的に信号の折り返しを行うことにより、障害発生時におけるネットワークの救済を高速でしかも安定に行うことができる。
［第６−２実施形態］
前述の論理的リングネットワークトポロジにおいては、光ファイバの切断や通信ノード装置の故障による障害発生時でのネットワークの救済手法は、障害発生した通信ノード装置を迂回するための新たな論理的リングネットワークトポロジが本光通信ネットワークシステムにおいて再構成可能であることを第６実施形態にて示したが、通信ノード装置が５台以上である場合、障害発生時での迂回経路は複数存在することになり、通信ノード装置の台数が増えても耐障害性の強いネットワークを構築することができる。ここでは、通信ノード装置台数が５台とした場合の実施形態を示す。
図１−２３．１に示すように、５台の通信ノード装置１−７０１〜７０５が入力ポート、出力ポートの数がそれぞれ５つ備わる５ｘ５−アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）に光ファイバによって接続され、論理的リングネットワークトポロジが構成されている際での光信号の経路と波長配置において、通信ノード装置５（１−７０５）に接続された光ファイバが切断された際、通信ノード装置１（１−７０１）は障害発生している通信ノード装置５（１−７０５）を迂回して、通信ノード装置４（１−７０４）に光信号の経路を新たに構成し、『通信ノード装置１（１−７０１）→通信ノード装置２（１−７０２）→通信ノード装置３（１−７０３）→通信ノード装置４（１−７０４）→通信ノード装置１（１−７０１）』の論理的リングネットワークトポロジが構成可能である。図１−２３．２は、このときの、光信号の経路と波長配置を示している。一方、通信ノード装置１は、信号光の波長を変化させることによってその他の通信ノード装置との間で経路を構成可能であり、その他の通信ノード装置も同様に任意の経路を構成可能であるため、再構成可能な論理的リングネットワークトポロジは、障害発生している通信ノードをスキップした迂回経路に限ることなく、幾何学的にリング状の経路を持つ論理的リングネットワークトポロジが再構成可能である。図１−２３．３は『通信ノード装置１（１−７０１）→通信ノード３（１−７０３）→通信ノード４（１−７０４）→通信ノード２（１−７０２）→通信ノード１（１−７０１）』の信号光の経路によって構成された論理的リングネットワークトポロジとそのときの波長配置である。このように、通信ノード装置が増えた際においても、論理的リングネットワークトポロジにおいて迂回経路は複数存在するため、障害発生時におけるネットワークの救済を高速でしかも安定に行うことができる。
［第７実施形態］
次に、本発明の光通信ネットワークシステムに係る第７実施形態を図１−２４，１−２５を参照して説明する。本実施形態では、１芯の光ファイバを用いて構成しており、各通信ノード装置とアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）の入出力ポート１−２０１〜２０４，１−３０１〜３０４には、光サーキュレータなどの光非相反回路１−１００１〜１００８が設けられている。図１−２４は第７実施形態における光ネットワークシステムの物理的ネットワークトポロジとその構成を示す図、図１−２５は第７実施形態における波長配置を説明する図である。
図１−２４において、１−１０１は入出力ポートをそれぞれＮ個持つ（Ｎは整数）アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）であり、Ｎ個の中からその４つの入力ポート１−２０１〜２０４と、同様にＮ個の中から４つの出力ポート１−３０１〜３０４が用いられ、これらが光非相反回路１−１００１〜１００８及び１芯の光ファイバ１−５０１〜５０４を介して４つの通信ノード装置１−７０１〜７０４に接続されている。
通信ノード装置１−７０１は送信器１−１１０１と受信器１−１２０１及び非相反回路１−１００１を有する光ＤＥＭＵＸ（Ｄｅｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）デバイス１−１４０１を備えている。非相反回路１−１００１は送信器１−１１０１の出力端と受信器１−１２０１の入力端に接続されると共に光ファイバ１−５０１及び非相反回路１−１００５を介してアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）１−１０１の入力ポート１−２０１と出力ポート１−３０１に接続されている。
通信ノード装置１−７０２は送信器１−１１０２と受信器１−１２０２及び非相反回路１−１００２を有する光ＤＥＭＵＸ（Ｄｅｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）デバイス１−１４０２を備えている。非相反回路１−１００２は送信器１−１１０２の出力端と受信器１−１２０２の入力端に接続されると共に光ファイバ１−５０２及び非相反回路１−１００６を介してアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）１−１０１の入力ポート１−２０２と出力ポート１−３０２に接続されている。
通信ノード装置１−７０３は送信器１−１１０３と受信器１−１２０３及び非相反回路１−１００３を有する光ＤＥＭＵＸ（Ｄｅｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）デバイス１−１４０３を備えている。非相反回路１−１００３は送信器１−１１０３の出力端と受信器１−１２０３の入力端に接続されると共に光ファイバ１−５０３及び非相反回路１−１００７を介してアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）１−１０１の入力ポート１−２０３と出力ポート１−３０３に接続されている。
通信ノード装置１−７０４は送信器１−１１０４と受信器１−１２０４及び非相反回路１−１００４を有する光ＤＥＭＵＸ（Ｄｅｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）デバイス１−１４０４を備えている。非相反回路１−１００４は送信器１−１１０４の出力端と受信器１−１２０４の入力端に接続されると共に光ファイバ１−５０４及び非相反回路１−１００８を介してアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）１−１０１の入力ポート１−２０４と出力ポート１−３０４に接続されている。
また、アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）１−１０１と各非相反回路１−１００１〜１００８は、図１−２５に示す波長配置を満たすように信号光のルーティングが設定されている。即ち、通信ノード装置１−７０１から送信された波長λ１，λ２，λ３，λ４の信号光は記述の順に通信ノード装置１−７０１，７０２，７０３，７０４に送られる。また、通信ノード装置１−７０２から送信された波長λ４，λ１，λ２，λ３の信号光は記述の順に通信端末ノード１−７０１，７０２，７０３，７０４に送られ、通信ノード装置１−７０３から送信された波長λ３，λ４，λ１，λ２の信号光は記述の順に通信ノード装置１−７０１，７０２，７０３，７０４に送られ、通信ノード装置１−７０４から送信された波長λ２，λ３，λ４，λ１の信号光は記述の順に通信ノード装置１−７０１，７０２，７０３，７０４に送られる。本実施形態では、各通信ノード装置１−７０１〜７０４の送受信器の送受信波長をλ２に設定することにより論理的リングネットワークトポロジを構成している。
［第８実施形態］
次に、本発明の光通信ネットワークシステムに係る第８実施形態を図１−２６を参照して説明する。本実施形態は図１−２４，２５に示した第７の形態を元にした光通信ネットワークシステムであり、ファイバ断線などの障害が発生した場合の障害回避を考慮した構成を有するシステムである。
即ち、図１−１９，１−２０に示した第６実施形態や図１−２４，１−２５に示した第７実施形態では、１芯の光ファイバを用いて通信ノード装置とアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）との間を接続しているため、これらの間の光ファイバが切断されると特定の通信ノード装置１−７０１が孤立してしまうという問題点がある。
これに対して、本実施形態では、送受信系統の光ファイバを２重化して光ファイバ切断等の障害時においても特定の通信ノード装置が孤立しない方法を実現可能にしている。
即ち、図１−２６に示す第８実施形態では、入出力ポート数をそれぞれＮ個具備する（Ｎは整数）アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）１−１０１，１−１０２を備え、それぞれの４つの入力ポート１−２０１〜２０４，１−２０５〜２０８と４つの出力ポート１−３０１〜３０４，１−３０５〜３０８が本実施形態で用いられ、これらが１芯の光ファイバ１−５０１〜５１６を介して４つの通信ノード装置１−７０１〜７０４に接続されている。
通信ノード装置１−７０１は、送信器１−１１０１と受信器１−１２０１を有するトランシーバ１−１５０１と、送信器１−１１０２と受信器１−１２０２を有するトランシーバ１−１５０２を備えている。トランシーバ１−１５０１の送信器１−１１０１の出力端は光ファイバ１−５０２を介してアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）１−１０１の入力ポート１−２０１に接続され、受信器１−１２０１の入力端は光ファイバ１−５０１を介してアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）１−１０１の出力ポート１−３０１に接続されている。また、トランシーバ１−１５０２の送信器１−１１０２の出力端は光ファイバ１−５０３を介してアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）１０２の入力ポート１−２０５に接続され、受信器１−１２０２の入力端は光ファイバ１−５０４を介してアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）１−１０２の出力ポート１−３０５に接続されている。
通信ノード装置１−７０２は、送信器１−１１０３と受信器１−１２０３を有するトランシーバ１−１５０３と、送信器１−１１０４と受信器１−１２０４を有するトランシーバ１−１５０４を備えている。トランシーバ１−１５０３の送信器１−１１０３の出力端は光ファイバ１−５０５を介してアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）１−１０１の入力ポート１−２０２に接続され、受信器１−１２０３の入力端は光ファイバ１−５０６を介してアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）１−１０１の出力ポート１−３０２に接続されている。また、トランシーバ１−１５０４の送信器１−１１０４の出力端は光ファイバ１−５０７を介してアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）１−１０２の入力ポート１−２０６に接続され、受信器１−１２０４の入力端は光ファイバ１−５０８を介してアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）１−１０２の出力ポート１−３０６に接続されている。
通信ノード装置１−７０３は、送信器１−１１０５と受信器１−１２０５を有するトランシーバ１−１５０５と、送信器１−１１０６と受信器１−１２０６を有するトランシーバ１−１５０６を備えている。トランシーバ１−１５０５の送信器１−１１０５の出力端は光ファイバ１−５０９を介してアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）１−１０１の入力ポート１−２０３に接続され、受信器１−１２０５の入力端は光ファイバ１−５１０を介してアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）１−１０１の出力ポート１−３０３に接続されている。また、トランシーバ１−１５０６の送信器１−１１０６の出力端は光ファイバ１−５１１を介してアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）１−１０２の入力ポート１−２０７に接続され、受信器１−１２０６の入力端は光ファイバ１−５１２を介してアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）１−１０２の出力ポート１−３０７に接続されている。
通信ノード装置１−７０４は、送信器１−１１０７と受信器１−１２０７を有するトランシーバ１−１５０７と、送信器１−１１０８と受信器１−１２０８を有するトランシーバ１−１５０８を備えている。トランシーバ１−１５０７の送信器１−１１０７の出力端は光ファイバ１−５１３を介してアレイ導波路回析格子（ＡＷＧ）１−１０１の入力ポート１−２０４に接続され、受信器１−１２０７の入力端は光ファイバ１−５１４を介して通アレイ導波路回析格子（ＡＷＧ）１−１０１の出力ポート１−３０４に接続されている。また、トランシーバ１−１５０８の送信器１−１１０８の出力端は光ファイバ１−５１５を介してアレイ導波路回析格子（ＡＷＧ）１−１０２の入力ポート１−２０８に接続され、受信器１−１２０８の入力端は光ファイバ１−５１６を介してアレイ導波路回析格子（ＡＷＧ）１−１０２の出力ポート１−３０８に接続されている。
上記構成のように２重化冗長構成を持たせることによって、送受信系統の光ファイバが２重化されているので、光ファイバ切断等の障害時においても特定の通信ノード装置が孤立することがない。
尚、トランシーバ１−１５０１〜１５０８とアレイ導波路回析格子（ＡＷＧ）１−１０１，１−１０２との間を２心の光ファイバを用いて接続してもよい。
［第９実施形態］
次に、本発明の光通信ネットワークシステムに係る第９実施形態を図１−２７を参照して説明する。本実施形態は、第８実施形態と同様に、図１−２４，１−２５に示した第７の形態を元にしたシステムであり、ファイバ断線などの障害が発生した場合の障害回避を考慮した構成を有するシステムである。
即ち、第９実施形態では、第７実施形態の構成を２つ重畳させることにより、通信ノード装置とアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）との間を接続している光ファイバ切断等の障害時においても特定の通信ノード装置が孤立しない方法を実現可能にしている。また、第９実施形態の構成では、１芯の光ファイバを用いて構成しており、各通信ノード装置とアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）の送受信ポートには、光サーキュレータなどの光非相反回路が設けられている。
図１−２７に示す第９実施形態では、入出力ポート数がそれぞれＮ個ずつ備わるアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）を２個１−１０１，１−１０２備え、Ｎ個の中からそれぞれの４つの入力ポート１−２０１〜２０４，１−２０５〜２０８と４つの出力ポート１−３０１〜３０４，１−３０５〜３０８が用いられ、これらが光非相反回路１−１００１〜１０１６及び１芯の光ファイバ１−５０１〜５０８を介して４つの通信ノード装置１−７０１〜７０４に接続されている。
通信ノード装置１−７０１は、送信器１−１１０１と受信器１−１２０１及び非相反回路１−１００１を有する光ＤＥＭＵＸデバイス１−１４０１と、送信器１−１１０２と受信器１−１２０２及び非相反回路１−１００２を有する光ＤＥＭＵＸデバイス１−１４０２を備えている。
非相反回路１−１００１は送信器１−１１０１の出力端と受信器１−１２０１の入力端に接続されると共に光ファイバ１−５０１及び非相反回路１−１００５を介してアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）１−１０１の入力ポート１−２０１と出力ポート１−３０１に接続されている。
非相反回路１−１００２は送信器１−１１０２の出力端と受信器１−１２０２の入力端に接続されると共に光ファイバ１−５０２及び非相反回路１−１０１３を介してアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）１−１０２の入力ポート１−２０５と出力ポート１−３０５に接続されている。
通信ノード装置１−７０２は、送信器１−１１０３と受信器１−１２０３及び非相反回路１−１００３を有する光ＤＥＭＵＸデバイス１−１４０３と、送信器１−１１０４と受信器１−１２０４及び非相反回路１−１００４を有する光ＤＥＭＵＸデバイス１−１４０４を備えている。
非相反回路１−１００３は送信器１−１１０３の出力端と受信器１−１２０３の入力端に接続されると共に光ファイバ１−５０３及び非相反回路１−１００６を介してアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）１−１０１の入力ポート１−２０２と出力ポート１−３０２に接続されている。
非相反回路１−１００４は送信器１−１１０４の出力端と受信器１−１２０４の入力端に接続されると共に光ファイバ１−５０４及び非相反回路１−１０１４を介してアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）１−１０２の入力ポート１−２０６と出力ポート１−３０６に接続されている。
通信ノード装置１−７０３は、送信器１−１１０５と受信器１−１２０５及び非相反回路１−１００９を有する光ＤＥＭＵＸデバイス１−１４０５と、送信器１−１１０６と受信器１−１２０６及び非相反回路１−１０１０を有する光ＤＥＭＵＸデバイス１−１４０６を備えている。
非相反回路１−１００９は送信器１−１１０５の出力端と受信器１−１２０５の入力端に接続されると共に光ファイバ１−５０５及び非相反回路１−１００７を介してアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）１−１０１の入力ポート１−２０３と出力ポート１−３０３に接続されている。
非相反回路１−１０１０は送信器１−１１０６の出力端と受信器１−１２０６の入力端に接続されると共に光ファイバ１−５０６及び非相反回路１−１０１５を介してアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）１−１０２の入力ポート１−２０７と出力ポート１−３０７に接続されている。
通信ノード装置１−７０４は、送信器１−１１０７と受信器１−１２０７及び非相反回路１−１０１１を有する光ＤＥＭＵＸデバイス１−１４０７と、送信器１−１１０８と受信器１−１２０８及び非相反回路１−１０１２を有する光ＤＥＭＵＸデバイス１−１４０８を備えている。
非相反回路１−１０１１は送信器１−１１０７の出力端と受信器１−１２０７の入力端に接続されると共に光ファイバ１−５０７及び非相反回路１−１００８を介してアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）１−１０１の入力ポート１−２０４と出力ポート１−３０４に接続されている。
非相反回路１−１０１２は送信器１−１１０８の出力端と受信器１−１２０８の入力端に接続されると共に光ファイバ１−５０８及び非相反回路１−１０１６を介してアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）１−１０２の入力ポート１−２０８と出力ポート１−３０８に接続されている。
上記構成のように２重化冗長構成を持たせるによって、送受信系統の光ファイバが２重化されているので、光ファイバ切断等の障害時においても特定の通信ノード装置が孤立することがない。
また、上記２重化冗長構成を持つ場合、１芯の光ファイバを用いた場合でも、２芯の光ファイバを用いた場合でも、同時に双方向に信号光を伝送することにより、当該一方向の光ファイバが切断されても、特定の通信ノード装置が孤立することはなく、より安定なネットワーク構成を実現することができる。
［第１０実施形態］
次に、本発明の光通信ネットワークシステムに係る第１０実施形態を図１−２８を参照して説明する。図１−２８において、図１−２７に示した第９実施形態と同一構成部分は同一符号をもって表しその説明を省略する。また、第１０実施形態と第９実施形態との相違点は、前述した第９実施形態における送信器１−１１０１〜１１０８に代えて可変波長光源を用いた送信器１−９０１〜９０８を備えたことである。
この様に、波長可変光源を有する送信器１−９０１〜９０８を用いることにより、論理的リングネットワークトポロジーを構成している場合、信号光の波長を可変して、障害が発生して通信不能になった通信ノード装置をスキップして（飛び越して）障害を回避することが可能である。尚、波長可変光源に代えて多波長光源アレイを用いても同様の効果を得ることができる。
［第１１実施形態］
第１１実施形態では、第６実施形態の光通信ネットワークシステムに上記第１０実施形態のような波長可変光源を有する送信器を適用した一例について図１−２９，１−３０を参照して説明する。図１−２９は第１１実施形態における光通信ネットワークシステムの物理的ネットワークトポロジとその構成を示す図、図１−３０は第１１実施形態における光ネットワークシステムの論理的ネットワークトポロジと構成を示す図である。
図１−２９，１−３０において、図１−１９，１−２０に示す第６実施形態と同一構成部分はっ同一符号をもって表しその説明を省略する。
本実施形態は、第６実施形態と同様に、論理的リングネットワークトポロジを持つ波長配置を有し、４つの通信ノード装置１−７０１〜７０４を収容するネットワーク構成であり、信号はすべての通信ノード装置１−７０１〜７０４を一周している。本実施形態では、単方向、あるいは双方向に信号光を伝送させることを特徴としているが、特定の光ファイバ断線、あるいは特定の通信ノード装置の障害に対して、障害が発生した地点の直前の通信ノード装置から障害が発生した通信ノード装置をスキップして（飛び越して）次の通信ノード装置に送信するように、各通信ノード装置１−７０１〜７０４に配置された波長可変光源によって送信波長を選択することを特徴としている。
例えば、図１−２９に示すように、通信ノード装置１−７０１とアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）１−１０１との間の通信が不能になったとき、すなわち、論理的リングネットワークトポロジにおいて通信ノード装置１−７０１と通信ノード装置１−７０２，１−７０４との間の通信が不能になったとき、図１−３０に示すように、通信ノード装置１−７０２，１−７０４のそれぞれにおいて通信ノード装置１−７０１との通信に用いていた信号光の波長を波長λ１に代えることにより通信ノード装置１−７０１をスキップして（飛び越して）通信ノード装置１−７０２と通信ノード装置１−７０４との間の通信を確立した論理的リングネットワークトポロジを形成することができる。これにより、障害が発生した場合、通信可能な通信ノード装置間での論理的リングネットワークトポロジを確立して通信を維持することができる。
尚、上記のような障害が発生したときにこれを検出して自動的に信号光の波長を切り替えるようにすることは容易に可能であり、この様に自動的に信号光の波長を切り替えることにより、障害発生時の対処を高速でしかも安定に行うことができる。
〔第１２実施形態〕
次に、本発明の光通信ネットワークシステムに係る第１２実施形態を図１−３１を参照して説明する。図１−３１は第１２実施形態の光通信ネットワークシステムの物理的ネットワークトポロジとその構成を示す図である。
第１２実施形態のシステムは、前述した第７実施形態における送信器１−１１０１〜１１０４に代えて波長可変光源を有する送信器１−９０１〜９０４を設けると共に、受信器１−１２０１〜１２０４と非相反回路（光サーキュレータ）１−１００１〜１００４との間に波長可変フィルタ１−１５０１〜１５０４を設けたシステムである。ここでは、例として、４個の通信ノード装置１−７０１〜７０４を１芯の光ファイバ８０１〜８０４で接続する場合について説明する。
各通信ノード装置１−７０１〜７０４には所望の通信ノード装置に向けて信号を送信するための波長可変光源を有する送信器１−９０１〜９０４と、他の通信ノード装置から送られてきた種々の波長の信号光のうちの１つの波長の信号光を選別するための波長可変フィルタ１−１５０１〜１５０４を配置している。
この例では、受信器１−１２０１〜１２０４と可変波長フィルタ１−１５０１〜１５０４は各通信ノード装置に一対具備する例を示したが、もちろん複数の波長の信号光を同時に受信するために、複数対の受信器と波長可変フィルタを配置してもよい。
論理的ネットワークトポロジを変更する場合や通信ノード装置を追加する場合、その通信ノード装置との送受信に関連する通信ノード装置においては送信用の光源の波長を変化させる必要があるが、同時に、受信側も、多くの波長を選択して受信する必要があるため、受信した波長に応じた波長可変フィルタを設置することにより、必要以上の受信器を配置する必要がないので、経済的に優れている。
尚、この実施形態では、１芯光ファイバを用いた単一経路の場合について説明したが、冗長化された構成や２芯光ファイバを用いた場合でも同様である。さらに、通信ノード装置の数も４に限定されるものではない。
〔第１３実施形態〕
次に、本発明の光通信ネットワークシステムに係る第１３実施形態を図１−３２を参照して説明する。
図１−３２は第１３実施形態のネットワーク構成を示す図で、一例として、４個の通信ノード装置１−７０１〜７０４を２芯光ファイバ１−５０１〜５０８で接続する構成を示している。もちろん通信ノード装置の数は４に限定されるものではない。
図１−３２において、１−１０１は前述と同様のアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）、１−７０１〜７０４は通信ノード装置、１−１６０１は中央制御装置、１−１８０１〜１８１６はＷＤＭカプラである。
通信ノード装置１−７０１〜７０４は、中央制御装置と通信を行うための制御用送受信器１−１７０１〜１７０４と、他のノード装置との通信を行うためのデータ送受信用の送受信器１−２５０１〜２５０４、ＷＤＭカプラ１−１８０１〜１８０８、分流器１−２１０１〜２１０４を備えている。
制御用送受信器１−１７０１〜１７０４は制御用信号受信部１−１９０１〜１９０４と制御用信号送信部１−２００１〜２００４を備え、制御用信号受信部１−１９０１〜１９０４の入力端はＷＤＭカプラ１−１８０２，１８０４，１８０６，１８０８に接続され、管理用信号送信部１−２００１〜２００４の出力端はＷＤＭカプラ１−１８０１，１８０３，１８０５，１８０７に接続されている。制御信号受信部１−１９０１〜１９０４は中央制御装置１−１６０１から送られてくる制御信号を受信し、制御信号送信部１−２００１〜２００４は中央制御装置１−１６０１へ制御信号を送信する。
送受信器１−２５０１〜２５０４は、波長可変光源を有する送信器１−９０１〜９０４とモニタフォトディテクタ（以下、モニタＰＤと称する）１−２２０１〜２２０４と、波長可変フィルタ１−１５０１〜１５０４を備えた受信器１−１２０１〜１２０４を備えている。
送信器１−９０１〜９０４の出力端は分流器１−２１０１〜２１０４を介してＷＤＭカプラ１−１８０１，１８０３，１８０５，１８０７とモニタＰＤ１−２２０１〜２２０４に接続されている。また、受信器１−１２０１〜１２０４の入力端は波長可変フィルタ１−１５０１〜１５０４を介してＷＤＭカプラ１−１８０２，１８０４，１８０６，１８０８に接続されている。
ＷＤＭカプラ１−１８０１，１８０３，１８０５，１８０７は、対向に配置されているＷＤＭカプラ１−１８０９〜１８１２をそれぞれ介して制御用送受信器１−１７０５〜１７０８の制御信号受信部１−１９０５〜１９０８とアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）１−１０１の入力ポート１−２０１〜２０４に接続されている。
中央制御装置１−１６０１は４つの制御用送受信器１−１７０５〜１７０８とその制御部１−１６００を有し、制御用送受信器１−１７０５〜１７０８は制御信号受信部１−１９０５〜１９０８と制御信号送信部１−２００５〜２００８を備えている。
制御信号送信部１−２００５〜２００８の出力端はＷＤＭカプラ１−１８１３〜１８１６の一方の入力端に接続され、ＷＤＭカプラ１−１８１３〜１８１６の他方の入力端は記述の順にアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）１−１０１の出力ポート１−３０１〜３０４に接続されている。さらに、ＷＤＭカプラ１−１８１３〜１８１６の出力端は対向に配置されているＷＤＭカプラ１−１８０２，１８０４，１８０６，１８０８の入力端に接続されている。
また、アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）１−１０１は、入力ポート１−２０１，２０２，２０３，２０４に入力された信号光を出力ポート１−３０２，３０３，３０４，３０１に記述の順に対応して出力するように設定されている。
上記構成の光通信ネットワークシステムでは、各通信ノード装置１−７０１〜７０４で送受信される信号光１−２３０１〜２３０８として、その波長が１．５ミクロン帯の光を用いている。同時に、このネットワークを管理するために、当該通信波長帯（１．５ミクロン帯）とは異なる波長、例えば１．３ミクロン帯の波長の光を管理用信号１−２４０１〜２４０８として用いている。
各通信ノード装置１−７０１〜７０４から送出された信号光１−２３０１〜２３０４と制御信号１−２４０１〜２４０４は、各通信ノード装置１−７０１〜７０４に配置されたＷＤＭカプラ１−１８０１，１８０３，１８０５，１８０７で合波された後にアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）１−１０１へ向けて送信される。当該アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）１−１０１方向に送信された信号光１−２３０１〜２３０４と制御信号１−２４０１〜２４０４は、当該アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）１−１０１に到達する前にＷＤＭカプラ１−１８０９〜１８１２で分波され、本信号１−２３０１〜２３０４はアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）１−１０１の入力ポート１−２０１〜２０４に導入され、制御信号１−２４０１〜２４０４は中央制御装置１−１６０１に配置された制御信号送受信部１−１７０５〜１７０８の制御信号受信部１−１９０５〜１９０８に導入され、各通信ノード装置１−７０１〜７０４の通信状態の制御を行うことができる。
さらに、各通信ノード装置１−７０１〜７０４にはモニタＰＤ１−２２０１〜２２０４が配置されているため、各通信ノード装置１−７０１〜７０４に配置した波長可変光源を有する送信器１−９０１〜９０４から送信された一部の光を分流器１−２１０１〜２１０４を介してモニタＰＤ１−２２０１〜２２０４に導入することにより、送信された本信号１−２３０１〜２３０４の光の状態を監視することができる。
中央制御装置１−１６０１からは、各通信ノード装置１−７０１〜７０４に対して制御信号１−２４０５〜２４０８を１．３ミクロン帯の光で送信し、その制御信号１−２４０５〜２４０８とアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）１−１０１の出力ポート１−３０１〜３０４から出力された信号光１−２３０４，２３０１，２３０２，２３０３とをＷＤＭカプラ１−１８１３〜１８１６を用いて合波し、各通信ノード装置１−７０１〜７０４へ送信する。
各通信ノード装置１−７０１〜７０４で受信された信号光１−２３０１〜２３０４と制御信号１−２４０５〜２４０８は、各通信ノード装置１−７０１〜７０４に配置されたＷＤＭカプラ１−１８０２，１８０４，１８０６，１８０８で再び分波され、信号光１−２３０１〜２３０４は波長可変フィルタ１−１５０１〜１５０４を介して各受信器１−１２０１〜１２０４に導入され、制御信号１−２４０５〜２４０８は各通信ノード装置１−７０１〜７０４に配置された制御信号送受信機１−１７０１〜１７０４に導入される。
この構成により、各通信ノード装置１−７０１〜７０４の状態やネットワークトポロジーの変更、あるいは通信ノード装置の挿入や離脱を中央制御装置１−１６０１で一元管理することが可能となる。ここで制御信号１−２４０１〜２４０８の光の波長として、１．３ミクロン帯の波長の光を用いたが、本信号用の光の波長と分離できるならばどの波長を用いてもよい。また、本実施形態では、制御信号１−２４０５〜２４０８を信号光１−２３０１〜２３０４と同じ光ファイバを通じて送受信する例を示しているが、この制御信号１−２４０５〜２４０８を当該光ファイバとは異なる別の光ファイバ、或いはインターネット等の別の通信経路を通じて送受信しても良い。
尚、前述した各実施形態に示した波長配置は、上記実施形態に限らず、使用するアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）１−１０１の入出カポートのどのポートに接続するかで決まるものであり、任意の波長配置が可能であることは言うまでもない。
［第１４実施形態］
図２−１は本発明の第１４実施形態における論理的ネットワークトポロジ可変の光ネットワークシステムの全体構成を示す図である。同図では、通信端末装置（２−１００１〜１００４）、アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）光入出力ポート（２−２０１〜２０４）それぞれを４としているが、２以上の整数であれば良い。また、図中ではアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）（２−１０１）及び中央制御装置（２−２００１）をそれぞれ１台として表しているが、冗長化構成を行った場合は複数台設置しても良い。
後述の主信号にはＩＴＵグリッド上に配置した１．５ミクロン帯の波長光が、制御信号には１．３ミクロン帯の波長光が好ましく使用できるが、これに限定されることなく主信号と制御信号には両信号を分離することが可能な波長光が適宜使用できる。また、後述のＷＤＭカップラには異なる光波長を持つ主信号と制御信号を分離または結合できるものが用いられている。
通信端末装置（２−１００１〜１００４）の光入出力ポート（２−９０１〜９０４））が光ファイバなどの光導波路（２−１８０１〜１８０４）によって通信ノード装置（２−３０１〜３０４）の通信端末装置側光入出力ポート（２−６０１〜６０４）に接続され、前記通信端末装置からの信号光は通信ノード装置（２−３０１〜３０４）によって、ＷＤＭ信号波長へと波長変換される。ＷＤＭ信号光は通信ノード装置（２−３０１〜３０４）のＷＤＭ光入出力ポート（２−４０１〜４０４））から出力され、光ファイバなどの光導波路（２−１４０１〜１４０４）によって接続されたＷＤＭカップラ（２−１２０１〜１２０４）によって伝送路となる光ファイバなどの光導波路（２−１１０１〜１１０４）へと導波され、次段のＷＤＭカップラ（２−１３０１〜１３０４）へと到達した後に、光ファイバなどの光導波路（２−１６０１〜１６０４）に導波され、アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）（２−１０１）の光入出力ポート（２−２０１〜２０４）へと導かれる。
アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）（２−１０１）では、入力する光信号の波長によって、異なる光ポートへの光レイヤでのルーティングを行う。したがって、通信端末装置（２−１００１〜１００４）からの出力信号光を通信ノード装置（２−３０１〜３０４）によって波長を変換することによって、アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）（２−１０１）により、対向設置されている任意の通信端末装置（２−１００１〜１００４）に自在に経路を向けることが可能となる。
通信ノード装置（２−３０１〜３０４）での波長変換機能を制御するに当たっては、中央制御装置（２−２００１）が、複数の通信ノード装置（２−３０１〜３０４）に対して一括に制御する。制御を行うに当たり、通信ノード装置（２−３０１〜３０４）と中央制御装置（２−２００１）の間で通信を行うが、図２−１では通信ノード装置（２−３０１〜３０４）からのＷＤＭ信号光を伝送している光ファイバなどの光導波路（２−１１０１〜１１０４）をその通信での伝送路として共用している。
ただし、共有することは必ずしも必要ではなく、別の光ファイバなどの光導波路を設置して集約機（２−１９０１）に接続しても良い。
通信ノード装置（２−３０１〜３０４）の制御信号入出力ポート（２−５０１〜５０４）からの制御信号は光ファイバなどの光導波路（２−１５０１〜１５０４）によってＷＤＭカップラ（２−１２０１〜１２０４）に届き、光ファイバなどの光導波路（２−１１０１〜１１０４）によって対向するＷＤＭカップラ（２−１３０１〜１３０４）へと到達する。その後、光ファイバなどの光導波路（２−１７０１〜１７０４）によって、集約機（２−１９０１）へと届き、全ての通信ノード装置（２−３０１〜３０４）からの制御信号が集約機（２−１９０１）に到達し、中央制御装置（２−２００１）の制御信号光入出力ポート（２−２２０１）へと届き、制御信号は中央制御装置（２００１）によって演算される。また、その逆に、中央制御装置（２−２００１）からの制御信号は中央制御装置の光入出力ポート（２−２２０１）→集約機（２−１９０１）→ＷＤＭカップラ（２−１３０１〜１３０４）→ＷＤＭカップラ（２−１２０１〜１２０４）→通信ノード装置（２−３０１〜３０４）の制御信号入出力ポート（２−５０１〜５０４）へと到達する。
通信ノード装置（２−３０１〜３０４）のそれぞれは通信ノード装置内部データベース（２−７０１〜７０４）と通信ノード装置外部データベース（２−８０１〜８０４）（ノードデータベース）が接続されており、中央制御装置（２−２００１）では中央制御装置内部データベース（２−２３０１）と中央制御装置外部データベース（２−２４０１）（中央データベース）が接続される。
［第１５実施形態］
図３−１は本発明に係る光通信ネットワークシステムの第１５実施形態を示すもので、アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）、および集約器の構成をネットワーク構成と共に図示しており、通信ノード装置内部に光スイッチを導入した事例を示している。図中の３−１０，２０，３０，４０は通信ノード装置、３−５１はアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）、３−６１は集約機、３−６２は中央制御装置、３−７１〜７８と３−８１〜８８は光ファイバ等の光伝送路である。
図３−１に示したシステムは４個の通信ノード装置３−１０，２０，３０，４０がアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）３−５１に光ファイバによって物理的に接続された物理的スターネットワークトポロジを有する。
後述の主信号にはＩＴＵグリッド上に配置した１．５ミクロン帯の波長光が、制御信号には１．３ミクロン帯の波長光が好ましく使用できるが、これに限定されることなく主信号と制御信号には両信号を分離することが可能な波長光が適宜使用できる。また、後述のＷＤＭカップラには異なる光波長を持つ主信号と制御信号を分離または結合できるものが用いられている。
通信ノード装置３−１０は、アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）３−５１からの入力信号を主信号と制御信号とに分離する第１ＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ；波長分割多重）カップラ３−１１ａと、第１ＷＤＭカップラ３−１１ａからの主信号を波長別に分波する分波器３−１２ａと、分波器３−１２ａからの主信号の方路を変更送出する４×４の第１光スイッチ３−１３ａと、第１光スイッチ３−１３ａからの主信号が送出される４個の光検出器３−１４ａ１，１４ｂ１，１４ｃ１，１４ｄ１とを備える。
また、通信ノード装置３−１０は、出力側に変調器３−１４ａ３，１４ｂ３，１４ｃ３，１４ｄ３をそれぞれ有するＳＳＧ−ＤＢＲレーザ等の４個の波長可変光源３−１４ａ２，１４ｂ２，１４ｃ２，１４ｄ２と、各波長可変光源３−１４ａ２，１４ｂ２，１４ｃ２，１４ｄ２からの変調後の主信号の方路を変更する４×４の第２光スイッチ３−１３ｂと、第２光スイッチ３−１３ｂからの主信号を合波する合波器３−１２ｂと、合波器３−１２ｂからの主信号にノード制御部３−１５からの制御信号を結合して出力する第２ＷＤＭカップラ３−１１ｂとを備える。各波長可変光源３−１４ａ２，１４ｂ２，１４ｃ２，１４ｄ２として直接変調機能を有するものを使用する場合には各変調器３−１４ａ３，１４ｂ３，１４ｃ３，１４ｄ３は必ずしも必要ではない。また、各波長可変光源３−１４ａ２，１４ｂ２，１４ｃ２，１４ｄ２は前記の各光検出器３−１４ａ１，１４ｂ１，１４ｃ１，１４ｄ１とそれぞれ対を成していて全体として主信号送受信部３−１４を構成している。
さらに、通信ノード装置３−１０は、第１ＷＤＭカップラ３−１１ａに接続された入力ポート３−１５ａ１と、第２ＷＤＭカップラ３−１１ｂに接続された出力ポート３−１５ａ２と、マイコン構成の制御回路（図示省略）を有する通信ノード装置制御部３−１５を備える。この制御回路は、第１ＷＤＭカップラ３−１１ａからの制御信号に基づいて各波長可変光源３−１４ａ２，１４ｂ２，１４ｃ２，１４ｄ２の出力波長と各光スイッチ３−１３ａ，１３ｂの光路を制御すると共に、通信ノード装置３−１０の通信状態情報を含む制御信号を第２ＷＤＭカップラ３−１１ｂに送出する役目を果たす。
他の３個の通信ノード装置３−２０，３０，４０の構成は前記通信ノード装置３−１０と同じ構成を有している。因みに、３−２１ａ，３１ａ，４１ａは第１ＷＤＭカップラ、３−２２ａ，３２ａ，４２ａは分波器、３−２３ａ，３３ａ，３−４３ａは４×４の第１光スイッチ、３−２４，３４，４４は主信号送受信部、３−２４ａ１，２４ｂ１，２４ｃ１，２４ｄ１，３４ａ１，３４ｂ１，３４ｃ１，３４ｄ１，４４ａ１，４４ｂ１，４４ｃ１，４４ｄ１は光検出器、３−２４ａ２，２４ｂ２，２４ｃ２，２４ｄ２，３４ａ２，３４ｂ２，３４ｃ２，３４ｄ２，４４ａ２，４４ｂ２，４４ｃ２，４４ｄ２は波長可変光源、３−２４ａ３，２４ｂ３，２４ｃ３，２４ｄ３，３４ａ３，３４ｂ３，３４ｃ３，３４ｄ３，４４ａ３，４４ｂ３，４４ｃ３，４４ｄ３は変調器、３−２３ｂ，３３ｂ，４３ｂは４×４の第２光スイッチ、３−２２ｂ，３２ｂ，４２ｂは合波器、３−２１ｂ，３１ｂ，４１ｂは第２ＷＤＭカップラ、３−２５，３５，４５はノード制御部、３−２５ａ１，３５ａ１，４５ａ１は入力ポート、３−２５ａ２，３５ａ２，４５ａ２は出力ポートである。
アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）３−５１は、４個の入力ポート３−５１ａ〜５１ｄと４個の出力ポート３−５１ｅ〜５１ｈを有する４×４のＡＷＧ（Ａｒｒａｙｅｄ  Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ  Ｇｒａｔｉｎｇ；アレイ導波路回折格子）型合分波器からなり、各入力ポート３−５１ａ〜５１ｄに対応して設けられた４個のＷＤＭカップラ３−５２ａ〜５２ｄと、アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）３−５１の各出力ポート３−５１ｅ〜５１ｈに対応して設けられた４個のＷＤＭカップラ３−５２ｅ〜５２ｈとを備える。入力ポート側の各ＷＤＭカップラ３−５２ａ〜５２ｄは、各通信ノード装置３−１０，２０，３０，４０からの入力信号を主信号と制御信号とに分離して、制御信号を集約機６１に送出し主信号を各入力ポート３−５１ａ〜５１ｄに送出する役目を果たす。また、出力側の各ＷＤＭカップラ３−５２ｅ〜５２ｈは、集約機３−６１からの制御信号をアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）３−５１からの出力信号に結合する役目を果たす。
集落器３−６１は、中央制御装置３−６２が接続され、アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）３−５１の各ＷＤＭカップラ３−５２ａ〜５２ｄに対応した４個の入力ポート３−６１ａ１，６１ｂ１，６１ｃ１，６１ｄ１と、各ＷＤＭカップラ３−５２ｅ〜５２ｈに対応し入力ポート３−６１ａ１，６１ｂ１，６１ｃ１，６１ｄ１と対を成す４個の出力ポート３−６１ａ２，６１ｂ２，６１ｃ２，６１ｄ２と、中央制御装置３−６２との間で制御信号の送受を行う主入力ポート３−６１ｅ１及び主出力ポート３−６１ｅ２とを備える。中央制御装置３−６２は、集約機３−６１の主出力ポート３−６１ｅ２に接続された入力ポート３−６２ａ１と、主入力ポート３−６１ｅ１に接続された出力ポート３−６２ａ２と、マイコン構成の制御回路（図示省略）とを備える。この制御回路は、集約機３−６１の４対の入出力ポートの何れか１つを主入力ポート３−６１ｅ１及び主出力ポート３−６１ｅ２に切り替え接続して、波長変更情報を含む制御信号を所定の主力ポートから出力すると共に、所定の入力ポートからの通信状態情報を含む制御信号を取り込んで同制御信号に基づいて各通信ノード装置の通信状態を監視する役目を果たす。
光伝送路３−７１は通信ノード装置３−１０の第１ＷＤＭカップラ３−１１ａの入力側とアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）３−５１のＷＤＭカップラ３−５２ｅの出力側とを接続し、光伝送路３−７２は通信ノード装置３−１０の第２ＷＤＭカップラ３−１１ｂの出力側とアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）３−５１のＷＤＭカップラ３−５２ａの入力側とを接続している。光伝送路３−７３は通信ノード装置３−２０の第１ＷＤＭカップラ３−２１ａの入力側とアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）３−５１のＷＤＭカップラ３−５２ｆの出力側とを接続し、光伝送路３−７４は通信ノード装置３−２０の第２ＷＤＭカップラ３−２１ｂの出力側のとアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）３−５１のＷＤＭカップラ３−５２ｂの入力側とを接続している。光伝送路３−７５は通信ノード装置３−３０の第１ＷＤＭカップラ３−３１ａの入力側とアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）３−５１のＷＤＭカップラ３−５２ｇの出力側とを接続し、光伝送路３−７６は通信ノード装置３−３０の第２ＷＤＭカップラ３−３１ｂの出力側とアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）３−５１のＷＤＭカップラ３−５２ｃの入力側とを接続している。光伝送路３−７７は通信ノード装置３−４０の第１ＷＤＭカップラ３−４１ａの入力側とアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）３−５１のＷＤＭカップラ３−５２ｈの出力側とを接続し、光伝送路３−７８は通信ノード装置３−４０の第２ＷＤＭカップラ３−４１ｂの出力側とアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）３−５１のＷＤＭカップラ３−５２ｄの入力側とを接続している。
光伝送路３−８１はアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）３−５１のＷＤＭカップラ３−５２ａの出力側と集約機３−６１の入力ポート３−６１ａ１とを接続し、光伝送路３−８２はアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）３−５１のＷＤＭカップラ３−５２ｅの入力側と集約機３−６１の出力ポート３−６１ａ２とを接続している。光伝送路３−８３はアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）３−５１に備えられたのＷＤＭカップラ３−５２ｂの出力側と集約機３−６１の入力ポート３−６１ｂ１とを接続し、光伝送路３−８４はアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）３−５１のＷＤＭカップラ３−５２ｆの入力側と集約機３−６１の出力ポート３−６１ｂ２とを接続している。光伝送路３−８５はアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）３−５１のＷＤＭカップラ３−５２ｃの出力側と集約機３−６１の入力ポート３−６１ｃ１とを接続し、光伝送路３−８６はアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）３−５１のＷＤＭカップラ３−５２ｇの入力側と集約機３−６１の出力ポート３−６１ｃ２とを接続している。光伝送路３−８７はアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）３−５１のＷＤＭカップラ３−５２ｄの出力側と集約機３−６１の入力ポート３−６１ｄ１とを接続し、光伝送路３−８８はアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）３−５１のＷＤＭカップラ３−５２ｈの入力側と集約機３−６１の出力ポート３−６１ｄ２とを接続している。
以下に、スター型物理的ネットワークトポロジを有する図３−１に示したシステムによって構成可能な各種の論理的ネットワークトポロジについて説明する。
アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）５１として図３−２Ａに示すような波長周回性を有するものを用いて、図３−２Ｂに示すようなフルメッシュ型論理的ネットワークトポロジを構成する場合には、各通信ノード装置３−１０，２０，３０，４０の各波長可変光源の波長をλ１，λ２，λ３，λ４に設定し、各波長の主信号を第２光スイッチ３−１３ｂ，２３ｂ，３３ｂ，４３ｂを介して各合波器３−１２ｂ，２２ｂ，３２ｂ，４２ｂに送出すると共に、各分波器３−１２ａ，２２ａ，３２ａ，４２ａで分波された各波長の主信号を第１光スイッチ３−１３ａ，２３ａ，３３ａ，４３ａを介して各光検出器に送出する。
このフルメッシュ型論理的ネットワークトポロジにあっては、図３−２Ｂに示すように、通信ノード装置３−１０と通信ノード装置３−２０は波長λ２と波長λ４の主信号で通信し、通信ノード装置３−１０と通信ノード装置３−３０は波長λ３と波長λ３の主信号で通信し、通信ノード装置３−１０と通信ノード装置３−４０は波長λ２と波長λ４の主信号で通信し、通信ノード装置３−２０と通信ノード装置３−３０は波長λ２と波長λ４の主信号で通信し、通信ノード装置３−２０と通信ノード装置３−４０は波長λ３と波長λ３の主信号で通信し、通信ノード装置３−３０と通信ノード装置３−４０は波長λ２と波長λ４の主信号で通信する。
アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）３−５１として図３−３Ａに示すような波長周回性を有するものを用い、且つ、同図中に網掛けで示した波長の主信号を使用して、図３−３Ｂに示すようなリング型論理的ネットワークトポロジを構成する場合には、図３−４に示すように、通信ノード装置３−１０の波長可変光源３−１４ａ２の波長をλ３に設定し、波長可変光源３−１４ｂ２の波長をλ２に設定すると共に、波長可変光源３−１４ａ２からの波長λ３の主信号が合波器３−１２ｂの入力ポートＰ３に送出され、波長可変光源３−１４ｂ２からの波長λ２の主信号が合波器３−１２ｂの入力ポートＰ２に送出されるように第２光スイッチ３−１３ｂの光路を設定する。また、分波器３−１２ａの出力ポートＰ３からの波長λ３の主信号が光検出器３−１４ａ１に送出され、出力ポートＰ４からの波長λ４の主信号が光検出器３−１４ｂ１に入力されるように第１光スイッチ３−１３ａの光路を設定する。
また、通信ノード装置３−２０の波長可変光源３−２４ａ２の波長をλ４に設定し、波長可変光源３−２４ｂ２の波長をλ３に設定すると共に、波長可変光源３−２４ａ２からの波長λ４の主信号が合波器３−２２ｂの入力ポートＰ４に送出され、波長可変光源３−２４ｂ２からの波長λ３の主信号が合波器３−２２ｂの入力ポートＰ３に送出されるように第２光スイッチ３−２３ｂの光路を設定する。また、分波器３−２２ａの出力ポートＰ２からの波長λ２の主信号が光検出器３−２４ａ１に送出され、出力ポートＰ３からの波長λ３の主信号が光検出器３−２４ｂ１に入力されるように第１光スイッチ３−２３ａの光路を設定する。
さらに、通信ノード装置３−３０の波長可変光源３−３４ａ２の波長をλ３に設定し、波長可変光源３−３４ｂ２の波長をλ２に設定すると共に、波長可変光源３−３４ａ２からの波長λ３の主信号が合波器３−３２ｂの入力ポートＰ３に送出され、波長可変光源３−３４ｂ２からの波長λ２の主信号が合波器３−３２ｂの入力ポートＰ２に送出されるように第２光スイッチ３−３３ｂの光路を設定する。また、分波器３−３２ａの出力ポートＰ３からの波長λ３の主信号が光検出器３−３４ａ１に送出され、出力ポートＰ４からの波長λ４の主信号が光検出器３−３４ｂ１に入力されるように第１光スイッチ３−３３ａの光路を設定する。
さらに、通信ノード装置３−４０の波長可変光源３−４４ａ２の波長をλ３に設定し、波長可変光源３−４４ｂ２の波長をλ４に設定すると共に、波長可変光源３−４４ａ２からの波長λ３の主信号が合波器３−４２ｂの入力ポートＰ３に送出され、波長可変光源３−４４ｂ２からの波長λ４の主信号が合波器３−４２ｂの入力ポートＰ４に送出されるように第２光スイッチ３−４３ｂの光路を設定する。また、分波器３−４２ａの出力ポートＰ２からの波長λ２の主信号が光検出器３−４４ｂ１に送出され、出力ポートＰ３からの波長λ３の主信号が光検出器３−４４ａ１に入力されるように第１光スイッチ３−４３ａの光路を設定する。
このリング型論理的ネットワークトポロジにあっては、図３−３Ｂに示すように、通信ノード装置３−１０と通信ノード装置３−２０は波長λ２と波長λ４の主信号で通信し、通信ノード装置３−２０と通信ノード装置３−４０は波長λ３と波長λ３の主信号で通信し、通信ノード装置３−３０と通信ノード装置３−４０は波長λ２と波長λ４の主信号で通信し、通信ノード装置３−１０と通信ノード装置３−３０は波長λ３と波長λ３の主信号で通信する。
アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）３−５１として図３−５Ａに示すような波長周回性を有するものを用い、且つ、同図中に網掛けで示した波長の主信号を使用して、図３−５Ｂに示すようなスター型論理的ネットワークトポロジを構成する場合には、図３−６に示すように、通信ノード装置３−１０の波長可変光源３−１４ｂ２の波長をλ２に設定すると共に、波長可変光源３−１４ｂ２からの波長λ２の主信号が合波器３−１２ｂの入力ポートＰ２に送出されるように第２光スイッチ３−１３ｂの光路を設定する。また、分波器３−１２ａの出力ポートＰ４からの波長λ４の主信号が光検出器３−１４ｂ１に入力されるように第１光スイッチ３−１３ａの光路を設定する。
また、通信ノード装置３−２０の波長可変光源３−２４ａ２の波長をλ４に設定し、波長可変光源３−２４ｂ２の波長をλ３に設定し、波長可変光源３−２４ｃ２の波長をλ２に設定すると共に、波長可変光源３−２４ａ２からの波長λ４の主信号が合波器３−２２ｂの入力ポートＰ４に送出され、波長可変光源３−２４ｂ２からの波長λ３の主信号が合波器３−２２ｂの入力ポートＰ３に送出され、波長可変光源３−２４ｃ２からの波長λ２の主信号が合波器３−２２ｂの入力ポートＰ２に送出されるように第２光スイッチ３−２３ｂの光路を設定する。また、分波器３−２２ａの出力ポートＰ２からの波長λ２の主信号が光検出３−器２４ａ１に送出され、出力ポートＰ３からの波長λ３の主信号が光検出器３−２４ｂ１に送出され、出力ポートＰ４からの波長λ４の主信号が光検出器３−２４ｃ１に入力されるように第１光スイッチ３−２３ａの光路を設定する。
さらに、通信ノード装置３−３０の波長可変光源３−３４ａ２の波長をλ４に設定すると共に、波長可変光源３−３４ａ２からの波長λ４の主信号が合波器３−３２ｂの入力ポートＰ４に送出されるように第２光スイッチ３−３３ｂの光路を設定する。また、分波器３−３２ａの出力ポートＰ２からの波長λ２の主信号が光検出器３−３４ａ１に入力されるように第１光スイッチ３−３３ａの光路を設定する。
さらに、通信ノード装置３−４０の波長可変光源３−４４ａ２の波長をλ３に設定すると共に、波長可変光源３−４４ａ２からの波長λ３の主信号が合波器３−４２ｂの入力ポートＰ３に送出されるように第２光スイッチ３−４３ｂの光路を設定する。また、分波器３−４２ａの出力ポートＰ３からの波長λ３の主信号が光検出器３−４４ａ１に入力されるように第１光スイッチ３−４３ａの光路を設定する。
このスター型論理的ネットワークトポロジにあっては、図３−５Ｂに示すように、通信ノード装置３−１０と通信ノード装置３−２０は波長λ２と波長λ４の主信号で通信し、通信ノード装置３−２０と通信ノード装置３−４０は波長λ３と波長λ３の主信号で通信し、通信ノード装置３−２０と通信ノード装置３−３０は波長λ２と波長λ４の主信号で通信する。
アレイ導波路回析格子（ＡＷＧ）３−５１として図３−７Ａに示すような波長周回性を有するものを用い、且つ、同図中に網掛けで示した波長の主信号を使用して、図３−７Ｂに示すようなメッシュ型論理的ネットワークトポロジを構成する場合には、図３−８に示すように、通信ノード装置３−１０の波長可変光源３−１４ａ２の波長をλ３に設定し、波長可変光源３−１４ｂ２の波長をλ２に設定すると共に、波長可変光源３−１４ａ２からの波長λ３の主信号が合波器３−１２ｂの入力ポートＰ３に送出され、波長可変光源３−１４ｂ２からの波長λ２の主信号が合波器３−１２ｂの入力ポートＰ２に送出されるように第２光スイッチ３−１３ｂの光路を設定する。また、分波器１２ａの出力ポートＰ３からの波長λ３の主信号が光検出器３−１４ａ１に送出され、出力ポートＰ４からの波長λ４の主信号が光検出器３−１４ｂ１に入力されるように第１光スイッチ３−１３ａの光路を設定する。
また、通信ノード装置３−２０の波長可変光源３−２４ａ２の波長をλ４に設定し、波長可変光源３−２４ｂ２の波長をλ３に設定し、波長可変光源３−２４ｃ２の波長をλ２に設定すると共に、波長可変光源３−２４ａ２からの波長λ４の主信号が合波器３−２２ｂの入力ポートＰ４に送出され、波長可変光源３−２４ｂ２からの波長λ３の主信号が合波器３−２２ｂの入力ポートＰ３に送出され、波長可変光源３−２４ｃ２からの波長λ２の主信号が合波器３−２２ｂの入力ポートＰ２に送出されるように第２光スイッチ３−２３ｂの光路を設定する。また、分波器３−２２ａの出力ポートＰ２からの波長λ２の主信号が光検出器３−２４ａ１に送出され、出力ポートＰ３からの波長λ３の主信号が光検出３−２４ｂ１に送出され、出力ポートＰ４からの波長λ４の主信号が光検出器３−２４ｃ１に入力されるように第１光スイッチ３−２３ａの光路を設定する。
さらに、通信ノード装置３−３０の波長可変光源３−３４ａ２の波長をλ３に設定し、波長可変光源３−３４ｂ２の波長をλ２に設定し、波長可変光源３−３４ｃ２の波長をλ４に設定すると共に、波長可変光源３−３４ａ２からの波長λ３の主信号が合波器３２ｂの入力ポートＰ３に送出され、波長可変光源３−３４ｂ２からの波長λ２の主信号が合波器３−３２ｂの入力ポートＰ２に送出され、波長可変光源３−３４ｃ２からの波長λ４の主信号が合波器３−３２ｂの入力ポートＰ４に送出されるように第２光スイッチ３−３３ｂの光路を設定する。また、分波器３−３２ａの出力ポートＰ２からの波長λ２の主信号が光検出器３−３４ｃ１に送出され、出力ポートＰ３からの波長λ３の主信号が光検出３−３４ａ１に送出され、出力ポートＰ４からの波長λ４の主信号が光検出器３−３４ｂ１に入力されるように第１光スイッチ３−３３ａの光路を設定する。
さらに、通信ノード装置３−４０の波長可変光源３−４４ａ２の波長をλ３に設定し、波長可変光源３−４４ｂ２の波長をλ４に設定すると共に、波長可変光源３−４４ａ２からの波長λ３の主信号が合波器３−４２ｂの入力ポートＰ３に送出され、波長可変光源３−４４ｂ２からの波長λ４の主信号が合波器３−４２ｂの入力ポートＰ４に送出されるように第２光スイッチ３−４３ｂの光路を設定する。また、分波器３−４２ａの出力ポートＰ２からの波長λ２の主信号が光検出器３−４４ｂ１に送出され、出力ポートＰ３からの波長λ３の主信号が光検出器３−４４ａ１に入力されるように第１光スイッチ３−４３ａの光路を設定する。
このメッシュ型論理的ネットワークトポロジにあっては、図３−７Ｂに示すように、通信ノード装置３−１０と通信ノード装置３−２０は波長λ２と波長λ４の主信号で通信し、通信ノード装置３−１０と通信ノード装置３−３０は波長λ３と波長λ３の主信号で通信し、通信ノード装置３−２０と通信ノード装置３−３０は波長λ２と波長λ４の主信号で通信し、通信ノード装置３−２０と通信ノード装置３−４０は波長λ３と波長λ３の主信号で通信し、通信ノード装置３−３０と通信ノード装置３−４０は波長λ２と波長λ４の主信号で通信する。
このように、図３−１に示したシステムによれば、中央制御装置３−６２からの制御信号に基づいて各通信ノード装置３−１０，２０，３０，４０の各波長可変光源の波長及び各光スイッチの光路を設定して各主信号送受信部３−１４，２４，３４，４４で取り扱う送受信波長を掃引することによって、スター型物理的ネットワークトポロジを有するネットワークの論理的ネットワークトポロジをフルメッシュ型やリング型やスター型やメッシュ型やこれらが混在したもの等に任意且つ容易に変更することができる。しかも、中央制御装置３−６２からの制御信号を各通信ノード装置３−１０，２０，３０，４０のノード制御部３−１５，２５，３５，４５に送出することによって前記の波長掃引を瞬時に行って、論理的ネットワークトポロジの変更を動的に行うことができる。
また、中央制御装置３−６２と各通信ノード装置３−１０，２０，３０，４０との間の制御信号の送受に主信号と同じ光伝送路３−７１〜７８を利用できるので、制御信号の送受のために低速専用線を設ける場合のような構築及び運用コストの問題やネットワーク遅延の問題を解消して、各通信ノード装置３−１０，２０，３０，４０の通信制御及び状態監視を的確に行うことができる。
尚、主信号の光強度が低いために主信号を各通信ノード装置３−１０，２０，３０，４０で受信できないような場合には、図３−９に示すように、アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）３−５１の各出力ポート５１ｅ〜５１ｈに対応してＥＤＦＡ等の光増幅器３−５３ａ〜５３ｄを設けるか、同様の光増幅器を各通信ノード装置３−１０，２０，３０，４０に設けるようにするとよい。
また、通信ノード装置の数は４である必然性はなく、基本的には２以上の整数からなる通信ノード装置を用いこの数に対応した入出力ポートを有するアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）を用いれば前記同様の効果を得ることができる。
さらに、本実施形態では波長周回性を有するアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）で示しているが、波長周回性を有する他の光合分波器を用いても構わないし、図３−１０に例示するような波長配置を持つ波長周回性を有しない光合分波器を用いても前記同様の作用効果を得ることができる。
［第１６実施形態］
図３−１１は本発明に係る光通信ネットワークシステムの第１６実施形態を示すもので、アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）、および集約器の構成をネットワーク構成と共に図示しており、通信ノード装置内部に光カップラを導入した事例を示している。
図中の３−１０，２０，３０，４０は通信ノード装置、３−５１はアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）、３−６２は中央制御装置、３−７１〜７８と３−８１〜８８は光ファイバ等の光伝送路である。
図３−１１に示したシステムは４個の通信ノード装置３−１０，２０，３０，４０がアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）３−５１に光接続されたスター型物理的ネットワークトポロジを有する。
このシステムが、図３−１に示した第１５の実施形態での光通信ネットワークシステムと異なるところは、
（１）各通信ノード装置３−１０，２０，３０，４０から分波器３−１２ａ，２２ａ，３２ａ，４２ａと合波器３−１２ｂ，２２ｂ，３２ｂ，４２ｂと第１光スイッチ３−１３ａ，２３ａ，３３ａ，４３ａと第２光スイッチ３−１３ｂ，２３ｂ，３３ｂ，４３ｂを除外し、これらの代わりに、第１ＷＤＭカップラ３−１１ａからの主信号を４つに分配して４個の光検出器それぞれに送出する第１カップラ３−１６ａ，２６ａ，３６ａ，４６ａと、４個の波長可変光源からの主信号を結合して第２ＷＤＭカップラ３−１１ｂに送出する第２カップラ３−１６ｂ，２６ｂ，３６ｂ，４６ｂを各通信ノード３−１０，２０，３０，４０に設けた点
（２）各通信ノード装置３−１０，２０，３０，４０の４個の光検出器それぞれの入力側に、特定波長の主信号を選択的に入力するための波長可変フィルタ３−１４ａ４，１４ｂ４，１４ｃ４，１４ｄ４，２４ａ４，２４ｂ４，２４ｃ４，２４ｄ４，３４ａ４，３４ｂ４，３４ｃ４，３４ｄ４，４４ａ４，４４ｂ４，４４ｃ４，４４ｄ４を設けた点
（３）各通信ノード装置３−１０，２０，３０，４０のノード制御部３−１５，２５，３５，４５は、中央制御装置３−６２からの制御信号に基づいて各波長可変光源の出力波長と各波長可変フィルタの入力波長を制御する点にある。他の構成は図３−１に示したシステムと同じであるため同一符号を用いその説明を省略する。
以下に、スター型物理的ネットワークトポロジを有する図３−１１に示したシステムによって構成可能な各種の論理的ネットワークトポロジについて説明する。
アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）３−５１として図３−２Ａに示したような波長周回性を有するものを用いて、フルメッシュ型論理的ネットワークトポロジを構成する場合には、各通信ノード装置３−１０，２０，３０，４０の各波長可変光源の波長及び各波長可変フィルタの入力波長をλ１，λ２，λ３，λ４に設定し、各波長の主信号を第２カップラ３−１６ｂ，２６ｂ，３６ｂ，４６ｂに送出すると共に、第２カップラ３−１６ａ，２６ａ，３６ａ，４６ａで分配された４つの主信号を各波長可変フィルタを通じて各光検出器に送出する。
このフルメッシュ型論理的ネットワークトポロジにあっては、図３−２Ｂに示したように、通信ノード装置３−１０と通信ノード装置３−２０は波長λ２と波長λ４の主信号で通信し、通信ノード装置３−１０と通信ノード装置３−３０は波長λ３と波長λ３の主信号で通信し、通信ノード装置３−１０と通信ノード装置３−４０は波長λ２と波長λ４の主信号で通信し、通信ノード装置３−２０と通信ノード装置３−３０は波長λ２と波長λ４の主信号で通信し、通信ノード装置３−２０と通信ノード装置３−４０は波長λ３と波長λ３の主信号で通信し、通信ノード装置３−３０と通信ノード装置３−４０は波長λ２と波長λ４の主信号で通信する。
アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）３−５１として図３−３Ａに示したような波長周回性を有するものを用い、且つ、同図中に網掛けで示した波長の主信号を使用して、図３−３Ｂに示したようなリング型論理的ネットワークトポロジを構成する場合には、図３−１２に示すように、通信ノード装置３−１０の波長可変光源３−１４ａ２の波長をλ３に設定し、波長可変光源３−１４ｂ２の波長をλ２に設定すると共に、光検出器３−１４ａ１に波長λ３の主信号が入力されるように波長可変フィルタ３−１４ａ４の入力波長をλ３に設定し、光検出器３−１４ｂ１に波長λ４の主信号が入力されるように波長可変フィルタ３−１４ｂ４の入力波長をλ４に設定する。
また、通信ノード装置３−２０の波長可変光源３−２４ａ２の波長をλ４に設定し、波長可変光源３−２４ｂ２の波長をλ３に設定すると共に、光検出器３−２４ａ１に波長λ２の主信号が入力されるように波長可変フィルタ３−２４ａ４の入力波長をλ２に設定し、光検出器３−２４ｂ１に波長λ３の主信号が入力されるように波長可変フィルタ３−２４ｂ４の入力波長をλ３に設定する。
さらに、通信ノード装置３−３０の波長可変光源３−３４ａ２の波長をλ３に設定し、波長可変光源３−３４ｂ２の波長をλ２に設定すると共に、光検出器３−３４ａ１に波長λ３の主信号が入力されるように波長可変フィルタ３−３４ａ４の入力波長をλ３に設定し、光検出器３−３４ｂ１に波長λ４の主信号が入力されるように波長可変フィルタ３−３４ｂ４の入力波長をλ４に設定する。
さらに、通信ノード装置３−４０の波長可変光源３−４４ａ２の波長をλ３に設定し、波長可変光源３−４４ｂ２の波長をλ４に設定すると共に、光検出器３−４４ａ１に波長λ３の主信号が入力されるように波長可変フィルタ３−４４ａ４の入力波長をλ３に設定し、光検出器３−４４ｂ１に波長λ２の主信号が入力されるように波長可変フィルタ３−４４ｂ４の入力波長をλ２に設定する。
このリング型論理的ネットワークトポロジにあっては、図３−３Ｂに示したように、通信ノード装置３−１０と通信ノード装置３−２０は波長λ２と波長λ４の主信号で通信し、通信ノード装置３−２０と通信ノード装置３−４０は波長λ３と波長λ３の主信号で通信し、通信ノード装置３−３０と通信ノード装置３−４０は波長λ２と波長λ４の主信号で通信し、通信ノード装置３−１０と通信ノード装置３−３０は波長λ３と波長λ３の主信号で通信する。
アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）３−５１として図３−５Ａに示したような波長周回性を有するものを用い、且つ、同図中に網掛けで示した波長の主信号を使用して、図３−５Ｂに示したようなスター型論理的ネットワークトポロジを構成する場合には、図３−１３に示すように、通信ノード装置３−１０の波長可変光源３−１４ｂ２の波長をλ２に設定すると共に、光検出器３−１４ｂ１に波長λ４の主信号が入力されるように波長可変フィルタ３−１４ｂ４の入力波長をλ４に設定する。
また、通信ノード装置３−２０の波長可変光源３−２４ａ２の波長をλ４に設定し、波長可変光源３−２４ｂ２の波長をλ３に設定し、波長可変光３−源２４ｃ２の波長をλ２に設定すると共に、光検出器３−２４ａ１に波長λ２の主信号が入力されるように波長可変フィルタ３−２４ａ４の入力波長をλ２に設定し、光検出器３−２４ｂ１に波長λ３の主信号が入力されるように波長可変フィルタ３−２４ｂ４の入力波長をλ３に設定し、光検出器３−２４ｃ１に波長λ４の主信号が入力されるように波長可変フィルタ３−２４ｃ４の入力波長をλ４に設定する。
さらに、通信ノード装置３−３０の波長可変光源３−３４ａ２の波長をλ４に設定すると共に、光検出器３−３４ａ１に波長λ２の主信号が入力されるように波長可変フィルタ３−３４ａ４の入力波長をλ２に設定する。
さらに、通信ノード装置３−４０の波長可変光源３−４４ａ２の波長をλ３に設定すると共に、光検出器３−４４ａ１に波長λ３の主信号が入力されるように波長可変フィルタ３−４４ａ４の入力波長をλ３に設定する。
このスター型論理的ネットワークトポロジにあっては、図３−５Ｂに示したように、通信ノード装置３−１０と通信ノード装置３−２０は波長λ２と波長λ４の主信号で通信し、通信ノード装置３−２０と通信ノード装置３−４０は波長λ３と波長λ３の主信号で通信し、通信ノード装置３−２０と通信ノード装置３−３０は波長λ２と波長λ４の主信号で通信する。
アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）３−５１として図３−７Ａに示したような波長周回性を有するものを用い、且つ、同図中に網掛けで示した波長の主信号を使用して、図３−７Ｂに示したようなメッシュ型論理的ネットワークトポロジを構成する場合には、図３−１４に示すように、通信ノード装置３−１０の波長可変光源３−１４ａ２の波長をλ３に設定し、波長可変光源３−１４ｂ２の波長をλ２に設定すると共に、光検出器３−１４ａ１に波長λ３の主信号が入力されるように波長可変フィルタ３−１４ａ４の入力波長をλ３に設定し、光検出器３−１４ｂ１に波長λ４の主信号が入力されるように波長可変フィルタ３−１４ｂ４の入力波長をλ４に設定する。
また、通信ノード装置３−２０の波長可変光源３−２４ａ２の波長をλ４に設定し、波長可変光源３−２４ｂ２の波長をλ３に設定し、波長可変光源３−２４ｃ２の波長をλ２に設定すると共に、光検出器３−２４ａ１に波長λ２の主信号が入力されるように波長可変フィルタ３−２４ａ４の入力波長をλ２に設定し、光検出器３−２４ｂ１に波長λ３の主信号が入力されるように波長可変フィルタ３−２４ｂ４の入力波長をλ３に設定し、光検出器３−２４ｃ１に波長λ４の主信号が入力されるように波長可変フィルタ３−２４ｃ４の入力波長をλ４に設定する。
さらに、通信ノード装置３−３０の波長可変光源３−３４ａ２の波長をλ３に設定し、波長可変光源３−３４ｂ２の波長をλ２に設定し、波長可変光源３−３４ｃ２の波長をλ４に設定すると共に、光検出器３−３４ａ１に波長λ３の主信号が入力されるように波長可変フィルタ３−３４ａ４の入力波長をλ３に設定し、光検出器３−３４ｂ１に波長λ４の主信号が入力されるように波長可変フィルタ３−３４ｂ４の入力波長をλ４に設定し、光検出器３−３４ｃ１に波長λ２の主信号が入力されるように波長可変フィルタ３−３４ｃ４の入力波長をλ２に設定する。
さらに、通信ノード装置３−４０の波長可変光源３−４４ａ２の波長をλ３に設定し、波長可変光源３−４４ｂ２の波長をλ４に設定すると共に、光検出器３−４４ａ１に波長λ３の主信号が入力されるように波長可変フィルタ３−４４ａ４の入力波長をλ３に設定し、光検出器３−４４ｂ１に波長λ２の主信号が入力されるように波長可変フィルタ３−４４ｂ４の入力波長をλ２に設定する。
このメッシュ型論理的ネットワークトポロジにあっては、図３−７Ｂに示したように、通信ノード装置３−１０と通信ノード装置３−２０は波長λ２と波長λ４の主信号で通信し、通信ノード装置３−１０と通信ノード装置３−３０は波長λ３と波長λ３の主信号で通信し、通信ノード装置３−２０と通信ノード装置３−３０は波長λ２と波長λ４の主信号で通信し、通信ノード装置３−２０と通信ノード装置３−４０は波長λ３と波長λ３の主信号で通信し、通信ノード装置３−３０と通信ノード装置３−４０は波長λ２と波長λ４の主信号で通信する。
このように、図３−１１に示したシステムによれば、中央制御装置３−６２からの制御信号に基づいて各通信ノード装置３−１０，２０，３０，４０の各波長可変光源の波長及び各波長可変フィルタの入力波長を設定して各主信号送受信部３−１４，２４，３４，４４で取り扱う送受信波長を掃引することによって、スター型物理的ネットワークトポロジを有するネットワークの論理的ネットワークトポロジをフルメッシュ型やリング型やスター型やメッシュ型やこれらが混在したもの等に任意且つ容易に変更することができる。しかも、中央制御装置３−６２からの制御信号を各通信ノード装置３−１０，２０，３０，４０のノード制御部３−１５，２５，３５，４５に送出することによって前記の波長掃引を瞬時に行って、論理的ネットワークトポロジの変更を動的に行うことができる。
また、中央制御装置３−６２と各通信ノード装置３−１０，２０，３０，４０との間の制御信号の送受に主信号と同じ光伝送路３−７１〜７８を利用できるので、制御信号の送受のために低速専用線を設ける場合のような構築及び運用コストの問題やネットワーク遅延の問題を解消して、各通信ノード装置３−１０，２０，３０，４０の通信制御及び状態監視を的確に行うことができる。
尚、主信号の光強度が低いために主信号を各通信ノード装置３−１０，２０，３０，４０で受信できないような場合には、図３−９に示したものと同様に、アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）３−５１の各出力ポート３−５１ｅ〜５１ｈに対応してＥＤＦＡ等の光増幅器３−５３ａ〜５３ｄを設けるか、同様の光増幅器を各通信ノード装置３−１０，２０，３０，４０に設けるようにするとよい。
また、通信ノード装置の数は４である必然性はなく、基本的には２以上の整数からなる通信ノード装置を用いこの数に対応した入出力ポートを有するアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）を用いれば前記同様の効果を得ることができる。
さらに、アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）３−５１として波長周回性を有するＡＷＧ型合分波器を示したが、波長周回性を有する他の光合分波器を用いても構わないし、図３−１０に例示したような波長配置を持つ波長周回性を有しない合分波器を用いても前記同様の作用効果を得ることができる。
［第１７実施形態］
図３−１５は本発明に係る光通信ネットワークシステムの第１７実施形態を示すもので、図中の３−１０，２０，３０，４０は通信ノード装置、３−５１はアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）、３−６２は中央制御装置、３−８１〜８８と３−９１〜９４と１０１〜１０４は光ファイバ等の光伝送路である。
図３−１５に示したシステムは４個の通信ノード装置３−１０，２０，３０，４０がアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）３−５１に光接続された物理的スターネットワークトポロジを有する。
このシステムが図３−１に示したシステムと異なるところは、
（１）各通信ノード装置３−１０，２０，３０，４０の第１ＷＤＭカップラ３−１１ａ，２１ａ，３１ａ，４１ａ及び第２ＷＤＭカップラ３−１１ｂ，２１ｂ，３１ｂ，４１ｂの外側に、入力信号と出力信号の方路を変更するサーキュレータ３−１７，２７，３７，４７をそれぞれ設けた点
（２）アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）３−５１に接続された各ＷＤＭカプラ３−５２ａ〜５２ｄの入力側に入力信号と出力信号の方路を変更するサーキュレータ３−５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄをそれぞれ設けた点
（３）サーキュレータ３−１７とサーキュレータ３−５４ａを一心の光伝送路３−９１で接続し、サーキュレータ３−２７とサーキュレータ３−５４ｂを一心の光伝送路３−９２で接続し、サーキュレータ３−３７とサーキュレータ３−５４ｃを一心の光伝送路３−９３で接続し、サーキュレータ３−４７とサーキュレータ３−５４ｄを一心の光伝送路３−９４で接続した点
（４）アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）３−５１に接続された各ＷＤＭカプラ３−５２ｅ〜５２ｈの出力側とサーキュレータ３−５４ａ〜５４ｄを一心の光伝送路３−１０１〜１０４でそれぞれ接続した点にある。他の構成は図３−１に示したシステムと同じであるため同一符号を用いその説明を省略する。
このシステムでも、図３−１に示したシステムと同様の手法にてスター型物理的ネットワークトポロジを有するネットワークの論理的ネットワークトポロジをフルメッシュ型やリング型やスター型やメッシュ型やこれらが混在したもの等に任意且つ容易に変更することができ、第２実施形態の欄で述べたのと同様の作用効果を得ることができる。
また、４個の通信ノード装置３−１０，２０，３０，４０を上り下り兼用の一心の光伝送路３−１０１〜１０４を介して波長ルータ３−５０に接続できるので、上り用と下り用の２つの光伝送路を使用する場合に比べ、光伝送路を数を半減することができ、これにより光伝送路の設備，運用及び管理等に係るコストを低減することができる。
尚、主信号の光強度が低いために主信号を各通信ノード装置３−１０，２０，３０，４０で受信できないような場合には、図３−９に示したものと同様に、アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）３−５１の各出力ポート５１ｅ〜５１ｈに対応してＥＤＦＡ等の光増幅器３−５３ａ〜５３ｄを設けるか、同様の光増幅器を各通信ノード装置３−１０，２０，３０，４０に設けるようにするとよい。
また、通信ノード装置の数は４である必然性はなく、基本的には２以上の整数からなる通信ノード装置を用いこの数に対応した入出力ポートを有するアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）を用いれば前記同様の効果を得ることができる。
さらに、アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）５１として波長周回性を有するＡＷＧ型合分波器を示したが、波長周回性を有する他の光合分波器を用いても構わないし、図３−１０に例示したような波長配置を持つ波長周回性を有しない光合分波器用いても前記同様の作用効果を得ることができる。
［第１８実施形態］
図３−１６は本発明に係る光通信ネットワークシステムの第１８実施形態を示すもので、アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）、および集約器の構成をネットワーク構成と共に図示している。図中の３−１０，２０，３０，４０は通信ノード装置、３−５１はアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）、３−６２は中央制御装置、３−８１〜８８と３−９１〜９４と３−１０１〜１０４は光ファイバ等の光伝送路である。
図３−１６に示したシステムは４個の通信ノード装置３−１０，２０，３０，４０が波長ルータ３−５０に光接続されたスター型物理的ネットワークトポロジを有する。
このシステムが図３−１１に示したシステムと異なるところは、
（１）各通信ノード装置３−１０，２０，３０，４０の第１ＷＤＭカップラ３−１１ａ，２１ａ，３１ａ，４１ａ及び第２ＷＤＭカップラ３−１１ｂ，２１ｂ，３１ｂ，４１ｂの外側に、入力信号と出力信号の方路を変更するサーキュレータ３−１７，２７，３７，４７をそれぞれ設けた点
（２アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）３−５１に接続された各ＷＤＭカプラ３−５２ａ〜５２ｄの入力側に入力信号と出力信号の方路を変更するサーキュレータ３−５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄをそれぞれ設けた点
（３）サーキュレータ３−１７とサーキュレータ３−５４ａを一心の光伝送路３−９１で接続し、サーキュレータ３−２７とサーキュレータ３−５４ｂを一心の光伝送路３−９２で接続し、サーキュレータ３−３７とサーキュレータ３−５４ｃを一心の光伝送路３−９３で接続し、サーキュレータ３−４７とサーキュレータ３−５４ｄを一心の光伝送路３−９４で接続した点
（４）アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）３−５１に接続された各ＷＤＭカプラ３−５２ｅ〜５２ｈの出力側とサーキュレータ３−５４ａ〜５４ｄを一心の光伝送路３−１０１〜１０４でそれぞれ接続した点にある。他の構成は図３−１１に示したシステムと同じであるため同一符号を用いその説明を省略する。
このシステムでも、図３−１１に示したシステムと同様の手法にてスター型物理的ネットワークトポロジを有するネットワークの論理的ネットワークトポロジをフルメッシュ型やリング型やスター型やメッシュ型やこれらが混在したもの等に任意且つ容易に変更することができ、第３実施形態の欄で述べたのと同様の作用効果を得ることができる。
また、４個の通信ノード装置３−１０，２０，３０，４０を上り下り兼用の一心の光伝送路１０１〜１０４を介してアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）３−５１に接続できるので、上り用と下り用の２つの光伝送路を使用する場合に比べ、光伝送路を数を半減することができ、これにより光伝送路の設備，運用及び管理等に係るコストを低減することができる。
尚、主信号の光強度が低いために主信号を各通信ノード装置３−１０，２０，３０，４０で受信できないような場合には、図３−９に示したものと同様に、アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）３−５１の各出力ポート３−５１ｅ〜５１ｈに対応してＥＤＦＡ等の光増幅器３−５３ａ〜５３ｄを設けるか、同様の光増幅器を各通信ノード装置３−１０，２０，３０，４０に設けるようにするとよい。
また、通信ノード装置の数は４である必然性はなく、基本的には２以上の整数からなる通信ノード装置を用いこの数に対応した入出力ポートを有するアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）を用いれば前記同様の効果を得ることができる。
さらに、アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）３−５１として波長周回性を有するＡＷＧ型合分波器を示したが、波長周回性を有する他の光合分波器を用いても構わないし、図３−１０に例示したような波長配置を持つ波長周回性を有しない光合分波器を用いても前記同様の作用効果を得ることができる。
［第１９実施形態］
図３−１７は本発明に係る光通信ネットワークシステムの第１９実施形態を示すもので、アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）、および集約器の構成をネットワーク構成と共に図示している。図中の３−１０，２０，３０，４０は通信ノード装置、３−５１はアレイ導波路回析格子、３−６２は中央制御装置、６０はネットワーク管理装置、３−８１〜８８と３−９１〜９４と３−１０１〜１０４は光ファイバ等の光伝送路である。
図３−１７に示したシステムは４個の通信ノード装置３−１０，２０，３０，４０がアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）３−５１に光接続されたスター型物理的ネットワークトポロジを有する。
このシステムが図３−１に示したシステムと異なるところは、
（１）各通信ノード装置３−１０，２０，３０，４０に設けられている２個のＷＤＭカップラ３−１１ａ，１１ｂ，３−２１ａ，２１ｂ，３−３１ａ，３１ｂ，３−４１ａ，４１ｂを１個のみ（符号３−１１，３−２１，３−３１，３−４１）とした点
（２）各通信ノード装置３−１０，２０，３０，４０から分波器３−１２ａ，２２ａ，３２ａ，４２ａと合波器３−１２ｂ，２２ｂ，３２ｂ，４２ｂと第１光スイッチ３−１３ａ，２３ａ，３３ａ，４３ａと第２光スイッチ３−１３ｂ，２３ｂ，３３ｂ，４３ｂを除外し、これらの代わりに、１×４の合分波器３−１２，２２，３２，４２と４×４の光スイッチ３−１３，２３，３３，４３を各ＷＤＭカップラ３−１１，２１，３１，４１の内側に順に接続した点
（３）各通信ノード装置３−１０，２０，３０，４０の各光スイッチ３−１３，２３，３３，４３の主信号送受信部側に、入力信号と出力信号の方路を変更する４個のサーキュレータ３−１８ａ〜１８ｄ，３−２８ａ〜２８ｄ，３−３８ａ〜３８ｄ，３−４８ａ〜４８ｄをそれぞれ設け、４個の波長可変光源と４個の光受信器にそれぞれ接続した点
（４）各通信ノード装置３−１０，２０，３０，４０の各ノード制御部３−１５，２５，３５，４５との間に、入力信号と出力信号の方路を変更するサーキュレータ３−１９，２９，３９，４９をそれぞれそれぞれ設けた点
（５）アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）３−５１に接続された各ＷＤＭカプラ３−５２ａ〜５２ｄの入力側に入力信号と出力信号の方路を変更するサーキュレータ３−５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄをそれぞれ設けた点
（６）サーキュレータ３−１７とサーキュレータ３−５４ａを一心の光伝送路３−９１で接続し、サーキュレータ３−２７とサーキュレータ３−５４ｂを一心の光伝送路３−９２で接続し、サーキュレータ３−３７とサーキュレータ３−５４ｃを一心の光伝送路３−９３で接続し、サーキュレータ３−４７とサーキュレータ３−５４ｄを一心の光伝送路３−９４で接続した点
（７）アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）３−５１に接続された各ＷＤＭカプラ３−５２ｅ〜５２ｈの出力側とサーキュレータ３−５４ａ〜５４ｄを一心の光伝送路３−１０１〜１０４でそれぞれ接続した点にある。他の構成は図３−１に示したシステムと同じであるため同一符号を用いその説明を省略する。
このシステムでも、図３−１に示したシステムと同様の手法にてスター型物理的ネットワークトポロジを有するネットワークの論理的ネットワークトポロジをフルメッシュ型やリング型やスター型やメッシュ型やこれらが混在したもの等に任意且つ容易に変更することができ、第１実施形態の欄で述べたのと同様の作用効果を得ることができる。
また、４個の通信ノード装置３−１０，２０，３０，４０を上り下り兼用の一心の光伝送路３−１０１〜１０４を介してアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）３−５１に接続できるので、上り用と下り用の２つの光伝送路を使用する場合に比べ、光伝送路を数を半減することができ、これにより光伝送路の設備，運用及び管理等に係るコストを低減することができる。
尚、主信号の光強度が低いために主信号を各通信ノード装置３−１０，２０，３０，４０で受信できないような場合には、図３−９に示したものと同様に、アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）３−５１の各出力ポート３−５１ｅ〜５１ｈに対応してＥＤＦＡ等の光増幅器３−５３ａ〜５３ｄを設けるか、同様の光増幅器を各通信ノード装置３−１０，２０，３０，４０に設けるようにするとよい。
また、通信ノード装置の数は４である必然性はなく、基本的には２以上の整数からなる通信ノード装置を用いこの数に対応した入出力ポートを有するアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）を用いれば前記同様の効果を得ることができる。
さらに、アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）３−５１として波長周回性を有するＡＷＧ型合分波器を示したが、波長周回性を有する他の光合分波器を用いても構わないし、図３−１０に例示したような波長配置を持つ波長周回性を有しない光合分波器を用いても前記同様の作用効果を得ることができる。
［第２０実施形態］
図２−２はＭ個（Ｍは２以上Ｎ以下の整数）の通信ノード装置（２−３０１〜３０４）の内部構成を示した図であり、ＮｘＮ（Ｎは２以上の整数）アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）から届いた主信号を通信端末装置で終端することなく通信ノード装置にて波長変換した後に折り返し、再度アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）に主信号を届け、他の通信ノード装置に主信号を再送信する機能を実現した実施形態である。
通信端末装置側光入出力ポート（２−６０１〜６０４）からの光信号は光電気変換器（２−３００４〜３００６）によって電気信号に変換され２Ｌ×２Ｌ（Ｌは２以上、Ｍ以下の整数）電気スイッチ（２−２７０２）に届いた後、波長可変光源（２−２５０１〜２５０３）においてＷＤＭ信号波長に変換され、光カップラ（２−２８０１）によって合波され、ＷＤＭ接続側光入出力ポート（２−４０１〜４０４）へと到達し、外部に出力される。
その逆に、ＷＤＭ接続側光入出力ポートに外部から届いたＷＤＭ信号光は、ＤＥＭＵＸフィルタ（２−２９０１）に届き、異なる波長毎に分離された後に、それぞれの波長が光受信器（２−２６０１〜２６０３）へと届き、光信号から電気信号へと変換され、２Ｌ×２Ｌ電気スイッチ（２−２７０２）へと到達する。
外部から到達するＷＤＭ信号のうち、特定の波長を持つ光信号を通信端末装置（２−１００１〜１００４）に到達させること無く、波長可変光源（２−２５０１〜２５０３）に向かわせ、通信端末装置（２−１００１〜１００４）をスキップさせる場合は、２Ｌ×２Ｌ電気スイッチ（２−２７０２）にてスイッチされ信号経路が特定の波長可変光源（２−２５０１〜２５０３）へと向かう。
また、外部からの信号を通信端末装置（２−１００１〜１００４）に到達させる場合は、２Ｌ×２Ｌ電気スイッチ（２−２７０２）を通過した信号を電気光変換器（２−３００１〜３００３）に経路を向かわせ、信号を光信号にした後に通信端末装置側光入出力ポート（２−６０１〜６０４）を通過し、通信端末装置（２−１００１〜１００４）へと届くことになる。
通信ノード装置（２−３０１〜３０４）では、制御部（２−３１０７）が波長可変光源制御部（２−３１０１）、監視部（２−３１０２）、スイッチ制御部（２−３１０３）、制御信号送信処理部（２−３１０４）、管理部（２−３１０５）、表示制御部（２−３１０６）と接続し、マイクロコンピュータを始めとするハードウェア及びソフトウェアの組合せによって一括コントロールしている。
波長可変光源制御部（２−３１０１）は波長可変光源（２−２５０１〜２５０３）と接続し、変換波長の制御を行う。監視部（２−３１０２）は波長可変光源（２−２５０１〜２５０３）と接続し光出力強度を監視すると共に、光受信器（２−２６０１〜２６０３）と接続し、光入力強度を監視している。
スイッチ制御部（２−３１０３）では２Ｌｘ２Ｌ電気スイッチ（２−２７０１，２７０２）と接続し、スイッチ制御を行う。制御信号送信処理部（２−３１０４）では制御信号入出力ポート（２−５０１〜５０４）と接続し、制御信号形成を行っている。管理部（２−３１０５）では、接続されている内部データベース（２−７０１〜７０４）及び外部データベース（２−８０１〜８０４）の入出力インタフェースとして働く。表示制御部（２−３１０６）は通信ノード装置管理者端末（２−３２０１）とのインタフェースとして働き、通信ノード装置管理者（２−３２０２）への情報提供のための表示信号生成と制御を行う。
［第２１実施形態］
図２−３は中央制御装置（２−２００１）の内部構成を示した図である。
制御部（２−３３０６）は制御信号送受信処理部（２−３３０１）、監視部（２−３３０２）、管理部（２−３３０３）、表示制御部（２−３３０４）、料金計算部（２−３３０５）と接続し、マイクロコンピュータを始めとするハードウェア及びソフトウェアの組合せによってそれぞれを制御している。
制御信号送受信処理部（２−３３０１）は、制御信号入出力ポート（２−２２０１）と接続し、制御信号入出力ポート（２−２２０１）とのインタフェース機能として働き、制御信号入出力ポート（２−２２０１）で受信された制御信号を制御部（２−３３０６）に渡し、その逆に、制御部（２−３３０６）で形成された制御情報を信号形成して制御信号入出力ポート（２−２２０１）に渡す機能を持つ。
監視部（２−３３０２）では、全ての通信ノード装置（２−３０１〜３０４）から届く情報の中で監視情報に含まれる部分を常時監視し、通信ノード装置（２−３０１〜３０４）の状態監視を行う。通信ノード装置（２−３０１〜３０４）が正常状態の際には、制御部（２−３３０６）を通じて管理部（２−３３０３）に正常状態情報を渡し、管理部（２−３３０３）に接続されている内部データベース（２−２３０１）及び外部データベース（２−２４０１）に記録する。全ての通信ノード装置（２−３０１〜３０４）から届く情報の中で監視情報に含まれる部分を常時監視し、異常状態が発見された際には、制御部（２−３３０６）を通じて管理部（２−３３０３）に異常状態情報を渡し、管理部（２−３３０３）に接続されている内部データベース（２−２３０１）及び外部データベース（２−２４０１）に記録すると同時に、制御信号送受信処理部（２−３３０１）→制御信号入出力ポート（２−２２０１）を通じて、全ての通信ノード装置（２−３０１〜３０４）に異常発生情報を同報通知する。
表示制御部（２−３３０４）は、トポロジ管理者端末（２−３４０１）のインタフェースとして機能し、トポロジ管理者（２−３４０２）が得る情報を形成するのと同時に、トポロジ管理者（２−３４０２）が行う操作の全てを制御部（２−３３０６）に渡す機能も有する。料金計算部（２−３３０５）では、現在のトポロジ構成と、トポロジ利用者情報が記録されている管理部（２−２３０１）に接続された内部データベース（２−２３０１）及び外部データベース（２−２４０１）内の情報を制御部（２−３３０６）を通じて読み出し、料金計算を行った後に、再度制御部を通じて最新の料金を管理部（２−３３０３）に渡し、管理部（２−２３０１）に接続された内部データベース（２−２３０１）及び外部データベース（２−２４０１）に記録する。
［第２２実施形態］
図２−４は通信ノード装置（２−３０１〜３０４）に接続された内部データベース（２−７０１〜７０４）及び外部データベース（２−８０１〜８０４）にそれぞれに蓄積された情報（２−３５０１）、中央制御装置（２−２００１）に接続された内部データベース（２−２３０１）及び外部データベース（２−２４０１）に蓄積された「管理通信ノード装置番号」、「グリッド間隔」、「使用可能波長」情報を示している。
通信ノード装置（２−３０１〜３０４）のそれぞれは中央制御装置から、あるいは通信ノード装置それ自体で自由に変更可能であり他の通信ノード装置との重複が無い固有の管理通信ノード装置番号を持ち、グリッド間隔、使用可能波長情報を持つ。これら情報は通信ノード装置の起動時に、制御信号入出力ポート（２−５０１〜５０４）から制御信号が中央制御装置（２−２００１）に送信され、中央制御装置（２−２００１）に接続されている内部データベース（２−２３０１）及び外部データベース（２−２４０１）で一体になり、図２−５に示したデータ形式（２−３５０２）で蓄積される。
［第２３実施形態］
図２−６、図２−７、図２−８は論理的ネットワークトポロジ利用が異なる２つのユーザがある場合での中央制御装置（２−２００１）での管理情報についての説明図である。
図２−６では、中央制御装置（２−２００１）に接続された内部データベース（２−２３０１）及び外部データベース（２−２４０１）で管理されている中央制御トポロジ管理情報（２−３６０１）を示している。
現在使用中の「トポロジ種別」、中央制御装置が全ての通信ノード装置（２−３０１〜３０４）にアクセスする際に必要となる通信ノード装置中央制御固有番号に相当する「管理通信ノード装置番号」、通信ノード装置の利用者が利用中の論理的ネットワークトポロジを構成している通信ノード装置（２−３０１〜３０４）にアクセスする際に必要となる通信ノード装置ユーザ制御固有番号に相当する「ユーザ通信ノード装置番号」、論理的ネットワークトポロジ利用者固有番号である「ユーザＩＤ」、通信ノード装置で使用されている「使用波長」、特定の通信ノード装置（２−３０１〜３０４）が対向接続している通信ノード装置（２−３０１〜３０４）の波長可変光源中央制御固有番号である「対向通信ノード装置番号」、通信ノード装置内の波長可変光源光出力強度である「ＷＤＭ送信状態」、通信ノード装置内の光受信器受光強度である「ＷＤＭ受信状態」、通信ノード装置（２−３０１〜３０４）と他の通信ノード装置間の接続状態である「通信ノード装置接続状態」、通信ノード装置（２−３０１〜３０４）がその他の通信ノード装置（２−３０１〜３０４）と対向接続している接続数である「ノードリンク数」、特定の通信ノード装置（２−３０１〜３０４）間において帯域増速が行われているかを示す「リンク帯域増速」、前記帯域増速を行うに当たっての期間となる「増速期間」情報が一体となっている。
また、前記中央制御トポロジ管理情報（２−３６０１）は表示制御部（２−３３０４）を通じてトポロジ管理者端末（２−３４０１）にグラフィカル表示することが可能であり。トポロジ管理ウィンドウ（２−３６０２）、ユーザＩＤ「１」情報ウィンドウ（２−３６０３）、ユーザＩＤ「２」情報ウィンドウ（２−３６０４）から構成されている。ここでは、ユーザ１はメッシュトポロジを利用し、ユーザ２はリングトポロジとスタートポロジの混在トポロジとしているが、ユーザ数、トポロジ種別はこれに限ることはない。
図２−８は中央制御装置（２−２００１）内の料金計算部（２−３３０５）で演算された課金情報である。固有の「ユーザＩＤ」、ユーザＩＤ毎の「利用年月」、ユーザＩＤ毎の「通信ノード装置増減数」、ユーザＩＤ毎の「帯域増速数」、ユーザＩＤ毎の「波長リンク総数」、ユーザＩＤ毎の「割引」そして、ユーザＩＤ毎の「課金」の情報が一体となったデータ（２−３６０５）形式で、中央制御装置（２−２００１）に接続された内部データベース（２−２３０１）及び外部データベース（２−２４０１）に利用ノードリンク数に応じた課金基本情報として蓄積され、管理部（２−３３０３）によってデータ管理され、月毎にユーザＩＤ毎の通信ノード装置（２−３０１〜３０４）に接続された内部データベース（２−７０１〜７０４）及び外部データベース（２−８０１〜８０４）に渡され、過去の利用状況を示すとともに、ユーザへの課金案内を実施する。なお、本実施形態では課金期間の単位を月毎としたが、特にこれに限ることなく、日、年等の単位であっても良い。
［第２４実施形態］
図２−９はユーザＩＤが「１」の利用者が使用する通信ノード装置（２−３０１〜３０４）に接続されている内部データベース（２−７０１〜７０４）及び外部データベース（２−８０１〜８０４）で管理されているユーザトポロジ管理情報（２−３６０６）を示している。
中央制御トポロジ管理情報（２−３６０１）からユーザＩＤが「１」に関する情報を切り出し、制御信号を使って通信ノード装置（２−３０１〜３０４）に接続されている内部データベース（２−７０１〜７０４）及び外部データベース（２−８０１〜８０４）に保持されているユーザトポロジ管理情報（２−３６０６）に送信し、ユーザＩＤが「１」の利用者が使用する通信ノード装置（２−３０１〜３０４）に接続されている内部データベース（２−７０１〜７０４）及び外部データベース（２−８０１〜８０４）にユーザトポロジ管理情報（２−３６０６）を更新・蓄積させ、前記通信ノード装置（２−３０１〜３０４）内の管理部（２−３１０５）によってユーザトポロジ管理情報（２−３６０６）を管理させる。
ユーザトポロジ管理情報（２−３６０６）では、現在使用中の「トポロジ種別」、利用者のトポロジを構成している通信ノード装置（２−３０１〜３０４）に利用者自らアクセスする際の通信ノード装置ユーザ制御固有番号となる「ユーザ通信ノード装置番号」、通信ノード装置（２−３０１〜３０４）で使用されている「使用波長」、通信ノード装置（２−３０１〜３０４）からの特定の波長で対向接続している通信ノード装置（２−３０１〜３０４）を識別する「対向通信ノード装置番号」、通信ノード装置（２−３０１〜３０４）内の波長可変光源光出力強度である「ＷＤＭ送信状態」、通信ノード装置（２−３０１〜３０４）内の光受信器受光強度である「ＷＤＭ受信状態」、通信ノード装置（２−３０１〜３０４）と通信ノード装置間の接続状態である「通信ノード装置接続状態」、通信ノード装置（２−３０１〜３０４）がその他の通信ノード装置（２−３０１〜３０４）と対向接続している接続数である「ノードリンク数」、特定の通信ノード装置（２−３０１〜３０４）間において帯域増速が行われているかを示す「リンク帯域増速」、前記帯域増速を行うに当たっての期間となる「増速期間」情報が一体となっている。
図２−１０はユーザウィンドウ（２−３６０７）を示す図で、ユーザウィンドウ（２−３６０７）は、前記ユーザトポロジ管理情報（２−３６０１）を通信ノード装置（２−３０１〜３０４）内の表示制御部（２−３１０６）が通信ノード装置管理者端末（２−３２０１）にデータを渡し、前記ユーザＩＤが「１」の利用者に対してグラフィカル表示する。また、ユーザウィンドウ（２−３６０７）には、トポロジ状態図、通信ノード装置、接続構成が示される。
図２−１１は前記ユーザＩＤが「１」の利用者が使用する通信ノード装置（２−３０１〜３０４）に接続された内部データベース（２−７０１〜７０４）及び外部データベース（２−８０１〜８０４）に蓄積された利用情報（２−３６０８）を示す図である。利用情報（２−３６０８）には、ユーザＩＤ、使用年月、通信ノード装置増減数、帯域増速数、波長リンク総数、料金の割引、月毎の料金が一体となり蓄積されており、常に使用状況と課金情報を確認可能となる。なお、本実施形態では課金期間の単位を月毎としたが、特にこれに限ることなく、日、年等の単位であっても良い。
［第２５実施形態］
図２−１２はユーザＩＤが「２」の利用者が使用する通信ノード装置（２−３０１〜３０４）に接続されている内部データベース（２−７０１〜７０４）及び外部データベース（２−８０１〜８０４）で管理されているユーザトポロジ管理情報（２−３６０９）を示している。
中央制御装置（２−２００１）に接続されている内部データベース（２−２３０１）及び外部データベース（２−２４０１）に保持されている中央制御トポロジ管理情報（２−３６０１）からユーザＩＤが「２」に関する情報を切り出し、制御信号を使って前記通信ノード装置（２−３０１〜３０４）に送信し、ユーザＩＤが「２」の利用者が使用する通信ノード装置（２−３０１〜３０４）に接続されている内部データベース（２−７０１〜７０４）及び外部データベース（２−８０１〜８０４）にユーザトポロジ管理情報（２−３６０９）を更新・蓄積させ、前記通信ノード装置（２−３０１〜３０４）内の管理部（２−３１０５）によってユーザトポロジ管理情報（２−３６０９）を管理させる。
ユーザトポロジ管理情報（２−３６０９）では、現在使用中の「トポロジ種別」、利用者のトポロジを構成している通信ノード装置（２−３０１〜３０４）に利用者自らアクセスする際の通信ノード装置ユーザ制御固有番号となる「ユーザ通信ノード装置番号」、通信ノード装置（２−３０１〜３０４）で使用されている「使用波長」、通信ノード装置（２−３０１〜３０４）が特定の波長で対向接続している通信ノード装置（２−３０１〜３０４）の波長可変光源ユーザ制御固有番号である「対向通信ノード装置番号」、通信ノード装置（２−３０１〜３０４）内の波長可変光源光出力強度である「ＷＤＭ送信状態」、通信ノード装置（２−３０１〜３０４）内の光受信器受光強度である「ＷＤＭ受信状態」、通信ノード装置（２−３０１〜３０４）と通信ノード装置間の接続状態である「通信ノード装置接続状態」、通信ノード装置（２−３０１〜３０４）がその他の通信ノード装置（２−３０１〜３０４）と対向接続している接続数である「ノードリンク数」、特定の通信ノード装置（２−３０１〜３０４）間において帯域増速が行われているかを示す「リンク帯域増速」、前記帯域増速の実施期間を表す「増速期間」情報が一体となっている。
図２−１３はユーザウィンドウ（２−３６１０）を示す図で、ユーザウィンドウ（２−３６１０）は、前記ユーザトポロジ管理情報（２−３６０９）を通信ノード装置（２−３０１〜３０４）内の表示制御部（２−３１０６）が通信ノード装置管理者端末（２−３２０１）にデータを渡し、前記ユーザＩＤが「２」の利用者に対してグラフィカル表示する。また、ユーザウィンドウ（２−３６１０）には、トポロジ状態図、通信ノード装置、接続構成が示される。
図２−１４は前記ユーザＩＤが「２」の利用者が使用する通信ノード装置（２−３０１〜３０４）に接続された内部データベース（２−７０１〜７０４）及び外部データベース（２−８０１〜８０４）に蓄積された利用情報（２−３６１１）である。利用情報（２−３６１１）には、ユーザＩＤ、使用年月、通信ノード装置増減数、帯域増速数、波長リンク総数、料金の割引、月毎の料金が一体となり蓄積されており、常に使用状況と課金情報を確認可能となる。なお、本実施形態では課金期間の単位を月毎としたが、特にこれに限ることなく、日、年等の単位であっても良い。
［第２６実施形態］
図２−１５はユーザＩＤ「１」の利用者が新たに通信ノード装置を増設した場合での中央制御装置（２−２００１）に接続された内部データベース（２−２３０１）及び外部データベース（２−２４０１）で管理されている中央制御トポロジ管理情報（２−３７０１）を示している。ここでは、新たに増設した通信ノード装置に対する管理通信ノード装置番号を「１１」、ユーザ通信ノード装置番号を「５」としている。新規通信ノード装置（管理通信ノード装置番号を「１１」、ユーザ通信ノード装置番号を「５」）は、既設通信ノード装置（管理通信ノード装置番号を「２」、ユーザ通信ノード装置番号を「２」）と接続すると同時に、別の既設の通信ノード装置（管理通信ノード装置番号を「４」、ユーザ通信ノード装置番号を「４」）と接続している。このとき、前記２つの既設通信ノード装置の接続数はそれぞれ２つ増えることになるため、中央制御トポロジ管理情報（２−３７０１）でのノードリンク数は２増加して４となる。中央制御トポロジ管理情報（２−３７０１）でのユーザＩＤ「２」に関する情報については、トポロジの変化が無いため、情報の変化は現れない。
また、前記中央制御トポロジ管理情報（２−３７０１）は表示制御部（２−３３０４）を通じてトポロジ管理者端末（２−３４０１）にグラフィカル表示することが可能であり。トポロジ管理ウィンドウ（２−３６０２）、ユーザＩＤ「１」情報ウィンドウ（２−３７０２）、ユーザＩＤ「２」情報ウィンドウ（２−３６０４）から構成される。
図２−１７は中央制御装置（２−２００１）内の料金計算部（２−３３０５）で演算された利用課金情報（２−３７０３）である。固有の「ユーザＩＤ」、ユーザＩＤ毎の「利用年月」、ユーザＩＤ毎の「通信ノード装置増減数」、ユーザＩＤ毎の「帯域増速数」、ユーザＩＤ毎の「波長リンク総数」、ユーザＩＤ毎の「割引」そして、ユーザＩＤ毎の「課金」の情報が一体となったデータ（２−３７０３）形式で、中央制御装置（２−２００１）に接続された内部データベース（２−２３０１）及び外部データベース（２−２４０１）に利用ノードリンク数に応じた利用課金情報として蓄積され、管理部（２−３３０３）によってデータ管理され、月毎にユーザＩＤ毎の通信ノード装置に接続された内部データベース（２−７０１〜７０４）及び外部データベース（２−８０１〜８０４）に渡され、過去の利用状況を示すとともに、ユーザへの課金案内を実施する。ユーザＩＤ「１」でのノード新設が２００３年４，５月期に発生したために、これに応じて波長リンク総数が２リンク増加し１４リンクとなり、これに伴って料金が変化していることを示している（２−３７０４）。なお、本実施形態では課金期間の単位を月毎としたが、特にこれに限ることなく、日、年等の単位であっても良い。
［第２７実施形態］
図２−１８はユーザＩＤが「１」の利用者が使用する通信ノード装置（２−３０１〜３０４）に接続されている内部データベース（２−７０１〜７０４）及び外部データベース（２−８０１〜８０４）で管理されているユーザトポロジ管理情報（２−３７０５）を示している。中央制御装置（２−２００１）に接続されている内部データベース（２−２３０１）及び外部データベース（２−２４０１）に保持されている中央制御トポロジ管理情報（２−３６０１）からユーザＩＤが「１」に関する情報を切り出し、制御信号を使って前記に送信し、ユーザＩＤが「１」の利用者が使用する通信ノード装置（２−３０１〜３０４）に接続されている内部データベース（２−７０１〜７０４）及び外部データベース（２−８０１〜８０４）にユーザトポロジ管理情報（２−３７０５）を保持・蓄積させ、前記通信ノード装置（２−３０１〜３０４）内の管理部（２−３１０５）によってユーザトポロジ管理情報（２−３７０５）を管理させる。
ユーザ通信ノード装置番号「５」−ユーザ通信ノード装置番号「２」を結ぶリンクによる追加情報（２−３７０６）、ユーザ通信ノード装置番号「５」−ユーザ通信ノード装置番号「４」を結ぶリンクによる追加情報（２−３７０７）のそれぞれがユーザトポロジ管理情報（２−３７０５）に反映されている。
図２−１９は前記ユーザトポロジ管理情報（２−３７０５）を通信ノード装置（２−３０１〜３０４）内の表示制御部（２−３１０６）が通信ノード装置管理者端末（２−３２０１）にデータを渡し、前記ユーザＩＤが「１」の利用者に対してグラフィカル表示することが可能であり、トポロジ状態図、通信ノード装置、接続構成がユーザウィンドウ（２−３７０８）に示され、新規ノード追加（２−ユーザ通信ノード装置番号「５」）によるトポロジの変化が示される。
図２−２０は前記ユーザＩＤが「１」の利用者が使用する通信ノード装置（２−３０１〜３０４）に接続された内部データベース（２−７０１〜７０４）及び外部データベース（２−８０１〜８０４）に蓄積された利用課金情報（２−３７０９）である。「利用年月」、「通信ノード装置増減数」、「帯域増速数」、「波長リンク総数」、「割引」そして、「課金」の情報が一体となったデータ（２−３７０９）形式となっている。月毎に中央制御装置（２−２００１）に接続された内部データベース（２−２３０１）及び外部データベース（２−２４０１）に利用ノードリンク数に応じた利用課金情報として蓄積されたものから、ユーザＩＤが「１」の項目が切り出され、ユーザ「１」に属する通信ノード装置（２−３０１〜３０４）に接続された内部データベース（２−７０１〜７０４）及び外部データベース（２−８０１〜８０４）に渡され、過去の利用状況を示すとともに、ユーザへの課金が行われる。ここでは、ユーザＩＤ「１」での新規ノード新設が２００３年４，５月期に発生したために、これに応じて波長リンク総数が２リンク増加し１４リンクとなり、これに伴って料金が変化していることを示している（２−３７０４）。なお、本実施形態では課金期間の単位を月毎としたが、特にこれに限ることなく、日、年等の単位であっても良い。
［第２８実施形態］
図２−２１はユーザＩＤ「２」の利用者が通信ノード装置（ユーザ通信ノード装置番号「１」、管理通信ノード装置番号「５」）と通信ノード装置（ユーザ通信ノード装置番号「２」、管理通信ノード装置番号「６」）の間で帯域増速する場合での、中央制御装置（２−２００１）に接続された内部データベース（２−２３０１）及び外部データベース（２−２４０１）で管理されている中央制御トポロジ管理情報（２−３８０１）を示している。
２つの通信ノード装置間で波長パス増設による帯域増速を行う場合は、それぞれの通信ノード装置がこれまで論理的に接続していない通信ノード装置を経由する迂回波長パスを新たに新設することで可能となる。
通信ノード装置（ユーザ通信ノード装置番号「１」、管理通信ノード装置番号「５」）⇔通信ノード装置（ユーザ通信ノード装置番号「５」、管理通信ノード装置番号「９」）⇔通信ノード装置（ユーザ通信ノード装置番号「２」、管理通信ノード装置番号「６」）による、新たな波長パスの新設によって、通信ノード装置（ユーザ通信ノード装置番号「１」、管理通信ノード装置番号「５」）⇔通信ノード装置（ユーザ通信ノード装置番号「２」、管理通信ノード装置番号「６」）の帯域増速を行う。なお、通信ノード装置（ユーザ通信ノード装置番号「５」、管理通信ノード装置番号「９」）での通信ノード装置（２−３０１〜３０４）内の２Ｌ×２Ｌ電気スイッチ（２−２７０２）では、光受信器（２−２６０１〜２６０３）からの信号を波長可変光源（２−２５０１〜２５０３）に折り返すスイッチ動作を行っている。
このとき、中央制御装置（２−２００１）に接続された内部データベース（２−２３０１）及び外部データベース（２−２４０１）で管理されている中央制御トポロジ管理情報（２−３８０１）では、ユーザＩＤが「２」に関するデータにおいて、増速によって新設された新たなノードリンク数の増加が、通信ノード装置（ユーザ通信ノード装置番号「１」、管理通信ノード装置番号「５」）、通信ノード装置（ユーザ通信ノード装置番号「５」、管理通信ノード装置番号「９」）、では、それぞれ１つ増加、そして通信ノード装置（ユーザ通信ノード装置番号「２」、管理通信ノード装置番号（６））では、２つ増加する（２−３８０２）。一方、中央制御トポロジ管理情報（２−３８０１）でのユーザＩＤ「１」に関する情報については、トポロジの変化が無いため、情報の変化は現れない。
また、前記中央制御トポロジ管理情報（２−３８０１）は表示制御部（２−３３０４）を通じてトポロジ管理者端末（２−３４０１）にグラフィカル表示することが可能である。このグラフィカル表示は、図２−２２に示すように、トポロジ管理ウィンドウ（２−３６０２）、ユーザＩＤ「１」情報ウィンドウ（２−３６０３）、ユーザＩＤ「２」情報ウィンドウ（２−３８０３）から構成される。
図２−２３は中央制御装置（２−２００１）内の料金計算部（２−３３０５）で演算された利用課金情報（２−３８０５）である。固有の「ユーザＩＤ」、ユーザＩＤ毎の「利用年月」、ユーザＩＤ毎の「通信ノード装置増減数」、ユーザＩＤ毎の「帯域増速数」、ユーザＩＤ毎の「波長リンク総数」、ユーザＩＤ毎の「割引」そして、ユーザＩＤ毎の「課金」の情報が一体となったデータ（２−３８０５）形式で、中央制御装置（２−２００１）に接続された内部データベース（２−２３０１）及び外部データベース（２−２４０１）に利用ノードリンク数に応じた利用課金情報として蓄積され、管理部（２−３３０３）によってデータ管理され、月毎にユーザＩＤ毎の通信ノード装置（２−３０１〜３０４）に接続された内部データベース（２−７０１〜７０４）及び外部データベース（２−８０１〜８０４）に渡され、過去の利用状況を示すとともに、ユーザへの課金案内を実施する。ユーザＩＤ「２」での帯域増速のために新規波長リンク数が２００３年５月期に１６に増加したため、これに伴って料金が変化していることを示している（２−３８０６）。なお、本実施形態では課金期間の単位を月毎としたが、特にこれに限ることなく、日、年等の単位であっても良い。
［第２９実施形態］
図２−２４はユーザＩＤが「２」の利用者が使用する通信ノード装置（２−３０１〜３０４）に接続されている内部データベース（２−７０１〜７０４）及び外部データベース（２−８０１〜８０４）で管理されているユーザトポロジ管理情報（２−３８０７）を示している。中央制御装置（２−２００１）に接続されている内部データベース（２−２３０１）及び外部データベース（２−２３０２）に保持されている中央制御トポロジ管理情報（２−３６０１）からユーザＩＤが「２」に関する情報を切り出し、制御信号を使って前記通信ノード装置に送信し、ユーザＩＤが「２」の利用者が使用する通信ノード装置に接続された内部データベース（２−７０１〜７０４）及び外部データベース（２−８０１〜８０４）にユーザトポロジ管理情報（２−３８０７）を保持・蓄積させ、前記通信ノード装置（２−３０１〜３０４）内の管理部（２−３１０５）によってユーザトポロジ管理情報（２−３８０７）を管理させる。
ユーザ通信ノード装置番号「１」⇔ユーザ通信ノード装置番号「４」を結ぶリンクによる追加情報（２−３８０８）、ユーザ通信ノード装置番号「２」⇔ユーザ通信ノード装置番号「４」を結ぶリンクによる追加情報（２−３８０３）のそれぞれがユーザトポロジ管理情報（２−３８０７）に反映されている。
図２−２５は前記ユーザトポロジ管理情報（２−３８０７）を通信ノード装置（２−３０１〜３０４）内の表示制御部（２−３１０６）が通信ノード装置管理者端末（２−３２０１）にデータを渡し、前記ユーザＩＤが「２」の利用者に対してグラフィカル表示することが可能であり、トポロジ状態図、通信ノード装置、接続構成がユーザウィンドウ（２−３８０９）に示され、新規ノード追加（ユーザ通信ノード装置番号「５」）によるトポロジの変化が示される。ユーザ通信ノード装置番号「１」⇔ユーザ通信ノード装置番号「２」を結ぶ新たな論理パス（２−３８１０）が表示される。
図２−２６は前記ユーザＩＤが「２」の利用者が使用する通信ノード装置（２−３０１〜３０４）に接続された内部データベース（２−７０１〜７０４）及び外部データベース（２−８０１〜８０４）に蓄積された利用課金情報（２−３８１１）である。「利用年月」、「通信ノード装置増減数」、「帯域増速数」、「波長リンク総数」、「割引」そして、「課金」の情報が一体となったデータ（２−３７１０）形式となっている。月毎に中央制御装置（２−２００１）に接続された内部データベース（２−２３０１）及び外部データベース（２−２４０１）に利用ノードリンク数に応じた利用課金情報として蓄積されたものから、ユーザＩＤが「２」の項目が切り出され、ユーザ「２」に属する通信ノード装置（２−３０１〜３０４）に接続された内部データベース（２−７０１〜７０４）及び外部データベース（２−８０１〜８０４）に渡され、過去の利用状況を示すとともに、ユーザへの課金が行われる。
ここでは、ユーザＩＤ「２」での帯域増速に伴う波長リンク総数の増加が２００３年５月に発生したために、これに応じて波長リンク総数が１６リンクとなり、これに伴って料金が変化していることを示している（２−３８１２）。なお、本実施形態では課金期間の単位を月毎としたが、特にこれに限ることなく、日、年等の単位であっても良い。
［第３０実施形態］
図２−２７はユーザＩＤ「１」の利用者が通信ノード装置（ユーザ通信ノード装置番号「２」、管理通信ノード装置番号「２」）と通信ノード装置（ユーザ通信ノード装置番号「４」、管理通信ノード装置番号「４」）の間で帯域増速する場合での、中央制御装置（２−２００１）に接続された内部データベース（２−２３０１）及び外部データベース（２−２４０１）で管理されている中央制御トポロジ管理情報（２−３９０１）を示している。
２つの通信ノード装置間で波長パス増設による帯域増速を行う場合は、それぞれの通信ノード装置がこれまで論理的に接続していないノードを経由する波長パスを新たに新設することで可能となる。しかし、ユーザＩＤ「１」の全ての通信ノード装置はフルメッシュトポロジで構成されているため、新たな波長パスの新設に関して選択の余地がない。そこで、ユーザＩＤ「２」の特定の通信ノード装置の資源を利用し、これを解決する。
ユーザＩＤ「１」通信ノード装置（ユーザ通信ノード装置番号「２」、管理通信ノード装置番号「２」）⇔ユーザＩＤ「２」通信ノード装置（ユーザ通信ノード装置番号「４」、管理通信ノード装置番号「８」）⇔ユーザＩＤ［１］通信ノード装置（ユーザ通信ノード装置番号「４」、管理通信ノード装置番号「４」）による、新たな波長パスの新設によって、ユーザＩＤ「１」通信ノード装置（ユーザ通信ノード装置番号「２」、管理通信ノード装置番号「２」）⇔ユーザＩＤ「１」通信ノード装置（ユーザ通信ノード装置番号「４」、管理通信ノード装置番号「４」）の帯域増速を行う。なお、ユーザＩＤ「２」通信ノード装置（ユーザ通信ノード装置番号「４」、管理通信ノード装置番号「９」）での通信ノード装置（２−３０１〜３０４）内の２Ｌ×２Ｌ電気スイッチ（２−２７０２）では、光受信器（２−２６０１〜２６０３）からの信号を波長可変光源（２−２５０１〜２５０３）に折り返すスイッチ動作を行っている。
このとき、中央制御装置（２−２００１）に接続された内部データベース（２−２３０１）及び外部データベース（２−２４０１）で管理されている中央制御トポロジ管理情報（２−３９０１）では、ユーザＩＤ「１」、ユーザＩＤ「２」に関するデータにおいて、増速によって新設された新たなノードリンク数の増加が、ユーザＩＤ「１」通信ノード装置（ユーザ通信ノード装置番号「２」、管理通信ノード装置番号「２」）、ユーザＩＤ「１」通信ノード装置（ユーザ通信ノード装置番号「４」、管理通信ノード装置番号「４」）、ではそれぞれ１つ増加、そしてユーザＩＤ「２」通信ノード装置（ユーザ通信ノード装置番号「４」、管理通信ノード装置番号「８」）では、２つ増加する（２−３９０２）。
また、前記中央制御トポロジ管理情報（２−３９０１）は表示制御部（２−３３０４）を通じてトポロジ管理者端末（２−３４０１）にグラフィカル表示することが可能である。このグラフィカル表示は、トポロジ管理ウィンドウ（２−３６０２）、ユーザＩＤ「１」情報ウィンドウ（２−３６０３）、ユーザＩＤ「２」情報ウィンドウ（２−３８０３）から構成される。ここでは、新たなパス（２−３９０５）が表示される。
図２−２９は中央制御装置（２−２００１）内の料金計算部（２−３３０５）で演算された利用課金情報（２−３９０６）である。固有の「ユーザＩＤ」、ユーザＩＤ毎の「利用年月」、ユーザＩＤ毎の「通信ノード装置増減数」、ユーザＩＤ毎の「帯域増速数」、ユーザＩＤ毎の「波長リンク総数」、ユーザＩＤ毎の「割引」そして、ユーザＩＤ毎の「課金」の情報が一体となったデータ（２−３９０６）形式で、中央制御装置（２−２００１）に接続された内部データベース（２−２３０１）及び外部データベース（２−２４０１）に利用ノードリンク数に応じた利用課金情報として蓄積され、管理部（２−３３０３）によってデータ管理され、月毎にユーザＩＤ毎の通信ノード装置に接続された内部データベース（２−７０１〜７０４）及び外部データベース（２−８０１〜８０４）に渡され、過去の利用状況を示すとともに、ユーザへの課金案内を実施する。ユーザＩＤ「１」での帯域増速のために新規波長リンク数が２００３年５月期に１６に増加したため、これに伴って料金が変化し（２−３９０７）、これと同時に、ユーザＩＤ「１」と利害関係にないユーザＩＤ「２」の通信ノード装置の波長可変光源資源の使用による割引及び割引後の料金を示している（２−３９０８）。なお、本実施形態では課金期間の単位を月毎としたが、特にこれに限ることなく、日、年等の単位であっても良い。
［第３１実施形態］
図２−３１はユーザＩＤが「１」の利用者が使用する通信ノード装置に接続されている内部データベース（２−７０１〜７０４）及び外部データベース（２−８０１〜８０４）で管理されているユーザトポロジ管理情報（２−３９０９）を示している。中央制御装置（２−２００１）に接続されている内部データベース（２−２３０１）及び外部データベース（２−２４０１）に保持されている中央制御トポロジ管理情報（２−３６０１）からユーザＩＤが「１」に関する情報を切り出し、制御信号を使って前記通信ノード装置に送信し、ユーザＩＤが「１」の利用者が使用する通信ノード装置に接続された内部データベース（２−７０１〜７０４）及び外部データベース（２−８０１〜８０４）にユーザトポロジ管理情報（２−３９０９）を保持・蓄積させ、前記通信ノード装置（２−３０１〜３０４）内の管理部（２−３１０５）によってユーザトポロジ管理情報（２−３９０９）を管理させる。ユーザ通信ノード装置番号「２」⇔ユーザ通信ノード装置番号「４」を結ぶリンクによる追加情報（２−３９１０）がユーザトポロジ管理情報（２−３９０９）に反映されている。
図２−３１は前記ユーザトポロジ管理情報（２−３９０９）を通信ノード装置（２−３０１〜３０４）内の表示制御部（２−３１０６）が通信ノード装置管理者端末（２−３２０１）にデータを渡し、前記ユーザＩＤが「１」の利用者に対してグラフィカル表示することが可能であり、トポロジ状態図、通信ノード装置、接続構成がユーザウィンドウ（２−３９１１）に示され、ユーザ通信ノード装置番号「１」⇔ユーザ通信ノード装置番号「２」を結ぶ新たな論理パス（２−３９１２）が表示される。
図２−３２は前記ユーザＩＤが「１」の利用者が使用する通信ノード装置（２−３０１〜３０４）に接続された内部データベース（２−７０１〜７０４）及び外部データベース（２−８０１〜８０４）に蓄積された利用課金情報（２−３９１３）である。「利用年月」、「通信ノード装置増減数」、「帯域増速数」、「波長リンク総数」、「割引」そして、「課金」の情報が一体となったデータ（２−３９１３）形式となっている。月毎に中央制御装置（２−２００１）に接続された内部データベース（２−２３０１）及び外部データベース（２−２４０１）に利用ノードリンク数に応じた利用課金情報として蓄積されたものから、ユーザＩＤが「１」の項目が切り出され、ユーザ「１」に属する通信ノード装置（２−３０１〜３０４）に接続された内部データベース（２−７０１〜７０４）及び外部データベース（２−８０１〜８０４）に渡され、過去の利用状況を示すとともに、ユーザへの課金が行われる。ここでは、ユーザＩＤ「１」での帯域増速に伴う波長リンク総数の増加が２００３年５月に発生したために、これに応じて波長リンク総数が１６リンクとなり、これに伴って料金が変化していることを示している（２−３９１４）。
一方、図２−３３には前記ユーザＩＤが「２」の利用者が使用する通信ノード装置（２−３０１〜３０４）に接続された内部データベース（２−７０１〜７０４）及び外部データベース（２−８０１〜８０４）に蓄積された利用課金情報（２−３９１５）である。「利用年月」、「通信ノード装置増減数」、「帯域増速数」、「波長リンク総数」、「割引」そして、「課金」の情報が一体となったデータ（２−３９１５）形式となっている。月毎に中央制御装置（２−２００１）に接続された内部データベース（２−２３０１）及び外部データベース（２−２４０１）に利用ノードリンク数に応じた利用課金情報として蓄積されたものから、ユーザＩＤが「２」の項目が切り出され、ユーザ「２」に属する通信ノード装置に接続された内部データベース（２−７０１〜７０４）及び外部データベース（２−８０１〜８０４）に渡され、過去の利用状況を示すとともに、ユーザへの課金が行われる。ここでは、ユーザＩＤ「２」での通信ノード装置内の波長可変光源資源を２００３年５月に利害関係のないユーザＩＤ「１」に使用させているため、料金割引が適用されていることを示している（２−３９１６）。本実施形態では課金期間の単位を月毎としたが、特にこれに限ることなく、日、年等の単位であっても良い。
［第３２実施形態］
図２−３４はユーザＩＤが１つだけの単体のリングトポロジからなる場合において、中央制御装置（２−２００１）に接続された内部データベース（２−２３０１）及び外部データベース（２−２４０１）で管理されている中央制御トポロジ管理情報（２−４００１）を示している。また、前記中央制御トポロジ管理情報（２−４００１）は制御部（２−３３０４）を通じてトポロジ管理者端末（２−３４０１）にグラフィカル表示することが可能であり、図２−３５に示すように、トポロジ管理ウィンドウ（２−３６０２）、ユーザＩＤ「１」情報ウィンドウ（２−４００２）、から構成されている。
図２−３６はユーザＩＤが「１」の利用者が使用する通信ノード装置に接続されている内部データベース（２−７０１〜７０４）及び外部データベース（２−８０１〜８０４）で管理されているユーザトポロジ管理情報（２−４００３）を示しており、図２−３７は前記ユーザトポロジ管理情報（２−４００３）を通信ノード装置（２−３０１〜３０４）内の表示制御部（２−３１０６）が通信ノード装置管理者端末（２−３２０１）にデータを渡し、前記ユーザＩＤが「１」の利用者に対してグラフィカル表示することが可能であり、トポロジ状態図、通信ノード装置、接続構成がユーザウィンドウ（２−４００４）に示される。
図２−３８はユーザＩＤが「１」の利用者が使用する通信ノード装置（管理通信ノード装置番号「４」、ユーザ通信ノード装置番号「４」）で障害が発生した場合での、障害発生通信ノード装置切り離しにおける中央制御装置（２−２００１）に接続された内部データベース（２−２３０１）及び外部データベース（２−２４０１）で管理されている中央制御トポロジ管理情報（２−４００５）を示している。切り離しの結果、前記通信ノード装置（管理通信ノード装置番号「４」、ユーザ通信ノード装置番号「４」）でのノードリンク数は「０」となり、通信ノード装置（２−３０１〜３０４）内の波長可変光源状態は「Ｏｆｆ」となる（２−４００６）。さらに、リングトポロジでは通信ノード装置をスキップして障害発生通信ノード装置と隣接している通信ノード装置において波長を再配置するため、障害発生通信ノートを構成する通信ノード装置にはＷＤＭ信号が到達することがなくなるため、ＷＤＭ受信状態は「ＮＧ」となる（２−４００６）。
図２−３９は前記中央制御トポロジ管理情報（２−４００１）が表示制御部（２−３３０４）を通じてトポロジ管理者端末（２−３４０１）にグラフィカル表示したものであり、トポロジ管理ウィンドウ（２−３６０２）、ユーザＩＤ「１」情報ウィンドウ（２−４００７）、から構成されている。
図２−４０は中央制御装置（２−２００１）内の料金計算部（２−３３０５）で演算された利用課金情報（２−４００９）である。固有の「ユーザＩＤ」、ユーザＩＤ毎の「利用年月」、ユーザＩＤ毎の「通信ノード装置増減数」、ユーザＩＤ毎の「帯域増速数」、ユーザＩＤ毎の「波長リンク総数」、ユーザＩＤ毎の「割引」そして、ユーザＩＤ毎の「課金」の情報が一体となったデータ（２−４００９）形式で、中央制御装置（２−２００１）に接続された内部データベース（２−２３０１）及び外部データベース（２−２４０１）に利用ノードリンク数に応じた利用課金情報として蓄積され、管理部（２−３３０３）によってデータ管理され、月毎にユーザＩＤ毎の通信ノード装置（２−３０１〜３０４）に接続された内部データベース（２−７０１〜７０４）及び外部データベース（２−８０１〜８０４）に渡され、過去の利用状況を示すとともに、ユーザへの課金案内を実施する。通信ノード装置（管理通信ノード装置番号「４」、ユーザ通信ノード装置番号「４」）での障害回避によりリングトポロジから２００３年５月に切り離された結果、通信ノード装置増減数は「−１」、波長リンク総数は「６」、リンク総数が変たことによる新たな料金として「Ｆ」となる（２−４０１０）。
図２−４１はユーザＩＤが「１」の利用者が使用する通信ノード装置（２−３０１〜３０４）に接続されている内部データベース（２−７０１〜７０４）及び外部データベース（２−８０１〜８０４）で管理されているユーザトポロジ管理情報（２−４０１１）を示している。中央制御装置（２−２００１）に接続されている内部データベース（２−２３０１）及び外部データベース（２−２４０１）に保持されている中央制御トポロジ管理情報（２−４００５）からユーザＩＤが「１」に関する情報を切り出し、制御信号を使って前記通信ノード装置（２−３０１〜３０４）に送信し、ユーザＩＤが「１」の利用者が使用する通信ノード装置（２−３０１〜３０４）に接続された内部データベース（２−７０１〜７０４）及び外部データベース（２−８０１〜８０４）にユーザトポロジ管理情報（２−３６０１）を保持・蓄積させ、前記通信ノード装置（２−３０１〜３０４）内の管理部（２−３１０５）によってユーザトポロジ管理情報（２−４０１１）を管理させる。障害発生した通信ノード装置（ユーザ通信ノード装置番号「４」）を切り離した波長の再配置を行ったため、ユーザ通信ノード装置番号「４」におけるノードリンク数が「０」となる（２−４０１２）。
図２−４２は前記ユーザトポロジ管理情報（２−４０１１）を通信ノード装置（２−３０１〜３０４）内の表示制御部（２−３１０６）が通信ノード装置管理者端末（２−３２０１）にデータを渡し、前記ユーザＩＤが「１」の利用者に対してグラフィカル表示することが可能であり、トポロジ状態図、通信ノード装置、接続構成がユーザウィンドウ（２−４０１３）に示され、障害発生ノード（２−４００８）が切り離された様子が示される。
図２−４３は前記ユーザＩＤが「１」の利用者が使用する通信ノード装置（２−３０１〜３０４）に接続された内部データベース（２−７０１〜７０４）及び外部データベース（２−８０１〜８０４）に蓄積された利用課金情報（２−３９１３）である。「利用年月」、「通信ノード装置増減数」、「帯域増速数」、「波長リンク総数」、「割引」そして、「課金」の情報が一体となったデータ（２−３９１３）形式となっている。月毎に中央制御装置（２−２００１）に接続された内部データベース（２−２３０１）及び外部データベース（２−２４０１）に利用ノードリンク数に応じた利用課金情報として蓄積されたものから、ユーザＩＤが「１」の項目が切り出され、ユーザ「１」に属する通信ノード装置に接続された内部データベース（２−７０１〜７０４）及び外部データベース（２−８０１〜８０４）に渡され、過去の利用状況を示すとともに、ユーザへの課金が行われる。ここでは、ユーザＩＤ「１」での障害回避に伴う波長リンク総数の増加が２００３年５月に発生したために、これに応じて波長リンク総数が６に減り、これに伴って料金が変化していることを示している（２−４０１５）。
［第３３実施形態］
特定の通信ノード装置間でのトラヒック流量が増大してネットワーク負荷が発生し、これらの通信ノード装置のうちの何れかの通信ノード装置の管理主体者から、あるいは両者から通信ノード装置間での帯域増速要求が中央制御装置（２−２００１）に発せられた場合は、次のように帯域増速を行う。
即ち、中央制御装置（２−２００１）は、内部のデータベース（２−２３０１）及び外部データベース（２−２４０１）に問い合わせ、演算することによって適否の判定を行い、通信ノード装置が直接接続していない他の通信ノード装置を経由することによって、迂回波長パスを新たに構成し前記通信ノード装置間の帯域増速が可能である場合には、迂回のための通信ノード装置と上記特定の通信ノード装置との間に新たな波長パス経路を設定するための波長再設定を、それぞれの通信ノード装置に通知して新たな波長パス設定を実施すると共に、内部のデータベース（２−２３０１）及び外部データベース（２−２４０１）の格納データを更新する。
さらに、中央制御装置（２−２００１）は、内部データベース（２−２３０１）及び外部データベース（２−２４０１）を参照し、新規の波長パス経路に必要な追加負担料金を演算記録し、上記通信ノード装置の管理主体者に通信ノード装置（２−３０１〜３０４）を通じて料金負担を通知し、波長パス経路を提供した通信ノード装置の料金負担の減額を演算記録し、通信ノード装置（２−３０１〜３０４）を通じて通信ノード装置の管理主体者に料金の減額を通知する。
［第３４実施形態］
特定の通信ノード装置間でのトラヒック流量が増大してネットワーク負荷が発生し、これらの通信ノード装置のうちの何れかの通信ノード装置の管理主体者から、あるいは両者から通信ノード装置間での帯域増速要求が中央制御装置（２−２００１）に発せられた場合は、次のように帯域増速を行う。
即ち、中央制御装置（２−２００１）は、内部のデータベース（２−２３０１）及び外部データベース（２−２４０１）に問い合わせ、演算することによって適否の判定を行い、通信ノード装置が接続していない他の論理的ネットワークトポロジに接続された通信ノード装置の未使用波長を使用することによって迂回波長パス経路を新たに設け、通信ノード装置間の帯域増速が可能であると判定された場合には、迂回のための通信ノード装置と上記特定の通信ノード装置との間に新たな波長パス経路を設定するための波長再設定を、それぞれの通信ノード装置に通知して、新たな波長パス経路を設定を実施すると共に、内部データベース（２−２３０１）及び外部データベース（２−２４０１）を更新する。
さらに、中央制御装置（２−２００１）は、内部データベース（２−２３０１）及び外部データベース（２−２４０１）を参照し、新規の波長パス経路に必要な追加負担料金を演算記録し、上記通信ノード装置の管理主体者に通信ノード装置（２−３０１〜３０４）を通じて料金負担を通知し、波長パス経路を提供した通信ノード装置の料金負担の減額を演算記録し、通信ノード装置（２−３０１〜３０４）を通じて通信ノード装置の管理主体者に料金の減額を通知する。
［第３５実施形態］
図４−１は、通信ノード装置内の波長可変光源部と受信波長可変受信部からなる波長可変送受信部の構成、および制御部の構造を記述した本発明の第３５実施形態における通信ノード装置構成図である。
図中の４−２５０１は通信ノード装置、４−１６０１は通信端末装置、４−６００ａは光ファイバ等の伝送路である。
本実施形態では波長可変光源部を波長可変光源４−１３０１，１３０２，１３０３で構成し、これら波長可変光源からのＳＳＧ−ＤＢＲレーザ等の波長可変半導体レーザを変調器４−１２０１，１２０２，１２０３によって外部変調する形態を示したが、これに限る必要は無く、直接変調可能な波長可変半導体レーザを適用することも可能である。また、波長可変光源部へ導入される光素子が、波長可変レーザ等の波長可変光源４−１３０１，１３０２，１３０３と変調器４−１２０１，１２０２，１２０３を直列に接続、或いはこれらが互いに集積させた素子構造、または直接変調可能な半導体レーザからなり、これらが直列接続されたＬ（Ｌは２以上Ｎ以下の整数）×Ｎ（Ｎは２以上の整数）スイッチとＮ×１光カップラに対して直列に接続された構成を持つようにしても良い。
また、本実施形態では、受信波長可変受信部を波長可変フィルタ４−１４０１〜１４０３で構成し、設定された波長において透過する光信号を通信端末装置Ｉ／Ｆ４−１７０１に入力する形態を示したが、これに限る必要は無く、受信波長可変受信部を波長可変フィルタとフォトディテクタ、さらに電気光変換器を直列に接続し、前記の透過する光信号をフォトディテクタで受信した後に再度電気光変換器において光信号へと変換した後に、通信端末装置Ｉ／Ｆ４−１７０１へ入力するような構成を持つようにしても良い。
通信端末装置４−１６０１は、通信端末装置インタフェース（Ｉ／Ｆ）４−１７０１を備え、この通信端末装置インタフェース（Ｉ／Ｆ）４−１７０１は光ファイバ４−１５０１，１５０２，１５０３によって通信ノード装置４−２５０１に備えられた波長可変送受信部４−１１０５に接続されている。
通信端末装置４−１６０１に配置された通信端末装置Ｉ／Ｆ４−１７０１から出力される光信号は波長可変送受信部４−１１０５に配置された波長可変光源４−１３０１〜１３０３及び変調器４−１２０１〜１２０３を通じてＩＴＵグリッド上に配置された１．５ミクロン帯の波長と変換されて主信号となり、３×１光カップラ４−９０１によって複数の主信号が結合され、ＷＤＭカップラ４−８０９ａを通り光ファイバなどの伝送路４−６００ａによってアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）へと向かう。
アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）から届く主信号は通信ノード装置４−２５０１に配置されたＷＤＭカップラ４−８１０ａへと到達し、波長可変送受信部４−１１０５に配置された光カップラ４−９０２によって分波された後に、光ファイバによって接続された波長可変フィルタ４−１４０３を透過した後に光ファイバ４−１５０１〜１５０３によって通信端末装置Ｉ／Ｆ４−１７０１へと到達し、通信端末装置４−１６０１に設けられた図示せぬ光受信器にて終端される。尚、本実施形態では、受信波長可変受信部を、それぞれが直列に接続された前記光受信器と波長可変フィルタ４−１４０１〜１４０３とから構成したが、これらが直列接続されたＬ×ＮスイッチとＮ×１合波器に対して直列に接続された構成を持つようにしても良い。
通信ノード装置４−２５０１には通信ノード装置制御部４−１１０１が備えられ、さらに、通信ノード装置制御部４−１１０１には前記制御信号の入出力インタフェースとなる制御信号入出力ポート４−１８０１、波長可変光源４−１３０１〜１３０３および波長可変フィルタ４−１４０１〜１４０３を監視ならびに制御する監視制御部４−１９０１と波長制御部４−２００１、そして時刻を保持するシステムクロック４−２４０１、システムクロック４−２４０１を制御する時刻制御部４−２１０１、ならびに、後述するソフトウェアや設定波長データベースを保持するメモリ要素部４−２３０１、ならびに、これらを制御する中央演算部（ＣＰＵ）４−２２０１が備えられている。
図４−２に示す中央制御装置４−３０１には、前記制御信号の入出力インタフェースとなる制御信号入出力ポート４−２６０１、波長可変送受信部４−１１０６が出力する受信可能な波長範囲を表した波長資源データベース４−２６０６、通信ノード装置４−２５０２の障害情報を記録する障害記録データベース４−２６０７、そして、時刻を保持するシステムクロック４−２６０３、システムクロック４−２６０３を制御する時刻制御部４−２６０２、ならびに、後述するソフトウェアを保持するメモリ要素部４−２６０４、さらに、これらを制御する中央演算部（ＣＰＵ）４−２６０５、そして、表示制御部４−２６０８が備えられている。
なお、以降の記述において「論理ネットワークトポロジ」を「トポロジ」として呼称するものとする。
表示制御部４−２６０８はトポロジ管理者端末４−２６０９と接続し、人間の操作によってトポロジ管理者端末４−２６０９から入力される情報を受信すると共に、中央制御装置４−３０１によって出力される情報をトポロジ管理者端末４−２６０９に送信する。
通信ノード装置制御部４−１１０２に配置された制御信号入出力ポート４−１８０２は、光ファイバによってＷＤＭカップラ４−８１１ａに接続され制御信号の送信および受信で使用する伝送路を前記主信号で使用する光ファイバの伝送路と共有させている。また、アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）４−１０１に配置されたＷＤＭカップラは光ファイバによって集約機４−３０１２に接続されると共に集約機４−３０１２の１つの入出力ポートを中央制御装置４−３０１に配置された制御信号入出力ポート４−２６０１に接続し、ＷＤＭカップラ４−８１２ｂによって制御信号の光路を集約機４−３０１２へと向かわせる。これによって、中央制御装置４−３０１に配置された制御信号入出力ポート４−２６０１と通信ノード装置制御部４−１１０１〜１１０４に配置された制御信号入出力ポート４−１８０２が集約機４−３０１２を中継することによって接続可能となり、前記制御信号を主信号で使用している光ファイバなどの伝送路と共有しながら送受信可能となる。
図４−２および図４−３は、中央制御装置４−３０１に配置された時刻制御部４−２６０２と通信ノード装置制御部４−１１０２に配置された時刻制御部４−２１０２との間での時刻情報に関する制御信号の送受信ならびにその処理の流れを示した図である。
通信ノード装置４−２５０２に配置された波長可変送受信部４−１１０６に含まれる波長可変光源４−１３０４〜１３０６および波長可変フィルタ４−１４０４〜１４０６を制御するに当たり、波長の変更が生じた際にその都度中央制御装置４−３０１と制御情報を送受信する方式では、通信ノード装置の数が増大した場合、制御情報も同時に増加してしまい中央制御装置４−３０１への負荷が増大する。そこで、本光通信ネットワークシステムでは後述するように波長変更にかかわる情報と変更時刻を制御信号に乗せてあらかじめ通信ノード装置制御部４−１１０２に送り、変更時刻に達したときに通信ノード装置制御部４−１１０２が自律的に波長変更を波長可変光源４−１３０４〜１３０６ならびに波長可変フィルタ４−１４０４〜１４０６に対して実施する。これを実現するに当たっては、中央制御装置４−３０１に配置されたシステムクロック４−２６０３と通信ノード装置制御部４−１１０２に配置されたシステムクロック４−２４０２との同期が必要であるが、本光通信ネットワークシステムでは中央制御装置４−３０１に配置された時刻制御部４−２６０２を時刻配信サーバとすると共に通信ノード装置制御部４−１１０２に配置された時刻制御部４−２１０２を時刻クライアントとして構成している。
まずはじめに、中央制御部４−３０１に配置された時刻制御部４−２６０２がシステムクロック４−２６０３から時刻を取得する（４−３００１，３００１ｓ）。通信ノード装置制御部４−１１０２に配置された時刻制御部４−２１０２は、中央制御装置４−３０１に配置された時刻制御部４−２６０２に対して時刻問合せ信号（４−３００２ａ，３００４ａ，３００６ａ）を前記制御信号に乗せて送信し、これを受けた時刻制御部４−２６０２が時刻制御部４−２１０２に対して時刻情報信号（４−３００２ａ，３００４ａ，３００６ａ）を送信する。時刻制御部４−２１０２はランダムに時刻問合せ信号を時刻制御部４−２６０２に送信し、その返答として時刻情報を受け取り（４−３００２ｂ，３００４ｂ，３００６ｂ，４−３００２ｓ，３００４ｓ，３００６ｓ）、時刻問合せの集中を回避して中央制御装置４−３０１への処理に係わる負荷を低減させている。
時刻制御部４−２１０２で受け取った前記時刻情報を基にシステムクロック４−２４０２に時刻を与え（４−３００３，３００５，３００７、３００３ｓ，３００５ｓ，３００７ｓ）、その結果として中央制御装置４−３０１に配置されたシステムクロック４−２６０３と通信ノード装置制御部４−１１０２に配置されたシステムクロック４−２４０２が時刻同期することになる。なお、本実施形態では中央制御装置４−３０１に配置された時刻制御部４−２６０２を時刻配信サーバとし、通信ノード装置制御部４−１１０２に配置された時刻制御部４−２１０２を時刻問合せ・受信クライアントと説明しているが、時刻制御部４−２６０２が時刻配信サーバである必然性は無く、時刻制御部４−２６０２、時刻制御部４−２１０２のうちのいずれか１つが時刻配信サーバになればよい。また、時刻制御情報を乗せた制御信号としてネットワークタイムプロトコル（ＮＴＰ）が適用可能であるが、これに限る必要は無くシンプルネットワークタイムプロトコル（ＳＮＴＰ）あるいは独自の時刻制御信号でも良い。
図４−４及び図４−５はトポロジ変更に際しての中央制御装置４−３０１での波長制御の処理に関わるフローチャートである。本フローチャートはメモリ要素部４−２６０４に保持された後述するトポロジ制御エージェントによるソフトウェアの動作の流れを示している。
まずはじめに、通信ノード装置制御部１１０２への時刻同期処理となる『通信ノード装置時刻同期処理』のステップＳ１ｃを行った後に、波長可変送受信部４−１１０６に配置された波長可変光源４−１３０４〜１３０６ならびに波長可変フィルタ１４０４〜１４０６のそれぞれの送信及び受信可能な波長範囲を読み取る『通信ノード装置波長資源情報収集処理』のステップＳ２ｃが実施される。
トポロジ管理者となる人間はトポロジ管理者端末４−２６０９を通じてトポロジ変更対象となるトポロジの指定を行うステップ『被変更トポロジ指定』のステップＳ２．１ｃを実施し、つぎに、特定の通信ノード装置の指定入力、あるいは、全ての通信ノード装置を新たなトポロジ種別に変更する場合のどちらかを選択する『個別通信ノード装置選択／全通信ノード装置選択、新トポロジ種別入力』の選択を行うステップＳ２．２ｃを実施する。
特定の通信ノード装置の指定入力がトポロジ管理者によって選択された場合には、『被変更通信ノード装置『ｉ』（ｉはＰ以下の整数、ただしＰ≦Ｎ）の指定』のステップＳ３ｃを実施する。
引き続き、トポロジ管理者となる人間がトポロジ変更となる通信ノード装置間を接続する新たな変更波長パスを入力する『新トポロジの構成に必要な通信ノード装置間の波長パス入力』ステップＳ５ｃをトポロジ管理者端末２６０９を通じ、変更対象となるとなるＰ個の通信ノード装置を対象に実施する（Ｓ４ｃ，Ｓ６ｃ，Ｓ７ｃ，Ｓ８ｃ，Ｓ９ｃ）。ただし、この際に、前記Ｓ２ｃの『通信ノード装置波長資源情報収集処理』ステップによって取得済みの波長資源情報と比較するステップＳ６ｃを含み、トポロジ管理者が入力する新たな波長パスの形成に必要な波長資源が存在しない場合は『トポロジ管理者端末へのエラーメッセージ表示』ステップＳ７ｃが動作し、前記トポロジ管理者へ注意を喚起可能とする。ただし、ステップＳ６ｃにおいては、後述するトポロジ・波長対応データベース６００６に記憶されている波長配置表４−９０００（波長配置表については後述する）を参照して判断を行っている。
ステップＳ２．２ｃにおいて、全ての通信ノード装置に対する新トポロジ種別が選択され、ステップＳ３．１ｃにおいて新たなトポロジ種別入力がなされた場合には、変更対象となるとなるＮ個の通信ノード装置を対象に実施する（Ｓ４．１ｃ，Ｓ６．１ｃ，Ｓ７．１ｃ，Ｓ８．１ｃ，Ｓ９ｃ）。ただし、この際に、前記Ｓ２ｃの『通信ノード装置波長資源情報収集処理』ステップによって取得済みの波長資源情報と比較するステップＳ６．１ｃを含み、新たな波長パスの形成に必要な波長資源が存在しない場合は『トポロジ管理者端末へのエラーメッセージ表示』ステップＳ７．１ｃが動作し、前記トポロジ管理者へ注意を喚起可能とする。
ただし、ステップＳ６ｃにおいては、後述するトポロジ・波長対応データベース４−６００６に記憶されている波長配置表４−９０００（波長配置表については後述する）を参照して判断を行っている。
さらに引き続き、『トポロジ変更時刻の指定』ステップ（Ｓ９ｃ）により、前記トポロジ管理者となる人間がトポロジ変更予定時刻（ｔ＝Ｔ）を入力し、トポロジ変更に関する情報の入力が終了する。
トポロジ変更となる通信ノード装置での新たな波長情報ならびにトポロジ変更時刻はステップＳ１１ｃによって中央制御装置において作成およびクラス化され、ステップ１２ｃによって中央制御装置から通信ノード装置に送信される。ただし、ステップＳ９ｃ、ステップＳ１２ｃ，Ｓ１３ｃ，Ｓ１４ｃによって、変更となるＭ個の通信ノード装置に対して実施される。
トポロジ変更対象とならない通信ノード装置がトポロジ変更を予定されている通信ノード装置とすでに接続している際に、トポロジ変更実施を行わない当該通信ノード装置に接続された通信端末装置の使用方法によっては前記通信端末装置が保持する経路情報の更新に伴うトポロジ変更を行わない通信ノード装置の切断が考えられる。したがって、トポロジ変更とならない通信ノード装置に対してトポロジ変更が実施されることの通知を行う。そこで、通信ノード装置『ｊ』（ｊは１以上かつ、Ｋ以下の整数。ただしＫ＝Ｎ−Ｐ）に対して『通信ノード装置「ｊ」へのトポロジ変更予告メッセージ送信』ステップＳ１７ｃを実施し、ステップＳ１７ｃ，Ｓ１８ｃ，Ｓ１９ｃにより、トポロジ変更とならない通信ノード装置にメッセージ送信を行う。本メッセージを受信した通信ノード装置は当該通信ノード装置と接続している通信端末装置に対して接続性の維持を行うキープアライブ（Ｋｅｅｐ  Ａｌｉｖｅ）信号を送信することが可能となり、トポロジ変更の前後において当該通信ノード装置の接続性を保つことが可能となる。
前記ステップＳ１３ｃによって前記クラスを受信したトポロジ変更を行う通信ノード装置は、中央制御装置４−３０１に前記クラス受信完了メッセージを送信する。ステップＳ２０ｃによってトポロジ変更を行う通信ノード装置からのクラス受信完了メッセージを中央制御装置３０１が受信し、トポロジ変更実施時刻を過ぎると後述するようにトポロジ変更通信ノード装置から変更完了を示すメッセージを受信し始め、ステップＳ２１ｃによって全てのトポロジ変更実施済みの通信ノード装置からの変更完了メセージを受信の有無が判断される。前記ステップＳ２１ｃが終わると、前記のトポロジ変更とならない全ての通信ノード装置に対して『通信ノード装置「ｊ」へのトポロジ変更完了メッセージ』を送信するステップＳ２２ｃ，Ｓ２３ｃ，Ｓ２４ｃ，Ｓ２５ｃが実施され、トポロジ変更に関する中央制御装置３０１での処理が終了する。
図４−６及び図４−７はトポロジ変更に際しての通信ノード装置制御部４−１１０２での波長制御のコンピュータ処理にかかわるフローチャートである。本フローチャートはメモリ要素部４−２３０２に保持された後述するトポロジ制御エージェントの動作の流れを示している。
まずはじめに、『中央制御装置との時刻同期』ステップＳ１ｎにより、通信ノード装置制御部４−１１０２に配置されたシステムクロック２４０２と中央制御装置４−３０１内のシステムクロック４−２６０３とを時刻同期する処理を実施する。引き続き前記Ｓ２ｎステップによって中央制御装置４−３０１に対して『中央制御装置への通信ノード装置保有波長資源情報応答処理』を実施する。
さらに、前記Ｓ１１ｃ〜Ｓ１４ｃステップによって新たな波長情報とトポロジ変更予定時刻を表すクラスが通信ノード装置制御部１１０２に届けられると、『中央制御装置４−３０１からの設定波長情報、トポロジ変更時刻情報クラス受信、通信ノード装置メモリ要素部への書き込み』ステップＳ３ｎによってトポロジ変更に必要な情報を記録し、引き続き『トポロジ変更予告メッセージ表示』ステップＳ４ｎを実施し、ステップＳ５ｎ，Ｓ６ｎによって、トポロジ変更予定時刻（Ｔ）まで待機する。
トポロジ変更予定時刻（Ｔ）に達すると、波長可変光源及び波長可変フィルタの設定波長変更処理をステップＳ７ｎ，Ｓ８ｎにて実施する。このステップＳ７ｎ，Ｓ８ｎでは、すでに使用している波長パスに対する波長変更であるか無いかを判断するステップＳ１１ｎを実施し、既存の波長パスへの変更であった場合はステップＳ１２ｎによって波長制御部４−２００２による波長可変光源出力停止処理が実施された後に波長制御部４−２００２によってメモリ要素部４−２３０２に保持されている新たな波長情報を読み取るステップＳ１３ｎを実施する。他方で、ステップＳ１１ｎに引き続き、トポロジ変更以前において未使用の波長可変光源に対して新たな波長パス変更であった場合は前記Ｓ１１ｎステップによって判断された後に、前記Ｓ１３ｎステップを実施する。
前記Ｓ１３ｎステップ実施以降は波長制御部４−２００２による波長可変光源波長および波長可変フィルタの変更処理をステップＳ１４ｎ，Ｓ１５ｎによって実施し、引き続き、変更後の前記波長可変光源の出力を開始させるステップＳ１６ｎを実施する。さらに引き続き、監視制御部４−１９０２によって波長変更後における波長可変光源の設定波長および出力強度状態、ならびに、波長可変フィルタ波長の状態監視が継続的に実施されるステップＳ１７ｎが実施される。波長設定に関わる一連の処理の終了後はステップＳ９ｎによって、中央制御装置４−３０１へのトポロジ変更完了メッセージが送信されると共に、ステップ１０ｎによってトポロジ変更完了メッセージが表示され、一連の処理が終了する。
このように、前記Ｓ８ｎにおける波長変更処理の中において中央制御装置４−３０１との制御信号の送受信が一切含まれることなく通信ノード装置制御部４−１１０２が自律的に処理を行うため、中央制御装置４−３０１に波長変更処理中において負荷を一切生じさせること無く、トポロジ変更を高速に可能とさせている。
図４−８はトポロジ変更対象とならない通信ノード装置４−２５０２に配置された通信ノード装置制御部４−１１０２でのコンピュータ処理の流れを示すフローチャートである。前述のように、トポロジ変更対象とならない通信ノード装置４−２５０２がトポロジ変更となる通信ノード装置４−２５０２とすでに接続しており、トポロジの変更の前後において両者の接続性が失われることが無い場合であっても通信ノード装置４−２５０２に配置された通信端末装置の使用方法によっては前記通信端末装置４−１６０２が保持する経路情報の更新に伴うネットワークの切断が考えられる。
したがって、トポロジ変更とならない通信ノード装置４−２５０２に対してトポロジ変更が実施されることの通知を行う必要がある。そこで、ステップＳ１ｎ，Ｓ２ｎによって、『中央制御装置との時刻同期』、ならびに『中央制御装置への通信ノード装置保有波長資源情報応答処理』後において、『中央制御装置からのトポロジ変更予告メッセージ受信』のステップＳ１８ｎを実施した後において『トポロジ変更予告メッセージ表示』のステップＳ４ｎを実施する。本メッセージを受信した通信ノード装置４−２５０２は接続している通信端末装置４−１６０２に対して接続性の維持を行うキープアライブ（ＫｅｅｐＡｌｉｖｅ）メッセージを送信させ、トポロジの変更前後において当該通信ノード装置４−２５０２の接続性を保つことが可能となる。
トポロジ変更時刻Ｔに達するまでステップＳ５ｎ，Ｓ６ｎによって待機処理を行い、時刻Ｔ以降において『中央制御装置からのトポロジ変更完了メッセージ受信』ステップＳ１９ｎを実施し、この後、『トポロジ変更完了メッセージ表示』ステップＳ１０ｎを実施する。前記ＫｅｅｐＡｌｉｖｅ信号を通信端末装置に送信した場合は、前記Ｓ１０ｎステップによって前記ＫｅｅｐＡｌｉｖｅ信号を停止させる。
図４−９は前記図４−４中の前記Ｓ１１ｃステップで生成されるトポロジ変更通信ノード装置『ｉ』に対する設定波長情報ならびにトポロジ変更時刻によって構成されるクラス４−４０００である。前記クラス４−４０００は４種のオブジェクトを備え、それぞれ通信ノード装置番号情報オブジェクト４−４００４、複数個の波長可変光源を選択的に指定するための「波長可変光源番号」ならびにそれぞれの出力波長を示す「波長番号」を備える波長可変光源オブジェクト４−４００１、複数個の波長可変フィルタを選択的に指定するための「波長可変フィルタ番号」ならびにそれぞれの透過波長を示す「波長番号」を備える波長可変フィルタオブジェクト４−４００２、そして「波長変更時間」を示す時間オブジェクト４−４００３である。
図４−１０は本実施形態における通信ノード装置２５０２、ならびに中央制御装置４−３０１の各要素の配置ならびに物理的な接続状態を示す図である。図４−１０においては、通信ノード装置４−２５０２を符号５０００で表し、中央制御装置４−３０１を符号４−６０００で表している。
通信ノード装置４−５０００に備えられるメモリ要素部４−５００７はトポロジ制御エージェント４−５００８、設定波長データベース４−５００９を備えている。トポロジ制御エージェント４−５００８は中央制御装置４−６０００から送信されるクラス４−４０００を解釈し波長制御部４−５００４に波長変更を指示し、あるいは監視制御部４−５００５から得られる情報を解釈すると共に制御にかかわるメッセージを中央制御装置４−６０００に送信する。波長設定データベース４−５００９は波長可変送受信部４−５００１に配置される波長可変光源及び波長可変フィルタのそれぞれの出力及び受信可能な波長範囲を記録して保持するデータベースである。
通信ノード装置４−５０００は、時刻制御部４−５００２と、システムクロック４−５００３、波長制御部４−５００４、監視制御部４−５００５、そして制御信号入出力ポート４−５０１６を備え、これらのそれぞれが中央演算部（ＣＰＵ）４−５００６と接続される（４−５０１０，５０１３，５０１４，５０１５）。
波長可変送受信部４−５００１は、波長制御部４−５００４ならびに監視制御部４−５００５と直接接続され、中央演算部（ＣＰＵ）４−５００６を介さずにハードウェア制御が可能となる。同様に、システムクロック４−５００３は時刻制御部４−５００２と直接接続される。
中央制御装置４−６０００は、図４−１を参照して前述した様にメモリ要素部４−６００４、時刻制御部４−６００１、障害記録データベース４−６００８、波長資源データベース４−６００９、ならびに、制御信号入出力ポート４−６０１７、表示制御部４−６０１８を備え、これらのそれぞれは中央演算部（ＣＰＵ）４−６００３と接続される（４−６０１０〜６０１２，６０１４，６０１５）。メモリ要素部４−６００４は、トポロジ制御エージェント４−６００５と、トポロジ・波長対応データベース４−６００６、ならびにハイパーテキストトランスファープロトコル（ＨＴＴＰ）サーバ４−６００７を備えている。
トポロジ制御エージェント４−６００５は、トポロジ管理者（Ｉ／Ｆ）４−６０１７ならびに表示制御部４−６０１８を通じて送られてくるトポロジ変更情報に従って波長パス変更を必要とする通信ノード装置を特定すると同時に、トポロジ・波長対応データベース４−６００６に記憶されている波長配置表４−９０００（波長配置表については後述する）を参照してトポロジ変更後の波長を読み出し、また同時にトポロジ管理者Ｉ／Ｆ４−６０１７、ならびに表示制御部４−６０１８を通じて送られてくるトポロジ変更時刻情報と合わせてクラス４−４０００を作成する。さらに、通信ノード装置４−５０００から送信される波長可変光源及び波長可変フィルタのそれぞれの送信可能波長範囲と受信可能波長範囲に関する情報を読み取り、当該情報を波長資源データベース４−６００９に記録する。また、通信ノード装置４−５０００から送信される障害情報をトポロジ制御エージェント４−６００５が読み取り、中央演算部（ＣＰＵ）４−６００３を使用して、当該情報をデータベース情報とさせ障害記録データベース４−６００８に記録すると共に、使用不可能となった波長資源に係わる情報を波長資源データベース４−６００９に記録する。
表示制御部４−６０１８はトポロジ管理者（Ｉ／Ｆ）４−６０１７を通してトポロジ管理者端末４−７００１と接続し、トポロジ管理者となる人間がトポロジ管理者端末４−７００１に備えられたブラウザ４−７０００を操作することによって、トポロジ変更情報を中央制御装置４−６０００に送信する。なお、本実施形態では通信ノード装置４−５０００に配置された監視制御部４−５００５、波長制御部４−５００４、時刻制御部４−５００２がメモリ要素部４−５００７と独立に配置されているがこれに限ることは無く、全てがメモリ要素部４−５００７に配置されていても本質的に差異は無い。また同様に、中央制御装置４−６０００に配置された時刻制御部４−６００１、障害記録データベース４−６００８、波長資源データベース４−６００９がメモリ要素部４−６００４と独立に配置されているがこれに限ることは無く、これらの全てがメモリ要素部４−６００４に配置されていても本質的に差異は無い。
図４−１１は本実施形態での通信ノード装置４−５０００、中央制御装置４−６０００ならびにトポロジ管理者端末４−７００１が備える各要素の論理的な接続配置を示した図である。中央制御装置４−６０００が備えるトポロジ制御エージェント４−６００５ならびに通信ノード装置４−５０００が備えるトポロジ制御エージェント４−５００８は制御信号入出力ポート４−６０１７ならびに制御信号入出力ポート４−５０１６を介して制御信号によって論理的に接続される。また、中央制御装置４−６０００が備える前記トポロジ管理者（Ｉ／Ｆ）４−６０１８はハイパーテキストトランスファープロトコル（ＨＴＴＰ）サーバ４−６００７とトポロジ管理者端末４−７００１が備える前記ブラウザを論理的に接続させている。
ＨＴＴＰサーバ４−６００７はトポロジ管理者端末４−７００１を操作する人間には本光通信ネットワークシステムを制御するに当たってのゲートウェイとして働く。なお、本実施形態では当該ゲートウェイ機能を持たせるに当たってＨＴＴＰサーバ４−６００７ならびに、トポロジ管理者端末４−７００１を操作する人間に与えるインタフェースとしてブラウザ４−７０００を適用しているが、本プロトコルを使用した形態で適用させる必然性は無く、インターネットエンジニアリングタスクフォース（ＩＥＴＦ）で標準化されたＳｉｍｐｌｅ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ（ＳＮＭＰ）や独自のプロトコルを使用したゲートウェイ機能を有するＳＮＭＰマネージャや独自プロトコルサーバを中央制御装置４−６０００に備えても良く、同様に、前記ＳＮＭＰマネージャ、あるいは、独自プロトコルサーバに合わせてトポロジ管理者端末４−７００１にブラウザ４−７０００ではなく独自のインタフェースを備えても良い。
図４−１２乃至図４−１５は本実施形態において、論理的リングネットワークトポロジから論理的フルメッシュネットワークトポロジへと変更あるいはその逆の変更を実施するに当たって必要となる波長を示す図である。なお、図４−１２乃至図４−１５での波長配置においては、アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）４−１０１として周回性を有するアレイ導波路回折格子（Ａｒｒａｙｅｄ  Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ  Ｇｒａｔｉｎｇ：ＡＷＧ）を使用している。
図４−１２に示された４つの通信ノード装置４−８００１〜８００４を論理的リングネットワークトポロジの構成で接続する際、図４−１３に示された周回性を有する波長配置表４−９０００上で示される３３番波長（４−９００１，９００４，９００６，９００７）、ならびに３５番波長（４−９００２，９００３，９００５，９００８）を各通信ノード装置に適用させ、それぞれ送受信用に配置させて４つの波長リンク４−８００５〜８００８を形成させる。次に、図４−１４に示された４つの通信ノード装置４−８００１〜８００４を論理的フルメッシュネットワークトポロジの構成で接続する際、図４−１５に示された波長配置表４−９０００上で示される３４番波長（４−９００９，９０１０，９０１０，９０１２）を新たに各通信ノード装置に適用させて、それぞれ送受信用に配置させ、２つの波長リンク４−８００９，８０１０を形成させる。なお、本実施形態では前述した様に波長周回性を有するＡＷＧを適用しているが、これに限ることは無く、波長周回性が無い場合でも波長配置表４−９０００を作成することができ、各通信ノード装置を接続する際に必要となる波長を特定可能となり、これに基づき対向接続する波長リンクが形成可能である。
図４−１６乃至図４−１９は本実施形態における図４−１２乃至図４−１５を参照して前述した論理的リングネットワークトポロジから論理的フルメッシュネットワークトポロジへと変更させる際において、図４−４及び図４−５を参照して前述した前記ステップＳ１１ｃにおいて生成されるクラス４−１０００１ａ〜１０００１ｄである。通信ノード装置１〜通信ノード装置４までの全ての通信ノード装置において新たな波長可変光源ならびに新たな波長可変フィルタが使用されるため、波長可変光源番号「３」、波長可変フィルタ番号「３」が波長可光源情報４−１０００３ａ〜１０００３ｄ、波長可変フィルタ情報４−１０００４ａ〜１０００４ｄに適用される。全ての通信ノード装置がトポロジ変更の際に波長の追加変更が発生するため、波長変更時間情報４−１０００５ａ〜１０００５ｄにおける時刻が同一時刻となっている。これら波長可変光源情報４−１０００３ａ〜１０００３ｄ、波長可変フィルタ情報４−１０００４ａ〜１０００４ｄ、波長変更時間情報４−１０００５ａ〜１０００５ｄ、通信ノード装置番号情報４−１０００２ａ〜１０００２ｄがクラス４−１０００１ａ〜１０００１ｄとなって、前記中央制御装置から前記通信ノード装置へと送信される。
図４−２０は本実施形態におけるトポロジ管理者端末４−２６０９，７００１に備えられたブラウザ４−７０００のインタフェース構成を示す図である。図４−２０に示すように、前記インタフェースにはトポロジ表示部・トポロジ変更部４−１１００１、新トポロジ種別入力部４−１１００７．１、トポロジ変更時刻入力部４−１１００３、トポロジ変更時刻表示部４−１１００４、現在時刻表示部４−１１００５、トポロジ変更予告メッセージ表示部４−１１００６、トポロジ種別情報表示部４−１１００７、トポロジ変更履歴情報表示部４−１１００８、障害情報表示部４−１１００９を備えている。
トポロジ変更に際しては、トポロジ管理者となる人間がトポロジ表示部・トポロジ変更部４−１１００１上に表示されている通信ノード装置を指定し、新たな波長パスを構成する場合は２つの通信ノード装置を指定することによって実施される。実施後においては前記中央制御装置４−６０００に配置されたトポロジ制御エージェント４−６００５がトポロジ波長対応データベース４−６００６を用いて波長可変光源番号、波長可変フィルタ番号を演算し、波長リンクでの波長番号をハイパーテキストトランスポートプロトコル（ＨＴＴＰ）サーバ４−６００７をゲートウェイとして送信する。
トポロジ表示部・トポロジ変更部４−１１００１上に表示されている全ての通信ノード装置に対して、新たなトポロジに変更する場合には、新トポロジ種別入力部４−１１００７．１において、新たなトポロジを指定することによって実施される。実施後においては前記中央制御装置４−６０００に配置されたトポロジ制御エージェント４−６００５がトポロジ波長対応データベース４−６００６を用いて波長可変光源番号、波長可変フィルタ番号を演算し、波長リンクでの波長番号をハイパーテキストトランスポートプロトコル（ＨＴＴＰ）サーバ４−６００７をゲートウェイとして送信する。
先の演算で得られた新たな波長リンクに関する情報はトポロジ表示部・トポロジ変更部４−１１００１に表示される通信ノード装置を指定することによって波長資源情報表示部４−１１００２が浮かび上がり、当該波長資源情報表示部４−１１００２に前記波長可変光源番号、波長可変フィルタ番号ならびに、波長リンクでの波長番号が表示され、トポロジ管理者となる人間へのインタフェースを幾何学的な操作でとどめることを可能とし、トポロジ変更の際での負担軽減を実現している。
［第３６実施形態］
図４−２１乃至図４−２５は、本発明の第３６実施形態における光通信ネットワークシステムの構成を示す図である。本実施形態は第３５実施形態において、通信ノード装置管理者となる人間が主体的にトポロジ変更を実施可能とさせており、通信ノード装置４−２５０１〜２５０４の全てに通信ノード装置管理者インタフェース４−２７０１〜２７０４、ならびに、それに接続される通信ノード装置管理者端末４−２７０５〜２７０８が備えられる。これにより、中央制御装置４−３０１のみ或いは中央制御装置４−３０１と任意の通信ノード装置４−２５０１〜２５０４によってトポロジ変更制御装置を構成することができる。また、中央制御装置４−３０１においては、通信ノード装置管理者がトポロジ変更を実施するに当たって認証作業を実施するための認証制御部４−２６１０、認証データベース４−２６１１が備えられている。
図４−２６及び図４−２７は先の図４−２１乃至図４−２５で記載した中央制御装置４−３０１に配置された時刻制御部４−２６０２と通信ノード装置制御部４−１１０１〜１１０４に配置された時刻制御部４−２１０１〜２１０４との間での時刻情報に関する制御信号の送受信、ならびに、その処理の流れを示した図である。前記通信ノード装置４−２５０１〜２５０４に配置された波長可変送受信部４−１１０６に含まれる波長可変光源４−１３０４〜１３０６及び波長可変フィルタ４−１４０４〜１４０６を制御するに当たり、波長の変更が生じた際にその都度中央制御装置４−３０１と制御情報を送受信する方式では、通信ノード装置４−２５０１〜２５０４の数が増大した場合、制御情報も同時に増加してしまい中央制御装置４−３０１への負荷が増大する。
そこで、本光通信ネットワークシステムでは後述するように波長変更に関わる情報と変更時刻を制御信号に乗せてあらかじめ通信ノード装置制御部４−１１０２に送り、変更時刻に達したときに通信ノード装置制御部１１０２が自律的に波長変更を波長可変光源４−１３０４〜１３０６ならびに波長可変フィルタ４−１４０４〜１４０６に対して実施する。
これを実現するに当たっては、中央制御装置４−３０１に配置されたシステムクロック４−２６０３と通信ノード装置制御部４−１１０２に配置されたシステムクロック４−２４０２との同期が必要であるが、本光通信ネットワークシステムでは中央制御装置４−３０１に配置された時刻制御部４−２６０２を時刻配信サーバ、ならびに、通信ノード装置制御部４−１１０２に配置された時刻制御部４−２１０２を時刻クライアントとして配置させている。
まずはじめに、中央制御部４−３０１に配置された時刻制御部４−２６０２がシステムクロック４−２６０３から時刻を与えられる（４−３００１、３００１ｓ）。通信ノード装置制御部４−１１０２に配置された時刻制御部４−２１０２は中央制御装置４−３０１に配置された時刻制御部４−２６０２に時刻問合せ信号（４−３００２ａ，３００４ａ，３００６ａ）を前記制御信号に乗せて送信し、時刻制御部４−２６０２が時刻情報信号（４−３００２ｂ，３００４ｂ，３００６ｂ，４−３００２ｓ，３００４ｓ，３００６ｓ）を時刻制御部４−２１０２に送信する。
時刻制御部４−２１０２はランダムに時刻問合せ信号を時刻制御部４−２６０２に送信すると共にその返答として時刻情報を受け取り（４−３００２ｓ，３００４ｓ，３００６ｓ）、中央制御装置４−３０１への処理に係わる負荷を低減させている。時刻制御部４−２３０２で受け取った前記時刻情報を基にシステムクロック４−２４０２に時刻を与え（４−３００３，３００５，３００７、４−３００３ｓ，３００５ｓ，３００７ｓ）、その結果として中央制御装置４−３０１に配置されたシステムクロック４−２６０３と通信ノード装置制御部４−１１０２に配置されたシステムクロック４−２４０２が同期することになる。
なお、本実施形態では中央制御装置４−３０１に配置された時刻制御部４−２６０２が時刻配信サーバとされると共に、通信ノード装置制御部４−１１０２に配置された時刻制御部４−２１０２が時刻問合せ・受信クライアントとされ説明されているが、時刻制御部４−２６０２が時刻配信サーバである必然性は無く、時刻制御部４−２６０２及び時刻制御部４−２１０２のうちのいずれか１つが時刻配信サーバになればよい。また、時刻制御情報を乗せた制御信号としてネットワークタイムプロトコル（ＮＴＰ）が適用可能であるが、これに限る必要は無くシンプルネットワークタイムプロトコル（ＳＮＴＰ）あるいは独自の時刻制御信号でも良い。
図４−２８は通信ノード装置４−２５０１〜２５０４に備えられた通信ノード装置管理者端末４−２７０５〜２７０８と認証制御部４−２６１０との間で行う認証メッセージの流れ、および認証制御部４−２６１０と認証データベース２６１１との間でのセッションの流れを示した図である。本図で示される認証メッセージは認証プロトコル（Ｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔ  Ｄｉｒｅｃｔｏｒｙ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ：ＬＤＡＰ）によってＬＤＡＰサーバとして機能する管理者認証制御部４−２６１０へと渡される。
管理者認証制御部４−２６１０は、通信ノード装置管理者の認証に必要な情報を格納するデータベース４−２６１１に問合せセッション４−１２００１、１２００２を実施し、トポロジ変更有無の権限を判定し、通信ノード装置管理者端末４−２７０５〜２７０８へとその結果を返す。なお、本実施形態での認証を実行する上では前記ＬＤＡＰを使用しているがこれに限る必然性は無く、認証データベース４−２６１１を認証制御部４−２６１０に含め、認証制御部４−２６１０と通信ノード装置管理者端末４−２７０５〜２７０８まで平文パスワードによるＰｌａｉｎ  Ｔｅｘｔパスワード認証でも実施可能である。
図４−２９乃至図４−３１は通信ノード装置４−２５０１〜２５０４が備える通信ノード装置制御部４−１１０１〜１１０４に配置されたメモリ要素部４−２３０１〜２３０４に保持された後述するトポロジ制御エージェントの動作を表すコンピュータ処理のフローチャートを示している。本実施形態では、任意の通信ノード装置４−２５０１〜２５０４の通信ノード装置管理者となる人間からの操作によってトポロジ変更を可能としているため、異なる通信ノード装置４−２５０１〜２５０４からのトポロジ変更が同時に中央制御装置４−３０１に届いた場合、その競合制御が必要となる。この制御を実現するため本実施形態では通信ノード装置４−２５０１〜２５０４の状態を３ビットで定義し、当該ビット情報の比較を中央制御装置４−３０１にて実施することにより実現している。尚、中央制御装置４−３０１との時刻同期処理（Ｓｎ１）と波長資源情報送信処理（Ｓ２ｎ）は第３５実施形態と同様に行う。
また、特定の通信ノード装置４−２５０２（ここでは通信ノード装置２５０２とするが、任意の通信ノード装置で実施可能である）の通信ノード装置管理者となる人間がトポロジ変更を実施する際には、図４−２９乃至図４−３１に示されたステップＳ２０ｎにおいて初期化された状態ビット「０００」を、ステップＳ２３ｎにおいてトポロジ変更予約状態ビット「００１」に変更し、引き続きステップＳ２４ｎによって前記状態ビット「００１」を中央制御装置４−３０１ならびにその他の通信ノード装置４−２５０１，２５０３，２５０４に送信し、さらに、他の通信ノード装置４−５２０１，２５０３，２５０４の状態ビットにおいて「００１」の重複の有無の確認をステップＳ２５ｃにて実施させ、他の通信ノード装置の通信ノード装置管理者となる人間からのトポロジ変更実施と競合しないための制御を行っている。
前記ステップＳ２５ｎにおいて競合無しの「Ｙｅｓ」と判断された後に初めて通信ノード装置２５０２において新たなトポロジの構成に必要な通信ノード装置間のパス変更や新規のパス入力、あるいは、全ての通信ノード装置に対する新たなトポロジ種別の入力がステップＳ２６ｎで可能となる。
前記ステップＳ２６ｎではパス入力後においてパス入力情報が中央制御装置４−３０１に届けられると同時に、その後のステップＳ２７ｎにおいて変更パスあるいは新規のパスに必要な波長資源の有無が中央制御装置４−３０１にて確認され、波長資源の確認において問題が無かったとき、ステップＳ２８ｎにおいて前記通信ノード装置にてトポロジ変更時刻の入力が可能となる。このとき、ステップＳ２９ｎにおいてその他の通信ノード装置４−２５０１，２５０３，２５０４に「トポロジ変更確認」メッセージが送信される。これは、トポロジ変更を要請した通信ノード４−２５０２によるその他の通信ノード装置４−２５０１，２５０３，２５０４に対するトポロジの変更防止を強制的に行うことを目的としており、トポロジ変更拒否を後に述べるフローチャートで実施する。
先に述べた一連のフロー後は中央制御装置４−３０１から通信ノード装置４−２５０１〜２５０４にメッセージが届くが、その内容の判断をステップＳ３４ｎ，Ｓ３５ｎにて実施し、通信ノード装置４−２５０１〜２５０４が中央制御装置４−３０１からの「波長変更情報・変更時刻クラス」送信であると判断した場合は通信ノード装置制御部４−１１０２が自らの状態ビットの正当性をステップＳ４３ｎにて確認し、「Ｙｅｓ」である場合には、前記通信ノード装置状態ビットをステップＳ４４ｎにて「１００」へと遷移させ、ステップＳ４５ｎによって前記状態ビットを中央制御装置４−３０１に送信させ、波長変更のためのステップＳ４６ｎへと進む。
一方、通信ノード装置４−２５０２の通信ノード装置管理者となる人間によってトポロジ変更が実施される際において、当該通信ノード装置４−２５０２と接続性を持つその他の通信ノード４−２５０１，２５０３，２５０４が強制的にトポロジ変更されてしまうのは、ネットワークの実際の運用において好ましいとはいえない。したがって、他の通信ノード４−２５０１，２５０３，２５０４におけるトポロジ変更の許諾あるいは拒否を判断する処理の実施が必要となる。トポロジ変更を要請した通信ノード４−２５０２から「トポロジ変更予告メッセージ」Ｍ２を受信した場合にはステップＳ３５ｎにて受信内容が判断され、引き続き他の通信ノード４−２５０１，２５０３，２５０４からのトポロジ変更の了承をステップＳ３７ｎにおいて判断処理を行う。了承する場合には、通信ノード装置状態ビットをステップＳ３８ｎにて「０１０」へと遷移させ、当該ビットをステップ３９ｎにて中央制御装置４−３０１へと送信し、引き続き中央制御装置４−３０１からの信号を待つ。引き続き待機中において新たに信号を受信し、当該信号が中央制御装置４−３０１からの波長変更情報・変更時刻クラスであるとステップＳ３５ｎにて判断処理されて以降は、状態ビットを通信ノード装置制御部１１０２が自らの状態ビットの正当性をステップＳ４３ｎにて確認し、「Ｙｅｓ」である場合には、前記通信ノード装置状態ビットをステップＳ４４ｎにて「１００」へと遷移させ、続いてステップＳ４５ｎによって前記状態ビットを中央制御装置４−３０１に送信させ、波長変更のためのステップＳ４６ｎへと進む。逆に、他の通信ノード装置４−２５０１，２５０３，２５０４からのトポロジ変更を拒否するとステップＳ３７ｎにおいて判断した場合は、ステップＳ４０ｎにおいて状態ビットを「０１１」に遷移させ、引き続きステップＳ４１ｎにおいて当該状態ビットを中央制御装置４−３０１へ送信すると共にトポロジ変更要請を行った通信ノードへと送信する。
ステップＳ４６ｎに進んで以降は、図４−３２に示したステップＳ４８ｎ〜Ｓ５５ｎの一連の処理を通信ノード装置制御部４−１１０２において実施する。即ち、ステップＳ４８ｎ〜Ｓ５５ｎにおいて、通信ノード装置制御部４−１１０２は、波長可変光源出力停止処理、波長データ読み込み処理、波長可変光源波長変更処理、波長可変フィルタ波長変更処理、波長可変光源出力開始処理、状態監視処理、状態ビット変更処理、状態ビット送信処理を実施する。ただし、通信ノード装置の状態をビットで管理するため、第３５実施形態の場合と異なり、波長変更が完了し波長パスが形成された際には状態ビットを「１０１」へとステップＳ５４ｎにて実施し、続いて当該ビットをステップＳ５５ｎによって中央制御装置４−３０１に送信する。
図４−３３は前記通信ノード装置の状態ビット４−１２００１とそれに対応する通信ノード装置状態４−１２００２を表記した表４−１２０００を示す図である。３ビットで表現される状態ビット４−１２００１は６種類となり、任意の通信ノード装置４−２５０１〜２５０４からのトポロジ変更要請時におけるトポロジ変更競合制御を状態ビット４−１２００１を使用して実施する。本実施形態では、状態ビット４−１２００１が「０００」のとき通信ノード装置状態４−１２００２が「初期状態」であり、状態ビット４−１２００１が「００１」、「０１０」、「０１１」、「１００」、「１０１」のときの通信ノード装置状態４−１２００２はそれぞれ、「トポロジ変更予約状態」、「他の通信ノード装置からのトポロジ変更要請受付完了状態」、「他の通信ノード装置からのトポロジ変更要請拒否状態」、「波長、変更時刻クラス受信完了状態」、「新波長への変更完了状態」である。
図４−３４は本実施形態における通信ノード装置４−２５０１〜２５０４、ならびに中央制御装置４−３０１での各要素の配置ならびに物理的な接続状態を示す図である。図４−３４においては、通信ノード装置４−２５０１〜２５０４を符号４−５０００で表し、中央制御装置４−３０１を符号４−６０００で表している。
通信ノード装置４−５０００には通信ノード装置管理者インタフェース（Ｉ／Ｆ）４−５０１８が備えられ、通信ノード装置管理者端末４−５０１９と接続される。通信ノード装置管理者端末４−５０１９にはブラウザ４−５０２０が備えられ、通信ノード装置管理者となる人間によるトポロジ変更操作をブラウザ４−５０２０で実施可能となる。
さらに、通信ノード装置４−５０００に備えられるメモリ要素部４−５００７はトポロジ変更の際に中央制御装置４−６０００から送信されるクラス４−４０００を解釈し波長制御部４−５００４に波長変更を指示すると共に監視制御部４−５００５で得られる情報を解釈して中央制御装置４−６０００に送信するトポロジ制御エージェント４−５００８を備え、またさらに、波長可変送受信部４−５００１に配置される波長可変光源、波長可変フィルタそれぞれの出力可能な波長範囲ならびに受信可能な波長範囲を記録する設定波長データベース４−５００９を備えている。
また、通信ノード装置４−５０００は、時刻制御部４−５００２、システムクロック４−５００３、波長制御部４−５００４、監視制御部４−５００５、そして制御信号入出力ポート４−５０１６を備え、これらのそれぞれが中央演算部（ＣＰＵ）４−５００６と接続されている（４−５０１０，５０１３，５０１４，５０１５）。波長可変送受信部４−５００１は波長制御部４−５００４ならびに監視制御部４−５００５と直接接続され、中央演算部（ＣＰＵ）４−５００６を介さずにハードウェア制御が可能となる。同様に、システムクロック４−５００３は時刻制御部４−５００２と直接接続され中央演算部（ＣＰＵ）４−５００６を介さずにハードウェア制御が可能となる。
中央制御装置４−６０００は図４−１を参照して前述した様にメモリ要素部４−６００４と、時刻制御部４−６００１、認証制御部４−６０１９、認証データベース４−６０２０、障害記録データベース４−６００８、波長資源データベース４−６００９、ならびに、制御信号入出力ポート４−６０１７、表示制御部４−６０１８を備え、これらのそれぞれは中央演算部（ＣＰＵ）４−６００３と接続されている（４−６０１０〜６０１６，６０２１，６０２２）。
メモリ要素部４−６００４は、トポロジ制御エージェント４−６００５と、トポロジ・波長対応データベース４−６００６、ならびにハイパーテキストトランスファープロトコル（ＨＴＴＰ）サーバ４−６００７を備えている。
トポロジ制御エージェント４−６００５は表示制御部４−６０１８あるいは制御信号入出力ポート４−６０１７を通して送られてくるトポロジ変更情報に従って波長パス変更を必要とする通信ノード装置を特定すると同時に、トポロジ・波長対応データベース４−６００６から変更後の波長を読み出し、また同時にトポロジ管理者Ｉ／Ｆ４−６０１７あるいは制御信号入出力ポート４−６０１７を通して送られてくるトポロジ変更時刻情報と合わせてクラス４−４０００を形成する。さらに、通信ノード装置４−５０００から送られてくる波長可変送受信部４−５００１が複数備える波長可変光源及び波長可変フィルタのそれぞれにおける送信可能波長範囲と受信可能波長範囲に関する情報を読み取り、中央演算部（ＣＰＵ）４−６００３を使用して当該情報をデータベース情報を生成し、波長資源データベース４−６００９に記録する。
また、通信ノード装置４−５０００から送信される障害情報をトポロジ制御エージェント４−６００５が読み取り、中央演算部４−６００３を使用して、当該情報をデータベース情報として障害記録データベース４−６００８に記録する。なお、通信ノード装置管理者端末４−５０１９を通信ノード装置管理者となる人間によるトポロジ変更操作を実施する前に、通信ノード装置管理者端末４−５０１９に備えたブラウザ４−５０２０を通じて認証制御部４−６０１９にアクセスさせ、認証データベース４−６０２０に通信ノード装置管理者の氏名、パスワードの整合を実施させ、通信ノード装置管理者の認証を実施している。
表示制御部４−６０１８はトポロジ管理者端末４−７００１と接続し、トポロジ管理者となる人間がトポロジ管理者端末４−７００１に備えられたブラウザ４−７０００を操作することによって、トポロジ変更情報を中央制御装置４−６０００に送信する。
なお、本実施形態では通信ノード装置４−５０００に配置された監視制御部４−５００５、波長制御部４−５００４、時刻制御部４−５００２がメモリ要素部４−５００７と独立に配置されているがこれに限ることは無く、これらがメモリ要素部４−５００７に配置されていても本質的に差異は無い。また同様に、中央制御装置４−６０００に配置された時刻制御部４−６００１、認証制御部４−６０１９、認証データベース４−６０２０、障害記録データベース４−６００８、波長資源データベース４−６００９がメモリ要素部４−６００４と独立に配置されているがこれに限ることは無く、これらがメモリ要素部４−６００４に配置されていても本質的に差異は無い。
図４−３５は本実施形態での通信ノード装置４−５０００、通信ノード装置管理者端末４−５０１９、中央制御装置４−６０００ならびにトポロジ管理者端末４−７００１が備える各要素の論理的な接続配置を示した図である。中央制御装置４−６０００が備えるトポロジ制御エージェント４−６００５ならびに通信ノード装置４−５０００が備えるトポロジ制御エージェント４−５００８は制御信号入出力ポート４−６０１７ならびに制御信号入出力ポート４−５０１６を介して制御信号によって論理的に直接接続される。
また、中央制御装置４−６０００が接続するトポロジ管理者（Ｉ／Ｆ）４−６０１７はハイパーテキストトランスファープロトコル（ＨＴＴＰ）サーバ４−６００７とトポロジ管理者端末４−７００１が備える前記ブラウザ４−７０００を論理的に接続させている。
さらに、通信ノード装置４−５０００が接続する通信ノード装置管理者端末４−５０１９が備えるブラウザ４−５０２０は通信ノード装置管理者インタフェース（Ｉ／Ｆ）４−５０１８、トポロジ制御エージェント４−５００８、制御信号入出力ポート４−５０１６、ならびに制御信号入出力ポート４−６０１７を通じてハイパーテキストトランスファープロトコル（ＨＴＴＰ）サーバ４−６００７と接続している。
ＨＴＴＰサーバ４−６００７はトポロジ管理者端末４−７００１を操作する人間および通信ノード装置管理者端末４−５０１９を操作する人間には本光通信ネットワークシステムを制御するに当たってのゲートウェイとして働く。なお、本実施形態では当該ゲートウェイ機能を持たせるに当たってＨＴＴＰサーバ４−６００７ならびに、トポロジ管理者端末４−７００１を操作する人間に与えるインタフェースとしてブラウザ４−７０００を適用しているが、本プロトコルを使用した形態で適用させる必然性は無く、インターネットエンジニアリングタスクフォース（ＩＥＴＦ）で標準化されたＳｉｍｐｌｅ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ（ＳＮＭＰ）や独自のプロトコルを使用したゲートウェイ機能を有するＳＮＭＰマネージャや独自プロトコルサーバを中央制御装置４−６０００に備えても良く、同様に、前記ＳＮＭＰマネージャや独自プロトコルサーバに合わせてトポロジ管理者端末４−７００１にブラウザ４−７０００ではなく独自のインタフェースを備えても良い。
図４−３６は本実施形態における通信ノード装置管理者端末４−２７０５〜２７０８，５０１９に備えられたブラウザ４−５０２０のインタフェース構成である。前記インタフェースにはトポロジ表示部・トポロジ変更部４−１１００１、新トポロジ種別入力部４−１１００７．１、トポロジ変更時刻入力部４−１１００３、トポロジ変更時刻表示部４−１１００４、現在時刻表示部４−１１００５、トポロジ変更予告メッセージ表示部４−１１００６、トポロジ種別情報表示部４−１１００７、トポロジ変更履歴情報表示部４−１１０８、障害情報表示部４−１１００９、ならびに、トポロジ変更要請許可・拒否入力部４−１１０１０、通信ノード装置状態表示部４−１１０１１を備えている。
トポロジ変更に際しては、通信ノード装置管理者となる人間の操作によってトポロジ表示部・トポロジ変更部４−１１００１上に表示されている通信ノード装置の指定を行い、さらに、新たな波長パスを構成する場合は２つの通信ノード装置の指定を行い、その結果を中央制御装置４−６０００に備えられたトポロジ制御エージェント４−６００５に送信し、トポロジ制御エージェント４−６００５はトポロジ波長対応データベース４−６００６を用いて演算される必要となる波長可変光源番号と、波長可変フィルタ番号、ならびに、波長リンクでの波長番号を演算する。
トポロジ表示部・トポロジ変更部４−１１００１上に表示されている全ての通信ノード装置に対して、新たなトポロジに変更する場合には、新トポロジ種別入力部４−１１００７．１において、新たなトポロジを指定することによって実施される。実施後においては前記中央制御装置４−６０００に配置されたトポロジ制御エージェント４−６００５がトポロジ波長対応データベース４−６００６を用いて波長可変光源番号、波長可変フィルタ番号を演算する。
トポロジ変更に際して、変更対象となる通信ノード装置における波長資源が十分である場合は演算が可能であるため、演算が完了したメッセージとして通信ノード装置状態表示部４−１１０１１に通信ノード装置状態ビット４−１２０００として「００１」が送信され（図４−３３）、「トポロジ変更予約状態」であることを通信ノード装置管理者となる人間に通知させる。続いて前記通信ノード装置管理者となる人間がトポロジ変更時刻入力部４−１１００３にトポロジ変更希望時刻を入力し、入力内容が中央制御装置４−６０００に備えられたトポロジ制御エージェント４−６００５に送信される。一方、他の通信ノード装置の通信ノード装置管理者となる人間によってトポロジ変更要請が発せられた場合は、トポロジ変更要請許可・拒否入力部４−１１０１０においてその許諾の有無を入力することを本インターフェースにおいて可能としている。
なお、トポロジ表示部・トポロジ変更部４−１１００１に表示される通信ノード装置を指定することによって波長資源情報表示部４−１１００２が浮かび上がり、当該波長資源情報表示部４−１１００２に前記波長可変光源番号と、波長可変フィルタ番号、ならびに、波長リンクでの波長番号が表示され、トポロジ管理者となる人間へのインタフェースを幾何学的な操作でとどめることを可能とし、トポロジ変更の際での負担軽減を実現している。なお、トポロジ管理者端末４−２６０９，７００１に備えられたブラウザ４−７０００のインタフェース構成は本光通信ネットワークシステム全体を制御する端末となるため、図４−２０と同等となる。
前述した第１及び第２実施形態における光通信ネットワークシステムによれば、通信ノード装置４−２５０１〜２５０４に配置した波長可変光源４−１３０４〜１３０６と、光スイッチあるいは波長可変フィルタ４−１４０４〜１４０６によって信号光の経路をダイナミックに変更することにより通信相手となる通信ノード装置やトポロジをダイナミックに再構成することができるので、当該通信ノード装置４−２５０１〜２５０４とアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）４−１０１との間で主信号と制御信号とが同一光伝送路中を送受信可能なネットワークにおいてネットワークを一元管理する中央制御装置４−３０１あるいは通信ノード装置４−２５０１〜２５０４からトポロジ変更を容易に行うことができる。
さらに、任意の通信ノード装置４−２５０１〜２５０４からのトポロジ変更要請の競合制御を可能とし、全ての通信ノード装置４−２５０１〜２５０４の時刻同期によってスケジューリングされた指定時刻において高速にトポロジを変更することができる。
また、上記中央制御装置４−３０１及び通信ノード装置４−２５０１〜２５０４を用いることにより上記の光通信ネットワークシステムを容易に構成することができる。
また、上記中央制御装置４−３０１及び通信ノード装置４−２５０１〜２５０４のコンピュータプログラムを用いることにより、上記システムを容易に構成することができ、上記コンピュータプログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な情報記憶媒体を作成することにより、上記コンピュータプログラムを容易に配布することができる。
尚、上記第１乃至第３６実施形態は本発明の一具体例に過ぎず、本発明が上記実施形態に限定されることはない。
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【手続補正書】
【提出日】平成16年8月2日(2004.8.2)
【手続補正００１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】（補正後）Ｎ個（Ｎは２以上の整数）の入力ポートとＮ個の出力ポートを有し、それぞれの入力ポートに入力された信号光の波長に基づいて所定の出力ポートに出力するルーティング機能を有するアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）を中心に、幾何学的にスター型となる物理的スタートポロジとなるように入力ポートと出力ポートを一つずつ備えたＭ個（Ｍは２以上、Ｎ以下の整数）の通信ノード装置を、前記ＡＷＧの出力ポートと各前記通信ノード装置の入力ポート、前記ＡＷＧの入力ポートと各前記通信ノード装置の出力ポートを光伝送路によってそれぞれ接続して構成された光通信ネットワークシステムであって、
前記通信ノード装置は波長可変光源部を備え、通信ノード装置間のデータ送受信に用いる信号光（以下、「本信号光」という）の経路の幾何学的形状を表す論理的ネットワークトポロジを動的に変化させるために、該本信号光の波長を切り替える波長切替手段を備える
ことを特徴とする光通信ネットワークシステム。
【請求項２】前記通信ノード装置が少なくとも一つ以上の論理的ネットワークトポロジに所属し、且つ、互いに独立の前記論理的ネットワークトポロジを２つ以上構成している
ことを特徴とする請求項１に記載の光通信ネットワークシステム。
【請求項３】前記波長切替手段は、所定の論理的ネットワークトポロジに属する前記通信ノード装置を他の論理的ネットワークトポロジに接続或いは移設するときに、本信号光の波長を切り替える
ことを特徴とする請求項１に記載の光通信ネットワークシステム。
【請求項４】２つ以上の通信ノード装置によって論理的ネットワークトポロジを一つ構成し、
前記波長切替手段は、当該通信ノード装置のすべてが所定の時期に前記論理的ネットワークトポロジと異なる新たな論理的ネットワークトポロジを構成するように本信号光の波長を切り替える
ことを特徴とする請求項１に記載の光通信ネットワークシステム。
【請求項５】前記論理的ネットワークトポロジが幾何学的にリング形状を有する論理的リングネットワークトポロジ、あるいは、スター形状を有する論理的スターネットワークトポロジ、あるいは、メッシュ形状を有する論理的メッシュネットワークトポロジのうちの少なくとも何れかの１種類を構成しており、あるいは、それらが混在した論理的ネットワークトポロジを構成している、
ことを特徴とする請求項１に記載の光通信ネットワークシステム。
【請求項６】前記波長切替手段は、出力波長を変化することが可能な波長可変光源部、受信波長を選択可能な受信波長可変受信部から構成され、
前記波長可変光源部は、そこに導入されるＬ個（Ｌは２以上Ｍ以下の整数）の光素子が波長可変レーザと変調器を直列に接続あるいは互いに集積させた素子構造、または直接変調可能な半導体レーザからなり、これらがＬ×１光カプラによって接続された構成を持つと共に、
前記受信波長可変受信部は、そこに導入されるＬ個（Ｌは２以上Ｍ以下の整数）の光素子が直列に接続された光受信器と所望の波長のみ透過する波長可変フィルタからなり、前記Ｌ個の光素子がＬ×１光カプラに接続された構成を持つ
ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の光通信ネットワークシステム。
【請求項７】前記波長切替手段は、出力波長を変化することが可能な波長可変光源部、受信波長を選択可能な受信波長可変受信部から構成され、
前記波長可変光源部は、そこに導入されるＬ個（Ｌは２以上Ｍ以下の整数）の光素子が半導体レーザと変調器を直列に接続あるいは互いに集積させた素子構造、または直接変調可能な半導体レーザからなり、これらの光素子が直列接続されたＬ×ＮスイッチとＮ×１合波器に対して直列に接続された構成を持つと共に、
前記受信波長可変受信部は、そこに導入されるＬ個（Ｌは２以上Ｍ以下の整数）の光受信器がＬ×ＮスイッチとＮ×１合波器に対して直列に接続された構成を持つ
ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の光通信ネットワークシステム。
【請求項８】前記通信ノード装置は、
通信端末装置と接続可能なＬ個（Ｌは２以上Ｍ以下の整数）の通信端末光入出力ポートを持ち、該通信端末光入出力ポートは通信端末光入力ポートと通信端末光出力ポートから構成され、
該Ｌ個の通信端末光入力ポートからの信号光を電気信号に変換するＬ個の光電気変換器を有し相互が接続され、該Ｌ個の光電気変換器からの出力電気信号が前記波長可変光源部に入力されるように接続され、
前記受信波長可変受信部を構成するＬ個の受信機からの出力電気信号を光信号に変換する電気光変換器を有すると共に、変換された該光信号を該Ｌ個の通信端末光出力ポートから出力されるように、光ファイバなどの光導波路によって接続された構成を持つ
ことを特徴とする請求項６または請求項７に記載の光通信ネットワークシステム。
【請求項９】前記通信ノード装置は、
通信端末装置と接続可能なＬ個（Ｌは２以上Ｍ以下の整数）の通信端末光入出力ポートを持ち、該通信端末光入出力ポートは通信端末光入力ポートと通信端末光出力ポートから構成され、
該Ｌ個の通信端末光入力ポートは光信号を電気信号に変換するＬ個の光電気変換器、２Ｌｘ２Ｌスイッチに直列に接続され、該Ｌ個の通信端末光出力ポートは電気信号を光信号に変換するＬ個の電気光変換器、前記２Ｌｘ２Ｌ電気スイッチに直列に接続され、さらに、前記２Ｌｘ２Ｌ電気スイッチと前記波長可変光源部、および受信波長可変受信部が接続され、前記２Ｌｘ２Ｌ電気スイッチでの所定の動作によって、前記アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）から前記通信ノード装置に届く信号光を、前記通信ノード装置と物理的に接続された通信ノード端末に送ることなく前記通信ノード装置において波長変換を行って前記アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）へと再度送信する
ことを特徴とする請求項６または請求項７に記載の光通信ネットワークシステム。
【請求項１０】前記各通信ノード装置と前記アレイ導波路回折格子は入力信号と出力信号の方路を変更するサーキュレータをそれぞれ備え、
前記通信ノード装置に備えられるサーキュレータの入出力ポートを前記受信波長可変受信部、前記波長可変光源部に光ファイバなどの光導波路によってそれぞれ接続し、
前記アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）に備えられるサーキュレータの入出力ポートを、ＡＷＧの出力ポート、入力ポートにそれぞれ接続し、
前記通信ノード装置、前記ＡＷＧに備えられるサーキュレータの共通ポートのそれぞれを一心の光ファイバなどの光導波路によって接続することによって、
各通信ノード装置とＡＷＧがそれぞれ一心の光ファイバなどの光導波路で接続されている、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の光通信ネットワークシステム。
【請求項１１】前記アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）が、波長周回性を有する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載の光通信ネットワークシステム。
【請求項１２】前記通信ノード装置は前記アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）に接続された異なる２つの波長パスを有し、通信ノード装置を２個以上含む前記論理的ネットワークトポロジとして論理的リングネットワークトポロジが形成されている
ことを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれかに記載の光通信ネットワークシステム。
【請求項１３】前記論理的リングネットワークトポロジを構成する前記通信ノード装置のそれぞれが逆方向通信が可能な２つの通信経路を有し、
前記波長切替手段は、一方の通信経路が切断された場合に、他方の通信経路から入力して前記一方の通信経路へ出力する信号光を、前記他方の通信経路に折り返して送信できるように新たな論理的リングネットワークトポロジを構成するように本信号光の波長を切り替える
ことを特徴とする請求項１２に記載の光通信ネットワークシステム。
【請求項１４】前記論理的リングネットワークトポロジに属する通信ノード装置のそれぞれが逆方向通信が可能な２つの通信経路を有し、
前記波長切替手段は、一方の通信経路を用いて通信を行う通信ノード装置との通信が不能になった場合に、該通信不能になった通信ノード装置を回避して任意の通信ノード装置と通信できるように新たな論理リングネットワークトポロジを構成するように本信号光の波長を切り替える
ことを特徴とする請求項１２に記載の光通信ネットワークシステム。
【請求項１５】中央制御装置を更に備え、
前記中央制御装置は、前記通信ノード装置に対して波長変更情報を含む制御信号を送信し、前記通信ノード装置から通信状態情報を含む制御信号を受信する制御手段を含み、
前記通信ノード装置の波長切替手段は、前記中央制御装置から受信した前記制御信号に基づいて本信号光の波長を切り替える
ことを特徴とする請求項１乃至請求項１４のいずれかに記載の光通信ネットワークシステム。
【請求項１６】前記各通信ノード装置で送受信される前記制御信号の波長が、前記本信号光の波長帯域と異なる波長に設定されており、
前記通信ノード装置は、前記本信号光と、前記制御信号の信号光とを合波する合波手段と、前記本信号光と前記制御信号の信号光とが合波された状態の信号光から本信号光と前記制御信号の信号光と分波する分波手段とを具備したＷＤＭカプラを備え、
前記アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）は、前記中央制御装置からの制御信号の光信号をアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）から出力される本信号の信号光と合波する合波手段と、各通信ノードから送信されてくる前記本信号光と前記制御信号の信号光とが合波された状態の信号光から前記本信号光と前記制御信号の信号光と分波する分波手段を有するＷＤＭカプラを備え、前記本信号光が使用する光伝送路が前記制御信号の光伝送路として共有されている
ことを特徴とする請求項１５に記載の光通信ネットワークシステム。
【請求項１７】前記通信ノード装置と前記中央制御装置との間において、前記制御信号を前記主信号光を伝送する通信経路と物理的に分離して伝送する
ことを特徴とする請求項１５に記載の光通信ネットワークシステム。
【請求項１８】前記通信ノード装置は、
装置内部あるいは装置外部のうちの少なくとも何れか一方に設けられ、波長のデータを保持するノードデータベースと、
前記本信号光の波長が切り替わった際に、前記ノードデータベースのデータを更新する手段とを更に有すると共に、
前記中央制御装置は、
装置内部あるいは装置外部のうちの少なくとも何れか一方に設けられ、全ての前記通信ノード装置における波長のデータを保持する中央データベースと、
前記通信ノード装置同士間での使用波長が変化した際に前記中央データベースのデータを更新する手段とを更に有する、
ことを特徴とする請求項１５に記載の光通信ネットワークシステム。
【請求項１９】前記通信ノード装置は、前記ノードデータペースに使用可能波長帯域と、現在使用されている全ての波長、それぞれの波長における信号光の送信強度状態、受信強度状態、前記通信ノード装置同士間での接続状態、及び現在接続している論理トポロジのそれぞれの情報を保持し、前記中央制御装置の要求に応じて前記情報を前記中央制御装置に通知する手段を備えている
ことを特徴とする請求項１８に記載の光通信ネットワークシステム。
【請求項２０】前記通信ノード装置は、それぞれの波長における信号光の送信強度状態と受信強度状態を常に監視すると共に、これらの状態に異常が発生したときにその異常を検出して前記中央制御装置に通報する手段を有し、
前記中央制御装置は、全ての前記通信ノード装置同士間の接続状態、前記波長可変光源装置でのそれぞれの波長における信号光の送信強度状態、受信強度状態の異常を検出して前記全ての通信ノード装置に異常情報を共有させる手段を備えている、
ことを特徴とする請求項１８に記載の光通信ネットワークシステム。
【請求項２１】前記中央制御装置は、
通信ノード装置が現在接続している論理的ネットワークトポロジから別の異なる論理的ネットワークトポロジへの接続変更要求を含んだ制御信号を受信した際に、前記中央データベースに問い合わせして演算することにより適合するか否かの判定を行い、
前記判定の結果、適合する場合に、
前記論理トポロジ接続変更要求を発出した通信ノード装置の接続している論理的ネットワークトポロジ内の全ての前記通信ノード装置に対して、前記通信ノード装置の離脱及び波長再設定の通知を含んだ制御信号を送信すると共に、
前記論理的ネットワークトポロジ接続変更要求を発出した通信ノード装置の異動先となる論理トポロジ内の全ての通信ノード装置に対して、前記通信ノード装置の参加ならびに波長の再設定の通知を含んだ制御信号を送信する手段とを備えている
ことを特徴とする請求項１８記載の光通信ネットワークシステム。
【請求項２２】前記中央制御装置は、
特定の通信ノード装置間でのトラヒック流量が増大しネットワーク負荷が発生し、前記通信ノード装置間での帯域増速の要求を含む制御信号を受信した場合、前記中央データベースに問い合わせて新たな波長パス形成のための演算することによって前記帯域増速が可能であるか否かの判定を行い、前記通信ノード装置がこれまで論理的に接続していなかった他の通信ノード装置を経由することによって構成される迂回波長パスを設定するための波長の再設定の通知を含む制御信号を、それぞれの通信ノード装置に送信して前記迂回波長パスの設定を実施する手段
或いは、
特定の通信ノード装置間でのトラヒック流量が増大しネットワーク負荷が発生し、前記通信ノード装置間での帯域増速の要求を含む制御信号を受信した場合、前記中央データベースに問い合わせて新たな波長パス形成のための演算することによって前記帯域増速が可能であるか否かの判定を行い、前記通信ノード装置が接続していない他の論理トポロジに接続された通信ノード装置の未使用波長を使用することによって迂回波長パスを新たに設けるための波長の再設定の通知を含む制御信号を、それぞれの通信ノード装置に送信して前記迂回波長パスの設定を実施する手段のうちの少なくとも何れか一方を備えた
ことを特徴とする請求項１８に記載の光通信ネットワークシステム。
【請求項２３】前記通信ノード装置は、
各通信ノード装置の計時時刻を同期させる時刻同期手段と、
本信号光の新たな波長変更情報と、その波長変更を実行すべき時刻を含む論理的ネットワークトポロジ変更時刻情報とを記憶する情報記憶手段とをさらに有し、
前記波長切替手段は、前記論理的ネットワークトポロジ変更時刻情報と前記波長変更情報に基づいて、所定の時期に本信号光の波長を切り替える
ことを特徴とする請求項１７乃至請求項２２のいずれかに記載の光通信ネットワークシステム。
【請求項２４】前記中央制御装置は、
各前記通信ノード装置に対して時刻情報を配信する時刻情報配信手段を更に備えるとともに、
前記制御部は、各前記通信ノード装置の本信号光の新たな波長変更情報と、その波長変更を実行すべき時刻を含む論理的ネットワークトポロジ変更時刻情報を生成するとともに、個別あるいは一斉に前記通信ノード装置に送信する手段を備え、
前記通信ノード装置は、
前記中央制御装置から配信された時刻情報に基づいて自己の計時時刻を補正する時刻補正手段と、
前記中央制御装置から送信された前記波長変更情報と前記論理的ネットワークトポロジ変更時刻情報とを受信および記憶する情報記憶手段とを備え、
前記波長切替手段は、前記論理的ネットワークトポロジ変更時刻情報と前記波長変更情報に基づいて、所定の時期に本信号光の波長を切り替える
ことを特徴とする請求項１７乃至請求項２３のいずれかに記載の光通信ネットワークシステム。
【請求項２５】前記通信ノード装置のうち特定の通信ノード装置は、
他の通信ノード装置に対して時刻情報を配信する時刻情報配信手段を備え、
前記他の通信ノード装置は、
前記特定の通信ノード装置から配信された時刻情報に基づいて自己の計時時刻を補正する時刻補正手段を備え、
前記特定の通信ノード装置は、
前記通信ノード装置の本信号光の波長変更情報と、その波長変更を実行すべき時刻を含むネットワークトポロジ変更時刻情報を生成、および前記通信ノード装置に個別あるいは一斉に送信する手段を備え、
前記他の通信ノード装置は、前記特定の通信ノード装置から受信した波長変更情報とネットワークトポロジ変更時刻情報とを記憶する情報記憶手段を備え、
前記他の通信ノード装置の波長切替手段は、前記ネットワークトポロジ変更時刻情報と前記波長変更情報に基づいて、所定の時期に本信号光の波長を切り替える
ことを特徴とする請求項１７乃至請求項２３のいずれかに記載の光通信ネットワークシステム。
【請求項２６】Ｎ個（Ｎは２以上の整数）の入力ポートとＮ個の出力ポートを有しそれぞれの入力ポートに入力された信号光の波長に基づいて所定の出力ポートに出力するルーティング機能を有するアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）を中心に、幾何学的にスター型となる物理的スタートポロジとなるように光伝送路によって接続して構成されたＭ個（Ｍは２以上、Ｎ以下の整数）の通信ノード装置と接続された中央制御装置であって、
前記中央制御装置は、前記通信ノード装置間のデータ送受信に用いる信号光（以下、「本信号光」という）の経路の幾何学的形状を表す論理的ネットワークトポロジを動的に変化させるために、前記通信ノード装置に対して該本信号光の波長変更情報を含む制御信号を送信して本信号光の波長を切り替えさせるとともに、前記通信ノード装置から通信状態情報を含む制御信号を受信する制御手段を含む
ことを特徴とする中央制御装置。
【請求項２７】Ｎ個（Ｎは２以上の整数）の入力ポートとＮ個（Ｎは２以上の整数）の出力ポートを有し、それぞれの入力ポートに入力された信号光の波長に基づいて所定の出力ポートに出力するルーティング機能を有するアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）を介して、Ｍ個（Ｍは１以上、Ｎ−１以下の整数）の他の通信ノード装置と接続された通信ノード装置であって、
他の各通信ノード装置の計時時刻を同期させる時刻同期手段と、
他の通信ノード装置間のデータ送受信に用いる信号光（以下、「本信号光」という）の経路の幾何学的形状を表す論理的ネットワークトポロジを動的に変化させるための本信号光の新たな波長変更情報とその波長変更を実行すべき時刻を含む論理的ネットワークトポロジ変更時刻情報とを記憶する情報記憶手段と、
前記波長変更情報と前記論理的ネットワークトポロジ変更時刻に基づいて、本信号光の波長を切り替える波長切替手段とを備えた
ことを特徴とする通信ノード装置。




【国際調査報告】
2004073225.tif 000125
2004073225.tif 000126
2004073225.tif 000127
2004073225.tif 000128