(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ双方向に光信号を伝送する第一の波長多重化手段、第二の波長多重化手段、および、第三の波長多重化手段と、光増幅手段と、及びリモート光ファイバとを備えた光伝送装置であって、
該リモート光ファイバ上を送信信号と受信信号は互いに反対方向に伝送され、
送信信号は第一の波長多重化手段、該光増幅手段、第二の波長多重化手段、第三の波長多重化手段を経て、リモート光ファイバへと送られ、
受信信号はリモート光ファイバから、第三の波長多重化手段、第一の波長多重化手段、該光増幅手段、第二の波長多重化手段を経て受信され、
第三の波長多重化手段は第二の波長多重化手段を経て送られてきた送信信号をリモート光ファイバに結合すると共に、リモート光ファイバから送られてきた受信信号を分離して第一の波長多重化手段へと送り、
第一の波長多重化手段は送信信号と第三の波長多重化手段から送られてきた受信信号を多重化して該光増幅器へ送り、
該光増幅器は受信信号と送信信号とを同時に増幅し、
第二の波長多重化手段は、該光増幅器で増幅された送信信号と受信信号を分離して、分離された送信信号を第三の波長多重化手段へと送ることを特徴とする光伝送装置。
【請求項２】
請求項１の光伝送装置であって、
さらに可変光信号減衰手段を備え、該可変光信号減衰手段は、第三の波長多重化手段と第一の波長多重化手段の間に設けられていることを特徴とする光伝送装置。
【請求項３】
請求項２の光伝送装置であって、前記可変光信号減衰手段は着脱自在の固定光信号減衰手段であることを特徴とする光伝送装置。
【請求項４】
請求項１の光伝送装置において、
前記光増幅器は利得が一定に保たれるように制御されていることを特徴とする光伝送装置。
【請求項５】
請求項１の光伝送装置において、前記光増幅手段はエルビウムドープファイバ光増幅器であることを特徴とする光伝送装置。
【請求項６】
請求項１の光伝送装置において、さらに受信手段を備え、該受信手段がＰＩＮフォトダイオードを備えていることを特徴とする光伝送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光ファイバ通信に用いられる波長ルータ及び光アッドドロップマルチプレクサー（ＯＡＤＭ）に関する。また、本発明は光ファイバ通信ネットワーク、特にリング状に光ファイバを設けた光ファイバ通信ネットワークに関する。本発明は波長多重化装置及びその制御ソフトウエアに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＰ（インターネットプロトコル）網において用いられるコアルータあるいはコアスイッチと呼ばれる、ネットワークの基幹部分を司るルータあるいはスイッチは二重化が行われる。これは図９０に示すようにコアスイッチ１００４ａ、１００４ｂとが二重化して配置されているものである。コアスイッチ１００４ａと１００４ｂとは伝送路１００９を介して接続されており、ルーティング情報などを共有している。片方のコアスイッチが故障した場合は、もう一方の正常なコアスイッチが、故障したスイッチの機能を肩代わりする。【０００３】
コアスイッチにはエッジスイッチ１００５ａないし１００５ｄが接続されている。ひとつのエッジスイッチは双方のコアスイッチ１００４ａ、１００４ｂ双方に接続されている。２台のコアスイッチ１００４ａ、１００４ｂが稼動している時は、負荷分散が行われ、コアスイッチの片方が故障した場合は稼動しているコアスイッチに全てのトラフィックを送るように制御される。【０００４】
このような冗長化制御の例としては、ＶＲＲＰ（Ｖｉｒｔｕａｌ  Ｒｏｕｔｅｒ  Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ  ｆｏｒ  ＩＰｖ６）と呼ばれる冗長化プロトコルやＩＥＥＥ８０２．１Ｓで定義されているＭＳＴＰ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｓｐａｎｎｉｎｇ  Ｔｒｅｅ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）などを挙げることができる。【０００５】
なお、エッジスイッチ１００５には各クライアント局群１００６が接続されている。また、コアスイッチ１００４ａ、１００４ｂにはバックボーンネットワーク１００８が接続されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図９０に示したネットワークではコアスイッチ１００４ａ、１００４ｂとエッジスイッチ１００５ａないし１００５ｄの間に非常に複雑な経路１００７が必要となる。この経路１００７をこのまま、メトロポリタンエリアネットワークに敷設しようとすると大量の光ファイバが必要となり、非常に高価となる。【０００７】
また、メトロポリタンエリアネットワークではケーブルの切断事故などに備えて、伝送路そのものも二重化することが行われる。経路１００７をさらに二重化した光ファイバ網を用いて構築すればさらに、光ファイバを消費し、ネットワークの構築コストが非常に高価となってしまうという問題点があった。【０００８】
この発明は、上述の問題点を解決することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明によれば、上述の目的を達成するために、特許請求の範囲に記載のとおりの構成を採用している。ここでは、発明を詳細に説明するのに先だって、特許請求の範囲の記載について補充的に説明を行なっておく。【００１０】
すなわち、上記課題を解決するために、本発明の光通信ネットワークは、一例を挙げるなら、第一及び第二のコアスイッチ、少なくともひとつのエッジスイッチ、ひとつのコア光伝送装置、少なくともひとつのエッジ光伝送装置、及び、該コア伝送装置及び該エッジ光伝送装置とをリング状に接続する単芯の光ファイバを備えた光通信ネットワークであって、該コア光伝送装置は第一及び第二のコアスイッチに接続され、第一のコアスイッチと第二のコアスイッチは互いに接続され、該エッジ光伝送装置は該エッジ光伝送装置に接続され、該エッジスイッチと第一のコアスイッチを結ぶ第一の経路が、該エッジ光伝送装置と第二のコア伝送光伝送装置との間設けられている該リング状単芯光ファイバ上に、波長多重化技術によって、該エッジ光伝送装置から該コア光伝送装置を見て左側に経路が形成され、該エッジスイッチと第二のコアスイッチを結ぶ第二の経路が、該エッジ光伝送装置と第二のコア伝送光伝送装置との間設けられている該リング状単芯光ファイバ上に、波長多重化技術によって、該エッジ光伝送装置から該コア光伝送装置を見て右側に経路が形成されていることを特徴とする。【００１１】
この構成を有した光通信ネットワークを用いることによって、リング状の単芯の光ファイバネットワーク上に冗長化スタートポロジーのネットワークを構築することができる。この結果、図９０の複雑な経路１００７を波長ルーティングによって単一のリング状ファイバという単純な物理形状のネットワークに割り付けることができる。しかも、経路の冗長化も実現することができる。【００１２】
本発明の手段及び作用の詳細については、以下の実施例の説明を通してさらに詳しく解説されるものである。また、本発明の上述の側面及び他の側面は特許請求の範囲に記載され、以下、実施例を用いて記述される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、リング状の光ファイバ通信ネットワーク上に波長多重を利用して冗長化スター・トポロジーのネットワークを構築することができ、コアスイッチを冗長化し、さらに、伝送路も冗長化したネットワークを少ない光ファイバ敷設量によって実現することができ、大きな経済効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施例１の光通信ネットワークを示す概略図。
【図２】伝送経路７を説明する図。
【図３】コアスイッチ４ａ、４ｂとコア光伝送装置１との接続の詳細を示す図。
【図４】エッジ光伝送装置２とエッジスイッチ５との接続の詳細を示す図。
【図５】エッジ光伝送装置２の内部構造を示す図。
【図６】コア光伝送装置１とエッジ光伝送装置２との間に形成される伝送路を説明する図。
【図７】実施例１の光通信ネットワークの信頼性について説明する図。
【図８】実施例２の光通信ネットワークを示す概略図。
【図９】コアスイッチ４ａ、４ｂとコア光伝送装置３１との接続の詳細を示す図。
【図１０】エッジ光伝送装置３２の内部構造を示す図。
【図１１】実施例３の光通信ネットワークを示す図。
【図１２】コア光伝送装置４１とエッジ光伝送装置４２との間に形成される二重化経路を示す図。
【図１３】二重化経路を用いて経路冗長化を行う様子を示す図。
【図１４】実施例４の光通信ネットワークを示す図。
【図１５】伝送経路６７を説明する図。
【図１６】コア光伝送装置６１とエッジ光伝送装置６２間の伝送路を説明する図。
【図１７】エッジ光伝送装置６２の概略の内部構造を示す図。
【図１８】実施例５の光通信ネットワークを示す図。
【図１９】実施例６の光通信ネットワークを示す図。
【図２０】伝送経路１１７が冗長化されたフルメッシュ接続のトポロジーであることを示す図。
【図２１】実施例７の光通信ネットワークを示す図。
【図２２】伝送経路１３７を説明する図である図。
【図２３】実施例８の光通信ネットワークを示す図。
【図２４】図２３の光通信ネットワークを接続して構成した大規模なネットワークを示す図。
【図２５】実施例９である光通信ネットワークを示す図。
【図２６】伝送路１８１を示す図。
【図２７】伝送路１８２を示す図。
【図２８】コアスイッチ、エッジスイッチと経路１８１及び１８２の関係を示す図。
【図２９】実施例１０の光伝送装置２００を示す図。
【図３０】図２９において光（電気）信号の変換及び多重化の様子を示す図。
【図３１】２Ｒ方式のコンバータカード２０２を示す図。
【図３２】３Ｒ方式のコンバータカード２３０を示す図。
【図３３】ＦＥＣ方式のコンバータ２３１を示す図。
【図３４】実施例１１の光伝送装置（コンバータカード）２３０を示す図。
【図３５】実施例１１の変形例２４０を示す図。
【図３６】実施例１２について説明する図。
【図３７】実施例１３の光伝送装置のブロック図を示す図（図３７（ａ））。ＣバンドのＥＤＦＡもジュールの波長対利得特性を示すグラフ（図３７（ｂ））。
【図３８】図３７のブロック図を実際の実装形態に近い状態に整理したブロック図。
【図３９】実施例１３の実装形態を示す概略の図。
【図４０】実施例１４の光伝送装置の概略の構成を示す図。
【図４１】コンバータカード２７１ｂのリモート光トランシーバが故障した場合を示す図。
【図４２】コンバータカード２７１ｇのリモート光トランシーバが故障した場合を示す図。
【図４３】誘電体薄膜フィルタによって構成した波長多重化器２８１ａ及び２８１ｂを示す図。
【図４４】ワイルドカード波長を設けたアッドドロップマルチプレクサー２８５を示す図。
【図４５】実施例１５の分散補償器３００を示す図。
【図４６】エッジ光伝送装置６２に適した分散補償器３１０を示す図。
【図４７】分散補償器３１０を備えたエッジ光伝送装置を示す図。
【図４８】実施例１６のコンバータカード及び光通信ネットワークを示す図。
【図４９】実施例１７の光通信ネットワークを示す図。
【図５０】図４９の中からマネジメント信号の伝送部分だけを取り出して示した図。
【図５１】実施例１８の光伝送装置４００を示す図。
【図５２】システム構成ファイルの全部または一部を搭載した読み取り専用メモリを示す図。
【図５３】各種モジュールのネットワークによる認証を示す図。
【図５４】各種モジュールのネットワークによる別の認証方法を示す図。
【図５５】実施例１９のプラッガブルトランシーバの認証方法を示す図。
【図５６】実施例１９の各種モジュール認証方法を示す図。
【図５７】本発明の実施例２０の光伝送装置４６１を示す図。
【図５８】光伝送装置４６１の相手となる光伝送装置４６２を示す図。
【図５９】光伝送装置４６１と光伝送装置４６２の接続を示す図
【図６０】図５９において伝送に用いられている光信号の波長と強度の関係を示す図。
【図６１】光伝送装置４７０のブロック図。
【図６２】光伝送装置４８０のブロック図。
【図６３】エクステンダーユニット４９０のブロック図。
【図６４】スイッチ４９４にエクステンダーユニット４９０を取り付けた場合のブロック図。
【図６５】エクステンダーユニット４９７のブロック図。
【図６６】実施例２１の分散補償器５００を示す図。
【図６７】分散補償器５００を光伝送装置４６１に適用した場合を示す図。
【図６８】分散補償器５００をエクステンダーユニット４９０に適用した場合の図。
【図６９】分散補償器５３０を示す図。
【図７０】実施例２１をラマン光増幅器に適用した場合を示す図。
【図７１】分散補償器５５０を示す図。
【図７２】２ステージ型の光増幅器８２に分散補償器５５０を適用した場合を示す図。
【図７３】本発明の実施例２２の光伝送装置５６０を示す図。
【図７４】コンバータカード５６２の構造を示す図。
【図７５】２×２のクロスポイントスイッチ５６３の動作を示す図。
【図７６】本発明の第２３実施例の光中継増幅器５７０を示す図。
【図７７】光中継増幅器５７０の変形例である光中継増幅器５８０を示す図。
【図７８】２入力２ステージ型光増幅器５９０の構造を示す図。
【図７９】エッジ光伝送装置６００を示す図。
【図８０】本発明の実施例２４のエッジ光伝送装置６１０を示す図。
【図８１】実施例２５の光伝送装置の構成を示す図。
【図８２】波長λｃ５、λｃ６、λｃ７のフィルタ特性、及びＤＷＤＭ光信号の関係を示す図。
【図８３】実施例２６のコンバータカードの構成を示す図。
【図８４】実施例２７のコンバータカードの構成を示す図。
【図８５】実施例２８のコンバータカードの構成を示す図。
【図８６】実施例２９の光伝送装置の構成を示す図。
【図８７】実施例２８および２９のコンバータカードの間の接続例を説明する図。
【図８８】実施例３０のコンバータカードの構成を示す図。
【図８９】実施例３０のコンバータカードの接続例を説明する図。
【図９０】従来の技術においてコアルータ（スイッチ）とエッジスイッチとの接続を示す図。
【符号の説明】
【００１５】
１      コア光伝送装置
２      エッジ光伝送装置
３      光ファイバ
４      コアスイッチ
５      エッジスイッチ
６      クライアント局群
７      伝送経路
８      バックボーンネットワーク
３１      コア光伝送装置
３２      エッジ光伝送装置
３３      光ファイバ
３４      光ファイバ
４１      コア光伝送装置
４２      エッジ光伝送装置
４３      伝送経路
６１      コア光伝送装置
６２      エッジ光伝送装置
６２      光伝送装置
６３      リング状光ファイバ
６４      コアスイッチ
６６      エッジネットワーク
６７      伝送経路
７１      エッジスイッチ
７２      エッジスイッチ
１１１      コア光伝送装置
１１３      リング状光ファイバ
１１７      伝送経路
１２１      コアスイッチ
１３１      コア光伝送装置
１３２      エッジ光伝送装置
１３３      リング状光ファイバ
１３４      コアスイッチ
１３５      エッジスイッチ
１３６      クライアント局群
１３７      伝送経路
１７１      コア光伝送装置
１７２      エッジ光伝送装置
１７３      コアスイッチ
１７４      エッジスイッチ
１７５      リング状光ファイバ
２００      光伝送装置
２０１      シャーシ
２０３      光トランシーバ
２０４      光トランシーバ
２０５      コンバータカード用スロット
２０７      光ファイバケーブル
２０８      光ファイバケーブル
２０９      波長多重化モジュール
２１０      リモート光ファイバ
２１１      スリーポートスイッチ付コンバータカード
２１２      マネジメントカード
２１３      ケーブル
２３０      コンバータカード
２３１      コンバータ
２４０      光伝送装置
２４１      コンバータカード
３００      分散補償器
３１０      分散補償器
３３０      コンバータカード
３５０      伝送経路
４００      光伝送装置
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、この発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１に本発明の光通信ネットワークの実施例１を示す。エッジスイッチ５ａないし５ｄにはクライアント局群６ａないし６ｄがそれぞれ接続されている。エッジスイッチ５ａないし５ｄとコアスイッチ４ａ及び４ｂには、それぞれエッジ光伝送装置２ａないし２ｄ、及びコア光伝送装置１が接続されている。エッジ光伝送装置２ａないし２ｄとコア光伝送装置１とはリング状の単芯の光ファイバ３によって接続されている。コア光伝送装置１及びエッジ光伝送装置２ａないし２ｄとの間には波長多重化を利用して伝送経路７が形成されている。【００１８】
なお、上記の説明でスイッチとはパケット交換を行うスター状のトポロジーのスイッチを意味する。ＩＰ（インターネットプロトコル）系のスイッチであれば、レイヤー２スイッチ、レイヤー３スイッチあるいはさらに高いレイヤーのスイッチを含む。また、スイッチをルータと読み替えても差し支えない。また、スター状のトポロジーのスイッチであればＩＰ（インターネットプロトコル）に限定されない。【００１９】
図２は伝送経路７を説明する図である。伝送経路７は、エッジスイッチ５ａないし５ｄがそれぞれコアスイッチ４ａ及び４ｂにスター状に接続されるトポロジーとなっている。コアスイッチ４ａを中心としてエッジスイッチ５ａないし５ｄをスター上に接続した経路と、コアスイッチ４ｂを中心としてエッジスイッチ５ａないし５ｄをスター上に接続した経路とが重なり合ったトポロジーである。このようなトポロジーを本明細書では以後、冗長スター型トポロジーと呼ぶことにする。【００２０】
この冗長スター型トポロジーは図１に示したコア光伝送装置１、エッジ光伝送装置２ａないし２ｄ、及びリング状の単芯の光ファイバ３によって波長多重化技術を用いた波長ルーティングによって形成されている。また、伝送経路７の外でコアスイッチ４ａ及び４ｂは、伝送路９によって互いに接続されており、ルーティング情報を共有する他、一方のコアスイッチの以上を他のコアスイッチが検出して制御を切り替えることができる。図１では示していないが、コアスイッチ４ａと４ｂはさらにバックボーンネットワーク８に接続されている。伝送経路７によって、エッジスイッチ５ａないし５ｄはコアスイッチ４ａと４ｂの双方に接続されているので、コアスイッチの片方（例えば４ａ）が故障した場合でも、もう一方のコアスイッチ（例えば４ｂ）によって制御が切り替えられることによって冗長化されたネットワークが実現され高い信頼性が得られる。【００２１】
このような冗長化制御の例としてはＶＲＲＰ（Ｖｉｒｔｕａｌ  Ｒｏｕｔｅｒ  Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ  ｆｏｒ  ＩＰｖ６）と呼ばれる冗長化プロトコルやＩＥＥＥ８０２．１Ｓで定義されているＭＳＴＰ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｓｐａｎｎｉｎｇ  Ｔｒｅｅ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）などを挙げることができる。ただし、本発明はＶＲＲＰやＭＳＴＰを適用した場合に限定されるものではなく、２つ以上のコアスイッチを備え、あるコアスイッチの故障に対して他のコアスイッチに切り替える制御の構造を含む全ての場合に適用可能である。【００２２】
２台のコアスイッチ４ａ及び４ｂにトラフィックを分け合うロードバランスの機能を割り付けることもできる。例えば、コアスイッチ４ａ及び４ｂに別々のＶＬＡＮ（仮想ＬＡＮ：  Ｖｉｒｔｕａｌ  Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）ドメインを割り当てておくことによってトラフィックを分散させることができる。この場合、コアスイッチ４ａ及び４ｂを相互接続している伝送路９は単にルーティング情報の交換を行うのみならず、実トラフィックの経路としても用いられることになる。また、何らかの経路異常が生じた場合、伝送路９を介して経路変更を行うこともできる。【００２３】
図３はコアスイッチ４ａ、４ｂとコア光伝送装置１との接続の詳細を示す図である。コアスイッチ４ａにはそれぞれプラッガブル光トランシーバ１１ａ、１２ａ、１３ａ、及び１４ａが設けられている。また、コアスイッチ４ｂにはそれぞれプラッガブル光トランシーバ１１ｂ、１２ｂ、１３ｂ、及び１４ｂが設けられている。プラッガブル光トランシーバ１１ａ、１１ｂは波長λ１の光信号を、プラッガブル光トランシーバ１２ａ、１２ｂは波長λ３の光信号を、プラッガブル光トランシーバ１３ａ、１３ｂは波長λ５の光信号を、１４ａ、１４ｂは波長λ７の光信号を送信する。これらのプラッガブル光トランシーバ１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂ、１４ａ、及び１４ｂは広い波長範囲に光信号を受信可能である。プラッガブル光トランシーバは着脱自在の光トランシーバのことである。プラッガブル光トランシーバとしてはＳＦＰ（Ｓｍａｌｌ  Ｆｏｒｍ  Ｆａｃｔｏｒ  Ｐｌｕｇｇａｂｌｅ）と呼ばれる光トランシーバ、あるいはＧＢＩＣ  （Ｇｉｇａ  Ｂｉｔ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）と呼ばれる光トランシーバなどを用いることができる。【００２４】
コア光伝送装置１には波長多重化器２１ａ及び２１ｂが設けられている。波長多重化器２１ａ及び２１ｂはそれぞれ８波長の波長多重化器であって、波長λ１ないしλ８の光信号を多重化することができる。波長多重化器２１ａは光ファイバ３ａからの波長λ２、λ４、λ６、λ８の光信号を分離してプラッガブル光トランシーバ１１ａ、１２ａ、１３ａ、１４ａにそれぞれ送り出す。また、プラッガブル光トランシーバ１１ａ、１２ａ、１３ａ、１４ａからの波長λ１、λ３、λ５、λ７の光信号を多重化して光ファイバ３ａと送り出す。波長多重化器２１ｂは光ファイバ３ｂからの波長λ２、λ４、λ６、λ８の光信号を分離してプラッガブル光トランシーバ１１ｂ、１２ｂ、１３ｂ、１４ｂにそれぞれ送り出す。また、プラッガブル光トランシーバ１１ｂ、１２ｂ、１３ｂ、１４ｂからの波長λ１、λ３、λ５、λ７の光信号を多重化して光ファイバ３ｂと送り出す。【００２５】
波長多重化器２１ａ及び２１ｂには誘電体薄膜型フィルタ、アレイ上導波路回折格子（ＡＷＧ：  Ａｒｒａｙｅｄ  Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ  Ｇｒａｔｉｎｇ）、あるいはファイバーブラッグ回折格子（ＦＢＧ：  Ｆｉｂｅｒ  Ｂｒａｇｇ  Ｇｒａｔｉｎｇ）などを用いることができる。【００２６】
コアスイッチ４ａ、４ｂにはそれぞれ信号伝送ポート１５ａ及び１５ｂが設けられており、このふたつのポートは相互接続されている。このふたつのポートを相互接続することによって、コアスイッチ４ａと４ｂとの間でルーティング情報を共有し、また、一方の異常を検出して正常なコアスイッチが制御を代行する動作を行う。また、コアスイッチ４ａ、４ｂにはそれぞれ信号伝送ポート１６ａ及び１６ｂが設けられており、それぞれバックボーンネットワーク８に接続されている。【００２７】
図４はエッジ光伝送装置２とエッジスイッチ５との接続の詳細を示す図である。エッジスイッチ５にはプラッガブル光トランシーバ１７、１８が装着されている。エッジスイッチ５ａにおいては波長λ２の光信号を、エッジスイッチ５ｂにおいては波長λ４の光信号を、エッジスイッチ５ｃにおいては波長λ６の光信号を、エッジスイッチ５ｄにおいては波長λ８の光信号を、それぞれ送信するプラッガブル光トランシーバ１７、１８が装着されている。【００２８】
図５はエッジ光伝送装置２の内部構造を示す図である。エッジ光伝送装置２はいわゆる光アッドドロップマルチプレクサー（ＯＡＤＭ）の構造を有している。参照番号２３ａ、２３ｂは波長λａの光信号を透過する誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスであり、参照番号２２ａ、２２ｂは波長λｂの光信号を透過する誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスである。エッジ光伝送装置２ａにおいては、λａはλ２、λｂはλ１であり、エッジ光伝送装置２ｂにおいては、λａはλ４、λｂはλ３であり、エッジ光伝送装置２ｃにおいては、λａはλ６、λｂはλ５であり、エッジ光伝送装置２ｄにおいては、λａはλ８、λｂはλ７である。ＯＡＤＭとしては誘電体薄膜フィルタを用いる以外にも、ファイバーブラッグ回折格子（ＦＢＧ）を用いることもできる。【００２９】
図６は、コア光伝送装置１とエッジ光伝送装置２との間に形成される伝送路を説明する図である。コア光伝送装置１とエッジ光伝送装置２との間に左側伝送路２４と右側伝送路２５が形成されている。左側伝送路２４、右側伝送路２５共に、エッジ光伝送装置２からコア光伝送装置１へ向う上り信号は波長λａの光信号、コア光伝送装置１からエッジ光伝送装置２へ向かう下り信号は波長λｂの光信号、によって双方向伝送が実現されている。すなわち、単芯の光ファイバ３上に上りと下りで波長を変えることによって双方向伝送が実現されている。【００３０】
また、コア光伝送装置１とエッジ光伝送装置２との間に形成さている左側伝送路２４はエッジスイッチ５とコアスイッチ４ａとを結ぶ経路、右側伝送路２５はエッジスイッチ５とコアスイッチ４ｂとを結ぶ経路となっている。そして、左側伝送路２４、右側伝送路２５の２系統は、波長λａと波長λｂのふたつの波長だけで実現されている。一般的にはＯＡＤＭを用いて単芯の光ファイバを用いて２系統の伝送路を形成するには４つの波長が必要であるが、本実施例では２つの波長しか要しないと言う特徴がある。これはネットワーク構築上のコスト削減に効果がある。【００３１】
図７を用いて、本実施例の光通信ネットワークの信頼性について説明する。図７にも示すように、コアスイッチ一台当たりの故障確率をＰ１、光ファイバ伝送路一系統当たりの故障確率をＰ２、エッジスイッチの故障確率をＰ３とする。【００３２】
最も深刻なケースはコアスイッチが２台同時に故障する場合である。この場合はネットワーク全ての機能が停止する。そして、その確率はＰ１の自乗Ｐ１２となる。また、光ファイバ伝送路が２系統同時に故障した場合もネットワーク全体の動作がほぼ破綻しその確率はＰ２の自乗Ｐ２２となる。ただし、光ファイバ伝送路の故障はその発生箇所によっては、ネットワークが部分的に生き残ることもある。また、エッジスイッチが故障すると、そのエッジスイッチが担当するクライアント局群６へのサービスは停止する。その確率はＰ３である。【００３３】
さて、上記の故障発生確率の大小関係を考察するために、便宜上、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３はそれぞれ１０００時間あたりの故障発生確率でどれも１％であると仮定しよう。コアスイッチが２台同時に故障する確率（Ｐ１の自乗）は１０００時間当たり０．０１％、光ファイバ伝送路が２系統同時に故障する確率（Ｐ２の自乗）も１０００時間当たり０．０１％、エッジスイッチが故障してその担当箇所のサービスが停止する確立は１０００時間当たり１％となる。【００３４】
また、本実施例においては図７に示すような光ファイバ伝送路の一方が故障し、生きている光ファイバ伝送路によってアクセス可能なコアスイッチが同時に故障する確率も考慮しなくてはならない。このケースではネットワークの大半が機能を停止してしまうからである。このケースの発生確率はＰ１×Ｐ２となり、１０００時間当たり０．０１％となる。このようなケースは伝送経路２４の故障とコアスイッチ４ｂの故障の同時発生、ケースは伝送経路２５の故障とコアスイッチ４ａの故障の同時発生の二通りあるので、発生確率はさらに倍になり、１０００時間当たり０．０２％となる。結局、図７において、ネットワークのほぼ全体が機能停止に陥る確率Ｐａは（１）式で示されることになる。
【数１】
0004914824.tif 000002
【００３５】
上記のようにＰ１、Ｐ２共に１０００時間当たり１％と仮定するなら、Ｐａは０．０４％となる。この値はひとつのエッジスイッチが故障してネットワークの一部分が停止する確率Ｐ３の１０００時間当たり１％に比べてかなり小さな値となる。なぜなら、本実施例では、コアスイッチと光ファイバ伝送路が二重化されているので、ネットワーク全体が故障する確立は故障発生確率の自乗のオーダーになり、二重化されていない部分の故障確率よりは非常に小さくなるからである。【００３６】
このように本実施例によれば、２つの波長を用いて単芯ファイバからなるリング状ネットワーク上に、冗長な伝送路と冗長なコアスイッチからなるネットワークを形成することができる。その結果、ネットワーク全体が停止してしまうような深刻な事態の発生確率を大幅に低減することができる。
【実施例２】
【００３７】
図８に本発明の実施例２の光通信ネットワークを示す。図１の実施例１と異なる主要な点は、光ファイバを２本用いた点である。図１において外周側の光ファイバ３３上では光信号は右回りに進み、内周側の光ファイバ３４上では光信号は右回りに進む。本実施例では、一本の光ファイバ上では全ての光信号は同一方向に進むため、光増幅器の設置が用意であるという利点がある。通常、光増幅器は寄生発振を避けるため光アイソレータを内蔵しており、単方向の光信号しか増幅できないからである。【００３８】
図９はコアスイッチ４ａ、４ｂとコア光伝送装置３１との接続の詳細を示す図である。図３との主要な相違点は、コア光伝送装置３１内に波長多重化器３５ａないし３５ｄが設けられていることである。波長多重化器３５ａないし３５ｄは４波長の波長多重化器であって、波長λ１ないしλ４の光信号を多重化することできる。【００３９】
図１０はエッジ光伝送装置３２の内部構造を示す図である。エッジ光伝送装置３２も、エッジ光伝送装置２と同様に光アッドドロップマルチプレクサー（ＯＡＤＭ：  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ａｄｄ  Ｄｒｏｐ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）の構造を有している。また、光増幅器３７ａ及び３７ｂを内蔵している。参照番号３６ａないし３６ｄはいずれも波長λａの光信号を透過する誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスである。エッジ光伝送装置３２ａにおいてλａはλ１、エッジ光伝送装置３２ｂにおいてλａはλ２、エッジ光伝送装置３２ｃにおいてλａはλ３、エッジ光伝送装置３２ｄにおいてλａはλ４である。【００４０】
本実施例によれば、２本のリング状光ファイバ上に波長多重化技術を用いて冗長スター型トポロジーを形成することができ、実施例１と同様な高信頼性を有するネットワークを構築することができる。２本の光ファイバにおいては、それぞれの光ファイバ上での光信号の進行方向を統一してあるので、光増幅器の設置が容易であるという利点を有する。
【実施例３】
【００４１】
図１１に本発明の実施例３の光通信ネットワークを示す。図１の実施例１の光通信ネットワークとの主な相違点は、リング状の単芯の光ファイバ３上に波長多重化技術を用いて形成される伝送経路４３がスタートポロジーの各経路要素がさらに二重化された冗長スター型トポロジーとなっていることである。この各経路要素が二重化された冗長スター型トポロジーは、図１１に示したコア光伝送装置４１、エッジ光伝送装置４２ａないし４２ｄ、及びリング状の単芯の光ファイバ３によって、波長ルーティングを用いて形成されている。スタートポロジーの各経路要素が二重化されているので経路の冗長化とコアスイッチの冗長化を独立して実現することができ、さらに信頼性の高いネットワークが実現できる。【００４２】
図１２は、コア光伝送装置４１とエッジ光伝送装置４２との間に形成される二重化経路を示す図である。経路４４は波長λａと波長λｂによって光ファイバ３の左半分に形成される経路。経路４５は波長λａと波長λｂによって光ファイバ３の右半分に形成される経路。経路４６は波長λｃと波長λｄによって光ファイバ３の左半分に形成される経路。そして、経路４７は波長λｂと波長λｃによって光ファイバ３の右半分に形成される経路である。【００４３】
図１３は前記二重化経路を用いて経路冗長化を行う様子を示す図である。図１３（ａ）に示すように、経路４４と経路４５とを物理層で切り替える経路切替手段５１及び５２が設けられている。また、経路４６と経路４７とを物理層で切り替える経路切替手段５３及び５４が設けられている。経路切替手段５１及び５２は図示しない経路異常検出手段により、例えば、経路４４の異常が検出されたら、経路４４から経路４５へと切り替えることによって経路冗長化を実現している。同様に、経路切替手段５３及び５４は図示しない経路異常検出手段により、例えば、経路４６の異常が検出されたら、経路４６から経路４７へと切り替えることによって経路冗長化を実現している。【００４４】
図１３（ａ）において、経路切替手段５１、５２、５３、及び５４は、例えば光スイッチによって実現できる。あるいは、ふたつの光トランシーバを用意しておいてこのふたつの光トランシーバを電気的に切り替えることによって経路切替手段５１、５２、５３、及び５４を構成することもできる。【００４５】
あるいは図１３（ｂ）に示すようにコアスイッチ４ａとエッジスイッチ５とを経路４４と経路４５で２重化して接続しておきポート・トランキングによって冗長化を実現することもできる。また同様に、コアスイッチ４ｂとエッジスイッチ５とは経路４６と経路４７で２重化して接続されている。【００４６】
ポート・トランキングとはスイッチの複数のポート（回線インターフェイス）をグループ化して、スイッチ間の接続を行う機構のことである。グループ化された複数のポートは容量の大きなひとつのポートとみなすことができる。この時、グループ化された複数のポートに流れるトラフィックは概略均等な負荷となるようにロードバランスが行われる。そして、何らかの理由によりポートに異常が発生した場合は、異常なポートは遮断して正常なポートのみで通信が行われる。このため、ポート・トランキングを用いると伝送容量の増大、伝送回線の冗長化及びプロテクション、グループ化されたポート群のロードバランスが実現できる。【００４７】
図１３（ｂ）の構成においては、コアスイッチ４ａとエッジスイッチ５とは、経路４４と経路４５を経てポート・トランキングによって接続されているので、正常時には経路４４と経路４５にはほぼ同量のトラフィックが流れ、経路４４もしくは経路４５のいずれかに異常が生じた場合は、正常な経路に全トラフィックが流れるように切り替えられる。また、コアスイッチ４ｂとエッジスイッチ５とは、経路４６と経路４７を経てポート・トランキングによって接続されているので、正常時には経路４６と経路４７にはほぼ同量のトラフィックが流れ、経路４６もしくは経路４７のいずれかに異常が生じた場合は、正常な経路に全トラフィックが流れるように切り替えられる。【００４８】
本実施例では図１３に示したように経路の冗長化が、コアスイッチ４ａ、４ｂの冗長化とは独立して実現されているので、実施例１の説明において図７に示したようなケースが生じない。このため、ネットワークのほぼ全体が停止してしまうような深刻な事態の発生確率Ｐｂは（２）式で示されるように、二つの伝送経路の同時故障と二つのコアスイッチの同時故障の和となる。
【数２】
0004914824.tif 000003
【００４９】
ただし（１）式において、Ｐ１はひとつの伝送経路の故障確率であり、また、Ｐ２はひとつのコアスイッチの故障確率である。Ｐｂは（１）式で示したＰａに比べて２Ｐ１Ｐ２だけ小さくなり、実施例１の場合に比べて信頼性が向上していることがわかる。ただし、波長多重に必要な波長数は実施例１の２倍となり、必要な伝送路関係の部品もほぼ倍増する。したがって、実施例１に示される構成とこの実施例３に示される構成は許容されるコストと要求される信頼性に応じて適宜選択されるべきものである。【００５０】
なお、本実施例においては図１１に示したように単芯の光ファイバを用いてネットワークを構築したが、実施例２において図８に示したように２本の光ファイバを用いることもできる。
【実施例４】
【００５１】
図１４に本発明の実施例４の光通信ネットワークを示す。本実施例の特徴はエッジスイッチが２台ペアになっている点である。エッジスイッチ７１ａと７２ａは互いに接続されていて冗長化構成となっている。同様にエッジスイッチ７１ｂと７２ｂ、そしてエッジスイッチ７１ｃと７２ｃもそれぞれ相互接続されて冗長化構成となっている。エッジスイッチ７１ａと７２ａにはエッジネットワーク６６ａが、エッジスイッチ７１ｂと７２ｂにはエッジネットワーク６６ｂが、そして、エッジスイッチ７１ｃと７２ｃにはエッジネットワーク６６ｃがそれぞれ接続されている。これらのエッジネットワークは、例えば、図１に示したようなネットワークである。あるいは、反対に図２に示したバックボーンネットワーク８を図１４に示す光通信ネットワークによって実現したと考えても良い。【００５２】
図１４に示すように、コアスイッチ６４ａと６４ｂとは相互に接続されて冗長化構成となっている。コアスイッチ６４ａと６４ｂとはコア光伝送装置６１に接続されている。エッジスイッチ７１ａと７２ａにはエッジ光伝送装置６２ａ、エッジスイッチ７１ｂと７２ｂにはエッジ光伝送装置６２ｂ、そしてエッジスイッチ７１ｃと７２ｃにはエッジ光伝送装置６２ｃがそれぞれ接続されている。コア光伝送装置６１、エッジ光伝送装置６２ａ、エッジ光伝送装置６２ｂ、そしてエッジ光伝送装置６２ｃとは単芯の光ファイバ６３のよってリング状に接続されている。コア光伝送装置６１、エッジ光伝送装置６２ａ、エッジ光伝送装置６２ｂ、そしてエッジ光伝送装置６２ｃの間には波長多重化技術によって伝送経路６７が形成されている。【００５３】
図１５は伝送経路６７を説明する図である。伝送経路６７はコアスイッチ６４ａを中心としてエッジスイッチ７１ａないし７１ｃ及びエッジスイッチ７２ａないし７２ｃがスター状に接続されたトポロジーと、コアスイッチ６４ｂを中心としてエッジスイッチ７１ａないし７１ｃ及びエッジスイッチ７２ａないし７２ｃがスター状に接続されたトポロジーとが重なり合った冗長スター型トポロジーとなっている。【００５４】
本実施例ではコアスイッチのみならずエッジスイッチも冗長化されているために、ペアになっているエッジスイッチの一方が故障した場合においても、もう一方のエッジスイッチに制御を切り替えることによってネットワークの運用を継続することができるので、高い信頼性を実現することができる。【００５５】
図１に示した実施例１の光通信ネットワークでは、特定のエッジスイッチに接続されているクライアント局群（これは本実施例ではエッジネットワーク６６に相当する）は、そのエッジスイッチが故障すればサービス停止なってしまっていた。エッジスイッチの故障確率をＰ３とするならば、クライアント局群（あるいはエッジネットワーク６６）の運用が停止する確立はやはりＰ３となる。これに対して、本実施例では、エッジスイッチふたつが同時に故障する確率、Ｐ３２、がエッジネットワーク６６全体の運用停止となる確率である。Ｐ３２はＰ３に比べて非常に小さくなるため、ネットワーク全体の信頼性が大きく向上することになる。【００５６】
図１６は、コア光伝送装置６１とエッジ光伝送装置６２との間に形成される伝送路を説明する図である。コア光伝送装置１とエッジ光伝送装置２との間に、コアスイッチ６４ａとエッジスイッチ７１を接続すべく、左側伝送路７３と右側伝送路７４が形成されている。左側伝送路７３ではコア光伝送装置６１へ向う上り信号は波長λａの光信号、コア光伝送装置６１からエッジ光伝送装置６２へ向かう下り信号は波長λｂの光信号を用いている。一方、右側伝送路７４では、エッジ光伝送装置６２からコア光伝送装置６１へ向う上り信号は波長λｂの光信号、コア光伝送装置６１からエッジ光伝送装置６２へ向かう下り信号は波長λａの光信号を用いている。【００５７】
また、コア光伝送装置１とエッジ光伝送装置２との間に、コアスイッチ６４ｂとエッジスイッチ７１を接続すべく、左側伝送路７５と右側伝送路７６が形成されている。左側伝送路７５では、エッジ光伝送装置６２からコア光伝送装置６１へ向う上り信号は波長λｃの光信号、コア光伝送装置６１からエッジ光伝送装置６２へ向かう下り信号は波長λｄの光信号が用いられている。一方、右側伝送路７６では、エッジ光伝送装置６２からコア光伝送装置６１へ向う上り信号は波長λｄの光信号、コア光伝送装置６１からエッジ光伝送装置６２へ向かう下り信号は波長λｃの光信号が用いられている。【００５８】
ここで、エッジ光伝送装置６２ａにおいては、波長λａはλ１、波長λｂはλ７、波長λｃはλ４、波長λｄはλ１０である。エッジ光伝送装置６２ｂにおいては、波長λａはλ２、波長λｂはλ８、波長λｃはλ５、波長λｄはλ１１である。そして、エッジ光伝送装置６２ｃにおいては、波長λａはλ３、波長λｂはλ９、波長λｃはλ６、波長λｄはλ１２である。波長λ１ないしλ１２はＩＴＵ−Ｔで定められたＣバンド（概略１５３０−１５６０ｎｍ）の１００ＧＨｚグリッドのＤＷＤＭ波長の中から選ばれた波長である。そして、波長λ１ないしλ６はＣバンドの中のＲｅｄバンド（Ｃバンドの中の長波長側半分の帯域を指し、概略１５４５−１５６０ｎｍ）に属する波長帯域に属する。また、波長λ７ないしλ１２はＣバンドの中のＢｌｕｅバンド（Ｃバンドの中の短波長側半分の帯域を指し、概略１５３０−１５４５ｎｍ）に属する波長帯域に属する。図１６において、波長λ１ないしλ６の光信号はリング状光ファイバ６３を右回りに進行し、波長λ７ないしλ１２の光信号はリング状光ファイバ６３を左回りに進行する。【００５９】
図１７に本実施例のエッジ光伝送装置６２の概略の内部構造を示す。光アッドドロップマルチプレクサー８１が中心に配置されている。光アッドドロップマルチプレクサー８１にはλａ、λｂの右回り信号、λａ、λｂの左回り信号、λｃ、λｄの右回り信号、λｃ、λｄの左回り信号がそれぞれアッドドロップされる。アッドドロップポート１０３はエッジスイッチ７１及び７２へと接続される。光アッドドロップマルチプレクサー８１の両側には光増幅器８２及び８３が接続されている。これらの光増幅器は光ファイバ６３を伝送してきて減衰した光信号を増幅するためのものである。【００６０】
本実施例では、単芯の光ファイバ６３上に、上りと下りとで波長を変えることによって双方向伝送を実現しているので、光増幅器及び光信号波長の配置に工夫を凝らしている。図１７において左から右へと進む光信号は図１６において、リング状光ファイバ上を左回りに進む信号に相当するので、前述の通り、これらの光信号は全てＢｌｕｅバンドに属する。したがって、エッジ光伝送装置の一方の入出力ポート１０１から入力する光信号はＢｌｕｅバンドに属することになる。さて、この入出力ポート１０１から入力した光信号はＢｌｕｅバンド選択フィルタ８６によって選択されて光増幅器８２で増幅された後、別のＢｌｕｅバンド選択フィルタ８７を経て、光アッドドロップマルチプレクサー８１へと送られる。光アッドドロップマルチプレクサー８１を通過した左回り光信号群はＲｅｄバンド選択フィルタ８８、バイパス光ファイバ９６、Ｒｅｄバンド選択フィルタ８９を経て、もう一方の入出力ポート１０２から出力される。【００６１】
図１７において右から左へと進む光信号は図１６において、リング状光ファイバ上を右回りに進む信号に相当するので、前述の通り、これらの光信号は全てＲｅｄバンドに属する。したがって、エッジ光伝送装置の別の入出力ポート１０２から入力する光信号はＲｅｄバンドに属することになる。さて、この入出力ポート１０２から入力した光信号はＲｅｄバンド選択フィルタ８９によって選択されて光増幅器８３で増幅された後、別のＲｅｄバンド選択フィルタ８８を経て、光アッドドロップマルチプレクサー８１へと送られる。光アッドドロップマルチプレクサー８１を通過した右回り光信号群はＢｌｕｅバンド選択フィルタ８７、バイパス光ファイバ９５、Ｂｌｕｅバンド選択フィルタ８６を経て、もう一方の入出力ポート１０１から出力される。なお、上記のＲｅｄバンド選択フィルタ、Ｂｌｕｅバンド選択フィルタはバンドパスフィルタ（帯域通過フィルタ）である。【００６２】
光増幅器８２内にはふたつのエルビウムドープファイバ光増幅モジュール９１及び９２が備えられていて、いわゆる２ステージ型光増幅器となっている。この直列接続されてふたつの光増幅モジュール９１及び９２の中間に、分散補償ファイバ８４が外付けで接続されている。２ステージ型光増幅器の中間に分散補償ファイバ８４を設けることによって、分散補償ファイバ８４によって生じる損失を補うことができる。分散補償ファイバ８４の長さ（分散補償量）は光通信ネットワークの伝送路の長さによって変える必要があるために、このように光増幅器８２に分散補償ファイバ８４を外付けするのが合理的である。同様に、光増幅８３内には同様にふたつのエルビウムドープファイバ光増幅モジュール９３及び９４が備えられ、分散補償ファイバ８５が外付けで接続されている。【００６３】
なお、分散補償ファイバに代えて任意の分散補償手段を設けても良い。分散補償ファイバ以外の分散補償手段としては、例えば、ＡＷＧや誘電体フィルタを用いた分散補償デバイスを挙げることができる。【００６４】
上記のようにエッジ光伝送装置６２を構成したので、単芯のリング状光ファイバ６３に波長多重技術によって双方向伝送路を構築することができる。さらに、長距離の伝送によって生じる光信号の損失を光増幅器によって補償することできる。また、長距離の伝送によって生じる光ファイバの色分散（光ファイバ中の光速が波長によって変化する現象）に起因する光信号波形の時間軸方向の歪みを分散補償ファイバによって補償することできる。この結果、１０Ｇｂｉｔ／ｓ以上の高速光信号を用いて、かつ、リングの周長が５０Ｋｍを越えるような場合でも、図１４に示したような光通信ネットワークを実用的に実現することができる。【００６５】
なお、本実施例においては図１４に示したように単芯の光ファイバを用いてネットワークを構築したが、実施例２において図８に示したように２本の光ファイバを用いることもできる。
【実施例５】
【００６６】
図１８に本発明の実施例５の光通信ネットワークを示す。本実施例では、実施例４の図１６に示されている伝送路の配置を図１８に示すように変更した点が特徴である。図１６では、右側伝送路７５によって、エッジスイッチ７１とコアスイッチ６４ａとが、また、左側伝送路７６によって、エッジスイッチ７２とコアスイッチ６４ｂとが、それぞれ接続されていた。これに対して図１８では、右側伝送路７５によって、エッジスイッチ７１とコアスイッチ６４ｂとが、また、左側伝送路７６によって、エッジスイッチ７２とコアスイッチ６４ａとが、それぞれ接続されている。【００６７】
図１６の構成では、例えばリング状光ファイバ６３の右側半分にケーブル切断事故などが起こり、かつ、コアスイッチ６４ａが同時に故障すると、ネットワークシステムのほとんど全てがダウンしてしまう。これに対して、図１８の構成では、同様の事態が生じても、エッジスイッチ７１から正常動作しているコアスイッチ６４ｂへの経路７５が生き残っているため、ネットワークシステムの動作が保証される。さらに、エッジスイッチ７１が故障した場合にネットワークシステムはダウンしてしまうが、これは、３重故障のケースになるので、その発生確率はかなり小さくなる。【００６８】
リング状光ファイバ６３の右側半分にケーブル切断事故などが起こり、かつ、コアスイッチ６４ａが同時に故障する確率Ｐｃは（３）式で表される。
【数３】
0004914824.tif 000004
ただし、コアスイッチ一台当たりの故障確率をＰ１、光ファイバ伝送路一系統当たりの故障確率をＰ２とする。【００６９】
リング状光ファイバ６３の右側半分にケーブル切断事故、コアスイッチ６４ａの故障、そして、エッジスイッチ７１の故障が同時に発生する確率Ｐｄは（４）式で示される。
【数４】
0004914824.tif 000005
ただし、エッジスイッチの故障確率をＰ３とする。【００７０】
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３がどれも１０００時間当たり１％の故障率だと仮定すると、Ｐｃは１０００時間当たり０．０１％の発生確率、一方、Ｐｄは１０００時間当たり０．０００１％の発生確率となり、ネットワーク全体がダウンする確率は非常に小さくなる。【００７１】
実際問題として、上記のＰｄよりは二つの伝送路の同時故障（リング状光ファイバの右半分と左半分に同時切断事故などが起こる事態）や、二つのコアスイッチの同時故障の確率の方が発生確率が高くなる。これらは２重故障の発生確率だからである。したがって、実用上は、図１８の構成の場合に、ネットワークのほぼ全体が停止してしまう深刻な事態の発生確率は前述の（２）式で示される確率Ｐｂ＝Ｐ１２＋Ｐ２２となる。また、図１６の構成の場合は前述の（１）式で示される確率Ｐａ＝Ｐ１２＋２Ｐ１Ｐ２＋Ｐ２２となる。したがって、本実施例によれば実施例４よりも高い信頼性を得ることができる。【００７２】
なお、本実施例においては図１８に示したように単芯の光ファイバを用いてネットワークを構築したが、実施例２において図８に示したように２本の光ファイバを用いることもできる。
【実施例６】
【００７３】
図１９に本発明の実施例６の光通信ネットワークを示す。本実施例では、複数のコアスイッチペア間をフルメッシュ接続した点に特徴がある。コアスイッチ１２１ａと１２２ａは互いに接続されて冗長化構成となっている。コアスイッチ１２１ａ及び１２２ａにはエッジネットワーク１１６ａが接続されている。また、コアスイッチ１２１ａ及び１２２ａにはコア光伝送装置１１１ａが接続されている。【００７４】
同様に、コアスイッチ１２１ｂと１２２ｂは互いに接続されて冗長化構成となると共に、エッジネットワーク１１６ｂとコア光伝送装置１１１ｂが接続されている。さらに、コアスイッチ１２１ｃと１２２ｃは互いに接続されて冗長化構成となると共に、エッジネットワーク１１６ｃとコア光伝送装置１１１ｃが接続されている。そして、コアスイッチ１２１ｄと１２２ｄは互いに接続されて冗長化構成となると共に、エッジネットワーク１１６ｄとコア光伝送装置１１１ｄが接続されている。【００７５】
コア光伝送装置１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、及び１１１ｄは単芯のリング状光ファイバ１１３によって接続されて、波長多重化技術によって伝送経路１１７が形成されている。伝送経路１１７は図２０に示すように冗長化されたフルメッシュ接続のトポロジーとなっている。【００７６】
伝送経路１１７は、図１６あるいは図１８において示したような伝送経路を組み合わせて構築されている。図１６におけるエッジスイッチ７１及び７２の位置にコアスイッチを配置した構成である。伝送経路１１７の各要素となる経路は光ファイバ網の右側の経路と左側の経路の対となっている。これによって、光ファイバの切断事故などに対して冗長な構成となっている。【００７７】
図２０に示したような冗長化フルメッシュ接続トポロジーでは、特定の中心を作らないので、ネットワーク構成要素の故障に対して段階的な性能低下が生じるだけで、ネットワーク全体の停止という事態が生じにくく、高い信頼性が得られる。例えば、コアスイッチ１２１ａと１２２ａが同時故障した場合、エッジネットワーク１１６ａのサービスは停止してしまうが、他のエッジネットワークではサービスを継続することができる。また、通信トラフィックも特定の中心に集中することなく、負荷分散されるという利点もある。さらに、本実施例は、フルメッシュ接続をさらに冗長化しているので、冗長化されていないフルメッシュ接続に比べて高い信頼性を得ることができる。【００７８】
なお、本実施例においては図１９に示したように単芯の光ファイバを用いてネットワークを構築したが、実施例２において図８に示したように２本の光ファイバを用いることもできる。
【実施例７】
【００７９】
図２１に本発明の実施例７の光通信ネットワークを示す。本実施例ではコアスイッチ１３４ａ及び１３４ｂが離れた場所に配置されているのが特徴である。コア光伝送装置１３１ａ、１３１ｂ、エッジ光伝送装置１３２ａないし１３２ｄは単芯のリング状光ファイバ１３３によって接続されている。コア光伝送装置１３１ａ及び１３１ｂにコアスイッチ１３４ａ及び１３４ｂがそれぞれ接続されている。エッジ光伝送装置１３２ａないし１３２ｄにはエッジスイッチ１３５ａないし１３５ｄがそれぞれ接続されている。エッジスイッチ１３５ａないし１３５ｄにはクライアント局群１３６ａないし１３６ｄがそれぞれ接続されている。【００８０】
コア光伝送装置１３１ａ、１３１ｂ、エッジ光伝送装置１３２ａないし１３２ｄの間には、リング状光ファイバ１３３上に波長多重化技術によって伝送経路１３７が形成されている。この伝送経路１３７は伝送経路１４０ないし１４９から成り立っている。【００８１】
図２２は伝送経路１３７を説明する図である。伝送経路１３７は、エッジスイッチ１３５ａないし１３５ｄがそれぞれコアスイッチ１３４ａ及び１３４ｂに冗長スター型トポロジーで接続されている。さらに伝送経路１３７はコアスイッチ１３４ａと１３４ｂを接続する冗長化経路１４０及び１４１をも含んでいる。【００８２】
伝送経路１３７の構成要素である各伝送経路について図２１及び図２２を参照して説明する。伝送経路１４０及び１４１はコアスイッチ１３４ａと１３４ｂを接続する経路であり、波長λ１及びλ２によって実現されている。これはこれまでも説明してきたように単芯の光ファイバで上りと下りで波長を変えて伝送路を形成しているためである。【００８３】
以下同様に、伝送経路１４２はエッジスイッチ１３５ａとコアスイッチ１３４ａとを接続する経路で波長λ３及びλ４によって実現されている。伝送経路１４３はエッジスイッチ１３５ａとコアスイッチ１３４ｂとを接続する経路で波長λ３及びλ４によって実現されている。【００８４】
伝送経路１４４はエッジスイッチ１３５ｂとコアスイッチ１３４ａとを接続する経路で波長λ５及びλ６によって実現されている。伝送経路１４５はエッジスイッチ１３５ｂとコアスイッチ１３４ｂとを接続する経路で波長λ５及びλ６によって実現されている。【００８５】
伝送経路１４６はエッジスイッチ１３５ｃとコアスイッチ１３４ａとを接続する経路で波長λ３及びλ４によって実現されている。伝送経路１４７はエッジスイッチ１３５ｃとコアスイッチ１３４ｂとを接続する経路で波長λ３及びλ４によって実現されている。【００８６】
伝送経路１４８はエッジスイッチ１３５ｄとコアスイッチ１３４ａとを接続する経路で波長λ５及びλ６によって実現されている。伝送経路１４９はエッジスイッチ１３５ｄとコアスイッチ１３４ｂとを接続する経路で波長λ５及びλ６によって実現されている。【００８７】
図２１に示した経路１４０ないし１４９と対応する光信号波長の表からも明らかなように、経路１４２、１４３、１４６及び１４７は同じ波長を再利用して伝送経路が形成されている。また、経路１４４、１４５、１４８及び１４９は同じ波長を再利用して伝送経路が形成されている。このように本実施例では、リングの右側半分と左側半分とで同じ波長を再利用できると言う利点がある。さらに、エッジスイッチからコアスイッチへのアクセス経路はリングの半分の中に収容されているので、距離が短くて済む。この結果、例えば、ＣＷＤＭ（低密度波長多重）のような安価な技術を用いて実現することもできる。ＣＷＤＭは光増幅の適用が困難なため、長距離の伝送に適していないが、安価である。【００８８】
また、本実施例では図２２に示すようなトポロジーとなっているので、各エッジスイッチ１３５ａないし１３５ｄはふたつのコアスイッチ１３４ａ及び１３５ｂ双方にアクセスすることができるので、コアスイッチの故障に対して冗長化が実現されている。さらに、各エッジスイッチからふたつのコアスイッチ１３４ａ及び１３５ｂへのアクセス系路は別経路となっているので、経路の冗長化も実現されており、高い信頼性が得られる。コアスイッチ１３４ａ及び１３５ｂの間は冗長化されたふたつの経路１４０及び１４１によって接続されているので、ここでも十分に高い信頼性が得られる。【００８９】
なお、本実施例においては図２１に示したように単芯の光ファイバを用いてネットワークを構築したが、実施例２において図８に示したように２本の光ファイバを用いることもできる。
【実施例８】
【００９０】
図２３に本発明の実施例８の光通信ネットワークを示す。説明を簡単にするために、図２３には図２１と同一の構成要素には同じ参照番号を付けている。図２１に示した実施例７の場合との主要な相違点はコア光伝送装置１３１ａとコア伝送光装置１３１ｂとの間を光ファイバ１５３ａ及び光ファイバ１５３ｂに加えて光ファイバ１５３ｃによって接続したことである。図２１では、コア光伝送装置１３１ａとコア光伝送装置１３１ｂの間には２系統の光ファイバしか設けられていなかったが本実施例では合計で３系統の光ファイバによって接続されている。【００９１】
さらに、光ファイバ１３３ｃ上にはエッジ光伝送装置１３２ｅ及びエッジ光伝送装置１３２ｆが設けられている。エッジ光伝送装置１３２ｅは経路１５１を介してコア光伝送装置１３１ａへアクセスでき、また、経路１５２を介してコア伝送装置１３１ｂへアクセスできる。エッジ光伝送装置１３２ｆは経路１５３を介してコア光伝送装置１３１ａへアクセスでき、また、経路１５４を介してコア光伝送装置１３１ｂへアクセスできる。したがって、光ファイバ１３３ｃ上に設けられたエッジ光伝送装置もコア光伝送装置１３１ａ、１３２ａの双方にアクセスできることになる。なお、経路１５０ないし１５４は光ファイバ１３３ｃ上に波長多重化技術によって光ファイバ１３３ｃ上に実現されている。【００９２】
コア伝送装置１３１ａと１３１ｂとの間には経路１４０（光ファイバ１３３ａ上の経路）、１４１（光ファイバ１３３ｂ上の経路）、に加えて経路１５０（光ファイバ１３３ｃ上の経路）によって接続されている。コアスイッチ１３４ａと１３４ｂとの間は、例えばポート・トランキングによって冗長化及び負荷分散されて接続されている。現状でも、既に４ポート程度までをひとつにまとめてトランキングできるポート・トランキング機能を有しているスイッチが商用化されているので、この構成は容易に実現可能である。【００９３】
本実施例では、コア光伝送装置１３１ａと１３１ｂとの間に３系統の光ファイバを設け、各光ファイバ上にエッジ光伝送装置を設けたので、より柔軟にネットワークを構築することができる。第３番目の光ファイバ上に設けたエッジ光伝送装置からもふたつのコア光伝送装置を介してふたつのコアスイッチにアクセスできるので高い信頼性を得ることができる。さらに、第３番目の光ファイバ上にコアスイッチ同士を接続する新たな経路を設けることができるので、さらに高い信頼性を実現することができる。【００９４】
また、本実施例をさらに発展させてコア光伝送装置１３１ａと１３１ｂの間にさらに第４の光ファイバ、あるいは第５の光ファイバを設けることも可能である。【００９５】
さらに、図２３に示したような光通信ネットワークを図２４に示すように接続して大規模なネットワークを構築することもできる。図２４において、参照番号１６１ないし１６４で示されるのは図２３に示したリング状光ファイバネットワークに中央を走る光ファイバを加えて構築したエッジネットワークである。そして参照番号１６５で示されるのはリング状のコアネットワークである。リング状のコアネットワーク１６５によってエッジネットワーク１６１ないし１６４を統合することができる。図２４のネットワークでは、エッジネットワーク１６１ないし１６４の中央を走る光ファイバをリング状コアネットワークの一部として用いている。【００９６】
なお、本実施例においては図２３に示したように単芯の光ファイバを用いてネットワークを構築したが、実施例２において図８に示したように２本の光ファイバを用いることもできる。
【実施例９】
【００９７】
図２５に本発明の実施例９である光通信ネットワークを示す。リング状の光ファイバ１７５によってコア光伝送装置１７１ａないし１７１ｄ及びエッジ光伝送装置１７２ａないし１７２ｈが接続されている。コア光伝送装置１７１ａないし１７１ｄにはそれぞれコアスイッチ１７３ａないし１７３ｄが接続されている。エッジ光伝送装置１７２ａないし１７２ｈにはそれぞれエッジスイッチ１７４ａないし１７４ｈが接続されている。【００９８】
コア光伝送装置１７１ａないし１７１ｄ及びエッジ光伝送装置１７２ａないし１７２ｈの間には光ファイバ１７５上に、波長多重化技術によって伝送路１８０が形成されている。伝送路１８０は図２６に示す伝送路１８１及び図２７に示す伝送路１８２を組み合わせた構造となっている。【００９９】
伝送路１８１は図２６に示すように、コア光伝送装置１７１ａないし１７１ｄ間の冗長化されたフルメッシュ接続となっている。伝送路１８２は図２７に示すように、エッジ光伝送装置１７２ａないし１７２ｈとコア光伝送装置１７１ａないし１７１ｄの間の冗長化されたスター接続となっている。各エッジ光伝送装置は両側でそれぞれ最も近接したコア光伝送装置に対してそれぞれ接続されるトポロジーとなっている。【０１００】
図２８にコアスイッチ１７３ａないし１７３ｄ、エッジスイッチ１７４ａないし１７４ｈ、経路１８１及び経路１８２の関係を示す。経路１８１によってコアスイッチ１７３ａないし１７３ｄの間のバックボーンネットワークが形成されている。経路１８１は冗長化フルメッシュ接続となっているので、高い信頼性と負荷分散が実現される。また、経路１８２によって、エッジスイッチ１７４ａないし１７４ｈとコアスイッチ１７３ａないし１７３ｄの間にエッジネットワークが形成されている。経路１８２は冗長化スタートポロジーであるので高い信頼性が得られる。【０１０１】
本実施例では、上述のように、１系統のリング状光ファイバ１７５の上に波長多重化技術によって、冗長化フルメッシュトポロジーからなるバックボーンネットワークと冗長化スタートポロジーからなるエッジネットワークが同時に形成されている。このため、光ファイバの敷設量を大幅に減らすことができる。光ファイバの敷設には多大なコストがかかることから、本実施例は大きな経済的な効果を生むものである。【０１０２】
なお、本実施例においては図２５に示したように単芯の光ファイバを用いてネットワークを構築したが、実施例２において図８に示したように２本の光ファイバを用いることもできる。
【実施例１０】
【０１０３】
図２９に本発明の実施例１０の光伝送装置２００を示す。光伝送装置２００は、実施例１ないし実施例９のコア光伝送装置あるいはエッジ光伝送装置として用いることができる。これまでの実施例の中では、コアスイッチないしエッジスイッチに送信する光信号の波長が異なるプラッガブルトランシーバを装着して波長多重を実現していたが、本実施例の光伝送装置２００を用いた場合、波長変換の機能を光伝送装置に担わせることも可能である。【０１０４】
光伝送装置２００のシャーシ２０１には多数のスロット２０５が設けられている。このスロット２０５にはコンバータカード２０２が装着される。コンバータカード２０２にはスロット２０６ａと２０６ｂが設けられていて、このスロットにはＧＢＩＣ、ＳＦＰ、あるいはＸＦＰなどと呼ばれる装着自在なプラッガブル光トランシーバ２０３ないし２０４が装着される。図２９に示す実施例ではトランシーバ２０４はローカル用、光トランシーバ２０３はリモート用として示されている。コンバータカード２０２は装置を動作させたまま着脱させることのできる、いわゆるホットスワッパブル型となっている。また、光トランシーバ２０３、２０４もホットスワッパブルである。【０１０５】
ローカルトランシーバ２０４は光伝送装置２００の近くに配置された他の装置、スイッチやルータなどと光信号ないし電気信号のやりとりを行うものであり比較的近距離の信号伝送を担うトランシーバである。ローカルトランシーバは、例えば、ギガビットイーサネットの１０００Ｂａｓｅ−ＳＸや１０００Ｂａｓｅ−ＬＸなどの光トランシーバ、あるいは１０００Ｂａｓｅ−Ｔのような銅線用のトランシーバである。あるいは、ファイバーチャネルやＥＳＣＯＮなどのストレージ系用のトランシーバ、ＯＣ−ｘと呼ばれるＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ系のトランシーバ、映像信号用のＨＤ−ＳＤＩ、ＳＤ−ＳＤＩ、ＤＶＢ信号に対応したトランシーバなどが用いられる。【０１０６】
リモート光トランシーバ２０３には低密度波長多重（ＣＷＤＭ）光トランシーバないし高密度波長多重（ＤＷＤＭ）光トランシーバなどが用いられる。ＣＷＤＭ波長、ＤＷＤＭ波長は共にＩＴＵ−Ｔで定められた波長を用いることができる。また、リモート光トランシーバは長い伝送距離が可能なように大きな光信号許容損失を有している。光信号許容損失とは光信号が伝送されて減衰した場合にどの程度の損失（減衰）までが許されるかを示すパラーメータであり、送信電力と最低受信可能電力との比をｄＢ表示したものが用いられる。【０１０７】
シャーシ２０１の背面には図示しない着脱自在の電源ユニットがふたつ装着されていて、いわゆる二重化電源となっている。この電源ユニットもまたホットスワッパブル型となっている。【０１０８】
シャーシ２０１の前面には、コンバータカード用スロット２０５以外に、波長多重化ユニット２０９、スリーポートスイッチ付コンバータカード２１１、及びマネジメントカード２１２を装着することができる。【０１０９】
マネジメントカード２１２は、シャーシ２０１及びシャーシ２０１に装着された全てのカード、ユニットの状態を監視制御するとともに、その監視状態を外部に伝達する機能を有している。本実施例ではＳＮＭＰと呼ばれるプロトコルに従うマネジメントカード２１２が装着されている。この（ＳＮＭＰ）マネジメント２１２はＲＪ４５ジャックからなるイーサネットのインターフェイスを備えている。【０１１０】
スリーポートスイッチ付コンバータカード２１１はふたつのＲＪ４５ジャック（イーサネット）インターフェイスとひとつのプラッガブルトランシーバインターフェイスとを備えている。スリーポートスイッチ付コンバータカード２１１には３つの入出力ポートからなるイーサネットスイッチが備えられている。本実施例では、ＲＪ４５ジャックはひとつのみ使用しており、マネジメントカード２１２からの銅線ケーブルのイーサネット信号をプラッガブルインターフェイスに装着された光トランシーバによって光信号に変える働きをさせている。光信号に変えられたマネジメント信号は後述のように波長多重化技術によってリモート光ファイバ２１０に多重化されて相手局へと送られる。これによって、マネジメント信号を主信号と同じケーブルに載せて送る「インライン・マネジメント」が実現できる。【０１１１】
図３０に図２９の場合の光（電気）信号の変換及び多重化の様子を示す。スイッチなどの機器からのローカル信号はケーブル２０７ａないし２０７ｄなどによって、コンバータカード２０２ａないし２０２ｄへ送られ、リモート伝送用の波長の光信号に変換されてから光ファイバケーブル２０８ａないし２０８ｄによって波長多重化用光学モジュール２０９によって波長多重化されて一本のリモート光ファイバケーブル２１０によって遠方へと送られる。また、遠方からリモート光ファイバケーブル２１０を経て送られてきた波長多重化信号は波長多重化用光学モジュール２０９によって波長多重化を解かれて各コンバータカード２０２へと送られてローカル用の光（電気）信号に変換されてケーブル２０７ａないし２０７ｄなどによって、スイッチなどの機器へと送られる。【０１１２】
ここで、ケーブル２０７ａないし２０７ｄあるいは光ファイバケーブル２０８ａないし２０８ｄはいずれもデュプレックスケーブルとなっている。デュプレックスケーブルとは２本のケーブルを一対まとめたケーブルのことである。これに対して、リモート光ファイバケーブル２１０は一本の光ファイバケーブルからなるシンプレックスファイバケーブルである。【０１１３】
スリーポートスイッチ付コンバータカード２１１からの光信号はケーブル２１３によって波長多重化用光学モジュール２０９へ送られて波長多重化されて、一本のリモート光ファイバケーブル２１０によって遠方へと送られる。遠方からリモート光ファイバケーブル２１０を経て送られてきた波長多重化信号の中から、スリーポートスイッチ付コンバータカード２１１向けの信号がより分けられてケーブル２１３を経てスリーポートスイッチ付コンバータカード２１１へと送られる。【０１１４】
上記説明においてはコンバータカード４つの場合について説明したが、任意の数のコンバータカードを用いることができるのは言うまでもない。また、リモート光ファイバケーブルがシンプレックスファイバケーブルの場合について説明したが、送信と受信とで専用の光ファイバケーブルを用いて光信号の伝送を行うこともできる。また、コンバータカードのふたつのスロット２０６ａないし２０６ｂに共にリモート光トランシーバを装着して光信号の中継器として用いることもできる。また、波長多重化用光学モジュールを用いず、単なるメディアコンバータ（伝送媒体変換器）として用いることもできる。【０１１５】
また、波長多重化器に代えて光アッドドロップマルチプレクサーを、筐体２０１のいずれかのスロットに装着することもできる。実施例１〜実施例９に示したエッジ光伝送装置は、既に述べたように光アッドドロップマルチプレクサーを備える必要がある。筐体２０１に設けられたスロットに、光アッドドロップマルチプレクサーを装着すれば、エッジ光伝送装置を実装することができる。【０１１６】
さらに、筐体に設けたスロットに光増幅器や、分散補償ファイバを装着することもできる。実施例２において図１０に示したエッジ光伝送装置３２、あるいは、実施例４において図１７に示したエッジ光伝送装置６２を図２９に示した構成を用いて実装することができる。エッジ伝送装置３２やエッジ伝送措置６２を、コンバータカードを用いて実装することも、もちろん可能である。【０１１７】
本実施例に示したコンバータカードでは、ローカル用トランシーバ、リモート用トランシーバをいずれも装着自在に設けたために、多種類のローカルインターフェイスを用いてもコンバータカードの品種を少数に抑え、製造コスト低減に大きな効果がある。【０１１８】
例えば、ローカルトランシーバとして１０００Ｂａｓｅ−ＳＸ、１０００Ｂａｓｅ−ＬＸ、１０００Ｂａｓｅ−Ｔ、ファイバーチャネル、ＯＣ−３、ＯＣ−１２、ＯＣ−４８の７通りを用意し、リモートトランシーバとしてＣＷＤＭ８波長（１４７０ｎｍから１６１０ｎｍにかけての２０ｎｍ間隔の波長）と１００ＧＨｚ間隔のＣ−バンドＤＷＤＭ４５波長を用意したとする。すると、合計７通り掛ける（８通りプラス４５通り）の３７１通りの組み合わせを実現することができる。この時に必要な、モジュール品種は、ローカルトランシーバ７品種、コンバータカード１品種、リモートトランシーバ５３品種の合計６１品種である。すなわち、６１品種のモジュールの組み合わせによって３７１通りの機能のコンバータカードを実現することができる。【０１１９】
さらに後述するように、コンバータにクロック再生機能を持たせない２Ｒ方式、クロック再生機能を持たせる３Ｒ方式、誤り訂正符号を付加するＦＥＣ（Ｆｏｒｗａｒｄ  Ｅｒｒｏｒ  Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）機能方式の３種類を用意すれば合計１１１３通りの品種を実現することができる。このときに必要なモジュールの品種はカードが１品種から３品種にふえるだけなので、合計のモジュール品種は６３品種にとどまる。【０１２０】
従来の方法を用いて、１１１３品種ものコンバータカードを製造するのでは製造管理や在庫管理が複雑になってしまってコストを下げることができない。しかしながら、本実施例では、ローカルトランシーバとリモートトランシーバをコンバータカードに着脱自在に設け、かつ、コンバータカードをも光伝送装置に着脱自在に設けたため、少ないモジュール品種数で他種類のコンバータ機能を実現することができる。【０１２１】
図３１に２Ｒ方式のコンバータカード２０２を示す。ローカルトランシーバ２０４とリモート光トランシーバ２０３とが電気的に直接接続されている。ローカルトランシーバ２０４に入力する波長λ０の光信号２２４は、ローカルトランシーバ２０４によって電気信号２２５に変換されてリモート光トランシーバ２０３に送られて波長λｅの光信号２２１となって送信される。一方、波長λｅの光信号２２２はリモート光トランシーバ２０３によって電気信号２２６に変換された後、ローカルトランシーバ２０４に送られて波長λ０の光信号２２３として送信される。【０１２２】
このように光信号からクロック再生を行わない方式を２Ｒ方式と呼ぶ。電気的直接接続とは文字通りの直接接続に加えて電圧レベル変換回路などを介する場合も含む。クロック再生及び信号のリタイミングを行わない場合を２Ｒ方式と呼ぶ。これに対して、クロック再生及び信号のリタイミングを行う場合を３Ｒ方式と呼ぶ。なお、図３１の実施例ではローカルトランシーバとして光トランシーバを用いたが、これは銅線用のトランシーバであっても差し支えない。【０１２３】
コンバータカード２０２には図示しないモニタ回路が搭載され、ローカル光トランシーバ２０４及びリモート光トランシーバ２０３のＬＯＳ（Ｌｏｓｓ  Ｏｆ  Ｓｉｇｎａｌ）やＬＦ（Ｌａｓｅｒ  Ｆａｉｌｕｒｅ）などの情報を収集する。これら収集された情報はモニタ回路から図示しないバスを経てマネジメントカード２１２へと伝達される。各光トランシーバがＳＦＰの場合は、モニタ回路はディジタルダイアゴノスティックスと呼ばれる機構によってシリアルバスを介してＳＦＰ光トランシーバから諸情報を取得することができる。【０１２４】
なお、ＸＦＰと呼ばれる伝送速度  １０Ｇｂｉｔ／ｓのプラッガブル光トランシーバの中には、トランシーバ内部にクロック再生利タイミング回路を備えたものがある。このような３Ｒ方式のトランシーバを用いれば、コンバータカード２０２は実質的に３Ｒ方式のコンバータカードとして機能する。【０１２５】
後述の３Ｒ方式のコンバータカードは３Ｒ方式でしか使えないが、２Ｒ方式のコンバータカードは装着するプラッガブル光トランシーバ選択によって、２Ｒ方式と３Ｒ方式を選択できる。したがって、より柔軟にシステム構築が可能である。２Ｒ方式は３Ｒ方式に比べて安価である。伝送距離が短い、あるいは、伝送路の品質が良ければ、３Ｒの必要は無い場合もあるので、この２Ｒ方式のコンバータカードは実用性が高い。【０１２６】
また、伝送速度が１０Ｇｂｉｔ／ｓ以上の高速である場合は、プラッガブル光トランシーバにクロック再生回路を備えるほうが、高い性能を得やすい。ＯＣ−１２（６２２Ｍｂｉｔ／ｓ）までは、受信用のフォトダイオードとトランスインピーダンスアンプ（ＴＩＡ）と呼ばれるプリアンプは個別にプリント基板に実装していたが、１Ｇｂｉｔ／ｓを超える速度以上では、フォトダイオードのパッケージの中にＴＩＡを実装するのが標準となった。また、ＯＣ−４８（２．５Ｇｂｉｔ／ｓ）まではレーザとレーザドライバは個別実装であったものが、１０Ｇｂｉｔ／ｓからはレーザのパッケージにレーザドライバを実装するのが標準的である。これらと同様に１０Ｇｂｉｔ／ｓ以上の光トランシーバには、内部にクロック再生回路を実装したが方が、合理的な設計である。【０１２７】
なお、ここで言う、１０Ｇｂｉｔ／ｓとは、ＯＣ−１９２、１０ギガビットイーサネット、１０ギガビットのファイバーチャネルとして定義されている伝送速度帯のことを意味している。これらの規格の中には１０Ｇｂｉｔ／ｓに僅かに及ばない速度の規格も含まれているが、このような場合も本発明に含まれる。【０１２８】
図３２は３Ｒ方式のコンバータカード２３０を示す。ローカルトランシーバ２０４とリモート光トランシーバ２０３との間にクロック再生リタイミング回路２２７を設けた点が図３１のコンバータカードと異なる。クロック再生リタイミング回路２２７は電気信号中からクロック信号を抽出再生し、この再生されたクロックに応じて電気信号のタイミング調整を行う回路である。再生クロックによるタイミング調整（リタイミング）によって電気信号のジッタなどの時間方向の歪みが補正される。【０１２９】
コンバータカード２３０にも図示しないモニタ回路が搭載され、各トランシーバのＬＯＳやＬＦなどの情報に加え、クロック再生リタイミング回路２２７の状態情報（同期回路のロック状態など）を収集する。収集された諸情報はモニタ回路から図示しないバスを経てマネジメントカード２１２へと伝達される。【０１３０】
図３３には、誤り訂正符号を付加するＦＥＣ（Ｆｏｒｗａｒｄ  Ｅｒｒｏｒ  Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）方式のコンバータ２３１を示す。ローカル光トランシーバ２０４とリモート光トランシーバ２０３との間に直並列変換回路２２８とＦＥＣ機能を有するラッパー（Ｗｒａｐｐｅｒ）２２９を設けた点が特徴である。ラッパー（Ｗｒａｐｐｅｒ）２２９はリードソロモン符号などからなる誤り訂正符号を送信信号に付加し、受信信号からはこの誤り訂正符号に基づいて誤り訂正を行った信号を再生する。このＦＥＣ機能により、光信号の減衰、ジッタなどの時間方向の信号の歪み、伝送路中の反射などに起因するノイズや歪みの補正を行うことができる。【０１３１】
さらにラッパー２２９は通信の状態（パフォーマンス）を計測するパフォーマンスモニターの機能を有していて、実誤りの発生率、パケット廃却率、トラフィック量などの諸情報を収集する。図示しないモニタ回路はラッパー２２９、直並列変換回路２２８、ローカル光トランシーバ２０４、及びリモート光トランシーバ２０３からの諸情報を収集した上で、図示しないバスを通してマネジメントカード２１２にこれら諸情報を伝達する。【０１３２】
上記のように本実施例の光伝送装置は構成したので、柔軟に様々コンフィグレーションの光伝送システムを構築することができる。したがって、実施例１〜実施例９に示したコア光伝送装置、エッジ光伝送装置、あるいは通常の波長多重化装置、メディアコンバータなど様々な光伝送装置の構築を容易にするという利点がある。
【実施例１１】
【０１３３】
図３４に本発明の実施例１１の光伝送装置（コンバータカード）２３０を示す。本実施例ではコンバータカードが固定的に光伝送装置２３０に組み込みになっており、ローカルトランシーバ２０４とリモート光トランシーバ２０３を装着すべきスロット２０６ａ、２０６ｂが光伝送装置２３０の筐体に直接設けられている。また、波長多重化器２０９は着脱自在に設けられている。図３４には図示されていないが、さらに、着脱自在のスロットをいくつか設けて光増幅器モジュールや分散補償ファイバモジュールを設けられるようにすることもできる。【０１３４】
コンバータカードの着脱機構を設けるとコストが上昇するほか、着脱に伴う電気接点の不良などの信頼性の問題が生じることがある。本実施例ではコンバータカードの着脱機構を省略することによってコスト低減と信頼性向上を図っている。【０１３５】
図３５に本実施例の変形例２４０を示す。コンバータカードの着脱機構を省略した点は同じであるが、ローカルトランシーバ２０４とリモート光トランシーバ２０３を装着すべきスロット２０６ａ、２０６ｂを直線上に配置した点が異なる。このようにすると、筐体の高さを低くでき、装置が小型化する。したがって、前述のエッジ光伝送装置など、小規模の光伝送装置に適している。また、一枚のプリント基板上に多数のコンバータカードを構成することもできるので光伝送装置２４０の製造が容易となる。もちろん、別々のコンバータカードを平面状に配置して図３５の構成を実現しても良い。
【実施例１２】
【０１３６】
図３６を用いて本発明の実施例１２について説明する。本実施例ではコンバータカード２４１の前面にローカルトランシーバ着脱用スロット２０６ｂを設け、コンバータカード２４１の背面に図示しないスロット２０６ａを設けてリモート光トランシーバ２０３を着脱するようにした。【０１３７】
波長多重化光学モジュール２０９とリモート光トランシーバ２０３との間の配線は光伝送装置２４０の筐体内に設けた図示しない光バックプレーンによって行われている。波長多重化モジュール２０９内にさらに光増幅器や分散補償ファイバなどを組み込むこともできる。なお、波長多重化モジュール２０９は着脱自在に設けられている。図３６では着脱自在なモジュールはひとつだけが示されているが、さらにいくつかのスロットを設けて複数のモジュールを装着するようにしても良い。【０１３８】
光バックプレーンは筐体２４０上面に示した光バックプレーン装着口２４２から装着できるので、光配線をある程度、自由に変更することができる。光バックプレーン装着口は設けないこともできるし、装着口を筐体の下面、背面、などに設けることもできる。【０１３９】
本実施例では、光バックプレーンによって波長多重化のための配線が行われるので、筐体の前面に光パッチケーブルを用いて配線を配置する必要が無い。また、コンバータカード２４１の高さを小さくできるので、筐体２４０を小型化できる利点がある。また、光バックプレーンを着脱自在に設ければ光配線を柔軟に行うこともできる。
【実施例１３】
【０１４０】
図３７（ａ）に本発明の実施例１３の光伝送装置のブロック図を示す。本実施例の光伝送装置は、単芯の光ファイバで双方向伝送を行う伝送装置であり、ブースター型の光増幅器２６５、プリアンプ型光増幅２６９、及び、分散補償ファイバ２６４を備えた装置である。【０１４１】
図３７（ａ）において、コンバータカード２５１ａないし２５１ｄにはそれぞれ、ローカルトランシーバ２５４ａないし２５４ｄ、及び、リモートトランシーバ２５３ａないし２５３ｄが装着されている。コンバータカード２５１ａないし２５１ｄは２Ｒ型のコンバータカードである。【０１４２】
波長多重化器２６１はリモートトランシーバ２５３ａないし２５３ｄからの光信号を多重化して一本の光ファイバに集約する働きをする。集約された光信号は分散補償ファイバ２６４を経て、ブースター型光増幅器２６５、波長多重化器２６３を経て、リモート光ファイバ２１０へと送られる。一方、リモート光ファイバ２１０を経て遠方から送られて来た光信号は、波長多重化器２６３、プリアンプ型光増幅器２６９、波長多重化器２６２を経て、波長多重化された光信号を個々の波長の光信号に分けて、リモートトランシーバ２５３ａないし２５３ｄへと送られる。波長多重化器２６１、２６２、及び２６３は波長多重化モジュール２５９の中にまとめて実装されている。【０１４３】
波長多重化器２６３は送信信号と受信信号を多重化する働きをする。実施例４で図１７に示したエッジ光伝送装置６２ないに設けられているＣバンド中のＢｌｕｅバンド選択フィルタあるいはＲｅｄバンド選択フィルタと同様の誘電体薄膜フィルタに基づく波長多重化器である。また、「４スキップ１」フィルタあるいは「８スキップ１」フィルタなどと呼ばれる誘電体薄膜フィルタも用いることができる。【０１４４】
これらは一種のバンドパスフィルタであって、「４スキップ１」フィルタの一例を示すなら、Ｃバンド１００ＧＨｚグリッドの波長チャネルの内から、１５４５．３２ｎｍ（１９４．００ＧＨｚ）、１５４６．１２ｎｍ（１９３．９０ＧＨｚ）、１５４６．９２ｎｍ（１９３．８０ＧＨｚ）、１５４７．７２ｎｍ（１９３．７０ＧＨｚ）の４つの波長を透過させるフィルタのことである。誘電体薄膜フィルタは透過する波長チャネル以外は反射させなくてはならないが、このフィルタは透過する４つのチャネルの両側、１５５４．５３ｎｍ（１９４．１０ＧＨｚ）と１５４８．５１ｎｍ（１９３．６０ＧＨｚ）の波長については、透過と反射が明瞭に区別できないので、この両側のチャネルは用いることができない。それで、４つを通し１つずつ両側をスキップすると言うので「４スキップ１」フィルタと呼ばれている。同様に「８スキップ１」フィルタは８波長チャネルまとめて透過し、両側に使えないチャネルがひとつずつ存在するフィルタである。【０１４５】
リモートトランシーバ２５３はここではＣバンドのＤＷＤＭ波長（１００ＧＨｚグリッド）のＸＦＰと呼ばれるプラッガブルトランシーバを用いている。このＸＦＰ光トランシーバには３Ｒ機能が搭載されている。伝送レートは、一例を示すなら、１０Ｇｂｉｔ／ｓである。また、光増幅器２６５及び２６９にはＣバンドのＥＤＦＡ（エルビウムドープファイバ光増幅器）が用いられている。【０１４６】
光増幅器２６５の内部には、ＥＤＦＡ増幅モジュール２６７ａと利得平坦化フィルタ２６８ａが設けられている。利得平坦化フィルタ２６８ａはＥＤＦＡ増幅モジュール２６７ａの入力側に設けられている。ＥＤＦＡ増幅モジュール２６７ａは図に示されている矢印の方向に光を増幅する。【０１４７】
光増幅器２６９の内部には、ＥＤＦＡ増幅モジュール２６７ｂと利得平坦化フィルタ２６８ｂが設けられている。光増幅器２６９では光増幅器２６５とは反対に、利得平坦化フィルタ２６８ｂはＥＤＦＡ増幅モジュール２６７の出力側に設けられている。ＥＤＦＡ増幅モジュール２６７ｂは図に示されている矢印の方向に光を増幅する。【０１４８】
図３７（ｂ）にはＥＤＦＡ増幅モジュール２６７（２６７ａないし２６７ｂ）の波長対利得の相対特性を示している。ＥＤＦＡ増幅モジュール２６７は図３７（ｂ）に示すように波長によって利得が変化するため、この特性と逆の特性カーブを持つ利得平坦化フィルタ２６８（２６８ａないし２６８ｂ）を組み合わせることによって利得を平坦化させているのである。【０１４９】
上記の構成によれば、送信される光信号は、予め分散補償ファイバ２６４で光ファイバの色分散の補償が行われた上で、光増幅器２６５によって飽和出力まで増幅されて送信される。このため、分散補償ファイバ２６４で生じる損失は光増幅器２６５によって補われるという利点がある。また、光増幅器内部に設けられている利得平坦化フィルタ２６８ａによって生じる損失も、ＥＤＦＡ増幅モジュール２６７ａによって飽和出力まで増幅されるので、利得平坦化フィルタ２６８ａによって生じる損失も補われる。【０１５０】
分散補償ファイバは補償量によって異なるが、１０ｄＢ程度の損失を有し、利得平坦化フィルタには６ｄＢ程度の損失がある。また、チャネルあたり０ｄＢｍ（１ｍｗ）程度の送信電力を＋１３ｄＢｍ程度までブーストするには１３ｄＢの利得が必要。必要な合計の利得は２９ｄＢ。これに対して、ＥＤＦＡ増幅モジュールの小信号利得は３５ｄＢ程度ある。したがって、上記の構成で十分に飽和出力までブーストすることができる。【０１５１】
一方、受信される光信号は、まずＥＤＦＡ増幅モジュール２６７ｂによって増幅された後、利得平坦化フィルタ２６８ｂによって利得平坦化が行われる。プリアンプはノイズフィギュアが重要であるので、利得平坦化フィルタ２６８ｂはＥＤＦＡ増幅モジュール２６７ｂの出力側に配置するほうが良い。【０１５２】
受信側は−３５ｄＢｍ程度の受信信号を−２５ｄＢｍ程度まで増幅すればよいので、必要な利得は１０ｄＢ前後。これに利得平坦化フィルタの６ｄＢ程度の損失を加えても１６ｄＢの利得があれば良い。ＥＤＦＡ増幅モジュールの小信号利得は前述のごとく３５ｄＢ程度あるので、蒸気の構成で十分である。【０１５３】
以上、ＣバンドのＤＷＤＭ波長（１００ＧＨｚグリッド）を例にとって説明したが、Ｌバンドなどの別の波長帯であっても良い。また、波長グリッドも１００ＧＨｚに限定されることなく、２５ＧＨｚ、５０ＧＨｚ、あるいは２００ＧＨｚなど任意の波長グリッドでよい。あるいは低密度波長多重（ＣＷＤＭ）の１５３０ｎｍと１５５０ｎｍをＣバンドのＥＤＦＡ光増幅器と組み合わせても良いし、ＣＷＤＭの１５７０ｎｍ、１５９０ｎｍ、１６１０ｎｍとＬバンドのＥＤＦＡ光増幅器と組み合わせても良い。【０１５４】
本実施例の最小の構成では、１個のコンバータカードの送信信号と受信信号を異なる波長で多重化して一本のリモートファイバ２１０で伝送する構成となるので、最小構成では、波長多重化器２６１及び２６２は省略可能である。また、１個のコンバータカードしか用いない場合は波長数もひとつなので、利得平坦化フィルタ２６８ａないし２６８ｂを省略することができる。ひとつの波長しか入力がなければ、利得の平坦化の必要が無いからである。利得平坦化フィルタは比較的、高価な部品であるので、利得平坦化フィルタの省略はコスト削減に効果がある。【０１５５】
さらに、図３７（ｂ）からもわかるように、使用する波長の間隔が少ない場合は利得平坦化フィルタ２６８ａないし２６８ｂを省略することができる。光増幅器の利得偏差が１ｄＢ以内となるような波長範囲であれば、利得平坦化フィルタ２６８ａないし２６８ｂを省略しても実用上差し支えない。【０１５６】
Ｃバンドであれば、１５３０−１５３３ｎｍ、１５３８−１５４０ｎｍ、１５４５−１５５０ｎｍ、１５５０−１５６０ｎｍというような範囲の波長域が特に適している。１００ＧＨｚはＣバンドでは概略０．８ｎｍであるので、４波長使う場合の最大間隔は２．４ｎｍ程度、８波長用いる場合でも５．６ｎｍ程度であるので、波長を適切に選べば利得平坦化フィルタを省略することができる。１５４５−１５６０ｎｍの波長範囲から選ばれた６ｎｍの連続する波長域は利得偏差１ｄＢを満たすことができ、１００ＧＨｚグリッドで８波長までの一括増幅に適している。波長グリッドが小さければさらに多数の波長の信号の一括増幅も可能である。【０１５７】
他の波長帯、例えば、Ｌバンドなどにおいても上記と同じ考え方を適用することができる。利得偏差が１ｄＢ以下になるような連続した波長域を用いて利得平坦化フィルタを省略するのである。【０１５８】
上記のように用いる波長帯域を選択する場合、波長多重化器２６３には前述の「４スキップ１」フィルタあるいは「８スキップ１」フィルタなどを用いると良い。利得平坦化フィルタを用いなくても十分に利得偏差が小さい波長範囲は、４−８チャネル程度の１００ＧＨｚグリッドチャネルに相当するからである。「４スキップ１」や「８スキップ１」フィルタは様々な波長チャネルの組み合わせが入手できるので設計の実用性が高い。【０１５９】
図３７では、ブースター型光増幅器２６５、プリアンプ型光増幅２６９、及び、分散補償ファイバ２６４を備えているが、これらの３要素は適宜組み合わせて用いれば良く、全てを備える必要は無い。必要とする伝送距離に応じて、ブースター型の光増幅器２６５、プリアンプ型光増幅２６９、及び、分散補償ファイバ２６４、それぞれの採用の有無を決定すれば良い。【０１６０】
また、利得平坦化フィルタを省略した構成は、図３７に示した一本のリモート光ファイバを使う場合のみならず、２本のリモート光ファイバを用いる場合にも適用することができる。分散補償ファイバをブースター型光増幅器の前に配置する構成も、２本のリモート光ファイバを用いる場合に適用することができる。【０１６１】
図３８は図３７のブロック図を実際の実装形態に近い状態に整理したブロック図である。コンバータカード２５１ａないし２５１ｄ、分散補償ファイバ２６４、ブースター型光増幅器２６５、プリアンプ型光増幅器２６９、波長多重化モジュール２５９は光バックプレーン２６６によって、図３７に示したように配線されている。【０１６２】
図３９は本実施例の実装形態を示す概略の図である。実施例１２において示した実装例に準じて構成されている。コンバータカード２４１の前面にはローカルトランシーバ着脱用スロット２５６を設け、コンバータカード２５１の背面に図示しないスロットを設けてローカル光トランシーバ２５４及びリモート光トランシーバ２５３を着脱するようにしてある。また、光バックプレーン装着口２５２に光バックプレーン２６６が装着されている。【０１６３】
伝送距離に応じて分散補償ファイバ２６４は長さの異なるファイバを内蔵したモジュールとして筐体２５０に装着される。伝送距離が比較的短い場合は分散保証の必要が無いので、その場合は、ごく短い長さの通常の光ファイバパッチケーブルを内蔵したモジュールを装着する。また、光増幅器は、伝送区間の損失に応じて飽和出力の異なるモジュールが筐体２５０に装着される。【０１６４】
以上のように本実施例では、単芯光ファイバで双方向伝送を行う光伝送装置を、小型な筐体の中に柔軟に実装できると言う利点がある。【０１６５】
本実施例では、ひとつの実施形態として図３８の構成を示した。しかし、図３７に示したブロック図の実装は図３８に示したような形態に限定されることはない。図２９、図３４、あるいは図３５に示した実装形態にも図３７のブロック図を適用することができる。
【実施例１４】
【０１６６】
図４０に本発明の実施例１４の光伝送装置の概略の構成を示す。図４０では、ふたつの伝送装置２７０ａ及び２７０ｂが単芯のリモート光ファイバ２１０によって接続されている。伝送装置２７０ａ及び２７０ｂは、例えば、実施例１０の光伝送装置または実施例１１に示した光伝送装置である。伝送装置２７０ａには４つのコンバータカード２７１ａないし２７１ｄ及び波長多重化器２８１ａが設けられている。伝送装置２７０ｂには４つのコンバータカード２７１ｅないし２７１ｅ及び波長多重化器２８１ｂが設けられている。コンバータカード２７１ａないし２７１ｈにはそれぞれ、リモート光トランシーバ２７３ａないし２７３ｈ、及び、ローカル光トランシーバ２７４ａないし２７４ｈが備えられている。【０１６７】
波長λ１ないしλ４の光信号は、光伝送装置２７０ａから光伝送装置２７０ｂへ向けて送信される。また、波長λ５ないしλ８の光信号は光伝送装置２７０ｂから光伝送装置２７０ａへ向けて送信される。波長多重化器２８１ａ及び２８１ｂには波長λ１ないしλ８の波長以外に、もうひとつλｗの波長の光信号のポートが設けられている。このλｗの光信号が本発明の特徴である。この波長λｗは「ワイルドカード」波長信号であり、リモート光トランシーバに故障が発生した場合の故障修復に用いられる。【０１６８】
上記の「ワイルドカード」波長信号を用いない通常の設計では、リモート光トランシーバの故障に備えて、波長λ１ないしλ８の全ての波長のトランシーバを保守パーツとしてストックしておく必要がある。これに対して、本実施例では、保守パーツとしてはλｗのトランシーバ２７５を用意しておくだけでよい。【０１６９】
図４１に示すように、光伝送装置２７０ａのコンバータカード２７１ｂのリモート光トランシーバが故障した場合を考える。この場合、波長λ２の光信号の伝送系が故障してしまう。本実施例では、波長λ２の光トランシーバをコンバータカード２７１ｂに挿すのではなく、波長λｗの光トランシーバ２７５をコンバーカード２７１ｂに挿すと共に、波長λｗの光トランシーバ２７５の送信出力を波長多重化器２８１ａの波長λｗのポートに接続する。また、光伝送装置２７０ｂのコンバータカード２７１ｆのリモートトランシーバ２７３ｆの受信ポートを波長多重化器２８１ｂの波長λｗのポートに接続する。このようにして、波長λ２の光トランシーバの故障を「ワイルドカード」波長λｗによって修復することができる。【０１７０】
次に、図４２に示すように、光伝送装置２７０ｂのコンバータカード２７１ｇのリモート光トランシーバが故障した場合を考える。この場合、波長λ７の光信号の伝送系が故障してしまう。本実施例では、波長λｗの光トランシーバ２７５をコンバータカード２７１ｇに挿すことによって故障を修復する。波長λｗの光トランシーバ２７５の送信出力は波長多重化器２８１ｂの波長λｗのポートに接続する。同時に、光伝送装置２７０ａのコンバータカード２７１ｃのリモート光トランシーバ２７３ｃの受信ポートを波長多重化器２８１ａの波長λｗのポートに接続し直す。このようにして、波長λ７の光トランシーバの故障を「ワイルドカード」波長λｗによって修復することができる。【０１７１】
実施例１０及び実施例１１に示した光伝送装置はリモート光トランシーバが着脱自在であるため、故障した光トランシーバの差し替えが用意である。また、前面パネルにおいて、光パッチコードの配線を行っているので、上記のようなコンバータカードと波長多重化器の接続ポートの変更が容易に行える。このため、本実施例のように「ワイルドカード」波長を備えることによって、確保しておかなくてはならない保守パーツの品種及び数量を著しく減少させることができる。本実施例では、８種類の波長を用いた場合について説明したが、任意の波長数の場合について、本実施例は適用できる。そして、波長数が多ければ多いほど、保守部材の品種数および数量削減の効果は大きくなる。【０１７２】
また、本実施例では単芯の光ファイバにおいて、上りとくだりとで、波長を変えることによって双方向伝送を行う場合について述べたが、２本の光ファイバを上りと下り用にわけて設けた場合についても、同様に「ワイルドカード」波長を設けることができる。【０１７３】
図４３は、波長多重化器２８１ａ及び２８１ｂを、低密度波長多重（ＣＷＤＭ）の誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスを用いて構成した場合を示す。図４３（ａ）において、ワイルカード波長λｗの誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス２９０が共通ポート２８２ａの最も近くに配置されている。また、図４３（ｂ）においても、ワイルカード波長λｗの誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス２９０が共通ポート２８２ｂの最も近くに配置されている。【０１７４】
なお、誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス２９１、２９２、２９３、２９４、２９５、２９６、２９７、及び２９８はそれぞれ、波長λ１、λ２、λ３、λ４、λ５、λ６、λ７、及び、λ８の波長の波長を透過するフィルタを備えた誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスである。【０１７５】
図４３においては、λ１＝１４７０ｎｍ、λ２＝１４９０ｎｍ、λ３＝１５１０ｎｍ、λ４＝１５３０ｎｍ、λ５＝１５５０ｎｍ、λ６＝１５７０ｎｍ、λ７＝１５９０ｎｍ、λ８＝１６１０ｎｍ、そして、λｗ＝１４３０ｎｍである。λ１ないしλ８の光信号は２０ｎｍ間隔で配置されているのに、ワイルドカード波長λｗの光信号は１４５０ｎｍの波長をひとつ飛ばしにして１４３０ｎｍの波長を用いている。【０１７６】
単芯の光ファイバで上りと下りとで波長を変えて双方向伝送を行う場合、強力な送信光信号が送信側に近い光コネクタなどで反射されて戻ってくることがある。一方、受信すべき光信号は長い距離を伝送して減衰している。このため、自局の強力な送信信号の反射光が弱い受信信号に対してノイズとなってしまうことがあり、受信用の誘電体薄膜フィルタのアイソレーションの設計には特別な注意を払う必要がある。ひとつの手法が本実施例のように波長を一つ飛ばしにする方法である。誘電体薄膜フィルタは隣接波長に対するアイソレーションが３０ｄＢ程度なのに対して、非隣接波長（ひとつ以上のチャネル間隔を飛ばした波長）に対するアイソレーションは５０−６０ｄＢと非常に高くなる。したがって、上り、下りのどちらにも用いられる可能性のあるワイルドカード波長λｗをひとつ飛ばしの波長に配置することによって、必要なアイソレーションを得ることができる。【０１７７】
さらに、１４３０ｎｍの波長においては通常の石英系シングルモード光ファイバの損失は１４７０ｎｍから１６１０ｎｍの波長に比べて大きくなる。このため、ワイルカード波長λｗの誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス２９０を共通ポート２８２ａないし２８２ｂに最も近い位置に配置して、この波長における波長多重化器の損失を最小にしている。誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスは透過波長のみを透過し、それ以外の波長は反射するのであるが、反射の際に光信号の損失が発生する。したがって、多重接続された誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスの後段ほど損失が大きくなる。例えば図４３（ａ）の場合であれば、最後段のλ８の波長の光信号の損失が最も大きくなり、図４３（ｂ）の場合であれば、やはり、最後段の波長λ１の光信号の損失が最も大きくなる。【０１７８】
各波長における波長多重化器による損失を均一化するために、図４３にも示すように、対になるふたつの波長多重化器２８１ａ及び２８１ｂの内部での電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスの接続順序を互いに逆順に並べることが行われる。図４３の例では、波長λ１ないしλ８については波長多重化器２８１ａ及び２８１ｂの接続順序は互いに逆順である。そして、波長λｗのみが、最も損失が小さくなる位置に配置されているわけである。【０１７９】
また、図４３において波長λｗ＝１４５０ｎｍとし、誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス２９０及び２９１を高アイソレーション型誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスとすることもできる。高アイソレーション型誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスとしては２個のフィルタを直列配置した２フィルタ型、あるいは反射板を用いてひとつのフィルタを２回光信号が透過するようにしたダブルパス型などが用いることができる。高アイソレーション型誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスを用いることによって、波長をひとつ空ける必要がなくなる。【０１８０】
以上、信号波長８種類とワイルドカード波長１種類をＣＷＤＭ波長で設けた場合について説明したが、信号波長の数は任意でよい。また、ＣＷＤＭ波長ではなく、高密度波長多重（ＤＷＤＭ）の波長を用いても良い。ＤＷＤＭのフィルタも隣接波長に対するアイソレーションに比べて、非隣接波長に対するアイソレーションは非常に大きな値となる。【０１８１】
ワイルドカード波長を信号波長のいずれとも隣接波長とならないように配置する。あるいは、ワイルドカード波長及びワイルドカード波長に隣接する波長については高アイソレーションの誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスを用いる。これらの技法によって必要なアイソレーション特性を満たすことができる。また、ワイルドカード波長を共通ポートに最も近い位置に配置することによって、波長ごとの損失のバランスを得ることができる。【０１８２】
以上、ポイント・ツー・ポイントの光伝送においてワイルドカード波長λｗを用いる場合について説明してきたが、例えば、実施例１に示したようなリング状光ファイバに光アッドドロップマルチプレクサーを用いて波長ルーティングを行う場合にもワイルドカード波長λｗを適用することができる。【０１８３】
図３において、波長多重化器２１ａ及び２１ｂに代えて、図４３の波長多重化器２８１ａ及び２８１ｂを用いる。また、図５に示した光アッドドロップマルチプレクサー２に代えて、図４４に示すようなワイルドカード波長λｗを備えた光アッドドロップマルチプレクサー２８５を用いれば良い。【０１８４】
図４４の光アッドドロップマルチプレクサー２８５にはワイルドカード波長の誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス２９０ａ及び２９０ｂを設けておき、通常はドロップした光信号をアッドポートに短絡しておく。何らかの故障が発生した場合にこの短絡したある配線を外して故障区間の修復を行う。【０１８５】
また、実施例４の図１７に示される光伝送装置６２の光アッドドロップマルチプレクサー８１にワイルドカード波長を設けることもできる。ただし、この場合は、右回りに進む光信号群用にひとつのワイルドカード波長λｗ１を、左回りに進む光信号群用に別のワイルドカード波長λｗ２を設ける必要がある。【０１８６】
また、図１７に適用する場合に限らず、ワイルドカード波長を複数、設けることもできる。例えば２つのワイルドカード波長を設けておけば２重故障が生じたような場合にも対応することができる。【０１８７】
リング状光ファイバに光アッドドロップマルチプレクサーを設けて波長ルーティングを行うと用いる波長数が非常に多くなるので、ワイルドカード波長を設けることによる保守パーツ品種及び数量の低減は特に経済的に有用である。
【実施例１５】
【０１８８】
図４５に本発明の実施例１５の分散補償器３００を示す。図４５（ａ）に示すように分散補償器３００には、分散補償ファイバ３０１ａないし３０１ｃ、光スイッチ３０２ａないし３０２ｆ、バイパス光ファイバ３０３ａないし３０３ｃが設けられている。また、入出力ポート３０４ａ及び３０４ｂも設けられている。【０１８９】
光スイッチ３０２は２×２型の光スイッチであり、図４５（ｂ）及び（ｂ）に示すようにパラレル状態（図４５（ｂ））もしくはクロスの状態（図４５（ｃ））のふたつの状態を取る。光スイッチ３０２ａと３０２ｂは連動する。同様に光スイッチ３０２ｃと３０２ｄは連動し、また、光スイッチ３０２ｅと３０２ｆは連動する。光スイッチ３０２ａと３０２ｂの状態によって分散補償ファイバ３０１ａもしくはバイパス光ファイバ３０３ａが選択される。同様に、光スイッチ３０２ｃと３０２ｄの状態によって分散補償ファイバ３０１ｂもしくはバイパス光ファイバ３０３ｂが選択され、また、光スイッチ３０２ｅと３０２ｆの状態によって分散補償ファイバ３０１ｃもしくはバイパス光ファイバ３０３ｃが選択される。【０１９０】
分散補償ファイバ３０１ａの分散量は−３４０ｐｓ／ｎｍ、分散補償ファイバ３０１ｂの分散量は−６８０ｐｓ／ｎｍ、そして、分散補償ファイバ３０１ｃの分散量は−１３２０ｐｓ／ｎｍである。このため、光スイッチ３０２ａないし３０２ｆの状態の組み合わせにより、入出力ポート３０４ａと３０４ｂの間を通る光信号に、０  ｐｓ／ｎｍから−２３８０ｐｓ／ｎｍの分散量を３４０ｐｓ／ｎｍ刻みで可変することができる。【０１９１】
本実施例の分散補償器３００を、実施例４において図１７に示したエッジ光伝送装置６２の分散補償ファイバ８４及び８５に置き換えることにより、分散補償量を可変することのできるエッジ光伝送装置が実現できる。また、本実施例の分散補償器３００を、実施例１３において図３７に示した光伝送装置に用いることもできる。図３７において分散補償ファイバ２６４を本実施例の分散補償器３００に置き換えるのである。これにより、分散補償量を可変することのできる光伝送装置を実現できる。分散補償量は実際の伝送路により変える必要があるが、伝送路ごとにオーダーメイドの分散補償ファイバを製造するのは煩雑であり、本実施例の分散補償器は実用性の高いシステム構築に有益である。【０１９２】
図４６に実施例４において図１７に示したエッジ光伝送装置６２に用いるのにさらに適した分散補償器３１０を示す。分散補償ファイバ３０１ａにＢｌｕｅ／Ｒｅｄバンド選択フィルタ３０６ａ及び３０６ｂを設けている。Ｂｌｕｅ／Ｒｅｄバンド選択フィルタ３０６ａ及び３０６ｂは、光スイッチ３０２ａ及び３０２ｂ側にはＣバンドのＲｅｄバンド（概略１５４５−１５６０ｎｍ）の光信号を分岐し、光スイッチ３０２ｇ及び３０２ｈ側にはＣバンドのＢｌｕｅバンド（概略１５３０−１５４５ｎｍ）の光信号を分岐する。言い換えると、光スイッチ３０２ａ及び３０２ｂ側から送られてきたＣバンドのＲｅｄバンド（概略１５４５−１５６０ｎｍ）の光信号と、光スイッチ３０２ｇ及び３０２ｈ側から送られてきたＣバンドのＢｌｕｅバンド（概略１５３０−１５４５ｎｍ）の光信号とは、Ｂｌｕｅ／Ｒｅｄバンド選択フィルタ３０６ａ及び３０６ｂによって合流されて分散補償ファイバ３０１ａへと送られる。【０１９３】
同様に、分散補償ファイバ３０１ｂにはＢｌｕｅ／Ｒｅｄバンド選択フィルタ３０６ｃ及び３０６ｄを設けている。Ｂｌｕｅ／Ｒｅｄバンド選択フィルタ３０６ｃ及び３０６ｄは、光スイッチ３０２ｃ及び３０２ｄ側にはＣバンドのＲｅｄバンド（概略１５４５−１５６０ｎｍ）の光信号を分岐し、光スイッチ３０２ｉ及び３０２ｊ側にはＣバンドのＢｌｕｅバンド（概略１５３０−１５４５ｎｍ）の光信号を分岐する。さらに、分散補償ファイバ３０１ｃにＢｌｕｅ／Ｒｅｄバンド選択フィルタ３０６ｅ及び３０６ｆを設けている。Ｂｌｕｅ／Ｒｅｄバンド選択フィルタ３０６ｅ及び３０６ｆは、光スイッチ３０ｅｃ及び３０２ｆ側にはＣバンドのＲｅｄバンド（概略１５４５−１５６０ｎｍ）の光信号を分岐し、光スイッチ３０２ｋ及び３０２ｌ側にはＣバンドのＢｌｕｅバンド（概略１５３０−１５４５ｎｍ）の光信号を分岐する。【０１９４】
上記のように構成したので、分散補償ファイバ３０１ａ、３０１ｂ、及び、３０１ｃはＣバンドのＲｅｄバンド（概略１５４５−１５６０ｎｍ）の光信号については、入出力ポート３０４ａ、光スイッチ３０２ａないし３０２ｆ、入出力ポート３０４ｂの経路に接続される。そして、分散補償ファイバ３０１ａ、３０１ｂ、及び、３０１ｃはＣバンドのＢｌｕｅバンド（概略１５３０−１５４５ｎｍ）の光信号については、入出力ポート３０４ａ、光スイッチ３０２ａないし３０２ｆ、入出力ポート３０４ｂの経路に接続される。【０１９５】
したがって、入出力ポート３０４ａと３０４ｂの間には、Ｒｅｄバンド（概略１５４５−１５６０ｎｍ）の可変分散補償ファイバが設けられているのと実質的に等価となる。入出力ポート３０４ａと３０４ｂの間の分散補償量は光スイッチ３０２ａないし３０２ｆによって制御される。同様に、入出力ポート３０５ａと３０５ｂの間には、Ｂｌｕｅバンド（概略１５３０−１５４５ｎｍ）の可変分散補償ファイバが設けられているのと実質的に等価となる。入出力ポート３０５ａと３０５ｂの間の分散補償量は光スイッチ３０２ｇないし３０２ｌによって制御される。【０１９６】
実施例４において図１７に示したエッジ光伝送装置６２の分散補償ファイバ８４及び８５を、この分散補償器３１０によって置き換えた構成を図４７に示す。分散補償器３１０の入出力ポート３０５ａ及び３０５ｂは光増幅器８２に接続され、入出力ポート３０４ａ及び３０４ｂは光増幅器８３に接続される。【０１９７】
分散補償ファイバ８４ないし８５は、数Ｋｍ以上の長さのファイバリールとなるので、かなり高価な上に体積的にも大きくなる。このため、分散補償器３１０のように分散補償ファイバを、ＲｅｄバンドとＢｌｕｅバンドで共用することによって、低コスト化及び小型化に効果がある。【０１９８】
なお、図４７では光ドロップアッドドロップマルチプレクサー３１１にふたつのワイルドカード波長λｗ１及びλｗ２を備えている。このため実施例１４において説明したとおり、リング状光ファイバ上に波長ルーティングを行う場合においても故障修復のための保守パーツの品種数及び数量を減少させることができる。
【実施例１６】
【０１９９】
図４８に本発明の実施例１６のコンバータカード及び光通信ネットワークを示す。本実施例は、光ファイバ伝送路に主回線と予備回線を設けて、主回線の異常発生時に予備回線に切り替えるプロテクション機構に適したコンバータカード３３０及び、このコンバータカード３３０を用いて構成した光伝送装置及び光通信ネットワークに関するものである。【０２００】
図４８において、コンバータカード３３０ａは、ローカル光トランシーバ２０４ａ、クロック再生リタイミング回路２２７ａ、リモート光トランシーバ２０３ａ、及びプロテクション制御回路３３１ａを備えている。同様に、コンバータカード３３０ｂは、ローカル光トランシーバ２０４ｂ、クロック再生リタイミング回路２２７ｂリモート光トランシーバ２０３ａ、及びプロテクション制御回路３３１ｂを備えている。また、プロテクション制御回路３３１ａ及び３３１ｂは信号線３３３によって接続されている。【０２０１】
ローカル側からの入力光信号３３４ｂは光ファイバカプラ３３２ｂによって分岐されて、それぞれローカル光トランシーバ２０４ａ及び２０４ｂに送られる。この分岐された信号は引き続き、クロック再生リタイミング回路２２７ａ及び２２７ｂ、リモート光トランシーバ２０３ａ及び２０３ｂにそれぞれ送られる。したがって、リモート光トランシーバ２０３ａと２０３ｂは同じ信号を主回線３３５と予備回線３３６へと送ることになる。【０２０２】
一方、主回線３３５及び予備回線３３６から送られてきた光信号はリモート光トランシーバ２０３ａ及び２０３ｂにそれぞれ受信されて、反対の経路をたどって、クロック再生リタイミング回路２２７ａ及び２２７ｂを経てローカル光トランシーバ２０４ａ及び２０４ｂへと送られる。【０２０３】
ローカル光トランシーバ２０４ａ及び２０４ｂからの光信号は光ファイバカプラ３３２ａによって合流されるようになっている。しかしながら、正常動作時にはプロテクション制御回路３３１ａ及び３３１ｂによって、ローカル光トランシーバ２０４ａの送信信号が作動状態にされ、ローカル光トランシーバ２０４ｂの送信信号は非作動状態にされているので、実際には光トランシーバ２０４ａからの光信号がローカル側への光信号３３４ａとなる。また、主回線３３５の異常時には、プロテクション制御回路３３１ａ及び３３１ｂによって、ローカル光トランシーバ２０４ｂの送信信号が作動状態にされ、ローカル光トランシーバ２０４ａの送信信号は非作動状態とされる。したがって、異常時には、光トランシーバ２０４ｂからの光信号がローカル側への光信号３３４ａとなる。【０２０４】
主回線３３５及び予備回線３３６の状態は、リモート光トランシーバ２０３ａ及び２０３ｂによってそれぞれ検出できるので、主回線３３５の異常を、リモート光トランシーバ２０３ａを経てプロテクション制御回路３３１ａが検知して、信号線３３３を経てプロテクション制御回路３３１ｂへと送ることによって、ローカルトランシーバ２０４ａと２０４ｂのどちらの送信信号を作動状態にするかを制御する。【０２０５】
本実施例では、ふたつのコンバータカード３３０ａと３３０ｂとを光ファイバカプラ３３２ａと３３２ｂによって並列接続しているので、故障したコンバータカードを容易に切り離せると言う利点がある。また、光ファイバカプラは受動部品であるので故障の確率は非常に小さく、この点からも高い信頼性が得られる。【０２０６】
本実施例のコンバータカード３３０は、例えば、実施例１０において図２９に示した光伝送装置２００や、実施例１２の図３６に示した光伝送装置２４０に適用することができる。そして、実施例３において図１３（ａ）に示した光通信ネットワークにおける経路切替手段５１、５２、５３、ないし５４として、本実施例のコンバータカード２枚と光ファイバカプラを用いて構成したプロテクション機構を用いることができる。なお、本実施例においては、光ファイバカプラに代えて任意の受動型光分岐手段を用いることができる。
【実施例１７】
【０２０７】
図４９に本発明の実施例１７の光通信ネットワークを示す。本実施例では、実施例１において図１に示したネットワークに「インライン・マネジメント」を付加している。「インライン・マネジメント」については実施例１０において説明したが、自局の光伝送装置の状態などを監視するマネジメントカードからの信号を、波長多重化の技術を用いて相手局へと送ることである。【０２０８】
図４９において伝送経路３５０として示されているネットワークは波長多重化によって形成されている。伝送経路３５０は経路３５１ないし３５５の組み合わせで成り立っている。伝送経路３５０の構成は比較的単純であり、隣接する局とのポイント・ツー・ポイントのネットワークとなっている。伝送経路３５０の各経路３５１ないし３５５において、マネジメント信号の伝送がそれぞれ行われている。なお、図４９には図示していないが、図１において示した主信号の伝送経路７も形成されている。【０２０９】
図５０は図４９のマネジメント信号の伝送部分だけを取り出して示した図である。ＳＦＰ光トランシーバ３６３及び３６４を備えたスリーポートスイッチ付コンバータカード３６１とＳＮＭＰマネジメントカード３６２は各局で一組になって、エッジ光伝送装置２もしくは、コア光伝送装置１に装着されている。実施例１０の図２９で筐体２０１にＳＮＭＰマネジメントカード２１２とスリーポートスイッチ付コンバータカード２１１が装着されているように装着されている。スリーポートスイッチ付コンバータカード２１１はプラッガブルトランシーバをひとつしか装着していないが、スリーポートスイッチ付コンバータカード３６１はＳＦＰ光トランシーバを２個装着可能である。また、スリーポートスイッチ付コンバータカード３６１にはひとつのＲＪ４５コネクタ３６５が設けられている。【０２１０】
スリーポートスイッチ付コンバータカード３６１ｅと３６１ａの間は経路３５１、スリーポートスイッチ付コンバータカード３６１ａと３６１ｂの間は経路３５２、スリーポートスイッチ付コンバータカード３６１ｂと３６１ｃの間は経路３５３、スリーポートスイッチ付コンバータカード３６１ｃと３６１ｄの間は経路３５４、そして、スリーポートスイッチ付コンバータカード３６１ｄと３６１ｅの間は経路３５５である。スリーポートスイッチ付コンバータカード３６１ａないし３６１ｅには、それぞれ、ＳＮＭＰマネジメントカード３６２ａないし３６２ｅが接続されている。【０２１１】
伝送経路３５０はリング状になっているので、ルーティングを行っている。スパンニング・ツリープロトコルもしくはＶＬＡＮ（仮想ＬＡＮ）によって、優先の経路を決めておき、優先される経路が絶たれた場合に、予備経路に切り替えるように設定することができる。本実施例では、コア光伝送装置１に装着されるＳＮＭＰマネジメントカード３６２ｅを中心としてこのような経路設定を行っている。【０２１２】
伝送経路３５０は隣接局とのポイント・ツー・ポイント接続であるので、光アッドドロップマルチプレクサーを使う場合に比べて必要な伝送距離が短くなる。また、マネジメント信号はファーストイーサネットの１００Ｍｂｉｔ／ｓの信号であるため、伝送速度が遅く、この結果、光トランシーバの感度を高く取ることができる。このことから、マネジメント信号の伝送には、ＣＷＤＭ波長の内、１３７０ｎｍ、１３９０ｎｍ、１４１０ｎｍの内から選ばれたふたつの波長を用いている。これら３種類の波長は石英系光ファイバのウォーターピークと呼ばれる比較的損失の大きな波長に近い波長である。このため、主信号の伝送には使えないことが多いが、低速で短距離の伝送しか必要としないマネジメント信号の伝送には差し支えない場合が多いからである。ＣＷＤＭを用いて、波長数に余裕が無い場合はこのように波長配置を行うことは経済的に利点が多い。【０２１３】
ただし、使用可能な波長数に余裕がある場合は、これらの波長以外を用いて良い。特にＤＷＤＭ技術を用いる場合は多数の波長チャネルが使えるので、マネジメント信号の波長は割合自由に選ぶことができる。【０２１４】
なお、実施例２において図８に示したような２本の光ファイバを用いて構成した光通信ネットワークでは１３７０ｎｍ、１３９０ｎｍ、１４１０ｎｍの内から選ばれたひとつの波長を用いてマネジメント信号の伝送を行うことができる。
【実施例１８】
【０２１５】
図５１に本発明の実施例１８の光伝送装置４００を示す。マネジメントカード４０１、コンバータカード４０２、波長多重化器や光アッドドロップマルチプレクサーなどの光受動部品モジュール４０３、光増幅器４０４、分散補償ファイバ４０５、筐体識別モジュール４０９、電源モジュール４１０、ファンモジュール４１１などの各モジュールがバス４０６を介して接続されている。また、コンバータカード４０２にはプラッガブル光トランシーバ４０７及び４０８が装着されている。なお、コンバータカード４０２にはイーサスイッチなどの機能を付加しても良いし、装着可能なプラッガブルトランシーバは１個のみ、あるいは３個以上の複数であっても良い。【０２１６】
マネジメントカード４０１にはシステム構成ファイル４２０がインストールされる。マネジメントカード４０１はバス４０６を介して装着されているモジュールの構成を調べ、システム構成ファイル４２０と比較する。モジュール構成がシステム構成ファイル４２０と異なる場合は警告を出すと共に、システムの一部または全部を停止させたりする。【０２１７】
プラッガブルトランシーバ４０７ないし４０８には読み出し専用メモリが装備されており、ベンダー情報、トランシーバのパーツナンバー、個体識別情報、あるいは認証のための暗号化情報などが記憶されている。マネジメントカード４０１はこれらの情報をバス４０６経由で読み取り、システム構成ファイル４２０と比較して、プラッガブルトランシーバの認証を行う。【０２１８】
システム構成ファイル４２０の記載と装着されているプラッガブルトランシーバの情報が異なれば、警告信号をＳＮＭＰプロトコルにしたがって外部に発する。これによって、プラッガブルトランシーバの誤装着を防ぐことができる。また、警告を発するのみならず、プラッガブルトランシーバの作動を停止させるようにすることもできる。これによって、正規のプラッガブルトランシーバ以外の使用を制限することができる。【０２１９】
また、マネジメントカード４０１は、装着されているコンバータカード４０２の種類、枚数などをバス４０６経由で読み取り、システム構成ファイル４２０と比較する。システム構成ファイル４２０との比較により、コンバータカード４０２の誤装着を検出して警告を発することができる。同様に、光受動部品モジュール４０３、光増幅器４０４、分散補償ファイバ４０５、電源モジュール４１０、ファンモジュール４１１などについても、その種類、枚数などをバス４０６経由で読み取り、システム構成ファイル４２０と比較する。これによって、各種モジュールの誤装着を検出して警告を発することができる。【０２２０】
また、装着されているコンバータカードなどの各モジュールが正規品でない場合、あるいは、装着されている各モジュールがシステム構成ファイルと異なる場合は、該当するモジュールの作動を停止させることができる。これによって、正規品ではないモジュールの使用を制限することができる。【０２２１】
また、クロック再生リタイミング回路などを備えたコンバータカードでは複数の伝送速度で動作可能であるが、この場合、クロック再生リタイミング回路の動作する周波数を設定する必要がある。この動作周波数の設定はマネジメントモジュール４０１によって、システム構成ファイル４２０に基づいて設定される。【０２２２】
装着されたプラッガブルトランシーバがＯＣ−３（１５５Ｍｂｉｔ／ｓ）専用の光トランシーバであるのに、コンバータカードのクロック速度をＯＣ−４８（２．５Ｇｉｂｔ／ｓ）に設定すると言うような誤用を、システム構成ファイル４２０との比較によって検出してご操作を防ぐことができる。【０２２３】
実施例１３において図３７を用いて説明した光伝送装置などでは、装着される光増幅器が利得平坦化フィルタを備えているか否か、また、装着されている光トランシーバの波長の最大値と最小値の差が許容範囲なのか、などの設定もシステムファイル４２０を用いて行うことができる。ユーザがこのような細かい情報を全て把握することは非常に困難なためにシステム構成ファイル４２０によって誤操作を防ぐのは実用上、大きな利点がある。【０２２４】
１０Ｇｂｉｔ／ｓの伝送速度のＸＦＰトランシーバの中には内部にクロック再生回路を設けたものも存在する。クロック再生回路付きのものを装着すべきところを、クロック再生回路無しのＸＦＰトランシーバを装着するというような誤操作などもシステム構成ファイル４２０によって防ぐことができる。【０２２５】
このシステム構成ファイル４２０は暗号化されていて、特定のパスワードによって使用可能とされている。このシステム構成ファイル４２０を有償配布することによって、各モジュールやプラッガブルトランシーバの流通を制御することができる。マネジメントカード４０１はバス４０６を介してシャーシ識別モジュールにアクセスすることができるので、シャーシの個体識別を行うことができる。したがって、シャーシの個体ごとにパスワードを付与することもでき、システム構成ファイル４２０の違法なコピーを防ぐことができる。【０２２６】
これらのシステム構成の設定は、システム構成ファイルによってある程度柔軟に設定可能にすることができる。例えば、あるシステム構成ファイルでは、ひとつだけのシステム構成を許し、他のシステム構成ファイルでは多数のシステム構成を許容するという具合である。そして、許容されるシステム構成の種類、数によってシステム構成ファイル４２０への課金を変えることができる。【０２２７】
例えば、装着されているコンバータモジュールやプラッガブルトランシーバのハードウエアは全く同じでも、あるシステム構成ファイルではギガビットイーサネットだけの動作速度での動作しか共用せず、別のシステム構成ファイルではＯＣ−３／１２／４８及びギガビットイーサネットの全ての動作速度で動作する、というようにすることができる。動作が限定されるシステム構成ファイルは安価に、自由度が高いシステム構成ファイルは高価に価格設定をする。また、システム構成ファイルは同一であるが、その動作をパスワードによって変えるようにしても良い。この場合は、パスワードを使用許諾ライセンスとバインドして販売することになる。【０２２８】
光伝送装置は、プラッガブルトランシーバや各モジュールの組み合わせを検証して初めて動作可能となる。実施例１０に示したような光伝送装置はモジュールの組み合わせがあまりに多数存在するために、その全てについて動作検証をすることは不可能に近い。システム構成ファイル４２０によって、モジュールの組み合わせを制限することによって、動作検証済みの構成のみを動作保証した上で供給することができる。また、システム構成ファイルを有償配布することによって、この動作検証に要する費用を回収することが可能となる。プラッガブルトランシーバなどについても、検証済みの物のみの使用を許すことによって、サードベンダーによる「タダ乗り」を排除することができる。【０２２９】
システム構成ファイル４２０の全部または一部を読み取り専用のメモリカードに搭載して供給するようにすることもできる。図５２（ａ）においてメモリカード４２１にはシステム構成ファイル４２０の全部または一部が格納されている。メモリカード４２１はマネジメントモジュール４０１に装着されるようになっている。この構成ではシステム構成ファイル４２０はメモリカード４２１というハードウエアにバインドされて提供されるために違法なコピーを防ぎやすい。【０２３０】
また、図５２（ｂ）に示すようにメモリカード４２２をコンバータカード４０２に装着できるように構成することもできる。この場合は、システム構成ファイルの一部、特に対象となるコンバータカード４０２に関する構成だけを格納しておく。例えば、コンバータカード４０２に装着するプラッガブルトランシーバに対応してこのメモリカードを供給するというようなことができる。このようにすれば、プラッガブルトランシーバの供給を外部ベンダーに委託しつつも、メモリカードの供給を押さえることによって、プラッガブルトランシーバの流通を制御することができる。【０２３１】
図５２（ｂ）の構成はコンバータカードに限らず、光受動部品モジュール４０３、光増幅モジュール４０４、分散保証ファイバモジュール４０５などの任意の機能モジュールに同様の構成を備えることができる。これによって、これらのモジュールの製造供給を外部ベンダーに委託しつつも、その流通を制御することができる。【０２３２】
図５３は、ネットワークを介した認証によって、プラッガブルトランシーバやコンバータカードなどの各種モジュールを認証する別の方法を示している。マネジメントカード４０１はネットワーク４３０を介して認証サーバ４３１に接続されている。マネジメントカード４０１に何らかの方法でモジュール識別番号とパスワードを入力する。するとネットワーク４３０を介して、マネジメントカード４０１は認証サーバ４３１にアクセスして認証を行う。この方法によれば、同じ識別番号を複数のブラッガブルトランシーバに書き込むなどの不正行為を防ぐことができる。これによって、ラッガブルトランシーバやコンバータカードなどの各種モジュールの流通を制御することができる。【０２３３】
図５４は、プラッガブルトランシーバやコンバータカードなどの各種モジュールを認証するさらに別の方法を示している。この方法ではモジュール識別番号４４１と筐体識別番号４４２からパスワード４４３を認証サーバ４４５によって生成している。認証サーバ４４５へのアクセスはインターネットなどのネットワーク４４４を介して行う。ユーザは認証サーバから取得したパスワードをマネジメントカードに何らかの方法で入力して対象となるプラッガブルトランシーバなどのモジュールを使用可能とする。同時に認証サーバ４４５はモジュール及び筐体のユーザ登録を行うと共に課金を行う。この方法によれば、モジュールが転売された場合でもその追跡が可能であるし、モジュールの不正な複製品も検出することができる。【０２３４】
図５２ないし図５４の構成を用いれば、プラッガブルトランシーバなどのモジュールの識別番号をこれらのモジュールの供給ベンダーに有償配布し、光伝送機器のユーザにはパスワードを売るというようなビジネスモデルを構築することができる。これは動作検証が完了したモジュールのみを市場に流通させることによって、光伝送装置の動作保証を行うことができる。さらに、モジュールの組み合わせの検証に要する費用を光伝送装置ユーザ及び、モジュール供給業者から回収することができる。
【実施例１９】
【０２３５】
図５５に実施例１９のプラッガブルトランシーバの認証方法を示す。図５５は実施例１８において示したプラッガブルトランシーバの認証方法をスイッチもしくはルータに適用した場合を示す。本実施例の説明では、参照した他の実施例と同様の構成については同じ参照番号を用いて説明している。実施例１において図３に示したコアスイッチ４にもプラッガブル光トランシーバ１１、１２、１３、及び１４が設けられており、これらの光トランシーバに対して実施例１８で示したプラッガブルトランシーバの認証方法を適用することができる。【０２３６】
コアスイッチ４内にはマネジメントモジュール４５０が設けられ、このマネジメントモジュール４５０にはシステム構成ファイル４５１がインストールされている。プラッガブル光トランシーバ１１、１２、１３、及び１４には読み出し専用メモリが装備されており、ベンダー情報、トランシーバのパーツナンバー、個体識別情報、あるいは認証のための暗号化情報などが記憶されている。図５５には図示していないが、コアスイッチ４内には図５１で示したのと同様の内部バスが設けられている。マネジメントカード４５０はこれらの情報を図示しないバス経由で読み取り、システム構成ファイル４５１と比較して、これらのプラッガブル光トランシーバの認証を行う。【０２３７】
また、マネジメントカード４５０はネットワーク管理装置４５４にネットワークを介して接続されている。ネットワーク管理装置４５４はネットワーク管理ソフト（ＮＭＳ）をインストールしたコンピュータなどである。【０２３８】
なお、信号伝送ポート１５は対となるコアスイッチとの相互接続ポートであり、信号伝送ポート１６はバックボーンネットワーク８へのアップリンクポートであることは実施例１で述べた通りである。【０２３９】
図５６は実施例１９の各種モジュール認証方法を示す。これは実施例１８の図５４において述べた各種モジュールの認証方法の別の構成例である。認証サーバ４４５はモジュール識別番号４５２と筐体識別番号４４２とからパスワード４５３を生成してネットワーク４４４を介してユーザに交付する。ここでモジュール識別番号４５２は光トランシーバ、コンバータカード、光増幅器などのハードウエアのみならず、システム構成ファイルなどのソフトウエア、あるいはソフトウエアコンポーネントなどに付与することができる。パスワード４５３を受け取ったユーザは、図５５に示すネットワーク管理装置４５４に、モジュール識別番号４５２、とパスワード４５３を入力することによって、モジュールの認証がなされる。【０２４０】
図５５においてはモジュール識別番号４５２、筐体識別番号４４２、及びパスワード４５３の間の整合性の認証はネットワーク管理装置４５４が行い、認証が正しく行われていれば、ネットワーク管理装置４５４がマネジメントカード４５０を介して、装着されたモジュールの動作を許可するように、モジュールが装着されているカードなどに指令を送る。【０２４１】
例えば、光トランシーバ４５６がカード４５５に新規に装着されると、マネジメントカード４５０を経てネットワーク管理装置４５４へ認証がリクエストされる。認証が成功すると、ネットワーク管理装置４５４からマネジメントカード４５０を経た指令によって、装着された光トランシーバの識別番号がコンバータカード上の不揮発メモリ４５７にロードされる。以後、電源投入時やリブート時などには、この不揮発メモリ４５７に記憶された識別番号と装着されている光トランシーバ４５６の識別番号が一致すれば、光トランシーバ４５６の動作を許可する。【０２４２】
光トランシーバが差し替えられていて、不揮発メモリ４５７に記憶された識別番号と装着されている光トランシーバの識別番号が一致しなければ、コンバータカードはマネジメントカード４５０を介してネットワーク管理装置４５４に認証の請求を再び行う。【０２４３】
上記のように、モジュールが装着されるべきカード４５５にモジュール識別番号記憶用の不揮発メモリ４５７を搭載した構成にするとフォールトトレラントとなる利点がある。すなわち、マネジメントカード４５０やネットワーク管理装置４５４が何らかの理由で動作不可能となった場合においても、一度、認証の終わったモジュールについては動作が許可される。したがって、一部の機構が壊れても全体の動作が停止しないのである。【０２４４】
認証サーバ４４５内にはデータベース４４６が設けられている。このデータベース４４６には集荷承認がなされた筐体及びモジュールの識別番号が登録されている。反対に言うならば、個々の筐体及び各種モジュールはこのデータベース４４６に登録されていないとパスワード４５３が交付されないので実質的に使用することが不可能となる。【０２４５】
データベース４４６に登録するに際して、各種モジュールベンダーに課金を行うビジネスモデルを構築することができる。これによって、サードベンダーによるタダ乗りを防ぐことができる。また、各種モジュールの製造供給を外部ベンダーに委託した場合においても、これらの各種モジュールの流通を制御することができる。【０２４６】
モジュールベンダーが同一の識別番号のモジュールを製造して販売したとすると、同一番号のモジュール（例えば光トランシーバ）に対して異なる多数の筐体との組み合わせに対応するパスワード生成リクエストが来ることになる。一方、ユーザが光トランシーバなどのモジュールをある筐体に装着した後、このユーザが所有する別の筐体に装着することも考えられる。このことから、認証サーバ４４５に搭載された認証ソフトウエアに、ひとつのモジュールについてパスワードの生成回数を有限回数に制限する機能を装備しても良い。例えば、生成回数を２回ないし５回程度に限定することができる。【０２４７】
パスワードは図５１に示したマネジメントカード４０１や図５５で示したマネジメントモジュール４５０に直接入力する構造を採用することができる。あるいは、マネジメントカード４０１やマネジメントモジュール４５０とネットワークを介して接続されたコンピュータに装備されたソフトウエアに対してパスワード入力を行い、このソフトウエアからの指令でモジュールの動作を制限することもできる。【０２４８】
また、個別のモジュールについてのパスワード生成の可能回数に応じて課金するビジネスモデルを構築することができる。パスワード生成回数が上限に達した場合に追加料金を受け取って、再び追加のパスワード交付が受けられるようにするのである。この場合、データベース４４６への登録によって追加パスワードの生成が可能となる。【０２４９】
なお、図５６に示した認証方法は、図５５の場合に限定されることは無い。図５１に示したような構成にも適用することができる。図５６に示した認証方法は光伝送装置、ルータ、あるいはスイッチなどに適用することができる。【０２５０】
図５４あるいは図５６に示した認証方法は光伝送装置、スイッチ、あるいはルータなどのマネジメントモジュールをインターネットなどに接続する必要が無い点が優れている。これら光伝送装置、スイッチ、あるいはルータは通信ネットワークの基幹部分を支えているので、このような機器のマネジメント機構にハッキングやクラッキングなどの違法アクセスは極力排除する必要がある。このため、通信ネットワークのマネジメントを司るネットワークはインターネットなどから孤立したネットワークとして構築されることが多い。このような場合は、図５３に示した方法を取ることができない場合がある。これに対して、図５４あるいは図５６に示した方法ではそのような制約が無い。
【実施例２０】
【０２５１】
図５７（ａ）に本発明の実施例２０の光伝送装置４６１を示す。実施例１３において図３７に示した光伝送装置を変形したものである。説明を簡単にするために、図５７（ａ）では図３７と同様の構成については同じ参照番号を用いている。【０２５２】
図３７の構成との主な相違点は、波長多重化器２６３ｂと２６３ｃとを設け、分散補償ファイバ２６４を波長多重化器２６３ｂと２６３ｃとの間に設けた点である。また、図３７において参照番号２６３として示されている波長多重化器には新たに参照番号２６３ａを付与している。なお、分散補償ファイバ２６４として実施例１５において図４５に示したような分散量を可変可能な分散補償手段を用いても良い。【０２５３】
リモートトランシーバ２５３ａないし２５３ｄから送信されてきた光信号は、波長多重化器２６１によって集約されてから、波長多重化器２６３ｃ、分散補償ファイバ２６４、波長多重化器２６３ｂ、ブースター型の光増幅器２６５、波長多重化器２６３ａを経てリモート光ファイバ２１０へと送られる。リモート光ファイバ２１０を経て遠方から送られてきた光信号は、波長多重化器２６３ａ、プリアンプ型光増幅器２６９、波長多重化器２６３ｂ、分散補償ファイバ２６４、波長多重化器２６３ｃ、波長多重化器２６２を経て、波長多重化された光信号を個々の波長の光信号に分けて、リモートトランシーバ２５３ａないし２５３ｄへと送られる。【０２５４】
リモートトランシーバ２５３ａないし２５３ｄは受信部分にＰＩＮフォトダイオードを用いたＸＦＰトランシーバである。ＰＩＮフォトダイオードを用いた受信部分はＡＰＤ（アバランシェフォトダイオード）を用いた受信部分に比べて低感度であるが、安価である。リモートトランシーバ２５３ａないし２５３ｄの光信号速度は約１０Ｇｂｉｔ／ｓである。また、コンバータカード２５１ａないし２５１ｄは２Ｒ方式を採用している。【０２５５】
本実施例では、プリアンプ型光増幅器２６９で増幅するので、ＰＩＮフォトダイオードを用いたＸＦＰトランシーバを用いても、ＡＰＤを用いたトランシーバと同等か、あるいはそれ以上の受信感度を得ることができる。プリアンプ型光増幅器を追加した系では、最小受信感度はプリアンプ型光増幅器のノイズ特性で決まるために、トランシーバの受信部には安価なＰＩＮダイオードを用いる方が合理的である。さらに、本実施例では、プリアンプ型光増幅器２６９で予め増幅するので、波長多重化器２６３ｂ、２６３ｃ、及び２６２の損失、及び、分散補償ファイバ２６４の損失も補うことができる。【０２５６】
ブースター型光増幅器２６５及びプリアンプ型光増幅器２６９にはそれぞれ一段のＥＤＦＡ増幅モジュール２６７ａ及び２６７ｂだけが用いられている。ただし、ブースター型の光増幅器２６５及びプリアンプ型光増幅器２６９として利得平坦化フィルタを備えた光増幅器を用いても構わないし、ＥＤＦＡ増幅モジュール２段ないし、それ以上備えた光増幅器を用いても構わない。【０２５７】
光伝送装置４６１から送信される光信号は、分散補償ファイバ２６４によって予め分散補償がなされた上で、ブースター型光増幅器２６５によって増幅されて、リモート光ファイバ２１０を通って、遠方の光伝送装置４６２へと送られる。一方、遠方の光伝送装置４６２から送られてきた光信号は、まずプリアンプ型光増幅器２６９で増幅されてから、分散補償ファイバ２６４によって分散補償が行われる。【０２５８】
ブースター型光増幅器２６５はＡＧＣ（自動利得制御）モードで動作している。ＡＧＣモードでは、光増幅器の入力信号と出力信号の比率（利得）が一定になるように保たれるので、入力チャネル数が変化してもチャネルあたりの出力が変化しないと言う利点がある。【０２５９】
光伝送装置４６１に、まずコンバータカード２５１ａだけが実装されていたとする。リモート光トランシーバ２５３ａから送信される光信号出力（波長λ１）が０ｄＢｍであり、波長多重化器２６１、波長多重化器２６３ｃ、分散補償ファイバ２６４、そして波長多重化器２６３ｂを経る内に−１０ｄＢｍに減衰したとする。ブースター型光増幅器２６５の利得を２０ｄＢに設定しておけば、波長λ１の光信号は出力＋１０ｄＢｍとなる。【０２６０】
次いで、光伝送装置４６１に、コンバータカード２５２ａが追加実装されていたとする。リモート光トランシーバ２５３ｂから送信される光信号出力（波長λ２）も０ｄＢｍであり、波長多重化器２６１、波長多重化器２６３ｃ、分散補償ファイバ２６４、そして波長多重化器２６３ｂを経る内に、やはり−１０ｄＢｍに減衰したとする。ブースター型光増幅器２６５の利得は２０ｄＢなので、波長λ２の光信号は出力＋１０ｄＢｍとなる。【０２６１】
このようにブースター型光増幅器２６５をＡＧＣモードで動作させることによって、送信する波長チャネル数が変化しても、各波長チャネルの光信号の出力は一定に保たれると言う利点がある。【０２６２】
一方、プリアンプ型光増幅器２６９はＡＰＣ（自動出力制御）モードで動作している。ＡＰＣモードでは、光増幅器の出力信号パワーが一定になるように保たれるので、リモート光トランシーバの受信部分への過大入力を防ぐことができる。例えば、プリアンプ型光増幅器２６９の出力を０ｄＢｍに設定しておけば、どのような条件でもリモート光トランシーバの受信部分に０ｄＢｍ以上の光信号が入力することはない。プリアンプ型光増幅器２６９の出力設定は、波長多重化器２６３ｂ、分散補償ファイバ２６４、波長多重化器２６３ｃ、そして波長多重化器２６１の損失を考慮する必要がある。これらの受動部品によって１０ｄＢの損失が生じるとすれば、プリアンプ型光増幅器２６９の出力を１０ｄＢｍに設定すれば、いかなる条件でもリモート光トランシーバの受信部分に０ｄＢｍ以上の光信号が入力することはない。【０２６３】
また、プリアンプ型光増幅器２６９はリミッター付きＡＧＣ（自動利得制御）モードで動作させても良い。リミッター付きＡＧＣモードは利得を一定に保つように動作するが、ある決められた値以上の出力を制限する動作モードである。このリミッター付きＡＧＣ（自動利得制御）モードを図５７（ｂ）のグラフに示す。入力信号が小さい時は、出力信号は入力信号に比例しその直線の傾きが利得（例えば２０ｄＢ）となる。そして、出力信号がある値に達した時に出力が一定（例えば０ｄＢｍ）に保たれる。このようなリミッター付きＡＧＣモードは飽和出力を小さく抑えた光増幅器をＡＧＣモードで動作させることによっても実現できる。あるいは、出力側に光アッテネータなどの損失手段を設けた光増幅器を用いても良い。【０２６４】
ブースター型光増幅器２６５及びプリアンプ型光増幅器２６９にはサージ制御機構が設けられている。これは入力光信号があるレベル以下に達した場合には、光増幅器内部の励起光源を遮断するメカニズムである。エルビウムドープファイバ光増幅器では、入力信号が無い場合にエルビウムドープファイバ内にエネルギーが蓄積されてしまい、僅かな入力パルスに対して巨大な光パルスを発生させてしまう。この結果、光トランシーバの受信部分を破壊してしまうことがある。サージ制御機構はこのような事態を防ぐためのものである。【０２６５】
光伝送装置４６１の相手となる光伝送装置４６２を図５８に示す。また、光伝送装置４６１と光伝送装置４６２とがリモート光ファイバ２１０とで接続されている様子を図５９に示す。【０２６６】
図５８からわかるように光伝送装置４６２は、光伝送装置４６１から、分散補償ファイバ２６４、波長多重化器２６３ｂ、ブースター型光増幅器２６５、プリアンプ型光増幅２６９、及び、波長多重化器２６３ａを取り除いた構成となっている。【０２６７】
リモート光ファイバ２１０によって生じる波長分散は、光信号の上りと下りとでほぼ同量である。したがって、分散補償ファイバ２６４によって、リモート光ファイバ２１０上を伝送する上りの光信号も下りの光信号も分散補償することができる。本実施例はこの性質を利用して、分散補償ファイバを光伝送装置４６１にのみ設けたものである。光伝送装置４６１から光伝送装置４６２へと向かう光信号は、予め、分散補償がなされる。これに対して、光伝送装置４６２から光伝送装置４６１へと向かう光信号はリモート光ファイバ２１０を伝送した後に分散補償がなされる。【０２６８】
また、光伝送装置４６１にはブースター型光増幅器２６５とプリアンプ型光増幅２６９とが設けられているが、光伝送装置４６２には光増幅器は設けられていない。このようにしても、上り光信号と下り光信号とでほぼ同じ許容光損失を得ることができる。その理由を、図６０を用いて説明する。【０２６９】
図６０（ａ）において、参照番号４６３は光伝送装置４６１からのチャネル当たりの光信号出力を示す。ブースター型光増幅器２６５によって増幅されているので、チャネル当たり１０ｄＢｍ（１０ｍｗ）の出力が得られている。また、参照番号４６４は光伝送装置４６１の受信感度を示している。プリアンプ型光増幅器２６９によって増幅されているので、−２５ｄＢｍ（３μＷ）の光信号まで受信することができる。参照番号４６５は光伝送装置４６２からのチャネル当たりの光信号出力を示す。その値はチャネル当たり０ｄＢｍ（１ｍＷ）である。また、参照番号４６６は光伝送装置４６２の受信感度を示している。その値は−１５ｄＢｍ（３０μＷ）である。【０２７０】
この結果、光伝送装置４６１から光伝送装置４６２への光信号の許容光損失４６７は約２５ｄＢとなる。また、光伝送装置４６２から光伝送装置４６１への光信号の許容光損失４６８もまた約２５ｄＢとなる。光伝送装置４６１は送信電力が大きく、受信感度も高い。光伝送装置４６２は送信電力が小さく、受信感度も低い。しかしながら、この両者を組み合わせると、上りでも下りでもほぼ同じ許容光損失が得られることとなる。【０２７１】
なお、図６０（ｂ）に波長λ１ないしλ８の関係を示した。図５９に示したように光伝送装置４６１から光伝送装置４６２への光信号はλ１ないしλ４が用いられ、光伝送装置４６２から光伝送装置４６１への光信号はλ５ないしλ８が用いられている。【０２７２】
図６１（ａ）に光伝送装置４６２に代えて用いることのできる光伝送装置４７０のブロック図を示す。光伝送装置４７０にはブースター型光増幅器２６５とプリアンプ型光増幅器２６９が設けられている。この光伝送装置４７０を図５９における光伝送装置４６２に代えて用いた場合の送受信電力のレベルダイアグラムを図６１（ｂ）に示す。【０２７３】
参照番号４７１は光伝送装置４７０からのチャネル当たりの光信号出力を示す。その値はチャネル当たり１０ｄＢｍ（１０ｍＷ）である。また、参照番号４７２は光伝送装置４７０の受信感度を示している。その値は−２５ｄＢｍ（３μＷ）である。【０２７４】
この結果、光伝送装置４６１から光伝送装置４７０への光信号の許容光損失４７３は約３５ｄＢとなる。また、光伝送装置４７０から光伝送装置４６１への光信号の許容光損失４７４もまた約３５ｄＢとなる。【０２７５】
図６２に光伝送装置４６１に代えて用いることのできる光伝送装置４８０のブロックダイアグラムを示す。分散補償ファイバ２６４と波長多重化器２６３ｂとの間に利得平坦化フィルタ２６８を設けた点が、光伝送装置４６１との主な違いである。なお、利得平坦化フィルタ２６８は分散補償ファイバ２６４と波長多重化器２６３ｃとの間に設けても良い。【０２７６】
実施例１３において図３７を用いて説明したように、ブースター型光増幅器の場合は一段のＥＤＦＡ増幅モジュールの入力側に利得平坦化フィルタを設けることによって、送信電力の低下を防ぐことができる。また、プリアンプ型光増幅器の場合は一段のＥＤＦＡ増幅モジュールの出力側に利得平坦化フィルタを設けることによって、受信感度の低下を防ぐことができる。図６２の構成では、ひとつの利得平坦化フィルタ２６８によって、一段のＥＤＦＡ増幅モジュール２６７ａからブースター型光増幅器２６５と、一段のＥＤＦＡもジュール２６７ｂからなるプリアンプ型光増幅器２６９双方の利得平坦化を行うことができる。しかも、実質的に、送信電力の低下や受信感度の劣化を招くことが無い。【０２７７】
図６２の構成は波長多重化するチャネル数が多い、あるいは、チャネル間の波長間隔が広い場合などに適している。また、図６２の構成から分散補償ファイバ２６４を取り除いて図６１に示した光伝送装置４７０に代替する光伝送装置を構成することもできる。【０２７８】
図６３（ａ）にはエクステンダーユニット４９０のブロック図を示す。このエクステンダーユニット４９０は図６３（ｂ）に示すように、光伝送装置４６２ａに付加する形で用いる。エクステンダーユニット４９０のポート４９１を光伝送装置４６２ａに接続することによって、エクステンダーユニット４９０は光伝送装置４６２ａに付加される。エクステンダーユニット４９０と光伝送装置４６２ｂはリモート光ファイバ２１０を介して接続されている。【０２７９】
エクステンダーユニット４９０は、光伝送装置４８０の構成の中から、波長多重化器２６３ａ、ブースター型光増幅器２６５、プリアンプ型光増幅器２６９、波長多重化器２６３ｂ、利得平坦化フィルタ２６８、分散補償ファイバ２６４、及び波長多重化器２６３ｃを取り出した構成となっている。そして、光伝送装置４６２にエクステンダーユニット４９０を付加すると光伝送装置４８０と等価となる。【０２８０】
リモート光ファイバ２１０の距離が短い区間では、光伝送装置４６２ａと光伝送装置４６２ｂとを接続して伝送を行うことができる。そして、リモート光ファイバ２１０の距離が長い区間では、光伝送装置４６２ａ側にエクステンダーユニット４９０を付加して伝送距離を伸ばすことができる。さらに伝送距離が長い場合は別のエクステンダーユニット４９０を光伝送装置４６２ｂ側にも付加してさらに伝送距離を伸ばすこともできる。このようにすると、伝送装置の品種数を増やさずに様々な伝送距離に対して最小のコストで伝送系を構築することができる。【０２８１】
なお、波長多重化するチャネル数が少ない、あるいは、チャネル間の波長間隔が狭い場合などの場合には利得平坦化フィルタ２６８を省略することもできる。この場合でも、分散補償ファイバ２６４を上り光信号と下り光信号とで共有することによってコスト低減する効果がある。リモート光ファイバの波長分散量が多くない場合は、分散補償ファイバ２６４を省略することができる。この場合でも、利得平坦化フィルタ２６８を上り光信号と下り光信号とで共有することによってコスト低減する効果がある。リモート光ファイバ２１０に必要な許容光損失がそれほど多くない場合には、ブースター型光増幅器２６５もしくはプリアンプ型光増幅器２６９のどちらか一方を省略することもできる。この場合でも、分散補償ファイバ２６４を上り光信号と下り光信号とで共有することによってコスト低減する効果がある。【０２８２】
図６４に示すようにスイッチ４９４にプラッガブル光トランシーバ４９５ａないし４９５ｄを装着して波長多重化器４９６によって波長多重化したユニット４９２にエクステンダーユニット４９０を取り付けることもできる。図６４（ａ）に示すようにプラッガブル光トランシーバ４９５ａ、４９５ｂ、４９５ｃ、及び４０５ｄはそれぞれ波長λ１、λ３、λ５、及びλ７の光信号を送信する。波長多重化器４９６の共通ポート４９３を経てユニット４９２はエクステンダーユニット４９０に接続する。図６４（ｂ）に示すようにユニット４９２ａにエクステンダーユニット４９０ａが、また、ユニット４９２ｂにエクステンダーユニット４９０ｂが接続されて、エクステンダーユニット４９０ａと４９０ｂとの間にリモート光ファイバ２１０が設けられている。図６４（ｂ）ではエクステンダーユニット４９７を２つ設けたが、図６３（ｂ）に示したようにエクステンダーユニットを一つだけ設けるようにすることもできる。【０２８３】
また、エクステンダーユニット４９０に波長多重化器４９６までを組み込んだ構成としても良い。このような構成を持つエクステンダーユニット４９７を図６５に示す。なお、エクステンダーユニット４９０、４９７などに、実施例１７で図５０において示したスリーポートスイッチ付コンバータカード３６１とＳＮＭＰマネジメントカード３６２を設けて「インライン・マネジメント」を付加しても良い。
【実施例２１】
【０２８４】
図６６に本発明の実施例２１の分散補償器５００を示す。分散補償器５００は光サーキュレータ５０１、分散補償ファイバ５０２、及び反射手段５０３から成り立っている。分散補償器５００の一方のポート５０４から入力した光信号５０６は光サーキュレータ５０１、分散補償ファイバ５０２を経て反射手段５０３で反射され、再び、分散補償ファイバ５０２、光サーキュレータ５０１を経てポート５０４へと送られる。光信号５０６は分散補償ファイバ５０２を往復するので、実質的に得られる補償量は２倍となる。反対に言うと、必要な分散補償量に対して必要な分散補償ファイバの長さが半分になる。【０２８５】
分散補償ファイバは数ｋｍから時には数十ｋｍの長さになるため、分散補償ファイバの長さの低減は、装置の低コスト化及び小型化に大きな効果がある。分散補償ファイバのコストは分散補償ファイバの長さに比例するし、また、分散補償ファイバリールの大きさも分散補償ファイバの長さに比例するからである。【０２８６】
図６７に本発明の分散補償器５００を実施例２０において図５７（ａ）に示した光伝送装置４６１に適用した場合を示す。図６７に示す光伝送装置５１０は、分散補償ファイバ２６４に代えて分散補償器５００を備えている。分散補償器５００は一方向にしか光信号を伝送させることができないので、波長多重化器２６３ｂ、２６３ｃと分散補償器５００との接続を図６７に示すように変更している。具体的には、プリアンプ型光増幅器２６９の出力を波長多重化器２６３ｃに加え、波長多重化器２６３ｂの出力を波長多重化器２６２へと接続している。【０２８７】
図６８に本発明の分散補償器５００を実施例２０において図６３（ａ）に示したエクステンダーユニット４９０に適用した場合を示す。図６８に示すエクステンダーユニット５２０には、分散補償ファイバ２６４に代えて分散補償器５００を備えた他、さらに波長多重化器２６３ｄ及び２６３ｅを備えている。プリアンプ型光増幅器２６９の出力を波長多重化器２６３ｄに加え、波長多重化器２６３ｂの出力を波長多重化器２６３ｅへと接続している。波長多重化器２６３ｅはポート４９１に接続している。また、ポート４９１から入力した光信号は波長多重化器２６３ｅ、２６３ｄを経て分散補償器５００に加えられている。【０２８８】
図６６において、分散補償器５００内に設けられている分散補償ファイバ５０２を、実施例１５において図４５に示した分散補償器３００に代えることもできる。分散補償器３００は分散補償量を光スイッチの切替によって変化させることができる。したがって、分散補償ファイバ５０２を分散補償器３００に代えることによって、低コストで小型の可変分散補償器が実現できる。【０２８９】
図６９に、本発明を実施例１５において図４６に示した分散補償器３１０に応用した場合のブロック図を示す。分散補償器５３０は波長多重化器２６３ｆ、２６３ｇ、２６３ｈ、２６３ｉ、光サーキュレータ５０１、分散補償器３１０、反射手段５０３から成り立っている。波長多重化器２６３ｆ、２６３ｇ、２６３ｈ、２６３ｉ、は分散補償器内に設けられているＢｌｕｅ／Ｒｅｄバンド選択フィルタ３０６ａないし３０６ｆとほぼ同等の特性を有している。この結果、ポート５３１ａとポート５３１ｂの間はＣバンドのＲｅｄバンド（概略１５４５−１５６０ｎｍ）について可変分散補償量が得られ、ポート５３２ａとポート５３２ｂの間はＣバンドのＢｌｕｅバンド（概略１５３０−１５４５ｎｍ）について可変分散補償量が得られることになる。この分散補償器５３０は図４７に示したエッジ光伝送装置３２０に設けられた分散補償器３１０に置き換えて用いることができる。【０２９０】
図６６に示したのと同等の原理によって、分散補償器３００内に設けられている分散補償ファイバ３０１ａないし３０１ｃに必要とされる長さが半分になるため、低コスト化と小型化が実現される。しかも、ふたつの波長帯（ＲｅｄバンドとＢｌｕｅバンド）について個別に分散補償量を設定することができる。【０２９１】
図７０は本発明をラマン光増幅器に適用した場合を示す。ラマン光増幅器では分散補償ファイバに近い特性を持った光ファイバを増幅媒体として用いて光増幅を行う。しかも、増幅媒体の光ファイバの長さは数ｋｍから数十ｋｍにも達することがある。したがって、本発明の原理を適用して増幅媒体となる光ファイバの長さを減少させることは低コスト化と装置の小型化に大きな効果がある。【０２９２】
図７０において、ラマン光増幅器５４０は光サーキュレータ５０１、増幅用光ファイバ５４６、反射手段５０３、励起光源５４４、光ファイバカプラ５４３、励起光除去フィルタ５４５から成り立っている。ポート５４１から入力した光信号５０６は光ファイバカプラ５４３で励起光源５４４からの励起光５４７と結合されて、光サーキュレータ５０１、増幅用光ファイバ５４６、反射手段５０３を経て、再び、増幅用光ファイバ５４６、光サーキュレータ５０１を経て励起光除去フィルタ５４５に向かう。そして、この励起光除去フィルタ５４５よって励起光が除去されて、増幅された光信号がポート５４２に出力される。増幅用光ファイバ５４６を往復するので実質的に２倍の長さの増幅用光ファイバを用いたのと同等の効果がある。【０２９３】
なお、本発明の原理をエルビウムドープファイバ光増幅器などの希土類ドープファイバ光増幅器に応用することは原理的には可能である。ただし、エルビウムドープファイバ光増幅器では必要とされる光ファイバの長さが数十ｍ程度であり、ファイバのコストも装置に示すスペースの割合も小さいので、あまり効果的ではない。実際問題として、光サーキュレータのコストがエルビウムドープファイバのコスト節減量を上回ってしまう場合もある。【０２９４】
図７１に分散補償器５５０を示す。分散補償器５５０は図６６に示した分散補償器５００の光サーキュレータ５０１に代えて、光ファイバカプラ５５１を用いたことに特長がある。光ファイバカプラ５５１は光サーキュレータ５０１に比べて大変安価であるという利点がある。ただし、光サーキュレータ５０１とは異なって、光ファイバカプラでは相反的に光が進むので、光信号の戻り光５５４が発生する。また、光ファイバカプラ５５１に起因する挿入損失も発生する。【０２９５】
光ファイバカプラ５５１として分岐比が５０：５０の光ファイバカプラを用いた場合は、光信号５０６に図６６の場合に比べてさらに約６ｄＢの損失が加算される。また、戻り光５５４は光信号５０６とほぼ同じ強度となる。入力信号５５４の強度に比べると、１３ｄＢ程度小さな値となる。これはまず光ファイバカプラ５５１で３ｄＢの損失が発生した後、分散補償ファイバ５０２の損失（４００ｐｓ／ｎｍで約３ｄＢ）が往復で利いて６ｄＢ、反射手段５０３の損失１ｄＢ、光ファイバ５５１で再び３ｄＢの損失が発生して、合計１３ｄＢとなる。【０２９６】
光ファイバカプラ５５１として分岐比が非対称のもの、例えば９０：１０のものを用いた場合は、戻り光５５４を小さくすることができる。光ファイバカプラ５５１をなすふたつの光ファイバ５５２と５５３の結合比率を１０％とすると、光ファイバ５５２の光信号の内１０％が光ファイバ５５３へと移ることになるので、このような光ファイバカプラの分岐比は９０：１０となる。光ファイバ５５２からの光信号の内、１０％が光ファイバ５５３へと移り、分散補償ファイバ５０２、反射手段５０３、再び分散補償ファイバ５０２を経て、光ファイバ５５３へと戻ってくる。すると、その１０％の光信号の内のそのまた１０％だけが、光ファイバ５５３から光ファイバ５５２へと移ることになる。したがって、分散補償ファイバ５０２の損失を無視すると、戻り光は元の光信号強度の１％（＝１０％×１０％）となる。また同様に分散補償ファイバ５０２の損失を無視すると、元の光信号強度の９％（１０％×９０％）が光信号５０６となってポート５０５へと導かれる。このように非対称（疎結合）な光ファイバカプラを５５１として用いることによって、戻り光５５４を小さくすることができる。また、戻り光低減の割合に比べると光信号５０６の減衰は相対的に小さくて済む。【０２９７】
分散補償器５５０は図６７や図６８などで分散補償器５００に代えて用いることができる。戻り光５５４が多く残留しているような場合でも、適切な設計を施せば使うことができうる。例えば、図６７においてリモート光トランシーバ２５３ａないし２５３ｄに光アイソレータを備えた光トランシーバを用いれば、実質的に問題が生じることはない。通常は長距離伝送用の光トランシーバには光アイソレータは必須とされているので、実質的にコストが増加することはない。プリアンプ型光増幅２６９には通常光アイソレータが備えられているので、これもまた問題は無い。図６８の場合もポート４９１側に接続される機器に光アイソレータを備えた光トランシーバなどを設ければ実質的な問題は生じない。【０２９８】
た、実施例４で図４７に示した２ステージ型の光増幅器８２に分散補償器５５０を用いることができる。図７２に示すように、２ステージ型の光増幅器８２の内部には、ふたつのエルビウムドープファイバ光増幅モジュール９１及び９２が設けられており、分散補償器５５０の損失を十分に補償することができる。エルビウムドープファイバ光増幅モジュール９１及び９２には光アイソレータが設けられているので戻り光の問題も生じない。
【実施例２２】
【０２９９】
図７３に本発明の実施例２２の光伝送装置５６０を示す。実施例２０において図６２に示した光伝送装置４８０を変形したものである。説明を簡単にするために、図７３では図６２と同様の構成については同じ参照番号を用いている。【０３００】
図６２の構成との主な相違点は、ひとつの光増幅器５６６を設け、この光増幅器５６６にプリアンプの機能とブースターアンプの機能の双方を受け持たせた点にある。光増幅器５６６内にはＥＤＦＡ増幅モジュール２６７が設けられている。光増幅器は高価な部品であるため、光増幅器の数を低減することによって大きなコスト削減効果がある。また、可変光信号減衰器５６１が波長多重化器２６３ａと波長多重化器２６３ｅとの間に設けられている。これは、光増幅器５６６にプリアンプの機能とブースターアンプの機能の双方を受け持たせる際に望ましい構成である。【０３０１】
リモート光ファイバ２１０を経て遠方から送られてきた光信号５６７は図７３中では実線の矢印で示されている。この光信号５６７は、波長多重化器２６３ａ、可変光信号減衰器５６１、波長多重化器２６３ｂを経て光増幅器５６６によって増幅される。光増幅器５６６で増幅された光信号５６７は波長多重化器２６３ｄ、波長多重化器２６３ｂ、利得平坦化フィルタ２６８、分散補償ファイバ２６４、波長多重化器２６３ｃ、波長多重化器２６２を経て、波長多重化された光信号を個々の波長の光信号に分けて、リモートトランシーバ２５３ａないし２５３ｄへと送られる。【０３０２】
一方、リモートトランシーバ２５３ａないし２５３ｄから送信されてきた光信号は、波長多重化器２６１によって集約される。この集約された光信号５６８は、図７３では点線の矢印で示されている。光信号５６８は波長多重化器２６３ｃ、分散補償ファイバ２６４、利得平坦化フィルタ２６８、波長多重化器２６３ｂ、波長多重化器２６３ｅを経て光増幅器５６６によって増幅される。光増幅器５６６によって増幅された光信号５６８は波長多重化器２６３ｄ、波長多重化器２６３ａを経てリモート光ファイバ２１０へと送られる。
【０３０３】
リモートトランシーバ２５３ａないし２５３ｄはコンバータカード５６２ａないし５６２ｄにそれぞれ装着されている。コンバータカード５６２の構造を図７４に示す。コンバータカード５６２にはリモートトランシーバ２５３とローカルトランシーバ２５４が装着されている。リモートトランシーバ２５３とローカルトランシーバ２５４は共に伝送速度１０Ｇｂｉｔ／ｓのＸＦＰトランシーバでありクロック再生リタイミング回路を内蔵している。【０３０４】
モートトランシーバ２５３とローカルトランシーバ２５４の間には２×２のクロスポイントスイッチ５６３が設けられている。コンバータカード５６２にはさらに制御回路５６４とバスインターフェイス５６５が備えられている。制御回路５６４はリモートトランシーバ２５３、ローカルトランシーバ２５４、及び２×２のクロスポイントスイッチ５６３などから情報を収集したり、指令を与えたりする。制御回路５６４は、バスインターフェイス５６５を介して図示しないマネジメントカードなどと交信して収集した情報を上位のマネジメントメカニズムに報告し、あるいは、制御指令を受け取る。【０３０５】
７５に２×２のクロスポイントスイッチ５６３の動作を示す。図７５（ａ）は通常モードである。この状態ではリモートトランシーバ２５３とローカルトランシーバ２５４とが２×２のクロスポイントスイッチ５６３を介して接続されている。一方、図７５（ｂ）はループバックモードである。この状態では、リモートトランシーバ２５３の受信ポートと送信ポートが接続されており、リモートトランシーバ自身が受信した信号が折り返し送信される。ローカルトランシーバ２５４についても同様である。このループバックモードはネットワークに故障が生じた場合の障害箇所切り分けのために用いられる。２×２のクロスポイントスイッチ５６３への通常モードとループバックモードの切替指令は、制御回路５６４によってなされる。【０３０６】
光増幅器５６６はＡＧＣ（自動利得制御）モードで動作している。光増幅器５６６の利得は、例えば２０ｄＢに設定されている。光増幅器５６６に設けられているＥＤＦＡ増幅モジュール２６７の飽和出力は＋１７ｄＢｍ（５０ｍＷ）である。リモートトランシーバ２５３ａないし２５３ｄは１０Ｇｂｉｔ／ｓの伝送速度のＸＦＰトランシーバである。その送信出力は約０ｄＢｍ（１ｍｗ）である。リモートトランシーバ２５３ａないし２５３ｄの受信部分はＰＩＮフォトダイオードで構成されていて、その受信感度は約−１５ｄＢｍである。【０３０７】
波長多重化器２６１、波長多重化器２６３ｃ、分散補償ファイバ２６４、利得平坦化フィルタ２６８、波長多重化器２６３ｂ、波長多重化器２６３ｅを経ることによって、リモートトランシーバ２５３ａないし２５３ｄのチャネルあたりの送信電力は０ｄＢｍから−１０ｄＢｍまで減衰する。光増幅器５６６の利得は２０ｄＢなので、チャネル当たり出力＋１０ｄＢｍまでブーストされて波長多重化器２６３ｄ、波長多重化器２６３ａを経てリモート光ファイバ２１０へと送られる。【０３０８】
一方、リモート光ファイバ２１０を経て遠方から送られてきた光信号５６７のチャネルあたりの光信号強度は、例えば−２５ｄＢｍである。この光信号は、光増幅器によってチャネルあたり約−５ｄＢｍに増幅される。この場合、可変光信号減衰器５６１は減衰量０ｄＢに設定されている。また、波長多重化器２６３ａないし波長多重化器２６３ｅの減衰量は無視できると仮定している。【０３０９】
チャネル当たり−５ｄＢｍに増幅された光信号５６７は波長多重化器２６３ｄ、波長多重化器２６３ｂ、利得平坦化フィルタ２６８、分散補償ファイバ２６４、波長多重化器２６３ｃ、波長多重化器２６２を経て、チャネル当たりの光信号強度−１５ｄＢｍに減衰してリモートトランシーバ２５３ａないし２５３ｄのＰＩＮフォトダイオード受信部に受信される。【０３１０】
リモート光ファイバ２１０を経て遠方から送られてきた光信号５６７のチャネルあたりの光信号強度はもっと強い場合も考えられる。例えば、光信号５６７のチャネルあたりの光信号強度がチャネル当たり−５ｄＢｍであったとする。この場合、光増幅器５６６を出力した時点でチャネル当たり＋５ｄＢｍに達する。そして、リモートトランシーバ２５３ａないし２５３ｄのＰＩＮフォトダイオード受信部に受信される時は、−５ｄＢｍとなる。この程度の値であれば特段の支障は無いが、光信号５６７のチャネルあたりの光信号強度がチャネル当たり−５ｄＢｍを越えるといくつかの問題が生じてくる。【０３１１】
ＥＤＦＡ増幅モジュール２６７には飽和出力と呼ばれる最大出力があり、複数の波長の光信号の強度の和がこの値を越えることはできない。図７３において採用したＥＤＦＡ増幅モジュール２６７の飽和出力は前述の通り＋１７ｄＢｍ（５０ｍＷ）である。したがって、送信４波長で各波長＋１０ｄＢｍ（１０ｍＷ）、受信４波長で各波長＋５ｄＢｍ（３ｍｗ）であれば、その総和は５２ｍｗ、すなわち約＋１７ｄＢｍとなる。もしも、光信号５６７のチャネルあたりの光信号強度がチャネル当たり−５ｄＢｍを越えると、ＥＤＦＡ増幅モジュール２６７が飽和してしまう。この結果、送信電力のブーストが十分に行われなくなってしまう。すなわち、送信電力が＋１０ｄＢｍより低い値となってしまう。【０３１２】
また、リモートトランシーバ２５３ａないし２５３ｄのＰＩＮフォトダイオード受信部の最大受信電力は＋０ｄＢｍ（１ｍＷ）である。この値を超えると正確な受信ができなくなる。光信号５６７のチャネルあたりの光信号強度がチャネル当たり０ｄＢｍ以上であると、リモートトランシーバ２５３ａないし２５３ｄのＰＩＮフォトダイオード受信部の受信光強度が０ｄＢｍを越えてしまうことになり、正確な受信が不可能となる。【０３１３】
以上のことから、光信号５６７のチャネルあたりの光信号強度がチャネル当たり−５ｄＢｍを超える場合は、可変光信号減衰器５６１を調整して適当な大きさに入力光信号を成業する必要がある。【０３１４】
可変光信号減衰器５６１は連続的に光信号強度を可変できるようなデバイスであっても良いし、固定的な光信号減衰器を必要に応じて装着できるような機構が設けられていても良い。また、いくつかの固定的な光減衰手段をパッチコードでつなぎ変えて切り替える、あるいは光スイッチで切り替えるような機構であっても良い。【０３１５】
なお、図７３ではコンバータカード５６２の数は４枚としているが、これは任意の数であって良い。図３０、図３７、図３８、図４０、図４１、図４２、図５７、図５８、図６１、図６２、図６７などにおいてもコンバータカード４枚の場合を示しているが、これは単に説明の都合であり、任意のコンバータカード、チャネル数について本明細書の発明は適用可能である。図１などにおいて示されているエッジ光伝送装置の数、クライアント局の数についても任意の数を用いることができることも言うまでもない。
【実施例２３】
【０３１６】
図７６に本発明の実施例２３の光中継増幅器５７０を示す。光中継増幅器５７０はふたつのポート５７６と５７５を有している。ポート５７６から入力した光信号５７４は波長多重化器２６３ａ、可変光信号減衰器５６１ａ、波長多重化器２６３ｃ、２ステージ型光増幅器５７１、分散補償器５５０、波長多重化器２６３ｄ、波長多重化器２６３ｂを経てポート５７７へと出力される。一方、ポート５７７から入力した光信号５７５は、波長多重化器２６３ｂ、可変光信号減衰器５６１ｂ、波長多重化器２６３ｃ、２ステージ型光増幅器５７１、分散補償器５５０、波長多重化器２６３ｄ、波長多重化器２６３ａを経てポート５７６へと出力される。図７６において、光信号５７４は実線の矢印、光信号５７５は破線の矢印として示されている。【０３１７】
長多重化器２６３ａないし２６３ｄは、前述のごとく、実施例４で図１７に示したエッジ光伝送装置６２内に設けられているＣバンド中のＢｌｕｅバンド選択フィルタあるいはＲｅｄバンド選択フィルタと同様の誘電体薄膜フィルタに基づく波長多重化器である。または、「４スキップ１」フィルタあるいは「８スキップ１」フィルタなどと呼ばれる誘電体薄膜フィルタも用いることができる。波長配置の一例を挙げるなら、光信号５７４はＣバンド中のＢｌｕｅバンドに属する波長の光信号であり、光信号５７５はＣバンド中のＲｅｄバンドに属する波長の光信号となる。【０３１８】
散補償器５５０は実施例２１において図７１に示した分散補償器である。２ステージ型光増幅器５７１内には前段のエルビウムドープファイバ光増幅モジュール５７２ａ、利得平坦化フィルタ５７３、後段のエルビウムドープファイバ光増幅モジュール５７２ｂとから成り立っている。【０３１９】
中継増幅器５７０は伝送距離が長い場合に光信号を中継するために用いられる。光中継増幅器５７０は一本の光ファイバの上りと下りとで波長を変えることによって双方向伝送を行う伝送方式のための光中継増幅器である。このような場合、ポート５７６に入力する光信号５７４とポート５７７に入力する光信号５７５の強度が一致しないことがある。これは、ポート５７６につながれているリモート光ファイバの距離とポート５７７につながれているリモート光ファイバの距離が一致しないケースがあるからである。【０３２０】
のような、レベルの不一致を解消するために、本実施例では、可変光信号減衰器５６１ａないし５６１ｂを設けている。可変光信号減衰器５６１ａないし５６１ｂは減衰量が固定値の光信号減衰器を着脱自在に設けても良い。光中継増幅器の設置時に、受信光信号レベルの高い入力ポート側にレベル差を補償する減衰量の固定値光信号減衰器を設け、もう一方は光パッチコードで短絡するようにするのは低コストな実装方法である。【０３２１】
図７６に示した実施例では、２ステージ型光増幅器５７１は（自動利得制御）モードで動作させている。前段エルビウムドープファイバ光増幅モジュール５７２ａの入力光信号レベルと後段エルビウムドープファイバ光増幅モジュール５７２ｂの出力光信号レベルを比較して常に一定比（利得）になるように動作させている。前段エルビウムドープファイバ光増幅モジュール５７２ａの入力光信号レベルが一定値を下回った場合には、前段エルビウムドープファイバ光増幅モジュール５７２ａ、及び、後段エルビウムドープファイバ光増幅モジュール５７２ｂ双方への励起光を遮断するようにも制御されている。これは前にも述べた通り「、サージ対策」である。【０３２２】
中継増幅器５７０は上記のように構成したので、ひとつの分散補償器５５０及びひとつの２ステージ型光増幅器５７１によって光中継増幅を行うことができる。したがって、装置の低コスト化に効果がある。また、ふたつのポートに入力する光信号のレベル差を可変光信号減衰器を用いて調整することができる。【０３２３】
７７に、図７６の変形例である光中継増幅器５８０を示す。図７６に示した光中継増幅器５７０との主な違いは２ステージ型光増幅器５７１に代えて、２入力２ステージ型光増幅器５９０を用いたことである。図７８に２入力２ステージ型光増幅器５９０の構造を示す。【０３２４】
ポート５８１から入力した光信号５８３は波長多重化器２６３ａ、前段エルビウムドープファイバ光増幅モジュール５９１ａ、波長多重化器２６３ｃ、分散補償器５５０、利得平坦化フィルタ５９２、後段エルビウムドープファイバ光増幅モジュール５９３、波長多重化器２６３ｄ、そして、波長多重化器２６３ｂを経てポート５８２へと出力される。一方、ポート５８２から入力した光信号５８４は、波長多重化器２６３ｂ、前段エルビウムドープファイバ光増幅モジュール５９１ｂ、波長多重化器２６３ｃ、分散補償器５５０、利得平坦化フィルタ５９２、後段エルビウムドープファイバ光増幅モジュール５９３、波長多重化器２６３ｄ、波長多重化器２６３ａを経てポート５８１へと出力される。図７７において、光信号５８３は実線の矢印で、光信号５８４は破線の矢印で、それぞれ示されている。【０３２５】
図７８に示すように、２入力２ステージ型光増幅器５９０は、２つの前段エルビウムドープファイバ光増幅モジュール５９１ａないし５９１ｂ、利得平坦化フィルタ５９３と直列接続された後段エルビウムドープファイバ光増幅モジュール５９３とから成り立っている。前段エルビウムドープファイバ光増幅モジュール５９１ａ、５９１ｂ、そして後段エルビウムドープファイバ光増幅モジュール５９３へは共通の励起光源５９４から励起光源分配手段５９５を経て励起光が供給されている。励起光源分配手段５９５は光ファイバカプラなどである。【０３２６】
前段エルビウムドープファイバ光増幅モジュール５９１ａないし５９１ｂの小信号利得を十分高く、また飽和出力を適度に小さく取っておくことにより、前段エルビウムドープファイバ光増幅モジュール５９１ａないし５９１ｂを飽和動作させることができる。すると、波長多重化器２６３ｃに入力されるふたつの光信号５８３及び５８４のレベルを概略同レベルにすることができる。なお、光信号５８３及び５８４は単一の光信号ではなくそれぞれが、多数の異なる波長の光信号の集合体であっても良い。【０３２７】
光増幅器の構成要素の中で最も高価なのは励起光源である。また、励起光源のコストはその励起光出力にほぼ比例する。したがって、前段エルビウムドープファイバ光増幅モジュールをひとつ余計に設けても余りコストは上昇しない。しかも、前段エルビウムドープファイバ光増幅モジュールには後段エルビウムドープファイバ光増幅モジュールに比べて少量の励起光を供給するだけで済むため励起光源のコストもそれほどには上昇しない。したがって、図７７の光中継増幅器では、コスト上昇を抑えつつ、光信号５８３と５８４の入力レベル差調整を自動的に行うことができる。【０３２８】
図７９にエッジ光伝送装置６００を示す。図７９は図７６の光中継増幅器の構成をエッジ光伝送装置に応用したものである。図７６との主要な相違点は、２ステージ型光増幅器５７１に代えて２ステージ型光増幅器６０１を用いたことと、光アッドドロップマルチプレクサー（ＯＡＤＭ）６０４が分散補償器５５０と前段エルビウムドープファイバ光増幅モジュール６０２ａとの間に設けられたことである。【０３２９】
２ステージ型光増幅器６０１は、前段エルビウムドープファイバ光増幅モジュール６０２ａと後段エルビウムドープファイバ光増幅モジュール６０２ｂから成り立っている。利得平坦化フィルタ６０３ａを光アッドドロップマルチプレクサー６０４の前段に設け、また、利得平坦化フィルタ６０３ｂを分散補償器５５０の後段に設けている。利得平坦化フィルタ６０３ａないし６０３ｂの特性は利得平坦化フィルタ５７３とは異なっている。これは、光アッドドロップマルチプレクサー６０４において利得平坦性を得るためである。【０３３０】
図７９の構成によればひとつの２ステージ型光増幅器６０１を用いてエッジ光伝送装置６００を構成できるので装置の低コスト化に効果がある。また、前段エルビウムドープファイバ光増幅モジュール６０２ａがプリアンプとして動作するので、光アッドドロップマルチプレクサー６０４に接続される光トランシーバは低コストなＰＩＮフォトダイオード受信部をもつもので良い。また、後段エルビウムドープファイバ光増幅モジュール６０２ｂがブースタアンプとして動作するので長距離伝送が可能となる。
【実施例２４】
【０３３１】
図８０に本発明の実施例２４のエッジ光伝送装置６１０を示す。エッジ光伝送装置６１０は波長多重化器６１１ａ、６１１ｂ、コンバータカード５６２ａないし５６２ｄ、スリーポートスイッチカード６１２ａ、６１２ｂ、マネジメントカード６１３、及び、ネットワーク監視装置６１４から成り立っている。エッジ光伝送装置６１０は、一本の光ファイバの上りと下りとで波長を変えて双方向伝送をするタイプの光伝送装置である。図８０の光伝送装置は、例えば、図２９に示したような機構を用いて実装することができる。【０３３２】
コンバータカード５６２ａないし５６２ｄは図７４に示した構造を有している。コンバータカード５６２ａと５６２ｂはアッドドロップチャネル用のコンバータカードである。コンバータカード５６２ａにはリモートトランシーバ２５３ａとローカルトランシーバ２４５ａが装着されている。ローカルトランシーバ２４５ａはアッドドロップポート６１５ａに接続されている。同様に、コンバータカード５６２ｂにはリモートトランシーバ２５３ｂとローカルトランシーバ２４５ｂが装着されている。ローカルトランシーバ２４５ｂはアッドドロップポート６１５ｂに接続されている。【０３３３】
コンバータカード５６２ｃと５６２ｄは中継用のコンバータカードである。コンバータカード５６２ｃにはふたつのリモートトランシーバ２５３ｃと２５４ｃとが装着されている。同様にコンバータカード５６２ｄにはふたつのリモートトランシーバ２５３ｅと２５３ｆが装着されている。【０３３４】
スリーポートスイッチカード６１２ａ及び６１２ｂにはそれぞれリモートトランシーバ２５３ｇと２５３ｈとが装着されている。スリーポートスイッチカード６１２ａと６１２ｂは銅線６１９によって互いに接続されている。マネジメントカード６１３とスリーポートスイッチカード６１２ａとは銅線６２０によって互いに接続されている。スリーポートスイッチカード６１２ｂネットワーク監視装置６１４とは銅線６２１によって互いに接続されている。【０３３５】
ふたつの入出力ポート６１７と６１８には波長λ１ないしλ１０の光信号が入出力される。波長λ１ないしλ８の光信号は主信号の伝送に、波長λ９と波長λ１０は監視情報の伝送に、それぞれ用いられている。【０３３６】
波長λ１の光信号と波長λ６の光信号はコンバータカード５６２ｃによって再生中継されている。波長λ２の光信号と波長λ７の光信号はコンバータカード５６２ｄによって再生中継されている。波長λ３の光信号と波長λ８の光信号は、パイパス経路６１６を通して波長多重化器６１１ａと波長多重化器６１１ｂとの間で直接伝送されている。入出力ポート６１７から入出力した波長λ４及び波長λ９の光信号はコンバータカード５６２ａによってアッドドロップされている。また、入出力ポート６１８から入出力した波長λ４及び波長λ９の光信号はコンバータカード５６２ｂによってアッドドロップされている。【０３３７】
本実施例では、コンバータカード５６２にリモートトランシーバ２５３とローカルトランシーバ２５４とを装着することによって信号のアッドドロップが行われ、コンバータカード５６２にふたつのリモートトランシーバ２５３を装着することによって再生中継器（リピータ）として動作させることができる。また、光信号の減衰がそれほど大きくない波長の光信号については波長多重化器６１１ａと６１１ｂとの間をバイパスすることができる。【０３３８】
このため、アッドドロップ用と中継用のコンバータカードを共用できるのでコンバータカードの品種を削減し、ひいてはコスト削減に効果がある。また、ノードごとに異なる光アッドドロップマルチプレクサーをおく必要は無く、汎用の波長多重化器を用いることができるので、やはり品種削減が可能で、ひいてはコスト削減に効果がある。さらに、光信号の伝送損失が小さい波長については無中継にすることによってコスト削減に効果がある。
【実施例２５】
【０３３９】
図８１に本発明の実施例２５の光伝送装置の構成を示す。本実施例は一本の光ファイバの上り信号と下り信号とで波長を変えて双方向伝送を行う光伝送装置に関する実施例である。波長多重化器６３１のコモンポート６３６が波長多重化器６３２のλｃ６ポートに接続されている。また、波長多重化器６３４のコモンポート６３７が波長多重化器６３３のλｃ６ポートに接続されている。波長多重化器６３３のコモンポートと波長多重化器６３２のコモンポートの間にはリモート光ファイバ６３５が接続されている。【０３４０】
波長多重化器６３２と波長多重化器６３３はＣＷＤＭ（低密度波長多重）の波長多重化器である。λｃ１＝１４５１ｎｍ、λｃ２＝１４７１ｎｍ、λｃ３＝１４９１ｎｍ、λｃ４＝１５１１ｎｍ、λｃ５＝１５３１ｎｍ、λｃ６＝１５５１ｎｍ、λｃ７＝１５７１ｎｍ、λｃ８＝１５９１ｎｍ、λｃ９＝１６１１ｎｍである。【０３４１】
また、波長多重化器６３１と波長多重化器はＤＷＤＭ（高密度波長多重）の波長多重化器である。Ｃバンド１００ＧＨｚグリッドの波長が用いられている。λｄ１＝１５４７．７１５ｎｍ（Ｆ３７０：１９３．７０ＴＨｚ）、λｄ２＝１５４８．５１５ｎｍ（Ｆ３６０：１９３．６０ＴＨｚ）、λｄ３＝１５４９．３１５ｎｍ（Ｆ３５０：１９３．５０ＴＨｚ）、λｄ４＝１５５０．１１６ｎｍ（Ｆ３４０：１９３．４０ＴＨｚ）、λｄ５＝１５５１．７２１ｎｍ（Ｆ３２０：１９３．２０ＴＨｚ）、λｄ６＝１５５２．５２４ｎｍ（Ｆ３１０：１９３．１０ＴＨｚ）、λｄ７＝１５５３．３２９ｎｍ（Ｆ３００：１９３．００ＴＨｚ）、そしてλｄ８＝１５５４．１３４ｎｍ（Ｆ２９０：１９２．９０ＴＨｚ）である。ここで、１５５１ｎｍの波長に最も近いグリッドＦ３３０（１５５０．９１８ｎｍ）は意図的に用いていない。このことについては後述する。【０３４２】
一本の光ファイバ上で上りと下りとで波長を変えて双方向伝送を行う方式では、近端反射によるクロストークが問題となる。図８１で、近端に光コネクタ６３８があって、ここで反射が生じたすると、強力な送信信号（０ｄＢｍ）から−１３ｄＢｍ程度の反射光６３９が生じることがある。一方、受信されるべき光信号はリモート光ファイバ６３５を伝送してきて減衰しており、−３５ｄＢｍ程度しかない場合がある。したがって、妨害波が受信波より２２ｄＢも大きくなってしまう。一般に、妨害波は受信波より２５ｄＢ小さく抑えられる必要があるので、合計で４７ｄＢ以上のアイソレーション（妨害波抑圧比）が必要となる。【０３４３】
波長多重化器に用いられる誘電体薄膜フィルタは隣接波長に対しては３０ｄＢ程度のアイソレーションしか有しないが、非隣接波長に対しては６０ｄＢ以上のアイソレーションを有していることが多い。したがって、上り信号にλｄ１ないしλｄ４を用い、下り信号にλｄ５ないしλｄ８を用いた場合、Ｆ３３０（１５５０．９１８ｎｍ）がスキップされているので、上り信号と下り信号は全て比隣接波長となり、近端反射によるクロストークの問題の発生を防ぐことができる。【０３４４】
また、ＣＷＤＭ波長とＤＷＤＭ波長の間で同様の問題が発生し得る。これについては、ふたつの方法によってこのようなクロストークを防ぐことができる。ひとつは、ＣＷＤＭの波長多重化器６３２ないし６３３のＤＷＤＭ波長群を扱うチャネルとその隣接チャネルに高いアイソレーションを持つ誘電体薄膜フィルタを用いる方法である。２枚のフィルタを直列に重ねた２段フィルタ型、あるいは１枚のフィルタと反射鏡を組み合わせて１枚のフィルタを２回光が通るようにしてアイソレーションを高めたダブルパス型のフィルタを波長λｃ５、λｃ６、及び、λｃ７、に用いれば良い。【０３４５】
もうひとつの方法は、用いるＤＷＤＭ波長をλｃ６の中心波長付近に限定する方法である。図８２に示すように波長λｃ５のフィルタ特性６４１、及び、波長λｃ７のフィルタ特性６４２はシャープであり、１０ｄＢ／ｎｍ以上の遮断特性を有している。なお、参照番号６４０は波長λｃ６のフィルタ特性を示している。通常はλｃ６の中心波長に対して±６．５ｎｍのパスバンドで３０ｄＢ程度のアイソレーションが保証されている。使用するＤＷＤＭ波長光信号群６４３をλｃ６の中心付近に限定すると実質的に狭いパスバンド（λｗ）を用いたことになり、アイソレーション（Ｉｓｏ）が増加する。Ｉｓｏ＞５０ｄＢとなるλｗの範囲内にＤＷＤＭ波長を選べば、ＣＷＤＭ波長多重化器６３２あるいは６３３のアイソレーションを特別に高くしなくても良い。具体的には中心波長（１５５１ｎｍ）に対して±４．５ｎｍの範囲のＤＷＤＭ波長を選べば良い。２ｎｍのパスバンドエッジのずれは２０ｄＢのアイソレーションの向上に相当するからである。【０３４６】
本実施例ではλｃ６＝１５５１ｎｍについてＤＷＤＭ波長を組み合わせて用いる場合について説明したが、他のＣＷＤＭ波長にＤＷＤＭ波長を組み合わせて用いることもできる。特にλｃ７＝１５７１ｎｍとＬバンドのＤＷＤＭ波長グリッドを組み合わせる場合、及び、λｃ８＝１５９１ｎｍとＬバンドのＤＷＤＭ波長グリッドを組み合わせる場合は実用性が高い。また、波長グリッドは１００ＧＨｚに限定されることはない。５０ＧＨｚグリッドでも、あるいは２００ＧＨｚグリッドでも構わない。【０３４７】
本実施例によればＣＷＤＭ波長とＤＷＤＭ波長を組み合わせた双方向伝送システムにおいて、近端反射によるクロストークを防ぐことができるという利点がある。
【実施例２６】
【０３４８】
図８３に本発明の実施例２６のコンバータカード６００を示す。実施例１０の図３１において示したコンバータカード２０２の変形例である。コンバータカード６００にはプラッガブルなリモート光トランシーバ２０３及びローカル光トランシーバ２０４が装着されている。コンバータカード６００には、２×２スイッチ６０１とイコライザ６０２及び６０３が設けられている。コンバータカード６００においては装着すべきプラッガブルな光トランシーバ２０３及び２０４としては３Ｒ機能を有している光トランシーバ、伝送速度１０Ｇｂｉｔ／ｓのＸＦＰトランシーバなどが好ましい【０３４９】
コンバータカード６００では２×２スイッチ６０１によってループバックを実現している。ループバックとは診断モードのひとつである。通常は図８３（ａ）に示すようにプラッガブルなリモート光トランシーバ２０３からの信号はプラッガブルなローカル光トランシーバ２０４へと、また、プラッガブル光トランシーバ２０４からの信号はプラッガブル光トランシーバ２０３と伝えられている。ループバックモードにおいては、図８３（ｂ）に示すように、プラッガブル光トランシーバ２０３からの信号はプラッガブル光トランシーバ２０３自身へと送り返される。また、同様にプラッガブル光トランシーバ２０４からの信号はプラッガブル光トランシーバ２０４自身へと送り返される。これはネットワークに異常が発生した場合に故障箇所を切り分けるために用いられる。【０３５０】
２×２スイッチ６０１としては、米国ＭＡＸＩＭ社のＭＡＸ３８４１などを挙げることができる。図８３では便宜上、２×２スイッチ６０１の４つの入出力ポートにそれぞれ１本のラインが接続されているように図が描かれている。実際には１０Ｇｂｉｔ／ｓの高速回路では通常、一対の差動（平衡）信号配線が用いられることが多い。本発明は、差動（平衡）信号配線、非平衡信号配線に依存することは無いのは言うまでも無い。【０３５１】
コンバータカード６００にはイコライザ６０２及び６０３が設けられている。これは１０Ｇｂｉｔ／ｓの高速の電気信号の波形歪を補正するためのものである。このようなイコライザとしては例えば、米国ＭＡＸＩＭ社のＭＡＸ３８０４あるいはＭＡＸ３８０５などを挙げることができる。このようなイコライザを設けることによってプリント基板の実装設計が容易になる利点がある。【０３５２】
また、図８３の構成をより低速の信号用に実現することもできる。ＰＤＨと呼ばれるテレコム用の伝送信号の規格はヨーロッパ系、米国系で速度体系が統一されておらず、１．５Ｍｂｉｔ／ｓから１４０Ｍｂｉｔ／ｓ程度の範囲に多数の信号速度の規格が存在する。またＥＳＣＯＮと呼ばれるストレージ用の伝送信号の規格２００Ｍｂｉｔ／ｓの伝送速度であるし、古いファイバーチャネルの機器は２６５．２５Ｍｂｉｔ／ｓの伝送速度のものが存在する。これらの信号は伝送速度が低いので、必ずしも３Ｒ機構が必要ではないし、また、これらの古い規格のＣＤＲ（クロックデータリカバリ）用のＩＣは入手自体が難しくなってきている。このことから、図８３の構成で低速動作用のコンバータカードを用いることは実用上の価値が高い。低速のコンバータカード６００には２×２スイッチ６０１として、例えば、米国ＭＡＸＩＭ社のＭＡＸ３８４０を用いることができる。低速用のコンバータカード６００ではイコライザ６０２及び６０３は省略することができる。
【実施例２７】
【０３５３】
図８４は、本発明の実施例２７のコンバータカード６１０を示す。実施例１０の図３１において示したコンバータカード２０２の変形例である。コンバータカード６１０にはローカルトランシーバとしてプラッガブル銅線トランシーバ６１１が装着されている。また、コンバータカード６１０には銅線トランシーバ制御機構６１２が設けられている。プラッガブル銅線トランシーバには３Ｒ機能が設けられているので、２Ｒ方式のコンバータカードであっても実質的に３Ｒ機能を得ることができる。【０３５４】
図８４においては、銅線トランシーバ６１１の入力信号６１３と出力信号６１４を便宜上それぞれ１本の矢印によって示しているが、実際は、より線対からなる差動（平衡）信号によってそれぞれ伝送されている。伝送速度１０Ｍｂｉｔ／ｓ及び１００Ｍｂｉｔ／ｓでは１対のより線対がそれぞれ入力信号６１３と出力信号６１４に対応して設けられている。また、１０００Ｍｂｉｔ／ｓの場合においては、４対のより線対上に並列に信号が伝送されている。しかも、入力信号と出力信号は各より線対上を同時に双方向伝送されている。【０３５５】
プラッガブル銅線トランシーバ６１１にはループバック機能も実装されているので、銅線トランシーバ制御機構６１２からの制御によって診断モードであるループバックモードを実現することができる。プラッガブルなリモート光トランシーバ２０３側についても波長λｅの光信号２２２をプラッガブル銅線トランシーバ６１１によってループバックして波長λｅの光信号２２１に折り返すことができる。【０３５６】
さらに、プラッガブル銅線トランシーバ６１１には、パケット数やＣＲＣエラー数をカウントする機能も設けられている。銅線トランシーバ制御機構６１２はこれらの情報を収集して、図示しないバス機構などを介してマネジメントカード２１２へと送ることができる。【０３５７】
このようなプラッガブル銅線トランシーバ６１１の実例としては米国Ｆｉｎｉｓａｒ社のＦＣＭＪ−８２５１−３などを挙げることができる。米国Ａｇｉｌｅｎｔ社からも同等のプラッガブル銅線トランシーバが発売されている。これらのプラッガブル銅線トランシーバは１０Ｍｂｉｔ／ｓ、１００Ｍｂｉｔ／ｓ、１０００Ｍｂｉｔ／ｓのイーサネットの伝送速度で信号を伝送することができる。【０３５８】
以上説明したとおり、本実施例に拠れば、コンバータカードにＣＤＲ（クロックデータリカバリ）用のＩＣや２×２スイッチを設けずとも、３Ｒ機能やループバックモードを実現することができる。これは、コンバータカードの低コスト化及び高信頼性化に効果がある。また、銅線トランシーバ制御機構６１２によって、プラッガブル銅線トランシーバ６１１が収集したパケット数やＣＲＣエラー数などの情報を取り出すこともできる。【０３５９】
なお、説明の便宜上、光信号２２１及び２２２は波長λｅの光信号であるとして説明しているが、光信号２２１と光信号２２２の波長が異なっていてもかまわない。一本の光ファイバ上で上りと下りとで波長を変えて信号伝送を行う方式を採用した場合は、光信号２２１と光信号２２２は異なる波長となる。このような伝送方式については実施例１において図３で既に説明してある通りである。このことは本実施例に限らず本明細書の他の実施例においても成り立つものである。
【実施例２８】
【０３６０】
図８５に本発明の実施例２８のコンバータカード６２０を示す。実施例１０の図３１において示したコンバータカード２０２の変形例である。コンバータカード６２０にはＲＳＧＭＩＩ（Ｒｅｄｕｃｅｄ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｇｉｇａｂｉｔ  Ｍｅｄｉａ  Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）モードで動作するイーサネットＰＨＹチップ６２１が設けられている。イーサネットＰＨＹチップ６２１にはＲＪ４５ジャック６２２及び６２３が接続されている。ＲＪ４５ジャック６２２及び６２３には図示しない銅線ケーブルが接続されてそれぞれギガビットイーサネット信号６２４及び６２５が入出力される。【０３６１】
ＲＳＧＭＩＩモードはふたつのギガビットイーサネット信号を束ねて２．５Ｇｂｉｔ／ｓのシリアル信号として伝送するモードである。イーサネットＰＨＹチップ６２１とプラッガブル光トランシーバ２０３との間は、ＲＳＧＭＩＩ信号６２６及び６２７がやり取りされている。プラッガブル光トランシーバ２０３はこの実施例では２．５Ｇｂｉｔ／ｓの伝送速度で動作する波長多重化（ＷＤＭ）トランシーバである。【０３６２】
コンバータカード６２０はふたつのギガビットイーサネット信号６２４及び６２５を２．５Ｇｂｉｔ／ｓのＲＳＧＭＩＩ信号に変換してさらに波長λｅの光信号２２１に変えて送り出す働きを有する。また、コンバータカード６２０はＲＳＧＭＩＩモードの信号で変調されている波長λｅの光信号２２２を受信して、ふたつのギガビットイーサネット信号６２４及び６２５に変換する働きも有している。【０３６３】
なお、ここまでは信号６２４及び６２５はギガビットイーサネット信号として説明してきたが、信号６２４及び６２５は１０Ｍｂｉｔ／ｓのイーサネット信号、もしくは１００Ｍｂｉｔ／ｓのファーストイーサネット信号であっても良い。ＲＳＧＭＩＩモードでは１０Ｍｂｉｔ／ｓのイーサネット信号、もしくは１００Ｍｂｉｔ／ｓのファーストイーサネット信号もそれぞれ１０００Ｍｂｉｔ／ｓの信号に変換された上でひとつの２．５Ｇｂｉｔ／ｓの信号に束ねられる。１０Ｍｂｉｔ／ｓのイーサネット信号は同じ符号を１００回繰り返し、１００Ｍｂｉｔ／ｓのファーストイーサネット信号は同じ符号を１０回繰り返すという方法で、それぞれ１０００Ｍｂｉｔ／ｓのギガビットイーサネット信号に変換されるのである。なお、情報速度１０００Ｍｂｉｔ／ｓのギガビットイーサネット信号は８Ｂ１０Ｂ符号と言うブロック符号化方式によって符号速度１２５０Ｍｂｉｔ／ｓの信号なる。そして、ふたつの１２５０Ｍｂｉｔ／ｓの信号が束ねられて２．５Ｇｂｉｔ／ｓのＲＳＧＭＩＩ信号なるのである。したがって、信号６２４と信号６２５が異なる速度の信号であってもＲＳＧＭＩＩ信号に束ねることができる。【０３６４】
ＲＳＧＭＩＩモードで動作するイーサネットＰＨＹチップ６２１としては、例えば、台湾のＲｅａｌｔｅｋ社のＲＴＬ８２１１ＮあるいはＲＴＬ８２１２Ｎなどを挙げることができる。
【実施例２９】
【０３６５】
図８６に本発明の実施例２９のコンバータカード６３０を示す。コンバータカード６３０にはＲＳＧＭＩＩインターフェイスを有するイーサネットスイッチチップ６３１が設けられている。プラッガブルなリモート光トランシーバ２０３とイーサネットスイッチチップ６３１とはＲＳＧＭＩＩ信号で接続されている。また、コンバータカード６３０にはイーサネットＰＨＹチップ６２１も設けられていて、このイーサネットＰＨＹチップ６２１にはＲＪ４５ジャック６２２及び６２３が接続されている。【０３６６】
ＲＳＧＭＩＩインターフェイスを有するイーサネットスイッチチップ６３１としては台湾のＲｅａｌｔｅｋ社のＲＴＬ８３６６もしくはＲＴＬ８３６９などを挙げることができる。また、ＲＳＧＭＩＩモードで動作するＰＨＹチップ６２１としては前述のごとく、台湾のＲｅａｌｔｅｋ社のＲＴＬ８２１１ＮあるいはＲＴＬ８２１２Ｎなどを挙げることができる。【０３６７】
イーサネットスイッチチップ６３１にはＶＬＡＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ  Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）の機能及び、ポートミラーリングの機能が実装されている。また、イーサネットスイッチチップ６３１には各ポートを通過するトラフィックの状態（パケット数、パケットバイト数、ＣＲＣエラーの発生数）などを計測する機能も実装されている。【０３６８】
図８７（ａ）に実施例２８で示したコンバータカード６２０同士の接続を示す。コンバータカード６２０ａとコンバータカード６２０ｂとは光ファイバ６４１と６４２とで接続されている。コンバータカード６２０ａには銅線ケーブル６４３及び６４４が接続されている。また、コンバータカード６２０ｂには銅線ケーブル６４５と６４６が接続されている。【０３６９】
銅線ケーブル６４３及び６４４にはそれぞれ別々のギガビットイーサネットの信号が加えられており、これがコンバータカード６２０ａによってＲＳＧＭＩＩ信号に多重化された後、光信号に変えられてコンバータカード６２０ｂに送られる。コンバータカード６２０ｂは光信号を電気信号のＲＳＧＭＩＩ信号に変え、さらにこのＲＳＧＭＩＩ信号からふたつのギガビットイーサネット信号を取り出して銅線ケーブル６４５及び６４６へと伝える。また、銅線ケーブル６４５及び６４６に加えられたギガビットイーサネット信号も同様にコンバータカード６２０ｂによってＲＳＧＭＩＩ信号に多重化された後、光信号に変換されてコンバータカード６２０ａに送られる。コンバータカード６２０ａは光信号を電気信号のＲＳＧＭＩＩ信号に変え、さらにこのＲＳＧＭＩＩ信号からふたつのギガビットイーサネット信号を取り出して銅線ケーブル６４３及び６４４へと伝える。【０３７０】
図８７（ｂ）にはコンバータカード６３０とコンバータカード６２０とを接続した場合を示す。コンバータカード６２０とコンバータカード６３０とは光ファイバ６５１と６５２とで接続されている。コンバータカード６３０には銅線ケーブル６５３及び６５４が接続されている。また、コンバータカード６２０には銅線ケーブル６５５と６５６が接続されている。【０３７１】
コンバータカード６３０とコンバータカード６２０を接続した場合も、多重化の機能は図８７（ａ）に示した場合と同等である。ただし、コンバータカード６２０同士を接続した場合、銅線ケーブルのオートネゴシエーションが使えないのに対して、コンバータカード６３０とコンバータカード６２０とを接続した場合は銅線ケーブルのオートネゴシエーションが使えるという相違がある。【０３７２】
ＲＳＧＭＩＩはＭＡＣ（例えばイーサスイッチチップ）とＰＨＹチップとを接続することを基本形としている。銅線ケーブルのオートネゴシエーション（速度を１０Ｍ／１００／１０００Ｍの中から最適な速度を自動選択する機構）は、まずＰＨＹチップが相手のＰＨＹチップとネゴシエーションを行い、その結果をＭＡＣ（イーサスイッチチップ）へと伝えることによって行われる。図８７（ａ）の場合は、コンバータカード６２０ａ、６２０ｂ共にＰＨＹチップが実装されているので、この情報伝達のプロトコルがうまく機能せず、オートネゴシエーションが働かない。一方、図８７（ｂ）に示した接続では、ＭＡＣチップとＰＨＹチップとが接続される基本形通りとなるので、銅線ケーブルのオートネゴシエーションが支障なく行うことができる。【０３７３】
図８７（ｃ）にはコンバータカード６３０ａとコンバータカード６３０ｂとを接続した場合を示す。コンバータカード６３０ａとコンバータカード６３０ｂとは光ファイバ６６１と６６２とで接続されている。コンバータカード６３０には銅線ケーブル６６３及び６６４が接続されている。また、コンバータカード６３０ｂには銅線ケーブル６６５と６６６が接続されている。【０３７４】
図８７（ｃ）の接続では、ＭＡＣとＭＡＣ同士（イーサネットチップ同士）の接続となるので、この接続もＲＳＧＭＩＩの基本形とは異なる。このため、全てのプロトコルの伝送が保証されず、特にオートネゴシエーションはうまく機能しない。したがって、図８７（ｃ）の接続ではコンバータカード６３０ａないし６３０ｂ内の、イーサネットチップ６３１のリモートトランシーバ２０３に対応するポートのオートネゴシエーション機能をディスエーブルさせておく必要がある。【０３７５】
図８７（ａ）の接続では、銅線ケーブル６４３の信号は銅線ケーブル６４５にのみ伝えられ、銅線ケーブル６４４の信号は銅線ケーブル６４６のみに伝えられる。ところが図８７（ｂ）の接続では、銅線ケーブル６５３、６５４、６５５、６５６の間で任意のパケット交換（スイッチ）が行える。これはコンバータカード６３０に設けられているイーサネットスイッチチップ６３１がこれらのポート間の任意のパケット交換を行うことができるからである。同様に図８７（ｃ）の接続でも銅線ケーブル６６３、６６４、６６５、６６６の間で任意のパケット交換（スイッチ）が行える。【０３７６】
このような機能はメトロエリアネットワークの伝送では望ましく無い場合がある。例えば銅線ケーブル６５３から銅線ケーブル６５５の通信はＡ社への通信サービスとして提供し、銅線ケーブル６５４から銅線ケーブル６５６の通信はＢ社への通信サービスとして提供する場合があるからである。この時に、Ａ社とＢ社の通信内容が交換されてしまうのでは機密保持の点で好ましくないからである。【０３７７】
前述のようにイーサスイッチチップ６３１にはＶＬＡＮの機能が実装されている。ＶＬＡＮの機能を用いることによって、銅線ケーブル６５３に対応するポートと銅線ケーブル６５５に対応するポートとをグループ化することができる。同様に、銅線ケーブル６５４に対応するポートと銅線ケーブル６５６に対応するポートとを別のグループとしてグループ化することができる。このようにＶＬＡＮ機能によって別々のグループとして定義すると、ふたつのグループ間でのパケットの交換は禁止されるので、ふたつの独立した回線として通信サービスを提供することが可能となる。このグループ化は任意に定義することができるので、図８７（ａ）に示した構成に比べて、図８７（ｂ）に示した構成はネットワークトポロジーをより自由に制御できるという利点がある。図８７（ｃ）に示した構成では双方のコンバータカード６３０ａ及び６３０ｂに共にスイッチが実装されているので、ネットワークトポロジーをさらに自由に制御できる。【０３７８】
また、図８７（ａ）に示した構成ではループバックモードの実装が困難である。一方、図８７（ｂ）に示した構成では、コンバータカード６３０内に設けられているイーサスイッチチップ６３１にポートミラーリングの機能が実装されおり、この機能を用いてループバックモードが実装できる。ポートミラーリングは、あるポート（ソースポート）の入力信号（Ｒｘ）もしくは出力信号（Ｔｘ）を指定されたポート（ミラーポート）の送信信号（Ｔｘ）にコピー（ミラーリング）する機能のことである。例えば、あるポートの入力信号（Ｒｘ）を同じポートの出力信号に（Ｔｘ）にミラーリングすれば、ループバックと同等となる。【０３７９】
または、ＶＬＡＮによってふたつのポートＡとポートＢのみをグループ化しておく。すると、ポートＡへの入力信号（Ｒｘ）はポートＢの出力信号（Ｔｘ）へと送られ、ポートＢへの入力信号（Ｒｘ）はポートＡの出力信号（Ｔｘ）へと送られることになる。この時、ポートＢの出力信号（Ｔｘ）をポートＡの出力信号（Ｔｘ）へとミラーリングすれば、やはり、ループバックモードが実現できる。【０３８０】
図８７（ｂ）に示した構成ではコンバータカード６３０ではループバックが行えるが、コンバータカード６２０側ではループバックが行えない。これに対して図８７（ｃ）に示した構成であれば、コンバータカード６３０ａ、６３０ｂのどちらでもループバックが行えるという利点がある。【０３８１】
なお、図８６に示した構成ではＲＳＧＭＩＩモードで動作可能なイーサネットＰＨＹチップ６２１がひとつだけ設けられているが、２つ以上のイーサネットＰＨＹチップ６２１設けられてイーサネットスイッチチップ６３１に接続されていても良い。例えば、ローカル側４本のギガビットイーサネット信号をリモート側２本のギガビットイーサネット信号に割り付けても良い。この場合、フローコントロールを機能させることにより通信トラフィック集中時の制御を行っても良い。【０３８２】
また、ローカル側が１００Ｍｂｉｔ／ｓのファーストイーサネットのインターフェイスとして動作している場合は、例えば、２０本のローカル側のファーストイーサネット信号を２本のリモート側のギガビットイーサネットに割付、この２本のギガビットイーサネット信号をＲＳＧＭＩＩ信号に多重化して伝送することができる。
【実施例３０】
【０３８３】
図８８に本発明の実施例３０のコンバータカード６７０を示す。コンバータカード６７０にはＲＳＧＭＩＩインターフェイスを有するイーサネットスイッチチップ６３１が設けられている。プラッガブルなリモート光トランシーバ６７１とイーサネットスイッチチップ６３１は背中合わせに接続された２つのイーサネットＰＨＹチップ６２１ｃ、６２１ｄとを介して接続されている。プラッガブルなリモート光トランシーバ６７１とイーサネットＰＨＹチップ６２１ｃはＲＳＧＭＩＩ信号で接続されている。プラッガブルなリモート光トランシーバ６７２とイーサネットスイッチチップ６３１とはＲＳＧＭＩＩ信号で直接接続されている。また、コンバータカード６３０にはイーサネットＰＨＹチップ６２１ａと６２１ｂも設けられている。このふたつのこのイーサネットＰＨＹチップ６２１ａと６２１ｂにはそれぞれＲＪ４５ジャック６７３、６７４、６７５、及び６７６が接続されている。ＲＪ４５ジャック６７３、６７４、６７５、及び６７６はローカル信号ポートであり、プラッガブル光トランシーバ６７１と６７２とはリモート信号ポートとなっている。【０３８４】
本実施例では、イーサネットスイッチチップ６３１としては９ポートのチップであるＲｅａｌｔｅｋ社製ＲＴＬ８３６９を用いた。また、イーサネットＰＨＹチップ６２１ａないし６２１ｄとしてはＲＴＬ８２１２Ｎを用いた。プラッガブル光トランシーバ６７１ないし６７２としては２．５Ｇｂｉｔ／ｓないしは２．６７Ｇｂｉｔ／ｓまでの動作可能なマルチレートＣＷＤＭトランシーバもしくはマルチレートＤＷＤＭトランシーバを用いた。【０３８５】
コンバータカード６７０は図８９に示すようにふたつのコンバータカード同士を接続するときに、リモートポート６７１の相手としてはリモートポート６７２に相当するポートを接続する。例えば、図８９ではコンバータカード６７０ａのリモートポート６７１ａはコンバータカード６７０ｂのリモートポート６７２ｂに接続されている。【０３８６】
このように接続規則を定めると、イーサネットスイッチチップとイーサネットＰＨＹチップの接続が全て基本形通りとなり、全てのプロトコルの伝送が確保できる。このことは図８９に示すようなやや複雑なネットワークを構成するときには重要である。【０３８７】
図８９では３つのコンバータカード６７０ａ、６７０ｂ、及び６７０ｃをリング状に接続している。コンバータカード６７０ａのリモートポート６７１ａはコンバータカード６７０ｂのリモートポート６７２ｂに接続されている。コンバータカード６７０ａのリモートポート６７２ａはコンバータカード６７０ｃのリモートポート６７１ｃに接続されている。コンバータカード６７０ｂのリモートポート６７１ｂはコンバータカード６７０ｃのリモートポート６７２ｃに接続されている。【０３８８】
図８９の構成では、ＶＬＡＮの機能を用いることによって、ローカルポート６７３ａ、６７４ａ、６７５ａ、６７６ａ、６７３ｂ、６７４ｂ、６７５ｂ、６７６ｂ、６７３ｃ、６７４ｃ、６７５ｃ、及び６７６ｃの間に任意の経路設定を行うことができる。例えば、エッジスイッチ５の数が２個の場合であれば、実施例１の図２で示した伝送経路７を図８９の構成上に実現することもできる。【０３８９】
図８９では３つのコンバータカードをリング状に接続した場合を示したが、さらに多数のコンバータカードをリング状に接続することもできるし、図８９の構成を波長多重化の技術を使って１本の光ファイバ上に多数実装することもできる。
また、図８９では４つのＲＪ４５ジャック６７３、６７４、６７５、及び６７６のみが示されているが、このローカルポートの数は４個に制限されることは無い。４個以下でも良いし、より多数のローカルポートを設けても良い。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３７】
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【図３８】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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【図６６】
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【図６７】
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【図６８】
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【図６９】
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【図７０】
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【図７１】
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【図７２】
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【図７３】
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【図７４】
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【図７５】
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【図７６】
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【図７７】
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【図７８】
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【図７９】
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【図８０】
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【図８１】
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【図８２】
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【図８３】
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【図８４】
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【図８５】
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【図８６】
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【図８７】
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【図８８】
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【図８９】
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【図９０】
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【図２９】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３９】
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