(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２個の波長周回型光合分波器と、該２個の波長周回型光合分波器の各々からスター状に伸びる送信用と受信用の光通信経路と、前記２個の波長周回型光合分波器の各々と前記光通信経路により接続された複数のノードとを有する光ネットワークシステムの各ノードに配されてノード間通信を管理する光監視切替装置であって、
一方の波長周回型光合分波器との光通信経路を他方の波長周回型光合分波器との光通信経路に切替える光スイッチと、
該光スイッチを通過した前記光通信経路の受信用経路からＷＤＭ信号を取り出す光カップラと、
該光カップラにより取り出されたＷＤＭ信号を電気信号に変換するＡＷＧ−ＰＤと、
該ＡＷＧ−ＰＤにより変換された電気信号に基づいて、ＷＤＭ信号が検出されないという前記波長周回型光合分波器または前記光通信経路の障害を検出し、前記光スイッチの切替えを制御する電気回路とを備えたことを特徴とする光監視切替装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光監視切替装置を介して前記光通信経路から受信したＷＤＭ信号を分波し、光伝送装置に送信するデマルチプレクサと、前記光伝送装置から入射した複数の光信号をＷＤＭ信号に変換する変換部と、該変換された複数のＷＤＭ信号を合波して前記光監視切替装置に送信するマルチプレクサとを有するＷＤＭインターフェースが接続されていることを特徴とする光伝送装置。
【請求項３】
請求項１に記載の光監視切替装置を備えたことを特徴とする光通信システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光監視切替装置、光伝送装置および光通信システム、並びに光通信経路切替方法に関し、例えば、光ファイバを用いて複数の通信端末（ノード）を相互に接続し、音声や画像、データを通信する波長多重光ネットワークシステムにおける光監視切替装置、光伝送装置および光通信システム、並びに光通信経路切替方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１１は、従来の波長多重光ネットワークシステムの概略構成を示す図である。例えば、スター状に配置された４個のノード（スイッチングハブ）９１１、９１２、９１３、および９１４の間を２重化して相互に接続する場合、波長多重光ネットワークシステムは図１１に示すように２つの周回性ＡＷＧ（arrayed waveguide grating）９０１、９０２及び８台の多波長光源装置９０３〜９１０で構成される。一般に、周回性ＡＷＧを用いたスター型のネットワークにおいて、波長多重技術によりＮ個のノード間のフルメッシュ接続を実現する場合、Ｎ個の異なる波長が必要である。また、システムの信頼性を高めるために接続を２重化する場合、Ｎ×２個の光源が必要である。
【０００３】
このような従来の構成において障害が発生した場合（光源の劣化または光ファイバ断）、受信側で信号検出ができず、スイッチングハブ９１１〜９１４のポートで異常が検出される。すると、異常を検出したスイッチングハブは、自動ネゴシエーション機能により順次ポートを変え、相手方のスイッチングハブと通信を行い、導通を確認しながら迂回路を探して障害回避を行っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の波長多重光ネットワークシステムにおいて、光源の劣化等による障害が発生して対応したパスが不通となった場合、新しい迂回路への切替えがソフト的に行われるので、ネットワーク構成にもよるが、通常は３０秒から数分といった時間がかかるという問題があった。
【０００５】
また、障害回避用にバックアップ光源を準備するには、全ての障害発生に対応するためＮ個の異なる波長の光源を準備する必要がある。したがって、２倍の数の光源を揃えなければならないという問題があった。
【０００６】
さらに、従来の波長多重光ネットワークシステムでは一つのノードでの障害発生が全てのノードに影響を与えてしまう場合があるという問題があった。
【０００７】
本発明はこのような問題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、伝送路または波長周回型光合分波器に障害が発生した場合であっても、瞬時に対応できる信頼性の高いネットワークを実現できる光監視切替装置、光伝送装置および光通信システムを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、２個の波長周回型光合分波器と、該２個の波長周回型光合分波器の各々からスター状に伸びる送信用と受信用の光通信経路と、前記２個の波長周回型光合分波器の各々と前記光通信経路により接続された複数のノードとを有する光ネットワークシステムの各ノードに配されてノード間通信を管理する光監視切替装置であって、一方の波長周回型光合分波器との光通信経路を他方の波長周回型光合分波器との光通信経路に切替える光スイッチと、該光スイッチを通過した前記光通信経路の受信用経路からＷＤＭ信号を取り出す光カップラと、該光カップラにより取り出されたＷＤＭ信号を電気信号に変換するＡＷＧ−ＰＤと、該ＡＷＧ−ＰＤにより変換された電気信号に基づいて、ＷＤＭ信号が検出されないという前記波長周回型光合分波器または前記光通信経路の障害を検出し、前記光スイッチの切替えを制御する電気回路とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明は、光伝送装置であって、請求項１に記載の光監視切替装置を介して前記光通信経路から受信したＷＤＭ信号を分波し、光伝送装置に送信するデマルチプレクサと、前記光伝送装置から入射した複数の光信号をＷＤＭ信号に変換する変換部と、該変換された複数のＷＤＭ信号を合波して前記光監視切替装置に送信するマルチプレクサとを有するＷＤＭインターフェースが接続されていることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項３に記載の発明は、光通信システムであって、請求項１に記載の光監視切替装置を備えたことを特徴とする。
【００１７】
本発明では、波長周回型光合分波器と、該波長周回型光合分波器に光ファイバによりスター状に接続され、内部に多波長光源が配置されたＮ個のノードからなるフルメッシュ波長多重光ネットワークシステムないし、該フルメッシュ波長多重光ネットワークシステムを多重に構成したネットワークシステムを監視及び管理する光ネットワークマネージメントシステムにおいて、障害発生時を検出する手段としてアレイ導波路回折格子型合分波器と複数のフォトダイオードを用い、光スイッチによって光路を切替える。
【００１８】
これにより、光源に障害が発生した場合であっても、瞬時に対応できる信頼性の高いネットワークを実現できる。
【００１９】
また、光源の故障に対しても、全ての光源についてバックアップを準備することなく、波長の切替えによって、柔軟で、経済的なネットワークが実現できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００２１】
（第１実施形態）
図１は本発明の光ネットワークマネージメントシステムが管理対象とするフルメッシュ波長多重ネットワークシステムの概略構成を示す図で、ノード数Ｎ＝４、多重数がＭ＝２の場合の構成例を示している。本実施形態では、図１に示すように、主に中心に配置された波長周回型光合分波器１０１、１０２、および波長周回型光合分波器の各々からスター状に伸びる通信経路に接続された４個のノードから構成されている。各波長周回型光合分波器と１個のノードとは、送信用および受信用の２つの通信経路によって接続されている。４個のノードの各々は、光監視切替装置１１１、１２１、１３１または１４１、波長多重（ＷＤＭ）インターフェース１１２、１２２、１３２または１４２、及び従来の光伝送装置１１３、１２３、１３３または１４３から構成されている。
【００２２】
図２は、波長周回型光合分波器１０１及び１０２の例として使用されるアレイ導波路回折格子型合分波器（ＡＷＧ）の構造図である。Ｎ本の入力導波路２０１から入射された波長多重光はスラブ導波路２０２で１００本以上の光に分岐されてアレイ導波路２０３に入射する。その際、アレイ導波路の光路長が少しずつ違うため、出口側のスラブ導波路２０４に入射し、ふたたび合波される際、波長によって強めあう場所が異なることによって、出力導波路２０５を選択できる。このアレイ導波路回折格子型合分波器を用いることによりＮ波長の信号をＮポートの各々について合分波できる。
【００２３】
表１は８ポートの場合の合分波特性を示したものであり、λ１〜λ８の異なる８波長で８×８のフルメッシュが実現できる。
【００２４】
【表１】
0003764342.tif 000002
【００２５】
さらに、波長特性と、等価損失の均一化のため、光カップラを組み合わせた構成としてもよい。
【００２６】
図３は、光監視切替装置１１１の内部構成を示す図である。なお、光監視切替装置１２１、１３１および１４１も図３の例に示す内部構成をとる。
【００２７】
光監視切替装置１１１は、フォトダイオードアレイを内蔵したアレイ導波路回折格子型合分波器（ＡＷＧ−ＰＤ）３０１、光スイッチ３０２および３０３、光信号の一部を取り出す光カップラ３０４、及び、ＡＷＧ−ＰＤの信号を検出して監視用ポート３５１にイーサーネット信号を排出する電気回路３０５から構成されている。電気回路３０５としては、例えばＳＮＭＰ（Simple Network Management Protocol）エージェントが使用される。また、監視用ポート３５１の先には監視員が操作する不図示のパーソナルコンピュータ（ネットワークマネージャ）が接続されており、監視用ポート３５１からの信号に基づいて光スイッチ３０２および３０３の切替等に関する履歴が蓄積される。
【００２８】
符号３３１、３３２、３４１および３４２は、光入出力ポートとの接続関係を表している。光監視切替装置１１１、１２１、１３１および１４１の光入出力ポートは、３３１および３４１が波長周回型光合分波器１０１に、３３２および３４２が波長周回型光合分波器１０２に接続されている。また、符号３１１、３１２、３２１および３２２はローカル側の接続関係を表しており、これらはＷＤＭインターフェース１１２に接続されている。
【００２９】
図４はＡＷＧ−ＰＤ３０１の構成図で、図２のＡＷＧと同様に１本の入力導波路４０１から入射された波長多重光はスラブ導波路４０２で１００本以上の光に分岐されてアレイ導波路４０３に入射する。その際、アレイ導波路の光路長が少しずつ違うため、出口側のスラブ導波路４０４に入射し、ふたたび合波される際、波長によって強めあう場所が異なるので、出力導波路４０５を選択できる。さらにその後にフォトダイオードアレイ４０６が集積化されており、入射した光信号が電気信号に変換される。
【００３０】
図５は、ＷＤＭインターフェースの概略構成の一例を示す図であり、本発明に関わる部分のみを概念的に示している。ＷＤＭインターフェース１１２は、ＤＥＭＵＸ（デマルチプレクサ）１１０１、ＭＵＸ（マルチプレクサ）１１０２、レーザダイオード（ＤＦＢ−ＬＤ）１１０３、変換部１１０４およびＰＤ（Photo Detector）１１０５から構成されている。
【００３１】
光監視切替装置１１１から接続３１１を通じて受信した多重波信号は、ＤＥＭＵＸ１１０１によって分波され、光伝送装置１１３へ送信される。一方、光伝送装置１１３から送信された光信号は、受光素子であるＰＤ１１０５によって受け取られ、変換部１１０４によりＷＤＭ光に変換される。ＤＦＢ−ＬＤ１１０５は、変換されたＷＤＭ光をＭＵＸ１１０２へ送信する。ＭＵＸ１１０２は、受け取ったＷＤＭ光の合波を行い、接続３２１を通じて光監視切替装置１１１へ送信する。
【００３２】
次に、図１を参照し、本発明の光マネージメントシステムの動作について説明する。光伝送装置１１３、１２３、１３３および１４３から送出された光信号は、ＷＤＭインターフェース１１２、１２２、１３２および１４２に送られる。ＷＤＭインターフェース１１２、１２２、１３２および１４２では、入射された光信号をＷＤＭ信号に変換する。変換されたＷＤＭ信号は光監視切替装置１１１、１２１、１３１および１４１を介し、波長周回型光合分波器１０１に伝送され、行き先ごとに合分波されて目的のノードに伝送される。
【００３３】
このとき、伝送路または波長周回型光合分波器１０１に障害が発生した場合、光監視切替装置１１１、１２１、１３１および１４１で障害を検出し、瞬時に波長周回型光合分波器１０２に接続を切替えることにより、障害回避を行う。
【００３４】
（第１の参考例）上述した実施形態では、伝送路または波長周回型光合分波器に障害が発生した場合の障害回避の例について説明したが、本参考例では光源の障害に対応するため光源を２重化した例について説明する。図６は、光源を２重化した場合の光ネットワークマネージメントシステムの接続関係を示す図で、本参考例に関わる部分のみを概念的に示している。
【００３５】
光監視切替装置５００は、ＡＷＧ−ＰＤ５０１、光スイッチ５０２、および光カップラ５０３から構成されている。光伝送装置５０４からの信号は光カップラ５０５で二分岐し、二台のＷＤＭインターフェース５０６または５０７に入力する。通常はＷＤＭインターフェース５０６を用い、波長周回性合分波器５０８へ送られるが、ＡＷＧ−ＰＤ５０１で障害を検出した場合は光スイッチ５０２で切替えてＷＤＭインターフェース５０７を用いることにより障害回避を行う。
【００３６】
（第２の参考例）本参考例では、バックアップ光源を用いずに、ＷＤＭインターフェースに入射する波長を切替えることによりルートを切替える例について説明する。図７は、その際の光ネットワークマネージメントシステムの接続関係を示す図で、本参考例に関わる部分のみを概念的に示している。光監視切替装置６００は、ＡＷＧ−ＰＤ６０１、光スイッチ６０２、光カップラ６０３から構成されている。光伝送装置６０４からの信号は、光スイッチ６０２を介してＷＤＭインターフェース６０５に入力し、受信側ノード６０７に接続された波長周回性合分波器６０６へ送られるが、ＡＷＧ−ＰＤ６０１で障害を検出した場合は光スイッチ６０２により異なる波長の光源に切替えることにより障害回避を行う。
【００３７】
（第３の参考例）本参考例では、バックアップ光源を用いずに伝送路の２重化に対応した例について説明する。図８はその際の光ネットワークマネージメントシステムの接続関係を示す図で、本参考例に関わる部分のみを概念的に示している。光監視切替装置７００は、ＡＷＧ−ＰＤ７０１、光スイッチ７０２および７０６、および、光カップラ７０３から構成されている。
【００３８】
光伝送装置７０４からの信号は、光スイッチ７０２を介してＷＤＭインターフェース７０５に入力し、光カップラ７０３及び光スイッチ７０６を介して、受信側ノード７０９に接続された波長周回性合分波器７０７へ送られる。ＡＷＧ−ＰＤ７０１が障害を検出した場合は、光スイッチ７０２及び７０６を連動で切替えて異なる波長の光源を用い、かつ伝送路を切替えて、受信側ノード７１０に接続された波長周回性合分波器を使用することにより障害回避を行う。
【００３９】
（第４の参考例）以上の実施形態および参考例では、ＡＷＧ−ＰＤでの障害の検出と、光スイッチの切替えを組み合わせた光学的な障害回避についてのみ説明したが、さらに、電気スイッチを組み合わせることにより、一層効果的な障害回避を行うことができる。
【００４０】
図９は、従来の光伝送装置において、例えばＩＰアドレスでのアドレッシンクを考慮した場合の例を示す図で、ネットワークマネージャ８０１、ネットワーク装置８０２、８０３、８０４及び他のネットワーク８０５から構成されている。図９（ａ）は初期状態を示しており、ネットワーク装置８０２は、ネットワーク装置８０３のＩＰアドレスＡ．Ａ．Ａ．Ａを通じて他のネットワーク８０５への通信を行う。図９（ａ）に示すネットワーク装置８０２及び８０３間で障害が発生した場合、図９（ｂ）に示すように、ネットワーク装置８０２からネットワークマネージャ８０１へ、障害発生の通知（例えばＳＮＭＰ  ＴＲＡＰ）が行われる。
【００４１】
ネットワークマネージャ８０１は、これを感知すると強制的にネットワーク装置８０２のルーティングテーブルを書替えることにより、図９（ｃ）に示すように他のネットワーク８０５への信号を全てネットワーク装置８０４（ＩＰアドレスＢ．Ｂ．Ｂ．Ｂ）を介して通信させる。これにより、強制的に障害回避を行うことができる。本参考例の構成を上述した第１実施形態および第１〜３の参考例と複合的に適用することにより、さらに効果的な障害回避を実現できる。
【００４２】
図１０は、光伝送装置としてスイッチングハブを使用した場合の障害回避の流れをまとめた図である。光源または光ファイバに障害が発生すると（Ｓ１）、瞬時に光監視切替装置１１１等のフォトダイオードが障害を検出し（Ｓ２）、光スイッチを切替える（Ｓ３）。この処理と並行して、スイッチングハブがポート断を検出する場合がある（Ｓ４）。両装置は、障害発生をマネージャ８０１に通知する（Ｓ５）。光監視切替装置の切替えによって障害が回避された場合は（Ｓ６のＹｅｓルート）、マネージャは正常終了する。
【００４３】
一方、障害が残っている場合は（Ｓ６のＮｏルート）マネージャからスイッチングハブにソフト的に切替えを通知する（Ｓ７）。スイッチングハブはその通知に従い、ルーティングテーブルを書替えることによりルートを切替える（Ｓ８）。そして、その結果をマネージャに通知することにより障害回避を行う（Ｓ９、Ｓ１０およびＳ１１）。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、これまでには到達できなかった、大規模なノード数を用いた光ネットワークシステムに使用可能な、実用的な光ネットワークマネージメントシステムを実現できるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光ネットワークマネージメントシステムの構成を示す概念図である。
【図２】本発明に係る波長周回性合分波器の構成図である。
【図３】本発明に係る光監視切替装置の構成図である。
【図４】本発明に係るフォトダイオードアレイを内蔵したアレイ導波路回折格子型合分波器の構成図である。
【図５】本発明に係るＷＤＭインターフェースの概略構成の一例を示す図である。
【図６】本発明の第１の参考例に係る光ネットワークマネージメントシステムの構成を示す図である。
【図７】本発明の第２の参考例に係る光ネットワークマネージメントシステムの構成を示す図である。
【図８】本発明の第３の参考例に係る光ネットワークマネージメントシステムの構成を示す図である。
【図９】本発明の第４の参考例に係る光ネットワークマネージメントシステムの構成を示す図である。
【図１０】光伝送装置としてスイッチングハブを使用した場合の障害回避の流れをまとめた図である。
【図１１】従来の光ネットワークマネージメントシステムを示す図である。
【図１】
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【図２】
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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】
0003764342.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0003764342.tif 000011
【図１１】
0003764342.tif 000012
【図３】
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