(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定的に割り当てられた送信波長を用いて通信する通信装置がスターカプラを介して対向する通信装置と通信する通信システムにおいて、
上記各通信装置が、上記固定的に割り当てられた送信波長に、それぞれ速度が異なる２種類の変調をかけて、特定の通信装置との通信要求を示す通信要求制御信号及び上記特定の通信装置の可変フィルタ部の選択波長を設定するための波長切替制御信号と、上記各制御信号より高速変調された、特定の通信装置を送信先としたユーザ信号とを重畳させた光送信信号を上記スターカプラに送信する送信手段を有し、
上記スターカプラに接続された上記通信装置間の接続を設定するものであって、上記スターカプラから受信した光受信信号のうち、一定周期で各通信装置の送信波長の選択を順次切り替えて、選択された波長の上記光受信信号に含まれる上記各制御信号を復調すると共に、前記復調した信号の内容で上記各通信装置の送信波長と異なる帯域の所定の制御用送信波長を低速変調して、上記スターカプラに折り返し送信する交換手段と、
上記各通信装置の受信手段が、
上記スターカプラから受信した光受信信号を、上記通信装置からの光ユーザ信号を含む光信号と上記制御用送信波長を含む光信号とに分離する光分離部と、
上記光分離部により分離された上記光ユーザ信号を含む光信号から選択波長選択部により設定された所定波長を選択する上記可変フィルタ部と、
上記可変フィルタ部からの出力波長に基づいて当該通信装置を送信先としたユーザ信号を復調するユーザ信号復調部と、
上記光分離部により分離された上記制御用送信波長を含む光信号を復調して得た上記波長切替制御信号に基づいて、上記可変フィルタ部の選択波長を設定する選択波長選択部とを備え、
上記各通信装置及び上記特定の通信装置が通信要求制御信号を用いてネゴシエーションを行い、その結果通信することを決定した場合、前記決定した送信側の通信装置は、通信相手の前記特定の通信装置の上記可変フィルタ部の選択波長を送信側の波長に切替させる所定の処理を施した波長切替制御信号を送出することで、
通信を行うことを特徴とする通信システム。
【請求項２】
上記各通信装置の送信手段が、
所定の低速に調整した制御信号で直接変調する直接変調部と、
上記直接変調部が変調した光信号を、上記制御信号より高速のユーザ信号で外部変調する外部変調部と
を有することを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
上記交換手段が、
受信側に、
上記スターカプラからの光受信信号から所定の波長を選択する可変フィルタ部と、
上記可変フィルタ部の選択波長を周期的に切り替え制御する選択波長切替制御部と、
上記可変フィルタ部からの出力波長に基づいて上記各通信装置からの制御信号を復調する制御信号復調部と
を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の通信システム。
【請求項４】
上記交換手段が、割り込み情報を低速変調して上記スターカプラに送信させる割り込み情報提供部を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の通信システム。
【請求項５】
上記各通信装置が複数のユーザ端末を収容する場合、
上記各通信装置が、
上記複数のユーザ端末のそれぞれから受信した複数のユーザ信号を所定のフレームを用いて時分割多重をし、その時分割多重信号を上記外部変調部に与える時分割多重手段を有すると共に、
上記交換手段も当該通信装置内に備える
ことを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の通信システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は通信システムに関し、例えば、パケット通信を行うための光波長多重ネットワークシステムなどに適用し得るものである。
【０００４】
【従来の技術】
近年、高速・大容量化に適した光ネットワークシステムとして、波長多重ネットワークシステムが注目されている。
【０００５】
このようなシステムにおいては、一般的に、図２の様なシステム構成がとられる。
【０００６】
図２において、このシステム１０は、４つのユーザ端末１１〜１４と、４つのユーザ装置１５〜１８と、１つのスターカプラ１９とを備えている。
【０００７】
各ユーザ装置（例えば１５）はそれぞれ、可変フィルタＶＦ（例えばＶＦ１）および光−電気変換器ＰＤ（例えばＰＤ１）を備えた受信用の構成部分ＲＤと、光源部ＯＳ（例えばＯＳ１）を備えた送信用の構成部分ＳＤとを具備し、該当するユーザ端末とスターカプラ１９のあいだに配置されている。各ユーザ装置からスターカプラ１９に送出される光信号の波長はすべて異なり、４つのユーザ端末１１〜１４を収容しているシステム１０で使用される波長は、個々のユーザに１波長ずつ割り当てるとして、図示の例では、λ１〜λ４の４波長（固定）である。
【０００８】
すなわち、送信波長λ１はユーザ端末１１（およびユーザ装置１５）に割り当てられ、送信波長λ２はユーザ端末１２（およびユーザ装置１６）に割り当てられ、送信波長λ３はユーザ端末１３（およびユーザ装置１７）に割り当てられ、送信波長λ４はユーザ端末１４（およびユーザ装置１８）に割り当てられている。
【０００９】
そしてこのような割り当ては固定的なものである。
【００１０】
例えば、ユーザ端末１１がユーザ端末１４から送信された情報を受け取る場合には、ユーザ装置１５内の可変フィルタＶＦ１が波長λ４を選択すればよい。このとき、他の波長λ１〜λ３の光信号は、当該可変フィルタＶＦ１でカットされて、λ４の光信号の持つ情報だけが、光−電気変換器ＰＤを介してユーザ端末１１に到達し得る。
【００１１】
同様に、ユーザ端末１１が受け取る情報の送信元が変化すれば、その変化に対応してユーザ装置１５内の可変フィルタＶＦ１が選択する波長を切り替えることになる。すなわち、ユーザ端末１２が送信元の場合にはλ２を選択し、ユーザ端末１３が送信元の場合にはλ３を選択する。
【００１２】
一方、ユーザ端末１１の通信相手となる各ユーザ端末のユーザ装置では、その可変フィルタＶＦが、ユーザ端末１１の波長λ１を選択することにより、ユーザ端末１１とのあいだで、双方向の１対１通信が可能になる。
【００１３】
ユーザ端末１１がユーザ端末１２〜１４のいずれかに置き換えられても同様である。
【００１４】
システム１０では、波長により端末の信号を振り分けているので、単一の波長だけを用いる場合に比べて、大容量の通信が行えるものである。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらシステム１０では、各ユーザ装置１５〜１８は受信器（受信用構成部分ＲＤ）を１つずつしか持っていないため、通常は、１対１の通信しか行えない。
【００１６】
また、当該１対１の通信を行っている２つのユーザ端末のいずれかに対し、第３のユーザ端末が通信しようとして情報を送信し割り込みを試みたとしても、通信中のユーザ端末（およびそのユーザ装置）には当該情報を受け取る手段がないため、第３のユーザ端末が通信しようとしていることを認識することさえできない。
【００１７】
以上では、通信するユーザ端末のユーザ装置が、相互に通信相手のユーザ端末に割り当てられた波長を設定し合っている１対１通信のケースであるが、システム１０においても、３つ以上のユーザ装置の内部の各可変フィルタＶＦの選択波長を、伝送される情報がループ状に巡回するように設定すれば、１対２（あるいは１対多）の通信も可能である。
【００１８】
システム１０中で、例えば、ユーザ端末１１〜１３のあいだに、このようなループを設定するには、一例として、可変フィルタＶＦ１をλ２に設定し、可変フィルタＶＦ２をλ３に設定し、可変フィルタＶＦ３をλ１に設定すればよい。
【００１９】
この場合、ユーザ端末１１から送信された情報（ユーザ装置１５からスターカプラ１９へ送出された時点では波長λ１の光信号）は、ユーザ端末１３で受信されてそのまま折り返し送信され（ユーザ装置１７からスターカプラ１９へ送出された時点では波長λ３の光信号）、ユーザ端末１３で折り返し送信された情報は、ユーザ端末１２で折り返し送信され（ユーザ装置１６からスターカプラ１９へ送出された時点では波長λ２の光信号）、ユーザ端末１２で折り返し送信された情報はユーザ端末１１に受信される。
【００２０】
このように同じ情報が、光−電気変換、電気−光変換を受けながら、設定されたループ状の経路を巡回しているので、３つのユーザ端末のうち該当するユーザ端末は、自端末宛ての情報だけを折り返し送信せずに受け取ってもよく、必要に応じ、当該３つのユーザ端末のうち自端末以外の２端末に対して情報を送信することもできる。したがってループ内の任意の１ユーザ端末は、ループ内の１または複数のユーザ端末と双方向で通信することができる。
【００２１】
しかしこのループのなかでは、ほとんど同じ内容の情報がλ１、λ２、およびλ３で伝送されているから、伝送される情報につき各ユーザ端末からみた実質的な最大データレートは、１対１通信の場合に比べて、ほぼ１／３程度に低下するはずである。１対１通信では各ユーザ端末は、割り当てられた波長（例えばユーザ端末１１ではλ１）を、自身が送信したい情報を伝送するために全時間幅にわたって活用することができたが、ループが設定された場合には、他のユーザ端末が送信する情報の伝送のためにも当該波長が使用されるため、自身が送信したい情報を伝送するために使用できる時間幅は、何分の１かに低下する。
【００２２】
単純化して考えると、ループを構成するユーザ端末の数が４，５，６、…と増加すれば、この最大データレートは、１／４、１／５、１／６、…と単調に減少していく。
【００２３】
すなわち、前記ループを設定する方法では、必然的に、通信容量が低下する。
【００２４】
したがって一般的にループを利用した通信は、大容量の通信には不向きであるし、当該ループを利用して情報伝送用の通信と制御用の通信の双方を同時に行うことは、通信容量の観点から不利である。
【００２５】
このようなループはまた、ループを設定する際の手順も一般に複雑であると考えられるが、ループを解消したり、ループに加わっている一部のユーザ端末が当該ループから抜け出す際の手順も複雑である。
【００２６】
一方、１対１通信の最中に、第３のユーザ端末の割り込みを認識することのできる別な方法として、１対１通信を行っている２つのユーザ端末の各ユーザ装置が、その可変フィルタＶＦを一定周期で切り替える方法（以下ではスキャンと呼ぶ）も考えられる。
【００２７】
スキャンを行う場合、例えばユーザ端末１１がユーザ端末１４と１対１通信を行っているときでも、可変フィルタＶＦ１の選択波長はλ４だけを継続せず、λ２やλ３にも切り替えられ、可変フィルタＶＦ４の選択波長も同様に切り替えられる。
【００２８】
すなわちスキャンでは、時間的にシェアリングして全波長λ２〜λ４の情報を取り込むため、１つの波長に注目すると、やはり通信容量が少なくなる。
【００２９】
また、スキャンでは、可変フィルタＶＦが選択波長を切り替えるタイミングと、各ユーザ端末が情報を送信するタイミングとは一般に無関係であるため、連続して受信して初めて意味を持つ一連の送信情報を途中から受信してしまったり、途中で受信をやめてしまったりすることが起こり得る。
【００３０】
したがってこの点に対する対策も必要となる。
【００３１】
また、上述したループを使用せずに割り込みを行う方法としては、各ユーザ装置が、情報伝送のための送信用構成部分（送信器）のほかに制御用通信専用の送信用構成部分（送信器）を備え、情報伝送のための受信用構成部分（受信器）のほかに制御用通信専用の受信用構成部分（受信器）を備えることも考えられるが、それではユーザ装置の規模が大きくなり過ぎる。
【００３２】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するために、本発明の通信システムは、固定的に割り当てられた送信波長を用いて通信する通信装置がスターカプラを介して対向する通信装置と通信する通信システムにおいて、（１）各通信装置が、固定的に割り当てられた送信波長に、それぞれ速度が異なる２種類の変調をかけて、特定の通信装置との通信要求を示す通信要求制御信号及び特定の通信装置の可変フィルタ部の選択波長を設定するための波長切替制御信号と、各制御信号より高速変調された、特定の通信装置を送信先としたユーザ信号とを重畳させた光送信信号をスターカプラに送信する送信手段を有し、（２）スターカプラに接続された通信装置間の接続を設定するものであって、スターカプラから受信した光受信信号のうち、一定周期で各通信装置の送信波長の選択を順次切り替えて、選択された波長の光受信信号に含まれる各制御信号を復調すると共に、復調した信号の内容で各通信装置の送信波長と異なる帯域の所定の制御用送信波長を低速変調して、スターカプラに折り返し送信する交換手段と、（３）各通信装置の受信手段が、（３−１）スターカプラから受信した光受信信号を、通信装置からの光ユーザ信号を含む光信号と制御用送信波長を含む光信号とに分離する光分離部と、（３−２）光分離部により分離された光ユーザ信号を含む光信号から選択波長選択部により設定された所定波長を選択する可変フィルタ部と、（３−３）可変フィルタ部からの出力波長に基づいて当該通信装置を送信先としたユーザ信号を復調するユーザ信号復調部と、（３−４）光分離部により分離された制御用送信波長を含む光信号を復調して得た波長切替制御信号に基づいて、可変フィルタ部の選択波長を設定する選択波長選択部とを備え、（４）各通信装置及び特定の通信装置が通信要求制御信号を用いてネゴシエーションを行い、その結果通信することを決定した場合、決定した送信側の通信装置は、通信相手の特定の通信装置の可変フィルタ部の選択波長を送信側の波長に切替させる所定の処理を施した波長切替制御信号を送出することで、通信を行うことを特徴とする。
【００３９】
【発明の実施の形態】
（Ａ）実施形態
本発明にかかる通信システムを、光波長多重ネットワークに適用した場合を例に、実施形態について説明する。
【００４０】
第１〜第３の実施形態は、１つの波長に２種類の変調をかけることで、ユーザ間の通信信号（情報伝送用の通信信号）とサーバへの通信信号（制御用の通信信号）を１つの波長で伝送し、受信側は２種類の変調信号が受信できるように受信器を２つもつ構成のノードを用い、さらにユーザの要求を整理するサーバを設けることで、ユーザ間と通信中にサーバからの割り込み信号を受信できるようにしたことを特徴とする。
【００４１】
（Ａ−１）第１の実施形態の構成
本実施形態のネットワーク３０を図３に示す。
【００４２】
図３において、ネットワーク３０は、ユーザ端末３１〜３４（ユーザ１〜ユーザｎ）と、ユーザ装置３６〜３９と、サーバ端末（サーバマシン）３５と、サーバ装置４０と、スターカプラ４１とを備えている。
【００４３】
各ユーザ装置３６〜３９は、端末インタフェース側に各ユーザ端末３１〜３４を接続し、ネットワークインタフェース側にスターカプラ４１を接続している。
【００４４】
また、サーバ装置４０は、その端末インタフェース側にサーバ端末３５を接続し、ネットワークインタフェース側にスターカプラ４１を接続している。
【００４５】
サーバ装置４０およびサーバ端末３５は、サーバ信号ＳＳ、ＳＯを用いたネットワーク３０中のユーザの制御用通信を、一元的に仲介し、整理するサーバである。ここで、ＳＳは制御用通信のための電気のサーバ信号を示し、ＳＯは制御用通信のための光のサーバ信号を示している。ＳＳとＳＯの両者が持つ情報内容は実質的に同じである。
【００４６】
前記各ユーザ装置３６〜３９から送出された光信号及びサーバ装置４０から送出された光信号は、スターカプラ４１により波長多重される。
【００４７】
また、図中の波長λ１〜λｎ（ｎは任意の正整数であるが、本実施形態ではｎ＝４とする）は、各ユーザ端末（あるいは各ユーザ装置）に固定的に割り当てられた送信波長である。
【００４８】
すなわち、ユーザ端末３１（およびユーザ装置３６）には送信波長λ１が割り当てられ、ユーザ端末３２（およびユーザ装置３７）には送信波長λ２が割り当てられ、ユーザ端末３３（およびユーザ装置３８）には送信波長λ３が割り当てられ、ユーザ端末３４（およびユーザ装置３９）には送信波長λｎが割り当てられている。
【００４９】
本実施形態では、λ１〜λｎの各波長は、一例として１５５０ｎｍ帯の波長であるものとし、各波長は、例えばλ１が１５４９．３２ｎｍ、λ２が１５５０．１２ｎｍというように、ほぼ０．８ｎｍ（１００ＧＨｚ）ずつずれた値となっている。
【００５０】
一方、サーバ端末３５（サーバ装置４０）に割り当てられている送信波長λＳは、これらλ１〜λｎと比べてかなり異なる値の波長である。本実施形態では、λＳは前記１５５０ｎｍよりも低い値をとり、例えば１３００ｎｍ帯の１波長であるものとする。前記割り込みも含め、チャネル設定まえのユーザ間のネゴシエーションなどの制御用通信は、このサーバ信号ＳＳ、ＳＯを利用して行われる。
【００５１】
前記各ユーザ装置３６〜３９は、図２のユーザ装置１５〜１８に対応する装置で、例えば図１に示すような内部構成を備えている。
【００５２】
ネットワーク３０中の各ユーザ装置３６〜３９の内部構成は実質的に同じなので、図１には、ユーザ装置３６を示したものとして説明する。
【００５３】
（Ａ−１）ユーザ装置の内部構成
図１において、ユーザ装置３６は、スターカプラ４１に対して光信号を送出する送信用構成部分（送信器）ＳＤＵと、スターカプラ４１から光信号の供給を受ける受信用構成部分（受信器）ＲＤＵを備えている。
【００５４】
送信用構成部分ＳＤＵにはセルフィルタ５０と、速度調整部５１と、光源部５２と、外部変調器５３とが設けられており、受信用構成部分ＲＤＵには帯域フィルタ５５と、可変フィルタ５６と、高速ＰＤ５７と、セルAdd６０と、低速ＰＤ５８と、タイミング調整部５９とが設けられている。
【００５５】
このうちセルフィルタ５０は、ユーザ端末３１から送信された電気信号を論理的に識別する機能を持っている。ユーザ端末３１から送信された電気信号は、当該セルフィルタ５０によって、アドレスをもとに、サーバ信号（アドレスＳのセル）ＳＳ、ユーザ信号（アドレスＵのセル）ＵＳ、フィルタ切替信号（アドレスＦのセル）ＦＳのいずれであるか識別される。
【００５６】
サーバ信号ＳＳが、各ユーザ端末３１〜３９がサーバ端末３５を介して制御用の通信（小容量通信）を行うための信号であるのに対し、ユーザ信号ＵＳは、各ユーザ端末３１〜３９間でサーバ端末３５を介することなく情報伝送用の通信（大容量通信）を行うための信号である。
【００５７】
また、電気と光のサーバ信号をＳＳとＳＯに区別したのと同様、電気のユーザ信号をＵＳとし、光のユーザ信号をＵＯとする。そしてＵＳとＵＯの両者が持つ情報内容も実質的に同じである。
【００５８】
このような本実施形態の制御用通信では、サーバ端末３５を仲介したサーバ信号ＳＳ、ＳＯのやり取りで、任意のユーザ端末どうしが、可変フィルタ（５６）の設定まえに通信することが可能となる。
【００５９】
また、図１中のフィルタ切替信号ＦＳは、当該ユーザ装置３６内部で、前記可変フィルタ５６の選択波長を切り替えるために使用される信号である。
【００６０】
セルフィルタ５０からサーバ信号ＳＳの供給を受ける前記速度調整部５１は、サーバ信号ＳＳに応じて後述する低速変調（強度変調）をかけるために速度の調整を行うものである。この低速変調は光源５２を直接変調することで行われる。
【００６１】
外部変調器５３では、光源５２から出力された低速変調済みの光信号に対し、ユーザ信号ＵＳに応じて外部変調が施される。外部変調では、電気光学効果を利用して、入力された光信号が電気信号に変換されることなく光信号の状態で変調され出力される。したがって外部変調器５３から出力される光信号ＵＯ＋ＳＯには、ユーザ信号ＵＳに対応した情報とサーバ信号ＳＳに対応した情報が含まれている。
【００６２】
外部変調器５３で行われるこの外部変調は、後述するように、光源５２における低速変調よりも高速な高速変調（強度変調）である。
【００６３】
また、前記受信用構成部分ＲＤＵの帯域フィルタ５５は、スターカプラ４１から受信したユーザの波長ＵＯとサーバの波長ＳＯを分けて、ＳＯを低速ＰＤ５８に供給し、ＵＯ＋ＳＯを可変フィルタ５６に供給する役割を持つ。この帯域フィルタ５５は、前記１５５０ｎｍ帯と１３００ｎｍ帯を分ける精度があれば十分である。
【００６４】
ただしこの帯域フィルタ５５から低速ＰＤ５８に供給されるサーバ信号ＳＯは、サーバ装置４０からスターカプラ４１に送出されたＳＯであって、いずれかのユーザ装置からスターカプラ４１に送出されたＳＯではない。
【００６５】
次段の可変フィルタ（可変波長フィルタ）５６は、図２の可変フィルタＶＦ（例えばＶＦ１）に対応する光フィルタで、各ユーザが送信し当該ユーザ装置３６に到来した光信号ＵＯ＋ＳＯのなかから１つの波長を選択するものである。すなわち、帯域フィルタ５５から出力される光信号ＵＯ＋ＳＯのなかには、１５５０ｎｍ帯の複数の波長が含まれ得るが、可変フィルタ５６はそのうちの１波長だけを選択する。
【００６６】
このため本実施形態おけるこの可変フィルタ５６は、もっとも精密には、前記０．８ｎｍ間隔で各光信号ＵＯ＋ＳＯを分離しなければならず、前記帯域フィルタ５５に比べて、はるかに高い精度を要求される部品である。
【００６７】
高速PD（フォトダイオード）５７は、光−電気変換器である。スターカプラ４１から受信したユーザ信号ＵＯは、当該ユーザ信号ＵＯの送信元のユーザ装置で高速変調されているので、高速ＰＤ５７は、この高速変調に対応した高速な光−電気変換を行う必要がある。
【００６８】
低速PD（フォトダイオード）５８も光−電気変換器であるが、これは、サーバ装置４０で低速変調されスターカプラ４１から受信されたサーバ信号ＳＯに対応するものなので、低速変調に対応した低速な光−電気変換を行う。高速ＰＤ５７と低速ＰＤ５８とは、単に取り扱う信号の速度が異なるというだけでなく、デバイスとして周波数特性（光電変換特性）が大きく異なるものでなければならない。
【００６９】
もっとも、低速ＰＤ５８の光−電気変換可能な周波数帯域は、すでに前段の帯域フィルタ５５で１３００ｎｍ帯（この帯域には、サーバ装置４０からスターカプラ４１に送出されたサーバ信号ＳＯしか存在しない）が選択されているのであるから、高速ＰＤ５７の周波数帯域と重複していてもかまわない。
【００７０】
デバイス自体の周波数特性が問題となるのは、そのＰＤを、変調速度（データレート）に関する一種のフィルタとして機能させる必要がある場合である。したがって複数情報を含む光信号の入力を受けるフィルタ、すなわち高速ＰＤ５７および後述するサーバ装置４０内の低速ＰＤ６９については、光−電気変換変換可能な周波数帯域に重複がないことが求められる。
【００７１】
可変フィルタ５６から高速ＰＤ５７に供給される１波長の光信号のなかには、任意の１ユーザ装置から送出されたＵＯとＳＯが含まれているため、高速ＰＤ５７でＵＯに対応する情報だけを電気のユーザ信号ＵＳに変換する。低速ＰＤ６９（図５参照）についても同様で、可変フィルタ６７から低速ＰＤ６９に供給される１波長の光信号のなかには、任意の１ユーザ装置から送出されたＵＯとＳＯが含まれていて、低速ＰＤ６９はＳＯに対応する情報だけを電気のサーバ信号ＳＳに変換する。
【００７２】
高速変調と低速変調の具体的なデータレートについては、一例として、高速変調のデータレートを１５５Ｍｂ／ｓ以上であるものとすると、低速変調のデータレートは数Ｍｂ／ｓ以下としてよい。
【００７３】
低速ＰＤ５８の出力端子に接続されたタイミング調整部５９は、スターカプラ４１から供給を受けたＵＯ＋ＳＯをもとに高速ＰＤ５７で得られたユーザ信号ＵＳのセル流に対し、同じ（ＵＯ＋）ＳＯをもとに低速ＰＤ５８で得られたサーバ信号ＳＳのセル流をAdd（すなわち挿入）するためにタイミング調整する部分である。
【００７４】
次に、ネットワーク３０中でサーバ端末３５とスターカプラ４１のあいだに配置されたサーバ装置４０の内部構成につき、図５に基づいて説明する。
【００７５】
（Ａ−１−２）サーバ装置の内部構成
図５において、サーバ装置４０は、スターカプラ４１に光信号ＳＯを送信するための送信用構成部分（送信器）ＳＤＳと、スターカプラ４１から光信号（ＵＯ＋）ＳＯを受信するための受信用構成部分（受信器）ＲＤＳとを備えている。
【００７６】
送信用構成部分ＳＤＳには、速度調整部６５と、光源６６とが設けられ、受信用構成部分ＲＤＳには、可変フィルタ６７と、スキャン制御部６８と、低速ＰＤ６９と、タイミング調整部７０と、速度調整部７１とが設けられている。
【００７７】
速度調整部６５は、サーバ装置４０内においてサーバ端末側インタフェースとネットワーク側インタフェースの速度を調整する部分である。光源６６は、前記１３００ｎｍ帯の１波長の光信号を発振し、直接変調する部分である。
【００７８】
受信用構成部分ＲＤＳの可変波長フィルタ６７は、スターカプラ４１から各ユーザの信号ＵＯ＋ＳＯを取り込むための光フィルタである。このためにスキャン制御部６８は、可変フィルタ６７に、一定周期で各ユーザの波長λ１〜λｎの選択を切替えさせる。
【００７９】
可変フィルタ６７で選択された１波長の光信号ＵＯ＋ＳＯは、低速ＰＤ６９において、高速変調に対応するＵＯは電気信号に変換されず、低速変調に対応するＳＯだけが電気信号（サーバ信号ＳＳ）に変換される。
【００８０】
そして、タイミング調整部７０と速度調整部７１によって、当該サーバ信号ＳＳは、サーバ端末３５が取り扱うことのできる信号に変換される。サーバ端末３５は後述する整理処理を行った後、当該サーバ信号ＳＳを折り返し送信する装置である。
【００８１】
サーバ端末３５から送信されたサーバ信号ＳＳは、速度調整部６５で速度調整を受けて光源６６を直接変調するために使用される。光源６６における直接変調は、前記光源５２における直接変調と同様の低速変調である。ただし、光源６６の出力する光信号は、光源５２が出力する光信号と異なる１３００ｎｍ帯の上述したλＳである。この光信号ＳＯが各ユーザ装置に受信され、処理されて、制御用の通信が行われる。
【００８２】
以下、上記のような構成を有する第１の実施形態の動作について説明する。
【００８３】
（Ａ−２）第１の実施形態の動作
図４を参照しながら、本実施形態の各部における変調動作について説明する。
【００８４】
図４は、本実施形態で使用される波長λ１〜λｎのうち、任意の１波長について示したものととらえることができるが、ここでは、λ１に関するものとして説明する。
【００８５】
（Ａ−２−１）変調動作
本実施形態では、１つの光波長に２種類の強度変調、すなわち高速変調と低速変調をかけるので、図４の信号は、２種類の包絡線を持っている。これが図４のＣＬ１（実線）とＣＬ２（一点鎖線）である。
【００８６】
図４の信号は、ネットワーク３０中のさまざまな部分の波形図であるものと考えることができるが、ここでは、サーバ装置４０内の低速ＰＤ６９の出力端子部分の波形図であるものとする。すなわち、スキャンしている可変フィルタ６７が波長λ１を選択したときの低速ＰＤ６９の出力である。
【００８７】
可変フィルタ６７の出力時点では光信号λ１には、低速変調成分だけでなく高速変調成分も含まれている。
【００８８】
低速ＰＤ６９はその周波数特性から低速な変調にしか対応できず、実線の包絡線ＣＬ１を出力することはできるが、高速変調による一点鎖線の包絡線ＣＬ２を出力することはできない。したがって低速変調の包絡線ＣＬ１だけが、次段のタイミング調整部７０に供給される。
【００８９】
なお、図４では、送信側のユーザ装置３６が、低速変調の消光比は５ｄＢとし、高速変調の消光比は２０ｄＢとしている。
【００９０】
これは、変調速度が上昇しデータレートがアップするほど、受信側での信号識別性、すなわち受信信号がハイレベルであるかローレベルであるかの正確な識別が困難になり復号誤り率が上昇することに対応したものである。
【００９１】
また、無中継通信距離を長くした場合の受信時の信号識別性は、高速変調を施す１５５０ｎｍ帯では光ファイバの材料分散による波形なまりなどの影響が比較的大きいのに対し、低速変調を施す１３００ｎｍ帯では、例えば石英ガラスファイバなどを用いればこの種の悪影響がほとんどないという物性的な側面からも、このような消光比の設定が求められる。
【００９２】
（Ａ−２−２）可変フィルタの選択波長切替動作
ユーザ装置３６〜３９内の各可変フィルタの選択波長を切り替えるには、ユーザ端末どうしがサーバ信号ＳＳ、ＳＯを用いたネゴシエーションを行うのが普通である。
【００９３】
ネゴシエーションによって、例えばユーザ端末３１がユーザ端末３３と通信することを決定した場合、ユーザ端末３１はアドレスＦのセルからなるフィルタ切替信号ＦＳを送信し、このセルはセルフィルタ５０によって可変フィルタ５６に供給される。そしてフィルタ切替信号ＦＳの供給を受けた可変フィルタ５６は、その選択波長をλ３に切り替える。
【００９４】
同様な動作はユーザ端末３３およびユーザ装置３８の内部でも行われるから、ユーザ装置３８の可変フィルタの選択波長はλ１となって、相互に相手の波長を選択し合ったユーザ端末３１（ユーザ装置３６）とユーザ端末３３（ユーザ装置３８）が、１対１の通信（情報伝送用の通信）を開始することができる状態となる。
【００９５】
本実施形態の構成上、当該ネゴシエーションは、通信していない状態でも実行できることはもちろん、他の通信が行われている最中にも実行可能である。
【００９６】
なお、通信していない状態で行うネゴシエーションは、サーバ信号ＳＳを用いる方法に限らず、フィルタ切替信号ＦＳを用いて可変フィルタ（５６）の選択波長をスキャンさせることなどによっても実行することが可能であるが、本実施形態では、制御用通信はサーバ信号ＳＳ、ＳＯを用いて行うものとする。
【００９７】
したがって、図３に示すように、情報伝送用の通信を行っていないユーザ端末３２，３４およびユーザ装置３７，３９は、サーバ信号ＳＳ、ＳＯを送受して制御用通信だけを行い、制御用通信の内容に応じていつでも情報伝送用通信を開始し得る待機状態にある。
【００９８】
（Ａ−２−３）ユーザ通信動作
まず、前記（Ａ−２−２）の可変フィルタの選択波長切替動作にしたがい、通信相手どうしでお互いの送信波長に可変フィルタを切替える。ここで、相手の送信波長情報、通信要求はサーバ（サーバ端末３５、サーバ装置４０）を介して行う制御用通信でサーバ信号ＳＳ、ＳＯを用いて所得する。
【００９９】
接続しているユーザ端末（例えばユーザ装置３６にとってのユーザ端末３１）から送信されたユーザセル（アドレスＵのセル）はユーザ装置（例えばユーザ装置３６）のセルフィルタ（例えばセルフィルタ５０）により識別され、外部変調器（例えば外部変調器５３）による外部変調に使用される。
【０１００】
受信側では、帯域フィルタ（例えば帯域フィルタ５５）により、１５５０ｎｍ帯の光信号と１３００ｎｍ帯の光信号に分離される。受信側に到来した任意の１つのユーザ信号ＵＳに対応する光信号ＵＯは１５５０ｎｍ帯の１波長であり、可変波長フィルタ（可変フィルタ５６に相当する）によってこの１波長が選択される。次にこの光信号ＵＯは高速PDにより、光−電気変換され、受信側のユーザ端末へ送られる。
【０１０１】
（Ａ−２−４）サーバ通信（割り込み）動作
ネットワーク３０中の任意の１ユーザ端末からサーバ端末３５へのセル（アドレスＳのセル）を送信すると、当該ユーザ端末が接続されているユーザ装置のセルフィルタ（例えばセルフィルタ５０）により、当該セルは速度調整部（例えば速度調整部５１）へ送られ、数Mb/s以下の速度に変換される。
【０１０２】
当該速度調整部において数Ｍｂ／ｓ以下の速度に変換されたこの信号をもとに、光源（例えば光源５２）が直接変調される。
【０１０３】
この光源から出力される光信号は、重ねて、ユーザ信号ＵＳに基づいた外部変調を施されて外部変調器（外部変調器５３に相当する）から、スターカプラ４１へ送出される。
【０１０４】
スターカプラ４１から、重ねて変調されたこの光信号（ＵＯ＋ＳＯ）を受け取ったサーバ装置４０では、可変波長フィルタ６７により、各ユーザの波長λ１〜λｎをスキャンして、全ユーザの光信号を受信する。
【０１０５】
スキャンでは受信の成否は偶発的なタイミング関係に依存するので、必ずしも１回の送信だけで、受信側のサーバ装置４０に、送信した情報内容が確実に受信されるとは限らない。したがって、送信側のユーザ端末によるサーバ装置４０へのセル送信は、ある時間繰り返し送信する必要がある。
【０１０６】
本実施形態では、確実な受信のために、繰り返し送信の時間は、スキャンの１周期より長めの時間とする。繰り返し送信は、送信側のユーザ端末が同じ内容の情報を持つアドレスＳのセルを繰り返し送信することで実現することができる。
【０１０７】
低速PD６９により、低速変調の信号のみが受信（光−電気変換）される。低速変調はサーバ信号ＳＳに対応しているため、ここでユーザ信号ＵＳがカットされてサーバ信号ＳＳだけが取り出されたことになる。このサーバ信号ＳＳは、タイミング調整と速度調整を受けて、サーバ端末３５へ送られる。
【０１０８】
サーバ端末３５は受信した信号を整理処理する。この整理処理では、例えば、前記スキャンのタイミング関係により、途切れた情報内容が廃棄され、二重、三重に受信された同じ情報内容が廃棄され、重複や抜けのない一連の情報系列（サーバ信号）が再構築される。
【０１０９】
したがってこの整理処理の結果として得られるサーバ信号ＳＳは、途切れや重複のない情報系列であって、送信側のユーザ端末が繰り返して送信した情報の１回分に対応する情報となっている。
【０１１０】
サーバ端末３５は整理処理の結果として得られたこのサーバ信号ＳＳの内容を、折り返しスターカプラ４１へ送出するため、速度調整部６５へ出力する。整理処理の結果、同一期間の見かけ上の情報量は減少するため、低速ＰＤ６９から出力されたサーバ信号ＳＳに比べ、サーバ端末３５から速度調整部６５に出力されるサーバ信号ＳＳのデータレートは低い。
【０１１１】
速度調整部６５による速度調整後、このサーバ信号ＳＳに応じた直接変調が光源６６で行われる。光源６６からは、当該情報内容を持つ前記波長λＳの光信号ＳＯがスターカプラ４１に送出される。
【０１１２】
なお、本実施形態ではこのサーバ端末３５およびサーバ装置４０は、一種の交換装置として機能しており、通常の意味での再生中継器としての機能は持たず、等化増幅（Reshaping）、パルス再生（Regeneration）、タイミング再生（Retiming）のいわゆる３Ｒ機能は装備していないものとする。
【０１１３】
ネットワーク３０全体でみると、ユーザ間の情報伝送は、１対１通信の場合、各ユーザ装置３６〜３９に割り当てられたλ１〜λｎのうちの該当波長を利用して、送信側ユーザ端末→送信側ユーザ装置→スターカプラ４１→受信側ユーザ装置→受信側ユーザ端末の経路を用いて行われる（必要な場合にはその逆の経路も用いて双方向で行われる）のに対し、ユーザ間の制御用通信は、送信側ユーザ端末→送信側ユーザ装置→スターカプラ４１→サーバ装置４０→サーバ端末３５→サーバ装置４０→スターカプラ４１→受信側ユーザ装置→受信側ユーザ端末の経路で行われる。
【０１１４】
また、スターカプラ４１の内部を伝送される光信号の波長と情報の関係に注目すると、スターカプラ４１中の光信号ＵＯは各ユーザ装置に割り当てられた波長λ１〜λｎだけを持つが、ＳＯは各ユーザ装置から送出されてサーバ装置４０に受信されるまでは各ユーザ装置に割り当てられた波長λ１〜λｎを持ち、サーバ装置４０から出力されると１３００ｎｍ帯の１波長であるλＳを持つ。
【０１１５】
そしてλ１〜λｎのＳＯは、サーバ装置４０だけに受信されて処理され、ユーザ装置３６〜３９では処理されない。一方、λＳのＳＯは、サーバ装置４０には受信、処理されず、各ユーザ装置３６〜３９（およびユーザ端末３１〜３４）だけに受信、処理される。
【０１１６】
換言するなら、ネットワーク３０中には、制御用通信専用のループが、常時設定されているととらえることができる。そして固定的なこのループには、ネットワーク３０中の全ユーザ端末３１〜３４（および全ユーザ装置３６〜３９）が含まれている。
【０１１７】
なお、本実施形態でも、従来と同様に、可変フィルタの設定によって、情報伝送用通信で伝送される情報を、ループ状に巡回させることも可能である。
【０１１８】
もっとも本実施形態では、制御用通信（ネゴシエーション）も、１対２（あるいは１対多）の情報伝送も、割り込み（これも制御用通信の１つ）も、このようなループを使用することなく実行可能なので、ループを使用する必要性は低い。
【０１１９】
（Ａ−３）第１の実施形態の効果
本実施形態によれば、各ユーザ装置は、送信用構成部分と受信用構成部分を１つずつ備えるだけで、サーバ装置、サーバ端末を介して割り込みを行うことができる。すなわち、多機能な割に各ユーザ装置の規模が小さく、柔軟性の高いネットワークを提供することが可能である。
【０１２０】
また、本実施形態では、制御用通信と情報伝送用通信とは基本的に通信経路が相違し、大部分別なリソースを使用して行われるので、制御用通信専用の前記ループを、固定的に、常時、全ユーザ端末を包含するように設定しても、情報伝送用通信が受ける影響は従来ほど大きくない。
【０１２１】
そしてこのループを、固定的に、常時、全ユーザ端末が包含されるように設定することで、従来は必要であったループの設定や解消などに伴う複雑な手順が不要となる。
【０１２２】
さらに、本実施形態では、ユーザ装置の可変フィルタはスキャンを行う必要がなく、通信容量や処理能力の節約の点で有利である。
【０１２３】
（Ｂ）第２の実施形態
本実施形態は、ユーザ接続数を増やすために、時分割多重方式（ＴＤＭ）を用いて１波長を複数のユーザで共有することを特徴とする。
【０１２４】
（Ｂ−１）第２の実施形態の構成
以下では、第１の実施形態と本実施形態の相違する点だけを説明する。
【０１２５】
本実施形態のネットワーク１１０の全体構成を図７に示す。
【０１２６】
図７において、当該ネットワーク１１０は、ユーザ端末１１１〜１１８と、多重化装置１２１〜１２４と、スターカプラ１２５とを備えている。
【０１２７】
多重化装置１２１〜１２４は、１以上のユーザ端末を多重化する機能を持っているが、本実施形態では、各多重化装置には２つずつのユーザ端末が接続され、各多重化装置は自身に接続された２つのユーザ端末を多重化するものとする。
【０１２８】
すなわち、多重化装置１２１にはユーザ端末１１１，１１２が接続され、多重化装置１２２にはユーザ端末１１３，１１４が接続され、多重化装置１２３にはユーザ端末１１５，１１６が接続され、多重化装置１２４にはユーザ端末１１７，１１８が接続されている。
【０１２９】
また、各多重化装置１２１〜１２４には前記各ユーザ装置３６〜３９と同様に異なる１波長が割り当てられている。すなわち、多重化装置１２１には波長λ１が割り当てられ、多重化装置１２２には波長λ２が割り当てられ、多重化装置１２３には波長λ３が割り当てられ、多重化装置１２４には波長λ４が割り当てられている。
【０１３０】
本実施形態では、λ１〜λ４のうちの１波長は、同一の多重化装置に接続された２つのユーザ端末に共有されることになる。
【０１３１】
また、スターカプラ１２５は、これらの多重化装置１２１〜１２４を接続していて、各多重化装置１２１〜１２４から送出された光信号は、スターカプラ１２５により波長多重される。
【０１３２】
次に、多重化装置１２１〜１２４の内部構成について説明する。
【０１３３】
各多重化装置１２１〜１２４の内部構成は実質的に同じなので、ここでは、図６に多重化装置１２１を示したものとして説明する。
【０１３４】
図６において、多重化装置１２１は、３つのユーザ機能（ユーザ部）８１〜８３と、１つのサーバ機能（サーバ部）８４と、１つの共通部８５とを備えている。
【０１３５】
なお、多重化装置１２１はサーバ機能８４を備えているがその他の多重化装置も、多重化装置１２２はサーバ機能８４Ａを備え、多重化装置１２３はサーバ機能８４Ｂを備え、多重化装置１２４はサーバ機能８４Ｃを備えており、これら各サーバ機能８４〜８４Ｃについては図７に図示している。
【０１３６】
(Ｂ−１−１）ユーザ機能
図６において、３つのユーザ機能８１〜８３のうちユーザ機能８１にはユーザ端末１１１が接続されている。ユーザ機能８１以外の２つのユーザ機能に関しては、ユーザ機能８２に前記ユーザ端末１１２が接続されており、ユーザ機能８３には、ユーザ端末が接続されていないものとする。
【０１３７】
このユーザ機能８３には、必要に応じて、新たな３つ目のユーザ端末を接続することが可能である。
【０１３８】
ユーザ機能８２、８３の構造および機能は、図示しているユーザ機能８１の構造および機能と実質的に同じである。
【０１３９】
ユーザ機能８１は、フレーム処理(１）８６と、セルフィルタ８７と、フレーム処理(２）８８と、セルAdd８９と、DEMUX９０と、高速ＰＤ９１と、可変フィルタ９２とを備えている。
【０１４０】
本実施形態では、ＴＤＭはＳＤＨ（同期ディジタル・ハイアラーキ：  Synchronous Digital Hierarchy）のフレームを用いて多重し、通信情報はセル（ＡＴＭセル）に載せて転送するので、セルをＳＤＨのフレームに載せたり、ＳＤＨフレームからセルを取り出したりするためのフレーム処理の機能が必要になる。これがフレーム処理部８６、８８に相当する。
【０１４１】
フレーム処理部８６はユーザ端末１１１とのインタフェースとなる部分で、ユーザ端末１１１から供給を受けた低速なＳＤＨフレーム（例えばＳＴＭ−０フレームやＳＴＭ−１フレーム）から取り出したセルをセルフィルタ８７に送出するとともに、セルAdd８９から供給を受けた低速なセル流を、低速なＳＤＨフレームに収容してユーザ端末１１１に供給する。
【０１４２】
一方、フレーム処理部８８はネットワーク側のインタフェースとなる部分で、セルフィルタ８７から供給を受けた低速なセル流を低速なＳＤＨフレームに収容してＭＵＸ部１００に供給するとともに、DEMUX部９０から供給を受けた低速なＳＤＨフレームから低速なセル流を取り出してセルAdd８９に供給する。
【０１４３】
また、セルフィルタ８７は前記セルフィルタ５０と同様に、セルの行き先を識別するフィルタ部で、セルAdd８９は、フレーム処理部８８から供給されるセル流にサーバ機能８４からの信号を挿入する部分である。
【０１４４】
DEMUX部９０は、フレーム処理部８６とセルフィルタ８７を介してユーザ端末１１１から供給される選択切替信号ＦＳ１に応じて多重分離を実行し、TDMチャネルを選択する部分である。この多重分離によって、カプラ１０３から供給される高速なＳＤＨフレーム（一例としては、ＳＴＭ−１６フレーム）が低速化される。
【０１４５】
この選択切替信号ＦＳ１は可変フィルタ９２にも供給され、可変フィルタ９２による選択波長の切り替えと、DEMUX部９０による多重分離は連動して実行される。
【０１４６】
機能面において、可変フィルタ９２は前記可変フィルタ５６に対応し、セルAdd８９は前記セルAdd６０に対応し、高速ＰＤ９１は前記高速ＰＤ５７に対応し、セルフィルタ８７は前記セルフィルタ５０に対応する。
【０１４７】
次に、サーバ機能８４について説明する。
【０１４８】
（Ｂ−１−２）サーバ機能
サーバ機能８４は各ユーザ機能８１〜８３によって共用される構成部分である。
【０１４９】
このサーバ機能８４は、送信タイミング調整部９５と、受信タイミング調整部９６と、低速ＰＤ９７と、可変フィルタ９８と、スキャン制御部９９とを備えている。
【０１５０】
送信タイミング調整部９５は、各ユーザ機能８１〜８３のセルフィルタ（８７）から供給されるサーバ用のセル（サーバ信号ＳＳ１）の競合制御を行い、送信タイミングを調整する。したがって送信タイミング調整部９５から送出される電気のサーバ信号ＳＳ１は、各ユーザ機能８１〜８２から供給されるサーバ信号ＳＳ１を時分割多重したものととらえることができる。
【０１５１】
送信タイミング調整部９５から送信されたサーバ信号ＳＳ１は、共通部８５の光源１０２を直接変調するために使用される。
【０１５２】
可変フィルタ９８は前記可変フィルタ６７に対応し、スキャン制御部９９は前記スキャン制御部６８に対応し、低速ＰＤ９７は前記低速ＰＤ６９に対応する。
【０１５３】
受信タイミング調整部９６は、受信セルのタイミング制御を行う部分である。
【０１５４】
最後に、前記共通部８５について説明する。
【０１５５】
前記共通部８５は、ユーザ機能８１〜８３とサーバ機能８４とで共用され、ユーザ機能８１〜８３およびサーバ機能８４と、スターカプラ１２５との中間に配置されている。
【０１５６】
（Ｂ−１−３）共通部
この共通部８５は、ＭＵＸ部１００と、外部変調器１０１と、光源１０２と、カプラ１０３と、ＥＤＦＡ（光増幅器）１０４を備えている。
【０１５７】
ＭＵＸ部１００は、各ユーザ機能８１〜８３から供給される低速なＳＤＨフレームを多重して、高速なＳＤＨフレームとする部分である。
【０１５８】
サーバ機能８４の送信タイミング調整部９５から送信されたセル信号で直接変調を施されて光源１０２から出力される光信号は、外部変調器１０１においてさらに、この高速なＳＤＨフレームに応じた外部変調を施されることになる。
【０１５９】
そして外部変調器１０１から出力される光信号ＵＯ１＋ＳＯ１は、スターカプラ１２５に送出される。
【０１６０】
これとは反対に、スターカプラ１２５から供給される光信号ＵＯ１＋ＳＯ１を取り扱うのが、ＥＤＦＡ１０４と、カプラ１０３である。
【０１６１】
ＥＤＦＡ１０４は、共通部８５の受信側で光信号の損失を補う光増幅器であり、カプラ１０３は、ＥＤＦＡ１０４で増幅された光信号を、各ユーザ機能８１〜８２、およびサーバ機能８４に分配するカプラである。
【０１６２】
以下、上記のような構成を有する第２の実施形態の動作について説明する。
【０１６３】
（Ｂ−２）第２の実施形態の動作
（Ｂ−２−１）ユーザ端末送信時の動作
ユーザ（ユーザ端末１１１）から送信された低速のＳＤＨフレームがフレーム処理部８６で受信されると、当該ＳＤＨフレームからセルが取り出され、取り出されたセルはセルフィルタ８７に供給される。
【０１６４】
セルフィルタ８７ではセルのヘッダ情報をもとに、これらのセルが論理的に識別される。他ユーザへ送信するセル（ユーザ信号ＵＳ１）は、フレーム処理部８８に供給され、可変波長フィルタ９２やDEMUX部９０を切替えるためのセル（選択切替信号ＦＳ１）は、可変フィルタ９２とDEMUX部９０に供給され、サーバ機能８４へ送るセル（サーバ信号ＳＳ１）はサーバ機能８４の送信タイミング調整部９５へ供給される。
【０１６５】
ユーザ信号ＵＳ１をなすセルは、フレーム処理部８８で低速なＳＤＨフレームに収容され、共通部８５のＭＵＸ部１００で、他のユーザ機能（例えばユーザ機能８２）から出力された低速なＳＤＨフレームと時分割多重（ＴＤＭ）されて高速なＳＤＨフレーム（多重信号）として外部変調器１０１に出力される。
【０１６６】
この多重信号は外部変調器１０１により光源１０２からの出力光信号に外部変調をかけるために使用される。
【０１６７】
一方、サーバ信号ＳＳ１をなすセルは、サーバ機能８４の送信タイミング調整部９５で、他のユーザ機能（例えばユーザ機能８２）から出力されたセル（サーバ信号ＳＳ１）との競合を避けるためのタイミング処理及び光源１０２の直接変調をかけるためのタイミング調整を受ける。この後、送信タイミング調整部９５から送信されたサーバ信号ＳＳ１を用いて光源１０２に直接変調をかけることで、上述した出力光信号が得られる。
【０１６８】
以上により、多重化装置１２１に割り当てられた１波長（λ１）に、各ユーザのユーザ信号ＵＳ１に基づいた高速変調と、各ユーザのサーバ信号ＳＳ１に基づいた低速変調が施されて、光信号ＵＯ１＋ＳＯ１が得られ、この光信号がスターカプラ１２５に送出される。
【０１６９】
ネットワーク１１０の他の多重化装置１２２〜１２４でも同様な動作が行われる。
【０１７０】
（Ｂ−２−２）ユーザ端末受信時の動作
ネットワーク側（すなわちスターカプラ１２５）から受信した光信号（波長多重されている）は、ＥＤＦＡ１０４により、光の損失を補い、カプラ１０３により各ユーザ機能８１、８２およびサーバ機能８４に分配される。
【０１７１】
ユーザ機能８１では、可変波長フィルタ９２により所望の光波長を選択し、高速ＰＤ９１により光−電気変換し、ＤＥＭＵＸ部９０でＴＤＭの所望のチャネルを選択する。
【０１７２】
可変フィルタ９２による選択波長の切り替えが、ネットワーク１１０中の多重化装置１２１〜１２４を特定する操作であるとすると、このDEMUX部９０によるＴＤＭチャネルの選択は、特定された多重化装置のなかのユーザ端末を特定する操作である。
【０１７３】
例えば、ユーザ端末１１１がユーザ端末１１５と通信したい場合には、可変フィルタ９２をλ３に設定することによって多重化装置１２３を指定し、DEMUX部９０でＴＤＭチャネルを指定することによって、通信相手がユーザ端末１１６ではなく、ユーザ端末１１５であることを指定することになる。
【０１７４】
このような可変フィルタ９２と、高速ＰＤ９１と、DEMUX部９０を経て取り出されたユーザ信号ＵＳ１は、フレーム処理部８８で一旦フレームを外され、セルの状態される。
【０１７５】
そしてこのセル流にサーバ信号ＳＳ１のセルを挿入し、フレーム処理部８６で再度、フレームに載せてユーザ端末１１１へ供給する。
【０１７６】
ここで、高速ＰＤ９１は、第１の実施形態同様に、外部変調器（１０１）で高速変調（外部変調）した信号しか受信しない。すなわち高速ＰＤ９１は低速変調には対応できないため、高速変調成分だけを取り出して電気信号に変換する。
【０１７７】
サーバ機能８４の方は、可変波長フィルタ９８をある一定の周期で切替えてスキャンし、全波長をタイムシェアリングで受信する。
【０１７８】
そして、受信した光信号ＳＯ１は低速ＰＤ９７で電気のサーバ信号ＳＳ１に変換され、受信タイミング調整部９６では、当該ＳＳ１のセルを、フレーム処理部８８から８６へ向かうユーザ信号ＵＳ１のセル流に挿入するためのタイミング調整を行う。
【０１７９】
ここで、低速ＰＤは第１の実施形態と同様に、低速変調（直接変調）の信号しか受信しない。すなわち低速ＰＤ９７は高速変調には対応できないため、低速変調成分だけを取り出して電気信号に変換する。
【０１８０】
ネットワーク１１０の他の多重化装置１２２〜１２４でも同様な動作が行われる。
【０１８１】
（Ｂ−２−３）ネットワークの信号の流れ
図７を参照しながら、ネットワーク１１０全体についての信号の流れを説明する。
【０１８２】
図７は、ユーザ１（ユーザ端末１１１）とユーザ５（ユーザ端末１１５）が通信を行っているときに、ユーザ３（ユーザ端末１１３）がユーザ端末１１１に割り込みをかけたいときの信号の流れを示している。
【０１８３】
ユーザ端末１１１の可変波長フィルタ９２はλ３を選択し、ＤＥＭＵＸ部９０はユーザ端末１１５のチャネルを選択しているので、ユーザ端末１１３から送信されたユーザ信号ＵＳ１は受信できない。
【０１８４】
そこで、ユーザ３はサーバ信号ＳＳ１、ＳＯ１を繰り返し送信し、サーバ機能８４を介してユーザ端末１１１への割り込みを試みる。
【０１８５】
ここで、サーバ機能８４の受信は全波長（本実施形態ではλ１〜λ４）をスキャンしているので、ユーザ端末１１３がサーバ信号ＳＳ１を１回送信しただけでは受信できない可能性があるが、繰り返し送信することにより、確実に受信することができる。
【０１８６】
そしてサーバ機能８４が受信したなら、このサーバ信号ＳＳ１は、フレーム処理部８８から８６へ向かうユーザ信号ＵＳ１（この場合この信号は、通信中のユーザ端末１１５からユーザ端末１１１が受信しているユーザ信号）のセル流に挿入されて、ユーザ端末１１１に受信される。
【０１８７】
この受信により、ユーザ端末１１１は、ユーザ端末１１３の割り込みを認識することができる。
【０１８８】
なお、同じ多重化装置に接続されているユーザ端末どうしの通信は次のようにして行われる。
【０１８９】
例えば多重化装置１２１に接続されているユーザ端末１１１とユーザ端末１１２が通信するには、ユーザ機能８１の可変フィルタ９２をλ１に設定し、ユーザ機能８２の可変フィルタもλ１に設定しておく。そしてユーザ機能８１のDEMUX部９０とユーザ機能８２のDEMUX部で相手ユーザのＴＤＭチャネルを選択し合うことにより、スターカプラ１２５を介してユーザ端末１１１とユーザ端末１１２が通信することができる。
【０１９０】
したがって各ユーザ端末から見た場合、通信に関する本実施形態のネットワーク１１０の性能は、第１の実施形態のネットワーク３０と同等である。例えばユーザ端末１１１から見て、通信相手となるユーザ端末が、同じ多重化装置１２１に接続されているユーザ端末１２２であるか、他の多重化装置１２２〜１２４に接続されているユーザ端末１１３〜１１８であるかを、意識する必要はない。
【０１９１】
また、第１の実施形態と比較するなら、本実施形態のサーバ機能８４は、第１の実施形態のサーバ端末（３５）およびサーバ装置（４０）に相当するものとしてとらえることもできるし、ユーザ装置（３６）内部のタイミング調整部（５４）、低速ＰＤ（５８）、速度調整部（５１）などに相当するものとしてとらえることもできる。
【０１９２】
なお、本実施形態では、第１の実施形態のサーバ端末３５が行っていた整理処理は、各ユーザ端末１１１〜１１８が分担することになる。
【０１９３】
（Ｂ−３）第２の実施形態の効果
本実施形態によれば、第１の実施形態の効果と同等な効果を得ることができる。
【０１９４】
加えて、本実施形態では、第１の実施形態においてネットワーク３０中に１つしか存在しなかったサーバ機能（サーバ端末およびサーバ装置）が、ネットワーク１１０全体に分散されることになる。
【０１９５】
したがって、例えば、サーバ機能に障害が発生したり、保守点検の必要が生じた場合でも、第１の実施形態ではその影響はネットワーク全体に波及する可能性があるが、本実施形態では、影響範囲は限定される。
【０１９６】
また、本実施形態の各ユーザ機能は、第１の実施形態では全ユーザ装置がユーザ端末ごとに備えていたサーバ用の受信器およびサーバ用の送信器の一部の構成要素（例えばタイミング調整部（５４）や速度調整部（５１））をサーバ機能（８４）に搭載し、同じ多重化装置（１２１）に接続されたユーザ端末間で共有化できる。このため、同じ多重化装置に接続されるユーザ端末数が増加すればするほど、本実施形態の各多重化装置の利用効率は上昇し、その規模は、第１の実施形態のユーザ装置に比べて、収容するユーザ数の割に小さくすることができ、コストも低減することが可能である。
【０１９７】
（Ｃ）第３の実施形態
第２の実施形態では、受信タイミング調整部（９６）、セルAdd（８９）、フレーム処理部（８６）を介して、各ユーザ端末は、他サーバから送信された全セル信号の情報内容を受信することになり、これらの整理処理を行わなければならず、負担が大きかった。
【０１９８】
また、第２の実施形態の構成上、各ユーザ端末が受信するサーバ信号の情報内容は、通常、その大半もしくは全部が、自身には無関係な情報であり、そのような情報の処理のために処理能力を消費するのは、効率性の点で問題があった。
【０１９９】
また、この情報は、スキャンしている同じ可変フィルタ（９８）を通過してきた情報であるため、同じ多重化装置に接続されている各ユーザ端末は、まったく同じ内容の整理処理を重複して行っていることになり、効率的でなかった。
【０２００】
さらに第２の実施形態では、繰り返し送信が各ユーザ端末の負担となっていたことにより、各ユーザ端末の処理能力が消費されるとともに、同じ多重化装置内のユーザ機能とサーバ機能のあいだに流れるセル流が多く、制御用の通信のために、本来の情報伝送のための転送容量を低下させる可能性があった。
【０２０１】
本実施形態は、ユーザ端末の処理能力および転送容量のうち、制御用通信に消費される部分を最小限に圧縮し、情報伝送のために使用する部分を確保することを特徴とする。
【０２０２】
(Ｃ−１）第３の実施形態の構成および動作
以下では、第２の実施形態と本実施形態の相違する点だけを説明する。
【０２０３】
本実施形態のネットワーク１３０の全体構成を図９に示す。
【０２０４】
図９において、当該ネットワーク１３０は、ユーザ端末１１１〜１１８と、多重化装置１３１〜１３４と、スターカプラ１２５とを備えている。
【０２０５】
第２の実施形態と同一符号を付したユーザ端末１１１〜１１８およびスターカプラ１２５は、第２の実施形態の各部と同一機能を持っていてよい。
【０２０６】
本実施形態と第２の実施形態の主要な相違点は、多重化装置１３１〜１３４の内部構成と、各多重化装置に接続されている端末装置にある。
【０２０７】
本実施形態の各多重化装置１３１〜１３４に接続されている端末装置には、ユーザ端末１１１〜１１８のほかに、サーバ端末１３６〜１３９が１つずつ含まれている。
【０２０８】
すなわち、多重化装置１３１にはユーザ端末１１１，１１２とサーバ端末１３６が接続され、多重化装置１３２にはユーザ端末１１３，１１４とサーバ端末１３７が接続され、多重化装置１３３にはユーザ端末１１５，１１６とサーバ端末１３８が接続され、多重化装置１３４にはユーザ端末１１７，１１８とサーバ端末１３９が接続されている。
【０２０９】
また、多重化装置１３１はサーバ機能１４０を備え、 多重化装置１３２はサーバ機能１４０Ａを備え、多重化装置１３３はサーバ機能１４０Ｂを備え、多重化装置１３４はサーバ機能１４０Ｃを備えている。
【０２１０】
各多重化装置１３１〜１３４の内部構成は実質的に同じなので、ここでは、図８に多重化装置１３１の内部構成を示したものとして説明する。
【０２１１】
（Ｃ−１−１）多重化装置の内部構成および動作
図８において、図６と同一符号を付した各部、すなわち構成部分８６〜９２、９８〜１０４は図６の各部と同一機能であってよい。第２の実施形態と本実施形態の実質的な相違点は、サーバ機能（サーバ部）１４０に集中している。
【０２１２】
すなわち、本実施形態のサーバ機能１４０は、出力端子が１つの受信タイミング調整部１４１と、セルAdd１４２と、セルフィルタ１４３と、分配部１４４と、入力端子が１つの送信タイミング調整部１４５とを備えていることを特徴とする。
【０２１３】
例えば、ユーザ機能８１からのセル信号（サーバ信号）ＳＳ１は、サーバ機能１４０のセルAdd１４２により、受信側セル流に挿入され、サーバ端末１３６へ供給される。
【０２１４】
このセル信号ＳＳ１については、ユーザ端末１１１は、同じ内容のセルの送信を１回だけ行えばよい。第２の実施形態では、多重化装置内の各ユーザ端末が行っていたサーバ信号ＳＳ１の繰り返し送信は、本実施形態においてはサーバ端末１３６が一元的に行う。
【０２１５】
サーバ端末１３６は、スターカプラ１２５を介して他サーバ（他の多重化装置のサーバ機能）からもたらされたサーバ信号ＳＳ１、ＳＯ１と、自装置接続のユーザ（ここではユーザ端末１１１および１１２）からのサーバ信号ＳＳ１を受信する。
【０２１６】
これらのサーバ信号を受信すると、サーバ端末１３６は、他サーバからのサーバ信号のセルに対して前記整理処理を実行後、自装置接続のユーザからのサーバ信号と他サーバからのサーバ信号のセルヘッダに異なる値を付与する。そして、自装置接続ユーザからのサーバ信号ＳＳ１に対応するセルは、他サーバに確実に情報内容を受信させるため、当該サーバ端末１３６から繰り返し送信される。
【０２１７】
この繰り返し送信は、スキャンしている他サーバの可変フィルタを確実に通過させるためのものであるため、当該セルが自装置接続ユーザ宛てのセルである場合（すなわち、自装置接続ユーザ間の制御用通信の場合）は、繰り返し送信の必要はない。
【０２１８】
サーバ端末１３６から送信された他サーバ由来のセルと、自装置接続ユーザ由来のセルは、ともにセルフィルタ１４３によって受信される。セルフィルタ１４３は自装置接続ユーザ由来であるか、他サーバ由来であるかを区別すること無く、セルの宛先情報に応じて自装置接続ユーザ宛てのセルは分配部１４４に供給し、他装置接続ユーザ宛てのセルは送信タイミング調整部１４５に供給する。
【０２１９】
分配部１４４では、供給を受けたセルの宛先をさらに細かく、一意に識別して、宛先ユーザが接続されているユーザ機能のセルAdd（例えばセルAdd８９）に、当該セルを供給する。
【０２２０】
例えばユーザ端末１１１がユーザ端末１１２宛てに送信したサーバ信号ＳＳ１の持つ情報内容は、ユーザ端末１１１→フレーム処理部８６→セルフィルタ８７→セルAdd１４２→サーバ端末１３６→セルフィルタ１４３→分配部１４４→ユーザ機能８２のセルAdd→ユーザ機能８２のフレーム処理部→ユーザ端末１１２の経路で、ユーザ端末１１２に伝送することができる。
【０２２１】
しかも、本実施形態によれば、セルフィルタ１４３と分配部１４４で、セルの宛先ユーザ端末が一意に識別され、各ユーザ端末は自身に宛てられたセルだけを受信することになる。
【０２２２】
一方、他装置接続ユーザ宛てのセルは、送信タイミング調整部１４５を介して光源１０２へ供給される。
【０２２３】
いま、ユーザ端末１１１とユーザ端末１１５が１対１通信を行っているとき、ユーザ端末１１３がユーザ端末１１１に対して割り込みをかける場合について考える。
【０２２４】
ユーザ端末１１３は、多重化装置１３２内のサーバ機能１４０Ａに対し、サーバ信号（ＳＳ１）でユーザ端末１１１への割り込みセルを送信する。この割り込みセルの送信は、同一内容のセルが繰り返し送信されることなく、一回だけ行われる。割り込みセルは少なくとも、受信したユーザ端末１１１が、割り込みをかけられていることを認識することができる情報内容を持っている。
【０２２５】
当該割り込みセルを受信したサーバ端末１３７は、当該割り込みセルを繰り返し送信する。この繰り返し送信により、サーバ機能１４０Ａを介して同一内容の割り込みセルが繰り返しスターカプラ１２５に送出されるため、当該割り込みセルの持つ情報内容は、スキャンしているサーバ機能１４０の可変フィルタ９８を、確実に通過する。
【０２２６】
可変フィルタ９８を通過した割り込みセルの持つ情報内容は、各部９７，１４１，１４２を経てサーバ端末１３６で受信され、サーバ端末１３６で整理処理を受けて送信されるので、セルフィルタ１４３、分配部１４４を介してセルAdd８９に供給されて、フレーム処理部８６を介してユーザ端末１１１に受信される。
【０２２７】
(Ｃ−２）第３の実施形態の効果
本実施形態によれば、第２の実施形態の効果とほぼ同等な効果を得ることができる。
【０２２８】
加えて、本実施形態では、第２の実施形態において各ユーザ端末が負担していた整理処理や繰り返し送信などの処理は、サーバ端末の負担になるので、制御用通信のためのユーザ端末の負荷が最小限に抑制され、ユーザ機能とサーバ機能のあいだに流れるセル流が減少する。これにより、ユーザ端末の処理能力および転送容量は、情報伝送のために確保される。
【０２２９】
また本実施形態では、第２の実施形態において同一の多重化装置に接続されている各ユーザ端末が重複して行っていた整理処理は、１つのサーバ端末が行うことになるため、単に負荷の負担先が各ユーザ端末からサーバ端末に替わっただけでなく、１多重化装置あたりで見た負荷の総量そのものが、第２の実施形態に比べて低減される。
【０２３０】
(Ｄ）他の実施形態
第１〜第３の実施形態では、各ユーザに割り当てられたλ１〜λｎの各波長は１５５０ｎｍ帯の波長であるものとし、サーバ信号用の波長λＳは、１３００ｎｍ帯に設定されるものとした。その理由は、光インタフェース規格（ＩＴＵ−ＴのＧ．６９２）規格で、１５５０ｎｍ帯には多数の波長を多重することが許容されているが、１３００ｎｍ帯には複数の波長を多重することは許容されていないためである。
【０２３１】
したがって原理上は、これに拘束されずに、λ１〜λｎおよびλＳを、上述した以外のあらゆる波長に設定することが可能である。
【０２３２】
例えば、第１の実施形態において、λＳも１５５０ｎｍ帯の１波長に設定することは、原理上はもちろん、規格上も可能である。
【０２３３】
なお、第１の実施形態のユーザ装置、サーバ装置およびサーバ端末の構成と、第２の実施形態の多重化装置の構成と、第３の実施形態の多重化装置の構成の３つの構成は、１つのネットワークに混在させることが可能である。同様に、これら３つの構成のなかから選択した任意の２つの構成を１つのネットワークに混在させることも可能である。
【０２３４】
また、第１〜第３の実施形態では、制御用通信はサーバ信号ＳＳ（あるいはＳＳ１）、ＳＯ（あるいはＳＯ１）を用いて行い、情報伝送用通信はユーザ信号ＵＳ（あるいはＵＳ１）、ＵＯ（あるいはＵＯ１）を用いて行うものとしたが、必ずしもこのように限定する必要はない。
【０２３５】
さらに、第３の実施形態では、サーバ端末（１３６）が整理処理と繰り返し送信の双方を行ったが、どちらか一方を行うだけでも、各ユーザ端末（１１１）の処理能力にかかる負荷を軽減し、情報伝送用の転送容量を確保するために、一定の効果が期待できる。
【０２３６】
なお、第３の実施形態では、多重化装置（１３１）の外にサーバ端末（１３６）を接続しているが、当該サーバ端末の持つ機能は、サーバ機能（１４０）に含めてもよい。同様のことは、第１の実施形態のサーバ端末（３５）とサーバ装置（４０）などについても当てはまる。
【０２３７】
さらに、本発明は、セル転送に限らず、他のパケット転送やフレーム転送などに適用しても効果的である。
【０２３８】
また、第１〜第３の実施形態では、ユーザ装置３６〜３９や、多重化装置１２１〜１２４や、多重化装置１３１〜１３４等は、送信機能と受信機能の双方を備えていたが、どちらか一方だけを装備するようにしてもよい。
【０２３９】
さらにまた、第１〜第３の実施形態では、光波長多重ネットワークを例に説明したので、ネットワーク上を光信号が伝送されたが、本発明は、ネットワーク上に電気信号を伝送させるような場合にも適用可能である。
【０２４０】
すなわち、本発明は、所定の送信波長で光送信信号を伝送路に送出する送信装置、伝送路から光受信信号を受信する受信装置、あるいは、伝送路から光受信信号を受信すると共に、所定の送信波長で光送信信号を当該伝送路に送信する通信装置、伝送路から光受信信号を受信すると共に、所定の送信波長で光送信信号を当該伝送路に送信し、複数の端末装置を収容している通信装置、ならびに、伝送路から光受信信号を受信すると共に、割り当てられた所定の送信波長で光送信信号を当該伝送路に送信して、請求項３の通信装置間の通信経路を交換する交換装置、あるいはこれらの交換装置や通信装置を接続して構成されるネットワークについて、広く適用することができる。
【０２４１】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、多機能な割りに各送信装置、受信装置、通信装置、交換装置の規模が小さい、柔軟性のあるネットワークを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態に係るユーザ装置の構成を示す概略図である。
【図２】従来のネットワークの構成を示す概略図である。
【図３】第１の実施形態のネットワークの構成および動作を示す概略図である。
【図４】第１〜第３の実施形態の動作を示す波形図である。
【図５】第１の実施形態のサーバ装置の構成を示す概略図である。
【図６】第２の実施形態の多重化装置の構成を示す概略図である。
【図７】第２の実施形態のネットワークの構成を示す概略図である。
【図８】第３の実施形態の多重化装置の構成を示す概略図である。
【図９】第３の実施形態のネットワークの構成を示す概略図である。
【符号の説明】
１０，３０、１１０，１３０…ネットワーク、１９，４１…スターカプラ、３１〜３４…ユーザ端末、３５…サーバ端末、３６〜３９…ユーザ装置、４０…サーバ装置、５６…可変フィルタ、５７、９１…高速ＰＤ、５８，６９、９７…低速ＰＤ、８１〜８３…ユーザ機能、８４、８４Ａ〜８４Ｃ…サーバ機能、１２１〜１２４、１３１〜１３４…多重化装置。
【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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