(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の通信ノードと、前記通信ノード間の通信を光信号の波長による経路制御に基づいて確立する波長ルーティング装置と、前記通信ノードと前記波長ルーティング装置とを接続して通信経路を形成する光伝送路とを備えた光通信ネットワークシステムであって、
前記波長ルーティング装置は、
前記光伝送路を介して前記通信ノードに接続されたＮ（Ｎは２以上の整数）個の装置入力ポートと、
前記光伝送路を介して前記通信ノードに接続されたＮ個の装置出力ポートと、
前記Ｎ個の装置入力ポート毎に設けられ、１つの入力ポートと複数の出力ポートとを有し、該入力ポートが前記装置入力ポートに接続されている複数の波長帯域光分離器と、
前記Ｎ個の装置出力ポート毎に設けられ、複数の入力ポートと１つの出力ポートとを有し、該出力ポートが前記装置出力ポートに接続されている複数の波長帯域光合波器と、
Ｋ（Ｋ≧Ｎ；Ｋは整数）個の入力ポートおよびＫ個の出力ポートを有し、１つの入力ポートに入力された光信号をその波長に応じてそれぞれ異なる出力ポートに出力し、かつ１つの出力ポートから出力される光の波長が入力ポート毎に異なる波長ルーティング特性を有するＲ個（ＲはＪ以上の整数、Ｊは２以上の整数）のＫ×Ｋアレイ導波路回折格子とを備え、
前記波長帯域光分離器は、前記通信ノードから送出される波長帯域（波長帯域＝中心波長λBm±波長帯域幅△λm、ただしλBm＋Δλm≦λBm+1−Δλm+1、１≦ｍ≦Ｒ−１、ｍは整数）毎にそれぞれ所定数の波長が波長多重された波長多重光信号を前記波長帯域毎に分離して異なる出力ポートに出力する手段を有し、
前記波長帯域光合波器は、前記複数の入力ポートから入力した光信号を前記波長帯域毎に合波して所定数の波長が波長多重された波長多重光信号を前記出力ポートに出力する手段を有し、
前記Ｋ×Ｋアレイ導波路回折格子は、中心波長λB1±波長帯域幅Δλ1、中心波長λB2±波長帯域幅Δλ2（λB1＋Δλ1＜λB2−Δλ2）、中心波長λB3±波長帯域幅Δλ3（λB2＋Δλ2＜λB3−Δλ3）、…、中心波長λBR±波長帯域幅ΔλR（λBR-1＋ΔλR-1＜λBR−ΔλR）の各波長帯域において波長ルーティング特性を有し、
前記Ｎ個の各装置入力ポートのそれぞれに接続された前記波長帯域光分離器の各出力ポートは、前記出力ポートから出力される光信号の波長帯城で波長ルーティング特性を有する前記Ｋ×Ｋアレイ導波路回折格子の入力ポートに１対１に接続され、
前記Ｋ×Ｋアレイ導波路回折格子の各出力ポートは、該出力ポートから出力される光信号の波長帯域に属する波長の光信号を合波できる前記複数の波長帯域光合波器のうちのいずれか１つの波長帯域光合波器の入力ポートに１対１に接続され、
前記通信ノードは、
Ｊ（２以上の整数）個の入力ポートと１つの出力ポートを有し、前記Ｊ個の各入力ポートＩＰ[1]、ＩＰ[2]、ＩＰ[3]、…、ＩＰ[J]はそれぞれ、中心波長λB1±波長帯域幅Δλ1、中心波長λB2±波長帯域幅Δλ2、中心波長λB3±波長帯域幅Δλ3、…、中心波長λBJ±波長帯域幅ΔλJ、（ただし、λBm＋Δλm≦λBm+1−Δλm+1、１≦ｍ≦Ｊ−１、ｍは整数）の各波長帯域内に属する波長の光信号を前記１つの出力ポートに出力するＪ×１波長帯域光合波器と、
前記Ｊ×１波長帯域光合波器の各入力ポートＩＰ[1]、ＩＰ[2]、ＩＰ[3]、…、ＩＰ[J]毎に設けられ、２以上の入力ポートと１個の出力ポートを有し、該出力ポートが前記Ｊ×１波長帯域光合波器の入力ポートに接続されている複数の光合波器と、
前記光合波器の各入力ポートに接続され、中心波長λBm±波長帯域幅Δλmの波長帯域に属する波長の光を発する複数の光送信機とを備え、
前記Ｊ×１波長帯域光合波器の前記出力ポートが、前記波長ルーティング装置の前記装置入力ポートに光導波路を介して接続されている光通信ネットワークシステム。
【請求項２】
複数の通信ノードと、前記通信ノード間の通信を光信号の波長による経路制御に基づいて確立する波長ルーティング装置と、前記通信ノードと前記波長ルーティング装置とを接続して通信経路を形成する光伝送路とを備えた光通信ネットワークシステムであって、
前記波長ルーティング装置は、
前記光伝送路を介して前記通信ノードに接続されたＮ（Ｎは２以上の整数）個の装置入力ポートと、
前記光伝送路を介して前記通信ノードに接続されたＮ個の装置出力ポートと、
前記Ｎ個の装置入力ポート毎に設けられ、１つの入力ポートと複数の出力ポートとを有し、該入力ポートが前記装置入力ポートに接続されている複数の波長帯域光分離器と、
前記Ｎ個の装置出力ポート毎に設けられ、複数の入力ポートと１つの出力ポートとを有し、該出力ポートが前記装置出力ポートに接続されている複数の波長帯域光合波器と、
Ｋ（Ｋ≧Ｎ；Ｋは整数）個の入力ポートおよびＫ個の出力ポートを有し、１つの入力ポートに入力された光信号をその波長に応じてそれぞれ異なる出力ポートに出力し、かつ１つの出力ポートから出力される光の波長が入力ポート毎に異なる波長ルーティング特性を有するＲ個（ＲはＪ以上の整数、Ｊは２以上の整数）のＫ×Ｋアレイ導波路回折格子とを備え、
前記波長帯域光分離器は、前記通信ノードから送出される波長帯域（波長帯域＝中心波長λBm±波長帯域幅△λm、ただしλBm＋Δλm≦λBm+1−Δλm+1、１≦ｍ≦Ｒ−１、ｍは整数）毎にそれぞれ所定数の波長が波長多重された波長多重光信号を前記波長帯域毎に分離して異なる出力ポートに出力する手段を有し、
前記波長帯域光合波器は、前記複数の入力ポートから入力した光信号を前記波長帯域毎に合波して所定数の波長が波長多重された波長多重光信号を前記出力ポートに出力する手段を有し、
前記Ｋ×Ｋアレイ導波路回折格子は、中心波長λB1±波長帯域幅Δλ1、中心波長λB2±波長帯域幅Δλ2（λB1＋Δλ1＜λB2−Δλ2）、中心波長λB3±波長帯域幅Δλ3（λB2＋Δλ2＜λB3−Δλ3）、…、中心波長λBR±波長帯域幅ΔλR（λBR-1＋ΔλR-1＜λBR−ΔλR）の各波長帯域において波長ルーティング特性を有し、
前記Ｎ個の各装置入力ポートのそれぞれに接続された前記波長帯域光分離器の各出力ポートは、前記出力ポートから出力される光信号の波長帯城で波長ルーティング特性を有する前記Ｋ×Ｋアレイ導波路回折格子の入力ポートに１対１に接続され、
前記Ｋ×Ｋアレイ導波路回折格子の各出力ポートは、該出力ポートから出力される光信号の波長帯域に属する波長の光信号を合波できる前記複数の波長帯域光合波器のうちのいずれか１つの波長帯域光合波器の入力ポートに１対１に接続され、
前記通信ノードは、
Ｊ（２以上の整数）個の出力ポートと１つの入力ポートを有し、前記１つの入力ポートに入力される中心波長λB1±波長帯域幅Δλ1、中心波長λB2±波長帯域幅Δλ2、中心波長λB3±波長帯域幅Δλ3、…、中心波長λBJ±波長帯域幅ΔλJ（ただし、λBm＋Δλm≦λBm+1−Δλm+1、１≦ｍ≦Ｊ−１、ｍは整数）の各波長帯域幅内に属する波長の光信号を、前記Ｊ個の各出力ポートＯＰ[1]、ＯＰ[2]、ＯＰ[3]、…、ＯＰ[J]に出力する１×Ｊ波長帯域光分離器と、
前記１×Ｊ波長帯域光分離器の各出力ポートＯＰ[1]、ＯＰ[2]、ＯＰ[3]、…、ＯＰ[J]毎に設けられ、２以上の出力ポートと１つの入力ポートを有し、該入力ポートが前記１×Ｊ波長帯域光分離器の出力ポートに接続されている複数の光分波器と、
前記光分波器の各出力ポートに接続された複数の光受信機とを備え、
前記１×Ｊ波長帯域光分離器の前記１つの入力ポートは、前記波長ルーティング装置の前記装置出力ポートに光導波路を介して接続されている光通信ネットワークシステム。
【請求項３】
複数の通信ノードと、前記通信ノード間の通信を光信号の波長による経路制御に基づいて確立する波長ルーティング装置と、前記通信ノードと前記波長ルーティング装置とを接続して通信経路を形成する光伝送路とを備えた光通信ネットワークシステムであって、
前記波長ルーティング装置は、
前記光伝送路を介して前記通信ノードに接続されたＮ（Ｎは２以上の整数）個の装置入力ポートと、
前記光伝送路を介して前記通信ノードに接続されたＮ個の装置出力ポートと、
前記Ｎ個の装置入力ポート毎に設けられ、１つの入力ポートと複数の出力ポートとを有し、該入力ポートが前記装置入力ポートに接続されている複数の波長帯域光分離器と、
前記Ｎ個の装置出力ポート毎に設けられ、複数の入力ポートと１つの出力ポートとを有し、該出力ポートが前記装置出力ポートに接続されている複数の波長帯域光合波器と、
Ｋ（Ｋ≧Ｎ；Ｋは整数）個の入力ポートおよびＫ個の出力ポートを有し、１つの入力ポートに入力された光信号をその波長に応じてそれぞれ異なる出力ポートに出力し、かつ１つの出力ポートから出力される光の波長が入力ポート毎に異なる波長ルーティング特性を有するＲ個（ＲはＪ以上の整数、Ｊは２以上の整数）のＫ×Ｋアレイ導波路回折格子とを備え、
前記波長帯域光分離器は、前記通信ノードから送出される波長帯域（波長帯域＝中心波長λBm±波長帯域幅△λm、ただしλBm＋Δλm≦λBm+1−Δλm+1、１≦ｍ≦Ｒ−１、ｍは整数）毎にそれぞれ所定数の波長が波長多重された波長多重光信号を前記波長帯域毎に分離して異なる出力ポートに出力する手段を有し、
前記波長帯域光合波器は、前記複数の入力ポートから入力した光信号を前記波長帯域毎に合波して所定数の波長が波長多重された波長多重光信号を前記出力ポートに出力する手段を有し、
前記Ｋ×Ｋアレイ導波路回折格子は、中心波長λB1±波長帯域幅Δλ1、中心波長λB2±波長帯域幅Δλ2（λB1＋Δλ1＜λB2−Δλ2）、中心波長λB3±波長帯域幅Δλ3（λB2＋Δλ2＜λB3−Δλ3）、…、中心波長λBR±波長帯域幅ΔλR（λBR-1＋ΔλR-1＜λBR−ΔλR）の各波長帯域において波長ルーティング特性を有し、
前記Ｎ個の各装置入力ポートのそれぞれに接続された前記波長帯域光分離器の各出力ポートは、前記出力ポートから出力される光信号の波長帯城で波長ルーティング特性を有する前記Ｋ×Ｋアレイ導波路回折格子の入力ポートに１対１に接続され、
前記Ｋ×Ｋアレイ導波路回折格子の各出力ポートは、該出力ポートから出力される光信号の波長帯域に属する波長の光信号を合波できる前記複数の波長帯域光合波器のうちのいずれか１つの波長帯域光合波器の入力ポートに１対１に接続され、
前記通信ノードは、
Ｊ（２以上の整数）個の入力ポートと１つの出力ポートを有し、前記Ｊ個の各入力ポートＩＰ[1]、ＩＰ[2]、ＩＰ[3]、…、ＩＰ[J]はそれぞれ、中心波長λB1±波長帯域幅Δλ1、中心波長λB2±波長帯域幅Δλ2、中心波長λB3±波長帯域幅Δλ3、…、中心波長λBJ±波長帯域幅ΔλJ、（ただし、λBm＋Δλm≦λBm+1−Δλm+1、１≦ｍ≦Ｊ−１、ｍは整数）の各波長帯域内に属する波長の光信号を前記１つの出力ポートに出力するＪ×１波長帯域光合波器と、
前記Ｊ×１波長帯域光合波器の各入力ポートＩＰ[1]、ＩＰ[2]、ＩＰ[3]、…、ＩＰ[J]のいずれかの入力ポートに接続され、接続された前記入力ポートに属する波長帯域内の波長に設定できる波長可変光源を内蔵し前記波長の光を出力する少なくとも一つの波長可変光源内蔵光送信機と、
前記波長可変光源内蔵光送信機が接続されている入力ポート以外の前記Ｊ×１波長帯域光合波器の各入力ポート毎に設けられ、２以上の入力ポートと１個の出力ポートを有し、該出力ポートが前記Ｊ×１波長帯域光合波器の入力ポートに接続されている複数の光合波器と、
前記光合波器の各入力ポートに接続され、中心波長λBm±波長帯域幅Δλmの波長帯域に属する波長の光を発する複数の光送信機と、
Ｊ（２以上の整数）個の出力ポートと１つの入力ポートを有し、前記１つの入力ポートは中心波長λB1±波長帯域幅Δλ1、中心波長λB2±波長帯域幅Δλ2、中心波長λB3±波長帯域幅Δλ3、…、中心波長λBJ±波長帯域幅ΔλJ（ただし、λBm＋Δλm≦λBm+1−Δλm+1、１≦ｍ≦Ｊ−１、ｍは整数）の各波長帯域幅内に属する波長の光信号を、前記Ｊ個の各出力ポートＯＰ[1]、ＯＰ[2]、ＯＰ[3]、…、ＯＰ[J]に出力する１×Ｊ波長帯域光分離器と、
前記１×Ｊ波長帯域光分離器の各出力ポートＯＰ[1]、ＯＰ[2]、ＯＰ[3]、…、ＯＰ[J]のうち、前記波長可変光源内蔵光送信機が装備された波長帯域に属する出力ポートに接続され、前記波長可変光源内蔵光送信機から出力された波長の光信号を受信する光受信機と、
前記光受信機が接続されている出力ポート以外の前記１×Ｊ波長帯域光分離器の各出力ポート毎に設けられ、２以上の出力ポートと１つの入力ポートを有し、該入力ポートが前記１×Ｊ波長帯域光分離器の出力ポートに接続されている複数の光分波器と、
前記光分波器の各出力ポートに接続された複数の光受信機とを備え、
前記１×Ｊ波長帯域光分離器の前記１つの入力ポートは、前記波長ルーティング装置の前記装置出力ポートに光導波路を介して接続されている光通信ネットワークシステム。
【請求項４】
前記光通信ネットワークシステムは更に、異なる２つの通信ノード間の光パスを制御する光パス管理手段を備え、
全ての前記通信ノードに設けられ同一の波長帯域の光信号を出力する前記波長可変光源内蔵光送信機の組が少なくとも一つ存在し、これら波長可変光源内蔵光送信機に接続された前記Ｊ×１波長帯域光合波器の入力ポートに属する波長帯域がＫ個（Ｋは２以上の整数）ある場合には、
前記光パス管理手段は、
各前記波長可変光源内蔵光送信機に接続された前記Ｊ×１波長帯域光合波器の入力ポートに属する波長帯域に相異なる１番からＫ番までの優先順位を割り当て、
前記波長可変光源内蔵光送信機に接続された前記Ｊ×１波長帯域光合波器の入力ポートに属する波長帯域のうち、ｘ番目の通信ノードとｙ番目の通信ノード間に存在する光パスの波長帯域の中で最も大きな番号の優先順位がｂ番目であり、ｘ番目の通信ノード又はｙ番目の通信ノードを始終点とする光パスが存在していない波長帯域の中で最も小さな番号の優先順位がａ番目であり、ａ番がｂ番よりも小さい番号である時に、
ａ番目の優先順位の波長帯域でｘ番目の通信ノードとｙ番目の通信ノード間の光パスを設立し、その後に、ｂ番目の優先順位の波長帯域でｘ番目の通信ノードとｙ番目の通信ノード間に存在していた光パスを停止するように、前記波長可変光源内蔵光送信機のオン・オフ及び発振波長を制御する請求項３に記載の光通信ネットワークシステム。
【請求項５】
波長帯域毎の光パスを記載したデータベースと、
新たにｘｘ番目の通信ノードとｙｙ番目の通信ノードとの間の光パスを確立する必要が生じた時、前記データベースにおいて優先順位の番号の小さい波長帯域に対応するデータから順にｘｘ番目の通信ノードとｙｙ番目の通信ノードが共に未使用の波長帯域を検索する第１の検索手段と、
該第１の検索手段による検索結果に従う光パスを確立するための指示を前記光パス管理手段に伝達する第１の伝達手段と、
ｘｘｘ番目の通信ノードとｙｙｙ番目の通信ノードとの間で既に確立されている光パスが必要なくなった時、前記データベースにおいて優先順位の番号の大きい波長帯域に対応するデータから順にｘｘｘ番目の通信ノードとｙｙｙ番目の通信ノードとの間で光パスが確立されている波長帯域を検索する第２の検索手段と、
該第２の検索手段による検索結果に従う光パスを停止するための指示を前記光パス管理手段に伝達する第２の伝達手段と、
前記データベースにおいて、ｘ番目の通信ノードとｙ番目の通信ノードとの間で光パスが確立している波長帯域の中で最も大きい優先順位の番号ｂと、ｘ番目の通信ノード又はｙ番目の通信ノードを始終点とする光パスが存在しない波長帯域の中で最も小さい優先順位の番号ａとを、予め定めた順に全てのｘ及びｙの組み合わせについて検索し、ａがｂより小さい数であるｘ，ｙ，ａ，ｂの組み合わせを抽出する抽出手段と、
該当する組み合わせが存在する時、ａ番目の波長帯域を用いてｘ番目の通信ノードとｙ番目の通信ノードの光パスを確立するための指示を前記光パス管理手段に伝達し、その後、ｂ番目の波長帯域を用いているｘ番目の通信ノードとｙ番目の通信ノードの光パスを停止するための指示を前記光パス管理手段に伝達する第３の伝達手段と、
新たに確立した光パスを前記データベースに登録し、停止した光パスを前記データベースから削除するデータベース更新手段と
をさらに具備した請求項４に記載の光通信ネットワークシステム。
【請求項６】
前記Ｋ×Ｋアレイ導波路回折格子が波長周回性を有する請求項１から３に記載の光通信ネットワークシステム。
【請求項７】
複数の通信ノードと、前記通信ノード間の通信を光信号の波長による経路制御に基づいて確立する波長ルーティング装置と、前記通信ノードと前記波長ルーティング装置とを接続して通信経路を形成する光伝送路とを備えた光通信ネットワークシステムにおいて、異なる２つの通信ノード間の光パスを制御する光パス管理装置であって、
前記波長ルーティング装置は、
前記光伝送路を介して前記通信ノードに接続されたＮ（Ｎは２以上の整数）個の装置入力ポートと、
前記光伝送路を介して前記通信ノードに接続されたＮ個の装置出力ポートと、
前記Ｎ個の装置入力ポート毎に設けられ、１つの入力ポートと複数の出力ポートとを有し、該入力ポートが前記装置入力ポートに接続されている複数の波長帯域光分離器と、
前記Ｎ個の装置出力ポート毎に設けられ、複数の入力ポートと１つの出力ポートとを有し、該出力ポートが前記装置出力ポートに接続されている複数の波長帯域光合波器と、
Ｋ（Ｋ≧Ｎ；Ｋは整数）個の入力ポートおよびＫ個の出力ポートを有し、１つの入力ポートに入力された光信号をその波長に応じてそれぞれ異なる出力ポートに出力し、かつ１つの出力ポートから出力される光の波長が入力ポート毎に異なる波長ルーティング特性を有するＲ個（ＲはＪ以上の整数、Ｊは２以上の整数）のＫ×Ｋアレイ導波路回折格子とを備え、
前記波長帯域光分離器は、前記通信ノードから送出される波長帯域（波長帯域＝中心波長λBm±波長帯域幅△λm、ただしλBm＋Δλm≦λBm+1−Δλm+1、１≦ｍ≦Ｒ−１、ｍは整数）毎にそれぞれ所定数の波長が波長多重された波長多重光信号を前記波長帯域毎に分離して異なる出力ポートに出力する手段を有し、
前記波長帯域光合波器は、前記複数の入力ポートから入力した光信号を前記波長帯域毎に合波して所定数の波長が波長多重された波長多重光信号を前記出力ポートに出力する手段を有し、
前記Ｋ×Ｋアレイ導波路回折格子は、中心波長λB1±波長帯域幅Δλ1、中心波長λB2±波長帯域幅Δλ2（λB1＋Δλ1＜λB2−Δλ2）、中心波長λB3±波長帯域幅Δλ3（λB2＋Δλ2＜λB3−Δλ3）、…、中心波長λBR±波長帯域幅ΔλR（λBR-1＋ΔλR-1＜λBR−ΔλR）の各波長帯域において波長ルーティング特性を有し、
前記Ｎ個の各装置入力ポートのそれぞれに接続された前記波長帯域光分離器の各出力ポートは、前記出力ポートから出力される光信号の波長帯城で波長ルーティング特性を有する前記Ｋ×Ｋアレイ導波路回折格子の入力ポートに１対１に接続され、
前記Ｋ×Ｋアレイ導波路回折格子の各出力ポートは、該出力ポートから出力される光信号の波長帯域に属する波長の光信号を合波できる前記複数の波長帯域光合波器のうちのいずれか１つの波長帯域光合波器の入力ポートに１対１に接続され、
前記通信ノードは、
Ｊ（２以上の整数）個の入力ポートと１つの出力ポートを有し、前記Ｊ個の各入力ポートＩＰ[1]、ＩＰ[2]、ＩＰ[3]、…、ＩＰ[J]はそれぞれ、中心波長λB1±波長帯域幅Δλ1、中心波長λB2±波長帯域幅Δλ2、中心波長λB3±波長帯域幅Δλ3、…、中心波長λBJ±波長帯域幅ΔλJ、（ただし、λBm＋Δλm≦λBm+1−Δλm+1、１≦ｍ≦Ｊ−１、ｍは整数）の各波長帯域内に属する波長の光信号を前記１つの出力ポートに出力するＪ×１波長帯域光合波器と、
前記Ｊ×１波長帯域光合波器の各入力ポートＩＰ[1]、ＩＰ[2]、ＩＰ[3]、…、ＩＰ[J]のいずれかの入力ポートに接続され、接続された前記入力ポートに属する波長帯域内の波長に設定できる波長可変光源を内蔵し前記波長の光を出力する少なくとも一つの波長可変光源内蔵光送信機と、
前記波長可変光源内蔵光送信機が接続されている入力ポート以外の前記Ｊ×１波長帯域光合波器の各入力ポート毎に設けられ、２以上の入力ポートと１個の出力ポートを有し、該出力ポートが前記Ｊ×１波長帯域光合波器の入力ポートに接続されている複数の光合波器と、
前記光合波器の各入力ポートに接続され、中心波長λBm±波長帯域幅Δλmの波長帯域に属する波長の光を発する複数の光送信機と、
Ｊ（２以上の整数）個の出力ポートと１つの入力ポートを有し、前記１つの入力ポートは中心波長λB1±波長帯域幅Δλ1、中心波長λB2±波長帯域幅Δλ2、中心波長λB3±波長帯域幅Δλ3、…、中心波長λBJ±波長帯域幅ΔλJ（ただし、λBm＋Δλm≦λBm+1−Δλm+1、１≦ｍ≦Ｊ−１、ｍは整数）の各波長帯域幅内に属する波長の光信号を、前記Ｊ個の各出力ポートＯＰ[1]、ＯＰ[2]、ＯＰ[3]、…、ＯＰ[J]に出力する１×Ｊ波長帯域光分離器と、
前記１×Ｊ波長帯域光分離器の各出力ポートＯＰ[1]、ＯＰ[2]、ＯＰ[3]、…、ＯＰ[J]のうち、前記波長可変光源内蔵光送信機が装備された波長帯域に属する出力ポートに接続され、前記波長可変光源内蔵光送信機から出力された波長の光信号を受信する光受信機と、
前記光受信機が接続されている出力ポート以外の前記１×Ｊ波長帯域光分離器の各出力ポート毎に設けられ、２以上の出力ポートと１つの入力ポートを有し、該入力ポートが前記１×Ｊ波長帯域光分離器の出力ポートに接続されている複数の光分波器と、
前記光分波器の各出力ポートに接続された複数の光受信機とを備え、
前記１×Ｊ波長帯域光分離器の前記１つの入力ポートは、前記波長ルーティング装置の前記装置出力ポートに光導波路を介して接続され、
前記光パス管理装置は、
全ての前記通信ノードに設けられ同一の波長帯域の光信号を出力する前記波長可変光源内蔵光送信機の組が少なくとも一つ存在し、これら波長可変光源内蔵光送信機に接続された前記Ｊ×１波長帯域光合波器の入力ポートに属する波長帯域がＫ個（Ｋは２以上の整数）ある場合に、各前記波長可変光源内蔵光送信機に接続された前記Ｊ×１波長帯域光合波器の入力ポートに属する波長帯域に相異なる１番からＫ番までの優先順位を割り当てる手段と、
前記波長可変光源内蔵光送信機に接続された前記Ｊ×１波長帯域光合波器の入力ポートに属する波長帯域のうち、ｘ番目の通信ノードとｙ番目の通信ノード間に存在する光パスの波長帯域の中で最も大きな番号の優先順位がｂ番目であり、ｘ番目の通信ノード又はｙ番目の通信ノードを始終点として存在する光パスに使用していない波長帯域の中で最も小さな番号の優先順位がａ番目であり、ａ番がｂ番よりも小さい番号であることを検出する手段と、
ａ番がｂ番よりも小さい番号であることが検出された場合、ａ番目の優先順位の波長帯域でｘ番目の通信ノードとｙ番目の通信ノード間の光パスを設立し、その後に、ｂ番目の優先順位の波長帯域でｘ番目の通信ノードとｙ番目の通信ノード間に存在していた光パスを停止するように、前記波長可変光源内蔵光送信機のオン・オフ及び発振波長を制御する手段と
を具備する光パス管理装置。
【請求項８】
複数の通信ノードと、前記通信ノード間の通信を光信号の波長による経路制御に基づいて確立する波長ルーティング装置と、前記通信ノードと前記波長ルーティング装置とを接続して通信経路を形成する光伝送路とを備えた光通信ネットワークシステムにおいて、異なる２つの通信ノード間の光パスを制御する光パス管理方法であって、
前記波長ルーティング装置は、
前記光伝送路を介して前記通信ノードに接続されたＮ（Ｎは２以上の整数）個の装置入力ポートと、
前記光伝送路を介して前記通信ノードに接続されたＮ個の装置出力ポートと、
前記Ｎ個の装置入力ポート毎に設けられ、１つの入力ポートと複数の出力ポートとを有し、該入力ポートが前記装置入力ポートに接続されている複数の波長帯域光分離器と、
前記Ｎ個の装置出力ポート毎に設けられ、複数の入力ポートと１つの出力ポートとを有し、該出力ポートが前記装置出力ポートに接続されている複数の波長帯域光合波器と、
Ｋ（Ｋ≧Ｎ；Ｋは整数）個の入力ポートおよびＫ個の出力ポートを有し、１つの入力ポートに入力された光信号をその波長に応じてそれぞれ異なる出力ポートに出力し、かつ１つの出力ポートから出力される光の波長が入力ポート毎に異なる波長ルーティング特性を有するＲ個（ＲはＪ以上の整数、Ｊは２以上の整数）のＫ×Ｋアレイ導波路回折格子とを備え、
前記波長帯域光分離器は、前記通信ノードから送出される波長帯域（波長帯域＝中心波長λBm±波長帯域幅△λm、ただしλBm＋Δλm≦λBm+1−Δλm+1、１≦ｍ≦Ｒ−１、ｍは整数）毎にそれぞれ所定数の波長が波長多重された波長多重光信号を前記波長帯域毎に分離して異なる出力ポートに出力する手段を有し、
前記波長帯域光合波器は、前記複数の入力ポートから入力した光信号を前記波長帯域毎に合波して所定数の波長が波長多重された波長多重光信号を前記出力ポートに出力する手段を有し、
前記Ｋ×Ｋアレイ導波路回折格子は、中心波長λB1±波長帯域幅Δλ1、中心波長λB2±波長帯域幅Δλ2（λB1＋Δλ1＜λB2−Δλ2）、中心波長λB3±波長帯域幅Δλ3（λB2＋Δλ2＜λB3−Δλ3）、…、中心波長λBR±波長帯域幅ΔλR（λBR-1＋ΔλR-1＜λBR−ΔλR）の各波長帯域において波長ルーティング特性を有し、
前記Ｎ個の各装置入力ポートのそれぞれに接続された前記波長帯域光分離器の各出力ポートは、前記出力ポートから出力される光信号の波長帯城で波長ルーティング特性を有する前記Ｋ×Ｋアレイ導波路回折格子の入力ポートに１対１に接続され、
前記Ｋ×Ｋアレイ導波路回折格子の各出力ポートは、該出力ポートから出力される光信号の波長帯域に属する波長の光信号を合波できる前記複数の波長帯域光合波器のうちのいずれか１つの波長帯域光合波器の入力ポートに１対１に接続され、
前記通信ノードは、
Ｊ（２以上の整数）個の入力ポートと１つの出力ポートを有し、前記Ｊ個の各入力ポートＩＰ[1]、ＩＰ[2]、ＩＰ[3]、…、ＩＰ[J]はそれぞれ、中心波長λB1±波長帯域幅Δλ1、中心波長λB2±波長帯域幅Δλ2、中心波長λB3±波長帯域幅Δλ3、…、中心波長λBJ±波長帯域幅ΔλJ、（ただし、λBm＋Δλm≦λBm+1−Δλm+1、１≦ｍ≦Ｊ−１、ｍは整数）の各波長帯域内に属する波長の光信号を前記１つの出力ポートに出力するＪ×１波長帯域光合波器と、
前記Ｊ×１波長帯域光合波器の各入力ポートＩＰ[1]、ＩＰ[2]、ＩＰ[3]、…、ＩＰ[J]のいずれかの入力ポートに接続され、接続された前記入力ポートに属する波長帯域内の波長に設定できる波長可変光源を内蔵し前記波長の光を出力する少なくとも一つの波長可変光源内蔵光送信機と、
前記波長可変光源内蔵光送信機が接続されている入力ポート以外の前記Ｊ×１波長帯域光合波器の各入力ポート毎に設けられ、２以上の入力ポートと１個の出力ポートを有し、該出力ポートが前記Ｊ×１波長帯域光合波器の入力ポートに接続されている複数の光合波器と、
前記光合波器の各入力ポートに接続され、中心波長λBm±波長帯域幅Δλmの波長帯域に属する波長の光を発する複数の光送信機と、
Ｊ（２以上の整数）個の出力ポートと１つの入力ポートを有し、前記１つの入力ポートは中心波長λB1±波長帯域幅Δλ1、中心波長λB2±波長帯域幅Δλ2、中心波長λB3±波長帯域幅Δλ3、…、中心波長λBJ±波長帯域幅ΔλJ（ただし、λBm＋Δλm≦λBm+1−Δλm+1、１≦ｍ≦Ｊ−１、ｍは整数）の各波長帯域幅内に属する波長の光信号を、前記Ｊ個の各出力ポートＯＰ[1]、ＯＰ[2]、ＯＰ[3]、…、ＯＰ[J]に出力する１×Ｊ波長帯域光分離器と、
前記１×Ｊ波長帯域光分離器の各出力ポートＯＰ[1]、ＯＰ[2]、ＯＰ[3]、…、ＯＰ[J]のうち、前記波長可変光源内蔵光送信機が装備された波長帯域に属する出力ポートに接続され、前記波長可変光源内蔵光送信機から出力された波長の光信号を受信する光受信機と、
前記光受信機が接続されている出力ポート以外の前記１×Ｊ波長帯域光分離器の各出力ポート毎に設けられ、２以上の出力ポートと１つの入力ポートを有し、該入力ポートが前記１×Ｊ波長帯域光分離器の出力ポートに接続されている複数の光分波器と、
前記光分波器の各出力ポートに接続された複数の光受信機とを備え、
前記１×Ｊ波長帯域光分離器の前記１つの入力ポートは、前記波長ルーティング装置の前記装置出力ポートに光導波路を介して接続され、
前記光パス管理方法は、
全ての前記通信ノードに設けられ同一の波長帯域の光信号を出力する前記波長可変光源内蔵光送信機の組が少なくとも一つ存在し、これら波長可変光源内蔵光送信機に接続された前記Ｊ×１波長帯域光合波器の入力ポートに属する波長帯域がＫ個（Ｋは２以上の整数）ある場合には、各前記波長可変光源内蔵光送信機に接続された前記Ｊ×１波長帯域光合波器の入力ポートに属する波長帯域に相異なる１番からＫ番までの優先順位を割り当てる過程と、
前記波長可変光源内蔵光送信機に接続された前記Ｊ×１波長帯域光合波器の入力ポートに属する波長帯域のうち、ｘ番目の通信ノードとｙ番目の通信ノード間に存在する光パスの波長帯域の中で最も大きな番号の優先順位がｂ番目であり、ｘ番目の通信ノード又はｙ番目の通信ノードを始終点として存在する光パスに使用していない波長帯域の中で最も小さな番号の優先順位がａ番目であり、ａ番がｂ番よりも小さい番号である時に、ａ番目の優先順位の波長帯域でｘ番目の通信ノードとｙ番目の通信ノード間の光パスを設立するように、前記波長可変光源内蔵光送信機のオン・オフ及び発振波長を制御する過程と、
前記ａ番目の優先順位の波長帯域でｘ番目の通信ノードとｙ番目の通信ノード間の光パスを設立した後に、ｂ番目の優先順位の波長帯域でｘ番目の通信ノードとｙ番目の通信ノード間に存在していた光パスを停止するように、前記波長可変光源内蔵光送信機のオン・オフ及び発振波長を制御する過程と
を備えた光パス管理方法。
【請求項９】
請求項８に記載の光パス管理方法の各過程をコンピュータに実行させる光パス管理プログラム。
【請求項１０】
請求項９に記載の光パス管理プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の通信ノードと、これらの通信ノード間の通信を光信号の波長による経路制御によって確立する波長ルーティングを利用した光通信ネットワークシステム及び通信ノードに関するものである。また本発明は、このような光通信ネットワークシステムに適用した場合に有用な光パス管理方法及びその装置に関し、光波長多重技術を用いた光ネットワークを構成する光クロスコネクト装置、特に複数の小規模な光マトリクススイッチを組み合わせて構成され、最大でｍ波長（ｍは２以上の整数）の光信号を波長多重した光波長多重信号を送受信する最大でＮ個（Ｎは２以上の整数）の通信ノードにおける任意の通信ノード間に光パスを確立する光クロスコネクト装置において光パスを管理する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ブロードバンドサービスの普及や企業のインターネットを利用した情報交換の利用増加に伴い、通信トラフィックは恒常的に増加しており、通信ネットワークの大容量化及び高速化の要求は絶えることがない。
【０００３】
波長分割多重（ＷＤＭ）通信技術は、光ファイバ１本あたりの伝送容量を大幅に増加させ、２地点間の大容量化を実現した。しかしながら、通信ノードにおいて光信号を中継する場合、波長多重光信号を波長ごとに分離し、各光信号内のデータパケットをパケット毎にルーティングする必要がある。
【０００４】
現在、データパケットのルーティングは、光信号を電気信号に変換して電気的に行っているが、伝送速度の高速化や大容量化に伴い、膨大な信号の電気処理によるルーティングは近い将来限界に達する。
【０００５】
この問題の解決手段として、光信号を電気信号に変換せず、光の状態（光レイヤ）でルーティングする波長パスルーティングが提案されている。
図２５は、波長ルーティング機能を有するアレイ導波路回折格子を用いて実現した波長パスルーティングをベースとした光通信ネットワークシステムである（例えば、 K. Kato et al, "32×32 full‐mesh（1024 path）wavelength‐routing WDM network based on uniform-loss cyclic-frequency arrayed−waveguide grating," IEE Electron. Lett., vol.36, no., pp.1294-1295, 2000.参照）。
【０００６】
図２５に示す光通信ネットワークは、通信ノードが４つの場合を示しており、100-1〜100-4は通信ノード、110は４個の入力ポートと４個の出力ポートをもつ４×４アレイ導波路回折格子、120-1〜120-4は通信ノード100-1〜100-4からアレイ導波路回折格子110に向けて送出された光信号が通る上りの光伝送路、130-1〜130-4はアレイ導波路回折格子110から通信ノード100-1〜100-4に向けて光信号が通る下りの光伝送路である。
アレイ導波路回折格子110は、入力ポート140-1〜140-4と出力ポート150-1〜150-4をもつ光部品であり、入力ポート140-1〜140-4に入力された光信号を出力する出力ポート150-1〜150-4は、その光信号の波長によって一意的に決定される。
上りの光伝送路120-1〜120-4はそれぞれアレイ導波路回折格子110の入力ポート140-1〜140-4に接続され、また下りの光伝送路130-1〜130-4はそれぞれアレイ導波路回折格子110の出力ポート150-1〜150-4に接続されている。
【０００７】
図２６及び図２７は、４個の入力ポート140-1〜140-4と４個の出力ポート150-1〜150-4をもつ４×４アレイ導波路回折格子110の入力ポート140-1〜140-4と出力ポート150-1〜150-4が、波長によってどのように結ばれているかを示している。
図２６は波長周回性を有する４×４アレイ導波路回折格子110の場合を示し、また図２７は波長周回性を有しない場合を示している。
例えば、図２６において、入力ポート140-1にλ３の波長の光信号が入力されたとき、この波長λ３の光信号は出力ポート150-3より出力される。従って、通信ノード100-1から波長λ３の光信号を送出すると、波長λ３の光信号は光伝送路120-1を通ってアレイ導波路回折格子110の入力ポート140-1に入力し、波長ルーティングにより波長λ３の光信号はアレイ導波路回折格子110の出力ポート150-3から出力する。その後、波長λ３の光信号は光伝送路130-3を通って通信ノード100-3に届く。このように、アレイ導波路回折格子110の波長ルーティング機能を用いることにより、光信号を電気信号に変換することなく光信号の波長に基づいた光レイヤでのルーティングを行い、通信ノード100-1〜100-4間の通信が可能である。
【０００８】
また、２つの通信ノード間に２波長以上の光パスを設けて、通信容量の増加に対応することの可能なネットワークシステムとして、図２８に示すような構成の光通信ネットワークが知られている（特開２０００−１３４６４９号公報、特開２００２−１６５２３８号公報、特開２００２−２６２３１９号公報参照）。
【０００９】
図２８に示す光通信ネットワークは、通信ノード数が４の場合を示している。図２８中で、１２００−１から１２００−４は通信ノード、１２２０−１から１２２０−４は波長群光分波装置、１２３０−１から１２３０−４は波長群光合波装置、１２４０は光スイッチを示している。
【００１０】
通信ノード１２００−１から１２００−４は、複数の光信号を波長多重化して送出する。送出された光信号は、それぞれ波長群光分波装置１２２０−１から１２２０−４に入力される。波長群光分波装置は入力された波長多重信号を、複数の出力ポートに分配する機能を有する。このとき、各出力ポートから出力される信号は、あらかじめ定められた波長の組み合わせ、すなわち波長群を単位として、波長多重化されている。波長群光分波装置から出力された光信号は、光スイッチ１２４０で経路を切り替えられ、その出力は、波長群光合波装置１２３０−１から１２３０−４に入力される。波長群光合波装置は波長群光分波装置と逆に、波長群単位で波長多重化された信号を、1つの出力ポートに束ねる機能を有している。波長群光合波装置１２３０−１から１２３０−４から出力された信号は通信ノード１２００−１から１２００−４に入力され、受信される。
【００１１】
このような光通信ネットワークにおいては、波長群を単位として２つの通信ノード間に光パスを設けることができるため、波長群の中に含まれる波長数を上限として、複数の光パスを通信ノード間に設けることができる。
【００１２】
なお、図２９のように、光スイッチ１２４０を複数の小規模な光スイッチ１２４０−１から１２４０−３を組み合わせて構成する方法も知られている（特開２００１−８２４４号公報参照）。
【００１３】
なお、波長群光分波装置あるいは波長群光合波装置に２０ｎｍ間隔のグリッドを有するＣＷＤＭ（Coarse WDM）規格を用い、２０ｎｍの帯域内に１００ＧＨｚ（約０．８ｎｍ）間隔のＤＷＤＭ（Dense WDM）信号を収容して波長群を形成する光通信ネットワークが知られている（特開２００２−３００１３７号公報参照）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、前述した従来のアレイ導波路回折格子110の波長ルーティングをベースとした光通信ネットワークシステムでは、通信ノード100-1は波長λ３の光信号により通信ノード100-3に情報を送ることができるが、通信ノード100-1から通信ノード100-3への通信容量を１波の光信号の伝送容量以上に増加させることは困難である。
即ち、図２５に示した従来技術では２つの通信ノード間に光パスを１つしか確立できない。このように、アレイ導波路回折格子110の波長ルーティングをベースとした従来構成の光通信ネットワークシステムでは、通信ノード間の光パスを増やすことによる通信容量の増加が非常に難しいという問題点があった。
【００１５】
また、波長群を単位として通信ノード間に光パスを形成する方法では、ある通信ノードが情報を送信できる通信ノードは、波長群の数に制限されてしまい、波長群の数を越える通信ノードがある場合に、一旦別の通信ノードを経由しないと情報が届かない通信ノードの組み合わせが生じてしまうという問題があった。
【００１６】
一方、図３０は従来の光クロスコネクト装置の一例（Ｒ． Ｒａｍａｓｗａｍｉ， Ｋ． Ｎ． Ｓｉｖａｒａｊａｎ， “Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ”，Ｍｏｒｇａｎ Ｋａｕｆｍａｎｎ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ， Ｉｎｃ．， １９９８， ｐ． ３４１ 等参照）を示すもので、図中、１−１，１−２，…１−Ｎは光分波回路、２−１，２−２，…２−Ｎは光合波回路、３−１，３−２，…３−ｍは光マトリクススイッチ、４−１，４−２，…４−Ｎは入力光ファイバ（入力側の光伝送路）、５−１，５−２，…５−Ｎは出力光ファイバ（出力側の光伝送路）である。
【００１７】
光分波回路１−１〜１−Ｎは、それぞれ１個の入力ポート及びｍ個の出力ポートを有し、入力ポートは入力光ファイバ４−１〜４−Ｎを介して一の通信ノード（図示せず）に接続され、該一の通信ノードから入力ポートに入力された光波長多重信号を波長毎に分波して各出力ポートから出力する。
光合波回路２−１〜２−Ｎは、それぞれｍ個の入力ポート及び１個の出力ポートを有し、出力ポートは出力光ファイバ５−１〜５−Ｎを介して一の通信ノード（図示せず）に接続され、各入力ポートに入力された最大でｍ波長の光信号を波長多重して光波長多重信号とし、出力ポートから前記一の通信ノードに出力する。
光マトリクススイッチ３−１〜３−ｍは、それぞれＮ個の入力ポート及びＮ個の出力ポートを有し、各入力ポートは光分波回路１−１〜１−Ｎの出力ポートのうち同一波長の光信号を出力する出力ポートにそれぞれ接続され、各出力ポートは光合波回路２−１〜２−Ｎの入力ポートに個別に接続されている。
【００１８】
このような光クロスコネクト装置において、各通信ノードから入力光ファイバ４−１〜４−Ｎを介して伝送されたｍ波長の光波長多重信号は、光分波回路１−１〜１−Ｎに入力され、波長毎に分波されて別々の出力ポートから出力され、波長毎にそれぞれ異なる光マトリクススイッチ３−１〜３−ｍに入力される。光マトリクススイッチ３−１〜３−ｍに入力された光信号は、同じ波長の光信号が同じ出力光ファイバから出力されないという条件、言い換えれば同じ波長の光信号を同じ光合波回路に入力しないという条件の下で、所望の出力光ファイバ５−１〜５−Ｎに出力されるように経路、即ち出力先の光合波回路２−１〜２−Ｎが切り替えられ、該光合波回路２−１〜２−Ｎに入力されたｍ波長の光信号は波長多重化され、出力光ファイバ５−１〜５−Ｎを介して各通信ノードへ伝送される。
図３０の回路では、全ての入力光ファイバに多重化された全ての波長の光信号を、所望の出力光ファイバから出力されるように設定することができる。しかしながら、同じ波長の光信号が同じ出力光ファイバから出力されないという条件により、入力光ファイバと出力光ファイバとの間の光パスは、自由に設定することはできない。
【００１９】
例えば、入力光ファイバと出力光ファイバの本数がそれぞれ８本であり、波長多重数が４である場合を考える。この時、入力光ファイバと出力光ファイバとの間の光パスが整理されておらず、図３１（Ａ）〜図３１（Ｄ）に示すように
１番目の入力光ファイバと３番目の出力光ファイバとの間、３番目の入力光ファイバと１番目の出力光ファイバとの間に波長λ１を使って光パスを確立し、
２番目の入力光ファイバと５番目の出力光ファイバとの間、５番目の入力光ファイバと２番目の出力光ファイバとの間に波長λ２を使って光パスを確立し、
２番目の入力光ファイバと８番目の出力光ファイバとの間、８番目の入力光ファイバと２番目の出力光ファイバとの間に波長λ３を使って光パスを確立し、
１番目の入力光ファイバと３番目の出力光ファイバとの間、３番目の入力光ファイバと１番目の出力光ファイバとの間をに波長λ４を使って光パスを確立している状況下で、
さらに１番目の入力光ファイバと２番目の出力光ファイバとの間、２番目の入力光ファイバと１番目の出力光ファイバとの間に光パスを確立するように光マトリクススイッチを設定することは、λ１からλ４までのどの波長が通る光マトリクススイッチを用いても、既存の光パスと同じ波長の信号が同じ出力光ファイバから出力されてしまうため、実現できない。
【００２０】
一方、前記同様の入力光ファイバと出力光ファイバとの間の光パスの確立を実現する方法として、入力光ファイバと出力光ファイバとの間の光パスが整理されている図３２（Ａ）〜図３２（Ｄ）に示すような方法がある。即ち
１番目の入力光ファイバと３番目の出力光ファイバとの間、３番目の入力光ファイバと１番目の出力光ファイバとの間に波長λ１を使って光パスを確立し、
２番目の入力光ファイバと５番目の出力光ファイバとの間、５番目の入力光ファイバと２番目の出力光ファイバとの間に波長λ１を使って光パスを確立し、
２番目の入力光ファイバと８番目の出力光ファイバとの間、８番目の入力光ファイバと２番目の出力光ファイバとの間に波長λ２を使って光パスを確立し、
１番目の入力光ファイバと３番目の出力光ファイバとの間、３番目の入力光ファイバと１番目の出力光ファイバとの間に波長λ２を使って光パスを確立する、ような方法もある。
【００２１】
この状況下では、さらに１番目の光ファイバと２番目の光ファイバとの間に光パスを確立するように光マトリクススイッチを設定することは、波長λ３あるいは波長λ４を用いれば可能であり、先の場合に比べて光マトリクススイッチの利用効率を高めることができる。
【００２２】
このように、小規模な光マトリクススイッチを組み合わせて得られる光クロスコネクト装置を効率的に利用するためには、効率を高められるように波長の使い方を工夫して光パスを確立する必要がある。
【００２３】
本発明の目的は上記の問題点に鑑み、通信ノード間の光パスを容易に増すことができ、通信容量を増加させることを可能にする、柔軟性や拡張性に優れた光通信ネットワークシステム及び通信ノードを提供することである。
【００２４】
また、本発明の目的は、アレイ導波路回折格子を波長ルーティングに用いることで、全ての通信ノード間に光パスを設けるフルメッシュ接続性を有する光通信ネットワークシステム及び通信ノードを提供することである。
【００２５】
さらに、本発明の目的は、小規模な光マトリクススイッチを組み合わせて形成される光クロスコネクト装置の利用効率を高めることができる光パスの管理方法及びその装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
上記の目的を達成するために、本発明は、複数の通信ノードと、前記通信ノード間の通信を光信号の波長による経路制御に基づいて確立する波長ルーティング装置と、前記通信ノードと前記波長ルーティング装置とを接続して通信経路を形成する光伝送路とを備えた光通信ネットワークシステムであって、前記波長ルーティング装置は、前記光伝送路を介して前記通信ノードに接続されたＮ（Ｎは２以上の整数）個の装置入力ポートと、前記光伝送路を介して前記通信ノードに接続されたＮ個の装置出力ポートと、前記Ｎ個の装置入力ポート毎に設けられ、１つの入力ポートと複数の出力ポートとを有し、該入力ポートが前記装置入力ポートに接続されている複数の波長帯域光分離器と、前記Ｎ個の装置出力ポート毎に設けられ、複数の入力ポートと１つの出力ポートとを有し、該出力ポートが前記装置出力ポートに接続されている複数の波長帯域光合波器と、Ｋ（Ｋ≧Ｎ；Ｋは整数）個の入力ポートおよびＫ個の出力ポートを有し、１つの入力ポートに入力された光信号をその波長に応じてそれぞれ異なる出力ポートに出力し、かつ１つの出力ポートから出力される光の波長が入力ポート毎に異なる波長ルーティング特性を有するＲ個（ＲはＪ以上の整数、Ｊは２以上の整数）のＫ×Ｋアレイ導波路回折格子とを備え、前記波長帯域光分離器は、前記通信ノードから送出される波長帯域（波長帯域＝中心波長λBm±波長帯域幅△λm、ただしλBm＋Δλm≦λBm+1−Δλm+1、１≦ｍ≦Ｒ−１、ｍは整数）毎にそれぞれ所定数の波長が波長多重された波長多重光信号を前記波長帯域毎に分離して異なる出力ポートに出力する手段を有し、前記波長帯域光合波器は、前記複数の入力ポートから入力した光信号を前記波長帯域毎に合波して所定数の波長が波長多重された波長多重光信号を前記出力ポートに出力する手段を有し、前記Ｋ×Ｋアレイ導波路回折格子は、中心波長λB1±波長帯域幅Δλ1、中心波長λB2±波長帯域幅Δλ2（λB1＋Δλ1＜λB2−Δλ2）、中心波長λB3±波長帯域幅Δλ3（λB2＋Δλ2＜λB3−Δλ3）、…、中心波長λBR±波長帯域幅ΔλR（λBR-1＋ΔλR-1＜λBR−ΔλR）の各波長帯域において波長ルーティング特性を有し、前記Ｎ個の各装置入力ポートのそれぞれに接続された前記波長帯域光分離器の各出力ポートは、前記出力ポートから出力される光信号の波長帯城で波長ルーティング特性を有する前記Ｋ×Ｋアレイ導波路回折格子の入力ポートに１対１に接続され、前記Ｋ×Ｋアレイ導波路回折格子の各出力ポートは、該出力ポートから出力される光信号の波長帯域に属する波長の光信号を合波できる前記複数の波長帯域光合波器のうちのいずれか１つの波長帯域光合波器の入力ポートに１対１に接続されている。
【００２７】
本発明によれば、所定の通信ノードから、例えば、波長帯域λBm±Δλm内の光信号が送出されるとこの光信号は、光伝送路を伝送し、波長ルーティング装置の波長帯域光分離器の入力ポートに到達し、波長帯域光分離器によって波長帯域の光分離が行われて、所定の出力ポートから出力する。波長帯域光分離器の出力ポートから出力した光信号は、その波長帯域に応じたアレイ導波路回折格子の入力ポートに入力する。
アレイ導波路回折格子の入出力ポートと波長の関係から、アレイ導波路回折格子の入力ポートに入力した光信号はアレイ導波路回折格子の所定の出力ポートより出力する。
アレイ導波路回折格子の出力ポートから出力した光信号は、波長帯域光合波器の入力ポートに入力し、波長帯域光合波器によって他の波長帯域の光信号と合波されて出力ポートから出力する。
波長帯域光合波器の出力ポートから出力した光信号は、光伝送路を伝送し、通信ノードに達する。
このようにして、一の通信ノードから他の通信ノードへデータを送信する際には、通信ノードから送信する光信号の波長の波長帯域λBm±Δλmを変えることで波長帯域毎に光のパスを用いることができる。
光通信ネットワークシステムを構成する通信ノードと波長ルーティング装置は従来例と同じように、１対の光ファイバで接続されているが、本発明では、波長ルーティング装置において波長帯域毎に独立にアレイ導波路回折格子を設置し、かつ各通信ノード及び波長ルーティング装置において波長帯域の光合波ならびに波長帯域の光分離を行うことにより、波長帯域毎に１つの光パスを通信ノード間で形成することが可能である。
従って、図２５に示した従来技術では１対の光伝送路では通信ノード間で１つの光パスしか形成することができなかったが、本発明の構成を適用することにより最大で波長帯域の数と同じ数の光パスを形成することができ、容易に通信ノード間の通信容量を増加させることができる。
また、本発明の光通信ネットワークシステムは、光パスの増設に際して、光パスの増設が必要な通信ノード間に対してのみ必要な設備を追加すればよく、柔軟性や経済性にも優れている。
さらに、波長群を単位として通信ノード間に光パスを形成する従来の光通信ネットワークシステムでは、波長群の数を越える通信ノードがあると、一旦別の通信ノードを経由させる必要があった。これに対して、本発明によれば、全ての通信ノード間に光パスを設けるフルメッシュ接続性を有する光通信ネットワークシステムを実現することができる。したがって、波長群の数を越える通信ノードが存在する場合であっても別の通信ノードを経由させる必要がない。
【００２８】
また、上記構成の光通信ネットワークシステムにおいて、前記通信ノードは、Ｊ（２以上の整数）個の入力ポートと１つの出力ポートを有し、前記Ｊ個の各入力ポートＩＰ[1]、ＩＰ[2]、ＩＰ[3]、…、ＩＰ[J]はそれぞれ、中心波長λB1±波長帯域幅Δλ1、中心波長λB2±波長帯域幅Δλ2、中心波長λB3±波長帯域幅Δλ3、…、中心波長λBJ±波長帯域幅ΔλJ、（ただし、λBm＋Δλm≦λBm+1−Δλm+1、１≦ｍ≦Ｊ−１、ｍは整数）の各波長帯域内に属する波長の光信号を前記１つの出力ポートに出力するＪ×１波長帯域光合波器と、前記Ｊ×１波長帯域光合波器の各入力ポートＩＰ[1]、ＩＰ[2]、ＩＰ[3]、…、ＩＰ[J]毎に設けられ、２以上の入力ポートと１個の出力ポートを有し、該出力ポートが前記Ｊ×１波長帯域光合波器の入力ポートに接続されている複数の光合波器と、前記光合波器の各入力ポートに接続され、中心波長λBm±波長帯域幅Δλmの波長帯域に属する波長の光を発する複数の光送信機とを備え、前記Ｊ×１波長帯域光合波器の前記出力ポートが、前記波長ルーティング装置の前記装置入力ポートに光導波路を介して接続されるようにしても良い。
これによれば、通信ノードにおいて異なる複数の通信波長帯域内の異なる波長の光信号を送信可能になるので、図２５に示した従来技術では１対の光伝送路では通信ノード間で１つの光パスしか形成することができなかったが、本発明の構成を適用することにより最大で波長帯域の数と同じ数の光パスを形成することができ、容易に通信ノード間の通信容量を増加させることができる。また、本発明の光通信ネットワークシステムは、光パスの増設に際して、光パスの増設が必要な通信ノード間に対してのみ必要な設備を追加すればよく、柔軟性や経済性にも優れている。
【００２９】
また、上記構成の光通信ネットワークシステムにおいて、前記通信ノードは、Ｊ（２以上の整数）個の出力ポートと１つの入力ポートを有し、前記１つの入力ポートに入力される中心波長λB1±波長帯域幅Δλ1、中心波長λB2±波長帯域幅Δλ2、中心波長λB3±波長帯域幅Δλ3、…、中心波長λBJ±波長帯域幅ΔλJ（ただし、λBm＋Δλm≦λBm+1−Δλm+1、１≦ｍ≦Ｊ−１、ｍは整数）の各波長帯域幅内に属する波長の光信号を、前記Ｊ個の各出力ポートＯＰ[1]、ＯＰ[2]、ＯＰ[3]、…、ＯＰ[J]に出力する１×Ｊ波長帯域光分離器と、前記１×Ｊ波長帯域光分離器の各出力ポートＯＰ[1]、ＯＰ[2]、ＯＰ[3]、…、ＯＰ[J]毎に設けられ、２以上の出力ポートと１つの入力ポートを有し、該入力ポートが前記１×Ｊ波長帯域光分離器の出力ポートに接続されている複数の光分波器と、前記光分波器の各出力ポートに接続された複数の光受信機とを備え、前記１×Ｊ波長帯域光分離器の前記１つの入力ポートは、前記波長ルーティング装置の前記装置出力ポートに光導波路を介して接続されるようにしても良い。
これによれば、通信ノードにおいて異なる複数の通信波長帯域内の異なる波長の光信号を受信可能になるので、図２５に示した従来技術では１対の光伝送路では通信ノード間で１つの光パスしか形成することができなかったが、本発明の構成を適用することにより最大で波長帯域の数と同じ数の光パスを形成することができ、容易に通信ノード間の通信容量を増加させることができる。また、本発明の光通信ネットワークシステムは、光パスの増設に際して、光パスの増設が必要な通信ノード間に対してのみ必要な設備を追加すればよく、柔軟性や経済性にも優れている。
【００３０】
また、上記構成の光通信ネットワークシステムにおいて、前記通信ノードは、Ｊ（２以上の整数）個の入力ポートと１つの出力ポートを有し、前記Ｊ個の各入力ポートＩＰ[1]、ＩＰ[2]、ＩＰ[3]、…、ＩＰ[J]はそれぞれ、中心波長λB1±波長帯域幅Δλ1、中心波長λB2±波長帯域幅Δλ2、中心波長λB3±波長帯域幅Δλ3、…、中心波長λBJ±波長帯域幅ΔλJ、（ただし、λBm＋Δλm≦λBm+1−Δλm+1、１≦ｍ≦Ｊ−１、ｍは整数）の各波長帯域内に属する波長の光信号を前記１つの出力ポートに出力するＪ×１波長帯域光合波器と、前記Ｊ×１波長帯域光合波器の各入力ポートＩＰ[1]、ＩＰ[2]、ＩＰ[3]、…、ＩＰ[J]のいずれかの入力ポートに接続され、接続された前記入力ポートに属する波長帯域内の波長に設定できる波長可変光源を内蔵し前記波長の光を出力する少なくとも一つの波長可変光源内蔵光送信機と、前記波長可変光源内蔵光送信機が接続されている入力ポート以外の前記Ｊ×１波長帯域光合波器の各入力ポート毎に設けられ、２以上の入力ポートと１個の出力ポートを有し、該出力ポートが前記Ｊ×１波長帯域光合波器の入力ポートに接続されている複数の光合波器と、前記光合波器の各入力ポートに接続され、中心波長λBm±波長帯域幅Δλmの波長帯域に属する波長の光を発する複数の光送信機と、Ｊ（２以上の整数）個の出力ポートと１つの入力ポートを有し、前記１つの入力ポートは中心波長λB1±波長帯域幅Δλ1、中心波長λB2±波長帯域幅Δλ2、中心波長λB3±波長帯域幅Δλ3、…、中心波長λBJ±波長帯域幅ΔλJ（ただし、λBm＋Δλm≦λBm+1−Δλm+1、１≦ｍ≦Ｊ−１、ｍは整数）の各波長帯域幅内に属する波長の光信号を、前記Ｊ個の各出力ポートＯＰ[1]、ＯＰ[2]、ＯＰ[3]、…、ＯＰ[J]に出力する１×Ｊ波長帯域光分離器と、前記１×Ｊ波長帯域光分離器の各出力ポートＯＰ[1]、ＯＰ[2]、ＯＰ[3]、…、ＯＰ[J]のうち、前記波長可変光源内蔵光送信機が装備された波長帯域に属する出力ポートに接続され、前記波長可変光源内蔵光送信機から出力された波長の光信号を受信する光受信機と、前記光受信機が接続されている出力ポート以外の前記１×Ｊ波長帯域光分離器の各出力ポート毎に設けられ、２以上の出力ポートと１つの入力ポートを有し、該入力ポートが前記１×Ｊ波長帯域光分離器の出力ポートに接続されている複数の光分波器と、前記光分波器の各出力ポートに接続された複数の光受信機とを備え、前記１×Ｊ波長帯域光分離器の前記１つの入力ポートは、前記波長ルーティング装置の前記装置出力ポートに光導波路を介して接続されるようにしても良い。
これによれば、前記Ｊ×１波長帯域光合波器の各入力ポートＩＰ[1]、ＩＰ[2]、ＩＰ[3]、…、ＩＰ[J]のいずれかの入力ポートには、前記入力ポートに属する波長帯域内の波長に設定できる波長可変光源を内蔵した少なくとも一つの波長可変光源内蔵光送信機から光合波器を介さずに光信号が入力され、前記１×Ｊ波長帯域光分離器の各出力ポートＯＰ[1]、ＯＰ[2]、ＯＰ[3]、…、ＯＰ[J]のうち、前記波長可変光源内蔵光送信機が装備された波長帯域に属する出力ポートから出力された光信号すなわち前記波長可変光源内蔵光送信機から出力された波長の光信号は光分波器を介さずに光受信機に入力される。
【００３１】
また、上記構成の光通信ネットワークシステムが、更に、異なる２つの通信ノード間の光パスを制御する光パス管理手段を備え、全ての前記通信ノードに設けられ同一の波長帯域の光信号を出力する前記波長可変光源内蔵光送信機の組が少なくとも一つ存在し、これら波長可変光源内蔵光送信機に接続された前記Ｊ×１波長帯域光合波器の入力ポートに属する波長帯域がＫ個（Ｋは２以上の整数）ある場合には、前記光パス管理手段は、各前記波長可変光源内蔵光送信機に接続された前記Ｊ×１波長帯域光合波器の入力ポートに属する波長帯域に相異なる１番からＫ番までの優先順位を割り当て、前記波長可変光源内蔵光送信機に接続された前記Ｊ×１波長帯域光合波器の入力ポートに属する波長帯域のうち、ｘ番目の通信ノードとｙ番目の通信ノード間に存在する光パスの波長帯域の中で最も大きな番号の優先順位がｂ番目であり、ｘ番目の通信ノード又はｙ番目の通信ノードを始終点とする光パスが存在しない波長帯域の中で最も小さな番号の優先順位がａ番目であり、ａ番がｂ番よりも小さい番号である時に、ａ番目の優先順位の波長帯域でｘ番目の通信ノードとｙ番目の通信ノード間の光パスを設立し、その後に、ｂ番目の優先順位の波長帯域でｘ番目の通信ノードとｙ番目の通信ノード間に存在していた光パスを停止するように、前記波長可変光源内蔵光送信機のオン・オフ及び発振波長を制御するようにしても良い。
【００３２】
また、上記構成の光通信ネットワークシステムにおいて、波長帯域毎の光パスを記載したデータベースと、新たにｘｘ番目の通信ノードとｙｙ番目の通信ノードとの間の光パスを確立する必要が生じた時、前記データベースにおいて優先順位の番号の小さい波長帯域に対応するデータから順にｘｘ番目の通信ノードとｙｙ番目の通信ノードが共に未使用の波長帯域を検索する第１の検索手段と、該第１の検索手段による検索結果に従う光パスを確立するための指示を前記光パス管理手段に伝達する第１の伝達手段と、新たに確立した光パスを前記データベースに登録する第１のデータベース更新手段と、ｘｘｘ番目の通信ノードとｙｙｙ番目の通信ノードとの間で既に確立されている光パスが必要なくなった時、前記データベースにおいて優先順位の番号の大きい波長帯域に対応するデータから順にｘｘｘ番目の通信ノードとｙｙｙ番目の通信ノードとの間で光パスが確立されている波長帯域を検索する第２の検索手段と、該第２の検索手段による検索結果に従う光パスを停止するための指示を前記光パス管理手段に伝達する第２の伝達手段と、停止した光パスを前記データベースから削除する第２のデータベース更新手段前記データベースにおいて、ｘ番目の通信ノードとｙ番目の通信ノードとの間で光パスが確立している波長帯域の中で最も大きい優先順位の番号ｂと、ｘ番目の通信ノードとｙ番目の通信ノードを使用していない波長帯域の中で最も小さい優先順位の番号ａとを、予め定めた順に全てのｘ及びｙの組み合わせについて検索し、ａがｂより小さい数であるｘ，ｙ，ａ，ｂの組み合わせを抽出する抽出手段と、該当する組み合わせが存在する時、ａ番目の波長帯域を用いてｘ番目の通信ノードとｙ番目の通信ノードの光パスを確立するための指示を前記光パス管理手段に伝達し、その後、ｂ番目の波長帯域を用いてｘ番目の通信ノードとｙ番目の通信ノードの光パスを停止するための指示を前記光パス管理手段に伝達する第３の伝達手段と、新たに確立した光パスを前記データベースに登録し、停止した光パスを前記データベースから削除する第３のデータベース更新手段とをさらに具備するようにしても良い。
このように構成することで通信ノード間の光パスが常に整理された状態となり、光クロスコネクト装置の利用効率を高めることができる。
【００３３】
また、上記構成の光通信ネットワークシステムにおいて、前記Ｋ×Ｋアレイ導波路回折格子が波長周回性を有するようにしても良い。
【００３４】
また、本発明は、複数の通信ノードと、前記通信ノード間の通信を光信号の波長による経路制御に基づいて確立する波長ルーティング装置と、前記通信ノードと前記波長ルーティング装置とを接続して通信経路を形成する光伝送路とを備えた光通信ネットワークシステムにおいて、異なる２つの通信ノード間の光パスを制御する光パス管理装置であって、前記波長ルーティング装置は、前記光伝送路を介して前記通信ノードに接続されたＮ（Ｎは２以上の整数）個の装置入力ポートと、前記光伝送路を介して前記通信ノードに接続されたＮ個の装置出力ポートと、前記Ｎ個の装置入力ポート毎に設けられ、１つの入力ポートと複数の出力ポートとを有し、該入力ポートが前記装置入力ポートに接続されている複数の波長帯域光分離器と、前記Ｎ個の装置出力ポート毎に設けられ、複数の入力ポートと１つの出力ポートとを有し、該出力ポートが前記装置出力ポートに接続されている複数の波長帯域光合波器と、Ｋ（Ｋ≧Ｎ；Ｋは整数）個の入力ポートおよびＫ個の出力ポートを有し、１つの入力ポートに入力された光信号をその波長に応じてそれぞれ異なる出力ポートに出力し、かつ１つの出力ポートから出力される光の波長が入力ポート毎に異なる波長ルーティング特性を有するＲ個（ＲはＪ以上の整数、Ｊは２以上の整数）のＫ×Ｋアレイ導波路回折格子とを備え、前記波長帯域光分離器は、前記通信ノードから送出される波長帯域（波長帯域＝中心波長λBm±波長帯域幅△λm、ただしλBm＋Δλm≦λBm+1−Δλm+1、１≦ｍ≦Ｒ−１、ｍは整数）毎にそれぞれ所定数の波長が波長多重された波長多重光信号を前記波長帯域毎に分離して異なる出力ポートに出力する手段を有し、前記波長帯域光合波器は、前記複数の入力ポートから入力した光信号を前記波長帯域毎に合波して所定数の波長が波長多重された波長多重光信号を前記出力ポートに出力する手段を有し、前記Ｋ×Ｋアレイ導波路回折格子は、中心波長λB1±波長帯域幅Δλ1、中心波長λB2±波長帯域幅Δλ2（λB1＋Δλ1＜λB2−Δλ2）、中心波長λB3±波長帯域幅Δλ3（λB2＋Δλ2＜λB3−Δλ3）、…、中心波長λBR±波長帯域幅ΔλR（λBR-1＋ΔλR-1＜λBR−ΔλR）の各波長帯域において波長ルーティング特性を有し、前記Ｎ個の各装置入力ポートのそれぞれに接続された前記波長帯域光分離器の各出力ポートは、前記出力ポートから出力される光信号の波長帯城で波長ルーティング特性を有する前記Ｋ×Ｋアレイ導波路回折格子の入力ポートに１対１に接続され、前記Ｋ×Ｋアレイ導波路回折格子の各出力ポートは、該出力ポートから出力される光信号の波長帯域に属する波長の光信号を合波できる前記複数の波長帯域光合波器のうちのいずれか１つの波長帯域光合波器の入力ポートに１対１に接続され、前記通信ノードは、Ｊ（２以上の整数）個の入力ポートと１つの出力ポートを有し、前記Ｊ個の各入力ポートＩＰ[1]、ＩＰ[2]、ＩＰ[3]、…、ＩＰ[J]はそれぞれ、中心波長λB1±波長帯域幅Δλ1、中心波長λB2±波長帯域幅Δλ2、中心波長λB3±波長帯域幅Δλ3、…、中心波長λBJ±波長帯域幅ΔλJ、（ただし、λBm＋Δλm≦λBm+1−Δλm+1、１≦ｍ≦Ｊ−１、ｍは整数）の各波長帯域内に属する波長の光信号を前記１つの出力ポートに出力するＪ×１波長帯域光合波器と、前記Ｊ×１波長帯域光合波器の各入力ポート��Ｐ[1]、ＩＰ[2]、ＩＰ[3]、…、ＩＰ[J]のいずれかの入力ポートに接続され、接続された前記入力ポートに属する波長帯域内の波長に設定できる波長可変光源を内蔵し前記波長の光を出力する少なくとも一つの波長可変光源内蔵光送信機と、前記波長可変光源内蔵光送信機が接続されている入力ポート以外の前記Ｊ×１波長帯域光合波器の各入力ポート毎に設けられ、２以上の入力ポートと１個の出力ポートを有し、該出力ポートが前記Ｊ×１波長帯域光合波器の入力ポートに接続されている複数の光合波器と、前記光合波器の各入力ポートに接続され、中心波長λBm±波長帯域幅Δλmの波長帯域に属する波長の光を発する複数の光送信機と、Ｊ（２以上の整数）個の出力ポートと１つの入力ポートを有し、前記１つの入力ポートは中心波長λB1±波長帯域幅Δλ1、中心波長λB2±波長帯域幅Δλ2、中心波長λB3±波長帯域幅Δλ3、…、中心波長λBJ±波長帯域幅ΔλJ（ただし、λBm＋Δλm≦λBm+1−Δλm+1、１≦ｍ≦Ｊ−１、ｍは整数）の各波長帯域幅内に属する波長の光信号を、前記Ｊ個の各出力ポートＯＰ[1]、ＯＰ[2]、ＯＰ[3]、…、ＯＰ[J]に出力する１×Ｊ波長帯域光分離器と、前記１×Ｊ波長帯域光分離器の各出力ポートＯＰ[1]、ＯＰ[2]、ＯＰ[3]、…、ＯＰ[J]のうち、前記波長可変光源内蔵光送信機が装備された波長帯域に属する出力ポートに接続され、前記波長可変光源内蔵光送信機から出力された波長の光信号を受信する光受信機と、前記光受信機が接続されている出力ポート以外の前記１×Ｊ波長帯域光分離器の各出力ポート毎に設けられ、２以上の出力ポートと１つの入力ポートを有し、該入力ポートが前記１×Ｊ波長帯域光分離器の出力ポートに接続されている複数の光分波器と、前記光分波器の各出力ポートに接続された複数の光受信機とを備え、前記１×Ｊ波長帯域光分離器の前記１つの入力ポートは、前記波長ルーティング装置の前記装置出力ポートに光導波路を介して接続され、前記光パス管理装置は、全ての前記通信ノードに設けられ同一の波長帯域の光信号を出力する前記波長可変光源内蔵光送信機の組が少なくとも一つ存在し、これら波長可変光源内蔵光送信機に接続された前記Ｊ×１波長帯域光合波器の入力ポートに属する波長帯域がＫ個（Ｋは２以上の整数）ある場合に、各前記波長可変光源内蔵光送信機に接続された前記Ｊ×１波長帯域光合波器の入力ポートに属する波長帯域に相異なる１番からＫ番までの優先順位を割り当てる手段と、前記波長可変光源内蔵光送信機に接続された前記Ｊ×１波長帯域光合波器の入力ポートに属する波長帯域のうち、ｘ番目の通信ノードとｙ番目の通信ノード間に存在する光パスの波長帯域の中で最も大きな番号の優先順位がｂ番目であり、ｘ番目の通信ノード又はｙ番目の通信ノードを始終点として存在する光パスに使用していない波長帯域の中で最も小さな番号の優先順位がａ番目であり、ａ番がｂ番よりも小さい番号であることを検出する手段と、ａ番がｂ番よりも小さい番号であることが検出された場合、ａ番目の優先順位の波長帯域でｘ番目の通信ノードとｙ番目の通信ノード間の光パスを設立し、その後に、ｂ番目の優先順位の波長帯域でｘ番目の通信ノードとｙ番目の通信ノード間に存在していた光パスを停止するように、前記波長可変光源内蔵光送信機のオン・オフ及び���振波長を制御する手段とを具備する。
【００３５】
また、本発明は、複数の通信ノードと、前記通信ノード間の通信を光信号の波長による経路制御に基づいて確立する波長ルーティング装置と、前記通信ノードと前記波長ルーティング装置とを接続して通信経路を形成する光伝送路とを備えた光通信ネットワークシステムにおいて、異なる２つの通信ノード間の光パスを制御する光パス管理方法であって、前記波長ルーティング装置は、前記光伝送路を介して前記通信ノードに接続されたＮ（Ｎは２以上の整数）個の装置入力ポートと、前記光伝送路を介して前記通信ノードに接続されたＮ個の装置出力ポートと、前記Ｎ個の装置入力ポート毎に設けられ、１つの入力ポートと複数の出力ポートとを有し、該入力ポートが前記装置入力ポートに接続されている複数の波長帯域光分離器と、前記Ｎ個の装置出力ポート毎に設けられ、複数の入力ポートと１つの出力ポートとを有し、該出力ポートが前記装置出力ポートに接続されている複数の波長帯域光合波器と、Ｋ（Ｋ≧Ｎ；Ｋは整数）個の入力ポートおよびＫ個の出力ポートを有し、１つの入力ポートに入力された光信号をその波長に応じてそれぞれ異なる出力ポートに出力し、かつ１つの出力ポートから出力される光の波長が入力ポート毎に異なる波長ルーティング特性を有するＲ個（ＲはＪ以上の整数、Ｊは２以上の整数）のＫ×Ｋアレイ導波路回折格子とを備え、前記波長帯域光分離器は、前記通信ノードから送出される波長帯域（波長帯域＝中心波長λBm±波長帯域幅△λm、ただしλBm＋Δλm≦λBm+1−Δλm+1、１≦ｍ≦Ｒ−１、ｍは整数）毎にそれぞれ所定数の波長が波長多重された波長多重光信号を前記波長帯域毎に分離して異なる出力ポートに出力する手段を有し、前記波長帯域光合波器は、前記複数の入力ポートから入力した光信号を前記波長帯域毎に合波して所定数の波長が波長多重された波長多重光信号を前記出力ポートに出力する手段を有し、前記Ｋ×Ｋアレイ導波路回折格子は、中心波長λB1±波長帯域幅Δλ1、中心波長λB2±波長帯域幅Δλ2（λB1＋Δλ1＜λB2−Δλ2）、中心波長λB3±波長帯域幅Δλ3（λB2＋Δλ2＜λB3−Δλ3）、…、中心波長λBR±波長帯域幅ΔλR（λBR-1＋ΔλR-1＜λBR−ΔλR）の各波長帯域において波長ルーティング特性を有し、前記Ｎ個の各装置入力ポートのそれぞれに接続された前記波長帯域光分離器の各出力ポートは、前記出力ポートから出力される光信号の波長帯城で波長ルーティング特性を有する前記Ｋ×Ｋアレイ導波路回折格子の入力ポートに１対１に接続され、前記Ｋ×Ｋアレイ導波路回折格子の各出力ポートは、該出力ポートから出力される光信号の波長帯域に属する波長の光信号を合波できる前記複数の波長帯域光合波器のうちのいずれか１つの波長帯域光合波器の入力ポートに１対１に接続され、前記通信ノードは、Ｊ（２以上の整数）個の入力ポートと１つの出力ポートを有し、前記Ｊ個の各入力ポートＩＰ[1]、ＩＰ[2]、ＩＰ[3]、…、ＩＰ[J]はそれぞれ、中心波長λB1±波長帯域幅Δλ1、中心波長λB2±波長帯域幅Δλ2、中心波長λB3±波長帯域幅Δλ3、…、中心波長λBJ±波長帯域幅ΔλJ、（ただし、λBm＋Δλm≦λBm+1−Δλm+1、１≦ｍ≦Ｊ−１、ｍは整数）の各波長帯域内に属する波長の光信号を前記１つの出力ポートに出力するＪ×１波長帯域光合波器と、前記Ｊ×１波長帯域光合波器の各入力ポート��Ｐ[1]、ＩＰ[2]、ＩＰ[3]、…、ＩＰ[J]のいずれかの入力ポートに接続され、接続された前記入力ポートに属する波長帯域内の波長に設定できる波長可変光源を内蔵し前記波長の光を出力する少なくとも一つの波長可変光源内蔵光送信機と、前記波長可変光源内蔵光送信機が接続されている入力ポート以外の前記Ｊ×１波長帯域光合波器の各入力ポート毎に設けられ、２以上の入力ポートと１個の出力ポートを有し、該出力ポートが前記Ｊ×１波長帯域光合波器の入力ポートに接続されている複数の光合波器と、前記光合波器の各入力ポートに接続され、中心波長λBm±波長帯域幅Δλmの波長帯域に属する波長の光を発する複数の光送信機と、Ｊ（２以上の整数）個の出力ポートと１つの入力ポートを有し、前記１つの入力ポートは中心波長λB1±波長帯域幅Δλ1、中心波長λB2±波長帯域幅Δλ2、中心波長λB3±波長帯域幅Δλ3、…、中心波長λBJ±波長帯域幅ΔλJ（ただし、λBm＋Δλm≦λBm+1−Δλm+1、１≦ｍ≦Ｊ−１、ｍは整数）の各波長帯域幅内に属する波長の光信号を、前記Ｊ個の各出力ポートＯＰ[1]、ＯＰ[2]、ＯＰ[3]、…、ＯＰ[J]に出力する１×Ｊ波長帯域光分離器と、前記１×Ｊ波長帯域光分離器の各出力ポートＯＰ[1]、ＯＰ[2]、ＯＰ[3]、…、ＯＰ[J]のうち、前記波長可変光源内蔵光送信機が装備された波長帯域に属する出力ポートに接続され、前記波長可変光源内蔵光送信機から出力された波長の光信号を受信する光受信機と、前記光受信機が接続されている出力ポート以外の前記１×Ｊ波長帯域光分離器の各出力ポート毎に設けられ、２以上の出力ポートと１つの入力ポートを有し、該入力ポートが前記１×Ｊ波長帯域光分離器の出力ポートに接続されている複数の光分波器と、前記光分波器の各出力ポートに接続された複数の光受信機とを備え、前記１×Ｊ波長帯域光分離器の前記１つの入力ポートは、前記波長ルーティング装置の前記装置出力ポートに光導波路を介して接続され、前記光パス管理方法は、全ての前記通信ノードに設けられ同一の波長帯域の光信号を出力する前記波長可変光源内蔵光送信機の組が少なくとも一つ存在し、これら波長可変光源内蔵光送信機に接続された前記Ｊ×１波長帯域光合波器の入力ポートに属する波長帯域がＫ個（Ｋは２以上の整数）ある場合には、各前記波長可変光源内蔵光送信機に接続された前記Ｊ×１波長帯域光合波器の入力ポートに属する波長帯域に相異なる１番からＫ番までの優先順位を割り当てる過程と、前記波長可変光源内蔵光送信機に接続された前記Ｊ×１波長帯域光合波器の入力ポートに属する波長帯域のうち、ｘ番目の通信ノードとｙ番目の通信ノード間に存在する光パスの波長帯域の中で最も大きな番号の優先順位がｂ番目であり、ｘ番目の通信ノード又はｙ番目の通信ノードを始終点として存在する光パスに使用していない波長帯域の中で最も小さな番号の優先順位がａ番目であり、ａ番がｂ番よりも小さい番号である時に、ａ番目の優先順位の波長帯域でｘ番目の通信ノードとｙ番目の通信ノード間の光パスを設立するように、前記波長可変光源内蔵光送信機のオン・オフ及び発振波長を制御する過程と、前記ａ番目の優先順位の波長帯域でｘ番目の通信ノードとｙ番目の通信ノード間の光パスを設立した後に、ｂ番目の優先順位の波長帯域でｘ番目の通信ノードとｙ番目���通信ノード間に存在していた光パスを停止するように、前記波長可変光源内蔵光送信機のオン・オフ及び発振波長を制御する過程とを備えている。
【００３６】
また、本発明は上述した光パス管理方法の各過程をコンピュータに実行させる光パス管理プログラムである。
【００３７】
また、本発明はこの光パス管理プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、図面に基づいて本発明の各実施形態を説明する。
尚、本発明の第１実施形態〜第４実施形態では、本発明の光通信ネットワークシステムにおける波長ルーティング装置の装置入力ポートおよび装置出力ポートの数Ｎとして、それぞれ４を例にとって説明しているが、これに限定されるものではなく、Ｎは２以上の整数であればよい。
【００３９】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態の光通信ネットワークシステムを示す構成図である。図１において、200-1〜200-4は通信ノード、210は波長ルーティング装置、250-1〜250-4ならびに260-1〜260-4は通信ノード200-1〜200-4と波長ルーティング装置210を接続する光伝送路（光ファイバ）である。
【００４０】
また、波長ルーティング装置210は、４つの装置入力ポート210-11〜210-14及び４つの装置出力ポート210-21〜210-24と、波長帯域光分離器220-1〜220-4、波長帯域光合波器230-1〜230-4、４×４アレイ導波路回折格子241〜244を備えている。
【００４１】
通信ノード200-1は、光伝送路250-1を介して波長ルーティング装置210の第１装置入力ポート210-11に接続されていると共に、光伝送路260-1を介して波長ルーティング装置210の第１装置出力ポート210-21に接続されている。
通信ノード200-2は、光伝送路250-2を介して波長ルーティング装置210の第２装置入力ポート210-12に接続されていると共に、光伝送路260-2を介して波長ルーティング装置210の第２装置出力ポート210-22に接続されている。
通信ノード200-3は、光伝送路250-3を介して波長ルーティング装置210の第３装置入力ポート210-13に接続されていると共に、光伝送路260-3を介して波長ルーティング装置210の第３装置出力ポート210-23に接続されている。
通信ノード200-4は、光伝送路250-4を介して波長ルーティング装置210の第４装置入力ポート210-14に接続されていると共に、光伝送路260-4を介して波長ルーティング装置210の第４装置出力ポート210-24に接続されている。
【００４２】
波長帯域光分離器220-1〜220-4のそれぞれは、１つの入力ポート221と４つの出力ポート222-1〜222-4を有し、第１の波長帯域光分離器220-1の入力ポート221は第１装置入力ポート210-11に接続されている。また、第２の波長帯域光分離器220-2の入力ポート221は第２装置入力ポート210-12に接続され、第３の波長帯域光分離器220-3の入力ポート221は第３装置入力ポート210-13に接続され、第４の波長帯域光分離器220-4の入力ポート221は第４装置入力ポート210-14に接続されている。
【００４３】
波長帯域光合波器230-1〜230-4のそれぞれは、１つの出力ポート232と４つの入力ポート231-1〜231-4を有し、第１の波長帯域光合波器230-1の出力ポート232は第１装置出力ポート210-21に接続されている。また、第２の波長帯域光合波器230-2の出力ポート232は第２装置出力ポート210-22に接続され、第３の波長帯域光合波器230-3の出力ポート232は第３装置出力ポート210-23に接続され、第４の波長帯域光合波器230-4の出力ポート232は第４装置出力ポート210-24に接続されている。
【００４４】
尚、波長帯域光分離器220-1〜220-4及び波長帯域光合波器230-1〜230-4のそれぞれは、例えば、誘電体多層膜フィルタや、光ファイバで構成された光カプラ、或いは平面光導波路で構成された光カプラなどを用いて構成されている。
４×４アレイ導波路回折格子241は、例えば石英系光導波路で構成され、波長周回性を有すると共に、４つの入力ポート2411-1〜2411-4と４つの出力ポート2412-1〜2412-4を有し、第１乃至第４入力ポート2411-1〜2411-4のそれぞれは記述の順に第１乃至第４波長帯域光分離器220-1〜220-4の第１出力ポート222-1に１対１に対応して接続され、第１乃至第４出力ポート2412-1〜2412-4のそれぞれは記述の順に第１乃至第４波長帯域光合波器230-1〜230-4の第１入力ポート231-1に１対１に対応して接続されている。
【００４５】
４×４アレイ導波路回折格子242は、４つの入力ポート2421-1〜2421-4と４つの出力ポート2422-1〜2422-4を有し、第１乃至第４入力ポート2421-1〜2421-4のそれぞれは記述の順に第１乃至第４波長帯域光分離器220-1〜220-4の第２出力ポート222-2に１対１に対応して接続され、第１乃至第４出力ポート2422-1〜2422-4のそれぞれは記述の順に第１乃至第４波長帯域光合波器230-1〜230-4の第２入力ポート231-2に１対１に対応して接続されている。
４×４アレイ導波路回折格子243は、４つの入力ポート2431-1〜2431-4と４つの出力ポート2432-1〜2432-4を有し、第１乃至第４入力ポート2431-1〜2431-4のそれぞれは記述の順に第１乃至第４波長帯域光分離器220-1〜220-4の第３出力ポート222-3に１対１に対応して接続され、第１乃至第４出力ポート2432-1〜2432-4のそれぞれは記述の順に第１乃至第４波長帯域光合波器230-1〜230-4の第３入力ポート231-3に１対１に対応して接続されている。
４×４アレイ導波路回折格子244は、４つの入力ポート2441-1〜2441-4と４つの出力ポート2442-1〜2442-4を有し、第１乃至第４入力ポート2441-1〜2441-4のそれぞれは記述の順に第１乃至第４波長帯域光分離器220-1〜220-4の第４出力ポート222-4に１対１に対応して接続され、第１乃至第４出力ポート2442-1〜2442-4のそれぞれは記述の順に第１乃至第４波長帯域光合波器230-1〜230-4の第４入力ポート231-4に１対１に対応して接続されている。
【００４６】
次に、波長ルーティング装置210を構成する部品について詳細に説明する。
波長帯域光分離器220(220-1〜220-4)は、図２に示すように、１つの入力ポート221と、４つの出力ポート222-1〜222-4を有し、第１出力ポート222-1からは波長帯域λB1±Δλ1（λB1、Δλ1はそれぞれ波長を表している）に属する波長の光信号が出力され、第２出力ポート222-2からは波長帯域λB2±Δλ2（λB2、Δλ2はそれぞれ波長を表している）に属する波長の光信号が出力される。また、第３出力ポート222-3からは波長帯域λB3±Δλ3、（λB3、Δλ3はそれぞれ波長を表している）に属する波長の光信号が出力され、第４出力ポート222-4からは波長帯域λB4±Δλ4（λB4、Δλ4はそれぞれ波長を表している）に属する波長の光信号が出力される。
【００４７】
本実施形態では、誘電体多層膜フィルタを活用した波長帯域光分離器220-1〜220-4を用い、λB1＝１５１１nm、λB2＝１５３１nm、λB3＝１５５１nm、λB4＝１５７１nm、Δλ1＝Δλ2＝Δλ3＝Δλ4＝９nmである。
【００４８】
波長帯域光合波器230(230-1〜230-4)は、図３に示すように、４つの入力ポート231-1〜231-4、１つの出力ポート232を有し、第１入力ポート231-1には波長帯域λB1±Δλ1（λB1、Δλ1はそれぞれ波長を表している）に属する波長の光信号が入力され、第２入力ポート231-2には波長帯域λB2±Δλ2（λB2、Δλ2はそれぞれ波長を表している）に属する波長の光信号が入力され、第３入力ポート231-3には波長帯域λB3±Δλ3（λB3、Δλ3はそれぞれ波長を表している）に属する波長の光信号が入力され、第４入力ポート232-4には波長帯域λB4±Δλ4（λB4、Δλ4はそれぞれ波長を表している）に属する波長の光信号が入力され、これら４つの入力ポート231-1〜231-4に入力された光信号を合波して出力ポート232から出力する。
【００４９】
本実施形態では、誘電体多層膜フィルタを活用した波長帯域光合波器230-1〜230-4を用い、λB1＝１５１１nm、λB2＝１５３１nm、λB3＝１５５１nm、λB4＝１５７１nm、Δλ1＝Δλ2＝Δλ3＝Δλ4＝９nmである。
【００５０】
アレイ導波路回折格子241〜244は、前述したように４つの入力ポートと４つの出力ポートをもち、アレイ導波路回折格子241は、その波長ルーティング特性が波長帯域λB1±Δλ1に属する波長に対して設計されたものであり、各入出力ポートと波長λ11、λ12、λ13、λ14の関係は図４に示すとおりである。ただし、λ11、λ12、λ13、λ14は互いに異なり、λB1−Δλ1＜λ11，λ12，λ13，λ14＜λB1＋Δλ1の関係を満たすものである。
アレイ導波路回折格子242は、その波長ルーティング特性が波長帯域λB2±Δλ2に属する波長に対して設計されたものであり、各入出力ポートと波長λ21、λ22、λ23、λ24の関係は図５に示すとおりである。ただし、λ21、λ22、λ23、λ24は互いに異なり、λB2−Δλ2＜λ21，λ22，λ23，λ24＜λB2＋Δλ2の関係を満たしている。
アレイ導波路回折格子243は、その波長ルーティング特性が波長帯域λB3±Δλ3に属する波長に対して設計されたものであり、各入出力ポートと波長λ31、λ32、λ33、λ34の関係は図６に示すとおりである。ただし、λ31、λ32、λ33、λ34は互いに異なり、λB3−Δλ3＜λ31，λ32，λ33，λ34＜λB3＋Δλ3の関係を満たしている。
アレイ導波路回折格子244は、その波長ルーティング特性が波長帯域λB4±Δλ4に属する波長に対して設計されたものであり、各入出力ポートと波長λ41、λ42、λ43、λ44の関係は図７に示すとおりである。ただし、λ41、λ42、λ43、λ44は互いに異なり、λB4−Δλ4＜λ41，λ42，λ43，λ44＜λB4＋Δλ4の関係を満たしている。
尚、本実施形態では、アレイ導波路回折格子241〜244として石英系光導波路型を用いる。
【００５１】
次に、通信ノード200-1〜200-4の構成について説明する。
図８は、各通信ノード200-1〜200-4の光送受信部の構成を示すブロック図である。図８において、201は光送受信部、250は通信ノード200-1〜200-4から出力された光信号を波長ルーティング装置210に導く光伝送路、260は波長ルーティング装置210から出力された光信号を通信ノード200-1〜200-4に導く光伝送路である。
【００５２】
光送受信部201は、４つの入力ポートと１つの出力ポートを有する波長帯域光合波器230と、１つの入力ポートと４つの出力ポートを有する波長帯域光分離器220、４つの光送信部290-1〜290-4、４つの光受信部300-1〜300-4を備えている。
【００５３】
尚、波長帯域光分離器220及び波長帯域光合波器230のそれぞれは、例えば、誘電体多層膜フィルタや、光ファイバで構成された光カプラ、或いは平面光導波路で構成された光カプラなどを用いて構成されている。
【００５４】
波長帯域光合波器230の出力ポート230-21には光伝送路250が接続され、第１入力ポート230-11には第１光送信部290-1の出力信号光が入力される。また、波長帯域光合波器230の第２入力ポート230-12には第２光送信部290-2の出力信号光が入力され、第３入力ポート230-13には第３光送信部290-3の出力信号光が入力され、第４入力ポート230-14には第４光送信部290-4の出力信号光が入力される。
【００５５】
第１光送信部290-1は、波長帯域λB1±Δλ1の光送信部で、４つの入力ポート271-11〜271-14と１つの出力ポート271-21を有する光合波器271と、各入力ポート271-11〜271-14に接続された４つの光送信機2711-1〜2711-4とを備えている。また、各光送信機2711-1〜2711-4のそれぞれは、入力した電気的なデータ信号をそれぞれ波長λ11、λ12、λ13、λ14の光信号に変換して出力する。
【００５６】
第２光送信部290-2は、波長帯域λB2±Δλ2の光送信部で、４つの入力ポート272-11〜272-14と１つの出力ポート272-21を有する光合波器272と、各入力ポート272-11〜272-14に接続された４つの光送信機2712-1〜2712-4とを備えている。また、各光送信機2712-1〜2712-4のそれぞれは、入力した電気的なデータ信号をそれぞれ波長λ21、λ22、λ23、λ24の光信号に変換して出力する。
【００５７】
第３光送信部290-3は、波長帯域λB3±Δλ3の光送信部で、４つの入力ポート273-11〜273-14と１つの出力ポート273-21を有する光合波器273と、各入力ポート273-11〜273-14に接続された４つの光送信機2713-1〜2713-4とを備えている。また、各光送信機2713-1〜2713-4のそれぞれは、入力した電気的なデータ信号をそれぞれ波長λ31、λ32、λ33、λ34の光信号に変換して出力する。
【００５８】
第４光送信部290-4は、波長帯域λB4±Δλ4の光送信部で、４つの入力ポート274-11〜274-14と１つの出力ポート274-21を有する光合波器274と、各入力ポート274-11〜274-14に接続された４つの光送信機2714-1〜2714-4とを備えている。また、各光送信機2714-1〜2714-4のそれぞれは、入力した電気的なデータ信号をそれぞれ波長λ41、λ42、λ43、λ44の光信号に変換して出力する。
【００５９】
波長帯域光分離器220の入力ポート220-11には光伝送路260が接続され、第１出力ポート220-21から出力される信号光は第１光受信部300-1に入力される。また、波長帯域光分離器220の第２出力ポート220-22から出力される信号光は第２光受信部300-2に入力され、第３出力ポート220-23から出力される信号光は第３光受信部300-3に入力され、第４出力ポート220-24から出力される信号光は第４光受信部300-4に入力される。
【００６０】
第１光受信部300-1は、１つの入力ポート281-11と４つの出力ポート281-21〜281-24を有する光分波器281と、各出力ポート281-21〜281-24に接続された４つの光受信機2811-1〜2811-4とを備えている。
光分波器281は、その波長分波特性が波長帯域λB1±Δλ1に属する波長に対して設計されたものであり、波長λ11、波長λ12、波長λ13、波長λ14の光信号が入力ポート281-11に入力すると、第１出力ポート281-21に波長λ11の光信号を出力し、第２出力ポート281-22に波長λ12の光信号を出力し、第３出力ポート281-23に波長λ13の光信号を出力し、第４出力ポート281-24に波長λ14の光信号を出力する。また、４つの光受信機2811-1〜2811-4のそれぞれは、入力した光信号を電気信号に変換してデータ信号として出力する。
第２光受信部300-2は、１つの入力ポート282-11と４つの出力ポート282-21〜282-24を有する光分波器282と、各出力ポート282-21〜282-24に接続された４つの光受信機2812-1〜2812-4とを備えている。
【００６１】
光分波器282はその波長分波特性が波長帯域λB2±Δλ2に属する波長に対して設計されたものであり、波長λ21、波長λ22、波長λ23、波長λ24の光信号が入力ポート282-11に入力すると、第１出力ポート282-21に波長λ21の光信号を出力し、第２出力ポート282-22に波長λ22の光信号を出力し、第３出力ポート282-23に波長λ23の光信号を出力し、第４出力ポート282-24に波長λ24の光信号を出力する。また、４つの光受信機2812-1〜2812-4のそれぞれは、入力した光信号を電気信号に変換してデータ信号として出力する。
第３光受信部300-3は、１つの入力ポート283-11と４つの出力ポート283-21〜283-24を有する光分波器283と、各出力ポート283-21〜283-24に接続された４つの光受信機2813-1〜2813-4とを備えている。
【００６２】
光分波器283はその波長分波特性が波長帯域λB3±Δλ3に属する波長に対して設計されたものであり、波長λ31、波長λ32、波長λ33、波長λ34の光信号が入力ポート283-11に入力すると、第１出力ポート283-21に波長λ31の光信号を出力し、第２出力ポート283-22に波長λ32の光信号を出力し、第３出力ポート283-23に波長λ33の光信号を出力し、第４出力ポート283-24に波長λ34の光信号を出力する。また、４つの光受信機2813-1〜2813-4のそれぞれは、入力した光信号を電気信号に変換してデータ信号として出力する。
第４光受信部300-4は、１つの入力ポート284-11と４つの出力ポート284-21〜284-24を有する光分波器284と、各出力ポート284-21〜284-24に接続された４つの光受信機2814-1〜2814-4とを備えている。
【００６３】
光分波器284はその波長分波特性が波長帯域λB4±Δλ4に属する波長に対して設計されたものであり、波長λ41、波長λ42、波長λ43、波長λ44の光信号が入力ポート284-11に入力すると、第１出力ポート284-21に波長λ41の光信号を出力し、第２出力ポート284-22に波長λ42の光信号を出力し、第３出力ポート284-23に波長λ43の光信号を出力し、第４出力ポート284-24に波長λ44の光信号を出力する。また、４つの光受信機2814-1〜2814-4のそれぞれは、入力した光信号を電気信号に変換してデータ信号として出力する。
【００６４】
次に、本発明の第１本実施形態における光通信ネットワークシステムの動作に関して図
１と図８を参照して説明する。ここでは一例として、通信ノード200-1が通信ノード200-3とデータ通信を行う場合を説明する。
【００６５】
通信ノード200-1において、波長帯域λBp±Δλp(pは整数の変数であり、本実形態では、p=1,2,3、または4であり、以下の説明において同一値である)の光信号を送出する光送信機を有する光送信部290-pの光送信機271p-3から出力された波長λp3の光信号S13-pは、光合波器27pと波長帯域光合波器230を介して、光伝送路250に出力される。
さらに、光信号S13-pは、光伝送路250を伝送し、波長ルーティング装置210の波長帯域光分離器220-1の入力ポート221に到達し出力ポート222-pから出力する。
出力ポート222-pから出力した光信号S13-pは、アレイ導波路回折格子24pの第１入力ポート24p1-1に入力する。
【００６６】
図４乃至図７に示したアレイ導波路回折格子24pの入出力ポートと波長の関係から、光信号S13-pはアレイ導波路回折格子24pの第３出力ポート24p2-3より出力する。
アレイ導波路回折格子24pの第３出力ポート24p2-3から出力した光信号S13-pは、波長帯域光合波器230-3の第p入力ポート231-pに入力し、出力ポート232から出力する。
波長帯域光合波器230-3の出力ポート232から出力した光信号S13-pは、光伝送路260-3を伝送し、通信ノード200-3の波長帯域光分離器220の入力ポート220-11に達する。
光信号S13-pは、通信ノード200-3の波長帯域光分離器220の出力ポート220-2pから出力され、光分波器28pに入力され、光分波器28pの出力ポート28p-23から出力され、光受信器281p-3によって受信される。
【００６７】
このようにして、通信ノード200-1から通信ノード200-3へデータを送信する際には、通信ノード200-1の波長帯域λBp±Δλpの光送信部290-pにある光送信機271p-3から送出される波長λp3の光信号S13-pを用いることで行うことができる。
即ち、本実施形態では、S13-1,S13-2,S13-3,S13-4の４つの光のパスを用いることができる。同様にして、本実施形態では２つの通信ノード間で４つの光のパスにより通信を行うことができる。
【００６８】
以上のように本実施形態では、光通信ネットワークシステムを構成する通信ノード200-1〜200-4と波長ルーティング装置210は従来例と同じように、１対の光ファイバで接続されているが、本実施形態では、波長ルーティング装置210において波長帯域毎に独立にアレイ導波路回折格子241〜244を設置し、かつ各通信ノード200-1〜200-4及び波長ルーティング装置210において波長帯域の光合波ならびに波長帯域の光分離を行うことにより、波長帯域毎に１つの光パスを通信ノード間で形成することが可能である。
【００６９】
従って、従来例では１対の光ファイバでは通信ノード間で１つの光パスしか形成することができなかったが、本実施形態の構成を適用することにより最大で波長帯域と同じ数の光パスを形成することができ、容易に通信ノード間の通信容量を増加させることができる。
【００７０】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態を説明する。
第１実施形態ではすでに説明したように、４つの波長帯域(波長帯域λB1±Δλ1、波長帯域λB2±Δλ2、波長帯域λB3±Δλ3、波長帯域λB4±Δλ4、)を用いて４つの光パスを形成することができるが、光通信ネットワークシステムの構築の初期において、図９に示すように各通信ノード200-1〜200-4に１つの波長帯域λBp±Δλp(pは整数の変数であり、p=1,2,3、または4のいずれか)の光送信部および光受信部を設け(図９は一例としてp=1の場合について図示している)、通信ノード間の通信容量に応じて波長帯域を増やすことが可能である。
【００７１】
例えば、図１０は、図９に示した第２実施形態の各通信ノード200-1〜200-4に対して、さらにもう１つの波長帯域の光送信部290-2ならびに光受信部300-2を追加した例である。これにより各通信ノード間には２つの光パスが形成される。
【００７２】
また、図１０ではすべての通信ノード200-1〜200-4に波長帯域の光送受信部を追加したが、通信帯域を増加したい通信ノード間に対してのみ波長帯域の追加を行うこともできる。例えば、通信ノード200-1〜通信ノード200-4が光通信ネットワーク構築の初期に図９に示したように構成され、各通信ノード200-1〜200-4が波長帯域λB1±Δλ1で光パスを形成し通信を行っていたとする。
その後、通信ノード200-1と通信ノード200-3との間に追加の通信帯域(光パス)が必要になった場合には、通信ノード200-1と通信ノード200-3に対してのみ、図１１に示すように通信ノード200-1と通信ノード200-3との間の通信に必要な光送信機2712-3ならびに光受信機2812-3のみを実装した波長帯域λBp±Δλpの光送信部290-2、光受信部300-2をそれぞれの通信ノードに追加すればよい。尚、図１１には一例としてp=2の場合について図示している。
【００７３】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態を図１２を参照して説明する。尚、図１２において、前述した第１実施形態と同一構成部分は同一符号をもって表しその説明を省略する。本実施形態では各通信ノード200-1〜200-4において、光送信部290-2ならびに光送信部290-3のそれぞれに波長可変光源内蔵光送信機400-1,400-2が実装され、また光受信部300-2並びに光受信部300-3のそれぞれに光受信機500-1,500-2が実装されている。
【００７４】
波長可変光源内蔵光送信機400-1の出力ポートは、波長帯域光合波器230の入力ポート230-12に接続され、波長可変光源内蔵光送信機400-2の出力ポートは、波長帯域光合波器230の入力ポート230-13に接続されている。
波長可変光源内蔵光送信機400-1は、波長帯域λB2±Δλ2に属する波長λ21,λ22,λ23,λ24の光を出力することができ、また波長可変光源内蔵光送信機400-2は、波長帯域λB3±Δλ3に属する波長λ31,λ32,λ33,λ34の光を出力することができる。
また、光受信機500-1の入力ポートは、波長帯域光分離器220の出力ポート220-22に接続され、光受信機500-2の入力ポートは、波長帯域光分離器220の出力ポート220-23に接続されている。
【００７５】
従って、各通信ノード200-1〜200-4は、波長可変光源内蔵光送信機400-1,400-2から出力する光信号の波長を、波長ルーティング装置210によって光パスを形成する必要のある通信ノードにルーティングされる値に設定することにより、光パスを増設することができる。
【００７６】
具体的には、通信ノード200-1が波長帯域λB2±Δλ2に属する波長の光信号を用いて通信ノード200-3と通信を行う場合には、通信ノード200-1の波長可変光源内蔵光送信機400-1から出力される光信号S13-2の波長をλ23に設定する。光信号S13-2は、波長ルーティング装置210においてルーティングされ、通信ノード200-3の光受信機500-1によって受信される。また、通信ノード200-1が波長帯域λB3±Δλ3に属する波長の光信号を用いて通信ノード200-4と通信を行う場合には、通信ノード200-1の波長可変光源内蔵光送信機400-2から出力される光信号S14-3の波長をλ34に設定する。光信号S14-3は、波長ルーティング装置210においてルーティングされ、通信ノード200-4の光受信機500-2によって受信される。
以上のように、通信ノード200-1〜200-4に波長可変光源内蔵光送信機を具備した光送信部を設けることにより、その光送信部が属する波長帯域において柔軟に通信となる通信ノードを選択することが可能となる。
【００７７】
上記の波長可変光源内蔵光送信機400-1,400-2としては、例えば、分布帰還型半導体レーザや多電極分布反射型半導体レーザ等を使用することができる。また、分布帰還型半導体レーザにおいてはその温度を変化させる手段を備えることにより温度に対応して半導体レーザから出力される光信号の波長を変えることができ、多電極分布反射型半導体レーザにおいてはその通電電流の値を変化させる手段を備えることにより電流値に対応して半導体レーザから出力される光信号の波長を変えることができる。
【００７８】
尚、上記実施形態は本発明の一具体例にすぎず、本発明が上記実施形態の構成のみ限定されることはない。例えば、上記実施形態では通信ノードの数や、波長ルーティング装置の装置入力ポートおよび装置出力ポートの数Ｎとして、それぞれ４を例にとって説明しているが、これに限定されるものではなく、Ｎは２以上の整数であればよいことは言うまでもないことである。
【００７９】
＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態を、図１３を参照して説明する。なお、図１３において、前述した第１実施形態と同一構成部分は同一符号をもって表し、その説明を省略する。本実施形態では、各通信ノード２００−１〜２００−４において、光送信部２９０−ａ（ａは1から4の整数)に送信モジュール３１０、光受信部３００−ａに受信モジュール３１１を実装する。
図１４（Ａ）〜図１４（Ｈ）に、前記送信モジュール３１０と受信モジュール３１１の構造を示す。
図１４（Ａ）〜図１４（Ｈ）中、３０１は光送信機、３０２は光合波器、３０３は光分波器、３０４は光受信器、３０５は波長可変光源内蔵光送信機、３０６は光合流器、３０７は波長可変フィルタ、３０８は光分流器である。送信モジュールは３１０−１から３１０−４までの４種類があり、受信モジュールは３１１−１から３１１−４までの４種類がある。
【００８０】
以下、送信モジュール３１０−１から３１０−４と、受信モジュール３１１−１から３１１−４の構造を詳細に説明する。
送信モジュール３１０−１では、２つ以上の送信データがそれぞれ異なる光送信機３０１で定められる波長の光信号に変換され、光合波器３０２によって波長多重化されて出力される。受信モジュール３１１−１では、入力される波長多重化された光信号が、光分波器３０３によって波長ごとに分離され、それぞれ光受信器３０４によって受信信号に変換される。以降、この送信モジュール３１０−１と受信モジュール３１１−１の組み合わせを、第１の送受信モジュールと呼ぶ。なお、第１の送受信モジュールにおいて、必要に応じて光送信機３０１と光受信器３０４は削減しても構わない。
【００８１】
送信モジュール３１０−２では、１つの送信データが光送信機３０１で定められる波長の光信号に変換され、出力される。受信モジュール３１１−２では、入力される単一波長の光信号が、光受信器３０４によって受信信号に変換される。以降、この送信モジュール３１０−２と受信モジュール３１１−２の組み合わせを、第２の送受信モジュールと呼ぶ。
【００８２】
送信モジュール３１０−３では、１つの送信データが波長可変光源内蔵光送信機３０５で定められる波長の光信号に変換され、出力される。受信モジュール３１１−３では、入力される単一波長の光信号が、光受信器３０４によって受信信号に変換される。以降、この送信モジュール３１０−３と受信モジュール３１１−３の組み合わせを、第３の送受信モジュールと呼ぶ。
【００８３】
送信モジュール３１０−４では、２つ以上の送信データがＮ個（Ｎは２以上の整数）の波長可変光源内蔵光送信機３０５で定められる、それぞれ異なる波長の光信号に変換され、光合流器３０６で合流して出力される。受信モジュール３１１−４では、入力されるＮ個以下の波長が多重された光信号は、光分流器３０８でＮ本の経路に分配される。分配された光信号はそれぞれ１つの波長の信号のみを透過させる波長可変フィルタ３０７によって単一波長の光信号とされ、それぞれ光受信器３０４によって受信信号に変換される。図１４（Ｇ）及び図１４（Ｈ）では、Ｎが４の場合を示しているが、これによりＮの数が制限されるわけではない。以降、この送信モジュール３１０−４と受信モジュール３１１−４の組み合わせを、第４の送受信モジュールと呼ぶ。
【００８４】
本実施形態では、各通信ノードにおいて、同一の波長帯域の信号を送受信する光送信部２９０−ａ（ａは１から４の整数)と光受信部３００−ａには、第１から第４までのいずれかの送受信モジュールを実装するか、何も実装しない。このとき、他の通信ノードで同一の波長帯域の信号を送受信する送受信モジュールは、必ずしも同一である必要は無い。
【００８５】
図１５は本実施形態の制御を行う、制御系の構成を示すものである。図中、２１１−１から２１１−４は送受信装置制御装置、２１３は光パス管理装置、２１４は通信回線（ネットワーク）、２００−１から２００−４は通信ノード、２２０−１から２２０−４は波長帯域光分離器、２３０−１から２３０−４は波長帯域光合波器、２４１，２４２，２４３，２４４は４ｘ４アレイ導波路回折格子である。
【００８６】
送受信装置制御装置２１１−１〜２１１−４は、４個の通信ノード２００−１から２００−４に接続されており、光送受信モジュールの制御を行う。光送受信モジュールの制御は、光パス管理装置２１３から送られてくる制御信号に基づいて行う。制御対象となる光送信器３０１には駆動信号又は停止信号を送信し、波長可変光源内蔵光送信機３０５には駆動信号、停止信号、又は送出波長制御信号を送信し、波長可変フィルタ３０７には透過波長帯域制御信号を送信し、光送受信モジュールの制御を行う。
【００８７】
光パス管理装置２１３は、後述するように光パスの管理を行う。そのために、光パス管理装置２１３は送受信装置制御装置２１１−１〜２１１−４と通信回線２１４を介して接続され、制御信号を送受信する。図１６に光パス管理装置２１３の内部構成を示した。光パス管理装置２１３は主として、プロセッサ部３０１０、記憶媒体３０３０、制御信号入出力インタフェース３０２０から構成されている。本実施形態では記憶媒体としてメモリを用いるが、記憶媒体としては情報の読み取り及び書き込みができるものであればよい。
【００８８】
光パス管理装置２１３には、各通信ノードに実装されている送受信モジュールの形式、送受信モジュール中の光送信器、波長可変光源内蔵光送信機、波長可変フィルタの状態を保持するデータベースを記憶媒体３０３０中に有する。
【００８９】
光パス管理装置２１３では、これらデータベースを基に各通信ノード間のパスの増設、解放に際し、各通信ノードにおけるどの光送信器、波長可変光源内蔵光送信機、波長可変フィルタを制御すべきかを、プロセッサ部３０１０において判断する。判断した結果は、制御信号入出力インタフェース３０２０を介して送受信装置制御装置２１１−１〜２１１−４に制御信号として送信し、所望の光パスを増設、解放できるように光送受信モジュールを制御する。また、光パス管理装置２１３は、波長帯域ごとに、通信ノード間の光パスを記載したデータベースを作成・保持している。
【００９０】
図１７はデータベースの一例を示すもので、波長帯域λB１±Δλ１に関するテーブルが示されている。なお、図１７において「ＴＬＤ」は波長可変光源（Tunable Laser Diode）を意味している。
【００９１】
データベースの各行は、それぞれ一つの通信ノードに対応し、当該通信ノードの有する送信機の状態を保持する。図１７では、１行目は通信ノード２００−１に対応し、２行目は通信ノード２００−２に対応し、３行目は通信ノード２００−３に対応し、４行目は通信ノード２００−４に対応している。
データベースの各列は、それぞれ通信ノードの光送信機に関する情報を保持している。
【００９２】
データベースの５列目は、通信ノードに実装されている送受信モジュールの種類を保持する。図１７では、通信ノード２００−１は第１の送受信モジュールを実装し、通信ノード２００−２は第２の送受信モジュールを実装し、通信ノード２００−３は第３の送受信モジュールを実装し、通信ノード２００−４は第４の送受信モジュールを実装している場合を示す。
【００９３】
６列目は、通信ノードに実装されている波長可変光源内蔵光送信機の数を保持する。図１７では、通信ノード２００−１と通信ノード２００−２は波長可変光源内蔵光送信機を実装しておらず、通信ノード２００−３は１個の波長可変光源内蔵光送信機を実装しており、通信ノード２００−４は２個の波長可変光源内蔵光送信機を実装している場合を示す。
７列目は、通信ノードに実装されている波長可変光源内蔵光送信機のうち、実際に使用されている数を保持する。図１７では、通信ノード２００−１と通信ノード２００−２は波長可変光源内蔵光送信機を使用しておらず、通信ノード２００−３は１個の波長可変光源内蔵光送信機を使用しており、通信ノード２００−４は２個の波長可変光源内蔵光送信機を使用している場合を示す。
【００９４】
１列目から４列目は、上段がそれぞれ通信ノード２００−１、２００−２、２００−３、２００−４に信号を送るための光の波長を保持しており、下段がそれぞれ通信ノード２００−１、２００−２、２００−３、２００−４に信号を送るための光送信機の状態を保持している。下段で保持している光送信機の状態は、第１あるいは第２の送受信モジュールが実装されている場合には、該当する通信ノードに信号を送る光送信機が実装されていない状態を示す「ＮＡ」であるか、該当する通信ノードに信号を送る光送信機が実装されていて、使用されていない状態を示す「ＯＦＦ」であるか、該当する通信ノードに信号を送る光送信機が実装されていて、使用されている状態を示す「ＯＮ」であるかのいずれかである。また、第３あるいは第４の送受信モジュールが実装されている場合には、該当する通信ノードに信号を送る波長で光信号を送出している波長可変光源内蔵光送信機が存在しない状態を示す「ＯＦＦ」であるか、該当する通信ノードに信号を送る波長で光信号を送出している波長可変光源内蔵光送信機が存在していて、該当する波長可変光源内蔵光送信機を表す「波長可変光源内蔵光送信機の番号」であるかのいずれかである。
【００９５】
光パス管理装置２１３による通信ノード間の光パスの管理では、「新たな通信ノード間の光パスを確立する場合」と、「既存の通信ノード間の光パスを停止させる場合」にデータベースの参照、変更を行い、通信回線２１４を介して送受信装置制御装置２１１−１〜２１１−４を制御する。
【００９６】
まず、新たに通信ノード２００−ｘと通信ノード２００−ｙ（ｘ、ｙは共に1以上4以下の整数）の間の光パスを確立する場合の光パス管理装置２１３の動作を説明する。ここで、通信ノード２００−ｘと通信ノード２００−ｙの間の光パスを確立する契機の例は、一つは、本システムのオペレータから光パス管理装置２１３に接続された図示されないコンソールへの入力を通じての、明示的な光パス確立の指示である。また、別の契機の例は、光パス管理装置がシステム内の通信トラフィックの監視情報を受信し、その情報に基づいて通信ノード間の新たな光パスを確立することを決定することである。
【００９７】
光パス管理装置２１３は、波長帯域ごとに設けられた４つのデータベースにおいて、ｘ行とｙ行の両方について、５列目の要素が「１」あるいは「２」であるか、５列目の要素が「３」あるいは「４」で６列目の要素が７列目の要素より大きいかのいずれかであるデータベースを検索する。次いで、該当するデータベース中で、ｘ行ｙ列とｙ行ｘ列の下段の要素が共に「ＯＦＦ」であるデータベースを検索する。検索の結果、複数のデータベースが該当した場合には、何らかの優先順位に基づいて、例えば、短い波長帯域に対応するデータベースを優先するという優先順位に基づいて、検索結果とする。
【００９８】
光パス管理装置２１３は、検索の結果得られたデータベースが対応する波長帯域で、通信ノード２００−ｘと通信ノード２００−ｙの間の光パスを確立するための指示を、通信回線２１４を介して送受信制御装置２１１−ｘと２１１−ｙに伝達するとともに、データベースを更新する。
【００９９】
具体的に送受信装置制御装置２１１−ｘに送る信号を例にとって説明する。通信ノード２００−ｘが第１あるいは第２の送受信モジュールを実装している場合には、データベースのｘ行ｙ列の上段で保持している波長を送出する光送信機３０１の駆動信号を生成するための信号を送る。同時にデータベースのｘ行ｙ列の下段を「ＯＮ」に書き換える。通信ノード２００−ｘが第３の送受信モジュールを実装している場合には、波長可変光源内蔵光送信機３０５の送出する波長を、データベースのｘ行ｙ列の上段で保持している波長にする、送出波長設定信号を生成するための信号を送る。同時に、該波長可変光源内蔵光送信機３０５の駆動信号を生成するための信号を送る。さらに同時に、データベースのｘ行ｙ列の下段を「１」に書き換え、７列目の要素を「１」に書き換える。通信ノード２００−ｘが第４の送受信モジュールを実装している場合には、未使用の波長可変光源内蔵光送信機３０５のうちで、最も若い番号の波長可変光源内蔵光送信機３０５の送出する波長を、データベースのｘ行ｙ列の上段で保持している波長にする、送出波長設定信号を生成するための信号を送る。同時に、該波長可変光源内蔵光送信機３０５の駆動信号を生成するための信号を送る。また、該波長可変光源内蔵光送信機３０５と対を成す波長可変フィルタ３０７の透過波長帯域を、データベースのｘ行ｙ列の上段で保持している波長にする、透過波長帯域制御信号を生成するための信号を送る。これらと同時にデータベースのｘ行ｙ列の下段を「駆動した波長可変光源内蔵光送信機の番号」に書き換え、７列目の要素を１増やす。
なお、データベースの検索の際に、該当するデータベースが存在しなかった場合、光パスの追加ができないことを、要求の発生元に伝達する。
【０１００】
次に、既に光パスが確立している通信ノード２００−ｘｘと通信ノード２００−ｙｙ（ｘｘ、ｙｙは共に1以上4以下の整数）間の光パスを停止する必要が生じた場合の光パス管理装置２１３の動作を説明する。ここで、通信ノード２００−ｘｘと通信ノード２００−ｙｙの間の光パスを停止する契機の一例は、本光通信ネットワークシステムのオペレータから光パス管理装置２１３に接続された図示されないコンソールへの入力を通じての、明示的な光パス停止の指示である。また、別の契機の例は、光パス管理装置がシステム内の通信トラフィックの監視情報を受信し、その情報に基づいて通信ノード間の新たな光パスを停止することを決定することである。
【０１０１】
光パス管理装置２１３は、波長帯域ごとに設けられた４つのデータベースにおいて、ｘｘ行ｙｙ列とｙｙ行ｘｘ列の下段の要素が共に「ＯＮ」であるか、「波長可変光源内蔵光送信機の番号」のいずれかであるデータベースを検索する。検索の結果、複数のデータベースが該当した場合には、何らかの優先順位に基づいて、例えば、短い波長帯域に対応するデータベースを優先するという優先順位に基づいて、検索結果とする。
光パス管理装置２１３は、検索の結果得られたデータベースが対応する波長帯域で、通信ノード２００−ｘｘと通信ノード２００−ｙｙ間の光パスを停止するための指示を、通信回線２１４を介して送受信装置制御装置２１１−ｘｘと２１１−ｙｙに伝達するとともに、データベースを更新する。
【０１０２】
具体的に送受信制御装置２１１−ｘｘに送る信号を例にとって説明する。通信ノード２００−ｘｘが第１あるいは第２の送受信モジュールを実装している場合には、データベースのｘｘ行ｙｙ列の上段で保持している波長を送出する光送信機３０１の停止信号を生成するための信号を送る。同時に、データベースのｘｘ行ｙｙ列の下段を「ＯＦＦ」に書き換える。通信ノード２００−ｘｘが第３の送受信モジュールを実装している場合には、波長可変光源内蔵光送信機３０５の停止信号を生成するための信号を送る。同時にデータベースのｘｘ行ｙｙ列の下段を「ＯＦＦ」に書き換え、７列目の要素を「０」に書き換える。通信ノード２００−ｘｘが第４の送受信モジュールを実装している場合には、データベースのｘｘ行ｙｙ列の下段に記された番号の波長可変光源内蔵光送信機３０５の停止信号を生成するための信号を送る。同時に、データベースのｘｘ行ｙｙ列の下段を「ＯＦＦ」に書き換え、７列目の要素を１減らす。
なお、データベースの検索の際に、該当するデータベースが存在しなかった場合、光パスの停止ができないことを、要求の発生元に伝達する。
【０１０３】
以上のようにして通信ノード間の光パスを管理することができる。なお、通信ノード間の光パスの管理方法は、厳密に本実施形態に従う必要はなく、同様の機能が実現できていればよく、そのような方法も本発明に含まれる。
たとえば、光パス管理装置２１３の機能を送受信装置制御装置２１１−１から２１１−４のうちのいずれか１つに実装し、光パス管理装置２１３を省略してもよい。
【０１０４】
続いて本実施形態に適用する、最適な光パスの波長制御及び管理方法の一例について、その原理を第５実施形態から第７実施形態で詳細に説明する。
【０１０５】
なお、ここで制御、管理の対象とするのは、波長可変光源内蔵光送信機４００−１，４００−２である。波長可変光源内蔵光送信機４００−１，４００−２が具備する波長帯域、即ち波長帯域λB２±Δλ２、λB３±Δλ３に着目する。つまり、少なくとも制御及び管理の対象となる波長帯域については、全ての通信ノードが波長可変光源内蔵光送信機を具備していることを前提としている。言い換えれば、制御及び管理の対象とならない波長帯域に関しては、各通信ノードが具備する光送信機および光受信器に特に制約はない。それゆえ、送信機および受信器の構成が全ての通信ノードで同一である必要はない。
【０１０６】
また、本原理の説明では、波長帯域λB２±Δλ２、λB３±Δλ３をそれぞれ単独の波長として取り扱い、波長帯域光分離器２２０、波長帯域光合波器２３０をそれぞれ光分波回路１、光合波回路２として取り扱う。さらに４ｘ４アレイ導波路回折格子２４１〜２４４を、光マトリクススイッチ３，６として取り扱う。このとき、波長可変光源内蔵光送信機４００−１，４００−２が送出する波長を対応する波長帯域内で制御することが、以後説明する、マトリクススイッチの光パスを制御することに対応する。
【０１０７】
＜第５実施形態＞
図１８は本発明の第５実施形態を示すものである。図中、１−１，１−２，…１−Ｎは光分波回路、２−１，２−２，…２−Ｎは光合波回路、３−１，３−２，…３−ｍは光マトリクススイッチ、４−１，４−２，…４−Ｎは入力光ファイバ、５−１，５−２，…５−Ｎは出力光ファイバ、１１−１，１１−２，…１１−Ｎは送受信装置制御装置、１２は光マトリクススイッチ制御装置、１３は光パス管理装置、１４は通信回線（ネットワーク）である。
【０１０８】
ここで、光分波回路及び光合波回路としては、アレイ導波路回折格子や誘電体多層膜フィルタを用いたものが利用できるが、同様の機能を実現するものであれば、その実現方法は問わない。また、光マトリクススイッチとしては、熱光学効果を用いた光スイッチ、導波路型スイッチ、ＭＥＭＳ光スイッチ、バブル光スイッチ、Ｎ入力Ｎ出力のアレイ導波路回折格子等を用いることができるが、同様の機能を実現するものであれば、その実現方法は問わない。さらに、全体の構成方法も、同様の入出力特性を実現するものであれば、その実現方法は問わない。
【０１０９】
送受信装置制御装置１１−１〜１１−Ｎは、Ｎ個の通信ノードの送受信装置（図示しない）にそれぞれ接続されており、送受信装置において送受信する光信号の波長などの制御を行う。
【０１１０】
光マトリクススイッチ制御装置１２は、光マトリクススイッチ３−１〜３−Ｎに接続されており、各光マトリクススイッチ３−１〜３−Ｎにおける入出力ポートの間の光パスの制御を行う。
【０１１１】
光パス管理装置１３は、送受信装置制御装置１１−１〜１１−Ｎ及び光マトリクススイッチ制御装置１２と通信回線１４を介して接続され、情報を送受信し、後述する如く本発明に基づく光パスの管理を行う。
【０１１２】
以下、入力光ファイバ及び出力光ファイバの本数が８本、波長多重数が４の場合を例にとって、本発明の光パス管理方法を説明する。但し、これによって本発明を適用可能な光通信ネットワークシステムの規模が制限されるものではない。
【０１１３】
光通信ネットワークシステム内には、入力光ファイバ及び出力光ファイバの本数と波長多重数から、８入力８出力光マトリクススイッチが４つ存在する。これら４つの光マトリクススイッチにそれぞれ相異なる優先順位を示す番号１〜４を付与し、また、通信ノードと、前記通信ノードの出力信号が通る入力光ファイバと、前記入力光ファイバの接続されている前記光マトリクススイッチの入力ポートと、前記通信ノードへの入力信号が通る出力光ファイバと、前記出力光ファイバの接続されている前記光マトリクススイッチの出力ポートの組に１〜８の番号を付与するものとする。
【０１１４】
光パス管理装置１３は、光マトリクススイッチ毎の光パスを記載したデータベース（図示せず）を作成・保持している。
【０１１５】
図１９（Ａ）〜（Ｄ）はデータベースの一例を示すもので、４つの光マトリクススイッチにそれぞれ対応したテーブルからなっている。
４つのテーブルにおいて、１行目の番号は光マトリクススイッチの優先順位を表すものとし、２列目の数字は１列目の番号の通信ノードが光マトリクススイッチを介して形成されている光パスの宛先通信ノードの番号を示すものとする。また、ここでは、該当する光マトリクススイッチにおいて使用されていない通信ノードは光パスの宛先通信ノードの番号として「０」を記載するものとする。
【０１１６】
入力光ファイバ及び出力光ファイバ（入力通信ノード及び光パスの宛先通信ノード）の間の光パスの管理においては、「新たな光パスを確立する場合」、「既存の光パスを停止する場合」及び「光マトリクススイッチ間で光パスを移し替える場合」に、データベースの参照、変更が必要になる。
【０１１７】
まず、新たにｘｘ番目の通信ノードとｙｙ番目の通信ノードの間に光パスを確立する必要が生じた場合の光パス管理装置１３の動作を説明する。
【０１１８】
図２０に前述した「新たな光パスを確立する場合」の光パス管理装置における処理の流れを示す。
【０１１９】
光パス管理装置１３は、データベースにおいて、優先順位の番号の小さい光マトリクススイッチに対応するデータから順に、ｘｘ番目の通信ノードとｙｙ番目の通信ノードが共に未使用である光マトリクススイッチを検索する（ステップＳ１）。例えば、図１９（Ａ）〜図１９（Ｄ）に示すデータベースの状態で、新たに通信ノード３と通信ノード４の間に光パスを確立する必要が生じた場合は、通信ノード３と通信ノード４が共に未使用である光マトリクススイッチの中で、最も優先順位の番号が小さい２番の光マトリクススイッチが検索結果となる。
【０１２０】
検索結果が有る場合（ステップＳ２がＹｅｓ）、光パス管理装置１３は、検索結果に従う光パスを新たに確立するための指示をｘｘ番目の通信ノード及びｙｙ番目の通信ノードの送受信装置制御装置１１並びに光マトリクススイッチ制御装置１２に通信回線１４を介して伝達（ステップＳ３）、ここでは通信ノード３及び通信ノード４の送受信装置制御装置に波長λ２の光信号による通信を実行させる指示を伝達し、光マトリクススイッチ制御装置１２に２番の光マトリクススイッチの３番目の入力ポートと４番目の出力ポートの間に光パスを確立させ、且つ４番目の入力ポートと３番目の出力ポートの間に光パスを確立させる指示を伝達するとともに、データベースに新たに確立した光パスを登録（ステップＳ４）、ここでは２番の光マトリクススイッチに対応するテーブルにおいて入力通信ノード３の光パスの宛先通信ノードに４を記載し、入力通信ノード４の光パスの宛先通信ノードに３を記載する。
【０１２１】
次に、既に光パスが確立しているｘｘｘ番目の通信ノードとｙｙｙ番目の通信ノードの間の光パスの必要がなくなった場合の光パス管理装置１３の動作を説明する。
図２１に前述した「既存の光パスを停止する場合」の光パス管理装置における処理の流れを示す。
【０１２２】
光パス管理装置１３は、データベースにおいて、優先順位の番号の大きい光マトリクススイッチに対応するデータから順に、ｘｘｘ番目の通信ノードとｙｙｙ番目の通信ノードの間に光パスを確立している光マトリクススイッチを検索する（ステップＳ１１）。例えば、図１９（Ａ）〜図１９（Ｄ）に示すデータベースの状態で、通信ノード１と通信ノード３の間の光パスが必要なくなった場合には、通信ノード１と通信ノード３の間に光パスが確立している光マトリクススイッチの中で、最も優先順位の番号が大きい４番の光マトリクススイッチが検索結果となる。
【０１２３】
検索結果が有る場合（ステップＳ１２がＹｅｓ）、光パス管理装置１３は、検索結果に従う光パスを停止するための指示をｘｘｘ番目の通信ノード及びｙｙｙ番目の通信ノードの送受信装置制御装置１１並びに光マトリクススイッチ制御装置１２に通信回線１４を介して伝達（ステップＳ１３）、ここでは通信ノード１及び通信ノード３の送受信装置制御装置に波長λ４の光信号による通信を停止させる指示を伝達し、光マトリクススイッチ制御装置１２に４番の光マトリクススイッチの１番目の入力ポートと３番目の出力ポートの間の光パスを停止させ、且つ３番目の入力ポートと１番目の出力ポートの間の光パスを停止させる指示を伝達するとともに、データベースから停止した光パスを削除（ステップＳ１４）、ここでは４番の光マトリクススイッチに対応するテーブルにおいて入力通信ノード１の光パスの宛先通信ノードに０を記載し、入力通信ノード３の光パスの宛先通信ノードに０を記載する。
【０１２４】
次に、光マトリクススイッチ間で光パスを移し替える場合の光パス管理装置１３の動作を説明する。
図２２に前述した「光マトリクススイッチ間で光パスを移し替える場合」の光パス管理装置における処理の流れを示す。
【０１２５】
光パス管理装置１３は、ｘ番目の通信ノードとｙ番目の通信ノードの間に光パスを確立している光マトリクススイッチの中で最も大きな優先順位の番号ｂと、ｘ番目の通信ノードとｙ番目の通信ノードを使用していない光マトリクススイッチの中で最も小さい優先順位の番号ａとを、予め定めた順番で全てのｘ及びｙの組み合わせについて検索し、ａがｂよりも小さい数字である、ｘ，ｙ，ａ，ｂの組み合わせを抽出する（ステップＳ２１）。例えば、図１９（Ａ）〜図１９（Ｄ）に示すデータベースの状態では、（ｘ，ｙ，ａ，ｂ）＝（２，５，１，２）、（２，８，１，３）、（１，３，２，４）が抽出される。
【０１２６】
次に、いま述べたように検索結果が有る場合（ステップＳ２２がＹｅｓ）、光パス管理装置１３は、抽出された組み合わせが１つであれば（ステップＳ２３がＮｏ）、それを選択し、また、前記のように複数であれば（ステップＳ２３がＹｅｓ）、そのうちの任意の１つを選択し（ステップＳ２４）、光パスの移し替えを行う。
【０１２７】
即ち、選択した組のａ番目の光マトリクススイッチを介するｘ番目の通信ノードとｙ番目の通信ノードの間の光パスを新たに確立するための指示をｘ番目の通信ノード及びｙ番目の通信ノードの送受信装置制御装置１１並びに光マトリクススイッチ制御装置１２に通信回線１４を介して伝達（ステップＳ２５）する。その後、選択した組のｂ番目の光マトリクススイッチを介するｘ番目の通信ノードとｙ番目の通信ノードの間の光パスを停止するための指示を同じくｘ番目の通信ノード及びｙ番目の通信ノードの送受信装置制御装置１１並びに光マトリクススイッチ制御装置１２に通信回線１４を介して伝達（ステップＳ２６）する。次いで、データベースを更新、即ち新たに確立した光パスをデータベースに登録するとともに停止した光パスをデータベースから削除する（ステップＳ２７）。
【０１２８】
この際、先にａ番目の光マトリクススイッチを介する光パスを確立させるのは、通信ノードｘと通信ノードｙの間の光パスを途絶えさせないためである。
光パスの移し替えが終了したら、前述した条件に合う（ｘ，ｙ，ａ，ｂ）の組み合わせを再び抽出し、光パスの移し替えを行う。この作業を前述した条件に合う（ｘ，ｙ，ａ，ｂ）の組み合わせが抽出されなくなるまで繰り返す。
【０１２９】
なお、前述した方法で「新たな光パスを確立する」のみでは光パスの整理されていない状態は発生しない。しかし、「既存の光パスを停止した」後は光パスの整理されていない状態が発生する可能性があるため、「光マトリクススイッチ間での光パスの移し替え」は「既存の光パスを停止した」後に行うことが望ましい。
【０１３０】
以上のようにして通信ノード間の光パスの管理を行えば、通信ノード間の光パスが常に整理された状態となり、光クロスコネクト装置の利用効率を高めることができる。
【０１３１】
なお、通信ノード間の光パスの管理方法は、厳密に本実施形態に従う必要はなく、同様の機能を実現できていれば良く、そのような方法も本発明に含まれる。
【０１３２】
＜第６実施形態＞
図２３は本発明の第６実施形態を示すもので、ここでは第５実施形態においてパッシブな光マトリクススイッチを用いるとともに光マトリクススイッチ制御装置を省いた例を示す。
即ち、図中、６−１，６−２，…６−ｍはパッシブな光マトリクススイッチであり、一の入力ポートから入力された光信号は、その光信号の物理的性質に応じて、異なる出力ポートから出力される。例として、光マトリクススイッチとしてＮ入力Ｎ出力のアレイ導波路回折格子を用いる場合を考える。このとき、光分波回路１、光合波回路２が十分に広い波長帯域Δλの信号を同一の波長信号として扱うとすると、アレイ導波路回折格子へ入力される光信号の波長は、Δλの範囲内で異なる波長信号とすることができ、アレイ導波路回折格子の入出力特性によって、入力される光信号の波長という物理的性質に応じて、一の入力ポートから入力された光信号は、異なる出力ポートから出力される。従って、本実施形態では、光パス管理装置、例えば１３ａは、光パスを確立する又は停止するための指示として、送受信装置制御装置１１−１〜１１−Ｎに対し、各通信ノードの送受信装置において送受信を開始又は停止する光信号の波長の指示のみを行う。なお、その他の構成及び動作は第５実施形態の場合と同様である。
【０１３３】
＜第７実施形態＞
図２４は本発明の第７実施形態を示すもので、ここでは第６実施形態においてＮ個の送受信装置制御装置のうちの１つに光パス管理装置の機能を実装した例を示す。
即ち、図中、１１−１ａは第６実施形態で説明した光パス管理装置１３ａの機能を実装した送受信装置制御装置であり、他の送受信装置制御装置１１−２〜１１−Ｎと通信回線１４を介して接続され、情報を送受信し、第６実施形態の場合と同様にして光パスの管理を行う。なお、その他の構成及び動作は第５、第６実施形態の場合と同様である。
【０１３４】
なお、第４〜第７実施形態で説明した光パスの波長制御及び管理を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませて実行させるようにしても良い。
ここでいうコンピュータシステムとは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、コンピュータシステムは、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに、コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【産業上の利用可能性】
【０１３５】
本発明によれば、複数の通信ノードとこれら通信ノード間の通信を光信号の波長による経路制御によって確立する波長ルーティングを利用した光通信ネットワークシステムにおいて、波長ルーティング装置に波長帯域毎に独立にアレイ導波路回折格子を設置し、かつ各通信ノードおよび波長ルーティング装置において波長帯域の光合波ならびに波長帯域の光分離を行っているので、波長帯域毎に１つの光パスを通信ノード間で形成することが可能である。このため、通信ノード間に光パスを１つだけ確立する従来技術では通信ノード間に複数の光パスを形成することが困難であったが、本発明の構成を適用することにより最大で波長帯域と同じ数の光パスを通信ノード間に形成することができ、通信ノード間の通信容量を容易に増加させることが可能である。
【０１３６】
また、本発明の光通信ネットワークシステムは、光パスの増設に際して、光パスの増設が必要な通信ノード間に対してのみ必要な設備を追加すればよく、柔軟性や経済性にも優れているという非常に優れた効果を奏するものである。
【０１３７】
さらに、波長群を単位として通信ノード間に光パスを形成する従来の光通信ネットワークシステムでは、波長群の数を越える通信ノードがあると、一旦別の通信ノードを経由させる必要があった。これに対して、本発明によれば、全ての通信ノード間に光パスを設けるフルメッシュ接続性を有する光通信ネットワークシステムを実現することができる。したがって、波長群に属する波長の数を越える通信ノードが存在する場合であっても別の通信ノードを経由させる必要がない。また、本発明によれば、複数の小規模な光マトリクススイッチを組み合わせて構成される光クロスコネクト装置において、通信ノード間の光パスが常に整理された状態となり、光クロスコネクト装置の利用効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３８】
【図１】本発明の第１実施形態における光通信システムの全体構成を示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態における光通信システムの波長帯域光分離器を説明する図である。
【図３】本発明の第１実施形態における光通信システムの波長帯域光合波器を説明する図である。
【図４】本発明の第１実施形態におけるアレイ導波路回折格子の入出力ポートと波長の関係を示す図である。
【図５】本発明の第１実施形態におけるアレイ導波路回折格子の入出力ポートと波長の関係を示す図である。
【図６】本発明の第１実施形態におけるアレイ導波路回折格子の入出力ポートと波長の関係を示す図である。
【図７】本発明の第１実施形態におけるアレイ導波路回折格子の入出力ポートと波長の関係を示す図である。
【図８】本発明の第１実施形態における各通信ノードの光送受信部の構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の第２実施形態における通信ノードの光送受信部の初期構築時の構成例を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第２実施形態における通信ノードの異なる波長帯域の光送受信部の増設時の構成例を説明するブロック図である。
【図１１】本発明の第２実施形態における通信ノードの異なる波長帯域の光送受信部の増設時の構成例を説明するブロック図である。
【図１２】本発明の第３実施形態における通信ノードの光送受信部の構成例を示すブロック図である。
【図１３】本発明の第４実施形態における各通信ノードの光送受信部の構成を説明するブロック図である。
【図１４】は本発明における第４実施形態における送信モジュールと受信モジュールの構造を示すブロック図である。
【図１５】本発明の第４実施形態における送受信装置制御装置及び光パス管理装置の接続関係を示すブロック図である。
【図１６】本発明の第４実施形態における光パス管理装置の構成を示すブロック図である。
【図１７】本発明の第４実施形態における光パス管理装置のデータベースの一例を示す図である。
【図１８】本発明の第５実施形態を示す構成図である。
【図１９】光マトリクススイッチの光パスを記載したデータベースの一例を示す説明図である。
【図２０】本発明の第５実施形態による光パス管理装置における処理の流れ図である。
【図２１】本発明の第５実施形態による光パス管理装置における処理の流れ図である。
【図２２】本発明の第５実施形態による光パス管理装置における処理の流れ図である。
【図２３】本発明の第６実施形態を示す構成図である。
【図２４】本発明の第７実施形態を示す構成図である。
【図２５】従来例のアレイ導波路回折格子を用いて実現した波長パスルーティングをベースとした光通信ネットワークシステムの構成を示すブロック図である。
【図２６】従来例におけるアレイ導波路回折格子の入出力ポートと波長の関係を示す図である。
【図２７】従来例におけるアレイ導波路回折格子の入出力ポートと波長の関係を示す図である。
【図２８】従来の波長群を利用した光ネットワークシステムの一構成例を示すブロック図である。
【図２９】従来の波長群を利用した光ネットワークシステムの他の構成例を示すブロック図である。
【図３０】従来の光クロスコネクト装置の一例を示す構成図である。
【図３１】光パスが整理されていない場合の入力光ファイバと出力光ファイバの間の光パスの一例を示す説明図である。
【図３２】光パスが整理されている場合の入力光ファイバと出力光ファイバの間の光パスの一例を示す説明図である。
【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２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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